JP2005038640A

JP2005038640A - 有機エレクトロルミネセンス素子

Info

Publication number: JP2005038640A
Application number: JP2003197682A
Authority: JP
Inventors: Gosuke Sakamoto; 豪介坂元
Original assignee: Rohm Co Ltd
Current assignee: Rohm Co Ltd
Priority date: 2003-07-16
Filing date: 2003-07-16
Publication date: 2005-02-10

Abstract

【課題】従来の有機ＥＬ素子には、交流の信号を有機ＥＬ素子に印加することによって駆動する方法があるが、有機ＥＬ素子が消灯する時間があるために、有機ＥＬ素子全体として発光効率が下がってしまう。
そこで、上記問題点を解決するために、有機ＥＬ素子を２つ重ねた有機ＥＬ素子を交流の信号によって駆動する方法が考えられた。しかし、有機ＥＬ素子の重ね方によって、陽極電極として使用されるＩＴＯ等の透明電極はスパッタリング等の方法によって形成されるため、ＩＴＯ等の透明電極が形成される最中に有機層が傷つけられてしまうという問題が生じる場合があり、また、陰極電極と陽極電極とが接触すると、陰極電極となる材料と陽極電極となる材料との仕事関数の違いから、一方の材料の劣化速度が速まり、寿命が短くなってしまう場合がある
【解決手段】上記課題を解決するために、本発明は、絶縁層等を陰極電極と陽極電極との間に設ける。
【選択図】図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機エレクトロルミネセンス素子（以下、「エレクトロルミネセンス」を「ＥＬ」と略記する。）に関する。特に、有機ＥＬ素子の内部に、絶縁層を備えた有機ＥＬ素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１および図２は、従来の有機ＥＬ素子を表した図である。図２（１）は、陰極電極が１つの有機ＥＬ素子を表した図である。図２（２）は、陽極電極が１つの有機ＥＬ素子を表した図である。図２（３）は、陰極電極と陽極電極を１つの電極とした有機ＥＬ素子を表した図である。図１および図２において、１０は陽極電極、１１は有機層、１２は陰極電極、１３は信号発生装置をそれぞれ示す。１００および２００は従来の有機ＥＬ素子を示す。
【０００３】
従来の有機ＥＬ素子では、図１に示すように、有機ＥＬ素子１００に信号発生装置１３を接続し、直流の信号を有機ＥＬ素子１００に印加することによって駆動することが多い。このとき、例えば、直流の電圧信号によって有機ＥＬ素子１００を駆動した場合、有機層１１に電荷が蓄積し、有機層１１の発光効率が低下してしまう。この問題を解決するために、交流の信号を有機ＥＬ素子１００に印加することによって駆動する方法もある（例えば、特許文献１参照。）。しかし、交流の電圧信号によって有機ＥＬ素子１００を駆動した場合、陰極電極１２に対する陽極電極１０の電位が相対的に有機ＥＬ素子１００が発光する閾値の電圧より下のとき、有機ＥＬ素子が消灯するために、有機ＥＬ素子全体として発光効率が下がってしまう。
【０００４】
そこで、上記問題を解決するために、図２（１）から図２（３）に示すように、有機ＥＬ素子を２つ重ねた有機ＥＬ素子２００を交流の信号によって駆動する方法が考えられた。しかし、図２（１）および図２（２）に示す有機ＥＬ素子２００の場合、有機ＥＬ素子２００を製造するとき、有機層１１の上に陽極電極１０を形成する工程が必要となる。このとき、陽極電極１０として、ＩＴＯ等の透明電極が使用されることが多く、ＩＴＯ等の透明電極はスパッタリング等の方法によって形成されるため、ＩＴＯ等の透明電極が形成される最中に有機層１１が傷つけられてしまうという問題が生じる。
【０００５】
一方、図２（３）に示す有機ＥＬ素子２００では、陰極電極１２と陽極電極１０とが接触すると、陰極電極１２となる材料と陽極電極１０となる材料との仕事関数の違いから、一方の材料の劣化速度が速まり、寿命が短くなってしまう。また、同様に、両材料の仕事関数の違いから、有機層１１への電子およびホールの注入効率が下がるため、有機層１１の発光効率が下がってしまうという問題が生じる。