JPH0468076A

JPH0468076A - 電界発光素子

Info

Publication number: JPH0468076A
Application number: JP2183284A
Authority: JP
Inventors: Hirota Sakon; 洋太左近; Teruyuki Onuma; 大沼　照行; Mitsuru Hashimoto; 充橋本
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1990-07-10
Filing date: 1990-07-10
Publication date: 1992-03-03

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】〔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。

〔従来の技術〕

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
ア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２００■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）のキャリア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５９−１９
４３９３、米国特許４，５３９，５Ｑ７、特開昭６３−
２９５６９５、米国特許４，７２０，４３２及び特開昭
６３−２６４６９２には、陽極、有機質ホール注入輸送
帯、有機質電子注入性発光体および陰極から成る電界発
光素子が開示されており、これらに使用される材料とし
ては、例えば、有機質ホール注入輸送用材料としては芳
香族三級アミンが、また、有機質電子注入性発光材料と
しては、アルミニウムトリスオキシン等が代表的な例と
してあげられる。

また、Ｊｐｎ、Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ａｐｐｌｉｅｄ
　Ｐｈｙｓｉｃｄ、ｖｏｌ。

２７、ｐ７１３−７１５には陽極、有機質ホール輸送層
、発光層、有機質電子輸送層および陰極から成る電界発
光素子が報告されており、これらに使用される材料とし
ては、有機質ホール輸送材料としてはＮ。

Ｎ′−ジフェニル−Ｎ、Ｎ’−ビス（３−メチルフェニ
ル）−１゜１′−ビフェニル−４，４′−ジアミンが、
また、有機質電子輸送材料としては、３，４，９．１０
−ペリレンテトラカルボン酸ビスベンズイミダゾールが
また発光材料としてはフタロペリノンが例示されている
。

これらの例は有機化合物を、ホール輸送材料、発光材料
、電子輸送材料として用いるためには、これらの有機化
合物の各種特性を探求し、かかる特性を効果的に組み合
わせて電界発光素子とする必要性を意味し、換言すれば
広い範囲の有機化合物の研究開発が必要であることを示
している。

さらに、上記の例を含め有機化合物を発光体とするキャ
リア注入型電界発光素子はその研究の歴史も浅く、未だ
その材料研究やデバイス化への研究が充分になされてい
るとは言えず、現状では更なる輝度の向上、フルカラー
デイスプレーへの応用を考えた場合の青、緑および赤の
発光色相を精密に選択できるための発光波長の多様化あ
るいは耐久性の向上など多くの課題を抱えているのが実
情である。

〔発明が解決しようとする課題〕

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
り、その目的は発光波長に多様性があり。

種々の発光色相を呈すると共に耐久性に優れた電界発光
素子を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らは、上記課題を解決するための発光層の構成
要素について鋭意検討した結果、陽極および陰極と、こ
れらの間に挾持された一層または複数層の有機化合物層
より構成される電界発光素子において、前記有機化合物
層のうち少なくとも一層が、下記一般式（１）で表わさ
れる有機化合物を構成成分とする層であることを特徴と
する電界発光素子が、上記課題に対し、有効であること
を見い出し、本発明を完成するに至った。

◎ＨＡ　ｒ）。　　　　　（１）（但し、Ａｒは、置換又は非置換の炭素環式芳香環、置
換又は非置換の複素環式芳香環を表わす。

またｎは３〜６の整数を表わす。）一般式（１）において、Ａｒとしては、たとえばフェニ
ル基、ナフチル基、ビフェニル基、ピリジル基、チオフ
ェニル基等が挙げられる。

次に本発明で使用される一般式（１）で表わされる化合
物の具体例を示すが、本発明はこれらに限定されるもの
ではない。

本発明における電界発光素子は、以上で説明した有機化
合物を真空蒸着法、溶液塗布等により、有機化合物全体
で２声より小さい厚み、さらに好ましくは、０．０５ｐ
ｍ−０，５【の厚みに薄膜化することにより有機化合物
層を形成し、陽極及び陰極で挾持することにより構成さ
れる。

