JP2001155862A - 発光素子及びその製造方法 - Google Patents
発光素子及びその製造方法Info
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K2101/00—Properties of the organic materials covered by group H10K85/00
- H10K2101/80—Composition varying spatially, e.g. having a spatial gradient
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K50/00—Organic light-emitting devices
- H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
- H10K50/11—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers
-
- H—ELECTRICITY
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- H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
- H10K50/14—Carrier transporting layers
Abstract
(57)【要約】
【課題】 高信頼性の表示素子を提供する。
【解決手段】 発光層１０３が、正孔輸送性を有する
トリフェニルジアミン（ＴＰＤ）と、電子輸送性及び発
光性を有するアルミキノリノール錯体（Ａlｑ）の二種
類の有機材料でなり、AlｑとTPDの組成比（モル比）は
陽極近傍から陰極近傍にかけて徐々に変化している構成
により、高信頼性の表示素子を実現する。
トリフェニルジアミン（ＴＰＤ）と、電子輸送性及び発
光性を有するアルミキノリノール錯体（Ａlｑ）の二種
類の有機材料でなり、AlｑとTPDの組成比（モル比）は
陽極近傍から陰極近傍にかけて徐々に変化している構成
により、高信頼性の表示素子を実現する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電界発光による自
発光型の表示素子（ＥＬ）に関するものであり、特に有
機ＥＬ素子の信頼性を向上させることを目的とするもの
である。また本発明は、有機ＥＬ素子の視認性を高める
ことを目的とするものである。
発光型の表示素子（ＥＬ）に関するものであり、特に有
機ＥＬ素子の信頼性を向上させることを目的とするもの
である。また本発明は、有機ＥＬ素子の視認性を高める
ことを目的とするものである。
【０００２】
【従来の技術】高度情報化マルチメディア社会の発展に
伴い、低消費電力・高画質の平板型表示素子の開発が活
発化している。非発光型の液晶表示素子は低消費電力を
特長としてその位置を確立し、携帯情報端末等への応用
と更なる高性能化が進んでいる。一方、自発光型の表示
素子は外光に影響されにくく、室内での認識が容易なこ
とから、従来のＣＲＴの代替えや、更にはＣＲＴでは実
現困難な大画面表示や超高精細表示の実現に向けて、電
界発光型ディスプレイ（ＥＬ）の開発が活発化してい
る。
伴い、低消費電力・高画質の平板型表示素子の開発が活
発化している。非発光型の液晶表示素子は低消費電力を
特長としてその位置を確立し、携帯情報端末等への応用
と更なる高性能化が進んでいる。一方、自発光型の表示
素子は外光に影響されにくく、室内での認識が容易なこ
とから、従来のＣＲＴの代替えや、更にはＣＲＴでは実
現困難な大画面表示や超高精細表示の実現に向けて、電
界発光型ディスプレイ（ＥＬ）の開発が活発化してい
る。
【０００３】１９８７年にタンらがアプライド・フィジ
ックス・レターズ、１９８７年、第５１巻、９１３頁
（ Appl. Phys. Lett. Vol.51, p.913 (1987)）におい
て、基板上に正孔注入用電極層、有機正孔輸送層、有機
電子輸送性発光層、電子注入用電極層を付着形成された
構造の有機ＥＬ素子を提案して以来、この素子が平板型
自発光素子であることに加えて、低消費電力でかつ高輝
度、高速応答、広視野角表示が可能であることから大き
な注目を浴び、有機ＥＬディスプレイに関する研究開発
が活発化している。特に最近では、有機ＥＬによる文字
数字表示素子が実用化され、更に画像表示素子が試作さ
れるに至っている。
ックス・レターズ、１９８７年、第５１巻、９１３頁
（ Appl. Phys. Lett. Vol.51, p.913 (1987)）におい
て、基板上に正孔注入用電極層、有機正孔輸送層、有機
電子輸送性発光層、電子注入用電極層を付着形成された
構造の有機ＥＬ素子を提案して以来、この素子が平板型
自発光素子であることに加えて、低消費電力でかつ高輝
度、高速応答、広視野角表示が可能であることから大き
な注目を浴び、有機ＥＬディスプレイに関する研究開発
が活発化している。特に最近では、有機ＥＬによる文字
数字表示素子が実用化され、更に画像表示素子が試作さ
れるに至っている。
【０００４】従来の有機発光素子の概要構成を図５を用
いて示す。
いて示す。
【０００５】ガラス基板５０１の上に酸化インジウム錫
（ＩＴＯ）等の比較的大きなイオン化ポテンシャルを有
し正孔の注入が容易な透明導電性薄膜でなる陽極５０２
が形成されている。次にその表面のほぼ全面に正孔輸送
