JPH04212287A - Organic membranous electro-luminescence(el) element - Google Patents

Organic membranous electro-luminescence(el) element

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JPH04212287A
JPH04212287A JP3037936A JP3793691A JPH04212287A JP H04212287 A JPH04212287 A JP H04212287A JP 3037936 A JP3037936 A JP 3037936A JP 3793691 A JP3793691 A JP 3793691A JP H04212287 A JPH04212287 A JP H04212287A
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JP
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organic
layer
cathode
electron
transport layer
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Japanese (ja)
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Yuichi Ito
祐一 伊藤
Noritoshi Tomikawa
典俊 富川
Takao Minato
孝夫 湊
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Toppan Printing Co Ltd
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    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H10K50/00Organic light-emitting devices
    • H10K50/80Constructional details
    • H10K50/805Electrodes
    • H10K50/82Cathodes

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Abstract

PURPOSE:To provide an organic membranous EL element high in brightness and long in service life. CONSTITUTION:In an organic membranous EL element composed of at least an anode 2, a positive hole pouring and transport layer 3, an organic electron transport luminous layer 4, and a cathode 5, or at least an anode 2, a positive hole pouring and transport layer 3, an organic luminous layer 7, an electron pouring and transport layer 8, and a cathode 5 in this order, the cathode 5 contacting with the organic electron transport luminous layer 4 or the electron pouring and transport layer 8 is made of an alloy including an alkaline metal element of 6mol% or more as the specific feature of this organic membranous EL element. By using a relatively stable alloy of a low work function which consists of an alkaline metal element and some other metals, the electron pouring amount to the organic electron transport luminous layer can be increased, effective in higher brightness of the organic membranous EL element.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】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、有機電子輸送発光層、陰極、もしく
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。
[Industrial Application Field] The present invention relates to an EL device using electrical light emission, that is, electroluminescence (hereinafter simply referred to as EL), and more specifically relates to at least an anode, a hole injection transport layer, an organic electron transport layer, and an organic electron transport layer. The present invention relates to an organic thin film EL device that is composed of a light emitting layer, a cathode, or at least an anode, a hole injection transport layer, an organic light emitting layer, an electron injection transport layer, and a cathode.

【従来技術】[Prior art]

【0002】従来のEL素子は、電極間に高抵抗な絶縁
層を設けた交流駆動型のものが主流で、それらは分散型
EL素子と薄膜型EL素子に大きく分類される。分散型
EL素子の構造は、樹脂バインダー中に分散させた高誘
電率のチタン酸バリウム等の粉末を、背面電極となるア
ルミ箔上に数10μmの厚さにコーティングして絶縁層
とし、その上に樹脂バインダー中に分散した硫化亜鉛系
の発光体層を設け、更にその上に透明電極を積層したも
のである。この型の素子は、安価で大面積、厚さ1mm
以下の面発光体を得られ、液晶表示装置用バックライト
等の用途があるが、輝度が低下しやすい。
[0002] Conventional EL devices are mainly AC drive type devices in which a high-resistance insulating layer is provided between electrodes, and they are broadly classified into distributed type EL devices and thin film type EL devices. The structure of a dispersed EL element is to coat an aluminum foil, which will serve as a back electrode, to a thickness of several tens of micrometers with powder such as barium titanate, which has a high dielectric constant and is dispersed in a resin binder, to form an insulating layer. A zinc sulfide-based luminescent layer dispersed in a resin binder is provided on top of the phosphor, and a transparent electrode is further laminated thereon. This type of element is inexpensive, has a large area, and has a thickness of 1 mm.
The following surface light emitters can be obtained and are used as backlights for liquid crystal display devices, but the brightness tends to decrease.

【0003】薄膜EL素子は、ガラス板に酸化インジウ
ム〜酸化錫(以下単にITOという)等を被覆した透明
電極基板上に、絶縁層としてスパッタリング法等により
酸化イットリウム等の誘電体薄膜層を数千Å形成し、そ
の上にZnS系、ZnSe系、SrS系、CaS系等の
蛍光体薄膜を電子ビーム蒸着、スパッタリング法等で数
千Å程度積層し、さらに誘電体薄膜層、アルミ等の背面
電極の順に積層された構造になっている。電極間の膜厚
は1〜2μm以下である。薄膜型EL素子は長寿命で高
精細な表示が可能でポータブル型コンピュータ用ディス
プレイ等の用途に適しているが、高価である。
Thin-film EL devices are made by depositing several thousand dielectric thin film layers such as yttrium oxide as an insulating layer on a transparent electrode substrate made of a glass plate coated with indium oxide to tin oxide (hereinafter simply referred to as ITO) by sputtering or the like. On top of this, a ZnS-based, ZnSe-based, SrS-based, CaS-based, etc. phosphor thin film is laminated to a thickness of several thousand angstroms by electron beam evaporation, sputtering, etc., and then a dielectric thin film layer and a back electrode such as aluminum are formed. It has a structure in which the layers are stacked in this order. The film thickness between the electrodes is 1 to 2 μm or less. Thin-film EL elements have a long life and are capable of high-definition display, and are suitable for applications such as portable computer displays, but are expensive.

【0004】どちらの型のEL素子の場合も十分な輝度
を得るためには100V以上の交流高電圧を要する。し
かし、例えば、電池でEL素子を発光させる際には、昇
圧トランスを要するため、EL素子が1mm以下の薄型
であっても組み込まれた機器全体の厚さを薄くするのは
困難であった。
[0004] In the case of either type of EL element, an AC high voltage of 100 V or more is required to obtain sufficient brightness. However, for example, when a battery is used to cause an EL element to emit light, a step-up transformer is required, so even if the EL element is as thin as 1 mm or less, it is difficult to reduce the thickness of the entire device in which it is incorporated.

【0005】そこで近年、昇圧トランス等の不要な低電
圧直流駆動のEL素子を目指した研究が行なわれており
、その一つとして有機薄膜EL素子の研究が行われてい
る。
[0005] In recent years, therefore, research has been conducted aiming at low voltage direct current driven EL elements that do not require step-up transformers, and one example of which is research on organic thin film EL elements.

【0006】特開昭57−51781号公報、特開昭5
9−194393号公報、特開昭63−264692号
公報、特開昭63−295695号公報、ジャパニーズ
・ジャーナル・オブ・アプライド・フィジックス第25
巻第9号773頁(1986年)、アプライド・フィジ
ィックス・レター第51巻第12号913頁(1987
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3610頁(1989年)等によれ
ば、従来、この種の有機薄膜EL素子は、以下のように
作られている。
[0006] JP-A-57-51781, JP-A-5
9-194393, JP 63-264692, JP 63-295695, Japanese Journal of Applied Physics No.
Vol. 9, p. 773 (1986), Applied Physics Letters, Vol. 51, No. 12, p. 913 (1987)
According to the Journal of Applied Physics, Vol. 65, No. 9, p. 3610 (1989), this type of organic thin film EL device has conventionally been manufactured as follows.

