JPH0354288A - 電界発光素子 - Google Patents

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〕 本発明は電界を印加することにより電気エネルギーを直
接光エネルギーに変換でき、従来の白熱灯、蛍光灯ある
いは発光ダイオード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〕 従来、電界発光素子としては無機化合物からなる薄膜を
積層構成したものが知られている。この無機薄膜型電界
発光素子は一般に第３図に示されるようにガラス基板上
に透明電極（ＩＴＯ）．　！ｍ層（ＳＬ３Ｎ４）、発光
層（ＺｎＳ：Ｍｎ）、絶縁層（ＳｉａＮ４）、金属電極
（Ａｆｌ）の各層が順次形威されている．このような無
機薄膜型電界発光素子は発光輝度は高いものの、駆動電
圧は１００〜２００■と高く、専用の高耐圧廓動ＩＣが
必要である．また発光層用母体材料や活性剤として使用
できる材料は限定されており、しかも所望の発光波長で
輝度の高い素子が必ずしも得られるわけではない． これに対して、近年有機薄膜を積層した電界発光素子の
作製が試みられるようになった。これらは例えば特開昭
５７−５１７８１号公報に開示されている如く、発光体
となるべき有機化合物のｉ層を電子及び／または正孔を
選択的に伝導する材料の薄層で挾持し、その両側に電極
を設けた構造を有する。

このような有機薄膜型電界発光素子においては無機薄膜
型電界発光素子と比べて、発光層用材料の選択の範囲が
広く、種々の発光波長を有するものが見出されている．
また一般に酩動電圧も５〜６０■程度と低く，且つ大面
積化も容易であることから、フルカラーディスプレイを
始めとする各種発光、表示デバイスへの応用が期待され
ている．しかし，上記の例を含め、有機化合物を発光体
どする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，現状では更なる輝度の向上、発光波長のコントロー
ル，＃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〕

本発明は上記のような従来技術の欠点を克服し、低電圧
で駆動可能であって、発光性能が長時間に亘って持続す
ると共に発光波長のコントロールが容易であり、しかも
耐久性に優れた電界発光素子を提供することをその課題
とする。

〔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、二つの電極間に挾持さ
れた一層または複数層の有機化合物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（Ｔ）で表わされる有機化合物を正
孔輸送物質とし，て含有する層である電界発光素子が、
上記課題に対し，有効であることを見い出し，本発明を
完或するに至った。

（式中，Ｒ１は水素，低級アルキル基，低級アルコキシ
基、ハロゲン又はニトロ基を、Ａは孕２ ｎ ルキル基，！！換もしくは非置換のアリール基又はアラ
ルキル基、Ｒ．は低級アルキル基を示す．）すなわち、
本発明の電界発光素子は，正孔輸送物質として前記一般
式（１）で表わされる化合物を含有する層を少なくとも
一層二つの電極間に挾持したことを特徴とする． 前記一般式（１）で表わされる化合物としては、たとえ
ば特開昭５６−２２４３７号、特開昭５４−５９１４２
号及び特開昭５４−９０９２７号に記載されているもの
が使用されるが、 以下にその代表例を示す。

