JPH0765958A - 有機ｅｌ素子 - Google Patents
有機ｅｌ素子Info
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- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
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- Y10T428/31678—Of metal
Abstract
(57)【要約】
【目的】 素子駆動時に発生する電荷の蓄積や熱による
素子の劣化が少ない有機ＥＬ素子、すなわち輝度半減期
が長く耐久性のある有機ＥＬ素子を提供することを目的
とする。 【構成】 ホール注入電極２と電子注入電極５との間
に、互いに接して界面を形成する有機発光層４と有機キ
ャリア輸送層３とが、少なくとも挟持されてなる有機Ｅ
Ｌ素子において、有機発光層４と有機キャリア輸送層３
中のホール注入電極側の層３に、この層３を形成する材
料の伝導帯最低準位よりも低い伝導帯最低準位を有する
有機物質７をドーピングする、及び／または有機発光層
と有機キャリア輸送層の中で電子注入電極側の層に、こ
の層を形成する材料の価電子帯最高準位よりも高い価電
子帯最高準位を有する有機物質をドーピングすることを
特徴とする。
素子の劣化が少ない有機ＥＬ素子、すなわち輝度半減期
が長く耐久性のある有機ＥＬ素子を提供することを目的
とする。 【構成】 ホール注入電極２と電子注入電極５との間
に、互いに接して界面を形成する有機発光層４と有機キ
ャリア輸送層３とが、少なくとも挟持されてなる有機Ｅ
Ｌ素子において、有機発光層４と有機キャリア輸送層３
中のホール注入電極側の層３に、この層３を形成する材
料の伝導帯最低準位よりも低い伝導帯最低準位を有する
有機物質７をドーピングする、及び／または有機発光層
と有機キャリア輸送層の中で電子注入電極側の層に、こ
の層を形成する材料の価電子帯最高準位よりも高い価電
子帯最高準位を有する有機物質をドーピングすることを
特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、有機ＥＬ（エレクトロ
ルミネッセンス）素子に関し、特にその有機キャリア輸
送層及び有機発光層の素材の改良に関する。
ルミネッセンス）素子に関し、特にその有機キャリア輸
送層及び有機発光層の素材の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、情報機器の多様化にともなって、
ＣＲＴより低消費電力で空間占有面積の少ない平面表示
素子のニーズが高まる中、”ＥＬ素子”が注目されてい
る。ＥＬ素子としては、素子を構成する材料により無機
ＥＬ素子と有機ＥＬ素子が知られているが、無機ＥＬ素
子は衝突型ＥＬであって加速電子と発光中心との衝突に
よる励起発光型であるのに対し、有機ＥＬ素子は注入型
であって、電子注入電極（陰極）から注入された電子と
ホール注入電極（陽極）から注入されたホールが発光層
中で再結合することにより発光する。このような両者の
発光原理の相違により、無機ＥＬ素子の駆動電圧が１０
０〜２００Ｖであるのに対して、有機ＥＬ素子は５〜２
０Ｖ程度の低電圧で駆動することができるという点で優
れている。また、有機ＥＬ素子にあっては、蛍光物質を
選択することにより三原色の発光素子を作成することが
できるので、フルカラー表示装置の実現が期待できる。
ＣＲＴより低消費電力で空間占有面積の少ない平面表示
素子のニーズが高まる中、”ＥＬ素子”が注目されてい
る。ＥＬ素子としては、素子を構成する材料により無機
ＥＬ素子と有機ＥＬ素子が知られているが、無機ＥＬ素
子は衝突型ＥＬであって加速電子と発光中心との衝突に
よる励起発光型であるのに対し、有機ＥＬ素子は注入型
であって、電子注入電極（陰極）から注入された電子と
ホール注入電極（陽極）から注入されたホールが発光層
中で再結合することにより発光する。このような両者の
発光原理の相違により、無機ＥＬ素子の駆動電圧が１０
０〜２００Ｖであるのに対して、有機ＥＬ素子は５〜２
０Ｖ程度の低電圧で駆動することができるという点で優
れている。また、有機ＥＬ素子にあっては、蛍光物質を
選択することにより三原色の発光素子を作成することが
できるので、フルカラー表示装置の実現が期待できる。
【０００３】有機発光層と有機キャリア輸送層を有する
有機ＥＬ素子としては、３層構造と２層構造があり、典
型的な３層構造（ＤＨ構造）は、ガラス基板上にホール
注入電極（陽極）、有機ホール輸送層、有機発光層、有
機電子輸送層及び電子注入電極（陰極）を順次積層した
ものであり、有機ホール輸送層、有機発光層、有機電子
輸送層の３層接合を有するために３層構造と称される。
有機ＥＬ素子としては、３層構造と２層構造があり、典
型的な３層構造（ＤＨ構造）は、ガラス基板上にホール
注入電極（陽極）、有機ホール輸送層、有機発光層、有
機電子輸送層及び電子注入電極（陰極）を順次積層した
ものであり、有機ホール輸送層、有機発光層、有機電子
輸送層の３層接合を有するために３層構造と称される。
【０００４】また、典型的な２層構造（ＳＨ−Ｂ構造）
は、図３に示すようにガラス基板１上にホール注入電極
２、有機ホール輸送層１３、有機発光層４、電子注入電
極５を順次積層したものであり、有機ホール輸送層と有
機発光層の２層接合を有し、有機電子輸送層を欠いてい
る。一方、２層構造のＳＨ−Ａ構造は、ホール注入電
極、有機発光層、有機電子輸送層、電子注入電極を順次
積層したものであり、有機発光層と有機電子輸送層の２
層接合を有し、有機ホール輸送層を欠いている。
は、図３に示すようにガラス基板１上にホール注入電極
２、有機ホール輸送層１３、有機発光層４、電子注入電
極５を順次積層したものであり、有機ホール輸送層と有
機発光層の２層接合を有し、有機電子輸送層を欠いてい
る。一方、２層構造のＳＨ−Ａ構造は、ホール注入電
極、有機発光層、有機電子輸送層、電子注入電極を順次
積層したものであり、有機発光層と有機電子輸送層の２
層接合を有し、有機ホール輸送層を欠いている。
【０００５】上記ホール注入電極としては、金やＩＴＯ
（インジウムースズ酸化物）のような仕事関数の大きな
電極材料を用い、電子注入電極としてはＭｇのような仕
事関数の小さな電極材料を用いる。また，上記有機ホー
ル輸送層、有機発光層、有機電子輸送層には有機材料が
用いられ、有機ホール輸送層はｐ型半導体の性質、有機
電子輸送層はｎ型半導体の性質を有する材料が用いられ
る。また有機発光層は、ＳＨ−Ａ構造ではｎ型半導体の
性質、ＳＨ−Ｂ構造ではｐ型半導体の性質、３層構造
（ＤＨ構造）では中性に近い性質を有する材料が用いら
れる。
（インジウムースズ酸化物）のような仕事関数の大きな
