JPH1050481A - 有機エレクトロルミネセンス素子 - Google Patents

有機エレクトロルミネセンス素子

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JPH1050481A
JPH1050481A JP8217870A JP21787096A JPH1050481A JP H1050481 A JPH1050481 A JP H1050481A JP 8217870 A JP8217870 A JP 8217870A JP 21787096 A JP21787096 A JP 21787096A JP H1050481 A JPH1050481 A JP H1050481A
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organic
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anode
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健一 永山
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 非発光時に表示パターンが視認されず、発光
時にのみ必要なパターンが視認されるという、表示品位
の高い有機ＥＬ素子を提供するものである。 【解決手段】 透光性を有する基板、透光性を有する陽
極、正孔注入層及び／又は電子注入層、有機物質からな
る発光層、陰極を備え、陽極及び陰極間に電流を流すこ
とにより、所定の領域が発光する有機エレクトロルミネ
センス素子において、電子注入層又は正孔注入層は、所
定の領域に対応するパターンを有して積層形成されるこ
とを特徴とする。また、透光性を有する基板、透光性を
有する陽極、正孔流入抑制層及び又は電子流入抑制層、
有機物質からなる発光層、陰極を備え、陽極及び陰極間
に電流を流すことにより、所定の領域が発光する有機エ
レクトロルミネセンス素子において、正孔流入抑制層又
は電子流入抑制層は、所定の領域に対応するパターンを
有して積層形成され、パターンに対応する領域の発光を
抑制することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【０００１】
【０００２】
【産業上の利用分野】本発明は、有機発光材料を用いた
表示素子である有機エレクトロルミネセンス素子に関す
る。
【０００３】
【０００２】
【０００４】
【従来の技術】従来、有機エレクトロルミネセンス素子
（以下有機ＥＬ素子という）を用いて所定のパターンを
発光表示する表示素子として、例えば、図１１に示すよ
うなものがあった。図１１は、従来の有機ＥＬ素子の構
造を示す図であり。（ａ）は、有機ＥＬ素子の概略断面
構造図を示し、（ｂ）は、有機ＥＬ素子の基板上に所定
のパターンで形成される陽極（ＩＴＯ）の一例を示した
ものである。
【０００５】
【０００３】有機ＥＬ素子は、図（ａ）に示すように、
ガラスなどの透光性を有する基板１０１上に透光性の陽
極（ＩＴＯ）１０２を図１１（ｂ）に示すようなパター
ンで形成し、さらにその上に、有機発光材料層１０３、
陰極１０４を順次積層し、陽極（ＩＴＯ）１０２と陰極
１０４間に所定の電圧を印加することにより、有機発光
材料層１０３に順電流を流し、有機発光材料層１０３
の、陽極（ＩＴＯ）１０２と陰極１０４によって挟持さ
れる部分に順電流を流し、陽極（ＩＴＯ）１０２に対応
するパターン形状で発光させて表示していた。
【０００６】
【０００４】
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところが、陽極と基板
は材料が異なるため、光の反射率、透過率や屈折率が同
一ではなく、したがって、先に述べた従来の有機ＥＬ素
子では、両極間に電圧を印加しない場合にも、陽極のパ
ターンのエッジが基板を介して見えてしまうので、発光
させなくても表示パネル上において表示パターンが視認
されてしまう。
【０００８】
【０００５】また、有機発光材料層を微小画素として用
いてマトリクス配置させて、必要に応じてこれらの画素
の一部を発光させて種々のパターンを表示させるような
有機ＥＬ素子においても、非発光時において画素が全て
視認され、発光時においても発光する画素と共に発光し
ない画素も視認されてしまう。また、透光性基板の透過
率を低下させて非発光時のパターンや画素をマスキング
すると、発光時の発光効率が悪くなるなどといったよう
に表示品位が良くなかった。
【０００９】
【０００６】本発明は上述の問題点に鑑みなされたもの
であり、非発光時に表示パターンが視認されず、発光時
にのみ必要なパターンが視認されるという、表示品位の
高い有機ＥＬ素子を提供するものである。
【００１０】
【０００７】
【００１１】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
透光性を有する基板、透光性を有する陽極、陰極、陽極
と陰極間に積層される有機物質からなる発光層と電子注
入層とを備え、陽極及び陰極間に電流を流すことによ
り、所定の領域が発光する有機エレクトロルミネセンス
素子において、電子注入層は、発光層と陰極の間におい
て、所定の領域に対応するパターンを有して積層形成さ
れることを特徴とする。
【００１２】
【０００８】また、請求項２記載の発明は、透光性を有
する基板、透光性を有する陽極、陰極、陽極と陰極間に
積層される有機物質からなる発光層を備え、陽極及び陰
極間に電流を流すことにより、所定の領域が発光する有
機エレクトロルミネセンス素子において、発光層と陰極
の間において、所定のパターンを有する電子流入抑制層
を積層形成することにより、所定のパターンに対応する
領域の発光を抑制することを特徴とする。
【００１３】
【０００９】請求項３記載の発明は、透光性を有する基
板、透光性を有する陽極、陰極、陽極と陰極間に積層さ
れる正孔注入層と有機物質からなる発光層とを備え、陽
極及び陰極間に電流を流すことにより、所定の領域が発
光する有機エレクトロルミネセンス素子において、正孔
注入層は、陽極及び発光層の間において、所定の領域に
対応するパターンを有して積層されることを特徴とす
る。
【００１４】
【００１０】また、請求項４記載の発明は、透光性を有
する基板、透光性を有する陽極、陰極、陽極と陰極間に
積層される有機物質からなる発光層を備え、陽極及び陰
極間に電流を流すことにより、所定の領域が発光する有
機エレクトロルミネセンス素子において、発光層と陽極
の間において、所定のパターンを有する正孔流入抑制層
を積層形成することにより、所定のパターンに対応する
領域の発光を抑制することを特徴とする。
【００１５】
【００１１】
【００１６】
【作用】本発明は以上のように構成したので、請求項１
記載の発明によれば、素子が発光する所定の領域に対応
するパターンを有する電子注入層を、発光層と陰極の間
において積層形成したので、素子の発光時には、陰極か
ら発光層への電子の注入効率を所定の領域に対応して分
布し、電子注入層が有するパターンに対応して発光表示
させて視認することができ、素子の非発光時において
は、電子注入層が有するパターンが視認されない。
【００１７】
