JPH04298989A - 有機薄膜型電界発光素子 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電界発光素子、特に発光
層として有機化合物を成分として含む有機発光素子に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電界発光素子としては無機化合物
からなる薄膜を積層構成したものが知られている。。こ
の無機薄膜型電界発光素子は一般に図４に示されるよう
にガラス基板上に透明電極（ＩＴＯ）、絶縁層（Ｓｉ３
Ｎ４）、発光層（ＺｎＳ：Ｍｎ）、絶縁層（Ｓｉ３Ｎ４
）、金属電極（Ａｌ）の各層が順次形成されている。こ
のような無機薄膜型電界発光素子は発光輝度は高いもの
の、駆動電圧は１００〜２００Ｖと高く、専用の高耐圧
駆動ＩＣが必要である。また発光層用母体材料や活性剤
として使用できる材料は限定されており、しかも所望の
発光波長で輝度の高い素子が必ずしも得られるわけでは
ない。

【０００３】これに対して、近年有機薄膜を積層した電
界発光素子の作製が試みられるようになった。これらは
例えば特開昭５７−５１７８１号公報に開示されている
如く、発光体となるべき有機化合物の薄層を電子及び／
または正孔を選択的に伝導する材料の薄層で挟持し、そ
の両側に電極を設けた構造を有する。このような有機薄
膜型電界発光素子においては、無機薄膜型電界発光素子
と比べて、発光層用材料の選択の範囲が広く、種々の発
光波長を有するものが見出されている。また一般に駆動
電圧も５〜６０Ｖ程度と低く、且つ大面積比も容易であ
ることから、フルカラーディスプレイを始めとする各種
発光、表示デバイスへの応用が期待されている。

【０００４】ところで、このような有機薄膜型電界発光
素子の発光層として用いられる化合物は、一般に蛍光性
を有することが知られている。これらの化合物は通常、
紫外線や可視光の短波長領域（紫〜青）の光を吸収して
、それぞれの化合物に固有の波長域の蛍光を発する。 蛍光の波長域は電界を印加してＥＬ発光させた時の波長
域とほぼ同じであるため、この種の化合物を発光層とし
て用いた有機薄膜型発光素子を例えば表示装置として用
いた場合、室内灯や屋外光を吸収して、電界の印加され
ていない非点灯部分もある程度発光してしまう。この結
果表示コントラストの低下が生じ、視認性が悪くなって
しまう。

【０００５】また、本発明者らの実験によれば、有機薄
膜型電界発光素子に強制的に紫外線を照射したところ、
発光輝度の著しい低下がもたらされることが確認された
。今のところその詳細な理由は明らかではないが、紫外
線の吸収により、使用される有機化合物が構造変化を起
こし、発光機能が低下したものと考えられる。このよう
に紫外線に代表される波長域の電磁波は有機薄膜型電界
発光素子にとって極めて有害であり、これを除去するこ
とは素子の性能向上の点から必要不可欠である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記従来技術
の実状に鑑みなされたものであって、室内灯や屋外光に
曝露されても発光輝度の低下がなく、正常なコントトラ
ストを呈し、また紫外線による有機薄膜の変質が抑制さ
れ、長期に亘って安定な特性を維持できる有機薄膜型電
界発光素子を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは上記目的を
達成するために鋭意検討した結果、基板、発光層、素子
表面等の部位に紫外線吸収層等を設けることが、前記課
題に対し有効であることを見出し、本発明を完成するに
至った。

【０００８】すなわち、本発明によれば、基板上に形成
された陽極及び陰極とこれらの間に挟持された一層また
は複数層の有機化合物を発光層とする有機薄膜型電界発
光素子において、前記発光層と素子表面のいずれかの部
位に紫外線吸収層を設けたことを特徴とする有機薄膜型
電界発光素子が提供され、また紫外線を吸収し、可視域
の波長の光を少なくとも８０％以上透過する基板上に形
成された陽極及び陰極と、これらの間に挟持された一層
または複数層の有機化合物を発光層とする有機薄膜型電
界発光素子が提供され、更には基板上に形成された陽極
及び陰極とこれらの間に挟持された一層または複数層の
有機化合物を発光層とする有機薄膜型電界発光素子にお
いて、前記素子の発光面全体が紫外線吸収性のフィルム
またはシートで被覆されていることを特徴とする有機薄
膜型電界発光素子が提供される。

