特許 7438509 発光装置、発光方法及び有機発光素子

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-02-16

(45)【発行日】2024-02-27

(54)【発明の名称】発光装置、発光方法及び有機発光素子

(51)【国際特許分類】

   H10K 50/18 20230101AFI20240219BHJP

   H10K 50/11 20230101ALI20240219BHJP

   H10K 71/00 20230101ALI20240219BHJP

   H10K 85/00 20230101ALI20240219BHJP

【ＦＩ】

H10K50/18

H10K50/11

H10K71/00

H10K85/00

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2020097798

(22)【出願日】2020-06-04

(65)【公開番号】P2021027330

(43)【公開日】2021-02-22

【審査請求日】2023-05-30

(31)【優先権主張番号】P 2019142844

(32)【優先日】2019-08-02

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】504145342

【氏名又は名称】国立大学法人九州大学

(73)【特許権者】

【識別番号】000236436

【氏名又は名称】浜松ホトニクス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100140442

【弁理士】

【氏名又は名称】柴山 健一

(72)【発明者】

【氏名】安達 千波矢

(72)【発明者】

【氏名】中野谷 一

(72)【発明者】

【氏名】山中 孝彦

(72)【発明者】

【氏名】原 滋郎

(72)【発明者】

【氏名】廣畑 徹

【審査官】藤岡 善行

(56)【参考文献】

【文献】特表２００５－５１００２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１６／００３５９９３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許第０６２１０８１４（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】特表２００５－５０２０８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－０５４２６９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ１０Ｋ ５０／００ － ９９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

有機発光素子と、
前記有機発光素子を制御する制御部と、を備え、
前記有機発光素子は、
第１電極と、
第２電極と、
前記第１電極と前記第２電極との間に配置され、励起光の入射によって電荷の分離が起こる有機発光層と、を有し、
前記制御部は、前記有機発光層に前記励起光が入射した第１期間から遅延期間が経過した後の第２期間において、前記電荷の再結合が起こるように前記第１電極と前記第２電極との間の電位差を変化させる、発光装置。

【請求項2】

前記制御部は、
前記第１期間及び前記遅延期間において、前記第１電極と前記第２電極との間の前記電位差を０とし、
前記第２期間において、前記電荷の再結合を起こさせる順方向の電界が前記有機発光層に生じるように前記第１電極と前記第２電極との間に電圧を印加する、請求項１に記載の発光装置。

【請求項3】

前記制御部は、
前記第１期間及び前記遅延期間において、前記電荷の再結合を起こさせる順方向の電界とは逆方向の電界が前記有機発光層に生じるように前記第１電極と前記第２電極との間に電圧を印加し、
前記第２期間において、前記順方向の電界が前記有機発光層に生じるように前記第１電極と前記第２電極との間に電圧を印加する、請求項１に記載の発光装置。

【請求項4】

前記制御部は、前記遅延期間の長さを調整可能である、請求項１～３のいずれか一項に記載の発光装置。

【請求項5】

前記励起光を出射する光源を更に備え、
前記制御部は、前記第１期間において、前記有機発光層に前記励起光が入射するように前記光源を制御する、請求項１～４のいずれか一項に記載の発光装置。

【請求項6】

前記有機発光層に含まれる有機発光体のダイポールモーメントは、０Ｄよりも大きい、請求項１～５のいずれか一項に記載の発光装置。

【請求項7】

前記有機発光体のダイポールモーメントは、３Ｄ以上である、請求項６に記載の発光装置。

【請求項8】

前記有機発光体のダイポールモーメントは、１０Ｄ以上である、請求項７に記載の発光装置。

【請求項9】

第１電極と、第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に配置され、励起光の入射によって電荷の分離が起こる有機発光層と、を有する有機発光素子を用いた発光方法であって、
第１期間において、前記有機発光層に前記励起光が入射するステップと、
前記第１期間から遅延期間が経過した後の第２期間において、前記電荷の再結合が起こるように前記第１電極と前記第２電極との間の電位差を変化させるステップと、を備える、発光方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、発光装置、発光方法及び有機発光素子に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、有機色素薄膜と、有機色素薄膜に電圧を印加するように配置された一対の電極と、有機色素薄膜を励起して蛍光を発生させる光源と、を備える蛍光装置が記載されている。特許文献１に記載の蛍光装置は、一対の電極に印加する電圧を変化させることで有機色素薄膜内の電荷量を変化させ、それにより蛍光の効率を増減させる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特許３３０３４７０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、有機発光層には、様々な可能性が期待されている。そこで、本発明者らは、未知の発光形態を鋭意検討し、本発明を完成させるに至った。

【0005】

本発明は、新たな発光形態を実現することができる発光装置、発光方法及び有機発光素子を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の発光装置は、有機発光素子と、有機発光素子を制御する制御部と、を備え、有機発光素子は、第１電極と、第２電極と、第１電極と第２電極との間に配置され、励起光の入射によって電荷の分離が起こる有機発光層と、を有し、制御部は、有機発光層に励起光が入射した第１期間から遅延期間が経過した後の第２期間において、電荷の再結合が起こるように第１電極と第２電極との間の電位差を変化させる。

【0007】

この発光装置では、励起光の入射によって電荷の分離が起こる有機発光層が用いられ、有機発光層に励起光が入射した第１期間から遅延期間が経過した後の第２期間において、電荷の再結合が起こるように第１電極と第２電極との間の電位差が変化させられる。これにより、有機発光層に励起光が入射した第１期間から遅延期間が経過した後の第２期間において、有機発光層から発光を得ることができる。このように、この発光装置によれば、新たな発光形態を実現することができる。

【0008】

本発明の発光装置では、制御部は、第１期間及び遅延期間において、第１電極と第２電極との間の電位差を０とし、第２期間において、電荷の再結合を起こさせる順方向の電界が有機発光層に生じるように第１電極と第２電極との間に電圧を印加してもよい。これにより、簡易な電圧の印加の仕方で、第２期間において有機発光層から発光を得ることができる。

【0009】

本発明の発光装置では、制御部は、第１期間及び遅延期間において、電荷の再結合を起こさせる順方向の電界とは逆方向の電界が有機発光層に生じるように第１電極と第２電極との間に電圧を印加し、第２期間において、順方向の電界が有機発光層に生じるように第１電極と第２電極との間に電圧を印加してもよい。これにより、簡易な電圧の印加の仕方で、第２期間において有機発光層から発光を得ることができる。

【0010】

本発明の発光装置では、制御部は、遅延期間の長さを調整可能であってもよい。これにより、有機発光層から外部に光が出射するタイミングを調整することができる。

【0011】

本発明の発光装置は、励起光を出射する光源を更に備え、制御部は、第１期間において、有機発光層に励起光が入射するように光源を制御してもよい。これにより、外部から有機発光層に励起光が入射するタイミングを調整することができる。

【0012】

本発明の発光装置では、有機発光層に含まれる有機発光体のダイポールモーメントは、０Ｄよりも大きくてもよい。これにより、例えば、第１期間及び遅延期間において、第１電極と第２電極との間の電位差を０とし、第２期間において、電荷の再結合を起こさせる順方向の電界が有機発光層に生じるように第１電極と第２電極との間に電圧を印加する場合に、遅延期間を長くしても、有機発光層から十分な発光を得ることができる。

【0013】

本発明の発光装置では、有機発光体のダイポールモーメントは、３Ｄ以上であってもよい。これにより、例えば、第１期間及び遅延期間において、第１電極と第２電極との間の電位差を０とし、第２期間において、電荷の再結合を起こさせる順方向の電界が有機発光層に生じるように第１電極と第２電極との間に電圧を印加する場合に、遅延期間を長くしても、有機発光層から、より十分な発光を得ることができる。

【0014】

本発明の発光装置では、有機発光体のダイポールモーメントは、１０Ｄ以上であってもよい。これにより、例えば、第１期間及び遅延期間において、第１電極と第２電極との間の電位差を０とし、第２期間において、電荷の再結合を起こさせる順方向の電界が有機発光層に生じるように第１電極と第２電極との間に電圧を印加する場合に、遅延期間を長くしても、有機発光層から、より十分な発光を得ることができる。

【0015】

本発明の発光方法は、第１電極と、第２電極と、第１電極と第２電極との間に配置され、励起光の入射によって電荷の分離が起こる有機発光層と、を有する有機発光素子を用いた発光方法であって、第１期間において、有機発光層に励起光が入射するステップと、第１期間から遅延期間が経過した後の第２期間において、電荷の再結合が起こるように第１電極と第２電極との間の電位差を変化させるステップと、を備える。

