JPH05182763A - 有機結晶を用いた電界発光素子の製造方法 - Google Patents
有機結晶を用いた電界発光素子の製造方法Info
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- DRDVZXDWVBGGMH-UHFFFAOYSA-N zinc;sulfide Chemical compound [S-2].[Zn+2] DRDVZXDWVBGGMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Electroluminescent Light Sources (AREA)
- Luminescent Compositions (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 大面積の面状光源に適する程度に長期間安定
して高輝度の発光を維持できる有機電界発光素子の製造
方法を提供すること。 【構成】 基材1aと陽極用透明電極1b及び正孔輸送
層1cから構成される陽極側基板1と、基材2aと陰極
用金属電極2b及び電子輸送層2cから構成される陰極
側基板2との間に、0.10μmの間隙を介して両基板
1、2を接合し、毛細管現象を利用してこの間隙に有機
化合物から成る発光材料の融液を充填した後、これを結
晶化して発光層3を形成する。発光素子製造の最終工程
で発光層3を形成できて、電極1b、2b蒸着の際の熱
的ダメージを受けることなく、また高結晶化して熱等の
ダメージを受け難い有機電界発光素子が得られる。
して高輝度の発光を維持できる有機電界発光素子の製造
方法を提供すること。 【構成】 基材1aと陽極用透明電極1b及び正孔輸送
層1cから構成される陽極側基板1と、基材2aと陰極
用金属電極2b及び電子輸送層2cから構成される陰極
側基板2との間に、0.10μmの間隙を介して両基板
1、2を接合し、毛細管現象を利用してこの間隙に有機
化合物から成る発光材料の融液を充填した後、これを結
晶化して発光層3を形成する。発光素子製造の最終工程
で発光層3を形成できて、電極1b、2b蒸着の際の熱
的ダメージを受けることなく、また高結晶化して熱等の
ダメージを受け難い有機電界発光素子が得られる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、低電圧で高輝度の発光
をする有機結晶を用いた電界発光素子の製造方法に係
り、特に、その製造途上における加熱処理温度や溶剤処
理により発光層の受けるダメージが少なく、長期間に亘
り低電圧で高い発光輝度が維持できる有機結晶を用いた
電界発光素子の製造方法に関する。
をする有機結晶を用いた電界発光素子の製造方法に係
り、特に、その製造途上における加熱処理温度や溶剤処
理により発光層の受けるダメージが少なく、長期間に亘
り低電圧で高い発光輝度が維持できる有機結晶を用いた
電界発光素子の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】電界発光素子は従来からよく知られてお
り、一般には2つの電極間に正孔輸送層と発光層とを備
え、正孔輸送層を通じて陽極電極から供給される正孔と
他方の陰極電極から供給される電子とが上記発光層と正
孔輸送層の界面で再結合して一重項励起子を生成し上記
発光層が発光する。
り、一般には2つの電極間に正孔輸送層と発光層とを備
え、正孔輸送層を通じて陽極電極から供給される正孔と
他方の陰極電極から供給される電子とが上記発光層と正
孔輸送層の界面で再結合して一重項励起子を生成し上記
発光層が発光する。
【0003】そして、上記電界発光素子の発光効率を高
めるためには、電子や正孔等の電荷注入効率、電荷輸送
効率、一重項励起子生成確率、及び、一重項励起子の発
光遷移確率等を高めることが重要であり、例えば、陰極
電極から電子を適切に発光層に輸送すると共に、正孔輸
送層から輸送された正孔が一重項励起子生成に関与せず
発光層を透過して陰極へ移動することを防止する電子輸
送層を上記発光層と陰極電極の間に設け、一重項励起子
生成確率を向上して発光効率を高めた電界発光素子も知
られている。
めるためには、電子や正孔等の電荷注入効率、電荷輸送
効率、一重項励起子生成確率、及び、一重項励起子の発
光遷移確率等を高めることが重要であり、例えば、陰極
電極から電子を適切に発光層に輸送すると共に、正孔輸
送層から輸送された正孔が一重項励起子生成に関与せず
発光層を透過して陰極へ移動することを防止する電子輸
送層を上記発光層と陰極電極の間に設け、一重項励起子
生成確率を向上して発光効率を高めた電界発光素子も知
られている。
【0004】ところで、このような電界発光素子として
は、従来、発光層に硫化セレンや硫化亜鉛等の無機系蛍
光体を用いた無機系の電界発光素子が一般的であった
が、近年、発光層として有機色素を利用して発光させる
有機電界発光素子が提案されるに至った(特開昭59−
194393号公報参照)。
は、従来、発光層に硫化セレンや硫化亜鉛等の無機系蛍
光体を用いた無機系の電界発光素子が一般的であった
が、近年、発光層として有機色素を利用して発光させる
有機電界発光素子が提案されるに至った(特開昭59−
194393号公報参照)。
【0005】そして、このような有機電界発光素子を製
造する方法として、例えば上記特開昭59−19439
3号公報においては、蒸着法により電極間に正孔輸送層
(正孔インジェクション帯域)と有機色素よりなる発光
層とを順次設け、これに電圧を印加し、少なくとも9×
10-5(W/W)に及ぶ電力転換効率をもって25V以
下で発光する電界発光(エレクトロルミネッセンス)素
子を得る方法が提案されている。
造する方法として、例えば上記特開昭59−19439
3号公報においては、蒸着法により電極間に正孔輸送層
(正孔インジェクション帯域)と有機色素よりなる発光
層とを順次設け、これに電圧を印加し、少なくとも9×
10-5(W/W)に及ぶ電力転換効率をもって25V以
下で発光する電界発光(エレクトロルミネッセンス)素
子を得る方法が提案されている。
【0006】また、特開平2−255789号公報に
は、真空蒸着法もしくは塗布法により、陽極、正孔輸送
層(正孔インジェクション帯域)、発光層、正孔阻止
層、陰極の順、もしくはこの逆に順次積層して発光素子
を得る方法が記載されており、いずれの場合にも電極は
真空蒸着等の蒸着法により設けられる。その際、発光層
にナフタレン誘導体を用いることにより低電圧でも効率
のよい発光が得られ十分な輝度を有する有機電界発光
(エレクトロルミネッセンス)素子が得られる。
は、真空蒸着法もしくは塗布法により、陽極、正孔輸送
層(正孔インジェクション帯域)、発光層、正孔阻止
層、陰極の順、もしくはこの逆に順次積層して発光素子
を得る方法が記載されており、いずれの場合にも電極は
真空蒸着等の蒸着法により設けられる。その際、発光層
にナフタレン誘導体を用いることにより低電圧でも効率
のよい発光が得られ十分な輝度を有する有機電界発光
(エレクトロルミネッセンス)素子が得られる。
【0007】更に、特開平2−223188号公報には
キャスティング法やスピンコート法などの湿式製膜法に
より、正孔輸送材料(正孔インジェクション帯域)と発
光材料の混合物層、もしくは電子輸送材料と発光材料の
混合物層を陽極上に形成し、次いで陰極を蒸着して発光
素子を得る方法が記載されている。
キャスティング法やスピンコート法などの湿式製膜法に
より、正孔輸送材料(正孔インジェクション帯域)と発
光材料の混合物層、もしくは電子輸送材料と発光材料の
混合物層を陽極上に形成し、次いで陰極を蒸着して発光
素子を得る方法が記載されている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】ところで、白熱灯、蛍
光灯あるいは発光ダイオード等の点状又は線状光源と異
なり、大面積の面状光源として上記有機電界発光素子の
実用化を図るためには、この有機電界発光素子が長期間
に亘って安定して高輝度の発光を維持する必要があっ
た。
光灯あるいは発光ダイオード等の点状又は線状光源と異
なり、大面積の面状光源として上記有機電界発光素子の
実用化を図るためには、この有機電界発光素子が長期間
に亘って安定して高輝度の発光を維持する必要があっ
た。
【0009】しかしながら、上述した特開昭59−19
4393号公報、特開平2−255789号公報、及
び、特開平2−255789号公報に記載された有機電
界発光素子においては、いずれも大面積の面状光源に適
する程度に長期間安定して高輝度の発光を維持すること
ができなかった。
4393号公報、特開平2−255789号公報、及
び、特開平2−255789号公報に記載された有機電
界発光素子においては、いずれも大面積の面状光源に適
する程度に長期間安定して高輝度の発光を維持すること
ができなかった。
【0010】そして、この原因は、素子を構成する材料
の他にその製造工程に由来していると考えられ、発光層
の成膜方法に起因する膜構造、特に、特開平2−223
188号公報記載の湿式法による場合は発光層内部に残
