JP2618370B2 - EL element driving method - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、電気的な発光、すなわ
ちＥＬを用いたＥＬ素子の駆動方法に関し、更に詳しく
は、発光層が２層構造からなり、各々の層が隣接する他
の層に対して相対的に電気陰性度が異なる少なくとも１
種の電気的発光性有機化合物を、高秩序の分子配向性を
もって配列させた薄膜からなるＥＬ素子の駆動方法に関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to electric light emission, that is, a method for driving an EL element using EL. More specifically, the present invention relates to a method for driving an EL element using an EL layer. At least one with a different electronegativity relative to
The present invention relates to a method for driving an EL element comprising a thin film in which various kinds of electroluminescent organic compounds are arranged with highly ordered molecular orientation.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来のＥＬ素子は、Ｍｎ或はＣｕまたは
ＲｅＦ₃ （Ｒｅ；希土類イオン）等を付活剤として含む
ＺｎＳを発光母材とする発光層からなるものであり、該
発光層の基本構造の違いにより粉末型ＥＬと薄膜型ＥＬ
に大きく構造的に分類される。実用化されている素子の
うち、薄膜ＥＬは、一般的に粉末型ＥＬに比べ輝度が高
いが、薄膜ＥＬは発光母材を基板に蒸着して発光層を形
成しているため、大面積素子の製造が難しく、また製造
コストが非常に高くなる等の欠点を有していた。2. Description of the Related Art A conventional EL device comprises a light-emitting layer containing ZnS containing Mn or Cu or ReF ₃ (Re; rare earth ion) as an activator as a light-emitting base material. Powder type EL and thin film type EL due to differences in basic structure
It is largely classified structurally. Among the devices in practical use, the thin-film EL generally has higher luminance than the powder-type EL, but the thin-film EL has a large-area device because a light-emitting base material is deposited on a substrate to form a light-emitting layer. However, it has drawbacks such as difficulty in manufacturing and a very high manufacturing cost.

【０００３】そのため、最も量産性に富み、コスト的に
薄膜型素子の数十分の一程度ですむ有機バインダー中に
発光母材、すなわち、ＺｎＳを分散させた粉末型ＥＬが
注目されるようになった。一般的には、ＥＬにおいて
は、発光層の厚さが薄い程発光特性が良くなる。しか
し、該粉末型ＥＬの場合は、発光母材が不連続の粉末で
あるため、発光層を薄くすると、発光層中にピンホール
が生じ易く、層厚を薄くすることが困難であり、従って
十分な輝度特性が得られないという大きな欠点を持って
いる。As a result, attention has been paid to a powder-type EL in which a luminescent base material, that is, ZnS is dispersed in an organic binder which is the most mass-producible and requires only about several tenths of the cost of a thin-film element. became. Generally, in the EL, the light emitting characteristics are improved as the thickness of the light emitting layer is smaller. However, in the case of the powder type EL, since the light-emitting base material is a discontinuous powder, when the light-emitting layer is thinned, pinholes are easily generated in the light-emitting layer, and it is difficult to reduce the layer thickness. There is a major drawback that sufficient luminance characteristics cannot be obtained.

【０００４】近時においても、該粉末型ＥＬの発光層内
にフッ化ビニリデン系重合体から成る中間誘電体層を配
置した改良型素子が、特開昭５８−１７２８９１号公報
に示されているが、未だ発光輝度、消費電力等に十分な
性能を得るに至っていない。一方、最近、有機材料の化
学構造や高次構造を制御して、新しくオプティカルおよ
びエレクトロニクス用材料とする研究開発が活発に行わ
れ、ＥＣ素子、圧電性素子、焦電性素子、非線形光学素
子、強誘電性液晶等、金属、無機材料に比肩し得るか、
またはそれらを凌駕する有機材料が発表されている。こ
のように、無機物を凌ぐ新しい機能素材としての機能性
有機材料の開発が要望される中で、分子内に親水基と疎
水基を持つアントランセン誘導体やピレン誘導体の単分
子層の累積膜を電極基板上に形成したＥＬ素子が特開昭
５２−３５５８７号公報に提案されている。Recently, an improved device in which an intermediate dielectric layer made of a vinylidene fluoride-based polymer is disposed in a light emitting layer of the powder type EL is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-172891. However, performances sufficient for light emission luminance, power consumption, and the like have not yet been obtained. On the other hand, recently, research and development into new optical and electronic materials by controlling the chemical structure and higher-order structure of organic materials have been actively conducted, and EC devices, piezoelectric devices, pyroelectric devices, nonlinear optical devices, Is it comparable to metals and inorganic materials such as ferroelectric liquid crystal,
Or organic materials that surpass them have been announced. In this way, as the development of a functional organic material as a new functional material that surpasses inorganic substances is demanded, a monolayer of an anthracene derivative or a pyrene derivative having a hydrophilic group and a hydrophobic group in the molecule is deposited on the electrode substrate. The EL element formed above is proposed in JP-A-52-35587.

【０００５】[0005]

【発明が解決しようとしている課題】しかし、それらの
ＥＬ素子は、その輝度、消費電力等、現実のＥＬ素子と
して十分な性能を得るに至っておらず、更に、該有機Ｅ
Ｌ素子の場合、キャリア電子或はホールの密度が非常に
小さく、キャリアの再結合等による機能分子の励起確率
が非常に小さくなり、効率の良い発光が期待できないも
のである。However, these EL elements have not yet achieved sufficient performance as actual EL elements, such as luminance and power consumption, and furthermore, the organic EL elements have not been obtained.
In the case of the L element, the density of carrier electrons or holes is very low, the probability of excitation of functional molecules due to recombination of carriers and the like becomes extremely small, and efficient light emission cannot be expected.

