JPH097762A - 端面発光有機薄膜el素子 - Google Patents
端面発光有機薄膜el素子Info
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- JPH097762A JPH097762A JP7172775A JP17277595A JPH097762A JP H097762 A JPH097762 A JP H097762A JP 7172775 A JP7172775 A JP 7172775A JP 17277595 A JP17277595 A JP 17277595A JP H097762 A JPH097762 A JP H097762A
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- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K50/00—Organic light-emitting devices
- H10K50/80—Constructional details
- H10K50/85—Arrangements for extracting light from the devices
- H10K50/856—Arrangements for extracting light from the devices comprising reflective means
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Abstract
L素子を得る。 【構成】 仕事関数の大きい反射電極と小さい反射電極
に発光層を設け,端面発光型の有彩色の有機薄膜EL素
子とした。また,これを積層することでR,G,B等の
複数色の有機薄膜EL素子を得る。更に,一定の混合比
率のAl2O3とSiO2を該端面発光有機EL素子に
積層せしめることにより,耐久性が著しく向上した。
Description
子に関するものである。
半導体に電子的キャリヤーを注入し、その中で電子と正
孔の再結合が起これば発光が得られると考え、アントラ
センの単結晶にキャリヤーを注入することに成功し、蛍
光スペクトルに一致したEL発光を観測した。その後、19
86年九州大と米国ベル研究所の共同研究チームにより、
ペリレン蒸着膜が発光層に使われ、昼間でも肉眼で認め
られるELが観測された。
より、ペリレン蒸着膜より、電子輸送能に優れているAl
q3蒸着膜を用い、トリフェニルアジシミン誘導体との
界面にp-n接合が良好に形成され、更に陰極材料に電子
を放出しやすいMg/In合金を使った高輝度EL(dc l0V l0
00cd/m2)が発表された。この発表を機会に、有機薄膜
EL素子に関する研究は急速に進み、応用物理学会、日本
化学会、高分子学会等の研究発表件数が増加してきた。
蛍光を持つ有機色素の薄膜の両端に電極を取り付け、直
流電圧を印加することにより、仕事関数が小さい材料を
用いた陰極から電子を、仕事関数が大きい材料を用いた
陽極から正孔が注入され、注入された電子と正孔は薄膜
中を移動し、発光再結合する事によって光を発するもの
である。このときの発光再結合する過程は、 1) 注入された電子は価電子バンドの正孔と直接再結合
をし発光する、 2) 一度発光中心に捕獲された後に正孔と発光再結合す
る、 3) 非発光中心を介して正孔と再結合し熱を放出して熱
平衡状態にはいる、 これらのどれかの過程、または複数の過程を通って基底
状態に戻る。発光再結合の非発光再結合に対する割合が
大きいほど発光の内部量子効率が高く、その結果、輝度
が高くなる。そして、この発光が薄膜有機薄膜EL素子の
端面または透明電極を通して面発光として現れる。
するEL素子でのマルチカラー化、フルカラー化は達成さ
れていなかった。特に、有彩色の複数色を発光せしめる
高信頼性を有する素子の構造については未だ検討が不十
分であった。
度、駆動電圧等の種々の問題は改善されつつあるが、残
された最大の課題は素子の長期寿命特性の向上である。
このためには、生産技術的に、素子の封止技術の確立が
最大の課題である。更に、外部発光効率の一層の向上を
図りつつ、凝集構造の経時劣化や化学劣化を起こしにく
い構造、そして、これらに適した薄膜材料の探索が望ま
れている。上記の素子の劣化の原因は酸素の吸着による
表面の電子状態の変化、及び水分の吸着による有機薄膜
層の凝集による化学劣化を起こすものと考えられてい
る。これを防止するためには、一定の無機酸化膜により
素子外周に防湿層を形成することが効果的である。しか
し、その材料と組成の面で不明確な点が多かった。
一例を図1に示し、三層構成の端面発光有機薄膜EL素子
にかかる一例を図2に示す。これらの構造は、端面発光
せしめる部位を除き、全て、反射金属層に覆う構造にな
っている。このような構造を形成することにより、発光
によって生じた光をマイクロキャビティーとして閉じこ
