JP2009146860A - Organic electroluminescent element, and method of driving organic electroluminescent element - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子及び有機エレクトロルミネッセンス素子の駆動方法に関する。 The present invention relates to an organic electroluminescence element and a driving method of the organic electroluminescence element.
近年、有機エレクトロルミネッセンス素子をマルチフォトン構造化し、電流輝度効率を無制限に向上させることができるとの概念を記載した提案がなされている(特許文献1参照)。また、この概念に基づき、中間導電層あるいは電荷発生層を挟んで有機発光層形成し、マルチフォトン構造を形成する提案もなされている(例えば、特許文献2参照)。 In recent years, proposals have been made that describe the concept that an organic electroluminescence element can have a multi-photon structure and current luminance efficiency can be improved without limitation (see Patent Document 1). Further, based on this concept, there has also been proposed a method of forming an organic light emitting layer with an intermediate conductive layer or a charge generation layer interposed therebetween to form a multiphoton structure (for example, see Patent Document 2).
前記特許文献1には、マルチフォトン素子の中間導電層あるいは電荷発生層と呼ばれる中間層(中間電極層)の機能として、駆動時に電荷(正孔、電子)を発生させることが記載されている。すなわち、中間層(中間電極層)は、形成時にこれに接する上層側有機層と下層側有機層との間にそれぞれ電荷移動錯体を形成し、これら電荷移動錯体により、駆動時に電荷を発生させることができるようになっている。
しかしながら、前記のマルチフォトン化した有機エレクトロルミネッセンス素子では、電荷移動体の形成状態が不十分である場合や、この形成状態が素子間でバラつく場合がある。そのような場合では、中間層(中間電極層)での電荷発生が十分になされず、例えば中間層に対して陰極側あるいは陽極側の、いずれかの発光層しか発光させることができず、マルチフォトン素子としての機能が十分に発揮されないおそれがある。 However, in the above multiphoton organic electroluminescence device, the state of formation of the charge transfer body may be insufficient or the state of formation may vary between the devices. In such a case, the charge generation in the intermediate layer (intermediate electrode layer) is not sufficiently performed. For example, only one of the light emitting layers on the cathode side or the anode side with respect to the intermediate layer can emit light. There is a possibility that the function as a photon element may not be sufficiently exhibited.
本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、中間層(中間電極層)での電荷移動体の形成状態に依存することなく、陽極−陰極間に電圧を印加して素子を駆動させた際、中間層から十分にキャリア(電荷)を発生させ、マルチフォトン素子としての機能を良好に発揮させることができるようにした、有機エレクトロルミネッセンス素子、及び有機エレクトロルミネッセンス素子の駆動方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances. The object of the present invention is to apply a voltage between the anode and the cathode without depending on the formation state of the charge transfer body in the intermediate layer (intermediate electrode layer). Of the organic electroluminescence element and the organic electroluminescence element, in which the carrier (charge) is sufficiently generated from the intermediate layer when the element is driven, and the function as the multiphoton element can be satisfactorily exhibited. It is to provide a driving method.
前記目的を達成するため本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、陽極と陰極との間に、少なくとも有機発光層を有する有機機能層を備えた発光ユニットを複数積層し、これら各発光ユニット間を、中間電極層で仕切る有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
前記中間電極層に、電気的接続を得るための独立した専用の接続端子が設けられていることを特徴としている。
In order to achieve the above object, the organic electroluminescent device of the present invention is formed by laminating a plurality of light emitting units having an organic functional layer having at least an organic light emitting layer between an anode and a cathode. An organic electroluminescence element partitioned by an electrode layer,
The intermediate electrode layer is provided with an independent dedicated connection terminal for obtaining electrical connection.
この有機エレクトロルミネッセンス素子によれば、前記中間電極層に、電気的接続を得るための独立した専用の接続端子が設けられているので、陰極と陽極との間に電圧を印加して素子を駆動させる前に、前記接続端子を用いて陽極と中間電極層との間、及び陰極と中間電極層との間に、各電極間の有機発光層が発光する閾電圧より低い電圧をそれぞれ印加することで、中間電極層に予め両キャリア(電荷)、すなわち正孔と電子とをチャージさせることが可能になる。したがって、素子の駆動前に、予め中間電極層に十分な量の電荷を貯めることができ、これにより、陽極−陰極間に電圧を印加して素子を駆動させたときには、中間電極層から十分な量のキャリア(電荷)を発生させることが可能になる。よって、マルチフォトン素子としての機能が良好に発揮されるようになる。
また、前記中間電極層に前記接続端子が設けられているので、これを利用することにより、中間電極層で仕切られた各発光ユニットについて、それぞれが独立した発光素子として機能するか否かを、マルチフォトン素子として駆動させる前に確認することができる。したがって、製造時において、素子の不良判定や不良解析を容易に行うことができる。
According to this organic electroluminescence device, the intermediate electrode layer is provided with an independent dedicated connection terminal for obtaining an electrical connection, so that the device is driven by applying a voltage between the cathode and the anode. Before the application, a voltage lower than the threshold voltage at which the organic light emitting layer between the electrodes emits light is applied between the anode and the intermediate electrode layer and between the cathode and the intermediate electrode layer using the connection terminals. Thus, both carriers (charges), that is, holes and electrons can be charged in the intermediate electrode layer in advance. Therefore, a sufficient amount of electric charge can be stored in the intermediate electrode layer in advance before driving the device, so that when the device is driven by applying a voltage between the anode and the cathode, a sufficient amount of electric charge can be obtained from the intermediate electrode layer. An amount of carriers (charges) can be generated. Therefore, the function as a multi-photon element is exhibited well.
Further, since the connection terminal is provided in the intermediate electrode layer, by using this, whether or not each of the light emitting units partitioned by the intermediate electrode layer functions as an independent light emitting element, This can be confirmed before being driven as a multiphoton element. Therefore, it is possible to easily perform element defect determination and defect analysis during manufacturing.
