JP2000030868A - 発光デバイス - Google Patents

発光デバイス

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JP2000030868A
JP2000030868A JP14075899A JP14075899A JP2000030868A JP 2000030868 A JP2000030868 A JP 2000030868A JP 14075899 A JP14075899 A JP 14075899A JP 14075899 A JP14075899 A JP 14075899A JP 2000030868 A JP2000030868 A JP 2000030868A
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transport layer
light emitting
emitting device
electron
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JP14075899A
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English (en)
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Yoshimasa Fujita
悦昌 藤田
Stewart Weaver Michael
スチュワート ウィーバー マイケル
Andrew James Hudson
ジェームズ ハドソン アンドリュー
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00Organic light-emitting devices
    • H10K50/10OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/18Carrier blocking layers
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00Organic light-emitting devices
    • H10K50/10OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/18Carrier blocking layers
    • H10K50/181Electron blocking layers

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  • Led Devices (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 有機ELデバイスにおける逆バイアス特性を
向上させ、それによりクロストークの問題を解決する。 【解決手段】 発光デバイスは、電子輸送層、正孔輸送
層、アノード、およびカソードを含み、(a)カソード
と電子輸送層との間に配置され、電子輸送層のイオン化
ポテンシャルよりも大きな規模のイオン化ポテンシャル
を有する正孔ブロック層と、(b)アノードと正孔輸送
層との間に配置され、正孔輸送層の電子親和力よりも大
きな規模の電子親和力を有する電子ブロック層とのいず
れかまたは両方を更に含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は発光デバイスに関す
る。詳細には、有機材料、例えば、低分子量有機分子、
オリゴマーおよびポリマーを使用する有機エレクトロル
ミネセント(EL)ディスプレイ等の有機エレクトロル
ミネセントデバイスに関する。
【0002】
【従来の技術】2層有機ELセルは、通常、アノード、
正孔輸送層、電子輸送層(エミッタ層)、およびカソー
ドを含み、例えば、C. W. Tangらの Appl. Phys. Let
t., 49(2), 183-185 (1986) に記載されている。この構
造において、正孔輸送層はp型半導体として振る舞い、
電子輸送層はn型半導体として振る舞う。有機ELセル
は発光ダイオード(LED)として振る舞う。
【0003】3層有機ELセルは、通常、アノード、正
孔輸送層、エミッタ層、電子輸送層、およびカソードを
含み、例えば、C. Adachi らの Jpn J. Appl. Phys. 2
7, L713-L715 (1988) に記載されており、改良された発
光効率を提供する。あるいは、有機ELセルは、通常、
S. Miyata らの Organic Electroluminescent Material
