JP2815472B2

JP2815472B2 - 電界発光素子

Info

Publication number: JP2815472B2
Application number: JP2228852A
Authority: JP
Inventors: 竜史村山; 健夫脇本; 仁仲田; 正治野村; 義一佐藤
Original assignee: Nippon Kayaku Co Ltd; Pioneer Corp
Current assignee: Nippon Kayaku Co Ltd; Pioneer Corp
Priority date: 1990-01-22
Filing date: 1990-08-30
Publication date: 1998-10-27
Anticipated expiration: 2013-10-27
Also published as: JPH03255190A; US5227252A

Description

【発明の詳細な説明】技術分野本発明は電界発光素子に関し、特に有機化合物を発光
体として構成される電界発光素子に関する。

背景技術この種の電界発光素子として、第１図に示すように、
陰極である金属電極１と陽極である透明電極２との間に
有機化合物からなり互いに積層された有機蛍光体薄膜３
及び有機正孔輸送層４が配された２層構造のものや、第
２図に示すように、金属電極１と透明電極２との間に互
いに積層された有機電子輸送層５、有機蛍光体薄膜３及
び有機正孔輸送層４が配された３層構造のものが知られ
ている。ここで、有機正孔輸送層４は陽極から正孔を注
入させ易くする機能と電子をブロックする機能とを有
し、有機電子輸送層５は陰極から電子を注入させ易くす
る機能を有している。

これら電界発光素子において、透明電極２の外側には
ガラス基板６が配されており、金属電極１から注入され
た電子と透明電極２から有機蛍光体薄膜３へ注入された
正孔との再結合によって励起子が生じ、この励起子が放
射失活する過程で光を放ち、この光が透明電極２及びガ
ラス基板６を介して外部に放出されることになる。

さらに、特開昭63−264692号公報に開示されているよ
うに、蛍光体薄膜を有機質ホスト物質と蛍光性ゲスト物
質とから形成し安定な発光をなす電界発光素子も開発さ
れている。

しかしながら、上述した構成の従来の有機化合物の電
界発光素子において、一般に低電圧で発光をなすけれど
も、更に高輝度で発光する電界発光素子が望まれてい
る。

発明の概要［発明の目的］本発明は、長期間安定して高輝度にて発光させること
ができる電界発光素子を提供することを目的とする。

［発明の構成］本発明による電界発光素子においては、有機化合物か
らなり互いに積層された蛍光体発光層及び正孔輸送層が
陰極及び陽極間に配され、前記蛍光体発光層がキノリン
誘導体からなる電界発光素子であって、前記蛍光体発光
層内において、R₁及びR₂が互いに独立して水素、メチル
基または塩素である下記（Ａ）式の構造のキナクリドン
化合物、を含むことを特徴とする。

さらに、本発明による電界発光素子においては、有機
化合物からなり互いに積層された蛍光体発光層及び正孔
輸送層が陰極及び陽極間に配され、前記蛍光体発光層が
キノリン誘導体からなる電界発光素子であって、前記蛍
光体発光層内において、R₃及びR₄が互いに独立して水
素、メチル基または塩素である下記（Ｃ）式の構造のジ
ヒドロ体のキナクリドン化合物、を含むことを特徴とする。

以下、本発明を図に基づいて詳細に説明する。

本発明の電界発光素子は、第１図に示した構造の有機
電界発光素子と同様であって、有機化合物の蛍光体発光
層及び正孔輸送層を一対の電極間に薄膜として積層、成
膜したものである。

蛍光体発光層のホスト物質であるキノリン誘導体とし
ては、８−ヒドロキシキノリンのアルミニウム錯体すな
わち下記（Ｂ）式の構造、のトリス（８−キノリノール）アルミニウムを用いるこ
とが好ましく、この他に、例えばビス（８−キノリノー
ル）マグネシウム、ビス（ベンゾ｛ｆ｝−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、トリス（８−キノリノール）
インジウム、トリス（５−メチル−８−キノリノール）
アルミニウム、８−キノリノールリチウム、トリス（５
−クロロ−８−キノリノール）ガリウム、ビス（５−ク
ロロ−８−キノリノール）カルシウム、および、ポリ
［亜鉛（II）−ビス（８−ヒドロキシ−５−キノリニ
ル）メタン］を用い得る。

また、蛍光体発光層のゲスト物質はR₁及びR₂が独立に
水素、メチル基または塩素である下記（Ａ）式の構造の
キナクリドン化合物、特に、R₁及びR₂が水素である下記（Ａ）式の、キナクリドンを用いることが好ましい。

