JP4836093B2 - Organic EL device having a planar electrode - Google Patents

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本発明は、プレーナ電極を有する有機EL素子に関する。そしてより詳細には、発光性有機材料に電圧を印加する電極が三端子構造(アノード電極、カソード電極、ゲート電極)を有し、ゲート電極に対して交流電圧を印加することによって、高い輝度で発光させることが可能となる、プレーナ電極を有する有機EL素子に関する。   The present invention relates to an organic EL element having a planar electrode. In more detail, the electrode for applying a voltage to the light-emitting organic material has a three-terminal structure (anode electrode, cathode electrode, gate electrode). By applying an alternating voltage to the gate electrode, high luminance can be obtained. The present invention relates to an organic EL element having a planar electrode that can emit light.

従来の一般的な有機EL(Electroluminescence)表示素子は、基板と2つの電極(アノード電極、カソード電極)に挟まれた有機発光層からなる画素から構成されている。そして、アノード電極とカソード電極との間を通電させることにより、それぞれの電極から注入された正孔と電荷とが有機発光層内で再結合する。このときのエネルギーが光として放出される(以下、このような構成の有機EL素子を「二端子有機EL素子」という。)。また、従来の二端子有機EL素子における電極(アノード電極、カソード電極)の構成に新たにゲート電極を設けた構成とすることにより、低い駆動電圧(約6V)で発光を開始させることが可能となり、且つ従来の二端子有機EL素子と比較して高い発光輝度を得ることが可能となる有機EL素子が提案されている(非特許文献1参照)(以下、このような構成の有機EL素子を「三端子有機EL素子」という。)。
B. Park el al.: Applied Physics Letters 85 (2004)7.
A conventional general organic EL (Electroluminescence) display element is composed of a pixel and an organic light emitting layer sandwiched between two electrodes (an anode electrode and a cathode electrode). Then, by energizing between the anode electrode and the cathode electrode, holes and charges injected from the respective electrodes are recombined in the organic light emitting layer. The energy at this time is emitted as light (hereinafter, an organic EL element having such a configuration is referred to as a “two-terminal organic EL element”). In addition, it is possible to start light emission with a low driving voltage (about 6V) by newly providing a gate electrode in the configuration of electrodes (anode electrode, cathode electrode) in the conventional two-terminal organic EL element. In addition, an organic EL element that can obtain higher emission luminance than a conventional two-terminal organic EL element has been proposed (see Non-Patent Document 1) (hereinafter, an organic EL element having such a configuration is used). "Three-terminal organic EL element").
B. Park el al .: Applied Physics Letters 85 (2004) 7.

しかしながら、有機EL素子をさまざまな分野の表示素子に適用させるためには、発光を開始させるために必要な駆動電圧(ターンオン電圧)をより低い値とすることが必要であり、また、より高い発光輝度にて発光可能であることが望まれている。ところが、非特許文献1に記載の三端子有機EL素子のターンオン電圧及び発光輝度は、要求されているレベルに対して十分でなく、さらなる低ターンオン電圧、高輝度化が望まれている。   However, in order to apply the organic EL element to display elements in various fields, it is necessary to set a drive voltage (turn-on voltage) necessary for starting light emission to a lower value and higher light emission. It is desired that light can be emitted with luminance. However, the turn-on voltage and light emission luminance of the three-terminal organic EL element described in Non-Patent Document 1 are not sufficient for the required levels, and further lower turn-on voltage and higher luminance are desired.

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、低ターンオン電圧、高輝度化が可能なプレーナ電極を有する有機EL素子を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an organic EL element having a planar electrode that can achieve low turn-on voltage and high luminance.

上記課題を解決するために、請求項1に係る発明のプレーナ電極を有する有機EL素子は、透明基板と、前記透明基板の表面にプレーナ状に配置されたアノード電極及びゲート電極であって、双方の電極が交互に櫛状に配置されたアノード電極及びゲート電極と、前記透明基板における前記アノード電極と前記ゲート電極とが配置されている面に積層される有機材料であって、発光性を有する材料を少なくとも含む有機材料である発光性有機材料と、前記発光性有機材料における前記透明基板と接する面の反対側の面に積層されるカソード電極とからなるプレーナ電極を有する有機EL素子であって、前記アノード電極と前記カソード電極との間に直流電圧を印加し、前記ゲート電極と前記カソード電極との間に交流電圧を印加することにより、前記発光性有機材料を発光させることを特徴とする。   In order to solve the above problems, an organic EL device having a planar electrode according to the first aspect of the present invention includes a transparent substrate, and an anode electrode and a gate electrode arranged in a planar shape on the surface of the transparent substrate. The organic material is laminated on the surface of the transparent substrate on which the anode electrode and the gate electrode are arranged, and has a light emitting property. An organic EL element having a planar electrode comprising a light-emitting organic material that is an organic material containing at least a material, and a cathode electrode that is laminated on a surface of the light-emitting organic material opposite to a surface in contact with the transparent substrate. Applying a DC voltage between the anode electrode and the cathode electrode and applying an AC voltage between the gate electrode and the cathode electrode. , Characterized in that for light emitting the light emitting organic material.

また、請求項2に係る発明のプレーナ電極を有する有機EL素子では、請求項1に記載の発明の構成に加え、前記ゲート電極の厚さが前記アノード電極の厚さよりも大きいことを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the organic EL device having the planar electrode according to the second aspect, in addition to the configuration of the first aspect, the thickness of the gate electrode is larger than the thickness of the anode electrode. .

また、請求項3に係る発明のプレーナ電極を有する有機EL素子は、請求項1又は2に記載の発明の構成に加え、前記アノード電極及び前記ゲート電極のうち少なくとも一方が不透明であることを特徴とする。   An organic EL element having a planar electrode according to a third aspect of the invention is characterized in that at least one of the anode electrode and the gate electrode is opaque in addition to the configuration of the invention according to the first or second aspect. And

請求項1に係る発明のプレーナ電極を有する有機EL素子では、有機EL素子を構成する電極として、アノード電極とカソード電極に加えてゲート電極を追加し、ゲート電極とカソード電極との間に交流電圧を印加することにより、光導波による損失を軽減することができ、従来の有機EL素子と比較して高い輝度にて発光させることが可能となる。   In the organic EL element having the planar electrode according to the first aspect of the invention, a gate electrode is added as an electrode constituting the organic EL element in addition to the anode electrode and the cathode electrode, and an AC voltage is applied between the gate electrode and the cathode electrode. By applying, loss due to optical waveguide can be reduced, and light can be emitted with higher brightness than conventional organic EL elements.

また、請求項2に係る発明のプレーナ電極を有する有機EL素子では、ゲート電極の厚さがアノード電極の厚さよりも大きいため、請求項1に記載の発明の効果に加えて、従来の有機EL素子と比較してさらに高い輝度にて発光させることが可能となる。   Further, in the organic EL element having the planar electrode of the invention according to claim 2, since the thickness of the gate electrode is larger than the thickness of the anode electrode, in addition to the effect of the invention of claim 1, the conventional organic EL element It is possible to emit light with higher luminance than the element.

また、請求項3に係る発明のプレーナ電極を有する有機EL素子では、請求項1又は2に記載の発明の効果に加えて、従来の有機EL素子と比較してさらに高い輝度にて発光させることが可能となる。   Further, in the organic EL device having the planar electrode of the invention according to claim 3, in addition to the effect of the invention according to claim 1 or 2, the organic EL device emits light with higher luminance than the conventional organic EL device. Is possible.

