JP2006127986A - 有機エレクトロルミネッセンス素子、その製造方法および有機エレクトロルミネッセンス装置 - Google Patents
有機エレクトロルミネッセンス素子、その製造方法および有機エレクトロルミネッセンス装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006127986A JP2006127986A JP2004316529A JP2004316529A JP2006127986A JP 2006127986 A JP2006127986 A JP 2006127986A JP 2004316529 A JP2004316529 A JP 2004316529A JP 2004316529 A JP2004316529 A JP 2004316529A JP 2006127986 A JP2006127986 A JP 2006127986A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- organic
- layer
- electron transport
- transport layer
- light emitting
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 82
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 82
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims abstract description 59
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims abstract description 59
- 238000005401 electroluminescence Methods 0.000 claims description 50
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 26
- 239000011368 organic material Substances 0.000 claims description 18
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 11
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 11
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 claims description 6
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 claims description 6
- 239000007983 Tris buffer Substances 0.000 claims description 3
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims description 3
- 125000005843 halogen group Chemical group 0.000 claims description 3
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 claims description 3
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 claims description 3
- 230000005525 hole transport Effects 0.000 abstract description 10
- 239000000243 solution Substances 0.000 abstract 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 265
- 239000010408 film Substances 0.000 description 35
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 23
- 239000000463 material Substances 0.000 description 19
- TVIVIEFSHFOWTE-UHFFFAOYSA-K tri(quinolin-8-yloxy)alumane Chemical compound [Al+3].C1=CN=C2C([O-])=CC=CC2=C1.C1=CN=C2C([O-])=CC=CC2=C1.C1=CN=C2C([O-])=CC=CC2=C1 TVIVIEFSHFOWTE-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 14
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 11
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 11
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 7
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 6
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 6
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 5
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- YVTHLONGBIQYBO-UHFFFAOYSA-N zinc indium(3+) oxygen(2-) Chemical compound [O--].[Zn++].[In+3] YVTHLONGBIQYBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- OBAJPWYDYFEBTF-UHFFFAOYSA-N 2-tert-butyl-9,10-dinaphthalen-2-ylanthracene Chemical compound C1=CC=CC2=CC(C3=C4C=CC=CC4=C(C=4C=C5C=CC=CC5=CC=4)C4=CC=C(C=C43)C(C)(C)C)=CC=C21 OBAJPWYDYFEBTF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- -1 4-biphenylyl Chemical group 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 4
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 4
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 4
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 4
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 4
- 125000000999 tert-butyl group Chemical group [H]C([H])([H])C(*)(C([H])([H])[H])C([H])([H])[H] 0.000 description 4
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 3
- VBVAVBCYMYWNOU-UHFFFAOYSA-N coumarin 6 Chemical compound C1=CC=C2SC(C3=CC4=CC=C(C=C4OC3=O)N(CC)CC)=NC2=C1 VBVAVBCYMYWNOU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 3
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 3
- ZVFQEOPUXVPSLB-UHFFFAOYSA-N 3-(4-tert-butylphenyl)-4-phenyl-5-(4-phenylphenyl)-1,2,4-triazole Chemical compound C1=CC(C(C)(C)C)=CC=C1C(N1C=2C=CC=CC=2)=NN=C1C1=CC=C(C=2C=CC=CC=2)C=C1 ZVFQEOPUXVPSLB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WTCSROCYPKJPDZ-UHFFFAOYSA-N 6-methyl-2-[4-[12-[4-(6-methyl-1,3-benzothiazol-2-yl)phenyl]-6,11-diphenyltetracen-5-yl]phenyl]-1,3-benzothiazole Chemical compound S1C2=CC(C)=CC=C2N=C1C(C=C1)=CC=C1C(C1=C(C=2C=CC=CC=2)C2=CC=CC=C22)=C3C=CC=CC3=C(C=3C=CC(=CC=3)C=3SC4=CC(C)=CC=C4N=3)C1=C2C1=CC=CC=C1 WTCSROCYPKJPDZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 2
