JPH09312196A - Electric field-effect light emitting element - Google Patents

Electric field-effect light emitting element

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JPH09312196A
JPH09312196A JP15047396A JP15047396A JPH09312196A JP H09312196 A JPH09312196 A JP H09312196A JP 15047396 A JP15047396 A JP 15047396A JP 15047396 A JP15047396 A JP 15047396A JP H09312196 A JPH09312196 A JP H09312196A
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JP
Japan
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layer
transport layer
electrode
mixed
organic
Prior art date
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Application number
JP15047396A
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Japanese (ja)
Inventor
Tomoyuki Shirasaki
友之 白嵜
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Casio Computer Co Ltd
Original Assignee
Casio Computer Co Ltd
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Publication date
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Abandoned legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00Organic light-emitting devices
    • H10K50/10OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/14Carrier transporting layers
    • H10K50/15Hole transporting layers
    • H10K50/155Hole transporting layers comprising dopants
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/80Constructional details
    • H10K59/805Electrodes
    • H10K59/8052Cathodes
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00Organic light-emitting devices
    • H10K50/10OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/17Carrier injection layers
    • H10K50/171Electron injection layers

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electric field-effect light emitting element with its high light emitting brightness and efficiency capable of preventing a cathode from being degraded. SOLUTION: On a glass substrate 12, an anode electrode 13 made of ITO (indium titanium oxide), a positive hole transport layer 14 mixed with PVCz(polyvinyl calbazole) and TPD(triphenyldiamine derivative), an electronic transport layer 15 made of Alq3, a mixture layer 16 mixed with Mg and Alq3, and a cathode electrode 17 made of Ar are formed in order. By such a constitution, electronic injection property to the electronic transport layer 15 can be improved. Therefore, it is possible to select a cathode electrode material that is hardly oxidized. Consequently, cathode degradation can be prevented, and an electric field light emitting element with its high light emitting efficiency and longer service life can be provided.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は電界発光素子に関
し、さらに詳しくは、表示用照明や信号光発生素子など
に用いることのできる電界発光素子に係わる。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electroluminescent device, and more particularly to an electroluminescent device that can be used as a display illumination, a signal light generating device or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、電界発光素子として、有機化合物
を発光層に用いたエレクトロルミネッセンス素子(以下
有機EL素子という)が実用段階に入っている。このよ
うな有機EL素子としては、図7に示すような構造のも
のが知られている。同図に示す有機EL素子は、ガラス
基板1上にITO(Indium Tin Oxide)膜でなるアノー
ド電極2が形成され、このアノード電極2上に発光層3
が形成され、さらに発光層3の上にマグネシウム(M
g)でなるカソード電極4が形成されて構成されてい
る。発光層3は、両側の電極から電荷が注入され易いよ
うに、正孔輸送性材料層5と電子輸送性材料層6とが接
合されてなる。正孔輸送性材料層5はアノード電極2側
に形成され、電子輸送性材料層6はカソード電極4側に
形成されている。
2. Description of the Related Art In recent years, as an electroluminescence device, an electroluminescence device using an organic compound in a light emitting layer (hereinafter referred to as an organic EL device) has been put into practical use. As such an organic EL element, one having a structure as shown in FIG. 7 is known. In the organic EL device shown in the figure, an anode electrode 2 made of an ITO (Indium Tin Oxide) film is formed on a glass substrate 1, and a light emitting layer 3 is formed on the anode electrode 2.
Is formed, and magnesium (M
The cathode electrode 4 of g) is formed. The light emitting layer 3 is formed by joining the hole transporting material layer 5 and the electron transporting material layer 6 so that charges can be easily injected from the electrodes on both sides. The hole transporting material layer 5 is formed on the anode electrode 2 side, and the electron transporting material layer 6 is formed on the cathode electrode 4 side.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たような従来の有機EL素子では、上記したようにカソ
ード電極4がMgなど(この他にCa、Li、Inな
ど)のような低仕事関数の金属で形成されているため酸
化を受け易く、素子形成後の劣化の進行が速いという問
題があった。また、このように酸化され易い材料を用い
て素子を製造する際に、その取り扱いが困難であるとい
う問題があった。
However, in the conventional organic EL device as described above, the cathode electrode 4 has a low work function such as Mg (in addition to Ca, Li, In, etc.) as described above. Since it is formed of a metal, it is susceptible to oxidation, and there is a problem that the progress of deterioration after forming the element is fast. Further, there is a problem that it is difficult to handle the element when it is manufactured using such a material that is easily oxidized.

【0004】この発明が解決しようとする課題は、輝度
および発光効率が高く、しかもカソード電極の劣化が防
止できる電界発光素子を得るにはどのような手段を講じ
ればよいかという点にある。
The problem to be solved by the present invention is what kind of means should be taken to obtain an electroluminescent device having high luminance and luminous efficiency, and capable of preventing deterioration of the cathode electrode.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
相対向するカソード電極とアノード電極との間に、有機
化合物でなる有機EL層が介在された電界発光素子にお
いて、前記カソード電極が第1の材料で形成されるとと
もに、前記カソード電極と前記有機EL層との間に、前
記第1の材料より仕事関数の小さい第2の材料と、有機
化合物とが混合されてなる混合層が介在されていること
を特徴としている。
According to the first aspect of the present invention,
In an electroluminescent device in which an organic EL layer made of an organic compound is interposed between a cathode electrode and an anode electrode facing each other, the cathode electrode is formed of a first material, and the cathode electrode and the organic EL layer are formed. A mixed layer formed by mixing a second material having a work function smaller than that of the first material and an organic compound is interposed between the layer and the layer.

【0006】請求項1記載の発明においては、有機EL
層を構成する有機化合物と第2の材料とを混合したこと
により、有機EL層への電子注入性を向上させることが
できる。また、カソード電極が第2の材料より酸化され
にくい材料で形成されているため、素子特性の劣化を防
止できる。また、混合層が、有機化合物を含むので有機
EL層との密着性が良い。
According to the first aspect of the invention, the organic EL is used.
By mixing the organic compound forming the layer and the second material, the electron injection property into the organic EL layer can be improved. Further, since the cathode electrode is made of a material that is less likely to be oxidized than the second material, it is possible to prevent deterioration of device characteristics. Further, since the mixed layer contains an organic compound, the adhesiveness with the organic EL layer is good.

【0007】請求項2記載の発明では、前記混合層が、
前記第2の材料と前記有機化合物とが共蒸着されてなる
ことを特徴としている。請求項2記載の発明において
は、混合層に均一に有機化合物と第2の材料を形成する
ことができる。
In the invention according to claim 2, the mixed layer comprises:
It is characterized in that the second material and the organic compound are co-deposited. According to the second aspect of the invention, the organic compound and the second material can be uniformly formed in the mixed layer.

【0008】請求項3記載の発明では、前記有機EL層
が、少なくとも、前記カソード電極側に配置され且つ電
子輸送性材料を含む電子輸送層と、前記アノード電極側
に配置され且つ正孔輸送性材料を含む正孔輸送層と、を
備え、前記混合層が、前記電子輸送性材料と前記第2の
材料とが混合されてなることを特徴としている。
According to a third aspect of the present invention, the organic EL layer has at least the electron transport layer disposed on the cathode electrode side and including an electron transport material, and the organic EL layer disposed on the anode electrode side and having the hole transport property. And a hole transporting layer containing a material, wherein the mixed layer is formed by mixing the electron transporting material and the second material.

【0009】請求項4記載の発明では、前記第2の材料
は、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、マ
グネシウム(Mg)、インジウム(In)、またはこれ
らの金属を含む化合物および金属ホウ化物、金属炭化物
の中から選ばれることを特徴としている。請求項5記載
の発明は、前記第1の材料は、アルミニウム(Al)或
いは銀(Ag)を含むことを特徴としている。請求項
4、5の発明によれば第2の材料が金属を含み、カソー
ド電極も金属からなるので密着性が良好である。
In the invention according to claim 4, the second material is an alkali metal, an alkaline earth metal, a rare earth metal, magnesium (Mg), indium (In), or a compound containing these metals and a metal boride. It is characterized by being selected from among metal carbides. The invention according to claim 5 is characterized in that the first material contains aluminum (Al) or silver (Ag). According to the inventions of claims 4 and 5, the second material contains a metal and the cathode electrode is also made of a metal, so that the adhesion is good.