【0007】まず、ガラス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形成した金やITOの透明
導電性被膜の陽極上に、まず正孔注入輸送層として銅フ
タロシアニン、ポリ3−メチルチオフェン、あるいは「
化1」で示される化合物:
First, copper phthalocyanine or poly(3-methyl) is deposited as a hole injection transport layer on an anode of a transparent conductive film of gold or ITO formed by vapor deposition or sputtering on a transparent insulating substrate such as glass. Thiophene, or
Compound represented by formula 1:

【0008】[0008]

【化1】[Chemical formula 1]

【0009】1,1−ビス(4−ジ−パラ−トリルアミ
ノフェニル)シクロヘキサン(融点181.4℃〜18
2.4℃)、あるいは「化2」で示される化合物:
1,1-bis(4-di-para-tolylaminophenyl)cyclohexane (melting point: 181.4°C to 18°C)
2.4°C) or a compound represented by "Chemical formula 2":

【0
010】
0
010]

【化2】[Case 2]

【0011】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(融点159℃〜163℃)等のテトラフ
ェニルジアミン誘導体の層を、蒸着や電解重合法等で1
μm程度以下の厚さに単層又は積層して形成する。
N,N'-diphenyl-N,N'-bis(
3-methylphenyl)-1,1'-biphenyl-4,4
A layer of a tetraphenyldiamine derivative such as '-diamine (melting point 159°C to 163°C) is formed by vapor deposition or electrolytic polymerization.
It is formed as a single layer or a laminated layer to a thickness of about μm or less.

【0012】次に正孔注入輸送層上に、テトラフェニル
ブタジエン、アントラセン、ペリレン、コロネン、12
−フタロペリノン誘導体、トリス(8−キノリノール)
アルミニウム等の有機蛍光体を蒸着、又は樹脂バインダ
ー中に分散させてコーティングすることにより有機電子
輸送発光層を1.0μm程度以下の厚さで形成する。最
後に、その上に陰極としてMg,In,Alの単体金属
、またはMgとAgの合金(原子比10:1)等を蒸着
する。
Next, tetraphenylbutadiene, anthracene, perylene, coronene, 12
-phthaloperinone derivative, tris(8-quinolinol)
An organic electron-transporting light-emitting layer is formed to a thickness of about 1.0 μm or less by coating an organic phosphor such as aluminum by vapor deposition or by dispersing it in a resin binder. Finally, single metals such as Mg, In, and Al, or an alloy of Mg and Ag (atomic ratio 10:1), etc. are deposited thereon as a cathode.

【0013】以上のように作られた素子は、透明電極側
を陽極として20〜30V以下の直流低電圧に印加する
ことにより発光層に正孔と電子が注入され、その再結合
により発光し1000cd/m2 程度の輝度が得られ
ている。
In the device manufactured as described above, holes and electrons are injected into the light-emitting layer by applying a low DC voltage of 20 to 30 V or less with the transparent electrode side as the anode, and the recombination causes light emission of 1000 cd. /m2 brightness was obtained.

【0014】また、アプライド・フィズィクス・レター
第57巻第6号531頁(1990年)等によると、安
達らは図3に示したように、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(7)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(8)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(5)としてMgとAgの合金を順に積層し
て得た有機薄膜EL素子を作り、同様に20〜30V以
下の直流低電圧で1000cd/m2 程度のEL発光
を得ている。
Furthermore, according to Applied Physics Letters Vol. 57, No. 6, p. 531 (1990), Adachi et al. as N,N'-diphenyl-N,N'-
Bis(3-methylphenyl)-1,1'-biphenyl-
4,4'-diamine, 1-[4 as organic light emitting layer (7)
-N,N-bis(P-methoxyphenyl)aminostyryl]naphthalene, 2-(4
-biphenyl)-5-(4-t-butylphenyl)-1
, 3,4-oxadiazole (hereinafter simply referred to as BPBD), and an alloy of Mg and Ag as the cathode (5) were sequentially laminated to produce an organic thin film EL device, and similarly low DC voltage of 20 to 30 V or less was made. EL emission of about 1000 cd/m2 was obtained.

【0015】ここで、有機薄膜EL素子に用いる陰極材
料の好ましい条件を考えると、 ■有機薄膜への密着性が良い。 ■酸化しにくく安定。 ■有機薄膜材料の最低空軌道(以下単にLUMOという
)のエネルギーレベルへの電子注入がしやすいように低
仕事関数である。 等があげられる。
[0015] Now, considering the preferable conditions for the cathode material used in the organic thin film EL element, (1) it has good adhesion to the organic thin film. ■Difficult to oxidize and stable. ■It has a low work function so that electrons can be easily injected into the energy level of the lowest unoccupied molecular orbital (hereinafter simply referred to as LUMO) of the organic thin film material. etc. can be mentioned.

【0016】従来、最も用いられてきた陰極材料Mgー
Ag合金(原子比10:1,仕事関数約3.8eV)は
、C.W.Tangらが開発したもので、低仕事関数の
Mg(仕事関数約3.6eV)の有機薄膜への密着性お
よび蒸着膜の平滑性をAgを添加し改善したものである
。しかし、これは、逆に空気中ではMg単体よりも金属
膜の内部まで腐食が進行し易くなってしまっている。
Conventionally, the cathode material Mg-Ag alloy (atomic ratio 10:1, work function approximately 3.8 eV) that has been most used is C.I. W. Developed by Tang et al., the adhesion of low work function Mg (work function approximately 3.6 eV) to an organic thin film and the smoothness of the deposited film are improved by adding Ag. However, this means that corrosion progresses more easily to the inside of the metal film in air than in the case of Mg alone.

【0017】有機薄膜EL素子は、ヒートシール時の熱
や有機溶剤を含む接着材に弱いために、従来十分な封止
方法が開発されていなかった。そのため、素子の保存や
駆動は、真空中または乾燥Arガス中等の不活性雰囲気
中で行なわれており、低仕事関数でかつ安定な陰極材料
の開発が求められていた。
[0017] Organic thin film EL elements are susceptible to heat during heat sealing and to adhesives containing organic solvents, so no adequate sealing method has been developed so far. Therefore, devices are stored and driven in vacuum or in an inert atmosphere such as dry Ar gas, and there has been a need to develop a stable cathode material with a low work function.

