JPS6147783A - El素子 - Google Patents
El素子Info
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- JPS6147783A JPS6147783A JP59167895A JP16789584A JPS6147783A JP S6147783 A JPS6147783 A JP S6147783A JP 59167895 A JP59167895 A JP 59167895A JP 16789584 A JP16789584 A JP 16789584A JP S6147783 A JPS6147783 A JP S6147783A
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- JP
- Japan
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- compound
- layer
- organic compound
- film
- substrate
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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。
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、電気的な発光、すなわちELを用いたEL素
子に関し、更に詳しくは、発光層が3層構造からなり、
各々の層が少なくとも1種の電気的発光性有機化合物の
薄膜からなるEL素子に関する。
子に関し、更に詳しくは、発光層が3層構造からなり、
各々の層が少なくとも1種の電気的発光性有機化合物の
薄膜からなるEL素子に関する。
(従来の技術)
従来のEL素子は、MnあるいはCuまたはReF3(
Re;希土類イオン)等を付活剤として含むZnSを発
光母材とする発光層からなるものであり、該発光層の基
本構造の違いにより粉末型ELと薄膜型ELに大きく構
造的に分類される。
Re;希土類イオン)等を付活剤として含むZnSを発
光母材とする発光層からなるものであり、該発光層の基
本構造の違いにより粉末型ELと薄膜型ELに大きく構
造的に分類される。
実用化されている素子のうち、薄膜ELは、一般的に粉
末型ELに比べ輝度が高いが、薄膜ELは発光母材を基
板に蒸着して発光層を形成しているため、大面積素子の
製造が難しく、また製造コストが非常に高くなる等の欠
点を有していた。
末型ELに比べ輝度が高いが、薄膜ELは発光母材を基
板に蒸着して発光層を形成しているため、大面積素子の
製造が難しく、また製造コストが非常に高くなる等の欠
点を有していた。
そのため、最も量産性に富み、コスト的に薄膜型素子の
数十分の一程度ですむ有機バインダー中に発光母材、す
なわち、ZnSを分散させた粉末型ELが注目されるよ
うになった。一般的には、EL発光においては、発光層
の厚さが薄い程発光特性が良くなる。しかし、該粉末5
ELの場合は、発光母材が不連続の粉末であるため、発
光層を薄くすると、発光層中にピンホールが生じ易く1
層厚を薄くすることが困難であり、従って十分な輝度特
性が得られないという大きな欠点を持っている。近時に
おいても、該粉末型ELの発光層内にフッ化ビこリデン
系重合体から成る中間誘電体層を配置した改良型素子が
、特面昭58−172891号公報に示されているが、
未だ発光輝度、消費電力等に十分な性能を得るにいたっ
ていない。一方、最近、有機材料の化学構造や高次構造
を制御して、新しくオプティカルおよびエレクトロニク
ス用材料とする研究開発が活発に行なわれ、EC素子、
圧電性素子、焦電性素子、非線計光学素子、強誘電性液
晶等、金属、無機材料に比肩し得るか、またはそれらを
凌駕する有機材料が発表されている。このように、無機
物を凌ぐ新しい機能素材としての機能性有機材料の開発