めることができ、一方から強い光を取り出し得ることを
見出したものである。
果により生じ、この干渉効果による輝度の増加は、有機
層の厚さに強く依存する。具体的には、0.04〜0.08μm
で輝度の極大が認められた。
料からなり、具体的にはAu、Au:Ag、SnO2、ITO、Pt、
Se、Te等が該当する。反射電極(2)は仕事関数の小さ
い材料からなり、具体的にはNa、Na:K、Li、Mg、Mg:A
g、Ca、等が該当する。
薄膜EL素子を作成し、この素子の「輝度-電流特性」
を測定し、結果を図3に示す。同一発光層で形成したE
L素子を面方向から測定した結果は単位面積あたり10mA
の電流密度で赤色と緑色が800cd/m2、青色は200cd/m2で
あった。
3:tris(8−hydroxyquinoline)aluminium)、シンカシ
ャレッドB、DCM(DCM:ジシアノメチレンピラン
誘導体)やDPVBi (DPVBi:4,4’-bis‐diphenylvinylbi
phenyl)が例示できる。これらは、単体又は複数の発光
材料を組み合わせて、発光層を構成することができた。
また、単色または複数の素子をいかなる順序で積層せし
めても上記効果は変化無いことを確認した。
を構成する正孔輸送材料の要件は非晶性の材料であっ
て、同時に、大面積薄膜形成能が高いこと、薄膜中のキ
ャリヤ移動度が高いことが求められる。この材料として
電子写真感光体材料、例えばTPD(m) (TPD
(m):N,N’-diphenyl-N,N’-bis(3‐methyl-phenyl)-
1,1-diphenyl-4,4’-diamine)が使用できる。不純物を
含むとキャリヤ再結合によって生じた励起子のエネルギ
ーを奪い、いわゆるクエンチャーとして作用するため、
この正孔輸送材料は、再結晶法や昇華法により充分な精
製が必要である。
体表面の電子状態の変化、水分の吸着による有機薄膜層
に凝集による化学劣化を起こすといる原因に着目して材
料選定を行った。この結果、酸素の進入の防止にはSi
O2が効果的であり、水分の進入の防止にはAl2O3が
効果的であることが判った。
めて、封止層として最適な混合比を調べた。この結果を
図4に示す。なお、図4にかかる試験内容は、混合モル
比と輝度半減期の関係を求めたものである。試験条件
は、60℃90%の恒温恒湿下にて、連続的にDC10mA/cm2を
通電したものである。
4対8乃至6において特に封止層としての特性が優れ、
望ましくは3対7になったとき特に優れていることが判
った。
混合層構造ともに同様な効果を奏することも判明した。
げて説明する。
フローを示すものである。厚さ1.1mmのガラス基板を超
音波洗浄により充分洗浄後、ITOを0.2μmの膜厚にて
スパッタ成膜した。このITOの電極を形成すべくエッ
チングによりパターニングを行った。次いで、この上に
反射電極として、Au:Ag(10:1)を0.1μmの膜厚
にて、スパッタ成膜した。
た。具体的には、高真空下で窒素ガスの予熱を十分に行
った昇華精製装置で精製したTPD(m)をタングステ
ンボードに装荷して、抵抗加熱法で0.05μmの膜厚で成
膜した。そして、この上に昇華精製されたAlq3に対しD
CMを1.0wt%添加した蛍光色素を石英ボードに装荷し
て、抵抗加熱法で0.04μmの膜厚で成膜した。尚、正孔
輸送層及び発光層を所定形状に成膜するために、ステン
レス等薄板によりマスキングを行う。
仕事関数の小さい材料であるMg:Ag(10:1)を直流ス
パッタ装置を使用して0.1μmの膜厚で成膜した。MgにAg
を添加するのは、反射効率の向上と電極劣化を防止する
効果があるためである。
を向上させる目的でAl2O3:SiO2(7mol:3mol)を高
周波スパッタリング法で0.2μmの膜厚にて成膜した。
なるように金属クロムからなる薄膜で覆った。
L素子の透明電極と背面電極に電圧を印加し駆動させた
ところ、赤色(x=0.67、y=0.33)で輝度が従来の面発光
装置の約100倍の発光が達成された。
有機薄膜EL素子の組立のフローを示すものである。
り充分洗浄後、ITOを0.2μmの膜厚にてスパッタ成膜
した。このITOの電極を形成すべくエッチングにより
パターニングを行った。次いで、この上に反射電極とし
て、Au:Ag(10:1)を0.1μmの膜厚にて、スパッ
タ成膜した。更に実施例1と同様に正孔輸送層と赤色発
光層を形成し、その上に反射電極を形成した。この上に
絶縁層としてSiO2を0.2μmの膜厚で成膜し、赤色のEL
素子を形成した。
青色のEL素子を順次積層した。
2O3:SiO2(7mol:3mol)を高周波スパッタリング法
で0.2μmの膜厚にて成膜し、光の導出口以外を0.2μmの
膜厚になるように金属クロムからなる薄膜で覆った。
L素子の透明電極と背面電極に電圧を印加し駆動させた
ところ、図7のような色度座標を有するフルカラーEL
素子が得られ、同時に全体のホワイトバランスも(x=0.
