JP2001110569A - 有機発光素子および画像表示装置 - Google Patents
有機発光素子および画像表示装置Info
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Landscapes
- Electroluminescent Light Sources (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 正孔注入電極、正孔輸送層、有機発光層、電
子注入電極の構成では有機発光層材料は電子輸送性の発
光材料であることが必要で利用できる材料に限界があ
る。また、正孔注入電極、有機発光層、電子輸送層、電
子注入電極の構成では有機発光材料は正孔輸送性の発光
材料であるためにバラエティが大きいが、正孔輸送性発
光層と電子輸送層との組合せにおいて発光効率や寿命の
点で充分な特性のものが余り得られていない。 【解決手段】 正孔輸送性の発光材料からなる有機発光
層と、それと接する電子注入電極側の有機層とのイオン
化ポテンシャルの関係を特定する。
子注入電極の構成では有機発光層材料は電子輸送性の発
光材料であることが必要で利用できる材料に限界があ
る。また、正孔注入電極、有機発光層、電子輸送層、電
子注入電極の構成では有機発光材料は正孔輸送性の発光
材料であるためにバラエティが大きいが、正孔輸送性発
光層と電子輸送層との組合せにおいて発光効率や寿命の
点で充分な特性のものが余り得られていない。 【解決手段】 正孔輸送性の発光材料からなる有機発光
層と、それと接する電子注入電極側の有機層とのイオン
化ポテンシャルの関係を特定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、有機発光素子およ
びそれを用いた発光ディスプレイやバックライト等の光
源などの画像表示装置に関するものである。
びそれを用いた発光ディスプレイやバックライト等の光
源などの画像表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、平面型表示装置の中で、自発光で
視認性に優れ視野角が広く応答性が速いなどの特徴をも
つ有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子を用いた
表示装置に期待が集まっている。
視認性に優れ視野角が広く応答性が速いなどの特徴をも
つ有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子を用いた
表示装置に期待が集まっている。
【０００３】有機ＥＬ素子は、有機化合物を構成材料と
する有機発光素子であり、１９８７年にＴａｎｇらによ
って提案された正孔輸送層と有機発光層を順次積層した
２層構成の有機発光素子（Applied Physics Letters,5
1,1987,P.913.）により比較的低い電圧で高輝度が得ら
れ、今日に至るまで、主にこの構成に基づいて研究開発
が進められてきた。その後、有機発光層と電子輸送層を
順次積層した構成や、正孔輸送層、有機発光層、電子輸
送層を順次積層した３層構成も提案されている（Applie
d Physics Letters,55,1989,P.1489.、Jpn.J.Applied P
hysics ,27,1988,P.269.など）。
する有機発光素子であり、１９８７年にＴａｎｇらによ
って提案された正孔輸送層と有機発光層を順次積層した
２層構成の有機発光素子（Applied Physics Letters,5
1,1987,P.913.）により比較的低い電圧で高輝度が得ら
れ、今日に至るまで、主にこの構成に基づいて研究開発
が進められてきた。その後、有機発光層と電子輸送層を
順次積層した構成や、正孔輸送層、有機発光層、電子輸
送層を順次積層した３層構成も提案されている（Applie
d Physics Letters,55,1989,P.1489.、Jpn.J.Applied P
hysics ,27,1988,P.269.など）。
【０００４】図３、図４、図５にこれらの従来構成を示
す。
す。
【０００５】２層構成の一つは図３に示すように、基板
１上に、正孔注入電極２、正孔輸送層７、有機発光層１
４、電子注入電極３を順次積層した構成で電極以外の層
が２層で構成されているため２層構成といい、この構成
をＳＨ−Ａ構造と称する。
１上に、正孔注入電極２、正孔輸送層７、有機発光層１
４、電子注入電極３を順次積層した構成で電極以外の層
が２層で構成されているため２層構成といい、この構成
をＳＨ−Ａ構造と称する。
【０００６】またもう一つの２層構成は図４に示すよう
に、基板１上に、正孔注入電極２、有機発光層２４、電
子輸送層５、電子注入電極３を順次積層した構成であ
り、この構成をＳＨ−Ｂ構造と称する。
に、基板１上に、正孔注入電極２、有機発光層２４、電
子輸送層５、電子注入電極３を順次積層した構成であ
り、この構成をＳＨ−Ｂ構造と称する。
【０００７】さらに３層構成は図５に示すように、基板
１上に、正孔注入電極２、正孔輸送層７、有機発光層３
４、電子輸送層５、電子注入電極３を順次積層した構成
でＤＨ構造と称する。
１上に、正孔注入電極２、正孔輸送層７、有機発光層３
４、電子輸送層５、電子注入電極３を順次積層した構成
でＤＨ構造と称する。
【０００８】これらの構成において、正孔輸送層として
は、電極から注入された正孔を輸送する機能が必要であ
ることからｐ型半導体の性質を備えた材料が、電子輸送
層としては、電極から注入された電子を輸送する機能が
必要であることからｎ型半導体の性質を備えた材料が各
々用いられる。また有機発光層としては、ＳＨ−Ａ構造
では電子輸送機能を兼ねる必要からｎ型半導体の性質を
備えた材料が、ＳＨ−Ｂ構造では正孔輸送機能を兼ねる
必要からｐ型半導体の性質を備えた材料が用いられ、ま
たＤＨ構造では電子と正孔との両方を比較的良く輸送す
る材料が用いられる。これらの構成では、正孔注入電極
から注入された正孔と、電子注入電極から注入された電
子が、有機発光層とキャリア輸送層（正孔輸送層または
電子輸送層）の界面に近いところの有機発光層内で再結
合し、そのエネルギーで励起された分子が基底状態に戻
る過程で発光する。
は、電極から注入された正孔を輸送する機能が必要であ
ることからｐ型半導体の性質を備えた材料が、電子輸送
層としては、電極から注入された電子を輸送する機能が
必要であることからｎ型半導体の性質を備えた材料が各
々用いられる。また有機発光層としては、ＳＨ−Ａ構造
では電子輸送機能を兼ねる必要からｎ型半導体の性質を
備えた材料が、ＳＨ−Ｂ構造では正孔輸送機能を兼ねる
必要からｐ型半導体の性質を備えた材料が用いられ、ま
たＤＨ構造では電子と正孔との両方を比較的良く輸送す
る材料が用いられる。これらの構成では、正孔注入電極
から注入された正孔と、電子注入電極から注入された電
子が、有機発光層とキャリア輸送層（正孔輸送層または
電子輸送層）の界面に近いところの有機発光層内で再結
合し、そのエネルギーで励起された分子が基底状態に戻
る過程で発光する。
【０００９】このように、これらの積層構成ではキャリ
ア輸送機能と発光機能とを分離することによって正孔と
電子のキャリアバランスを改善し、比較的低電圧で高輝
度が得られるようになり、特にＳＨ−Ａ構造では正孔輸
送層材料の改良により寿命改善もなされている。
ア輸送機能と発光機能とを分離することによって正孔と
電子のキャリアバランスを改善し、比較的低電圧で高輝
