JPS6137884A - 電界発光素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は、電界発光を行なう電界発光素子［エレクトロ
ルミネッセンス（Ｅ　Ｌ）素子］に関し、〈わしくは、
独立した２つの発光層を有し、これらのそれぞれを個々
に制御することにより、発光の色調や強度等を自由に制
御することができ、しかも、十分な輝度を有するＥＬ素
子に関する。

〔従来技術〕

ＥＬ素子は、一般にＥＬ機能を有する材料、すなわち電
界内に置かれた際に光を発する機能を有する材料を含む
発光層を２つの電極間に配置した構造を有し、これら電
極間に電圧を印加することにより電界を発生させて電気
エネルギーを直接光に変換して光を発生する発光素子で
あり、例えば白熱電球のようにフィラメントを白熱させ
て発光させる、あるいは蛍光灯のように電気的に励起し
た気体が蛍光体にエネルギーを付与して発光させるなど
の従来の発光方式とは異なり、薄型のパネル状、ベルト
状、円筒状等の種々の形状の例えば、ランプや線、図、
画像等の表示に用いる表示媒体の構成部材として、ある
いは大面積のパネルランプ等の発光体を実現化できる可
能性を有するものとして注目されている。

ＥＬ素子に用いられるＥＬ機能を有する材料としては、
従来、Ｍｎ、ＣｕまたはＲｅＦ３　（Ｒｅは希土類を表
わす）等を賦活剤として含むＺｎＳ等のｓｊａ金属材料
が主に使用されてきており、また、最近では、特開昭５
８−１７２８９１公報により、アントラセン、ピレン若
しくはペリレンまたはこれらの誘導体を発光層用材料と
して用いたＥＬ素子が知られているように、種々の薄膜
形成法により精度良い薄膜の形成が可能である有機化合
物材料がＥＬ素子用の材料として注目されている。

このようなＥＬ素子の発する光の色は、主に、発光層に
使用する材料を適宜選択して組合わせたり、電界の強度
を変化させたりして制御することが可能である。

しかしながら、現在知られているＥＬ素子の発光層を形
成することのできる材料を用いてＥＬ素子を形成した場
合、発光の色や強度がある程度限られてしまい、しかも
１つのＥＬ素子に於いて、発光色を大きく変化させたり
、色調を微妙に調節したり、発光の強弱を自由に制御す
ることはほぼ困難であった。

一方、上記のＺｎＳを主体とする無機金属材料を用いて
蒸着法等の薄膜形成法により薄膜の発光層を形成し、い
わゆる薄膜型のＥＬ素子を製造した場合、製造コストが
非常に高くなってしまうという問題があり、また大面積
の均一な薄膜からなる発光層の形成が非常に困難である
ため、品質の良い大面積のＥＬ素子を量産性良く製造す
ることはできなかった。

これに対して、量産性に富み、コスト的に有利であるＥ
Ｌ素子として、上記のＺｎＳを主体とするＥＬ無機材料
を有機バインダー中に分散して発光層を形成した真性Ｅ
Ｌ方式の有機粉末型ＥＬ素子が知られている。

ところが、この粉末型のＥＬ素子に於いては、層厚を薄
く形成すると、その発光層にピンホール等の欠陥が生じ
易く、発光特性を十分に高めるために、発光層の層厚を
一定以上薄くするには構造上の限界があり、十分な発光
、特に高い輝度を得ることができず、また層厚が比較的
厚くなるので、より強い電界を発生させるために、電力
消費が多くなるなどの問題点を有していた。この粉末型
のＥＬ素子の有する発光層内に、より強い電界を発生さ
せるためにフッ化ビニリデン系重合体からなる中間誘電
体層を設けた改良型の粉末型ＥＬ素子が、特開昭５８−
１７２Ｈ１公報によって知られているが、輝度、電力消
費等に於いて満足のいく性能が得られていないのが現状
である。

前記のアントラセン等の有機材料を用いた、このＥＬ素
子に於いても、発光層が精度良い薄膜として形成されて
はいるものの、キャリアーである電子あるいはホールの
密度が非常に小さく、キャリアーの移動や再結合等によ
る機能分子の励起確率が低く、効率の良い発光が得られ
ず、特に電力消費や輝度の点で満足できるものとなって
いないのが現状である。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、１つのＥＬ素子に於いて発光色を大き
く変化させたり、色調を微妙に調節したり、発光の強弱
を自由に制御することが可能な構造を有する新規なＥＬ
素子を提供することにある。

本発明の他の目的は、ＥＬ素子用の種々の材料を適宜選
択し、その材料に最適な薄膜形成法を組合わせて形成す
ることができ、発光効率が良好であり、低電圧駆動でも
十分な輝度が得られ、安価でかつ製造容易な構造を有す
る新規なＥＬ素子を提供することにある。

