JP2001076877A

JP2001076877A - 有機エレクトロルミネッセンス素子およびその駆動方法

Info

Publication number: JP2001076877A
Application number: JP24773699A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Suzuki; 博之鈴木
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1999-09-01
Filing date: 1999-09-01
Publication date: 2001-03-23

Abstract

(57)【要約】【課題】ＥＬ量子効率の高い有機エレクトロルミネッ
センス素子、および該有機エレクトロルミネッセンス素
子のＥＬ量子効率を向上させるための駆動方法の提供。【解決手段】正孔注入電極、電子注入電極およびこれ
らの電極間に形成された有機薄膜層を具えた有機エレク
トロルミネッセンス素子において、前記有機薄膜層は、
イオン性の発光材料を含有するポリビニルカルバゾール
薄膜から成ることを特徴とする有機エレクトロルミネッ
センス素子。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、可視から近赤外波
長領域の新規な高効率有機エレクトロルミネッセンス素
子に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】有機低分子材料の多層蒸着薄膜（例え
ば、アプライド・フィジックス・レターズ、５１巻、９
１３ページ、１９８７年）や共役高分子薄膜（例えば、
ネイチャー、３４７巻、５３９ページ、１９９０年）に
おいて低電圧駆動が可能な可視波長帯のエレクトロルミ
ネッセンス（以下、ＥＬと略記する）が発見されて以
来、有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、有機Ｅ
Ｌ素子と略記する）のディスプレーへの応用に向けた活
発な取り組みが日欧米を中心に行われている。有機ＥＬ
素子における材料・素子構造両面での研究開発の進展に
より、現在ではプロトタイプ的なディスプレーや用途を
限定した小型の表示素子の製造が小規模に行われてい
る。しかし、有機ＥＬ素子のディスプレーへの本格的な
実用化を実現するには、克服すべき課題として動作素子
寿命やＥＬ量子収率のさらなる向上が残されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】有機ＥＬ素子の本格的
な実用化を前に克服すべき課題である動作素子寿命およ
びＥＬ量子収率の向上は、互いに密接な関連を持ってい
る。動作素子寿命の長寿命化は、ＥＬ量子収率の増大に
よる動作条件の緩和によっても実現できるため、実際に
はＥＬ量子収率の増大を実現することが最優先の課題で
ある。

【０００４】有機ＥＬ素子では、電極から有機薄膜層に
注入された電子と正孔の再結合により生成する発光材料
の励起状態が、基底状態へ輻射的に緩和することでＥＬ
が発生する。したがって、ＥＬ量子収率の向上には、励
起状態をできるだけ効率よく生成させることが重要であ
る。電子と正孔の再結合により生成する励起状態には、
電子と正孔が持つ電子スピンの組み合わせにより一重項
励起状態と三重項励起状態の二種類があり、これらの励
起状態が順に１：３の割合で生成される。通常の有機Ｅ
Ｌ素子では、これら二種類の励起状態のうち一重項励起
状態からの発光が利用される。しかし、上述したように
電子と正孔の再結合によって生成する一重項励起状態
は、全励起状態の２５％に留まるため、有機ＥＬ素子の
量子収率には原理的な限界があるという欠点を有してい
た。

【０００５】最近では、電子と正孔の再結合により生成
する励起状態をより効率的にＥＬの発光源として活用す
ることを目的とし、全励起状態の７５％を占める三重項
励起状態からの発光を利用した有機ＥＬ素子も作製され
ている（例えば、ネーチャー、２９５巻、１５１ペー
ジ、１９９８年、アプライド・フィジックス・レター
ズ、７４巻、４４２ページ、１９９９年およびアプライ
ド・フィジックス・レターズ、７５巻、４ページ、１９
９９年）。しかし、励起三重項状態は寿命がミリ秒から
数秒程度と長いため、周囲の物質と不必要な化学反応を
起こしやすく、その結果動作素子寿命が短くなるという
欠点を有していた。

【０００６】上述のように、一重項励起状態からの発光
に関する原理的な量子効率の限界は２５％であるが、そ
の値はあくまでも原理的な上限であり、実際に発光とし
て外部に取り出すことのできるＥＬ量子効率は、様々な
損失要因により２５％よりもかなり小さな値となる。