【0016】

この発光方法では、励起光の入射によって電荷の分離が起こる有機発光層が用いられ、有機発光層に励起光が入射した第１期間から遅延期間が経過した後の第２期間において、電荷の再結合が起こるように第１電極と第２電極との間の電位差が変化させられる。これにより、有機発光層に励起光が入射した第１期間から遅延期間が経過した後の第２期間において、有機発光層から発光を得ることができる。このように、この発光方法によれば、新たな発光形態を実現することができる。

【0017】

本発明の有機発光素子は、第１電極と、第２電極と、第１電極と第２電極との間に配置され、励起光の入射によって電荷の分離が起こる有機発光層と、第１電極と有機発光層との間、及び第２電極と有機発光層との間の少なくとも一方に配置された電荷流入阻止層と、を備える。

【0018】

この有機発光素子では、励起光の入射によって有機発光層において電荷の分離が起こると、分離した電荷が、第１電極及び第２電極の少なくとも一方から有機発光層への電荷の流入に起因して減少することが、電荷流入阻止層によって抑制される。したがって、有機発光層に励起光が入射した第１期間から遅延期間が経過した後の第２期間において、電荷の再結合が起こるように第１電極と第２電極との間の電位差を変化させることで、第２期間において有機発光層から発光を得ることができる。このように、この有機発光素子によれば、新たな発光形態を実現することができる。

【0019】

本発明の有機発光素子では、第２電極の仕事関数は、第１電極の仕事関数よりも小さく、電荷流入阻止層は、少なくとも第２電極と有機発光層との間に配置されていてもよい。これにより、第２期間において有機発光層から発光を確実に得ることができる。

【0020】

本発明の有機発光素子では、電荷流入阻止層は、第１電極と有機発光層との間、及び第２電極と有機発光層との間の両方に配置されていてもよい。これにより、第２期間において有機発光層から発光をより確実に得ることができる。

【0021】

本発明の有機発光素子では、第１電極、及び第１電極と有機発光層との間に配置された電荷流入阻止層は、有機発光層に入射する励起光、及び有機発光層から出射する光に対して光透過性を有してもよい。これにより、有機発光層に励起光を確実に入射させることができると共に、有機発光層から光を確実に出射させることができる。

【0022】

本発明の有機発光素子では、第２電極の仕事関数は、第１電極の仕事関数よりも小さく、電荷流入阻止層は、第１電極と有機発光層との間、及び第２電極と有機発光層との間の両方に配置されており、第１電極と有機発光層との間に配置された電荷流入阻止層は、有機発光層に含まれる有機発光体のＨＯＭＯ準位よりも深いＨＯＭＯ準位を有し、第２電極と有機発光層との間に配置された電荷流入阻止層は、有機発光体のＬＵＭＯ準位よりも浅いＬＵＭＯ準位を有してもよい。これにより、第１期間及び遅延期間において、有機発光層から第１電極への正孔の流出を防ぐと共に、有機発光層から第２電極への電子の流出を防ぐことができるため、第２期間において有機発光層から発光をより確実に得ることができる。

【0023】

本発明の有機発光素子では、第２電極の仕事関数は、第１電極の仕事関数よりも小さく、第１電極と有機発光層との間、及び第２電極と有機発光層との間の少なくとも一方に配置された電荷流入阻止層は、有機発光層に含まれる有機発光体のＨＯＭＯ準位よりも深いＨＯＭＯ準位を有してもよい。これにより、第１期間及び遅延期間において、有機発光層から外部への正孔の流出を防ぐことができるため、第２期間において有機発光層から発光をより確実に得ることができる。

【0024】

本発明の有機発光素子では、第２電極の仕事関数は、第１電極の仕事関数よりも小さく、第１電極と有機発光層との間、及び第２電極と有機発光層との間の少なくとも一方に配置された電荷流入阻止層は、有機発光層に含まれる有機発光体のＬＵＭＯ準位よりも浅いＬＵＭＯ準位を有してもよい。これにより、第１期間及び遅延期間において、有機発光層から外部への電子の流出を防ぐことができるため、第２期間において有機発光層から発光をより確実に得ることができる。

【0025】

本発明の有機発光素子では、有機発光層に含まれる有機発光体のダイポールモーメントは、０Ｄよりも大きくてもよい。これにより、例えば、第１期間及び遅延期間において、第１電極と第２電極との間の電位差を０とし、第２期間において、電荷の再結合を起こさせる順方向の電界が有機発光層に生じるように第１電極と第２電極との間に電圧を印加する場合に、遅延期間を長くしても、有機発光層から十分な発光を得ることができる。

【0026】

本発明の有機発光素子では、有機発光体のダイポールモーメントは、３Ｄ以上であってもよい。これにより、例えば、第１期間及び遅延期間において、第１電極と第２電極との間の電位差を０とし、第２期間において、電荷の再結合を起こさせる順方向の電界が有機発光層に生じるように第１電極と第２電極との間に電圧を印加する場合に、遅延期間を長くしても、有機発光層から、より十分な発光を得ることができる。

【0027】

本発明の有機発光素子では、有機発光体のダイポールモーメントは、１０Ｄ以上であってもよい。これにより、例えば、第１期間及び遅延期間において、第１電極と第２電極との間の電位差を０とし、第２期間において、電荷の再結合を起こさせる順方向の電界が有機発光層に生じるように第１電極と第２電極との間に電圧を印加する場合に、遅延期間を長くしても、有機発光層から、より十分な発光を得ることができる。

【発明の効果】

【0028】

本発明によれば、新たな発光形態を実現することができる発光装置、発光方法及び有機発光素子を提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0029】

【図1】一実施形態の発光装置の構成図である。

【図2】図１に示される有機発光素子の模式図である。

【図3】図１に示される有機発光素子のエネルギー図である。

【図4】図１に示される有機発光素子のエネルギー図である。

【図5】実施例１の有機発光素子についての実験結果を示すグラフである。

【図6】実施例２の有機発光素子についての実験結果を示すグラフである。

【図7】実施例３の有機発光素子についての実験結果を示すグラフである。

【図8】実施例４の有機発光素子についての実験結果を示すグラフである。

【図9】実施例５の有機発光素子についての実験結果を示すグラフである。

【図10】実施例６の有機発光素子についての実験結果を示すグラフである。

【図11】実施例７の有機発光素子についての実験結果を示すグラフである。

【図12】実施例１の有機発光素子についての実験結果を示すグラフである。

【図13】実施例８の有機発光素子についての実験結果を示すグラフである。

【図14】変形例の発光装置の構成図である。

【図15】実施例１の有機発光素子についての実験結果を示すグラフである。

【図16】実施例２の有機発光素子についての実験結果を示すグラフである。

【図17】実施例９の有機発光素子についての実験結果を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0030】

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
［発光装置の構成］

【0031】

図１に示されるように、発光装置１は、有機発光素子２と、制御部３と、を備えている。有機発光素子２は、光透過基板２０と、第１電極２１と、第２電極２２と、第１電荷流入阻止層（電荷流入阻止層）２３と、第２電荷流入阻止層（電荷流入阻止層）２４と、有機発光層２５と、を有している。有機発光素子２では、第１電極２１、第１電荷流入阻止層２３、有機発光層２５、第２電荷流入阻止層２４及び第２電極２２が、この順序で光透過基板２０上に積層されている。つまり、有機発光素子２では、第２電極２２が第１電極２１と対向するように配置されており、有機発光層２５が第１電極２１と第２電極２２との間に配置されている。更に、有機発光素子２では、第１電荷流入阻止層２３が第１電極２１と有機発光層２５との間に配置されており、第２電荷流入阻止層２４が第２電極２２と有機発光層２５との間に配置されている。

【0032】

光透過基板２０は、光透過性を有する材料（例えば、ガラス等）からなる基板である。第１電極２１は、導電性及び光透過性を有する材料（例えば、ＩＴＯ等）からなる層である。光透過基板２０及び第１電極２１は、外部から有機発光層２５に入射する励起光、及び有機発光層２５から外部に出射する光（詳細については、後述する）に対して光透過性を有している。第２電極２２は、導電性を有する材料（例えば、アルミニウム等）からなる層である。本実施形態では、第２電極２２の仕事関数（真空準位からの深さ（絶対値））は、第１電極２１の仕事関数よりも小さい。例えば、第１電極２１がＩＴＯからなり、第２電極２２がアルミニウムからなる場合には、第１電極２１の仕事関数は４．８ｅＶ程度であり、第２電極２２の仕事関数は４．２ｅＶである。