〔発明の構成〕

すなわち、本発明の電界発光素子は、少なくとも一方が
透明である２つの電極層と、これら２つの電極層間に設
けられた、２つの発光層と、これら２つの発光層間に設
けられた透明または半透明な電極層とを有してなるもの
であり、一対の電極層間に設けられた２つの独立した発
光層が積層された構造を有し、それぞれの発光層を個々
に制御して発光の色や強度を所望に応じて変化させるこ
とが可能であり、また十分な輝度を有する発光を行なう
ことのできるものである。

以下、図面を用いて本発明のＥＬ素子の一例を詳細に説
明する。

第１図は、本発明のＥＬ素子の模式的断面図である。

１．２及び３は電圧が印加されることによって電界を発
生させるための電極層であり、■は発光層４と発光層５
とで発生した光が合成されて取り出される透明な電極層
である。４及び５は、ＥＬ機能を有する発光層であり、
発光層４は、電極層ｌと３によって発生した電界により
発光し、発光層５は電極層２と３によって発生した電界
により発光する。従って、電極層３は発光層４と５とに
対して共通電極となっており、発光層５で発生した光を
発光層４側へ透過させる機能を有し、透明でも、主に発
光層４側へのみ光を透過させるような半透明な層でも良
い。

なお、第１図に示した本発明のＥＬ素子の一例に於いて
は、電極層ｌ及び電極層２のうち電極層１が透明電極と
して設けられているが、電極層２のみが、あるいはこれ
ら両方が透明であっても良い。電極層２のみが透明であ
る場合には、電極層３は、少なくとも発光層４から発光
層５側へ光を透過させる機能を有するように設けられ、
また電極層ｌ及び電極層２の両方が透明である場合には
、電極層３は発光層４から発光層５側へ光を透過させる
とともに、これと逆方向にも光を透過できるように設け
られる。

発光層４と発光層５は、それぞれが同様の機能を有する
ものであっても良く、例えば発光色や輝度が異なるよう
に、それぞれが異なる機能を有するものであっても良い
。

以下、本発明のＥＬ素子の有する発光層４及び発光層５
の基本的構造について説明する。

発光層４．５は、主に相対的に電子受容性を示す有機化
合物を含む第１の層と、主に相対的に電子供与性を示す
有機化合物を含む第２の層と、電気絶縁性を有する第３
の層とを有し、これらの層が、前記８３の層上に前記第
１の層、第２の層及び第３の層がこの順に２回以上繰り
返されて積層された構造を有するものである。

すなわち本発明のＥＬ素子の有する発光層は、相対的に
電子受容性を示す有機化合物（以後ＥＡ化合物と略称す
る）と、相対的に電子供与性を示す有機化合物（以後Ｅ
Ｄ化合物と略称する）が互いに接触する位置に配置され
た構造を有し、これら化合物が電界中に置かれた時のこ
れら化合物間の電子の授受に伴なう励起錯体の形成に基
づく発光作用を主な発光源として有するものであり、し
かもこのような励起錯体が電界の発生とともに効率良く
形成されるのに好適な構造を有するものである。

このような構造の発光層の一例を第２図の模式的断面図
に示す。

２５．２６は電圧が印加されることによって電界を発生
させるための電極層であり、　２０はＥＬ機能を有する
発光層である。第２図に示された電極層のうち、電極層
２５は、第１図に示した本発明のＥＬ素子の電極層３に
、また電極層２Ｂは該ＥＬ素子の電極層１または２にそ
れぞれ相当する。

発光層２０は、上下両端に積層された絶縁層として機能
する第３の層２３−１．２３−３の間に、第１の層２１
−１．２１−２、第２の層２２−１．２２−２及び第３
の層２３−２が交互に繰返されて積層された多層構造と
なっている。

発光層の有する第１の層２１−１は、第２の層２２−１
に主に含まれる前述したＥＤ化合物に対してＥＡ化合物
となり得る化合物を含み、この第１の層２１−１に直接
接して積層された第２の層２２−１は、第１の層２１−
１に主に含まれたＥＡ化合物に対してＥＤ化合物となり
得る化合物を含み、これら第１の層２１−１と第２層２
２−１の界面２４−１がＥＡ化合物とＥＤ化合物との接
触面となっている。第１の層２１−２と第２の層２２−
２の関係もこれと同様であり、これらの層によって界面
２４−２が独自に形成されている。

これらの界面２４−１．２４−２に於いて、電極ｌ、２
に電圧が印加されて発光層３に電界がかけられたときに
、ＥＡ化合物とＥＤ化合物が励起状態にある錯体を形成
し、この励起錯体が基底状態に戻る際に、励起状態にあ
る錯体、ＥＡ化合物及び／またはＥＤ化合物から励起エ
ネルギーが光として発生される。このように、本発明の
ＥＬ素子に於ける発光は、この界面２４−１．２４−２
に於ける発光を主な発光源とするものである。

