JP3615536B2 - 有機ｅｌ発光素子 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は有機ＥＬ発光素子に関し、さらに詳しくは、本発明は発光効率の高い、発光輝度の高い、また、発光領域が調整できる有機ＥＬ発光素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、マルチメデイア技術の発展と情報社会の到来に伴い、ＦＰＤ（フィールドエミッションディスプレイ）性能への要求がますます高くなる。近年流行り出したプラズマ ディスプレイ、ＦＥＤ、有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス：ＯＬＥＤｓ）のような三種類ディスプレイ技術がある程度でＣＲＴとＬＣＤディスプレイの能力不足を補正することができる。そのなかでは有機ＥＬは自発光、低電圧直流駆動、視野角の広いというような特長を持つ。液晶と比較して、有機ＥＬはバックライトが必要なく、視野角が広く、消耗電力が低く、応答速度が液晶ディスプレイ素子より約１０００倍になり、製造コストが同じ解像度の液晶ディスプレイより低い。従って、有機ＥＬは広い応用範囲を持つ。
【０００３】
１９８７年にコダック社（Ｋｏｄａｋ）のタング（Ｔａｎｇ）らは（Ｃ．Ｗ．Ｔａｎｇ， Ｓ．Ａ．Ｓｌｙｋｅ， Ａｐｐｌ． Ｐｈｙｓ． Ｌｅｔｔ． ５１， ９１３（１９８７）において報告）、はじめて二層構造を採用し、芳香族ジアミン類誘電物を正孔輸送層、真空蒸着法により薄膜・積層化できる有機低分子―Ａｌｑ_３を発光層材料とし、高量子効率（１％）、高発光効率（＞１．５ｌｍ／Ｗ）、高輝度（＞１０００ｃｄ／ｍ^２）で低駆動電圧（＜１０Ｖ）の有機ＥＬを製作した。これによって、この領域の研究が真新しい時代に入った。
【０００４】
１９９０年英国ケンブリッジ大学（Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ）のブラフ（Ｂｕｒｒｏｕｇｈｅｓ）らはポリマーでも良好的な電界特性を発見した、この重要な発見は有機ＥＬ発光材料の研究をポリマー領域に推し広めた。最近十年、人々は有機ＥＬ発光素子の製作プロセスを絶えずに向上し、その関連技術の発展は速い。
【０００５】
ＯＬＥＤｓの内部量子効率はキャリヤーの注入、輸送、複合効率で決める、また、素子の発光効率も電子と正孔の注入バランスの影響を受ける。一般的なＮＰＢ／Ａｌｑ_３の二層構造素子では、ＮＰＢの正孔輸送能力がＡｌｑ_３の電子輸送能力より非常に大きいため、有機ＥＬ素子において、キャリヤー輸送の不平衡現象をもたらせ、有機ＥＬ素子の発光効率が低下する。適正な正孔輸送材料あるいは適正な素子構造を採用することによって電子輸送材料を適正にして、有機ＥＬ性能を向上する有効的な方法が報告された。
【０００６】
第一解決方法として、ドーピングで正孔輸送層にルブレン材料を添加することである。Ｙ．ハマダ（Ｙ． Ｈａｍａｄａ）とＭ．Ｓ．ジャン（Ｍ． Ｓ． Ｊａｎｇ）らは（Ｙ． Ｈａｍａｄａ， Ｔ． Ｓａｎｏ， Ｋ． Ｓｈｉｂａｔａ， ａｎｄ Ｋ． Ｋｕｒｏｋｉ， Ｊｐｎ． Ｊ． Ａｐｐｌ． Ｐｈｙｓ．， Ｐａｒｔ ２ ３４， Ｌ８２４ （１９９５）；Ｍ． Ｓ． Ｊａｎｇ， Ｓ． Ｙ． Ｓｏｎｇ， Ｈ． Ｋ． Ｓｈｉｍ， Ｔ． Ｚｙｕｎｇ， Ｓ． Ｄ． Ｊｕｎｇ， Ｌ． Ｍ． Ｄｏ， Ｓｙｎｔｈ． Ｍｅｔ． ９１， ３１７ （１９９７）において報告）ルブレン材料の添加の研究を行った。その役割機構について、アクシス（Ａｘｉｓ）らは（Ｈ． Ａｚｉｚ， Ｚ． Ｐｏｐｏｖｉｃ， Ｎ． Ｘ． Ｈｕ， Ａ． Ｍ． Ｈｏｒ， ａｎｄ Ｇ． Ｘｕ， Ｓｃｉｅｎｃｅ ２８３， １９００（１９９９）；Ｈ． Ａｚｉｚ ａｎｄ Ｚ． Ｄ． Ｐｏｐｏｖｉｃ， Ａｐｐｌ． Ｐｈｙｓ． Ｌｅｔｔ． ８０， ２１８０ （２００２）において報告）ルブレン材料の添加によって、ルブレン分子に正孔井戸型の役割を受け持たせて、素子の性能を向上することができると考える。
【０００７】
ほかの方法として、多重量子井戸構造で有機ＥＬ素子の効率を向上することである。有機ＥＬの発光スぺクトル幅を低減、発光効率向上、発光色を変換する面では有機量子井戸構造が多少の実績を取得した。ただし、現在、一般的な研究では有機量子井戸構造は発光層の電子濃度と正孔濃度を増加することによって、キャリヤーの複合効率を向上するという方法を採用される。たとえば、Ｎ．タッド（Ｎ．Ｔａｄ）らは（Ｎ．Ｔａｄａ，Ｓ．Ｔａｔｓｕｈａｒａ，Ａ．Ｆｕｊｉｉ，Ｙ．Ｏｈｍｏｒｉａｎｄ Ｋ．Ｙｏｓｈｉｎｏ， Ｊｐｎ． Ｊ． Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ． ３６，４２１（１９９７）において報告）、有機ＥＬの発光層がＡｌｑ_３とＴＰＤの交替の多重量子井戸構造を使用することによって、有機ＥＬ素子の発光効率が普通の有機ＥＬ素子（発光層ではＡｌｑ_３だけを使用される）より向上することを見出した。この性能の改善は発光層キャリヤー濃度向上の効果であり、類似の試験はさらに以上の結果を確認した。ただし、発光層が有機量子井戸構造を採用される場合には発光層キャリヤー濃度を向上するだけで、発光区域電子とキャリヤーの注入バランスを維持することができない。過量の正孔は相変わらずに発光効率の低下をもたらす。従って、発光層はこのような構造が採用される場合にはキャリヤーの複合能力の限りがある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は発光効率の高く、発光輝度の高い有機ＥＬ素子を提供すること。本発明のもう一つの目的は発光帯域を調整できる有機ＥＬ素子を提供すること。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述目的を実現するために、本発明は有機ＥＬ素子を提供すること、この素子は透明基板（１）、第一電極層（２）、第二電極層（７）及び第一電極層（２）と第二電極層に挟持された正孔輸送層（４）及び電子輸送層（６）とを含み、特徴として正孔輸送層（４）は有機量子井戸の構造を採用される、この量子井戸構造は幅広いエネルギーギャツプ有機材料Ａと幅低いエネルギーギャツプＢが一定な周期数で交替に重ねて構成され、二種類の有機材料のエネルギーレベルが以下の関係を満足する：
【００１０】
（Ｉ）有機材料Ａの最高軌道占有エネルギーレベルが有機材料Ｂの最高軌道占有エネルギーレベルより低いことであり（以下にHOMOエネルギーレベルと省略する）、
（ＩＩ）有機材料Ａの最低空軌道エネルギーレベルが有機材料Ｂの最低空軌道エネルギーレベルより高いことを特徴とする有機EL発光素子（以下にLUMOエネルギーレベルと省略する）。
【００１１】
本発明に提出された有機量子井戸構造の周期数は１〜１０の整数である。
上記の正孔輸送層は二種類の有機材料が採用され（同時に上述の関係式（Ｉ）、（ＩＩ）を満足する）、この二種類の有機材料のエネルギーレベルが相互にマッチする。すなわち、有機量子井戸構造では材料Ａのエネルギーギャプは材料Ｂのエネルギーギャプを覆うことができる。界面にあるキャリヤーはエネルギー低い領域に移動する傾向があるため、材料Ａ層と材料Ｂ層の界面では正孔とキャリアが材料Ｂに移動する、つまり、材料Ａ層が材料Ｂ層に対してのエネルギーバリヤーの効果で電子と正孔の井戸型は材料Ｂの中に分布した。正孔が有機量子井戸構造径由で輸送の際に、正孔キャリヤーが材料Ｂの中で大量に分布した。しかし、材料Ａ層での分布比率がとても少ない、トンネリング インジエクション方式しか輸送することができない。
【００１２】
同時に、材料Ａ層と材料Ｂ層の界面では正孔のバリヤーが存在するため、正孔は材料Ａ層をトンネリング インジエクションする際に、バリヤーを克服するエネルギー消耗が必要である。従って、（１）界面のバリヤーが大きければ、大きいほど、正孔キャリヤーは界面を通る際に、消耗するエネルギーがもっと多く、これによって、もっと多いキャリヤーはエネルギー不足なので、材料Ｂ層に束縛され、全部の有機量子井戸構造を通過することができない。（２）有機量子井戸周期数の増加によって、キャリヤーが量子井戸を通過する必要な界面は増加し、従って、全部の有機量子井戸構造を通過する正孔数量が減少する。このことにより、量子井戸構造は正孔を阻止する役割を持つという結論が得られた。量子井戸構造の材料及び周期数を選択するによって、正孔キャリヤーが正孔輸送層での移動することを制御できて、発光領域での電子と正孔の注入バランスを実現し、有機ＥＬの発光効率と発光輝度を向上した。
【００１３】
本発明に述べた有機材料Ｂは一つの染料Ｃを使用してもよい。
研究した上で証明できたこと：量子井戸輸送層の構造では（１）界面のバリヤーが大きければ、キャリヤーが界面を通過する必要な消耗エネルギーがもっと多く、従って、もっと多くのキャリヤーがエネルギー不足なので染料Ｃの中に束縛されて、量子井戸構造を通過することができない、また（２）周期数の増加によって、キャリヤーが量子井戸を通過の界面が増加し、量子井戸構造を通過するキャリヤーが減少した。これによって、量子井戸構造は正孔を阻止する役割を持つことができる。量子井戸界面では、電子と正孔バリヤーがとても少ない（<0.４eV）場合には、大部分の正孔が量子井戸構造で覆われ、少量の正孔が量子井戸を通過し更に輸送する。同時に、電子が電子輸送層まで輸送された少量正孔と複合した後、残された電子も小さな量子井戸バリヤーを通ることができて、量子井戸構造の正孔輸送層に入って、量子井戸で覆われる正孔と更に複合した。従って、二つの発光帯域が同時に発光することができる。有機量子井戸構造の周期数を調整することによって、発光帯域が電子輸送層に存在することができる（この場合には周期数が少ない、大量的な正孔が量子井戸構造を通過して、電子輸送層材料のELスぺクトルを発する）あるいは正孔輸送層に存在する（この場合には周期数が多い、正孔が量子井戸構造で束縛される、電子輸送層の電子が量子井戸構造の中に入って正孔と複合し、有機染料ＣのELスぺクトルを発する）、あるいは、同時に電子輸送層と正孔輸送層に存在することができる。有機EL発光素子は正孔輸送層の有機量子井戸周期数の相違によって異なる発光帯域（emission zone）が持つことができる、すなわち、有機量子井戸周期数を制御することによって、電子と正孔の複合発光領域を変化することができる、更に、有機EL発光素子の発光帯域を調整することができる。
【００１４】
上記実施形態に述べた第一電極層と正孔輸送層の間にバッファ層があってもよい、正孔輸送層と電子輸送層の間に過渡層（遷移層：ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎａｌ ｌａｙｅｒ）があってもよい。
本発明の有機ＥＬ発光素子は以下の長所を持つことができる：
（１）正孔輸送層において有機量子井戸構造を採用される場合には、正孔キャリヤーが正孔輸送層での遷移を制御できる。従って、発光領域では、電子と正孔の注入バランスを実現し、更に、有機ＥＬ発光素子の発光効率と発光輝度を向上した；
（２）有機量子井戸構造での幅狭いエネルギーギャツプ有機材料Ｂは、染料Ｃを採用される場合には、正孔輸送層の有機量子井戸周期数の相違によって、有機ＥＬ発光素子は異なる発光帯域を持つ。従って、正孔輸送層の有機量子井戸周期数を制御することによって、電子と正孔の複合発光領域を変化することができる、更に、有機ＥＬ発光素子の発光帯域を調整した。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をその好ましい実施形態に基づき図面を参照しながら説明する。参考するために、本発明にかかわる有機材料の略語及び名称対照表は以下にある：
【００１６】
【表１】