【００１２】また、請求項２記載の発明によれば、所定
のパターンを有する電子流入抑制層を、発光層と陰極の
間において積層形成したので、素子の発光時には、陰極
から発光層への電子の注入効率が電子流入抑制層が有す
る所定のパターンに対応する領域において低下するよう
に分布し、所定のパターンに対応する領域の発光が抑制
され、パターンが視認することができ、素子の非発光時
においては、電子流入抑制層が有するパターンが視認さ
れない。
【００１８】
【００１３】また、請求項３記載の発明によれば、素子
が発光する所定の領域に対応するパターンを有する正孔
注入層を、発光層と陽極の間において積層形成したの
で、素子の発光時には、陽極から発光層への正孔の注入
効率を所定の領域に対応して分布し、正孔注入層が有す
るパターンに対応して発光表示させて視認することがで
き、素子の非発光時においては、正孔注入層が有するパ
ターンが視認されない。
【００１９】
【００１４】また、請求項４記載の発明によれば、所定
のパターンを有する正孔流入抑制層を、発光層と陽極の
間において積層形成したので、素子の発光時には、陽極
から発光層への正孔の注入効率が正孔流入抑制層が有す
る所定のパターンに対応する領域において低下するよう
に分布し、所定のパターンに対応する領域の発光が抑制
され、パターンが視認することができ、素子の非発光時
においては、正孔流入抑制層が有するパターンが視認さ
れない。
【００２０】
【００１５】
【００２１】
【発明の実施の形態】本発明の各実施形態について以下
に説明する。図１は、本発明の第１の実施形態における
有機ＥＬ素子の主要構造を示す図である。同図におい
て、（ａ）は、有機ＥＬ素子の概略断面図を示し、
（ｂ）は、有機ＥＬ素子の有機発光材料層上に所定のパ
ターンで積層形成される電子注入層の一例を示したもの
である。有機ＥＬ素子は、図１（ａ）に示すように、透
光性を有するガラスなどの基板１上に、例えばＩＴＯな
どを用いた第１電極（陽極）２と、発光層が積層された
複数の有機物などの積層体からなる有機発光材料層３
を、順次全面にわたって積層形成される。
【００２２】
【００１６】図５は、図１における有機発光材料層３の
各層の詳細の一例を示した断面図であり、有機発光材料
層３は、第１電極（陽極）２上に、正孔注入層３ａ、有
機物質からなる正孔輸送層３ｂ、ＴＰＤ／Ａｌｑ3 など
の有機物質からなる発光層３ｃ、有機物質からなる電子
輸送層３ｄが順次積層されて形成される。
【００２３】
【００１７】また、図１（ｂ）に示すように、積層され
た有機発光材料層３上には、所定の表示パターンに対応
する形状にパターニングした電子注入層４を積層形成さ
れる。電子注入層４に用いられる材料としては、Ｂａ
Ｏ、ＳｒＯ、ＣａＯなどの数オングストロームから数十
オングストロームの薄膜、Ａｌ−Ｌｉ合金など、電子注
入効率の高いものを用いる。より具体的には、仕事関数
が約３ｅＶ以下の絶縁物であるアルカリ金属、アルカリ
土類金属の酸化物、炭化物、ホウ化物、塩化物の単体も
しくは混合物の数オングストローム〜数十オングストロ
ームの薄膜、アルカリ金属、アルカリ土類金属の単体も
しくは他の金属との合金を用いるのが望ましい。
【００２４】
【００１８】次に、電子注入層４を含む有機発光材料層
３上には、第２電極（陰極）５が積層形成される。第２
電極（陰極）５に用いられる材料としては、例えばＡｌ
など、電子注入効率が電子注入層４より低いものを用い
る。
【００２５】
【００１９】本発明の第１の実施形態における有機ＥＬ
素子は以上のように形成されて構成され、第１電極（陽
極）２と第２電極（陰極）５間に所定の電圧を印加する
と、有機発光材料層３は、電子注入層４が積層形成され
た部分に電子が効率良く注入されるので、明るく発光す
る。一方、電子注入層４が積層形成された部分以外の部
分では、電子がほとんど注入されないので、ほとんど発
光しない。この結果、有機発光材料層３は、電子注入層
４のパターニング形状に対応する形状で明るく発光表示
する。
【００２６】
【００２０】なお、非発光時には、電子注入層４は、非
常に薄いか、または、第２電極（陰極）５とほぼ近似し
た金属光沢を有するので、電子注入層４が有する形状
は、第２電極（陰極）５と対比して視認されず、外観
上、電子注入層４および第２電極（陰極）５は、基板
１、第１電極（陽極）２、有機発光材料層３を介し、１
枚の鏡として視認される。
【００２７】
【００２１】図２に、一例としてＢａＯを電子注入層に
用いて形成された有機ＥＬ素子の電圧−輝度特性を示
す。同図において、６は、ＢａＯの層厚が０、即ち電子
注入層が形成されていない場合の素子の電圧−輝度特性
であり、７は、ＢａＯの層厚が１５オングストロームの
場合の素子の電圧−輝度特性であり、８は、ＢａＯの層
厚が５オングストロームの場合の素子の電圧−輝度特性
である。
【００２８】
【００２２】同図からわかるように、印加電圧が６Ｖの
場合に、ＢａＯの層厚が０、即ち電子注入層が形成され
ていない場合の素子の輝度は、３ｃｄ／ｍ2 であるのに
対し、ＢａＯの層厚が５オングストロームの場合の輝度
は、１１０ｃｄ／ｍ2 であり、ＢａＯの層厚が１５オン
グストロームの場合の輝度は、３０ｃｄ／ｍ2 であり、
ＢａＯの層厚が４０オングストロームの場合の輝度は、
ほとんど０ｃｄ／ｍ2 に近いものとなる。
【００２９】
【００２３】したがって、ＢａＯの層厚がおよそ２０オ
ングストローム以下ならば、電子注入層（ＢａＯ）の有
無による有機発光材料層３の発光表示の輝度コントラス
トは、ほぼ１０対１以上となるので、表示に充分なもの
となり、本発明の第１の実施形態における有機ＥＬ素子
を形成することが可能である。
【００３０】
【００２４】次に、本発明の第２の実施形態について述
べる。図３は、本発明の第２の実施形態における有機Ｅ
Ｌ素子の主要構造を示す図である。同図において、
（ａ）は、有機ＥＬ素子の概略断面図を示し、（ｂ）
は、有機ＥＬ素子の有機発光材料層上に所定のパターン
で積層形成される電子流入抑制層の一例を示したもので
ある。有機ＥＬ素子は、図３（ａ）に示すように、透光
性を有するガラスなどの基板９上に、例えばＩＴＯなど
を用いた第１電極（陽極）１０と、例えば、ＴＰＤ／Ａ
ｌｑ3 からなる有機発光材料層１１が、順次全面にわた
って積層形成されている。
【００３１】
【００２５】図６は、図３における有機発光材料層１１
の詳細の一例を示した断面図であり、有機発光材料層１
１は、第１電極（陽極）１０上に、正孔注入層１１ａ、
有機物質からなる正孔輸送層１１ｂ、有機物質からなる
発光層１１ｃ、有機物質からなる電子輸送層１１ｄが順
次積層されて形成される。
【００３２】また、積層された有機発光材料層１１上に
は、電子注入層１７が全面にわたって積層形成されてい
る。
【００３３】
【００２６】また、図３（ｂ）に示すように、積層され
た電子注入層１７上には、所定の表示パターンに対応す
る形状を型抜きしてパターニング形成した電子流入抑制
層１２が積層形成される。電子流入抑制層１２に用いら
れる材料としては、ＳｉＯ2などの数十オングストロー
ムの薄膜や、Ａｌなどの電子の注入を妨げるものや、電
子注入効率の低い材料などからなる酸化物、ホウ化物、
塩化物を用いる。
【００３４】
【００２７】また、仕事関数が約３ｅＶ以下の比較的低
い値を有する材料を用いる場合は、４０〜１００オング
