JPH03245490A - Organic membrane luminous element - Google Patents

Organic membrane luminous element

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JPH03245490A
JPH03245490A JP2040918A JP4091890A JPH03245490A JP H03245490 A JPH03245490 A JP H03245490A JP 2040918 A JP2040918 A JP 2040918A JP 4091890 A JP4091890 A JP 4091890A JP H03245490 A JPH03245490 A JP H03245490A
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JP
Japan
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organic film
electrode
property
organic
electrons
Prior art date
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JP2040918A
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Japanese (ja)
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Takashi Ekusa
俊 江草
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To obtain an organic membrane luminous element with memory function by giving electron pouring property to one side electrode holding organic membranes, and giving hole pouring property to the other side electrode. CONSTITUTION:Of the electrodes to hold organic membranes 4 and 3, one side electrode 5 is given an electron pouring property, and the other side electrode 2 is given a hole pouring property. As a result, when a bias current is applied, electrons and holes are poured to the organic membranes 4 and 3 respectively and simultaneously, and they are accumulated. And, in the condition to generate a carrier recombination, the charging condition of the organic membranes is neutralized, and thereby the carrier movable degree is increased. In other words, a conductivity modulation is generated in the organic membranes to reduce the resistance, and a large current flows. As a result, a hysteresis property is generated in a constant voltage driving, while a negative resistance property is generated in a constant current driving, in the electrical property, and a memory function is generated in the luminous property.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、有機色素を含む有機膜を用いた発光素子に係
り、特にメモリ特性を示す有機膜発光素子に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a light emitting device using an organic film containing an organic dye, and particularly to an organic film light emitting device exhibiting memory characteristics.

(従来の技術) 近年、表示素子や照明素子等として用いられる有機膜発
光素子の研究開発か盛んに行われている。例えば、凡用
大学の斎藤省吾は、1986年に金属電極/芳香族色素
/ポリチオフェン/透明電極を用いた有機2層構造素子
を報告している(J、  J、 AI)pl、Phys
 、 25.L773.198B)。ここでは、有機膜
の膜厚が1μm以上あり、印加電圧も100Vと大きい
。これに対して、コダック社のC,W、Tang等は、
Mg −Ag /AIq3 /ジアミン/ITOという
有機2層構造で、有機膜の膜厚を1000Å以下にする
ことによって、印加電圧10V以下で駆動して実用上十
分な輝度を示す素子が得られたことを報告している(A
 P L。
(Prior Art) In recent years, research and development of organic film light emitting devices used as display devices, lighting devices, etc. has been actively conducted. For example, Shogo Saito of Bonyo University reported in 1986 an organic two-layer structure device using a metal electrode/aromatic dye/polythiophene/transparent electrode (J, J, AI) pl, Phys.
, 25. L773.198B). Here, the thickness of the organic film is 1 μm or more, and the applied voltage is as large as 100V. On the other hand, Kodak's C, W, Tang, etc.
By using an organic two-layer structure of Mg-Ag/AIq3/diamine/ITO and reducing the thickness of the organic film to 1000 Å or less, an element that can be driven at an applied voltage of 10 V or less and exhibits sufficient brightness for practical use was obtained. is reported (A
P.L.

5]、、913.1987 )。これらの発光素子は、
電子注入性的な色素と正孔注入性的な色素とを組合わせ
て有機2層構造とすることを基本とし、有機膜をできる
だけ薄くすること、電子注入側の金属電極に仕事関数の
小さいものを選ぶこと、真空蒸着法或いは昇華法によっ
て有機膜を形成する際に電気的欠陥が発生しないような
材料を選択すること、等を主要な特徴としている。凡用
大学の斎藤省吾は更に1988年には、電子注入層/発
光層/正孔注入層という有機3層構造素子を提案し、発
光層に高いフォトルミネセンスを示す色素を選ぶことに
よって高輝度発光が得られることを示した(J、  J
、 Apl)1.Phys 、 、 27.L2B9.
1988)。
5], 913.1987). These light emitting elements are
The basic idea is to combine an electron-injecting dye and a hole-injecting dye to form an organic two-layer structure, make the organic film as thin as possible, and use a metal electrode with a small work function on the electron-injecting side. The main characteristics include selecting a material that does not cause electrical defects when forming an organic film by vacuum evaporation or sublimation. Furthermore, in 1988, Shogo Saito of Bonyo University proposed an organic three-layer structure element consisting of an electron injection layer, a light emitting layer, and a hole injection layer, and achieved high brightness by selecting a dye with high photoluminescence for the light emitting layer. It was shown that luminescence could be obtained (J, J
, Apl)1. Phys, , 27. L2B9.
1988).