【００１７】
【表２】

【００１８】
【表３】

【００１９】
【表４】

【００２０】
【表５】

【００２１】
本発明に係る具体的な実施形態、実施例を明らかに記述するために、以下の幾つかのポイントを説明する。
（１）本発明に係るＯＬＥＤｓの発光領域が電子輸送層と正孔輸送層にある。
（２）本発明に係るＯＬＥＤｓの正孔輸送層、電子輸送層及びオプショナル バッファ層と過渡層が全て有機機能層である。
【００２２】
本発明に係る有機ＥＬ発光素子の第一タイプ構造は図１に示す。１は透明電極、硝子基板あるいはフレキシブルであるフレキシブル基板がポリエステル、ポリイミド類化合物中の一つが採用される。２は第一電極層（陽極）、無機材料あるいは有機導電ポリマーを挙げられる。一般的には無機材料は酸化インジウム・スズ（以下にＩＴＯと省略する）、酸化亜鉛、酸化亜鉛・錫など金属酸化物、あるいは金、銅、銀など仕事関数の高い金属であり、好ましくはＩＴＯである。好ましい有機導電ポリマーはＰＥＤＯＴ、ＰＡＮＩ中の一つ材料である。３はバッファ層、一般的には、フタロシアニン、ポリイミド、フッ素共重合体、無機フッ素化合物、無機化合物酸化物あるいはダイヤモンド中の一つの材料が採用される。本発明の第一タイプ構造でバッファ層として好ましいのはＣｕＰｃである。
【００２３】
４は正孔輸送層、有機量子井戸構造を採用される。この量子井戸構造は広いエネルギーギャツプ有機材料Ａと狭いエネルギーギャツプ有機材料Ｂで交互に重ねて構成される。二種類の有機材料のエネルギーレベルは相互的にマッチし（つまり、前記関係式（Ｉ）、（ＩＩ）を同時に満足し、材料Ａのエネルギーギャツプは材料Ｂのエネルギーギャツプを覆うことができる）、且つ、材料Ｂに対して材料Ａはエネルギーバリヤー役割を持つため、電子と正孔の井戸型が材料Ｂ層に存在する。材料Ａはベンジジン類（たとえば、NPB，TPD，MTDATA）、カルバゾル類（たとえば、PVK、BCP、Bphen）、ピロール類あるいはオキサジアゾール類（たとえば、TPBi、PBD）化合物中の一つの材料が採用される。材料Ｂはフタロシアニン類（たとえば、CuPc、H₂Pc、VOPc）化合物中の一つ材料が採用される。この第一タイプ構造では(NPB/CuPc)_ｎの多重量子井戸構造であることが好ましい。NPBとCuPcのHOMOエネルギーレベルはそれぞれ-5.５eV、-4.８eV、LUMOエネルギーレベルはそれぞれ-2.５eV、-2.７eVである。
【００２４】
好ましい（ＮＰＢ／ＣｕＰｃ）_ｎを正孔輸送層とした有機ＥＬ発光素子のエネルギーレベルを示す図（図２、図３）から見ると、ＣｕＰｃ層に対してＮＰＢ層がエネルギーバリヤーの役割を持つため、ＣｕＰｃ層では電子と正孔の井戸型が形成された。５は過渡層、過渡層は電子輸送材料を適応する材料が採用される。正孔輸送層の多層量子井戸構造は（ＮＰＢ／ＣｕＰｃ）_ｎである場合には、過渡層はＮＰＢことが好ましい。６は電子輸送層、一般的には、金属有機錯体あるいはオキサジアゾール類化合物中の一つの材料が採用される。電子輸送層はＡｌｑ_３、Ａｌ（Ｓａｐｈ−ｑ）、Ｇａ（Ｓａｐｈ−ｑ）、Ｚｎ（Ａｃ）_２中の一つの材料が好ましい。７は第二電極層（カソード：陽極層、金属層）、一般的には、第二電極層はＬｉ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ａｌ、Ｉｎなど仕事関数（ｗｏｒｋ ｆｕｎｃｔｉｏｎ）の低い金属、あるいは金、銀、銅との合金が採用される。８は電源である。
【００２５】
上記第一タイプ構造で望ましいＯＬＥＤｓは以下の構造式を持つことである：
Ｇｌａｓｓ／ＩＴＯ／ＣｕＰｃ／（ＮＰＢ／ＣｕＰｃ）_ｎ／ＮＰＢ／Ａｌｑ_３／Ｍｇ：Ａｇ／Ａｇ （１）
構造式（１）において、ｎはＮＰＢ／ＣｕＰｃ量子井戸周期数、ｎ値は１〜１０の整数である。上記構造式（１）の有機ＥＬ発光素子の製作ステップの詳細な実施形態について説明する。
（１）煮沸した洗浄液と脱インオ水を利用し、超音波洗浄の方法で透明導電ＩＴＯ膜層付きガラス基板を洗浄する。その後、ＩＴＯ膜層付きガラス基板を赤外線ランプで乾燥させた。該ＩＴＯ膜層は陽極であって、ＩＴＯの抵抗値が５〜１００Ω／ｍ^２、膜厚は８０．０〜２８０．０ｎｍであった；
（２）上記洗浄、乾燥されたＩＴＯ膜層付きガラス基板を１×１０^−５〜５×１０^−３Ｐａの真空室において、前記ＩＴＯ膜層付きガラス基板上にＣｕＰｃを一層に蒸着し、このＣｕＰｃ層をバッファ層とした。ＣｕＰｃの蒸着速度は０．０２ｎｍ〜０．４ｎｍ／ｓ、膜厚は０．５〜２０．０ｎｍ．であった；
【００２６】
（３）続いて、上記ＣｕＰｃ上に正孔輸送層を一層に蒸着し、この正孔輸送層はｎ周期で交替するＮＰＢ／ＣｕＰｃ有機多重量子井戸構造が採用される。ＣｕＰｃ膜の蒸着速度は０．０２〜０．４ｎｍ／ｓ、量子井戸構造では各層ＣｕＰｃの膜厚は０．５〜１０．０ｎｍであった。ＮＰＢ膜の蒸着速度は０．１〜０．６ｎｍ／ｓ、量子井戸構造では各層ＮＰＢの膜厚は０．５〜３０．０ｎｍであった；
（４）続いて、上記正孔輸送層上にＮＰＢを一層に蒸着し、このＮＰＢ層は有機ＥＬ発光素子の過渡層とした。ＮＰＢ薄膜の蒸着速度は０．１〜０．６ｎｍ／ｓ、膜厚は１０．０〜４５．０ｎｍであった；
（５）続いて、上記過渡層上にＡｌｑ_３を一層に蒸着し、このＡｌｑ_３層は有機ＥＬ発光素子の電子輸送層と発光層とした。薄膜の蒸着速度は０．１〜０．６ｎｍ／ｓ、膜厚は４０．０〜１００．０ｎｍであった；
（６）最後に、上記Ａｌｑ_３薄膜上にＭｇ：Ａｇ合金層とＡｇ層を蒸着し、このＭｇ：Ａｇ合金層とＡｇ層は有機ＥＬ発光素子の陰極層とした。Ｍｇ：Ａｇ層の蒸着速度比は１０：１、全体の蒸着速度は０．６〜２．０ｎｍ／ｓ、合金層の膜厚は５０．０〜２００．０ｎｍ、Ａｇ層の蒸着速度は０．３〜０．８ｎｍ／ｓ、膜厚は４０．０〜２００．０ｎｍであった。
【００２７】
本発明に係る有機EL発光素子の第二タイプ構造は 図１に示す（ただし、バッファ層無し）。１、２は第一タイプの構造と同じである。４は正孔輸送層、正孔輸送層は有機量子井戸構造を採用される。この量子井戸構造は広いエネルギーギャツプ有機材料Ａと狭いエネルギーギャツプ有機染料Ｃとを交互に重ねて構成される。二種類の有機材料のエネルギーレベルは相互的にマッチする（つまり、前記関係式（Ｉ）、（ＩＩ）を同時に満足し、材料Ａのエネルギバンドは染料Ｃのエネルギーギャツプを覆うことができる）、且つ、染料Ｃ層に対して材料Ａ層はエネルギーバリヤーを持つため、電子と正孔のバリヤーが染料Ｃ層に存在する。材料Ａはベンジジン類（たとえば、NPB，TPD，MTDATA）、カルバゾル類（たとえば、PVK、BCP、Bphen）、ピロール類あるいはオキサジアゾール類（たとえば、TPBi、PBD）化合物中の一つの材料である
【００２８】
染料Ｃはポリフェニレン類（たとえば、ルブレンン、ペンタセン）、クマリン類（たとえば、C545T）、ビスヒラン類（たとえば、DCTJB、DCM）類化合物中の一つの材料である。第二タイプ構造では(NPB/rubrene)_nの多重量子井戸構造が好ましい。NPBとルブレンのHOMOエネルギーギャツプはそれぞれ-5.５eV、-5.４eV、LUMOエネルギーギャツプはそれぞれ-2.5eV、3.２eVである。NPB/rubreneを正孔輸送層とした有機EL発光素子のエネルギーレベルを示す図（図６）から見ると、NPB材料とルブレン材料界面のエネルギーバリヤー役割によって、正孔キャリヤーはルブレン層で覆われる。５は過渡層、過渡層は電子輸送層のエネルギーレベルを適応する材料を採用される。正孔輸送層の多層量子井戸構造は(NPB/rubrene)_nであることが望ましい場合には、過渡層はNPBを優先される。６、７は第一タイプ構造と同じである。
【００２９】
上記第二タイプ構造で望ましいＯＬＥＤｓは以下の構造式を持つことである。
Ｇｌａｓｓ／ＩＴＯ／（ＮＰＢ／ｒｕｂｒｅｎｅ）_ｎ／ＮＰＢ／Ａｌｑ_３／Ｍｇ：Ａｇ／Ａｇ （２）
構造式（２）において、ｎはＮＰＢ／ＣｕＰｃ量子井戸周期数、ｎ値は１〜１０の整数である。以下に上記構造式（２）の、有機ＥＬ発光素子の製作ステップの詳細な実施形態について説明する。
（１）沸した洗浄液と脱インオ水を利用し、超音波洗浄の方法で透明導電ＩＴＯ膜層付きガラス基板を洗浄する。その後、ＩＴＯ膜層付きガラス基板を赤外線ランプで乾燥させる。該ＩＴＯ膜層は陽極であって、ＩＴＯの抵抗値が５〜１００Ω／ｍ^２、膜厚は８０．０〜２８０．０ｎｍであった。
（２）上記洗浄、乾燥されたＩＴＯ膜層付きガラス基板を１×１０^−５〜５×１０^−３Ｐａの真空室において、上記ＩＴＯ膜層付きガラス基板上に正孔輸送層を蒸着し、この正孔輸送層はｎ周期で交替するＮＰＢ／ＣｕＰｃ有機量子井戸構造を採用された。その中では、ルベレン膜の蒸着速度は０．０２〜０．４ｎｍ／ｓ、量子井戸構造では各層のルベレン膜厚は０．５〜１０．０ｎｍであった。ＮＰＢの蒸着速度は０．１〜０．６ｎｍ／ｓ、量子井戸構造では各層ＮＰＢの膜厚は０．５〜３０．０ｎｍであった。
【００３０】
（３）続いて、上記正孔輸送層上にＮＰＢを一層に蒸着した。このＮＰＢ層は過渡層とした。ＮＰＢ薄膜の蒸着速度は０．１〜０．６ｎｍ／ｓ、膜厚は１０．０〜４５．０ｎｍであった。
（４）続いて、上記過渡層上にＡｌｑ_３を一層に蒸着し、このＡｌｑ_３層は有機ＥＬ発光素子の電子輸送層と発光層とした。Ａｌｑ_３薄膜の蒸着速度は０．１〜０．６ｎｍ／ｓ、膜厚は４０．０〜１００．０ｎｍであった。
（５）最後に、上記Ａｌｑ_３薄膜上にＭｇ：Ａｇ合金層とＡｇ層を蒸着し、このＭｇ：Ａｇ合金層とＡｇ層は有機ＥＬ発光素子の陰極層とした。Ｍｇ：Ａｇの蒸着速度比は１０：１、全体の蒸着速度は０．６〜２．０ｎｍ／ｓ、合金層の膜厚は５０．０〜２００．０ｎｍ、Ａｇ層の蒸着速度は０．３〜０．８ｎｍ／ｓ、膜厚は４０．０〜２００．０ｎｍであった。
【００３１】
実施例１−３
上記構造式（１）で示した素子の製作と同じ方法で三つの有機ＥＬ発光素子を製作した。且つ、有機ＥＬ発光素子性能を比較するために、三つの有機ＥＬ発光素子のＩＴＯ膜厚はそれぞれ２００．０ｎｍであった。ＣｕＰｃバッファ層の膜厚は６．０ｎｍ、ＮＰＢ過渡層の膜厚はそれぞれ１５．０ｎｍ、Ａｌｑ_３電子輸送層の厚みはそれぞれ６０．０ｎｍ、Ｍｇ：Ａｇ合金層とＡｇ層の膜厚はそれぞれ１００．０ｎｍであった。三つの有機ＥＬ発光素子のＮＰＢ／ＣｕＰｃでは各薄膜の厚みは異なる周期数ｎによって変化する。ｎ周期数のＮＰＢ、ＣｕＰｃの合計膜厚はそれぞれ１５．０ｎｍ、６．０ｎｍである。三つの有機ＥＬ発光素子の構造は表２、３に示し、素子の輝度―電流密度曲線、発光密度曲線は図４および図５に示す。
【００３２】
比較例１
実施例１−３と同じ方法で一般的な発光素子を製作した。しかしながら、この素子において、交互に積層されたＮＰＢ／ＣｕＰｃ薄膜（ｎ＝０）を設けていない、表３に示すように、ＮＰＢ、ＣｕＰｃ層の膜厚はそれぞれ１２．０ｎｍ、３０．０ｎｍである。この有機ＥＬ発光素子は以下の構造式を持つことである：
Ｇｌａｓｓ／ＩＴＯ／ＣｕＰｃ／ＮＰＢ／Ａｌｑ_３／Ｍｇ：Ａｇ／Ａｇ （３）
正孔輸送層にＮＰＢ／ＣｕＰｃの有機量子井戸構造が採用された有機ＥＬ発光素子では、周期数ｎは素子性能への影響が表３のように示される。
【００３３】
表２
【表６】

