JPH11224783A - 有機エレクトロルミネッセンス素子 - Google Patents
有機エレクトロルミネッセンス素子Info
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- JPH11224783A JPH11224783A JP10022871A JP2287198A JPH11224783A JP H11224783 A JPH11224783 A JP H11224783A JP 10022871 A JP10022871 A JP 10022871A JP 2287198 A JP2287198 A JP 2287198A JP H11224783 A JPH11224783 A JP H11224783A
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Landscapes
- Electroluminescent Light Sources (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 有機ＥＬ素子の発光効率、信頼性の向上。
【解決手段】 ガラス基板１０上に透明陽極電極１２、
正孔輸送層１４、発光層１６、電子注入層１８を形成
し、更に陰極としてＩＴＯ、ＳｎＯ2、ｌｎ2Ｏ3、Ｚｎ
Ｏ：Ａｌ又はこれらの酸化物の複合体などからなる透明
陰極電極２０を形成する。電子注入層１８としてはアル
カリ金属或いはアルカリ土類金属の酸化物やフッ化物を
含む材料を用いる。光共振器構造を採用する場合には、
ガラス基板と透明陽極電極１２との間に誘電体ミラー３
０、透明陰極電極２０の上に誘電体ミラー３２を形成す
る。陰極として透明陰極電極２０を採用することで、発
光層１６での発光光をこの透明陰極電極２０から直接放
射することができ、損失の少ない高発光効率の素子が実
現できる。また、電子注入層１８の採用により、低電圧
駆動と信頼性の向上が図られる。
正孔輸送層１４、発光層１６、電子注入層１８を形成
し、更に陰極としてＩＴＯ、ＳｎＯ2、ｌｎ2Ｏ3、Ｚｎ
Ｏ：Ａｌ又はこれらの酸化物の複合体などからなる透明
陰極電極２０を形成する。電子注入層１８としてはアル
カリ金属或いはアルカリ土類金属の酸化物やフッ化物を
含む材料を用いる。光共振器構造を採用する場合には、
ガラス基板と透明陽極電極１２との間に誘電体ミラー３
０、透明陰極電極２０の上に誘電体ミラー３２を形成す
る。陰極として透明陰極電極２０を採用することで、発
光層１６での発光光をこの透明陰極電極２０から直接放
射することができ、損失の少ない高発光効率の素子が実
現できる。また、電子注入層１８の採用により、低電圧
駆動と信頼性の向上が図られる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一対の電極間に正
孔輸送層、有機材料からなる発光層を備え、両電極から
発光層にキャリアを注入することによって発光層を発光
させる有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、有機
ＥＬ素子という）に関する。
孔輸送層、有機材料からなる発光層を備え、両電極から
発光層にキャリアを注入することによって発光層を発光
させる有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、有機
ＥＬ素子という）に関する。
【０００２】
【従来の技術】有機ＥＬ素子を利用した平面ディスプレ
イや、平面光源は、次世代のディスプレイ材料として大
きな注目を浴びており、研究開発が盛んに行われてお
り、単純ドットマトリクスディスプレイについては実用
化のための開発が進んでいる。
イや、平面光源は、次世代のディスプレイ材料として大
きな注目を浴びており、研究開発が盛んに行われてお
り、単純ドットマトリクスディスプレイについては実用
化のための開発が進んでいる。
【０００３】有機ＥＬ素子は、図７に示すように、ガラ
ス基板１０上に陽極を構成する透明導電材料（ＩＴＯ、
ＳｎＯ2、ＩｎＯ3、ＺｎＯ：Ａｌ等）が用いられた透明
電極１２が形成され、この透明電極１２上に有機材料を
