JPH1079297A

JPH1079297A - 電界発光素子

Info

Publication number: JPH1079297A
Application number: JP12696197A
Authority: JP
Inventors: Yasunori Kijima; 靖典鬼島
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1996-07-09
Filing date: 1997-05-16
Publication date: 1998-03-24
Also published as: US6010796A

Abstract

(57)【要約】【課題】既存の材料の応用により発光効率を高めると
共に、長時間安定発光し、高輝度で色度良好な青色発光
が可能な電界発光素子を提供すること。【解決手段】ガラス基板６上に、ＩＴＯ透明電極５、
ホール輸送層４、電子輸送層２及び金属電極１がこの順
に積層される構造のシングルヘテロ型の有機ＥＬ素子に
おいて、上記のホール輸送層４と電子輸送層２との間に
エキシトン生成促進層３３を設け、ホール輸送層４をホ
ール輸送性発光層４ａ又はホール注入層７とホール輸送
性発光層４ｂとにより構成する。これにより、ホール輸
送性発光層４ａ及び４ｂにおけるエキシトン生成を促進
することができると共に、ホール注入層７を設ける場合
は効率よくホールを注入することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電界発光素子に関
し、例えば、自発光の平面型ディスプレイであって、特
に、有機薄膜を電界発光層に用いる有機電界発光ディス
プレイに好適な電界発生素子に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、マルチメディア指向の商品を初め
として、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。人間がより快適に効率良く機械操作す
るためには、操作される機械からの情報を誤りなく、簡
潔に、瞬時に、充分な量で取り出す必要があり、そのた
めに、ディスプレイを初めとする様々な表示素子につい
て研究が行われている。

【０００３】また、機械の小型化に伴い、表示素子の小
型化、薄型に対する要求も日々、高まっているのが現状
である。

【０００４】例えば、ノート型パーソナルコンピュー
タ、ノート型ワードプロセッサなどの、表示素子一体型
であるラップトップ型情報処理機器の小型化には目を見
張る進歩があり、それに伴い、その表示素子である液晶
ディスプレイに関しての技術革新も素晴らしいものがあ
る。

【０００５】今日、液晶ディスプレイは、様々な製品の
インターフェースとして用いられており、ラップトップ
型情報処理機器はもちろんのこと、小型テレビや時計、
電卓を初めとして、我々の日常使用する製品に多く用い
られている。

【０００６】これらの液晶ディスプレイは液晶が低電圧
駆動、低消費電力であるという特徴を生かし、小型から
大容量表示デバイスに至るまで、人間と機械のインター
フェースとして、表示素子の中心として研究されてき
た。

【０００７】しかし、この液晶ディスプレイは自発光性
でないため、バックライトを必要とし、このバックライ
ト駆動に、液晶を駆動するよりも大きな電力を必要とす
るため、結果的に内蔵蓄電池等では使用時間が短くな
り、使用上の制限がある。

【０００８】更に、液晶ディスプレイは、視野角が狭い
ため、大型ディスプレイ等の大型表示素子には適してい
ないことも問題である。

【０００９】また、液晶ディスプレイは、液晶分子の配
向状態による表示方法であるので、視野角の中において
も、角度によりコントラストが変化してしまうのも大き
な問題であると考えられる。

【００１０】また、駆動方式から考えれば、駆動方式の
一つであるアクティブマトリクス方式は、動画を扱うに
十分な応答速度を示すが、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）
駆動回路を用いるため、画素欠陥により画面サイズの大
型化が困難である。ＴＦＴ駆動回路を用いることは、コ
ストダウンの点から考えても好ましくない。

【００１１】液晶ディスプレイにおいて、別の駆動方式
である、単純マトリクス方式は、低コストである上に画
面サイズの大型化が比較的容易であるが、動画を扱うに
十分な応答速度を有していないという問題がある。

【００１２】これに対し、自発光性表示素子は、プラズ
マ表示素子、無機電界発光素子、有機電界発光素子等が
研究されている。

【００１３】プラズマ表示素子は低圧ガス中でのプラズ
マ発光を表示に用いたもので、大型化、大容量化に適し
ているが、薄型化、コストの面での問題を抱えている。
また、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。

【００１４】無機電界発光素子は、緑色発光ディスプレ
イ等が商品化されたが、プラズマ表示素子と同様に、交
流バイアス駆動であり、駆動には数百Ｖ必要であり、実
用性に欠けている。

【００１５】しかし、技術の発展により、カラーディス
プレイ表示に必要なＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の三
原色の発光に成功はしているが、無機材料のために、分
子設計などによる発光波長等の制御は困難であり、フル
カラー化は困難であると思われる。

【００１６】一方、有機化合物による電界発光現象は、
１９６０年代前半に、強く螢光を発生するアントラセン
単結晶へのキャリア注入による発光現象が発見されて以
来、長い期間、研究されてきたが、低輝度、単色で、し
かも単結晶であったため、有機材料へのキャリア注入と
いう基礎的研究として行われていた。

【００１７】しかし、１９８７年にEastman Kodak 社の
Tangらが低電圧駆動、高輝度発光が可能なアモルファス
発光層を有する積層構造の有機薄膜電界発光素子を発表
して以来、各方面で、Ｒ、Ｇ、Ｂの三原色の発光、安定
性、輝度上昇、積層構造、作製方法等の研究開発が盛ん
に行われている。

【００１８】さらに、有機材料の特徴であるが、分子設
計等により様々な新規材料が発明され、直流低電圧駆
動、薄型、自発光性等の優れた特徴を有する、有機電界
発光表示素子のカラーディスプレイへの応用研究も盛ん
に行われ始めている。

【００１９】有機電界発光素子（以下、有機ＥＬ素子と
称することがある。）は、１μｍ以下の膜厚であり、電
流を注入することにより電気エネルギーを光エネルギー
に変換して面状に発光するなど、自発光型の表示デバイ
スとして理想的な特徴を有している。

【００２０】図３３は、従来の有機ＥＬ素子１０の一例
を示す。この有機ＥＬ素子１０は、透明基板（例えばガ
ラス基板）６上に、ＩＴＯ（Indium tin oxide）透明電
極５、ホール輸送層４、発光層３、電子輸送層２、陰極
（例えばアルミニウム電極）１を例えば真空蒸着法で順
次成膜したものである。

【００２１】そして、陽極である透明電極５と陰極１と
の間に直流電圧７を選択的に印加することによって、透
明電極５から注入されたキャリアとしてのホールがホー
ル輸送層４を経て、また陰極１から注入された電子が電
子輸送層２を経て移動し、電子−ホールの再結合が生
じ、ここから所定波長の発光８が生じ、透明基板６の側
から観察できる。

【００２２】発光層３には、例えばアントラセン、ナフ
タリン、フェナントレン、ピレン、クリセン、ペリレ
ン、ブタジエン、クマリン、アクリジン、スチルベン等
の発光物質を使用してよい。これは、電子輸送層２に含
有させることができる。

【００２３】図３４は、別の従来例を示すものであり、
発光層３を省略し、電子輸送層２に上記の如き発光物質
を含有させ、電子輸送層２とホール輸送層４との界面か
ら所定波長の発光１８が生じるように構成した有機ＥＬ
素子２０を示すものである。

【００２４】図３５は、上記の有機ＥＬ素子の具体例を
示す。即ち、各有機層（ホール輸送層４、発光層３又は
電子輸送層２）の積層体を陰極１と陽極５との間に配す
るが、これらの電極をマトリクス状に交差させてストラ
イプ状に設け、輝度信号回路３４、シフトレジスタ内蔵
の制御回路３５によって時系列に信号電圧を印加し、多
数の交差位置（画素）にてそれぞれ発光させるように構
成している。

【００２５】従って、このような構成により、ディスプ
レイとしては勿論、画像再生装置としても使用可能とな
る。なお、上記のストライプパターンをＲ、Ｇ、Ｂの各
色毎に配し、フルカラー又はマルチカラー用として構成
することができる。

【００２６】こうした有機ＥＬ素子を用いた、複数の画
素からなる表示デバイスにおいて、発光する有機薄膜層
２、３、４は一般に、透明電極５と金属電極１との間に
挟まれており、透明電極５側に発光する。

【００２７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
有機ＥＬ素子は、なお未解決の問題を有している。

【００２８】例えば、有機ＥＬ素子のカラーディスプレ
イへの応用を行う上で、Ｒ、Ｇ、Ｂの三原色の安定した
発光は必要不可欠な条件であるが、現在の段階では、緑
色発光材料以外には、ディスプレイに応用可能な十分な
安定性、色度、輝度等を兼ね備えた赤色、及び青色材料
についての報告はない。

【００２９】殊に、青色発光については、発光に伴う熱
緩和過程からの発熱や一重項酸素等の存在により、安定
した発光すら得ることが困難であるのが現状である。

【００３０】さらに、結晶性が高い色素の場合は、固体
化したときに多量体が生成することにより、発光波長が
長波長化し、発光しても直ぐに消光してしまう等の現象
が生じることが多い。

【００３１】新規の青色発光材料の開発については、多
くの研究がなされているが、新規物質の開発、研究と共
に、既存材料の応用により安定した発光を得ることも重
要な課題であり、また、材料的にある程度は確立された
物質を用いることは、研究開発における時間短縮に大き
く貢献し、材料開発の指針を示すことにもなる。

【００３２】例えば、蛍光収率の大きいクマリン系レー
ザー色素は、緑色発光の色純度向上のためのドープ材料
として応用でき、また、青色発光材料として発光が得ら
れたとの報告も今日では得られている。これは、クマリ
ン系短波長蛍光色素が一般的に単体では結晶性が高く、
アモルファスでは安定な青色発光材料として適さなかっ
たのであるが、共蒸着の手法を取ることによりアモルフ
ァス性の安定な薄膜が得られるようになったためと考え
られる。

【００３３】例えばクマリン４５０などは最大蛍光波長
が４４６ｎｍ近辺に存在し、色度としてＲ、Ｇ、Ｂの青
色に対応しているが、クマリンは電子輸送性又はホール
輸送性を有していないため、発光材料としての特性は、
電子輸送性又はホール輸送性を有する材料と比較して明
らかに劣っている。

