JPH0855974A - 完全密着型イメージセンサ及び有機エレクトロルミネセンス素子 - Google Patents
完全密着型イメージセンサ及び有機エレクトロルミネセンス素子Info
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Landscapes
- Electroluminescent Light Sources (AREA)
- Luminescent Compositions (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ベース部分に複雑な加工が不要な、シンプル
な、コンパクトの構成の完全密着型イメージセンサ及び
有機エレクトロルミネセンス素子を提供すること。 【構成】 光源からの光を被検知体に照射してその反射
光を直接光センサに入射する完全密着型イメージセンサ
において、光センサ6と、光源5とを同一面上に配置す
るとともに、これら光センサと光源との上に薄板3を配
置する。この光源は例えば薄膜の有機EL素子で構成さ
れる。なお、この有機EL素子は、発光部位が選択でき
るように電極と有機化合物層との間に絶縁膜が設けられ
ている。
な、コンパクトの構成の完全密着型イメージセンサ及び
有機エレクトロルミネセンス素子を提供すること。 【構成】 光源からの光を被検知体に照射してその反射
光を直接光センサに入射する完全密着型イメージセンサ
において、光センサ6と、光源5とを同一面上に配置す
るとともに、これら光センサと光源との上に薄板3を配
置する。この光源は例えば薄膜の有機EL素子で構成さ
れる。なお、この有機EL素子は、発光部位が選択でき
るように電極と有機化合物層との間に絶縁膜が設けられ
ている。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は完全密着型イメージセン
サ及び有機エレクトロルミネセンス素子に係り、特にベ
ース部分に複雑な加工がいらないシンプルな、コンパク
トの構成にした完全密着型イメージセンサ及び有機エレ
クトロルミネセンス素子に関する。
サ及び有機エレクトロルミネセンス素子に係り、特にベ
ース部分に複雑な加工がいらないシンプルな、コンパク
トの構成にした完全密着型イメージセンサ及び有機エレ
クトロルミネセンス素子に関する。
【0002】
【従来の技術】密着型のイメージセンサがセルフオック
・レンズを使用して原稿からの反射光を光電変換素子に
入力しているのに対し、完全密着型のイメージセンサは
光電変換素子を原稿が載置される薄板ガラス面と接着状
態におき原稿からの反射光を入力しているので高価なセ
ルフオック・レンズを不要とするため安価に構成され
る。
・レンズを使用して原稿からの反射光を光電変換素子に
入力しているのに対し、完全密着型のイメージセンサは
光電変換素子を原稿が載置される薄板ガラス面と接着状
態におき原稿からの反射光を入力しているので高価なセ
ルフオック・レンズを不要とするため安価に構成され
る。
【0003】従来の完全密着型のイメージセンサを図1
0に基づき説明する。図10において100はプラテン
・ローラ、101はキセノンランプ、102は原稿、1
03は薄板ガラス、104はフォトダイオード、105
はAlの個別電極線、106は導電線、107はドライ
ブIC、108はガラス基板、109はCr電極、11
0は支持基板、111は接着剤、120は斜孔部であ
る。
0に基づき説明する。図10において100はプラテン
・ローラ、101はキセノンランプ、102は原稿、1
03は薄板ガラス、104はフォトダイオード、105
はAlの個別電極線、106は導電線、107はドライ
ブIC、108はガラス基板、109はCr電極、11
0は支持基板、111は接着剤、120は斜孔部であ
る。
【0004】キセノンランプ101から出力された光は
薄板ガラス103を通ってその上にプラテン100によ
り回動されている原稿102に反射されてフォトダイオ
ード104に入射される。これにより原稿102からの
反射光がフォトダイオード104において光電変換さ
れ、その変換出力がドライブIC107を経由して外部
に読み出されることになる。この場合、Cr電極109
は、キセノンランプ101の光がフォトダイオード10
4の下方から入力されるのを防止する機能も有する。
薄板ガラス103を通ってその上にプラテン100によ
り回動されている原稿102に反射されてフォトダイオ
ード104に入射される。これにより原稿102からの
反射光がフォトダイオード104において光電変換さ
れ、その変換出力がドライブIC107を経由して外部
に読み出されることになる。この場合、Cr電極109
は、キセノンランプ101の光がフォトダイオード10
4の下方から入力されるのを防止する機能も有する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、図10に示
す如き従来の完全密着型イメージセンサでは、キセノン
ランプ101をガラス基板108や支持基板110の外
側に配置するため、支持基板110に斜孔部120を形
成することが必要であるのみならず、図示省略したハウ
ジングにキセノンランプ101、支持基板110、ガラ
ス基板108等をアセンブリするために相当な手数を必
要とし、この点より高価なものとならざるを得なかっ
た。キセノンランプ101の代わりに発光ダイオードを
使用しても、これを配置するための手段が必要であり、
同様な手数を必要とするため、これまた高価なものにな
らざるを得なかった。
す如き従来の完全密着型イメージセンサでは、キセノン
ランプ101をガラス基板108や支持基板110の外
側に配置するため、支持基板110に斜孔部120を形
成することが必要であるのみならず、図示省略したハウ
ジングにキセノンランプ101、支持基板110、ガラ
ス基板108等をアセンブリするために相当な手数を必
要とし、この点より高価なものとならざるを得なかっ
た。キセノンランプ101の代わりに発光ダイオードを
使用しても、これを配置するための手段が必要であり、
同様な手数を必要とするため、これまた高価なものにな
らざるを得なかった。
【0006】従って本発明の目的は、このような問題を
改善するために、非常に構造の簡単な完全密着型イメー
ジセンサを提供することである。
改善するために、非常に構造の簡単な完全密着型イメー
ジセンサを提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明では、図1に示す如く、ベース基板4上に薄
膜発光層5と、フォトセンサと駆動回路等を有するセン
サIC回路6を設ける。なお図1において1はプラテン
・ローラ、2は原稿、3は薄板ガラスである。そして7
はサポート基板である。
め、本発明では、図1に示す如く、ベース基板4上に薄
膜発光層5と、フォトセンサと駆動回路等を有するセン
サIC回路6を設ける。なお図1において1はプラテン
・ローラ、2は原稿、3は薄板ガラスである。そして7
はサポート基板である。
【0008】薄膜発光層5は、例えば有機エレクトロル
ミネセンス(EL)素子で構成され、原稿2の方向に光
を出力するものである。有機EL素子は、蛍光性有機化
合物を含む薄膜を、陰極と陽極とで挟んだ構成を有し、
前記薄膜に電子及び正孔(ホール)を注入して再結合さ
せることにより励起子(エキシトン)を生成させ、この
エキシトンが失活する際の光の放出(蛍光・燐光)を利
用する薄膜タイプの面発光素子である。
ミネセンス(EL)素子で構成され、原稿2の方向に光
を出力するものである。有機EL素子は、蛍光性有機化
合物を含む薄膜を、陰極と陽極とで挟んだ構成を有し、
前記薄膜に電子及び正孔(ホール)を注入して再結合さ
せることにより励起子(エキシトン)を生成させ、この
エキシトンが失活する際の光の放出(蛍光・燐光)を利
用する薄膜タイプの面発光素子である。
【0009】なお、この有機EL素子は、発光部位が選
択できるように、電極と有機化合物層との間に絶縁膜が
設けられている。
択できるように、電極と有機化合物層との間に絶縁膜が
設けられている。
【0010】
【作用】薄膜発光層5から出力された光は原稿2で反射
され、センサIC回路6で光電変換され、原稿の濃淡画
像に応じた信号が得られる。この構成において、薄膜発
光層5は例えば薄膜面状体の、有機EL素子で構成され
るので、ベース基板4上にセンサIC回路6とともにフ
ラットに設置することができ、しかもベース基板4部分
に光源からの光を透過させるために必要な斜孔部分を形
成する必要もない。このためベース基板4に対する複雑
な加工も不要であり、アセンブリがきわめて簡単なた
め、完全密着型イメージセンサを小型に、しかも安価に
得ることができる。
され、センサIC回路6で光電変換され、原稿の濃淡画
像に応じた信号が得られる。この構成において、薄膜発
光層5は例えば薄膜面状体の、有機EL素子で構成され
るので、ベース基板4上にセンサIC回路6とともにフ
ラットに設置することができ、しかもベース基板4部分
に光源からの光を透過させるために必要な斜孔部分を形
成する必要もない。このためベース基板4に対する複雑
な加工も不要であり、アセンブリがきわめて簡単なた
め、完全密着型イメージセンサを小型に、しかも安価に
得ることができる。
【0011】
〔本発明の第1実施例〕本発明の第1実施例を図1〜図
7に基づき説明する。図1は本発明の第1実施例構成
図、図2、図3はセンサIC回路の概略構成状態説明
図、図4は有機EL素子の一例、図5は有機EL素子の
第2例、図6は低エネルギー電子分光装置説明図、図7
は有機EL素子の他の例を示す。
7に基づき説明する。図1は本発明の第1実施例構成
図、図2、図3はセンサIC回路の概略構成状態説明
図、図4は有機EL素子の一例、図5は有機EL素子の
第2例、図6は低エネルギー電子分光装置説明図、図7
は有機EL素子の他の例を示す。
【0012】まず図1に示すセンサIC回路6の概略構
成を図2、図3により説明する。センサIC回路6はセ
ンサ部とTFT部により構成され、光電センサ及びシフ
トレジスタ、駆動スイッチ等の駆動回路機能を有するも
のである。
成を図2、図3により説明する。センサIC回路6はセ
ンサ部とTFT部により構成され、光電センサ及びシフ
トレジスタ、駆動スイッチ等の駆動回路機能を有するも
のである。
【0013】石英基板11上にジシラン(Si2 H6 )
ガスを用いた減圧CVD法により、アモルファスシリコ
ン(a−Si)層12を約1000Åの厚さに成膜する
(図2(a)参照)。
ガスを用いた減圧CVD法により、アモルファスシリコ
ン(a−Si)層12を約1000Åの厚さに成膜する
(図2(a)参照)。
【0014】成膜条件は以下の通りである。 Si2 H6 ガス 100SCCM Heガス 200SCCM 圧力 0.3Torr 加熱温度 450℃〜570℃ 次にa−Si層12をN2 雰囲気中で550℃〜600
℃で8時間〜56時間加熱し、固相成長によりa−Si
層12を固相成長した膜12′とする。
℃で8時間〜56時間加熱し、固相成長によりa−Si
層12を固相成長した膜12′とする。
【0015】その後、この固相成長した膜12′をレジ
ストを用いたドライエッチングによってエッチングし、
固相成長した膜12′の島を形成する。この固相成長し
た膜12′上に、後述するように、TFTを形成し、石
英基板11の開孔部11′にセンサ部を形成することに
なる(図2(b)参照)。
ストを用いたドライエッチングによってエッチングし、
固相成長した膜12′の島を形成する。この固相成長し
た膜12′上に、後述するように、TFTを形成し、石
英基板11の開孔部11′にセンサ部を形成することに
なる(図2(b)参照)。
【0016】固相成長した膜12′を含む基板全体にフ
ィールド酸化膜用のSiO2 膜13をRFスパッタリン
グにより形成した後、レジストによりパターニングして
チャンネル部を開孔する(図2(c)参照)。
ィールド酸化膜用のSiO2 膜13をRFスパッタリン
グにより形成した後、レジストによりパターニングして
チャンネル部を開孔する(図2(c)参照)。
【0017】基板全体にゲート酸化膜用のSiO2 膜を
スパッタ法で次の成膜条件により形成する。 O2 圧 4ミリTorr 使用電力 1.5KW 成膜温度 150℃ 膜厚 500Å〜1500Å 次にこの上にゲート電極用のa−Si層を形成した後、
レジストを用いた2段階のエッチングにより、ゲート電
極、ゲート酸化膜のパターニングを行い、ゲート酸化膜
14、ゲート電極15を形成する(図2(d)参照)。
スパッタ法で次の成膜条件により形成する。 O2 圧 4ミリTorr 使用電力 1.5KW 成膜温度 150℃ 膜厚 500Å〜1500Å 次にこの上にゲート電極用のa−Si層を形成した後、
レジストを用いた2段階のエッチングにより、ゲート電
極、ゲート酸化膜のパターニングを行い、ゲート酸化膜
14、ゲート電極15を形成する(図2(d)参照)。
【0018】イオン打ち込み用のマスクとして、一方の
チャンネル部開孔部にレジスト16を形成し、開孔部に
例えばリン(P)イオンをドープする(図2(e)参
照)。次にこのレジスト16は剥離し、第2のイオン打
ち込みのためマスク用レジスト17を形成し、開孔部に
例えばホウ素(B)イオンをドープし、C−MOSFE
Tを形成する(図2(f)参照)。
チャンネル部開孔部にレジスト16を形成し、開孔部に
例えばリン(P)イオンをドープする(図2(e)参
照)。次にこのレジスト16は剥離し、第2のイオン打
ち込みのためマスク用レジスト17を形成し、開孔部に
例えばホウ素(B)イオンをドープし、C−MOSFE
Tを形成する(図2(f)参照)。
【0019】その後レジスト17を剥離後、N2 雰囲気
で550℃〜600℃で24時間加熱し、ドーパントの
活性化とゲートa−Si層15の結晶化を行う。さらに
例えばH2 雰囲気中で400℃30分間加熱して水素化
を行い、チャンネル層を含む半導体層の欠陥準位を減少
させる。
で550℃〜600℃で24時間加熱し、ドーパントの
活性化とゲートa−Si層15の結晶化を行う。さらに
例えばH2 雰囲気中で400℃30分間加熱して水素化
を行い、チャンネル層を含む半導体層の欠陥準位を減少
させる。