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 2
- 229910052792 caesium Inorganic materials 0.000 description 2
- TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N caesium atom Chemical compound [Cs] TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 2
- CUONGYYJJVDODC-UHFFFAOYSA-N malononitrile Chemical compound N#CCC#N CUONGYYJJVDODC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 2
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000012780 transparent material Substances 0.000 description 2
- NAWXUBYGYWOOIX-SFHVURJKSA-N (2s)-2-[[4-[2-(2,4-diaminoquinazolin-6-yl)ethyl]benzoyl]amino]-4-methylidenepentanedioic acid Chemical compound C1=CC2=NC(N)=NC(N)=C2C=C1CCC1=CC=C(C(=O)N[C@@H](CC(=C)C(O)=O)C(O)=O)C=C1 NAWXUBYGYWOOIX-SFHVURJKSA-N 0.000 description 1
- 125000001637 1-naphthyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C2C(*)=C([H])C([H])=C([H])C2=C1[H] 0.000 description 1
- SNTWKPAKVQFCCF-UHFFFAOYSA-N 2,3-dihydro-1h-triazole Chemical compound N1NC=CN1 SNTWKPAKVQFCCF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FCNQQKLIOWCSMP-UHFFFAOYSA-N 2,3-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline Chemical compound C=1C=CC=CC=1C1=C(C)C(C)=NC(C2=NC=C3)=C1C=CC2=C3C1=CC=CC=C1 FCNQQKLIOWCSMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DHDHJYNTEFLIHY-UHFFFAOYSA-N 4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline Chemical class C1=CC=CC=C1C1=CC=NC2=C1C=CC1=C(C=3C=CC=CC=3)C=CN=C21 DHDHJYNTEFLIHY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HXWWMGJBPGRWRS-CMDGGOBGSA-N 4- -2-tert-butyl-6- -4h-pyran Chemical compound O1C(C(C)(C)C)=CC(=C(C#N)C#N)C=C1\C=C\C1=CC(C(CCN2CCC3(C)C)(C)C)=C2C3=C1 HXWWMGJBPGRWRS-CMDGGOBGSA-N 0.000 description 1
- MBPCKEZNJVJYTC-UHFFFAOYSA-N 4-[4-(n-phenylanilino)phenyl]aniline Chemical compound C1=CC(N)=CC=C1C1=CC=C(N(C=2C=CC=CC=2)C=2C=CC=CC=2)C=C1 MBPCKEZNJVJYTC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZVYVRXAIGFRABK-UHFFFAOYSA-N 5,12-bis(4-tert-butylphenyl)tetracene Chemical compound C1=CC(C(C)(C)C)=CC=C1C(C1=CC2=CC=CC=C2C=C11)=C(C=CC=C2)C2=C1C1=CC=C(C(C)(C)C)C=C1 ZVYVRXAIGFRABK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DSDBJUPZVVTNEW-UHFFFAOYSA-N C(C)(C)(C)C1=CC=C2C(=CC=C3C4=C(C=CC5=C(C=CC(C1=C23)=C45)C(C)(C)C)C(C)(C)C)C(C)(C)C.C(C)(C)(C)C4=CC=C5C(=CC=C2C3=C(C=CC1=C(C=CC(C4=C52)=C31)C(C)(C)C)C(C)(C)C)C(C)(C)C Chemical compound C(C)(C)(C)C1=CC=C2C(=CC=C3C4=C(C=CC5=C(C=CC(C1=C23)=C45)C(C)(C)C)C(C)(C)C)C(C)(C)C.C(C)(C)(C)C4=CC=C5C(=CC=C2C3=C(C=CC1=C(C=CC(C4=C52)=C31)C(C)(C)C)C(C)(C)C)C(C)(C)C DSDBJUPZVVTNEW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 1
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 1
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- IBHBKWKFFTZAHE-UHFFFAOYSA-N n-[4-[4-(n-naphthalen-1-ylanilino)phenyl]phenyl]-n-phenylnaphthalen-1-amine Chemical compound C1=CC=CC=C1N(C=1C2=CC=CC=C2C=CC=1)C1=CC=C(C=2C=CC(=CC=2)N(C=2C=CC=CC=2)C=2C3=CC=CC=C3C=CC=2)C=C1 IBHBKWKFFTZAHE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004866 oxadiazoles Chemical class 0.000 description 1
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 125000002943 quinolinyl group Chemical group N1=C(C=CC2=CC=CC=C12)* 0.000 description 1
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 1
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 1
- YYMBJDOZVAITBP-UHFFFAOYSA-N rubrene Chemical compound C1=CC=CC=C1C(C1=C(C=2C=CC=CC=2)C2=CC=CC=C2C(C=2C=CC=CC=2)=C11)=C(C=CC=C2)C2=C1C1=CC=CC=C1 YYMBJDOZVAITBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
- Electroluminescent Light Sources (AREA)
Abstract
【課題】 再現性良く製造できる駆動電圧の低い有機エレクトロルミネッセンス素子、その製造方法、およびその有機エレクトロルミネッセンス素子を備えた有機エレクトロルミネッセンス装置を提供することである。
【解決手段】 有機ＥＬ素子１００は、ホール注入電極２、ホール輸送層３、発光層４、第一電子輸送層５、金属層６、第二電子輸送層７および電子注入電極８を備える。金属層６は、第一電子輸送層５と第二電子輸送層７との間に形成される。金属層６の膜厚は、１ｎｍ以上２ｎｍ以下であることが好ましい。
【選択図】 図１
【解決手段】 有機ＥＬ素子１００は、ホール注入電極２、ホール輸送層３、発光層４、第一電子輸送層５、金属層６、第二電子輸送層７および電子注入電極８を備える。金属層６は、第一電子輸送層５と第二電子輸送層７との間に形成される。金属層６の膜厚は、１ｎｍ以上２ｎｍ以下であることが好ましい。
