JP2829107B2 - 有機薄膜ｅｌ素子 - Google Patents
有機薄膜ｅｌ素子Info
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- JP2829107B2 JP2829107B2 JP2225223A JP22522390A JP2829107B2 JP 2829107 B2 JP2829107 B2 JP 2829107B2 JP 2225223 A JP2225223 A JP 2225223A JP 22522390 A JP22522390 A JP 22522390A JP 2829107 B2 JP2829107 B2 JP 2829107B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、液晶表示装置や密着センサ等の補助光源や
表示素子の発光体として用いられる有機薄膜EL素子に関
する。
表示素子の発光体として用いられる有機薄膜EL素子に関
する。
（従来の技術） 有機EL素子は、安価な大画面フルカラー表示素子を実
現するものとして研究されてきた。しかし、従来の有機
物質を原料としたEL素子は既に実用化されているZnS:Mn
系の無機薄膜EL素子に比べて輝度が低く、特性劣化も激
しいという欠点を持っていた。また、駆動電圧がDC100V
程度と高かった事もあり、実用化には至らなかった。
現するものとして研究されてきた。しかし、従来の有機
物質を原料としたEL素子は既に実用化されているZnS:Mn
系の無機薄膜EL素子に比べて輝度が低く、特性劣化も激
しいという欠点を持っていた。また、駆動電圧がDC100V
程度と高かった事もあり、実用化には至らなかった。
ところが、最近有機薄膜を２層構造にした有機薄膜EL
素子が報告され（Appl.Phys.Lett.51（1987）913）、注
目されている。これは、螢光性金属キレート錯体を有機
蛍光体薄膜層に、アミン系材料を正孔注入層に用いてお
り、約10Vの直流電圧印加で1000cd/m2の輝度を有するも
のである。
素子が報告され（Appl.Phys.Lett.51（1987）913）、注
目されている。これは、螢光性金属キレート錯体を有機
蛍光体薄膜層に、アミン系材料を正孔注入層に用いてお
り、約10Vの直流電圧印加で1000cd/m2の輝度を有するも
のである。
この有機薄膜EL素子は、第４図に示すようにガラス基
板41上にアノードとして透明電極42を形成し、その上に
有機正孔注入層43と有機薄膜発光層44とをそれぞれ数百
Å積層し、最上層にカソードとしての背面電極45を形成
してシール用カバー46で覆ったものである。
板41上にアノードとして透明電極42を形成し、その上に
有機正孔注入層43と有機薄膜発光層44とをそれぞれ数百
Å積層し、最上層にカソードとしての背面電極45を形成
してシール用カバー46で覆ったものである。
（発明が解決しようとする課題） 前述した２層構造の有機薄膜EL素子は、初期特性とし
ては実用レベルの発光特性を持っているものの、発光特
性の急速な劣化が大きな問題点となっており、未だ実用
化の目途がたっていない。例えば、製造工程に充分に注
意を払って作製した素子でも、室温で30Vの一定電圧で
駆動したところ、初期950cd/m2であった輝度が、数時間
後には約半分の400cd/m2に低下した。EL素子としての実
用化のためには、少なくとも実使用状態で輝度半減期時
間が1000時間以上であることが必要とされる。
ては実用レベルの発光特性を持っているものの、発光特
性の急速な劣化が大きな問題点となっており、未だ実用
化の目途がたっていない。例えば、製造工程に充分に注
意を払って作製した素子でも、室温で30Vの一定電圧で
駆動したところ、初期950cd/m2であった輝度が、数時間
後には約半分の400cd/m2に低下した。EL素子としての実
用化のためには、少なくとも実使用状態で輝度半減期時
間が1000時間以上であることが必要とされる。
前述の輝度低下という素子劣化の原因を詳細に調査し
た結果、次のようなことが原因となっていることがわか
った。
た結果、次のようなことが原因となっていることがわか
った。
（１）有機螢光体薄膜層と背面電極の界面には、初期状
態でも大きなショットキーバリアが出来ており、低電圧
で効率的な電子注入をするためには、高い電子注入効率
を持つマグネシウム，インジウム等を使用する必要があ
るが、これらは化学的活性の高い金属であるから、電極
界面で電気化学反応が生じる。
態でも大きなショットキーバリアが出来ており、低電圧
で効率的な電子注入をするためには、高い電子注入効率
を持つマグネシウム，インジウム等を使用する必要があ
るが、これらは化学的活性の高い金属であるから、電極
界面で電気化学反応が生じる。
（２）有機螢光体薄膜層と背面電極の良好な全面密着が
得られにくく、そのため、部分的な電界の集中が起き
る。
得られにくく、そのため、部分的な電界の集中が起き
る。
（３）背面電極形成時に有機螢光体薄膜層が大気に触
れ、このとき酸素や湿気を吸着し、電極の腐食や有機物
の加水分解を引き起こす。
れ、このとき酸素や湿気を吸着し、電極の腐食や有機物
の加水分解を引き起こす。
よって本発明は、上記課題を解決し長寿命特性を有す
る有機薄膜EL素子を提供することを目的とする。
