JP2001267083A - 発光素子及びその用途 - Google Patents
発光素子及びその用途Info
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Abstract
素子)の高輝度を維持しながら、コントラスト特性を向
上させること。 【解決手段】 陽極と陰極との間に、発光領域を含む層
が設けられた発光素子において、前記陽極の可視光(波
長380〜780nm)透過率が35〜75%に規定さ
れ、更に前記陽極の仕事関数が3.0〜7.0eVに規
定された発光素子。
Description
ィスプレイ等の表示素子として用いられる自発光型の発
光素子、及びその用途に関する。
等においては、人間と機械とのインターフェースの重要
性が高まってきている。その機械をより快適に効率よく
操作するには、機械の側から充分な量の情報を簡潔に瞬
時に取り出す必要があり、そのため、ディスプレイを初
めとする様々な表示素子の研究が行われている。
化、薄型化に対する要求が日々、強くなっている。以
下、主な表示素子の具体例について説明する。
一つとして今日、種々の製品のインターフェースに用い
られており、ラップトップ型情報処理機器を始め、小型
テレビ、時計、電卓等々、日常生活製品に多く用いられ
ている。
動、低消費電力であるという特徴を生かして、小型から
大容量表示デバイスに至るまで、専らかなめのインター
フェイスとして、研究されてきた。
なのでバックライトが欠かせず、そのバックライトの駆
動には液晶のそれより大きな電力を必要とする。したが
って、蓄電池等が内臓されているとはいえ給電に限界が
あり、稼動時間が短くなるなど、使用上の制限が出る問
題がある。
は、特有の問題点を指摘することができる。
イ等の大型表示には適していないこと、また液晶ディス
プレイは液晶分子の配向状態による表示であるので、そ
の視野角の中においても、角度によってはコントラスト
が変化してしまうこと、が問題である。
レイのアクティブマトリクス方式は、動画を扱うのに十
分な応答速度を示す反面、TFT駆動回路を用いるの
で、画素欠陥により画面サイズを大型化することが困難
であり、またコストダウンを計る上からも得策ではな
い。
リクス方式は、上記とは裏腹にコストは低いし、画面サ
イズの大型化も比較的容易であるが、動画を扱うのに十
分な応答速度が出せない、という問題がある。
るプラズマ表示素子や無機電界発光素子、有機電界発光
素子などは、自発光型に属する表示素子である。
プラズマ発光を表示に利用したもので、大型化、大容量
化に適している。しかし、薄型化やコスト面で問題を抱
えており、さらに駆動に高電圧の交流バイアスを必要と
し、携帯用デバイスには適していない。
スプレイ等が商品化されたが、プラズマ表示素子と同
様、交流バイアス駆動で数百Vを必要としたため、ユー
ザーに受け入れられなかった。
日ではカラーディスプレイ表示に必要なRGB三原色の
発光に成功しているが、構成に無機材料が欠かせないの
で、分子設計等による発光波長などの制御は無理であ
り、フルカラー化には困難が伴うと予想される。
よる電界発光を利用するもので、この現象は既に今から
約30数年前に発見されている。すなわち、1960年
代前半に、強く蛍光を発生するアントラセン単結晶へキ
ャリアを注入すると、特異な発光現象(ルミネセンスの
誘起による)の生じるのが観測された。それ以来、有機
電界発光素子は長期間にわたって研究の対象にされてき
たが、何分にも低揮度、単色で、しかも単結晶を用いる
ため、主に有機材料へのキャリア注入の点に技術的重点
が置かれ、基礎的研究段階の域を出なかった。
なると、事情が変わってくる。1987年にEastm
an Kodak社のTangらが当時としては画期的
な有機薄膜電界発光素子を発表した。これは、アモルフ
ァス発光層を有する積層構造体で、低電圧駆動、高輝度
発光が可能である。この積層構造体の発明がきっかけと
なって有機電界発光素子の研究開発は一段と弾みがつ
き、RGB三原色の発光、安定性、輝度上昇、積層構
造、及び製造方法と研究が多方面で盛んに行われるよう
になり、今日に至っている。
る分子設計等を利用して次々とディスプレイ用の新規材
料が開発され、直流低電圧駆動、薄型、自発光性など、
それなりに優れた特徴を有する有機電界発光素子が相次
いで出現し、そのカラーディスプレイへの応用研究も盛
んに行われつつある。
子の長所、短所、あるいは開発の歴史について述べてき
たが、本発明はこれらの表示素子のうち、有機電界発光
素子と無機電界発光素子の改良に係わるものなので、以
下、それらの発光素子が今日抱えている、各方面からと
