JPS6160781A - El素子 - Google Patents
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- JPS6160781A JPS6160781A JP59182710A JP18271084A JPS6160781A JP S6160781 A JPS6160781 A JP S6160781A JP 59182710 A JP59182710 A JP 59182710A JP 18271084 A JP18271084 A JP 18271084A JP S6160781 A JPS6160781 A JP S6160781A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(!東上の利用分野)
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陰性度
が異なる少なくとも1種の電気的発光性有機化合物の薄
膜からなるEL素子に関する。
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陰性度
が異なる少なくとも1種の電気的発光性有機化合物の薄
膜からなるEL素子に関する。
(従来の技術)
従来のEL素子は、MnあるいはCuまたはRe F3
(Re ;希土類イオン)等を付活剤として含むZnS
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と薄膜型ELに大き
く構造的に分類される。
(Re ;希土類イオン)等を付活剤として含むZnS
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と薄膜型ELに大き
く構造的に分類される。
実用化されている素子のうち、薄膜ELは、一般的に粉
末型ELに比べ輝度が高いが、はII!JEL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。
末型ELに比べ輝度が高いが、はII!JEL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。
そのため、最も量産性に富み、コスト的に簿膜型素子の
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、EL発光においては、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、発光母材が不連続の粉末であるため、発
光層をドシくすると1発光層中にピンホールが生じ易く
、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の発光層内にフッ化ビニリデ
ン系重合体から成る中間銹電体層を配置した改良型素子
が、特開昭58−172891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慶されている。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ス(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52−355
87号公報に提案されている。しかし、それらのEL素
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@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。
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、EL発光においては、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、発光母材が不連続の粉末であるため、発
光層をドシくすると1発光層中にピンホールが生じ易く
、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の発光層内にフッ化ビニリデ
ン系重合体から成る中間銹電体層を配置した改良型素子
が、特開昭58−172891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慶されている。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ス(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52−355
87号公報に提案されている。しかし、それらのEL素
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@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。
(発明の開示)
従って、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。
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。
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。
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。
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1M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暦と
下記第2層とを交互に4層重上鰻返し積層してなること
を特徴とする上記のEL素子。
挟持する少なくとも1M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暦と
下記第2層とを交互に4層重上鰻返し積層してなること
を特徴とする上記のEL素子。
ill;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と該化合物に対して相
対的に電子受容性の少なくとも1種の有機化合物との混