【００３４】また、亜鉛金属錯体に代表されるような材
料系は、電子輸送性の青色発光層をシングルヘテロ型の
素子構造で作製することにより、安定した青色発光を得
ることが可能である。しかし、十分な輝度を得るために
印加電圧を大きくしていくことに伴い、発光スペクトル
が７００ｎｍ近辺の視感度の良い領域での発光が大きく
なり、結果として、青色発光の色度がずれ、白色発光に
近付くという欠点がある。

【００３５】更に、一般的に有機電界発光素子の寿命は
短いため、長寿命化のための研究が各方面で活発に行わ
れている。

【００３６】しかし、ディスプレイとして実用化するた
めには、初期輝度（２００カンデラ程度）からの半減時
間が一万時間以上であることが好ましいが、このような
耐用時間が得られてはいない。これは、有機電界発光素
子の実用化に向けて改善すべき大きな問題である。

【００３７】本発明の目的は、高発光効率及び高輝度で
色度が良好な青色発光も可能であり、長時間安定した発
光が可能な素子構造を有する電界発光素子を提供するこ
とにある。

【００３８】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記のよう
な実情を鋭意検討し、材料的にも確立している既存の材
料を応用することにより、高輝度においても色度の良い
発光が可能なアモルファス性薄膜を効率良く発光するこ
とができれば、研究開発の大幅な時間短縮や、カラーデ
ィスプレイを初めとするフルカラー化と共に、素子の長
寿命化に貢献することができることに着目し、本発明に
到達した。

【００３９】即ち、本発明は、発光領域において電子−
正孔の再結合によるエキシトンの生成を促進するための
エキシトン生成促進層が、前記発光領域に積層されてい
る電界発光素子に係るものである。

【００４０】本発明の電界発光素子によれば、上記のエ
キシトン生成促進層の存在によってホール輸送層でのエ
キシトン（励起子）が効率的に生成され、低電圧駆動で
も安定かつ高輝度の発光、特に青色発光が可能になる。

【００４１】従って、これまで、非発光性の優れた電子
輸送材料が存在しないために困難な構造であると考えら
れてきた、電界発光素子（特に、低電圧駆動、自発光、
薄型のアモルファス有機電界発光素子）において、ホー
ル輸送層がエキシトン生成領域である発光層を兼ねると
共に、長時間の安定した発光を与える長寿命な素子構造
の電界発光素子を提供することができる。

【００４２】本発明による電界発光素子においては、前
記発光領域が主として有機ホール輸送層であり、このホ
ール輸送層に隣接して有機エキシトン生成促進層が前記
エキシトン生成促進層として積層されていることが望ま
しい。

【００４３】また、前記エキシトン生成促進層がホール
輸送層と電子輸送層との間に設けられていることが望ま
しい。

【００４４】この場合、前記エキシトン生成促進層の最
高占有分子軌道レベルが、前記ホール輸送層及び前記電
子輸送層のそれぞれの最高占有分子軌道レベルのうちエ
ネルギー的に低い方の最高占有分子軌道レベル以下にあ
ることが望ましい。

【００４５】また、前記エキシトン生成促進層の最低非
占有分子軌道レベルが、前記ホール輸送層及び前記電子
輸送層のそれぞれの最低非占有分子軌道レベルのうちエ
ネルギー的に低い方の最低非占有分子軌道レベル以上に
あり、かつエネルギー的に高い方の最低非占有分子軌道
レベル以下にあることが望ましい。

【００４６】また、前記エキシトン生成促進層が蛍光収
率の低い非発光性材料からなっていることが望ましい。

【００４７】更に、エキシトン生成促進層は材料面での
制限はないが、ホール輸送層との界面でのエキサイプレ
ックス（exciplex：２量体）の生成（即ち、発光効率の
低下）を防止するためにも、蛍光収率の低い非発光性の
材料であることが好ましい。

【００４８】エキシトン生成促進層に使用可能な材料と
しては、図２に示すフェナントロリン誘導体が好適であ
り、具体的に例示すれば、例えば、図３に示す構造式
１、図４に示す構造式２、図５に示す構造式３、図６に
示す構造式４、図７に示す構造式５、図８に示す構造式
６、図９に示す構造式７、図１０に示す構造式８、図１
１に示す構造式９、図１２に示す構造式１０の各材料が
挙げられる。

【００４９】また、前記透明電極と前記有機ホール輸送
層との間にホール注入層が設けられていることが望まし
い。

【００５０】この場合、前記ホール注入層の膜厚は３０
０ｎｍ以下がよく、更に好ましくは２５０ｎｍ以下に形
成されていることが望ましい。

【００５１】上記の素子は、光学的に透明な基体上に、
透明電極、有機ホール輸送層、有機エキシトン生成促進
層、有機電子輸送層、及び金属電極が順次積層されてい
ることが望ましい。

【００５２】これにより、上記の素子は、好適な有機電
界発光素子として構成され、カラーディスプレイ用の素
子としても好適なものとなる。

【００５３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形
態を説明する。

【００５４】＜第１の実施の形態＞図１は、本発明の第
１の実施の形態による青色発光性の有機ＥＬ素子の要部
を示す概略断面図である。

【００５５】本実施の形態では、図１に示すようにガラ
ス基板６上にＩＴＯ（Indium Tin Oxide）からなる透明
電極５をスパッタリングにより形成し、その上に順次、
ホール輸送性発光層４ａ、４ｂ、エキシトン(exciton）
生成促進層３３、電子輸送層２、カソード電極１を真空
蒸着法により積層し、アモルファス有機薄膜からなる有
機電界発光素子２１を作製したものである。

【００５６】この有機ＥＬ素子２１は、ホール輸送層４
が発光層としての性能を兼ね備えたシングルヘテロ型と
して構成され、その基本構造は後述する他の実施の形態
でも同様である。

【００５７】本実施の形態の有機ＥＬ素子２１の特徴
は、上記のエキシトン生成促進層３３がホール輸送層４
と電子輸送層２との間に挿入されて積層されているの
で、ホール輸送層４中でのエキシトン生成を促進させ
（即ち、エキシトンの生成効率を改善し）、発光させる
ことである。

【００５８】図１３は、上記した本実施の形態（図１）
の積層構造をバンドモデルで模式的に示したものであ
る。

【００５９】図１３において、Ａｌ及びＡｌ−Ｌｉ（ア
ルミニウム−リチウム）からなるカソード１及びＩＴＯ
透明電極５の層に示した太線（Ｌ₁、Ｌ₂）は、それぞ
れのメタルの凡その仕事関数であり、これらの両電極間
の各層においては上部の太線ｌ₁、ｌ₂、ｌ₃、ｌ₄及
び数値はそれぞれの最低非占有分子軌道（ＬＵＭＯ）の
レベルを示し、下方の太線ｌ₅、ｌ₆、ｌ₇、ｌ₈及び
数値はそれぞれの最高占有分子軌道（ＨＯＭＯ）のレベ
ルを示している。但し、図１３中のエネルギーレベル値
は一例であって、材質によって種々に変化するものであ
る。

【００６０】この有機ＥＬ素子においては、図１３に示
すように、アノードとしての透明電極５から注入された
ホールｈがホール輸送層４を経て移動し、一方、カソー
ドの金属電極１から注入された電子ｅが電子輸送層２を
経て移動し、この電子−ホールがホール輸送性発光層４
において再結合して発光を生じる。

【００６１】カソードとしての金属電極１から注入され
る電子ｅは、エネルギーレベルの低い方へ移動する性質
があるため、金属電極１、電子輸送層２、エキシトン生
成促進層３３、ホール輸送性発光層４ｂ、ホール輸送性
発光層４ａの順に各層の最低非占有分子軌道（ＬＵＭ
Ｏ）レベルｌ₁〜ｌ₄を経由してホール輸送性発光層４
ｂ、４ａに到達することができる。

【００６２】一方、アノードとしてのＩＴＯ透明電極５
から注入されるホールｈは、エネルギーレベルの高い方
へ移動する性質があるため、ホール輸送性発光層４ａ、
ホール輸送性発光層４ｂ、エキシトン生成促進層３３の
順に各層の最高占有分子軌道（ＨＯＭＯ）レベルｌ₅〜
ｌ₇を経由して電子輸送層２へ移動することができる。

【００６３】しかし、図１３に示す如く、エキシトン生
成促進層３３の最高占有分子軌道（ＨＯＭＯ）レベルｌ
₇よりも電子輸送層２の最高占有分子軌道（ＨＯＭＯ）
レベルｌ₈の方がエネルギー的に低いため、注入された
ホールｈはエキシトン生成促進層３３から電子輸送層２
へ移動し難くなり、エキシトン生成促進層３３に充満す
るようになる。

【００６４】この結果、エキシトン生成促進層３３に充
満したホールｈがホール輸送層４でのエキシトン生成を
促進させ、ホール輸送層４を構成するホール輸送性発光
層４ａ、４ｂの発光材料に発光エネルギーを付与するこ
とになる。

【００６５】このように、エキシトン生成促進層３３を
設けることにより、ホール輸送層４においてエキシトン
を効率よく生成するようにエキシトン生成促進層３３に
おいてホールｈの輸送を効果的に制御している。そし
て、これにより発光エネルギーを付与されたホール輸送
性発光層４ａ、４ｂのうち、主としてエキシトン生成促
進層３３に隣接するホール輸送性発光層４ｂによる発光
にホール輸送性発光層４ａの発光も加わり、図２２の如
き特定波長（青色）の光を放出する。

【００６６】本来、カソード電極１からの電子の注入と
アノード電極５からのホールの注入とにより、電子輸送
層２及びホール輸送層４はそれぞれの層においてエキシ
トンの生成作用を有している。従って、上記の如きエキ
シトン生成促進層３３が存在しない場合には、電子輸送
層２とホール輸送層４との界面においてエキシトンが生
成され、長波長の発光しか得られない。しかし、本実施
例の如くエキシトン生成促進層３３を設けることによ
り、発光性物質が含有されているホール輸送層４を発光
領域として青色発光を促進させることが可能になる。