また、前記有機エレクトロルミネッセンス素子においては、前記陽極の接続端子と前記中間電極層の接続端子との間で、電圧を印加可能に構成されてなり、かつ、前記陰極の接続端子と前記中間電極層の接続端子との間で、電圧を印加可能に構成されてなるのが好ましい。
このようにすれば、例えば電圧を印加するための電源が各電極間に接続可能になっているので、前記したように素子の駆動前に電源から中間電極層に十分な量の電荷をチャージさせておくことで、マルチフォトン素子としての機能を良好に発揮させることが可能になる。
Further, in the organic electroluminescence element, a voltage can be applied between the connection terminal of the anode and the connection terminal of the intermediate electrode layer, and the connection terminal of the cathode and the intermediate electrode layer It is preferable that a voltage can be applied between the connection terminals.
In this way, for example, since a power source for applying a voltage can be connected between the electrodes, as described above, a sufficient amount of charge is charged from the power source to the intermediate electrode layer before the element is driven. Thus, the function as a multi-photon element can be exhibited satisfactorily.
また、前記有機エレクトロルミネッセンス素子においては、前記発光ユニットが三つ以上備えられており、それぞれが前記中間電極層で仕切られて備えられていてもよい。
このようにすれば、発光ユニットが三つ以上直列に配設されることで、マルチフォトン素子としての機能がより良好に発揮され、したがって電流輝度効率がより一層向上する。
Further, in the organic electroluminescence element, three or more light emitting units may be provided, and each may be provided by being partitioned by the intermediate electrode layer.
In this way, by arranging three or more light emitting units in series, the function as a multi-photon element is more satisfactorily exhibited, and therefore the current luminance efficiency is further improved.
また、前記有機エレクトロルミネッセンス素子においては、前記中間電極層が、金属酸化物からなる層を有して形成されているのが好ましく、その場合に、前記中間電極層は、前記金属酸化物からなる層の前記陽極側に、電子注入層を有しているのが好ましい。さらに、前記金属酸化物がモリブデン酸化物であるのが好ましい。
このようにすれば、中間電極層が正孔及び電子からなる電荷を発生する電荷発生層として良好に機能するようになる。また、金属酸化物からなる層に電子注入層を有していれば、この金属酸化物からなる層から電子注入層を介して有機発光層に、より良好に電子が注入・輸送されるようになり、有機発光層での発光効率が高まる。
In the organic electroluminescence element, the intermediate electrode layer is preferably formed to have a layer made of a metal oxide. In that case, the intermediate electrode layer is made of the metal oxide. It is preferable to have an electron injection layer on the anode side of the layer. Furthermore, the metal oxide is preferably molybdenum oxide.
In this way, the intermediate electrode layer functions well as a charge generation layer that generates charges composed of holes and electrons. Further, if the layer made of metal oxide has an electron injection layer, electrons can be injected and transported better from the layer made of metal oxide to the organic light emitting layer through the electron injection layer. Thus, the luminous efficiency in the organic light emitting layer is increased.
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の駆動方法は、陽極と陰極との間に、少なくとも有機発光層を有する有機機能層を備えた発光ユニットを複数積層し、これら各発光ユニット間を、中間電極層で仕切る有機エレクトロルミネッセンス素子の駆動方法であって、
前記陽極と前記中間電極層との間に、前記陽極と前記中間電極層との間の有機発光層が発光する閾電圧より低い電圧を印加する陽極側処理と、前記陰極と前記中間電極層との間に、前記陰極と前記中間電極層との間の有機発光層が発光する閾電圧より低い電圧を印加する陰極側処理とのうちの、少なくとも一つの処理からなる前処理工程を有し、
前記前処理工程の後に、前記有機発光層が発光する閾電圧より高い電圧を、前記陽極と前記陰極との間に印加する本駆動工程を、備えたことを特徴としている。
The organic electroluminescent element driving method of the present invention comprises stacking a plurality of light emitting units each having an organic functional layer having at least an organic light emitting layer between an anode and a cathode, and an intermediate electrode layer between these light emitting units. A driving method of an organic electroluminescence element for partitioning,
An anode-side treatment in which a voltage lower than a threshold voltage at which the organic light emitting layer between the anode and the intermediate electrode layer emits light is applied between the anode and the intermediate electrode layer, and the cathode and the intermediate electrode layer Between the cathode and the intermediate electrode layer, a pretreatment step consisting of at least one treatment of a cathode side treatment applying a voltage lower than a threshold voltage at which the organic light emitting layer emits light,
It is characterized by comprising a main driving step of applying a voltage higher than a threshold voltage at which the organic light emitting layer emits light between the anode and the cathode after the pretreatment step.
この有機エレクトロルミネッセンス素子の駆動方法によれば、陽極と陰極との間の有機発光層が発光する閾電圧より高い電圧を、陽極と陰極との間に印加して有機エレクトロルミネッセンス素子を発光駆動させる前に、陽極と中間電極層との間に電荷をチャージする陽極側処理と、陰極と中間電極層との間に電荷をチャージする陰極側処理とのうちの少なくとも一つの処理を行うので、中間電極層に予め十分な量の電子又は正孔を貯めることができ、これにより、陽極−陰極間に電圧を印加して素子を駆動させたときには、中間電極層から十分な量のキャリア(電荷)を発生させることができる。よって、マルチフォトン素子としての機能を良好に発揮させることができる。 According to this organic electroluminescence device driving method, a voltage higher than the threshold voltage at which the organic light emitting layer between the anode and the cathode emits light is applied between the anode and the cathode to drive the organic electroluminescence device to emit light. Before, at least one of an anode side treatment for charging a charge between the anode and the intermediate electrode layer and a cathode side treatment for charging a charge between the cathode and the intermediate electrode layer is performed. A sufficient amount of electrons or holes can be stored in the electrode layer in advance, so that when a device is driven by applying a voltage between the anode and the cathode, a sufficient amount of carriers (charges) are generated from the intermediate electrode layer. Can be generated. Therefore, the function as a multiphoton element can be exhibited satisfactorily.
