JPH06267301A - 有機ホトルミネッセンス素子 - Google Patents
有機ホトルミネッセンス素子Info
- Publication number
- JPH06267301A JPH06267301A JP5385393A JP5385393A JPH06267301A JP H06267301 A JPH06267301 A JP H06267301A JP 5385393 A JP5385393 A JP 5385393A JP 5385393 A JP5385393 A JP 5385393A JP H06267301 A JPH06267301 A JP H06267301A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light emitting
- emitting layer
- organic
- ultraviolet rays
- glass substrate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
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- Led Devices (AREA)
- Luminescent Compositions (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】ＥＬ素子の欠点であるジュール熱による発光層
の劣化を回避するために、有機色素をドープした発光層
に通電することなく、所望の発光を得ることができる有
機ホトルミネッセンス素子を提供すること。 【構成】紫外線に対して透明な基板と、該基板の表面に
設けられた発光性有機材料層と、前記基板の裏面に設け
られた可視光よりも光子エネルギーの大きい電磁波を放
射する固体素子とを具備したことを特徴とする有機ホト
ルミネッセンス素子。
の劣化を回避するために、有機色素をドープした発光層
に通電することなく、所望の発光を得ることができる有
機ホトルミネッセンス素子を提供すること。 【構成】紫外線に対して透明な基板と、該基板の表面に
設けられた発光性有機材料層と、前記基板の裏面に設け
られた可視光よりも光子エネルギーの大きい電磁波を放
射する固体素子とを具備したことを特徴とする有機ホト
ルミネッセンス素子。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、有機エレクトロルミネ
ッセンス素子（以下、有機ＥＬ素子という）の改良に関
し、より具体的には、通電しなくても所望の発光を得る
ことができるホトルミネッセンス素子に関する。
ッセンス素子（以下、有機ＥＬ素子という）の改良に関
し、より具体的には、通電しなくても所望の発光を得る
ことができるホトルミネッセンス素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】有機ＥＬ素子は、薄型、面発光かつ低電
力駆動という優れた特徴を有しており、また添加する色
素を変えることによって、発光波長を可視領域で変化さ
せることができる。このため、特にフルカラーのフラッ
トパネルディスプレイを実現できる可能性をもった素子
として注目され、活発な研究が行われている。
力駆動という優れた特徴を有しており、また添加する色
素を変えることによって、発光波長を可視領域で変化さ
せることができる。このため、特にフルカラーのフラッ
トパネルディスプレイを実現できる可能性をもった素子
として注目され、活発な研究が行われている。
【０００３】図５は、従来の低電流注入型有機ＥＬ素子
の構造を示している（脇本健夫：日本学術新興会、光電
相互変換第１２５委員会、第８回ＥＬ分科会資料(1992)
26）。図示のように、この素子では、ガラス基板１上に
ＩＴＯ（酸化インジウム錫）からなる透明電極２、ＴＰ
Ｄ（テトラフェニルジアミン誘電体）からなる正孔輸送
層３、有機色素（キナクリドン誘導体）を添加したＡＬ
Ｑ3 （アルミニウム錯体）からなる発光層４およびＭｇ
- Ａｇ背面電極５を、真空蒸着法により順次積層した構
造が採用されている。
の構造を示している（脇本健夫：日本学術新興会、光電
相互変換第１２５委員会、第８回ＥＬ分科会資料(1992)
26）。図示のように、この素子では、ガラス基板１上に
ＩＴＯ（酸化インジウム錫）からなる透明電極２、ＴＰ
Ｄ（テトラフェニルジアミン誘電体）からなる正孔輸送
層３、有機色素（キナクリドン誘導体）を添加したＡＬ
Ｑ3 （アルミニウム錯体）からなる発光層４およびＭｇ
- Ａｇ背面電極５を、真空蒸着法により順次積層した構