【０００７】本発明においては、一重項励起状態からの
発光におけるＥＬ量子効率の向上を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】このような欠点の解決の
ための本発明の第１の実施形態は、正孔注入電極、電子
注入電極およびこれらの電極間に形成された有機薄膜層
から構成される有機エレクトロルミネッセンス素子にお
いて、有機薄膜層がイオン性の発光材料を含むポリビニ
ルカルバゾール薄膜からなることを特徴とする有機エレ
クトロルミネッセンス素子である。

【０００９】本発明の第２の実施形態は、前記イオン性
の発光材料は、レーザー色素であることを特徴とする第
１の実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子であ
る。

【００１０】本発明の第３の実施形態は、前記レーザー
色素は、キサンテン系色素、オキサジン系色素、シアニ
ン系ポリメチン色素、およびスチリル系ポリメチン色素
から成る群から選択されることを特徴とする第２の実施
形態の有機エレクトロルミネッセンス素子である。

【００１１】本発明の第４の実施形態は、前記有機薄膜
層は、電子輸送材料をさらに含むことを特徴とする第１
〜３の実施形態のいずれか１つの有機エレクトロルミネ
ッセンス素子である。

【００１２】本発明の第５の実施形態は、前記電子輸送
材料は、オキサジアゾール系低分子およびジフェノキノ
ン系低分子から成る群から選択される材料を含むことを
特徴とする第４の実施形態の有機エレクトロルミネッセ
ンス素子である。

【００１３】本発明の第６の実施形態は、第１〜５の実
施形態のいずれか１つに記載の有機エレクトロルミネッ
センス素子の駆動方法であって、前記有機エレクトロル
ミネッセンス素子を直流モードで駆動して、発光の量子
効率を向上させることを特徴とする駆動方法である。

【００１４】本発明の第７の実施形態は、前記直流モー
ドの駆動は、定電流モードであることを特徴とする第６
の実施形態の駆動方法である。

【００１５】本発明の第８の実施形態は、前記定電流モ
ードにおける電流密度は、０．１〜１００ｍＡ／ｃｍ²
であることを特徴とする第７の実施形態の駆動方法であ
る。

【００１６】

【発明の実施の形態】我々は、前述の一重項励起状態か
らの発光の量子効率を向上すべく、いろいろな有機物質
を組み合わせた有機ＥＬ素子を作製し、その発光特性を
検討した。その結果、イオン性の発光材料を分散したポ
リビニルカルバゾール（以下、ＰＶＫと略記する）薄膜
を含む有機ＥＬ素子において、その発光効率が駆動時間
とともに大幅に増大する特異な現象を発見した。我々
は、その原因について鋭意検討を行った結果、ＰＶＫ薄
膜層に分散されたイオン性の発光材料が、素子駆動のた
めに印加するバイアス電界に沿って配向し、その結果形
成されるバイアス電界とは反対方向の内部電界が二つの
注入電極との界面に局部的に働き、電子及び正孔の注入
を促進することが原因であることを突きとめた。本発明
により、ＰＶＫ中に分散したイオン性の発光材料の配向
に基づくＥＬ量子収率の増大効果を用いて高効率の有機
ＥＬ素子を実現することができた。

【００１７】以下に本発明を図を参照しつつ説明する。
本発明の有機ＥＬ素子は、図１に示すように、透明な基
板上１に正孔注入電極２、有機薄膜層３、電子注入電極
４が順に積層された構造を有している。

【００１８】有機薄膜層３は、二層以上の多層構造を有
してもよいが、より高効率の有機ＥＬ素子を実現するた
めには単層構造を持つことが望ましい。透明基板１とし
ては、可視光および近赤外光（ＥＬ発光波長域の光）を
できるだけ透過するものが望ましく、例えばガラス、石
英、透明サファイア、透明プラスチックなどが挙げられ
る。