また、前記有機エレクトロルミネッセンス素子の駆動方法においては、前記発光ユニットを三つ以上備え、それぞれが前記中間電極層で仕切られている場合に、
前記陽極側処理は、前記陽極と前記陽極に最も近い位置の中間電極層との間に電圧を印加するものとされ、
前記陰極側処理は、前記陰極と前記陰極に最も近い位置の中間電極層との間に電圧を印加するものとされ、
前記前処理工程は、隣り合う中間電極層間にこれら中間電極層間の前記有機発光層が発光する閾電圧より低い電圧を印加する中間電極層間処理と、前記陽極側処理と前記陰極側処理とのうちの、少なくとも一つの処理からなるのが好ましい。
発光ユニットが三つ以上直列に配設されており、発光駆動させる前に各電極間に十分な量の電荷をチャージさせておくので、マルチフォトン素子としての機能をより良好に発揮させることができ、したがって電流輝度効率をより一層向上することができる。
Further, in the driving method of the organic electroluminescence element, when the three or more light emitting units are provided and each is partitioned by the intermediate electrode layer,
In the anode side treatment, a voltage is applied between the anode and an intermediate electrode layer at a position closest to the anode,
In the cathode side treatment, a voltage is applied between the cathode and the intermediate electrode layer at a position closest to the cathode,
The pretreatment step includes an intermediate electrode interlayer treatment in which a voltage lower than a threshold voltage at which the organic light emitting layer emits light between adjacent intermediate electrode layers emits light, and the anode side treatment and the cathode side treatment. Preferably, it comprises at least one treatment.
Three or more light emitting units are arranged in series, and a sufficient amount of charge is charged between each electrode before driving to emit light, so that the function as a multi-photon element can be exhibited better. Therefore, the current luminance efficiency can be further improved.
以下、図面を参照して本発明を詳しく説明する。
(第1実施形態)
図1は、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の第1実施形態の概略構成図であり、図1中符号1は有機エレクトロルミネッセンス素子である。
この有機エレクトロルミネッセンス素子1は、基板2上に電極としての陽極3と陰極4とを有し、これら電極間(陽極3と陰極4との間)に、発光ユニットを二つ具備したものである。すなわち、この有機エレクトロルミネッセンス素子1は、陽極3側に第1発光ユニット5を備え、陰極4側に第2発光ユニット6を備えて構成されたものである。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a first embodiment of an organic electroluminescence element of the present invention. In FIG. 1,
This
また、この有機エレクトロルミネッセンス素子1は、発光した光を基板2側から出射する、ボトムエミッションタイプのものである。基板2は、透明ガラスや石英、透明樹脂などの透明材料によって形成されたもので、本実施形態では透明ガラスからなっている。
この基板2上には、陽極3が形成されている。陽極3は、透明導電材料によって形成されたもので、本実施形態ではスパッタ法等によって基板2上にITO(インジウム・錫酸化物)が成膜され、形成されたものである。
The
An
陽極3上には、第1発光ユニット5が形成されている。第1発光ユニット5は、低分子系の有機発光層を有して構成されたもので、本実施形態では、正孔輸送層7と有機発光層8とからなる有機機能層を備えて構成されている。正孔輸送層7は、前記陽極3上に真空蒸着法によってN,N’−ジフェニル−N,N’−ジナフチル−1,1’−ビフェニル−4,4’−ジアミンが厚さ50nm程度に成膜され、形成されたものである。有機発光層8は、本実施形態では、電子輸送性発光材料として一般的に知られているトリス(8−ヒドロキシキノリン)アルミニウム錯体が、真空蒸着法によって正孔輸送層7上に厚さ50nm程度に成膜され、形成されたものである。
A first
このような第1発光ユニット5上には、中間電極層9が形成されている。この中間電極層9は、第1発光ユニット5と第2発光ユニット6との間を仕切るもので、電子注入層10と電荷発生層11とからなっている。電子注入層10は、前記有機発光層8上に、真空蒸着法によってLiFが厚さ5nm以下程度に成膜され、形成されたものである。電荷発生層11は、本実施形態ではMoO3によって形成されたもので、前記電子注入層10上に、真空蒸着法によってMoO3が厚さ1nm以上100nm以下程度に成膜され、形成されたものである。
An
中間電極層9上には、第2発光ユニット6が形成されている。この第2発光ユニット6も、低分子系の有機発光層を有して構成されたもので、本実施形態では第1発光ユニット5と同じ構成に形成されている。すなわち、第2発光ユニット6は、正孔輸送層12と有機発光層13とからなっており、正孔輸送層12は、前記正孔輸送層7と同様に、前記電荷発生層11上に真空蒸着法によってN,N’−ジフェニル−N,N’−ジナフチル−1,1’−ビフェニル−4,4’−ジアミンが厚さ50nm程度に成膜され、形成されたものである。また、有機発光層13は、有機発光層8と同様に、正孔輸送層12上に真空蒸着法によってトリス(8−ヒドロキシキノリン)アルミニウム錯体が、厚さ50nm程度に成膜され、形成されたものである。
A second
このような第2発光ユニット6上には、電子注入層14を介して陰極4が形成されている。電子注入層14は、前記有機発光層13上に、真空蒸着法によってLiFが厚さ5nm以下程度に成膜され、形成されたものである。陰極4は、反射層を兼ねて形成されたもので、本実施形態では真空蒸着法によってアルミニウム(Al)が厚さ100nm程度に成膜され、形成されている。
また、陰極4上には、樹脂や無機材料からなる封止層(図示せず)を介して封止基板(図示せず)が設けられている。
On the second
A sealing substrate (not shown) is provided on the cathode 4 via a sealing layer (not shown) made of a resin or an inorganic material.