る有機薄膜EL素子を提供することを目的とする。
［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明による有機薄膜EL素子においては、少なくとも
一方が透明であるカソードとアノードを構成する一対の
電極間に、有機螢光体薄膜層と正孔注入層との積層して
なる有機薄膜EL素子において、前記有機螢光体薄膜層は
金属錯体から成り、前記カソードは前記金属錯体を構成
する金属を含み、かつ前記有機螢光体薄膜層から前記カ
ソードに向かって連続的な金属濃度の増加を有する接続
層が形成されてなることを特徴とするものである。
一方が透明であるカソードとアノードを構成する一対の
電極間に、有機螢光体薄膜層と正孔注入層との積層して
なる有機薄膜EL素子において、前記有機螢光体薄膜層は
金属錯体から成り、前記カソードは前記金属錯体を構成
する金属を含み、かつ前記有機螢光体薄膜層から前記カ
ソードに向かって連続的な金属濃度の増加を有する接続
層が形成されてなることを特徴とするものである。
（作 用） 本発明は、金属錯体から成る有機螢光体薄膜層から背
面電極への連続的な金属濃度の増加を有する接続層を形
成することにより、有機螢光体薄膜層とカソードの間の
明確な界面は存在しなくなるため、ショットキーバリア
が従来に比べて格段に低減し、駆動電圧を下げ、化学的
活性の高い金属を背面電極に使用しても電気化学反応が
生じることはなく、また密着性も格段に向上するから部
分的な電界の集中も起きなくなる。
面電極への連続的な金属濃度の増加を有する接続層を形
成することにより、有機螢光体薄膜層とカソードの間の
明確な界面は存在しなくなるため、ショットキーバリア
が従来に比べて格段に低減し、駆動電圧を下げ、化学的
活性の高い金属を背面電極に使用しても電気化学反応が
生じることはなく、また密着性も格段に向上するから部
分的な電界の集中も起きなくなる。
（実施例） 以下、本発明の有機薄膜EL素子について詳細に説明す
る。第１図において、ガラス基板11上にアノードとなる
透明電極12,正孔注入層13,金属錯体から成る有機螢光体
薄膜層14,有機螢光体薄膜層14と、カソードとなる背面
電極16とを接続する接続層15,および背面電極16が順次
積層されている。このとき、背面電極16は前記金属錯体
を構成する金属を含み、接続層15は前記金属錯体から成
る有機螢光体薄膜層14から前記背面電極16への連続的な
金属濃度の増加を有しているものである。なお、素子の
全体はシール用カバー17で覆われている。
る。第１図において、ガラス基板11上にアノードとなる
透明電極12,正孔注入層13,金属錯体から成る有機螢光体
薄膜層14,有機螢光体薄膜層14と、カソードとなる背面
電極16とを接続する接続層15,および背面電極16が順次
積層されている。このとき、背面電極16は前記金属錯体
を構成する金属を含み、接続層15は前記金属錯体から成
る有機螢光体薄膜層14から前記背面電極16への連続的な
金属濃度の増加を有しているものである。なお、素子の
全体はシール用カバー17で覆われている。
このような有機薄膜EL素子は、例えば次のようにして
製造される。
製造される。
まず、ガラス基板11上に約2500ÅのITO透明電極22を
蒸着法またはスパッタリング法で形成し、透明支持基板
とした。この透明支持基板はアセトンおよびアルコール
で充分に洗浄を行った後、真空蒸着装置の基板ホルダー
に固定し、真空槽を10-6Torr以下に排気する。次に基板
を300℃まで加熱し、充分に脱ガスを行う。脱ガス終了
後に各層の蒸着を行う。各蒸着原料はモリブデン製のボ
ートに入れ、まず、第１の工程として、透明支持基板上
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′ジシランより成る正孔
注入層を100〜1000Å形成する。次に第２の工程とし
て、有機螢光体薄膜層14および接続層15をそれぞれ100
〜1000Å形成するが、これらは金属錯体を構成する有機
物成分と金属成分との共蒸着からなる。本実施例では、
まず、第１の工程で形成された正孔注入層13上でトリス
（８−ヒドロキシキノリウム）アルミニウム錯体層が10
0〜1000Å形成されるように、有機物を抵抗加熱し、ア
ルミニウムを電子ビームでそれぞれ蒸発させた。有機螢
光体薄膜が、所定の膜厚に達したら、層中のアルミニウ
ム濃度成分が層厚に対して連続的に増加していくように
アルミニウムと有機物の蒸発量を制御して接続層15を形
成する。この層厚は100〜1000Åである。本実施例で
は、アルミニウムと有機物の層中濃度比が、1:3から10
0:1へと連続的に変化するように蒸発量を制御した。第
３の工程として、背面電極16を2000〜3000Å形成する
が、これは第２の工程で、有機物の蒸発量を零とし、ア
ルミニウムの蒸着のみを行うことに相当する。最後に素
子全体をシール用カバー17で覆い、有機薄膜EL素子を完
成した。
蒸着法またはスパッタリング法で形成し、透明支持基板
とした。この透明支持基板はアセトンおよびアルコール
で充分に洗浄を行った後、真空蒸着装置の基板ホルダー
に固定し、真空槽を10-6Torr以下に排気する。次に基板
を300℃まで加熱し、充分に脱ガスを行う。脱ガス終了
後に各層の蒸着を行う。各蒸着原料はモリブデン製のボ
ートに入れ、まず、第１の工程として、透明支持基板上
