JPH065369A - 有機エレクトロルミネッセンス素子 - Google Patents
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Abstract
機蛍光体を発光効率良く発光させることができる有機エ
レクトロルミネッセンス素子を提供する。 【構成】 陽極、有機化合物からなる正孔輸送層、有機
化合物からなる発光層及び陰極が順に積層された有機エ
レクトロルミネッセンス素子であって、陽極が透明な第
1陽極部と正孔輸送層に接する第1陽極部より仕事関数
の高い第2陽極部とからなる。
Description
光する物質のエレクトロルミネッセンスを利用して、か
かる物質を層状に形成した発光層を備えたエレクトロル
ミネッセンス素子に関し、特に発光層が有機化合物を発
光体として構成される有機エレクトロルミネッセンス素
子に関する。
て、図1に示すように、金属陰極1と透明陽極2との間
に、有機蛍光体薄膜(発光層)3及び有機正孔輸送層4
が互いに積層された2層構造のものが知られている。ま
た、図2に示すように、金属陰極1と透明陽極2との間
に有機電子輸送層5、発光層3及び有機正孔輸送層4が
積層され3層構造のものも知られている。有機機能層及
び電極は、いずれ素子においても透明陽極2の外側にガ
ラス基板6が配される様にガラス基板6上に順に積層さ
れている。ここで、有機正孔輸送層4は陽極2から正孔
を注入させ易くする機能と電子をブロックする機能とを
有し、有機電子輸送層5は陰極1から電子を注入させ易
くする機能を有している。陰極1から注入された電子と
陽極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
の光が透明陽極2及びガラス基板6を通過して外部に放
出される。
関数の比較的小さな物質、例えばアルミニウム(Al)
が用いられていた。透明陽極2には、光透過性に優れシ
ート抵抗が低く、ホール注入効率の優れた仕事関数の比
較的大きな物質、例えばインジウムすず酸化物(以下、
ITOともいう)やネサなどの透明導電物質が用いられ
ていた。又、透明陽極2には仕事関数がITOより大き
いAu、Ptなどを用いようとした試みもあった。
れて、特にITOの仕事関数は5.0eVであっても、
さらに高い発光効率が求められている。又、Au、Pt
では発光効率が全体として高くなるが陽極の光透過性が
悪く、結果として十分な光透過率を得るには極薄膜にし
なければならなく、シート抵抗が高くなってしまう問題
があった。
度で発光が得られる有機エレクトロルミネッセンス素子
であっても、発光効率が未だ十分とはいえない。本発明
は、上述した従来の要望を満たすべくなされたものであ
って、透明陽極ラインの抵抗値の増加を抑えて、有機蛍
光体を発光効率良く発光させることができる有機エレク
トロルミネッセンス素子を提供することを目的とする。
ルミネッセンス素子は、陽極、有機化合物からなる正孔
輸送層、有機化合物からなる発光層及び陰極が順に積層
された有機エレクトロルミネッセンス素子であって、前
記陽極が透明な第1陽極部と前記正孔輸送層に接する前
記第1陽極部より仕事関数の高い第2陽極部とからなる
ことを特徴とする。
ール注入効率の良い第2陽極が接し第1陽極によって光
透過率を維持して第1及び第2陽極の一体となった全陽
極のシート抵抗値を軽減するので、高発光効率の有機エ
レクトロルミネッセンス素子を得ることができる。
センス素子の実施例を図面を参照しつつ説明する。本実
施例の有機エレクトロルミネッセンス素子は、図3に示
すように、ガラス透明基板6上に、透明な第1陽極2
a、該第1陽極2aより仕事関数の高い第2陽極2b、
有機正孔輸送層4、有機化合物からなる発光層3及び金
属陰極1が順に積層された2層構造を有している。ま
た、有機エレクトロルミネッセンス素子は図4に示すよ
うに、ガラス透明基板6上に、透明な第1陽極2a、該
第1陽極2aより仕事関数の高い第2陽極2b、有機正
孔輸送層4、有機化合物からなる発光層3、有機電子輸
送層5及び金属陰極1が順に積層された3層構造を有し
ていてもよい。
ム、インジウム、銀又は各々の合金例えば、In−L
i,Mg−Sr,Al−Sr等の仕事関数が小さな金属
(例えば、Al−Li合金の仕事関数=約3.0eV)
からなり厚さが約 100〜5000オングストローム程度のも
のを用い得る。また、第1陽極2aには、ITO等の仕
事関数の大きな導電性材料(ITOの仕事関数=約5.
