JPH03205477A

JPH03205477A - 電界発光素子

Info

Publication number: JPH03205477A
Application number: JP2000089A
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: 1990-01-05
Filing date: 1990-01-05
Publication date: 1991-09-06

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工ネルギーを直接光．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
ｎＳＣｕ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２００ｖ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−　１９
４３９３及び米国特許４，７２０，４３２には緑色発光
素子、Ｊｐｎ．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ａｐｐｌｉｅｄ
Ｐｈｙｓｉｃｓ．ｖｏ１．２７，Ｐ７１３−７１５には
黄色発光素子が開示されており、これらは通常１００Ｖ
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或
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
或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。

すなわち、本発明の電界発光素子は陽極および陰極の間
に一層または複数層の有機化合物による薄膜を狭持じて
なるものであり、特に薄膜のうち少くとも一層を構威す
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［Ｉ］において、Ａｒとして用いられるアリール
基の例としては、フェニル、ナフチル、スチリル、アン
トリル、アセナフテニル、フルオレニル、フェナントリ
ル、インデニル、ピレニル、ピリジル、ビリミジル、フ
ラニル、ピロニル、チオフェニル、キノリル、ベンゾフ
ラニル、ペンゾチオフェニル、クンドリル、カリバゾリ
ル、ペンゾオキサゾリル、キノキサリル、ペンゾイミダ
ゾリル、ピラゾリル、ジベンゾフラニル、ジベンゾチオ
フエニル等があげられる。

また一般式［Ｉ］におけるＲ　Ｉ　、Ｒ　２　、Ｒ　３
、Ｒ４、ＲＳおよびＡｒの置換基としては以下のものを
あげることができる。

５（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〜Ｃ２０とりわけＣ
　Ｉ　’＝　Ｃ　Ｉ２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ハロゲン原子、水酸基
、シアノ基、Ｃ１〜Ｃ１２のアルコキシ基、フエニル基
又はハロゲン原子、Ｃ１〜Ｃ　Ｉ２のアルキル基もしく
は０１〜Ｃ　Ｉ２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、フエニル、ナフチル、スチリル、アントリル、ピ
リジル、ピリミジル、フラニル、ピロリル、チオフエニ
ル、ペンゾフラニル等を示し、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（−ＯＲ３）；Ｒ３は（２）で定義
したアルキル基を表わす。

６（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（−ＳＲ３）；Ｒ３は（２）で定
義したアルキル基を表わす。

Ｒ５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または（３）で定義したアリー
ル基を表わし、またビベリジル基、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
。またユロリジル基のようにアリール基上の炭素原子と
共同で環を形威してもよい。

（８）アルコキシ力ルボニル基（−ＣＯＯＲ６）　　，
Ｒ６は（２〉で定義したアルキル基又はク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Ｉイａ中Ｒ　’　、Ｒ　”およびＲ６は上記で定義しｔこ意味
を表わす。但しＲ４及びＲ５におち）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。

（Ｉ０）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ノレキレンジチオ基。

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（こより薄膜化し、陽極及び
陰極で挟持すること（．こより構或される。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ｔコ
めｊ．こ、電荷注入輸送層を電極との間に別（二設↓ナ
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（Ｓｎ
Ｏｚ）、酸化錫インジウム（ＩＴＯ）、沃化銅などの仕
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−メチルチオフエン）、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％以上の光透過率を有
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。

９［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　５００五のインジウムー錫酸化物（Ｉ
Ｔ○）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分問いれ、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、蒸着速度の制御できる抵抗加
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１・を温度コントローラーにより
制御し、蒸着速度が２，＆／ｓとなるように保った。蒸
着時の真空度は０．７×１０’　Ｔｏｒｒ．，基板温度
は２０℃であった。ＩＴＯ上に生威した蒸着層の膜厚は
８００　，＆であった。

１　０次に発光層上に膜厚１５００λ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。

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。

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。

１１（Ｅ２）ゝＣ１１３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。

１２実施例４発光物質として下記式（Ｅ−４）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−４）ＯＣＨ　３実施例５陽極としてインジウムースズ酸化物（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１．０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分問いれ、１　３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’−
ジフェニルーＮ．Ｎ’−（３−メチルフエニル）−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　２００℃に制
御し、蒸着速度が２Ｘ／ｓとなるように保った。蒸着時
の真空度は０．７Ｘ　１０”６Ｔｏｒｒｓ基板温度は２
０℃であった。ＩＴＯ上に生成した蒸着層の膜厚は６０
０λであった。

次に前記正孔輸送層上に下記式（Ｅ−５）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　，＆であった。

次にこの螢光性化合物層の上に膜厚１５００　ＸのＭｇ
−Ａｇによる陰極を蒸着した。このように１４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−５）Ｃ２　Ｈｓ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５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　メこ　。

（Ｅ−６）１５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５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）Ｃ｝ｉ：ｉｌ６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５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。

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５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。

更にこの発光素子は湿度を十分に除去した状１７態において空気中で作動させることが可能であった。

実施例ｌＯ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５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。

［発明の効果コ１８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。１・・・基板、２，４・・・電極、３ａ・・・発光層、
８Ｉ〕・・・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、Ａｒは置換あるいは未置換のアクール基を表わし、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、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＿１とＲ＿２が共同で環を形成していてもよい。