電極材料を用い、電子注入電極としてはＭｇのような仕
事関数の小さな電極材料を用いる。また，上記有機ホー
ル輸送層、有機発光層、有機電子輸送層には有機材料が
用いられ、有機ホール輸送層はｐ型半導体の性質、有機
電子輸送層はｎ型半導体の性質を有する材料が用いられ
る。また有機発光層は、ＳＨ−Ａ構造ではｎ型半導体の
性質、ＳＨ−Ｂ構造ではｐ型半導体の性質、３層構造
（ＤＨ構造）では中性に近い性質を有する材料が用いら
れる。
【０００６】何れにしてもホール注入電極から注入され
たホールと、電子注入電極から注入された電子が、発光
層とキャリア輸送層（ホール輸送層または電子輸送層）
の界面に近いところの発光層内で再結合して発光すると
いう原理である。
たホールと、電子注入電極から注入された電子が、発光
層とキャリア輸送層（ホール輸送層または電子輸送層）
の界面に近いところの発光層内で再結合して発光すると
いう原理である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、有機ＥＬ素
子は、上記のような利点を有する反面、解決すべき種々
の技術的課題を抱えている。そのうち有機ＥＬ素子を実
用化する上での最大の課題としてあげられているのが耐
久性である。すなわち、従来の有機ＥＬ素子では、輝度
の低下が速く、通常定電流駆動時の輝度半減期は数十時
間程度と短かった。この劣化の原因は現在未解明である
が、一応の推測として有機発光層とキャリア輸送層との
境界付近に、キャリアすなわち電子やホールの電荷が蓄
積するためであると考えられる。
子は、上記のような利点を有する反面、解決すべき種々
の技術的課題を抱えている。そのうち有機ＥＬ素子を実
用化する上での最大の課題としてあげられているのが耐
久性である。すなわち、従来の有機ＥＬ素子では、輝度
の低下が速く、通常定電流駆動時の輝度半減期は数十時
間程度と短かった。この劣化の原因は現在未解明である
が、一応の推測として有機発光層とキャリア輸送層との
境界付近に、キャリアすなわち電子やホールの電荷が蓄
積するためであると考えられる。
【０００８】あるいは、劣化の原因として素子の駆動時
に発生する熱によって、各層の結晶が成長するなど分子
間の構造が変化し、劣化がおこるという推測もある。本
発明は以上の推測の下、素子駆動時に発生する電荷の蓄
積や熱による素子の劣化が少なくなる工夫を施して、輝
度半減期が長く耐久性のある有機ＥＬ素子を現出させた
ものである。
に発生する熱によって、各層の結晶が成長するなど分子
間の構造が変化し、劣化がおこるという推測もある。本
発明は以上の推測の下、素子駆動時に発生する電荷の蓄
積や熱による素子の劣化が少なくなる工夫を施して、輝
度半減期が長く耐久性のある有機ＥＬ素子を現出させた
ものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、ホー
ル注入電極と電子注入電極との間に、互いに接して界面
を形成する有機発光層と有機キャリア輸送層とが、少な
くとも挟持されてなる有機ＥＬ素子において、有機発光
層と有機キャリア輸送層中のホール注入電極側の層に、
この層を形成する材料の伝導帯最低準位よりも低い伝導
帯最低準位を有する有機物質をドーピングする、及び／
または有機発光層と有機キャリア輸送層の中で電子注入
電極側の層に、この層を形成する材料の価電子帯最高準
位よりも高い価電子帯最高準位を有する有機物質をドー
ピングすることを特徴とする。
ル注入電極と電子注入電極との間に、互いに接して界面
を形成する有機発光層と有機キャリア輸送層とが、少な
くとも挟持されてなる有機ＥＬ素子において、有機発光
層と有機キャリア輸送層中のホール注入電極側の層に、
この層を形成する材料の伝導帯最低準位よりも低い伝導
帯最低準位を有する有機物質をドーピングする、及び／
または有機発光層と有機キャリア輸送層の中で電子注入
電極側の層に、この層を形成する材料の価電子帯最高準
位よりも高い価電子帯最高準位を有する有機物質をドー
ピングすることを特徴とする。
【００１０】請求項２の発明は、請求項１の発明に対し
て、前記有機キャリア輸送層が有機ホール輸送層であっ
て、この有機ホール輸送層に、前記有機ホール輸送層材
料の伝導帯最低準位よりも低い伝導帯最低準位を有する
有機物質をドーピングする、及び／または前記有機発光
層に、前記有機発光層材料の価電子帯最高準位よりも高
い価電子帯最高準位を持つ有機物質をドーピングするこ
とを特徴とする。
て、前記有機キャリア輸送層が有機ホール輸送層であっ
て、この有機ホール輸送層に、前記有機ホール輸送層材
料の伝導帯最低準位よりも低い伝導帯最低準位を有する
有機物質をドーピングする、及び／または前記有機発光
層に、前記有機発光層材料の価電子帯最高準位よりも高
い価電子帯最高準位を持つ有機物質をドーピングするこ
とを特徴とする。
【００１１】請求項３の発明は、請求項２の発明に対し
て、有機ホール輸送層材料の伝導帯最低準位よりも低い
伝導帯最低準位を有する有機物質、及び／または有機発
光層材料の価電子帯最高準位よりも高い価電子帯最高準
位を持つ有機物質が、蛍光物質であることを特徴とす
る。請求項４の発明は、請求項３の発明に対して、有機
ホール輸送層材料の伝導帯最低準位よりも低い伝導帯最
低準位を有する有機物質が、有機ホール輸送層材料の価
電子帯最高準位と同じか、またはより高い価電子帯最高
準位を有し発光する、及び／または有機発光層材料の価
電子帯最高準位よりも高い価電子帯最高準位を持つ有機
物質が、有機発光層材料の伝導帯最低準位と同じか、ま
たはより低い伝導帯最低準位を有し発光することを特徴
とする。
て、有機ホール輸送層材料の伝導帯最低準位よりも低い
伝導帯最低準位を有する有機物質、及び／または有機発
光層材料の価電子帯最高準位よりも高い価電子帯最高準
位を持つ有機物質が、蛍光物質であることを特徴とす
る。請求項４の発明は、請求項３の発明に対して、有機
ホール輸送層材料の伝導帯最低準位よりも低い伝導帯最
低準位を有する有機物質が、有機ホール輸送層材料の価
電子帯最高準位と同じか、またはより高い価電子帯最高
準位を有し発光する、及び／または有機発光層材料の価
電子帯最高準位よりも高い価電子帯最高準位を持つ有機
物質が、有機発光層材料の伝導帯最低準位と同じか、ま
たはより低い伝導帯最低準位を有し発光することを特徴
とする。
【００１２】
【作用】ホール注入電極と電子注入電極との間に有機発
光層と有機キャリア輸送層が挟持された有機ＥＬ素子に
おいて、この有機ＥＬ素子の発光原理は、ホール注入電
極から注入されたホールと、電子注入電極から注入され
た電子が、有機発光層と有機ホール輸送層の界面近傍の
有機発光層内で再結合する際に、有機発光層が蛍光を発
光するということができる。このような発光の機構にし
たがって、本発明の構成による有機ＥＬ素子の作用を図
を用いて説明する。
