JPH07111192A - 有機薄膜型電界発光素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 陽極及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層により構成される有機薄膜
電界発光素子であって、該陰極の有機化合物層と接しな
い側に、熱伝導度が０．４５ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ℃以
上の物質より成る放熱層を積層した有機薄膜型電界発光
素子 【効果】 本発明の電界発光素は特定な放熱層を設けた
ことから、素子駆動時に発生する熱を効果的に拡散させ
る事が可能となり、熱による有機化合物の結晶化を抑制
して低級性の向上及び熱による発光効率の低下を抑制す
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【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。

【０００２】

【従来の技術】有機薄膜型電界発光素子は、高輝度発
光、低電圧駆動、発光波長の多様性という特徴を有して
おり、フルカラー表示デバイスを成立させる事が可能で
ある。しかしながら、耐久性の点で未だ実用レベルを満
足しないのが実情である。耐久性を低下させている原因
として、熱による素子の劣化が挙げられる。すなわち、
有機薄膜型電界発光素子は、素子を構成する有機化合物
層が、駆動時等に発生した熱により結晶化を生じ素子の
性能が著しく低下する。また、一般に有機発光物質はほ
とんどのものが熱によってその発光効率が低下するた
め、発光輝度を維持するためには放熱をどのように行う
かが重要な問題となる。

【０００３】この電界発光素子の放熱に関しては、従来
より様々な方法が提案されているが（例えば特開昭５８
−１８８０９３号公報、特開昭５９−１０８２９６号公
報）、該電界発光素子は、発光が非常に局所的なもので
あり、また、同時に発生する熱を速やかに拡散させる必
要があること、さらに、駆動時の電流が多くそれによっ
て発生するジュール熱による電極の発熱等も問題が多
く、従来法はこれらの諸問題を全て解決し得るものでは
なかった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、素子駆動時
に発生する熱を効果的に拡散させることが可能であり、
熱による有機化合物層の結晶化を抑制して耐久性の向上
及び熱による発光効率の低下の抑制可能な有機薄膜型電
界発光素を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは上記目的を
達成するため鋭意検討した結果、陰極の有機化合物層と
接触しない側に特定な放熱層を設けることが有効である
ことを見出し本発明を完成するに至った。

【０００６】すなわち、本発明によれば、陽極及び陰極
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
物層により構成される有機薄膜型電界発光素子であっ
て、該陰極の有機化合物層と接しない側に、熱伝導度が
０．４５ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・℃以上の物質より成る
放熱層を積層したことを特徴とする有機薄膜電界発光素
子が提供され、また、前記陰極に積層される放熱層の層
厚が１μｍ以上である上記有機薄膜型電界発光素子が提
供され、更には、前記陰極に積層される放熱層が、少な
くとも銀、銅、金、アルミニウムのいずれかをその成分
として含み、かつ、陰極と同一の平面形状を有している
上記有機薄膜型電界発光素子が提供される。本発明は、
陰極に直接放熱層を積層し、かつ放熱層を構成する物質
の熱伝導度が０．４５ｃａｌ／ｃｍ・ｓ・℃以上である
事に特徴を有するものであり、本構成をとる事により、
電界発光素子の耐久性を良好なものとする事ができる。

【０００７】本発明において、放熱層を構成する物質の
熱伝導を０．４５ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・℃以上と限定
した理由は、層厚が薄い場合（数μｍ程度）においても
良好な放熱効果が得られることによる。

【０００８】熱伝導度が０．４５ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ
・℃未満であると、放電効果が減少し、特に放熱層の層
厚が薄い場合には素子の温度上昇が抑制できなくなり、
本発明の所期の目的を達成することができない。

【０００９】具体的な放熱層の材料としては、銀、銅、
金、アルミニウムあるいはこれらを主成分とする合金、
さらにはダイヤモンド状膜等の熱伝導度の良好な物質や
それらの複合材を用いることができる。

【００１０】放熱層の層厚は、厚い方が放熱には有利で
あり、本発明者の検討の結果、少なくとも１μｍ以上の
層厚が、素子の耐久性の向上に有効であることが判明し
た。また、銀、銅等の電気に対する良好な導体材料を使
用する場合には、陰極と同様のパターン状に積層するこ
とで所望の発光パターンを得ることができ、この場合に
も放熱効果は充分得られることを確認した。

【００１１】更に、本発明による素子には封止絶縁層等
を介して、別の放熱部を設けても良く、この場合、その
放熱特性は更に良好なものとなる。

【００１２】次に、本発明を図面により説明する。図１
において、１は透光性基板、２は透光性陽極、３，４は
有機化合物層、５は陰極、６は放熱層である。なお、図
１において、有機化合物層は発光層とキャリア輸送層の
組合せが示してあるが、これ以外に発光層をキャリア輸
送層で挾持したもの、さらには、キャリア輸送層にキャ
リア注入層を付加したもの等の構成も有効である。