造が採用されている。
【０００４】上記のような素子に、100 mA／cm2 （素子
間電圧：数Ｖ）程度の電流を注入すると、波長 540nm
（緑）、104 cd／ｍ2 程度の発光を得ることができる。
また、発光層４に添加する誘起色素の種類を変えること
によって、発光波長を変化させることができる。
間電圧：数Ｖ）程度の電流を注入すると、波長 540nm
（緑）、104 cd／ｍ2 程度の発光を得ることができる。
また、発光層４に添加する誘起色素の種類を変えること
によって、発光波長を変化させることができる。
【０００５】一方、特開平 1-312873 号には、一方が透
明である一対の電極間に、有機蛍光体薄膜層と、正孔伝
導性を示す無機半導体層とを設けた有機ＥＬ素子が開示
されている。そして、この有機ＥＬ素子の電極間に直流
電圧を印加することにより、緑色発光を得ることが記載
されている。
明である一対の電極間に、有機蛍光体薄膜層と、正孔伝
導性を示す無機半導体層とを設けた有機ＥＬ素子が開示
されている。そして、この有機ＥＬ素子の電極間に直流
電圧を印加することにより、緑色発光を得ることが記載
されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の有機ＥＬ素
子において発光を得るためには、有機色素がドープされ
た発光層中に電子または正孔を注入するために通電しな
ければならない。しかし、このように電流を流すとジュ
ール熱により温度が上昇し、数１０℃に加熱されると有
機色素は変質（溶解）してしまう。従って、有機ＥＬ素
子の寿命は、一般にＺｎＳ等を用いた無機ＥＬ素子より
も短いという欠点がある。
子において発光を得るためには、有機色素がドープされ
た発光層中に電子または正孔を注入するために通電しな
ければならない。しかし、このように電流を流すとジュ
ール熱により温度が上昇し、数１０℃に加熱されると有
機色素は変質（溶解）してしまう。従って、有機ＥＬ素
子の寿命は、一般にＺｎＳ等を用いた無機ＥＬ素子より
も短いという欠点がある。
【０００７】上記のように、有機ＥＬ素子は、添加する
色素を変えることによって発光波長を可視領域で変化さ
せ得るためカラーディスプレイ等への応用が期待されて
いるが、通電による発熱に弱い欠点があり、この欠点が
有機ＥＬ素子の実用化を困難にしている。
色素を変えることによって発光波長を可視領域で変化さ
せ得るためカラーディスプレイ等への応用が期待されて
いるが、通電による発熱に弱い欠点があり、この欠点が
有機ＥＬ素子の実用化を困難にしている。
【０００８】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
で、その課題は、有機色素をドープした発光層に通電す
ることなく、所望の発光を得ることができる有機ホトル
ミネッセンス素子を提供することである。
で、その課題は、有機色素をドープした発光層に通電す
ることなく、所望の発光を得ることができる有機ホトル
ミネッセンス素子を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段および作用】上記課題を達
成するために、本発明では、有機色素をドープした発光
層から所望の発光を得るために、エレクトロルミネッセ
ンス（ＥＬ）ではなく、ホトルミネッセンス（ＰＬ）を
利用することとした。即ち、本発明においては、従来の
ＥＬ素子のように電荷（正孔または電子）を注入するの
ではなく、可視光よりも光子エネルギーの大きい電磁波
（例えば紫外線、Ｘ線、β線またはγ線等）を照射して
発光物質を励起し、発光させることとした。
成するために、本発明では、有機色素をドープした発光
層から所望の発光を得るために、エレクトロルミネッセ
ンス（ＥＬ）ではなく、ホトルミネッセンス（ＰＬ）を
利用することとした。即ち、本発明においては、従来の
ＥＬ素子のように電荷（正孔または電子）を注入するの
ではなく、可視光よりも光子エネルギーの大きい電磁波
（例えば紫外線、Ｘ線、β線またはγ線等）を照射して
発光物質を励起し、発光させることとした。
【００１０】従って、本発明による有機ＰＬ素子は、紫
外線に対して透明な基板と、該基板の表面に設けられた
発光性有機材料層と、前記基板の裏面に設けられた可視
光よりも光子エネルギーの大きい電磁波を放射する固体
素子とを具備したことを特徴とするものである。
外線に対して透明な基板と、該基板の表面に設けられた
発光性有機材料層と、前記基板の裏面に設けられた可視
光よりも光子エネルギーの大きい電磁波を放射する固体
素子とを具備したことを特徴とするものである。
【００１１】図１は、本発明の上記原理を実現するため