光層と有機キャリア輸送層が挟持された有機ＥＬ素子に
おいて、この有機ＥＬ素子の発光原理は、ホール注入電
極から注入されたホールと、電子注入電極から注入され
た電子が、有機発光層と有機ホール輸送層の界面近傍の
有機発光層内で再結合する際に、有機発光層が蛍光を発
光するということができる。このような発光の機構にし
たがって、本発明の構成による有機ＥＬ素子の作用を図
を用いて説明する。
【００１３】図４は、このＥＬ発光素子の作用を説明す
るための概念図であり、左右方向はＥＬ発光素子の積層
方向の位置を示し、上下方向は各層材料の伝導帯および
価電子帯のエネルギー準位を示している。また、図４
（Ａ）は有機ホール輸送層と有機発光層を有する２層構
造の有機ＥＬ素子３０を、図４（Ｂ）は有機発光層と有
機電子輸送層を有する２層構造の有機ＥＬ素子４０をあ
らわしている。
るための概念図であり、左右方向はＥＬ発光素子の積層
方向の位置を示し、上下方向は各層材料の伝導帯および
価電子帯のエネルギー準位を示している。また、図４
（Ａ）は有機ホール輸送層と有機発光層を有する２層構
造の有機ＥＬ素子３０を、図４（Ｂ）は有機発光層と有
機電子輸送層を有する２層構造の有機ＥＬ素子４０をあ
らわしている。
【００１４】有機ＥＬ素子３０は、図４（Ａ）において
は、左から右にホール注入電極３１、有機ホール輸送層
３２、有機発光層３３、電子注入電極３４が順に形成さ
れており、有機ホール輸送層３２と有機発光層３３の間
には界面３５が形成されている。また図中、３１ａはホ
ール注入電極３１のフェルミ準位を、３２ａ・３２ｂは
ホール輸送層３２の伝導帯最低準位と価電子帯最高準位
を、３３ａ・３３ｂは有機発光層３３の伝導帯最低準位
と価電子帯最高準位を、３４ａは電子注入電極３４のフ
ェルミ準位をそれぞれ示している。
は、左から右にホール注入電極３１、有機ホール輸送層
３２、有機発光層３３、電子注入電極３４が順に形成さ
れており、有機ホール輸送層３２と有機発光層３３の間
には界面３５が形成されている。また図中、３１ａはホ
ール注入電極３１のフェルミ準位を、３２ａ・３２ｂは
ホール輸送層３２の伝導帯最低準位と価電子帯最高準位
を、３３ａ・３３ｂは有機発光層３３の伝導帯最低準位
と価電子帯最高準位を、３４ａは電子注入電極３４のフ
ェルミ準位をそれぞれ示している。
【００１５】有機ホール輸送層３２の伝導帯最低準位３
２ａは、有機発光層３３の伝導帯最低準位３３ａよりも
高いため、電子注入電極３４から注入されて有機発光層
３３内を有機ホール輸送層３２の方向（図中左方向）へ
進んだ電子がさらに界面３５を乗り越えて有機ホール輸
送層３２に入り込むためには、エネルギー準位の障壁３
５ａを越えなければならず、そのため有機発光層３３内
の界面３５付近にはこの電子が蓄積されると考えられ
る。
２ａは、有機発光層３３の伝導帯最低準位３３ａよりも
高いため、電子注入電極３４から注入されて有機発光層
３３内を有機ホール輸送層３２の方向（図中左方向）へ
進んだ電子がさらに界面３５を乗り越えて有機ホール輸
送層３２に入り込むためには、エネルギー準位の障壁３
５ａを越えなければならず、そのため有機発光層３３内
の界面３５付近にはこの電子が蓄積されると考えられ
る。
【００１６】また、有機発光層３３の価電子帯最高準位
３３ｂは、有機ホール輸送層３２の価電子帯最高準位３
２ｂよりも低いため、ホール注入電極３１から注入され
て有機ホール輸送層３２内を有機発光層３３の方向（図
中右方向）へ進んだホールがさらに界面３５を乗り越え
て有機発光層３３に入り込むためには、エネルギー準位
の障壁３５ｂを越えなければならず、そのため有機ホー
ル輸送層３２内の界面３５付近にはこのホールが蓄積さ
れると考えられる。ここで、有機発光層３３を効率的に
発光させるために、上記電子とホールの結合の大部分が
有機発光層３３内で起こるように、上記電子が障壁３５
ａを越えるよりも、上記ホールが障壁３５ｂを越える方
が越えやすいように構成されている。したがって、有機
ホール輸送層３２内の界面３５付近でのホールの蓄積は
比較的少ない。
３３ｂは、有機ホール輸送層３２の価電子帯最高準位３
２ｂよりも低いため、ホール注入電極３１から注入され
て有機ホール輸送層３２内を有機発光層３３の方向（図
中右方向）へ進んだホールがさらに界面３５を乗り越え
て有機発光層３３に入り込むためには、エネルギー準位
の障壁３５ｂを越えなければならず、そのため有機ホー
ル輸送層３２内の界面３５付近にはこのホールが蓄積さ
れると考えられる。ここで、有機発光層３３を効率的に
発光させるために、上記電子とホールの結合の大部分が
有機発光層３３内で起こるように、上記電子が障壁３５
ａを越えるよりも、上記ホールが障壁３５ｂを越える方
が越えやすいように構成されている。したがって、有機
ホール輸送層３２内の界面３５付近でのホールの蓄積は
比較的少ない。
【００１７】一方、有機ＥＬ素子４０は図４（Ｂ）にお
いては、左から右にホール注入電極４１、有機発光層４
２、有機電子輸送層４３、電子注入電極４４が順に形成
されており、有機発光層４２と有機電子輸送層４３との
間には界面４５が形成されている。また図中、４１ａは
ホール注入電極４１のフェルミ準位を、４２ａ・４２ｂ
は有機発光層４２の伝導帯最低準位と価電子帯最高準位
を、４３ａ・４３ｂは有機電子輸送層４３の伝導帯最低
準位と価電子帯最高準位を、４４ａは電子注入電極４４
のフェルミ準位をそれぞれ示している。
いては、左から右にホール注入電極４１、有機発光層４
２、有機電子輸送層４３、電子注入電極４４が順に形成
されており、有機発光層４２と有機電子輸送層４３との
間には界面４５が形成されている。また図中、４１ａは
ホール注入電極４１のフェルミ準位を、４２ａ・４２ｂ
は有機発光層４２の伝導帯最低準位と価電子帯最高準位
を、４３ａ・４３ｂは有機電子輸送層４３の伝導帯最低
準位と価電子帯最高準位を、４４ａは電子注入電極４４
のフェルミ準位をそれぞれ示している。
【００１８】有機発光層４２の伝導帯最低準位４２ａ
は、有機電子輸送層４３の伝導帯最低準位４３ａよりも
高いため、電子注入電極４４から注入されて有機電子輸
送層４３内を有機発光層４２の方向（図中左方向）へ進
んだ電子がさらに界面４５を乗り越えて有機発光層４２
に入り込むためには、エネルギー準位の障壁４５ａを越
えなければならず、そのため有機電子輸送層４３の界面
４５付近にはこの電子が蓄積されると考えられる。
は、有機電子輸送層４３の伝導帯最低準位４３ａよりも
高いため、電子注入電極４４から注入されて有機電子輸
送層４３内を有機発光層４２の方向（図中左方向）へ進
んだ電子がさらに界面４５を乗り越えて有機発光層４２
に入り込むためには、エネルギー準位の障壁４５ａを越
えなければならず、そのため有機電子輸送層４３の界面
４５付近にはこの電子が蓄積されると考えられる。