用いた複数の有機層（正孔輸送層１４、発光層１６、電
子輸送層１７）、有機層の上に、陰極を構成するための
ＭｇＡｇ、Ｃａ、Ａｌ、ＭｇＩｎなどからなる金属電極
５０が形成されている。そして、透明電極１２から発光
層１６に注入される正孔と、金属電極５０から発光層１
６に注入される電子とが、発光層１６で再結合すること
によって発光する。図７に示すように、発光層１６で発
生した光は、透明電極１２を通過し、ガラス基板１０を
通して外部に出る。また、不透明な金属電極５０側へ進
んだ光は、この金属電極５０で反射され、これによりガ
ラス基板側に進んでガラス基板を通って外部に出る。
ス基板１０上に陽極を構成する透明導電材料（ＩＴＯ、
ＳｎＯ2、ＩｎＯ3、ＺｎＯ：Ａｌ等）が用いられた透明
電極１２が形成され、この透明電極１２上に有機材料を
用いた複数の有機層（正孔輸送層１４、発光層１６、電
子輸送層１７）、有機層の上に、陰極を構成するための
ＭｇＡｇ、Ｃａ、Ａｌ、ＭｇＩｎなどからなる金属電極
５０が形成されている。そして、透明電極１２から発光
層１６に注入される正孔と、金属電極５０から発光層１
６に注入される電子とが、発光層１６で再結合すること
によって発光する。図７に示すように、発光層１６で発
生した光は、透明電極１２を通過し、ガラス基板１０を
通して外部に出る。また、不透明な金属電極５０側へ進
んだ光は、この金属電極５０で反射され、これによりガ
ラス基板側に進んでガラス基板を通って外部に出る。
【０００４】また、有機ＥＬ素子としては、図７に示す
ものに限らず、図８に示すように微小共振器構造を持つ
ものも知られている。共振器構造を備えた有機ＥＬ素子
では、ガラス基板１０と陽極をなす透明電極１２との間
に多層膜からなる誘電体ミラー４０が設けられ、発光層
１６での発光光が、この誘電体ミラー４０と金属電極５
０との間を往復し、共振波長の光だけが増強されてガラ
ス基板１０を通して外部へ出る。
ものに限らず、図８に示すように微小共振器構造を持つ
ものも知られている。共振器構造を備えた有機ＥＬ素子
では、ガラス基板１０と陽極をなす透明電極１２との間
に多層膜からなる誘電体ミラー４０が設けられ、発光層
１６での発光光が、この誘電体ミラー４０と金属電極５
０との間を往復し、共振波長の光だけが増強されてガラ
ス基板１０を通して外部へ出る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような有
機ＥＬ素子内で発生した発光光がガラス基板１０を通し
て外部へ射出される割合は、素子内の屈折率ｎに対し、
理論的には１／（２ｎ２）である。従って、屈折率ｎが
１．５の場合、射出割合は約２０％程度であり、残りの
８０％近くは、有機層（１６、１４）やガラス基板１０
を導波して金属面で吸収されたり基板の端から放出され
てしまう。
機ＥＬ素子内で発生した発光光がガラス基板１０を通し
て外部へ射出される割合は、素子内の屈折率ｎに対し、
理論的には１／（２ｎ２）である。従って、屈折率ｎが
１．５の場合、射出割合は約２０％程度であり、残りの
８０％近くは、有機層（１６、１４）やガラス基板１０
を導波して金属面で吸収されたり基板の端から放出され
てしまう。
【０００６】また、１９９６年、５月６日のApply Phys
ics Letter 68(19)「Transparent organic light emitt
ing devices」には、透過型の素子を得るために、陰極
として一般的に用いられているＭｇＡｇ層の厚さを例え
ば１００Å程度に薄くし、このＭｇＡｇ層上をＩＴＯ層
で覆う構造とすることが記載されている。しかし、陰極
としてＭｇＡｇ層が存在しているため、素子の透過率は
６０％程度にしか得られず、光の利用効率は低い。
ics Letter 68(19)「Transparent organic light emitt
ing devices」には、透過型の素子を得るために、陰極
として一般的に用いられているＭｇＡｇ層の厚さを例え
ば１００Å程度に薄くし、このＭｇＡｇ層上をＩＴＯ層
で覆う構造とすることが記載されている。しかし、陰極
としてＭｇＡｇ層が存在しているため、素子の透過率は
