JPH0446315B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0446315B2 JPH0446315B2 JP59158890A JP15889084A JPH0446315B2 JP H0446315 B2 JPH0446315 B2 JP H0446315B2 JP 59158890 A JP59158890 A JP 59158890A JP 15889084 A JP15889084 A JP 15889084A JP H0446315 B2 JPH0446315 B2 JP H0446315B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- film
- emitting layer
- light
- substrate
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 41
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 claims description 17
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 claims description 11
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 claims description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 6
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 claims description 3
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 124
- 239000010408 film Substances 0.000 description 55
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 42
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 34
- 239000000463 material Substances 0.000 description 18
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 11
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 9
- 125000001165 hydrophobic group Chemical group 0.000 description 7
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-N imidazole Natural products C1=CNC=N1 RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 5
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 5
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 4
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 4
- YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N Dichloromethane Chemical compound ClCCl YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 125000003545 alkoxy group Chemical group 0.000 description 3
- 125000005011 alkyl ether group Chemical group 0.000 description 3
- 125000003277 amino group Chemical class 0.000 description 3
- 150000004696 coordination complex Chemical class 0.000 description 3
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 3
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 3
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 125000000449 nitro group Chemical group [O-][N+](*)=O 0.000 description 3
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 3
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 3
- LRFVTYWOQMYALW-UHFFFAOYSA-N 9H-xanthine Chemical compound O=C1NC(=O)NC2=C1NC=N2 LRFVTYWOQMYALW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DZBUGLKDJFMEHC-UHFFFAOYSA-N acridine Chemical compound C1=CC=CC2=CC3=CC=CC=C3N=C21 DZBUGLKDJFMEHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 2
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 2
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 2
- 125000005843 halogen group Chemical group 0.000 description 2
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 2
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- -1 rare earth ion Chemical class 0.000 description 2
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 2
- NVBFHJWHLNUMCV-UHFFFAOYSA-N sulfamide Chemical group NS(N)(=O)=O NVBFHJWHLNUMCV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000001302 tertiary amino group Chemical group 0.000 description 2
- QGKMIGUHVLGJBR-UHFFFAOYSA-M (4z)-1-(3-methylbutyl)-4-[[1-(3-methylbutyl)quinolin-1-ium-4-yl]methylidene]quinoline;iodide Chemical compound [I-].C12=CC=CC=C2N(CCC(C)C)C=CC1=CC1=CC=[N+](CCC(C)C)C2=CC=CC=C12 QGKMIGUHVLGJBR-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- SCYULBFZEHDVBN-UHFFFAOYSA-N 1,1-Dichloroethane Chemical compound CC(Cl)Cl SCYULBFZEHDVBN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BQCIDUSAKPWEOX-UHFFFAOYSA-N 1,1-Difluoroethene Chemical compound FC(F)=C BQCIDUSAKPWEOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QKLPIYTUUFFRLV-YTEMWHBBSA-N 1,4-bis[(e)-2-(2-methylphenyl)ethenyl]benzene Chemical compound CC1=CC=CC=C1\C=C\C(C=C1)=CC=C1\C=C\C1=CC=CC=C1C QKLPIYTUUFFRLV-YTEMWHBBSA-N 0.000 description 1
