JP2000100572A - 電界発光素子 - Google Patents
電界発光素子Info
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- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
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- H10K59/17—Passive-matrix OLED displays
- H10K59/173—Passive-matrix OLED displays comprising banks or shadow masks
Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来の有機高分子材料を用いた電界発光素子
では発光色の経時変化が大きく、発光効率が低く、また
製膜欠陥があると電気的短絡が生じた。 【解決手段】 陽極２及び陰極６間に少なくとも有機高
分子から成る発光層４を挟持した構造の電界発光素子で
あって、発光層４と陰極６の間に、発光に寄与しない不
要な電流を抑制する薄膜層５を有することを特徴とする
電界発光素子。
では発光色の経時変化が大きく、発光効率が低く、また
製膜欠陥があると電気的短絡が生じた。 【解決手段】 陽極２及び陰極６間に少なくとも有機高
分子から成る発光層４を挟持した構造の電界発光素子で
あって、発光層４と陰極６の間に、発光に寄与しない不
要な電流を抑制する薄膜層５を有することを特徴とする
電界発光素子。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、情報機器端末のデ
ィスプレイに用いる電界発光素子の構造に関する。
ィスプレイに用いる電界発光素子の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、ＣＲＴや液晶表示装置に置き換わ
る次世代発光ディスプレイの開発が盛んであり、ＰＤ
Ｐ、ＦＥＤ、有機ＥＬなどの研究開発が盛んに行われて
いる。有機ＥＬにおいては青、緑、オレンジ発光する有
機高分子材料については初期特性として実用化できる材
料が開発されている（繊維学会シンポジウム予稿集１９
９８年、３Ａ１１など）。青色発光の高分子材料として
はＪａｐａｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉ
ｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｖｏｌ．３０，Ｎｏ．１１Ｂ，Ｎ
ｏｖｅｍｂｅｒ，１９９１，ｐｐ．Ｌ１９４１−Ｌ１９
４３に示されているように、ポリフルオレン誘導体が良
く知られている。また緑色以長の波長の発光材料として
は、アメリカ特許５２４７１９０で示されているよう
に、ポリパラフェニレンビニレン誘導体が良く知られて
いる。
る次世代発光ディスプレイの開発が盛んであり、ＰＤ
Ｐ、ＦＥＤ、有機ＥＬなどの研究開発が盛んに行われて
いる。有機ＥＬにおいては青、緑、オレンジ発光する有
機高分子材料については初期特性として実用化できる材
料が開発されている（繊維学会シンポジウム予稿集１９
９８年、３Ａ１１など）。青色発光の高分子材料として
はＪａｐａｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉ
ｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｖｏｌ．３０，Ｎｏ．１１Ｂ，Ｎ
ｏｖｅｍｂｅｒ，１９９１，ｐｐ．Ｌ１９４１−Ｌ１９
４３に示されているように、ポリフルオレン誘導体が良
く知られている。また緑色以長の波長の発光材料として
は、アメリカ特許５２４７１９０で示されているよう
に、ポリパラフェニレンビニレン誘導体が良く知られて
いる。
【０００３】一方、低分子系の発光材料を用いた電界発
光素子においては、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，
７０．１５２（１９９７）に、陰極界面層を設けること
で電子注入効率を高めた事が報告されている。
光素子においては、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，
７０．１５２（１９９７）に、陰極界面層を設けること
で電子注入効率を高めた事が報告されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、青色発
光の有機高分子材料については、初期特性は満足できる
