JP2879080B2 - 電界発光素子 - Google Patents
電界発光素子Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は発光性物質からなる発光層を有し、電界を印
加することにより電界印加エネルギーを直接光エネルギ
ーに変換でき、従来の白熱灯、蛍光灯あるいは発光ダイ
オード等とは異なり大面積の面状発光体の実現を可能に
する電界発光素子に関する。
加することにより電界印加エネルギーを直接光エネルギ
ーに変換でき、従来の白熱灯、蛍光灯あるいは発光ダイ
オード等とは異なり大面積の面状発光体の実現を可能に
する電界発光素子に関する。
電界発光素子はその発光励起機構の違いから、（１）
発光層内での電子や正孔の局所的な移動により発光体を
励起し、交流電界でのみ発光する真性電界発光素子と、
（２）電極からの電子と正孔の注入とその発光層内での
再結合により発光体を励起し、直流電界で作動するキャ
リヤ注入型電界発光素子の二つに分けられる。（１）の
真性電界発光型の発光素子は一般にZnSにMn、Cu等を添
加した無機化合物を発光体とするものであるが、駆動に
100V以上の高い交流電界を必要とすること、製造コスト
が高いこと、輝度や耐久性も不十分である等の多くの問
題点を有する。
発光層内での電子や正孔の局所的な移動により発光体を
励起し、交流電界でのみ発光する真性電界発光素子と、
（２）電極からの電子と正孔の注入とその発光層内での
再結合により発光体を励起し、直流電界で作動するキャ
リヤ注入型電界発光素子の二つに分けられる。（１）の
真性電界発光型の発光素子は一般にZnSにMn、Cu等を添
加した無機化合物を発光体とするものであるが、駆動に
100V以上の高い交流電界を必要とすること、製造コスト
が高いこと、輝度や耐久性も不十分である等の多くの問
題点を有する。
（２）のキャリヤ注入型電界発光素子は発光層として
薄膜状有機化合物を用いるようになってから高輝度のも
のが得られるようになった。たとえば、特開昭59-19439
3及び米国特許4,720,432には緑色発光素子が、Jpn.Jour
nal of Applied Physics,vol.27,P713〜715には黄色発
光素子が開示されており、これらは通常、100V以下の直
流電界下で高輝度の発光をする。
薄膜状有機化合物を用いるようになってから高輝度のも
のが得られるようになった。たとえば、特開昭59-19439
3及び米国特許4,720,432には緑色発光素子が、Jpn.Jour
nal of Applied Physics,vol.27,P713〜715には黄色発
光素子が開示されており、これらは通常、100V以下の直
流電界下で高輝度の発光をする。
しかしながら、（２）のキャリヤ注入型電界発光素子
は、通常電子輸送側が発光層を兼ねているため利用でき
る物質に限りがあり、また耐久性が未だ充分でないとい
った欠点があった。
は、通常電子輸送側が発光層を兼ねているため利用でき
る物質に限りがあり、また耐久性が未だ充分でないとい
った欠点があった。
本発明は上記従来技術の実情に鑑みてなされたもので
あって、その目的は製造が簡単であると共に高輝度で、
しかもその発光性能が長期間に亘って持続する耐久性に
優れた電界発光素子を提供することにある。
あって、その目的は製造が簡単であると共に高輝度で、
しかもその発光性能が長期間に亘って持続する耐久性に
優れた電界発光素子を提供することにある。
本発明者らは、上記課題を解決するため発光層の構成
要素について鋭意検討した結果、二つの電極間に有機物
薄膜層よりなる発光層を設けた電界発光素子において、
発光層として正孔輸送能及び発光機能を有するトリフェ
ニルアミン類、スチルベン誘導体類、ピラゾリン誘導体
類から選ばれる有機化合物と電子輸送能を有し発光機能
を有しないオキサジアゾール誘導体類との積層構造の薄
膜又は両者の混合体薄膜であるものを用いた際にはこれ
までにない優れた性能を有する電界発光素子が得られる
ことを知見し、本発明を完成するに至った。
要素について鋭意検討した結果、二つの電極間に有機物
薄膜層よりなる発光層を設けた電界発光素子において、
発光層として正孔輸送能及び発光機能を有するトリフェ
ニルアミン類、スチルベン誘導体類、ピラゾリン誘導体