その他これまでに、各種の有機膜の組合わせによる発光
素子構造、単層の有機膜であっても、発光剤と正孔注入
剤を混合することによっである程度の発光が認められる
こと、発光体であるA iq3の特性劣化に関する研究
等が次々に報告されており、また同様の特許出願が多く
なされている。
In addition, we have discovered that light-emitting device structures are formed by combining various organic films, that even a single-layer organic film can emit light to some extent by mixing a luminescent agent and a hole-injecting agent, and that Studies on the deterioration of the characteristics of A iq3, which is a chemical compound, have been reported one after another, and many similar patent applications have been filed.

ところで最近各種の電子機器に用いられているフラット
パネル・デイスプレィは、多数の表示画素をマトリクス
配列してこれを時分割駆動している。その方式には、単
純マトリクス方式とアクティブ・マトリクス方式がある
が、いずれにしても一画素に加わる駆動電圧はパルス的
であって、電圧印加時間は非常に短い。そのため画質の
高い画像を得るためには、各画素かある程度メモリ機能
を有することが必要である。例えば液晶デイスプレィに
おいては、液晶自体の容量或いは、液晶と並列に設けら
れた容量によってこのメモリ機能を持たせている。
Incidentally, flat panel displays, which have recently been used in various electronic devices, have a large number of display pixels arranged in a matrix and are driven in a time-division manner. There are two types of methods: a simple matrix method and an active matrix method, but in either case, the driving voltage applied to one pixel is in the form of a pulse, and the voltage application time is very short. Therefore, in order to obtain a high-quality image, each pixel needs to have a memory function to some extent. For example, in a liquid crystal display, this memory function is provided by the capacity of the liquid crystal itself or by the capacity provided in parallel with the liquid crystal.

有機膜発光素子においても、この様なマトリクス駆動の
フラットパネル・デイスプレィ等に応用するに当たって
はメモリ機能を持たせることが必要になるが、これまで
のところ有機膜発光素子についてその様なメモリ機能に
ついて報告はなされていない。
Organic film light-emitting devices also need to have a memory function when applied to such matrix-driven flat panel displays, etc., but so far there has been no information on such memory functions for organic film light-emitting devices. No report has been made.

(発明が解決しようとする課題) 以上のように、有機膜発光素子について各所で研究が盛
んに行われているが、マトリクス駆動の表示素子として
望まれるメモリ機能について、全く言及されていない。
(Problems to be Solved by the Invention) As described above, research on organic film light-emitting devices is being actively conducted in various places, but there is no mention at all of the memory function desired as a matrix-driven display device.

本発明はこの様な点に鑑みなされたもので、メモリ機能
付きの有機膜発光素子を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of these points, and an object of the present invention is to provide an organic film light emitting device with a memory function.

〔発明の構成〕[Structure of the invention]

(課題を解決するための手段) 本発明に係る有機膜発光素子は、少なくとも一種の有機
色素を含む有機膜が、電子注入性の第1の電極と正孔注
入性の第2の電極間に挟まれた構造を有し、第1.第2
の電極間に第2の電極側に正のバイアスを与えたときに
、有機膜には第1の電極から注入された電子と第2の電
極から注入された正孔とが蓄積されて、メモリ特性を特
つ発光を示すことを特徴とする。
(Means for Solving the Problems) The organic film light emitting device according to the present invention has an organic film containing at least one kind of organic dye between an electron injection first electrode and a hole injection second electrode. It has a sandwiched structure, and the first. Second
When a positive bias is applied to the second electrode between the electrodes, electrons injected from the first electrode and holes injected from the second electrode are accumulated in the organic film, and the memory It is characterized by emitting light.

