JPH0379691A

JPH0379691A - 電界発光素子

Info

Publication number: JPH0379691A
Application number: JP1214201A
Authority: JP
Inventors: Teruyuki Onuma; 大沼　照行; Fumio Kawamura; 史生河村; Masabumi Ota; 正文太田; Hirota Sakon; 洋太左近; Toshihiko Takahashi; 俊彦高橋
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1989-08-22
Filing date: 1989-08-22
Publication date: 1991-04-04

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、
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。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！ｌａｇ）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五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１本発明を完成するに至った。

（式中、Ｒ１は水素、ハロゲン、シアノ基、アルコキシ
基又はアルキル基を、Ｒ２は置換又は非置換の芳香族残
基あるいは複素環残基を表わす、）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（ＳｎＯｚ　）、酸化錫インジウム（ＩＴＯ）、沃
化鋼などの仕事関数の大きな金属やそれらの合金、化合
物、更にはポリ（３−メチルチオフェン）５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ｌ！３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。ｌ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入から２０００
人が好ましく、より好ましくは２００人から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２００Ａから１０００人である。３ｃ
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２０
０人〜３０００人であり、より好ましくは４００人〜１
５００人である。この場合、ＷＪ戊成分混合組成は重量
組成で１０／９０から９０７１０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入か
６１５００大、より好ましくは２００人から１０００λ
である。

前記一般式（１）において、Ｒ２として用いられる炭素
環式あるいは複素環式芳香環の例としては、フェニル、
ナフチル、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、ピリジル、ピリミジル、フラニル、
ピロリル、チオフェニル、キノリル５ベンゾフラニル、
ベンゾチオフェニル、インドリル、カルバゾリル、ベン
ゾオキサシリル。

キノキサリル等が挙げられる。また一般式（１）におけ
るＲ２の置換基としては以下のものを挙げることができ
る。

（１）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０１〜０２１１とりわけ
Ｃ１〜Ｃ工２の直鎖また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、水酸基、シアノ基、Ｃ１〜
Ｃ工２のアルコキシ基、フェニル基またはハロゲン原子
、Ｃ１〜Ｃ１２のアルキル基若しくはＣ工〜Ｃ１２のア
ルコキシ基で置換されたフェニル基を含有しても良い。

（３）アルコキシ基（−ＯＲ３）；Ｒ３は（２）で定義
したアルキル基を表わす。

（４）アリールオキシ基；アリール基としてフェニル基
、ナフチル基が挙げられ、これらは０１〜（５）ＣＬｍのアルコキシ基、Ｃ□−０１□のアルキル基また
はハロゲン原子を置換基として含有しても良い。

アルキルメルカプト基（−５Ｒ３）；Ｒ３は（２〉で定
義したアルキル基を表わす。

ヒドロキシエチル基、００〜Ｃ工２のアルキル基または
ベンジル基Ｃ１〜ｃｉｚのアルキル基、アルコキシ基またはニトロ
基を表わし、ｎは１または２の整数で、ｎが２の時は同
一または異なった基のいずれでも良い）を表わし、Ｒ４
およびＲ１のうち少なくとも一つはベンジル基である。

（７）アルコキシカルボニル基（−ＣＯＯＲ’　）；Ｒ
’は（２）で定義したアルキル基または（４）で定義し
たアリール基を表わす。

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１発光層で生じる励起子の
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。

このような化合物を用いた場合には１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合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、陽極電極層２と発光層３ａの間に別の正孔輸送能を
有する７；ｓＦｒ！Ｊ３ｄ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！ｇ）
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ＩＷ（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
だタンタル製ボートを温度コントローラーにより制御し
、蒸着速度が２λ／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５００λ
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ト
の温度を制御し、蒸着速度を２入／Ｓに保った。

次に、この電子輸送層上に膜厚１５００Ａ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。

ω−２）Ｃ２Ｈ。

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。

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。

（Ｅ−４）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１と同様にして発光素子を作製した。

実施例６発光物質として下記式（Ｅ−６）で示される化合物を用
いた以外は実施例１と同様にして発光素子を作製した。

（Ｅ−６）実施例７発光物質として下記式（Ｅ−７）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。

（Ｅ−７）（Ｔ−２）実施例８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７と同様にして発光素子を作製した。

（Ｅ−４）〔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。１・・・基板、２，４・・・電極、３ａ、３ｃ・・・発
光層、３ｂ・・・電子輸送層、３ｄ・・・正孔輸送層。図面の浄書（内容に変更なし）第図（ａ）第図（ｂ）第図（Ｃ）手糸売捕正書（方式）％式％１、事件の表示平成１年特許願第２１４２０１号２゜発明の名称電界発光素子３、補正をする者事件との関係　　特許出願人住　所　　東京都大田区中馬込１丁目３番６号氏　名　
　（６７４）　　株式会社　リ　　コ　　−代表者　浜
　１）　　広４、代理人〒１５１（発送日：平成１年工１月２８日）

Claims

【特許請求の範囲】

（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（１
）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。（式中、Ｒ＿１は水素、ハロゲン、シアノ基、アルコキ
シ基又はアルキル基を、Ｒ＿２は置換又は非置換の芳香
族残基あるいは複素環残基を表わす。）