層５０３及び電子輸送性発光層５０４が順次付着てい
る。そしてその表面に銀マグネシウム合金（ＡｇＭｇ）
等の比較的低い仕事関数を有する金属層でなる陰極５０
５が形成されている。
（ＩＴＯ）等の比較的大きなイオン化ポテンシャルを有
し正孔の注入が容易な透明導電性薄膜でなる陽極５０２
が形成されている。次にその表面のほぼ全面に正孔輸送
層５０３及び電子輸送性発光層５０４が順次付着てい
る。そしてその表面に銀マグネシウム合金（ＡｇＭｇ）
等の比較的低い仕事関数を有する金属層でなる陰極５０
５が形成されている。
【０００６】電子輸送性の発光層は一般的に金属に比較
して低い仕事関数を有するが、ＡｇＭｇ合金等の低仕事
関数を有する金属を陰極５０５として用いることにより
電子の注入とその輸送が比較的容易に実現できる。ま
た、正孔輸送層５０３は比較的大きなイオン化ポテンシ
ャルを有するので、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）等のイ
オン化ポテンシャルの大きな材料を陽極５０２として用
いることにより正孔の注入とその輸送が比較的容易に実
現できる。陰極５０５に対して陽極５０２に正の直流電
圧を印加することにより、陽極５０２から正孔輸送層５
０３に正孔が注入され、また陰極５０５から電子輸送性
発光層５０４に電子が注入され、更に正孔輸送層５０３
と電子輸送性発光層５０４の接合部近傍の電子輸送性発
光層５０４中でこれらが結合することにより励起子が形
成され発光５０６が生じる。この発光５０６は透明導電
性薄膜からなる陽極５０２及びガラス基板５０１を通し
て観測がなされる。この発光原理はガリウム砒素等で形
成された無機の発光ダイオードに類似しており、ＰＮ接
合された化合物半導体に電子と正孔を注入することによ
り接合部近傍で電子と正孔の再結合することによる発光
と対応させることができる。そして、電子輸送層はＮ型
化合物半導体、正孔輸送層はＰ型化合物半導体に対比さ
せるさせることができる。
して低い仕事関数を有するが、ＡｇＭｇ合金等の低仕事
関数を有する金属を陰極５０５として用いることにより
電子の注入とその輸送が比較的容易に実現できる。ま
た、正孔輸送層５０３は比較的大きなイオン化ポテンシ
ャルを有するので、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）等のイ
オン化ポテンシャルの大きな材料を陽極５０２として用
いることにより正孔の注入とその輸送が比較的容易に実
現できる。陰極５０５に対して陽極５０２に正の直流電
圧を印加することにより、陽極５０２から正孔輸送層５
０３に正孔が注入され、また陰極５０５から電子輸送性
発光層５０４に電子が注入され、更に正孔輸送層５０３
と電子輸送性発光層５０４の接合部近傍の電子輸送性発
光層５０４中でこれらが結合することにより励起子が形
成され発光５０６が生じる。この発光５０６は透明導電
性薄膜からなる陽極５０２及びガラス基板５０１を通し
て観測がなされる。この発光原理はガリウム砒素等で形
成された無機の発光ダイオードに類似しており、ＰＮ接
合された化合物半導体に電子と正孔を注入することによ
り接合部近傍で電子と正孔の再結合することによる発光
と対応させることができる。そして、電子輸送層はＮ型
化合物半導体、正孔輸送層はＰ型化合物半導体に対比さ
せるさせることができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の有機発
光素子は正孔輸送層と電子輸送層の界面近傍で正孔と電
子の再結合が生じ発光が生じるので界面近傍での局所的
な温度上昇が激しく界面近傍での劣化が生じやすく、特
に高輝度で動作させる場合には温度上昇が大きくなるの
で、寿命が極めて短いという欠点があった。また、発光
性の電子輸送材料を用いる為に発光色が材料で決定され
るために、複数の混合色や白色等の幅広い発光スペクト
ルを有する発光色を得ることが困難であった。
光素子は正孔輸送層と電子輸送層の界面近傍で正孔と電
子の再結合が生じ発光が生じるので界面近傍での局所的
な温度上昇が激しく界面近傍での劣化が生じやすく、特
に高輝度で動作させる場合には温度上昇が大きくなるの
で、寿命が極めて短いという欠点があった。また、発光
性の電子輸送材料を用いる為に発光色が材料で決定され
るために、複数の混合色や白色等の幅広い発光スペクト
ルを有する発光色を得ることが困難であった。
【０００８】本発明はこのような課題を克服し、高輝度
で長寿命，かつ幅広い発光スペクトルを有する有機ＬＥ
Ｄを実現するものである。
で長寿命，かつ幅広い発光スペクトルを有する有機ＬＥ
Ｄを実現するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、基板上に少な
くとも第１の電極、有機発光層、及び第２の電極が順次
形成された発光装置であり、しかも該有機発光層が電子
輸送性能と正孔輸送性能の両者のキャリア輸送性能を有
するとともに正孔輸送性能の高い領域から電子輸送性能
の高い領域に徐々に変化していることを特徴とする発光
素子である。
くとも第１の電極、有機発光層、及び第２の電極が順次
形成された発光装置であり、しかも該有機発光層が電子
輸送性能と正孔輸送性能の両者のキャリア輸送性能を有
するとともに正孔輸送性能の高い領域から電子輸送性能
の高い領域に徐々に変化していることを特徴とする発光
素子である。
【００１０】また本発明は、第一の電極の付着した基板