【0018】また、従来最も高輝度が得られる代表的な
電子輸送発光材料として知られているトリス(8−キノ
リノール)アルミニウムのLUMOのエネルギーレベル
は、大気下で光電子放出法で測定した仕事関数の値から
光学的エネルギーギャップ(2.75eV)を引いて求
めると、約3.1eVであり、電子注入輸送材料として
使われているBPBDの場合は2.7eVである。そこ
で、これらの材料に効率的に電子注入を行ない、100
00cd/m2 以上の高輝度の有機薄膜EL素子を得
るための陰極材料としては、仕事関数が3.1eVより
小さく、高いフェルミレベルを持つLi(仕事関数2.
9eV)、Na(同  2.75eV)、K(同2.1
5eV)等のアルカリ金属が期待できるが、単体金属で
はきわめて酸化し易く不安定であるため、陰極として用
いることができなかった。
Furthermore, the energy level of the LUMO of tris(8-quinolinol) aluminum, which is conventionally known as a typical electron-transporting luminescent material that can provide the highest brightness, is the same as the work function measured by the photoelectron emission method in the atmosphere. Subtracting the optical energy gap (2.75 eV) from the value yields approximately 3.1 eV, and in the case of BPBD, which is used as an electron injection transport material, it is 2.7 eV. Therefore, by efficiently injecting electrons into these materials, 100
As a cathode material for obtaining an organic thin film EL device with a high luminance of 00 cd/m2 or more, Li (work function 2.0 cd/m2), which has a work function smaller than 3.1 eV and a high Fermi level, is used.
9eV), Na (2.75eV), K (2.1eV),
Although alkali metals such as 5 eV) are promising, single metals are extremely susceptible to oxidation and are unstable, so they could not be used as cathodes.

【0019】[0019]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
を解決するためになされたもので、従来使用されたMg
−Ag合金よりも低仕事関数で、かつ比較的安定な陰極
材料を用いた高輝度有機薄膜EL素子を提供すること、
および空気中でも劣化しにくい有機薄膜EL素子を提供
することを目的としてなされたものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems.
- To provide a high-brightness organic thin film EL device using a cathode material that has a lower work function than an Ag alloy and is relatively stable;
This invention was made with the aim of providing an organic thin film EL element that does not easily deteriorate even in the air.

【0020】[0020]

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、少な
くとも陽極、正孔注入輸送層、有機電子輸送発光層、陰
極、または少なくとも陽極、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E
L素子において、有機電子輸送発光層もしくは電子注入
輸送層と接する前記陰極が、アルカリ金属元素を6モル
%以上含む合金であることを特徴とする有機薄膜EL素
子である。
[Means for Solving the Problems] That is, the present invention provides at least an anode, a hole injection transport layer, an organic electron transport light emitting layer, a cathode, or at least an anode, a hole injection transport layer, an organic light emitting layer, an electron injection transport layer, Organic thin film E consisting of cathode
The organic thin film EL element is characterized in that the cathode in contact with the organic electron transport light emitting layer or the electron injection transport layer is an alloy containing 6 mol % or more of an alkali metal element.

【0021】さらに言えば、基板上に陽極から形成され
た有機薄膜EL素子のアルカリ金属元素を含む陰極上に
、アルカリ金属元素を含まない難腐食性金属陰極層を5
00Å以上の厚さで設けて形成したことを特徴とする有
機薄膜EL素子である。
Furthermore, on the cathode containing an alkali metal element of an organic thin film EL element formed from an anode on a substrate, a non-corrosive metal cathode layer containing no alkali metal element is formed.
This is an organic thin film EL device characterized in that it is formed with a thickness of 00 Å or more.

【0022】以下に本発明の実施例を示す図面の図1お
よび図2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、基板(1)上に陽極(2)、正孔注
入輸送層(3)、有機電子輸送発光層(4)、陰極(5
)、封止層(6)の順に構成し、ガラス板(15)を接
着剤(16)にて接着して密封した場合であり、図2の
例は、基板(1)上に陰極(5)から逆の順に構成し、
ガラス板(15)を接着剤(16)にて接着して密封し
た場合である。
An embodiment of the present invention will be explained below with reference to FIGS. 1 and 2 of the drawings. FIG. 1 shows an organic thin film EL device according to the present invention, which is formed on a substrate (1), an anode (2), a hole injection transport layer (3), an organic electron transport light emitting layer (4), and a cathode (5).
), a sealing layer (6), and a glass plate (15) is bonded and sealed with an adhesive (16). In the example of FIG. 2, a cathode (5) is formed on a substrate (1). ) in reverse order,
This is a case where the glass plate (15) is bonded and sealed with an adhesive (16).

【0023】また、図3に示すように、有機電子輸送発
光層(4)を有機発光層(7)と電子注入輸送層(8)
とに機能を分離し、基板(1)上に陽極(2)、正孔注
入輸送層(3)、有機発光層(7)、電子注入輸送層(
8)、陰極(5)封止層(6)の順に構成することもで
きるし、また図4に示すように、同様の構成を基板(1
)上に陰極(5)から逆の順に構成することもできる。
Furthermore, as shown in FIG.
The functions are separated into a substrate (1), an anode (2), a hole injection transport layer (3), an organic light emitting layer (7), an electron injection transport layer (
8), cathode (5), and sealing layer (6), or as shown in FIG.
) can also be constructed in the reverse order starting from the cathode (5).

【0024】陽極(2)は、ガラス等の透明絶縁性の基
板(1)上にITOや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被覆し
た表面抵抗10〜50Ω/平方、可視光線透過率80%
以上の透明電極、又は金やプラチナを薄く蒸着した半透
明電極が望ましい。
[0024] The anode (2) has a surface resistance of 10 to 50 Ω/cm by coating a transparent conductive material such as ITO or zinc aluminum oxide on a transparent insulating substrate (1) such as glass by vacuum deposition or sputtering. Square, visible light transmittance 80%
The above-mentioned transparent electrodes or semi-transparent electrodes with a thin layer of gold or platinum deposited are desirable.

