JPH08264278A - 有機el素子 - Google Patents

有機el素子

Info

Publication number
JPH08264278A
JPH08264278A JP7069461A JP6946195A JPH08264278A JP H08264278 A JPH08264278 A JP H08264278A JP 7069461 A JP7069461 A JP 7069461A JP 6946195 A JP6946195 A JP 6946195A JP H08264278 A JPH08264278 A JP H08264278A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cathode
organic
aluminum
europium
light emitting
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.)
Pending
Application number
JP7069461A
Other languages
English (en)
Inventor
Teru Ariga
輝 有賀
Yoji Azuma
陽二 東
Hirohiko Yokomizo
裕彦 横溝
Osamu Suzuki
収 鈴木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nisshinbo Holdings Inc
Japan Radio Co Ltd
Original Assignee
Japan Radio Co Ltd
Nisshinbo Industries Inc
Nisshin Spinning Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Japan Radio Co Ltd, Nisshinbo Industries Inc, Nisshin Spinning Co Ltd filed Critical Japan Radio Co Ltd
Priority to JP7069461A priority Critical patent/JPH08264278A/ja
Publication of JPH08264278A publication Critical patent/JPH08264278A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Electroluminescent Light Sources (AREA)
  • Luminescent Compositions (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 発光しきい値電圧を低くし、かつ輝度低下の
少ない有機薄膜EL素子を提供する。 【構成】 有機EL素子は、ガラス基板1上に順次陽極
2、トリフェニルアミン2量体からなる正孔輸送層3、
発光材アルミキノリノール錯体からなる発光層4、2層
構造からなる陰極6a6bが積層され形成される。陰極
6aはユウロピウム(Eu)からなり、陰極6bはアル
ミニウム(Al)からなる。ユウロピウムは、発光層4
との密着強度が強いので、有機EL素子の発光寿命を向
上させるが、仕事関数がかなり低くため、酸化し易い。
そこで、陰極6a上に仕事関数が高く酸化しにくいアル
ミニウムを積層し、陰極6aの酸化防止保護膜としても
陰極6bを機能させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は有機EL素子、特に発光
しきい値電圧を低くし、かつ輝度低下の少ない有機薄膜
EL素子に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、有機エレクトロルミネックス素
子(以下「有機EL素子」という)は、図1に示すよう
に、ガラス基板1上に透明電極である陽極2、有機化合
物からなる正孔輸送層3、有機化合物からなる発光層
4、金属からなる陰極5をその順で真空蒸着法により積
層されることによって形成される。ここで、正孔輸送層
3は、陽極2から正孔を注入し易くする機能と発光層4
からの電子をブロックする機能とを有している。そし
て、発光層4では、陰極5から注入された電子と、正孔