【0010】請求項6記載の発明は、前記混合層は、前
記第2の材料と前記有機化合物との混合モル比(第2の
材料のモル数/有機化合物のモル数)の値が6以上であ
ることを特徴としている。
According to a sixth aspect of the present invention, the mixed layer has a mixing molar ratio of the second material and the organic compound (the number of moles of the second material / the number of moles of the organic compound) of 6 or more. It is characterized by being.

【0011】請求項7記載の発明は、前記電子輸送層は
トリス(8−キノリレート)アルミニウム錯体を含んで
なり、前記正孔輸送層はポリビニルカルバゾールとトリ
フェニルジアミン誘導体とを含んでなることを特徴とし
ている。請求項8記載の発明は、前記混合層の厚さが2
00Å以下であることを特徴としている。
The invention according to claim 7 is characterized in that the electron transport layer comprises a tris (8-quinolylate) aluminum complex, and the hole transport layer comprises polyvinylcarbazole and a triphenyldiamine derivative. I am trying. In the invention according to claim 8, the thickness of the mixed layer is 2
It is characterized by being less than 00Å.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、この発明に係る電界発光素
子の詳細を図面に示す実施形態に基づいて説明する。 (実施形態1)図1は、この発明に係る電界発光素子の
実施形態1を示す断面図である。同図において符号11
は電界発光素子を示している。この電界発光素子11
は、ガラス基板12の上に、順次、アノード電極13、
正孔輸送層14、電子輸送層15、混合層16、カソー
ド電極17が形成された構成である。なお、本実施形態
における有機EL層は、正孔輸送層14と電子輸送層1
5とで構成されている。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The details of the electroluminescent device according to the present invention will be described below with reference to the embodiments shown in the drawings. (Embodiment 1) FIG. 1 is a sectional view showing Embodiment 1 of the electroluminescent device according to the present invention. In the figure, reference numeral 11
Indicates an electroluminescent device. This electroluminescent device 11
On the glass substrate 12, the anode electrode 13,
In this structure, the hole transport layer 14, the electron transport layer 15, the mixed layer 16, and the cathode electrode 17 are formed. The organic EL layer in the present embodiment is the hole transport layer 14 and the electron transport layer 1.
5 is comprised.

【0013】上記した各部材の説明を以下にする。アノ
ード電極13は、80%以上の光透過率をもつ、シート
抵抗が50オーム以下のITO薄膜で形成されている。
正孔輸送層14は、ポリビニルカルバゾール(以下、P
VCzという)とトリフェニルジアミン誘導体(以下、
TPDという)とがモル比1:1の割合で混合されて形
成されたものであり、その膜厚は50nm程度に設定さ
れている。PVCzは、正孔輸送性ポリマーである。こ
のPVCzに混合されるTPDも正孔輸送剤としての機
能をもつ。正孔輸送層14の形成方法としては、PVC
zとTPDとを共蒸着する方法や、PVCzとTPDと
を混合してスピンコーティングする方法などがある。以
下に、PVCzとTPDの構造式を示す。
The above-mentioned members will be described below. The anode electrode 13 is formed of an ITO thin film having a light transmittance of 80% or more and a sheet resistance of 50 ohms or less.
The hole transport layer 14 is made of polyvinylcarbazole (hereinafter, P
VCz) and triphenyldiamine derivative (hereinafter,
And TPD) are mixed at a molar ratio of 1: 1 and the film thickness thereof is set to about 50 nm. PVCz is a hole transporting polymer. The TPD mixed with this PVCz also has a function as a hole transfer material. As a method for forming the hole transport layer 14, PVC is used.
There is a method of co-evaporating z and TPD, a method of mixing PVCz and TPD and spin coating. The structural formulas of PVCz and TPD are shown below.

【0014】[0014]

【化1】 Embedded image

【0015】[0015]

【化2】 Embedded image

【0016】電子輸送層15は、トリス(8−キノリレ
ート)アルミニウム錯体(以下、Alq3という)でな
り、電子輸送性をもつ。また、この電子輸送層15は、
実質的に発光層として機能する。この電子輸送層15の
膜厚は、正孔輸送層14と同様に50nm程度に設定さ
れている。この電子輸送層15の形成方法としては、上
記した正孔輸送層14と同様に、蒸着する方法や、スピ
ンコーティングする方法があるが、本実施形態では真空
蒸着する方法を採用している。以下に、Alq3の構造
式を示す。
The electron transport layer 15 is made of tris (8-quinolylate) aluminum complex (hereinafter referred to as Alq3) and has an electron transport property. Further, the electron transport layer 15 is
It substantially functions as a light emitting layer. The thickness of the electron transport layer 15 is set to about 50 nm like the hole transport layer 14. As a method of forming the electron transport layer 15, as in the case of the hole transport layer 14 described above, there are a vapor deposition method and a spin coating method. In this embodiment, a vacuum vapor deposition method is adopted. The structural formula of Alq3 is shown below.

【0017】[0017]

【化3】 Embedded image

【0018】混合層16は、マグネシウム(Mg)とA
lq3とを蒸着速度比20:1(モル比656:1)の
割合で、真空状態で共蒸着する方法で形成されている。
このように混合層16を共蒸着することにより、電子輸
送層15の真空蒸着から連続的に混合層16を形成する
ことが可能となる。なお、この混合層16の膜厚は、3
nm程度に設定した。そして、カソード電極17は、銀
(Ag)で形成されている。このカソード電極17の厚
さは、300nm程度に設定されている。カソード電極
17を形成するAgは第1の材料としての機能をもち、
混合層16を構成するMgは第2の材料としての機能を
もつ。すなわち、第1の材料としてのAgは、仕事関数
が大きく(4.26/eV)酸化されにくいという機能
をもつ。また、第2の材料としてのMgは、第1の材料
に比し仕事関数が小さく(3.66/eV)電子輸送層
15への電子の注入障壁を低くして電子注入性を向上さ
せる機能をもつ。
The mixed layer 16 is composed of magnesium (Mg) and A.
1q3 is formed by a co-evaporation method in a vacuum state at a deposition rate ratio of 20: 1 (molar ratio 656: 1).
By co-evaporating the mixed layer 16 in this manner, it becomes possible to continuously form the mixed layer 16 by vacuum evaporation of the electron transport layer 15. The thickness of the mixed layer 16 is 3
It was set to about nm. The cathode electrode 17 is made of silver (Ag). The thickness of the cathode electrode 17 is set to about 300 nm. Ag forming the cathode electrode 17 functions as a first material,
Mg forming the mixed layer 16 has a function as a second material. That is, Ag as the first material has a large work function (4.26 / eV) and has a function of being hardly oxidized. Further, Mg as the second material has a work function smaller than that of the first material (3.66 / eV) and has a function of lowering the electron injection barrier to the electron transport layer 15 to improve the electron injection property. With.

【0019】図2は、本実施形態の電界発光素子11を
用いて、アノード電極13とカソード電極17との間に
直流電圧を印加したときの、電圧−発光輝度−発光効率
特性を示すグラフである。このグラフから、本実施形態
では印加電圧が10Vで2000cd/m2以上の輝度
が得られるとともに、そのときの発光効率は1.20l
m/W程度の高発光効率が得られることが判る。また、
印加電圧が14Vでは8000cd/m2程度の最高輝
度が得られ、しかも0.50程度の発光効率が得られる
ことが判る。さらに、印加電圧が12Vのときには、輝
度が5000cd/m2で発光効率が1.00lm/W程
度となる。なお、効率lm/WはK輝度(cd/m2
×π÷{電流密度(A/m2)×電圧(V)}から算出
した。
FIG. 2 is a graph showing voltage-luminance-luminance-luminance efficiency characteristics when a DC voltage is applied between the anode electrode 13 and the cathode electrode 17 using the electroluminescent device 11 of this embodiment. is there. From this graph, in the present embodiment, a luminance of 2000 cd / m 2 or more can be obtained at an applied voltage of 10 V, and the luminous efficiency at that time is 1.20 l.
It can be seen that a high luminous efficiency of about m / W can be obtained. Also,
It can be seen that when the applied voltage is 14 V, the maximum brightness of about 8000 cd / m 2 is obtained and the luminous efficiency of about 0.50 is obtained. Further, when the applied voltage is 12 V, the luminance is 5000 cd / m 2 and the luminous efficiency is about 1.00 lm / W. The efficiency lm / W is K luminance (cd / m 2 ).
It was calculated from × π ÷ {current density (A / m 2 ) × voltage (V)}.