合物からなる単分子膜またはその累積膜。
も1種の電気的発光性有機化合物と該化合物に対して相
対的に電子受容性の少なくとも1種の有機化合物との混
合物からなる単分子膜またはその累積膜。
wIJz暦;!81層に対して相対的に電子供与性の少
なくとも1@の電気的発光性有機化合物と該化合物に対
して相対的に電子供与性の少なくとも1種の有機化合物
との混合物からなる分子堆mIF!2゜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、
電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E1体、ポルフィリンおよびその全屈錆
体、8−ヒドロキシキノリンとその金属錯体、有機ルテ
ニウム錯体、有Ja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
ノエチレン等を挙げることができる。
なくとも1@の電気的発光性有機化合物と該化合物に対
して相対的に電子供与性の少なくとも1種の有機化合物
との混合物からなる分子堆mIF!2゜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、
電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E1体、ポルフィリンおよびその全屈錆
体、8−ヒドロキシキノリンとその金属錯体、有機ルテ
ニウム錯体、有Ja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
ノエチレン等を挙げることができる。
本発明において、第1の発光層を形成するために有用な
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。
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1
例えば下記の一般式(I)で表わされる化合物およびそ
の他の化合物を包含する。
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1
例えば下記の一般式(I)で表わされる化合物およびそ
の他の化合物を包含する。
[(X −R,)aZ]、L−φ−Rz
(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、アルキルエーテル基、ニトロ基:カ
ルボキシル基、スルホン酸基、リン酸基、ケイ酸基、第
1〜3アミノ基;これらの金属塩、1〜3級アミン塩、
酸塩:エステル基、スルホアミド基、アミド基、イミノ
基、4級アミン基およびそれらの塩、水酸基等であり;
R4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−S O,N R,、−GO−1−COO−等の如き
連結′I&(R,は水素原子、アルキル基、アリール等
の任意の置換基である)であり;φは後に例示する如き
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R1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1個は疎水性部分である。
(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、アルキルエーテル基、ニトロ基:カ
ルボキシル基、スルホン酸基、リン酸基、ケイ酸基、第
1〜3アミノ基;これらの金属塩、1〜3級アミン塩、
酸塩:エステル基、スルホアミド基、アミド基、イミノ
基、4級アミン基およびそれらの塩、水酸基等であり;
R4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−S O,N R,、−GO−1−COO−等の如き
連結′I&(R,は水素原子、アルキル基、アリール等
の任意の置換基である)であり;φは後に例示する如き
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R1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1個は疎水性部分である。
また1本発明において、第2の発光層を形成するために
有用な有機化合物は、化学的に修飾されていることを除
き、上記と同種の化合物から選択して使用する。
有用な有機化合物は、化学的に修飾されていることを除
き、上記と同種の化合物から選択して使用する。
第1層の形成に有用な一般式(I)の化合物のφとして
好ましいもの、およびWIJ2N/の形成に有用である
化合物の基本骨格、およびその他の化合物を例示すれば
、以下の通りである。(但し、以下に例示するΦ(基本
骨格)は、炭素数1〜4のアルキル基、アルコキシ基、
アルキルエーテル基、ハロゲン原子、ニトロ基、第1〜
3級アミ7基、水酸基、カルボアミド基、スルフオアミ
ド基等の一般的な置換基を有し得る。) (以 下 余 白 ) Z=NH10、S Z=CO,NHZ−CO,N
H,01SZ=NH,O,5 Z=NH,O%S Z=NH,
O,5Z=St Se Z=S+ Se
Z==5.5eZ=NH,OlS Z=N
H,Q S Z=NH,O,SSn、AtC4YbC
2 M = Er、 Tm Smt Eu+ Tb、
Z = O1HAM==A4 Gas Irt T
a、a=3 Fi?Er、Sm、EuM=Zn、
Cdv Mg、pb、a=2 Gd、Tb、D
yTm、Yb M=Er、Sm、Eu、Gd M=Er、Sm
、EuTb、Dy、Tm、Yb Gd、T
b、DyTm、Yb 2=0、S、SeO≦p≦2 以上の如き発光性化合物は、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。
好ましいもの、およびWIJ2N/の形成に有用である
化合物の基本骨格、およびその他の化合物を例示すれば
、以下の通りである。(但し、以下に例示するΦ(基本
骨格)は、炭素数1〜4のアルキル基、アルコキシ基、
アルキルエーテル基、ハロゲン原子、ニトロ基、第1〜
3級アミ7基、水酸基、カルボアミド基、スルフオアミ
ド基等の一般的な置換基を有し得る。) (以 下 余 白 ) Z=NH10、S Z=CO,NHZ−CO,N