【００１９】また、有機電子輸送層４３の価電子帯最高
準位４３ｂは、有機発光層４２の価電子帯最高準位４２
ｂよりも低いため、ホール注入電極４１から注入されて
有機発光層４２内を有機電子輸送層４３の方向（図中右
方向）へ進んだホールがさらに界面４５を乗り越えて有
機電子輸送層４３に入り込むためには、エネルギー準位
の障壁４５ｂを越えなければならず、そのため有機発光
層４２の界面４５付近にはこのホールが蓄積されると考
えられる。ここで、有機発光層４２を効率的に発光させ
るために、上記電子とホールの結合の大部分が有機発光
層４２内で起こるように、有機ＥＬ素子４０において、
上記ホールが障壁４５ｂを越えるよりも、上記電子が障
壁４５ａを越える方が越えやすいように構成されてい
る。したがって、有機電子輸送層４３内の界面４５付近
での電子の蓄積は比較的少ない。
準位４３ｂは、有機発光層４２の価電子帯最高準位４２
ｂよりも低いため、ホール注入電極４１から注入されて
有機発光層４２内を有機電子輸送層４３の方向（図中右
方向）へ進んだホールがさらに界面４５を乗り越えて有
機電子輸送層４３に入り込むためには、エネルギー準位
の障壁４５ｂを越えなければならず、そのため有機発光
層４２の界面４５付近にはこのホールが蓄積されると考
えられる。ここで、有機発光層４２を効率的に発光させ
るために、上記電子とホールの結合の大部分が有機発光
層４２内で起こるように、有機ＥＬ素子４０において、
上記ホールが障壁４５ｂを越えるよりも、上記電子が障
壁４５ａを越える方が越えやすいように構成されてい
る。したがって、有機電子輸送層４３内の界面４５付近
での電子の蓄積は比較的少ない。
【００２０】このように、ホール注入電極と電子注入電
極との間に有機発光層と有機キャリア輸送層を挟持した
有機ＥＬ素子においては、駆動時に有機発光層と有機キ
ャリア輸送層の界面付近にキャリアの蓄積がなされる。
すなわち、電子注入電極側の層内の界面付近には電子
が、ホール注入電極側の層内の界面付近にはホールが蓄
積し、これが有機ＥＬ素子の劣化を引き起こす一つの要
因になっていると考えられる。
極との間に有機発光層と有機キャリア輸送層を挟持した
有機ＥＬ素子においては、駆動時に有機発光層と有機キ
ャリア輸送層の界面付近にキャリアの蓄積がなされる。
すなわち、電子注入電極側の層内の界面付近には電子
が、ホール注入電極側の層内の界面付近にはホールが蓄
積し、これが有機ＥＬ素子の劣化を引き起こす一つの要
因になっていると考えられる。
【００２１】このような電荷の蓄積がなぜ輝度を低下さ
せるかという理由は分かっていないが、有機発光素子の
連続発光における輝度の低下が、逆バイアスの印加によ
り、ある程度回復することが学会（名古屋大 森他、第
５０回応用物理学会学術講演会（１９８９秋）２９P −
ＺＰ−７）で報告されており、このことからも、キャリ
ア輸送層と有機発光層を含む有機ＥＬ素子では、両層の
界面付近における電荷蓄積が、輝度の低下にかなり寄与
していると考えられる。
せるかという理由は分かっていないが、有機発光素子の
連続発光における輝度の低下が、逆バイアスの印加によ
り、ある程度回復することが学会（名古屋大 森他、第
５０回応用物理学会学術講演会（１９８９秋）２９P −
ＺＰ−７）で報告されており、このことからも、キャリ
ア輸送層と有機発光層を含む有機ＥＬ素子では、両層の
界面付近における電荷蓄積が、輝度の低下にかなり寄与
していると考えられる。
【００２２】請求項１の発明による、有機発光層と有機
キャリア輸送層中のホール注入電極側の層に、この層を
形成する材料の伝導帯最低準位よりも低い伝導帯最低準
位を有する有機物質をドーピングすることは、この有機
物質が界面付近に蓄積された電子をトラップする作用を
なす。すなわち、電子が界面を越えてこの層に入り込む
ために乗り越えなければならなかった障壁を部分的に崩
す作用ということができる。
キャリア輸送層中のホール注入電極側の層に、この層を
形成する材料の伝導帯最低準位よりも低い伝導帯最低準
位を有する有機物質をドーピングすることは、この有機
物質が界面付近に蓄積された電子をトラップする作用を
なす。すなわち、電子が界面を越えてこの層に入り込む
ために乗り越えなければならなかった障壁を部分的に崩
す作用ということができる。
【００２３】これを図４の（Ａ）および（Ｂ）を使って
説明すると、有機ホール輸送層３２または有機発光層４
２に、有機物質３６または有機物質４６をドーピングす
ることによって、電子が界面３５または界面４５を越え
て、有機物質３６または有機物質４６にトラップされ
る。すなわち界面３５または界面４５を電子が越えるた
めに、乗り越えなければならなかった障壁３５ａまたは
障壁４５ａが、部分的に崩されたということになる。
説明すると、有機ホール輸送層３２または有機発光層４
２に、有機物質３６または有機物質４６をドーピングす
ることによって、電子が界面３５または界面４５を越え
て、有機物質３６または有機物質４６にトラップされ
る。すなわち界面３５または界面４５を電子が越えるた
めに、乗り越えなければならなかった障壁３５ａまたは
障壁４５ａが、部分的に崩されたということになる。
【００２４】また同様に有機発光層と有機キャリア輸送
層中の電子注入電極側の層に、この層を形成する材料の
価電子帯最高準位よりも高い価電子帯最高準位を有する
有機物質をドーピングすることにより、この有機物質が
ホールをトラップする作用をなす。すなわちホールが界
面を越えてこの層に入り込むために乗り越えなければな
らなかった障壁を部分的に低くするという作用をなす。
層中の電子注入電極側の層に、この層を形成する材料の
価電子帯最高準位よりも高い価電子帯最高準位を有する
有機物質をドーピングすることにより、この有機物質が
ホールをトラップする作用をなす。すなわちホールが界
面を越えてこの層に入り込むために乗り越えなければな
らなかった障壁を部分的に低くするという作用をなす。
【００２５】これを図４の（Ａ）および（Ｂ）を使って
説明すると、有機発光層３３または有機電子輸送層４３
に、有機物質３７または有機物質４７をドーピングする
ことによって、ホールが界面３５または界面４５を越え
て、有機物質３７または有機物質４７にトラップされ
る。すなわち界面３５または界面４５をホールが越える
ために、乗り越えなければならなかった障壁３５ｂまた
は障壁４５ｂが、部分的に崩されたということになる。
説明すると、有機発光層３３または有機電子輸送層４３
に、有機物質３７または有機物質４７をドーピングする
ことによって、ホールが界面３５または界面４５を越え
て、有機物質３７または有機物質４７にトラップされ
る。すなわち界面３５または界面４５をホールが越える
ために、乗り越えなければならなかった障壁３５ｂまた
は障壁４５ｂが、部分的に崩されたということになる。
