JP2001267077A - 有機エレクトロルミネッセンス素子 - Google Patents
有機エレクトロルミネッセンス素子Info
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- JP2001267077A JP2001267077A JP2000076886A JP2000076886A JP2001267077A JP 2001267077 A JP2001267077 A JP 2001267077A JP 2000076886 A JP2000076886 A JP 2000076886A JP 2000076886 A JP2000076886 A JP 2000076886A JP 2001267077 A JP2001267077 A JP 2001267077A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ゲスト−ホスト系材料からなる発光層は、発
光効率の高い有機ＥＬ素子を得るうえで有用であるが、
ゲスト材料のドープ量を正確に制御することが極めて困
難であり、ドープ量が数％異なっただけでも、得られる
有機ＥＬ素子の発光効率が大きく変化する。 【解決手段】 有機化合物からなる正孔輸送性材料層と
有機化合物からなる電子輸送性材料層との間に、再結合
中心として働いて発光する蛍光性有機化合物からなり、
平均膜厚が前記蛍光性有機化合物の単分子膜の膜厚より
薄い島状薄膜を形成することによって有機ＥＬ素子を得
る。
光効率の高い有機ＥＬ素子を得るうえで有用であるが、
ゲスト材料のドープ量を正確に制御することが極めて困
難であり、ドープ量が数％異なっただけでも、得られる
有機ＥＬ素子の発光効率が大きく変化する。 【解決手段】 有機化合物からなる正孔輸送性材料層と
有機化合物からなる電子輸送性材料層との間に、再結合
中心として働いて発光する蛍光性有機化合物からなり、
平均膜厚が前記蛍光性有機化合物の単分子膜の膜厚より
薄い島状薄膜を形成することによって有機ＥＬ素子を得
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、有機エレクトロル
ミネッセンス素子およびその製造方法に関する。
ミネッセンス素子およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】有機エレクトロルミネッセンス素子（以
下、エレクトロルミネッセンスを「ＥＬ」と略記す
る。）は、無機ＥＬ素子に比べ、低電圧で発光させるこ
とができる。また、自己発光素子であるため、視認性も
高い。このため、有機ＥＬ素子を用いた表示装置や光源
の開発が進められている。
下、エレクトロルミネッセンスを「ＥＬ」と略記す
る。）は、無機ＥＬ素子に比べ、低電圧で発光させるこ
とができる。また、自己発光素子であるため、視認性も
高い。このため、有機ＥＬ素子を用いた表示装置や光源
の開発が進められている。
【０００３】有機ＥＬ素子は、一般に、透明基板上に形
成された透明電極（陽極）上に正孔輸送性材料層、発光
層、陰極が順次積層された構造を有する。正孔輸送性材
料層および発光層は、いずれも有機化合物によって形成
される。
成された透明電極（陽極）上に正孔輸送性材料層、発光
層、陰極が順次積層された構造を有する。正孔輸送性材
料層および発光層は、いずれも有機化合物によって形成
される。
【０００４】透明電極（陽極）は、例えばＩＴＯ（イン
ジウム・錫酸化物）によって形成される。
ジウム・錫酸化物）によって形成される。
【０００５】正孔輸送性材料層は、例えばＮ，Ｎ’−ジ
フェニル−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（以下、
「ＴＰＤ」と略記する。）、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−
Ｎ，Ｎ’−ビス（１−ナフチル）−１，１’−ビフェニ
ル−４，４’−ジアミン等によって形成される。
フェニル−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（以下、
「ＴＰＤ」と略記する。）、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−
Ｎ，Ｎ’−ビス（１−ナフチル）−１，１’−ビフェニ
ル−４，４’−ジアミン等によって形成される。
【０００６】発光層は、例えばゲスト−ホスト系材料に
よって形成される。ゲスト−ホスト系材料は、キャリア
移動度が比較的高い有機化合物（ホスト材料）に発光効
率が高い蛍光性有機化合物（ゲスト材料）をドープした
ものである。ゲスト材料のキャリア移動度は低くてもよ
い。ホスト材料の代表例としては、トリス（８−ヒドロ
キシキノリノール）アルミニウム錯体（以下、「Ａｌｑ
3 」と略記する。）が挙げられる。ゲスト材料の代表例
としては、クマリンやキナクリドンが挙げられる。
よって形成される。ゲスト−ホスト系材料は、キャリア
移動度が比較的高い有機化合物（ホスト材料）に発光効
率が高い蛍光性有機化合物（ゲスト材料）をドープした
ものである。ゲスト材料のキャリア移動度は低くてもよ
い。ホスト材料の代表例としては、トリス（８−ヒドロ
キシキノリノール）アルミニウム錯体（以下、「Ａｌｑ
3 」と略記する。）が挙げられる。ゲスト材料の代表例
としては、クマリンやキナクリドンが挙げられる。
【０００７】陰極は、例えばマグネシウムと銀との合金
によって形成される。
によって形成される。
【０００８】必要に応じて、発光層と陰極との間に電子
輸送性材料層が配設される。電子輸送性材料層は、例え
ばキノリン誘導体、オキサジアゾール誘導体、ペリレン
誘導体、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、キノキサ
リン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、ニトロ置換フル
オレン誘導体等によって形成される。
輸送性材料層が配設される。電子輸送性材料層は、例え
ばキノリン誘導体、オキサジアゾール誘導体、ペリレン
誘導体、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、キノキサ
リン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、ニトロ置換フル
オレン誘導体等によって形成される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】ゲスト−ホスト系材料
は、発光効率の高い有機ＥＬ素子を得るうえで有用な材
料である。ゲスト材料を単独で使用すると、濃度消光を
起こす。このため、ゲスト材料は、上述のようにホスト
材料中にドープされて使用される。このゲスト−ホスト
系材料からなる発光層は、一般に、真空蒸着法によって
形成される。
は、発光効率の高い有機ＥＬ素子を得るうえで有用な材
料である。ゲスト材料を単独で使用すると、濃度消光を
起こす。このため、ゲスト材料は、上述のようにホスト
材料中にドープされて使用される。このゲスト−ホスト
系材料からなる発光層は、一般に、真空蒸着法によって
形成される。
【００１０】しかしながら、ゲスト−ホスト系材料から
なる発光層を真空蒸着法によって形成する際に、ゲスト
材料のドープ量を正確に制御することは極めて困難であ
る。ドープ量が数％異なっただけでも、得られる有機Ｅ
Ｌ素子の発光効率が大きく変化する。ドープ量が多すぎ
ると、濃度消光が起こる。
なる発光層を真空蒸着法によって形成する際に、ゲスト
材料のドープ量を正確に制御することは極めて困難であ
る。ドープ量が数％異なっただけでも、得られる有機Ｅ
Ｌ素子の発光効率が大きく変化する。ドープ量が多すぎ
ると、濃度消光が起こる。
【００１１】本発明の目的は、新たな層構成を有し、蛍
光性有機化合物を有効に活用することが可能な有機ＥＬ
素子を提供することである。
光性有機化合物を有効に活用することが可能な有機ＥＬ
素子を提供することである。
【００１２】本発明の他の目的は、新たな層構成を有
し、蛍光性有機化合物を有効に活用することが可能な有
機ＥＬ素子の製造方法を提供することである。
し、蛍光性有機化合物を有効に活用することが可能な有
機ＥＬ素子の製造方法を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明の一観点によれ
ば、有機化合物からなる正孔輸送性材料層と、有機化合
物によって前記正孔輸送性材料層上に形成された電子輸
送性材料層と、前記正孔輸送性材料層と前記電子輸送性
材料層との間に形成された島状薄膜であって、再結合中
心として働いて発光する蛍光性有機化合物からなり、平
均膜厚が前記蛍光性有機化合物の単分子膜の膜厚より薄
い島状薄膜とを有する有機エレクトロルミネッセンス素
子が提供される。
ば、有機化合物からなる正孔輸送性材料層と、有機化合
物によって前記正孔輸送性材料層上に形成された電子輸
送性材料層と、前記正孔輸送性材料層と前記電子輸送性
材料層との間に形成された島状薄膜であって、再結合中
心として働いて発光する蛍光性有機化合物からなり、平
均膜厚が前記蛍光性有機化合物の単分子膜の膜厚より薄
い島状薄膜とを有する有機エレクトロルミネッセンス素
子が提供される。
【００１４】本発明の他の観点によれば、有機化合物か
らなる正孔輸送性材料層と、有機化合物によって前記正
孔輸送性材料層上に形成された電子輸送性材料層と、前
記正孔輸送性材料層における厚さ方向の中央部に位置し
た状態で、または、前記中央部よりも前記電子輸送性材
料層側に偏倚した状態で前記正孔輸送性材料層中に形成
された島状薄膜であって、再結合中心として働いて発光
する蛍光性有機化合物からなり、平均膜厚が前記蛍光性
有機化合物の単分子膜の膜厚より薄い島状薄膜とを有す
る有機エレクトロルミネッセンス素子が提供される。
らなる正孔輸送性材料層と、有機化合物によって前記正
孔輸送性材料層上に形成された電子輸送性材料層と、前
記正孔輸送性材料層における厚さ方向の中央部に位置し
た状態で、または、前記中央部よりも前記電子輸送性材
料層側に偏倚した状態で前記正孔輸送性材料層中に形成
された島状薄膜であって、再結合中心として働いて発光
する蛍光性有機化合物からなり、平均膜厚が前記蛍光性
有機化合物の単分子膜の膜厚より薄い島状薄膜とを有す
る有機エレクトロルミネッセンス素子が提供される。
【００１５】本発明の更に他の観点によれば、有機化合
物からなる正孔輸送性材料層と、有機化合物によって前
記正孔輸送性材料層上に形成された電子輸送性材料層
と、前記電子輸送性材料層における厚さ方向の中央部に
位置した状態で、または、前記中央部よりも前記正孔輸
送性材料層側に偏倚した状態で前記電子輸送性材料層中
に形成された島状薄膜であって、再結合中心として働い
て発光する蛍光性有機化合物からなり、平均膜厚が前記
蛍光性有機化合物の単分子膜の膜厚より薄い島状薄膜と
を有する有機エレクトロルミネッセンス素子が提供され
る。
物からなる正孔輸送性材料層と、有機化合物によって前
記正孔輸送性材料層上に形成された電子輸送性材料層
と、前記電子輸送性材料層における厚さ方向の中央部に
位置した状態で、または、前記中央部よりも前記正孔輸
送性材料層側に偏倚した状態で前記電子輸送性材料層中
に形成された島状薄膜であって、再結合中心として働い
て発光する蛍光性有機化合物からなり、平均膜厚が前記
蛍光性有機化合物の単分子膜の膜厚より薄い島状薄膜と
を有する有機エレクトロルミネッセンス素子が提供され
る。
【００１６】本発明の更に他の観点によれば、有機化合
物からなる正孔輸送性材料層を電極材料層上に形成する
工程と、前記正孔輸送性材料層上に島状薄膜を形成する
工程であって、再結合中心として働いて発光する蛍光性
有機化合物からなり、平均膜厚が前記蛍光性有機化合物
の単分子膜の膜厚より薄い島状薄膜を形成する工程と、
前記島状薄膜を覆う電子輸送性材料層を、有機化合物に
よって前記正孔輸送性材料層上に形成する工程とを含む
有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法が提供さ
れる。
物からなる正孔輸送性材料層を電極材料層上に形成する
工程と、前記正孔輸送性材料層上に島状薄膜を形成する
工程であって、再結合中心として働いて発光する蛍光性
有機化合物からなり、平均膜厚が前記蛍光性有機化合物
の単分子膜の膜厚より薄い島状薄膜を形成する工程と、
前記島状薄膜を覆う電子輸送性材料層を、有機化合物に
よって前記正孔輸送性材料層上に形成する工程とを含む
有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法が提供さ
れる。
【００１７】本発明の更に他の観点によれば、有機化合
物からなる第１の正孔輸送性材料層を電極材料層上に形
成する工程と、前記第１の正孔輸送性材料層上に島状薄
膜を形成する工程であって、再結合中心として働いて発
光する蛍光性有機化合物からなり、平均膜厚が前記蛍光
性有機化合物の単分子膜の膜厚より薄い島状薄膜を形成
する工程と、有機化合物からなる第２の正孔輸送性材料
層を前記第１の正孔輸送性材料層上に形成する工程であ
って、前記島状薄膜を覆い、前記第１の正孔輸送性材料
層と同等乃至それより薄い膜厚を有する第２の正孔輸送
性材料層を形成する工程と、前記第２の正孔輸送性材料
層上に有機化合物によって電子輸送性材料層を形成する
工程とを含む有機エレクトロルミネッセンス素子の製造
方法が提供される。
物からなる第１の正孔輸送性材料層を電極材料層上に形
成する工程と、前記第１の正孔輸送性材料層上に島状薄
膜を形成する工程であって、再結合中心として働いて発
光する蛍光性有機化合物からなり、平均膜厚が前記蛍光
性有機化合物の単分子膜の膜厚より薄い島状薄膜を形成
する工程と、有機化合物からなる第２の正孔輸送性材料
層を前記第１の正孔輸送性材料層上に形成する工程であ
って、前記島状薄膜を覆い、前記第１の正孔輸送性材料
層と同等乃至それより薄い膜厚を有する第２の正孔輸送
性材料層を形成する工程と、前記第２の正孔輸送性材料
層上に有機化合物によって電子輸送性材料層を形成する
工程とを含む有機エレクトロルミネッセンス素子の製造
方法が提供される。
【００１８】本発明の更に他の観点によれば、有機化合
物からなる正孔輸送性材料層を電極材料層上に形成する
工程と、前記正孔輸送性材料層上に第１の電子輸送性材
料層を形成する工程と、前記第１の電子輸送性材料層上
に島状薄膜を形成する工程であって、再結合中心として
働いて発光する蛍光性有機化合物からなり、平均膜厚が
前記蛍光性有機化合物の単分子膜の膜厚より薄い島状薄
膜を形成する工程と、有機化合物からなる第２の電子輸
送性材料層を前記第１の電子輸送性材料層上に形成する
工程であって、前記島状薄膜を覆い、前記第１の電子輸
送性材料層と同等乃至それより厚い膜厚を有する第２の
電子輸送性材料層を形成する工程とを含む有機エレクト
ロルミネッセンス素子の製造方法が提供される。
物からなる正孔輸送性材料層を電極材料層上に形成する
工程と、前記正孔輸送性材料層上に第１の電子輸送性材
料層を形成する工程と、前記第１の電子輸送性材料層上
に島状薄膜を形成する工程であって、再結合中心として
働いて発光する蛍光性有機化合物からなり、平均膜厚が
前記蛍光性有機化合物の単分子膜の膜厚より薄い島状薄
膜を形成する工程と、有機化合物からなる第２の電子輸
送性材料層を前記第１の電子輸送性材料層上に形成する
工程であって、前記島状薄膜を覆い、前記第１の電子輸
送性材料層と同等乃至それより厚い膜厚を有する第２の
電子輸送性材料層を形成する工程とを含む有機エレクト
ロルミネッセンス素子の製造方法が提供される。
【００１９】本件発明者等は、再結合中心として働いて
発光する蛍光性有機化合物からなる島状薄膜を、正孔輸
送性材料層と電子輸送性材料層との間または正孔輸送性
材料層中もしくは電子輸送性材料層中に形成することに
よって、有機ＥＬ素子が得られることを見いだした。
発光する蛍光性有機化合物からなる島状薄膜を、正孔輸
送性材料層と電子輸送性材料層との間または正孔輸送性
材料層中もしくは電子輸送性材料層中に形成することに
よって、有機ＥＬ素子が得られることを見いだした。
【００２０】蛍光性有機化合物を島状薄膜の状態で使用
すると、濃度消光を防止することができ得る。また、島
状薄膜を他の層上に単に積層するだけでよいので、成膜
の制御も容易である。発光効率が高く、駆動電圧の低い
有機ＥＬ素子を得ることも可能である。
すると、濃度消光を防止することができ得る。また、島
状薄膜を他の層上に単に積層するだけでよいので、成膜
の制御も容易である。発光効率が高く、駆動電圧の低い
有機ＥＬ素子を得ることも可能である。
【００２１】
【発明の実施の形態】図１は、実施例による有機ＥＬ素
子を模式的に示す断面図である。同図に示した有機ＥＬ
素子１０では、透明ガラス基板１上に透明電極（陽極）
２、正孔輸送性材料層３、島状薄膜４、電子輸送性材料
層５および陰極６が順次積層されている。
子を模式的に示す断面図である。同図に示した有機ＥＬ
素子１０では、透明ガラス基板１上に透明電極（陽極）
２、正孔輸送性材料層３、島状薄膜４、電子輸送性材料
層５および陰極６が順次積層されている。
【００２２】透明電極２は、Ｏ2 プラズマ処理されたＩ
ＴＯ（インジウム−錫酸化物）電極である。
ＴＯ（インジウム−錫酸化物）電極である。
【００２３】正孔輸送性材料層３は、膜厚６０ｎｍのＴ
ＰＤ層である。この正孔輸送性材料層３は、圧力１０-4
Ｐａ程度以下の真空度の下に、蒸着ボートを用いて０．
０１〜１ｎｍ／秒程度の蒸着速度でＴＰＤを堆積させる
真空蒸着法によって形成されている。
ＰＤ層である。この正孔輸送性材料層３は、圧力１０-4
Ｐａ程度以下の真空度の下に、蒸着ボートを用いて０．
０１〜１ｎｍ／秒程度の蒸着速度でＴＰＤを堆積させる
真空蒸着法によって形成されている。
【００２４】島状薄膜４は、平均膜厚が０．１ｎｍ以下
のルブレン（５，６，１１，１２−テトラフェニルナフ
タセン ）層である。
のルブレン（５，６，１１，１２−テトラフェニルナフ
タセン ）層である。
【００２５】下記の式(i) はルブレン骨格を示す。
【００２６】
【化１】
【００２７】ルブレンの単分子膜の膜厚は、計算上、約
１ｎｍである。したがって、島状薄膜４の平均膜厚は、
ルブレンの単分子膜の膜厚より薄い。
１ｎｍである。したがって、島状薄膜４の平均膜厚は、
ルブレンの単分子膜の膜厚より薄い。
【００２８】島状薄膜４は、正孔輸送性材料層３の成膜
条件と同様の成膜条件の下に真空蒸着法によって形成さ
れている。
条件と同様の成膜条件の下に真空蒸着法によって形成さ
れている。
【００２９】なお、本明細書で島状薄膜についていう
「平均膜厚」とは、成膜条件から推定した膜厚の平均値
を意味する。蒸着面における単位面積当たりの島状薄膜
の重さとその比重とから、島状薄膜の「平均膜厚」を推
定することができる。例えば、同じ真空蒸着装置内に設
置した水晶発振器の発信周波数の変化から、蒸着面上に
堆積した膜の重さを求めることができる。蒸着面の面積
を予め求めておく。成膜時間と膜の重さとの関係を示す
検量線を、種々の成膜条件の下に予め作成しておくこと
が好ましい。
「平均膜厚」とは、成膜条件から推定した膜厚の平均値
を意味する。蒸着面における単位面積当たりの島状薄膜
の重さとその比重とから、島状薄膜の「平均膜厚」を推
定することができる。例えば、同じ真空蒸着装置内に設
置した水晶発振器の発信周波数の変化から、蒸着面上に
堆積した膜の重さを求めることができる。蒸着面の面積
を予め求めておく。成膜時間と膜の重さとの関係を示す
検量線を、種々の成膜条件の下に予め作成しておくこと
が好ましい。
【００３０】電子輸送性材料層５は、膜厚６０ｎｍのＡ
ｌｑ3 層である。この電子輸送性材料層５は、正孔輸送
性材料層３の成膜条件と同様の成膜条件の下に真空蒸着
法によって形成されている。
ｌｑ3 層である。この電子輸送性材料層５は、正孔輸送
性材料層３の成膜条件と同様の成膜条件の下に真空蒸着
法によって形成されている。
【００３１】陰極６は、マグネシウムと銀との合金層で
あり、その膜厚は１５０ｎｍである。この陰極６は、圧
力１０-4Ｐａ程度以下の真空度の下に、マグネシウムと
銀とをそれぞれの別の蒸着ボートから０．０１〜１０ｎ
ｍ／秒程度の蒸着速度で共蒸着させる真空蒸着法によっ
て形成されている。
あり、その膜厚は１５０ｎｍである。この陰極６は、圧
力１０-4Ｐａ程度以下の真空度の下に、マグネシウムと
銀とをそれぞれの別の蒸着ボートから０．０１〜１０ｎ
ｍ／秒程度の蒸着速度で共蒸着させる真空蒸着法によっ
て形成されている。
【００３２】島状薄膜４の平均膜厚のみを０．０２５ｎ
ｍ、０．０５ｎｍ、０．０７５ｎｍ、０．１ｎｍと変え
て、計４個の有機ＥＬ素子を作製した。以下、島状薄膜
４の平均膜厚が０．０２５ｎｍの有機ＥＬ素子を「試料
Ｉ」、０．０５ｎｍの有機ＥＬ素子を「試料II」、０．
０７５ｎｍの有機ＥＬ素子を「試料III 」、０．１ｎｍ
の有機ＥＬ素子を「試料IV」という。
ｍ、０．０５ｎｍ、０．０７５ｎｍ、０．１ｎｍと変え
て、計４個の有機ＥＬ素子を作製した。以下、島状薄膜
４の平均膜厚が０．０２５ｎｍの有機ＥＬ素子を「試料
Ｉ」、０．０５ｎｍの有機ＥＬ素子を「試料II」、０．
０７５ｎｍの有機ＥＬ素子を「試料III 」、０．１ｎｍ
の有機ＥＬ素子を「試料IV」という。
【００３３】また、比較のため、２個の有機ＥＬ素子を
作製した。１個は、島状薄膜４を形成しない以外は図１
に示した有機ＥＬ素子１０と同じ条件の下に作製した。
この有機ＥＬ素子を、以下、「比較試料Ｉ」という。
作製した。１個は、島状薄膜４を形成しない以外は図１
に示した有機ＥＬ素子１０と同じ条件の下に作製した。
この有機ＥＬ素子を、以下、「比較試料Ｉ」という。
【００３４】他の１個は、島状薄膜４に代えて、ルブレ
ンが５wt％ドープされた膜厚２ｎｍのＴＰＤ層を形成し
た以外は図１に示した有機ＥＬ素子１０と同じ条件の下
に作製した。この有機ＥＬ素子を、以下、「比較試料I
I」という。
ンが５wt％ドープされた膜厚２ｎｍのＴＰＤ層を形成し
た以外は図１に示した有機ＥＬ素子１０と同じ条件の下
に作製した。この有機ＥＬ素子を、以下、「比較試料I
I」という。
【００３５】ルブレンが５wt％ドープされたＴＰＤ層
は、圧力１０-4Ｐａ程度以下の真空度の下に、ＴＰＤと
ルブレンとをそれぞれの別の蒸着ボートから０．０１〜
１０ｎｍ／秒程度の蒸着速度で共蒸着させる真空蒸着法
によって形成されている。ルブレンのドープ量が５wt％
となるように、ＴＰＤとルブレンそれぞれの蒸着速度を
制御した。
は、圧力１０-4Ｐａ程度以下の真空度の下に、ＴＰＤと
ルブレンとをそれぞれの別の蒸着ボートから０．０１〜
１０ｎｍ／秒程度の蒸着速度で共蒸着させる真空蒸着法
によって形成されている。ルブレンのドープ量が５wt％
となるように、ＴＰＤとルブレンそれぞれの蒸着速度を
制御した。
【００３６】これら計６個の試料ないし比較試料につい
て、その発光スペクトル、発光効率−電圧特性、電流−
電圧特性および輝度−電圧特性を測定した。
て、その発光スペクトル、発光効率−電圧特性、電流−
電圧特性および輝度−電圧特性を測定した。
【００３７】図２は、試料Ｉ〜試料IVおよび比較試料Ｉ
〜比較試料IIについての発光スペクトルを示す。同図に
示すように、ルブレンを用いていない比較試料Ｉでは、
Ａｌｑ3 からの緑色発光が強い。ルブレンを使用した試
料Ｉ〜試料IVおよび比較試料IIでは、ルブレンからの発
光により、発光のピーク波長が比較試料Ｉよりも長波長
側にシフトしている。試料Ｉ〜試料IVでの発光のピーク
波長は、比較試料IIでの発光のピーク波長より短い。
〜比較試料IIについての発光スペクトルを示す。同図に
示すように、ルブレンを用いていない比較試料Ｉでは、
Ａｌｑ3 からの緑色発光が強い。ルブレンを使用した試
料Ｉ〜試料IVおよび比較試料IIでは、ルブレンからの発
光により、発光のピーク波長が比較試料Ｉよりも長波長
側にシフトしている。試料Ｉ〜試料IVでの発光のピーク
波長は、比較試料IIでの発光のピーク波長より短い。
【００３８】図３は、試料Ｉ〜試料IVおよび比較試料Ｉ
〜比較試料IIについての発光効率−電圧特性を示す。同
図に示すように、概ね３〜１１Ｖの印加電圧の下では、
試料IIの発光効率が最も高い。試料Ｉは、比較試料IIと
同程度の最大発光効率を有する。試料III および試料IV
は、その最大発光効率が比較試料IIの最大発光効率より
低いが、概ね３〜４Ｖの低電圧域においては、比較試料
IIと同等乃至それ以上の発光効率を有する。
〜比較試料IIについての発光効率−電圧特性を示す。同
図に示すように、概ね３〜１１Ｖの印加電圧の下では、
試料IIの発光効率が最も高い。試料Ｉは、比較試料IIと
同程度の最大発光効率を有する。試料III および試料IV
は、その最大発光効率が比較試料IIの最大発光効率より
低いが、概ね３〜４Ｖの低電圧域においては、比較試料
IIと同等乃至それ以上の発光効率を有する。
【００３９】図４は、試料Ｉ〜試料IVおよび比較試料Ｉ
〜比較試料IIについての電流−電圧特性を示す。同図に
示すように、試料Ｉ〜試料IVにおいては、最大の電流密
度を示す電圧値が比較試料Ｉ〜比較試料IIに比べて低電
圧側にシフトしている。この現象は、島状薄膜４を形成
しているルブレンが効率よく正孔をトラップすることか
ら、正孔輸送性材料層３（ＴＰＤ層）内の正孔が電子輸
送性材料層５（Ａｌｑ 3 層）側に局在し、その結果とし
て、印加した電圧が電子輸送性材料層５（Ａｌｑ3 層）
に効率よくかかるために生じるものと考えられる。
〜比較試料IIについての電流−電圧特性を示す。同図に
示すように、試料Ｉ〜試料IVにおいては、最大の電流密
度を示す電圧値が比較試料Ｉ〜比較試料IIに比べて低電
圧側にシフトしている。この現象は、島状薄膜４を形成
しているルブレンが効率よく正孔をトラップすることか
ら、正孔輸送性材料層３（ＴＰＤ層）内の正孔が電子輸
送性材料層５（Ａｌｑ 3 層）側に局在し、その結果とし
て、印加した電圧が電子輸送性材料層５（Ａｌｑ3 層）
に効率よくかかるために生じるものと考えられる。
【００４０】図５は、試料Ｉ〜試料IVおよび比較試料Ｉ
〜比較試料IIについての輝度−電圧特性を示す。同図に
示すように、同じ印加電圧値の下では、試料Ｉ〜試料IV
の輝度の方が比較試料Ｉ〜比較試料IIの輝度よりも高
い。また、試料Ｉ〜試料IVにおける輝度のピーク値は、
比較試料Ｉ〜比較試料IIにおける輝度のピーク値よりも
高い。
〜比較試料IIについての輝度−電圧特性を示す。同図に
示すように、同じ印加電圧値の下では、試料Ｉ〜試料IV
の輝度の方が比較試料Ｉ〜比較試料IIの輝度よりも高
い。また、試料Ｉ〜試料IVにおける輝度のピーク値は、
比較試料Ｉ〜比較試料IIにおける輝度のピーク値よりも
高い。
【００４１】図６は、他の実施例による有機ＥＬ素子を
模式的に示す断面図である。同図に示した有機ＥＬ素子
２０では、透明ガラス基板１１上に透明電極（陽極）１
２、正孔輸送性材料層１３、第１の電子輸送性材料層１
５ａ、島状薄膜１４、第２の電子輸送性材料層１５ｂお
よび陰極１６が順次積層されている。
模式的に示す断面図である。同図に示した有機ＥＬ素子
２０では、透明ガラス基板１１上に透明電極（陽極）１
２、正孔輸送性材料層１３、第１の電子輸送性材料層１
５ａ、島状薄膜１４、第２の電子輸送性材料層１５ｂお
よび陰極１６が順次積層されている。
【００４２】各層は、図１に示した有機ＥＬ素子１０に
おいて対応する層と同じ材料によって、かつ、同様の成
膜条件の下に形成されている。島状薄膜１４は、第１の
電子輸送性材料層１５ａと第２の電子輸送性材料層１５
ｂとによってサンドイッチされている。
おいて対応する層と同じ材料によって、かつ、同様の成
膜条件の下に形成されている。島状薄膜１４は、第１の
電子輸送性材料層１５ａと第２の電子輸送性材料層１５
ｂとによってサンドイッチされている。
【００４３】第１の電子輸送性材料層１５ａの膜厚を２
０ｎｍ、３０ｎｍ、４０ｎｍと変えて、計３個の有機Ｅ
Ｌ素子を作製した。以下、第１の電子輸送性材料層１５
ａの膜厚が２０ｎｍの有機ＥＬ素子を「試料XI」、３０
ｎｍの有機ＥＬ素子を「試料XII 」、４０ｎｍの有機Ｅ
Ｌ素子を「試料XIII」という。試料XI〜試料XIIIのいず
れにおいても、正孔輸送性材料層１３の膜厚は６０ｎ
ｍ、島状薄膜４の平均膜厚は０．１ｎｍ、第１の電子輸
送性材料層１５ａの膜厚と第２の電子輸送性材料層１５
ｂの膜厚との和は６０ｎｍである。
０ｎｍ、３０ｎｍ、４０ｎｍと変えて、計３個の有機Ｅ
Ｌ素子を作製した。以下、第１の電子輸送性材料層１５
ａの膜厚が２０ｎｍの有機ＥＬ素子を「試料XI」、３０
ｎｍの有機ＥＬ素子を「試料XII 」、４０ｎｍの有機Ｅ
Ｌ素子を「試料XIII」という。試料XI〜試料XIIIのいず
れにおいても、正孔輸送性材料層１３の膜厚は６０ｎ
ｍ、島状薄膜４の平均膜厚は０．１ｎｍ、第１の電子輸
送性材料層１５ａの膜厚と第２の電子輸送性材料層１５
ｂの膜厚との和は６０ｎｍである。
【００４４】図７は、更に他の実施例による有機ＥＬ素
子を模式的に示す断面図である。同図に示した有機ＥＬ
素子３０では、透明ガラス基板２１上に透明電極（陽
極）２２、第１の正孔輸送性材料層２３ａ、島状薄膜２
４、第２の正孔輸送性材料層２３ｂ、電子輸送性材料層
２５および陰極２６が順次積層されている。
子を模式的に示す断面図である。同図に示した有機ＥＬ
素子３０では、透明ガラス基板２１上に透明電極（陽
極）２２、第１の正孔輸送性材料層２３ａ、島状薄膜２
４、第２の正孔輸送性材料層２３ｂ、電子輸送性材料層
２５および陰極２６が順次積層されている。
【００４５】各層は、図１に示した有機ＥＬ素子１０に
おいて対応する層と同じ材料によって、かつ、同様の成
膜条件の下に形成されている。島状薄膜２４は、第１の
正孔輸送性材料層２３ａと第２の正孔輸送性材料層２３
ｂとによってサンドイッチされている。
おいて対応する層と同じ材料によって、かつ、同様の成
膜条件の下に形成されている。島状薄膜２４は、第１の
正孔輸送性材料層２３ａと第２の正孔輸送性材料層２３
ｂとによってサンドイッチされている。
【００４６】第２の正孔輸送性材料層２３ｂの膜厚を２
０ｎｍ、３０ｎｍ、４０ｎｍと変えて、計３個の有機Ｅ
Ｌ素子を作製した。以下、第２の正孔輸送性材料層２３
ｂの膜厚が２０ｎｍの有機ＥＬ素子を「試料XIV 」、３
０ｎｍの有機ＥＬ素子を「試料XV」、４０ｎｍの有機Ｅ
Ｌ素子を「試料XVI 」という。試料XIV 〜試料XVI のい
ずれにおいても、第１の正孔輸送性材料層２３ａの膜厚
と第２の正孔輸送性材料層２３ｂの膜厚との和は６０ｎ
ｍ、島状薄膜２４の平均膜厚は０．１ｎｍ、電子輸送性
材料層２５の膜厚は６０ｎｍである。
０ｎｍ、３０ｎｍ、４０ｎｍと変えて、計３個の有機Ｅ
Ｌ素子を作製した。以下、第２の正孔輸送性材料層２３
ｂの膜厚が２０ｎｍの有機ＥＬ素子を「試料XIV 」、３
０ｎｍの有機ＥＬ素子を「試料XV」、４０ｎｍの有機Ｅ
Ｌ素子を「試料XVI 」という。試料XIV 〜試料XVI のい
ずれにおいても、第１の正孔輸送性材料層２３ａの膜厚
と第２の正孔輸送性材料層２３ｂの膜厚との和は６０ｎ
ｍ、島状薄膜２４の平均膜厚は０．１ｎｍ、電子輸送性
材料層２５の膜厚は６０ｎｍである。
【００４７】これら計６個の試料（試料XI〜試料XVI ）
について、その電流−電圧特性および輝度−電圧特性を
測定した。
について、その電流−電圧特性および輝度−電圧特性を
測定した。
【００４８】図８は、試料XI〜試料XVI の電流−電圧特
性を示す。前述した試料IVおよび比較試料Ｉの電流−電
圧特性を図８に併記する。同図に示すように、試料XI、
試料XII 、試料XIV および試料XVは、比較試料Ｉよりも
良好な電流−電圧特性を有する。すなわち、最大の電流
密度を示す電圧値が比較試料Ｉに比べて小さい。試料XV
I は、比較試料Ｉと同等の電流−電圧特性を有する。
性を示す。前述した試料IVおよび比較試料Ｉの電流−電
圧特性を図８に併記する。同図に示すように、試料XI、
試料XII 、試料XIV および試料XVは、比較試料Ｉよりも
良好な電流−電圧特性を有する。すなわち、最大の電流
密度を示す電圧値が比較試料Ｉに比べて小さい。試料XV
I は、比較試料Ｉと同等の電流−電圧特性を有する。
【００４９】図９は、試料XI〜試料XVI の輝度−電圧特
性を示す。前述した試料IVおよび比較試料Ｉの輝度−電
圧特性を図９に併記する。同図に示すように、試料XI、
試料XII および試料XIV は、低電圧域において、比較試
料Ｉよりも良好な輝度−電圧特性を有する。すなわち、
試料XIおよび試料XII にあっては概ね７〜１２Ｖの電圧
域において、試料XIV にあっては概ね７〜１２．５Ｖの
電圧域において、比較試料Ｉよりも高い輝度を得ること
ができる。
性を示す。前述した試料IVおよび比較試料Ｉの輝度−電
圧特性を図９に併記する。同図に示すように、試料XI、
試料XII および試料XIV は、低電圧域において、比較試
料Ｉよりも良好な輝度−電圧特性を有する。すなわち、
試料XIおよび試料XII にあっては概ね７〜１２Ｖの電圧
域において、試料XIV にあっては概ね７〜１２．５Ｖの
電圧域において、比較試料Ｉよりも高い輝度を得ること
ができる。
【００５０】第１の電子輸送性材料層１５ａの膜厚を第
２の電子輸送性材料層１５ｂの膜厚と同等乃至それより
薄くすることにより、比較試料Ｉよりも電流−電圧特性
または輝度−電圧特性が良好な有機ＥＬ素子を得ること
が可能である。同様に、第２の正孔輸送性材料層２３ｂ
の膜厚を第１の正孔輸送性材料層２３ａの膜厚と同等乃
至それより薄くすることにより、比較試料Ｉよりも電流
−電圧特性または輝度−電圧特性が良好な有機ＥＬ素子
を得ることが可能である。
２の電子輸送性材料層１５ｂの膜厚と同等乃至それより
薄くすることにより、比較試料Ｉよりも電流−電圧特性
または輝度−電圧特性が良好な有機ＥＬ素子を得ること
が可能である。同様に、第２の正孔輸送性材料層２３ｂ
の膜厚を第１の正孔輸送性材料層２３ａの膜厚と同等乃
至それより薄くすることにより、比較試料Ｉよりも電流
−電圧特性または輝度−電圧特性が良好な有機ＥＬ素子
を得ることが可能である。
【００５１】図６に示した有機ＥＬ素子２０において、
第１の電子輸送性材料層１５ａの膜厚を１０ｎｍ、２０
ｎｍ、３０ｎｍ、４０ｎｍと変えて、計８個の有機ＥＬ
素子を作製した。これらの有機ＥＬ素子における第１の
電子輸送性材料層１５ａの膜厚と第２の電子輸送性材料
層１５ｂの膜厚との和は、６０ｎｍである。
第１の電子輸送性材料層１５ａの膜厚を１０ｎｍ、２０
ｎｍ、３０ｎｍ、４０ｎｍと変えて、計８個の有機ＥＬ
素子を作製した。これらの有機ＥＬ素子における第１の
電子輸送性材料層１５ａの膜厚と第２の電子輸送性材料
層１５ｂの膜厚との和は、６０ｎｍである。
【００５２】また、図７に示した有機ＥＬ素子３０にお
いて、第２の正孔輸送性材料層２３ｂの膜厚を２０ｎ
ｍ、３０ｎｍ、４０ｎｍと変えて、計８個の有機ＥＬ素
子を作製した。これらの有機ＥＬ素子における第１の正
孔輸送性材料層２３ａの膜厚と第２の正孔輸送性材料層
２３ｂの膜厚との和は、６０ｎｍである。
いて、第２の正孔輸送性材料層２３ｂの膜厚を２０ｎ
ｍ、３０ｎｍ、４０ｎｍと変えて、計８個の有機ＥＬ素
子を作製した。これらの有機ＥＬ素子における第１の正
孔輸送性材料層２３ａの膜厚と第２の正孔輸送性材料層
２３ｂの膜厚との和は、６０ｎｍである。
【００５３】さらに、図１に示した有機ＥＬ素子１０と
同じ層構成を有する計６個の有機ＥＬ素子を作製した。
同じ層構成を有する計６個の有機ＥＬ素子を作製した。
【００５４】図１０は、これら計２２個の有機ＥＬ素子
それぞれについての最大発光効率を示す。同図中の横軸
は、第１の電子輸送性材料層の膜厚と第２の正孔輸送性
材料層の膜厚とを示す。いずれの有機ＥＬ素子において
も、島状薄膜の膜厚は０．１ｎｍである。
それぞれについての最大発光効率を示す。同図中の横軸
は、第１の電子輸送性材料層の膜厚と第２の正孔輸送性
材料層の膜厚とを示す。いずれの有機ＥＬ素子において
も、島状薄膜の膜厚は０．１ｎｍである。
【００５５】同図に示すように、最大発光効率の高さと
いう観点からは、有機ＥＬ素子の層構成を図１に示した
構成にすることが好ましい。
いう観点からは、有機ＥＬ素子の層構成を図１に示した
構成にすることが好ましい。
【００５６】以上説明したように、正孔輸送性材料層と
電子輸送性材料層との間に、または、正孔輸送性材料層
中もしくは電子輸送性材料層中にルブレンからなる島状
薄膜を形成することにより、駆動電圧の低い有機ＥＬ素
子を得ることができる。
電子輸送性材料層との間に、または、正孔輸送性材料層
中もしくは電子輸送性材料層中にルブレンからなる島状
薄膜を形成することにより、駆動電圧の低い有機ＥＬ素
子を得ることができる。
【００５７】正孔輸送性材料層と電子輸送性材料層との
間に島状薄膜を形成した場合には、発光効率が向上され
た有機ＥＬ素子を得ることもできる。
間に島状薄膜を形成した場合には、発光効率が向上され
た有機ＥＬ素子を得ることもできる。
【００５８】島状薄膜の平均膜厚の制御は、ゲスト−ホ
スト系材料層を形成する際のゲスト材料のドープ量の制
御に比べれば、遙かに容易である。濃度消光を懸念する
ことなく、蛍光性有機化合物の１つであるルブレンを有
効に活用することが可能になる。
スト系材料層を形成する際のゲスト材料のドープ量の制
御に比べれば、遙かに容易である。濃度消光を懸念する
ことなく、蛍光性有機化合物の１つであるルブレンを有
効に活用することが可能になる。
【００５９】なお、本発明は上述した実施例に限定され
るものではない。種々の変更、改良、組み合わせ等が可
能である。
るものではない。種々の変更、改良、組み合わせ等が可
能である。
【００６０】例えば、陽極は、ＩＴＯに代えて他の電極
材料によって形成することも可能である。陽極側を光取
り出し面として利用する場合には、透明電極材料によっ
て陽極を形成することが望まれる。陽極の膜厚は、概ね
５〜１０００ｎｍの範囲内、好ましくは１０〜５００ｎ
ｍの範囲内で適宜選択可能である。
材料によって形成することも可能である。陽極側を光取
り出し面として利用する場合には、透明電極材料によっ
て陽極を形成することが望まれる。陽極の膜厚は、概ね
５〜１０００ｎｍの範囲内、好ましくは１０〜５００ｎ
ｍの範囲内で適宜選択可能である。
【００６１】正孔輸送性材料層は、ＴＰＤに代えて、
１，１’−ビス（４−ジ−ｐ−トリアミノフェニル）シ
クロヘキサン等の芳香族ジアミン系化合物、芳香族トリ
アミン、ヒドラゾン誘導体、カルバゾール誘導体、トリ
アゾール誘導体、イミダゾール誘導体、アミノ基を有す
るオキサジアゾール誘導体、ポリチオフェン等を用いて
形成することもできる。これらの化合物は、２種以上を
併用してもよい。その場合、材料毎に別層にして積層し
たり、１つの層中に各材料を混合することができる。
１，１’−ビス（４−ジ−ｐ−トリアミノフェニル）シ
クロヘキサン等の芳香族ジアミン系化合物、芳香族トリ
アミン、ヒドラゾン誘導体、カルバゾール誘導体、トリ
アゾール誘導体、イミダゾール誘導体、アミノ基を有す
るオキサジアゾール誘導体、ポリチオフェン等を用いて
形成することもできる。これらの化合物は、２種以上を
併用してもよい。その場合、材料毎に別層にして積層し
たり、１つの層中に各材料を混合することができる。
【００６２】第１の正孔輸送性材料層の上に島状薄膜を
形成し、その上に第２の正孔輸送性材料層を形成する場
合、第１の正孔輸送性材料層の材質と第２の正孔輸送性
材料層の材質とは、異ならせることもできるし、同じに
することもできる。
形成し、その上に第２の正孔輸送性材料層を形成する場
合、第１の正孔輸送性材料層の材質と第２の正孔輸送性
材料層の材質とは、異ならせることもできるし、同じに
することもできる。
【００６３】正孔輸送性材料層を１層のみ形成する場
合、その膜厚は、概ね１０〜２００ｎｍの範囲内、好ま
しくは２０〜８０ｎｍの範囲内で適宜選択可能である。
第１の正孔輸送性材料層と第２の正孔輸送性材料層とを
形成する場合、これらの正孔輸送性材料層の膜厚の和
は、概ね１０〜２００ｎｍの範囲内、好適には２０〜８
０ｎｍの範囲内で適宜選択可能である。
合、その膜厚は、概ね１０〜２００ｎｍの範囲内、好ま
しくは２０〜８０ｎｍの範囲内で適宜選択可能である。
第１の正孔輸送性材料層と第２の正孔輸送性材料層とを
形成する場合、これらの正孔輸送性材料層の膜厚の和
は、概ね１０〜２００ｎｍの範囲内、好適には２０〜８
０ｎｍの範囲内で適宜選択可能である。
【００６４】島状薄膜は、ルブレンに代えて、再結合中
心として働いて発光する種々の蛍光性有機化合物、例え
ば、アントラセン、ナフタセン、フェナントレン、ピレ
ン、クリセン、ペリノン、ペリレン誘導体、クマリン誘
導体、キナクリドン誘導体、ピラン誘導体、ニールレッ
ド誘導体等を用いて形成することが可能であろう。
心として働いて発光する種々の蛍光性有機化合物、例え
ば、アントラセン、ナフタセン、フェナントレン、ピレ
ン、クリセン、ペリノン、ペリレン誘導体、クマリン誘
導体、キナクリドン誘導体、ピラン誘導体、ニールレッ
ド誘導体等を用いて形成することが可能であろう。
【００６５】下記の式(ii)は、ナフタセン骨格を示す。
【００６６】
【化２】
【００６７】島状薄膜は、ベンゼン環を基本単位とし、
２〜１０個の縮合環を有する縮合多環芳香族系化合物に
よって形成することが好ましいと考えられる。
２〜１０個の縮合環を有する縮合多環芳香族系化合物に
よって形成することが好ましいと考えられる。
【００６８】図１１は、クマリンからなる平均膜厚０．
０５ｎｍの島状薄膜を正孔輸送性材料層と電子輸送性材
料層との間または電子輸送性材料層中に形成した計３種
類の有機ＥＬ素子の発光スペクトルを示す。
０５ｎｍの島状薄膜を正孔輸送性材料層と電子輸送性材
料層との間または電子輸送性材料層中に形成した計３種
類の有機ＥＬ素子の発光スペクトルを示す。
【００６９】同図中の試料ｉは、図１に示した有機ＥＬ
素子と同じ層構成を有し、正孔輸送性材料層と電子輸送
性材料層との間にクマリンからなる上記の島状薄膜が形
成されている。クマリンの単分子膜の膜厚は、計算上、
約６ｎｍである。したがって、上記の島状薄膜の平均膜
厚は、クマリンの単分子膜の膜厚より薄い。
素子と同じ層構成を有し、正孔輸送性材料層と電子輸送
性材料層との間にクマリンからなる上記の島状薄膜が形
成されている。クマリンの単分子膜の膜厚は、計算上、
約６ｎｍである。したがって、上記の島状薄膜の平均膜
厚は、クマリンの単分子膜の膜厚より薄い。
【００７０】同図中の試料iiは、図６に示した有機ＥＬ
素子と同じ層構成を有し、第１の電子輸送性材料層の膜
厚は５．０ｎｍである。
素子と同じ層構成を有し、第１の電子輸送性材料層の膜
厚は５．０ｎｍである。
【００７１】同図中の試料iii も、図６に示した有機Ｅ
Ｌ素子と同じ層構成を有する。第１の電子輸送性材料層
の膜厚は１０．０ｎｍである。
Ｌ素子と同じ層構成を有する。第１の電子輸送性材料層
の膜厚は１０．０ｎｍである。
【００７２】同図中に、前述した比較試料Ｉの発光スペ
クトルを併記する。
クトルを併記する。
【００７３】比較試料Ｉとの比較から明らかなように、
クマリンからなる平均膜厚０．０５ｎｍの島状薄膜を正
孔輸送性材料層と電子輸送性材料層との間または電子輸
送性材料層中に形成することによっても、クマリンから
の発光が観察される。
クマリンからなる平均膜厚０．０５ｎｍの島状薄膜を正
孔輸送性材料層と電子輸送性材料層との間または電子輸
送性材料層中に形成することによっても、クマリンから
の発光が観察される。
【００７４】有機ＥＬ素子に使用することができる有機
発光材料は、再結合中心として働いて発光する蛍光性有
機化合物（以下、「結合中心型蛍光性有機化合物」とい
うことがある。）と、比較的高いキャリア移動度を有
し、層内で電子と正孔が再結合することによって励起さ
れ、励起状態から基底状態に落ちる時発光する蛍光性有
機化合物（以下、「キャリア移動型蛍光性有機化合物」
ということがある。）とに大別することができる。
発光材料は、再結合中心として働いて発光する蛍光性有
機化合物（以下、「結合中心型蛍光性有機化合物」とい
うことがある。）と、比較的高いキャリア移動度を有
し、層内で電子と正孔が再結合することによって励起さ
れ、励起状態から基底状態に落ちる時発光する蛍光性有
機化合物（以下、「キャリア移動型蛍光性有機化合物」
ということがある。）とに大別することができる。
【００７５】島状薄膜は、複数種の結合中心型蛍光性有
機化合物によって形成することも可能であろう。また、
少なくとも１種の結合中心型蛍光性有機化合物と、少な
くとも１種のキャリア移動型蛍光性有機化合物とによっ
て形成することも可能であろう。いずれの場合でも、個
々の蛍光性有機化合物の層は、その単分子膜の膜厚より
薄い膜厚の層に形成することが望まれる。
機化合物によって形成することも可能であろう。また、
少なくとも１種の結合中心型蛍光性有機化合物と、少な
くとも１種のキャリア移動型蛍光性有機化合物とによっ
て形成することも可能であろう。いずれの場合でも、個
々の蛍光性有機化合物の層は、その単分子膜の膜厚より
薄い膜厚の層に形成することが望まれる。
【００７６】発光色が異なる複数種の蛍光性有機化合物
を用いて島状薄膜を形成することにより、これらの発光
色の混色を呈する発光を得ることが可能であろう。例え
ば、青色の発光が得られるスチリル系化合物と、黄色系
のブロードなスペクトルをもつ発光が得られるナフタセ
ンとを用いて島状薄膜を形成すれば、白色の発光を示す
有機ＥＬ素子が得られるであろう。
を用いて島状薄膜を形成することにより、これらの発光
色の混色を呈する発光を得ることが可能であろう。例え
ば、青色の発光が得られるスチリル系化合物と、黄色系
のブロードなスペクトルをもつ発光が得られるナフタセ
ンとを用いて島状薄膜を形成すれば、白色の発光を示す
有機ＥＬ素子が得られるであろう。
【００７７】１個の有機ＥＬ素子中に複数の島状薄膜を
形成することも可能である。例えば、１つの島状薄膜
は、図１に示したように、正孔輸送性材料層と電子輸送
性材料層との間に形成し、他の島状薄膜は、図６または
図７に示したように、電子輸送性材料層中または正孔輸
送性材料層中に形成する。
形成することも可能である。例えば、１つの島状薄膜
は、図１に示したように、正孔輸送性材料層と電子輸送
性材料層との間に形成し、他の島状薄膜は、図６または
図７に示したように、電子輸送性材料層中または正孔輸
送性材料層中に形成する。
【００７８】電子輸送性材料層は、Ａｌｑ3 に代えて、
Ａｌｑ3 以外のキノリン誘導体、オキサジアゾール誘導
体、ペリレン誘導体、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導
体、キノキサリン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、ニ
トロ置換フルオレン誘導体等を用いて形成することがで
きる。電子輸送性材料層の膜厚は、概ね１０〜２００ｎ
ｍの範囲内、好適には２０〜８０ｎｍの範囲内で適宜選
択可能である。
Ａｌｑ3 以外のキノリン誘導体、オキサジアゾール誘導
体、ペリレン誘導体、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導
体、キノキサリン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、ニ
トロ置換フルオレン誘導体等を用いて形成することがで
きる。電子輸送性材料層の膜厚は、概ね１０〜２００ｎ
ｍの範囲内、好適には２０〜８０ｎｍの範囲内で適宜選
択可能である。
【００７９】陰極は、マグネシウムと銀との合金に代え
て、(1) Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ等のアルカリ金属、(2) Ｍｇ、
Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ等のアルカリ土類金属、(3) Ｌａ、Ｃ
ｅ等の希土類金属、(4) Ａｌ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｚｎ等、あ
るいは、前記(1) 〜(4) の金属同士の合金、例えばＡｌ
−Ｌｉ（Ｌｉ：０．０１〜１２at％）、Ｉｎ−Ｍｇ（Ｍ
ｇ：５０〜８０at％）、Ａｌ−Ｃａ（Ｃａ：０．０１〜
２０at％）等の電極材料を用いて形成することもでき
る。陰極材料の仕事関数は、概ね４ｅＶ以下であること
が好ましい。
て、(1) Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ等のアルカリ金属、(2) Ｍｇ、
Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ等のアルカリ土類金属、(3) Ｌａ、Ｃ
ｅ等の希土類金属、(4) Ａｌ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｚｎ等、あ
るいは、前記(1) 〜(4) の金属同士の合金、例えばＡｌ
−Ｌｉ（Ｌｉ：０．０１〜１２at％）、Ｉｎ−Ｍｇ（Ｍ
ｇ：５０〜８０at％）、Ａｌ−Ｃａ（Ｃａ：０．０１〜
２０at％）等の電極材料を用いて形成することもでき
る。陰極材料の仕事関数は、概ね４ｅＶ以下であること
が好ましい。
【００８０】陰極は、１種類の電極材料のみを用いて形
成してもよいし、２種以上の電極材料を組み合わせて形
成してもよい。２種以上の電極材料を組み合わせて陰極
を形成する場合は、各材料層を積層してもよい。陰極の
膜厚は、概ね１ｎｍ以上、好ましくは３ｎｍ以上、更に
好適には３〜５００ｎｍの範囲内で適宜選択可能であ
る。
成してもよいし、２種以上の電極材料を組み合わせて形
成してもよい。２種以上の電極材料を組み合わせて陰極
を形成する場合は、各材料層を積層してもよい。陰極の
膜厚は、概ね１ｎｍ以上、好ましくは３ｎｍ以上、更に
好適には３〜５００ｎｍの範囲内で適宜選択可能であ
る。
【００８１】基板上に陰極材料層、電子輸送性材料層、
島状薄膜、正孔輸送性材料層および陽極材料層を順次積
層することによって有機ＥＬ素子を得ることも可能であ
る。
島状薄膜、正孔輸送性材料層および陽極材料層を順次積
層することによって有機ＥＬ素子を得ることも可能であ
る。
【００８２】その他、種々の変更、改良、組み合わせ等
が可能なことは当業者に自明であろう。
が可能なことは当業者に自明であろう。
【００８３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
新たな層構成を有し、蛍光性有機化合物を有効に活用す
ることが可能な有機ＥＬ素子を提供することができる。
新たな層構成を有し、蛍光性有機化合物を有効に活用す
ることが可能な有機ＥＬ素子を提供することができる。
【図１】実施例による有機ＥＬ素子を模式的に示す断面
図である。
図である。
【図２】実施例による有機ＥＬ素子と比較のための有機
ＥＬ素子とについての発光スペクトルを示すグラフであ
る。
ＥＬ素子とについての発光スペクトルを示すグラフであ
る。
【図３】実施例による有機ＥＬ素子と比較のための有機
ＥＬ素子とについての発光効率−電圧特性を示すグラフ
である。
ＥＬ素子とについての発光効率−電圧特性を示すグラフ
である。
【図４】実施例による有機ＥＬ素子と比較のための有機
ＥＬ素子とについての電流−電圧特性を示すグラフであ
る。
ＥＬ素子とについての電流−電圧特性を示すグラフであ
る。
【図５】実施例による有機ＥＬ素子と比較のための有機
ＥＬ素子とについての輝度−電圧特性を示すグラフであ
る。
ＥＬ素子とについての輝度−電圧特性を示すグラフであ
る。
【図６】他の実施例による有機ＥＬ素子を模式的に示す
断面図である。
断面図である。
【図７】更に他の実施例による有機ＥＬ素子を模式的に
示す断面図である。
示す断面図である。
【図８】他の実施例による有機ＥＬ素子と比較のための
有機ＥＬ素子とについての電流−電圧特性を示すグラフ
である。
有機ＥＬ素子とについての電流−電圧特性を示すグラフ
である。
【図９】他の実施例による有機ＥＬ素子と比較のための
有機ＥＬ素子とについての輝度−電圧特性を示すグラフ
である。
有機ＥＬ素子とについての輝度−電圧特性を示すグラフ
である。
【図１０】有機ＥＬ素子における島状薄膜の形成位置と
有機ＥＬ素子の最大発光効率との関係を示すグラフであ
る。
有機ＥＬ素子の最大発光効率との関係を示すグラフであ
る。
【図１１】クマリンからなる島状薄膜を設けた有機ＥＬ
素子の発光スペクトルを示すグラフである。
素子の発光スペクトルを示すグラフである。
１、１１、２１…透明ガラス基板、 ２、１２、２２…
透明電極（陽極）、３、１３…正孔輸送性材料層、
４、１４、２４…島状薄膜、 ５、２５…電子輸送性材
料層、 ６、１６、２６…陰極、 １０、２０、３０…
有機ＥＬ素子、１５ａ…第１の電子輸送性材料層、 １
５ｂ…第２の電子輸送性材料層、 ２３ａ…第１の正孔
輸送性材料層、 ２３ｂ…第２の正孔輸送性材料層。
透明電極（陽極）、３、１３…正孔輸送性材料層、
４、１４、２４…島状薄膜、 ５、２５…電子輸送性材
料層、 ６、１６、２６…陰極、 １０、２０、３０…
有機ＥＬ素子、１５ａ…第１の電子輸送性材料層、 １
５ｂ…第２の電子輸送性材料層、 ２３ａ…第１の正孔
輸送性材料層、 ２３ｂ…第２の正孔輸送性材料層。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 甚出 行俊 神奈川県横浜市青葉区荏田西１−３−１ スタンレー電気株式会社技術研究所内 Ｆターム(参考） 3K007 AB02 AB03 AB04 AB06 AB18 CA01 CB01 DA01 DB03 DC00 EB00 FA01
Claims (11)
- 【請求項１】 有機化合物からなる正孔輸送性材料層
と、 有機化合物によって前記正孔輸送性材料層上に形成され
た電子輸送性材料層と、 前記正孔輸送性材料層と前記電子輸送性材料層との間に
形成された島状薄膜であって、再結合中心として働いて
発光する蛍光性有機化合物からなり、平均膜厚が前記蛍
光性有機化合物の単分子膜の膜厚より薄い島状薄膜とを
有する有機エレクトロルミネッセンス素子。 - 【請求項２】 前記蛍光性有機化合物が、ベンゼン環を
基本単位とし、２〜１０個の縮合環を有する縮合多環芳
香族系化合物である請求項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】 前記蛍光性有機化合物がルブレン骨格を
有する請求項１または請求項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】 前記蛍光性有機化合物がナフタセン骨格
を有する請求項１〜請求項３のいずれかに記載の有機エ
レクトロルミネッセンス素子。 - 【請求項５】 前記島状薄膜の平均膜厚が０．１ｎｍ以
下である請求項１〜請求項４のいずれかに記載の有機エ
レクトロルミネッセンス素子。 - 【請求項６】 前記蛍光性有機化合物がルブレンである
請求項１〜請求項５のいずれかに記載の有機エレクトロ
ルミネッセンス素子。 - 【請求項７】 有機化合物からなる正孔輸送性材料層
と、 有機化合物によって前記正孔輸送性材料層上に形成され
た電子輸送性材料層と、 前記正孔輸送性材料層における厚さ方向の中央部に位置
した状態で、または、前記中央部よりも前記電子輸送性
材料層側に偏倚した状態で前記正孔輸送性材料層中に形
成された島状薄膜であって、再結合中心として働いて発
光する蛍光性有機化合物からなり、平均膜厚が前記蛍光
性有機化合物の単分子膜の膜厚より薄い島状薄膜とを有
する有機エレクトロルミネッセンス素子。 - 【請求項８】 有機化合物からなる正孔輸送性材料層
と、 有機化合物によって前記正孔輸送性材料層上に形成され
た電子輸送性材料層と、 前記電子輸送性材料層における厚さ方向の中央部に位置
した状態で、または、前記中央部よりも前記正孔輸送性
材料層側に偏倚した状態で前記電子輸送性材料層中に形
成された島状薄膜であって、再結合中心として働いて発
光する蛍光性有機化合物からなり、平均膜厚が前記蛍光
性有機化合物の単分子膜の膜厚より薄い島状薄膜とを有
する有機エレクトロルミネッセンス素子。 - 【請求項９】 有機化合物からなる正孔輸送性材料層を
電極材料層上に形成する工程と、 前記正孔輸送性材料層上に島状薄膜を形成する工程であ
って、再結合中心として働いて発光する蛍光性有機化合
物からなり、平均膜厚が前記蛍光性有機化合物の単分子
膜の膜厚より薄い島状薄膜を形成する工程と、 前記島状薄膜を覆う電子輸送性材料層を、有機化合物に
よって前記正孔輸送性材料層上に形成する工程とを含む
有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。 - 【請求項１０】 有機化合物からなる第１の正孔輸送性
材料層を電極材料層上に形成する工程と、 前記第１の正孔輸送性材料層上に島状薄膜を形成する工
程であって、再結合中心として働いて発光する蛍光性有
機化合物からなり、平均膜厚が前記蛍光性有機化合物の
単分子膜の膜厚より薄い島状薄膜を形成する工程と、 有機化合物からなる第２の正孔輸送性材料層を前記第１
の正孔輸送性材料層上に形成する工程であって、前記島
状薄膜を覆い、前記第１の正孔輸送性材料層と同等乃至
それより薄い膜厚を有する第２の正孔輸送性材料層を形
成する工程と、 前記第２の正孔輸送性材料層上に有機化合物によって電
子輸送性材料層を形成する工程とを含む有機エレクトロ
ルミネッセンス素子の製造方法。 - 【請求項１１】 有機化合物からなる正孔輸送性材料層
を電極材料層上に形成する工程と、 前記正孔輸送性材料層上に第１の電子輸送性材料層を形
成する工程と、 前記第１の電子輸送性材料層上に島状薄膜を形成する工
程であって、再結合中心として働いて発光する蛍光性有
機化合物からなり、平均膜厚が前記蛍光性有機化合物の
単分子膜の膜厚より薄い島状薄膜を形成する工程と、 有機化合物からなる第２の電子輸送性材料層を前記第１
の電子輸送性材料層上に形成する工程であって、前記島
状薄膜を覆い、前記第１の電子輸送性材料層と同等乃至
それより厚い膜厚を有する第２の電子輸送性材料層を形
成する工程とを含む有機エレクトロルミネッセンス素子
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000076886A JP2001267077A (ja) | 2000-03-17 | 2000-03-17 | 有機エレクトロルミネッセンス素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000076886A JP2001267077A (ja) | 2000-03-17 | 2000-03-17 | 有機エレクトロルミネッセンス素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001267077A true JP2001267077A (ja) | 2001-09-28 |
Family
ID=18594551
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000076886A Withdrawn JP2001267077A (ja) | 2000-03-17 | 2000-03-17 | 有機エレクトロルミネッセンス素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001267077A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001357975A (ja) * | 2000-06-16 | 2001-12-26 | Rohm Co Ltd | 有機ｅｌ素子 |
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| US7943925B2 (en) | 2003-03-17 | 2011-05-17 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Light emitting element and light emitting device |
| US7947897B2 (en) | 2005-11-02 | 2011-05-24 | The Trustees Of Princeton University | Organic photovoltaic cells utilizing ultrathin sensitizing layer |
| US8013240B2 (en) | 2005-11-02 | 2011-09-06 | The Trustees Of Princeton University | Organic photovoltaic cells utilizing ultrathin sensitizing layer |
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| JP2012129509A (ja) * | 2010-11-24 | 2012-07-05 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 発光素子、発光装置、照明装置、及び電子機器 |
| JP2016219853A (ja) * | 2011-02-28 | 2016-12-22 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 発光素子 |
| US9768403B2 (en) | 2013-10-30 | 2017-09-19 | Sharp Kabushiki Kaisha | Organic electroluminescent element and organic electroluminescent display panel |
-
2000
- 2000-03-17 JP JP2000076886A patent/JP2001267077A/ja not_active Withdrawn
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US9859516B2 (en) | 2010-11-24 | 2018-01-02 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Light-emitting element, light-emitting device, lighting device, and electronic devices |
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| US9768403B2 (en) | 2013-10-30 | 2017-09-19 | Sharp Kabushiki Kaisha | Organic electroluminescent element and organic electroluminescent display panel |
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|---|---|---|---|
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