0eV)からなり厚さが1000〜3000オングストローム程
度のものを用い得る。
すホール注入効率のより高い材料を光透過率90%以上
有する様に極薄く積層したものを用いる。
収率kの物質(表1の金属も含む)からなる膜厚dの陽
極等の膜の透過率T及び反射率Rは、干渉及び多重反射
も考えて垂直入射に対して下記数式1〜6で与えられ
る。
々の近似式が用いられ、膜の多重反射だけ考え干渉を無
視する場合はT及びRは数式7,8で近似できる。
が小さく多重反射も無視できる場合は、T及びRは数式
9で近似できる(桑原五郎“光学技術”共立出版
(株),昭和59年9月10日、第551頁参照)。
極2bは、上記数式1,7又は9に基づいて、これらを
満たすT≧0.9となる範囲の膜厚dを有するものが好ま
しい。このように、本実施例の有機エレクトロルミネッ
センス素子は、その陽極において透明導電膜即ち第1陽
極2aの上に、ホール注入効率の良い仕事関数の大きな
物質即ち第2陽極2bを、光透過率90%以上有する様
に極薄く積層したことを特徴とする。
てはホール注入効率の良い第2陽極2bが接し第1陽極
2aによってシート抵抗を低くできる。又、従来と同様
のITOを用いた場合の約80%以上の光透過率が得ら
れる。 (実施例1)図3に示す2層構造の有機エレクトロルミ
ネッセンス素子を作成した。
TOを約1000オングストローム膜厚で2mm幅で形成し
透明な第1陽極部とした後、その上にAuを膜厚20オ
ングストロームで形成し第2陽極部とし陽極を成膜し
た。この透明な複合陽極を積層した基板上に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と、トリス(8−キノリノール)
アルミニウム(Alq3)からなる有機発光層をそれぞれ約
500オングストローム膜厚で形成した後、複合陽極ラ
インと直交する方向にAl−Li合金を約1000オングス
トロームの膜厚で2mm幅で形成し金属陰極とし、2m
m×2mmの面積の有機エレクトロルミネッセンス素子
を作製した。
特性のグラフを図5の実線Aに示す。また、ここで図5
に示す一点鎖線Cは陽極がITOのみからなる以外は実
施例1と同様に作成した比較例の従来の有機エレクトロ
ルミネッセンス素子の印加電圧−輝度特性を示す。図示
するように、従来の有機エレクトロルミネッセンス素子
構造の場合に比べ、駆動電圧が低かった。また、本実施
例1は注入電流密度300cd/m2時の発光効率が3.2
(lm/W)であったが、従来の有機エレクトロルミネッセン
ス素子の発光効率3.0(lm/W)より向上した。 (実施例2)実施例1の第2陽極部のAuの代わりにP
tを用い、他は全く同様な有機エレクトロルミネッセン
ス素子を作製した。
の破線Bに示す。図示する様に、従来の構造に比べ駆動
電圧が低かった。また、本実施例2は注入電流密度30
0cd/m2時の発光効率が3.6(lm/W)であったが、従来
の有機エレクトロルミネッセンス素子の発光効率3.0
(lm/W)より向上した。
クトロルミネッセンス素子によれば、有機正孔輸送層へ
のホールの注入が効率の良い第2陽極より行なわれ、ま
た、第2陽極が極薄い膜であるため、光透過率が高いた
め発光効率が向上する。また、陽極全体の膜面方向の電
気伝導は第2陽極が極薄であっても第1陽極により安定
に行われる。即ち、陽極全体のシート抵抗が低く安定で
ある。よって、本発明の有機エレクトロルミネッセンス
素子は、ホール注入効率が高くかつシート抵抗が低く安
定である陽極の構造を有し、製造工程が容易で高発光効
率となる。
断面図である。
断面図である。
子の概略部分断面図である。
子の概略部分断面図である。
ロルミネッセンス素子の印加電圧−輝度特性を示すグラ
フである。
Claims (2)
- 【請求項1】 陽極、有機化合物からなる正孔輸送層、
有機化合物からなる発光層及び陰極が順に積層された有
機エレクトロルミネッセンス素子であって、前記陽極が
透明な第1陽極部と前記正孔輸送層に接する前記第1陽
極部より仕事関数の高い第2陽極部とからなることを特
徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。 - 【請求項2】 前記陰極及び前記発光層間に有機電子輸
送層が配された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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- 1992-06-17 JP JP15810192A patent/JP3242992B2/ja not_active Expired - Fee Related
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