- XJKSTNDFUHDPQJ-UHFFFAOYSA-N 1,4-diphenylbenzene Chemical group C1=CC=CC=C1C1=CC=C(C=2C=CC=CC=2)C=C1 XJKSTNDFUHDPQJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BAXOFTOLAUCFNW-UHFFFAOYSA-N 1H-indazole Chemical compound C1=CC=C2C=NNC2=C1 BAXOFTOLAUCFNW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CNRNYORZJGVOSY-UHFFFAOYSA-N 2,5-diphenyl-1,3-oxazole Chemical compound C=1N=C(C=2C=CC=CC=2)OC=1C1=CC=CC=C1 CNRNYORZJGVOSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GOLORTLGFDVFDW-UHFFFAOYSA-N 3-(1h-benzimidazol-2-yl)-7-(diethylamino)chromen-2-one Chemical compound C1=CC=C2NC(C3=CC4=CC=C(C=C4OC3=O)N(CC)CC)=NC2=C1 GOLORTLGFDVFDW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005725 8-Hydroxyquinoline Substances 0.000 description 1
- 229940126062 Compound A Drugs 0.000 description 1
- NLDMNSXOCDLTTB-UHFFFAOYSA-N Heterophylliin A Natural products O1C2COC(=O)C3=CC(O)=C(O)C(O)=C3C3=C(O)C(O)=C(O)C=C3C(=O)OC2C(OC(=O)C=2C=C(O)C(O)=C(O)C=2)C(O)C1OC(=O)C1=CC(O)=C(O)C(O)=C1 NLDMNSXOCDLTTB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical group OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910019569 ReF Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012327 Ruthenium complex Substances 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000370 acceptor Substances 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 239000002253 acid Chemical class 0.000 description 1
- 239000012190 activator Substances 0.000 description 1
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 1
- 125000003368 amide group Chemical group 0.000 description 1
- 150000001454 anthracenes Chemical class 0.000 description 1
- 150000004982 aromatic amines Chemical class 0.000 description 1
- RWCCWEUUXYIKHB-UHFFFAOYSA-N benzophenone Chemical compound C=1C=CC=CC=1C(=O)C1=CC=CC=C1 RWCCWEUUXYIKHB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012965 benzophenone Substances 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 125000002915 carbonyl group Chemical group [*:2]C([*:1])=O 0.000 description 1
- 125000005392 carboxamide group Chemical group NC(=O)* 0.000 description 1
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 1
- 125000006575 electron-withdrawing group Chemical group 0.000 description 1
- 125000004185 ester group Chemical group 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 239000005262 ferroelectric liquid crystals (FLCs) Substances 0.000 description 1
- 150000002391 heterocyclic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000005660 hydrophilic surface Effects 0.000 description 1
- 125000001841 imino group Chemical group [H]N=* 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 125000005647 linker group Chemical group 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000008204 material by function Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 229960003540 oxyquinoline Drugs 0.000 description 1
- 229930184652 p-Terphenyl Natural products 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- IEQIEDJGQAUEQZ-UHFFFAOYSA-N phthalocyanine Chemical compound N1C(N=C2C3=CC=CC=C3C(N=C3C4=CC=CC=C4C(=N4)N3)=N2)=C(C=CC=C2)C2=C1N=C1C2=CC=CC=C2C4=N1 IEQIEDJGQAUEQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 1
- 229920000768 polyamine Polymers 0.000 description 1
- 125000005575 polycyclic aromatic hydrocarbon group Chemical group 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 150000004032 porphyrins Chemical class 0.000 description 1
- 150000003220 pyrenes Chemical class 0.000 description 1
