JPH02253593A - 発光素子 - Google Patents

発光素子

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JPH02253593A
JPH02253593A JP1071792A JP7179289A JPH02253593A JP H02253593 A JPH02253593 A JP H02253593A JP 1071792 A JP1071792 A JP 1071792A JP 7179289 A JP7179289 A JP 7179289A JP H02253593 A JPH02253593 A JP H02253593A
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JP
Japan
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metal
layer
light
transparent conductive
film
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Pending
Application number
JP1071792A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Waki
脇 浩
Yutaka Ohashi
豊 大橋
Nobuhiro Fukuda
福田 信弘
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Mitsui Toatsu Chemicals Inc
Original Assignee
Mitsui Toatsu Chemicals Inc
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Publication date
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Publication of JPH02253593A publication Critical patent/JPH02253593A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00Organic light-emitting devices
    • H10K50/80Constructional details
    • H10K50/805Electrodes
    • H10K50/81Anodes
    • H10K50/816Multilayers, e.g. transparent multilayers
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K2102/00Constructional details relating to the organic devices covered by this subclass
    • H10K2102/301Details of OLEDs
    • H10K2102/311Flexible OLED

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野] 本発明は、電界発光を行う電界発光素子(エレクトロル
ミネッセンス(EL)素子)に関し、(わしくは一つの
電極から電子を、もう一方の電極から正孔を注入して動
作する注入型EL素子において、発光機能を発現する層
として、有機化合物薄膜層を設けた十分な発光輝度を有
し、かつポリマーフィルムを基体とすることから付与さ
れる可撓性を有するEL素子に関する。
〔発明の背景〕
EL素子は、一般に注入型EL素子と真性型EL素子と
に分類される。このなかで注入型EL素子の動作機構は
、ダイオードなどのp −n接合に順方向バイアスを印
加して、両側の電極からそれぞれ電子と正孔を注入し、
その再結合により光を発生する。一般にこのEL素子は
、上記の光発光機能を発現する層を、2つの電極間に配
置した構造を有し、これら電極間に電圧を印加すること
により、電気エネルギーを直接光に変換する発光素子で
ある。注入型EL素子の特徴としては、直流から交流ま
での広い駆動周波数範囲で動作し、しかも抵電圧駆動が
可能であり、また電気から光への変換効率がよいなどの
可能性や、従来の発光素子、例えば白熱電球や、蛍光灯
などとは異なり、′gi膜パネル、ベルト状、円筒状等
の種々の形状の例えば、線、図、画像等の表示用部料や
、あるいは大面積のパネル等の面状の発光体を実現化で
きる可能性を有することである。一方真性型EL素子は
2つの電極間に誘電体層で挟む、あるいは高誘電性ポリ
マーなとで分散させる、などの方法で遷移金属や希土類
金属などをドープした硫化亜鉛などの発光材料を設け、
画電極に比較的高い交流電圧を印加することにより、電
気エネルギーを直接光に変換する発光素子である。これ
らの真性型EL素子はFi)IIパネルや液晶デイスプ
レィなどのバックライトとして広く利用されているが低
電圧駆動させることができないなどの問題を抱えていた
最近になり正札伝導性と電子伝導性の有機化合物薄膜を