【００２６】以上のようなドーパントの作用は、いずれ
も界面付近に電荷が蓄積することを抑制する。請求項２
の発明による、ホール注入電極と電子注入電極との間
に、有機発光層と有機ホール輸送層が挟持された有機Ｅ
Ｌ素子において、有機ホール輸送層材料の伝導帯最低準
位よりも低い伝導帯最低準位を持つ有機物質が有機ホー
ル輸送層にドーピングされることは、この有機物質が電
子をトラップし、電子が有機発光層の界面付近に蓄積す
るのを抑制する。また、有機発光層材料の価電子帯最高
準位よりも高い価電子帯最高準位を有する有機物質をド
ーピングすることにより、この有機物質がホールをトラ
ップし、ホールが有機ホール輸送層の界面付近に蓄積す
るのを抑制する。
も界面付近に電荷が蓄積することを抑制する。請求項２
の発明による、ホール注入電極と電子注入電極との間
に、有機発光層と有機ホール輸送層が挟持された有機Ｅ
Ｌ素子において、有機ホール輸送層材料の伝導帯最低準
位よりも低い伝導帯最低準位を持つ有機物質が有機ホー
ル輸送層にドーピングされることは、この有機物質が電
子をトラップし、電子が有機発光層の界面付近に蓄積す
るのを抑制する。また、有機発光層材料の価電子帯最高
準位よりも高い価電子帯最高準位を有する有機物質をド
ーピングすることにより、この有機物質がホールをトラ
ップし、ホールが有機ホール輸送層の界面付近に蓄積す
るのを抑制する。
【００２７】請求項３の発明による、前記有機ホール輸
送層材料の伝導帯最低準位よりも低い伝導帯最低準位を
有する有機物質、及び／または前記有機発光層材料の価
電子帯最高準位よりも高い価電子帯最高準位を持つ有機
物質が蛍光物質であることは、請求項２の発明に対して
さらに、この有機物質が電子とホールをトラップする際
に蛍光を発する作用を有する可能性がある。
送層材料の伝導帯最低準位よりも低い伝導帯最低準位を
有する有機物質、及び／または前記有機発光層材料の価
電子帯最高準位よりも高い価電子帯最高準位を持つ有機
物質が蛍光物質であることは、請求項２の発明に対して
さらに、この有機物質が電子とホールをトラップする際
に蛍光を発する作用を有する可能性がある。
【００２８】そして、この有機物質が発光する場合は、
駆動時にキャリアの持つエネルギーが、熱エネルギーと
して放出されていたものの内、その一部が光エネルギー
に変換されることにもなるので、有機ＥＬ素子駆動時に
おいて発生する熱を低減するとともに、発光効率を向上
させるという作用も有することになる。請求項４の発明
による、前記有機ホール輸送層材料の伝導帯最低準位よ
りも低い伝導帯最低準位を有する有機物質が、前記有機
ホール輸送層材料の価電子帯最高準位よりも高い価電子
帯最高準位を有する、及び／または前記有機発光層材料
の価電子帯最高準位よりも高い価電子帯最高準位を持つ
有機物質が、前記有機発光層材料の伝導帯最低準位より
も低い伝導帯最低準位を有することは、請求項３の発明
に対して、これらの有機物質が発光するために必要な条
件の一つを満たすということになる。ただし、これは発
光するための十分な条件ではないので、これらの有機物
質がこの条件を満たしているからといって、必ずしも発
光するということではない。
駆動時にキャリアの持つエネルギーが、熱エネルギーと
して放出されていたものの内、その一部が光エネルギー
に変換されることにもなるので、有機ＥＬ素子駆動時に
おいて発生する熱を低減するとともに、発光効率を向上
させるという作用も有することになる。請求項４の発明
による、前記有機ホール輸送層材料の伝導帯最低準位よ
りも低い伝導帯最低準位を有する有機物質が、前記有機
ホール輸送層材料の価電子帯最高準位よりも高い価電子
帯最高準位を有する、及び／または前記有機発光層材料
の価電子帯最高準位よりも高い価電子帯最高準位を持つ
有機物質が、前記有機発光層材料の伝導帯最低準位より
も低い伝導帯最低準位を有することは、請求項３の発明
に対して、これらの有機物質が発光するために必要な条
件の一つを満たすということになる。ただし、これは発
光するための十分な条件ではないので、これらの有機物
質がこの条件を満たしているからといって、必ずしも発
光するということではない。
【００２９】これを図４（Ａ）においてみると、有機物
質３６の価電子帯最高準位３６ｂが、有機ホール輸送層
３２の価電子帯最高準位３２ｂと同じか、またはより高
くなければ有機物質３６は発光せず、有機物質３７の伝
導帯最低準位３７ａが、有機発光層３３の伝導帯最低準
位３３ａと同じか、またはより低くなければ有機物質３
７は発光しないということになる。
質３６の価電子帯最高準位３６ｂが、有機ホール輸送層
３２の価電子帯最高準位３２ｂと同じか、またはより高
くなければ有機物質３６は発光せず、有機物質３７の伝
導帯最低準位３７ａが、有機発光層３３の伝導帯最低準
位３３ａと同じか、またはより低くなければ有機物質３
７は発光しないということになる。
【００３０】
【実施例】以下、本発明の実施例について詳細に説明す
る。 （実施例１） 有機ホール輸送層に有機物質をドーピン
グする例。図１は、本発明の実施例１に係わる有機ＥＬ
素子Ａ1 の断面模式図である。この有機ＥＬ素子Ａ
1 は、ガラス基板１上に、陽極２と、有機ホール輸送層
３と、有機発光層４と、陰極５とが、ガラス基板１側か
ら順に形成されてなるものであり、陽極２と陰極５に
は、それぞれリード線６が接続されており、電圧を印加
できるようになっている。
る。 （実施例１） 有機ホール輸送層に有機物質をドーピン
グする例。図１は、本発明の実施例１に係わる有機ＥＬ
素子Ａ1 の断面模式図である。この有機ＥＬ素子Ａ
1 は、ガラス基板１上に、陽極２と、有機ホール輸送層
３と、有機発光層４と、陰極５とが、ガラス基板１側か
ら順に形成されてなるものであり、陽極２と陰極５に
は、それぞれリード線６が接続されており、電圧を印加
できるようになっている。
【００３１】陽極２はインジウムースズ酸化物（ＩＴ
Ｏ）膜であってガラス基板１に被着されている。有機ホ
ール輸送層３は、主材料が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ＭＴＰＤと称する）で
あって、これにドーパント７としてルブレン（単層蒸着
膜の蛍光ピーク波長５７０ｎｍ）が２wt％の濃度で含有
されており、共蒸着によって陽極２上に５００Åの厚さ
で形成されている。有機発光層４はトリス（８−キノリ
ノール）アルミニウム（単層蒸着膜の蛍光ピーク波長５
３０ｎｍ、以下Ａｌｑ3 と称する）が真空蒸着によって
５００Åの厚さに形成され、陰極５はマグネシウム・イ
ンジウム合金が真空蒸着によって２０００Åの厚さに形
成されている。なお、この有機ＥＬ素子Ａ1 の各層を製
作するとき、蒸着時の真空度は約１０-5Ｔｏｒｒであ
る。
Ｏ）膜であってガラス基板１に被着されている。有機ホ
