JPH03230584A - Organic-film light emitting element - Google Patents

Organic-film light emitting element

Info

Publication number
JPH03230584A
JPH03230584A JP2025101A JP2510190A JPH03230584A JP H03230584 A JPH03230584 A JP H03230584A JP 2025101 A JP2025101 A JP 2025101A JP 2510190 A JP2510190 A JP 2510190A JP H03230584 A JPH03230584 A JP H03230584A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
organic film
electrode
holes
electrons
organic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2025101A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2991450B2 (en
Inventor
Takashi Ekusa
俊 江草
Nobuhiro Motoma
信弘 源間
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2510190A priority Critical patent/JP2991450B2/en
Priority to DE69027697T priority patent/DE69027697T2/en
Priority to EP90303351A priority patent/EP0390551B1/en
Publication of JPH03230584A publication Critical patent/JPH03230584A/en
Priority to US07/921,379 priority patent/US5294810A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2991450B2 publication Critical patent/JP2991450B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE:To make one picture element emit rays of light of multiple colors by allowing electrons to be tunnel-injected into the second organic film and holes to be tunnel-injected into the first organic film to respectively make light emitting recombination. CONSTITUTION:This organic-film light emitting element is constituted of the first electrode (M1) 5, first organic film (O1) 4, second organic film (O2) 3, and second electrode (M2) 2 in the descending order. The second electrode 2 is a transparent electrode of ITO, etc., formed on, for example, a glass substrate 1 and light is taken out from the substrate 1 side. Barriers to electrodes and holes are formed at the joining boundary of the films 4 and 3 and, when a bias voltage which makes the electrode 2 positive is applied across the electrodes 5 and 2, electrons are injected into the first organic film 4 from the first electrode 5 and holes are injected into the second organic film 3 from the second electrode 2. Thus the electrons and holes are tunnel-injected into the organic films and make light emitting recombination in the organic films, resulting in the light emission of a wavelength determined by the first organic film and the light emission of another wavelength determined by the second organic film.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的コ (産業上の利用分野) 本発明は、有機膜を用いた発光素子に係り、特に2層以
上の6機膜の組み合わせにより一画素多色発光を可能と
した有機膜発光素子に関する。
Detailed Description of the Invention [Purpose of the Invention (Industrial Field of Application) The present invention relates to a light emitting device using an organic film, and in particular to a light emitting device that uses a combination of two or more six film layers to emit multicolor light per pixel. This invention relates to an organic film light emitting device that has been made possible.

(従来の技術) 近年、表示素子や照明素子等として用いられる有機膜発
光素子の研究開発が盛んに行われている。例えば、凡用
大学の斎藤省吾は、1986年に金属電極/芳香族色素
/ポリチオフェン/透明電極を用いた有機2層構造素子
を報告している( J 、  J 、 Appl、Ph
ys 、 25.L773,1988) 、ここでは、
6機膜の膜厚が1μm以上あり、印加電圧も100vと
大きい。これに対して、コダック社のC,W、Tang
等は、Mg −Ag /AIq3 /ジアミン/ITO
という有機2層構造で、有機膜の膜厚を1000Å以下
にすることによって、印加電圧10V以下で駆動して実
用上十分な輝度を示す素子が得られたことを報告してい
る(A P L。
(Prior Art) In recent years, research and development of organic film light emitting elements used as display elements, lighting elements, etc. has been actively conducted. For example, Shogo Saito of Bonyo University reported in 1986 an organic two-layer structure device using a metal electrode/aromatic dye/polythiophene/transparent electrode (J, J, Appl, Ph.
ys, 25. L773, 1988), here:
The thickness of the 6-layer membrane is 1 μm or more, and the applied voltage is as high as 100V. On the other hand, Kodak's C, W, Tang
etc. are Mg-Ag/AIq3/diamine/ITO
It has been reported that by reducing the thickness of the organic film to 1000 Å or less with the organic two-layer structure, an element that can be driven with an applied voltage of 10 V or less and exhibits sufficient brightness for practical use has been obtained (A P L .

51.913.1987 )。これらの発光素子は、正
孔注入性的な色素と正孔注入性的な色素とを組合わせて
有機2層構造とすることを基本とし、有機膜をできるだ
け薄くすること、正孔注入側の金属電極に仕事関数の小
さいものを選ぶこと、真空蒸着法或いは昇華法によって
有機膜を形成する際に電気的欠陥が発生しないような材
料を選択すること、等を主要な特徴としている。凡用大
学の斎藤省酉は更に1988年には、正孔注入層/発光
層/正孔注入層という有機3層構造素子を提案し、発光
層に高いフォトルミネセンスを示す色素を選ぶことによ
って高輝度発光が得られることを示した( J 、  
J 、 Appl、Phys 、 、 27.L269
.198g)。
51.913.1987). These light-emitting devices are based on an organic two-layer structure made by combining a hole-injecting dye and a hole-injecting dye. The main features include selecting a metal electrode with a small work function, and selecting a material that will not cause electrical defects when forming an organic film by vacuum evaporation or sublimation. Furthermore, in 1988, Shoto Saito of Bonyo University proposed an organic three-layer structure element consisting of a hole injection layer/emissive layer/hole injection layer, and by selecting a dye showing high photoluminescence for the emissive layer. It was shown that high-intensity luminescence could be obtained (J,
J. Appl. Phys., 27. L269
.. 198g).

その他これまでに、各種の有機膜の紹合わせによる発光
素子構造、単層の有機膜であっても、発光剤と正孔注入
剤を混合することによっである程度の発光が認められる
こと、発光体であるA iq3の特性劣化に関する研究
等が次々に報告されており、また同様の特許出願が多く
なされている。
Other research has been done so far, including the structure of a light-emitting device by combining various organic films, the fact that even a single-layer organic film can emit light to some extent by mixing a luminescent agent and a hole-injecting agent, and Studies on the deterioration of the characteristics of A iq3, which is a chemical compound, have been reported one after another, and many similar patent applications have been filed.

(発明が解決しようとする課題) 有機膜発光素子は、発光輝度についてほぼは実用段階ま
できているが、発光効率や素子寿命素子作成プロセス等
はまだまだ技術的に未解決の問題が多い。発光効率は現
状では良くて1961通常0.1%程度である。発光効
率が低いことは発光に寄与しない電流が電極間に流れる
ことを意味し、この電流はジュール熱を発生するから素
子寿命を低下させる大きな原因となっている。したがっ
て有機膜発光素子を実用化するためには、発光効率を少
なくとも数%から10%以上まで高めることが望まれる
(Problems to be Solved by the Invention) Organic film light emitting devices have almost reached the practical stage in terms of luminance, but there are still many technical unresolved problems in terms of luminous efficiency, device lifespan, and device fabrication process. At present, the luminous efficiency is usually about 0.1% at best. Low luminous efficiency means that a current that does not contribute to luminescence flows between the electrodes, and this current generates Joule heat, which is a major cause of shortening the device life. Therefore, in order to put organic film light emitting devices into practical use, it is desirable to increase the luminous efficiency from at least a few percent to 10% or more.

発光効率を高めるためには、素子構造の最適化と、用い
る材料の電気的性質の最適化が必要である。これまでの
ところ、有機材料の性質に関しては、電子(正孔)輸送
性、電子(正孔)注入性発光性といった定性的な定義し
かなされておらず、これでは素子条件か十分規定されて
いるとはいえない。
In order to increase luminous efficiency, it is necessary to optimize the device structure and the electrical properties of the materials used. So far, the properties of organic materials have only been qualitatively defined, such as electron (hole) transport, electron (hole) injection, and luminescent properties. I can't say that.

本発明は、複数の有機膜の積層構造と金属電極の組合わ
せにおいて、それらの各材料の電気的性質を厳密に定義
した上で、一画素多色の発光を可能とした白−機成発光
素子を提供することを目的とする。
The present invention combines a laminated structure of multiple organic films and metal electrodes, and by strictly defining the electrical properties of each of these materials, the present invention is a white-organic light emitting device that enables multicolor light emission per pixel. The purpose is to provide an element.

[発明の構成コ (課題を解決するための手段) 有機膜は一種の半導体とみなせるので、有機膜を積層し
た素子においては各層の接合面における電気的特性が素
子特性を支配する。すなわち金属電極の仕事関数と、有
機膜の伝導帯レヘル フェルミレ前記第3の有機膜の伝
導帯レベルを考えたときに、各接合面でそれぞれのエネ
ルギーレベルがどの様な関係にあるかが重要になる。本
発明はこの様な観点から、半導体モデルを用いて一画素
多色の発光素子構造を提案する。
[Structure of the Invention (Means for Solving the Problems) Organic films can be regarded as a type of semiconductor, so in an element in which organic films are stacked, the electrical characteristics at the bonding surfaces of each layer govern the element characteristics. In other words, when considering the work function of the metal electrode and the conduction band level of the organic film, it is important to consider the relationship between the energy levels at each junction surface. Become. From this perspective, the present invention proposes a single pixel multicolor light emitting device structure using a semiconductor model.

すなわち本発明に係る発光素子は、電子および正孔に対
して第1を構成する第1の有機膜と第2の有機膜の積層
構造と、この積層(を造を挟んで第1の杓゛導膜側に設
けられた正孔注入用の第1の電極および第2の有機膜側
に設けられた正孔注入用の第2の電電極側Hすることを
基本とする。
That is, the light emitting device according to the present invention has a laminated structure of a first organic film and a second organic film that constitute a first layer for electrons and holes, and a first ladle with this laminated structure in between. Basically, the first electrode for hole injection is provided on the conductive film side, and the second electrode for hole injection is provided on the second organic film side.

そして本発明の第1の発光素子は、上述の基本構造にお
いて、第1.第2の有機膜と節2の電極側に正のバイア
スを与えたときに、第1の電極から第1の有機膜に注入
された電子と第2の7111S極から第2の有機膜に注
入された正孔とか第1の界面に注入された電子と前記第
2の界面に電子、正孔のうち電子が第2の有機膜にトン
ネル注入されて第2の有機膜内で発光再結合し、正孔が
第1の有機膜にトンネル注入されて第1の有機膜内で発
光再結合することを利用する。
The first light emitting element of the present invention has the above-mentioned basic structure. When a positive bias is applied to the second organic film and the node 2 electrode side, electrons are injected from the first electrode into the first organic film and electrons are injected from the second 7111S pole into the second organic film. The holes are tunnel-injected into the second organic film, and the electrons injected into the first interface and the electrons into the second interface are tunnel-injected into the second organic film and recombined in the second organic film. , utilizes the fact that holes are tunnel-injected into the first organic film and recombined in light emission within the first organic film.