このような構成のもとに有機エレクトロルミネッセンス素子1は、陽極3と第1発光ユニット5と中間電極層9とによって第1の発光素子部を形成し、中間電極層9と第2発光ユニット6と陰極4とによって第2の発光素子部を形成した、マルチフォトン素子となっている。すなわち、第1の発光素子部では中間電極層9が電子を供給する陰極として機能し、第2の発光素子部では中間電極層9が正孔を供給する陽極として機能するようになっているのである。
Based on such a configuration, the
ここで、MoO3からなる前記電荷発生層11は、例えばこれの上に形成される第2発光ユニット6の正孔輸送層12との間で、酸化還元反応によってラジカルカチオンとラジカルアニオンとからなる電荷移動錯体を形成するものである。すなわち、この電荷発生層11は、該電荷移動錯体中のラジカルカチオン状態とラジカルアニオン状態とを、電圧印加時にそれぞれ陰極方向と陽極方向とへ移動することにより、該電荷発生層11の陽極3側に位置する第1発光ユニット5に電子注入層14を介して電子を注入し、電荷発生層11の陰極4側に接する第2発光ユニット6に正孔を注入するものである。
Here, the
そして、このような構成のもとに該電荷発生層11を含む中間電極層9は、前述したように、第1の発光素子部では陰極として機能し、第2の発光素子部では陽極として機能するようになっている。なお、このような電荷発生層11としては、前記のMoO3(三酸化モリブデン)以外にも、例えばV2O5(五酸化バナジウム)やLi2O(酸化リチウム)によって形成することができる。また、中間電極層9としては、電子注入層10を設けることなく、電荷発生層11のみから形成してもよい。
The
また、陽極3には第1の接続端子3aが設けられ、陰極4には第1の接続端子4aが設けられている。これによって陽極3と陰極4との間には、これら第1の接続端子3a、4aを介して主電源15から電圧が印加されるようになっており、このような構成のもとに有機エレクトロルミネッセンス素子1は、発光駆動させられるようになっている。
The
しかしながら、前記の中間電極層9における電荷発生層11にあっては、例えばその製造条件のバラツキなどにより、電荷移動錯体の形成機能が特に初期において不十分となり、したがって有機エレクトロルミネッセンス素子1が、マルチフォトン素子としての機能を十分に発揮せず、良好に発光しないおそれがある。
However, in the
そこで、本発明では、特に中間電極層9の電荷発生層11に、電気的接続を得るための独立した専用の接続端子16を設けている。また、陽極3には、前記第1の接続端子3aとは別に第2の接続端子17を設け、陰極4には、同様に第2の接続端子18を設けている。これら第2の接続端子17及び第2の接続端子18は、それぞれ前記電荷発生層11に設けられた接続端子16との間に、本発明における電圧印加手段となる副電源19a(19b)を接続するように構成されたものである。すなわち、第2の接続端子17と接続端子16との間は、副電源19aが接続可能に構成されており、第2の接続端子18と接続端子16との間は、副電源19bが接続可能に構成されている。ここで、副電源19a、19bとしては、電池等の直流電源や、一般家庭用の電源に接続されるアダプターなどが用いられる。
Therefore, in the present invention, an independent
次に、このような構成の有機エレクトロルミネッセンス素子1の駆動方法を基に、本発明の駆動方法の一実施形態について説明する。
まず、有機エレクトロルミネッセンス素子1を発光駆動させる前に、前処理として、第1発光ユニット5、第2発光ユニット6の各電極にそれぞれキャリア(電荷)をチャージする。すなわち、前記副電源19aの正極を陽極3の第2の接続端子17に電気的に接続し、副電源19aの負極を電荷発生層11の接続端子16に電気的に接続することにより、前記陽極3と前記電荷発生層11(中間電極層9)との間に副電源19aを電気的に接続する。そして、この副電源19aによって陽極3と電荷発生層11(中間電極層9)との間に電圧を印加する。ただし、印加する電圧としては、これら陽極3と電荷発生層11との間に配設された有機発光層8が発光する閾電圧より低い電圧とされ、本実施形態では2V程度とされる。また、印加時間については、例えば1分間程度とされるが、もちろんこれに限定されることはない。
Next, an embodiment of the driving method of the present invention will be described based on the driving method of the
First, before the
このようにして電圧を印加すると、陽極3には副電源19aから正孔が供給され、電荷発生層11には電子が供給される。陽極3に供給された正孔は、陽極3の内面側に正孔輸送層7が形成されているので、この正孔輸送層7の正孔吸引性によって内面側に引っ張られ、主に陽極3の内面側(正孔輸送層7との間の界面近傍)に貯められるようになる。一方、電荷発生層11に供給された電子は、電荷発生層11の前記陽極3側に電子注入層10が形成されているので、この電子注入層10の電子吸引性によって該電子注入層10側に引っ張られ、主に電荷発生層11の電子注入層10側(電子注入層10との間の界面近傍)に貯められるようになる。
When the voltage is applied in this way, holes are supplied from the
このように陽極3と電荷発生層11(中間電極層9)との間に副電源19aを電気的に接続することで、本発明における陽極側処理を行うことができる。なお、このような陽極側処理では、当然ながら、第1発光ユニット5(第1の発光素子部)はもちろん、第2発光ユニット6(第2の発光素子部)も発光することはない。
Thus, the anode side treatment in the present invention can be performed by electrically connecting the
また、このような陽極側処理とは別に、前記副電源19bの正極を電荷発生層11の接続端子16に電気的に接続し、副電源19aの負極を陰極4の第2の接続端子18に電気的に接続することにより、前記陰極4と前記電荷発生層11(中間電極層9)との間に副電源19bを電気的に接続する。そして、この副電源19aによって陰極4と電荷発生層11(中間電極層9)との間に電圧を印加する。ただし、この場合にも、印加する電圧としては、これら陰極4と電荷発生層11との間に配設された有機発光層13が発光する閾電圧より低い電圧とされ、本実施形態では2V程度とされる。また、印加時間についても、例えば1分間程度とされる。
In addition to such anode-side treatment, the positive electrode of the
このようにして電圧を印加すると、陰極4には副電源19bから電子が供給され、電荷発生層11には正孔が供給される。陰極4に供給された電子は、陰極4の内面側に電子注入層14が形成されているので、この電子注入層14の電子吸引性によって該電子注入層14側に引っ張られ、主に陰極4の電子注入層14側(電子注入層14との間の界面近傍)に貯められるようになる。一方、電荷発生層11に供給された正孔は、電荷発生層11の前記陰極4側に正孔輸送層12が形成されているので、この正孔輸送層12の正孔吸引性によって陰極4側に引っ張られ、主に電荷発生層11の正孔輸送層12側(正孔輸送層12との間の界面近傍)に貯められるようになる。