度が得られるようになり、特にＳＨ−Ａ構造では正孔輸
送層材料の改良により寿命改善もなされている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一般に
有機化合物では正孔と電子のキャリア移動度を比較する
と正孔輸送性のものが多く、電子輸送性で安定な化合物
が少ないのが現状である。
有機化合物では正孔と電子のキャリア移動度を比較する
と正孔輸送性のものが多く、電子輸送性で安定な化合物
が少ないのが現状である。
【００１１】特に、前記ＳＨ−Ａ構造では有機発光層が
電子輸送機能を兼ねる必要から電子輸送性の発光材料で
あることが必須で、利用できる化合物に限界があり、現
状では依然としてほとんどの場合、トリス（８−キノリ
ラト）アルミニウム（以下Ａｌｑと略す）が用いられて
いる。
電子輸送機能を兼ねる必要から電子輸送性の発光材料で
あることが必須で、利用できる化合物に限界があり、現
状では依然としてほとんどの場合、トリス（８−キノリ
ラト）アルミニウム（以下Ａｌｑと略す）が用いられて
いる。
【００１２】一方、ＳＨ−Ｂ構造では有機発光層が正孔
輸送機能を兼ねる必要から正孔輸送性の発光材料が用い
られ、その化合物のバラエティの多様さから様々な有機
化合物が検討されているが、正孔輸送性有機発光層と電
子輸送層との組合せにおいて発光効率や寿命の点で充分
な特性のものが余り得られていない。
輸送機能を兼ねる必要から正孔輸送性の発光材料が用い
られ、その化合物のバラエティの多様さから様々な有機
化合物が検討されているが、正孔輸送性有機発光層と電
子輸送層との組合せにおいて発光効率や寿命の点で充分
な特性のものが余り得られていない。
【００１３】
【課題を解決するための手段】そこで我々は、正孔輸送
性の発光材料からなる有機発光層と電子輸送層の組合
せ、あるいは、正孔輸送性の発光材料からなる有機発光
層と正孔ブロック層と電子輸送層との組合せにおいて、
それらの各層材料の特性を種々検討し、本発明に至っ
た。
性の発光材料からなる有機発光層と電子輸送層の組合
せ、あるいは、正孔輸送性の発光材料からなる有機発光
層と正孔ブロック層と電子輸送層との組合せにおいて、
それらの各層材料の特性を種々検討し、本発明に至っ
た。
【００１４】具体的には、本発明の請求項１の有機発光
素子は、正孔注入電極および電子注入電極との間に、少
なくとも互いに接する二つ以上の有機層を有する有機発
光素子において、接する２層のうちの正孔注入電極側の
有機層のイオン化ポテンシャルをIp1、電子注入電極側
の有機層のイオン化ポテンシャルをIp2とした時に、Ip2
―Ip1≧０．５ｅＶである有機発光素子としたものであ
る。
素子は、正孔注入電極および電子注入電極との間に、少
なくとも互いに接する二つ以上の有機層を有する有機発
光素子において、接する２層のうちの正孔注入電極側の
有機層のイオン化ポテンシャルをIp1、電子注入電極側
の有機層のイオン化ポテンシャルをIp2とした時に、Ip2
―Ip1≧０．５ｅＶである有機発光素子としたものであ
る。
【００１５】本発明の請求項２の有機発光素子は、請求
項１記載の正孔注入電極側の有機層が、正孔輸送性発光
材料からなるとしたものである。
項１記載の正孔注入電極側の有機層が、正孔輸送性発光
材料からなるとしたものである。
【００１６】また、本発明の請求項３の有機発光素子
は、少なくとも正孔注入電極、有機発光層、電子輸送
層、電子注入電極とがこの順で積層された有機発光素子
において、前記有機発光層のイオン化ポテンシャルをIp
3、前記電子輸送層のイオン化ポテンシャルをIp4とした
時に、Ip4―Ip3≧０．５ｅＶである有機発光素子とした
ものである。
は、少なくとも正孔注入電極、有機発光層、電子輸送
層、電子注入電極とがこの順で積層された有機発光素子
において、前記有機発光層のイオン化ポテンシャルをIp
3、前記電子輸送層のイオン化ポテンシャルをIp4とした
時に、Ip4―Ip3≧０．５ｅＶである有機発光素子とした
ものである。
【００１７】また、本発明の請求項４の有機発光素子
は、少なくとも正孔注入電極、有機発光層、正孔ブロッ
ク層、電子輸送層、電子注入電極とがこの順で積層され
た有機発光素子において、前記有機発光層のイオン化ポ
テンシャルをIp5、前記正孔ブロック層のイオン化ポテ
ンシャルをIp6とした時に、Ip6―Ip5≧０．５ｅＶであ
る有機発光素子としたものである。
は、少なくとも正孔注入電極、有機発光層、正孔ブロッ
ク層、電子輸送層、電子注入電極とがこの順で積層され
た有機発光素子において、前記有機発光層のイオン化ポ
テンシャルをIp5、前記正孔ブロック層のイオン化ポテ
ンシャルをIp6とした時に、Ip6―Ip5≧０．５ｅＶであ
る有機発光素子としたものである。
【００１８】本発明の請求項５の有機発光素子は、請求
項３および４の有機発光層が、正孔輸送性発光材料から
なるものとしたものである。
項３および４の有機発光層が、正孔輸送性発光材料から
なるものとしたものである。
【００１９】また、本発明の請求項６の画像表示装置
は、正孔注入電極および電子注入電極との間に、少なく
とも互いに接する二つ以上の有機層を有する有機発光素
子において、接する２層のうちの正孔注入電極側の有機
層のイオン化ポテンシャルをIp1、電子注入電極側の有
機層のイオン化ポテンシャルをIp2とした時に、Ip2―Ip
1≧０．５ｅＶである有機発光素子を用いる画像表示装
置である。
は、正孔注入電極および電子注入電極との間に、少なく
とも互いに接する二つ以上の有機層を有する有機発光素
子において、接する２層のうちの正孔注入電極側の有機
層のイオン化ポテンシャルをIp1、電子注入電極側の有
機層のイオン化ポテンシャルをIp2とした時に、Ip2―Ip
1≧０．５ｅＶである有機発光素子を用いる画像表示装
置である。
【００２０】本発明の請求項７の画像表示装置は、請求
項６の画像表示装置で用いられる有機発光素子の正孔注
入電極側の有機層が、正孔輸送性発光材料からなる有機
発光素子とした画像表示装置である。
項６の画像表示装置で用いられる有機発光素子の正孔注
入電極側の有機層が、正孔輸送性発光材料からなる有機
発光素子とした画像表示装置である。
【００２１】また、本発明の請求項８の画像表示装置
は、少なくとも正孔注入電極、有機発光層、電子輸送
層、電子注入電極とがこの順で積層された有機発光素子
において、前記有機発光層のイオン化ポテンシャルをIp
3、前記電子輸送層のイオン化ポテンシャルをIp4とした
時に、Ip4―Ip3≧０．５ｅＶである有機発光素子を用い
る画像表示装置である。
は、少なくとも正孔注入電極、有機発光層、電子輸送
層、電子注入電極とがこの順で積層された有機発光素子
において、前記有機発光層のイオン化ポテンシャルをIp
3、前記電子輸送層のイオン化ポテンシャルをIp4とした
時に、Ip4―Ip3≧０．５ｅＶである有機発光素子を用い
る画像表示装置である。
【００２２】また、本発明の請求項９の画像表示装置
は、少なくとも正孔注入電極、有機発光層、正孔ブロッ
ク層、電子輸送層、電子注入電極とがこの順で積層され
た有機発光素子において、前記有機発光層のイオン化ポ
テンシャルをIp5、前記正孔ブロック層のイオン化ポテ
ンシャルをIp6とした時に、Ip6―Ip5≧０．５ｅＶであ
る有機発光素子を用いる画像表示装置である。
は、少なくとも正孔注入電極、有機発光層、正孔ブロッ
ク層、電子輸送層、電子注入電極とがこの順で積層され
た有機発光素子において、前記有機発光層のイオン化ポ
テンシャルをIp5、前記正孔ブロック層のイオン化ポテ
