JP2826381B2 - Organic electroluminescent device - Google Patents

Organic electroluminescent device

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JP2826381B2
JP2826381B2 JP51149690A JP51149690A JP2826381B2 JP 2826381 B2 JP2826381 B2 JP 2826381B2 JP 51149690 A JP51149690 A JP 51149690A JP 51149690 A JP51149690 A JP 51149690A JP 2826381 B2 JP2826381 B2 JP 2826381B2
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JP
Japan
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organic
zone
layer
light
region
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JP51149690A
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Japanese (ja)
Inventor
地潮 細川
正 楠本
久洋 東
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Idemitsu Kosan Co Ltd
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Idemitsu Kosan Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、有機電界発光素子、つまり有機エレクトロ
ルミネッセンス(EL)素子に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an organic electroluminescence device, that is, an organic electroluminescence (EL) device.

背景技術 従来、上記の有機EL素子として、米国特許第3,995,29
9号明細書に記載のものがある。この有機EL素子は、陽
極/正孔注入層/ポリマー/電子注入層/陰極型の素子
であり、初めて正孔注入層の概念が提案された。この場
合、発光層であるポリマーの代表例として、ポリビニル
カルバゾールが挙げられている。ここで、正孔注入層
は、既ポリマーに強い電子受与性の化合物を加えて形成
されたものであり、層内にカチオンを存在させる電気伝
導性の層である。この正孔注入層は、既ポリマーに電界
印加下でホールを注入することができる。
BACKGROUND ART Conventionally, as the above-mentioned organic EL device, U.S. Patent No. 3,995,29
There is one described in the specification of No. 9. This organic EL device is an anode / hole injection layer / polymer / electron injection layer / cathode type device, and the concept of a hole injection layer has been proposed for the first time. In this case, polyvinyl carbazole is mentioned as a typical example of the polymer as the light emitting layer. Here, the hole injection layer is formed by adding a strong electron-accepting compound to an existing polymer, and is an electrically conductive layer in which cations are present in the layer. This hole injection layer can inject holes into the existing polymer under application of an electric field.

電子注入層は、強い電子供与性の化合物を加えて形成
されたものであり、層内にアニオンを存在させる電気伝
導性の層である。この電子注入層は、既ポリマーに電界
的印加下で電子を注入することができる。
The electron injection layer is formed by adding a strong electron donating compound, and is an electrically conductive layer in which an anion is present in the layer. The electron injection layer can inject electrons into the existing polymer under electric field application.

更に、R.H.Partridge,Polymer,24,247(1983)によれ
ば、正孔注入層及び電子注入層が詳細に開示されてお
り、これらにより、低電圧で有機絶縁物に電子とホール
を注入できることが示されている。
Further, RHPartridge, Polymer, 24, 247 (1983) discloses in detail a hole injection layer and an electron injection layer, which indicate that electrons and holes can be injected into an organic insulator at a low voltage. I have.

しかしながら、上記の方法においては、強い電子供与
性の化合物として極めて酸化しやすい金属Ce等を用いて
いるので、必ずしも安定な発光が得られない。また、電
子受与性の化合物としてAlCl3等といった酸化剤を用い
ており、よって高電界印加の下では、AlCl3 -等のイオン
の可動により安定な発光動作は得られない。
However, in the above method, stable luminescence cannot always be obtained because a highly oxidizable metal such as Ce is used as the strong electron donating compound. In addition, an oxidizing agent such as AlCl 3 is used as the electron-accepting compound. Therefore, under the application of a high electric field, a stable light emitting operation cannot be obtained due to movement of ions such as AlCl 3 .

なお、この型はMSISM(Metal Semiconductor Insulat
or Semiconductor Metal)型の素子の一つの型と見るこ
ともできる。
This type is MSISM (Metal Semiconductor Insulat
or Semiconductor Metal) type device.

特公昭64−7635号公報によれば、陽極/正孔注入帯域
/発光帯域/陰極型の素子において、正孔注入帯域にポ
ルフィリン系化合物を用いて、そして結合剤を有する有
機発光体を発光帯域に用いるというものが開示されてい
る。この素子によれば、30V程度の印加電圧及び100mA/c
m2程度の電流密度で、160cd/cm2程度の発光が可能にな
った。また、ポルフィリン系化合物を用いることによ
り、発光帯域への正孔注入を低電圧で安定に行うことが
できるようになった。しかしながら、この素子では50cd
/m2以上の高輝度での発光効率が小さく、最高0.018lm/W
程度であった。
According to Japanese Patent Publication No. 64-7635, in an anode / hole injection zone / emission zone / cathode type device, a porphyrin-based compound is used for a hole injection zone, and an organic luminous body having a binder is used for an emission zone. Is disclosed. According to this element, an applied voltage of about 30 V and 100 mA / c
At a current density of about m 2 , light emission of about 160 cd / cm 2 became possible. In addition, by using a porphyrin-based compound, it has become possible to stably inject holes into the emission band at a low voltage. However, this device has 50 cd
Low luminous efficiency at high brightness of / m 2 or more, up to 0.018lm / W
It was about.

特開昭59−194393号公報によれば、陽極/正孔注入帯
域/発光帯域/陰極型の素子であって、正孔注入帯域に
トリフェニルアミン誘導体を用いた素子が開示されてい
る。この素子によれば、20V程度の印加電圧及び100mA/c
m2程度の電流密度で、数百cd/m2の発光が可能になっ
た。この発光特性は実用化域に到達できうるものであっ
た。
JP-A-59-194393 discloses an anode / hole injection zone / emission zone / cathode type device using a triphenylamine derivative in the hole injection zone. According to this element, an applied voltage of about 20 V and 100 mA / c
In m 2 about the current density has enabled luminescence hundreds cd / m 2. This emission characteristic could reach a practical use range.

ところで、光導電性部材として電荷発生層/電荷輸送
層型の構成を用いることは既に知られており(例えば、
電子写真学会誌,第25巻,第3号,62頁〜76頁)、その
電荷発生層/電荷輸送層型の構成において、上記のトリ
フェニルアミン誘導体を電荷輸送層に用いて、正孔を輸
送するようにした素子も知られている(例えば、特開昭
53−27033号公報,同54−58445号公報,米国特許第4,12
7,412号)。
By the way, it is already known to use a charge generation layer / charge transport layer type structure as a photoconductive member (for example,
The Journal of the Electrographic Society of Japan, Vol. 25, No. 3, pp. 62-76). In the structure of the charge generation layer / charge transport layer type, the above triphenylamine derivative is used for the charge transport layer to form holes. An element designed to be transported is also known (for example,
53-27033, 54-58445, U.S. Pat.
7,412).

また、電界印加時にこの電荷輸送層内に正孔が電極よ
り注入され、輸送層内を輸送されることも知られていた
(例えば、米国特許第4,251,621号明細書,特公昭59−8
24号公報)。
It has also been known that holes are injected from the electrode into the charge transport layer when an electric field is applied, and are transported in the transport layer (for example, US Pat. No. 4,251,621, Japanese Patent Publication No. 59-8 / 1984).
No. 24).

上記の米国特許第3,995,299号明細書に開示された正
孔注入層が電気伝導性であるのに対して、上記の電荷輸
送層に用いられるトリフェニルアミンの誘導体は絶縁体
であり、それ単独では輸送されるべき正孔を保有してい
ない。しかし、適当な陽極を用いれば、上記の特開昭53
−27033号公報,同54−58445号公報,米国特許第4,251,
621号明細書,同4,127,412号明細書、そして特公昭59−
824号公報等で開示された性質により、電界印加時に陽
極より発光帯域まで正孔を輸送できることは明らかであ
り、これに着目し、前記特開昭59−194393号公報に記載
の発明がなされたものである。更に、トリフェニルアミ
ン誘導体を用いた正孔注入帯域は電子を輸送しないの
で、正孔注入帯域と発光帯域側の界面に電子を蓄積し、
素子の発光効率を上昇させることが提案されている(例
えば、Appl.Phys.Lett.第51巻,913頁,1987年及びJ.App
l.Phys.第65巻,3610頁1989年)。
While the hole injection layer disclosed in the above-mentioned U.S. Pat.No. 3,995,299 is electrically conductive, the derivative of triphenylamine used in the above-described charge transport layer is an insulator, and alone. Does not have holes to be transported. However, if an appropriate anode is used,
-27033, 54-58445, U.S. Pat.
No. 621, No. 4,127,412, and JP-B-59-
It is clear that holes can be transported from the anode to the emission band when an electric field is applied due to the properties disclosed in, for example, Japanese Patent No. 824, and attention was paid to this, and the invention described in JP-A-59-194393 was made. Things. Furthermore, since the hole injection zone using the triphenylamine derivative does not transport electrons, electrons are accumulated at the interface between the hole injection zone and the emission zone,
It has been proposed to increase the luminous efficiency of the device (see, for example, Appl. Phys. Lett. 51, 913, 1987 and J. Appl.
l.Phys. 65, 3610, 1989).

この素子構成の問題点は、正孔注入帯域に用いるドナ
ー性のトリフェニルアミン誘導体と、発光帯域に用いる
発光材料である化合物とが、励起錯体(エキサイプレッ
クス)を形成する場合が多いということである。励起錯
体は、正孔注入帯域と発光帯域の界面に形成されるが、
発光効率の減少をもたらすと共に、発光動作途中で界面
の劣化を引き起し、素子の寿命低下の原因の一つとな
る。もちろん、エキサイプレックスを形成しない発光材
料を選定すれば良いが、発光材料の選定に関して著しい
制限を加え、特開昭59−194393号公報に開示された少数
の電子輸送性発光材料においてのみ、実用的特性を与え
た。このため有機蛍光材料を用い各種の発光色を得るに
は不利であった。
The problem with this device configuration is that the donor triphenylamine derivative used in the hole injection zone and the compound that is the luminescent material used in the emission zone often form an exciplex. is there. The exciplex is formed at the interface between the hole injection zone and the emission zone,
This leads to a decrease in luminous efficiency and causes deterioration of the interface during the light emitting operation, which is one of the causes of a reduction in the life of the element. Of course, a light-emitting material that does not form an exciplex may be selected, but there is a significant restriction on the selection of the light-emitting material, and only a small number of electron-transporting light-emitting materials disclosed in JP-A-59-194393 are practical. Given properties. For this reason, it was disadvantageous to obtain various luminescent colors using an organic fluorescent material.

他方、トリフェニルアミン誘導体を上記の光導電性部
材で知られている別の電荷輸送材に代えようとする試み
もあるが(例えば、日本学術振興会,光電相互交換,第
125委員会,第129回研究会資料,8頁)、寿命等で問題で
必ずしも成功していない。
On the other hand, there have been attempts to replace the triphenylamine derivative with another charge transporting material known for the above-mentioned photoconductive member (for example, Japan Society for the Promotion of Science,
125 committee, 129th meeting for the study group, p. 8), life is not always successful due to problems.

また、光導電性部材として用いられる電荷輸送材は必
ずドナー性を与えるアミン成分を持つため、上記の発光
材料とトリフェニルアミン誘導体とで生じるエキサイプ
レックスの問題を回避するのが難しい。
In addition, since the charge transporting material used as the photoconductive member always has an amine component that gives a donor property, it is difficult to avoid the problem of the exciplex caused by the light emitting material and the triphenylamine derivative.

ところで、Synthetic Metals第28巻,第C号,1989年
によれば、導電性高分子を半導体層(S層)とするMS接
合素子が各種開発されている。これらの導電性高分子は
半導体として機能するので、良好な整流化(順方向電流
値/逆方向電流値)を持つダイオードが作製さている。
特に、フィシュ等によれば、チオフェンオリゴマーが半
導体であり、これは蒸着法によって薄膜形成が容易なた
め、これを用いてMS接合素子を容易に作ることができる
とされている(同書,同巻,同号,705頁,1989年)。更
に、チオフェンオリゴマーは通常P型であるが、熱処理
によりN型半導体にもなり得ることが示されている。
By the way, according to Synthetic Metals Vol. 28, No. C, 1989, various MS junction elements using a conductive polymer as a semiconductor layer (S layer) have been developed. Since these conductive polymers function as semiconductors, diodes having good rectification (forward current value / reverse current value) have been manufactured.
In particular, according to Fish et al., A thiophene oligomer is a semiconductor, and since it is easy to form a thin film by a vapor deposition method, an MS junction device can be easily manufactured using the thiophene oligomer. Pp. 705, 1989). Furthermore, it has been shown that thiophene oligomers are usually P-type, but can also become N-type semiconductors by heat treatment.

しかし、これらMS接合であるダイオードでは発光ダイ
オード素子は得られない。
However, a light emitting diode element cannot be obtained with these MS junction diodes.

発明の開示 本発明の目的は、絶縁体であるトリフェニルアミン誘
導体を用いた陽極/正孔注入層/発光層/陰極型の素子
と同等以上の実用化域の輝度達成と発光効率が可能で、
面発光が可能であり、発光が安定しており、しかも簡易
に作製することのできる新規な素子構成である有機電界
発光素子を提供することにある。
DISCLOSURE OF THE INVENTION An object of the present invention is to achieve luminance and luminous efficiency in a practical range equivalent to or higher than that of an anode / hole injection layer / light emitting layer / cathode type device using a triphenylamine derivative as an insulator. ,
It is an object of the present invention to provide an organic electroluminescent element having a novel element configuration which can emit light in a plane, emit light stably, and can be easily manufactured.

また本発明の別の目的は、上記トリフェニルアミン誘
導体等の正孔注入層を用いた素子では回避しがたい励起
錯体の形成の問題を回避でき、各種発光色が実現可能な
有機電界発光素子を提供することである。
Another object of the present invention is to provide an organic electroluminescent device capable of avoiding the problem of formation of an exciplex which is inevitable in a device using a hole injection layer such as the above triphenylamine derivative, and capable of realizing various emission colors. It is to provide.

さらに本発明の別の目的は、有機半導体帯域を用いた
MS接合ダイオードを改良し、電界発光しうるMISM型(MS
ISM)ダイオードである有機電界発光素子を提供するこ
とである。
Yet another object of the present invention is to use an organic semiconductor band.
Improved MS junction diode, MISM type (MS
Is to provide an organic electroluminescent device that is a diode (ISM).

本発明は、有機半導体帯域と有機絶縁体帯域とを電極
で挟持した部材を基板上に配置した有機電界発光素子で
あって、有機絶縁体帯域中に有機発光領域を有し、50cd
/m2以上の高輝度で0.02lm/W以上の実用化に必要な発光
効率を有することを特徴とするものである。
The present invention is an organic electroluminescent device in which a member in which an organic semiconductor zone and an organic insulator zone are sandwiched between electrodes is arranged on a substrate, and has an organic light emitting region in the organic insulator zone.
It is characterized by having a luminous efficiency necessary for practical use of 0.02 lm / W or more at a high luminance of not less than / m 2 .

さらに上記の構成において、有機半導体帯域とは半導
体性(電気伝導性)を保有する帯域のことであり、これ
を導電性高分子のオリゴマーによって形成することも特
徴としている。
Further, in the above structure, the organic semiconductor zone is a zone having semiconductivity (electric conductivity), and is characterized by being formed by a conductive polymer oligomer.

有機絶縁体帯域とは、上記の有機半導体帯域に比べて
導電率が低い帯域であり、有機化合物によって形成され
るものである。この帯域中に発光領域が設けられる。ま
た、この帯域中に電子障壁領域又は正孔障壁領域を設け
ることもできる。
The organic insulator zone is a zone having a lower conductivity than the above-mentioned organic semiconductor zone, and is formed by an organic compound. A light emitting area is provided in this band. Further, an electron barrier region or a hole barrier region can be provided in this band.

図面の簡単な説明 第1図は本発明に係る有機EL素子の一例を模式的に示
す側面図、第2図〜第4図は上記の有機EL素子における
正孔及び電子の移動の状態を示す模式図である。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a side view schematically showing an example of an organic EL device according to the present invention, and FIGS. 2 to 4 show states of holes and electron movement in the above organic EL device. It is a schematic diagram.

また、第5図は実施例11で得られた素子の電流密度−
電圧特性を示すグラフである。第6図は実施例10で得ら
れた化合物の赤外線吸収スペクトルを示す。第7図は実
施例13で得られた素子の電流密度−電圧特性を示すグラ
フである。また、第8図は実施例12で得られた化合物の
赤外線吸収スペクトルを示す。
FIG. 5 shows the current density of the device obtained in Example 11-
5 is a graph showing voltage characteristics. FIG. 6 shows an infrared absorption spectrum of the compound obtained in Example 10. FIG. 7 is a graph showing current density-voltage characteristics of the device obtained in Example 13. FIG. 8 shows an infrared absorption spectrum of the compound obtained in Example 12.

14・・有機半導体帯域,18・・有機絶縁体帯域,12,20・
・電極,10・・基板 発明を実施するための最良の形態 上記の素子の具体例として、以下のような素子構成例
が考えられる。
14 ・ ・ Organic semiconductor band, 18 ・ ・ Organic insulator band, 12,20 ・
-Electrode, 10-Substrate Best Mode for Carrying Out the Invention As a specific example of the above-described element, the following element configuration examples can be considered.

