JPH01312873A - 有機薄膜ｅｌ素子 - Google Patents
有機薄膜ｅｌ素子Info
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- JPH01312873A JPH01312873A JP63142986A JP14298688A JPH01312873A JP H01312873 A JPH01312873 A JP H01312873A JP 63142986 A JP63142986 A JP 63142986A JP 14298688 A JP14298688 A JP 14298688A JP H01312873 A JPH01312873 A JP H01312873A
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- organic thin
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- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
- H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
- H10H20/80—Constructional details
- H10H20/83—Electrodes
- H10H20/832—Electrodes characterised by their material
- H10H20/833—Transparent materials
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K50/00—Organic light-emitting devices
- H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
- H10K50/11—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Electroluminescent Light Sources (AREA)
- Led Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は平面光源やデイスプレィに用いる有機薄膜ＥＬ
（電界発光）素子に関するものである。
（電界発光）素子に関するものである。
有機物質を原料としたＥＬ素子は、安価な大面積フルカ
ラー表示素子を実現するものとして研究されてきた。し
かし、従来の有Ｒ物質を原料としたＥＬ素子はＺｎＳ：
Ｍｎ系の無機薄膜Ｅｌ−素子に比べて輝度が低く、特性
劣化も潰しかったため実用に至らなかった。ところが、
最近有機薄膜を２層構造にした有機薄膜ＥＬ素子が報告
され、この素子に強い関心が集められている（参考文献
アプライド・フィジイックス・レタースフ５１巻。
ラー表示素子を実現するものとして研究されてきた。し
かし、従来の有Ｒ物質を原料としたＥＬ素子はＺｎＳ：
Ｍｎ系の無機薄膜Ｅｌ−素子に比べて輝度が低く、特性
劣化も潰しかったため実用に至らなかった。ところが、
最近有機薄膜を２層構造にした有機薄膜ＥＬ素子が報告
され、この素子に強い関心が集められている（参考文献
アプライド・フィジイックス・レタースフ５１巻。
９１３ページ、 １９８７年）、この文献によれば、螢
光性金属キレート錯体を有機螢光体薄膜層に、アミン系
材料を正孔伝導層に用いて、明るい緑色発光の素子が得
られ、６〜７Ｖの直流電圧印加で数１ＱＯｃｄ／ ｒｄ
の輝度を有し、壺大発光効率は１．５Ｑｎ／Ｗと、実用
レベルに近い性能をもっていることが報告されている。
光性金属キレート錯体を有機螢光体薄膜層に、アミン系
材料を正孔伝導層に用いて、明るい緑色発光の素子が得
られ、６〜７Ｖの直流電圧印加で数１ＱＯｃｄ／ ｒｄ
の輝度を有し、壺大発光効率は１．５Ｑｎ／Ｗと、実用
レベルに近い性能をもっていることが報告されている。
上記有機薄膜ＥＬ素子の構造は第３図に示すように、ガ
ラス基板２１に形成した透明量′！Ｅ！２２と、背面電
極２５との間に、アミン系など正孔伝導性を示す低分子
有機半導体材料からなる正孔注入層２３と、電子伝導性
を示しかつ強い螢光を発する金属キレート錯体からなる
有機螢光体薄膜層２４をそれぞれ５００人前後積層した
構造である。
