JPH02139892A - 有機薄膜el素子 - Google Patents
有機薄膜el素子Info
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- H10K50/00—Organic light-emitting devices
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
膜EL素子に関するものである。
大面積フルカラー表示素子を実現するものとして注目を
集めた。例えばアントラセンやペリレンをLB法や真空
蒸着法等で薄膜化し、直流駆動の有機薄膜EL素子が製
造され、その発光特性が研究されている。しかし、従来
の有機薄膜EL素子は駆動電圧が高く、その発光輝度・
効率が無機薄膜EL素子のそれと比べ低かった。また、
発光特性の劣化も著しく実用レベルのものはできなかっ
た。
の有機薄膜EL素子が報告され強い関心を集めている(
アプライド・フィジックス・レターズ、51巻、913
ページ、1987年)。この新しいタイプの有機薄膜E
L素子は、第3図に示すように、強い蛍光を発する金属
キレート錯体を有機蛍光体薄膜24に使用し、アミン系
材料を正孔伝導性有機物の正孔注入層23に使用してお
り、明るい緑色発光が得られる。6〜7■の直流印加で
数100cd/m”の輝度を得ている。最大発光効率は
1.5ρm/Wと、実用レベルに近い性能を持っている
。
が2層積層した構造を有している新しい有機薄膜EL素
子は、最大発光輝度が1000c d / m 2以上
の明るい緑色発光を示す。しかし、この素子は電流駆動
型であるために上記の輝度を得るために100 mA/
cm2以上の電流を流さなければならない。この結果電
極部での電力損(ジュール熱)が、素子サイズが大きく
なるほど無視できないほどに増大し、全体としての効率
低下を招いていた。またこの有機薄膜EL素子で発生し
たジュール熱は素子劣化を速め、この素子の実用化を困
難にしている。更に、電圧印加時間の経過とともに素子
に流れ、る電流が減少し、この結果発光輝度が低下して
いった。
低下させることがこの有機薄膜EL素子の実用化の上で
非常に重要である。しかし、従来の技術ではこれらの問
題解決が困難であった。
信頼性に優れた有機薄膜EL素子を提供することを目的
としている。
、少なくとも一方が透明である一対の電極間に順次P型
無機半導体薄膜層、正孔伝導性の有機薄膜層および有機
蛍光体薄膜層を積層した構造を有する事を特徴とした有
機薄膜EL素子である。
うであると考えられている。即ち、ITOなどの正孔注
入電極から有機の正孔注入層に正孔が注入され、その層
を伝導して有機蛍光体薄膜層に正孔が注入される。一方
、仕事関数の低い金属を主体とした電子注入電極から電
子が有機蛍光体薄膜層に注入される。注入された電子は
有機蛍光体薄膜層を伝導し、有機の正孔注入層との界面
で正孔と再結合して一重項励起子を生成する。この結果
発光が生じる。発光スペクトルは有機蛍光体薄膜層の蛍
光スペクトルと一致し、前記−重項励起子は有機蛍光体
薄膜層で生成されていることが確認されている。
び電子注入電極から正孔注入層及び有機蛍光体薄膜層へ
の電荷注入効率、正孔注入層及び有機蛍光体薄膜層内で
の電荷輸送効率、有機蛍光体薄膜層内での励起子生成及
び発光遷移確率を高めることが重要である。この点をふ
まえ更に発光効率の高い有機薄膜EL素子を鋭意研究し
た。
有機の正孔注入層より格段に優れた無機物の低抵抗P型
薄膜半導体を有機薄膜EL素子の正孔注入層として使用
し、正孔注入電極からの正孔注入効率及び正孔注入層内
の正孔輸送効率を高める事が可能となった。低抵抗P型
薄膜半導体材料としては非晶質あるいは微結晶のSi。
機薄膜EL素子の発光効率を十分高めることができなか
った。