【0020】それから基板全体にスパッタリングにより
層間絶縁膜としてSiO2 膜18を形成する(図3
(a)参照)。次にTFTの形成されない、即ち固相成
長した膜12′の開孔部上のSiO2膜18上にセンサ
部を下記のようにして形成する。
層間絶縁膜としてSiO2 膜18を形成する(図3
(a)参照)。次にTFTの形成されない、即ち固相成
長した膜12′の開孔部上のSiO2膜18上にセンサ
部を下記のようにして形成する。
【0021】先ずSiO2 膜18の所定部分にフォトダ
イオード用の下部電極としてCr膜19を形成し、パタ
ーニングし遮光層とし、この上に素子部としてPIN構
造のa−Si膜20を形成後パターニングする。さらに
ITO膜21を例えば蒸着又はスパッタリングで成膜後
パターニングして透明電極を形成し、フォトダイオード
を完成する(図3(b)参照)。
イオード用の下部電極としてCr膜19を形成し、パタ
ーニングし遮光層とし、この上に素子部としてPIN構
造のa−Si膜20を形成後パターニングする。さらに
ITO膜21を例えば蒸着又はスパッタリングで成膜後
パターニングして透明電極を形成し、フォトダイオード
を完成する(図3(b)参照)。
【0022】次にTFT側の層間絶縁膜のSiO2 膜1
8をパターニングして電極用のスルーホールを形成後、
約1000Åの厚さのCr層と約1μmの厚さのAl層
から成る2層構造の金属膜22を成膜する(図3(c)
参照)。
8をパターニングして電極用のスルーホールを形成後、
約1000Åの厚さのCr層と約1μmの厚さのAl層
から成る2層構造の金属膜22を成膜する(図3(c)
参照)。
【0023】それからレジストを用いたウエットエッチ
ングによりパターニングして電極配線層22′とし、セ
ンサ部とTFT部とを接続する(図3(d)参照)。こ
のようにして、図1に示すセンサIC回路6を構成した
あとで、例えば図4に示すように有機EL素子で構成さ
れる薄膜発光層5を形成する。
ングによりパターニングして電極配線層22′とし、セ
ンサ部とTFT部とを接続する(図3(d)参照)。こ
のようにして、図1に示すセンサIC回路6を構成した
あとで、例えば図4に示すように有機EL素子で構成さ
れる薄膜発光層5を形成する。
【0024】次に、薄膜発光層5を構成する有機EL素
子の形成工程を説明する。真空槽を1×10-4Pa以下
まで減圧した後に、石英基板11のような絶縁性基板表
面上に、MgAg(重量比10:1)30を蒸着速度
0.2〜0.3nm/secで約200nmの厚さに陰
極として蒸着する(図4(a))。なお133Pa=1
Torrである。
子の形成工程を説明する。真空槽を1×10-4Pa以下
まで減圧した後に、石英基板11のような絶縁性基板表
面上に、MgAg(重量比10:1)30を蒸着速度
0.2〜0.3nm/secで約200nmの厚さに陰
極として蒸着する(図4(a))。なお133Pa=1
Torrである。
【0025】次にプラズマCVD法により、SiN4 又
はSiO2 からなる絶縁層31を50nm成膜する(図
4(b)参照)。SiN4 の成膜条件は以下の通りであ
る。
はSiO2 からなる絶縁層31を50nm成膜する(図
4(b)参照)。SiN4 の成膜条件は以下の通りであ
る。
【0026】パワー 50W SiH4 50SCCM NH3 70SCCM 圧力 10〜100Pa 温度 350℃ またSiO2 の成膜条件は以下の通りである。
【0027】パワー 50W TEOSガス 50SCCM O2 500SCCM 圧力 10〜70Pa 温度 350℃ ここでTEOSはテトラエトキシシランである。
【0028】そして、この絶縁層31を発光部分に相当
する箇所のみを窓開けする(図4(c)参照)。次に再
び真空槽を1×10-4Pa以下まで減圧したのち、まず
トリス(8−キノリノラト)アルミニウム(以下Alq
3ともいう)(Ip=5.7eV,Ea=3.0eV)
を蒸着速度約0.1〜0.2nm/secで約50nm
の厚さに蒸着し、電子注入輸送層・発光層32を形成す
る。
する箇所のみを窓開けする(図4(c)参照)。次に再
び真空槽を1×10-4Pa以下まで減圧したのち、まず
トリス(8−キノリノラト)アルミニウム(以下Alq
3ともいう)(Ip=5.7eV,Ea=3.0eV)
を蒸着速度約0.1〜0.2nm/secで約50nm
の厚さに蒸着し、電子注入輸送層・発光層32を形成す
る。
【0029】更に減圧状態を保ったまま、下記化6で表
されるN,N′−ジ(3−メチルフェニル)−N,N′
−ジフェニル−4,4′−ジアミノ−1,1′−ビフェ
ニル(以下化6の化合物ともいう)を同様に約75nm
の厚さに蒸着し、正孔注入輸送層33を形成する。
されるN,N′−ジ(3−メチルフェニル)−N,N′
−ジフェニル−4,4′−ジアミノ−1,1′−ビフェ
ニル(以下化6の化合物ともいう)を同様に約75nm
の厚さに蒸着し、正孔注入輸送層33を形成する。
【0030】この上にITO膜34を蒸着又はスパッタ
リングにより成膜して透明電極を形成した。このITO
膜34は陽極である(図4(d)参照)。その後更に約
100nmの厚さのCr層35と、その上に約1μmの
厚さのAl層36を成膜し、例えばドライエッチングに
よりパターニングして発光用の穴部分を形成し、2層構
造からなる電極配線層を形成した(図4(e)参照)。
リングにより成膜して透明電極を形成した。このITO
膜34は陽極である(図4(d)参照)。その後更に約
100nmの厚さのCr層35と、その上に約1μmの
厚さのAl層36を成膜し、例えばドライエッチングに
よりパターニングして発光用の穴部分を形成し、2層構
造からなる電極配線層を形成した(図4(e)参照)。
【0031】このあと、全体に例えば低温プラズマ法に
より、SiNx,Si3 N4 ,SiOn,SiO2 等よ
りなる保護膜を形成後、各単位毎に分断してイメージセ
ンサを完成する。そしてこれをサポート基板7を介し
て、厚さ50μm〜150μm位の薄板ガラス3の下方
に設置する。この場合センサIC回路6や有機EL素子
5は1μm〜3μm位の厚さに形成することができる。
より、SiNx,Si3 N4 ,SiOn,SiO2 等よ
りなる保護膜を形成後、各単位毎に分断してイメージセ
ンサを完成する。そしてこれをサポート基板7を介し
て、厚さ50μm〜150μm位の薄板ガラス3の下方
に設置する。この場合センサIC回路6や有機EL素子
5は1μm〜3μm位の厚さに形成することができる。
【0032】このようにしてベース基板4上に、センサ
部分とその駆動回路を構成するTFTを有するセンサI
C回路6と、例えば有機EL素子で構成される薄膜発光
層5を形成し、フラットに構成することができるのみな
らず、ベース基板4に透光用の孔部を形成する必要もな
いので、ベース構造をフラットにでき、複雑な加工がい
らない。
部分とその駆動回路を構成するTFTを有するセンサI
C回路6と、例えば有機EL素子で構成される薄膜発光
層5を形成し、フラットに構成することができるのみな
らず、ベース基板4に透光用の孔部を形成する必要もな
いので、ベース構造をフラットにでき、複雑な加工がい
らない。
【0033】しかもセンサに対する駆動回路もセンサと
一体に内蔵されているので、まわりの回路部品を少なく
することができ、したがって構造が簡単になるので、従
来の完全密着型イメージセンサよりもはるかにコンパク
トに、小型にすることができる。
一体に内蔵されているので、まわりの回路部品を少なく
することができ、したがって構造が簡単になるので、従
来の完全密着型イメージセンサよりもはるかにコンパク
トに、小型にすることができる。
【0034】また光源として用いている有機EL素子で
構成される薄膜発光層5はムラのない均一な面発光が可
能であり、高輝度が長時間に渡って安定して得られる。
波長によっても異なるが100〜10000cd/m2
程度、あるいはそれ以上の高輝度も得られる。その結
果、原稿から十分な反射光が得られる。なおこの有機E
L素子の発光極大波長は、350〜700nm程度であ
る。
構成される薄膜発光層5はムラのない均一な面発光が可
能であり、高輝度が長時間に渡って安定して得られる。
波長によっても異なるが100〜10000cd/m2
程度、あるいはそれ以上の高輝度も得られる。その結
果、原稿から十分な反射光が得られる。なおこの有機E
L素子の発光極大波長は、350〜700nm程度であ
る。
【0035】有機EL素子は図4に説明したものに限定
されるものではない。本発明における有機EL素子は、
少なくとも1層の有機化合物層を有し、少なくとも1層
の有機化合物層が化2で表されるテトラアリールジアミ
ン誘導体(「化2の化合物」ともいう。)を含有する。
されるものではない。本発明における有機EL素子は、
少なくとも1層の有機化合物層を有し、少なくとも1層
の有機化合物層が化2で表されるテトラアリールジアミ
ン誘導体(「化2の化合物」ともいう。)を含有する。
【0036】
【化2】
【0037】〔化2において、R1 、R2 、R3 及びR
4 はそれぞれアリール基、アルキル基、アルコキシ基、
アリールオキシ基、アミノ基又はハロゲン原子を表す。
r1、r2、r3及びr4は、それぞれ0又は1〜5の
整数である。R5 及びR6 は、アルキル基、アルコキシ
基、アミノ基又はハロゲン原子を表し、これらは同一で
も異なる物であってもよい。r5及びr6は、それぞれ
0又は1〜4の整数である。〕化2で表されるテトラア
リールジアミン誘導体は、融点やガラス転移温度が高
く、その蒸着等により成膜される薄膜は、透明で室温以
上でも安定なアモルファス状態を形成し、長期間に渡っ
て平滑で良好な膜質を示す。
4 はそれぞれアリール基、アルキル基、アルコキシ基、
アリールオキシ基、アミノ基又はハロゲン原子を表す。
r1、r2、r3及びr4は、それぞれ0又は1〜5の
整数である。R5 及びR6 は、アルキル基、アルコキシ
基、アミノ基又はハロゲン原子を表し、これらは同一で
も異なる物であってもよい。r5及びr6は、それぞれ
0又は1〜4の整数である。〕化2で表されるテトラア
リールジアミン誘導体は、融点やガラス転移温度が高
く、その蒸着等により成膜される薄膜は、透明で室温以
上でも安定なアモルファス状態を形成し、長期間に渡っ
て平滑で良好な膜質を示す。
【0038】ここで化2について説明する。化2におい
て、R1 〜R4 は、それぞれアリール基、アルキル基、
アルコキシ基、アリールオキシ基、アミノ基又はハロゲ
ン原子を表す。r1〜r4は、それぞれ0又は1〜5の
整数である。R5 及びR6 は、それぞれアルキル基、ア
ルコキシ基、アミノ基又はハロゲン原子を表し、これら
は同一でも異なるものであってもよい。r5及びr6
は、それぞれ0又は1〜4の整数である。
て、R1 〜R4 は、それぞれアリール基、アルキル基、
アルコキシ基、アリールオキシ基、アミノ基又はハロゲ
ン原子を表す。r1〜r4は、それぞれ0又は1〜5の
整数である。R5 及びR6 は、それぞれアルキル基、ア
ルコキシ基、アミノ基又はハロゲン原子を表し、これら
は同一でも異なるものであってもよい。r5及びr6
は、それぞれ0又は1〜4の整数である。
【0039】R1 〜R4 で表されるアリール基として
は、単環もしくは多環のものであってよく、縮合環や環
縮合も含まれる。総炭素数は6〜20のものが好まし
く、置換基を有していてもよい。この場合の置換基とし
ては、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、アリー
ルオキシ基、アミノ基、ハロゲン原子等が挙げられる。
は、単環もしくは多環のものであってよく、縮合環や環
縮合も含まれる。総炭素数は6〜20のものが好まし
く、置換基を有していてもよい。この場合の置換基とし
ては、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、アリー
ルオキシ基、アミノ基、ハロゲン原子等が挙げられる。
【0040】R1 〜R4 で表されるアリール基の具体例
としては、フェニル基、(o−,m−,p−)トリル
基、ピレニル基、ナフチル基、アントリル基、ビフェニ
ル基、フェニルアントリル基、トリルアントリル基等が
挙げられ、特にフェニル基が好ましく、アリール基、特
にフェニル基の結合位置は3位又は4位であることが好
ましい。
としては、フェニル基、(o−,m−,p−)トリル
基、ピレニル基、ナフチル基、アントリル基、ビフェニ
ル基、フェニルアントリル基、トリルアントリル基等が
挙げられ、特にフェニル基が好ましく、アリール基、特
にフェニル基の結合位置は3位又は4位であることが好
ましい。
【0041】R1 〜R4 で表されるアルキル基として
は、直鎖状でも分岐を有するものであってもよく、炭素
数1〜10のものが好ましく、置換基を有していてもよ
い。この場合の置換基としてはアリール基と同様のもの
が挙げられる。
は、直鎖状でも分岐を有するものであってもよく、炭素
数1〜10のものが好ましく、置換基を有していてもよ
い。この場合の置換基としてはアリール基と同様のもの
が挙げられる。
【0042】R1 〜R4 で表されるアルキル基として
は、メチル基、エチル基、(n−,i−)プロピル基、
(n−,i−,s−,t−)ブチル基等が挙げられる。
特にメチル基とt−ブチル基が好ましい。さらには、R
1 かR3 のどちらかとR2 かR 4 のどちらかに3位の位
置でメチル基が、又はt−ブチル基が結合していること
が好ましい。
は、メチル基、エチル基、(n−,i−)プロピル基、
(n−,i−,s−,t−)ブチル基等が挙げられる。
特にメチル基とt−ブチル基が好ましい。さらには、R
1 かR3 のどちらかとR2 かR 4 のどちらかに3位の位
置でメチル基が、又はt−ブチル基が結合していること
が好ましい。
【0043】R1 〜R4 で表されるアルコキシ基として
は、アルキル部分の炭素数1〜6のものが好ましく、具
体的にはメトキシ基、エトキシ基、t−ブトキシ基等が
挙げられる。アルコキシ基はさらに置換されていてもよ
い。
は、アルキル部分の炭素数1〜6のものが好ましく、具
体的にはメトキシ基、エトキシ基、t−ブトキシ基等が
挙げられる。アルコキシ基はさらに置換されていてもよ
い。
【0044】R1 〜R4 で表されるアリールオキシ基と
