JP2001267081A - 有機電界発光素子 - Google Patents
有機電界発光素子Info
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- JP2001267081A JP2001267081A JP2000073836A JP2000073836A JP2001267081A JP 2001267081 A JP2001267081 A JP 2001267081A JP 2000073836 A JP2000073836 A JP 2000073836A JP 2000073836 A JP2000073836 A JP 2000073836A JP 2001267081 A JP2001267081 A JP 2001267081A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 発光効率が高く駆動寿命時の輝度の低下が小
さい有機電界発光素子を提供することを目的とする。 【解決手段】 正孔輸送帯３の中に、正孔輸送帯に用い
る材料のイオン化ポテンシャルの値より大きなイオン化
ポテンシャルを有する有機材料からなる電荷輸送干渉帯
６を設けた構成とすることにより、発光効率が高く、駆
動寿命が大幅に改善された有機電界発光素子を得ること
ができる。
さい有機電界発光素子を提供することを目的とする。 【解決手段】 正孔輸送帯３の中に、正孔輸送帯に用い
る材料のイオン化ポテンシャルの値より大きなイオン化
ポテンシャルを有する有機材料からなる電荷輸送干渉帯
６を設けた構成とすることにより、発光効率が高く、駆
動寿命が大幅に改善された有機電界発光素子を得ること
ができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ディスプレイ等の
各種の表示装置として広範囲に利用される発光素子であ
って、特に低い駆動電圧、高輝度、安定性に優れた有機
電界発光素子に関するものである。
各種の表示装置として広範囲に利用される発光素子であ
って、特に低い駆動電圧、高輝度、安定性に優れた有機
電界発光素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】電界発光素子は、自己発光のために液晶
素子にくらべて明るく、鮮明な表示が可能であるため、
旧来多くの研究者によって研究されてきた。
素子にくらべて明るく、鮮明な表示が可能であるため、
旧来多くの研究者によって研究されてきた。
【０００３】現在、実用レベルに達し商品化されている
電界発光素子としては、無機材料のＺｎＳを用いた素子
がある。
電界発光素子としては、無機材料のＺｎＳを用いた素子
がある。
【０００４】しかし、このような無機の電界発光素子は
発光のための駆動電圧として２００Ｖ程度必要であるた
め、広く使用されるには至っていない。
発光のための駆動電圧として２００Ｖ程度必要であるた
め、広く使用されるには至っていない。
【０００５】これに対して、有機材料を用いた電界発光
素子である有機電界発光素子は、従来、実用的なレベル
からはほど遠いものであったが、アプライド・フィジッ
クス・レターズ、５１巻，９１３頁，１９８７年（Ａｐ
ｐｌｉｅｄ ＰｈｙｓｉｃｓＬｅｔｔｅｒｓ，Ｖｏｌ．
５１，Ｐ．９１３，１９８７）で開示されているよう
に、コダック社のＣ．Ｗ．Ｔａｎｇらによって開発され
た積層構造素子により、その特性が飛躍的に進歩した。
素子である有機電界発光素子は、従来、実用的なレベル
からはほど遠いものであったが、アプライド・フィジッ
クス・レターズ、５１巻，９１３頁，１９８７年（Ａｐ
ｐｌｉｅｄ ＰｈｙｓｉｃｓＬｅｔｔｅｒｓ，Ｖｏｌ．
５１，Ｐ．９１３，１９８７）で開示されているよう
に、コダック社のＣ．Ｗ．Ｔａｎｇらによって開発され
た積層構造素子により、その特性が飛躍的に進歩した。
【０００６】彼らは、蒸着膜の構造が安定であって電子
を輸送することのできる蛍光体と、正孔を輸送すること
のできる有機物を積層し、両方のキャリヤーを蛍光体中
に注入して発光させることに成功した。
を輸送することのできる蛍光体と、正孔を輸送すること
のできる有機物を積層し、両方のキャリヤーを蛍光体中
に注入して発光させることに成功した。
【０００７】これによって、有機電界発光素子の発光効
率が向上し、１０Ｖ以下の電圧で１０００ｃｄ／ｍ2 以
上の発光が得られるようになった。
率が向上し、１０Ｖ以下の電圧で１０００ｃｄ／ｍ2 以
上の発光が得られるようになった。
【０００８】さらに、ジャーナル・オブ・アプライド・
フィジックス、６５巻，３６１０頁，１９８９年（
Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，Ｖｏｌ．６５，Ｐ．３６１
０，１９８９ ）で開示されているように、１９８９年
には同じくコダック社のＣ．Ｗ．Ｔａｎｇらによりゲス
