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JPH0521163A - 有機薄膜発光素子 - Google Patents

有機薄膜発光素子

Info

Publication number
JPH0521163A
JPH0521163A JP3139316A JP13931691A JPH0521163A JP H0521163 A JPH0521163 A JP H0521163A JP 3139316 A JP3139316 A JP 3139316A JP 13931691 A JP13931691 A JP 13931691A JP H0521163 A JPH0521163 A JP H0521163A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light emitting
group
injection layer
thin film
emitting device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP3139316A
Other languages
English (en)
Inventor
Noboru Kosho
昇 古庄
Osamu Nabeta
修 鍋田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
Priority to JP3139316A priority Critical patent/JPH0521163A/ja
Publication of JPH0521163A publication Critical patent/JPH0521163A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Landscapes

  • Led Devices (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)
  • Luminescent Compositions (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】成膜性に優れる有機薄膜発光素子を得る。 【構成】電極と発光層と少なくとも正孔注入層からなる
電荷注入層を有する有機薄膜発光素子において正孔注入
層をポリスチレン樹脂で結着した正孔注入物質により構
成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は有機薄膜発光素子の正
孔注入層にかかり、特に正孔注入層の成膜性にすぐれる
発光素子に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のブラウン管に代わるフラットディ
スプレイの需要の急増に伴い、各種表示素子の開発及び
実用化が精力的に進められている。エレクトロルミネッ
センス素子(以下EL素子とする)もこうしたニ−ズに
即するものであり、特に全固体の自発発光素子として、
他のディスプレイにはない高解像度及び高視認性により
注目を集めている。現在、実用化されているものは、発
光層にZnS/Mn系を用いた無機材料からなるEL素
子である。しかるに、この種の無機EL素子は発光に必
要な駆動電圧が200V程度と高いため駆動方法が複雑
となり製造コストが高いといった問題点がある。また、
青色発光の効率が低いため、フルカラ−化が困難であ
る。
【0003】これに対して、有機材料を用いた薄膜発光
素子は、発光に必要な駆動電圧が大幅に低減でき、かつ
各種発光材料の添加によりフルカラ−化の可能性を充分
にもつことから、近年研究が活発化している。特に電極
/正孔注入層/発光層からなる積層型において、発光剤
にトリス(8−ヒドロキシキノリン)アルミニウム、正
孔注入剤に1,1’−ビス(4−N,N−ジトリアミノ
フェニル)シクロヘキサンを用いることにより、10V
以下の印加電圧で1000cd/m2 以上高輝度が得ら
れたという報告がなされて以来開発に拍車がかけられた
(Appl.Phys.Lett.51,913,(1987)) 。
【0004】現在広く研究されている該有機発光素子の
具体的な構造ならびに材料につき、図面を使って、以下
に説明する。図1は積層構造型の典型的な構造断面図で
ある(発光は図中の矢印に示す方向に進む)。ガラス等
の透明基板1上に金、ニッケル等の半透膜やインジウム
スズ酸化物(ITO)、酸化スズ(SnO2 )等の透明
導電膜からなる正極2を抵抗加熱蒸着、電子ビ−ム蒸