【０００９】以下、本発明を更に詳細に説明する。

【００１０】図１は本発明に係る有機薄膜型電界発光素
子の断面図である。図において１は基板であり、一般的
にはガラスや樹脂フィルムなどが用いられる。２は陽極
、６は陰極である。

【００１１】陽極材料としてはニッケル、金、白金、パ
ラジウムやこれらの合金或いは酸化錫（ＳｎＯ２）、酸
化錫インジウム（ＩＴＯ）、沃化銅などの仕事関数の大
きな金属やそれらの合金、化合物、更にはポリ（３−メ
チルチオフェン）、ポリピロール等の導電性ポリマーな
どを用いることができる。一方、陰極材料としては、仕
事関数の小さな銀、錫、鉛、マグネシウム、マンガン、
アルミニウム、或いはこれらの合金が用いられる。陽極
及び陰極として用いる材料のうち少なくとも一方は、素
子の発光波長領域において十分透明であることが望まし
い。具体的には８０％以上の光透過率を有することが望
ましい。

【００１２】また、３はホール輸送層であり、陽極より
注入されたホールを発光層に輸送する機能を有する。

【００１３】ホール輸送層に用いる有機化合物としては
、ポリビニルカルバゾールのようなホール輸送能に優れ
た高分子化合物やホール輸送能に優れた低分子化合物が
挙げられる。低分子化合物の例としては、トリフェニル
アミン類、スチルベン誘導体類、オキサジアゾール類等
が挙げられ、その具体例としては、たとえば以下のよう
なものが例示される。

【００１４】

【表１−（１）】

【表１−（２）】

【００１５】また、４は発光層であり、注入されたホー
ル、電子の再結合エネルギーにより発光を行なうもので
ある。使用される有機化合物は蛍光性を有するものが用
いられる。以下に具体例を示す。

【００１６】

【表２−（１）】

【表２−（２）】

【００１７】また、５は電子輸送層であり、陰極より注
入された電子を発光層に輸送する機能を有する。電子輸
送層に用いる有機化合物としてはペリレン誘導体やオキ
サジアゾール誘導体等の電子輸送性を示す化合物であれ
ばいずれのものも使用できる。以下に本発明で好ましく
使用される化合物を例示する。

【００１８】

【表３】

【００１９】本発明における有機薄膜型電界発光素子は
以上で説明した有機化合物を真空蒸着法、溶液塗布等に
より、有機化合物全体で２μｍより小さい厚み、さらに
好ましくは、０．０５μｍ〜０．５μｍの厚みに薄膜化
することにより有機化合物層を形成し、陽極及び陰極で
挟持することにより構成される。

【００２０】さて、このような構成を有する有機薄膜型
電界発光素子において発光層への主として紫外線の到達
を抑制するために、本発明では前記したように発光層と
素子表面のいずれかの部位に紫外線吸収層を設けること
を特徴としている。

【００２１】具体的には、基板側から光をとり出すタイ
プの場合は基板の外側に紫外線吸収層を設けるか、基板
自体に紫外線吸収機能を持たせる。一方基板の反対側か
ら光をとり出すタイプの場合は、最上層に形成された電
極（図１の例では陰極６）の上に紫外線吸収層を設ける
。

【００２２】このような目的のために用いられる紫外線
吸収層としては樹脂フィルムに紫外線吸収能を有する化
合物を添加したものや、ガラス中に紫外線吸収成分を含
有させたものが好適である。

【００２３】具体例としてはポリエステルに２−ヒドロ
キシアルコキシ−４−アルコキシベンゾフェノン、２，
４−ジビドロキシベンゾフェノンやベンゾトリアゾール
を添加したもの、ポリオレフィンに２−ヒドロキシ−４
−オクトキシベンゾフェノンを添加したものなどの紫外
線吸収フィルムや、ＣｅＯ２，ＣｄＳ等の紫外線吸収剤
を含有するガラスや、酸化亜鉛結晶微粒子をコーティン
グしたガラスなどが挙げられる。

【００２４】これらを基板として用いたり、基板や電極
の上に積層することにより、素子外部よりの紫外線を遮
断し、発光層に到達するのを抑止することができる。な
お、本発明に係る有機薄膜型電界発光素子は図１に示し
たような、有機化合物の３層構造を有するタイプのほか
にホール輸送層、電子輸送層のいずれか一方を省いた図
２及び図３のような有機２層タイプ、或いは両方を省い
て発光層のみとした有機単層タイプ（図示せず）、更に
は一部の層に無機化合物を用いた有機／無機積層タイプ
（図示せず）などにも適用することができる。