しては、フェノキシ基、4−メチルフェノキシ基、4−
(t−ブチル)フェノキシ基等が挙げられる。R1 〜R
4 で表されるアミノ基としては、無置換でも置換基を有
するものであってもよいが、置換基を有するものが好ま
しく、具体的にはジメチルアミノ基、ジエチルアミノ
基、ジフェニルアミノ基、ビス(ジフェニル)アミノ基
等が挙げられる。
しては、フェノキシ基、4−メチルフェノキシ基、4−
(t−ブチル)フェノキシ基等が挙げられる。R1 〜R
4 で表されるアミノ基としては、無置換でも置換基を有
するものであってもよいが、置換基を有するものが好ま
しく、具体的にはジメチルアミノ基、ジエチルアミノ
基、ジフェニルアミノ基、ビス(ジフェニル)アミノ基
等が挙げられる。
【0045】R1 〜R4 で表されるハロゲン原子として
は、塩素原子、臭素原子等が挙げられる。R1 〜R4 の
うちの少なくとも1つがアリール基であることが、さら
には2つ以上、特には3つ以上のものが好ましい。従っ
て、r1〜r4のなかの1つ以上、さらには2つ以上、
特には3つ以上が1以上の整数であることが好ましく、
さらに特にはr1〜r4のなかの2つ以上、さらには3
つ以上が1であることが好ましい。
は、塩素原子、臭素原子等が挙げられる。R1 〜R4 の
うちの少なくとも1つがアリール基であることが、さら
には2つ以上、特には3つ以上のものが好ましい。従っ
て、r1〜r4のなかの1つ以上、さらには2つ以上、
特には3つ以上が1以上の整数であることが好ましく、
さらに特にはr1〜r4のなかの2つ以上、さらには3
つ以上が1であることが好ましい。
【0046】化5において、R5 、R6 で表されるアル
キル基、アルコキシ基、アミノ基、ハロゲン原子として
はR1 〜R4 のところで挙げたものと同様のものが挙げ
られる。
キル基、アルコキシ基、アミノ基、ハロゲン原子として
はR1 〜R4 のところで挙げたものと同様のものが挙げ
られる。
【0047】r5、r6は、ともに0であることが好ま
しく、2つのアリールアミノ基を連結するビフェニレン
基は無置換のものが好ましい。なお、r1〜r4が2以
上の整数のとき、各R1 〜R4 同士は各々同一でも異な
るものであってもよい。また、r5、r6が2以上の整
数のとき、R5 同士、R6 同士は同一でも異なるもので
あってもよい。
しく、2つのアリールアミノ基を連結するビフェニレン
基は無置換のものが好ましい。なお、r1〜r4が2以
上の整数のとき、各R1 〜R4 同士は各々同一でも異な
るものであってもよい。また、r5、r6が2以上の整
数のとき、R5 同士、R6 同士は同一でも異なるもので
あってもよい。
【0048】化2の化合物のなかでも、特に、化3〜化
7で表される化合物が好ましい。
7で表される化合物が好ましい。
【0049】
【化3】
【0050】
【化4】
【0051】
【化5】
【0052】
【化6】
【0053】
【化7】
【0054】(有機EL素子の第2例)本発明の有機E
L素子の他の構成例を図5に示す。同図に示される有機
EL素子71は、基板72上に陰極73、電子注入輸送
層74、発光層75、正孔注入輸送層76、陽極77を
順次有する。
L素子の他の構成例を図5に示す。同図に示される有機
EL素子71は、基板72上に陰極73、電子注入輸送
層74、発光層75、正孔注入輸送層76、陽極77を
順次有する。
【0055】発光層は、正孔(ホール)及び電子の注入
機能、それらの輸送機能、正孔と電子の再結合により励
起子を生成させる機能を有する。発光層には比較的ニュ
ートラルな化合物を用いることが好ましい。正孔注入輸
送層は、陽極からの正孔の注入を容易にする機能、正孔
を輸送する機能及び電子を妨げる機能を有し、電子注入
輸送層は、陰極からの電子の注入を容易にする機能、電
子を輸送する機能及び正孔を妨げる機能を有するもので
あり、これらの層は、発光層へ注入される正孔や電子を
増大・閉じ込めさせ、再結合領域を最適化させ、発光効
率を改善する。
機能、それらの輸送機能、正孔と電子の再結合により励
起子を生成させる機能を有する。発光層には比較的ニュ
ートラルな化合物を用いることが好ましい。正孔注入輸
送層は、陽極からの正孔の注入を容易にする機能、正孔
を輸送する機能及び電子を妨げる機能を有し、電子注入
輸送層は、陰極からの電子の注入を容易にする機能、電
子を輸送する機能及び正孔を妨げる機能を有するもので
あり、これらの層は、発光層へ注入される正孔や電子を
増大・閉じ込めさせ、再結合領域を最適化させ、発光効
率を改善する。
【0056】正孔注入輸送層及び電子注入輸送層は、発
光層に用いる化合物の正孔注入、正孔輸送、電子注入、
電子輸送の各機能の高さを考慮し、必要に応じて設けら
れる。
光層に用いる化合物の正孔注入、正孔輸送、電子注入、
電子輸送の各機能の高さを考慮し、必要に応じて設けら
れる。
【0057】例えば、発光層に用いる化合物の正孔注入
輸送機能又は電子注入輸送機能が高い場合には、正孔注
入輸送層又は電子注入輸送層を設けずに、発光層が正孔
注入輸送層又は電子注入輸送層を兼ねる構成とすること
ができる。また、場合によっては正孔注入輸送層及び電
子注入輸送層のいずれも設けなくてよい。また、正孔注
入輸送層及び電子注入輸送層は、それぞれにおいて、注
入機能を持つ層と輸送機能を持つ層とに別個に設けても
よい。
輸送機能又は電子注入輸送機能が高い場合には、正孔注
入輸送層又は電子注入輸送層を設けずに、発光層が正孔
注入輸送層又は電子注入輸送層を兼ねる構成とすること
ができる。また、場合によっては正孔注入輸送層及び電
子注入輸送層のいずれも設けなくてよい。また、正孔注
入輸送層及び電子注入輸送層は、それぞれにおいて、注
入機能を持つ層と輸送機能を持つ層とに別個に設けても
よい。
【0058】発光層の厚さ、正孔注入輸送層の厚さ及び
電子注入輸送層の厚さは特に限定されず、形成方法によ
っても異なるが、通常、5〜1000nm程度、特に1
0〜200nmとすることが好ましい。
電子注入輸送層の厚さは特に限定されず、形成方法によ
っても異なるが、通常、5〜1000nm程度、特に1
0〜200nmとすることが好ましい。
【0059】正孔注入輸送層の厚さ及び電子注入輸送層
の厚さは、再結合・発光領域の設計によるが、発光層の
厚さと同程度もしくは1/10〜10倍程度とすればよ
い。電子もしくは正孔の、各々の注入層と輸送層を分け
る場合は、注入層は1nm以上、輸送層は20nm以上
とするのが好ましい。このときの注入層、輸送層の厚さ
の上限は、通常、注入層で100nm程度、輸送層で1
000nm程度である。このような膜厚については注入
輸送層を2層設けるときも同じである。
の厚さは、再結合・発光領域の設計によるが、発光層の
厚さと同程度もしくは1/10〜10倍程度とすればよ
い。電子もしくは正孔の、各々の注入層と輸送層を分け
る場合は、注入層は1nm以上、輸送層は20nm以上
とするのが好ましい。このときの注入層、輸送層の厚さ
の上限は、通常、注入層で100nm程度、輸送層で1
000nm程度である。このような膜厚については注入
輸送層を2層設けるときも同じである。
【0060】又、組み合わせる発光層や電子注入輸送層
や正孔注入輸送層のキャリア移動度やキャリア密度(イ
オン化ポテンシャル・電子親和力により決まる)を考慮
しながら、膜厚をコントロールすることで、再結合領域
・発光領域を自由に設計することが可能であり、発光色
の設計や、両電極の干渉効果による発光輝度・発光スペ
クトルの制御や、発光の空間分布の制御を可能にでき
る。又基板に色フィルター膜や誘電体反射膜を用いて発
光色をコントロールしてもよい。
や正孔注入輸送層のキャリア移動度やキャリア密度(イ
オン化ポテンシャル・電子親和力により決まる)を考慮
しながら、膜厚をコントロールすることで、再結合領域
・発光領域を自由に設計することが可能であり、発光色
の設計や、両電極の干渉効果による発光輝度・発光スペ
クトルの制御や、発光の空間分布の制御を可能にでき
る。又基板に色フィルター膜や誘電体反射膜を用いて発
光色をコントロールしてもよい。
【0061】化2の化合物は、発光層、正孔注入輸送層
のいずれにも適用可能であるが、正孔注入輸送性が良好
であるので、正孔注入輸送層に用いることが好ましい。
化2の化合物を正孔注入輸送層に用いる場合について説
明する。正孔注入輸送層は、本発明の化合物を蒸着する
か、あるいは樹脂バインダー中に分散させてコーティン
グして形成すればよい。特に蒸着を行えば良好なアモル
ファス膜が得られる。
のいずれにも適用可能であるが、正孔注入輸送性が良好
であるので、正孔注入輸送層に用いることが好ましい。
化2の化合物を正孔注入輸送層に用いる場合について説
明する。正孔注入輸送層は、本発明の化合物を蒸着する
か、あるいは樹脂バインダー中に分散させてコーティン
グして形成すればよい。特に蒸着を行えば良好なアモル
ファス膜が得られる。
【0062】又、通常の有機EL素子に用いられている
各種有機化合物、例えば、特開昭63−295695号
公報、特開平2−191694号公報、特開平3−79
2号公報等に記載されている各種有機化合物を正孔注入
輸送層に併用することができる。例えば、化2の化合物
以外の他の芳香族三級アミン、ヒドラゾン誘導体、カル
バゾール誘導体、トリアゾール誘導体、イミダゾール誘
導体、アミノ基を有するオキサジアゾール誘導体、ポリ
チオフェン等を本発明の化合物と積層したり、混合した
りしてもよい。
各種有機化合物、例えば、特開昭63−295695号
公報、特開平2−191694号公報、特開平3−79
2号公報等に記載されている各種有機化合物を正孔注入
輸送層に併用することができる。例えば、化2の化合物
以外の他の芳香族三級アミン、ヒドラゾン誘導体、カル
バゾール誘導体、トリアゾール誘導体、イミダゾール誘
導体、アミノ基を有するオキサジアゾール誘導体、ポリ
チオフェン等を本発明の化合物と積層したり、混合した
りしてもよい。
【0063】正孔注入輸送層を正孔注入層と正孔輸送層
とに分けて設置する場合は、正孔注入輸送層用の化合物
のなかから好ましい組合せを選択して用いることができ
る。このとき、陽極(ITO等)側からイオン化ポテン
シャルの小さい化合物の層の順に積層することが好まし
い。また陽極表面には薄膜性の良好な化合物を用いるこ
とが好ましい。このような積層順については、正孔注入
輸送層を2層以上設けるときも同様である。このような
積層順とすることによって、駆動電圧が低下し、電流リ
ークの発生やダークスポットの発生・成長を防ぐことが
できる。又、素子化する場合、蒸着を用いているので1
〜10nm程度の薄い膜も、均一かつピンホールフリー
とすることができるため、正孔注入層にイオン化ポテン
シャルが小さく、可視部に吸収をもつような化合物を用
いても、発光色の色調変化や再吸収により効率の低下を
防ぐことができる。
とに分けて設置する場合は、正孔注入輸送層用の化合物
のなかから好ましい組合せを選択して用いることができ
る。このとき、陽極(ITO等)側からイオン化ポテン
シャルの小さい化合物の層の順に積層することが好まし
い。また陽極表面には薄膜性の良好な化合物を用いるこ
とが好ましい。このような積層順については、正孔注入
輸送層を2層以上設けるときも同様である。このような
積層順とすることによって、駆動電圧が低下し、電流リ
ークの発生やダークスポットの発生・成長を防ぐことが
できる。又、素子化する場合、蒸着を用いているので1
〜10nm程度の薄い膜も、均一かつピンホールフリー
とすることができるため、正孔注入層にイオン化ポテン
シャルが小さく、可視部に吸収をもつような化合物を用
いても、発光色の色調変化や再吸収により効率の低下を
防ぐことができる。
【0064】化2の化合物を主成分とする正孔注入輸送
層に併用する有機化合物としては、ポリチオフェンが好
ましく、化2の化合物を正孔輸送層もしくは第二正孔注
入輸送層として蒸着した後に、薄膜性の良好な正孔注入
層もしくは第一正孔注入輸送層としてポリチオフェンを
積層することはイオン化ポテンシャルの点からさらに好
ましい。
層に併用する有機化合物としては、ポリチオフェンが好
ましく、化2の化合物を正孔輸送層もしくは第二正孔注
入輸送層として蒸着した後に、薄膜性の良好な正孔注入
層もしくは第一正孔注入輸送層としてポリチオフェンを
積層することはイオン化ポテンシャルの点からさらに好
ましい。
【0065】本発明に用いることが好ましいポリチオフ
ェンとしては、化8で示される構造単位を有する重合体
(以下、「重合体」ともいう。)が挙げられる。
ェンとしては、化8で示される構造単位を有する重合体
(以下、「重合体」ともいう。)が挙げられる。
【0066】
【化8】
【0067】化8の重合体について説明する。化8につ
いて記すと、未端基X1 及びX2 は、それぞれ同一でも
異なるものであってもよく、水素原子又は塩素、臭素、
ヨウ素等のハロゲン原子である。X1 及びX2 は重合体
の合成の際の出発原料に依存する。
いて記すと、未端基X1 及びX2 は、それぞれ同一でも
異なるものであってもよく、水素原子又は塩素、臭素、
ヨウ素等のハロゲン原子である。X1 及びX2 は重合体
の合成の際の出発原料に依存する。
【0068】nは平均重合度を表し、層中では4〜10
0、好ましくは5〜40、さらに好ましくは5〜20で
ある。又、層中における重合体の重量平均分子量は30
0〜10000程度である。
0、好ましくは5〜40、さらに好ましくは5〜20で
ある。又、層中における重合体の重量平均分子量は30
0〜10000程度である。
【0069】本発明に用いるポリチオフェンの融点は3
00℃以上、又は融点を持たないものであり、真空蒸着
によりアモルファス状態あるいは微結晶状態の良質な膜
が得られる。
00℃以上、又は融点を持たないものであり、真空蒸着
によりアモルファス状態あるいは微結晶状態の良質な膜
が得られる。
【0070】上記のように、化2の化合物を正孔注入輸
送層に用いる場合、発光層中には発光機能を有する化合
物である蛍光性物質が含まれる。この蛍光性物質として
は、例えば、特開昭63−264692号公報に開示さ
れているような化合物、例えばキナクリドン、ルブレ
ン、スチリル系色素等の化合物から選択される少なくと
も1種が挙げられる。その他トリス(8−キノリノラ