ラス基板２１に形成した透明量′！Ｅ！２２と、背面電
極２５との間に、アミン系など正孔伝導性を示す低分子
有機半導体材料からなる正孔注入層２３と、電子伝導性
を示しかつ強い螢光を発する金属キレート錯体からなる
有機螢光体薄膜層２４をそれぞれ５００人前後積層した
構造である。
ところで、前記有機薄１１！ＢＬ素子は、前述したよう
に初期特性としては優れている。しかし発光特性の非常
に速い劣化が問題である０例えば乾燥アルゴン中で５１
＾／ｄの一定電流で駆動したところ、初期５０Ｃｄ／
ｄであった輝度が１００時間後１５〜２０ｃｄ／ ｒｄ
に低下した。こめ間、印加電圧は５．５Ｖより１４Ｖに
上昇している。また、素子製造過程に注意を払い、さら
にシールを充分に繕しても、この特性劣化速度を低くす
ることは囲器であった。
に初期特性としては優れている。しかし発光特性の非常
に速い劣化が問題である０例えば乾燥アルゴン中で５１
＾／ｄの一定電流で駆動したところ、初期５０Ｃｄ／
ｄであった輝度が１００時間後１５〜２０ｃｄ／ ｒｄ
に低下した。こめ間、印加電圧は５．５Ｖより１４Ｖに
上昇している。また、素子製造過程に注意を払い、さら
にシールを充分に繕しても、この特性劣化速度を低くす
ることは囲器であった。
ＥＬ素子として実用化のためには、例えば一定電圧印加
のもとて輝度半減時間が１０００時間以上であることが
必要である。
のもとて輝度半減時間が１０００時間以上であることが
必要である。
本発明の目的は上記課題を解決した有機薄＋１ＱＥＬ素
子を提供することにある。
子を提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明の有機薄膜ＥＬ素子に
おいては、少なくとも一方が透明である一対の電極間に
、有機螢光体薄膜層と正孔伝導性を示す無機半導体薄膜
層との積層構造を有するものである。
おいては、少なくとも一方が透明である一対の電極間に
、有機螢光体薄膜層と正孔伝導性を示す無機半導体薄膜
層との積層構造を有するものである。
第３図に示す従来の二層型有機薄１１！ＥＬ素子を充分
にシールし、その素子を乾燥アルゴン中でニージンク試
験をしたところ、先に述べたように輝度低下、発光電圧
の上昇という劣化が数１０時間以上で生じた。この劣化
原因を調査した結果、主に正孔注入層からの正孔注入効
率が低下しているためと判断された。
にシールし、その素子を乾燥アルゴン中でニージンク試
験をしたところ、先に述べたように輝度低下、発光電圧
の上昇という劣化が数１０時間以上で生じた。この劣化
原因を調査した結果、主に正孔注入層からの正孔注入効
率が低下しているためと判断された。
正孔注入効率の低下は、■素子駆動時に発生ずる０、
２Ｗ ／ ｄ前後のジュール熱で、一般に耐熱性が劣る
正孔注入層材の変質と、■通電自体による正孔注入層の
高抵抗化により生じている。
２Ｗ ／ ｄ前後のジュール熱で、一般に耐熱性が劣る
正孔注入層材の変質と、■通電自体による正孔注入層の
高抵抗化により生じている。
実用レベルの発光輝度を得るためには１０ｎ＋Ａ／ｉ程
度の電流が必須であるが、有機正孔注入層材料を使用す
るかぎり、従来型有機薄膜ＥＬ素子の劣化防止は困難で
あった。
度の電流が必須であるが、有機正孔注入層材料を使用す
るかぎり、従来型有機薄膜ＥＬ素子の劣化防止は困難で
あった。
そこで、従来の前記有機正孔注入層材料に比べ格段に安
定性が優れているとともに、高い正孔濃度・移動度を有
している正孔伝導型９！＃、機半導体材料に注目した。
定性が優れているとともに、高い正孔濃度・移動度を有
している正孔伝導型９！＃、機半導体材料に注目した。
本発明は、従来の有機正孔注入層材料の代りに、正孔伝
導性の無機半導体を正孔注入層として使用した結果、安
定な発光特性を有する素子が得られなことに因っている
。正孔伝導性の無機半導体薄膜としてＳ１＋−ｘＣｘ（
０≦Ｘ≦１）が実用的に優れていた。非晶質あるいは微
結晶のＳ ｉ ＋−ｘ ｃ８薄膜は大面積成膜も容易で
あり、ドーピングにより正孔伝導性を付与することも簡
単である。また通電や温度による電気的特性変化ら少な
く、電極材料との電気化学的反応もない、更に透光性も
優れている。５ｉｔ−ｘＣｘ以外にＣｕｌ、ＣｕＳやＧ
ａＡｓ、Ｚｎ’ｒ’ｅ等ＩＩＩ−Ｖ、Ｉ［−Ｖｌ族化合
物を始めとして、各種Ｐ型（正孔伝導性）半導体薄膜を
使用することができる。