ものの、通電時間とともに発光色が長波長側に移動する
問題を有していた。
光の有機高分子材料については、初期特性は満足できる
ものの、通電時間とともに発光色が長波長側に移動する
問題を有していた。
【０００５】また、有機高分子材料を発光材料として用
いた電界発光素子については、有機高分子の精製の難し
さによる不純物が混在し、この不純物を通じて発光に寄
与しない電流が流れ、十分な効率が得られない問題を有
していた。
いた電界発光素子については、有機高分子の精製の難し
さによる不純物が混在し、この不純物を通じて発光に寄
与しない電流が流れ、十分な効率が得られない問題を有
していた。
【０００６】更に、電界発光素子を製造する際、発光層
形成方法として印刷法、特にインクジェット法を用いた
場合、印刷欠陥が生じるが、その欠陥を通じて電気的な
短絡が生じ、表示不能になる問題を有していた。
形成方法として印刷法、特にインクジェット法を用いた
場合、印刷欠陥が生じるが、その欠陥を通じて電気的な
短絡が生じ、表示不能になる問題を有していた。
【０００７】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
で、その課題とするところは、有機高分子材料、特に好
ましくは青色発光の有機高分子材料を発光材料として用
いた電界発光素子において、発光色の通電による変化を
抑え、信頼性を向上できる素子構成を提供し、また不要
な電流を抑制することにより、十分な効率が得られる素
子構成を提供し、緑色以長の波長の発光色を示す有機高
分子材料を用いた電界発光素子においても、十分な効率
が得られる素子構成を提供するところにある。更に、ま
た印刷法、特に印刷欠陥のできやすいインクジェット法
を用いて表示装置を製造した場合、印刷欠陥部での電気
的な短絡を効果的に防ぐことも課題とする。
で、その課題とするところは、有機高分子材料、特に好
ましくは青色発光の有機高分子材料を発光材料として用
いた電界発光素子において、発光色の通電による変化を
抑え、信頼性を向上できる素子構成を提供し、また不要
な電流を抑制することにより、十分な効率が得られる素
子構成を提供し、緑色以長の波長の発光色を示す有機高
分子材料を用いた電界発光素子においても、十分な効率
が得られる素子構成を提供するところにある。更に、ま
た印刷法、特に印刷欠陥のできやすいインクジェット法
を用いて表示装置を製造した場合、印刷欠陥部での電気
的な短絡を効果的に防ぐことも課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、下記の
電界発光素子が提供される。
電界発光素子が提供される。
【０００９】（１）陽極及び陰極間に少なくとも有機高
分子から成る発光層を挟持した構造の電界発光素子であ
って、該発光層と該陽極及び該陰極の少なくとも一方と
の間に、発光に寄与しない不要な電流を抑制する薄膜層
を有することを特徴とする電界発光素子。
分子から成る発光層を挟持した構造の電界発光素子であ
って、該発光層と該陽極及び該陰極の少なくとも一方と
の間に、発光に寄与しない不要な電流を抑制する薄膜層
を有することを特徴とする電界発光素子。
【００１０】かかる電界発光素子によれば、通電時の発
光色の経時変化を効果的に抑えることができ、信頼性を
飛躍的に向上できる。また同時に、前記絶縁性薄膜層が
有機高分子中に存在する不純物による電流を効果的に阻
止するため、発光効率が向上する。
光色の経時変化を効果的に抑えることができ、信頼性を
飛躍的に向上できる。また同時に、前記絶縁性薄膜層が
有機高分子中に存在する不純物による電流を効果的に阻
止するため、発光効率が向上する。
【００１１】更に本発明では、好ましい態様として、下
記の構成が提供される。
記の構成が提供される。
【００１２】（２）前記有機高分子は、波長４００ｎｍ
〜６００ｎｍの範囲の発光をなすことを特徴とする上記
（１）の電界発光素子。
〜６００ｎｍの範囲の発光をなすことを特徴とする上記
（１）の電界発光素子。
【００１３】かかる構成によれば、特に青色付近の発光
において、上記の発光効率向上の効果が得られる。
において、上記の発光効率向上の効果が得られる。
【００１４】（３）前記薄膜層は、前記陰極と前記発光
層間に設けられていることを特徴とする上記（１）又は
（２）の電界発光素子。
層間に設けられていることを特徴とする上記（１）又は
（２）の電界発光素子。
【００１５】かかる構成によれば、陰極と有機高分子か
らなる発光層の界面における接合による不要な電子トラ
ップ準位の形成を回避することができる。
らなる発光層の界面における接合による不要な電子トラ
ップ準位の形成を回避することができる。