【０００６】従って、本発明の目的は、上述のような従
来技術の欠点を解消して、低電圧駆動でも十分輝度の高
い発光が得られ、安価で、且つ製造が容易なＥＬ素子の
駆動方法を提供することである。上記本発明の目的は、
ＥＬ素子の発光層を、特定の材料を組み合わせて、且つ
特定の構成に形成することにより達成された。Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-mentioned drawbacks of the prior art, to obtain a light emission with sufficiently high luminance even at a low voltage drive, to be inexpensive and to easily manufacture an EL element driving method. It is to provide. The object of the present invention is to
This has been achieved by forming a light-emitting layer of an EL element by combining specific materials and forming a specific structure.

【０００７】[0007]

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、２
層構造の発光層と、該発光層を挟持する少なくとも１層
が透明である２層の電極層からなるＥＬ素子の駆動方法
において、第１の発光層が、第２の発光層に対して相対
的に電子受容性の少なくとも１種の電気的発光性有機化
合物からなる単分子膜またはその累積膜からなり、第２
の発光層が、第１の発光層に対して相対的に電子供与性
の少なくとも１種の電気的発光性有機化合物からなる単
分子膜またはその累積膜からなり、前記２層の電極層間
に、１０Ｖ以下の電圧を印加し、前記発光層を発光させ
ることを特徴とするＥＬ素子の駆動方法である。That is, the present invention provides a method of
In a method for driving an EL element including a light-emitting layer having a layer structure and two electrode layers in which at least one layer sandwiching the light-emitting layer is transparent, the first light-emitting layer is positioned relative to the second light-emitting layer. A monomolecular film of at least one kind of electroluminescent organic compound having electron accepting property or a cumulative film thereof,
Is composed of a monomolecular film of at least one kind of electroluminescent organic compound having an electron donating property relatively to the first light emitting layer or a cumulative film thereof, and between the two electrode layers, A method for driving an EL element, wherein a voltage of 10 V or less is applied to cause the light emitting layer to emit light.

【０００８】[0008]

【好ましい実施態様】次に好ましい実施態様を挙げて本
発明を更に詳しく説明する。本発明において使用し、主
として本発明を特徴づける発光母材とは、高い発光量子
効率を有し、更に外部摂動を受け易いπ電子系を有し、
電気的な励起が可能な化合物であり、例えば、基本的に
は、縮合多環芳香族炭化水素、ｐ−ターフェニル、２，
５−ジフェニルオキサゾール、１，４−ビス（２−メチ
ルスチリル）−ベンゼン、キサンチン、クマリン、アク
リジン、シアニン色素、ベンゾフェノン、フタロシアニ
ンおよびその金属錯体、ポリフィリンおよびその金属錯
体、８−ヒドロキシキノリンとその金属錯体、有機ルテ
ニウム錯体、有機稀土類錯体およびこれらの化合物の誘
導体等を挙げることができる。更に上記化合物に対して
電子受容体または電子供与体となり得る化合物として
は、前記以外の複素環式化合物およびそれらの誘導体、
芳香族アミンおよび芳香族ポリアミン、キノン構造を持
つ化合物、テトラシアノキノジメタンおよびテトラシア
ノエチレン等を挙げることができる。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Next, the present invention is described in more detail with reference to preferred embodiments. Used in the present invention, the luminescent base material that mainly characterizes the present invention has a high luminescence quantum efficiency, further has a π electron system that is easily subjected to external perturbation,
It is a compound that can be electrically excited, for example, basically, a condensed polycyclic aromatic hydrocarbon, p-terphenyl, 2,
5-diphenyloxazole, 1,4-bis (2-methylstyryl) -benzene, xanthine, coumarin, acridine, cyanine dye, benzophenone, phthalocyanine and its metal complex, porphyrin and its metal complex, 8-hydroxyquinoline and its metal complex , An organic ruthenium complex, an organic rare earth complex, and derivatives of these compounds. Further, as the compound that can be an electron acceptor or an electron donor with respect to the above compound, heterocyclic compounds other than those described above and derivatives thereof,
Examples thereof include aromatic amines and aromatic polyamines, compounds having a quinone structure, tetracyanoquinodimethane and tetracyanoethylene.

【０００９】本発明において、特に有用な化合物は、上
記の如き電気的発光性有機化合物を必要に応じて公知の
方法で化学的に修飾し、その構造中に少なくとも１個の
疎水性部分と少なくとも１個の親水性部分（これらはい
ずれも相対的な意味においてである。）を併有させるよ
うにした化合物であり、例えば、下記の一般式（Ｉ）で
表される化合物およびその他の化合物を包含する。 ［（Ｘ−Ｒ₁ ）_m Ｚ］_n −φ−Ｒ₂ （Ｉ）In the present invention, a particularly useful compound is an electroluminescent organic compound as described above, which is chemically modified, if necessary, by a known method, so that at least one hydrophobic moiety is present in the structure. A compound having one hydrophilic portion (all of which are in a relative sense). For example, a compound represented by the following general formula (I) and another compound are Include. [(X-R ₁ ) _m Z] _n -φ-R ₂ (I)