着、スパッタ法により形成する。該電極2は、透明性を
持たせるために、100〜3000Åの厚さにすること
が望ましい。次に正孔注入層3、発光層4と順次有機薄
膜を成膜する。
【0005】正孔注入物質としては、上記1,1’−ビ
ス(4−N,N−ジトリアミノフェニル)シクロヘキサ
ン等のジアミン系化合物の他に、ヒドラゾン系化合物、
スチルベン系化合物等が用いられている。また、発光物
質には、上記トリス(8−ヒドロキシキノリン)アルミ
ニウム等の金属錯体化合物の他に、ジスチリルベンゼン
化合物、ペリレン系化合物等が用いられている。両層と
もにスピンコ−ト、キャスティング、LB法、抵抗加熱
蒸着、電子ビ−ム蒸着等により成膜できるが、現在のと
ころ発光特性面で優れていることから抵抗加熱蒸着法が
主流である。また、両層の膜厚は、抵抗加熱蒸着法にお
いては、それぞれ200〜3000Å、好適には300
〜1500Åである。最後に負極5を蒸着にて形成す
る。なお、該電極5用材料としては仕事関数の小さいM
g,Mg/Ag,In,Ca,Al等が用いられる。
【0006】図2は他の素子構造をしめす断面図であ
る。(発光は図の矢印に示す方向に進む)。ガラス等の
透明基板1上に金、ニッケル等の半透膜やインジウムス
ズ酸化物(ITO)、酸化スズ(SnO2 )等の透明導
電膜からなる正極2を、図1と同様に形成し、正孔注入
層3,発光層4さらに電子注入層5の3層を成膜する。
該電子注入剤については、ジフェノキノン系化合物、ペ
リレン系化合物、オキサジアゾ−ル系化合物等が用いら
れている。該正孔注入層3,発光層4および電子注入層
5の膜厚はすべて上記図1の場合と同様にそれぞれ20
0〜3000Å,好適には300〜1500Åである。
最後に負極6をMg,Mg/Ag,In,Ca,Al等
を用いて蒸着する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】この様に、有機材料を
用いた薄膜発光素子は低電圧駆動やフルカラ−化の可能
性等を強く示唆しているものの、性能面で解決しなけれ
ばならない課題が多く残されている。特に1万時間程度
の長時間駆動に伴う特性劣化の問題は乗り越えなければ
ならないハ−ドルである。また、該有機薄膜の膜厚は1
μm以下であるため、成膜性が良好で、成膜中にピンホ
−ル等の電気的欠陥を生じないこと、さらには、薄膜で
あるがために、発光時に素子に加わる電界及び/または
電流により短絡しない様な材料開発および成膜法の検討
が必要である。特に、抵抗加熱蒸着膜においては電気的
欠陥が発生しやすく、かつ発光時に短絡しやすいといっ
た問題がある。さらには、量産性の観点から、大量製造
が容易で安価な有機材料の開発や素子形成方法の改良等
も重要な技術課題である。
【0008】この発明は上述の点に鑑みてなされその目
的は樹脂分散膜におけるバインダを開発することにより
成膜性に優れる有機薄膜発光素子を提供することにあ
る。
【0009】
【課題を解決するための手段】上述の目的はこの発明に
よれば、正極と負極とからなる一対の電極と、その間に
はさまれた発光層と電荷注入層とを有し、電荷注入層は
電子注入層と正孔注入層のうちの少なくとも正孔注入層
からなり、この際正孔注入層は正孔注入物質とポリスチ
レン樹脂からなるとする事により達成される。
【0010】ジアミン系化合物の具体例が化学式I−1
ないし化学式I−14にヒドラゾン系化合物が化学式II
−1ないし化学式II−21にスチルベン系化合物が化学
式III-1ないし化学式III-4に示される。
【0011】
【化5】
【0012】
【化6】
【0013】
【化7】
【0014】
【化8】
【0015】
【化9】
【0016】
【作用】発光層と正孔注入層を積層してなる有機薄膜発
光素子において、該正孔注入層に正孔注入物質とポリス
チレン樹脂バインダ−の分散膜を用いることにより、良
好な膜形成可能で、膜中に発生するピンホ−ル等の電気
的欠陥が少なく、発光時に素子にかかる電界または電流
により発生する短絡現象を防げるといった作用があると
ともに、発光特性においても良好な結果をもたらす。ま
た、該正孔注入物質として、ジアミン系化合物、ヒドラ
ゾン系化合物及びスチルベン系化合物が良好な結果をも
たらす。
【0017】
【実施例】次にこの発明の実施例を図面に基づいて説明
する。この発明において、正孔注入層として導入した正
孔注入物質とポリスチレンバインダ−からなる分散膜
は、両者を適当な有機溶媒中に溶解せしめてなる塗液を
用いて、スピンコ−ト、キャスティング等により形成さ
れる。該塗液の配合時における正孔注入物質の、正孔注
