JPH09199276A - 有機薄膜ｅｌ素子 - Google Patents

有機薄膜ｅｌ素子

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JPH09199276A
JPH09199276A JP8005493A JP549396A JPH09199276A JP H09199276 A JPH09199276 A JP H09199276A JP 8005493 A JP8005493 A JP 8005493A JP 549396 A JP549396 A JP 549396A JP H09199276 A JPH09199276 A JP H09199276A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 有機発光媒体が積層されてなる有機薄膜ＥＬ
素子を用いて、低電圧で高輝度、且つ色バランスの優れ
た合成発光を得る。 【解決手段】 合成発光が得られるように有機発光媒体
を積層した有機薄膜ＥＬ素子において、例えば有機赤色
発光媒体３ｃと有機緑色発光媒体３ａを分割するように
半透明陽極４ａを設ける。前記電極は隣接する有機発光
媒体の両方に電荷を注入でき、且つ各有機発光媒体から
得られる発光を合成して基板から取り出す。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は白色発光やフルカラ
ー表示等に利用できる有機薄膜ＥＬ素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】タング（Ｔａｎｇ）とバンスリィク（Ｖ
ａｎＳｌｙｋｅ）らの新しい構成の有機薄膜ＥＬ素子の
報告（アプライド・フィジックス・レターズ（Ａｐｐｌ
ｉｅｄＰｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ）、５１巻、９
１３頁、１９８７年）以来、有機材料と素子化技術の改
良により、種々の発光色を比較的容易に得ることが可能
になった。特に、青、緑、赤の３原色発光が得られるよ
うになったことから、フルカラー素子の開発も進められ
ている。
【０００３】有機薄膜ＥＬ素子を使ったフルカラ−化の
方法の一つとして、青（Ｂ）、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）の発
光材料を積層薄膜化する方法が報告されている（第２５
３回蛍光体同学会講演予稿、１頁〜８頁、１９９４年、
特開平７−１４２１６９号公報参照）。前記方法は図４
に示すように基板上に、有機青色発光媒体、有機緑色発
光媒体、有機赤色発光媒体が形成され、一対の電極から
電子と正孔を注入し発光媒体中で電子と正孔が再結合す
ることによって生じる発光を基板側から取り出してい
る。この場合、各発光媒体から生じる発光を合成、すな
わち発光スペクトルを重ね合わせることで白色発光を実
現している。この方法においては、基本的に有機薄膜層
を２次元（平面）方向に素子分離することなく、Ｒ，
Ｇ，Ｂのパターンニングはカラーフィルターを用いて行
えるので、有機薄膜はベタの成膜で良いことがこの方法
の利点の一つである。
【０００４】発光スペクトルを重ね合わせて光を取り出
す別な方法として、有機ＥＬ素子（セル）を２枚以上重
ね合わせ、各単位セルにおいて発生した光を合成して取
り出方法が開示されている（特開平７−５７８７３号公
報参照）。この方法を用いると、高解像度の合成発光が
実現できると述べられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】前述したように、発光
層が積層された有機薄膜ＥＬ素子と複数の有機ＥＬセル
が重なって形成される有機薄膜ＥＬ素子においては、比
較的簡単な構造と手法で白色発光やカラー化が実現でき
る。しかし、前記２つの方法では、いずれも発光色の色
バランスの制御が困難であること、発光の駆動電圧が高
くなること、発光効率（光子／電子変換効率、光取り出
し効率）が低いなどの問題がある。
【０００６】例えば、白色発光を得ようとする場合、図
４の従来の素子では輝度バランスを制御するには、発光
材料の含有量を精密に制御する必要があること、電圧に
よって輝度バランスが変動すること、及び同一発光層中