が要望される中で、分子内に親木基と疎水基を持つアン
トラセン誘導体やピレン誘導体の単分子層の累積膜を電
極基板」二に形成したEL素子が特開昭52−3558
7号公報に提案されている。しかし、それらのEL素子
は、その輝度、消費電力等、現実のEL素子として十分
な性能を得るに至っておらず、更に、該有機EL素子の
場合、キャリア電子あるいはホールの密度が非常に小ざ
く、キャリアの再結合等による機能分子の励起確率が非
常に小さくなり、効率の良い発光が期待できないもので
ある。
数十分の一程度ですむ有機バインダー中に発光母材、す
なわち、ZnSを分散させた粉末型ELが注目されるよ
うになった。一般的には、EL発光においては、発光層
の厚さが薄い程発光特性が良くなる。しかし、該粉末5
ELの場合は、発光母材が不連続の粉末であるため、発
光層を薄くすると、発光層中にピンホールが生じ易く1
層厚を薄くすることが困難であり、従って十分な輝度特
性が得られないという大きな欠点を持っている。近時に
おいても、該粉末型ELの発光層内にフッ化ビこリデン
系重合体から成る中間誘電体層を配置した改良型素子が
、特面昭58−172891号公報に示されているが、
未だ発光輝度、消費電力等に十分な性能を得るにいたっ
ていない。一方、最近、有機材料の化学構造や高次構造
を制御して、新しくオプティカルおよびエレクトロニク
ス用材料とする研究開発が活発に行なわれ、EC素子、
圧電性素子、焦電性素子、非線計光学素子、強誘電性液
晶等、金属、無機材料に比肩し得るか、またはそれらを
凌駕する有機材料が発表されている。このように、無機
物を凌ぐ新しい機能素材としての機能性有機材料の開発
が要望される中で、分子内に親木基と疎水基を持つアン
トラセン誘導体やピレン誘導体の単分子層の累積膜を電
極基板」二に形成したEL素子が特開昭52−3558
7号公報に提案されている。しかし、それらのEL素子
は、その輝度、消費電力等、現実のEL素子として十分
な性能を得るに至っておらず、更に、該有機EL素子の
場合、キャリア電子あるいはホールの密度が非常に小ざ
く、キャリアの再結合等による機能分子の励起確率が非
常に小さくなり、効率の良い発光が期待できないもので
ある。
(発明の開示)
従って、本発明の目的は、上述のような従来技術の欠点
を解消して、低電圧駆動でも十分輝度の高い発光が得ら
れ、安価で、且つ製造が容易なEL素子を提供すること
である。
を解消して、低電圧駆動でも十分輝度の高い発光が得ら
れ、安価で、且つ製造が容易なEL素子を提供すること
である。
上記本発明の[1的は、EL素子の発光層を、特定の材
料を組合せて、且つ特定の構成に形成することにより達
成された。
料を組合せて、且つ特定の構成に形成することにより達
成された。
すなわち、本発明は、3層積層構造の発光層と、該発光
層を挟持する少なくとも1層が透明である2層の電極層
からなるEL素子において、上記の第1の発光層が、電
気的発光性有機化−合物(A)と化合物(’A)に対し
て相対的に電子、供与性の少なくとも1種の有機化合物
(以下ドナーという)からなる単分子膜またはその累積
膜からなり、第2の発光層が、上記電気的発光性有機化
合物(A)または化合物(A)と同様な電気的論性度の
電気的発光性有機化合物からなる分子堆積膜からなり、
且つ第3層が、上記電気的発光性有機化合物(A)また
は化合物CA)と同様な電気的論性度の電気的発光性有
機化合物と化合物(A)に対し相対的に電子受容性であ
る少なくとも1種の有機化合物(以下アクセプターとい
う)からなる単分子膜またはその累積膜からなることを
特徴とする上記EL素子である。
層を挟持する少なくとも1層が透明である2層の電極層
からなるEL素子において、上記の第1の発光層が、電
気的発光性有機化−合物(A)と化合物(’A)に対し
て相対的に電子、供与性の少なくとも1種の有機化合物
(以下ドナーという)からなる単分子膜またはその累積
