JPH05217675A - 電界発光素子 - Google Patents
電界発光素子Info
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- JPH05217675A JPH05217675A JP4041936A JP4193692A JPH05217675A JP H05217675 A JPH05217675 A JP H05217675A JP 4041936 A JP4041936 A JP 4041936A JP 4193692 A JP4193692 A JP 4193692A JP H05217675 A JPH05217675 A JP H05217675A
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- Japan
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- light emitting
- electroluminescent device
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 発光波長を変えることなく、簡単な構成で輝
度を向上させた、発光効率の優れた電界発光素子を提供
する。 【構成】 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より成る発光層とから構
成される電界発光素子において、発光層の一部に金属原
子を混入（特に金属原子を薄層状に分布）させたことを
特徴とする電界発光素子。
度を向上させた、発光効率の優れた電界発光素子を提供
する。 【構成】 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より成る発光層とから構
成される電界発光素子において、発光層の一部に金属原
子を混入（特に金属原子を薄層状に分布）させたことを
特徴とする電界発光素子。
Description
【０００１】
【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気エネルギーを
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。
層を有し、電界を印加することにより電気エネルギーを
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。
【０００２】
【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２００Ｖ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。
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２００Ｖ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。
【０００３】（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５９−１９４３９３、米国特許４，５３９，５０７、
特開昭６３−２９５６６９５、米国特許４，７２０，４
３２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。
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５９−１９４３９３、米国特許４，５３９，５０７、
特開昭６３−２９５６６９５、米国特許４，７２０，４
３２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。
【０００４】また、Ｊｐｎ．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａ
ｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｄ，ｖｏｌ．２７，ｐ７１
３−７１５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。
ｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｄ，ｖｏｌ．２７，ｐ７１
３−７１５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。
【０００５】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。
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。
【０００６】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、発光波長のコントロール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。
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、発光波長のコントロール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。
【０００７】
【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、発光波長を変え
ることなく、簡単な構成で、輝度を向上させた、発光効
率の優れた電界発光素子を提供することを目的とする。
術の実情に鑑みてなされたものであり、発光波長を変え
ることなく、簡単な構成で、輝度を向上させた、発光効
率の優れた電界発光素子を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、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
の有機化合物より成る発光層とから構成される電界発光
素子において、発光層の一部に金属原子を混入させたこ
とを特徴とする電界発光素子が提供され、また、特に前
記発光層中の金属原子が薄層状に分布されていることを
特徴とする電界発光素子が提供される。
よび陰極と、これらの間に挾持された一層または複数層
の有機化合物より成る発光層とから構成される電界発光
素子において、発光層の一部に金属原子を混入させたこ
とを特徴とする電界発光素子が提供され、また、特に前
記発光層中の金属原子が薄層状に分布されていることを
特徴とする電界発光素子が提供される。
【０００９】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、発