に複数の発光材料が存在するため電荷トラップが生じや
すく低電圧駆動ができない等の欠点を有する。また、図
５のようなセルを複数個重ね合わせる方法で白色発光や
カラー表示を行う場合、セル間の電極の短絡を防ぐため
の絶縁膜層が必要なこと、且つセルが複数個重なってい
るために電極や絶縁膜等による光の透過率が低くなり、
結果として高輝度発光がきわめて困難である。
【０００７】本発明の目的は、有機発光媒体が適切に積
層された高発光効率の有機薄膜ＥＬ素子で、特に高輝度
の白色発光やフルカラー発光を簡単な手法で得るための
素子構成を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者は全述の課題を
解決するために、発光の輝度バランスを制御することが
容易で、しかも発光輝度の高い合成発光及びカラー発光
を得るべく検討した結果、複数の積層された有機発光媒
体の界面に電極を設け、前記電極からは隣接する有機発
光媒体の両方に電荷が注入できるようにすることで、同
一基板状上で比較的容易に合成発光が得られることを見
いだし本発明に至った。
【０００９】すなわち本発明は、基板上に少なくとも一
方が透明な対電極によって挟持された複数の積層された
有機発光媒体を有する有機薄膜ＥＬ素子において、前記
複数の積層された有機発光媒体の少なくとも一つの界面
に電極を有し、前記電極は隣接する二つの有機発光媒体
の両方に電荷を注入できることを特徴とする有機薄膜Ｅ
Ｌ素子である。ここで、隣接する二つの有機発光媒体の
両方に電荷を注入する方法としては、対電極と有機発光
媒体の界面に設けられた電極が、負極と正極が交互とな
るように、つまり基板上の電極が正極のとき、基板上の
電極に最も近い界面に設けられた電極は負極、次に積層
される電極は正極となるように電極を設けることで容易
に達成することができる。つまり、積層された有機発光
媒体のうち少なくとも１つを発光させるように素子及び
駆動法に適宜改良を施せば、マトリクス上でカラー表示
を行うことができる。また、有機発光媒体が、本質的に
青色発光、緑色発光、赤色発光をする各層を設け、３つ
の発光媒体を複数個同時に発光させることで基板から白
色等の合成色発光を取り出し、カラーフィルターと組み
合わせてフルカラー表示を行うことも可能である。
【００１０】また、本発明の有機薄膜ＥＬ素子の発光媒
体を構成する有機発光層は正孔注入・輸送帯及び／又は
電子注入・輸送帯との積層構造であったり、発光材料単
体又は発光材料と正孔輸送材料及び／又は電子輸送材料
の混合体から形成される多層又は単層構造であってもよ
い。
【００１１】図１に示す例では、積層された複数の有機
発光媒体のうち、有機赤色発光媒体３ｃと有機緑色発光
媒体３ｂとの間に半透明陽極４ａが設けられている。図
２に示す例では、有機青色発光媒体３ａと有機緑色発光
媒体３ｂとの間に半透明陽極４ａが設けられている。図
１及び図２において電極４ａからは隣接する有機発光媒
体の両方、すなわち図１では有機緑色発光媒体３ｂと有
機赤色発光媒体３ｃに、また図２では有機青色発光媒体
３ａと有機緑色発光媒体３ｂの両方に正孔が注入できる
ように素子が構成されている。また、半透明陰極２ａと
陰極２ｃは共通に電源に接続されている。半透明陰極２
ａからは有機青色発光媒体３ａ及び有機緑色発光媒体３
ｂに、また陰極２ｃからは有機赤色発光媒体３ｃに電子
が注入され、電極４ａから注入された正孔と再結合して
各有機発光媒体がＥＬを発光する。各有機発光媒体から
かのＥＬは合成され基板を通して取り出すことができ
る。
【００１２】図１において例えば陰極２ｃの仕事関数を
半透明陰極２ａの陰極よりも小さくしておけば有機赤色
発光媒体３ｃの電子注入効率を他の有機発光媒体への注
入よりも上げることが可能であり、例えば赤色発光の発
光効率が低い材料系を用いても、緑色発光媒体３ｂと青
色発光媒体３ａとの輝度バランスの制御が従来の方法よ
りも簡単になる。また、図１や図２においては光を取り
出す光路中に存在する電極が２個で済み、更に発光セル
を複数個重ねる従来の方法（図５）のように絶縁膜又は
基板を設ける必要はないので光の取り出し効率の低減を
少なくできる利点がある。
【００１３】図１及び図２では、３つの有機発光媒体の
内２つが同じ電極対の間に形成されているが、本発明に
おいては図３に示すように、有機発光媒体を分割する電
