JPH03195795A

JPH03195795A - 電界発光素子

Info

Publication number: JPH03195795A
Application number: JP1334742A
Authority: JP
Inventors: Masabumi Ota; 正文太田; Teruyuki Onuma; 大沼　照行; Fumio Kawamura; 史生河村; Hirota Sakon; 洋太左近; Toshihiko Takahashi; 俊彦高橋
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1989-12-26
Filing date: 1989-12-26
Publication date: 1991-08-27

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は発光性物質からなる発光層を有し、電界を印加
することにより電界印加エネルギーを直接光エネルギー
に変換でき、従来の白熱灯、螢光灯あるいは発光ダイオ
ード等とは異なり大面積の面状発光体の実現を可能にす
る電界発光素子に関する。

［従来の技術］電界発光素子はその発光励起機構の違いから、（Ｉ）発
光層内での電子や正孔の局所的な移動により発光体を励
起し、交流電界でのみ発光する真性電界発光素子と、（
２）電極からの電子と正孔の注入とその発光層内での再
結合により発光体を励起し、直流電界で作動するキャリ
ア注入型電界発光素子の二つに分けられる。

（Ｉ）の真性電界発光型の発光素子は一般にＺｎＳにＭ
ｎ５Ｃｕ等を添加した無機化合物を発光体とするもので
あるが、駆動に２００■以上の高い交流電界を必要とす
ること、製造コストが高いこと、輝度や耐久性も不十分
である等の多くの問題点を有する。

（２）のキャリア注入型電界発光素子は発光層として薄
膜状有機化合物を用いるようになってから高輝度のもの
が得られるようになった。例えば、特開昭５９−１９４
３９３及び米国特許４，７２０．４３２には緑色発光素
子、Ｊｐｎ、Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｒＡｐｐＨｅｄＰｈｙ
ｓｌｃｓ、ｖｏｌ、２７．Ｐ７１３−７１５には黄色発
光素子が開示されており、これらは通常１ｏｏｖ以下の
直流電界下で高輝度の発光をする。

しかし、上記の例を含め、有機物を発光体とするキャリ
ア注入型電界発光素子はその研究も浅く、未だその材料
研究やデバイス化への研究が充分になされているとは言
えず、現状では更に輝度の向上、発光波長のコントロー
ル、耐久性の向上など、多くの課題をかかえているのが
実情である。

［発明が解決しようとする課題］本発明は上記の実情に鑑みてなされたものであり、発光
性能が長時間に亘って持続する耐久性に優れた電界発光
素子を提供しようとするものである。

［課題を解決するための手段］本発明者らは、上記課題を解決するための発光層の構成
要素について鋭意検討した結果、陽極及び陰極と、これ
らの間に挟持された一層又は複数層の有機化合物層より
構成される電界発光素子において、前記有機化合物層の
うち少なくとも一層が、下記一般式（Ｉ）で表わされる
有機化合物を構成成分とする層であることを特徴とする
電界発光素子が上記課題に対し、有効であることを見出
し、本発明を完成するに至った。

Ｉ？！；但し、上記一般式（Ｉ）においてＲＩ、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ
４、ＲＳは各々独立に水素、ハロゲン原子、シアノ基、
ニトロ基、アルキル基、フェニル基、スチリル基等のア
リール基、アルコキシ基、アミノ基、アルコキシカルボ
ニル基、あるいはアシル基等を示す。

更にＲ２とＲ３、Ｒ３とＲ４、あるいはＲ４とＲ５が共
同で縮合環を形成していてもよい。

すなわち本発明の電界発光素子は陽極及び陰極の間に一
層又は複数層の有機化合物による薄膜を挟持して成るも
のであり、特に薄膜のうち少なくとも一層を構成する主
要化合物として前記一般式で示される有機化合物を用い
るものである。

一般式［１］におけるＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒｓを
具体的に示すと以下のものをあげることができる。

（Ｉ）ハロゲン原子、トリフルオロメチル基、シアノ基
、ニトロ基（２）アルキル基；好ましくは０１〜Ｃ２とりわけＣ１
〜ＣＩ２の直鎖又は分岐鎖のアルキル基であり、これら
のアルキル基は更にノ１０ゲン原子、水酸基、シアノ基
、Ｃ１〜Ｃｏのアルコキシ基、フェニル基又はノ１０ゲ
ン原子、Ｃ１＝Ｃｕのアルキルのアルコキシ基で置換されたフェニル基を含有してもよ
い。

（３）アリール基；炭素環式あるいは複素環式芳香環で
あり、これらの例としてはフエ．ニル、ナフチル、スチ
リル、アントリル、アセナフチニル、フルオレニル、フ
エナントリル、インデニル、ピレニル、ピリジル、ピリ
ミジル、フラニル、ピロニル、チオフェニル、キナリル
、ベンゾフラニル、ベンゾチオフェニル、インドリル、
カルバゾリル、ベンゾオキサシリル、キノキサリル、ベ
ンゾイミダゾリル、ピラゾリル、ジベンゾフラニル、ジ
ベンゾチオフェニル等が挙げられる。