- MCJGNVYPOGVAJF-UHFFFAOYSA-N quinolin-8-ol Chemical compound C1=CN=C2C(O)=CC=CC2=C1 MCJGNVYPOGVAJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004151 quinonyl group Chemical group 0.000 description 1
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 1
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- 239000005394 sealing glass Substances 0.000 description 1
- 125000005624 silicic acid group Chemical group 0.000 description 1
- 229920002545 silicone oil Polymers 0.000 description 1
- 230000008022 sublimation Effects 0.000 description 1
- 238000000859 sublimation Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 125000000542 sulfonic acid group Chemical group 0.000 description 1
- 125000000472 sulfonyl group Chemical group *S(*)(=O)=O 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 1
- NLDYACGHTUPAQU-UHFFFAOYSA-N tetracyanoethylene Chemical group N#CC(C#N)=C(C#N)C#N NLDYACGHTUPAQU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PCCVSPMFGIFTHU-UHFFFAOYSA-N tetracyanoquinodimethane Chemical compound N#CC(C#N)=C1C=CC(=C(C#N)C#N)C=C1 PCCVSPMFGIFTHU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- 229940075420 xanthine Drugs 0.000 description 1
Landscapes
- Luminescent Compositions (AREA)
Description
(産業上の利用分野)
本発明は、電気的な発光、すなわちELを用い
たEL素子に関し、更に詳しくは、発光層が2層
構造からなり、各々の層が隣接する他の層に対し
て相対的に電気陰性度が異なる少なくとも1種の
電気的発光性有機化合物の薄膜からなるEL素子
に関する。 (従来の技術) 従来のEL素子は、MnあるいはCuまたはReF3
(Re;希土類イオン)等を付活剤として含むZnS
を発光母材とする発光層からなるものであり、該
発光層の基本構造の違いにより粉末型ELと薄膜
型ELに大きく構造的に分類される。 実用化されている素子のうち、薄膜ELは、一
般的に粉末型ELに比べ輝度が高いが、薄膜ELは
発光母材を基板に蒸着して発光層を形成している
ため、大面積素子の製造が難しく、また製造コス
トが非常に高くなる等の欠点を有していた。その
ため、最も量産性に富み、コスト的に薄膜型素子
の数十分の一程度ですむ有機バインダー中に発光
母材、すなわち、ZnSを分散させて粉末型ELが
注目されるようになつた。一般的には、EL発光
においては、発光層の厚さが薄い程発光特性が良
くなる。しかし、該粉末型ELの場合は、発光母
材が不連続の粉末であるため、発光層を薄くする
と、発光層中にピンホールが生じ易く、層厚を薄
くすることが困難であり、従つて十分な輝度特性
が得られないという大きな欠点を持つている。近
時においても、該粉末型ELの発光層内にフツ化
ビニリデン系重合体から成る中間誘電体層を配置
した改良型素子が、特開昭58−172891号公報に示
されているが、未だ発光輝度、消費電力等に十分
な性能を得るにいたつていない。一方、最近、有
機材料の化学構造や高次構造を制御して、新しく
オプテイカルおよびエレクトロニクス用材料とす
る研究開発が活発に行なわれ、EC素子、圧電性
素子、焦電性素子、非線計光学素子、強誘電性液
晶等、金属、無機材料に比肩し得るか、またはそ
れらを凌駕する有機材料が発表されている。この
ように、無機物を凌ぐ新しい機能素材としての機
能性有機材料の開発が要望される中で、分子内に
親水基と疎水基を持つアントラセン誘導体やピレ
ン誘導体の単分子層の累積膜を電極基板上に形成
したEL素子が特開昭52−35587号公報に提案され
ている。しかし、それらのEL素子は、その輝度、
消費電力等、現実のEL素子として十分な性能を
得るに至つておらず、更に、該有機EL素子の場
合、キヤリア電子あるいはホールの密度が非常に
小さく、キヤリアの再結合等による機能分子の励
起確率が非常に小さくなり、効率の良い発光が期
待できないものである。 (発明の開示) 従つて、本発明の目的は、上述のような従来技
術の欠点を解消して、低電圧駆動でも十分輝度の
高い発光が得られ、安価で、且つ製造が容易な
EL素子を提供することである。 上記本発明の目的は、EL素子の発光層を、特
定の材料を組合せて、且つ特定の構成に形成する
ことにより達成された。 すなわち、本発明は、2層構造の発光層と、該
発光層を挟持する透明電極層および背面電極層と
からなるEL素子において、第1の発光層が、上
記の背面電極層に面し、且つ第2の発光層に対し
て相対的に電子受容性の少なくとも1種の電気的
発光性有機化合物からなる抵抗加熱蒸着法あるい
はCVD法による堆積膜であり、第2の発光層が、
上記の透明電極層に面し、且つ第1の発光層に対
して相対的に電子供与性の少なくとも1種の電気
的発光性有機化合物からなる単分子膜またはその
累積膜からなることを特徴とする上記EL素子で
ある。 本発明を詳細に説明すると、本発明において使
用し、主として本発明を特徴づける電気的発光性
有機化合物とは、高い発光量子効率を有し、更に
外部摂動を受け易いπ電子系を有し、電気的な励
起が可能な化合物であり、例えば、基本的には、
縮合多環芳香族炭化水素、p−タ−フエニル、
2,5−ジフエニルオキサゾール、1,4−ビス
(2−メチルスチリル)−ベンゼン、キサンチン、
クマリン、アクリジン、シアニン色素、ベンゾフ
エノン、フタロシアニンおよびその金属錯体、ポ
ルフイリンおよびその金属錯体、8−ヒドロキシ
キノリンとその金属錯体、有機ルテニウム錯体、
有機稀土類錯体およびこれらの化合物の誘導体等
を挙げることができる。更に上記化合物に対し電
子受容体または電子供与体となり得る化合物とし
ては、前記以外の複素環式化合物およびそれらの
誘導体、芳香族アミンおよび芳香族ポリアミン、
キノン構造をもつ化合物、テトラシアノキノジメ
タンおよびテトラシアノエチレン等を挙げること
ができる。 また、本発明において、第1の発光層を形成す
るために有用な有機化合物は、科学的に修飾され
ていることを除き、下記と同種の化合物から選択
して使用する。 本発明において、第2の発光層を形成するため
に有用な化合物は、上記の如き電気的発光性化合
物を必要に応じて公知の方法で化学的に修飾し、
その構造中に少なくとも1個の疎水性部分と少な
くとも1個の親水性部分(これらはいずれも相対
的な意味においてである。)を併有させるように
した化合物であり、例えば下記の一般式()で
表わされる化合物およびその他の化合物を包含す
る。 [(X−R1)nZ]o−φ−R2 () 上記式中におけるXは、水素原子、ハロゲン原
子、アルコキシ基、アルキルエーテル基、ニトロ
基;カルボキシル基、スルホン酸基、リン酸基、
ケイ酸基、第1〜3アミノ基;これらの金属塩、
1〜3級アミン塩、酸塩;エステル基、スルホア
ミド基、アミド基、イミノ基、4級アミノ基およ
びそれらの塩、水酸基等であり;R1は炭素数4
〜30、好ましくは10〜25個のアルキル基、好まし
くは直鎖状アルキル基であり;mは1または2、
