JPH04220995A - 有機電界発光素子 - Google Patents

有機電界発光素子

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JPH04220995A
JPH04220995A JP2411662A JP41166290A JPH04220995A JP H04220995 A JPH04220995 A JP H04220995A JP 2411662 A JP2411662 A JP 2411662A JP 41166290 A JP41166290 A JP 41166290A JP H04220995 A JPH04220995 A JP H04220995A
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JP
Japan
Prior art keywords
hole injection
anode
organic electroluminescent
injection layer
electroluminescent device
Prior art date
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Pending
Application number
JP2411662A
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English (en)
Inventor
Ishi Kin
石 金
Katsumi Nukada
克己 額田
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Fujifilm Business Innovation Corp
Original Assignee
Fuji Xerox Co Ltd
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Publication date
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光源やディスプレー等
に使用される有機電界発光素子に関する。
【0002】
【従来の技術】有機物質を用いた電界発光素子に関する
研究は、古くからアントラセンを中心に行われいるが、
それらのものは、駆動電圧が高く、発光輝度・効率も低
いために実用に供されるものではなかった。ところが、
最近、発光層とホール注入層を積層した2層構造の有機
電界発光素子が高輝度、低駆動電圧を示し、注目される
ようになった。(アプライド・フィジクス・レターズ、
51巻、913頁、1987年)。この有機電界発光素
子は、10V以下の直流電圧印加で約1000cd/m
2 の輝度を示し、明るさ効率も1.5  lm/Wと
、従来の有機電界発光素子と比べ、桁違いの性能を示す
ものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記したように、発光
層とホール注入層の二層からなる有機電界発光素子は高
い輝度を示すものであるが、この有機電界発光素子には
、次に示すような問題点があった。第1に、寿命が短い
ことである。この有機電界発光素子を、初期の輝度を5
0cd/m2 に設定し、定電流で駆動したときの半減
時間は、約100 時間と短いものであった。第2に、
発光効率が未だ実用レベルには達していないことである
。例えば、約100cd/m2 の輝度を得るには、駆
動電圧6.5V、電流密度5mA/cm2 を必要とし
た。発光効率を上げるには、駆動電圧と電流密度の一層
の低減が必要であった。なお、寿命については、上記発
光素子を改善したものが提案されている(特開昭63−
295695 号公報)。これによると、陽極上にホー
ル注入性ポルフィリンを含む層を、さらにその上にホー
ル輸送性芳香族3級アミンを含む層を形成することによ
り、安定性が向上すると説明されている。しかしながら
、未だ十分なものとはいい難く、しかも発光効率につい
ては改善されていない。
【0004】したがって、本発明、上記従来の技術にお
ける問題点を改善することをも目的としてなされたもの
である。すなわち、本発明の目的は、発光効率が高く、
寿命の長い有機電界発光素子を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、鋭意研究
を重ねた結果、ある特定の芳香族3級アミンをホール注
入層に使用し、このホール注入層を陽極から順次にイオ
ン化ポテンシャルの小さい順に二層以上積層することに
より、上記目的が達成できることを見出だし、本発明を
完成するに至った。
【0006】すなわち、本発明の有機電界発光素子は、
基板上に、順次に、陽極、ホール注入層、発光層および
陰極が積層してなるか、または陽極、ホール注入層、発
光層、電子注入層および陰極が積層してなる有機電界発
光素子において、ホール注入層が、下記一般式(I)で
示される芳香族3級アミンを含有し、かつ、ホール注入
層が陽極から順次にイオン化ポテンシャルの小さい順に
