JP2002289354A - 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 - Google Patents
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Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 輝度−電圧特性における電圧の上昇に対する
輝度の立ち上がりの急峻さが緩和されるとともに、高い
発光効率を得ることができる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を提供することである。 【解決手段】 ホール注入電極２上に酸化金属膜３が形
成される。酸化金属膜３上に有機材料からなるホール注
入層４、有機材料からなる発光層５および有機材料から
なる電子輸送層６が順に形成される。電子輸送層６上に
は電子注入電極７が形成される。酸化金属膜３は、酸化
ガリウム、酸化タンタル、酸化ランタン、酸化インジウ
ム、酸化錫または酸化白金からなる。酸化金属膜３の膜
厚は、１Å〜１００Åであることが好ましく、５Å以上
２０Å以下であることがより好ましく、ほぼ１０Åであ
ることがさらに好ましい。酸化金属膜３は、ヘリコンス
パッタ法により形成される。
輝度の立ち上がりの急峻さが緩和されるとともに、高い
発光効率を得ることができる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を提供することである。 【解決手段】 ホール注入電極２上に酸化金属膜３が形
成される。酸化金属膜３上に有機材料からなるホール注
入層４、有機材料からなる発光層５および有機材料から
なる電子輸送層６が順に形成される。電子輸送層６上に
は電子注入電極７が形成される。酸化金属膜３は、酸化
ガリウム、酸化タンタル、酸化ランタン、酸化インジウ
ム、酸化錫または酸化白金からなる。酸化金属膜３の膜
厚は、１Å〜１００Åであることが好ましく、５Å以上
２０Å以下であることがより好ましく、ほぼ１０Åであ
ることがさらに好ましい。酸化金属膜３は、ヘリコンス
パッタ法により形成される。
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、有機ＥＬ素子と呼ぶ）は、新しい自己発光型素子と
して期待されている。有機ＥＬ素子は、ホール注入電極
と電子注入電極との間にキャリア輸送層（電子輸送層ま
たはホール輸送層）および発光層が形成された積層構造
を有している。
下、有機ＥＬ素子と呼ぶ）は、新しい自己発光型素子と
して期待されている。有機ＥＬ素子は、ホール注入電極
と電子注入電極との間にキャリア輸送層（電子輸送層ま
たはホール輸送層）および発光層が形成された積層構造
を有している。
【０００３】ホール注入電極としては、金またはＩＴＯ
（インジウム−スズ酸化物）のような仕事関数の大きな
電極材料が用いられ、電子注入電極としては、Ｍｇ（マ
グネシウム）またはＬｉ（リチウム）のような仕事関数
の小さな電極材料が用いられる。
（インジウム−スズ酸化物）のような仕事関数の大きな
電極材料が用いられ、電子注入電極としては、Ｍｇ（マ
グネシウム）またはＬｉ（リチウム）のような仕事関数
の小さな電極材料が用いられる。
【０００４】また、ホール輸送層、発光層および電子輸
送層には有機材料が用いられる。ホール輸送層にはｐ型
半導体の性質を有する材料が用いられ、電子輸送層には
ｎ型半導体の性質を有する材料が用いられる。発光層
も、電子輸送性またはホール輸送性のようなキャリア輸
送性を有するとともに、蛍光または燐光を発する有機材
料により構成される。
送層には有機材料が用いられる。ホール輸送層にはｐ型
半導体の性質を有する材料が用いられ、電子輸送層には
ｎ型半導体の性質を有する材料が用いられる。発光層
も、電子輸送性またはホール輸送性のようなキャリア輸
送性を有するとともに、蛍光または燐光を発する有機材
料により構成される。
【０００５】これらのホール注入電極、ホール輸送層、
発光層、電子輸送層および電子注入電極はこの順に積層
され、有機ＥＬ素子が形成される。
発光層、電子輸送層および電子注入電極はこの順に積層
され、有機ＥＬ素子が形成される。
【０００６】なお、用いる有機材料によって、ホール輸
送層、電子輸送層および発光層の各機能層が複数の層に
より構成されたり、または省略されたりする。
送層、電子輸送層および発光層の各機能層が複数の層に
より構成されたり、または省略されたりする。
【０００７】例えば、Chihaya Adachi et al., Appl. P
hys.Lett., Vol.55, pp.1489-1491(1989 )に示された素
子構造では、ホール注入電極と電子注入電極との間に発
光層および電子輸送層の２層の有機層しか存在しない。
それは、ＮＳＤという発光材料により構成された発光層
が良好なホール輸送性を有しているので、発光層がホー
ル輸送層も兼ねているからである。
hys.Lett., Vol.55, pp.1489-1491(1989 )に示された素
子構造では、ホール注入電極と電子注入電極との間に発
光層および電子輸送層の２層の有機層しか存在しない。
それは、ＮＳＤという発光材料により構成された発光層
が良好なホール輸送性を有しているので、発光層がホー
ル輸送層も兼ねているからである。
【０００８】また、C.W.Tang et al., Appl. Phys.Let
t., Vol.51, pp.913-915(1987) に示された素子構造
は、ホール輸送層および発光層の２層の有機層から構成
されている。この場合、発光層のトリス（8-ヒドロキシ
キノリナト）アルミニウム（以下、Ａｌｑと呼ぶ）が発
光および電子輸送の２つの役割を果たしている。
t., Vol.51, pp.913-915(1987) に示された素子構造
は、ホール輸送層および発光層の２層の有機層から構成
されている。この場合、発光層のトリス（8-ヒドロキシ
キノリナト）アルミニウム（以下、Ａｌｑと呼ぶ）が発
光および電子輸送の２つの役割を果たしている。
【０００９】一方、S.A.VanSlyke et al., Appl. Phys.