界面に有機の正孔注入層を挿入すると、有機薄膜El−
素子の発光効率は格段に向上した。
することによる発光効率向上のメカニズムは明確ではな
いが、次にように考えている。即ち、有機蛍光体薄膜層
と無機のPを半導体薄膜層との界面に正孔伝導性有機薄
膜層が無い場合、界面でのエネルギーポテンシャルの関
係から有機蛍光体薄膜層の界面の電子が無機の低抵抗P
型半導体側に流れやすくなった。その結果P型無機半導
体薄膜層の界面に近いところの有機蛍光体薄膜層内で電
子密度が低下し、電子・正孔再結合が少なくなった。
孔伝導性有機薄膜を挿入することにより電子を有機蛍光
体薄膜層界面に多量に蓄積させることができるようにな
った。その結果有機蛍光体薄膜層内での電子・正孔再結
合が多くなった。
から5倍改善された。従来よりも少ない電流で発光する
ため、ジュール熱の発生量が少なくなった。この結果、
素子発熱にともなう発光特性の劣化も少なくなった。
から200 OAの間であれば充分に効果が認められた
。有機薄膜の厚さが2OA未満であるとトンネル電流が
流れはじめ有機薄膜層挿入の効果がなくなった。一方有
機薄膜層の厚さが2000A以上であると、この有機薄
膜層での電力損失が無視できなくなる。
の界面に電荷のトラップ層が形成され、これが原因で素
子に流せる電流が減少し、発光も低下した。しかし、本
発明による有機薄膜EL素子では上記のような減少は極
めて少なく、長時間素子を安定に発光させることが可能
であった。
アルミニウムを用いた。第1図に示すように、ガラス基
板1上に透明電極2を形成してから無機半導体薄膜層3
としてp型の低抵抗アモルファス5iX−1cxを10
OA形成した。次に正孔伝導性の有機薄膜層4として1
,1−ビス(4−N、N−ジトリルアミノフェニル)シ
クロヘキサンを無機半導体薄膜層上に35OA蒸着した
。
00A 、200OA形成して有機薄膜EL素子が完成
する。
2図に示すように、約8Vの直流電圧の印加で300
cd/m2の発光が得られた。従来の素子に比べ発光輝
度・効率が改善されていることがわかる。この有機薄膜
EL素子を電流密度1 mA/−の状態でエージング試
験をしたところ輝度半減時間は1000時間以上であっ
た。従来の素子では100から300時間であったから
、この素子の信顆性は大幅に改善されている。
ウム有機蛍光体ばかりでなく他の有機蛍光体でも同様な
効果が認められた。また低抵抗のP型無機半導体薄膜材
料もアモルファスS i X−ICXばかりでなく他に
SiやCu 1.ZnTe等でも同様な効果が認められ
た。更に正孔伝導性の有機薄膜層材料も本実施例で使用
した1、1−ビス(4−N、N−ジトリルアミノフェニ
ル)シクロヘキサン以外に、他のジアミン形の誘導体や
トリフェニルメタン系等の正孔伝導性有機物で効果が認
められた。
体薄膜層、正孔導電性の有機薄膜層および有機蛍光体薄
膜層を順次積層した構造を有することを特徴とした有機
薄膜EL素子であり、有機薄膜EL素子を構成する材料
そのものを限定するものではない。
大幅に改善することができた。
ルまで引き上げることができ、その工業的価値は高い。
断面構造を示す図、第2図は本発明により製造した有機
薄膜EL素子の発光特性を従来素子と比軸して示した図
、第3図は従来の有機薄膜EL素子の断面構造を示した
図である。 1・・・ガラス基板、2・・・透明電極、3・・・P型
無機半導体薄膜層、4・・・正孔伝導性の有機薄膜層、
5.24・・・有機蛍光体薄膜層、6・・・背面電極、
23・・・有機正孔注入層。
Claims (1)
- 1)少なくとも一方が透明である一対の電極間に順次P
型無機半導体薄膜層、正孔伝導性の有機薄膜層および有
機蛍光体薄膜層を積層した構造を有する事を特徴とした
有機薄膜EL素子。
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