輸送層3を介して陽極2から注入された正孔との再結合
により励起子が生じ、この励起子が放射失活する過程で
光を放ち、この光が陽極2及びガラス基板1を介して外
部に放出される。
【0003】有機EL素子の1つである有機薄膜EL素
子において、一般に陽極2としてITO(Indium・Tita
nium・Oxide )、正孔輸送層3としてトリフェニルアミ
ン2量体(TAD )、発光層4として発光材アルミキノリ
ノール錯体(Alq3)、陰極5としてアルミニウム(A
l)が用いられる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、アルミ
ニウムは、4.3eVと高い仕事関数を有する金属であ
り、陰極5として用いると、陰極、発光層の界面準位が
高いため、発光しきい値電圧が高くなるという問題があ
った。
【0005】更に、陰極5にアルミニウムを用いた従来
の有機EL素子の輝度半減時間は、0.5時間と非常に
短い。この輝度半減時間の短さの要因の1つとして、
「論文:陰極界面層を有する有機EL素子」(1994
年41回第春季応用物理学関係連合講演会28p−N−
3 三菱化成(株)総合研究所)では、陰極5と発光層
4との密着強度が低いことが挙げられる。
【0006】本発明は上記課題に鑑みなされたものであ
り、その目的は、発光しきい値電圧を低くし、かつ輝度
低下の少ない有機薄膜EL素子を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】以上のような課題を解決
するために、本発明に係る有機EL素子は、ガラス基板
上に陽極、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、陰極の順に積層された有機EL素子に
おいて、前記陰極は、仕事関数の低い金属から選ばれる
少なくとも1種の金属と仕事関数の高い金属から選ばれ
る少なくとも1種の金属とからなることを特徴とする。
【0008】また、本発明に係る有機EL素子は、前記
陰極は、前記発光層上にユウロピウム(Eu)層、アル
ミニウム(Al)層の順で2層構造を有することを特徴
とする。
【0009】
【作用】以上のように構成された本発明に係る有機EL
素子によれば、陰極として用いられるユウロピウムは、
仕事関数がアルミニウムに比べてかなり低いことから、
陰極と発光層間の界面準位がアルミニウムの場合に比べ
て低くなり、発光しきい値電圧を下げることができる。
【0010】また、陰極として用いられるユウロピウム
(Eu)は、アルミニウム(Al)に比べて、発光層で
ある発光材アルミキノリノール錯体(Alq3)との密着強
度が大きいので、輝度低下、すなわち発光寿命の低下を
防止できる。
【0011】更に、本発明に係る有機EL素子の陰極
は、発光層上にユウロピウム(Eu)が積層されるが、
このユウロピウムは、仕事関数の低い金属であるため酸
化し易い。そこで、本発明では、ユウロピウムからなる
陰極上に、仕事関数が高く酸化しにくいアルミニウム
(Al)を積層し、このアルミニウムからなる他の陰極
を、ユウロピウムからなる陰極の酸化防止保護膜として
も機能させ、陰極全体の膜安定性を図っている。
【0012】
【実施例】以下、図面に基づいて本発明の好適な一実施
例を説明する。
【0013】図2は、本発明に係る有機EL素子の一実
施例の構造を示す図である。また、図3は、陰極と発光
層との密着強度と陰極素材との関係を示す図である。図
4は、本発明の一実施例の有機EL素子と従来の有機E
L素子における電流密度−駆動電圧特性を示す図であ
り、図5は、本発明の一実施例の有機EL素子と従来の
有機EL素子における発光効率特性を示す図である。ま
た、図6は、本発明の一実施例の有機EL素子と従来の
有機EL素子における発光寿命特性を示す図である。
尚、従来の有機EL素子と同様の構成要素には同一の符
号を付し、その説明を省略する。
【0014】本実施例の有機EL素子は、図2に示すよ
うに、ガラス基板1上に順次陽極2、有機化合物からな
る正孔輸送層3、有機化合物からなる発光層4、2層構
造からなる陰極6a、陰極6bが積層されている。
【0015】発光層4として発光材アルミキノリノール
錯体(Alq3)を用いた場合の陰極と発光層との密着強度
を引っ張り試験機で測定した。陰極素材としては、アル
ミニウム(Al)、銀(Ag)、ユウロピウム(E