s and Devices. Gordon and Breach Science Publisher
s.に記載されているように、アノード、正孔注入層、正
孔輸送層、電子輸送層(エミッタ層)、およびカソード
を含む。有機エレクトロルミネセントダイオードの更な
る説明が、C. W. Tangらの Appl. Phys. Lett. 51 (1
2),第913-915頁 (1997) に記載されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、逆方向バイア
スでの有機ELセルの整流特性は、マトリクスセルにと
っては乏しい。シンプルマトリクスアドレシングされた
ディスプレイにおける有機LEDの乏しい逆方向バイア
ス特性とは、特定のマトリクスセルがアドレシングされ
る場合に、他のセルが、逆方向バイアスされたLEDを
介して電流がリークした結果として影響を受けることを
意味する。この問題は、マトリクスセル間のクロストー
クと呼ばれる。
【0005】LEDの逆方向バイアス特性は、シンプル
マトリクスアドレシングを用いる場合に考えるべき非常
に重要な要因である。クロストークの問題に対するある
解決方法は、仕事関数の低い金属(S. Miyata らの Org
anic Electroluminescent Materials and Devices. Gor
don and Breach Science Publishers. 参照)、または
合金(D. Braunらの Appl. Phys. Lett., 58 (18), 19
82-1984 (1991)参照)をカソードとして用いることであ
る。逆方向バイアスの下で、正孔はカソードからLED
の電子輸送層(ETL)へと注入されるので、正孔をカ
ソードからETLへと注入するためにエネルギー(=I
(ETL)−Wfc)が必要とされる。ここで、Ip(ETL)
はETLのイオン化ポテンシャルであり、Wfcはカソ
ードの仕事関数である。エネルギー障壁の高さ(=Ip
(ETL)−Wfc)は逆方向バイアスでのLEDの電流−
電圧(I−V)特性に関係する。仕事関数の低い金属ま
たは合金が使用される場合、エネルギー障壁の高さはよ
り高くなる。この場合、通常、逆方向バイアス特性は非
常に優れている。しかし通常、このような材料の安定性
は劣っている。別の解決方法は、マトリクスのアドレシ
ングされていないライン/列を全て接地することである
が、これは定電流駆動スキーム(constantcurrent drive
scheme)にとっては簡単ではない。
【0006】Pioneer Electron Corp 出願の特願平第04
006823号(特開平第05198380号)は、インジウムおよび
リチウムの合金からなる負電極と有機層との間の臨界表
面(critical surface)からの決められた膜厚の合金領域
におけるリチウム濃度を特定することによって、高い発
光効率および高い輝度を有する有機EL素子を提供する
ことを目的としている。
【0007】本明細書中では、以下の略語を用いる。N
PBは4,4’ビス[N−(1−ナフチル)−N−フェニル
アミノ]−ビフェニル、Alqは8−ヒドロキシキノリ
ンアルミニウムを、BAlqは(1,1’−ビスフェニ
ル)−4−オラート)ビス(2−メチル−8−キノリノ
ラート−N1,08)アルミニウムを、tBu−PBD
は2−(4−ビフェニル)−5−(4−t−ブチルフェ
ニル)−1,3,4−オキサジアゾールを、PDAはテ
トラ−N,N,N’,N’−(3−トリル)−1,3−
ジアミノベンゼンを、Alはアルミニウムを、そしてI
TOはインジウム錫酸化物を示す。
【0008】本発明は上記の課題に鑑みてなされたもの
であり、その目的は上記のような問題点を克服して、有
機ELデバイスにおける逆バイアス特性を向上させ、そ
れによりクロストークの問題を解決することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明による発光デバイ
スは、電子輸送層、正孔輸送層、アノード、およびカソ
ードを含み、(a)カソードと電子輸送層との間に配置
され、電子輸送層のイオン化ポテンシャルよりも大きな
規模のイオン化ポテンシャルを有する正孔ブロック層
と、(b)アノードと正孔輸送層との間に配置され、正
孔輸送層の電子親和力よりも大きな規模の電子親和力を
有する電子ブロック層とのいずれかまたは両方を更に含
み、そのことにより上記目的が達成される。
【0010】エミッタ層が電子輸送層と正孔輸送層との
間に配置されてもよい。
【0011】エミッタ層が低分子量有機分子、オリゴマ
ーまたはポリマーから形成されてもよい。