【0020】図3は、比較例1としての電界発光素子の
電圧−発光輝度−発光効率特性を示すグラフである。こ
の比較例1の電界発光素子の構成は、上記した本実施形
態の電界発光素子11において混合層16のみを欠く構
成である。すなわち、Alq3でなる電子輸送層15上
にカソード電極17(Ag)を直接載せた構成となって
いる。同図に示すグラフから、比較例1では最高輝度が
3000cd/m2程度であり、そのときの印加電圧が
11.5V、発光効率が0.40lm/W程度であった。
この結果、図2のグラフと図3のグラフとを比較する
と、本実施形態では印加電圧が10V〜15Vの間で8
000cd/m2という高輝度が得られるのに対して、
比較例1では3000cd/m2程度の低輝度しか得ら
れないことが判る。また、印加電圧が10V〜15Vの
間で本実施形態では発光効率1.00lm/W以上を達
成できるのに対して、比較例1では発光効率が0.50
lm/W程度しか得られないことが判る。
FIG. 3 is a graph showing voltage-luminance-luminance-luminance efficiency characteristics of the electroluminescent device as Comparative Example 1. The configuration of the electroluminescent device of Comparative Example 1 is a configuration in which only the mixed layer 16 is omitted in the electroluminescent device 11 of the present embodiment described above. That is, the cathode electrode 17 (Ag) is directly placed on the electron transport layer 15 made of Alq3. From the graph shown in the figure, in Comparative Example 1, the maximum luminance was about 3000 cd / m 2 , the applied voltage at that time was 11.5 V, and the luminous efficiency was about 0.40 lm / W.
As a result, when the graph of FIG. 2 and the graph of FIG. 3 are compared, in the present embodiment, when the applied voltage is between 10V and 15V, 8
While high brightness of 000 cd / m 2 can be obtained,
It is understood that in Comparative Example 1, only a low brightness of about 3000 cd / m 2 can be obtained. Further, in the present embodiment, the luminous efficiency of 1.00 lm / W or more can be achieved when the applied voltage is between 10 V and 15 V, whereas in Comparative Example 1, the luminous efficiency is 0.50.
It can be seen that only lm / W can be obtained.

【0021】図4は、比較例2としての電界発光素子の
電圧−発光輝度−発光効率特性を示すグラフである。こ
の比較例2の電界発光素子の構成は、上記した本実施形
態の電界発光素子11において混合層16を構成する混
合成分をAlq3とAgとしたものであり、他の構成は
実施形態1と同様とした。この比較例2においては、印
加電圧が11Vのときに最高輝度となる。この最高輝度
は1400cd/m2程度であり、上記した本実施形態
1の最高輝度8000cd/m2に比較して著しく低い
輝度となる。また、比較例2の発光効率は最高で0.2
3lm/W程度であり、印加電圧が10Vのときに輝度
および効率が共に高くなるが、効率で0.20lm/W
程度、輝度で1000cd/m2である。これに対して
本実施形態1では印加電圧が10V程度のとき、効率が
1.20lm/W、輝度が3000cd/m2と、効率、
輝度ともに比較例2より大幅に高いことが判る。
FIG. 4 is a graph showing voltage-luminance-luminance-luminance efficiency characteristics of the electroluminescent device as Comparative Example 2. The configuration of the electroluminescent device of Comparative Example 2 is such that Alq3 and Ag are used as the mixed components constituting the mixed layer 16 in the electroluminescent device 11 of the present embodiment described above, and other configurations are the same as those of the first embodiment. And In Comparative Example 2, the maximum brightness is obtained when the applied voltage is 11V. The maximum luminance is approximately 1400cd / m 2, a significantly lower brightness compared to the highest luminance 8000 cd / m 2 of the embodiment 1 described above. Further, the luminous efficiency of Comparative Example 2 is 0.2 at the maximum.
It is about 3 lm / W, and the brightness and efficiency are both high when the applied voltage is 10 V, but the efficiency is 0.20 lm / W.
The brightness is 1000 cd / m 2 . On the other hand, in the first embodiment, when the applied voltage is about 10 V, the efficiency is 1.20 lm / W, the brightness is 3000 cd / m 2, and the efficiency is
It can be seen that the luminance is significantly higher than that of Comparative Example 2.

【0022】本実施形態では、上記のような構成とした
ことにより、電子の注入効率が向上する。また、カソー
ド電極17が酸化されにくい金属材料で形成されている
ため、素子特性の劣化を防止することができる。
In this embodiment, with the above-mentioned structure, the electron injection efficiency is improved. In addition, since the cathode electrode 17 is formed of a metal material that is difficult to be oxidized, it is possible to prevent deterioration of device characteristics.

【0023】ところで、上記した本実施形態では、カソ
ード電極17をAgで形成し混合層16にMgを混合す
る構成としたが、カソード電極17が酸化されにくい電
極材料であれば、これに限定されるものではなく、また
混合層16に混合する第2の材料としても、カソード電
極材料より仕事関数が低いものであれば、Mgに限定さ
れるものではない。さらに、本実施形態では、有機EL
層を正孔輸送層14と電子輸送層15とで構成したが、
電子と正孔とが注入されて再結合する有機EL層であれ
ば、単層でも複数層でもよい。
By the way, in the above-described embodiment, the cathode electrode 17 is formed of Ag and Mg is mixed in the mixed layer 16, but the cathode electrode 17 is not limited to this as long as the electrode material is not easily oxidized. The second material mixed in the mixed layer 16 is not limited to Mg as long as it has a work function lower than that of the cathode electrode material. Further, in this embodiment, the organic EL
The layer is composed of the hole transport layer 14 and the electron transport layer 15,
The organic EL layer may be a single layer or a plurality of layers as long as it is an organic EL layer in which electrons and holes are injected and recombined.

【0024】(実施形態2)図5は、この発明の実施形
態2を示している。本実施形態では、電界発光素子でな
るアドレス光素子を信号光発生手段として用い、このア
ドレス光素子とEL表示素子とを組み合わせた構成をも
つ。図中21は、アドレス光素子31とEL表示素子4
1とからなる表示装置である。
(Second Embodiment) FIG. 5 shows a second embodiment of the present invention. In the present embodiment, an address light element composed of an electroluminescent element is used as a signal light generating means, and the address light element and the EL display element are combined. In the figure, 21 is the address light element 31 and the EL display element 4.
1 is a display device.