さらにまた、蛍光体発光層のゲスト物質はR₃及びR₄が
独立に水素、メチル基または塩素である下記（Ｃ）式の
構造のジヒドロ体のキナクリドン化合物、特に、R₃及びR₄が水素である下記（C1）式の、キナクリドンを用いることが好ましい。

さらに、上記（A1）又は（C1）式のキナクリドン化合
物が８−ヒドロキシキノリンのアルミニウム錯体の蛍光
体発光層内において0.01wt.％ないし10wt.％の濃度で含
有されていることが好ましい。低印加電圧で高輝度の発
光が得られるからである。

陰極には、仕事関数が小さな金属、例えば厚さが約50
0Å以上のアルミニウム、マグネシウム、インジウム、
銀又は各々の合金が用い得る。また、陽極には、仕事関
数の大きな導電性材料、例えば厚さが1000〜3000Å程度
のインジウムすず酸化物（I.T.O.）又は厚さが800〜150
0Å程度の金が用い得る。なお、金を電極材料として用
いた場合には、電極は半透明の状態となる。

また、有機正孔輸送層４には、更に下記式（Ｉ）〜
（XII）のCTM（Carrier Transmiting Materials）とし
て知られる化合物を単独、もしくは混合物として用い得
る。

また、第１図においては陰極１及び陽極２間に有機蛍
光体薄膜３及び有機正孔輸送層４を配した２層構造とし
たが、第２図の如く陰極１及び蛍光体薄膜３間に例えば
下記（XX）式のペリレンテトラカルボキシル誘導体から
なる有機電子輸送層５を配した３層構造の電界発光素子
としても同様の効果を奏する。

発明の効果以上のように、本発明による電界発光素子において
は、ホスト物質であるキノリン誘導体中にゲスト物質と
してキナクリドン化合物を含む蛍光体発光層を有するの
で、低印加電圧にて高輝度発光させ得る。さらに、本発
明によれば、電界発光素子の発光効率が向上し発光スペ
クトル分布が鋭くなって発光色の色純度が改善される。

実施例有機蛍光体薄膜として上式（A1）のキナクリドンを0.
1wt.％ないし10wt.％の濃度で含有、分散させた上記
（Ｂ）式の８−ヒドロキシキノリンのアルミニウム錯体
を含むものの中で、第１表の如き0.15wt.％から5.5wt.
％の４つの濃度で第１図の如き構造の電界発光素子をそ
れぞれ実施例１〜４として作製した。また、有機蛍光体
薄膜の膜厚は１μｍ以下に設定した。

有機正孔輸送層には、膜厚500Åの上記式（Ｉ）のト
リフェニルアミン誘導体の薄膜を用いた。

陰極である金属電極には、膜厚1600Åのマグネシウム
−アルミニウム合金の薄膜を用いた。

陽極である透明電極には、膜厚2000ÅのI.T.O.の薄膜
を用いた。

かかる構成の電界発光素子の各薄膜は、真空蒸着法に
よって真空度1.5×10^-5［Torr］以下、蒸着速度3.5［Å
/sec］の条件下で成膜した。

また、上記の如く製造された実施例１〜４の電界発光
素子の発光スペクトルは540nmに極大をもつものであっ
た。

かかる電界発光素子の中で、ゲスト物質濃度1.1wt.％
を含む蛍光体発光層を有する素子の発光特性を第３図に
示す。第３図において、電流密度に対して●は８−ヒド
ロキシキノリンアルミニウム錯体−キナクリドンの混合
物蛍光体薄膜の電界発光素子の輝度の変化（曲線Ａ）
を、■は８−ヒドロキシキノリンアルミニウム錯体−キ
ナクリドンの混合物蛍光体薄膜の電界発光素子の発光効
率の変化（曲線Ｂ）をそれぞれ示す。この場合の電圧電
流特性を第４図に示し、印加電圧に対して●は８−ヒド
ロキシキノリンアルミニウム錯体−キナクリドンの混合
物蛍光体薄膜の電界発光素子の電流密度の変化（曲線
Ｃ）を示す。

比較例として、かかる第３図及び第４図においては、
８−ヒドロキシキノリンのアルミニウム錯体のみからな
る蛍光体薄膜を有する従来の電界発光素子における輝度
の変化（曲線ａ）、発光効率の変化（曲線ｂ）及び電流
密度の変化（曲線ｃ）の各特性をも○及び□にてそれぞ
れ示す。