以下、図面に沿って本発明を更に詳細に説明する。

第１図は本発明の電界発光素子の代表的な例であって、
基板上に陽極１発光層及び陰極を順次設けた構成のもの
である。

第１図に係る電界発光素子は使用する化合物が単一でホ
ール輸送性、電子輸送性、発光性の特性を有する場合あ
るいは各々の特性を有する化合物を混合して使用する場
合に特に有用である。

第２図はホール輸送性化合物と電子輸送性化合物との組
み合わせにより発光層を形成したものである。この構成
は有機化合物の好ましい特性を組み合わせるものであり
、ホール輸送性あるいは電子輸送性の優れた化合物を組
み合わせることにより電極からのホールあるいは電子の
注入を円滑に行ない発光特性の優れた素子を得ようとす
るものである。なお、このタイプの電界発光素子の場合
、組み合わせる有機化合物によって発光物質が異なるた
め、どちらの化合物が発光するかは一義的に定めること
はできない。

第３図は、ホール輸送性化合物、発光性化合物、電子輸
送性化合物の組み合わせにより発光層を形成するもので
あり、これは上記の機能分離の考えをさらに進めたタイ
プのものと考えることができる。

このタイプの電界発光素子はホール輸送性、電子輸送性
及び発光性の各特性を適合した化合物を適宜組み合わせ
ることによって得ることができるので、化合物の対象範
囲が極めて広くなるため。

その選定が容易となるばかりでなく、発光波長を異にす
る種々の化合物が使用できるので、素子の発光色相が多
様化するといった多くの利点を有する。

本発明の化合物はいずれも発光特性の優れた化合物であ
り必要により第１図、第２図及び第３図の様な構成をと
ることができる。

また本発明においては、前記一般式（１）におけるＡｒ
あるいは置換基の種類を適宜選定することによりホール
輸送性の優れた化合物あるいは電子輸送性の優れた化合
物の両者の提供を可能とする。

従って、第２図及び第３図の構成の場合、発光層形成成
分として、前記一般式（１）で示される化合物の２種類
以上用いても良い。

本発明においては１発光層形成成分として前記一般式（
１）で示される化合物を用いるものであるが、必要に応
じて、ホール輸送性化合物として芳香族第三級アミンあ
るいはＮ、Ｎ’−ジフェニル−Ｎ、Ｎ’−ビス（３−メ
チルジェニル）−１，１’−ビフェニル−４，４′−ジ
アミン等を、また電子輸送性化合物として、アルミニウ
ムトリスオキシン、またはべりレンチトラカルボン酸誘
導体等を用いることができる。

本発明の電界発光素子は発光層に電気的にバイアスを付
与し発光させるものであるが、わずかなピンホールによ
って短絡をおこし素子として機能しなくなる場合もある
ので、発光層の形成には皮膜形成性に優れた化合物を併
用することが望ましい。更にこのような皮膜形成性に優
れた化合物とたとえばポリマー結合剤を組み合わせて発
光層を形成することもできる。この場合に使用できるポ
リマー結合剤としては、ポリスチレン、ポリビニルトル
エン、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、ポリメチルメタ
クリレート、ポリメチルアクリレート、ポリエステル、
ポリカーボネート、ポリアミド等を挙げることができる
。また、電極からの電荷注入効率を向上させるために、
電荷注入輸送層を電極との間に別に設けることも可能で
ある。

陽極材料としてはニッケル、金、白金、パラジウムやこ
れらの合金或いは酸化錫（ＳｎＯ□）、酸化錫インジウ
ム（ＩＴＯ）、沃化鋼などの仕事関数の大きな金属やそ
れらの合金、化合物、更にはポリ（３−メチルチオフェ
ン）、ポリピロール等の導電性ポリマーなどを用いるこ
とができる。

一方、陰極材料としては、仕事関数の小さな銀、錫、鉛
、マグネシウム、マンガン、アルミニウム、或いはこれ
らの合金が用いられる。陽極及び陰極として用いる材料
のうち少なくとも一方は、素子の発光波長領域において
十分透明であることが望ましい。具体的には８０％以上
の光透過率を有することが望ましい６本発明においては、透明陽極を透明基板上に形成し、第
１図〜第３図の様な構成とすることが好ましいが、場合
によってはその逆の構成をとっても良い。また透明基板
としてはガラス、プラスチックフィルム等が使用できる
。

