JPH0594875A - 有機薄膜el素子 - Google Patents

有機薄膜el素子

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JPH0594875A
JPH0594875A JP3252623A JP25262391A JPH0594875A JP H0594875 A JPH0594875 A JP H0594875A JP 3252623 A JP3252623 A JP 3252623A JP 25262391 A JP25262391 A JP 25262391A JP H0594875 A JPH0594875 A JP H0594875A
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organic
light emitting
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JP3252623A
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English (en)
Inventor
Yuichi Ito
祐一 伊藤
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Toppan Inc
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Toppan Printing Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】印加電圧を変えることによりEL発光色を変え
ることができる有機薄膜EL素子を提供すること。 【構成】正孔注入輸送層にテトラフェニルジアミン誘導
体、有機発光層にテトラアリールブタジエン、電子注入
輸送層にトリス(8−キノリノール)アルミニウムを用
いたことを特徴とする有機薄膜EL素子。 【効果】上記の素子構成とすることにより、ピーク波長
470nmのEL発光と590nmのEL発光の割合を
変えることができ、EL発光色を変えるのに効果があ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電気的な発光、すなわ
ちエレクトロルミネセンス(以下、単にELという)を
用いたEL素子に関し、更に詳しくは、少なくとも陽
極、正孔注入輸送層、有機発光層、電子注入輸送層、陰
極の順で構成される有機薄膜EL素子に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】イーストマン・コダック社のC.W.T
angらに開発された有機薄膜EL素子は、特開昭59
−194393号公報、特開昭63−264692号公
報、特開昭63−295695号公報、アプライド・フ
ィジックス・レター第51巻第12号第913頁(19
87年)、およびジャーナル・オブ・アプライドフィジ
ックス第65巻第9号第3610頁(1989年)等に
よれば一般的には陽極、正孔注入輸送層、電子輸送発光
層、陰極の順に構成され、以下のように作られている。
【0003】まず、ガラスや樹脂フィルム等の透明絶縁
性の基板上に蒸着又はスパッタリング法等でインジウム
とスズの複合酸化物(以下ITOと略す)の透明導電性
被膜の陽極が形成される。次に正孔注入輸送層として銅
フタロシアニン、あるいは(化1)で示される化合物:
【0004】
【化1】
【0005】1,1−ビス(4−ジーパラートリルアミ
ノフェニル)シクロヘキサン、あるいは(化2)で示さ
れる化合物:
【0006】
【化2】
【0007】N,N,N’,N’−テトラ−P−トリル
−1,1’−ビフェニル−4,4’−ジアミン等のテト
ラフェニル誘導体の層を、0.1μm程度以下の厚さに
単層または積層して蒸着して形成する。
【0008】次に正孔注入輸送層上にトリス(8−キノ
リノール)アルミニウム等の有機蛍光体を0.1μm程
度以下の厚さで蒸着し、有機電子輸送発光層を形成す
る。最後に、その上に陰極としてMg:Ag,Ag:E
u,Mg:Cu,Mg:In,Mg:Sn等の合金を共
蒸着により2000Å程度蒸着している。
【0009】また、安達らは有機電子輸送発光層を、2
種類の材料を積層することにより有機発光層と電子注入