極を二つ設け、有機赤色発光媒体３ｃ、有機緑色発光媒
体３ｂ及び青色発光媒体３ａを独立させれば発光の輝度
バランスの制御がより簡単になる。尚、図１及び図２に
おいては電源が１つで半透明陰極１ａと陰極１ｂが、図
３においては半透明陰極２ｂと陰極２ｃ及び半透明陽極
４ｂと半透明陽極４ａが共通に接続されているが、電源
を複数個にして各発光媒体に電圧を独立に印加して、輝
度バランスを制御してもよい。
【００１４】本発明において、有機薄膜ＥＬ素子におけ
る有機発光媒体の有機薄膜層は真空蒸着法、分子線蒸着
法（ＭＢＥ法）あるいは溶媒に溶かした溶液のディッピ
ング法、スピンコーティング法、キャスティング法、バ
ーコート法、ロールコート法等の塗布法による公知の方
法で形成することができる。有機発光媒体の発光材料は
特に限定されず、公知の発光材料を適用できる。有機青
色発光媒体を構成する青色発光材料としては、例えば、
米国特許第５４１６７１号や米国特許第５２９４８７０
号に記載される８−キノリノール及びその誘導体の金属
錯体や前記金属錯体にペリレンやクマリン誘導体をドー
プしたもの、特開平６−９９５３号公報に示されるジス
チリルアリーレン誘導体及びジスチリルアリーレン誘導
体に蛍光色素をドープしたものなどが性能が優れており
代表として挙げられる。有機緑色発光媒体を形成する発
光材料としては、例えば、トリス（８−キノリノラト）
アルミニウム、キナクリドン誘導体、キサンテン色素、
クマリン誘導体、などが性能が優れており代表として挙
げられる。有機赤色発光媒体を形成する発光材料として
はアジン色素、クマリン誘導体、キサンテン色素、メロ
シアニン色素、アクリジン色素、フタロシアニン色素等
が挙げられる。
【００１５】本発明有機薄膜ＥＬ素子の有機発光媒体に
は、必要に応じて正孔注入・輸送層を設けることも有効
である。正孔輸送材料としては特に限定されないが、例
えばトリフェニルジアミン誘導体、オキサジアゾール誘
導体、ポルフィリン誘導体、スチルベン誘導体、アリー
ルアミン誘導体などを用いることができる。本発明で
は、発光効率を上げるため、前記正孔輸送層と発光層の
間にブロッキング層を設けることも有効である。前記ブ
ロッキング層は、発光層内で生成した励起子の閉じ込め
と陰極から発光層に注入された電子の閉じ込めを担って
いる。前記ブロッキング層に用いるべく化合物として
は、極度に正孔の注入特性を阻害するものでなければ特
に限定されるものではないが、励起エネルギ−が隣接す
る発光層材料のそれよりも大きいことが望ましい。本発
明においてブロッキング層として適用できる化合物とし
ては、発光効率を低減させない範囲で、例えば公知のト
リフェニルジアミン誘導体、オキサジアゾール誘導体、
ヒドラゾン誘導体、ブタジエン誘導体、スチリル誘導
体、ピラゾリン誘導体、ベンジジン誘導体などが挙げら
れる。更に、本発明においては正孔輸送層と陽極の間に
正孔注入層を設けることも有効である。正孔注入層は陽
極からの安定な正孔注入を達成すべく導入するものであ
るが、有機薄膜層と陽極の密着性を保持する役目を担う
必要がある（応用物理、第６４巻、第１２号、１２３０
頁〜１２３３頁参照）。本発明において適用できる正孔
注入層は例えば“色素ハンドブック：講談社’８６年”
に記載されているスピロ化合物、アゾ化合物、キノン化
合物、インジゴ化合物、ジフェニルメタン化合物、キナ
クリドン化合物、ポリメチン化合物、アクリジン化合
物、ポルフィリン化合物等の縮合多環系の色素が適用で
きる。また、芳香族アミン等の“オーガニック セミコ
ンダクターズ：フェルラック ケミエ社’７４年（ＯＲ
ＧＡＮＩＣ ＳＥＭＩＣＯＮＤＵＣＴＯＲＳ：ＶＥＲＬ
ＡＧ ＣＨＥＭＩＥ’７４）”に記載されている低分子
有機Ｐ型半導体も適用できる。
【００１６】本発明においては必要に応じて電子注入・
輸送帯を発光層と陰極の間に設けても良い。電子注入・
輸送材料は特に限定されるものではないが、８−ヒドロ
キシキノリノール及びその誘導体、オキサジアゾール誘
導体、ジフェニルキノン誘導体、ＳｒＯ、ＣａＯ、Ｂａ
Ｏなどのアルカリ土類酸化物（特開平６−１６３１５８
号公報参照）の適用が可能である。
【００１７】有機薄膜ＥＬ素子の陽極は、正孔を正孔輸
送帯に注入する役割を担うものであり、４．０ｅＶ以上