【００６７】上記のように、エキシトン生成促進層３３
はホールｈの輸送を制御するためのものであり、このた
めには、エキシトン生成促進層３３の最高占有分子軌道
（ＨＯＭＯ）が、ホール輸送性発光層４ａ、４ｂ及び電
子輸送層２の最高占有分子軌道（ＨＯＭＯ）レベルのエ
ネルギー的に低い方のレベルの最高占有分子軌道（ＨＯ
ＭＯ）レベル以下にあり、かつ、エキシトン生成促進層
３３の最低非占有分子軌道（ＬＵＭＯ）が、ホール輸送
性発光層４ａ、４ｂ及び電子輸送層２の最低非占有分子
軌道（ＬＵＭＯ）レベルの、エネルギー的に低い方の最
低非占有分子軌道（ＬＵＭＯ）レベル以上であり、エネ
ルギー的に高い方の最低非占有分子軌道（ＬＵＭＯ）レ
ベル以下であればよく、上記の構成に限定されるもので
はない。

【００６８】上記のエキシトン生成促進層３３は、種々
の材質で形成できると共に、その厚みもその機能を保持
することができる範囲で変化させてよい。その厚みは１
Å〜１０００Å（０．１ｎｍ〜１００ｎｍ）とするのが
よいが、厚みがあまり薄いと、素子駆動時に溶け出すお
それがあり、またあまり厚いと耐電圧性はあるが輝度が
劣化し易くなる。

【００６９】上記の有機ＥＬ素子は、図１４のような真
空蒸着装置１１を用いて作製される。この装置の内部に
は、アーム１２の下に固定された一対の支持手段１３が
設けられ、この双方の固定手段１３、１３の間には、透
明ガラス基板６を下向きにし、マスク２２をセットでき
るステージ機構（図示省略）が設けられている。そし
て、ガラス基板６及びマスク２２の下方には、支軸１４
ａに支持されたシャッター１４が配置され、その下方に
所定個数の各種蒸着源２８を配置する。各蒸着源は、電
源２９による抵抗加熱方式で加熱される。この加熱に
は、必要に応じてＥＢ（電子線）加熱方式等も使用され
る。

【００７０】上記の装置において、マスク２２は画素用
であり、シャッター１４は蒸着材料用である。そして、
シャッター１４は支軸１４ａを中心に回動し、蒸着材料
の昇華温度に合わせて、材料の蒸気流を遮断するための
ものである。

【００７１】図１５は、上記の真空蒸着装置により作製
した有機ＥＬ素子２１の具体例を示す平面図である。即
ち、サイズＬが３０ｍｍ×３０ｍｍのガラス基板６上
に、サイズｌが２ｍｍ×２ｍｍのＩＴＯ透明電極５を上
記した真空蒸着装置により約１００ｎｍの厚さで蒸着後
に、全面にＳｉＯ₂３０を蒸着し、これを所定の画素パ
ターンにエッチングして多数の開口３１を形成し、ここ
に透明電極５をそれぞれ露出させる。従って、ＳｉＯ₂
によって２ｍｍ×２ｍｍの発光領域（画素）ＰＸに対し
蒸着マスク２２を用いて各有機層４、３３、２及び金属
電極１を順次形成する。

【００７２】この真空蒸着装置１１においては、上記し
た図１５のような多数の画素を有するもの以外に、サイ
ズの大きい画素を単独に形成することもできる。

【００７３】上記のように、発光領域中で電子−正孔の
再結合によるエキシトンの生成効率を改善するための有
機層３３を積層することによって、安定した、高輝度で
低電圧駆動の、ホール輸送性発光層４を有する有機ＥＬ
素子を形成することができる。特に、詳しくは後述する
ように、青色発光に関しては直流駆動で１００００cd/m
²以上、１／１００デューティ比でのパルス駆動でも、
直流換算で５５０００cd/m²以上の輝度を得ることが可
能となる。

【００７４】上記電界発光素子の透明電極、ホール注入
層、有機ホール輸送層、有機エキシトン生成促進層、有
機電子輸送層及び金属電極は、それぞれが複数層からな
る積層構造であってもよい。

【００７５】また、上記電界発光素子における各有機層
は、蒸着以外にも、昇華又は気化を伴う他の成膜方法で
形成してもよい。

【００７６】また、上記した電界発光素子のホール輸送
性発光層は、この素子の発光スペクトルの制御のために
微量分子の共蒸着を行ってもよく、例えば、ペリレン誘
導体、クマリン誘導体等の有機物質を微量含む有機薄膜
であってもよい。

【００７７】また、ホール輸送材料として使用可能な材
料としては、ベンジジン誘導体、スチリルアミン誘導
体、トリフェニルメタン誘導体をはじめ、ポルフィリン
誘導体、トリアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、オ
キサジアゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、
フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、オ
キサゾール誘導体、アントラセン誘導体、フルオレノン
誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、または
ポリシラン系化合物、ビニルカルバゾール系化合物、チ
オフェン系化合物、アニリン系化合物等の複素環式共役
系のモノマー、オリゴマー、ポリマー等が挙げられる。

【００７８】具体的にはポルフィリン、金属テトラフェ
ニルポルフィリン、金属ナフタロシアニン、４，４’，
４”−トリメチルトリフェニルアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，
Ｎ’−テトラキス（ｐ−トリル）ｐ−フェニレンジアミ
ン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラフェニル−４，４’−
ジアミノビフェニル、Ｎ−フェニルカルバゾール、４−
ジ−ｐ−トリルアミノスチルベン、ポリ（パラフェニレ
ンビニレン）、ポリ（チオフェンビニレン）、ポリ
（２，２’−チエニルピロール）等が挙げられるがこれ
に限定されるものではない。

【００７９】また、上記電界発光素子のアノード電極、
電子輸送層、カソード電極等の使用材料に制限はなく、
電子輸送層には、ペリレン誘導体、ビススチリル誘導
体、ピラジン誘導体等の電子輸送性有機物質を用いても
よい。

【００８０】また、カソード電極材料については、効率
良く電子を注入するために、電極材料の真空準位からの
仕事関数の小さい金属を用いるのが好ましく、アルミニ
ウム−リチウム合金以外にも、例えば、アルミニウム、
インジウム、マグネシウム、銀、カルシウム、バリウ
ム、リチウム等の低仕事関数金属を単体で、または他の
金属との合金として安定性を高めて使用してもよい。

【００８１】また、アノード電極側から有機電界発光を
取り出すため、後述する実施例はアノード電極には透明
電極であるＩＴＯを用いたが、効率良くホールを注入す
るために、アノード電極材料の真空準位からの仕事関数
が大きいもの、例えば金、二酸化スズ−アンチモン混合
物、酸化亜鉛−アルミニウム混合物の電極を用いてもよ
い。

【００８２】また、モノカラー用の有機電界発光素子は
勿論、発光材料を選択することによって、Ｒ、Ｇ、Ｂの
三色を発光するフルカラー用、又はマルチカラー用の有
機電界発光素子を作製することができる。その他、本発
明はディスプレイ用としてだけでなく、光源用としても
使用可能な有機電界発光素子に適用できると共に、他の
光学的用途にも適用することができる。

【００８３】なお、上記した有機電界発光素子は、ゲル
マニウム酸化物等で封止を行って大気中の酸素等の影響
を排してもよく、また真空に引いた状態で素子を駆動し
てもよい。

【００８４】＜第２の実施の形態＞図２０は、本発明の
第２の実施の形態による有機ＥＬ素子の要部を示す概略
断面図である。

【００８５】本実施例による有機ＥＬ素子２２では、図
１の素子と比べて、ＩＴＯ透明電極５上に、ホール輸送
性発光層４ｂを形成し、ホール輸送性発光層を単層に形
成していることが異なっている。

【００８６】＜第３の実施の形態＞図２１は、本発明の
第３の実施の形態による有機電界発光素子の要部を示す
概略断面図である。

【００８７】本実施例による有機ＥＬ素子２３では、図
１の素子と比べて、ＩＴＯ透明電極５上に、ホール輸送
性発光層４ａを形成し、上記した第２の実施の形態と同
様にホール輸送性発光層を単層に形成している。

【００８８】＜第４の実施の形態＞本発明の第４の実施
の形態によれば、図１に示した有機電界発光素子におい
て、ホール輸送性発光層４ａに代えて、発光はしないが
ホール注入効率の高いホール注入層７をアノード電極５
上に設けると、アノード電極５から効率よくホール輸送
性発光層４ｂにホールを注入できるために、望ましい素
子構造となる。そのためにはホール注入層７は通常３０
０ｎｍ以下、好ましくは２５０ｎｍ以下の膜厚であるの
がよい。

【００８９】しかし、ホール注入層７は、なくても発光
は可能であるが、ホール注入層７を設けずに直接アノー
ド電極上にホール輸送性発光層を形成して有機ＥＬ素子
を作製した場合は、発光特性が悪く、寿命が短くなり易
いことが判明した。

【００９０】従って、ホール注入層７の存在が、ホール
輸送性発光層４ｂを有する有機ＥＬ素子の高効率化、長
寿命化に効果的であることが明らかになった。

【００９１】このホール注入層７の膜厚は単分子レベル
の積層膜でも効果的である。例えばＯＭＢ法（organic
molecular beam epitaxy：有機分子線結晶法）やＬＢ法
（ラングミュア−ブロジェット法）を用いて、アノード
電極５上に単分子又は数分子の積層膜を作製した場合で
も、ホール注入層７の材料を選定することにより、駆動
電圧の低下、最高輝度の改善が可能である。