(1)陽極/P型半導体帯域(P−S)/発光領域(Em)
/陰極 (2)陽極/P−S/電子障壁領域(eB)/Em/陰極 (3)陽極/P−S/eB/Em/n型半導体帯域/(N−S)/
陰極 (4)陽極/P−S/eB/Em/正孔障壁領域(hB)/N−S/陰極 (5)陽極/P−S/Em/hB/陰極 (6)陽極/P−S/Em/hB/N−S/陰極 注)Em,eB及びhBは、いずれも絶縁体帯域に含まれる。
特に、(3),(4)及び(6)のものは、MSISM型で
あり、MIS型の発展型と考えられる。
(1) Anode / P-type semiconductor band (PS) / Emission area (Em)
/ Cathode (2) Anode / PS / E-barrier region (eB) / Em / Cathode (3) Anode / PS-eB / Em / n-type semiconductor band / (NS) /
Cathode (4) Anode / P-S / eB / Em / Hole Barrier Area (hB) / N-S / Cathode (5) Anode / PS-Em / hB / Cathode (6) Anode / PS- Em / hB / N−S / cathode Note) Em, eB and hB are all included in the insulator band.
In particular, (3), (4) and (6) are MSISM types, which are considered to be developed types of the MIS type.

以下、本発明に係る有機電界発光素子を各構成要素毎
に説明する。
Hereinafter, the organic electroluminescent device according to the present invention will be described for each component.

基板 上記の各素子は、いずれも基板に支持されていること
が好ましい。この基板の材料については、特に制限はな
く、従来有機EL素子に慣用されているもの、例えば、ガ
ラス,透明プラスチック,石英等を用いることができ
る。
Substrate It is preferable that each of the above elements is supported by a substrate. The material of the substrate is not particularly limited, and materials conventionally used for organic EL elements, for example, glass, transparent plastic, quartz, and the like can be used.

電極(陽極) 本発明の有機EL素子における陽極としては、仕事関数
の大きい(例えば、4eV以上の)金属,合金,電気伝導
性化合物及びこれらの混合物を材料とするものを用いる
のが好ましい。このようにな材料の具体例としては、A
u,CuI,ITO,SnO2,ZnO等が挙げられる。この陽極は、例え
ば、これらの材料に蒸着やスパッタリング等の処理を施
して、その表面に薄膜を形成させることによって作製さ
れる。
Electrode (Anode) As the anode in the organic EL device of the present invention, it is preferable to use a material having a high work function (for example, 4 eV or more) made of a metal, an alloy, an electrically conductive compound, or a mixture thereof. A specific example of such a material is A
u, CuI, ITO, SnO 2 , ZnO and the like. The anode is produced by, for example, performing a process such as vapor deposition or sputtering on these materials to form a thin film on the surface thereof.

この電極より発光を取り出す場合には、透過率を10%
より大きいすることが好ましく、また、電極としてシー
ト抵抗は、数百Ω/□以下が好ましい。さらに薄膜は、
材料にもよるが、通常は500nm以下、好ましくは10〜22n
mの範囲で選ばれる。
When taking out light from this electrode, set the transmittance to 10%
Preferably, the sheet resistance of the electrode is several hundred Ω / □ or less. In addition, the thin film
Although it depends on the material, it is usually 500 nm or less, preferably 10 to 22 n
It is selected in the range of m.

電極(陰極) 一方、陰極としては、仕事関数の小さい(例えば、4e
V以下の)金属,合金,電気伝導性化合物及びこれらの
混合物を電極物質とするものが用いられる。このような
電極物質の具体例としては、ナトリウム,ナトリウム−
カリウム合金,マグネシウム,リチウム,マグネシウム
/銅混合物,Al/AlO3,イットリビウム,インジウム等が
挙げられる。これらの電極物質に蒸着やスパッタリング
等の処理を施して、薄膜を形成させることにより、陰極
を作製することができる。
Electrode (cathode) On the other hand, the cathode has a small work function (for example, 4e
(V or less) metals, alloys, electrically conductive compounds and mixtures thereof are used as electrode materials. Specific examples of such an electrode material include sodium, sodium-
Potassium alloy, magnesium, lithium, magnesium / copper mixture, Al / AlO 3 , yttrium, indium and the like. A cathode can be manufactured by performing a process such as evaporation or sputtering on these electrode materials to form a thin film.

また、電極としてのシート抵抗は数百Ω/□以下が好
ましく、膜厚は通常500nm以下、好ましくは、10〜200nm
の範囲で選ばれる。
Further, the sheet resistance as an electrode is preferably several hundred Ω / □ or less, and the film thickness is usually 500 nm or less, preferably 10 to 200 nm.
Is selected in the range.

なお、本発明の素子においては、以上に説明した陽極
又は陰極のいずれか一方を透明又は半透明にしておくこ
とが好ましい。これにより、発光された光を効率よく透
過させ、取り出すことが可能となる。
In the device of the present invention, it is preferable that one of the above-described anode and cathode is transparent or translucent. Thereby, the emitted light can be efficiently transmitted and extracted.

導電性高分子のオリゴマーよりなる有機半導体帯域 主鎖共役型の導電性高分子はアンドープ状態にて半導
体であることが知られており、ポリアセチレン,ポリチ
オフェン,ポリピロール,ポリフェニレンビニレン,ポ
リパラフェニレン,ポリアニリン等が化学的合成法,電
解重合等によって合成されている。これらの導電性高分
子及びこれらの共重合体(例えば、ポリフェニレンビニ
レン等)のオリゴマーには、例えばチオフェンオリゴマ
ー,ポリトリフェニルアミンオリゴマー等のように半導
体であるものが存在し、これら通常高分子が蒸着法によ
り薄膜化できないのに対し、蒸着法により簡易に薄膜化
できる(Synthetic Metals,第28巻,第C705頁,1989,米
国特許第 4,565,860号明細書及びSynthetic Metals,第
25巻,第121頁,1988)。そして、蒸着によって形成され
た薄膜は、電解重合法によって形成された導電性高分子
に比べて、薄膜制に優れており、その表面は平滑であ
り、しかもピンボールが少ない。
Organic semiconductor band composed of oligomers of conductive polymers Conductive polymers of main chain conjugate type are known to be semiconductors in an undoped state, such as polyacetylene, polythiophene, polypyrrole, polyphenylenevinylene, polyparaphenylene, and polyaniline. Is synthesized by a chemical synthesis method, electrolytic polymerization, or the like. Oligomers of these conductive polymers and copolymers thereof (eg, polyphenylenevinylene) include those which are semiconductors such as thiophene oligomers and polytriphenylamine oligomers. While thin films cannot be formed by the vapor deposition method, thin films can be easily formed by the vapor deposition method (Synthetic Metals, Vol. 28, p. C705, 1989, U.S. Pat. No. 4,565,860 and Synthetic Metals,
25, page 121, 1988). Then, the thin film formed by vapor deposition is superior to the conductive polymer formed by the electrolytic polymerization method in the thin film quality, the surface is smooth, and the number of pinballs is small.

これらの導電性高分子のオリゴマーによって半導体帯
域を形成し、好ましくは電極と絶縁帯域に挟持された薄
膜層として用いた場合、電解印加時に半導体帯域から絶
縁体帯域に著しい電荷注入が生じることが発見された。
P−S(P型半導体帯域)を用いた場合は絶縁体帯域に
正孔注入が生じ、一方、N−S(N型半導体帯域)を用
いた場合は、絶縁体帯域に電子注入が生じる。この帯域
を薄膜層とした場合は、その薄膜は、好ましくは10nm〜
100nmである。10nm未満では、薄膜を形成するのが困難
となり、好ましくはない。
When a semiconductor zone is formed by oligomers of these conductive polymers, and is preferably used as a thin film layer sandwiched between an electrode and an insulating zone, it has been found that significant charge injection occurs from the semiconductor zone to the insulator zone when electrolysis is applied. Was done.
When PS (P-type semiconductor band) is used, hole injection occurs in the insulator band, while when NS (N-type semiconductor band) is used, electron injection occurs in the insulator band. When this band is a thin film layer, the thin film preferably has a thickness of 10 nm to
100 nm. If it is less than 10 nm, it becomes difficult to form a thin film, which is not preferable.

また、この薄膜層を通して発光を取り出す場合には、
薄膜を100nm以下とするのが良く、それ以上では、この
薄膜によって光が吸収されてしまい、取り出し光の減少
が生じる。
When light is extracted through this thin film layer,
The thickness of the thin film is preferably 100 nm or less. Above that, light is absorbed by the thin film, and the amount of extracted light is reduced.

半導体帯域である薄膜層の形成方法としては、スピン
コート法,キャスト法,LB法,真空蒸着法等の各種の薄
膜化法を用いることができる。均質でピンホールのない
薄膜を形成できるという点からすれば、真空蒸着法が最
も好ましい。
Various thinning methods such as spin coating, casting, LB, and vacuum deposition can be used as a method for forming the thin film layer in the semiconductor zone. The vacuum deposition method is most preferable in that a uniform thin film without pinholes can be formed.

真空蒸着法を用いて、上記の半導体帯域より成る薄膜
層を形成するときには、次のような処理が行われる。ま
ず、真空槽を用意し、その中に抵抗加熱ボート又はるつ
ぼを設置する。抵抗加熱ボート又はるつぼは、予め通電
できるようになっている。この状態で、薄膜層を形成す
る有機化合物を真空槽内の抵抗加熱ボート又はるつぼ内
へ入れる。その後真空槽を、好ましくは10-5〜10-3Paの
真空まで排気し、上記のボート又はるつぼに通電して温
度を上げる。このとき、水晶振動子式膜厚モニタより、
蒸着速度0.01〜50nm/秒の範囲で化合物が昇華するよう
に温度を上げる。この温度は、用いる有機化合物の種類
と希望する蒸着温度によってほぼ定まるが、150℃〜500
℃の範囲にある。なお、基板温度は、蒸着によって堆積
した有機化合物より成る薄膜が希望する状態になるよう
な温度に設定される。また、蒸着温度が過度に高くなら
ないように注意する必要もある。さもないと、有機化合
物の分解が生じて半導体帯域の性能に悪影響を与える。
When a thin film layer composed of the above-mentioned semiconductor zone is formed using a vacuum deposition method, the following processing is performed. First, a vacuum tank is prepared, and a resistance heating boat or a crucible is installed therein. The resistance heating boat or crucible can be energized in advance. In this state, the organic compound forming the thin film layer is put into a resistance heating boat or crucible in a vacuum chamber. Thereafter, the vacuum chamber is evacuated to a vacuum of preferably 10 -5 to 10 -3 Pa, and the temperature is increased by supplying electricity to the boat or crucible. At this time, from the crystal oscillator type film thickness monitor,
The temperature is increased so that the compound sublimates at a deposition rate of 0.01 to 50 nm / sec. This temperature is substantially determined by the type of the organic compound used and the desired deposition temperature, but it is 150 ° C. to 500 ° C.
In the range of ° C. The substrate temperature is set to a temperature at which a thin film made of an organic compound deposited by vapor deposition is brought into a desired state. In addition, care must be taken to prevent the deposition temperature from becoming excessively high. Otherwise, decomposition of the organic compounds will occur, which will adversely affect the performance of the semiconductor zone.

上記の蒸着条件は代表例であって、使用する有機化合
物の昇華温度、目的とする薄膜の状態(例えば、微結晶
制,アモルファス性等)の選択,薄膜性(平坦性),結
晶の配向状態等により、特定の条件に定められる。
The above evaporation conditions are typical examples, and the sublimation temperature of the organic compound used, selection of the target thin film state (for example, microcrystalline system, amorphousness, etc.), thin film property (flatness), and crystal orientation state For example, it is determined under specific conditions.

上記の導電性高分子のオリゴマーの中では、含チオフ
ェンオリゴマーが好ましい。このものは、真空蒸着が可
能であり、α−キンクチオフェン及びα−セキシチオフ
ェンは膜厚100nm以下の薄膜でも容易に形成できるの
で、特に好ましい。更に、薄膜を保持する点を考慮すれ
ば、α−セキシチオフェンが特に適している。α−キン
クチオフェン等のポリチオフェンオリゴマーは、公知の
文献に従って合成することができる(Synthetic Metal
s,第28巻,第C705頁,1989及びそれに引用されている文
献)。
Among the above conductive polymer oligomers, thiophene-containing oligomers are preferred. These are particularly preferable because they can be vacuum-deposited and α-quinkthiophene and α-sexithiophene can be easily formed even in a thin film having a thickness of 100 nm or less. Furthermore, α-sexithiophene is particularly suitable in view of keeping a thin film. Polythiophene oligomers such as α-kinkthiophene can be synthesized according to known literature (Synthetic Metal
s, vol. 28, p. C705, 1989 and references cited therein).

重要な点は、これらの合成されたものを更に精製する
点である。α−キンクチオフェンは、溶液からの再結晶
により精製することが可能であるが、α−セキシチオフ
ェン(更に多量体等)は難溶であり、再結晶による精製
はできず、温度勾配昇華精製法を用いて精製するのが良
い(Guttman及びLyons著Organic semiconductor Part
A,Robert Krieger Publishing Company,Florida,1981,
第3章)。同様に多量体であるオリゴマーは、難溶ゆえ
に上記の昇華精製を用いるのが好ましい。
The important point is that these synthesized products are further purified. α-kinkthiophene can be purified by recrystallization from a solution, but α-sexithiophene (moreover, a multimer, etc.) is hardly soluble, cannot be purified by recrystallization, and is subjected to temperature gradient sublimation purification. (Guttman and Lyons, Organic semiconductor Part
A, Robert Krieger Publishing Company, Florida, 1981,
Chapter 3). Similarly, oligomers that are multimers are preferably used in the above-described sublimation purification because they are hardly soluble.

さらに、上記の導電性高分子のオリゴマーには、半導
体帯域としての性質を損なわない範囲で各種置換基、例
えばアルキル基,シクロヘキシル基,アルコキシ基を導
入すことができる。この導入により、薄膜性の改善や、
陽極及び陰極からの電荷注入のしやすさの改善(オーミ
ック接合性の上昇)を行うことができる。また特に、上
記の導電性高分子の共重合体のオリゴマー、例えば 等を用いてワイドギャップ化し、絶縁体帯域への電荷注
入性の改善等も行うことができる。
Furthermore, various substituents, for example, an alkyl group, a cyclohexyl group, and an alkoxy group can be introduced into the oligomer of the conductive polymer as long as the properties as a semiconductor zone are not impaired. With this introduction, the improvement of thin film properties,
It is possible to improve the ease of charge injection from the anode and the cathode (increase the ohmic junction property). Further, particularly, an oligomer of a copolymer of the above conductive polymer, for example, It is possible to widen the gap by using the method and the like to improve the charge injection into the insulator band.

半導体帯域として用いることのできる導電性高分子の
オリゴマーを例示すると、次の通りである。
Examples of the conductive polymer oligomer that can be used as the semiconductor band are as follows.

ここで(1)〜(14)の例において、含 又は含 のものはP型半導体性を保有し、含 のものはN型半導体性を保有していた。また、上記
(1)〜(14)の化合物は一般的には実施例10,12に示
すようにグリニヤール法(実施例10及び12を参照)によ
り合成できる。但し、化合物(12)においては、ウィテ
ィッヒ法により合成されるものである。
Here, in the examples (1) to (14), Or including Have P-type semiconductor properties, Had N-type semiconductor properties. The compounds (1) to (14) can be generally synthesized by the Grignard method (see Examples 10 and 12) as shown in Examples 10 and 12. However, compound (12) is synthesized by the Wittig method.

有機絶縁体帯域 この帯域は、半導体帯域に比べて導電率の低い帯域で
ある。この帯域中に有機蛍光性の化合物より成る発光領
域が含まれている。この発光領域は薄膜層であり、他の
領域である薄膜層と接し合わせて絶縁帯域としても良い
し、他の領域中に分散されている粒状の領域であっても
良いし、他の領域と混在した絶縁帯域としても良い。こ
こで述べられている他の領域とは、電子障壁領域又は正
孔障壁領域のことである。
Organic insulator zone This zone has a lower conductivity than the semiconductor zone. This band contains a light emitting region made of an organic fluorescent compound. This light-emitting region is a thin film layer, may be in contact with another region, a thin film layer, to form an insulating band, may be a granular region dispersed in another region, or may be a region other than the other region. Mixed insulating bands may be used. The other region described here is an electron barrier region or a hole barrier region.

電子障壁領域を用いるときは、好ましくは、薄膜層と
し、より好ましくは、薄膜層である発光層を用い、陽極
に近い方から電子障壁層/発光層とする。
When an electron barrier region is used, a thin film layer is preferably used, and a light emitting layer which is a thin film layer is more preferably used.

なお、発光領域は、電子障壁領域でない領域、例えば
単なるバインダー的材料(結着剤)から成る領域と合わ
せて絶縁体帯域としても良い。その際には、発光領域へ
の電荷の注入及び発光領域内での電荷の輸送が阻害され
ないようにすることが好ましい。また、上記に当てはま
る領域として、単に正孔を輸送する正孔輸送領域及び単
に電子を輸送する電子輸送領域が存在する。
Note that the light emitting region may be an insulator band together with a region other than the electron barrier region, for example, a region formed of a mere binder-like material (binder). In that case, it is preferable that injection of charges into the light-emitting region and transport of charges in the light-emitting region be not hindered. In addition, a hole transporting region that simply transports holes and an electron transporting region that simply transports electrons exist as the regions corresponding to the above.

発光領域 この領域は、固体状態で蛍光を有する有機化合物より
なり、厚さが5nm〜5μm程度の薄膜状のもの(発光
層)が好ましく、更に次の3つの機能を持っている。
Light-Emitting Region This region is made of an organic compound having fluorescence in a solid state, and is preferably a thin film (light-emitting layer) having a thickness of about 5 nm to 5 μm, and further has the following three functions.