の仕事関数を有することが効果的である。陽極または半
透明陽極材料の具体例としては、酸化インジウム錫合金
（ＩＴＯ）、酸化錫（ＳｎＯ2 ）、金、銀、白金、銅等
を含んだ化合物が適用できる。陰極としては、電子輸送
帯又は発光層に電子を注入する目的で、仕事関数の小さ
い材料が好ましく、特に限定されないが、具体的にはイ
ンジウム、アルミニウム、マグネシウム、マグネシウム
−インジウム合金、マグネシウム−アルミニウム合金、
アルミニウム−リチウム合金、アルミニウム−スカンジ
ウム−リチウム合金等が使用できる。半透明な陰極材料
としては特開平６−１６３１５８号公報に記載されるＩ
ＴＯやＳｎＯ2 を用い、前記半透明な陰極材料と有機薄
膜層の界面にＳｒＯ、ＣａＯなどのアルカリ土類金属酸
化物を０．１〜１nm設ければ効果的な電子注入が達成さ
れる。
【００１８】尚、素子を酸素や湿気から守る目的で、金
属酸化物、金属硫化物、金属沸化物等の無機化合物や公
知の有機化合物から構成される封止層を設ければ大気中
でも長寿命の駆動が保証できる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
【実施例】以下、本発明の実施例について詳細に説明す
るが、白色発光を得るための具体例を示し、比較例と比
較している。
【００２０】（実施例１）図１を参照しながら本発明の
実施例１について説明する。以下に本発明の実施例１に
用いる有機薄膜ＥＬ素子の作成手順について説明する。
十分洗浄したガラス基板１上に半透明陰極であるＳｎＯ
2 を形成した後、電子注入層であるＳｒＯを０．５nm形
成した。続いてＭＢＥ法にて超高真空下、電子輸送層の
トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（以下Ａｌｑ
と略記）を１８nm形成した後、下記の化学式１に示され
るジスチリルビフェニル誘導体（以下ＤＰＶＢｉと略
記）を青色発光のホスト材料として用い、化学式２に示
されるゲスト材料（以下ＢｃｚＶＢｉと略記）が前記ホ
スト材料に対して３．１モル％含まれるように超高真空
下で３５nm成膜し、有機青色発光媒体３ａが完成する。
【００２１】
【化１】
【００２２】
【化２】
【００２３】次に、有機青色発光媒体３ａ上にＡｌｑを
超高真空下３５nm形成し、更にＡｌｑ上に正孔輸送層と
してＮ，Ｎ’−ビフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（α−ナフ
チル）−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン
（以下α−ＮＰＤと略記）を高真空下にて３０nm形成
し、有機緑色発光媒体３ｂが有機青色発光媒体３ａと接
する形で形成される。
【００２４】次に、インジウムと亜鉛からなる半透明陽
極４ａを低温プロセスにおいて２００nm形成した後、有
機赤色発光媒体３ｃの正孔輸送層であるα−ＮＰＤを高
真空下で４０nm形成し、更にＡｌｑをホスト材料として
用い、赤色蛍光色素である４−（ジシアノメチレン）−
２−メチル−６−（ｐ−ジメチルアミノスチリル）−４
Ｈ−ピラン（以下ＤＣＭと略記）をゲスト材料として用
い、ＤＣＭがＡｌｑに対して１．８モル％含まれるよう
に高真空下で５０nm形成し、有機赤色発光媒体３ｃが形
成される。
【００２５】最後に、陰極２ｃとしてスカンジウムが１
モル％含まれるアルミニウム合金をアルゴンガス中でＲ
Ｆスパッタ法で蒸発し、リチウムを抵抗加熱源から蒸発
させる方法でリチウムが陰極の０．３モル％を占めるよ
うに２０nm形成した。更に、陰極の保護層としてスカン
ジウムが１モル％含まれるアルミニウム合金をアルゴン
ガス中のＲＦスパッタ法により３００nm形成した。
【００２６】このようにして、Ｒ，Ｇ，Ｂの有機発光媒
体を有する本発明の実施例１の有機薄膜ＥＬ素子が完成
する。以上のようにして作成した有機薄膜ＥＬ素子に半
透明陰極２ａと陰極２ｃを共通に、また半透明陽極４ａ
は単独で直流電源に接続して電圧を印加して発光させた
ところ、１０Ｖで約４５２０ｃｄ／m 2 の輝度が得られ
た。図４に示す従来の構造を用いた比較例１と比較する
と輝度が約３．６倍向上している。これは、本発明の有
機薄膜ＥＬ素子を用いれば、比較例１に示す従来の素子
よりもキャリヤー注入・輸送効率の向上や発光量子効率
