JPH0451491A - 多色電界発光素子 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は発光性物質からなる発光層を有し、電界を印加
することにより電気エネルギーを直接光エネルギーに変
換できる電界発光素子に関する。

〔従来の技術〕

従来、この種の電界発光素子すなわちエレク１〜ロルミ
ネッセンス（以下ＥＬと略称）素子は、第２図に示した
ように、電極の少なくとも一方を透明電極とし、発光層
から放出された光を、基板を通して外部に取り出してい
た。ところが、発光層から放出されるＥＬ光はあらゆる
方向に等方向に放出されるため、素子の外部に出てくる
までには絶縁層や透明電極、ガラス基板の屈折率の相違
により、それぞれの界面で一部が全反射される（特開昭
５７−６０６９１によれば、全発光量のうち基板を通し
て外部に取り出される光量の割合は高々１０％足らすで
ある）。この点を改善するために、第３図に示されるよ
うな端面発光型ＥＬ素子が提案されている。この素子に
おいては発光層を挾持する電極の両方を反射率の高い金
属電極とし、発光層において放出されたＥＬ光は両方の
電極間で全反射をくり返し、発光層端面より素子の外部
に取り出される。従って、このタイプの場合には素子内
部に吸収される分を除き、全発光量のうち大部分が外部
に放出されるので、ＥＬ光が効率的に取り出される。

ところで、ＥＬ素子の発光層の厚さは一般的には１、．
０００〜１０，０００人程度であり、特に近年注目を集
めている、有機薄膜を発光層として用いる有機ＥＬ素子
においてはこれより更に薄く、５０〜１．．０００人程
度である。このため、有機ＥＬ素子を端面発光タイプと
した場合、確かに発光の利用効率は高くなるものの、発
光面積は著しく小さくなり、用途によっては甚だ不都合
が生じる。例えば画像読取装置（イメージセンサ）用光
源として用いる場合には原稿の照射面積が狭く、読取速
度に制約を生じ、また端面より放出される光の色調をコ
ン１−ロールすることが困難となるといった問題が発生
する。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は上述の従来技術の欠点に鑑みなされたもので、
その目的は発光を効率良く外部に取り出し得るとともに
、発光面積もある程度大きく、しかも高輝度でかつ極め
てコンパクトな電界発光素子を提供することである。

本発明の更に他の目的は端面より放出される光の色調を
制御することのできる発光素子を提供することである。

本発明の更に他の目的は高輝度の白色光を得ることので
きる小型で簡易な電界発光素子を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らは、前記目的を達成すべく鋭意検討した結果
、発光層を複数の部分に分割し、かつそれぞれの分割領
域を異なる発光スペクトルを有する材料によって構成し
た電界発光素子が有効であることを見出し、本発明を完
成するに至った。

即ち、本発明によれば、透明基板の表裏両面に、陽極、
少なくとも一層または複数層の発光層及び光反射能を有
する陰極がこの順に積層形成されると共に前記基板の表
裏いずれか一方または両方の表面に形成された発光層が
複数の部分に分割され、かつ該発光層はそれぞれ異なる
発光スペクトルを有する材料によって構成されているこ
とを特徴とする多色電界発光素子が提供される。

〔実施例〕

以下、添付図面によって本発明の実施例を詳細に説明す
る。

第１図は本発明の代表的な電界発光素子の要部断面図で
ある。この例においては、基板の一方の側に形成された
発光層が、光の放出方向に対して直角方向に２分割され
ている場合が採り上げられている。第１図において、１
は基板であり、発光層より放出される光の波長域におい
て透明な材質が用いられる。−船釣にはガラスや各種の
透光性樹脂シート（ポリエチレンテレフタレート、ポリ
イミド等）である。１は後述するように発光より放出さ
れた光の導光路の後目も兼ねるので、できるだけ透明で
あることが望ましい。２は陽極として働く透明電極であ
り、ニッケル、金、白金、パラジウムやこれらの合金あ
るいは酸化錫（Ｓｎ０２）、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
、化合物が用いられる。

陽極の厚さは１００〜５，０００人、好ましくは２００
〜１，５００人である。

３．３′は正孔輸送層であり、陽極より注入された正孔
を発光層へ輸送する。

正孔輸送能を有す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正孔輸送能に優れた高分子化合物や
正孔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、Ｉ・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。

正孔輸送層３，３′には同じ化合物を用いても良いし、
異なる化合物を用いても良い。

４．４’、４″は発光層であり、正孔と電子の再結合に
より励起され、発光する蛍光性有機化合物が用いられる
。具体的な化合物例としては 発光Ｎ４，４’、４″にはそれぞれ異なる発光スペクト
ルを有する化合物が用いられる。