具体的には、第1.第2の電極の仕事関数をそれぞれE
いl1,  Ek+2とし、第1の有機膜の伝導帯下端
の真空学位からのエネルギー差(以下これをtBに伝導
帯レベルと呼ぶ)、フェルミレベルの真空準位からのエ
ネルギー差(以下これを単にフェルミレベルと呼ぶ)お
よび価電子帯の上端の真空準位からのエネルギー差(以
下これを単に価電子帯レベルと呼ぶ)をそれぞれEC1
+  ”” lおよびEVIとし、第2の9機膜の伝導
帯レベル、フェルミレ前記第3の有機膜の伝導帯レベル
をそれぞれEc1,E2.E2およびE y2としたと
き、EMI<E+                 
 ・・・ (1)E2<EM2          ・
・・(2)ECI>EC2・・・ (3) E v+> E V2               
 −  (4)を満たすように月料が選択される。より
具体的には、(1)式および(2)式は、EMI  E
CIおよびEVI/  EV7が1eV以下、好ましく
は0.5〜0.3eV以下になることを意味し、また(
3)式および(4)式は、ECI  EC2およびEV
、−EV2が好ましくは0.5eV以上、例えば1eV
以上とする。
Specifically, 1. The work function of the second electrode is E
11, Ek+2, the energy difference from the vacuum level at the lower end of the conduction band of the first organic film (hereinafter this is referred to as the conduction band level at tB), and the energy difference from the vacuum level at the Fermi level (hereinafter simply referred to as tB). The energy difference from the vacuum level at the upper end of the valence band (hereinafter simply referred to as the valence band level) is EC1, respectively.
+ "" l and EVI, and the conduction band level of the second 9-organic film and the conduction band level of the third organic film of Fermile are respectively Ec1, E2 . When E2 and E y2, EMI<E+
... (1) E2<EM2 ・
...(2) ECI>EC2... (3) E v+> E V2
- Monthly charges are selected to satisfy (4). More specifically, equations (1) and (2) are EMI E
This means that CI and EVI/EV7 are 1 eV or less, preferably 0.5 to 0.3 eV or less, and (
Equations 3) and (4) are ECI EC2 and EV
, -EV2 is preferably 0.5 eV or more, for example 1 eV
The above shall apply.

そしてバイアスiヒ圧によって発光色制御が可能となる
ためには、 Ec+−IECI< EVI  EV2       
(5)または、 Ec+−ECI> EVI  EV2      (6
)なる条件を満たす材料が選択される。
In order to be able to control the emitted light color by the bias i pressure, Ec+-IECI< EVI EV2
(5) Or, Ec+-ECI> EVI EV2 (6
) is selected.

また本発明の第2の発光素子は、上述した基本構造にさ
らに、第2の有機膜と第2の電電極側の間こ第3の11
機膜を介在させる。そして第1.第2の有機膜と節2の
電極側に正のバイアスを!ノえたときに、第1の電極か
ら第1の6機膜に注入された電子と第2の電極から前記
第3の6″機j[ぐを介して第2の有機膜に71人され
た正孔とか前記第1の界面に注入された電子と前記第2
の界面に電子正孔のうち電子が第1のしきい値で第2の
有機膜にトンネル注入されて第2の有機膜内で発光再結
合し、さらに第2のしきい値で第3の有機膜に注入され
て第3の有機膜内で発光再結合する。
Further, the second light-emitting element of the present invention has a third eleventh layer between the second organic film and the second electrode in addition to the above-mentioned basic structure.
Interpose a membrane. And the first. Apply a positive bias to the second organic film and node 2 electrode side! When the organic membrane is exposed, electrons are injected from the first electrode into the first organic film and 71 electrons are injected from the second electrode into the second organic film through the third organic film. Holes or electrons injected into the first interface and the second
At the interface of electrons and holes, electrons are tunnel-injected into the second organic film at the first threshold and recombined in the second organic film. It is injected into the organic film and recombined radiatively within the third organic film.

この様な多色発光が可能となるためには具体的には、第
1の発光素子での各材料の電気的特性の関係に加えて、
第3の有機膜の伝導帯レベル、フェルミレ前記第3の有
機膜の伝導帯レベルをそれぞれEC3,EjおよびEV
、としたとき、E(l  EC2< EVI  EV2
      ° (7)EC2<EC3・ (8) E V2′++E V3          −  (
9)EV2<EJ            ・・・ (
lO)を満たすように材料が選択される。
Specifically, in order to make such multicolor light emission possible, in addition to the relationship between the electrical characteristics of each material in the first light emitting element,
The conduction band level of the third organic film and the Fermile conduction band level of the third organic film are EC3, Ej and EV, respectively.
, then E(l EC2< EVI EV2
° (7) EC2<EC3・ (8) E V2′++E V3 − (
9) EV2<EJ... (
The material is selected to satisfy lO).

さらに本発明の第3の発光素子は、上述した基本構造に
おいて、第1の電電極側第1の有機膜の間に第3の有機
膜を介在させる。そして第1.第2の有機膜と節2の電
極側に正のバイアスを与えたときに、第1の電極から第
3の有機膜を介して第1のイJ′機11φに注入された
電子と第2の電極から第2の自磯膜に注入された正孔と
か第1の界面に注入された電子と前記第2の界面に電子
、正孔のうち正孔か第1のしきい値で第1の有機膜にト
ンネル注入されて第1の有機膜内で発光再結合し、さら
に第2のしきい値で第3の有機膜に注入されて第3の1
−1−磯膜内で発光IIf結合する。
Further, in the third light emitting element of the present invention, in the basic structure described above, a third organic film is interposed between the first organic films on the first electrode side. And the first. When a positive bias is applied to the second organic film and the electrode side of node 2, the electrons injected from the first electrode into the first AJ′ machine 11φ via the third organic film and the second Holes injected from the electrode into the second autoisotropic film, electrons injected into the first interface, electrons into the second interface, holes among the holes or the first at the first threshold. is tunnel-injected into the organic film and recombined in the first organic film, and further injected into the third organic film at the second threshold to emit light into the third organic film.
-1- Emission IIf is combined within Isogami.

この様な多色発光か可能となるためには具体的には、第
1のt光素子ての各材料の電気的特性の関係に加えて、
第3の有機膜の伝導帯レベル、フェルミレ前記第3の有
機膜の伝導帯レベルをそれツレEC,、E、およびEV
3としたとき、1:(l  EC,> EVI  EV
2    −  (If)E ct−E x     
      −(12)E VJ< E v+    
     −(13)Ekll<EJ        
      ・・・ (14)をl!lたすように材料
が選択される。
In order to make such multicolor light emission possible, specifically, in addition to the relationship between the electrical characteristics of each material of the first optical element,
The conduction band level of the third organic film is EC, E, and EV.
3, 1:(l EC, > EVI EV
2-(If)Ect-Ex
−(12) E VJ< E v+
−(13) Ekll<EJ
...(14)! Materials are selected so as to

(作用) 本発明による有機膜発光素子の基本構造においては、第
1.第2の有機膜の接合界面に電子1こ対する障壁およ
び正孔に対する障壁が形成される(条件式(3)、(4
) )。また、第2の電極が正になるバイアスを与える
と、第1の電極から第1の有機膜に電子が注入され(条
件式(1) ) 、第2の電極から第2の有機膜に正孔
が注入される(条件式(2))。この結果、第1.第2
の有機膜の間の第1界面には、電気二重層が形成される
(Function) In the basic structure of the organic film light emitting device according to the present invention, first. A barrier for one electron and a barrier for holes are formed at the bonding interface of the second organic film (conditional expressions (3), (4)
) ). Furthermore, when a bias that makes the second electrode positive is applied, electrons are injected from the first electrode into the first organic film (conditional expression (1)), and electrons are injected from the second electrode into the second organic film. Holes are injected (conditional expression (2)). As a result, 1. Second
An electric double layer is formed at the first interface between the organic films.

したかって第1の発光素子においては、ノくイアスミ圧
があるしきい値を越えると、第1の有機膜の電子は第2
の有機膜にトンネル注入され、第2の有機膜内で発光再
結合する。またノ(イアスがあるしきい値を越えると、
第2の有機膜の正孔は第1の有機膜にトンネル注入され
、第1の有機膜内で発光再結合する。こうして、第1の
有機膜で決まる波長の発光と第2の有機膜で決まる波長
の発光か得られる。条件式(5)を満たすときに(よ、
第1の有機膜から第2の有機膜への電子のトンネル注入
か支配的になり、したがって)くイアスミ圧を食えたと
きに、第1のしきい値で第2の有機膜での発光再結合に
よる発光が認められ、第2のしきい値で第1および第2
の有機膜での発光が同時1こ認められる。条件式(6)
を満すときにはこの関係は逆になる。
Therefore, in the first light-emitting element, when the Asumi pressure exceeds a certain threshold, the electrons in the first organic film are transferred to the second organic film.
is tunnel-injected into the second organic film and recombined radiatively within the second organic film. Also, if you cross a certain threshold,
Holes in the second organic film are tunnel-injected into the first organic film and recombined radiatively within the first organic film. In this way, light emission with a wavelength determined by the first organic film and light emission with a wavelength determined by the second organic film can be obtained. When conditional expression (5) is satisfied (yo,
When the tunnel injection of electrons from the first organic film to the second organic film becomes dominant, and therefore the electron beam pressure is exceeded, the emission re-emission in the second organic film occurs at the first threshold value. Luminescence due to binding is observed, and at the second threshold, the first and second
One light emission from the organic film was observed at the same time. Conditional expression (6)
This relationship is reversed when .

第2の発光素子においては、第1.第2の有機膜間の第
1について、電子に対する障壁が正孔に対する障壁より
低(設定され(条件式(7)。
In the second light emitting element, the first. For the first between the second organic films, the barrier to electrons is set lower than the barrier to holes (conditional expression (7)).

(8))  また第2の電極から第3の有機膜に注入さ
れた正孔はほとんど障害なく第2の有機膜まで流れるよ
うに材料が選択される(条件式(9)。
(8)) Furthermore, the material is selected so that the holes injected from the second electrode into the third organic film flow to the second organic film with almost no hindrance (conditional expression (9)).

(10))。これによって、バイアスを与えたときに第
1.第2の有機膜間の第1に蓄積されて電気二重層を形
成するキャリアのうち電子が第2の有機膜にトンネル注
入されて、第2の有機膜で発光再結合する。第2の有機
膜の膜厚がキャリアの平均自由行程より薄ければ、さら
にバイアスが上昇すると多(の電子は第3の有機膜まで
流れて第3の有機膜内で発光再結合する。これにより、
バイアスにより発光色が制御される多色発光素子が得ら
れる。
(10)). This allows the first . Among the carriers that are first accumulated between the second organic films to form an electric double layer, electrons are tunnel-injected into the second organic film and recombined in light emission in the second organic film. If the thickness of the second organic film is thinner than the mean free path of carriers, as the bias increases further, many electrons will flow to the third organic film and recombine in the third organic film. According to
A multicolor light emitting element whose emission color is controlled by bias is obtained.