本発明のＥＬ素子の有する発光層を構成する第１の層２
１−１．２１−２及び第２の層２２−１．２２−２は、
以下に示すような電界励起錯体の形成に直接関与する化
合物分子を、または該化合物分子の少なくとも１つを機
能性部分として有する化合物分子を含有している。

このような電界励起錯体の形成に直接関与する化合物分
子の発光層２０内の配置としては、以下のような組み合
わせを代表的なものとして挙げることができる。

（ａ）第１の層２１−１．２１−２と第２の層２２−１
．２２−２のそれぞれに励起錯体形成に基づ＜ＥＬ機能
を有する（主に発光を行なう）化合物分子が配置されて
いる。

（ｂ）第１の層２１−１．２１−２に励起錯体形成に基
づ＜ＥＬ機能を有する化合物分子が配置され、これら化
合物分子に対して電子供与体となり得る化合物（ＥＤ化
合物）分子がそれぞれ第２の層２２−１．２２−２に配
置されている。

（Ｃ）第２の層２２−１．２２−２に励起錯体形成に基
づ＜ＥＬ機能を有する化合物分子が配置され、これら化
合物に対して電子受容体となり得る化合物（ＥＡ化合物
）分子がそれぞれ第１の層２１−１．２１−２に配置さ
れている。

上記の励起錯体形成に基づ＜ＥＬ機能を有する化合物と
しては、高い発光量子効率を持ち、外部摂動を受は易い
π電子系を有し、容易に電界励起する有機化合物が好適
に用いられる。

このような化合物としては、例えば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−ｂｉｓ−（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、フタロシアこン
の金属錯体、ポルフィリン、ポルフィリンの金属錯体、
８−ヒドロキシキノリン、８−ヒドロキシキノリンの金
属錯体、ルテニウム錯体、稀土類錯体及びこれらの化合
物の誘導体、並びに上記以外の複素環式化合物及びその
誘導体、芳香族アミン、芳香族ポリアミン及びキノン構
造を有する化合物のなかで励起錯体形成に基づ＜ＥＬＭ
能を有する化合物を挙げることができ、これら化合物の
中から、相対的にＥＡ化合物となり得るもの１種以上と
、ＥＤ化合物となり得るもの１種以上とを所望に応じて
選択して組み合わせ、蒸着法、ＣＶＤ法　　　゛　　　
　、金等の薄膜形成法を適宜適用して、前記し戸第１の
層と第２の層の構成（ａ）を有する発光層を形成するこ
とができる。

更に、上記の励起錯体形成に基づ＜ＥＬ機能を有する化
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、上記した化合物以外の複素環式化合物及
びその誘導体、芳香族アミン、芳香族ポリアミン、キノ
ン構造を有する化合物、テトラシアノキノジメタン並び
にテトラシアノエチレン等を挙げることができ、先に挙
げた化合物とこれら化合物とを適宜選択して組み合わせ
て、前記した第１の層と第２の層の構成（ｂ）または（
ｃ）を有する発光層を形成することができる。

更に、第１の層と第２の層の形成に使用することのでき
る上記化合物の誘導体としては、以下のような構造式の
化合物を挙げることができる。

なお、以下に示す構造式に於いて、Ｘ及びＹは、先に挙
げたような親木基を表すが、１分子内にこれらが両方存
在する時は、どちらか一方が親木基であれば良く、その
ような場合は他の一方は水素となる。また、Ｗは先に挙
げたような疎水基を表し、Ｒは炭素数４〜３０程度、好
ましくは１０〜２５程度の直鎖状若しくは側鎖を有する
アルキル基を表わす。

５．６゜ ６≦ｍ＋ｎ ７．８゜ ９．１０゜ ■３ １５゜ １９・　　　　　　　　　　　　　　　２０゜２１、　
　　　　　　　　　　　　　　　　　２２゜（ＯＨ２）
ｎＸ ６≦ｎ≦２０ ２８゜ ＯＨ３ ２４゜ ０≦ｎ≦２ ２５゜ ３ｒ−２６、 Ｍ＝：Ｈ２、Ｅｅ　、Ｍｇ　＋　Ｇ’ａ　＋　Ｃｄ　＋
　５ｒＡｌＣ１，ＹｂＣｌ ”　　　　　　Ｍ　＝Ｅｒ　、　Ｓｍ、Ｅｕ　、Ｇｄ　
、Ｔｂ　、Ｄｙ　、Ｔｍ、ＹｂＲ１，Ｒ２Ｒａ＝　＠人
トＯＦ３．Ｈ。

憐−ａＨ３，−ｔ−Ｂｕ ３４゜ Ｍ　＝Ｅ　ｒ　＋　Ｓｍ　＋　Ｅ　ｕ　＋　Ｇｄ　＋　
Ｔ　ｂ　ＨＤｙ　ｔ　Ｔｒｎ　＋　ＹｂＭ＝Ｅｒ、Ｓｍ
、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｔｍ、ＹｂＲ＋　−Ｈ，−
ＣＨ３Ｉ　−ＣＦ３　＋（（う３６、　　　　　　　　
３７．　　　　　　　　　　ａｓ。