留する溶剤や結着剤がその原因に、そして陽極電極また
は陰極電極成膜の際の熱がその原因になっている。
の他にその製造工程に由来していると考えられ、発光層
の成膜方法に起因する膜構造、特に、特開平2−223
188号公報記載の湿式法による場合は発光層内部に残
留する溶剤や結着剤がその原因に、そして陽極電極また
は陰極電極成膜の際の熱がその原因になっている。
【0011】すなわち、上記特開昭59−194393
号公報、特開平2−255789号公報、及び、特開平
2−255789号公報に記載されたいずれの有機電界
発光素子もその発光層が蒸着もしくは湿式法により成膜
されているため、その膜構造がアモルファスになる場合
がほとんどであった。このため、実用に値する輝度を得
る電圧を印加した際に生ずる発光に寄与しない熱エネル
ギー及び陽極電極からの発熱により、構成材料である有
機化合物が容易に動いてしまうので、最適な膜構造が維
持できなかった。それゆえ、電圧印加により電荷の注入
及び輸送効率が低下し、これに伴い抵抗値が増大し、さ
らに駆動電圧の上昇及びジュール発熱の増大などを引起
こし、長期間安定して高い輝度の発光を維持できない問
題点があった。
号公報、特開平2−255789号公報、及び、特開平
2−255789号公報に記載されたいずれの有機電界
発光素子もその発光層が蒸着もしくは湿式法により成膜
されているため、その膜構造がアモルファスになる場合
がほとんどであった。このため、実用に値する輝度を得
る電圧を印加した際に生ずる発光に寄与しない熱エネル
ギー及び陽極電極からの発熱により、構成材料である有
機化合物が容易に動いてしまうので、最適な膜構造が維
持できなかった。それゆえ、電圧印加により電荷の注入
及び輸送効率が低下し、これに伴い抵抗値が増大し、さ
らに駆動電圧の上昇及びジュール発熱の増大などを引起
こし、長期間安定して高い輝度の発光を維持できない問
題点があった。
【0012】例えば、特開昭59−194393号公報
記載の有機電界発光素子においては、実用に適する高い
発光輝度を得るために20V以上という高い電圧を要
し、この高電圧が素子構成材料である有機化合物にダメ
ージを与えるため、電荷注入効率、電荷輸送効率及び一
重項励起子生成確率の低下が生じてその抵抗値が増大す
る。そして、駆動電圧の上昇とジュール発熱の増大を引
き起こし、これらの現象に基づいてついには素子自体の
破壊をもたらし、従って、長時間安定して高輝度の発光
を維持できない問題点があった。
記載の有機電界発光素子においては、実用に適する高い
発光輝度を得るために20V以上という高い電圧を要
し、この高電圧が素子構成材料である有機化合物にダメ
ージを与えるため、電荷注入効率、電荷輸送効率及び一
重項励起子生成確率の低下が生じてその抵抗値が増大す
る。そして、駆動電圧の上昇とジュール発熱の増大を引
き起こし、これらの現象に基づいてついには素子自体の
破壊をもたらし、従って、長時間安定して高輝度の発光
を維持できない問題点があった。
【0013】一方、特開平2−223188号公報記載
の湿式成膜法による場合においては、適用された溶剤分
子が形成された膜中に取り込まれてしまう。そして、こ
の溶剤分子は真空加熱乾燥などで容易に除去できるもの
でないため膜中に残留し通電による輝度低下などの劣化
を促進させてしまう。また、発光層と正孔輸送層、発光
層と電子輸送層のように二以上の層を上記湿式成膜法に
より形成した場合、後に形成した層の内部に含まれる溶
剤がその前に形成された層を浸食してしまい、やはり通
電による輝度低下などの劣化を促進する。更に、ピンホ
ールを回避するために混入された結着材により発光効率
が低下する。
の湿式成膜法による場合においては、適用された溶剤分
子が形成された膜中に取り込まれてしまう。そして、こ
の溶剤分子は真空加熱乾燥などで容易に除去できるもの
でないため膜中に残留し通電による輝度低下などの劣化
を促進させてしまう。また、発光層と正孔輸送層、発光
層と電子輸送層のように二以上の層を上記湿式成膜法に
より形成した場合、後に形成した層の内部に含まれる溶
剤がその前に形成された層を浸食してしまい、やはり通
電による輝度低下などの劣化を促進する。更に、ピンホ
ールを回避するために混入された結着材により発光効率
が低下する。
【0014】また、上述した有機電界発光素子は、いず
れも陽極電極−有機化合物層(単層もしくは、電荷移動
層を含む2層または3層)−陰極電極をこの順番もしく
はこの逆にて順次積層する必要があり、しかも、陽極電
極と陰極電極はいずれも蒸着法により成膜されるため金
属もしくは無機化合物を数100度以上の温度で耐熱性
の弱い有機化合物上に蒸着することを避けることができ
ない。その際、有機化合物が受ける熱的ダメージにより
発光効率の低下や発光寿命の低下を初期段階において既
にもたらしていたことになり、その製造当初から輝度の
低下を生じていたと考えられる。
れも陽極電極−有機化合物層(単層もしくは、電荷移動
層を含む2層または3層)−陰極電極をこの順番もしく
はこの逆にて順次積層する必要があり、しかも、陽極電
極と陰極電極はいずれも蒸着法により成膜されるため金
属もしくは無機化合物を数100度以上の温度で耐熱性
の弱い有機化合物上に蒸着することを避けることができ
ない。その際、有機化合物が受ける熱的ダメージにより
発光効率の低下や発光寿命の低下を初期段階において既
にもたらしていたことになり、その製造当初から輝度の
低下を生じていたと考えられる。
【0015】本発明はこの様な問題点に着目してなされ
たもので、その課題とするところは、製造途上における
加熱処理温度や溶剤処理により発光層の受けるダメージ
が少なく、長期間に亘り低電圧で高い発光輝度が維持で
きる有機結晶を用いた電界発光素子の製造方法を提供す
ることにある。
たもので、その課題とするところは、製造途上における
加熱処理温度や溶剤処理により発光層の受けるダメージ
が少なく、長期間に亘り低電圧で高い発光輝度が維持で
きる有機結晶を用いた電界発光素子の製造方法を提供す
ることにある。
【0016】
【課題を解決するために手段】このような事情に鑑みて
鋭意検討した結果、本発明者等は予め電極を形成した基
板どうしを1μm以下の均一な間隙をもって接合し、発
光材料の有機化合物をその間隙に融液法にて充填し、か
つ、その有機化合物を結晶化することにより低電圧おい
て効率よく、長期に亘って安定して発光する素子が得ら
れることを見出し、更に、ある特定のケイ皮酸エステル
誘導体を用いることにより10V以下という極低電圧に
おいても効率よく好ましい発光を示すことを見出して本
発明を完成するに至った。
鋭意検討した結果、本発明者等は予め電極を形成した基
板どうしを1μm以下の均一な間隙をもって接合し、発
光材料の有機化合物をその間隙に融液法にて充填し、か
つ、その有機化合物を結晶化することにより低電圧おい
て効率よく、長期に亘って安定して発光する素子が得ら
れることを見出し、更に、ある特定のケイ皮酸エステル
誘導体を用いることにより10V以下という極低電圧に
おいても効率よく好ましい発光を示すことを見出して本
発明を完成するに至った。
【0017】すなわち、請求項1に係る発明は、少なく
とも一方が発光波長を透過する一対の基板間に、正孔輸
送層と有機化合物より成る発光層とを備えた電界発光素
子の製造方法を前提とし、陰極電極が予め形成された陰
極側基板と、陽極電極と上記正孔輸送層が予め順次形成
された陽極側基板とを形成面どうしが向い合い、かつ、
形成面どうしが1μm以下の均一な間隙を持つように接
合すると共に、得られた接合体の端部を上記発光層を構
成する有機化合物の融液に浸してこの融液を毛細管現象
により上記間隙に浸透充填させた後、充填された上記有
機化合物を結晶化させることを特徴とするものである。
とも一方が発光波長を透過する一対の基板間に、正孔輸
送層と有機化合物より成る発光層とを備えた電界発光素
子の製造方法を前提とし、陰極電極が予め形成された陰
極側基板と、陽極電極と上記正孔輸送層が予め順次形成
された陽極側基板とを形成面どうしが向い合い、かつ、
形成面どうしが1μm以下の均一な間隙を持つように接
合すると共に、得られた接合体の端部を上記発光層を構
成する有機化合物の融液に浸してこの融液を毛細管現象
により上記間隙に浸透充填させた後、充填された上記有
機化合物を結晶化させることを特徴とするものである。
【0018】このような技術的手段において陰極側基板
と陽極側基板の間隙は上記発光層の厚みを決定するもの
で、この間隙は1μm以下、好ましくは0.01μm以
上1μm以下、より好ましくは0.01μm以上0.1
μm以下である。上記値が0.01μm以下では良好な
結晶薄膜を得ることが困難であり、また、1μm以上で
は発光層の発光閾値電圧が数十V以上となり大面積の面
状光源として実用的ではない。また、0.10μm以上
では膜厚増に対し駆動電圧の上昇を要求されるが最高発
光輝度は余り改善されないため、上記間隙の値はより好
ましくは0.10μm以下が望ましい。
と陽極側基板の間隙は上記発光層の厚みを決定するもの
で、この間隙は1μm以下、好ましくは0.01μm以