ンシャルをIp6とした時に、Ip6―Ip5≧０．５ｅＶであ
る有機発光素子を用いる画像表示装置である。
【００２３】本発明の請求項１０の画像表示装置は、請
求項８および９の画像表示装置で用いられる有機発光素
子の有機発光層が、正孔輸送性発光材料からなる有機発
光素子とした画像表示装置である。
求項８および９の画像表示装置で用いられる有機発光素
子の有機発光層が、正孔輸送性発光材料からなる有機発
光素子とした画像表示装置である。
【００２４】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態について
説明する。
説明する。
【００２５】図１、図２に本発明の一実施例の有機発光
素子の断面図を示す。
素子の断面図を示す。
【００２６】図１において、１は基板、２は正孔注入電
極、３は電子注入電極、４は有機発光層、５は電子輸送
層である。
極、３は電子注入電極、４は有機発光層、５は電子輸送
層である。
【００２７】また同様に図２において、１は基板、２は
正孔注入電極、３は電子注入電極、４は有機発光層、５
は電子輸送層、６は正孔ブロック層である。
正孔注入電極、３は電子注入電極、４は有機発光層、５
は電子輸送層、６は正孔ブロック層である。
【００２８】ここで図１は正孔注入電極、有機発光層、
電子輸送層、電子注入電極を順に積層した構成、図２は
正孔注入電極、有機発光層、正孔ブロック層、電子輸送
層、電子注入電極を順に積層した構成を示したが、これ
らの基本構成以外に、正孔注入電極と有機発光層との間
に、正孔注入層あるいは導電層などの１層または多層か
らなる層を有しても良い。さらに電子注入電極と電子輸
送層との間に、電子注入層などの１層または多層からな
る層を有しても良い。
電子輸送層、電子注入電極を順に積層した構成、図２は
正孔注入電極、有機発光層、正孔ブロック層、電子輸送
層、電子注入電極を順に積層した構成を示したが、これ
らの基本構成以外に、正孔注入電極と有機発光層との間
に、正孔注入層あるいは導電層などの１層または多層か
らなる層を有しても良い。さらに電子注入電極と電子輸
送層との間に、電子注入層などの１層または多層からな
る層を有しても良い。
【００２９】本発明の有機発光素子に用いる基板は、上
述した薄膜を積層した有機層を担持できるものであれば
良く、また、有機層内で生じた発光を取り出せるように
透明ないし半透明の材料であれば良く、コーニング１７
３７等の通常のガラス基板が用いられるが、ポリエステ
ルその他の樹脂フィルム等を用いることもできる。
述した薄膜を積層した有機層を担持できるものであれば
良く、また、有機層内で生じた発光を取り出せるように
透明ないし半透明の材料であれば良く、コーニング１７
３７等の通常のガラス基板が用いられるが、ポリエステ
ルその他の樹脂フィルム等を用いることもできる。
【００３０】一般に有機発光素子は、正孔注入電極ある
いは電子注入電極の少なくとも一方の電極を透明ないし
半透明にすることにより、面発光を取り出すことが可能
となる。
いは電子注入電極の少なくとも一方の電極を透明ないし
半透明にすることにより、面発光を取り出すことが可能
となる。
【００３１】本発明の有機発光素子に用いる正孔注入電
極は、通常ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）膜を用いるこ
とが多いが、他に、酸化錫、Ｎｉ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｐｄ等
が挙げられる。ＩＴＯ膜はその透明性を向上させ、ある
いは抵抗率を低下させる目的で、スパッタ、エレクトロ
ンビーム蒸着、イオンプレーティング等の成膜方法が採
用されている。また成膜後に、抵抗率や仕事関数制御の
目的でプラズマ処理などの表面処理を施しても良い。正
孔注入電極の膜厚は必要とされるシート抵抗値と可視光
透過率から決定されるが、有機発光素子では比較的駆動
電流密度が高いく配線抵抗が問題となるため、シート抵
抗値を小さくするため１００ｎｍ以上の厚さで用いられ
ることが多い。
極は、通常ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）膜を用いるこ
とが多いが、他に、酸化錫、Ｎｉ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｐｄ等
が挙げられる。ＩＴＯ膜はその透明性を向上させ、ある
いは抵抗率を低下させる目的で、スパッタ、エレクトロ
ンビーム蒸着、イオンプレーティング等の成膜方法が採
用されている。また成膜後に、抵抗率や仕事関数制御の
目的でプラズマ処理などの表面処理を施しても良い。正
孔注入電極の膜厚は必要とされるシート抵抗値と可視光
透過率から決定されるが、有機発光素子では比較的駆動
電流密度が高いく配線抵抗が問題となるため、シート抵
抗値を小さくするため１００ｎｍ以上の厚さで用いられ
ることが多い。
【００３２】本発明の有機発光素子に用いる電子注入電
極は、仕事関数が低く電子注入障壁の少ないアルカリ金
属やアルカリ土類金属と、比較的仕事関数が大きく安定
なアルミニウム、銀などの金属との合金からなる、安定
でかつ電子注入が容易な電極が用いられる。例えば、Ｍ
ｇＡｇ、ＡｌＬｉなどが挙げられる。また、他の電子注
入電極としては、有機層側に低仕事関数の金属薄膜を形
成し、その上に保護電極として安定な金属からなる金属
膜を積層とする構成や、ＬｉＦ膜やＡｌ2Ｏ3膜の薄膜を
形成した後にＡｌ膜を比較的厚く形成する積層構成な
ど、種々の電極を用いることができる。
極は、仕事関数が低く電子注入障壁の少ないアルカリ金
属やアルカリ土類金属と、比較的仕事関数が大きく安定
なアルミニウム、銀などの金属との合金からなる、安定
でかつ電子注入が容易な電極が用いられる。例えば、Ｍ
ｇＡｇ、ＡｌＬｉなどが挙げられる。また、他の電子注
入電極としては、有機層側に低仕事関数の金属薄膜を形
成し、その上に保護電極として安定な金属からなる金属
膜を積層とする構成や、ＬｉＦ膜やＡｌ2Ｏ3膜の薄膜を
形成した後にＡｌ膜を比較的厚く形成する積層構成な
ど、種々の電極を用いることができる。
【００３３】本発明の有機発光層は、少なくとも正孔輸
送性の発光材料を含有しており、その正孔輸送性発光材
料としては、トリフェニルアミンを基本骨格として持つ
誘導体、例えば、特開平７−１２６６１５号公報記載の
テトラフェニルベンジジン化合物、トリフェニルアミン
３量体、ベンジジン２量体や、特開平８−４８６５６号
公報記載の種々のトリフェニルジアミン誘導体などを用
いることができる。また、その他にスチルベン誘導体、
ポルフィリン誘導体、フタロシアニン誘導体などを用い
ることもできる。これらの正孔輸送性発光材料は、後述
するようにそのイオン化ポテンシャルが特定の範囲にあ
れば、従来正孔輸送材料として用いられてきた化合物で
発光性のものを用いることができ、そのバラエティが大
きい。また、従来のＳＨ−Ａ構造では、正孔輸送層が通
常は透明電極である正孔注入電極と有機発光層との間に
あるため、正孔輸送材料の透明性が必要であったが、本
発明の有機発光層に用いる正孔輸送性発光材料の場合
は、通常透明電極である正孔注入電極側に位置して発光
するため、必ずしも透明である必要はなく、その材料の
選択幅がより大きくなる。
送性の発光材料を含有しており、その正孔輸送性発光材
料としては、トリフェニルアミンを基本骨格として持つ
誘導体、例えば、特開平７−１２６６１５号公報記載の