トホストシステムによる発光帯が提案され、素子の発光
効率の向上および多様な発光材料の使用が可能となっ
た。
フィジックス、６５巻，３６１０頁，１９８９年（
Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，Ｖｏｌ．６５，Ｐ．３６１
０，１９８９ ）で開示されているように、１９８９年
には同じくコダック社のＣ．Ｗ．Ｔａｎｇらによりゲス
トホストシステムによる発光帯が提案され、素子の発光
効率の向上および多様な発光材料の使用が可能となっ
た。
【０００９】その後、多くの研究者により活発な研究開
発がなされ、有機電界発光素子に用いられる発光材料や
電荷輸送材料の開発、及び素子構造の改良がなされて来
た。その結果、現在では低輝度で１万時間程度の輝度半
減時間を有する素子も発表されるようになった。
発がなされ、有機電界発光素子に用いられる発光材料や
電荷輸送材料の開発、及び素子構造の改良がなされて来
た。その結果、現在では低輝度で１万時間程度の輝度半
減時間を有する素子も発表されるようになった。
【００１０】しかしながら、ディスプレイ等の電子デバ
イスとして有機電界発光素子を用いるには駆動寿命が未
だ不充分であり、寿命を大幅に向上させることが実用化
において大きな課題となっている。
イスとして有機電界発光素子を用いるには駆動寿命が未
だ不充分であり、寿命を大幅に向上させることが実用化
において大きな課題となっている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、発光効率が
高く、駆動寿命が大幅に改善された有機電界発光素子を
提供することを目的とする。
高く、駆動寿命が大幅に改善された有機電界発光素子を
提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、正孔輸送帯の
中に、正孔輸送帯に用いる材料のイオン化ポテンシャル
の値より大きなイオン化ポテンシャルを有する有機材料
からなる電荷輸送干渉帯を設けた有機電界発光素子であ
る。または、電子輸送帯の中に、電子輸送帯に用いる材
料の電子親和力の値より小さな電子親和力を有する有機
材料からなる電荷輸送干渉帯を設けた有機電界発光素子
である。または、電荷輸送帯の中に、正孔輸送材料と電
子輸送材料からなる電荷輸送干渉帯、または無機化合物
からなる電荷輸送干渉帯、または金属からなる電荷輸送
干渉帯を設けた有機電界発光素子である。
中に、正孔輸送帯に用いる材料のイオン化ポテンシャル
の値より大きなイオン化ポテンシャルを有する有機材料
からなる電荷輸送干渉帯を設けた有機電界発光素子であ
る。または、電子輸送帯の中に、電子輸送帯に用いる材
料の電子親和力の値より小さな電子親和力を有する有機
材料からなる電荷輸送干渉帯を設けた有機電界発光素子
である。または、電荷輸送帯の中に、正孔輸送材料と電
子輸送材料からなる電荷輸送干渉帯、または無機化合物
からなる電荷輸送干渉帯、または金属からなる電荷輸送
干渉帯を設けた有機電界発光素子である。
【００１３】このような構成によれば、発光効率が高
く、駆動寿命が大幅に改善された有機電界発光素子が提
供される。
く、駆動寿命が大幅に改善された有機電界発光素子が提
供される。
【００１４】
【発明の実施の形態】請求項１記載の発明は、一対の電
極と、前記一対の電極の間に、正孔輸送材を含む正孔輸
送帯と発光材を含む発光帯とを有する有機電界発光素子
であって、前記正孔輸送帯の中に、前記正孔輸送材のイ
オン化ポテンシャルの値より大きなイオン化ポテンシャ
ルを有する有機材料を含む電荷輸送干渉帯を有すること
を特徴とする有機電界発光素子である。
極と、前記一対の電極の間に、正孔輸送材を含む正孔輸
送帯と発光材を含む発光帯とを有する有機電界発光素子
であって、前記正孔輸送帯の中に、前記正孔輸送材のイ
オン化ポテンシャルの値より大きなイオン化ポテンシャ
ルを有する有機材料を含む電荷輸送干渉帯を有すること
を特徴とする有機電界発光素子である。
【００１５】このような電荷輸送干渉帯を正孔輸送帯の
中に設けることにより、正孔の輸送を制御することがで
きる。このため、発光帯に注入される電子と正孔のバラ
ンスを一定に保つことができ、発光の安定性を大幅に改
善することが可能となる。イオン化ポテンシャルの測定
は紫外線光電子分析装置などの通常の手法で求めたもの
で良い。
中に設けることにより、正孔の輸送を制御することがで
きる。このため、発光帯に注入される電子と正孔のバラ
ンスを一定に保つことができ、発光の安定性を大幅に改
善することが可能となる。イオン化ポテンシャルの測定
は紫外線光電子分析装置などの通常の手法で求めたもの
で良い。
【００１６】なお、電荷輸送干渉帯に用いる有機材料
が、正孔輸送性の小さな場合や、薄膜性の悪い場合は、
電荷輸送干渉帯域の膜厚を薄くすることで発光特性の優
れた素子を作製することができる。具体的には、膜厚を
５ｎｍ以下にすると良く、特に１ｎｍ以下にすると非常