【0033】

第１電荷流入阻止層２３は、第１電極２１から有機発光層２５への電荷の流入を阻止する層である。第１電荷流入阻止層２３は、光透過基板２０及び第１電極２１と同様に、外部から有機発光層２５に入射する励起光、及び有機発光層２５から外部に出射する光（詳細については、後述する）に対して光透過性を有している。第２電荷流入阻止層２４は、第２電極２２から有機発光層２５への電荷の流入を阻止する層である。一例として、第１電荷流入阻止層２３がいわゆる電子輸送材料（例えば、Ｔ２Ｔ、ＢＣＰ、ＴＰＢｉ、Ｂｐｈｅｎ等）からなる場合には、第１電荷流入阻止層２３によって、第１電極２１から有機発光層２５への正孔の流入が阻止される。また、第２電荷流入阻止層２４がいわゆる正孔輸送材料（例えば、ＣＢＰ、ＴＡＰＣ、Ｔｒｉｓ－ＰＣｚ、ＮＰＤ等）からなる場合には、第２電荷流入阻止層２４によって、第２電極２２から有機発光層２５への電子の流入が阻止される。

【0034】

有機発光層２５は、励起光の入射によって電荷の分離が起こる層である。本実施形態では、有機発光層２５は、励起光の入射によって電荷の分離が起こる有機発光体を含むホスト材料によって、構成されている。有機発光層２５では、励起光の入射によって電荷の分離が起こる有機発光体として、例えば、ＴＰＡ－ＤＣＰＰ、４ＣｚＩＰＮ、Ａｌｑ３、ＴＢＲｂ、４ＣｚＴＰＮ－Ｐｈ等が用いられている。有機発光層２５では、ホスト材料として、例えば、ＣＢＰ、ｍＣＢＰ，Ｔ２Ｔ，ｍＣＰ，ＰＰＴ，ＤＰＥＰＯ等が用いられている。ホスト材料は、有機発光体よりも大きい励起三重項エネルギーを有するものであることが好ましい。

【0035】

制御部３は、有機発光素子２を制御する。具体的には、制御部３は、第１電極２１と第２電極２２との間に印加する電圧の値、第１電極２１と第２電極２２との間に電圧を印加するタイミング等を制御する。制御部３は、後述する遅延期間の長さを調整可能である。一例として、制御部３は、ファンクションジェネレーター（任意波形出力装置）、ＦＰＧＡ等の集積回路等によって、構成されている。
［発光装置において実施される発光方法］

【0036】

発光装置１において実施される発光方法（すなわち、有機発光素子２を用いた発光方法）について、図２、図３及び図４を参照して説明する。なお、図２では、有機発光素子２において、光透過基板２０の図示が省略されている。また、図３及び図４には、一例として、第１電極２１がＩＴＯからなり、第２電極２２がアルミニウムからなり、第１電荷流入阻止層２３がＴ２Ｔからなり、第２電荷流入阻止層２４がＣＢＰからなり、有機発光層２５がＴＰＡ－ＤＣＰＰ（有機発光体）及びＣＢＰ（ホスト材料）からなる場合のエネルギー図が示されている。

【0037】

まず、定常状態では、図３に示されるように、有機発光層２５において電荷の分離が起こっておらず、電荷の分離によって生成された正孔及び電子が有機発光層２５内に存在していない。この状態で、図２の（ａ）に示されるように、第１期間において、外部から光透過基板２０（図１参照）、第１電極２１及び第１電荷流入阻止層２３を介して有機発光層２５に励起光Ｌ１が入射すると（励起光が入射するステップ）、有機発光層２５において電荷の分離が起こり、正孔及び電子が生成される。

【0038】

より具体的には、励起光Ｌ１の入射によって、有機発光層２５中のＴＰＡ－ＤＣＰＰの分子が励起状態となり、励起状態となった分子のうち、一部の分子は発光して基底状態に戻るが、残りの分子は発光せずに電荷の分離を起こす。図２の（ｂ）及び図４の（ａ）に示されるように、電荷の分離によって生成された正孔は、有機発光層２５と第１電荷流入阻止層２３との界面に移動する。電荷の分離によって生成された電子は、有機発光層２５中のＴＰＡ－ＤＣＰＰ中にトラップされる。

【0039】

続いて、制御部３が、第１期間から遅延期間が経過した後の第２期間において、電荷の再結合が起こるように第１電極２１と第２電極２２との間の電位差を変化させる（電位差を変化させるステップ）。これにより、図２の（ｃ）及び図４の（ｂ）に示されるように、有機発光層２５において正孔と電子とが再結合することで、有機発光層２５から第１電荷流入阻止層２３、第１電極２１及び光透過基板２０（図１参照）を介して外部に光Ｌ２が出射する。ここで、遅延期間は、第１期間の終了時から第２期間の開始時までの期間である。

【0040】

なお、制御部３は、第１期間及び遅延期間において、第１電極２１と第２電極２２との間の電位差を０とし、第２期間において、電荷の再結合を起こさせる順方向の電界（以下、単に「順方向の電界」という）が有機発光層２５に生じるように（図３に示される一例では、第２電極２２の電位を基準として第１電極２１の電位が正となるように）第１電極２１と第２電極２２との間に電圧を印加する。或いは、制御部３は、第１期間及び遅延期間において、順方向の電界とは逆方向の電界（以下、単に「逆方向の電界」という）が有機発光層２５に生じるように（図３に示される一例では、第２電極２２の電位を基準として第１電極２１の電位が負となるように）第１電極２１と第２電極２２との間に電圧を印加し、第２期間において、順方向の電界が有機発光層２５に生じるように（図３に示される一例では、第２電極２２の電位を基準として第１電極２１の電位が正となるように）第１電極２１と第２電極２２との間に電圧を印加する。
［作用及び効果］

【0041】

発光装置１では、励起光Ｌ１の入射によって電荷の分離が起こる有機発光層２５が用いられ、有機発光層２５に励起光Ｌ１が入射した第１期間から遅延期間が経過した後の第２期間において、電荷の再結合が起こるように第１電極２１と第２電極２２との間の電位差が変化させられる。これにより、有機発光層２５に励起光Ｌ１が入射した第１期間から遅延期間が経過した後の第２期間において、有機発光層２５から発光（光Ｌ２の出射）を得ることができる。このように、発光装置１（及び有機発光素子２を用いた発光方法）によれば、新たな発光形態を実現することができる。発光装置１（及び有機発光素子２を用いた発光方法）による発光形態は、光照射履歴を記憶する光記憶装置等への応用が期待される。

【0042】

また、発光装置１では、制御部３が、第１期間及び遅延期間において、第１電極２１と第２電極２２との間の電位差を０とし、第２期間において、順方向の電界が有機発光層２５に生じるように第１電極２１と第２電極２２との間に電圧を印加する。或いは、発光装置１では、制御部３が、第１期間及び遅延期間において、逆方向の電界が有機発光層２５に生じるように第１電極２１と第２電極２２との間に電圧を印加し、第２期間において、順方向の電界が有機発光層２５に生じるように第１電極２１と第２電極２２との間に電圧を印加する。いずれの場合にも、簡易な電圧の印加の仕方で、第２期間において有機発光層２５から発光を得ることができる。

【0043】

また、発光装置１では、制御部３が遅延期間の長さを調整可能である。これにより、有機発光層２５から外部に光Ｌ２が出射するタイミングを調整することができる。

【0044】

また、有機発光素子２では、励起光Ｌ１の入射によって有機発光層２５において電荷の分離が起こると、分離した電荷が、第１電極２１及び第２電極２２のそれぞれから有機発光層２５への電荷の流入に起因して減少することが、第１電荷流入阻止層２３及び第２電荷流入阻止層２４によって抑制される。したがって、有機発光層２５に励起光Ｌ１が入射した第１期間から遅延期間が経過した後の第２期間において、電荷の再結合が起こるように第１電極２１と第２電極２２との間の電位差を変化させることで、第２期間において有機発光層２５から発光を得ることができる。このように、有機発光素子２によれば、新たな発光形態を実現することができる。有機発光素子２による発光形態は、光照射履歴を記憶する光記憶装置等への応用が期待される。