【００１９】正孔注入電極２としては、仕事関数が大き
い（４ｅＶ以上）金属、合金、電気伝導性化合物および
これらの混合物を電極物質とするものが好ましく用いら
れる。このような電極物質の具体例としては、金、白金
などの金属、ＩＴＯ，ＳｎＯ₂，ＺｎＯ，ＣｕＩなどの
導電性を有した透明材料または半透明材料が挙げられ
る。これらの正孔注入電極は、これらの電極用物質を蒸
着やスパッタリングなどの方法により、薄膜を形成させ
ることにより作製することができる。この電極よりＥＬ
発光を取り出す場合には、好ましくは１０％より大き
い、より好ましくは５０％より大きい、および最も好ま
しくは８０％より大きい発光波長域における透過率を有
することが望ましい。また、電極としてのシート抵抗は
数百Ω／□以下、好ましくは１０〜３０Ω／□が望まし
い。さらに膜厚は材料にもよるが、１０〜２００ｎｍの
範囲で選ばれる。

【００２０】一方、電子注入電極４としては、仕事関数
の小さい（４ｅＶ以下）金属、合金、電気伝導性化合物
およびこれらの混合物を電極物質とするものが好ましく
用いられる。このような電極物質の具体例としては、ナ
トリウム、カリウムなどのアルカリ金属、マグネシウ
ム、カルシウムなどのアルカリ土類金属、アルミニウ
ム、インジウム、イットリウムの他、プラセオジム、ユ
ーロピウム、エルビウム、ネオジム、イッテルビウム、
サマリウムなどの希土類金属などが挙げられる。これら
の電子注入電極は、これらの電極用物質を真空蒸着法あ
るいはスパッタリング法により、薄膜を形成させること
により作製することができる。この電極よりＥＬ発光を
取り出す場合には、好ましくは１０％より大きい、より
好ましくは３０％より大きい、および最も好ましくは５
０％より大きい発光波長域における透過率を有すること
が望ましい。また、電極としてのシート抵抗は数百Ω／
□以下が望ましい。さらに膜厚は材料にもよるが、好ま
しくは１０〜２００ｎｍの範囲で選ばれる。

【００２１】なお、本発明の有機ＥＬ素子においては、
該正孔注入電極または電子注入電極のいずれか一方が透
明または半透明であること、すなわち前記発光波長域に
おける透過性の条件を満たすことが、発光の効率的な透
過の観点から好都合である。

【００２２】有機薄膜層３は、イオン性の発光材料を含
有したポリビニルカルバゾールからなれば何でもよい。
本発明において用いられるポリビニルカルバゾールは、
以下の性質により選択された。

【００２３】（１）正孔輸送性であること、すなわち発
光材料を分散させるマトリックス自体が正孔輸送性であ
るため、別個の正孔輸送材料を添加する必要がないこ
と。

【００２４】（２）イオン性発光材料（特に、後述する
レーザー色素）を濃度１重量％程度で、かつ電子輸送材
料を濃度１０重量％以上で分子分散できること。

【００２５】（３）イオン性発光材料および／または電
子輸送材料の分散によりガラス転移温度が低下するこ
と。これによって、（特に外部から加熱することなし
に）素子駆動時に発生するジュール熱による素子温度上
昇により、有機薄膜層が柔軟性を帯び、バイアス電界に
よるイオン性発光材料の配向が可能であること。

【００２６】（４）可視および近赤外域に吸収を持た
ず、透明であること。

【００２７】前述のように、ポリビニルカルバゾール
は、本発明の有機薄膜層を構成するために必要な条件を
兼ね備えた優れた材料である。

【００２８】また、本発明に用いられるポリビニルカル
バゾールは、数万〜数十万程度の分子量を有することが
望ましい。この範囲より小さい分子量を有する場合に
は、良質の成膜が困難であり、一方、この範囲より大き
な分子量を有する場合には、溶媒に対して溶解するのが
困難になる。

【００２９】ただし、有機薄膜層３は、電子のより効率
的な注入を実現するため、有機薄膜層の重量を基準とし
て、１０〜５０重量％、好ましくは３０〜５０重量％の
濃度の電子輸送材料をさらに含むことが好ましい。