上に、昇華温度の異なる電子輸送性物質と正孔輸送性物
質の混合媒体を真空中で加熱蒸着して付着し、更にその
表面に第二の電極を形成することを特徴とする有機発光
素子の製造方法である。
上に、昇華温度の異なる電子輸送性物質と正孔輸送性物
質の混合媒体を真空中で加熱蒸着して付着し、更にその
表面に第二の電極を形成することを特徴とする有機発光
素子の製造方法である。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明請求項１記載の発明は、基
板と、前記基板上に少なくとも第１の電極、有機発光
層、及び第２の電極が順次形成された発光素子であり、
前記有機発光層が電子輸送性能と正孔輸送性能の両者の
キャリア輸送性能を有するとともに、層の厚さ方向に正
孔輸送性能の高い領域から電子輸送性能の高い領域に徐
々に変化していることを特徴とする発光素子であり、高
輝度で長寿命な発光素子を実現できる。
板と、前記基板上に少なくとも第１の電極、有機発光
層、及び第２の電極が順次形成された発光素子であり、
前記有機発光層が電子輸送性能と正孔輸送性能の両者の
キャリア輸送性能を有するとともに、層の厚さ方向に正
孔輸送性能の高い領域から電子輸送性能の高い領域に徐
々に変化していることを特徴とする発光素子であり、高
輝度で長寿命な発光素子を実現できる。
【００１２】請求項２記載の発明は、有機発光層が、電
子輸送性能に比較して高い正孔輸送性能を有する物質
と、正孔輸送性能に比較して高い電子輸送性能を有する
物質を含み、かつこれらの物質の混合比が層の厚さ方向
に徐々に変化していることを特徴とする請求項１記載の
発光素子であり、高輝度で長寿命な発光素子を実現でき
る。
子輸送性能に比較して高い正孔輸送性能を有する物質
と、正孔輸送性能に比較して高い電子輸送性能を有する
物質を含み、かつこれらの物質の混合比が層の厚さ方向
に徐々に変化していることを特徴とする請求項１記載の
発光素子であり、高輝度で長寿命な発光素子を実現でき
る。
【００１３】請求項３記載の発明は、電子輸送性能に比
較して高い正孔輸送性を有する物質が発光性を示すこと
を特徴とする請求項２記載の発光素子であり、高輝度で
長寿命な発光素子を実現できる。
較して高い正孔輸送性を有する物質が発光性を示すこと
を特徴とする請求項２記載の発光素子であり、高輝度で
長寿命な発光素子を実現できる。
【００１４】請求項４記載の発明は、電子輸送性能に比
較して高い正孔輸送性を有する物質が発光性を示すとと
もに、異なる波長の光を発する複数の正孔輸送性の物質
を有することを特徴とする請求項２記載の発光素子であ
り、高輝度で長寿命かつ、幅広い発光スペクトルを有す
る発光素子を実現できる。
較して高い正孔輸送性を有する物質が発光性を示すとと
もに、異なる波長の光を発する複数の正孔輸送性の物質
を有することを特徴とする請求項２記載の発光素子であ
り、高輝度で長寿命かつ、幅広い発光スペクトルを有す
る発光素子を実現できる。
【００１５】請求項５記載の発明は、正孔輸送性能に比
較して高い電子輸送性を有する物質が発光性を示すこと
を特徴とする請求項２記載の発光素子であり、高輝度で
長寿命な発光素子を実現できる。
較して高い電子輸送性を有する物質が発光性を示すこと
を特徴とする請求項２記載の発光素子であり、高輝度で
長寿命な発光素子を実現できる。
【００１６】請求項６記載の発明は、正孔輸送性能に比
較して高い電子輸送性を有する物質が発光性を示すとと
もに、異なる波長の光を発する複数の電子輸送性の物質
を有することを特徴とする請求項２記載の発光素子であ
り、高輝度で長寿命かつ、幅広い発光スペクトルを有す
る発光素子を実現できる。
較して高い電子輸送性を有する物質が発光性を示すとと
もに、異なる波長の光を発する複数の電子輸送性の物質
を有することを特徴とする請求項２記載の発光素子であ
り、高輝度で長寿命かつ、幅広い発光スペクトルを有す
る発光素子を実現できる。
【００１７】請求項７記載の発明は、有機発光層が蛍光
又は燐光を発する物質を含むことを特徴とする請求項２
記載の発光素子であり、高輝度で長寿命な発光素子を実
現できる。
又は燐光を発する物質を含むことを特徴とする請求項２
記載の発光素子であり、高輝度で長寿命な発光素子を実
現できる。
【００１８】請求項８記載の発明は、有機発光層が、異
なる波長の光を発する複数種の蛍光物質又は燐光物質を
含むことを特徴とする請求項２記載の発光素子であり、
高輝度で長寿命かつ、幅広い発光スペクトルを有する発
光素子を実現できる。
なる波長の光を発する複数種の蛍光物質又は燐光物質を
含むことを特徴とする請求項２記載の発光素子であり、
高輝度で長寿命かつ、幅広い発光スペクトルを有する発
光素子を実現できる。
【００１９】請求項９記載の発明は、第一の電極が形成
された基板上に、昇華温度の異なる電子輸送性物質と正
孔輸送性物質の混合媒体を真空中で加熱蒸着して付着
し、更にその表面に第二の電極を形成することを特徴と
する発光素子の製造方法であり、高輝度で長寿命な発光
素子を実現できる。
された基板上に、昇華温度の異なる電子輸送性物質と正
孔輸送性物質の混合媒体を真空中で加熱蒸着して付着
し、更にその表面に第二の電極を形成することを特徴と
する発光素子の製造方法であり、高輝度で長寿命な発光
素子を実現できる。
【００２０】請求項１０記載の発明は、電子輸送性物質
の昇華温度が正孔輸送性物質の昇華温度より高いことを
特徴とする請求項９記載の有機発光素子の製造方法であ
