JPS6160776A - EL element - Google Patents

EL element

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JPS6160776A
JPS6160776A JP59182705A JP18270584A JPS6160776A JP S6160776 A JPS6160776 A JP S6160776A JP 59182705 A JP59182705 A JP 59182705A JP 18270584 A JP18270584 A JP 18270584A JP S6160776 A JPS6160776 A JP S6160776A
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JP
Japan
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layer
film
emitting layer
substrate
layers
Prior art date
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Pending
Application number
JP59182705A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Eguchi
健 江口
Harunori Kawada
河田 春紀
Yukio Nishimura
征生 西村
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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  • Luminescent Compositions (AREA)

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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、電気的な発光、すなわちELを用いたEL素
子に関し、更に詳しくは、発光層が多層構造からなり、
各々の暦が隣接する他の暦に対して相対的に電気険性度
が異なる少なくとも[1の電気的発光性有機化合物を、
高秩序の分子配向性をもって配列させた薄膜からなるE
L素子に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial Application Field) The present invention relates to an EL device using electrical light emission, that is, EL, and more specifically, the present invention relates to an EL device that uses electrical light emission, that is, EL, and more specifically, a light emitting layer having a multilayer structure,
Each calendar has at least [1 electroluminescent organic compound,
E consists of a thin film arranged with highly ordered molecular orientation.
Regarding L elements.

(従来の技術) 従来のEL素子は、MnあるいはCuまたはRe F 
y (Re ;希土類イオン)等を付活剤として含むZ
nSを発光母材とする発光層からなるもの゛であり、該
発光層の基本構造の違いにより粉末型ELと8膜型EL
に大きく構造的に分類される。
(Prior art) Conventional EL elements are made of Mn, Cu or ReF.
Z containing y (Re; rare earth ion) etc. as an activator
It consists of a light-emitting layer using nS as a light-emitting base material, and due to the difference in the basic structure of the light-emitting layer, there are two types: powder type EL and eight-film type EL.
It is broadly categorized structurally.

実用化されている素子のうち、薄II!ELは、一般的
に粉末型ELに比べ輝度が高いが、fl@ELは発光母
゛材を基板に蒸着して発光層を形成しているため、大面
積素子の製造が難しく、また製造コストが非常に高くな
る等の欠点を有していた。
Among the elements that have been put into practical use, Thin II! EL generally has higher brightness than powder-type EL, but since fl@EL forms a light-emitting layer by vapor-depositing a light-emitting base material onto a substrate, it is difficult to manufacture large-area devices, and the manufacturing cost is high. It had the disadvantage that it became very high.

そのため、最も量産性に富み、コスト的に薄膜型素子の
数十分の一程度ですむ有機バインダー中に発光母材、す
なわち、ZnSを分散させた粉末型ELが注目されるよ
うになった。一般的には。
For this reason, powder-type EL, in which a light-emitting base material, that is, ZnS, is dispersed in an organic binder, which is most easily mass-produced and costs only a few tenths of the cost of thin-film devices, has attracted attention. In general.

EL全発光おいては1発光層の厚さが薄い程発光特性が
良くなる。しかし、該粉末型ELの場合は1発光母材が
不連続の粉末であるため、発光層を薄くすると、発光層
中にピンホールが生じ易く1層厚を薄くすることが困難
であり、従って十分な輝度特性が得られないという大き
な欠点を持っている。近時においても、該粉末型ELの
発光層内に7フ化ビニリデン系重合体から成る中間訓電
体層を配置した改良型素子が、特開昭58−17289
1号公報に示されているが、未だ発光輝度、消費電力等
に十分な性能を得るにいたっていない、一方、最近、有
機材料の化学構造や高次構造を制御して、新しくオプテ
ィカルおよびエレクトロニクス用材料とする研究開発が
活発に行なわれ、EC素子、圧電性素子、焦電性素子、
非線計光学素子、強誘電性液品等、金属、無機材料に比
肩し得るか、またはそれらを凌駕する有機材料が発変さ
れている。このように、無機物を凌ぐ新しい機能素材と
しての機能性有機材料の開発が要望される中で、分子内
に親木基と疎水基を持つアントラセン誘導体やピレン誘
導体の単分子層の累積膜を電極基板上に形成したEL素
子が特開昭52−35587号公報に提案されている。
In full EL light emission, the thinner the thickness of one light emitting layer, the better the light emission characteristics. However, in the case of the powder type EL, since one luminescent base material is a discontinuous powder, when the luminescent layer is thinned, pinholes tend to occur in the luminescent layer, making it difficult to reduce the thickness of one layer. The major drawback is that sufficient brightness characteristics cannot be obtained. Recently, an improved device in which an intermediate current conductor layer made of a vinylidene heptafluoride polymer is disposed within the light-emitting layer of the powder type EL has been disclosed in Japanese Patent Application Laid-open No. 58-17289.
However, it has not yet achieved sufficient performance in terms of luminance, power consumption, etc. However, recently, new optical and electronic devices have been developed by controlling the chemical structure and higher-order structure of organic materials. Research and development into materials for EC elements, piezoelectric elements, pyroelectric elements,
Organic materials, such as nonradiometric optical elements and ferroelectric liquid products, that are comparable to or surpass metals and inorganic materials have been developed. As described above, there is a demand for the development of functional organic materials as new functional materials that surpass inorganic materials, and a cumulative film of monomolecular layers of anthracene derivatives and pyrene derivatives, which have a parent tree group and a hydrophobic group in the molecule, is being used as an electrode. An EL element formed on a substrate is proposed in Japanese Patent Laid-Open No. 52-35587.