くに改善の要ありと指摘されている問題点について説明
する。
主たる性能の一つであるが、前述した有機電界発光素子
や無機電界発光素子などの自発光型表示素子ではメタル
バック(金属陰極による外光の反射)等の影響により、
充分なコントラストが得られていない。とくに有機電界
発光素子のコントラストは、せいぜい200:1程度で
あり、これを上回る充分なコントラストを有する表示素
子の開発が各方面から要求されている。
不十分である。その原因の一つとして、電極から有機層
へのキャリアの注入効率が小さいことが挙げられる。
な障害は、陽極材料がITO、ZnO、SnO2及びそ
れらの関連物質にほぼ限定されていて、ホール注入材料
が、陽極材料とのエネルギーマッチングに大きく制約さ
れていることである。
たもので、その目的は、高輝度を維持しながらコントラ
ストを向上させた発光素子(有機電界発光素子、無機電
界発光素子など)を提供することにある。
素子は、発光領域を含む層が陽極と陰極との間に設けら
れた発光素子において、前記陽極の可視光透過率が35
〜75%であることを、特徴とする。
後述するようにしかるべき機能を備えた有機化合物層及
び/又は無機化合物層で構成されるものであり、前記可
視光とは、通常380〜780nmの波長を有する電磁
波のことを言う。
光透過率を35〜75%、好ましくは40〜70%の範
囲に特定すると、言い換えれば、この陽極を光学的に特
定の「半透明」な状態に構成しておくと、発光素子は、
有機電界発光素子に限らず無機電界発光素子も高輝度を
維持しながら、コントラストを確実に向上させることが
できる。即ち、陽極の光透過率を上記範囲に設定すれ
ば、素子へ入射する外光の入射量とこの入射光の金属陰
極での反射光の透過量も減らせるため、コントラストが
向上し、かつ、上記光透過率の範囲との材料的にみて広
範囲の中からホール注入層とのエネルギーレベルのマッ
チングのとれた陽極材料を選べ、これによって光透過率
が低下してもキャリア注入量(発光量)を増やし、高輝
度を保持することができる。反対に、上記光透過率範囲
を外れると、上記の効果が発揮されない。
の場合は、陽極を上記した35〜70%の光透過率とし
たので、陽極の仕事関数を3.0〜7.0eVの範囲内
に任意に規定でき、陽極材料としてホール注入層とエネ
ルギーマッチングがとれるもの(すなわち、両者間のエ
ネルギーマッチングの最適化をはかること)によって、
ホールの注入効率を向上させ、発光効率を高めることが
できる。
がり、ホール注入材料に対する制約が解消されるととも
に、ホール注入材料についても、陽極材料に対する制約
が解消され、両者ともこれまでに比べてより広範囲な材
料を用いることが可能である。
て更に具体的に説明する。
ラストの向上の効果を発揮させるには、前記陽極を可視
光域(通常、波長が380〜780nmのもの)全体に
わたって、35〜75%の透過率に維持することが重要
である。
として、周期表のIIIA族、IVA族、VA族、VIIA族、
VIIIA族及びIB族から選ばれた1種、又は2種以上の
金属、又はその金属化合物を用いることが好ましい。
Ir、Rh、Pt、Pd、Re、Ti、Zr、Nb、M
o及びWなどがある。
窒化物又は酸窒化物が好ましい。これらの具体例を挙げ
ると、LiNiO2、PtRhOx、TiNbOx、WR
eOx、NiO、RuOx、IrOx、PtOx、Rh
Ox、PdOx、ReOx、WOx、NiNO、LiNiN
O、RuNO、IrNO、PtNO、RhNO、ReN
O、WNO、TiNO、TiNおよびZrNなどがあ
る。
ために、陽極材にドーパントを添加するとよい。そのド
ーパントを添加した陽極材の主な例を挙げると、RXN
iO(R=H、Li、Na、K、Rb、Cs、Cu、A
g、Au)、RxWO3(R=H、Li、Na、K、R
b、Cs、Cu、Ag、Au)、TiNbxOyなどがあ
る。
化学量論組成である必要はなく、不定比であってもよ
い。
相、複数相のどちらでもよい。
ては、特に限定しない。平滑度が高くて一様な膜、たと
えばアモルファス、微結晶、エピタキシャル膜、単結晶
膜もしくは、これらに類似したものが望ましい。
陽極材料はp型の電気伝導特性を有していることが好ま
しい。
TO等の透明電極と積層構造にする場合は、組成と層厚
とを最適化することによって、前記光透過率と、後述す
る仕事関数と、電気抵抗率とを、他の特性を損なうこと
なく所望にコントロールすることができる。
例を挙げると、既述した金属又は金属酸化物を含む相
と、亜鉛、インジウム又はスズを含む相とが単層化又は
積層化された構造が好ましい。
半透明の条件を備えるだけでなく、その仕事関数が3.