上1μm以下、より好ましくは0.01μm以上0.1
μm以下である。上記値が0.01μm以下では良好な
結晶薄膜を得ることが困難であり、また、1μm以上で
は発光層の発光閾値電圧が数十V以上となり大面積の面
状光源として実用的ではない。また、0.10μm以上
では膜厚増に対し駆動電圧の上昇を要求されるが最高発
光輝度は余り改善されないため、上記間隙の値はより好
ましくは0.10μm以下が望ましい。
【0019】なお、両基板間に1μm以下の一定の厚み
を有するスペーサーを介在させることにより両基板間の
間隙を均一に構成することができる。
を有するスペーサーを介在させることにより両基板間の
間隙を均一に構成することができる。
【0020】請求項2に係る発明はこのような技術的背
景に基づいてなされており、請求項1に係る発明を前提
とし、陰極側基板と陽極側基板の間に1μm以下のスペ
ーサーを介在させてこれ等基板間に1μm以下の均一な
間隙を形成することを特徴とするものである。
景に基づいてなされており、請求項1に係る発明を前提
とし、陰極側基板と陽極側基板の間に1μm以下のスペ
ーサーを介在させてこれ等基板間に1μm以下の均一な
間隙を形成することを特徴とするものである。
【0021】この場合、上記スペーサーとしては、フィ
ルムでも、接着剤などでも、粒径の揃ったビーズ及びビ
ーズと接着剤の混合物などでも良く、所望の領域におい
て一定の間隔を保てるものであるのなら任意である。
ルムでも、接着剤などでも、粒径の揃ったビーズ及びビ
ーズと接着剤の混合物などでも良く、所望の領域におい
て一定の間隔を保てるものであるのなら任意である。
【0022】また、陽極側基板と陰極側基板のいずれか
一方もしくは両方の基板において深さ1μm以下の凹部
を予め設けておくことにより、両基板間の間隙を均一に
構成することができる。
一方もしくは両方の基板において深さ1μm以下の凹部
を予め設けておくことにより、両基板間の間隙を均一に
構成することができる。
【0023】請求項3に係る発明はこのような技術的根
拠に基づいてなされており、請求項1に係る発明を前提
とし、陰極側基板と陽極側基板の少なくとも一方が深さ
1μm以下の凹部を有し、この凹部形成面を内面側とし
て両基板を接合することによりこれ等基板間に1μm以
下の均一な間隙を構成することを特徴とするものであ
る。
拠に基づいてなされており、請求項1に係る発明を前提
とし、陰極側基板と陽極側基板の少なくとも一方が深さ
1μm以下の凹部を有し、この凹部形成面を内面側とし
て両基板を接合することによりこれ等基板間に1μm以
下の均一な間隙を構成することを特徴とするものであ
る。
【0024】この場合、凹部はエッチングにより形成す
ることができ、例えば、陽極側基板と陰極側基板のいず
れかの基板としてガラス基材を使用し、フォトリソグラ
フィによりマスクパターンを形成したガラス基材に対し
5〜10wt%の珪弗化水素酸水溶液を用いてエッチング
し凹部を形成することができる。
ることができ、例えば、陽極側基板と陰極側基板のいず
れかの基板としてガラス基材を使用し、フォトリソグラ
フィによりマスクパターンを形成したガラス基材に対し
5〜10wt%の珪弗化水素酸水溶液を用いてエッチング
し凹部を形成することができる。
【0025】また、この間隙に充填させた上記有機化合
物はこれを融点以上に加熱して溶融させた後、冷却固化
することにより結晶化することができ、連続的な温度分
布を有する加熱装置内を通過させることにより比較的緩
やかに降温させて高結晶化させることが望ましい。
物はこれを融点以上に加熱して溶融させた後、冷却固化
することにより結晶化することができ、連続的な温度分
布を有する加熱装置内を通過させることにより比較的緩
やかに降温させて高結晶化させることが望ましい。
【0026】請求項4に係る発明はこのような技術的根
拠に基づいてなされており、請求項1〜3記載の製造方
法を前提とし、間隙に有機化合物が充填された上記接合
体を部分的に加熱すると共にその加熱領域を順次移動さ
せてゾーンメルトすることにより上記有機化合物を結晶
化させることを特徴とするものである。
拠に基づいてなされており、請求項1〜3記載の製造方
法を前提とし、間隙に有機化合物が充填された上記接合
体を部分的に加熱すると共にその加熱領域を順次移動さ
せてゾーンメルトすることにより上記有機化合物を結晶
化させることを特徴とするものである。
【0027】具体的には、温度の異なる円筒状ヒーター
を直列配列して連続的温度分布を有するゾーンメルト装
置を構成し、その中央部を上記接合体を往復させること
により接合体の加熱領域を順次移動させ、比較的緩やか
に昇温及び降温させて有機化合物の結晶化を行うことが
できる。降温速度としては10℃/hour以下が望まし
く、特に好ましくは3℃/hour以下である。
を直列配列して連続的温度分布を有するゾーンメルト装
置を構成し、その中央部を上記接合体を往復させること
により接合体の加熱領域を順次移動させ、比較的緩やか
に昇温及び降温させて有機化合物の結晶化を行うことが
できる。降温速度としては10℃/hour以下が望まし
く、特に好ましくは3℃/hour以下である。
【0028】なお、この際、加熱温度が200℃を越え
ると正孔輸送層や電子輸送層にダメージを与えることが
あるため上記有機化合物は200℃以下の融点を有する
ことが望ましく、好ましくは150℃以下である。一
方、融点が90℃未満の有機化合物では発光素子駆動時
に結晶構造を維持することができないため90℃以上の
融点を有することが望ましく、長期間の駆動に対し安定
に結晶構造を維持するためには120℃以上が好まし
い。
ると正孔輸送層や電子輸送層にダメージを与えることが
あるため上記有機化合物は200℃以下の融点を有する
ことが望ましく、好ましくは150℃以下である。一
方、融点が90℃未満の有機化合物では発光素子駆動時
に結晶構造を維持することができないため90℃以上の
融点を有することが望ましく、長期間の駆動に対し安定
に結晶構造を維持するためには120℃以上が好まし
い。
【0029】請求項5及び6に係る発明はこのような技
術的根拠に基づいてなされており、請求項5に係る発明
は請求項1〜4に係る発明を前提とし、上記有機化合物
が可視領域に蛍光を示し、かつ、90〜200℃の範囲
に融点を有することを特徴とし、一方、請求項6に係る
発明は請求項5に係る発明を前提とし、上記有機化合物
が120〜160℃の範囲に融点を有することを特徴と
するものである。
術的根拠に基づいてなされており、請求項5に係る発明
は請求項1〜4に係る発明を前提とし、上記有機化合物
が可視領域に蛍光を示し、かつ、90〜200℃の範囲
に融点を有することを特徴とし、一方、請求項6に係る
発明は請求項5に係る発明を前提とし、上記有機化合物
が120〜160℃の範囲に融点を有することを特徴と
するものである。
【0030】このような有機化合物としては、ピレン、
ペリレン、ペリレン誘導体類、ペリノン誘導体類、アン
トラセン、金属フタロシアニン類、無金属フタロシアニ
ン類、ポルフィリン類等、従来公知の材料が例示でき、
これらのうちから上記融点を有する化合物を選択して適
用することができる。
ペリレン、ペリレン誘導体類、ペリノン誘導体類、アン
トラセン、金属フタロシアニン類、無金属フタロシアニ
ン類、ポルフィリン類等、従来公知の材料が例示でき、
これらのうちから上記融点を有する化合物を選択して適
用することができる。
【0031】なお、特定のケイ皮酸エステル誘導体を上
記発光層を構成する有機化合物として適用した場合には
10V以下の極低電圧で高輝度の発光が可能となり、よ
り安定して長期間の駆動が可能になる。
記発光層を構成する有機化合物として適用した場合には
10V以下の極低電圧で高輝度の発光が可能となり、よ
り安定して長期間の駆動が可能になる。
【0032】請求項7に係る発明はこのような技術的根
拠に基づいてなされており、請求項1〜6に係る発明を
前提とし、上記有機化合物が、下記構造式(1)に示さ
れる特定のケイ皮酸エステル誘導体で構成されることを
特徴とするものである。
拠に基づいてなされており、請求項1〜6に係る発明を
前提とし、上記有機化合物が、下記構造式(1)に示さ
れる特定のケイ皮酸エステル誘導体で構成されることを
特徴とするものである。
【0033】
【化2】 (式中、R1 は炭素数1〜4のアルコキシ基またはフェ
ニル基を表し、R2 は炭素数1〜4のアルキル基または
フェニル基を表す。)このようなケイ皮酸エステル誘導
体の具体例としては、2−シアノ−3−(2−メトキシ
フェニル)−2−プロペン酸メチル、2−シアノ−3−
(2−メトキシフェニル)−2−プロペン酸エチル、2
−シアノ−3−(2−メトキシフェニル)−2−プロペ
ン酸プロピル、2−シアノ−3−(2−メトキシフェニ
ル)−2−プロペン酸イソプロピル、2−シアノ−3−
(2−メトキシフェニル)−2−プロペン酸ブチル、2
−シアノ−3−(2−メトキシフェニル)−2−プロペ
ン酸イソブチル、2−シアノ−3−(2−メトキシフェ
ニル)−2−プロペン酸フェニル、2−シアノ−3−
(2−エトキシフェニル)−2−プロペン酸メチル、2