しかし、それらのEL″J#子は、その輝度、消費電力
等、現実のEL素子として十分な性能を得るに至ってお
らず、更に、該有機EL素子の場合、キャリア電子ある
いはホールの密度が非常に小さく、キャリアの再結合等
による機能分子の励起確率が非常に小さくなり、効率の
良い発光が期待できないものである。
However, these EL"J# children have not achieved sufficient performance as a real EL element in terms of brightness, power consumption, etc. Furthermore, in the case of organic EL elements, the density of carrier electrons or holes is extremely low. Therefore, the probability of excitation of functional molecules due to carrier recombination is extremely small, and efficient light emission cannot be expected.

(発明の開示) 従って1本発明の目的は、上述のような従来技術の欠点
を解消して、低電圧駆動でも十分輝度の高い発光が得ら
れ、安価で、且つ製造が容易なEL素子を提供すること
である6 上記本発明の目的は、EL素子の発光層を、特定の材料
を組合せて、且つ特定の構成に形成することにより達成
された。
(Disclosure of the Invention) Therefore, one object of the present invention is to eliminate the drawbacks of the prior art as described above, and to provide an EL element that can emit light with sufficiently high brightness even when driven at a low voltage, is inexpensive, and is easy to manufacture. The above object of the present invention has been achieved by forming a light emitting layer of an EL element by combining specific materials and having a specific configuration.

すなわち、本発明は、多層構造の発光層と、該発光層を
挟持する少なくとも1暦が透明である2層の電極層から
なるEL素子において、上記の発光層が、下記第1層と
下記第2層とを交互に4F3以上縁返しifしてなるこ
とを特徴とする上記のEL素子。
That is, the present invention provides an EL device comprising a multilayered light emitting layer and two electrode layers sandwiching the light emitting layer, at least one of which is transparent. The above-mentioned EL element is characterized in that it is formed by alternating two layers with 4F3 or more edges.

第1暦;第2暦に対して相対的に電子受容性の少なくと
も1種の電気的発光性有機化合物からなる単分子膜また
はその累積膜。
First calendar: A monomolecular film or a cumulative film thereof comprising at least one electroluminescent organic compound that is electron-accepting relative to the second calendar.

第2暦;第1層に対して相対的に電子供与性の少なくと
も1種の電気的発光性有機化合物からなる単分子膜また
はその累積膜。
Second layer: A monomolecular film or a cumulative film thereof comprising at least one electroluminescent organic compound that is electron-donating relative to the first layer.

本発明の詳細な説明すると、本発明において使用し、主
として本発明を特徴づける電気的発光性有機化合物とは
、高い発光量子効率を有し、更に外部摂動を受は易いπ
電子系を有し、TI!気的な励起が可能な化合物であり
、例えば、基本的には、縮合多環芳香族炭化水素、p−
ターフェニル、2.5−ジフェニルオキサゾール、1.
4−ビス(2−メチルスチリル)−ベンゼン、キサンチ
ン、クマリン、アクリジン、シアニン色素、ベンゾフェ
ノン、フタロシアニンおよびその金属錯体、ポルフィリ
ンおよびその金属錯体、8−ヒドロキシキノリンとその
金am体、有機ルテニウム錯体、有#!稀土類錯体およ
びこれらの化合物の誘導体等を挙げることができる。更
に上記化合物に対して電子受容体または電子供与体とな
り得る化合物としては、前記以外の複素環式化合物およ
びそれらの誘導体、芳香族アミンおよび芳香族ポリアミ
ン、キノン構造をもつ化合物、テトラシアノキノジメタ
ンおよびテトラシアノエチレン等を挙。
To explain the present invention in detail, the electroluminescent organic compound used in the present invention and which mainly characterizes the present invention has a high luminescence quantum efficiency and is easily susceptible to external perturbation.
It has an electronic system and TI! It is a compound that can be excited gaseously, for example, basically fused polycyclic aromatic hydrocarbons, p-
Terphenyl, 2,5-diphenyloxazole, 1.
4-bis(2-methylstyryl)-benzene, xanthine, coumarin, acridine, cyanine dye, benzophenone, phthalocyanine and its metal complex, porphyrin and its metal complex, 8-hydroxyquinoline and its gold-am compound, organic ruthenium complex, #! Examples include rare earth complexes and derivatives of these compounds. Furthermore, compounds that can serve as electron acceptors or electron donors for the above compounds include heterocyclic compounds other than those mentioned above and derivatives thereof, aromatic amines and aromatic polyamines, compounds with a quinone structure, and tetracyanoquinodimethane. and tetracyanoethylene.

げることができる。can be given.

本発明において、特に有用な化合物は、上記の如き電気
的発光性化合物を必要に応じて公知の方法で化学的に修
飾し、その構造中に少なくとも1個の疎水性部分と少な
くとも1個の親水性部分(これらはいずれも相対的な意
味においてである。)を併有させるようにした化合物で
あり、例えば下記の一般式CI)で表わされる化合物お
よびその他の化合物を包含する。
Particularly useful compounds in the present invention are those obtained by chemically modifying the electroluminescent compound as described above by a known method if necessary, and having at least one hydrophobic moiety and at least one hydrophilic moiety in its structure. It is a compound having a sexual moiety (all of these are in a relative sense), and includes, for example, a compound represented by the following general formula CI) and other compounds.