When the voltage is applied in this manner, electrons are supplied to the cathode 4 from the
このように陰極4と電荷発生層11(中間電極層9)との間に副電源19bを電気的に接続することで、本発明における陰極側処理を行うことができる。そして、このような陽極側処理と陰極側処理とにより、本発明における前処理工程が構成されている。ただし、本発明の前処理工程は、陽極側処理と陰極側処理との両方を行うのが好ましいものの、いずれか一方のみを行うようにしてもよい。なお、前記の陰極側処理でも、前記陽極側処理と同様に、第2発光ユニット6(第2の発光素子部)はもちろん、第1発光ユニット5(第1の発光素子部)も発光することはない。
Thus, the cathode side treatment in the present invention can be performed by electrically connecting the
このようにして陽極側処理と陰極側処理とからなる前処理工程を行ったら、副電源19a、19bを各接続端子から外す。そして、その状態で陽極3と陰極4との間に主電源15を電気的に接続し、本発明における本駆動工程として、この主電源15から陽極3と陰極4との間に電圧を印加する。その際、前記の陽極側処理や陰極側処理とは異なり、陽極3と陰極4との間の有機発光層、すなわち、第1発光ユニット5の有機発光層8、第2発光ユニット6の有機発光層13がいずれも発光する閾電圧より高い電圧を、陽極3と陰極4との間に印加する。
When the pretreatment process including the anode side treatment and the cathode side treatment is performed as described above, the
すると、特に駆動初期において、電荷発生層11での電荷移動錯体の形成が不十分であり、したがって電荷発生層11でキャリア(電荷)の発生が十分になされない場合でも、前述したように予め電荷発生層11にはキャリア(電荷)がチャージされ貯められているので、このキャリア(電荷)がそれぞれ対応する有機発光層8(13)側に流れることにより、有機発光層8、13は良好に発光するようになる。
Then, especially in the initial stage of driving, the formation of the charge transfer complex in the
すなわち、電荷発生層11の第1発光ユニット5側には電子がチャージされて貯められており、第2発光ユニット6側には正孔がチャージされて貯められているので、これら電子や正孔がそれぞれ有機発光層8(13)側に流れ、陽極3から流れてきた正孔と再結合し、あるいは陰極4から流れてきた電子と再結合することにより、有機発光層8、13は良好に発光するのである。なお、このように特に駆動初期において、前記の陽極側処理と陰極側処理とによるキャリアチャージ効果によって有機発光層8、13を良好に発光させた後には、本駆動工程を続けて行うことにより、有機発光層8、13を引き続き良好に発光させることができる。
That is, since electrons are charged and stored on the first
すなわち、本駆動工程を続けることにより、電荷発生層11での電荷移動錯体の形成が良好に進み、また、陽極3から供給された正孔が一部中間電極層9を突き抜けて第2発光ユニット6側に供給され、一方、陰極4から供給された電子が一部中間電極層9を突き抜けて第1発光ユニット5側に供給されることにより、有機発光層8、13は良好に発光し続けるようになるのである。
That is, by continuing this driving process, the formation of the charge transfer complex in the
したがって、このような有機エレクトロルミネッセンス素子1の駆動方法によれば、陽極側処理と陰極側処理とのうちの少なくとも一つの処理からなる前処理工程を行い、電荷発生層11(中間電極層9)に予め十分な量の電子又は正孔を貯めておくので、陽極3−陰極4間に電圧を印加して本駆動工程を行ったときには、特にその初期においても中間電極層9から十分な量のキャリア(電荷)を発生させることができ、これによってマルチフォトン素子としての機能を良好に発揮させることができる。
Therefore, according to such a driving method of the
また、前記の有機エレクトロルミネッセンス素子1にあっては、中間電極層9の電荷発生層11に、電気的接続を得るための独立した専用の接続端子16を設けているので、前記の本駆動工程の前に、この接続端子16を用いて前処理工程を行うことができる。したがって、電荷発生層11(中間電極層9)に予めキャリア(電荷)をチャージしておくことにより、本駆動工程のときには、特にその初期においても中間電極層9から十分な量のキャリア(電荷)を発生することができ、これによってマルチフォトン素子としての機能を良好に発揮するようになる。
In the
また、中間電極層9(電荷発生層11)に接続端子16を設けているので、これを利用することにより、中間電極層9で仕切られた第1発光ユニット5、第2発光ユニット6について、それぞれ独立した発光素子として機能するか否かを、マルチフォトン素子として両方を同時に発光駆動させる前に、確認することができる。すなわち、前記の副電源19a、19b、あるいは別途用意した検査用の電源(図示せず)から、それぞれ対応する発光ユニット5(6)に対して電圧を印加する。その際、前記の前処理工程(陽極側処理、陰極側処理)とは異なり、対応する発光ユニット5(6)における有機発光層8(13)が発光する閾電圧より高い電圧を、陽極3あるいは陰極4と中間電極層9(電荷発生層11)との間に印加する。すると、各発光ユニット5(6)がそれぞれ良品であれば、それぞれが単独で所望の発光をなすようになる。したがって、マルチフォトン素子として機能させた際にも、この有機エレクトロルミネッセンス素子1は良好に発光するようになると判定される。
Further, since the
一方、工程上の不具合等により、発光ユニット5(6)のうちのいずれか(あるいは両方)が不良となっている場合には、前記の各発光ユニット毎の発光検査によって所望の発光が得られないことが分かる。その場合には、該当する発光ユニットが不良であると判断され、したがって有機エレクトロルミネッセンス素子1そのものも不良であると判定される。
したがって、本実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子1にあっては、製造時において、素子自体の不良判定を行うことができ、さらに、いずれの発光ユニットに不良の原因があるかといった不良解析も、容易に行うことができる。
なお、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子1にあっては、特別な使用方法として、第1発光ユニット5のみ、あるいは第2発光ユニット6のみを、単独で発光させることもできる。
On the other hand, when one (or both) of the light emitting units 5 (6) is defective due to a problem in the process or the like, desired light emission is obtained by the light emission inspection for each light emitting unit. I understand that there is no. In that case, it is determined that the corresponding light emitting unit is defective, and therefore, the
