DE112009001283T5 - Organisches Elektrolumineszenzelement - Google Patents

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DE112009001283T5
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Abstract

Organisches Elektrolumineszenzelement, bei welchem eine Anode, eine Lumineszenzschicht aus einem organischen Material und eine Kathode der Reihe nach auf einem Substrat laminiert sind, wobei das organische Elektrolumineszenzelement umfasst:
eine Elektroneninjektionsschicht, welche zwischen der Lumineszenzschicht und der Kathode gebildet ist, um Elektronen in die Lumineszenzschicht zu injizieren, wobei die Elektroneninjektionsschicht aus einem Metall mit als einem Hauptbestandteil wenigstens einem aus einem Alkalimetall oder einem Erdalkalimetall besteht; und
einer Fullerenschicht, welche Fullerene enthält, gebildet zwischen der Elektroneninjektionsschicht und der Kathode,
wobei die Fullerenschicht wenigstens eines aus einem Alkalimetall oder einem Erdalkalimetall umfasst.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft organische Elektrolumineszenzelemente, und insbesondere ein organisches Elektrolumineszenzelement, welches in Display- bzw. Anzeigeeinrichtungen und Beleuchtungen verwendet wird, und ein Herstellungsverfahren für dieses.
  • Stand der Technik
  • Ein Element, von welchem Lumineszenz (Elektrolumineszenz) durch Anlegen einer Spannung an einen dünnen Film aus organischem Material, welches zwischen zwei Elektroden angeordnet ist, erhalten werden kann, wird ein organisches Elektrolumineszenzelement bezeichnet (im Folgenden organisches EL-Element bezeichnet). Ein organisches EL-Element, welches ein organisches Material mit niedrigem Molekulargewicht verwendet, wurde in den 1960ern entdeckt (siehe Nicht-Patentliteratur 1), und die Elementstruktur und praktische Verfahren wurden in den 1980ern entwickelt (siehe Nicht-Patentliteratur 2). Ein organisches EL-Element unter Verwendung eines organischen Materials mit niedrigem Molekulargewicht ist dadurch gekennzeichnet, dass es wenige Pixelfehler aufweist, da der organische dünne Film hiervon durch Vakuumabscheidung hergestellt wird, bei welcher das Einmischen von Verunreinigungen und Staub bei einem Verfahren unter Vakuum gering ist. Nachfolgend wurde in der ersten Hälfte der 1990er ein organisches EL-Element unter Verwendung von polymeren Molekülen beschrieben (siehe Nicht-Patentliteratur 3). Ein organisches EL-Element unter Verwendung von polymeren Material ist dadurch gekennzeichnet, dass ein geeignetes Verfahren unter Atmosphärendruck verwendet wird und dass der Materialverlust gering ist, da der organische dünne Film hiervon durch das Aufbringen einer flüssigen Lösung oder einer Dispersionsflüssigkeit, welche als ein Ergebnis des Auflösens polymerer Moleküle in einem Lösungsmittel erhalten wird, durch ein Nassverfahren aufgebracht wird. Beide organische EL-Elemente sind dadurch gekennzeichnet, dass sie selbstleuchtend und hell sind, eine geringe Blickwinkelabhängigkeit aufweisen, die Flächenvergrößerung und das feine Anordnen vereinfachen, usw., und werden als eine Lumineszenzquelle in einem Display und als eine Lichtquelle für die Beleuchtung entwickelt.
  • 1 zeigt einen konstruktiven Querschnitt des herkömmlichen organischen EL-Elementes, welches in der Nicht-Patentliteratur 2 beschrieben ist. Ein organisches EL-Element 500, welches in 1 beschrieben ist, umfasst ein transparentes bzw. durchsichtiges Substrat 501, eine transparente bzw. durchsichtige untere Elektrode 502, eine organische Schicht 503, und eine lichtundurchlässige bzw. opake obere Elektrode 504. Die transparente untere Elektrode 502 ist auf das transparente Substrat 501 in einer Struktur laminiert, die es ermöglicht, dass die Lumineszenz von der organischen Schicht 503 von der Substratseite erhalten werden kann. Eine Metallelektrode wird als die lichtundurchlässige obere Elektrode 504 verwendet, und die Lumineszenz von der organischen Schicht 503 wird reflektiert. Im Folgenden wird ein organisches EL-Element mit der gleichen Struktur wie das organische EL-Element 500 als ein organisches EL-Element mit Bodenemission bzw. unterer Emission beschrieben.
  • Im Gegensatz dazu zeigt 2 einen konstruktiven Querschnitt des herkömmlichen organischen EL-Elementes mit einer Struktur, die es ermöglicht, dass die Lumineszenz von der organischen Schicht von der oberen Elektrodenseite (siehe Patentliteratur 1 usw.) erhalten werden kann. Ein organisches EL-Element 600, welches in 2 beschrieben ist, umfasst ein lichtundurchlässiges Substrat 601, eine lichtundurchlässige untere Elektrode 602, eine organische Schicht 603, und eine transparente obere Elektrode 604. Die lichtundurchlässige untere Elektrode 602 ist auf dem lichtundurchlässigen Substrat 601 in einer Struktur laminiert, die es ermöglicht, dass die Lumineszenz von der organischen Schicht 603 von der transparenten oberen Elektrode 604 erhalten wird. Im Folgenden wird ein organisches EL-Element, welches die gleiche Struktur wie das organische EL-Element 600 aufweist, als ein organisches EL-Element mit oberer Emission bzw. Top-Emission beschrieben.
  • Wenn die Anwendbarkeit auf ein aktives organisches EL-Display vom Matrixtyp, enthaltend ein organisches EL-Element und einen Dünnfilmtransistor (im Folgenden TFT bezeichnet), das solch ein organisches EL-Element antreibt, betrachtet wird, ist das organische EL-Element mit Top-Emission geeigneter als das organische EL-Element mit Bottom-Emission. Dies liegt daran, dass, da die Lumineszenz bei dem organischen EL-Element mit Bottom-Emission von der Substratseite gewonnen wird, der Bereich der Pixelfläche, welcher durch eine organische EL-Lumineszenzeinheit besetzt werden kann, auf einen anderen Bereich auf dem Substrat als den Bereich für den lichtundurchlässigen bzw. opaken TFT und die elektrische Verdrahtung begrenzt ist. Gleichzeitig muss der Bereich für den TFT und die elektrische Verdrahtung innerhalb eines Pixels minimiert werden, da das Sichern eines Bereichs für das organische EL-Element Priorität hat, so dass die Freiheit des Designs eingeschränkt ist.
  • Da, im Gegensatz dazu, in dem Fall des organischen EL-Elementes mit Top-Emission die Lumineszenz von der Seite gewonnen wird, welche dem Substrat gegenüberliegt, kann das organische EL-Element auf der TFT-Schicht auf der Substratseite gebildet werden, und der Bereich der TFT-Schicht kann so viel wie die Pixelfläche erweitert werden. Demzufolge ist es möglich, die Strommenge, die an das organische EL-Element angelegt wird, zu erhöhen, da die TFT-Kanalbreite vergrößert wird, oder es ist möglich, die Anzahl von TFTs zu erhöhen und einen Stromkompensationskreis zu bilden, wodurch die Lumineszenzverteilung des Displays in der Ebene gleichmäßig wird. Da zusätzlich der Teil der organischen EL-Elementfläche, welche die Pixelfläche besetzt, erhöht wird, verringert sich die Lumineszenzlast je Einheitspixel und die Lebensdauer des Displays verbessert sich.
  • Insbesondere wird bei dem organischen EL-Element mit Top-Emission, welches in Anwendungen für Displays sehr vorteilhaft ist, eine metallische Oxidelektrode, wie eine Indium-Zinn-Oxid(im Folgenden ITO bezeichnet)-Elektrode als die Elektrode für die transparente obere Elektrode 604 verwendet. Da es schwierig ist, diese zu einem dünnen Film mit ausreichender Transparenz und Leitfähigkeit durch widerstandsbeheizte Abscheidung zu formen, werden das Sputterverfahren und andere Film bildende Verfahren unter Verwendung von Plasma eingesetzt.
  • Des Weiteren ist, im Allgemeinen, bei der organischen EL-Elementstruktur die untere Elektrode eine Anode und die obere Elektrode eine Kathode. Insbesondere wird in dem Fall eines organischen EL-Elementes unter Verwendung von organischen polymeren Molekülen, eine Polymerschicht durch ein Nassverfahren, wie ein Aufschleuderverfahren oder Tintenstrahlverfahren gebildet. Alkalimetall, Erdalkalimetall oder deren Salze, welche als eine Kathode verwendet werden, die eine Funktion hat Elektroden bereitzustellen, reagiert mit Wasser oder Sauerstoff und wird schnell instabil. In dem Fall, in dem eine Kathode die untere Elektrode ist, reagiert das Alkalimetall, Erdalkalimetall oder deren Salze, welche die untere Elektrode bilden, jedoch mit der organischen Schicht, welche zu Beginn der Bildung eine flüssige Schicht ist, und gegenseitige Eluierung oder gegenseitige Dispersion tritt an der Laminierungszwischenfläche auf, und daher wird die Kontrolle der Laminierungszwischenfläche schwierig. Auch aus diesem Grund wird die Struktur, bei welcher eine Kathode die obere Elektrode ist, eingesetzt.
  • Wie oben beschrieben ist, wird in dem Fall, in dem die transparente obere Elektrode, dargestellt durch ITO, eine Kathode ist, eine Elektroneninjektionsschicht mit den folgenden charakteristischen Eigenschaften zwischen der transparenten Kathode und der organischen Lumineszenzschicht benötigt, um die Elektronen in die organische Lumineszenzschicht einzuführen.