【選択図】 図１
Description
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子、その製造方法、およびその有機エレクトロルミネッセンス素子を備えた有機エレクトロルミネッセンス装置に関する。
近年、情報機器の多様化に伴い、一般に使用されているＣＲＴ（陰極線管）に比べて消費電力が少ない平面表示素子に対するニーズが高まってきている。このような平面表示素子の一つとして、高効率・薄型・軽量・低視野角依存性等の特徴を有する有機エレクトロルミネッセンス(以下、有機ＥＬと略記する)素子が注目されている。
有機ＥＬ素子は、ホール注入電極と電子注入電極との間に、ホール輸送層、発光層および電子輸送層が順に形成された積層構造を有する。
電子注入電極としては、例えば、リチウム（Ｌｉ）およびセシウム（Ｃｓ）等のアルカリ金属またはマグネシウム（Ｍｇ）等のアルカリ土類金属とアルミニウム（Ａｌ）等の金属とを合金化した材料を用いることができる。この場合、アルカリ金属およびアルカリ土類金属は、電子を電子注入電極から電子輸送層へと注入する際のエネルギー障壁を低下させる役割を担う。それにより、駆動電圧を低下させることができる。
しかし、アルカリ金属およびアルカリ土類金属は、不安定で反応性が高く容易に酸化する。そのため、上記のような金属材料を電子注入電極として用いた場合、電子注入電極が酸化することにより有機ＥＬ素子が劣化しやすい。
ところで、特許文献１には、単独の金属材料からなる陰極に接する有機化合物層に金属をドーピングすることにより駆動電圧を低下させた有機エレクトロルミネッセント素子が提案されている。
特開平１０−２７０１７１号公報
上記特許文献１の有機エレクトロルミネッセント素子においては、駆動電圧を低下させるためには金属のドーピング濃度を調整する必要がある。しかしながら、金属のドーピング濃度を正確に制御することは困難である。そのため、駆動電圧の低い有機ＥＬ素子を再現性良く製造することができない。
本発明の目的は、再現性良く製造できる駆動電圧の低い有機エレクトロルミネッセンス素子、その製造方法、およびその有機エレクトロルミネッセンス素子を備えた有機エレクトロルミネッセンス装置を提供することである。
第１の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、光を発生する発光層と、有機材料からなる第１の電子輸送層と、金属からなる金属層と、有機材料からなる第２の電子輸送層と、電子注入電極とを順に備えたものである。
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、金属層は有機材料からなる第１の電子輸送層と第２の電子輸送層との間に形成されている。この場合、金属層は外部雰囲気の影響を受けにくくなるので、金属層の酸化が防止される。それにより、駆動電圧を低く抑制しつつ有機エレクトロルミネッセンス素子の劣化を防止することができる。また、金属層の厚さを制御することにより金属の量を容易に調整することができる。これらの結果、長寿命かつ低駆動電圧の有機エレクトロルミネッセンス素子を再現性良く製造することが可能となる。
金属層は、アルカリ金属およびアルカリ土類金属の少なくとも１種を含んでもよい。この場合、有機エレクトロルミネッセンス素子の駆動電圧を十分に低下させることができる。
金属層は、リチウムを含んでもよい。この場合、有機エレクトロルミネッセンス素子の駆動電圧をより十分に低下させることができる。
金属層の膜厚は、１ｎｍ以上２ｎｍ以下であってもよい。この場合、有機エレクトロルミネッセンス素子の高い発光効率を維持しつつ駆動電圧を低下させることができる。
第１の電子輸送層と第２の電子輸送層とは、同じ有機材料から形成されてもよい。この場合、有機エレクトロルミネッセンス素子の製造が容易になる。
第１の電子輸送層および第２の電子輸送層は、式（１）で示される分子構造を有する有機化合物を含み、式（１）中のＲ１〜Ｒ３は同一または異なり、水素原子、ハロゲン原子またはアルキル基であってもよい。この場合、電子が第１および第２の電子輸送層により効率よく輸送されるので、有機エレクトロルミネッセンス素子の駆動電圧を十分に低下させることができる。
第１の電子輸送層および前記第２の電子輸送層は、式（２）で示されるトリス(8-ヒドロキシキノリナト)アルミニウムからなってもよい。この場合、電子が第１および第２の電子輸送層により効率よく輸送されるので、有機エレクトロルミネッセンス素子の駆動電圧をより十分に低下させることができる。
発光層と第１の電子輸送層とは、同じ有機材料から形成されてもよい。この場合、有機エレクトロルミネッセンス素子の製造が容易になる。
発光層は、５００ｎｍよりも大きく６５０ｎｍよりも小さい波長領域に少なくとも一つの発光ピークを有する光を発生する第１の発光層と、４００ｎｍよりも大きく５００ｎｍよりも小さい波長領域に少なくとも一つの発光ピークを有する光を発生する第２の発光層とを含んでもよい。この場合、第１の発光層が発生する橙色光と第２の発光層が発生する青色光とにより、白色光を得ることができる。
第２の発明に係る有機エレクトロルミネッセンス装置は、第１の発明に係る１または複数の有機エレクトロルミネッセンス素子と、１または複数の有機エレクトロルミネッセンス素子により発生された光を透過する１または複数の色変換部材とを備えたものである。
第２の発明に係る有機エレクトロルミネッセンス装置においては、１または複数の有機エレクトロルミネッセンス素子により発生された光が、１または複数の色変換部材を通過して外部に出射される。また、第１の発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子が用いられているので、金属層の酸化を防止できかつ金属の量を容易に調整することができる。したがって、長寿命かつ低駆動電圧の有機エレクトロルミネッセンス装置を再現性良く製造することが可能となる。
第３の発明に係る有機エレクトロルミネッセンス装置は、透光性基板と、透光性基板上に設けられた第１の発明に係る１または複数の有機エレクトロルミネッセンス素子と、透光性基板と１または複数の有機エレクトロルミネッセンス素子との間に設けられる１または複数の色変換部材とを備えたものである。
第３の発明に係る有機エレクトロルミネッセンス装置においては、１または複数の有機エレクトロルミネッセンス素子により発生された光が、１または複数の色変換部材および透光性基板を通過して外部に出射される。また、第１の発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子が用いられているので、金属層の酸化を防止できかつ金属の量を容易に調整することができる。したがって、長寿命かつ低駆動電圧のバックエミッション構造の有機エレクトロルミネッセンス装置を再現性良く製造することが可能となる。
第４の発明に係る有機エレクトロルミネッセンス装置は、基板と、基板上に設けられた第１の発明に係る１または複数の有機エレクトロルミネッセンス素子と、１または複数の有機エレクトロルミネッセンス素子上に設けられる１または複数の色変換部材とを備えたものである。
第４の発明に係る有機エレクトロルミネッセンス装置においては、１または複数の有機エレクトロルミネッセンス素子により発生された光が、１または複数の色変換部材を通過して外部に出射される。また、第１の発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子が用いられているので、金属層の酸化を防止できかつ金属の量を容易に調整することができる。したがって、長寿命かつ低駆動電圧のトップエミッション構造の有機エレクトロルミネッセンス装置を再現性良く製造することが可能となる。
第５の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、ホール注入電極上に光を発生する発光層を形成する工程と、発光層上に有機材料からなる第１の電子輸送層を形成する工程と、第１の電子輸送層上に金属からなる金属層を形成する工程と、金属層上に有機材料からなる第２の電子輸送層を形成する工程と、第２の電子輸送層上に電子注入電極を形成する工程とを備えたものである。なお、ホール注入電極上に他の層を介して発光層が形成されてもよい。
第５の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おいては、金属層は有機材料からなる第１の電子輸送層と第２の電子輸送層との間に形成される。この場合、金属層は外部雰囲気の影響を受けにくくなるので、金属層の酸化が防止される。それにより、駆動電圧を低く抑制しつつ有機エレクトロルミネッセンス素子の劣化を防止することができる。また、金属層の厚さを制御することにより金属の量を容易に調整することができる。これらの結果、長寿命かつ低駆動電圧の有機エレクトロルミネッセンス素子を再現性良く製造することが可能となる。
本発明によれば、金属層の酸化を防止しかつ金属の量を容易に調整することができる。それにより、長寿命かつ低駆動電圧の有機エレクトロルミネッセンス素子を再現性良く製造することが可能となる。
以下、本発明の実施の形態に係る有機エレクトロルミネッセンス（以下、有機ＥＬと略記する）素子およびそれを備える有機ＥＬ装置について図面を参照しながら説明する。