り、高輝度で長寿命な発光素子を実現できる。
の昇華温度が正孔輸送性物質の昇華温度より高いことを
特徴とする請求項９記載の有機発光素子の製造方法であ
り、高輝度で長寿命な発光素子を実現できる。
【００２１】請求項１１記載の発明は、正孔輸送性物質
の昇華温度が電子輸送性物質の昇華温度より高いことを
特徴とする請求項９記載の有機発光素子の製造方法であ
り、高輝度で長寿命な発光素子を実現できる。
の昇華温度が電子輸送性物質の昇華温度より高いことを
特徴とする請求項９記載の有機発光素子の製造方法であ
り、高輝度で長寿命な発光素子を実現できる。
【００２２】（実施の形態１）本発明第１の実施の形態
における発光素子について図１を参照しながら説明す
る。
における発光素子について図１を参照しながら説明す
る。
【００２３】図１において、１０１はガラス基板であ
る。その表面には正孔を注入するための酸化インジウム
錫でなる透明電極（陽極）１０２、正孔輸送性を有する
トリフェニルジアミン（ＴＰＤ[N,N'-bis(3-methylphen
yl)-(1,1'-biphenyl)-4,4'-diamine]）と、電子輸送性
及び発光性を有するアルミキノリノール錯体（Ａlｑ[tr
is(8-hydroxyquino) aluminum]）の二種類の有機材料で
なる発光層１０３、銀マグネシウム合金でなる金属陰極
層からなる金属電極１０４が順次形成されている。発光
層１０３において，AlｑとTPDの組成比（モル比）は陽
極である透明電極１０２近傍から陰極である金属電極１
０４近傍にかけて徐々に変化しており、陰極近傍では
９：１、陽極近傍では１：９に設定されている。陰極に
対して陽極に正の直流電圧を印加することにより、発光
層１０３に陽極（ＩＴＯ）である透明電極１０２から正
孔が注入され、また陰極である金属電極１０４から電子
が注入されることにより、発光層１０３中でこれらが結
合することにより励起子が形成され発光１０５が生じ
る。この発光は透明電極１０２及びガラス基板１０１を
通して観測がなされる。
る。その表面には正孔を注入するための酸化インジウム
錫でなる透明電極（陽極）１０２、正孔輸送性を有する
トリフェニルジアミン（ＴＰＤ[N,N'-bis(3-methylphen
yl)-(1,1'-biphenyl)-4,4'-diamine]）と、電子輸送性
及び発光性を有するアルミキノリノール錯体（Ａlｑ[tr
is(8-hydroxyquino) aluminum]）の二種類の有機材料で
なる発光層１０３、銀マグネシウム合金でなる金属陰極
層からなる金属電極１０４が順次形成されている。発光
層１０３において，AlｑとTPDの組成比（モル比）は陽
極である透明電極１０２近傍から陰極である金属電極１
０４近傍にかけて徐々に変化しており、陰極近傍では
９：１、陽極近傍では１：９に設定されている。陰極に
対して陽極に正の直流電圧を印加することにより、発光
層１０３に陽極（ＩＴＯ）である透明電極１０２から正
孔が注入され、また陰極である金属電極１０４から電子
が注入されることにより、発光層１０３中でこれらが結
合することにより励起子が形成され発光１０５が生じ
る。この発光は透明電極１０２及びガラス基板１０１を
通して観測がなされる。
【００２４】この発光素子に通電試験を実施したとこ
ろ、１０００カンデラの初期輝度が５００カンデラに低
減する時間（半減時間）は，従来の構成における動作寿
命が５００時間であるのに対し，本発明における発光素
子については半減時間が１５００時間に改善されている
ことが判明した。
ろ、１０００カンデラの初期輝度が５００カンデラに低
減する時間（半減時間）は，従来の構成における動作寿
命が５００時間であるのに対し，本発明における発光素
子については半減時間が１５００時間に改善されている
ことが判明した。
【００２５】上記の実施の形態においては、発光層１０
３が電子輸送性を有する発光性の物質と正孔輸送性を有
する物質の混合層で形成されているが、ジアミノジスチ
リルベンゼン等の正孔輸送性を有する発光性の物質と電
子輸送性を有する物質の混合層で形成されてもかまわな
い。また、発光性を有する正孔輸送性の物質と電子輸送
性を有する発光性の物質の混合層で形成してもかまわな
い。
３が電子輸送性を有する発光性の物質と正孔輸送性を有
する物質の混合層で形成されているが、ジアミノジスチ
リルベンゼン等の正孔輸送性を有する発光性の物質と電
子輸送性を有する物質の混合層で形成されてもかまわな
い。また、発光性を有する正孔輸送性の物質と電子輸送
性を有する発光性の物質の混合層で形成してもかまわな
い。
【００２６】（実施の形態２）第１の実施の形態におい
ては，ガラス基板上に透明電極を形成し，正孔輸送性物
質、電子輸送性物質、陰極を順次形成しているが必ずし
もこの順である必要はなく、逆の構成であってもよい。
ては，ガラス基板上に透明電極を形成し，正孔輸送性物
質、電子輸送性物質、陰極を順次形成しているが必ずし
もこの順である必要はなく、逆の構成であってもよい。
【００２７】本発明第２の実施の形態における発光素子
について図２を参照しながら説明する。
について図２を参照しながら説明する。
【００２８】図２において、２０１は絶縁性基板であ
る。その表面には電子を注入するための銀マグネシウム
合金でなる金属電極２０２、電子輸送性及び発光性を有
するアルミキノリノール錯体（Ａlｑ[tris(8-hydroxyqu
ino) aluminum]）と正孔輸送性を有するトリフェニルジ