【００１１】上記式中におけるＸは、水素原子、ハロゲ
ン原子、アルコキシ基、アルキルエーテル基、ニトロ
基；カルボキシル基、スルホン酸基、リン酸基、ケイ酸
基、第１〜３級アミノ基；これらの金属塩、１〜３級ア
ミン塩、酸塩；エステル基、スルホアミド基、アミド
基、イミノ基、４級アミノ基およびそれらの塩、水酸基
等であり；Ｒ₁ は炭素数４〜３０、好ましくは１０〜２
５個のアルキル基、好ましくは直鎖状アルキル基であ
り、ｍは１または２、ｎは１〜４の整数であり；Ｚは直
接結合または、−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｎ（Ｒ₃ )−、−Ｃ
Ｈ₂ Ｎ（Ｒ₃ ）−、−ＳＯ₂ Ｎ（Ｒ_3、）−、−ＣＯ−、
−ＣＯＯ−等の如き連結基（Ｒ₃ は水素原子、アルキル
基、アリール等の任意の置換基である）であり；φは後
に例示する如き電場発光性化合物の残基であり；Ｒ₂ は
Ｘと同様に、水素原子またはその他の任意の置換基であ
り；１個または複数のＸ、φおよびＲ₂ のうち少なくと
も１個は親水性部分であり、且つ少なくとも１個は疎水
性部分である。一般式（Ｉ）の化合物のφとして好まし
いものおよびその他の化合物を例示すれば、以下の通り
である。X in the above formula is a hydrogen atom, a halogen atom, an alkoxy group, an alkyl ether group, a nitro group; a carboxyl group, a sulfonic acid group, a phosphoric acid group, a silicic acid group, a tertiary amino group; A metal salt, a primary to tertiary amine salt, an acid salt; an ester group, a sulfamide group, an amide group, an imino group, a quaternary amino group and salts thereof, a hydroxyl group, and the like; R ₁ has 4 to 30 carbon atoms, preferably Is 10-2
5 alkyl groups, preferably linear alkyl groups, m is 1 or 2, n is an integer of 1 to 4; Z is a direct bond or -O-, -S-, -N (R ₃ )-, -C
_{H 2 N (R 3) -} , - SO 2 N (R 3,) -, - CO-,
Such linking group (R ₃ is a hydrogen atom, an alkyl group, an optionally substituted group which is aryl, etc.) -COO- such be; phi is the residue of such electroluminescent compounds exemplified later; R ₂ is X is a hydrogen atom or any other substituent, as in X; at least one of one or more of X, φ and R ₂ is a hydrophilic moiety, and at least one is a hydrophobic moiety . Preferred examples of φ of the compound of the formula (I) and other compounds are as follows.

【００１２】 [0012]

【００１３】 [0013]

【００１４】 [0014]

【００１５】 [0015]

【００１６】以上の如き発光性化合物は、本発明におけ
る各々の発光層において単独でも混合物としても使用で
きる。なお、これらの化合物は好ましい化合物の例示で
あって、同一目的が達成される限り、他の誘導体または
他の化合物でもよいのは当然である。本発明において
も、上記の如き発光性化合物をそれらの電気的陰性度に
応じて、本発明のＥＬ素子の第１の発光層と第２の発光
層に分けて使用することを特徴としている。The light emitting compounds as described above can be used alone or as a mixture in each light emitting layer in the present invention. In addition, these compounds are examples of preferable compounds, and other derivatives or other compounds may be used as long as the same object is achieved. The present invention is also characterized in that the above-mentioned light-emitting compounds are used separately for the first light-emitting layer and the second light-emitting layer of the EL device of the present invention according to their electronegativity.

【００１７】すなわち、上記の如き発光性化合物は、そ
れぞれ電気陰性度が異なるから、１種のまたは複数の前
記化合物を第１の発光層を形成するための発光性化合物
として採用した時には、これら採用した発光性化合物と
は、その電気的陰性度の異なる前記発光性化合物を第２
の発光層形成用化合物として選択すればよい。このよう
な発光性化合物のなかで、電子供与性のものとして特に
好ましい化合物は、第１〜第３級アミノ基、水酸基、ア
ルコキシ基、アルキルエーテル基等の電子供与性基を有
するもの、或は窒素ヘテロ環化合物が主たるものであ
り、また、電子受容性のものとしては、カルボニル基、
スルホニル基、ニトロ基、第４級アミノ基等の電子吸引
性基を有する化合物が主たるものである。このような発
光性化合物は本発明において、それぞれの発光層におい
ては単独または複数の混合物として使用することができ
る。That is, since the light-emitting compounds as described above have different electronegativities, when one or a plurality of the compounds are used as the light-emitting compounds for forming the first light-emitting layer, these compounds are used. The luminescent compound having the different electronegativity as the second luminescent compound.
May be selected as the light emitting layer forming compound. Among such luminescent compounds, compounds that are particularly preferred as electron donating compounds include those having an electron donating group such as a primary to tertiary amino group, a hydroxyl group, an alkoxy group, an alkyl ether group, or the like. Nitrogen heterocyclic compounds are mainly used, and electron-accepting compounds include a carbonyl group,
Compounds having an electron-withdrawing group such as a sulfonyl group, a nitro group, and a quaternary amino group are mainly used. In the present invention, such a light-emitting compound can be used alone or as a mixture of a plurality of light-emitting layers.