nは1〜4の整数であり;Zは直接結合または−
O−、−S−、
たEL素子に関し、更に詳しくは、発光層が2層
構造からなり、各々の層が隣接する他の層に対し
て相対的に電気陰性度が異なる少なくとも1種の
電気的発光性有機化合物の薄膜からなるEL素子
に関する。 (従来の技術) 従来のEL素子は、MnあるいはCuまたはReF3
(Re;希土類イオン)等を付活剤として含むZnS
を発光母材とする発光層からなるものであり、該
発光層の基本構造の違いにより粉末型ELと薄膜
型ELに大きく構造的に分類される。 実用化されている素子のうち、薄膜ELは、一
般的に粉末型ELに比べ輝度が高いが、薄膜ELは
発光母材を基板に蒸着して発光層を形成している
ため、大面積素子の製造が難しく、また製造コス
トが非常に高くなる等の欠点を有していた。その
ため、最も量産性に富み、コスト的に薄膜型素子
の数十分の一程度ですむ有機バインダー中に発光
母材、すなわち、ZnSを分散させて粉末型ELが
注目されるようになつた。一般的には、EL発光
においては、発光層の厚さが薄い程発光特性が良
くなる。しかし、該粉末型ELの場合は、発光母
材が不連続の粉末であるため、発光層を薄くする
と、発光層中にピンホールが生じ易く、層厚を薄
くすることが困難であり、従つて十分な輝度特性
が得られないという大きな欠点を持つている。近
時においても、該粉末型ELの発光層内にフツ化
ビニリデン系重合体から成る中間誘電体層を配置
した改良型素子が、特開昭58−172891号公報に示
されているが、未だ発光輝度、消費電力等に十分
な性能を得るにいたつていない。一方、最近、有
機材料の化学構造や高次構造を制御して、新しく
オプテイカルおよびエレクトロニクス用材料とす
る研究開発が活発に行なわれ、EC素子、圧電性
素子、焦電性素子、非線計光学素子、強誘電性液
晶等、金属、無機材料に比肩し得るか、またはそ
れらを凌駕する有機材料が発表されている。この
ように、無機物を凌ぐ新しい機能素材としての機
能性有機材料の開発が要望される中で、分子内に
親水基と疎水基を持つアントラセン誘導体やピレ
ン誘導体の単分子層の累積膜を電極基板上に形成
したEL素子が特開昭52−35587号公報に提案され
ている。しかし、それらのEL素子は、その輝度、
消費電力等、現実のEL素子として十分な性能を
得るに至つておらず、更に、該有機EL素子の場
合、キヤリア電子あるいはホールの密度が非常に
小さく、キヤリアの再結合等による機能分子の励
起確率が非常に小さくなり、効率の良い発光が期
待できないものである。 (発明の開示) 従つて、本発明の目的は、上述のような従来技
術の欠点を解消して、低電圧駆動でも十分輝度の
高い発光が得られ、安価で、且つ製造が容易な
EL素子を提供することである。 上記本発明の目的は、EL素子の発光層を、特
定の材料を組合せて、且つ特定の構成に形成する
ことにより達成された。 すなわち、本発明は、2層構造の発光層と、該
発光層を挟持する透明電極層および背面電極層と
からなるEL素子において、第1の発光層が、上
記の背面電極層に面し、且つ第2の発光層に対し
て相対的に電子受容性の少なくとも1種の電気的
発光性有機化合物からなる抵抗加熱蒸着法あるい
はCVD法による堆積膜であり、第2の発光層が、
上記の透明電極層に面し、且つ第1の発光層に対
して相対的に電子供与性の少なくとも1種の電気
的発光性有機化合物からなる単分子膜またはその
累積膜からなることを特徴とする上記EL素子で
ある。 本発明を詳細に説明すると、本発明において使
用し、主として本発明を特徴づける電気的発光性
有機化合物とは、高い発光量子効率を有し、更に
外部摂動を受け易いπ電子系を有し、電気的な励
起が可能な化合物であり、例えば、基本的には、
縮合多環芳香族炭化水素、p−タ−フエニル、
2,5−ジフエニルオキサゾール、1,4−ビス
(2−メチルスチリル)−ベンゼン、キサンチン、
クマリン、アクリジン、シアニン色素、ベンゾフ
エノン、フタロシアニンおよびその金属錯体、ポ
ルフイリンおよびその金属錯体、8−ヒドロキシ
キノリンとその金属錯体、有機ルテニウム錯体、
有機稀土類錯体およびこれらの化合物の誘導体等
を挙げることができる。更に上記化合物に対し電
子受容体または電子供与体となり得る化合物とし
ては、前記以外の複素環式化合物およびそれらの
誘導体、芳香族アミンおよび芳香族ポリアミン、
キノン構造をもつ化合物、テトラシアノキノジメ
タンおよびテトラシアノエチレン等を挙げること
ができる。 また、本発明において、第1の発光層を形成す
るために有用な有機化合物は、科学的に修飾され
ていることを除き、下記と同種の化合物から選択
して使用する。 本発明において、第2の発光層を形成するため
に有用な化合物は、上記の如き電気的発光性化合
物を必要に応じて公知の方法で化学的に修飾し、
その構造中に少なくとも1個の疎水性部分と少な
くとも1個の親水性部分(これらはいずれも相対
的な意味においてである。)を併有させるように
した化合物であり、例えば下記の一般式()で
表わされる化合物およびその他の化合物を包含す
る。 [(X−R1)nZ]o−φ−R2 () 上記式中におけるXは、水素原子、ハロゲン原
子、アルコキシ基、アルキルエーテル基、ニトロ
基;カルボキシル基、スルホン酸基、リン酸基、
ケイ酸基、第1〜3アミノ基;これらの金属塩、
1〜3級アミン塩、酸塩;エステル基、スルホア
ミド基、アミド基、イミノ基、4級アミノ基およ
びそれらの塩、水酸基等であり;R1は炭素数4
〜30、好ましくは10〜25個のアルキル基、好まし
くは直鎖状アルキル基であり;mは1または2、
nは1〜4の整数であり;Zは直接結合または−
O−、−S−、
【式】
【式】−CO−、−COO−等の如き連結基
(R3は水素原子、アルキル基、アリール等の任意
の置換基である)であり;φは後に例示する如き
電場発光性化合物の残基であり;R2はXと同様
に、水素原子またはその他の任意の置換基であ
り;1個または複数のX、φおよびR2のうち少
なくとも1個は親水性部分であり、且つ少なくと
も1個は疎水性部分である。 第1層の形成に有用な一般式()の化合物の
φとして好ましいもの、および第2層の形成に有
用である化合物の基本骨格、およびその他の化合
物を例示すれば、以下の通りである。(但し、以
下に例示するφ(基本骨格)は、炭素数1〜4の
アルキル基、アルコキシ基、アルキルエーテル
基、ハロゲン原子、ニトロ基、第1〜3級アミノ
基、水酸基、カルボアミド基、スルフオアミド基
等の一般的な置換基を有し得る。) 以上の如き発光性化合物は、本発明における
各々の発光層において単独でも混合物としても使
用できる。なお、これらの化合物は好ましい化合
物の例示であつて、同一目的が達成される限り、
他の誘導体または他の化合物でも良いのは当然で
ある。 本発明において、上記の如き発光性化合物をそ
れらの電気的陰性度に応じて、本発明のEL素子
の第1の発光層と第2の発光層に分けて使用する
ことを特徴としている。すなわち、上記の如き発
光性化合物は、それぞれ電気陰性度が異なるか
ら、それらのなかから、相対的に電子受容性であ
る前記化合物を、第1の発光層を形成するための
発光性化合物として採用し、且つそれらに対して
相対的に電子供与性である前記発光性化合物を第
2の発光層形成用化合物として選択すれば良い。
このような発光性化合物のなかで、電子供与性の
ものとして特に好ましい化合物は、第1〜3級ア
ミノ基、水酸基、アルコキシ基、アルキルエーテ
ル基等の電子供与性基を有するもの、あるいは窒
素ヘテロ環化合物が主たるものであり、また電子
受容性のものとしては、カルボニル基、スルホニ
ル基、ニトロ基、第4級アミノ基等の電子吸引性
基を有する化合物が主たるものである。このよう
な発光性化合物は本発明において、それぞれの発
光層においては単独または複数の混合物として使
用することができる。 本発明のEL素子を形成する他の要素、すなわ
ち透明電極層と背面電極層は、発光層を挟持する
ものであつて、従来公知のものはいずれも使用で
きるが、少なくともその1層は透明性である必要
がある。透明電極層としては、従来同様目的の透
明電極層がいずれも使用でき、好ましいものとし
ては、例えばポリメチルメタクリレート、ポリエ
ステル等の透明な合成樹脂、ガラス等の如き透明
性フイルムあるいはシートの表面に酸化インジウ
ム、酸化錫、インジウム−チン−オキサイド
(ITO)等の透明導電材料を全面にあるいはパタ
ーン状に被覆したものである。一方の面に不透明