また、本発明においては、この様にして得られた電界発
光素子の安定性の向上５特に大気性の水分に対する保護
のために、別に保護層を設けたり。

素子全体をセル中に入れ、シリコンオイル等を封入する
ようにしても良い。

〔実施例〕

以下実施例に基いて、本発明をより具体的に説明する。

実施例１ガラス基板上に大きさ３ｍｍ　Ｘ　３ｍ＋＋＋、厚さ５
００人の酸化錫インジウム（ＩＴＯ）による陽極を形成
し、その上に下記構造式（ａ）で示されるベンジジン誘
導体からなるホール輸送／！Ｆ　５００人、前記化合物
Ｎｏｔからなる発光層１０００人、銀／マグネシウム合
金（銀７．７原子パーセント、純度９９．９％）からな
る陰極１５００人を各々真空蒸着により形成し、第２図
に示すような素子を作製した。蒸着時の真空度は約ｌＸ
ｌ０−’　Ｔｏｒｒ、基板温度は室温である。このよう
にして作製した素子の陽極及び陰極にリード線を介して
直流電源を接続し、３０Ｖの電圧を印加したところ電流
密度７０ｍＡ／　ｃｉの電流が素子に入れ、青色の明瞭
な発光が長時間にわたって確認された。

この例より本発明で用いる前記化合物ＮＱＩは、電子輸
送性発光材料として機能したことが理解される。

実施例２発光層形成成分として前記化合物尚２を用い、かつ電子
輸送層形成成分として下記一般式（ｂ）で示されるに示
すペリレン誘導体を用いた以外は、実施例１と同様にし
て陽極及び陰極で挾持し第２図に示すような素子を作製
した。この素子を実施例１と同様に駆動したところ、２
０Ｖで３０ｍＡ／ｊの電流が素子に流れ、青色の明瞭な
発光が長時間にわたって確認された。

この例より本発明で用いる化合物Ｎα２はホール輸送性
発光材料として機能したことが理解される。

実施例３〜４実施例２で用いた化合物魔２のかわりに下記に示す化合
物を用いた以外は、実施例２と同様に操作して下記の結
果を得た。

実施例５実施例１で用いた基板を用い、陽極上に前記化合物Ｎα
２からなる発光層１０００人、陽極として、銀／マグネ
シウム合金からなる陰極１５００人を各々、前記と同様
な条件で、真空蒸着により作製した。この素子を実施例
１と同様に駆動したところ、２０Ｖで２０ｍＡ／　ｄの
電流が素子に流れ、青色の明瞭な発光が長時間にわたっ
て確認された。

この例より本発明で用いる化合物Ｎａ２は、単一層でも
発光素子として機能したことが理解される。

〔発明の効果〕

本発明の電界発光素子は有機化合物層の構成材料として
前記一般式（Ｉ）で示される化合物を用いたことから、
低い駆動電圧でも長期間にわたって輝度の高い発光を得
ることが出来ると共に種々の色調を呈することが可能と
なる。

また素子の作成も真空蒸着法等により容易に行なえるの
で安価で大面積の素子を効率よく生産すること等の利点
を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は、本発明に係る電界発光素子の模式断
面図である。特許出願人　株式会社　リ　　コ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）　陽極および陰極と、これらの間に挾持された一
層または複数層の有機化合物層より構成される電界発光
素子において、前記有機化合物層のうち少なくとも一層
が、下記一般式（ I ）で表わされる有機化合物を構成
成分とする層であることを特徴とする電界発光素子。 ▲数式、化学式、表等があります▼ （但し、Ａｒは、置換又は非置換の炭素環式芳香環、置
換又は非置換の複素環式芳香環を表わす。またｎは３〜６の整数を表わす。）
（２）　一般式（ I ）において、Ａｒがフェニル基、
ナフチル基、ビフェニル基、ピリジル基又はチオフェニ
ル基である請求項（１）の電光発光素子。
（３）　有機化合物層の層厚が０．０５〜０．５μｍで
ある請求項（１）又は請求項（２）の電界発光素子。