【００１６】（４）前記薄膜層が、アルカリ金属の弗化
物または酸化物、アルカリ土類金属の弗化物または酸化
物、及び周期律第３族元素の弗化物または酸化物からな
る群より選択される少なくとも１種の材料から構成され
ることを特徴とする上記（１）乃至（３）のいずれかの
電界発光素子。
物または酸化物、アルカリ土類金属の弗化物または酸化
物、及び周期律第３族元素の弗化物または酸化物からな
る群より選択される少なくとも１種の材料から構成され
ることを特徴とする上記（１）乃至（３）のいずれかの
電界発光素子。
【００１７】かかる構成では、薄膜層を容易に蒸着法で
形成することができ、且つその材料特性から、特に発光
色の経時変化が効果的に抑制され、不要電流が抑制され
て、発光効率を向上させることができる。
形成することができ、且つその材料特性から、特に発光
色の経時変化が効果的に抑制され、不要電流が抑制され
て、発光効率を向上させることができる。
【００１８】（５）前記薄膜層が、前記陽極と前記発光
層間に設けられていることを特徴とする上記（１）又は
（２）の電界発光素子。
層間に設けられていることを特徴とする上記（１）又は
（２）の電界発光素子。
【００１９】かかる構成では、陽極と有機高分子材料か
らなる発光層の接合による正孔トラップ準位の形成を回
避することができる。
らなる発光層の接合による正孔トラップ準位の形成を回
避することができる。
【００２０】（６）前記発光層と前記陽極間に正孔注入
層又は導電性を有するバッファ層が厚さ１００ｎｍ以上
で設けられていることを特徴とする上記（１）又は
（２）の電界発光素子。
層又は導電性を有するバッファ層が厚さ１００ｎｍ以上
で設けられていることを特徴とする上記（１）又は
（２）の電界発光素子。
【００２１】かかる構成では、通電による発光色の経時
変化がより効果的に減少する。
変化がより効果的に減少する。
【００２２】（７）前記有機高分子がポリフルオレンま
たはその誘導体である事を特徴とする上記（１）又は
（２）の電界発光素子。
たはその誘導体である事を特徴とする上記（１）又は
（２）の電界発光素子。
【００２３】かかる構成によれば、特に青色発光におい
て前記薄膜層の効果を最大限に発揮することができ、発
光色の経時変化がより効果的に減少する。
て前記薄膜層の効果を最大限に発揮することができ、発
光色の経時変化がより効果的に減少する。
【００２４】（８）前記有機高分子がポリパラフェニレ
ンビニレンまたはその誘導体であることを特徴とする上
記（１）又は（２）の電界発光素子。
ンビニレンまたはその誘導体であることを特徴とする上
記（１）又は（２）の電界発光素子。
【００２５】かかる構成によれば、緑色発光において素
子の発光効率を飛躍的に向上することが出来る。
子の発光効率を飛躍的に向上することが出来る。
【００２６】（９）前記有機高分子の重合度は２以上で
あることを特徴とする上記（１）又は（２）の電界発光
素子。
あることを特徴とする上記（１）又は（２）の電界発光
素子。
【００２７】かかる構成では、発光層の製膜性が向上
し、上記の薄膜層を設けることによる信頼性や特性の向
上がより増大する。
し、上記の薄膜層を設けることによる信頼性や特性の向
上がより増大する。
【００２８】（１０）前記発光層が複数の発光材料の層
が積層されてなることを特徴とする上記（１）又は
（２）の電界発光素子。
が積層されてなることを特徴とする上記（１）又は
（２）の電界発光素子。
【００２９】かかる構成によれば、発光色の調整範囲が
格段に広げられ、同時に発光効率向上および信頼性の向
上を実現できる。
格段に広げられ、同時に発光効率向上および信頼性の向
上を実現できる。
【００３０】（１１）前記有機高分子からなる発光層
が、印刷法によって形成されていることを特徴とする上
記（１）又は（２）の電界発光素子。
が、印刷法によって形成されていることを特徴とする上
記（１）又は（２）の電界発光素子。
【００３１】かかる構成によれば、極めて簡便な製膜法
である印刷法を用いて素子の作製がなされており、また
薄膜層を設けたことで、印刷欠陥があっても電気的な短
絡が生じることが少なく、欠陥の極めて少ない表示装置
を得ることができる。
である印刷法を用いて素子の作製がなされており、また
薄膜層を設けたことで、印刷欠陥があっても電気的な短
絡が生じることが少なく、欠陥の極めて少ない表示装置
を得ることができる。
【００３２】（１２）前記印刷法が、インクジェット法
であることを特徴とする（１１）の電界発光素子。
であることを特徴とする（１１）の電界発光素子。
【００３３】かかる構成によれば、インクジェット法に
おける印刷欠陥があっても電気的な短絡を生じることが