H,01SZ=NH,O,5 Z=NH,O%S Z=NH,
O,5Z=St Se Z=S+ Se
Z==5.5eZ=NH,OlS Z=N
H,Q S Z=NH,O,SSn、AtC4YbC
2 M = Er、 Tm Smt Eu+ Tb、
Z = O1HAM==A4 Gas Irt T
a、a=3 Fi?Er、Sm、EuM=Zn、
Cdv Mg、pb、a=2 Gd、Tb、D
yTm、Yb M=Er、Sm、Eu、Gd M=Er、Sm
、EuTb、Dy、Tm、Yb Gd、T
b、DyTm、Yb 2=0、S、SeO≦p≦2 以上の如き発光性化合物は、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。
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。
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。
これらの暦を交互に4暦以上崩返し櫃層して多層構造の
発光層を形成することを特徴としている。
発光層を形成することを特徴としている。
すなわち、上記の如き発光性化合物は、それぞれ電気陰
性度が異なるから、それらのなかから、相対的に電子受
容性である前記化合物を、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、且つそれらに対して相対
的に電子供与性であ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7基、水Ig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級アミノ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。
性度が異なるから、それらのなかから、相対的に電子受
容性である前記化合物を、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、且つそれらに対して相対
的に電子供与性であ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7基、水Ig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級アミノ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。
本発明は、更に上記の如き第1層を形成する発光性化合
物に対して、該化合物よりも相対的に電子受容性の少な
くとも一種の有機化合物(以下アクセプターという)を
、好ましくは、前者1モルあたり、約1/10〜1/1
00モルの割合で加えて、第1層の電子受容性を更に強
化すること、および第2層を形成する発光性化合物に対
して、該化合物よりも相対的に電子供与性の少なくとも
一種の有機化合物(以下ドナーという)を、好ましくは
、前者1モルあたり、約1/10−1/lOOモルの割
合で加えて、第2層の電子供与性を更に強化することを
特徴としている。
物に対して、該化合物よりも相対的に電子受容性の少な
くとも一種の有機化合物(以下アクセプターという)を
、好ましくは、前者1モルあたり、約1/10〜1/1
00モルの割合で加えて、第1層の電子受容性を更に強
化すること、および第2層を形成する発光性化合物に対
して、該化合物よりも相対的に電子供与性の少なくとも
一種の有機化合物(以下ドナーという)を、好ましくは
、前者1モルあたり、約1/10−1/lOOモルの割
合で加えて、第2層の電子供与性を更に強化することを
特徴としている。
上記の如き7クセプターは、前記の発光性化合物から選
択してもよいし、前記以外の電子吸引性の大な他の有機
化合物から選択してもよい、また、ドナーも、前記の発
光性化合物から選択してもよいし、前記以外の電子供与
性の大な他の有機化合物から選択してもよい0例えば、
アクセプターとしては、前記の如き電子吸引性の大な置
換基を有する種々の化合物から、また、ドナーとしても
、同様に前記の如き電子供与性の大な置換基を有する種
々の有機化合物から選択することが好ましい。
択してもよいし、前記以外の電子吸引性の大な他の有機
化合物から選択してもよい、また、ドナーも、前記の発
光性化合物から選択してもよいし、前記以外の電子供与
性の大な他の有機化合物から選択してもよい0例えば、
アクセプターとしては、前記の如き電子吸引性の大な置
換基を有する種々の化合物から、また、ドナーとしても
、同様に前記の如き電子供与性の大な置換基を有する種
々の有機化合物から選択することが好ましい。
本発明のEL素子を形成する他の要素、すなわち2F!
:の電極層は、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Ig
は透明性である必要がある。透明電極層としては、従来
同様目的の透明電極層がいずれも使用でき、好ましいも
のとしては、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(I To)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。一方の面に不透明な背面電極層を使用する場合は、
これらの不透明電極層も。
:の電極層は、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Ig
は透明性である必要がある。透明電極層としては、従来
同様目的の透明電極層がいずれも使用でき、好ましいも
のとしては、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(I To)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。一方の面に不透明な背面電極層を使用する場合は、
これらの不透明電極層も。
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 、3 JLmのアルミニウム、銀、
金等の蒸着膜である。また透明電極層あるいは背面電極
層の形状は、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