アミン（ＴＰＤ[N,N'-bis(3-methylphenyl)-(1,1'-biph
enyl)-4,4'-diamine]）の二種類の有機材料でなる発光
層２０３、正孔注入を行うための銅フタロシアニン層か
らなる正孔注入層２０４、酸化インジウム錫でなる透明
電極２０５が順次形成されている。発光層２０３におい
て、AlｑとTPDの組成比（モル比）は陰極近傍から正孔
注入層２０４近傍にかけて徐々に変化しており、金属電
極２０２（陰極）近傍では９：１、正孔注入層２０４近
傍では１：９に設定されている。
る。その表面には電子を注入するための銀マグネシウム
合金でなる金属電極２０２、電子輸送性及び発光性を有
するアルミキノリノール錯体（Ａlｑ[tris(8-hydroxyqu
ino) aluminum]）と正孔輸送性を有するトリフェニルジ
アミン（ＴＰＤ[N,N'-bis(3-methylphenyl)-(1,1'-biph
enyl)-4,4'-diamine]）の二種類の有機材料でなる発光
層２０３、正孔注入を行うための銅フタロシアニン層か
らなる正孔注入層２０４、酸化インジウム錫でなる透明
電極２０５が順次形成されている。発光層２０３におい
て、AlｑとTPDの組成比（モル比）は陰極近傍から正孔
注入層２０４近傍にかけて徐々に変化しており、金属電
極２０２（陰極）近傍では９：１、正孔注入層２０４近
傍では１：９に設定されている。
【００２９】陰極（金属電極２０２）に対して陽極（透
明電極２０５）に正の直流電圧を印加することにより、
発光層２０３に陽極２０５からに正孔が注入され、また
陰極２０２から電子が注入され、更に発光層２０３中で
これらが結合することにより励起子が形成され発光２０
６が生じる。この発光は透明電極２０５を通して観測が
なされる。
明電極２０５）に正の直流電圧を印加することにより、
発光層２０３に陽極２０５からに正孔が注入され、また
陰極２０２から電子が注入され、更に発光層２０３中で
これらが結合することにより励起子が形成され発光２０
６が生じる。この発光は透明電極２０５を通して観測が
なされる。
【００３０】この発光素子に通電試験を実施したとこ
ろ、１０００カンデラの初期輝度が５００カンデラに低
減する時間（半減時間）は，従来の構成における動作寿
命が５００時間であるのに対し，本発明における発光素
子にいては半減時間が１５００時間に改善されているこ
とが判明した。
ろ、１０００カンデラの初期輝度が５００カンデラに低
減する時間（半減時間）は，従来の構成における動作寿
命が５００時間であるのに対し，本発明における発光素
子にいては半減時間が１５００時間に改善されているこ
とが判明した。
【００３１】上記の実施の形態においては、発光層１０
３が電子輸送性を有する発光性の物質と正孔輸送性を有
する物質の混合層で形成されているが、ジアミノジスチ
リルベンゼン等の正孔輸送性を有する発光性の物質と電
子輸送性を有する物質の混合層で形成されてもかまわな
い。また、発光性を有する正孔輸送性の物質と電子輸送
性を有する発光性の物質の混合層で形成してもかまわな
い。
３が電子輸送性を有する発光性の物質と正孔輸送性を有
する物質の混合層で形成されているが、ジアミノジスチ
リルベンゼン等の正孔輸送性を有する発光性の物質と電
子輸送性を有する物質の混合層で形成されてもかまわな
い。また、発光性を有する正孔輸送性の物質と電子輸送
性を有する発光性の物質の混合層で形成してもかまわな
い。
【００３２】（実施の形態３）本発明第３の実施の形態
における発光素子について図３を参照しながら説明す
る。
における発光素子について図３を参照しながら説明す
る。
【００３３】図３において、３０１はガラス基板であ
る。その表面には正孔を注入するための酸化インジウム
錫でなる透明電極（陽極）３０２、正孔輸送性を有する
トリフェニルジアミン（ＴＰＤ[N,N'-bis(3-methylphen
yl)-(1,1'-biphenyl)-4,4'-diamine]）と、電子輸送性
を有するアルミキノリノール錯体（Ａlｑ[tris(8-hydro
xyquino) aluminum]）及び発光性色素であるルブレンの
三種類の有機材料からなる発光層３０３、銀マグネシウ
ム合金でなる金属電極３０４が順次形成されている。発
光層３０３においてはAlｑとTPDの組成比（モル比）は
陽極（透明電極３０２）近傍から陰極（金属電極３０
４）近傍にかけて徐々に変化しており、陰極（金属電極
３０４）近傍では９：１、陽極（透明電極３０２）近傍
では１：９に設定されているとともに，発光性色素はキ
ャリア輸送性の材料に対して１％の濃度比で一様に分布
している。陰極（金属電極３０４）に対して陽極（透明
電極３０２）に正の直流電圧を印加することにより、発
光層３０３に陽極（透明電極３０２）から正孔が注入さ
れ、また陰極（金属電極３０４）から電子が注入され、
更に発光層中でこれらが結合することにより励起子が形
成され発光３０５が生じる。この発光は透明電極３０２
及びガラス基板３０１を通して観測がなされる。
る。その表面には正孔を注入するための酸化インジウム
錫でなる透明電極（陽極）３０２、正孔輸送性を有する
トリフェニルジアミン（ＴＰＤ[N,N'-bis(3-methylphen
yl)-(1,1'-biphenyl)-4,4'-diamine]）と、電子輸送性
を有するアルミキノリノール錯体（Ａlｑ[tris(8-hydro