【００９２】また、本実施の形態の特徴であるホール注
入層７は最高占有分子軌道（ＨＯＭＯ）がアノード電極
５の仕事関数とホール輸送性発光層４ｂの最高占有分子
軌道（ＨＯＭＯ）との間に存在し、アノード電極５から
効率よくホールをホール輸送性発光層４ｂに注入できる
材料であることが好ましいが、特にこれに限定するもの
ではない。例えば、ホール注入層７のＨＯＭＯがホール
輸送性発光層４ｂのＨＯＭＯよりもエネルギーレベルが
高くてもホールの移動は可能である。

【００９３】

【実施例】以下、本発明を実施例について更に詳細に説
明する。

【００９４】実施例１本実施例による有機ＥＬ素子２１の具体的な構成をその
製造方法に基づいて説明する。まず、３０ｍｍ×３０ｍ
ｍのガラス基板６に例えば膜厚約１００ｎｍのＩＴＯ透
明電極５を設け、この上に、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。

【００９５】そして、上記のＩＴＯ透明電極５上に、ホ
ール輸送性発光層４ａとしてｍ−ＭＴＤＡＴＡ（４，
４’，４”−tris（３−methylphenylphenylamino)trip
henylamine：図１６の構造式のもの）を蒸着速度０．２
〜０．４ｎｍ/secで真空蒸着法により真空下で３０ｎｍ
の厚みに蒸着した。

【００９６】更に、このホール輸送性発光層４ａ上に、
第２のホール輸送性発光層４ｂとして、α−ＮＰＤ（α
−naphtylphenyldiamine：図１７の構造式のもの。これ
は図１８（Ａ）のα−ＰＰＤ又は図１８（Ｂ）のα−Ｔ
ＰＤでもよい。）を５０ｎｍの厚みに蒸着（蒸着速度
０．２〜０．４ｎｍ/sec）して、発光性を有した２層構
造のホール輸送層４を形成した。

【００９７】更に、このホール輸送層４上に、図２に示
す一般式で表されるフェナントロリン誘導体、例えばバ
ソクプロイン（２，９−dimethyl−４，７−diphenyl−
１，１０−penanthroline ：図４の構造式２で示される
もの）をエキシトン生成促進層（又は生成効率改善層）
３３として、１５ｎｍの厚み（蒸着速度０．２〜０．４
ｎｍ/sec）に蒸着した。

【００９８】そして、このエキシトン生成促進層３３の
上に、電子輸送層２としてＡｌｑ₃（８−hydroxy quino
line aluminum：図１９の構造式のもの）を２０ｎｍの
厚みに蒸着し、カソード電極１としてＡｌ−Ｌｉ（アル
ミニウム−リチウム合金：Ｌｉ濃度約１ｍｏｌ％）を約
２００ｎｍの厚みに蒸着して、図１に示す青色発光性の
有機ＥＬ素子２１を作製した。

【００９９】次に、この実施例による有機ＥＬ素子につ
いて、素子の特性を測定し、その結果を示す。

【０１００】図２２は、図１に示した実施例１による有
機ＥＬ素子２１の分光特性を示すグラフである。即ち、
最大発光波長（吸収ピーク）は約４６５ｎｍであり、ま
た、ＣＩＥ色度座標上での座標は（0.16，0.2)であり、
良好な青色発光を呈した。

【０１０１】そして輝度は、図２３に示す如く、電流密
度５００ｍＡ/cm²において１００００cd/m²であった。
また、電流密度１ｍＡ/cm²の時の発光効率は１．２１ｍ
／Ｗであった。

【０１０２】発光スペクトルの形状から、α−ＮＰＤか
らなるホール輸送性発光層４ｂ（図１参照）からの発光
であることは明らかであった。

【０１０３】更に、この有機ＥＬ素子２１をデューティ
比１／１００でパルス駆動したところ、電流密度５５０
０ｍＡ/cm²の時に、直流駆動に換算すると５５０００cd
/m²、ＣＩＥ色度座標上での座標は（0.15，0.16）であ
り、色度も改善され、十分に実用に耐えることのできる
高性能で高輝度の青色発光素子を作製することができ
た。

【０１０４】実施例２本発明の第２の実施例による有機ＥＬ素子をその製造方
法に基づいて説明する。

【０１０５】本実施例による有機ＥＬ素子２２では、３
０ｍｍ×３０ｍｍのガラス基板６に例えば膜厚約１００
ｎｍのＩＴＯ透明電極５を設け、この上に、ＳｉＯ₂蒸
着により２ｍｍ×２ｍｍの発光領域以外をマスクした有
機ＥＬ素子作製用のセルを作製した。

【０１０６】そして、その上に、ホール輸送性発光層４
ｂとしてα−ＮＰＤ（α−naphtylphenyl diamine：図
１７の構造式のもの。これは、図１８（Ａ）のα−ＰＰ
Ｄ又は図１８（Ｂ）のα−ＴＰＤ又は（Ｃ）のＴＰＤで
もよい。）を真空蒸着法により真空下で例えば５０ｎｍ
の厚みに蒸着（蒸着速度０．２〜０．４ｎｍ/sec）して
おり、上記した第１の実施例と異なってホール輸送性発
光層を単層に形成した。

【０１０７】そして、その上に、図４に示したバソクプ
ロイン（２，９−dimethyl−４，７−diphenyl−１，１
０−phenanthroline）をエキシトン生成促進層３３とし
て２０ｎｍの厚み（蒸着速度０．２〜０．４ｎｍ/sec）
に蒸着した。

【０１０８】そして、その上に、電子輸送層２としてＡ
ｌｑ₃（８−hydroxy quinoline aluminum：図１９の構
造式のもの）を例えば３０ｎｍの厚みに蒸着し、カソー
ド電極１としてＡｌ−Ｌｉ（アルミニウム−リチウム合
金）を約２００ｎｍの厚みに蒸着（Ｌｉ濃度約１ｍｏｌ
％）して、図２０に示す有機ＥＬ素子２２を作製した。

【０１０９】図２４は、図２０に示した実施例２による
有機ＥＬ素子２２の分光特性を示すグラフである。

【０１１０】この実施例の場合は、最大発光波長（吸収
ピーク）は約４６０ｎｍであり、またＣＩＥ色度座標上
での座標は（0.155 ，0.11）であり、良好な青色発光を
呈した。

【０１１１】そして、図２５に示す如く、電流密度４０
０ｍＡ/cm²での輝度は１４００cd/m ²であった。

【０１１２】発光スペクトルの形状から、α−ＮＰＤか
らなるホール輸送性発光層４ｂからの発光であることは
明らかであった。

【０１１３】しかも、図２６のしきい値電圧特性に示す
如く、電圧が５Ｖ位までは電流は殆ど流れず、５Ｖを過
ぎて徐々に流れ始め、６Ｖ過ぎから急速に流れ出す。即
ち、低電圧駆動が可能であると共に、しきい値電圧特性
が良好であることを示している。

【０１１４】実施例３本発明の第３の実施例による有機ＥＬ素子をその製造方
法に基づいて説明する。

【０１１５】本実施例による有機ＥＬ素子２３では、３
０ｍｍ×３０ｍｍのガラス基板６に例えば膜厚約１００
ｎｍのＩＴＯ透明電極５を設け、この上に、ＳｉＯ₂蒸
着により２ｍｍ×２ｍｍの発光領域以外をマスクした有
機ＥＬ素子作製用のセルを作製した。

【０１１６】そして、その上に、ホール輸送性発光層４
ａとしてｍ−ＭＴＤＡＴＡ（４，４’，４”−tris（３
−methylphenylphenylamino)triphenylamine：図１６の
構造式のもの）を真空蒸着法により、真空下で５０ｎｍ
の厚みに蒸着（蒸着速度０．２〜０．４ｎｍ/sec）して
おり、上記した第２の実施例と同様にホール輸送性発光
層を単層に形成した。

【０１１７】そして、その上に、図４に示したバソクプ
ロイン（２，９−dimethyl−４，７−diphenyl−１，１
０−phenanthroline）をエキシトン生成促進層３３とし
て例えば２０ｎｍの厚み（蒸着速度０．２〜０．４ｎｍ
/sec）に蒸着した。

【０１１８】そして、その上に、電子輸送層２としてＡ
ｌｑ₃（８−hydroxy quinoline aluminum：図１９の構
造式のもの）を３０ｎｍの厚みに蒸着し、カソード電極
１としてＡｌ−Ｌｉ（アルミニウム−リチウム合金）を
約２００ｎｍの厚みに蒸着（Ｌｉ濃度約１ｍｏｌ％）し
て、図２１に示す有機ＥＬ素子２３を作製した。

【０１１９】図２７は、図２１に示した実施例３による
有機ＥＬ素子２３の分光特性を示すグラフである。

【０１２０】この実施例の場合は、最大発光波長（吸収
ピーク）は約５００ｎｍであり、またＣＩＥ色度座標上
での座標は（0.26，0.47）であり、良好な緑色発光を呈
した。

【０１２１】そして、図２８に示す如く、電流密度１１
０ｍＡ/cm²での輝度は２８０cd/m²であった。

【０１２２】発光スペクトルの形状から、ｍ−ＭＴＤＡ
ＴＡからなるホール輸送性発光層４ａからの発光である
ことは明らかであった。

【０１２３】図２９に示す電圧：輝度特性からも、低電
圧での駆動が可能であり、輝度が良好である。

【０１２４】上記したことから明らかなように、本発明
に基づく各実施例１〜３の有機ＥＬ素子は、エキシトン
生成促進層３３をホール輸送性発光材料４ａ及び／又は
４ｂと電子輸送層２との間に設けることにより、ホール
輸送層でのエキシトン生成が十分となって発光層を兼ね
ることができ、効率の高い安定した発光を得ることがで
きる。

【０１２５】また、実施例１、２の如き青色発光だけで
なく、実施例３で示したような緑色発光や、更にはドー
ピングによる赤色発光、ドーピングによる色度の調節も
可能であった。

【０１２６】上記した各実施例により、既存の材料を用
いても、優れた色度を持つ青色発光を高輝度で得られる
有機ＥＬ素子を作製することが可能であることが示さ
れ、材料開発における可能性と時間短縮を実現でき、ま
た、新たな発光材料系及び電子輸送材料の設計指針を示
すことができるものと考えられる。