又、Ｒ２とＲ３、Ｒ３とＲ４あるいはＲ４とＲｓが共同
で環を形成し縮合環系を形成してもよい。

これらのアリール基は更にハロゲン原子、水酸基、シア
ノ基、ニトロ基、アルキル基、アルコキシ基、アミノ基
等で置換されていてもよい。

（４）アルコキシ基（−ＯＲ’）；Ｒ３は（２）で定義
したアルキル基を表わす。

（５）アリールオキシ基；アリール基は（３）で定義し
た基を示す。

（６）アルキルチオ基（−９Ｒ３）；Ｒ３は（２）で定
義したアルキル基を表わす。

Ｒコ素原子、（２）で定義したアルキル基、アセチル基、ベ
ンゾイル基等のアシル基又は（３）で定義したアリール
基を表わし、又ピペリジル基、モルホリル基のように、
Ｒ４とＲ５が窒素原子と共同で環を形成してもよい。又
ユロリジル基のようにアリール基上の炭素原子と共同で
環を形成してもよい。

（８）アルコキシカルボニル基（−ＣＯＯＲＧ）　　；
Ｒ６は（２）で定義したアルキル基又は（３）で定義し
たアリール基を表わす。

（９）アシル基（−ＣＯＲ＆）　、スルホニル基ＲコＲ４Ｒ５およびＲ６は上記で定義した意味を表わす。但
しＲ４及びＲ５においてアリール基上の炭素原子と共同
で環を形成する場合を除く。

（ｌＯ）メチレンジオキシ基又はメチレンジチオ基等の
アルキレンジオキシ基又はアルキレンジチオ基。

本発明における電界発光素子は以上で説明した化合物を
真空蒸着法、溶液塗布法等により薄膜化し、陽極及び陰
極で挟持することにより構成される。その際、化合物中
に添加物として他の物質を複数種添加することもできる
。又、電極からの電荷注入効率を向上させるために、電
荷注入輸送層を電極との間に別に設けることも可能であ
る。陽極材料としてはニッケル、金、白金、パラジウム
やこれらの合金あるいは酸化錫（ＳｎＯｚ）　、酸化錫
インジウム（ＩＴＯ）、沃化鋼などの仕事関数の大きな
金属やそれらの合金、化合物、更にはポリ（３−メチル
チオフェン）、ポリピロール等の導電性ポリマーなどを
用いることができる。一方、陰極材料としては、仕事関
数の小さな銀、錫、鉛、マグネシウム、マンガン、アル
ミニウム、あるいはこれらの合金が用いられる。陽極及
び陰極として用いる材料のうち少なくとも一方は、素子
の発光波長領域において十分透明であることが望ましい
。具体的には８０％以上の光透過率を存することが望ま
しい。

以上の各層はガラス等の透明基板上に順次積層されて素
子として構成されるわけであるが、素子の安定性の向上
、特に大気中の水分に対する保護のために、別に保護層
を設けたり、素子全体をセル中にいれ、シリコンオイル
等を封入するようにしてもよい。

［実施例］以下実施例によって本発明を具体的に説明する。

実施例１陽極として厚さ５００スのインジウム−錫酸化物（ＩＴ
Ｏ）の薄膜の形成されたガラス基板（ＨＯＹＡ製）を中
性洗剤により洗浄し、次いでエタノール中で約１０分間
超音波洗浄した。これを沸騰したエタノール中に約１分
間いれ、取り出した後、直ぐに送風乾燥を行った。次に
ガラス基板上に下記式（Ｅ−１）で示される化合物を、
加熱温度が設定され、蒸着速度のｖＪａできる抵抗加熱
源で蒸着して螢光性有機化合物層（発光層）を形成した
。

具体的に説明すると、式（Ｅ−１）で示される化合物を
含んだタンタル製ボートを温度コントローラーにより制
御し、蒸着速度が２人／ｓとなるように保った。蒸着時
の真空度は０．７Ｘ１０−Ｇ　ＴＯｒｒｓ基板温度は２
０”Ｃであった。ＩＴＯ上に生成した蒸着層の膜厚は６
００λであった。

次に発光層上に膜厚１５００　、ｔのＭｇ−Ａｇ合金か
らなる陰極を蒸着した。このようにして得られた発光素
子に外部電源を接続して、電流を流したところ、陽極側
にプラスのバイアス電圧を印加した場合に、明瞭な発光
が確認された。又素子は湿度を十分に除去した状態にお
いて空気中で作動させることが可能であった。

（Ｅ−１）実施例２発光物質としては下記式（Ｅ−２）で示される化合物を
用いた以外は実施ｆ！４１と同様にして発光素子を作製
した。得られた発光素子は陽極側にプラスのバイアス電
圧を印加した場合に明瞭な発光を呈した。