Lett., Vol.69, pp.2160-2162(1996) に示された素子構
造は、ホール注入層、ホール輸送層および発光層の３層
の有機層から構成されている。この場合、ホール注入層
は銅フタロシアニンから構成され、ホール輸送層と同様
の働きを示し、素子全体では、ホール輸送層が２層存在
することになる。
Lett., Vol.69, pp.2160-2162(1996) に示された素子構
造は、ホール注入層、ホール輸送層および発光層の３層
の有機層から構成されている。この場合、ホール注入層
は銅フタロシアニンから構成され、ホール輸送層と同様
の働きを示し、素子全体では、ホール輸送層が２層存在
することになる。
【００１０】このように、用いる有機材料によって、電
子輸送層、ホール輸送層および発光層の構成数を自由に
調整することができる。
子輸送層、ホール輸送層および発光層の構成数を自由に
調整することができる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】一般に、有機ＥＬ素子
の輝度−電圧特性において、電圧の上昇に対する輝度曲
線の立ち上がりが急峻である場合が多い。ディスプレイ
への有機ＥＬ素子の応用を考えた場合、この電圧の上昇
に対する輝度曲線の急峻な立ち上がりが問題となる。
の輝度−電圧特性において、電圧の上昇に対する輝度曲
線の立ち上がりが急峻である場合が多い。ディスプレイ
への有機ＥＬ素子の応用を考えた場合、この電圧の上昇
に対する輝度曲線の急峻な立ち上がりが問題となる。
【００１２】電圧の上昇に対する輝度曲線の立ち上がり
が急峻である場合には、わずかな電圧の変動において
も、輝度が大きく変化する。ディスプレイ上では、わず
かな電圧の変動に対して輝度が大きく変化すると、輝度
むらが発生する。
が急峻である場合には、わずかな電圧の変動において
も、輝度が大きく変化する。ディスプレイ上では、わず
かな電圧の変動に対して輝度が大きく変化すると、輝度
むらが発生する。
【００１３】このような場合、有機ＥＬ素子の駆動回路
の設計上、輝度を高精度に制御することが困難となる。
この問題は、有機ＥＬ素子の有機材料として高分子系有
機材料を用いた場合にも、低分子系有機材料を用いた場
合にも、共通している。
の設計上、輝度を高精度に制御することが困難となる。
この問題は、有機ＥＬ素子の有機材料として高分子系有
機材料を用いた場合にも、低分子系有機材料を用いた場
合にも、共通している。
【００１４】本発明の目的は、輝度−電圧特性における
電圧の上昇に対する輝度の立ち上がりの急峻さが緩和さ
れるとともに、高い発光効率を得ることができる有機エ
レクトロルミネッセンス素子およびその製造方法を提供
することである。
電圧の上昇に対する輝度の立ち上がりの急峻さが緩和さ
れるとともに、高い発光効率を得ることができる有機エ
レクトロルミネッセンス素子およびその製造方法を提供
することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段および発明の効果】本発明
に係る有機エレクトロルミネッセンス素子は、ホール注
入電極と電子注入電極との間に発光層が設けられた有機
エレクトロルミネッセンス素子において、ホール注入電
極と発光層との間に酸化金属膜が設けられたものであ
る。
に係る有機エレクトロルミネッセンス素子は、ホール注
入電極と電子注入電極との間に発光層が設けられた有機
エレクトロルミネッセンス素子において、ホール注入電
極と発光層との間に酸化金属膜が設けられたものであ
る。
【００１６】有機エレクトロルミネッセンス素子の内部
にホールが過剰に存在する場合、ホールの中には、再結
合を行わず、そのまま電子注入電極に通過するものが多
い。これが発光効率の低下の原因となる。
にホールが過剰に存在する場合、ホールの中には、再結
合を行わず、そのまま電子注入電極に通過するものが多
い。これが発光効率の低下の原因となる。
【００１７】本発明に係る有機エレクトロルミネッセン
ス素子においては、ホール注入電極と発光層との間に酸
化金属膜が設けられているので、ホール注入電極からの
ホールの注入が酸化金属膜により抑制される。それによ
り、素子内部でのチャージバランス（正電荷と負電荷と
の均衡）が改善される。その結果、輝度−電圧特性にお
ける電圧の上昇に対する輝度の立ち上がりの急峻さが緩
和されるとともに、発光効率が向上する。
ス素子においては、ホール注入電極と発光層との間に酸
化金属膜が設けられているので、ホール注入電極からの
ホールの注入が酸化金属膜により抑制される。それによ
り、素子内部でのチャージバランス（正電荷と負電荷と
の均衡）が改善される。その結果、輝度−電圧特性にお
ける電圧の上昇に対する輝度の立ち上がりの急峻さが緩
和されるとともに、発光効率が向上する。
【００１８】特に、ホール注入材料およびホール輸送材
料にアミン系材料を用い、電子輸送材料にＡｌｑを用い
ている場合には、ホールが流れやすい。そのため、素子
の内部にホールが過剰に存在する。この場合にも、酸化
金属膜によりホールの注入が抑制されるので、輝度−電
圧特性における電圧の上昇に対する輝度の立ち上がりの
急峻さが緩和されるとともに、発光効率が向上する。
料にアミン系材料を用い、電子輸送材料にＡｌｑを用い
ている場合には、ホールが流れやすい。そのため、素子
の内部にホールが過剰に存在する。この場合にも、酸化
金属膜によりホールの注入が抑制されるので、輝度−電
圧特性における電圧の上昇に対する輝度の立ち上がりの
急峻さが緩和されるとともに、発光効率が向上する。
【００１９】酸化金属膜は、酸化ガリウム、酸化タンタ
ル、酸化ランタン、酸化インジウム、酸化錫または酸化