【００１８】本発明のＥＬ素子を形成する他の要素、す
なわち２層の電極層は、発光層を挟持するものであっ
て、従来公知のものはいずれも使用できるが、少なくと
もその１層は透明性である必要がある。透明電極として
は、従来同様目的の透明電極層がいずれも使用でき、好
ましいものとしては、例えばポリメチルメタクリレー
ト、ポリエステル等の透明な合成樹脂、ガラス等の如き
透明性フイルム或はシートの表面に酸化インジウム、酸
化錫、インジウム−チン−オキサイド（ＩＴＯ）等の透
明導電材料を全面に或はパターン状に被覆したものであ
る。一方の面に不透明電極を使用する場合は、これらの
不透明電極も、従来公知のものでよく、一般的且つ好ま
しいものは、厚さが約０．１〜０．３μｍのアルミニウ
ム、銀、金等の蒸着膜である。Other elements forming the EL element of the present invention, that is, two electrode layers sandwich the light emitting layer, and any of conventionally known ones can be used, but at least one of them is transparent. Need to be gender. As the transparent electrode, any desired transparent electrode layer can be used as in the prior art. Preferred examples thereof include transparent synthetic resins such as polymethyl methacrylate and polyester, and transparent films such as glass and the like, or oxidized surfaces of sheets. A transparent conductive material such as indium, tin oxide, indium-tin-oxide (ITO) or the like is coated on the entire surface or in a pattern. When an opaque electrode is used on one side, these opaque electrodes may be conventionally known ones, and generally and preferably, aluminum, silver, gold or the like having a thickness of about 0.1 to 0.3 μm is used. It is a vapor deposition film of.

【００１９】また、透明電極或は不透明電極の形状は、
板状、ベルト状、円筒状等の任意の形状でよく、使用目
的に応じて選択することができる。また、透明電極の厚
さは、約０．０１〜０．２μｍ程度が好ましく、この範
囲以下の厚さでは、素子自体の物理的強度や電気的性質
が不十分となり、また上記範囲以上の厚さでは透明性や
軽量性、小型性等に問題が生じるおそれがある。The shape of the transparent electrode or the opaque electrode is
Any shape such as a plate shape, a belt shape, and a cylindrical shape may be used, and can be selected according to the purpose of use. Further, the thickness of the transparent electrode is preferably about 0.01 to 0.2 μm. If the thickness is less than this range, the physical strength and electrical properties of the element itself become insufficient, and the thickness is more than the above range. This may cause problems in transparency, lightness, compactness, and the like.

【００２０】本発明のＥＬ素子は、上記の如き２層の電
極層の間に、前述の如き相対的に電気陰性度の異なる電
気的発光性有機化合物を別々に用いて、２層からなる発
光層を形成することにより得られるものであり、形成さ
れた２層構造の発光層を構成する分子が、それぞれ高秩
序の分子配向性をもって配列した単分子膜或はその累積
膜であることを特徴としている。The EL device of the present invention comprises two layers of light-emitting organic compounds having relatively different electronegativities as described above between the two electrode layers. It is obtained by forming a layer, and the molecules constituting the formed light-emitting layer having a two-layer structure are each a monomolecular film arranged with high order molecular orientation or a cumulative film thereof. And

【００２１】本発明において、このような単分子膜或は
その累積膜を形成する方法として、特に好ましい方法
は、ラングミュア・ブロジェット法（ＬＢ法）である。
このＬＢ法は、分子内に親水性基と疎水性基とを有する
構造の分子において、両者のバランス（両親媒性のバラ
ンス）が適度に保たれているとき、分子は水面上で、親
水性基を下に向けて単分子の層になることを利用して、
単分子膜またはその累積膜を形成する方法である。In the present invention, a particularly preferred method for forming such a monomolecular film or its cumulative film is the Langmuir-Blodgett method (LB method).
In the LB method, when a molecule having a structure having a hydrophilic group and a hydrophobic group in a molecule is appropriately maintained in balance (an amphipathic balance), the molecule becomes hydrophilic on the water surface. Utilizing the fact that the group faces down to form a monomolecular layer,
This is a method of forming a monomolecular film or a cumulative film thereof.

【００２２】具体的には、水相上に展開した単分子膜
が、水相上を自由に拡散して広がりすぎない用に、仕切
板（または浮子）を設けて展開面積を制限して膜物質の
集合状態を制御し、表面圧を徐々に上昇させ、単分子膜
或はその累積膜の製造に適する表面圧を設定する。この
表面圧を維持しながら静かに清浄な基板を垂直に上昇ま
たは降下させることにより、単分子膜が基板上に移し取
られる。単分子膜は以上で製造されるが、単分子膜の累
積膜は前記の操作を繰り返すことにより所望の累積度の
累積膜として形成される。Specifically, in order to prevent the monomolecular film developed on the aqueous phase from freely diffusing and spreading excessively on the aqueous phase, a partition plate (or a float) is provided to restrict the developed area. The aggregation state of the substances is controlled, the surface pressure is gradually increased, and a surface pressure suitable for producing a monomolecular film or its cumulative film is set. The monolayer is transferred onto the substrate by gently vertically raising or lowering the clean substrate while maintaining the surface pressure. The monomolecular film is manufactured as described above, and the cumulative film of the monomolecular film is formed as a cumulative film having a desired cumulative degree by repeating the above operation.

【００２３】単分子膜を基板上に移すには、上述した垂
直浸漬法の他、水平付着法、回転円筒法等の方法によっ
ても可能である。水平付着法は基板を水面に水平に接触
させて移し取る方法で、回転円筒法は、円筒型の基体を
水面上を回転させて単分子膜を基体表面に移し取る方法
である。前述した垂直浸漬法では、表面が親水性の基板
を水面を横切る方向に水中から引き上げると分子の親水
性基が基板側に向いた単分子膜が基板上に形成される。
前述にように基板を上下させると、各行程毎に１枚ずつ
単分子膜が重なっていく。The monomolecular film can be transferred onto the substrate by a method such as a horizontal deposition method or a rotating cylinder method, in addition to the vertical immersion method described above. The horizontal deposition method is a method in which a substrate is brought into horizontal contact with a water surface and transferred, and the rotating cylinder method is a method in which a cylindrical substrate is rotated on the water surface to transfer a monomolecular film to the surface of the substrate. In the above-described vertical immersion method, when a substrate having a hydrophilic surface is pulled out of water in a direction crossing the water surface, a monomolecular film having hydrophilic groups of molecules directed toward the substrate is formed on the substrate.
As described above, when the substrate is moved up and down, the monomolecular films are stacked one by one in each step.