【0025】まず、アドレス光素子31の構成を説明す
る。アドレス光素子31は、同図に示すように、ガラス
または可撓性を有する高分子フィルムでなるアドレス基
板32の後面に、アノード電極としての複数の行電極3
3が、行方向に平行に配列されて形成されている。この
行電極33は、光透過性を有し、且つアノードとして適
した仕事関数を有する電極材料であればよく、例えばI
TOや酸化スズなどを用いることができる。これら複数
の行電極33およびアドレス基板32の上(後面)に
は、PVCzとTPDとを混合してなる第1正孔輸送層
34を形成する。この第1正孔輸送層34の上(後面)
には、Alq3でなる第1電子輸送層35が接合するよ
うに積層されている。この第1電子輸送層35は、実質
的に発光層として機能する。これら第1正孔輸送層34
と第1電子輸送層35とで有機EL層が構成されてい
る。さらに、第1電子輸送層35の上(後面)には、A
lq3とMgとを1:20の蒸着速度比で共蒸着してな
る混合層36が形成されている。そして、混合層35の
上(後面)には、上記した行方向に対して直交する列方
向に、互いに平行に配列された、複数の列電極37が形
成されている。すなわち、行電極33と列電極37と
は、有機EL層および混合層36を挟んで交差し、行電
極33と列電極37とが重なった部分の有機EL層に電
荷の注入が可能となる。列電極37は、カソード電極と
して機能するものであり、アノード電極に対し仕事関数
が低い物性であり、且つ酸化されにくい電極材料で形成
されている。本実施形態では、列電極37をAgで形成
している。なお、行電極33および列電極37は、アド
レス基板32の端縁まで延在され、駆動用IC(図示省
略する)と接続されるようになっている。このようにし
て、マトリクス駆動のアドレス光素子31が構成されて
いる。
First, the structure of the address optical element 31 will be described. As shown in the figure, the address optical element 31 includes a plurality of row electrodes 3 as anode electrodes on the rear surface of the address substrate 32 made of glass or a polymer film having flexibility.
3 are arranged in parallel in the row direction. The row electrode 33 may be made of any electrode material that is light-transmissive and has a work function suitable as an anode.
TO or tin oxide can be used. A first hole transport layer 34 formed by mixing PVCz and TPD is formed on the plurality of row electrodes 33 and the address substrate 32 (rear surface). On this first hole transport layer 34 (rear surface)
, A first electron transport layer 35 made of Alq3 is laminated so as to be bonded. The first electron transport layer 35 substantially functions as a light emitting layer. These first hole transport layers 34
And the first electron transporting layer 35 constitute an organic EL layer. Further, on the first electron transport layer 35 (rear surface), A
A mixed layer 36 is formed by co-evaporating 1q3 and Mg at a vapor deposition rate ratio of 1:20. A plurality of column electrodes 37 arranged in parallel to each other are formed on the mixed layer 35 (rear surface) in the column direction orthogonal to the row direction. That is, the row electrode 33 and the column electrode 37 intersect with each other with the organic EL layer and the mixed layer 36 interposed therebetween, and it becomes possible to inject charges into the organic EL layer in the portion where the row electrode 33 and the column electrode 37 overlap. The column electrode 37 functions as a cathode electrode, is formed of an electrode material that has a physical property that has a lower work function than the anode electrode and that is not easily oxidized. In this embodiment, the column electrode 37 is made of Ag. The row electrodes 33 and the column electrodes 37 extend to the edge of the address substrate 32 and are connected to a driving IC (not shown). In this way, the matrix-driven address optical element 31 is configured.

【0026】次に、EL表示素子41の構成を説明す
る。EL表示素子41は、アドレス基板32の前面側に
形成され、上記したアドレス光素子31の全発光領域に
亙る面積と同程度の面積の表示領域を有している。ま
ず、アドレス基板32の前面には、カソード電極として
の、複数の後駆動電極42がアドレス光素子31の発光
に対し透過性を示す導電性材料で形成されている。この
後駆動電極42は、上記した行電極33のそれぞれと対
向して平面的に見て重なるように実質的に同じ形状で行
電極33と同じ本数が配置形成されている。また、アド
レス基板32および後駆動電極42の上には、表示領域
全域を覆うように光導電層43が形成されている。この
光導電層43は、アドレス光素子31からの光量子を吸
収して、伝導キャリヤを生成する材料からなる。本実施
形態では、アモルファスシリコン(a−Si)を用いて
光導電層43を形成している。そして、この光導電層4
3の表層には、n型不純物(例えば、リン)をドープし
てなるドープ層43Aが形成されている。このドープ層
43Aの上には、上記した第1電子輸送層35と同一材
料のAlq3でなる、電子輸送性の第2電子輸送層44
が全面に形成されている。なお、ドープ層43Aは、こ
の第2電子輸送層44へ電子を注入し易くする機能を果
たしている。そして、第2電子輸送層44の上面には、
正孔輸送性の第2正孔輸送層45が形成されている。こ
の第2正孔輸送層45は、PVCzとBNDとでなる
が、各ドット部分(アドレス光素子31の行電極33と
列電極37とが有機EL層を介して重なり合う部分(発
光領域)と対応する部分)には、所定の色配列を構成す
るようにR(レッド)、G(グリーン)、B(ブルー)
のそれぞれの発光を行わせるための発光材料(図示省略
する)が混合されている。なお、第2正孔輸送層45の
形成方法としては、PVCzとBNDとの混合材料を塗
布した後に、各ドット部分に応じた発光材料を含浸させ
る方法や、予め発光材料を混合した有機膜を色配列に応
じて各色毎にパターン形成する方法などを用いることが
できる。このようにして形成された第2電子輸送層44
と第2正孔輸送層45とは、表示光発生層を構成してい
る。さらに、第2正孔輸送層45の上面には、表示領域
全面に亙ってITOでなる、アノード電極としての透明
な前駆動電極46が形成されている。なお、前駆動電極
46および第2正孔輸送層45の前面には、表示光に対
して透明性を有する保護膜47が形成されている。
Next, the structure of the EL display element 41 will be described. The EL display element 41 is formed on the front surface side of the address substrate 32, and has a display area having an area approximately the same as the area over the entire light emitting area of the address light element 31 described above. First, on the front surface of the address substrate 32, a plurality of rear drive electrodes 42 as cathode electrodes are formed of a conductive material that is transparent to the light emitted from the address light element 31. After this, the drive electrodes 42 are arranged in the same number as the row electrodes 33 in substantially the same shape so as to face each of the above-mentioned row electrodes 33 and overlap in a plan view. A photoconductive layer 43 is formed on the address substrate 32 and the rear drive electrode 42 so as to cover the entire display area. The photoconductive layer 43 is made of a material that absorbs photons from the address optical element 31 to generate a conductive carrier. In this embodiment, the photoconductive layer 43 is formed using amorphous silicon (a-Si). And this photoconductive layer 4
A dope layer 43A formed by doping an n-type impurity (for example, phosphorus) is formed on the surface layer of No. 3. On the doped layer 43A, a second electron transport layer 44 having an electron transport property and made of Alq3 which is the same material as the first electron transport layer 35 described above.
Are formed on the entire surface. The doped layer 43A has a function of facilitating injection of electrons into the second electron transport layer 44. Then, on the upper surface of the second electron transport layer 44,
A second hole transport layer 45 having a hole transport property is formed. The second hole transport layer 45 is made of PVCz and BND, and corresponds to each dot portion (a portion where the row electrode 33 and the column electrode 37 of the address light element 31 overlap with each other via the organic EL layer (light emitting region)). Part), R (red), G (green), B (blue) to form a predetermined color arrangement.
A light emitting material (not shown) for emitting each of the above is mixed. As a method of forming the second hole transport layer 45, a method of applying a mixed material of PVCz and BND and then impregnating a light emitting material corresponding to each dot portion, or an organic film in which a light emitting material is mixed in advance is used. A method of forming a pattern for each color according to the color arrangement can be used. The second electron transport layer 44 thus formed
The second hole transport layer 45 and the second hole transport layer 45 form a display light generation layer. Further, on the upper surface of the second hole transport layer 45, a transparent front drive electrode 46 as an anode electrode made of ITO is formed over the entire display area. A protective film 47 that is transparent to display light is formed on the front surfaces of the front drive electrode 46 and the second hole transport layer 45.