以下、本発明の一実施形態としてのプレーナ電極を有する有機EL素子について、図面を参照しつつ説明する。図1は、本発明たる有機EL素子10の物理構成を示す部分断面斜視図であり、図2は、有機EL素子10の電気的構成図である。   Hereinafter, an organic EL element having a planar electrode as one embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a partial cross-sectional perspective view showing a physical configuration of an organic EL element 10 according to the present invention, and FIG. 2 is an electrical configuration diagram of the organic EL element 10.

はじめに、図1を参照して、有機EL素子10の物理構成について説明する。図1に示すように、有機EL素子10は、透明基板1と、発光性有機材料4に電流を供給して発光させるためのアノード電極2、ゲート電極3、及びカソード電極5と、発光性を有する材料を少なくとも含み、通電により発光する特性を有する発光性有機材料4とから構成されている。   First, the physical configuration of the organic EL element 10 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 1, the organic EL element 10 has a luminescent property with a transparent substrate 1, an anode electrode 2, a gate electrode 3, and a cathode electrode 5 for supplying light to the luminescent organic material 4 to emit light. The light-emitting organic material 4 includes at least a material having a property of emitting light when energized.

透明基板1は、発光性有機材料4を下方から支持する支持体として使用される。また、透過率が大きく、容易に発光性有機材料4にて発生した光を外部に取り出すことができるようになっている。透明基板1の材料としては、特に限定されず、従来公知のものを用いることが可能である。例えば、透明ガラス基板や、透明ガラス基板の表面にインジウム酸化物とスズ酸化物の混合物によってできた膜が塗付され、表面に導電性を有しているITO基板が挙げられる。   The transparent substrate 1 is used as a support that supports the light-emitting organic material 4 from below. Further, the transmittance is large, and light generated in the light-emitting organic material 4 can be easily extracted to the outside. The material of the transparent substrate 1 is not particularly limited, and a conventionally known material can be used. For example, a transparent glass substrate or an ITO substrate having a surface made of a mixture of indium oxide and tin oxide and having conductivity on the surface may be used.

また、アノード電極2及びゲート電極3は、透明基板1の表面にプレーナ状に配置される。そして、双方の電極が交互に櫛状に整列して配置される。なお、図1においては、櫛状に配置されているアノード電極2とゲート電極3のうち、一対のアノード電極2とゲート電極3のみが示されている。そして、発光性有機材料4を発光させる場合には、アノード電極2及びゲート電極3に所定の条件で電圧が印加される。   The anode electrode 2 and the gate electrode 3 are arranged in a planar shape on the surface of the transparent substrate 1. Both electrodes are alternately arranged in a comb shape. In FIG. 1, only the pair of anode electrode 2 and gate electrode 3 among the anode electrode 2 and gate electrode 3 arranged in a comb shape is shown. When the luminescent organic material 4 is caused to emit light, a voltage is applied to the anode electrode 2 and the gate electrode 3 under predetermined conditions.

また、ゲート電極3の厚さがアノード電極2の厚さよりも大きくなるように、双方の電極の厚さが設定されている。このようにすることで、アノード電極2の厚さとゲート電極3の厚さとが同一である場合よりも高い輝度にて有機EL素子10を発光させることが可能となっている(詳細は、<実施例>にて説明する。)。さらに、アノード電極2及びゲート電極3のうち少なくとも一つは、透過率が小さく設定されており不透明な状態となっている。このように電極の透過率を小さくして不透明とすることにより、発光性有機材料4より発生する光(図1中矢印11)が電極で遮断されることになるが、外部に放出される光の輝度は、電極の透過率が大きく透明である場合と比較して高くなる(詳細は、<実施例>にて説明する。)。アノード電極2及びゲート電極3の材料としては、特に限定されず、従来公知のものを用いることが可能である。例えば、銅、鉄、アルミニウム、金、銀、鉛、クロムなどの金属や、ITO基板上に塗布されているITOが挙げられる。   The thicknesses of both electrodes are set so that the thickness of the gate electrode 3 is larger than the thickness of the anode electrode 2. In this way, it is possible to cause the organic EL element 10 to emit light with higher luminance than when the thickness of the anode electrode 2 and the thickness of the gate electrode 3 are the same (for details, see <Implementation> Explained in Example>). Furthermore, at least one of the anode electrode 2 and the gate electrode 3 has a low transmittance and is in an opaque state. Thus, by making the transmittance of the electrode small and making it opaque, the light (arrow 11 in FIG. 1) generated from the light-emitting organic material 4 is blocked by the electrode, but the light emitted to the outside Is higher than that in the case where the transmittance of the electrode is large and the electrode is transparent (details will be described in <Example>). The materials for the anode electrode 2 and the gate electrode 3 are not particularly limited, and conventionally known materials can be used. For example, metals such as copper, iron, aluminum, gold, silver, lead, chrome, and ITO coated on an ITO substrate can be used.

また、発光性有機材料4は、透明基板1の表面にプレーナ状に櫛状に配置されているアノード電極2及びゲート電極3を覆うように積層され配置される。そして、注入される正孔と電荷を内部で再結合させて光エネルギーを放出させることが可能な材料を少なくとも含んでいる。   The light emitting organic material 4 is laminated and arranged on the surface of the transparent substrate 1 so as to cover the anode electrode 2 and the gate electrode 3 arranged in a comb shape in a planar shape. In addition, it contains at least a material capable of releasing light energy by recombining injected holes and charges inside.

発光性有機材料4としては、例えば、正孔輸送層(HIL(Hole Injection Layer))、電荷輸送層(ETL(Electron Transporting Layer))、及び発光層(EML(Emitting Material Layer))を積層した構成を有しており、HILから正孔を注入し、ETLから電荷を注入し、EMLにて正孔と電荷とを再結合させることによって発光するような有機材料が挙げられる。また、例えば、HILとして使用される有機材料として、NPB(N,N-di(naphthalene-1-yl)-N,N-diphenyl-benzidene)やPEDOT(poly(ethylenedioxy)thiophene)が挙げられ、EMLとして使用される有機材料として、PPV(poly(1,4-phenylene vinylene))が挙げられ、ETL及びEMLとして使用される有機材料として、例えばAlq3(aluminato-tris-8-hydroxyquinolate)が挙げられる。   As the light-emitting organic material 4, for example, a structure in which a hole transport layer (HIL (Hole Injection Layer)), a charge transport layer (ETL (Electron Transporting Layer)), and a light-emitting layer (EML (Emitting Material Layer)) are stacked. And an organic material that emits light by injecting holes from the HIL, injecting charges from the ETL, and recombining the holes and charges in the EML. Examples of organic materials used as HIL include NPB (N, N-di (naphthalene-1-yl) -N, N-diphenyl-benzidene) and PEDOT (poly (ethylenedioxy) thiophene), and EML. As an organic material used as PTL (poly (1,4-phenylene vinylene)), an organic material used as ETL and EML includes, for example, Alq3 (aluminato-tris-8-hydroxyquinolate).