テトラフェニルベンジジン化合物、トリフェニルアミン
３量体、ベンジジン２量体や、特開平８−４８６５６号
公報記載の種々のトリフェニルジアミン誘導体などを用
いることができる。また、その他にスチルベン誘導体、
ポルフィリン誘導体、フタロシアニン誘導体などを用い
ることもできる。これらの正孔輸送性発光材料は、後述
するようにそのイオン化ポテンシャルが特定の範囲にあ
れば、従来正孔輸送材料として用いられてきた化合物で
発光性のものを用いることができ、そのバラエティが大
きい。また、従来のＳＨ−Ａ構造では、正孔輸送層が通
常は透明電極である正孔注入電極と有機発光層との間に
あるため、正孔輸送材料の透明性が必要であったが、本
発明の有機発光層に用いる正孔輸送性発光材料の場合
は、通常透明電極である正孔注入電極側に位置して発光
するため、必ずしも透明である必要はなく、その材料の
選択幅がより大きくなる。
【００３４】本発明の有機発光層は、少なくともこれら
の正孔輸送性発光材料を有する薄膜層であり、その膜厚
は１０から２００ｎｍ、好ましくは２０から１００ｎｍ
である。
の正孔輸送性発光材料を有する薄膜層であり、その膜厚
は１０から２００ｎｍ、好ましくは２０から１００ｎｍ
である。
【００３５】また、本発明の電子輸送層は、少なくとも
電子輸送性材料を含有しており、図１に示したような正
孔注入電極、有機発光層、電子輸送層、電子注入電極を
順に積層した構成の場合は、後述するようにそのイオン
化ポテンシャルが大きく特定の範囲である必要がある
が、図２に示したような正孔注入電極、有機発光層、正
孔ブロック層、電子輸送層、電子注入電極を順に積層し
た構成の場合は、通常の電子輸送材料を用いることがで
きる。図１に示した構成の場合のイオン化ポテンシャル
の大きな電子輸送性材料としては、オキサジアゾール誘
導体、特願平１１−１７４９８７号公報記載のピラザボ
ール誘導体などが挙げられる。また、図２に示した構成
の場合は、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム、
トリス（４−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム
等の金属錯体、３−（２´−ベンゾチアゾリル）−７−
ジエチルアミノクマリン等が挙げられる。本発明の電子
輸送層の膜厚は、１０から２００ｎｍ、好ましくは２０
から１００ｎｍである。
電子輸送性材料を含有しており、図１に示したような正
孔注入電極、有機発光層、電子輸送層、電子注入電極を
順に積層した構成の場合は、後述するようにそのイオン
化ポテンシャルが大きく特定の範囲である必要がある
が、図２に示したような正孔注入電極、有機発光層、正
孔ブロック層、電子輸送層、電子注入電極を順に積層し
た構成の場合は、通常の電子輸送材料を用いることがで
きる。図１に示した構成の場合のイオン化ポテンシャル
の大きな電子輸送性材料としては、オキサジアゾール誘
導体、特願平１１−１７４９８７号公報記載のピラザボ
ール誘導体などが挙げられる。また、図２に示した構成
の場合は、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム、
トリス（４−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム
等の金属錯体、３−（２´−ベンゾチアゾリル）−７−
ジエチルアミノクマリン等が挙げられる。本発明の電子
輸送層の膜厚は、１０から２００ｎｍ、好ましくは２０
から１００ｎｍである。
【００３６】本発明の正孔ブロック層は、図２に示すよ
うに有機発光層と電子輸送層との間に形成され、後述す
るようにそのイオン化ポテンシャルが大きく特定の範囲
である材料が用いられる。正孔ブロック層に用いられる
材料としては、トリアゾール誘導体、フェナントロリン
誘導体、前述のピラザボール誘導体などが挙げられる。
この正孔ブロック層は有機発光層との界面での正孔ブロ
ックの役目をするため、薄膜で良く、図１に示す構成の
電子輸送層に比較して電子輸送性能はそれほど必要な
い。正孔ブロック層の膜厚としては、１から１００ｎ
ｍ、好ましくは５から３０ｎｍである。
うに有機発光層と電子輸送層との間に形成され、後述す
るようにそのイオン化ポテンシャルが大きく特定の範囲
である材料が用いられる。正孔ブロック層に用いられる
材料としては、トリアゾール誘導体、フェナントロリン
誘導体、前述のピラザボール誘導体などが挙げられる。
この正孔ブロック層は有機発光層との界面での正孔ブロ
ックの役目をするため、薄膜で良く、図１に示す構成の
電子輸送層に比較して電子輸送性能はそれほど必要な
い。正孔ブロック層の膜厚としては、１から１００ｎ
ｍ、好ましくは５から３０ｎｍである。
【００３７】図１あるいは図２に示す構成の有機発光素
子において、有機発光層、正孔ブロック層、電子輸送層
の各有機層は、通常の成膜法によって形成することがで
きるが、アモルファス状態の均質な膜を形成するために
は、真空蒸着法による成膜が好ましい。さらに、真空中
で連続して各層を形成することにより、各層間の界面に
不純物が付着するのを防ぐことによって、動作電圧の低
下、高効率化、長寿命化といった特性の改善を図ること
ができる。また、これら各層を真空蒸着法により形成す
るにあたり、一層に複数の化合物を含有させる場合、化
合物を入れた各ボートを個別に温度制御して共蒸着する
ことが好ましいが、あらかじめ混合したものを蒸着して
も良い。さらにこの他の成膜方法として、溶液塗布法、
ラングミュア・ブロジェット（ＬＢ）法などを用いるこ
ともできる。溶液塗布法ではポリマー等のマトリクス物
質中に各化合物を分散させる構成としても良い。
子において、有機発光層、正孔ブロック層、電子輸送層
の各有機層は、通常の成膜法によって形成することがで
きるが、アモルファス状態の均質な膜を形成するために
は、真空蒸着法による成膜が好ましい。さらに、真空中
で連続して各層を形成することにより、各層間の界面に
不純物が付着するのを防ぐことによって、動作電圧の低
下、高効率化、長寿命化といった特性の改善を図ること
ができる。また、これら各層を真空蒸着法により形成す
るにあたり、一層に複数の化合物を含有させる場合、化
合物を入れた各ボートを個別に温度制御して共蒸着する
ことが好ましいが、あらかじめ混合したものを蒸着して
も良い。さらにこの他の成膜方法として、溶液塗布法、
ラングミュア・ブロジェット（ＬＢ）法などを用いるこ
ともできる。溶液塗布法ではポリマー等のマトリクス物
質中に各化合物を分散させる構成としても良い。
【００３８】本発明の有機発光素子の動作状態を模式的
に示したのが、図６、図７である。
に示したのが、図６、図７である。
【００３９】図６は、図１に示した正孔注入電極、有機
発光層、電子輸送層、電子注入電極を順に積層した構成
の有機発光素子のエネルギーダイアグラム図であり、図
７は、図２に示した正孔注入電極、有機発光層、正孔ブ
ロック層、電子輸送層、電子注入電極を順に積層した構
成の場合のエネルギーダイアグラム図である。ここで、
Ip3は図１の有機発光層のイオン化ポテンシャル、Ip4は
図１の電子輸送層のイオン化ポテンシャル、Ip5は図２
の有機発光層のイオン化ポテンシャル、Ip6は図２の正
孔ブロック層のイオン化ポテンシャルを示す。
発光層、電子輸送層、電子注入電極を順に積層した構成
の有機発光素子のエネルギーダイアグラム図であり、図
７は、図２に示した正孔注入電極、有機発光層、正孔ブ
ロック層、電子輸送層、電子注入電極を順に積層した構
