JP3239046B2 - 有機エレクトロルミネッセンス素子 - Google Patents
有機エレクトロルミネッセンス素子Info
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Description
くとも有機材料を用いたキャリア輸送層と発光層とが積
層されて、一方の電極側から光を取り出すようになった
有機エレクトロルミネッセンス素子に係り、特に、発光
面全体において均一な発光が安定して行なえる有機エレ
クトロルミネッセンス素子に関するものである。
て、従来より一般に使用されているCRTに比べて消費
電力や空間占有面積が少ない平面表示素子のニーズが高
まり、このような平面表示素子の一つとしてエレクトロ
ルミネッセンス素子(以下、EL素子と略す。)が注目
されている。
って無機EL素子と有機EL素子に大別され、無機EL
素子においては、一般に発光部に高電界を作用させ、電
子をこの高電界中で加速して発光中心に衝突させ、これ
により発光中心を励起させて発光させるようになってい
る一方、有機EL素子においては、電子注入電極とホー
ル注入電極とからそれぞれ電子とホールとを発光部内に
注入し、このように注入された電子とホールとを発光中
心で再結合させて、有機分子を励起状態にし、この有機
分子が励起状態から基底状態に戻るときに蛍光を発光す
るようになっている。
ように高電界を作用させるため、その駆動電圧として1
00〜200Vと高い電圧を必要とするのに対し、上記
の有機EL素子においては、5〜20V程度の低い電圧
で駆動できるという利点があった。
材料である螢光物質を選択することによって適当な色彩
に発光する発光素子を得ることができ、フルカラーの表
示装置等としても利用できるという期待があり、近年、
このような有機EL素子について様々な研究が行なわれ
るようになった。
構造としては、ホール注入電極と電子注入電極との間に
ホール輸送層と発光層と電子輸送層とを積層させたDH
構造と称される三層構造のものや、ホール注入電極と電
子注入電極との間にホール輸送層と電子輸送性に富む発
光層とが積層されたSH−A構造と称される二層構造の
ものや、ホール注入電極と電子注入電極との間にホール
輸送性に富む発光層と電子輸送層とが積層されたSH−
B構造と称される二層構造のものが知られていた。
従来においては一般に、ガラス等の透明基板の上にホー
ル注入電極として透明なITO膜を設け、このホール注
入電極上に上記のように有機材料で構成されたキャリア
輸送層や発光層を設け、さらにその上にMg系やAl系
の合金等を用いた電子注入電極を設けるようにしてお
り、上記のホール注入電極をプラス、電子注入電極をマ
イナスにして電圧を印加し、発光層において発光した光
を透明なITO膜を通してガラス等の透明基板側から取
り出すようにしていた。
は、上記の電子注入電極が劣化したり、有機材料で構成
されたキャリア輸送層や発光層が結晶化したり、塵等に
よってITO膜が設けられた基板が汚染されたりして、
この有機EL素子が劣化し、これによりダークスポット
と呼ばれる発光しない部分が生じ、発光面が均一に発光
されなくなるという欠点があった。
を抑制するため、従来においては、有機EL素子の封止
方法を改善したり、キャリア輸送層や発光層に使用する
有機材料を改良したり、有機EL素子をクリーンルーム
で製造する等、その製造環境を改善することが行なわれ
たが、依然としてダークスポットの発生を十分に抑制す
ることができなかった。
されたキャリアが発光中心で再結合されて発光するもの
であり、また比較的キャリア移動度の低い有機材料を使
用しているため、キャリア輸送層や発光層の膜厚の変動
によって、発光面において均一な発光が得られなくなる
という欠点もあった。
素子における上記のような問題を解決することを課題と
するものであり、発光面においてダークスポット等が目
立つということがなく、発光面が均一に発光されるよう
になった有機EL素子を提供することを目的とするもの
である。
記のような課題を解決するため、一対の電極間に少なく
とも有機材料を用いたキャリア輸送層と発光層とが積層
されて、一方の電極側から光を取り出す有機エレクトロ
ルミネッセンス素子において、光を取り出す側の電極を
屈折率の異なる高分子材料を混合した光散乱性の基板上
に設けたことを特徴とするものである。
課題を解決するため、一対の電極間に少なくとも有機材
料を用いたキャリア輸送層と発光層とが積層されて、一
方の電極側から光を取り出す有機エレクトロルミネッセ
ンス素子において、光を取り出す側の電極を光散乱性の
基板上に設けてなり、該電極と基板との間に、上記電極
側の光を透過させる一方、上記基板側の光を反射するハ
ーフミラー層を設けたことを特徴とするものである。
電極は、ホールを注入するホール注入電極と電子を注入