[(X −R,)、Z ]]?L−φ−R,(I )上
記式中におけるXは、水素原子、ハロゲン原子、アルコ
キシ基、7ルキルエーテル 八;カルボキシル基、スルホン酸基,リン酸基、ゲイ酸
基、第1〜3アミノ基;これらの金属塩、1〜3級アミ
ン塩、加塩:エステル基、スルホアミド基、アミド基、
イミノ基,4級アミン基およ1それらの塩、水酸基等で
あり;R,は炭素数4〜30、好ましくは10〜25個
のアルキル基、好ましくは直鎖状アルキル基であり;m
は1または一SO1N R,、−CO−、−COO−等
の如き連結去(R,は水素原子、アルキル基、7リール
等の任隊の置換基である)であり:φは後に例示する如
′!を電場発光性化合物の残基であり;R2はXと同様
に、水素原子またはその他の任意の置換基であり;1個
または複数のX,φおよびR2のうち少なくとも1個は
親木性部分であり,且つ少なくともl■は疎水性部分で
ある。
[(X −R,), Z ]]? L-φ-R, (I) In the above formula, X is a hydrogen atom, a halogen atom, an alkoxy group, a 7-alkyl ether, a carboxyl group, a sulfonic acid group, a phosphoric acid group, a geic acid group, or a 1-3 amino acid group. Groups; metal salts of these, primary to tertiary amine salts, salts: ester groups, sulfamide groups, amide groups,
imino group, quaternary amine group, salts thereof, hydroxyl group, etc.; R is an alkyl group having 4 to 30 carbon atoms, preferably 10 to 25 carbon atoms, preferably a linear alkyl group; m
is a linkage such as 1 or 1SO1N R,, -CO-, -COO-, etc. (R, is a hydrogen atom, an alkyl group, an arbitrary substituent such as a 7-aryl): φ is exemplified later. Like! is a residue of an electroluminescent compound; R2, like X, is a hydrogen atom or any other substituent; at least one of one or more of X, φ and R2 is a phyllophilic moiety and at least 1 is a hydrophobic moiety.

一般式CI)の化合物のφとして好ましいものbよびそ
の他の化合物を例示すれば,以下の通り(   以  
下  余  白   )Z=NH.O.S    Z=
CO.NH     Z=CO,NH.O.SZ=NH
,O%S 一NH,O、S            Z=NH.O
.SZ=S%Se        z==sl Sez
 = NH, O. S   Z=NH,αS   Z
=NH,0.S5口、AtC1,YbC1 M=Er、Tm Sm、Eui Tb、     z=
o、NnM=A4 Ga、Ir 、Ta、a=3   
 M=Er、Sm、EuP?Zn、 Cd、 Mg、 
pb、 a=2     Gd、 Tb、 DyTm、
Yb M=Er、Sm、Eu、Gd     M=Er、Sm
、EuTb、Dy、Tm、Yb       Gd、T
b、DyTm、Yb Z=Ot S+ Se o≦p≦2 以上の如き発光性化合物は1本発明における各々の発光
層において単独でも混合物としても使用できる。なお、
これらの化合物は好ましい化合物の例示であって、同一
目的が達成される限り、他の誘導体または他の化合物で
も良いのは当然である。
Preferred examples of compound b of general formula CI) and other compounds as φ are as follows (
Bottom margin) Z=NH. O. SZ=
C.O. NH Z=CO, NH. O. SZ=NH
,O%S -NH,O,S Z=NH. O
.. SZ=S%Se z==sl Sez
= NH, O. S Z = NH, αS Z
=NH,0. S5 mouth, AtC1, YbC1 M=Er, Tm Sm, Eui Tb, z=
o, NnM=A4 Ga, Ir, Ta, a=3
M=Er, Sm, EuP? Zn, Cd, Mg,
pb, a=2 Gd, Tb, DyTm,
Yb M=Er, Sm, Eu, Gd M=Er, Sm
, EuTb, Dy, Tm, Yb Gd, T
b, DyTm, Yb Z=Ot S+ Se o≦p≦2 The above luminescent compounds can be used alone or as a mixture in each luminescent layer in the present invention. In addition,
These compounds are examples of preferred compounds, and it goes without saying that other derivatives or other compounds may be used as long as the same purpose is achieved.

本発明において、上記の如き発光性化合物をそれらの電
気的陰性度に応じて、本発明のEL素子の第1の発光層
と第2の発光層に分けて使用し、これらの層を交互に4
層以上縁返し積層して多層構造の発光層を形成すること
を特徴としている。
In the present invention, the luminescent compounds as described above are used separately in the first luminescent layer and the second luminescent layer of the EL device of the present invention according to their electronegativity, and these layers are alternately used. 4
It is characterized by forming a multilayered light-emitting layer by laminating more than one layer.

すなわち、上記の如き発光性化合物は、それぞれTL気
陰性度が異なるから、1種のまたは複数の前記化合物を
第1の発光層を形成するための発光性化合物として採用
したときには、これら採用した発光性化合物とは、その
電気的陰性度の異なる前記発光性化合物を第2の発光層
形成用化合物として選択すれば良い、このような発光性
化合物のなかで、電子供与性のものとして特に好ましい
化合物は、第1〜第3級アミノ基、水酸基、アルコキシ
基、アルキルエーテル基等の電子供与性基を有するもの
、あるいは窒素へテロ環化合物が主たるものであり、ま
た電子受容性のものとしては、カルボニル基、スルホニ
ル基、ニトロ基、第4級アミン基等の電子吸引性基を有
する化合物が主たるものである。このような発光性化合
物は本発明において、それぞれの発光層においては単独
または複数の混合物として使用することができる。
That is, since the above-mentioned luminescent compounds each have different TL air negativity, when one or more of the above-mentioned compounds is employed as a luminescent compound for forming the first luminescent layer, the employed luminescent The luminescent compound is a compound that is particularly preferable as an electron donating compound among such luminescent compounds, which may be selected from the luminescent compounds having different electronegativity as the compound for forming the second luminescent layer. are mainly those having electron-donating groups such as primary to tertiary amino groups, hydroxyl groups, alkoxy groups, alkyl ether groups, etc., or nitrogen heterocyclic compounds, and electron-accepting ones include: Compounds having electron-withdrawing groups such as carbonyl groups, sulfonyl groups, nitro groups, and quaternary amine groups are the main ones. In the present invention, such luminescent compounds can be used alone or in combination in each luminescent layer.