xyquino) aluminum]）及び発光性色素であるルブレンの
三種類の有機材料からなる発光層３０３、銀マグネシウ
ム合金でなる金属電極３０４が順次形成されている。発
光層３０３においてはAlｑとTPDの組成比（モル比）は
陽極（透明電極３０２）近傍から陰極（金属電極３０
４）近傍にかけて徐々に変化しており、陰極（金属電極
３０４）近傍では９：１、陽極（透明電極３０２）近傍
では１：９に設定されているとともに，発光性色素はキ
ャリア輸送性の材料に対して１％の濃度比で一様に分布
している。陰極（金属電極３０４）に対して陽極（透明
電極３０２）に正の直流電圧を印加することにより、発
光層３０３に陽極（透明電極３０２）から正孔が注入さ
れ、また陰極（金属電極３０４）から電子が注入され、
更に発光層中でこれらが結合することにより励起子が形
成され発光３０５が生じる。この発光は透明電極３０２
及びガラス基板３０１を通して観測がなされる。
【００３４】この発光素子に通電試験を実施したとこ
ろ、１０００カンデラの初期輝度が５００カンデラに低
減する時間（半減時間）は，従来の構成における動作寿
命が１０００時間であるのに対し，本発明における発光
素子にいては半減時間が２０００時間に改善されている
ことが判明した。
ろ、１０００カンデラの初期輝度が５００カンデラに低
減する時間（半減時間）は，従来の構成における動作寿
命が１０００時間であるのに対し，本発明における発光
素子にいては半減時間が２０００時間に改善されている
ことが判明した。
【００３５】上記の実施例においては、正孔輸送性を有
する物質としてトリフェニルジアミン（ＴＰＤ[N,N'-bi
s(3-methylphenyl)-(1,1'-biphenyl)-4,4'-diamin
e]）、電子輸送性を有する物質としてアルミキノリノー
ル錯体（Ａlｑ[tris(8-hydroxyquino) aluminum]），発
光性の物質としてルブレンを使用しているが必ずしもこ
れらに限定されることはない。また発光性の物質として
一種類の色素を用いてしかも一様に分布させているが，
複数種の色素を用いてもよく，また必ずしも一様である
必要はない。
する物質としてトリフェニルジアミン（ＴＰＤ[N,N'-bi
s(3-methylphenyl)-(1,1'-biphenyl)-4,4'-diamin
e]）、電子輸送性を有する物質としてアルミキノリノー
ル錯体（Ａlｑ[tris(8-hydroxyquino) aluminum]），発
光性の物質としてルブレンを使用しているが必ずしもこ
れらに限定されることはない。また発光性の物質として
一種類の色素を用いてしかも一様に分布させているが，
複数種の色素を用いてもよく，また必ずしも一様である
必要はない。
【００３６】（実施の形態４）本発明の発光素子の製造
方法に関する実施の形態について図４を参照しながら説
明する。
方法に関する実施の形態について図４を参照しながら説
明する。
【００３７】まず、図４（ａ）に示すように、絶縁性基
板４０１の表面に電子を注入するための銀マグネシウム
合金でなる金属電極４０２を真空蒸着で形成する。次
に、同図（ｂ）に示すように、電子輸送性及び発光性を
有するアルミキノリノール錯体（Ａlｑ[tris(8-hydroxy
quino) aluminum]）と正孔輸送性を有するトリフェニル
ジアミン（ＴＰＤ[N,N'-bis(3-methylphenyl)-(1,1'-bi
phenyl)-4,4'-diamine]）の二種類の有機混合材料をる
つぼに設置し真空中で徐々に加熱することにより基板表
面に蒸着付着する。初期には時昇華温度の低いアルミキ
ノリノール錯体（Ａlｑ[tris(8-hydroxyquino) aluminu
m]）が主に蒸着され，徐々に正孔輸送性を有するトリフ
ェニルジアミン（ＴＰＤ[N,N'-bis(3-methylphenyl)-
(1,1'-biphenyl)-4,4'-diamine]）が主に蒸着される。
その結果AlｑとTPDの組成比（モル比）が徐々に変化し
た発光層４０３が形成される。次に同図（ｃ）に示すよ
うに、正孔注入を行うための銅フタロシアニンを真空蒸
着することにより正孔注入層を形成する。最後に同図
（ｄ）に示すように、スパッタリング法等により酸化イ
ンジウム錫でなる透明電極（陽極）４０５を順次形成す
る。
板４０１の表面に電子を注入するための銀マグネシウム
合金でなる金属電極４０２を真空蒸着で形成する。次
に、同図（ｂ）に示すように、電子輸送性及び発光性を
有するアルミキノリノール錯体（Ａlｑ[tris(8-hydroxy
quino) aluminum]）と正孔輸送性を有するトリフェニル
ジアミン（ＴＰＤ[N,N'-bis(3-methylphenyl)-(1,1'-bi
phenyl)-4,4'-diamine]）の二種類の有機混合材料をる
つぼに設置し真空中で徐々に加熱することにより基板表
面に蒸着付着する。初期には時昇華温度の低いアルミキ
ノリノール錯体（Ａlｑ[tris(8-hydroxyquino) aluminu
m]）が主に蒸着され，徐々に正孔輸送性を有するトリフ
ェニルジアミン（ＴＰＤ[N,N'-bis(3-methylphenyl)-
(1,1'-biphenyl)-4,4'-diamine]）が主に蒸着される。
その結果AlｑとTPDの組成比（モル比）が徐々に変化し
た発光層４０３が形成される。次に同図（ｃ）に示すよ
うに、正孔注入を行うための銅フタロシアニンを真空蒸
