JP2663648B2 - 有機エレクトロルミネセンス装置 - Google Patents

有機エレクトロルミネセンス装置

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JP2663648B2
JP2663648B2 JP1248670A JP24867089A JP2663648B2 JP 2663648 B2 JP2663648 B2 JP 2663648B2 JP 1248670 A JP1248670 A JP 1248670A JP 24867089 A JP24867089 A JP 24867089A JP 2663648 B2 JP2663648 B2 JP 2663648B2
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【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、有機エレクトロルミネセンス装置に関す
る。
従来技術およびその課題 有機エレクトロルミネセンス装置は、電気信号に応じ
て発光しかつ発光物質として有機化合物を用いて構成さ
れた装置である。
有機エレクトロルミネセンス装置は、基本的には有機
発光層および該層をはさんだ一対の対向電極から構成さ
れている。発光は電極の一方から電子が注入され、もう
一方の電極からは正孔が注入されることにより、発光層
中の発光体がより高いエネルギー準位に励起され、励起
された発光体が元の基底状態にもどる際に、その余分な
エネルギーを光として放出する現象である。
そして、発光効率を上げるために、上記基本的構成に
加え、正孔を注入する電極には、さらにホール注入層を
設けた構成が採られている。
有機エレクトロルミネセンス装置の例としては、発光
体として単結晶アントラセン等が用いられたものが、US
P第3530325号明細書に記載されている。
また、特開昭59−194393号公報には、ホール注入層
と、有機発光体層を組み合わせたものが提案されてい
る。
特開昭63−295695号公報には、有機質ホール注入輸送
層、有機質電子注入輸送層を組み合わせたものが提案さ
れている。
しかしながら、有機エレクトロルミネセンス装置は、
構成の改善により、発光強度は改良されてはきている
が、一方で、繰り返し使用時での安定性に劣るという大
きな問題を有する。
従って、より発光強度の強い、繰り返し安定性に優れ
た良好な特性を有する有機エレクトロルミネセンス装置
の開発が望まれているのが現状である。
発明が解決しようとする課題 本発明は以上のような事情に鑑みてなされたもので、
その目的とするところは、繰り返し使用しても安定した
性能を発揮する有機エレクトロルミネセンス装置を提供
することにある。
課題を解決するための手段 本発明は、少なくとも一組の対向電極と有機ホール注
入輸送層と有機発光層を設けた有機エレクトロルミネセ
ンス装置において、発光とは逆極性の電力を印加する手
段を有することを特徴とする有機エレクトロルミネセン
ス装置に関する。
第1図に本発明のエレクトロルミネセンス装置の基本
的構成を模式的に示した。図中、(1)は電極であり、
発光時に陽極となるものであり、その上に、有機ホール
注入輸送層(2)と有機発光層(3)および発光時に陰
極となる電極(4)が順次積層された構成を採ってい
る。有機エレクトロルミネセンス装置を発光させる場合
は、スイッチ(6)を接続し、電力供給源(7)より電
極(1)に正の電圧を、電極(4)に負の電圧を印加す
る。発光を止める場合は、スイッチ(6)の接続を切
り、電力供給を停止すればよい。通常、再び発光し、消
光する場合は、上記手順を繰り返す。
本発明は、発光時の上記電力供給手段に加え、さら
に、発光時の電力供給時とは逆の極性の電力を印加する
手段、すなわち、発光工程を終了し、スイッチ(6)の
接続を切った後、スイッチ(8)を接続し、電力供給源
(9)より、発光時に陽極とした電極(1)に負の電圧
を、発光時に陰極とした電極(4)に正の電圧を印加す
る手段を設けてなることを特徴とする。
このような手段を付加することにより、繰り返し使用
による発光強度の低下を改善することができる。
繰り返し使用による発光強度の低下は、有機ホール注
入層と有機発光層との界面において、電荷がトラップ等
により蓄積することが原因と考えられ、本発明は、その
ような繰り返し使用により蓄積した電荷を、発光時とは
逆の極性の電力を供給することにより取り除くことがで
きるようにしたものであり、そうすることにより、繰り
返し特性が大幅に改善できるのである。
発光時と逆極性に印加する電圧の大きさは、発光時に
