JP3253740B2 - 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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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K50/00—Organic light-emitting devices
- H10K50/80—Constructional details
- H10K50/805—Electrodes
- H10K50/82—Cathodes
- H10K50/826—Multilayers, e.g. opaque multilayers
Landscapes
- Electroluminescent Light Sources (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電界の印加によって発
光するエレクトロルミネッセンスを利用した発光層等の
有機機能層を備えたエレクトロルミネッセンス素子に関
する。
光するエレクトロルミネッセンスを利用した発光層等の
有機機能層を備えたエレクトロルミネッセンス素子に関
する。
【０００２】
【従来の技術】多色表示するカラー表示装置としてはブ
ラウン管（CRT）が広く利用されている。表示装置の薄
型化のために液晶型素子(LCD)も開発されている。更
に、完全固体型として低電圧で高輝度の発光が得られる
エレクトロルミネッセンス素子（EL）も開発されてい
る。
ラウン管（CRT）が広く利用されている。表示装置の薄
型化のために液晶型素子(LCD)も開発されている。更
に、完全固体型として低電圧で高輝度の発光が得られる
エレクトロルミネッセンス素子（EL）も開発されてい
る。
【０００３】かかるエレクトロルミネッセンス素子を、
エレクトロルミネッセンス材料で分類すると、無機物か
らなるものと有機物からなる発光層を有するものとに分
けられる。有機エレクトロルミネッセンス素子は、陽極
と陰極との間に、陽極側から有機物からなる正孔輸送
層、有機物からなる発光層及び有機物からなる電子輸送
層（電子輸送層は必要があれば設けられる）などの有機
機能層を積層した構造を有している。陰極は電子を放出
しやすい低仕事関数のＬｉ，Ｓｒ，Ｃａ，Ｋ，Ａｌ，Ｍ
ｇ，Ａｇ又はこれ等の合金の金属材料で、有機発光層は
例えばアルミキノリン、クマリン化合物等の蛍光体材料
で、有機正孔輸送層は陽極から正孔を注入させ易くする
機能と電子をブロックする材料で、有機電子輸送層は電
極から電子を注入させ易くする材料で、それぞれ形成さ
れる。該素子において、一対の電極から注入された電子
と正孔との再結合によって励起子が生じ、この励起子が
放射失活する過程で光を放つ。
エレクトロルミネッセンス材料で分類すると、無機物か
らなるものと有機物からなる発光層を有するものとに分
けられる。有機エレクトロルミネッセンス素子は、陽極
と陰極との間に、陽極側から有機物からなる正孔輸送
層、有機物からなる発光層及び有機物からなる電子輸送
層（電子輸送層は必要があれば設けられる）などの有機
機能層を積層した構造を有している。陰極は電子を放出
しやすい低仕事関数のＬｉ，Ｓｒ，Ｃａ，Ｋ，Ａｌ，Ｍ
ｇ，Ａｇ又はこれ等の合金の金属材料で、有機発光層は
例えばアルミキノリン、クマリン化合物等の蛍光体材料
で、有機正孔輸送層は陽極から正孔を注入させ易くする
機能と電子をブロックする材料で、有機電子輸送層は電
極から電子を注入させ易くする材料で、それぞれ形成さ
れる。該素子において、一対の電極から注入された電子
と正孔との再結合によって励起子が生じ、この励起子が
放射失活する過程で光を放つ。
【０００４】図１に示すように、例えば、Ｘ，Ｙマトリ
クス型の有機エレクトロルミネッセンス素子は、ガラス
透明基板１上に、ＩＴＯ等の複数の透明陽極２と、有機
正孔輸送層３と、有機発光層４と、透明陽極２に交差す
る複数の背面陰極５とを順に積層した有機機能層の２層
構造のものや、有機機能層の３層構造の有機エレクトロ
ルミネッセンス素子は、図２に示すように有機発光層４
及び背面陰極５間に有機電子輸送層６がさらに配され
る。
クス型の有機エレクトロルミネッセンス素子は、ガラス
透明基板１上に、ＩＴＯ等の複数の透明陽極２と、有機
正孔輸送層３と、有機発光層４と、透明陽極２に交差す
る複数の背面陰極５とを順に積層した有機機能層の２層
構造のものや、有機機能層の３層構造の有機エレクトロ
ルミネッセンス素子は、図２に示すように有機発光層４
及び背面陰極５間に有機電子輸送層６がさらに配され
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、Ａｌ，
Ｍｇなどの合金を金属陰極に用いた場合、金属陰極にピ
ンホールが生じ、素子を発光させた場合、このピンホー