導性の無機半導体を正孔注入層として使用した結果、安
定な発光特性を有する素子が得られなことに因っている
。正孔伝導性の無機半導体薄膜としてＳ１＋−ｘＣｘ（
０≦Ｘ≦１）が実用的に優れていた。非晶質あるいは微
結晶のＳ ｉ ＋−ｘ ｃ８薄膜は大面積成膜も容易で
あり、ドーピングにより正孔伝導性を付与することも簡
単である。また通電や温度による電気的特性変化ら少な
く、電極材料との電気化学的反応もない、更に透光性も
優れている。５ｉｔ−ｘＣｘ以外にＣｕｌ、ＣｕＳやＧ
ａＡｓ、Ｚｎ’ｒ’ｅ等ＩＩＩ−Ｖ、Ｉ［−Ｖｌ族化合
物を始めとして、各種Ｐ型（正孔伝導性）半導体薄膜を
使用することができる。
本発明の構造により、Ｐ型！！ｌ！：ｆｉ半導体薄膜よ
り安定に有機螢光体薄膜層へ正孔が注入されるようにな
った。したがって、低電圧駆動である有機薄膜ＥＬ素子
の特徴を生かしたまま、従来より大幅に信頼性を高めた
素子を提供できる。
り安定に有機螢光体薄膜層へ正孔が注入されるようにな
った。したがって、低電圧駆動である有機薄膜ＥＬ素子
の特徴を生かしたまま、従来より大幅に信頼性を高めた
素子を提供できる。
以下実施例に従って本発明の有機薄膜ＥＬ素子を詳細に
説明する。
説明する。
第１図において、まず、適当な形にバターニングされた
約２０００人のＩＴＯ（酸化インジウム・スズ）透明な
極２が形成されているガラス基板１を用意した。このガ
ラス基板１をクリーンルーム内で、アセトンおよび純水
で充分洗浄しておく９次にＥＣＲプラズマＣＶＤ法でｓ
ｉ＋−ｘｃｘ（ｏ≦Ｘ≦１）薄膜層３を形成した。この
薄膜層３は電気伝導率が１０−’１０’ Ｓ −ｃｉ−
’程度のＰ型半導体薄膜である。膜厚は１００〜１００
０人でありほとんど透明であった０次にその表面に有機
螢光体薄膜層４を５０〜１０００人形成した。ここに使
用した材料は螢光性金属キノリン・キレート錯体である
。その化学式を第２図に示す。
約２０００人のＩＴＯ（酸化インジウム・スズ）透明な
極２が形成されているガラス基板１を用意した。このガ
ラス基板１をクリーンルーム内で、アセトンおよび純水
で充分洗浄しておく９次にＥＣＲプラズマＣＶＤ法でｓ
ｉ＋−ｘｃｘ（ｏ≦Ｘ≦１）薄膜層３を形成した。この
薄膜層３は電気伝導率が１０−’１０’ Ｓ −ｃｉ−
’程度のＰ型半導体薄膜である。膜厚は１００〜１００
０人でありほとんど透明であった０次にその表面に有機
螢光体薄膜層４を５０〜１０００人形成した。ここに使
用した材料は螢光性金属キノリン・キレート錯体である
。その化学式を第２図に示す。
Ｍ後に、背面電極５として銀・マグネシウム合金を電子
ビーム蒸着で約２０００人形成し、表面をシール用カバ
ー６で覆って素子を完成した。
ビーム蒸着で約２０００人形成し、表面をシール用カバ
ー６で覆って素子を完成した。
この素子に透明電極（ＩＴＯ）２側を正、銀・マグネシ
ウムによる背面電極５側を負として約１０Ｖの直流電圧
を印加することにより、約５００ｃｄ／ｄの明るい緑色
発光を得ることができた。また定電圧印加の状態で１０
０時間エージングをおこなったところ、輝度低下は１０
％程度であり、格段に安定性か向上した。
ウムによる背面電極５側を負として約１０Ｖの直流電圧
を印加することにより、約５００ｃｄ／ｄの明るい緑色
発光を得ることができた。また定電圧印加の状態で１０
０時間エージングをおこなったところ、輝度低下は１０
％程度であり、格段に安定性か向上した。
また、周囲温度か７０″Ｃであっても劣化は非常に少な
かった。
かった。
尚、発光層を形成する材料は強い螢光を示す有機化合物
を使用することができる。例えば実施例に示したアルミ
ニウムのキノリンキレート錯体を始め、銅、亜ｊ（）、
カドニウム、マグネシウム等のキノリン錯体や金属フタ
ロシアニンｌ１ｉｉ体等や、アントラセン、ナフタセン
、テトラセン等縮合多環化合物全般とその誘導体か使用
できる９本発明は使用される有機螢光体材料を限定する
ものでない。
を使用することができる。例えば実施例に示したアルミ
ニウムのキノリンキレート錯体を始め、銅、亜ｊ（）、
カドニウム、マグネシウム等のキノリン錯体や金属フタ
ロシアニンｌ１ｉｉ体等や、アントラセン、ナフタセン
、テトラセン等縮合多環化合物全般とその誘導体か使用
できる９本発明は使用される有機螢光体材料を限定する
ものでない。
また、無機正孔注入層材は５ｉｎ−ｘＣ工に限定するも
のでなく、他にＣｕＩ、ＣｕＳ、あるいはＰ型１ｖ族、