【００２４】成膜分子の向きが、引上げ行程と浸漬行程
で逆になるので、この方法によると各層間は分子の親水
性基と親水性基、分子の疎水性基と疎水性基が向かい合
うＹ型膜が形成される。それに対し、水平付着法は、基
板を水面に水平に接着させて写し取る方法で、分子の疎
水性基が基板側に向いた単分子膜が基板上に形成され
る。この方法では、単分子膜を累積しても、成膜分子の
向きの交代はなく、全ての層において、疎水性基が基板
側に向いたＸ型膜が形成される。Since the directions of the film forming molecules are reversed in the pulling process and the immersion process, according to this method, the hydrophilic layer and the hydrophilic group of the molecule and the hydrophobic group and the hydrophobic group of the molecule face each other between the layers. A mold film is formed. On the other hand, the horizontal attachment method is a method in which a substrate is horizontally adhered to a water surface for copying, and a monomolecular film in which hydrophobic groups of molecules are directed to the substrate side is formed on the substrate. In this method, even if the monomolecular films are accumulated, the orientation of the film forming molecules does not change, and an X-type film having a hydrophobic group facing the substrate is formed in all layers.

【００２５】反対に、全ての層において親水性基が基板
側に向いた累積膜はＺ型膜と呼ばれる。回転円筒法は、
円筒法の基体水面上を回転させて単分子膜を基体表面に
移し取る方法である。単分子膜を基板上に移す方法は、
これらに限定されるわけでなく、すなわち、大面積基板
を用いる時には、基板ロールから水相中に基板を押し出
していく方法などもとり得る。また、前述した親水性
基、疎水性基の基板への向きは原則であり、基板の表面
処理等によって変えることができる。Conversely, a cumulative film in which the hydrophilic groups are directed to the substrate side in all the layers is called a Z-type film. The rotating cylinder method is
In this method, the monomolecular film is transferred to the surface of the substrate by rotating the surface of the substrate in the cylindrical method. The method of transferring a monomolecular film onto a substrate is as follows:
The present invention is not limited to these. That is, when a large-area substrate is used, a method of extruding the substrate from a substrate roll into an aqueous phase may be employed. The orientation of the hydrophilic group and the hydrophobic group toward the substrate is in principle, and can be changed by surface treatment of the substrate.

【００２６】本発明のＥＬ素子は、前述の如き発光層形
成用材料を好ましくは上述の如きＬＢ法により、前述の
如き２層の電極層の間にそれぞれ電気陰性度の異なる化
合物から、２層構造として形成することによって得られ
るものである。従来の技術の項で述べた通り、ＬＢ法に
よりＥＬ素子を形成することは公知であるが、該公知の
方法では、十分な性能のＥＬ素子が得られず、本発明者
は、種々研究の結果、発光層を２層構造とし、それぞれ
の発光層を前述の如き電気陰性度の異なる化合物を用い
て単分子膜或はその累積膜として形成することにより、
従来技術のＥＬ素子の性能が著しく向上することを知見
したものである。In the EL device of the present invention, a material for forming a light emitting layer as described above is preferably formed by a LB method as described above from a compound having a different electronegativity between the two electrode layers as described above. It is obtained by forming as a structure. As described in the section of the prior art, it is known to form an EL device by the LB method. However, the known method does not provide an EL device having sufficient performance, and the present inventor has made various studies. As a result, by forming the light-emitting layer into a two-layer structure, and forming each light-emitting layer as a monomolecular film or a cumulative film thereof using a compound having a different electronegativity as described above,
It has been found that the performance of the EL element of the prior art is significantly improved.

【００２７】本発明の１つの重要な態様は各々の発光層
が前記発光性材料からなる単分子膜である態様である。
この態様のＥＬ素子は、先ず最初に、他の層に対して相
対的に電子受容性である材料を、適当な有機溶剤、例え
ばクロロホルム、ジクロロメタン、ジクロロエタン等中
に約１０^-4〜１０^-2Ｍ程度の濃度に溶解し、該溶液を、
各種の金属イオンを含有してもよい適当なｐＨ（例え
ば、ｐＨ約１〜８）の水相上に展開させ、溶剤を蒸発除
去して単分子膜を形成し、前述の如くのＬＢ法で、一方
の電極基板上に移し取って第１層とし、十分に乾燥し、
次いで、このように形成した第１層に対して相対的に電
子供与性である材料を、同様にして単分子膜として、そ
の第１の発光層の表面に移し取り、次いで、この第２の
層の表面に、例えばアルミニウム、銀、金等の電極材料
を、好ましくは蒸着等により蒸着させて背面電極層を形
成することによって得られる。One important aspect of the present invention is an aspect in which each light emitting layer is a monomolecular film made of the light emitting material.
The EL device of this embodiment is first prepared by dissolving a material which is electron-accepting relative to other layers in a suitable organic solvent such as chloroform, dichloromethane, dichloroethane or the like for about 10 ^-4 to 10 ^-2. M to a concentration of about M
It is developed on an aqueous phase having an appropriate pH (for example, pH of about 1 to 8) which may contain various metal ions, and the solvent is removed by evaporation to form a monomolecular film. , Transferred onto one of the electrode substrates to form a first layer, dried sufficiently,
Next, the material having an electron donating property relative to the first layer thus formed is transferred to the surface of the first light-emitting layer in the same manner as a monomolecular film. It is obtained by forming an electrode material such as aluminum, silver or gold on the surface of the layer, preferably by evaporation or the like to form a back electrode layer.