本発明のEL素子を形成する他の要素、すなわち2層の
電極層は1発光層を挟持するものであって、従来公知の
ものはいずれも使用できるが、少なくともその1層は透
明性である必要がある。透明電極としては、従来同様目
的の透明型g4Wがいずれも使用でき、好ましいものと
しては1例えばポリメチルメタクリレート、ポリエステ
ル等の透 −明な合成樹脂、ガラス等の如き透明性フィ
ルムあるいはシートの表面に酸化インジウム、酸化錫、
インジウム−チン−オキサイド(rTo)等の透明導電
材料を全面にあるいはパターン状に被覆したものである
。一方の面に不透明電極を使用する場合は、これらの不
透明電極も、従来公知のものでよく、一般的且つ好まし
いものは、厚さが約0.1−0.3gmのアルミニウム
、銀、金等の蒸!1IIIである。また透明電極あるい
は不透明電極の形状は、板状、ベルト状、円筒状等任意
の形状でよく、使用目的に応じて選択することができる
。また、透明電極の厚さは、約0.01〜0.2gm程
度が好ましく、この範囲以下の厚さでは、素子自体の物
理的強度や電気的性質が不十分となり、また上記範囲以
上の厚さでは透明性や軽量性、小型性等に問題が生じる
おそれがある。
The other elements forming the EL element of the present invention, that is, the two electrode layers sandwiching one light emitting layer, can use any conventionally known elements, but at least one of the layers must be transparent. There is a need. As the transparent electrode, any transparent type G4W that has the same purpose as before can be used, and the preferred one is 1, for example, a transparent synthetic resin such as polymethyl methacrylate or polyester, or a transparent film or sheet made of glass or the like. indium oxide, tin oxide,
The entire surface or pattern is coated with a transparent conductive material such as indium-tin-oxide (rTo). If opaque electrodes are used on one side, these opaque electrodes may be of conventionally known opaque electrodes, and are generally and preferably made of aluminum, silver, gold, etc. with a thickness of about 0.1-0.3 gm. Steaming! 1III. Further, the shape of the transparent electrode or the opaque electrode may be any shape such as a plate, a belt, or a cylinder, and can be selected depending on the purpose of use. Further, the thickness of the transparent electrode is preferably about 0.01 to 0.2 gm. If the thickness is less than this range, the physical strength and electrical properties of the element itself will be insufficient, and if the thickness is more than the above range, Otherwise, problems may arise in terms of transparency, light weight, compactness, etc.

本発明のEL素子は、上記の如き2層の電極層の間に、
前述の如き相対的に電気陰性度の異なる電気的発光性化
合物を別々に用いて第1層および第2Rを形成し、これ
らを交互に4層以上積層して多層構造の発光層を形成す
ることにより得られるものであり、形成された多層構造
の発光層を構成する分子が、それぞれ高秩序の分子配向
性をもって配列した単分子膜あるいはその累8I膜であ
ることを特徴としている。
In the EL element of the present invention, between the two electrode layers as described above,
The first layer and the second R are formed using electroluminescent compounds having relatively different electronegativity as described above, and four or more layers of these are alternately laminated to form a multilayer light emitting layer. It is characterized in that the molecules constituting the light emitting layer of the formed multilayer structure are a monomolecular film or a 8I film thereof, each of which is arranged with highly ordered molecular orientation.

本発明において、このような単分子膜あるいはその累積
膜を形成する方法として、特に好ましい方法は、ラング
ミュアΦプロジェット法(LB法)である、このLB法
は、分子内に親木性基と疎水性基とを有する構造の分子
において、両者のバランス(両親媒性のバランス)が適
度に保たれているとき、分子は水面上で、親水性基を下
に向けて単分子の層になることを利用して、単分子膜ま
たはその累積膜を形成する方法である。具体的には、水
層上に展開した単分子膜が、水相上を自由に拡散して広
がりすぎないように、仕切板(または浮子)を設けて展
開面積を制限して膜物質の集合状態を制御し、表面圧を
徐々に上昇させ、単分子膜あるいはその累MFNの製造
に適する表面圧を設定する。この表面圧を維持しながら
静かに清浄な基板を垂直に上昇または降下させることに
より、単分子膜が基板上に移しとられる。単分子膜は以
上で製造されるが、単分子膜の累積膜は前記の操作を緑
り返すことにより所望の累積度の累積膜として形成され
る。
In the present invention, a particularly preferred method for forming such a monomolecular film or a cumulative film thereof is the Langmuir Φ-Prodgett method (LB method). When the balance between the two (amphiphilic balance) is moderately maintained in a molecule with a structure that has a hydrophobic group, the molecule forms a monomolecular layer on the water surface with the hydrophilic group facing down. This method utilizes this fact to form a monomolecular film or a cumulative film thereof. Specifically, to prevent the monomolecular film spread on the water layer from freely diffusing and spreading too much, a partition plate (or float) is provided to limit the spread area and allow the film material to gather. The conditions are controlled, the surface pressure is gradually increased, and a surface pressure suitable for manufacturing a monomolecular film or its composite MFN is set. By gently raising or lowering the clean substrate vertically while maintaining this surface pressure, the monolayer is transferred onto the substrate. Although a monomolecular film is produced in the above manner, a cumulative film of a monomolecular film is formed by repeating the above-mentioned operations as a cumulative film having a desired degree of accumulation.