入物質とポリスチレンバインダ−全量に占める重量比は
30〜80%、好適には40〜70%である。また、該
正孔注入層分散膜の膜厚は、500〜3000Å、好適
には800〜2000Åである。
【0018】実施例1 膜厚〜1000ÅのITOを設けた50mm角のガラス
を基板とし該基板をスピンコ−タにセットした後、前記
ジアミン系化合物のうちI−1で示した化合物1重量
部、ポリスチレン樹脂1重量部をジクロロメタン500
重量部にて溶解させた塗液を用いて、回転数5000r
pmにて該基板上に〜1000Åスピンコ−トし、正孔
注入層とした。次に、該正孔注入層をコ−トした基板を
抵抗加熱蒸着装置内にセットし、発光層を形成した。成
膜に際して、真空槽内は6×10-6Torrまで減圧し
た。発光剤には、(8−ヒドロキシキノリン)アルミニ
ウムを用い、ボ−ト温度100〜3000 Cの範囲で加
熱し、成膜速度を2Å/秒の条件下で600Å形成し
た。最後に、試料を真空槽から取り出し、直径5mmの
ドットパタ−ン16個からなるステンレス製マスクを取
りつけ、新たに抵抗加熱蒸着装置内にセットし負極とし
てMg/Ag(10:1の比率)を形成した。
【0019】実施例2 実施例1と同様に膜厚〜1000ÅのITOを設けた5
0mm角のガラスを基板に用い実施例1と同一材料、同
一製法、同一条件下で正孔注入層と発光層を形成する。
次に、発光層形成後、真空槽の真空を破らず、続けて電
子注入層として下記(IV)に構造式を示したペリレンテ
トラカルボン酸誘導体を、ボ−ト加熱温度150〜30
0℃、成膜速度3Å/秒の条件下で700Å形成した。
最後に、上記実施例1と同様に、試料を真空槽から取り
出し、直径5mmのドットパタ−ン16個からなるステ
ンレス製マスクを取りつけ、新たに抵抗加熱蒸着装置内
にセットし負極としてMg/Ag(10:1の比率)を
形成した。
【0020】
【化10】
【0021】以上に示した2つの実施例における有機薄
膜発光素子に、直流電圧を印加したところ、ともに緑色
(発光中心波長:550nm)の均一な発光が得られ
た。また、ともに該50mm 角のガラス基板上の直径
5mmのドットパタ−ン16個のパタ−ンすべてが、短
絡現象をおこさず、発光特性ばらつき5%の範囲内にお
さまった。さらに、実施例1の素子においては、印加電
圧15V下で、2400cd/m2 (電流密度100m
A/cm2 )、実施例2の素子においては、印加電圧1
5V下で、2520cd/m2 (電流密度95mA/c
2 )の高輝度発光が得られた。
【0022】実施例3 正孔注入物質に前記ヒドラゾン系化合物のうちII−6を
用いて、その他の材料製法、条件は実施例1と同一にし
て素子を形成した。上記実施例における有機発光素子
に、直流電圧を印加したところ、緑色(発光中心波長:
550nm)の均一な発光が得られた。また、該50m
m角のガラス基板上の直径5mmのドットパタ−ン16
個のパタ−ンすべてが、短絡現象をおこさず、発光特性
ばらつき7%の範囲内におさまった。さらに、印加電圧
15V下で、2050cd/m2 (電流密度120mA
/cm2 )の高輝度発光が得られた。
【0023】実施例4 正孔注入物質に前記スチルベン系化合物のうちIII-2を
用いて、その他の材料製法、条件は実施例1と同一にし
て素子を形成した。上記実施例における有機発光素子
に、直流電圧を印加したところ、緑色(発光中心波長
:550nm)の均一な発光が得られた。また、該5
0mm角のガラス基板上の直径5mmのドットパタ−ン
16個のパタ−ンすべてが、短絡現象をおこさず、発光
特性ばらつき7%の範囲内におさまった。さらに、印加
電圧15V下で、2240cd/m2 (電流密度110
mA/cm2 )の高輝度発光が得られた。
【0024】
【発明の効果】この発明によれば、正極と負極とからな
る一対の電極と、その間にはさまれた発光層と電荷注入
層とを有し、電荷注入層は電子注入層と正孔注入層のう
ちの少なくとも正孔注入層からなり、この際正孔注入層
は正孔注入物質とポリスチレン樹脂からなるとするの
で、良好な膜形成可能で、膜中に発生するピンホ−ル等
の電気的欠陥が少なく、発光時に素子にかかる電界また
は電流により発生する短絡現象を防ぐことができ高輝度
発光性に優れる有機薄膜発光素子が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】積層構造型の素子の構造を示す断面図
【図2】積層構造型の素子の他の構造をしめす断面図
【符号の説明】
1 絶縁性透明基板 2 正極 3 正孔注入層 4 発光層 5 電子注入層 6 負極 7 直流電源