輸送層とに分けた素子を作製した。アプライド・フィズ
ィックス・レター第57巻第6号第531頁(1990
年)によると、この素子は、ITOの陽極上に正孔注入
輸送層(3)として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、有機発光層(4)として1−〔4
−N,N−ビス(P−メトキシフェニル)アミノスチリ
ル〕ナフタレン、電子注入輸送層(5)として2−(4
−ビフェニル)−5−(4−t−ブチルフェニル)−
1,3,4−オキサジアゾール(以下、単にBPBDと
いう)、陰極(6)としてMgとAgの合金を順に積層
している。
【0010】いずれの素子も20V程度以下の直流低電
圧を印加することにより1000cd/m2 程度の輝度
が得られているが、印加電圧により発光スペクトルが変
わるという報告はされていない。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、印加電圧を
変えることにより可逆的に発光色を変えられる有機薄膜
EL素子を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、すく
なくとも陽極、正孔注入輸送層、有機発光層、電子注入
輸送層、陰極の順で構成される有機薄膜EL素子におい
て、正孔注入輸送層として下記の(化3)で示される
α,α,α’,α’−テトラメチル−α,α’−ビス
(4−ジーパラートリルアミノフェニル)−パラーキシ
レンや、下記の(化4)で示される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’−ジアミンなどのテトラフェニ
ルジアミン誘導体を用い、有機発光層としてテトラアリ
ールブタジエンを用い、電子注入発光層としてはトリス
(8−キノリノール)アルミニウムを用いたことを特徴
とする有機薄膜EL素子である。
【0013】
【化3】
【0014】
【化4】
【0015】以下に本発明の実施例を図面の図1に基い
て説明する。図1は本発明における有機薄膜EL素子を
透明基板(1)、陽極(2)、正孔注入輸送層(3)、
有機発光層(4)、電子注入輸送層(5)、陰極
(6)、無機封止層(7)、接着性樹脂層(8)、封止
板(9)の順で構成した例であるが基板上に陰極から構
成することもできる。
【0016】透明基板(1)は透明なガラスまたはポリ
エチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートの
ような透明樹脂フィルムである。この片面にITO(仕
事関数4.8eV)や酸化スズ、酸化インジウム、酸化
亜鉛アルミニウムのような透明導電性物質を真空蒸着や
スパッタリング法等で表面抵抗10〜50Ω/平方、可
視光線透過率80%以上の透明導電膜を所望のパターン
に被覆し、陽極(2)とする。
【0017】次に透明な陽極(2)上に正孔注入輸送層
(3)を形成するが、正孔注入輸送材料の好ましい条件
は、酸化に対して安定で正孔移動度が大、仕事関数が陽
極材料と発光層の中間にあり、成膜性が良く、少なくて
も発光層材料の蛍光波長領域において実質的に透明であ
る必要がある。
【0018】具体的にはテトラフェニルジアミン誘導体
等を単層で、または積層して使用する。テトラフェニル
ジアミン誘導体の代表的な材料としては、1,1−ビス
(4−ジーパラートリルアミノフェニル)シクロヘキサ
ン、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(仕事関数5.4eV)、N,N’−ジフェニル−
N,N’−ビス(パラートリル)−1,1’−ビフェニ
ル−4,4’−ジアミン(仕事関数5.4eV)N,
N,N’,N’−テトラ(パラートリル)−4,4’−
ジアミノビフェニル、(化3)で示される化合物(仕事
関数5.7eV)等があげられるが、上記例に特に限定
されるものではない。
【0019】これらの化合物を用いた正孔注入輸送層
(3)の成膜は、真空蒸着法、またはスピンコーティン
グ法等により0.01〜0.2μm程度の厚さに成膜さ
れる。次に正孔注入輸送層(3)上に、有機発光層
(4)を真空蒸着法で0.01〜0.2μmの厚さで形
成する。
【0020】本発明で用いる有機発光層材料は1,1,
4,4−テトラアリールブタジエンでアリール基はフェ
ニル基、トリル基、メトキシフェニル基等から選ばれ