次に、図面に沿って本発明の電界発光素子の構成を説明
する． 第１図は本発明に係る有機薄膜型電界発光素子の一例の
断面図である．図において、１は基板、２は陽極、３は
陰極，４は電源である。また、５は発光層、６は正孔輸
送層、７は電子輸送層である．基板１はその上に電極や
発光層等を形或するためのもので、一般的にはガラス基
板が用いられる。基板の材質及び表面状態は電界発光素
子の発光特性や信頼性を左右するものであり、耐熱性や
耐薬品性にすぐれたものでなければならない。無アルカ
リ硼硅酸ガラスのフォトマスクグレード研磨したもの等
が好適に使用される． 陽極２は陰極３と対になって、電源４に接続され、電界
発光素子を構成する各層に電界を形成するためのもので
、正孔輸送層６への正孔注入効率を向上させるために仕
事関数の大きな導電材料が用いられる．また発光Ｍ５よ
り放射された発光を効率良く、外部に取出すために、発
光の波長領域において高透過率を有するものが望ましい
．具体的にはニッケル、金，白金、パラジウムやこれら
の合金、或いは酸化ｌ（ＳｎＯ，）、酸化錫インジウム
（Ｉ丁０）の薄膜が好適である。ニッケル、金等元来可
視光領域で不透明な材料の場合には、膜厚を５０〜２５
０入程度にして透過率を確保することが肝要である．一
方陰極３のための材料としては、電子輸送層への電子注
入効率を向上させるために、仕事関数の小さな導電材料
、例えば銀、錫、鉛、マグネシウム、マンガン、アルミ
ニウム、或いはこれらの合金が用いられる． 正孔輸送層６、電子輸送層７は電極２，３より注入され
た正孔及び電子を発光Ｎ５に輸送するためのもので、電
極と発光層との間に介在することにより、発光層への正
孔、電子の注入効率を高める作用をする．また発光層を
保護し、素子の絶縁性や耐圧性を向上させる働きも行な
う．このため各輸送層としては、正孔または電子を選択
的に伝導し、薄膜化した時に出来るだけ均質で、ピンホ
ール等の生じにくい材料が望ましい．発光層５では電極
２，３より注入された正孔あるいは電子が再結合し，発
光が行なわれる。発光層用材料としては、種々のものが
用いられるが、正孔、電子が共に注入されやすく、秩序
性の大きい凝集構造を゜持つものが発光効率が高いので
、好適に使用される。また固体状態において強い蛍光特
性を持つことも重要である．なお発光層５の材料として
電子の注入されやすい材料を選んだ場合は、第２図のよ
うに電子輸送層７を省くことも可能である． また、本発明の電界発光素子の有機薄膜層は上記のよう
積層構成のものに限定されるものではなく、前記正孔輸
送物質を含有する単一の薄膜からなる層とすることも可
能である。

本発明における有機薄膜型電界発光素子は、基板ｌの表
面に以上述べた各層を薄膜状態で積層することにより作
製される．成膜はキャスティング法やラングミュア・プ
ロジェット法（ＬＢ法）等によって行なわれるが、特に
好適な方法は真空蒸着法である。基板１に陽極２を蒸着
する際に、ＩＴＯ等高融点材料を使用した場合には電子
ビーム加熱により、また金などのように比較的融点の低
い材料を用いた場合は抵抗加熱により、陽極用材料を融
点以上に加熱して蒸発させればよい。蒸着時の真空度は
Ｉ　Ｘ　１０””　Ｔｏｒｒ以下、望ましくはＩ　Ｘ　
１０−’　Ｔｏｒｒ以下、また蒸発源と基板１との距離
はｌ５ｏ以上としておくことが望ましい．また正孔輸送
１’ｌ６、発光層５、電子輸送層７、陰極３を順次蒸着
させる場合に均一で且つ緻密な膜を得るためには、蒸着
する材料に応じて、蒸発源ボートの温度や蒸着速度、或
いは基板温度を精度良くコントロールする必要がある． このようにして形成された電界発光素子にリード線を接
続することにより発光が生起する．なお使用する材料に
よっては，大気中に放置しておくと徐々に酸化したり、
吸湿したりして特性が劣化する場合があるので、必要に
応じて保護層を設けるか、或いは素子全体をセル中に入
れ、シリコンオイル等を封入するようにしても良い。

〔効果〕

本発明の電界発光素子は有機薄膜層の少なくとも一層が
前記一般式（Ｉ）で表わされる化合物を正孔輸送物質と
して含有する層であることから，低電圧で岨動可能であ
って、発光性能が長時間に亘って持続すると共に発光波
長のコントロールが可能であり、しかも耐久性に優れる
等多くの利点を有する． 〔実施例〕 以下，実施例により本発明を更に詳細に説明する。