ｍ−ｖ族あるいはＩ［−Ｖｌ族半導体薄膜による正孔伝
導性を示す無機半導体による薄膜層を使用できる。
のでなく、他にＣｕＩ、ＣｕＳ、あるいはＰ型１ｖ族、
ｍ−ｖ族あるいはＩ［−Ｖｌ族半導体薄膜による正孔伝
導性を示す無機半導体による薄膜層を使用できる。
電極は銀・マグネシウム合金の他、マグネシウム、イン
ジウム、アルミニウム、スズ、金、銀等が使用できた。
ジウム、アルミニウム、スズ、金、銀等が使用できた。
ただし、金電極の場合にはＥＬ発光が弱くなった。
以上説明したように、本発明の有機薄膜Ｅｌ−素子によ
れば次のような効果がある。すなわち、１）従来の有機
薄膜ＥＬ素子に比べ、輝度低下がほとんどなくなった。
れば次のような効果がある。すなわち、１）従来の有機
薄膜ＥＬ素子に比べ、輝度低下がほとんどなくなった。
２）従来の有機薄１［ＩＥＬ素子に比べ、周囲温度によ
る特性変化が少なくなった。
る特性変化が少なくなった。
３）駆動電圧がより低くすることかできた。これは、低
電圧で有効に正孔を注入できるようになったためである
。例えばＤＣ６Ｖでも実用レベルの輝度が得られた。
電圧で有効に正孔を注入できるようになったためである
。例えばＤＣ６Ｖでも実用レベルの輝度が得られた。
このように本発明により有機薄膜ＥＬ素子を実用レベル
まで引き上げることかでき、その工業的価値は大きい。
まで引き上げることかでき、その工業的価値は大きい。
第１図は本発明の実施例に係る有機薄膜ＥＬ素子の断面
構造を示す図、第２図は本発明に用いた螢光性金属キノ
リンキレート錯体の化学式を示す図、第３図は従来の有
機薄膜ＥＬ素子の断面構造を示す図である。 １・・・ガラス基板 ２・・・透明電極３ ＝
−Ｐ型Ｓ ｉ ＋ −ｘ Ｃｘ薄膜層（正孔伝導性を示
す無機の半導体薄膜層）４・・・有機螢光体薄膜層
５・・・背面電極特許出願人 日本電気株式会社 代 理 人 弁理士 内 原
昔＼、 ／ 第３図
構造を示す図、第２図は本発明に用いた螢光性金属キノ
リンキレート錯体の化学式を示す図、第３図は従来の有
機薄膜ＥＬ素子の断面構造を示す図である。 １・・・ガラス基板 ２・・・透明電極３ ＝
−Ｐ型Ｓ ｉ ＋ −ｘ Ｃｘ薄膜層（正孔伝導性を示
す無機の半導体薄膜層）４・・・有機螢光体薄膜層
５・・・背面電極特許出願人 日本電気株式会社 代 理 人 弁理士 内 原
昔＼、 ／ 第３図
Claims (1)
- （１）少なくとも一方が透明である一対の電極間に、有
機螢光体薄膜層と正孔伝導性を示す無機半導体薄膜層と
の積層構造を有することを特徴とする有機薄膜ＥＬ素子
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14298688A JP2636341B2 (ja) | 1988-06-09 | 1988-06-09 | 有機薄膜ｅｌ素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14298688A JP2636341B2 (ja) | 1988-06-09 | 1988-06-09 | 有機薄膜ｅｌ素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01312873A true JPH01312873A (ja) | 1989-12-18 |
| JP2636341B2 JP2636341B2 (ja) | 1997-07-30 |
Family
ID=15328275
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14298688A Expired - Lifetime JP2636341B2 (ja) | 1988-06-09 | 1988-06-09 | 有機薄膜ｅｌ素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2636341B2 (ja) |
Cited By (21)
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-
1988
- 1988-06-09 JP JP14298688A patent/JP2636341B2/ja not_active Expired - Lifetime
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