る。なお、1,1,4,4−テトラフェニルブタジエン
の仕事関数は6.0eV、電子親和力は3.1eVであ
った。
【0021】次に有機発光層の上に電子注入輸送層を形
成するが、本発明で用いる電子注入輸送材料の好ましい
条件は、電子移動度が大きく、電子親和力が陰極の仕事
関数と有機発光層の電子親和力の間にあり、成膜性が良
く発光層の結晶化を抑制することである。具体的にはト
リス(8−ヒドロキシキノリノール)アルミニウム(電
子親和力3.2eV)を0.01〜0.2μmの厚さで
真空蒸着法で形成する。
【0022】また、正孔注入輸送層、有機発光層、電子
注入輸送層の耐熱性を上げるため、各層の構成材料の例
にあげた有機分子にビニル基、アリル基、メタクリロイ
ルオキシメチル基、メタクリロイルオキシ基、メタクリ
ロイルオキシエチル基、アクリロイル基、アクリロイル
オキシメチル基、アクリロイルオキシエチル基、シンナ
モイル基、スチレンメチルオキシ基等の重合性置換基
を、ひとつ以上導入し、成膜中また成膜後に各層を熱、
光、放射線、プラズマ等にポリマー化してもよいし、各
層の構成材料の成膜性を改善し平滑な膜が形成できるよ
う各層の構成材料の例にあげた有機分子に1個以上のメ
チル基、エチル基等のアルキル基を導入してもよい。
【0023】次に陰極(6)を電子注入輸送層(5)上
に形成する。陰極は、電子注入を効果的に行なうために
低仕事関数の物質が使われ、Li,Na,Mg,Ca,
Sr,Al,Ag,In,Sn,Zn,Zr等の金属元
素単体、または安定性を向上させるためにそれらを含む
2成分、3成分の合金系が用いられる。
【0024】仕事関数の例としてはMg単体で約3.6
eVであり、MgにLi等アルカリ金属を添加した場合
は3.1〜3.2eVに低下する。陰極(6)の形成方
法は、抵抗加熱方法により10-5Torrオーダー以下
の真空度の下で成分ごとに別々の蒸着源から水晶振動子
式膜厚計でモニターしながら共蒸着する。このとき、
0.01〜0.3μm程度の膜厚で形成されるが、電子
ビーム蒸着法、イオンプレーティング法やスパッタリン
グ法により共蒸着ではなく、合金ターゲットを用いて成
膜することもできる。
【0025】次に素子の有機層、電極の酸化を防ぐため
に素子上に封止層(7)を形成する。封止層(7)は陰
極(6)の形成後直ちに形成する。封止層材料の例とし
ては、SiO2 ,SiO,GeO,MoO3 等の酸化
物、MgF2 ,LiF,BaF 2 ,AlF3 ,FeF3
等の沸化物、GeS,SnS等の硫化物等のバリアー性
の高い無機化合物があげられるが、上記例に限定される
ものではない。これらを単体または複合して蒸着、スパ
ッタリング法、イオンプレーティング法等により成膜す
る。抵抗加熱方式で蒸着する場合には、低温で蒸着でき
るGeOが優れている。
【0026】さらに湿気の浸入を防ぐ為に低吸湿性の光
硬化性接着剤、エポキシ系接着剤等の接着性樹脂層
(8)を用いて、ガラス板等の封止板(9)を接着し密
封する。ガラス板以外にも金属板、プラスチック板等を
用いることもできる。以上のように構成した有機薄膜E
L素子は、正孔注入輸送層(3)側を正として電源(1
0)にリード線(11)で接続し直流電圧を印加する
と、低電圧印加時と高電圧印加時では異なる色で発光す
る。
【0027】
【実施例】 <実施例1>以下、本発明のEL素子の実施例を図1に
従って、説明する。まず、透明基板(1)として、厚さ
1.1mmのガラス板を用い、この上に1200ÅのI
TOを被覆して陽極(2)とした。この透明導電性ガラ
ス基板を十分に洗浄後、正孔注入輸送層(3)として
(化3)で示されるα,α,α’,α’−テトラメチル
−α,α’−ビス(4−ジーパラートリルアミノフェニ
ル)−パラーキシレンを500Å蒸着した。次に有機発
光層(4)として、1,1,4,4−テトラフェニルブ
タジエンを300Å蒸着した。次に電子注入輸送層
(5)としてトリス(8−キノリノール)アルミニウム
を200Åした。その上面に陰極(6)としてMgとL
iを共蒸着した。
【0028】次に無機封止層(7)としてGeOを2μ
m蒸着後、ガラス板を封止板(9)として紫外線硬化接
着性樹脂(8)で接着し密封した。この素子は、3V〜
6Vの印加電圧においては590nmピークの赤色発光
をした。また7V〜12Vにおいては470nmピーク