ト)アルミニウム等の金属錯体色素、テトラフェニルブ
タジエン、アントラセン、ペリレン、コロネン、12−
フタロペリノン誘導体等が挙げられる。これらの有機蛍
光体を蒸着するか、あるいは樹脂バインダー中に分散さ
せてコーティングすることにより、発光層を所定の厚さ
に形成する。
送層に用いる場合、発光層中には発光機能を有する化合
物である蛍光性物質が含まれる。この蛍光性物質として
は、例えば、特開昭63−264692号公報に開示さ
れているような化合物、例えばキナクリドン、ルブレ
ン、スチリル系色素等の化合物から選択される少なくと
も1種が挙げられる。その他トリス(8−キノリノラ
ト)アルミニウム等の金属錯体色素、テトラフェニルブ
タジエン、アントラセン、ペリレン、コロネン、12−
フタロペリノン誘導体等が挙げられる。これらの有機蛍
光体を蒸着するか、あるいは樹脂バインダー中に分散さ
せてコーティングすることにより、発光層を所定の厚さ
に形成する。
【0071】電子注入輸送層には、トリス(8−キノリ
ノラト)アルミニウム等の有機金属錯体、オキサジアゾ
ール誘導体、ペリレン誘導体、ピリジン誘導体、ピリミ
ジン誘導体、キノリン誘導体、キノキサリン誘導体、ジ
フェニルキノン誘導体、ニトロ置換フルオレン誘導体等
を用いることができる。電子注入輸送層は発光層を兼ね
たものであってもよく、このような場合はトリス(8−
キノリノラト)アルミニウム等を使用することも好まし
い。電子注入輸送層の形成も正孔注入輸送層や発光層と
同様に蒸着等によればよい。
ノラト)アルミニウム等の有機金属錯体、オキサジアゾ
ール誘導体、ペリレン誘導体、ピリジン誘導体、ピリミ
ジン誘導体、キノリン誘導体、キノキサリン誘導体、ジ
フェニルキノン誘導体、ニトロ置換フルオレン誘導体等
を用いることができる。電子注入輸送層は発光層を兼ね
たものであってもよく、このような場合はトリス(8−
キノリノラト)アルミニウム等を使用することも好まし
い。電子注入輸送層の形成も正孔注入輸送層や発光層と
同様に蒸着等によればよい。
【0072】電子注入輸送層を電子注入層と電子輸送層
とに分けて設層する場合は、電子注入輸送層用の化合物
のなかから好ましい組合せを選択して用いることができ
る。このとき、陰極側から電子親和力の値の大きい化合
物の層の順に積層することが好ましい。このような積層
順については電子注入輸送層を2層以上設けるときも同
様である。
とに分けて設層する場合は、電子注入輸送層用の化合物
のなかから好ましい組合せを選択して用いることができ
る。このとき、陰極側から電子親和力の値の大きい化合
物の層の順に積層することが好ましい。このような積層
順については電子注入輸送層を2層以上設けるときも同
様である。
【0073】又、本発明では、化2の化合物を含有する
層と他の機能を有する化合物を含有する層との間に両方
の化合物の混合物を含有する混合層を特に発光層として
設けることが好ましい。さらには、発光強度を高めるた
めに、その混合層に発光機能を有する化合物(蛍光性物
質)をドープしてもよい。
層と他の機能を有する化合物を含有する層との間に両方
の化合物の混合物を含有する混合層を特に発光層として
設けることが好ましい。さらには、発光強度を高めるた
めに、その混合層に発光機能を有する化合物(蛍光性物
質)をドープしてもよい。
【0074】特に、化2の化合物が正孔注入輸送機能を
有する化合物であることから、電子注入輸送機能を有す
る化合物(発光機能を併せもつ化合物も含む。)との混
合物を含有する層を発光層として設けることが好まし
い。
有する化合物であることから、電子注入輸送機能を有す
る化合物(発光機能を併せもつ化合物も含む。)との混
合物を含有する層を発光層として設けることが好まし
い。
【0075】化2の化合物と電子注入輸送機能を有する
化合物とを混合した有機化合物層を特に発光層として設
けることにより、混合層にはキャリアのホッピング伝導
パスができることになるので、混合層に注入された各キ
ャリアは極性的により優勢な物質中を移動する。すなわ
ち正孔は正孔注入輸送性固体中を、又電子は電子注入輸
送性固体中を移動することになり、逆の極性のキャリア
注入は起こりにくくなるため有機化合物がダメージを受
けにくくなり、EL素子の寿命が大幅に向上する。
化合物とを混合した有機化合物層を特に発光層として設
けることにより、混合層にはキャリアのホッピング伝導
パスができることになるので、混合層に注入された各キ
ャリアは極性的により優勢な物質中を移動する。すなわ
ち正孔は正孔注入輸送性固体中を、又電子は電子注入輸
送性固体中を移動することになり、逆の極性のキャリア
注入は起こりにくくなるため有機化合物がダメージを受
けにくくなり、EL素子の寿命が大幅に向上する。
【0076】この混合に供する電子注入輸送機能を有す
る化合物は、前記の電子注入輸送用の化合物の中から選
択して用いることができる。具体的には、トリス(8−
キノリノラト)アルミニウム等を用いることが好まし
い。
る化合物は、前記の電子注入輸送用の化合物の中から選
択して用いることができる。具体的には、トリス(8−
キノリノラト)アルミニウム等を用いることが好まし
い。
【0077】さらに、混合層において、正孔及び電子注
入輸送機能を有する化合物は各々1種のみを用いても2
種以上併用してもよく、正孔注入輸送機能を有する化合
物としては、化2の化合物の他に前記の正孔注入輸送用
の化合物から選択して用いることができる。
入輸送機能を有する化合物は各々1種のみを用いても2
種以上併用してもよく、正孔注入輸送機能を有する化合
物としては、化2の化合物の他に前記の正孔注入輸送用
の化合物から選択して用いることができる。
【0078】なかでも、特に、化2の化合物を用いた正
孔注入輸送層と電子注入輸送層との間に両者の混合層を
発光層として介在させ、この正孔注入輸送層の上にポリ
チオフェンを用いた正孔注入輸送層を積層することが好
ましい。
孔注入輸送層と電子注入輸送層との間に両者の混合層を
発光層として介在させ、この正孔注入輸送層の上にポリ
チオフェンを用いた正孔注入輸送層を積層することが好
ましい。
【0079】この場合の混合比は、キャリア移動度によ
るが、化2の化合物が混合層全体に対し30〜70wt
%、特には50wt%程度(従って、通常化2の化合物
/電子注入輸送機能を有する化合物の重量比が、30/
70〜70/30、特には50/50程度)となるよう
にすることが好ましい。
るが、化2の化合物が混合層全体に対し30〜70wt
%、特には50wt%程度(従って、通常化2の化合物
/電子注入輸送機能を有する化合物の重量比が、30/
70〜70/30、特には50/50程度)となるよう
にすることが好ましい。
【0080】また、混合層の厚さは、分子層一層に相当
する厚みから、有機化合物層の膜厚未満とすることが好
ましく、具体的には1〜85nmとすることが好まし
く、さらには5〜60nm、特には5〜50nmとする
ことが好ましい。
する厚みから、有機化合物層の膜厚未満とすることが好
ましく、具体的には1〜85nmとすることが好まし
く、さらには5〜60nm、特には5〜50nmとする
ことが好ましい。
【0081】又、混合層の形成方法としては、異なる蒸
着源より蒸発させる共蒸着が好ましいが、蒸気圧(蒸発
温度)が同程度あるいは非常に近い場合には、予め同じ
蒸着ボード内で混合させておき、蒸着することもでき
る。混合層は化合物同士が均一に混合している方が好ま
しいが、場合によっては、化合物が島状に存在するもの
であってもよい。
着源より蒸発させる共蒸着が好ましいが、蒸気圧(蒸発
温度)が同程度あるいは非常に近い場合には、予め同じ
蒸着ボード内で混合させておき、蒸着することもでき
る。混合層は化合物同士が均一に混合している方が好ま
しいが、場合によっては、化合物が島状に存在するもの
であってもよい。
【0082】なお、混合層は、発光層以外の有機化合物
層にも用いることができる。ただし、素子中に存在する
有機化合物層の一部とすることが好ましく、有機化合物
層をすべて混合層とすると高輝度な均一発光が得られに
くくなることもある。
層にも用いることができる。ただし、素子中に存在する
有機化合物層の一部とすることが好ましく、有機化合物
層をすべて混合層とすると高輝度な均一発光が得られに
くくなることもある。
【0083】化2の化合物は好ましくは正孔注入輸送層
に用いられるが、この正孔注入輸送層に接して設けられ
る発光層(電子注入輸送層を兼ねる場合も含む。)との
イオン化ポテンシャルIp(以下Ipという)の差もし
くは電子親和力Ea(以下Eaという)の差、又は両者
の差が0.2eV以上であることが好ましい。
に用いられるが、この正孔注入輸送層に接して設けられ
る発光層(電子注入輸送層を兼ねる場合も含む。)との
イオン化ポテンシャルIp(以下Ipという)の差もし
くは電子親和力Ea(以下Eaという)の差、又は両者
の差が0.2eV以上であることが好ましい。
【0084】上記のIpの差もしくはEaの差は、化2
の化合物を含む層が正孔注入輸送機能を有する層であっ
て、かつ発光層としても機能する層であるとき、この層
に接する層は電子注入輸送層であるので、この層との差
とする。
の化合物を含む層が正孔注入輸送機能を有する層であっ
て、かつ発光層としても機能する層であるとき、この層
に接する層は電子注入輸送層であるので、この層との差
とする。
【0085】Ipの差、Eaの差を上記の範囲にするこ
とによりエネルギーレベルが最適になり、界面において
キャリアが効果的にブロッキングされるため、安定した
キャリアの再結合及び発光が起こる。特に化2の化合物
を正孔注入輸送層に用いることにより、この正孔注入輸
送層と接する発光機能を有する層(発光層が電子注入輸
送層を兼ねる発光・電子注入輸送層を含む。)、あるい
は正孔注入輸送層が発光層を兼ねる正孔注入輸送機能を
有する層であるときにこの層と接する電子注入輸送層と
のIpの差、Eaの差が最適化されて、界面におけるキ
ャリアブロッキング効果が高まり、極性的に劣勢あるい
は不安定なキャリアの注入はより起こりにくくなるの
で、各層の有機化合物がダメージを受けにくくなり、キ
ャリア再結合領域や発光領域で、キャリアや励起子の失
活ポイントを生じにくくなる。その結果、安定した発光
が得られ、発光寿命が向上する。
とによりエネルギーレベルが最適になり、界面において
キャリアが効果的にブロッキングされるため、安定した
キャリアの再結合及び発光が起こる。特に化2の化合物
を正孔注入輸送層に用いることにより、この正孔注入輸
送層と接する発光機能を有する層(発光層が電子注入輸
送層を兼ねる発光・電子注入輸送層を含む。)、あるい
は正孔注入輸送層が発光層を兼ねる正孔注入輸送機能を
有する層であるときにこの層と接する電子注入輸送層と
のIpの差、Eaの差が最適化されて、界面におけるキ
ャリアブロッキング効果が高まり、極性的に劣勢あるい
は不安定なキャリアの注入はより起こりにくくなるの
で、各層の有機化合物がダメージを受けにくくなり、キ
ャリア再結合領域や発光領域で、キャリアや励起子の失
活ポイントを生じにくくなる。その結果、安定した発光
が得られ、発光寿命が向上する。
【0086】これに対し、これらの差が小さくなると、
界面におけるキャリアブロッキング効果が得られなくな
る。上記の差のなかでも、いずれかが上記範囲にあれば
よいが、特には両方の差が上記範囲にあることが好まし
い。また、特に電子注入輸送材料としてトリス(8−キ
ノリノラト)アルミニウムを用いるときはIpの差が上
記範囲にあることが好ましい。
界面におけるキャリアブロッキング効果が得られなくな
る。上記の差のなかでも、いずれかが上記範囲にあれば
よいが、特には両方の差が上記範囲にあることが好まし
い。また、特に電子注入輸送材料としてトリス(8−キ
ノリノラト)アルミニウムを用いるときはIpの差が上
記範囲にあることが好ましい。
【0087】このときの差の上限値には特に制限はない
が、通常1程度であり、上記の差はいずれも0.2〜1
eVの範囲にあることが好ましい。なお、化2の化合物
を含む層に、さらに他の化合物が含有されているときで
あって、化2の化合物を主成分(通常50wt%以上の
含有量)とするときは、化2の化合物の単層膜から得ら
れたIp、Eaの値をこの層のIp、Eaとみなすもの
とする。また、化2の化合物を含む層と比較される層に
2種以上の化合物が含有されるときも、主成分(通常5
0wt%以上の含有量)となる化合物の単層膜から得ら
れたIp、Eaの値をこの層のIp、Eaとみなすもの
とする。
が、通常1程度であり、上記の差はいずれも0.2〜1
eVの範囲にあることが好ましい。なお、化2の化合物
を含む層に、さらに他の化合物が含有されているときで
あって、化2の化合物を主成分(通常50wt%以上の
含有量)とするときは、化2の化合物の単層膜から得ら
れたIp、Eaの値をこの層のIp、Eaとみなすもの
とする。また、化2の化合物を含む層と比較される層に
2種以上の化合物が含有されるときも、主成分(通常5
0wt%以上の含有量)となる化合物の単層膜から得ら
れたIp、Eaの値をこの層のIp、Eaとみなすもの
とする。
【0088】なお、混合層を介在させた構成では、この
ようなIp、Eaの概念は適用しないものとする。な
お、化2の化合物のIpの絶対値は4.8〜5.5eV
程度である。また、Eaの絶対値は1.8〜3.0eV
程度である。
ようなIp、Eaの概念は適用しないものとする。な
お、化2の化合物のIpの絶対値は4.8〜5.5eV
程度である。また、Eaの絶対値は1.8〜3.0eV
程度である。
【0089】これに対し、発光層(電子注入輸送層を兼
ねる場合も含む。)もしくは電子注入層に用いる化合物
は前記の蛍光性物質もしくは電子注入輸送用の化合物の
中から選択して用いることができる。具体的には、トリ
ス(8−キノリノラト)アルミニウムを用いることが好
ましい。この化合物のIpの絶対値は通常5.6〜5.
7eV程度であり、Eaの絶対値は2.9〜3.0eV
程度である。
ねる場合も含む。)もしくは電子注入層に用いる化合物
は前記の蛍光性物質もしくは電子注入輸送用の化合物の
中から選択して用いることができる。具体的には、トリ
ス(8−キノリノラト)アルミニウムを用いることが好
ましい。この化合物のIpの絶対値は通常5.6〜5.