【0045】

また、有機発光素子２では、第１電極２１及び第１電荷流入阻止層２３が、有機発光層２５に入射する励起光Ｌ１、及び有機発光層２５から出射する光Ｌ２に対して光透過性を有している。これにより、有機発光層２５に励起光Ｌ１を確実に入射させることができると共に、有機発光層２５から光Ｌ２を確実に出射させることができる。
［電荷流入阻止層についての考察］

【0046】

順方向の電界を有機発光層２５に生じさせるために、第２期間において、第２電極２２の電位を基準として第１電極２１の電位が正となるように第１電極２１と第２電極２２との間に電圧を印加する場合は、第１電極２１を陽極として機能させ、第２電極２２を陰極として機能させる場合に相当する。したがって、そのような場合には、第２電極２２の仕事関数が第１電極２１の仕事関数よりも小さくなるように、第１電極２１の材料及び第２電極２２の材料を選択することが一般的である。

【0047】

ここで、第１期間及び遅延期間において、第１電極２１から有機発光層２５への電荷の流入を防ぐためには、基本的には、第１電荷流入阻止層２３の材料として、第１電極２１の仕事関数に対して注入障壁が大きくなる材料を選択する必要がある。同様に、第２電極２２から有機発光層２５への電荷の流入を防ぐためには、基本的には、第２電荷流入阻止層２４の材料として、第２電極２２の仕事関数に対して注入障壁が大きくなる材料を選択する必要がある。

【0048】

図３に示される一例では、ＩＴＯからなる第１電極２１の仕事関数が４．８ｅＶ程度であるから、第１電荷流入阻止層２３の材料として、正孔の注入障壁が高い（すなわち、ＨＯＭＯ準位が深い）Ｔ２Ｔ（ＨＯＭＯ準位：６．５ｅＶ）が選択されている。しかも、Ｔ２Ｔは、電子移動度の高い電子輸送材料であるため、流入する正孔に対して高抵抗を保つことができる。なお、逆方向の電界を有機発光層２５に生じさせるために、第１期間及び遅延期間において、第２電極２２の電位を基準として第１電極２１の電位が負となるように第１電極２１と第２電極２２との間に電圧を印加する場合には、第１電極２１から電子が流入しようとする。しかし、第２期間において陽極として機能する第１電極２１の仕事関数が大きい上に、電子が注入され難いという特性を有機発光体が本質的に有しているため、その場合を考慮して第１電荷流入阻止層２３の材料の条件を限定する必要はない。

【0049】

また、図３に示される一例では、アルミニウムからなる第２電極２２の仕事関数が４．２ｅＶであるから、第２電荷流入阻止層２４の材料として、電子の注入障壁が高い（すなわち、ＬＵＭＯ準位が浅い）ＣＢＰ（ＬＵＭＯ準位：２．４ｅＶ）が選択されている。なお、逆方向の電界を有機発光層２５に生じさせるために、第１期間及び遅延期間において、第２電極２２の電位を基準として第１電極２１の電位が負となるように第１電極２１と第２電極２２との間に電圧を印加する場合には、第２電極２２から正孔が流入する可能性がある。そのため、その場合を考慮して、第２電荷流入阻止層２４の材料として、正孔の注入障壁が高い（すなわち、ＨＯＭＯ準位が深い）材料を選択してもよい。

【0050】

また、第１電荷流入阻止層２３の材料及び第２電荷流入阻止層２４の材料を選択する場合に、電流密度－電圧（Ｊ－Ｖ）特性に着目してもよい。第２電極２２の電位を基準として第１電極２１の電位が＋１０Ｖとなるように第１電極２１と第２電極２２との間に電圧を印加した場合、及び、第２電極２２の電位を基準として第１電極２１の電位が－１０Ｖとなるように第１電極２１と第２電極２２との間に電圧を印加した場合の両方の場合において、有機発光層２５における電流密度が０．１ｍＡ／ｃｍ^２未満となるように、第１電荷流入阻止層２３の材料及び第２電荷流入阻止層２４の材料を選択してもよい。なお、この場合の電流密度としては、暗状態で＋１０Ｖ及び－１０Ｖを印加した際の電流密度をケースレー製のソースメーター２４００シリーズによって測定した値（アベレージング回数２以上）を用いることができる。

【0051】

更に、第１期間及び遅延期間において、有機発光層２５から第１電極２１への正孔の流出を防ぐためには、第１電荷流入阻止層２３の材料として、有機発光層２５の有機発光体のＨＯＭＯ準位よりも深いＨＯＭＯ準位を有する材料を選択してもよい。また、第１期間及び遅延期間において、有機発光層２５から第２電極２２への電子の流出を防ぐためには、第２電荷流入阻止層２４の材料として、有機発光層２５の有機発光体のＬＵＭＯ準位よりも浅いＬＵＭＯ準位を有する材料を選択してもよい。これらにより、第２期間において有機発光層２５から発光をより確実に得ることができる。なお、第１電荷流入阻止層２３の材料及び第２電荷流入阻止層２４の少なくとも一方が、有機発光層２５の有機発光体のＨＯＭＯ準位よりも深いＨＯＭＯ準位を有していれば、第１期間及び遅延期間において、有機発光層２５から外部への正孔の流出を防ぐことができる。或いは、第１電荷流入阻止層２３の材料及び第２電荷流入阻止層２４の少なくとも一方が、有機発光層２５の有機発光体のＬＵＭＯ準位よりも浅いＬＵＭＯ準位を有していれば、第１期間及び遅延期間において、有機発光層２５から外部への電子の流出を防ぐことができる。これらの場合にも、第２期間において有機発光層２５から発光をより確実に得ることができる。

【0052】

本明細書中、有機発光体及び電荷流入阻止層のＨＯＭＯ準位及びＬＵＭＯ準位は、以下に示す方法で測定することができる。

【0053】

表面ミラー仕上げ、抵抗率０．００３０－０．００６０Ω・ｃｍ、結晶方位＜１００＞のＡｓドープｎ型ベアＳｉウェハ上に有機発光体又は電荷流入阻止層をそれぞれ単独で成膜し、大気下光電子分光測定装置ＡＣ－３Ｅ（ＲＩＫＥＮ ＫＥＩＫＩ社製）によってＨＯＭＯ準位を測定する。膜厚は１００ｎｍとすることが好ましいが、スピンコート法で成膜する場合、厚膜化困難であるため約３０ｎｍで測定を行う。

【0054】

石英基板上に有機発光体又は電荷流入阻止層をそれぞれ単独で成膜し、ＵＶ－ＶＩＳ－ＮＩＲ分光光度計ＬＡＭＢＤＡ９５０（ＰｅｒｋｉｎＥｌｍｅｒ社製）によって吸収スペクトルを測定する。この際、最も長波長側の吸収ピークが光学濃度（ＯＤ）０．１～１．０となるように膜厚を調整する。また、発光体に関しては、最も長波長側にある吸収極大値をＰ_Ａｂｓとする。ＬＵＭＯ準位に関しては、それぞれ得られた吸収スペクトルの最も長波長側のピークの、長波長側の立ち下がりに対して引いた接線と横軸（波長軸）との交点の波長λ_ｅｄｇｅ[ｎｍ]とし、上述の方法で得られるＨＯＭＯ［ｅＶ］の値を用いて、ＬＵＭＯ［ｅＶ］＝ＨＯＭＯ＋（１２４０／λ_ｅｄｇｅ）によって算出する。なお、立ち下がりの接線は以下のようにして引く。吸収ピークの長波長側から極大値までスペクトル曲線上を移動する際に、スペクトル曲線上の各点における接線を考える。この接線は、曲線が立ち上がるにつれ（つまり縦軸が増加するにつれ）、傾きが増加する。この傾きの値が極大値をとる点において引いた接線を、吸収スペクトルの長波長側の立ち下がりに対する接線とする。
［有機発光層についての考察］

【0055】

有機発光層２５には、励起光の入射によって電荷の分離が起こる有機発光体として、ダイポールモーメント（μ）が０Ｄよりも大きい有機発光体を用いることができる。ダイポールモーメントは、量子化学計算によって算出可能な値であり、一般的には、ハートリーフォック（ＨＦ）法又は密度汎関数（ＤＦＴ）法と称される計算手法によって算出される値である。その中でも最もよく使用されている条件（汎関数と基底関数との組み合わせ）は、Ｂ３ＬＹＰ／６－３１（ｄ）というものである。一例として、ＴＰＡ－ＤＣＰＰのダイポールモーメントは１３．０５Ｄであり、４ＣｚＩＰＮのダイポールモーメントは３．８５Ｄであり、Ａｌｑ３のダイポールモーメントは４．４０Ｄであり、ＴＢＲｂのダイポールモーメントは０．１６Ｄであり、４ＣｚＴＰＮ－Ｐｈのダイポールモーメントは０Ｄである。なお、ＴＢＲｂ又は４ＣｚＴＰＮ－Ｐｈのように、ダイポールモーメントが３Ｄ未満の有機発光体であっても、逆方向の電界が有機発光層２５に生じるように第１電極２１と第２電極２２との間に電圧を印加した状態とすれば、励起光の入射によって電荷の分離が起こる。