【0012】電子輸送層が低分子量有機分子、オリゴマ
ーまたはポリマーから形成されてもよい。
【0013】正孔輸送層が低分子量有機分子、オリゴマ
ーまたはポリマーから形成されてもよい。
【0014】正孔ブロック層が低分子量有機分子、オリ
ゴマーまたはポリマーから形成されてもよい。
【0015】電子ブロック層が低分子量有機分子、オリ
ゴマーまたはポリマーから形成されてもよい。
【0016】正孔ブロック層および/または電子ブロッ
ク層が、スピンコーティング、ドクターブレード技術、
化学蒸着法、表面吸着、またはプラズマ重合等の均一な
薄膜を提供する技術によって形成されてもよい。
【0017】電子輸送層はn型半導体のように振る舞う
有機材料から形成された、正孔輸送層はp型半導体のよ
うに振る舞う有機材料から形成されてもよい。
【0018】発光デバイスが発光ダイオードであっても
よい。
【0019】マトリクスディスプレイはいずれかの複数
の発光デバイスを含んでもよい。
【0020】各発光デバイスが2つの電極によってアド
レシングされ、アドレシングされない電極がフローティ
ング状態にあってもよい。
【0021】本発明によると、電子輸送層、正孔輸送
層、アノード、カソード、ならびに、(a)カソードと
電子輸送層との間に配置され、電子輸送層のイオン化ポ
テンシャルよりも大きなイオン化ポテンシャルを有する
正孔ブロック層と、(b)アノードと正孔輸送層との間
に配置され、正孔輸送層の電子親和力よりも小さな電子
親和力を有する電子ブロック層と、のいずれかまたは両
方を含む発光デバイスが提供される。
【0022】単数または複数のブロック層のより大きな
イオン化ポテンシャルおよび/またはより低い電子親和
力が、より大きなエネルギー障壁を逆方向バイアス下で
の電子からの電荷の注入に提供するので、このような発
光デバイスは、改良された逆方向バイアス特性を提供す
る。
【0023】エミッタ層は電子輸送層と正孔輸送層との
間に配置され得る。
【0024】このようなエミッタ層は、順方向バイアス
下でのデバイスによって放出される光の量を増加させ
る。
【0025】エミッタ層は、低分子量有機分子、オリゴ
マーまたはポリマーから形成され得る。
【0026】電子輸送層は、低分子量有機分子、オリゴ
マーまたはポリマーから形成され得る。
【0027】正孔輸送層は、低分子量有機分子、オリゴ
マーまたはポリマーから形成され得る。
【0028】正孔ブロック層は、低分子量有機分子、オ
リゴマーまたはポリマーから形成され得る。
【0029】電子ブロック層は、低分子量有機分子、オ
リゴマーまたはポリマーから形成され得る。
【0030】正孔ブロック層および/または電子ブロッ
ク層は、スピンコーティング、ドクターブレード技術、
化学蒸着法、表面吸着、またはプラズマ重合等の均一な
薄膜を提供する技術によって形成され得る。
【0031】電子輸送層は、n型半導体のように振る舞
う有機材料であり得、正孔輸送層は、p型半導体のよう
に振る舞う有機材料であり得る。
【0032】発光デバイスは発光ダイオードであり得
る。
【0033】本発明はまた、上述のように、複数の発光
デバイスを含むマトリクスディスプレイを提供する。
【0034】各発光デバイスは2つの電極によってアド
レシングされ得、アドレシングされない電極はある電位
に固定されずに電気的にフローティング状態にあっても
よい。
【0035】本発明は、1つ以上の電子輸送層、1つ以
上の正孔輸送層、および/または1つ以上のエミッタ層
を含み得る。
【0036】発光デバイスは、電子輸送層40、正孔輸
送層36、アノード34、およびカソード38を含み、
(a)カソード38と電子輸送層40との間に配置さ
れ、電子輸送層40のイオン化ポテンシャルよりも大き
な規模のイオン化ポテンシャルを有する正孔ブロック層
50と、(b)アノード34と正孔輸送層36との間に
配置され、正孔輸送層36の電子親和力よりも大きな規
模の電子親和力を有する電子ブロック層60とのいずれ
かまたは両方を更に含む。
【0037】
【発明の実施の形態】図1は、アドレシングされない電
極がフローティング状態にある従来技術の5×4シンプ
ルマトリクス10を示す。マトリクス10は、5個の列
電極14(図1において1から5で表示されている)お
よび4個の行電極16(図1において1から4で表示さ
れている)によってアドレシングされた有機LED12
のマトリクスを含む。図1において、列電極14および
行電極16は、その交差部において電気的に接続するこ
となく直角に交差する。位置(1,1)の有機LED1
2から発光を行うために、バッテリー18で示すよう
に、第1の列電極14と第1の行電極16との間に電圧
を印加する。しかし、逆方向バイアスLED12を介し
