JP3328654B2 - Organic thin-film electroluminescent device - Google Patents

Organic thin-film electroluminescent device

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JP3328654B2
JP3328654B2 JP21090292A JP21090292A JP3328654B2 JP 3328654 B2 JP3328654 B2 JP 3328654B2 JP 21090292 A JP21090292 A JP 21090292A JP 21090292 A JP21090292 A JP 21090292A JP 3328654 B2 JP3328654 B2 JP 3328654B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は有機薄膜エレクトロルミ
ネッセント(以下ELと略す。)素子に関する。更に詳
しくいえば、高輝度、高効率の発光特性を有し、面状の
光源や表示素子として利用可能な有機薄膜EL素子に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an organic thin film electroluminescent (hereinafter abbreviated as EL) device. More specifically, the present invention relates to an organic thin-film EL device having high-luminance and high-efficiency light-emitting characteristics and usable as a planar light source and a display device.

【0002】[0002]

【従来の技術】EL素子は電界発光素子とも呼ばれ、面
状発光体としての応用研究が広汎に行なわれている。こ
のEL素子は発光励起機構の違いによって2つに大別さ
れる。1つは、強い電界の印加のみで発光する、いわゆ
るデストリオ(Destriau)効果に基づく真性(固有)E
L素子であり、他の1つは、点接触ダイオード、または
pn接合に順電流を流すことにより発光する、いわゆる
ロゼフ(Lossev)効果に基づく電荷注入型ELである。
2. Description of the Related Art An EL device is also called an electroluminescent device, and has been extensively studied for application as a planar light emitting device. This EL element is roughly classified into two types depending on the difference in the light emission excitation mechanism. One is intrinsic (intrinsic) E based on the so-called Destriau effect, which emits light only by applying a strong electric field.
The other is an L element, and the other is a point-contact diode or a charge injection EL based on the so-called Lossev effect, which emits light when a forward current flows through a pn junction.

【0003】前者はZnS、CdS等のII−VI族化合物
半導体に、Mn、Cu、希土類元素等の発光中心(活性
素)となる元素を添加分散した系が一般的であり、ホッ
トエレクトロンによる活性素励起が基本的発光機構と考
えられている。この種のEL素子に関する研究は長い歴
史と実積を持っており、分散型素子は既に実用化されて
おり、1970年代以降、薄膜型素子の研究も盛んに行なわ
れてきた。
The former is generally a system in which an element serving as a luminescence center (active element) such as Mn, Cu, or a rare earth element is added to and dispersed in a II-VI compound semiconductor such as ZnS or CdS. Elementary excitation is considered to be the basic emission mechanism. Research on this type of EL device has a long history and actual results, and dispersion type devices have already been put into practical use. Since the 1970s, research on thin film type devices has been actively conducted.

【0004】しかしながら、上記の無機材料からなるE
L素子は、駆動に200Vもの高電界印加が必要なこ
と、周辺駆動回路の製造コストが高く、耐久性、輝度が
不十分なこと、多色化が困難なこと等多くの問題点を抱
えている。
However, the E made of the above-mentioned inorganic material
The L element has many problems, such as the necessity of applying a high electric field of as high as 200 V for driving, the high cost of manufacturing peripheral driving circuits, insufficient durability and luminance, and the difficulty of multicoloring. I have.

【0005】一方、電荷注入型EL素子については、縮
合多環芳香族炭化水素を中心とした有機化合物を対象に
古くから研究が行なわれているが、1970年代終りになっ
て実用的見地からの取り組みがなされてきた。電荷注入
型EL素子の最大の特徴は、前記真性EL素子に比べて
低い電圧での駆動が可能な点にある。
[0005] On the other hand, charge injection type EL devices have been studied for a long time, focusing on organic compounds centering on condensed polycyclic aromatic hydrocarbons, but from the practical viewpoint in the late 1970s. Efforts have been made. The most significant feature of the charge injection type EL element is that it can be driven at a lower voltage than the intrinsic EL element.