ール輸送層３は、主材料が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ＭＴＰＤと称する）で
あって、これにドーパント７としてルブレン（単層蒸着
膜の蛍光ピーク波長５７０ｎｍ）が２wt％の濃度で含有
されており、共蒸着によって陽極２上に５００Åの厚さ
で形成されている。有機発光層４はトリス（８−キノリ
ノール）アルミニウム（単層蒸着膜の蛍光ピーク波長５
３０ｎｍ、以下Ａｌｑ3 と称する）が真空蒸着によって
５００Åの厚さに形成され、陰極５はマグネシウム・イ
ンジウム合金が真空蒸着によって２０００Åの厚さに形
成されている。なお、この有機ＥＬ素子Ａ1 の各層を製
作するとき、蒸着時の真空度は約１０-5Ｔｏｒｒであ
る。
【００３２】ドーパント以外の構成は上記有機ＥＬ素子
Ａ1 と同一で、表１に示すドーパントを用いて有機ＥＬ
素子Ａ2 〜Ａ7 を作製した。表１中、ＭＴＰＤ、Ａｌｑ
3 および各ドーパントの構造は下記化１〜化８に示す。
Ａ1 と同一で、表１に示すドーパントを用いて有機ＥＬ
素子Ａ2 〜Ａ7 を作製した。表１中、ＭＴＰＤ、Ａｌｑ
3 および各ドーパントの構造は下記化１〜化８に示す。
【００３３】
【化１】
【００３４】
【化２】
【００３５】
【化３】
【００３６】
【化４】
【００３７】
【化５】
【００３８】
【化６】
【００３９】
【化７】
【００４０】
【化８】
【００４１】（実施例２） 有機発光層に有機物質を
ドーピングする例 図２は、実施例２に係わる有機ＥＬ素子Ａ8 の断面模式
図である。実施例１と同じ機能を有する構成部分につい
ては同一の番号を付して説明を省力する。有機ホール輸
送層１３は、ＭＴＰＤだけで形成されており、ドーパン
トは含まれない。有機発光層１４は主材料がＡｌｑ
3 で、これにドーパント１７としてデカシクレン（上記
化５に示される）が１wt％の濃度でドーピングされてい
る。それ以外の構成は、実施例１の有機ＥＬ素子Ａ1 〜
Ａ7 と同様である。
ドーピングする例 図２は、実施例２に係わる有機ＥＬ素子Ａ8 の断面模式
図である。実施例１と同じ機能を有する構成部分につい
ては同一の番号を付して説明を省力する。有機ホール輸
送層１３は、ＭＴＰＤだけで形成されており、ドーパン
トは含まれない。有機発光層１４は主材料がＡｌｑ
3 で、これにドーパント１７としてデカシクレン（上記
化５に示される）が１wt％の濃度でドーピングされてい
る。それ以外の構成は、実施例１の有機ＥＬ素子Ａ1 〜
Ａ7 と同様である。
【００４２】（比較例） ドーピングしない従来例 図３は、比較例に係わる有機ＥＬ素子Ｘ1 の断面模式図
である。実施例１と同じ機能を有する構成部分について
は同一の番号を付して説明を省力する。有機ＥＬ素子Ｘ
1 は、有機ホール輸送層１３がＭＴＰＤのみで形成され
ている以外は実施例１の有機ＥＬ素子Ａ1 〜Ａ7 と同様
に形成されている。
である。実施例１と同じ機能を有する構成部分について
は同一の番号を付して説明を省力する。有機ＥＬ素子Ｘ
1 は、有機ホール輸送層１３がＭＴＰＤのみで形成され
ている以外は実施例１の有機ＥＬ素子Ａ1 〜Ａ7 と同様
に形成されている。
【００４３】〔実験〕上記実施例１と実施例２の有機Ｅ
Ｌ素子Ａ1 〜Ａ8 、および比較例１の有機ＥＬ素子Ｘ1
について、１０ｍＡ／ｃｍ2 で定電流連続駆動させ、輝
度の経時変化、輝度半減期、発光ピーク波長を調べた。
表１の左半分はこの有機ＥＬ素子Ａ1 〜Ａ8 および有機
ＥＬ素子Ｘ1 の、有機ホール輸送層と有機発光層に使わ
れた、主材料と各ドーパントについて、価電子帯最高準
位と伝導帯最低準位を示し、表１の右半分は上記実験の
結果を示すものである。
Ｌ素子Ａ1 〜Ａ8 、および比較例１の有機ＥＬ素子Ｘ1
について、１０ｍＡ／ｃｍ2 で定電流連続駆動させ、輝
度の経時変化、輝度半減期、発光ピーク波長を調べた。
表１の左半分はこの有機ＥＬ素子Ａ1 〜Ａ8 および有機
ＥＬ素子Ｘ1 の、有機ホール輸送層と有機発光層に使わ
れた、主材料と各ドーパントについて、価電子帯最高準
位と伝導帯最低準位を示し、表１の右半分は上記実験の
結果を示すものである。
【００４４】
【表１】
【００４５】ここにおいて、価電子帯最高準位と伝導帯
最低準位の数値は、両者とも真空準位をゼロとし、次の
測定方法によって求めた値である。 価電子帯最高準位の数値：イオン化ポテンシャルにマイ
ナス記号を付けたもので、単層蒸着膜について光電子分
光法により求めた。 伝導帯最低準位の数値：価電子帯最高準位にバンドギャ
ップを加えたもので、バンドギャップはＯｎｏ等の方法
（Ｊ．Ｐｈｙｓ．Ｓｏｃ．Ｊｐｎ．５８（１９８９）１
８９５）に従い、単層蒸着膜の光吸収により求めた。
最低準位の数値は、両者とも真空準位をゼロとし、次の
測定方法によって求めた値である。 価電子帯最高準位の数値：イオン化ポテンシャルにマイ
ナス記号を付けたもので、単層蒸着膜について光電子分
光法により求めた。 伝導帯最低準位の数値：価電子帯最高準位にバンドギャ
ップを加えたもので、バンドギャップはＯｎｏ等の方法
（Ｊ．Ｐｈｙｓ．Ｓｏｃ．Ｊｐｎ．５８（１９８９）１
８９５）に従い、単層蒸着膜の光吸収により求めた。
【００４６】表１に示されるように、有機ＥＬ素子Ａ1
〜Ａ8 はいずれも有機ＥＬ素子Ｘ1よりも連続駆動時の
輝度半減期が長くなっており、耐久性が向上したことを
示している。また、有機ＥＬ素子Ａ1 〜Ａ5 は、有機ホ
ール輸送層に使われたドーパントの価電子帯最高準位が
有機ホール輸送層主材料のＭＴＰＤの価電子帯最高準位
よりも高く、この中で有機ＥＬ素子Ａ1 〜Ａ4 はドーパ
ントが発光するが、有機ＥＬ素子Ａ5 のようにドーパン
トが発光しない場合もあることがわかる。
〜Ａ8 はいずれも有機ＥＬ素子Ｘ1よりも連続駆動時の
輝度半減期が長くなっており、耐久性が向上したことを
示している。また、有機ＥＬ素子Ａ1 〜Ａ5 は、有機ホ
ール輸送層に使われたドーパントの価電子帯最高準位が
有機ホール輸送層主材料のＭＴＰＤの価電子帯最高準位
よりも高く、この中で有機ＥＬ素子Ａ1 〜Ａ4 はドーパ
ントが発光するが、有機ＥＬ素子Ａ5 のようにドーパン
トが発光しない場合もあることがわかる。
【００４７】一方、有機ＥＬ素子Ａ6 ・Ａ7 は、有機ホ
ール輸送層に使われたドーパントの価電子帯最高準位が
有機ホール輸送層主材料のＭＴＰＤの価電子帯最高準位
よりも低いので、ドーパントが発光しない。なお上記実
施例１・２の有機ＥＬ素子Ａ1 〜Ａ8 にドーパントとし
て使われた有機物質は、すべて蛍光物質であるが、本発
明の請求項１記載の有機物質は、蛍光物質には限らな
い。
ール輸送層に使われたドーパントの価電子帯最高準位が
有機ホール輸送層主材料のＭＴＰＤの価電子帯最高準位
よりも低いので、ドーパントが発光しない。なお上記実