４．１゜ ４２゜ ４３・　　　　　　　　　　　　　　　　４４゜６ｏ、
　　　　　　　　　　　　　　　　６１゜６２゜ ＲＲ （３５，６６゜ ６９、　　　　　　　　　　　　　　　７０゜ＯＲ ７１、７２゜ ７３、　　　　　　　　　　　　　　７４゜７７、　　
　　　　　　　　　　　　　　７８゜８４、　　　　　
　　　　　　　　　８５゜８８゜ Ｒ これらの化合物の中でＡｆＬ１〜ｆ３５の構造式の化合
物は、先に挙げた励起錯体の形成に直接関与することの
できる化合物のうち励起錯体の形成に基づ＜ＥＬ機能を
有する化合物を疎水基及び／または親木基によって修飾
したものである。なお、正４２〜Ａ５４及び正８５〜．
／１８１３の構造式の化合物は、励起錯体の形成に直接
関与する部分にアルキル鎖が直接結合した構造を有する
ものであるが、アルキル鎖の結合は、例えばエーテル結
合、カルボニル基を介した結合等によるものであっても
良い。

なお、これまで挙げた機能性部分を形成することのでき
る化合物は、励起錯体形成に基づかない発光を行なう機
能を備えた化合物であっても良く、本発明のＥＬ素子に
於ける発光は、第１の層と第２の層の界面２４−１．２
４−２に於ける発光のみに限定されるものではなく、第
１の層２１−１．２１−２及び／または第２の層２２−
１．２２−２内に於いて発光が行なわれる場合をも含む
ものであっても良い。

また、第１の層２１−１．２１−２にはＥＡ化合物の他
に、該ＥＡ化合物との電気化学的相互作用によりＥＡ化
合物の電界励起効率を高めたり、発光色等を制御したり
、あるいは第１の層の強度を高めたり、他の層との接着
性を向上させるなどのための他の成分を含有させても良
く、第２の層についてもこれと同様にＥＤ化合物以外の
化合物を含有したものであっても良い。これらのＥＡ化
合物及びＥＤ化合物以外の化合物自身もまた、ＥＬ＠能
を有するものであっても良い。

ＥＡ化合物あるいはＥＤ化合物との電気化学的相互作用
によりＥＡ化合物の電界励起効率を高めることのできる
ものとしては、ＥＡ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、ＥＤ化合物に体して電子受
容体または電子供与体となり得る化合物等を挙げること
ができる。

このような、化合物としては前記した励起錯体の形成に
基づ＜ＥＬ機能を有する（主に発光を行なう）化合物、
該化合物に対して電子供与体若しくは電子受容体となり
得る化合物、励起エネルギー移動により、発光体となり
得る化合物及びこれら化合物分子を機能性部分として少
なくとも１つ有する化合物等を挙げることができ、第１
の層　・及び第２の層を形成する際には、これらの化合
物の１種以上を、第１の層及び第２の層の主成分として
用いられる化合物（ＥＡ化合物及びＥＤ化合物）に応じ
て適宜選択して用いることができる。

このような化合物を第１の層及び／または第２の層に含
有させる場合の混合量は、第１の層及び第２の層に用い
られる化合物に応じて異なり、−概には規定できないが
、通常、ＥＡ化合物に対して電子受容体または電子供与
体となり得る第１の層に含まれる化合物については、Ｅ
Ａ化合物に対して、１０モル％〜０．１モル％、またＥ
Ｄ化合物に対して電子受容体または電子供与体となり得
る第２の層に含まれる化合物については、１０モル％〜
０．１モル％程度とされる。

本発明のＥＬ素子の有する発光層のもう１つの層である
第３の層２３−１．２３−２．２３−３は、絶縁性を有
する層であり、特に第３の層２３−１．２３−３は木発
明のＥＬ素子のコンデンサー構造の絶縁性を高める機能
を有し、第３の層２３−２は、電子の移動を必要最小限
の領域内に閉じ込め、効率良い電子の授受による発光を
行なわせる機能を有する。これら第３の層は、精度良い
均一な絶縁層を形成することのできる５ｉ０２等の無機
化合物、あるいは一般式； ％式％） （上記式中に於いてｎは、　ｌＯ≦ｎ≦３０であり、Ｘ
は　−ＧＯＤＨ，−ＣＯＮＨ４、−ＧＯＯＲ，−Ｎ寸（
ＣＨ３）３　　・　Ｇｌ−。