が向上したためと考えられる。また、１００ｃｄ／m 2
におけるＣＩＥ色度座標はＸ＝０．３４５，Ｙ＝０．３
６１であり、白色の発光を取り出すことができた。
【００２７】（実施例２）有機発光媒体のうち、有機青
色発光媒体３ａの電子輸送層であるＡｌｑを１８nm形成
し、且つＡｌｑ上部に正孔輸送性のポリビニルカルバゾ
ール（以下ＰＶＫと略記）バインダー中にＤＰＶＢｉと
ＢｃｚＶＢｉとがモル比で１００：３になるように分散
し、スピンコート法にて有機発光層を３５nm形成しする
以外は、実施例１と同様に有機薄膜ＥＬ素子を作成し
た。以上のようにして作成した有機薄膜ＥＬ素子に半透
明陰極２ａと陰極２ｃを共通に、また半透明陽極４ａは
単独で直流電源に接続して電圧を印加し発光させたとこ
ろ、１０Ｖで約２８６０ｃｄ／m 2 の輝度が得られた。
比較例２と比較すると輝度が約２．９倍向上している。
また、１００ｃｄ／m 2 におけるＣＩＥ色度座標はＸ＝
０．３２８，Ｙ＝０．３８１でありほぼ白色の発光を取
り出すことができた。
【００２８】（実施例３）図２を参照しながら本発明の
実施例３について説明する。以下に本発明の実施例３に
用いる有機薄膜ＥＬ素子の作成手順について説明する。
十分洗浄したガラス基板１上に半透明陰極であるＳｎＯ
2 を形成した後、電子注入層であるＳｒＯを０．５nm形
成した。続いてＭＢＥ法にて超高真空下Ａｌｑを２０nm
形成した後、ＤＰＶＢｉを青色発光のホスト材料として
用い、ゲスト材料であるＢｃｚＶＢｉが前記ホスト材料
に対して３．１モル％含まれるように超高真空下で成膜
して４５nm形成した。更に正孔輸送層としてのα−ＮＰ
Ｄを高真空下４５nm形成した後、銅フタロシアニン（以
下ＣｕＰｃと略記）を５nm形成し、有機青色発光媒体３
ａが完成する。次に、有機青色発光媒体３ａ上にインジ
ウムと亜鉛からなる半透明陽極４ａを低温プロセスにて
形成した。半透明陽極４ａ上に正孔輸送層としてのα−
ＮＰＤを高真空下４５nm形成した後、有機緑色発光媒体
３ｂの有機発光層としてＡｌｑを超高真空下３５nm形成
し、更にＡｌｑ上に有機赤色発光媒体３ｃの有機発光層
としてＡｌｑをホスト材料として用い、赤色蛍光色素で
あるＤＣＭをゲスト材料として用い、ＤＣＭがＡｌｑに
対して１．８モル％含まれるように高真空下で４０nm形
成し、有機緑色発光媒体３ｂと有機赤色発光媒体３ｃと
が接する形で設けられる。
【００２９】最後に、陰極２ｃとしてスカンジウムが１
モル％含まれるアルミニウム合金をアルゴンガス中でＲ
Ｆスパッタ法で蒸発し、リチウムを抵抗加熱源から蒸発
させる方法でリチウムが陰極の０．３モル％を占めるよ
うに２０nm形成した。更に、陰極の保護層としてスカン
ジウムが１モル％含まれるアルミニウム合金をアルゴン
ガス中のＲＦスパッタ法により３００nm形成した。
【００３０】このようにして、Ｒ，Ｇ，Ｂの有機発光媒
体を有する本発明の実施例３の有機薄膜ＥＬ素子が完成
する。以上のようにして作成した有機薄膜ＥＬ素子に半
透明陰極２ａと陰極２ｃを共通に、また半透明陽極４ａ
は単独で直流電源に接続して電圧を印加し発光させたと
ころ、１０Ｖで約４２６０ｃｄ／m 2 の輝度が得られ
た。図４に示す従来の構造を用いた比較例１と比較する
と輝度が約４倍向上している。また、１００ｃｄ／m 2
におけるＣＩＥ色度座標はＸ＝０．３５５，Ｙ＝０．３
７８であり白色の発光を取り出すことができた。
【００３１】（実施例４）有機発光媒体のうち、有機青
色発光媒体３ａの電子輸送層であるＡｌｑを２０nm形成
し、且つＡｌｑ上部にＰＶＫバインダー中にＤＰＶＢｉ
とＢｃｚＶＢｉとがモル比で１００：３になるように分
散し、スピンコート法にて有機発光層を７０nm形成しす
る以外は、実施例３と同様に有機薄膜ＥＬ素子を作成し
た。以上のようにして作成した有機薄膜ＥＬ素子に半透
明陰極２ａと陰極２ｃを共通に、また半透明陽極４ａは
単独で直流電源に接続して電圧を印加し発光させたとこ
ろ、１０Ｖで約３０６０ｃｄ／m 2 の輝度が得られた。
比較例２と比較すると輝度が約３．２倍向上している。
また、１００ｃｄ／m 2 におけるＣＩＥ色度座標はＸ＝
０．３２６，Ｙ＝０．３７０であり、ほぼ白色の発光を
取り出すことができた。
【００３２】（実施例５）図３を参照しながら本発明の
実施例５について説明する。実施例５は有機発光媒体が