する電子注入電極とからなり、ホール注入電極の材料に
は、金やITO(インジウム−スズ酸化物)等の仕事関
数の大きな材料を用いるようにする一方、電子注入電極
の材料には、マグネシウム等の仕事関数の小さな電極材
料を用いるようにし、発光層において発光した光を取り
出すために、少なくとも一方の電極を透明にし、一般に
はホール注入電極に透明で仕事関数の大きいITOを用
い、このホール注入電極側から光を取り出すようにす
る。
り出す側の電極を設ける光散乱性の基板としては、例え
ば、母材に屈折率が異なる2種類以上の高分子材料を混
合させて光学的に不均一な相を有する材料(例えば、小
池他,高分子学会予稿集.41(3),802,199
2及び出原他,高分子学会予稿集.42(7),279
7,1992)や、母材に光学的に均一なガラスや高分
子材料を用いて、この母材に酸化アルミニウム等の微粉
末を添加した材料等で構成されたものを使用することが
できる。
メタクリル酸メチル(PMMA)等のメタクリル樹脂、
アクリル樹脂、ポリビニルベンザエート、ポリカーボネ
ート樹脂、ポリスチレン樹脂、エポキシ樹脂、ポリ4−
メチル−ペンテン等のオレフィン樹脂、ポリ塩化ビニ
ル、メタクリル酸メチル−スチレン共重合体、スチレン
−アクリロニトリル共重合体等が用いられ、また光学的
に不均一な相を有する材料を得るにあたっては、上記の
高分子材料群から屈折率の異なる材料を適当に選択して
混合させるようにする。
基板との間に設けるハーフミラー層としては、金属膜
や、TiO2 /SiO2 交互膜等の積層誘電体膜等を用
いることができる。
子構造は、前記のDH構造,SH−A構造,SH−B構
造の何れの構造のものであっても良い。
を取り出す側の電極を光散乱性の基板上に設け、発光層
において発光した光を上記の電極が設けられた光散乱性
の基板を通して取り出すようになっている。
ットのような発光しない欠陥部分等があったとしても、
取り出される光が上記の光散乱性の基板において散乱さ
れ、ダークスポットのような発光しない欠陥部分があっ
てもこれが不鮮明になり、発光面全体として均一な発光
が得られるようになる。
基板との間にハーフミラー層を設けると、光散乱性の基
板において光が取り出し側と異なる方向に散乱しても、
この光がハーフミラー層によって光の取り出し側に反射
され、発光輝度が低下するということもない。
を添付図面に基づいて具体的に説明すると共に、比較例
を挙げ、この実施例における有機EL素子を用いた場
合、発光面全体として均一な発光が得られることを明ら
かにする。
L素子は、図1に示す構造になっており、光取り出し側
の基板1には、ポリカーボネート樹脂にアルミナの微粉
末を1重量%の割合で分散させた光散乱性の基板1を用
いるようにした。
記の光散乱性の基板1上に膜厚が200ÅのAl膜から
なるハーフミラー層2と、インジウム−スズ酸化物(以
下、ITOという。)からなる膜厚が1000Åの透明
なホール注入電極3と、下記化1に示す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(以下、TPD
という。)からなる膜厚が500Åのホール輸送層4
と、下記化2に示すトリス(8−キノリノール)アルミ
ニウム(以下、Alq3 という。)からなる膜厚が50
0Åの発光層5と、マグネシウム・インジウム合金から
なる膜厚が2000Åになった電子注入電極6とが順々
に形成された構造になっており、前記のSH−A構造に
なっている。そして、上記のホール注入電極3と電子注
入電極5とにそれぞれリード線を接続させて電圧を印加
させるようになっている。
を形成するにあたっては、スパッタ法を用い、このホー
ル注入電極3以外のAl膜からなるハーフミラー層2、
TPDからなるホール輸送層4、Alq3 からなる発光
層5及びマグネシウム・インジウム合金からなる電子注
入電極6を形成するにあたっては、真空蒸着法を用い
た。
に、電子注入電極5をマイナスにバイアスして10Vの
電圧を印加すると、この実施例の有機EL素子において
は、500cd/m2 の輝度が得られ、またその発光面
においては、従来一般に見られる1〜200μmのダー
クスポットが見えない状態になり、発光面が均一に発光
しているように見えた。
素子においては、光取り出し側の基板1に、屈折率が
1.495のポリメチルメタクリレート(PMMA)と
屈折率が1.57のポリビニルベンザエートとを溶液中
に均一に混合させてキャスト法により成形した光散乱性
の基板1(小池他,高分子学会予稿集.41(3),8
02,1992)を用いるようにし、それ以外について
は、上記実施例1の有機EL素子と同様にして作製し
た。
いても、上記実施例1の有機EL素子の場合と同様に、
ホール注入電極3をプラスに、電子注入電極5をマイナ
スにバイアスして10Vの電圧を印加すると、この実施