少なく、欠陥の極めて少ない表示装置を作成することが
できる。
おける印刷欠陥があっても電気的な短絡を生じることが
少なく、欠陥の極めて少ない表示装置を作成することが
できる。
【００３４】更に、本発明によれば、特に好ましい態様
として、陽極及び陰極間に少なくとも有機高分子から成
る発光層を挟持した構造の電界発光素子であって、該発
光層と該陽極及び該陰極の少なくとも一方との間に、ア
ルカリ金属、アルカリ土類金属、又は周期律第３族元素
の弗化物から構成される層を設けたことを特徴とする電
界発光素子が提供される。かかる素子において、特に好
ましくは弗化物として弗化リチウムが用いられる。
として、陽極及び陰極間に少なくとも有機高分子から成
る発光層を挟持した構造の電界発光素子であって、該発
光層と該陽極及び該陰極の少なくとも一方との間に、ア
ルカリ金属、アルカリ土類金属、又は周期律第３族元素
の弗化物から構成される層を設けたことを特徴とする電
界発光素子が提供される。かかる素子において、特に好
ましくは弗化物として弗化リチウムが用いられる。
【００３５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、具体的な実施例に沿って説明する。
て、具体的な実施例に沿って説明する。
【００３６】（実施例１）本実施例では、一方が透明な
２枚の電極（陽極及び陰極）の間隙に有機高分子を挟持
した構造の電界発光素子において、前記有機高分子とし
て波長４００ｎｍから６００ｎｍの間に発光を持ち、か
つ前記有機高分子と陰極の間に薄膜層を有する例を示し
た。
２枚の電極（陽極及び陰極）の間隙に有機高分子を挟持
した構造の電界発光素子において、前記有機高分子とし
て波長４００ｎｍから６００ｎｍの間に発光を持ち、か
つ前記有機高分子と陰極の間に薄膜層を有する例を示し
た。
【００３７】図１に本発明の電界発光素子の断面構造を
示す。まず透明なガラス基板１に透明電極（陽極）とし
てＩＴＯを製膜してパターニングした。次に薄膜層３と
なる正孔注入層（輸送層）として、バイエル社製のバイ
トロンを塗布して乾燥し、膜厚１００ｎｍとした。次
に、発光層４として、ポリ（ジオクチル）フルオレンの
１％キシレン溶液を塗布して膜厚５０ｎｍとした。次
に、薄膜層５として、ＰＭＭＡの酢酸エチル溶液を塗布
乾燥して膜厚５ｎｍとした。次に、陰極６としてカルシ
ウムを１００ｎｍの膜厚に蒸着し、続いてアルミニウム
を３００ｎｍの膜厚に蒸着した。その後、保護層７とし
て、紫外線硬化材料（紫外線硬化型エポキシ樹脂）から
なるシール剤と保護基板を用いて封止した。
示す。まず透明なガラス基板１に透明電極（陽極）とし
てＩＴＯを製膜してパターニングした。次に薄膜層３と
なる正孔注入層（輸送層）として、バイエル社製のバイ
トロンを塗布して乾燥し、膜厚１００ｎｍとした。次
に、発光層４として、ポリ（ジオクチル）フルオレンの
１％キシレン溶液を塗布して膜厚５０ｎｍとした。次
に、薄膜層５として、ＰＭＭＡの酢酸エチル溶液を塗布
乾燥して膜厚５ｎｍとした。次に、陰極６としてカルシ
ウムを１００ｎｍの膜厚に蒸着し、続いてアルミニウム
を３００ｎｍの膜厚に蒸着した。その後、保護層７とし
て、紫外線硬化材料（紫外線硬化型エポキシ樹脂）から
なるシール剤と保護基板を用いて封止した。
【００３８】こうして作成した発光素子（青色発光素
子）の発光スペクトルを図２に示した。発光効率は０．
１ｌｍ／Ｗであった。
子）の発光スペクトルを図２に示した。発光効率は０．
１ｌｍ／Ｗであった。
【００３９】本実施例では、発光層４としてポリフルオ
レン誘導体を用いたが、青色に発光する有機高分子材料
であれば同様の効果が得られる。
レン誘導体を用いたが、青色に発光する有機高分子材料
であれば同様の効果が得られる。
【００４０】尚、ＩＴＯを製膜パターニング後、陰極分
離用の隔壁を形成し、上層の形成を行うことにより、特
に陰極材料の製膜後のパターニングの必要が無くなる。
また、このような隔壁を形成せず、陰極蒸着時にフィジ
カルマスクを用いてパターニングして陰極パターンを形
成することもできる。
離用の隔壁を形成し、上層の形成を行うことにより、特
に陰極材料の製膜後のパターニングの必要が無くなる。
また、このような隔壁を形成せず、陰極蒸着時にフィジ
カルマスクを用いてパターニングして陰極パターンを形
成することもできる。
【００４１】ガラス基板（１）上に予めＴＦＴなどのア
クティブ素子を形成しておけば、大容量表示を容易に行
うことができる。
クティブ素子を形成しておけば、大容量表示を容易に行
うことができる。
【００４２】本実施例では、薄膜層５としてＰＭＭＡを