36、y=0.38)となった。そして、輝度の面でも単光色で
の輝度同様、従来の面発光装置の約100倍の発光が達成
された(図8)。
れ、同時に従来の面発光に対し、100倍もの高輝度のE
L素子を得ることができる。また、単色のみならず、複
数色の発光もその性能を低下させることなく駆動可能な
ため、フルカラー表示をも得ることができるという効果
を奏するものである。
薄膜EL素子の断面構造を示す。
機薄膜EL素子の断面構造を示す。
子の「輝度−電流密度特性」を示す図である。
3の混合モル比」の関係を示す図である。
子の組立のフローを示す図である。
子の組立のフローを示す図である。
子の各層の色度を示す図である。
子の三色を併せた「輝度−電流密度特性」を示す図であ
る。
Claims (3)
- 【請求項1】透明導電膜付ガラス基板上に、仕事関数の
大きい反射電極と小さい反射電極を設け、該電極間に有
機薄膜層を挟持した有機薄膜EL素子において、該有機薄
膜EL素子の一方又は複数の端面を除いて金属層が形成し
てなることを特徴とする端面発光有機薄膜EL素子。 - 【請求項2】透明導電膜付ガラス基板上に、仕事関数の
大きい反射電極と小さい反射電極を設け、該電極間に複
数の有機薄膜層を挟持した有機薄膜EL素子において、該
有機薄膜EL素子の一方又は複数の端面を除いて金属層が
形成してなることを特徴とする積層型の端面発光有機薄
膜EL素子。 - 【請求項3】上記有機薄膜EL素子において、Al2O3とSiO
2の混合薄膜層を備えてなることを特徴とする請求項1
または請求項2の端面発光有機薄膜EL素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17277595A JP3605441B2 (ja) | 1995-06-15 | 1995-06-15 | 端面発光有機薄膜el素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17277595A JP3605441B2 (ja) | 1995-06-15 | 1995-06-15 | 端面発光有機薄膜el素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH097762A true JPH097762A (ja) | 1997-01-10 |
| JP3605441B2 JP3605441B2 (ja) | 2004-12-22 |
Family
ID=15948120
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17277595A Expired - Lifetime JP3605441B2 (ja) | 1995-06-15 | 1995-06-15 | 端面発光有機薄膜el素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3605441B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000353590A (ja) * | 1999-06-11 | 2000-12-19 | Futaba Corp | 有機el発光素子 |
| JP2002050467A (ja) * | 2000-07-31 | 2002-02-15 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 発光装置 |
| JP2002083677A (ja) * | 2000-09-05 | 2002-03-22 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 発光装置及び液晶表示装置 |
| JP2006278494A (ja) * | 2005-03-28 | 2006-10-12 | Fuji Photo Film Co Ltd | 光出射装置及び光出射方法 |
-
1995
- 1995-06-15 JP JP17277595A patent/JP3605441B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2000353590A (ja) * | 1999-06-11 | 2000-12-19 | Futaba Corp | 有機el発光素子 |
| JP2002050467A (ja) * | 2000-07-31 | 2002-02-15 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 発光装置 |
| JP2002083677A (ja) * | 2000-09-05 | 2002-03-22 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 発光装置及び液晶表示装置 |
| JP2006278494A (ja) * | 2005-03-28 | 2006-10-12 | Fuji Photo Film Co Ltd | 光出射装置及び光出射方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3605441B2 (ja) | 2004-12-22 |
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