【０１２７】実施例４本実施例は、第１の実施例と同様の層構造に形成し、そ
の一部の層をアノード電極から効率よくホールを注入す
るための層として膜厚に改良を加えたものである。

【０１２８】まず、本実施例では、図１に示すように３
０ｍｍ×３０ｍｍのガラス基板６上に例えば膜厚約１０
０ｎｍのＩＴＯ透明電極５を設け、この上に、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。

【０１２９】そして、この上に、ホール注入層７として
ｍ−ＭＴＤＡＴＡ（４，４’，４”−tris（３−methyl
phenylphenylamino)triphenylamine：図１６の構造式の
もの）を真空蒸着法により、真空下で１００ｎｍの厚み
に蒸着（蒸着速度０．２〜０．４ｎｍ／ｓｅｃ．）し
た。

【０１３０】次に、この上に、ホール輸送性発光層４ｂ
としてα−ＮＰＤ（α−naphtyl phenyl diamine：図１
７の構造式のもの）を真空蒸着法により、真空下で３０
ｎｍの厚みに蒸着（蒸着速度０．２〜０．４ｎｍ／ｓｅ
ｃ．）して、ホール輸送層４を形成した。

【０１３１】次に、この上に、図４に示したバソクプロ
イン（２，９−dimethyl−４，７−diphenyl−１，１０
−phenanthroline）をエキシトン生成促進層３３として
２０ｎｍの厚みに蒸着（蒸着速度０．２〜０．４ｎｍ／
ｓｅｃ．）した。

【０１３２】次に、この上に、電子輸送層２としてＡｌ
ｑ₃（８−hydroxy quinoline aluminum：図１９の構造
式のもの）を３０ｎｍの厚みに蒸着し、カソード電極１
としてＡｌ−Ｌｉ（アルミニウム−リチウム合金）を約
１０ｎｍの厚みに蒸着（Ｌｉ濃度約１ｍｏｌ％）し、更
にこの上にＡｌ（アルミニウム）を２００ｎｍ、Ａｕ
（金）を２００ｎｍの厚さからなる２層構造の封止膜と
して蒸着して、有機ＥＬ素子２１Ａを作製した。

【０１３３】図３０は、本実施例による有機ＥＬ素子２
１Ａの分光特性を示すグラフである。図示の如く、この
実施例の場合、最大発光波長は４６０ｎｍであり、ま
た、ＣＩＥ色度座標上での座標は（0.165, 0.160）であ
り、良好な青色発光を呈した。

【０１３４】従って、エキシトン生成促進層３３により
ホールの輸送が制御され、ホール輸送性発光層４ｂにお
いてエキシトンが効率よく生成されていることは明らか
である。

【０１３５】そして、電流密度２００ｍＡ／ｃｍ²にお
ける輝度は１５００ｃｄ／ｍ²であった。このような発
光スペクトルの形状からα−ＮＰＤからの発光であるこ
とは明らかであった。

【０１３６】上記のように作製した本実施例の有機ＥＬ
素子２１Ａを気温２０℃、相対湿度３０％下の大気中で
定電流駆動したところ、駆動後１時間での電圧上昇はな
く、逆に駆動後１０分で駆動電圧は駆動開始直後の５割
程度まで低下し、１時間駆動後の駆動電圧は駆動開始直
後の６〜７割であった。

【０１３７】一方、比較のためにホール注入層７を設け
ず、その他は上記と同様の有機ＥＬ素子を作製（後述の
実施例もそれぞれと同様に作製）して比較したところ、
ホール注入層が設けられていない構造の有機ＥＬ素子で
は、駆動電圧は駆動開始直後から上昇し、気温２０℃、
相対湿度３０％下の大気中で定電流駆動した場合、１時
間後にはほとんどのサンプルで発光しなくなっていた。

【０１３８】このように、ホール注入層を設けることに
より素子の安定性、寿命に大きな効果があることは明ら
かであった。

【０１３９】実施例５本実施例においても図１に示すように、３０ｍｍ×３０
ｍｍのガラス基板６上に膜厚約１００ｎｍのＩＴＯ透明
電極５を設け、この上に、ＳｉＯ₂蒸着により２ｍｍ×
２ｍｍの発光領域以外をマスクした有機ＥＬ素子作製用
のセルを作製した。

【０１４０】そして、この上に、ホール注入層７として
ｍ−ＭＴＤＡＴＡ（４，４’，４”−tris（３−methyl
phenylphenylamino)triphenylamine：図１６の構造式の
もの）を真空蒸着法により、真空下で１５０ｎｍの厚み
に蒸着（蒸着速度０．２〜０．４ｎｍ／ｓｅｃ．）し
た。

【０１４１】次に、この上に、ホール輸送性発光層４ｂ
としてα−ＮＰＤ（α−naphtyl phenyl diamine：図１
７の構造式のもの）を真空蒸着法により、真空下で３０
ｎｍの厚みに蒸着（蒸着速度０．２〜０．４ｎｍ／ｓｅ
ｃ．）して、ホール輸送層４を形成した。

【０１４２】次に、この上に、図４に示したバソクプロ
イン（２，９−dimethyl−４，７−diphenyl−１，１０
−phenanthroline）をエキシトン生成促進層３３として
２０ｎｍの厚みに蒸着（蒸着速度０．２〜０．４ｎｍ／
ｓｅｃ．）した。

【０１４３】次に、この上に、電子輸送層２としてＡｌ
ｑ₃（８−hydroxy quinoline aluminum：図１９の構造
式のもの）を３０ｎｍの厚みに蒸着し、カソード電極１
としてＡｌ−Ｌｉを約１０ｎｍの厚みに蒸着（Ｌｉ濃度
約１ｍｏｌ％）し、更にこの上にＡｌを２００ｎｍ、Ａ
ｕを２００ｎｍの厚さからなる２層構造の封止膜として
蒸着して、有機ＥＬ素子２１Ｂを作製した。

【０１４４】こうして作製した本実施例の有機ＥＬ素子
２１Ｂの分光特性を測定したところ、上記した実施例４
と同様に最大発光波長は４６０ｎｍであり、また、ＣＩ
Ｅ色度座標上での座標は（0.160, 0.170）であり、良好
な青色発光を呈した。

【０１４５】そして、電流密度２００ｍＡ／ｃｍ²にお
ける輝度は１４８０ｃｄ／ｍ²であった。このような発
光スペクトルの形状からα−ＮＰＤからの発光であるこ
とは明らかであった。

【０１４６】上記のように作製した本実施例の有機ＥＬ
素子２１Ｂを気温２０℃、相対湿度３０％下の大気中で
定電流駆動したところ、駆動後１時間での電圧上昇はな
く、逆に駆動後１０分で駆動電圧は駆動開始直後の５割
程度まで低下し、１時間駆動後の駆動電圧は駆動開始直
後の６〜７割であった。

【０１４７】しかし、ホール注入層が設けられていない
構造の有機ＥＬ素子では、駆動電圧は駆動開始直後から
上昇し、気温２０℃、相対湿度３０％下の大気中で定電
流駆動した場合、１時間後にはほとんどのサンプルで発
光しなくなっていた。

【０１４８】このように、ホール注入層を設けることに
より素子の安定性、寿命に大きな効果があることは明ら
かであった。

【０１４９】実施例６本実施例においても図１に示すように、３０ｍｍ×３０
ｍｍのガラス基板６上に膜厚約１００ｎｍのＩＴＯ透明
電極５を設け、この上に、ＳｉＯ₂蒸着により２ｍｍ×
２ｍｍの発光領域以外をマスクした有機ＥＬ素子作製用
のセルを作製した。

【０１５０】そして、この上に、ホール注入層７として
ｍ−ＭＴＤＡＴＡ（４，４’，４”−tris（３−methyl
phenylphenylamino)triphenylamine：図１６の構造式の
もの）を真空蒸着法により、真空下で１００ｎｍの厚み
に蒸着（蒸着速度０．２〜０．４ｎｍ／ｓｅｃ．）し
た。

【０１５１】次に、この上に、ホール輸送性発光層４ｂ
としてα−ＮＰＤ（α−naphtyl phenyl diamine：図１
７の構造式のもの）を真空蒸着法により、真空下で５０
ｎｍの厚みに蒸着（蒸着速度０．２〜０．４ｎｍ／ｓｅ
ｃ．）して、ホール輸送層４を形成した。

【０１５２】次に、この上に、図４に示したバソクプロ
イン（２，９−dimethyl−４，７−diphenyl−１，１０
−phenanthroline）をエキシトン生成促進層３３として
２０ｎｍの厚みに蒸着（蒸着速度０．２〜０．４ｎｍ／
ｓｅｃ．）した。

【０１５３】次に、この上に、電子輸送層２としてＡｌ
ｑ₃（８−hydroxy quinoline aluminum：図１９の構造
式のもの）を３０ｎｍの厚みに蒸着し、カソード電極１
としてＡｌ−Ｌｉを約１０ｎｍの厚みに蒸着（Ｌｉ濃度
約１ｍｏｌ％）し、更にこの上にＡｌを２００ｎｍ、Ａ
ｕを２００ｎｍの厚さからなる２層構造の封止膜として
蒸着して、有機ＥＬ素子２１Ｃを作製した。

【０１５４】こうして作製した本実施例の有機ＥＬ素子
２１Ｃの分光特性を測定したところ、上記した実施例４
と同様に最大発光波長は４６０ｎｍであり、また、ＣＩ
Ｅ色度座標上での座標は（0.160, 0.140）であり、良好
な青色発光を呈した。

【０１５５】そして、電流密度２００ｍＡ／ｃｍ²にお
ける輝度は１５００ｃｄ／ｍ²であった。このような発
光スペクトルの形状からα−ＮＰＤからの発光であるこ
とは明らかであった。