【００３０】電子輸送材料としては、従来の有機ＥＬ素
子に用いられてきた電子輸送材料のうち、ポリビニルカ
ルバゾール中に分散するものであれば何でも良いが、具
体的にはオキサジアゾール系やジフェノキノン系の低分
子がある。本発明において用いられる電子輸送材料は、
発光材料であるイオン性色素における高効率な電子と正
孔との再結合を起させるために、ポリビニルカルバゾー
ル（イオン化ポテンシャル：５．８ｅＶ、電子親和力：
２．２ｅＶ）よりもイオン化ポテンシャルが大きいこ
と、あるいは電子親和力が小さいことの少なくともいず
れか１つの条件を満たすことが望ましい。もし、電子輸
送材料が前記条件のいずれをも満たさない場合には、電
子と正孔との再結合が電子輸送材料において起こるため
に、好ましくない。有機薄膜層３に電子輸送材料を添加
することにより、電子の注入効率が向上し、したがって
ＥＬ閾電圧を低下させ、およびＥＬ量子効率を向上させ
ることができる。

【００３１】イオン性の発光材料とは、反対電荷の対イ
オンと結合している正または負に荷電したイオンを含む
発光材料、あるいは、同一分子内において正および負に
荷電した双性イオンである発光材料を意味する。イオン
性の発光材料は、発光効率が高くＰＶＫ中に濃度０．１
〜１０重量％で分散することができれば何でもよい。イ
オン性の発光材料の具体例は、キサンテン系色素（波長
５３０〜６９０ｎｍ用）、オキサジン系色素（波長６５
０〜８００ｎｍ用）およびシアニン系やスチリル系のポ
リメチン色素（波長７５０〜１６００ｎｍ用）などの多
数のレーザー色素を含み（例えば、機能性有機色素、１
７１ページ、講談社サイエンティフィク、１９９２
年）、目的とする発光波長に応じてこれらの中から選択
することができる。なお、本明細書中のレーザー色素と
は、一重項励起状態において、三重項状態への項間交差
あるいは振動を介する緩和のような無輻射過程の起こる
確率が小さいため、効率よく蛍光を発光し、また少なく
とも溶液中で光励起によりレーザー発振を示す色素を意
味する。

【００３２】本発明において用いることができるキサン
テン系色素は、ローダミン１１０、ローダミン１９、ロ
ーダミン６Ｇ、ローダミンＢ、スルフォローダミンＢ、
ローダミン１０１、スルフォローダミン１０１、ローダ
ミン７００、およびローダミン８００を含むが、これら
に限定されるものではない。

【００３３】本発明において用いることができるオキサ
ジン系色素は、クレシルバイオレット、ナイルブルー、
オキサジン４、オキサジン１７０、オキサジン１、およ
びオキサジン７５０を含むが、これらに限定されるもの
ではない。

【００３４】本発明において用いることができるシアニ
ン系ポリメチン色素は、ＤＱＯＣＩ、ＤＣＩ−２、ＤＴ
ＣＩ、ＤＱＴＣＩ、ＤＯＤＣＩ、ＤＴＤＣＩ、ＨＩＤＣ
Ｉ、クリプトシアニン、ＤＤＩ、メチル−ＤＯＴＣＩ、
ＨＩＴＣＩ、ＩＲ１２５、ＤＴＴＣＩ、ＩＲ１４４、Ｄ
ＮＴＴＣＩ、ＨＤＩＴＣＩ、ＤＤＴＴＣＩ、ＤＤＣＩ−
４、ＩＲ１４０、ＩＲ１３２、ＩＲ２６、およびＩＲ５
を含むが、これらに限定されるものではない。

【００３５】本発明において用いることができるスチリ
ル系ポリメチン色素は、スチリル６、スチリル８、スチ
リル１１、スチリル９Ｍ、スチリル１５、スチリル１
４、およびスチリル２０を含むが、これらに限定される
ものではない。

【００３６】なお、上記の色素は、ラムダフィジック(L
AMBDA PHYSIK)社から入手可能である。

【００３７】この有機薄膜層は、注入電極の上に通常５
０〜３００ｎｍの厚さでスピンコーティング、ドクター
ブレードコーティング、ディップコーティングなどの方
法により積層される。