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−３０８６２号公報（第（１）頁〜第（１０）頁）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような問題を解決するために、長時間にわたって高い発光効率を保つことが可能な有機ＥＬ素子を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するために、本願発明は、少なくとも、第１の陰極電極と、第１の有機層と、第１の陽極電極と、第２の陰極電極と、第２の有機層と、第２の陽極電極と、を順に有する有機エレクトロルミネセンス素子であって、該第１の陽極電極と該第２の陰極電極との間に絶縁層を有し、かつ該第１の陰極電極と該第１の陽極電極とに繰り返し形状の信号を発生する信号発生装置の対となる出力端子が接続され、該第２の陰極電極と該第２の陽極電極とに該信号発生装置の他の対となる出力端子が接続されている有機エレクトロルミネセンス素子である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の実施の形態について、添付の図面を参照して説明する。なお、本明細書および図面に記載されている番号について、１０１は第１の陽極電極、３１１は第１の有機層、３１２は第２の有機層、１１１は第１の陰極電極、１０２は第２の陽極電極、１１２は第２の陰極電極、１４は信号発生装置、１５は対となる出力端子、１６は本願発明を構成する要素の１つとしての有機ＥＬ素子、をそれぞれ示し、本願発明の説明に共通に用いる。
【００１０】
本願発明の実施の形態について、図３を用いて説明する。図３は、本実施の形態による有機ＥＬ素子と信号発生装置とを接続した図である。図３において、３１は絶縁層、３００は本実施の形態による有機ＥＬ素子をそれぞれ示している。
【００１１】
ここで、有機層１１には、少なくとも発光層を含み、発光層以外にも種々の層を含む場合がある。例えば、陰極電極の側から順に、電子注入輸送層と、発光層と、ホール注入輸送層と、の任意の層を含む場合がある。電子注入輸送層は、発光層と陰極電極との整合性を良好なものとすることが可能で、発光層での発光効率を高めることが可能となる。また、ホール注入輸送層は、発光層と陽極電極との整合性を良好なものとすることが可能で、発光層での発光効率を高めることが可能となる。また、本来発光層が発光するのであるが、本明細書では、有機層１１での発光を発光層での発光と同義の用語として使用する。なお、以下、有機層については上記と同様の意味を持つ用語として使用する。
【００１２】
本実施の形態では、少なくとも、陰極電極１１１と、有機層３１１と、陽極電極１０１と、陰極電極１１２と、有機層３１２と、陽極電極１０２と、を順に有する有機エレクトロルミネセンス素子であって、陽極電極１０１と陰極電極１１２との間に絶縁層３１を有し、かつ陰極電極１１１と陽極電極１０１とに繰り返し形状の信号を発生する信号発生装置１４の対となる出力端子１５が接続され、陰極電極１１２と陽極電極１０２とに信号発生装置１４の他の対となる出力端子１５が接続されていることを特徴とする。
【００１３】
有機ＥＬ素子１００を陽極電極１０２を基板上に形成し、その後、陰極電極１１２と、陽極電極１０１と、陰極電極１１１とを順に形成する図３に示す構造とすれば、有機層の上に陽極電極を設ける必要がなく、陽極電極を形成することによって有機層を傷つけることがなくなる。
【００１４】
また、絶縁層３１を陰極電極１１２と陽極電極１０１との間に設けることによって、陰極電極１１２と陽極電極１０１とが直接接触することがなく、陰極電極１１２となる材料と陽極電極１０１となる材料の仕事関数の違いが両材料の劣化速度に影響を及ぼさず、陰極電極１１２となる材料および陽極電極１０１となる材料の寿命を延ばすことが可能となる。また、同様に、陰極電極１１２となる材料および陽極電極１０１となる材料の仕事関数が変化することもなく、有機層３１１および有機層３１２への電子またはホールの注入効率の低下の原因となることもなくなる。
【００１５】
絶縁層３１として、ＳｉＯ_２、ＳｉＣ等からなる透明な絶縁材料を用いるのが望ましい。絶縁層３１として、ＳｉＯ_２、ＳｉＣ等からなる透明な絶縁材料を用いると、陰極電極１１２と陽極電極１０１との間の絶縁性がよく、また、有機層３１１または有機層３１２で発光した光が絶縁層を透過し、陽極電極１０２または陰極電極１１１の側から有機層３１１および３１２で発光した光を同時に取り出すことが可能となり、有機ＥＬ素子３００を交流の信号によって駆動しても有機層３１１と有機層３１２とが共に発光するため、有機ＥＬ素子３００全体として、発光強度の低下を抑えることが可能となる。
【００１６】
本実施の形態では、図３において、陰極電極１１１または陽極電極１０１の一方と、陰極電極１１２または陽極電極１０２の一方と、を接続することが可能である。このとき、信号発生装置１４で発生させる信号を換えることによって、有機層１３１および有機層１３２を同期または非同期で発光させることが可能となる。
【００１７】