7eV程度であり、Eaの絶対値は2.9〜3.0eV
程度である。
【0090】本発明におけるイオン化ポテンシャルIp
は、白橋、磯部、宇田、電子材料、123(1985)
の記載に従う低エネルギー電子分光装置「Model
AC−1」(理研計器製)を用い、10〜200nm厚
の化合物単層の蒸着膜をITO透明電極を有する基板や
スライドガラスなどの上に成膜したサンプルを使用して
測定した値である。
は、白橋、磯部、宇田、電子材料、123(1985)
の記載に従う低エネルギー電子分光装置「Model
AC−1」(理研計器製)を用い、10〜200nm厚
の化合物単層の蒸着膜をITO透明電極を有する基板や
スライドガラスなどの上に成膜したサンプルを使用して
測定した値である。
【0091】なおIpのデータは小数第1位まで表示し
た。Ipは小数第2位まで測定可能であるが、成膜サン
プルの表面状態、測定環境、測定者のベースラインや傾
きの取り方等により多少変動するため、小数第2位を4
捨5入して小数第1位までの表示とした。
た。Ipは小数第2位まで測定可能であるが、成膜サン
プルの表面状態、測定環境、測定者のベースラインや傾
きの取り方等により多少変動するため、小数第2位を4
捨5入して小数第1位までの表示とした。
【0092】上記の低エネルギー電子分光装置は、図6
(A)に示す構成のものである。図6に示すように、分
光装置80は、紫外線ランプ81、モノクロメータ8
2、検出器83、低エネルギー電子計数装置84、制御
装置85、演算表示装置86及びX−Yステージ87に
より構成され、X−Yステージ上にサンプルSを載置し
て測定を行うものである。
(A)に示す構成のものである。図6に示すように、分
光装置80は、紫外線ランプ81、モノクロメータ8
2、検出器83、低エネルギー電子計数装置84、制御
装置85、演算表示装置86及びX−Yステージ87に
より構成され、X−Yステージ上にサンプルSを載置し
て測定を行うものである。
【0093】紫外線ランプ11には重水素ランプを用
い、このランプから出た光をモノクロメータ82により
200〜360nmの任意の波長に分光し、サンプルS
表面に照射する。200〜360nmの光は、E=hν
=h(c/λ)(E:エネルギー,h:プランク定数,
ν:振動数,λ:波長)の式を用いてエネルギーに換算
すると、各々6.2〜3.4eVとなる。
い、このランプから出た光をモノクロメータ82により
200〜360nmの任意の波長に分光し、サンプルS
表面に照射する。200〜360nmの光は、E=hν
=h(c/λ)(E:エネルギー,h:プランク定数,
ν:振動数,λ:波長)の式を用いてエネルギーに換算
すると、各々6.2〜3.4eVとなる。
【0094】この光を励起エネルギーの低い方から高い
方に向かってスイープしていくと、あるエネルギーで光
電効果による電子放出が始まる。このエネルギーが一般
に光電的仕事関数といわれる値である。このようにして
放出された光電子を検出器83、低エネルギー電子計数
装置84を用いて計数し、バッグランド補正やデッドタ
イム中の数え落としの補正などの演算をした後、図6
(B)に示すような励起エネルギー・放出電子量特性
(基本特性)を演算表示装置86のディスプレイ上に表
示する。
方に向かってスイープしていくと、あるエネルギーで光
電効果による電子放出が始まる。このエネルギーが一般
に光電的仕事関数といわれる値である。このようにして
放出された光電子を検出器83、低エネルギー電子計数
装置84を用いて計数し、バッグランド補正やデッドタ
イム中の数え落としの補正などの演算をした後、図6
(B)に示すような励起エネルギー・放出電子量特性
(基本特性)を演算表示装置86のディスプレイ上に表
示する。
【0095】基本特性に示すように、この光電子放出率
(Count Per Second:CPS)と励起
エネルギー(eV)の関係は、縦軸を光電子放出率のn
乗(CPS)n とし、横軸を励起エネルギーとすると、
直線関係で表すことができる。ここで、nの値は通常1
/2を採用している。
(Count Per Second:CPS)と励起
エネルギー(eV)の関係は、縦軸を光電子放出率のn
乗(CPS)n とし、横軸を励起エネルギーとすると、
直線関係で表すことができる。ここで、nの値は通常1
/2を採用している。
【0096】なお制御装置85は、モノクロメータ82
の波長駆動、X−Yステージ87によるサンプル位置の
制御及び低エネルギー電子計数装置84の計数制御を行
っている。
の波長駆動、X−Yステージ87によるサンプル位置の
制御及び低エネルギー電子計数装置84の計数制御を行
っている。
【0097】従って、本発明では、図6(B)から得ら
れる光電的仕事関数をイオン化ポテンシャルIpとす
る。一方、本発明における電子親和力Eaは、分光学的
方法から測定したものであり、紫外(UV)吸収スペク
トルの吸収端からエネルギーギャップを計算して求めた
ものである。Eaのデータは、前記の如く、Ipを小数
第1位までの表示としたことに合わせて同じく小数第1
位までの表示とした。
れる光電的仕事関数をイオン化ポテンシャルIpとす
る。一方、本発明における電子親和力Eaは、分光学的
方法から測定したものであり、紫外(UV)吸収スペク
トルの吸収端からエネルギーギャップを計算して求めた
ものである。Eaのデータは、前記の如く、Ipを小数
第1位までの表示としたことに合わせて同じく小数第1
位までの表示とした。
【0098】本発明では、ルブレンを有機化合物層にド
ープすることが好ましい。ドープは有機化合物層全域に
行ってよく、好ましくは、正孔注入輸送層全域とするの
がよい。特にキャリア再結合領域、発光領域及びその近
傍、例えば正孔注入輸送層の有機化合物層との接触界面
にルブレンが存在することが好ましいと考えられるので
必ずしも正孔注入輸送層全域とする必要はなく、正孔注
入輸送層の、これに接する発光層(電子注入輸送層を兼
ねる場合も含む。)、もしくは電子注入輸送層(正孔注
入輸送層が発光層を兼ねる場合)側の半分の領域として
もよいが、通常は正孔注入輸送層全域とする。
ープすることが好ましい。ドープは有機化合物層全域に
行ってよく、好ましくは、正孔注入輸送層全域とするの
がよい。特にキャリア再結合領域、発光領域及びその近
傍、例えば正孔注入輸送層の有機化合物層との接触界面
にルブレンが存在することが好ましいと考えられるので
必ずしも正孔注入輸送層全域とする必要はなく、正孔注
入輸送層の、これに接する発光層(電子注入輸送層を兼
ねる場合も含む。)、もしくは電子注入輸送層(正孔注
入輸送層が発光層を兼ねる場合)側の半分の領域として
もよいが、通常は正孔注入輸送層全域とする。
【0099】また、場合によっては、正孔注入輸送層全
域又は正孔注入輸送層の、これに接する発光層もしくは
正孔注入輸送層側の半分の領域と、発光層もしくは電子
注入輸送層の正孔注入輸送層側半分の領域とすることも
できる。特に、正孔注入輸送層において、化2の化合物
とルブレンとの併用は好ましい。
域又は正孔注入輸送層の、これに接する発光層もしくは
正孔注入輸送層側の半分の領域と、発光層もしくは電子
注入輸送層の正孔注入輸送層側半分の領域とすることも
できる。特に、正孔注入輸送層において、化2の化合物
とルブレンとの併用は好ましい。
【0100】ルブレンのドーピング濃度は、ルブレンが
濃度消光を起こすことから高濃度の使用は好ましくな
く、ドープ層全体に対し0.1〜50wt%とすること
が好ましく、さらには0.1〜30wt%、特には0.
1〜20wt%とすることが好ましい。
濃度消光を起こすことから高濃度の使用は好ましくな
く、ドープ層全体に対し0.1〜50wt%とすること
が好ましく、さらには0.1〜30wt%、特には0.
1〜20wt%とすることが好ましい。
【0101】本発明では、ルブレンのほか、他の蛍光性
物質をドープしてもよい。化2の化合物を含有する有機
化合物層に蛍光性物質をドープする構成では、化2の化
合物を正孔注入輸送層に用いることにより、この正孔注
入輸送層と接する発光機能を有する層(発光層が電子注
入輸送層を兼ねる発光・電子注入輸送層を含む。)ある
いは正孔注入輸送層が発光層を兼ねる正孔注入輸送機能
を有する層であるときにこの層と接する電子注入輸送層
とのIpの差もしくはEaの差、又はこれら両者の差が
最適化されて、界面におけるキャリアブロッキング効果
が高まり、極性的に劣勢あるいは不安定なキャリアの注
入は起こりにくくなるので、各層の有機化合物がダメー
ジを受けにくくなり、キャリア再結合領域や発光領域
で、キャリアや励起子の失活ポイントを生じにくくな
る。
物質をドープしてもよい。化2の化合物を含有する有機
化合物層に蛍光性物質をドープする構成では、化2の化
合物を正孔注入輸送層に用いることにより、この正孔注
入輸送層と接する発光機能を有する層(発光層が電子注
入輸送層を兼ねる発光・電子注入輸送層を含む。)ある
いは正孔注入輸送層が発光層を兼ねる正孔注入輸送機能
を有する層であるときにこの層と接する電子注入輸送層
とのIpの差もしくはEaの差、又はこれら両者の差が
最適化されて、界面におけるキャリアブロッキング効果
が高まり、極性的に劣勢あるいは不安定なキャリアの注
入は起こりにくくなるので、各層の有機化合物がダメー
ジを受けにくくなり、キャリア再結合領域や発光領域
で、キャリアや励起子の失活ポイントを生じにくくな
る。
【0102】また、特に蛍光性物質としてルブレンをド
ープする場合、ルブレンはバイボーラーな輸送性を有し
ており、ルブレンでもキャリア再結合が起こるので、そ
の分さらに有機化合物が受けるダメージは少なくなる。
また、さらにルブレンがキャリア再結合領域近傍に存在
するため、励起子からルブレンへのエネルギー移動が起
こり、非放射的失活が少なくなり、その結果、安定した
発光が得られ、寿命が大幅に向上する。
ープする場合、ルブレンはバイボーラーな輸送性を有し
ており、ルブレンでもキャリア再結合が起こるので、そ
の分さらに有機化合物が受けるダメージは少なくなる。
また、さらにルブレンがキャリア再結合領域近傍に存在
するため、励起子からルブレンへのエネルギー移動が起
こり、非放射的失活が少なくなり、その結果、安定した
発光が得られ、寿命が大幅に向上する。
【0103】また、有機化合物層には、一重項酸素クエ
ンチャーが含有されていてもよい。このようなクエンチ
ャーとしては、ルブレンやニッケル錯体、ジフェニルイ
ソベンゾフラン、三級アミン等が挙げられる。中でもル
ブレンは特に好ましい。このようなクエンチャーの含有
量は化2の化合物と併用する場合、化2の化合物の10
モル%以下とすることが好ましい。
ンチャーが含有されていてもよい。このようなクエンチ
ャーとしては、ルブレンやニッケル錯体、ジフェニルイ
ソベンゾフラン、三級アミン等が挙げられる。中でもル
ブレンは特に好ましい。このようなクエンチャーの含有
量は化2の化合物と併用する場合、化2の化合物の10
モル%以下とすることが好ましい。
【0104】陰極には、仕事関数の小さい材料、例え
ば、Li、Na、Mg、Al、Ag、Inあるいはこれ
らの1種以上を含む合金を用いることが好ましい。ま
た、陰極は結晶粒が細かいことが好ましく、特に、アモ
ルファス状態であることが好ましい。陰極の厚さは10
〜1000nm程度とすることが好ましい。
ば、Li、Na、Mg、Al、Ag、Inあるいはこれ
らの1種以上を含む合金を用いることが好ましい。ま
た、陰極は結晶粒が細かいことが好ましく、特に、アモ
ルファス状態であることが好ましい。陰極の厚さは10
〜1000nm程度とすることが好ましい。
【0105】有機EL素子を面発光させるためには、少
なくとも一方の電極が透明ないし半透明である必要があ
り、上記したように陰極の材料には制限があるので、好
ましくは発光光の透過率が80%以上となるように陽極
の材料及び厚さを決定することが好ましい。具体的に
は、例えば、ITO、SnO2 、Ni、Au、Pt、P
d、ドーパントをドープしたポリピロールなどを陽極に
用いることが好ましい。また、陽極の厚さは10〜50
0nm程度とすることが好ましい。また、素子の信頼性
を向上させるために駆動電圧が低いことが必要である
が、好ましいものとして10〜30Ω/□のITOが挙
げられる。
なくとも一方の電極が透明ないし半透明である必要があ
り、上記したように陰極の材料には制限があるので、好
ましくは発光光の透過率が80%以上となるように陽極
の材料及び厚さを決定することが好ましい。具体的に
は、例えば、ITO、SnO2 、Ni、Au、Pt、P
d、ドーパントをドープしたポリピロールなどを陽極に
用いることが好ましい。また、陽極の厚さは10〜50
0nm程度とすることが好ましい。また、素子の信頼性
を向上させるために駆動電圧が低いことが必要である
が、好ましいものとして10〜30Ω/□のITOが挙
げられる。
【0106】陰極及び陽極は、蒸着法やスパッタ法等の
気相成長法により形成することが好ましい。正孔注入輸
送層、発光層及び電子注入輸送層の形成には、均質な薄
膜が形成できることから真空蒸着法を用いることが好ま
しい。真空蒸着法を用いた場合、アモルファス状態又は
結晶粒径が0.1μm以下(通常、下限値は0.001
μm程度である。)の均質な薄膜が得られる。結晶粒径
が0.1μmを越えていると、不均一な発光となり、素
子の駆動電圧を高くしなければならなくなり、電荷の注
入効率も著しく低下する。
気相成長法により形成することが好ましい。正孔注入輸
送層、発光層及び電子注入輸送層の形成には、均質な薄
膜が形成できることから真空蒸着法を用いることが好ま
しい。真空蒸着法を用いた場合、アモルファス状態又は
結晶粒径が0.1μm以下(通常、下限値は0.001
μm程度である。)の均質な薄膜が得られる。結晶粒径
が0.1μmを越えていると、不均一な発光となり、素
子の駆動電圧を高くしなければならなくなり、電荷の注
入効率も著しく低下する。
【0107】真空蒸着の条件は特に限定されないが、1
0-3Pa以下の真空度とし、蒸着速度は0.1〜1nm
/sec程度とすることが好ましい。また、真空中で連
続して各層を形成することが好ましい。真空中で連続し
て形成すれば、各層の界面に不純物が吸着することを防
げるため、高特性が得られる。また、素子の駆動電圧を
低くすることができる。
0-3Pa以下の真空度とし、蒸着速度は0.1〜1nm
/sec程度とすることが好ましい。また、真空中で連
続して各層を形成することが好ましい。真空中で連続し
て形成すれば、各層の界面に不純物が吸着することを防
げるため、高特性が得られる。また、素子の駆動電圧を
低くすることができる。
【0108】これら各層の形成に真空蒸着法を用いる場
合において、1層に複数の化合物を含有させる場合、化
合物を入れた各ボートを個別に温度制御して共蒸着する
ことが好ましいが、予め混合してから蒸着してもよい。
またこの他、溶液塗布法(スピンコート、ディップ、キ
ャスト等)ラングミュア・プロジェット(LB)法など
を用いることもできる。溶液塗布法では、ポリマー等の
マトリクス物質中に本発明の化合物を分散させる構成と
してもよい。
合において、1層に複数の化合物を含有させる場合、化
合物を入れた各ボートを個別に温度制御して共蒸着する
ことが好ましいが、予め混合してから蒸着してもよい。
またこの他、溶液塗布法(スピンコート、ディップ、キ
ャスト等)ラングミュア・プロジェット(LB)法など
を用いることもできる。溶液塗布法では、ポリマー等の
マトリクス物質中に本発明の化合物を分散させる構成と
してもよい。
【0109】有機EL素子は、通常、直流駆動型のEL
素子として用いられるが、交流駆動又はパルス駆動する
こともできる。印加電圧は、通常2〜20V程度とされ
る。本発明における有機EL素子としての他の具体例を
図5にもとづき説明する。
素子として用いられるが、交流駆動又はパルス駆動する
こともできる。印加電圧は、通常2〜20V程度とされ
る。本発明における有機EL素子としての他の具体例を
図5にもとづき説明する。
【0110】(有機EL素子の第3例)先ず図7(A)
に示す有機EL素子について説明する。真空槽を1×1
0-4Pa以下まで減圧した後、石英の如き絶縁性の膜4
0上に、陰極41としてMgAg(重量比10:1)を
蒸着速度0.2〜0.3nm/secで約200nmの
厚さに蒸着した。絶縁性の膜の代わりに絶縁性の基板を
使用してもよい。
に示す有機EL素子について説明する。真空槽を1×1
0-4Pa以下まで減圧した後、石英の如き絶縁性の膜4
0上に、陰極41としてMgAg(重量比10:1)を
蒸着速度0.2〜0.3nm/secで約200nmの
厚さに蒸着した。絶縁性の膜の代わりに絶縁性の基板を
使用してもよい。
【0111】次にプラズマCVD法により、SiN4 又
はSiO2 からなる絶縁層42を50nm成膜する。こ
れらSiN4 又はSiO2 の成膜条件は、前記図4
(b)に関して説明したとおりの条件である。そしてこ
の成膜した絶縁層42に発光部分に相当する箇所のみを
窓開けする。
はSiO2 からなる絶縁層42を50nm成膜する。こ
れらSiN4 又はSiO2 の成膜条件は、前記図4
(b)に関して説明したとおりの条件である。そしてこ
の成膜した絶縁層42に発光部分に相当する箇所のみを
窓開けする。
【0112】それから再び真空槽を1×10-4Pa以下
まで減圧した後、まず電子注入輸送材料としてトリス
(8−キノリノラト)アルミニウムつまりAlq3を蒸
着速度約0.1〜0.2nm/secで約30nmの厚
さに蒸着し、電子注入輸送層43を形成する。
まで減圧した後、まず電子注入輸送材料としてトリス
(8−キノリノラト)アルミニウムつまりAlq3を蒸
着速度約0.1〜0.2nm/secで約30nmの厚
さに蒸着し、電子注入輸送層43を形成する。
【0113】さらに減圧状態を保ったまま、前記化3で
表されるN,N,N′,N′−テトラ(3−ビフェニリ
ル)ベンジジン(以下化3の化合物ともいう)と、前記
電子注入輸送材料として使用したAlq3を、ほぼ同じ
蒸着速度(約0.1〜0.2nm/sec)で共蒸着し
て、約40nmの厚さに混合層44を形成する。この混
合層44は発光層となる。
表されるN,N,N′,N′−テトラ(3−ビフェニリ
ル)ベンジジン(以下化3の化合物ともいう)と、前記
電子注入輸送材料として使用したAlq3を、ほぼ同じ
蒸着速度(約0.1〜0.2nm/sec)で共蒸着し
て、約40nmの厚さに混合層44を形成する。この混
合層44は発光層となる。
【0114】さらに減圧状態を保ったまま、この混合層
44の上に前記化3で表されるN,N,N′,N′−テ
トラ(3−ビフェニリル)ベンジジンを蒸着速度約0.