ルを中心に周囲より暗く発光しない円形の領域（以下、
黒点という）が発生し、表示品質を落としていた。更
に、このピンホールより水分等が侵入することにより、
この黒点の大きさが拡大する。
Ｍｇなどの合金を金属陰極に用いた場合、金属陰極にピ
ンホールが生じ、素子を発光させた場合、このピンホー
ルを中心に周囲より暗く発光しない円形の領域（以下、
黒点という）が発生し、表示品質を落としていた。更
に、このピンホールより水分等が侵入することにより、
この黒点の大きさが拡大する。
【０００６】本発明の目的は、発光効率が良く、駆動寿
命が長いかつ、黒点のほとんどが発生しない有機エレク
トロルミネッセンス素子を提供することにある。
命が長いかつ、黒点のほとんどが発生しない有機エレク
トロルミネッセンス素子を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の有機エレクトロ
ルミネッセンス素子は、基板上に順に積層された少なく
とも陽極、有機化合物からなる発光層を含む有機機能
層、及び陰極を有する有機エレクトロルミネッセンス素
子であって、前記有機機能層の反対側の前記陰極上に積
層されかつ前記陰極のヤング率より小なるヤング率を有
する保護電極層を有することを特徴とする。
ルミネッセンス素子は、基板上に順に積層された少なく
とも陽極、有機化合物からなる発光層を含む有機機能
層、及び陰極を有する有機エレクトロルミネッセンス素
子であって、前記有機機能層の反対側の前記陰極上に積
層されかつ前記陰極のヤング率より小なるヤング率を有
する保護電極層を有することを特徴とする。
【０００８】
【作用】本発明によれば、黒点発生が少ない耐環境性の
高い有機エレクトロルミネッセンス素子がえられる。
高い有機エレクトロルミネッセンス素子がえられる。
【０００９】
【実施例】本発明による実施例を図面を参照しつつ説明
する。図３に示すように、本実施例は、ガラス透明基板
１上に、ＩＴＯ等の複数の透明陽極２と、有機正孔輸送
層３と、有機発光層４と、透明陽極２に交差する複数の
背面陰極５とを順に積層し、さらに陰極５の上、すなわ
ち有機正孔輸送層３及、有機発光層４の有機機能層の反
対側に、陰極のヤング率より小なるヤング率を有する保
護電極層５ａを積層した構造を有する。図示する有機エ
レクトロルミネッセンス素子は、有機機能層の２層構造
であるが、有機発光層及び背面陰極間に有機電子輸送層
がさらに積層された３層構造でもよい。
する。図３に示すように、本実施例は、ガラス透明基板
１上に、ＩＴＯ等の複数の透明陽極２と、有機正孔輸送
層３と、有機発光層４と、透明陽極２に交差する複数の
背面陰極５とを順に積層し、さらに陰極５の上、すなわ
ち有機正孔輸送層３及、有機発光層４の有機機能層の反
対側に、陰極のヤング率より小なるヤング率を有する保
護電極層５ａを積層した構造を有する。図示する有機エ
レクトロルミネッセンス素子は、有機機能層の２層構造
であるが、有機発光層及び背面陰極間に有機電子輸送層
がさらに積層された３層構造でもよい。
【００１０】このように、本実施例は金属陰極を低仕事
関数の陰極５と小なるヤング率の保護電極層５ａとから
なる２層構造とする。そしてそれらの材料は、保護電極
層５ａを金属陰極５より伸展性に優れ、かつ低融点で成
膜性の良好な金属とする。金属陰極５には、発光効率が
良く駆動寿命の長い仕事関数の低い、Ｌｉ，Ｓｒ，Ｃ
ａ，Ｋなどと、Ａｌ，Ｍｇ，Ａｇなどの合金を用い、保
護電極層５ａには、Ｉｎ，Ｐｂ，Ｂｉなどのヤング率の
低い金属もしくはこれらを含む合金を用いる。
関数の陰極５と小なるヤング率の保護電極層５ａとから
なる２層構造とする。そしてそれらの材料は、保護電極
層５ａを金属陰極５より伸展性に優れ、かつ低融点で成
膜性の良好な金属とする。金属陰極５には、発光効率が
良く駆動寿命の長い仕事関数の低い、Ｌｉ，Ｓｒ，Ｃ
ａ，Ｋなどと、Ａｌ，Ｍｇ，Ａｇなどの合金を用い、保
護電極層５ａには、Ｉｎ，Ｐｂ，Ｂｉなどのヤング率の
低い金属もしくはこれらを含む合金を用いる。
【００１１】これら、陰極及び保護電極層に用い得る種
々の金属のヤング率と融点を表１に示す。
々の金属のヤング率と融点を表１に示す。
【００１２】
【表１】
【００１３】本実施例による有機エレクトロルミネッセ
ンス素子は、金属陰極５にピンホールがあっても、その
うえに積層された軟かい保護電極層５ａがそのピンホー
ルをカバーするため、発光させても黒点がほとんど発生
しない。また、保護電極層５ａが軟かく残留応力が少な
いので、素子に悪影響を与えない。本実施例により、Ａ
ｌ，Ｍｇ系の寿命とＩｎ系の黒点の少なさの両方の特長
を持つ有機エレクトロルミネッセンス素子が得られる。
ンス素子は、金属陰極５にピンホールがあっても、その
うえに積層された軟かい保護電極層５ａがそのピンホー
ルをカバーするため、発光させても黒点がほとんど発生
しない。また、保護電極層５ａが軟かく残留応力が少な