(作用) 発光性有機膜に対して両面共に電子注入性の電極を設け
た場合、バイアス印加によって有機膜に注入されるのは
電子のみである。発光素子に用いられる有機材料は、キ
ャリア易動度か高々1O−3CII+2/v−5ecと
小さく、注入された電子は空間電荷を形成するが、この
とき流れる電流は低電界ではオーミック電流(電圧に比
例する)であり、高電界では内部電界により制限される
空間電荷制限電流(電圧の2乗に比例する)となる。
(Function) When electron-injecting electrodes are provided on both surfaces of a luminescent organic film, only electrons are injected into the organic film by applying a bias. Organic materials used in light emitting devices have a small carrier mobility of at most 1O-3CII+2/v-5ec, and the injected electrons form a space charge, but the current that flows at this time is an ohmic current (depending on the voltage) in a low electric field. (proportional), and at high electric fields there is a space charge limited current (proportional to the square of the voltage) limited by the internal electric field.

これではメモリ機能は出ない。There is no memory function in this case.

これに対して本発明では、有機膜を挟む一方の電極を電
子注入性とし、もう一方の電極を正孔注入性とする。そ
うすると、バイアスを印加した時、有機膜には電子と正
孔が同時に注入されて蓄積される。そしてキャリア再結
合が生じる状態では有機膜の電荷状態は中性化し、これ
によってキャリア易動度が大きくなる。すなわち有機膜
内ではいわゆる伝導度変調が生し、低抵抗となって大き
い電流が流れる。この結果素子の電気的特性には、定電
圧駆動であればヒステリシス特性が生じ、定電流駆動で
あれば負性抵抗特性が生じ、その結果発光特性にメモリ
機能が生じる。さらにこのメモリ機能は残像現象として
現れる。
In contrast, in the present invention, one electrode sandwiching the organic film has an electron injection property, and the other electrode has a hole injection property. Then, when a bias is applied, electrons and holes are simultaneously injected into the organic film and accumulated. In a state where carrier recombination occurs, the charge state of the organic film becomes neutral, thereby increasing carrier mobility. That is, so-called conductivity modulation occurs within the organic film, resulting in low resistance and a large current flowing. As a result, in the electrical characteristics of the device, a hysteresis characteristic occurs when driven at a constant voltage, a negative resistance characteristic occurs when driven at a constant current, and as a result, a memory function occurs in the light emitting characteristics. Furthermore, this memory function appears as an afterimage phenomenon.

(実施例) 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。(Example) Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は一実施例の発光素子断面構造を示す。FIG. 1 shows a cross-sectional structure of a light emitting device according to one embodiment.

この素子は、上から見て第1の電極(Ml ) 5第1
4)NJliilli (01) 4. 第2(7)G
7機膜(02)3および第2の電極ll2)2により構
成されている。第2の電極2はこの実施例ではガラス基
板1に形成されたITO等の透明電極であって、光は基
板1側から取出される。透明電極として化合物半導体を
用いてもよい。この素子の製造プロセスは、後に具体的
に説明するが、基板上に真空蒸着法、真空昇華法等によ
って順次膜を積層形成する。
This element has a first electrode (Ml) when viewed from above.
4) NJliilli (01) 4. 2nd (7)G
It is composed of a seven-layer membrane (02)3 and a second electrode ll2)2. In this embodiment, the second electrode 2 is a transparent electrode made of ITO or the like formed on the glass substrate 1, and light is extracted from the substrate 1 side. A compound semiconductor may be used as the transparent electrode. The manufacturing process for this element will be explained in detail later, but films are sequentially formed on a substrate by vacuum evaporation, vacuum sublimation, or the like.

第2図は、この発光素子を構成する各層がそれぞれ独立
した状態でのバンド図を示す。第1の有機膜4の伝導帯
レベルをE。0.フェルミレベルをE11価電子帯レベ
ルをEv、とし、第2の有機膜3の伝導帯レベルをE。
FIG. 2 shows a band diagram in a state where each layer constituting this light emitting element is independent. The conduction band level of the first organic film 4 is E. 0. The Fermi level is E11, the valence band level is Ev, and the conduction band level of the second organic film 3 is E.