成の場合のエネルギーダイアグラム図である。ここで、
Ip3は図１の有機発光層のイオン化ポテンシャル、Ip4は
図１の電子輸送層のイオン化ポテンシャル、Ip5は図２
の有機発光層のイオン化ポテンシャル、Ip6は図２の正
孔ブロック層のイオン化ポテンシャルを示す。
【００４０】このイオン化ポテンシャルは、各層に用い
られる材料のイオン化ポテンシャルを表し、通常の測定
法により求められるが、本発明の実施例では、各材料を
真空蒸着によって形成した蒸着膜を用いて光電子分光法
によって求めた。
られる材料のイオン化ポテンシャルを表し、通常の測定
法により求められるが、本発明の実施例では、各材料を
真空蒸着によって形成した蒸着膜を用いて光電子分光法
によって求めた。
【００４１】図６において、正孔注入電極から有機発光
層へ注入された正孔は、有機発光層と電子輸送層とのエ
ネルギー準位の障壁ａにより、電子輸送層には注入され
ず、有機発光層と電子輸送層との界面に蓄積される。ま
た、電子注入電極から電子輸送層に注入された電子はさ
らに有機発光層に注入されるが、ここでの有機発光層は
正孔輸送性のため電子の輸送能力は低く有機発光層の界
面付近にとどまり正孔と効率よく再結合し、この再結合
時の励起エネルギーによって発光する。また同様に、図
７において、正孔注入電極から有機発光層へ注入された
正孔は、有機発光層と正孔ブロック層とのエネルギー準
位の障壁ｂにより、正孔ブロック層には注入されず、有
機発光層と正孔ブロック層との界面に蓄積され、電子注
入電極から電子輸送層、正孔ブロック層を通して有機発
光層に注入された電子と効率よく再結合し、この再結合
時の励起エネルギーによって発光するすることができ
る。
層へ注入された正孔は、有機発光層と電子輸送層とのエ
ネルギー準位の障壁ａにより、電子輸送層には注入され
ず、有機発光層と電子輸送層との界面に蓄積される。ま
た、電子注入電極から電子輸送層に注入された電子はさ
らに有機発光層に注入されるが、ここでの有機発光層は
正孔輸送性のため電子の輸送能力は低く有機発光層の界
面付近にとどまり正孔と効率よく再結合し、この再結合
時の励起エネルギーによって発光する。また同様に、図
７において、正孔注入電極から有機発光層へ注入された
正孔は、有機発光層と正孔ブロック層とのエネルギー準
位の障壁ｂにより、正孔ブロック層には注入されず、有
機発光層と正孔ブロック層との界面に蓄積され、電子注
入電極から電子輸送層、正孔ブロック層を通して有機発
光層に注入された電子と効率よく再結合し、この再結合
時の励起エネルギーによって発光するすることができ
る。
【００４２】ここで、エネルギー障壁ａまたはｂは０．
５ｅＶ以上必要であり、０．５ｅＶ未満の場合は正孔が
有機発光層の界面に蓄積されにくく、その結果正孔と電
子のキャリアバランスが崩れて発光効率が低下するか、
場合によっては正孔が隣接する層に注入されて通過し、
正孔輸送性の有機発光層では発光しなくなる。
５ｅＶ以上必要であり、０．５ｅＶ未満の場合は正孔が
有機発光層の界面に蓄積されにくく、その結果正孔と電
子のキャリアバランスが崩れて発光効率が低下するか、
場合によっては正孔が隣接する層に注入されて通過し、
正孔輸送性の有機発光層では発光しなくなる。
【００４３】このように本発明の有機発光素子は、正孔
輸送性の有機発光層とそれと接する電子注入電極側の有
機層（電子輸送層あるいは正孔ブロック層）とのイオン
化ポテンシャルの関係を特定することにより、正孔輸送
性発光材料からなる有機発光層での発光効率を向上する
ことができ、種々の正孔輸送性発光材料を有機発光層と
して用いることができるようになるものである。
輸送性の有機発光層とそれと接する電子注入電極側の有
機層（電子輸送層あるいは正孔ブロック層）とのイオン
化ポテンシャルの関係を特定することにより、正孔輸送
性発光材料からなる有機発光層での発光効率を向上する
ことができ、種々の正孔輸送性発光材料を有機発光層と
して用いることができるようになるものである。
【００４４】また、本発明の画像表示装置は、上述した
有機発光素子を用いることによって自発光で、高輝度、
広視野角で視認性にすぐれ、かつ薄型軽量で高速応答性
の画像表示装置を実現するものである。
有機発光素子を用いることによって自発光で、高輝度、
広視野角で視認性にすぐれ、かつ薄型軽量で高速応答性
の画像表示装置を実現するものである。
【００４５】次に具体的な実施例に基づいてさらに詳細
に説明する。
に説明する。
【００４６】（実施例１）ＩＴＯを成膜したガラス基板
上に、Ｎ，Ｎ′−ジフェニルーＮ，Ｎ′−ビス（３−メ
チルフェニル）―１，１′−ビフェニル―４，４′−ジ
アミンからなる５０ｎｍの膜厚の有機発光層を形成し、
続いて電子輸送層として、２−（４−ビフェニリル）―
５−（４−ｔ−ブチルフェニル）―１，３，４−オキサ
ジアゾールを５０ｎｍ蒸着した。引き続き、電子注入電
極として、ＡｌＬｉ合金（Ａｌ／Ｌｉ重量比９９／１）
から低温でＬｉのみを１ｎｍ形成し、その上にＡｌのみ
を１００ｎｍ形成し、積層電極とした。
上に、Ｎ，Ｎ′−ジフェニルーＮ，Ｎ′−ビス（３−メ
チルフェニル）―１，１′−ビフェニル―４，４′−ジ
アミンからなる５０ｎｍの膜厚の有機発光層を形成し、
続いて電子輸送層として、２−（４−ビフェニリル）―
５−（４−ｔ−ブチルフェニル）―１，３，４−オキサ
ジアゾールを５０ｎｍ蒸着した。引き続き、電子注入電
極として、ＡｌＬｉ合金（Ａｌ／Ｌｉ重量比９９／１）
から低温でＬｉのみを１ｎｍ形成し、その上にＡｌのみ
を１００ｎｍ形成し、積層電極とした。
【００４７】このようにして得た有機発光素子に直流電
圧を印可して評価したところ、５Ｖで約２００ｃｄ／ｍ
2であり、発光効率は１．８ｃｄ／Ａと、ばらつきがな
く安定な、有機発光層からの青色発光が得られた。
圧を印可して評価したところ、５Ｖで約２００ｃｄ／ｍ
2であり、発光効率は１．８ｃｄ／Ａと、ばらつきがな
く安定な、有機発光層からの青色発光が得られた。
【００４８】また、ここで用いたＮ，Ｎ′−ジフェニル
ーＮ，Ｎ′−ビス（３−メチルフェニル）―１，１′−
ビフェニル―４，４′−ジアミン（有機発光層）と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（電子輸送層）と
をガラスプレパラート上に蒸着した蒸着膜のイオン化ポ
テンシャルを、紫外線光電子分析装置（理研計器製ＡＣ
−１型）を用いて測定したところ、それぞれ５．２ｅ
Ｖ、６．２ｅＶであった。
ーＮ，Ｎ′−ビス（３−メチルフェニル）―１，１′−
ビフェニル―４，４′−ジアミン（有機発光層）と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（電子輸送層）と
をガラスプレパラート上に蒸着した蒸着膜のイオン化ポ
テンシャルを、紫外線光電子分析装置（理研計器製ＡＣ
−１型）を用いて測定したところ、それぞれ５．２ｅ
Ｖ、６．２ｅＶであった。
【００４９】（実施例２）実施例１の有機発光層の形成
において、Ｎ，Ｎ′−ジフェニルーＮ，Ｎ′−ビス（３
−メチルフェニル）―１，１′−ビフェニル―４，４′
−ジアミンの代わりにＮ，Ｎ′−ビス（４‘―ジフェニ
ルアミノー４−ビフェニリル）ーＮ，Ｎ′−ジフェニル
ベンジジンを用いた以外は実施例１と同様にして有機発
光素子を作成し、実施例１と同様に評価したところ、
５．３Ｖで約２００ｃｄ／ｍ2であり、発光効率は１．
８ｃｄ／Ａと、ばらつきがなく安定な、有機発光層から
の青色発光が得られた。
において、Ｎ，Ｎ′−ジフェニルーＮ，Ｎ′−ビス（３