に良い。また、正孔輸送材料としては有機電界発光素子
で通常用いられるものであればよく、特には芳香族アミ
ン化合物が有用である。
が、正孔輸送性の小さな場合や、薄膜性の悪い場合は、
電荷輸送干渉帯域の膜厚を薄くすることで発光特性の優
れた素子を作製することができる。具体的には、膜厚を
５ｎｍ以下にすると良く、特に１ｎｍ以下にすると非常
に良い。また、正孔輸送材料としては有機電界発光素子
で通常用いられるものであればよく、特には芳香族アミ
ン化合物が有用である。
【００１７】請求項２記載の発明は、一対の電極と、前
記一対の電極の間に、電子輸送材を含む電子輸送帯と発
光材を含む発光帯とを有する有機電界発光素子であっ
て、前記電子輸送帯の中に、前記電子輸送材の電子親和
力の値より小さな電子親和力を有する有機材料を含む電
荷輸送干渉帯を有することを特徴とする有機電界発光素
子である。
記一対の電極の間に、電子輸送材を含む電子輸送帯と発
光材を含む発光帯とを有する有機電界発光素子であっ
て、前記電子輸送帯の中に、前記電子輸送材の電子親和
力の値より小さな電子親和力を有する有機材料を含む電
荷輸送干渉帯を有することを特徴とする有機電界発光素
子である。
【００１８】このような電荷輸送干渉帯を電子輸送帯の
中に設けることにより、電子の輸送を制御することがで
きる。このため、発光帯に注入される電子と正孔のバラ
ンスを一定に保つことができ、発光の安定性を大幅に改
善することが可能となる。電子親和力の値はイオン化ポ
テンシャルの値から、エネルギーギャップの値を差し引
いて求めることができる。イオン化ポテンシャルの測定
は紫外線光電子分析装置などで、エネルギーギャップの
測定は分光光度計などの通常の手法で求めたもので良
い。
中に設けることにより、電子の輸送を制御することがで
きる。このため、発光帯に注入される電子と正孔のバラ
ンスを一定に保つことができ、発光の安定性を大幅に改
善することが可能となる。電子親和力の値はイオン化ポ
テンシャルの値から、エネルギーギャップの値を差し引
いて求めることができる。イオン化ポテンシャルの測定
は紫外線光電子分析装置などで、エネルギーギャップの
測定は分光光度計などの通常の手法で求めたもので良
い。
【００１９】なお、電荷輸送干渉帯に用いる有機材料
が、電子輸送性の小さな場合や、薄膜性の悪い場合は、
電荷輸送干渉帯域の膜厚を薄くすることで発光特性の優
れた素子を作製することができる。具体的には、膜厚を
５ｎｍ以下にすると良く、特に１ｎｍ以下にすると非常
に良い。また、電子輸送材料としては有機電界発光素子
で通常用いられるものであればよく、特には金属錯体化
合物が有用である。
が、電子輸送性の小さな場合や、薄膜性の悪い場合は、
電荷輸送干渉帯域の膜厚を薄くすることで発光特性の優
れた素子を作製することができる。具体的には、膜厚を
５ｎｍ以下にすると良く、特に１ｎｍ以下にすると非常
に良い。また、電子輸送材料としては有機電界発光素子
で通常用いられるものであればよく、特には金属錯体化
合物が有用である。
【００２０】請求項３記載の発明は、一対の電極と、前
記一対の電極の間に、電子または正孔を輸送する電荷輸
送帯と発光材を含む発光帯とを有する有機電界発光素子
であって、前記電荷輸送帯の中に、正孔輸送材と電子輸
送材を含む電荷輸送干渉帯を有することを特徴とする有
機電界発光素子である。
記一対の電極の間に、電子または正孔を輸送する電荷輸
送帯と発光材を含む発光帯とを有する有機電界発光素子
であって、前記電荷輸送帯の中に、正孔輸送材と電子輸
送材を含む電荷輸送干渉帯を有することを特徴とする有
機電界発光素子である。
【００２１】このような電荷輸送干渉帯を電荷輸送帯の
中に設けることにより、電子または正孔の輸送を制御す
ることができる。このため、発光帯に注入される電子と
正孔のバランスを一定に保つことができ、発光の安定性
を大幅に改善することが可能となる。
中に設けることにより、電子または正孔の輸送を制御す
ることができる。このため、発光帯に注入される電子と
正孔のバランスを一定に保つことができ、発光の安定性
を大幅に改善することが可能となる。
【００２２】なお、正孔輸送材料または電子輸送材料と
しては有機電界発光素子で通常用いられるものであれば
よく、正孔輸送材料としては芳香族アミン化合物が、電
子輸送材料としては金属錯体化合物が特に有用である。
しては有機電界発光素子で通常用いられるものであれば
よく、正孔輸送材料としては芳香族アミン化合物が、電
子輸送材料としては金属錯体化合物が特に有用である。
【００２３】請求項４記載の発明は、一対の電極と、前
記一対の電極の間に、電子または正孔を輸送する電荷輸
送帯と発光材を含む発光帯とを有する有機電界発光素子
であって、前記電荷輸送帯の中に、無機化合物を含む電
荷輸送干渉帯を有することを特徴とする有機電界発光素
子である。
記一対の電極の間に、電子または正孔を輸送する電荷輸
送帯と発光材を含む発光帯とを有する有機電界発光素子
であって、前記電荷輸送帯の中に、無機化合物を含む電
荷輸送干渉帯を有することを特徴とする有機電界発光素
子である。
【００２４】このような電荷輸送干渉帯を電荷輸送帯の
中に設けることにより、電子または正孔の輸送を制御す
ることができる。このため、発光帯に注入される電子と
正孔のバランスを一定に保つことができ、発光の安定性
を大幅に改善することが可能となる。ここで用いられる
無機化合物としては酸化物、ハロゲン化物、窒化物、硫
化物、水酸化物などが挙げられる。具体的にはＳｉＯ、
ＳｉＯ2、ＧｅＯ、ＧｅＯ2、ＬｉＦ、Ｌｉ2Ｏ、Ｍｇ
Ｆ、ＣａＦなどが挙げられる。
中に設けることにより、電子または正孔の輸送を制御す
ることができる。このため、発光帯に注入される電子と
正孔のバランスを一定に保つことができ、発光の安定性
を大幅に改善することが可能となる。ここで用いられる
無機化合物としては酸化物、ハロゲン化物、窒化物、硫
化物、水酸化物などが挙げられる。具体的にはＳｉＯ、
ＳｉＯ2、ＧｅＯ、ＧｅＯ2、ＬｉＦ、Ｌｉ2Ｏ、Ｍｇ
Ｆ、ＣａＦなどが挙げられる。
【００２５】なお、無機化合物が、電荷輸送性の小さな
場合や、薄膜性の悪い場合は、その帯域の膜厚を薄くす
ることで発光特性の優れた素子を作製することができ
る。具体的には、膜厚を５ｎｍ以下にすると良く、特に
１ｎｍ以下にすると非常に良い。
場合や、薄膜性の悪い場合は、その帯域の膜厚を薄くす
ることで発光特性の優れた素子を作製することができ
る。具体的には、膜厚を５ｎｍ以下にすると良く、特に
１ｎｍ以下にすると非常に良い。
【００２６】請求項５記載の発明は、一対の電極と、前
記一対の電極の間に、電子または正孔を輸送する電荷輸
送帯と発光材を含む発光帯とを有する有機電界発光素子
であって、前記電荷輸送帯の中に、金属を含む電荷輸送
干渉帯を有することを特徴とする有機電界発光素子であ
る。
記一対の電極の間に、電子または正孔を輸送する電荷輸
送帯と発光材を含む発光帯とを有する有機電界発光素子
であって、前記電荷輸送帯の中に、金属を含む電荷輸送
干渉帯を有することを特徴とする有機電界発光素子であ
る。
【００２７】このような電荷輸送干渉帯を電荷輸送帯の
中に設けることにより、電子または正孔の輸送を制御す
ることができる。このため、発光帯に注入される電子と
正孔のバランスを一定に保つことができ、発光の安定性
を大幅に改善することが可能となる。なお、電荷輸送帯
が、正孔を輸送する正孔輸送帯の場合には、そこに用い
る正孔輸送材料のイオン化ポテンシャルより大きな値の
仕事関数を有する金属を用いるとさらによい。
中に設けることにより、電子または正孔の輸送を制御す
ることができる。このため、発光帯に注入される電子と
正孔のバランスを一定に保つことができ、発光の安定性
を大幅に改善することが可能となる。なお、電荷輸送帯
が、正孔を輸送する正孔輸送帯の場合には、そこに用い
る正孔輸送材料のイオン化ポテンシャルより大きな値の
仕事関数を有する金属を用いるとさらによい。
【００２８】なお、正孔輸送帯、電子輸送帯または電荷
輸送帯の中に設ける電荷輸送干渉帯は電極や発光帯と接
することなく設けたほうがよい。電極や発光帯と接して
設けると電荷の注入特性や発光特性を低下させる可能性
があり、高効率の素子を実現するのにふさわしくない。
輸送帯の中に設ける電荷輸送干渉帯は電極や発光帯と接
することなく設けたほうがよい。電極や発光帯と接して
設けると電荷の注入特性や発光特性を低下させる可能性
があり、高効率の素子を実現するのにふさわしくない。
【００２９】なお、発光帯に用いる発光材料としては、
各種の蛍光性有機化合物から選べることができるもので
あり、特に有用な発光材料としては各種の蛍光性金属錯
体化合物、キナクリドン誘導体、クマリン誘導体、メロ
シアニン誘導体、オキサゾール誘導体、チアゾール誘導
体、スチリル誘導体、フラボン誘導体、キノリン誘導
体、アクリジン誘導体、縮合多環化合物、トリフェニル
アミン誘導体などが挙げられる。また、ポリパラフェニ
レンビニレン、ポリフルオレノンなどの蛍光性高分子化
合物なども用いることができる。
各種の蛍光性有機化合物から選べることができるもので
あり、特に有用な発光材料としては各種の蛍光性金属錯
体化合物、キナクリドン誘導体、クマリン誘導体、メロ
シアニン誘導体、オキサゾール誘導体、チアゾール誘導
体、スチリル誘導体、フラボン誘導体、キノリン誘導
体、アクリジン誘導体、縮合多環化合物、トリフェニル
アミン誘導体などが挙げられる。また、ポリパラフェニ
レンビニレン、ポリフルオレノンなどの蛍光性高分子化
合物なども用いることができる。
【００３０】また、N,N'-ジメチルキナクリドン、N,N'-
ジフェニルキナクリドンなどのキナクリドン誘導体や３
-(２'-ベンゾチアゾリル)-７-ジエチルアミノクマリン
（クマリン６）などのクマリン誘導体、４-ジシアノメ
チレン-２-メチル-６-(ｐ-アミノスチリル)-４H-ピラ
ン、ルブレン、ジフェニルテトラセン、ペリレンなどの
各種蛍光材料を発光帯にドーパントとして添加すること
によりさらに高効率、高輝度、高信頼性の有機電界発光
素子を作製することができる。
ジフェニルキナクリドンなどのキナクリドン誘導体や３
-(２'-ベンゾチアゾリル)-７-ジエチルアミノクマリン
（クマリン６）などのクマリン誘導体、４-ジシアノメ
チレン-２-メチル-６-(ｐ-アミノスチリル)-４H-ピラ
ン、ルブレン、ジフェニルテトラセン、ペリレンなどの
各種蛍光材料を発光帯にドーパントとして添加すること
によりさらに高効率、高輝度、高信頼性の有機電界発光
素子を作製することができる。
【００３１】また、発光帯と正孔輸送帯、電子輸送帯ま
たは電荷輸送帯が同一材料であっても良い。
たは電荷輸送帯が同一材料であっても良い。
【００３２】以下に、本発明を具体的な実施の形態によ
りに説明する。
りに説明する。
【００３３】以下の実施の形態では、正孔輸送材として
（化１）で示すN,N'-ビス[４'-(N,N'-ジフェニルアミ
ノ)-４-ビフェニリル]-N,N'-ジフェニルベンジジン（以
下ＴＰＴという）を、電子輸送性の発光材として（化
２）で示すトリス(８-キノリノール)アルミニウム（以
下Ａｌｑという。）を用い、陽極、正孔輸送帯、発光
帯、陰極の順に積層した素子の構成を代表的に示すが、
本発明はこの構成に限定されるものではもちろんない。
また、通常は基板上に陽極から陰極の順に積層するが、
これとは逆に基板上に陰極から陽極の順に積層してもよ
い。
（化１）で示すN,N'-ビス[４'-(N,N'-ジフェニルアミ
ノ)-４-ビフェニリル]-N,N'-ジフェニルベンジジン（以
下ＴＰＴという）を、電子輸送性の発光材として（化
２）で示すトリス(８-キノリノール)アルミニウム（以
下Ａｌｑという。）を用い、陽極、正孔輸送帯、発光
帯、陰極の順に積層した素子の構成を代表的に示すが、
本発明はこの構成に限定されるものではもちろんない。
また、通常は基板上に陽極から陰極の順に積層するが、
これとは逆に基板上に陰極から陽極の順に積層してもよ
い。
【００３４】
【化１】
【００３５】
【化２】 （実施の形態１）本発明第１の実施の形態における有機
電界発光素子は、図１にその断面図を示すように、ガラ
ス基板１上に透明電極２としてＩＴＯ電極をあらかじめ
形成したものの上に、正孔を輸送する正孔輸送帯３、発
光現象が起こる発光帯４、陰極５の順に蒸着して作製し
た構成を有する。正孔輸送帯の中に設ける電荷輸送干渉
帯６としては（化３）に示す４-ジシアノメチレン-２-
メチル-６-(ｐ-アミノスチリル)-４H-ピラン（以下ＤＣ
Ｍという）を用いた。
電界発光素子は、図１にその断面図を示すように、ガラ
ス基板１上に透明電極２としてＩＴＯ電極をあらかじめ
形成したものの上に、正孔を輸送する正孔輸送帯３、発
光現象が起こる発光帯４、陰極５の順に蒸着して作製し
た構成を有する。正孔輸送帯の中に設ける電荷輸送干渉
帯６としては（化３）に示す４-ジシアノメチレン-２-
メチル-６-(ｐ-アミノスチリル)-４H-ピラン（以下ＤＣ
Ｍという）を用いた。
【００３６】
【化３】 以下、本実施の形態における有機発光素子の製造方法を
示す。
示す。
【００３７】まず、十分に洗浄したＩＴＯ電極付きのガ
ラス基板、ＴＰＴ、Ａｌｑ、ＤＣＭ、アルミニウム及び
リチウムを蒸着装置にセットした。
ラス基板、ＴＰＴ、Ａｌｑ、ＤＣＭ、アルミニウム及び
リチウムを蒸着装置にセットした。
【００３８】ついで、２×１０-4Ｐａまで排気した後、
０．１ｎｍ／秒の速度でセットしたＴＰＴを蒸着し正孔
輸送帯を３０ｎｍ形成した。ついで、セットしたＤＣＭ
を０．０２ｎｍ／秒の速度で蒸着し、膜厚１ｎｍの電荷
輸送干渉帯を形成した。その後再度ＴＰＴを蒸着し正孔
輸送帯を２０ｎｍ形成した。次に、電子輸送性発光材の
Ａｌｑを０．１ｎｍ／秒で蒸着し、膜厚５０ｎｍの発光
帯を積層した。その後、アルミニウムとリチウムをそれ
ぞれ別の蒸着源より蒸着しアルミニウムとリチウムの共
蒸着層を１５０ｎｍ形成して陰極とした。なお、これら
の蒸着はいずれも真空を破らずに連続して行い、膜厚は
水晶振動子によってモニターした。
０．１ｎｍ／秒の速度でセットしたＴＰＴを蒸着し正孔
輸送帯を３０ｎｍ形成した。ついで、セットしたＤＣＭ
を０．０２ｎｍ／秒の速度で蒸着し、膜厚１ｎｍの電荷
輸送干渉帯を形成した。その後再度ＴＰＴを蒸着し正孔
輸送帯を２０ｎｍ形成した。次に、電子輸送性発光材の
Ａｌｑを０．１ｎｍ／秒で蒸着し、膜厚５０ｎｍの発光
帯を積層した。その後、アルミニウムとリチウムをそれ
ぞれ別の蒸着源より蒸着しアルミニウムとリチウムの共
蒸着層を１５０ｎｍ形成して陰極とした。なお、これら
の蒸着はいずれも真空を破らずに連続して行い、膜厚は
水晶振動子によってモニターした。
【００３９】そして、素子作製後、直ちに乾燥窒素中で
電極の取り出しを行い、引続き特性測定を行った。ここ
で、得られた素子の発光効率は、発光輝度１００ｃｄ／
ｍ2の場合の値で定義した。また、駆動寿命は初期輝度
を１０００ｃｄ／ｍ2として一定電流で駆動したとき
に、輝度が初期の半分の５００ｃｄ／ｍ2になる間での
時間で定義した。
電極の取り出しを行い、引続き特性測定を行った。ここ
で、得られた素子の発光効率は、発光輝度１００ｃｄ／
ｍ2の場合の値で定義した。また、駆動寿命は初期輝度
を１０００ｃｄ／ｍ2として一定電流で駆動したとき
に、輝度が初期の半分の５００ｃｄ／ｍ2になる間での
時間で定義した。
【００４０】同様の測定を電荷輸送干渉帯として（化
４）に示すキナクリドン、（化５）に示すクマリン、
（化２）に示すＡｌｑを用いて行った。これらの結果
を、電荷輸送干渉帯を設けていない素子と比較して以下
の（表１）に示す。また、理研計器製の表面分析装置
（ＡＣ−１）より求めたイオン化ポテンシャルの値を
（表１）に示した。
４）に示すキナクリドン、（化５）に示すクマリン、
（化２）に示すＡｌｑを用いて行った。これらの結果
を、電荷輸送干渉帯を設けていない素子と比較して以下
の（表１）に示す。また、理研計器製の表面分析装置
（ＡＣ−１）より求めたイオン化ポテンシャルの値を
（表１）に示した。
【００４１】
【化４】
【００４２】
【化５】
【００４３】
【表１】 （表１）より、本実施の形態の有機電界発光素子は、発
光効率、駆動寿命が優れていることが確認された。
光効率、駆動寿命が優れていることが確認された。
【００４４】（実施の形態２）本発明第２の実施の形態
における有機電界発光素子は、電荷輸送干渉帯として正
孔輸送材のＴＰＴと電子輸送材のＡｌｑの混合層を設け
た以外は、実施の形態１と同様に有機電界発光素子を作
製し、その特性を評価した。なお、混合層はそれぞれの
材料が１：１になるように共蒸着法により成膜し、その
膜厚は５ｎｍとした。
における有機電界発光素子は、電荷輸送干渉帯として正
孔輸送材のＴＰＴと電子輸送材のＡｌｑの混合層を設け
た以外は、実施の形態１と同様に有機電界発光素子を作
製し、その特性を評価した。なお、混合層はそれぞれの
材料が１：１になるように共蒸着法により成膜し、その
膜厚は５ｎｍとした。
【００４５】その結果、発光効率は２．８ｌｍ/Ｗ、駆
動寿命は１７００時間となり、本実施の形態の有機電界
発光素子は、発光効率、駆動寿命が優れていることが確
認された。
動寿命は１７００時間となり、本実施の形態の有機電界
発光素子は、発光効率、駆動寿命が優れていることが確
認された。
【００４６】（実施の形態３）本発明第３の実施の形態
における有機電界発光素子は、電荷輸送干渉帯として酸
化ゲルマニウムを膜厚１ｎｍ設けた以外は、実施の形態
１と同様に有機電界発光素子を作製し、その特性を評価
した。
における有機電界発光素子は、電荷輸送干渉帯として酸
化ゲルマニウムを膜厚１ｎｍ設けた以外は、実施の形態
１と同様に有機電界発光素子を作製し、その特性を評価
した。
【００４７】その結果、発光効率は２．６ｌｍ/Ｗ、駆
動寿命は１４００時間となり、本実施の形態の有機電界
発光素子は、発光効率、駆動寿命が優れていることが確
認された。
動寿命は１４００時間となり、本実施の形態の有機電界
発光素子は、発光効率、駆動寿命が優れていることが確
認された。
【００４８】（実施の形態４）本発明第４の実施の形態
における有機電界発光素子は、電荷輸送干渉帯として銀
を膜厚１ｎｍ設けた以外は、実施の形態１と同様に有機
電界発光素子を作製し、その特性を評価した。
における有機電界発光素子は、電荷輸送干渉帯として銀
を膜厚１ｎｍ設けた以外は、実施の形態１と同様に有機
電界発光素子を作製し、その特性を評価した。
【００４９】その結果、発光効率は２．３ｌｍ/Ｗ、駆
動寿命は１２００時間となり、本実施の形態の有機電界
発光素子は、発光効率、駆動寿命が優れていることが確
認された。
動寿命は１２００時間となり、本実施の形態の有機電界
発光素子は、発光効率、駆動寿命が優れていることが確
認された。
【００５０】（実施の形態５）本発明第５の実施の形態
における有機電界発光素子は、図２にその断面図を示す
ように、ガラス基板１上に透明電極２としてＩＴＯ電極
をあらかじめ形成したものの上に、正孔を輸送する正孔
輸送帯３、発光現象が起こる発光帯４、電子を輸送する
電子輸送帯７、陰極５の順に蒸着して作製した構成を有
する。電子輸送帯の中に設ける電荷輸送干渉帯６として
はＴＰＴを用いた。発光材としては（化６）で示すＤＰ
ＶＢｉを電子輸送材としてはＡｌｑを用いた。
における有機電界発光素子は、図２にその断面図を示す
ように、ガラス基板１上に透明電極２としてＩＴＯ電極
をあらかじめ形成したものの上に、正孔を輸送する正孔
輸送帯３、発光現象が起こる発光帯４、電子を輸送する
電子輸送帯７、陰極５の順に蒸着して作製した構成を有
する。電子輸送帯の中に設ける電荷輸送干渉帯６として
はＴＰＴを用いた。発光材としては（化６）で示すＤＰ
ＶＢｉを電子輸送材としてはＡｌｑを用いた。
【００５１】
【化６】 以下、本実施の形態における有機発光素子の製造方法を
示す。
示す。
【００５２】まず、十分に洗浄したＩＴＯ電極付きのガ
ラス基板、ＴＰＴ、ＤＰＶＢｉ、Ａｌｑ、アルミニウム
及びリチウムを蒸着装置にセットした。
ラス基板、ＴＰＴ、ＤＰＶＢｉ、Ａｌｑ、アルミニウム
及びリチウムを蒸着装置にセットした。
【００５３】ついで、２×１０-4Ｐａまで排気した後、
０．１ｎｍ／秒の速度でセットしたＴＰＴを蒸着し正孔
輸送帯を５０ｎｍ形成した。次に、発光材のＤＰＶＢｉ
を０．１ｎｍ／秒で蒸着し、膜厚２５ｎｍの発光帯を積
層した。その後、電子輸送材のＡｌｑを０．１ｎｍ／秒
で蒸着し、膜厚１２．５ｎｍの電子輸送帯を積層した。
その後、電荷輸送干渉帯としてＴＰＴを０．０２ｎｍ／
秒の速度で蒸着し、膜厚を１ｎｍとした。さらに、再
度、電子輸送材のＡｌｑを０．１ｎｍ／秒で蒸着し、膜
厚１２．５ｎｍの電子輸送帯を積層した。ついで、アル
ミニウムとリチウムをそれぞれ別の蒸着源より蒸着しア
ルミニウムとリチウムの共蒸着層を１５０ｎｍ形成して
陰極とした。なお、これらの蒸着はいずれも真空を破ら
ずに連続して行い、膜厚は水晶振動子によってモニター
した。
０．１ｎｍ／秒の速度でセットしたＴＰＴを蒸着し正孔
輸送帯を５０ｎｍ形成した。次に、発光材のＤＰＶＢｉ
を０．１ｎｍ／秒で蒸着し、膜厚２５ｎｍの発光帯を積
層した。その後、電子輸送材のＡｌｑを０．１ｎｍ／秒
で蒸着し、膜厚１２．５ｎｍの電子輸送帯を積層した。
その後、電荷輸送干渉帯としてＴＰＴを０．０２ｎｍ／
秒の速度で蒸着し、膜厚を１ｎｍとした。さらに、再
度、電子輸送材のＡｌｑを０．１ｎｍ／秒で蒸着し、膜
厚１２．５ｎｍの電子輸送帯を積層した。ついで、アル
ミニウムとリチウムをそれぞれ別の蒸着源より蒸着しア
ルミニウムとリチウムの共蒸着層を１５０ｎｍ形成して
陰極とした。なお、これらの蒸着はいずれも真空を破ら
ずに連続して行い、膜厚は水晶振動子によってモニター
した。
【００５４】そして、素子作製後、直ちに乾燥窒素中で
電極の取り出しを行い、引続き特性測定を行った。ここ
で、得られた素子の発光効率は、発光輝度１００ｃｄ／
ｍ2の場合の値で定義した。また、駆動寿命は初期輝度
を１０００ｃｄ／ｍ2として一定電流で駆動したとき
に、輝度が初期の半分の５００ｃｄ／ｍ2になる間での
時間で定義した。
電極の取り出しを行い、引続き特性測定を行った。ここ
で、得られた素子の発光効率は、発光輝度１００ｃｄ／
ｍ2の場合の値で定義した。また、駆動寿命は初期輝度
を１０００ｃｄ／ｍ2として一定電流で駆動したとき
に、輝度が初期の半分の５００ｃｄ／ｍ2になる間での
時間で定義した。
【００５５】その結果を、電荷輸送干渉帯を設けていな
い素子と比較して以下の（表２）に示す。また、理研計
器製の表面分析装置（ＡＣ−１）より求めたイオン化ポ
テンシャルの値から、分光光度計で測定した吸収端の値
を差し引いて求めた電子親和力の値を（表２）示す。
い素子と比較して以下の（表２）に示す。また、理研計
器製の表面分析装置（ＡＣ−１）より求めたイオン化ポ
テンシャルの値から、分光光度計で測定した吸収端の値
を差し引いて求めた電子親和力の値を（表２）示す。
【００５６】
【表２】 （表２）より本実施の形態の有機電界発光素子は、発光
効率、駆動寿命が優れていることが確認された。
効率、駆動寿命が優れていることが確認された。
【００５７】なお、本実施の形態では、電荷輸送干渉帯
６としてＴＰＴを用いたが、正孔輸送材と電子輸送材と
の混合層（例えばＴＰＴとＡｌｑとの混合層）を用いて
も良好な結果が得られた。さらに、酸化物、ハロゲン化
物、窒化物、硫化物、水酸化物などの無機化合物や、金
属を用いても良好な結果が得られた。
６としてＴＰＴを用いたが、正孔輸送材と電子輸送材と
の混合層（例えばＴＰＴとＡｌｑとの混合層）を用いて
も良好な結果が得られた。さらに、酸化物、ハロゲン化
物、窒化物、硫化物、水酸化物などの無機化合物や、金
属を用いても良好な結果が得られた。
【００５８】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、発光効
率が高く駆動寿命時の輝度の低下が小さい有機電界発光
素子が得られるという有利な効果が得られる。
率が高く駆動寿命時の輝度の低下が小さい有機電界発光
素子が得られるという有利な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明第１の実施の形態における有機電界発光
素子の構成を示す断面図
素子の構成を示す断面図
【図２】本発明第５の実施の形態における有機電界発光
素子の構成を示す断面図
素子の構成を示す断面図
１ ガラス基板 ２ 透明電極 ３ 正孔輸送帯 ４ 発光帯 ５ 陰極 ６ 電荷輸送干渉帯 ７ 電子輸送帯
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ２３Ｃ 14/08 Ｃ２３Ｃ 14/08 Ｎ Ｊ (72)発明者 工藤 祐治 神奈川県川崎市多摩区東三田３丁目10番１ 号 松下技研株式会社内 (72)発明者 堀 義和 神奈川県川崎市多摩区東三田３丁目10番１ 号 松下技研株式会社内 Ｆターム(参考） 3K007 AB03 AB11 CA01 CB01 DA01 DB03 EA00 EB00 EC00 4K029 AA09 BA04 BA42 BA43 BA45 BA47 BA50 BA62 BB02 BC07 BD01 CA01
Claims (5)
- 【請求項１】 一対の電極と、前記一対の電極の間に、
正孔輸送材を含む正孔輸送帯と発光材を含む発光帯とを
有する有機電界発光素子であって、前記正孔輸送帯の中
に、前記正孔輸送材のイオン化ポテンシャルの値より大
きなイオン化ポテンシャルを有する有機材料を含む電荷
輸送干渉帯を有することを特徴とする有機電界発光素
子。 - 【請求項２】 一対の電極と、前記一対の電極の間に、
電子輸送材を含む電子輸送帯と発光材を含む発光帯とを
有する有機電界発光素子であって、前記電子輸送帯の中
に、前記電子輸送材の電子親和力の値より小さな電子親
和力を有する有機材料を含む電荷輸送干渉帯を有するこ
とを特徴とする有機電界発光素子。 - 【請求項３】 一対の電極と、前記一対の電極の間に、
電子または正孔を輸送する電荷輸送帯と発光材を含む発
光帯とを有する有機電界発光素子であって、前記電荷輸
送帯の中に、正孔輸送材と電子輸送材を含む電荷輸送干
渉帯を有することを特徴とする有機電界発光素子。 - 【請求項４】 一対の電極と、前記一対の電極の間に、
電子または正孔を輸送する電荷輸送帯と発光材を含む発
光帯とを有する有機電界発光素子であって、前記電荷輸
送帯の中に、無機化合物を含む電荷輸送干渉帯を有する
ことを特徴とする有機電界発光素子。 - 【請求項５】 一対の電極と、前記一対の電極の間に、
電子または正孔を輸送する電荷輸送帯と発光材を含む発
光帯とを有する有機電界発光素子であって、前記電荷輸
送帯の中に、金属を含む電荷輸送干渉帯を有することを
特徴とする有機電界発光素子。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000073836A JP3651347B2 (ja) | 2000-03-16 | 2000-03-16 | 有機電界発光素子 |
| US09/740,858 US6730929B2 (en) | 1999-12-24 | 2000-12-21 | Organic electroluminescent device |
| KR10-2000-0080567A KR100409146B1 (ko) | 1999-12-24 | 2000-12-22 | 유기 전계 발광 소자 |
| EP00128364A EP1111695A3 (en) | 1999-12-24 | 2000-12-22 | Organic electroluminescent device |
| US10/694,025 US20040061108A1 (en) | 1999-12-24 | 2003-10-28 | Organic electroluminescent device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000073836A JP3651347B2 (ja) | 2000-03-16 | 2000-03-16 | 有機電界発光素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001267081A true JP2001267081A (ja) | 2001-09-28 |
| JP3651347B2 JP3651347B2 (ja) | 2005-05-25 |
Family
ID=18592018
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000073836A Expired - Lifetime JP3651347B2 (ja) | 1999-12-24 | 2000-03-16 | 有機電界発光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
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-
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- 2000-03-16 JP JP2000073836A patent/JP3651347B2/ja not_active Expired - Lifetime
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