６０％程度にしか得られず、光の利用効率は低い。
【０００７】また、図８に示すような微小光共振器構造
を備えた有機ＥＬ素子においても、有機発光層１６から
の発光光が金属電極面と誘電体ミラー４０との間で多重
往復するため、金属電極面での光損失がさらに大きく、
共振器構造が光増強効果を十分に発揮することができな
い。
を備えた有機ＥＬ素子においても、有機発光層１６から
の発光光が金属電極面と誘電体ミラー４０との間で多重
往復するため、金属電極面での光損失がさらに大きく、
共振器構造が光増強効果を十分に発揮することができな
い。
【０００８】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたものであり、素子内で発生した光をより効率よく素
子外部に取り出して発光効率を改善することを目的とす
る。
れたものであり、素子内で発生した光をより効率よく素
子外部に取り出して発光効率を改善することを目的とす
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明はなされたものであり、基板上に形成された透
明な陽極電極と、陰極電極との間に、有機材料からなる
発光層を備え、前記陽極電極から前記発光層に正孔を注
入し、前記陰極電極から前記発光層に電子を注入して前
記発光層を発光させる有機エレクトロルミネッセンス素
子であり、前記陰極電極として、少なくとも発光波長に
対して透明な透明導電性材料を用いることを特徴とす
る。
に本発明はなされたものであり、基板上に形成された透
明な陽極電極と、陰極電極との間に、有機材料からなる
発光層を備え、前記陽極電極から前記発光層に正孔を注
入し、前記陰極電極から前記発光層に電子を注入して前
記発光層を発光させる有機エレクトロルミネッセンス素
子であり、前記陰極電極として、少なくとも発光波長に
対して透明な透明導電性材料を用いることを特徴とす
る。
【００１０】更に、本発明では、上記透明な陰極電極と
発光層との間に電子注入層を備えることが好ましい。電
子注入層を設ければ、陰極電極から発光層への電子注入
が容易となり、電子注入効率が向上し、素子の駆動電圧
を低くでき、高い発光効率を実現することができる。
発光層との間に電子注入層を備えることが好ましい。電
子注入層を設ければ、陰極電極から発光層への電子注入
が容易となり、電子注入効率が向上し、素子の駆動電圧
を低くでき、高い発光効率を実現することができる。
【００１１】また、電子注入層としては、アルカリ金属
又はアルカリ土類金属の酸化物やフッ化物を含む材料が
好ましい。
又はアルカリ土類金属の酸化物やフッ化物を含む材料が
好ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態（以下
実施形態という）について、図面に基づいて説明する。
実施形態という）について、図面に基づいて説明する。
【００１３】［実施形態１］図１は、実施形態１に係る
有機ＥＬ素子の構成を示す図である。ガラス基板１０の
上面には、透明な陽極電極１２が形成されている。この
陽極電極１２は、ＩＴＯ（Indium Tin Oxid）、Ｓｎ
Ｏ2、ｌｎ2Ｏ3などが利用される。
有機ＥＬ素子の構成を示す図である。ガラス基板１０の
上面には、透明な陽極電極１２が形成されている。この
陽極電極１２は、ＩＴＯ（Indium Tin Oxid）、Ｓｎ
Ｏ2、ｌｎ2Ｏ3などが利用される。
【００１４】また、陽極電極１２上には、有機材料から
なる正孔輸送層１４及び発光層１６が積層形成される。
正孔輸送層１４には、主として芳香族アミン系材料が用
いられる。例えばＴＰＴＥ（トリフェニルアミン４量
体）や、α−ＮＰＢ（Bis [N-(1-naphthyl)-N-phenyl]
benzidine）等が好適である。また、発光層１６には、
これまでに報告されている既知のどの材料を用いてもよ
く、青色から黄緑発光までの発光材料が利用可能であ
る。
なる正孔輸送層１４及び発光層１６が積層形成される。
正孔輸送層１４には、主として芳香族アミン系材料が用
いられる。例えばＴＰＴＥ（トリフェニルアミン４量
体）や、α−ＮＰＢ（Bis [N-(1-naphthyl)-N-phenyl]
benzidine）等が好適である。また、発光層１６には、
これまでに報告されている既知のどの材料を用いてもよ
く、青色から黄緑発光までの発光材料が利用可能であ
る。
【００１５】発光層１６の上には、電子注入層１８が形
成され、この電子注入層１８の上に陰極電極２０が形成
されている。この陰極電極２０は、従来のように不透明
な金属材料ではなく、陽極と同様、ＩＴＯ（Indium Tin
Oxid）、ＳｎＯ2、ｌｎ2Ｏ3或いはこれらの酸化物の複
合体などからなる透明導電材料が用いられている。
成され、この電子注入層１８の上に陰極電極２０が形成
されている。この陰極電極２０は、従来のように不透明
な金属材料ではなく、陽極と同様、ＩＴＯ（Indium Tin
Oxid）、ＳｎＯ2、ｌｎ2Ｏ3或いはこれらの酸化物の複
合体などからなる透明導電材料が用いられている。
【００１６】ここで、本実施形態のように陰極電極２０
としてＩＴＯ等からなる透明導電材料を用いると、透明
陰極電極２０の仕事関数が大きく、エネルギー障壁が高
くなり、低電圧駆動では、透明陰極電極２０から発光層
１６へ直接電子を注入することが難しい。陰極電極材料
として仕事関数の比較的小さいＺｎＯ系の材料を用いて
も、電子注入のためには陰極電極２０と陽極電極１２と
の間かなり高い電圧を印加する必要がある。発光層１６
と透明陰極電極２０との間に電子注入層１８を設け、こ
の電子注入層１８をアルカリ金属やアルカリ土類金属の
酸化物、フッ化物（例えばＬｉＦやＮａＦ、ＬｉＯ2）
を材料として形成すれば、低電圧での電子注入が容易と
なる。特に、この電子注入層１８として、アルカリ土類
金属のフッ化物（ＭｇＦ2、ＣａＦ2、ＳｒＦ2、Ｂａ
Ｆ2）を材料として形成することにより、有機ＥＬ素子
の安定性と素子の寿命の改善が図られる。これは、アル
カリ土類金属のフッ化物がアルカリ金属の化合物或いは
アルカリ土類金属の酸化物に比べて水との反応性が低
く、成膜中或いは成膜後における吸水が少ないためであ
る。更に、アルカリ土類金属のフッ化物は、アルカリ金
属の化合物に比べて融点が高いため、耐熱安定性も改善
されるためである。電子注入層１８は、概ね数Å〜数百
Åの厚さとすればよいが、透明陰極電極２０の成膜（ス
パッタ法、イオンプレーティング法、ＥＢ法）に際し
て、発光層１６がその表面に受けるダメージを低減する
ため、発光層１６の表面を完全に覆うような厚み（約数
十Å）が適切である。余り厚くすると、駆動電圧が高く
なってしまう。
としてＩＴＯ等からなる透明導電材料を用いると、透明
陰極電極２０の仕事関数が大きく、エネルギー障壁が高
くなり、低電圧駆動では、透明陰極電極２０から発光層
１６へ直接電子を注入することが難しい。陰極電極材料
として仕事関数の比較的小さいＺｎＯ系の材料を用いて
も、電子注入のためには陰極電極２０と陽極電極１２と
の間かなり高い電圧を印加する必要がある。発光層１６
と透明陰極電極２０との間に電子注入層１８を設け、こ
の電子注入層１８をアルカリ金属やアルカリ土類金属の
酸化物、フッ化物（例えばＬｉＦやＮａＦ、ＬｉＯ2）
を材料として形成すれば、低電圧での電子注入が容易と
なる。特に、この電子注入層１８として、アルカリ土類
金属のフッ化物（ＭｇＦ2、ＣａＦ2、ＳｒＦ2、Ｂａ
Ｆ2）を材料として形成することにより、有機ＥＬ素子
の安定性と素子の寿命の改善が図られる。これは、アル
カリ土類金属のフッ化物がアルカリ金属の化合物或いは
アルカリ土類金属の酸化物に比べて水との反応性が低
く、成膜中或いは成膜後における吸水が少ないためであ
る。更に、アルカリ土類金属のフッ化物は、アルカリ金
属の化合物に比べて融点が高いため、耐熱安定性も改善
されるためである。電子注入層１８は、概ね数Å〜数百
Åの厚さとすればよいが、透明陰極電極２０の成膜（ス
パッタ法、イオンプレーティング法、ＥＢ法）に際し
て、発光層１６がその表面に受けるダメージを低減する
ため、発光層１６の表面を完全に覆うような厚み（約数
十Å）が適切である。余り厚くすると、駆動電圧が高く
なってしまう。
【００１７】以上のように、陰極として透明陰極電極２