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′ジシランより成る正孔
注入層を100〜1000Å形成する。次に第２の工程とし
て、有機螢光体薄膜層14および接続層15をそれぞれ100
〜1000Å形成するが、これらは金属錯体を構成する有機
物成分と金属成分との共蒸着からなる。本実施例では、
まず、第１の工程で形成された正孔注入層13上でトリス
（８−ヒドロキシキノリウム）アルミニウム錯体層が10
0〜1000Å形成されるように、有機物を抵抗加熱し、ア
ルミニウムを電子ビームでそれぞれ蒸発させた。有機螢
光体薄膜が、所定の膜厚に達したら、層中のアルミニウ
ム濃度成分が層厚に対して連続的に増加していくように
アルミニウムと有機物の蒸発量を制御して接続層15を形
成する。この層厚は100〜1000Åである。本実施例で
は、アルミニウムと有機物の層中濃度比が、1:3から10
0:1へと連続的に変化するように蒸発量を制御した。第
３の工程として、背面電極16を2000〜3000Å形成する
が、これは第２の工程で、有機物の蒸発量を零とし、ア
ルミニウムの蒸着のみを行うことに相当する。最後に素
子全体をシール用カバー17で覆い、有機薄膜EL素子を完
成した。
この有機薄膜EL素子にITO透明電極12をアノード，ア
ルミニウム等からなる背面電極16をカソードとして室温
で、直流電圧を印加したところ、第３図に示すように、
僅か2Vで200cd/m2の発光が得られ、さらに17Vで1000cd/
m2の高輝度発光を得ることができた。次に、直流17Vの
定電圧駆動で輝度の経時変化を調べたところ、第２図に
示すように、初期1000cd/m2であった輝度は100時間後も
全く減衰せず、さらに1000時間後でも輝度減衰率は45％
程度であり、素子の寿命、安定性は格段に向上した。
ルミニウム等からなる背面電極16をカソードとして室温
で、直流電圧を印加したところ、第３図に示すように、
僅か2Vで200cd/m2の発光が得られ、さらに17Vで1000cd/
m2の高輝度発光を得ることができた。次に、直流17Vの
定電圧駆動で輝度の経時変化を調べたところ、第２図に
示すように、初期1000cd/m2であった輝度は100時間後も
全く減衰せず、さらに1000時間後でも輝度減衰率は45％
程度であり、素子の寿命、安定性は格段に向上した。
尚、有機螢光体薄膜層としてマグネシウムの錯体，背
面電極としてマグネシウムを用いて同様な製造方法で素
子を作製しても、本発明の効果は認められた。また、こ
の素子の背面電極にマグネシウムと銀の合金を用いる
と、電圧−輝度特性はやや高電圧側にシフトしたもの
の、素子の安定性はさらに向上した。
面電極としてマグネシウムを用いて同様な製造方法で素
子を作製しても、本発明の効果は認められた。また、こ
の素子の背面電極にマグネシウムと銀の合金を用いる
と、電圧−輝度特性はやや高電圧側にシフトしたもの
の、素子の安定性はさらに向上した。
また、正孔注入層13は、正孔伝導性化合物からなり、
背面電極16から注入された正孔を発光層に伝達する機能
を有するものであれば、有機、無機を問わず使用でき
る。有機螢光体薄膜層14は、本実施例では、アルミニウ
ムのキノリンキレート錯体を使用したが、強い蛍光を示
す金属錯体であれば他のものでもかかまわない。背面電
極16の材料は、金属錯体を構成する金属を含むものとす
るが、本実施例では、金属錯体としてトリス（８−ヒド
ロキシキノリウム）アルミニウム錯体を使用しているこ
とから、アルミニウム金属を用いた。有機螢光体薄膜層
14として、例えば、銅，カドミウム，マグネシウム等の
錯体を用いる場合には、背面電極16の材料として、銅，
カドミウム，マグネシウムまたはそれらの化合物を用い
ればよく、使用される有機螢光体材料は特に制限されな
い。
背面電極16から注入された正孔を発光層に伝達する機能
を有するものであれば、有機、無機を問わず使用でき
る。有機螢光体薄膜層14は、本実施例では、アルミニウ
ムのキノリンキレート錯体を使用したが、強い蛍光を示
す金属錯体であれば他のものでもかかまわない。背面電
極16の材料は、金属錯体を構成する金属を含むものとす
るが、本実施例では、金属錯体としてトリス（８−ヒド
ロキシキノリウム）アルミニウム錯体を使用しているこ
とから、アルミニウム金属を用いた。有機螢光体薄膜層
14として、例えば、銅，カドミウム，マグネシウム等の
錯体を用いる場合には、背面電極16の材料として、銅，
カドミウム，マグネシウムまたはそれらの化合物を用い
ればよく、使用される有機螢光体材料は特に制限されな
い。
［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の有機薄膜EL素子によれ
ば、従来の有機薄膜EL素子に比べ、連続駆動による輝度
低下の割合が格段に少なくなった。また、従来の有機薄
膜EL素子に比べ、駆動電圧を低くすることができる。従
って、実用レベルの有機薄膜EL素子を実現することがで
きるようになった。
ば、従来の有機薄膜EL素子に比べ、連続駆動による輝度
低下の割合が格段に少なくなった。また、従来の有機薄
膜EL素子に比べ、駆動電圧を低くすることができる。従
って、実用レベルの有機薄膜EL素子を実現することがで
きるようになった。
第１図は本発明に係る有機薄膜EL素子を示す断面図、第