単分子膜を基板上に移すには、上述した垂直浸漬法の他
、水平付着法、回転円筒法などの方法によっても可能で
ある。水平付着法は基板を水面に水平に接触させて移し
とる方法で、回転円筒法は、円筒型の基体を水面上を回
転させて単分子膜を基体表面に移しとる方法である。#
述した垂直浸漬法では、表面が親水性の基板を水面を横
切る方向に水中から引き上げると分子の親木性基が基板
側に向いた単分子膜が基板上に形成される。前述のよう
に基板を上下させると、各行程ごとに1枚ずつ単分子膜
が重なっていく、成膜分子の向きが、引き上げ行程と浸
漬行程で逆になるので、この方法によると各層間は分子
の親木性基と親木性基1分子の疎水性基と疎水性基が向
かい合うY型膜が形成される。それに対し、水平付着法
は、基板を水面に水平に接着させて移しとる方法で、分
子の疎水性基が基板側に向いた単分子膜が基板上に形成
される。この方法では、単分子膜を累積しても、成膜分
子の向きの交代はなく、全ての層において、疎水性基が
基板側に向いたX型IKIが形成される0反対に、全て
の暦において親木性基が基板側に向いた$積層はZ型膜
と呼ばれる0回転円筒法は、円筒法の基体水面上を回転
させて単分子膜を基体表面に移しとる方法である。単分
子膜を基板上に移す方法は、これらに限定されるわけで
なく、即ち、大面積基板を用いる時には、基板ロールか
ら水層中に基板を押し出していく方法などもとり得る。
In addition to the above-mentioned vertical dipping method, the monomolecular film can be transferred onto the substrate by methods such as a horizontal deposition method and a rotating cylinder method. The horizontal deposition method is a method in which the substrate is brought into horizontal contact with the water surface and transferred, and the rotating cylinder method is a method in which a cylindrical substrate is rotated on the water surface to transfer the monomolecular film onto the surface of the substrate. #
In the vertical immersion method described above, when a substrate with a hydrophilic surface is lifted out of water in a direction transverse to the water surface, a monomolecular film is formed on the substrate with the tree-philic groups of the molecules facing the substrate side. As mentioned above, when the substrate is moved up and down, one monomolecular film is overlapped in each step.The direction of the film-forming molecules is reversed between the lifting step and the dipping step, so according to this method, the distance between each layer is A Y-shaped film is formed in which the woody groups of the molecules and the hydrophobic groups of one molecule of the woody groups face each other. On the other hand, the horizontal adhesion method is a method in which a substrate is attached horizontally to the water surface and then transferred, and a monomolecular film with the hydrophobic groups of the molecules facing the substrate is formed on the substrate. In this method, even when monomolecular films are accumulated, there is no change in the orientation of the film-forming molecules, and in all layers, an X-type IKI with hydrophobic groups facing the substrate is formed. In the 0-rotation cylinder method, a $ stack in which the wood-philic group faces the substrate is called a Z-type film, in which a monomolecular film is transferred to the surface of the substrate by rotating the cylinder above the water surface of the substrate. The method of transferring the monomolecular film onto the substrate is not limited to these methods; in other words, when using a large-area substrate, a method of extruding the substrate from a substrate roll into a water layer may also be used.

また、前述した親水性基、疎水性基の基板への向きは原
則であり、基板の表面処理等によって変えることができ
る。
Furthermore, the directions of the above-mentioned hydrophilic groups and hydrophobic groups toward the substrate are in principle, and can be changed by surface treatment of the substrate, etc.

本発明のEL素子は、前述の如き発光層形成用材料を好
ましくは上述の如きLB法により、前述の如き2層の電
極層の間にそれぞれ電気陰性度の異なる化合物からなる
多層構造として発光層を形成することによって得られる
ものである。
In the EL device of the present invention, the above-mentioned material for forming a light-emitting layer is preferably formed into a multilayer structure consisting of compounds having different electronegativities between the two electrode layers as described above, using the above-mentioned LB method. It is obtained by forming .

従来の技術の項で述べた通り、LB法によりEL素子を
形成することは公知であるが、該公知の方法では、十分
な性能のEL素子が得られず、木発明者は1種々研究の
結果、発光層を4層以上の多層構造とし、それぞれの発
光層を前述の如き電気陰性度の異なる化合物を用いて単
分子膜あるいはその累積膜として形成することにより、
従来技術のEL素子の性能が著しく向上することを知見
したものである。
As mentioned in the prior art section, it is known to form an EL element by the LB method, but this known method does not allow for obtaining an EL element with sufficient performance, and the inventors of the present invention conducted various research. As a result, the light emitting layer has a multilayer structure of four or more layers, and each light emitting layer is formed as a monomolecular film or a cumulative film thereof using compounds with different electronegativities as described above.
It has been found that the performance of the conventional EL element is significantly improved.

本発明の1つの重要な態様は、各々の発光層が前記発光
性材料からなる単分子膜である態様である。この態様の
EL素子は、まず最初に、第2の層に対して相対的に電
子受容性である材料を、適当な有機溶剤、例えばクロロ
ホルム、ジクロロメタン、ジクロロエタン等中に約lO
〜IOM程度の濃度に溶解し、該溶液を、各種の金属イ
オンを含有してもよい適当なpH(例えば、pH約1〜
8 )の水相上に展開させ、溶剤を蒸発除去して単分子
膜を形成し、前述の如くのLB法で、一方の電極基板上
に移し取って第17!!lとし、十分に乾燥し、次いで
、このように形成した第1Rに対して相対的に電子供与
性である材料を、同様にして単分子膜として、その第1
の発光層の表面に移し取って第2暦として積層する。こ
のような操作を2回置と繰返して多層構造の発光層を形
成し、次いで、この第2の層の表面に1例えばアルミニ
ウム、銀、金等の電極材料を、好ましくは蒸着等により
蒸着させて背面電極層を形成することによって得られる
One important embodiment of the present invention is an embodiment in which each luminescent layer is a monomolecular film made of the luminescent material. The EL device of this embodiment is prepared by first dispersing a material that is relatively electron-accepting to the second layer in a suitable organic solvent such as chloroform, dichloromethane, dichloroethane, etc.
~IOM, and the solution is adjusted to an appropriate pH (e.g., pH about 1~IOM), which may contain various metal ions.
8) was developed on the aqueous phase, the solvent was evaporated to form a monomolecular film, and the monomolecular film was transferred onto one electrode substrate using the LB method as described above. ! 1, sufficiently dried, and then the material relatively electron-donating to the first R formed in this way was similarly formed into a monomolecular film.
It is transferred to the surface of the light-emitting layer and laminated as a second layer. This operation is repeated twice to form a multilayer light emitting layer, and then an electrode material such as aluminum, silver, gold, etc. is deposited on the surface of the second layer, preferably by vapor deposition or the like. This can be obtained by forming a back electrode layer on the back electrode layer.