更にこの発光素子は湿度を十分に除去した状態において
空気中で作動させることが可能であった。

（Ｅ−２）２Ｈ６実施例３発光物質として下記式（Ｅ−３）で示される化合物を用
いた以外は実施例１と同様にして発光素子を作製した。

得られた発光素子は陽極側にプラスのバイアス電圧を印
加した場合に明瞭な発光を呈した。

（Ｅ　−３）実施例４陽極としてインジウム−スズ酸化物（ＩＴＯ）ガラス（
ＨＯＹＡ製）を中性洗剤により洗浄し、次いでエタノー
ル中で約１０分間超音波洗浄した。

これを沸騰したエタノール中に約１分間いれ、取り出し
た後、すぐに送風乾燥を行った。次にガラス基板上に正
孔輸送能を有する有機化合物であるＮ、Ｎ’−ジフェニ
ル−Ｎ、Ｎ’−（３−メチルフェニル）−１，１°−ビ
フェニル−４，４°−ジアミン（Ｔ　Ｐ　Ｄ）を、加熱
温度が設定され、蒸着速度を制御できる抵抗加熱源で蒸
着して正孔輸送能を有する有機化合物層（正孔輸送層）
を形成した。すなわち、ＴＰＤを含んだタンタル製ボー
トを温度コントローラーにより制御し、蒸着速度が２人
／Ｓとなるように保った。蒸着時の真空度は０．７ｘ　
１０−’　Ｔｏｒｒｓ基板温度は２０℃であった。

ＩＴＯ上に生成した蒸着層の膜厚は８００人であった。

次に前記正孔輸送層上に下記式（Ｅ−４）で示される螢
光性有機化合物を加熱温度が設定され蒸着速度の制御で
きる抵抗加熱源で蒸着して螢光性化合物層を形成した。

膜厚は７００五であった。

次にこの螢光性化合物層の上に膜厚１５００　ＡのＭｇ
−Ａｇによる陰極を蒸着した。このようにして得られた
発光素子に外部電源を接続して、電流を流したところ、
陽極側にプラスのバイアス電圧を印加した場合に、明瞭
な発光が確認された。又素子は湿度を十分に除去した状
態において空気中で作動させることが可能であった。

（Ｅ−４）実施例５螢光性有機化合物として下記式（Ｅ　−５）で示される
化合物を用いた以外は実施例４と同様にして発光素子を
作製した。得られた発光素子は陽極側にプラスのバイア
ス電圧を印加した場合に明瞭な発光を呈した。

更に、この発光素子は湿度を十分に除去した状態におい
て空気中で作動させることが可能であった。

（Ｅ−５）実施例６螢光性有機化合物として下記式（Ｅ−６）で示される化
合物を用いた以外は実施例４と同様にして発光素子を作
製した。得られた発光素子は陽極側にプラスのバイアス
電圧を印加した場合は明瞭な発光を呈した。

（Ｅ−６）実施例７螢光性有機化合物として下記式（Ｅ−７）で示される化
合物を用いた以外は実施例４と同様にして発光素子を作
製した。得られた発光素子は陽極側にプラスのバイアス
電圧を印加した場合は明瞭な発光を呈した。

（Ｅ−７）実施例８螢光性有機化合物として下記式（Ｅ−８）で示される化
合物を用いた以外は実施例４と同様にして発光素子を作
製した。得られた発光素子は陽極側にプラスのバイアス
電圧を印加した場合は明瞭な発光を呈した。

（Ｅ−８）実施例９螢光性有機化合物として下記式（Ｅ−９）で示される化
合物を用いた以外は実施例４と同様にして発光素子を作
製した。得られた発光素子は陽極側にプラスのバイアス
電圧を印加した場合は明瞭な発光を呈した。

（Ｅ−９）３Ｃ＼実施例１０螢光性有機化合物として下記式（Ｅ−１０）で示される
化合物を用いた以外は実施例４と同様にして発光素子を
作製した。得られた発光素子は陽極側にプラスのバイア
ス電圧を印加した場合は明瞭な発光を呈した。

０−ＣＨ２−ＣＨ２［発明の効果］以上説明したように本発明の電界発光素子は湿度を十分
に除去した状態で空気中で作動させることが可能である
。又、発光性能が長時間持続でき、耐久性も優れている
。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜第１図（ｄ）は本発明の代表的な電界発
光素子の模式断面図である。ｌ・・・基板、２．４・・・電極、３ａ・・・発光層、
３ｂ・・・電子輸送層、３ｃ・・・正孔輸送層。

Claims

【特許請求の範囲】　陽極及び陰極と、これらの間に挟持された一層又は複
数層の有機化合物層より構成される電界発光素子におい
て、前記有機化合物層のうち少なくとも一層が、下記一
般式（Ｉ）で表わされる有機化合物を構成成分とする層
であることを特徴とする電界発光素子。一般式（Ｉ） ▲数式、化学式、表等があります▼ 但し、上記一般式（Ｉ）においてＲ＿１、Ｒ＿２、Ｒ＿
３、Ｒ＿４、Ｒ＿５は各々独立に水素、ハロゲン原子、
シアノ基、ニトロ基、アルキル基、フエニル基、スチリ
ル基等のアリール基、アルコキシ基、アミノ基、アルコ
キシカルボニル基、あるいはアシル基等を示す。更にＲ＿２とＲ＿３、Ｒ＿３とＲ＿４、あるいはＲ＿４
とＲ＿５が共同で縮合環を形成していてもよい。