用いたが、絶縁性を有する有機高分子、例えばポリエチ
レンなどであれば同様に用いることが出来る。また絶縁
性を有する無機材料、例えば二酸化珪素などでも同様に
用いることができる。製膜法については塗布法に限ら
ず、蒸着法なども同様に用いることができる。
用いたが、絶縁性を有する有機高分子、例えばポリエチ
レンなどであれば同様に用いることが出来る。また絶縁
性を有する無機材料、例えば二酸化珪素などでも同様に
用いることができる。製膜法については塗布法に限ら
ず、蒸着法なども同様に用いることができる。
【００４３】本実施例では、透明電極としてＩＴＯを用
いたが、出光株式会社から発売されているＩＤＩＸＯや
ネサ膜など、透明な導電材料であれば同様に用いること
ができる。
いたが、出光株式会社から発売されているＩＤＩＸＯや
ネサ膜など、透明な導電材料であれば同様に用いること
ができる。
【００４４】本実施例では、ガラス基板を用いたが、透
明な基板であればプラスチックなどでも同様に用いるこ
とができる。
明な基板であればプラスチックなどでも同様に用いるこ
とができる。
【００４５】本実施例では、薄膜層３となる正孔注入層
（輸送層）としてバイトロンを用いたが、ポリアニリン
やフタロシアニン化合物など、導電性を有する材料や、
正孔注入性能を有する絶縁材料、例えばスターバースト
分子などのフェニルアミン誘導体も同様に用いることが
できる。
（輸送層）としてバイトロンを用いたが、ポリアニリン
やフタロシアニン化合物など、導電性を有する材料や、
正孔注入性能を有する絶縁材料、例えばスターバースト
分子などのフェニルアミン誘導体も同様に用いることが
できる。
【００４６】本実施例では、陰極としてカルシウムを用
いたが、リチウム、マグネシウム、アルミニウムおよび
これらの合金など、仕事関数の小さな物質であれば同様
に用いることができる。また仕事関数が透明電極に比較
して大きい材料であっても、駆動電圧を調整することに
より使用可能である。
いたが、リチウム、マグネシウム、アルミニウムおよび
これらの合金など、仕事関数の小さな物質であれば同様
に用いることができる。また仕事関数が透明電極に比較
して大きい材料であっても、駆動電圧を調整することに
より使用可能である。
【００４７】本実施例では、封止剤として紫外線硬化型
材料（紫外線硬化型エポキシ樹脂）からなる封止材を用
いたが、ガスバリア性、耐湿性の優れたものであれば熱
硬化型樹脂からなる封止材でも同様に用いることができ
る。
材料（紫外線硬化型エポキシ樹脂）からなる封止材を用
いたが、ガスバリア性、耐湿性の優れたものであれば熱
硬化型樹脂からなる封止材でも同様に用いることができ
る。
【００４８】（比較例１）実施例１において図１の構造
の薄膜層５（発光層と陰極間の薄膜層）を設けないで電
界発光素子を作製した。その発光スペクトルを図３に示
した。発光効率は０．０６ｌｍ／Ｗであった。
の薄膜層５（発光層と陰極間の薄膜層）を設けないで電
界発光素子を作製した。その発光スペクトルを図３に示
した。発光効率は０．０６ｌｍ／Ｗであった。
【００４９】（実施例２）本実施例では、図１における
薄膜層５（発光層と陰極間の薄膜層）がアルカリ金属の
弗化物または酸化物、またはアルカリ土類金属の弗化物
または酸化物、または周期律第３族元素の弗化物または
酸化物である例を示した。
薄膜層５（発光層と陰極間の薄膜層）がアルカリ金属の
弗化物または酸化物、またはアルカリ土類金属の弗化物
または酸化物、または周期律第３族元素の弗化物または
酸化物である例を示した。
【００５０】薄膜層以外の形成方法は実施例１と同様で
ある。薄膜層５として、弗化カルシウムを膜厚２ｎｍに
蒸着して用いた。こうして作成した発光素子（青色発光
素子）の発光スペクトルを図４に示した。発光効率は
０．１７ｌｍ／Ｗであった。
ある。薄膜層５として、弗化カルシウムを膜厚２ｎｍに
蒸着して用いた。こうして作成した発光素子（青色発光
素子）の発光スペクトルを図４に示した。発光効率は
０．１７ｌｍ／Ｗであった。
【００５１】ここでは薄膜層として弗化カルシウムを蒸
着して用いたが、弗化リチウムも同様に用いる事が出来
る。またリチウム、ナトリウム、カリウムなどのアルカ
リ金属の弗化物や酸化物、ベリリウム、マグネシウム、
カルシウム、スカンジウムなどのアルカリ土類金属の弗
化物や酸化物、ホウ素、アルミニウム、ガリウムなど周
期律第３族元素の弗化物や酸化物も同様に用いることが
できる。この他にも適度の絶縁性を持ち、製膜が容易
な、発光に寄与しない不要電流を抑制し得るものであれ
ば同様に用いることができる。
着して用いたが、弗化リチウムも同様に用いる事が出来
る。またリチウム、ナトリウム、カリウムなどのアルカ