    • (1) Fördern des Injizierens von Elektronen von der transparenten Kathode zu der organischen Lumineszenzschicht,
    • (2) Schützen der organischen Lumineszenzschicht vor Schäden während der Bildung des transparenten Kathodenfilms und
    • (3) die optische Transparenz ist hoch.
  • (1) Liegt daran, dass die transparente obere Elektrode aus einem metallischen Oxid, dargestellte durch ITO, von ihrer Arbeitsfunktion, ausgezeichnete Lochinjektionseigenschaften jedoch schlechte Elektroneninjektionseigenschaften aufweist, und die Elektroneninjektionseigenschaften müssen unterstützt werden. (2) Ist für den Schutz der organischen Lumineszenzschicht vor Plasmaschäden, welche zu der Schädigung der Lumineszenzausbeute führen, dem Ansteigen der Antriebsspannung bzw. Betriebsspannung (drive voltage) und der Zerstörung der Lebensdauer des Elementes, da das filmbildende Verfahren für das metallische Oxid, wie ITO, ein Film bildendes Verfahren unter Verwendung von Plasma ist. (3) Ist für die Transmission der Lumineszenz der organischen Lumineszenzschicht.
  • Um die zuvor genannten Anforderungen an eine Elektroneninjektionsschicht zu erfüllen, sind herkömmliche organische EL-Elemente in der Patentliteratur 2, Patentliteratur 3, Patentliteratur 4 usw. offenbart.
  • In der Patentliteratur 2 wird ein metalldotiertes organisches Material als eine untere Schicht einer transparenten Elektrode verwendet und mit der Existenz des metalldotierten organischen Materials wird ein Schaden der organischen Lumineszenzschicht während der Bildung der transparenten Kathode verringert und die Elektroneninjektion wird gefördert. Als das organische Material, welches in der metalldotierten organischen Materialschicht verwendet wird, wird ein allgemein verwendetes pi-Elektronen Elektronentransportmaterial mit niedrigem Molekulargewicht vorgeschlagen.
  • Des Weiteren offenbart die Patentliteratur 3 die Verwendung von metalldotierten Fullerenen.
  • Des Weiteren werden in der Patentliteratur 4 die Elektronen transportierenden Eigenschaften, die ohmsches Verhalten zeigen, unter Verwendung einer Schicht realisiert, umfassend Fullerene als eine Elektronentransportschicht, und das Formen in der folgenden Reihenfolge: eine Schicht umfassend ein Alkalifluorid, in der oberen Schicht oder unteren Schicht der Elektronentransportschicht; und anschließend eine obere Elektrode umfassend ein leitfähiges Material.
  • Patentliteratur
    • PTL 1: Veröffentlichung der ungeprüften japanischen Patentanmeldung Nr. 10-162959
    • PTL 2: Veröffentlichung der ungeprüften japanischen Patentanmeldung Nr. 2004-12774
    • PTL 3: Veröffentlichung der ungeprüften japanischen Patentanmeldung Nr. 2000-260572
    • PTL 4: Veröffentlichung der ungeprüften japanischen Patentanmeldung Nr. 2004-327436
  • Nicht-Patentliteratur
    • NPL 1: M. Pope et al., Journal of Chemical Physics, Band 38, Seiten 2042 bis 2043; 1963
    • NPL 2: C. W. Tang und S. A. Vanslyke, Applied Physics Letters, Band. 51, Seiten 913 bis 915; 1987
    • NPL 3: J. H. Burroughes et al., Nature, Band. 347, Seiten 539 bis 541; 1990
    • NPL 4: C. Fery et al., Applied Physics Letters, Band 87, 213502; 2005
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Technisches Problem
  • Bei den pi-Elektronen Elektronentransportmaterial mit niedrigem Molekulargewicht, welches in der Patentliteratur 2 beschrieben ist, ist die Beschädigung durch den Sputterbeschädigung beträchtlich und obwohl die Beschädigung an der organischen Lumineszenzschicht reduziert wird, gibt es ein Problem, dass die Schicht des Elektronentransportmaterials selbst beschädigt wird, was zu einer Instabilität des Elementes, zu einer Anhebung der Antriebsspannung usw. führt.
  • Des Weiteren gibt es, obwohl die in der Patentliteratur 3 beschriebenen Fullerene eine hohe Beschädigungsbeständigkeit gegen Sputter, Plasma und dergleichen aufweisen, wenn die Fullerene in direktem Kontakt mit der organischen Lumineszenzschicht treten, eine Energieübertragung der Lumineszenzexzitonenergie, welche in der organischen Lumineszenzschicht während des Antriebs des organischen ELs erzeugt wird, zu der Fullerenschicht, und daher verschlechtert sich die Lumineszenzausbeute. In anderen Worten tritt das Problem auf, dass die Fullerene eine optische Tilgung der Lumineszenz der organischen Lumineszenzschicht bewirken, was die Lumineszenzausbeute des Elementes deutlich reduziert.
  • Des Weiteren wird das Alkalifluorid, welches in der Patentliteratur 4 beschrieben ist, durch die Kathode aus einem transparenten Oxid, wie ITO, das als die obere Elektrode verwendet wird, einschließlich eines leitfähigen Materials oxidiert, und es tritt ein Problem auf, dass die Stabilität und Lebensdauer des organischen EL-Elementes deutlich verschlechtert wird.
  • Des Weiteren tritt es in dem Fall, in dem eine Fullerenschicht in der oberen Schicht der Schicht, welche. Alkalifluorid enthält, laminiert wird, ein Problem auf, dass das Alkalifluorid nicht ausreichen zu dem Metallzustand reduziert wird, welcher notwendig ist, um die Elektroneninjektion auszuführen, und eine gute Elektroneninjektion zu der organischen Lumineszenzschicht kann nicht erhalten werden.
  • Wie oben beschrieben, ist es nicht möglich, eine Struktur zu erhalten, die alle die geforderten Elemente bzw. Merkmale für Displayvorrichtungen erfüllt, d. h. Elementstabilität, niedrige Antriebsspannung und hohe Lumineszenzausbeute, obwohl verschiedene Strukturen für Kathoden aus ITO und dergleichen als obere Elektrode vorgeschlagen wurden.
  • Im Hinblick auf die vorgenannten Probleme ist es ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung, ein organisches EL-Element bereitzustellen, mit einer Kathode als eine obere Elektrode und welche in der Lumineszenzausbeute, Antriebsspannung und Lebensdauer hervorragend ist.
  • Lösung des Problems
  • Um den zuvor genannten Gegenstand zu erzielen, umfasst das organische Elektrolumineszenzelement gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein organischen Elektrolumineszenzelement, bei welchem eine Anode, eine Lumineszenzschicht aus einem organischen Material, und eine Kathode der Reihe nach auf einem Substrat laminiert sind, wobei das organische Elektrolumineszenzelement umfasst: eine Elektroneninjektionsschicht gebildet zwischen der Lumineszenzschicht und der Kathode, um Elektronen in die Lumineszenzschicht zu injizieren, wobei die Elektroneninjektionsschicht aus einem Metall besteht, mit als einem Hauptbestandteil, wenigstens einem aus einem Alkalimetall oder einem Erdalkalimetall; und eine Fullerenschicht umfassend Fullerene, gebildet zwischen der Elektroneninjektionsschicht und der Kathode, wobei die Fullerenschicht wenigstens eines aus einem Alkalimetall oder einem Erdalkalimetall umfasst.
  • Da die Fullerene eine ausgezeichnete Leitfähigkeit aufweisen, kann die Schicht, welche Fullerene umfasst effizient Elektronen von der transparenten Kathode aus ITO und dergleichen zu der Lumineszenzschicht transportieren. Des Weiteren weisen die Fullerene eine hohe Beständigkeit gegenüber Plasma und Wärme auf und können die Lumineszenzschicht, welche die Basisschicht ist, schützen. Da die Fullerene des Weiteren eine bessere optische Transparenz als Metall aufweisen, kann die Fullerene enthaltende Schicht, die an der Lumineszenzschicht erzeugte EL-Lumineszenz wirksam von der transparenten Kathodenseite erhalten. Es besteht jedoch der Nachteil der optischen Tilgung der Lumineszenz der Lumineszenzschicht, wenn die Fullerene in direkten Kontakt mit der Lumineszenzschicht kommen, und der Nachteil, dass die Fullerene keine ausreichende Fähigkeit aufweisen, Elektronen in die organische Schicht zu injizieren. Um die zuvor genannten Probleme zu lösen, wird eine Schicht, enthaltend ein Alkalimetall oder ein Erdalkalimetall, welches eine ausgezeichnete Elektroneninjektionsfähigkeit aufweist und keine optische Tilgung der organischen Schicht bewirkt, zwischen der Fullerene enthaltenden Schicht und der Lumineszenzschicht eingeführt, und daher können die Nachteile der Fullerene enthaltenden Schicht verhindert werden. Da zusätzlich der Vorteil besteht, dass das Alkalimetall und Erdalkalimetall nicht oxidiert, auch wenn die Fullerene in Kontakt mit diesen Metallen kommen und diese zusätzlich nicht oxidieren, wenn sie in Kontakt mit der transparenten Kathode, welche ein leitfähiges Metalloxid enthält, kommen, kann die Fullerene enthaltende Schicht einen stabilen Kontakt mit der Schicht, welche Alkalimetall oder Erdalkalimetall enthält, und der oberen Elektrode, welche die transparente Kathode ist, herstellen.
