JPH07197021A - 有機薄膜発光素子 - Google Patents

有機薄膜発光素子

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JPH07197021A
JPH07197021A JP6000194A JP19494A JPH07197021A JP H07197021 A JPH07197021 A JP H07197021A JP 6000194 A JP6000194 A JP 6000194A JP 19494 A JP19494 A JP 19494A JP H07197021 A JPH07197021 A JP H07197021A
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JP
Japan
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light emitting
group
emitting layer
general formula
organic thin
Prior art date
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Application number
JP6000194A
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English (en)
Inventor
Yoshinobu Sugata
好信 菅田
Kenichi Okura
健一 大倉
Osamu Nabeta
修 鍋田
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】多色化が可能な有機薄膜発光素子を提供する。 【構成】第一の発光層と第二の発光層を積層し、第一層
には式(I)のキノキサリン誘導体を第二層には式(I
I)のキレート化合物を用いる。 〔式中、R1 〜R4 はそれぞれ水素原子,アルキル基,
アラルキル基等または一般式(Ia)で表される基 (Xはアリール基、芳香族複素環基、R5 〜R7 はそれ
ぞれ水素原子、アリール基、芳香族複素環基等を表し、
nは0ないし3の整数)を示す。〕 〔式(II)中MはAl、Ga等で示される金属元素、m
は2ないし3を表す。〕

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は各種表示装置の発光源
として用いる有機薄膜発光素子に係り、特に素子発光層
の構造と発光物質とに関する。
【0002】
【従来の技術】従来のブラウン管に代わるフラットディ
スプレイの需要の急増に伴い、各種表示素子の開発及び
実用化が精力的に進められている。エレクトロルミネセ
ンス素子(以下EL素子とする)もこうしたニ−ズに即
するものであり、特に全固体の自発発光素子として、他
のディスプレイにはない高解像度及び高視認性により注
目を集めている。現在、実用化されているものは、発光
層にZnS/Mn系を用いた無機材料からなるEL素子
である。しかるに、この種の無機EL素子は発光に必要
な駆動電圧が100V以上と高いため駆動方法が複雑と
なり製造コストが高いといった問題点がある。また、青
色発光の効率が低いため、フルカラ−化が困難である。
これに対して、有機材料を用いた薄膜発光素子は、発光
に必要な駆動電圧が大幅に低減でき、かつ各種発光材料
の適用によりフルカラ−化の可能性を充分に持つことか
ら、近年研究が活発化している。
【0003】特に、電極/正孔注入層/発光層/電極か
らなる積層型において、発光物質にトリス(8−ヒドロ
キシキノリン)アルミニウムを、正孔注入物質に1,1
−ビス(4−N,N−ジトリルアミノフェニル)シクロ
ヘキサンを用いることにより、10V以下の印加電圧で
1000cd/m2 以上の輝度が得られたという報告が
なされて以来開発に拍車がかけられた(Appl.Phys.Let
t. 51,913,(1987))。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】この様に、有機材料を
用いた薄膜発光素子は低電圧駆動やフルカラ−化の可能
性等を強く示唆しているものの、性能面で解決しなけれ
ばならない課題が多く残されている。約1万時間の長時
間駆動に伴う特性劣化の問題は乗り越えなければならな
い課題である。また有機層の膜厚が1μm以下であるた
めに、成膜性が良好でピンホール等の電気的欠陥がな
く、電子,正孔の輸送能力に優れた有機材料の開発、有
機層への電荷の注入性に優れる電極材料の選択等があ
る。
【0005】さらには量産性の観点から大量製造が可能
で安価な有機材料の開発や素子形成方法の改良等も重要
な課題である。特に様々な色の発光を得るためにより多
くの発光物質の開発が望まれている。有機薄膜発光素子
の多色化を図る場合に従来は2色以上の発光物質とフィ
ルタを用いるために単色の場合に比して素子の調製が複
雑であり、多色化を容易にするための素子構造や駆動方
法の検討も重要である。
【0006】この発明は上述の点に鑑みてなされその目
的は、新規な発光層の構造と発光物質の組み合わせを用
いることにより多色化が容易な有機薄膜発光素子を提供
することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上述の目的はこの発明に
よれば正極と負極とからなる一対の電極と、その間に挟
まれた第一の発光層と第二の発光層を有し、第一の発光
層は一般式(I)のキノキサリン誘導体を発光物質とし
て含み、第二の発光層は一般式(II)のキレート化合物
を発光物質として含み、正極、第一の発光層、第二の発
光層、負極はこの順序に順次積層されてなるとすること
により達成される。
【0008】
【化4】
【0009】〔式(I)中、R1 、R2 、R3 、R4
それぞれ水素原子,アルキル基,アルコキシ基,アリー
ル基,芳香族複素環基,シクロヘキシル基,アリールオ
キシ基,アラルキル基または一般式(Ia)で表される
【0010】
【化5】
【0011】(Xはアリール基,芳香族複素環基、R5,
6,7 はそれぞれ水素原子,アリール基,芳香族複素
環基,シアノ基を表し、nは0ないし3の整数)を示
す。〕
【0012】
【化6】
【0013】〔式(II)中MはAl,Ga またはZnで示され
る金属元素、mは2ないし3を表す。〕 前述のアリール基,芳香族複素環基,シクロヘキシル
基,アリールオキシ基,アラルキル基は下記のような置
換基を含むことができる。アルキル基,アルコキシ基,
アリール基,芳香族複素環基,アリールオキシ基,アシ
ル基,カルボキシル基,シアノ基,ニトロ基,水酸基,
ハロゲン原子あるいは−N(R8 )(R9 )(ここにR
8 ,R9 はそれぞれ水素原子,アルキル基,アリール
基,芳香族複素環基,アラルキル基,アリル基でR8
9 は互いに結合して飽和または不飽和の環を形成して
もよい)。
【0014】一般式(I)のキノキサリン誘導体の具体
例が化学式(I−1)ないし化学式(I−18)に示さ
れる。一般式(II)のキレート化合物の具体例が化学式
(II−1)ないし化学式(II−3)に示される。
【0015】
【化7】
【0016】
【化8】
【0017】
【化9】
【0018】
【化10】
【0019】
【作用】多色化の機構は明らかではないが上述の構造と
発光物質を組み合わせて印加電圧を変化させると多色化
が可能であることが見いだされた。
【0020】
【実施例】次にこの発明の実施例に係る有機薄膜発光素
子を図面に基づいて説明する。図1はこの発明の実施例
に係る有機薄膜発光素子を示す断面図である。1は絶縁
性基板、2は正極、3は第一の発光層、4は第二の発光
層、5は負極である。
【0021】絶縁性基板1は素子の支持体でガラス,樹
脂等を用いる。発光面となるときは透明な材料を用い
る。正極2は金,ニッケル等の半透膜やインジウムスズ
酸化物(ITO),酸化スズ(SnO2 )等の透明導電
膜からなり抵抗加熱蒸着、電子ビ−ム蒸着、スパッタ法
により形成する。該正極2は、透明性を持たせるため
に、10〜300nmの厚さにすることが望ましい。
【0022】第一の発光層3は正極から注入された正孔
と、第二の発光層4より注入された電子の再結合により
効率良く発光を行う。成膜方法はスピンコ−ト、キャス
ティング、LB法、抵抗加熱蒸着、電子ビ−ム蒸着等が
あるが抵抗加熱蒸着が一般的である。膜厚は20ないし
500nmであるが好適には30ないし80nmであ
る。
【0023】第二の発光層4は第一の発光層より注入さ
れた正孔と負極より注入された電子の再結合により効率
良く発光を行う。成膜方法はスピンコ−ト、キャスティ
ング、LB法、抵抗加熱蒸着、電子ビ−ム蒸着等がある
が抵抗加熱蒸着が一般的である。膜厚は20ないし50
0nmであるが好適には30ないし80nmである。負
極5は電子を効率良く第二の発光層4に注入することが
必要である。成膜方法としては抵抗加熱蒸着,電子ビー
ム蒸着,スパッタ法が用いられる。負極5用材料として
は、仕事関数の小さいMg,Ag,In,Ca,Al等
およびこれらの合金,積層体等が用いられる。 実施例1 膜厚約100nmのインジウムスズ酸化物ITOを設け
た50mm角のガラスを基板とし該基板を抵抗加熱蒸着
装置内に載置し、前記図1に示すように第一の発光層
3、第二の発光層4と順次成膜した。成膜に際して、真
空槽内圧は8×10-4Paとした。第一の発光層3には
化学式(I―17)に示されるキノキサリン誘導体を用
い、ボート温度280ないし310℃にて成膜速度0.
1nm/sとして60nm厚さに形成した。続けて第二
の発光層4として前記化学式(II―1 )に示されるキレ
ート化合物をボ−ト温度約260ないし270℃にて加
熱し、成膜速度を約0.2nm/sとして60nm厚さ
に形成した。この後、基板を真空槽から取り出し、直径
5mmのドットパタ−ン用ステンレス製マスクを取りつ
け、新たに抵抗加熱蒸着装置内に載置し負極5として
Mg/In(10:1の重量比率)を100nm厚さに
形成した。
【0024】上記実施例1において、第一の発光層3と
第二の発光層4は均一な蒸着膜となり、かつ該直径5m
mの有機薄膜発光素子に直流電圧10Vを印加したとこ
ろ、黄色(発光中心波長:560nm)、17V印加時
に黄緑色(発光中心波長:540nm)の均一な発光が
得られた。 実施例2 膜厚約100nmのインジウムスズ酸化物ITOを設け
た50mm角のガラスを基板とし該基板を抵抗加熱蒸着
装置内に載置し、前記図1に示すように第一の発光層
3、第二の発光層4と順次成膜した。成膜に際して、真
空槽内圧は8×10-4Paとした。第一の発光層3には
化学式(I―12)に示されるキノキサリン誘導体を用
い、ボート温度260ないし290℃にて成膜速度0.
1nm/sとして60nm厚さに形成した。続けて第二
の発光層4として前記化学式(II―1 )に示されるキレ
ート化合物をボ−ト温度約260ないし270℃にて加
熱し、成膜速度を約0.2nm/sとして60nm厚さ
に形成した。この後、基板を真空槽から取り出し、直径
5mmのドットパタ−ン用ステンレス製マスクを取りつ
け、新たに抵抗加熱蒸着装置内に載置し負極5として
Mg/In(10:1の重量比率)を100nm厚さに
形成した。
【0025】上記実施例2において、第一の発光層3と
第二の発光層4は均一な蒸着膜となり、かつ該直径5m
mの有機薄膜発光素子に直流電圧11Vを印加したとこ
ろ、橙色(発光中心波長:620nm)、18V印加時
に黄緑色(発光中心波長:540nm)の均一な発光が
得られた。
【0026】
【発明の効果】この発明によれば第一の発光層と第二の
発光層を積層して、第一の発光層にはキノキサリン誘導
体を第二の発光層にはキレート化合物を発光物質として
用いるので、印加電圧の変化により黄緑色から黄色、あ
るいは黄色から橙色の範囲に発光スペクトルを変化させ
ることの可能な多色化有機薄膜発光素子が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例に係る有機薄膜発光素子を示
す断面図
【符号の説明】
1 絶縁性基板 2 正極 3 第一の発光層 4 第二の発光層 5 負極