【0025】しかし、別の場合には、陽極(2)は不透
明で、正孔注入輸送層(3)を通して有機電子輸送発光
層(4)または有機発光層(7)へ正孔注入し易い仕事
関数の大きい金、プラチナ、ニッケル等の金属板、シリ
コン、ガリウムリン、アモルファス炭化シリコン等の仕
事関数が4.8eV以上の半導体基板、もしくはそれら
の金属や半導体を、絶縁性の基板(1)上に被覆した陽
極(2)に用い、陰極(5)を透明電極もしくは半透明
電極とすることもできる。陰極(5)も不透明であれば
、有機電子輸送発光層(4)または有機発光層(7)の
少なくとも一端が透明である必要がある。
However, in other cases, the anode (2) is opaque and has a high capacity for hole injection into the organic electron transport emissive layer (4) or the organic emissive layer (7) through the hole injection transport layer (3). A metal plate with a large function such as gold, platinum, or nickel, or a semiconductor substrate with a work function of 4.8 eV or more such as silicon, gallium phosphide, or amorphous silicon carbide, or these metals or semiconductors is placed on an insulating substrate (1). The cathode (5) can also be a transparent electrode or a translucent electrode. If the cathode (5) is also opaque, at least one end of the organic electron-transporting light-emitting layer (4) or the organic light-emitting layer (7) needs to be transparent.

【0026】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、イオン化エネ
ルギーが陽極材料と発光層材料の中間にあり、成膜性が
良く、少なくと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。具体的には、銅フタロシ
アニン、無金属フタロシアニン等のフタロシアニン類も
しく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−パラ−
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、N,N’−
ジフェニル−N,N’−ビス(パラ−トリル)−1,1
’−ビフェニル−4,4’−ジアミン、N,N,N’N
’−テトラ(パラ−トリル)−4,4’−ジアミノビフ
ェニル等があげられるが、上記例に特に限定されるもの
ではない。
Next, a hole injecting and transporting layer (3) is formed on the transparent anode (2), and the preferable conditions for the hole injecting and transporting material are that it is stable against oxidation, has high hole mobility, and is ionizable. The energy must be between that of the anode material and the light-emitting layer material, the film must have good film formability, and it must be substantially transparent at least in the fluorescence wavelength region of the light-emitting layer material. Specifically, phthalocyanines such as copper phthalocyanine and metal-free phthalocyanine, or tetraphenyldiamine derivatives are used in a single layer or in a stacked manner. Typical materials for tetraphenyldiamine derivatives include 1,1-bis(4-di-para-
tolylaminophenyl)cyclohexane, N,N'-diphenyl-N,N'-bis(3-methylphenyl)-1
, 1'-biphenyl-4,4'-diamine, N,N'-
Diphenyl-N,N'-bis(para-tolyl)-1,1
'-Biphenyl-4,4'-diamine, N,N,N'N
Examples include '-tetra(para-tolyl)-4,4'-diaminobiphenyl, but are not particularly limited to the above examples.

【0027】これらの化合物を用いた正孔注入輸送層(
3)の成膜は、透明電極の陽極(2)上に主に蒸着によ
り形成されるが、ポリエステル、ポリカーボネート、ポ
リメチルフェニルシラン等の樹脂中に、分散させてスピ
ンコート等の方法でコーティングすることによって形成
することも可能である。正孔注入輸送層(3)の膜厚は
、単層または積層により形成する場合においても1μm
以下であり、好ましくは0.03〜0.1μmである。
Hole injection transport layer using these compounds (
The film 3) is mainly formed on the anode (2) of the transparent electrode by vapor deposition, but it is also dispersed in a resin such as polyester, polycarbonate, polymethylphenylsilane, etc. and coated by a method such as spin coating. It is also possible to form it by The film thickness of the hole injection transport layer (3) is 1 μm even when formed as a single layer or a laminated layer.
or less, preferably 0.03 to 0.1 μm.

【0028】テトラフェニルジアミン誘導体のように加
熱により溶融する正孔注入輸送材料を用いた場合には、
正孔注入輸送材料の蒸着中または蒸着後に、真空中また
は不活性ガス雰囲気下で蒸着膜の欠陥を除くため、融点
程度以下の温度で基板加熱処理を行っても良い。また、
銅フタロシアニンのように結晶性で蒸着膜表面が凹凸に
なりやすい正孔注入輸送材料を用いた場合には、蒸着中
に基板冷却を行い非晶質な蒸着膜を得ることもできる。
When using a hole injection transport material that melts when heated, such as a tetraphenyldiamine derivative,
During or after the vapor deposition of the hole injection/transport material, the substrate may be heated at a temperature below the melting point in a vacuum or in an inert gas atmosphere to remove defects in the vapor deposited film. Also,
When using a hole injecting and transporting material such as copper phthalocyanine, which is crystalline and tends to make the surface of the deposited film uneven, it is also possible to obtain an amorphous deposited film by cooling the substrate during deposition.

【0029】次に正孔注入輸送層(3)上に、有機電子
輸送発光層(4)を形成するが、有機電子輸送発光層(
4)に用いる蛍光体は、可視領域に蛍光を有し、適当な
方法で成膜できる任意の蛍光体が可能である。例えば、
アントラセン、サリチル酸塩、ピレン、コロネン、ペリ
レン、テトラフェニルブタジエン、9,10−ビス(フ
ェニルエチニル)アントラセン、8−キノリノールリチ
ウム、トリス(8−キノリノール)アルミニウム、トリ
ス(5,7−ジクロロ,8−キノリノール)アルミニウ
ム、トリス(5−クロロ−8−キノリノール)アルミニ
ウム、ビス(8−キノリノール)亜鉛、トリス(5−フ
ルオロ−8−キノリノール)アルミニウム、ビス〔8−
(パラ−トシル)アミノキノリン〕亜鉛錯体およびカド
ミウム錯体、1,2,3,4−テトラフェニルブタジエ
ン、ペンタフェニルブタジエン等があげられる。
Next, an organic electron transport luminescent layer (4) is formed on the hole injection transport layer (3).
The phosphor used in 4) can be any phosphor that has fluorescence in the visible region and can be formed into a film by an appropriate method. for example,
Anthracene, salicylate, pyrene, coronene, perylene, tetraphenylbutadiene, 9,10-bis(phenylethynyl)anthracene, 8-quinolinollithium, tris(8-quinolinol)aluminum, tris(5,7-dichloro,8-quinolinol) ) aluminum, tris(5-chloro-8-quinolinol)aluminum, bis(8-quinolinol)zinc, tris(5-fluoro-8-quinolinol)aluminum, bis[8-
(para-tosyl)aminoquinoline] zinc complex and cadmium complex, 1,2,3,4-tetraphenylbutadiene, pentaphenylbutadiene, and the like.

【0030】有機電子輸送発光層(4)中の蛍光体は、
発光波長変換、発光効率向上のために2種類以上の蛍光
体を混合するか、多種類の蛍光体の発光層を2層以上積
層してもよく、そのうちの一方は赤外域または紫外域に
蛍光を示すものであってもよい。
[0030] The phosphor in the organic electron transporting light emitting layer (4) is
In order to convert the emission wavelength and improve luminous efficiency, two or more types of phosphors may be mixed, or two or more emitting layers of multiple types of phosphors may be laminated, one of which fluoresces in the infrared or ultraviolet region. It may also indicate.