u)、エルビウム(Er)の4種類を挙げて密着強度を
測定した。その結果を図3に示す。尚、図3は、密着強
度をアルミニウム基準で規格化して表した。
【0016】図3に示すように、ユウロピウム(Eu)
とエルビウム(Er)を陰極として用いた場合の密着強
度は、従来のアルミニウム陰極の場合の密着強度と比較
すると、ユウロピウム陰極が6.1倍、エルビウム陰極
が5.3倍となり、いずれも密着性に優れていた。そこ
で、本実施例では、陰極6aとして、ランタノイド系の
金属であるユウロピウム又はエルビウムを用いることが
好ましい。
【0017】ここで、ユウロピウム(Eu)とエルビウ
ム(Er)の仕事関数は、アルミニウムの仕事関数
(4.3eV)に比べ、それぞれ2.5eV、2.98
eVとかなり低い。従って、陰極と発光層間の界面準位
が低くなり、発光しきい値電圧を下げることができる。
しかし、仕事関数の低いユウロピウム(Eu)とエルビ
ウム(Er)は、酸化され易い。このため、本実施例で
は、ユウロピウムからなる上記陰極6a上に仕事関数が
高く酸化しにくいアルミニウム(Al)を積層し、この
アルミニウムからなる陰極6bを、ユウロピウムからな
る陰極6aの酸化防止保護膜としても機能させ、陰極全
体の膜安定性を図っている。
【0018】本実施例の有機EL素子は、以下の条件で
製作した。
【0019】製作例.25×25×1.1mmのサイズ
のガラス基板1上にITO膜からなる陽極2を100n
mの厚さで成膜したものを洗浄し、その後真空蒸着装置
の基板ホルダに固定した。尚、ITO膜からなる陽極2
は、透明電極である。次に、4つのるつぼにそれぞれ正
孔輸送材であるトリフェニルアミン2量体(TAD )、発
光材アルミキノリノール錯体(Alq3)、陰極6a用の陰
極材であるユウロピウム(Eu)、陰極6b用の陰極材
であるアルミニウム(Al)を入れ、真空チャンバ内を
2×10-6Torr(2.66×10-4Pa)まで減圧
した。その後、トリフェニルアミン2量体を入れたるつ
ぼを加熱し、0.2nm/secの蒸着速度で陽極2上
にトリフェニルアミン2量体を60nmで成膜し、正孔
輸送層3を形成した。次いで、発光材アルミキノリノー
ル錯体を入れたるつぼを加熱し、0.2nm/secの
蒸着速度で正孔輸送層3上に発光材アルミキノリノール
錯体を60nmで成膜し、発光層4を形成した。続い
て、ユウロピウムを入れたるつぼを加熱し、0.1nm
/secの蒸着速度で発光層4上にユウロピウムを5n
mで成膜し、陰極6aを形成した。最後に、アルミニウ
ムを入れたるつぼを加熱し、0.2nm/secの蒸着
速度で陰極6a上にアルミニウムを200nmで成膜
し、陰極6bを形成した。以上のように、ガラス基板1
上にITO膜からなる陽極2、正孔輸送層3、発光層
4、陰極6a、6bが順次積層され、有機EL素子が得
られた。
【0020】このようにして、得られた有機EL素子の
電流密度−駆動電圧特性を従来例と共に図4に示す。こ
こで、本実施例の有機EL素子の特性は「○」で示し、
従来の有機EL素子の特性は「●」で示す。図4に示す
ように、電流密度10mA/cm2 における駆動電圧を
発光しきい値電圧とすると、本実施例の有機EL素子の
発光しきい値電圧は12Vであり、一方従来の有機EL
素子の発光しきい値電圧は16Vであった。従って、本
実施例の有機EL素子は、従来の有機EL素子より4V
も発光しきい値電圧を下げることができる。
【0021】また、図5に示すように、本実施例の有機
EL素子の発光効率(単位:lm/W)は0.77lm
/Wであり、一方従来の有機EL素子の発光効率は0.
36lm/Wであった。従って、本実施例の有機EL素
子は、従来の有機EL素子より2倍も発光効率が向上す
る。尚、図5において、本実施例の有機EL素子の特性
は「○」で示し、従来の有機EL素子の特性は「●」で
示した。
【0022】次に、本実施例及び従来の有機EL素子
を、5×10-2Torr(6.65Pa)下で真空封止
し、電流密度10mA/cm2 の条件下で連続通電を行
った場合の発光寿命特性を評価した。その結果を図6に
示す。尚、図6では発光寿命を「L」と略し、縦軸は初
期輝度で規格化した。また、本実施例の有機EL素子の
特性は「○」で示し、従来の有機EL素子の特性は
「●」で示す。
【0023】図6に示すように、本実施例の有機EL素