白金であることが好ましい。この場合、薄い膜厚でかつ
緻密な酸化金属膜が形成される。
ル、酸化ランタン、酸化インジウム、酸化錫または酸化
白金であることが好ましい。この場合、薄い膜厚でかつ
緻密な酸化金属膜が形成される。
【００２０】酸化金属膜の膜厚は、１Å以上１００Å以
下であることが好ましい。この場合、ホール注入電極か
ら発光層へのホールの注入が酸化金属膜により抑制され
るとともに、トンネル効果によりホール注入電極から発
光層に一部のホールが注入される。膜厚が１００Åより
も厚くなると、ホールの注入が極端に抑制され、逆に発
光効率が低下する。膜厚が１Åよりも薄い場合には、輝
度−電圧特性における電圧の上昇に対する輝度の立ち上
がりの急峻さを緩和する効果が低くなる。
下であることが好ましい。この場合、ホール注入電極か
ら発光層へのホールの注入が酸化金属膜により抑制され
るとともに、トンネル効果によりホール注入電極から発
光層に一部のホールが注入される。膜厚が１００Åより
も厚くなると、ホールの注入が極端に抑制され、逆に発
光効率が低下する。膜厚が１Åよりも薄い場合には、輝
度−電圧特性における電圧の上昇に対する輝度の立ち上
がりの急峻さを緩和する効果が低くなる。
【００２１】酸化金属膜の膜厚は、５Å以上２０Å以下
であることが好ましい。この場合、輝度−電圧特性にお
ける電圧の上昇に対する輝度の立ち上がりの急峻さがよ
り緩和されるとともに、より高い発光効率が得られる。
であることが好ましい。この場合、輝度−電圧特性にお
ける電圧の上昇に対する輝度の立ち上がりの急峻さがよ
り緩和されるとともに、より高い発光効率が得られる。
【００２２】ホール注入電極と発光層との間にホール注
入層がさらに設けられ、酸化金属膜はホール注入電極と
ホール注入層との間に設けられてもよい。この場合、ホ
ール注入電極からホール注入層へのホールの注入が酸化
金属膜により抑制される。したがって、輝度−電圧特性
における電圧の上昇に対する輝度の立ち上がりの急峻さ
がより緩和されるとともに、より高い発光効率が得られ
る。
入層がさらに設けられ、酸化金属膜はホール注入電極と
ホール注入層との間に設けられてもよい。この場合、ホ
ール注入電極からホール注入層へのホールの注入が酸化
金属膜により抑制される。したがって、輝度−電圧特性
における電圧の上昇に対する輝度の立ち上がりの急峻さ
がより緩和されるとともに、より高い発光効率が得られ
る。
【００２３】本発明に係る有機エレクトロルミネッセン
ス素子の製造方法は、ホール注入電極と電子注入電極と
の間に発光層が設けられた有機エレクトロルミネッセン
ス素子の製造方法において、ホール注入電極を形成した
後、ホール注入電極上に酸化金属膜を形成するものであ
る。
ス素子の製造方法は、ホール注入電極と電子注入電極と
の間に発光層が設けられた有機エレクトロルミネッセン
ス素子の製造方法において、ホール注入電極を形成した
後、ホール注入電極上に酸化金属膜を形成するものであ
る。
【００２４】本発明に係る有機エレクトロルミネッセン
ス素子の製造方法によれば、ホール注入電極と発光層と
の間に酸化金属膜が設けられているので、ホール注入電
極からのホールの注入が酸化金属膜により抑制される。
それにより、素子内部でのチャージバランス（正電荷と
負電荷との均衡）が改善される。その結果、輝度−電圧
特性における電圧の上昇に対する輝度の立ち上がりの急
峻さが緩和されるとともに、発光効率が向上する。
ス素子の製造方法によれば、ホール注入電極と発光層と
の間に酸化金属膜が設けられているので、ホール注入電
極からのホールの注入が酸化金属膜により抑制される。
それにより、素子内部でのチャージバランス（正電荷と
負電荷との均衡）が改善される。その結果、輝度−電圧
特性における電圧の上昇に対する輝度の立ち上がりの急
峻さが緩和されるとともに、発光効率が向上する。
【００２５】酸化金属膜は、酸化ガリウム、酸化タンタ
ル、酸化ランタン、酸化インジウム、酸化錫または酸化
白金であることが好ましい。この場合、薄い膜厚でかつ
緻密な酸化金属膜が形成される。
ル、酸化ランタン、酸化インジウム、酸化錫または酸化
白金であることが好ましい。この場合、薄い膜厚でかつ
緻密な酸化金属膜が形成される。
【００２６】酸化金属膜の膜厚は、１Å以上１００Å以
下であることが好ましい。この場合、ホール注入電極か
ら発光層へのホールの注入が酸化金属膜により抑制され
るとともに、トンネル効果によりホール注入電極から発
光層に一部のホールが注入される。膜厚が１００Åより
も厚くなると、ホールの注入が極端に抑制され、逆に発
光効率が低下する。膜厚が１Åよりも薄い場合には、輝
度−電圧特性における電圧の上昇に対する輝度の立ち上
がりの急峻さを緩和する効果が低くなる。
下であることが好ましい。この場合、ホール注入電極か
ら発光層へのホールの注入が酸化金属膜により抑制され
るとともに、トンネル効果によりホール注入電極から発
光層に一部のホールが注入される。膜厚が１００Åより
も厚くなると、ホールの注入が極端に抑制され、逆に発
光効率が低下する。膜厚が１Åよりも薄い場合には、輝
度−電圧特性における電圧の上昇に対する輝度の立ち上
がりの急峻さを緩和する効果が低くなる。
【００２７】酸化金属膜を、ヘリコンスパッタ法により
形成することが好ましい。それにより、薄い膜厚を有す
る緻密な酸化金属膜を形成することができる。
形成することが好ましい。それにより、薄い膜厚を有す
る緻密な酸化金属膜を形成することができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】図１は有機エレクトロルミネッセ