ストローム程度の膜厚にし、それ以外の材料、例えばＭ
ｇＯ（仕事関数が約３．６ｅＶ）、ＴｉＯ2 （仕事関数
が約３．９ｅＶ）、ＳｉＣ（仕事関数が約４．５ｅ
Ｖ）、ＶＣ（仕事関数が約３．９ｅＶ）、ＮｂＣ（仕事
関数が約４．１ｅＶ）などを用いる場合は、１０〜１０
０オングストローム程度の膜厚にすることにより好適な
電子流入抑制層を形成することができる。
【００３５】
【００２８】また、電子流入抑制層１２を含む電子注入
層１７上には、第２電極（陰極）１３が積層形成され
る。第２電極（陰極）１３に用いられる材料としては、
例えばＡｌ−Ｌｉ、ＢａＯ／Ａｌの積層など、電子注入
効率の高いものを用いる。
【００３６】
【００２９】本発明の第２の実施形態における有機ＥＬ
素子は以上のように形成されて構成され、第１電極（陽
極）１０と第２電極（陰極）１３間に所定の電圧を印加
すると、有機発光材料層１１は、電子流入抑制層１２が
積層形成された領域に覆われた部分には、電子がほとん
ど注入されないので、その部分の発光層１１ｃはほとん
ど発光しない。一方、電子流入抑制層１２が積層形成さ
れた領域に覆われていない発光層１１ｃの部分は、電子
が注入されて明るく発光する。この結果、有機発光材料
層１１は、電子流入抑制層１２の型抜きパターニング形
状に対応する形状で明るく発光表示する。
【００３７】
【００３０】なお、電子流入抑制層１２は、非常に薄い
か、または、第２電極（陰極）１３とほぼ近似した金属
光沢を有するので、非発光時には、電子流入抑制層１２
が有する形状は、第２電極（陰極）１３と対比して視認
されず、外観上、電子流入抑制層１２および第２電極
（陰極）１３は、基板９、第１電極（陽極）１０、有機
発光材料層１１を介し、１枚の鏡として視認される。
【００３８】
【００３１】図４に、一例としてＳｉＯ2 およびＢａＯ
を電子流入抑制層に用いて形成された有機ＥＬ素子の電
圧−輝度特性を示す。同図において、１４は電子流入抑
制層の厚さが０の場合の素子の電圧−輝度特性であり、
１５は電子流入抑制層１２を１０オングストロームの膜
厚のＳｉＯ2 で形成した場合の素子の電圧−輝度特性で
あり、１６は電子流入抑制層１２を４０オングストロー
ムの膜厚のＢａＯで形成した場合の素子の電圧−輝度特
性をそれぞれ示す。同図からわかるように、印加電圧が
６Ｖの場合に、電子流入抑制層が形成されていない場合
の輝度は、１００ｃｄ／ｍ2 であるのに対し、ＳｉＯ2
やＢａＯで電子流入抑制層１２が積層形成した素子の有
機発光材料層１１の輝度がほとんど０となる。
【００３９】
【００３２】以上のように、本発明の上記各実施の形態
において、両極間に電圧が印加されない場合に、有機Ｅ
Ｌ素子が残留発光する場合は、両極間に逆バイアス電圧
を印加することにより素子の残留発光を押さえることが
でき、有機ＥＬ素子は、非発光時には１枚の鏡、発光時
には、鏡に明るく光パターンが表示されるという従来に
ない有機ＥＬ素子となる。
【００４０】
【００３３】なお、本発明の第２の実施形態において
は、第１電極（陽極）１０上に、正孔注入層１１ａ、有
機物質からなる正孔輸送層１１ｂ、有機物質からなる発
光層１１ｃ、有機物質からなる電子輸送層１１ｄが順次
積層された有機発光材料層１１上に電子注入層１７がほ
ぼ全面に積層され、さらに電子注入層１７上に、所定の
表示パターンに対応する形状を型抜きしてパターニング
形成した電子流入抑制層１２を積層して構成したが、電
子流入抑制層１２を形成する部位は、これに限らず、発
光層１１ｃと第２電極（陰極）１３の間に積層される各
層の任意の層間において形成しても良い。即ち、発光層
１１ｃと電子輸送層１１ｄとの層間や、電子輸送層１１
ｄと電子注入層１７との層間において形成しても同様に
有効であり、さらには、以上述べた形成部位を併用する
ことによって、希望する表示パターンを形成するように
しても良い。
【００４１】また、第１の実施形態と第２の実施形態を
併用することによって、希望する表示パターンを形成す
るようにしても良い。
【００４２】
【００３４】また、以上の実施形態においては、発光表
示パターンに対応したパターンで形成された電子注入層
又は電子流入抑制層を用いて、第２電極（陰極）から注
入される電子の注入効率を発光表示パターンに応じて分
布させるようにしたが、図７に示す第３の実施形態、図
９に示す第４の実施形態に示すように、パターン化した
電子注入層又は電子流入抑制層を用いる替わりに、発光
表示パターンに対応したパターンで形成された正孔注入
層や正孔流入抑制層を用いることにより、発光層に流入
する正孔の注入効率を発光表示パターンに応じて分布さ
せるようにしても良い。
【００４３】
【００３５】図７は、本発明の第３の実施形態における
有機ＥＬ素子の主要構造を示す図である。同図におい
て、（ａ）は、有機ＥＬ素子の概略断面図を示し、
（ｂ）は、有機ＥＬ素子の第１電極（陽極）上に所定の
パターンで積層形成される正孔注入層１８の一例を示し
たものである。有機ＥＬ素子は、同図に示すように、発
光表示パターンに対応したパターンで形成された正孔注
入層１８を第１電極（陽極）２上に形成し、さらに、パ
ターン化された正孔注入層１８を含む第１電極（陽極）
２上に、先に述べた有機物質からなる正孔輸送層３ｂ、
有機物質からなる発光層３ｃ、有機物質からなる電子輸
送層３ｄ、を備えて構成される有機層１９と、電子注入
層２０、第２電極（陰極）２１とが順次全面にわたって
積層されて形成される。なお、電子注入層２０、第２電
極（陰極）２１に用いられる材料は、それぞれ電子注入
層４、第２電極（陰極）１３と同様である。
【００４４】
【００３６】したがって、正孔注入層１８が形成された
領域に対応する有機層１９中の発光層３ｃの領域におい
て正孔の注入効率が上がることにより、希望するパター
ンで発光表示される。
【００４５】なお、正孔注入層１８は、Ｐｔ、ＣｕＯ等
の数オングストローム〜数十オングストロームの薄膜な
ど、正孔注入効率の高い材料が用いられる。
【００４６】
【００３７】図８に、一例としてＣｕＯを正孔注入層と
して用いて形成された有機ＥＬ素子の電圧−輝度特性を
示す。同図において、２２は、ＣｕＯの膜厚が０、即ち
正孔注入層が形成されていない場合の素子の電圧−輝度
特性であり、２３は、ＣｕＯの膜厚が５オングストロー
ムの場合の素子の電圧−輝度特性である。
【００４７】
【００３８】同図からわかるように、印加電圧が６Ｖの
場合に、ＣｕＯの層厚が０、即ち正孔注入層が形成され
ていない場合の素子の輝度は、１３ｃｄ／ｍ2 であるの
に対し、ＣｕＯの層厚が５オングストロームの場合の素
子の輝度は、１１０ｃｄ／ｍ2 となり、ＣｕＯの有無に
よる輝度コントラストがほぼ８対１以上となるので、表
示に充分なものとなる。
【００４８】
【００３９】なお、正孔注入層１８は、非常に薄いか、
又は、第２電極（陰極）２１とほぼ近似した金属光沢を
有するので、非発光時には、正孔注入層１８が有するパ
ターン形状は、第２電極（陰極）２１と対比して視認さ
れず、外観上、正孔注入層１８および第２電極（陰極）
２１は、基板１、第１電極（陽極）２、有機層１９、電
子注入層２０を介し、１枚の鏡として視認される。
【００４９】
【００４０】また、図９は、本発明の第４の実施形態に
おける有機ＥＬ素子の主要構造を示す図である。同図に