また、カソード電極5は、透明基板1の表面に積層された発光性有機材料4におけるアノード電極2及びゲート電極3と接する面の反対側の面に積層され配置されている。そして、櫛状に整列配置されている一対のアノード電極2とゲート電極3とを覆設可能なように、透明基板1と接する面と反対側の面に形成されている。なお、カソード電極5の透過率は低く設定されており、発光性有機材料4より発生する光はカソード電極5を透過しない。カソード電極5の材料としては、特に限定されず、従来公知のものを用いることが可能である。例えば、銅、鉄、アルミニウム、金、銀、鉛、クロムなどの金属が挙げられる。   Further, the cathode electrode 5 is laminated and disposed on the surface of the light-emitting organic material 4 laminated on the surface of the transparent substrate 1 on the side opposite to the surface in contact with the anode electrode 2 and the gate electrode 3. And it forms in the surface on the opposite side to the surface which contact | connects the transparent substrate 1 so that the pair of anode electrode 2 and the gate electrode 3 which are arranged in the shape of a comb can be covered. The transmittance of the cathode electrode 5 is set low, and light generated from the light emitting organic material 4 does not pass through the cathode electrode 5. The material for the cathode electrode 5 is not particularly limited, and conventionally known materials can be used. Examples thereof include metals such as copper, iron, aluminum, gold, silver, lead, and chromium.

次に、以上のような構成を有する有機EL素子10の発光原理について概説する。有機EL素子10を発光させるために、カソード電極5を基準電位としてアノード電極2及びゲート電極3に電圧を印加する。このことにより、アノード電極2及びゲート電極3から発光性有機材料4に対して正孔が注入され、カソード電極5から発光性有機材料4に対して電荷が注入される。そして、注入された正孔及び電荷は、発光性有機材料4に含まれている発光性を有する材料内で再結合し発光する。発生した光は、櫛状に配置されたアノード電極2とゲート電極3との隙間を通過し、さらに透明基板1を通過して外部に放出される(図1中矢印11)。   Next, the light emission principle of the organic EL element 10 having the above configuration will be outlined. In order to cause the organic EL element 10 to emit light, a voltage is applied to the anode electrode 2 and the gate electrode 3 with the cathode electrode 5 as a reference potential. As a result, holes are injected from the anode electrode 2 and the gate electrode 3 to the luminescent organic material 4, and charges are injected from the cathode electrode 5 to the luminescent organic material 4. The injected holes and electric charges are recombined in the light emitting material contained in the light emitting organic material 4 to emit light. The generated light passes through the gap between the anode electrode 2 and the gate electrode 3 arranged in a comb shape, and further passes through the transparent substrate 1 and is emitted to the outside (arrow 11 in FIG. 1).

次に、有機EL素子10の電気的構成について、図2を参照して説明する。図2に示すように、発光性有機材料4を発光させるように有機EL素子10を駆動させる場合には、カソード電極5の電位を基準とし、アノード電極2に対して正極性の直流電圧を印加し(6)、ゲート電極3に対して交流電圧を印加する(8)。このように、ゲート電極3に対して交流電圧を印加するような電気状態とすることによって、ゲート電極3に対して直流電圧を印加する場合よりも高い輝度にて有機EL素子10を発光させることが可能となっている。さらに、ゲート電極3に対して直流電圧を印加する場合よりもターンオン電圧を低くすることが可能となっている(詳細は、<実施例>にて説明する。)。なお、ゲート電極3に対して印加される交流電圧は、正弦波、矩形波、方形波のいずれであってもかまわない。   Next, the electrical configuration of the organic EL element 10 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 2, when the organic EL element 10 is driven so that the luminescent organic material 4 emits light, a positive direct current voltage is applied to the anode electrode 2 with reference to the potential of the cathode electrode 5. Then, an alternating voltage is applied to the gate electrode 3 (8). In this way, by setting an electrical state in which an AC voltage is applied to the gate electrode 3, the organic EL element 10 is caused to emit light with higher brightness than when a DC voltage is applied to the gate electrode 3. Is possible. Furthermore, it is possible to make the turn-on voltage lower than when a DC voltage is applied to the gate electrode 3 (details will be described in <Example>). Note that the AC voltage applied to the gate electrode 3 may be a sine wave, a rectangular wave, or a square wave.

以上説明したように、有機EL素子10では、透明基板1上にアノード電極2とゲート電極3とがプレーナ状に櫛状に配置されている。また、ゲート電極3の厚さは、アノード電極2の厚さよりも大きくなるように調整されている。また、アノード電極2とゲート電極3のうち少なくとも一つは透過率が低く不透明であり、発光性有機材料4から発生した光はこの電極を通過しないような状態となっている。そして、アノード電極2に対して直流電圧を印加し、ゲート電極3に対して交流電圧を印加して、発光性有機材料4を発光させる。このようにすることで、従来の二端子有機EL素子、及び三端子有機EL素子(非特許文献1)と比較して、高輝度であり且つターンオン電圧が低い有機EL素子10とすることが可能となっている。
<実施例>
As described above, in the organic EL element 10, the anode electrode 2 and the gate electrode 3 are arranged on the transparent substrate 1 in a planar shape in a comb shape. Further, the thickness of the gate electrode 3 is adjusted to be larger than the thickness of the anode electrode 2. Further, at least one of the anode electrode 2 and the gate electrode 3 has low transmittance and is opaque, and light generated from the light-emitting organic material 4 does not pass through this electrode. Then, a DC voltage is applied to the anode electrode 2 and an AC voltage is applied to the gate electrode 3 to cause the luminescent organic material 4 to emit light. By doing in this way, compared with the conventional 2 terminal organic EL element and a 3 terminal organic EL element (nonpatent literature 1), it can be set as the organic EL element 10 which is high-intensity and has a low turn-on voltage. It has become.
<Example>

以上にて説明した、プレーナ電極を有する有機EL素子10(図1参照)の作成方法の一例及び評価結果について、図面を参照しながら説明する。評価については、作成した有機EL素子10(以下、「サンプルA」という。)を発光させて輝度を測定することにより実施した。また、サンプルAと周知の有機EL素子との比較評価を実施するために、有機EL素子10の構成のうち、アノード電極2とゲート電極3との厚さを同一とした構成のサンプル(以下、「サンプルB」と呼ぶ。)と、有機EL素子10の構成のうち、アノード電極2とゲート電極3との厚さを同一とし、且つ、アノード電極2及びゲート電極3の両方が透明となるように透過率を高く設定した構成のサンプル(以下、「サンプルC」という。)を作成した。そして、作成したサンプルB及びサンプルCを発光させ、輝度を測定することによって、サンプルAとの差異の評価を実施した。以下、1)サンプルA作成方法、2)サンプルB作成方法、3)サンプルC作成方法、4)輝度測定による評価、の順に説明する。
<サンプルA作成方法>
An example of a method for producing the organic EL element 10 (see FIG. 1) having a planar electrode and an evaluation result described above will be described with reference to the drawings. About evaluation, it implemented by making the produced organic EL element 10 (henceforth "sample A") light-emit, and measuring a brightness | luminance. In addition, in order to perform comparative evaluation between Sample A and a known organic EL element, among the configurations of the organic EL element 10, a sample having a configuration in which the thicknesses of the anode electrode 2 and the gate electrode 3 are the same (hereinafter, In the configuration of the organic EL element 10, the anode electrode 2 and the gate electrode 3 have the same thickness, and both the anode electrode 2 and the gate electrode 3 are transparent. A sample (hereinafter referred to as “sample C”) having a high transmittance was prepared. And the sample B and the sample C which were produced were light-emitted, and the difference with the sample A was implemented by measuring a brightness | luminance. In the following, description will be made in the order of 1) Sample A creation method, 2) Sample B creation method, 3) Sample C creation method, and 4) Evaluation by luminance measurement.
<How to create Sample A>