【0056】

ただし、有機発光層２５に含まれる有機発光体のダイポールモーメントが０Ｄよりも大きいと、例えば、第１期間及び遅延期間において、第１電極２１と第２電極２２との間の電位差を０（又は０に近い値）とし、第２期間において、電荷の再結合を起こさせる順方向の電界が有機発光層２５に生じるように第１電極２１と第２電極２２との間に電圧を印加する場合に、遅延期間を長くしても、有機発光層２５から十分な発光を得ることができる。好ましくは、有機発光体のダイポールモーメントが３Ｄ以上であると（より好ましくは、有機発光体のダイポールモーメントが１０Ｄ以上であると）、例えば、第１期間及び遅延期間において、第１電極２１と第２電極２２との間の電位差を０（又は０に近い値）とし、第２期間において、電荷の再結合を起こさせる順方向の電界が有機発光層２５に生じるように第１電極２１と第２電極２２との間に電圧を印加する場合に、遅延期間を長くしても、有機発光層２５から、より十分な発光を得ることができる。

【0057】

上述したように、有機発光層２５に含まれる有機発光体のダイポールモーメントが３Ｄ未満であっても、逆方向の電界が有機発光層２５に生じるように第１電極２１と第２電極２２との間に電圧を印加した状態とすれば、励起光の入射によって電荷の分離が起こる。しかし、逆方向の電界が有機発光層２５に生じるように第１電極２１と第２電極２２との間に電圧を印加した状態を維持する遅延期間を長くすると、当該遅延期間経過後の第２期間において、電荷の再結合を起こさせる順方向の電界が有機発光層２５に生じるように第１電極２１と第２電極２２との間に電圧を印加しても、有機発光層２５から十分な発光を得ることができない。これは、遅延期間において、逆方向の電界が有機発光層２５に生じるように第１電極２１と第２電極２２との間に電圧を印加した状態が維持されると、微小なリーク電流が系に流れ続けることになり、励起光の入射によって分離した電荷が消滅してしまうため、と考えられる。

【0058】

なお、第１期間及び遅延期間において、第１電極２１と第２電極２２との間の電位差を０とすることには、次のようなメリットもある。すなわち、逆方向の電界が有機発光層２５に生じることが繰り返されないため、有機発光層２５の長寿命化を図ることができる。また、逆方向の電界が有機発光層２５に生じるように第１電極２１と第２電極２２との間に電圧を印加するための専用の電源が不要となるため、発光装置１の構造の簡易化を図ることができる。

【0059】

以上により、遅延期間の長短によらず安定した発光を得るためには、有機発光体のダイポールモーメントが０Ｄよりも大きければよいが、有機発光体のダイポールモーメントが３Ｄ以上であることが好ましく、有機発光体のダイポールモーメントが１０Ｄ以上であることがより好ましい。ただし、有機発光体のダイポールモーメントが３０Ｄよりも大きくなると、十分な遷移双極子モーメントが得られず、発光量子収率が上がり難い（つまり、大きな発光強度が得られない）ため、有機発光体のダイポールモーメントが３０Ｄよりも小さいことが好ましい。
［実験結果］

【0060】

以下、実験結果について、時間と発光強度との関係を示す図５～図１３を参照して説明する。以下の説明では、第１電極２１と第２電極２２との間の電位差を単に「電位差」という。また、有機発光層２５に順方向の電界を生じさせるために、第２電極２２の電位を基準として第１電極２１の電位が例えば＋５Ｖとなるように第１電極２１と第２電極２２との間に電圧を印加することを、「＋５Ｖの順方向電圧を印加する」と表現する。また、有機発光層２５に逆方向の電界を生じさせるために、第２電極２２の電位を基準として第１電極２１の電位が例えば－１０Ｖとなるように第１電極２１と第２電極２２との間に電圧を印加することを、「－１０Ｖの逆方向電圧を印加する」と表現する。

【0061】

実施例１の有機発光素子２を次のように製造した。まず、厚さ１００ｎｍのＩＴＯからなる第１電極２１が形成されたガラス基板を準備し、真空蒸着法によって、Ｔ２Ｔからなる第１電荷流入阻止層２３を第１電極２１上に形成した。続いて、異なる蒸着源からの共蒸着法によって、ＣＢＰ（ホスト材料）及びＴＰＡ－ＤＣＰＰ（有機発光体）からなる有機発光層２５を第１電荷流入阻止層２３上に形成した。このとき、ＣＢＰとＴＰＡ－ＤＣＰＰとの質量比を５０：５０とした。続いて、真空蒸着法によって、ＣＢＰからなる第２電荷流入阻止層２４を有機発光層２５上に形成した。第１電荷流入阻止層２３、有機発光層２５及び第２電荷流入阻止層２４の全体の厚さは１６０ｎｍであった。続いて、真空蒸着法によって、厚さ１００ｎｍのアルミニウムからなる第２電極２２を第２電荷流入阻止層２４上に形成した。

【0062】

以上のように製造された実施例１の有機発光素子２についての実験結果は、次のとおりである。図５の（ａ）に示されるように、－０．５～０ｍ秒の第１期間において電位差を０として有機発光層２５に励起光Ｌ１を入射させ、０～１．０ｍ秒の遅延期間において電位差を０に維持し、１．０～１．０５ｍ秒の第２期間において＋５Ｖの順方向電圧を印加すると、第２期間において、有機発光層２５からの発光（発光スパイク）が観測された。なお、０～１．０ｍ秒の遅延期間において発光強度が得られているのは、分離した電荷の一部が自然に再結合しているためと考えられる。また、図５の（ｂ）に示されるように、－０．００２～０秒の第１期間において電位差を０として有機発光層２５に励起光Ｌ１を入射させ、０～１．０秒の遅延期間において電位差を０に維持し、１．０～１．００００５秒の第２期間において＋５Ｖの順方向電圧を印加すると、第２期間において、有機発光層２５からの発光が観測された。１秒というように遅延期間を長くしても、分離した電荷が有機発光層２５内に残存し続け、電荷の再結合による発光に繋がることが分かった。また、図５の（ｃ）に示されるように、－０．５～０ｍ秒の第１期間において－１０Ｖの逆方向電圧を印加して有機発光層２５に励起光Ｌ１を入射させ、０～１．０ｍ秒の遅延期間において－１０Ｖの逆方向電圧の印加を維持し、１．０～１．０５ｍ秒の第２期間において＋５Ｖの順方向電圧を印加すると、第２期間において、有機発光層２５からの発光が図５の（ａ）の場合に比べて強く観測された。なお、図５の（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）のいずれの場合も、励起光Ｌ１の強度は同一である。

【0063】

次に、実施例２の有機発光素子２を用意した。実施例２の有機発光素子２は、有機発光体が４ＣｚＩＰＮである点で、実施例１の有機発光素子２と異なっている。実施例２の有機発光素子２についての実験結果は、次のとおりである。まず、－０．５～０ｍ秒の第１期間において電位差を０として有機発光層２５に励起光Ｌ１を入射させ、その後、電位差を０に維持したままにすると、発光強度は、図６の（ａ）に示されるとおりとなった。これに対し、図６の（ｂ）に示されるように、－０．５～０ｍ秒の第１期間において電位差を０として有機発光層２５に励起光Ｌ１を入射させ、０～１．０ｍ秒の遅延期間において電位差を０に維持し、１．０～１．０５ｍ秒の第２期間において＋５Ｖの順方向電圧を印加すると、第２期間において、有機発光層２５からの発光が観測された。また、図６の（ｃ）に示されるように、－０．５～０ｍ秒の第１期間において－１０Ｖの逆方向電圧を印加して有機発光層２５に励起光Ｌ１を入射させ、０～１．０ｍ秒の遅延期間において－１０Ｖの逆方向電圧の印加を維持し、１．０～１．０５ｍ秒の第２期間において＋５Ｖの順方向電圧を印加すると、第２期間において、有機発光層２５からの発光が図６の（ｂ）の場合に比べて強く観測された。なお、図６の（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）のいずれの場合も、励起光Ｌ１の強度は同一である。