このようにして得られたELK子の多層の単分子膜から
なる発光層の積層数は、一般的には約4〜400が好適
であり、また発光層全体の厚さは、使用した材料の種類
によって異なるが、一般的には約0.01〜lpmの厚
さが好適である。
The number of laminated layers of the light-emitting layer composed of a multilayer monomolecular film of ELK molecules thus obtained is generally preferably about 4 to 400, and the total thickness of the light-emitting layer depends on the material used. Although it varies depending on the type, a thickness of about 0.01 to lpm is generally suitable.

また、別の重要な態様は、本発明のEL511:子の発
光層を構成する層のうち少なくとも1!、好ましくは全
ての層が、上記の単分子膜の累積膜であるr8様である
。該態様は、前記のLB法を用いることにより、上記の
如き単分子膜を層毎に種々の方法で必要な暦数まで累積
することによって得られる。
Another important aspect is that at least one of the layers constituting the light emitting layer of EL511 of the present invention! , preferably all layers are r8-like, which is a cumulative film of the monolayers described above. This embodiment can be obtained by accumulating the above monomolecular film layer by layer in various ways up to the required number of layers using the LB method.

このようにして得られるEL素子の発光層の各層のvL
MJ数は、約4〜400が好適であり、また各層の累積
数は、約2〜200が好適であり、全体の厚さは、任意
に変更することができるが、本発明においては1合計で
約0.01〜17zmが好適である。
vL of each layer of the light emitting layer of the EL device obtained in this way
The number of MJ is preferably about 4 to 400, and the cumulative number of each layer is preferably about 2 to 200, and the total thickness can be changed arbitrarily, but in the present invention, the total thickness is 1. The preferred range is about 0.01 to 17 zm.

なお、基板として使用する一方の電極層あるいは両方の
電極層と発光層との接着は、LB法においては十分に強
固なものであり、発光層が剥離したり剥落したりするこ
とはないが、接着力を強化する目的で1、基板表面をあ
らかじめ処理しておいたり、あるいは基板と発光層との
間に適当な接着剤層を設けてもよい、更に1発光層の形
成用材料や使用する水層のpH、イオン種、水温、単分
子膜の転移速度あるいは単分子膜の表面圧等の種々の条
件を!$!I箇によっても接着力を強化することができ
る。
Note that the adhesion between one or both electrode layers used as a substrate and the light-emitting layer is sufficiently strong in the LB method, and the light-emitting layer will not peel or fall off. In order to strengthen the adhesive force, 1. The surface of the substrate may be treated in advance, or an appropriate adhesive layer may be provided between the substrate and the light emitting layer.1. Various conditions such as the pH of the water layer, ionic species, water temperature, monomolecular film transfer rate, or monomolecular film surface pressure! $! The adhesive strength can also be strengthened by the I part.

以上の如くして形成されたEL素子は、そのままでは空
気中の湿気や酸素の影響でその性能が劣化することがあ
るので、従来公知の手段で耐湿、#酵素性の密封構造と
するのが望ましい。
The performance of the EL element formed as described above may deteriorate due to the influence of moisture and oxygen in the air, so it is recommended to make it into a moisture-resistant, enzymatically sealed structure using conventionally known means. desirable.

以上の如き本発明のEL素子は、その発光層の構造が、
!薄膜であり、且つEL素子の作動上必要な高度の分子
秩序性と機能を有しており、優れた発光性能を宥するも
のである。また、製造面では、大面積にわたって1発光
層の厚さが均一で、欠陥のないEL素子とすることがで
き、また常温、常圧また1大それに近い条件で作成する
ことができるため、比較的耐熱性のない発光機能材料も
使用することができるという利点がある。
In the EL device of the present invention as described above, the structure of the light emitting layer is as follows:
! It is a thin film and has a high degree of molecular order and functionality necessary for the operation of an EL device, and provides excellent light emitting performance. In terms of manufacturing, the thickness of one emitting layer is uniform over a large area, making it possible to produce an EL element without defects, and it can be manufactured at room temperature, normal pressure, or under conditions close to that, making it comparatively This method has the advantage that it is possible to use light-emitting functional materials that are not particularly heat resistant.

更に、本発明のEL素子の発光層は、第1図に図解的に
示すように、従来技術の単一層からなる発光層とは異な
り、第2図に図解的に示すよう・に、第1の発光層とt
JS2の発光層とが均一な界面を有し、且つこれらの層
が4層重上積層されているので、それらの電気陰性度の
異なる2居間での各種相互作用が極めて容易であり、従
来技術では達成しえない程度の優れた発光性能を発揮す
るものである。すなわち、第1の発光層と第2の発光層
との電気陰性度の差等を種々変更することによって1発
光強度を向上させたり、あるいは発光色を任意に変更で
き、また、その耐用寿命も著しく適長させることができ
る。
Furthermore, as schematically shown in FIG. 1, the light-emitting layer of the EL device of the present invention is different from the light-emitting layer of the prior art that is a single layer, as shown schematically in FIG. luminescent layer and t
Since the light-emitting layer of JS2 has a uniform interface and these layers are stacked in four layers, various interactions between the two living rooms with different electronegativities are extremely easy, and compared to conventional technology. It exhibits an excellent luminous performance that cannot be achieved with other materials. In other words, by variously changing the difference in electronegativity between the first light-emitting layer and the second light-emitting layer, the luminescence intensity can be improved, or the luminescence color can be arbitrarily changed, and the service life can also be improved. It can be lengthened significantly.