二層以上積層されてなることを特徴とする。
【0007】
【化2】 (式中、R1 〜R6 は、水素原子、ハロゲン原子、
炭素原子数1〜8のアルキル基または炭素原子数1〜8
のアルコキシ基を示し、l、m、nおよびoは、それぞ
れ0〜3を意味する。)本発明において、発光層のイオ
ン化ポテンシャルIp が陽極の仕事関数より大きく、
かつ、ホール注入層のIp が発光層のIp と陽極の
仕事関数の間に位置する場合に、特に効果があることが
判明した。
【0008】以下、本発明について詳細に説明する。本
発明において、ホール注入層に含有させる芳香族3級ア
ミンの具体例の一部を以下に示すが、これらに限定され
るものではない。
【0009】
【化3】
【0010】
【化4】
【0011】
【化5】
【0012】
【化6】
【0013】
【化7】
【0014】
【化8】
【0015】
【化9】
【0016】
【化10】
【0017】ホール注入層は、通常、真空蒸着法、スピ
ンコート法、キャスト法等により形成される。これらの
方法で形成した薄膜のIp の測定を、大気下光電子表
面分析装置AC−1(理研計器社製)を用いて行った結
果の一部を表1に示す。
【0018】
【表1】
【0019】本発明の有機電界発光素子は、イオン化ポ
テンシャルIp の異なる複数のホール注入層を含むが
、一層当りのホール注入層の厚さは、通常10〜300
0オングストローム、好ましくは50〜1000オング
ストロームである。
【0020】発光層に用いる化合物は、固体状態で強い
蛍光を示すものであれば、如何なるものでも利用できる
。例えば、アントラセン、ナフタレン、ピレン、ペリレ
ン、ブタジエン類、スチルベン類、金属キレート化オキ
シノイド、およびそれらの誘導体があげられる。
【0021】本発明においては、発光層の上に、さらに
電子注入層を積層することもできる。これは、発光層に
用いる化合物に、電子を注入輸送する性質が乏しい場合
に効果がある。電子注入層に用いる化合物としては、電
子輸送性を有するものであれば、如何なるものでも利用
できる。例えば、フルオレノン、アントラキノン、ペリ
レン、アントロンおよびそれらの誘導体があげられる。
【0022】電極としては、金、銀、銅、アルミニウム
、インジウム等の金属およびそれらの合金や、ITO、
SnO2 などの金属酸化物が用いられる。これらの電
極は、陽極および陰極の少なくとも一方が透明或いは半
透明であることが好ましい。
【0023】以上に述べた各層をガラス、セラミックス
、プラスチック等の基板上に形成することにより、本発
明の有機電界発光素子が形成される。
【0024】
【実施例】以下に、本発明を実施例によって具体的に説
明するが、本発明は、これらに限定されるものではない
【0025】第1図は、本発明の有機電界発光素子の一
例の模式的断面図である。図中、1は基板、2aは透明
電極、2bは背面電極、3aは第1のホール注入層、3
bは第2のホール注入層、4は発光層である。
【0026】実施例1 以下の順序にしたがって、第1図に示す構造の電界発光
素子を作製した。 (1) シート抵抗値10Ω/sqのITO透明導電膜
を有するガラス基板上に、HTM−15を1×10−5
Torrの真空下で400オングストロームの厚みに蒸
着した。蒸着速度は2〜5オングストローム/secで
あった。 (第1のホール注入層3a) (2) 形成された蒸着膜の上に、HTM−1を、同じ
条件で400オングストロームの厚みになるように蒸着
した。(第2のホール注入層3b) (3) さらにその上にトリス(8−キノリノール)ア
ルミニウムを同じ条件で600オングストロームの厚み
になるように蒸着した。(発光層) (4) 最後に、上記の蒸着膜の上に、マグネシウムと
銀を、原子数比10:1の割合で、1500オングスト
ロームの厚みになるように共蒸着し、有機電界発光素子
の作製を完了した。
【0027】なお、上記の場合、ITOの仕事関数とト
リス(8−キノリノール)アルミニウム膜のIp を、
前記装置AC−1を用いて測定したところ、それぞれ4
.49eVおよび5.83eVであった。
【0028】この有機電界発光素子に、ITO電極を陽
極とし、Mg:Ag電極を陰極として、直流4.5Vを
印加したところ、4mA/cm2 の電流が流れ、輝度
100cd/m2 の緑色発光が観測された。また、こ
の有機電界発光素子を4mA/cm2 で500時間定
電流駆動したところ、初期の100cd/m2 の輝度
は、最後には80cd/m2 までしか低下しなかった
。さらに、この間に電圧は、4.5Vから5.5Vへと
僅かに増えたに過ぎなかった。
【0029】比較例1 実施例1の(2) を省略した以外は、同様にして電界
発光素子を作製した。ただし、ホール注入層の厚みを8
00オングストロームにした。この有機電界発光素子か
ら輝度100cd/m2 の緑色発光を観測するのに、
8Vの電圧を必要とした。また、このときに流れた電流
は、7mA/cm2であった。初期の輝度を100cd
/m2 に設定して、定電流駆動した場合の半減時間は
30時間であった。