印加した電圧より低くてよく、その大きさが、大きすぎ
ても却って劣化が進行する。
電力供給源(8)は、直流電圧電源でもよいし、交流
電圧電源でもよい。
有機エレクトロルミネセンス装置の発光時陽極として
使用される電極(1)に使用される導電性物質としては
4eVよりも大きい仕事関数をもつものがよく、炭素、ア
ルミニウム、バナジウム、鉄、コバルト、ニッケル、
銅、亜鉛、タングステン、銀、スズ、金などおよびそれ
らの合金、酸化スズ、酸価インジウムが用いられる。
発光時陰極として使用される電極(4)を形成する金
属としては4eVよりも小さい仕事関数をもつものがよ
く、マグネシウム、カルシウム、チタニウム、イットリ
ウム、リチウム、カドリニウム、イッテルビウム、ルテ
ニウム、マンガン、およびそれらの合金が用いられる。
有機エレクトロルミネセンス装置においては、発光が
見られるように、少なくとも電極(1)あるいは電極
(2)は透明電極とする。この際、発光時陰極となる電
極(4)に透明電極を使用すると、透明性が損なわれや
すいので、発光時陽極となる電極(1)を透明電極とす
ることが好ましい。
透明電極を形成する場合、透明基板上に、上記したよ
うな導電性物質を用い、蒸着、スパッタリング等の手段
で所望の透光性が確保されるように形成すればよい。
透明基板としては、適度の強度を有し、エレクトロル
ミネセンス装置作製時、蒸着等による熱に悪影響を受け
ず、透明なものであれば特に限定されないが、係るもの
を例示すると、ガラス基板、透明な樹脂、例えばポリエ
チレン、ポリプロピレン、ポリエーテルサルフォン、ポ
リエーテルエーテルケトン等を使用することも可能であ
る。
ガラス基板上に透明電極が形成されたものとしてはIT
O、NESA等の市販品が知られており、それを使用しても
よい。
本発明のエレクトロルミネセンス装置形成に際しては
発光時陽極として働く電極(1)上に有機ホール注入輸
送層(2)を形成する。
有機ホール注入輸送層に使用される化合物としては、
トリフェニルアミン化合物、ピラゾリン化合物、スチル
ベン化合物、オキサジアゾール化合物、オキサトリアゾ
ール化合物、ヒドラゾン化合物、ブタジエン化合物、ト
リフェニルメタン化合物、テトラフェニルベンジジン化
合物およびこれらの誘導体等が用いられる。このうち特
に好ましいものとしては下記一般式[I]で表されるブ
タジエン化合物が挙げられる。
[式中、Ar1、Ar2およびAr3はそれぞれ置換基を有して
もよいアリール基であり、少なくとも1つはジ置換アミ
ノ基を有する;Ar4は、水素、アルキル基、それぞれ置換
基を有してもよいアラルキル基、アリール基、複素環基
を表わす。] 上記一般式[I]においてAr1、Ar2およびAr3はそれ
ぞれフェニル、ナフチル等のアリール基を示し、該アリ
ール基はハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基また
はジ置換アミノ基などの置換基を有してもよい。置換基
Ar1〜Ar3のうち少なくとも1つはジ置換アミノ基を有す
ることが好ましく、ジ置換アミノ基としては、ジアルキ
ルアミノ基、ジアラルキルアミノ基、ジアリールアミノ
基、ジアリルアミノ基などが挙げられる。
Ar4は水素原子、メチル基、エチル等のアルキル基、
ベンジンあるいはフェネチル等のアラルキル基、フェニ
ル、ナフチル等のアリール基またはチオフェン、ジオキ
サインダン、ピリジン等の複素環の残基を示す。
Ar4の置換基と例としては、ハロゲン原子、アルキル
基、アルコキシ基またはジ置換アミノ基などが挙げられ
る。
有機ホール輸送層(2)は、上記化合物を蒸着して形
成してもよいし、上記化合物の適当な樹脂溶液をスピン
コートして形成してもよい。
蒸着法で形成する場合、その厚さは、通常0.01〜0.3
μmであり、スピンコート法で形成する場合は、ブタジ
エン化合物等が結着樹脂に対して20〜80重量%程度の含
有量となるように、厚さ0.05〜1.0μm程度に形成すれ
ばよい。
このように形成された有機ホール輸送層(2)の上に
は、有機発光層を形成する。
有機発光層に用いられる有機発光体としては、公知の
ものを使用可能で、たとえばエピドリジン、2,5−ビス
[5,7−ジ−t−ペンチル−2−ベンゾキサゾリル]チ
オフェン、2,2′−(1,4−フェニレンジビニレン)ビス
ベンゾチアゾール、2,2′−(4,4′−ビフェニレン)ビ
スベンゾチアゾール、5−メチル−2−{2−[4−
(5−メチル−2−ベンゾキサゾリル)フェニル]ビニ
ル}ベンゾオキサゾール、2,5−ビス(5−メチル−2
−ベンゾキサゾリル)チオフェン、アントラセン、ナフ
タレン、フェナントレン、ピレン、クリセン、ペリレ