第３図に示すように、かかる従来の電界発光素子と本
実施例におけるゲスト物質濃度1.1wt.％を含む蛍光体発
光層を有する素子との輝度1000cd/m²における発光効率
を比較すると、従来のものが発光効率η＝1.2lm/Wであ
るに対して、本実施例のものは発光効率η＝3.2lm/Wで
あり従来の素子より約2.5倍以上発光効率が向上してい
る。

また、かかる従来の電界発光素子と本実施例における
ゲスト物質濃度1.1wt.％を含む蛍光体発光層を有する素
子との発光スペクトル分布を各々測定し、夫々第５図お
よび第６図の発光スペクトル分布のグラフに示す。図示
するように、かかる従来の電界発光素子と本実施例との
発光スペクトル分布を比較すると、本実施例のものは従
来の素子より鋭い発光スペクトル分布曲線を有し、その
結果、その発光色の緑色の色純度はCIE色度座標（193
1）でＸ＝0.35,Y＝0.62となり従来のもののＸ＝0.35,Y
＝0.57より改善された。

さらに、実施例５としては、上式（CI）のジヒドロ体
のキナクリドンを0.7wt.％の濃度でゲスト物質として含
有、分散させた上記（Ｂ）式の８−ヒドロキシキノリン
のアルミニウム錯体からなる有機蛍光体薄膜を有し、他
の機能膜を上記実施例と同一とした第１図の如き構造の
電界発光素子を同一条件で作製した。

上記の如く製造された実施例５の電界発光素子におい
ては、ゲスト物質濃度0.7wt.％のとき発光スペクトル波
長540nmにピークをもつ最大49,400cd/m²の発光を得た。
この素子の1,000cd/m²における発光効率は2.8lm/wであ
り、従来のものの２倍以上で発光効率が向上している。
色純度は、CIE色度座標（1931）でＸ＝0.37,Y＝0.61と
なり、従来よりも改善された。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は有機化合物電界発光素子を示す構造
図、第３図は電界発光素子の発光特性を示すグラフ、第
４図は電界発光素子の電圧電流特性を示すグラフ、第５
図および第６図は電界発光素子の発光スペクトル分布の
グラフである。主要部分の符号の説明１……金属電極（陰極）２……透明電極（陽極）３……有機蛍光体薄膜４……有機正孔輸送層６……ガラス基板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者仲田仁埼玉県入間郡鶴ケ島町富士見６丁目１番１号パイオニア株式会社総合研究所内 (72)発明者野村正治東京都北区志茂３―26―８ (72)発明者佐藤義一東京都北区志茂３―26―８

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】有機化合物からなり互いに積層された蛍光
体発光層及び正孔輸送層が陰極及び陽極間に配され、前
記蛍光体発光層がキノリン誘導体からなる電界発光素子
であって、前記蛍光体発光層内において、R₁及びR₂が互
いに独立して水素、メチル基または塩素である下記
（Ａ）式の構造のキナクリドン化合物、を含むことを特徴とする電界発光素子。
【請求項２】前記キノリン誘導体は８−ヒドロキシキノ
リンのアルミニウム錯体であり、前記キナクリドン化合
物はR₁及びR₂が水素であるキナクリドンであることを特
徴とする請求項１記載の電界発光素子。
【請求項３】前記キナクリドン化合物が前記蛍光体発光
層内において0.01wt.％ないし10wt.％の濃度で含有され
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４】前記陰極及び前記蛍光体層間に有機化合物
電子輸送層が配されたことを特徴とする請求項1,2また
は３記載の電界発光素子。
【請求項５】有機化合物からなり互いに積層された蛍光
体発光層及び正孔輸送層が陰極及び陽極間に配され、前
記蛍光体発光層がキノリン誘導体からなる電界発光素子
であって、前記蛍光体発光層内において、R₃及びR₄が互
いに独立して水素、メチル基または塩素である下記
（Ｃ）式の構造のキナクリドン化合物、を含むことを特徴とする電界発光素子。
【請求項６】前記キノリン誘導体は８−ヒドロキシキノ
リンのアルミニウム錯体であり、前記キナクリドン化合
物はR₃及びR₄が水素であるキナクリドンであることを特
徴とする請求項５記載の電界発光素子。
【請求項７】前記キナクリドン化合物が前記蛍光体発光
層内において0.01wt.％ないし10wt.％の濃度で含有され
ていることを特徴とする請求項５又は６記載の電界発光
素子。
【請求項８】前記陰極及び前記蛍光体層間に有機化合物
電子輸送層が配されたことを特徴とする請求項5,6また
は７記載の電界発光素子。