な背面電極層を使用する場合は、これらの不透明
電極層も、従来公知のものでよく、一般的且つ好
ましいものは、厚さが約0.1〜0.3μmのアルミニ
ウム、銀、金等の蒸着膜である。また透明電極層
あるいは背面電極層の形状は、板状、ベルト状、
円筒状等任意の形状でよく、使用目的に応じて選
択することができる。また、透明電極層の厚さ
は、約0.01〜0.2μm程度が好ましく、この範囲以
下の厚さでは、素子自体の物理的強度や電気的性
質が不十分となり、また上記範囲以上の厚さでは
透明性や軽量性、小型性等に問題が生じるおそれ
がある。 本発明のEL素子は、上記の如き2層の電極層
の間に、前述の如き相対的に電気陰性度の異なる
電気的発光性化合物を別々に用いて2層からなる
発光層を形成することにより得られるものであ
り、形成された2層構造の発光層を構成する第1
層が、透明電極層に面し、第2層に対して相対的
に電子受容性である化合物からなる分子堆積膜で
あり、第2層が、背面電極層に面し、第1層に対
して相対的に電子供与性である化合物からなる高
秩序の分子配向性をもつて配列した単分子膜ある
いは累積膜であることを特徴としている。 本発明において、このような第1の発光層を構
成する分子堆積膜を形成する方法として、特に好
ましい方法は、抵抗加熱蒸着法やCVD法であり、
例えば、蒸着法では、第1の発光層として、500
〓程度の薄膜が形成できる。 例えば、抵抗加熱蒸着法による場合は、材料を
真空槽中に置いたタングステンボードに入れ、基
板から30cm以上はなし、抵抗加熱し、昇華性のも
のは昇華温度に設定し、溶融性のものは融点以上
の温度に設定して蒸着する。前真空度は、2×
10-6Torr以下にし、蒸着前にシヤツターでふさ
ぎ、ボートを加熱し2分ほど空とばしした後、シ
ヤツターを開いて蒸着する。 蒸着中の速度は、水晶振動子の膜厚モニターで
測定しながら行なうが、好適な速度としては0.1
Å/sec〜100Å/secの間で行なう。その際の真
空度は酸化などを防ぐために、10-3Torr以下、
好ましくは10-5Torr程度になるように保つこと
により行なう。 本発明において、このような第2層の単分子膜
あるいはその累積膜を形成する方法として、特に
好ましい方法は、ラングミユア・ブロジエツト法
(LB法)である。このLB法は、分子内に親水性
基と疎水性基とを有する構造の分子において、両
者のバランス(両親媒性のバランス)が適度に保
たれているとき、分子は水面上で、親水性基を下
に向けて単分子の層になることを利用して、単分
子膜またはその累積膜を形成する方法である。具
体的には水層上に展開した単分子膜が、水相上を
自由に拡散して広がりすぎないように、仕切板
(または浮子)を設けて展開面積を制限して膜物
室の集合状態を制御し、表面圧を徐々に上昇さ
せ、単分子膜あるいはその累積膜の製造に適する
表面圧を設定する。この表面圧を維持しながら静
かに清浄な基板を垂直に上昇または降下させるこ
とにより、単分子膜が基板上に移しとられる。単
分子膜は以上で製造されるが、単分子膜の累積膜
は前記の操作を繰り返すことにより所望の累積度
の累積膜として形成される。 単分子膜を基板上に移すには、上述した垂直浸
漬法の他、水平付着法、回転円筒法などの方法に
よつて可能である。水平付着法は基板を水面に水
平に接触させて移しとる方法で、回転円筒法は、
円筒型の基体を水面上を回転させて単分子膜を基
体表面に移しとる方法である。前述した垂直浸漬
法では、表面が親水性の基板を水面を横切る方向
に水中から引き上げると分子の親水性基が基板側
に向いた単分子膜が基板上に形成される。前述の
ように基板を上下させると、各行程ごとに1枚ず
つ単分子膜が重なつていく。成膜分子の向きが引
き上げ行程と浸漬行程で逆になるので、この方法
によると各層間は分子の親水性基と親水性基、分
子の疎水性基と疎水性基が向かい合うY型膜が形
成される。それに対し、水平付着法は、基板を水
面に水平に接着させて移しとる方法で、分子の疎
水性基が基板側に向いた単分子膜が基板上に形成
される。この方法では、単分子膜を累積しても、
成膜分子の向きの交代はなく、全ての層におい
て、疎水性基が基板側に向いたX型膜が形成され
る。反対に全ての層において親水性基が基板側に
向いた累積膜はZ型膜と呼ばれる。回転円筒法
は、円筒法の基本水面上を回転させて単分子膜を
基本表面に移しとる方法である。単分子膜を基板
上に移す方法は、これらに限定されるわけでな
く、即ち、大面積基板を用いる時には、基板ロー
ルから水層中に基板を押し出していく方法なども
とり得る。また、前述した親水性基、疎水性基の
基板への向きは原則であり、基板の表面処理等に
よつて変えることができる。 本発明のEL素子は、前述の如き2層の電極層
のうち、透明電極層に面する第1層として、上記
の化合物から相対的に電子受容性である化合物を
選択し、上記の如き方法により分子堆積膜を形成
し、且つ、背面電極層に面する第2層として、例
えばLB法により、単分子膜またはその累積膜を
形成し、発光層を2層構造とすることにより得ら
れる。 従来の技術の項で述べた通り、LB法によりEL
素子を形成することは公知であるが、該公知の方
法では、十分な性能のEL素子が得られず、本発
明者は、種々研究の結果、発光層を2層構造と
し、第1層の発光層を、前述の如き相対的に電子
受容性である化合物を用いて、分子堆積膜として
形成し、且つ第2層を、第1層に対して相対的に
電子供与性である化合物から、単分子膜あるいは
その累積膜として形成することにより、従来技術
のEL素子の性能が著しく向上することを知見し
たものである。 本発明の1つの態様は、第2の発光層が前記発
光性材料からなる単分子膜である態様である。こ
の態様のEL素子は、まず最初に、第1の層に対
して相対的に電子受容性である材料を、前記の如
く分子堆積法により、堆積膜として第1層を形成
し、次いで、このように形成した第1層に対して
相対的に電子供与性である材料を、適当な有機溶
剤、例えばクロロホルム、ジクロロメタン、ジク
ロロエタン等中に約10-4〜10-2M程度の濃度に溶
解し、該溶液を、各種の金属イオンを含有しても
よい適当なPH(例えば、PH約1〜8)の水相上に
展開させ、溶剤を蒸着除去して単分子膜を形成
し、前述の如くのLB法で、一方の電極基板上に
移し取つて第2層とし、十分に乾燥し、次いで、
この第2層の表面に、例えばアルミニウム、銀、
金等の電極材料を、好ましくは蒸着等により蒸着
させて背面電極層を形成することによつて得られ
る。 このようにして得られたEL素子の2層からな
る発光層の厚さは、使用した材料の種類によつて
異なるが、一般的には約0.01〜1μmの厚さが好ま
しい。 また、別の重要な態様は、本発明のEL素子の
発光層を構成する第2層を、上記の単分子膜の累
積膜とする態様である。該態様は、前記のLB法
を用いることにより、上記の如き第1層上に、単
分子膜を種々の方法で必要な層数まで累積して形
成することによつて得られる。 このようにして得られる本発明のEL素子の発
光層の厚さは、任意に変更することができるが、
本発明においては、第2層の単分子膜の累積数を
約4〜200とし、第1層の厚さを約0.01〜0.5μm
とし、発光層全体の厚さを約0.02〜1μmとするの
が好適である。 なお、基板として使用する一方の電極層あるい
は両方の電極層と発光層との接着は、LB法およ
び分子堆積法においては十分に強固なものであ
り、発光層が剥離したり剥落したりすることはな
いが、接着力を強化する目的で、基板表面をあら
かじめ処理しておいたり、あるいは基板と発光層
との間に適当な接着剤層を設けてもよい。更に、
LB法において、発光層の形成用材料の種類や使
用する水層のPH、イオン種、水温、単分子膜の転
移速度あるいは単分子膜の表面圧等の種々の条件
を調節によつても接着力を強化することができ
る。 以上の如くして形成されたEL素子は、そのま
までは空気中の湿気や酸素の影響でその性能が劣
化することがあるので、従来公知の手段で耐湿、
耐酸素性の密封構造とするのが望ましい。 以上の如き本発明のEL素子は、その発光層の
構造が、超薄膜であり、且つ第2層が、EL素子
の作動上必要な高度の分子秩序性と機能を有して
おり、且つ、第1層と第2層とが、種々の電気的
相互作用を行なうことにより、優れた発光性能を
発揮するものである。 更に、本発明のEL素子の発光層は、第1図に
図解的に示すように、従来技術の単一層からなる
発光層とは異なり、第2図に図解的に示すよう
に、第1の発光層と第2の発光層とが均一な界面