−シアノ−3−(2−エトキシフェニル)−2−プロペ
ン酸エチル、2−シアノ−3−(2−エトキシフェニ
ル)−2−プロペン酸プロピル、2−シアノ−3−(2
−エトキシフェニル)−2−プロペン酸イソプロピル、
2−シアノ−3−(2−エトキシフェニル)−2−プロ
ペン酸ブチル、2−シアノ−3−(2−エトキシフェニ
ル)−2−プロペン酸イソブチル、2−シアノ−3−
(2−エトキシフェニル)−2−プロペン酸フェニル、
2−シアノ−3−(3−メトキシフェニル)−2−プロ
ペン酸メチル、2−シアノ−3−(3−メトキシフェニ
ル)−2−プロペン酸エチル、2−シアノ−3−(3−
メトキシフェニル)−2−プロペン酸プロピル、2−シ
アノ−3−(3−メトキシフェニル)−2−プロペン酸
イソプロピル、2−シアノ−3−(3−メトキシフェニ
ル)−2−プロペン酸ブチル、2−シアノ−3−(3−
メトキシフェニル)−2−プロペン酸イソブチル、2−
シアノ−3−(3−メトキシフェニル)−2−プロペン
酸フェニル、2−シアノ−3−(3−エトキシフェニ
ル)−2−プロペン酸メチル、2−シアノ−3−(3−
エトキシフェニル)−2−プロペン酸エチル、2−シア
ノ−3−(3−エトキシフェニル)−2−プロペン酸プ
ロピル、2−シアノ−3−(3−エトキシフェニル)−
2−プロペン酸イソプロピル、2−シアノ−3−(3−
エトキシフェニル)−2−プロペン酸ブチル、2−シア
ノ−3−(3−エトキシフェニル)−2−プロペン酸イ
ソブチル、2−シアノ−3−(3−エトキシフェニル)
−2−プロペン酸フェニル、2−シアノ−3−(4−メ
トキシフェニル)−2−プロペン酸メチル、2−シアノ
−3−(4−メトキシフェニル)−2−プロペン酸エチ
ル、2−シアノ−3−(4−メトキシフェニル)−2−
プロペン酸プロピル、2−シアノ−3−(4−メトキシ
フェニル)−2−プロペン酸イソプロピル、2−シアノ
−3−(4−メトキシフェニル)−2−プロペン酸ブチ
ル、2−シアノ−3−(4−メトキシフェニル)−2−
プロペン酸イソブチル、2−シアノ−3−(4−メトキ
シフェニル)−2−プロペン酸フェニル、2−シアノ−
3−(4−エトキシフェニル)−2−プロペン酸メチ
ル、2−シアノ−3−(4−エトキシフェニル)−2−
プロペン酸エチル、2−シアノ−3−(4−エトキシフ
ェニル)−2−プロペン酸プロピル、2−シアノ−3−
(4−エトキシフェニル)−2−プロペン酸イソプロピ
ル、2−シアノ−3−(4−エトキシフェニル)−2−
プロペン酸ブチル、2−シアノ−3−(4−エトキシフ
ェニル)−2−プロペン酸イソブチル、2−シアノ−3
−(4−エトキシフェニル)−2−プロペン酸フェニル
等が挙げられる。
ニル基を表し、R2 は炭素数1〜4のアルキル基または
フェニル基を表す。)このようなケイ皮酸エステル誘導
体の具体例としては、2−シアノ−3−(2−メトキシ
フェニル)−2−プロペン酸メチル、2−シアノ−3−
(2−メトキシフェニル)−2−プロペン酸エチル、2
−シアノ−3−(2−メトキシフェニル)−2−プロペ
ン酸プロピル、2−シアノ−3−(2−メトキシフェニ
ル)−2−プロペン酸イソプロピル、2−シアノ−3−
(2−メトキシフェニル)−2−プロペン酸ブチル、2
−シアノ−3−(2−メトキシフェニル)−2−プロペ
ン酸イソブチル、2−シアノ−3−(2−メトキシフェ
ニル)−2−プロペン酸フェニル、2−シアノ−3−
(2−エトキシフェニル)−2−プロペン酸メチル、2
−シアノ−3−(2−エトキシフェニル)−2−プロペ
ン酸エチル、2−シアノ−3−(2−エトキシフェニ
ル)−2−プロペン酸プロピル、2−シアノ−3−(2
−エトキシフェニル)−2−プロペン酸イソプロピル、
2−シアノ−3−(2−エトキシフェニル)−2−プロ
ペン酸ブチル、2−シアノ−3−(2−エトキシフェニ
ル)−2−プロペン酸イソブチル、2−シアノ−3−
(2−エトキシフェニル)−2−プロペン酸フェニル、
2−シアノ−3−(3−メトキシフェニル)−2−プロ
ペン酸メチル、2−シアノ−3−(3−メトキシフェニ
ル)−2−プロペン酸エチル、2−シアノ−3−(3−
メトキシフェニル)−2−プロペン酸プロピル、2−シ
アノ−3−(3−メトキシフェニル)−2−プロペン酸
イソプロピル、2−シアノ−3−(3−メトキシフェニ
ル)−2−プロペン酸ブチル、2−シアノ−3−(3−
メトキシフェニル)−2−プロペン酸イソブチル、2−
シアノ−3−(3−メトキシフェニル)−2−プロペン
酸フェニル、2−シアノ−3−(3−エトキシフェニ
ル)−2−プロペン酸メチル、2−シアノ−3−(3−
エトキシフェニル)−2−プロペン酸エチル、2−シア
ノ−3−(3−エトキシフェニル)−2−プロペン酸プ
ロピル、2−シアノ−3−(3−エトキシフェニル)−
2−プロペン酸イソプロピル、2−シアノ−3−(3−
エトキシフェニル)−2−プロペン酸ブチル、2−シア
ノ−3−(3−エトキシフェニル)−2−プロペン酸イ
ソブチル、2−シアノ−3−(3−エトキシフェニル)
−2−プロペン酸フェニル、2−シアノ−3−(4−メ
トキシフェニル)−2−プロペン酸メチル、2−シアノ
−3−(4−メトキシフェニル)−2−プロペン酸エチ
ル、2−シアノ−3−(4−メトキシフェニル)−2−
プロペン酸プロピル、2−シアノ−3−(4−メトキシ
フェニル)−2−プロペン酸イソプロピル、2−シアノ
−3−(4−メトキシフェニル)−2−プロペン酸ブチ
ル、2−シアノ−3−(4−メトキシフェニル)−2−
プロペン酸イソブチル、2−シアノ−3−(4−メトキ
シフェニル)−2−プロペン酸フェニル、2−シアノ−
3−(4−エトキシフェニル)−2−プロペン酸メチ
ル、2−シアノ−3−(4−エトキシフェニル)−2−
プロペン酸エチル、2−シアノ−3−(4−エトキシフ
ェニル)−2−プロペン酸プロピル、2−シアノ−3−
(4−エトキシフェニル)−2−プロペン酸イソプロピ
ル、2−シアノ−3−(4−エトキシフェニル)−2−
プロペン酸ブチル、2−シアノ−3−(4−エトキシフ
ェニル)−2−プロペン酸イソブチル、2−シアノ−3
−(4−エトキシフェニル)−2−プロペン酸フェニル
等が挙げられる。
【0034】また、本発明に係る陽極側基板としてはガ
ラス基材等の基材上に、陽極電極とこの陽極電極から注
入される正孔の輸送を効率的に行う正孔輸送層とを備え
るものが使用できる。
ラス基材等の基材上に、陽極電極とこの陽極電極から注
入される正孔の輸送を効率的に行う正孔輸送層とを備え
るものが使用できる。
【0035】一方、陰極側基板としてはガラス基材等の
基材上に陰極電極を備えるものが使用できる。
基材上に陰極電極を備えるものが使用できる。
【0036】なお、陽極側基板と陰極側基板のうち光を
取り出す側については発光波長が透過し得る透明性を必
要とする。
取り出す側については発光波長が透過し得る透明性を必
要とする。
【0037】本発明に係る陽極側基板の基材及び陰極側
基板の基材としては、例えば、ソーダライムガラス、硼
珪酸ガラス等のガラス基板、シリコンウエハーもしくは
ポリカーボネート、アクリル、エポキシ等の合成樹脂基
板等が使用できる。但し、均一な厚みの発光層を確保し
良好な発光を得るために基板の面精度は±5nm以下が
望ましい。
基板の基材としては、例えば、ソーダライムガラス、硼
珪酸ガラス等のガラス基板、シリコンウエハーもしくは
ポリカーボネート、アクリル、エポキシ等の合成樹脂基
板等が使用できる。但し、均一な厚みの発光層を確保し
良好な発光を得るために基板の面精度は±5nm以下が
望ましい。
【0038】また、本発明に係る陽極電極としては、正
孔を効率よく注入できるものが好ましく、例えば、Sn
O2 、InO2 、またはITOなどの透明電極、もしく
は、金またはニッケルから成る半透明電極などの従来公
知の電極がいずれも使用可能である。
孔を効率よく注入できるものが好ましく、例えば、Sn
O2 、InO2 、またはITOなどの透明電極、もしく
は、金またはニッケルから成る半透明電極などの従来公
知の電極がいずれも使用可能である。
【0039】次に、本発明に係る正孔輸送層は電場を与
えられた電極間において陽極からの正孔を適切に効率よ
く陰極側へ伝達することができる正孔伝達化合物により
構成される。このような正孔伝達化合物のうち無機化合
物としては、例えば、B(硼素)をドーピングしたP型
のアモルファスシリコン薄膜が使用でき、また、有機化
合物としては、例えば、特開昭59−194393号公
報の第5〜6頁及び米国特許第4175960号の第1
3〜14欄に解説されているものなどが使用できる。
えられた電極間において陽極からの正孔を適切に効率よ
く陰極側へ伝達することができる正孔伝達化合物により
構成される。このような正孔伝達化合物のうち無機化合
物としては、例えば、B(硼素)をドーピングしたP型
のアモルファスシリコン薄膜が使用でき、また、有機化
合物としては、例えば、特開昭59−194393号公
報の第5〜6頁及び米国特許第4175960号の第1
3〜14欄に解説されているものなどが使用できる。
【0040】また、これらの正孔伝達化合物の好ましい
具体例としては、N,N’−ジフェニル−N,N’−