【００２８】このようにして得られたＥＬ素子の２層の
単分子膜からなる発光層の厚さは、使用した材料の種類
によって異なるが、一般的には約０．０１〜１μｍの厚
さが好適である。また、別の重要な態様は、本発明のＥ
Ｌ素子の発光層を構成する２層のうち少なくとも一方、
好ましくは両方ともが、上記の単分子膜の累積膜である
態様である。該態様は、前記のＬＢ法を用いることによ
り、上記の如き単分子膜を種々の方法で必要な層数まで
累積することによって得られる。このようにして得られ
るＥＬ素子の発光層の厚さ、すなわち単分子膜の累積数
は、任意に変更することができるが、本発明において
は、２層の合計で約４〜４００の累積数が好適である。The thickness of the light emitting layer composed of two monomolecular films of the EL device thus obtained varies depending on the kind of the material used, but is generally about 0.01 to 1 μm. Is preferred. Another important aspect is the E-type of the present invention.
At least one of the two layers constituting the light emitting layer of the L element,
Preferably, both are embodiments in which the above monomolecular films are cumulative films. This embodiment can be obtained by accumulating the monolayer as described above to a required number of layers by various methods by using the LB method. The thickness of the light emitting layer of the EL element thus obtained, that is, the cumulative number of monomolecular films can be arbitrarily changed, but in the present invention, the cumulative number of the two layers is about 4 to 400 in total. Is preferred.

【００２９】なお、基板として使用する一方の電極層或
は両方の電極層と発光層との接着は、ＬＢ法においては
十分に強固なものであり、発光層が剥離したりすること
はないが、接着力を強化する目的で、基板表面を予め処
理しておいたり、或は基板とと発光層との間に適当な接
着剤層を設けてもよい。更に、発光層の形成用材料や使
用する水相のｐＨ、イオン種、水温、単分子膜の転移速
度或は単分子膜の表面圧等の種々の条件を調節すること
によっても接着力を強化することができる。以上の如く
して形成されたＥＬ素子は、そのままでは空気中の湿気
や酸素の影響でその性能が劣化することがあるので、従
来公知の手段で耐湿、耐酸素性の密封構造とするのが望
ましい。The adhesion between one or both electrode layers used as the substrate and the light-emitting layer is sufficiently strong in the LB method, and the light-emitting layer does not peel off. In order to enhance the adhesive strength, the surface of the substrate may be treated in advance, or an appropriate adhesive layer may be provided between the substrate and the light emitting layer. In addition, the adhesive strength can be enhanced by adjusting various conditions such as the material for forming the light emitting layer, the pH of the aqueous phase used, the ion species, the water temperature, the transition speed of the monolayer, or the surface pressure of the monolayer. can do. Since the performance of the EL element formed as described above may be deteriorated by the influence of moisture or oxygen in the air as it is, it is preferable to use a conventionally known means to provide a moisture-resistant and oxygen-resistant sealed structure. .

【００３０】以上の如き本発明のＥＬ素子は、その発光
層の構造が、超薄膜であり、且つＥＬ素子の作動上必要
な酵素の分子秩序性と機能を有しており、優れた発光性
能を有するものである。また、製造面では、大面積にわ
たって、発光層の厚さが均一で、欠陥のないＥＬ素子と
することができる、また常温、常圧またはそれに近い条
件で作成することができるため、比較的耐熱性のない発
光機能材料も使用することができるという利点がある。As described above, the EL device of the present invention has an ultra-thin luminescent layer structure and has the molecular order and function of an enzyme necessary for the operation of the EL device. It has. Further, in terms of manufacturing, the EL element can be a defect-free EL element having a uniform thickness of the light emitting layer over a large area. There is an advantage that a light-emitting functional material having no property can be used.

【００３１】更に本発明のＥＬ素子の発光層は、図１に
図解的に示すように、従来技術の単一層からなる発光層
とは異なり、図２に図解的に示すように、第１の発光層
と第２の発光層とが均一な界面を有しているので、それ
らの電気陰性度の異なる２層間で各種相互作用が極めて
容易であり、従来技術では達成しえない程度の優れた発
光性能を発揮するものである。すなわち、第１の発光層
と第２の発光層との電気陰性度の差等を種々変更するこ
とによって、発光強度を向上させたり、あるいは発光色
を任意に変更でき、また、その耐用寿命も著しく延長さ
せることができる。Further, the light-emitting layer of the EL device of the present invention is different from the conventional light-emitting layer composed of a single layer as shown schematically in FIG. Since the light-emitting layer and the second light-emitting layer have a uniform interface, various interactions between the two layers having different electronegativities are extremely easy, and are excellent to an extent that cannot be achieved by the prior art. It exhibits light emission performance. That is, by variously changing the difference in electronegativity between the first light emitting layer and the second light emitting layer, the light emission intensity can be improved or the light emission color can be arbitrarily changed, and the service life thereof can be increased. It can be extended significantly.

【００３２】更に従来技術では、発光性が優れている
が、被膜性や膜強度が不十分な材料は実質上使用できな
かったが、本発明においてはこのような成膜性や膜強度
が劣るが、発光性に優れた材料でも、いずれか一方の層
に成膜性に優れた材料を使用することによって、発光
性、成膜性および膜強度のいずれもが優れた発光層とす
ることができる。以上の本発明のＥＬ素子は、その発光
層に好適な電界等の電気エネルギーが作用するように、
電極層間に、交流またはパルスあるいは直流電流等の電
気エネルギーを印加することにより、優れたＥＬ発光を
示すものである。Further, in the prior art, a material having excellent light-emitting properties, but having insufficient film-forming properties and film strength could not be practically used, but in the present invention, such film-forming properties and film strength are inferior. However, even with a material having excellent light emitting properties, by using a material having excellent film forming properties for one of the layers, a light emitting layer having excellent light emitting properties, film forming properties and film strength can be obtained. it can. The above-described EL device of the present invention is designed so that electric energy such as a suitable electric field acts on the light-emitting layer.
By applying electric energy such as AC or pulse or DC current between the electrode layers, excellent EL emission is exhibited.