類から選ばれる有機化合物と電子輸送能を有し発光機能
を有しないオキサジアゾール誘導体類との積層構造の薄
膜又は両者の混合体薄膜であるものを用いた際にはこれ
までにない優れた性能を有する電界発光素子が得られる
ことを知見し、本発明を完成するに至った。
以下、図面に沿って本発明を詳細に説明する。
第１図（ａ）及び第１図（ｂ）は本発明の電界発光素
子の模式断面図である。１はガラス基板ないしは合成樹
脂基板であり、２は基板上に形成された陽極であって、
金、白金、パラジウムなどの金属の蒸着膜、スパッタ
膜、あるいはスズ、インジウム−スズの酸化薄膜、有機
導電性薄膜等で形成され、発光を取り出すため、400nm
以上の波長領域で透明であることが望ましい。３は、3a
と3bからなる積層構造の発光層である。3aは正孔輸送能
及び発光機能を有する有機化合物の薄膜層であり、その
膜厚は100Åから2000Å、好ましくは200Åから1000Åで
ある。3bは電子輸送能を有する有機化合物の薄膜層であ
り、その膜厚は100Åから1500Å、好ましくは200Åから
1000Åである。3cは正孔輸送能及び発光機能を有する有
機化合物と電子輸送能を有する有機化合物の混合体から
成る薄膜の発光層で、膜厚は200〜3000Åであり、好ま
しくは400〜1500Åである。この場合、両成分の混合組
成は重量組成で10/90から90/10までの範囲で変えること
ができる。
子の模式断面図である。１はガラス基板ないしは合成樹
脂基板であり、２は基板上に形成された陽極であって、
金、白金、パラジウムなどの金属の蒸着膜、スパッタ
膜、あるいはスズ、インジウム−スズの酸化薄膜、有機
導電性薄膜等で形成され、発光を取り出すため、400nm
以上の波長領域で透明であることが望ましい。３は、3a
と3bからなる積層構造の発光層である。3aは正孔輸送能
及び発光機能を有する有機化合物の薄膜層であり、その
膜厚は100Åから2000Å、好ましくは200Åから1000Åで
ある。3bは電子輸送能を有する有機化合物の薄膜層であ
り、その膜厚は100Åから1500Å、好ましくは200Åから
1000Åである。3cは正孔輸送能及び発光機能を有する有
機化合物と電子輸送能を有する有機化合物の混合体から
成る薄膜の発光層で、膜厚は200〜3000Åであり、好ま
しくは400〜1500Åである。この場合、両成分の混合組
成は重量組成で10/90から90/10までの範囲で変えること
ができる。
正孔輸送能及び発光機能を有する有機化合物は、真空
蒸着により非晶性固体を形成し、固体状態において強い
蛍光を示し、かつ、正孔輸送能に優れた化合物である。
トリフェニルアミン類、スチルベン誘導体類、ピラゾリ
ン誘導体類から選ばれる有機化合物であり、その具体例
としては、たとえば以下のようなものが例示される。
蒸着により非晶性固体を形成し、固体状態において強い
蛍光を示し、かつ、正孔輸送能に優れた化合物である。
トリフェニルアミン類、スチルベン誘導体類、ピラゾリ
ン誘導体類から選ばれる有機化合物であり、その具体例
としては、たとえば以下のようなものが例示される。
電子輸送能を有する有機化合物としては、正孔輸送層
に対して優れた電子注入効果を有し、正孔輸送層で生じ
る励起子の電子輸送層への移動を防止し、かつ真空蒸着
法による薄膜形成能に優れたオキサジアゾール誘導体で
あるが、特に下記に示されるオキサジアゾール誘導体を
用いることが望ましい。
に対して優れた電子注入効果を有し、正孔輸送層で生じ
る励起子の電子輸送層への移動を防止し、かつ真空蒸着
法による薄膜形成能に優れたオキサジアゾール誘導体で
あるが、特に下記に示されるオキサジアゾール誘導体を
用いることが望ましい。
このような化合物を用いた場合には、正孔輸送層と電
子輸送層のエネルギーレベルを考慮することによって、
正孔輸送能及び発光機能を有する有機化合物のほとんど
を発光させることが可能となる。
子輸送層のエネルギーレベルを考慮することによって、
正孔輸送能及び発光機能を有する有機化合物のほとんど
を発光させることが可能となる。
本発明において、発光層として正孔輸送能及び発光機
能を有する有機化合物と電子輸送能を有する有機化合物
との混合体薄膜を用いる場合、その組成は前記したよう
に重量成分で10/90から90/10まで変えることができる。