Therefore, in the
In addition, in the
(第2実施形態)
図2は、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の第2実施形態の概略構成図であり、図2中符号20は有機エレクトロルミネッセンス素子(有機エレクトロルミネッセンス素子)である。この有機エレクトロルミネッセンス素子20が図1に示した有機エレクトロルミネッセンス素子1と異なるところは、陽極3と陰極4との間に、発光ユニットを三つ具備した点である。すなわち、この有機エレクトロルミネッセンス素子20は、陽極3側から順に、第1発光ユニット21、第2発光ユニット22、第3発光ユニット23を備えて構成されている。
(Second Embodiment)
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a second embodiment of the organic electroluminescence element of the present invention, and
これら各発光ユニット21、22、23は、いずれも、第1実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子1における各発光ユニット5、6と同一に形成されたもので、陽極3側に正孔輸送層(図示せず)を、陰極側に有機発光層(図示せず)を、それぞれ形成配置したものである。そして、これら各発光ユニット21、22、23の間には、これらの間を仕切った状態で、中間電極層24、25が形成されている。これら中間電極層24、25も、第1実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子1における中間電極層9と同一に形成されたもので、陽極3側に電子注入層(図示せず)を、陰極4側に電荷発生層(図示せず)を、それぞれ形成配置したものである。
Each of these
また、この第2実施形態では、前記の第1実施形態と同様に、各中間電極層24、25のそれぞれの電荷発生層に、電気的接続を得るための独立した専用の接続端子26a(26b)が設けられている。したがって、この有機エレクトロルミネッセンス素子20では、陽極3の第2の接続端子17と前記接続端子26aとの間、この接続端子26aと前記接続端子26bとの間、さらに接続端子26bと陰極4の第2の接続端子18との間に、それぞれ副電源27a(27b、27c)が接続されるようになっている。
In the second embodiment, as in the first embodiment, independent
このような構成の有機エレクトロルミネッセンス素子20を駆動するには、まず、有機エレクトロルミネッセンス素子1を発光駆動させる前に、前処理として、第1発光ユニット21、第2発光ユニット22、第3発光ユニット23の各電極にそれぞれキャリア(電荷)をチャージする。すなわち、前記副電源27aの正極を陽極3の第2の接続端子17に電気的に接続し、副電源27aの負極を中間電極層24の接続端子26aに電気的に接続することにより、前記陽極3と前記中間電極層24との間に副電源27aを電気的に接続する。
In order to drive the
そして、この副電源27aによって陽極3と中間電極層24との間に電圧を印加する。ただし、印加する電圧としては、第1実施形態と同様に、第1発光ユニット21における有機発光層が発光する閾電圧より低い電圧(2V程度)とされる。また、印加時間についても、例えば1分間程度とされる。このようにして電圧を印加すると、第1実施形態における第1発光ユニット5の場合と同様に、陽極3の内面側に正孔が貯められ、中間電極層24における電荷発生層の電子注入層側に電子が貯められるようになる。
Then, a voltage is applied between the
このように陽極3と中間電極層24との間に副電源27aを電気的に接続することで、本発明における陽極側処理を行うことができる。
また、このような陽極側処理とは別に、前記副電源27cの正極を中間電極25の接続端子26bに電気的に接続し、副電源27cの負極を陰極4の第2の接続端子18に電気的に接続することにより、前記陰極4と中間電極層25との間に副電源27cを電気的に接続する。そして、この副電源27cによって陰極4と中間電極層25との間に電圧を印加することにより、本発明における陰極側処理を行うことができる。
Thus, by electrically connecting the
In addition to such an anode side treatment, the positive electrode of the
また、これら陽極側処理と陰極側処理とは別に、本実施形態では、中間電極層間処理を行う。この中間電極層間処理では、まず、副電源27bの正極を中間電極層24の接続端子26aに電気的に接続し、副電源27bの負極を中間電極層25の接続端子26bに電気的に接続することにより、前記中間電極層24と前記中間電極層25との間に副電源27bを電気的に接続する。
In addition to the anode side treatment and the cathode side treatment, the intermediate electrode interlayer treatment is performed in the present embodiment. In this intermediate electrode interlayer processing, first, the positive electrode of the
そして、この副電源27bによって中間電極層24と中間電極層25との間に電圧を印加する。ただし、印加する電圧としては、やはり、第2発光ユニット22における有機発光層が発光する閾電圧より低い電圧(2V程度)とされる。また、印加時間についても、例えば1分間程度とされる。このようにして電圧を印加すると、前記第1発光ユニット21の場合と同様に、中間電極層24の陰極4側に正孔が貯められ、中間電極層25の陽極3に電子が貯められるようになる。
このような陽極側処理と陰極側処理と中間電極層間処理とにより、本発明における前処理工程が構成されている。ただし、本発明の前処理工程は、これらの処理を全て行うのが好ましいものの、いずれか一つのみを行うようにしてもよい。
A voltage is applied between the
Such an anode side treatment, cathode side treatment, and intermediate electrode interlayer treatment constitute a pretreatment step in the present invention. However, in the pretreatment process of the present invention, it is preferable to perform all of these processes, but only one of them may be performed.