て電流がリークした結果、電流は位置(1,1)の有機
LED12を通過するだけでなく、他のLED12も通
過する。例えば、位置(1,1)のLEDを介して第1
の列電極14から第1の行電極16へと流れる電流に加
えて、初めに位置(1,2)のLED(順方向にバイア
スされている)を通過し、次に、位置(2,2)のLE
D(逆方向にバイアスされている)を通過し、最後に位
置(2,1)のLED(順方向にバイアスされている)
を通過して流れることによってもこれら2つの電極の間
に電流が流れ得る。このことは、位置(2,2)のLE
Dが逆方向バイアスに一定の電流を流す場合にのみ起こ
り得ることは明らかである。
【0038】図2は、位置(1,1)のLED12がア
ドレシングされる場合の、図1の回路の別の図を示す。
図2は、どのLED12が順方向にバイアスされ、どの
LED12が逆方向にバイアスされるかを示す。点線で
示す箱20内のLEDは全て逆方向にバイアスされ、他
のLEDは全て順方向にバイアスされる。第1の列およ
び第1の行内の全てのLEDが順方向にバイアスされ、
それに対して他のLED全てが逆方向にバイアスされ
る。通常、どのLED12がアドレシングされても、同
じ列内の他のLEDおよび同じ行内の他のLEDは順方
向にバイアスされ、残りのLEDは逆方向にバイアスさ
れる。LED12の逆方向バイアス特性が良好である場
合(つまり、逆方向バイアス電流が非常に小さく、ダイ
オード特性が非常に非対称である場合)、電流はアドレ
シングされたLED12のみを通過して流れる。図1に
おいて、マトリクスは位置(1,1)のLED12から
のみ発光する。しかし、ダイオードの逆方向バイアス整
流特性が乏しい場合(つまり、逆方向バイアス電流を無
視できない場合)、マトリクス内の他のセルからの発光
が起こり得る。1つの画素を示すLEDについて、逆方
向バイアスの電流が非常に低い場合でさえ、複数の画素
からの電流が並列に結合するという事実から、クロスト
ークの問題が起こり得る。例えば、VGAパネルは64
0個の列を含み得る。
【0039】図3は従来の2層有機LED30について
の模式的なエネルギー図を示し、図6は従来の3層有機
LED32についての模式的なエネルギー図を示す。図
中、対応する部分には同じ参照符号を与える。図3およ
び図6において、アノード34は正孔輸送層(HTL)
36に接続される。正孔輸送層(HTL)36はp型半
導体のように振る舞う有機材料から形成される。カソー
ド38は電子輸送層(ETL)40に接続される。電子
輸送層(ETL)40はn型半導体のように振る舞う有
機材料から形成される。図3および図6は模式的なエネ
ルギーレベル図を示す。この図において、HTL36の
上端42の高さはHTL36の電子親和力(E
(HTL))を示し、ETL40の下端44の高さはET
L40のイオン化ポテンシャル(Ip(ETL))を示す。
同様に、アノード34を示す線の高さはアノード34の
仕事関数(Wfa)を示し、カソード38を示す線の高
さはカソード38のの仕事関数(Wfc)を示す。図3
において、HTL36はETL40に隣接して配置さ
れ、それに対して図6において、エミッタ46はHTL
36とETL40との間に配置される。
【0040】本明細書中で説明する有機材料において、
電子親和力は真空準位(0eVの基準エネルギー準位と
みなし得る)から最低空軌道のエネルギー準位(LUM
O準位)へと下方向に測定した(負の)エネルギーとみ
なし得る。イオン化ポテンシャルは真空準位から最高被
占軌道のエネルギー準位(HOMO準位)へと下方向に
測定した(負の)エネルギーとみなし得る。本明細書中
で説明する金属および金属材料(つまりITOおよびA
l)について、仕事関数は真空準位(0eV)からフェ
ルミ準位へと下方に測定した(負の)エネルギーであ
る。
【0041】初めに、図3および図6の従来の有機LE
D30および32における、逆方向バイアス下での正孔
および電子の動きを説明する。アノード34からHTL
36に電子が注入され、そこで電子をアノード34から
HTL36に注入するために|Wfa−Ea(HTL)|の
エネルギーが必要とされる。カソード38からETL4
0に正孔が注入され、そこで正孔をカソード38からE
TL40に注入するために|Ip(ETL)−Wfc|のエ
ネルギーが必要とされる。電荷注入に対するエネルギー
障壁の高さ|Wfa−Ea(HTL)|および|Ip(ETL)
Wfc|は、逆方向にバイアスされた有機LED30お
よび32の電流−電圧(I−V)特性に関連する。
【0042】図4および図7はそれぞれ、本発明による
2つの有機LED48および49を示す。本発明の有機
LED48および49において、正孔ブロック層(HB