０を用いることで、素子の上部電極となる透明陰極電極
２０側から発光層１６の発光光を取り出すことが可能と
なる。図２（ａ）に示すように、発光層１６での発光光
をガラス基板を通して得る場合には、基板中を導波して
失われる導波光が発生するが、本実施形態のように上部
陰極電極を透明電極で構成すると、図２（ｂ）のように
導波成分となるガラス基板等を介すことなく発光光を取
り出すことが可能となる。更に、光を反射する金属電極
を使用しないので、発光層と金属陰極電極との界面での
光吸収（光損失）が発生しない。従って、この点でも発
光効率の向上を図ることが可能となる。
０を用いることで、素子の上部電極となる透明陰極電極
２０側から発光層１６の発光光を取り出すことが可能と
なる。図２（ａ）に示すように、発光層１６での発光光
をガラス基板を通して得る場合には、基板中を導波して
失われる導波光が発生するが、本実施形態のように上部
陰極電極を透明電極で構成すると、図２（ｂ）のように
導波成分となるガラス基板等を介すことなく発光光を取
り出すことが可能となる。更に、光を反射する金属電極
を使用しないので、発光層と金属陰極電極との界面での
光吸収（光損失）が発生しない。従って、この点でも発
光効率の向上を図ることが可能となる。
【００１８】［実施形態２］上述の実施形態１では、発
光層１６からの発光光を透明陰極電極２０側から取り出
す構成を示しているが、微小光共振器構造を備える有機
ＥＬ素子にも適用可能である。図３は、このような共振
器構造を備える実施形態２に係る有機ＥＬ素子の構造を
示している。なお、既に説明した図面と対応する構成に
は同一符号を付して説明を省略する。
光層１６からの発光光を透明陰極電極２０側から取り出
す構成を示しているが、微小光共振器構造を備える有機
ＥＬ素子にも適用可能である。図３は、このような共振
器構造を備える実施形態２に係る有機ＥＬ素子の構造を
示している。なお、既に説明した図面と対応する構成に
は同一符号を付して説明を省略する。
【００１９】図２に示す有機ＥＬ素子では、ガラス基板
１０上に多層膜からなる誘電体ミラー３０が形成され、
この誘電体ミラー３０上に陽極として透明陽極電極１
２、有機材料からなる発光層１６、電子注入層１８、陰
極として透明陰極電極２０が形成され、透明陰極電極２
０上に更に多層膜からなる誘電体ミラー３２が形成され
ている。この有機ＥＬ素子は、２つの誘電体ミラー３
０、３２によって微小光共振器が形成され、この共振器
によって発光層１６での発光光の発光スペクトルの内、
単一又は複数の特定波長が選択的に増幅され、素子の上
部（陰極側）及び下部（陽極側）から放射される。素子
の上部又は下部の片側からのみ放射させる場合には、放
射側と反対側に位置する誘電体ミラーの最終層を金属層
とする。なお、導波成分を成すガラス基板による光損失
を防止するには、誘電体ミラー３０のガラス基板側の最
終層を金属層として、上部（陰極側）から光を放射させ
る構成とすればよい。
１０上に多層膜からなる誘電体ミラー３０が形成され、
この誘電体ミラー３０上に陽極として透明陽極電極１
２、有機材料からなる発光層１６、電子注入層１８、陰
極として透明陰極電極２０が形成され、透明陰極電極２
０上に更に多層膜からなる誘電体ミラー３２が形成され
ている。この有機ＥＬ素子は、２つの誘電体ミラー３
０、３２によって微小光共振器が形成され、この共振器
によって発光層１６での発光光の発光スペクトルの内、
単一又は複数の特定波長が選択的に増幅され、素子の上
部（陰極側）及び下部（陽極側）から放射される。素子
の上部又は下部の片側からのみ放射させる場合には、放
射側と反対側に位置する誘電体ミラーの最終層を金属層
とする。なお、導波成分を成すガラス基板による光損失
を防止するには、誘電体ミラー３０のガラス基板側の最
終層を金属層として、上部（陰極側）から光を放射させ
る構成とすればよい。
【００２０】
【実施例】［実施例１］次に、実施例１として上記実施
形態１に係る有機ＥＬ素子について図４及び図５を参照
して説明する。
形態１に係る有機ＥＬ素子について図４及び図５を参照
して説明する。
【００２１】図４に示す素子では、基板としてガラス基