(3−メチルフェニル)−1,1’−ビフェニル−4,
4’−ジアミン、1,1’−ビス(4−ジ−P−トリル
アミノフェニル)シクロヘキサン、1,1’−ビス(4
−ジ−P−トリルアミノフェニル)−4−フェニル−シ
クロヘキサン、4,4”−ビス(ジフェニルアミノ)ク
ワドリフェニル、ビス(4−ジメチルアミノ−2−メチ
ルフェニル)フェニルメタン、N,N,N,−トリ(P
−トリル)アミンなどの芳香族アミン系化合物が挙げら
れる。
具体例としては、N,N’−ジフェニル−N,N’−
(3−メチルフェニル)−1,1’−ビフェニル−4,
4’−ジアミン、1,1’−ビス(4−ジ−P−トリル
アミノフェニル)シクロヘキサン、1,1’−ビス(4
−ジ−P−トリルアミノフェニル)−4−フェニル−シ
クロヘキサン、4,4”−ビス(ジフェニルアミノ)ク
ワドリフェニル、ビス(4−ジメチルアミノ−2−メチ
ルフェニル)フェニルメタン、N,N,N,−トリ(P
−トリル)アミンなどの芳香族アミン系化合物が挙げら
れる。
【0041】この正孔輸送層は、常法に従って、例え
ば、スパッタリング法、真空蒸着法、CVD法等の方法
から使用する材料に従って選択した最適な方法により形
成すればよい。
ば、スパッタリング法、真空蒸着法、CVD法等の方法
から使用する材料に従って選択した最適な方法により形
成すればよい。
【0042】一方、陰極側基板の基材上に設けられる陰
極電極は、電子を効率よく注入できる金属の薄膜から構
成されることが好ましく、例えば、Mg、Al、Ag、
In、Li、Na、などの仕事関数の小さな金属を使用
して真空蒸着法、スパッタリング法等の方法で形成でき
る。陰極電極は300オングストローム以上の厚みを有
するものが好ましい。
極電極は、電子を効率よく注入できる金属の薄膜から構
成されることが好ましく、例えば、Mg、Al、Ag、
In、Li、Na、などの仕事関数の小さな金属を使用
して真空蒸着法、スパッタリング法等の方法で形成でき
る。陰極電極は300オングストローム以上の厚みを有
するものが好ましい。
【0043】なお、陰極側基板は、陰極から流入する電
子を発光層に効率的に輸送すると共に正孔が電子と再結
合せずに発光層を透過して陰極に流出することを防いで
一重項励起子生成確率を向上させ従って発光効率を向上
する電子輸送層を、上記陰極電極上に備えることが望ま
しい。
子を発光層に効率的に輸送すると共に正孔が電子と再結
合せずに発光層を透過して陰極に流出することを防いで
一重項励起子生成確率を向上させ従って発光効率を向上
する電子輸送層を、上記陰極電極上に備えることが望ま
しい。
【0044】請求項8に係る発明はこのような技術的背
景に基づいてなされたもので、請求項1〜7に係る発明
を前提とし、陰極側基板が陰極電極と電子輸送層とを備
えることを特徴とするものである。
景に基づいてなされたもので、請求項1〜7に係る発明
を前提とし、陰極側基板が陰極電極と電子輸送層とを備
えることを特徴とするものである。
【0045】この電子輸送層は、電場を与えられた電極
間において陽極からの正孔をブロックし、陰極からの電
子を適切に効率よく陰極側へ伝達することができる電子
伝達化合物により形成される。このような電子伝達化合
物のうち無機化合物としては、例えば、P(燐)をドー
ピングしたn型のアモルファスシリコン薄膜、もしくは
CdS(n型)、CdSe(n型)、ZnS(n型)、
ZnSe(n型)などの化合物半導体薄膜等が使用で
き、また、有機化合物としては、例えば、アミノ基また
はその誘導体を有するトリフェニルメタン、キサンテ
ン、アクリジン、アジン、チアジン、チアゾ−ル、オキ
サジン、アゾ等の各種染料及び顔料、ペリノン系顔料、
ペリレン系顔料、シアニン色素,2,4,7−トリニト
ロフルオレノン、テトラシアノキノジメタン、テトラシ
アノエチレン等が挙げられる。
間において陽極からの正孔をブロックし、陰極からの電
子を適切に効率よく陰極側へ伝達することができる電子
伝達化合物により形成される。このような電子伝達化合
物のうち無機化合物としては、例えば、P(燐)をドー
ピングしたn型のアモルファスシリコン薄膜、もしくは
CdS(n型)、CdSe(n型)、ZnS(n型)、
ZnSe(n型)などの化合物半導体薄膜等が使用で
き、また、有機化合物としては、例えば、アミノ基また
はその誘導体を有するトリフェニルメタン、キサンテ
ン、アクリジン、アジン、チアジン、チアゾ−ル、オキ
サジン、アゾ等の各種染料及び顔料、ペリノン系顔料、
ペリレン系顔料、シアニン色素,2,4,7−トリニト
ロフルオレノン、テトラシアノキノジメタン、テトラシ
アノエチレン等が挙げられる。
【0046】この電子輸送層は、常法に従って、例え
ば、スパッタリング法、真空蒸着法、CVD法等から、
適用される材料により最適な方法を選択して形成するこ
とができる。
ば、スパッタリング法、真空蒸着法、CVD法等から、
適用される材料により最適な方法を選択して形成するこ
とができる。
【0047】
【作用】請求項1に係る発明によれば、陰極電極が予め
形成された陰極側基板と、陽極電極と上記正孔輸送層が
予め順次形成された陽極側基板とを形成面どうしが向い
合い、かつ、形成面どうしが1μm以下の均一な間隙を
持つように接合すると共に、得られた接合体の端部を上
記発光層を構成する有機化合物の融液に浸してこの融液
を毛細管現象により上記間隙に浸透充填させた後、充填
された上記有機化合物を結晶化させているため、素子製
造の最終工程において上記発光層を形成することが可能
となり従来法による電極蒸着工程時における高熱の影響
を受けず、しかも溶媒や結着剤が不要になると共に、駆
動の際の熱的ダメージを受け難く、従って長期間に亘っ
て安定した膜構造を維持することが可能となる。
形成された陰極側基板と、陽極電極と上記正孔輸送層が
予め順次形成された陽極側基板とを形成面どうしが向い
合い、かつ、形成面どうしが1μm以下の均一な間隙を
持つように接合すると共に、得られた接合体の端部を上
記発光層を構成する有機化合物の融液に浸してこの融液
を毛細管現象により上記間隙に浸透充填させた後、充填
された上記有機化合物を結晶化させているため、素子製
造の最終工程において上記発光層を形成することが可能
となり従来法による電極蒸着工程時における高熱の影響
を受けず、しかも溶媒や結着剤が不要になると共に、駆
動の際の熱的ダメージを受け難く、従って長期間に亘っ
て安定した膜構造を維持することが可能となる。
【0048】また、請求項2に係る発明によれば、陰極
側基板と陽極側基板の間に1μm以下のスペーサーを介
在させてこれ等基板間に1μm以下の均一な間隙形成し
ており、一方、請求項3に係る発明によれば、陰極側基
板と陽極側基板の少なくとも一方が深さ1μm以下の凹
部を有し、この凹部形成面を内面側として両基板を接合
することによりこれ等基板間に1μm以下の均一な間隙
を形成しているため、均一な厚みの発光層を形成するこ
とが可能になって発光むらのない電界発光素子を得るこ
とができる。
側基板と陽極側基板の間に1μm以下のスペーサーを介
在させてこれ等基板間に1μm以下の均一な間隙形成し
ており、一方、請求項3に係る発明によれば、陰極側基
板と陽極側基板の少なくとも一方が深さ1μm以下の凹
部を有し、この凹部形成面を内面側として両基板を接合
することによりこれ等基板間に1μm以下の均一な間隙
を形成しているため、均一な厚みの発光層を形成するこ
とが可能になって発光むらのない電界発光素子を得るこ
とができる。
【0049】更に、請求項4に係る発明によれば、間隙
に有機化合物が充填された上記接合体を部分的に加熱す
ると共にその加熱領域を順次移動させてゾーンメルトす
ることにより上記有機化合物を結晶化させているため、
比較的緩やかに降温させて高結晶化した発光層を形成す
ることができ、長期間の駆動に耐えて安定した構造の膜
形成が可能となる。
に有機化合物が充填された上記接合体を部分的に加熱す
ると共にその加熱領域を順次移動させてゾーンメルトす
ることにより上記有機化合物を結晶化させているため、
比較的緩やかに降温させて高結晶化した発光層を形成す
ることができ、長期間の駆動に耐えて安定した構造の膜
形成が可能となる。
【0050】また、請求項5に係る発明によれば、上記
有機化合物が可視領域に蛍光を示し、かつ、90〜20
0℃の範囲に融点を有しており、一方、請求項6に係る
発明によれば、上記有機化合物が120〜160℃の範
囲に融点を有しているため、正孔輸送層や電子輸送層に
熱的ダメージを与えることなく、かつ、長期間の駆動に
対し安定な結晶構造を維持することが可能となる。
有機化合物が可視領域に蛍光を示し、かつ、90〜20
0℃の範囲に融点を有しており、一方、請求項6に係る
発明によれば、上記有機化合物が120〜160℃の範
囲に融点を有しているため、正孔輸送層や電子輸送層に
熱的ダメージを与えることなく、かつ、長期間の駆動に
対し安定な結晶構造を維持することが可能となる。
【0051】また、請求項7に係る発明によれば、上記
有機化合物が構造式(1)に示される特定のケイ皮酸エ
ステル誘導体で構成されるため、10V以下の極低電圧