更に、従来技術では、発光性が優れているが、成膜性や
膜強度が不十分な材料は実質上使用できなかったが、本
発明においては、このような成膜性や膜強度が劣るが1
発光性に優れた材料でも、いずれか一方の暦に成膜性に
優れた材料を使用することによって、発光性、成膜性お
よび膜強度のいずれもが優れた発光層を得ることができ
る。
Furthermore, in the conventional technology, it was virtually impossible to use materials that had excellent luminescence but insufficient film formability or film strength; however, in the present invention, materials with poor film formability or film strength could not be used. is 1
Even if the material is excellent in luminescence, by using a material with excellent film-forming properties in one of the layers, a luminescent layer with excellent luminescence, film-forming properties, and film strength can be obtained.

以上の本発明のEL素子は、その発光層に好適な電界等
の電気エネルギーが作用するように、電極層間に、交流
またはパルスあるいは直流電流等の電気エネルギーを印
加することにより、優れたEL発光を示すものである。
The EL device of the present invention described above can achieve excellent EL emission by applying electrical energy such as alternating current, pulse, or direct current between the electrode layers so that electrical energy such as a suitable electric field acts on the light emitting layer. This shows that.

次に実施例をあげて本発明を更に具体的に説明する。な
お、文中部とあるのはfi量基準である。
Next, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples. It should be noted that the middle part of the sentence is based on the amount of fi.

実施例1 50一層角のガラス板の表面上にスパッタリンダ法によ
り膜厚1500AのITO層を蒸着して、透明電極を形
成した。この成膜基板を充分洗浄後、Joyce −L
oebe1社製のLangmuir −Trough4
のpH6,5に調整された水相中に浸漬した。
Example 1 A transparent electrode was formed by depositing an ITO layer with a thickness of 1500 Å on the surface of a 50 mm square glass plate by a sputter-linda method. After thoroughly cleaning this film-forming substrate, Joyce-L
Langmuir-Trough4 manufactured by oebe1
The sample was immersed in an aqueous phase whose pH was adjusted to 6.5.

(A) 次に、上記カルバゾール化合物(A)を、クロロホルム
に溶かした(10層of/Jl)後、上記水相、ヒに展
開させた。溶媒のクロロホルムを蒸発除去後、表面圧を
高めて(30dyne/ c腸)1.上記分子を膜状に
析出させた。更に、4XIO■of/41のCdC:I
、を含み、PH8,0に調整されたもう1つのLang
muir −Trough4 (1)水相上に、(B) h記ピレン化合物(B)のクロロホルム溶液(10mo
lXJL)を展開させ、上記と同様にして単分子膜を析
出させた。その後、表面圧を一定に保ちながら、該成膜
基板を、水面を横切る方向に静かに上昇させ(上昇速度
2cw/sin ) 、単分子膜を基板上に移し取った
(A) Next, the carbazole compound (A) was dissolved in chloroform (10 layers/Jl), and then developed in the aqueous phase. After removing the solvent chloroform by evaporation, the surface pressure was increased (30 dyne/c intestine).1. The above molecules were deposited in the form of a film. Furthermore, 4XIO of/41 CdC:I
, and adjusted to pH 8,0.
muir-Trough4 (1) On the aqueous phase, (B) a chloroform solution (10 mo
lXJL) was developed and a monomolecular film was deposited in the same manner as above. Thereafter, while keeping the surface pressure constant, the film-forming substrate was gently raised in a direction across the water surface (rising rate of 2 cw/sin), and the monomolecular film was transferred onto the substrate.

次に、該基板を30分間放着し、乾燥した後、カルバゾ
ール単分子膜を析出した水相中に、静かに浸漬しく下げ
速度2’cI/sin ) 、該単分子膜をすでに作成
されたピレン膜上に粒層した0以上の操作を繰返すこと
によりピレン単分子膜とカルバゾール単分子膜を交互に
4暦、7暦、9暦、15層積層した。
Next, the substrate was left to stand for 30 minutes, dried, and then gently immersed in the aqueous phase in which the carbazole monolayer had been deposited at a lowering rate of 2'cI/sin), thereby converting the monolayer into the pre-precipitated monolayer. By repeating 0 or more operations of layering grains on a pyrene film, pyrene monomolecular films and carbazole monomolecular films were alternately laminated in 4 layers, 7 layers, 9 layers, and 15 layers.

上記のように形成された薄膜を有する基板を蒸着槽に入
れて、核種を一度10Torrの真空度まで20λ/s
eaで、L500Aの膜厚でAtを該薄M1hに蒸着し
て背面電極とした9作成されたEL素子を第3図に例示
したように、シールガラスでシールしたのち、従来方法
に従って、精製および脱気、脱水されたシリコンオイル
をシール中に注入して、本発明の4個のEL発光セルを
形成した。これらのEL発光セルに夕波電圧を印加した
ところ、該色素特宥の色を有するEL発光を得た。評価
結果を第1表に示す。
The substrate with the thin film formed as described above was placed in a vapor deposition tank, and the nuclide was heated to a vacuum level of 10 Torr at 20λ/s.
At ea, At was evaporated onto the thin layer M1h with a film thickness of L500A to form a back electrode.9 The fabricated EL element was sealed with a sealing glass as illustrated in FIG. 3, and then purified and purified according to the conventional method. Degassed and dehydrated silicone oil was injected into the seal to form four EL light emitting cells of the present invention. When evening wave voltage was applied to these EL cells, EL light emission having a color characteristic of the dye was obtained. The evaluation results are shown in Table 1.

上記の本発明のEL素子は、従来例のZnSを発光母体
としたEL素子と比較し、駆動電圧が低く1発光輝度特
性の良いEL素子であった。
The above-mentioned EL device of the present invention was an EL device with a lower driving voltage and better luminance characteristics than the conventional EL device using ZnS as a light emitting matrix.

実施例2 実施例1と同様なプロセスにより、 CD を使用し、他は実施例1と同様にして本発明のEL素子
を作成した。評価結果を第1衷に示す。
Example 2 An EL device of the present invention was produced in the same manner as in Example 1, except that CD was used and the other procedures were the same as in Example 1. The evaluation results are shown in the first page.