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】正極と負極とからなる一対の電極と、その
    間に挟まれた第一の発光層と第二の発光層を有し、第一
    の発光層は一般式(I)のキノキサリン誘導体を発光物
    質として含み、第二の発光層は一般式(II)のキレート
    化合物を発光物質として含み、正極、第一の発光層、第
    二の発光層、負極はこの順序に順次積層されてなること
    を特徴とする有機薄膜発光素子。 【化1】 〔式(I)中、R1 、R2 、R3 、R4 はそれぞれ水素
    原子,アルキル基,アルコキシ基,アリール基,芳香族
    複素環基,シクロヘキシル基,アリールオキシ基,アラ
    ルキル基または一般式(Ia)で表される基 【化2】 (Xはアリール基,芳香族複素環基、R5,6,7 はそ
    れぞれ水素原子,アリール基,芳香族複素環基,シアノ
    基を表し、nは0ないし3の整数)を示す。〕 【化3】 〔式(II)中MはAl,Ga またはZnで示される金属元素、
    mは2ないし3を表す。〕
  2. 【請求項2】請求項1記載の素子において、一般式
    (I)で示されるキノキサリン誘導体はR1 とR3 が水
    素原子であり、R2 とR4 が9―エチル―3―カルバゾ
    リル基であることを特徴とする有機薄膜発光素子。
  3. 【請求項3】請求項1記載の素子において、一般式
    (I)で示されるキノキサリン誘導体はR1 とR3 が水
    素原子であり、R2 とR4 が5―(2,2―ジフェニル
    ―1―ビニル)―2―チエニル基であることを特徴とす
    る有機薄膜発光素子。
  4. 【請求項4】請求項1記載の素子において、一般式(I
    I)で示されるキレート化合物はMがAl、mが3である
    ことを特徴とする有機薄膜発光素子。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998029244A1 (fr) * 1996-12-27 1998-07-09 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Element fonctionnel dont la surface est pourvue d'un film moleculaire, et son procede de production
US8835022B2 (en) 2010-09-27 2014-09-16 Samsung Display Co., Ltd. Metal complex compound and organic light emitting diode device including the same
US9096529B2 (en) 2010-07-14 2015-08-04 Samsung Display Co., Ltd. Metal complex compound and organic light emitting diode device including the same

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US6495247B1 (en) 1996-12-27 2002-12-17 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Functional member having molecular layer on its surface and method of producing the same
US9096529B2 (en) 2010-07-14 2015-08-04 Samsung Display Co., Ltd. Metal complex compound and organic light emitting diode device including the same
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