【0030】比較例2 実施例1の(1) を省略した以外は、同様にして電界
発光素子を作製した。ただし、ホール注入層の厚みは8
00オングストロームであった。この有機電界発光素子
について、輝度100cd/m2 に設定して、定電流
駆動した場合の半減時間は100時間であった。
【0031】比較例3 実施例1の(1) と(2) の順序を逆にした以外は
、同様にして有機電界発光素子を作製した。この有機電
界発光素子は、輝度100cd/m2 の緑色発光を観
測するのに、7Vの電圧を必要とした。また、このとき
に流れた電流は、8mA/cm2 であった。初期の輝
度を100cd/m2 に設定して定電流駆動した場合
の半減時間は、40時間であった。
【0032】以上、実施例1と比較例1〜3の比較から
、本発明の有機電界発光素子が、優れた安定性と高い効
率を有していることが理解される。
【0033】実施例2〜6 実施例1の(2) において、表2に示す化合物を用い
た以外は、同様にして有機電界発光素子を作製した。こ
れらの有機電界発光素子について、輝度100cd/m
2 の緑色発光を観測するのに必要とした電圧と、この
ときに流れた電流を測定した。その結果を表2に示す。
【0034】
【表2】
【0035】表2から、いずれの有機電界発光素子も高
い効率を有していることが理解される。さらに、これら
の有機電界発光素子を、実施例1と同じ条件で試験した
ところ、同等の安定性を示した。
【0036】実施例7 実施例1の(2) と(3) の間に第3のホール注入
層として、HTM−4層を同様にして形成した。ただし
、各ホール注入層の厚みは250オングストロームであ
った。 この有機電界発光素子は、輝度100cd/m2 の緑
色発光を観測するのに4Vの電圧を必要とした。また、
このときに流れた電流は3.5mA/cm2 であった
。この有機電界発光素子を、3.5 mA/cm2 で
500時間定電流駆動したところ、初期の100cd/
m2 の輝度は、最後には、87cd/m2までしか低
下しなかった。
【0037】この有機電界発光素子は、ホール注入層を
二層にした場合(実施例1)よりも、さらに安定性と効
率が向上していることが理解される。
【0038】なお、上記実施例においては、発光層にト
リス(8−キノリノール)アルミニウムを用いたが、そ
れ以外の蛍光色素を用いた場合においても、上記と同様
の効果が認められた。
【0039】
【発明の効果】本発明の有機電界発光素子は、従来の有
機電界発光素子と比べて、優れた安定性と高い発光効率
を有するものであり、したがって、本発明の有機電界発
光素子は、ディスプレー等への応用が可能であり、その
工業的価値は高い。
【図面の簡単な説明】
【図1】  本発明の実施例において用いた有機電界発
光素子の一例の模式的断面図である。
【符号の説明】
1....基板、2a....透明電極、2b....
背面電極、3a....ホール注入層、3b....ホ
ール注入層、4....発光層。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  基板上に、順次に、陽極、ホール注入
    層、発光層および陰極が積層してなるか、または陽極、
    ホール注入層、発光層、電子注入層および陰極が積層し
    てなる有機電界発光素子において、ホール注入層が、下
    記一般式(I)で示される芳香族3級アミンを含有し、
    かつ、ホール注入層が陽極から順次にイオン化ポテンシ
    ャルの小さい順に二層以上積層されてなることを特徴と
    する有機電界発光素子。 【化1】 (式中、R1 〜R6 は、水素原子、ハロゲン原子、
    炭素原子数1〜8のアルキル基または炭素原子数1〜8
    のアルコキシ基を示し、l、m、nおよびoは、それぞ
    れ0〜3を意味する。)
JP2411662A 1990-12-19 1990-12-19 有機電界発光素子 Pending JPH04220995A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6887591B2 (en) 2001-10-18 2005-05-03 Fuji Xerox, Co., Ltd. Organic electroluminescence device
US7998597B2 (en) 2006-04-20 2011-08-16 Canon Kabushiki Kaisha Organic light emitting device
US8691398B2 (en) 2005-12-20 2014-04-08 Canon Kabushiki Kaisha 4-aminofluorene compound and organic light emitting device
JP2018019083A (ja) * 2016-07-29 2018-02-01 エルジー ディスプレイ カンパニー リミテッド 有機発光素子及びこれを用いた有機発光表示装置

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