明電極層の厚さは、約0.01〜0.2井m8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。
さが約0.1〜0 、3 JLmのアルミニウム、銀、
金等の蒸着膜である。また透明電極層あるいは背面電極
層の形状は、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
明電極層の厚さは、約0.01〜0.2井m8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。
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(アクセプターまたはドナーを含む)を別々に用い
てt51居および第2居を形成し、これらの第1Mと′
ptS2居とを交互に4層重上Tft層して、4m以上
の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2層構造の発光層を構成する第1層
が、第2PJに対して相対的に電子受容性である化合物
からなる高秩序の分子配向性をもって配列した混合単分
子膜あるいはその累積膜であり、第2層が、第1層に対
して相対的に電子供与性である化合物からなる混合分子
堆積膜であることを特徴としている。
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(アクセプターまたはドナーを含む)を別々に用い
てt51居および第2居を形成し、これらの第1Mと′
ptS2居とを交互に4層重上Tft層して、4m以上
の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2層構造の発光層を構成する第1層
が、第2PJに対して相対的に電子受容性である化合物
からなる高秩序の分子配向性をもって配列した混合単分
子膜あるいはその累積膜であり、第2層が、第1層に対
して相対的に電子供与性である化合物からなる混合分子
堆積膜であることを特徴としている。
本発明において、このような第1層の単分子膜あるいは
その累21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・プロジェット法(LB法)である、
このLB法は、分子内に親水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1分子は水面上で、親
木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。
その累21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・プロジェット法(LB法)である、
このLB法は、分子内に親水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1分子は水面上で、親
木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
)を設けて展開面蹟を制限して膜物質の集合状態を制御
し1表面圧を徐々に上昇させ、単分子膜あるいはその累
結膜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v1膜は前
記の操作を縁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。
に拡散して広がりすぎないように、仕切板(または浮子
)を設けて展開面蹟を制限して膜物質の集合状態を制御
し1表面圧を徐々に上昇させ、単分子膜あるいはその累
結膜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v1膜は前
記の操作を縁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。
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。前
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。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
親木性基と親木性ノ、(、分子の疎水性基と疎水性基が
向かい合うY、5膜が形成される。それに対し5水平行
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、単分子膜を梁端しても、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型膜が形成される0反対に全ての
暦において親木性基が基板側に向いた累縫膜はZ型膜と
呼ばれる1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v1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。
、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。前
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。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
親木性基と親木性ノ、(、分子の疎水性基と疎水性基が
向かい合うY、5膜が形成される。それに対し5水平行
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、単分子膜を梁端しても、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型膜が形成される0反対に全ての
暦において親木性基が基板側に向いた累縫膜はZ型膜と
呼ばれる1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v1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。
また、前述した親木性基、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。