板１０を用い、この基板を洗浄してその上にマグネトロ
ンスパッタ法によってＩＴＯ電極１２を１５０ｎｍの厚
さに形成した。ＩＴＯ電極１２上には、有機材料である
トリフェニルアミン四量体（ＴＰＴＥ）を用いて正孔輸
送層１４を６０ｎｍの厚さに形成し、続いて、有機材料
であるキノリノールアルミ錯体（Ａｌｑ）を用いて発光
層１６を６０ｎｍの厚さに形成した。
板１０を用い、この基板を洗浄してその上にマグネトロ
ンスパッタ法によってＩＴＯ電極１２を１５０ｎｍの厚
さに形成した。ＩＴＯ電極１２上には、有機材料である
トリフェニルアミン四量体（ＴＰＴＥ）を用いて正孔輸
送層１４を６０ｎｍの厚さに形成し、続いて、有機材料
であるキノリノールアルミ錯体（Ａｌｑ）を用いて発光
層１６を６０ｎｍの厚さに形成した。
【００２２】次に、真空蒸着法により、ＬｉＦを用いて
電子注入層１８を５Åの厚さに形成し、更に、真空蒸着
法により、ＩＴＯ電極２０を３ｎｍ／ｍｉｎの速度で１
００ｎｍの厚さに形成した。
電子注入層１８を５Åの厚さに形成し、更に、真空蒸着
法により、ＩＴＯ電極２０を３ｎｍ／ｍｉｎの速度で１
００ｎｍの厚さに形成した。
【００２３】図５は、このようにして得られた有機ＥＬ
素子に対し、下部ＩＴＯ電極１２がプラス、上部ＩＴＯ
電極２０がマイナスとなるように電圧を印加した場合
に、発光層１６への注入電流密度（ｍＡ／ｃｍ2）に対
する上部ＩＴＯ電極側とガラス基板側との発光輝度の違
いを示している。また、両電極間に５Ｖの電圧を印加し
たところ、１０ｃｄ／ｍ2の輝度の緑色発光が、陽極と
なった下部ＩＴＯ電極１２からガラス基板１０を介して
得られ、上部ＩＴＯ電極２０からは２０ｃｄ／ｍ2の緑
色発光が得られた。
素子に対し、下部ＩＴＯ電極１２がプラス、上部ＩＴＯ
電極２０がマイナスとなるように電圧を印加した場合
に、発光層１６への注入電流密度（ｍＡ／ｃｍ2）に対
する上部ＩＴＯ電極側とガラス基板側との発光輝度の違
いを示している。また、両電極間に５Ｖの電圧を印加し
たところ、１０ｃｄ／ｍ2の輝度の緑色発光が、陽極と
なった下部ＩＴＯ電極１２からガラス基板１０を介して
得られ、上部ＩＴＯ電極２０からは２０ｃｄ／ｍ2の緑
色発光が得られた。
【００２４】これらの結果から、陰極となった上部ＩＴ
Ｏ電極２０側から直接放射される発光層１６での光は、
ガラス基板１０を介して外部に放射される光の２倍程度
であることがわかる。従って、陰極を透明電極とし、陰
極側から発光光を取り出すことにより、素子の発光効率
を向上させることが分かる。
Ｏ電極２０側から直接放射される発光層１６での光は、
ガラス基板１０を介して外部に放射される光の２倍程度
であることがわかる。従って、陰極を透明電極とし、陰
極側から発光光を取り出すことにより、素子の発光効率
を向上させることが分かる。
【００２５】［実施例２］次に、実施例２として、上記
実施形態２に係る有機ＥＬ素子について説明する。実施
例２において、上述の図３に示すような構成の有機ＥＬ
素子は、まず、ガラス基板１０上に、スパッタ法によっ
て屈折率の異なるＳｉＯ2膜とＴｉＯ2膜とを交互に形成
して誘電体ミラー３０を形成した。次に、この誘電体ミ
ラー３０の上にＩＴＯ陽極電極１２を５０ｎｍ形成し
た。次に、真空蒸着法でＴＰＴＥを用いて５０ｎｍの厚
さの正孔輸送層（図示せず）、Ａｌｑを用いて４０ｎｍ
の厚さの発光層１６を形成した。更にＬｉＯ2を用いて
１ｎｍの厚さの電子注入層１８を形成し、更にＩＴＯを
用いて５０ｎｍの厚さにＩＴＯ陰極電極２０を形成し
た。最後にガラス基板１０側に形成した誘電体ミラー３
０と同様の誘電体ミラー３２をＩＴＯ陰極電極２０の上
にスパッタ法によって形成した。
実施形態２に係る有機ＥＬ素子について説明する。実施
例２において、上述の図３に示すような構成の有機ＥＬ
素子は、まず、ガラス基板１０上に、スパッタ法によっ
て屈折率の異なるＳｉＯ2膜とＴｉＯ2膜とを交互に形成
して誘電体ミラー３０を形成した。次に、この誘電体ミ
ラー３０の上にＩＴＯ陽極電極１２を５０ｎｍ形成し
た。次に、真空蒸着法でＴＰＴＥを用いて５０ｎｍの厚
さの正孔輸送層（図示せず）、Ａｌｑを用いて４０ｎｍ
の厚さの発光層１６を形成した。更にＬｉＯ2を用いて