【００３８】本発明の有機ＥＬ素子は、直流モードにお
いて駆動すると、駆動時間につれてその発光の量子効率
が増大する。この効果は、直流モードの中でも、特に定
電流モードでの駆動において、その作用をより直接的に
認識することができる。これは、有機ＥＬ素子の量子効
率が、駆動電流に対する発生した光子数の比で表わされ
るためである。この効果は、直流モードの駆動を行うこ
とにより、ＰＶＫ層に分散されたイオン性の発光材料
が、印加するバイアス電界に沿って配向し、その結果形
成されるバイアス電界とは反対方向の内部電界が二つの
注入電極との界面に局部的に働き、電子及び正孔の注入
を促進することが原因である。このような特異な効果
は、イオン性色素を非ＰＶＫマトリックスに分散させた
場合にも、非イオン性色素をＰＶＫマトリックスに分散
させた場合にも報告されておらず、本発明のイオン性発
光材料（色素）とＰＶＫマトリックスの組合せが、本質
的に重要であることを示している。

【００３９】本発明の有機ＥＬ素子を駆動する際の電流
密度は、好ましくは０．１〜１００ｍＡ／ｃｍ²、およ
び、より好ましくは０．１〜１０ｍＡ／ｃｍ²である。
小さすぎる電流密度は、イオン性の発光材料の配向を行
わないし、大きすぎる電流密度は、電子注入用および／
または正孔注入用電極の劣化をもたらす恐れがあるため
に好ましくない。

【００４０】本発明の有機ＥＬ素子は、電子注入および
正孔注入を促進するための層を持たない。もし、電子注
入および／または正孔注入を促進するための層を有機薄
膜層と該当する電極との間に配置した場合、イオン性発
光材料の配向による内部電界が電極表面に作用しなくな
るために、直流モード駆動によるＥＬ量子効率の向上効
果が非常に小さくなるか、あるいは消失すると考えてい
る。

【００４１】次に、具体的な実施例により本発明をさら
に詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例によりな
んら限定されるものではない。

【００４２】

【実施例】［実施例１］ガラス基板上にＩＴＯを厚さ１
００ｎｍで形成したものを正孔注入電極とした。この基
板を界面活性剤中で１０分間超音波洗浄を行い、よくイ
オン交換水で洗浄した後、順にアセトン、イソプロピル
アルコール中でそれぞれ２０分間超音波洗浄を行った。
この基板上に乾燥後直ちに、ポリメチン系のイオン性レ
ーザー色素である２−（６−（４−ジメチルアミノフェ
ニル）−２，４−ネオペンチレン−１，３，５−ヘキサ
トリエニル）−３−メチル−ベンゾチアゾリウム過塩素
酸塩（エキシトン(EXCITON)社製、以下、ＬＤＳ８２１
と略記する。ＰＶＫに対し、濃度１重量％）、電子輸送
材料である２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔ−
ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（同
仁化学研究所製、以下、ＰＢＤと略記する。ＰＶＫに対
し、濃度１０または３０重量％）およびＰＶＫ（アルド
リッチ(Aldrich)製）を溶解したクロロホルム溶液をス
ピンコートし、厚さ３００ｎｍの薄膜を作製した。この
サンプルを真空蒸着装置内にいれ、真空度３×１０^-6Ｔ
ｏｒｒ、蒸着速度３ｎｍ／ｓでＡｌ電極（厚さ：２００
ｎｍ）を作製した。このように作製した有機ＥＬ素子の
うち、ＰＢＤ濃度が１０重量％のものを素子１、３０重
量％のものを素子２と呼ぶ。

【００４３】次に素子１と２をヘリウムガス雰囲気の試
料室に入れ、ソースメジャーユニットと光電子増倍管を
用いて電流−電圧−電界発光強度（ＥＬ強度）特性を、
分光器とＣＣＤ検出器を用いてＥＬスペクトルを、また
校正されたＳｉフォトダイオードと増幅器を用いてＥＬ
量子収率を測定した。図２および図３にそれぞれ素子２
の電流−電圧−ＥＬ強度特性およびＥＬスペクトルを示
す。ＥＬ閾電圧は、素子１で１５Ｖ、素子２では７Ｖで
あった。またＥＬ量子収率は、電流密度０．０１〜２０
ｍＡ／ｃｍ²において、素子１では０．０００５％、素
子２では０．０１５％であった。一方、素子１と２は同
一のＥＬスペクトルを与え、蛍光スペクトルとの比較か
ら、ＥＬは発光材料であるＬＤＳ８２１から発せられて
いることが解った。