  • Mit anderen Worten, da die Leitfähigkeit der Fullerene, deren Transparenz und ihre Wirkung die Verfahrensbeschädigungen der Lumineszenzschicht während der Filmbildung der Fullerene, wie auch die außergewöhnliche Elektroneninjektionsleistung des Alkalimetalls oder Erdalkalimetalls erzielt werden kann, und da die optische Tilgung, welche ein Problem der Fullerene ist, durch die Zwischenlagerung der Metallschicht mit wenigstens einem Alkalimetall oder einem Erdalkalimetall als einem Hauptbestandteil verhindert werden kann, ist es möglich, die Lumineszenzausbeute zu erhöhen, die Antriebsspannung zu verringern und die Lebensdauer des organischen EL-Elementes mit einer transparenten Kathode als obere Elektrode zu verbessern. Zusätzlich ist es durch Verringerung der Verfahrensschäden an der Lumineszenzschicht während der Bildung der transparenten Elektrode aus Fullerenen, möglich zu verhindern, dass das Element durch Nadellöcher (pinholes) in der Lumineszenzschicht, die durch den Schaden erzeugt werden, einen Kurzschluß hat und zu einem schwarzen Dot wird, und daher kann die Ausbeute während der Herstellung verbessert werden.
  • Indem des Weiteren wenigstens eines aus einem Alkalimetall oder einem Erdalkalimetall in der Fullerenschicht enthalten ist, verringert sich die Menge der Lichtabsorption solch einer Schicht mit dem Einschluss von wenigstens einem aus einem Alkalimetall oder einem Erdalkalimetall in der Fulleren enthaltenden Schicht und daher verbessert sich die Lumineszenzausbeute des Elementes. Da zusätzlich die Leitfähigkeit durch die Aufnahme von wenigstens einem aus einem Alkalimetall oder einem Erdalkalimetall in der Fulleren enthaltenden Schicht verbessert wird, kann die Antriebsspannung reduziert werden. Daher ist es zusammen mit dem Beitrag zu der Verringerung des Stromverbrauchs möglich, die Strommenge zu reduzieren, welche dem Element zugeführt werden muss, um Licht mit einer festgesetzten Lumineszenz auszustoßen, und dies trägt auch zu der Verbesserung der Lebensdauer des Elementes bei.
  • Des Weiteren kann die Elektroneninjektionsschicht in Kontakt mit einer Oberfläche der Lumineszenzschicht laminiert werden.
  • Da es demzufolge keine Notwendigkeit gibt, eine organische Schicht mit einer Elektronen transportierenden Funktion direkt auf der Lumineszenzschicht zu laminieren, ist es möglich, die Kosten der Materialien zu verringern und das filmbildende Verfahren zu vereinfachen.
  • Des Weiteren kann das organische Material eine polymere organische Verbindung sein.
  • Da eine organische Schicht demzufolge durch das Aufbringen der flüssigen Lösung oder Dispersionsflüssigkeit, welche durch das Auflösen eines organischen Polymers in einem Lösungsmittel erhalten wird, durch ein Nassverfahren erhalten werden kann, kann ein geeignetes Verfahren unter Atmosphärendruck verwendet werden und der Materialverlust kann reduziert werden. Demzufolge kann die Produktivität verbessert werden.
  • Des Weiteren kann die Kathode eine transparente Elektrode sein, die die Transmission von Licht erlaubt, die Elektroneninjektionsschicht kann eine Dicke von zwischen einschließlich 1 nm und 20 nm aufweisen, und die Fullerenschicht kann eine Dicke von zwischen einschließlich 1 nm und 100 nm aufweisen.
  • Demzufolge ist es durch das organische EL-Element mit Top-Emission, bei welchem die Lumineszenz von der oberen Schichtseite der Lumineszenzschicht erhalten wird, möglich, eine hohe Lumineszenzausbeute zu erzielen, da die Reflexion der Lumineszenz von der Lumineszenzschicht durch die Elektroneninjektionsschicht unterdrückt wird und die Absorption in der Kathode unterdrückt wird.
  • Die vorliegende Erfindung kann des Weiteren nicht nur als ein organisches Elektrolumineszenzelement mit den vorgenannten Merkmalen eingesetzt werden und weist die gleiche Struktur und Wirksamkeit auch als ein Displaypanel auf, welches solch ein organisches Elektrolumineszenzelement aufweist.
  • Des Weiteren kann die vorliegende Erfindung nicht nur als ein organisches Elektrolumineszenzelement mit den zuvor genannten Merkmalen ausgeführt werden, sondern auch als ein Herstellungsverfahren für ein organisches Elektrolumineszenzelement mit den charakteristischen Einheiten bzw. Elementen, die in dem organischen Elektrolumineszenzelement enthalten sind, als Schritte bzw. Stufen.
  • Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
  • Durch das organische EL-Element der vorliegenden Erfindung wird die Elektroneninjektion von der transparenten Kathode zu der Lumineszenzschicht gefördert, die Lumineszenzschicht wird vor Beschädigung bzw. Schaden während der Bildung der transparenten Kathode geschützt und die Elektroneninjektionsfunktion und die Elektronentransportfunktion wird mit einer hohen Transparenz sichergestellt, wodurch es möglich ist, ein organisches EL-Element mit einer transparenten Elektrode als eine obere Elektrode bereitzustellen, welche sich sowohl hinsichtlich der Lumineszenzausbeute, der Antriebsspannung, wie auch der Lebensdauer auszeichnet.
  • Weitere Information bezüglich des technischen Hintergrunds dieser Anmeldung
  • Die Offenbarung der britischen Patentanmeldung Nr. 0810044.8 , angemeldet am 02. Juni 2008, einschließlich Beschreibung, Zeichnungen und Ansprüche wird vollständig durch Bezugnahme hier aufgenommen.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 zeigt einen konstruktiven Querschnitt des herkömmlichen EL-Elementes, welches in der Nicht-Patentliteratur 2 beschrieben ist.
  • 2 zeigt einen konstruktiven Querschnitt des herkömmlichen organischen EL-Elementes mit einer Struktur, die es ermöglicht, dass die Lumineszenz von der organischen Schicht von der oberen Elektrodenseite erhalten wird.
  • 3 zeigt einen konstruktiven Querschnitt eines organischen EL-Elementes in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 4 zeigt einen konstruktiven Querschnitt eines organischen EL-Elementes, welches eine Modifikation der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
  • 5 zeigt ein Verfahrensdiagramm, welches ein Herstellungsverfahren für das organische EL-Element in Beispiel 1 der vorliegenden Erfindung zeigt,
  • 6 zeigt eine Außenansicht eines Fernsehers unter Verwendung eines organischen EL-Elementes der vorliegenden Erfindung.
  • Beschreibung der Ausführungsformen
  • In einem organischen Elektrolumineszenzelement (im Folgenden als organisches EL-Element bezeichnet) in der vorliegenden Ausführungsform sind eine Anode, eine Lumineszenzschicht der Reihe nach auf einem Substrat laminiert; und eine Metallschicht mit wenigstens einem aus einem Alkalimetall oder einem Erdalkalimetall als einem Hauptbestandteil und eine Fullerenschicht, welche Fullerene enthält, sind der Reihe nach zwischen der Lumineszenzschicht aus einem organischen Material und der Kathode laminiert. Die Fullerenschicht umfasst wenigstens eines aus einem Alkalimetall oder einem Erdalkalimetall. Da die Leitfähigkeit der Fullerene, deren Transparenz und die Wirkung die Verfahrensbeschädigung an der Lumineszenzschicht während der Bildung der transparenten Elektrode zu verringern, wie auch die außergewöhnliche Elektroneninjektionsleistung des Alkalimetalls oder Erdalkalimetalls erzielt werden kann, und die optische Tilgung, welche ein Problem der Fullerene ist, durch die Einführung der Metallschicht mit wenigstens einem aus einem Alkalimetall oder einem Erdalkalimetall als Hauptbestandteile verhindert werden kann, ist es möglich, die Lumineszenzausbeute zu erhöhen, die Antriebsspannung zu verringern und die Lebensdauer des organischen EL-Elementes mit einer transparenten Kathode als eine obere Elektrode zu verbessern.
  • Im Folgenden wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Detail unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
  • 3 zeigt einen konstruktiven Querschnitt eines organischen EL-Elemente in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Ein organisches EL-Element 1 in dem Diagramm umfasst ein Substrat 11, eine Anode 12, eine organische Schicht 13, eine transparente Elektrode 14, eine Elektroneninjektionsschicht 15 und eine Fullerenschicht 16.
  • Obwohl nicht auf das Folgende beschränkt, kann z. B. ein Glassubstrat, ein Quarzsubstrat und dergleichen als das Substrat 11 verwendet werden. Des Weiteren ist es auch möglich, dem organischen EL-Element Biegsamkeit zu verleihen, indem ein Kunststoffsubstrat, wie Polyethylenterephthalat und Polyethersulfon, verwendet wird. Die Struktur der vorliegenden Erfindung, wie bisher beschrieben, ermöglicht die Verwendung eines lichtundurchlässigen bzw. opaken Kunststoffsubstrats oder Metallsubstrats, da die Wirkung insbesondere bei einem organischen EL-Element mit Top-Emission erheblich ist. Des Weiteren kann die Metallverdrahtung und ein Transistorschaltkreis zum Antrieb des organischen ELs auf dem Substrat gebildet werden.