−メチルフェニル）―１，１′−ビフェニル―４，４′
−ジアミンの代わりにＮ，Ｎ′−ビス（４‘―ジフェニ
ルアミノー４−ビフェニリル）ーＮ，Ｎ′−ジフェニル
ベンジジンを用いた以外は実施例１と同様にして有機発
光素子を作成し、実施例１と同様に評価したところ、
５．３Ｖで約２００ｃｄ／ｍ2であり、発光効率は１．
８ｃｄ／Ａと、ばらつきがなく安定な、有機発光層から
の青色発光が得られた。
【００５０】また実施例１と同様にしてＮ，Ｎ′−ビス
（４‘―ジフェニルアミノー４−ビフェニリル）ーＮ，
Ｎ′−ジフェニルベンジジン（有機発光層）のイオン化
ポテンシャルを測定したところ、５．２ｅＶであった。
（４‘―ジフェニルアミノー４−ビフェニリル）ーＮ，
Ｎ′−ジフェニルベンジジン（有機発光層）のイオン化
ポテンシャルを測定したところ、５．２ｅＶであった。
【００５１】（実施例３）実施例１の有機発光層の形成
において、Ｎ，Ｎ′−ジフェニルーＮ，Ｎ′−ビス（３
−メチルフェニル）―１，１′−ビフェニル―４，４′
−ジアミンの代わりに４−Ｎ，Ｎ′−ビス（ｐ−メチル
フェニル）アミノーα−フェニルスチルベンを用いた以
外は実施例１と同様にして有機発光素子を作成し、実施
例１と同様に評価したところ、４．８Ｖで約２００ｃｄ
／ｍ2であり、発光効率は１．６ｃｄ／Ａと、ばらつき
がなく安定な、有機発光層からの青色発光が得られた。
において、Ｎ，Ｎ′−ジフェニルーＮ，Ｎ′−ビス（３
−メチルフェニル）―１，１′−ビフェニル―４，４′
−ジアミンの代わりに４−Ｎ，Ｎ′−ビス（ｐ−メチル
フェニル）アミノーα−フェニルスチルベンを用いた以
外は実施例１と同様にして有機発光素子を作成し、実施
例１と同様に評価したところ、４．８Ｖで約２００ｃｄ
／ｍ2であり、発光効率は１．６ｃｄ／Ａと、ばらつき
がなく安定な、有機発光層からの青色発光が得られた。
【００５２】また実施例１と同様にして４−Ｎ，Ｎ′−
ビス（ｐ−メチルフェニル）アミノーα−フェニルスチ
ルベン（有機発光層）のイオン化ポテンシャルを測定し
たところ、５．３ｅＶであった。
ビス（ｐ−メチルフェニル）アミノーα−フェニルスチ
ルベン（有機発光層）のイオン化ポテンシャルを測定し
たところ、５．３ｅＶであった。
【００５３】（実施例４）実施例１の電子輸送層の形成
において、２−（４−ビフェニリル）―５−（４−ｔ−
ブチルフェニル）―１，３，４−オキサジアゾールの代
わりに４，４，８，８−テトラキス（１Ｈ−ピラゾール
−１−イル）ピラザボールを用いた以外は実施例１と同
様にして有機発光素子を作成し、実施例１と同様に評価
したところ、６．０Ｖで約１８０ｃｄ／ｍ2であり、発
光効率は１．５ｃｄ／Ａと、ばらつきがなく安定な、有
機発光層からの青色発光が得られた。
において、２−（４−ビフェニリル）―５−（４−ｔ−
ブチルフェニル）―１，３，４−オキサジアゾールの代
わりに４，４，８，８−テトラキス（１Ｈ−ピラゾール
−１−イル）ピラザボールを用いた以外は実施例１と同
様にして有機発光素子を作成し、実施例１と同様に評価
したところ、６．０Ｖで約１８０ｃｄ／ｍ2であり、発
光効率は１．５ｃｄ／Ａと、ばらつきがなく安定な、有
機発光層からの青色発光が得られた。
【００５４】また実施例１と同様にして４，４，８，８
−テトラキス（１Ｈ−ピラゾール−１−イル）ピラザボ
ール（電子輸送層）のイオン化ポテンシャルを測定した
ところ、６．０ｅＶであった。
−テトラキス（１Ｈ−ピラゾール−１−イル）ピラザボ
ール（電子輸送層）のイオン化ポテンシャルを測定した
ところ、６．０ｅＶであった。
【００５５】（実施例５）ＩＴＯを成膜したガラス基板
上に、Ｎ，Ｎ′−ビス（４‘―ジフェニルアミノー４−
ビフェニリル）ーＮ，Ｎ′−ジフェニルベンジジンから
なる５０ｎｍの膜厚の有機発光層を形成し、続いて正孔
ブロック層として、３−（４−ビフェニリル）−５−
（４−ｔ−ブチルフェニル）―１，２，４−トリアゾー
ルを２０ｎｍ蒸着し、さらに電子輸送層として、トリス
（８−キノリラト）アルミニウムを４０ｎｍ蒸着した。
最後に、電子注入電極として、ＡｌＬｉ合金（Ａｌ／Ｌ
ｉ重量比９９／１）から低温でＬｉのみを１ｎｍ形成
し、その上にＡｌのみを１００ｎｍ形成し、積層電極と
した。
上に、Ｎ，Ｎ′−ビス（４‘―ジフェニルアミノー４−
ビフェニリル）ーＮ，Ｎ′−ジフェニルベンジジンから
なる５０ｎｍの膜厚の有機発光層を形成し、続いて正孔
ブロック層として、３−（４−ビフェニリル）−５−
（４−ｔ−ブチルフェニル）―１，２，４−トリアゾー
ルを２０ｎｍ蒸着し、さらに電子輸送層として、トリス
（８−キノリラト）アルミニウムを４０ｎｍ蒸着した。
最後に、電子注入電極として、ＡｌＬｉ合金（Ａｌ／Ｌ
ｉ重量比９９／１）から低温でＬｉのみを１ｎｍ形成
し、その上にＡｌのみを１００ｎｍ形成し、積層電極と
した。
【００５６】このようにして得た有機発光素子に直流電
圧を印可して評価したところ、６．５Ｖで約２００ｃｄ
／ｍ2であり、発光効率は２．１ｃｄ／Ａと、ばらつき
がなく安定な、有機発光層からの青色発光が得られた。
圧を印可して評価したところ、６．５Ｖで約２００ｃｄ
／ｍ2であり、発光効率は２．１ｃｄ／Ａと、ばらつき
がなく安定な、有機発光層からの青色発光が得られた。
【００５７】また、ここで用いた３−（４−ビフェニリ
ル）−５−（４−ｔ−ブチルフェニル）―１，２，４−
トリアゾール（正孔ブロック層）をガラスプレパラート
上に蒸着した蒸着膜のイオン化ポテンシャルを、紫外線
光電子分析装置（理研計器製ＡＣ−１型）を用いて測定
したところ、５．９ｅＶであった。
ル）−５−（４−ｔ−ブチルフェニル）―１，２，４−
トリアゾール（正孔ブロック層）をガラスプレパラート
上に蒸着した蒸着膜のイオン化ポテンシャルを、紫外線
光電子分析装置（理研計器製ＡＣ−１型）を用いて測定
したところ、５．９ｅＶであった。
【００５８】（実施例６）実施例５の正孔ブロック層の
形成において、３−（４−ビフェニリル）−５−（４−
ｔ−ブチルフェニル）―１，２，４−トリアゾールの代
わりに２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１
０−フェナントロリンを用いた以外は実施例５と同様に
して有機発光素子を作成し、実施例５と同様に評価した
ところ、７．０Ｖで約２００ｃｄ／ｍ2であり、発光効
率は２．５ｃｄ／Ａと、ばらつきがなく安定な、有機発
光層からの青色発光が得られた。
形成において、３−（４−ビフェニリル）−５−（４−
ｔ−ブチルフェニル）―１，２，４−トリアゾールの代
わりに２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１
０−フェナントロリンを用いた以外は実施例５と同様に
して有機発光素子を作成し、実施例５と同様に評価した
ところ、７．０Ｖで約２００ｃｄ／ｍ2であり、発光効
率は２．５ｃｄ／Ａと、ばらつきがなく安定な、有機発
光層からの青色発光が得られた。
【００５９】また実施例１と同様にして２，９−ジメチ
ル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン
（正孔ブロック層）のイオン化ポテンシャルを測定した
ところ、６．１ｅＶであった。
ル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン
（正孔ブロック層）のイオン化ポテンシャルを測定した
ところ、６．１ｅＶであった。
【００６０】（実施例７）実施例５の正孔ブロック層の