(1)電界印加時に陽極,P−S(P型半導体帯域)又は
eB(電子障害領域)等外部から正孔を注入することがで
き、且つ:陰極又はN−S(N型半導体帯域)等の外部
から電子を注入することができるという注入機能。
(1) Anode, P-S (P-type semiconductor band) or
An injection function capable of injecting holes from outside such as eB (electron obstruction region), and also capable of injecting electrons from outside such as a cathode or NS (N-type semiconductor band).

(2)注入された電荷を電界の力で移動させる輸送機
能。
(2) A transport function for moving the injected charges by the force of an electric field.

(3)電子と正孔の再結合の場を提供し、これを発光に
つなげる発光機能。
(3) A light-emitting function that provides a field for recombination of electrons and holes, and connects this to light emission.

なお、正孔の注入され易さと電子の注入され易さに違
いがあっても良いし、正孔と電子の移動度で表される輸
送能力に違いがあっても良い。
It should be noted that there may be a difference between the ease of hole injection and the ease of electron injection, and a difference between the transport abilities represented by the mobility of holes and electrons.

上記の注入機能において、発光層のイオン化エネルギ
ーは、適当な陽極材料を選べば比較的正孔を注入し易い
点から、6.0eV以下であることが好ましい。一方、電子
親和力は、適当な陰極材料を選べば比較的電子を注入し
やすい点から、2.5eV以上であることが好ましい。
In the above-described injection function, the ionization energy of the light emitting layer is preferably 6.0 eV or less from the viewpoint that holes can be relatively easily injected by selecting an appropriate anode material. On the other hand, the electron affinity is preferably 2.5 eV or more, since it is relatively easy to inject electrons when an appropriate cathode material is selected.

また、上記の発光機能については、固体状態で蛍光性
が強いことが望ましい。これは、このような発光層はそ
れを形成する化合物自体、その会合体または結晶等の励
起状態を変換する能力が大きいからである。
As for the light emitting function, it is desirable that the solid state has strong fluorescence. This is because such a light emitting layer has a large ability to convert the excited state of the compound itself, its aggregate or crystal, etc. forming the light emitting layer.

本発明の有機EL素子における発光領域に用いられる有
機化合物については、上記の性質を有する薄膜形成性の
ものであれば、特に制限はなく、従来公知の化合物の中
から任意のものを選択して用いることができる。この有
機化合物としては、例えば、多環縮合芳香族化合物,ベ
ンゾチアゾール系,ベンゾイミダゾール系,ベンゾチア
ゾール系等の蛍光増白剤、金属キレート化オキサノイド
化合物、ジスチリルベンゼン系化合物などを用いること
ができる。
The organic compound used in the light-emitting region in the organic EL device of the present invention is not particularly limited as long as it has a thin film forming property having the above properties, and any one can be selected from conventionally known compounds. Can be used. As the organic compound, for example, polycyclic condensed aromatic compounds, benzothiazole-based, benzimidazole-based, benzothiazole-based fluorescent whitening agents, metal-chelated oxanoid compounds, distyrylbenzene-based compounds, and the like can be used. .

上記の多環縮合芳香族化合物としては、例えばアンス
ラセン,ナフタレン,フェナンスレン,ピレン,クリセ
ン,ペリレン骨格を含む縮合環発光物質や、約8個の縮
合環を含む他の縮合環発光物質等を挙げることができ
る。
Examples of the above-mentioned condensed polycyclic aromatic compound include a condensed ring light-emitting substance containing an anthracene, naphthalene, phenanthrene, pyrene, chrysene, and perylene skeleton, and other condensed ring light-emitting substances containing about eight condensed rings. Can be.

また、上記の各系の蛍光増白剤としては、例えば特開
昭59−194393号公報に記載のものを用いることができ、
その代表例としては、2,5−ビス(5,7−ジ−t−ペンチ
ル−2−ベンゾオキサゾリル)−1,3,4−チアジアゾー
ル;4,4′−ビス(5,7−t−ペンチル−2−ベンゾオキ
サゾリル)スチルベン;4,4′−ビス〔5,7−ジ−(2−
メチル−2−ブチル)−2−ベンゾオキサゾリル〕スチ
ルベン;2,5−ビス(5,7−ジ−t−ペンチル−2−ベン
ゾオキサゾリル)チオフェン;2,5−ビス〔5−(α,
α,−ジメチルベンジル)−2−ベンゾオキサゾリル〕
チオフェン;2,5−ビス〔5,7−ジ−(2−メチル−2−
ブチル)−2−ベンゾオキサゾリル〕−3,4−ジフェニ
ルチオフェン;2,5−ビス(5−メチル−2−ベンゾオキ
サゾリル)チオフェン;4,4′−ビス(2−ベンゾオキサ
ゾリル)ビフェニル;5−メチル−2−〔2−〔4−(5
−メチル−2−ベンゾオキサゾリル)フェニル〕ビニ
ル〕ベンゾオキサゾール;2−〔2−(4−クロロフェニ
ル)ビニル〕ナフト〔1,2−d〕オキサゾール等のベン
ゾオキサゾール系、2,2′−(p−フェニレンジビニレ
ン)−ビスベンゾチアゾール等のベンゾチアゾール系、
2−〔2−〔4−(2−ベンゾイミダゾリル)フェニ
ル〕ビニル〕ベンゾイミダゾール;2−〔2−(4−カル
ボキシフェニル)ビニル〕ベンゾイミダゾール等のベン
ゾイミダゾール系等の蛍光増白剤が挙げられる。
Further, as the fluorescent whitening agent of each system described above, for example, those described in JP-A-59-194393 can be used,
Representative examples are 2,5-bis (5,7-di-t-pentyl-2-benzoxazolyl) -1,3,4-thiadiazole; 4,4'-bis (5,7-t -Pentyl-2-benzoxazolyl) stilbene; 4,4'-bis [5,7-di- (2-
Methyl-2-butyl) -2-benzoxazolyl] stilbene; 2,5-bis (5,7-di-t-pentyl-2-benzoxazolyl) thiophene; 2,5-bis [5- ( α,
α, -Dimethylbenzyl) -2-benzoxazolyl]
Thiophene; 2,5-bis [5,7-di- (2-methyl-2-
Butyl) -2-benzoxazolyl] -3,4-diphenylthiophene; 2,5-bis (5-methyl-2-benzooxazolyl) thiophene; 4,4'-bis (2-benzoxazolyl ) Biphenyl; 5-methyl-2- [2- [4- (5
Benzoxazoles such as -methyl-2-benzoxazolyl) phenyl] vinyl] benzoxazole; 2- [2- (4-chlorophenyl) vinyl] naphtho [1,2-d] oxazole, 2,2 '-( benzothiazoles such as p-phenylenedivinylene) -bisbenzothiazole;
Examples of the fluorescent whitening agent include benzoimidazoles such as 2- [2- [4- (2-benzimidazolyl) phenyl] vinyl] benzimidazole; 2- [2- (4-carboxyphenyl) vinyl] benzimidazole.

前記の金属キレート化オキサノイド化合物としては、
例えば特開昭63−295695号公報に記載のものを用いるこ
とができる。その代表例としては、トリス(8−キノリ
ノール)アルミニウム,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
ウムオキシド,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)カルシム,ポリ〔亜鉛(II)−ビス(8
−ヒドロキシ−5−キノリノニル)メタン〕等の8−ヒ
ドロキシキノリン系金属鎖体やジリチウムエピンドリジ
オン等があげられる。
As the metal chelated oxanoid compound,
For example, those described in JP-A-63-295695 can be used. As typical examples, tris (8-quinolinol) aluminum, bis (8-quinolinol) magnesium, bis (benzo [f] -8-quinolinol) zinc, bis (2-methyl-8-quinolinolate) aluminum oxide, tris ( 8-quinolinol) indium, tris (5-methyl-8-quinolinol) aluminum, lithium 8-quinolinol, tris (5-chloro-
8-quinolinol) gallium, bis (5-chloro-8-
Quinolinol) calcim, poly [zinc (II) -bis (8
-Hydroxy-5-quinolinonyl) methane] and dilithium epindridione.

また、前記のジスチリルベンゼン系化合物としては、
例えば特願平1−029681号公報に記載のものを用いるこ
とができる。
Further, as the distyrylbenzene-based compound,
For example, those described in Japanese Patent Application No. 1-029681 can be used.

更に、前記の化合物以外に、例えばフタロペリノン誘
導体(日本学術振興会,光電相互変換,第125委員会,
第129回研究会資料)、スチルベン系化合物(特願昭62
−312356号,同63−80257号,同63−313932号,同63−3
08859号)、クマリン系化合物(特願昭64−009995号,
特願平1−054957号,同1−060665号,同1−068387
号,同1−075035号)及びジスチリルピラジン誘導体
(特願平4−075936号)等も発光層に用いることができ
る。
Further, besides the above-mentioned compounds, for example, phthaloperinone derivatives (JSPS, Photoelectric Interconversion, 125th Committee,
Materials from the 129th meeting), stilbene compounds (Japanese Patent Application No. Sho 62)
−312356, 63-80257, 63-313932, 63-3
No. 08859), coumarin compounds (Japanese Patent Application No. 64-009995,
Japanese Patent Application Nos. 1-054957, 1-060665, 1-068387
And No. 1-075035) and distyrylpyrazine derivatives (Japanese Patent Application No. 4-075936) can also be used in the light emitting layer.

前記の有機化合物から成る発光層は、所望に応じて2
層以上の積層構造をとっても良いし、米国特許第4,769,
292号明細書に開示されているように、ホスト物質と蛍
光物質とから形成されていても良い。この場合、ホスト
物質は薄膜状の層であって、発光領域の機能のうち、注
入機能,輸送機能及び発光機能の一部を受け持ち、一
方、蛍光物質はそのホスト物質の層の中に微量(数モル
%以下)存在させ、電子と正孔の結合に応答して発光す
るといった発光機能の一部のみを担っている。
The light-emitting layer composed of the above-mentioned organic compound may be used, if desired.
It may take a laminated structure of more than one layer, U.S. Pat.
As disclosed in the specification of Japanese Patent No. 292, it may be formed from a host substance and a fluorescent substance. In this case, the host material is a thin film-like layer and has a part of an injection function, a transport function, and a light emitting function among the functions of the light emitting region. On the other hand, a trace amount of the fluorescent material is contained in the host material layer. (Several mole% or less), and has only a part of the light emitting function of emitting light in response to the binding of electrons and holes.

また、発光領域に用いる有機化合物は薄膜性を有しな
い化合物であっても良く、例えば1,4−ジフェニル−1,3
−ブタジエンや1,1,4,4−テトラフェニル−1,3−ブタジ
エン;テトラフェニルシクロペンタジエン等も用いるこ
とができる。
Further, the organic compound used for the light emitting region may be a compound having no thin film property, for example, 1,4-diphenyl-1,3
-Butadiene, 1,1,4,4-tetraphenyl-1,3-butadiene; tetraphenylcyclopentadiene and the like can also be used.

発光領域である発光層の形成方法は、半導体帯域を薄
膜層として形成する前記の方法に準ずれば良いが、蒸着
法を用いるのが、より好ましい。蒸着法による薄膜形成
は、やはり半導体帯域を蒸着にて薄膜状に形成する際の
説明に従えば良い。
The method for forming the light-emitting layer, which is the light-emitting region, may be in accordance with the above-described method for forming a semiconductor band as a thin film layer, but it is more preferable to use a vapor deposition method. The formation of the thin film by the vapor deposition method may be performed in accordance with the description when the semiconductor zone is formed into a thin film by vapor deposition.

電子障壁領域 この領域は、電界印加時にEm内を陽極側に輸送されて
いる電子を、Em内に留める働きを持ち、且つ、発光領域
の有機化合物の電子親和力(固相)よりも小さな電子親
和力(固相)を持つ有機化合物より成るものである。上
記の電子親和力の差は、好ましくは、0.5eV以上であ
る。
Electron barrier region This region has the function of retaining electrons transported inside Em to the anode side when an electric field is applied, within Em, and has an electron affinity smaller than the electron affinity (solid phase) of the organic compound in the light emitting region. (Solid phase). The difference between the electron affinities is preferably 0.5 eV or more.

この領域を入れた素子構成は、前述した素子構成例
(1)よりも発光効率が上昇し、高輝度,高効率の素子
を与える。電子障壁領域は、好ましくは薄膜層である電
子障壁層として用いる。この電子障壁層は、これに隣接
する発光領域内に電子を留めるために、発光層の多くが
3eV付近の電子親和力をもつので、少なくとも3eV以下、
好ましくは2.6eV以下の電子親和力を持つという付加的
な性質があることは注目される。このことは、電子に対
する障壁となることは、電子を輸送しないという性質を
必ずしも持つ必要がなく、発光領域より電子が充分に注
入され難いということで充分であることを意味してお
り、先行技術(apply.Phys.Lett.第51巻,第913頁,198
7)が電子輸送性を保有しないトリフェニルアミン誘導
体が必要である場合と著しく異なっている。
The element configuration including this region has higher luminous efficiency than the element configuration example (1) described above, and provides a high-luminance and high-efficiency element. The electron barrier region is used as an electron barrier layer, which is preferably a thin film layer. Many of the light-emitting layers are used to keep electrons in the light-emitting region adjacent thereto.
Since it has an electron affinity around 3 eV, at least 3 eV or less,
It is noted that there is an additional property that it preferably has an electron affinity of 2.6 eV or less. This means that the barrier against electrons does not necessarily have to have the property of not transporting electrons, and it is sufficient that electrons are hardly injected from the light emitting region. (Apply. Phys. Lett. 51, 913, 198
7) is significantly different from the case where a triphenylamine derivative having no electron transporting property is required.

好ましい電子障壁領域の材料の例としては、下記の一
般式(I)が挙げられる。
Preferred examples of the material of the electron barrier region include the following general formula (I).

一般式(I) ここで、Xは下記のA,B又はCであるが、A,B,Cの組合
わせで−A−B−A−,−B−B−A,−C−A−B,−C
−B−B−,−C−C−C−等により構成して良い。但
し、Y,Y′は−N=又は−CR′=であり、Zは−O−,
−S−,NR′−である。ここで、R′は水素原子,アル
キル基,アリール基等である。
General formula (I) Here, X is the following A, B or C, and a combination of A, B and C is -ABBA-, -BBA, -CAB, -C
-BB-, -CCCC- or the like. Here, Y and Y 'are -N = or -CR' =, and Z is -O-,
-S-, NR'-. Here, R 'is a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group, or the like.

〔ここでR1,R2は独立に水素またはArまたはアルキル基
またはシクロヘキシル基である。Arはフェニル,ナフチ
ル等のアリール基である。〕 上記の一般式(I)の化合物には電子障壁領域の材料
としての性質が保存される限り、各種置換基が導入され
て良いが、好ましくは、アルキル基,アリール基,アル
コキシ基等である。
[Where R 1 and R 2 are independently hydrogen, Ar, an alkyl group or a cyclohexyl group. Ar is an aryl group such as phenyl and naphthyl. Various substituents may be introduced into the compound of the above general formula (I) as long as the properties of the material of the electron barrier region are preserved, but an alkyl group, an aryl group, an alkoxy group and the like are preferable. .

さらに、 も電子障壁領域の材料として用いることができる。further, Can also be used as a material for the electron barrier region.

上記の材料より成る電子障壁層は、微結晶状薄膜又は
アモルファスでもよいが、薄膜性が良いことが必要であ
ることで限定される。微結晶状薄膜である場合、有機結
晶は芳香族化合物である限り正孔輸送性をもつので(M.
Pope and C.E.Senberg著,Electronic Processes in Org
anic Crystals,Clarenndon Press,New York,1982,337
頁)、先行技術における正孔伝達化合物のように特定の
分子構造、例えば芳香族アミンを持つ必要はなく、前記
のように電子親和力の一定の条件を満たせば良いという
条件のであるので、著しい選択範囲の拡張を与える。
The electron barrier layer made of the above-mentioned material may be a microcrystalline thin film or amorphous, but is limited by a need to have good thin film properties. In the case of a microcrystalline thin film, an organic crystal has a hole transporting property as long as it is an aromatic compound (M.
Pope and CESenberg, Electronic Processes in Org
anic Crystals, Clarenndon Press, New York, 1982,337
Page), unlike the prior art hole transport compounds, it is not necessary to have a specific molecular structure, for example, an aromatic amine, and as described above, it is only necessary to satisfy certain conditions of electron affinity. Give range expansion.

薄膜性が悪い電子障壁材料は、ピンホールにより障壁
層として機能しないので用いるべきでない。
Electron barrier materials with poor thin film properties should not be used because they do not function as barrier layers due to pinholes.

電子障壁領域の材料を選定する上でさらに重要な点
は、発光領域の材料とエキサイプレックス(励起錯体)
を形成しないものを選ぶことである。多くの場合、エキ
サイプレックスはEL発光の効率の減少と発光の長波長化
をもたらす。従って、エキサイプレックスを形成するよ
うな組合わせで絶縁体帯域を形成し、MISM又はMSISM素
子とした場合、通常の照明下で視認できるEL発光を得る
ことはたやすいが、発光効率が小さく実用的でない場合
が多い。
More important points in selecting a material for the electron barrier region are the material for the light emitting region and the exciplex (excited complex).
Is to choose one that does not form In many cases, exciplexes result in reduced efficiency of EL emission and longer wavelength emission. Therefore, when an insulator band is formed in such a combination as to form an exciplex and a MISM or MSISM element is obtained, it is easy to obtain EL emission that can be visually recognized under normal illumination, but the luminous efficiency is small and practical. Often not.