のＰＬ素子構造の一例を概念的に示している。同図にお
いて、１１は紫外線に対して透明な材料からなる基板で
ある。該基板１１の表面には、有機色素を添加したＰＬ
発光膜１２が形成されている。また、基板１１の裏面に
は、紫外線を発生する固体発光素子１３が形成されてい
る。
のＰＬ素子構造の一例を概念的に示している。同図にお
いて、１１は紫外線に対して透明な材料からなる基板で
ある。該基板１１の表面には、有機色素を添加したＰＬ
発光膜１２が形成されている。また、基板１１の裏面に
は、紫外線を発生する固体発光素子１３が形成されてい
る。
【００１２】かかる素子構造において、固体発光素子１
３から放射された紫外線は、透明基板１１を透過してＰ
Ｌ発光膜１２に照射され、該ＰＬ発光膜を励起する。励
起されたＰＬ発光膜１２は、ドープされている有機色素
に対応した波長の可視光を放出する。
３から放射された紫外線は、透明基板１１を透過してＰ
Ｌ発光膜１２に照射され、該ＰＬ発光膜を励起する。励
起されたＰＬ発光膜１２は、ドープされている有機色素
に対応した波長の可視光を放出する。
【００１３】こうして、本発明の有機ＰＬ素子によれ
ば、有機色素をドープしたＰＬ発光膜に通電することな
く、所望の発光を得ることができる。従って、通電によ
るジュール熱の発生と、これによる有機色素の変質が回
避され、寿命の長い有機発光素子を得ることができる。
ば、有機色素をドープしたＰＬ発光膜に通電することな
く、所望の発光を得ることができる。従って、通電によ
るジュール熱の発生と、これによる有機色素の変質が回
避され、寿命の長い有機発光素子を得ることができる。
【００１４】なお、図１の概念図では、固体発光素子１
３として紫外線発光素子を用いたが、可能な場合には、
Ｘ線、β線、γ線等の放射線を放出する素子を用いても
よい。例えば、β線またはγ線を放出する放射能物質を
封入した素子を用いることが可能である。
３として紫外線発光素子を用いたが、可能な場合には、
Ｘ線、β線、γ線等の放射線を放出する素子を用いても
よい。例えば、β線またはγ線を放出する放射能物質を
封入した素子を用いることが可能である。
【００１５】
＜第１実施例＞
【００１６】図２は、ＺｎＯ紫外線発光素子を用いた、
本発明の一実施例になる緑色ＰＬ素子を示している。同
図において、２１は透明なガラス基板である。該ガラス
基板２１の表面には、真空蒸着法を用いて、有機色素と
してキナクリドン誘導体を添加したＡＬＱ3 物質からな
るＰＬ発光層２２が形成されている。また、ガラス基板
２１の裏面には、ＩＴＯ透明電極２３、ＺｎＯ（酸化亜
鉛）膜２４及びＩｎ背面電極２５が、真空蒸着法により
順次積層されている。
本発明の一実施例になる緑色ＰＬ素子を示している。同
図において、２１は透明なガラス基板である。該ガラス
基板２１の表面には、真空蒸着法を用いて、有機色素と
してキナクリドン誘導体を添加したＡＬＱ3 物質からな
るＰＬ発光層２２が形成されている。また、ガラス基板
２１の裏面には、ＩＴＯ透明電極２３、ＺｎＯ（酸化亜
鉛）膜２４及びＩｎ背面電極２５が、真空蒸着法により
順次積層されている。
【００１７】上記の有機ＰＬ素子においては、ＩＴＯ電
極２３とＺｎＯ膜２４との界面にショットキー接合（障
壁）が存在する。該接合に順方向バイアスを印加する
と、接合付近のＺｎＯ側に伸びた空乏層中で紫外線（38
0nm ）が発生する。この紫外線はガラス基板２１を透過
してＰＬ発光層２２を励起するため、ＰＬ発光層２２か
ら緑色（540nm ）の可視光が放射される。このように、
紫外線でＰＬ発光層２２を励起しているので、従来のＥ
Ｌ素子のようなジュール熱による劣化が回避され、より
長い寿命を得ることができる。
極２３とＺｎＯ膜２４との界面にショットキー接合（障
壁）が存在する。該接合に順方向バイアスを印加する
と、接合付近のＺｎＯ側に伸びた空乏層中で紫外線（38
0nm ）が発生する。この紫外線はガラス基板２１を透過
してＰＬ発光層２２を励起するため、ＰＬ発光層２２か
ら緑色（540nm ）の可視光が放射される。このように、
紫外線でＰＬ発光層２２を励起しているので、従来のＥ
Ｌ素子のようなジュール熱による劣化が回避され、より
長い寿命を得ることができる。
【００１８】なお、上記実施例においては、ショットキ
ー接合構造を有するＺｎＯ紫外線発光素子をもちいて有
機ＰＬ素子を実現したが、例えばｐｎ接合やＭＯＳ接合
などの構造を有する固体紫外線発光素子を用いても、同
様にして緑色発光の有機ＰＬ素子を実現することができ
る。また、ＰＬ発光層２２にドープする有機色素の種類
を変えることによって、緑色以外の発光を得ることも可
能である。更に、紫外線発光素子に印加する電圧或いは