で高輝度の発光を生じ、従って、長期間の駆動にも拘ら
ず電界発光素子が受けるダメージを低く抑えて安定した
輝度の発光を持続させることが可能となる。
有機化合物が構造式(1)に示される特定のケイ皮酸エ
ステル誘導体で構成されるため、10V以下の極低電圧
で高輝度の発光を生じ、従って、長期間の駆動にも拘ら
ず電界発光素子が受けるダメージを低く抑えて安定した
輝度の発光を持続させることが可能となる。
【0052】更に、請求項8に係る発明によれば、陰極
側基板が電子輸送層を備えるため一重項励起子生成確率
が向上して発光効率を向上させることが可能となる。
側基板が電子輸送層を備えるため一重項励起子生成確率
が向上して発光効率を向上させることが可能となる。
【0053】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。 [実施例1]図1に示すように、基材1aと陽極用透明
電極1b及び正孔輸送層1cから構成される陽極側基板
1と、基材2aと陰極用金属電極2b及び電子輸送層2
cから構成される陰極側基板2との間に、発光層3を形
成して有機電界発光素子を求めた。以下、各層の材料と
その形成方法を順次説明する。 『陽極側基板1の基材1a及び陽極用透明電極1b』陽
極側基板1の基材1a及び陽極用透明電極1bには松崎
真空株式会社製のITO膜を施した硼珪酸ガラス基板を
用いた。ITO面内でのシート抵抗値の平均値は約10
Ω/sqであった。使用前に、所望のパターンに15wt%
塩酸水溶液にてエッチングした後、純水にて洗浄し次い
でエタノールの蒸気洗浄を行いクリーンオーブンにて1
00℃×10Hr乾燥したものを用いた。 『正孔輸送層1cの形成』予めゾーンメルティング法に
より精製した材料を蒸発源に用い、陽極用透明電極1b
上に下記の条件で正孔輸送層を形成した。
に説明する。 [実施例1]図1に示すように、基材1aと陽極用透明
電極1b及び正孔輸送層1cから構成される陽極側基板
1と、基材2aと陰極用金属電極2b及び電子輸送層2
cから構成される陰極側基板2との間に、発光層3を形
成して有機電界発光素子を求めた。以下、各層の材料と
その形成方法を順次説明する。 『陽極側基板1の基材1a及び陽極用透明電極1b』陽
極側基板1の基材1a及び陽極用透明電極1bには松崎
真空株式会社製のITO膜を施した硼珪酸ガラス基板を
用いた。ITO面内でのシート抵抗値の平均値は約10
Ω/sqであった。使用前に、所望のパターンに15wt%
塩酸水溶液にてエッチングした後、純水にて洗浄し次い
でエタノールの蒸気洗浄を行いクリーンオーブンにて1
00℃×10Hr乾燥したものを用いた。 『正孔輸送層1cの形成』予めゾーンメルティング法に
より精製した材料を蒸発源に用い、陽極用透明電極1b
上に下記の条件で正孔輸送層を形成した。
【0054】使用材料:N,N’−ジフェニル−N,
N’−(3−メチルフェニル)−1,1’−ビフェニル
−4,4’−ジアミン 背圧:5.0×10-7torr以下 加熱温度:170℃〜190℃ 蒸着レート:1〜10オングストローム/s 膜厚:700オングストローム 『陰極側基板の基材2a』有機化合物を結晶化する際に
生じる熱歪を軽減するために、基材2aは陽極側の基材
1aと同じ材質のものを使用した。
N’−(3−メチルフェニル)−1,1’−ビフェニル
−4,4’−ジアミン 背圧:5.0×10-7torr以下 加熱温度:170℃〜190℃ 蒸着レート:1〜10オングストローム/s 膜厚:700オングストローム 『陰極側基板の基材2a』有機化合物を結晶化する際に
生じる熱歪を軽減するために、基材2aは陽極側の基材
1aと同じ材質のものを使用した。
【0055】そして、フォトリソグラフィによりマスク
パターンを形成し、5wt%の珪弗化水素酸水溶液を用い
てエッチングを施した。エッチングレ−トは200 オング
ストローム/min で、深さ2.80μmの凹部を形成し
た。 『陰極用金属電極2bの形成』純度99.99%以上の
材料を蒸発源に用い、真空蒸着装置にて電子線加熱法に
より下記の条件で金属電極を形成した。
パターンを形成し、5wt%の珪弗化水素酸水溶液を用い
てエッチングを施した。エッチングレ−トは200 オング
ストローム/min で、深さ2.80μmの凹部を形成し
た。 『陰極用金属電極2bの形成』純度99.99%以上の
材料を蒸発源に用い、真空蒸着装置にて電子線加熱法に
より下記の条件で金属電極を形成した。
【0056】使用材料:Al 背圧:5.0×10-7torr以下 フィラメント電流:50〜70mA 蒸着レート:1〜10オングストローム/s 膜厚:3000オングストローム 電極形状:(基材2aに凹部を形成したものと同一パタ
ーンのマスクを用い、凹部と同一形状に形成) 『電子輸送層2cの形成』下記条件により、陰極金属電
極2b上に同一パターンのマスクを用いてグロー放電分
解法によるアモルファスシリコン薄膜を形成した。
ーンのマスクを用い、凹部と同一形状に形成) 『電子輸送層2cの形成』下記条件により、陰極金属電
極2b上に同一パターンのマスクを用いてグロー放電分
解法によるアモルファスシリコン薄膜を形成した。
【0057】基板温度:200℃〜350℃ 成膜装置:容量結合平行平板電極型 使用材料:シラン(SiH4 )及びジボラン(B
2 H6 ) 励起周波数:13.56MHz 成長レート:シラン(SiH4 )に対しジボラン(B2
H6 )の混合比を0.3 ppm〜0.5 ppmとし、かつ、
成長レートが1〜5オングストローム/sなるように全
体のガス導入量を調節した。
2 H6 ) 励起周波数:13.56MHz 成長レート:シラン(SiH4 )に対しジボラン(B2
H6 )の混合比を0.3 ppm〜0.5 ppmとし、かつ、
成長レートが1〜5オングストローム/sなるように全
体のガス導入量を調節した。
【0058】膜厚:24000オングストローム この結果、上記凹部の深さは約0.10μmになった。 『陽極側基板1と陰極側基板2との接合』陽極側基板1
と陰極側基板2とをVACSEAL社の接着剤を用い
て、図2の断面説明図及び図3の平面説明図に示したよ
うに接合して基板接合体10を求めた。両基板1及び2
の間には上記凹部によって構成される約0.10μmの
間隙から成る発光充填領域5が形成されている。
と陰極側基板2とをVACSEAL社の接着剤を用い
て、図2の断面説明図及び図3の平面説明図に示したよ
うに接合して基板接合体10を求めた。両基板1及び2
の間には上記凹部によって構成される約0.10μmの
間隙から成る発光充填領域5が形成されている。
【0059】なお、本実施例ではスペーサーを使用する
ことなく接合したが、スペーサーを使用して接合するこ
ともでき、この場合の説明断面図と平面説明図を図8及
び図9に示す。図8及び9において4は厚さ約0.9μ
mのスペーサーを示し、このスペーサー4により両基板
1及び2の間の間隙を約1.00μm以下に均一に保
ち、発光材料充填領域5を構成している。 『発光層(ケイ皮酸エステル誘導体)3の形成』DMS
O(ジメチルスルフォキシド)、クロロホルム、エタノ
ールなどの有機溶媒により再結晶精製を行った後、真空
クリーンオーブンにて溶媒を除去し、次いでゾーンメル
ティング法を用いて精製固化した2−シアノ−3−(2
−メトキシフェニル)−2−プロペン酸エチルからなる
発光材料3を、図4に示す融液充填装置のヒーター21
上にセットすると共に、上記基板接合体10をクリップ
20を使用して上記発光材料3の表面に端部が接触する
位置に吊り下げた。
ことなく接合したが、スペーサーを使用して接合するこ
ともでき、この場合の説明断面図と平面説明図を図8及
び図9に示す。図8及び9において4は厚さ約0.9μ
mのスペーサーを示し、このスペーサー4により両基板
1及び2の間の間隙を約1.00μm以下に均一に保
ち、発光材料充填領域5を構成している。 『発光層(ケイ皮酸エステル誘導体)3の形成』DMS
O(ジメチルスルフォキシド)、クロロホルム、エタノ
ールなどの有機溶媒により再結晶精製を行った後、真空
クリーンオーブンにて溶媒を除去し、次いでゾーンメル
ティング法を用いて精製固化した2−シアノ−3−(2
−メトキシフェニル)−2−プロペン酸エチルからなる
発光材料3を、図4に示す融液充填装置のヒーター21
上にセットすると共に、上記基板接合体10をクリップ
20を使用して上記発光材料3の表面に端部が接触する
位置に吊り下げた。
【0060】次いで、トラップ22を介して真空吸引し
て装置内を真空排気すると共にヒーター21で120℃
に加熱して発光材料3を溶融することにより該基板接合
体10の発光材料充填領域5内に上記発光材料3を充填
した。
て装置内を真空排気すると共にヒーター21で120℃
に加熱して発光材料3を溶融することにより該基板接合
体10の発光材料充填領域5内に上記発光材料3を充填
した。
【0061】続いて発光材料3が充填された上記基板接
合体10を融液充填装置より取り出し、融液の侵入口を
エポキシなどの樹脂又はパテなどで塞いで発光材料3を
封止した。
合体10を融液充填装置より取り出し、融液の侵入口を