形成において、３−（４−ビフェニリル）−５−（４−
ｔ−ブチルフェニル）―１，２，４−トリアゾールの代
わりに４，８，８−テトラキス（１Ｈ−ピラゾール−１
−イル）ピラザボールを用いた以外は実施例５と同様に
して有機発光素子を作成し、実施例５と同様に評価した
ところ、７．５Ｖで約２００ｃｄ／ｍ2であり、発光効
率は２．３ｃｄ／Ａと、ばらつきがなく安定な、有機発
光層からの青色発光が得られた。
形成において、３−（４−ビフェニリル）−５−（４−
ｔ−ブチルフェニル）―１，２，４−トリアゾールの代
わりに４，８，８−テトラキス（１Ｈ−ピラゾール−１
−イル）ピラザボールを用いた以外は実施例５と同様に
して有機発光素子を作成し、実施例５と同様に評価した
ところ、７．５Ｖで約２００ｃｄ／ｍ2であり、発光効
率は２．３ｃｄ／Ａと、ばらつきがなく安定な、有機発
光層からの青色発光が得られた。
【００６１】（実施例８）実施例５の有機発光層の形成
において、Ｎ，Ｎ′−ビス（４‘―ジフェニルアミノー
４−ビフェニリル）ーＮ，Ｎ′−ジフェニルベンジジン
の代わりに４−Ｎ，Ｎ′−ビス（ｐ−メチルフェニル）
アミノーα−フェニルスチルベンを用いた以外は実施例
５と同様にして有機発光素子を作成し、実施例５と同様
に評価したところ、６．３Ｖで約２００ｃｄ／ｍ2であ
り、発光効率は２．１ｃｄ／Ａと、ばらつきがなく安定
な、有機発光層からの青色発光が得られた。
において、Ｎ，Ｎ′−ビス（４‘―ジフェニルアミノー
４−ビフェニリル）ーＮ，Ｎ′−ジフェニルベンジジン
の代わりに４−Ｎ，Ｎ′−ビス（ｐ−メチルフェニル）
アミノーα−フェニルスチルベンを用いた以外は実施例
５と同様にして有機発光素子を作成し、実施例５と同様
に評価したところ、６．３Ｖで約２００ｃｄ／ｍ2であ
り、発光効率は２．１ｃｄ／Ａと、ばらつきがなく安定
な、有機発光層からの青色発光が得られた。
【００６２】（比較例１）比較例１として次の有機発光
素子を作成した。
素子を作成した。
【００６３】実施例１の電子輸送層の形成において、２
−（４−ビフェニリル）―５−（４−ｔ−ブチルフェニ
ル）―１，３，４−オキサジアゾールの代わりにトリス
（８−キノリラト）アルミニウムを用いた以外は実施例
１と同様にして有機発光素子を作成し、実施例１と同様
に評価したところ、有機発光層からの青色発光は得られ
ず、５２０ｎｍ付近に発光ピークを持つ緑色発光であ
り、電子輸送層として用いたトリス（８−キノリラト）
アルミニウムからの発光であった。
−（４−ビフェニリル）―５−（４−ｔ−ブチルフェニ
ル）―１，３，４−オキサジアゾールの代わりにトリス
（８−キノリラト）アルミニウムを用いた以外は実施例
１と同様にして有機発光素子を作成し、実施例１と同様
に評価したところ、有機発光層からの青色発光は得られ
ず、５２０ｎｍ付近に発光ピークを持つ緑色発光であ
り、電子輸送層として用いたトリス（８−キノリラト）
アルミニウムからの発光であった。
【００６４】この時、実施例１と同様にしてトリス（８
−キノリラト）アルミニウム（電子輸送層）のイオン化
ポテンシャルを測定したところ、５．６ｅＶであった。
−キノリラト）アルミニウム（電子輸送層）のイオン化
ポテンシャルを測定したところ、５．６ｅＶであった。
【００６５】（比較例２）比較例２として次の有機発光
素子を作成した。
素子を作成した。
【００６６】実施例２の電子輸送層の形成において、２
−（４−ビフェニリル）―５−（４−ｔ−ブチルフェニ
ル）―１，３，４−オキサジアゾールの代わりにトリス
（８−キノリラト）アルミニウムを用いた以外は実施例
２と同様にして有機発光素子を作成し、実施例２と同様
に評価したところ、有機発光層からの青色発光は得られ
ず、５２０ｎｍ付近に発光ピークを持つ緑色発光であ
り、電子輸送層として用いたトリス（８−キノリラト）
アルミニウムからの発光であった。
−（４−ビフェニリル）―５−（４−ｔ−ブチルフェニ
ル）―１，３，４−オキサジアゾールの代わりにトリス
（８−キノリラト）アルミニウムを用いた以外は実施例
２と同様にして有機発光素子を作成し、実施例２と同様
に評価したところ、有機発光層からの青色発光は得られ
ず、５２０ｎｍ付近に発光ピークを持つ緑色発光であ
り、電子輸送層として用いたトリス（８−キノリラト）
アルミニウムからの発光であった。
【００６７】（比較例３）比較例３として次の有機発光
素子を作成した。
素子を作成した。
【００６８】実施例３の電子輸送層の形成において、２
−（４−ビフェニリル）―５−（４−ｔ−ブチルフェニ
ル）―１，３，４−オキサジアゾールの代わりにトリス
（８−キノリラト）アルミニウムを用いた以外は実施例
３と同様にして有機発光素子を作成し、実施例３と同様
に評価したところ、有機発光層からの青色発光は得られ
ず、５２０ｎｍ付近に発光ピークを持つ緑色発光であ
り、電子輸送層として用いたトリス（８−キノリラト）
アルミニウムからの発光であった。
−（４−ビフェニリル）―５−（４−ｔ−ブチルフェニ
ル）―１，３，４−オキサジアゾールの代わりにトリス
（８−キノリラト）アルミニウムを用いた以外は実施例
３と同様にして有機発光素子を作成し、実施例３と同様
に評価したところ、有機発光層からの青色発光は得られ
ず、５２０ｎｍ付近に発光ピークを持つ緑色発光であ
り、電子輸送層として用いたトリス（８−キノリラト）
アルミニウムからの発光であった。
【００６９】（比較例４）比較例４として次の有機発光
素子を作成した。
素子を作成した。
【００７０】実施例５の有機発光層の形成において、
Ｎ，Ｎ′−ビス（４‘―ジフェニルアミノー４−ビフェ
ニリル）ーＮ，Ｎ′−ジフェニルベンジジンの代わりに
４−Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノーα−フェニルスチルベ
ンを用いた以外は実施例５と同様にして有機発光素子を
作成し、実施例５と同様に評価したところ、有機発光層
からの青色発光が得られたが、９．０Ｖで約６０ｃｄ／
ｍ2であり、発光効率は０．３ｃｄ／Ａと低かった。
Ｎ，Ｎ′−ビス（４‘―ジフェニルアミノー４−ビフェ
ニリル）ーＮ，Ｎ′−ジフェニルベンジジンの代わりに
４−Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノーα−フェニルスチルベ
ンを用いた以外は実施例５と同様にして有機発光素子を
作成し、実施例５と同様に評価したところ、有機発光層
からの青色発光が得られたが、９．０Ｖで約６０ｃｄ／
ｍ2であり、発光効率は０．３ｃｄ／Ａと低かった。
【００７１】この時、実施例１と同様にして４−Ｎ，Ｎ
−ジフェニルアミノーα−フェニルスチルベン（有機発
光層）のイオン化ポテンシャルを測定したところ、５．
６ｅＶであった。
−ジフェニルアミノーα−フェニルスチルベン（有機発
光層）のイオン化ポテンシャルを測定したところ、５．
６ｅＶであった。
【００７２】
【発明の効果】以上のように本発明の有機発光素子は、
特に正孔輸送性の有機発光層とそれと接する電子注入電
極側の有機層（電子輸送層あるいは正孔ブロック層）と
のイオン化ポテンシャルの関係を特定することにより、
正孔輸送性発光材料からなる有機発光層での発光効率を
向上することができ、種々の正孔輸送性発光材料を有機
発光層として用いることができ、デバイス設計の可能性
が広がるようになるものである。
特に正孔輸送性の有機発光層とそれと接する電子注入電
極側の有機層（電子輸送層あるいは正孔ブロック層）と
のイオン化ポテンシャルの関係を特定することにより、