  • Für die Anode 12 kann ein reflektierendes Metall verwendet werden, obwohl das Material nicht besonders auf ein solches beschränkt ist. Zum Beispiel ist es möglich: eines aus den Metallen Silber, Aluminium, Nickel, Chrom, Molybdän, Kupfer, Eisen, Platin, Wolfram, Blei, Zinn, Antimon, Strontium, Titan, Mangan, Indium, Zink, Vanadium, Tantal, Niob, Lanthan, Cer, Neodym, Samarium, Europium, Palladium, Kobalt und Silicium; und Legierungen dieser Metalle; und eine Laminierung solcher Metalle zu verwenden.
  • Obwohl nicht besonders auf die folgenden beschränkt, werden für die organische Schicht 13 eine Lochinjektionsschicht, eine Lochtransportschicht und eine Lumineszenzschicht der Reihe nach von der Anode 12 aus gebildet. Die Lochinjektionsschicht besitzt eine Funktion gleichmäßig Löcher, die von der Anode 12 injiziert werden, in die Lochtransportschicht zu injizieren oder Löcher, welche von der Anode 12 injiziert werden, in die Lochtransportschicht zu injizieren, durch ergänzende Lochbildung. Des Weiteren weist die Lochtransportschicht eine Funktion auf, die von der Lochinjektionsschicht injizierten Löcher zu der Lumineszenzschicht zu transportieren. Die Lumineszenzschicht besitzt eine Funktion, bei welcher Löcher und Elektronen injiziert und dadurch rekombiniert werden, wodurch ein angeregter Zustand erzeugt und Licht emittiert wird.
  • Es sollte festgehalten werden, dass die organische Schicht 13 eine einzelne Schicht sein kann, bestehend aus der Lumineszenzschicht und kann auch eine Laminierung von Schichten sein, umfassend wenigstens eine Schicht aus der Lumineszenzschicht. Des Weiteren kann die organische Schicht 13 eine anorganische Schicht umfassen, so lange wenigstens eine Schicht aus einer Lumineszenzschicht enthalten ist. Des Weiteren kann die organische Schicht 13 eine organische Verbindung mit einem niedrigen Molekulargewicht sein, und kann eine polymere organische Verbindung sein. Es ist bevorzugt, dass ein organisches Material mit niedrigem Molekulargewicht durch ein widerstandsbeheiztes Abscheidungsverfahren hergestellt wird, obwohl das Formverfahren nicht besonders auf solch eines beschränkt ist. Obwohl nicht besonders auf das folgende beschränkt, ist es bevorzugt, dass ein polymeres organisches Material gebildet wird durch: ein Gießverfahren, dargestellt durch ein Schleudergießverfahren aus der flüssigen Lösung und dergleichen; ein Beschichtungsverfahren, dargestellt durch Tiefbeschichten und dergleichen; oder ein nasses Druckverfahren, dargestellten durch das Tintenstrahlverfahren.
  • Bei Verwendung einer polymeren organischen Verbindung für die organische Schicht 13 kann die organische Schicht erhalten werden, indem die flüssige Lösung oder Dispersionsflüssigkeit, welche durch das Auflösen eines organischen Polymers in einem Lösungsmittel erhalten wird, durch ein Nassverfahren aufgebracht wird und daher kann ein geeignetes Verfahren unter Atmosphärendruck verwendet werden und der Materialverlust kann reduziert werden. Des Weiteren kann die Produktivität verbessert werden.
  • Die Elektroneninjektionsschicht 15 weist eine Funktion auf, Elektronen, welche von der Kathodenseite injiziert werden, gleichmäßig in die organische Schicht 13 zu injizieren oder die von der Kathodenseite injizierten Elektroden in die elektronische Schicht 13 zu injizieren, durch ergänzende Elektronenerzeugung. Des Weiteren ist die Elektroneninjektionsschicht 15 eine Metallschicht mit als einem Hauptbestandteil wenigstens einem aus einem Alkalimetall oder einem Erdalkalimetall, und kann zwei oder mehr Arten von Alkalimetall und Erdalkalimetall enthalten. Dies umfasst den Fall, bei welchem beide, ein Alkalimetall und ein Erdalkalimetall enthalten sind. Obwohl das Material des Weiteren nicht besonders auf das folgende beschränkt ist, ist es bevorzugt, dass Lithium, Rubidium, Cäsium, Calcium oder Barium für die Elektroneninjektionsschicht 15 verwendet wird.
  • Die Dicke dieser Schicht beträgt vorzugsweise zwischen einschließlich 1 bis 20 nm und noch bevorzugter zwischen einschließlich 3 bis 7 nm. Wenn die Elektroneninjektionsschicht 15 zu dünn ist, lässt die Elektroneninjektionsschicht 15 leicht durch Wasser und Sauerstoff, welche als Reste bestehen oder durch Eindringen von außen während der Abscheidung einer oberen Schicht, nach, wodurch es schwierig wird, eine geringe Spannung und hoch effiziente Eigenschaften zu erhalten. Ist diese Schicht zu dick, wird es schwierig, eine hohe Lumineszenzausbeute zu erhalten, da die an der organischen Schicht gebildete Lumineszenz im Inneren des Elementes absorbiert oder gefangen wird, da diese Schichten im wesentlichen Metallfilme sind, die Licht nicht durchlassen.
  • Es sollte festgehalten werden, dass mit der Elektroneninjektionsschicht 15 andere Materialien als das Alkalimetallelement und das Erdalkalimetallelement zugemischt werden können, sofern notwendig. Zum Beispiel trägt der Einschluss und das Legieren mit Aluminium und dergleichen zu der Verbesserung der Stabilität der Elektrode bei. Obwohl das Herstellungsverfahren nicht besonders auf das Folgende beschränkt ist, ist es bevorzugt, dass solch eine Elektroneninjektionsschicht 15, welche andere Materialien als das Alkalimetallelement und Erdalkalimetallelement enthält, durch widerstandsbeheizte Abscheidung oder Elektronenstrahlabscheidung gebildet wird.
  • Es sollte festgehalten werden, dass durch das Laminieren der Elektroneninjektionsschicht 15 direkt auf der Oberseite der Lumineszenzschicht, die Laminierung einer organischen Schicht mit einer Elektronentransportfunktion vermieden wird, wodurch sich die Kosten der Materialien verringern und das Filmbildungsverfahren vereinfacht wird.
  • Die Fullerenschicht 16 enthält Fullerene. Obwohl nicht besonders auf die folgenden beschränkt ist es bevorzugt, dass C60 oder C70 für die Fullerenschicht 16 verwendet wird. Hier beziehen sich die Fullerene auf: kugelförmige Moleküle mit einer Kohlenstoffstruktur und dargestellt durch C60 und C70; Moleküle mit einem Metall in solch einer Kugel; oder Moleküle, bei welchen eine organische Substitutionsgruppe, wie Stickstoff, Wasserstoff und die Methylgruppe eingeführt ist.
  • Die Fullerenschicht 16 weist eine hohe Zerstörungsbeständigkeit gegen Sputtern und Plasma auf.
  • Im Allgemeinen ist die Fullerenschicht 16 leitfähig und, obwohl sie eine bessere Lichtdurchlässigkeit als Metall aufweist, zeigt sie eine Absorption sichtbaren Lichts. Wenn daher die Fullerenschicht 16 zu dick ist, wird Licht absorbiert, was unerwünscht ist. Ist sie des Weiteren zu dünn, verschlechtert sich die Funktion die organische Schicht 13 vor Verfahrensbeschädigungen während der Bildung der transparenten Kathode 14 auf ITO und dergleichen zu schützen. Daher beträgt die Dicke der Fullerenschicht vorzugsweise zwischen einschließlich 1 bis 100 nm, und noch bevorzugter in dem Bereich von einschließlich 5 bis 50 nm.
  • Obwohl nicht besonders auf das Folgende beschränkt ist es bevorzugt, die Fullerenschicht 16 durch ein Vakuumabscheideverfahren unter Verwendung von Widerstandsheizen zu bilden.
  • Obwohl nicht besonders auf das Folgende beschränkt, wird Indium-Zinn-Oxid oder Indium-Zink-Oxid für die transparente Kathode 14 verwendet. Obwohl auf das Folgende nicht besonders beschränkt, ist es bevorzugt, dass solch eine transparente Kathode 14, welche durch Indium-Zinn-Oxid oder Indium-Zink-Oxid dargestellt ist, durch verschiedene Arten von Sputtern, wie DC, RF, Magnetron oder ECR, oder durch ein Plasma unterstütztes Abscheidungsverfahren hergestellt wird.
  • 4 zeigt einen konstruktiven Querschnitt eines organischen EL-Elementes, welches eine Modifikation der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Ein organisches EL-Element 2 in dem Diagramm umfasst das Substrat 11, die Anode 12, die organische Schicht 13, die transparente Kathode 14, die Elektroneninjektionsschicht 15 aus einem Alkalimetall oder einem Erdalkalimetall, und eine Fullerenschicht 26, welche Fullerene enthält.
  • In dem Vergleich zu dem organischen EL-Element 1, welches in 3 beschrieben ist, unterscheidet sich das organische EL-Element 2, welches in 4 beschrieben ist, strukturell nur im Hinblick auf die Fullerenschicht. Daher wird die Beschreibung aller identischer Merkmale weggelassen und nur die unterschiedlichen Merkmale werden beschrieben.