本発明の素子構成では、電子障壁層に用いる材料は前
記のように幅の広い選択範囲を持つ上にドナー性である
アミン成分をもつ必要がないので、電子障壁層/発光層
におけるエキサイプレックス性の界面を容易に避けるこ
とができ、発光効率の大きい素子を得ることができる。
従って、発光領域の材料の選択範囲も広がり、赤,青,
黄,緑,紫,オレンジ色等の各種発光色の素子実現の可
能性を提供できる。
In the device configuration of the present invention, since the material used for the electron barrier layer has a wide selection range as described above and does not need to have an amine component having a donor property, the exciplex property in the electron barrier layer / light emitting layer is not required. Can easily be avoided, and an element having high luminous efficiency can be obtained.
Therefore, the selection range of the material of the light emitting region is expanded, and red, blue,
It can provide the possibility of realizing elements of various emission colors such as yellow, green, purple, and orange.

電子障壁領域は、好ましくは薄膜層として用い、さら
に好ましくは薄膜層とされた発光領域とあわせて絶縁体
帯域とする。この薄膜層である電子障壁領域(電子障壁
層)の形成方法は、半導体帯域を薄膜層として形成する
前記の方法に準じればよいが、蒸着法を用いるのが、よ
り好ましい。この場合には、半導体帯域を蒸着にて形成
して半導体層とする際の前記の説明に準じればよい。こ
の際膜厚は、好ましくは、0nm〜50nm、特に好ましくは5
nm〜30nmである。
The electron barrier region is preferably used as a thin film layer, and more preferably forms an insulator band together with the light emitting region formed as a thin film layer. The method of forming the electron barrier region (electron barrier layer) as this thin film layer may be in accordance with the above-described method of forming the semiconductor zone as a thin film layer, but it is more preferable to use an evaporation method. In this case, the above description for forming the semiconductor zone by vapor deposition to form a semiconductor layer may be used. At this time, the film thickness is preferably from 0 nm to 50 nm, particularly preferably 5 nm.
nm to 30 nm.

電子障壁領域に用いることのできる化合物を例示すれ
ば次の通りである。
Examples of compounds that can be used for the electron barrier region are as follows.

ここで化合物(1)〜(5)については、市販(ラム
ダフィズィクス社製)のものであり、化合物(6)〜
(8)はアルドリッチ社製の市販品であるので、容易に
入手可能である。又化合物(9),(10)は公知であり
容易に合成できる。又化合物(11),(12)については
グリニャール法,化合物(14)〜(16)についてはウィ
ティッヒ法の合成法に従い容易に合成できる。
Here, the compounds (1) to (5) are commercially available (manufactured by Lambda Physics), and the compounds (6) to (5) are
(8) is a commercially available product manufactured by Aldrich, and is easily available. Compounds (9) and (10) are known and can be easily synthesized. The compounds (11) and (12) can be easily synthesized according to the Grignard method, and the compounds (14) to (16) can be easily synthesized according to the Wittig method.

正孔障壁領域 電子障壁の対する概念とし正孔障壁領域が存在する。
この領域は、電界印加時にEm内を陰極側に輸送されてい
る正孔をEm内に留める働きを保持し、且つ、発光領域の
イオン化エネルギー(固相)よりも大きなイオン化エネ
ルギーを持つ有機化合物より成るものである。従って絶
対的なイオン化エネルギーとして5.9eV以上であるなら
ば、殆どの発光領域を形成する化合物より大きいので用
いられる。この領域を入れた素子構成は素子構成(1)
よりも発光効率が上昇する場合がある。好ましい正孔障
壁領域の材料としては一般式(II)のものが例として挙
げられる。
Hole barrier region The concept of an electron barrier is a hole barrier region.
This region retains the function of retaining holes transported in Em to the cathode side in Em when an electric field is applied, and has a higher ionization energy (solid phase) than that of the light emitting region. It consists of Therefore, if the absolute ionization energy is 5.9 eV or more, it is used because it is larger than most compounds that form a light emitting region. The element configuration including this region is the element configuration (1)
In some cases, the luminous efficiency may increase. Preferred examples of the material of the hole barrier region include those of the general formula (II).

一般式(II) の任意の組合せ−A−,−B−,−C−,−A−B−,
−A−C−,−A−D−A−,−A−D−,−B−C
−,−C−D−,−D−D−,−D−C−A−等であ
る。
General formula (II) Any combination of -A-, -B-, -C-, -AB-,
-A-C-, -A-D-A-, -A-D-, -B-C
-, -C-D-, -D-D-, -D-C-A- and the like.

上記一般式(II)の化合物には性質が保持される限
り、アルキル基,アリール基等の各種置換基が置換され
てもよい。用いることのできる化合物の例としては次の
通りである。
The compound of the general formula (II) may be substituted with various substituents such as an alkyl group and an aryl group as long as the properties are maintained. Examples of compounds that can be used are as follows.

素子の製造方法 (1)陽極/半導体帯域/発光領域:陰極型の素子の作
製: 適当な基板に陽極用の材料より成る薄膜を1μm以
下、好ましくは10〜200nmの薄膜になるように、蒸着,
スパッタリング等の方法によって形成する。陽極を作製
した後、前記半導体帯域の材料を好ましくは薄膜層とし
て形成し、半導体帯域を設ける。
Device manufacturing method (1) Anode / semiconductor band / light-emitting region: production of cathode type device: A thin film made of a material for an anode is deposited on a suitable substrate so as to have a thickness of 1 μm or less, preferably 10 to 200 nm. ,
It is formed by a method such as sputtering. After preparing the anode, the material of the semiconductor zone is preferably formed as a thin film layer to provide the semiconductor zone.

薄膜化方法としては、スピンコート法,キャスト法,
蒸着法等があるが、均質かつ平滑で、しかもピンホール
のな膜を得るためには、蒸着法が好ましい。この蒸着法
を用いる場合、その条件は、前述した通りである。膜厚
は、発光を半導体帯域を通して見る場合には、100nm以
下が好ましく、薄膜として形成する困難性を避けるた
め、10nm以上とすることが好ましい。
Spin coating method, casting method,
Although there are vapor deposition methods and the like, a vapor deposition method is preferable in order to obtain a uniform, smooth, and pinhole-free film. When this evaporation method is used, the conditions are as described above. The thickness is preferably 100 nm or less when light emission is viewed through a semiconductor band, and is preferably 10 nm or more in order to avoid difficulty in forming a thin film.

更に、この層の上に、好ましくは薄膜とした発光領域
を半導体帯域と同様の方法にて作製する。好ましくは、
このときの薄膜は5nm〜5μm、特に好ましくは30nm〜1
50nmである。更にこの上に陰極の材料をスパッタリング
法又は蒸着法等で薄膜化し、所望のMISM構成の有機EL素
子が得られる。
Further, a light emitting region, preferably a thin film, is formed on this layer in the same manner as in the semiconductor zone. Preferably,
At this time, the thin film has a thickness of 5 nm to 5 μm, particularly preferably 30 nm to 1 μm.
50 nm. Further, a cathode material is thinned thereon by a sputtering method or a vapor deposition method, and an organic EL element having a desired MISM configuration is obtained.

なお、順序を逆にして、陰極,発光層,半導体層,陽
極の順に形成してEL素子としても良い。
The EL element may be formed by forming the cathode, the light emitting layer, the semiconductor layer, and the anode in this order.

(2)陽極/半導体帯域/電子障壁領域/発光領域/陰
極型の素子の作製: (1)の素子作製と同様にして陽極,半導体層を形成
し、更にその上に電子障壁材料を半導体帯域の薄膜化法
と同様にして薄膜化し、電子障壁層とする。このときの
薄膜は好ましくは0〜50nm、特に好ましくは5nm〜30nm
である。更に、(1)と同様にして発光層,陰極を順次
形成し、所望のEL素子とする。
(2) Preparation of anode / semiconductor band / electron barrier region / light emitting region / cathode type device: An anode and a semiconductor layer are formed in the same manner as in (1), and an electron barrier material is further formed on the semiconductor band. In the same manner as in the above method, the film is thinned to form an electron barrier layer. The thin film at this time is preferably 0 to 50 nm, particularly preferably 5 nm to 30 nm.
It is. Further, a light emitting layer and a cathode are sequentially formed in the same manner as in (1) to obtain a desired EL device.

なお、順序を逆にして陰極,発光層,電子障壁層,半
導体層,陽極の順に形成しても良い。
The order may be reversed, and the cathode, the light emitting layer, the electron barrier layer, the semiconductor layer, and the anode may be formed in this order.

(3)陽極/半導体帯域/発光領域/半導体帯域/陰極
等他の素子構成の場合は、(1)又は(2)に準じて素
子作製を行えば良い。他の素子構成の場合も(1),
(2)に準じて素子作製を行う。
(3) In the case of other device configurations such as anode / semiconductor band / light emitting region / semiconductor band / cathode, the device may be manufactured according to (1) or (2). For other element configurations (1),
The device is manufactured according to (2).

次に、有機EL素子の発光機構について説明する。 Next, the light emitting mechanism of the organic EL element will be described.

第1図は、有機EL素子の一例である陽極/P型半導体帯
域/絶縁体帯域/陰極型の素子を模式的に示す図であ
る。同図において、基板10の上に陽極12,P型半導体帯域
14,絶縁体帯域18,そして陰極20が順々に接合されてい
る。
FIG. 1 is a view schematically showing an anode / P-type semiconductor zone / insulator zone / cathode type element which is an example of an organic EL element. In FIG. 1, an anode 12 and a P-type semiconductor band are formed on a substrate 10.
14, the insulator zone 18, and the cathode 20 are joined in order.

第2図は、電界を素子に印加していないときの状態を
示している。P型半導体帯域14には正孔(+)が存在し
ているが、絶縁体帯域18には何ら電荷は存在していな
い。
FIG. 2 shows a state when no electric field is applied to the element. Holes (+) are present in the P-type semiconductor zone 14, while no charge is present in the insulator zone 18.

第3図は、陽極12に正,陰極20に負電位を印加した場
合の素子の初期状態を示している。P型半導体帯域14に
存在する正孔は絶縁体帯域18に注入される。それと同時
に、欠乏した分の正孔は速やかに陽極12より供給され
る。一方、電子(−)は陰極20より絶縁体帯域18に注入
される。
FIG. 3 shows an initial state of the device when a positive potential is applied to the anode 12 and a negative potential is applied to the cathode 20. Holes present in the P-type semiconductor zone 14 are injected into the insulator zone 18. At the same time, the depleted holes are promptly supplied from the anode 12. On the other hand, electrons (−) are injected from the cathode 20 into the insulator zone 18.

第4図は第3図の直後の状態を示している。第3図の
状態は即座にこの状態へ移行する。絶縁体帯域18内の正
孔は、陰極20との界面に向けて移動する。それと同時
に、陰極20より絶縁体帯域18内に注入された電子は、P
型半導体帯域14との界面に向けて移動する。この電荷の
移動の工程で正孔と電子が出会い、そして再結合し、発
光領域で励起状態 が形成される。この励起状態は発光によって解消され、
素子から光が放出される。陰極20からの絶縁体帯域18内
に注入された電子が、時には絶縁帯域18内を素通りし
て、P型半導体領域14へ行くという好ましくない状態が
生じる場合もある。これを防ぎたい場合には、絶縁体帯
域18内に、P型半導体帯域14に接触する電子障壁領域を
形成すれば良い。一方、P型半導体帯域14より絶縁体帯
域18に注入された正孔が、絶縁体帯域18内を素通りして
陰極20へ行くという好ましくない事態を生じる場合もあ
る。これを防ぎたい場合には、絶縁体帯域18内に、陰極
20に接触する正孔障壁領域を形成すれば良い。
FIG. 4 shows a state immediately after FIG. The state shown in FIG. 3 is immediately shifted to this state. The holes in the insulator zone 18 move toward the interface with the cathode 20. At the same time, electrons injected from the cathode 20 into the insulator zone 18 are P
It moves toward the interface with the mold semiconductor zone 14. In this charge transfer process, holes and electrons meet and recombine, creating an excited state in the light-emitting region. Is formed. This excited state is canceled by light emission,
Light is emitted from the device. An undesired condition may occur in which electrons injected into the insulator zone 18 from the cathode 20 sometimes pass through the insulating zone 18 and into the P-type semiconductor region 14. If this is desired to be prevented, an electron barrier region that contacts the P-type semiconductor zone 14 may be formed in the insulator zone 18. On the other hand, there may be an undesirable case in which holes injected from the P-type semiconductor zone 14 into the insulator zone 18 pass through the insulator zone 18 to the cathode 20. If you want to prevent this, a cathode
What is necessary is just to form the hole barrier area | region which contacts 20.

有機EL素子の動作状態 このようにして得られた本発明の有機EL素子に、直流
電圧を印加刷る場合には、陽極を+,陰極を−の極性と
して電圧1〜30V程度を印加すると、発光が透明又は半
透明の電極側より観測できる。また逆の極性で電圧を印
加しても素子はダイオードであるので直流は流れず発光
は全く生じない。更に、交流電圧を印加する場合には、
陽極が+,陰極が−の状態になったときのみ発光する。
なお、印加する交流の波形は任意で良い。
Operating state of the organic EL element When a DC voltage is applied to the organic EL element of the present invention obtained in this manner, when a voltage of about 1 to 30 V is applied with the positive polarity of the anode and the negative polarity of the cathode, light emission occurs. Can be observed from the transparent or translucent electrode side. Also, even if a voltage is applied with the opposite polarity, no direct current flows and no light emission occurs because the element is a diode. Furthermore, when applying an AC voltage,
It emits light only when the anode becomes + and the cathode becomes-.
The waveform of the applied alternating current may be arbitrary.

合成例1(α−セキシチオフェンの合成) 公知の文献(例えばHETEROCYCLES,第20巻,第10号,19
37頁,1983年)に従って合成し、赤黒色の粉末を得た。
これを昇華精製法にて精製し、暗赤色の粉末を得た。こ
の粉末は、融点が304℃〜306℃であり、FDマスでm/e=4
94と測定され、α−セキシチオフェンと同定された。
Synthesis Example 1 (Synthesis of α-sexithiophene) Known literature (eg, HETEROCYCLES, Vol. 20, No. 10, 19)
37, 1983) to obtain a red-black powder.
This was purified by a sublimation purification method to obtain a dark red powder. This powder has a melting point of 304 ° C. to 306 ° C., and has a m / e = 4 in FD mass.
94 and was identified as α-sexithiophene.

合成例2(α−キンクチオフェンの合成) 公知の文献(例えばTetrahedron,第38号,3347頁,1985
年)に従って合成し、THF溶液より再結晶化し、暗橙色
の粉末を得た。このものは、融点が256.5〜258℃であ
り、FDマスでm/e=412が主であるが、若干の5量体以上
の多量体があることがわかった。更に、昇華精製法にて
精製し、明橙色の粉末を得、FDマスにてm/e=412と測定
された。多量体によるピークはなく、α−キンクチオフ
ェンと同定された。
Synthesis Example 2 (Synthesis of α-kinkthiophene) Known literature (eg, Tetrahedron, No. 38, p. 3347, 1985)
Year) and recrystallized from a THF solution to obtain a dark orange powder. This product had a melting point of 256.5 to 258 ° C and was mainly FD mass m / e = 412, but it was found that there were some pentamers or more multimers. Further, the powder was purified by a sublimation purification method to obtain a light orange powder, and the m / e was measured to be 412 using an FD mass. There was no peak due to the multimer, and it was identified as α-quinkthiophene.

以下、いくつかの実施例を挙げ、これらについて説明
するが、本発明はこれらによってなんら限定されるもの
ではない。なお、実施例にみるように、各種発光色が高
輝度,高発光効率で到達できる。これは、本発明の素子
構成を用い、励起錯体を回避した結果であることを強調
しておく。したがって、本発明の素子構成を用いれば、
様々な材料にて良好な結果が得られることは明確であ
る。
Hereinafter, these will be described with reference to some examples, but the present invention is not limited thereto. As shown in the examples, various luminescent colors can reach with high luminance and high luminous efficiency. It is emphasized that this is a result of using the device configuration of the present invention and avoiding the exciplex. Therefore, if the device configuration of the present invention is used,
It is clear that good results are obtained with various materials.

実施例1 透明電極として用いる膜厚100nmのITOが付いているガ
ラス基板(サイズ25mm×75mm×1.1mm:HOYA社製)を透明
支持基板とし、これをイソプロピルアルコールで30分間
超音波洗浄し、更にイソプロピルアルコールに浸漬して
洗浄した。
Example 1 A glass substrate (size: 25 mm × 75 mm × 1.1 mm: manufactured by HOYA) with ITO having a thickness of 100 nm to be used as a transparent electrode was used as a transparent support substrate, which was subjected to ultrasonic cleaning with isopropyl alcohol for 30 minutes. It was immersed in isopropyl alcohol for cleaning.

この透明支持基板を乾燥窒素ガスで乾燥し、市販の真
空蒸着装置の基板ホルダーに固定した。一方、モリブデ
ン製の抵抗加熱ボートにα−セキシチオフェン(T6)に
入れ、更に別のモリブデン製の抵抗加熱ボートに3−
(2′−N−メチルベンズイミダゾリル)−7−N,N−
ジエチルアミノクマリン(KU30)を入れて真空蒸着装置
に取り付けた。
The transparent support substrate was dried with dry nitrogen gas and fixed to a substrate holder of a commercially available vacuum vapor deposition device. On the other hand, α-sexithiophene (T6) was placed in a molybdenum resistance heating boat, and then placed in another molybdenum resistance heating boat.
(2'-N-methylbenzimidazolyl) -7-N, N-
Diethylaminocoumarin (KU30) was charged and attached to a vacuum evaporation apparatus.