実施例１ 厚さ】．１−の無アルカリ硼硅酸ガラスを基板として用
い、十分に洗浄を行なった後，このガラス基板上に電子
ビーム蒸着により厚さ約５００入のＩＴＯ薄膜からなる
陽極を形威した． 次に、この陽極上に下記化合物（ａ）を真空蒸着し、厚
さ８００人の正孔輸送層を形威した．次いで正孔輸送層
上に下記に示される８−ヒドロキシキノリンアルミニウ
ム を約８００人の厚さに蒸着して発光層を形成し、更にマ
グネシウムを約１　，　０００人蒸着し、陰極を形成し
て第２図のような構造の電界発光素子を作製した．なお
、正孔輸送層以降の材料は抵抗加熱により蒸発させた．
ついで陽極及び陰極よりリード線を引き出し、直流電源
に接続して電流を通じたところ、明瞭な発光がｗ４測さ
れた．またこの電界発光素子は下記のような特性を有す
ることが確認された． 発光色・・・黄緑色 発光開始電圧・・・＋７ｖ 駆動電流・・・０．５〜５鵬Ａ／ａｄ 実施例２〜７ 実施例１における正孔輸送物質である式（ａ）の化合物
に代えて、下記表−１に示される化合物を用いた以外は
実施例ｌと同様にして実施例２〜７の電界発光素子を得
た。

これらの電界発光素子の特性を表−１に示す。

なお、表−１における（ｂ）＝（ｇ）は次の化合物を意
味する． 実施例８ 十分に洗浄を行なった厚さ１。１ｍｓの無アルカリ硼硅
酸ガラスに金を約２００λ蒸着して陽極を形或した． ついで、 陽極上に下記化合物（ｈ）を真空蒸着し厚さ８００人の
正孔輸送層を設けた． 次にこの正孔輸送層上に下記の１２−フタロベリノン誘
導体 を約１，５００人の厚さに蒸着して発光層を形威してた
． 更にこの上に下記のベリレン誘導体 を約ｔ，ｏｏｏ人蒸着して電子輸送層を設け，更にそ の上に陰極としてアルミニウムを約１，０００人蒸着し
，第１図のような構造の素子を作製した．なお材料はす
べて抵抗加熱により蒸発させた．陰極及び陰極よりリー
ド線を引き出し、直流電流に接続して電流を通じたとこ
ろ、明瞭な発光がｌｌ！測された。

また、この電界発光素子は下記のような特性を有するこ
とが確認された． 発光色・・・黄橙色，発光開始電圧・・・＋２５Ｖ、能
動電流・・・３〜ＩＧＯｍＡ／ａＪ 実施例９−１１３ 実施例８における正孔輸送物質である式（ｈ）の化合物
に代えて，下記表−２に示される化合物を用いた以外は
実施例８と同様にして実施例９〜１３の電界発光素子を
得た． これらの電界発光素子の特性を表−２に示す．なお，表
−２における（ｉ）〜（ｍ）の各記号は次の化合物を意
味する。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明に係る代表的な電界発光素子
の模式断面図であり、第３図は従来の電界発光素子の模
式断面図である．

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）二つの電極間に一層以上の有機化合物から構成さ
   れる層を設けた電界発光素子において、少なくとも一層
   が正孔輸送物質として下記一般式（Ｉ）で表わされる化
   合物を含有する層であることを特徴とする電界発光素子
   。 ▲数式、化学式、表等があります▼　（Ｉ） （式中、Ｒ＿２は水素、低級アルキル基、低級アルコキ
   シ基、ハロゲン又はニトロ基を、Ａは を表わす。Ｒ＿２は低級ア ルキル基、置換もしくは非置換のアリール基又はアラル
   キル基、Ｒ＿３は低級アルキル基を示す。）