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る有機ＥＬ素子を示す模式的な断面図である。
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る有機ＥＬ素子を示す模式的な断面図である。
図１に示す有機ＥＬ素子１００の作製時には、例えばインジウム−スズ酸化物（ＩＴＯ）またはインジウム−亜鉛酸化物（ＩＺＯ）等の透明導電膜からなるホール注入電極２上に、ホール輸送層３、発光層４、第一電子輸送層５、金属層６および第二電子輸送層７を順に形成する。さらに、この第二電子輸送層７上に、例えばアルミニウム等からなる電子注入電極８を形成する。
ホール輸送層３は、例えば、下記式（３）に示されるN,N'-ジ(1-ナフチル)-N,N'-ジフェニル-ベンジジン（N,N'-Di(1-naphthyl)-N,N'-diphenyl-benzidine）（以下、ＮＰＢと略記する）からなる。
発光層４は、例えば、下記式（２）に示されるトリス(8-ヒドロキシキノリナト)アルミニウム（Tris(8-hydroxyquinolinato)aluminｕｍ）（以下、Ａｌｑ３と略記する）からなる。
第一電子輸送層５および第二電子輸送層７としては、例えば、下記式（１）に示される分子構造を有するアルミニウム錯体を用いることができる。
式（１）において、Ｒ１〜Ｒ３は互いに同一であってもよいし、互いに異なってもよく、式（１）中のキノリン環のいずれの位置にあってもよい。式（１）中のＲ１〜Ｒ３は、水素原子、ハロゲン原子または炭素数が４以下のアルキル基を示す。
本実施の形態において第一電子輸送層５および第二電子輸送層７として用いることができるアルミニウム錯体は、例えば、Ａｌｑ３である。この場合、電子注入電極８から注入された電子は、第一電子輸送層５および第二電子輸送層７により効率よく発光層４へと輸送される。それにより、有機ＥＬ素子１００の駆動電圧を低下させることができる。
また、第一電子輸送層５および第二電子輸送層７としては、例えば、下記式（４）に示される3-(4-ビフェニリル)-4-フェニル-5-tert-ブチルフェニル-1,2,4-トリアゾール（3-(４Ｂiphenylyl)-4-phenyl-5-tert-butylphenyl-1,2,4-triazole）（略称：ＴＡＺ）等のトリアゾール誘導体、下記式（５）に示される2,2'-(1,3-フェニレン)ビス[6-[4-(1,1-ジメチルエチル)フェニル]]-1,3,4-オキサジアゾール（2,2'-(1,3-Phenylene)bis[6-[4-(1,1-dimethylethyl)phenyl]]-1,3,4-Oxadiazole）（略称：ＯＸＤ）等のオキサジアゾール誘導体、下記式（６）に示される2,9-ジメチル-4,7-ジフェニル-1,10-フェナントロリン（2,9-Dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline）（略称：ＢＣＰ）等のバソフェナントロリン誘導体等の有機材料を用いてもよい。
なお、第一電子輸送層５と第二電子輸送層７とは、互いに異なる材料により形成されてもよいが、同じ材料から形成されることが好ましい。この場合、有機ＥＬ素子１００の製造が容易になる。
また、発光層４として電子輸送性の材料（例えば、Ａｌｑ３）を用いる場合、発光層４と第一電子輸送層５とは、同じ材料から形成されてもよい。それにより、有機ＥＬ素子１００の製造が容易になる。
金属層６の材料としては、リチウム（Ｌｉ）およびセシウム（Ｃｓ）等のアルカリ金属、マグネシウム（Ｍｇ）等のアルカリ土類金属またはそれらの合金等を用いることができる。金属層６の膜厚は０．５ｎｍ以上３ｎｍ以下であることが好ましく、１ｎｍ以上２ｎｍ以下であることがより好ましい。この場合、高い発光効率を維持しつつ駆動電圧を低下させることができる。
上記の有機ＥＬ素子１００においては、ホール注入電極２と電子注入電極８との間に電圧を印加することにより、ホール注入電極２からホールが注入され、電子注入電極８から電子が注入される。ホールはホール輸送層３を通して発光層４に輸送され、電子は第二電子輸送層７、金属層６および第一電子輸送層５を通して発光層４に輸送され、発光層４においてホールと電子とが再結合し、発光層４が発光する。
本実施の形態の有機ＥＬ素子１００においては、金属層６は有機材料からなる第一電子輸送層５と第二電子輸送層７との間に形成されている。この場合、金属層６は外部雰囲気の影響を受けにくくなるので、金属層６が酸化することが防止される。それにより、駆動電圧を低く抑制しつつ有機ＥＬ素子１００の劣化を防止することができる。
また、金属層６の厚さを制御することにより金属の量を容易に調整することができる。ここで、金属層６の厚さの制御は、金属のドーピング濃度の制御に比べて容易である。したがって、再現性良く有機ＬＥ素子１００を製造することができる。
これらの結果、長寿命かつ低駆動電圧の有機ＥＬ素子１００を再現性良く製造することが可能となる。
なお、電子注入電極８としては、インジウム−スズ酸化物（ＩＴＯ）またはインジウム−亜鉛酸化物（ＩＺＯ）等の透明導電膜を用いてもよい。この場合、ホール注入電極２側および電子注入電極８側の両方から光を取り出すことが可能となる。
また、ホール注入電極２または電子注入電極８に反射層を設けてもよい。この場合、電子注入電極８側またはホール注入電極２側から出射される光量が増加し、有機ＥＬ素子１００の発光効率を向上させることができる。反射層の材料としては、クロム（Ｃｒ）、銀（Ａｇ）、白金（Ｐｔ）、アルミニウム（Ａｌ）またはそれらの合金等を用いることができる。
また、上記実施の形態においては、発光層４の材料としてＡｌｑ３を用いて緑色発光を得ているが、発光層４の材料を変更することにより赤色発光または青色発光等の他の発光色を得てもよい。
赤色発光を得る場合、発光層４は、例えば、Ａｌｑ３をホスト材料とし、下記式（７）に示されるルブレン（Rubrene）を補助ドーパントとし、下記式（８）に示される（2-(1,1-ジメチルエチル)-6-(2-(2,3,6,7-テトラヒドロ-1,1,7,7-テトラメチル-lII,5II-ベンゾ〔ij〕キノリジン-9-イル)エテニル)-4H-ピラン-4-イリデン）プロパンジニトリル（(2-(1,1-Dimethylethyl)-6-(2-(2,3,6,7-tetrahydro-1,1,7,7-tetramethyl-lII,5II-benzo〔ij〕quinolizin-9-yl)ethenyl)-4H-pyran-4-ylidene)propanedinitrile）（略称：ＤＣＪＴＢ）を発光ドーパントとして形成される。この場合、発光ドーパントは発光し、補助ドーパントは、ホスト材料から発光ドーパントへのエネルギーの移動を促進することにより発光ドーパントの発光を補助する役割を担う。
青色発光を得る場合、発光層４は、例えば、下記式（９）に示されるターシャリー-ブチル置換ジナフチルアントラセン（tert-butyl substituted dinaphthylanthracene）（以下、ＴＢＡＤＮと略記する）をホスト材料とし、下記式（１０）に示す1,4,7,10-テトラ-ターシャリー-ブチルペリレン（1,4,7,10-Tetra-tert-butylPerylene）（以下、ＴＢＰと略記する）を発光ドーパントとして形成される。
また、緑色発光を得る場合、発光層４は、ＴＢＡＤＮをホスト材料とし、下記式（１１）に示す5,12-ビス（4-ターシャリー-ブチルフェニル）-ナフタセン（5,12-Bis(4-tert-butylphenyl)-naphthacene）（略称：ｔＢｕＤＰＮ）または下記式（１２）に示される3-(2-ベンゾチアゾールイル)-7-(ジエチルアミノ)クマリン（3-(2-Benzothiazolyl)-7-(diethylamino)coumarin）（略称：クマリン６）を発光ドーパントとして形成してもよい。
（第２の実施の形態）
図２は、本発明の第２の実施の形態に係る有機ＥＬ素子を示す模式的な断面図である。
図２は、本発明の第２の実施の形態に係る有機ＥＬ素子を示す模式的な断面図である。
第２の実施の形態に係る有機ＥＬ素子１０１は、図１の有機ＥＬ素子１００の発光層４の代わりに橙色発光を得ることが可能な橙色発光層４Ｏおよび青色発光を得ることが可能な青色発光層４Ｂが設けられる点を除き第１の実施の形態に係る有機ＥＬ素子１００と同様の構成を有する。
橙色発光層４Ｏは、例えば、ＮＰＢをホスト材料とし、下記式（１３）に示す5,12-ビス(4-(6-メチルベンゾチアゾール-2-イル)フェニル)-6,11-ジフェニルナフタセン（5,12-Bis(4-(6-methylbenzothiazol-2-yl)phenyl)-6,11-diphenylnaphthacene）（以下、ＤＢｚＲと略記する）を発光ドーパントとして形成される。それにより、橙色発光層４Ｏは５００ｎｍよりも大きく６５０ｎｍよりも小さいピーク波長を有する橙色光を発生する。
青色発光層４Ｂは、例えば、ＴＢＡＤＮをホスト材料とし、ＴＢＰを発光ドーパントとして形成される。それにより、青色発光層４Ｂは、４００ｎｍよりも大きく５００ｎｍよりも小さいピーク波長を有する青色光を発生する。
上記実施の形態に係る有機ＥＬ素子１０１においては、橙色発光層４Ｏおよび青色発光層４Ｂが発光することにより白色発光を得ることができる。