  • In die Fullerenschicht 26 ist wenigstens eines aus einem Alkalimetall oder einem Erdalkalimetall eingemischt. Dies ist wirksam, um die Leitfähigkeit der Fullerene zu erhöhen und die Antriebsspannung zu reduzieren. Da des Weiteren die Menge des durch die Fullerenschicht 26 absorbierten Licht reduziert wird, verbessert sich die Lumineszenzausbeute des Elementes. Daher ist es zusammen mit dem Beitrag zu der Verringerung des Stromverbrauchs, möglich, die Menge des Stromes zu reduzieren, welche dem Element zugeführt wird, um Licht mit einer festgelegten Lumineszenz auszustoßen, und so zu der Verbesserung der Lebensdauer des Elementes beizutragen. Das Mischungsverhältnis des Alkalimetalls oder Erdalkalimetalls liegt vorzugsweise in dem Bereich von einschließlich 1 bis 50 Gew.-% und noch bevorzugter in dem Bereich von einschließlich 5 bis 30 Gew.-%. Wenn das Mischungsverhältnis niedrig ist, ist die Anzahl an freier elektrischer Ladung innerhalb des Filmes gering und die Leitfähigkeit ist gering und daher steigt die Antriebsspannung des Elementes an. Es gibt jedoch fast keine Änderung der Lumineszenzausbeute, wodurch es zur Verwendung in Fällen geeignet ist, bei denen die Verbesserung der Antriebsspannung als kein Problem angesehen wird. Wenn das Mischungsverhältnis zu hoch ist, vermehrt sich wenigstens eines des Alkalimetalls oder Erdalkalimetalls in dem metallischen Zustand, und die Absorption des Lichtes, welche diesen zugeschrieben wird, wird beträchtlich und eine hohe Lumineszenzausbeute ist schwer zu erzielen.
  • Obwohl nicht auf das Folgende beschränkt, ist es bevorzugt, dass die Schicht, in welcher Fulleren mit wenigstens einem aus einem Alkalimetall oder Erdalkalimetall dotiert ist, durch ein Co-Abscheideverfahren unter Verwendung von Widerstandsheizen gebildet wird.
  • Des Weiteren kann die Fullerenschicht 26 zwei oder mehr Arten von Alkalimetallen oder Erdalkalimetallen enthalten. Dies umfasst den Fall, bei welchem sowohl ein Alkalimetall als auch ein Erdalkalimetall enthalten sind.
  • Es sollte festgehalten werden, dass in den Fullerenen in der Modifikation der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auch Fullerene, welche wenigstens eines aus einem Alkalimetall oder einem Erdalkalimetall enthalten, verwendet werden können. Da die Fullerene einschließlich des zuvor genannten Metalls bereits in dem n-dotierten Zustand vorliegen, besteht keine Notwendigkeit zur Co-Abscheidung der Fullerene und des Metalls, wodurch zu der Vereinfachung des Herstellungsverfahrens beigetragen wird.
  • Beispiele
  • Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung beschrieben, während Beispiele und Vergleichsbeispiele angeführt werden.
  • Beispiel 1
  • 5 zeigt ein Verfahrensdiagramm, welches das Herstellungsverfahren für das organische EL-Element in Beispiel 1 der vorliegenden Erfindung beschreibt. Zunächst wurde eine 100 nm-dicke, Legierungselektrode 121 mit 97% Molybdän und 3% Chrom auf der Oberfläche eines Glassubstrates 111 (unter Verwendung eines flachen Glases, hergestellt von Matsunami Glass Ind. Ltd.) durch Sputtern gebildet. Anschließend wurde die Legierungselektrode 121 durch Fotolithografie in der Form der Anode gemustert. Anschließend wurde als eine Hilfsanode 122 eine 60 nm-dicke Idium-Zinn-Oxid-Elektrode auf der Oberfläche der gemusterten Legierungselektrode 121 durch Sputtern gebildet und durch Fotolithografie in einer vorbestimmten Anodenform gemustert (5(a)). Die gemusterte Legierungselektrode 121 und Hilfsanode 122 weisen jeweils die Funktion einer Anode auf.
  • Nachfolgend wurden die drei folgenden Schichten als die organische Schicht gebildet. Zunächst wurde eine 60 nm-dicke Lochinjektionsschicht 131 gebildet, indem Polyethylendioxythiophen (PEDOT: Baytron P AI 4083, hergestellt von TA Chemical Co.) auf der Oberfläche der gemusterten Hilfsanode 122 durch Aufschleuderbeschichten gebildet und anschließend dieselbe bei 200°C für 10 Minuten auf einer heißen Platte erwärmt wurde. Nachfolgend wurde eine 20 nm-dicke Lochtransportschicht 132 gebildet, indem eine HT12 (hergestellt von Sumation) Toluollösung auf der Oberfläche der Lochinjektionsschicht 131 durch Aufschleuderbeschichten gebildet, und anschließend bei 200°C für 30 Minuten auf einer heißen Platte in Stickstoff erwärmt wurde. Als nächstes wurde eine 70 nm-dicke Lumineszenzschicht 133 gebildet, indem eine Lumation Green (hergestellt von Sumation) Xylollösung auf der Oberfläche der Lochtransportschicht 132 durch Aufschleuderbeschichten gebildet, anschließend auf 130°C für 10 Minuten auf einer heißen Platte erwärmt wurde (5(b)).
  • Nachfolgend wurde eine 5 nm-dicke Elektroneninjektionsschicht 151 durch Abscheiden von Barium (hergestellt von Aldrich, nicht weniger als 99% Reinheit) auf der Oberfläche der Lumineszenzschicht 133 durch Vakuumabscheidung gebildet (5(c)).
  • Dann wurde eine 10 nm-dicke Fullerenschicht 161 durch Abscheidung von C60 (hergestellt von Aldrich, nicht weniger als 99,9% Reinheit) auf der Oberfläche der Elektroneninjektionsschicht 151 durch Vakuumabscheidung gebildet (5(d)).
  • Als Letztes wurde eine 100 nm-dicke transparente Kathode 141 durch die Abscheidung von Indiumoxid auf der Oberfläche der Fullerenschicht 161 durch Plasma unterstützte Abscheidung (unter Verwendung einer Filmherstellungsvorrichtung hergestellt von Sumitomo Heavy Industries, Ltd.) gebildet (5(e)).
  • Beispiel 2
  • Bei dem Herstellungsverfahren des organischen EL-Elementes in Beispiel 2 der vorliegenden Erfindung wurde das organische EL-Element auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass die Fullerenschicht unter Verändern der Dicke der Fullerenschicht 161, welche in 5 beschrieben ist, von 10 nm auf 20 nm gebildet wurde.
  • Beispiel 3
  • Bei dem Herstellungsverfahren des organischen EL-Elementes in Beispiel 3 der vorliegenden Erfindung, wurde das organische EL-Element auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 gebildet, mit der Ausnahme, dass die Fullerenschicht unter Verändern der Dicke der Fullerenschicht 161, welche in 5 beschrieben ist, von 10 nm auf 50 nm gebildet wurde.
  • Beispiel 4
  • Bei dem Herstellungsverfahren des organischen EL-Elementes in Beispiel 4 der vorliegenden Erfindung wurde das organische EL-Element auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 geformt, mit der Ausnahme, dass anstelle der Fullerenschicht 161, welche in 5 beschrieben ist, eine 10 nm-dicke Fullerenschicht durch Co-Abscheidung von C60 (hergestellt von Aldrich; nicht weniger als 99,9% Reinheit) und 20 Gew.-% Barium (hergestellt von Aldrich; nicht weniger als 99% Reinheit) durch Vakuumabscheidung gebildet wurde. Bei dieser Herstellung der Fullerenschicht durch Co-Abscheidung wurden die C60- und Bariumfilme gleichzeitig durch widerstandsbeheizte Abscheidung und durch Elektronenstrahlabscheidung gebildet. Während dieser gleichzeitigen Filmbildung ist es möglich, eine Fullerenschicht mit dem gewünschten Bariumanteil zu erhalten, indem die Elektronenstrahlabscheidung gesteuert wird, wodurch eine einfache Kontrolle der Filmbildungsgeschwindigkeit ermöglicht wird, um die Filmbildungsgeschwindigkeit der widerstandsbeheizte Abscheidung anzupassen, bei welcher die Filmbildungsgeschwindigkeit nicht einfach gesteuert werden kann.
  • Beispiel 5
  • Bei dem Herstellungsverfahren für das organische EL-Element in Beispiel 5 der vorliegenden Erfindung wurde das organische EL-Element auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 geformt, mit der Ausnahme, dass anstelle der Fullerenschicht 161, welche in 5 beschrieben ist, eine 20 nm-dicke Fullerenschicht durch Co-Abscheidung von C60 (hergestellt von Aldrich; nicht weniger als 99,9% Reinheit) und 20 Gew.-% Barium (hergestellt von Aldrich; nicht weniger als 99 % Reinheit) durch Vakuumabscheidung gebildet wurde. Bei dieser Herstellung der Fullerenschicht durch Coabscheidung werden die C60- und Bariumfilme gleichzeitig durch widerstandsbeheizte Abscheidung und Elektronenstrahlabscheidung gebildet.
  • Beispiel 6
  • Bei dem Herstellungsverfahren des organischen EL-Elementes in Beispiel 6 der vorliegenden Erfindung wurde das organische EL-Element auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 geformt, mit der Ausnahme, dass anstelle der Fullerenschicht 161, welche in 5 beschrieben ist, eine 50 nm-dicke Fullerenschicht durch Co-Abscheidung von C60 (hergestellt von Aldrich; nicht weniger als 99,9% Reinheit) und 20% Barium (hergestellt von Aldrich; nicht weniger als 99% Reinheit) durch Vakuumabscheidung gebildet wurde. Bei dieser Herstellung der Fullerenschicht durch Co-Abscheidung werden die C60- und Bariumfilme gleichzeitig durch widerstandsbeheizte Abscheidung und Elektronenstrahlabscheidung gebildet.