の水色発光が優勢となり、13Vにおいては白色発光
(30cd/m2 ,1.85mA/cm2 )であった。
また、印加電圧を下げると可逆的に発光色が変化した。
【0029】<実施例2>実施例1における正孔注入輸
送層のかわりに、陽極(2)上にまず、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’−ジアミンを、250Å蒸
着し、さらに(化3)で示される化合物を250Å蒸着
し正孔注入輸送層(3)とした以外は実施例1と同様に
構成した。この素子は、印加電圧3Vから590nmピ
ークの赤色発光をし、10V以上で470nmピークの
水色発光となり12V以上で白色発光(15Vにおいて
1200cd/m2 ,71mA/cm2)であった。発
光色は印加電圧により可逆的に変化した。
【0030】<実施例3>実施例1における正孔注入輸
送層のかわりにN,N’−ジフェニル−N,N’−ビス
(3−メチルフェニル)−1,1’−ジフェニル−4,
4’−ジアミンを500Å蒸着した以外は実施例1と同
様に構成した。この素子は、3V以上で470nmピー
クの水色発光し、14V以上では白色発光(15Vにお
いて2330cd/m2 ,129mA/cm2)であっ
た。発光色は印加電圧により可逆的に変化した。
【0031】<実施例4>実施例2の素子の発光面を部
分的に加熱し正孔注入輸送層、有機発光層、電子注入輸
送層を、混合させたところ、被加熱部分はトリス(8−
キノリノール)アルミニウムの蛍光色と同じ緑色のEL
発光を示し、同一の素子内で赤、緑、水色の発光をさせ
ることができた。
【0032】
【発明の効果】以上述べたように、上記の素子構成とす
ることにより、ピーク波長470nmのEL発光と59
0nmのEL発光の割合を変えることができ、EL発光
色を変えるのに効果がある。本発明の構成の有機薄膜E
L素子によれば、発光色を印加電圧により変えることが
でき、有機薄膜EL素子の多色化に効果がある。
【0033】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の有機薄膜EL素子の実施例を示す説明
図である。
【符号の説明】
(1)透明基板 (2)陽極 (3)正孔注入輸送層 (4)有機発光層 (5)電子注入輸送層 (6)陰極 (7)無機封止層 (8)接着性樹脂層 (9)封止板 (10)電源 (11)リード線 (12)陰極取り出し口

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】少なくとも陽極、正孔注入輸送層、有機発
    光層、電子注入輸送層、陰性の順で構成される有機薄膜
    EL素子において、印加電圧を変えることによりEL発
    光色を変えることができる有機薄膜EL素子。
  2. 【請求項2】正孔注入輸送層にテトラフェニルジアミン
    誘導体、有機発光層にテトラアリールブタジエン、電子
    注入輸送層にトリス(8−キノリノール)アルミニウム
    を用いたことを特徴とする請求項1記載の有機薄膜EL
    素子。
JP3252623A 1991-09-30 1991-09-30 有機薄膜el素子 Pending JPH0594875A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6582837B1 (en) 1997-07-14 2003-06-24 Nec Corporation Organic electroluminescence device
KR100699254B1 (ko) * 2006-02-14 2007-03-28 삼성전자주식회사 표시장치의 제조방법과 이에 의한 표시장치
JP2012104492A (ja) * 1996-08-12 2012-05-31 Trustees Of Princeton Univ 非ポリマー可撓性有機発光デバイス

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012104492A (ja) * 1996-08-12 2012-05-31 Trustees Of Princeton Univ 非ポリマー可撓性有機発光デバイス
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