第3の発光素子においては、第1.第2の有機膜間の第
1について、正孔に対する障壁が電子に対する障壁より
低く設定され(条件式(11)、(12) ) 、また
第1の電極から第3の有機膜に注入された電子はほとん
ど障害なく第2の有機膜まで流れるように材料が選択さ
れる(条件式(13>、(14) )。これによって、
バイアスを与えたときに第1.第2の有機膜間の第1に
蓄積されて電気二重層を形成するキャリアのうち正孔が
第1の有機膜にトンネル注入されて、第1の有機膜で発
光再結合し、さらにバイアスが上昇すると多くの正孔は
第3の6機膜まで流れて第3の有機膜内て発光再結合す
る。これにより、バイアスにより発光色が制御される多
色発光素子が得られる。
In the third light emitting element, the first. For the first layer between the second organic films, the barrier to holes is set lower than the barrier to electrons (conditional expressions (11) and (12)), and the holes injected from the first electrode to the third organic film are The material is selected so that electrons can flow to the second organic film with almost no hindrance (conditional expressions (13>, (14)).As a result,
1st when bias is applied. Among the carriers that are accumulated in the first part between the second organic films to form an electric double layer, holes are tunnel-injected into the first organic film and recombined in light emission in the first organic film. As it rises, many holes flow to the third hexagonal film and are recombined by light emission within the third organic film. As a result, a multicolor light emitting element whose emission color is controlled by bias can be obtained.

(実施例) 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。(Example) Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は一実施例の発光素子断面構造を示す。FIG. 1 shows a cross-sectional structure of a light emitting device according to one embodiment.

この素子は、上から見て第1の電極(M+ )5゜第1
の有機膜(0+ )4.第2の有機膜(02)3および
第2の電i (M 2 ’) 2により構成されている
。第2の電極2はこの実施例ではガラス基板1に形成さ
れたITO等の透明電極であって、光は基板1側から取
出される。透明電電極側して化合物半導体を用いてもよ
い。この素子の製造プロセスは、後に具体的に説明する
が、基板上に真空蒸着法、真空昇華法等によって順次膜
を積層形成する。
This element has a first electrode (M+) of 5° as viewed from above.
Organic film (0+)4. It is composed of a second organic film (02) 3 and a second electrode i (M 2 ') 2. In this embodiment, the second electrode 2 is a transparent electrode made of ITO or the like formed on the glass substrate 1, and light is extracted from the substrate 1 side. A compound semiconductor may be used on the transparent electrode side. The manufacturing process for this element will be explained in detail later, but films are sequentially formed on a substrate by vacuum evaporation, vacuum sublimation, or the like.

第2図は、この発光素子を構成する各層がそれぞれ独立
した状態でのバンド図を示す。第1の有機膜4の伝導帯
レベルをE C1,フェルミレベルをE l r 価電
子帯レベルをEv工とし、第2の有機膜3の伝導帯レベ
ルをEC2t フェルミレベルをEン。
FIG. 2 shows a band diagram in a state where each layer constituting this light emitting element is independent. The conduction band level of the first organic film 4 is E C1, the Fermi level is E l r, the valence band level is Ev, the conduction band level of the second organic film 3 is EC2t, and the Fermi level is E.

価電子帯レベルをE、、2としたとき、図示のように、
E c+ > E C21E v+ > E V2なる
材料が選ばれている。また第1の電極5は、仕事関数E
MIが、E、、<E、てあり、第1の有機膜4に対して
電Tを注入しやすい関係に選ばれている。第2の電極2
は、仕事関数E1,2か、E、A2〉E2であり、第2
の有機膜3に対して正孔を注入しやすい関係に選ばれて
いる。
When the valence band level is set to E, 2, as shown in the figure,
A material satisfying E c+ > E C21E v+ > E V2 is selected. Further, the first electrode 5 has a work function E
MI is E, . second electrode 2
is the work function E1,2 or E,A2>E2, and the second
It is selected in such a manner that it is easy to inject holes into the organic film 3.

第3図は、これらの各層が接合された発光素子の熱平衡
状態でのバンド図である。熱平衡状態では系のフェルミ
レベルが一致する。したがって第2図に示す電極の仕事
関数および有機膜の各エネルギーレベルの大小関係から
、第3図に示すように、第1の電極5と第1の有機膜4
の間は第1の電極5から電子が注入しやすい接合が形成
される。
FIG. 3 is a band diagram of a light emitting device in which these layers are bonded together in a thermal equilibrium state. In thermal equilibrium, the Fermi levels of the system coincide. Therefore, from the magnitude relationship between the work function of the electrode and each energy level of the organic film shown in FIG. 2, as shown in FIG.
A junction is formed between which electrons can be easily injected from the first electrode 5.

第2の電極2と第2のを機成3の間は第2の電極2から
正孔が注入しやすい接合が形成される。第1の有機膜4
と第2の有機膜3の間には、伝導帯にΔEc−E(+ 
 EC2なる障壁が形成され、価電子帯にはΔEv’=
Ev+  EV2なる障壁が形成される。
A junction is formed between the second electrode 2 and the second electrode 3 through which holes can easily be injected from the second electrode 2. First organic film 4
and the second organic film 3, ΔEc-E(+
A barrier called EC2 is formed, and ΔEv'=
A barrier Ev+EV2 is formed.

この実施例の発光素子の動作原理を第4図を用いて説明
する。第4図(a)は、第1の電極5に対して第2の電
極2に正のあるバイアス電圧V1を印加したときの素子
のバンド図である。第1の電極5からは第1の有機膜4
に電子が注入され、第2の電極2からは第2の有機膜3
に正孔が注入されて、これらの電子、正孔は第1、第2
の有機膜3.4の第1界面に蓄積される。この界面にキ
ャリアは、電気二重層を形成することになる。この電気
二重層の厚みは、色素の分子間距離(約10人)である
から、結果としてここに大きい電界が発生する。そして
第4図(b)に示すようにバイアス電圧があるしきい値
を越えてv2になると、電気二重層を形成するキャリア
は第1を通して隣接層にトンネル注入される。第2の有
機膜3から第1の有機膜4に注入された正孔は、 第1の有機膜4内で多数キャリアである電子と再結合し
、これにより第1の波長λ1の発光が得られる。第1の
有機膜4から第2のイj′導膜3に注入された電子は、
第2の有機膜3内で多数キャリアである正孔と再結合し
、これにより第2の波長λ2の発光が得られる。
The operating principle of the light emitting device of this example will be explained with reference to FIG. FIG. 4(a) is a band diagram of the device when a positive bias voltage V1 is applied to the second electrode 2 with respect to the first electrode 5. From the first electrode 5, the first organic film 4
Electrons are injected into the second organic film 3 from the second electrode 2.
Holes are injected into the first and second
is accumulated on the first interface of the organic film 3.4. The carriers will form an electric double layer at this interface. Since the thickness of this electric double layer is equal to the intermolecular distance of the dye (approximately 10 layers), a large electric field is generated here as a result. Then, as shown in FIG. 4(b), when the bias voltage exceeds a certain threshold value and reaches v2, carriers forming the electric double layer are tunnel-injected into the adjacent layer through the first layer. The holes injected from the second organic film 3 into the first organic film 4 recombine with electrons, which are majority carriers, within the first organic film 4, thereby emitting light with the first wavelength λ1. It will be done. The electrons injected from the first organic film 4 to the second Ij′ conductive film 3 are
It recombines with holes, which are majority carriers, within the second organic film 3, and thereby light emission of the second wavelength λ2 is obtained.

第1の波長の発光と第2の波長の発光のいずれが支配的
になるかは、第1.第2の有機膜4,3の第1の電子に
対する障壁高さΔECと、正孔に対する障壁高さΔEv
の関係によって決まる。
Which of the first wavelength light emission and the second wavelength light emission is dominant depends on the first. The barrier height ΔEC of the second organic films 4 and 3 to the first electron and the barrier height ΔEv to the hole
determined by the relationship between

したがって材料を選択することによって、■あるしきい
値で第1.第2の波長光か同時に得られる発光素子、 ■第1のしきい値では第1の波長の発光のみとし、第2
のしきい値で多重発光を得る多色発光素子、 ■第1のしきい値では第2の波長の発光のみとし、第2
のしきい値で多重発光を得る多色発光素子、 のいずれも得ることができる。
Therefore, by selecting the material, ■ the first . A light-emitting element that can simultaneously obtain light of the second wavelength; ■ At the first threshold, only the light of the first wavelength is emitted;
A multicolor light emitting element that obtains multiple light emission at a threshold of
It is possible to obtain any of the following multicolor light emitting elements that obtain multiple light emission at a threshold value of .

第5図(a) (b)は、Ec+  EC2<EVI 
 Ell−1を満すように材料が選択された多色発光素
子の動作を説明するためのバンド図である。先の原理説
明から明らかなようにバイアス電圧Vによって電子。
Figures 5(a) and 5(b) show Ec+ EC2<EVI
FIG. 3 is a band diagram for explaining the operation of a multicolor light emitting element whose materials are selected to satisfy Ell-1. As is clear from the previous explanation of the principle, electrons are generated by bias voltage V.

正孔がそれぞれ注入されて電気二重層が形成されるが、
バイアス電圧Vが第1のしきい値v thxを越えると
、第5図(a)に示すように第1の有機膜から電子が第
2の有機膜にトンネル注入され、第2の有機膜で発光再
結合して波長λ2の発光が生じる。さらにバイアス電圧
Vを上げてこれが第2のしきい値V th2を越えると
、第5図(b)に示すように第2の有機膜から第1の有
機膜への正孔のトンネル注入も始まり、第1の釘導膜で
発光再結合して波長λlの発光が重なる。
Holes are injected and an electric double layer is formed,
When the bias voltage V exceeds the first threshold value v thx, electrons are tunnel-injected from the first organic film into the second organic film, as shown in FIG. The light is recombined and light with a wavelength λ2 is generated. When the bias voltage V is further increased and it exceeds the second threshold value V th2, tunnel injection of holes from the second organic film to the first organic film also begins, as shown in FIG. 5(b). , the emitted light is recombined at the first nail guiding film, and the emitted light with the wavelength λl overlaps.