電流量を制御するようにすれば、ＰＬ発光層２２からの
発光量を制御することも可能である。 ＜第２実施例＞
ー接合構造を有するＺｎＯ紫外線発光素子をもちいて有
機ＰＬ素子を実現したが、例えばｐｎ接合やＭＯＳ接合
などの構造を有する固体紫外線発光素子を用いても、同
様にして緑色発光の有機ＰＬ素子を実現することができ
る。また、ＰＬ発光層２２にドープする有機色素の種類
を変えることによって、緑色以外の発光を得ることも可
能である。更に、紫外線発光素子に印加する電圧或いは
電流量を制御するようにすれば、ＰＬ発光層２２からの
発光量を制御することも可能である。 ＜第２実施例＞
【００１９】図３は、本発明のＰＬ発光素子を用いたフ
ルカラーディスプレイ装置の構造を示している。同図に
おいて、３１は透明なガラス基板である。ガラス基板３
１の表面には、青色ＰＬ発光層（アセトラン）３２、緑
色ＰＬ発光層（ＡＬＱ3 ）３３および赤色ＰＬ発光層
（ジシアノメチレンピラン誘導体）３４が、マトリック
ス状に配置して形成されている。一方、基板３１の裏面
には、夫々のＰＬ発光層３２〜３４に対応する位置に、
紫外線発光素子３５，３６，３７が形成されている。
ルカラーディスプレイ装置の構造を示している。同図に
おいて、３１は透明なガラス基板である。ガラス基板３
１の表面には、青色ＰＬ発光層（アセトラン）３２、緑
色ＰＬ発光層（ＡＬＱ3 ）３３および赤色ＰＬ発光層
（ジシアノメチレンピラン誘導体）３４が、マトリック
ス状に配置して形成されている。一方、基板３１の裏面
には、夫々のＰＬ発光層３２〜３４に対応する位置に、
紫外線発光素子３５，３６，３７が形成されている。
【００２０】上記実施例のカラーディスプレイ装置で
は、紫外線発光素子３５〜３６を選択し且つその紫外線
発光量を制御することにより、任意の位置において、
青、緑および／または赤の発光を選択的に得ることがで
き、従ってフルカラーでの表示が可能となる。この実施
例においても、各ＰＬ発光層３２〜３４は何れも熱によ
る劣化が回避されるから、従来のＥＬ素子よりも長い寿
命を得ることができる。 ＜第３実施例＞
は、紫外線発光素子３５〜３６を選択し且つその紫外線
発光量を制御することにより、任意の位置において、
青、緑および／または赤の発光を選択的に得ることがで
き、従ってフルカラーでの表示が可能となる。この実施
例においても、各ＰＬ発光層３２〜３４は何れも熱によ
る劣化が回避されるから、従来のＥＬ素子よりも長い寿
命を得ることができる。 ＜第３実施例＞
【００２１】図４は、本発明のＰＬ素子を液晶ディスプ
レイのバックライトに応用した例を示している。同図に
おいて、４１は紫外線に対して透明なガラス基板であ
る。該ガラス基板４１の片面には、第１実施例における
と同様の紫外線発光素子４２が設けられている。また、
ガラス基板４１の他面には、第２実施例で用いたのと同
様の、青色ＰＬ発光層４３、緑色ＰＬ発光層４４および
赤色ＰＬ発光層４５が積層されている。
レイのバックライトに応用した例を示している。同図に
おいて、４１は紫外線に対して透明なガラス基板であ
る。該ガラス基板４１の片面には、第１実施例における
と同様の紫外線発光素子４２が設けられている。また、
ガラス基板４１の他面には、第２実施例で用いたのと同
様の、青色ＰＬ発光層４３、緑色ＰＬ発光層４４および
赤色ＰＬ発光層４５が積層されている。
【００２２】上記のように構成されたＰＬ発光素子の上
には、図示のように、液晶ディスプレイ装置５０が積層
されている。液晶ディスプレイ装置５０は、第一のガラ
ス基板５１および第二のガラス基板５２を具備してい
る。ガラス基板５１の片面には偏光板５３が積層され、
他面には透明電極５４と、カラーフィルター５５と、配
向膜５６が順次積層されている。また、ガラス基板５２
の片面には偏光板５７が積層され、他面には透明電極５
８および配向膜５９が順次積層されている。そして、二
つの配向膜５６，５９の間には液晶物質６０が充填され
ることにより、液晶表示セルが構成されている。
には、図示のように、液晶ディスプレイ装置５０が積層
されている。液晶ディスプレイ装置５０は、第一のガラ
ス基板５１および第二のガラス基板５２を具備してい
る。ガラス基板５１の片面には偏光板５３が積層され、
他面には透明電極５４と、カラーフィルター５５と、配
向膜５６が順次積層されている。また、ガラス基板５２
の片面には偏光板５７が積層され、他面には透明電極５
８および配向膜５９が順次積層されている。そして、二
つの配向膜５６，５９の間には液晶物質６０が充填され
ることにより、液晶表示セルが構成されている。
【００２３】上記実施例においては、三原色のＰＬ発光