等の基を表わす）で示される化合物等を挙げることがで
き、これらの材料の１種以上を用いて、蒸着法、ＣＶＤ
法の薄膜形成法を用いて形成することができる。

なお、これまで第２図及び第３図を用いて第１の層と第
２の層によって形成された界面を２つ有する本発明のＥ
Ｌ素子について説明してきたが、本発明のＥＬ素子の有
する発光層２ｏの界面の数は、これに限定されることな
く、３つ以上であっても良い。

以上のような構造の本発明のＥＬ素子の発光層２０を形
成する各層の層厚は、ＥＬ素子の有する界面の数や各層
自身の構成によっても各々異なるが、第１の層について
は、５００Ａ以下、好ましくは２００Ａ以下、第２の層
については、５００　Ａ以下、好ましくは２００Ａ以下
、第３の層については、５００Ａ以下、好ましくは２０
０八以下、更に発光層全体の層厚としては、５ｏａｏＪ
Ｌ１１以下、好ましくは３０００八以下とするのが低電
圧駆動に於いても良好な発光状態を得るために望ましい
。

以上、第２図及び第３図を用いて説明した構造の発光層
２０から、本発明ＥＬ素子が所望のＥＬ機能を有するよ
うに、同一の機能を有するものを２つ、あるいは発光色
や輝度が異なるような、異なる機能を有するものを２つ
選択し、発光層４及び発光層５として、本発明のＥＬ素
子を形成することができる。

本発明のＥＬ素子の有する２つの電極層ｌ、２は、前述
したように少なくともどちらか一方が、光を取り出すた
めに透明電極として設けられる。

透明電極として電極層を形成する場合には、ＰＭＭＡ、
ポリエステル等のフィルムまたはシート、あるいはガラ
ス板等の透明な基板上にＩｎＯ２、Ｓｒ＋０２、インシ
ュウムティンオキサイド（１，７，０）等を蒸着法等に
よって積層して、あるいはこれらの材料を発光層に直接
積層して形成することができる。

電極層３は、透明電極として、あるいは電極層の厚さ方
向の一方向のみに光を透過する半透明電極として設けら
れる。電極層３が透明電極として設けられる場合には、
前記した透明電極形成用材料を用いて、形成され□た発
光層４または発光層５上に形成すれば良い。電極層３が
半透明電極として設けられる場合には、光の透過方向を
考慮して、１．Ｔ、Ｇ、ＩｎＯ２，５ｎ０２　、Ａｕ等
の材料を用いて、形成された発光層４または発光層５上
に形成すれば良い。

また、透明でない電極層は、十分な導電性を有する通常
の電極を形成することのできる材料からなる薄板や、適
当な基板上に若しくは形成された発光層上に直接ＡＩ　
、　Ａｇ、　Ａｕ等を蒸着法等によって積層して形成す
ることができる。

これら電極層の厚さは、０．０１ｇｍ〜０．３犀程度、
好ましくは０．０５−〜０．２岬程度とされる。

なお、本発明のＥＬ素子の形状及び大きさは、所望によ
り種々の形状とすることができ、例えば透明電極を形成
するときの基板を発光層形成用基板とし、この基板とし
て板状、ベルト状、円筒状のものを用いる等して所望の
形状及び大きさとすることができる。また、３つの電極
層１．２．３は、所望により、種々の形状にパターンニ
ングされたものであっても良い。

以上のような構成の本発明ＥＬ素子に於いては、例えば
、該ＥＬ素子の２つの電極１，３間及び電極２．３間に
、例えば発光層４．５のそれぞれにＩ　Ｘ　１０Ｓ〜３
　Ｘ　１００程度の電界がかかるように、直流または交
流、あるいはパルス電圧を印加することにより、良好な
発光を透明電極１を通じて得ることが↑きる。また、発
光層４と発光層５に発光色や輝度の異なる２つの発光層
用いて、電極１．３間の電圧と電極２．３間の電圧をそ
れぞれ独自に制御して透明電極１からの光の色及び強度
を広範囲にわたって変化させることもできる。

以上のような構造の本発明のＥＬ素子は、蒸着法等の薄
膜形成法を用いて例えば以下のようにして形成すること
ができる。

まず、前述したような透明電極層の設けられている基板
上に前記した第３の層形成用材料を用いて所望の構成の
らなる第３の層を形成させ、更に前記した第１の層、第
２の層を形成することのできる材料を用いて所望の構成
の第１の層、第２の層をこの順に先に形成した第３の層
上に積層する。つぎにこの第２の層上に第３の層を積層
し、所望とする第１の層と第２の層の界面の数に応じて
、この第１の層〜第３の層の形成操作を２回以上繰返し
て発光層４を形成する。

このように発光層４が形成されたところで、発光層４の
最上部に位置する第３の層上に、Ａｕ等の金属を蒸着法
等によって積層して、半透明の電極層３を形成する。

更に、電極層３上に、発光層４の形成と同様にして、発
光層４と同一の材料を、あるいは異なる材料を用いて発
光層５を形成し、最後に発光層５の有する第３の層上に
、Ａ１、Ａｇ、　Ａｕ等の金属を蒸着法等によって積層
して、本発明のＥＬ素子を形成することができる。