【００３４】
表３
【表７】

【００３５】
表３から見ると、本発明の実験条件で、量子周期数ｎ＝４の場合に、有機ＥＬ発光素子の性能が一番良い。電流密度が３４ｍＡ／ｃｍ^２の場合には、対応した有機ＥＬ発光素子の最高効率が１０．８ｃｄ／Ａであった。今まで製作された素子では前記性能データはＡｌｑ_３に染料ホストをドーピングしない有機ＥＬ発光素子発光効率の最高値であった。一般的な発光素子と比較して、本発明の有機ＥＬ発光素子の性能は従来より３倍に向上した。
量子周期数ｎ＝６の場合には、量子井戸において各層材料の厚みがとても薄いため、成膜品質は悪くなり、有機ＥＬ発光素子の性能が低下した。普通の意味から考えると、周期数の増加によって、量子井戸において各層の膜厚はあまり薄くない場合には（成膜品質を保証する膜厚）、有機ＥＬ発光素子の性能がある程度で向上することができる。
【００３６】
実施例４
沸した洗浄液と脱インオ水を利用し超音波洗浄の方法で透明導電ＩＴＯ膜層付きガラス基板を洗浄する。その後、ＩＴＯ膜層付きガラス基板を赤外線ランプで乾燥させた。ＩＴＯの抵抗値が１５Ω／ｍ^２、該ＩＴＯ膜層は陽極であって、ＩＴＯの膜厚は１８０．０ｎｍであつた。乾燥されたＩＴＯ膜層付きガラス基板を１×１０^{− ３}Ｐａの真空室において、上記ＩＴＯ膜層付きガラス基板上にバッファ層とするＣｕＰｃを蒸着し、ＣｕＰｃの蒸着速度は０．０４ｎｍ／ｓ、膜厚は６．０ｎｍであった。続いて、前記ＣｕＰｃバッファ層上に正孔輸送層とする交互の６層ＮＰＢ／ＣｕＰｃを蒸着し、そのＮＰＢ薄膜の蒸着速度は０．２ｎｍ／ｓ、膜厚は３．８ｎｍ、ＣｕＰｃ薄膜の蒸着速度は０．０４ｎｍ／ｓ、膜厚は１．５ｎｍであった。続いて、上記正孔輸送層上にＮＰＢを１５．０ｎｍに蒸着し、このＮＰＢ層は過渡層とした。ＮＰＢ薄膜の蒸着速度は０．４ｎｍ／ｓ、その上に電子輸送層と発光層とするＡｌｑ_３を蒸着し、Ａｌｑ_３の蒸着速度は０．２ｎｍ／ｓ、膜厚は６０．０ｎｍであった。続いて、Ａｌｑ_３の上に陰極とする金属層を蒸着し、金属層はＭｇ：Ａｇ合金層とＡｇ層で構成され、ＭｇとＡｇの蒸着速度比は１０：１、蒸着速度は合計で１．５ｎｍ／ｓ、合金層の膜厚は１００．０ｎｍであった。Ａｇ層の蒸着速度は０．５ｎｍ／ｓ、膜厚は１００．０ｎｍであった。製作された有機ＥＬ発光素子の起動電圧は２．５Ｖ、最大発光輝度は１６０００ｃｄ／ｍ^２であり、電流密度が３６ｍＡ／ｃｍ^２である際に対応した最大発光効率は１０．８ｃｄ／Ａであった。
【００３７】
実施例５
沸した洗浄液と脱インオ水を利用し超音波洗浄の方法で透明導電ＩＴＯ膜層付きガラス基板を洗浄する。その後、ＩＴＯ膜層付きガラス基板を赤外線ランプで乾燥させた。ＩＴＯの抵抗値が６０Ω／ｍ^２、該ＩＴＯ膜層は陽極であって、ＩＴＯの膜厚は１００．０ｎｍであつた。乾燥されたＩＴＯ膜層付きガラス基板を２×１０^{− ３}Ｐａの真空室において、上記ＩＴＯ膜層付きガラス基板上にバッファとするＣｕＰｃを蒸着し、ＣｕＰｃの蒸着速度は０．０６ｎｍ／ｓ、膜厚は８．０ｎｍであった。続いて、上記ＣｕＰｃバッファ層上に正孔輸送層とする交替の２層ＮＰＢ／ＣｕＰｃを蒸着し、そのＮＰＢ薄膜の蒸着速度は０．２ｎｍ／ｓ、膜厚は７．５ｎｍ、ＣｕＰｃ薄膜の蒸着速度は０．０６ｎｍ／ｓ、膜厚は３．０ｎｍであった。続いて、上記正孔輸送層上にＮＰＢを２０．０ｎｍに蒸着した、このＮＰＢ層は過渡層とした。ＮＰＢ薄膜の蒸着速度は０．２ｎｍ／ｓ、その上に電子輸送層と発光層としてＡｌ（Ｓａｐｈ−ｑ）を蒸着し、蒸着速度は０．２ｎｍ／ｓ、膜厚は６０．０ｎｍであった。続いて、Ａｌ（Ｓａｐｈ−ｑ）の上に陰極とする金属層を蒸着し、金属層はＭｇ：Ａｇ合金層とＡｇ層で構成され、ＭｇとＡｇの蒸着速度比は１０：１、蒸着速度は合計で１．５ｎｍ／ｓ、合金層の膜厚は１５０．０ｎｍであった。Ａｇ層の蒸着速度は０．４ｎｍ／ｓ、膜厚は５０．０ｎｍであった。製作された有機ＥＬ発光素子の起動電圧は２．８Ｖ、最大発光輝度は１３０００ｃｄ／ｍ^２であった。
【００３８】
実施例６
沸した洗浄液と脱インオを利用し超音波洗浄の方法でＩＴＯ膜層付きガラス基板を洗浄する、その後、ＩＴＯ膜層付きガラス基板を赤外線ランプで乾燥させた。ＩＴＯの抵抗値が３０Ω／ｍ^２、該ＩＴＯ膜層は陽極であって、ＩＴＯの膜厚は１４０．０ｎｍであつた。乾燥されたＩＴＯ膜層付きガラス基板を１．５×１０^{− ３}Ｐａの真空室において、前記ＩＴＯ膜層付きガラス基板上にバッファ層とするＣｕＰｃを蒸着し、ＣｕＰｃの蒸着速度は０．０３ｎｍ／ｓ、膜厚は４．０ｎｍであった。続いて、前記ＣｕＰｃバッファ層上に正孔輸送層とする交互の８層ＮＰＢ／ＣｕＰｃを蒸着し、そのＮＰＢ薄膜の蒸着速度は０．２ｎｍ／ｓ、膜厚は２．０ｎｍ、ＣｕＰｃ薄膜の蒸着速度は０．０２ｎｍ／ｓ、膜厚は０．７５ｎｍであった。続いて、上記正孔輸送層上にＮＰＢを２０．０ｎｍに蒸着し、このＮＰＢ層は過渡層とした。ＮＰＢ薄膜の蒸着速度は０．２ｎｍ／、その上に電子輸送層と発光層とするＺｎ（Ａｃ）_２を蒸着し、Ｚｎ（Ａｃ）_２の蒸着速度は０．２ｎｍ／ｓ、膜厚は６０．０ｎｍであった。続いて、Ｚｎ（Ａｃ）_２の上に陰極とする金属層を蒸着する。金属層はＭｇ：Ａｇ合金層とＡｇ層で構成され、ＭｇとＡｇの蒸着速度比は１０：１、蒸着速度は合計で１．５ｎｍ／ｓ、膜厚は１８０．０ｎｍであった。Ａｇ層の蒸着速度は０．５ｎｍ／ｓ、膜厚は５０．０ｎｍであった。製作された有機ＥＬ発光素子の起動電圧は２．９Ｖ、最大発光輝度は１２０００ｃｄ／ｍ^２であった。
【００３９】
実施例７−９
上記構造式（２）示した素子の製作と同じ方法で三つの有機ＥＬ発光素子を製作した。且つ、有機ＥＬ発光素子性能を比較するために、三つの有機ＥＬ発光素子のＩＴＯ厚みはそれぞれ２４０．０ｎｍであり、ＮＰＢの合計膜厚（過渡層を含む）は４０．０ｎｍ、ｎ周期ルブレン薄膜の合計膜厚は８．０ｎｍ、Ａｌｑ_３電子輸送層は６０．０ｎｍ、Ｍｇ：Ａｇ合金層とＡｇ層の厚みはそれぞれ１００．０ｎｍであった。周期数ｎの相違によって、三つの有機ＥＬ発光素子において、交互に積層されたＮＰＢ／ルブレン薄膜の各ルブレンの膜厚だけで変化した。各層ＮＰＢ薄膜の厚みはそれぞれ５．０ｎｍである。三つの有機ＥＬ発光の構造は表４、表５に示し、輝度―電流密度曲線と発光効率―電流密度曲線は図７、図８に示す。
【００４０】
比較例２
実施例７−９と同じ方法で普通のＯＬＥＤを製作した。この素子においては交互に積層されるＮＰＢ／ｒｕｂｒｅｎｅ薄膜（ｎ＝０）を設けていない。表４に示すように、ＮＰＢの膜厚は４０．０ｎｍであった。この有機ＥＬ発光素子は以下の構造式（４）を持つ。
Ｇｌａｓｓ／ＩＴＯ／ＮＰＢ／Ａｌｑ_３／Ｍｇ：Ａｇ／Ａｇ （４）
【００４１】
表４
【表８】

【００４２】
比較例３
実施例７−９と同じ方法で普通のＯＬＥＤを製作した。この素子は交互に積層されるＮＰＢ／ｒｕｂｒｅｎｅ薄膜（ｎ＝０）を設けていない。電子輸送層は２ｗｔ％のルブレンをドーピングされた６０．０ｎｍのＡｌｑ３層を含み、有機ＥＬ発光素子の構造は表５に示すように、以下の構造式（５）を持つ。
Ｇｌａｓｓ／ＩＴＯ／ＮＰＢ／Ａｌｑ_３：ｒｕｂｒｅｎｅ （２ｗｔ％）／Ｍｇ：Ａｇ／Ａｇ （５）
図９は上記ＯＬＥＤのＥＬスペクトルである。曲線（ａ）， （ｂ）， （ｃ） ， （ｄ）は量子周期数が０， ２， ４， ６である有機ＥＬ発光素子にそれぞれ対応する。曲線（ｅ）は上記構造式（５）の有機ＥＬ発光素子に対応し、且つ、ルブレンから黄色の光を発する。観察から見ると、周期数の増加することによって、本発明のＮＰＢ／ｒｕｂｒｅｎｅ有機量子井戸構造式を持つ有機ＥＬ発光素子のスペクトルは明らかに移動した。ｎ＝０の有機ＥＬ発光素子（曲線ａ）は５２０ｎｍＡｌｑ_３の緑色光を発する。しかしながら、ｎ＝２の素子（曲線ｂ）とｎ＝４の素子（曲線ｃ）の有機ＥＬ発光素子スペクトルから見ると、有機ＥＬ発光素子はルブレンの発光が現れる。同時に、５２０ｎｍ波長の周りではＡｌｑ_３材料のショルダーが現れる。ｎ＝６の有機ＥＬ発光素子（曲線ｄ）は全てルブレンから光を発し、Ａｌｑ_３の光はほとんど見えないということが分かるはずである。有機量子井戸構造を持っていない一般的な発光素子（曲線ｅ）のスペクトルとほぼ合致する。従って、キャリヤーがルブレン層だけで結合すると表明できる。
【００４３】
以上の記載したことで以下の結果を証明できる。前記有機量子井戸構造は正孔の輸送を調節することだけではなく、同時に、有機量子周期数を変化することによって、有機ＥＬ発光素子の発光帯域を制御することができる。
有機ＥＬ発光素子において、有機量子井戸正孔輸送構造を引き入れる場合には、有機ＥＬ発光素子の正孔の輸送は有効的に制御されることができる。これによって、電子と正孔の注入バランスを得られ、有機ＥＬ発光素子の発光効率が向上する。同時に、有機量子井戸構造において染料で単独に成膜したため、有機量子井戸周期数を変化することによって、有機ＥＬ発光素子の発光帯域を制御できる。これは、有機ＥＬ発光素子の異なる発光色を実現させるために、有益な参考を提供した。
正孔輸送層にＮＰＢ／ｒｕｂｒｅｎｅを採用した有機量子井戸構造の有機ＥＬ発光素子では、周期数ｎは素子性能への影響が表５のように示される。
【００４４】
表５
【表９】

【００４５】
表５から見ると、本発明の実験条件で、量子周期数はｎ＝４の場合には、有機ＥＬ発光素子の輝度と発光効率は一番良い。量子周期数はｎ＝６の場合には、量子井戸構造の各層薄膜がとても薄いため、連続的な薄膜が形成できない。従って、量子井戸構造が破壊され、かえって、有機ＥＬ発光素子の効率が低下した。これによって、有機量子井戸構造は破壊されない場合には、有機ＥＬ発光素子の周期数を増加することによって、有機ＥＬ発光素子の効率を更に向上することができる。同時に、周期数の増加に伴って、有機ＥＬ発光素子において、ルブレン発光比率がますます大きくなり、ＥＬスペクトルは赤色発光に移ったということが発見された。これは有機ＥＬ発光素子の発光帯域が量子周期数の増加に伴って、ルブレン層に移転することを証明した。そして、周期数ｎは大きければ、大きいほど、発光帯域がルブレン層に移転することは有利である。
【００４６】
実施例１０−１３
実施例７−９と同じ方法で実施例１０−１３の有機ＥＬ発光素子を製作した。各有機ＥＬ発光素子の周期数はそれぞれ４であり、素子の構造は表６のように示す。正孔輸送層にＮＰＢ／ｒｕｂｒｅｎｅを採用し有機量子井戸構造の有機ＥＬ発光素子において、周期数ｎの素子性能への影響は表６に示される。
【００４７】
表６
【表１０】

【００４８】
表６から見ると、ＮＰＢ層の膜厚は３．０ｎｍになった場合に、有機ＥＬ発光素子の性能は一番良い。かえって、ＮＰＢ層の膜厚は１．０ｎｍになった場合には量子井戸構造が破壊されるため、素子の性能が低下した。従って、ＮＰＢ層の膜厚は薄くければ、薄いほど、有機ＥＬ発光素子の性能を向上し、有利である。
【００４９】
実施例１４−１７
実施例７−９と同じ方法で実施例１４−１７の有機ＥＬ発光素子を製作した。各素子の周期数はそれぞれ４であり、素子の構造は表７に示す。正孔輸送層にＮＰＢ／ｒｕｂｒｅｎｅが採用された有機量子井戸構造の有機ＥＬ発光素子では、ルブレンの膜厚の素子性能への影響は表７に示される。
【００５０】
表７
【表１１】

表７から見ると、ルブレン膜厚を変化することは、有機ＥＬ発光素子の性能への影響が小さい。ルブレン膜厚が１．０ｎｍになる場合には、量子井戸構造は破壊される。その以外では、プロセスの条件によって、相対的に薄い膜厚のルブレンが選択される。本発明ではルブレン膜厚は２．０ｎｍであることが好ましい。
【００５１】
実施例１８−２１
実施例７−９と同じ方法で実施例１８−２１の有機ＥＬ発光素子を製作した。各素子の周期数はそれぞれ４であり、素子の構造は表８に示す。正孔輸送層に有機量子井戸構造が採用された有機ＥＬ発光素子では、電子輸送層材料と量子井戸構造の材料変化による素子性能への影響は、表８に示す。
【００５２】
表８
【表１２】

【００５３】
実施例２２−２４
実施例７−９と同じ方法で実施例２２−２４の有機ＥＬ発光素子を製作した。素子の構造は表９に示す。
【００５４】
比較例４
実施例２２−２４と同じ方法で一つの有機ＥＬ発光素子を製作した。この素子は交互に積層されたＮＰＢ／ｒｕｂｒｅｎｅ薄膜を設けていない（ｎ＝０）。素子の構造は表９に示す。
正孔輸送層に有機量子井戸構造が採用された有機ＥＬ発光素子では、周期数ｎの有機ＥＬ発光素子寿命への影響が、表９に示される。
【００５５】
表９
【表１３】

【００５６】
実施例２５
沸した洗浄液と脱インオ水を利用し超音波洗浄の方法でＩＴＯ膜層付きガラス基板を洗浄する。その後、ＩＴＯ膜層付きガラス基板を赤外線ランプで乾燥させた。ＩＴＯの抵抗値が６０Ω／ｍ^２、該ＩＴＯ膜層は陽極であって、ＩＴＯの膜厚は１００．０ｎｍであつた。乾燥されたＩＴＯ膜層付きガラス基板を２×１０^{− ３}Ｐａの真空室において、上記ＩＴＯ膜上に正孔輸送層とする交互の４層ＮＰＢ／ｒｕｂｒｅｎｅを蒸着し、そのＮＰＢ薄膜の蒸着速度は０．２ｎｍ／ｓ、膜厚は５．０ｎｍ、ルブレンの蒸着速度は０．１ｎｍ／ｓ、膜厚は２．０ｎｍであった。続いて、上記正孔輸送層上にＮＰＢを２０．０ｎｍに蒸着し、このＮＰＢ層は過渡層とした。ＮＰＢ薄膜の蒸着速度は０．２ｎｍ／ｓ、その上に電子輸送層と発光層としてＡｌ（Ｓａｐｈ−ｑ）を蒸着し、Ａｌ（Ｓａｐｈ−ｑ）の蒸着速度は０．２ｎｍ／ｓ、膜厚は６０．０ｎｍであった。続いて、Ａｌ（Ｓａｐｈ−ｑ） 層上に陰極とする金属層を蒸着し、金属層はＭｇ：Ａｇ合金層とＡｇ層で構成され、ＭｇとＡｇの蒸着速度比は１０：１、蒸着速度は合計で１．５ｎｍ／ｓ、合金層の膜厚は１５０．０ｎｍであった。Ａｇ層の蒸着速度は０．４ｎｍ／ｓ、膜厚は５０．０ｎｍであった。製作された有機ＥＬ発光素子の起動電圧は２．８Ｖ、最大発光輝度は１６０００ｃｄ／ｍ^２であった。
【００５７】
実施例２６
沸した洗浄液と脱インオ水を利用し超音波洗浄の方法でＩＴＯ膜層付きガラス基板を洗浄する。その後、ＩＴＯ膜層付きガラス基板を赤外線ランプで乾燥させた。ＩＴＯの抵抗値が１５Ω／ｍ^２、該ＩＴＯ膜層は陽極であって、ＩＴＯの膜厚は２６０．０ｎｍであつた。乾燥されたＩＴＯ膜層付きガラス基板を１×１０^{− ３}Ｐａの真空室において、上記ＩＴＯ膜層付きガラス基板上にバッファ層とするＣｕＰｃを１０．０ｎｍに蒸着し、ＣｕＰｃの蒸着速度は０．０２ｎｍ／ｓであった。続いて、ＣｕＰｃの上に正孔輸送層とする交互の３層ＮＰＢ／ｒｕｂｒｅｎｅを蒸着し、そのＮＰＢ薄膜の蒸着速度は０．２ｎｍ／ｓ、膜厚は５．０ｎｍ、ルブレンの蒸着速度は０．１ｎｍ／ｓ、膜厚は２．０ｎｍであった。続いて、上記正孔輸送層上にＮＰＢを２０．０ｎｍに蒸着し、このＮＰＢ層は過渡層とした。ＮＰＢ薄膜の蒸着速度は０．２ｎｍ／ｓ、その上に電子輸送層と発光層としてＡｌ（Ｓａｐｈ−ｑ）を蒸着し、Ａｌ（Ｓａｐｈ−ｑ）の蒸着速度は０．２ｎｍ／ｓ、膜厚は６０．０ｎｍであった。続いて、Ａｌ（Ｓａｐｈ−ｑ）上に陰極とする金属層を蒸着した。この金属層はＭｇ：Ａｇ合金層とＡｇ層で構成され、ＭｇとＡｇの蒸着速度比は１０：１、蒸着速度は合計で１．５ｎｍ／ｓ、合金層の膜厚は１５０．０ｎｍであった。Ａｇ層の蒸着速度は０．４ｎｍ／ｓ、膜厚は５０．０ｎｍであった。製作された有機ＥＬ発光素子の起動電圧は２．５Ｖ、最大発光輝度は２６０００ｃｄ／ｍ^２であった。
【００５８】
実施例２７
沸した洗浄液と脱インオ水を利用し超音波洗浄の方法でＩＴＯ膜層付きガラス基板を洗浄する。その後、ＩＴＯ膜層付きガラス基板を赤外線ランプで乾燥させた。ＩＴＯの抵抗値が１００Ω／ｍ^２、該ＩＴＯ膜層は陽極であって、ＩＴＯの膜厚は６０．０ｎｍであつた。乾燥されたＩＴＯ膜層付きガラス基板を２×１０^{− ３}Ｐａの真空室において、上記ＩＴＯ膜層付きガラス基板上に正孔輸送層とする交互の１０層ＭＴＤＡＴＡ／ｒｕｂｒｅｎｅを蒸着し、その中ＭＴＤＡＴＡの蒸着速度は０．２ｎｍ／ｓ、膜厚は５．０ｎｍ、ルブレンの蒸着速度は０．１ｎｍ／ｓ、膜厚は２．０ｎｍであった。続いて、上記正孔輸送層上にＮＰＢを５．０ｎｍに蒸着し、このＮＰＢ層は過渡層とした。ＮＰＢ薄膜の蒸着速度は０．２ｎｍ／ｓ、その上に電子輸送層と発光層としてＡｌｑ_３を蒸着し、Ａｌｑ_３の蒸着速度は０．２ｎｍ／ｓ、膜厚は６０．０ｎｍであった。続いて、Ａｌｑ_３上に陰極とする金属層を蒸着し、金属層はＭｇ：Ａｇ合金層とＡｇ層で構成され、ＭｇとＡｇの蒸着速度比は１０：１、蒸着速度は合計で１．５ｎｍ／ｓ、合金層の膜厚は１５０．０ｎｍであった。Ａｇ層の蒸着速度は０．４ｎｍ／ｓ、膜厚は５０．０ｎｍであった。製作された有機ＥＬ発光素子の起動電圧は２．８Ｖ、最大発光輝度は１４０００ｃｄ／ｍ^２であった。
【００５９】
実施例２８
沸した洗浄液と脱インオ水を利用し超音波洗浄の方法でＩＴＯ膜層付きガラス基板を洗浄する。その後、ＩＴＯ膜層付きガラス基板を赤外線ランプで乾燥させた。ＩＴＯの抵抗値が６０Ω／ｍ^２、該ＩＴＯ膜層は陽極であって、ＩＴＯの膜厚は１００．０ｎｍであつた。乾燥されたＩＴＯ膜層付きガラス基板を２×１０^{− ３}Ｐａの真空室において、上記ＩＴＯ膜層付きガラス基板上に正孔輸送層とする交互の４層ＴＰＤ／ＤＣＪＴＢを蒸着し、そのＴＰＤの蒸着速度は０．２ｎｍ／ｓ、膜厚は５．０ｎｍ、ＤＣＪＴＢの蒸着速度は０．１ｎｍ／ｓ、膜厚は２．０ｎｍであった。続いて、上記正孔輸送層上にをＴＰＤを２０．０ｎｍに蒸着し、このＴＰＤ層は過渡層とした、ＴＰＤ薄膜の蒸着速度は０．２ｎｍ／ｓであった。続いて、その上に電子輸送層と発光層としてＡｌｑ_３を蒸着し、Ａｌｑ_３の蒸着速度は０．２ｎｍ／ｓ、膜厚は６０．０ｎｍであった。続いて、Ａｌｑ_３上に陰極とする金属層を蒸着し、金属層はＭｇ：Ａｇ合金層とＡｇ層で構成され、ＭｇとＡｇの蒸着速度比は１０：１、蒸着速度は合計で１．５ｎｍ／ｓ、合金層の膜厚は１５０．０ｎｍであった。Ａｇ層の蒸着速度は０．４ｎｍ／ｓ、膜厚は５０．０ｎｍであった。製作された有機ＥＬ発光素子の起動電圧は２．８Ｖ、最大発光輝度は１２０００ｃｄ／ｍ^２であった。
【００６０】
実施例２９