おいて、（ａ）は、有機ＥＬ素子の概略断面図を示し、
（ｂ）は、有機ＥＬ素子の第１電極（陽極）上に所定の
パターンで積層形成される正孔注入層１８の一例を示し
たものである。有機ＥＬ素子は、同図に示すように、発
光表示パターンに対応したパターンで形成された正孔流
入抑制層２４を、第１電極（陽極）２上にほぼ全面積層
形成された正孔注入層２７上に形成し、さらに、パター
ン化された正孔流入抑制層２４を含む第１電極（陽極）
２上に、先に述べた有機物質からなる正孔輸送層３ｂ、
有機物質からなる発光層３ｃ、有機物質からなる電子輸
送層３ｄ、を備えて構成される有機層１９と、電子注入
層２０、第２電極（陰極）２１とが順次全面にわたって
積層されて形成される。
【００５０】
【００４１】なお、正孔注入層２７は、先に述べた正孔
注入層１８と同様に、Ｐｔ、ＣｕＯ等の数オングストロ
ーム〜数十オングストロームの薄膜など、正孔注入効率
の高い材料が用いられる。
【００５１】また、正孔流入抑制層２４は、ＳｉＯ2 等
の数オングストローム〜数十オングストロームの薄膜、
Ｌｉ、ＢａＯ、ＣａＯ、ＳｒＯなど正孔の注入を妨げる
ものや、正孔流入効率の低い材料が用いられる。
【００５２】
【００４２】図１０に、一例としてＳｒＯを正孔流入抑
制層として用いて形成された有機ＥＬ素子の電圧−輝度
特性を示す。同図において、２５は、ＳｒＯの層厚が
０、即ち正孔流入抑制層が形成されていない場合の素子
の電圧−輝度特性であり、２６は、ＳｒＯの層厚が２０
オングストロームの場合の素子の電圧−輝度特性であ
る。
【００５３】
【００４３】同図からわかるように、印加電圧が６Ｖの
場合に、ＳｒＯの層厚が０、即ち正孔流入抑制層が形成
されていない場合の素子の輝度は、１１０ｃｄ／ｍ2 で
あるのに対し、ＳｒＯの層厚が２０オングストロームの
場合の素子の輝度は、１ｃｄ／ｍ2 よりもはるかに小さ
な値となり、ＣｕＯの有無による輝度コントラストが１
００対１よりも大きなものとなるので、表示に充分なも
のとなる。
【００５４】
【００４４】以上により、図９では、発光表示パターン
に対応したパターンで形成された正孔流入抑制層２４
を、第１電極（陽極）２上に形成された正孔注入層２７
上にさらに積層形成することにより、正孔流入抑制層２
４が形成された領域に対応する、有機層１９中の発光層
３ｃの領域において、正孔の注入効率が低下することに
より、その結果、正孔流入抑制層２４が形成されていな
い領域に対応する、有機層１９の発光層３ｃの領域が強
調されて発光表示される。
【００５５】
【００４５】また、正孔流入抑制層２４は、非常に薄い
か、又は、第２電極（陰極）２１とほぼ近似した金属光
沢を有するので、非発光時には、正孔流入抑制層２４が
有するパターン形状は、第２電極（陰極）２１と対比し
て視認されず、外観上、正孔流入抑制層２４および第２
電極（陰極）２１は、基板１、第１電極（陽極）２、有
機層１９、電子注入層２０を介し、１枚の鏡として視認
される。
【００５６】
【００４６】なお、図９では、正孔流入抑制層２４を、
正孔注入層２７と正孔輸送層３ｂとの層間において形成
したが、これに限らず、発光層３ｃと第１電極（陽極）
２の間に積層される各層の任意の層間において形成して
も良い。即ち、発光層３ｃと正孔輸送層３ｂとの層間
や、正孔注入層と第１電極（陽極２）との層間において
形成しても同様に有効であり、さらには、以上述べた形
成部位を併用することによって、希望する表示パターン
を形成するようにしても良い。
【００５７】
【００４７】
【００５８】
【発明の効果】本発明は以上のように構成したため、請
求項１記載の発明によれば、素子が発光する所定の領域
に対応するパターンを有する電子注入層を、発光層と陰
極の間において積層形成したので、素子の発光時には、
陰極から発光層への電子の注入効率を所定の領域に対応
して分布し、電子注入層が有するパターンに対応して発
光表示させて視認することができ、素子の非発光時にお
いては、電子注入層が有するパターンが視認されること
なく、基板、陽極、有機物質からなる発光層、電子注入
層などを介して、陰極面が一様に視認される。したがっ
て、発光時においてのみ、必要な形状が表示され、表示
品位が高いものとなる。
【００５９】
【００４８】また、請求項２記載の発明によれば、所定
のパターンを有する電子流入抑制層を、発光層と陰極の
間において積層形成したので、素子の発光時には、陰極
から発光層への電子の注入効率が電子流入抑制層が有す
る所定のパターンに対応する領域において低下するよう
に分布し、所定のパターンに対応する領域の発光が抑制
され、パターンが視認することができ、素子の非発光時
においては、電子流入抑制層が有するパターンが視認さ
れることなく、基板、陽極、有機物質からなる発光層、
電子流入抑制層などを介して、陰極面が一様に視認され
る。したがって、発光時においてのみ、必要な形状が表
示され、表示品位が高いものとなる。
【００６０】
【００４９】また、請求項３記載の発明によれば、素子
が発光する所定の領域に対応するパターンを有する正孔
注入層を、発光層と陽極の間において積層形成したの
で、素子の発光時には、陽極から発光層への正孔の注入
効率を所定の領域に対応して分布し、正孔注入層が有す
るパターンに対応して発光表示させて視認することがで
き、素子の非発光時においては、正孔注入層が有するパ
ターンが視認されることなく、基板、陽極、正孔注入
層、有機物質からなる発光層などを介して、陰極面が一
様に視認され、表示品位が高いものとなる。
【００６１】
【００５０】また、請求項４記載の発明によれば、所定
のパターンを有する正孔流入抑制層を、発光層と陽極の
間において積層形成したので、素子の発光時には、陽極
から発光層への正孔の注入効率が正孔流入抑制層が有す
る所定のパターンに対応する領域において低下するよう
に分布し、所定のパターンに対応する領域の発光が抑制
され、パターンが視認することができ、素子の非発光時
においては、正孔流入抑制層が有するパターンが視認さ
れることなく、基板、陽極、正孔流入抑制層、有機物質
からなる発光層などを介して、陰極面が一様に視認さ
れ、表示品位が高いものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態における有機ＥＬ素子
の主要構造を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態における有機ＥＬ素子
の電圧−輝度特性の一例である。
【図３】本発明の第２の実施形態における有機ＥＬ素子
の主要構造を示す図である。
【図４】本発明の第２の実施形態における有機ＥＬ素子
の電圧−輝度特性の一例である。
【図５】本発明の第１の実施形態における有機ＥＬ素子
の有機発光材料層が有する各層の詳細の一例を示した断
面図である。
【図６】本発明の第２の実施形態における有機ＥＬ素子
の有機発光材料層が有する各層の詳細の一例を示した断
面図である。
【図７】本発明の第３の実施形態における有機ＥＬ素子
の主要構造を示す図である。
【図８】本発明の第３の実施形態における有機ＥＬ素子
の電圧−輝度特性の一例である。
【図９】本発明の第４の実施形態における有機ＥＬ素子
の主要構造を示す図である。
【図１０】本発明の第４の実施形態における有機ＥＬ素
子の電圧−輝度特性の一例である。