金属層６は有機材料からなる第一電子輸送層５と第二電子輸送層７との間に形成されている。この場合、金属層６は外部雰囲気の影響を受けにくくなるので、金属層６が酸化することが防止される。それにより、駆動電圧を低く抑制しつつ有機ＥＬ素子１０１の劣化を防止することができる。
また、金属層６の厚さを制御することにより金属の量を容易に調整することができる。ここで、金属層６の厚さの制御は、金属のドーピング濃度の制御に比べて容易である。したがって、再現性良く有機ＬＥ素子１０１を製造することができる。
これらの結果、長寿命かつ低駆動電圧の白色発光の有機ＥＬ素子１０１を再現性良く製造することが可能となる。
（第３の実施の形態）
図３は、本発明の第３の実施の形態に係る有機ＥＬ装置を示す模式的な断面図である。
図３は、本発明の第３の実施の形態に係る有機ＥＬ装置を示す模式的な断面図である。
図３の有機ＥＬ装置においては、ガラスまたはプラスチック等からなる透明の基板１上に、例えば酸化シリコン（ＳｉＯ2 ）からなる層と窒化シリコン（ＳｉＮX ）からなる層との積層膜１１が形成される。
積層膜１１上の一部にポリシリコン層等からなるチャネル領域１２が形成される。チャネル領域１２上には、ドレイン電極１３ｄ、ソース電極１３ｓおよびゲート酸化膜１４が形成される。ゲート酸化膜１４上にゲート電極１５が形成される。この、チャネル領域１２、ドレイン電極１３ｄ、ソース電極１３ｓ、ゲート酸化膜１４およびゲート電極１５によりＴＦＴ（薄膜トランジスタ）２０が形成される。
ゲート電極１５を覆うようにゲート酸化膜１４上に第１の層間絶縁膜１６が形成される。ドレイン電極１３ｄおよびソース電極１３ｓを覆うように第１の層間絶縁膜１６上に第２の層間絶縁膜１７が形成される。
なお、ゲート酸化膜１４は、例えば窒化シリコンからなる層と酸化シリコンからなる層との積層構造を有する。また、第１の層間絶縁膜１６は、例えば酸化シリコンからなる層と窒化シリコンからなる層との積層構造を有し、第２の層間絶縁膜１７は、例えば窒化シリコンからなる。
第２の層間絶縁膜１７上に、赤色カラーフィルタ層ＣＦＲ、緑色カラーフィルタ層ＣＦＧおよび青色カラーフィルタ層ＣＦＢがそれぞれ形成される。赤色カラーフィルタ層ＣＦＲは、赤色の波長領域の光を通過させ、緑色カラーフィルタ層ＣＦＧは、緑色の波長領域の光を通過させ、青色カラーフィルタ層ＣＦＢは、青色の波長領域の光を通過させる。
各カラーフィルタ層ＣＦＲ，ＣＦＧ，ＣＦＢは、例えばガラスまたはプラスチック等の透明な材料からなる。また、各カラーフィルタ層ＣＦＲ，ＣＦＧ，ＣＦＢとして、ＣＣＭ（色彩転換媒体）を用いてもよく、ガラスまたはプラスチック等の透明な材料およびＣＣＭの両方を用いてもよい。
赤色カラーフィルタ層ＣＦＲ、緑色カラーフィルタ層ＣＦＧおよび青色カラーフィルタ層ＣＦＢを覆うように第２の層間絶縁膜１７上に、例えばアクリル樹脂等からなる第１の平坦化層１８が形成される。
赤色カラーフィルタ層ＣＦＲの上方の第１の平坦化層１８上に有機ＥＬ素子１００Ｒが形成され、緑色カラーフィルタ層ＣＦＧの上方の第１の平坦化層１８上に有機ＥＬ素子１００Ｇが形成され、青色カラーフィルタ層ＣＦＢの上方の第１の平坦化層１８上に有機ＬＥ素子１００Ｂが形成される。
各有機ＥＬ素子１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂは、図１の有機ＥＬ素子１００と同様の構造を有する。有機ＥＬ素子１００Ｒは図１の発光層４として赤色に発光する赤色発光層４Ｒを有し、有機ＥＬ素子１００Ｇは図１の発光層４として緑色に発光する緑色発光層４Ｇを有し、有機ＥＬ素子１００Ｂは図１の発光層４として青色に発光する青色発光層４Ｂを有する。なお、赤色発光層４Ｂ、緑色発光層４Ｇおよび青色発光層４Ｂとしては、第１の実施の形態において説明した材料を用いることができる。
ホール注入電極２は有機ＥＬ素子ごとに形成され、有機ＥＬ素子間の領域においてホール注入電極２を覆うように絶縁性の第２の平坦化層１９が形成される。また、ホール注入電極２は、ＴＦＴ２０のドレイン電極１３ｄに接続される。
上記の有機ＥＬ装置においては、有機ＥＬ素子１００Ｒの赤色発光層４Ｒ、有機ＥＬ素子１００Ｇの緑色発光層４Ｇおよび有機ＥＬ素子１００Ｂの青色発光層４Ｂがそれぞれ赤色、緑色および青色に発光する。
各有機ＥＬ素子１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂから出射された光は、各カラーフィルタ層ＣＦＲ，ＣＦＧ，ＣＦＢおよび透明の基板１を通じて外部に取り出される。
以上のように、基板１上に積層膜１１、ＴＦＴ２０、第１の層間絶縁膜１６、第２の層間絶縁膜１７、各カラーフィルタ層ＣＦＲ，ＣＦＧ，ＣＦＢ、第１の平坦化層１８、第２の平坦化層１９および各有機ＥＬ素子１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂが形成されることにより、バックエミッション構造の有機ＥＬ装置が完成する。
本実施の形態の有機ＥＬ装置においては、各有機ＥＬ素子１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂの金属層６は有機材料からなる第一電子輸送層５と第二電子輸送層７との間に形成されている。この場合、金属層６は外部雰囲気の影響を受けにくくなるので、金属層６が酸化することが防止される。それにより、駆動電圧を低く抑制しつつ各有機ＥＬ素子１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂの劣化を防止することができる。
また、金属層６の厚さを制御することにより金属の量を容易に調整することができる。ここで、金属層６の厚さの制御は、金属のドーピング濃度の制御に比べて容易である。したがって、再現性良く有機ＬＥ素子１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂを製造することができる。
これらの結果、長寿命かつ低駆動電圧の有機ＥＬ装置を再現性良く製造することが可能となる。
（第４の実施の形態）
図４は、本発明の第４の実施の形態に係る有機ＥＬ装置を示す模式的な断面図である。図４の有機ＥＬ装置は以下の点で図３の有機ＥＬ装置と構造が異なる。
図４は、本発明の第４の実施の形態に係る有機ＥＬ装置を示す模式的な断面図である。図４の有機ＥＬ装置は以下の点で図３の有機ＥＬ装置と構造が異なる。
図４の有機ＥＬ装置においては、図３の有機ＥＬ装置と同様に、基板１上に積層膜１１、ＴＦＴ２０、第１の層間絶縁膜１６、第２の層間絶縁膜１７、第１の平坦化層１８、第２の平坦化層１９および各有機ＥＬ素子１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂが形成される。
その後、各有機ＥＬ素子１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂ上に、透明の接着剤層２３を介してオーバーコート層２２、各カラーフィルタ層ＣＦＲ，ＣＦＧ，ＣＦＢおよび透明の透明の封止基板２１が順に積層された積層体が接着される。これにより、トップエミッション構造の有機ＥＬ装置が完成する。
各有機ＥＬ素子１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂから出射された光は、各カラーフィルタ層ＣＦＲ，ＣＦＧ，ＣＦＢおよび透明の封止基板２１を通じて外部に取り出される。
なお、図４の有機ＥＬ装置においては、基板１は半導体基板およびフレキシブル基板等の不透明な材料により形成されてもよい。また、各有機ＥＬ素子１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂのホール注入電極２は、例えば、インジウム−スズ酸化物（ＩＴＯ）またはインジウム−亜鉛酸化物（ＩＺＯ）等の透明導電膜とクロム、銀、白金またはアルミニウム等からなる反射層とを積層することにより形成される。この場合、ホール注入電極２は、赤色発光層４Ｒ、緑色発光層４Ｇおよび青色発光層４Ｂにより発生された光を封止基板２１側へ反射する。
電子注入電極８は、例えば、インジウム−スズ酸化物（ＩＴＯ）またはインジウム−亜鉛酸化物（ＩＺＯ）等の透明導電膜からなる。オーバーコート層２２は、例えばアクリル樹脂等からなる。封止基板２１としては、例えば、ガラスおよび酸化シリコンからなる層または窒化シリコンからなる層を用いることができる。
本実施の形態の有機ＥＬ装置においては、トップエミッション構造であることによりＴＦＴ２０上の領域も画素領域として用いることができる。すなわち、図４の有機ＥＬ装置では、図３の各カラーフィルタ層ＣＦＲ，ＣＦＧ，ＣＦＢよりも大きいカラーフィルタ層ＣＦＲ，ＣＦＧ，ＣＦＢを用いることができる。それにより、より広い領域を画素領域として用いることができるので、有機ＥＬ装置の輝度が向上する。
なお、図３および図４の有機ＥＬ装置においては、第２の平坦化層１９上にホール注入電極２、ホール輸送層３、発光層（赤色発光層４Ｒ、緑色発光層４Ｇまたは青色発光層４Ｂ）、第一電子輸送層５、金属層６、第二電子輸送層７および電子注入電極８が順に形成されているが、第２の平坦化層１９上に電子注入電極８、第二電子輸送層７、金属層６、第一電子輸送層５、発光層（赤色発光層４Ｒ、緑色発光層４Ｇまたは青色発光層４Ｂ）、ホール輸送層３およびホール注入電極２を順に形成してもよい。