膜からなり、第2の発光層が、上記電気的発光性有機化
合物(A)または化合物(A)と同様な電気的論性度の
電気的発光性有機化合物からなる分子堆積膜からなり、
且つ第3層が、上記電気的発光性有機化合物(A)また
は化合物CA)と同様な電気的論性度の電気的発光性有
機化合物と化合物(A)に対し相対的に電子受容性であ
る少なくとも1種の有機化合物(以下アクセプターとい
う)からなる単分子膜またはその累積膜からなることを
特徴とする上記EL素子である。
本発明の詳細な説明すると、本発明において使用し、主
として本発明を特徴づける電気的発光性有機化合物とは
、高い発光量子効率を有し、更に外部摂動を受は易いπ
電子系を有し、電気的な励起が可能な化合物であり、例
えば、基本的には。
として本発明を特徴づける電気的発光性有機化合物とは
、高い発光量子効率を有し、更に外部摂動を受は易いπ
電子系を有し、電気的な励起が可能な化合物であり、例
えば、基本的には。
縮合多環芳香族炭化水素、p−ターフェニル、2.5−
ジフェこルオキサゾール、1.4−ビス(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、フタロシアニンお
よびその金属錯体、ポルフィリンおよびその金属錯体、
8−ヒドロキシキノリンとその金属錯体、有機ルテニウ
ム錯体、有機稀土類錯体およびこれらの化合物の誘導体
等を挙げることができる。更に上記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、前
記以外の複素環式化合物およびそれらの誘導体、芳香族
アミンおよび芳香族ポリアミン、キノン構造をもつ化合
物、テトラシアノキノジメタンおよびテトラシアノエチ
レン等を挙げることができる。
ジフェこルオキサゾール、1.4−ビス(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、フタロシアニンお
よびその金属錯体、ポルフィリンおよびその金属錯体、
8−ヒドロキシキノリンとその金属錯体、有機ルテニウ
ム錯体、有機稀土類錯体およびこれらの化合物の誘導体
等を挙げることができる。更に上記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、前
記以外の複素環式化合物およびそれらの誘導体、芳香族
アミンおよび芳香族ポリアミン、キノン構造をもつ化合
物、テトラシアノキノジメタンおよびテトラシアノエチ
レン等を挙げることができる。
本発明において、第1および第3の発光層を形成するた
めに有用な化合物は、上記の如き電気的発光性化合物を
必要に応じて公知の方法で化学的に修飾し、その構造中
に少なくとも1個の疎水性部分と少なくとも1個の親木
性部分(これらはいずれも相対的な意味においてである
。)を併有させるようにした化合物であり、例えば下記
の一般式(I)で表わされる化合物およびその他の化合
物を包含する。
めに有用な化合物は、上記の如き電気的発光性化合物を
必要に応じて公知の方法で化学的に修飾し、その構造中
に少なくとも1個の疎水性部分と少なくとも1個の親木
性部分(これらはいずれも相対的な意味においてである
。)を併有させるようにした化合物であり、例えば下記
の一般式(I)で表わされる化合物およびその他の化合
物を包含する。
[(x−n、)、zl、、−$−R2(r )上記式中
におけるXは、水素原子、ハロゲン原子、アルコキシ基
、アルキルエーテル基、ニトロ基;カルボキシル基、ス
ルホン酸基、リン酸基、ケイ酸基、第1〜3アミノ基;
これらの金属塩、1〜3級アミン塩、酸塩;エステル基
、スルホアミド基、アミド基、イミノ基、4級アミ7基
およびそれらの塩、水酸基等であり;R2は炭素数4〜
30、好ましくは10〜25個のアルキル基、好ましく
は直鎖状アルキル基であり;mは1または−So、NR
1,−CO−1−C0〇−等の如き連結基(R,は水素
原子、アルキル基、アリール等の任意の置換基である)