第6図<a) (b)は、E c+  E C2〉E 
v+  E V2を満すように材料か選択された多色発
光素子の動作を説明するための・\ンド図である。この
場合は第5図と逆に、第1のしきい値v thtで第1
の有機膜での発光(波長λ1)が生し、第2のしきい値
V th2で第2の有機膜での発光(波長λ2)か重な
る。なお第6図での第1.第2のしきい値V Lhl 
 V Lh2 、波長λ1.λ2は第5図でのそれらと
は一般には同しては′ない。
Figure 6<a) (b) is E c+ E C2>E
FIG. 2 is a diagram for explaining the operation of a multicolor light emitting element whose material is selected to satisfy v+E V2. In this case, contrary to FIG. 5, at the first threshold value v tht, the first
The light emission (wavelength λ1) in the organic film occurs, and the light emission (wavelength λ2) in the second organic film overlaps at the second threshold value V th2. Note that 1. in Figure 6. Second threshold V Lhl
V Lh2, wavelength λ1. λ2 are generally not the same as those in FIG.

なお二の実施例の発光素子におけるよ゛うな各接合面で
のエネルギーレベルの大小関係を設定した材料を選択す
るに当たっては、そのエネルギーレベルの大小関係を測
定する方法が必要である。これは、次に説明するような
本発明音等が発見した方法を用いればよい。
In addition, in selecting a material having a magnitude relationship of energy levels at each bonding surface as in the light emitting element of the second embodiment, a method for measuring the magnitude relationship of the energy levels is required. This can be done by using the method discovered by the present invention, which will be described below.

第15図に示すように、金属電極11/シリコレ12/
ンリコン酸化膜13/有機膜14/金属ni D 15
からなる素子を形成する。この素子に第16図に示すよ
うな二角波電圧を印加し、その時の素子の変位電流を測
定する。いま素子の容量をCとすれば、変位電流は、 1−C−dV/dt で表される。第15図の素子で有機膜14がない場合を
考えると、素子は通常知られたMOS素子となり、その
容量はシリコン酸化膜13によって決まる。これに対し
て有機膜14がある場合には、有Fa膜14のフェルミ
レベルと金属電極15の仕事関数の大小関係によって次
のような変位電流が観71′P1される。
As shown in FIG. 15, metal electrode 11 / silicone electrode 12 /
silicon oxide film 13/organic film 14/metal ni D 15
An element consisting of is formed. A square wave voltage as shown in FIG. 16 is applied to this element, and the displacement current of the element at that time is measured. Now, if the capacitance of the element is C, the displacement current is expressed as 1-C-dV/dt. Considering the device shown in FIG. 15 without the organic film 14, the device becomes a commonly known MOS device, the capacitance of which is determined by the silicon oxide film 13. On the other hand, when the organic film 14 is present, the following displacement current 71'P1 is obtained depending on the magnitude relationship between the Fermi level of the Fa-containing film 14 and the work function of the metal electrode 15.

(a)金属電極15の仕事関数と有機膜14のフェルミ
レベルが略等しい場合 この場合、金属電極15と有機膜14の接合は電子、正
孔いずれに対しても高い障壁を持つ接合となる。したか
って有機膜14は絶縁体とみなせるため、素子容量はシ
リコン酸化膜と有機膜の直列容量となり、M OS素子
のそれより小さい一定値を示す。これにより、第16図
のように三角波電圧を素子に印加したときの変位電流は
、第17図に示すような一定の小さい値を示す。
(a) When the work function of the metal electrode 15 and the Fermi level of the organic film 14 are substantially equal In this case, the junction between the metal electrode 15 and the organic film 14 becomes a junction with a high barrier to both electrons and holes. Therefore, since the organic film 14 can be regarded as an insulator, the device capacitance is the series capacitance of the silicon oxide film and the organic film, and exhibits a constant value smaller than that of the MOS device. As a result, when a triangular wave voltage is applied to the element as shown in FIG. 16, the displacement current exhibits a constant small value as shown in FIG. 17.

(b)金属電極15の仕事関数が有機膜]4のフェルミ
レベルより小さい場合 この場合、金属電極15と有機膜14の接合は、金属電
極15から有機膜14に対して電子が注入されやすい接
合を形成する。したがって第15図の二角波電圧を素子
に印加したとき、金属電極15側が負になると金属電極
]5から有機膜14に電子が注入され、この電子は有機
膜14と酸化膜13の界面に蓄積される。この状態では
素子容量は酸化膜13で決まる値となり、第18図に示
すように変位電流はMO3素子のレベルまで増加する。
(b) When the work function of the metal electrode 15 is smaller than the Fermi level of organic film ] 4 In this case, the junction between the metal electrode 15 and the organic film 14 is a junction where electrons are easily injected from the metal electrode 15 into the organic film 14. form. Therefore, when the diagonal wave voltage shown in FIG. 15 is applied to the device, when the metal electrode 15 side becomes negative, electrons are injected from the metal electrode 5 into the organic film 14, and these electrons are transferred to the interface between the organic film 14 and the oxide film 13. Accumulated. In this state, the element capacitance becomes a value determined by the oxide film 13, and the displacement current increases to the level of the MO3 element, as shown in FIG.

印加電圧が金属電極〕5側が正になる極性では、f−t
″機導膜4内の電子は金属電極〕5に流れ去り、変位7
こ流は有機膜]4か絶縁体であるとした場合の小さい値
まで減少する。
When the applied voltage is positive on the metal electrode]5 side, f-t
``Electrons in the conductive film 4 flow away to the metal electrode] 5, resulting in a displacement 7
This current decreases to a small value when it is an organic film]4 or an insulator.

(C)金属iL極]5の仕事関数が+i機模膜14フェ
ルミレベルより大きい場合 この場合、金属電極15とa機成]4の接合は、金属電
極15から白導膜〕4に対して正孔か注入されやすい接
合を形成する。したがって第15図の三角波電圧を素子
に印加したとき、金属電極15側が正になると金属電極
15から有機膜14に正孔が注入され、この正孔は有機
膜14と酸化膜13の界面に蓄積される。この状態では
素子容量は酸化膜13で決まる値となり、第19図に示
すように変位電流はMO5素子のレベルまで増加する。
(C) When the work function of the metal iL electrode]5 is larger than the Fermi level of the +i-mechanical film 14, in this case, the metal electrode 15 and the a-mechanism]4 are connected from the metal electrode 15 to the white conductive film]4. Forms a junction into which holes are easily injected. Therefore, when the triangular wave voltage shown in FIG. 15 is applied to the device, when the metal electrode 15 side becomes positive, holes are injected from the metal electrode 15 into the organic film 14, and these holes are accumulated at the interface between the organic film 14 and the oxide film 13. be done. In this state, the element capacitance becomes a value determined by the oxide film 13, and the displacement current increases to the level of the MO5 element, as shown in FIG.

印加電圧が金属電極15側が負になる極性では、有機膜
14内の正孔は金属電極15に流れ去り、変位電流は有
機膜14が絶縁体であるとした場合の小さい値まで減少
する。
When the applied voltage has a negative polarity on the metal electrode 15 side, the holes in the organic film 14 flow away to the metal electrode 15, and the displacement current decreases to a small value when the organic film 14 is an insulator.

以上は、金属電電極側有機膜の間の関係であるが、次に
第15図の素子構造における有機膜]−4の部分を第1
.第2の有機膜の積層構造として同様の変位電流4pj
定を行う。これにより、二つの有機膜の伝導帯レベル、
フェルミレベル、価電子帯レベルの関係が明らかになる
The above is the relationship between the organic films on the metal electrode side.
.. A similar displacement current 4pj for the laminated structure of the second organic film
Make a decision. As a result, the conduction band level of the two organic films,
The relationship between Fermi level and valence band level becomes clear.

例えば、第15図の素子構造に於いて、有機膜14の金
属電極15に接する部分が第1の有機膜14□てあり、
その下が第2の有機膜]4□であるとする。そして金属
電極15から第1のa機成14、に電子か注入されると
する。これは先の有機膜か単層の素子て調べられている
。もし、変位電流か金属電極15側が負の状態でMOS
素子レベルまで流れてるとすれば、第1の有機膜14に
注入された電子はさらに第2の有機膜142まて注入さ
れているl(になる。これにより、第2のff機導膜4
□は伝導帯レベルが第1の有機膜14、のそれより低い
ことが分かる。この様なMOS素子レベルの変位電流が
観測されないならば、第2の有機膜]4□は伝導帯レベ
ルが第1の有機膜]4、のそれより高いことが分かる。
For example, in the device structure shown in FIG. 15, the portion of the organic film 14 in contact with the metal electrode 15 is the first organic film 14 □,
The second organic film is below] 4□. It is assumed that electrons are injected from the metal electrode 15 into the first a-structure 14. This has been investigated using the previously mentioned organic film or single-layer devices. If the displacement current or the metal electrode 15 side is in a negative state, the MOS
If the electrons flow to the device level, the electrons injected into the first organic film 14 are further injected into the second organic film 142. As a result, the second FF conductive film 4
It can be seen that the conduction band level of □ is lower than that of the first organic film 14. If such a displacement current at the MOS element level is not observed, it can be seen that the conduction band level of the second organic film]4□ is higher than that of the first organic film]4.

価電子帯レベルについても、正孔注入を利用した同様の
変位電流71P+定によって大小関係が分かる。
Regarding the valence band level, the magnitude relationship can also be determined by a similar displacement current 71P+ constant using hole injection.

第1図の素子構造を用いたa機多色発光素子のより具体
的な実施例を次に説明する。
A more specific example of an a-mode multicolor light emitting device using the device structure shown in FIG. 1 will be described below.

実施例1 第1図の素子において、 第1の電極5:エルビウム膜 第1の有機膜4: 第2の有機膜3:ビピレニル 第2の電極2:ITO膜 を用いた。Example 1 In the element of Fig. 1, First electrode 5: Erbium film First organic film 4: Second organic film 3: bipyrenyl Second electrode 2: ITO film was used.

この材料系が第2図の条件を満し、かつE、1−E C
2< E VI  E V2なる条件を満すことは、先
に説明した変位電流M1定法によって確認されている。
This material system satisfies the conditions shown in Figure 2, and E, 1-E C
It has been confirmed by the displacement current M1 method described above that the condition 2<EVI E V2 is satisfied.

素子作成プロセスは次の通りである。ITO膜が形成さ
れたガラス基板上にまず、真空昇華法(真空度〜10−
6Torr)によって第2の有機膜を1000人形成し
、その上に同様に真空昇華法によって第1の有機膜を1
000人形成し、最後に真空蒸着法によってエルビウム
膜を1000人形成する。
The device fabrication process is as follows. First, a vacuum sublimation method (vacuum degree ~10-
6 Torr), and then 1000 layers of the second organic film were formed on top of it using the vacuum sublimation method.
Finally, 1,000 erbium films are formed by vacuum evaporation.