  • Vergleichsbeispiel 1
  • Bei dem Herstellungsverfahren für das organische EL-Element in dem Vergleichsbeispiel 1 in der vorliegenden Erfindung wurde das organische EL-Element auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 geformt, mit der Ausnahme, dass ITO, welches die transparente Kathode ist, direkt auf der Oberfläche der Bariumschicht, welche die Elektroneninjektionsschicht ist, ohne Laminieren der in 5 beschriebenen Fullerenschicht 161 gebildet wurde (ohne 5(d) auszuführen).
  • Vergleichsbeispiel 2
  • Bei dem Herstellungsverfahren des organischen EL-Elementes in Vergleichsbeispiel 2 der vorliegenden Erfindung wurde das organische EL-Element auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 geformt, mit der Ausnahme, dass anstelle der Fullerenschicht 161, welche in 5 beschrieben ist, eine 20 nm-dicke Mischschicht aus Tris(8-chinolinolato)aluminium (im Folgenden Alq bezeichnet), welches weit verbreitet als eine Elektronentransportschicht für organische EL-Elemente verwendet wird, und 20 Gew.-% Barium (hergestellt von Aldrich; 99% Reinheit) gebildet wurde.
  • Vergleichsbeispiel 3
  • Bei dem Herstellungsverfahren des organischen EL-Elementes in dem Vergleichsbeispiel 3 der vorliegenden Erfindung wurde das organische EL-Element auf die gleiche Weise wie in Beispiel 5 gebildet, mit der Ausnahme, dass die Elektroneninjektionsschicht 151, welche in 5 beschrieben ist, nicht laminiert wurde (5(c) wurde nicht ausgeführt).
  • Auswertung der Beispiele und Vergleichsbeispiele
  • Bei den oben beschriebenen Beispielen 1 bis 6 und Vergleichsbeispielen 1 bis 3 ist es durch Messen der Antriebsspannung und der Lumineszenz, wenn ein Strom von 10 mA/cm2 an das Element angelegt wird, wobei die Legierungselektrode 121 und die Hilfsanode 122 positiv sind und die transparente Kathode 141 negativ ist, möglich, die Antriebsspannung und die Lumineszenzausbeute zu dem Zeitpunkt zu erhalten. Zusätzlich wird die Schwächung der Lumineszenz, wenn die jeweiligen Elemente Licht von 4000 cd/m2 emittieren und kontinuierlich durch einen festgesetzten Strom betrieben werden, gemessen und der Zeitraum, in welcher die Lumineszenz um die Hälfte reduziert wird (2000 cd/m2) wird als Lebensdauer angenommen. Tabelle 1 gibt die jeweiligen Auswertungsergebnisse für die Beispiele 1 bis 6 und Vergleichsbeispiele 1 bis 3 an. Tabelle 1
    Nummer Struktur des Elementes Antriebs-Spannung (V) Lumineszenzausbeute (cd/A) Betriebslebensdauer des Elementes (Stunde)
    Beispiel 1 MoCr Legierungselektrode/ITO Hilfselektrode/PEDOT Lochinjektionsschicht/IL Lochtransportschicht/EML Lumineszenzschicht/Ba Elektroneninjektionsschicht/(10 nm) C60 Fullerenschicht/ITO transparente Kathode 8,0 7,2 140
    Beispiel 2 MoCr Legierungselektrode/ITO Hilfselektrode/PEDOT Lochinjektionsschicht/IL Lochtransportschicht/EML Lumineszenzschicht/Ba Elektroneninjektionsschicht/(20 nm) C60 FullerenSchicht/ITO transparente Kathode 8,0 8,1 180
    Beispiel 3 MoCr Legierungselektrode/ITO Hilfselektrode/PEDOT Lochinjektionsschicht/IL Lochtransportschicht/EML Lumineszenzschicht/Ba Elektroneninjektionsschicht/(50 nm) C60 Fullerenschicht/ITO transparente Kathode 10,1 5,2 100
    Beispiel 4 MoCr Legierungselektrode/ITO Hilfselektrode/PEDOT Lochinjektionsschicht/IL Lochtransportschicht/EML Lumineszenzschicht/Ba Elektroneninjektionsschicht/(10 nm) C60 + Ba Fullerenschicht/ITO transparente Kathode 7,2 7,5 140
    Beispiel 5 MoCr Legierungselektrode/ITO Hilfelektrode/PEDOT Lochinjektionsschicht/IL Lochtransportschicht/EML Lumineszenzschicht/Ba Elektrode Injektionsschicht/(20 nm) C60 + Ba Fullerenschicht/ITO transparente Kathode 7,3 8,2 170
    Beispiel 6 MoCr Legierungselektrode/ITO Hilfselektrode/PEDOT Lochinjektionsschicht/IL Lochtransportschicht/EML Lumineszenzschicht/Ba Elektroneninjektionsschicht/(50 nm) C60 + Ba Fullerenschicht/lTO transparente Kathode 7,4 6,8 130
    Vergleichsbeispiel 1 MoCr Legierungselektrode/ITO Hilfelektrode/PEDOT Lochinjektionsschicht/IL Lochtransportschicht/EML Lumineszenzschicht/Ba Elektroneninjektionsschicht/ITO transparente Kathode 10,2 2,1 < 1,0
    Vergleichsbeispiel 2 MoCr Legierungselektrode/ITO Hilfselektrode/PEDOT Lochinjektionsschichtr/IL Lochtransportschicht/EML Lumineszenzschicht/Ba Elektroneninjektionsschicht/(20 nm) Alq + Ba organische Schicht mit niedrigem Molekulargewicht/ITO transparente Kathode 10,5 7,0 80
    Vergleichsbeispiel 3 MoCr Legierungselektrode/ITO Hilfselektrode/PEDOT Lochinjektionsschicht/IL Lochtransportschicht/EML Lumineszenzschicht/(20 nm) C60 + Ba Fullerenschicht/ITO transparente Kathode 8,5 1,5 40
  • In Tabelle 1 weisen die MoCr-Legierungselektroden alle eine Dicke von 100 nm auf, die ITO Hilfselektroden weisen alle eine Dicke von 60 nm auf, die PEDOT-Lochinjektionsschichten weisen alle eine Dicke von 80 nm auf, die IL-Lochtransportierschichten weisen alle eine Dicke von 20 nm auf, die EML-Lumineszenzschichten weisen alle eine Dicke von 75 nm auf, die Ba-Elektroneninjektionsschichten weisen alle eine Dicke von 5 nm auf und die jeweiligen ITO-transparenten Elektroden weisen alle eine Dicke von 100 nm auf.
  • In den Beispielen 1 bis 3, weisen die jeweiligen organischen EL-Elemente, bei denen Barium in der Elektroneninjektionsschicht 151 und C60 in der Fullerenschicht verwendet wird, alle eine niedrige Antriebsspannung und eine gute Lumineszenzausbeute auf. Das organische EL-Element, welches die beste Antriebsspannung, Lumineszenzausbeute und Betriebslebensdauer des Elementes zeigt, ist der Fall in Beispiel 2, bei welchem 20 nm-dickes C60 als die Fullerenschicht verwendet wird. In dem Fall von Beispiel 1, bei welchem die Dicke der Fullerenschicht 161 10 nm beträgt, ist die Lumineszenzausbeute und die Betriebslebensdauer des EL-Elementes im Vergleich mit dem Fall in Beispiel 2, bei welchem die Dicke der Fullerenschicht 20 nm beträgt, gering. Man nimmt an, dass dies an einem geringen Rest an Verfahrensbeschädigung der Lumineszenzschicht 133 liegt, als die transparente Kathode 141, dargestellt durch ITO, gebildet wurde. In dem Fall von Beispiel 3, bei welchem die Dicke der Fullerenschicht 50 nm beträgt, ist die Antriebsspannung höher als in dem Fall von Beispiel 2, und die Lumineszenzausbeute und die Betriebslebensdauer des Elementes sind gering. Man nimmt an, dass dies an der Erhöhung des Widerstandes durch die Verdickung des Filmes liegt, und die Verschlechterung der Lumineszenzausbeute an der Lichtabsorption des Fullerens liegt. In dem Fall der Beispiele 1 bis 3 sind jedoch alle organischen EL-Elemente geeignet stabil und gut betrieben zu werden.
  • In den Beispielen 4 bis 6 weisen die jeweiligen organischen EL-Elemente, welche die Elektroneninjektionsschicht 151 aus Barium und die Fullerenschicht, bei welcher C60 und 20 Gew.-% Barium vermischt sind, enthalten, alle niedrige Antriebsspannungen und gute Lumineszenzausbeuten auf. In dem Vergleich mit den Beispielen 1 bis 3 zeigen die Elemente in den Beispielen 4 bis 6 einen noch niedrigere Antriebsspannung und die Erhöhung der Antriebsspannung aufgrund der Verdickung des Fullerenlevels ist gering. Man nimmt an, dass dies an der Tatsache liegt, dass in der Fullerenschicht durch das Mischen des Erdalkalimetalls Barium in C60 freie Elektronen in dem C60-Film erzeugt werden, wodurch sich der Widerstand des Filmes verringert. Im Vergleich mit den Elementen der Beispiele 1 bis 3, weisen die Elemente in den Beispielen 4 bis 6 zusätzlich eine erhöhte Lumineszenzausbeute auf. Man nimmt an, dass dies an der Verringerung der Absorption in C60 aufgrund des Dotierens mit Barium liegt, bei welchem es sich um ein Erdalkalimetall handelt. Aus dem Vorangehenden ist es möglich, die Vorrichtungseigenschaften zu verbessern, indem Alkalimetall oder Erdalkalimetall in Fulleren gemischt wird.