エポキシなどの樹脂又はパテなどで塞いで発光材料3を
封止した。
【0062】次に、図5に示したゾーンメルト装置を用
いて発光材料3の結晶化を行った。すなわち、直列に配
列された3つの円筒状電気炉31、32、33を制御
し、ゾーンメルト装置内での基板接合体10の移動方向
に対して0.5〜2.5℃/mmの温度勾配を形成し、
基板接合体10をクリップ34で吊り下げて、0.3〜
5.0mm/hourの昇温及び降温度速度でこのゾーンメ
ルト装置内を往復させ、発光材料を溶融した後固化させ
て結晶化させた。
いて発光材料3の結晶化を行った。すなわち、直列に配
列された3つの円筒状電気炉31、32、33を制御
し、ゾーンメルト装置内での基板接合体10の移動方向
に対して0.5〜2.5℃/mmの温度勾配を形成し、
基板接合体10をクリップ34で吊り下げて、0.3〜
5.0mm/hourの昇温及び降温度速度でこのゾーンメ
ルト装置内を往復させ、発光材料を溶融した後固化させ
て結晶化させた。
【0063】こうして求めた有機電界発光素子に対し
て、陽極用透明電極1b側をプラス、陰極用金属電極2
b側をマイナスとして、8Vの電圧を印加したところ、
電流密度65mA/cm2 を示し、415nmの波長に
て550cd/m2 の発光を示した。 [実施例2]発光層材料3として2−シアノ−3−(2
−エトキシフェニル)−2−プロペン酸エチルを用い、
電子輸送層2cを設けず、及び、陰極側基材2aのエッ
チング部の深さを4000オングストロームとした以外
は実施例1と同様にして素子を作成した(図6参照)。
て、陽極用透明電極1b側をプラス、陰極用金属電極2
b側をマイナスとして、8Vの電圧を印加したところ、
電流密度65mA/cm2 を示し、415nmの波長に
て550cd/m2 の発光を示した。 [実施例2]発光層材料3として2−シアノ−3−(2
−エトキシフェニル)−2−プロペン酸エチルを用い、
電子輸送層2cを設けず、及び、陰極側基材2aのエッ
チング部の深さを4000オングストロームとした以外
は実施例1と同様にして素子を作成した(図6参照)。
【0064】こうして求めた有機電界発光素子に対し
て、陽極用透明電極1b側をプラス、陰極用金属電極2
b側をマイナスとして10Vの電圧を印加したところ、
電流密度78mA/cm2 を示し、420nmの波長に
て50cd/m2 の発光を示した。 [実施例3]発光材料3として2−シアノ−3−(2−
エトキシフェニル)−2−プロペン酸イソブチルを用い
た以外は実施例1と同様にして素子を作成した。
て、陽極用透明電極1b側をプラス、陰極用金属電極2
b側をマイナスとして10Vの電圧を印加したところ、
電流密度78mA/cm2 を示し、420nmの波長に
て50cd/m2 の発光を示した。 [実施例3]発光材料3として2−シアノ−3−(2−
エトキシフェニル)−2−プロペン酸イソブチルを用い
た以外は実施例1と同様にして素子を作成した。
【0065】こうして求めた有機電界発光素子に対し
て、陽極用透明電極1b側をプラス、陰極用金属電極2
b側をマイナスとして、8Vの電圧を印加したところ、
電流密度65mA/cm2 を示し、418nmの波長に
て550cd/m2 の発光を示した。 [比較例1](蒸着法で作製した場合) 『陽極側基板1の基材1a、陽極用透明電極1b、正孔
輸送層1c』陽極側基材1a、陽極用透明電極1b、正
孔輸送層1cは実施例1と同様に求めた。 『発光層(ケイ皮酸エステル誘導体)3の形成』予め溶
媒からの再結晶により精製した材料を蒸発源に用い、上
記正孔輸送層1cを形成した真空蒸着装置と同一の装置
内で、真空をブレークすることなく上記正孔輸送層1c
上に下記の条件で発光層3を形成した。
て、陽極用透明電極1b側をプラス、陰極用金属電極2
b側をマイナスとして、8Vの電圧を印加したところ、
電流密度65mA/cm2 を示し、418nmの波長に
て550cd/m2 の発光を示した。 [比較例1](蒸着法で作製した場合) 『陽極側基板1の基材1a、陽極用透明電極1b、正孔
輸送層1c』陽極側基材1a、陽極用透明電極1b、正
孔輸送層1cは実施例1と同様に求めた。 『発光層(ケイ皮酸エステル誘導体)3の形成』予め溶
媒からの再結晶により精製した材料を蒸発源に用い、上
記正孔輸送層1cを形成した真空蒸着装置と同一の装置
内で、真空をブレークすることなく上記正孔輸送層1c
上に下記の条件で発光層3を形成した。
【0066】使用材料:2−シアノ−3−(2−メトキ
シフェニル)−2−プロペン酸エチル 背圧:5.0×10-7torr以下 加熱温度:100℃〜130℃ 蒸着レート:1オングストローム〜10オングストロー
ム 膜厚:700オングストローム 『電子輸送層2cの形成』予め、ゾーンメルティング法
により精製した下記構造式(2)で示されるオキサジア
ゾール誘導体を材料として使用し、この材料を蒸発源に
配置し、上記発光層3を形成した真空蒸着装置と同一の
装置内で、真空をブレークすることなく上記発光層3上
に下記の条件で電子輸送層1cを形成した。
シフェニル)−2−プロペン酸エチル 背圧:5.0×10-7torr以下 加熱温度:100℃〜130℃ 蒸着レート:1オングストローム〜10オングストロー
ム 膜厚:700オングストローム 『電子輸送層2cの形成』予め、ゾーンメルティング法
により精製した下記構造式(2)で示されるオキサジア
ゾール誘導体を材料として使用し、この材料を蒸発源に
配置し、上記発光層3を形成した真空蒸着装置と同一の
装置内で、真空をブレークすることなく上記発光層3上
に下記の条件で電子輸送層1cを形成した。
【0067】
【化3】 背圧:5.0×10-7torr以下 加熱温度:130℃〜150℃ 蒸着レート:1オングストローム〜10オングストロー
ム 膜厚:700オングストローム 『陰極用金属電極2bの形成』純度99.99%以上の
材料を蒸発源に用い、上記電子輸送層2cを形成した真
空蒸着装置と同一の装置内で、真空をブレークすること
なく電子線加熱法にて下記の条件で陰極用金属電極2b
を形成した。
ム 膜厚:700オングストローム 『陰極用金属電極2bの形成』純度99.99%以上の
材料を蒸発源に用い、上記電子輸送層2cを形成した真
空蒸着装置と同一の装置内で、真空をブレークすること
なく電子線加熱法にて下記の条件で陰極用金属電極2b
を形成した。
【0068】使用材料:Mg 背圧:5.0×10-7torr以下 フィラメント電流:30〜35mA 蒸着レート:1オングストローム〜10オングストロー
ム 膜厚:1500オングストローム 電極面積:0.25cm2 (マスクを用いて5mm×5
mmの正方形状に形成) こうして求めた有機電界発光素子に対して、陽極用透明
電極1b側をプラス、陰極用金属電極2b側をマイナス
として6Vの電圧を印加したところ、電流密度75mA
/cm2 を示し、570nmの波長にて600cd/m
2 の発光を示した。 [比較例2]発光材料としてトリス(8−ヒドロキシキ
ノリン)アルミニウムを用い下記条件で発光層3を形成
したこと、及び電子輸送層2cを設けないこと以外は、
比較例1と同様にして素子を作成した。発光層の作成条
件は以下の通りである。
ム 膜厚:1500オングストローム 電極面積:0.25cm2 (マスクを用いて5mm×5
mmの正方形状に形成) こうして求めた有機電界発光素子に対して、陽極用透明
電極1b側をプラス、陰極用金属電極2b側をマイナス
として6Vの電圧を印加したところ、電流密度75mA
/cm2 を示し、570nmの波長にて600cd/m
2 の発光を示した。 [比較例2]発光材料としてトリス(8−ヒドロキシキ
ノリン)アルミニウムを用い下記条件で発光層3を形成
したこと、及び電子輸送層2cを設けないこと以外は、
比較例1と同様にして素子を作成した。発光層の作成条
件は以下の通りである。
【0069】背圧:5.0×10-7torr以下 加熱温度:155℃〜165℃ 蒸着レート:3オングストローム〜9オングストローム 膜厚:700オングストローム こうして求めた有機電界発光素子に対して、陽極用透明
電極1b側をプラス、陰極用金属電極2b側をマイナス
として14Vの電圧を印加したところ、電流密度40m
A/cm2 を示し、520nmの波長にて350cd/
m2 の発光を示した。 『確認』実施例1及び比較例1、2について長時間発光
させた場合の発光輝度を経時的に図7に示す。
電極1b側をプラス、陰極用金属電極2b側をマイナス
として14Vの電圧を印加したところ、電流密度40m
A/cm2 を示し、520nmの波長にて350cd/
m2 の発光を示した。 『確認』実施例1及び比較例1、2について長時間発光
させた場合の発光輝度を経時的に図7に示す。
【0070】図7に示したグラフ図の結果から、比較例
1の電界発光素子の発光輝度が発光時間の経過と共に指
数関数的に低下するのに対し、本発明に係る実施例1の
電界発光素子の発光輝度は変化することなく、ほぼ一定
に維持されており、安定して長時間高輝度の発光を保つ
ことが確認できる。
1の電界発光素子の発光輝度が発光時間の経過と共に指
数関数的に低下するのに対し、本発明に係る実施例1の
