JP2000173777A - Organic el element - Google Patents
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Classifications
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- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
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-
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- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K50/00—Organic light-emitting devices
- H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
- H10K50/18—Carrier blocking layers
Landscapes
- Electroluminescent Light Sources (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、少なくとも一方が
透明である一対の電極間に、有機化合物からなる正孔輸
送層や発光層等が積層された有機エレクトロルミネッセ
ンス素子（以下、有機ＥＬ素子と呼ぶ）に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an organic electroluminescent device (hereinafter referred to as an organic EL device) in which a hole transport layer or a light emitting layer made of an organic compound is laminated between a pair of electrodes at least one of which is transparent. Call).
【０００２】[0002]
【従来の技術】有機ＥＬ素子は、蛍光性有機化合物を含
む薄膜を陰極と陽極の間に挟んだ構造を有し、前記薄膜
に電子および正孔を注入して再結合させることにより励
起子（エキシトン）を生成させ、このエキシトンが失活
する際の光の放出（蛍光・燐光）を利用して表示を行う
表示素子である。2. Description of the Related Art An organic EL device has a structure in which a thin film containing a fluorescent organic compound is sandwiched between a cathode and an anode. This is a display element that generates an exciton) and performs display by utilizing light emission (fluorescence / phosphorescence) when the exciton is deactivated.
【０００３】前記有機ＥＬ素子の基本構成の一つを図５
に示した。この有機ＥＬ素子は、基板１００の上にＩＴ
Ｏからなるアノード１０１を有している。アノード１０
１の上には、Diamine からなるホール輸送層１０２があ
る。ホール輸送層１０２の上には、Ａｌｑ3 からなる発
光層１０３がある。発光層１０３の上には、Ｍｇ，Ａｇ
合金からなるカソード１０４が設けられている。各有機
層の厚みは５０ｎｍ程度である。各層の成膜は真空蒸着
で行っている。この有機ＥＬ素子に直流１０Ｖを加える
と、発光層１０３から１０００ｃｄ／ｍ2 程度の緑色の
発光が得られる。この発光は、ＩＴＯのアノード１０１
と基板１００を通して観察される。One of the basic constitutions of the organic EL device is shown in FIG.
It was shown to. This organic EL element is provided on a substrate 100 by IT.
It has an anode 101 made of O. Anode 10
Above 1 is a hole transport layer 102 of Diamine. On the hole transport layer 102, there is a light emitting layer 103 made of Alq 3 . On the light emitting layer 103, Mg, Ag
A cathode 104 made of an alloy is provided. The thickness of each organic layer is about 50 nm. Each layer is formed by vacuum evaporation. When a direct current of 10 V is applied to this organic EL element, green light emission of about 1000 cd / m 2 is obtained from the light emitting layer 103. This light is emitted by the ITO anode 101
Is observed through the substrate 100.
【０００４】前記有機ＥＬ素子の構造によれば、発光層
１０３の内、アノード１０１とカソード１０４に挟まれ
た領域が発光する。そこで、有機ＥＬ素子において簡単
な図形や文字等の固定パターンを表示したい場合には、
図６及び図７に示すように絶縁層１１２で発光パターン
を区画する構造が用いられる。即ち、基板１１０の上に
はアノード１１１が設けられ、アノード１１１の上には
所定のパターン（図では星形の開口部１１２ａ）で絶縁
層１１２が形成される。絶縁層１１２の上と絶縁層１１
２に覆われていないアノード１１１の上には、有機層１
１３が形成される。この有機層１１３の上にカソード１
１４が形成される。アノード１１１とカソード１１４の
間に直流を加えると、絶縁層１１２に接していない発光
層、即ち発光層の内のアノード１１１とカソード１１４
に直接挟まれた部分が発光する。この発光は、透明なカ
ソード１１１側又はアノード１１４側から絶縁層１１２
の開口部１１２ａを介して所定のパターンで観察され
る。なお、従来の有機ＥＬ素子においては、前記絶縁層
１１２はポリイミド等のポリマーやＳｉＯ2 で構成され
ていた。According to the structure of the organic EL device, a region of the light emitting layer 103 which is interposed between the anode 101 and the cathode 104 emits light. Therefore, if you want to display a fixed pattern such as a simple figure or character on the organic EL element,
As shown in FIGS. 6 and 7, a structure in which a light emitting pattern is partitioned by the insulating layer 112 is used. That is, the anode 111 is provided on the substrate 110, and the insulating layer 112 is formed on the anode 111 in a predetermined pattern (a star-shaped opening 112a in the figure). On insulating layer 112 and insulating layer 11
The organic layer 1 is placed on the anode 111 not covered with
13 are formed. On the organic layer 113, the cathode 1
14 are formed. When a direct current is applied between the anode 111 and the cathode 114, the light emitting layer not in contact with the insulating layer 112, that is, the anode 111 and the cathode 114 in the light emitting layer
The part directly sandwiched between the LEDs emits light. This light is emitted from the transparent cathode 111 side or the anode 114 side to the insulating layer 112.
Is observed in a predetermined pattern through the opening 112a. In the conventional organic EL device, the insulating layer 112 was made of a polymer such as polyimide or SiO 2 .
【０００５】さて、前述したように、従来の有機ＥＬ素
子においては発光層としてＡｌｑ3が用いられている
が、Ａｌｑ3 はホールも輸送するので、ホール輸送層か
ら注入されたホールが発光層内で電子と再結合せず、発
光層を突き抜けてカソードにまで達してしまい、発光に
寄与しない電流となることが考えられる。As described above, in the conventional organic EL device, Alq 3 is used as a light emitting layer. However, since Alq 3 also transports holes, holes injected from the hole transporting layer are in the light emitting layer. It is considered that the current does not recombine with the electrons and penetrates the light emitting layer to reach the cathode, resulting in a current that does not contribute to light emission.
【０００６】そこで、有機ＥＬ素子の無効電流を減らし
て発光効率を向上させるために、図８に示すようにホー
ルブロッキング層を用いてホールと電子が再結合する位
置を規制する構造が提案されている。即ち、基板２００
の上には、アノード２０１、ホール注入層２０２、ホー
ル輸送層２０３、発光層２０４があり、発光層２０４の
上には電子輸送層２０５がある。電子輸送層２０５の上
にはカソード２０６がある。ここで、発光層２０４と電
子輸送層２０５の間に、ホールブロッキング層２０７を
設けるのである。このホールブロッキング層２０７のイ
オン化ポテンシャルは、発光層２０４のイオン化ポテン
シャルよりも大きいので、アノード２０１側から輸送さ
れてくるホールはホールブロッキング層２０７を突き抜
けて電子輸送層２０５へ移動することができない。よっ
て、電子輸送層２０５から輸送されてくる電子と、ホー
ル輸送層２０３からのホールは、カソード２０６側をホ
ールブロッキング層２０７で遮蔽されている発光層２０
４において再結合することとなる。このように、ホール
ブロッキング層２０７は、ホールが発光層２０４を突き
抜けるのを防止し、発光層２０４で発光が得られるよう
にするために用いられていた。即ち、電子とホールが再
結合して発光する場所を規定するために用いられてい
た。In order to reduce the reactive current of the organic EL element and improve the luminous efficiency, a structure has been proposed which restricts the position where holes and electrons recombine by using a hole blocking layer as shown in FIG. I have. That is, the substrate 200
There are an anode 201, a hole injection layer 202, a hole transport layer 203, and a light emitting layer 204 above, and an electron transport layer 205 above the light emitting layer 204. Above the electron transport layer 205 is a cathode 206. Here, a hole blocking layer 207 is provided between the light emitting layer 204 and the electron transport layer 205. Since the ionization potential of the hole blocking layer 207 is larger than the ionization potential of the light emitting layer 204, holes transported from the anode 201 side cannot pass through the hole blocking layer 207 and move to the electron transport layer 205. Therefore, the electrons transported from the electron transport layer 205 and the holes from the hole transport layer 203 are separated from the light emitting layer 20 whose cathode 206 side is blocked by the hole blocking layer 207.
In step 4, recombination occurs. As described above, the hole blocking layer 207 has been used to prevent holes from penetrating through the light emitting layer 204 and to allow the light emitting layer 204 to emit light. That is, it has been used to define a place where electrons and holes recombine to emit light.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】従来の有機ＥＬ素子に
おいて、表示パターン区画用の絶縁層をポリイミドで構
成するには、次のような問題がある。まず、成膜を湿式
で行う場合には、フォトリソ工程があるのでランニング
コストが高くなる。また、成膜を乾式で行う場合には、
重合蒸着法を用いるが、これによれば成膜に時間がかか
るのでやはりランニングコストが高くなる。次に、従来
の有機ＥＬ素子において絶縁層をＳｉＯ2で構成する
と、次のような問題がある。即ちＳｉＯ2 は親水性で水
を吸着しやすく、製造工程で物理吸着した水を素子を形
成した後で徐々に放出するので、素子の表示性能を徐々
に劣化させてしまう。In the conventional organic EL device, the following problem arises when the insulating layer for partitioning the display pattern is made of polyimide. First, when film formation is performed by a wet method, a photolithography process is performed, so that the running cost increases. Also, when the film is formed by a dry method,
Although the polymerization deposition method is used, the film formation takes a long time, so that the running cost also increases. Next, when the insulating layer is made of SiO 2 in the conventional organic EL element, the following problem occurs. That is, SiO 2 is hydrophilic and easily adsorbs water, and gradually releases water that has been physically adsorbed in the manufacturing process after the element is formed, thus gradually deteriorating the display performance of the element.
【０００８】そこで、本発明は、製造コストが低く、水
分の吸着も少ない有機ＥＬ素子に適した表示パターン区
画用の新規な構造を提供することを目的としている。Accordingly, an object of the present invention is to provide a novel structure for a display pattern section which is suitable for an organic EL device having a low manufacturing cost and a low water absorption.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】請求項１に記載された有
機ＥＬ素子（１）は、少なくとも一方が透明なアノード
（３）とカソード（１１）の間に、発光層（電子輸送層
兼発光層８）を含む有機層を備えた有機ＥＬ素子におい
て、前記アノードと前記有機層の間の少なくとも一部分
に、前記アノードからのホールの移動を阻止するホール
ブロッキング層（４）を設けたことを特徴としている。The organic EL element (1) according to the present invention has a light emitting layer (electron transport layer and light emitting layer) between at least one of the transparent anode (3) and the cathode (11). An organic EL device including an organic layer including the layer 8), wherein a hole blocking layer (4) for preventing movement of holes from the anode is provided at least in part between the anode and the organic layer. And
【００１０】請求項２に記載された有機ＥＬ素子（１）
は、少なくとも一方が透明なアノード（３）とカソード
（１１）の間に、発光層（電子輸送層兼発光層８）を含
む有機層を備えた有機ＥＬ素子において、前記有機層
が、前記アノードの上に所定のパターン（開口部５）で
形成され前記アノードからのホールの移動を阻止するホ
ールブロッキング層（４）と、前記ホールブロッキング
層及び前記ホールブロッキング層に覆われていない前記
アノードの上に形成されたホール注入層（６）と、前記
ホール注入層の上に形成されたホール輸送層（７）と、
前記ホール輸送層と前記カソードの間に形成された電子
輸送層兼発光層（８）を有していることを特徴としてい
る。An organic EL device according to claim 2 (1).
Is an organic EL device comprising an organic layer including a light emitting layer (electron transport layer and light emitting layer 8) between an anode (3) and a cathode (11), at least one of which is transparent. A hole blocking layer (4) formed in a predetermined pattern (opening 5) on the substrate to prevent the movement of holes from the anode, and a hole blocking layer (4) on the anode and the anode not covered with the hole blocking layer. A hole injection layer (6) formed on the hole injection layer, a hole transport layer (7) formed on the hole injection layer,
An electron transport layer / light emitting layer (8) formed between the hole transport layer and the cathode is provided.
【００１１】請求項３に記載された有機ＥＬ素子は、請
求項１又は２記載の有機ＥＬ素子（１）において、前記
ホールブロッキング層（４）のイオン化ポテンシャル
が、前記アノード（３）のイオン化ポテンシャルよりも
０．６ｅＶ以上大きいことを特徴としている。According to a third aspect of the present invention, there is provided the organic EL element according to the first or second aspect, wherein the ionization potential of the hole blocking layer is equal to the ionization potential of the anode. Is 0.6 eV or more.
【００１２】請求項４に記載された有機ＥＬ素子は、請
求項３記載の有機ＥＬ素子において、前記アノード
（３）がＩＴＯであり、前記ホールブロッキング層
（４）が前記化学式（化１）に示すＡｌ2 Ｏ（ＯＸＺ）
4 であることを特徴としている。According to a fourth aspect of the present invention, in the organic EL element according to the third aspect, the anode (3) is ITO, and the hole blocking layer (4) is represented by the chemical formula (1). Al 2 O (OXZ) shown
It is characterized by being 4 .
【００１３】[0013]
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態の一例である
有機ＥＬ素子１を図１〜図４を参照して説明する。図１
は本例の有機ＥＬ素子１の積層構造を示す断面図であ
る。この図１に示すように、ガラス製の基板２の上には
透光性のＩＴＯからなるアノード３が形成されている。
本例のアノード３は、所定間隔をおいて配置された多数
本の帯状の電極からなる。基板２とこれらアノード３の
上には、前記化学式（化１）に示すキレート錯体Ａｌ2
Ｏ（ＯＸＺ）4 からなるホールブロッキング層４が形成
されている。このホールブロッキング層４は、その真下
にあるアノード３から供給されるホールを阻止する機能
を有する。図２は、図１の切断線（イ）における横断面
の構造を含む模式的な図であり、主としてアノード３と
ホールブロッキング層４の形状及び位置関係を示してい
る。この図２に示すように、ホールブロッキング層４
は、帯状の各アノード３に対応する部分に正方形状の開
口部５を有している。開口部５は複数個あり、所定間隔
をおいて配置されている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An organic EL device 1 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a laminated structure of the organic EL element 1 of this example. As shown in FIG. 1, an anode 3 made of a transparent ITO is formed on a glass substrate 2.
The anode 3 of the present example is composed of a number of strip-shaped electrodes arranged at predetermined intervals. On the substrate 2 and these anodes 3, a chelate complex Al 2 represented by the above chemical formula (Chemical Formula 1) is provided.
A hole blocking layer 4 made of O (OXZ) 4 is formed. The hole blocking layer 4 has a function of blocking holes supplied from the anode 3 immediately below the hole blocking layer 4. FIG. 2 is a schematic diagram including a cross-sectional structure taken along a cutting line (a) in FIG. 1, and mainly shows the shape and positional relationship between the anode 3 and the hole blocking layer 4. As shown in FIG. 2, the hole blocking layer 4
Has a square opening 5 in a portion corresponding to each strip-shaped anode 3. There are a plurality of openings 5, which are arranged at predetermined intervals.
【００１４】このホールブロッキング層４は、その真下
にあるアノード３から、その真上にある後述する有機層
にホールが入り込まないように阻止する。また、方形の
開口部５の部分においては、ホールの移動を許容して有
機層が開口部５の形状で発光するようにする。即ち、発
光パターンを区画するための従来の絶縁層に相当する部
分である。The hole blocking layer 4 prevents holes from entering the organic layer, which will be described later, directly above the anode 3 from below the anode 3. In the rectangular opening 5, the organic layer emits light in the shape of the opening 5 by allowing the movement of holes. That is, it is a portion corresponding to a conventional insulating layer for partitioning a light emitting pattern.
【００１５】このホールブロッキング層４は、アノード
３からホールが入り込まないように阻止するためのもの
であるから、イオン化ポテンシャルの値がアノード３よ
りも高くなければならない。本例のアノード３であるＩ
ＴＯのイオン化ポテンシャルは４．５〜５．０ｅＶであ
る。本例のホールブロッキング層４のイオン化ポテンシ
ャルは、これよりも０．６ｅＶ以上高いことが必要であ
り、０．８ｅＶ以上高ければさらに好ましい。即ち、本
例で使用されるＡｌ2 Ｏ（ＯＸＺ）4 のイオン化ポテン
シャルは、５．８〜６．０ｅＶ以上となる。Since the hole blocking layer 4 is for preventing holes from entering the anode 3, the value of the ionization potential must be higher than that of the anode 3. In this example, the anode 3 is I
The ionization potential of TO is 4.5-5.0 eV. The ionization potential of the hole blocking layer 4 in this example needs to be higher than this by 0.6 eV or more, and more preferably higher than 0.8 eV. That is, the ionization potential of Al 2 O (OXZ) 4 used in this example is 5.8 to 6.0 eV or more.
【００１６】なお、前記イオン化ポテンシャルとは固体
表面の電子状態を表す物性値であり、真空準位を基準と
した価電子帯最上端のエネルギーのことである。換言す
れば、固体から電子を真空中に取り出すに要する最小の
エネルギーのことである。The ionization potential is a physical property value indicating the electronic state of the solid surface, and is the energy at the uppermost end of the valence band with respect to the vacuum level. In other words, it is the minimum energy required to extract electrons from a solid into a vacuum.
【００１７】本例における上述したイオン化ポテンシャ
ルの数値は、任意のガス雰囲気内で電子を計数できるオ
ープンカウンターを利用した大気中紫外線光電子分析装
置を用いて測定したものである。この種の装置として
は、例えば理研計器株式会社製のＡＣ−１等が知られて
いる。この装置は、紫外線放出光源から出た２００〜３
６０ｎｍの光を分光器で任意の波長に分光し、サンプル
表面に照射する。この光子１個のエネルギーＥを、Ｅ＝
ｈｃ／λ（ｈ：プランク定数、ｃ：光速、λ：波長）か
ら換算すると、６．２〜３．４ｅＶになる。この照射光
をエネルギーの低い方から高い方へ掃引していくと、あ
るエネルギー値から光電効果による電子放出が始まる。
このエネルギーをイオン化ポテンシャルと呼ぶ。The above-mentioned numerical values of the ionization potential in this embodiment are measured using an atmospheric ultraviolet photoelectron analyzer using an open counter capable of counting electrons in an arbitrary gas atmosphere. As this type of apparatus, for example, AC-1 manufactured by Riken Keiki Co., Ltd. is known. This device has 200 to 3 light emitted from an ultraviolet light source.
The light of 60 nm is split into an arbitrary wavelength by a spectroscope and irradiated on the sample surface. The energy E of one photon is expressed as E =
When converted from hc / λ (h: Planck constant, c: speed of light, λ: wavelength), it becomes 6.2 to 3.4 eV. When the irradiation light is swept from a lower energy to a higher energy, electron emission by a photoelectric effect starts from a certain energy value.