L)50はカソード38とETL40との間に構成され
る。HBL50の下端52の高さはHBL50のイオン
化ポテンシャル(Ip(HBL))を示す。HBL50は、
有機LED48および49の逆方向バイアス特性を向上
させるために、ETL40のイオン化ポテンシャルIp
(ETL)よりも大きいイオン化ポテンシャルIp( HBL)を有
する。その結果、図4および図7の有機LED48およ
び49における、カソード38からHBL50に正孔を
注入するために必要なエネルギー、つまり|Ip(HBL)
−Wfc|は、図3および図6の有機LED30および
32における、カソード38からETL40に正孔を注
入するために必要なエネルギー、つまり|Ip(ETL)
Wfc|よりも大きい。つまり、|Ip(HBL)−Wfc
|>|Ip(ETL)−Wfc|となる。
【0043】LED48および49はそれぞれ独立した
HBL50およびETL40を有する。従って順方向バ
イアスにおいて電子をカソード38から離れるように輸
送し、逆方向バイアスにおいて正孔をブロックする能力
は、2つの異なる層内で個別に最適化され得る。2つの
層の相対的な厚さも制御され得る。HBL50は、ET
L40のイオン化ポテンシャルよりも規模の大きなイオ
ン化ポテンシャルを必要とするが、順方向バイアスでの
高い電子輸送能力を必要としない。ETL40は順方向
バイアスでの高い電子輸送能力を必要とするが、高いイ
オン化ポテンシャル値を必要としない。
【0044】図5および図8は、アノード34とHTL
36との間に配置された電子ブロック層(EBL)60
を備えた、更に2つの有機LED54および56を示
す。EBL60の上端62の高さはEBL60の電子親
和力Ea(EBL)を示す。EBL60の電子親和力の規模
は、HTL36の電子親和力の規模よりも小さくなるよ
うに調節されるので、|Wfa−Ea(EBL)|>|
Wfa−Ea(HTL)|となる。つまり、アノード3
4からEBL60に電子を注入するために必要とされる
エネルギー|Wfa−Ea(EBL)|は、(図3およ
び図6の従来のLED30および32において)アノー
ド34からHTL36に電子を注入するために必要とさ
れるエネルギーよりも大きい。
【0045】LED54および56は、別個のEBL6
0およびHTL36を有する。従って、順方向バイアス
において正孔をアノード34から離れるように輸送し、
逆方向バイアスにおいて電子をブロックする能力は、2
つの異なる層(36および60)内で個別に最適化され
得る。2つの層(36および60)の相対的な厚さも制
御され得る。EBL60はHTL36の電子親和力より
も規模の小さな電子親和力を必要とするが、順方向バイ
アスでの高い正孔輸送能力を必要としない。HTL36
は順方向バイアスでの高い正孔輸送能力を必要とする
が、低い電子親和力値を必要としない。
【0046】注入された電荷は、逆方向バイアスにおい
て電極34および38から有機層50および60に注入
されるためにより高いエネルギーを必要とする。従っ
て、図3および図6に示す従来のLED30および32
と比べて整流特性が向上する。逆方向バイアスでの電流
は従来のLEDの電流よりも小さい。そのために、クロ
ストークの問題は排除される。HBL50の使用によ
り、従来のデバイスで使用される、反応性がより高く、
仕事関数の低い金属または合金の代わりに、安定した金
属(例えばアルミニウム)をカソード38として用いる
ことができる。このことは、LEDの寿命を向上させる
のに有利である。
【0047】図9は図8のLED56の別の図であり、
それぞれ電極34および38からEBL60およびHB
L50に電子および正孔を注入するために必要なエネル
ギーを示す。これらのエネルギーをそれぞれ箱64およ
び66の中に表示する。点線で囲んだ箱68および70
はそれぞれ、図6の従来の3層有機LED32のアノー
ド34およびカソード38から電子および正孔を注入す
るのに必要なエネルギーを表示する。図9から理解でき
るように、これらのエネルギーは実線の箱64および6
6に表示されたエネルギーよりも低い。
【0048】図10は、図6の従来のLED32と比較
した、図4、図5、図7および図8に示す有機LEDの
逆方向バイアスにおける電流−電圧特性の向上を示す概
略的なグラフである。(「有機LED」と表示した曲線
によって概略的に示す。) 図11は、従来のITO/NPB/BAlq/Alq/Al
というLED構造での模式的なエネルギー図を示す。こ
れは従来の3層有機LEDである。NPBは典型的な正
孔輸送材料であり、BAlqは典型的な発光材料であ
り、Alqは典型的な電子輸送材料である。有機層NP
B、BAlqおよびAlq(NPBの厚さは通常約60