2.フェルミレベルをE2価電子帯レベルをEv2とし
たとき、図示のように、ECI>EC21EVI>Ev
2なる材料が選ばれている。
2. When the Fermi level is E2 and the valence band level is Ev2, as shown in the figure, ECI>EC21EVI>Ev
Two materials have been selected.

また第1の電極5は、仕事関数EMIが、EMI<E、
であり、第1の有機膜4に対して電子を注入しやすい関
係に選ばれている。第2の電極2は、仕事関数EM2が
、Ev2>E2であり、第2の有機膜3に対して正孔を
注入しやすい関係に選ばれている。
Further, the first electrode 5 has a work function EMI such that EMI<E,
The relationship is selected so that electrons can be easily injected into the first organic film 4. The second electrode 2 has a work function EM2 of Ev2>E2, and is selected so that holes can be easily injected into the second organic film 3.

第3図は、これらの各層が接合された発光素子の熱平衡
状態でのバンド図である。熱平衡状態では系のフェルミ
レベルが一致する。したがって第2図に示す電極の仕事
関数および有機膜の各エネルギーレヘルの大小関係から
、第3図に示すように、第1の電極5と第1の有機膜4
の間は第1の電極5から電子が注入しやすい接合が形成
される。
FIG. 3 is a band diagram of a light emitting device in which these layers are bonded together in a thermal equilibrium state. In thermal equilibrium, the Fermi levels of the system coincide. Therefore, from the magnitude relationship between the work function of the electrode and each energy level of the organic film shown in FIG. 2, as shown in FIG.
A junction is formed between which electrons can be easily injected from the first electrode 5.

第2の電極2と第2の有機膜3の間は第2の電極2から
正孔か注入しやすい接合が形成される。第1の有機膜4
と第2の有機膜3の間には、伝導帯にΔE(=Ec+ 
 EC2なる障壁が形成され、価電子帯にはΔEv=E
v+  Ev2なる障壁が形成される。
A junction is formed between the second electrode 2 and the second organic film 3 into which holes can be easily injected from the second electrode 2. First organic film 4
and the second organic film 3, there is a ΔE (=Ec+
A barrier called EC2 is formed, and ΔEv=E in the valence band.
A barrier of v+Ev2 is formed.

この実施例の発光素子の動作原理を第4図を用いて説明
する。第4図(a)は、第1の電極5に対して第2の電
極2に正のあるバイアス電圧V、を印加したときの素子
のバンド図である。第1の電極5からは第1の有機膜4
に電子が注入され、第2の電極2からは第2の有機膜3
に正孔が注入されて、これらの電子、正孔は第1.第2
の有機膜3.4の障壁接合界面に蓄積される。この蓄積
されたキャリアは、電気二重層を形成することになる。
The operating principle of the light emitting device of this example will be explained with reference to FIG. FIG. 4(a) is a band diagram of the device when a positive bias voltage V is applied to the second electrode 2 with respect to the first electrode 5. From the first electrode 5, the first organic film 4
Electrons are injected into the second organic film 3 from the second electrode 2.
Holes are injected into the first . Second
is accumulated at the barrier junction interface of the organic film 3.4. This accumulated carrier will form an electric double layer.

この電気二重層の厚みは、色素の分子間距離(約10人
)であるから、結果としてここに大きい電界か発生する
。そして第4図(b)に示すように・1イアス電圧かあ
るしきい値を越えてV2になると、電気二重層を形成す
るキャリアは障壁接合を通して隣接層にトンネル注入さ
れる。第2の有機膜3から第1の有機膜4に注入された
正孔は、第1の何機膜4内で多数キャリアである電子と
再結合する。第1の有機膜4が発光層である場合にはこ
れにより第1の波長λ1の発光が得られる。
Since the thickness of this electric double layer is equal to the intermolecular distance of the dye (approximately 10 people), a large electric field is generated here as a result. Then, as shown in FIG. 4(b), when the 1 Iass voltage exceeds a certain threshold value and reaches V2, carriers forming the electric double layer are tunnel-injected into the adjacent layer through the barrier junction. The holes injected from the second organic film 3 into the first organic film 4 recombine with electrons, which are majority carriers, within the first organic film 4 . When the first organic film 4 is a light emitting layer, light emission at the first wavelength λ1 is thereby obtained.