得られた素子にITO電極が正になるバイアスを印加す
ると、3Vで5mAの電流が流れ、輝度500 Cd 
/ m 2の橙色発光が見られた。これは、第1の有機
膜での発光である。バイアス電圧を15Vまで上げると
、輝度は200Cd/m2まで上昇し、発光色は黄緑色
に変化した。これは第2のイー+−機膜による青色発光
が混色した結果である。
When a bias that makes the ITO electrode positive is applied to the obtained device, a current of 5 mA at 3 V flows, and the brightness is 500 Cd.
/m2 orange luminescence was observed. This is light emission from the first organic film. When the bias voltage was increased to 15 V, the luminance increased to 200 Cd/m2 and the luminescent color changed to yellow-green. This is the result of color mixing of the blue light emitted by the second E+-membrane.

実施例2 第1図の素子において、 第1の電極5:エルビウム膜 第1の9機膜4: 第2の有機膜3: 第2の電極2:IT○膜 を用いた。Example 2 In the element of Fig. 1, First electrode 5: Erbium film 1st 9 machine membrane 4: Second organic film 3: Second electrode 2: IT○ membrane was used.

素子作成プロセスおよび各層の膜厚は実施例1と同様で
ある。
The device fabrication process and the film thickness of each layer are the same as in Example 1.

得られた素子にITO電極が正になるバイアス電圧を印
加して、5■で黄色の発光がみとめられた。これは第1
の有機膜4での発光による。さらにバイアス電圧を15
Vまて上げると発光色は赤橙色に変化した。これは第2
のを機成3での発光が重なった結果である。
A bias voltage was applied to the obtained device so that the ITO electrode became positive, and yellow light emission was observed after 5 seconds. This is the first
This is due to light emission from the organic film 4. Further increase the bias voltage to 15
When V was increased, the luminescent color changed to reddish-orange. This is the second
This is the result of the light emission from mechanism 3 overlapping.

第1図は2層の有機膜を用いた多色発光素子の実施例で
あるが、これを基本として更に第3の6機膜を組み合わ
せて多色発光素子を作ることができる。その様な実施例
を次に説明する。
FIG. 1 shows an example of a multicolor light emitting device using two organic films, but based on this, a multicolor light emitting device can be made by further combining a third six-layer film. Such an embodiment will now be described.

第7図はその様な実施例の有機膜多色発光素子の断面図
である。第1図と異なりこの実施例では、第2の有機膜
3と第2の電極2との間に第3の有機膜6が挟まれてい
る。
FIG. 7 is a sectional view of an organic film multicolor light emitting device of such an embodiment. Unlike FIG. 1, in this embodiment, a third organic film 6 is sandwiched between the second organic film 3 and the second electrode 2.

第8図は、第7図の素子の各層の仕事関数その他の電気
的特性を示す。第1の電極5.第1の有機膜4.第2の
有機膜3.第2の電極2の材料特性相互間の関係は、第
1図の実施例と基本的に同じである。ただし、第1の9
機膜4と第2の有機膜3の工事ルギレベルについて、 E c+  E C2< E v+  E V2なる関
係に設定されている。第3の有機膜6については、第2
の有機膜3および第2の電極2との関係で、伝導帯レベ
ルE cq、フェルミレベルEc1,Eおよび価電子帯
レベルEV3が次のように設定されている。
FIG. 8 shows the work function and other electrical characteristics of each layer of the device shown in FIG. First electrode5. First organic film 4. Second organic film 3. The relationship between the material properties of the second electrode 2 is basically the same as in the embodiment of FIG. However, the first 9
The construction pressure levels of the organic membrane 4 and the second organic membrane 3 are set to the relationship E c+ E C2< E v+ E V2. Regarding the third organic film 6, the second
In relation to the organic film 3 and the second electrode 2, the conduction band level Ecq, the Fermi levels Ec1, E, and the valence band level EV3 are set as follows.

LCI>EC2 El・、〜Ev□ E + < E )、12 したかってこれらの層が接合された素子の熱平衡状四で
のバンド図は、第9図のようになる。第1、第2の角−
機成4,3間に電子および正孔いずれに+2’t シて
8)障壁か形成されることは先の実権例と同様である。
LCI>EC2 El·, ~Ev□E+<E), 12 Therefore, the band diagram in the thermal equilibrium state of the element in which these layers are joined is as shown in FIG. First and second corners -
As in the previous example, a +2't barrier is formed between the structures 4 and 3 for both electrons and holes.

ただし伝導帯側の電子に対する障壁ΔE、か価電子帯側
の正孔に対する障壁ΔE■よりノ」\さくなっている。
However, the barrier ΔE for electrons on the conduction band side is smaller than the barrier ΔE■ for holes on the valence band side.

第2の有機膜3の膜厚はキャリアの平均自由行程より薄
く、第2の有機膜3から第3の有機膜6への電子の流れ
に対しては障壁は形成されない。また第2の電極2から
第3の有機膜6には正孔が注入され易く、第3の有機膜
6に注入された正孔はほとんど障害なく第2の有機膜3
まで流れ得るようになっている。
The thickness of the second organic film 3 is thinner than the mean free path of carriers, and no barrier is formed against the flow of electrons from the second organic film 3 to the third organic film 6. In addition, holes are easily injected from the second electrode 2 to the third organic film 6, and the holes injected into the third organic film 6 are transferred to the second organic film 3 without any hindrance.
It is designed to be able to flow up to

この発光素子での多色発光の動作を第10図を用いて説
明する。先の実施例と同様のバイアスを印加することに
より、第1の電極5から第1の有機膜4に電子が注入さ
れ、第2の電極2から第3の6層機膜6を介して第2の
有機膜3に正孔が注入されて、第1.第2の有機膜4,
3の間の第1に電気二重層か形成される。バイアス電圧
が第1のしきい値VthLを越えると、第10図(a)
に示すように第1の有機膜4から第2の有機膜3に電子
がトンネル注入され、第2の有機膜3内で正孔と再結合
して発光する。さらにバイアス電圧を品<シてしきい値
V th2を越えると、第10図(b)に示すように第
1の有機膜4から第2の有機膜3に注入される電子の多
くが再結合されずに第3の有機膜6まで注入され、第3
の有機膜6内て正孔と再結合して発光する。すなわち低
バイアス条件ではバンドギャップの広い第2の有機膜3
からの短波長発光が得られ、高バイアスではこれにバン
ドギャップの狭い第3の有機膜6からの長波長発光が混
色した発光となる。例えば第2の有機膜3を青色発光剤
とし、第3の有機膜6を黄色発光剤とすれば、低印加電
圧では青色発光となり、高印加電圧では白色発光となる
The operation of multicolor light emission in this light emitting element will be explained using FIG. 10. By applying the same bias as in the previous example, electrons are injected from the first electrode 5 into the first organic film 4, and are injected from the second electrode 2 through the third six-layer organic film 6. Holes are injected into the organic film 3 of the first. second organic film 4,
First, an electric double layer is formed between 3 and 3. When the bias voltage exceeds the first threshold value VthL, FIG. 10(a)
As shown in FIG. 3, electrons are tunnel-injected from the first organic film 4 to the second organic film 3, recombine with holes in the second organic film 3, and emit light. When the bias voltage is further increased to exceed the threshold value V th2, many of the electrons injected from the first organic film 4 to the second organic film 3 recombine, as shown in FIG. 10(b). The third organic film 6 is implanted without being implanted.
It recombines with holes in the organic film 6 and emits light. In other words, under low bias conditions, the second organic film 3 with a wide bandgap
At high bias, short-wavelength light emission from the third organic film 6 having a narrow bandgap is mixed with the short-wavelength light emission from the third organic film 6 having a narrow bandgap. For example, if the second organic film 3 is made of a blue light-emitting agent and the third organic film 6 is made of a yellow light-emitting agent, blue light will be emitted at a low applied voltage, and white light will be emitted at a high applied voltage.

第11図は、3層有機膜を用いた別の実施例の多色発光
素子である。この実施例では、第1の電極5と第1の有
機膜4の間に第3の有機膜6が設けられている。
FIG. 11 shows another example of a multicolor light emitting device using a three-layer organic film. In this embodiment, a third organic film 6 is provided between the first electrode 5 and the first organic film 4.

第12図は各層の接合前のエネルギーレベルである。第
1の0゛機膜4と第2の有機膜3のエネルギレベルにつ
いては、第7図のそれと逆にE CI  E c2> 
E yl  E V2なる関係に設定されている。また
第3の有機膜6については、第1の有機膜4および第1
の電極2との関係で、伝導帯レベルEc1,E3.フェ
ルミレベルE3および価電子帯レベルEV3が次のよう
に設定されている。
FIG. 12 shows the energy level of each layer before bonding. Concerning the energy levels of the first organic film 4 and the second organic film 3, E CI E c2>
The relationship is set as E yl E V2. Regarding the third organic film 6, the first organic film 4 and the first
With respect to the electrode 2, the conduction band levels Ec1, E3 . The Fermi level E3 and the valence band level EV3 are set as follows.

EC3〜ECI E v、< E V2 E3>E、。EC3~ECI E v、< E V2 E3>E,.

したがってこれらの層が接合された素子の熱平衡状態で
のバンド図は、第13図のようになる。
Therefore, the band diagram of an element in which these layers are bonded together in a thermal equilibrium state is as shown in FIG. 13.

第1 第2の有機膜4,3間に電子および正孔いずれに
対しても障壁が形成されることは先の実施例と同様であ
る。ただし伝導帯側の電子に対する障壁ΔECが価電子
帯側の正孔に対する障壁ΔEvより大きくなっている。
As in the previous embodiment, a barrier is formed between the first and second organic films 4 and 3 for both electrons and holes. However, the barrier ΔEC for electrons on the conduction band side is larger than the barrier ΔEv for holes on the valence band side.

第2の有機膜3の膜厚はキャリアの平均自由行程より薄
く、第2の有機膜3から第3の有機膜6への正孔の流れ
に対しては障壁は形成されない。また第1の電極5から
第3の有機膜6には電子が注入され易く、第3の有機膜
6に注入された電子はほとんど障害なく第2の角゛機成
3まで流れ得るようになっている。
The thickness of the second organic film 3 is thinner than the mean free path of carriers, and no barrier is formed against the flow of holes from the second organic film 3 to the third organic film 6. Further, electrons are easily injected from the first electrode 5 to the third organic film 6, and the electrons injected into the third organic film 6 can flow to the second corner structure 3 with almost no hindrance. ing.