着することにより正孔注入層を形成する。最後に同図
（ｄ）に示すように、スパッタリング法等により酸化イ
ンジウム錫でなる透明電極（陽極）４０５を順次形成す
る。
【００３８】これらの方法により第2の実施の形態に記
載した構造の発光素子が構成される。
載した構造の発光素子が構成される。
【００３９】本実施の形態においては基板上に陰極を設
置し，昇華温度の低い電子輸送材料と昇華温度の高い正
孔輸送材料を同一のるつぼから真空蒸着することにより
発光層を形成し，その後陽極を形成しているが，基板上
に陽極を設置し，相対的に昇華温度の低い正孔輸送材料
と相対的に昇華温度の高い電子輸送材料を同一のるつぼ
から真空蒸着することにより発光層を形成し，その後陰
極を形成することも可能である。
置し，昇華温度の低い電子輸送材料と昇華温度の高い正
孔輸送材料を同一のるつぼから真空蒸着することにより
発光層を形成し，その後陽極を形成しているが，基板上
に陽極を設置し，相対的に昇華温度の低い正孔輸送材料
と相対的に昇華温度の高い電子輸送材料を同一のるつぼ
から真空蒸着することにより発光層を形成し，その後陰
極を形成することも可能である。
【００４０】また，本実施の形態では発光性の電子輸送
層と非発光性の正孔輸送層を同一のるつぼから真空蒸着
することにより単層の発光層を形成しているが，発光性
の正孔輸送層と非発光性の電子輸送層を同一のるつぼか
ら真空蒸着することにより単層の発光層を形成すること
も可能である。また発光性の正孔輸送層と発光性の電子
輸送層を同一のるつぼから真空蒸着することにより単層
の発光層を形成することも可能である。
層と非発光性の正孔輸送層を同一のるつぼから真空蒸着
することにより単層の発光層を形成しているが，発光性
の正孔輸送層と非発光性の電子輸送層を同一のるつぼか
ら真空蒸着することにより単層の発光層を形成すること
も可能である。また発光性の正孔輸送層と発光性の電子
輸送層を同一のるつぼから真空蒸着することにより単層
の発光層を形成することも可能である。
【００４１】更に，非発光性の正孔輸送層と非発光性の
電子輸送層を同一のるつぼから真空蒸着すると同時に異
なる別のるつぼから発光材料を同時に蒸着することによ
り単層の発光層を形成することも可能である。
電子輸送層を同一のるつぼから真空蒸着すると同時に異
なる別のるつぼから発光材料を同時に蒸着することによ
り単層の発光層を形成することも可能である。
【００４２】
【発明の効果】以上、実施の形態を用いて示した様に、
本発明においては発光層を正孔輸送性の材料と電子輸送
性の材料の濃度勾配を有する構成とすることにより、長
寿命の発光素子を実現し得るものである。
本発明においては発光層を正孔輸送性の材料と電子輸送
性の材料の濃度勾配を有する構成とすることにより、長
寿命の発光素子を実現し得るものである。
【図１】本発明第１の実施の形態における発光素子の断
面図
面図
【図２】同第２の実施の形態における発光素子の断面図
【図３】同第３の実施の形態における発光素子の断面図
【図４】同第４の実施の形態における発光素子の製造プ
ロセスを示す図
ロセスを示す図
【図５】従来の有機発光素子の断面図
１０１ ガラス基板 １０２ 透明電極 １０３ 発光層 １０４ 金属電極 １０５ 発光
Claims (11)
- 【請求項１】 基板と、前記基板上に少なくとも第１の
電極、有機発光層、及び第２の電極が順次形成された発
光素子であり、前記有機発光層が電子輸送性能と正孔輸
送性能の両者のキャリア輸送性能を有するとともに、層
の厚さ方向に正孔輸送性能の高い領域から電子輸送性能
の高い領域に徐々に変化していることを特徴とする発光
素子。 - 【請求項２】 有機発光層が、電子輸送性能に比較して
高い正孔輸送性能を有する物質と、正孔輸送性能に比較
して高い電子輸送性能を有する物質を含み、かつこれら
の物質の混合比が層の厚さ方向に徐々に変化しているこ
とを特徴とする請求項１記載の発光素子。 - 【請求項３】 電子輸送性能に比較して高い正孔輸送性
を有する物質が発光性を示すことを特徴とする請求項２
記載の発光素子。 - 【請求項４】 電子輸送性能に比較して高い正孔輸送性
を有する物質が発光性を示すとともに、異なる波長の光
を発する複数の正孔輸送性の物質を有することを特徴と
する請求項２記載の発光素子。 - 【請求項５】 正孔輸送性能に比較して高い電子輸送性
を有する物質が発光性を示すことを特徴とする請求項２
記載の発光素子。 - 【請求項６】 正孔輸送性能に比較して高い電子輸送性
を有する物質が発光性を示すとともに、異なる波長の光
を発する複数の電子輸送性の物質を有することを特徴と
する請求項２記載の発光素子。 - 【請求項７】 有機発光層が蛍光又は燐光を発する物質
を含むことを特徴とする請求項２記載の発光素子。 - 【請求項８】 有機発光層が、異なる波長の光を発する
複数種の蛍光物質又は燐光物質を含むことを特徴とする
請求項２記載の発光素子。 - 【請求項９】 第一の電極が形成された基板上に、昇華
温度の異なる電子輸送性物質と正孔輸送性物質の混合媒
体を真空中で加熱蒸着して付着し、更にその表面に第二
の電極を形成することを特徴とする発光素子の製造方
法。 - 【請求項１０】 電子輸送性物質の昇華温度が正孔輸送
性物質の昇華温度より高いことを特徴とする請求項９記
載の有機発光素子の製造方法。 - 【請求項１１】 正孔輸送性物質の昇華温度が電子輸送
性物質の昇華温度より高いことを特徴とする請求項９記