光層の一部に金属原子を混入させた電界発光素子が、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。
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、発
光層の一部に金属原子を混入させた電界発光素子が、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。
【００１０】以下、本発明の電界発光素子の例を図によ
り説明する。図１、図２、図３において１は陰極、２は
発光層、３は金属混入層、４は正孔輸送層、５は陽極、
６は基板、７は電子輸送層である。従来の電界発光素子
は、３の金属混入層を有しない構成であり、充分な輝度
が得られなかったが、本発明の構成にすることにより輝
度が増加し、発光効率を向上させることが可能となる。
り説明する。図１、図２、図３において１は陰極、２は
発光層、３は金属混入層、４は正孔輸送層、５は陽極、
６は基板、７は電子輸送層である。従来の電界発光素子
は、３の金属混入層を有しない構成であり、充分な輝度
が得られなかったが、本発明の構成にすることにより輝
度が増加し、発光効率を向上させることが可能となる。
【００１１】本発明の電界発光素子において、発光層に
混入させる金属原子材料としては、銀、錫、鉛、マグネ
シウム、アルミニウムあるいはニッケル、金、白金等を
用いることができる。３の金属混入層は発光層材料との
共蒸着あるいは金属薄層の挿入等により設けることがで
きる。共蒸着の場合には金属は１〜５ｍｏｌ％の混入が
好ましく、また、薄層挿入の場合には２〜１０Åの挿入
が好ましい。
混入させる金属原子材料としては、銀、錫、鉛、マグネ
シウム、アルミニウムあるいはニッケル、金、白金等を
用いることができる。３の金属混入層は発光層材料との
共蒸着あるいは金属薄層の挿入等により設けることがで
きる。共蒸着の場合には金属は１〜５ｍｏｌ％の混入が
好ましく、また、薄層挿入の場合には２〜１０Åの挿入
が好ましい。
【００１２】本発明の電界発光素子において、発光層を
構成する有機化合物としては、例えばアントラセン系化
合物、ナフタリン系化合物、フェナントレン系化合物、
ピレン系化合物、クリセン系化合物、ペリレン系化合
物、ブタジェン系化合物、クマリン系化合物、アクリジ
ン系化合物、スチルベン系化合物等、任意の公知の発光
性化合物が挙げられる。
構成する有機化合物としては、例えばアントラセン系化
合物、ナフタリン系化合物、フェナントレン系化合物、
ピレン系化合物、クリセン系化合物、ペリレン系化合
物、ブタジェン系化合物、クマリン系化合物、アクリジ
ン系化合物、スチルベン系化合物等、任意の公知の発光
性化合物が挙げられる。
【００１３】本発明における電界発光素子は以上で説明
した発光性化合物を真空蒸着法、溶液塗布法等により薄
膜化し、陽極及び陰極で挟持することにより構成され
る。その際、化合物中に添加物として他の物質を複数種
添加することもできる。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。
した発光性化合物を真空蒸着法、溶液塗布法等により薄
膜化し、陽極及び陰極で挟持することにより構成され
る。その際、化合物中に添加物として他の物質を複数種
添加することもできる。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。
【００１４】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（ＳｎＯ2）、酸
化錫インジウム（ＩＴＯ）、沃化銅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。
ラジウムやこれらの合金或いは酸化錫（ＳｎＯ2）、酸
化錫インジウム（ＩＴＯ）、沃化銅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。
【００１５】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。
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。
【００１６】本発明の電界発光素子は以上の各層をガラ
ス等の透明基板上に順次積層されて素子として構成され
るわけであるが、素子の安定性の向上、特に大気中の水
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
にしてもよい。
ス等の透明基板上に順次積層されて素子として構成され
るわけであるが、素子の安定性の向上、特に大気中の水
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
にしてもよい。
【００１７】
【実施例】以下、実施例により本発明を更に詳細に説明
する。 実施例１ 表面抵抗２０Ω／□のＩＴＯ陽極を有するガラス基板上
に下記化１で示されるトリフェニルアミン誘導体を真空
蒸着して厚さ５００Åの正孔輸送層を形成した。つぎに
化２で示されるビススチリルアントラセン誘導体２００
Å、アルミニウム５Å、さらに、化３で示されるビスス
チリルアントラセン誘導体３００Åを順次蒸着により積
層して発光層を形成した。最後にアルミニウムよりなる
陰極を１５００Å真空蒸着して図１に示すような電界発
光素子を作製した。また、比較の為に金属混入層を除い
た同様の素子を作製した。この様にして得られた素子は
５０ｍＡ／ｃｍ2の駆動電流において５８０ｃｄ／ｍ2の
輝度を示し、比較用の素子の７５ｃｄ／ｍ2に比べて大
幅な輝度の向上が認められた。尚、発光波長の変化は認
められなかった。
する。 実施例１ 表面抵抗２０Ω／□のＩＴＯ陽極を有するガラス基板上
に下記化１で示されるトリフェニルアミン誘導体を真空
蒸着して厚さ５００Åの正孔輸送層を形成した。つぎに
化２で示されるビススチリルアントラセン誘導体２００
Å、アルミニウム５Å、さらに、化３で示されるビスス
チリルアントラセン誘導体３００Åを順次蒸着により積
層して発光層を形成した。最後にアルミニウムよりなる
陰極を１５００Å真空蒸着して図１に示すような電界発
光素子を作製した。また、比較の為に金属混入層を除い
た同様の素子を作製した。この様にして得られた素子は
５０ｍＡ／ｃｍ2の駆動電流において５８０ｃｄ／ｍ2の
輝度を示し、比較用の素子の７５ｃｄ／ｍ2に比べて大
幅な輝度の向上が認められた。尚、発光波長の変化は認
められなかった。
【化１】
【化２】
【００１８】実施例２ 発光層材料として化３で示されるビススチリルアントラ
セン誘導体を１００Å、アルミニウム５Å、さらに化３
で示されるビススチリルアントラセン誘導体４００Åを
順次積層して発光層とした以外は実施例１と同様にして
図１に示す様な電界発光素子を作製した。この様にして
得られた素子は５０ｍＡ／ｃｍ2の駆動電流において５