【0027】次に、表示装置全体の動作を以下に説明す
る。まず、アドレス光素子31において、線順次走査に
より選択された行電極33と列電極37との間に所定電
圧が印加されると、有機EL層から信号光として、発光
ピークが505nm程度の緑色の光が光導電層43に向
けて照射される。なお、このとき、アドレス光素子31
の有機EL層と光導電層43とは十分に近距離であるた
め、信号光は実用上十分な空間周波数を維持して光導電
層43に入射することができる。このため、所定のアド
レスから発光する信号光が、隣接するドット領域の光導
電層43およびドープ層43Aに入射して光導電層43
を励起させることはない。信号光が入射された部分の光
導電層43およびドープ層43Aは、上記したように電
子−正孔対を生成して厚さ方向に電気伝導性を示す。こ
れによって、前駆動電極46と後駆動電極42との間に
印加されていた電圧は、第2電子輸送層44と第2正孔
輸送層45とでなる表示光発生層の所定のドット部分に
印加されることとなる。このため発生された電子ととも
に第2電子輸送層44に電子を注入し、第2正孔輸送層
45に正孔を注入する。なお、駆動電極間には、直流駆
動電圧、パルス電圧、交流電圧などを用いることができ
る。この結果、上記したようにEL表示素子41の発光
により、各種発光材料によって発色された表示光が前方
に向けて発生し、同時に後方に向けて帰還光(図示省略
する)が発生する。この帰還光は、光導電層43および
ドープ層43Aに入射するため、光導電層43およびド
ープ層43Aは、再励起され、新たに電子−正孔対を生
成する。したがって、光導電層43は、第2電子輸送層
44で電荷を注入し得る状態を保持する。このため、E
L表示素子41の表示光発生層に駆動電圧が印加され続
ける状態において、表示光発生層へ電荷が注入され続け
る。この状態にある間は、表示光発生層が1フレーム期
間に対して十分長い時間、駆動され続けることができる
ため、アドレス光素子31側の行電極33と列電極37
とが選択状態でなくなっても、表示光発生層は発光を維
持することとなる。このため、線順次走査により、次の
走査時まで発光が維持されることとなる。なお、次の走
査の直前で後駆動電極42に印加する電圧を解除させる
ことで光導電層43、ドープ層43Aに蓄積された電荷
は排除され、新たな表示発光が可能となる。
The operation of the entire display device will be described below. First, in the address light element 31, when a predetermined voltage is applied between the row electrode 33 and the column electrode 37 selected by line-sequential scanning, a green light emission peak of about 505 nm is emitted from the organic EL layer as signal light. Light is emitted toward the photoconductive layer 43. At this time, the address optical element 31
Since the organic EL layer and the photoconductive layer 43 are sufficiently close to each other, the signal light can be incident on the photoconductive layer 43 while maintaining a practically sufficient spatial frequency. Therefore, the signal light emitted from a predetermined address is incident on the photoconductive layer 43 and the doped layer 43A in the adjacent dot regions to enter the photoconductive layer 43.
Does not excite. The photoconductive layer 43 and the doped layer 43A in the portion where the signal light is incident generate electron-hole pairs as described above and show electrical conductivity in the thickness direction. As a result, the voltage applied between the front drive electrode 46 and the rear drive electrode 42 is applied to a predetermined dot portion of the display light generation layer including the second electron transport layer 44 and the second hole transport layer 45. Will be applied. Therefore, electrons are injected into the second electron transport layer 44 together with the generated electrons, and holes are injected into the second hole transport layer 45. Note that a DC drive voltage, a pulse voltage, an AC voltage, or the like can be used between the drive electrodes. As a result, as described above, due to the light emission of the EL display element 41, display light colored by various light emitting materials is generated in the front direction, and at the same time, return light (not shown) is generated in the rear direction. Since this return light is incident on the photoconductive layer 43 and the doped layer 43A, the photoconductive layer 43 and the doped layer 43A are re-excited to newly generate electron-hole pairs. Therefore, the photoconductive layer 43 holds the state in which charges can be injected in the second electron transport layer 44. Therefore, E
In the state where the drive voltage is continuously applied to the display light generating layer of the L display element 41, the charges are continuously injected into the display light generating layer. While in this state, the display light generating layer can be continuously driven for a sufficiently long time for one frame period, so that the row electrode 33 and the column electrode 37 on the address light element 31 side are driven.
Even when and are no longer selected, the display light generation layer maintains light emission. Therefore, the line-sequential scanning maintains the light emission until the next scanning. By canceling the voltage applied to the rear drive electrode 42 immediately before the next scan, the charges accumulated in the photoconductive layer 43 and the doped layer 43A are eliminated, and new display light emission becomes possible.

【0028】本実施形態においては、アドレス光素子3
1のカソードとしての列電極37と第1電子輸送層35
との間に、列電極37の材料であるAgより仕事関数の
低いMgを含む混合層36を介在することにより、列電
極37の劣化が防止でき、しかも電子注入効率を向上す
ることができる。このため、本実施形態では発光輝度お
よび発光効率を向上させることができる。このように、
発光輝度および発光効率が向上すると、印加電圧を低下
させることができるため、消費電力の削減ができるとと
もに、発光寿命を向上させることができる。
In the present embodiment, the address optical element 3
The column electrode 37 serving as a cathode and the first electron transport layer 35
By interposing the mixed layer 36 containing Mg having a work function lower than that of Ag, which is a material of the column electrode 37, between the column and the column electrode 37, deterioration of the column electrode 37 can be prevented and the electron injection efficiency can be improved. Therefore, in the present embodiment, the light emission brightness and the light emission efficiency can be improved. in this way,
When the light emission luminance and the light emission efficiency are improved, the applied voltage can be lowered, so that the power consumption can be reduced and the light emission life can be improved.

【0029】(実施形態3)図6はこの発明に係る電界
発光素子を備えた表示装置の断面図である。この実施形
態は、電界発光素子がアドレス光を発生するアドレス光
素子であり、表示素子として液晶表示素子を備えること
を特徴としている。図中51は表示装置であり、この表
示装置51は、アドレス光素子52と、液晶表示素子5
3と、バックライトシステム54と、から大略構成され
ている。
(Embodiment 3) FIG. 6 is a sectional view of a display device having an electroluminescent element according to the present invention. This embodiment is characterized in that the electroluminescent element is an address light element for generating address light and includes a liquid crystal display element as a display element. In the figure, reference numeral 51 denotes a display device. The display device 51 includes an address optical element 52 and a liquid crystal display element 5.
3 and a backlight system 54.

【0030】以下、アドレス光素子52の構成について
説明する。図6に示すように、アドレス光素子52は、
アドレス基板55と、行電極56と、正孔輸送層57
と、電子輸送層58と、混合層59と、列電極60と、
からなっている。なお、アドレス基板55は、ガラスで
形成されている。
The structure of the address optical element 52 will be described below. As shown in FIG. 6, the address optical element 52 is
Address substrate 55, row electrode 56, and hole transport layer 57
An electron transport layer 58, a mixed layer 59, a column electrode 60,
Consists of The address substrate 55 is made of glass.

【0031】アドレス基板55の後面には、行方向に向
けて互いに平行をなす複数の行電極56が形成されてい
る。この行電極56は、アノード電極として機能するも
のであり、光透過性を有し且つ所定の仕事関数を有する
電極材料であればよい。本実施形態では、行電極56を
ITOで形成している。行電極56およびアドレス基板
55の上(後面)には、PVCzとBNDとが混合され
てなる正孔輸送層57が形成されている。この正孔輸送
層57の膜厚は50nm程度に設定されている。ここ
で、PVCzは正孔輸送性ポリマーである。このPVC
zに混合されるBNDも正孔輸送剤としての機能をも
つ。正孔輸送層57の形成方法としては、上記したよう
にPVCzとTPDとを共蒸着する方法や、PVCzと
BNDとを混合してスピンコーティングする方法などが
ある。以下に、BNDの構造式を示す。
On the rear surface of the address substrate 55, a plurality of row electrodes 56 which are parallel to each other in the row direction are formed. The row electrode 56 functions as an anode electrode, and may be any electrode material having light transmittance and a predetermined work function. In this embodiment, the row electrode 56 is made of ITO. A hole transport layer 57 formed by mixing PVCz and BND is formed on the row electrodes 56 and the address substrate 55 (rear surface). The film thickness of the hole transport layer 57 is set to about 50 nm. Here, PVCz is a hole transporting polymer. This PVC
BND mixed with z also has a function as a hole transport material. As a method of forming the hole transport layer 57, there are a method of co-evaporating PVCz and TPD, a method of mixing PVCz and BND and spin coating as described above. The structural formula of BND is shown below.