【００１３】次に、本発明の電界発光素子の他の形成材
料について説明する。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（Ｓ
ｎＯ₂）、酸化錫インジウム（ＩＴＯ）、沃化銅などの
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。本発明においては、透明陽極を透明
基板上に形成し、図１の様な構成とすることが好ましい
が、場合によってはその逆の構成をとっても良い。また
透明基板としてはガラス、プラスチックフィルム等が使
用できる。

【００１４】電子注入輸層用材料としては、従来公知の
種々のものが用いられ、たとえば下記に示すようなオキ
サジアゾール誘導体を用いることができる。

【表１】 正孔輸送層用材料としても、従来公知の種々のものが用
いられ、たとえば以下に示したような化合物が用いられ
る。

【表２】 また、発光性層用材料としては以下に示すような化合物
が用いられる。

【表３−（１）】

【表３−（２）】 を用いることができる。

【００１５】本発明の電界発光素子は発光層に電気的に
バイアスを付与し発光させるものであるが、わずかなピ
ンホールによって短絡をおこし、素子として機能しなく
なる場合もあるので、発光層の形成には皮膜形成に優れ
た化合物を併用することが望ましい。更にこのような皮
膜形成に優れた化合物とたとえばポリマー結合剤を組み
合わせて発光層を形成することもできる。この場合に使
用できるポリマー結合剤しては、ポリスチレン、ポリビ
ニルトルエン、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、ポリメ
チルメタクリレート、ポリメチルアクリレート、ポリエ
ステル、ポリカーボネート、ポリアミド等を挙げること
ができる。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。

【００１６】本発明の電界発光素子は以上の各層をガラ
ス、プラスチックフィルム等の透明基板上に順次積層し
て構成されるわけであるが、素子の安定性の向上、特に
大気中の水分、酸素に対する保護のために、別に保護層
を設けたり、素子全体をセル中にいれ、シリコンオイル
や乾燥剤等を封入、もしくは、真空セル中に封入しても
よい。

【００１７】

【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 表面抵抗１５Ω／□、幅２ｍｍのパターン状のＩＴＯ陽
極を有するガラス基板上に前記（Ｈ−２）で示されるベ
ンジジン誘導体より成る厚さ５００Åの正孔輸送層、前
記（Ｅ−７）で示されるアルミニウムキノリノール錯体
より成る厚さ５００Åの発光層を順次真空蒸着により積
層した。その後ＭｇＩｎより成る幅２ｍｍ厚さ２０００
Åの陰極をＩＴＯ陽極と交差する様にマスク蒸着した。
さらに放熱層として、陰極形成時と同じマスクを用い、
厚さ１μｍの陰極と同じパターンの放熱層を積層し、図
１に示す様な電界発光素子を作製した。なお、放熱層の
材料として、銀、銅、金、アルミニウムを用いたものを
各々作製した。以上の様にして作製した素子に電源を接
続して駆動したところ、いずれの素子も３０ｍＡ／ｃｍ
²の駆動電流において、７００ｃｄ／ｍ²以上の輝度を示
し、１０時間連続駆動後の輝度低下は５０％以内であっ
た。

【００１８】比較例 放熱層を形成しない以外は実施例と同様にして電界発光
素子を作製した。この素子に電源を接続して駆動したと
ころ、３０ｍＡ／ｃｍ²の駆動電流において７３０ｃｄ
／ｍ²の輝度を示したが、１０時間連続駆動後の輝度低
下は６５％であり、耐久性は低い結果を示した。

【００１９】

【発明の効果】本発明の電界発光素子は特定な放熱層に
より、素子駆動時に発生する熱を効果的に拡散させるこ
とが可能となり、また熱による有機化合物層の結晶化を
抑制して耐久性の及び熱による発光効率の低下を抑制す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る代表的な電界発光素子の様式断
面図。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田元 望 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 陽極及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層により構成される有機
   薄膜電界発光素子であって、該陰極の有機化合物層と接
   しない側に、熱伝導度が０．４５ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ
   ℃以上の物質より成る放熱層を積層したことを特徴とす
   る有機薄膜型電界発光素子。
2. 【請求項２】 前記陰極に積層される放熱層の層厚が１
   μｍ以上である請求項１の有機薄膜型電界発光素子。
3. 【請求項３】 前記陰極に積層される放熱層が、少なく
   とも銀、銅、金、アルミニウムのいずれかをその成分と
   して含み、かつ、陰極と同一の平面形状を有している請
   求項１又は２の有機薄膜型電界発光素子。