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。
本発明において、第2の発光層を構成する分子堆積膜を
形成する方法として、特に好ましい方法は、抵抗加熱1
着法やCVD法であり、例えば、蒸着法では、第2の発
光層として、500A程度の薄膜が形成できる。
形成する方法として、特に好ましい方法は、抵抗加熱1
着法やCVD法であり、例えば、蒸着法では、第2の発
光層として、500A程度の薄膜が形成できる。
例えば、抵抗加熱蒸着法による場合は、材料を真空槽中
に置いたタングステンボードに入れ、基板から30ct
x以上はなし、抵抗加熱し、昇華性のものは昇華温度に
設定し、溶融性のものは融点以上の温度に設定して蒸着
する。前真空度は、2×10↑orr以下にし、蒸着前
にシャッターでふさぎ、ポートを加熱し2分はど空とば
しした後、シャッターを開いて蒸着する。
に置いたタングステンボードに入れ、基板から30ct
x以上はなし、抵抗加熱し、昇華性のものは昇華温度に
設定し、溶融性のものは融点以上の温度に設定して蒸着
する。前真空度は、2×10↑orr以下にし、蒸着前
にシャッターでふさぎ、ポートを加熱し2分はど空とば
しした後、シャッターを開いて蒸着する。
蒸着中の速度は、水晶振動子の膜厚モニターで測定しな
がら行なうが、好適な速度としては0 、 l A /
3ec 〜100 A/secの間で行なう。
がら行なうが、好適な速度としては0 、 l A /
3ec 〜100 A/secの間で行なう。
その際の真空度は酸化などを防ぐために、l O−’T
orr以下、好ましくは1OTorr程度になるように
保つことにより行なう。
orr以下、好ましくは1OTorr程度になるように
保つことにより行なう。
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、本発明者は1種々研究の
結果、発光層を多FrI構造とし、第1層の発光層を、
前述の如きアクセプターを含む相対的に電子受容性であ
る化合物を用いて混合単分子膜あるいはその累積膜とし
て形成し、且つ第2層を、第1層に対してドナーを含む
相対的に電子供与性である化合物から混合分子堆積膜と
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。
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、本発明者は1種々研究の
結果、発光層を多FrI構造とし、第1層の発光層を、
前述の如きアクセプターを含む相対的に電子受容性であ
る化合物を用いて混合単分子膜あるいはその累積膜とし
て形成し、且つ第2層を、第1層に対してドナーを含む
相対的に電子供与性である化合物から混合分子堆積膜と
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。
本発明の1つの態様は、第1の発光層が、アクセプター
を含む前記発光性材料からなる混合単分子膜である態様
である。この態様のET、素子は。
を含む前記発光性材料からなる混合単分子膜である態様
である。この態様のET、素子は。
まず最初に、第2の暦に対して相対的に電子゛受容性で
ある材料と7クセプターとからなる混合物を、適当な有
機溶剤1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16=〜10−2M程度のに度に溶解
し、該溶液を、各種の全屈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混合単分子膜を形成し、前述の如
くのLB法で。
ある材料と7クセプターとからなる混合物を、適当な有
機溶剤1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16=〜10−2M程度のに度に溶解
し、該溶液を、各種の全屈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混合単分子膜を形成し、前述の如
くのLB法で。
一方の透rIA電極基板上に移し取って第1層とし、十
分に乾燥し、次いで、このように形成した第1層に対し
て相対的に電子供与性である材料とドナーとからなる混
合物を、前記の如き分子堆積法により、混合分子堆積膜
として第2層を形成し、更にこのような工程を必要回数
繰返して多層構造の発光層を形成し1次いで、形成され
た発光層の表面に、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。
分に乾燥し、次いで、このように形成した第1層に対し
て相対的に電子供与性である材料とドナーとからなる混
合物を、前記の如き分子堆積法により、混合分子堆積膜
として第2層を形成し、更にこのような工程を必要回数
繰返して多層構造の発光層を形成し1次いで、形成され
た発光層の表面に、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。
このようにして得られたEL素子の多層の単分子膜と分
子堆m1llと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M類によって異なるが、一般的には約0
.01〜1μmの厚さが好適である。
子堆m1llと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M類によって異なるが、一般的には約0
.01〜1μmの厚さが好適である。
また、別の重要な態様は、本発明のELぶ子の発光層を
構成する第1層のうち少なくとも1居、好ましくは全て
の層が、上記の単分子膜の累猜膜である態様である。該
態様は、前記のLB法と分子推量法を用いることにより
、上記の如き単分子11りを第1層の形成毎に8々の方
法で必要な層数までW、11することによって得られる
。
構成する第1層のうち少なくとも1居、好ましくは全て
の層が、上記の単分子膜の累猜膜である態様である。該
態様は、前記のLB法と分子推量法を用いることにより
、上記の如き単分子11りを第1層の形成毎に8々の方
法で必要な層数までW、11することによって得られる
。
このようにして得られるEL素子の発光層の全体の!!