【図１１】従来の有機ＥＬ素子の構造を示す図である。
【符号の説明】
１・・・・・基板 ２・・・・・第１電極（陽極） ３・・・・・有機発光材料層 ３ａ・・・・正孔注入層 ３ｂ・・・・正孔輸送層 ３ｃ・・・・発光層 ３ｄ・・・・電子輸送層 ４・・・・・電子注入層 ５・・・・・第２電極（陰極） ６・・・・・電子注入層が形成されていない場合の素子
の電圧−輝度特性 ７・・・・・ＢａＯの層厚が１５オングストロームの場
合の素子の電圧−輝度特性 ８・・・・・ＢａＯの層厚が５オングストロームの場合
の素子の電圧−輝度特性 ９・・・・・基板 １０・・・・第１電極（陽極） １１・・・・有機発光材料層 １１ａ・・・正孔注入層 １１ｂ・・・正孔輸送層 １１ｃ・・・発光層 １１ｄ・・・電子輸送層 １２・・・・電子流入抑制層 １３・・・・第２電極（陰極） １４・・・・電子流入抑制層の厚さが０の場合の素子の
電圧−輝度特性 １５・・・・電子流入抑制層を１０オングストロームの
膜厚のＳｉＯ2 で形成した場合の素子の電圧−輝度特性 １６・・・・電子流入抑制層を４０オングストロームの
膜厚のＢａＯで形成した場合の素子の電圧−輝度特性 １７・・・・電子注入層 １８・・・・正孔注入層 １９・・・・有機層 ２０・・・・電子注入層 ２１・・・・第２電極（陰極） ２２・・・・正孔注入層の厚さが０の場合の素子の電圧
−輝度特性 ２３・・・・正孔注入層を５オングストロームの膜厚の
ＣｕＯで形成した場合の素子の電圧−輝度特性 ２４・・・・正孔流入抑制層 ２５・・・・正孔流入抑制層の厚さが０の場合の素子の
電圧−輝度特性 ２６・・・・正孔流入抑制層を２０オングストロームの
膜厚のＳｒＯで形成した場合の素子の電圧−輝度特性 ２７・・・・正孔注入層
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成９年４月２４日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の詳細な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、有機発光材料を用いた
表示素子である有機エレクトロルミネセンス素子に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、有機エレクトロルミネセンス素子
（以下有機ＥＬ素子という）を用いて所定のパターンを
発光表示する表示素子として、例えば、図１１に示すよ
うなものがあった。図１１は、従来の有機ＥＬ素子の構
造を示す図であり。（ａ）は、有機ＥＬ素子の概略断面
構造図を示し、（ｂ）は、有機ＥＬ素子の基板上に所定
のパターンで形成される陽極（ＩＴＯ）の一例を示した
ものである。
【０００３】有機ＥＬ素子は、図（ａ）に示すように、
ガラスなどの透光性を有する基板１０１上に透光性の陽
極（ＩＴＯ）１０２を図１１（ｂ）に示すようなパター
ンで形成し、さらにその上に、有機発光材料層１０３、
陰極１０４を順次積層し、陽極（ＩＴＯ）１０２と陰極
１０４間に所定の電圧を印加することにより、有機発光
材料層１０３に順電流を流し、有機発光材料層１０３
の、陽極（ＩＴＯ）１０２と陰極１０４によって挟持さ
れる部分に順電流を流し、陽極（ＩＴＯ）１０２に対応
するパターン形状で発光させて表示していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、陽極と基板
は材料が異なるため、光の反射率、透過率や屈折率が同
一ではなく、したがって、先に述べた従来の有機ＥＬ素
子では、両極間に電圧を印加しない場合にも、陽極のパ
ターンのエッジが基板を介して見えてしまうので、発光
させなくても表示パネル上において表示パターンが視認
されてしまう。
【０００５】また、有機発光材料層を微小画素として用
いてマトリクス配置させて、必要に応じてこれらの画素
の一部を発光させて種々のパターンを表示させるような
有機ＥＬ素子においても、非発光時において画素が全て
視認され、発光時においても発光する画素と共に発光し
ない画素も視認されてしまう。また、透光性基板の透過
率を低下させて非発光時のパターンや画素をマスキング
すると、発光時の発光効率が悪くなるなどといったよう
に表示品位が良くなかった。
【０００６】本発明は上述の問題点に鑑みなされたもの
であり、非発光時に表示パターンが視認されず、発光時
にのみ必要なパターンが視認されるという、表示品位の
高い有機ＥＬ素子を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
透光性を有する基板、透光性を有する陽極、陰極、陽極
と陰極間に積層される有機物質からなる発光層と電子注
入層とを備え、陽極及び陰極間に電流を流すことによ
り、所定の領域が発光する有機エレクトロルミネセンス
素子において、電子注入層は、発光層と陰極の間におい
て、所定の領域に対応するパターンを有して積層形成さ
れることを特徴とする。
【０００８】また、請求項２記載の発明は、透光性を有
する基板、透光性を有する陽極、陰極、陽極と陰極間に
積層される有機物質からなる発光層を備え、陽極及び陰
極間に電流を流すことにより、所定の領域が発光する有
機エレクトロルミネセンス素子において、発光層と陰極
の間において、所定のパターンを有する電子流入抑制層
を積層形成することにより、所定のパターンに対応する
領域の発光を抑制することを特徴とする。
【０００９】請求項３記載の発明は、透光性を有する基
板、透光性を有する陽極、陰極、陽極と陰極間に積層さ
れる正孔注入層と有機物質からなる発光層とを備え、陽
極及び陰極間に電流を流すことにより、所定の領域が発
光する有機エレクトロルミネセンス素子において、正孔
注入層は、陽極及び発光層の間において、所定の領域に
対応するパターンを有して積層されることを特徴とす
る。
【００１０】また、請求項４記載の発明は、透光性を有
する基板、透光性を有する陽極、陰極、陽極と陰極間に
積層される有機物質からなる発光層を備え、陽極及び陰
極間に電流を流すことにより、所定の領域が発光する有
機エレクトロルミネセンス素子において、発光層と陽極
の間において、所定のパターンを有する正孔流入抑制層
を積層形成することにより、所定のパターンに対応する
領域の発光を抑制することを特徴とする。
【００１１】
【作用】本発明は以上のように構成したので、請求項１
記載の発明によれば、素子が発光する所定の領域に対応
するパターンを有する電子注入層を、発光層と陰極の間
において積層形成したので、素子の発光時には、陰極か
ら発光層への電子の注入効率を所定の領域に対応して分
布し、電子注入層が有するパターンに対応して発光表示
させて視認することができ、素子の非発光時において
は、電子注入層が有するパターンが視認されない。
【００１２】また、請求項２記載の発明によれば、所定
のパターンを有する電子流入抑制層を、発光層と陰極の
間において積層形成したので、素子の発光時には、陰極
から発光層への電子の注入効率が電子流入抑制層が有す
る所定のパターンに対応する領域において低下するよう
に分布し、所定のパターンに対応する領域の発光が抑制
され、パターンが視認することができ、素子の非発光時
においては、電子流入抑制層が有するパターンが視認さ
れない。
【００１３】また、請求項３記載の発明によれば、素子