この後、真空槽を3×10-4Paまで減圧し、T6の入った
前記ボートに通電して297℃まで加熱し、蒸着速度0.1〜
0.3nm/秒で透明支持基板上に蒸着し、膜厚20nmの半導体
帯域とした。更に、KU30の入った前記ボートを通電し22
0℃まで加熱し、蒸着速度0.1〜0.3nm/秒で透明支持基板
上の半導体帯域の上に蒸着して膜厚80nmの絶縁体帯域
(発光領域でもある)を得た。各蒸着時における前記基
板の温度は室温であった。
Thereafter, the pressure in the vacuum chamber was reduced to 3 × 10 −4 Pa, and the boat containing T6 was energized and heated to 297 ° C., and the deposition rate was 0.1 to 0.1 Pa.
Evaporation was performed on a transparent support substrate at a rate of 0.3 nm / sec to form a semiconductor band having a thickness of 20 nm. The boat containing KU30 was energized and
It was heated to 0 ° C. and vapor-deposited at a vapor deposition rate of 0.1 to 0.3 nm / sec on the semiconductor band on the transparent support substrate to obtain an 80 nm-thick insulator band (also a light-emitting region). The temperature of the substrate during each deposition was room temperature.

この後、真空槽を開け、発光層の上にステンレス鋼製
のマスクを設置し、モリブデン製の抵抗加熱ボートにマ
グネシウム3gを入れ、電子ビーム蒸着装置のるつぼに銅
を入れ、再び真空槽を2×10-4Paまで減圧した。
Thereafter, the vacuum chamber was opened, a stainless steel mask was placed on the light-emitting layer, 3 g of magnesium was put in a molybdenum resistance heating boat, copper was put in the crucible of the electron beam evaporation apparatus, and the vacuum tank was set up again. The pressure was reduced to × 10 −4 Pa.

この後、マグネシウム入りのボートに通電し、蒸着速
度4〜5nm/秒でマグネシウムを蒸着した。この時同時
に、電子ビームにより銅を加熱して蒸着速度0.1〜0.2nm
/秒でその銅を蒸着し、これにより前記マグネシウムに
銅を混合して対向電極とした。
Thereafter, electricity was supplied to the boat containing magnesium, and magnesium was deposited at a deposition rate of 4 to 5 nm / sec. At the same time, simultaneously heat the copper with an electron beam and evaporate at a rate of 0.1 to 0.2 nm.
The copper was vapor-deposited at a rate of / sec, whereby the magnesium was mixed with copper to form a counter electrode.

以上により、エレクトロルミネッセンス素子の作製を
終えた。
Thus, the fabrication of the electroluminescent device was completed.

この素子のITO電極を正極,Mgと銅の混合物よりなる対
向電極を負極とし、それら両極間に直流10Vを印加した
ところ、電流密度が133mA/cm2の電極が流れ、緑色の発
光を得た。この時の発光極大波長は502nm、CIE色度座標
はx=0.19,y=0.49,発光輝度136cd/m2、そして発光効
率は0.03lm/Wであった。
When the ITO electrode of this device was used as a positive electrode, the opposite electrode made of a mixture of Mg and copper was used as a negative electrode, and a DC voltage of 10 V was applied between the two electrodes, an electrode having a current density of 133 mA / cm2 flowed and green light was emitted. . At this time, the maximum emission wavelength was 502 nm, the CIE chromaticity coordinates were x = 0.19, y = 0.49, the emission luminance was 136 cd / m 2 , and the emission efficiency was 0.03 lm / W.

実施例2 透明電極として用いる膜厚100nmのITOが付いているガ
ラス基板(サイズ25mm×75mm×1.1mm:HOYA社製)を透明
支持基板とし、これをイソプロピルアルコールで30分間
超音波洗浄し、更にイソプロピルアルコールに浸漬して
洗浄した。
Example 2 A glass substrate (size: 25 mm × 75 mm × 1.1 mm: manufactured by HOYA) provided with ITO having a thickness of 100 nm to be used as a transparent electrode was used as a transparent support substrate, which was subjected to ultrasonic cleaning with isopropyl alcohol for 30 minutes. It was immersed in isopropyl alcohol for cleaning.

この透明支持基板を乾燥窒素ガスで乾燥し、市販の真
空蒸着装置の基板ホルダーに固定した。一方、モリブデ
ン製の抵抗加熱ボートにα−キンクチオフェン(T5)を
入れ、更に別のモリブデン製の抵抗加熱ボートにKU30を
入れ、それらを真空蒸着装置を取り入れた。
The transparent support substrate was dried with dry nitrogen gas and fixed to a substrate holder of a commercially available vacuum vapor deposition device. On the other hand, α-quinkthiophene (T5) was put into a molybdenum resistance heating boat, KU30 was put into another molybdenum resistance heating boat, and they were incorporated in a vacuum evaporation apparatus.

この後、真空槽を2×10-4Paまで減圧し、T5の入った
前記ボートに通電してそれを加熱し、蒸着速度0.1〜0.3
nm/秒で透明支持基板上に蒸着し、膜厚20nmの半導体帯
域とした。
Thereafter, the pressure in the vacuum chamber was reduced to 2 × 10 −4 Pa, and electricity was supplied to the boat containing T5 to heat it.
Vapor deposition was performed on the transparent support substrate at a rate of nm / sec to form a semiconductor band with a thickness of 20 nm.

更に、KU30の入った前記ボートを通電し、220℃まで
加熱し、蒸着速度0.1〜0.3nm/秒で透明支持基板上の半
導体帯域の上に蒸着し、膜厚80nmの発光層を得た。各蒸
着時における前記基板の温度は室温であった。
Further, the boat containing KU30 was energized, heated to 220 ° C., and vapor-deposited on the semiconductor band on the transparent support substrate at a vapor deposition rate of 0.1 to 0.3 nm / sec to obtain a light-emitting layer having a thickness of 80 nm. The temperature of the substrate during each deposition was room temperature.

この後、真空槽を開け、発光層の上にステンレス銅製
のマスクを設置した。更に、モリブデン製の抵抗加熱ボ
ートにマグネシウムを3g入れ、電子ビーム蒸着装置のる
つぼに銅を入れ、再び真空槽を1.2×10-4Paまで減圧し
た。
Thereafter, the vacuum chamber was opened, and a stainless steel mask was placed on the light emitting layer. Further, 3 g of magnesium was placed in a molybdenum resistance heating boat, copper was placed in a crucible of an electron beam evaporation apparatus, and the pressure in the vacuum chamber was reduced again to 1.2 × 10 −4 Pa.

この後、マグネシウム入りのボートに通電し、蒸着速
度5〜6nm/秒でマグネシウムを蒸着した。この時同時
に、電子ビームにより銅を加熱して0.1〜0.3nm/秒で銅
を蒸着し、そして上記のマグネシウムにその銅を混合し
て対向電極とした。
Thereafter, electricity was supplied to the boat containing magnesium, and magnesium was deposited at a deposition rate of 5 to 6 nm / sec. At the same time, the copper was vapor-deposited at a rate of 0.1 to 0.3 nm / sec by heating the copper with an electron beam, and then the magnesium was mixed with the copper to form a counter electrode.

以上により、エレクトロルミネッセンス素子の作製を
終えた。
Thus, the fabrication of the electroluminescent device was completed.

この素子のITO電極を正極とし、Mgと銅の混合物より
なる対向電極を負極とし、両極間に直流5Vを印加したと
ころ、通常の照明下ではっきりと確認できる緑色発光を
得た。しかし、3時間後に測定したところ、T5よりなる
薄膜部分を白濁化しており、これは薄膜性を失っている
ことを示している。
When the ITO electrode of this device was used as a positive electrode, the counter electrode made of a mixture of Mg and copper was used as a negative electrode, and a direct current of 5 V was applied between the two electrodes, green light emission was clearly observed under ordinary illumination. However, when measured 3 hours later, the thin film portion made of T5 became cloudy, indicating that the thin film property was lost.

実施例3 透明電極として用いる膜厚100nmのITOが付いているガ
ラス基板(サイズ25mm×75mm×1.1mm:HOYA社製)を透明
支持基板とし、これをイソプロピルアルコールで30分間
超音波洗浄し、更にイソプロピルアルコールに浸漬して
洗浄した。
Example 3 A glass substrate (size: 25 mm × 75 mm × 1.1 mm: manufactured by HOYA) provided with ITO having a thickness of 100 nm to be used as a transparent electrode was used as a transparent support substrate, which was subjected to ultrasonic cleaning with isopropyl alcohol for 30 minutes. It was immersed in isopropyl alcohol for cleaning.

この透明支持基板を乾燥窒素ガスで乾燥し、市販の真
空蒸着装置の基板ホルダーに固定した。一方、モリブデ
ン製の抵抗加熱ボートにα−セキシチオフェン(T6)を
入れ、別のモリブデン製の抵抗加熱ボートに2−(4−
ビフェニリル)−5−(4−t−ブチルフェニル)−1,
3,4−オキサジアゾール(t−BuPBD)を入れ、更に別の
ボートにKU30を入れ、それらを真空蒸着装置に取り付け
た。
The transparent support substrate was dried with dry nitrogen gas and fixed to a substrate holder of a commercially available vacuum vapor deposition device. On the other hand, α-sexithiophene (T6) was placed in a molybdenum resistance heating boat, and 2- (4-) was added to another molybdenum resistance heating boat.
Biphenylyl) -5- (4-t-butylphenyl) -1,
3,4-Oxadiazole (t-BuPBD) was charged, and another boat was charged with KU30, and they were attached to a vacuum deposition apparatus.

この後、真空槽を3×10-4Paまで減圧し、T6の入った
前記のボートに通電して加熱し、蒸着速度0.1〜0.3nm/
秒で透明支持基板上に蒸着し、膜厚20nmの半導体帯域と
した。更に、t−BuPBDの入った前記ボートを通電して1
64℃まで加熱し、透明支持基板上の半導体帯域の上に蒸
着し、膜厚20nmの絶縁体帯域(電子障壁領域)を得た。
Thereafter, the pressure in the vacuum chamber was reduced to 3 × 10 −4 Pa, and the boat containing T6 was energized and heated, and the deposition rate was 0.1 to 0.3 nm /
In seconds, it was vapor-deposited on a transparent support substrate to form a semiconductor band with a thickness of 20 nm. Further, the boat containing t-BuPBD is energized for 1
It was heated to 64 ° C. and deposited on the semiconductor zone on the transparent support substrate to obtain a 20 nm-thick insulator zone (electron barrier region).

更に、KU30の入った前記ボートを通電して加熱し、蒸
着速度0.1〜0.3nm/秒で透明支持基板上の半導体帯域/
電子障壁領域上に蒸着し、膜厚60nmの絶縁体領域(発光
領域)を得た。各蒸着時における前記基板の温度は室温
であった。
Further, the boat containing the KU30 was energized and heated, and the semiconductor band on the transparent support substrate was deposited at a deposition rate of 0.1 to 0.3 nm / sec.
Evaporation was performed on the electron barrier region to obtain an insulator region (light-emitting region) having a thickness of 60 nm. The temperature of the substrate during each deposition was room temperature.

更にこの後、真空槽を開けて発光層の上にステンレス
鋼製のマスクを設置し、モリブデン製の抵抗加ボートに
マグネシウムを3g入れ、電子ビーム蒸着装置のるつぼに
銅を入れ、再び真空槽を2×10-4Paまで減圧した。この
後、マグネシウム入りのボートに通電し、蒸着速度4〜
5nm/秒でマグネシウムを蒸着した。この時同時に、電子
ビームにより銅を加熱して0.1nm/秒で銅を蒸着し、上記
のマグネシウムに銅を混合し、対向電極とした。
After this, the vacuum chamber was opened, a stainless steel mask was placed on the light emitting layer, 3 g of magnesium was put into a molybdenum resistance boat, copper was put into the crucible of the electron beam evaporation apparatus, and the vacuum tank was opened again. The pressure was reduced to 2 × 10 −4 Pa. Thereafter, the boat containing magnesium is energized, and the deposition rate is 4 to
Magnesium was deposited at 5 nm / sec. At this time, at the same time, copper was heated by an electron beam to deposit copper at 0.1 nm / second, and copper was mixed with the above magnesium to form a counter electrode.

以上により、エレクトロルミネッセンス素子の作製を
終えた。
Thus, the fabrication of the electroluminescent device was completed.

この素子のITO電極を正極とし、Mgと銅の混合物より
なる対向電極を負極とし、両極間に直流12Vを印加した
ところ、電流密度が80mA/cm2の電流が流れ、緑色の発光
を得た。この時の発光極大波長は493nm:CIE色度座標は
x=0.18,y=0.44,発光輝度は426cd/m2、そして発光効
率は0.14lm/Wであった。
When the ITO electrode of this device was used as a positive electrode, the opposite electrode made of a mixture of Mg and copper was used as a negative electrode, and when DC 12 V was applied between both electrodes, a current density of 80 mA / cm 2 flowed, and green light was emitted. . At this time, the maximum emission wavelength was 493 nm: the CIE chromaticity coordinates were x = 0.18, y = 0.44, the emission luminance was 426 cd / m 2 , and the emission efficiency was 0.14 lm / W.

実施例4 透明電極として用いる膜厚100nmのITOが付いているガ
ラス基板(サイズ25mm×75mm×1.1mm:HOYA社製)を透明
支持基板とし、これをイソプロピルアルコールで30分間
超音波洗浄し、更にイソプロピルアルコールに浸漬して
洗浄した。この透明支持基板を乾燥窒素ガスで乾燥し、
市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに固定した。一方、
モリブデン製の抵抗加熱ボートにα−セキシチオフェン
(T6)を入れ、別のモリブデン製の抵抗加熱ボートに3,
5,3″,5″−テトラ−t−ブチル−p−セクシフェ
ニル(TBS)を入れ、更に別のボートに1,4−ビス(2,2
−ジ−p−トリルビニル)ベンゼン(DTVB)を入れ、そ
れらを真空蒸着装置に取り付けた。
Example 4 A glass substrate (size: 25 mm × 75 mm × 1.1 mm: manufactured by HOYA) provided with ITO having a thickness of 100 nm to be used as a transparent electrode was used as a transparent support substrate, which was subjected to ultrasonic cleaning with isopropyl alcohol for 30 minutes. It was immersed in isopropyl alcohol for cleaning. This transparent support substrate is dried with dry nitrogen gas,
It was fixed to a substrate holder of a commercially available vacuum evaporation apparatus. on the other hand,
Add α-sexithiophene (T6) to a molybdenum resistance heating boat and add 3,3 to another molybdenum resistance heating boat.
Add 5,3 ", 5" -tetra-t-butyl-p-sexiphenyl (TBS) and add 1,4-bis (2,2
-Di-p-tolylvinyl) benzene (DTVB) and charged them to a vacuum deposition apparatus.

この後、真空槽を3×10-4Paまで減圧し、T6の入った
前記ボートに通電して加熱し、蒸着速度0.1〜0.3nm/秒
で透明支持基板上に蒸着し、膜厚20nmの半導体帯域とし
た。更に、TBSの入った前記ボートに通電して加熱し、
蒸着速度0.1〜0.3nm/秒で透明支持基板上の半導体帯域
の上に蒸着し、膜厚20nmの絶縁体帯域(電子障壁領域)
を得た。更に、DTVBの入った前記ボートを通電して加熱
し、蒸着速度0.1〜0.5nm/秒で透明支持基板上の半導体
帯域/電子障壁領域上に蒸着し、膜厚70nmの絶縁体帯域
(発光領域)を得た。各蒸着時における前記基板の温度
は室温であった。
Thereafter, the pressure in the vacuum chamber was reduced to 3 × 10 −4 Pa, the boat containing T6 was energized and heated, and was deposited on a transparent support substrate at a deposition rate of 0.1 to 0.3 nm / sec. Semiconductor band. Furthermore, energize and heat the boat containing TBS,
Deposited on the semiconductor zone on the transparent support substrate at a deposition rate of 0.1 to 0.3 nm / sec., A 20 nm thick insulator zone (electron barrier region)
I got Further, the boat containing the DTVB is energized and heated, and is vapor-deposited on the semiconductor band / electron barrier region on the transparent support substrate at a vapor deposition rate of 0.1 to 0.5 nm / sec. ) Got. The temperature of the substrate during each deposition was room temperature.

この後、真空槽を開け、更に発光層の上にステンレス
鋼製のマスクを設置し、モリブデン製の抵抗加熱ボート
にマグネシウムを3g入れ、電子ビーム蒸着装置のるつぼ
に銅を入れ、再び真空槽を2×10-4Paまで減圧した。そ
の後、マグネシウム入りのボートに通電し、蒸着速度4
〜5nm/秒でマグネシウムを蒸着した。この時同時に、電
子ビームによって銅を加熱して、蒸着速度0.1〜0.3nm/
秒でその銅を蒸着し、これによって前記マグネシウムに
銅を混合し、対向電極とした。
After this, open the vacuum chamber, further set a stainless steel mask on the light emitting layer, put 3 g of magnesium in a molybdenum resistance heating boat, put copper in the crucible of the electron beam evaporation apparatus, and reopen the vacuum chamber. The pressure was reduced to 2 × 10 −4 Pa. After that, power is supplied to the boat containing magnesium, and the deposition rate is 4
Magnesium was deposited at 55 nm / sec. At the same time, the copper is heated by the electron beam at a deposition rate of 0.1 to 0.3 nm /
The copper was vapor-deposited in seconds, whereby the magnesium was mixed with copper to form a counter electrode.