【0032】[0032]

【化4】 Embedded image

【0033】電子輸送層58は、Alq3でなり、電子
輸送性をもつ。また、この電子輸送層58は実質的に発
光層として機能する。この電子輸送層58の膜厚は、正
孔輸送層57と同様に50nm程度に設定されている。
この電子輸送層58の形成方法としては、上記した正孔
輸送層57と同様に、蒸着する方法や、スピンコーティ
ングする方法などがあるが、本実施形態では真空蒸着す
る方法を採用している。混合層59は、マグネシウム
(Mg)とAlq3とを蒸着速度比20:1の割合で、
真空状態で共蒸着する方法で形成されている。このよう
に混合層59を共蒸着することにより、電子輸送層58
の真空蒸着から連続的に混合層59を形成することが可
能となる。なお、この混合層59の膜厚は、3nm程度
に設定した。そして、カソードとしての列電極60は、
銀(Ag)で形成されている。この列電極60の厚さ
は、300nm程度に設定されている。列電極60を形
成するAgは、仕事関数が大きく酸化されにくいという
機能をもつ。また、Mgは仕事関数が小さく電子輸送層
58への電子の注入障壁を低くして電子注入性を向上さ
せる機能をもつ。そして、これら正孔輸送層57と電子
輸送層58と混合層59と列電極60を覆うように、光
透過性を有する保護膜62が形成されている。この保護
膜62としては、例えばシリコン窒化膜を用いることが
できる。このように構成されたアドレス光素子52にお
いては、行電極56と列電極60との間に電圧が印加さ
れた場合に、電子輸送層58における正孔輸送層57と
の界面寄りの部分から信号光としての紫外光が発せられ
る。なお、信号光としては350〜400nmの波長域
以内の紫外光が出力されるように設定することが望まし
い。また、行電極56および列電極60は、アドレス基
板55の端縁まで延在され、駆動用IC(図示省略す
る)と接続されている。このようにして、マトリクス駆
動のアドレス光素子52が構成されている。
The electron transport layer 58 is made of Alq3 and has an electron transport property. The electron transport layer 58 substantially functions as a light emitting layer. The thickness of the electron transport layer 58 is set to about 50 nm like the hole transport layer 57.
As a method of forming the electron transport layer 58, there is a vapor deposition method, a spin coating method, or the like as in the case of the hole transport layer 57 described above, but in the present embodiment, the vacuum vapor deposition method is adopted. The mixed layer 59 includes magnesium (Mg) and Alq3 at a deposition rate ratio of 20: 1.
It is formed by a co-evaporation method in a vacuum state. By co-evaporating the mixed layer 59 in this manner, the electron transport layer 58 can be obtained.
It is possible to continuously form the mixed layer 59 from the vacuum deposition of. The thickness of the mixed layer 59 was set to about 3 nm. Then, the column electrode 60 as the cathode is
It is made of silver (Ag). The thickness of the column electrode 60 is set to about 300 nm. Ag forming the column electrode 60 has a large work function and has a function of being hardly oxidized. Further, Mg has a small work function and has a function of lowering an electron injection barrier to the electron transport layer 58 to improve the electron injection property. Then, a light-transmitting protective film 62 is formed so as to cover the hole transport layer 57, the electron transport layer 58, the mixed layer 59, and the column electrode 60. As the protective film 62, for example, a silicon nitride film can be used. In the address optical element 52 thus configured, when a voltage is applied between the row electrode 56 and the column electrode 60, a signal is output from a portion of the electron transport layer 58 near the interface with the hole transport layer 57. Ultraviolet light is emitted as light. It is desirable that the signal light is set so that ultraviolet light within a wavelength range of 350 to 400 nm is output. The row electrodes 56 and the column electrodes 60 extend to the edge of the address substrate 55 and are connected to a driving IC (not shown). In this way, the matrix-driven address optical element 52 is configured.

【0034】このような構成のアドレス光素子52に組
み合わされる液晶表示素子53は、アドレス光素子52
の発光領域と同程度の面積の表示領域を有している。以
下に、図6を用いて液晶表示素子53の構成を説明す
る。この液晶表示素子53は、対をなす前透明基板63
と後透明基板64と、これら透明基板間にシール材65
により封止されたTN形の液晶と、これら透明基板6
3、64を挟んで配置された対をなす前偏光板67と後
偏光板68と、を備え、旋光性を有するTNセルを用い
る構成である。そして、この実施形態3では、後透明基
板63の対向内側面に、ITOでなる透明な1枚の後駆
動電極69が表示領域全面に亙って形成されている。ま
た、後駆動電極69の前面には、光導電層70が形成さ
れている。さらに、この光導電層70を覆うように、後
配向膜71が形成されている。
The liquid crystal display element 53 combined with the address optical element 52 having such a structure is the address optical element 52.
The display area has an area similar to that of the light emitting area. The configuration of the liquid crystal display element 53 will be described below with reference to FIG. The liquid crystal display element 53 includes a pair of front transparent substrates 63.
And the rear transparent substrate 64 and a sealing material 65 between these transparent substrates.
TN type liquid crystal sealed by the transparent substrate 6
A configuration is provided in which a TN cell having optical rotatory power is provided, which includes a pair of front polarizing plate 67 and rear polarizing plate 68 which are arranged with 3, and 64 interposed therebetween. Further, in the third embodiment, one transparent rear drive electrode 69 made of ITO is formed on the opposite inner side surface of the rear transparent substrate 63 over the entire display area. A photoconductive layer 70 is formed on the front surface of the rear drive electrode 69. Further, a post-alignment film 71 is formed so as to cover the photoconductive layer 70.

【0035】光導電層70は、光量子を吸収して、伝導
キャリヤを生成する材料でなる。このような光導電層7
0としては、例えば、ZnO、アモルファスシリコン
(a−Si)、アモルファスセレン(a−Se)、Zn
S、SnOxなどの無機半導体や、ポリビニルカルバゾ
ールなどの電荷移動錯体、有機光キャリヤ生成層(ペリ
レン類、キノ類、フタロシアニン類など)と有機キャリ
ヤ輸送層(アリールアミン類、ヒドラジン類、オキサゾ
ール類など)とを積層した有機複合材料、などの材料を
用いることができる。このような材料では、光量子を吸
収すると、伝導キャリヤを生成して、そのインピーダン
スが急激に減少するため、電気伝導性を有するようにな
る。特に、この実施形態3では、光導電層70が信号光
(紫外光)のみを吸収する光吸収特性を有するZnOを
用いている。ZnOは、通常可視光域に吸収をもたな
い。
The photoconductive layer 70 is made of a material that absorbs photons to generate conductive carriers. Such a photoconductive layer 7
0 is, for example, ZnO, amorphous silicon (a-Si), amorphous selenium (a-Se), Zn
Inorganic semiconductors such as S and SnOx, charge transfer complexes such as polyvinylcarbazole, organic photocarrier generation layers (perylenes, quinones, phthalocyanines, etc.) and organic carrier transport layers (arylamines, hydrazines, oxazoles, etc.) A material such as an organic composite material in which and are stacked can be used. In such a material, when a photon is absorbed, a conductive carrier is generated and its impedance is rapidly reduced, so that the material becomes electrically conductive. In particular, in the third embodiment, the photoconductive layer 70 uses ZnO having a light absorption characteristic of absorbing only signal light (ultraviolet light). ZnO usually has no absorption in the visible light range.