0〜7.0eVに規定されていることが好ましい。
と陽極間のエネルギーマッチングの最適化を行うことが
でき、ホールの注入効率を向上させ、発光効率を高める
ことができるばかりでなく、ホール注入層と陽極とを相
互に拘束する制約を解消でき、それぞれより広範囲の材
料系を用いることが可能である。
造するには、この分野で公知の製膜法、たとえばスパッ
タッリング、電子ビーム蒸着、イオンプレーティング、
レーザアブレーションなどの手法によればよい。
し効率を上げる目的で、陽極にはもっぱらITO、Zn
O、SnO2及びこれらの関連物質と、限られた材料が
用いられ、可視光透過率を80%以上と所謂「透明電
極」にするのが通例であった。その結果、ホール注入材
料及び陽極材料は、互いにエネルギーマッチングに強く
制約され、選択使用幅がごく狭いものであった。この問
題を、前記陽極に係わる特定条件の確立によって解決し
たのが、本発明に他ならない。
な構造をもつのか、具体的に好ましい例を、適宜、図面
を参照しながら説明する。
な基本構造は、透明基板の上に、陽極と、発光領域を含
む有機又は無機層と、陰極とが順次積層されているもの
である。
成に種々の変形が可能であり、たとえば前記陽極側にホ
ール輸送層、前記陰極側に電子輸送層を夫々、設けるこ
とができる。
にホール注入層を設けることができる。
輸送層との間に発光層を設けることができる。
これは有機電界発光素子と呼ばれるもので、ここでは上
述した層構造にさらに若干の工夫がこらされたものを示
す。すなわち、図1(A)の発光素子は透明基板1の上
に陽極2、ホール注入層3、ホール輸送層4、発光層
5、電子輸送層6、電子注入層7、バッファ層8及び陰
極9が真空蒸着等により順に積層されたものである。
は、図1(A)に示した発光素子と各層がちょうど逆に
構成されたものである。
機電界発光素子と呼ばれるものであって、透明基板1の
上に陽極2、発光層5、及び陰極9が順次、積層された
ものである。
発光層、電子輸送層、電子注入層、バッファー層及び陰
極の材料については、この種の分野で公知の材料が使
え、とくに限定はない。
ジジン誘導体、スチリルアミン誘導体、トリフェニルメ
タン誘導体、トリフェニル(又はアリール)アミン誘導
体、及びヒドラゾン誘導体などが用いられる。中でも、
図3に示すα−NPD(α−naphtyl phenyl diamine)
などはよく用いられるホール輸送材料である。
導体、ビススチリル誘導体、ピラジン誘導体などが用い
られる。たとえば、図4に示すAlq3(8−hydroxy q
uinorine alminum)などは、好ましい電子輸送材料であ
る。
図5に示すm−MTDATA(4,4',4"-tris(3-methylp
henylphenylamino)triphenylamine)などは好ましいホ
ール注入材料である。
他の有機材料の共蒸着を行ってもよく、たとえばペリレ
ン誘導体、クマリン誘導体、ベンジシン誘導体などがあ
る。もちろん、ピラン誘導体等の材料を含む有機膜であ
ってもよい。
注入するために、材料の真空準位からの仕事関数の小さ
な金属を用いるのが好ましく、たとえば、In、Mg、
Ca、Sr、Ba、Liなどを他の金属との合金とし
て、安定性を高めて使用するのがよい。
層へ注入するために、たとえば陰極材料と電子注入材料
との層間にLi2O、LiF、SrO、CaF2などのな
どのアルカリ金属酸化物、アルカリ金属弗化物、アルカ
リ土類酸化物、アルカリ土類弗化物を介在させるとよ
い。
は、大気中の酸素等による影響を排除し、安定性を高め
るために、あらかじめ例えばゲルマニウム酸化物などで
封止を行ったり、あるいは周囲空間を真空に引いた状態
にしておくことが望ましい。
ピュータ、テレビジョン受像機、ビルボード、スタジオ
用スクリーン、ファクシミリ、携帯電話、携帯端末、乗
り物又は音響機器に用いて好適である。
的に説明する。
O(膜厚約150nm)とNiO(膜厚約120nm)
をRFスパッタリングにより積層した。この陽極の光透
過率は520nmで25%、仕事関数は5.51eVだ
った。この積層体上に、SiO2蒸着により2mm×2
mmの発光領域以外をマスクした有機電界発光素子作製
用のセルを作製した。次に、正孔輸送層としてα−NP
D(α−naphtyl phenyl diamine)を真空蒸着法により
真空下で50nm蒸着(蒸着速度0.2nm/s)し、
電子輸送性発光層としてAlq3(8−hydroxy quinori
nealminum)を50nm蒸着し、バッファー層としてL
i2Oを0.5nm蒸着し、陰極としてAlを約200
nm蒸着して、有機電界発光素子を作製した。
ころ、最大発光波長は520nm、CIE色度座標上で
の座標は(0.32,0.55)であり、良好な緑色発
光を呈した。駆動電圧6V時の電流密度は38.7mA
/cm2、輝度は440cd/m2であった。300lX
照射時の非発光輝度は2.44cd/m2で、コントラ
ストは180:1だった。
O(膜厚約150nm)とNiO(膜厚約100nm)
をRFスパッタリングにより積層した。この陽極の光透
過率は520nmで30%、仕事関数は5.52eVだ