リ金属の弗化物や酸化物、ベリリウム、マグネシウム、
カルシウム、スカンジウムなどのアルカリ土類金属の弗
化物や酸化物、ホウ素、アルミニウム、ガリウムなど周
期律第３族元素の弗化物や酸化物も同様に用いることが
できる。この他にも適度の絶縁性を持ち、製膜が容易
な、発光に寄与しない不要電流を抑制し得るものであれ
ば同様に用いることができる。
【００５２】（実施例３）本実施例では、発光層として
の有機高分子がポリパラフェニレンビニレンまたはその
誘導体である例を示す。有機高分子層（発光層）以外の
条件は実施例１の発光素子と同様である。
の有機高分子がポリパラフェニレンビニレンまたはその
誘導体である例を示す。有機高分子層（発光層）以外の
条件は実施例１の発光素子と同様である。
【００５３】図１における発光層４（有機高分子からな
る層）としてポリパラフェニレンビニレン前駆体を塗布
して焼成し、膜厚１００ｎｍとした。
る層）としてポリパラフェニレンビニレン前駆体を塗布
して焼成し、膜厚１００ｎｍとした。
【００５４】こうして作製した電界発光素子の発光効率
は１．１６ｌｍ／Ｗであった。
は１．１６ｌｍ／Ｗであった。
【００５５】（比較例２）比較例１において、発光層
（有機高分子からなる層）としてポリパラフェニレンビ
ニレンを実施例３と同様に製膜して用いたところ、発光
効率は０．４ｌｍ／Ｗであった。
（有機高分子からなる層）としてポリパラフェニレンビ
ニレンを実施例３と同様に製膜して用いたところ、発光
効率は０．４ｌｍ／Ｗであった。
【００５６】（実施例４）本実施例では、図１に示す構
造（実施例１）の発光素子において、発光層４と陽極２
の間の薄膜層３として設けられている正孔注入層または
導電性を有するバッファ層の厚みを変化させて製膜した
例を示す。
造（実施例１）の発光素子において、発光層４と陽極２
の間の薄膜層３として設けられている正孔注入層または
導電性を有するバッファ層の厚みを変化させて製膜した
例を示す。
【００５７】実施例１において、正孔注入層を２５ｎｍ
から２２０ｎｍまで変化させて電界発光素子を作成し、
これら電界発光素子の通電５分後の色度を測定して図５
に示した。バッファ層が厚いほど（特に１００ｎｍ以
上）色度が青側に寄って得られることが明らかである。
から２２０ｎｍまで変化させて電界発光素子を作成し、
これら電界発光素子の通電５分後の色度を測定して図５
に示した。バッファ層が厚いほど（特に１００ｎｍ以
上）色度が青側に寄って得られることが明らかである。
【００５８】（実施例５）本実施例では、図１に示す構
造（実施例１）の発光素子において有機高分子の重合度
を変化させた場合の例を示す。重合度を１、２、１００
０と変化させた場合、重合度１の有機高分子を用いた場
合では製膜性が極めて悪く、重合度が高いほど製膜性が
良好で薄膜層を挿入する効果が増大した。重合度が２で
あっても薄膜層を設けることの効果は見られた。
造（実施例１）の発光素子において有機高分子の重合度
を変化させた場合の例を示す。重合度を１、２、１００
０と変化させた場合、重合度１の有機高分子を用いた場
合では製膜性が極めて悪く、重合度が高いほど製膜性が
良好で薄膜層を挿入する効果が増大した。重合度が２で
あっても薄膜層を設けることの効果は見られた。
【００５９】（実施例６）本実施例では、発光層の形成
にインクジェット法を用いた例を示す。
にインクジェット法を用いた例を示す。
【００６０】発光層の形成以外は実施例２によった。発
光層の形成はインクジェット法によった。何らかの原因
で発光層が充分に塗布できなかった画素では、ＩＴＯ／
正孔注入輸送層（ここではバイエル社製バイトロン）／
薄膜層（ここではＬｉＦ２ｎｍ）／Ｃａ／Ａｌといった
積層構造となる。この構造で電流密度を測定すると、１
ｍＡ／ｃｍ２以下であり、発光層が製膜されている場合
では、電流密度は数十ｍＡ／ｃｍ２）であった。発光層
が形成されていない場合電流が抑制されることがわか
る。
光層の形成はインクジェット法によった。何らかの原因
で発光層が充分に塗布できなかった画素では、ＩＴＯ／
正孔注入輸送層（ここではバイエル社製バイトロン）／
薄膜層（ここではＬｉＦ２ｎｍ）／Ｃａ／Ａｌといった
積層構造となる。この構造で電流密度を測定すると、１
ｍＡ／ｃｍ２以下であり、発光層が製膜されている場合
では、電流密度は数十ｍＡ／ｃｍ２）であった。発光層
が形成されていない場合電流が抑制されることがわか
る。
【００６１】尚、本実施例では、インクジェット法の場
合について示したが、他の印刷法にも同様に適用でき
る。
合について示したが、他の印刷法にも同様に適用でき
る。
【００６２】（実施例７）本実施例では、発光層が２層