例2の有機EL素子においては、560cd/m2 の輝
度が得られ、その発光面は、上記実施例1と同様に、従
来一般に見られる1〜200μmのダークスポットが見
えない状態になり、発光面が均一に発光しているように
見えた。
度が、実施例1の有機EL素子の輝度より高くなってい
るのは、上記の基板1に光の透過率の高いPMMAを用
いると共に、実施例1における基板1のようにアルミナ
の微粉末を分散させずに、2種類の高分子材料の屈折率
の違いによって光を散乱させるようにしているためでる
と考えられる。
図2に示す構造になっており、光取り出し側の基板1a
には従来より一般に使用されているガラス基板1aを用
い、上記のハーフミラー層2は設けないようにし、それ
以外については、上記実施例1の有機EL素子と同様に
して作製した。
いても、上記実施例1の有機EL素子の場合と同様に、
ホール注入電極3をプラスに、電子注入電極5をマイナ
スにバイアスして10Vの電圧を印加すると、この比較
例1の有機EL素子の場合、その発光面においては、1
〜200μmのダークスポットが観察され、発光面にお
ける発光が不均一になっていた。
構造がSH−A構造になった有機EL素子の例を示した
だけであるが、この発明における有機EL素子は、前記
のDH構造やSH−B構造のものであってもよく、この
場合にも上記の各実施例と同様の効果が得られる。
有機EL素子においては、光を取り出す側の電極を屈折
率の異なる高分子材料を混合した光散乱性の基板上に設
け、発光層において発光した光をこの光散乱性の基板を
通して取り出すようにしたため、この有機EL素子にダ
ークスポットのような発光しない欠陥部分等があったと
しても、発光面全体として均一な発光が得られるように
なった。
いて、光を取り出す側の電極と光散乱性の基板との間に
ハーフミラー層を設けた場合には、光散乱性の基板によ
り光が取り出し側と異なる方向に散乱しても、このハー
フミラー層によって光の取り出し側に反射されるように
なり、輝度が低下するということもなかった。
の概略説明図である。
ある。
Claims (2)
- 【請求項1】 一対の電極間に少なくとも有機材料を用
いたキャリア輸送層と発光層とが積層されて、一方の電
極側から光を取り出す有機エレクトロルミネッセンス素
子において、光を取り出す側の電極を屈折率の異なる高
分子材料を混合した光散乱性の基板上に設けたことを特
徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。 - 【請求項2】 一対の電極間に少なくとも有機材料を用
いたキャリア輸送層と発光層とが積層されて、一方の電
極側から光を取り出す有機エレクトロルミネッセンス素
子において、光を取り出す側の電極を光散乱性の基板上
に設けてなり、該電極と基板との間に、上記電極側の光
を透過させる一方、上記基板側の光を反射するハーフミ
ラー層を設けたことを特徴とする有機エレクトロルミネ
ッセンス素子。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14271595A JP3239046B2 (ja) | 1995-05-16 | 1995-05-16 | 有機エレクトロルミネッセンス素子 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14271595A JP3239046B2 (ja) | 1995-05-16 | 1995-05-16 | 有機エレクトロルミネッセンス素子 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08315985A JPH08315985A (ja) | 1996-11-29 |
JP3239046B2 true JP3239046B2 (ja) | 2001-12-17 |
Family
ID=15321900
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP14271595A Expired - Lifetime JP3239046B2 (ja) | 1995-05-16 | 1995-05-16 | 有機エレクトロルミネッセンス素子 |
Country Status (1)
Country | Link |
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-
1995
- 1995-05-16 JP JP14271595A patent/JP3239046B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Publication date |
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