ンス素子（以下、有機ＥＬ素子と称する）の構造の一例
を示す模式図である。
ンス素子（以下、有機ＥＬ素子と称する）の構造の一例
を示す模式図である。
【００２９】図１の有機ＥＬ素子１００において、ガラ
ス基板１上に、透明導電膜からなるホール注入電極（陽
極）２が形成されている。ホール注入電極２上には、酸
化金属膜３が形成されている。酸化金属膜３上に、有機
材料からなるホール注入層４、有機材料からなる発光層
５および有機材料からなる電子輸送層６が順に形成され
ている。電子輸送層６上には、電子注入電極（陰極）７
が形成されている。
ス基板１上に、透明導電膜からなるホール注入電極（陽
極）２が形成されている。ホール注入電極２上には、酸
化金属膜３が形成されている。酸化金属膜３上に、有機
材料からなるホール注入層４、有機材料からなる発光層
５および有機材料からなる電子輸送層６が順に形成され
ている。電子輸送層６上には、電子注入電極（陰極）７
が形成されている。
【００３０】酸化金属膜３は、酸化タンタル、酸化ガリ
ウム、酸化ランタン、酸化インジウム、酸化錫または酸
化白金からなることが好ましい。それにより、薄くかつ
緻密な酸化金属膜３を形成することが可能となる。
ウム、酸化ランタン、酸化インジウム、酸化錫または酸
化白金からなることが好ましい。それにより、薄くかつ
緻密な酸化金属膜３を形成することが可能となる。
【００３１】また、酸化金属膜３の膜厚は、１Å〜１０
０Åであることが好ましく、５Å以上２０Å以下である
ことがより好ましく、ほぼ１０Åであることがさらに好
ましい。この場合、酸化金属膜３によりホール注入電極
２からホール注入層４へのホールの注入が抑制されると
ともに、一部のホールがトンネル効果によりホール注入
電極２からホール注入層４に注入される。
０Åであることが好ましく、５Å以上２０Å以下である
ことがより好ましく、ほぼ１０Åであることがさらに好
ましい。この場合、酸化金属膜３によりホール注入電極
２からホール注入層４へのホールの注入が抑制されると
ともに、一部のホールがトンネル効果によりホール注入
電極２からホール注入層４に注入される。
【００３２】この酸化金属膜３は、ヘリコンスパッタ法
（誘導結合ＲＦプラズマ支援マグネトロンスパッタ法）
により形成することが好ましい。それにより、薄くかつ
緻密な酸化金属膜３を形成することが可能となる。
（誘導結合ＲＦプラズマ支援マグネトロンスパッタ法）
により形成することが好ましい。それにより、薄くかつ
緻密な酸化金属膜３を形成することが可能となる。
【００３３】発光層５は、低分子系有機材料により形成
されてもよく、あるいは高分子系有機材料により形成さ
れてもよい。
されてもよく、あるいは高分子系有機材料により形成さ
れてもよい。
【００３４】有機ＥＬ素子１００のホール注入電極２と
電子注入電極７との間に電圧を印加することにより、有
機ＥＬ素子１００の発光層５が発光し、ガラス基板１の
裏面から光が出射される。
電子注入電極７との間に電圧を印加することにより、有
機ＥＬ素子１００の発光層５が発光し、ガラス基板１の
裏面から光が出射される。
【００３５】図１の有機ＥＬ素子１００においては、ホ
ール注入電極２とホール注入層４との間に酸化金属膜３
が挿入されていることにより、輝度−電圧特性における
電圧の上昇に対する輝度の立ち上がりの急峻さが緩和さ
れるとともに、高い発光効率が得られる。
ール注入電極２とホール注入層４との間に酸化金属膜３
が挿入されていることにより、輝度−電圧特性における
電圧の上昇に対する輝度の立ち上がりの急峻さが緩和さ
れるとともに、高い発光効率が得られる。
【００３６】なお、有機ＥＬ素子の構造は、上記の構造
に限定されず、種々の構造を用いることができる。例え
ば、ホール注入電極２と電子注入電極７との間にホール
注入層および発光層の２層を設けてもよい。また、ホー
ル注入電極２と電子注入電極７との間にホール注入層、
ホール輸送層および発光層の３層を設けてもよい。ま
た、ホール注入電極２と電子注入電極７との間にホール
注入層、ホール輸送層、発光層、電子輸送層および電子
注入層の５層を設けてもよく、これらのうちホール注入
層、ホール輸送層、電子輸送層または電子注入層のいず
れかを省略してもよい。
に限定されず、種々の構造を用いることができる。例え
ば、ホール注入電極２と電子注入電極７との間にホール
注入層および発光層の２層を設けてもよい。また、ホー
ル注入電極２と電子注入電極７との間にホール注入層、
ホール輸送層および発光層の３層を設けてもよい。ま
た、ホール注入電極２と電子注入電極７との間にホール
注入層、ホール輸送層、発光層、電子輸送層および電子
注入層の５層を設けてもよく、これらのうちホール注入
層、ホール輸送層、電子輸送層または電子注入層のいず
れかを省略してもよい。
【００３７】
【実施例】以下、実施例１〜１２および比較例１，２の
有機ＥＬ素子を作製し、発光特性を測定した。
有機ＥＬ素子を作製し、発光特性を測定した。
【００３８】まず、実施例１〜３および比較例１では、
酸化金属膜の有無および膜厚の違いによる発光特性にお
ける効果を調べた。
酸化金属膜の有無および膜厚の違いによる発光特性にお
ける効果を調べた。
【００３９】実施例１〜３の有機ＥＬ素子は、図１に示
した構造を有する。ホール注入電極（陽極）２はインジ
ウム−スズ酸化物（ＩＴＯ）からなる。ホール注入層４
は、厚み５００Åを有し、下記式（１）の分子構造式を
有する２ＴＮＡＴＡからなる。発光層５は、厚み１５０
Åを有し、ホスト材料として下記式（２）の分子構造を
有するＮＰＢを含み、発光性ドーパントとして下記式
（３）の分子構造を有するルブレンをホスト材料に対し
て５重量％含む。電子輸送層６は、厚み３５０Åを有