いので、素子に悪影響を与えない。本実施例により、Ａ
ｌ，Ｍｇ系の寿命とＩｎ系の黒点の少なさの両方の特長
を持つ有機エレクトロルミネッセンス素子が得られる。
【００１４】上記実施例では、両電極間に有機物質から
なる正孔輸送層、発光層からなる有機エレクトロルミネ
ッセンス素子としたが、有機機能層の代わりに無機発光
層等の無機機能層とした場合でも、同様の効果を得るこ
とができる。 （具体例１）ガラス基板上に透明電極として、ＩＴＯを
約1000Å形成した後、正孔輸送層としてＴＰＤを500
Å、発光層としてＡｌｑ3を500Å、陰極としてＡｌ−Ｌ
ｉ合金（Ａｌのヤング率７．６×１０3ｋｇ／ｍ2）を10
00Å、さらに保護電極層としてＩｎ（ヤング率１．０×
１０3ｋｇ／ｍ2）を１μｍ、それぞれ１０-5Torr以下の
真空下において、抵抗加熱蒸着法により順次積層し、有
機エレクトロルミネッセンス素子を作製した。
なる正孔輸送層、発光層からなる有機エレクトロルミネ
ッセンス素子としたが、有機機能層の代わりに無機発光
層等の無機機能層とした場合でも、同様の効果を得るこ
とができる。 （具体例１）ガラス基板上に透明電極として、ＩＴＯを
約1000Å形成した後、正孔輸送層としてＴＰＤを500
Å、発光層としてＡｌｑ3を500Å、陰極としてＡｌ−Ｌ
ｉ合金（Ａｌのヤング率７．６×１０3ｋｇ／ｍ2）を10
00Å、さらに保護電極層としてＩｎ（ヤング率１．０×
１０3ｋｇ／ｍ2）を１μｍ、それぞれ１０-5Torr以下の
真空下において、抵抗加熱蒸着法により順次積層し、有
機エレクトロルミネッセンス素子を作製した。
【００１５】作製した素子を直流約７Ｖで駆動したとこ
ろ緑色の明るい発光が得られた。この時の発光面を図４
に示す。 （比較例１）比較例として、Ｉｎの保護電極層を積層し
ない以外は、実施例と全く同様に作製した。この素子
を、同一条件で駆動した時の発光面を図５に示す。
ろ緑色の明るい発光が得られた。この時の発光面を図４
に示す。 （比較例１）比較例として、Ｉｎの保護電極層を積層し
ない以外は、実施例と全く同様に作製した。この素子
を、同一条件で駆動した時の発光面を図５に示す。
【００１６】図４と図５とを比較すると、具体例ではＩ
ｎを積層することにより黒点の発生が著しく抑えられた
ことがわかる。 （具体例２）さらに、図６に示すように、具体例１で作
製した有機エレクトロルミネッセンス素子にガラス板１
１を光硬化性樹脂１０で貼り合わせて有機機能層を封止
した。この素子を室温雰囲気中で４００時間連続駆動し
たところ、黒点の拡大はなかった。封止用接着剤が硬化
する時の変形応力を吸収するので、接着剤の影響が素子
に及ばず、素子の耐久性が向上する。 （比較例２）また、上記Ｉｎの保護電極層を積層しない
比較例１を具体例２と同様に、ガラス板を光硬化性樹脂
で貼り合わせて有機機能層を封止した。黒点等の発生防
止のために図１に示す構造に接着剤層を設け、図６の様
な構造で封止した場合、接着剤が素子の電気特性に悪影
響を及ぼした。
ｎを積層することにより黒点の発生が著しく抑えられた
ことがわかる。 （具体例２）さらに、図６に示すように、具体例１で作
製した有機エレクトロルミネッセンス素子にガラス板１
１を光硬化性樹脂１０で貼り合わせて有機機能層を封止
した。この素子を室温雰囲気中で４００時間連続駆動し
たところ、黒点の拡大はなかった。封止用接着剤が硬化
する時の変形応力を吸収するので、接着剤の影響が素子
に及ばず、素子の耐久性が向上する。 （比較例２）また、上記Ｉｎの保護電極層を積層しない
比較例１を具体例２と同様に、ガラス板を光硬化性樹脂
で貼り合わせて有機機能層を封止した。黒点等の発生防
止のために図１に示す構造に接着剤層を設け、図６の様
な構造で封止した場合、接着剤が素子の電気特性に悪影
響を及ぼした。
【００１７】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、基板上
に順に積層された少なくとも陽極、有機化合物からなる
発光層を含む有機機能層、及び陰極を有する有機エレク
トロルミネッセンス素子であって、有機機能層の反対側
の陰極上に積層されかつ陰極のヤング率より小なるヤン
グ率を有する保護電極層を有するので、黒点発生が少な
い耐環境性の高い有機エレクトロルミネッセンス素子が
得られる。
に順に積層された少なくとも陽極、有機化合物からなる
発光層を含む有機機能層、及び陰極を有する有機エレク
トロルミネッセンス素子であって、有機機能層の反対側
の陰極上に積層されかつ陰極のヤング率より小なるヤン
グ率を有する保護電極層を有するので、黒点発生が少な
い耐環境性の高い有機エレクトロルミネッセンス素子が
得られる。
【図１】 有機エレクトロルミネッセンス素子の概略構
造図である。
造図である。
【図２】 有機エレクトロルミネッセンス素子の概略構
造図である。
造図である。
【図３】 本発明による実施例の有機エレクトロルミネ