2層重ねた注入型発光ダイオード素子が報告された。(
C,W、Tang :App 1.Phys、Lett
、51.(12)、193.(1987))  この有
機材料を用いた発光素子は、種々の薄膜形成方法が選択
でき、また精度よく大面積で薄膜の形成が可能である等
の特徴を有するため注目されている。
しかしながら、現在知られているEL用の有機材料のみ
で素子を形成した時、発光の強度がある程度限られる、
また発光強度が不安定等の問題があり現実には実用化さ
れていない。
大面積に均一なTRI膜の製造が可能で、量産性に富み
、コスト的にも有利なEL素子が求められている。しか
も実用性を考える時には素子形態に可撓性をもつことが
重要である。本発明者らは、鋭意検討の結果、上記の問
題点を解決し、しかも可撓性を有し、大面積に均一な薄
膜の製造が可能で、しかも量産性に富み、コスト的にも
有利なEL素子を発明した。
〔発明の開示〕
本発明は、ポリマーフィルム上に形成された透明導電膜
を少なくとも一方のmsとし、対向する2つの電極間に
発光機能を発現する層として、有機化合物薄膜層を設け
た発光素子であり、該ポリマーフィルム上に形成された
透明導電膜が金属酸化物と金属との積層膜である発光素
子であり、また、該金属酸化物がインジウムを主成分と
し、錫あるいは錫およびアンチモンからなる複合金属酸
化物である発光素子、であり、また、該金属が金あるい
は錫あるいはパラジウムあるいはそれらの合金からなる
発光素子である。
上記の透明導電膜のポリマーフィルム上への形成方法と
しては、蒸着法、スパッタ法、化学的気相堆積(CVD
)法などの各種の物理的または化学的な薄膜形成法など
が用いられる。特に好ましくはDCあるいはRFマグネ
トロンスパッタ法で形成される。これらの薄膜は数10
0人の1ilIllでありながらピンホールの少ない良
好なものであった。
有機化合物y1膜層は、1種類の有機化合物薄膜、また
は2種類以上の有機化合物薄膜の積層膜よりなる。
有機化合物は、高い発光量子効率を持ち、外部摂動を受
けやすいπ電子系を有し、容易に励起されやすい有機化
合物などが好適に用いられる。
このような有機化合物としては、例えば縮合多環芳香族
炭化水素、P−ターフェニル、2.5−ジフェニルオキ
サゾール、1. 4−b l S −(2−メチルスチ
リル)−ベンゼン、キサンチン、クマリン、アクリジン
、シアニン色素、ベンゾフェノン、フタロシアニン、お
よび金属と有機物の配位子とから形成される金属錯体化
合物、ならびに上記以外の複素環式化合物およびその誘
導体、芳香族アミン、芳香族ポリアミン、およびキノン
構造を有する化合物のなかで励起状態で錯体を形成する
化合物、ポリアセチレン、ポリシランなど、またはこれ
らの化合物の混合されたものを用いる、より具体的に金
属と有機物の配位子から形成される金属錯体化合物を説
明すると、錯体を形成する金属としては、AI、Ga、
Ir、Zn、Cd、Mg、Pb、Taなどが用いられる
。有機物の配位子としては、ポルフィリン、クロロフィ
ル、8−ヒ)′ロキシキノリン(オキシン(Ox))、
フタロシアニン、サリチルアルデヒドオキシム、1−ニ
トロソ−2−ナフトール、クフェロン、ジチゾン、アセ
チルアセトンなどが用いられる。さらにより具体的に説
明すると、オキシン錯体頚テは2、オキシン錯体、5.
7−ジブロムオキシン錯体(以下d 1Broxで示す
)、5.7−ジヨードオキシン錯体(以下d i IO
xで示す)、チオオキシン錯体(以下Th i oox
で示す)、セレノオキシン錯体(以下Se IOXで示
す)5メチルオキシン錯体(以下MeOxで示す)など
が挙げられ、この金属錯体化合物をより具体的に示すと
、AI  (Ox)s、  Zn (Ox)t、  Z
n (d  1Brox)t  、 Zn  (d  
i  l0x)t  、  Zn(ThioOx)、、
Zn(SelOx)x、  Bi  (MeOx)xな
どが用いられる。
有機化合物薄膜は、上記有機化合物の非晶質、または微
結晶、微結晶を含む非晶質、多結晶、単結晶薄膜である
上記の有機化合物薄膜の製造方法としては、真空蒸着法
などの各種の物理的または化学的な薄膜形成法などが用
いられるほか、昇華法や、塗布法、スピンコーティング
法、引き上げ法なども有効に用いられる。
ポリマーフィルムとしては透明性のよいものであれば特
に限定する必要はないが、電極形成条件によっては耐熱
性を必要とすることがある。利用しやすいものとしては
、ポリエチレンテレフタレー) (PET) 、ポリカ
ーボネート(PC)、ポリエーテルスルフォン(PES
)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)などであ
るが、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(pp)
なども利用できる。さらにホモポリマーのみならず各種
コポリマーも利用できる。
金属酸化物層は、インジウムを主成分とし錫あるいは錫
およびアンチモンを含む複合酸化物からなり、好ましく
はインジウムに対して錫とアンチモンを加えたものの割
合が2〜25at%であること、さらに好ましくは、錫
に対してアンチモンの割合が0〜50at%であること
が望ましい、また1層当たりの金属酸化物層の厚みは5