が発光する所定の領域に対応するパターンを有する正孔
注入層を、発光層と陽極の間において積層形成したの
で、素子の発光時には、陽極から発光層への正孔の注入
効率を所定の領域に対応して分布し、正孔注入層が有す
るパターンに対応して発光表示させて視認することがで
き、素子の非発光時においては、正孔注入層が有するパ
ターンが視認されない。
【００１４】また、請求項４記載の発明によれば、所定
のパターンを有する正孔流入抑制層を、発光層と陽極の
間において積層形成したので、素子の発光時には、陽極
から発光層への正孔の注入効率が正孔流入抑制層が有す
る所定のパターンに対応する領域において低下するよう
に分布し、所定のパターンに対応する領域の発光が抑制
され、パターンが視認することができ、素子の非発光時
においては、正孔流入抑制層が有するパターンが視認さ
れない。
【００１５】
【発明の実施の形態】本発明の各実施形態について以下
に説明する。図１は、本発明の第１の実施形態における
有機ＥＬ素子の主要構造を示す図である。同図におい
て、（ａ）は、有機ＥＬ素子の概略断面図を示し、
（ｂ）は、有機ＥＬ素子の有機発光材料層上に所定のパ
ターンで積層形成される電子注入層の一例を示したもの
である。有機ＥＬ素子は、図１（ａ）に示すように、透
光性を有するガラスなどの基板１上に、例えばＩＴＯな
どを用いた第１電極（陽極）２と、発光層が積層された
複数の有機物などの積層体からなる有機発光材料層３
を、順次全面にわたって積層形成される。
【００１６】図５は、図１における有機発光材料層３の
各層の詳細の一例を示した断面図であり、有機発光材料
層３は、第１電極（陽極）２上に、正孔注入層３ａ、有
機物質からなる正孔輸送層３ｂ、ＴＰＤ／Ａｌｑ３など
の有機物質からなる発光層３ｃ、有機物質からなる電子
輸送層３ｄが順次積層されて形成される。
【００１７】また、図１（ｂ）に示すように、積層され
た有機発光材料層３上には、所定の表示パターンに対応
する形状にパターニングした電子注入層４を積層形成さ
れる。電子注入層４に用いられる材料としては、Ｂａ
Ｏ、ＳｒＯ、ＣａＯなどの数オングストロームから数十
オングストロームの薄膜、Ａｌ−Ｌｉ合金など、電子注
入効率の高いものを用いる。より具体的には、仕事関数
が約３ｅＶ以下の絶縁物であるアルカリ金属、アルカリ
土類金属の酸化物、炭化物、ホウ化物、塩化物の単体も
しくは混合物の数オングストローム〜数十オングストロ
ームの薄膜、アルカリ金属、アルカリ土類金属の単体も
しくは他の金属との合金を用いるのが望ましい。
【００１８】次に、電子注入層４を含む有機発光材料層
３上には、第２電極（陰極）５が積層形成される。第２
電極（陰極）５に用いられる材料としては、例えばＡｌ
など、電子注入効率が電子注入層４より低いものを用い
る。
【００１９】本発明の第１の実施形態における有機ＥＬ
素子は以上のように形成されて構成され、第１電極（陽
極）２と第２電極（陰極）５間に所定の電圧を印加する
と、有機発光材料層３は、電子注入層４が積層形成され
た部分に電子が効率良く注入されるので、明るく発光す
る。一方、電子注入層４が積層形成された部分以外の部
分では、電子がほとんど注入されないので、ほとんど発
光しない。この結果、有機発光材料層３は、電子注入層
４のパターニング形状に対応する形状で明るく発光表示
する。
【００２０】なお、非発光時には、電子注入層４は、非
常に薄いか、または、第２電極（陰極）５とほぼ近似し
た金属光沢を有するので、電子注入層４が有する形状
は、第２電極（陰極）５と対比して視認されず、外観
上、電子注入層４および第２電極（陰極）５は、基板
１、第１電極（陽極）２、有機発光材料層３を介し、１
枚の鏡として視認される。
【００２１】図２に、一例としてＢａＯを電子注入層に
用いて形成された有機ＥＬ素子の電圧−輝度特性を示
す。同図において、６は、ＢａＯの層厚が０、即ち電子
注入層が形成されていない場合の素子の電圧−輝度特性
であり、７は、ＢａＯの層厚が１５オングストロームの
場合の素子の電圧−輝度特性であり、８は、ＢａＯの層
厚が５オングストロームの場合の素子の電圧−輝度特性
である。
【００２２】同図からわかるように、印加電圧が６Ｖの
場合に、ＢａＯの層厚が０、即ち電子注入層が形成され
ていない場合の素子の輝度は、３ｃｄ／ｍ２であるのに
対し、ＢａＯの層厚が５オングストロームの場合の輝度
は、１１０ｃｄ／ｍ２であり、ＢａＯの層厚が１５オン
グストロームの場合の輝度は、３０ｃｄ／ｍ２であり、
ＢａＯの層厚が４０オングストロームの場合の輝度は、
ほとんど０ｃｄ／ｍ２に近いものとなる。
【００２３】したがって、ＢａＯの層厚がおよそ２０オ
ングストローム以下ならば、電子注入層（ＢａＯ）の有
無による有機発光材料層３の発光表示の輝度コントラス
トは、ほぼ１０対１以上となるので、表示に充分なもの
となり、本発明の第１の実施形態における有機ＥＬ素子
を形成することが可能である。
【００２４】次に、本発明の第２の実施形態について述
べる。図３は、本発明の第２の実施形態における有機Ｅ
Ｌ素子の主要構造を示す図である。同図において、
（ａ）は、有機ＥＬ素子の概略断面図を示し、（ｂ）
は、有機ＥＬ素子の有機発光材料層上に所定のパターン
で積層形成される電子流入抑制層の一例を示したもので
ある。有機ＥＬ素子は、図３（ａ）に示すように、透光
性を有するガラスなどの基板９上に、例えばＩＴＯなど
を用いた第１電極（陽極）１０と、例えば、ＴＰＤ／Ａ
ｌｑ３からなる有機発光材料層１１が、順次全面にわた
って積層形成されている。
【００２５】図６は、図３における有機発光材料層１１
の詳細の一例を示した断面図であり、有機発光材料層１
１は、第１電極（陽極）１０上に、正孔注入層１１ａ、
有機物質からなる正孔輸送層１１ｂ、有機物質からなる
発光層１１ｃ、有機物質からなる電子輸送層１１ｄが順
次積層されて形成される。また、積層された有機発光材
料層１１上には、電子注入層１７が全面にわたって積層
形成されている。
【００２６】また、図３（ｂ）に示すように、積層され
た電子注入層１７上には、所定の表示パターンに対応す
る形状を型抜きしてパターニング形成した電子流入抑制
層１２が積層形成される。電子流入抑制層１２に用いら
れる材料としては、ＳｉＯ２などの数十オングストロー
ムの薄膜や、Ａｌなどの電子の注入を妨げるものや、電
子注入効率の低い材料などからなる酸化物、ホウ化物、
塩化物を用いる。
【００２７】また、仕事関数が約３ｅＶ以下の比較的低
い値を有する材料を用いる場合は、４０〜１００オング
ストローム程度の膜厚にし、それ以外の材料、例えばＭ
ｇＯ（仕事関数が約３．６ｅＶ）、ＴｉＯ２（仕事関数
が約３．９ｅＶ）、ＳｉＣ（仕事関数が約４．５ｅ
Ｖ）、ＶＣ（仕事関数が約３．９ｅＶ）、ＮｂＣ（仕事
関数が約４．１ｅＶ）などを用いる場合は、１０〜１０
０オングストローム程度の膜厚にすることにより好適な
電子流入抑制層を形成することができる。
【００２８】また、電子流入抑制層１２を含む電子注入
層１７上には、第２電極（陰極）１３が積層形成され
る。第２電極（陰極）１３に用いられる材料としては、
例えばＡｌ−Ｌｉ、ＢａＯ／Ａｌの積層など、電子注入
効率の高いものを用いる。
【００２９】本発明の第２の実施形態における有機ＥＬ
素子は以上のように形成されて構成され、第１電極（陽
極）１０と第２電極（陰極）１３間に所定の電圧を印加