載の有機発光素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33230099A JP2001155862A (ja) | 1999-11-24 | 1999-11-24 | 発光素子及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33230099A JP2001155862A (ja) | 1999-11-24 | 1999-11-24 | 発光素子及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001155862A true JP2001155862A (ja) | 2001-06-08 |
Family
ID=18253430
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33230099A Pending JP2001155862A (ja) | 1999-11-24 | 1999-11-24 | 発光素子及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001155862A (ja) |
Cited By (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009017210A1 (en) | 2007-07-27 | 2009-02-05 | Fujifilm Corporation | Organic electroluminescent device |
| JP2009032989A (ja) * | 2007-07-27 | 2009-02-12 | Fujifilm Corp | 有機電界発光素子 |
| JP2009032990A (ja) * | 2007-07-27 | 2009-02-12 | Fujifilm Corp | 有機電界発光素子 |
| JP2009032987A (ja) * | 2007-07-27 | 2009-02-12 | Fujifilm Corp | 有機電界発光素子 |
| JP2009076510A (ja) * | 2007-09-18 | 2009-04-09 | Fujifilm Corp | 有機電界発光素子 |
| JP2009076509A (ja) * | 2007-09-18 | 2009-04-09 | Fujifilm Corp | 有機電界発光素子 |
| JP2009194211A (ja) * | 2008-02-15 | 2009-08-27 | Fujifilm Corp | 有機電界発光素子及び表示装置 |
| US7847479B2 (en) * | 2007-07-27 | 2010-12-07 | Fujifilm Corporation | Organic electroluminescence element |
| JP2011216869A (ja) * | 2010-03-17 | 2011-10-27 | Fujifilm Corp | 有機電界発光素子 |
| US8310147B2 (en) | 2000-12-28 | 2012-11-13 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Luminescent device |
| US8362691B2 (en) | 2007-07-27 | 2013-01-29 | Udc Ireland Limited | Organic electroluminescent device |
| JP2013505591A (ja) * | 2009-09-23 | 2013-02-14 | メルク パテント ゲーエムベーハー | 有機エレクトロルミネセンス素子 |
| JP2013062507A (ja) * | 2012-09-26 | 2013-04-04 | Fujifilm Corp | 有機電界発光素子 |
| US8497501B2 (en) | 2003-03-28 | 2013-07-30 | Michele Muccini | Organic electroluminescence generating devices |
| JP2014013945A (ja) * | 2013-10-24 | 2014-01-23 | Udc Ireland Ltd | 有機電界発光素子 |
| JP2014068038A (ja) * | 2014-01-06 | 2014-04-17 | Udc Ireland Ltd | 有機電界発光素子 |
| JP2014143422A (ja) * | 2014-02-19 | 2014-08-07 | Udc Ireland Ltd | 有機電界発光素子 |
| JP2015133493A (ja) * | 2015-01-29 | 2015-07-23 | ユー・ディー・シー アイルランド リミテッド | 有機電界発光素子 |
| CN110010774A (zh) * | 2018-01-05 | 2019-07-12 | 固安鼎材科技有限公司 | 有机电致发光器件 |
-
1999
- 1999-11-24 JP JP33230099A patent/JP2001155862A/ja active Pending
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