【００３３】[0033]

【実施例】次に製造例および実施例を挙げて本発明を更
に具体的に説明する。なお、文中部とあるのは重量基準
である。 製造例１ ５０ｍｍ角のガラス板の表面上にスパッタリング法によ
り膜厚１５００ÅのＩＴＯ層を蒸着して、透明電極を形
成した。この成膜基板を十分洗浄後、Joyce-Loebel社製
のLangmuir-Trough ４の４×１０^-4ＭのCdCl₂ を含み、
ｐＨ６．５に調整された水相中に浸漬した。Next, the present invention will be described more specifically with reference to Production Examples and Examples. It should be noted that the parts in the text are based on weight. Production Example 1 An ITO layer having a thickness of 1500 ° was deposited on a surface of a 50 mm square glass plate by a sputtering method to form a transparent electrode. After sufficiently washing this film-forming substrate, it contains 4 × 10 ⁻⁴ M CdCl ₂ of Langmuir-Trough 4 manufactured by Joyce-Loebel,
It was immersed in an aqueous phase adjusted to pH 6.5.

【００３６】 [0036]

【００３４】次に、上記化合物（Ａ）を、クロロホルム
に溶かした（１０^-3 ｍｏｌ／リットル）後、上記水相
上に展開させた。溶媒のクロロホルムを蒸発除去後、表
面圧を高めて（３０ｄｙｎｅ／ｃｍ）、上記色素分子を
膜状に析出させた。その後、表面圧を一定に保ちなが
ら、該成膜基板を、水面を横切る方向に静かに上下させ
（上下速度２ｃｍ／ｍｉｎ）、色素単分子膜を基板上に
移し取り、単分子膜のみ、５、１０および１５層に累積
した単分子累積膜を作成した。この累積工程において、
該基板を水相から引上げる都度、３０分間以上放置して
基板に付着している水分を蒸発除去した。Next, the above compound (A) was dissolved in chloroform (10 ⁻³ mol / l) and then developed on the aqueous phase. After the solvent chloroform was removed by evaporation, the surface pressure was increased (30 dyne / cm) to deposit the dye molecules into a film. Thereafter, while keeping the surface pressure constant, the film-forming substrate is gently moved up and down in a direction crossing the water surface (vertical speed 2 cm / min), and the dye monolayer is transferred onto the substrate. A monomolecular accumulation film accumulated in 10 and 15 layers was prepared. In this accumulation process,
Each time the substrate was pulled out of the aqueous phase, it was left for 30 minutes or longer to evaporate and remove the moisture adhering to the substrate.

【００３５】次に、該水相表面に残った上記単分子膜を
完全の取り除き、新たにクロロホルムに溶解したピレン
誘導体 を該水相上に展開した。上記と同じ方法により、すでに
作成された単分子膜および単分子累積膜表面上に新しい
機能性単分子膜のみ、単分子膜を５、１０および１５層
積層した累積膜を形成した。上記の用に形成された薄膜
を有する基板を蒸着槽に入れて、該槽を一度１０^-6Ｔｏ
ｒｒの真空度まで減圧した後、真空度を１０^{-5 o}Ｔｏｒ
ｒに調整して蒸着速度２０Å／ｓｅｃで、１５００Åの
膜厚でＡｌを該薄膜上に蒸着して背面電極とした。作成
されたＥＬ素子を図３に例示したように、シールガラス
でシールした後、従来方法に従って、精製および脱気、
脱水されたシリコンオイルをシール中に注入して、本発
明の４個のＥＬ発光セルを形成した。Next, the monomolecular film remaining on the surface of the aqueous phase was completely removed, and the pyrene derivative newly dissolved in chloroform was removed. Was developed on the aqueous phase. By the same method as above, a cumulative film was formed by laminating 5, 10 and 15 monomolecular films only on the surfaces of the already prepared monomolecular films and monomolecular cumulative films. The substrate having the thin film formed as described above is placed in a vapor deposition tank, and the tank is once cooled to 10 ^-6 To.
After reducing the pressure to a vacuum of rr, the vacuum was reduced to 10 ^{-5 o}
The temperature was adjusted to r, and at a deposition rate of 20 ° / sec, Al was deposited on the thin film at a thickness of 1500 ° to form a back electrode. After sealing the prepared EL device with a sealing glass as illustrated in FIG. 3, purifying and degassing are performed according to a conventional method.
The dehydrated silicone oil was injected into the seal to form four EL cells of the present invention.

【００３６】実施例１ 上記のそれぞれのＥＬ発光セルに１０Ｖ、４００Ｈｚの
交流電圧を印加したところ、該色素特有の色を有するＥ
Ｌ発光を得た。評価結果を表１に示す。上記の本発明の
ＥＬ素子は、従来例のＺｎＳを発光母体としたＥＬ素子
と比較し、駆動電圧が低く、発光輝度特性の良いＥＬ素
子であった。Example 1 When an AC voltage of 10 V and 400 Hz was applied to each of the above EL light emitting cells, an EL having a color unique to the dye was obtained.
L emission was obtained. Table 1 shows the evaluation results. The EL element of the present invention described above has a lower driving voltage and a better emission luminance characteristic than the EL element of the related art using ZnS as a light emitting base.