【0031】有機電子輸送発光層(4)の成膜方法は、
真空蒸着法、累積膜法、または適当な樹脂バインダー中
に分散させてスピンコートなどの方法でコーティングす
ることにより行なわれる。有機電子輸送発光層(4)の
膜厚は、単層または積層により形成する場合においても
1μm以下であり、好ましくは0.03〜0.1μmで
ある。
The method for forming the organic electron transporting light emitting layer (4) is as follows:
This is carried out by vacuum evaporation method, cumulative film method, or by dispersing it in a suitable resin binder and coating it by a method such as spin coating. The film thickness of the organic electron-transporting light-emitting layer (4) is 1 μm or less, preferably 0.03 to 0.1 μm, even when formed as a single layer or a laminated layer.

【0032】次に有機電子輸送発光層(4)を有機発光
層(7)と電子注入輸送層(8)とに機能分離して配す
る場合、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、LUMOのエネルギーレベルが有機発光層
材料のLUMOのエネルギーレベルと同程度から陰極材
料のフェルミレベルの間にあり、仕事関数が有機発光層
材料より大きく、成膜性が良いことである。さらに陽極
(2)が不透明で、透明もしくは半透明の陰極(5)か
ら光を取り出す構成の素子においては少なくとも有機発
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。例としては、BPBD、3,4,9,10−
ペリレンテトラカルボキシル−ビス−ベンズイミダゾー
ルなどがあげられるが、上記例に特に限定されるもので
はない。
[0032] Next, when the organic electron-transporting and emitting layer (4) is functionally separated into the organic emitting layer (7) and the electron-injecting and transporting layer (8), the preferable condition for the electron-injecting and transporting material is that the electron mobility is is large, the energy level of LUMO is between the same level as the LUMO energy level of the organic light-emitting layer material and the Fermi level of the cathode material, the work function is larger than that of the organic light-emitting layer material, and the film formability is good. Further, in an element configured such that the anode (2) is opaque and light is extracted from a transparent or translucent cathode (5), the element must be substantially transparent at least in the fluorescence wavelength region of the organic light-emitting layer material. Examples include BPBD, 3,4,9,10-
Examples include perylenetetracarboxyl-bis-benzimidazole, but are not particularly limited to the above examples.

【0033】電子注入輸送層(8)の成膜方法は、真空
蒸着法、累積膜法、または適当な樹脂バインダー中に分
散させてスピンコートなどの方法でコーティングするこ
とにより行なわれる。電子注入輸送層(8)の膜厚は、
1μm以下であり、好ましくは0.01〜0.1μmで
ある。
The electron injection transport layer (8) is formed by a vacuum evaporation method, a cumulative film method, or by dispersing it in a suitable resin binder and coating it by a method such as spin coating. The film thickness of the electron injection transport layer (8) is
It is 1 μm or less, preferably 0.01 to 0.1 μm.

【0034】また、正孔注入輸送層、電子輸送発光層、
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等の
重合性置換基を、ひとつ以上導入し、成膜中または成膜
後に各層を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。
[0034] Furthermore, a hole injection transport layer, an electron transport light emitting layer,
In order to increase the heat resistance of the electron injection transport layer, vinyl groups, allyl groups, methacryloyloxymethyl groups, methacryloyloxy groups, methacryloyloxyethyl groups, acryloyl groups, and acryloyloxymethyl groups are added to the organic molecules listed as examples of the constituent materials of each layer. It is also possible to introduce one or more polymerizable substituents such as acryloyloxyethyl groups and polymerize each layer during or after film formation, or to improve the film formability of the constituent materials of each layer and form a smooth film. One or more alkyl groups such as methyl groups and ethyl groups may be introduced into the organic molecules listed as examples of the constituent materials of each layer.

【0035】また、ITOガラス基板と正孔注入輸送層
との密着性を上げるため、ITO膜をシラン系、チタネ
−ト系カップリング剤で処理した後、正孔注入輸送層を
設けてもよい。また、有機電子輸送発光層(4)または
有機発光層(7)及び電子注入輸送層(8)を真空蒸着
法により形成する際、蒸着中または蒸着後直ちに水素、
アンモニア等の非電子吸引性または電子供与性のガスを
真空槽に導入し有機分子に吸着させ、有機分子が空気中
の酸素を吸着して膜の電気抵抗が増大することを防ぐこ
ともできる。
[0035] Furthermore, in order to improve the adhesion between the ITO glass substrate and the hole injection transport layer, the hole injection transport layer may be provided after the ITO film is treated with a silane-based or titanate-based coupling agent. . Further, when forming the organic electron transporting and emitting layer (4) or the organic emitting layer (7) and the electron injecting and transporting layer (8) by a vacuum evaporation method, hydrogen,
It is also possible to introduce a non-electron-withdrawing or electron-donating gas such as ammonia into the vacuum chamber and make it adsorb onto the organic molecules, thereby preventing the organic molecules from adsorbing oxygen in the air and increasing the electrical resistance of the film.

【0036】次に、本発明による陰極(5)を有機電子
輸送発光層(4)または電子注入輸送層(8)上に形成
する。本発明の請求項1記載による陰極合金の主成分は
、Li、Na、K等のアルカリ金属元素とアルカリ金属
元素以外のより安定なMg、Al、In、Sn、Zn、
Ag、Zr等の金属であるが、主成分以外に数モル%以
内の不純物、添加物が含まれていても良い。アルカリ金
属元素の仕事関数は、例えばLiは2.9eV、Naは
2.75eV、Kは2.15eVであるから、トリス(
8−キノリノール)アルミニウムのLUMOレベルより
フェルミレベルが十分高く、効率的な電子注入が期待で
きるがアルカリ金属単体では空気中では非常に酸化し易
いため有機薄膜EL素子の陰極として用いるのは困難で
あった。
Next, a cathode (5) according to the present invention is formed on the organic electron transport/emissive layer (4) or the electron injection/transport layer (8). The main components of the cathode alloy according to claim 1 of the present invention are alkali metal elements such as Li, Na, and K, and more stable elements other than the alkali metal elements such as Mg, Al, In, Sn, Zn,
Although it is a metal such as Ag or Zr, it may contain impurities and additives within several mol % in addition to the main components. The work functions of alkali metal elements are, for example, 2.9 eV for Li, 2.75 eV for Na, and 2.15 eV for K, so Tris (
The Fermi level is sufficiently higher than the LUMO level of aluminum (8-quinolinol), and efficient electron injection can be expected, but since alkali metal alone is extremely easily oxidized in air, it is difficult to use it as a cathode in organic thin-film EL devices. Ta.