第1の有機膜4から第2の有機膜3に注入された電rは
、第2の有機膜3内で多数キャリアである正孔と再結合
する。第2の有機膜3か発光層である場合には、これに
より第2の波長λ2の発光か得られる。
The electric charge r injected from the first organic film 4 to the second organic film 3 recombines with holes, which are majority carriers, within the second organic film 3. When the second organic film 3 is a light emitting layer, light emission at the second wavelength λ2 is thereby obtained.

第1の波長の発光と第2の波長の発光のいずれが支配的
になるかは、第1.第2の有機膜4,3の障壁接合の電
子に対する障壁高さΔECと、正孔に対する障壁高さΔ
Evの関係によって決まる。
Which of the first wavelength light emission and the second wavelength light emission is dominant depends on the first. Barrier height ΔEC for electrons and barrier height Δ for holes of the barrier junction of the second organic films 4 and 3
Determined by the relationship between Ev.

したかって材料を選択することによって、■あるしきい
値で第1.第2の波長光か同時に得られる発光素子、 ■第1のしきい値では第1の波長の発光のみで、第2の
しきい値で多重発光が得られる発光素子、■第1のしき
い値では第2の波長の発光のみで、第2のしきい値で多
重発光が得られる発光素子、のいずれも得ることができ
る。
By selecting the material you want, ■ the first . A light-emitting element that can simultaneously emit light of a second wavelength; ■ A light-emitting element that emits only the first wavelength light at the first threshold and multiple light emission at the second threshold; With this value, it is possible to obtain a light-emitting element that emits light only at the second wavelength and can obtain multiple light emission at the second threshold value.

第5図(a) (b)は、Eel  EC2<EVI 
 Ev2を満すように材料が選択された発光素子の動作
を説明するためのバンド図である。先の原理説明から明
らかなようにバイアス電圧Vによって電子、正孔がそれ
ぞれ注入されて電気二重層が形成されるが、バイアス電
圧Vが第1のしきい値v thiを越えると、第5図(
a)に示すように第1の有機膜から電子が第2の有機膜
にトンネル注入され、第2の有機膜で発光再結合して波
長λ2の発光が生じる。さらにバイアス電圧■を上げて
これか第2のしきい値V th2を越えると、第5図(
b)に示すように第2の有機膜から第1の有機膜への正
孔のトンネル注入も始まり、第1の有機膜て発光再結合
して波長λ1の発光か重なる。
Figures 5(a) and 5(b) show that Eel EC2<EVI
FIG. 3 is a band diagram for explaining the operation of a light emitting element whose material is selected to satisfy Ev2. As is clear from the previous explanation of the principle, electrons and holes are injected by the bias voltage V to form an electric double layer, but when the bias voltage V exceeds the first threshold value v thi, as shown in FIG. (
As shown in a), electrons are tunnel-injected from the first organic film into the second organic film, and are radiatively recombined in the second organic film to generate light with a wavelength λ2. If the bias voltage ■ is further increased to exceed the second threshold value V th2, as shown in Fig. 5 (
As shown in b), tunnel injection of holes from the second organic film to the first organic film also begins, and the first organic film emits light and recombines, and the light emission of wavelength λ1 overlaps.

第6図(a) (b)は、E c+−E C2> E 
vlE y2を満すように材料が選択された発光素子の
動作を説明するためのバンド図である。この場合は第5
図と逆に、第1のしきい値v thtで第1の有機膜で
の発光(波長λ1)が生じ、第2のしきい値V th2
で第2の有機膜での発光(波長λ2)か重なる。なお第
6図での第1.第2のしきい値vtht 、  vth
2、波長λ1.λ2は第5図でのそれらとは一般には同
じてはない。
FIG. 6(a) and (b) show that E c+−E C2>E
FIG. 3 is a band diagram for explaining the operation of a light emitting element whose material is selected to satisfy vlE y2. In this case, the fifth
Contrary to the figure, light emission (wavelength λ1) occurs in the first organic film at the first threshold value v tht, and at the second threshold value V th2
The light emission (wavelength λ2) from the second organic film overlaps. Note that 1. in Figure 6. second threshold vtht, vth
2. Wavelength λ1. λ2 are generally not the same as those in FIG.