【0006】1980年代後半に至って、真空蒸着成膜によ
る材料の均一薄膜化と電荷注入層、発光層の積層多層化
により、有機薄膜を発光体とする電荷注入型EL素子
が、高輝度、高効率な優れた面状発光素子となり得るこ
とが実証された(例えば、C. W. Tang et al., Appl. P
hys. Lett., 51, 913 (1987), C. Adachi et al., Jpn.
J. Appl. Phys.,27, L269 (1988) 、特開昭59-194393
、米国特許4,720,432 等)。また、有機材料特有の分
子設計の多様性を活かして、置換基導入による多彩な色
調制御が可能であり、無機材料の真性EL素子では望む
べくもないEL発色の色揃えができることも示されてい
る(C. Adachi et al., Appl. Phys. Lett.,56, 799 (19
90)) 。
In the latter half of the 1980s, a charge injection type EL device using an organic thin film as a luminous body was developed to have a high luminance and a high luminance by thinning the material uniformly and forming a multilayered charge injection layer and a light emitting layer by vacuum deposition. It has been demonstrated that it can be an efficient and excellent planar light emitting device (for example, CW Tang et al., Appl.
hys. Lett., 51 , 913 (1987), C. Adachi et al., Jpn.
J. Appl. Phys., 27 , L269 (1988), JP-A-59-194393.
And U.S. Pat. No. 4,720,432). In addition, taking advantage of the diversity of molecular design peculiar to organic materials, it has been shown that various color tone control is possible by introducing substituents, and that it is possible to achieve undesired EL color matching in inorganic EL devices made of inorganic materials. (C. Adachi et al., Appl. Phys. Lett., 56 , 799 (19
90)).

【0007】これら有機薄膜型EL素子は、一部素子特
性では実用レベルを凌駕する程の瞠目すべき性能が得ら
れるものの、寿命が短く、耐久性が乏しいという大きな
欠点を持っている。これは真空蒸着膜では、経時的にあ
るいは通電によって分子の凝集が起って不均一化する事
に主たる原因があり、均一蒸着成膜能の要求が材料選択
に厳しい制限を加えることと相俟って、実用化への障害
を深刻なものにしている。
Although these organic thin-film type EL devices can attain a remarkable performance in some device characteristics exceeding practical levels, they have a major drawback of short life and poor durability. This is mainly due to the non-uniformity of a vacuum-deposited film due to the aggregation of molecules over time or by the application of electricity, and the requirement for uniform deposition film-forming ability imposes severe restrictions on material selection. This makes the obstacle to practical application serious.

【0008】有機EL素子の特長を活かしつつその長寿
命化を達成する為の有力な手段として、材料を高分子体
化することが考えられる。最近、ポリパラフェニレンビ
ニレン(PPV)でのEL発光が確認され(J. H. Brurr
oughes et al, Nature, 347,539 (1990), WO-9013148
等)、また電荷注入層に導電高分子を応用する試みも行
なわれている(S. Adachi et al.,Jpn. J. Appl., Phy
s., 25 ,L773 (1986))。他方、発光層と電荷注入層を一
体化した混合薄膜を用いる等の手段も講じられている。
しかしながら、いずれも十分な素子特性および寿命を得
るに至っておらず、実用域には程遠いのが現状である。
As an effective means for achieving a longer life while utilizing the features of the organic EL element, it is conceivable to convert the material into a polymer. Recently, EL emission from polyparaphenylene vinylene (PPV) was confirmed (JH Brurr).
oughes et al, Nature, 347,539 (1990), WO-9013148
Attempts have been made to apply conductive polymers to the charge injection layer (S. Adachi et al., Jpn. J. Appl., Phy
s., 25, L773 (1986)). On the other hand, measures such as using a mixed thin film in which a light emitting layer and a charge injection layer are integrated are also taken.
However, none of them have achieved sufficient element characteristics and lifetime, and they are far from practical use.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明は上記
問題点を解決し、高輝度、高効率な特性と充分な耐久性
を兼備する有機薄膜型EL素子を提供することを目的と
するものである。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to solve the above-mentioned problems and to provide an organic thin film type EL device having high luminance, high efficiency, and sufficient durability. It is.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、有機薄膜
型エレクトロルミネッセント素子において、所要の耐久
性を実現する為には素子構成材料の高分子体化が必須要
件であるとの認識の下に、素子特性発現上極めて重要で
ある積層界面制御を、高分子材料からなる素子でどの様
に達成するかについて鋭意検討をすすめ、有機EL素子
の発光層および電荷注入層を高分子体化することによっ
て素子の耐久性を高めると共に、種々の劣化要因あるい
は特性発現の規制因子となり易い異種材料からなるヘテ
ロ接合界面をなくし、複数の発光層を同じ高分子材料で
構成した一体化ホモ接合多層構造とし、高分子発光層の
一部に高分子ドーパントをドーピング処理して電荷注入
層とすることにより、安定した高い素子特性と充分な耐
久性を兼備した有機EL素子が実現することを確認し、
本発明に到達したものである。
Means for Solving the Problems The present inventors have found that in order to achieve the required durability in an organic thin film type electroluminescent device, it is essential that the material constituting the device be made of a polymer. Based on the recognition, we are studying how to achieve the lamination interface control, which is extremely important for the development of device characteristics, with a device made of a polymer material. In addition to increasing the durability of the device by integrating the same, it eliminates the heterojunction interface made of different materials that are likely to be various degradation factors or regulation factors for the development of characteristics, and an integrated homogenous structure in which multiple light emitting layers are made of the same polymer material. With a junction multilayer structure and a charge injection layer by doping a polymer dopant into a part of the polymer light-emitting layer, it has both stable high device characteristics and sufficient durability. Make sure that the EL element is realized,
The present invention has been reached.