った。この積層体上に、SiO2蒸着により2mm×2
mmの発光領域以外をマスクした有機電界発光素子作製
用のセルを作製した。次に、正孔輸送層としてα−NP
D(α−naphtyl phenyl diamine)を真空蒸着法により
真空下で50nm蒸着(蒸着速度0.2nm/s)し、
電子輸送性発光層としてAlq3(8−hydroxy quinori
nealminum)を50nm蒸着し、バッファー層としてL
i2Oを0.5nm蒸着し、陰極としてAlを約200
nm蒸着して、有機電界発光素子を作製した。
ころ、最大発光波長は520nm、CIE色度座標上で
の座標は(0.32,0.55)であり、良好な緑色発
光を呈した。駆動電圧6V時の電流密度は38.7mA
/cm2、輝度は528cd/m2であった。300lX
照射時の非発光輝度は2.45cd/m2で、コントラ
ストは220:1だった。
O(膜厚約150nm)とNiO(膜厚約80nm)を
RFスパッタリングにより積層した。この陽極の光透過
率は520nmで35%、仕事関数は5.5eVだっ
た。この積層体上に、SiO2蒸着により2mm×2m
mの発光領域以外をマスクした有機電界発光素子作製用
のセルを作製した。次に、正孔輸送層としてα−NPD
(α−naphtyl phenyl diamine)を真空蒸着法により真
空下で50nm蒸着(蒸着速度0.2nm/s)し、電
子輸送性発光層としてAlq3(8−hydroxy quinorine
alminum)を50nm蒸着し、バッファー層としてLi
2Oを0.5nm蒸着し、陰極としてAlを約200n
m蒸着して、有機電界発光素子を作製した。
ころ、最大発光波長は520nm、CIE色度座標上で
の座標は(0.32.0.55)であり、良好な緑色発
光を呈した。駆動電圧6V時の電流密度は38.8mA
/cm2、輝度は620cd/m2であった。300lX
照射時の非発光輝度は2.46cd/m2で、コントラ
ストは250:1だった。
O(膜厚約150nm)とNiO(膜厚約70nm)を
RFスパッタリングにより積層した。この陽極の光透過
率は520nmで40%、仕事関数は5.47eVだっ
た。この積層体上に、SiO2蒸着により2mm×2m
mの発光領域以外をマスクした有機電界発光素子作製用
のセルを作製した。次に、正孔輸送層としてα−NPD
(α−naphtyl phenyl diamine)を真空蒸着法により真
空下で50nm蒸着(蒸着速度0.2nm/s)し、電
子輸送性発光層としてAlq3(8−hydroxy quinorine
alminum)を50nm蒸着し、バッファー層としてLi
2Oを0.5nm蒸着し、陰極としてAlを約200n
m蒸着して、有機電界発光素子を作製した。
ころ、最大発光波長は520nm、CIE色度座標上で
の座標は(0.32,0.55)であり、良好な緑色発
光を呈した。駆動電圧6V時の電流密度は41.0mA
/cm2、輝度は800cd/m2であった。300lX
照射時の非発光輝度は2.49cd/m2で、コントラ
ストは320:1だった。
O(膜厚約150nm)とNiO(膜厚約60nm)を
RFスパッタリングにより積層した。この陽極の光透過
率は520nmで43%、仕事関数は5.45eVだっ
た。この積層体上に、SiO2蒸着により2mm×2m
mの発光領域以外をマスクした有機電界発光素子作製用
のセルを作製した。次に、正孔輸送層としてα−NPD
(α−naphtyl phenyl diamine)を真空蒸着法により真
空下で50nm蒸着(蒸着速度0.2nm/s)し、電
子輸送性発光層としてAlq3(8−hydroxy quinorine
alminum)を50nm蒸着し、バッファー層としてLi
2Oを0.5nm蒸着し、陰極としてAlを約200n
m蒸着して、有機電界発光素子を作製した。
ころ、最大発光波長は520nm、CIE色度座標上で
の座標は(0.32,0.55)であり、良好な緑色発
光を呈した。駆動電圧6V時の電流密度は41.5mA
/cm2、輝度は880cd/m2であった。300lX
照射時の非発光輝度は2.50cd/m2で、コントラ
ストは350:1だった。
O(膜厚約150nm)とNiO(膜厚約55nm)を
RFスパッタリングにより積層した。この陽極の光透過
率は520nmで46%、仕事関数は5.40eVだっ
た。この積層体上に、SiO2蒸着により2mm×2m
mの発光領域以外をマスクした有機電界発光素子作製用
のセルを作製した。次に、正孔輸送層としてα−NPD
(α−naphtyl phenyl diamine)を真空蒸着法により真
空下で50nm蒸着(蒸着速度0.2nm/s)し、電
子輸送性発光層としてAlq3(8−hydroxy quinorine
alminum)を50nm蒸着し、バッファー層としてLi
2Oを0.5nm蒸着し、陰極としてAlを約200n
m蒸着して、有機電界発光素子を作製した。
ころ、最大発光波長は520nm、CIE色度座標上で
の座標は(0.32,0.55)であり、良好な緑色発
光を呈した。駆動電圧6V時の電流密度は42.1mA
/cm2、輝度は970cd/m2であった。300lX