を有しているので、それらの電気陰性度の異なる
2層間での各種相互作用が極めて容易であり、従
来技術では達成しえない程度の優れた発光性能を
発揮するもである。すなわち、第1の発光層と第
2の発光層との電気陰性度の差等を種々変更する
ことによつて、発光強度を向上させたり、あるい
は発光色を任意に変更でき、また、その耐用寿命
も著しく延長させることができる。 更に、従来技術では、発光性が優れているが、
成膜性や膜強度が不十分な材料は実質上使用でき
なかつたが、本発明においては、このような成膜
性や膜強度が劣るが、発光性に優れた材料でも、
いずれか一方の層に成膜性に優れた材料を使用す
ることによつて、発光性、成膜性および膜強度の
いずれもが優れた発光層を得ることができる。 以上の本発明のEL素子は、その発光層に好適
な電界等の電気エネルギーが作用するように、電
極層間に、交流またはパルスあるいは直流電流等
の電気エネルギーを印加することにより、優れた
EL発光を示すものである。 次に実施例をあげて本発明を更に具体的に説明
する。なお、文中部とあるのは重量基準である。 実施例 1 50mm角のガラス板の表面上にスパツタリンダ法
により膜厚1500ÅのITO層を蒸着して、透明電極
を形成した。 次に、抵抗加熱蒸着装置を用いて、上記の透明
電極基板上に、インダゾール(A)を500Åの膜厚に
蒸着させた。この蒸着は、蒸着槽を一度
10-6Torrの真空度まで減圧した後、抵抗加熱ボ
ード(M0)の温度を除々に上げてゆき、蒸着速
度5Å/secとなるように、イミダゾールを入れ
たボードに流れる電流を調節して蒸着膜を形成し
た。蒸着時の真空度は、9×10-6Torrであつた。
また、基板ホルダーの温度は、20℃の水を循環さ
せて一定に保つた。 次に、
の置換基である)であり;φは後に例示する如き
電場発光性化合物の残基であり;R2はXと同様
に、水素原子またはその他の任意の置換基であ
り;1個または複数のX、φおよびR2のうち少
なくとも1個は親水性部分であり、且つ少なくと
も1個は疎水性部分である。 第1層の形成に有用な一般式()の化合物の
φとして好ましいもの、および第2層の形成に有
用である化合物の基本骨格、およびその他の化合
物を例示すれば、以下の通りである。(但し、以
下に例示するφ(基本骨格)は、炭素数1〜4の
アルキル基、アルコキシ基、アルキルエーテル
基、ハロゲン原子、ニトロ基、第1〜3級アミノ
基、水酸基、カルボアミド基、スルフオアミド基
等の一般的な置換基を有し得る。) 以上の如き発光性化合物は、本発明における
各々の発光層において単独でも混合物としても使
用できる。なお、これらの化合物は好ましい化合
物の例示であつて、同一目的が達成される限り、
他の誘導体または他の化合物でも良いのは当然で
ある。 本発明において、上記の如き発光性化合物をそ
れらの電気的陰性度に応じて、本発明のEL素子
の第1の発光層と第2の発光層に分けて使用する
ことを特徴としている。すなわち、上記の如き発
光性化合物は、それぞれ電気陰性度が異なるか
ら、それらのなかから、相対的に電子受容性であ
る前記化合物を、第1の発光層を形成するための
発光性化合物として採用し、且つそれらに対して
相対的に電子供与性である前記発光性化合物を第
2の発光層形成用化合物として選択すれば良い。
このような発光性化合物のなかで、電子供与性の
ものとして特に好ましい化合物は、第1〜3級ア
ミノ基、水酸基、アルコキシ基、アルキルエーテ
ル基等の電子供与性基を有するもの、あるいは窒
素ヘテロ環化合物が主たるものであり、また電子
受容性のものとしては、カルボニル基、スルホニ
ル基、ニトロ基、第4級アミノ基等の電子吸引性
基を有する化合物が主たるものである。このよう
な発光性化合物は本発明において、それぞれの発
光層においては単独または複数の混合物として使
用することができる。 本発明のEL素子を形成する他の要素、すなわ
ち透明電極層と背面電極層は、発光層を挟持する
ものであつて、従来公知のものはいずれも使用で
きるが、少なくともその1層は透明性である必要
がある。透明電極層としては、従来同様目的の透
明電極層がいずれも使用でき、好ましいものとし
ては、例えばポリメチルメタクリレート、ポリエ
ステル等の透明な合成樹脂、ガラス等の如き透明
性フイルムあるいはシートの表面に酸化インジウ
ム、酸化錫、インジウム−チン−オキサイド
(ITO)等の透明導電材料を全面にあるいはパタ
ーン状に被覆したものである。一方の面に不透明
な背面電極層を使用する場合は、これらの不透明
電極層も、従来公知のものでよく、一般的且つ好
ましいものは、厚さが約0.1〜0.3μmのアルミニ
ウム、銀、金等の蒸着膜である。また透明電極層
あるいは背面電極層の形状は、板状、ベルト状、
円筒状等任意の形状でよく、使用目的に応じて選
択することができる。また、透明電極層の厚さ
は、約0.01〜0.2μm程度が好ましく、この範囲以
下の厚さでは、素子自体の物理的強度や電気的性
質が不十分となり、また上記範囲以上の厚さでは
透明性や軽量性、小型性等に問題が生じるおそれ
がある。 本発明のEL素子は、上記の如き2層の電極層
の間に、前述の如き相対的に電気陰性度の異なる
電気的発光性化合物を別々に用いて2層からなる
発光層を形成することにより得られるものであ
り、形成された2層構造の発光層を構成する第1
層が、透明電極層に面し、第2層に対して相対的
に電子受容性である化合物からなる分子堆積膜で
あり、第2層が、背面電極層に面し、第1層に対
して相対的に電子供与性である化合物からなる高
秩序の分子配向性をもつて配列した単分子膜ある
いは累積膜であることを特徴としている。 本発明において、このような第1の発光層を構
成する分子堆積膜を形成する方法として、特に好
ましい方法は、抵抗加熱蒸着法やCVD法であり、
例えば、蒸着法では、第1の発光層として、500
〓程度の薄膜が形成できる。 例えば、抵抗加熱蒸着法による場合は、材料を
真空槽中に置いたタングステンボードに入れ、基
板から30cm以上はなし、抵抗加熱し、昇華性のも
のは昇華温度に設定し、溶融性のものは融点以上
の温度に設定して蒸着する。前真空度は、2×
10-6Torr以下にし、蒸着前にシヤツターでふさ
ぎ、ボートを加熱し2分ほど空とばしした後、シ
ヤツターを開いて蒸着する。 蒸着中の速度は、水晶振動子の膜厚モニターで
測定しながら行なうが、好適な速度としては0.1
Å/sec〜100Å/secの間で行なう。その際の真
空度は酸化などを防ぐために、10-3Torr以下、
好ましくは10-5Torr程度になるように保つこと
により行なう。 本発明において、このような第2層の単分子膜
あるいはその累積膜を形成する方法として、特に
好ましい方法は、ラングミユア・ブロジエツト法
(LB法)である。このLB法は、分子内に親水性
基と疎水性基とを有する構造の分子において、両
者のバランス(両親媒性のバランス)が適度に保
たれているとき、分子は水面上で、親水性基を下
に向けて単分子の層になることを利用して、単分
子膜またはその累積膜を形成する方法である。具
体的には水層上に展開した単分子膜が、水相上を
自由に拡散して広がりすぎないように、仕切板
(または浮子)を設けて展開面積を制限して膜物
室の集合状態を制御し、表面圧を徐々に上昇さ
せ、単分子膜あるいはその累積膜の製造に適する
表面圧を設定する。この表面圧を維持しながら静
かに清浄な基板を垂直に上昇または降下させるこ
とにより、単分子膜が基板上に移しとられる。単
分子膜は以上で製造されるが、単分子膜の累積膜
は前記の操作を繰り返すことにより所望の累積度
の累積膜として形成される。 単分子膜を基板上に移すには、上述した垂直浸
漬法の他、水平付着法、回転円筒法などの方法に
よつて可能である。水平付着法は基板を水面に水
平に接触させて移しとる方法で、回転円筒法は、
円筒型の基体を水面上を回転させて単分子膜を基
体表面に移しとる方法である。前述した垂直浸漬
法では、表面が親水性の基板を水面を横切る方向
に水中から引き上げると分子の親水性基が基板側
に向いた単分子膜が基板上に形成される。前述の
ように基板を上下させると、各行程ごとに1枚ず
つ単分子膜が重なつていく。成膜分子の向きが引
き上げ行程と浸漬行程で逆になるので、この方法
によると各層間は分子の親水性基と親水性基、分
子の疎水性基と疎水性基が向かい合うY型膜が形
成される。それに対し、水平付着法は、基板を水
面に水平に接着させて移しとる方法で、分子の疎
水性基が基板側に向いた単分子膜が基板上に形成