【０１５６】上記のように作製した本実施例の有機ＥＬ
素子２１Ｃを気温２０℃、相対湿度３０％下の大気中で
定電流駆動したところ、駆動後１時間での電圧上昇はな
く、逆に駆動後１０分で駆動電圧は駆動開始直後の５割
程度まで低下し、１時間駆動後の駆動電圧は駆動開始直
後の６〜７割であった。

【０１５７】しかし、ホール注入層が設けられていない
構造の有機ＥＬ素子では、駆動電圧は駆動開始直後から
上昇し、気温２０℃、相対湿度３０％下の大気中で定電
流駆動した場合、１時間後にはほとんどのサンプルで発
光しなくなっていた。

【０１５８】このように、ホール注入層を設けることに
より素子の安定性、寿命に大きな効果があることは明ら
かであった。

【０１５９】実施例７本実施例においても図１に示すように、３０ｍｍ×３０
ｍｍのガラス基板６上に膜厚約１００ｎｍのＩＴＯ透明
電極５を設け、この上に、ＳｉＯ₂蒸着により２ｍｍ×
２ｍｍの発光領域以外をマスクした有機ＥＬ素子作製用
のセルを作製した。

【０１６０】そして、この上に、ホール注入層７として
ｍ−ＭＴＤＡＴＡ（４，４’，４”−tris（３−methyl
phenylphenylamino)triphenylamine：図１６の構造式の
もの）を真空蒸着法により、真空下で２００ｎｍの厚み
に蒸着（蒸着速度０．２〜０．４ｎｍ／ｓｅｃ．）し
た。

【０１６１】次に、この上に、ホール輸送性発光層４ｂ
としてα−ＮＰＤ（α−naphtyl phenyl diamine：図１
７の構造式のもの）を真空蒸着法により、真空下で５０
ｎｍの厚みに蒸着（蒸着速度０．２〜０．４ｎｍ／ｓｅ
ｃ．）して、ホール輸送層４を形成した。

【０１６２】次に、この上に、図４に示したバソクプロ
イン（２，９−dimethyl−４，７−diphenyl−１，１０
−phenanthroline）をエキシトン生成促進層３３として
２０ｎｍの厚みに蒸着（蒸着速度０．２〜０．４ｎｍ／
ｓｅｃ．）した。

【０１６３】次に、この上に、電子輸送層２としてＡｌ
ｑ₃（８−hydroxy quinoline aluminum：図１９の構造
式のもの）を３０ｎｍの厚みに蒸着し、カソード電極１
としてＡｌ−Ｌｉを約１０ｎｍの厚みに蒸着（Ｌｉ濃度
約１ｍｏｌ％）し、更にこの上にＡｌを２００ｎｍ、Ａ
ｕを２００ｎｍの厚さからなる２層構造の封止膜として
蒸着して、有機ＥＬ素子２１Ｄを作製した。

【０１６４】こうして作製した本実施例の有機ＥＬ素子
２１Ｄの分光特性を測定したところ、上記した実施例４
と同様に最大発光波長は４６０ｎｍであり、また、ＣＩ
Ｅ色度座標上での座標は（0.160, 0.190）であり、良好
な青色発光を呈した。

【０１６５】そして、電流密度１５０ｍＡ／ｃｍ²にお
ける輝度は１０００ｃｄ／ｍ²であった。このような発
光スペクトルの形状からα−ＮＰＤからの発光であるこ
とは明らかであった。

【０１６６】上記のように作製した本実施例の有機ＥＬ
素子２１Ｄを気温２０℃、相対湿度３０％下の大気中で
定電流駆動したところ、駆動後１時間での電圧上昇はな
く、逆に駆動後１０分で駆動電圧は駆動開始直後の５割
程度まで低下し、１時間駆動後の駆動電圧は駆動開始直
後の６〜７割であった。

【０１６７】しかし、ホール注入層が設けられていない
構造の有機ＥＬ素子では、駆動電圧は駆動開始直後から
上昇し、気温２０℃、相対湿度３０％下の大気中で定電
流駆動した場合、１時間後にはほとんどのサンプルで発
光しなくなっていた。

【０１６８】このように、ホール注入層を設けることに
より素子の安定性、寿命に大きな効果があることは明ら
かであった。

【０１６９】実施例８本実施例においても図１に示すように、３０ｍｍ×３０
ｍｍのガラス基板６上に膜厚約１００ｎｍのＩＴＯ透明
電極５を設け、この上に、ＳｉＯ₂蒸着により２ｍｍ×
２ｍｍの発光領域以外をマスクした有機ＥＬ素子作製用
のセルを作製した。

【０１７０】そして、この上に、ホール注入層７として
ｍ−ＭＴＤＡＴＡ（４，４’，４”−tris（３−methyl
phenylphenylamino)triphenylamine：図１６の構造式の
もの）を真空蒸着法により、真空下で２５０ｎｍの厚み
に蒸着（蒸着速度０．２〜０．４ｎｍ／ｓｅｃ．）し
た。

【０１７１】次に、この上に、ホール輸送性発光層４ｂ
としてα−ＮＰＤ（α−naphtyl phenyl diamine：図１
７の構造式のもの）を真空蒸着法により、真空下で５０
ｎｍの厚みに蒸着（蒸着速度０．２〜０．４ｎｍ／ｓｅ
ｃ．）して、ホール輸送層４を形成した。

【０１７２】次に、この上に、図４に示したバソクプロ
イン（２，９−dimethyl−４，７−diphenyl−１，１０
−phenanthroline）をエキシトン生成促進層３３として
２０ｎｍの厚みに蒸着（蒸着速度０．２〜０．４ｎｍ／
ｓｅｃ．）した。

【０１７３】次に、この上に、電子輸送層２としてＡｌ
ｑ₃（８−hydroxy quinoline aluminum：図１９の構造
式のもの）を３０ｎｍの厚みに蒸着し、カソード電極１
としてＡｌ−Ｌｉを約１０ｎｍの厚みに蒸着（Ｌｉ濃度
約１ｍｏｌ％）し、更にこの上にＡｌを２００ｎｍ、Ａ
ｕを２００ｎｍの厚さからなる２層構造の封止膜として
蒸着して、有機ＥＬ素子２１Ｅを作製した。

【０１７４】こうして作製した本実施例の有機ＥＬ素子
２１Ｅの分光特性を測定したところ、上記した実施例４
と同様に最大発光波長は４６０ｎｍであり、また、ＣＩ
Ｅ色度座標上での座標は（0.163, 0.200）であり、良好
な青色発光を呈した。

【０１７５】そして、電流密度１５０ｍＡ／ｃｍ²にお
ける輝度は９００ｃｄ／ｍ²であった。このような発光
スペクトルの形状からα−ＮＰＤからの発光であること
は明らかであった。

【０１７６】上記のように作製した本実施例の有機ＥＬ
素子２１Ｅを気温２０℃、相対湿度３０％下の大気中で
定電流駆動したところ、駆動後１時間での電圧上昇はな
く、逆に駆動後１０分で駆動電圧は駆動開始直後の７割
程度まで低下し、１時間駆動後の駆動電圧は駆動開始直
後の７〜８割であり、電圧上昇は殆んどなかった。

【０１７７】しかし、ホール注入層が設けられていない
構造の有機ＥＬ素子では、駆動電圧は駆動開始直後から
上昇し、気温２０℃、相対湿度３０％下の大気中で定電
流駆動した場合、１時間後にはほとんどのサンプルで発
光しなくなっていた。

【０１７８】このように、ホール注入層を設けることに
より素子の安定性、寿命に大きな効果があることは明ら
かであった。

【０１７９】実施例９本実施例においても図１に示すように、３０ｍｍ×３０
ｍｍのガラス基板６上に膜厚約１００ｎｍのＩＴＯ透明
電極５を設け、この上に、ＳｉＯ₂蒸着により２ｍｍ×
２ｍｍの発光領域以外をマスクした有機ＥＬ素子作製用
のセルを作製した。

【０１８０】そして、この上に、ホール注入層７として
ｍ−ＭＴＤＡＴＡ（４，４’，４”−tris（３−methyl
phenylphenylamino)triphenylamine：図１６の構造式の
もの）を真空蒸着法により、真空下で３００ｎｍの厚み
に蒸着（蒸着速度０．２〜０．４ｎｍ／ｓｅｃ．）し
た。

【０１８１】次に、この上に、ホール輸送性発光層４ｂ
としてα−ＮＰＤ（α−naphtyl phenyl diamine：図１
７の構造式のもの）を真空蒸着法により、真空下で３０
ｎｍの厚みに蒸着（蒸着速度０．２〜０．４ｎｍ／ｓｅ
ｃ．）して、ホール輸送層４を形成した。

【０１８２】次に、この上に、図４に示したバソクプロ
イン（２，９−dimethyl−４，７−diphenyl−１，１０
−phenanthroline）をエキシトン生成促進層３３として
２０ｎｍの厚みに蒸着（蒸着速度０．２〜０．４ｎｍ／
ｓｅｃ．）した。

【０１８３】次に、この上に、電子輸送層２としてＡｌ
ｑ₃（８−hydroxy quinoline aluminum：図１９の構造
式のもの）を３０ｎｍの厚みに蒸着し、カソード電極１
としてＡｌ−Ｌｉを約１０ｎｍの厚みに蒸着（Ｌｉ濃度
約１ｍｏｌ％）し、更にこの上にＡｌを２００ｎｍ、Ａ
ｕを２００ｎｍの厚さからなる２層構造の封止膜として
蒸着して、有機ＥＬ素子２１Ｆを作製した。

【０１８４】こうして作製した本実施例の有機ＥＬ素子
２１Ｆの分光特性を測定したところ、図３１で示す分光
特性グラフの如く、発光波長は４６０ｎｍ〜５００ｎｍ
近辺でブロードであり、この発光スペクトルの形状か
ら、α−ＮＰＤからの発光と、ｍ−ＭＴＤＡＴＡとの両
方の発光の合成スペクトルであることは明らかであっ
た。