以上により、エレクトロルミネッセンス素子の作製を
終えた。
Thus, the fabrication of the electroluminescent device was completed.

この素子のITO電極を正極とし、Mgと銅の混合物より
なる対向電極を負極とし、両極間に直流14Vを印加した
ところ、電流密度が8.3mA/cm2の電流が流れ、青緑色の
安定な発光を得た。この時の発光極大波長は487nm,CIE
色度座標はx=0.15,y=0.28,発光輝度は80cd/m2、そし
て発光効率は0.22lm/Wであった。更に、17.5Vまで電圧
を上昇させたところ、電流密度が73mA/cm2のとき、発光
輝度は396cd/m2であった。さらに印加電圧を上げた場
合、1000cd/m2以上の緑色発光を得た。
When the ITO electrode of this device was used as a positive electrode, the opposite electrode made of a mixture of Mg and copper was used as a negative electrode, and a DC current of 8.3 mA / cm2 flowed when a direct current of 14 V was applied between the two electrodes, a blue-green stable Luminescence was obtained. The emission maximum wavelength at this time is 487 nm, CIE
The chromaticity coordinates were x = 0.15, y = 0.28, the luminance was 80 cd / m 2 , and the luminous efficiency was 0.22 lm / W. When the voltage was further increased to 17.5 V, the light emission luminance was 396 cd / m 2 when the current density was 73 mA / cm 2 . When the applied voltage was further increased, green light emission of 1000 cd / m 2 or more was obtained.

比較例1 透明電極として用いる膜厚100nmのITOが付いているガ
ラス基板(サイズ25mm×75mm×1.1mm:HOYA社製)を透明
支持基板とし、これをイソプロピルアルコールで30分間
超音波洗浄し、更にイソプロピルアルコールに浸漬して
洗浄した。この透明支持基板を乾燥窒素ガスで乾燥し、
市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに固定した。一方、
モリブデン製の抵抗加熱ボートに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(TPD)を入れ、別のモリブデン製
の抵抗加熱ボートにKU30を入れ、それらを真空蒸着装置
に取り付けた。
Comparative Example 1 A glass substrate (size: 25 mm × 75 mm × 1.1 mm: manufactured by HOYA) provided with ITO having a thickness of 100 nm used as a transparent electrode was used as a transparent support substrate, which was subjected to ultrasonic cleaning with isopropyl alcohol for 30 minutes. It was immersed in isopropyl alcohol for cleaning. This transparent support substrate is dried with dry nitrogen gas,
It was fixed to a substrate holder of a commercially available vacuum evaporation apparatus. on the other hand,
N, N'-diphenyl- molybdenum resistance heating boat
Put N, N'-bis (3-methylphenyl) -1,1'-biphenyl-4,4'-diamine (TPD), put KU30 in another molybdenum resistance heating boat, and put them in a vacuum evaporation system Attached to.

この後、真空槽を2×10-4Paまで減圧し、TPDの入っ
た前記ボートに通電して220℃まで加熱し、蒸着速度0.1
〜0.3nm/秒で透明支持基板上に蒸着し、膜厚100nmとし
た。更に、KU30の入った前記ボートを通電して235℃ま
で加熱し、蒸着速度0.1〜0.3nm/秒で透明支持基板上のT
PD層の上に蒸着し、膜厚100nmのKU30の層を得た。各蒸
着時における前記基板の温度は室温であった。
Thereafter, the pressure in the vacuum chamber was reduced to 2 × 10 −4 Pa, the boat containing the TPD was energized and heated to 220 ° C., and the deposition rate was set to 0.1.
Vapor deposition was performed on the transparent support substrate at a rate of about 0.3 nm / sec to a film thickness of 100 nm. Further, the boat containing KU30 was energized and heated to 235 ° C., and the T on the transparent support substrate was deposited at a deposition rate of 0.1 to 0.3 nm / sec.
Evaporation was performed on the PD layer to obtain a KU30 layer having a thickness of 100 nm. The temperature of the substrate during each deposition was room temperature.

更にこの後、真空槽を開けて発光槽の上にステンレス
鋼製のマスクを設置し、モリブデン製の抵抗加熱ボート
にマグネシウムを3g入れ、電子ビーム蒸着装置のるつぼ
に銅を入れ、再び真空槽を2×10-4Paまで減圧した。
After this, the vacuum chamber was opened, a stainless steel mask was placed on the light-emitting chamber, 3 g of magnesium was placed in a molybdenum resistance heating boat, copper was placed in the crucible of the electron beam evaporation apparatus, and the vacuum tank was opened again. The pressure was reduced to 2 × 10 −4 Pa.

この後、マグネシウム入りのボートに通電し、蒸着速
度4〜5nm/秒でマグネシウムを蒸着した。この時同時
に、電子ビームによって銅を加熱して蒸着速度0.2〜0.3
nm/秒でその銅を蒸着し、これによって前記マグネシウ
ムに銅を混合して対向電極とした。
Thereafter, electricity was supplied to the boat containing magnesium, and magnesium was deposited at a deposition rate of 4 to 5 nm / sec. At this time, simultaneously, the copper is heated by the electron beam and the deposition rate is 0.2 to 0.3.
The copper was vapor-deposited at nm / sec, whereby the magnesium was mixed with copper to form a counter electrode.

以上によりエレクトロルミネッセンス素子の作製を終
えた。
Thus, the fabrication of the electroluminescent device was completed.

この素子のITO電極を正極とし、Mgと銅の混合物より
なる対向電極を負極とし、両極間に直流20Vを印加した
ところ、電流密度が87mA/cm2の電流が流れ、緑色の発光
を得た。この時の発光極大波長は510nmであり、発光輝
度は440cd/m2であり、そして発光効率は0.08lm/Wであっ
た。
The ITO electrode of this device was used as a positive electrode, the counter electrode made of a mixture of Mg and copper was used as a negative electrode, and a current of 87 mA / cm2 flowed when a direct current of 20 V was applied between the two electrodes. . At this time, the maximum emission wavelength was 510 nm, the emission luminance was 440 cd / m 2 , and the emission efficiency was 0.08 lm / W.

比較例2 透明電極として用いる膜厚100nmのITOが付いているガ
ラス基板(サイズ25mm×75mm×1.1mm:HOYA社製)を透明
支持基板とし、これをイソプロピルアルコールで30分間
超音波洗浄し、更にイソプロピルアルコールに浸漬して
洗浄した。この透明支持基板を乾燥窒素ガスで乾燥し、
市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに固定した。一方、
モリブデン製の抵抗加熱ボートにTPDを入れ、別のモリ
ブデン製の抵抗加熱ボートにMPVBを入れ、これらを真空
蒸着装置に取り付けた。
Comparative Example 2 A glass substrate (size: 25 mm × 75 mm × 1.1 mm: manufactured by HOYA) provided with ITO having a thickness of 100 nm used as a transparent electrode was used as a transparent support substrate, and this was ultrasonically cleaned with isopropyl alcohol for 30 minutes. It was immersed in isopropyl alcohol for cleaning. This transparent support substrate is dried with dry nitrogen gas,
It was fixed to a substrate holder of a commercially available vacuum evaporation apparatus. on the other hand,
The TPD was placed in a molybdenum resistance heating boat, the MPVB was placed in another molybdenum resistance heating boat, and these were attached to a vacuum evaporation apparatus.

その後、真空槽を1×10-4Paまで減圧し、TPDの入っ
た前記のボートに通電して220℃まで加熱し、蒸着速度
0.1〜0.3nm/sで透明支持基板上に蒸着し、膜厚75nmとし
た。
Then, the pressure in the vacuum chamber was reduced to 1 × 10 -4 Pa, and the boat containing the TPD was energized and heated to 220 ° C.
The film was deposited on the transparent support substrate at a rate of 0.1 to 0.3 nm / s to a film thickness of 75 nm.

更にDTVBの入った前記のボートを通電して加熱し、蒸
着速度0.1〜0.2nm/秒で透明支持基板上のTPD層の上に蒸
着し、膜厚60nmのDTVB層を得た。各蒸着時における前記
の基板の温度は室温であった。
Further, the boat containing DTVB was energized and heated, and was deposited on the TPD layer on the transparent support substrate at a deposition rate of 0.1 to 0.2 nm / sec to obtain a DTVB layer having a thickness of 60 nm. The temperature of the substrate during each evaporation was room temperature.

更にこの後、真空槽を開けて発光層の上にステンレス
鋼製のマスクを設置し、モリブデン製の抵抗加熱ボート
にマグネシウムを3g入れ、電子ビーム蒸着装置のるつぼ
に銅を入れ、再び真空槽を2×10-4Paまで減圧した。
After this, the vacuum chamber was opened, a stainless steel mask was placed on the light emitting layer, 3 g of magnesium was put into a molybdenum resistance heating boat, copper was put into the crucible of the electron beam evaporation apparatus, and the vacuum tank was opened again. The pressure was reduced to 2 × 10 −4 Pa.

この後、マグネシウム入りのボートに通電し、蒸着速
度1.7〜2.8nm/秒でマグネシウムを蒸着した。この時同
時に、電子ビームによって銅を加熱して蒸着速度0.03〜
0.08nm/秒で蒸着し、これによってマグネシウムに銅を
混合して対向電極とした。
Thereafter, electricity was supplied to the boat containing magnesium, and magnesium was deposited at a deposition rate of 1.7 to 2.8 nm / sec. At the same time, the copper is heated by the electron beam and the deposition rate is 0.03-
Vapor deposition was performed at 0.08 nm / sec, whereby magnesium was mixed with copper to form a counter electrode.

以上により、エレクトロルミネッセンス素子の作製を
終えた。
Thus, the fabrication of the electroluminescent device was completed.

この素子のITO電極を正極とし、Mgと銅との混合物よ
り成る対向電極を負極として、両極間に直流18Vを印加
したところ、電流密度が85mA/cm2の電流が流れ、青色の
発光を得た。この時の発光極大波長は487nmであり、発
光輝度は400cd/m2であり、そして発光効率は0.08lm/Wで
あった。
When a direct current of 18 V was applied between the two electrodes using the ITO electrode of this element as a positive electrode and a negative electrode made of a mixture of Mg and copper as a negative electrode, a current density of 85 mA / cm2 flowed to obtain blue light emission. Was. At this time, the maximum emission wavelength was 487 nm, the emission luminance was 400 cd / m 2 , and the emission efficiency was 0.08 lm / W.

実施例3,4と比較例1,2を比べた場合、実施例において
比較例と同等以上の発光効率及び高い輝度が実現できて
いることが示された。
When Examples 3 and 4 were compared with Comparative Examples 1 and 2, it was shown that in the Example, luminous efficiency and high luminance equal to or higher than those of the Comparative Example were realized.

実施例5 透明電極として用いる膜厚100nmのITOが付いているガ
ラス基板(サイズ25mm×75mm×1.1mm:HOYA社製)を透明
支持基板とし、これをイソプロピルアルコールで30分間
超音波洗浄し、更にイソプロピルアルコールに浸漬して
洗浄した。この透明支持基板を乾燥窒素ガスで乾燥し、
市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに固定した。一方、
モリブデン製の抵抗加熱ボートにα−セキシチオフェン
(T6)を入れ、別のモリブデン製の抵抗加熱ボートにTB
Sを入れ、更に別のボートにKU30を入れ、これらを真空
蒸着装置に取り付けた。
Example 5 A glass substrate (size: 25 mm × 75 mm × 1.1 mm: manufactured by HOYA) provided with ITO having a thickness of 100 nm to be used as a transparent electrode was used as a transparent support substrate, which was subjected to ultrasonic cleaning with isopropyl alcohol for 30 minutes. It was immersed in isopropyl alcohol for cleaning. This transparent support substrate is dried with dry nitrogen gas,
It was fixed to a substrate holder of a commercially available vacuum evaporation apparatus. on the other hand,
Add α-sexithiophene (T6) to a molybdenum resistance heating boat and add TB to another molybdenum resistance heating boat.
S was put, and KU30 was put in yet another boat, and these were attached to a vacuum evaporation apparatus.

その後、真空槽を3×10-4Paまで減圧し、T6の入った
前記のボートに通電して300℃まで加熱し、蒸着速度0.1
〜0.3nm/秒で透明支持基板上に蒸着し、膜厚20nmの半導
体帯域とした。更にTBSの入った前記のボートを通電し
て150℃まで加熱し、蒸着速度0.1〜0.3nm/秒で透明支持
基板上の半導体帯域の上に蒸着し、膜厚20nmの絶縁体帯
域(電子障壁領域)を得た。
Then, the pressure in the vacuum chamber was reduced to 3 × 10 −4 Pa, and the boat containing T6 was energized and heated to 300 ° C., and the deposition rate was set to 0.1.
Vapor deposition was performed on a transparent support substrate at a rate of about 0.3 nm / sec to form a semiconductor band having a film thickness of 20 nm. Further, the boat containing TBS was energized and heated to 150 ° C., deposited at a deposition rate of 0.1 to 0.3 nm / sec on the semiconductor zone on the transparent support substrate, and formed into a 20 nm-thick insulator zone (electron barrier). Area).

更にKU30の入った前記のボートを通電して220℃まで
加熱し、蒸着速度0.1〜0.3nm/秒で透明支持基板上の半
導体帯域/電子障壁領域上に蒸着し、膜厚60nmの絶縁体
帯域(発光領域)を得た。各蒸着時における前記の基板
の温度は室温であった。
Further, the boat containing KU30 is energized and heated to 220 ° C., and is vapor-deposited on a semiconductor band / electron barrier region on a transparent support substrate at a vapor deposition rate of 0.1 to 0.3 nm / sec. (Light emitting region) was obtained. The temperature of the substrate during each evaporation was room temperature.

更にこの後、真空槽を開け、発光槽の上にステンレス
銅製のマスクを設置し、モリブデン製の抵抗加熱ボート
にマグネシウムを3g入れ、電子ビーム蒸着装置のるつぼ
に銅を入れ、再び真空槽を2×10-4Paまで減圧した。こ
の後、マグネシウム入りのボートに通電して蒸着速度4
〜5nm/秒でマグネシウムを蒸着した。この時同時に、電
子ビームによって銅を加熱して蒸着速度0.1〜0.3nm/秒
でその銅を蒸着し、これによって前記のマグネシウムに
銅を混合し、対向電極とした。
After that, the vacuum chamber was opened, a stainless steel mask was placed on the light emitting chamber, 3 g of magnesium was put into a molybdenum resistance heating boat, copper was put into the crucible of the electron beam evaporation apparatus, and the vacuum tank was set up again. The pressure was reduced to × 10 −4 Pa. After that, the boat containing magnesium was energized and the deposition rate was 4
Magnesium was deposited at 55 nm / sec. At the same time, the copper was heated by an electron beam to deposit the copper at a deposition rate of 0.1 to 0.3 nm / sec. Thereby, the magnesium was mixed with copper to form a counter electrode.

以上により、エレクトロルミネッセンス素子の作製を
終えた。
Thus, the fabrication of the electroluminescent device was completed.

この素子のITO電極を正極とし、Mgと銅の混合物より
なる対向電極を負極として、両極間に直流13Vを印加し
たところ、電流密度が60mA/cm2の電流が流れ、緑色の発
光を得た。この時の、発光極大波長は502nm、CIE色度座
標はx=0.22,y=0.47,発光輝度は60cd/m2、そして発光
効率は0.02lm/Wであった。発光スペクトルは長波長側の
裾の強度が強まっており、KU30層に起源の発光以外の寄
与(エキサイプレックスによると推定される)が認めら
れた。
When an ITO electrode of this element was used as a positive electrode, and a counter electrode made of a mixture of Mg and copper was used as a negative electrode, when a DC voltage of 13 V was applied between the two electrodes, a current density of 60 mA / cm 2 flowed, and green light was emitted. . At this time, the emission maximum wavelength was 502 nm, the CIE chromaticity coordinates were x = 0.22, y = 0.47, the emission luminance was 60 cd / m 2 , and the emission efficiency was 0.02 lm / W. In the emission spectrum, the intensity of the tail on the long wavelength side was increased, and contributions other than the emission originating from the KU30 layer (presumed to be due to exciplex) were recognized.

実施例6 透明電極として用いる膜厚100nmのITOが付いているガ
ラス基板(サイズ25mm×75mm×1.1mm:HOYA社製)を透明
支持基板とし、これをイソプロピルアルコールで30分間
超音波洗浄し、更にイソプロピルアルコールに浸漬し
た。この透明支持基板を乾燥窒素ガスで乾燥し、市販の
真空蒸着装置の基板ホルダーに固定した。一方、モリブ
デン製の抵抗加熱ボートにα−セキシチオフェン(T6)
を入れ、別のモリブデン製の抵抗加熱ボートに4,4−
ビス−(2−ブチルオクチロキシ)−p−クオーターフ
ェニル(BiBuQ)を入れ、更に別のボートにKU30を入
れ、これらを真空蒸着装置に取り付けた。
Example 6 A glass substrate (size: 25 mm × 75 mm × 1.1 mm: manufactured by HOYA) with ITO having a thickness of 100 nm to be used as a transparent electrode was used as a transparent support substrate, which was subjected to ultrasonic cleaning with isopropyl alcohol for 30 minutes. It was immersed in isopropyl alcohol. The transparent support substrate was dried with dry nitrogen gas and fixed to a substrate holder of a commercially available vacuum vapor deposition device. On the other hand, α-sexithiophene (T6)
Into another molybdenum resistance heating boat.
Bis- (2-butyloctyloxy) -p-quarterphenyl (BiBuQ) was charged, and another boat was charged with KU30, and these were attached to a vacuum evaporation apparatus.

