JPH11345687A - 発光素子 - Google Patents
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Abstract
なく、しかも発光効率が高く、素子寿命の長い発光素子
を提供する。 【解決手段】 透明絶縁性基板1a上に、少なくとも陽
極3、有機層8、陰極6を有する発光素子において、該
有機層8と陰極6との間にフタロシアニン層2を有する
発光素子。
Description
に電荷の注入により発光する、発光効率が高い発光素子
に関するものである。
あるいは発光ダイオード等と異なり、大面積、薄型、軽
量な固体デバイスとして、エレクトロルミネッセンス
(EL)パネルに使用されている。
の断面図を示す。同図において、従来の有機LED素子
は、ガラス基板1上に、透明電極(陽極)3、正孔輸送
層4、発光層7、電子輸送層5、金属電極(陰極)6が
順次積層された構成からなる。正孔輸送層4は透明電極
3から注入された正孔を発光層7へ輸送すると同時に電
子が透明電極3へ移動するのを阻止する。また、電子輸
送層5は金属電極6から注入された電子を発光層7に輸
送する。発光層7に注入された正孔と電子が発光層で再
結合するときに発光する。ここで、透明電極(陽極)3
にはITOなどの仕事関数が大きい材料が用いられ、金
属電極(陰極)6としては、仕事関数の小さな材料が用
いられる。
層の間に正孔注入層を設けて発光開始電圧を低くする検
討や、陰極と電子輸送層の間に電子注入層を設けて陰極
材料の選択の幅を広げたり発光効率を向上させる検討が
行われている。ここで、電子注入層として金属酸化物な
どが用いられている。
化物を電子注入層として用いた場合、金属酸化物の蒸発
温度は比較的高いので、この薄膜作成時の輻射熱によ
り、既に蒸着形成されている電子輸送層や発光層等の有
機膜に悪影響を与えるという問題があった。
点を解決するためになされたものであり、素子作製時に
有機膜にダメージを与えることなく、しかも発光効率が
高く、素子寿命の長い発光素子を提供することを目的と
する。
に、少なくとも陽極、有機層、陰極を有する発光素子に
おいて、該有機層と陰極との間にフタロシアニン層を有
することを特徴とする発光素子である。
リ金属またはアルカリ土類金属の金属フタロシアニンか
らなるのが好ましい。
少なくとも陽極、有機層、陰極を有する発光素子におい
て、該有機層と陰極との間に金属フタロシアニンからな
るフタロシアニン層を有することを特徴とする。
す断面図である。同図において、本発明の発光素子は、
透明絶縁性基板1a上に、陽極3、有機層8、フタロシ
アニン層2及び陰極6を順次積層してなるものである。
は、ガラス、プラスチックフィルム等が用いられる。陽
極3に用いる陽極材料としては、仕事関数が大きなもの
が望ましく、例えばITO、酸化錫、金、白金、パラジ
ウム、セレン、イリジウム、ヨウ化銅などを用いること
ができる。陰極6に用いる陰極材料としては仕事関数が
小さなものが望ましく、例えばAl、Mg、Ag、L
i、Inあるいはこれらの合金等を用いることができ
る。
層、電子輸送層からなり、これらの各層のなかで2つの
層の機能を有する場合には1つの層を省略することがで
きる。例えば、発光層を兼ねた電子輸送層の場合には、
発光層を省略することができる。また、これらの各層は
特に制限はなく、一般に用いられているものを使用する
ことができる。
アニン層を有することを特徴とする。フタロシアニン層
は、電子注入層として機能するものであり、中心金属が
アルカリ金属またはアルカリ土類金属の金属フタロシア
ニンからなる層が好ましい。中心金属のアルカリ金属と
しては、リチウム、ナトリウムまたはカリウムが好まし
く、またアルカリ土類金属としては、マグネシウムまた
はカルシウムが好ましい。
が0.01≦d≦50、好ましくは0.1≦d≦30の
範囲が望ましい。フタロシアニン層は蒸着により形成す
るのが好ましく、この場合、フタロシアニンは蒸着温度
が比較的低いので、有機層にダメージを与えずに蒸着が
可能である。しかも、陰極と有機層との間にフタロシア
ニン層を挿入することで発光効率が向上し、低電圧で高
輝度発光が得られる。特に、フタロシアニンの中心金属
がアルカリ金属、あるいはアルカリ土類金属であるとよ
り効果がある。
する。