沸した洗浄液と脱インオ水を利用し超音波洗浄の方法でＩＴＯ膜層付きガラス基板を洗浄する。その後、ＩＴＯ膜層付きガラス基板を赤外線ランプで乾燥させる。ＩＴＯの抵抗値が４０Ω／ｍ^２、該ＩＴＯ膜層は陽極であって、ＩＴＯの膜厚は１５０．０ｎｍであつた。乾燥されたＩＴＯ膜層付きガラス基板を１×１０⁻３Ｐａの真空室において、上記ＩＴＯ膜層付きガラス基板上に正孔輸送層とする交互の４層ＭＴＤＡＴＡ／ｒｕｂｒｅｎｅを蒸着し、そのＭＴＤＡＴＡの蒸着速度は０．２ｎｍ／ｓ、膜厚は５．０ｎｍ、ルブレンの蒸着速度は０．２ｎｍ／ｓ、膜厚は２．０ｎｍであった。続いて、上記正孔輸送層上にＭＴＤＡＴＡを２０．０ｎｍに蒸着し、蒸着速度は０．２ｎｍ／ｓであった、このＭＴＤＡＴＡ層は過渡層とした。ＭＴＤＡＴＡ薄膜の蒸着速度は０．２ｎｍ／ｓであった。続いて、その上に電子輸送層と発光層としてＡｌｑ_３を蒸着し、蒸着速度は０．２ｎｍ／ｓ、膜厚は６０．０ｎｍであった。続いて、Ａｌｑ_３上に陰極とする金属層を蒸着した。この金属層はＭｇ：Ａｇ合金層とＡｇ層で構成され、ＭｇとＡｇの蒸着速度比は１０：１、蒸着速度は合計で１．５ｎｍ／ｓ、合金層の膜厚は１５０．０ｎｍであった。Ａｇ層の蒸着速度は０．４ｎｍ／ｓ、合金層の膜厚は５０．０ｎｍであった。製作された有機ＥＬ発光素子の起動電圧は２．８Ｖ、最大発光輝度は１８０００ｃｄ／ｍ^２であった。
【００６１】
実施例３０
沸した洗浄液と脱インオ水を利用し超音波洗浄の方法でＩＴＯ膜層付きガラス基板を洗浄する。その後、ＩＴＯ膜層付きガラス基板を赤外線ランプで乾燥させた。ＩＴＯの抵抗値が１０Ω／ｍ^２、該ＩＴＯ膜層は陽極であって、ＩＴＯの膜厚は２８０．０ｎｍであつた。乾燥されたＩＴＯ膜層付きガラス基板を４×１０^{− ３}Ｐａの真空室において、上記ＩＴＯ膜層付きガラス基板上に正孔輸送層とする交互の４層ＮＰＢ／Ｃ５４５Ｔを蒸着し、そのＮＰＢの蒸着速度は０．２ｎｍ／ｓ、膜厚は５．０ｎｍ、Ｃ５４５Ｔの蒸着速度は０．１ｎｍ／ｓ、膜厚は２．０ｎｍであった。続いて、上記正孔輸送層上にＮＰＢを２０．０ｎｍに蒸着し、このＮＰＢ層は過渡層とした。蒸着速度は０．２ｎｍ／ｓ、その上に電子輸送層と発光層としてＡｌｑ_３を蒸着し、蒸着速度は０．２ｎｍ／ｓ、膜厚は６０．０ｎｍであった。続いて、Ａｌｑ_３上に陰極とする金属層を蒸着し、金属層はＭｇ：Ａｇ合金層とＡｇ層で構成され、ＭｇとＡｇの蒸着速度比は１０：１、蒸着速度は合計で１．５ｎｍ／ｓ、合金層の膜厚は１５０．０ｎｍであった。Ａｇ層の蒸着速度は０．４ｎｍ／ｓ、膜厚は５０．０ｎｍであった。製作された有機ＥＬ発光素子の起動電圧は２．５Ｖ、最大発光輝度は２８０００ｃｄ／ｍ^２であった。
【００６２】
実施例３１
沸した洗浄液と脱インオ水を利用し超音波洗浄の方法でＩＴＯ膜層付きガラス基板を洗浄する。その後、ＩＴＯ膜層付きガラス基板を赤外線ランプで乾燥させた。ＩＴＯの抵抗値が２０Ω／ｍ^２、該ＩＴＯ膜層は陽極であって、ＩＴＯの膜厚は２２０．０ｎｍであった。乾燥されたＩＴＯ膜層付きガラス基板を３×１０^{− ３}Ｐａの真空室において、前記ＩＴＯ膜層付きガラス基板上に正孔輸送層とする交互の５層ＭＴＤＡＴＡ／ＤＣＭを蒸着し、そのＭＴＤＡＴＡの蒸着速度は０．１ｎｍ／ｓ、膜厚は５．０ｎｍ、ＤＣＭの蒸着速度は０．０５ｎｍ／ｓ、膜厚は２．０ｎｍであった。続いて、上記正孔輸送層上にＮＰＢを２０．０ｎｍに蒸着し、このＮＰＢ層は有機ＥＬ発光素子の過渡層とした。蒸着速度は０．２ｎｍ／ｓ、その上に電子輸送層とするＢｐｈｅｎを蒸着し、蒸着速度は０．２ｎｍ／ｓ、膜厚は６０．０ｎｍであった。続いて、Ｂｐｈｅｎ上に陰極とする金属層を蒸着した、この金属層はＭｇ：Ａｇ合金層とＡｇ層で構成され、ＭｇとＡｇの蒸着速度比は１０：１、蒸着速度は合計で１．５ｎｍ／ｓ、合金層の膜厚は１５０．０ｎｍであった。Ａｇ層の蒸着速度は０．４ｎｍ／ｓ、膜厚は５０．０ｎｍであった。製作された有機ＥＬ発光素子の起動電圧は２．５Ｖ、最大発光輝度は２８０００ｃｄ／ｍ^２であった。
以上、好ましい実施例を結合して、本発明について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない、本技術領域の技術者は本発明構成の要旨に付随して、各種の変更を行なうことができる。請求項の内容は本発明の範囲を統括した。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る有機ＥＬ発光素子を示す断面説明図である（説明図ではオプショナル バッファ層と過渡層が含まれる）。
【図２】本発明に係る以下の構造式（１）に示すようなＯＬＥＤｓのエネルギーレベルを示す説明図である。
【図３】本発明に係る以下の構造式（１）に示すようなＯＬＥＤｓのエネルギーレベルを示し、さらにキャリヤーが有機量子井戸構造での分布を示す説明図である。
【図４】本発明に係る相違周期数ｎのＯＬＥＤｓ輝度と電流密度を示す曲線である（有機ＥＬ発光素子は以下の構造式（１）を持つ）。
【図５】本発明に係る相違周期数ｎのＯＬＥＤｓ発光効率と電流密度を示す曲線である（有機ＥＬ発光素子は以下の構造式（１）を持つ）。
【図６】本発明に係る以下の構造式（２）に示すように、ＯＬＥＤｓのエネルギーレベルを示す説明図である。
【図７】本発明に係る相違周期数ｎのＯＬＥＤｓ輝度と電流密度を示す曲線である（有機ＥＬ発光素子は以下の構造式（２）を持つ）。
【図８】本発明に係る相違周期数ｎのＯＬＥＤｓ発光効率と電流密度を示す曲線である（有機ＥＬ発光素子は以下の構造式（２）を持つ）。
【図９】本発明に係る相違周期数ｎのＯＬＥＤｓのＥＬスぺクトル（有機ＥＬ発光素子は以下の構造式（２）を持つ）と、以下の構造式（５）に示すような有機ＥＬ発光素子のＥＬスぺクトル。その中で曲線（ｂ）のｎ＝２、曲線（ａ）のｎ＝０、曲線（ｂ）のｎ＝２、曲線（ｃ）のｎ＝４、曲線（ｅ）対応の構造式は構造式（５）に示す。
【符号の説明】
１…透明電極、２…第一電極層（アノード）、３…バッファ層、４…正孔輸送層（有機量子井戸構造を持つ）、５…過渡層、６…電子輸送層、７…第二電極層（カソード）８…電源