【０１８５】これは、発光におけるエキシトン生成領域
が、発光層であるホール輸送性発光層４ｂのα−ＮＰＤ
層中からホール注入層７であるｍ−ＭＴＤＡＴＡ層近く
にシフトしたことを示している。従って、青色発光に対
しては、ホール注入層７を３００ｎｍの厚さにすること
により発光は可能であったが、色度が悪くなり、発光効
率も低下し易いので、３００ｎｍ以下の膜厚が好ましい
と考えられる。

【０１８６】実施例１０本実施例においても図１に示すように、３０ｍｍ×３０
ｍｍのガラス基板６上に膜厚約１００ｎｍのＩＴＯ透明
電極５を設け、この上に、ＳｉＯ₂蒸着により２ｍｍ×
２ｍｍの発光領域以外をマスクした有機ＥＬ素子作製用
のセルを作製した。

【０１８７】そして、この上に、ホール注入層７として
α−ＮＰＤ（α−naphtyl phenyl diamine：図１７の構
造式のもの）を真空蒸着法により、真空下で１００ｎｍ
の厚みに蒸着（蒸着速度０．２〜０．４ｎｍ／ｓｅ
ｃ．）した。

【０１８８】次に、この上に、ホール輸送性発光層４ｂ
としてＴＰＤ（Ｎ，Ｎ’−diphenyl−Ｎ，Ｎ’−bis(３
−methylphenyl）−１，１’−biphenyl−４，４’−di
amine ：図１８（Ｃ）の構造式のもの）を真空蒸着法に
より、真空下で５０ｎｍの厚みに蒸着（蒸着速度０．２
〜０．４ｎｍ／ｓｅｃ．）して、ホール輸送層４を形成
した。

【０１８９】次に、この上に、図４に示したバソクプロ
イン（２，９−dimethyl−４，７−diphenyl−１，１０
−phenanthroline）をエキシトン生成促進層３３として
２０ｎｍの厚みに蒸着（蒸着速度０．２〜０．４ｎｍ／
ｓｅｃ．）した。

【０１９０】次に、この上に、電子輸送層２としてＡｌ
ｑ₃（８−hydroxy quinoline aluminum：図１９の構造
式のもの）を３０ｎｍの厚みに蒸着し、カソード電極１
としてＡｌ−Ｌｉを約１０ｎｍの厚みに蒸着（Ｌｉ濃度
約１ｍｏｌ％）し、更にこの上にＡｌを２００ｎｍ、Ａ
ｕを２００ｎｍの厚さからなる２層構造の封止膜として
蒸着して、有機ＥＬ素子２１Ｇを作製した。

【０１９１】こうして作製した本実施例の有機ＥＬ素子
２１Ｇの分光特性を測定したところ、最大発光波長は４
２０ｎｍであり、青色発光を呈した。

【０１９２】そして、電流密度５０ｍＡ／ｃｍ²におけ
る輝度は１１０ｃｄ／ｍ²であった。このような発光ス
ペクトルの形状からＴＰＤからの発光であることは明ら
かであった。

【０１９３】上記のように作製した本実施例の有機ＥＬ
素子２１Ｇを気温２０℃、相対湿度３０％下の大気中で
定電流駆動したところ、駆動後１時間での電圧上昇はな
く、逆に駆動後１０分で駆動電圧は駆動開始直後の７割
程度まで低下し、１時間駆動後の駆動電圧は駆動開始直
後の８〜９割であった。

【０１９４】しかし、ホール注入層が設けられていない
構造の有機ＥＬ素子では、駆動電圧は駆動開始直後から
上昇し、気温２０℃、相対湿度３０％下の大気中で定電
流駆動した場合は３０分後にはほとんどのサンプルで発
光しなくなっていた。

【０１９５】このように、ホール注入層を設けることに
より素子の安定性、寿命に大きな効果があることは明ら
かであった。

【０１９６】実施例１１本実施例においても図１に示すように、３０ｍｍ×３０
ｍｍのガラス基板６上にＩＴＯ透明電極５（膜厚約１０
０ｎｍ）を設けたＩＴＯ基板上に、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。

【０１９７】次に、この上に、ホール注入層７としてｍ
−ＭＴＤＡＴＡ（４，４’，４”−tris（３−methylph
enylphenylamino)triphenylamine：図１６の構造式のも
の）を真空蒸着法により、真空下で５０ｎｍの厚みに蒸
着した（蒸着速度０．２〜０．４ｎｍ／ｓｅｃ．）。

【０１９８】次に、この上に、ホール輸送性発光層４ｂ
としてα−ＮＰＤ（α−naphtyl phenyl diamine：図１
７の構造式のもの）を真空蒸着法により、真空下で５０
ｎｍの厚みに蒸着（蒸着速度０．２〜０．４ｎｍ／ｓｅ
ｃ．）して、ホール輸送層４を形成した。

【０１９９】次に、この上に、バソクフェナントロリン
（４，７−diphenyl−１，１０−phenanthroline：図３
の構造式のもの）をエキシトン生成促進層３３として２
０ｎｍの厚みに蒸着（蒸着速度０．２〜０．４ｎｍ／ｓ
ｅｃ．）した。

【０２００】次に、この上に、電子輸送層２としてＡｌ
ｑ₃（８−hydroxy quinoline aluminum：図１９の構造
式のもの）を３０ｎｍの厚みに蒸着し、カソード電極１
としてＡｌ−Ｌｉを約１０ｎｍの厚みに蒸着（Ｌｉ濃度
約１ｍｏｌ％）し、更にこの上にＡｌを２００ｎｍ、Ａ
ｕを２００ｎｍの厚さからなる２層構造のカソード封止
膜を蒸着して、有機電界発光素子２１Ｈを作製した。

【０２０１】こうして作製した本実施例の有機電界青色
発光素子２１Ｈの特性を測定したところ、最大発光波長
は４６０ｎｍ、ＣＩＥ色度座標上での座標は（0.16，0.
19）であり、青色発光を呈した。

【０２０２】そして、電流密度２５０ｍＡ／ｃｍ²での
輝度は８００ｃｄ／ｍ²であった。発光スペクトルの形
状はα−ＮＰＤからの発光であり、バソクプロインを用
いた上述の例と同じであった。

【０２０３】上記のようにして作製された有機電界青色
発光素子２１Ｈを気温２０℃、相対湿度３０％下の大気
中で定電流駆動したところ、駆動後１時間での電圧上昇
は０．１〜０．３Ｖであり、多少電圧は上昇したが、ホ
ール注入層を持たない素子と比較すれば電圧上昇は小さ
かった。ホール注入層を持たない構造の有機電界青色発
光素子では、駆動電圧は駆動開始直後から上昇し、気温
２０℃、相対湿度３０％下の大気中で定電流駆動した場
合は、１時間後には殆んどのサンプルで発光しなくなっ
ていた。図３２には、本実施例の素子の電圧−輝度特性
を示すが、低電圧駆動が可能である。

【０２０４】このように、ホール注入層を設けることに
より、素子の安定性、寿命に対して大きな効果があるこ
とは明らかであった。

【０２０５】実施例１２本実施例においても図１に示すように、３０ｍｍ×３０
ｍｍのガラス基板６上にＩＴＯ透明電極５（膜厚約１０
０ｎｍ）を設けたＩＴＯ基板上に、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。

【０２０６】次に、この上に、ホール注入層７としてｍ
−ＭＴＤＡＴＡ（４，４’，４”−tris（３−methylph
enylphenylamino)triphenylamine：図１６の構造式のも
の）を真空蒸着法により、真空下で１５０ｎｍの厚みに
蒸着した（蒸着速度０．２〜０．４ｎｍ／ｓｅｃ．）。

【０２０７】次に、この上に、ホール輸送性発光層４ｂ
としてα−ＮＰＤ（α−naphtyl phenyl diamine：図１
７の構造式のもの）を真空蒸着法により、真空下で５０
ｎｍの厚みに蒸着（蒸着速度０．２〜０．４ｎｍ／ｓｅ
ｃ．）して、ホール輸送層４を形成した。

【０２０８】次に、この上に、バソクフェナントロリン
（４，７−diphenyl−１，１０−phenanthroline：図３
の構造式のもの）をエキシトン生成促進層３３として２
０ｎｍの厚みに蒸着（蒸着速度０．２〜０．４ｎｍ／ｓ
ｅｃ．）した。

【０２０９】次に、この上に、電子輸送層２としてＡｌ
ｑ₃（８−hydroxy quinoline aluminum：図１９の構造
式のもの）を３０ｎｍの厚みに蒸着し、カソード電極１
としてＡｌ−Ｌｉを約１０ｎｍの厚みに蒸着（Ｌｉ濃度
約１ｍｏｌ％）し、更にこの上にＡｌを２００ｎｍ、Ａ
ｕを２００ｎｍの厚さからなる２層構造のカソード封止
膜を蒸着して、有機電界発光素子２１Ｉを作製した。

【０２１０】こうして作製した本実施例の有機電界青色
発光素子２１Ｉの特性を測定したところ、最大発光波長
は４６０ｎｍ、ＣＩＥ色度座標上での座標は（0.18，0.
20）であり、青色発光を呈した。

【０２１１】そして、電流密度２４０ｍＡ／ｃｍ²での
輝度は７５０ｃｄ／ｍ²であった。発光スペクトルの形
状はα−ＮＰＤからの発光であり、バソクプロインを用
いた上述の例と同じであった。

【０２１２】上記のようにして作製された有機電界青色
発光素子２１Ｉを気温２０℃、相対湿度３０％下の大気
中で定電流駆動したところ、駆動後１時間での電圧上昇
は０．１〜０．２Ｖであり、多少電圧は上昇したが、ホ
ール注入層を持たない素子と比較すれば電圧上昇は小さ
かった。ホール注入層を持たない構造の有機電界青色発
光素子では、駆動電圧は駆動開始直後から上昇し、気温
２０℃、相対湿度３０％下の大気中で定電流駆動した場
合は、１時間後には殆んどのサンプルで発光しなくなっ
ていた。