６０ｃｄ／ｍ2の輝度を示し、比較用の為に作製した金
属混入層を除いた素子の１１０ｃｄ／ｍ2に比べて大幅
な輝度の向上が認められた。尚、発光波長の変化は認め
られなかった。
セン誘導体を１００Å、アルミニウム５Å、さらに化３
で示されるビススチリルアントラセン誘導体４００Åを
順次積層して発光層とした以外は実施例１と同様にして
図１に示す様な電界発光素子を作製した。この様にして
得られた素子は５０ｍＡ／ｃｍ2の駆動電流において５
６０ｃｄ／ｍ2の輝度を示し、比較用の為に作製した金
属混入層を除いた素子の１１０ｃｄ／ｍ2に比べて大幅
な輝度の向上が認められた。尚、発光波長の変化は認め
られなかった。
【化３】
【００１９】
【発明の効果】本発明の電界発光素子は、有機化合物か
らなる発光層の一部に金属原子を混入させたことから、
発光波長を変化させずに、また複雑な構成を採らずに、
輝度を向上することができ、しかも発光効率も優れてい
る。
らなる発光層の一部に金属原子を混入させたことから、
発光波長を変化させずに、また複雑な構成を採らずに、
輝度を向上することができ、しかも発光効率も優れてい
る。
【図１】 本発明に係る電界発光素子の模式断面図であ
る。
る。
【図２】 本発明に係る他の電界発光素子の模式断面図
である。
である。
【図３】 本発明に係る別の電界発光素子の模式断面図
である。
である。
１…陰極、２…発光層、３…金属混入層、４…正孔輸送
層、５…陽極、６…基板、７…電子輸送層。
層、５…陽極、６…基板、７…電子輸送層。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安達 千波矢 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内
Claims (2)
- 【請求項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より成る発光層とか
ら構成される電界発光素子において、発光層の一部に金
属原子を混入させたことを特徴とする電界発光素子。 - 【請求項２】 前記発光層中の金属原子が薄層状に分布
されていることを特徴とする請求項１記載の電界発光素
子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4041936A JPH05217675A (ja) | 1992-01-31 | 1992-01-31 | 電界発光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4041936A JPH05217675A (ja) | 1992-01-31 | 1992-01-31 | 電界発光素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05217675A true JPH05217675A (ja) | 1993-08-27 |
Family
ID=12622114
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4041936A Pending JPH05217675A (ja) | 1992-01-31 | 1992-01-31 | 電界発光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05217675A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11329748A (ja) * | 1998-05-20 | 1999-11-30 | Idemitsu Kosan Co Ltd | 有機ｅｌ発光素子およびそれを用いた発光装置 |
| JPH11329749A (ja) * | 1998-05-12 | 1999-11-30 | Tdk Corp | 有機ｅｌ表示装置及びその製造方法 |
| JP2000029404A (ja) * | 1998-07-10 | 2000-01-28 | Toppan Printing Co Ltd | 有機エレクトロルミネッセンス表示素子およびその製造方法 |
| WO2002067632A1 (en) * | 2001-02-21 | 2002-08-29 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Luminous element and method for preparation thereof |
| JP2006344606A (ja) * | 2006-07-31 | 2006-12-21 | Idemitsu Kosan Co Ltd | 有機ｅｌ発光素子およびそれを用いた発光装置 |
| JP2009212091A (ja) * | 2009-06-16 | 2009-09-17 | Sumitomo Chemical Co Ltd | 有機エレクトロルミネッセンス素子 |
| US7737630B2 (en) | 2002-08-09 | 2010-06-15 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Electroluminescence element and a light emitting device using the same |
-
1992
- 1992-01-31 JP JP4041936A patent/JPH05217675A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US7737630B2 (en) | 2002-08-09 | 2010-06-15 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Electroluminescence element and a light emitting device using the same |
| KR100975780B1 (ko) * | 2002-08-09 | 2010-08-17 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 전계발광 소자 및 그를 이용한 발광 장치 |
| JP2010192455A (ja) * | 2002-08-09 | 2010-09-02 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 発光装置 |
| JP2006344606A (ja) * | 2006-07-31 | 2006-12-21 | Idemitsu Kosan Co Ltd | 有機ｅｌ発光素子およびそれを用いた発光装置 |
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