なお、当然に、陰極電極と陽極電極とに、まったく独立に対となる出力端子１５を接続してもよい。この場合は、有機層１３１および有機層１３２を非同期で発光させることが可能となる。つまり、信号発生装置１４の内部で、同期した２つの信号を発生させた場合、それぞれの有機ＥＬ素子１６を交互に点滅させ、または、同時に点滅させることが可能となる。一方、信号発生装置１４の内部で、非同期である２つの信号を発生させた場合、それぞれの有機ＥＬ素子１６をまったく独立に点滅させることが可能となる。
【００１８】
また、図３において、陰極電極１１１または陽極電極１０１の一方と、陰極電極１１２または陽極電極１０２の一方と、を接続し、陰極電極１１１または陽極電極１０１の他方と、陰極電極１１２または陽極電極１０２の他方と、を接続することが可能である。このとき、信号発生装置１４によって１つの信号を発生させれば、有機層１３１と有機層１３２とを同期して発光させることが可能となる。
【００１９】
繰り返し形状の信号は、有機層１３１および有機層１３２が点灯する信号と有機層１３１および有機層１３２が消灯する信号との繰り返し形状の信号とするのが望ましい。また、繰り返し形状の信号の波形は、例えば、正弦波形状、矩形形状、三角形状の信号とすることができる。これらの信号を有機ＥＬ素子３００に印加すると、有機層１３１および有機層１３２が消灯する時間があり、有機層１３１および有機層１３２がゆっくり劣化し、有機層３１１および有機層３１２を長時間発光させることが可能である。
【００２０】
また、さらに、繰り返し形状の信号を有機層１３１および有機層１３２が点灯する信号と有機層１３１および有機層１３２が消灯する信号との繰り返し形状の信号で、かつ交流の信号としてもよい。これらの信号を有機ＥＬ素子３００に印加すると、例えば、陰極電極１１１に対する陽極電極１０１の電位が相対的に有機ＥＬ素子１６が発光する閾値の電圧より上のとき有機層１３１は点灯しており、陰極電極１１１に対する陽極電極１０１の電位が相対的に有機ＥＬ素子１６が発光する閾値の電圧より下のとき有機層１３１は消灯している。有機層１３１が消灯するとき、有機ＥＬ素子１００に印加された信号により、有機層１３１に蓄積した電荷を有機層１３１の外に排出することが可能で、有機層１３１を長時間効率よく発光させることが可能である。
【００２１】
なお、図３において、信号発生装置１４の代替として直流の信号を発生する信号発生装置と有機ＥＬ素子３００とを接続することは当然のごとく可能である。
【００２２】
また、繰り返し形状の信号の周波数は、５０Ｈｚ以上が望ましい。繰り返し形状の信号の周波数を５０Ｈｚ以上とすると、有機層３１１および有機層３１２の点滅間隔が、人間が認識できる最小の間隔より狭く、連続して発光しているように見え、有機ＥＬ素子３００を液晶のバックライト等に利用することが可能となる。さらに、繰り返し形状の信号の周波数は５０Ｈｚまたは６０Ｈｚでもよい。この場合、繰り返し形状の信号として、家庭用電源の交流電圧の周波数をそのまま流用することが可能となる。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、有機層への電子またはホールの注入効率の低下を抑えることが可能で、長時間にわたって高い発光効率を保つことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の有機ＥＬ素子を表した図である。
【図２】従来の有機ＥＬ素子を表した図である。（１）は、陰極電極が１つの有機ＥＬ素子を表した図である。（２）は、陽極電極が１つの有機ＥＬ素子を表した図である。（３）は、陰極電極と陽極電極を１つの電極とした有機ＥＬ素子を表した図である。
【図３】本願発明の実施の形態による有機ＥＬ素子と信号発生装置とを接続した図である。
【符号の説明】
１０：陽極電極
１１：有機層
１２：陰極電極
１３：信号発生装置
１４：信号発生装置
１５：対となる電極端子
１６：有機ＥＬ素子
３１：絶縁層
１０１：第１の陽極電極
１１１：第１の陰極電極
１０２；第２の陽極電極
１１２：第２の陰極電極
１００：従来の有機ＥＬ素子
２００：従来の有機ＥＬ素子
３００：本願発明の実施の形態による有機ＥＬ素子

Claims

少なくとも、第１の陰極電極と、第１の有機層と、第１の陽極電極と、第２の陰極電極と、第２の有機層と、第２の陽極電極と、を順に有する有機エレクトロルミネセンス素子であって、該第１の陽極電極と該第２の陰極電極との間に絶縁層を有し、かつ該第１の陰極電極と該第１の陽極電極とに繰り返し形状の信号を発生する信号発生装置の対となる出力端子が接続され、該第２の陰極電極と該第２の陽極電極とに該信号発生装置の他の対となる出力端子が接続されている有機エレクトロルミネセンス素子。