【００３７】製造例２ 製造例１と同様なプロセスにより、 を、それぞれ単分子膜とする純粋ヘテロ累積膜を作成
し、発光層とした本発明のＥＬ素子を作成した。Production Example 2 By the same process as in Production Example 1, Was prepared as a monomolecular film, and the EL device of the present invention was formed as a light emitting layer.

【００３８】実施例２ 上記のそれぞれのＥＬ発光セルに１０Ｖ、４００Ｈｚの
交流電圧を印加したところ、該色素特有の色を有するＥ
Ｌ発光を得た。評価結果を表１に示す。 比較例１ 製造例１において、発光性化合物として化合物Ｂのみを
使用し、且つ単一層としたことを除いて、他は製造例１
と同様にして比較用のＥＬ素子を得、且つ実施例１と同
様に評価した。評価結果を表１に示す。Example 2 When an AC voltage of 10 V and 400 Hz was applied to each of the above EL light emitting cells, an EL having a color unique to the dye was obtained.
L emission was obtained. Table 1 shows the evaluation results. Comparative Example 1 Production Example 1 was the same as Production Example 1 except that only compound B was used as the light-emitting compound and that a single layer was used.
An EL device for comparison was obtained in the same manner as in Example 1, and evaluated in the same manner as in Example 1. Table 1 shows the evaluation results.

【００３９】比較例２ 製造例２において、発光性化合物として化合物Ｄのみを
使用し、且つ単一層としたことを除いて、他は製造例２
と同様にして比較用のＥＬ素子を得、且つ実施例２と同
様に評価した。評価結果を表１に示す。Comparative Example 2 The procedure of Preparation Example 2 was repeated except that only the compound D was used as the luminescent compound and that the compound was a single layer.
An EL element for comparison was obtained in the same manner as in Example 2 and evaluated in the same manner as in Example 2. Table 1 shows the evaluation results.

【００４０】表１ Table 1

【００４１】製造例２ 製造例１における化合物ＡおよびＢに代えて、下記化合
物ＥおよびＥを使用し、 他は製造例１と同様にして本発明のＥＬ素子（但し、各
々累積数は１０）を得た。Preparation Example 2 The following compounds E and E were used in place of compounds A and B in Preparation Example 1, Otherwise in the same manner as in Production Example 1, an EL device of the present invention (provided that the cumulative number was 10) was obtained.

【００４２】実施例３ 上記のそれぞれのＥＬ発光セルについて、実施例１と同
一条件で評価したところ、電流密度０．０９ｍＡ／ｃｍ
² で、輝度（Ｆｔ−Ｌ）は１８であった。Example 3 The above EL light emitting cells were evaluated under the same conditions as in Example 1 to find that the current density was 0.09 mA / cm.
^{In 2} , the luminance (Ft-L) was 18.

【００４３】[0043]

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

【図１】従来技術のＬＢ法によるＥＬ素子を図解的に示
す図。FIG. 1 is a view schematically showing an EL element formed by a conventional LB method.

【図２】本発明で使用するＥＬ素子を図解的に示す図。FIG. 2 is a diagram schematically showing an EL element used in the present invention.

【図３】本発明で使用するＥＬ素子の断面を図解的に示
す図。FIG. 3 is a diagram schematically showing a cross section of an EL element used in the present invention.

【符合の説明】[Description of sign]

１：透明電極 ２：発光層 ３：背面電極 ４：発光性化合物 ５：発光性化合物 ６：シールガラス ７：シリコン絶縁油 ８：ガラス板 1: transparent electrode 2: light-emitting layer 3: back electrode 4: light-emitting compound 5: light-emitting compound 6: seal glass 7: silicon insulating oil 8: glass plate

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−241273（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−51781（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−35587（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−176381（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−263145（ＪＰ，Ａ) 特公 平４−46313（ＪＰ，Ｂ２) 特公 平４−46314（ＪＰ，Ｂ２) 特公 平４−46315（ＪＰ，Ｂ２) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-60-241273 (JP, A) JP-A-57-51781 (JP, A) JP-A-52-35587 (JP, A) JP-A-7-517 176381 (JP, A) JP-A-7-263145 (JP, A) JP 4-46313 (JP, B2) JP 4-46314 (JP, B2) JP 4-46315 (JP, B2)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】 ２層構造の発光層と、該発光層を挟持す
る少なくとも１層が透明である２層の電極層からなるＥ
Ｌ素子の駆動方法において、第１の発光層が、第２の発
光層に対して相対的に電子受容性の少なくとも１種の電
気的発光性有機化合物からなる単分子膜またはその累積
膜からなり、第２の発光層が、第１の発光層に対して相
対的に電子供与性の少なくとも１種の電気的発光性有機
化合物からなる単分子膜またはその累積膜からなり、前
記２層の電極層間に、１０Ｖ以下の電圧を印加し、前記
発光層を発光させることを特徴とするＥＬ素子の駆動方
法。1. An E layer comprising a light emitting layer having a two-layer structure and two electrode layers in which at least one layer sandwiching the light emitting layer is transparent.
In the method for driving an L element, the first light emitting layer is a monomolecular film made of at least one kind of electroluminescent organic compound having an electron accepting property relative to the second light emitting layer or a cumulative film thereof. The second light-emitting layer is composed of a monomolecular film of at least one kind of electroluminescent organic compound having an electron donating property relatively to the first light-emitting layer or a cumulative film thereof; A method for driving an EL element, wherein a voltage of 10 V or less is applied between layers to cause the light emitting layer to emit light.