この実施例によれば、第1.第2の有機膜43にそれぞ
れ電子、正孔が注入されて、これらが障壁接合に蓄積さ
れる結果、発光特性にはメモリ機能が現れる。
According to this embodiment, the first. As a result of injecting electrons and holes into the second organic film 43 and accumulating them in the barrier junction, a memory function appears in the light emission characteristics.

第7図は、この実施例の素子を定電圧駆動した場合の電
圧−電流特性であり、電子および正孔の同時注入効果と
キャリア蓄積によるメモリ機能の結果として、ヒステリ
ンス特性か現れる。第8図は同様にその実施例の素子を
定電流駆動した場合の電圧−電流特性であり、メモリ機
能の結果として負性抵抗特性か現われる。これらの図の
縦軸の電流は発光輝度に対応する。
FIG. 7 shows the voltage-current characteristics when the device of this example is driven at a constant voltage, and hysteresis characteristics appear as a result of the simultaneous injection effect of electrons and holes and the memory function due to carrier accumulation. Similarly, FIG. 8 shows voltage-current characteristics when the device of this embodiment is driven at a constant current, and a negative resistance characteristic appears as a result of the memory function. The current on the vertical axis in these figures corresponds to the luminance.

この実施例の素子に於いて、上述したようなメモリ機能
を有することは、以下の実験によって確認することがで
きる。
It can be confirmed by the following experiment that the device of this example has the above-mentioned memory function.

先ず、素子の直流電気特性を測定すると、第9図に示す
ように整流特性が得られる。第1の電極5側が負になる
極性か順方向である。順方向電流はすでに述べたように
、電気二重層形成によるトンネル注入によって流れる。
First, when the DC electrical characteristics of the element are measured, rectification characteristics are obtained as shown in FIG. The polarity is negative on the first electrode 5 side or the forward direction. As mentioned above, the forward current flows by tunnel injection due to the formation of an electric double layer.

逆バイアスで電流か流れないのは、画電極からのキャリ
ア注入かないからである。
The reason why no current flows under reverse bias is because there is no carrier injection from the picture electrode.

次のこの素子に三角波交流バイアスを印加して変位電流
を測定する。測定領域は、第9図に破線で示すように電
圧−電流特性の原点近傍の微小電流領域である。第10
図か得られる電位電流特性である。先ず逆バイアス領域
すなわち第10図のA点より右側では、前述のように有
機膜にはキャリア注入は生じないから、両電極間に電荷
か蓄積する。このとき両電極間は絶縁体としての2層の
有機膜が挟まれているキャパシタと同しであり、したか
って容量は小さい。その結果変位電流も小さい。変位電
流Iは一般に、容量Cに対して、I−C−dV/d t で表され、いまの場合容量Cは第1.第2の有機膜4,
3の直列容量となるからである。
Next, a triangular AC bias is applied to this element and the displacement current is measured. The measurement region is a minute current region near the origin of the voltage-current characteristics, as shown by the broken line in FIG. 10th
The figure shows the potential-current characteristics obtained. First, in the reverse bias region, that is, on the right side of point A in FIG. 10, carrier injection does not occur in the organic film as described above, so some charge is accumulated between the two electrodes. At this time, the space between the two electrodes is the same as a capacitor in which two layers of organic films as insulators are sandwiched, and therefore the capacitance is small. As a result, the displacement current is also small. Displacement current I is generally expressed as I-C-dV/d t with respect to capacitance C, and in this case, capacitance C is 1. second organic film 4,
This is because the series capacitance is 3.