電界発光素子の発光輝度は変化することなく、ほぼ一定
に維持されており、安定して長時間高輝度の発光を保つ
ことが確認できる。
【0071】
【発明の効果】請求項1〜6に係る発明によれば、素子
製造の最終工程において上記発光層を形成することが可
能となり従来法による電極蒸着工程時における高熱の影
響を受けず、しかも溶媒や結着剤が不要になると共に、
長期間に亘って安定した膜構造を維持することが可能と
なる。
製造の最終工程において上記発光層を形成することが可
能となり従来法による電極蒸着工程時における高熱の影
響を受けず、しかも溶媒や結着剤が不要になると共に、
長期間に亘って安定した膜構造を維持することが可能と
なる。
【0072】従って、大面積の面状光源として長期間安
定して発光を持続させることができる効果を有する。
定して発光を持続させることができる効果を有する。
【0073】また、請求項7に係る発明によれば、10
V以下の極低電圧で高輝度の発光を生じ、従って、長期
間の駆動にも拘らず電界発光素子が受けるダメージを低
く抑えて安定した輝度の発光を持続させることが可能に
成るため、より一層長期間安定して発光を持続させるこ
とができる効果を有する。
V以下の極低電圧で高輝度の発光を生じ、従って、長期
間の駆動にも拘らず電界発光素子が受けるダメージを低
く抑えて安定した輝度の発光を持続させることが可能に
成るため、より一層長期間安定して発光を持続させるこ
とができる効果を有する。
【0074】更に、請求項8に係る発明によれば、一重
項励起子生成確率が向上して発光効率を向上させること
ができるため、電界発光素子にダメージを与えることな
く高輝度の発光が可能となり一層長期間安定して発光を
持続させることができる効果を有する。
項励起子生成確率が向上して発光効率を向上させること
ができるため、電界発光素子にダメージを与えることな
く高輝度の発光が可能となり一層長期間安定して発光を
持続させることができる効果を有する。
【図1】本発明の実施例に係る電界発光素子の断面説明
図。
図。
【図2】本発明の実施例に係る基板接合体の断面説明
図。
図。
【図3】本発明の実施例に係る基板接合体の平面説明
図。
図。
【図4】本発明の実施例に係る融液充填装置の説明図。
【図5】本発明の実施例に係るゾーンメルト装置の説明
図。
図。
【図6】本発明の他の実施例に係る電界発光素子の断面
説明図。
説明図。
【図7】実施例及び比較例の経時的発光輝度を示すグラ
フ。
フ。
【図8】本発明の実施例に係る基板接合体の断面説明
図。
図。
【図9】本発明の実施例に係る基板接合体の平面説明
図。
図。
1 陽極側基板 1a 陽極側基板の基材 1b 陽極用透明電極 1c 正孔輸送層 2 陰極側基板 2a 陰極側基板の基材 2b 陰極用金属電極 2c 電子輸送層 3 発光層 5 発光材料充填領域 10 基板接合体 20 クリップ 21 ヒーター 22 トラップ 31 円筒状電気炉 32 円筒状電気炉 33 円筒状電気炉 34 クリップ
Claims (8)
- 【請求項1】少なくとも一方が発光波長を透過する一対
の基板間に、正孔輸送層と有機化合物より成る発光層と
を備えた電界発光素子の製造方法において、 陰極電極が予め形成された陰極側基板と、陽極電極と上
記正孔輸送層が予め順次形成された陽極側基板とを形成
面どうしが向い合い、かつ、形成面どうしが1μm以下
の均一な間隙を持つように接合すると共に、 得られた接合体の端部を上記発光層を構成する有機化合
物の融液に浸してこの融液を毛細管現象により上記間隙
に浸透充填させた後、 充填された上記有機化合物を結晶化させることを特徴と
する有機結晶を用いた電界発光素子の製造方法。 - 【請求項2】陰極側基板と陽極側基板の間に1μm以下
のスペーサーを介在させてこれ等基板間に1μm以下の
均一な間隙を形成することを特徴とする請求項1記載の
有機結晶を用いた電界発光素子の製造方法。 - 【請求項3】上記陰極側基板と陽極側基板の少なくとも
一方が深さ1μm以下の凹部を有し、この凹部形成面を
内面側として両基板を接合することによりこれ等基板間
に1μm以下の均一な間隙を形成することを特徴とする
請求項1記載の有機結晶を用いた電界発光素子の製造方
法。 - 【請求項4】間隙に有機化合物が充填された上記接合体
を部分的に加熱すると共にその加熱領域を順次移動させ
てゾーンメルトすることにより上記有機化合物を結晶化
させることを特徴とする請求項1〜3のいずれか記載の
有機結晶を用いた電界発光素子の製造方法。 - 【請求項5】上記有機化合物が可視領域に蛍光を示し、
かつ、90〜200℃の範囲に融点を有することを特徴
とする請求項1〜4のいずれか記載の有機結晶を用いた
電界発光素子の製造方法。 - 【請求項6】上記有機化合物が120〜160℃の範囲
に融点を有することを特徴とする請求項5記載の有機結
晶を用いた電界発光素子の製造方法。 - 【請求項7】上記有機化合物が、下記構造式(1)に示
されたケイ皮酸エステル誘導体により構成されているこ
とを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の有機結
晶を用いた電界発光素子の製造方法。 【化1】 (式中、R1 は炭素数1〜4のアルコキシ基またはフェ
ニル基を表し、R2 は炭素数1〜4のアルキル基または
フェニル基を表す。) - 【請求項8】陰極側基板が陰極電極と電子輸送層とを備
えていることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記
載の有機結晶を用いた電界発光素子の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4000878A JPH05182763A (ja) | 1992-01-07 | 1992-01-07 | 有機結晶を用いた電界発光素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4000878A JPH05182763A (ja) | 1992-01-07 | 1992-01-07 | 有機結晶を用いた電界発光素子の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05182763A true JPH05182763A (ja) | 1993-07-23 |
Family
ID=11485935
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4000878A Pending JPH05182763A (ja) | 1992-01-07 | 1992-01-07 | 有機結晶を用いた電界発光素子の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH05182763A (ja) |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10144469A (ja) * | 1996-09-12 | 1998-05-29 | Mitsubishi Chem Corp | 有機電界発光素子及びその製造方法 |
WO2001093332A1 (en) * | 2000-06-01 | 2001-12-06 | Microemissive Displays Limited | A method of creating a color optoelectronic device |
JP2003060267A (ja) * | 2001-08-21 | 2003-02-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 有機半導体化合物を用いた固体光電子デバイス及びその製造方法 |
WO2003022010A1 (fr) * | 2001-08-30 | 2003-03-13 | Fujitsu Limited | Procede de fabrication d'un dispositif electroluminescent organique et dispositif electroluminescent organique correspondant |
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JP2008218421A (ja) * | 1996-09-12 | 2008-09-18 | Mitsubishi Chemicals Corp | 有機電界発光素子及びその製造方法 |
WO2010087222A1 (ja) * | 2009-01-28 | 2010-08-05 | コニカミノルタホールディングス株式会社 | 有機エレクトロルミネッセンス素子、表示装置及び照明装置 |
JP2010278028A (ja) * | 2000-01-31 | 2010-12-09 | Idemitsu Kosan Co Ltd | 有機エレクトロルミネッセンス表示装置 |
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