【0064】

次に、実施例３の有機発光素子２を用意した。実施例３の有機発光素子２は、有機発光体がＡｌｑ３である点で、実施例１の有機発光素子２と異なっている。実施例３の有機発光素子２についての実験結果は、次のとおりである。まず、－０．５～０ｍ秒の第１期間において電位差を０として有機発光層２５に励起光Ｌ１を入射させ、その後、電位差を０に維持したままにすると、発光強度は、図７の（ａ）に示されるとおりとなった。これに対し、図７の（ｂ）に示されるように、－０．５～０ｍ秒の第１期間において電位差を０として有機発光層２５に励起光Ｌ１を入射させ、０～１．０ｍ秒の遅延期間において電位差を０に維持し、１．０～１．０５ｍ秒の第２期間において＋５Ｖの順方向電圧を印加すると、第２期間において、有機発光層２５からの発光が観測された。また、図７の（ｃ）に示されるように、－０．５～０ｍ秒の第１期間において－１０Ｖの逆方向電圧を印加して有機発光層２５に励起光Ｌ１を入射させ、０～１．０ｍ秒の遅延期間において－１０Ｖの逆方向電圧の印加を維持し、１．０～１．０５ｍ秒の第２期間において＋５Ｖの順方向電圧を印加すると、第２期間において、有機発光層２５からの発光が図７の（ｂ）の場合に比べて強く観測された。なお、図７の（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）のいずれの場合も、励起光Ｌ１の強度は同一である。

【0065】

次に、実施例４の有機発光素子２を用意した。実施例４の有機発光素子２は、有機発光体がＴＢＲｂである点で、実施例１の有機発光素子２と異なっている。実施例４の有機発光素子２についての実験結果は、次のとおりである。まず、－０．５～０ｍ秒の第１期間において電位差を０として有機発光層２５に励起光Ｌ１を入射させ、その後、電位差を０に維持したままにすると、発光強度は、図８の（ａ）に示されるとおりとなった。これに対し、図８の（ｂ）に示されるように、－０．５～０ｍ秒の第１期間において電位差を０として有機発光層２５に励起光Ｌ１を入射させ、０～１．０ｍ秒の遅延期間において電位差を０に維持し、１．０～１．０５ｍ秒の第２期間において＋５Ｖの順方向電圧を印加しても、第２期間において、有機発光層２５からの発光が顕著には観測されなかった。また、図８の（ｃ）に示されるように、－０．５～０ｍ秒の第１期間において－１０Ｖの逆方向電圧を印加して有機発光層２５に励起光Ｌ１を入射させ、０～１．０ｍ秒の遅延期間において－１０Ｖの逆方向電圧の印加を維持し、１．０～１．０５ｍ秒の第２期間において＋５Ｖの順方向電圧を印加すると、第２期間において、有機発光層２５からの発光が観測された。なお、図８の（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）のいずれの場合も、励起光Ｌ１の強度は同一である。

【0066】

以上の実施例１～実施例４の有機発光素子についての結果から、励起光Ｌ１の入射によって電荷の分離が起こる有機発光体を用い、少なくとも第１期間及び遅延期間において逆方向電圧を印加すれば、第２期間において有機発光層２５からの発光が観測されると考えられる。

【0067】

次に、実施例５の有機発光素子２を用意した。実施例５の有機発光素子２は、第２電荷流入阻止層２４を有しない点で、実施例１の有機発光素子２と異なっている。実施例５の有機発光素子２についての実験結果は、次のとおりである。図９の（ａ）に示されるように、－０．５～０ｍ秒の第１期間において電位差を０として有機発光層２５に励起光Ｌ１を入射させ、０～１．０ｍ秒の遅延期間において電位差を０に維持し、１．０～１．０５ｍ秒の第２期間において＋５Ｖの順方向電圧を印加すると、第２期間において、有機発光層２５からの発光が観測された。また、図９の（ｂ）に示されるように、－０．００２～０秒の第１期間において電位差を０として有機発光層２５に励起光Ｌ１を入射させ、０～１．０秒の遅延期間において電位差を０に維持し、１．０～１．００００５秒の第２期間において＋５Ｖの順方向電圧を印加すると、第２期間において、有機発光層２５からの発光が顕著には観測されなかった。また、図９の（ｃ）に示されるように、－０．５～０ｍ秒の第１期間において－１０Ｖの逆方向電圧を印加して有機発光層２５に励起光Ｌ１を入射させ、０～１．０ｍ秒の遅延期間において－１０Ｖの逆方向電圧の印加を維持し、１．０～１．０５ｍ秒の第２期間において＋５Ｖの順方向電圧を印加すると、第２期間において、有機発光層２５からの発光が観測された。なお、図９の（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）のいずれの場合も、励起光Ｌ１の強度は同一である。

【0068】

次に、実施例６の有機発光素子２を用意した。実施例６の有機発光素子２は、第１電荷流入阻止層２３を有しない点で、実施例１の有機発光素子２と異なっている。実施例６の有機発光素子２についての実験結果は、次のとおりである。図１０の（ａ）に示されるように、－０．５～０ｍ秒の第１期間において電位差を０として有機発光層２５に励起光Ｌ１を入射させ、０～１．０ｍ秒の遅延期間において電位差を０に維持し、１．０～１．０５ｍ秒の第２期間において＋５Ｖの順方向電圧を印加すると、第２期間において、有機発光層２５からの発光が観測された。また、図１０の（ｂ）に示されるように、－０．００２～０秒の第１期間において電位差を０として有機発光層２５に励起光Ｌ１を入射させ、０～１．０秒の遅延期間において電位差を０に維持し、１．０～１．００００５秒の第２期間において＋５Ｖの順方向電圧を印加すると、第２期間において、有機発光層２５からの発光が顕著には観測されなかった。また、図１０の（ｃ）に示されるように、－０．５～０ｍ秒の第１期間において－１０Ｖの逆方向電圧を印加して有機発光層２５に励起光Ｌ１を入射させ、０～１．０ｍ秒の遅延期間において－１０Ｖの逆方向電圧の印加を維持し、１．０～１．０５ｍ秒の第２期間において＋５Ｖの順方向電圧を印加すると、第２期間において、有機発光層２５からの発光が観測された。なお、図１０の（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）のいずれの場合も、励起光Ｌ１の強度は同一である。

【0069】

次に、実施例７の有機発光素子２を用意した。実施例７の有機発光素子２は、第１電荷流入阻止層２３及び第２電荷流入阻止層２４を有しない点で、実施例１の有機発光素子２と異なっている。実施例７の有機発光素子２についての実験結果は、次のとおりである。図１１の（ａ）に示されるように、－０．５～０ｍ秒の第１期間において電位差を０として有機発光層２５に励起光Ｌ１を入射させ、０～１．０ｍ秒の遅延期間において電位差を０に維持し、１．０～１．０５ｍ秒の第２期間において＋５Ｖの順方向電圧を印加すると、第２期間において、有機発光層２５からの発光が観測された。また、図１１の（ｂ）に示されるように、－０．００２～０秒の第１期間において電位差を０として有機発光層２５に励起光Ｌ１を入射させ、０～１．０秒の遅延期間において電位差を０に維持し、１．０～１．００００５秒の第２期間において＋５Ｖの順方向電圧を印加すると、第２期間において、有機発光層２５からの発光が顕著には観測されなかった。また、図１１の（ｃ）に示されるように、－０．５～０ｍ秒の第１期間において－１０Ｖの逆方向電圧を印加して有機発光層２５に励起光Ｌ１を入射させ、０～１．０ｍ秒の遅延期間において－１０Ｖの逆方向電圧の印加を維持し、１．０～１．０５ｍ秒の第２期間において＋５Ｖの順方向電圧を印加すると、第２期間において、有機発光層２５からの発光が観測された。なお、図１１の（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）のいずれの場合も、励起光Ｌ１の強度は同一である。

【0070】

以上の実施例１及び実施例５～実施例７の結果から、有機発光素子２が第１電荷流入阻止層２３及び第２電荷流入阻止層２４を有する場合（実施例１の場合）には、有機発光素子２が第１電荷流入阻止層２３のみを有する場合（実施例５の場合）、有機発光素子２が第２電荷流入阻止層２４のみを有する場合（実施例６の場合）、並びに、第１電荷流入阻止層２３及び第２電荷流入阻止層２４を有しない場合（実施例７の場合）に比べて、遅延期間を長くしても、有機発光層２５からの発光が得られることが分かった。また、遅延期間が短ければ、有機発光素子２が第１電荷流入阻止層２３のみを有する場合（実施例５の場合）及び有機発光素子２が第２電荷流入阻止層２４のみを有する場合（実施例６の場合）にも、有機発光層２５からの発光が得られることが分かった。