1〜0.2nm/secで約45nmの厚さに蒸着し、
主として正孔注入輸送層として機能する正孔注入輸送層
45を形成する。
44の上に前記化3で表されるN,N,N′,N′−テ
トラ(3−ビフェニリル)ベンジジンを蒸着速度約0.
1〜0.2nm/secで約45nmの厚さに蒸着し、
主として正孔注入輸送層として機能する正孔注入輸送層
45を形成する。
【0115】そしてこの減圧状態を保ったまま、前記化
8で表されるポリ(チオフェン−2,5−ジイル)(以
下化8の化合物ともいう)を蒸着速度約0.1〜0.2
nm/secで約10nmの厚さに蒸着し、主として正
孔注入層として機能する正孔注入輸送層46を形成す
る。
8で表されるポリ(チオフェン−2,5−ジイル)(以
下化8の化合物ともいう)を蒸着速度約0.1〜0.2
nm/secで約10nmの厚さに蒸着し、主として正
孔注入層として機能する正孔注入輸送層46を形成す
る。
【0116】次にこの正孔注入輸送層46の上にITO
膜を例えば蒸着又はスパッタリングにより成膜して透明
電極47を形成した。この透明電極47は陽極である。
さらに、約100nmの厚さのCr層48と、約1μm
の厚さのAl層49を成膜し、パターニングして、2層
構造からなる電極配線層を形成し、有機EL素子を構成
した。
膜を例えば蒸着又はスパッタリングにより成膜して透明
電極47を形成した。この透明電極47は陽極である。
さらに、約100nmの厚さのCr層48と、約1μm
の厚さのAl層49を成膜し、パターニングして、2層
構造からなる電極配線層を形成し、有機EL素子を構成
した。
【0117】化3の化合物は、化6の化合物に比べて高
い融点やガラス転移温度を有し、アモルファス状態にお
ける薄膜安定性に優れるので、耐熱性、耐久性が高く、
素子電流密度が1A/cm2 程度以上でも安定した駆動
が可能であり、高輝度が得られる。
い融点やガラス転移温度を有し、アモルファス状態にお
ける薄膜安定性に優れるので、耐熱性、耐久性が高く、
素子電流密度が1A/cm2 程度以上でも安定した駆動
が可能であり、高輝度が得られる。
【0118】さらには化3の化合物と、電子注入輸送機
能を有する化合物であるAlq3とを混合した有機化合
物層を発光層として設けることにより、混合層にはキャ
リアのホッピング伝導パスができることになるので、混
合層に注入された各キャリアは極性的により優勢な物質
中を移動する。即ち正孔は正孔注入輸送性固体中を、ま
た電子は電子注入輸送性固体中を移動することになり、
逆の極性のキャリア注入は起こりにくくなるため、各有
機化合物がダメージを受けにくくなり、有機EL素子の
寿命が大幅に向上する。
能を有する化合物であるAlq3とを混合した有機化合
物層を発光層として設けることにより、混合層にはキャ
リアのホッピング伝導パスができることになるので、混
合層に注入された各キャリアは極性的により優勢な物質
中を移動する。即ち正孔は正孔注入輸送性固体中を、ま
た電子は電子注入輸送性固体中を移動することになり、
逆の極性のキャリア注入は起こりにくくなるため、各有
機化合物がダメージを受けにくくなり、有機EL素子の
寿命が大幅に向上する。
【0119】また化3の化合物で構成された正孔注入輸
送層45とITO透明電極47との間に化8の化合物よ
りなる正孔注入輸送層46を設けているが、この化8の
化合物は化3の化合物よりIpの絶対値が小さいのでホ
ール注入効率が向上して駆動電圧が低下し、さらに薄膜
性が良好で結晶化しにくいので、結晶化による電流リー
クやダークスポットの発生・成長を防止することができ
る。
送層45とITO透明電極47との間に化8の化合物よ
りなる正孔注入輸送層46を設けているが、この化8の
化合物は化3の化合物よりIpの絶対値が小さいのでホ
ール注入効率が向上して駆動電圧が低下し、さらに薄膜
性が良好で結晶化しにくいので、結晶化による電流リー
クやダークスポットの発生・成長を防止することができ
る。
【0120】このように、図8(A)の有機EL素子は
図4に示すものに比較して、寿命が長く、より安定な発
光が得られる。なお化3の化合物は下記の如く合成する
ことができる。なお化3〜5の化合物の合成方法につい
ては、特願平6−145293号として出願ずみであ
る。
図4に示すものに比較して、寿命が長く、より安定な発
光が得られる。なお化3の化合物は下記の如く合成する
ことができる。なお化3〜5の化合物の合成方法につい
ては、特願平6−145293号として出願ずみであ
る。
【0121】2000mlの常圧水添装置にm−ニトロ
ビフェニル250gの(1.26mol)、5%Pd−
C12.5g、エタノール1250mlを仕込み、室温
にて理論量の水素ガスを吸収させた。濾過して触媒を除
去し、濾液を溶媒留去して、212gのm−アミノビフ
ェニルを得た(収率99.9%)。更に、m−ニトロビ
フェニルを254g(1.28mol)とした以外は同
スケールにてもう1バッチ反応させて、215gのm−
アミノビフェニルを得た(収率99.7%)。
ビフェニル250gの(1.26mol)、5%Pd−
C12.5g、エタノール1250mlを仕込み、室温
にて理論量の水素ガスを吸収させた。濾過して触媒を除
去し、濾液を溶媒留去して、212gのm−アミノビフ
ェニルを得た(収率99.9%)。更に、m−ニトロビ
フェニルを254g(1.28mol)とした以外は同
スケールにてもう1バッチ反応させて、215gのm−
アミノビフェニルを得た(収率99.7%)。
【0122】10000mlの反応容器に、濃塩酸77
5ml、水775ml、氷775gを仕込み、m−アミ
ノビフェニル125g(0.740mol)を加えて懸
濁させた。これに0℃以下で亜硝酸ナトリウム56.3
g(0.816mol)の750ml水溶液を30分間
滴下し、その後50分間同温にて攪拌した。得られたジ
アゾニウム塩水溶液に、0℃以下でヨウ化カリウム18
5g(1.12mol)の1250ml水溶液を1時間
滴下した。滴下後1時間同温で攪拌し、室温に戻して2
時間攪拌した。
5ml、水775ml、氷775gを仕込み、m−アミ
ノビフェニル125g(0.740mol)を加えて懸
濁させた。これに0℃以下で亜硝酸ナトリウム56.3
g(0.816mol)の750ml水溶液を30分間
滴下し、その後50分間同温にて攪拌した。得られたジ
アゾニウム塩水溶液に、0℃以下でヨウ化カリウム18
5g(1.12mol)の1250ml水溶液を1時間
滴下した。滴下後1時間同温で攪拌し、室温に戻して2
時間攪拌した。
【0123】反応溶液を酢酸エチル抽出し、有機層を水
洗、乾燥(硫酸マグネシウム)、溶媒留去し、粗結晶を
得た。同スケールにて更に1バッチ反応させ、得られた
粗結晶を合わせてn−ヘキサンにてシリカゲルカラム精
製し、297gのm−ヨードビフェニルを得た(2バッ
チ合わせての収率71.7%)。
洗、乾燥(硫酸マグネシウム)、溶媒留去し、粗結晶を
得た。同スケールにて更に1バッチ反応させ、得られた
粗結晶を合わせてn−ヘキサンにてシリカゲルカラム精
製し、297gのm−ヨードビフェニルを得た(2バッ
チ合わせての収率71.7%)。
【0124】2000mlの反応容器にm−アミノビフ
ェニル140g(0.828mol)、m−ヨードビフ
ェニル232g(0.829mol)、炭酸カリウム6
3.1g(0.457mol)、銅粉13.9g、ニト
ロベンゼン800mlを仕込み、Ar気流下で32時間
加熱還流させた。反応終了後、濾過した不溶物を除き、
濾液を溶媒留去した。得られた残渣をn−ヘキサン/ト
ルエン=4/1にてシリカゲルカラム精製し、44.5
gのジ(3−ビフェニル)アミン(高純度品)を得た
(収率16.7%)。
ェニル140g(0.828mol)、m−ヨードビフ
ェニル232g(0.829mol)、炭酸カリウム6
3.1g(0.457mol)、銅粉13.9g、ニト
ロベンゼン800mlを仕込み、Ar気流下で32時間
加熱還流させた。反応終了後、濾過した不溶物を除き、
濾液を溶媒留去した。得られた残渣をn−ヘキサン/ト
ルエン=4/1にてシリカゲルカラム精製し、44.5
gのジ(3−ビフェニル)アミン(高純度品)を得た
(収率16.7%)。
【0125】500mlの反応容器にジ(3−ビフェニ
ル)アミン44.5g(0.139mol)、4,4′
−ジヨードビフェニル27.6g(0.0680mo
l)、炭酸カリウム34.3g(0.249mol)、
銅粉2.3g、ニトロベンゼン180mlを仕込み、A
r気流下で24時間加熱還流させた。反応終了後、濾過
して不溶物を除き、濾液を溶媒留去した。得られた残渣
をn−ヘキサン/トルエン=3/1にてシリカゲルカラ
ム精製し、30gの一次精製化3の化合物を得た(収率
55.7%)。これをトルエンにて再結晶精製し、純度
99.58%品6.0gと純度99.23%品5.0g
を得た(収率20.4%)。
ル)アミン44.5g(0.139mol)、4,4′
−ジヨードビフェニル27.6g(0.0680mo
l)、炭酸カリウム34.3g(0.249mol)、
銅粉2.3g、ニトロベンゼン180mlを仕込み、A
r気流下で24時間加熱還流させた。反応終了後、濾過
して不溶物を除き、濾液を溶媒留去した。得られた残渣
をn−ヘキサン/トルエン=3/1にてシリカゲルカラ
ム精製し、30gの一次精製化3の化合物を得た(収率
55.7%)。これをトルエンにて再結晶精製し、純度
99.58%品6.0gと純度99.23%品5.0g
を得た(収率20.4%)。
【0126】質量分析:m/e 792(M+ ) 融点 207.4℃ ガラス転移温度 95.8℃ (有機EL素子の第4例)次に図7(B)に示す有機E
L素子の構成について説明する。
L素子の構成について説明する。
【0127】真空槽を1×10-4Pa以下まで減圧した
後、絶縁性の膜40上に、陰極41としてMgAg(重
量比10:1)を蒸着速度0.2〜0.3nm/sec
で約200nmの厚さに蒸着した。絶縁性の膜の代わり
に絶縁性の基板を使用してもよい。
後、絶縁性の膜40上に、陰極41としてMgAg(重
量比10:1)を蒸着速度0.2〜0.3nm/sec
で約200nmの厚さに蒸着した。絶縁性の膜の代わり
に絶縁性の基板を使用してもよい。
【0128】次にプラズマCVD法により、SiN4 又
はSiO2 からなる絶縁層42を50nm成膜する。こ
れらSiN4 又はSiO2 の成膜条件は、前記図4
(b)に関して説明したとおりの条件である。そしてこ
の成膜した絶縁層42に発光部分に相当する箇所のみを
窓開けする。
はSiO2 からなる絶縁層42を50nm成膜する。こ
れらSiN4 又はSiO2 の成膜条件は、前記図4
(b)に関して説明したとおりの条件である。そしてこ
の成膜した絶縁層42に発光部分に相当する箇所のみを
窓開けする。
【0129】それから再び真空槽を1×10-4Pa以下
まで減圧した後、まずAlq3を蒸着速度約0.1〜
0.2nm/secで約50nmの厚さに蒸着し、これ
を電子注入輸送・発光層50とした。
まで減圧した後、まずAlq3を蒸着速度約0.1〜
0.2nm/secで約50nmの厚さに蒸着し、これ
を電子注入輸送・発光層50とした。
【0130】さらに減圧状態を保ったまま、化3の化合
物とルブレンをそれぞれ蒸着速度約0.1〜0.2nm
/sec、約0.01〜0.02nm/secでトータ
ルで約65nmの厚さに共蒸着して、主として正孔輸送
層として機能する正孔注入輸送層51を形成した。この
場合ルブレンが約10%ドーピングされるように共蒸着
する。
物とルブレンをそれぞれ蒸着速度約0.1〜0.2nm
/sec、約0.01〜0.02nm/secでトータ
ルで約65nmの厚さに共蒸着して、主として正孔輸送
層として機能する正孔注入輸送層51を形成した。この
場合ルブレンが約10%ドーピングされるように共蒸着
する。
【0131】そしてこの減圧状態を保ったまま、化8の
化合物を蒸着速度約0.1〜0.2nm/secで約1
0nmの厚さに蒸着して主として正孔注入層として機能
する正孔注入輸送層46を形成した。
化合物を蒸着速度約0.1〜0.2nm/secで約1
0nmの厚さに蒸着して主として正孔注入層として機能
する正孔注入輸送層46を形成した。
【0132】次にこの正孔注入輸送層46の上にITO
膜を蒸着又はスパッタリングにより成膜して透明電極4
7を形成した。この透明電極47は陽極である。その
後、更に約100nmの厚さのCr層48と、約1μm
の厚さのAl層49を成膜、パターニングして、2層構
造からなる電極配線層を形成し、有機EL素子を得た。
膜を蒸着又はスパッタリングにより成膜して透明電極4
7を形成した。この透明電極47は陽極である。その
後、更に約100nmの厚さのCr層48と、約1μm
の厚さのAl層49を成膜、パターニングして、2層構
造からなる電極配線層を形成し、有機EL素子を得た。
【0133】図7(B)に示される有機EL素子は、化
3の化合物は、化6の化合物に比べて高い融点やガラス
転移温度を有し、アモルファス状態における薄膜安定性
に優れるので、耐熱性、耐久性が高く、素子電流密度が
1A/cm2 程度以上でも安定した駆動が可能であり、
高輝度が得られる。
3の化合物は、化6の化合物に比べて高い融点やガラス
転移温度を有し、アモルファス状態における薄膜安定性
に優れるので、耐熱性、耐久性が高く、素子電流密度が
1A/cm2 程度以上でも安定した駆動が可能であり、
高輝度が得られる。
【0134】なお、波光極大波長が550nmにあるた
め、図7(A)よりも視感度的に高輝度となる。さらに
は、正孔注入輸送層とこれに接する電子注入輸送・発光
層とのIpの差もしくはEaの差、またはこれら両者の
差が最適化されて、界面におけるキャリアブロッキング
効果が高まり、極性的に劣性あるいは不完全なキャリア
の注入は起こりにくくなるので、各層の有機化合物がダ
メージを受けにくくなり、キャリア再結合領域や発光領
域で、キャリアや励起子の失活ポイントを生じにくくな
る。
め、図7(A)よりも視感度的に高輝度となる。さらに
は、正孔注入輸送層とこれに接する電子注入輸送・発光
層とのIpの差もしくはEaの差、またはこれら両者の
差が最適化されて、界面におけるキャリアブロッキング
効果が高まり、極性的に劣性あるいは不完全なキャリア
の注入は起こりにくくなるので、各層の有機化合物がダ
メージを受けにくくなり、キャリア再結合領域や発光領
域で、キャリアや励起子の失活ポイントを生じにくくな
る。
【0135】これに加えて特にルブレンをドープした場
合、ルブレンはバイポーラーな輸送性を有しており、ル
ブレンでもキャリア再結合が起こるので、その分さらに
有機化合物が受けるダメージは少なくなる。さらにルブ