【0036】また、前透明基板64の対向内側面には、
表示領域全域に亙って、所定の色配置を有するカラーフ
ィルタ層72が形成されている。また、カラーフィルタ
層72の後面には、透明な保護膜73を介してITOで
なる前駆動電極74が表示領域前面に亙ってが形成され
ている。さらに、前駆動電極74を覆うように前配向膜
75が形成されている。このような構成の液晶表示素子
53においては、前駆動電極74と後駆動電極69がパ
ターニングを要しないものであり、表示領域全域に亙っ
て成膜するだけでよいため、従来のTFTをスイッチン
グ素子とした表示素子に比較してその製造コストを大幅
に低減することができる。そして、このような液晶表示
素子53と、上記したアドレス光素子52とは、カラー
フィルタ層72の色配置に対してアドレス光素子52の
ドット配置(行電極56と列電極60との交差した部分
の配置)とが整合して、信号光が空間周波数を維持して
光導電層70に入射するように組みつけられている。さ
らに、図6に示すように、アドレス光素子52の後方に
は、バックライトシステム54が配置されている。この
バックライトシステム54は、可視光を発する光源76
と導光板77と反射板78とから大略構成されている。
Further, on the inner surface facing the front transparent substrate 64,
A color filter layer 72 having a predetermined color arrangement is formed over the entire display area. Further, a front drive electrode 74 made of ITO is formed on the rear surface of the color filter layer 72 through a transparent protective film 73 over the front surface of the display area. Further, a pre-alignment film 75 is formed so as to cover the pre-driving electrode 74. In the liquid crystal display element 53 having such a configuration, the front drive electrode 74 and the rear drive electrode 69 do not require patterning, and it is sufficient to form a film over the entire display region. The manufacturing cost of the display element can be significantly reduced as compared with the display element. The liquid crystal display element 53 and the address light element 52 described above have a dot arrangement of the address light element 52 (a crossing portion of the row electrode 56 and the column electrode 60) with respect to the color arrangement of the color filter layer 72. The arrangement is such that the signal light is incident on the photoconductive layer 70 while maintaining the spatial frequency. Further, as shown in FIG. 6, a backlight system 54 is arranged behind the address optical element 52. The backlight system 54 includes a light source 76 that emits visible light.
The light guide plate 77 and the reflection plate 78 are included.

【0037】次に、本実施形態の表示装置51におい
て、所定の行電極56と列電極60とが選択されてマト
リクス駆動されたときに、アドレス光素子52の所定の
アドレスから信号光が発光された場合の光導電層70で
の作用・動作を説明する。
Next, in the display device 51 of the present embodiment, when predetermined row electrodes 56 and column electrodes 60 are selected and matrix-driven, signal light is emitted from a predetermined address of the address optical element 52. The action and operation of the photoconductive layer 70 in the case of the above will be described.

【0038】まず、後駆動電極69と前駆動電極74と
の間にAC駆動電圧が印加された状態で、所定の行電極
56と列電極60とが選択されて両電極が重なる部分の
正孔輸送層57と電子輸送層58とに電荷が注入される
と、この部分で信号光(紫外光)が発生する。図6中符
号sは、信号光を示している。そして、信号光sが、光
導電層70に入射すると、入射した部分の光導電層70
のインピーダンスが低下する。このため、信号光が入射
した部分の光導電層70と前駆動電極74との間の部分
の液晶66のみに駆動電圧を印加することが可能とな
り、液晶66を所定方向に配向することができる。この
ように液晶66を配向することにより、アドレス光素子
31を介したバックライトシステム54からの光を制御
して表示駆動が可能となる。なお、光源76は可視光の
波長域のみであるので光導電層70を励起することはな
い。
First, in a state where an AC drive voltage is applied between the rear drive electrode 69 and the front drive electrode 74, a predetermined row electrode 56 and a column electrode 60 are selected and holes in a portion where both electrodes overlap each other. When charges are injected into the transport layer 57 and the electron transport layer 58, signal light (ultraviolet light) is generated in this portion. Reference numeral s in FIG. 6 indicates signal light. Then, when the signal light s is incident on the photoconductive layer 70, the photoconductive layer 70 in the incident portion is received.
The impedance of the device decreases. Therefore, the drive voltage can be applied only to the liquid crystal 66 in the portion between the photoconductive layer 70 in which the signal light is incident and the front drive electrode 74, and the liquid crystal 66 can be oriented in a predetermined direction. . By orienting the liquid crystal 66 in this manner, it is possible to drive the display by controlling the light from the backlight system 54 via the address light element 31. Since the light source 76 is only in the visible wavelength range, it does not excite the photoconductive layer 70.

【0039】上記した本実施形態においても、アドレス
光素子51はカソード電極である列電極60と電子輸送
層58との間に、カソード電極材料Agより仕事関数の
小さいMgと電子輸送層を構成する有機化合物であるA
lq3とが混合されてなる混合層59が、介在されてい
る。このため、電子を列電極60から混合層59を介し
て電子輸送層58へ効率よく注入することが可能とな
る。このような混合層59を設けることにより、列電極
60の材料として酸化されにくいAgを採用することが
可能となる。よって、列電極60の劣化を防止できる。
しかも、上記したように電子注入効率を向上することが
できるため、アドレス光素子51の発光輝度および発光
効率を向上することができる。このように、発光輝度お
よび発光効率が向上すると、印加電圧を低下させること
ができるため、消費電力を削減できるとともに、発光寿
命を向上させることができる。
Also in the present embodiment described above, the address optical element 51 comprises Mg and an electron transport layer having a work function smaller than that of the cathode electrode material Ag between the column electrode 60 which is a cathode electrode and the electron transport layer 58. Organic compound A
A mixed layer 59 formed by mixing 1q3 is interposed. Therefore, it becomes possible to efficiently inject electrons from the column electrode 60 into the electron transport layer 58 via the mixed layer 59. By providing such a mixed layer 59, Ag which is difficult to be oxidized can be adopted as a material of the column electrode 60. Therefore, the deterioration of the column electrode 60 can be prevented.
Moreover, since the electron injection efficiency can be improved as described above, the light emission brightness and the light emission efficiency of the address light element 51 can be improved. As described above, when the light emission brightness and the light emission efficiency are improved, the applied voltage can be lowered, so that the power consumption can be reduced and the light emission life can be improved.

【0040】以上、実施形態1〜実施形態3について説
明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、
構成の要旨に付随する各種の変更が可能である。例え
ば、上記した各実施形態では、混合層としてAlq3と
Mgとを混合したものを用いたが、カソード電極材料よ
り仕事関数が小さい金属またはこれらの金属を含む化合
物を有機EL材料に含有させたものであればよい。例え
ば、カソード電極がAg(仕事関数4.26/eV)で
形成されている場合には、Mgの他に、インジウム(I
n)、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属や
これらの金属を含む化合物或いは、金属ホウ化物、金属
炭化物を用いることも可能である。因に、Liの仕事関
数は2.93/eV、Caは2.9/eV、Inは4.0
9/eVであり、例えばCaの化合物であるCaOの仕
事関数は1.6〜1.86/eVである。またカソード電
極はAgの他に低抵抗のアルミニウム(Al)でも良
い。
Although the first to third embodiments have been described above, the present invention is not limited to these.
Various changes accompanying the gist of the configuration are possible. For example, in each of the above-described embodiments, a mixture of Alq3 and Mg is used as the mixed layer, but a metal having a work function smaller than that of the cathode electrode material or a compound containing these metals is contained in the organic EL material. If For example, when the cathode electrode is formed of Ag (work function 4.26 / eV), indium (I
It is also possible to use n), an alkali metal, an alkaline earth metal, a rare earth metal, a compound containing these metals, a metal boride, or a metal carbide. Incidentally, the work function of Li is 2.93 / eV, Ca is 2.9 / eV, and In is 4.0.
The work function of CaO, which is a compound of Ca, is 1.6 to 1.86 / eV. Further, the cathode electrode may be low resistance aluminum (Al) other than Ag.

【0041】上記実施形態1では、マグネシウム(M
g)とAlq3とを20:1の割合で混合してなる混合
層を形成したが、MgとAlq3とのモル比が6以上と
なるように混合することにより、良好な電子注入効率が
得られる。また、上記各実施形態では、カソード電極材
料としてAgを用いたが、酸化されにくい電極材料であ
ればAgに限定されるものではない。さらに、混合層の
膜厚は200Å以下であることが望ましい。
In the first embodiment, magnesium (M
g) and Alq3 were mixed in a ratio of 20: 1 to form a mixed layer, but by mixing so that the molar ratio of Mg and Alq3 is 6 or more, good electron injection efficiency can be obtained. . Although Ag is used as the cathode electrode material in each of the above-described embodiments, the electrode material is not limited to Ag as long as the electrode material is not easily oxidized. Further, it is desirable that the film thickness of the mixed layer is 200 Å or less.