【００２５】なお、使用する材料によっては、大気中に
放置しておくと徐々に酸化したり、吸湿したりして特性
が劣化する場合があるので、必要に応じて保護層を設け
るか、或いは素子全体をセル中に入れ、シリコーンオイ
ル等を封入するようにしても良い。

【００２６】

【実施例】以下、実施例により本発明を更に詳細に説明
する。 実施例１ 基板としてＣｅＯ２を約２重量％含有する紫外線吸収ガ
ラスを用い、この上に順次、酸化錫インジウム（ＩＴＯ
）陽極（厚さ１２００Å）、下記化合物（化１）による
ホール輸送層（厚さ７５０Å）、下記化合物（化２）に
よる発光層（厚さ５００Å）、アルミニウムからなる陰
極（厚さ１０００Å）を各々真空蒸着により形成し、図
３のような素子を作成した。蒸着時の真空度は約７×１
０　６Ｔｏｒｒ、基板温度は室温である。

【化１】

【化２】

【００２７】比較例１ 一般のアルカリガラスを基板として用いた他は実施例１
と全く同様にして素子を作成した。

【００２８】これら２種類の素子の陽極及び陰極に直流
電源を接続し、電流を流したところ、いずれの素子にお
いても発光部の輝度はほとんど差が見られなかったもの
の、非発光部に着目してみると、比較例１の素子では室
内灯の紫外線成分の作用により蛍光が生じているのに対
し、実施例１の素子ではこのような蛍光は見られず、視
認性において優れていた。またこれらの素子の基板側か
ら、ピーク波長３１３ｎｍ、エネルギー強度１１０μＷ
／ｃｍ２の紫外線を照射したところ、比較例１の素子で
は５分間照射後の輝度が初期値の約２０％となり大幅に
低下したのに対し、実施例の素子では初期値の約８０％
の輝度を維持していた。

【００２９】実施例２，比較例２ 基板として一般のアルカリガラスを用いた他は実施例１
と同様にはして２個の素子を作成した。そのうちの一方
の素子の基板の外側に、２，４−ジヒドロキシベンゾフ
ェノンを１．０重量％含有するポリエステルフィルムを
貼り合わせて、図３のような素子を作成し、実施例２と
した。図中、７は前記ポリエステルフィルムによる紫外
線吸収層を示す。フィルムを貼付しない方を比較例２と
した。これらの素子に対し実施例１の場合と同様な評価
を試みたところ、作動時の視認性、紫外線照射時の輝度
変化とも、実施例２の素子の方が優れていることが確認
された。

【００３０】

【発明の効果】本発明の有機薄膜型電界発光素子におい
ては、（１）発光層と素子表面のいずれかの部位に紫外
線吸収層を設ける、（２）紫外線吸収能を有する基板を
用いる、あるいは（３）素子の発光面全面に紫外線吸収
性フィルムを被覆した構成としたので、室内灯や屋外光
中に含まれる紫外線成分による発光層の蛍光放出を抑制
し、発光部と非発光部とのコントラストの低下を防ぐこ
とができる。また有機薄膜の紫外線による変質を防ぎ、
長期間にわたって安定した特性を維持できる有機薄膜型
電界発光素子を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の代表的な電界発光素子の模式断面図で
ある。

【図２】本発明の他の態様の電界発光素子の模式断面図
である。

【図３】本発明の更に別の態様の電界発光素子の模式断
面図である。

【図４】従来の電界発光素子の模式断面図である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　基板上に形成された陽極及び陰極とこ
   れらの間に挟持された一層または複数層の有機化合物を
   発光層とする有機薄膜型電界発光素子において、前記発
   光層と素子表面のいずれかの部位に紫外線吸収層を設け
   たことを特徴とする有機薄膜型電界発光素子。
2. 【請求項２】　　紫外線を吸収し、可視域の波長の光を
   少なくとも８０％以上透過する基板上に形成された陽極
   及び陰極と、これらの間に挟持された一層または複数層
   の有機化合物を発光層とする有機薄膜型電界発光素子。
3. 【請求項３】　　基板上に形成された陽極及び陰極とこ
   れらの間に挟持された一層または複数層の有機化合物を
   発光層とする有機薄膜型電界発光素子において、前記素
   子の発光面全体が紫外線吸収性のフィルムまたはシート
   で被覆されていることを特徴とする有機薄膜型電界発光
   素子。