【0037】そこで本発明ではアルカリ金属元素をMg
、Al、In、Sn、Zn、Zr、Ag等のアルカリ金
属元素以外の金属の1種以上と合金化することにより安
定化した。共蒸着等の方法で陰極を形成後、素子を真空
から大気に出した場合においても、有機電子輸送発光層
と接する陰極内部までの急速な腐食は防がれる。これは
、合金化したことにより空気に触れる陰極表面に緻密な
酸化膜が形成されるためと考えられる。本発明の陰極合
金中のアルカリ金属元素の割合は6モル%から30モル
%が好ましく、30モル%以上の場合は湿気を含む空気
に触れると陰極内部まで酸化、腐食が進行し易くなる。
Therefore, in the present invention, the alkali metal element is Mg.
It is stabilized by alloying with one or more metals other than alkali metal elements such as , Al, In, Sn, Zn, Zr, and Ag. Even when the device is exposed to the atmosphere from a vacuum after forming the cathode by a method such as co-evaporation, rapid corrosion to the inside of the cathode in contact with the organic electron-transporting light-emitting layer is prevented. This is thought to be because a dense oxide film is formed on the cathode surface that is exposed to air due to alloying. The proportion of the alkali metal element in the cathode alloy of the present invention is preferably 6 mol % to 30 mol %, and if it is 30 mol % or more, oxidation and corrosion will easily progress to the inside of the cathode when exposed to humid air.

【0038】そこで、電子注入を効果的に行うための低
仕事関数陰極層の厚さは500Å、以下で十分であるか
ら、まずアルカリ金属元素を含む陰極層(9)の厚さを
500Å程度以下に形成し、図5に示すように、その上
に腐食防止と陰極の導電性を増すために請求項2記載の
ようにアルカリ金属を含まない難腐食性金属陰極層(1
0)の厚さを500Å以上の厚さで積層し陰極形成を行
なってもよい。難腐食性金属の例としてはMg、Sn、
Al、In、Ni、Cu、Ag、Au、Pt、Zn等が
あげられるが、上記以外にもアルカリ金属元素および第
4周期より大きいアルカリ土類金属元素以外の金属元素
であれば使用可能である。
Therefore, since the thickness of the low work function cathode layer for effective electron injection is 500 Å or less, it is sufficient to first reduce the thickness of the cathode layer (9) containing an alkali metal element to about 500 Å or less. As shown in FIG. 5, a non-corrosive metal cathode layer containing no alkali metal (1
The cathode may be formed by laminating the layers 0) to a thickness of 500 Å or more. Examples of non-corrosive metals include Mg, Sn,
Examples include Al, In, Ni, Cu, Ag, Au, Pt, Zn, etc., but in addition to the above, any metal element other than alkali metal elements and alkaline earth metal elements larger than 4th period can be used. .

【0039】陰極(5)の形成方法は、抵抗加熱方式に
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、単層または積層した場
合においても、0.1〜0.3μm程度の膜厚で形成さ
れるが、電子ビーム蒸着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。
The cathode (5) is formed by codeposition using a resistance heating method under a degree of vacuum of the order of 10 -5 Torr or less from separate deposition sources for each component while monitoring with a crystal resonator type film thickness meter. At this time, even in the case of a single layer or a stack, the film is formed with a thickness of about 0.1 to 0.3 μm, but the film is formed using an alloy target instead of co-evaporation by electron beam evaporation or sputtering method. You can also do it.

【0040】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(6)を形成する。封止層(6)は陰
極(5)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,BaF2 ,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。
Next, a sealing layer (6) is formed on the device to prevent oxidation of the organic layer and electrodes of the device. The sealing layer (6) is formed immediately after the formation of the cathode (5). Examples of sealing layer materials include oxides such as SiO2, SiO, GeO, MoO3, MgF2, LiF, BaF2, AlF3,
Examples include inorganic compounds with high barrier properties such as fluorides such as FeF3 and sulfides such as GeS and SnS, but are not limited to the above examples. A single film or a combination of these materials is formed by vapor deposition, sputtering, or the like. In the case of vapor deposition using a resistance heating method, GeO is superior because it can be vapor deposited at a low temperature.

【0041】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(15)を用いて、
ガラス板(16)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。有機
物層の紫外線による劣化を防ぎ、EL素子の長寿命化を
計るため、ITOガラス基板のガラス面上に、ZnO膜
等からなる紫外線吸収層を設けたり、EL発光のスペク
トルを変化させるために、カラーフィルター層や、EL
発光を吸収して蛍光を発する物質の層を設けることもで
きる。
Furthermore, in order to prevent moisture from entering, a low hygroscopic photocurable adhesive, epoxy adhesive, etc. (15) is used.
The glass plate (16) is glued and sealed. In addition to glass plates, metal plates, plastic plates, etc. can also be used. In order to prevent deterioration of the organic layer due to ultraviolet rays and extend the life of the EL element, we provide an ultraviolet absorbing layer made of a ZnO film etc. on the glass surface of the ITO glass substrate, and in order to change the spectrum of EL emission, color filter layer, EL
It is also possible to provide a layer of material that absorbs the emitted light and emits fluorescence.

【0042】また、陽極のITOガラス基板上に金、白
金、パラジウム等の単体金属または合金の可視光に対す
る半透明膜を積層した陽極と、不透明で可視光において
高い反射率を有する陰極を用い、陽極と陰極の間隔がE
L発光波長の2分の1の整数倍に有機薄膜の屈折率で補
正した値の厚さになるよう正孔注入輸送層、有機電子輸
送発光層等を積層し光共振器化することにより、EL発
光波長領域において半値巾の狭いELスペクトルを得る
こともできる。
[0042] Furthermore, by using an anode in which a translucent film of a single metal or an alloy such as gold, platinum, or alloy for visible light is laminated on an ITO glass substrate as an anode, and a cathode that is opaque and has a high reflectance in visible light, The distance between the anode and cathode is E
By laminating a hole injection transport layer, an organic electron transport light emitting layer, etc. to a thickness equal to an integer multiple of 1/2 of the L emission wavelength corrected by the refractive index of the organic thin film to form an optical resonator. It is also possible to obtain an EL spectrum with a narrow half-width in the EL emission wavelength region.