第14図はこの発光素子での多色発光の動作を示すバン
ド図である。バイアス印加により、第1゜第2のrJ−
機成4.3間の第1部に電気二重層が形成されることは
先の実施例と同様である。バイアス電圧が第1のしきい
値VLhlを越えると、第14図(a)に示すように第
2の有機膜3の正孔が第1の(−j゛機模膜4トンネル
注入され、第1の有機膜4内で発光再結合する。さらに
バイアスを高くしてしきい値V th2を越えると、第
14図(b)に示すように多くの正孔は第3の有機膜6
まで注入され、第3の有機膜6て発光再結合する。した
がってこの実施例でも、バイアスにより発光色が制御さ
れる多色発光が可能となる。 第7図および第11図の
素子構造での具体的な実施例を次に説明する。
FIG. 14 is a band diagram showing the operation of multicolor light emission in this light emitting element. By applying a bias, the 1st degree and the second rJ-
As in the previous embodiment, an electric double layer is formed in the first part between structure 4.3. When the bias voltage exceeds the first threshold value VLhl, the holes in the second organic film 3 are tunnel-injected into the first (-j゛ mechanical film 4) as shown in FIG. When the bias is further increased to exceed the threshold value V th2, many holes are recombined within the third organic film 6 as shown in FIG. 14(b).
The third organic film 6 emits light and recombines. Therefore, this embodiment also allows multicolor light emission in which the color of the emitted light is controlled by the bias. A specific example using the device structure shown in FIGS. 7 and 11 will be described below.

実施例−3 第7図の素子において、 第1のrf機導膜:ビス(ジシアノ−9−フルオレノニ
ル)エタン 第2の有機膜3 ビビレニル 第3の有機膜6.ビコロネニル 第1の電極5:エルビウム 第2の電極:ITO を用いた。この材料系が第8図に示した条件を満たすこ
とは変位電流測定法により確認されている。
Example 3 In the device shown in FIG. 7, first RF conductive film: bis(dicyano-9-fluorenonyl)ethane second organic film 3 bibyrenyl third organic film 6. Bicoronenyl first electrode 5: erbium second electrode: ITO was used. It has been confirmed by displacement current measurement that this material system satisfies the conditions shown in FIG.

素子作成プロセスは、先の実施例で説明したのと同様で
ある。
The device fabrication process is similar to that described in the previous example.

得られた素子にバイアスを印加すると、5vで約5mA
の電流が流れ、輝度1000Cd/m’の青色発光が得
られた。この発光は第2の有機膜3によるものである。
When a bias is applied to the obtained device, approximately 5 mA at 5 V
A current of 1000 Cd/m' was passed, and blue light emission with a brightness of 1000 Cd/m' was obtained. This light emission is due to the second organic film 3.

バイアス電圧を15Vまて上げると、電流は約20mA
流れ、輝度2000Cd / m 2の白黄色発光が得
られた。これは、第3の有機膜6の橙色発光が第2の有
機膜3による青色発光と混色したものである。
When the bias voltage is increased to 15V, the current is approximately 20mA.
A white-yellow emission with a brightness of 2000 Cd/m2 was obtained. This is because the orange light emitted by the third organic film 6 is mixed with the blue light emitted by the second organic film 3.

実施例4 第11図の素子において、 第1の有機膜4 第2の有機膜3 第3の有機膜6 第1の電極5:エルビウム 第2の電極: TO を用いた。この材料系が第12図に示した条件を満たす
ことは変位電流測定法により確認されている。素子作成
プロセスは、先の実施例で説明したのと同様である。
Example 4 In the device shown in FIG. 11, first organic film 4 second organic film 3 third organic film 6 first electrode 5: erbium second electrode: TO was used. It has been confirmed by displacement current measurement that this material system satisfies the conditions shown in FIG. The device fabrication process is similar to that described in the previous example.

得られた素子にバイアスを印加すると、5Vで約5mA
の電流が流れ、輝度1000 Cd / m 2の黄色
発光が得られた。この発光は第2の有機膜3によるもの
である。バイアス電圧を15Vまで上げると、電流は約
20mA流れ、輝度2000Cd / m 2の赤橙色
発光が得られた。これは、第3の有機膜6の赤色発光が
第2の有機膜3による黄色発光と混色したものである。
When a bias is applied to the obtained device, approximately 5 mA at 5 V
A current of 1000 Cd/m2 was passed, and yellow light emission with a brightness of 1000 Cd/m2 was obtained. This light emission is due to the second organic film 3. When the bias voltage was increased to 15 V, the current flowed about 20 mA and red-orange luminescence with a brightness of 2000 Cd/m2 was obtained. This is because the red light emitted by the third organic film 6 is mixed with the yellow light emitted by the second organic film 3.

以上の実施例では、2層の有機膜積層構造においてその
2層が共に発光層である場合、および3層の有機膜積層
構造においてそのうち2層が発光層である場合、すなわ
ち二色発光の場合のみ説明したが、これらの原理を応用
拡大して更に発光層を多くした多色発光素子を得ること
ができる。
In the above examples, two layers in a two-layer organic film stack structure are both light-emitting layers, and two layers in a three-layer organic film stack structure are light-emitting layers, that is, in the case of two-color light emission. However, by expanding the application of these principles, it is possible to obtain a multicolor light-emitting element with an even larger number of light-emitting layers.

し発明の効果〕 以上述べたように本発明によれば、複数の有機膜の組合
わせによって、バイアスにより発光色を制御できる一画
素多色の発光素子を得ることができる。
Effects of the Invention As described above, according to the present invention, by combining a plurality of organic films, it is possible to obtain a single pixel multicolor light emitting element whose emission color can be controlled by bias.