半透明電極により３分割されているところが実施例１か
ら実施例４とは異なる。以下に本発明の実施例５に用い
る有機薄膜ＥＬ素子の作成手順について説明する。十分
洗浄したガラス基板１上に半透明陽極４ｂであるＩＴＯ
を形成した後、正孔注入層としてＣｕＰｃを５nm形成
し、更にその上に正孔輸送層であるα−ＮＰＤを高真空
下で４０nm形成した。次に青色発光のホスト材料として
ＤＰＶＢｉを用い、ゲスト材料（ＢｃｚＶＢｉ）が前記
ホスト材料に対して３．１モル％含まれるように超高真
空下で４５nm形成した後、電子輸送層としてＡｌｑを超
高真空下２０nm形成し、有機青色発光媒体３ａが完成す
る。この有機青色発光媒体３ａの上に有機青色発光媒体
３ａに電子を注入するための半透明陰極２ｂとして、Ｓ
ｒＯを０．５nm形成した後、更にインジウムと亜鉛から
なる透明電極を積層し、更にその上部にＳｒＯを０．５
nm形成し、有機青色発光媒体３ａと有機緑色発光媒体３
ｂの両方に電子注入可能な半透明陰極２ｂが完成する。
次に半透明陰極２ｂ上に発光層であるＡｌｑを５０nm、
正孔輸送層であるα−ＮＰＤを５０nm形成し、有機緑色
発光媒体３ｂが完成する。この有機緑色発光媒体３ｂ上
にインジウムと亜鉛からなる半透明陽極４ａを形成し
た。続いて正孔輸送層のα−ＮＰＤを高真空下にて３０
nm形成し、Ａｌｑをホスト材料として用い、赤色蛍光色
素であるＤＣＭをゲスト材料として用い、ＤＣＭがＡｌ
ｑに対して１．８モル％含まれるように高真空下で５０
nm形成し、有機赤色発光媒体３ｃが形成される。最後に
陰極２ｃとしてスカンジウムが１モル％含まれるアルミ
ニウム合金をアルゴンガス中でＲＦスパッタ法で蒸発
し、リチウムを抵抗加熱源から蒸発させる方法でリチウ
ムが陰極の０．３モル％を占めるように２０nm形成し
た。更に、陰極の保護層としてスカンジウムが１モル％
含まれるアルミニウム合金をアルゴンガス中のＲＦスパ
ッタ法により３００nm形成した。
【００３３】このようにして、Ｒ，Ｇ，Ｂの有機発光媒
体を有する本発明の実施例５の有機薄膜ＥＬ素子が完成
する。以上のようにして作成した有機薄膜ＥＬ素子に半
透明陰極２ｂと陰極２ｃを共通に、また半透明陽極４ａ
と４ｂ共通にして直流電源に接続して電圧を印加し発光
させたところ、１０Ｖで約４０１５ｃｄ／m 2 の輝度が
得られた。図５に示す従来の発光セルを重ねた場合の構
造を用いた比較例３と比較すると輝度が約４．７倍向上
している。また、１００ｃｄ／m 2 におけるＣＩＥ色度
座標はＸ＝０．３４５，Ｙ＝０．３７１であり白色の発
光を取り出すことができた。
【００３４】尚、本実施例では白色発光を得ているが、
半透明電極によって分割されたＲ，Ｇ，Ｂの発光媒体の
内、少なくとも１つを発光させないように駆動すれば白
色以外の発光を得ることも可能である。
【００３５】（実施例６）有機発光媒体のうち、有機青
色発光媒体３ａとしてＰＶＫバインダー中にＤＰＶＢｉ
とＢｃｚＶＢｉとがモル比で１００：３になるように分
散し、スピンコート法にて有機発光層を７０nm形成し、
その上部に電子輸送層であるＡｌｑを２０nm形成する以
外は、実施例５と同様に有機薄膜ＥＬ素子を作成した。
以上のようにして作成した有機薄膜ＥＬ素子に半透明陰
極２ｂと陰極２ｃを共通に、また半透明陽極４ａと４ｂ
共通にして直流電源に接続して電圧を印加して発光させ
たところ、１０Ｖで約３１４０ｃｄ／m 2 の輝度が得ら
れた。図５に示す従来の構造を用いた比較例４と比較す
ると輝度が約６倍向上している。これは、本発明の有機
薄膜ＥＬ素子を用いることで、比較例４に示す従来の素
子よりも光の取り出し効率が向上したためである。ま
た、１００ｃｄ／m 2 におけるＣＩＥ色度座標はＸ＝
０．３４４，Ｙ＝０．３６９であり白色発光を取り出す
ことができた。
【００３６】（比較例１）以下に図４を参照しながら比
較例１の有機薄膜ＥＬ素子について説明する。十分洗浄
したガラス基板１上に半透明陽極４ａであるＳｎＯ2 を
形成した後順に、正孔輸送層であるα−ＮＰＤを超高真
空下３５nm形成し、次に有機青色発光媒体３ａとしてＤ
ＰＶＢｉを青色発光のホスト材料として用い、ゲスト材
料（ＢｃｚＶＢｉ）が前記ホスト材料に対して３．１モ
ル％含まれるように超高真空下３５nm形成した。次に有
機青色発光媒体３ａ上に有機緑色発光媒体３ｂとしてＡ