実施例3 実施例1におけるカルバゾール層およびピレン層を各々
累積度5の累積膜とし、積層数を4.7.9.15とし
たことを除き、他実施例1と同様にして本発明のEL素
子を得た。実施例1と同様にして評価した結果を第1表
に示す。
Example 3 The EL of the present invention was produced in the same manner as in Example 1, except that the carbazole layer and pyrene layer in Example 1 were each made into a cumulative film with a cumulative degree of 5, and the number of laminated layers was 4,7,9,15. I got the element. Table 1 shows the results of evaluation in the same manner as in Example 1.

比較例1 実施例1において、発光性化合物として化合物Bのみを
使用し、且つ単一層にしたことを除いて、他は実施例1
と同様にして比較用のEL未子を得、且つ実施例1と同
様に3f価した。評価結果は第1表に示した。
Comparative Example 1 In Example 1, except that only Compound B was used as the luminescent compound and a single layer was used, the rest was Example 1.
Comparative EL Miko was obtained in the same manner as in Example 1, and 3f valence was obtained in the same manner as in Example 1. The evaluation results are shown in Table 1.

比較例2 実施例2において、発光性化合物として化合物りのみを
使用し、且つ単一層にしたことを除いて、他は実施例2
と同様にして比較用のEL素子を得、且つ実施例2と同
様に評価した。評価結果は第1表に示した。
Comparative Example 2 In Example 2, except that Compound Rino was used as the luminescent compound and a single layer was used, the other changes were as in Example 2.
A comparative EL device was obtained in the same manner as in Example 2, and evaluated in the same manner as in Example 2. The evaluation results are shown in Table 1.

一塔覧−1−J荒− 1直]ユ yte度   1111  u  IL笠」正辷皿 巨
紅!笠」 4     4V、400Hz   20   0.1
07     5V、400Hz   28   0.
109     7V、400Hz   32   0
.1115    10V、400Hz   38  
 0.121蓋亘」 4     4V、400Hz   22   0.0
137        5V、400Hz    24
      0.109         ?V、40
0Hz    28      0.1O1510V、
400Hz    32     0.09笈亙亘](
各層の累積度は5) 4       10V、400Hz    25  
   0.097       18V、400Hz 
   35      0.088      20V
、400)1z    40      0.0815
      30V、400Hz    50    
  0.08之東上」 (累積度) 4     4V、400Hz   10   0.1
07        5V、400Hz    14 
     0.109        7V、400H
z    20      0.1115     1
0V、400Hz   25   0.12之較上」 (累積度) 4        4V、400Hz    12  
    0.107     5V、400Hz   
13   0.108        7V、400H
z    15      0.0915      
  10V、400Hz    20      0.
09
Itto-ran-1-J Ara-1 shift] Yuyte degree 1111 u IL Kasa" square plate giant red! 4 4V, 400Hz 20 0.1
07 5V, 400Hz 28 0.
109 7V, 400Hz 32 0
.. 1115 10V, 400Hz 38
4 4V, 400Hz 22 0.0
137 5V, 400Hz 24
0.109? V, 40
0Hz 28 0.1O1510V,
400Hz 32 0.09 笈亙亘】(
The cumulative degree of each layer is 5) 4 10V, 400Hz 25
0.097 18V, 400Hz
35 0.088 20V
, 400) 1z 40 0.0815
30V, 400Hz 50
0.08 no Higashijo” (cumulative degree) 4 4V, 400Hz 10 0.1
07 5V, 400Hz 14
0.109 7V, 400H
z 20 0.1115 1
0V, 400Hz 25 0.12 (cumulative degree) 4 4V, 400Hz 12
0.107 5V, 400Hz
13 0.108 7V, 400H
z 15 0.0915
10V, 400Hz 20 0.
09

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、従来技術のLB法によるEL素子を図解的に
示したものであり、第2図は、木発明のEI’l子を図
解的に示したものであり、第3図は木発明のEL素子の
断面を図解的に示したものである。 1:透明電極     2:発光層 3:背面電極     4;発光性化合物5:発光性化
合物   6:発光性化合物7;シールガラス   8
:シリコン絶縁油9;ガラス板 第1図 第2図 第3図
FIG. 1 diagrammatically shows an EL element based on the LB method of the prior art, FIG. 1 schematically shows a cross section of an EL element of the invention. 1: Transparent electrode 2: Luminescent layer 3: Back electrode 4; Luminescent compound 5: Luminescent compound 6: Luminescent compound 7; Seal glass 8
: Silicone insulating oil 9; Glass plate Figure 1 Figure 2 Figure 3

Claims (1)

【特許請求の範囲】  多層構造の発光層と、該発光層を挟持する少なくとも
1層が透明である2層の電極層からなるEL素子におい
て、上記の発光層が、下記第1層と下記第2層とを交互
に4層以上繰返し積層してなることを特徴とする上記の
EL素子。 第1層;第2層に対して相対的に電子受容性の少なくと
も1種の電気的発光性有機化合物からなる単分子膜また
はその累積膜。 第2層;第1層に対して相対的に電子供与性の少なくと
も1種の電気的発光性有機化合物からなる単分子膜また
はその累積膜。
[Claims] In an EL device comprising a multilayered light emitting layer and two electrode layers sandwiching the light emitting layer, at least one of which is transparent, the above light emitting layer has the following first layer and the following first layer. The above-mentioned EL device is characterized in that it is formed by repeatedly laminating four or more layers of two layers alternately. First layer: a monomolecular film or a cumulative film thereof consisting of at least one electroluminescent organic compound that is electron-accepting relative to the second layer. Second layer: a monomolecular film or a cumulative film thereof comprising at least one electroluminescent organic compound that is electron-donating relative to the first layer.
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JP2001357975A (en) * 2000-06-16 2001-12-26 Rohm Co Ltd Organic el element

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