次にバイアスが逆バイアス領域から零バイアスに近づく
と、電極から有機膜4へのキャリアが始まる。一般には
第1の電極5から第1の有機膜4への電子注入と、第2
の電極2から第2の有機膜3への正孔注入とは同時には
起こらないから、今の場合電子注入か先に起るとすると
、第10図のA点で、第1の電極5から第1の有機膜4
への電子注入か始まる。注入された電子は、第1.第2
の有機膜4,3間が障壁接合を構成するためにその障壁
接合界面に蓄積される。このとき容量は、第2の有機膜
3によって決まる値、はぼ2倍になり、したがって変位
電流もほぼ2倍に増大する。
Next, when the bias approaches zero bias from the reverse bias region, carriers begin to flow from the electrode to the organic film 4. In general, electron injection from the first electrode 5 to the first organic film 4 and second
Hole injection from the electrode 2 to the second organic film 3 does not occur at the same time, so in this case, if the electron injection occurs first, then at point A in FIG. First organic film 4
The injection of electrons into the cell begins. The injected electrons are the first. Second
is accumulated at the barrier junction interface between the organic films 4 and 3 to form a barrier junction. At this time, the capacitance becomes approximately twice the value determined by the second organic film 3, and therefore the displacement current also increases approximately twice.

バイアスか増加して第2の電極2から第2の有機膜3へ
の正孔注入が始まると、前述のように有機膜界面に電気
二重層か形成されて容量はその二重層の容量となって極
めて大きくなる。従って、第10図に示したように正孔
注入か始まるB点で変位電流が大きく増大する。そして
トンネル注入による大きい順方向電流が流れて、発光が
観測されることになる。
When the bias increases and hole injection from the second electrode 2 to the second organic film 3 begins, an electric double layer is formed at the interface of the organic film as described above, and the capacitance becomes the capacitance of that double layer. becomes extremely large. Therefore, as shown in FIG. 10, the displacement current increases significantly at point B where hole injection begins. A large forward current flows due to tunnel injection, and light emission is observed.

この様に変位電流特性を測定することによって、この実
施例の素子のキャリア注入と蓄積の状態か分かる。
By measuring the displacement current characteristics in this way, the state of carrier injection and accumulation in the device of this example can be determined.

次により具体的な実施例を説明する。第1図の素子にお
いて、 第1の電極5:イッテルビウム 第1の有機膜4:ビ(9−マロノニトリルフルオレニル
) 第2の有機膜3:ビビレニル(−発光層)第2の電極2
:ITO を用いた。
Next, a more specific example will be described. In the device shown in FIG. 1, first electrode 5: ytterbium first organic film 4: bi(9-malononitrilefluorenyl) second organic film 3: bipyrenyl (-light emitting layer) second electrode 2
:ITO was used.

ITO基板上に真空昇華法(真空度〜10Torr)に
よってビビレニル薄膜を1000人形成し、次いてビ(
9−マロノニトリルフルオレニル)薄膜を10 ill
 0人形成し、最後にイッテルビウム電極を直空蒸着に
より1000人形成した。
A 1,000-bibyrenyl thin film was formed on an ITO substrate by vacuum sublimation method (vacuum degree ~ 10 Torr), and then
10 ill of 9-malononitrilefluorenyl) thin film
0 people were formed, and finally 1000 ytterbium electrodes were formed by direct air deposition.

得られた素子の変位電流特性か第10図のようになるこ
とが確認された。またこの素子に、ITO電極側か正と
なる順方向バイアスを印加すると、第11図に示すヒス
テリシス特性が得られた。さらにITO’4極側か正に
なるパルス状バイアスを印加した結果、第12図に示す
ように発光強度に残像効果か認められた。
It was confirmed that the displacement current characteristics of the obtained element were as shown in FIG. Furthermore, when a positive forward bias was applied to this element on the ITO electrode side, the hysteresis characteristic shown in FIG. 11 was obtained. Furthermore, as a result of applying a pulsed bias that was positive on the ITO'4 pole side, an afterimage effect was observed in the emission intensity as shown in FIG.

本発明は上記実施例に限られるものではない。The present invention is not limited to the above embodiments.