される。この方法では、単分子膜を累積しても、
成膜分子の向きの交代はなく、全ての層におい
て、疎水性基が基板側に向いたX型膜が形成され
る。反対に全ての層において親水性基が基板側に
向いた累積膜はZ型膜と呼ばれる。回転円筒法
は、円筒法の基本水面上を回転させて単分子膜を
基本表面に移しとる方法である。単分子膜を基板
上に移す方法は、これらに限定されるわけでな
く、即ち、大面積基板を用いる時には、基板ロー
ルから水層中に基板を押し出していく方法なども
とり得る。また、前述した親水性基、疎水性基の
基板への向きは原則であり、基板の表面処理等に
よつて変えることができる。 本発明のEL素子は、前述の如き2層の電極層
のうち、透明電極層に面する第1層として、上記
の化合物から相対的に電子受容性である化合物を
選択し、上記の如き方法により分子堆積膜を形成
し、且つ、背面電極層に面する第2層として、例
えばLB法により、単分子膜またはその累積膜を
形成し、発光層を2層構造とすることにより得ら
れる。 従来の技術の項で述べた通り、LB法によりEL
素子を形成することは公知であるが、該公知の方
法では、十分な性能のEL素子が得られず、本発
明者は、種々研究の結果、発光層を2層構造と
し、第1層の発光層を、前述の如き相対的に電子
受容性である化合物を用いて、分子堆積膜として
形成し、且つ第2層を、第1層に対して相対的に
電子供与性である化合物から、単分子膜あるいは
その累積膜として形成することにより、従来技術
のEL素子の性能が著しく向上することを知見し
たものである。 本発明の1つの態様は、第2の発光層が前記発
光性材料からなる単分子膜である態様である。こ
の態様のEL素子は、まず最初に、第1の層に対
して相対的に電子受容性である材料を、前記の如
く分子堆積法により、堆積膜として第1層を形成
し、次いで、このように形成した第1層に対して
相対的に電子供与性である材料を、適当な有機溶
剤、例えばクロロホルム、ジクロロメタン、ジク
ロロエタン等中に約10-4〜10-2M程度の濃度に溶
解し、該溶液を、各種の金属イオンを含有しても
よい適当なPH(例えば、PH約1〜8)の水相上に
展開させ、溶剤を蒸着除去して単分子膜を形成
し、前述の如くのLB法で、一方の電極基板上に
移し取つて第2層とし、十分に乾燥し、次いで、
この第2層の表面に、例えばアルミニウム、銀、
金等の電極材料を、好ましくは蒸着等により蒸着
させて背面電極層を形成することによつて得られ
る。 このようにして得られたEL素子の2層からな
る発光層の厚さは、使用した材料の種類によつて
異なるが、一般的には約0.01〜1μmの厚さが好ま
しい。 また、別の重要な態様は、本発明のEL素子の
発光層を構成する第2層を、上記の単分子膜の累
積膜とする態様である。該態様は、前記のLB法
を用いることにより、上記の如き第1層上に、単
分子膜を種々の方法で必要な層数まで累積して形
成することによつて得られる。 このようにして得られる本発明のEL素子の発
光層の厚さは、任意に変更することができるが、
本発明においては、第2層の単分子膜の累積数を
約4〜200とし、第1層の厚さを約0.01〜0.5μm
とし、発光層全体の厚さを約0.02〜1μmとするの
が好適である。 なお、基板として使用する一方の電極層あるい
は両方の電極層と発光層との接着は、LB法およ
び分子堆積法においては十分に強固なものであ
り、発光層が剥離したり剥落したりすることはな
いが、接着力を強化する目的で、基板表面をあら
かじめ処理しておいたり、あるいは基板と発光層
との間に適当な接着剤層を設けてもよい。更に、
LB法において、発光層の形成用材料の種類や使
用する水層のPH、イオン種、水温、単分子膜の転
移速度あるいは単分子膜の表面圧等の種々の条件
を調節によつても接着力を強化することができ
る。 以上の如くして形成されたEL素子は、そのま
までは空気中の湿気や酸素の影響でその性能が劣
化することがあるので、従来公知の手段で耐湿、
耐酸素性の密封構造とするのが望ましい。 以上の如き本発明のEL素子は、その発光層の
構造が、超薄膜であり、且つ第2層が、EL素子
の作動上必要な高度の分子秩序性と機能を有して
おり、且つ、第1層と第2層とが、種々の電気的
相互作用を行なうことにより、優れた発光性能を
発揮するものである。 更に、本発明のEL素子の発光層は、第1図に
図解的に示すように、従来技術の単一層からなる
発光層とは異なり、第2図に図解的に示すよう
に、第1の発光層と第2の発光層とが均一な界面
を有しているので、それらの電気陰性度の異なる
2層間での各種相互作用が極めて容易であり、従
来技術では達成しえない程度の優れた発光性能を
発揮するもである。すなわち、第1の発光層と第
2の発光層との電気陰性度の差等を種々変更する
ことによつて、発光強度を向上させたり、あるい
は発光色を任意に変更でき、また、その耐用寿命
も著しく延長させることができる。 更に、従来技術では、発光性が優れているが、
成膜性や膜強度が不十分な材料は実質上使用でき
なかつたが、本発明においては、このような成膜
性や膜強度が劣るが、発光性に優れた材料でも、
いずれか一方の層に成膜性に優れた材料を使用す
ることによつて、発光性、成膜性および膜強度の
いずれもが優れた発光層を得ることができる。 以上の本発明のEL素子は、その発光層に好適
な電界等の電気エネルギーが作用するように、電
極層間に、交流またはパルスあるいは直流電流等
の電気エネルギーを印加することにより、優れた
EL発光を示すものである。 次に実施例をあげて本発明を更に具体的に説明
する。なお、文中部とあるのは重量基準である。 実施例 1 50mm角のガラス板の表面上にスパツタリンダ法
により膜厚1500ÅのITO層を蒸着して、透明電極
を形成した。 次に、抵抗加熱蒸着装置を用いて、上記の透明
電極基板上に、インダゾール(A)を500Åの膜厚に
蒸着させた。この蒸着は、蒸着槽を一度
10-6Torrの真空度まで減圧した後、抵抗加熱ボ
ード(M0)の温度を除々に上げてゆき、蒸着速
度5Å/secとなるように、イミダゾールを入れ
たボードに流れる電流を調節して蒸着膜を形成し
た。蒸着時の真空度は、9×10-6Torrであつた。
また、基板ホルダーの温度は、20℃の水を循環さ
せて一定に保つた。 次に、
【式】と
【式】を
を1:1の割合で含むクロロホルム溶液
(10-3mol/)をJoyce−Loebeu社製の
Langmuir−Trough4の4×10-4molのCdcl2を含
み、PH6.5に調整された上記水相上に展開させた。
溶媒のクロロホルムを蒸発除去後、表面圧を高め
て(30dyne/cm)、上記混合分子を膜状に析出さ
せた。その後、表面圧を一定に保ちながら、すで
にイミダゾールが蒸着されている成膜基板を、水
面を横切る方向に静かに上下させ(上下速度2
cm/min)、混合単分子膜を基板上に移し取り、
6層に累積した混合単分子累積膜を作成した。こ
の累積工程において、該基板を水槽から引きあげ
る都度、30分間以上放置して基板に付着している
水分蒸発除去した。 最後に、上記のように形成された薄膜を蒸着槽
に入れて、該槽を一度10-6Torrの真空度まで減
圧した後、真空度10-5Torrに調整して蒸着速度
20Å/secで、1500Åの膜厚でAlを該薄膜上に蒸
着して背面電極とした。作成されたEL素子を図
3に例示したように、シールガラスでシールした
のち、従来方法に従つて、精製および脱気、脱水
されたシリコンオイルをシール中に注入して、本
発明のEL発光セルを形成した。このEL発光セル
に、10V、400Hzの交流電圧を印加したところ、
電流密度0.09mA/cm2で輝度15ft/LのEL発光を
示した。 上記の本発明のEL素子は、従来例のZnSを発
光母体としたEL素子と比較し、駆動電圧が低く、
発光輝度特性の良いEL素子であつた。 比較例 1 実施例1において、第1層を形成しなかつたこ
とを除いて、他は実施例1と同様にして比較用の
EL素子を得、且つ実施例1と同様に評価したと
ころ、電流密度0.1mA/cm2で輝度1ft−L以下で
あつた。 実施例 2 実施例1における化合物Aに代えてEを、Bお
よびCに代えて、Fを使用し、 他は実施例1と同様にして、本発明のEL素子
(但し、累積数は6)を得、実施例1と同一条件
で評価したところ、電流密度0.11mA/cm2で、輝
度(Ft−L)は34であつた。
(10-3mol/)をJoyce−Loebeu社製の