【0071】

なお、遅延期間が短ければ、有機発光素子２が第２電荷流入阻止層２４のみを有する場合（実施例６の場合）には、有機発光素子２が第１電荷流入阻止層２３のみを有する場合（実施例５の場合）に比べて有機発光層２５からの発光が強く得られることが分かった。このことから、第１電極２１の仕事関数よりも小さい仕事関数を有する第２電極２２と有機発光層２５との間に第２電荷流入阻止層２４が配置された構成は、第２電極２２の仕事関数よりも大きい仕事関数を有する第１電極２１と有機発光層２５との間に第１電荷流入阻止層２３が配置された構成に比べて、有機発光層２５からの発光を得る上で有利であると考えられる。

【0072】

また、有機発光素子２が第１電荷流入阻止層２３及び第２電荷流入阻止層２４を有する場合（実施例１の場合）には、図１２の（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）に示されるように、遅延期間を３０秒間、１分間、１時間としても、有機発光層２５からの発光が観測された。図１２の（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）に示される実験結果は、２．０ｍ秒間の第１期間において電位差を０として有機発光層２５に励起光Ｌ１を入射させ、上述した各遅延期間において電位差を０に維持し、上述した各遅延期間が経過した後の０．０５ｍ秒間の第２期間において＋５Ｖの順方向電圧を印加した場合の実験結果であり、いずれの場合も、励起光Ｌ１の強度は同一である。なお、図１２の（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）に示される発光スパイクは、第２期間における発光スパイクであり、図１２の（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）には第１期間は図示されていない。

【0073】

次に、実施例８の有機発光素子２を用意した。実施例８の有機発光素子２は、有機発光層２５がＴＰＡ－ＤＣＰＰのみからなる点（すなわち、有機発光層２５がホスト材料を含まない点）で、実施例１の有機発光素子２と異なっている。実施例６についての実験結果は、次のとおりである。図１３に示されるように、－０．５～０ｍ秒の第１期間において電位差を０として有機発光層２５に励起光Ｌ１を入射させ、０～１．０ｍ秒の遅延期間において電位差を０に維持し、１．０～１．０５ｍ秒の第２期間において＋５Ｖの順方向電圧を印加すると、第２期間において、有機発光層２５からの発光が観測された。このことから、有機発光層２５がホスト材料を含まなくても、有機発光層２５からの発光が得られることが分かった。

【0074】

次に、実施例１の有機発光素子２を再び用意した。実施例１の有機発光素子２では、ダイポールモーメントが１３．０５ＤであるＴＰＡ－ＤＣＰＰが有機発光体として用いられている。図１５の（ａ）の左側のグラフでは、０．５ｍ秒間（－０．５～０ｍ秒）の第１期間において電位差を０として有機発光層２５に励起光Ｌ１を入射させ、１．０ｍ秒間（０～１．０ｍ秒）の遅延期間において電位差を０に維持し、０．０５ｍ秒間（１．０～１．０５ｍ秒）の第２期間において＋５Ｖの順方向電圧を印加すると、第２期間において、有機発光層２５からの発光が観測された。図１５の（ａ）の右側のグラフでは、０．５ｍ秒間（－１０００．５～－１０００．０ｍ秒）の第１期間において電位差を０として有機発光層２５に励起光Ｌ１を入射させ、１秒間（－１０００．０～０ｍ秒）の遅延期間において電位差を０に維持し、０．０５秒間（０～０．０５ｍ秒）の第２期間において＋５Ｖの順方向電圧を印加すると、第２期間において、有機発光層２５からの発光が観測された。図１５の（ａ）の右側のグラフに示される場合の遅延期間は、図１５の（ａ）の左側のグラフに示される場合の遅延期間の１０００倍に相当する。この場合、図１５の（ａ）の右側のグラフに示される場合の発光強度は、図１５の（ａ）の左側のグラフに示される場合の発光強度に比べ、１桁も減衰しなかった。

【0075】

同様に、実施例１の有機発光素子２を再び用意した。図１５の（ｂ）の左側のグラフでは、０．５ｍ秒間（－０．５～０ｍ秒）の第１期間において－１０Ｖの逆方向電圧を印加して有機発光層２５に励起光Ｌ１を入射させ、１．０ｍ秒間（０～１．０ｍ秒）の遅延期間において－１０Ｖの逆方向電圧の印加を維持し、０．０５ｍ秒間（１．０～１．０５ｍ秒）の第２期間において＋５Ｖの順方向電圧を印加すると、第２期間において、有機発光層２５からの発光が観測された。図１５の（ｂ）の右側のグラフでは、０．５ｍ秒間（－１０００．５～－１０００．０ｍ秒）の第１期間において－１０Ｖの逆方向電圧を印加して有機発光層２５に励起光Ｌ１を入射させ、１秒間（－１０００．０～０ｍ秒）の遅延期間において－１０Ｖの逆方向電圧の印加を維持し、０．０５秒間（０～０．０５ｍ秒）の第２期間において＋５Ｖの順方向電圧を印加すると、第２期間において、有機発光層２５からの発光が観測された。図１５の（ｂ）の右側のグラフに示される場合の遅延期間は、図１５の（ｂ）の左側のグラフに示される場合の遅延期間の１０００倍に相当する。この場合、図１５の（ｂ）の右側のグラフに示される場合の発光強度は、図１５の（ｂ）の左側のグラフに示される場合の発光強度に比べ、１桁以上減衰した。

【0076】

次に、実施例２の有機発光素子２を再び用意した。実施例２の有機発光素子２では、ダイポールモーメントが３．８５Ｄである４ＣｚＩＰＮが有機発光体として用いられている。図１６の（ａ）の左側のグラフでは、０．５ｍ秒間（－０．５～０ｍ秒）の第１期間において電位差を０として有機発光層２５に励起光Ｌ１を入射させ、１．０ｍ秒間（０～１．０ｍ秒）の遅延期間において電位差を０に維持し、０．０５ｍ秒間（１．０～１．０５ｍ秒）の第２期間において＋５Ｖの順方向電圧を印加すると、第２期間において、有機発光層２５からの発光が観測された。図１６の（ａ）の右側のグラフでは、０．５ｍ秒間（－１０００．５～－１０００．０ｍ秒）の第１期間において電位差を０として有機発光層２５に励起光Ｌ１を入射させ、１秒間（－１０００．０～０ｍ秒）の遅延期間において電位差を０に維持し、０．０５秒間（０～０．０５ｍ秒）の第２期間において＋５Ｖの順方向電圧を印加すると、第２期間において、有機発光層２５からの発光が観測された。図１６の（ａ）の右側のグラフに示される場合の遅延期間は、図１６の（ａ）の左側のグラフに示される場合の遅延期間の１０００倍に相当する。この場合、図１６の（ａ）の右側のグラフに示される場合の発光強度は、図１６の（ａ）の左側のグラフに示される場合の発光強度に比べ、１桁も減衰しなかった。

【0077】

同様に、実施例２の有機発光素子２を再び用意した。図１６の（ｂ）の左側のグラフでは、０．５ｍ秒間（－０．５～０ｍ秒）の第１期間において－１０Ｖの逆方向電圧を印加して有機発光層２５に励起光Ｌ１を入射させ、１．０ｍ秒間（０～１．０ｍ秒）の遅延期間において－１０Ｖの逆方向電圧の印加を維持し、０．０５ｍ秒間（１．０～１．０５ｍ秒）の第２期間において＋５Ｖの順方向電圧を印加すると、第２期間において、有機発光層２５からの発光が観測された。図１６の（ｂ）の右側のグラフでは、０．５ｍ秒間（－１０００．５～－１０００．０ｍ秒）の第１期間において－１０Ｖの逆方向電圧を印加して有機発光層２５に励起光Ｌ１を入射させ、１秒間（－１０００．０～０ｍ秒）の遅延期間において－１０Ｖの逆方向電圧の印加を維持し、０．０５秒間（０～０．０５ｍ秒）の第２期間において＋５Ｖの順方向電圧を印加すると、第２期間において、有機発光層２５からの発光が観測された。図１６の（ｂ）の右側のグラフに示される場合の遅延期間は、図１６の（ｂ）の左側のグラフに示される場合の遅延期間の１０００倍に相当する。この場合、図１６の（ｂ）の右側のグラフに示される場合の発光強度は、図１６の（ｂ）の左側のグラフに示される場合の発光強度に比べ、１桁以上減衰した。