し、電子輸送材料として、下記式（４）の分子構造を有
するＡｌｑを含む。電子注入電極（陰極）７は、厚み２
０００ÅのＭｇＩｎ合金（比率１０対１）からなる。発
光層３の材料は、低分子系有機材料であり、発光色は黄
色である。
した構造を有する。ホール注入電極（陽極）２はインジ
ウム−スズ酸化物（ＩＴＯ）からなる。ホール注入層４
は、厚み５００Åを有し、下記式（１）の分子構造式を
有する２ＴＮＡＴＡからなる。発光層５は、厚み１５０
Åを有し、ホスト材料として下記式（２）の分子構造を
有するＮＰＢを含み、発光性ドーパントとして下記式
（３）の分子構造を有するルブレンをホスト材料に対し
て５重量％含む。電子輸送層６は、厚み３５０Åを有
し、電子輸送材料として、下記式（４）の分子構造を有
するＡｌｑを含む。電子注入電極（陰極）７は、厚み２
０００ÅのＭｇＩｎ合金（比率１０対１）からなる。発
光層３の材料は、低分子系有機材料であり、発光色は黄
色である。
【００４０】上記のＮＰＢとは、N,N'- ジ（ナフタレン
-1- イル）-N,N'-ジフェニル-ベンジジン（N,N'-Di(nap
hthalen-1-yl)-N,N'-diphenyl-benzidine）である。
-1- イル）-N,N'-ジフェニル-ベンジジン（N,N'-Di(nap
hthalen-1-yl)-N,N'-diphenyl-benzidine）である。
【００４１】
【化１】
【００４２】
【化２】
【００４３】
【化３】
【００４４】
【化４】
【００４５】ここで、上記構造を有する有機ＥＬ素子を
以下のようにして作製した。まず、ガラス基板１上にイ
ンジウム−スズ酸化物（ＩＴＯ）からなるホール注入電
極２を形成した。次に、ホール注入電極２が形成された
ガラス基板１を、中性洗剤により洗浄した後、アセトン
中で１０分間およびエタノール中で１０分間超音波洗浄
した。さらに、オゾンクリーナにてガラス基板１の表面
の洗浄を行った。
以下のようにして作製した。まず、ガラス基板１上にイ
ンジウム−スズ酸化物（ＩＴＯ）からなるホール注入電
極２を形成した。次に、ホール注入電極２が形成された
ガラス基板１を、中性洗剤により洗浄した後、アセトン
中で１０分間およびエタノール中で１０分間超音波洗浄
した。さらに、オゾンクリーナにてガラス基板１の表面
の洗浄を行った。
【００４６】この後、上記ＩＴＯからなるホール注入電
極２上に、ヘリコンスパッタ法により、酸化ガリウム
（Ｇａ2 Ｏ3 ）からなる酸化金属膜３を形成した。スパ
ッタの条件は、圧力：２．０×１０-3Ｔｏｒｒ、ターゲ
ット（２．５インチ）：２００Ｗ、コイル：５０Ｗ、ラ
ジカルガンの放電なし、Ａｒガス流量：８ｓｃｃｍ、Ｏ
2 ガス流量：１０ｓｃｃｍ、基板温度の制御なしとし
た。
極２上に、ヘリコンスパッタ法により、酸化ガリウム
（Ｇａ2 Ｏ3 ）からなる酸化金属膜３を形成した。スパ
ッタの条件は、圧力：２．０×１０-3Ｔｏｒｒ、ターゲ
ット（２．５インチ）：２００Ｗ、コイル：５０Ｗ、ラ
ジカルガンの放電なし、Ａｒガス流量：８ｓｃｃｍ、Ｏ
2 ガス流量：１０ｓｃｃｍ、基板温度の制御なしとし
た。
【００４７】その後、酸化金属膜３上に、真空蒸着法に
よりホール注入層４、発光層５、電子輸送層６および電
子注入電極７を順に積層した。これらの蒸着は、いずれ
も真空度１×１０-6Ｔｏｒｒで基板温度の制御を行わず
に常温の条件下で行った。
よりホール注入層４、発光層５、電子輸送層６および電
子注入電極７を順に積層した。これらの蒸着は、いずれ
も真空度１×１０-6Ｔｏｒｒで基板温度の制御を行わず
に常温の条件下で行った。
【００４８】実施例１では、酸化金属膜３の膜厚を１０
Å（＝１ｎｍ）とし、実施例２では、酸化金属膜３の膜
厚を２０Å（＝２ｎｍ）とし、実施例３では、酸化金属
膜３の膜厚を４０Å（＝４ｎｍ）とした。
Å（＝１ｎｍ）とし、実施例２では、酸化金属膜３の膜
厚を２０Å（＝２ｎｍ）とし、実施例３では、酸化金属
膜３の膜厚を４０Å（＝４ｎｍ）とした。
【００４９】比較例１の有機ＥＬ素子は、酸化金属膜３
を形成しない点を除いて、実施例１〜３と同じ条件で作
製した。
を形成しない点を除いて、実施例１〜３と同じ条件で作
製した。
【００５０】実施例１〜３および比較例の有機ＥＬ素子
のホール注入電極２に正のバイアス電圧を印加し、電子
注入電極６に負のバイアス電圧を印加し、発光特性の測
定を行った。
のホール注入電極２に正のバイアス電圧を印加し、電子
注入電極６に負のバイアス電圧を印加し、発光特性の測
定を行った。
【００５１】図２は実施例１〜３および比較例１の有機
ＥＬ素子における輝度−電流密度特性の測定結果を示す
図である。図３は実施例１〜３および比較例１の有機Ｅ
Ｌ素子における発光効率−電流密度特性の測定結果を示
す図である。図４は実施例１〜３および比較例１の有機
ＥＬ素子における輝度−電圧特性の測定結果を示す図で
ある。図５は実施例１〜３および比較例１の有機ＥＬ素
子における発光効率−輝度特性の測定結果を示す図であ
る。
ＥＬ素子における輝度−電流密度特性の測定結果を示す
図である。図３は実施例１〜３および比較例１の有機Ｅ
Ｌ素子における発光効率−電流密度特性の測定結果を示
す図である。図４は実施例１〜３および比較例１の有機
ＥＬ素子における輝度−電圧特性の測定結果を示す図で
ある。図５は実施例１〜３および比較例１の有機ＥＬ素
子における発光効率−輝度特性の測定結果を示す図であ
る。
【００５２】図１に示すように、実施例１，２および比
較例１では、輝度が電流密度に比例して増加したが、実
施例３では、輝度が電流密度に比例しなかった。
較例１では、輝度が電流密度に比例して増加したが、実