サンプルA(有機EL素子10(図1参照))の作成方法について説明する。はじめに、作成したサンプルAの物理構成について説明する。図3は、作成したサンプルAの物理的構成を示す断面図である。図3に示すように、発光性有機材料4は、ホール注入層20と、バッファ層21と、ホール輸送層22と、発光層23と、電荷輸送層24と、バッファ層25とを積層させることにより形成させた。これらは、図3に示すように、ホール注入層20の上面にバッファ層21が積層し、バッファ層21の上面にホール輸送層22が積層し、ホール輸送層22の上面に発光層23が積層し、発光層23の上面に電荷輸送層24が積層し、電荷輸送層24の上面にバッファ層25が積層した状態となっている。また、発光性有機材料4のホール注入層20は、透明基板1上に櫛状に形成されたアノード電極2とゲート電極3とを覆うように積層した状態となるように配置させた。また、発光性有機材料4のバッファ層25の上面に、カソード電極5を積層させて配置させた。   A method for producing Sample A (organic EL element 10 (see FIG. 1)) will be described. First, the physical configuration of the created sample A will be described. FIG. 3 is a cross-sectional view showing the physical configuration of the sample A that was created. As shown in FIG. 3, the light-emitting organic material 4 includes a hole injection layer 20, a buffer layer 21, a hole transport layer 22, a light-emitting layer 23, a charge transport layer 24, and a buffer layer 25. Formed. As shown in FIG. 3, the buffer layer 21 is laminated on the upper surface of the hole injection layer 20, the hole transport layer 22 is laminated on the upper surface of the buffer layer 21, and the light emitting layer 23 is laminated on the upper surface of the hole transport layer 22. The charge transport layer 24 is laminated on the upper surface of the light emitting layer 23, and the buffer layer 25 is laminated on the upper surface of the charge transport layer 24. In addition, the hole injection layer 20 of the luminescent organic material 4 was disposed so as to be laminated on the transparent substrate 1 so as to cover the anode electrode 2 and the gate electrode 3 formed in a comb shape. In addition, the cathode electrode 5 was laminated on the upper surface of the buffer layer 25 of the light-emitting organic material 4.

次いで、サンプルAの作成方法について説明する。透明基板1(図1参照)として、透明ガラス基板を用いた。また、アノード電極2及びゲート電極3の材料としてクロムを用いた。そして、真空蒸着法により、クロムで形成された櫛状の電極(ライン幅:2μm、ライン間隔:10μm)を透明ガラス基板上に形成させ、これらをアノード電極及びゲート電極とした。なお、アノード電極2の厚さと比較してゲート電極3の厚さが大きくなるように真空蒸着の条件を調整することにより、アノード電極2の膜厚が30nm、ゲート電極3の膜厚が60nmとなるようにそれぞれの電極を形成させた。また、形成させたアノード電極2及びゲート電極3の透過率は小さく(透過率:1%以下(可視透過域))、双方の電極は不透明な状態となっている。   Next, a method for creating Sample A will be described. A transparent glass substrate was used as the transparent substrate 1 (see FIG. 1). Further, chromium was used as a material for the anode electrode 2 and the gate electrode 3. Then, comb-shaped electrodes (line width: 2 μm, line interval: 10 μm) formed of chromium were formed on a transparent glass substrate by vacuum deposition, and these were used as an anode electrode and a gate electrode. In addition, by adjusting the conditions of vacuum deposition so that the thickness of the gate electrode 3 is larger than the thickness of the anode electrode 2, the thickness of the anode electrode 2 is 30 nm and the thickness of the gate electrode 3 is 60 nm. Each electrode was formed so as to be. Further, the transmittance of the formed anode electrode 2 and gate electrode 3 is small (transmittance: 1% or less (visible transmission region)), and both electrodes are in an opaque state.

次いで、透明ガラス基板(透明基板1に相当、図1参照)の表面に形成させたアノード電極2及びゲート電極3を覆うように、ホール注入層20を積層させた。ホール注入層20の材料としてMoO(「三酸化モリブデン」日本高純度化学(株)製)を使用し、真空蒸着法により、膜厚70nmのホール注入層20を透明ガラス基板上に形成させた。次いで、ホール注入層20の上面にバッファ層21を積層させた。バッファ層21の材料としてPEDOT(「ポリエチレンジオキシチオフェン」H.C.Starck社製)を使用し、スピンコート法により、膜厚30nmのバッファ層を積層させた。次いで、バッファ層21の上面にホール輸送層22を積層させた。ホール輸送層22の材料としてTAPC(1,1-bis[(di-4-tolylamino)phenyl] cyclohexane)(「1,1−ビス(4−(N,N−ジ(パラ−トリル)アミノ)−フェニル)シクロヘキサン」東京化成工業(株)製)を使用し、真空蒸着法により、膜厚50nmのホール輸送層22を積層させた。次いで、ホール輸送層22の上面に発光層23を積層させた。発光層23の材料として、CBP(4,4'-bis[9-dicarbazolyl]-2,2'-biphenyl)とIr(ppy)(Tris(2-phenylpyridine)iridium(III))とを重量比100:5の比率で混合したもの(「4,4'−ビス(9−カルバソリル)−ビフェニルおよびトリス(2−フェニルピリジン)イリジウム」ルミネッセンステクノロジー社製)を使用し、真空蒸着法により、膜厚30nmの発光層23を積層させた。次いで、発光層23の上面に電荷輸送層24を積層させた。電荷輸送層24の材料として、BCP(Bathocuprione)(「バソクプロイン」関東化学(株)製)を使用し、真空蒸着法により、膜厚20nmの電荷輸送層24を積層させた。 Next, the hole injection layer 20 was laminated so as to cover the anode electrode 2 and the gate electrode 3 formed on the surface of the transparent glass substrate (corresponding to the transparent substrate 1, see FIG. 1). As the material for the hole injection layer 20, MoO 3 (“Molybdenum trioxide” manufactured by Japan High-Purity Chemical Co., Ltd.) was used, and the hole injection layer 20 having a thickness of 70 nm was formed on the transparent glass substrate by vacuum deposition. . Next, the buffer layer 21 was laminated on the upper surface of the hole injection layer 20. As a material of the buffer layer 21, PEDOT (“polyethylenedioxythiophene” manufactured by HC Starck) was used, and a buffer layer having a thickness of 30 nm was laminated by a spin coating method. Next, the hole transport layer 22 was laminated on the upper surface of the buffer layer 21. As a material for the hole transport layer 22, TAPC (1,1-bis [(di-4-tolylamino) phenyl] cyclohexane) (“1,1-bis (4- (N, N-di (para-tolyl) amino)-) The hole transport layer 22 having a film thickness of 50 nm was laminated by a vacuum deposition method using “Phenyl) cyclohexane” (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.). Next, the light emitting layer 23 was laminated on the upper surface of the hole transport layer 22. The weight ratio of CBP (4,4′-bis [9-dicarbazolyl] -2,2′-biphenyl) and Ir (ppy) 3 (Tris (2-phenylpyridine) iridium (III)) as the material of the light emitting layer 23 Using a mixture of 100: 5 (“4,4′-bis (9-carbazolyl) -biphenyl and tris (2-phenylpyridine) iridium” manufactured by Luminescence Technology Co., Ltd.) A 30 nm light emitting layer 23 was laminated. Next, the charge transport layer 24 was laminated on the upper surface of the light emitting layer 23. As a material for the charge transport layer 24, BCP (Bathocuprione) (“Basocproin” manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.) was used, and the charge transport layer 24 having a thickness of 20 nm was laminated by vacuum deposition.