ｌｑを超高真空下３５nm形成し、更にＡｌｑ上にＡｌｑ
をホスト材料として用い、赤色蛍光色素であるＤＣＭを
ゲスト材料として用い、ＤＣＭがＡｌｑに対して１．８
モル％含まれるように高真空下で３０nm形成し、有機赤
色発光媒体３ｃを形成した。最後に、陰極２ｃとしてス
カンジウムが１モル％含まれるアルミニウム合金をアル
ゴンガス中でＲＦスパッタ法で蒸発し、リチウムを抵抗
加熱源から蒸発させる方法でリチウムが陰極の０．３モ
ル％を占めるように２０nm形成した。更に、陰極の保護
層としてスカンジウムが１モル％含まれるアルミニウム
合金をアルゴンガス中のＲＦスパッタ法により３００nm
形成した。
【００３７】このようにして、Ｒ，Ｇ，Ｂの有機発光媒
体が積層された本発明の比較例１の有機薄膜ＥＬ素子が
完成する。以上のようにして作成した有機薄膜ＥＬ素子
に直流電圧を印加し発光させたところ、１０Ｖで約１２
７０ｃｄ／m 2 の輝度が得られた。また、１００ｃｄ／
m 2 におけるＣＩＥ色度座標はＸ＝０．２６７，Ｙ＝
０．４５８であり、白色発光は得られなかった。
【００３８】（比較例２）以下に比較例２の有機薄膜Ｅ
Ｌ素子について説明する。十分洗浄したガラス基板１上
に半透明陽極４ａであるＳｎＯ2 を形成した後、順に正
孔注入層であるＣｕＰｃを２５nm形成し、更に有機青色
発光媒体３ａとして、ＰＶＫバインダー中にＤＰＶＢｉ
とＢｃｚＶＢｉとがモル比で１００：３になるように分
散し、スピンコート法にて有機発光層を７０nm形成しす
る以外は、比較例１と同様に有機薄膜ＥＬ素子を作成
し、評価を行った。比較例２で作成した有機薄膜ＥＬ素
子に直流電圧を印加し発光させたところ、１０Ｖで約９
７０ｃｄ／m 2 の輝度が得られた。また、１００ｃｄ／
m 2 におけるＣＩＥ色度座標はＸ＝０．２７７，Ｙ＝
０．４５０であり、白色発光は得られなかった。
【００３９】（比較例３）比較例３においては、図５に
示すように有機発光セルを複数個積層して合成発光を得
るための有機薄膜ＥＬ素子を作成した。以下に比較例３
の有機薄膜ＥＬ素子の作成方法について説明する。十分
洗浄したガラス基板１上に半透明陽極４ｂであるＩＴＯ
を形成した後、正孔注入層として銅フタロシアニン（以
下ＣｕＰｃと略記）を５nm形成し、更にその上に正孔輸
送層であるα−ＮＰＤを高真空下で４０nm形成した。次
に青色発光のホスト材料としてＤＰＶＢｉを用い、ゲス
ト材料（ＢｃｚＶＢｉ）が前記ホスト材料に対して３．
１モル％含まれるように超高真空下で４５nm形成した
後、電子輸送層としてＡｌｑを超高真空下２０nm形成し
た。その上に半透明陰極２ｂとして、ＳｒＯを０．５nm
形成した後、インジウムと亜鉛からなる透明電極を低温
プロセスにて積層し青色発光を示す第１の有機発光セル
がする。この第１の発光セルの上に第１の発光セルと第
２の発光セルを分離するためにＧｅＯからなる絶縁膜５
を２５nm設けた。次に、前記ＧｅＯ上に第２の有機発光
セルにを形成する。ＧｅＯ上にインジウムと亜鉛からな
る半透明陽極４ａを形成後、正孔輸送層であるα−ＮＰ
Ｄを５０nm、発光層であるＡｌｑを５０nm形成する。次
に、半透明陰極２ｂとして、ＳｒＯを０．５nm形成した
後、インジウムと亜鉛からなる透明電極を積層し緑色発
光を示す第２の有機発光セルがする。この第２の発光セ
ルの上に第２の発光セルと第３の発光セルを分離するた
めにＧｅＯからなる絶縁膜５を２５nm設けた。次に、前
記ＧｅＯ上に第３の有機発光セルにを形成する。ＧｅＯ
上にインジウムと亜鉛からなる半透明陽極４ａを形成
後、正孔輸送層であるα−ＮＰＤを５０nm形成し、発光
層としてＤＣＭがＡｌｑに対して１．８モル％含まれる
ようにＡｌｑを高真空下で５０nm形成する。最後に陰極
２ｃとしてスカンジウムが１モル％含まれるアルミニウ
ム合金をアルゴンガス中でＲＦスパッタ法で蒸発し、リ
チウムを抵抗加熱源から蒸発させる方法でリチウムが陰
極の０．３モル％を占めるように２０nm形成した。更
に、陰極の保護層としてスカンジウムが１モル％含まれ
るアルミニウム合金をアルゴンガス中のＲＦスパッタ法
により３００nm形成し、第３の有機発光セルが完成す
る。
【００４０】このようにして、有機発光セルが積層され
た本発明の比較例３の有機薄膜ＥＬ素子が完成する。以
上のようにして作成した有機薄膜ＥＬ素子のそれぞれの