１ｎｍの厚さの電子注入層１８を形成し、更にＩＴＯを
用いて５０ｎｍの厚さにＩＴＯ陰極電極２０を形成し
た。最後にガラス基板１０側に形成した誘電体ミラー３
０と同様の誘電体ミラー３２をＩＴＯ陰極電極２０の上
にスパッタ法によって形成した。
【００２６】図６は、このようにして作成した有機ＥＬ
素子を５Ｖで駆動した場合における発光波長と外部に放
射される光の発光強度との関係を示している。共振器構
造を備えない有機ＥＬ素子に対し、陰極として金属電極
を用いた従来の共振器構造の有機ＥＬ素子においても、
特定波長の光が増幅されてこれが出力されている。しか
し、実施例２のように両側電極を透明電極とした共振器
構造の素子は、従来のように片側に金属電極を用いた有
機ＥＬ素子に対して、共振波長がより選択的に増幅さ
れ、半値幅（最大ピークが半分の値になるまでの幅）の
小さい単色光が得られている。また、素子の上方及び下
方への指向性を示した。更に、図６から明らかなよう
に、実施例２の素子で得られる単色光の発光強度は、片
側が金属電極である従来の有機ＥＬ素子に比較して非常
に高くなっている。このことからも、本実施例２の構成
により発光効率が向上することが理解できる。
素子を５Ｖで駆動した場合における発光波長と外部に放
射される光の発光強度との関係を示している。共振器構
造を備えない有機ＥＬ素子に対し、陰極として金属電極
を用いた従来の共振器構造の有機ＥＬ素子においても、
特定波長の光が増幅されてこれが出力されている。しか
し、実施例２のように両側電極を透明電極とした共振器
構造の素子は、従来のように片側に金属電極を用いた有
機ＥＬ素子に対して、共振波長がより選択的に増幅さ
れ、半値幅（最大ピークが半分の値になるまでの幅）の
小さい単色光が得られている。また、素子の上方及び下
方への指向性を示した。更に、図６から明らかなよう
に、実施例２の素子で得られる単色光の発光強度は、片
側が金属電極である従来の有機ＥＬ素子に比較して非常
に高くなっている。このことからも、本実施例２の構成
により発光効率が向上することが理解できる。
【００２７】なお、以上の実施形態、実施例において発
光層の有機材料としては、低分子系材料に限らず、例え
ば、ポリパラフェニレンビニレンのような高分子系材料
を用いることも可能である。
光層の有機材料としては、低分子系材料に限らず、例え
ば、ポリパラフェニレンビニレンのような高分子系材料
を用いることも可能である。
【００２８】更に、本発明では、上記本実施形態に係る
有機ＥＬ素子を有機材料や無機材料化合物からなる保護
膜で覆う、更に不活性ガスで素子を封入するなどによ
り、素子の信頼性を一層高めることができる。なお、素
子の封止にあたっては、不活性ガスの封入に限らず、シ
リコン系やフッ素系の液体を封入してもよい。
有機ＥＬ素子を有機材料や無機材料化合物からなる保護
膜で覆う、更に不活性ガスで素子を封入するなどによ
り、素子の信頼性を一層高めることができる。なお、素
子の封止にあたっては、不活性ガスの封入に限らず、シ
リコン系やフッ素系の液体を封入してもよい。
【００２９】
【発明の効果】以上説明したように本発明では、陰極と
して透明導電材料を用いることで、光損失を低減し、素
子の発光効率の向上を可能としている。また、この陰極
と発光層との間に電子注入層を設け、この層をアルカリ
金属やアルカリ土類金属の酸化物やフッ化物などの材料
を用いて形成すれば、低電圧駆動が可能でかつ信頼性の
高い有機ＥＬ素子を得ることが可能となる。
して透明導電材料を用いることで、光損失を低減し、素
子の発光効率の向上を可能としている。また、この陰極
と発光層との間に電子注入層を設け、この層をアルカリ
金属やアルカリ土類金属の酸化物やフッ化物などの材料
を用いて形成すれば、低電圧駆動が可能でかつ信頼性の
高い有機ＥＬ素子を得ることが可能となる。
【図１】 本発明の実施形態１に係る有機ＥＬ素子の構
成を示す図である。
成を示す図である。
【図２】 本発明と従来の有機ＥＬ素子の光放射機構の
相違を説明する図である。
相違を説明する図である。
【図３】 本発明の実施形態２に係る光共振器構造を有
する有機ＥＬ素子の構成を示す図である。