素子を示す断面図である。図2では、ガラス基板1上
に、陽極(透明電極)3、正孔輸送層4、発光層を兼ね
た電子輸送層5a、電子注入層としてフタロシアニン層
2そして陰極6が積層されている有機LED素子を示
す。
明する。まず、ガラス基板1上に陽極3としてITOを
スパッタ法により100nmの厚さに形成する。有機L
ED素子の陽極材料としては仕事関数が大きなものが望
ましく、本実施例ではITOを用いる。
(3−メチルフェニル)−N,N′−ジフェニル−
(1,1′−ビフエニル)−4−4′−ジアミン(以
下、TPDと記す)を、電子輸送層5aとしてトリス
(8−キノリノール)アルミニウム(以下、Alq3 と
記す)を順次真空蒸着法により蒸着する。ここで、TP
D、Alq3 の膜厚はそれぞれ50nmである。
orrであり、成膜速度は0.2〜0.3nm/sとし
た。正孔輸送層4に関しては、TPDのほかに表1〜5
に表される有機材料を用いることができる。また、電子
輸送層5aとしては、Alq3 のほかに表6〜9に表さ
れる材料を用いることができる。また、表10に示され
るようなドーパント色素を電子輸送層、あるいは正孔輸
送層にドーピングすることもできる。
して、Li2 Pcを真空蒸着法で蒸着した。平均膜厚は
0.1、0.5、1.0、5.0、20.0nmの5種
類を作成した。蒸着時の真空度は2〜3×10-6Tor
rであり、成膜速度は0.1〜0.2nm/sとした。
蒸着温度は320℃である。
用いて200nmの厚さに形成した。このとき、成膜速
度はlnm/sとした。陰極材料としては仕事関数が小
さなものが望ましく、本実施例ではAlを用いた。
ITO電極をプラス、Al電極をマイナスにして直流電
圧を印加すると、ITO電極とAl電極が交差している
部分から緑色の発光が得られた。
フタロシアニン層を挿入していない素子の発光効率を表
11に示す。
子注入層)として1.0nm挿入した実施例3の素子
と、フタロシアニン層(電子注入層)のない比較例1の
素子を初期輝度100cd/m2 で連続発光させた場合
の経時変化を示す。フタロシアニン層としてLi2 Pc
を挿入した素子は、フタロシアニン層のない素子に比べ
輝度劣化が少ないことが確認できた。このように、フタ
ロシアニン層としてLi2 Pcを電子輸送層と陰極の間
に挿入することによって、発光特性が向上するとともに
長寿命化が可能となった。
MgPc、CaPcをそれぞれ1.0nmの厚さに挿入
した素子の200cd/m2 における発光効率を表12
に示す。
リ金属、あるいはアルカリ土類金属であるフタロシアニ
ンを挿入することで発光効率の向上が確認できた。ま
た、輝度劣化に関しても、フタロシアニン層のない素子
に比べかなり良いことがわかった。
と有機層の間に中心金属がアルカリ金属、あるいはアル
カリ土類金属であるフタロシアニンを挿入することで、
有機LED素子の発光特性の向上と長寿命化が可能とな
った。
に、少なくとも陽極、有機層、陰極により構成される発
光素子において、前記陰極と有機層との間にフタロシア
ニン層を挿入することで、素子作製時に有機膜にダメー
ジを与えることなく、発光効率が向上し、低電圧で高輝
度発光が得られると同時に素子の長寿命化が可能とな
る。特に、フタロシアニンの中心金属がアルカリ金属あ
るいはアルカリ土類金属であるとより効果がある。
ある。
素子を示す断面図である。
を示すグラフである。
図である。
Claims (6)
- 【請求項1】 基板上に、少なくとも陽極、有機層、陰
極を有する発光素子において、該有機層と陰極との間に
フタロシアニン層を有することを特徴とする発光素子。 - 【請求項2】 前記フタロシアニン層が中心金属がアル
カリ金属またはアルカリ土類金属の金属フタロシアニン
からなる請求項1記載の発光素子。 - 【請求項3】 前記アルカリ金属がリチウム、ナトリウ
ムまたはカリウムである請求項2記載の発光素子。 - 【請求項4】 前記アルカリ土類金属がマグネシウムま
たはカルシウムである請求項2記載の発光素子。 - 【請求項5】 前記フタロシアニン層の層厚d(nm)
が0.01≦d≦50である請求項1記載の発光素子。 - 【請求項6】 前記陰極がAlで構成される請求項1記
載の発光素子。
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