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】正極と負極とからなる一対の電極と、その
    間にはさまれた発光層と電荷注入層とを有し、 電荷注入層は電子注入層と正孔注入層のうちの少なくと
    も正孔注入層からなり、この際正孔注入層は正孔注入物
    質とポリスチレン樹脂からなることを特徴とする有機薄
    膜発光素子。
  2. 【請求項2】請求項1記載の素子において、正孔注入物
    質は一般式(I)で示されるジアミン系化合物であるこ
    とを特徴とする有機薄膜発光素子。 【化1】 (一般式(I)においてAは下記一般式(IA),(IB)
    又は(IC) で示される。 【化2】 1 、R2 、R3 、R4 は、置換されてもよいアルキル
    基,アリル基,アリ−ル基,アラルキル基である。また
    一般式(IA),(IB) 又は(IC) においてR5 、R6
    7 、R8 は水素原子,ハロゲン,置換されてもよいア
    ルキル基,アルコキシ基、Xは−C(R19)(R20)−
    (R19、R20は水素原子,アルキル基),─O─,─S
    ─,>C6 10である。)
  3. 【請求項3】請求項1記載の素子において、正孔注入物
    質は一般式(II)で示されるヒドラゾン系化合物である
    ことを特徴とする有機薄膜発光素子。 【化3】 ( R9 は、水素原子,アルキル基,ハロゲン原子,ア
    ルコキシ基をあらわし、R10、R11は、置換されてもよ
    いアルキル基,アリ−ル基,アラルキル基、R12、R13
    は置換されてもよいアルキル基,アリ−ル基,アラルキ
    ル基,テニル基である。)
  4. 【請求項4】請求項1記載の素子において、正孔注入物
    質は一般式(III )で示されるスチルベン系化合物であ
    ることを特徴とする有機薄膜発光素子。 【化4】 (R14は、水素原子,アルキル基,ハロゲン基,アルコ
    キシ基を表しR15、R16は、置換されてもよいアリ−ル
    基,アラルキル基を表しR17、R18は、置換されてもよ
    いアリ−ル基である。)
JP3139316A 1991-05-08 1991-06-12 有機薄膜発光素子 Pending JPH0521163A (ja)

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JP3139316A JPH0521163A (ja) 1991-05-08 1991-06-12 有機薄膜発光素子

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JP10168391 1991-05-08
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6033542A (en) * 1993-07-27 2000-03-07 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho Electrode and its fabrication method for semiconductor devices, and sputtering target for forming electrode film for semiconductor devices

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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