ッセンス素子の概略構造図である。
ッセンス素子の概略構造図である。
【図４】 実施例の発光面の状態を示す薄膜の写真であ
る。
る。
【図５】 有機エレクトロルミネッセンス素子の比較例
の発光面の状態を示す薄膜の写真である。
の発光面の状態を示す薄膜の写真である。
【図６】 本発明による他の実施例の有機エレクトロル
ミネッセンス素子の概略構造図である。
ミネッセンス素子の概略構造図である。
【主要部分の符号の説明】 １ ガラス基板 ２ 透明陽極 ３ 有機正孔輸送層 ４ 発光層 ５ 金属陰極 ５ａ 保護電極層 ６ 有機電子輸送層 １０ 光硬化性樹脂層 １１ ガラス板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡辺 輝一 埼玉県鶴ヶ島市富士見６丁目１番１号パ イオニア株式会社 総合研究所内 (56)参考文献 特開 平４−212284（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−165592（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−213090（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−363896（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−6795（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H05B 33/00 - 33/28
Claims (1)
- 【請求項１】 基板上に順に積層された少なくとも陽
極、有機化合物からなる発光層を含む有機機能層、及び
陰極を有し、前記有機機能層の反対側の前記陰極上に積
層された保護電極層を有する有機エレクトロルミネッセ
ンス素子であって、前記保護電極層は、前記陰極のヤン
グ率より小なるヤング率を有するＩｎ，Ｐｂ又はＢｉも
しくはこれらを含む合金からなりかつ、少なくとも１μ
ｍの膜厚を有する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 |
|---|---|---|---|
| JP07818193A JP3253740B2 (ja) | 1993-04-05 | 1993-04-05 | 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 |
|---|---|---|---|
| JP07818193A JP3253740B2 (ja) | 1993-04-05 | 1993-04-05 | 有機エレクトロルミネッセンス素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06295788A JPH06295788A (ja) | 1994-10-21 |
| JP3253740B2 true JP3253740B2 (ja) | 2002-02-04 |
Family
ID=13654803
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07818193A Expired - Fee Related JP3253740B2 (ja) | 1993-04-05 | 1993-04-05 | 有機エレクトロルミネッセンス素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3253740B2 (ja) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6054809A (en) * | 1996-08-14 | 2000-04-25 | Add-Vision, Inc. | Electroluminescent lamp designs |
| EP0845924B1 (en) * | 1996-11-29 | 2003-07-16 | Idemitsu Kosan Company Limited | Organic electroluminescent device |
| US6512504B1 (en) | 1999-04-27 | 2003-01-28 | Semiconductor Energy Laborayory Co., Ltd. | Electronic device and electronic apparatus |
| JP4094437B2 (ja) * | 1999-06-04 | 2008-06-04 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 電気光学装置の作製方法 |
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