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

第1図は本発明の一実施例の有機膜発光素子を示す断面
図、 第2図はその素子の各層の接合前の電気的特性を示すバ
ンド図、 第3図はその素子の熱平衡状態でのバンド図、第4図(
a) (b)はその素子の動作原理を説明するためのバ
ンド図、 第5図(a) (b)は第2の有機膜の発光が支配的で
ある場合の動作を説明するためのバンド図、第6図(a
) (b)は第1の有機膜の発光が支配的である場合の
動作を説明するためのバンド図、第7図は他の実施例の
有機膜発光素子を示す断面図、 第8図はその素子の各層の接合前の電気的特性を示すバ
ンド図、 第9図はその素子の熱平衡状態でのバンド図・第10図
(a) (b)はその素子の動作を説明するためのバン
ド図、 第11図はさらに他の実施例の有機膜発光素子を示す断
面図、 第12図はその素子の各層の接合前の電気的特性を示す
バンド図、 第13図はその素子の熱平衡状態でのバンド図、第14
図(a) (b)はその素子の動作を説明するためのバ
ンド図、 第15図は有機膜の材料特性を知るための変位電流測定
法を示す図、 第16図は印加電圧波形を示す図、 第17図は有機膜がない場合の変位電流−電圧特性を示
す図、 第18図は電極−有機膜接合が正孔注入性である場合の
変位電流−電圧特性を示す図、第19図は電極−有機膜
接合が正孔注入性である場合の変位電流−電圧特性を示
す図である。 1・・・ガラス基板、2・・・第2の電極、3・・・第
2の6機膜、4・・・第1の有機膜、5・・・第1の電
極、6・・・第3の有機膜。
Fig. 1 is a cross-sectional view showing an organic film light emitting device according to an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a band diagram showing the electrical characteristics of each layer of the device before bonding, and Fig. 3 is a thermal equilibrium state of the device. Band diagram of Fig. 4 (
a) (b) are band diagrams to explain the operating principle of the device, and Figures 5 (a) and (b) are band diagrams to explain the operation when light emission from the second organic film is dominant. Figure, Figure 6 (a
) (b) is a band diagram for explaining the operation when light emission from the first organic film is dominant, FIG. 7 is a cross-sectional view showing an organic film light emitting device of another example, and FIG. A band diagram showing the electrical characteristics of each layer of the element before bonding. Figure 9 is a band diagram of the element in a thermal equilibrium state. Figures 10 (a) and (b) are band diagrams to explain the operation of the element. Fig. 11 is a cross-sectional view showing an organic film light emitting device according to another example, Fig. 12 is a band diagram showing the electrical characteristics of each layer of the device before bonding, and Fig. 13 is a thermal equilibrium state of the device. Band diagram, No. 14
Figures (a) and (b) are band diagrams to explain the operation of the device, Figure 15 is a diagram showing the displacement current measurement method for understanding the material properties of organic films, and Figure 16 is the applied voltage waveform. Figure 17 is a diagram showing the displacement current-voltage characteristics when there is no organic film, Figure 18 is a diagram showing the displacement current-voltage characteristics when the electrode-organic film junction is hole-injecting, and Figure 19 is a diagram showing the displacement current-voltage characteristics when the electrode-organic film junction is hole-injecting. The figure is a diagram showing displacement current-voltage characteristics when the electrode-organic film junction is hole-injecting. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1...Glass substrate, 2...2nd electrode, 3...2nd 6-layer film, 4...1st organic film, 5...1st electrode, 6... Third organic film.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 (1)電子および正孔に対して障壁接合を構成する第1
の有機膜と第2の有機膜の積層構造と、この積層構造を
挟んで第1の有機膜側に設けられた電子注入用の第1の
電極および第2の有機膜側に設けられた正孔注入用の第
2の電極とを有し、前記第1,第2の電極間に第2の電
極側に正のバイアスを与えたときに、前記第1の電極か
ら前記第1の有機膜に注入された電子と前記第2の電極
から前記第2の有機膜に注入された正孔とが前記障壁接
合の界面に蓄積され、これらの蓄積された電子,正孔の
うち電子が前記第2の有機膜にトンネル注入されて第2
の有機膜内で発光再結合し、正孔が前記第1の有機膜に
トンネル注入されて第1の有機膜内で発光再結合する、 ことを特徴とする有機膜発光素子。 (2)前記第1,第2の電極の仕事関数をそれぞれE_
M_1,E_M_2とし、 前記第1の有機膜の伝導帯の下端,フェルミレベルおよ
び価電子帯の上端の真空準位からのエネルギー差をそれ
ぞれE_c_1,E_1およびE_v_1とし、前記第
2の有機膜の伝導帯の下端,フェルミレベルおよび価電
子帯の上端の真空準位からのエネルギー差をそれぞれE
_c_2,E_2およびE_v_2としたとき、 E_M_1<E_1 E_2<E_M_2 E_c_1>E_c_2 E_v_1>E_v_2 を満たし、かつ E_c_1−E_c_2<E_v_1−E_v_2を満
たすように材料が選択されていることを特徴とする請求
項1記載の有機膜発光素子。 (3)前記第1,第2の電極の仕事関数をそれぞれE_
M_1,E_M_2とし、 前記第1の有機膜の伝導帯の下端,フェルミレベルおよ
び価電子帯の上端の真空準位からのエネルギー差をそれ
ぞれE_C_1,E_1およびE_V_1とし、前記第
2の有機膜の伝導帯の下端,フェルミレベルおよび価電
子帯の上端の真空準位からのエネルギー差をそれぞれE
_C_2,E_2およびE_V_2としたとき、 E_M_1<E_1 E_2<E_M_2 E_C_1>E_C_2 E_V_1>E_V_2 を満たし、かつ E_C_1−E_C_2>E_V_1−E_V_2を満
たすように材料が選択されていることを特徴とする請求
項1記載の有機膜発光素子。 (4)電子および正孔に対して陣壁接合を構成する第1
の有機膜と第2の有機膜の積層構造と、この積層構造を
挟んで第1の有機膜側に設けられた電子注入用の第1の
電極および第2の有機膜側に第3の有機膜を介して設け
られた正孔注入用の第2の電極とを有し、 前記第1,第2の電極間に第2の電極側に正のを満たす
ように材料が選択されていることを特徴とする請求項4
記載の有機膜発光素子。 (6)電子および正孔に対して陣壁接合を構成する第1
の有機膜と第2の有機膜の積層構造と、この積層構造を
挟んで第1の有機膜側に設けられた第3の有機膜を介し
て設けられた電子注入用の第1の電極および第2の有機
膜側に設けられた正孔注入用の第2の電極とを有し、 前記第1,第2の電極間に第2の電極側に正のバイアス
を与えたときに、前記第1の電極から前バイアスを与え
たときに、前記第1の電極から前記第1の有機膜に注入
された電子と前記第2の電極から前記第3の有機膜を介
して第2の有機膜に注入された正孔とが前記陣壁接合の
界面に蓄積され、これらの蓄積された電子、正孔のうち
電子が前記第2の有機膜にトンネル注入されて第2の有
機膜内で発光再結合し、さらに第3の有機膜に注入され
て第3の有機膜内で発光再結合する、ことを特徴とする
有機膜発光素子。 (5)前記第1,第2の電極の仕事関数をそれぞれE_
M_1,E_M_2とし、 前記第1の有機膜の伝導帯の下端,フェルミレベルおよ
び価電子帯の上端の真空準位からのエネルギー差をそれ
ぞれE_C_1,E_1およびE_V_1とし、前記第
2の有機膜の伝導帯の下端,フェルミレベルおよび価電
子帯の上端の真空準位からのエネルギー差をそれぞれE
_C_2,E_2およびE_V_2とし、前記第3の有
機膜の伝導帯の下端,フェルミレベルおよび価電子帯の
上端の真空準位からのエネルギー差をそれぞれE_C_
3,E_3およびE_V_3としたとき、 E_M_1<E_1 E_2<E_M_2 E_C_1>E_C_2 E_V_1>E_V_2 を満たし、かつ E_C_1−E_C_2<E_V_1−E_V_2E_
C_2<E_C_3 E_V_2〜E_V_3 E_M_2<E_3 記第3の有機膜を介して第1の有機膜に注入された電子
と前記第2の電極から前記第2の有機膜に注入された正
孔とが前記陣壁接合の界面に蓄積され、これらの蓄積さ
れた電子,正孔のうち正孔が前記第1の有機膜にトンネ
ル注入されて第1の有機膜内で発光再結合し、さらに第
3の有機膜に注入されて第3の有機膜内で発光再結合す
る、ことを特徴とする有機膜発光素子。 (7)前記第1,第2の電極の仕事関数をそれぞれE_
M_1,E_M_2とし、 前記第1の有機膜の伝導帯の下端,フェルミレベルおよ
び価電子帯の上端の真空準位からのエネルギー差をそれ
ぞれE_C_1,E_1およびE_V_1とし、前記第
2の有機膜の伝導帯の下端,フェルミレベルおよび価電
子帯の上端の真空準位からのエネルギー差をそれぞれE
_C_2,E_2およびE_V_2とし、前記第3の有
機膜の伝導帯の下端,フェルミレベルおよび価電子帯の
上端の真空準位からのエネルギー差をそれぞれE_C_
3,E_3およびE_V_3としたとき、 E_M_1<E_1 E_2<E_1 E_C_1>E_C_2 E_V_1>E_V_2 を満たし、かつ E_C_1−E_C_2>E_V_1−E_V_2E_
C_3〜E_C_1 E_V_3<E_V_1 E_M_1<E_3 を満たすように材料が選択されていることを特徴とする
請求項6記載の有機膜発光素子。 (8)電子注入用の第1の電極と正孔注入用の第2の電
極の間に複数層の有機膜が挟まれた構造を有し、前記第
1,第2の電極間に第2の電極側に正のバイアス電圧を
与えたときにバイアス電圧の大きさに応じて異なる有機
膜からの異なる色の発光か得られるように有機膜か選択
されていることを特徴とする有機膜発光素子。 (9)前記復数の有機膜は、電子および正孔に対して障
壁接合が形成される第1の有機膜と第2の有機膜の積層
構造を含み、前記バイアス電圧の印加によって前記第1
の有機膜と節2の有機膜の界面に電子および正孔が蓄積
された電気二重層が形成され、あるしきい値で第1の有
機膜から第2の有機膜への電子注入による発光再結合が
生じ、他のしきい値で第2の有機膜から第1の有機膜へ
の正孔注入による発光再結合が生じる請求項8記載の有
機膜発光素子。 (10)前記複数の有機膜は、電子および正孔に対して
陣壁接合が形成される,前記第1の電極側の第1の有機
膜と前記第2の電極側の第2の有機膜の積層構造、およ
びこの積層構造と前記第2の電極との間に設けられた第
3の有機膜を有し、前記バイアス電圧の印加によって前
記第1の有機膜と第2の有機膜の界面に電子および正孔
が蓄積された電気二重層が形成され、第1のしきい値で
第1の有機膜から第2の有機膜への電子注入による第2
の有機膜での発光再結合が生じ、第2のしきい値で第2
の有機膜から第3の有機膜への電子注入による第3の有
機膜での発光再結合が生じる請求項8記載の有機膜発光
素子。 (11)前記複数の有機膜は、電子および正孔に対して
陣壁接合が形成される,前記第1の電極側の第1の有機
膜と第2の電極側の第2の有機膜の積層構造、およびこ
の積層構造と前記第1の電極との間に設けられた第3の
有機膜を有し、前記バイアス電圧の印加によって前記第
1の有機膜と第2の有機膜の界面に電子および正孔が蓄
積された電気二重層が形成され、第1のしきい値で第2
の有機膜から第1の有機膜への正孔注入による第1の有
機膜での発光再結合が生じ、第2のしきい値で第1の有
機膜から第3の有機膜への正孔注入による第3の有機膜
での発光再結合が生じる請求項8記載の有機膜発光素子
[Claims] (1) A first structure forming a barrier junction for electrons and holes.
A laminated structure of an organic film and a second organic film, a first electrode for electron injection provided on the first organic film side with this laminated structure in between, and a positive electrode provided on the second organic film side. and a second electrode for hole injection, and when a positive bias is applied between the first and second electrodes to the second electrode side, the first electrode flows from the first electrode to the first organic film. Electrons injected into the second organic film and holes injected into the second organic film from the second electrode are accumulated at the interface of the barrier junction, and out of these accumulated electrons and holes, electrons are injected into the second organic film. tunnel injection into the organic film of 2.
An organic film light-emitting device characterized in that the holes are tunnel-injected into the first organic film and emitted and recombined within the first organic film. (2) The work functions of the first and second electrodes are each E_
M_1, E_M_2, the energy difference from the vacuum level at the lower end of the conduction band, the Fermi level, and the upper end of the valence band of the first organic film are respectively E_c_1, E_1, and E_v_1, and the conduction of the second organic film is The energy difference from the vacuum level at the bottom of the band, the Fermi level, and the top of the valence band is expressed as E
Claim 1 characterized in that, when _c_2, E_2 and E_v_2, the material is selected so that E_M_1<E_1 E_2<E_M_2 E_c_1>E_c_2 E_v_1>E_v_2 and E_c_1-E_c_2<E_v_1-E_v_2. The organic film light emitting device described above. (3) The work functions of the first and second electrodes are each E_
M_1, E_M_2, the energy difference from the vacuum level at the lower end of the conduction band, the Fermi level, and the upper end of the valence band of the first organic film are respectively E_C_1, E_1, and E_V_1, and the conduction of the second organic film is The energy difference from the vacuum level at the bottom of the band, the Fermi level, and the top of the valence band is expressed as E
Claim 1 characterized in that, when _C_2, E_2 and E_V_2, the material is selected so that E_M_1<E_1 E_2<E_M_2 E_C_1>E_C_2 E_V_1>E_V_2 and E_C_1-E_C_2>E_V_1-E_V_2 are satisfied. The organic film light emitting device described above. (4) The first layer that forms a wall junction for electrons and holes
A laminated structure of an organic film and a second organic film, a first electrode for electron injection provided on the first organic film side with this laminated structure in between, and a third organic film on the second organic film side. and a second electrode for hole injection provided through a membrane, and a material is selected so that a positive charge is filled between the first and second electrodes on the second electrode side. Claim 4 characterized by
The organic film light emitting device described above. (6) The first layer that forms a wall junction for electrons and holes
a laminated structure of an organic film and a second organic film, a first electrode for electron injection provided via a third organic film provided on the first organic film side with this laminated structure in between, and a second electrode for hole injection provided on the second organic film side, and when a positive bias is applied between the first and second electrodes to the second electrode side, the When a front bias is applied from the first electrode, electrons injected from the first electrode into the first organic film and electrons transferred from the second electrode to the second organic film via the third organic film. Holes injected into the film are accumulated at the interface of the wall junction, and among these accumulated electrons and holes, electrons are tunnel-injected into the second organic film and are generated within the second organic film. An organic film light emitting device characterized in that the light emitted from the light emitted is recombined, and further injected into a third organic film and recombined within the third organic film. (5) The work functions of the first and second electrodes are each E_
M_1, E_M_2, the energy difference from the vacuum level at the lower end of the conduction band, the Fermi level, and the upper end of the valence band of the first organic film are respectively E_C_1, E_1, and E_V_1, and the conduction of the second organic film is The energy difference from the vacuum level at the bottom of the band, the Fermi level, and the top of the valence band is expressed as E
Let _C_2, E_2 and E_V_2 be the energy differences from the vacuum level at the lower end of the conduction band, the Fermi level and the upper end of the valence band of the third organic film, respectively.
3. When E_3 and E_V_3, E_M_1<E_1 E_2<E_M_2 E_C_1>E_C_2 E_V_1>E_V_2 and E_C_1-E_C_2<E_V_1-E_V_2E_
C_2<E_C_3 E_V_2~E_V_3 E_M_2<E_3 The electrons injected into the first organic film through the third organic film and the holes injected into the second organic film from the second electrode The holes are accumulated at the interface of the wall junction, and among these accumulated electrons and holes, holes are tunnel-injected into the first organic film and recombined in light emission within the first organic film. An organic film light emitting device characterized in that the organic film is injected into an organic film and emitted and recombined within a third organic film. (7) The work functions of the first and second electrodes are each E_
M_1, E_M_2, the energy difference from the vacuum level at the lower end of the conduction band, the Fermi level, and the upper end of the valence band of the first organic film are respectively E_C_1, E_1, and E_V_1, and the conduction of the second organic film is The energy difference from the vacuum level at the bottom of the band, the Fermi level, and the top of the valence band is expressed as E
Let _C_2, E_2 and E_V_2 be the energy differences from the vacuum level at the lower end of the conduction band, the Fermi level and the upper end of the valence band of the third organic film, respectively.
3. When E_3 and E_V_3, E_M_1<E_1 E_2<E_1 E_C_1>E_C_2 E_V_1>E_V_2 and E_C_1-E_C_2>E_V_1-E_V_2E_
7. The organic film light emitting device according to claim 6, wherein the material is selected so as to satisfy C_3 to E_C_1 E_V_3<E_V_1 E_M_1<E_3. (8) It has a structure in which a plurality of organic films are sandwiched between a first electrode for electron injection and a second electrode for hole injection, and a second electrode is sandwiched between the first and second electrodes. The organic film is selected so that when a positive bias voltage is applied to the electrode side of the organic film, different colors of light are emitted from different organic films depending on the magnitude of the bias voltage. element. (9) The plurality of organic films include a stacked structure of a first organic film and a second organic film in which a barrier junction is formed with respect to electrons and holes, and when the bias voltage is applied, the first organic film
An electric double layer in which electrons and holes are accumulated is formed at the interface between the organic film of Node 2 and the organic film of Node 2, and at a certain threshold, light emission is re-injected from the first organic film to the second organic film. 9. The organic film light emitting device according to claim 8, wherein bonding occurs and luminescent recombination occurs due to hole injection from the second organic film to the first organic film at another threshold value. (10) The plurality of organic films include a first organic film on the first electrode side and a second organic film on the second electrode side, in which wall junctions are formed for electrons and holes. and a third organic film provided between the multilayer structure and the second electrode, and the interface between the first organic film and the second organic film is formed by applying the bias voltage. An electric double layer in which electrons and holes are accumulated is formed, and a second
radiative recombination occurs in the organic film, and the second
9. The organic film light emitting device according to claim 8, wherein emission recombination occurs in the third organic film due to electron injection from the organic film to the third organic film. (11) The plurality of organic films include a first organic film on the first electrode side and a second organic film on the second electrode side, where a wall junction is formed for electrons and holes. It has a laminated structure and a third organic film provided between the laminated structure and the first electrode, and when the bias voltage is applied, the interface between the first organic film and the second organic film is An electric double layer in which electrons and holes are accumulated is formed, and at a first threshold, a second
Luminescent recombination occurs in the first organic film due to hole injection from the organic film to the first organic film, and holes inject from the first organic film to the third organic film at the second threshold. 9. The organic film light emitting device according to claim 8, wherein luminescent recombination occurs in the third organic film due to injection.
JP2510190A 1989-03-31 1990-02-06 Organic film light emitting device Expired - Fee Related JP2991450B2 (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2510190A JP2991450B2 (en) 1990-02-06 1990-02-06 Organic film light emitting device
DE69027697T DE69027697T2 (en) 1989-03-31 1990-03-29 Organic electroluminescent device
EP90303351A EP0390551B1 (en) 1989-03-31 1990-03-29 Organic electroluminescent device
US07/921,379 US5294810A (en) 1989-03-31 1992-07-30 Organic electroluminescent device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2510190A JP2991450B2 (en) 1990-02-06 1990-02-06 Organic film light emitting device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH03230584A true JPH03230584A (en) 1991-10-14
JP2991450B2 JP2991450B2 (en) 1999-12-20