This energy is called an ionization potential.
【００１８】有機ＥＬ素子に使われる有機物質のイオン
化ポテンシャルを前記装置によって測定した例を比較の
ために挙げれば、ＰＶＫが５．８、ＢＢＯＴが５．９、
ＰＢＤが５．９、ＴＰＢが６．０、ＤＣＭ１が５．６で
ある。For comparison, an example in which the ionization potential of an organic substance used in an organic EL element was measured by the above-mentioned apparatus was as follows: PVK: 5.8; BBOT: 5.9;
PBD is 5.9, TPB is 6.0, and DCM1 is 5.6.
【００１９】図１に示すように、ホールブロッキング層
４の上には、化学式（化２）に示すＣｕＰｃからなるホ
ール注入層６が形成されている。ホール注入層６は、ホ
ールブロッキング層４の上面に接するとともに、ホール
ブロッキング層４の開口部５の中に入り込んでアノード
３にも接している。As shown in FIG. 1, on the hole blocking layer 4, a hole injection layer 6 made of CuPc represented by the chemical formula (Formula 2) is formed. The hole injection layer 6 is in contact with the upper surface of the hole blocking layer 4 and penetrates into the opening 5 of the hole blocking layer 4 and is also in contact with the anode 3.
【００２０】[0020]
【化２】 Embedded image
【００２１】このホール注入層６の上には、化学式（化
３）に示すα−ＮＰＤからなるホール輸送層７が形成さ
れている。On this hole injection layer 6, a hole transport layer 7 of α-NPD represented by the chemical formula (Formula 3) is formed.
【００２２】[0022]
【化３】 Embedded image
【００２３】ホール輸送層７の上には、化学式（化４）
に示すＡｌｑ3 からなる電子輸送層兼発光層８が形成さ
れている。On the hole transport layer 7, a chemical formula (Formula 4)
The electron transport layer / light emitting layer 8 made of Alq 3 shown in FIG.
【００２４】[0024]
【化４】 Embedded image
【００２５】電子輸送層兼発光層８の上には、ＬｉＦ層
９とＡｌ層１０からなるカソード１１が形成されてい
る。A cathode 11 composed of a LiF layer 9 and an Al layer 10 is formed on the electron transporting / emitting layer 8.
【００２６】上記の積層構造は次のような工程で得られ
る。ＩＴＯのアノード３が形成された基板２を洗浄・乾
燥後、真空蒸着装置内に入れて１０-5Torrの真空度とす
る。Ａｌ2 Ｏ（ＯＸＺ）4 を５０ｎｍ、ＣｕＰｃを２０
ｎｍ、α−ＮＰＤを３０ｎｍ、Ａｌｑ3 を５０ｎｍ蒸着
する。一旦真空を解除し、最後に陰極として、ＬｉＦを
０．５ｎｍ、Ａｌを１２０ｎｍ蒸着する。これらの蒸着
工程は、前記真空状態とした真空蒸着装置内において一
連の工程として行うことができる。Ａｌ2 Ｏ（ＯＸＺ）
4 の蒸着は、所定パターンの開口を備えたメタルマスク
を用いて行うことができる。The above laminated structure is obtained by the following steps. After washing and drying the substrate 2 on which the ITO anode 3 is formed, the substrate 2 is placed in a vacuum evaporation apparatus to a degree of vacuum of 10 -5 Torr. Al 2 O (OXZ) 4 50 nm, CuPc 20
In this case, 30 nm of α-NPD and 50 nm of Alq 3 are deposited. The vacuum is once released, and finally, as a cathode, 0.5 nm of LiF and 120 nm of Al are deposited. These deposition steps can be performed as a series of steps in a vacuum deposition apparatus in the vacuum state. Al 2 O (OXZ)
The vapor deposition of 4 can be performed using a metal mask having openings of a predetermined pattern.