その後、真空槽を3×10-4Paまで減圧し、T6の入った
前記のボートに通電して加熱し、蒸着速度0.1〜0.3nm/
秒で透明支持基板上に蒸着し、膜厚200nmの半導体帯域
とした。
Thereafter, the pressure in the vacuum chamber was reduced to 3 × 10 −4 Pa, the boat containing T6 was energized and heated, and the deposition rate was 0.1 to 0.3 nm /
In seconds, it was vapor-deposited on a transparent support substrate to form a semiconductor band having a thickness of 200 nm.

更に、BiBuQの入った前記のボートを通電して加熱
し、蒸着速度0.1〜0.3nm/秒で透明支持基板上の半導体
帯域の上に蒸着し、膜厚20nmの絶縁体帯域(電子障壁領
域)を得た。
Further, the above-mentioned boat containing BiBuQ is energized and heated, and is deposited on the semiconductor zone on the transparent support substrate at an evaporation rate of 0.1 to 0.3 nm / sec, and a 20 nm-thick insulator zone (electron barrier region). I got

更にKU30の入った前記のボートを通電して加熱し、蒸
着速度0.1〜0.3nm/秒で透明支持基板上の半導体帯域/
電子障壁領域上に蒸着し、膜厚60nmの絶縁体帯域(発光
領域)を得た。各蒸着時における前記の基板の温度は室
温であった。
Further, the boat containing KU30 is energized and heated, and the semiconductor band on the transparent support substrate is deposited at a deposition rate of 0.1 to 0.3 nm / sec.
Evaporation was performed on the electron barrier region to obtain a 60 nm-thick insulator band (light-emitting region). The temperature of the substrate during each evaporation was room temperature.

更にその後、真空槽を開け、発光槽の上にステンレス
鋼製のマスクを設置し、モリブデン製の抵抗加熱ボート
にマグネシウムを3g入れ、電子ビーム蒸着装置のるつぼ
に銅を入れ、再び真空槽を2×10-4Paまで減圧した。
After that, the vacuum chamber was opened, a stainless steel mask was placed on the light emitting chamber, 3 g of magnesium was put in a molybdenum resistance heating boat, copper was put in the crucible of the electron beam evaporation apparatus, and the vacuum tank was set up again. The pressure was reduced to × 10 −4 Pa.

その後、マグネシウム入りのボートに通電し、蒸着速
度4〜5nm/秒でマグネシウムを蒸着した。この時同時
に、電子ビームによって銅を加熱して蒸着速度0.1〜0.3
nm/秒でその銅を蒸着し、これによって前記のマグネシ
ウムに銅を混合して対向電極とした。
Thereafter, electricity was supplied to the boat containing magnesium, and magnesium was deposited at a deposition rate of 4 to 5 nm / sec. At the same time, the copper is heated by the electron beam and the deposition rate is 0.1 to 0.3.
The copper was vapor-deposited at a rate of nm / second, whereby the magnesium was mixed with copper to form a counter electrode.

以上により、エレクトロルミネッセンス素子の作製を
終えた。
Thus, the fabrication of the electroluminescent device was completed.

この素子のITO電極を正極とし、Mgと銅の混合物より
なる対向電極を負極として、両極間に直流15Vを印加し
たところ、電極密度が100mA/cm2以上の電流が流れ、暗
いところで視認できる緑色の発光を得た。この時の発光
極大波長は528nmであった。通常のKU30の発光スペクト
ルに比べ、発光スペクトルが長波長側に移動して発光帯
幅が大きくなっており、エキサイプレックス起源の発光
の寄与が認められた。
When an ITO electrode of this device was used as a positive electrode, and a counter electrode made of a mixture of Mg and copper was used as a negative electrode, a DC of 15 V was applied between the two electrodes. Was obtained. The emission maximum wavelength at this time was 528 nm. Compared to the normal KU30 emission spectrum, the emission spectrum shifted to the longer wavelength side and the emission bandwidth became larger, and the contribution of exciplex-derived emission was recognized.

実施例7 KU30とTBS、またはBiBuQのエキサイプレックスの形成
の有無を調べるため、それぞれのジオキサン溶液を作
り、KU30とTBS、KU30とBiBuQの溶液をそれぞれ混合し、
更にマイクロプレート上に展開して乾燥及び固化した。
更に360〜380nmの波長域の紫外光を照射し、蛍光色を検
討したところ、KU30とTBSの混合固化物から黄色の蛍光
が生じたが、蛍光性は減少した。また、KU30とBiBuQの
混合固化物に対しては顕著に蛍光が減少し、黄色蛍光で
あることが観察された。
Example 7 In order to examine the presence or absence of formation of an exciplex of KU30 and TBS or BiBuQ, respective dioxane solutions were prepared, and KU30 and TBS, and KU30 and BiBuQ solutions were mixed, respectively.
Further, it was spread on a microplate and dried and solidified.
Further, irradiation with ultraviolet light in the wavelength range of 360 to 380 nm was performed, and the fluorescent color was examined. As a result, a mixture of KU30 and TBS produced yellow fluorescence, but the fluorescence decreased. Further, it was observed that the fluorescence of the mixed solidified product of KU30 and BiBuQ was remarkably reduced and the fluorescence was yellow fluorescence.

なお、KU30,TBS及びBiBuQの固体状態での蛍光はそれ
ぞれ緑色,青紫色,紫色であり、上記の混合固体物の蛍
光色はエキサイプレックスを形成していることを示して
いる。KU30とt−BuPBD,MPVBとTBSは、エキサイプレッ
クスの形成を示さなかった。実施例3〜7により、電子
障壁領域に用いる化合物は、発光領域に用いるエキサイ
プレックスを形成しないことが発光効率を上げる点で好
ましいと結論される。これは、電子障壁領域と発光領域
の界面で形成されるエキサイプレックスが非発光性再結
合の場になるためである。
The solid state fluorescence of KU30, TBS, and BiBuQ is green, blue-violet, and purple, respectively, indicating that the fluorescent color of the above-described mixed solid forms an exciplex. KU30 and t-BuPBD, MPVB and TBS did not show exciplex formation. From Examples 3 to 7, it is concluded that it is preferable that the compound used for the electron barrier region does not form an exciplex used for the light-emitting region, from the viewpoint of increasing luminous efficiency. This is because the exciplex formed at the interface between the electron barrier region and the light emitting region becomes a non-radiative recombination field.

また、実施例3〜7より、電子障壁領域の材料を選べ
ばエキサイプレックスの問題は回避できることが示され
た。
Examples 3 to 7 show that the problem of the exciplex can be avoided by selecting the material of the electron barrier region.

実施例8 実施例1〜7で用いた発光領域,電子障壁領域に用い
た化合物のイオン化エネルギーIpを理研計器株式会社
製,大気下光電子分光装置AC−1にて測定した。また、
エネルギーギャップEgを光電流計測(M.Pope and C.E.S
wenberg著Electronic processes in Organic crystals,
Clarennd on Press,New York,1982,P207)により決定し
た。電子親和力Afは、Af=Ip−Egによって求めた。以上
の結果を表1に示す。
Example 8 The ionization energies Ip of the compounds used in the light-emitting region and the electron barrier region used in Examples 1 to 7 were measured by an atmospheric photoelectron spectrometer AC-1 manufactured by Riken Keiki Co., Ltd. Also,
Photocurrent measurement of energy gap Eg (M.Pope and CES
Electronic processes in Organic crystals, by wenberg
Clarennd on Press, New York, 1982, P207). The electron affinity Af was determined by Af = Ip−Eg. Table 1 shows the above results.

表1に示されるように、電子障壁領域は発光領域に比
べて小さい電子親和力を持っている。これにより、発光
層内に電子を留める働きが生じる。なお、電子障壁領域
は電子を輸送しないという性質を持つ必要はない。この
点で、特開昭63−194393号公報に開示されている正孔注
入帯域と異なっている。実際、ITO/TPD/KU30/t−BuPBD/
Mg:Cu型のEL素子は、低電圧でKU30により高輝度,高効
率の発光を示した。これは、t−BuPBD層を電子が輸送
されていることを示している。
As shown in Table 1, the electron barrier region has a smaller electron affinity than the light emitting region. Thereby, a function of retaining electrons in the light emitting layer is generated. Note that the electron barrier region does not need to have the property of not transporting electrons. This is different from the hole injection zone disclosed in JP-A-63-194393. Actually, ITO / TPD / KU30 / t-BuPBD /
The Mg: Cu type EL device showed high brightness and high efficiency light emission at low voltage by KU30. This indicates that electrons are being transported through the t-BuPBD layer.

実施例9 実施例1及び3〜6のMISM素子がピンホールがなく、
正常にダイオードとして働いていることを調べるため、
整流比を計測した。素子に順方向電圧Vを印加して電流
を計測し、それを順方向電流とした。次に、逆方向電圧
Vを印加して電流を計測し、それを逆方向電流とした。
そして、整流比=順方向電流値/逆方向電流値とした。
結果は表2に示す通りである。
Example 9 The MISM elements of Examples 1 and 3 to 6 had no pinholes.
To check that it is working properly as a diode,
The commutation ratio was measured. A forward voltage V was applied to the device to measure a current, which was defined as a forward current. Next, a reverse voltage V was applied to measure the current, which was used as a reverse current.
Then, rectification ratio = forward current value / reverse current value.
The results are as shown in Table 2.

表2に示すように103以上の優れた整流比を持つMISM
型ダイオード素子として働いていることがわかる。
As shown in Table 2, MISM with excellent rectification ratio of 10 3 or more
It turns out that it works as a type diode element.

実施例10 5,5′−ビス(2−(5−シクロヘキシル)チエニル)
ビチオフェンの合成 2−ブロモ−5−シクロヘキシルチオフェン9.32gを
無水テトラヒドロフラン40mlに溶解し、これをマグネシ
ウム1.4gへ滴下した。15分で滴下終了後、60℃で1時間
撹拌した(グリニャール試薬合成)。
Example 10 5,5'-bis (2- (5-cyclohexyl) thienyl)
Synthesis of Bithiophene 9.32 g of 2-bromo-5-cyclohexylthiophene was dissolved in 40 ml of anhydrous tetrahydrofuran, and this was added dropwise to 1.4 g of magnesium. After the addition was completed in 15 minutes, the mixture was stirred at 60 ° C. for 1 hour (Grignard reagent synthesis).

次いで、別容器で5,5′−ジブロモジチエニル4.9gを
無水テトラヒドロフラン40mlに溶解し、1,2−ビス(ジ
フェニルホスフィノ)エタンニッケルクロライド0.28g
を添加後、先に合成したグリンニャール試薬を滴下し
た。
Then, in a separate container, 4.9 g of 5,5'-dibromodithienyl was dissolved in 40 ml of anhydrous tetrahydrofuran, and 0.28 g of 1,2-bis (diphenylphosphino) ethane nickel chloride was dissolved.
After the addition, the Grignard reagent synthesized above was added dropwise.

滴下後、一晩還流撹拌した。反応後、反応液を希塩酸
水溶液に投入し、析出した結晶を減圧濾取しアセトン30
0mlで洗浄した。次いで、昇華精製を2回繰り返し、ア
セトン300mlで撹拌洗浄し、濾過後乾燥した。
After the dropwise addition, the mixture was stirred under reflux overnight. After the reaction, the reaction solution was poured into a dilute aqueous hydrochloric acid solution, and the precipitated crystals were collected by filtration under reduced pressure.
Washed with 0 ml. Next, sublimation purification was repeated twice, and the mixture was washed by stirring with 300 ml of acetone, filtered, and dried.

橙色を帯びた黄色粉末3.3g(収率43.9%)が得られ
た。融点は240℃であった。またマススペクトルより目
的物の分子イオンピークm/Z=494のみが検出された。さ
らに、元素分析の結果及び論理値(計算値)を表3に示
す。
3.3 g (yield 43.9%) of orange yellow powder was obtained. Melting point was 240 ° C. From the mass spectrum, only the molecular ion peak m / Z = 494 of the target substance was detected. Table 3 shows the results of elemental analysis and logical values (calculated values).

また、これらの赤外線吸収スペクトル(KBr錠剤法)
を第6図に示す。
In addition, their infrared absorption spectra (KBr tablet method)
Is shown in FIG.

以上のことより、上記黄色粉末は下記式 で表される5,5−ビス〔2−(5−シクロヘキシル)チ
エニル〕ビチオフェン(チオフェンオリゴマー誘導体)
であることが確認された。
From the above, the yellow powder has the following formula 5,5-bis [2- (5-cyclohexyl) thienyl] bithiophene (thiophene oligomer derivative) represented by
Was confirmed.

実施例11 (上記実施例10で得られた化合物がP型有機半導体であ
ることの照明) ITO付透明ガラス基板(HOYA(株)社製)をイソプロ
ピルアルコール中に浸漬し、超音波洗浄を、30分間行
い、次いでこれを純水およびイソプロピルアルコール層
に順次浸漬した後、乾燥窒素をブローして乾燥させた。
次いで上記基板をUVオゾン洗浄装置(サムコインターナ
ショナル社製)にて120秒間洗浄を行った。以上により
洗浄工程を終えた。
Example 11 (Lighting that the compound obtained in Example 10 is a P-type organic semiconductor) A transparent glass substrate with ITO (manufactured by HOYA CORPORATION) was immersed in isopropyl alcohol, and ultrasonic cleaning was performed. This was performed for 30 minutes, and then this was sequentially immersed in pure water and an isopropyl alcohol layer, and then dried by blowing dry nitrogen.
Next, the substrate was cleaned for 120 seconds by a UV ozone cleaning apparatus (manufactured by Samco International). Thus, the cleaning process is completed.

次に、上記で洗浄したITO付透明ガラスをアルバック
社製真空蒸着装置の基板ホルダーに取りつけ、さらに40
0mgのチオフェン誘導体A(5,5′−ビス(2−(5−シ
クロヘキシル)チエニル)ビチオフェン)の粉末を入れ
た抵抗加熱ボート(モリブデン製)を真空蒸着装置の通
電端子に取りつけた。その後、真空層内を10-5Torrまで
脱気し、次いで上記ボートに通電しボートを加熱した。
蒸着速度2〜4Å/秒にて膜厚1500Åの蒸着薄膜を基板
上に作製した。なお、膜厚は蒸着終了後、触針式膜厚計
(デタック3030,アルバック社販売)で測定した。真空
層を大気圧に戻し、チオフェン誘導体Aの蒸着薄膜を形
成した基板を取り出し、これの上部にステンレス製のマ
スクをかけ、前記基板ホルダーに再び取り付けた。更
に、別の抵抗加熱源であるタングステン製フィラメント
にアルミニウムを入れ、再び真空層内を10-5Torrまで脱
気した。上記フィラメントに通電し、蒸着速度1〜4Å
/秒にて膜厚500Åのアルミニウム電極を作製した。
Next, the transparent glass with ITO washed above was attached to a substrate holder of a vacuum deposition apparatus manufactured by ULVAC, and further 40
A resistance heating boat (manufactured by molybdenum) containing 0 mg of the powder of the thiophene derivative A (5,5'-bis (2- (5-cyclohexyl) thienyl) bithiophene) was attached to a current-carrying terminal of a vacuum evaporation apparatus. Thereafter, the inside of the vacuum layer was evacuated to 10 -5 Torr, and the boat was heated by heating the boat.
An evaporated thin film having a thickness of 1500 mm was formed on the substrate at an evaporation rate of 2 to 4 mm / sec. The film thickness was measured by a stylus-type film thickness meter (Detac 3030, available from ULVAC, Inc.) after the deposition was completed. The vacuum layer was returned to atmospheric pressure, the substrate on which the deposited thin film of the thiophene derivative A was formed was taken out, a stainless steel mask was put on the top of the substrate, and the substrate was mounted again on the substrate holder. Further, aluminum was put into a tungsten filament as another resistance heating source, and the inside of the vacuum layer was again evacuated to 10 -5 Torr. Apply electricity to the filament, and evaporate at a rate of 1-4 °
An aluminum electrode having a film thickness of 500 mm / sec was produced.

以上の工程を経て、基板上にITO電極,チオフェン誘
導体A層およびAl電極を順次積層してなるダイオード素
子を作成した。なお、上記工程を通して基板温度は室温
に保った。
Through the above steps, a diode element was formed by sequentially laminating an ITO electrode, a thiophene derivative A layer, and an Al electrode on a substrate. The substrate temperature was kept at room temperature throughout the above steps.

順方向における電流密度(mA/cm2)−電圧(V)特性
の評価を次のようにして行った。即ち、ITO電極を陽極
に、Al電極を陰極にして、直流電圧を0.2Vおきに上昇さ
せ、電圧印加時の電流をエレクトロメータ(ケイスレイ
社製617型)にて測定した。電圧変化域は0〜6Vであっ
た。この結果として得た電流密度−電圧を第5図に示
す。電圧1〜3Vの領域にMSダイオードでよくみられる直
線領域{電流∝exp(電圧)}が存在した。(参考文
献、S.M.Sze著「Physics of Semiconductor」John Wile
y & Sons,1981年,第2版,p89及び262)。
The evaluation of the current density (mA / cm 2 ) -voltage (V) characteristics in the forward direction was performed as follows. That is, using the ITO electrode as the anode and the Al electrode as the cathode, the DC voltage was increased every 0.2 V, and the current when the voltage was applied was measured with an electrometer (type 617, manufactured by Keithley Co.). The voltage change range was 0-6V. The resulting current density-voltage is shown in FIG. In the voltage range of 1 to 3 V, there was a linear region {current {exp (voltage)}} which is common in MS diodes. (Reference, SMSze, "Physics of Semiconductor," John Wile
y & Sons, 1981, 2nd edition, p89 and 262).