【0043】以上のように構成した有機薄膜EL素子は
、正孔注入輸送層(3)側を正として電源(11)にリ
−ド線(12)で接続し直流電圧を印加することにより
空気中で安定に発光するが、交流電圧を印加した場合に
も正孔注入輸送層(3)側の電極が正に電圧印加されて
いる間は発光する。また、以上のように構成した有機薄
膜EL素子は、有機薄膜の吸収領域における光を照射す
ることにより正孔注入輸送層側の電極が正になるよう光
起電力が発生し、光電池としても機能する。
The organic thin film EL device constructed as described above is connected to a power source (11) with a lead wire (12) with the hole injection transport layer (3) side as positive, and air is removed by applying a DC voltage. Although it stably emits light inside, it emits light even when an alternating current voltage is applied while a positive voltage is applied to the electrode on the hole injection transport layer (3) side. In addition, the organic thin film EL device configured as above generates a photovoltaic force by irradiating the absorption region of the organic thin film with light so that the electrode on the hole injection transport layer side becomes positive, and functions as a photovoltaic cell. do.

【0044】[0044]

【実施例】【Example】

<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、透明絶縁性の基板(1)として、厚さ1.
1mmのガラス板を用い、この上に1200ÅのITO
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、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5
00Å蒸着した。次に有機電子輸送発光層(4)として
トリス(8−キノリノール)アルミニウムを500Å蒸
着し、その上面に陰極(5)としてMg−Na合金を共
蒸着によりNaの割合が23モル%となるよう95Å蒸
着した後、続けてMgだけを2140Å蒸着した。陰極
(5)の仕事関数は光電子放出法により測定したところ
、3.2eVであった。
<Example 1> Hereinafter, an example of the EL element of the present invention will be described with reference to FIG. First, a transparent insulating substrate (1) with a thickness of 1.
A 1 mm glass plate is used, and 1200 Å of ITO is placed on top of it.
was coated to form an anode (2). After thoroughly cleaning this transparent conductive glass substrate, N, N,
N'-diphenyl-N,N'-bis(3-methylphenyl)-1,1'-biphenyl-4,4'-diamine with 5
00 Å was deposited. Next, tris(8-quinolinol)aluminum was evaporated to a thickness of 500 Å as an organic electron-transporting light-emitting layer (4), and an Mg-Na alloy was co-evaporated on its upper surface as a cathode (5) to a thickness of 95 Å so that the proportion of Na was 23 mol%. After the deposition, Mg alone was deposited to a thickness of 2140 Å. The work function of the cathode (5) was 3.2 eV as measured by photoelectron emission method.

【0045】最後に封止層(6)としてGeOを1.8
μm蒸着後、ガラス板(15)を紫外線硬化接着剤(1
6)で接着し密封した。この素子は3V以上の直流電圧
印加により黄緑色に発光し、13Vにおいて10200
cd/m2 の輝度を示した。このときの電流密度は5
36mA/cm2 であった。
Finally, as the sealing layer (6), GeO was added to 1.8
After μm deposition, the glass plate (15) is bonded with ultraviolet curing adhesive (1
6) was adhered and sealed. This element emits yellow-green light when a DC voltage of 3V or more is applied, and at 13V it emits 10200
It exhibited a brightness of cd/m2. The current density at this time is 5
It was 36 mA/cm2.

【0046】 <実施例2> 実施例1と同様に透明導電性ガラス上に正孔注入輸送層
(3)、有機電子輸送発光層(4)を順に蒸着した上に
陰極(5)としてMg−Li合金を共蒸着によりLiの
割合が26モル%となるよう2200Å蒸着した。陰極
(5)の仕事関数は光電子放出法により測定したところ
約3.1eVであった。最後に封止層(6)としてLi
Fを1μm蒸着した。
<Example 2> Similar to Example 1, a hole injection transport layer (3) and an organic electron transport light emitting layer (4) were sequentially deposited on a transparent conductive glass, and then a Mg- A Li alloy was deposited to a thickness of 2200 Å by co-evaporation so that the proportion of Li was 26 mol %. The work function of the cathode (5) was approximately 3.1 eV as measured by photoelectron emission method. Finally, as a sealing layer (6), Li
F was deposited to a thickness of 1 μm.

【0047】この素子は、3V以上の直流電圧印加によ
り黄緑色に発光し、17Vにおいて11123cd/m
2の輝度を示した。このときの電流密度は399mA/
cm2 であった。
[0047] This element emits yellow-green light when a DC voltage of 3V or more is applied, and emits light of 11123 cd/m at 17V.
It showed a brightness of 2. The current density at this time is 399mA/
cm2.

【0048】 <実施例3> 実施例2と同様に透明導電性ガラス上に正孔注入輸送層
(3)、有機電子輸送発光層(4)、陰極(5)を順に
形成した。
Example 3 As in Example 2, a hole injection transport layer (3), an organic electron transport light emitting layer (4), and a cathode (5) were formed in this order on transparent conductive glass.

【0049】この素子の陰極面上に粘着テープを張り付
け剥離テストを行ったところ、MgーAg合金を陰極に
用いた場合と異なり有機電子輸送発光層(4)が陰極(
5)とともに取られたことより、有機電子輸送発光層と
陰極間の密着性がMgーAg合金を陰極に用いた場合よ
り強いことが示された。
When an adhesive tape was pasted on the cathode surface of this device and a peel test was performed, it was found that unlike the case where an Mg-Ag alloy was used for the cathode, the organic electron transporting light emitting layer (4) was attached to the cathode (
5), it was shown that the adhesion between the organic electron transporting light emitting layer and the cathode was stronger than when an Mg-Ag alloy was used for the cathode.

【0050】 <実施例4> 実施例1と同様に透明導電性ガラス上に正孔注入輸送層
(3)を蒸着した後、クマリン540を0.5モル%含
むトリス(8−キノリノール)アルミニウムを500Å
蒸着し、その上面に陰極(6)としてMg−Li合金を
共蒸着によりLiの割合が26モル%となるよう100
Å蒸着した後、続けてMgだけを2100Å蒸着した。 最後に封止層(6)としてGeOを2μm蒸着後、ガラ
ス板(15)を紫外線硬化接着剤(16)で接着し密封
した。この素子は空気中において3V以上で緑色に発光
し、14Vにおいて40000cd/m2の輝度を示し
た。このときの電流密度は510mA/cm2 であっ
た。 なお、この素子は3か月以上空気中においてもほとんど
劣化せず均一な面発光をした。
<Example 4> After depositing the hole injection transport layer (3) on transparent conductive glass in the same manner as in Example 1, tris(8-quinolinol) aluminum containing 0.5 mol% of coumarin 540 was deposited. 500Å
100% by co-evaporation of a Mg-Li alloy as a cathode (6) on the top surface so that the proportion of Li is 26 mol%.
After the deposition of 2100 Å, Mg alone was subsequently deposited to a thickness of 2100 Å. Finally, GeO was deposited to a thickness of 2 μm as a sealing layer (6), and then a glass plate (15) was bonded and sealed with an ultraviolet curing adhesive (16). This element emitted green light in the air at 3V or higher, and exhibited a luminance of 40,000 cd/m2 at 14V. The current density at this time was 510 mA/cm2. Note that this element exhibited uniform surface emission with almost no deterioration even after being exposed to air for more than three months.