有機発光セルを直流電源に接続して電圧を印加したとこ
ろ、各発光セルに１０Ｖ印加したところ約８５０ｃｄ／
m 2 の発光が得られた。１００ｃｄ／m 2 におけるＣＩ
Ｅ色度座標はＸ＝０．２８６，Ｙ＝０．４９５であり、
白色発光は得られなかった。
【００４１】（比較例４）比較例４の有機薄膜ＥＬ素子
の作成方法について説明する。十分洗浄したガラス基板
１上に半透明陽極４ｂであるＩＴＯを形成した後、正孔
注入層としてＣｕＰｃを２５nm形成し、ＰＶＫバインダ
ー中にＤＰＶＢｉとＢｃｚＶＢｉとがモル比で１００：
３になるように分散し、スピンコート法にて有機発光層
を７０nm形成し、その上部に電子輸送層であるＡｌｑを
２０nm形成する以外は比較例３と同様にして有機発光セ
ルが複数個重なってなる有機薄膜ＥＬ素子を作成した。
【００４２】以上のようにして作成した有機薄膜ＥＬ素
子のそれぞれの有機発光セルを直流電源に接続して電圧
を印加したところ、各は発光セルに１０Ｖ印加したとこ
ろ約５２５ｃｄ／m 2 の発光が得られた。１００ｃｄ／
m 2 におけるＣＩＥ色度座標はＸ＝０．２８３，Ｙ＝
０．４６１であり白色発光は得られなかった。
【００４３】
【発明の効果】複数の有機発光媒体が積層されてなる有
機薄膜ＥＬ素子において、有機発光媒体の界面に電極を
設け、前記電極からは隣接する有機発光媒体の両方に電
荷を注入するようにし、各発光媒体の発光強度を電圧で
制御することで、従来の有機発光媒体が積層されてなる
有機薄膜ＥＬ素子において困難であった輝度バランスの
制御が容易で且つ低電圧・高輝度の合成発光が得られ
る。また、従来の発光セルを複数個重ねて合成発光を取
り出す方法よりも、光の取り出し効率が改善され、且つ
製造プロセスが簡略化できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１及び実施例２で用いた複数の
発光媒体が積層されてなる有機薄膜ＥＬ素子の説明図で
ある。
【図２】本発明の実施例３及び実施例４で用いた複数の
発光媒体が積層されてなる有機薄膜ＥＬ素子の説明図で
ある。
【図３】本発明の実施例５及び実施例６で用いた複数の
発光媒体が積層されてなる有機薄膜ＥＬ素子の説明図で
ある。
【図４】比較例１及び比較例２で用いた複数の発光媒体
が積層されてなる従来の有機薄膜ＥＬ素子の説明図であ
る。
【図５】比較例３で用いた有機ＥＬセルを複数個重ねて
発光を取り出す従来の有機薄膜ＥＬ素子の説明図であ
る。
【符号の説明】
１ 基板 ２ａ 半透明陰極 ２ｂ 半透明陰極 ２ｃ 陰極 ３ａ 有機青色発光媒体 ３ｂ 有機緑色発光媒体 ３ｃ 有機赤色発光媒体 ４ａ 半透明陽極 ４ｂ 半透明陽極 ５ 絶縁膜 ６ａ 有機青色発光セル ６ｂ 有機緑色発光セル ６ｃ 有機赤色発光セル

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】基板上に少なくとも一方が透明な対電極に
    よって挟持された複数の積層された有機発光媒体を有す
    る有機薄膜ＥＬ素子において、前記複数の積層された有
    機発光媒体の少なくとも一つの界面に電極を有し、前記
    電極は隣接する二つの有機発光媒体の両方に電荷を注入
    できることを特徴とする有機薄膜ＥＬ素子。
  2. 【請求項２】対電極と有機発光媒体の界面に設けられた
    電極が、負極と正極が交互となるように設けられている
    ことを特徴とする請求項１記載の有機薄膜ＥＬ素子。
  3. 【請求項３】有機発光媒体が、本質的に青色発光、緑色
    発光、赤色発光をする各層を有することを特徴とする請
    求項１または２記載の有機薄膜ＥＬ素子。
  4. 【請求項４】有機発光媒体が少なくとも１つの有機発光
    層と、正孔注入・輸送帯及び／又は電子注入・輸送帯と
    の積層構造であることを特徴とする請求項１ないし３記
    載の有機ＥＬ素子。
  5. 【請求項５】有機発光媒体のうち少なくとも１つが正孔
    輸送又は電子輸送性のバインダー中に発光材料を分散さ
    せた発光層を少なくとも１層有することを特徴とする請
    求項１ないし３記載の有機薄膜ＥＬ素子。
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