nm、BAlqおよびAlqの厚さはそれぞれ通常約3
0nm)およびアルミニウムカソード(通常厚さ200
nm)は、真空下での熱蒸発(thermal evaporation)に
よってインジウム錫酸化物(ITO)ガラスアノード上
に堆積される。このLEDセルにおいて、青緑色の光が
BAlq層から放出される。NPB、AlqおよびBA
lqの化学構造を図11の右手側に示す。ITOの仕事
関数(WfITO=Wfa)とNPBの電子親和力(Ea
(NPB)=Ea(HTL))との間のエネルギーギャップ
は2.2eVであり、Alの仕事関数(WfAl=Wf
c)とAlqのイオン化ポテンシャル(Ip(Alq)=I
(ETL))との間のエネルギーギャップは1.3eVで
ある。つまり、|Wfa−Ea(HTL)|=2.2eV、
且つ、|Ip(ETL)−Wfc|=1.3eVである。
【0049】図12は、ITO/NPB/BAlq/Al
q/tBu−PBD/AlというLED構造での模式的な
エネルギー図を示す。この図は、本発明による有機LE
Dを示す。この図において、tBu−PBDの層はAl
層とAlq層との間に堆積される。tBu−PBDの化
学構造を図12の右手側に示す。tBu−PBD層の厚
さは、15nmである。この場合、Alの仕事関数とt
Bu−PBDのイオン化ポテンシャル(Ip(tBu-PBD)
=Ip(HBL))との間エネルギーギャップの値は1.8
eVである。従って、 |Ip(HBL)−Wfc|=1.8eV > |Ip(ETL)
−Wfc|=1.3eV となる。
【0050】図13は、ITO/PDA/NPB/BAl
q/Alq/tBu−PBD/AlというLED構造での
模式的なエネルギー図を示す。この図は本発明による有
機LEDを示す。この図において、PDAがITOとN
PBとの間に堆積される。PDAの化学構造を図13の
右手側に示す。PDAの厚さは15nmである。この場
合、ITOの仕事関数とPDAの電子親和力(Ea
(PDA)=Ea(EBL))との間のエネルギーギャップは2.
6eVである。従って、 |Wfa−Ea(EBL)|=2.6eV > |Wfa−
Ea(HTL)|=2.2eV となる。
【0051】図14は、有機LEDの3つの構造を比較
した、逆方向バイアスでのI−V特性を示す。有機LE
Dの1つは、典型的な有機LED(ITO/NPB/BA
lq/Alq/Al)である。第2のLEDは、AlとA
lqとの間にHBL層(この場合はtBu−PBD)を
有する有機LED(ITO/NPB/BAlq/Alq/t
Bu−PBD/Al)である。第3のLEDは、ITO
層およびNPB層とHBL層との間にEBL層を有する
有機LED(ITO/PDA/NPB/BAlq/Alq/
tBu−PBD/Al)である。
【0052】本発明は、バンドベンディングを制御する
手段、つまり結果的に、電極/有機界面を介した注入を
制御する手段として使用され得、このことにより、逆方
向バイアスデバイスの性能を向上させる。低分子量有機
分子、オリゴマーおよびポリマーの使用に加えて、電子
ブロック層および正孔ブロック層が均一な薄膜を提供す
る様々な技術によって形成され得る。この技術の例とし
て、スピンコーティング、ドクターブレード技術、化学
蒸着法、表面吸着、プラズマ重合等が挙げられる。
【0053】
【発明の効果】本発明によると電子輸送層、正孔輸送
層、アノード、およびカソードを備える発光デバイスが
提供される。さらに本発明の発光デバイスは、正孔ブロ
ック層と電子ブロック層のいずれかまたは両方をさらに
備える。正孔ブロック層は、カソードと電子輸送層との
間に配置され、電子輸送層のイオン化ポテンシャルより
も大きなイオン化ポテンシャルを有し、電子ブロック層
は、アノードと正孔輸送層との間に配置され、正孔輸送
層の電子親和力よりも小さな電子親和力を有する。これ
により、有機ELデバイスにおける逆バイアス特性が向
上され、クロストークの問題を解決することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】有機LEDを用いるシンプルマトリクスディス
プレイである。
【図2】位置(1,1)のLEDがアドレシングされる
場合の、図1についての等価回路である。
【図3】従来の2層有機LEDの模式的なエネルギー図
である。
【図4】本発明による改良された有機LEDについての
模式的なエネルギー図である。
【図5】本発明による改良された有機LEDについての
模式的なエネルギー図である。
【図6】従来の3層有機LEDの模式的なエネルギー図
である。
【図7】本発明による改良された有機LEDについての
模式的なエネルギー図である。
【図8】本発明による改良された有機LEDについての