【００４４】次に、素子２を定電流モードで駆動したと
ころ、駆動時間とともにＥＬ強度、すなわちＥＬ量子収
率が増大した。量子効率増大の応答速度（すなわち駆動
時間）と増大率は、電流密度０．１ｍＡ／ｃｍ²駆動下
では約５時間後に８０倍（すなわちＥＬ量子収率約１
％）（図４）であった。また電流密度１ｍＡ／ｃｍ²ま
たは１０ｍＡ／ｃｍ²駆動下では、応答速度と増大率は
それぞれ、約４時間後に５．２倍（ＥＬ量子収率約０．
０８％）および約３０分後に２．６倍（すなわちＥＬ量
子収率約０．０４％）であった。ここで、１ｍＡ／ｃｍ
²または１０ｍＡ／ｃｍ²駆動下でＥＬ強度の増大率が小
さかったのは、駆動中に電子注入用Ａｌ電極の劣化が起
こるためである。

【００４５】本実施例において、１ｍＡ／ｃｍ²の電流
密度においてさえ電子注入用Ａｌ電極の劣化が起きたの
は、アルミニウムの仕事関数が４．３ｅＶと比較的大き
な値を有することによる。そのような仕事関数の値を有
するために、電子注入に対する比較的大きなエネルギー
障壁が存在し、ジュール熱の発生量が大きくなり、した
がって比較的低い電流密度においても電極の劣化が起こ
る。電子注入用電極として、仕事関数のより小さいアル
カリ土類金属等を用いれば、より大きな電流密度を用い
ても、電極の劣化を伴わずにＥＬ量子収率の向上を行う
ことが可能である。

【００４６】［実施例２］実施例１と同様に正孔注入電
極を形成し、および洗浄した基板上に、乾燥後直ちに、
キサンテン系のイオン性レーザー色素であるローダミン
６Ｇ（ラムダフィジック(LAMBDA PHYSIK)社製、以下、
Ｒ６Ｇと略記する。ＰＶＫに対し、濃度１重量％）、電
子輸送材料であるＰＢＤ（ＰＶＫに対し、濃度３０重量
％）およびＰＶＫを溶解したクロロホルム溶液をスピン
コートし、厚さ３００ｎｍの薄膜を作製した。このサン
プルを真空蒸着装置内にいれ、真空度４×１０^-6Ｔｏｒ
ｒ、蒸着速度３ｎｍ／ｓでＡｌ電極（厚さ：２００ｎ
ｍ）を作製した。このように作製した有機ＥＬ素子を素
子３と呼ぶ。

【００４７】次に素子３について実施例１の場合と同様
に電流−電圧−ＥＬ強度特性、ＥＬスペクトルおよびＥ
Ｌ量子収率を測定した。ＥＬ閾電圧は８Ｖ、ＥＬ量子収
率は、電流密度０．０１〜２０ｍＡ／ｃｍ²において、
０．０２％であった。また、ＥＬスペクトルは蛍光スペ
クトルとの比較から、発光材料であるＲ６Ｇから出てい
ることが解った。

【００４８】次に、素子３を定電流モードで駆動したと
ころ、駆動時間とともにＥＬ強度、すなわちＥＬ量子収
率が上昇した。量子効率増大の応答速度と増大率は、電
流密度０．１ｍＡ／ｃｍ²駆動下では約３時間後に１０
０倍（すなわちＥＬ量子収率約２％）であった。また電
流密度１ｍＡ／ｃｍ²または１０ｍＡ／ｃｍ²駆動下で
は、応答速度と増大率は、それぞれ、約３時間後に１０
倍（すなわちＥＬ量子収率約０．２％）および約２０分
後に３倍（すなわちＥＬ量子収率約０．０６％）であっ
た。ここで１ｍＡ／ｃｍ²または１０ｍＡ／ｃｍ²駆動下
でＥＬ強度の増大率が小さかったのは、駆動中に電子注
入用Ａｌ電極の劣化が起こるためである。

【００４９】［実施例３］実施例１と同様に正孔注入電
極を形成し、および洗浄した基板上に、乾燥後直ちに、
オキサジン系のイオン性レーザー色素であるオキサジン
７５０（ラムダフィジック(LAMBDA PHYSIK)社製、以
下、Ｏ７５０と略記する。ＰＶＫに対し、濃度１重量
％）、電子輸送材料であるＰＢＤ（ＰＶＫに対し、濃度
３０重量％）およびＰＶＫを溶解したクロロホルム溶液
をスピンコートし、厚さ３００ｎｍの薄膜を作製した。
このサンプルを真空蒸着装置内にいれ、真空度２×１０
^-6Ｔｏｒｒ、蒸着速度５ｎｍ／ｓでＡｌ電極（厚さ：２
００ｎｍ）を作製した。このように作製した有機ＥＬ素
子を素子４と呼ぶ。