1層数は、約4〜400が好適であり、また第1層の単
分子膜の累蹟数は、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、合計で約0.01〜1ルmが好適である。
1層数は、約4〜400が好適であり、また第1層の単
分子膜の累蹟数は、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、合計で約0.01〜1ルmが好適である。
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看は、LB法および分子堆覆法に
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
、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、LB法において1発光層の形成用材料の種類や使用
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調節によっ
ても接着力を強化することができる。
電極層と発光層との接看は、LB法および分子堆覆法に
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
、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、LB法において1発光層の形成用材料の種類や使用
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調節によっ
ても接着力を強化することができる。
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耐酸素性の密封構造とす
るのが望ましい。
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耐酸素性の密封構造とす
るのが望ましい。
以上の如き本発明のEL素子は、その発光層の構造が、
B薄膜であり、且つ第1層が、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、且つ、第2層と
f51層とが、種々の電気的相互作用を行なうことによ
り、優れた発光性能を発揮するものである。
B薄膜であり、且つ第1層が、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、且つ、第2層と
f51層とが、種々の電気的相互作用を行なうことによ
り、優れた発光性能を発揮するものである。
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の発光層と第2
の発光層とが均一な界面を有し、且つこれらの居が多数
積層されているので、それらの電気陰性度の異なる2層
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、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延長させることができる。
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の発光層と第2
の発光層とが均一な界面を有し、且つこれらの居が多数
積層されているので、それらの電気陰性度の異なる2層
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、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延長させることができる。
更に、従来技術では1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1本発明においては、このような成膜性や膜強度が
劣るが、発光性に優れた材料でも。
たが1本発明においては、このような成膜性や膜強度が
劣るが、発光性に優れた材料でも。
いずれか一方の層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。
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。
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、爽涼
またはパルスあるいは直浣電流等の゛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
。
の電気エネルギーが作用するように、電極層間に、爽涼
またはパルスあるいは直浣電流等の゛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
。
次に実施例をあげて本yA明を更に具体的に説明する。
なお、文中部とあるのは正1i1−基準である。
実施例1
50mm角のガラス坂の表面上にスパッタリング法によ
り膜厚1500AのITO層を71!f27シて、透明
電極を形成した。この成11!J ノ、q板を充分洗浄
後、Joyca −Loebe1社製のLangmui
r −Trougb4の4X10molのCd Cli
を含みp)14.0に!gIlされた水相中に浸漬した
0次に、 A B C 上記化合物A、BおよびCを5:5:1のモル比でクロ
ロホルムに溶かした(lomol/u)後、上記水相上
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/cm)、上記混合分子を膜
状に析出させた。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!ilJる方向に靜かに上下さ
せ(上下速度2cm/+win ) 、混合単分子1反
を基板上に移し取り。
り膜厚1500AのITO層を71!f27シて、透明
電極を形成した。この成11!J ノ、q板を充分洗浄
後、Joyca −Loebe1社製のLangmui
r −Trougb4の4X10molのCd Cli
を含みp)14.0に!gIlされた水相中に浸漬した
0次に、 A B C 上記化合物A、BおよびCを5:5:1のモル比でクロ
ロホルムに溶かした(lomol/u)後、上記水相上
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/cm)、上記混合分子を膜
状に析出させた。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!ilJる方向に靜かに上下さ
せ(上下速度2cm/+win ) 、混合単分子1反
を基板上に移し取り。
5層・に累積した混合単分子W、vi膜を作成して第1
層とした。この累積工程において、該基板を水槽から引
きあげる都度、30分間以上放惹して基板に付着してい
る水分をJ発除去した。
層とした。この累積工程において、該基板を水槽から引
きあげる都度、30分間以上放惹して基板に付着してい