【０２１３】このように、ホール注入層を設けることに
より、素子の安定性、寿命に対して大きな効果があるこ
とは明らかであった。

【０２１４】実施例１３本実施例においても図１に示すように、３０ｍｍ×３０
ｍｍのガラス基板６上にＩＴＯ透明電極５（膜厚約１０
０ｎｍ）を設けたＩＴＯ基板上に、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。

【０２１５】次に、この上に、ホール注入層７としてｍ
−ＭＴＤＡＴＡ（４，４’，４”−tris（３−methylph
enylphenylamino)triphenylamine：図１６の構造式のも
の）を真空蒸着法により、真空下で３００ｎｍの厚みに
蒸着した（蒸着速度０．２〜０．４ｎｍ／ｓｅｃ．）。

【０２１６】次に、この上に、ホール輸送性発光層４ｂ
としてα−ＮＰＤ（α−naphtyl phenyl diamine：図１
７の構造式のもの）を真空蒸着法により、真空下で５０
ｎｍの厚みに蒸着（蒸着速度０．２〜０．４ｎｍ／ｓｅ
ｃ．）して、ホール輸送層４を形成した。

【０２１７】次に、この上に、バソクフェナントロリン
（４，７−diphenyl−１，１０−phenanthroline：図３
の構造式のもの）をエキシトン生成促進層３３として２
０ｎｍの厚みに蒸着（蒸着速度０．２〜０．４ｎｍ／ｓ
ｅｃ．）した。

【０２１８】次に、この上に、電子輸送層２としてＡｌ
ｑ₃（８−hydroxy quinoline aluminum：図１９の構造
式のもの）を３０ｎｍの厚みに蒸着し、カソード電極１
としてＡｌ−Ｌｉを約１０ｎｍの厚みに蒸着（Ｌｉ濃度
約１ｍｏｌ％）し、更にこの上にＡｌを２００ｎｍ、Ａ
ｕを２００ｎｍの厚さからなる２層構造のカソード封止
膜を蒸着して、有機電界発光素子２１Ｊを作製した。

【０２１９】こうして作製した本実施例の有機電界青色
発光素子２１Ｊの特性を測定したところ、発光波長は４
６０ｎｍ〜５００ｎｍ近辺でブロードであり、発光スペ
クトルの形状はα−ＮＰＤからの発光と、ｍ−ＭＴＤＡ
ＴＡからの発光との両方の発光の合成スペクトルである
ことは明らかであった。

【０２２０】これは、発光におけるエキシトン生成領域
が、発光層であるホール輸送性発光層４ｂのα−ＮＰＤ
層中からホール注入層７であるｍ−ＭＴＤＡＴＡ層近く
にシフトしたことを示している。従って、青色発光に対
しては、ホール注入層７を３００ｎｍの厚さにすること
で発光は可能であったが、色度が悪くなり、発光効率も
低下し易いので、３００ｎｍ以下の膜厚が好ましいと考
えられる。

【０２２１】なお、上述した実施例で用いたエキシトン
生成促進層の材料としては、図５〜図１０に示した各フ
ェナントロリン誘導体も用いることができる。

【０２２２】

【発明の作用効果】本発明は、上述した如く、発光領域
において電子−正孔の再結合によるエキシトンの生成を
促進するためのエキシトン生成促進層が、前記発光領域
に積層されているので、正孔の移動を制御して発光領域
でのエキシトンを効率よく生成し、低電圧での駆動が可
能となり、高輝度で高効率の安定した特定波長（特に青
色）の発光が可能な電界発光素子を提供することができ
る。また、所定厚のホール注入層を設ければ、色度が良
くなり、高輝度、高発光効率の素子の安定性、長寿命化
にとって効果が大きくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１及び第４〜第１３の実施例による
有機ＥＬ素子の要部の概略断面図である。

【図２】エキシトン生成促進層に使用可能なフェナント
ロリン誘導体の一般式を示す図である。

【図３】エキシトン生成促進層に使用可能なフェナント
ロリン誘導体の構造式１を示す図である。

【図４】エキシトン生成促進層に使用可能なフェナント
ロリン誘導体の構造式２を示す図である。

【図５】エキシトン生成促進層に使用可能なフェナント
ロリン誘導体の構造式３を示す図である。

【図６】エキシトン生成促進層に使用可能なフェナント
ロリン誘導体の構造式４を示す図である。

【図７】エキシトン生成促進層に使用可能なフェナント
ロリン誘導体の構造式５を示す図である。

【図８】エキシトン生成促進層に使用可能なフェナント
ロリン誘導体の構造式６を示す図である。

【図９】エキシトン生成促進層に使用可能なフェナント
ロリン誘導体の構造式７を示す図である。

【図１０】エキシトン生成促進層に使用可能なフェナン
トロリン誘導体の構造式８を示す図である。

【図１１】エキシトン生成促進層に使用可能なフェナン
トロリン誘導体の構造式９を示す図である。

【図１２】エキシトン生成促進層に使用可能なフェナン
トロリン誘導体の構造式１０を示す図である。

【図１３】同実施例による有機ＥＬ素子の積層構造を模
式的に示したバンドモデル図である。

【図１４】同実施例に使用した真空蒸着装置の概略断面
図である。

【図１５】同実施例に使用した有機ＥＬ素子の平面図で
ある。

【図１６】同実施例に使用したｍ−ＭＴＤＡＴＡ（ホー
ル輸送性発光材料）の構造式を示す図である。

【図１７】同実施例に使用したα−ＮＰＤ（ホール輸送
性発光材料）の構造式を示す図である。

【図１８】使用可能な他のホール輸送性発光材料を示
し、（Ａ）はα−ＰＰＤの構造式、（Ｂ）はα−ＴＰＤ
の構造式、（Ｃ）はＴＰＤの構造式を示す図である。

【図１９】同実施例に使用したＡｌｑ₃（電子輸送材
料）の構造式を示す図である。

【図２０】同第２の実施例による有機ＥＬ素子の要部の
概略断面図である。

【図２１】同第３の実施例による有機ＥＬ素子の要部の
概略断面図である。

【図２２】同第１の実施例による有機ＥＬ素子の分光特
性を示すグラフである。

【図２３】同第１の実施例による有機ＥＬ素子の電流−
輝度特性を示すグラフである。

【図２４】同第２の実施例による有機ＥＬ素子の分光特
性を示すグラフである。

【図２５】同第２の実施例による有機ＥＬ素子の電流−
輝度特性を示すグラフである。

【図２６】同第２の実施例による有機ＥＬ素子の電圧−
輝度特性を示すグラフである。

【図２７】同第３の実施例による有機ＥＬ素子の分光特
性を示すグラフである。

【図２８】同第３の実施例による有機ＥＬ素子の電流−
輝度特性を示すグラフである。

【図２９】同第３の実施例による有機ＥＬ素子の電圧−
輝度特性を示すグラフである。

【図３０】同第４の実施例による有機ＥＬ素子の分光特
性を示すグラフである。

【図３１】同第９の実施例による有機ＥＬ素子の分光特
性を示すグラフである。

【図３２】同第１１の実施例による電圧−輝度特性を示
すグラフである。

【図３３】従来の有機ＥＬ素子の一例を示す概略断面図
である。

【図３４】同他の有機ＥＬ素子の一例を示す概略断面図
である。

【図３５】同有機ＥＬ素子の具体例を示す概略斜視図で
ある。

【符号の説明】

１…金属電極（カソード）、２…電子輸送層、４…ホー
ル輸送層、４ａ、４ｂ…ホール輸送性発光層、５…ＩＴ
Ｏ透明電極（アノード）、６…ガラス基板、７…ホール
注入層、１０、２０、２１、２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ、
２１Ｄ、２１Ｅ、２１Ｆ、２１Ｇ、２１Ｈ、２１Ｉ、２
１Ｊ、２２、２３…有機ＥＬ素子、３３…エキシトン生
成促進層、ｅ…電子、ｈ…ホール

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】発光領域において電子−正孔の再結合に
よるエキシトンの生成を促進するためのエキシトン生成
促進層が、前記発光領域に積層されている電界発光素
子。
【請求項２】前記発光領域が主として有機ホール輸送
層であり、このホール輸送層に隣接して有機エキシトン
生成促進層が前記エキシントン生成促進層として積層さ
れている、請求項１に記載した電界発光素子。
【請求項３】前記エキシトン生成促進層がホール輸送
層と電子輸送層との間に設けられている、請求項１に記
載した電界発光素子。
【請求項４】前記エキシトン生成促進層の最高占有分
子軌道レベルが、前記ホール輸送層及び前記電子輸送層
のそれぞれの最高占有分子軌道レベルのうちエネルギー
的に低い方の最高占有分子軌道レベル以下にある、請求
項３に記載した電界発光素子。
【請求項５】前記エキシトン生成促進層の最低非占有
分子軌道レベルが、前記ホール輸送層及び前記電子輸送
層のそれぞれの最低非占有分子軌道レベルのうちエネル
ギー的に低い方の最低非占有分子軌道レベル以上にあ
り、かつエネルギー的に高い方の最低非占有分子軌道レ
ベル以下にある、請求項３に記載した電界発光素子。
【請求項６】前記エキシトン生成促進層が蛍光収率の
低い非発光性材料からなる、請求項１に記載した電界発
光素子。
【請求項７】前記発光領域が短波長発光用のホール輸
送性材料からなり、前記エキシトン生成促進層がフェナ
ントロリン誘導体からなっている、請求項１に記載した
電界発光素子。
【請求項８】光学的に透明な基体上に、透明電極、有
機ホール輸送層、有機エキシトン生成促進層、有機電子
輸送層、及び金属電極が順次積層されている、請求項１
に記載した電界発光素子。
【請求項９】前記透明電極と前記有機ホール輸送層と
の間にホール注入層が設けられている、請求項８に記載
した電界発光素子。
【請求項１０】前記ホール注入層の膜厚が２５０ｎｍ
以下に形成されている、請求項９に記載した電界発光素
子。
【請求項１１】有機電界発光素子として構成されてい
る、請求項８に記載した電界発光素子。
【請求項１２】カラーディスプレイ用の素子として構
成されている、請求項１１に記載した電界発光素子。