であり:φは後に例示する如き電場発光性化合物の残基
であり;R2はXと同様に、水素原子またはその他の任
意の置換基であり;14Nまたは複数のX、φおよびR
2のうち少なくとも1個は親水性部分であり、且つ少な
くとも1個は疎水性部分である。
におけるXは、水素原子、ハロゲン原子、アルコキシ基
、アルキルエーテル基、ニトロ基;カルボキシル基、ス
ルホン酸基、リン酸基、ケイ酸基、第1〜3アミノ基;
これらの金属塩、1〜3級アミン塩、酸塩;エステル基
、スルホアミド基、アミド基、イミノ基、4級アミ7基
およびそれらの塩、水酸基等であり;R2は炭素数4〜
30、好ましくは10〜25個のアルキル基、好ましく
は直鎖状アルキル基であり;mは1または−So、NR
1,−CO−1−C0〇−等の如き連結基(R,は水素
原子、アルキル基、アリール等の任意の置換基である)
であり:φは後に例示する如き電場発光性化合物の残基
であり;R2はXと同様に、水素原子またはその他の任
意の置換基であり;14Nまたは複数のX、φおよびR
2のうち少なくとも1個は親水性部分であり、且つ少な
くとも1個は疎水性部分である。
また、本発明において、第2の発光層を形成するために
有用な有機化合物は、上記と同様な化合物でもよいし、
また化学的に修飾されていることを除き、上記と同種の
化合物から選択して使用する。
有用な有機化合物は、上記と同様な化合物でもよいし、
また化学的に修飾されていることを除き、上記と同種の
化合物から選択して使用する。
第1および第3層の形成に有用な一般式(I)の化合物
のφとして好ましいもの、または第2層の形成に有用で
ある化合物の基本骨格、およびその他の化合物を例示す
れば、以下の通りである。
のφとして好ましいもの、または第2層の形成に有用で
ある化合物の基本骨格、およびその他の化合物を例示す
れば、以下の通りである。
(但し、以下に例示するφ(基本骨格)は、炭素数1〜
4のアルキル基、アルコキシ基、アルキルエーテル基、
ハロゲン原子、ニトロ基、第1〜3級アミノ基、水酸基
、カルボアミド基、スルフオアミド基等の一般的な置換
基を有し得る。)Z=NH,0,S Z=CO,
NHZ=CO1NH,0,5Z=NH,0、S z = NH,OlS Z=NH
%O,5Z=S1Se z−81se
z=s1sez = NH,0,S Z=NH1(l
sZ=NH1O,SM=Mg、 Zn、 Sn、A
l、C1M=Hz、Be、Mg、Ca、CdSn、Al
C1,YbC1 M= Er、 Trr4 Sm、Eu、Tb、
Z=0、NnM−A4 Ga、Ir、Ta、a=3
M=Er、Sm、Eu止Znt Cd i Mg 、
pb t a−2Gd ITb * Dymi Yb M−Er* Smi Eu 、Gd M−Er
、Smi EuTb、 py、 Tm、 Yb
Gd、 Tb、 DyTm、Yb 2=0、S、SeO≦p≦2 以上の如き発光性化合物は、本発明における各々の発光
層において単独でも混合物としても使用できる。なお、
これらの化合物は好ましい化合物の例示であって、同一
目的が達成される限り、他の誘導体または他の化合物で
も良いのは当然であるす 本発明においては、上記の如き発光性化合物から、特定
の好ましい少なくとも1種の化合物(A)を選択し、該
化合物(A)にドナー、を組合わせて第1層を形成し、
次いで化合物(A)または化合物(A)と同様な電気的
論性度の電気的発光性有機化合物から第2層を形成し、
最後に化合物(A)または化合物(A)と同様な電気的
論性度の電気的発光性有機化合物にアクセプターを組合
わせて第3層を形成し、発光−を3層の積層構造とした
ことを特徴としている。
4のアルキル基、アルコキシ基、アルキルエーテル基、
ハロゲン原子、ニトロ基、第1〜3級アミノ基、水酸基
、カルボアミド基、スルフオアミド基等の一般的な置換
基を有し得る。)Z=NH,0,S Z=CO,
NHZ=CO1NH,0,5Z=NH,0、S z = NH,OlS Z=NH