層４３〜４５の夫々が紫外線発光素子４２からの紫外線
で励起されて発光し、これら三原色は混ざり合って白色
光となる。こうして得られた白色光は、液晶ディスプレ
イ装置５０のバックライトとして、第一のガラス基板５
１を通して照射される。この実施例においても、ＰＬ発
光層４３〜４５の劣化を回避でき、その寿命を長くする
ことができる。
層４３〜４５の夫々が紫外線発光素子４２からの紫外線
で励起されて発光し、これら三原色は混ざり合って白色
光となる。こうして得られた白色光は、液晶ディスプレ
イ装置５０のバックライトとして、第一のガラス基板５
１を通して照射される。この実施例においても、ＰＬ発
光層４３〜４５の劣化を回避でき、その寿命を長くする
ことができる。
【００２４】なお、この実施例のように、本発明のＰＬ
発光素子をバックライトとして用いる場合には、紫外線
発光素子４２の代わりに、例えばγ線を放射する物質の
ような放射性物質をガラス管に封入して用いることによ
り、白色光のバックライトで液晶ディスプレイ装置５０
を常時照射することも可能である。
発光素子をバックライトとして用いる場合には、紫外線
発光素子４２の代わりに、例えばγ線を放射する物質の
ような放射性物質をガラス管に封入して用いることによ
り、白色光のバックライトで液晶ディスプレイ装置５０
を常時照射することも可能である。
【００２５】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明のＰＬ素子
によれば、従来のＥＬ素子のようなジュール熱による有
機色素の劣化を回避することができ、寿命の長い発光素
子を得ることができる。
によれば、従来のＥＬ素子のようなジュール熱による有
機色素の劣化を回避することができ、寿命の長い発光素
子を得ることができる。
【図１】本発明による有機ホトルミネッセンス素子の構
造を概念的に示す図。
造を概念的に示す図。
【図２】本発明の一実施例になる有機ホトルミネッセン
ス素子の構造示す断面図。
ス素子の構造示す断面図。
【図３】本発明の有機ホトルミネッセンス素子を、フル
カラーディスプレイ装置に応用した実施例を示す断面
図。
カラーディスプレイ装置に応用した実施例を示す断面
図。
【図４】本発明の有機ホトルミネッセンス素子を、液晶
ディスプレイのバックライトに応用した実施例を示す断
面図
ディスプレイのバックライトに応用した実施例を示す断
面図
【図５】従来のＥＬ素子の構造を示す断面図。
１１，２１，３１，４１…透明ガラス基板、１２，２
２，３２〜３４…有機ＰＬ発光層、１３，３５〜３７，
４２…紫外線発光素子、２３…透明電極、２４…ＺｎＯ
紫外線発光層、２５…背面電極
２，３２〜３４…有機ＰＬ発光層、１３，３５〜３７，
４２…紫外線発光素子、２３…透明電極、２４…ＺｎＯ
紫外線発光層、２５…背面電極
Claims (1)
- 【請求項１】 紫外線に対して透明な基板と、該基板の
表面に設けられた発光性有機材料層と、前記基板の裏面
に設けられた可視光よりも光子エネルギーの大きい電磁
波を放射する固体素子とを具備したことを特徴とする有
機ホトルミネッセンス素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5385393A JPH06267301A (ja) | 1993-03-15 | 1993-03-15 | 有機ホトルミネッセンス素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5385393A JPH06267301A (ja) | 1993-03-15 | 1993-03-15 | 有機ホトルミネッセンス素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06267301A true JPH06267301A (ja) | 1994-09-22 |
Family
ID=12954335
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5385393A Withdrawn JPH06267301A (ja) | 1993-03-15 | 1993-03-15 | 有機ホトルミネッセンス素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06267301A (ja) |
Cited By (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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