Claims (12)

1. 透明基板（１）、第一電極層（２）、第二電極層（７）及び前記第一電極層（２）と前記第二電極層（７）間に挟持された正孔輸送層（４）及び電子輸送層（６）とを含む有機ＥＬ発光素子であって、発光帯域を前記電子輸送層（６）のみに有し、前記正孔輸送層（４）は有機量子井戸構造を採用され、この量子井戸構造は幅広いエネルギーギャップの有機材料Ａと幅狭いエネルギーギャップの有機材料Ｂが一定な周期数で交互に重ねて構成され、前記有機材料Ａ及び前記有機材料Ｂのエネルギーギャップは以下の関係を満足する：
   （Ｉ）有機材料Ａの最高軌道占有エネルギーレベルが有機材料Ｂの最高軌道占有エネルギーレベルより低く、
   （ＩＩ）有機材料Ａの最低空軌道エネルギーレベルが有機材料Ｂの最低空軌道エネルギーレベルより高いことを特徴とする有機ＥＬ発光素子。
2. 有機量子井戸構造の周期数が、１〜１０の整数であることを特徴とする、請求項１に記載の有機ＥＬ発光素子。
3. 有機材料Ａ層の膜厚が、０．５〜３０．０ｎｍで、有機材料Ｂ層の膜厚が、０．５〜１０．０ｎｍであることを特徴とする、請求項１または２に記載の有機ＥＬ発光素子。
4. 有機材料Ｂが、染料Ｃであることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の有機ＥＬ発光素子。
5. 有機材料Ａが、ベンジジン類、カルバゾール類、ピロール類およびオキサジアゾール類化合物からなる群から選択される材料であり、有機材料Ｂが、フタロシアニン類化合物の材料であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の有機ＥＬ発光素子。
6. ベンジジン類化合物が、Ｎ，Ｎ’−ビス−（１−ナフチル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジアミン−Ｎ， Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン及び４，４’，４’’−トリス（３−メチル−フェニルフェニルアミン）トリフェニルアミンを含み、
   カルバゾール類化合物が、ポリ（Ｎ−ビニールカルバゾール）、２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリンあるいは４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリンを含み、
   オキサジアゾール類化合物が、２，２’，２’’−（１，３，５−三置換ベンゼン）−トリス−［１−フェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾール］及び２−（４−ｔ−ブチルフェニル）−５−（４−ビフェニリル）−１，３，４−オキサジアゾールを含み、
   フタロシアニン類化合物が、フタロシアニン銅、フタロシアニン及びフタロシアニンバナジウムの中から少なくとも一種を含むことを特徴とする、請求項５に記載の有機ＥＬ発光素子。
7. 有機材料Ａが、Ｎ，Ｎ’−ビス−（１−ナフチル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミンであり、有機材料Ｂが、フタロシアニン銅であることを特徴とする、請求項５に記載の有機ＥＬ発光素子。
8. 電子輸送層（６）が、有機金属錯体及びオキサジアゾール類化合物の中から少なくとも一種で形成されることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の有機ＥＬ発光素子。
9. 有機金属錯体が、トリス（８−ヒドロキシキノリン）アルミニウム、サリチリデン−ｏ−アミノフェノラト（８−キノリノアト）アルミニウム（ＩＩＩ）、サリチリデン−ｏ− アミノフェラト（８−キノリノラト）ガリウム（ＩＩＩ）、４−ヒドロキシルアクリジン亜鉛からなる群から選択されることを特徴とする、請求項８に記載の有機ＥＬ発光素子。
10. 染料Ｃが、ポリフェニレン類、クマリン類、ビスピラン類化合物からなる群から選択される材料であることを特徴とする、請求項４に記載の有機ＥＬ発光素子。
11. ポリフェニレン類化合物が、５，６，１１，１２−テトラフェニルナフタセン及びペンタセンを含み、
    クマリン類染料が、１０−（２−ベンゾチアゾリル）−１，１，７，７−テトラメチル −２，３，６，７−テトラヒドロ −１Ｈ，５Ｈ，１１Ｈ−［ｌ］ベンゾピラノ［６，７，８−ｉｊ］キノリジン−１１−オンを含み、
    ビスピラン類化合物が、４−（ジシアノメチレン）− ２−（ｔ−ブチル）−６−（１，１，７，７−テトラメチレンユロリジン−９−エニル）−４Ｈ−ピラン及び４−（ジシアノメチレン）−２−メチル−６−（ｐ−ジメチルアミンスチリル）−４Ｈ−ピランを含むことを特徴とする、請求項１０に記載の有機ＥＬ発光素子。
12. 有機材料Ａが、Ｎ，Ｎ’−ビス−（１−ナフチル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミンであり、染料Ｃが、５，６，１１，１２−テトラフェニル−ナフタセンであることを特徴とする請求項１０に記載の有機ＥＬ発光素子。

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