このようにして陽極側処理と陰極側処理と中間電極層間処理とからなる前処理工程を行ったら、副電源27a、27b、27cを各接続端子から外す。そして、その状態で陽極3と陰極4との間に主電源15を電気的に接続し、本発明における本駆動工程として、陽極3と陰極4との間に電圧を印加する。その際、第1発光ユニット21、第2発光ユニット22、第3発光ユニット23の各有機発光層がそれぞれ発光するように、各有機発光層の閾電圧より高い電圧を、陽極3と陰極4との間に印加する。
When the pretreatment process including the anode side treatment, the cathode side treatment, and the intermediate electrode interlayer treatment is performed in this manner, the
すると、特に駆動初期において、電荷発生層(中間電極層24、25)での電荷移動錯体の形成が不十分であり、したがって電荷発生層でキャリア(電荷)の発生が十分になされない場合でも、前述したように予め電荷発生層にキャリア(電荷)がチャージされ貯められているので、このキャリア(電荷)がそれぞれ対応する有機発光層側に流れることにより、有機発光層は良好に発光するようになる。 Then, especially in the initial stage of driving, the formation of the charge transfer complex in the charge generation layer (intermediate electrode layers 24 and 25) is insufficient, so even when the generation of carriers (charges) is not sufficiently performed in the charge generation layer, As described above, since carriers (charges) are charged and stored in the charge generation layer in advance, the carriers (charges) flow to the corresponding organic light emitting layer side so that the organic light emitting layer emits light well. Become.
したがって、この有機エレクトロルミネッセンス素子20の駆動方法にあっても、前処理工程を行って中間電極層24、25に予め十分な量の電子又は正孔を貯めておくので、陽極3−陰極4間に電圧を印加して本駆動工程を行ったときには、特にその初期においても中間電極層24、25からそれぞれ十分な量のキャリア(電荷)を発生させることができ、これによってマルチフォトン素子としての機能を良好に発揮させることができる。
Therefore, even in the driving method of the
また、この有機エレクトロルミネッセンス素子20にあっては、中間電極層24、25にそれぞれ接続端子26a(26b)を設けているので、これら接続端子26a、26bを用いて前処理工程を行うことにより、中間電極層24、25に予めキャリア(電荷)をチャージしておくことができる。したがって、本駆動工程のときには、特にその初期においても中間電極層24、25から十分な量のキャリア(電荷)を発生することができ、これによってマルチフォトン素子としての機能を良好に発揮するようになる。
Moreover, in this
さらに、この有機エレクトロルミネッセンス素子20にあっても、第1実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子1と同様に、製造時において素子自体の不良判定を行うことができ、さらに、いずれの発光ユニットの不良に原因があるかといった不良解析も容易に行うことができる。
また、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子20にあっても、特別な使用方法として、第1発光ユニット21のみ、第2発光ユニット22のみ、あるいは第3発光ユニット23のみを、それぞれ単独で発光させることもできる。
Furthermore, even in this
Further, even in the
なお、本発明は前記実施形態に限定されることなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、前記実施形態では、各発光ユニットを構成する有機発光層として低分子系の有機発光材料を用い、これら有機発光層や正孔輸送層についても蒸着法で成膜するようにしたが、例えば、有機発光層として高分子系の有機発光材料などの湿式塗布可能な材料を用い、スピンコート法や液滴吐出法(インクジェット法)等の液相法で成膜を行うようにしてもよい。その場合に、有機発光層以外の発光ユニットを構成する層についても、正孔輸送層以外に、正孔注入層や電子輸送層、キャリアブロック層等を備えるようにしてもよい。
また、中間電極層については、電子注入層を備えることなく、電荷発生層のみで構成するようにしてもよい。
さらに、発光ユニットの数については二つ以上であればよく、四つ以上積層する構造としてもよい。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. For example, in the above embodiment, a low molecular weight organic light emitting material is used as the organic light emitting layer constituting each light emitting unit, and these organic light emitting layer and hole transport layer are also formed by vapor deposition. Alternatively, the organic light emitting layer may be formed by a liquid phase method such as a spin coating method or a droplet discharge method (inkjet method) using a wet-applicable material such as a polymer organic light emitting material. In that case, a layer constituting the light emitting unit other than the organic light emitting layer may be provided with a hole injection layer, an electron transport layer, a carrier block layer, etc. in addition to the hole transport layer.
Further, the intermediate electrode layer may be constituted only by the charge generation layer without providing the electron injection layer.
Furthermore, the number of light emitting units may be two or more, and a structure in which four or more light emitting units are stacked may be employed.
(ラインヘッド)
次に、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の応用例として、この有機エレクトロルミネッセンス素子を備えたラインヘッドについて説明する。図3は、有機エレクトロルミネッセンス素子を多数形成してなるラインヘッド50と、このラインヘッド50を備えてなる画像形成装置100を示す概略構成図である。
(Line head)
Next, as an application example of the organic electroluminescence element of the present invention, a line head provided with this organic electroluminescence element will be described. FIG. 3 is a schematic configuration diagram illustrating a
ラインヘッド50は、前記第1実施形態または第2実施形態2におけるマルチフォトン構造の有機エレクトロルミネッセンス素子51(有機エレクトロルミネッセンス素子1または有機エレクトロルミネッセンス素子20)を、感光体ドラム70の回転軸74に沿って多数配列してなる発光素子列52と、有機エレクトロルミネッセンス素子51を駆動させる駆動素子からなる駆動素子群(図示せず)と、これら駆動素子(駆動素子群)の駆動を制御する制御回路群53とを備えて構成されたものである。有機エレクトロルミネッセンス素子51、駆動素子群及び制御回路群53は、長細い矩形の素子基板2上に一体形成されている。
The
また、このラインヘッド50を備えてなる画像形成装置100は、転写媒体60の走行経路の近傍に、像担持体としての感光体ドラム70を備えている。感光体ドラム70の周囲には、感光体ドラム70の回転方向(図中に矢印で示す)に沿って、前記ラインヘッド50を含む露光装置71、現像装置72及び転写ローラ73が順次配設されている。感光体ドラム70は、回転軸74の周りに回転可能に設けられたもので、その外周面には、回転軸方向中央部に感光面70Aが形成されている。露光装置71及び現像装置72は、感光体ドラム70の回転軸74に沿って長軸状に配置されており、その長軸方向の幅は、感光面16Aの幅と概ね一致して形成されている。
The
露光装置71は、前記ラインヘッド50と、複数のレンズ素子75を有した結像光学素子76とを備えて構成されている。ラインヘッド50と結像光学素子76とは、互いにアライメントされた状態で図示略のヘッドケースによって保持され、感光体ドラム70上に固定されている。