【0011】すなわち、本発明は、少なくとも一方が透
明である一対の電極間に、有機薄膜発光層を挟持してな
る有機薄膜型エレクトロルミネッセント素子において、
前記発光層が同一の高分子発光体を少なくとも2層積層
したものであって、前記発光体層の少なくとも一つは高
分子ドーパントがドープされた電荷注入層であることを
特徴とする有機薄膜エレクトロルミネッセント素子を提
供したものである。以下、本発明をより詳細に説明す
る。
That is, the present invention relates to an organic thin film type electroluminescent device comprising an organic thin film light emitting layer sandwiched between a pair of electrodes at least one of which is transparent.
The light emitting layer is formed by laminating at least two layers of the same polymer light emitting body, and at least one of the light emitting layers is a charge injection layer doped with a polymer dopant. A luminescent element is provided. Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

【0012】図1は、本発明の有機薄膜エレクトロルミ
ネッセント素子の1例の概略構成を示す断面図であり、
支持基板1上に、透明電極(陽極)2、電荷(正孔)注
入層を兼ねた発光層3、発光層4および電極(陰極)5
が積層された構造からなっている。
FIG. 1 is a sectional view showing a schematic structure of an example of the organic thin film electroluminescent device of the present invention.
On a support substrate 1, a transparent electrode (anode) 2, a light-emitting layer 3 also serving as a charge (hole) injection layer, a light-emitting layer 4, and an electrode (cathode) 5
Are laminated.

【0013】 本発明による有機薄膜エレクトロルミネ
ッセント素子の構成としては、上記の他に支持基板上
に、透明電極(陽極)、第1の電荷(正孔)注入層、発
光層、第2の電荷(電子)注入層および電極(陰極)を
積層してなるもの、および同じく支持基板上に、透明電
極(陽極)、発光層、電荷(電子)注入層を兼ねた発光
層および電極(陰極)を積層してなるものなどがある。
The structure of the organic thin-film electroluminescent device according to the present invention is such that a transparent electrode (anode), a first charge (hole) injection layer, a light-emitting layer, a second A laminate of a charge (electron) injection layer and an electrode (cathode), and a light-emitting layer and an electrode (cathode) also serving as a transparent electrode (anode), a light-emitting layer, and a charge (electron) injection layer on a support substrate. And the like.

【0014】 支持基板1としては透明性を有するもの
が好ましく、一般にガラス、石英、ポリエチレンテレフ
タレートなどの透明樹脂材料が用いられる。また、電極
(陽極2および陰極)としては、金、アルミニウム、
インジウムなどの金属、合金、それらの混合物あるいは
インジウムチンオキサイド(ITO)、SnO、Zn
Oなどの材料を用いることが好ましい。これらの電極は
発光の透過率を高めるため少なくとも一方を透明材料と
する。
The supporting substrate 1 is preferably transparent, and generally, a transparent resin material such as glass, quartz, or polyethylene terephthalate is used. The electrodes (anode 2 and cathode 5 ) include gold, aluminum,
Metals such as indium, alloys, mixtures thereof, or indium tin oxide (ITO), SnO 2 , Zn
It is preferable to use a material such as O. At least one of these electrodes is made of a transparent material in order to increase the transmittance of light emission.

【0015】 本発明において前記発光層としては同一
の高分子発光体の複数の層を積層したものが用いられ
る。積層体の1つは高分子発光体のみからなる発光層で
あり、他の層は高分子ドーパントがドープされた発光層
である。
In the present invention, as the light emitting layer, a layer obtained by laminating a plurality of layers of the same polymer light emitting body is used. One of the laminates is a light emitting layer composed of only a polymer light emitting body, and the other layer is a light emitting layer doped with a polymer dopant.