施例３では、輝度が電流密度に比例しなかった。
【００５３】図２に示すように、実施例１，２および比
較例１では、電流密度の広い範囲で十分な発光効率が得
られたが、実施例３では、発光効率が低くなった。
較例１では、電流密度の広い範囲で十分な発光効率が得
られたが、実施例３では、発光効率が低くなった。
【００５４】図３に示すように、比較例１では、電圧の
上昇に対する輝度曲線の立ち上がりが急峻となったが、
実施例１では、電圧の上昇に対する輝度曲線の立ち上が
りが比較例１に比べて緩やかになり、実施例２では、電
圧の上昇に対する輝度曲線の立ち上がりが比較例１に比
べてさらに緩やかになった。実施例３では、電圧の上昇
に対する輝度曲線の立ち上がりが実施例２に比べてさら
に緩やかになったが、輝度が低下した。
上昇に対する輝度曲線の立ち上がりが急峻となったが、
実施例１では、電圧の上昇に対する輝度曲線の立ち上が
りが比較例１に比べて緩やかになり、実施例２では、電
圧の上昇に対する輝度曲線の立ち上がりが比較例１に比
べてさらに緩やかになった。実施例３では、電圧の上昇
に対する輝度曲線の立ち上がりが実施例２に比べてさら
に緩やかになったが、輝度が低下した。
【００５５】図４に示すように、実施例１，２および比
較例１では、輝度の広い範囲で十分な発光効率が得られ
たが、実施例３では、発光効率が低くなった。
較例１では、輝度の広い範囲で十分な発光効率が得られ
たが、実施例３では、発光効率が低くなった。
【００５６】表１に実施例１〜３および比較例１の有機
ＥＬ素子における輝度、輝度上昇率および発光効率を示
す。表１には、電圧５Ｖでの輝度［ｃｄ／ｍ2 ］、電圧
１０Ｖでの輝度［ｃｄ／ｍ2 ］、電圧上昇率（電圧１０
Ｖでの輝度／電圧５Ｖでの輝度）および１０００ｃｄ／
ｍ2 での発光効率［ｃｄ／Ａ］が示される。
ＥＬ素子における輝度、輝度上昇率および発光効率を示
す。表１には、電圧５Ｖでの輝度［ｃｄ／ｍ2 ］、電圧
１０Ｖでの輝度［ｃｄ／ｍ2 ］、電圧上昇率（電圧１０
Ｖでの輝度／電圧５Ｖでの輝度）および１０００ｃｄ／
ｍ2 での発光効率［ｃｄ／Ａ］が示される。
【００５７】
【表１】
【００５８】表１に示すように、実施例１では、比較例
１に比べて輝度上昇率が低くなり、実施例２では、比較
例１に比べて輝度上昇率がさらに低くなっている。ま
た、実施例１では、比較例１に比べて発光効率が高くな
っており、実施例２では、比較例１に比べて発光効率が
やや高くなっている。なお、実施例３においては、１０
００ｃｄ／ｍ2 で発光しなかった。
１に比べて輝度上昇率が低くなり、実施例２では、比較
例１に比べて輝度上昇率がさらに低くなっている。ま
た、実施例１では、比較例１に比べて発光効率が高くな
っており、実施例２では、比較例１に比べて発光効率が
やや高くなっている。なお、実施例３においては、１０
００ｃｄ／ｍ2 で発光しなかった。
【００５９】図１〜図４および表１の結果から、酸化金
属膜３の膜厚が１０Åおよび２０Åである場合には、輝
度−電圧特性における電圧の上昇に対する輝度の立ち上
がりが緩和され、かつ十分な発光効率が得られることが
わかる。特に、酸化金属膜３の膜厚が１０Åである場合
には、輝度−電圧特性における電圧の上昇に対する輝度
の立ち上がりが緩和され、かつ高い発光効率が得られる
ことがわかる。
属膜３の膜厚が１０Åおよび２０Åである場合には、輝
度−電圧特性における電圧の上昇に対する輝度の立ち上
がりが緩和され、かつ十分な発光効率が得られることが
わかる。特に、酸化金属膜３の膜厚が１０Åである場合
には、輝度−電圧特性における電圧の上昇に対する輝度
の立ち上がりが緩和され、かつ高い発光効率が得られる
ことがわかる。
【００６０】次に、実施例４〜８では、酸化金属膜３の
材料の違いによる発光特性における効果を調べた。
材料の違いによる発光特性における効果を調べた。
【００６１】実施例４〜８の有機ＥＬ素子は、酸化ガリ
ウムからなる酸化金属膜３の代わりにそれぞれ酸化タン
タル、酸化ランタン、酸化インジウム、酸化錫および酸
化白金からなる酸化金属膜３を用いた点を除いて、実施
例１の有機ＥＬ素子と同じ条件で作製した。
ウムからなる酸化金属膜３の代わりにそれぞれ酸化タン
タル、酸化ランタン、酸化インジウム、酸化錫および酸
化白金からなる酸化金属膜３を用いた点を除いて、実施
例１の有機ＥＬ素子と同じ条件で作製した。
【００６２】表２に実施例４〜８の有機ＥＬ素子におけ
る輝度、輝度上昇率および発光効率を示す。表２には、
電圧５Ｖでの輝度［ｃｄ／ｍ2 ］、電圧１０Ｖでの輝度
［ｃｄ／ｍ2 ］、電圧上昇率（電圧１０Ｖでの輝度／電
圧５Ｖでの輝度）および１０００ｃｄ／ｍ2 での発光効
率［ｃｄ／Ａ］が示される。
る輝度、輝度上昇率および発光効率を示す。表２には、
電圧５Ｖでの輝度［ｃｄ／ｍ2 ］、電圧１０Ｖでの輝度
［ｃｄ／ｍ2 ］、電圧上昇率（電圧１０Ｖでの輝度／電
圧５Ｖでの輝度）および１０００ｃｄ／ｍ2 での発光効
率［ｃｄ／Ａ］が示される。
【００６３】
【表２】
【００６４】表２に示すように、実施例４〜８では、上
記の比較例１に比べて輝度上昇率が低くなっている。ま
た、実施例４，５，７，８では、上記の比較例１に比べ
て発光効率が十分に高くなっており、実施例６では、比
較例１に比べて発光効率がやや高くなっている。
記の比較例１に比べて輝度上昇率が低くなっている。ま
た、実施例４，５，７，８では、上記の比較例１に比べ
て発光効率が十分に高くなっており、実施例６では、比
較例１に比べて発光効率がやや高くなっている。
【００６５】表２の結果から、酸化金属膜３が酸化タン
タル、酸化ランタン、酸化インジウム、酸化錫および酸
化白金からなる場合にも、酸化金属膜３が酸化ガリウム