レンがキャリア再結合領域近傍に存在するため、励起子
からルブレンへのエネルギー移動が起こり、非放射的失
活が少なくなり、安定した発光が得られ、寿命が大幅に
向上する。
合、ルブレンはバイポーラーな輸送性を有しており、ル
ブレンでもキャリア再結合が起こるので、その分さらに
有機化合物が受けるダメージは少なくなる。さらにルブ
レンがキャリア再結合領域近傍に存在するため、励起子
からルブレンへのエネルギー移動が起こり、非放射的失
活が少なくなり、安定した発光が得られ、寿命が大幅に
向上する。
【0136】また化3の化合物で構成された正孔注入輸
送層45とITO透明電極47との間に化8の化合物よ
りなる正孔注入輸送層46を設けているが、この化8の
化合物は化3の化合物よりIpの絶対値が小さいので、
正孔注入効率が向上して駆動電圧が低下し、更に薄膜性
が良好で結晶化しにくいので、結晶化による電流リーク
やダークスポットの発生・成長を防止することができ
る。
送層45とITO透明電極47との間に化8の化合物よ
りなる正孔注入輸送層46を設けているが、この化8の
化合物は化3の化合物よりIpの絶対値が小さいので、
正孔注入効率が向上して駆動電圧が低下し、更に薄膜性
が良好で結晶化しにくいので、結晶化による電流リーク
やダークスポットの発生・成長を防止することができ
る。
【0137】従って図4に示すものより寿命が長く、よ
り安定した高輝度発光が得られる。 (有機EL素子の第5例)次に図7(C)に示す有機E
L素子の構成について説明する。
り安定した高輝度発光が得られる。 (有機EL素子の第5例)次に図7(C)に示す有機E
L素子の構成について説明する。
【0138】真空槽を1×10-4Pa以下まで減圧した
後、絶縁性の膜40上に、陰極41としてMgAg(重
量比10:1)を蒸着速度0.2〜0.3nm/sec
で約200nmの厚さに蒸着した。絶縁性の膜の代わり
に絶縁性の基板を使用してもよい。
後、絶縁性の膜40上に、陰極41としてMgAg(重
量比10:1)を蒸着速度0.2〜0.3nm/sec
で約200nmの厚さに蒸着した。絶縁性の膜の代わり
に絶縁性の基板を使用してもよい。
【0139】次にプラズマCVD法により、SiN4 又
はSiO2 からなる絶縁層42を50nm成膜する。こ
れらSiN4 又はSiO2 の成膜条件は、前記図4
(b)に関して説明したとおりの条件である。そしてこ
の成膜した絶縁層42に発光部分に相当する箇所のみを
窓開けする。
はSiO2 からなる絶縁層42を50nm成膜する。こ
れらSiN4 又はSiO2 の成膜条件は、前記図4
(b)に関して説明したとおりの条件である。そしてこ
の成膜した絶縁層42に発光部分に相当する箇所のみを
窓開けする。
【0140】それから再び真空槽1×10-4Pa以下ま
で減圧した後、まずAlq3を蒸着速度約0.1〜0.
2nm/secで約50nmの厚さに蒸着し、これを電
子注入輸送・発光層50とした。
で減圧した後、まずAlq3を蒸着速度約0.1〜0.
2nm/secで約50nmの厚さに蒸着し、これを電
子注入輸送・発光層50とした。
【0141】更に減圧状態を保ったまま、化3の化合物
を蒸着速度約0.1〜0.2nm/secで約65nm
の厚さに蒸着して、主として正孔輸送層として機能する
正孔注入輸送層52を形成した。
を蒸着速度約0.1〜0.2nm/secで約65nm
の厚さに蒸着して、主として正孔輸送層として機能する
正孔注入輸送層52を形成した。
【0142】そしてこの減圧状態を保ったまま、化8の
化合物を蒸着速度約0.1〜0.2nm/secで約1
0nmの厚さに蒸着して主として正孔注入層として機能
する正孔注入輸送層46を形成した。
化合物を蒸着速度約0.1〜0.2nm/secで約1
0nmの厚さに蒸着して主として正孔注入層として機能
する正孔注入輸送層46を形成した。
【0143】次にこの正孔注入輸送層46の上にITO
膜を蒸着又はスパッタリングにより成膜して透明電極4
7を形成した。この透明電極47は陽極である。その
後、更に約100nmの厚さのCr層48と、約1μm
の厚さのAl層49を成膜、パターニングして、2層構
造からなる電極配線層を形成し、有機EL素子を得た。
膜を蒸着又はスパッタリングにより成膜して透明電極4
7を形成した。この透明電極47は陽極である。その
後、更に約100nmの厚さのCr層48と、約1μm
の厚さのAl層49を成膜、パターニングして、2層構
造からなる電極配線層を形成し、有機EL素子を得た。
【0144】図7(C)に示される有機EL素子は、化
3の化合物は化6の化合物に比べて高い融点やガラス転
移温度を有し、アモルファス状態における薄膜安定性に
優れるので、耐熱性、耐久性が高く、素子電流密度が1
A/cm2 程度以上でも安定した駆動が可能であり、高
輝度が得られる。
3の化合物は化6の化合物に比べて高い融点やガラス転
移温度を有し、アモルファス状態における薄膜安定性に
優れるので、耐熱性、耐久性が高く、素子電流密度が1
A/cm2 程度以上でも安定した駆動が可能であり、高
輝度が得られる。
【0145】さらには、正孔注入輸送層とこれに接する
電子注入輸送・発光層とのIpの差もしくはEaの差、
またはこれら両者の差が最適化されて、界面におけるキ
ャリアブロッキング効果が高まり、極性的に劣性あるい
は不安定なキャリアの注入は起こりにくくなるので、各
層の有機化合物がダメージを受けにくくなり、キャリア
再結合領域や発光領域で、キャリアや励起子の失活ポイ
ントを生じにくくなる。
電子注入輸送・発光層とのIpの差もしくはEaの差、
またはこれら両者の差が最適化されて、界面におけるキ
ャリアブロッキング効果が高まり、極性的に劣性あるい
は不安定なキャリアの注入は起こりにくくなるので、各
層の有機化合物がダメージを受けにくくなり、キャリア
再結合領域や発光領域で、キャリアや励起子の失活ポイ
ントを生じにくくなる。
【0146】また化3の化合物で構成された正孔注入輸
送層45とITO透明電極47との間に化8の化合物よ
りなる正孔注入輸送層46を設けているが、この化8の
化合物は化3の化合物よりIpの絶対値が小さいので正
孔注入効率が向上して駆動電圧が低下しさらに薄膜性が
良好で結晶化しにくいので、結晶化による電流リークや
ダークスポットの発生・成長を防止することができる。
その結果、図4に示すものよりさらに安定した発光が得
られ、寿命が大幅に向上する。上記有機EL素子の第3
例〜第5例における化3の化合物にかわり化4、化5、
化7の化合物にかえてもその結果は同様である。
送層45とITO透明電極47との間に化8の化合物よ
りなる正孔注入輸送層46を設けているが、この化8の
化合物は化3の化合物よりIpの絶対値が小さいので正
孔注入効率が向上して駆動電圧が低下しさらに薄膜性が
良好で結晶化しにくいので、結晶化による電流リークや
ダークスポットの発生・成長を防止することができる。
その結果、図4に示すものよりさらに安定した発光が得
られ、寿命が大幅に向上する。上記有機EL素子の第3
例〜第5例における化3の化合物にかわり化4、化5、
化7の化合物にかえてもその結果は同様である。
【0147】なお、化3の化合物はIp=5.4eV、
Ea=2.2eVであり、化4の化合物はIp=5.4
eV、Ea=2.3eVであり、化5の化合物はIp=
5.4、Ea=2.3であり、化6の化合物は、Ip=
5.4eV、Ea=2.4eVであり、化7に示す化合
物はIp=5.2eV、Ea=2.1である。
Ea=2.2eVであり、化4の化合物はIp=5.4
eV、Ea=2.3eVであり、化5の化合物はIp=
5.4、Ea=2.3であり、化6の化合物は、Ip=
5.4eV、Ea=2.4eVであり、化7に示す化合
物はIp=5.2eV、Ea=2.1である。
【0148】〔本発明の第2実施例〕本発明の第2の実
施例を図8により説明する。図1に示す実施例ではベー
ス基板4上に有機EL素子で構成される薄膜発光層5と
センサIC回路6を形成しているため、先ず温度の高い
プロセスでセンサIC回路6を形成し、その後有機EL
素子で構成される薄膜発光層5を形成することが必要と
なるので、有機EL素子を形成するときセンサIC回路
6が存在しているため、有機EL素子を製造する装置が
大型化したり、センサIC回路6に悪影響を与えないた
めの対処が必要となる。
施例を図8により説明する。図1に示す実施例ではベー
ス基板4上に有機EL素子で構成される薄膜発光層5と
センサIC回路6を形成しているため、先ず温度の高い
プロセスでセンサIC回路6を形成し、その後有機EL
素子で構成される薄膜発光層5を形成することが必要と
なるので、有機EL素子を形成するときセンサIC回路
6が存在しているため、有機EL素子を製造する装置が
大型化したり、センサIC回路6に悪影響を与えないた
めの対処が必要となる。
【0149】従って図8に示す実施例では、センサIC
回路6を基板4−1に形成し、有機EL素子5を基板4
−1とは別の基板4−2に形成し、これらを共通の基板
4−3に固定する。
回路6を基板4−1に形成し、有機EL素子5を基板4
−1とは別の基板4−2に形成し、これらを共通の基板
4−3に固定する。
【0150】これによりセンサIC回路6と有機EL素
子で構成される薄膜発光層5をそれぞれ別々に製造する
ことができるので、前記の問題点を有効に改善すること
ができる。
子で構成される薄膜発光層5をそれぞれ別々に製造する
ことができるので、前記の問題点を有効に改善すること
ができる。
【0151】〔本発明の第3実施例〕本発明の第3の実
施例を図9により説明する。図9の実施例ではその
(A)に示す如く、ベース基板4にセンサIC回路6を
形成し、薄板ガラス3に有機EL素子で構成される薄膜
発光層5を形成しておき、これらを一緒にするものであ
る。図9では、説明の簡略化のため、これらを一緒にし
た図面及びプラテン・ローラ等についての記載を省略し
た。
施例を図9により説明する。図9の実施例ではその
(A)に示す如く、ベース基板4にセンサIC回路6を
形成し、薄板ガラス3に有機EL素子で構成される薄膜
発光層5を形成しておき、これらを一緒にするものであ
る。図9では、説明の簡略化のため、これらを一緒にし
た図面及びプラテン・ローラ等についての記載を省略し
た。
【0152】薄板ガラス3には、図9(B)に示す如く
各層が実施例1、2とは逆の順に積層されて有機EL素
子で構成される薄膜発光層が形成される。即ち、薄板ガ
ラス3には先ず透明電極91としてITO膜が蒸着又は
スパッタリングにより成膜される。この上に絶縁層92
としてSiO2 がプラズマCVD法により成膜され、窓
開けされる。
各層が実施例1、2とは逆の順に積層されて有機EL素
子で構成される薄膜発光層が形成される。即ち、薄板ガ
ラス3には先ず透明電極91としてITO膜が蒸着又は
スパッタリングにより成膜される。この上に絶縁層92
としてSiO2 がプラズマCVD法により成膜され、窓
開けされる。
【0153】それから正孔注入輸送層93として化6の
化合物が蒸着される。そしてこの上に発光・電子注入層
94としてAlq3が蒸着される。次に陰極95として
MgAgが蒸着され、その上にCr/Al層又はAl層
96が形成される。それからSiO2 等の保護層97が
成膜される。
化合物が蒸着される。そしてこの上に発光・電子注入層
94としてAlq3が蒸着される。次に陰極95として
MgAgが蒸着され、その上にCr/Al層又はAl層
96が形成される。それからSiO2 等の保護層97が
成膜される。
【0154】またベース基板4には、前記第1実施例に
おいて説明したものと同一の手法によりセンサIC回路
6が形成される。このようにしてそれぞれ、薄板ガラス
3に形成された有機EL素子で構成される薄膜発光層5
とベース基板4に形成されたセンサIC回路6を接合す
ることにより完全密着型イメージセンサを構成すること
ができる。
おいて説明したものと同一の手法によりセンサIC回路
6が形成される。このようにしてそれぞれ、薄板ガラス
3に形成された有機EL素子で構成される薄膜発光層5
とベース基板4に形成されたセンサIC回路6を接合す
ることにより完全密着型イメージセンサを構成すること
ができる。
【0155】なお前記化6の化合物を他の化合物に代え
ても良い。
ても良い。
【0156】
【発明の効果】請求項1に記載された本発明によれば、
光センサと光源とを同一平面状に配置し、この上に読取
原稿を位置させることができ、従来のイメージセンサに
比較して大きさを約半分にするとともに、その構造を非
常に簡単にすることができる。そのため組み立ても簡単
になり、安価な完全密着型イメージセンサを供給するこ
とができる。しかも面読み取りができる二次元イメージ
センサを提供することができる。
光センサと光源とを同一平面状に配置し、この上に読取
原稿を位置させることができ、従来のイメージセンサに
比較して大きさを約半分にするとともに、その構造を非
常に簡単にすることができる。そのため組み立ても簡単
になり、安価な完全密着型イメージセンサを供給するこ
とができる。しかも面読み取りができる二次元イメージ
センサを提供することができる。
【0157】請求項2に記載された本発明によれば、光
源を有機EL素子により構成したので光源部分を平面上
に、しかも薄く構成することができる。また発光部分も
発光ダイオードの如き点光源と異なり、面光源のため、
読取原稿をむらなく照射することができる。
源を有機EL素子により構成したので光源部分を平面上
に、しかも薄く構成することができる。また発光部分も
発光ダイオードの如き点光源と異なり、面光源のため、
読取原稿をむらなく照射することができる。
【0158】請求項3に記載された本発明によれば、絶
縁膜の位置により発光部位を任意に定めることができる
ので、読み取り対象物やセンサの位置等に応じて、発光
位置を最適な位置に定めることができる。
縁膜の位置により発光部位を任意に定めることができる
ので、読み取り対象物やセンサの位置等に応じて、発光
位置を最適な位置に定めることができる。
【0159】請求項4に記載された本発明によれば、光
源が必要とする部分以外を遮光することができるので、
発光する光の量を調整することができる。請求項5に記
載された本発明によれば、むらのない均一な面発光が可
能となり、しかも長時間にわたって高輝度で安定なもの
を提供できる。波長によっても異なるが、発光極大波長
が350〜700nm位のものを、100〜10000
cd/m2 程度あるいはそれ以上の高輝度のものも安定
して得ることができる。化2で表されるテトラアリール
ジアミン誘導体は、融点やガラス転移温度が高く、その
蒸着等により成膜される薄膜は、透明で室温以上でも安