【0016】本発明で用いられる発光体は高分子発光体
であれば特に制限はないが、変調ドープ構造を実現する
上からは、高分子発光体それ自体ないしその前駆体が、
水溶性あるいは有機溶媒可溶性であることが望ましい。
このような高分子発光体の具体例としては、特に構造式
[1]
The light-emitting material used in the present invention is not particularly limited as long as it is a polymer light-emitting material. From the viewpoint of realizing a modulation dope structure, the polymer light-emitting material itself or its precursor is
Desirably, it is soluble in water or organic solvent.
As a specific example of such a polymer light emitting body, particularly, the structural formula [1]

【0017】[0017]

【化3】 Embedded image

【0018】で示されるポリパラフェニレンビニレン
(PPV)骨格を有する高分子化合物および構造式
[2]
A polymer compound having a polyparaphenylenevinylene (PPV) skeleton represented by the following formula and a structural formula [2]:

【0019】[0019]

【化4】 Embedded image

【0020】 で示されるポリ−1,4−ナフテニレン
ビニレン骨格を有する高分子化合物が好ましい。前記構
造式[1]および[2]の高分子発光体はポリアリーレ
ン−1′,2′−エチレン−1′−スルホニウム塩ある
いはポリアリーレン−1′−アルコキシ−1′,2′−
エチレンのような前駆体を経由して合成される。すなわ
ち、前記構造式[1]の高分子発光体は下記構造式
[3]あるいは[4]
A poly-1,4-naphthenylene represented by
A polymer compound having a vinylene skeleton is preferable. The polymer light-emitting materials of the structural formulas [1] and [2] are polyarylene.
-1 ', 2'-ethylene-1'-sulfonium salt or polyarylene-1'-alkoxy-1', 2'-
It is synthesized via a precursor such as ethylene . That is, the polymer luminous body of the structural formula [1] is represented by the following structural formula [3] or [4]

【0021】[0021]

【化5】 Embedded image

【0022】 (式中、Rは低級アルキル基、対イオ
ンX はハロゲンイオンを表わす。)で示される水溶性
ポリ−1,4−フェニレン−1′,2′−エチレン−
1′−スルホニウム塩あるいは有機溶媒可溶性のポリ−
1,4−フェニレン−1′−アルコキシ−1′,2′−
エチレンの熱分解により得られ、また構造式[2]の
リ−1,4−ナフテニレンビニレン骨格を有する高分子
化合物は下記構造式[5]あるいは[6]
[0022] (In the formula, R 1 is a lower alkyl group, pairs Io
Emissions X - represents a halogen ion. Water-soluble poly-1,4-phenylene-1 ', 2'-ethylene-
1'-sulfonium salt or organic solvent-soluble poly-
1,4-phenylene-1'-alkoxy-1 ', 2'-
Port of obtained by thermal decomposition of the ethylene and the structural formula [2]
The polymer compound having 1,4-naphthenylenevinylene skeleton is represented by the following structural formula [5] or [6]

【0023】[0023]

【化6】 Embedded image

【0024】 (式中の記号は前記と同じ意味を表わ
す。)で示される水溶性のポリ−1,4−ナフテニレン
−1′,2′−エチレン−1′−スルホニウム塩あるい
は有機溶媒可溶性のポリ−1,4−ナフテニレン−1′
−アルコキシ−1′,2′−エチレンの熱分解により得
られる。さらに、構造式[7]
[0024] (symbols in the formula are as defined above.) Water-soluble poly-1,4-represented by Nafuteniren
-1 ', 2'-ethylene-1'-sulfonium salt or organic solvent-soluble poly-1,4-naphtenylene-1'
-Alkoxy-1 ', 2'-Ethylene is obtained by thermal decomposition. Further, the structural formula [7]

【0025】[0025]

【化7】 Embedded image

【0026】(式中、R2 およびR3 はアルキル基を表
わす。)で示される構造の高分子化合物も好ましい高分
子発光体である。この化合物も前記と同様に構造式
[8]あるいは[9]
(In the formula, R 2 and R 3 each represent an alkyl group.) A polymer compound having a structure represented by the following formula is also a preferable polymer light-emitting material. This compound also has the structural formula [8] or [9] as described above.

【0027】[0027]

【化8】 Embedded image

【0028】 (式中の記号は前記と同じ意味を表わ
す。)で示される水溶性のポリ−2,5−ジアルコキシ
−1,4−フェニレン−1′,2′−エチレン−1′−
スルホニウム塩あるいは有機溶媒可溶性のポリ−2,5
−ジアルコキシ−1,4−フェニレン−1′−アルコキ
シ−1′,2′−エチレンとの熱分解により得られる。
[0028] (symbols in the formula are as defined above.) With a water-soluble poly-2,5-dialkoxy shown
-1,4-phenylene-1 ', 2'-ethylene-1'-
Poly-2,5 soluble in sulfonium salt or organic solvent
-Dialkoxy-1,4-phenylene-1'-alkoxy
It is obtained by thermal decomposition with -1 ', 2'-ethylene .