0人〜1000人が好ましい、金属層は金あるいは錫あ
るいはパラジウムあるいはそれらの合金からなり、その
厚みは1層当たり10人〜500人が好ましい、積層構
成としては金属層を金属酸化物が挟むようにする。この
場合その全厚みは100Å以上であれば十分である。
対向電橋には上記透明電極あるいは一般の金属酸化物電
極のみならず金属、合金、金属シリサイドなどの金属化
合物等の薄膜、またはそれらの1種類または2種類以上
の積層薄膜が用いられる。
よりこの好ましくは、接触している有機発光層への電子
の注入効率のよい材料を用いるとよい。
この電極材料として、より具体的に説明すると、−船釣
に電子の仕事関数の小さな金属や合金薄膜、それらの積
層薄膜などが用いられる、さらにより具体的にはMg、
Li、Na、に、Ca、Rb、Sr、Ceなどの金属、
Mg−Agなどの合金、CCs−0−A、Cs3 sb
、、Na、KSb。
(Cs)Nag KSbなどの金属化合物薄膜、またそ
れらの積N薄膜などが好適である。
上記発明の素子は、電極層/発光機能を発現する層/電
極層/光機能を発現する層/電極層/発光機能を発現す
る層/電極・・・と多段かさねでもよい、この素子構造
により、色調の調整や多色化なども可能である。また、
この素子を、平面上に多数ならべてもよい、この平面上
に並べられた素子では、それぞれの素子の発光色を変え
て、カラー表示用部材として用いてもよい。
〔実施例〕
第1図に示すように、厚さ75μmのPETフィルム1
上にインジウム−錫−アンチモンターゲットを用いたD
Cマグネトロンスパッタ法により金属酸化膜2−1を2
00人形成し、続いて金22を50人、さらに第1層と
同じ金属酸化膜23を200人形成し第一の積層透明電
極層とした。このときの金属酸化膜中のインジウム、錫
、アンチモンの組成比は87/11/2であった。
次に本電橿層上に、真空抵抗加熱蒸着法により、アルミ
ニュームオキシン(Al(OX)3)の薄膜を膜厚40
0A堆積し、有機化合物薄膜層3を形成した。さらに、
この層の上に、電子ビーム蒸着法によりMg金属薄膜を
堆積し、第二電極層4を形成し、本発明の発光素子を得
た0Mg金属の蒸着膜の面積は3mm角である。
本発明の発光素子に、直流電圧を印加して、印加電圧に
対す電流特性を調べた。第2図にその特性を示す、透明
電極をプラス、Mg側をマイナスにすると、it流が電
圧の増加とともに増加し、この逆の橿性では、電流が流
れない、所謂ダイオード特性を示した。また、このダイ
オードの順方向に電圧10Vを印加すると、100mA
の注入電流が観測された。この電流値を電流密度に換算
すると、1.1A/cm”にも達した。また、この素子
は、直流でも交流でも動作した。また、通常の室内の蛍
光灯の下で、明るく、しかもはっきりと緑色の面発光が
観測された。またポリマーフィルムの可撓性を利用し円
筒状にし、同様の通電試験を行ったところ同一の発光が
観測された。
〔比較例1〕 PETフィルムにインジウムターゲットを用いたDCマ
グネトロンスパッタ法で形成した透明導電膜を電極とし
実施例と同様な試験を行った。その結果は発光は観測さ
れるものの発光強度は低く、また安定性も不十分であっ
た。
〔比較例2〕 PETフィルムにインジウム、錫、アンチモンを膜組成
としてインジウム/錫/アンチモン=70/15/15
となるようにDCマグネトロンスパッタ法で形成したも
のを電極として実施例と同様な試験を行った。その結果
は発光はほとんど観測されなかった。
〔発明の効果〕
以上の実施例、比較例から明らかなように、本発明は注
入型発光素子に関するものであり、従来技術において、
到達できなかった可撓性を有する高性能な発光素子を提
供するものであり、表示用部材等として工業的に有用な
ものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の発光素子の実施の一例を示す説明図で
ある。第2図は本発明の発光素子の特性を示すグラフで
ある。 図中 1−−−−−−・−ポリマーフィルム、2・・・
−・・・−透明電極層、2−1−・−・・・・・・・・
金属酸化物、2−2金属、2−3・・−・・・・・−・
・金属酸化物、3   有機化合物薄膜層、4・・−−
−−−−−−一第二電掻層、を示す。 第1図

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) ポリマーフィルム上に形成された透明導電膜を
    少なくとも一方の電極とし、対向する2つの電極間に発
    光機能を発現する層として,有機化合物薄膜層を設けた
    発光素子であり、該ポリマーフィルム上に形成された透
    明導電膜が金属酸化物と金属との積層膜であることを特
    徴とする発光素子。
  2. (2) 金属酸化物がインジウムを主成分とし、錫ある
    いは錫およびアンチモンからなる複合金属酸化物である
    請求項1記載の発光素子。
  3. (3) 金属が金あるいは錫あるいはパラジウムあるい
    はそれらの合金からなる請求項1記載の発光素子。
JP1071792A 1989-03-27 1989-03-27 発光素子 Pending JPH02253593A (ja)

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