する有機ＥＬ素子の構成を示す図である。
【図４】 実施例１に係る有機ＥＬ素子の構成を示す図
である。
である。
【図５】 実施例１に係る有機ＥＬ素子の上部電極側と
下部電極側における注入電流密度に対する発光輝度の相
違を示す図である。
下部電極側における注入電流密度に対する発光輝度の相
違を示す図である。
【図６】 実施例２及び従来の光共振器構造を備える有
機ＥＬ素子の発光波長に対する発光強度を示す図であ
る。
機ＥＬ素子の発光波長に対する発光強度を示す図であ
る。
【図７】 陰極として金属電極を用いた従来の有機ＥＬ
素子の構成を示す図である。
素子の構成を示す図である。
【図８】 陰極として金属電極を用いた従来の光共振器
構造の有機ＥＬ素子の構造を示す図である。
構造の有機ＥＬ素子の構造を示す図である。
１０ ガラス基板、１２ 透明陽極電極、１４ 正孔輸
送層、１６ 発光層、１８ 電子注入層、２０ 透明陰
極電極、３０，３２ 誘電体ミラー。
送層、１６ 発光層、１８ 電子注入層、２０ 透明陰
極電極、３０，３２ 誘電体ミラー。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野田 浩司 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の１ 株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 藤川 久喜 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の１ 株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 多賀 康訓 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の１ 株式会社豊田中央研究所内
Claims (1)
- 【請求項１】 基板上に形成された透明な陽極電極と、
陰極電極との間に、有機材料からなる発光層を備え、前
記陽極電極から前記発光層に正孔を注入し、前記陰極電
極から前記発光層に電子を注入して前記発光層を発光さ
せる有機エレクトロルミネッセンス素子であり、 前記陰極電極として、少なくとも発光波長に対して透明
な透明導電性材料を用いることを特徴とする有機エレク
トロルミネッセンス素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10022871A JPH11224783A (ja) | 1998-02-04 | 1998-02-04 | 有機エレクトロルミネッセンス素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10022871A JPH11224783A (ja) | 1998-02-04 | 1998-02-04 | 有機エレクトロルミネッセンス素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11224783A true JPH11224783A (ja) | 1999-08-17 |
Family
ID=12094769
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10022871A Pending JPH11224783A (ja) | 1998-02-04 | 1998-02-04 | 有機エレクトロルミネッセンス素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11224783A (ja) |
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-
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- 1998-02-04 JP JP10022871A patent/JPH11224783A/ja active Pending
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