なお、２つの電極がともに透明である場合には、発光層
４．５形成用の透明基板に上述の材料によって透明電極
層を形成し、発光層５の形成が終了した後に透明電極層
を積層すれば良い。

本発明のＥＬ素子の発光層の有する複数の第１の層は、
それぞれが同一の構成を有するものでも良く、複数の第
１の層のうち１つ以上の第１の層の構成が他の第１の層
の構成と異なるものであっても良く、これは第２の層及
び第３の層についても同様である。また、本発明のＥＬ
素子を構成する各層間には、各層の接着性を高めるため
に、接着層を設けることもできる。更に本発明のＥＬ素
子には、空気中の湿気や酸素による影響から素子を保護
するための保護構造を設けることが望ましい。

以上のような本発明のＥＬ素子は、それぞれ独立して制
御可能な２つの発光層を有し、これら発光層を個々に制
御して、発光色を変化させたり、色調を微妙に調節した
り、発光の強弱を自由に制御することが可能となった。

更に、本発明のＥＬ素子の有する発光層は、電気化学的
性質の異なる２つの層の界面で主に発光を行ない、しか
もそのような界面がＥＬ素子の光の取り出し方向に対し
て複数設けられた構造を有し、光の取り出し面の単位あ
たりの発光量が従来のＥＬ素子に比べて非常に増大した
ものとなった。

また、本発明のＥＬ素子に於いては、主に発光を行なう
複数の界面について、該界面を構成する２つの層の構成
を界面ごとに変え、これらを組合わせて、発光色等を所
望に応じて制御することも可能となった。

これらに加えて、本発明のＥＬ素子の有する発光層は、
主に有機化合物材料と、その材料に適した薄膜形成とが
組み合わせて形成され、上記のように発光を行なう界面
を複数有した多層構造となっているにもかかわらず、発
光層全体の層厚が薄く形成されており、低電圧駆動でも
効率良い発光状態が得られ、十分な輝度が得られるもの
となった。

更に、本発明のＥＬ素子の発光層の各層は、主に種々の
有機化合物材料によって精度良い薄膜として簡易に形成
可能であり、本発明のＥＬ素子を大面積のＥＬ素子とし
て形成した場合でも、発光層が精度良く形成されたもの
となり、大面積のＥＬ素子としても良好な機能を有し、
また本発明のＥＬ素子は安価で量産性のあるＥＬ素子と
なった。

以下、参考例及び実施例を用いて本発明のＥＬ素子を更
に詳細に説明する。

参考例１ 〔発光層遂ｌの形成〕 ５０ＩＩ１１角のガラス表面上にスパッタリング法によ
り膜厚１５００Ａの１．Ｔ、０層を形成して透明電極層
を有する発光層形成用の基板とし、更に該層上に膜厚１
（１（ＩＯＡの５ｉ０２膜をスパッタリング法により積
層し第３の層としての絶縁層とした。

この基板を抵抗加熱蒸着装置の蒸着槽内の所定の位置に
セットし、更に抵抗加熱ポート内にトリフ−ニルアミン
（＋ｗｐ、　１２７℃）を入れ、該槽内をまず１０’　
Ｔｏｒｒの真空度まで減圧した後、蒸着速度が２　Ａ　
／ｓｅｅとなるように抵抗加熱ポートに流れる電流を調
整し、２００Ａのトリフェニルアミンからなる蒸着層を
第１の層として、先に基板の透明電極層上に形成した第
３の層上に形成した。なお、蒸着時に於ける槽内の真空
度を９　Ｘ　１０４Ｔｏｒｒに維持し、基板ホルダーの
温度は、２０℃とした。

次に、トリフェニルアミンの代りに、アントラセン（Ｉ
ＩＰ、　２１８℃）を使用し、先の第１の層の形成と同
様にして３００人のアントラセンからなる蒸着層を第２
の層として先に形成した第１の層上に形成した。

更に、アントラセンの代りに、ステアリン酸メチル（ｆ
ｆｌＰ、　３８℃）を使用し、先の第１の層の形成と同
様にして３００　Ａのステアリン酸メチルからなる蒸着
層を新たな第３の層として先に形成した第２の層上に形
成した。

以後、上記したトリフェニルアミンからなる第１の層か
らステアリン酸メチルからなる第３の層までの形成操作
をもう一度繰返し、第１の層と第２の層の界面を２つ有
する発光層遂１（層厚：約ｔｓｏｏＡ）を形成した。

参考例２ 〔発光層成２の形成〕 参考例１に於いて用いたのと同様の基板の電極層上に、
参考例１と同様にして膜厚１０００Ａの５ｉ０２膜をス
パッタリング法により積層し第３の層としての絶縁層と
した。