【0042】また、上記各実施形態においては、混合層
を共蒸着で形成したが、有機EL材料膜に仕事関数の小
さい金属やその化合物をイオン注入する方法、有機EL
材料膜に仕事関数の小さい金属やその化合物を熱拡散さ
せる方法、湿式成膜法などを用いて形成することが可能
である。
In each of the above embodiments, the mixed layer is formed by co-evaporation, but a method of ion-implanting a metal or a compound thereof having a small work function into the organic EL material film, organic EL.
It is possible to form the material film by a method of thermally diffusing a metal or a compound thereof having a small work function, a wet film forming method, or the like.

【0043】[0043]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、この発
明によれば、輝度および発光効率が高く、しかもカソー
ド電極の劣化が防止でき、発光寿命の長い電界発光素子
を実現するという効果を奏する。
As is clear from the above description, according to the present invention, it is possible to realize an electroluminescent device having high luminance and high luminous efficiency, preventing deterioration of the cathode electrode, and having a long light emission life. .

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施形態1に係る電界発光素子の断面
図。
FIG. 1 is a sectional view of an electroluminescent device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】実施形態1において直流電圧を印加したとき
の、電圧−発光輝度−発光効率特性を示すグラフ。
FIG. 2 is a graph showing voltage-luminance-luminance-luminance efficiency characteristics when a DC voltage is applied in the first embodiment.

【図3】比較例1における電圧−発光輝度−発光効率特
性を示すグラフ。
FIG. 3 is a graph showing voltage-light emission luminance-light emission efficiency characteristics in Comparative Example 1.

【図4】比較例2における電圧−発光輝度−発光効率特
性を示すグラフ。
FIG. 4 is a graph showing voltage-light emission luminance-light emission efficiency characteristics in Comparative Example 2.

【図5】本発明の実施形態2に係る表示装置の断面図。FIG. 5 is a sectional view of a display device according to a second embodiment of the invention.

【図6】本発明の実施形態3に係る表示装置の断面図。FIG. 6 is a sectional view of a display device according to a third embodiment of the invention.

【図7】従来例の電界発光素子の断面説明図。FIG. 7 is an explanatory cross-sectional view of a conventional electroluminescent device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 電界発光素子 12 ガラス基板 13 アノード電極 14 正孔輸送層 15 電子輸送層(Alq3) 16 混合層(Alq3+Mg) 17 カソード電極(Ag) 11 Electroluminescent Device 12 Glass Substrate 13 Anode Electrode 14 Hole Transport Layer 15 Electron Transport Layer (Alq3) 16 Mixed Layer (Alq3 + Mg) 17 Cathode Electrode (Ag)

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 相対向するカソード電極とアノード電極
との間に、有機化合物でなる有機EL層が介在された電
界発光素子において、 前記カソード電極が第1の材料で形成されるとともに、
前記カソード電極と前記有機EL層との間に、前記第1
の材料より仕事関数の小さい第2の材料と、有機化合物
とが混合されてなる混合層が介在されていることを特徴
と電界発光素子。
1. An electroluminescent device in which an organic EL layer made of an organic compound is interposed between a cathode electrode and an anode electrode facing each other, wherein the cathode electrode is formed of a first material, and
The first electrode is provided between the cathode electrode and the organic EL layer.
An electroluminescent device characterized in that a mixed layer formed by mixing a second material having a work function smaller than that of the above material and an organic compound is interposed.
【請求項2】 前記混合層は、前記第2の材料と前記有
機化合物とが共蒸着されてなることを特徴とする請求項
1に記載の電界発光素子。
2. The electroluminescent device according to claim 1, wherein the mixed layer is formed by co-evaporating the second material and the organic compound.
【請求項3】 前記有機EL層は、少なくとも、前記カ
ソード電極側に配置され且つ電子輸送性材料を含む電子
輸送層と、前記アノード電極側に配置され且つ正孔輸送
性材料を含む正孔輸送層と、を備え、前記混合層は、前
記電子輸送性材料と前記第2の材料とが混合されてなる
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の電界
発光素子。
3. The organic EL layer comprises at least an electron transport layer arranged on the cathode electrode side and containing an electron transport material, and a hole transport layer arranged on the anode electrode side and containing a hole transport material. 3. The electroluminescent device according to claim 1, further comprising a layer, wherein the mixed layer is formed by mixing the electron transporting material and the second material.
【請求項4】 前記第2の材料は、アルカリ金属、アル
カリ土類金属、希土類金属、マグネシウム(Mg)、イ
ンジウム(In)、またはこれらの金属を含む化合物お
よび金属ホウ化物、金属炭化物の中から選ばれることを
特徴とする請求項1〜請求項3のいずれかに記載の電界
発光素子。
4. The second material is selected from alkali metals, alkaline earth metals, rare earth metals, magnesium (Mg), indium (In), or compounds containing these metals and metal borides and metal carbides. The electroluminescent element according to any one of claims 1 to 3, which is selected.
【請求項5】 前記第1の材料は、アルミニウム(A
l)或いは銀(Ag)を含むことを特徴とする請求項1
〜請求項4のいずれかに記載の電界発光素子。
5. The first material is aluminum (A
1) or silver (Ag) is contained.
~ The electroluminescent device according to claim 4.
【請求項6】 前記混合層は、前記第2の材料と前記有
機化合物との混合モル比(第2の材料のモル数/有機化
合物のモル数)の値が6以上であることを特徴とする請
求項1〜請求項5のいずれかに記載の電界発光素子。
6. The mixed layer has a mixed molar ratio of the second material and the organic compound (the number of moles of the second material / the number of moles of the organic compound) of 6 or more. The electroluminescent element according to any one of claims 1 to 5.
【請求項7】 前記電子輸送層はトリス(8−キノリレ
ート)アルミニウム錯体を含んでなり、前記正孔輸送層
はポリビニルカルバゾールとトリフェニルジアミン誘導
体とを含んでなることを特徴とする請求項3〜請求項6
のいずれかに記載の電界発光素子。
7. The electron transport layer comprises a tris (8-quinolylate) aluminum complex, and the hole transport layer comprises polyvinylcarbazole and a triphenyldiamine derivative. Claim 6
The electroluminescent element according to any one of 1.
【請求項8】 前記混合層の厚さが200Å以下である
ことを特徴とする請求項7に記載の電界発光素子。
8. The electroluminescent device according to claim 7, wherein the mixed layer has a thickness of 200 Å or less.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100299731B1 (en) * 1998-03-25 2001-09-06 김덕중 Organic light-emitting device comprising chelate metal complexes
JP2002531913A (en) * 1998-12-02 2002-09-24 サウス バンク ユニバーシティー エンタープライジズ リミテッド Method for forming a film or layer
JP2009110770A (en) * 2007-10-29 2009-05-21 Fujikura Ltd Organic electroluminescent element and optical interconnection
KR101306840B1 (en) * 2010-10-15 2013-09-10 엘지디스플레이 주식회사 organic electroluminescent display device
US11094903B2 (en) 2017-04-07 2021-08-17 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light-emitting element having an organic compound and a transition metal forming SOMO

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100299731B1 (en) * 1998-03-25 2001-09-06 김덕중 Organic light-emitting device comprising chelate metal complexes
JP2002531913A (en) * 1998-12-02 2002-09-24 サウス バンク ユニバーシティー エンタープライジズ リミテッド Method for forming a film or layer
JP4704567B2 (en) * 1998-12-02 2011-06-15 メルク パテント ゲーエムベーハー Method for forming a film or layer
JP2009110770A (en) * 2007-10-29 2009-05-21 Fujikura Ltd Organic electroluminescent element and optical interconnection
KR101306840B1 (en) * 2010-10-15 2013-09-10 엘지디스플레이 주식회사 organic electroluminescent display device
US11094903B2 (en) 2017-04-07 2021-08-17 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light-emitting element having an organic compound and a transition metal forming SOMO
US11588125B2 (en) 2017-04-07 2023-02-21 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light emitting element comprising a first organic compound has a conjugate double bond n—c—c—n over a plurality of heterocycles
US11968850B2 (en) 2017-04-07 2024-04-23 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light-emitting element having an organic compound and a transition metal

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