定なアモルファス状態を形成し、長期間に渡って平滑で
良好な膜質を示す。従って耐熱性、耐久性が高く、素子
電流密度が1A/cm2 程度以上でも安定した駆動を可
能にすることができる。
源が必要とする部分以外を遮光することができるので、
発光する光の量を調整することができる。請求項5に記
載された本発明によれば、むらのない均一な面発光が可
能となり、しかも長時間にわたって高輝度で安定なもの
を提供できる。波長によっても異なるが、発光極大波長
が350〜700nm位のものを、100〜10000
cd/m2 程度あるいはそれ以上の高輝度のものも安定
して得ることができる。化2で表されるテトラアリール
ジアミン誘導体は、融点やガラス転移温度が高く、その
蒸着等により成膜される薄膜は、透明で室温以上でも安
定なアモルファス状態を形成し、長期間に渡って平滑で
良好な膜質を示す。従って耐熱性、耐久性が高く、素子
電流密度が1A/cm2 程度以上でも安定した駆動を可
能にすることができる。
【0160】請求項6、7及び8に記載された本発明に
よれば、低電圧駆動により更に長寿命で、安定した発光
が得られる。請求項9及び10に記載された本発明によ
れば、高輝度、長寿命の光源を得ることができる。
よれば、低電圧駆動により更に長寿命で、安定した発光
が得られる。請求項9及び10に記載された本発明によ
れば、高輝度、長寿命の光源を得ることができる。
【0161】請求項11に記載された本発明によれば、
正孔注入輸送効率が向上し、むらのない均一な面発光が
可能となり、しかも長時間にわたって高輝度で安定なも
のを提供できる。
正孔注入輸送効率が向上し、むらのない均一な面発光が
可能となり、しかも長時間にわたって高輝度で安定なも
のを提供できる。
【0162】請求項12及び13に記載された本発明に
よれば、正孔注入効率が向上し、低電圧で駆動すること
ができる。そしてさらに電流リークのない、長寿命の安
定した光源を得ることができる。
よれば、正孔注入効率が向上し、低電圧で駆動すること
ができる。そしてさらに電流リークのない、長寿命の安
定した光源を得ることができる。
【0163】請求項14に記載された本発明によれば、
電子注入輸送効率が向上し、むらのない均一な面発光が
可能となり、しかも長時間にわたって高輝度で安定なも
のを提供できる。
電子注入輸送効率が向上し、むらのない均一な面発光が
可能となり、しかも長時間にわたって高輝度で安定なも
のを提供できる。
【0164】請求項15に記載された本発明によれば、
接合界面におけるエネルギーレベルが最適化されて、む
らのない均一な面発光が可能となり、しかも長時間にわ
たって高輝度で安定なものを提供できる。
接合界面におけるエネルギーレベルが最適化されて、む
らのない均一な面発光が可能となり、しかも長時間にわ
たって高輝度で安定なものを提供できる。
【図1】本発明の一実施例構成図を示す。
【図2】本発明で使用するセンサIC回路の概略構成図
(その1)を示す。
(その1)を示す。
【図3】本発明で使用するセンサIC回路の概略構成図
(その2)を示す。
(その2)を示す。
【図4】本発明における有機EL素子の一例を示す。
【図5】本発明における有機EL素子の第2例を示す。
【図6】低エネルギー電子分光装置説明図を示す。
【図7】本発明における有機EL素子の他の例を示す。
【図8】本発明の完全密着型イメージセンサの第2の実
施例を示す。
施例を示す。
【図9】本発明の完全密着型イメージセンサの第3の実
施例を示す。
施例を示す。
【図10】従来の完全密着型イメージセンサ説明図を示
す。
す。
1 プラテン・ローラ 2 原稿 3 薄板ガラス 4 ベース基板 5 薄膜発光層 6 センサIC回路 7 サポート基板
Claims (15)
- 【請求項1】 光源からの光を被検知体に照射してその
反射光を直接光センサに入射する完全密着型イメージセ
ンサにおいて、 光センサと、光源とを同一面上に配置するとともに、こ
れら光センサと光源との上に薄板を配置したことを特徴
とする完全密着型イメージセンサ。 - 【請求項2】 前記光源が有機エレクトロルミネセンス
素子で構成されたことを特徴とする請求項1記載の完全
密着型イメージセンサ。 - 【請求項3】 有機エレクトロルミネセンス素子は、発
光部位を選択できるように、電極と有機化合物層との間
に絶縁膜を設けたことを特徴とする有機エレクトロルミ
ネセンス素子。 - 【請求項4】 前記有機エレクトロルミネセンス素子
は、光源が必要とする部分以外を遮光するように構成し
たことを特徴とする請求項2記載の完全密着型イメージ
センサ。 - 【請求項5】 前記有機エレクトロルミネセンス素子
が、下記化1で表されるテトラアリールジアミン誘導体
を含有する層を少なくとも1層有することを特徴とする
請求項2記載の完全密着型イメージセンサ。 【化1】 〔化1において、R1 、R2 、R3 及びR4 はそれぞれ
アリール基、アルキル基、アルコキシ基、アリールオキ
シ基、アミノ基又はハロゲン原子を表す。r1 、r2、
r3及びr4は、それぞれ0又は1〜5の整数である。
R5 及びR6は、アルキル基、アルコキシ基、アミノ基
又はハロゲン原子を表し、これらは同一でも異なる物で
あってもよい。r5 及びr6は、それぞれ0又は1〜
4の整数である。〕 - 【請求項6】 前記有機エレクトロルミネセンス素子が
前記化1で表されるテトラアリールジアミン誘導体の少
なくとも1種以上と電子注入輸送機能を有する化合物の
少なくとも1種以上の混合物とを含有する層を少なくと
も1層有することを特徴とする請求項2記載の完全密着
型イメージセンサ。 - 【請求項7】 前記混合物を含有する層が発光層である
ことを特徴とする請求項6記載の完全密着型イメージセ
ンサ。 - 【請求項8】 前記電子注入輸送機能を有する化合物が
トリス(8−キノリノラト)アルミニウムであることを
特徴とする請求項6記載の完全密着型イメージセンサ。 - 【請求項9】 前記有機エレクトロルミネセンス素子
が、前記化1で表されるテトラアリールジアミン誘導体
を含有する層の少なくとも1層に蛍光物質をドープした
ことを特徴とする請求項5ないし8のいずれかに記載の
完全密着型イメージセンサ。 - 【請求項10】 前記蛍光物質がルブレンであることを
特徴とする請求項9記載の完全密着型イメージセンサ。 - 【請求項11】 前記化1で表されるテトラアリールジ
アミン誘導体を少なくとも1種以上含有する層が正孔注
入輸送層であり、前記有機エレクトロルミネセンス素子
が、この正孔注入輸送層と発光層を有することを特徴と
する請求項5ないし10のいずれかに記載の完全密着型
イメージセンサ。 - 【請求項12】 前記正孔注入輸送層が組成の異なる2
層以上で構成されることを特徴とする請求項11記載の
密着型イメージセンサ。 - 【請求項13】 前記正孔注入輸送層の少なくとも一層
がポリチオフェンを含有することを特徴とする請求項1
2記載の密着型イメージセンサ。 - 【請求項14】 前記有機エレクトロルミネセンス素子
は電子注入輸送層を有することを特徴とする請求項5な
いし13のいずれかに記載の完全密着型イメージセン
サ。 - 【請求項15】 前記有機エレクトロルミネセンス素子
において、前記化1で表されるテトラアリールジアミン
誘導体を含有する層が正孔注入輸送機能を有する層であ
り、この層に接して発光機能を有する層又は電子注入輸
送機能を有する層が設けられており、前記正孔注入輸送
機能を有する層と前記発光機能を有する層又は電子注入
輸送機能を有する層とのイオン化ポテンシャルIpの差
もしくは電子親和力Eaの差、又はこれら両者の差が
0.2eV以上であることを特徴とする請求項5、9、
10、11、12、13、14のいずれかに記載の完全
密着型イメージセンサ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6190778A JPH0855974A (ja) | 1994-08-12 | 1994-08-12 | 完全密着型イメージセンサ及び有機エレクトロルミネセンス素子 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6190778A JPH0855974A (ja) | 1994-08-12 | 1994-08-12 | 完全密着型イメージセンサ及び有機エレクトロルミネセンス素子 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0855974A true JPH0855974A (ja) | 1996-02-27 |
Family
ID=16263580
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6190778A Pending JPH0855974A (ja) | 1994-08-12 | 1994-08-12 | 完全密着型イメージセンサ及び有機エレクトロルミネセンス素子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0855974A (ja) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1088119A (ja) * | 1996-09-11 | 1998-04-07 | Sharp Corp | 有機電界発光素子 |
GB2315594B (en) * | 1996-07-22 | 2000-08-16 | Cambridge Display Tech Ltd | Sensing device |
JP2002356462A (ja) * | 2001-03-30 | 2002-12-13 | Konica Corp | アリールベンジジン誘導体化合物、有機エレクトロルミネッセンス素子材料、および有機エレクトロルミネッセンス素子 |
JP2003317955A (ja) * | 2002-02-22 | 2003-11-07 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 発光装置およびその作製方法、製造装置の操作方法 |
JP2007318063A (ja) * | 2005-12-20 | 2007-12-06 | Canon Inc | 有機発光素子 |
US8138670B2 (en) | 2002-02-22 | 2012-03-20 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Light-emitting device and method of manufacturing the same, and method of operating manufacturing apparatus |
JP2015201498A (ja) * | 2014-04-04 | 2015-11-12 | セイコーエプソン株式会社 | 発光素子、発光装置、表示装置および電子機器 |
JP2015201497A (ja) * | 2014-04-04 | 2015-11-12 | セイコーエプソン株式会社 | 発光素子、発光装置、表示装置および電子機器 |
WO2018198529A1 (ja) * | 2017-04-28 | 2018-11-01 | コニカミノルタ株式会社 | 有機エレクトロルミネッセンス素子、光センサおよび生体センサ |
-
1994
- 1994-08-12 JP JP6190778A patent/JPH0855974A/ja active Pending
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2315594B (en) * | 1996-07-22 | 2000-08-16 | Cambridge Display Tech Ltd | Sensing device |
JPH1088119A (ja) * | 1996-09-11 | 1998-04-07 | Sharp Corp | 有機電界発光素子 |
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US8138670B2 (en) | 2002-02-22 | 2012-03-20 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Light-emitting device and method of manufacturing the same, and method of operating manufacturing apparatus |
US8536784B2 (en) | 2002-02-22 | 2013-09-17 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Light-emitting device and method of manufacturing the same, and method of operating manufacturing apparatus |
JP2007318063A (ja) * | 2005-12-20 | 2007-12-06 | Canon Inc | 有機発光素子 |
JP2015201498A (ja) * | 2014-04-04 | 2015-11-12 | セイコーエプソン株式会社 | 発光素子、発光装置、表示装置および電子機器 |
JP2015201497A (ja) * | 2014-04-04 | 2015-11-12 | セイコーエプソン株式会社 | 発光素子、発光装置、表示装置および電子機器 |
WO2018198529A1 (ja) * | 2017-04-28 | 2018-11-01 | コニカミノルタ株式会社 | 有機エレクトロルミネッセンス素子、光センサおよび生体センサ |
JPWO2018198529A1 (ja) * | 2017-04-28 | 2020-03-05 | コニカミノルタ株式会社 | 有機エレクトロルミネッセンス素子、光センサおよび生体センサ |
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Legal Events
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040810 |
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A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20041207 |