から成る例を示す。図６に本実施例の電界発光素子の構
造を示す。
から成る例を示す。図６に本実施例の電界発光素子の構
造を示す。
【００６３】まずガラス基板５１上に陽極群５２を形成
し、引き続き隔壁５３、正孔注入層（輸送層）５４（こ
こではバイエル社製バイトロンで膜厚２０ｎｍ）５４を
形成した。次に、赤発光させる画素には第一発光層（５
５）としてローダミン１０１を１％ドープしたポリパラ
フェニレンビニレン（ＲＰＰＶ）前駆体溶液をインクジ
ェット法にて塗布し、１５０℃Ｎ２中で４時間焼成し、
膜厚４０ｎｍとした。次に緑発光させる画素には第二発
光層（５５'）としてポリパラフェニレンビニレン（Ｐ
ＰＶ）前駆体溶液をインクジェット法にて塗布し、１５
０℃Ｎ２中で４時間焼成し、膜厚３０ｎｍとした。青発
光させる画素にはインクジェット法では何も塗布しな
い。次に全色の画素に亘って第三発光層（５６）とし
て、ポリジオクチルフルオレンのキシレン溶液をスピン
コートし、膜厚４５ｎｍとした。次に基板表面全体に薄
膜層５７として弗化リチウムを２ｎｍの膜厚に蒸着し、
引き続きカルシウム１００ｎｍさらにアルミニウム２０
０ｎｍを陰極５８として蒸着した。その上を保護基板と
封止材で保護層５９とした。さらに取り出し電極部から
コントローラ回路に接続し、表示を行なった。
し、引き続き隔壁５３、正孔注入層（輸送層）５４（こ
こではバイエル社製バイトロンで膜厚２０ｎｍ）５４を
形成した。次に、赤発光させる画素には第一発光層（５
５）としてローダミン１０１を１％ドープしたポリパラ
フェニレンビニレン（ＲＰＰＶ）前駆体溶液をインクジ
ェット法にて塗布し、１５０℃Ｎ２中で４時間焼成し、
膜厚４０ｎｍとした。次に緑発光させる画素には第二発
光層（５５'）としてポリパラフェニレンビニレン（Ｐ
ＰＶ）前駆体溶液をインクジェット法にて塗布し、１５
０℃Ｎ２中で４時間焼成し、膜厚３０ｎｍとした。青発
光させる画素にはインクジェット法では何も塗布しな
い。次に全色の画素に亘って第三発光層（５６）とし
て、ポリジオクチルフルオレンのキシレン溶液をスピン
コートし、膜厚４５ｎｍとした。次に基板表面全体に薄
膜層５７として弗化リチウムを２ｎｍの膜厚に蒸着し、
引き続きカルシウム１００ｎｍさらにアルミニウム２０
０ｎｍを陰極５８として蒸着した。その上を保護基板と
封止材で保護層５９とした。さらに取り出し電極部から
コントローラ回路に接続し、表示を行なった。
【００６４】こうして作成した電界発光素子の赤発光画
素の効率は０．１５ｌｍ／Ｗ、緑発光画素の効率は０．
１２ｌｍ／Ｗ、青発光画素の効率は０．１８ｌｍ／Ｗで
あった。
素の効率は０．１５ｌｍ／Ｗ、緑発光画素の効率は０．
１２ｌｍ／Ｗ、青発光画素の効率は０．１８ｌｍ／Ｗで
あった。
【００６５】また予め基板上（５１）の各画素どとにＴ
ＦＴ素子を作りこみ表示パネル（画素数３２０×２４０
で２インチサイズ）を作製した。アクティブマトリクス
駆動により動画表示させた場合の消費電力はでおよそ
１．６Ｗで、表示輝度３０Ｃｄ／ｍ２であった。
ＦＴ素子を作りこみ表示パネル（画素数３２０×２４０
で２インチサイズ）を作製した。アクティブマトリクス
駆動により動画表示させた場合の消費電力はでおよそ
１．６Ｗで、表示輝度３０Ｃｄ／ｍ２であった。
【００６６】本実施例において、各層の膜厚はここに示
した値に限らない。また発光材料もここに示したものに
限らない。また上述したように用いる基板上にＴＦＴア
レイを形成しておけば動画表示が可能である。一方、陽
極及び陰極をストライプ状電極群として形成しておき、
互いに直交する構造とすれば、単純マトリックス駆動を
行うことが可能である。
した値に限らない。また発光材料もここに示したものに
限らない。また上述したように用いる基板上にＴＦＴア
レイを形成しておけば動画表示が可能である。一方、陽
極及び陰極をストライプ状電極群として形成しておき、
互いに直交する構造とすれば、単純マトリックス駆動を
行うことが可能である。
【００６７】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
有機高分子からなる発光層と陰極の間に発光に寄与しな
い不要な電流を抑制する薄膜層を設けることにより発光
色の長波長化を抑制することができ、また発光効率を飛
躍的に向上することが可能となった。また印刷法などの
発光層形成過程における発光層欠陥があっても効果的に
電気的短絡を回避でき、これにより均一な、発光効率の
高い、色再現性の高い有機ＥＬディスプレイを簡便に作
成し提供することが可能となった。これにより有機ＥＬ
ディスプレイの情報表示装置への応用が加速されること
になった。