このようにして第３の層を形成した後、電極基板を、そ
のまま蒸着槽内にセットしておき、更にアントラセン（
ｍｐ、　２１８℃）の入ったものとアントラキノン（ｍ
ｐ、　２８℃３℃）の入ったものの２つの抵抗加熱ポー
トを蒸着槽内にセットし、該槽内をまず１０′ｆ′Ｔａ
ｒｔの真空度まで減圧した後、アントラキノンの蒸着速
度が０．　Ｉ　Ａ　／ｓｅｃ程度になるように抵抗加熱
ポートの電流を設定し、かつアントラセンとアントラキ
ノンの混合物からなる蒸着層全体の蒸着速度が２Ａ／ｓ
ａｃとなるようにアントラセンの入った抵抗加熱ポート
に流れる電流を調整し、アントラセンとアントラキノン
の混合物からなる蒸着層を第１の層として先に形成した
第３の層としての絶縁層上に形成した。なお、蒸着時に
於ける槽内の真空度を９　Ｘ　１０４Ｔｏｒｒに維持し
、基板ホルダーの温度は、２０℃とした。

更に抵抗加熱ポートの１つをトリフェニルアミン（ｍｐ
、　２４５℃）の入ったものと交換し、他の１つもイン
ダゾール（＋ｎｐ、　１４５℃）の入ったものと交換し
、該槽内をまず１０″８Ｔｏｒｒの真空度まで減圧した
後、インダゾールの蒸着速度が０．Ｉ　Ａ　／ｓｅｃ程
度になるように抵抗加熱ポートの電流を設定し、かつト
リフェニルアミンとインダゾールの混合物からなる蒸着
層全体の蒸着速度が２１／ｓｅｅとなるようにトリフェ
ニルアミンの入ったポートに流れる電流を調整し、２０
０人のトリフェニルアミンとインダゾールの混合物から
なる蒸着層を第２の層として先に形成した第１の層　　
　　　　　上に形成した。なお、蒸着時に於ける槽内の
真空度を８　Ｘ　１０’　Ｔｏｒｒに維持し、この場合
の基板ホルダーの温度も２０℃とした。

引続き基板を蒸着槽内にセットしておき、更に抵抗加熱
ポート内にステアリン酸メチル（ｍｐ、　３８℃）を入
れ、該槽内を１０’　Ｔｏｒｒの真空度まで減圧した後
、蒸着速度が２Ａ／ｓａｃとなるように抵抗加熱ポート
に流れる電流を調整し、２００　Ａのステアリン酸メチ
ル層からなる蒸着層を第３の層として、先に形成した第
２の層上に形成した。なお、蒸着時に於ける槽内の真空
度を９　Ｘ　１０’　Ｔｏｒｒに維持し、この場合の基
板ホルダーの温度も２０℃とした。

以後、上記した第１の層から第３の層までの形成操作を
４回繰返して第１の層と第２の層の界面を４つ有する発
光層成２（層厚；約２４００Ａ）を形成した。

参考例３ 〔発光層！３の形成〕 参考例１に於いて用いたのと同様の基板の電極層上に、
参考例１と同様にして膜厚１０００Ａの５ｉ０２膜をス
パッタリング法により積層し第３の層としての絶縁層と
した。

このようにして第３の層を形成した後、電極基板を、抵
抗加熱蒸着装置の蒸着槽内にセットし、更にトリフェニ
ルアミン（ｍｐ、　１２７℃）の入ったものと、アント
ラキノン（Ｉｌｐ、　２８８℃）の入ったものの２つの
抵抗加熱ポートを蒸着槽内にセットし、該槽内をまず１
０’　Ｔｏｒｒの真空度まで減圧した後、アントラキノ
ンの蒸着速度が０．１　Ａ／ｓｅｃ程度になるようにア
ントラキノンの入ったポートに流れる電流を一定とし、
かつトリフェニルアミンとアントラキノンの混合物から
なる蒸着層全体の蒸着速度が２　Ａ　／ｓｅｃとなるよ
うにトリフェニルアミンの入ったポートに流れる電流を
調整し、２０ＯＡのトリフェニルアミンとアントラキノ
ンの混合物からなる蒸着層を第１の層として先に形成し
た第３の層としての絶縁層上に形成した。なお、蒸着時
に於ける槽内の真空度を９　Ｘ　１０’　Ｔｏｒｒに維
持し、基板ホルダーの温度は、２０℃とした。