また、図３および図４の有機ＥＬ装置においては、各有機ＥＬ素子１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂから出射される光の色純度を高めるために、カラーフィルタ層ＣＦＲ，ＣＦＧ，ＣＦＢを設けているが、カラーフィルタ層ＣＦＲ，ＣＦＧ，ＣＦＢを設けなくてもよい。
また、図３および図４の構造を有する有機ＥＬ装置において、有機ＥＬ素子１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂの代わりに、図２の有機ＥＬ素子１０１を用いてもよい。有機ＥＬ素子１０１を用いた有機ＥＬ装置においては、有機ＥＬ素子１０１から出射された白色光は、各カラーフィルタ層ＣＦＲ，ＣＦＧ，ＣＦＢにより赤色光、緑色光および青色光に変換される。この場合、有機ＥＬ素子１０１からの白色発光によりフルカラー表示を得ることができる。したがって、赤色、緑色および青色に発光する各有機ＥＬ素子１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂを別個に作製する必要がないので、有機ＥＬ装置の作製が容易になる。
第１〜第４の実施の形態においては、第一電子輸送層５が第１の電子輸送層に相当し、第二電子輸送層７が第２の電子輸送層に相当し、橙色発光層４Ｏが第１の発光層に相当し、青色発光層４Ｂが第２の発光層に相当し、基板１が透光性基板または基板に相当し、赤色カラーフィルタ層ＣＦＲ、緑色カラーフィルタ層ＣＦＧおよび青色カラーフィルタ層ＣＦＢが色変換部材に相当する。
以下、実施例および比較例の有機ＥＬ素子を作製し、作製した有機ＥＬ素子の１０ｍＡ／ｃｍ2 での発光効率および駆動電圧を測定した。なお、測定は室温で行った。
（実施例１）
実施例１においては、図１の構造を有する有機ＥＬ素子を以下の条件で作製した。
実施例１においては、図１の構造を有する有機ＥＬ素子を以下の条件で作製した。
ホール注入電極２は、膜厚８０ｎｍを有し、インジウム−スズ酸化物（ＩＴＯ）からなる。ホール輸送層３は、膜厚５０ｎｍを有し、ＮＰＢからなる。発光層４は、膜厚６０ｎｍを有し、Ａｌｑ３からなる。
第一電子輸送層５は、膜厚１０ｎｍを有し、Ａｌｑ３からなる。金属層６は、膜厚２ｎｍを有し、リチウムからなる。第二電子輸送層７は、膜厚５ｎｍを有し、Ａｌｑ３からなる。電子注入電極８は、膜厚２００ｎｍを有し、アルミニウムからなる。
以上の条件で作製した有機ＥＬ素子の発光効率は１．８ｃｄ／Ａであり、駆動電圧は１１．０Ｖであった。
（実施例２）
実施例２においては、金属層６の膜厚を１ｎｍとした点を除いて実施例１と同じ有機ＥＬ素子を作製した。
実施例２においては、金属層６の膜厚を１ｎｍとした点を除いて実施例１と同じ有機ＥＬ素子を作製した。
実施例２の有機ＥＬ素子の発光効率は２．０ｃｄ／Ａであり、駆動電圧は１１．０Ｖであった。
（実施例３）
実施例３においては、金属層６の膜厚を０．５ｎｍとした点を除いて実施例１と同じ有機ＥＬ素子を作製した。
実施例３においては、金属層６の膜厚を０．５ｎｍとした点を除いて実施例１と同じ有機ＥＬ素子を作製した。
実施例３の有機ＥＬ素子の発光効率は１．６ｃｄ／Ａであり、駆動電圧は１６．５Ｖであった。
（実施例４）
実施例４においては、金属層６の膜厚を３ｎｍとした点を除いて実施例１と同じ有機ＥＬ素子を作製した。
実施例４においては、金属層６の膜厚を３ｎｍとした点を除いて実施例１と同じ有機ＥＬ素子を作製した。
実施例４の有機ＥＬ素子の発光効率は１．１ｃｄ／Ａであり、駆動電圧は１４．５Ｖであった。
（実施例５）
実施例５においては、ホール注入電極２として膜厚１００ｎｍのインジウム−亜鉛酸化物（ＩＺＯ）を用い、電子注入電極８として膜厚１００ｎｍの銀および膜厚２０ｎｍのＩＴＯからなる積層膜を用い、第二電子輸送層７の膜厚を１０ｎｍにした点を除いて実施例１と同じ有機ＥＬ素子を作製した。
実施例５においては、ホール注入電極２として膜厚１００ｎｍのインジウム−亜鉛酸化物（ＩＺＯ）を用い、電子注入電極８として膜厚１００ｎｍの銀および膜厚２０ｎｍのＩＴＯからなる積層膜を用い、第二電子輸送層７の膜厚を１０ｎｍにした点を除いて実施例１と同じ有機ＥＬ素子を作製した。
実施例５の有機ＥＬ素子の発光効率は６．５ｃｄ／Ａであり、駆動電圧は１２．５Ｖであった。
（実施例６）
実施例６においては、図２の構造を有する有機ＥＬ素子を以下の条件で作製した。
実施例６においては、図２の構造を有する有機ＥＬ素子を以下の条件で作製した。
ホール注入電極２は、膜厚１００ｎｍの銀および膜厚２０ｎｍのＩＴＯの積層膜からなる。ホール輸送層３は、膜厚５０ｎｍを有し、ＮＰＢからなる。
橙色発光層４Ｏは、膜厚３０ｎｍを有し、ＮＰＢからなるホスト材料にＤＢｚＲからなる発光ドーパントを添加することにより形成される。青色発光層４Ｂは、膜厚４０ｎｍを有し、ＴＢＡＤＮからなるホスト材料にＴＢＰからなる発光ドーパントを添加することにより形成される。
第一電子輸送層５は、膜厚１０ｎｍを有し、Ａｌｑ３からなる。金属層６は、膜厚２ｎｍを有し、リチウムからなる。第二電子輸送層７は、膜厚１０ｎｍを有し、Ａｌｑ３からなる。電子注入電極８は、膜厚１００ｎｍを有し、ＩＺＯからなる。
実施例６の有機ＥＬ素子の発光効率は８．２ｃｄ／Ａであり、駆動電圧は１３．０Ｖであった。
（比較例１）
比較例１においては、第二電子輸送層７を設けなかった点を除いて実施例１と同じ有機ＥＬ素子を作製した。
比較例１においては、第二電子輸送層７を設けなかった点を除いて実施例１と同じ有機ＥＬ素子を作製した。
比較例１の有機ＥＬ素子の発光効率は２．２ｃｄ／Ａであり、駆動電圧は１０．５Ｖであった。
（比較例２）
比較例２においては、第一電子輸送層５として、膜厚１０ｎｍを有し、Ａｌｑ３とリチウムとから形成される混合層を設け、第二電子輸送層７を設けなかった点を除いて実施例１と同じ有機ＥＬ素子を作成した。なお、第一電子輸送層５におけるＡｌｑ３とリチウムとの分子比は１：１である。
比較例２においては、第一電子輸送層５として、膜厚１０ｎｍを有し、Ａｌｑ３とリチウムとから形成される混合層を設け、第二電子輸送層７を設けなかった点を除いて実施例１と同じ有機ＥＬ素子を作成した。なお、第一電子輸送層５におけるＡｌｑ３とリチウムとの分子比は１：１である。
比較例２の有機ＥＬ素子の発光効率は２．１ｃｄ／Ａであり、駆動電圧は１１．５Ｖであった。
（比較例３）
比較例３においては、ホール注入電極２として膜厚１００ｎｍのＩＺＯを用い、電子注入電極８として膜厚１００ｎｍの銀および膜厚２０ｎｍのＩＴＯからなる積層膜を用い、第二電子輸送層７を設けなかった点を除いて実施例１と同じ有機ＥＬ素子を作製した。
比較例３においては、ホール注入電極２として膜厚１００ｎｍのＩＺＯを用い、電子注入電極８として膜厚１００ｎｍの銀および膜厚２０ｎｍのＩＴＯからなる積層膜を用い、第二電子輸送層７を設けなかった点を除いて実施例１と同じ有機ＥＬ素子を作製した。
比較例３の有機ＥＬ素子は発光しなかった。
（評価）
表１に、実施例１〜６および比較例１〜３の有機ＥＬ素子の各層の条件を示す。表２に、実施例１〜６および比較例１〜３における発光効率および駆動電圧の測定結果を示す。
表１に、実施例１〜６および比較例１〜３の有機ＥＬ素子の各層の条件を示す。表２に、実施例１〜６および比較例１〜３における発光効率および駆動電圧の測定結果を示す。
（実施例１〜４、比較例１および比較例２の評価）
表２に示すように、実施例１〜４の有機ＥＬ素子の発光効率および駆動電圧は、比較例１および比較例２の有機ＥＬ素子の発光効率および駆動電圧とほぼ同等の値である。
表２に示すように、実施例１〜４の有機ＥＬ素子の発光効率および駆動電圧は、比較例１および比較例２の有機ＥＬ素子の発光効率および駆動電圧とほぼ同等の値である。
比較例１の有機ＥＬ素子は、アルミニウムとリチウムとの積層膜を電子注入電極として用いる従来の一般的な有機ＥＬ素子と同じ構造を有している。比較例１の有機ＥＬ素子においては、金属層６は、電子を電子注入電極８から第一電子輸送層５へと注入する際のエネルギー障壁を低下させる役割を担う。それにより、駆動電圧を低下させることができる。しかし、比較例１の有機ＥＬ素子の構造では、金属層６が外部雰囲気の影響を受け酸化しやすい。
比較例２の有機ＥＬ素子は、Ａｌｑ３とリチウムとからなる混合層を第一電子輸送層５として用いている。この場合、混合層のリチウムの酸化は防止されるが、Ａｌｑ３とリチウムとの分子比を制御することが困難であり、有機ＥＬ素子を再現性良く作製することができない。
一方、実施例１〜４の有機ＥＬ素子においては、金属層６は第一電子輸送層５と第二電子輸送層７との間に形成されているので、外部雰囲気の影響を受けにくい。それにより、金属層６が酸化することが防止されている。また、金属層６の厚さを制御することにより金属の量を容易に調整することができる。したがって、再現性良く有機ＥＬ素子を作製することができる。
すなわち、実施例１〜４においては、発光特性を低下させることなく比較例１および比較例２に比べて再現性良く有機ＥＬ素子を作製することができる。
また、特に、実施例１および実施例２の有機ＥＬ素子の発光効率および駆動電圧は、実施例３および実施例４の有機ＥＬ素子に比べて改善されている。このことから、金属層６の膜厚は１ｎｍ以上２ｎｍ以下であることがより好ましいと言える。
（実施例５および比較例３の評価）