施例１・２の有機ＥＬ素子Ａ1 〜Ａ8 にドーパントとし
て使われた有機物質は、すべて蛍光物質であるが、本発
明の請求項１記載の有機物質は、蛍光物質には限らな
い。
【００４８】（実施例３） ドーパントの濃度を変える
例。実施例１の有機ＥＬ素子Ａ1 において、有機ホール
輸送層にドーピングするドーパント（ルブレン）の濃度
だけを０wt％、１wt％、２wt％、５wt％、１０wt％と変
化させて有機ＥＬ素子を構成し、その各有機ＥＬ素子に
ついて、上記実験と同様に連続駆動時の輝度半減期を測
定した。
例。実施例１の有機ＥＬ素子Ａ1 において、有機ホール
輸送層にドーピングするドーパント（ルブレン）の濃度
だけを０wt％、１wt％、２wt％、５wt％、１０wt％と変
化させて有機ＥＬ素子を構成し、その各有機ＥＬ素子に
ついて、上記実験と同様に連続駆動時の輝度半減期を測
定した。
【００４９】その結果、表２に示されるように、ドーパ
ントの濃度が１wt％、２wt％、５wt％となるに従って輝
度半減期は長くなっているが、１０wt％では短くなって
いる。この実施例の場合、ドーパントの濃度は１０wt％
以下が望ましく、５wt％が最も良好であることがわか
る。
ントの濃度が１wt％、２wt％、５wt％となるに従って輝
度半減期は長くなっているが、１０wt％では短くなって
いる。この実施例の場合、ドーパントの濃度は１０wt％
以下が望ましく、５wt％が最も良好であることがわか
る。
【００５０】
【表２】
【００５１】（実施例４） ドーピングする位置を変え
る例。実施例１の有機ＥＬ素子Ａ6 において、有機ホー
ル輸送層（ＭＴＰＤ層）にドーパント（Ａｌｑ3 ）をド
ーピングする位置だけを変え、その他は実施例１と同様
に次の有機ＥＬ素子Ａ6 （ａ）・Ａ6 （ｂ）を構成し
た。有機ＥＬ素子Ａ6 は、有機ホール輸送層全体にドー
ピングした（厚さ５００Å）。
る例。実施例１の有機ＥＬ素子Ａ6 において、有機ホー
ル輸送層（ＭＴＰＤ層）にドーパント（Ａｌｑ3 ）をド
ーピングする位置だけを変え、その他は実施例１と同様
に次の有機ＥＬ素子Ａ6 （ａ）・Ａ6 （ｂ）を構成し
た。有機ＥＬ素子Ａ6 は、有機ホール輸送層全体にドー
ピングした（厚さ５００Å）。
【００５２】有機ＥＬ素子Ａ6 （ａ）は、有機ホール輸
送層の陽極側半分だけにドーピングした（厚さ２５０
Å）。有機ＥＬ素子Ａ6 （ｂ）は、有機ホール輸送層の
有機発光層側半分にドーピングした（厚さ２５０Å）。
また、実施例１の有機ＥＬ素子Ａ1 において、有機ホー
ル輸送層（ＭＴＰＤ層）に対してドーパント（ルブレ
ン）濃度を１０wt％とし、ドーピングする位置を変え、
その他は実施例１と同様に次の有機ＥＬ素子Ａ1 （ａ）
・Ａ1 （ｂ）を構成した。
送層の陽極側半分だけにドーピングした（厚さ２５０
Å）。有機ＥＬ素子Ａ6 （ｂ）は、有機ホール輸送層の
有機発光層側半分にドーピングした（厚さ２５０Å）。
また、実施例１の有機ＥＬ素子Ａ1 において、有機ホー
ル輸送層（ＭＴＰＤ層）に対してドーパント（ルブレ
ン）濃度を１０wt％とし、ドーピングする位置を変え、
その他は実施例１と同様に次の有機ＥＬ素子Ａ1 （ａ）
・Ａ1 （ｂ）を構成した。
【００５３】有機ＥＬ素子Ａ1 （ａ）は、有機ホール輸
送層全体にドーピングした（厚さ５００Å）。有機ＥＬ
素子Ａ1 （ｂ）は、有機ホール輸送層の有機発光層側半
分にドーピングした（厚さ２５０Å）。この有機ＥＬ素
子Ａ6 （ａ）・Ａ6 （ｂ）とＡ1 （ａ）・Ａ1 （ｂ）に
ついて、上記実験と同様に連続駆動時の輝度半減期を測
定した。その結果、表３に示すように、ホール輸送層へ
ドーピングする場合、ドーピング位置が有機発光層（Ａ
ｌｑ3 層）に接していることが輝度半減期向上に有効で
あるための条件であることがわかる。
送層全体にドーピングした（厚さ５００Å）。有機ＥＬ
素子Ａ1 （ｂ）は、有機ホール輸送層の有機発光層側半
分にドーピングした（厚さ２５０Å）。この有機ＥＬ素
子Ａ6 （ａ）・Ａ6 （ｂ）とＡ1 （ａ）・Ａ1 （ｂ）に
ついて、上記実験と同様に連続駆動時の輝度半減期を測
定した。その結果、表３に示すように、ホール輸送層へ
ドーピングする場合、ドーピング位置が有機発光層（Ａ
ｌｑ3 層）に接していることが輝度半減期向上に有効で
あるための条件であることがわかる。
【００５４】
【表３】
【００５５】（実施例５） 有機ホール輸送層と有機発
光層の両方にドーピングする例。有機ＥＬ素子Ａ9 ・Ａ
10・Ａ11は次のように構成されている。有機ＥＬ素子Ａ
9 ・Ａ10・Ａ11の有機ホール輸送層は、主材料ＭＴＰＤ
にルブレンがドーピングされて形成されており、このル
ブレンの濃度は有機ホール輸送層に対してそれぞれ２wt
％・５wt％・１０wt％である。また、有機発光層は主材
料Ａｌｑ3 にルブレンが１wt％の濃度でドーピングされ
形成されている。それ以外は実施例１の有機ＥＬ素子Ａ
1 と同様に、有機ＥＬ素子Ａ9 ・Ａ10・Ａ11は構成され
ている。
光層の両方にドーピングする例。有機ＥＬ素子Ａ9 ・Ａ
10・Ａ11は次のように構成されている。有機ＥＬ素子Ａ
9 ・Ａ10・Ａ11の有機ホール輸送層は、主材料ＭＴＰＤ
にルブレンがドーピングされて形成されており、このル
ブレンの濃度は有機ホール輸送層に対してそれぞれ２wt
％・５wt％・１０wt％である。また、有機発光層は主材
料Ａｌｑ3 にルブレンが１wt％の濃度でドーピングされ
形成されている。それ以外は実施例１の有機ＥＬ素子Ａ
1 と同様に、有機ＥＬ素子Ａ9 ・Ａ10・Ａ11は構成され
ている。
【００５６】この各有機ＥＬ素子Ａ9 ・Ａ10・Ａ11につ
いて、上記実験と同様に連続駆動時の輝度半減期を測定
した結果を表４に示す。この結果、有機ホール輸送層へ
のドーピングに、有機発光層へのドーピングを併用する
ことが、輝度半減期の向上にさらに有効であることがわ
かる。
いて、上記実験と同様に連続駆動時の輝度半減期を測定
した結果を表４に示す。この結果、有機ホール輸送層へ
のドーピングに、有機発光層へのドーピングを併用する
ことが、輝度半減期の向上にさらに有効であることがわ
かる。
【００５７】
【表４】
【００５８】（その他の例）なお、上記実施例において
は、有機ホール輸送層と有機発光層を有する２層構造の
有機ＥＬ素子について示したが、有機発光層と有機電子
輸送層を有する２層構造の有機ＥＬ素子についても同様
に実施可能である。この場合、有機発光層の材料として
は、下記化９に示されるＮＳＤおよび化１０〜化２３に
示されるＰＹＲ−１〜ＰＹＲ−１４などのホール輸送性
材料を用いることができ、有機電子輸送層の材料として
は下記化２４に示されるＯＸＤ−１、化２５に示される
ＯＸＤ−７、化２６に示されるＰＢＤなどを用いること
ができる。
は、有機ホール輸送層と有機発光層を有する２層構造の