照射時の非発光輝度は2.55cd/m2で、コントラ
ストは380:1だった。
O(膜厚約150nm)とNiO(膜厚約40nm)を
RFスパッタリングにより積層した。この陽極の光透過
率は520nmで50%、仕事関数は5.38eVだっ
た。この積層体上に、SiO2蒸着により2mm×2m
mの発光領域以外をマスクした有機電界発光素子作製用
のセルを作製した。次に、正孔輸送層としてα−NPD
(α−naphtyl phenyl diamine)を真空蒸着法により真
空下で50nm蒸着(蒸着速度0.2nm/s)し、電
子輸送性発光層としてAlq3(8−hydroxy quinorine
alminum)を50nm蒸着し、バッファー層としてLi
2Oを0.5nm蒸着し、陰極としてAlを約200n
m蒸着して、有機電界発光素子を作製した。
ころ、最大発光波長は520nm、CIE色度座標上で
の座標は(0.32,0.55)であり、良好な緑色発
光を呈した。駆動電圧6V時の電流密度は41.6mA
/cm2、輝度は1030cd/m2であった。300l
X照射時の非発光輝度は2.59cd/m2で、コントラ
ストは400:1だった。
O(膜厚約150nm)とNiO(膜厚約30nm)を
RFスパッタリングにより積層した。この陽極の光透過
率は520nmで58%、仕事関数は5.32eVだっ
た。この積層体上に、SiO2蒸着により2mm×2m
mの発光領域以外をマスクした有機電界発光素子作製用
のセルを作製した。次に、正孔輸送層としてα−NPD
(α−naphtyl phenyl diamine)を真空蒸着法により真
空下で50nm蒸着(蒸着速度0.2nm/s)し、電
子輸送性発光層としてAlq3(8−hydroxy quinorine
alminum)を50nm蒸着し、バッファー層としてLi
2Oを0.5nm蒸着し、陰極としてAlを約200n
m蒸着して、有機電界発光素子を作製した。
ころ、最大発光波長は520nm、CIE色度座標上で
の座標は(0.32,0.55)であり、良好な緑色発
光を呈した。駆動電圧6V時の電流密度は40.0mA
/cm2、輝度は1110cd/m2であった。300l
X照射時の非発光輝度は2.68cd/m2で、コントラ
ストは420:1だった。
O(膜厚約150nm)とNiO(膜厚約22nm)を
RFスパッタリングにより積層した。この陽極の光透過
率は520nmで63%、仕事関数は5.31eVだっ
た。この積層体上に、SiO2蒸着により2mm×2m
mの発光領域以外をマスクした有機電界発光素子作製用
のセルを作製した。次に、正孔輸送層としてα−NPD
(α−naphtyl phenyl diamine)を真空蒸着法により真
空下で50nm蒸着(蒸着速度0.2nm/s)し、電
子輸送性発光層としてAlq3(8−hydroxy quinorine
alminum)を50nm蒸着し、バッファー層としてLi
2Oを0.5nm蒸着し、陰極としてAlを約200n
m蒸着して、有機電界発光素子を作製した。
ころ、最大発光波長は520nm、CIE色度座標上で
の座標は(0.32,0.55)であり、良好な緑色発
光を呈した。駆動電圧6V時の電流密度は39.6mA
/cm2、輝度は1200cd/m2であった。300l
X照射時の非発光輝度は2.92cd/m2で、コントラ
ストは410:1だった。
O(膜厚約150nm)とNiO(膜厚約18nm)を
RFスパッタリングにより積層した。この陽極の光透過
率は520nmで70%、仕事関数は5.27eVだっ
た。この積層体上に、SiO2蒸着により2mm×2m
mの発光領域以外をマスクした有機電界発光素子作製用
のセルを作製した。次に、正孔輸送層としてα−NPD
(α−naphtyl phenyl diamine)を真空蒸着法により真
空下で50nm蒸着(蒸着速度0.2nm/s)し、電
子輸送性発光層としてAlq3(8−hydroxy quinorine
alminum)を50nm蒸着し、バッファー層としてLi
2Oを0.5nm蒸着し、陰極としてAlを約200n
m蒸着して、有機電界発光素子を作製した。
ころ、最大発光波長は520nm、CIE色度座標上で
の座標は(0.32,0.55)であり、良好な緑色発
光を呈した。駆動電圧6V時の電流密度は37.2mA
/cm2、輝度は1050cd/m2であった。300l
X照射時の非発光輝度は3.10cd/m2で、コントラ
ストは340:1だった。
O(膜厚約150nm)とNiO(膜厚約15nm)を
RFスパッタリングにより積層した。この陽極の光透過
率は520nmで75%、仕事関数は5.27eVだっ
た。この積層体上に、SiO2蒸着により2mm×2m
mの発光領域以外をマスクした有機電界発光素子作製用
のセルを作製した。次に、正孔輸送層としてα−NPD
(α−naphtyl phenyl diamine)を真空蒸着法により真
空下で50nm蒸着(蒸着速度0.2nm/s)し、電
子輸送性発光層としてAlq3(8−hydroxy quinorine
alminum)を50nm蒸着し、バッファー層としてLi
2Oを0.5nm蒸着し、陰極としてAlを約200n