表２に示すように、実施例５の有機ＥＬ素子の発光効率は、実施例１および実施例２の発光効率に比べて高い。実施例５の有機ＥＬ素子においては、電子注入電極８の銀が反射層としての役割を担う。この場合、電子注入電極８は、発光層４により発光された光をホール注入電極２側へ反射するので、発光効率を向上させることができる。また、実施例５の有機ＥＬ素子の駆動電圧は、実施例１および実施例２の有機ＥＬ素子の駆動電圧とほぼ同等である。すなわち、実施例５の構成においては、駆動電圧を十分に抑制しつつ発光効率を向上させることができる。なお、比較例３の有機ＥＬ素子は発光しなかった。
表２に示すように、実施例５の有機ＥＬ素子の発光効率は、実施例１および実施例２の発光効率に比べて高い。実施例５の有機ＥＬ素子においては、電子注入電極８の銀が反射層としての役割を担う。この場合、電子注入電極８は、発光層４により発光された光をホール注入電極２側へ反射するので、発光効率を向上させることができる。また、実施例５の有機ＥＬ素子の駆動電圧は、実施例１および実施例２の有機ＥＬ素子の駆動電圧とほぼ同等である。すなわち、実施例５の構成においては、駆動電圧を十分に抑制しつつ発光効率を向上させることができる。なお、比較例３の有機ＥＬ素子は発光しなかった。
（実施例６の評価）
表２に示すように、実施例６の有機ＥＬ素子の発光効率は、実施例１および実施例２の発光効率に比べて高い。実施例６の有機ＥＬ素子においては、ホール注入電極２の銀が反射層としての役割を担う。この場合、ホール注入電極２は、橙色発光層４Ｏおよび青色発光層４Ｂにより発生された白色光を電子注入電極８側へ反射するので、発光効率を向上させることができる。また、実施例６の有機ＥＬ素子の駆動電圧は、実施例１および実施例２の有機ＥＬ素子の駆動電圧とほぼ同等である。すなわち、複数の発光層により白色光を発生する構成を有する有機ＥＬ素子においても、第一電子輸送層５と第二電子輸送層７との間に金属層６を設けることにより、発光特性を低下させることなく再現性良く有機ＥＬ素子を作製することができる。
表２に示すように、実施例６の有機ＥＬ素子の発光効率は、実施例１および実施例２の発光効率に比べて高い。実施例６の有機ＥＬ素子においては、ホール注入電極２の銀が反射層としての役割を担う。この場合、ホール注入電極２は、橙色発光層４Ｏおよび青色発光層４Ｂにより発生された白色光を電子注入電極８側へ反射するので、発光効率を向上させることができる。また、実施例６の有機ＥＬ素子の駆動電圧は、実施例１および実施例２の有機ＥＬ素子の駆動電圧とほぼ同等である。すなわち、複数の発光層により白色光を発生する構成を有する有機ＥＬ素子においても、第一電子輸送層５と第二電子輸送層７との間に金属層６を設けることにより、発光特性を低下させることなく再現性良く有機ＥＬ素子を作製することができる。
本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子、その製造方法、およびその有機エレクトロルミネッセンス素子を備えた有機エレクトロルミネッセンス装置は、各種光源または各種表示装置等に有効に利用できる。
１ 基板
２ ホール注入電極
３ ホール輸送層
４ 発光層
４Ｏ 橙色発光層
４Ｂ 青色発光層
４Ｒ 赤色発光層
４Ｇ 緑色発光層
５ 第一電子輸送層
６ 金属層
７ 第二電子輸送層
８ 電子注入電極
ＣＦＲ 赤色カラーフィルタ層
ＣＦＧ 緑色カラーフィルタ層
ＣＦＢ 青色カラーフィルタ層
２ ホール注入電極
３ ホール輸送層
４ 発光層
４Ｏ 橙色発光層
４Ｂ 青色発光層
４Ｒ 赤色発光層
４Ｇ 緑色発光層
５ 第一電子輸送層
６ 金属層
７ 第二電子輸送層
８ 電子注入電極
ＣＦＲ 赤色カラーフィルタ層
ＣＦＧ 緑色カラーフィルタ層
ＣＦＢ 青色カラーフィルタ層
Claims (13)
- ホール注入電極と、
光を発生する発光層と、
有機材料からなる第１の電子輸送層と、
金属からなる金属層と、
有機材料からなる第２の電子輸送層と、
電子注入電極とを順に備え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。 - 前記金属層は、アルカリ金属およびアルカリ土類金属の少なくとも１種を含む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。
- 前記金属層は、リチウムを含む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。
- 前記金属層の膜厚は、１ｎｍ以上２ｎｍ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。
- 前記第１の電子輸送層と前記第２の電子輸送層とは、同じ有機材料から形成される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。
- 前記第１の電子輸送層および前記第２の電子輸送層は、式（１）で示される分子構造を有する有機化合物を含み、式（１）中のＲ１〜Ｒ３は同一または異なり、水素原子、ハロゲン原子またはアルキル基であることを特徴とする請求項１〜５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。
- 前記第１の電子輸送層および前記第２の電子輸送層は、式（２）で示されるトリス(8-ヒドロキシキノリナト)アルミニウムからなることを特徴とする請求項１〜６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。
- 前記発光層と前記第１の電子輸送層とは、同じ有機材料から形成されることを特徴とする請求項１〜７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。
- 前記発光層は、５００ｎｍよりも大きく６５０ｎｍよりも小さい波長領域に少なくとも一つの発光ピークを有する光を発生する第１の発光層と、
４００ｎｍよりも大きく５００ｎｍよりも小さい波長領域に少なくとも一つの発光ピークを有する光を発生する第２の発光層とを含むことを特徴とする請求項１〜７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１〜９のいずれかに記載の１または複数の有機エレクトロルミネッセンス素子と、
前記１または複数の有機エレクトロルミネッセンス素子により発生された光を透過する１または複数の色変換部材とを備えることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス装置。 - 透光性基板と、
前記透光性基板上に設けられた請求項１〜９のいずれかに記載の１または複数の有機エレクトロルミネッセンス素子と、
前記透光性基板と前記１または複数の有機エレクトロルミネッセンス素子との間に設けられる１または複数の色変換部材とを備えることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス装置。 - 基板と、
前記基板上に設けられた請求項１〜９のいずれかに記載の１または複数の有機エレクトロルミネッセンス素子と、
前記１または複数の有機エレクトロルミネッセンス素子上に設けられる１または複数の色変換部材とを備えることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス装置。 - ホール注入電極上に光を発生する発光層を形成する工程と、
前記発光層上に有機材料からなる第１の電子輸送層を形成する工程と、
前記第１の電子輸送層上に金属からなる金属層を形成する工程と、
前記金属層上に有機材料からなる第２の電子輸送層を形成する工程と、
前記第２の電子輸送層上に電子注入電極を形成する工程とを備え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の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004316529A JP2006127986A (ja) | 2004-10-29 | 2004-10-29 | 有機エレクトロルミネッセンス素子、その製造方法および有機エレクトロルミネッセンス装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004316529A JP2006127986A (ja) | 2004-10-29 | 2004-10-29 | 有機エレクトロルミネッセンス素子、その製造方法および有機エレクトロルミネッセンス装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2006127986A true JP2006127986A (ja) | 2006-05-18 |
Family
ID=36722482
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2004316529A Withdrawn JP2006127986A (ja) | 2004-10-29 | 2004-10-29 | 有機エレクトロルミネッセンス素子、その製造方法および有機エレクトロルミネッセンス装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2006127986A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009186657A (ja) * | 2008-02-05 | 2009-08-20 | Dainippon Printing Co Ltd | 染料顔料複合型カラーフィルタ及び有機ｅｌディスプレイ |