【００２７】この有機ＥＬ素子１のアノード３にプラ
ス、カソード１１にマイナスの直流電圧を印加した。有
機層とアノード３の間にホールブロッキング層４がある
部分では、有機層の電子輸送層兼発光層８（Ａｌｑ3 ）
は発光しない。これは、アノード３から供給されるホー
ルがホールブロッキング層４で阻止され、これよりも上
の有機層に到達せず、カソード１１からきた電子と電子
輸送層兼発光層８内で再結合することができないからで
ある。これに対し、ホールブロッキング層４の開口部５
の部分では、ホール輸送層７はアノード３と直接接して
おり、このためホールはホール注入層６からホール輸送
層７を経て電子輸送層兼発光層８内に入ることができ、
ここで電子と再結合して発光する。従って、本例ではホ
ールブロッキング層４の開口部５の形状に相当するパタ
ーンの発光が得られる。このように、本例のホールブロ
ッキング層４は、ホールと電子の結合を阻止する電気的
な絶縁層として機能しており、ホールと電子の結合を許
容して所定のパターンに発光させる領域を区画するため
に所定パターンの開口部５を有しているのである。A positive DC voltage was applied to the anode 3 and a negative DC voltage was applied to the cathode 11 of the organic EL device 1. In a portion where the hole blocking layer 4 is provided between the organic layer and the anode 3, the electron transport layer serving as the organic layer and the light emitting layer 8 (Alq 3 )
Does not emit light. This is because the holes supplied from the anode 3 are blocked by the hole blocking layer 4, do not reach the organic layer above this, and recombine with the electrons coming from the cathode 11 in the electron transport layer and light emitting layer 8. Is not possible. On the other hand, the opening 5 of the hole blocking layer 4
In the part, the hole transport layer 7 is in direct contact with the anode 3, so that holes can enter the electron transport layer and light emitting layer 8 from the hole injection layer 6 via the hole transport layer 7,
Here, light is recombined with electrons to emit light. Therefore, in this example, light emission of a pattern corresponding to the shape of the opening 5 of the hole blocking layer 4 can be obtained. As described above, the hole blocking layer 4 of the present example functions as an electrical insulating layer that blocks the coupling between holes and electrons, and partitions the region that allows the coupling between holes and electrons to emit light in a predetermined pattern. In order to achieve this, the openings 5 have a predetermined pattern.
【００２８】このように本例のホールブロッキング層４
は、有機ＥＬ素子１の積層構造中の設置位置がアノード
３とホール注入層６の間であり、所定パターンの開口部
５を有する構造を有し、そしてホールと電子の再結合を
阻止する絶縁層的な機能を有するという各点において、
従来のホールブロッキング層４とは全く異なるものとな
っている。即ち、従来のホールブロッキング層４は、発
光層とカソードの間に設けられ、特別な開口パターンの
ない単なる層状であり、ホールが発光層を突き抜けるの
を防止して発光層で発光するように制御するためのもの
である。As described above, the hole blocking layer 4 of this embodiment
Is a structure in which the installation position of the organic EL element 1 in the laminated structure is between the anode 3 and the hole injection layer 6, has a structure having an opening 5 of a predetermined pattern, and is an insulation for preventing recombination of holes and electrons. In each point that it has a layered function,
This is completely different from the conventional hole blocking layer 4. That is, the conventional hole blocking layer 4 is provided between the light emitting layer and the cathode and is a mere layer without a special opening pattern. The hole blocking layer 4 is controlled so as to prevent holes from penetrating the light emitting layer and emit light in the light emitting layer. It is for doing.
【００２９】次に、本例の有機ＥＬ素子１の構造におい
て、ホールブロッキング層４の絶縁性について実験結果
を参照して説明する。前述した積層構造において開口部
５のないホールブロッキング層４を有する素子Ａと、前
述した積層構造においてホールブロッキング層４を設け
ない素子Ｂを、それぞれ作成する。前者Ａは、本例の有
機ＥＬ素子１においてホールブロッキング層４の絶縁部
分（開口部５のない部分）に相当し、後者Ｂは、本例の
有機ＥＬ素子１においてホールブロッキング層４の開口
部５の部分に相当する。これらの素子Ａ，Ｂに直流電圧
を印加し、電流と発光輝度を測定し、それぞれ図３及び
図４に示した。Next, the insulating property of the hole blocking layer 4 in the structure of the organic EL device 1 of this embodiment will be described with reference to experimental results. An element A having the hole blocking layer 4 without the opening 5 in the above-described laminated structure and an element B having no hole blocking layer 4 in the above-described laminated structure are formed. The former A corresponds to the insulating portion (the portion without the opening 5) of the hole blocking layer 4 in the organic EL element 1 of the present example, and the latter B corresponds to the opening of the hole blocking layer 4 in the organic EL element 1 of the present example. 5 corresponds to the part. A DC voltage was applied to these devices A and B, and current and emission luminance were measured, and are shown in FIGS. 3 and 4, respectively.
【００３０】図３及び図４に示すように、素子Ａは、２
０Ｖ以上の電圧をかけても電流が流れず、発光しなかっ
た。即ち、電気的な絶縁性が確実であることが確認され
た。また、素子Ｂは、約５Ｖで電流が流れはじめ、図示
のように発光は電圧の上昇に伴って急速に増加し、約１
０Ｖで約２５００ｃｄ／ｍ2 の輝度が得られた。これら
の結果から分かるように、本例の有機ＥＬ素子１によれ
ば、ホールブロッキング層４を適当な位置に所定のパタ
ーンで配置することにより絶縁層としての機能を発揮さ
せ、発光層を所定のパターンで発光させることができ
る。As shown in FIG. 3 and FIG.