からなる場合と同様に、輝度−電圧特性における電圧の
上昇に対する輝度の立ち上がりが緩和され、かつ十分な
発光効率が得られることがわかる。
タル、酸化ランタン、酸化インジウム、酸化錫および酸
化白金からなる場合にも、酸化金属膜３が酸化ガリウム
からなる場合と同様に、輝度−電圧特性における電圧の
上昇に対する輝度の立ち上がりが緩和され、かつ十分な
発光効率が得られることがわかる。
【００６６】次いで、実施例９および比較例２では、高
分子系有機材料を用いた場合の発光特性を調べた。
分子系有機材料を用いた場合の発光特性を調べた。
【００６７】実施例８の有機ＥＬ素子は、ホール注入電
極２、酸化金属膜３、発光層５および電子注入電極７を
順に有する。ホール注入電極（陽極）２はインジウム−
スズ酸化物（ＩＴＯ）からなる。発光層５は、厚み１２
００Åを有し、ポリフェニレンビニレン（ＰＰＶ）誘導
体からなる。電子注入電極（陰極）７は、厚み２０００
ÅのＭｇＩｎ合金からなる。発光層３の材料は、高分子
系有機材料であり、発光色は黄色である。
極２、酸化金属膜３、発光層５および電子注入電極７を
順に有する。ホール注入電極（陽極）２はインジウム−
スズ酸化物（ＩＴＯ）からなる。発光層５は、厚み１２
００Åを有し、ポリフェニレンビニレン（ＰＰＶ）誘導
体からなる。電子注入電極（陰極）７は、厚み２０００
ÅのＭｇＩｎ合金からなる。発光層３の材料は、高分子
系有機材料であり、発光色は黄色である。
【００６８】実施例９の有機ＥＬ素子は、発光層５の材
料として高分子系有機材料を用いた点、およびホール注
入層４および電子輸送層６を形成しない点を除いて、実
施例１の有機ＥＬ素子と同じ条件で作製した。
料として高分子系有機材料を用いた点、およびホール注
入層４および電子輸送層６を形成しない点を除いて、実
施例１の有機ＥＬ素子と同じ条件で作製した。
【００６９】比較例２の有機ＥＬ素子は、酸化金属膜３
を形成しない点を除いて、実施例９と同じ条件で作製し
た。
を形成しない点を除いて、実施例９と同じ条件で作製し
た。
【００７０】表３に実施例９および比較例２の有機ＥＬ
素子における輝度、輝度上昇率および発光効率を示す。
表３には、電圧４Ｖでの輝度［ｃｄ／ｍ2 ］、電圧７Ｖ
での輝度［ｃｄ／ｍ2 ］、電圧上昇率（電圧７Ｖでの輝
度／電圧４Ｖでの輝度）および１０００ｃｄ／ｍ2 での
発光効率［ｃｄ／Ａ］が示される。
素子における輝度、輝度上昇率および発光効率を示す。
表３には、電圧４Ｖでの輝度［ｃｄ／ｍ2 ］、電圧７Ｖ
での輝度［ｃｄ／ｍ2 ］、電圧上昇率（電圧７Ｖでの輝
度／電圧４Ｖでの輝度）および１０００ｃｄ／ｍ2 での
発光効率［ｃｄ／Ａ］が示される。
【００７１】
【表３】
【００７２】表３に示すように、実施例９では、比較例
２に比べて輝度上昇率が約半分になっている。また、実
施例９では、比較例２に比べて発光効率がやや高くなっ
ている。
２に比べて輝度上昇率が約半分になっている。また、実
施例９では、比較例２に比べて発光効率がやや高くなっ
ている。
【００７３】表３の結果から、発光層５の材料として高
分子系有機材料を用いた場合にも、発光層５の材料とし
て低分子系有機材料を用いた場合と同様に、酸化金属膜
３を形成することにより、輝度−電圧特性における電圧
の上昇に対する輝度の立ち上がりが緩和され、かつ十分
な発光効率が得られることがわかる。
分子系有機材料を用いた場合にも、発光層５の材料とし
て低分子系有機材料を用いた場合と同様に、酸化金属膜
３を形成することにより、輝度−電圧特性における電圧
の上昇に対する輝度の立ち上がりが緩和され、かつ十分
な発光効率が得られることがわかる。
【図１】有機ＥＬ素子の構造の一例を示す模式図であ
る。
る。
【図２】実施例１〜３および比較例１の有機ＥＬ素子に
おける輝度−電流密度特性の測定結果を示す図である。
おける輝度−電流密度特性の測定結果を示す図である。
【図３】実施例１〜３および比較例１の有機ＥＬ素子に
おける発光効率−電流密度特性の測定結果を示す図であ
る。
おける発光効率−電流密度特性の測定結果を示す図であ
る。
【図４】実施例１〜３および比較例１の有機ＥＬ素子に
おける輝度−電圧特性の測定結果を示す図である。
おける輝度−電圧特性の測定結果を示す図である。
【図５】実施例１〜３および比較例１の有機ＥＬ素子に
おける発光効率−輝度特性の測定結果を示す図である。
おける発光効率−輝度特性の測定結果を示す図である。
【符号の説明】 １ ガラス基板 ２ ホール注入電極 ３ 酸化金属膜 ４ ホール注入層 ５ 発光層 ６ 電子輸送層 ７ 電子注入電極 １００ 有機ＥＬ素子
Claims (9)
- 【請求項１】 ホール注入電極と電子注入電極との間に
発光層が設けられた有機エレクトロルミネッセンス素子
において、前記ホール注入電極と前記発光層との間に酸
化金属膜が設けられたことを特徴とする有機エレクトロ
ルミネッセンス素子。 - 【請求項２】 前記酸化金属膜は、酸化ガリウム、酸化
タンタル、酸化ランタン、酸化インジウム、酸化錫また
は酸化白金であることを特徴とする請求項１記載の有機
エレクトロルミネッセンス素子。 - 【請求項３】 前記酸化金属膜の膜厚は、１Å以上１０
０Å以下であることを特徴とする請求項１または２記載
の有機エレクトロルミネッセンス素子。 - 【請求項４】 前記酸化金属膜の膜厚は、５Å以上２０
Å以下であることを特徴とする請求項１〜３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】 前記ホール注入電極と前記電子注入電極
との間にホール注入層がさらに設けられ、前記酸化金属
膜は前記ホール注入電極と前記ホール注入層との間に設