次いで、電荷輸送層24の上面にバッファ層25を形成させた。バッファ層25として、電荷輸送層24の上面に真空蒸着法によりLiF膜(膜厚1nm)を積層させた。   Next, the buffer layer 25 was formed on the upper surface of the charge transport layer 24. As the buffer layer 25, a LiF film (film thickness: 1 nm) was laminated on the upper surface of the charge transport layer 24 by a vacuum deposition method.

次いで、バッファ層25の上面にカソード電極5を形成させた。カソード電極5として、バッファ層25の上面に真空蒸着法によりAlNd膜(膜厚70nm)を積層させた。以上のようにしてサンプルAを作成した。
<サンプルB作成>
Next, the cathode electrode 5 was formed on the upper surface of the buffer layer 25. As the cathode electrode 5, an AlNd film (film thickness: 70 nm) was laminated on the upper surface of the buffer layer 25 by a vacuum deposition method. Sample A was prepared as described above.
<Sample B creation>

次に、サンプルBの作成方法について説明する。はじめに、作成したサンプルBの物理構成について説明する。図4は、作成したサンプルBの物理的構成を示す断面図である。図4に示すように、発光性有機材料4は、ホール注入層30と、バッファ層31と、ホール輸送層32と、電荷輸送性発光層33と、バッファ層34とを積層させることにより形成させた。これらは、図4に示すように、ホール注入層30の上面にバッファ層31が積層し、バッファ層31の上面にホール輸送層32が積層し、ホール輸送層32の上面に電荷輸送性発光層33が積層し、電荷輸送性発光層33の上面にバッファ層34が積層した状態となっている。また、発光性有機材料4のホール注入層30は、透明基板1上に櫛状に形成されたアノード電極とゲート電極とを覆うように積層した状態となるように配置させた。また、発光性有機材料4のバッファ層34の上面に、カソード電極5を積層させて配置させた。   Next, a method for creating Sample B will be described. First, the physical configuration of the created sample B will be described. FIG. 4 is a cross-sectional view showing a physical configuration of the prepared sample B. As shown in FIG. 4, the light-emitting organic material 4 is formed by laminating a hole injection layer 30, a buffer layer 31, a hole transport layer 32, a charge transport light-emitting layer 33, and a buffer layer. It was. As shown in FIG. 4, a buffer layer 31 is laminated on the upper surface of the hole injection layer 30, a hole transport layer 32 is laminated on the upper surface of the buffer layer 31, and a charge transporting light emitting layer is formed on the upper surface of the hole transport layer 32. 33 is laminated, and the buffer layer 34 is laminated on the upper surface of the charge transporting light emitting layer 33. In addition, the hole injection layer 30 of the luminescent organic material 4 was disposed so as to be laminated on the transparent substrate 1 so as to cover the anode electrode and the gate electrode formed in a comb shape. Further, the cathode electrode 5 was laminated on the upper surface of the buffer layer 34 of the luminescent organic material 4.

次いでサンプルBの作成方法について説明する。透明基板1(図1参照)として透明ガラス基板を用いた。また、アノード電極及びゲート電極の材料としてクロムを用いた。そして、真空蒸着法により、クロムで形成された櫛状の電極(ライン幅:2μm、ライン間隔:10μm)を透明ガラス基板上に形成させ、これらをアノード電極及びゲート電極とした。アノード電極及びゲート電極は同一条件にて作成されているため、双方の膜厚は同一である(膜厚100nm)。なお、アノード電極及びゲート電極の透過率は小さく(透過率:1%以下(可視透過域))、双方の電極は不透明な状態となっている。   Next, a method for creating Sample B will be described. A transparent glass substrate was used as the transparent substrate 1 (see FIG. 1). Further, chromium was used as a material for the anode electrode and the gate electrode. Then, comb-shaped electrodes (line width: 2 μm, line interval: 10 μm) formed of chromium were formed on a transparent glass substrate by vacuum deposition, and these were used as an anode electrode and a gate electrode. Since the anode electrode and the gate electrode are formed under the same conditions, the film thicknesses of both are the same (film thickness 100 nm). Note that the transmittance of the anode electrode and the gate electrode is small (transmittance: 1% or less (visible transmission region)), and both electrodes are in an opaque state.

次いで、透明ガラス基板(透明基板1に相当、図1参照)の表面に形成させたアノード電極及びゲート電極を覆うように、ホール注入層30を積層させた。ホール注入層30の材料としてMoO(「三酸化モリブデン」日本高純度化学(株)製)を使用し、真空蒸着法により、膜厚62nmのホール注入層30を透明ガラス基板上に形成させた。次いで、ホール注入層30の上面にバッファ層31を積層させた。バッファ層31の材料としてPEDOT(「ポリエチレンジオキシチオフェン」H.C.Starck社製)を使用し、スピンコート法により、膜厚30nmのバッファ層を積層させた。次いで、バッファ層31の上面にホール輸送層32を積層させた。ホール輸送層32の材料としてTPD(N,N'-diphenyl-N,N'- bis(3-methylphenyl) 1- 1'biphenyl- 4,4'-diamine)(「N,N'−ビス(3−メチルフェニル)−N,N'−ジフェニルベンジジン」アルドリッチ社製)を使用し、真空蒸着法により、膜厚50nmのホール輸送層32を積層させた。次いで、ホール輸送層32の上面に電荷輸送性発光層33を積層させた。電荷輸送性発光層33の材料として、Alq3(「トリス(8−ヒドロキシキノリン)アルミニウム」ルミネッセンステクノロジー社製)を使用し、真空蒸着法により、膜厚50nmの電荷輸送性発光層33を積層させた。 Next, the hole injection layer 30 was laminated so as to cover the anode electrode and the gate electrode formed on the surface of the transparent glass substrate (corresponding to the transparent substrate 1, see FIG. 1). MoO 3 (“Molybdenum trioxide” manufactured by Japan High Purity Chemical Co., Ltd.) was used as the material for the hole injection layer 30, and the hole injection layer 30 having a thickness of 62 nm was formed on the transparent glass substrate by vacuum deposition. . Next, a buffer layer 31 was stacked on the upper surface of the hole injection layer 30. As a material of the buffer layer 31, PEDOT (“polyethylenedioxythiophene” manufactured by HC Starck) was used, and a buffer layer having a thickness of 30 nm was laminated by a spin coating method. Next, the hole transport layer 32 was laminated on the upper surface of the buffer layer 31. As a material for the hole transport layer 32, TPD (N, N′-diphenyl-N, N′-bis (3-methylphenyl) 1-1′biphenyl-4,4′-diamine) (“N, N′-bis (3 -Methylphenyl) -N, N′-diphenylbenzidine (manufactured by Aldrich Co.) was used, and a hole transport layer 32 having a film thickness of 50 nm was laminated by a vacuum deposition method. Next, a charge transporting light emitting layer 33 was laminated on the upper surface of the hole transport layer 32. As a material for the charge transporting light emitting layer 33, Alq3 (“Tris (8-hydroxyquinoline) aluminum” manufactured by Luminescence Technology Co., Ltd.) was used, and the charge transporting light emitting layer 33 having a film thickness of 50 nm was laminated by vacuum deposition. .

次いで、電荷輸送性発光層33の上面にバッファ層34を形成させた。バッファ層34として、電荷輸送性発光層33の上面に真空蒸着法によりLiF膜(膜厚1nm)を積層させた。   Next, the buffer layer 34 was formed on the upper surface of the charge transporting light emitting layer 33. As the buffer layer 34, a LiF film (film thickness: 1 nm) was laminated on the upper surface of the charge transporting light emitting layer 33 by a vacuum deposition method.

次いで、バッファ層34の上面にカソード電極5を形成させた。カソード電極5として、バッファ層34の上面に真空蒸着法によりAl膜(膜厚70nm)を形成させた。以上のようにしてサンプルBを作成した。
<サンプルC作成>
Next, the cathode electrode 5 was formed on the upper surface of the buffer layer 34. As the cathode electrode 5, an Al film (thickness 70 nm) was formed on the upper surface of the buffer layer 34 by vacuum deposition. Sample B was prepared as described above.
<Sample C creation>

次に、サンプルCの作成方法について説明する。はじめに、作成したサンプルCの物理構成について説明する。図5は、作成したサンプルCの物理的構成を示す断面図である。図5に示すように、発光性有機材料4は、ホール輸送層40と、電荷輸送性発光層41と、バッファ層42とを積層させることにより形成させた。これらは、図5に示すように、ホール輸送層40の上面に電荷輸送性発光層41が積層し、電荷輸送性発光層41の上面にバッファ層42が積層した状態となっている。そして発光性有機材料4のホール輸送層40は、透明基板1上に櫛状に形成されたアノード電極とゲート電極とを覆うように積層した状態となるように配置させた。また、バッファ層42の上面に、カソード電極5を積層させて配置させた。   Next, a method for creating Sample C will be described. First, the physical configuration of the created sample C will be described. FIG. 5 is a cross-sectional view showing a physical configuration of the created sample C. As shown in FIG. 5, the light-emitting organic material 4 was formed by laminating a hole transport layer 40, a charge transport light-emitting layer 41, and a buffer layer 42. As shown in FIG. 5, the charge transporting light emitting layer 41 is laminated on the upper surface of the hole transport layer 40, and the buffer layer 42 is laminated on the upper surface of the charge transporting light emitting layer 41. The hole transport layer 40 of the luminescent organic material 4 was disposed so as to be laminated on the transparent substrate 1 so as to cover the anode electrode and the gate electrode formed in a comb shape. Further, the cathode electrode 5 was laminated on the upper surface of the buffer layer 42.

次いでサンプルCの作成方法について説明する。透明基板1(図1参照)としてITO基板を用いた。そして、ITO膜を削り取り、ITO膜の櫛状のライン(ライン幅:2μm、ライン間隔:10μm)を透明ガラス基板上に形成させた。そしてこれらをアノード電極及びゲート電極とした。なお、アノード電極及びゲート電極の膜厚は同一(膜厚70nm)である。なお、アノード電極及びゲート電極の透過率は大きく(透過率:80%以上(可視透過域))双方の電極は透明な状態となっている。   Next, a method for creating Sample C will be described. An ITO substrate was used as the transparent substrate 1 (see FIG. 1). Then, the ITO film was scraped, and comb-like lines (line width: 2 μm, line interval: 10 μm) of the ITO film were formed on the transparent glass substrate. These were used as an anode electrode and a gate electrode. Note that the anode electrode and the gate electrode have the same film thickness (film thickness 70 nm). Note that the transmittance of the anode electrode and the gate electrode is large (transmittance: 80% or more (visible transmission region)), and both electrodes are in a transparent state.

次いで、ITO基板(透明基板1に相当、図1参照)の表面にITO膜により形成されているアノード電極及びゲート電極を覆うように、ホール輸送層40を積層させた。ホール輸送層40の材料としてTPD(「N,N'−ビス(3−メチルフェニル)−N,N'−ジフェニルベンジジン」アルドリッチ社製)を使用し、真空蒸着法により、膜厚50nmのホール輸送層40を積層させた。次いで、ホール輸送層40の上面に電荷輸送性発光層41を積層させた。電荷輸送性発光層41の材料として、Alq3(「トリス(8−ヒドロキシキノリン)アルミニウム」ルミネッセンステクノロジー社製)を使用し、真空蒸着法により、膜厚50nmの電荷輸送性発光層33を積層させた。次いで、電荷輸送性発光層41の上面にバッファ層42を形成させた。バッファ層42として、電荷輸送性発光層41の上面に真空蒸着法によりLiF膜(膜厚1nm)を積層させた。   Next, the hole transport layer 40 was laminated on the surface of the ITO substrate (corresponding to the transparent substrate 1, see FIG. 1) so as to cover the anode electrode and the gate electrode formed by the ITO film. TPD (“N, N′-bis (3-methylphenyl) -N, N′-diphenylbenzidine” manufactured by Aldrich) is used as a material for the hole transport layer 40, and a hole transport with a film thickness of 50 nm is formed by vacuum deposition. Layer 40 was laminated. Next, a charge transporting light emitting layer 41 was laminated on the upper surface of the hole transport layer 40. As a material for the charge transporting light emitting layer 41, Alq3 (“Tris (8-hydroxyquinoline) aluminum” manufactured by Luminescence Technology Co., Ltd.) was used, and a charge transporting light emitting layer 33 having a film thickness of 50 nm was laminated by a vacuum deposition method. . Next, the buffer layer 42 was formed on the upper surface of the charge transporting light emitting layer 41. As the buffer layer 42, a LiF film (film thickness: 1 nm) was laminated on the upper surface of the charge transporting light emitting layer 41 by a vacuum deposition method.

次いで、バッファ層42の上面にカソード電極5を形成させた。カソード電極5として、バッファ層42の上面に真空蒸着法によりAl膜(膜厚70nm)を積層させた。以上のようにしてサンプルCを作成した。
<輝度測定による評価>
Next, the cathode electrode 5 was formed on the upper surface of the buffer layer 42. As the cathode electrode 5, an Al film (film thickness: 70 nm) was laminated on the upper surface of the buffer layer 42 by vacuum deposition. Sample C was prepared as described above.
<Evaluation by luminance measurement>

次に、上述にて説明した作成方法により作成したサンプルA、サンプルB、及びサンプルCについて、電極に印加させる電圧の条件を変えて発光させ、発生した光の輝度を測定することにより評価を実施した。   Next, with respect to Sample A, Sample B, and Sample C created by the creation method described above, evaluation was performed by changing the voltage conditions applied to the electrodes to emit light and measuring the luminance of the generated light. did.

評価したサンプルとして、サンプルA、サンプルB、及びサンプルCを使用した。そして、各々のサンプルにおけるゲート電極に印加する電圧の条件を以下のように設定した状態で、アノード電極に印加する印加電圧と輝度との関係を測定した。
測定1:サンプルC使用。ゲート電極電圧:5VDC(カソード電極電圧:0VDC)。
測定2:サンプルB使用。ゲート電極電圧:5VDC(カソード電極電圧:0VDC)。
測定3:サンプルA使用。ゲート電極電圧:5VDC(カソード電極電圧:0VDC)。
測定4:サンプルA使用。ゲート電圧:方形波形状の交流電圧(周波数:20Hz〜15MHz、振幅:10V、デューティー比:1/128)(カソード電極電圧:0VDC)。
(サンプルA:電極の厚さ:アノード電極<ゲート電極、電極の透明度:不透明)
(サンプルB:電極の厚さ:アノード電極=ゲート電極、電極の透明度:不透明)
(サンプルC:電極の厚さ:アノード電極=ゲート電極、電極の透明度:透明)
Sample A, sample B, and sample C were used as samples to be evaluated. Then, the relationship between the applied voltage applied to the anode electrode and the luminance was measured with the conditions of the voltage applied to the gate electrode in each sample set as follows.
Measurement 1: Sample C used. Gate electrode voltage: 5 VDC (cathode electrode voltage: 0 VDC).
Measurement 2: Sample B used. Gate electrode voltage: 5 VDC (cathode electrode voltage: 0 VDC).
Measurement 3: Sample A used. Gate electrode voltage: 5 VDC (cathode electrode voltage: 0 VDC).
Measurement 4: Sample A used. Gate voltage: square-wave AC voltage (frequency: 20 Hz to 15 MHz, amplitude: 10 V, duty ratio: 1/128) (cathode electrode voltage: 0 VDC).
(Sample A: electrode thickness: anode electrode <gate electrode, electrode transparency: opaque)
(Sample B: electrode thickness: anode electrode = gate electrode, electrode transparency: opaque)
(Sample C: electrode thickness: anode electrode = gate electrode, electrode transparency: transparent)

なお、輝度測定には「輝度計BM−3」((株)トプコン製)を使用した。また、輝度測定時において電極に電圧を印加するための測定器として、「半導体パラメータアナライザ4155B」(ヒューレットパッカード社製)を使用した。   In addition, “luminance meter BM-3” (manufactured by Topcon Co., Ltd.) was used for luminance measurement. Further, “Semiconductor Parameter Analyzer 4155B” (manufactured by Hewlett-Packard Company) was used as a measuring instrument for applying a voltage to the electrodes during luminance measurement.

輝度測定結果について図6を参照して説明する。図6は、測定1〜測定4の条件にて輝度測定を行った結果を示した図である。図6に示す曲線のうち、曲線51が測定1の条件で輝度測定をおこなった場合の結果に対応し、曲線52が測定2の条件で輝度測定をおこなった場合の結果に対応し、曲線53が測定3の条件で輝度測定をおこなった場合の結果に対応し、曲線54が測定4の条件で輝度測定をおこなった場合の結果に対応している。   The luminance measurement result will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a diagram showing the results of luminance measurement under the conditions of Measurement 1 to Measurement 4. Among the curves shown in FIG. 6, the curve 51 corresponds to the result when the luminance measurement is performed under the condition of measurement 1, the curve 52 corresponds to the result when the luminance measurement is performed under the condition of measurement 2, and the curve 53 Corresponds to the result when the luminance measurement is performed under the condition of measurement 3, and the curve 54 corresponds to the result when the luminance measurement is performed under the condition of measurement 4.

図6に示すように、アノード電極に印加する電圧を増加させるに従い、発生する光の輝度が大きくなっている。また、アノード電極への印加電圧が同一である条件下では、測定4(曲線54)、測定3(曲線53)、測定2(曲線52)、測定1(曲線51)の順に発生する光の輝度が大きくなっている。そして、測定4(曲線54)では、アノード電極の電圧が7.5Vである場合に、30arb.unit以上の輝度が得られている。さらに、発光を開始させるために必要な駆動電圧であるターンオン電圧をそれぞれの測定結果間で比較すると、測定1〜測定3(曲線51〜曲線53)の条件下におけるターンオン電圧が約3Vであるのに対し、測定4(曲線54)の条件下におけるターンオン電圧が約2.5Vとなっており、より低い電圧で発行させることが可能な状態となっている。   As shown in FIG. 6, the brightness of the generated light increases as the voltage applied to the anode electrode is increased. Further, under the condition that the applied voltage to the anode electrode is the same, the luminance of light generated in the order of measurement 4 (curve 54), measurement 3 (curve 53), measurement 2 (curve 52), and measurement 1 (curve 51). Is getting bigger. In measurement 4 (curve 54), when the voltage of the anode electrode is 7.5 V, 30 arb. A luminance higher than unit is obtained. Further, when the turn-on voltage, which is a driving voltage necessary for starting light emission, is compared between the respective measurement results, the turn-on voltage under the conditions of measurement 1 to measurement 3 (curve 51 to curve 53) is about 3V. On the other hand, the turn-on voltage under the condition of the measurement 4 (curve 54) is about 2.5 V, and it can be issued at a lower voltage.

アノード電極の電圧(図6における横軸)を同一条件とした場合に、測定1の結果(曲線51)と比較して測定2の結果(曲線52)において輝度が高くなっている(例えば、アノード電圧:7.5Vの条件において、測定1(曲線51):約10arb.unit、測定2(曲線52):約15arb.unit)。測定1の条件と測定2の条件との差異は、アノード電極及びゲート電極が透明であるかどうかという点にある(測定1(曲線51):透明、測定2(曲線52):不透明)。従ってこのことから、アノード電極及びゲート電極の透過率を小さくして不透明とすることにより、有機EL素子を高い輝度にて発光させることが可能であることがわかった。   When the voltage of the anode electrode (horizontal axis in FIG. 6) is the same, the luminance in the measurement 2 result (curve 52) is higher than the measurement 1 result (curve 51) (for example, the anode Under conditions of voltage: 7.5 V, measurement 1 (curve 51): about 10 arb.unit, measurement 2 (curve 52): about 15 arb.unit). The difference between the conditions for measurement 1 and the conditions for measurement 2 is that the anode electrode and the gate electrode are transparent (measurement 1 (curve 51): transparent, measurement 2 (curve 52): opaque). Therefore, it has been found that the organic EL element can emit light with high luminance by reducing the transmittance of the anode electrode and the gate electrode to make it opaque.

また、アノード電極の電圧(図6における横軸)を同一条件とした場合に、測定2の結果(曲線52)と比較して測定3の結果(曲線53)において輝度が高くなっている(例えば、アノード電圧:7.5Vの条件において、測定2(曲線52):約15arb.unit、測定3(曲線53):約20arb.unit)。測定2の条件と測定3の条件との差異は、ゲート電極3の厚さがアノード電極の厚さよりも大きいかどうかという点にある(測定2(曲線52):アノード電極=ゲート電極、測定3(曲線53):アノード電極<ゲート電極)。従ってこのことから、ゲート電極の厚さをアノード電極の厚さよりも大きくすることにより、有機EL素子を高い輝度にて発光させることが可能であることがわかった。   In addition, when the voltage of the anode electrode (horizontal axis in FIG. 6) is the same, the luminance in the measurement 3 result (curve 53) is higher than the measurement 2 result (curve 52) (for example, Measurement 2 (curve 52): about 15 arb.unit, measurement 3 (curve 53): about 20 arb.unit) under conditions of anode voltage: 7.5V. The difference between the conditions of measurement 2 and the conditions of measurement 3 is that the thickness of the gate electrode 3 is larger than the thickness of the anode electrode (measurement 2 (curve 52): anode electrode = gate electrode, measurement 3). (Curve 53): Anode electrode <gate electrode). Therefore, it was found from this that the organic EL element can emit light with high luminance by making the thickness of the gate electrode larger than the thickness of the anode electrode.

また、アノード電極の電圧(図6における横軸)を同一条件とした場合に、測定3の結果(曲線53)と比較して測定4の結果(曲線54)において輝度が著しく高くなっている(例えば、アノード電圧:7.5Vの条件において、測定3(曲線53):約20arb.unit、測定4(曲線54):30arb.unit以上)。測定3の条件と測定4の条件との差異は、ゲート電極に直流電圧を印加するか交流電圧を印加するかという点にある(測定3(曲線53):直流電圧、測定4(曲線54):交流電圧)。従ってこのことから、ゲート電極3に交流電圧を印加した場合に、有機EL素子を高い輝度にて発光させることが可能であることがわかった。   In addition, when the voltage of the anode electrode (horizontal axis in FIG. 6) is the same, the luminance in the measurement 4 result (curve 54) is significantly higher than the measurement 3 result (curve 53) ( For example, measurement 3 (curve 53): about 20 arb.unit, measurement 4 (curve 54): 30 arb.unit or more under the condition of anode voltage: 7.5 V). The difference between the condition of measurement 3 and the condition of measurement 4 is that a DC voltage or an AC voltage is applied to the gate electrode (measurement 3 (curve 53): DC voltage, measurement 4 (curve 54)). : AC voltage). Therefore, it has been found that when an alternating voltage is applied to the gate electrode 3, the organic EL element can emit light with high luminance.

さらに、測定1〜測定3(曲線51〜23)の条件である場合と比較して、測定4(曲線54)の条件である場合にターンオン電圧が小さくなっている(測定1〜測定3(曲線51〜曲線53):約3V、測定4(曲線54):約2.5V)。測定1〜測定3の条件と測定4の条件との差異は、ゲート電極3に直流電圧を印加するか交流電圧を印加するかという点にある(測定1〜測定3(曲線51〜曲線53):直流電圧、測定4(曲線54):交流電圧)。従ってこのことから、ゲート電極3に交流電圧を印加した場合に、有機EL素子を低いターンオン電圧にて発光させることが可能であることがわかった。   Further, the turn-on voltage is lower when the measurement 4 (curve 54) is used than when the measurement 1 to measurement 3 (curve 51 to 23) are used (measurement 1 to measurement 3 (curve 54). 51-curve 53): about 3V, measurement 4 (curve 54): about 2.5V). The difference between the conditions of measurement 1 to measurement 3 and the condition of measurement 4 is that a DC voltage or an AC voltage is applied to the gate electrode 3 (measurement 1 to measurement 3 (curve 51 to curve 53)). : DC voltage, measurement 4 (curve 54): AC voltage). Therefore, it has been found that when an alternating voltage is applied to the gate electrode 3, the organic EL element can emit light with a low turn-on voltage.

なお、今回の測定では、サンプルとして使用したサンプルA、サンプルB、及びサンプルCにおける発光性有機材料4の種類を異なる構成とした。そのため、上述における輝度の差異は発光性有機材料4の違いに起因することが想起される。しかしながら、別途実験により、電極構造を同一条件とした状態で各々の発光性有機材料4に電圧を印加した場合に、ほぼ同一の輝度が得られることを確認している。よって、上述の輝度の相違の理由は、単純に電極構造に起因するものであると判断できる。   In this measurement, the types of the light-emitting organic materials 4 in Sample A, Sample B, and Sample C used as samples were different. Therefore, it is recalled that the difference in luminance described above is caused by the difference in the luminescent organic material 4. However, it has been confirmed by experiments that when the voltage is applied to each of the light-emitting organic materials 4 under the same electrode structure conditions, almost the same luminance can be obtained. Therefore, it can be determined that the reason for the difference in luminance is simply due to the electrode structure.

以上説明したように、透明基板1上にアノード電極2とゲート電極3とをプレーナ状に櫛状に配置させ、ゲート電極3の厚さをアノード電極2の厚さよりも大きくなるように調整し、アノード電極2とゲート電極3のうち少なくとも一つの透過率を低くして不透明とし、ゲート電極3に対して交流電圧を印加して発光性有機材料4を発光させることによって、従来の二端子有機EL素子と比較して、高い輝度で且つ低いターンオン電圧にて有機EL素子10を発光させることが可能であることが明らかとなった。   As described above, the anode electrode 2 and the gate electrode 3 are arranged in a planar shape in a comb shape on the transparent substrate 1, and the thickness of the gate electrode 3 is adjusted to be larger than the thickness of the anode electrode 2. A conventional two-terminal organic EL device is formed by reducing the transmittance of at least one of the anode electrode 2 and the gate electrode 3 to make it opaque and applying an alternating voltage to the gate electrode 3 to cause the light-emitting organic material 4 to emit light. It has been clarified that the organic EL element 10 can emit light with higher luminance and lower turn-on voltage than the element.

有機EL素子10の物理構成を示す断面図である。2 is a cross-sectional view showing a physical configuration of an organic EL element 10. FIG. 有機EL素子10の電気的構成図である。1 is an electrical configuration diagram of an organic EL element 10. FIG. 作成した有機EL素子10(サンプルA)の物理的構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the physical structure of the produced organic EL element 10 (sample A). 作成したサンプルBの物理的構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the physical structure of the produced sample B. FIG. 作成したサンプルCの物理的構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the physical structure of the created sample C. FIG. 三端子有機EL素子の輝度測定結果を示す図である。It is a figure which shows the brightness | luminance measurement result of a 3 terminal organic EL element.

符号の説明Explanation of symbols

1 透明基板
2 アノード電極
3 ゲート電極
4 発光性有機材料
5 カソード電極
20 ホール注入層
21 バッファ層
22 ホール輸送層
23 発光層
24 電荷輸送層
25 バッファ層
30 ホール注入層
31 バッファ層
32 ホール輸送層
33 電荷輸送性発光層
34 バッファ層
40 ホール輸送層
41 電荷輸送性発光層
42 バッファ層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Transparent substrate 2 Anode electrode 3 Gate electrode 4 Luminescent organic material 5 Cathode electrode 20 Hole injection layer 21 Buffer layer 22 Hole transport layer 23 Light emitting layer 24 Charge transport layer 25 Buffer layer 30 Hole injection layer 31 Buffer layer 32 Hole transport layer 33 Charge transporting light emitting layer 34 Buffer layer 40 Hole transporting layer 41 Charge transporting light emitting layer 42 Buffer layer

Claims (3)

透明基板と、
前記透明基板の表面にプレーナ状に配置されたアノード電極及びゲート電極であって、双方の電極が交互に櫛状に配置されたアノード電極及びゲート電極と、
前記透明基板における前記アノード電極と前記ゲート電極とが配置されている面に積層される有機材料であって、発光性を有する材料を少なくとも含む有機材料である発光性有機材料と、
前記発光性有機材料における前記透明基板と接する面の反対側の面に積層されるカソード電極とからなるプレーナ電極を有する有機EL素子であって、
前記アノード電極と前記カソード電極との間に直流電圧を印加し、前記ゲート電極と前記カソード電極との間に交流電圧を印加することにより、前記発光性有機材料を発光させることを特徴とするプレーナ電極を有する有機EL素子。
A transparent substrate;
An anode electrode and a gate electrode arranged in a planar shape on the surface of the transparent substrate, both of which are alternately arranged in a comb shape;
A light-emitting organic material that is an organic material that is laminated on a surface of the transparent substrate on which the anode electrode and the gate electrode are disposed, and that includes at least a light-emitting material;
An organic EL element having a planar electrode comprising a cathode electrode laminated on a surface opposite to a surface in contact with the transparent substrate in the light emitting organic material,
A planar light emitting device that emits light from the light-emitting organic material by applying a DC voltage between the anode electrode and the cathode electrode and applying an AC voltage between the gate electrode and the cathode electrode. An organic EL device having an electrode.
前記ゲート電極の厚さが前記アノード電極の厚さよりも大きいことを特徴とする請求項1に記載のプレーナ電極を有する有機EL素子。   2. The organic EL element having a planar electrode according to claim 1, wherein the thickness of the gate electrode is larger than the thickness of the anode electrode. 前記アノード電極及び前記ゲート電極のうち少なくとも一方が不透明であることを特徴とする請求項1又は2に記載のプレーナ電極を有する有機EL素子。   3. The organic EL element having a planar electrode according to claim 1, wherein at least one of the anode electrode and the gate electrode is opaque.
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