  • Da es keine Fullerenschicht gibt, werden die Bariumschicht und Luminezenzschicht bei dem Vergleichsbeispiel 1 durch das ITO geschädigt und als Ergebnis die Antriebsspannung, die Lumineszenzausbeute und die Lebensdauer deutlich verschlechtert. Um daher die Wirkung der vorliegenden Erfindung zu erzielen, ist die Fullerenschicht unverzichtbar.
  • Vergleichsbeispiel 2 verwendet, anstelle der Fullerenschicht, eine Schicht, in welcher Alkalimetall oder Erdalkalimetall in das herkömmliche organische Material mit niedrigem Molekulargewicht gemischt ist. In diesem Fall ist die Lumineszenzausbeute gut, die Antriebsspannung, Lumineszenzausbeute und Betriebslebensdauer sind jedoch schlechter als die in den Beispielen. Dies liegt daran, dass, obwohl die Beschädigung an der Lumineszenzschicht 133 reduziert wird, deutliche Sputterbeschädigung durch die Schicht verursacht wird, in welche das Alkalimetall oder Erdalkalimetall in das organische Material mit niedrigem Moleklargewicht gemischt ist. Daher erzeugt die Laminierstruktur der Elektroneninjektionsschicht und der Fullerenschicht der vorliegenden Erfindung eine Wirkung, die Vorrichtungsleistung über die Leistung zu verbessern, welche üblich ist.
  • Bei dem Vergleichsbeispiel 3 erhöht sich die Antriebsspannung des organischen EL-Elementen, da keine Elektroneninjektionsschicht vorhanden ist, und die Lumineszenz von der Lumineszenzschicht wird optisch durch die Fullerene enthaltende Schicht getilgt und daher verschlechtert sich die Lumineszenzausbeute deutlich. Um daher die Wirkung der vorliegenden Erfindung zu erhalten, ist es notwendig, eine Elektroneninjektionsschicht bereitzustellen, bei welcher es sich um eine Metallschicht mit als einem Hauptbestandteil wenigstens einem aus einem Alkalimetall oder einem Erdalkalimetall handelt.
  • Bei einem organischen EL-Element für eine Displayvorrichtung müssen die Lumineszenzleistung, Antriebsspannung und Lebensdauer, welche die Leistungsbewertungsmerkmale sind, gut sein. Demzufolge können, auch wenn in den Vergleichsbeispielen 1 bis 3 entweder die Fullerenschicht oder die Elektroneninjektionsschicht zwischen der Lumineszenzschicht und der transparenten Kathode gebildet wird, keine ausreichenden Werte für alle der zuvor genannten drei Bewertungsmerkmale erhalten werden.
  • Es ist nur in dem Fall möglich, eine Displayvorrichtung zu realisieren, die ausreichende Werte für alle der zuvor genannten drei Bewertungsmerkmale aufweist, wenn eine Elektroneninjektionsschicht, welche ein Metall mit wenigstens einem aus einem Alkalimetall oder einem Alkalierdmetall als einem Hauptbestandteil enthält, und eine Fullerenschicht, welche der Reihe nach zwischen der Lumineszenzschicht und der transparenten Kathode geformt sind, vorhanden sind, wie in den Beispielen 1 bis 6.
  • Wie bisher beschrieben, setzt in dem Fall einer Struktur, bei welcher eine Kathode die obere Elektrode ist, das organische Elektrolumineszenzelement der vorliegenden Erfindung eine Struktur ein, bei welcher eine Metallschicht mit wenigstens einem aus einem Alkalimetall oder einem Erdalkalimetall als einem Hauptestandteil und eine Schicht, welche Fullerene umfasst der Reihe nach zwischen einer Lumineszenzschicht aus einem organischen Material, welche die untere Schicht ist, und einer Kathode, welche die obere Schicht ist, gebildet werden. Durch Einsetzen dieser Struktur ist es möglich (1) die Leitfähigkeit der Fullerene, deren Transparenz und deren Wirkung den Verfahrensschaden an der organischen Schicht während der Bildung der transparenten Kathode zu reduzieren, und (2) die ausgezeichnete Elektroneninjektionsleistung eines Alkalimetalls oder Erdalkalimetalls zu erhalten. Zusätzlich ist es durch das Einfügen einer Schicht, welche Alkalimetall oder Erdalkalimetall enthält, möglich, (3) die optische Tilgung zu verhindern, welche ein Problem bei Fullerenen ist. Daher ist es möglich, die Lumineszenzleistung zu erhöhen, die Antriebsspannung zu verringern und die Lebensdauer des organischen EL-Elementes zu verbessern, welches eine transparente Kathode als obere Elektrode aufweist. Zusätzlich ist es durch das Einführen des Alkalimetalls oder Erdalkalimetalls in die Fullerene enthaltende Schicht möglich, (4) die Leitfähigkeit der Fullerene zu erhöhen und die Antriebsspannung zu verringern. Da sich des Weiteren (5) die Menge der Lichtabsorption der Fullerene enthaltenden Schicht verringert, erhöht sich die Lumineszenzleistung des Elementes.
  • Es sollte festgehalten werden, dass, obwohl Beispiele unter Verwendung eines polymeren Materials in der Lochinjektionsschicht, der Lochtransportschicht und der Lumineszenzschicht in den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verwendet wurden, das gleiche Ergebnis wie in der vorliegenden Untersuchung erhalten werden kann, auch wenn ein Material mit niedrigem Molekulargewicht verwendet wird.
  • Des Weiteren ist die Kombination für die organische Schicht nicht auf die beispielhaften der vorliegenden Ausführungsform beschränkt, und die Lochinjektionsschicht kann weggelassen werden, oder eine Elektronentransportschicht kann eingeführt werden.
  • Des Weiteren kann noch eine andere Schicht zwischen der Elektroneninjektionsschicht aus einem Alkalimetall oder Erdalkalimetall und der Lumineszenzschicht eingeführt werden. Die Einführung einer Schicht aus Elektronen transportierenden organischem Material kann als ein Beispiel angeführt werden.
  • Des Weiteren kann noch eine andere Schicht zwischen der Elektroneninjektionsschicht aus einem Alkalimetall oder Erdalkalimetall und der Fullerenschicht, welche Fullerene enthält, bereitgestellt werden.
  • Obwohl bisher die Struktur für ein organisches EL-Element mit Top-Emission beschrieben wurde, kann die Struktur der vorliegenden Erfindung entsprechend als ein Teil der Struktur in dem Fall eingesetzt werden, in dem die obere Elektrode eines organischen EL-Elementes mit Bottom-Emission eine Kathode ist. Eine Struktur aus Ba/(C60 + Ba)/Al auf der Lumineszenzschicht, und dergleichen kann als ein Beispiel angeführt werden. Obwohl in diesem Fall die Transparenz von einer Kathodenseitenschicht nicht höher sein muss als von der Lumineszenzschicht, sind eine Elektroneninjektionsfunktion, eine Elektronentransportfunktion und eine Funktion zum Schutz der Lumineszenzschicht vor Schäden während des Formens des Al-Filmes gefordert. Daher stellen die Elektroneninjektionsschicht und die Fullerenschicht der vorliegenden Erfindung auf die gleiche Weise, wie wenn sie als ein organisches EL-Element mit Top-Emission verwendet werden, auch eine ausreichende Wirkung bereit, wenn sie in einem organischen EL-Element mit Bottom-Emission eingesetzt werden.
  • Es sollte festgehalten werden, dass, obwohl das gleiche Element, d. h. Barium, entweder in dem Alkalimetall oder Erdalkalimetall, welche die Elektroneninjektionsschicht bildet, und dem Alkalimetall oder Erdalkalimetall, welches in der Fullerenschicht enthalten ist, verwendet wird, unterschiedliche Alkalimetalle oder Erdalkalimetalle verwendet werden können. Von dem Gesichtspunkt eines Herstellungsverfahrens aus, ist es vorzugsweise möglich, dass beide aus dem gleichen Metallelement bestehen. Im Beispiel 4 wird Barium als das Metall der Elektroneninjektionsschicht verwendet und Barium wird als das Metall verwendet, welches in der Fullerenschicht enthalten ist. Des Weiteren werden während der Bildung der Fullerenschicht, Fulleren und Barium durch Co-Abscheidung zu einem Film geformt. Obwohl in diesem Fall, Fulleren bereits mit einer festen Geschwindigkeit während der Bildung der Elektroneninjektionsschicht abgeschieden wird, wird die Bildung auf dem Substrat durch eine Klappe oberhalb der Fullerenquelle verhindert. Nach der Abscheidung des Bariums ist es durch Öffnen der Klappe für die Fullerene zu Beginn der Bildung der Fullerenschicht, welche die Elektroneninjektionsschicht ist, möglich, den Zeitraum während der Bewegung von dem Elektroneninjektionsschicht-Bildungsschritt zu dem Fullerenschicht-Bildungsschritt zu reduzieren und das Einschließen von Verunreinigungen an der Zwischenfläche der Elektroneninjektionsschicht und der Fullerenschicht zu reduzieren.