%O,5Z=S1Se z−81se
z=s1sez = NH,0,S Z=NH1(l
sZ=NH1O,SM=Mg、 Zn、 Sn、A
l、C1M=Hz、Be、Mg、Ca、CdSn、Al
C1,YbC1 M= Er、 Trr4 Sm、Eu、Tb、
Z=0、NnM−A4 Ga、Ir、Ta、a=3
M=Er、Sm、Eu止Znt Cd i Mg 、
pb t a−2Gd ITb * Dymi Yb M−Er* Smi Eu 、Gd M−Er
、Smi EuTb、 py、 Tm、 Yb
Gd、 Tb、 DyTm、Yb 2=0、S、SeO≦p≦2 以上の如き発光性化合物は、本発明における各々の発光
層において単独でも混合物としても使用できる。なお、
これらの化合物は好ましい化合物の例示であって、同一
目的が達成される限り、他の誘導体または他の化合物で
も良いのは当然であるす 本発明においては、上記の如き発光性化合物から、特定
の好ましい少なくとも1種の化合物(A)を選択し、該
化合物(A)にドナー、を組合わせて第1層を形成し、
次いで化合物(A)または化合物(A)と同様な電気的
論性度の電気的発光性有機化合物から第2層を形成し、
最後に化合物(A)または化合物(A)と同様な電気的
論性度の電気的発光性有機化合物にアクセプターを組合
わせて第3層を形成し、発光−を3層の積層構造とした
ことを特徴としている。
このような発光性化合物のなかで、化合物(A)として
好ましいものは、前述の例示の化合物のなかで電気陰性
度が中位のもので、且つ発光効率の優れた化合物である
。
好ましいものは、前述の例示の化合物のなかで電気陰性
度が中位のもので、且つ発光効率の優れた化合物である
。
また、ドナーとして特に好ましい化合物は、第1〜第3
級アミ7基、水酸基、アルコキシ基、アルキルエーテル
基等の電子供与性基−あるいは窒素へテロ原子を有する
前記発光性化合物あるいは他の有機化合物が主たるもの
であり、またアクセプターとしては、カルボニル基、ス
ルホニル基、二゛トロ基、第4級アミノ基等の電子吸引
性基を有する前記発光性化合物あるいは他の有機化合物
が主たるものである。このような発光性化合物、ドナー
あるいはアクセプターは本発明において、それぞれの発
光層においては単独または複数の混合物として使用する
ことができる。
級アミ7基、水酸基、アルコキシ基、アルキルエーテル
基等の電子供与性基−あるいは窒素へテロ原子を有する
前記発光性化合物あるいは他の有機化合物が主たるもの
であり、またアクセプターとしては、カルボニル基、ス
ルホニル基、二゛トロ基、第4級アミノ基等の電子吸引
性基を有する前記発光性化合物あるいは他の有機化合物
が主たるものである。このような発光性化合物、ドナー
あるいはアクセプターは本発明において、それぞれの発
光層においては単独または複数の混合物として使用する
ことができる。
本発明のEL素子を形成する他の要素、すなわち2層の
電極層は、発光層を挟持するものであって、従来公知の
ものはいずれも使用できるが、少なくともその1層は透
明性である必要がある。透7明電極としては、従来同様
目的の透明電極層がいずれも使用でき、好ましいものと
しては、例えばポリメチルメタクリレート、ポリエステ
ル等の透明な合成樹脂、ガラス等の如き透明性フィルム
あるいはシートの表面に酸化インジウム、酸化錫、イン
ジウム−チン−オキサイド(ITo)等の透明導電材料
を全面にあるいはパターン状に被覆したものである。一
方の面に不透明電極を使用する場合は、これらの不透明
電極も、従来公知のものでよく、一般的且つ好ましいも
のは、厚さが約0.1−0.3μmのアルミニウム、銀
、金等の蒸着膜である。また透明電極あるいは不透明電
極の形状は、虹状、ベルト状、円筒状等任意の形状でよ
く、使用目的に応じて選択することができる。また、透
明電極の厚さは、約0.01〜0 、21層m程度が好
ましく、この範囲以下の厚さでは、素子自体の物理的強
度や電気的性質が不十分となり、また上記範囲以上の厚