【0029】 また、電荷注入系を形成する為の高分子
ドーパントは前記発光層の高分子化合物と同様に水溶性
または有機溶媒可溶性のものから選択する。高分子発光
体がポリアリーレンビニレンの様な前駆体を経由して合
成される導電性高分子の場合には、前駆体溶液に高分子
ドーパントを添加した後構造転換処理を行なうことにな
り、高分子ドーパントとしては、処理条件下でのドープ
状態の安定性もまた必要となる。それゆえ高分子ドーパ
ントは、ドーピング効果を発現することはもとより、素
子駆動中の発熱あるいは前駆体処理過程での加熱に耐え
る耐熱性を有すること、素子駆動時の印加電場勾配や熱
運動によって系中を移動することのない安定性を有する
ことが要件である。この要件を満たす高分子ドーパント
の例としては、p型ドーピング用には、ポリスチレンス
ルホン酸、ポリナフチルスルホン酸等、スルホン酸基を
保持する高分子カチオン、またn型ドーピング用にはア
ンモニウム基を保持する高分子アニオンが好適である。
The polymer dopant for forming the charge injection system is selected from water-soluble or organic solvent-soluble ones, similarly to the polymer compound of the light emitting layer. If the conductive polymer light emitting polymer is synthesized via such precursor polyarylene vinylene will become possible to perform structural conversion treatment after the addition of polymer dopant in the precursor solution, high As a molecular dopant , stability of the doped state under processing conditions is also required. Therefore, the polymer dopant not only exerts a doping effect, but also has heat resistance to withstand heat generated during driving of the device or heating during the precursor treatment process, and the applied electric field gradient and thermal motion during driving of the device make it possible to use the polymer dopant in the system. It is a requirement to have a stability without moving. Examples of polymer dopants that satisfy this requirement include polymer cations that hold sulfonic acid groups, such as polystyrene sulfonic acid and polynaphthyl sulfonic acid, for p-type doping, and ammonium groups for n-type doping. The preferred polymeric anions are:

【0030】高分子ドーパントはp型およびn型何れも
分子量5万以下のものが好ましい。更に好ましいのは、
モノマーとして前駆体溶液中に混合し、熱処理時に同時
に熱重合して高分子ドーパントとして機能する系であ
る。その様なものとして、パラスチレンスルホン酸、ビ
ニルスルホン酸などがある。
It is preferable that both the p-type and the n-type polymer dopant have a molecular weight of 50,000 or less. More preferably,
This is a system that functions as a polymer dopant by being mixed as a monomer in a precursor solution and simultaneously thermally polymerized during heat treatment. Such materials include parastyrene sulfonic acid, vinyl sulfonic acid, and the like.

【0031】素子の構築に当たっては、前記高分子発光
層及び電荷注入層を塗布法によって成膜する。この場
合、塗布の手法としてはスピンナー塗布、ロール塗布、
スプレー塗布、浸漬塗布、グラビア塗布等の公知の方法
の他、キャスティング法も用いることが出来る。
In constructing the device, the polymer light emitting layer and the charge injection layer are formed by a coating method. In this case, the application methods include spinner application, roll application,
In addition to known methods such as spray coating, dip coating, and gravure coating, a casting method can be used.

【0032】変調ドープ構造の実現のためには、素子構
造に応じてドープ層、非ドープ層を逐次成膜すればよ
い。例えば、素子の発光層を正孔注入層、発光層、電子
注入層の3層構造とする場合には、先ず、陽極の透明電
極(ITO等)基板上に高分子アニオンを含有する発光
体高分子溶液を塗布成膜して正孔注入層を形成し、次い
でドーパント(高分子イオン)を含まない発光層、高分
子カチオンを含有する電子注入層を逐次形成して、目的
とするホモ多層構造を得る。
In order to realize the modulation doping structure, a doped layer and an undoped layer may be sequentially formed according to the element structure. For example, when the light-emitting layer of the device has a three-layer structure of a hole injection layer, a light-emitting layer, and an electron injection layer, first, a light-emitting polymer containing a polymer anion is disposed on a transparent electrode (ITO or the like) substrate as an anode. The solution is coated to form a hole injection layer, and then a light-emitting layer containing no dopant (polymer ion) and an electron injection layer containing a polymer cation are sequentially formed to form a desired homomultilayer structure. obtain.