２図は本発明の有機薄膜EL素子の一実施例の輝度の経時
変化を示す特性図、第３図は本発明の有機薄膜EL素子の
一実施例の印加電圧−輝度特性を示す特性図、第４図は
従来の有機薄膜EL素子を示す断面図である。 12……透明電極 13……正孔注入層 14……有機螢光体薄膜層 15……接続層 16……背面電極
２図は本発明の有機薄膜EL素子の一実施例の輝度の経時
変化を示す特性図、第３図は本発明の有機薄膜EL素子の
一実施例の印加電圧−輝度特性を示す特性図、第４図は
従来の有機薄膜EL素子を示す断面図である。 12……透明電極 13……正孔注入層 14……有機螢光体薄膜層 15……接続層 16……背面電極
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−274695（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−190088（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−114197（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−196492（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H05B 33/00 - 33/28
Claims (1)
- 【請求項１】少なくとも一方が透明であるカソードとア
ノードを構成する一対の電極間に、有機螢光体薄膜層と
正孔注入層とを積層してなる有機薄膜EL素子において、
前記有機螢光体薄膜層は金属錯体から成り、前記カソー
ドは前記金属錯体を構成する金属を含み、かつ前記有機
螢光体薄膜層から前記カソードに向かって連続的な金属
濃度の増加を有する接続層が形成されてなることを特徴
とする有機薄膜EL素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2225223A JP2829107B2 (ja) | 1990-08-29 | 1990-08-29 | 有機薄膜ｅｌ素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2225223A JP2829107B2 (ja) | 1990-08-29 | 1990-08-29 | 有機薄膜ｅｌ素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04109589A JPH04109589A (ja) | 1992-04-10 |
| JP2829107B2 true JP2829107B2 (ja) | 1998-11-25 |
Family
ID=16825921
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2225223A Expired - Fee Related JP2829107B2 (ja) | 1990-08-29 | 1990-08-29 | 有機薄膜ｅｌ素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2829107B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3274527B2 (ja) * | 1992-09-22 | 2002-04-15 | 株式会社日立製作所 | 有機発光素子とその基板 |
| EP0864182B1 (en) * | 1995-11-28 | 2003-08-13 | International Business Machines Corporation | Organic/inorganic alloys used to improve organic electroluminescent devices |
| US7737458B2 (en) | 2008-02-25 | 2010-06-15 | Panasonic Corporation | Light emitting device having a straight-line shape |
| US20120199837A1 (en) * | 2009-10-06 | 2012-08-09 | Sharp Kabushiki Kaisha | Organic electroluminescent element and organic electroluminescent display device |
| CN107403583A (zh) * | 2016-05-20 | 2017-11-28 | 捷尔革科技股份有限公司 | 电致发光转印式贴纸及可电致发光的转印标签 |
-
1990
- 1990-08-29 JP JP2225223A patent/JP2829107B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04109589A (ja) | 1992-04-10 |
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Legal Events
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