すると、有機発光材料層１１は、電子流入抑制層１２が
積層形成された領域に覆われた部分には、電子がほとん
ど注入されないので、その部分の発光層１１ｃはほとん
ど発光しない。一方、電子流入抑制層１２が積層形成さ
れた領域に覆われていない発光層１１ｃの部分は、電子
が注入されて明るく発光する。この結果、有機発光材料
層１１は、電子流入抑制層１２の型抜きパターニング形
状に対応する形状で明るく発光表示する。
【００３０】なお、電子流入抑制層１２は、非常に薄い
か、または、第２電極（陰極）１３とほぼ近似した金属
光沢を有するので、非発光時には、電子流入抑制層１２
が有する形状は、第２電極（陰極）１３と対比して視認
されず、外観上、電子流入抑制層１２および第２電極
（陰極）１３は、基板９、第１電極（陽極）１０、有機
発光材料層１１を介し、１枚の鏡として視認される。
【００３１】図４に、一例としてＳｉＯ２およびＢａＯ
を電子流入抑制層に用いて形成された有機ＥＬ素子の電
圧−輝度特性を示す。同図において、１４は電子流入抑
制層の厚さが０の場合の素子の電圧−輝度特性であり、
１５は電子流入抑制層１２を１０オングストロームの膜
厚のＳｉＯ２で形成した場合の素子の電圧−輝度特性で
あり、１６は電子流入抑制層１２を４０オングストロー
ムの膜厚のＢａＯで形成した場合の素子の電圧−輝度特
性をそれぞれ示す。同図からわかるように、印加電圧が
６Ｖの場合に、電子流入抑制層が形成されていない場合
の輝度は、１００ｃｄ／ｍ２であるのに対し、ＳｉＯ２
やＢａＯで電子流入抑制層１２が積層形成した素子の有
機発光材料層１１の輝度がほとんど０となる。
【００３２】以上のように、本発明の上記各実施の形態
において、両極間に電圧が印加されない場合に、有機Ｅ
Ｌ素子が残留発光する場合は、両極間に逆バイアス電圧
を印加することにより素子の残留発光を押さえることが
でき、有機ＥＬ素子は、非発光時には１枚の鏡、発光時
には、鏡に明るく光パターンが表示されるという従来に
ない有機ＥＬ素子となる。
【００３３】なお、本発明の第２の実施形態において
は、第１電極（陽極）１０上に、正孔注入層１１ａ、有
機物質からなる正孔輸送層１１ｂ、有機物質からなる発
光層１１ｃ、有機物質からなる電子輸送層１１ｄが順次
積層された有機発光材料層１１上に電子注入層１７がほ
ぼ全面に積層され、さらに電子注入層１７上に、所定の
表示パターンに対応する形状を型抜きしてパターニング
形成した電子流入抑制層１２を積層して構成したが、電
子流入抑制層１２を形成する部位は、これに限らず、発
光層１１ｃと第２電極（陰極）１３の間に積層される各
層の任意の層間において形成しても良い。即ち、発光層
１１ｃと電子輸送層１１ｄとの層間や、電子輸送層１１
ｄと電子注入層１７との層間において形成しても同様に
有効であり、さらには、以上述べた形成部位を併用する
ことによって、希望する表示パターンを形成するように
しても良い。また、第１の実施形態と第２の実施形態を
併用することによって、希望する表示パターンを形成す
るようにしても良い。
【００３４】また、以上の実施形態においては、発光表
示パターンに対応したパターンで形成された電子注入層
又は電子流入抑制層を用いて、第２電極（陰極）から注
入される電子の注入効率を発光表示パターンに応じて分
布させるようにしたが、図７に示す第３の実施形態、図
９に示す第４の実施形態に示すように、パターン化した
電子注入層又は電子流入抑制層を用いる替わりに、発光
表示パターンに対応したパターンで形成された正孔注入
層や正孔流入抑制層を用いることにより、発光層に流入
する正孔の注入効率を発光表示パターンに応じて分布さ
せるようにしても良い。
【００３５】図７は、本発明の第３の実施形態における
有機ＥＬ素子の主要構造を示す図である。同図におい
て、（ａ）は、有機ＥＬ素子の概略断面図を示し、
（ｂ）は、有機ＥＬ素子の第１電極（陽極）上に所定の
パターンで積層形成される正孔注入層１８の一例を示し
たものである。有機ＥＬ素子は、同図に示すように、発
光表示パターンに対応したパターンで形成された正孔注
入層１８を第１電極（陽極）２上に形成し、さらに、パ
ターン化された正孔注入層１８を含む第１電極（陽極）
２上に、先に述べた有機物質からなる正孔輸送層３ｂ、
有機物質からなる発光層３ｃ、有機物質からなる電子輸
送層３ｄ、を備えて構成される有機層１９と、電子注入
層２０、第２電極（陰極）２１とが順次全面にわたって
積層されて形成される。なお、電子注入層２０、第２電
極（陰極）２１に用いられる材料は、それぞれ電子注入
層４、第２電極（陰極）１３と同様である。
【００３６】したがって、正孔注入層１８が形成された
領域に対応する有機層１９中の発光層３ｃの領域におい
て正孔の注入効率が上がることにより、希望するパター
ンで発光表示される。なお、正孔注入層１８は、Ｐｔ、
ＣｕＯ等の数オングストローム〜数十オングストローム
の薄膜など、正孔注入効率の高い材料が用いられる。
【００３７】図８に、一例としてＣｕＯを正孔注入層と
して用いて形成された有機ＥＬ素子の電圧−輝度特性を
示す。同図において、２２は、ＣｕＯの膜厚が０、即ち
正孔注入層が形成されていない場合の素子の電圧−輝度
特性であり、２３は、ＣｕＯの膜厚が５オングストロー
ムの場合の素子の電圧−輝度特性である。
【００３８】同図からわかるように、印加電圧が６Ｖの
場合に、ＣｕＯの層厚が０、即ち正孔注入層が形成され
ていない場合の素子の輝度は、１３ｃｄ／ｍ２であるの
に対し、ＣｕＯの層厚が５オングストロームの場合の素
子の輝度は、１１０ｃｄ／ｍ２となり、ＣｕＯの有無に
よる輝度コントラストがほぼ８対１以上となるので、表
示に充分なものとなる。
【００３９】なお、正孔注入層１８は、非常に薄いか、
又は、第２電極（陰極）２１とほぼ近似した金属光沢を
有するので、非発光時には、正孔注入層１８が有するパ
ターン形状は、第２電極（陰極）２１と対比して視認さ
れず、外観上、正孔注入層１８および第２電極（陰極）
２１は、基板１、第１電極（陽極）２、有機層１９、電
子注入層２０を介し、１枚の鏡として視認される。
【００４０】また、図９は、本発明の第４の実施形態に
おける有機ＥＬ素子の主要構造を示す図である。同図に
おいて、（ａ）は、有機ＥＬ素子の概略断面図を示し、
（ｂ）は、有機ＥＬ素子の第１電極（陽極）上に所定の
パターンで積層形成される正孔注入層１８の一例を示し
たものである。有機ＥＬ素子は、同図に示すように、発
光表示パターンに対応したパターンで形成された正孔流
入抑制層２４を、第１電極（陽極）２上にほぼ全面積層
形成された正孔注入層２７上に形成し、さらに、パター
ン化された正孔流入抑制層２４を含む第１電極（陽極）
２上に、先に述べた有機物質からなる正孔輸送層３ｂ、
有機物質からなる発光層３ｃ、有機物質からなる電子輸
送層３ｄ、を備えて構成される有機層１９と、電子注入
層２０、第２電極（陰極）２１とが順次全面にわたって
積層されて形成される。
【００４１】なお、正孔注入層２７は、先に述べた正孔
注入層１８と同様に、Ｐｔ、ＣｕＯ等の数オングストロ
ーム〜数十オングストロームの薄膜など、正孔注入効率
の高い材料が用いられる。また、正孔流入抑制層２４
は、ＳｉＯ２等の数オングストローム〜数十オングスト
ロームの薄膜、Ｌｉ、ＢａＯ、ＣａＯ、ＳｒＯなど正孔