模式的なエネルギー図である。
【図9】アノードおよびカソードからそれぞれ電子およ
び正孔を注入するために必要とされるエネルギーを示
す、図8のLEDの更なるエネルギー図である。
【図10】図6の従来の有機LEDならびに図4、図
5、図7および図8の改良された有機LEDについて
の、概略的な逆方向バイアス電流−電圧(I−V)曲線
である。
【図11】従来のITO/NPB/BAlq/Alq/Al
というLED構造での模式的なエネルギー図である。
【図12】本発明によるITO/NPB/BAlq/Al
q/tBu−PBD/AlというLED構造での模式的な
エネルギー図である。
【図13】本発明によるITO/PDA/NPB/BAl
q/Alq/tBu−PBD/AlというLED構造での
模式的なエネルギー図である。
【図14】図11、図12および図13に示す有機LE
Dの3つの構造を比較した、逆方向バイアスにおけるI
−V特性である。
【符号の説明】
10 マトリクス 12、48、49、54、56 有機LED 14 列電極 16 行電極 18 バッテリー 34 アノード 36 正孔輸送層(HTL) 38 カソード 40 電子輸送層(ETL) 46 エミッタ 50 正孔ブロック層(HBL) 60 電子ブロック層(EBL)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H05B 33/14 H05B 33/14 A 33/26 33/26 Z (72)発明者 アンドリュー ジェームズ ハドソン イギリス国 オーエックス14 1ディーダ ブリュー オックスフォードシャー, ア ビンドン, ボストック ロード 41

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電子輸送層、正孔輸送層、アノード、お
    よびカソードを含む発光デバイスであって、該デバイス
    は、 (a)該カソードと該電子輸送層との間に配置され、該
    電子輸送層のイオン化ポテンシャルよりも大きな規模の
    イオン化ポテンシャルを有する正孔ブロック層と、 (b)該アノードと該正孔輸送層との間に配置され、該
    正孔輸送層の電子親和力よりも小さな規模の電子親和力
    を有する電子ブロック層と、のいずれかまたは両方を更
    に含む発光デバイス。
  2. 【請求項2】 エミッタ層が前記電子輸送層と前記正孔
    輸送層との間に配置される、請求項1に記載の発光デバ
    イス。
  3. 【請求項3】 前記エミッタ層が低分子量有機分子、オ
    リゴマーまたはポリマーから形成される、請求項2に記
    載の発光デバイス。
  4. 【請求項4】 前記電子輸送層が低分子量有機分子、オ
    リゴマーまたはポリマーから形成される、請求項1〜3
    のいずれかに記載の発光デバイス。
  5. 【請求項5】 前記正孔輸送層が低分子量有機分子、オ
    リゴマーまたはポリマーから形成される、請求項1〜4
    のいずれかに記載の発光デバイス。
  6. 【請求項6】 前記正孔ブロック層が低分子量有機分
    子、オリゴマーまたはポリマーから形成される、請求項
    1〜5のいずれかに記載の発光デバイス。
  7. 【請求項7】 前記電子ブロック層が低分子量有機分
    子、オリゴマーまたはポリマーから形成される、請求項
    1〜6のいずれかに記載の発光デバイス。
  8. 【請求項8】 前記正孔ブロック層および/または前記
    電子ブロック層が、スピンコーティング、ドクターブレ
    ード技術、化学蒸着法、表面吸着、またはプラズマ重合
    等の均一な薄膜を提供する技術によって形成される、請
    求項1〜7のいずれかに記載の発光デバイス。
  9. 【請求項9】 前記電子輸送層はn型半導体のように振
    る舞う有機材料から形成されており、前記正孔輸送層は
    p型半導体のように振る舞う有機材料から形成されてい
    る、請求項1〜8のいずれかに記載の発光デバイス。
  10. 【請求項10】 前記発光デバイスが発光ダイオードで
    ある、請求項1〜9のいずれかに記載の発光デバイス。
  11. 【請求項11】 請求項1〜10のいずれかに記載の複
    数の前記発光デバイスを含むマトリクスディスプレイ。
  12. 【請求項12】 各発光デバイスが2つの電極によって
    アドレシングされ、アドレシングされない電極がフロー
    ティング状態にある、請求項11に記載のマトリクスデ
    ィスプレイ。
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