【0051】[0051]

【実施例5】実施例1と同様に透明導電性ガラス上に正
孔注入輸送層(3)、有機電子輸送発光層(4)を順に
蒸着した上に陰極(5)としてAl−Li合金を共蒸着
によりLiの割合が28モル%となるよう2200Å蒸
着した。陰極(5)の仕事関数は光電子放出法により測
定したところ約3.2eVであった。最後に封止層(6
)としてLiFを0.7μm蒸着した。この素子は3V
以上で黄緑色に発光し、最高輝度は17Vにおいて10
322cd/m2、電流密度は341mA/cm2 で
あった。
[Example 5] As in Example 1, a hole injection transport layer (3) and an organic electron transport light emitting layer (4) were sequentially deposited on transparent conductive glass, and then an Al-Li alloy was deposited as a cathode (5). A thickness of 2200 Å was deposited by co-evaporation so that the proportion of Li was 28 mol %. The work function of the cathode (5) was about 3.2 eV as measured by photoelectron emission method. Finally, the sealing layer (6
) was deposited with a thickness of 0.7 μm. This element is 3V
Above, it emits yellow-green light, and the maximum brightness is 10V at 17V.
The current density was 322 cd/m2 and 341 mA/cm2.

【0052】 <比較例1> 実施例1と同様に透明導電性ガラス上に正孔注入輸送層
(3)、有機電子輸送発光層(4)を順に蒸着した上に
陰極(5)としてMg−Ag合金をAgの割合が12モ
ル%となるように共蒸着により形成した。陰極(5)の
仕事関数は光電子放出法により測定したところ約3.8
eVであった。最後に封止層(6)としてMgF2 を
0.3μm蒸着した。この素子は3V以上で黄緑色に発
光し、最高輝度は17Vにおいて5990cd/m2、
電流密度は268mA/cm2 であった。
<Comparative Example 1> Similar to Example 1, a hole injection transport layer (3) and an organic electron transport light emitting layer (4) were sequentially deposited on a transparent conductive glass, and then Mg- was deposited as a cathode (5). An Ag alloy was formed by co-evaporation so that the proportion of Ag was 12 mol %. The work function of the cathode (5) was approximately 3.8 as measured by photoelectron emission method.
It was eV. Finally, MgF2 was deposited to a thickness of 0.3 μm as a sealing layer (6). This element emits yellow-green light at 3V or higher, and the maximum brightness is 5990 cd/m2 at 17V.
The current density was 268 mA/cm2.

【0053】[0053]

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、有
機薄膜EL素子の陰極としてアルカリ金属元素と他の金
属とからなる比較的安定で低仕事関数の合金を用いるこ
とにより、有機電子輸送発光層への電子注入量を従来の
Mg−Ag合金からなる陰極を用いた場合に比較し、増
やすことができ、有機薄膜EL素子の高輝度化に効果が
ある。
As described above, according to the present invention, organic electron The amount of electrons injected into the transport light emitting layer can be increased compared to the case where a conventional cathode made of an Mg-Ag alloy is used, which is effective in increasing the brightness of an organic thin film EL device.

【0054】また、アルカリ金属を含む陰極上にアルカ
リ金属を含まない難腐食性金属陰極層を積層することは
、有機薄膜EL素子の長寿命化に効果がある。
Furthermore, laminating a non-corrosive metal cathode layer that does not contain an alkali metal on a cathode that contains an alkali metal is effective in extending the life of the organic thin film EL device.

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

【図1】本発明の有機薄膜EL素子の一実施例を示す説
明図である。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing one embodiment of an organic thin film EL element of the present invention.

【図2】本発明の有機薄膜EL素子の他の実施例を示す
説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing another embodiment of the organic thin film EL device of the present invention.

【図3】本発明の有機薄膜EL素子の他の実施例を示す
説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing another embodiment of the organic thin film EL device of the present invention.

【図4】本発明の有機薄膜EL素子の他の実施例を示す
説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing another embodiment of the organic thin film EL device of the present invention.

【図5】本発明の有機薄膜EL素子の他の実施例を示す
説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing another embodiment of the organic thin film EL device of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

(1)基板 (2)陽極 (3)正孔注入輸送層 (4)有機電子輸送発光層 (5)陰極 (6)封止層 (7)有機発光層 (8)電子注入輸送層 (9)アルカリ金属を含む陰極層 (10)難腐食性陰極層 (11)電源 (12)リード線 (13)陰極取り出し口 (14)陽極取り出し口 (15)ガラス板 (16)接着剤 (1) Substrate (2) Anode (3) Hole injection transport layer (4) Organic electron transport light emitting layer (5) Cathode (6) Sealing layer (7) Organic light emitting layer (8) Electron injection transport layer (9) Cathode layer containing alkali metal (10) Corrosion-resistant cathode layer (11) Power supply (12) Lead wire (13) Cathode outlet (14) Anode outlet (15) Glass plate (16) Adhesive

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】少なくとも陽極、正孔注入輸送層、有機電
子輸送発光層、陰極、または少なくとも陽極、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素子において、有機電子輸送発光層
もしくは電子注入輸送層と接する前記陰極が、アルカリ
金属元素を6モル%以上含む合金であることを特徴とす
る有機薄膜EL素子。
1. An organic thin film comprising at least an anode, a hole injection transport layer, an organic electron transport light emitting layer, and a cathode, or at least an anode, a hole injection transport layer, an organic light emitting layer, an electron injection transport layer, and a cathode. An organic thin film EL device, wherein the cathode in contact with the organic electron transport light emitting layer or the electron injection transport layer is an alloy containing 6 mol % or more of an alkali metal element.
【請求項2】基板上に陽極から形成された有機薄膜EL
素子のアルカリ金属元素を含む陰極上に、アルカリ金属
元素を含まない難腐食性金属陰極層を500Å以上の厚
さで設けて形成したことを特徴とする請求項1記載の有
機薄膜EL素子。
Claim 2: Organic thin film EL formed from an anode on a substrate.
2. The organic thin film EL device according to claim 1, further comprising a corrosion-resistant metal cathode layer not containing an alkali metal element and having a thickness of 500 Å or more on the cathode containing an alkali metal element.
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