さでは透明性や軽量性、小型性等に問題が生じるおそれ
がある。
電極層は、発光層を挟持するものであって、従来公知の
ものはいずれも使用できるが、少なくともその1層は透
明性である必要がある。透7明電極としては、従来同様
目的の透明電極層がいずれも使用でき、好ましいものと
しては、例えばポリメチルメタクリレート、ポリエステ
ル等の透明な合成樹脂、ガラス等の如き透明性フィルム
あるいはシートの表面に酸化インジウム、酸化錫、イン
ジウム−チン−オキサイド(ITo)等の透明導電材料
を全面にあるいはパターン状に被覆したものである。一
方の面に不透明電極を使用する場合は、これらの不透明
電極も、従来公知のものでよく、一般的且つ好ましいも
のは、厚さが約0.1−0.3μmのアルミニウム、銀
、金等の蒸着膜である。また透明電極あるいは不透明電
極の形状は、虹状、ベルト状、円筒状等任意の形状でよ
く、使用目的に応じて選択することができる。また、透
明電極の厚さは、約0.01〜0 、21層m程度が好
ましく、この範囲以下の厚さでは、素子自体の物理的強
度や電気的性質が不十分となり、また上記範囲以上の厚
さでは透明性や軽量性、小型性等に問題が生じるおそれ
がある。
本発明のEL素子は、上記の如き2層の電極層の間に、
前述の如き相対的に電気陰性度の異なる3層からなる発
光層を形成することにより得られるものであり、形成さ
れた3層構造の発光層の内、第1および第3Mを構成す
る分子が、それぞれ高秩序の分子配向性をもって配列し
た単分子膜あるいはその累積膜であり、第2層が分子堆
積膜であることを特徴としている。
前述の如き相対的に電気陰性度の異なる3層からなる発
光層を形成することにより得られるものであり、形成さ
れた3層構造の発光層の内、第1および第3Mを構成す
る分子が、それぞれ高秩序の分子配向性をもって配列し
た単分子膜あるいはその累積膜であり、第2層が分子堆
積膜であることを特徴としている。
本発明において、このような単分子膜あるいはその累積
膜を形成する方法として、特に好ましい方法は、ラング
ミュア・ブロジェット法(LB法)である。このLB法
は、分子内に親水性基と疎水性基とを有する構造の分子
において、両者のバランス(両親媒性のバランス)が適
度に保たれているとき、分子は水面上で、親木性基を下
に向けて単分子の層になることを利用して、単分子膜ま
たはその累積膜を形成する方法である。具体的には水層
上に展開した単分子膜が、水相上を自由に拡散して広が
りすぎないように、仕切板(または浮子)を設けて展開
面積を制限して膜物質の集合状態を制御し、表面圧を徐
々に上昇させ、単分子膜あるいはその累積膜の製造に適
する表面圧を設定する。この表面圧を維持しながら静か
に清浄な基板を垂直に上昇または降下させることにより
、単分子膜が基板上に移しとられる。単分子膜は以上で
製造されるが、単分子膜の累積膜は前記の操作を繰り返
すことにより所望の累積度の累積膜として形成される。
膜を形成する方法として、特に好ましい方法は、ラング
ミュア・ブロジェット法(LB法)である。このLB法
は、分子内に親水性基と疎水性基とを有する構造の分子
において、両者のバランス(両親媒性のバランス)が適
度に保たれているとき、分子は水面上で、親木性基を下
に向けて単分子の層になることを利用して、単分子膜ま
たはその累積膜を形成する方法である。具体的には水層
上に展開した単分子膜が、水相上を自由に拡散して広が
りすぎないように、仕切板(または浮子)を設けて展開
面積を制限して膜物質の集合状態を制御し、表面圧を徐
々に上昇させ、単分子膜あるいはその累積膜の製造に適
する表面圧を設定する。この表面圧を維持しながら静か
に清浄な基板を垂直に上昇または降下させることにより
、単分子膜が基板上に移しとられる。単分子膜は以上で
製造されるが、単分子膜の累積膜は前記の操作を繰り返
すことにより所望の累積度の累積膜として形成される。
単分子膜を基板上に移すには、上述した垂直浸漬法の他