  • Von dem Gesichtspunkt der Elementeigenschaften aus, werden das optimale Metall für die Elektroneninjektionsschicht und das optimale Metall für die Fullerenschicht im Allgemeinen als unterschiedlich angesehen. In dem Fall, in dem ein organisches polymeres Material als Lumineszenzschicht verwendet wird, ist das Maß an Diffusion zu der Lumineszenzschicht aus einem organischen polymeren Material für Barium, unter den Alkalimetallen und Erdalkalimetallen, am geringsten. Im Allgemeinen verkürzt die Diffusion von Metall zu der Lumineszenzschicht die Betriebsdauer des Elementes. Daher ist Barium das bevorzugteste als Alkalimetall oder Erdalkalimetall für die Elektroneninjektionsschicht.
  • Des Weiteren ist es die Rolle des Alkalimetalls oder Erdalkalimetalls zum Dotieren in die Fullerene den Fullerenen Elektronen bereitzustellen, um so freie Elektronen zu erzeugen. Daher ist, solange es sich um ein Alkalimetall oder ein Erdalkalimetall handelt, das durch eine geringe (< 3,5 eV) Austrittsarbeit gekennzeichnet ist, dessen Energieniveau ausreichend niedriger als das Engergieniveau des niedrigsten unbesetzten Molekülorbits (LUMO) (3,5 eV) des Fulleren, und daher geht man davon aus, dass die meisten Alkalimetalle oder Erdalkalimetalle diese Rolle erfüllen.
  • Obwohl Barium, welches ein Erdalkalimetall ist, als das Metall für die Elektroneninjektionsschicht und als das Metall, welches in der Fullerenschicht enthalten ist, in den beschriebenen Beispielen 1 bis 6 verwendet wird, sollte festgehalten werden, dass ein Alkalimetall eine gleiche Wirkung wie ein Erdalkalimetall bereitstellt. Insbesondere ist ein Alkalimetall, wie bei einem Erdalkalimetall, ein Metall mit einer geringen Austrittsarbeit und, auf die gleiche Weise wie ein Erdalkalimetall, kann ein Alkalimetall einfach dem Fulleren Elektronen durch Mischen bereitstellen, um so freie Elektronen in dem Film zu erzeugen.
  • Es sollte festgehalten werden, dass die Elektrode, welche in dem organischen EL-Element in der vorliegenden Erfindung enthalten ist, gleichmäßig auf der gesamten Oberfläche oder auf dem Hauptteil der Oberfläche des Substrates geformt werden kann. Da in diesem Fall eine Lumineszenz mit großer Fläche erzielt werden kann, kann das organische EL-Element in Anwendungen zum Beleuchten und dergleichen eingesetzt werden. Alternativ kann die Elektrode gemustert werden, um so das Display bzw. die Anzeige einer bestimmten Figur oder eines Buchstabes zu ermöglichen. Da in diesem Fall die Lumineszenz in einem charakteristischen Muster erhalten werden kann, kann das organische EL-Element für Werbedisplays und dergleichen eingesetzt werden. Alternativ kann die Elektrode, in einer Vielzahl, in der Form einer Matrix angeordnet werden. In diesem Fall kann das organische EL-Element in Anwendungen für passiv angetriebene Displaypanels und dergleichen eingesetzt werden. Alternativ kann die Elektrode auf einem Substrat geformt werden, in welchem ein Transistorfeld angeordnet ist, um so eine elektrische Verbindung zu erhalten, welche dem Transistorfeld entspricht. In diesem Fall kann das organische EL-Element in Anwendungen für aktiv betriebene Displaypanels und dergleichen eingesetzt werden, wie durch den in 6 beschriebenen Fernseher dargestellt.
  • Obwohl das organische EL-Element und das Herstellungsverfahren desselben gemäß der vorliegenden Erfindung bezogen auf Ausführungsformen und Beispiele beschrieben wurden, ist die vorliegende Erfindung nicht auf solche beschränkt. Solange sie sich nicht von dem Wesen der vorliegenden Erfindung entfernen, sollen verschiedene Modifikationen der vorliegenden Erfindung, welche Fachleuten auf dem Gebiet einfallen, von dem Umfang der Erfindung umfasst sein.
  • Industrielle Anwendbarkeit
  • Das organische EL-Element gemäß der vorliegenden Erfindung ist als eine Pixel-Lumineszenzquelle einer Displayeinrichtung, als ein Rücklicht von einem Flüssigkristalldisplay, als eine Lichtquelle für verschiedene Beleuchtungen, eine Lichtquelle einer optischen Einrichtung usw. geeignet und ist insbesondere für die Anwendung auf ein TFT-kombiniertes aktives Matrix organisches EL-Displaypanel geeignet.
  • Bezugszeichenliste
    • 1, 2, 500, 600
    Organisches EL-Element
    11
    Substrat
    12
    Anode
    13, 503, 603
    Organische Schicht
    14, 141
    Transparente Kathode
    15, 151
    Elektroneninjektionsschicht
    16, 26, 161
    Fullerenschicht
    111
    Glassubstrat
    121
    Legierungselektrode
    122
    Hilfsanode
    131
    Lochinjektionsschicht
    132
    Lochtransportschicht
    133
    Lumineszenzschicht
    501
    Transparentes Substrat
    502
    Transparente untere Elektrode
    504
    Undurchlässige bzw. opake obere Elektrode
    601
    Lichtundurchlässiges bzw. opakes Substrat
    602
    Lichtundurchlässige bzw. opake untere Elektrode
    604
    Transparente obere Elektrode
  • Zusammenfassung
  • Organisches elektrolumineszentes Element
  • Zur Bereitstellung eines organischen Elektrolumineszenzelements mit einer Kathode als eine obere Elektrode, und überragender Lumineszenzleistung, Antriebsspannung und Betriebsdauer. Ein organisches Elektrolumineszenzelement, bei welchem eine Anode (12), eine organische Schicht (13) und eine transparente Kathode (14) der Reihe nach auf einem Substrat (11) laminiert sind, umfasst: eine Elektroneninjektionsschicht (15), welche eine Metallschicht mit wenigstens einem aus einem Alkalimetall oder einem Erdalkalimetall als ein Hauptbestandteil ist, und welche zwischen der organischen Schicht (13) und der transparenten Kathode (14) laminiert ist; und eine Fullerenschicht (26), welche Fullerene enthält, und weiche zwischen der Elektroneninjektionsschicht (15) und der transparenten Kathode (14) laminiert ist. Die Fullerenschicht (26) enthält wenigstens eines aus einem Alkalimetall oder einem Erdalkalimetall.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Claims (6)

  1. Organisches Elektrolumineszenzelement, bei welchem eine Anode, eine Lumineszenzschicht aus einem organischen Material und eine Kathode der Reihe nach auf einem Substrat laminiert sind, wobei das organische Elektrolumineszenzelement umfasst: eine Elektroneninjektionsschicht, welche zwischen der Lumineszenzschicht und der Kathode gebildet ist, um Elektronen in die Lumineszenzschicht zu injizieren, wobei die Elektroneninjektionsschicht aus einem Metall mit als einem Hauptbestandteil wenigstens einem aus einem Alkalimetall oder einem Erdalkalimetall besteht; und einer Fullerenschicht, welche Fullerene enthält, gebildet zwischen der Elektroneninjektionsschicht und der Kathode, wobei die Fullerenschicht wenigstens eines aus einem Alkalimetall oder einem Erdalkalimetall umfasst.
  2. Organisches Elektrolumineszenzelement nach Anspruch 1, wobei die Elektroneninjektionsschicht in Kontakt mit einer Oberfläche der Lumineszenzschicht laminiert ist.
  3. Organisches Elektrolumineszenzelement nach einem der Ansprüche 1 und 2, wobei das organische Material eine polymere organische Verbindung ist.
  4. Organisches Elektrolumineszenzelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Kathode eine transparente Kathode ist, die die Transmission von Licht ermöglicht, die Elektroneninjektionsschicht eine Dicke von zwischen einschließlich 1 nm und 20 nm aufweist und die Fullerenschicht eine Dicke von zwischen einschließlich 1 nm und 100 nm aufweist.
  5. Displaypanel umfassend das organische Elektrolumineszenzelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4.
  6. Verfahren zur Herstellung eines organisches Elektrolumineszenzelementes, wobei eine Anode, eine Lumineszenzschicht aus einem organischen Material und eine Kathode der Reihe nach auf einem Substrat laminiert sind, wobei das Verfahren umfasst: Laminieren der Lumineszenzschicht auf die Anode; Laminieren einer Elektroneninjektionsschicht auf die Lumineszenzschicht, um in die Lumineszenzschicht Elektronen zu injizieren, wobei die Elektroneninjektionsschicht aus einem Metall mit als einem Hauptbestandteil wenigstens einem aus einem Alkalimetall oder einem Erdalkalimetall besteht; Laminieren einer Fullerenschicht, welche Fullerene enthält, auf die Elektroneninjektionsschicht; und Laminieren der Kathode auf die Fullerenschicht, wobei, bei dem Laminieren einer Fullerenschicht, die Fullerenschicht mit einem gezielten Mischungsverhältnis zwischen den Fullerenen und wenigstens einem aus einem Alkalimetall oder einem Erdalkalimetall durch widerstandsbeheizte Dampfabscheidung der Fullerene und durch Elektronenstrahldampfabscheidung des wenigstens einen aus dem Alkalimetall oder dem Erdalkalimetall mit einer Abscheidungsgeschwindigkeit, die einer Abscheidungsgeschwindigkeit der Fullerene entspricht, in einer Vakuumkammer, in welcher die Fullerene dampfabgeschieden werden, laminiert wird.
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