正孔輸送性発光材料からなる有機発光層での発光効率を
向上することができ、種々の正孔輸送性発光材料を有機
発光層として用いることができ、デバイス設計の可能性
が広がるようになるものである。
【００７３】また、本発明の画像表示装置は、上述した
有機発光素子を用いることによって自発光で、高輝度、
広視野角で視認性にすぐれ、かつ薄型軽量で高速応答性
の画像表示装置を実現するものである。
有機発光素子を用いることによって自発光で、高輝度、
広視野角で視認性にすぐれ、かつ薄型軽量で高速応答性
の画像表示装置を実現するものである。
【図１】本発明の有機発光素子の一実施例における断面
図
図
【図２】本発明の有機発光素子の別の一実施例における
断面図
断面図
【図３】従来例のＳＨ−Ａ構造の有機発光素子の断面図
【図４】従来例のＳＨ−Ｂ構造の有機発光素子の断面図
【図５】従来例のＤＨ構造の有機発光素子の断面図
【図６】本発明の有機発光素子の一実施例におけるエネ
ルギーダイアグラムを示す図
ルギーダイアグラムを示す図
【図７】本発明の有機発光素子の別の一実施例における
エネルギーダイアグラムを示す図
エネルギーダイアグラムを示す図
１ 基板 ２ 正孔注入電極 ３ 電子注入電極 ４ 有機発光層 ５ 電子輸送層 ６ 正孔ブロック層 ７ 正孔輸送層 １４，２４，３４ 有機発光層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 徹哉 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 杉浦 久則 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 川瀬 透 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 3K007 AB00 AB02 AB03 AB06 AB17 CA01 CB01 DA00 DB03 EB00 FA01
Claims (10)
- 【請求項１】正孔注入電極および電子注入電極との間
に、少なくとも互いに接する二つ以上の有機層を有する
有機発光素子において、接する２層のうちの正孔注入電
極側の有機層のイオン化ポテンシャルをIp1、電子注入
電極側の有機層のイオン化ポテンシャルをIp2とした時
に、 Ip2―Ip1≧０．５ｅＶ であることを特徴とする有機発光素子。 - 【請求項２】前記正孔注入電極側の有機層が、正孔輸送
性発光材料からなることを特徴とする請求項１記載の有
機発光素子。 - 【請求項３】少なくとも正孔注入電極、有機発光層、電
子輸送層、電子注入電極とがこの順で積層された有機発
光素子において、前記有機発光層のイオン化ポテンシャ
ルをIp3、前記電子輸送層のイオン化ポテンシャルをIp4
とした時に、 Ip4―Ip3≧０．５ｅＶ であることを特徴とする有機発光素子。 - 【請求項４】少なくとも正孔注入電極、有機発光層、正
孔ブロック層、電子輸送層、電子注入電極とがこの順で
積層された有機発光素子において、前記有機発光層のイ
オン化ポテンシャルをIp5、前記正孔ブロック層のイオ
ン化ポテンシャルをIp6とした時に、 Ip6―Ip5≧０．５ｅＶ であることを特徴とする有機発光素子。 - 【請求項５】前記有機発光層が、正孔輸送性発光材料か
らなることを特徴とする請求項３または４記載の有機発
光素子。 - 【請求項６】正孔注入電極および電子注入電極との間
に、少なくとも互いに接する二つ以上の有機層を有する
有機発光素子において、接する２層のうちの正孔注入電
極側の有機層のイオン化ポテンシャルをIp1、電子注入
電極側の有機層のイオン化ポテンシャルをIp2とした時
に、 Ip2―Ip1≧０．５ｅＶ である有機発光素子を用いることを特徴とする画像表示
装置。 - 【請求項７】前記有機発光素子の正孔注入電極側の有機
層が、正孔輸送性発光材料からなる有機発光素子を用い
ることを特徴とする請求項６記載の画像表示装置。 - 【請求項８】少なくとも正孔注入電極、有機発光層、電
子輸送層、電子注入電極とがこの順で積層された有機発
光素子において、前記有機発光層のイオン化ポテンシャ
ルをIp3、前記電子輸送層のイオン化ポテンシャルをIp4
とした時に、 Ip4―Ip3≧０．５ｅＶ である有機発光素子を用いることを特徴とする画像表示
装置。 - 【請求項９】少なくとも正孔注入電極、有機発光層、正
孔ブロック層、電子輸送層、電子注入電極とがこの順で
積層された有機発光素子において、前記有機発光層のイ
オン化ポテンシャルをIp5、前記正孔ブロック層のイオ
ン化ポテンシャルをIp6とした時に、 Ip6―Ip5≧０．５ｅＶ である有機発光素子を用いることを特徴とする画像表示
装置。 - 【請求項１０】前記有機発光素子の有機発光層が、正孔
輸送性発光材料からなる有機発光素子を用いることを特
徴とする請求項８または９に記載の画像表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29066799A JP2001110569A (ja) | 1999-10-13 | 1999-10-13 | 有機発光素子および画像表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29066799A JP2001110569A (ja) | 1999-10-13 | 1999-10-13 | 有機発光素子および画像表示装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001110569A true JP2001110569A (ja) | 2001-04-20 |
Family
ID=17758945
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29066799A Pending JP2001110569A (ja) | 1999-10-13 | 1999-10-13 | 有機発光素子および画像表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001110569A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004057926A1 (ja) * | 2002-12-19 | 2004-07-08 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | 有機発光素子、有機発光素子を用いた発光装置、及び前記発光装置を用いた電気器具 |
| US7345417B2 (en) | 2002-12-19 | 2008-03-18 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Light emitting device |
| WO2008032843A1 (fr) * | 2006-09-14 | 2008-03-20 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Dispositif électroluminescent organique |
| JP2008098619A (ja) * | 2006-09-14 | 2008-04-24 | Sumitomo Chemical Co Ltd | 有機エレクトロルミネッセンス素子 |
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