m蒸着して、有機電界発光素子を作製した。
ころ、最大発光波長は520nm、CIE色度座標上で
の座標は(0.32,0.55)であり、良好な緑色発
光を呈した。駆動電圧6V時の電流密度は34.8mA
/cm2、輝度は980cd/m2であった。300lX
照射時の非発光輝度は3.49cd/m2で、コントラ
ストは290:1だった。
O(膜厚約150nm)とNiO(膜厚約10nm)を
RFスパッタリングにより積層した。この陽極の光透過
率は520nmで80%、仕事関数は5.10eVだっ
た。この積層体上に、SiO2蒸着により2mm×2m
mの発光領域以外をマスクした有機電界発光素子作製用
のセルを作製した。次に、正孔輸送層としてα−NPD
(α−naphtyl phenyl diamine)を真空蒸着法により真
空下で50nm蒸着(蒸着速度0.2nm/s)し、電
子輸送性発光層としてAlq3(8−hydroxy quinorine
alminum)を50nm蒸着し、バッファー層としてLi
2Oを0.5nm蒸着し、陰極としてAlを約200n
m蒸着して、有機電界発光素子を作製した。
ころ、最大発光波長は520nm、CIE色度座標上で
の座標は(0.32,0.55)であり、良好な緑色発
光を呈した。駆動電圧6V時の電流密度は32.2mA
/cm2、輝度は880cd/m2であった。300lX
照射時の非発光輝度は3.78cd/m2で、コントラ
ストは230:1だった。
O(膜厚約150nm)をRFスパッタリングにより積
層した。この陽極の光透過率は520nmで90%、仕
事関数は4.80eVだった。この積層体上に、SiO
2蒸着により2mm×2mmの発光領域以外をマスクし
た有機電界発光素子作製用のセルを作製した。次に、正
孔輸送層としてα−NPD(α−naphtyl phenyl diami
ne)を真空蒸着法により真空下で50nm蒸着(蒸着速
度0.2nm/s)し、電子輸送性発光層としてAlq
3(8−hydroxy quinorine alminum)を50nm蒸着
し、バッファー層としてLi2Oを0.5nm蒸着し、
陰極として、Alを約200nm蒸着して、有機電界発
光素子を作製した。
ころ、最大発光波長は520nm、CIE色度座標上で
の座標は(0.32,0.55)であり、良好な緑色発
光を呈した。駆動電圧6V時の電流密度は21.9mA
/cm2、輝度は556cd/m2であった。300lX
照射時の非発光輝度は3.92cd/m2で、コントラ
ストは140:1だった。
有機電界発光素子の陽極の光透過率(光の波長は520
nm)に対する6V駆動時のコントラスト及び輝度の関
係を図6に示す。この図から明らかなように、陽極の光
透過率が35%以上75%以下において250:1以上
のコントラストが達成された。更に、陽極の光透過率が
40以上70%以下において300:1以上のコントラ
ストが達成された。更にまた、陽極の光透過率50%以
上70%以下においては300:1以上のコントラスト
と1000cd/m2以上の輝度が同時に達成された。
O(膜厚約150nm)とNiO:Li(Li濃度は約
1mol%、膜厚約25nm)をRFスパッタリングに
より積層した。この陽極の光透過率は520nmで60
%、仕事関数は5.32eVだった。この積層体上に、
SiO2蒸着により2mm×2mmの発光領域以外をマ
スクした有機電界発光素子作製用のセルを作製した。次
に、正孔輸送層としてα−NPD(α−naphtyl phenyl
diamine)を真空蒸着法により真空下で50nm蒸着
(蒸着速度0.2nm/s)し、電子輸送性発光層とし
てAlq3(8−hydroxy quinorine alminum)を50n
m蒸着し、バッファー層としてLiFを0.5nm蒸着
し、陰極としてAlを約200nm蒸着して、有機電界
発光素子を作製した。
ころ、最大発光波長は520nm、CIE色度座標上で
の座標は(0.32,0.55)であり、良好な緑色発
光を呈した。駆動電圧6V時の電流密度は63.6mA
/cm2、輝度は2720cd/m2であった。300l
X照射時の非発光輝度は2.86cd/m2で、コントラ
ストは950:1だった。
O(膜厚約150nm)とLiNiO2(膜厚約25n
m)をRFスパッタリングにより積層した。この陽極の
光透過率は520nmで60%、仕事関数は5.32e
Vだった。この積層体上に、SiO2蒸着により2mm
×2mmの発光領域以外をマスクした有機電界発光素子
作製用のセルを作製した。次に、正孔輸送層としてα−
NPD(α−naphtyl phenyl diamine)を真空蒸着法に
より真空下で50nm蒸着(蒸着速度0.2nm/s)
し、電子輸送性発光層としてAlq3(8−hydroxy qui
norine alminum)を50nm蒸着し、バッファー層とし
てLiFを0.5nm蒸着し、陰極としてAlを約20
0nm蒸着して、有機電界発光素子を作製した。
ころ、最大発光波長は520nm、CIE色度座標上で
の座標は(0.32,0.55)であり、良好な緑色発
光を呈した。駆動電圧6V時の電流密度は119mA/
cm2、輝度は3110cd/m2であった。300lX