有機ＥＬ素子について示したが、有機発光層と有機電子
輸送層を有する２層構造の有機ＥＬ素子についても同様
に実施可能である。この場合、有機発光層の材料として
は、下記化９に示されるＮＳＤおよび化１０〜化２３に
示されるＰＹＲ−１〜ＰＹＲ−１４などのホール輸送性
材料を用いることができ、有機電子輸送層の材料として
は下記化２４に示されるＯＸＤ−１、化２５に示される
ＯＸＤ−７、化２６に示されるＰＢＤなどを用いること
ができる。
【００５９】
【化９】
【００６０】
【化１０】
【００６１】
【化１１】
【００６２】
【化１２】
【００６３】
【化１３】
【００６４】
【化１４】
【００６５】
【化１５】
【００６６】
【化１６】
【００６７】
【化１７】
【００６８】
【化１８】
【００６９】
【化１９】
【００７０】
【化２０】
【００７１】
【化２１】
【００７２】
【化２２】
【００７３】
【化２３】
【００７４】
【化２４】
【００７５】
【化２５】
【００７６】
【化２６】
【００７７】有機発光層および有機電子輸送層にドーピ
ングするドーパントは、有機発光層および有機電子輸送
層の材料に応じて、上記実施例において使用したドーパ
ントなどの中から選択することにより実施することがで
きる。また、上記実施例では有機ＥＬ素子の構造が２層
構造であるが、３層構造の有機ＥＬ素子についても同様
にして実施は可能である。
ングするドーパントは、有機発光層および有機電子輸送
層の材料に応じて、上記実施例において使用したドーパ
ントなどの中から選択することにより実施することがで
きる。また、上記実施例では有機ＥＬ素子の構造が２層
構造であるが、３層構造の有機ＥＬ素子についても同様
にして実施は可能である。
【００７８】
【発明の効果】以上の本発明によれば、発光特性が優れ
ていて、且つ耐久性の優れた有機ＥＬ素子を提供するこ
とができる。また、このように有機ＥＬ素子の発光特性
が優れ、耐久性が向上することにより、有機ＥＬ素子を
フラットディスプレイ、液晶用バックライトなどにおい
ても、従来よりさらに幅広い用途に使用することが可能
となる。
ていて、且つ耐久性の優れた有機ＥＬ素子を提供するこ
とができる。また、このように有機ＥＬ素子の発光特性
が優れ、耐久性が向上することにより、有機ＥＬ素子を
フラットディスプレイ、液晶用バックライトなどにおい
ても、従来よりさらに幅広い用途に使用することが可能
となる。
【図１】本発明の実施例１に係わる有機ＥＬ素子の断面
模式図である。
模式図である。
【図２】実施例２に係わる有機ＥＬ素子Ａ8 の断面模式
図である。
図である。
【図３】比較例に係わる有機ＥＬ素子Ｘ1 の断面模式図
である。
である。
【図４】本発明の有機ＥＬ素子の作用を説明するための
概念図である。
概念図である。
２ ホール注入電極 ３ 有機ホール輸送層 ４ 有機発光層 ５ 電子注入電極 ７ ドーパント
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浜田 祐次 守口市京阪本通２丁目18番地 三洋電機株 式会社内 (72)発明者 柴田 賢一 守口市京阪本通２丁目18番地 三洋電機株 式会社内
Claims (4)
- 【請求項１】 ホール注入電極と電子注入電極との間
に、互いに接して界面を形成する有機発光層と有機キャ
リア輸送層とが、少なくとも挟持されてなる有機ＥＬ素
子において、 前記有機発光層と前記有機キャリア輸送層中のホール注
入電極側の層に、この層を形成する材料の伝導帯最低準
位よりも低い伝導帯最低準位を有する有機物質をドーピ
ングする、 及び／または前記有機発光層と前記有機キャリア輸送層
の中で前記電子注入電極側の層に、この層を形成する材
料の価電子帯最高準位よりも高い価電子帯最高準位を有
する有機物質をドーピングすることを特徴とする有機Ｅ
Ｌ素子。 - 【請求項２】 前記有機キャリア輸送層が有機ホール輸
送層であって、 この有機ホール輸送層に、前記有機ホール輸送層材料の
伝導帯最低準位よりも低い伝導帯最低準位を有する有機
物質をドーピングする、 及び／または前記有機発光層に、前記有機発光層材料の
価電子帯最高準位よりも高い価電子帯最高準位を持つ有
機物質をドーピングすることを特徴とする請求項１記載
の有機ＥＬ素子。 - 【請求項３】 前記有機ホール輸送層材料の伝導帯最低
準位よりも低い伝導帯最低準位を有する有機物質、 及び／または前記有機発光層材料の価電子帯最高準位よ
りも高い価電子帯最高準位を持つ有機物質が、蛍光物質
であることを特徴とする請求項２記載の有機ＥＬ素子。 - 【請求項４】 前記有機ホール輸送層材料の伝導帯最低
準位よりも低い伝導帯最低準位を有する有機物質が、前
記有機ホール輸送層材料の価電子帯最高準位と同じか、
またはより高い価電子帯最高準位を有し発光する、 及び／または前記有機発光層材料の価電子帯最高準位よ
りも高い価電子帯最高準位を持つ有機物質が、前記有機
発光層材料の伝導帯最低準位と同じか、またはより低い
伝導帯最低準位を有し発光することを特徴とする請求項
３記載の有機ＥＬ素子。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21316893A JP3332491B2 (ja) | 1993-08-27 | 1993-08-27 | 有機ｅｌ素子 |
| US08/295,548 US5601903A (en) | 1993-08-27 | 1994-08-25 | Organic electroluminescent elements |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21316893A JP3332491B2 (ja) | 1993-08-27 | 1993-08-27 | 有機ｅｌ素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0765958A true JPH0765958A (ja) | 1995-03-10 |
| JP3332491B2 JP3332491B2 (ja) | 2002-10-07 |
Family
ID=16634691
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21316893A Expired - Lifetime JP3332491B2 (ja) | 1993-08-27 | 1993-08-27 | 有機ｅｌ素子 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5601903A (ja) |
| JP (1) | JP3332491B2 (ja) |
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