【0078】

次に、実施例９の有機発光素子２を用意した。実施例９の有機発光素子２は、有機発光体が４ＣｚＴＰＮ－Ｐｈである点で、実施例１の有機発光素子２と異なっている。実施例９の有機発光素子２では、ダイポールモーメントが０Ｄである４ＣｚＴＰＮ－Ｐｈが有機発光体として用いられている。図１７の（ａ）の左側のグラフでは、０．５ｍ秒間（－０．５～０ｍ秒）の第１期間において電位差を０として有機発光層２５に励起光Ｌ１を入射させ、１．０ｍ秒間（０～１．０ｍ秒）の遅延期間において電位差を０に維持し、０．０５ｍ秒間（１．０～１．０５ｍ秒）の第２期間において＋５Ｖの順方向電圧を印加すると、第２期間において、有機発光層２５からの発光が観測されなかった。図１７の（ａ）の右側のグラフでは、０．５ｍ秒間（－１０００．５～－１０００．０ｍ秒）の第１期間において電位差を０として有機発光層２５に励起光Ｌ１を入射させ、１秒間（－１０００．０～０ｍ秒）の遅延期間において電位差を０に維持し、０．０５秒間（０～０．０５ｍ秒）の第２期間において＋５Ｖの順方向電圧を印加すると、第２期間において、有機発光層２５からの発光が観測されなかった。図１７の（ａ）の右側のグラフに示される場合の遅延期間は、図１７の（ａ）の左側のグラフに示される場合の遅延期間の１０００倍に相当する。

【0079】

同様に、実施例９の有機発光素子２を再び用意した。図１７の（ｂ）の左側のグラフでは、０．５ｍ秒間（－０．５～０ｍ秒）の第１期間において－１０Ｖの逆方向電圧を印加して有機発光層２５に励起光Ｌ１を入射させ、１．０ｍ秒間（０～１．０ｍ秒）の遅延期間において－１０Ｖの逆方向電圧の印加を維持し、０．０５ｍ秒間（１．０～１．０５ｍ秒）の第２期間において＋５Ｖの順方向電圧を印加すると、第２期間において、有機発光層２５からの発光が観測された。図１７の（ｂ）の右側のグラフでは、０．５ｍ秒間（－１０００．５～－１０００．０ｍ秒）の第１期間において－１０Ｖの逆方向電圧を印加して有機発光層２５に励起光Ｌ１を入射させ、１秒間（－１０００．０～０ｍ秒）の遅延期間において－１０Ｖの逆方向電圧の印加を維持し、０．０５秒間（０～０．０５ｍ秒）の第２期間において＋５Ｖの順方向電圧を印加すると、第２期間において、有機発光層２５からの発光が観測された。図１７の（ｂ）の右側のグラフに示される場合の遅延期間は、図１７の（ｂ）の左側のグラフに示される場合の遅延期間の１０００倍に相当する。この場合、図１７の（ｂ）の右側のグラフに示される場合の発光強度は、図１７の（ｂ）の左側のグラフに示される場合の発光強度に比べ、１桁以上減衰した。

【0080】

以上の図１５の（ａ）及び（ｂ）、図１６の（ａ）及び（ｂ）、並びに、図１７の（ａ）及び（ｂ）に示されるグラフから、有機発光層２５に含まれる有機発光体のダイポールモーメントが０Ｄよりも大きいと、例えば、第１期間及び遅延期間において、第１電極２１と第２電極２２との間の電位差を０とし、第２期間において、電荷の再結合を起こさせる順方向の電界が有機発光層２５に生じるように第１電極２１と第２電極２２との間に電圧を印加する場合に、遅延期間を長くしても、有機発光層２５から十分な発光を得ることができることが分かった。また、好ましくは、有機発光体のダイポールモーメントが３Ｄ以上であると（より好ましくは、有機発光体のダイポールモーメントが１０Ｄ以上であると）、例えば、第１期間及び遅延期間において、第１電極２１と第２電極２２との間の電位差を０とし、第２期間において、電荷の再結合を起こさせる順方向の電界が有機発光層２５に生じるように第１電極２１と第２電極２２との間に電圧を印加する場合に、遅延期間を長くしても、有機発光層２５から、より十分な発光を得ることができることが分かった。なお、図１５の（ａ）及び（ｂ）、図１６の（ａ）及び（ｂ）、並びに、図１７の（ａ）及び（ｂ）のいずれの場合も、励起光Ｌ１の強度は同一であった。
［変形例］

【0081】

本発明は、上記実施形態に限定されない。例えば、図１４に示されるように、発光装置１は、励起光Ｌ１を出射する光源４を更に備えていてもよく、制御部３は、第１期間において、有機発光層２５に励起光Ｌ１が入射するように光源４を制御してもよい。これにより、外部から有機発光層２５に励起光Ｌ１が入射するタイミングを調整することができる。

【0082】

また、上記実施形態では、有機発光素子２において、第１電極２１と有機発光層２５との間に第１電荷流入阻止層２３が配置されており、第２電極２２と有機発光層２５との間に第２電荷流入阻止層２４が配置されていたが、第１電極２１と有機発光層２５との間に第１電荷流入阻止層２３が配置されていなくてもよいし、或いは、第２電極２２と有機発光層２５との間に第２電荷流入阻止層２４が配置されていなくてもよい。ただし、第１電極２１と有機発光層２５との間に第１電荷流入阻止層２３が配置され且つ第２電極２２と有機発光層２５との間に第２電荷流入阻止層２４が配置された構成によれば、第２期間において有機発光層２５から発光をより確実に得ることができる。また、上述したように、第１電極２１の仕事関数よりも小さい仕事関数を有する第２電極２２と有機発光層２５との間に第２電荷流入阻止層２４が配置された構成は、第２電極２２の仕事関数よりも大きい仕事関数を有する第１電極２１と有機発光層２５との間に第１電荷流入阻止層２３が配置された構成に比べて、有機発光層２５からの発光を得る上で有利であると考えられる。

【0083】

また、有機発光素子２において、第１電荷流入阻止層２３及び第２電荷流入阻止層２４のそれぞれは、電気絶縁性材料によって形成されていてもよい。また、例えば、１枚の光透過基板２０上に複数の有機発光素子２が２次元に配置されていてもよい。また、制御部３は、例えば、第１期間及び遅延期間において逆方向電圧を印加し、第２期間において電位差を０としてもよい。つまり、第２期間において、電荷の再結合が起こるように第１電極２１と第２電極２２との間の電位差を変化させることができれば、第２期間において有機発光層２５からの発光を得ることができる。

【0084】

また、有機発光素子２は、第１期間（すなわち、有機発光層２５に励起光Ｌ１が入射するステップ）において、電気的フローティング状態（換言すれば、第１電極２１及び第２電極２２の電位が独立した状態）とされてもよい。例えば、発光装置１において、有機発光素子２を制御部３から物理的に切り離すことで、第１期間において有機発光素子２を電気的フローティング状態としてもよい。これにより、励起光Ｌ１の入射によって有機発光層２５において分離した電荷が、第１電極２１及び第２電極２２から有機発光層２５への電荷の流入に起因して減少するのを抑制することができる。その結果、第２期間において、電荷の再結合が起こるように第１電極２１と第２電極２２との間の電位差を変化させることで、第２期間において有機発光層２５から確実に発光を得ることができる。また、例えば、発光装置１において、第１電極２１及び第２電極２２のそれぞれに接続された配線に設けられたスイッチを制御部３がＯＮからＯＦＦに切り替えることで、第１期間において有機発光素子２を電気的フローティング状態としてもよい。なお、有機発光素子２における第１電荷流入阻止層２３及び第２電荷流入阻止層２４の少なくとも一方の存在は、第１電極２１と第２電極２２との間の電位差を変化させるための配線を第１電極２１及び第２電極２２の少なくとも一方に接続しただけで有機発光層２５に電荷が流入するのを抑制する上で、有効である。

【符号の説明】

【0085】

１…発光装置、２…有機発光素子、３…制御部、４…光源、２１…第１電極、２２…第２電極、２３…第１電荷流入阻止層（電荷流入阻止層）、２４…第２電荷流入阻止層（電荷流入阻止層）、２５…有機発光層、Ｌ１…励起光。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】