【0033】積層塗布に際しては、発光体高分子の種
類、溶媒の種類により一概に決められないが、基本的に
は半乾燥状態で引続き次の塗布工程に移行することが好
ましい。各層の厚みも、発光材料、ドーパント種、溶媒
の種類等により、各々のケースによって最適値が定めら
れるが、素子特性発現上、500〜3000オングストロー
ムが好適な範囲である。
At the time of laminating coating, it is not unequivocally determined by the type of the luminescent polymer and the type of the solvent, but it is basically preferable to continue to the next coating step in a semi-dry state. The optimum thickness of each layer is determined in each case depending on the light emitting material, the kind of the dopant, the kind of the solvent, and the like, but is preferably in the range of 500 to 3,000 angstroms in view of the element characteristics.

【0034】[0034]

【実施例】以下、実施例を挙げて本発明を説明するが、
本発明は以下の例のみに限定されるものではない。
Hereinafter, the present invention will be described with reference to examples.
The present invention is not limited only to the following examples.

【0035】実施例1 1.5 重量%PPV前駆体(前記構造式[3]においてR
1 がCH3 、XがClの高分子化合物)水溶液にポリス
チレンスルホン酸(分子量〜8000)を1.5 重量%溶解せ
しめ、これを電荷(正孔)注入層用PPV前駆体溶液と
する。この溶液をITOガラス基板上に回転塗布法によ
って塗布し、約1000オングストロームの厚さに成膜し、
風乾させた。次ぎに、その上に3重量%PPV前駆体水
溶液を同様に回転塗布によって成膜し、約8000オングス
トロームの厚みの発光層を形成した。この間作業はクリ
ーンブース内で行ない、界面の汚染を極力防いだ。発光
層の風乾の後、アルゴン雰囲気中で2時間、200℃の
加熱処理を施し、PPV前駆体をPPV構造に転換せし
めた。徐冷の後真空蒸着によりアルミニウム電極(陰
極)を3000オングストロームの厚みで形成した。銀ペー
ストを用いてリード線を取り付け、素子を完成した。
Example 1 1.5% by weight of PPV precursor (R in the above formula [3]
1.5% by weight of polystyrenesulfonic acid (molecular weight: 8000) is dissolved in an aqueous solution of a high molecular compound ( 1 is CH 3 and X is Cl), and this is used as a PPV precursor solution for a charge (hole) injection layer. This solution was applied on an ITO glass substrate by a spin coating method to form a film having a thickness of about 1000 Å,
Air dried. Next, a 3 wt% PPV precursor aqueous solution was formed thereon by spin coating similarly to form a light emitting layer having a thickness of about 8000 Å. During this time, the work was carried out in a clean booth to minimize contamination of the interface. After the light-emitting layer was air-dried, a heat treatment was performed at 200 ° C. for 2 hours in an argon atmosphere to convert the PPV precursor into a PPV structure. After slow cooling, an aluminum electrode (cathode) was formed to a thickness of 3000 Å by vacuum evaporation. Lead wires were attached using silver paste to complete the device.

【0036】上記の様に作成した図1に示すEL素子に
ついて、ITO電極側に正、アルミニウム電極側に負の
直流電圧を印加したときの電圧と発光輝度との関係を図
2、電流密度と発光輝度との関係を図3、発光輝度の経
時変化を図4に示す。
FIG. 2 shows the relationship between the voltage and light emission luminance when a positive DC voltage was applied to the ITO electrode side and a negative DC voltage was applied to the aluminum electrode side for the EL device shown in FIG. 1 prepared as described above. FIG. 3 shows the relationship with the light emission luminance, and FIG. 4 shows the change with time in the light emission luminance.

【0037】比較例1 ITO電極上にPPV発光層(約8000オングストロー
ム)とアルミニウム電極(陰極, 3000オングストロー
ム)を設けた単層構造のEL素子について実施例1と同
様にして直流電圧を印加したときの電圧と発光輝度との
関係を図2、電流密度と発光輝度との関係を図3、発光
輝度の経時変化を図4に示す。
COMPARATIVE EXAMPLE 1 When a DC voltage was applied to an EL device having a single layer structure in which a PPV light emitting layer (about 8000 angstroms) and an aluminum electrode (cathode, 3000 angstroms) were provided on an ITO electrode in the same manner as in Example 1. FIG. 2 shows the relationship between the voltage and the light emission luminance, FIG. 3 shows the relation between the current density and the light emission luminance, and FIG. 4 shows the change over time in the light emission luminance.