実施例では、有機膜の二層積層構造を用いたが、二層以
上の積層構造を用いることもてきる。要するに6機膜お
よびこれを挟む電極が、有機膜に対して電子と正孔が同
時に注入され、これらか蓄積されるという条件を満たせ
ばよい。電子注入用の電極としては、イッテルビウムの
ほが、ランタン(La ) 、  ネオジウム(Nd 
) 、 ガドリウム(Gd )その他の希土類元素が好
ましい。
In the examples, a two-layer stacked structure of organic films was used, but a stacked structure of two or more layers can also be used. In short, it is sufficient that the six-layer membrane and the electrodes sandwiching it satisfy the condition that electrons and holes are simultaneously injected into the organic membrane and only these are accumulated. Electrodes for electron injection include ytterbium, lanthanum (La), and neodymium (Nd).
), gadolinium (Gd) and other rare earth elements are preferred.

[発明の効果] 以上述べたように本発明によれば、電子および正孔の両
キャリア注入と蓄積を利用して発光特性にメモリ機能を
持たせた有機膜発光素子を得ることができる。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, it is possible to obtain an organic film light emitting device whose light emitting characteristics have a memory function by utilizing both carrier injection and accumulation of electrons and holes.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の一実施例の有機膜発光素子を示す断面
図、 第2図はその各層の接合前の状態を示すバンド図、 第3図は同じく接合後の素子のバンド図、第4図(a)
 (b)はその素子の発光動作を説明するためのバンド
図、 第5図(a) (b)は、第2の有機膜の発光が優先す
る場合の動作を説明するためのハンド図、第6図(a)
 (b)は第1の有機膜の発光が優先する場合の動作を
説明するためのバンド図、第7図はこの実施例の素子の
定電圧久遠にょるヒステリシス特性を示す図、 第8図は同しく定電流駆動による負性抵抗特性を示す図
、 第9図は素子の直流電流−電圧特性を示す図、第10図
は同じく素子の変位電流特性を示す図、第11図は具体
的な実施例の素子のヒステリシス特性を示す図、 第12図は同じくパルス駆動時の残像特性を示す図であ
る。 1・・カラス基板、2・・第2の電極、3・・第2の有
機膜、4・・第1の有機膜、5・・第1の電極。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an organic film light emitting device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a band diagram showing the state of each layer before bonding, and FIG. 3 is a band diagram of the device after bonding. Figure 4 (a)
5(b) is a band diagram for explaining the light emitting operation of the device. FIGS. Figure 6 (a)
(b) is a band diagram for explaining the operation when the light emission of the first organic film takes priority, FIG. 7 is a diagram showing the hysteresis characteristics of the device of this example due to constant voltage eternity, and FIG. 8 is Similarly, Figure 9 is a diagram showing the negative resistance characteristics due to constant current drive, Figure 9 is a diagram showing the DC current-voltage characteristics of the element, Figure 10 is a diagram showing the displacement current characteristics of the element, and Figure 11 is a diagram showing the specific FIG. 12 is a diagram showing the hysteresis characteristics of the element of the example. FIG. 12 is also a diagram showing the afterimage characteristics during pulse driving. 1. Glass substrate, 2. Second electrode, 3. Second organic film, 4. First organic film, 5. First electrode.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)少なくとも一種の有機色素を含む有機膜が、電子
注入性の第1の電極と正孔注入性の第2の電極間に挟ま
れた構造を有し、 前記第1,第2の電極間に第2の電極側に正のバイアス
を与えたときに、前記有機膜に前記第1の電極から注入
された電子と前記第2の電極から注入された正孔とが蓄
積されて、メモリ特性を特つ発光を示す、 ことを特徴とする有機膜発光素子。
(1) An organic film containing at least one type of organic dye is sandwiched between a first electron-injecting electrode and a hole-injecting second electrode, and the first and second electrodes During this period, when a positive bias is applied to the second electrode side, electrons injected from the first electrode and holes injected from the second electrode are accumulated in the organic film, and the memory An organic film light-emitting device characterized by: exhibiting light emission with specific characteristics.
(2)前記有機膜が、電子および正孔に対して障壁接合
を構成する第1の有機膜と第2の有機膜の積層構造を有
する請求項1記載の有機膜発光素子。
(2) The organic film light emitting device according to claim 1, wherein the organic film has a laminated structure of a first organic film and a second organic film forming a barrier junction for electrons and holes.
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