ン、ペリノン、1,4−ジフェニルブタジエン、テトラフ
ェニルブタジエン、クマリン、マクリジンスチルベン、
2−(4−ビフェニル)−6−フェニルベンゾオキサゾ
ール、アルミニウムトリスオキシン、マグネシウムビス
オキシン、ビス(ベンゾ−8−キノリノール)亜鉛、ビ
ス(2−メチル−8キノリノラート)アルミニウムオキ
サイド、インジウムトリスオキシン、アルミニウムトリ
ス(5−メチルオキシン)、リチウムオキシン、ガリウ
ムトリオキシン、カルシウムビス(5−クロロオキシ
ン)、ポリ亜鉛−ビス(8−ヒドロキシ−5−キノリノ
ニル)メタン)ジリチウムエピンドリジオン、亜鉛ビス
オキシン、1,2−フタロペリノン、1,2−ナフタロペリノ
ンなどを挙げることができる。また、一般的な蛍光染
料、例えば蛍光クマリン染料、蛍光ペリレン染料、蛍光
ピラン染料、蛍光チオピラン染料、蛍光ポリメチン染
料、蛍光メロシアニン染料、蛍光イミダゾール染料等も
使用できる。このうち、特に好ましいものとしてはキレ
ート化オキシノイド化合物が挙げられる。
有機発光層は上記した発光物質の単層構成でもよい
し、発光の色、発光の強度等の特性を調整するために、
多層構成としてもよい。
次に、有機発光層の上に、前記した発光時に陰極とし
て働く電極を形成する。
以上、発光時陽極として働く電極(1)上に有機ホー
ル注入輸送層(2)、発光層(3)および陰極(4)を
順次積層して有機ルミネセンス装置を形成する場合につ
いて説明したが、発光時陰極として働く電極(4)上に
発光層(3)、有機ホール注入輸送層(2)および陽極
を順次積層して該装置を製造してもよい。
1組の電極は各電極にニクロム線、金線、銅線、白金
線等の適当なリード線(5)を接続し、前述したように
発光時に電極(1)に正の電圧、電極(4)に負の電圧
をオン−オフする手段および、発光終了後に、電極
(1)に負の電圧、電極(4)に正の電圧をオン−オフ
できる手段を設ける。
本発明の有機エレクトロルミネセンス装置は各種の表
示装置、あるいはディスプレイ装置等に適用可能であ
る。
以下に実施例を記載し本発明を説明する。
実施例 インジウムスズ酸化物被覆ガラスの上に下記構造式で
現されるブタジエン化合物; を蒸着により厚さ500Åの薄膜を形成した。
次に、アルミニウムトリスオキシンを蒸着により500
Åの厚さになるように薄膜を形成した。
次に陰極として10:1の原子比のMgおよびAgで厚さ2000
Åの薄膜を形成した。
このようにして有機エレクトロルミネセンス装置を作
製した。
評価 実施例得られたエレクトロルミネセンス装置を、その
ガラス電極を陽極として、バイアス電圧をかけながら、
5mA/cm2の電流密度で1時間作動させた。
初期出力は0.1mW/cm2から0.09mW/cm2に低下した。さ
らに1時間作動させると、0.085mW/cm2に低下した。
次に、両極を短絡して、発光時とは逆のバイアス電圧
−20Vを30分印加した後、もう一度5mA/cm2の電流密度で
作動させたところ、初期出力の0.1mW/cm2に回復した。
比較例 実施例で得られたエレクトロルミネセンス装置を2時
間作動させた後、両電極を短絡し、さらにもう一度5mA/
cm2の電流密度で作動させると、0.09mW/cm2の出力まで
しか回復しなかった。
発明の効果 本発明により、発光時に対して、逆極性の電力を供給
する手段を設けることにより、初期発光強度を維持しな
がら、耐久性よく有機エレクトロルミネセンス装置を使
用することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のエレクトロルミネセンス装置の概略構
成を示す断面図である。 1:電極、2:有機ホール注入輸送層 3:発光層、4:電極 5:リード線、6:スイッチ 7:電力供給源、8:スイッチ 9:電力供給源
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 坂本 光俊 大阪府大阪市中央区安土町2丁目3番13 号 大阪国際ビル ミノルタカメラ株式 会社内 (56)参考文献 特開 昭60−241273(JP,A) 特開 昭63−295695(JP,A) 特公 昭41−9939(JP,B1)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】少なくとも一組の対向電極と有機ホール注
    入輸送層と有機発光層を設けた有機エレクトロルミネセ
    ンス装置において、発光とは逆極性の電力を印加する手
    段を有することを特徴とする有機エレクトロルミネセン
    ス装置。
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