【0038】比較例2 ITO電極上に代表的な正孔輸送系である下記構造式Comparative Example 2 The following structural formula which is a typical hole transport system on an ITO electrode

【化9】 Embedded image

【0039】で示される芳香族ジアミン(TAD)の電
荷注入層(約1000オングストローム)を真空蒸着法によ
って設け、その上に有機溶媒可溶性前駆体の塗布および
加熱処理によってPPV発光層(約8000オングストロー
ム)を設け、その後真空蒸着によりアルミニウム電極を
3000オングストロームの厚みで形成し、EL素子を作成
した。このEL素子について実施例1と同様にして直流
電圧を印加したときの電圧と発光輝度との関係を図2、
電流密度と発光輝度との関係を図3、発光輝度の経時変
化を図4に示す。実施例および比較例の発光の挙動から
本発明による有機薄膜エレクトロルミネッセント素子で
の輝度の向上と発光寿命の大幅な延伸が明らかである。
A charge injection layer (about 1000 angstroms) of an aromatic diamine (TAD) is provided by a vacuum evaporation method, and a PPV light emitting layer (about 8000 angstroms) is formed thereon by applying an organic solvent-soluble precursor and heating. And then aluminum electrode by vacuum evaporation
An EL element was formed with a thickness of 3000 angstroms. FIG. 2 shows the relationship between the voltage and the emission luminance when a DC voltage was applied to this EL element in the same manner as in Example 1.
FIG. 3 shows the relationship between the current density and the light emission luminance, and FIG. 4 shows the change over time in the light emission luminance. It is clear from the light emission behavior of the examples and the comparative examples that the organic thin-film electroluminescent device according to the present invention has improved luminance and significantly extended light emission life.

【0040】実施例2 1.5 重量%PPV前駆体(実施例1に同じもの)水溶液
にパラスチレンスルホン酸を1.5 重量%溶解せしめ、こ
れを電荷注入層用PPV前駆体水溶液としたこと以外は
実施例1と全く同様にしてEL素子を作製した。この例
では、パラスチレンスルホン酸は200℃加熱処理時に
熱重合して高分子ドーパントとなる。この素子の発光挙
動を測定したところ、実施例1と同様、顕著な輝度の向
上と発光寿命の延伸が実現された。
Example 2 Example 1 was repeated except that 1.5% by weight of p-styrenesulfonic acid was dissolved in an aqueous solution of 1.5% by weight of PPV precursor (same as in Example 1), and this was used as an aqueous solution of PPV precursor for a charge injection layer. An EL element was manufactured in exactly the same manner as in Example 1. In this example, p-styrenesulfonic acid is thermally polymerized during heat treatment at 200 ° C. to become a polymer dopant. When the light emission behavior of this device was measured, a remarkable improvement in luminance and extension of light emission life were realized as in Example 1.

【0041】[0041]

【発明の効果】少なくとも一方が透明である一対の電極
間に、有機薄膜発光層を挟持してなる有機薄膜型エレク
トロルミネッセント素子において、前記発光層が同一の
高分子発光体を少なくとも2層積層したものであって、
前記発光体層の少なくとも一つを高分子ドーパントがド
ープされた電荷注入層とした本発明の有機薄膜エレクト
ロルミネッセント素子は、塗布成膜法を利用して、きわ
めて簡便な手法で構築でき、従来の有機EL素子の抱え
る短寿命の問題が解決された長寿命、高効率、耐久性に
優れた素子である。
According to the present invention, there is provided an organic thin-film electroluminescent device in which an organic thin-film light-emitting layer is sandwiched between a pair of electrodes at least one of which is transparent. Laminated,
The organic thin-film electroluminescent device of the present invention, in which at least one of the light-emitting layers is a charge injection layer doped with a polymer dopant, can be constructed by a very simple method using a coating film forming method, This is an element having a long life, high efficiency, and excellent durability in which the problem of the short life of the conventional organic EL element has been solved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の有機薄膜エレクトロルミネッセント素
子の1例の概略の構成を示す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of an example of an organic thin film electroluminescent device of the present invention.

【図2】 実施例1のEL素子および2種類の比較例
EL素子の電圧と発光輝度の関係を示すグラフである。
FIG. 2 is a graph showing a relationship between voltage and light emission luminance of the EL element of Example 1 and two kinds of EL elements of Comparative Examples .

【図3】 実施例1のEL素子および2種類の比較例
EL素子の電流密度と発光輝度の関係を示すグラフであ
る。
FIG. 3 is a graph showing a relationship between current density and light emission luminance of the EL element of Example 1 and two kinds of EL elements of Comparative Examples .

【図4】 実施例1のEL素子および2種類の比較例
EL素子の発光輝度の経時変化を示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing the change over time in the emission luminance of the EL element of Example 1 and the EL elements of two types of comparative examples .