No current flowed even when a voltage of 0 V or more was applied, and no light was emitted. That is, it was confirmed that the electrical insulation was reliable. In the element B, a current starts to flow at about 5 V, and light emission rapidly increases with an increase in voltage as shown in FIG.
At 0 V, a luminance of about 2500 cd / m 2 was obtained. As can be seen from these results, according to the organic EL device 1 of the present example, the hole blocking layer 4 is arranged in an appropriate position in a predetermined pattern to exhibit a function as an insulating layer, and the light emitting layer is formed in a predetermined shape. Light can be emitted in a pattern.
【００３１】このように、本例によれば、アノード３上
に蒸着によって所定パターンの開口部５を有するホール
ブロッキング層４を形成することにより、発光層のアノ
ード配線に対応する部分等が発光する等の不都合を避け
て、任意の発光パターンの任意の部分のみを選択的に発
光させるように構成できる。また、ホールブロッキング
層４はＡｌ2 Ｏ（ＯＸＺ）4 の蒸着によって形成するの
で、他の有機層と共に真空装置内の一貫した連続工程で
製造できるので、水分の混入を避けられ、製造費用も安
くなる。また、本例のホールブロッキング層４は従来の
絶縁層に比べて薄く形成できるので開口部における段差
が軽減される。As described above, according to the present embodiment, by forming the hole blocking layer 4 having the openings 5 of the predetermined pattern on the anode 3 by vapor deposition, a portion corresponding to the anode wiring of the light emitting layer emits light. In order to avoid such inconveniences, it is possible to selectively emit light only in an arbitrary portion of an arbitrary light emitting pattern. Further, since the hole blocking layer 4 is formed by vapor deposition of Al 2 O (OXZ) 4 , the hole blocking layer 4 can be manufactured in a continuous continuous process in a vacuum apparatus together with other organic layers. Become. Further, the hole blocking layer 4 of the present example can be formed thinner than a conventional insulating layer, so that the step in the opening is reduced.
【００３２】従来絶縁層として使用されていたＳｉＯ2
は水分を含有しやすく、有機ＥＬ素子として使用した際
に水分によって表示に悪影響がでていた。しかし、本例
のＡｌ2 Ｏ（ＯＸＺ）4 等の有機のホールブロッキング
層４は水を吸いにくいので、このような問題が生じな
い。また、従来絶縁層として使用されていたＳｉＮはＣ
ＶＤ法で被着しており、他の有機層の製造方法と異な
る。しかし、本例のＡｌ2Ｏ（ＯＸＺ）4 等の有機のホ
ールブロッキング層４は、他の有機層と共に真空装置内
における一貫した連続工程で蒸着により製造できるの
で、水分の混入を避けられ、また製造費用が安くなる。SiO 2 conventionally used as an insulating layer
Has a tendency to contain moisture, and when used as an organic EL device, the moisture adversely affects the display. However, such a problem does not occur because the organic hole blocking layer 4 such as Al 2 O (OXZ) 4 does not absorb water easily. Further, SiN conventionally used as an insulating layer is CN
It is applied by the VD method and is different from the method for manufacturing other organic layers. However, the organic hole blocking layer 4 such as Al 2 O (OXZ) 4 of the present example can be manufactured by vapor deposition in a continuous continuous process in a vacuum apparatus together with other organic layers, so that mixing of water can be avoided, and Manufacturing costs are reduced.
【００３３】[0033]
【発明の効果】本例の有機ＥＬ素子によれば、アノード
と有機層の間の少なくとも一部分に、アノードからのホ
ールの移動を阻止するホールブロッキング層を設けたの
で、次のような効果が得られる。According to the organic EL device of this embodiment, at least a portion between the anode and the organic layer is provided with the hole blocking layer for preventing the movement of holes from the anode, so that the following effects can be obtained. Can be
【００３４】ホールブロッキング層の形状（パターン）
に応じて発光する領域が区画され、任意の発光パターン
の任意の部分のみを選択的に発光させるように構成でき
る。Shape (pattern) of hole blocking layer
A region that emits light is divided according to the light emission pattern, and only an arbitrary portion of an arbitrary emission pattern can be selectively emitted.
【００３５】また、ホールブロッキング層を例えばＡｌ
2 Ｏ（ＯＸＺ）4 等の有機物質の蒸着によって形成する
こととすれば、他の有機層と共に真空装置内の一貫した
連続工程で製造できることとなり、水分の混入を避けら
れ、また製造費用が安くなる。さらに、従来の無機の絶
縁層に比べて薄く形成できるので、パターンの開口部に
おける段差が軽減される。The hole blocking layer is made of, for example, Al.