混合体薄膜の形成は、真空蒸着法、塗布法、溶融法など
により行うことができる。真空蒸着法の場合、それぞれ
独立に加熱温度を測定し蒸着速度を制御できる二つの抵
抗加熱蒸発源からの同時蒸着により行うことができる。
また、予め両物質の微粉体を混合したものを一つの抵抗
加熱発源に設置し、蒸着させる方法でも良好な混合体薄
膜を作成できる。また、独立した二つの加熱蒸着源を用
いて、二つの物質の蒸着速度を独立に変化させながら蒸
着することで膜厚方向に組成変化を持たせた混合膜を作
成することも可能である。
能を有する有機化合物と電子輸送能を有する有機化合物
との混合体薄膜を用いる場合、その組成は前記したよう
に重量成分で10/90から90/10まで変えることができる。
混合体薄膜の形成は、真空蒸着法、塗布法、溶融法など
により行うことができる。真空蒸着法の場合、それぞれ
独立に加熱温度を測定し蒸着速度を制御できる二つの抵
抗加熱蒸発源からの同時蒸着により行うことができる。
また、予め両物質の微粉体を混合したものを一つの抵抗
加熱発源に設置し、蒸着させる方法でも良好な混合体薄
膜を作成できる。また、独立した二つの加熱蒸着源を用
いて、二つの物質の蒸着速度を独立に変化させながら蒸
着することで膜厚方向に組成変化を持たせた混合膜を作
成することも可能である。
４は陰極であり、その材質としては有機導電体、真空
蒸着可能な金属等が使用可能であるが、Mg、Al、Ag、In
などの仕事関数が小さい金属が望ましい。陰極は、例え
ば金属の真空蒸着により発光層上に形成される。
蒸着可能な金属等が使用可能であるが、Mg、Al、Ag、In
などの仕事関数が小さい金属が望ましい。陰極は、例え
ば金属の真空蒸着により発光層上に形成される。
本発明の電界発光素子は、素子の耐久性の向上、発光
効率の向上の為に、発光層と電極の間に一ないし数層の
有機物層を挿入してもよい。
効率の向上の為に、発光層と電極の間に一ないし数層の
有機物層を挿入してもよい。
本発明の電界発光素子は、前記構成からなるので製造
が簡単であると共に高輝度で耐久性に優れたものであ
り、かつその発光性能が長期間に亘って持続する耐久性
に優れたものである。
が簡単であると共に高輝度で耐久性に優れたものであ
り、かつその発光性能が長期間に亘って持続する耐久性
に優れたものである。
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。
実施例１ 陽極として、インジウム−スズ酸化物（ITO）ガラス
（HOYA製）を中性洗剤により洗浄し、次いでエタノール
中で約10分間超音波洗浄した。これを沸騰したエタノー
ル中に約１分間入れ、取り出した後、すぐに送風乾燥を
行った。つぎにガラス基板上に正孔輸送能を有する蛍光
性有機化合物である下記式（Ｈ−１）で示される化合物
を、加熱温度が設定され、蒸着速度の制御できる抵抗加
熱源で蒸着して正孔輸送能を有する蛍光性有機化合物層
（正孔輸送層）を形成した。すなわち、式（Ｈ−１）で
示される化合物を含んだタンタル製ボートを温度コント
ローラーにより200℃に制御し、蒸着速度が２Å/sとな
るように保った。蒸着時の真空度は0.7×10-6torr、基
板温度は20℃であった。ITO上に生成した蒸着層の膜厚
は500Åであった。
（HOYA製）を中性洗剤により洗浄し、次いでエタノール
中で約10分間超音波洗浄した。これを沸騰したエタノー
ル中に約１分間入れ、取り出した後、すぐに送風乾燥を
行った。つぎにガラス基板上に正孔輸送能を有する蛍光
性有機化合物である下記式（Ｈ−１）で示される化合物
を、加熱温度が設定され、蒸着速度の制御できる抵抗加
熱源で蒸着して正孔輸送能を有する蛍光性有機化合物層
（正孔輸送層）を形成した。すなわち、式（Ｈ−１）で
示される化合物を含んだタンタル製ボートを温度コント
ローラーにより200℃に制御し、蒸着速度が２Å/sとな
るように保った。蒸着時の真空度は0.7×10-6torr、基
板温度は20℃であった。ITO上に生成した蒸着層の膜厚
は500Åであった。
つぎに、前記正孔輸送層上に電子輸送物質である下記
式（Ｅ）で示されるオキサジアゾール誘導体を、加熱温
度が設定され、蒸着速度の制御できる抵抗加熱源で蒸着
して膜厚500Åの電子輸送層を形成した。すなわち下記