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 支持基板 2 透明電極(陽極) 3 電荷注入層 4 発光層 5 電極(陰極) Reference Signs List 1 support substrate 2 transparent electrode (anode) 3 charge injection layer 4 light emitting layer 5 electrode (cathode)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−202355(JP,A) 特開 平3−273087(JP,A) 特開 平3−244630(JP,A) 特開 平6−1972(JP,A) 特開 平5−320634(JP,A) 特開 平5−263073(JP,A) 特開 平5−247460(JP,A) 特開 平4−145192(JP,A) 特開 昭64−79217(JP,A) 特開 昭61−55185(JP,A) 特表 平6−508477(JP,A) 特表 平4−500582(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H05B 33/14 C09K 11/06 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-5-202355 (JP, A) JP-A-3-273087 (JP, A) JP-A-3-244630 (JP, A) JP-A-6-206 1972 (JP, A) JP 5-320634 (JP, A) JP 5-263307 (JP, A) JP 5-247460 (JP, A) JP 4-145192 (JP, A) JP-A-64-79217 (JP, A) JP-A-61-55185 (JP, A) JP-T-Hei 6-508477 (JP, A) JP-T-Hei 4-500582 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) H05B 33/14 C09K 11/06

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 少なくとも一方が透明である一対の電極
間に、有機薄膜発光層を挟持してなる有機薄膜型エレク
トロルミネッセント素子において、前記発光層が同一の
高分子発光体を少なくとも2層積層したものであって、
前記発光体層の少なくとも一つは高分子ドーパントがド
ープされた電荷注入層であることを特徴とする有機薄膜
エレクトロルミネッセント素子。
1. An organic thin-film electroluminescent device having an organic thin-film light-emitting layer sandwiched between a pair of electrodes, at least one of which is transparent, wherein the light-emitting layer comprises at least two layers of the same polymer light-emitting material. Laminated,
An organic thin-film electroluminescent device, wherein at least one of the light-emitting layers is a charge injection layer doped with a polymer dopant.
【請求項2】 発光体が構造式[1] 【化1】 で表されるポリパラフェニレンビニレン骨格を有する高
分子化合物である請求項第1項に記載の有機エレクトロ
ルミネッセント素子。
2. The light-emitting body has a structural formula [1] The organic electroluminescent device according to claim 1, which is a polymer compound having a polyparaphenylene vinylene skeleton represented by the following formula:
【請求項3】 発光体が構造式[2] 【化2】 で表されるポリ−1,4−ナフテニレンビニレン骨格を
有する高分子化合物である請求項第1項に記載の有機エ
レクトロルミネッセント素子。
3. The light-emitting body has a structural formula [2]: The organic electroluminescent device according to claim 1, which is a polymer compound having a poly-1,4-naphtenylenevinylene skeleton represented by:
【請求項4】 発光層が塗布法により形成されてなる層
である請求項第1項乃至第3項のいずれかの項に記載の
有機エレクトロルミネッセント素子。
4. The organic electroluminescent device according to claim 1, wherein the light emitting layer is a layer formed by a coating method.
【請求項5】 少なくとも一方が透明である一対の電極
間に、有機薄膜発光層を挟持してなる有機薄膜型エレク
トロルミネッセント素子の製造方法において、前記発光
層が同一の高分子発光体を少なくとも2層積層したもの
であって、前記発光体層の少なくとも1つが、前記発光
体ないしその前駆体の水溶液あるいは有機溶液に高分子
ドーパントが添加された溶液を塗布する工程を含むこと
を特徴とする有機薄膜型エレクトロルミネッセント素子
の製造方法。
5. A method for manufacturing an organic thin-film electroluminescent device in which an organic thin-film light-emitting layer is sandwiched between a pair of electrodes at least one of which is transparent, wherein the light-emitting layer comprises the same polymer light-emitting body. At least two layers are stacked, and at least one of the luminous body layers includes a step of applying a solution in which a polymer dopant is added to an aqueous solution or an organic solution of the luminous body or a precursor thereof. Of manufacturing an organic thin film type electroluminescent device.
【請求項6】 発光体の前駆体が、ポリアリ−レン−
1′,2′−エチレン−1′−スルホニウム塩あるいは
ポリアリ−レン−1′−アルコキシ−1′,2′−エチ
レンである請求項第5項に記載の有機薄膜型エレクトロ
ルミネッセント素子の製造方法。
6. The precursor of the luminescent material is polyarylene-
6. The method for producing an organic thin film type electroluminescent device according to claim 5, which is 1 ', 2'-ethylene-1'-sulfonium salt or polyarylene-1'-alkoxy-1', 2'-ethylene. Method.
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