る水分をJ発除去した。
次に、抵抗加熱蒸着装置を用いて、上記の混合単分子膜
の累苗膜を設けた透明電極基板上に、カルバゾール(D
)(mp、245℃)とインダゾール(E)(mp 、
146℃)とを250人の膜厚に蒸着させてtjsZ層
とした。この蒸着は、蒸着槽を一度10Torrの真空
度まで減圧し、抵抗加熱ボード(Mo)の温度を徐々に
上げてゆき、インダゾールの蒸着速度がIA/sec程
度になるように、抵抗加熱ボードに流れる電流を一定に
保ち、全蒸着速度が5A/secとなるように、カルバ
ゾールを入れたボードに流れる電流を[Tして蒸着膜を
形成した。7.1AM時の真空度は、9 X I O−
’Torrであった。また、基板ホルダーの温度は。
の累苗膜を設けた透明電極基板上に、カルバゾール(D
)(mp、245℃)とインダゾール(E)(mp 、
146℃)とを250人の膜厚に蒸着させてtjsZ層
とした。この蒸着は、蒸着槽を一度10Torrの真空
度まで減圧し、抵抗加熱ボード(Mo)の温度を徐々に
上げてゆき、インダゾールの蒸着速度がIA/sec程
度になるように、抵抗加熱ボードに流れる電流を一定に
保ち、全蒸着速度が5A/secとなるように、カルバ
ゾールを入れたボードに流れる電流を[Tして蒸着膜を
形成した。7.1AM時の真空度は、9 X I O−
’Torrであった。また、基板ホルダーの温度は。
20℃の水を循環させて一定に保った。
次いで上記操作を更に3回崩返して全部で8層構造の発
光層を形成した。
光層を形成した。
最後に、上記のように形成された薄膜を蒸着槽に入れて
、核種を一度10Torrの真空度まで減圧した後、真
空度10 Torrに調整して蒸着速度20A / S
ecで、lコυυAの1戻厚でAI7穎博服上に蒸着し
て背面電極とした0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EL発光セルを形成し
た。これらのEL発光セルに10■、400Hzの交流
電圧を印加したところ、電流密度0.11mA/cm″
で輝度32ft−LのEL発光を示した。
、核種を一度10Torrの真空度まで減圧した後、真
空度10 Torrに調整して蒸着速度20A / S
ecで、lコυυAの1戻厚でAI7穎博服上に蒸着し
て背面電極とした0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EL発光セルを形成し
た。これらのEL発光セルに10■、400Hzの交流
電圧を印加したところ、電流密度0.11mA/cm″
で輝度32ft−LのEL発光を示した。
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、発光輝度特
性の良いEL素子であった。
としたEL素子と比較し、駆動電圧が低く、発光輝度特
性の良いEL素子であった。
比較例1
実施例1において、!82層を形成しなかったことを除
いて、他は実施例1と同様にして比較用のEL素子を得
、且つ実施例1と同様に評価したところ、電流密度0
、09mA/ crrr’で輝度17ft−L以下であ
った。
いて、他は実施例1と同様にして比較用のEL素子を得
、且つ実施例1と同様に評価したところ、電流密度0
、09mA/ crrr’で輝度17ft−L以下であ
った。
実施例2
実施例1における化合物AおよびDに代えて。
F G
上記化合物FおよびGを使用し、他は実施例1と同様に
して1本発明のEL素子(但し、累積数は5)を得、実
施例1と同一条件で評価したところ、電流密度0 、1
0 mA7cm’テ、輝度(Ft−L)は31であった
。
して1本発明のEL素子(但し、累積数は5)を得、実
施例1と同一条件で評価したところ、電流密度0 、1
0 mA7cm’テ、輝度(Ft−L)は31であった
。
実施例3
実施例1における第1層を単分子膜にしたことを除いて
、他は実施例1と同様にして得た本発明のEL素子の評
価結果は、電流密度0.12mA/cIT+′で、輝度
(Ft−L)は33であった。
、他は実施例1と同様にして得た本発明のEL素子の評
価結果は、電流密度0.12mA/cIT+′で、輝度
(Ft−L)は33であった。
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、本発明のEL素子を図解
的に示したものであり、第3図は本発明のEL素子の断
面を図解的に示したものである。 l;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 5′;アクセプター6:発光性化合物
6′;ドナー 7;シールガラス 8;シリコン絶縁油9;ガラス
板
示したものであり、第2図は、本発明のEL素子を図解
的に示したものであり、第3図は本発明のEL素子の断
面を図解的に示したものである。 l;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 5′;アクセプター6:発光性化合物
6′;ドナー 7;シールガラス 8;シリコン絶縁油9;ガラス
板
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と該化合物に対して相
対的に電子受容性の少なくとも1種の有機化合物との混
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と該化合物に対して相
対的に電子供与性の少なくとも1種の有機化合物との混
合物からなる分子堆積膜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59182710A JPS6160781A (ja) | 1984-09-03 | 1984-09-03 | El素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59182710A JPS6160781A (ja) | 1984-09-03 | 1984-09-03 | El素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6160781A true JPS6160781A (ja) | 1986-03-28 |
Family
ID=16123077
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59182710A Pending JPS6160781A (ja) | 1984-09-03 | 1984-09-03 | El素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6160781A (ja) |
-
1984
- 1984-09-03 JP JP59182710A patent/JPS6160781A/ja active Pending
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