If it is formed by vapor deposition of an organic substance such as 2 O (OXZ) 4 , it can be manufactured in a continuous continuous process in a vacuum apparatus together with other organic layers, so that the incorporation of moisture can be avoided and the manufacturing cost can be reduced. Become. Further, since the layer can be formed thinner than the conventional inorganic insulating layer, the step at the opening of the pattern is reduced.
【図１】本発明の実施の形態の一例である有機ＥＬ素子
の模式的な断面図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an organic EL device as an example of an embodiment of the present invention.
【図２】図１の切断線（イ）−（イ）における模式的な
断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view taken along a cutting line (a)-(a) of FIG.
【図３】本例の有機ＥＬ素子におけるホールブロッキン
グ層の絶縁層としての効果を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing an effect of a hole blocking layer as an insulating layer in the organic EL device of the present example.
【図４】本例の有機ＥＬ素子におけるホールブロッキン
グ層の絶縁層としての効果を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing the effect of the hole blocking layer as an insulating layer in the organic EL device of this example.
【図５】従来の有機ＥＬ素子の一般的な構造を示す模式
的な断面図である。FIG. 5 is a schematic sectional view showing a general structure of a conventional organic EL element.
【図６】発光パターンを区画する絶縁層を備えた従来の
有機ＥＬ素子を示す図であって、図７の切断線（ハ）−
（ハ）における横断面図である。FIG. 6 is a view showing a conventional organic EL element provided with an insulating layer for partitioning a light emitting pattern, and is cut along a line (c) in FIG.
It is a cross section in (c).
【図７】発光パターンを区画する絶縁層を備えた従来の
有機ＥＬ素子を示す図であって、図６の切断線（ロ）−
（ロ）における縦断面図である。FIG. 7 is a view showing a conventional organic EL element provided with an insulating layer for partitioning a light emitting pattern, which is taken along a cutting line (b) in FIG.
It is a longitudinal section in (b).
【図８】ホールブロッキング層を備えた従来の有機ＥＬ
素子の断面図である。FIG. 8 shows a conventional organic EL having a hole blocking layer.
It is sectional drawing of an element.
１ 有機ＥＬ素子 ２ 基板 ３ アノード ４ ホールブロッキング層 ５ 開口部 ６ ホール注入層 ７ ホール輸送層 ８ 電子輸送層兼発光層 １１ カソード DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Organic EL element 2 Substrate 3 Anode 4 Hole blocking layer 5 Opening 6 Hole injection layer 7 Hole transport layer 8 Electron transport layer and light emitting layer 11 Cathode
Claims (4)
ードの間に、発光層を含む有機層を備えた有機ＥＬ素子
において、 前記アノードと前記有機層の間の少なくとも一部分に、
前記アノードからのホールの移動を阻止するホールブロ
ッキング層を設けたことを特徴とする有機ＥＬ素子。1. An organic EL device comprising an organic layer including a light emitting layer between at least one of a transparent anode and a cathode, wherein at least a part between the anode and the organic layer includes:
An organic EL device comprising a hole blocking layer for preventing movement of holes from the anode.
ードの間に、発光層を含む有機層を備えた有機ＥＬ素子
において、 前記有機層が、前記アノードの上に所定のパターンで形
成され前記アノードからのホールの移動を阻止するホー
ルブロッキング層と、前記ホールブロッキング層及び前
記ホールブロッキング層に覆われていない前記アノード
の上に形成されたホール注入層と、前記ホール注入層の
上に形成されたホール輸送層と、前記ホール輸送層と前
記カソードの間に形成された電子輸送層兼発光層を有し
ていることを特徴とする有機ＥＬ素子。2. An organic EL device comprising an organic layer including a light emitting layer between at least one of a transparent anode and a cathode, wherein the organic layer is formed in a predetermined pattern on the anode, and A hole blocking layer for preventing movement of holes, a hole injection layer formed on the hole blocking layer and the anode not covered with the hole blocking layer, and a hole formed on the hole injection layer. An organic EL device comprising: a transport layer; an electron transport layer and a light emitting layer formed between the hole transport layer and the cathode.
テンシャルは、前記アノードのイオン化ポテンシャルよ
りも０．６ｅＶ以上大きい請求項１又は２記載の有機Ｅ
Ｌ素子。3. The organic E according to claim 1, wherein the ionization potential of the hole blocking layer is larger than the ionization potential of the anode by 0.6 eV or more.
L element.
ルブロッキング層が化学式（化１）に示すＡｌ2 Ｏ（Ｏ
ＸＺ）4 である請求項３記載の有機ＥＬ素子。 【化１】 4. The method according to claim 1, wherein the anode is ITO, and the hole blocking layer is Al 2 O (O
4. The organic EL device according to claim 3, wherein XZ) 4 . Embedded image
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