子の輝度半減時間は36時間であり、一方従来のの有機
EL素子の輝度半減時間は0.5時間であった。ここ
で、輝度半減時間とは、初期輝度が半減するまでの時間
をいう。従って、本実施例の有機EL素子は、従来に比
べ大幅に発光寿命を長くすることができる。
【0024】以上より、本発明によれば、低電圧で発光
し、更に発光寿命も長い優れた有機EL素子を提供する
ことができる。また、本発明の陰極は、ユウロピウム
(Eu)とアルミニウム(Al)とのに限るものではな
く、仕事関数の低い金属と仕事関数の高い金属との組み
合わせであればよく、またユウロピウム(Eu)の他の
ランタイノイド系の金属での仕事関数の低い金属を用い
ることもできる。
【0025】
【発明の効果】以上のように、本発明に係る有機EL素
子によれば、陰極として用いられるユウロピウム(E
u)が、アルミニウム(Al)に比べて、発光層との密
着強度が大きいため、発光寿命の低下を防止することが
できる。
【0026】また、陰極として用いられるユウロピウム
は、仕事関数がアルミニウムに比べてかなり低いことか
ら、陰極と発光層間の界面準位がアルミニウムの場合に
比べて低くなり、発光しきい値電圧を下げることができ
る。
【0027】更に、本発明に係る有機EL素子の陰極
は、発光層上にユウロピウム(Eu)が積層されるが、
このユウロピウムは、仕事関数の低い金属であるため酸
化し易い。このため、本発明では、ユウロピウムからな
る陰極上に、仕事関数が高く酸化しにくいアルミニウム
(Al)を積層し、このアルミニウムからなる他の陰極
を、ユウロピウムからなる陰極の酸化防止保護膜として
も機能させ、陰極全体の膜安定性を補償している。
【0028】以上のことから、本発明によれば、陰極と
発光層との密着強度が向上し、また陰極として、仕事関
数の低い金属、すなわちユウロピウム(Eu)を用いて
いるので、低電圧で発光し、更に輝度低下の少ない、す
なわち発光寿命の長い優れた有機EL素子が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 従来の有機EL素子の構造を示す図である。
【図2】 本発明に係る有機EL素子の一実施例の構造
を示す図である。
【図3】 陰極と発光層との密着強度と陰極素材との関
係を示す図である。
【図4】 本発明の一実施例の有機EL素子と従来の有
機EL素子における電流密度−駆動電圧特性を示す図で
ある。
【図5】 本発明の一実施例の有機EL素子と従来の有
機EL素子における発光効率特性を示す図である。
【図6】 本発明の一実施例の有機EL素子と従来の有
機EL素子における発光寿命特性を示す図である。
【符号の説明】
1 ガラス基板、2 陽極、3 正孔輸送層、4 発光
層、5 陰極、6a陰極、6b 陰極。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 横溝 裕彦 東京都足立区西新井栄町1−18−1 日清 紡績株式会社東京研究センター内 (72)発明者 鈴木 収 東京都足立区西新井栄町1−18−1 日清 紡績株式会社東京研究センター内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ガラス基板上に陽極、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、陰極の順に
    積層された有機EL素子において、 前記陰極は、仕事関数の低い金属から選ばれる少なくと
    も1種の金属と仕事関数の高い金属から選ばれる少なく
    とも1種の金属とからなることを特徴とする有機EL素
    子。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の有機EL素子におい
    て、 前記陰極は、前記発光層上に順次ユウロピウム層、更に
    当該層上にアルミニウム層を積層した2層構造を有する
    ことを特徴とする有機EL素子。
JP7069461A 1995-03-28 1995-03-28 有機el素子 Pending JPH08264278A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7069461A JPH08264278A (ja) 1995-03-28 1995-03-28 有機el素子