の注入を妨げるものや、正孔流入効率の低い材料が用い
られる。
【００４２】図１０に、一例としてＳｒＯを正孔流入抑
制層として用いて形成された有機ＥＬ素子の電圧−輝度
特性を示す。同図において、２５は、ＳｒＯの層厚が
０、即ち正孔流入抑制層が形成されていない場合の素子
の電圧−輝度特性であり、２６は、ＳｒＯの層厚が２０
オングストロームの場合の素子の電圧−輝度特性であ
る。
【００４３】同図からわかるように、印加電圧が６Ｖの
場合に、ＳｒＯの層厚が０、即ち正孔流入抑制層が形成
されていない場合の素子の輝度は、１１０ｃｄ／ｍ２で
あるのに対し、ＳｒＯの層厚が２０オングストロームの
場合の素子の輝度は、１ｃｄ／ｍ２よりもはるかに小さ
な値となり、ＣｕＯの有無による輝度コントラストが１
００対１よりも大きなものとなるので、表示に充分なも
のとなる。
【００４４】以上により、図９では、発光表示パターン
に対応したパターンで形成された正孔流入抑制層２４
を、第１電極（陽極）２上に形成された正孔注入層２７
上にさらに積層形成することにより、正孔流入抑制層２
４が形成された領域に対応する、有機層１９中の発光層
３ｃの領域において、正孔の注入効率が低下することに
より、その結果、正孔流入抑制層２４が形成されていな
い領域に対応する、有機層１９の発光層３ｃの領域が強
調されて発光表示される。
【００４５】また、正孔流入抑制層２４は、非常に薄い
か、又は、第２電極（陰極）２１とほぼ近似した金属光
沢を有するので、非発光時には、正孔流入抑制層２４が
有するパターン形状は、第２電極（陰極）２１と対比し
て視認されず、外観上、正孔流入抑制層２４および第２
電極（陰極）２１は、基板１、第１電極（陽極）２、有
機層１９、電子注入層２０を介し、１枚の鏡として視認
される。
【００４６】なお、図９では、正孔流入抑制層２４を、
正孔注入層２７と正孔輸送層３ｂとの層間において形成
したが、これに限らず、発光層３ｃと第１電極（陽極）
２の間に積層される各層の任意の層間において形成して
も良い。即ち、発光層３ｃと正孔輸送層３ｂとの層間
や、正孔注入層と第１電極（陽極２）との層間において
形成しても同様に有効であり、さらには、以上述べた形
成部位を併用することによって、希望する表示パターン
を形成するようにしても良い。
【００４７】
【発明の効果】本発明は以上のように構成したため、請
求項１記載の発明によれば、素子が発光する所定の領域
に対応するパターンを有する電子注入層を、発光層と陰
極の間において積層形成したので、素子の発光時には、
陰極から発光層への電子の注入効率を所定の領域に対応
して分布し、電子注入層が有するパターンに対応して発
光表示させて視認することができ、素子の非発光時にお
いては、電子注入層が有するパターンが視認されること
なく、基板、陽極、有機物質からなる発光層、電子注入
層などを介して、陰極面が一様に視認される。したがっ
て、発光時においてのみ、必要な形状が表示され、表示
品位が高いものとなる。
【００４８】また、請求項２記載の発明によれば、所定
のパターンを有する電子流入抑制層を、発光層と陰極の
間において積層形成したので、素子の発光時には、陰極
から発光層への電子の注入効率が電子流入抑制層が有す
る所定のパターンに対応する領域において低下するよう
に分布し、所定のパターンに対応する領域の発光が抑制
され、パターンが視認することができ、素子の非発光時
においては、電子流入抑制層が有するパターンが視認さ
れることなく、基板、陽極、有機物質からなる発光層、
電子流入抑制層などを介して、陰極面が一様に視認され
る。したがって、発光時においてのみ、必要な形状が表
示され、表示品位が高いものとなる。
【００４９】また、請求項３記載の発明によれば、素子
が発光する所定の領域に対応するパターンを有する正孔
注入層を、発光層と陽極の間において積層形成したの
で、素子の発光時には、陽極から発光層への正孔の注入
効率を所定の領域に対応して分布し、正孔注入層が有す
るパターンに対応して発光表示させて視認することがで
き、素子の非発光時においては、正孔注入層が有するパ
ターンが視認されることなく、基板、陽極、正孔注入
層、有機物質からなる発光層などを介して、陰極面が一
様に視認され、表示品位が高いものとなる。
【００５０】また、請求項４記載の発明によれば、所定
のパターンを有する正孔流入抑制層を、発光層と陽極の
間において積層形成したので、素子の発光時には、陽極
から発光層への正孔の注入効率が正孔流入抑制層が有す
る所定のパターンに対応する領域において低下するよう
に分布し、所定のパターンに対応する領域の発光が抑制
され、パターンが視認することができ、素子の非発光時
においては、正孔流入抑制層が有するパターンが視認さ
れることなく、基板、陽極、正孔流入抑制層、有機物質
からなる発光層などを介して、陰極面が一様に視認さ
れ、表示品位が高いものとなる。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 透光性を有する基板、透光性を有する陽
    極、陰極、前記陽極と前記陰極間に積層される有機物質
    からなる発光層と電子注入層とを備え、前記陽極及び前
    記陰極間に電流を流すことにより、所定の領域が発光す
    る有機エレクトロルミネセンス素子において、 前記電子注入層は、前記発光層と前記陰極の間におい
    て、前記所定の領域に対応するパターンを有して積層形
    成されることを特徴とする有機エレクトロルミネセンス
    素子。
  2. 【請求項２】 透光性を有する基板、透光性を有する陽
    極、陰極、前記陽極と前記陰極間に積層される有機物質
    からなる発光層を備え、前記陽極及び前記陰極間に電流
    を流すことにより、所定の領域が発光する有機エレクト
    ロルミネセンス素子において、 前記発光層と前記陰極の間において、所定のパターンを
    有する電子流入抑制層を積層形成することにより、前記
    所定のパターンに対応する領域の発光を抑制することを
    特徴とする有機エレクトロルミネセンス素子。
  3. 【請求項３】 透光性を有する基板、透光性を有する陽
    極、陰極、前記陽極と前記陰極間に積層される正孔注入
    層と有機物質からなる発光層とを備え、前記陽極及び前
    記陰極間に電流を流すことにより、所定の領域が発光す
    る有機エレクトロルミネセンス素子において、 前記正孔注入層は、前記陽極及び前記発光層の間におい
    て、前記所定の領域に対応するパターンを有して積層形
    成されることを特徴とする有機エレクトロルミネセンス
    素子。
  4. 【請求項４】 透光性を有する基板、透光性を有する陽
    極、陰極、前記陽極と前記陰極間に積層される有機物質
    からなる発光層を備え、前記陽極及び前記陰極間に電流
    を流すことにより、所定の領域が発光する有機エレクト
    ロルミネセンス素子において、 前記発光層と前記陽極の間において、所定のパターンを
    有する正孔流入抑制層を積層形成することにより、前記
    所定のパターンに対応する領域の発光を抑制することを
    特徴とする有機エレクトロルミネセンス素子。
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