５．５′は電子輸送層であり、陰極より注入された電子
撃発光層へ輸送する。

電子注入輸送材料としては、従来公知の種々のものが用
いＩ２Ｉれ、たとえば下記に示すようなオキサジアゾー
ル誘導体を用いることができる。

Ｃ，、Ｈ５ 電子輸送層５，５′には同じ化合物を用いても良いし、
異なる化合物を用いてもかまわない。

６は陰極であり、仕事関数の小さな金属たとえば銀、錫
、鉛、マグネシウム、マンガン、アルミニウム、或いは
これらの合金が使用される。陰極は発光層より放出され
た光を反射し素子内に閉じ込めるための反射層も兼ねる
ので、比較的厚めに形成される。通常は８００Å以上、
好ましくは１．．５００Å以上あった方が良い。

以」二の各層はいずれも通常は真空蒸着法により形成さ
れるが、電極はスパッタリング法等によってもよい。

発光層の厚さは、５０〜５，０００人、好ましくは１０
０〜１　、０００人であり、正孔輸送層及び電子輸送層
の厚さは２００〜５，０００人、好ましくは５００〜１
　、０００人である。

発光層として用いる化合物によっては正孔輸送層、電子
輸送層のうちいずれか一方、または両方を省略すること
も可能である。また必要に応して陰極６の上に保護層を
設けても良い。

次に本発明の電界発光素子の動作について説明する。陽
極及び陰極間の電源を接続し、電圧を印加すると、陰極
に対して陽極側が高電位になった時に陽極から正孔、陰
極から電子がそれぞれの輸送層を通しで発光層に注入さ
れる。注入された正孔と電子は再結合し、発光層中の分
子を励起状態に導く。励起された分子が再び基底状態に
戻る際に放出されるエネルギーの一部が、Ｅｌ光となっ
て放射される。Ｅｌ光はあらゆる方向に放射されるが、
陰極６により全反射され、端面方向に進行方向が揃う。

この際、基板１が導光路の機能を果たし、素子端面にお
いては基板１の断面より、大部分の光が放出される。基
板１は発光層４に比べて断面積ははるかに大きいので、
光の放出面積もそれに応じて大きくなる。

第４図に、本発明の発光層に含有させる化合物である前
記化合物（Ｅ−８）、化合物（Ｅ−９）及び化合物（Ｅ
−１０）のそれぞれ単独の発光スペクｌ〜ルを示す。

図中、実線は化合物（Ｅ−１０）、−点鎖線は化合物（
Ｅ−８）、破線は化合物（Ｅ−９）の発光スペクトルで
ある。化合物（Ｅ−１，０）は発光ピーク波長６３０ｎ
ｍの赤色、化合物（Ｅ−８）は同５２０ｎｍの緑色、化
合物（Ｅ−９）は同４６０ｎｍの青色にそれぞれ発光す
る。したがって、これらの発光層を、いずれも輝度を調
整しながら発光させると、素子から放出される光は白色
として観測されることが判る。

また、逆に各発光層の輝度を、電極への印加電圧や周波
数、デユーティ比等を変えることにより制御すれば、素
子からの放出光を、可視域のあらゆる色に変えることが
できる。発光層に用いる化合物によって発光効率は異な
るので、発光層の面積を変えることにより、輝度の補正
を行なうことも可能である。

以」二の例ではＥｌ、素子として有機薄膜を発光層とし
て用いる場合について説明したが、無機薄膜を発光層と
するタイプについても、本発明を応用できることは勿論
である。また基板の片面だけでなく、両面の発光層をそ
れぞれ複数に分割して、それぞれに異なる化合物を発光
層とすることもできる。

〔発明の効果〕

本発明の電界発光素子においては透明基板の両面に発光
層を設け、且つ基板自体が導光路の役目を果たすように
構成されているので、従来の端面発光型電界発光素子に
比べて極めて高輝度である上に、光放出面積も広くする
ことができる。

また基板の両面に発光スペクトルの異なる複数の発光層
を形成したので、素子の発光層を任意に変えることがで
きる。また発光層化合物として三原色に発光する材料を
選ぶことにより、白色を含むあらゆる可視域の光を放出
する発光素子を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の代表的な電界発光素子の要部模式断面
図である。第２図及び第３図は従来の電界発光素子の模
式断面図である。第４図は本発明において発光層に含有
させる化合物の発光スペクｌヘルである。 １：基板　　　　　　　　　２：陽極 ３．３’：正孔輸送Ｊ’ｌ　　　　４，４’、４”：発
光層５．５’　：電子輸送層　　　　　　６：陰極特許
出願人　株式会社　リ　　コ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）透明基板の表裏両面に、陽極、少なくとも一層ま
   たは複数層の発光層及び光反射能を有する陰極がこの順
   に積層形成されると共に前記基板の表裏いずれか一方ま
   たは両方の表面に形成された発光層が複数の部分に分割
   され、かつ該発光層はそれぞれ異なる発光スペクトルを
   有する材料によって構成されていることを特徴とする多
   色電界発光素子。
2. （２）発光層が三原色付近に発光ピーク波長を有する複
   数の材料によって構成されている請求項（１）の多色電
   界発光素子。