結像光学素子76は、日本板硝子株式会社製のセルフォック(登録商標)レンズ素子と同様の構成からなり、前記ラインヘッド50から放射された光Lを正立等倍結像させるレンズ素子75を、感光体ドラム70の回転軸74に沿って千鳥状に2列配列(配置)してなるレンズ素子列77を備えて構成されたものである。
The
The imaging
この画像形成装置100では、まず、感光体ドラム70が回転する過程において、露光装置71の上流側に設けられた図示略の帯電装置により感光体ドラム70の表面(感光面70A)が例えば正(+)に帯電され、次いで露光装置71により感光体ドラム70の表面が露光されて表面に静電潜像LAが形成される。さらに、現像装置72の現像ローラ78により、トナー(現像剤)79が感光体ドラム70の表面に付与され、静電潜像LAの電気的吸着力によって静電潜像LAに対応したトナー像が形成される。なお、トナー粒子は正(+)に帯電されている。
In the
現像装置72によるトナー像の形成後は、感光体ドラム70の更なる回転によりトナー像が転写媒体60に接触し、転写ローラ73により転写媒体60の背面からトナー像のトナー粒子とは逆極性の電荷(ここでは負(−)の電荷)が付与され、これに応じて、トナー像を形成するトナー粒子が感光体ドラム70の表面から転写媒体60に吸引され、トナー像が転写媒体60の表面に転写される。
After the toner image is formed by the developing
このような画像形成装置100においてラインヘッド50は、その発光画素となる有機エレクトロルミネッセンス素子51が、前記したマルチフォトン構造の有機エレクトロルミネッセンス素子1(20)からなっているので、特に初期における発光特性に優れ、さらに、高効率化、長寿命化等が図られたものとなる。したがって、このような有機エレクトロルミネッセンス素子51を備えたラインヘッド50は、優れた発光特性を発揮し、良好に露光することができるので、優れた印刷品質を得ることができる。
In such an
なお、本発明の製造方法によって得られた有機エレクトロルミネッセンス素子は、前記のラインヘッドに限らず、有機エレクトロルミネッセンスディスプレイなど種々の発光装置に適用することができる。 In addition, the organic electroluminescent element obtained by the manufacturing method of this invention is applicable not only to the said line head but to various light-emitting devices, such as an organic electroluminescent display.
1、20…有機エレクトロルミネッセンス素子、2…基板、3…陽極、4…陰極、5、21…第1発光ユニット、6、22…第2発光ユニット、23…第3発光ユニット、8、13…有機発光層、9、24、25…中間電極層、10、14…電子注入層、11…電荷発生層、16、26a、26b…接続端子、19a、19b、27a、27b、27c…副電源、50…ラインヘッド、51…有機エレクトロルミネッセンス素子
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記中間電極層に、電気的接続を得るための独立した専用の接続端子が設けられていることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。 An organic electroluminescence element in which a plurality of light emitting units each having an organic functional layer having at least an organic light emitting layer are stacked between an anode and a cathode, and each light emitting unit is partitioned by an intermediate electrode layer,
An organic electroluminescence device, wherein an independent dedicated connection terminal for obtaining an electrical connection is provided on the intermediate electrode layer.
前記陽極と前記中間電極層との間に、前記陽極と前記中間電極層との間の有機発光層が発光する閾電圧より低い電圧を印加する陽極側処理と、前記陰極と前記中間電極層との間に、前記陰極と前記中間電極層との間の有機発光層が発光する閾電圧より低い電圧を印加する陰極側処理とのうちの、少なくとも一つの処理からなる前処理工程を有し、
前記前処理工程の後に、前記有機発光層が発光する閾電圧より高い電圧を、前記陽極と前記陰極との間に印加する本駆動工程を、備えたことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子の駆動方法。 A method for driving an organic electroluminescence element in which a plurality of light emitting units each having an organic functional layer having at least an organic light emitting layer are stacked between an anode and a cathode, and each light emitting unit is partitioned by an intermediate electrode layer,
An anode-side treatment in which a voltage lower than a threshold voltage at which the organic light emitting layer between the anode and the intermediate electrode layer emits light is applied between the anode and the intermediate electrode layer, and the cathode and the intermediate electrode layer Between the cathode and the intermediate electrode layer, a pretreatment step consisting of at least one treatment of a cathode side treatment applying a voltage lower than a threshold voltage at which the organic light emitting layer emits light,
Driving the organic electroluminescence device, comprising a main driving step of applying a voltage higher than a threshold voltage at which the organic light emitting layer emits light between the anode and the cathode after the pretreatment step. Method.
前記陽極側処理は、前記陽極と前記陽極に最も近い位置の中間電極層との間に電圧を印加するものとされ、
前記陰極側処理は、前記陰極と前記陰極に最も近い位置の中間電極層との間に電圧を印加するものとされ、
前記前処理工程は、隣り合う中間電極層間にこれら中間電極層間の前記有機発光層が発光する閾電圧より低い電圧を印加する中間電極層間処理と、前記陽極側処理と前記陰極側処理とのうちの、少なくとも一つの処理からなることを特徴とする請求項7記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の駆動方法。 When three or more of the light emitting units are provided and each is partitioned by the intermediate electrode layer,
In the anode side treatment, a voltage is applied between the anode and an intermediate electrode layer at a position closest to the anode,
In the cathode side treatment, a voltage is applied between the cathode and the intermediate electrode layer at a position closest to the cathode,
The pretreatment step includes an intermediate electrode interlayer treatment in which a voltage lower than a threshold voltage at which the organic light emitting layer emits light between adjacent intermediate electrode layers emits light, and the anode side treatment and the cathode side treatment. The method for driving an organic electroluminescence element according to claim 7, comprising at least one treatment.
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- 2007-12-18 JP JP2007325926A patent/JP2009146860A/en active Pending
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