更に抵抗加熱ポートの１つをアントラセン（ｍｐ、　２
１８℃）の入ったものと交換し、他の１つもインダゾー
ル（ｍｐ、　１４５　、′ｃ）の入ったものと交換し、
該槽内をまず１０’　Ｔｏｒｒの真空度まで減圧した後
、インダゾールの蒸着速度が０．１人／ｓｅｃ程度にな
るようにインダゾールの入った抵抗加熱ポートに流れる
電流を一定とし、かつアントラセンとインダゾールの混
合物からなる蒸着層全体の蒸着速度が２Ａ／ｓｅｅとな
るようにアントラセンの入ったポートに流れる電流を調
整し、２００人のアントラセンとインダゾールの混合物
からなる蒸着層を第２の層として先に形成した第ヱの層
尋七１岬→Ｈト１上に形成した。なお、この場合も、蒸
着時に於ける槽内の真空度を９　Ｘ　１０′ＧＴｏｒｒ
に維持し、基板ホルダーの温度も２０℃とした。

引続き基板を蒸着槽内にセットしておき、更に抵抗加熱
ポート内にステアリン酸メチル（ｍｐ、　３８’０）を
入れ、該槽内を１０’　Ｔｏｒｒの真空度まで減圧した
後、蒸着速度が・２Ａ　／ｓｅｃとなるように抵抗加熱
ポートに流れる電流を調整し、２０ＯＡのステアリン醜
メチル層からなる蒸着層を第３の層として、先に形成し
た第２の層上に形成した。なお、この場合も、蒸着時に
於ける槽内の真空度を８×１０’　Ｔｏｒｒに維持し、
基板ホルダーの温度も２０℃とした。

以後、上記した第１の層から第３の層までの形成操作を
４回繰返して第１の層と第２の層の界面を４つ有する発
光層成３（層厚：約２４０ＯＡ）を形成した。

実施例 第１図に示した構造の本発明のＥＬ素子の形成を以下の
ようにして実施した。

５０ＩＩ１１角のガラス表面上にスパッタリング法によ
り膜厚１５００Ａの１．Ｔ−０層を蒸着して透明電極層
ｌを形成した。

次に、この透明電極層１上に参考例１〜３に於いて形六
“した発光層（正１−４３）のいずれか１つを発光Ｎ４
として炒成した後、この発光層４の形成された基板を、
真空蒸着装置の蒸着槽内の所定の位置にセットし、該槽
内を一度ＩＸ　１０４Ｔｏｒｒの真空度まで減圧した後
、該槽内の真空度を８×１０″ｆｉ丁ａｒ−ｒに調整し
、蒸着速度５Ｊ／ｓｅｃで５ＯＡの膜厚のＡｕ層を発光
層４の最上部に位置する第３の層上に形成し、半透明電
極層３とした。

更に、半透明電極層３上にに参考例１〜３に於、いて形
飯した発光層（遂１−４３）のいずれか１つを単分子膜
または単分子累積膜を有する発光層５として形成した後
、この発光層５の形成された基板を、真空蒸着装置の蒸
着槽内の所定の位置に再びセットし、該槽内を一度ＩＸ
　１０′＠Ｔｏｒｒの真空度まで減圧した後、今回は該
槽内の真空度を　１×１０’　Ｔｏｒｒに調整し、蒸着
速度２０　Ａ　／　ｓｅｅ　テ１５０ＯＡの膜厚のＡ１
層を発光層５の最上部に位置する第３の層上に形成し、
透明でない背面電極層２として表１に示すような構造の
本発明のＥＬ素子を計９個（試料逅１−１〜３−３）形
成した。

これらの本発明のＥＬ素子のそれぞれを第り図に示すよ
うに、シールガラス５１でシールした後、常法に従って
精製、脱気及び脱水処理されたシリコンオイル５２をシ
ール中に注入して、ＥＬセル５０を形成した。

このようなＥＬセルのそれぞれについて、電極層ｌ、３
間及び電極層２．３間に交流電圧（４０Ｖ、４００Ｈ２
）を印加して、発光させ、発光に於ける輝度及び電流密
度を測定したところ、０．０８〜０゜表　　　２

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のＥＬ素子の模式的断面図、第２図は本
発明のＥＬ素子の有する発光層の一例の模式的断面図、
第３図は本発明ＥＬ素子の組み込まれたＥＬセルの模式
的断面図である。 １：透明電極層 ３：透明または半透明な電極層 ２：電極層 ４．５二発光層 ２１−１．２１−２：第１の層 ２２−１．２２−２：第２の層 ２３−１．２３−２．２３−３：第３の層２４−１．２
４−２　：界面 ３０：ＥＬ素子 ３１ニガラスシール ３２：シリコンオイＪし ３３：ＥＬ　　セル

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）少なくとも一方が透明である２つの電極層と、これ
   ら２つの電極層間に設けられた、２つの発光層と、これ
   ら２つの発光層間に設けられた透明または半透明な電極
   層とを有してなる電界発光素子。 ２）前記２つの発光層が、同一の機能を有するものであ
   る特許請求の範囲第１項記載の電界発光素子。 ３）前記２つの発光層が、異なる機能を有するものであ
   る特許請求の範囲第１項記載の電界発光素子。