有機高分子からなる発光層と陰極の間に発光に寄与しな
い不要な電流を抑制する薄膜層を設けることにより発光
色の長波長化を抑制することができ、また発光効率を飛
躍的に向上することが可能となった。また印刷法などの
発光層形成過程における発光層欠陥があっても効果的に
電気的短絡を回避でき、これにより均一な、発光効率の
高い、色再現性の高い有機ＥＬディスプレイを簡便に作
成し提供することが可能となった。これにより有機ＥＬ
ディスプレイの情報表示装置への応用が加速されること
になった。
【図１】本発明の実施例１にかかる電界発光素子の構造
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図２】本発明の実施例１にかかる電界発光素子の発光
スペクトルを示す図である。
スペクトルを示す図である。
【図３】本発明の比較例１にかかる電界発光素子の発光
スペクトルを示す図である。
スペクトルを示す図である。
【図４】本発明の実施例２にかかる電界発光素子の発光
スペクトルを示す図である。
スペクトルを示す図である。
【図５】本発明の実施例４にかかる電界発光素子の色度
を示す図である。
を示す図である。
【図６】本発明の実施例７にかかる電界発光素子の構造
を示す断面図である。
を示す断面図である。
１…基板 ２…陽極 ３…薄膜層 ４…発光層 ５…薄膜層 ６…陰極 ７…保護層 ５１…基板 ５２…陽極群 ５３…隔壁 ５４…正孔注入輸送層 ５５…第一発光層 ５５'…第二発光層 ５６…第三発光層 ５７…薄膜層 ５８…陰極 ５９…保護層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０５Ｂ 33/14 Ｈ０５Ｂ 33/14 Ａ
Claims (14)
- 【請求項１】 陽極及び陰極間に少なくとも有機高分子
から成る発光層を挟持した構造の電界発光素子であっ
て、該発光層と該陽極及び該陰極の少なくとも一方との
間に、発光に寄与しない不要な電流を抑制する薄膜層を
有することを特徴とする電界発光素子。 - 【請求項２】 前記有機高分子は、波長４００ｎｍ〜６
００ｎｍの範囲の発光をなすことを特徴とする請求項１
記載の電界発光素子。 - 【請求項３】 前記薄膜層は、前記陰極と前記発光層間
に設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載
の電界発光素子。 - 【請求項４】 前記薄膜層が、アルカリ金属の弗化物ま
たは酸化物、アルカリ土類金属の弗化物または酸化物、
及び周期律第３族元素の弗化物または酸化物からなる群
より選択される少なくとも１種の材料から構成されるこ
とを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の電界
発光素子。 - 【請求項５】 前記薄膜層は、前記陽極と前記発光層間
に設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載
の電界発光素子。 - 【請求項６】 前記発光層と前記陽極間に正孔注入層又
は導電性を有するバッファ層が厚さ１００ｎｍ以上で設
けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の電
界発光素子。 - 【請求項７】 前記有機高分子がポリフルオレンまたは
その誘導体であることを特徴とする請求項１又は２記載
の電界発光素子。 - 【請求項８】 前記有機高分子がポリパラフェニレンビ
ニレンまたはその誘導体であることを特徴とする請求項
１又は２記載の電界発光素子。 - 【請求項９】 前記有機高分子の重合度は２以上である
ことを特徴とする請求項１又は２記載の電界発光素子。 - 【請求項１０】 前記発光層が複数の発光材料の層が積
層されてなることを特徴とする請求項１又は２記載の電
界発光素子。 - 【請求項１１】 前記有機高分子からなる発光層が、印
刷法によって形成されていることを特徴とする請求項１
又は２記載の電界発光素子。 - 【請求項１２】 前記印刷法が、インクジェット法であ
ることを特徴とする請求項１１記載の電界発光素子。 - 【請求項１３】 陽極及び陰極間に少なくとも有機高分
子から成る発光層を挟持した構造の電界発光素子であっ
て、該発光層と該陽極及び該陰極の少なくとも一方との
間に、アルカリ金属、アルカリ土類金属、又は周期律第
３族元素の弗化物から構成される層を設けたことを特徴
とする電界発光素子。 - 【請求項１４】 前記弗化物が弗化リチウムであること
を特徴とする請求項１３記載の電界発光素子。
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