照射時の非発光輝度は2.95cd/m2で、コントラ
ストは1050:1だった。
O(膜厚約150nm)をRFスパッタリングにより積
層した。この陽極の光透過率は520nmで90%、仕
事関数は4.8eVだった。この積層体上に、SiO2
蒸着により2mm×2mmの発光領域以外をマスクした
有機電界発光素子作製用のセルを作製した。次に、正孔
輸送層としてα−NPD(α−naphtyl phenyl diamin
e)を真空蒸着法により真空下で50nm蒸着(蒸着速
度0.2nm/s)し、電子輸送性発光層としてAlq
3(8−hydroxy quinorine alminum)を50nm蒸着
し、バッファー層としてLiFを0.5nm蒸着し、陰
極としてAlを約200nm蒸着して、有機電界発光素
子を作製した。
ころ、最大発光波長は520nm、CIE色度座標上で
の座標は(0.32,0.55)であり、良好な緑色発
光を呈した。駆動電圧6V時の電流密度は58.2mA
/cm2、輝度は2210cd/m2であった。300l
X照射時の非発光輝度は3.95cd/m2で、コントラ
ストは560:1だった。
−Liを約200nm(Li濃度約1mol%)、電子
輸送性発光層としてAlq3(8−hydroxy quinorine a
lminum)を50nm、正孔輸送層としてα−NPD(α
−naphtyl phenyl diamine)を50nm、真空蒸着法に
よりした。次に、SiO2で2mm×2mmの発光領域
以外を真空蒸着によりマスクした。更に、陽極としてR
uO2(膜厚約6nm)をRFスパッタリングにより製
膜し、有機電界発光素子を作製した。この陽極の光透過
率は波長520nmの光で58%、仕事関数は5.18
eVだった。
ころ、最大発光波長は520nm、CIE色度座標上で
の座標は(0.32,0.55)であり、良好な緑色発
光を呈した。駆動電圧6V時の電流密度は34.4mA
/cm2、輝度は780cd/m2であった。300lX
照射時の非発光輝度は2.45cd/m2で、コントラ
ストは320:1だった。
−Liを約200nm(Li濃度約1mol%)、電子
輸送性発光層としてAlq3(8−hydroxy quinorine a
lminum)を50nm、正孔輸送層としてα−NPD(α
−naphtyl phenyl diamine)を50nm、真空蒸着法に
よりした。次に、SiO2で2mm×2mmの発光領域
以外を真空蒸着によりマスクした。更に、陽極としてI
TO(膜厚約150nm)をRFスパッタリングにより
製膜し、有機電界発光素子を作製した。この陽極の光透
過率は波長520nmの光で90%、仕事関数は4.8
eVだった。
ころ、最大発光波長は520nm、CIE色度座標上で
の座標は(0.32,0.55)であり、良好な緑色発
光を呈した。駆動電圧6V時の電流密度は20.5mA
/cm2、輝度は520cd/m2であった。300lX
照射時の非発光輝度は3.51cd/m2で、コントラ
ストは150:1だった。
O(膜厚約150nm)と、NiO:Li(Li濃度は
約1mol%、膜厚約20nm)をRFスパッタリング
により積層した。この陽極の光透過率は波長520nm
で68%、仕事関数は5.29eVだった。この積層体
上にSiO2蒸着により2mm×2mmの発光領域以外
をマスクした有機電界発光素子作製用のセルを作製し
た。次に、正孔注入層としてm−MTDATA(4,4',
4"-tris[N−(3-methylphenylphenylamino]triphenylami
ne)を真空蒸着法により真空下で25nm蒸着(蒸着速
度0.2nm/s)し、正孔輸送層としてα−NPD
(α−naphtyl phenyl diamine)を50nm蒸着(蒸着
速度0.2nm/s)し、電子輸送性発光層としてAl
q3(8−hydroxy quinorinealminum)を50nm蒸着
し、バッファー層としてLi2Oを0.5nm蒸着し、
陰極としてAlを約200nm蒸着して、有機電界発光
素子を作製した。
ころ、最大発光波長は520nm、CIE色度座標上で
の座標は(0.34,0.56)であり、良好な緑色発
光を呈した。駆動電圧10V時の電流密度は14.6m
A/cm2、輝度は710cd/m2であった。300l
X照射時の非発光輝度は2.82cd/m2で、コントラ
ストは250:1だった。
O(膜厚約150nm)をRFスパッタリングにより積
層した。この陽極の光透過率は波長520nmで90
%、仕事関数は4.8eVだった。この積層体上にSi
O2蒸着により2mm×2mmの発光領域以外をマスク
した有機電界発光素子作製用のセルを作製した。次に、
正孔注入層としてm−MTDATA(4,4',4"-tris[N
−(3-methylphenylphenylamino]triphenylamine)を真
空蒸着法により真空下で25nm蒸着(蒸着速度0.2
nm/s)し、正孔輸送層としてα−NPD(α−naph
tylphenyl diamine)を50nm蒸着(蒸着速度0.2
nm/s)し、電子輸送性発光層としてAlq3(8−h