けられたことを特徴とする請求項１〜４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】 ホール注入電極と電子注入電極との間に
発光層が設けられた有機エレクトロルミネッセンス素子
の製造方法において、前記ホール注入電極を形成した
後、前記ホール注入電極上に酸化金属膜を形成すること
を特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子の製造
方法。 - 【請求項７】 前記酸化金属膜は、酸化ガリウム、酸化
タンタル、酸化ランタン、酸化インジウム、酸化錫また
は酸化白金であることを特徴とする請求項６記載の有機
エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。 - 【請求項８】 前記酸化金属膜の膜厚は、１Å以上１０
０Å以下であることを特徴とする請求項６または７記載
の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。 - 【請求項９】 前記酸化金属膜を、ヘリコンスパッタ法
により形成することを特徴とする請求項６〜８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の製造方
法。
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|---|---|---|---|
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001083436A JP3895938B2 (ja) | 2001-03-22 | 2001-03-22 | 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 |
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| JP2001083436A Expired - Fee Related JP3895938B2 (ja) | 2001-03-22 | 2001-03-22 | 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 |
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| CN107611277B (zh) * | 2017-10-12 | 2019-01-29 | 桂林电子科技大学 | 一种氧化镧空穴注入层有机发光器件及制备方法 |
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|---|---|---|---|---|
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| EP1119221B1 (en) * | 1996-11-29 | 2004-03-03 | Idemitsu Kosan Company Limited | Organic electroluminescent device |
| US5935721A (en) * | 1998-03-20 | 1999-08-10 | Eastman Kodak Company | Organic electroluminescent elements for stable electroluminescent |
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| US6351067B2 (en) * | 1999-01-21 | 2002-02-26 | City University Of Hong Kong | Organic electroluminescent device with improved hole injecting structure |
| KR100702763B1 (ko) * | 1999-02-15 | 2007-04-03 | 이데미쓰 고산 가부시키가이샤 | 유기 전자 발광 소자 및 그의 제조 방법 |
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| KR100692598B1 (ko) * | 1999-09-22 | 2007-04-13 | 한국전자통신연구원 | 이중 절연층을 갖는 유기전기발광소자의 구조 및 제조방법 |
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- 2001-03-22 JP JP2001083436A patent/JP3895938B2/ja not_active Expired - Fee Related
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- 2002-03-19 US US10/100,185 patent/US20020187366A1/en not_active Abandoned
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- 2002-03-22 KR KR1020020015553A patent/KR20020075285A/ko not_active Application Discontinuation
Also Published As
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