式（Ｅ）で示される化合物を含んだボートを150℃に保
ち、また蒸着速度を２Å/sに保った。
式（Ｅ）で示されるオキサジアゾール誘導体を、加熱温
度が設定され、蒸着速度の制御できる抵抗加熱源で蒸着
して膜厚500Åの電子輸送層を形成した。すなわち下記
式（Ｅ）で示される化合物を含んだボートを150℃に保
ち、また蒸着速度を２Å/sに保った。
つぎに、このこの電子輸送層上に、0.1cm2、膜厚1500
ÅのMg-Ag電極を蒸着した。このようにして得られた発
光素子は、ITO側にプラスのバイアスをかけた場合に500
nmをピークとする緑色の発光を呈した。また、駆動電圧
12V、電流密度100mA/cm2において、1000cd/m2の輝度を
示した。また、電流密度200mA/cm2において、2000cd/m2
の輝度を示した。電流密度10mA/cm2、100cd/m2の条件下
では、40時間後でも輝度の低下は観測されなかった。素
子は湿度を十分に除去した状態において空気中で作動さ
せることが可能であった。
ÅのMg-Ag電極を蒸着した。このようにして得られた発
光素子は、ITO側にプラスのバイアスをかけた場合に500
nmをピークとする緑色の発光を呈した。また、駆動電圧
12V、電流密度100mA/cm2において、1000cd/m2の輝度を
示した。また、電流密度200mA/cm2において、2000cd/m2
の輝度を示した。電流密度10mA/cm2、100cd/m2の条件下
では、40時間後でも輝度の低下は観測されなかった。素
子は湿度を十分に除去した状態において空気中で作動さ
せることが可能であった。
実施例２ 正孔輸送物質として下記式（Ｈ−２）で示されるスチ
ルベン誘導体を用い、かつこの化合物を含んだボートの
温度を220℃に保った以外は実施例１と同様にして発光
素子を作製した。得られた発光素子はITO側にプラスの
バイアスをかけた場合に500nmをピークとする緑色発光
を呈した。また駆動電圧13V、電流密度100mA/cm2で500c
d/m2の輝度を示した。更に、この発光素子は湿度を十分
に除去した状態において空気中で作動させることが可能
であった。
ルベン誘導体を用い、かつこの化合物を含んだボートの
温度を220℃に保った以外は実施例１と同様にして発光
素子を作製した。得られた発光素子はITO側にプラスの
バイアスをかけた場合に500nmをピークとする緑色発光
を呈した。また駆動電圧13V、電流密度100mA/cm2で500c
d/m2の輝度を示した。更に、この発光素子は湿度を十分
に除去した状態において空気中で作動させることが可能
であった。
実施例３ 正孔輸送物質として下記式（Ｈ−３）で示されるピラ
ゾリン誘導体を用い、かつこの化合物を含んだボートの
温度を220℃に保った以外は実施例１と同様にして発光
素子を作製した。得られた発光素子はITO側にプラスの
バイアスをかけた場合に520nmをピークとする緑色発光
を呈した、また駆動電圧15V、電流密度100mA/cm2で500c
d/m2の輝度を示した。更に、この発光素子は湿度を十分
に除去した状態において空気中で作動させることが可能
であった。
ゾリン誘導体を用い、かつこの化合物を含んだボートの
温度を220℃に保った以外は実施例１と同様にして発光
素子を作製した。得られた発光素子はITO側にプラスの
バイアスをかけた場合に520nmをピークとする緑色発光
を呈した、また駆動電圧15V、電流密度100mA/cm2で500c
d/m2の輝度を示した。更に、この発光素子は湿度を十分
に除去した状態において空気中で作動させることが可能
であった。
第１図（ａ）及び第１図（ｂ）は本発明に係る電界発光
素子の一例の断面図である。 １は基体、２は陽極、３は発光層、3aは正孔輸送能及び
発光機能を有する有機化合物の薄膜層、3bは電子輸送能
を有する有機化合物の薄膜層、3cは正孔輸送能及び発光
機能を有する有機化合物と電子輸送能を有する有機化合
物との混合体薄膜層よりなる発光層、４は陰極である。
素子の一例の断面図である。 １は基体、２は陽極、３は発光層、3aは正孔輸送能及び
発光機能を有する有機化合物の薄膜層、3bは電子輸送能
を有する有機化合物の薄膜層、3cは正孔輸送能及び発光
機能を有する有機化合物と電子輸送能を有する有機化合