次に、ITO電極を陰極に、Al電極を陽極にし、上記と
逆方向の電流密度−電圧特性を評価した。上記と同様に
して電圧印加時の電流を測定した。電圧変化域は0〜−
6Vであった。なお、逆方向の電圧を−符号を付けて表示
する。
Next, the current density-voltage characteristics in the opposite direction to the above were evaluated using the ITO electrode as a cathode and the Al electrode as an anode. The current when the voltage was applied was measured in the same manner as above. Voltage change range is 0-
It was 6V. The voltage in the opposite direction is indicated by a minus sign.

逆方向の電流は電圧にほとんど依存せず、極めて小さ
い値(10-8A/cm2以下)を示した。印加電圧±6Vにおけ
る整流比は1.2×10+6であった。以上の結果、有機P型
半導体として上記実施例10の化合物が機能したことを証
明している。
The current in the reverse direction hardly depends on the voltage, and showed an extremely small value (10 −8 A / cm 2 or less). The rectification ratio at an applied voltage of ± 6 V was 1.2 × 10 +6 . The above results prove that the compound of Example 10 functioned as an organic P-type semiconductor.

実施例12 (チオフェンオリゴマー誘導体の合成) 4,4′−ビス〔5−(2,2−ジチエニル)〕ビフェニルの
合成 5−ブロモ−2,2′−ジチエニル10.8gを無水テトラヒ
ドロフラン40mlに溶解し、これをマグネシウム1.6gへ滴
下した。滴下終了後、60℃で1時間撹拌した(グリニャ
ール試薬合成)。
Example 12 (Synthesis of thiophene oligomer derivative) Synthesis of 4,4'-bis [5- (2,2-dithienyl)] biphenyl 10.8 g of 5-bromo-2,2'-dithienyl was dissolved in 40 ml of anhydrous tetrahydrofuran, This was added dropwise to 1.6 g of magnesium. After completion of the dropwise addition, the mixture was stirred at 60 ° C. for 1 hour (Grignard reagent synthesis).

次いで、4,4′−ジブロモビフェニル5.5gを無水テト
ラヒドロフラン40mlに溶解し、ビス(トリフェニルホス
フィン)パラジウムクロライド0.6gとビス(イソブチ
ル)アルミノヒドリド2.37mlを添加し、窒素気流下室温
で30分間撹拌した。撹拌後、先に合成したグリニャール
試薬を滴下し、一晩還流撹拌を行った。
Next, 5.5 g of 4,4'-dibromobiphenyl was dissolved in 40 ml of anhydrous tetrahydrofuran, 0.6 g of bis (triphenylphosphine) palladium chloride and 2.37 ml of bis (isobutyl) aluminohydride were added, and the mixture was stirred at room temperature under a nitrogen stream for 30 minutes. did. After the stirring, the previously synthesized Grignard reagent was added dropwise, and the mixture was stirred under reflux overnight.

反応後、反応液を希塩酸水溶液に投入し、析出した結
晶を減圧濾取し、アセトン300mlで洗浄し、さらに熱ベ
ンゼン600mlにて撹拌洗浄し、濾取した。得られた粗生
成物の昇華精製を2回繰返し、さらに得た結晶を熱ベン
ゼン300mlで2回撹拌洗浄し、濾取後乾燥した。その結
果、黄色粉末3.9g(収率46%)が得られた。このものの
DSC分析を行ったところ融点は318℃であった。またマス
スペクトルより目的物の分子イオンピークm/Z=482のみ
が検出された。さらに、元素分析の結果及び論理値(計
算値)を表4に示す。
After the reaction, the reaction solution was poured into a dilute aqueous hydrochloric acid solution, and the precipitated crystals were collected by filtration under reduced pressure, washed with 300 ml of acetone, further washed with stirring with 600 ml of hot benzene, and filtered. The sublimation purification of the obtained crude product was repeated twice, and the obtained crystals were washed by stirring twice with 300 ml of hot benzene, filtered, and dried. As a result, 3.9 g (yield 46%) of a yellow powder was obtained. Of this one
Upon DSC analysis, the melting point was 318 ° C. From the mass spectrum, only the molecular ion peak m / Z = 482 of the target substance was detected. Table 4 shows the results of elemental analysis and logical values (calculated values).

また、これらの赤外線吸収スペクトル(KBr錠剤法)
を第8図に示す。
In addition, their infrared absorption spectra (KBr tablet method)
Is shown in FIG.

以上のことより、上記黄色粉末は下記式 で表される4,4′−ビス〔5−(2,2′−ジチエニル)〕
ビフェニル(チオフェオリゴマー誘導体)であることが
確認された。
From the above, the yellow powder has the following formula 4,4'-bis [5- (2,2'-dithienyl)]
It was confirmed to be biphenyl (thiophene oligomer derivative).

実施例13 (上記実施例12で得られた化合物がP型有機半導体であ
ることの証明) 実施例10で得られた化合物の代わりに、上記実施例12
で得られた化合物を用い、その膜厚を500Å,Al電極の蒸
着速度を10〜20Å/秒とした以外は実施例11と同様にし
てダイオード素子を作製した。さらに、実施例11と同様
の方法で、電圧印加時の電流を測定した。電圧変化域は
0〜4.2Vであった。この結果として得た電流密度−電圧
特性を第7図に示す。同様に直線領域{電流∝exp(電
圧)}が電圧0.4〜1.5Vにて明らかに存在した。
Example 13 (Proof that the compound obtained in Example 12 is a P-type organic semiconductor) Instead of the compound obtained in Example 10, the compound of Example 12 was used.
A diode element was produced in the same manner as in Example 11, except that the compound obtained in the above was used, the film thickness was 500 mm, and the deposition rate of the Al electrode was 10 to 20 mm / sec. Further, in the same manner as in Example 11, the current at the time of applying the voltage was measured. The voltage change range was 0 to 4.2V. The resulting current density-voltage characteristics are shown in FIG. Similarly, a linear region {current {exp (voltage)} was clearly present at a voltage of 0.4-1.5V.

次に、実施例11と同様にして逆方向の電圧印加時の電
流を測定した。電圧変化域は0〜−4.2Vであった。な
お、逆方向の電圧を−符号を付けて表示している。
Next, in the same manner as in Example 11, the current when a voltage was applied in the reverse direction was measured. The voltage change range was 0 to -4.2V. The voltage in the opposite direction is indicated by a minus sign.

逆方向の電流は電圧に依存せず、極めて小さい値示し
た。例えば印加電圧−4.2Vにおいては4.0×10-9A/cm2
か電流が流れず、したがって、印加電圧±4.2Vにおける
整流比は6×106となった。以上のように実施例12で得
られた化合物がP型有機半導体であることを示してい
る。
The current in the reverse direction did not depend on the voltage and showed an extremely small value. For example, at an applied voltage of -4.2 V, only a current of 4.0 × 10 −9 A / cm 2 flows. Therefore, the rectification ratio at an applied voltage of ± 4.2 V was 6 × 10 6 . As described above, this indicates that the compound obtained in Example 12 is a P-type organic semiconductor.

実施例14 透明電極として用いる膜厚100nmのITO付きのガラス板
(サイズ25mm×75mm×1.1mm,HOYA社製)を透明支持基板
とし、これをイソプロピルアルコールにて30分超音波洗
浄し、更にイソプロピルアルコールに浸し、これを取り
出し乾燥窒素にて吹きつけ乾燥を行った。その後、UVオ
ゾン洗浄装置(サムコインターナショナル社製,UV300)
にて2分間洗浄を行った。
Example 14 A 100-nm-thick glass plate with ITO (size 25 mm × 75 mm × 1.1 mm, manufactured by HOYA) used as a transparent electrode was used as a transparent support substrate, which was subjected to ultrasonic cleaning with isopropyl alcohol for 30 minutes, and further isopropyl alcohol. It was immersed in alcohol, taken out and blow-dried with dry nitrogen. After that, UV ozone cleaning equipment (Samco International, UV300)
For 2 minutes.

市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに固定し、モリブ
テン製の抵抗加熱ボートに実施例12で得られた化合物を
入れ、別のボートに表5(式D)で表わされる電子障壁
材料を入れた。さらに別のボートにトリス(8−キノリ
ノール)アルミニウムを入れ、これら抵抗加熱ボートを
真空蒸着装置に取り付けた。
The compound obtained in Example 12 was placed in a molybdenum resistance heating boat fixed to a substrate holder of a commercially available vacuum evaporation apparatus, and the electron barrier material represented by Table 5 (Formula D) was placed in another boat. Further, tris (8-quinolinol) aluminum was placed in another boat, and these resistance heating boats were attached to a vacuum evaporation apparatus.

この後、真空槽を1×105Torrまで減圧し、実施例12
の化合物の入ったボートを通電加熱し、蒸着速度0.1〜
0.3nm/秒で蒸着し、膜厚20nmの半導体帯域とした。次に
表5(式D)で表わされる電子障壁材料の入ったボート
を加熱し、蒸着速度0.1〜0.3nm/秒で蒸着し、膜厚40nm
の電子障壁領域とした。さらにトリス(8−キノリノー
ル)アルミニウムの入ったボートに加熱し、蒸着速度0.
1〜0.2nm/秒で蒸着し、膜厚60nmの発光層とした。各蒸
着時における基板温度は室温であった。
Thereafter, the pressure in the vacuum chamber was reduced to 1 × 10 5 Torr, and
Electric heating of the boat containing the compound of
Vapor deposition was performed at 0.3 nm / sec to form a semiconductor band with a thickness of 20 nm. Next, the boat containing the electron barrier material represented by Table 5 (Formula D) was heated and deposited at a deposition rate of 0.1 to 0.3 nm / sec.
Electron barrier region. Further, the boat was heated in a boat containing tris (8-quinolinol) aluminum, and the deposition rate was set at 0.
Evaporation was performed at a rate of 1 to 0.2 nm / sec to form a light emitting layer having a thickness of 60 nm. The substrate temperature during each deposition was room temperature.

この後、真空槽を開け、発光層の上にステンレスマス
クを設置し、更にモリブデン製の抵抗加熱ボートにマグ
ネシウムを入れて取りつけた。更に、フィラメント型の
抵抗加熱源にインジウムウを入れ、取りつけ真空槽を9
×10-6Torrまで減圧した。
Thereafter, the vacuum chamber was opened, a stainless steel mask was placed on the light-emitting layer, and magnesium was put into a molybdenum resistance heating boat and attached. Further, indium is put into a filament-type resistance heating source, and a vacuum chamber is attached to the heating source.
The pressure was reduced to × 10 −6 Torr.

マグネシウムの入ったボートに通電を行い1nm/秒の蒸
着速度でMgを蒸着した。このとき同時にインジウムの入
ったフィラメントに通電し0.1nm/秒の蒸着速度で蒸着
し、Mg:Inの電極を膜厚100nmで形成した。以上によりエ
レクトロルミネッセンス素子の作製を終了した。
Electric current was supplied to the boat containing magnesium, and Mg was deposited at a deposition rate of 1 nm / sec. At this time, the filament containing indium was energized at the same time, and vapor deposition was performed at a vapor deposition rate of 0.1 nm / second to form an Mg: In electrode with a film thickness of 100 nm. Thus, the fabrication of the electroluminescent device was completed.

この素子のITOを陽極,Mg;Inを陰極とし、直流7Vを印
加したところ50mA/cm2の電流が流れ920cd/m2の輝度の黄
緑色発光を得た。発光効率は0.83lm/Wであった。
When ITO was used as an anode and Mg; In was used as a cathode and a DC voltage of 7 V was applied, a current of 50 mA / cm 2 flowed and yellow-green light emission with a luminance of 920 cd / m 2 was obtained. The luminous efficiency was 0.83 lm / W.

実施例15 用いた発光層の材料をt−BuVPBi(表5における*6
の化合物)としたこと以外は、実施例14と同様にして発
光層までの作製を行った。
Example 15 The material of the light emitting layer used was t-BuVPBi (* 6 in Table 5).
A compound up to the light-emitting layer was produced in the same manner as in Example 14, except that the compound was used.

その後、あらかじめ、取りつけておいたt−Bu PBD入
りの抵抗加熱ボートを加熱し、膜厚20nmの正孔障壁領域
を作製した。その後、実施例14と同様にMg:In電極を形
成した。
Thereafter, the resistance heating boat containing the t-Bu PBD attached in advance was heated to form a hole barrier region having a thickness of 20 nm. Thereafter, an Mg: In electrode was formed in the same manner as in Example 14.

ITOを陽極,Mg:Inを負極とし:直流9Vを追加したとこ
ろ、53mA/cm2の電流が流れ、1200cd/cm2の青色発光が生
じた。このときの発光効率は0.8lm/Wであり青色EL素子
として極めて優れたものであった。
ITO anode, Mg: the In a negative electrode: were added to DC 9V, current 53 mA / cm 2 flows, blue light emission of 1200 cd / cm 2 occurs. The luminous efficiency at this time was 0.8 lm / W, which was extremely excellent as a blue EL device.

実施例16〜20 実施例14と同様にして、表5で示す半導体帯域の材
料,電子障壁材料,発光層の材料を用い、素子を作製
し、同様に直流電圧を印加し電流密度,発光強度,発光
色を評価した。結果を表5に示す。
Examples 16 to 20 In the same manner as in Example 14, an element was manufactured using the materials of the semiconductor band, the electron barrier material, and the material of the light emitting layer shown in Table 5, and a DC voltage was applied in the same manner as described above to apply a current density and an emission intensity. The emission color was evaluated. Table 5 shows the results.

産業上の利用可能性 本発明によれば、絶縁体であるトリフェニルアミン誘
導体を正孔注入層として用いた、陽極/正孔注入層/発
光層/陰極型の素子と同等以上の実用化しうる性能を有
するEL素子を得ることができる。また、面発光が可能で
あり、発光が安定しており、しかも簡易に作製すること
ができる。
INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, an anode / hole injection layer / light emitting layer / cathode type device using a triphenylamine derivative as an insulator as a hole injection layer can be put to practical use. An EL element having high performance can be obtained. Further, surface light emission is possible, light emission is stable, and the device can be easily manufactured.

さらに、発光効率の減少、素子安定性の欠如の原因と
なるエキサイプレックスの問題を回避することができ
る。また、有機MISM型ダイオード素子において発光素子
を実現することができる。
Further, it is possible to avoid the problem of exciplex, which causes a decrease in luminous efficiency and a lack of device stability. Further, a light emitting element can be realized in the organic MISM type diode element.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−142081(JP,A) 特開 平3−77299(JP,A) 特開 平2−10693(JP,A) 特開 平2−12795(JP,A) 特開 平3−8375(JP,A) 特公 平2−6767(JP,B2) POLYMER,1983,Vol.24, p748−754 Appl Phys Lett,Vo l.51,No.12,p913−915(1987) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H05B 33/00 - 33/28 C09K 11/06──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (56) References JP-A-1-142081 (JP, A) JP-A-3-77299 (JP, A) JP-A-2-10693 (JP, A) JP-A-2- 12795 (JP, A) JP-A-3-8375 (JP, A) JP-B-2-6767 (JP, B2) POLYMER, 1983, Vol. 24, pp. 748-754 Appl Phys Lett, Vol. 51, No. 12, p913-915 (1987) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) H05B 33/00-33/28 C09K 11/06

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】有機半導体帯域と有機絶縁体帯域とを電極
で挟持した有機電界発光素子であって、有機絶縁体帯域
中で有機発光領域を有し、50cd/m2以上の高輝度で発光
効率が0.02lm/W以上である有機電界発光素子において、
上記の有機半導体帯域が導電性高分子のオリゴマーから
なることを特徴とする有機電界発光素子。
An organic electroluminescent device comprising an organic semiconductor zone and an organic insulator zone sandwiched between electrodes, having an organic light emitting region in the organic insulator zone and emitting light at a high luminance of 50 cd / m 2 or more. In an organic electroluminescent device having an efficiency of 0.02 lm / W or more,
An organic electroluminescent device, wherein the organic semiconductor zone is made of a conductive polymer oligomer.
【請求項2】有機絶縁体帯域中に電子障壁領域を有する
ことを特徴とする請求項1記載の有機電界発光素子。
2. The organic electroluminescent device according to claim 1, further comprising an electron barrier region in the organic insulator zone.
【請求項3】有機絶縁対帯域中に正孔障壁領域を有する
ことを特徴とする請求項1記載の有機電界発光素子。
3. The organic electroluminescent device according to claim 1, further comprising a hole barrier region in the organic insulating pair zone.
【請求項4】発光作動時に102以上の整流比のダイオー
ド作用を保有する請求項1〜3のいずれかに記載の有機
電界発光素子。
4. The organic electroluminescent device according to claim 1 carrying a diode action of 10 2 or more rectification ratio during light emission operation.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6730929B2 (en) 1999-12-24 2004-05-04 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Organic electroluminescent device
JP2005225862A (en) * 2003-11-12 2005-08-25 Hc Starck Gmbh Method for producing chain-molecular organic thiophene-phenylene oligomer
JP2008112904A (en) * 2006-10-31 2008-05-15 Idemitsu Kosan Co Ltd Organic electroluminescent element

Non-Patent Citations (2)

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