| KR20110134377A (ko) * | 2009-03-09 | 2011-12-14 | 메르크 파텐트 게엠베하 | 유기 전계 발광 소자 |
| CN102976960A (zh) * | 2012-11-14 | 2013-03-20 | 华南理工大学 | 含有线性共轭单元的阴极缓冲层分子型材料及其制备方法与应用 |
| JP2015222809A (ja) * | 2014-04-30 | 2015-12-10 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 発光素子、発光装置、照明装置、電子機器 |
| JP2016143797A (ja) * | 2015-02-03 | 2016-08-08 | 住友化学株式会社 | 有機ｅｌ素子 |
| TWI612706B (zh) * | 2011-08-26 | 2018-01-21 | 三星顯示器有限公司 | 施體基板、製造施體基板之方法、有機發光顯示裝置及製造有機發光顯示裝置之方法 |
| JP2018029078A (ja) * | 2010-04-16 | 2018-02-22 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 表示装置 |
| JP2020080320A (ja) * | 2008-10-16 | 2020-05-28 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | Ｅｌモジュール、発光装置及びフレキシブル発光装置 |
-
2004
- 2004-10-29 JP JP2004316529A patent/JP2006127986A/ja not_active Withdrawn
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009186657A (ja) * | 2008-02-05 | 2009-08-20 | Dainippon Printing Co Ltd | 染料顔料複合型カラーフィルタ及び有機ｅｌディスプレイ |
| US11930668B2 (en) | 2008-10-16 | 2024-03-12 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Flexible light-emitting device and EL module including transparent conductive film |
| US11189676B2 (en) | 2008-10-16 | 2021-11-30 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Light-emitting device having fluorescent and phosphorescent materials |
| JP2020080320A (ja) * | 2008-10-16 | 2020-05-28 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | Ｅｌモジュール、発光装置及びフレキシブル発光装置 |
| KR20110134377A (ko) * | 2009-03-09 | 2011-12-14 | 메르크 파텐트 게엠베하 | 유기 전계 발광 소자 |
| KR101700975B1 (ko) | 2009-03-09 | 2017-01-31 | 메르크 파텐트 게엠베하 | 유기 전계 발광 소자 |
| JP2018029078A (ja) * | 2010-04-16 | 2018-02-22 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 表示装置 |
| TWI612706B (zh) * | 2011-08-26 | 2018-01-21 | 三星顯示器有限公司 | 施體基板、製造施體基板之方法、有機發光顯示裝置及製造有機發光顯示裝置之方法 |
| CN102976960A (zh) * | 2012-11-14 | 2013-03-20 | 华南理工大学 | 含有线性共轭单元的阴极缓冲层分子型材料及其制备方法与应用 |
| TWI713447B (zh) * | 2014-04-30 | 2020-12-21 | 日商半導體能源研究所股份有限公司 | 發光元件、發光裝置、照明裝置、及電子設備 |
| TWI754193B (zh) * | 2014-04-30 | 2022-02-01 | 日商半導體能源研究所股份有限公司 | 發光元件、發光裝置、照明裝置、及電子設備 |
| JP2015222809A (ja) * | 2014-04-30 | 2015-12-10 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 発光素子、発光装置、照明装置、電子機器 |
| CN107210381B (zh) * | 2015-02-03 | 2019-04-26 | 住友化学株式会社 | 有机el元件 |
| CN107210381A (zh) * | 2015-02-03 | 2017-09-26 | 住友化学株式会社 | 有机el元件 |
| WO2016125750A1 (ja) * | 2015-02-03 | 2016-08-11 | 住友化学株式会社 | 有機ｅｌ素子 |
| JP2016143797A (ja) * | 2015-02-03 | 2016-08-08 | 住友化学株式会社 | 有機ｅｌ素子 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4898560B2 (ja) | 有機発光装置 | |
| JP4895742B2 (ja) | 白色有機電界発光素子 | |
| JP4785386B2 (ja) | 有機エレクトロルミネッセント素子及び有機エレクトロルミネッセント表示装置 | |
| US8877356B2 (en) | OLED device with stabilized yellow light-emitting layer | |
| JPH11260562A (ja) | 有機ｅｌカラーディスプレイ | |
| JP4513060B2 (ja) | 有機ｅｌ素子 | |
| TW200522781A (en) | Luminescence cell, luminescence device with luminescence cell, luminescence unit, luminescence device with luminescence unit, frame for luminescence device, and method for manufacturing luminescence cell | |
| KR20040034417A (ko) | 유기 전계발광 소자, 이 유기 전계발광 소자의 제조 방법,및 유기 전계발광 표시 장치 | |
| JP2007123865A (ja) | 有機電界発光素子 | |
| JP2007011063A (ja) | 有機エレクトロルミネッセンス表示装置 | |
| JP4721668B2 (ja) | 有機エレクトロルミネッセンス素子 | |
| JP2007123611A (ja) | 有機エレクトロルミネッセント素子及び有機エレクトロルミネッセント表示装置 | |
| JP4770699B2 (ja) | 表示素子 | |
| JP2006127986A (ja) | 有機エレクトロルミネッセンス素子、その製造方法および有機エレクトロルミネッセンス装置 | |
| JP2006287078A (ja) | 有機電界発光素子 | |
| JP5109054B2 (ja) | 有機電界発光素子 | |
| JP5791129B2 (ja) | 有機エレクトロルミネッセンス素子及び有機エレクトロルミネッセンス照明装置 | |
| JP2004039468A (ja) | 有機ｅｌカラーディスプレイ | |
| JP2006073641A (ja) | 有機エレクトロルミネッセンス素子およびそれを備えた有機エレクトロルミネッセンス装置 | |
| JP2005294188A (ja) | 表示素子 | |
| JP2007150191A (ja) | 有機エレクトロルミネッセンス素子及び有機エレクトロルミネッセンス表示装置 | |
| JP4631600B2 (ja) | 有機電界発光素子 | |
| JP2007036127A (ja) | 有機エレクトロルミネッセンス素子 | |
| US20090066228A1 (en) | Organic electroluminescence element | |
| JP2008205254A (ja) | 有機電界発光素子 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060913 |
|
| A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20090427 |