Langmuir−Trough4の4×10-4molのCdcl2を含
み、PH6.5に調整された上記水相上に展開させた。
溶媒のクロロホルムを蒸発除去後、表面圧を高め
て(30dyne/cm)、上記混合分子を膜状に析出さ
せた。その後、表面圧を一定に保ちながら、すで
にイミダゾールが蒸着されている成膜基板を、水
面を横切る方向に静かに上下させ(上下速度2
cm/min)、混合単分子膜を基板上に移し取り、
6層に累積した混合単分子累積膜を作成した。こ
の累積工程において、該基板を水槽から引きあげ
る都度、30分間以上放置して基板に付着している
水分蒸発除去した。 最後に、上記のように形成された薄膜を蒸着槽
に入れて、該槽を一度10-6Torrの真空度まで減
圧した後、真空度10-5Torrに調整して蒸着速度
20Å/secで、1500Åの膜厚でAlを該薄膜上に蒸
着して背面電極とした。作成されたEL素子を図
3に例示したように、シールガラスでシールした
のち、従来方法に従つて、精製および脱気、脱水
されたシリコンオイルをシール中に注入して、本
発明のEL発光セルを形成した。このEL発光セル
に、10V、400Hzの交流電圧を印加したところ、
電流密度0.09mA/cm2で輝度15ft/LのEL発光を
示した。 上記の本発明のEL素子は、従来例のZnSを発
光母体としたEL素子と比較し、駆動電圧が低く、
発光輝度特性の良いEL素子であつた。 比較例 1 実施例1において、第1層を形成しなかつたこ
とを除いて、他は実施例1と同様にして比較用の
EL素子を得、且つ実施例1と同様に評価したと
ころ、電流密度0.1mA/cm2で輝度1ft−L以下で
あつた。 実施例 2 実施例1における化合物Aに代えてEを、Bお
よびCに代えて、Fを使用し、 他は実施例1と同様にして、本発明のEL素子
(但し、累積数は6)を得、実施例1と同一条件
で評価したところ、電流密度0.11mA/cm2で、輝
度(Ft−L)は34であつた。
第1図は、従来技術のLB法によるEL素子を図
解的に示したものであり、第2図は、本発明の
EL素子を図解的に示したものであり、第3図は
本発明のEL素子の断面を図解的に示したもので
ある。 1;透明電極、2;発光層、3;背面電極、
4;発光性化合物、5;発光性化合物、6;シー
ルガラス、7;シリコン絶縁油、8;ガラス板。
解的に示したものであり、第2図は、本発明の
EL素子を図解的に示したものであり、第3図は
本発明のEL素子の断面を図解的に示したもので
ある。 1;透明電極、2;発光層、3;背面電極、
4;発光性化合物、5;発光性化合物、6;シー
ルガラス、7;シリコン絶縁油、8;ガラス板。
Claims (1)
- 1 2層構造の発光層と、該発光層を挟持する透
明電極層および背面電極層とからなるEL素子に
おいて、第1の発光層が、上記の背面電極層に面
し、且つ第2の発光層に対して相対的に電子受容
性の少なくとも1種の電気的発光性有機化合物か
らなる抵抗加熱蒸着法あるいはCVD法による堆
積膜であり、第2の発光層が、上記の透明電極層
に面し、且つ第1の発光層に対して相対的に電子
供与性の少なくとも1種の電気的発光性有機化合
物からなる単分子膜またはその累積膜からなるこ
とを特徴とする上記EL素子。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59158890A JPS6137889A (ja) | 1984-07-31 | 1984-07-31 | El素子 |
US06/759,967 US4672265A (en) | 1984-07-31 | 1985-07-28 | Electroluminescent device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59158890A JPS6137889A (ja) | 1984-07-31 | 1984-07-31 | El素子 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7045006A Division JP2593814B2 (ja) | 1995-02-10 | 1995-02-10 | El素子の駆動方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6137889A JPS6137889A (ja) | 1986-02-22 |
JPH0446315B2 true JPH0446315B2 (ja) | 1992-07-29 |
Family
ID=15681614
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59158890A Granted JPS6137889A (ja) | 1984-07-31 | 1984-07-31 | El素子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6137889A (ja) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5235587A (en) * | 1975-08-18 | 1977-03-18 | Ici Ltd | Electric or electronic element |
JPS5751781A (en) * | 1980-07-17 | 1982-03-26 | Eastman Kodak Co | Organic electroluminiscent cell and method |
-
1984
- 1984-07-31 JP JP59158890A patent/JPS6137889A/ja active Granted
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5235587A (en) * | 1975-08-18 | 1977-03-18 | Ici Ltd | Electric or electronic element |
JPS5751781A (en) * | 1980-07-17 | 1982-03-26 | Eastman Kodak Co | Organic electroluminiscent cell and method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS6137889A (ja) | 1986-02-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4672265A (en) | Electroluminescent device | |
US4725513A (en) | Electroluminescent device | |
JPH0446313B2 (ja) | ||
JP2593814B2 (ja) | El素子の駆動方法 | |
JP2618370B2 (ja) | El素子の駆動方法 | |
JPS6137885A (ja) | El素子 | |
JPH0446314B2 (ja) | ||
JPH0446315B2 (ja) | ||
JPS6144977A (ja) | El素子 | |
JP2618371B2 (ja) | El素子の駆動方法 | |
JPS6144975A (ja) | El素子 | |
JPS6155183A (ja) | El素子 | |
JPS6160777A (ja) | El素子 | |
JPS6162582A (ja) | El素子 | |
JPS6155184A (ja) | El素子 | |
JPS6143682A (ja) | El素子 | |
JPS6143686A (ja) | El素子 | |
JPS6143687A (ja) | El素子 | |
JPS6143685A (ja) | El素子 | |
JPS6147781A (ja) | El素子 | |
JPS6147784A (ja) | El素子 | |
JPS6144980A (ja) | El素子 | |
JPS6143691A (ja) | El素子 | |
JPS6147783A (ja) | El素子 | |
JPS6160778A (ja) | El素子 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
EXPY | Cancellation because of completion of term |