Family

ID=12156534

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2510190A Expired - Fee Related JP2991450B2 (en) 1989-03-31 1990-02-06 Organic film light emitting device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2991450B2 (en)

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1992005131A1 (en) * 1990-09-20 1992-04-02 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Organic electroluminescent element
WO2000041443A1 (en) 1998-12-28 2000-07-13 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Organic electroluminescence device
JP2002289360A (en) * 2001-03-27 2002-10-04 Univ Toyama Organic electric field light emitting device
US6489638B2 (en) 2000-06-23 2002-12-03 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light emitting device
US6559473B1 (en) * 1994-08-05 2003-05-06 Hoechst Japan Limited Light-emitting diodes with hetero-PN-junction
US6677621B2 (en) 2000-05-22 2004-01-13 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light emitting device and electrical appliance
US6897473B1 (en) 1998-03-13 2005-05-24 Cambridge Display Technology Ltd. Electroluminescent devices
US6905784B2 (en) 2000-08-22 2005-06-14 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light emitting device
US7372199B2 (en) 2000-08-28 2008-05-13 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light emitting device and image playback device having triplet and singlet compounds in electroluminescent layer
US7400087B2 (en) 2000-06-05 2008-07-15 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light-emitting device having triplet and singlet compound in light-emitting layers
JP2011507259A (en) * 2007-12-14 2011-03-03 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ Organic light-emitting device with adjustable charge carrier injection
EP2674442A2 (en) 2012-06-12 2013-12-18 Toyo Ink SC Holdings Co., Ltd. Resin composition for light scattering layer, light scattering layer, and organic electroluminescence device
US8771030B2 (en) 2009-08-19 2014-07-08 Sharp Kabushiki Kaisha Color conversion layer and manufacturing method for same

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI477564B (en) 2008-07-28 2015-03-21 Sharp Kk A polymer pigment material, a color conversion film thereof, and a multi-color light emitting organic EL device

Cited By (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1992005131A1 (en) * 1990-09-20 1992-04-02 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Organic electroluminescent element
US5366811A (en) * 1990-09-20 1994-11-22 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Organic electroluminescence device
US6559473B1 (en) * 1994-08-05 2003-05-06 Hoechst Japan Limited Light-emitting diodes with hetero-PN-junction
JP2005174947A (en) * 1998-03-13 2005-06-30 Cambridge Display Technol Ltd Electroluminescent element
US8115199B2 (en) 1998-03-13 2012-02-14 Cambridge Display Technology Ltd. Electroluminescent devices
US6897473B1 (en) 1998-03-13 2005-05-24 Cambridge Display Technology Ltd. Electroluminescent devices
US7393704B2 (en) 1998-03-13 2008-07-01 Cambridge Display Tech Ltd Electroluminescent devices
US7078251B2 (en) 1998-03-13 2006-07-18 Cambridge Display Technology Ltd. Electroluminescent devices
US7227180B2 (en) 1998-03-13 2007-06-05 Cambridge Display Technology Ltd. Electroluminescent devices
US7449714B2 (en) 1998-03-13 2008-11-11 Cambridge Display Technology Ltd. Electroluminescent devices
WO2000041443A1 (en) 1998-12-28 2000-07-13 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Organic electroluminescence device
EP2270117A2 (en) 1998-12-28 2011-01-05 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Organic electroluminescence device
US6677621B2 (en) 2000-05-22 2004-01-13 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light emitting device and electrical appliance
US8674599B2 (en) 2000-06-05 2014-03-18 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light emitting device having fluorescence and phosphoresence compound
US8907559B2 (en) 2000-06-05 2014-12-09 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device having display portion with plural pixels
US10777615B2 (en) 2000-06-05 2020-09-15 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light-emitting device
US10446615B2 (en) 2000-06-05 2019-10-15 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light-emitting device
US7915808B2 (en) 2000-06-05 2011-03-29 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light emitting device including EL elements for emitting lights of different colors
US7400087B2 (en) 2000-06-05 2008-07-15 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light-emitting device having triplet and singlet compound in light-emitting layers
US8304985B2 (en) 2000-06-05 2012-11-06 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light emitting device having singlet and triplet compounds with different emission colors
US10192934B2 (en) 2000-06-05 2019-01-29 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light-emitting device having light emission by a singlet exciton and a triplet exciton
US9917141B2 (en) 2000-06-05 2018-03-13 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light-emitting device having singlet and triplet compounds
US9564472B2 (en) 2000-06-05 2017-02-07 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light-emitting device
US9362343B2 (en) 2000-06-05 2016-06-07 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Iridium-containing active-matrix EL display module
US6489638B2 (en) 2000-06-23 2002-12-03 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light emitting device
US6905784B2 (en) 2000-08-22 2005-06-14 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light emitting device
US8049418B2 (en) 2000-08-28 2011-11-01 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light emitting device comprising triplet compound in electroluminescent layer
US8975813B2 (en) 2000-08-28 2015-03-10 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light emitting device
US8415876B2 (en) 2000-08-28 2013-04-09 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light emitting device and display comprising light emitting device
US7372199B2 (en) 2000-08-28 2008-05-13 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light emitting device and image playback device having triplet and singlet compounds in electroluminescent layer
JP2002289360A (en) * 2001-03-27 2002-10-04 Univ Toyama Organic electric field light emitting device
JP2011507259A (en) * 2007-12-14 2011-03-03 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ Organic light-emitting device with adjustable charge carrier injection
US8771030B2 (en) 2009-08-19 2014-07-08 Sharp Kabushiki Kaisha Color conversion layer and manufacturing method for same
EP2674442A2 (en) 2012-06-12 2013-12-18 Toyo Ink SC Holdings Co., Ltd. Resin composition for light scattering layer, light scattering layer, and organic electroluminescence device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2991450B2 (en) 1999-12-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6528188B1 (en) Organic EL element for multi-color emission
US9209419B2 (en) Organic electroluminescent device
JPH04297076A (en) Organic el element
EP0498979B1 (en) Organic electroluminescent device
Liao et al. High-efficiency tandem organic light-emitting diodes
KR101274068B1 (en) Quantum Dot Light Emitting Diode Device and Display Using the Same
US7239081B2 (en) Organic electroluminescent device
JP3332491B2 (en) Organic EL device
JPH03230584A (en) Organic-film light emitting element
JP2000182768A (en) Organic el element
US9825249B2 (en) Organic light emitting device and method for manufacturing the same
KR20100083130A (en) Light-emitting device
KR20170069353A (en) Delayed Florescence-Quantum Dot Electroluminescence Light Emitting Diode
JPH03262170A (en) Organic/inorganic junction type semiconductor element
US20070048548A1 (en) Organic light emitting device and manufacturing method thereof
EP1578174A1 (en) Organic electroluminescence element and organic electroluminescence display
JPH03230583A (en) Organic-film light emitting element
KR20160067545A (en) Organic light emitting device and display device having thereof
JP2009087752A (en) Light-emitting display element and light-emitting display panel
JPH07166160A (en) Organic thin film el element
JPH03261182A (en) Multicolor organic light emitting element
JPH11204263A (en) Electroluminescence element
JPH03245490A (en) Organic membrane luminous element
JP2000268959A (en) Method for variably chaging luminescent color of organic el element
JPH0541283A (en) Organic el element

Legal Events

Date Code Title Description
S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081015

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081015

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091015

Year of fee payment: 10

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees