JPH05198380A - 有機エレクトロルミネッセンス素子 - Google Patents
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Abstract
い有機エレクトロルミネッセンス素子(EL素子)を提
供する。 【構成】 基板上に順に積層された、陽極と、有機正孔
輸送層と、有機発光層と、インジウム及びリチウムから
なりかつ発光層との界面に接する合金領域を有する陰極
とからなる有機EL素子において、陰極と有機層(発光
層又は電子輸送層)との界面からの所定膜厚(0Å以上
10000Å以下)の合金領域内に含まれるLiの濃度
を0.01wt%以上0.1wt%以下という微小な量に制御す
る。
Description
子(以下、有機EL素子と称する)に関する。
陰極である金属電極1と陽極である透明電極2との間に
有機化合物からなり互いに積層された発光層としての有
機蛍光体薄膜3と有機正孔輸送層4とが配された2層構
造のものがある。ここで、有機正孔輸送層4は陽極から
正孔を注入され易くする機能と電子をブロックする機能
とを有している。透明電極2の外側にはガラス基板6が
配されており、金属電極1から注入された電子と透明電
極2から注入された正孔との再結合によって励起子が生
じ、この励起子が放射失活する過程で光を放ち、この光
が透明電極2及びガラス基板6を介して外部に放出され
る。
は、電子注入に有効な材料なので陰極の金属電極1とし
て3エレクトロンボルト以下の仕事関数の低い金属材料
(低仕事関数金属という)を用いることが望ましい。し
かし、この低仕事関数金属の陰極はその成膜の容易性、
安定性等に問題が有るので、3エレクトロンボルトを越
える高い仕事関数を有する金属材料(高仕事関数金属と
いう)が、現状としてアルミニウム、マグネシウムやマ
グネシウムインジウム合金、マグネシウムアルミニウム
合金、マグネシウム銀合金等の単独材料または共蒸着さ
れた合金材料が、陰極に用いられている(特開昭第63
−295695号公報参照)。
機EL素子においては、その環境安定性及び成膜性も十
分とはいえず、例えば、アルミニウムマグネシウム合金
からなる陰極を有する有機EL素子においては、特に発
光する発光エリア(1ドット:2×2mm)内に非発光部
(以下、黒点という)が発生し時間と共に成長するという
問題がある。また、従来の合金陰極の材料によっては、
低駆動電圧で輝度を高くすることは難しく、高発光効率
で高輝度な有機EL素子が得られていない。
くかつ環境安定性の高い有機EL素子を提供することで
ある。
積層された、陽極と、有機化合物からなる正孔輸送層
と、有機化合物からなる発光層と、陰極とからなる有機
エレクトロルミネッセンス素子であって、前記陰極はイ
ンジウム(In)及びリチウム(Li)からなりかつ前記発
光層及び前記陰極の界面に接する合金領域を有し、前記
合金領域は前記インジウムの100重量部に対して前記
リチウムの濃度を0.01重量部以上0.1重量部以下
の重量比で含むことを特徴とする。
度で低電圧駆動の有機EL素子が得られる。
細に説明する。図2に示すように本実施例による有機E
L素子は、In-Li合金領域Aを有する陰極電極1
と、インジウムスズ酸化物(ITO)からなる陽極透明電
極2と、これらの間に互いに積層された例えばトリス
(8−キノリノール)アルミニウム(Alq3)からなる有
機蛍光体薄膜3及び例えばN,N´−ジフェニル−N,
N´−ビス(3メチルフェニル)−1,1´−ビフェニ
ル−4,4´−ジアミン(TPD)からなる有機正孔輸送
層4と、をガラス基板6上に積層して構成される。特
に、陰極1のIn-Li合金領域Aは発光層3及び陰極
1の界面に接するように形成されている。このように、
本実施例によるEL素子は陰極合金領域材料としてIn
-Li合金を用いている。
に関して、陰極膜と有機層との界面から陰極膜の厚さ0
Å以上10000Å以下の合金領域A範囲内に含まれるLi
の濃度を0.01wt%以上0.1wt%以下という非常に微小な
量に制御する。なお、Liの濃度をこの合金領域A内に
収めるためには、共蒸着法ではなく、あらかじめ適当な
組成比でAl-Liの合金母材を作っておき、これを一
源の抵抗加熱蒸着あるいは電子ビーム法にて形成するこ
とが望ましい。
特性が得られ、特に黒点の発生成長を著しく抑制する高
い環境安定性及び良好な成膜性が得られ、素子作成の安
定性が増し(即ち、ばらつきのない安定した素子が得ら
れる)、連続発光試験による輝度の減衰率が小さくな
る、等の利点を生じる。更に、合金陰極膜の作製をIn
とLiを別々の蒸発源から同時に飛ばす共蒸着ではな
く、あらかじめ適当な組成比でIn-Li合金母材を作
っておき、これを蒸着材料とすれば、膜作製時の制御が
容易になり、安定した素子を供給し易い、材料の保管、
蒸着ボートへの供給が容易になるという利点もある。ま
た、In-Li陰極膜中のLi濃度について、膜厚方向
への濃度勾配をつけることが容易にできる。例えば、L
i濃度を陰極膜と有機EL層との界面へ向けて漸次高く
する又は低くすることができる。これによって一つの蒸
着源からIn-Li陰極膜の作成-保護膜の作成を連続し
て行なうことも可能となる。
製造した。なお、In-Li合金領域電極1を9000Å(即
ち、In-Li合金領域のみからなる陰極電極1)、Alq3
薄膜3を550Å、及びTPD層4を700Åの膜厚にてそれぞ
れ積層した。表1に、この時のIn-Li陰極膜中のL
i濃度を0.025wt%,0.032wt%,0.067wt%,及び0.12w
t%にした時並びに純In陰極にした時の300cd/m2発生
時の効率を示す。
のLi濃度0wt%(純Al),0.004wt%,0.00
8wt%,0.017wt%,0.025wt%,0.032wt
%,0.067wt%,及び0.12wt%に対応する300
cd/m2発光時の発光効率をプロットしたグラフを示
す。
以上0.1wt%以下の時に最大の発光効率が得られると共
に、この範囲内で陰極を形成すればEL素子の特性上非
常にばらつきの小さい安定した素子が得られることがわ
かる。
i陰極のLi濃度を0.01wt%以上0.1wt%以下の範囲,
0.008wt%,0.12wt%にした時及び純In陰極の時の輝
度(cd/m2)に対する発光効率(lm/W)をグラフに示す。図
から明らかなように、これら実施例の電極の合金領域内
のLi濃度が0.01wt%以上0.1wt%以下の範囲内である
有機EL素子においては、高い発光効率が得られた。
験による輝度減衰率を調べた結果を、EL素子のIn-
Li陰極のLi濃度を0.017wt%,0.025wt%,及び0.10
wt%にした時における、それぞれの輝度の経時変化によ
り劣化する割合(輝度割合)をグラフとして示す。図から
明らかなように、これら実施例の電極の合金領域内のL
i濃度が0.01wt%以上0.1wt%以下の範囲内にある有機
EL素子においては、経時変化による輝度劣化が少なく
長寿命化されたことがわかる。
安定性及び成膜性をEL素子の発光エリア観察試験によ
り調べた結果を示す。図6(a)に、本実施例のEL素
子の作製直後の発光部(ドット内)の状態の拡大写真を
示す。図6(b)に、本実施例のEL素子の700時間後
の発光部の状態の拡大写真を示す。また、図7に、比較
用としてMg-Al合金陰極からなるEL素子を作製し
た作製直後(図7(a))及び600時間後(図7
(b))の発光ドット内の状態を撮影した拡大写真を示
す。いずれのEL素子も真空デシケータ保存された状態
で観察、撮影された。
材料にMg-Alを用いた素子は時間の経過と共に、黒
点が拡大成長しているのに対し、陰極材料にIn-Li
を用いた本実施例は全く黒点の発生が見られない。図8
の他の実施例に示すように、陰極1上に保護電極17が
積層することも好ましい。保護電極17はアルミニウム
またはマグネシウムから形成されることが好ましい。保
護電極17の存在によって、陰極1を安定化せしめるの
に加えて、陰極及び保護電極全体のシート抵抗を減少さ
せる効果がある。
めに、素子の周囲を密閉してアルゴン、窒素等の不活性
ガスを封止して行うか、または、大気をともに封止する
場合は素子の近傍に素子から遮断して五酸化二燐を存在
させて封入すると好ましい。なお、上記した本発明の実
施例においては、2層構造の有機EL素子について説明
したが、本発明はこれに限らない。本発明は、有機層と
して有機蛍光体薄膜及び有機正孔輸送層の他に、合金陰
極から電子を注入させ易くするために有機蛍光体薄膜及
び陰極間に有機電子輸送層を備えた3層構造のものにも
適用することができる。
順に積層された、陽極と、有機正孔輸送層と、有機発光
層と、インジウム及びリチウムからなりかつ発光層との
界面に接する合金領域を有する陰極とからなる有機EL
素子において、陰極と有機層(発光層又は電子輸送層)
との界面からの所定膜厚(0Å以上10000Å以下)
の合金領域内に含まれるLiの濃度を0.01wt%以上0.1w
t%以下という微小な量に制御するので、発光効率を高
くすることができ、環境安定性の高い高輝度で低電圧駆
動の有機EL素子が得られる。
図である。
特性を示すグラフである。
フである。
フである。
び700時間後(図6(b))の発光部(ドット内)の拡
大平面写真を示す図である。
び600時間後(図7(b))の発光部(ドット内)の拡
大平面写真を示す図である。
構造図である。
積層された、陽極と、有機化合物からなる正孔輸送層
と、有機化合物からなる発光層と、陰極とからなる有機
エレクトロルミネッセンス素子であって、前記陰極はイ
ンジウム(In)及びリチウム(Li)からなりかつ前記発
光層及び前記陰極の界面に接する合金領域を有し、前記
合金領域は前記インジウムの100重量部に対して前記
リチウムの濃度を0.005〜0.11重量部好ましく
は0.01重量部以上0.1重量部以下の重量比で含む
ことを特徴とする。
に関して、陰極膜と有機層との界面から陰極膜の厚さ0
Åを越え10000Å以下の合金領域A範囲内に含まれるL
iの濃度を0.005wt%以上0.11wt%以下という非常に微
小な量に制御する。なお、Liの濃度をこの合金領域A
内に収めるためには、共蒸着法ではなく、あらかじめ適
当な組成比でAl-Liの合金母材を作っておき、これ
を一源の抵抗加熱蒸着あるいは電子ビーム法にて形成す
ることが望ましい。
光効率が1.5(lm/W)以上と高い効率が得られるのは、L
i濃度が0.005〜0.11wt%好ましくは0.01wt%以上0.1wt
%以下の範囲であって、その中で最大の発光効率が得ら
れると共に、この範囲内で陰極を形成すればEL素子の
特性上非常にばらつきの小さい安定した素子が得られる
ことがわかる。
順に積層された、陽極と、有機正孔輸送層と、有機発光
層と、インジウム及びリチウムからなりかつ発光層との
界面に接する合金領域を有する陰極とからなる有機EL
素子において、陰極と有機層(発光層又は電子輸送層)
との界面からの所定膜厚(0Åを越え10000Å以
下)の合金領域内に含まれるLiの濃度を0.005wt%以
上0.11wt%以下という微小な量に制御するので、発光効
率を高くすることができ、環境安定性の高い高輝度で低
電圧駆動の有機EL素子が得られる。
Claims (2)
- 【請求項1】 基板上に順に積層された、陽極と、有機
化合物からなる正孔輸送層と、有機化合物からなる発光
層と、陰極とからなる有機エレクトロルミネッセンス素
子であって、前記陰極はインジウム及びリチウムからな
りかつ前記発光層及び前記陰極の界面に接する合金領域
を有し、前記合金領域は前記インジウムの100重量部
に対して前記リチウムの濃度を0.01重量部以上0.
1重量部以下の重量比で含むことを特徴とする有機エレ
クトロルミネッセンス素子。 - 【請求項2】 前記合金領域は、前記発光層及び前記陰
極の界面から0Å以上10000Å以下の厚さ範囲に存
在することを特徴とする請求項1記載の有機エレクトロ
ルミネッセンス素子。
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JPH05198380A true JPH05198380A (ja) | 1993-08-06 |
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JP (1) | JP3226581B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07288185A (ja) * | 1994-04-20 | 1995-10-31 | Dainippon Printing Co Ltd | 有機薄膜el素子 |
US7442447B2 (en) | 2003-01-17 | 2008-10-28 | The Regents Of The University Of California | Binaphthol based chromophores for the fabrication of blue organic light emitting diodes |
-
1992
- 1992-01-17 JP JP00682392A patent/JP3226581B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPH07288185A (ja) * | 1994-04-20 | 1995-10-31 | Dainippon Printing Co Ltd | 有機薄膜el素子 |
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Publication number | Publication date |
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JP3226581B2 (ja) | 2001-11-05 |
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