物との混合体薄膜層よりなる発光層、４は陰極である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−37886（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−55185（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−43685（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−216790（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−195683（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−220394（ＪＰ，Ａ) 総合理工学研究科報告、九州大学大学 院総合理工学研究科、1987年、第８巻、 第２号、ｐ．181−188 (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H05B 33/00 - 33/28 C09K 11/06 ＣＡ（ＳＴＮ) ＲＥＧＩＳＴＲＹ（ＳＴＮ)
Claims (1)
- 【請求項１】二つの電極間に有機物薄膜層よりなる発光
層を設けた電界発光素子において、発光層が正孔輸送能
及び発光機能を有するトリフェニルアミン類、スチルベ
ン誘導体類、ピラゾリン誘導体類から選ばれる有機化合
物と電子輸送能を有し発光機能を有しないオキサジアゾ
ール誘導体類との積層構造の薄膜又は両者の混合体薄膜
であることを特徴とする電界発光素子。
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|---|---|---|---|
| JP1072767A JP2879080B2 (ja) | 1989-03-23 | 1989-03-23 | 電界発光素子 |
| US07/459,326 US5085947A (en) | 1989-03-23 | 1989-12-29 | Electroluminescence device |
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|---|---|---|---|
| JP1072767A JP2879080B2 (ja) | 1989-03-23 | 1989-03-23 | 電界発光素子 |
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|---|---|
| JPH02250292A JPH02250292A (ja) | 1990-10-08 |
| JP2879080B2 true JP2879080B2 (ja) | 1999-04-05 |
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| KR101727887B1 (ko) | 2013-09-30 | 2017-04-18 | 엘지디스플레이 주식회사 | 유기전자장치의 제조 방법 |
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| KR101642603B1 (ko) | 2013-12-04 | 2016-07-25 | 주식회사 엘지화학 | 유기전자장치용 기판의 제조 방법 |
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-
1989
- 1989-03-23 JP JP1072767A patent/JP2879080B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1989-12-29 US US07/459,326 patent/US5085947A/en not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 総合理工学研究科報告、九州大学大学院総合理工学研究科、１９８７年、第８巻、第２号、ｐ．１８１−１８８ |
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