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7069461A JPH08264278A (ja) 1995-03-28 1995-03-28 有機el素子

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH08264278A true JPH08264278A (ja) 1996-10-11

Family

ID=13403322

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7069461A Pending JPH08264278A (ja) 1995-03-28 1995-03-28 有機el素子

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH08264278A (ja)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998010621A1 (en) * 1996-09-04 1998-03-12 Cambridge Display Technology Limited Organic light-emitting devices with improved cathode
GB2333181A (en) * 1996-09-04 1999-07-14 Cambridge Display Tech Ltd Organic light-emitting devices with improved cathode
US6402579B1 (en) 1996-09-04 2002-06-11 Cambridge Display Technology Limited Electrode deposition for organic light-emitting devices
JP2002289360A (ja) * 2001-03-27 2002-10-04 Univ Toyama 有機電界発光素子
US6806643B2 (en) 2001-05-10 2004-10-19 Samsung Sdi Co., Ltd. Light-emitting body, light emitting device and light-emitting display
US8895973B2 (en) 2012-08-10 2014-11-25 Samsung Display Co., Ltd. Organic light emitting diode display that includes layer for reducing oxidation of common electrode
US12004369B2 (en) 2009-05-21 2024-06-04 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light-emitting device

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998010621A1 (en) * 1996-09-04 1998-03-12 Cambridge Display Technology Limited Organic light-emitting devices with improved cathode
GB2333181A (en) * 1996-09-04 1999-07-14 Cambridge Display Tech Ltd Organic light-emitting devices with improved cathode
US6255774B1 (en) 1996-09-04 2001-07-03 Cambridge Display Technology, Ltd. Multilayer cathode for organic light-emitting device
US6402579B1 (en) 1996-09-04 2002-06-11 Cambridge Display Technology Limited Electrode deposition for organic light-emitting devices
US6488555B2 (en) 1996-09-04 2002-12-03 Cambridge Display Technology Limited Electrode deposition for organic light-emitting devices
JP2002289360A (ja) * 2001-03-27 2002-10-04 Univ Toyama 有機電界発光素子
US6806643B2 (en) 2001-05-10 2004-10-19 Samsung Sdi Co., Ltd. Light-emitting body, light emitting device and light-emitting display
US7423382B2 (en) 2001-05-10 2008-09-09 Samsung Sdi Co., Ltd. Light-emitting body, light emitting device and light-emitting display
US12004369B2 (en) 2009-05-21 2024-06-04 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light-emitting device
US8895973B2 (en) 2012-08-10 2014-11-25 Samsung Display Co., Ltd. Organic light emitting diode display that includes layer for reducing oxidation of common electrode

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3236332B2 (ja) 有機エレクトロルミネッセンス素子
JP3300069B2 (ja) 有機エレクトロルミネッセンス素子
EP0740489B1 (en) Organic electroluminescent device
US5429884A (en) Organic electroluminescent element
US5227252A (en) Electroluminescent device
JPH05331459A (ja) 有機エレクトロルミネッセンス素子
JPH04308688A (ja) 有機エレクトロルミネッセンス素子
JPH04357694A (ja) 有機薄膜el素子
JPH11345687A (ja) 発光素子
US7061175B2 (en) Efficiency transparent cathode
JP2772019B2 (ja) 電界発光素子
JP3242992B2 (ja) 有機エレクトロルミネッセンス素子
US6187457B1 (en) Organic EL element and method of producing the same
JPH1140365A (ja) 有機el素子およびその製造方法
JPH08264278A (ja) 有機el素子
JPH08185982A (ja) 有機エレクトロルミネッセンス素子
JP3300065B2 (ja) 有機エレクトロルミネッセンス素子
JP4310843B2 (ja) 有機電界発光素子の製造方法
JP2888740B2 (ja) 有機エレクトロルミネッセンス素子
JP3503557B2 (ja) 有機エレクトロルミネッセンス素子、その製造方法及び有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ
JPH10204426A (ja) 有機薄膜発光素子
JP3738870B2 (ja) 有機エレクトロルミネッセンス素子
JPH06240243A (ja) 有機エレクトロルミネッセンス素子
JP3226581B2 (ja) 有機エレクトロルミネッセンス素子
JP2974845B2 (ja) 有機エレクトロルミネッセンス素子