【００５０】次に素子４について実施例１の場合と同様
に電流−電圧−ＥＬ強度特性、ＥＬスペクトルおよびＥ
Ｌ量子収率を測定した。ＥＬ閾電圧は８Ｖ、ＥＬ量子収
率は、電流密度０．０１〜２０ｍＡ／ｃｍ²において、
０．０１５％であった。また、ＥＬスペクトルは蛍光ス
ペクトルとの比較から、発光材料であるＯ７５０から発
せられていることが解った。

【００５１】次に、素子４を定電流モードで駆動したと
ころ、駆動時間とともにＥＬ強度、すなわちＥＬ量子収
率が上昇した。量子効率増大の応答速度と増大率は、電
流密度０．１ｍＡ／ｃｍ²駆動下では約３．５時間後に
９０倍（すなわちＥＬ量子収率約２％）であった。また
電流密度１ｍＡ／ｃｍ²または１０ｍＡ／ｃｍ²駆動下で
は、応答速度と増大率は、それぞれ、約３時間半後に８
倍（すなわちＥＬ量子収率約０．１２％）および約２５
分後に３倍（つまりＥＬ量子収率約０．０４５％）であ
った。ここで１ｍＡ／ｃｍ²または１０ｍＡ／ｃｍ²駆動
下でＥＬ強度の増大率が小さかったのは、駆動中に電子
注入用Ａｌ電極の劣化が起こるためである。

【００５２】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば通常
の駆動条件の他に新たな操作を全く付加することなし
に、可視から近赤外領域において発光する高効率の有機
ＥＬ素子を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の
構成図である。

【図２】本発明で作製した有機エレクトロルミネッセン
ス素子（素子２）の電流−電圧−ＥＬ強度特性を示すグ
ラフである。

【図３】本発明で作製した有機エレクトロルミネッセン
ス素子（素子２）からのＥＬスペクトルを示すグラフで
ある。

【図４】本発明で作製した有機エレクトロルミネッセン
ス素子（素子２）を定電流モード０．１ｍＡ／ｃｍ²下
で駆動した場合のＥＬ強度の駆動時間依存性のグラフで
ある。

【符号の説明】

１透明電極２正孔注入電極３有機薄膜層４電子注入電極

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】正孔注入電極、電子注入電極およびこれ
らの電極間に形成された有機薄膜層を具えた有機エレク
トロルミネッセンス素子において、前記有機薄膜層は、
イオン性の発光材料を含有するポリビニルカルバゾール
薄膜から成ることを特徴とする有機エレクトロルミネッ
センス素子。
【請求項２】前記イオン性の発光材料は、レーザー色
素であることを特徴とする請求項１に記載の有機エレク
トロルミネッセンス素子。
【請求項３】前記レーザー色素は、キサンテン系色
素、オキサジン系色素、シアニン系ポリメチン色素、お
よびスチリル系ポリメチン色素から成る群から選択され
ることを特徴とする請求項２に記載の有機エレクトロル
ミネッセンス素子。
【請求項４】前記有機薄膜層は、電子輸送材料をさら
に含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに
記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項５】前記電子輸送材料は、オキサジアゾール
系低分子およびジフェノキノン系低分子から成る群から
選択される材料を含むことを特徴とする請求項４に記載
の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項６】請求項１〜５のいずれか１つに記載の有
機エレクトロルミネッセンス素子の駆動方法であって、
前記有機エレクトロルミネッセンス素子を直流モードで
駆動して、発光の量子効率を向上させることを特徴とす
る駆動方法。
【請求項７】前記直流モードの駆動は、定電流モード
であることを特徴とする請求項６に記載の駆動方法。
【請求項８】前記定電流モードにおける電流密度は、
０．１〜１００ｍＡ／ｃｍ²であることを特徴とする請
求項７に記載の駆動方法。