JPH0368685A - 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
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、（１）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。（１）の真
性電界発光型の発光素子は一般にＺｎＳにＭｎ、Ｃｕ等
を添加した無機化合物を発光体とするものであるが、岨
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。たとえば。

特開昭５９−１９４３９３及び米国特許４，７２０，４
３２には緑色発光素子が、Ｊｐｎ、　Ｊｏｕｒｎａｌ　
ｏｆ　Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｐｈｙｓｉｃｓ。

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、　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、現状では更なる輝度の向上、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、その
目的は、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することにある。

〔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、陽極および陰極と、こ
れらの間に挾持された一層または複数層の有機化合物薄
膜よりなる発光層を備えた電界発光素子において、前記
発光層が、下記一般式（１）で表わされる化合物を含有
する電界発光素子が、上記課題に対し、有効であること
を見い出し、本発明を完成するに至った。

（Ｒ□はアルキル基、Ｒ８は水素、アルキル基、ハロゲ
ンまたはニトロ基を表わす、） すなわち、本発明の電界発光素子は陽極及び陰極の間に
一層または複数層の有機化合物薄膜よりなる発光層挾持
して成るものであり、特に発光層を構成する主要化合物
として前記一般式（１）で示される有機化合物を用いる
ものである。

本発明における電界発光素子は以上で説明した一般式（
１）で示される有機化合物を真空蒸着法。

溶液塗布法等により薄膜化し、陽極及び陰極で挾持する
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。また、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
合金或いは酸化錫（ＳｎＯ，）、酸化錫インジウム（Ｉ
ＴＯ）、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、或いはこれ
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。

以下、図面に沿って本発明を説明する。

第１図（ａ）、第１図（ｂ）及び第１図（ｃ）は本発明
の電界発光素子の模式断面図である。１はガラス基板な
いしは合成樹脂基板であり、２は基板上に形成された陽
極電極層、４は陰極電極層である。３ａは正孔輸送能及
び発光機能を有する前記一般式（１）で示される有機化
合物の発光層であり、その膜厚は１００人から２０００
人が好ましく、より好ましくは２００Ａから１０００人
である。　３ｂは電子輸送能を有する有機化合物の薄膜
層であり、その膜厚は１００人から１５００人が好まし
く、より好ましくは２００人から１０００人である。　
３ｃは正孔輸送層及び発光機能を有する前記一般式（１
）で示される有機化合物と電子輸送能を有する有機化合
物の混合体から成る薄膜の発光層で、膜厚は好ましくは
２００人〜３０００人であり、より好ましくは４００人
〜１５００人である。この場合、周成分の混合組成は重
量組成で１０／９０から９０／１０までの範囲で変える
ことができる。更に３ｄは正孔輸送能を有する別の有機
化合物の薄膜層であり、その膜厚は好ましくは１００人
から１５００λ、より好ましくは２００λから１０００
入である。

本発明においては、発光層に含有させる化合物として前
記一般式（１）で示される化合物を用いるものであるが
、その代表例を以下に示す。

生じるけ励起子の電子輸送層への移動を防止し、かつ真
空蒸着法による薄膜形成能に優れた化合物が挙げられる
。具体的には、下記に示したオキサジアゾール誘導体が
望ましい。

電子輸送能を有する有機化合物としては、発光層に対し
て優れた電子注入効果を有し、発光層でＣ，Ｈ。

このような化合物を用いた場合には、発光層と電子輸送
層のエネルギーレベルを考慮することによって、正孔輸
送能及び発光機能を有する有機化金物のほとんどを発光
させることが可能となる。

本発明において１発光層として正孔輸送能及び発光機能
を有する有機化合物と電子輸送能を有する有機化合物と
の混合体薄膜を用いる場合、その組成は前記したように
重量成分で１０／９０から９０／１０まで変えることが
できる。混合体薄膜の形成は、真空蒸着法、塗布法、溶
融法などにより行うことができる。真空蒸着法の場合、
それぞれ独立に加熱温度を測定し蒸着速度を制御できる
二つの抵抗加熱蒸発源からの同時蒸着により行うことが
できる。また、予め両物質の微粉体を混合したものを一
つの抵抗加熱蒸発源に設置し、蒸着させる方法でも良好
な混合体薄膜を作成できる。また、独立した二つの加熱
蒸発源を用いて、二つの物質の蒸着速度を独立に変化さ
せながら蒸着することで膜厚方向に組成変化を持たせた
混合膜を作成することも可能である。

本発明の電界発光素子は、素子の耐久性の向上、発光効
率の向上の為に、発光層と電極の間に−ないし数層の有
機物層を挿入してもよい、たとえば第１図（Ｃ）のよう
に、Ｒ１［ｉ電極層２と発光層３ａの間に別の正孔輸送
能を有する薄層３ｄを設けて、発光効率の向上を図るこ
とも可能である。

〔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 陽極として厚さ５００人のインジウム−スズ酸化物（Ｉ
ＴＯ）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
分間入れ、取り出した後、すぐに送風乾燥を行った。つ
ぎ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
熱源で蒸着して蛍光性有機化合物層（発光層）を形成し
た。すなわち式（Ｅ−１）で示される化合物を含んだタ
ンタル製ボード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−’　ｔｏｒｒ、基板温度は２０℃であ
った、ＩＴＯ上に生成した蒸着層の膜厚は５００人であ
った。

つぎに、前記発光層上に電子輸送物質である下記式（Ｔ
−１）で示されるオキサジアゾール誘導体を、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
て膜厚５００Ａの電子輸送層を形成した。すなわち下記
式（Ｔ−１）で示される化合物を含んだボードの温度を
制御し、蒸着速度を２人／Ｓに保った。

次に、この電子輸送層上に膜厚１５００λ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。また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） （Ｔ−１） 実施例２ 発光物質として下記式（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。

（Ｅ−２） 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。

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−３） （Ｅ−４） （Ｔ−２） Ｕち 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、電子輸送物質として下記式（Ｔ−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。

実施例５ 発光物質として下記式（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） 〔発明の効果〕 本発明の電界発光素子は、前記構成からなるので製造が
簡単であると共に高輝度でかつその発光性能が長期間に
亘って持続する耐久性に優れたものである。

【図面の簡単な説明】

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

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）陽極および陰極と、これらの間に挾持された一層
   または複数層の有機化合物薄膜よりなる発光層を備えた
   電界発光素子において、前記発光層が、下記一般式（Ｉ
   ）で表わされる化合物を含有す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▼ （Ｒ＿１はアルキル基、Ｒ＿２は水素、アルキル基、ハ
   ロゲンまたはニトロ基を表わす。）