ydroxy quinorine alminum)を50nm蒸着し、バッフ
ァー層としてLi2Oを0.5nm蒸着し、陰極として
Alを約200nm蒸着して、有機電界発光素子を作製
した。
ころ、最大発光波長は520nm、CIE色度座標上で
の座標は(0.34,0.56)であり、良好な緑色発
光を呈した。駆動電圧10V時の電流密度は11.0m
A/cm2、輝度は498cd/m2であった。300l
X照射時の非発光輝度は3.84cd/m2で、コントラ
ストは130:1だった。
O(膜厚約150nm)とLiNiO2(膜厚約40n
m)をRFスパッタリングにより積層した。この陽極の
光透過率は波長520nmで48%、仕事関数は5.4
0eVだった。この積層体上にSiO2蒸着により2m
m×2mmの発光領域以外をマスクした発光素子作製用
のITO基板を作製した。この上に発光中心の蛍光体が
CaCa 2S4:Ceからなる無機EL素子を作製した。
これを5V、60Hzで駆動したところ、最高輝度は1
5cd/m2であった。300lX照射時の非発光輝度は
2.55cd/m2で、コントラストは6:1だった。
O(膜厚約150nm)をRFスパッタリングにより積
層した。この陽極の光透過率は波長520nmの光で9
0%、仕事関数は4.8eVだった。この積層体上にS
iO2蒸着により2mm×2mmの発光領域以外をマス
クした発光素子作製用のITO基板を作製した。この上
に発光中心の蛍光体がCaCa2S4:Ceからなる無機
EL素子を作製した。これを5V、60Hzで駆動した
ところ、最高輝度は8cd/m2であった。300lX照
射時の非発光輝度は3.92cd/m2で、コントラス
トは2:1だった。この無機EL素子を前記例21のそ
れと比較すると、輝度、コントラストとも低く、後者の
方が効率良く発光していることは明らかであった。
可視光(波長520nm)透過率、仕事関数及びコント
ラストの結果を表1に示す。
率(520nm)に対する輝度及びコントラストの関係
を図6に示し、例1〜13において得られた光透過スペ
クトルの結果を図7に示し、更に例9及び例13におけ
る直流駆動時の電圧−輝度特性の関係を図8に示す。
(例3〜11、14、15、17、19、21)はその
陽極が光透過率35〜75%に規定されているので、高
輝度を維持しながら、コントラストを確実に向上させる
ことができ、更に陽極の仕事関数が3.0〜7.0eV
に規定されていると、発光素子のホール注入効率が改善
され、発光効率が向上するだけでなく、ホール注入層と
陽極の両層間のエネルギーマッチングの最適化を計るこ
とによって、陽極、ホール注入層の材料の選択の幅が広
がり、広範囲の材料を用いることができる。
可視光透過率を35〜75%の範囲に特定されているの
で、発光素子は有機電界発光素子に限らず無機電界発光
素子も高輝度を維持しながら、コントラストを確実に向
上させることができる。
素子の構成を示す模式的な断面図である。
素子の構成を示す模式的な断面図である。
α−NPDの構造式を示す図である。
3の構造式を示す図である。
Aの構造式を示す図である。
ントラストの関係を示す線図である。
る。
線図である。
ール輸送層、5…発光層、6…電子輸送層、7…電子注
入層、8…バッファ層、9…陰極
Claims (11)
- 【請求項1】 発光領域を含む層が陽極と陰極との間に
設けられた発光素子において、前記陽極の可視光透過率
が35〜75%である、発光素子。 - 【請求項2】 前記可視光が、380nm〜780nm
の波長を有する、請求項1に記載の発光素子。 - 【請求項3】 前記陽極が、周期表のIIIA族、IVA
族、VA族、VIIA族、VIIIA族及びIB族から選ばれた
1種又は2種以上の金属又はその化合物を含有する、請
求項1に記載の発光素子。 - 【請求項4】 前記金属化合物が酸化物、窒化物又は酸
窒化物である、請求項3に記載の発光素子。 - 【請求項5】 前記金属又は前記金属酸化物を含む相
と、亜鉛、インジウム又はスズを含む相とが単層化又は
積層化され、これによって前記陽極が構成されている、
請求項1に記載の発光素子。 - 【請求項6】 前記陽極の仕事関数が3.0〜7.0e
Vである、請求項1に記載の発光素子。 - 【請求項7】 透明基板の上に、前記陽極、前記発光領
域を含む有機又は無機層、及び前記陰極が積層されてい
る、請求項1に記載の発光素子。 - 【請求項8】 前記有機層が、前記陽極側にホール輸送
層、前記陰極側に電子輸送層を夫々有する、請求項7に
記載の発光素子。 - 【請求項9】前記有機層が、前記陽極と前記ホール輸送
層との間にホール注入層を有する、請求項7に記載の発
光素子。 - 【請求項10】 前記有機層が、前記ホール輸送層と前
記電子輸送層との間に発光層を有する、請求項8に記載
の発光素子。 - 【請求項11】 請求項1に記載された発光素子を用い
たディスプレイ、コンピュータ、テレビジョン受像機、
ビルボード、スタジオ用スクリーン、ファクシミリ、携
帯電話、携帯端末、乗り物又は音響機器。
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