、水平付着法、回転円筒法などの方法によっても可能で
ある。水平付着法は基板を水面に水平に接触させて移し
とる方法で、回転円筒法は、円筒型の基体を水面上を回
転させて単分子膜を基体表面に移しとる方法である。前
述した垂直浸漬法では1表面が親水性の基板を水面を横
切る方向に水中から引き上げると分子の親木性基が基板
側に向いた単分子膜が基板上に形成される。前述のよう
に基板を上下させると、各行程ごとに1枚ずつ単分子膜
が重なっていく、成膜分子の向きが引き上げ行程と浸漬
行程で逆になるので、この方法によると各層間は分子の
親木性基と親木性基、分子の疎水性基と疎水性基が向か
い合うY型膜が形成される。それに対し、水平付着法は
、基板を水面に水平に接着させて移しとる方法で、分子
の疎水性基が基板側に向いた単分子膜が基板上に形成さ
れる。この方法では、単分子膜を累積しても、成膜分子
の向きの交代はなく、全ての層において、疎水性基が基
板側に向いたX型膜が形成される0反対に全ての層にお
いて親木性基が基板側に向いた累積膜はX型膜と呼ばれ
る0回転円筒法は、円筒法の基体水面上を回転させて単
分子膜を基体表面に移しとる方法である。単分子膜を基
板上に移す方法は、これらに限定されるわけでなく、即
ち、大面積基板を用いる時には、基板ロールから水層中
に基板を押し出していく方法などもとり得る。また、前
述した親水性基、疎水性基の基板への向きは原則であり
、基板の表面処理等によ゛って変えることができる。
、水平付着法、回転円筒法などの方法によっても可能で
ある。水平付着法は基板を水面に水平に接触させて移し
とる方法で、回転円筒法は、円筒型の基体を水面上を回
転させて単分子膜を基体表面に移しとる方法である。前
述した垂直浸漬法では1表面が親水性の基板を水面を横
切る方向に水中から引き上げると分子の親木性基が基板
側に向いた単分子膜が基板上に形成される。前述のよう
に基板を上下させると、各行程ごとに1枚ずつ単分子膜
が重なっていく、成膜分子の向きが引き上げ行程と浸漬
行程で逆になるので、この方法によると各層間は分子の
親木性基と親木性基、分子の疎水性基と疎水性基が向か
い合うY型膜が形成される。それに対し、水平付着法は
、基板を水面に水平に接着させて移しとる方法で、分子
の疎水性基が基板側に向いた単分子膜が基板上に形成さ
れる。この方法では、単分子膜を累積しても、成膜分子
の向きの交代はなく、全ての層において、疎水性基が基
板側に向いたX型膜が形成される0反対に全ての層にお
いて親木性基が基板側に向いた累積膜はX型膜と呼ばれ
る0回転円筒法は、円筒法の基体水面上を回転させて単
分子膜を基体表面に移しとる方法である。単分子膜を基
板上に移す方法は、これらに限定されるわけでなく、即
ち、大面積基板を用いる時には、基板ロールから水層中
に基板を押し出していく方法などもとり得る。また、前
述した親水性基、疎水性基の基板への向きは原則であり
、基板の表面処理等によ゛って変えることができる。
本発明において、第2の発光層を構成する分子堆積膜を
形成する方法として、特に好ましい方法は、抵抗加熱蒸
着法やCVD法であり、例えば、蒸着法では、第2の発
光層として、500A程度の薄膜が形成できる。
形成する方法として、特に好ましい方法は、抵抗加熱蒸
着法やCVD法であり、例えば、蒸着法では、第2の発
光層として、500A程度の薄膜が形成できる。
例えば、抵抗加熱蒸着法による場合は、材料を真空槽中
に置いたタングステンボードに入れ、基板から30c層
以上はなし、抵抗加熱し、昇華性のものは昇華温度に設
定し、溶融性のものは融点以上の温度に設定して蒸着す
る。前真空度は、2×10−’ Torr以下にし、蒸
着前にシャッターでふさぎ、ポートを加熱し2分はど空
とばしした後、シャッターを開いて蒸着する。
に置いたタングステンボードに入れ、基板から30c層
以上はなし、抵抗加熱し、昇華性のものは昇華温度に設
定し、溶融性のものは融点以上の温度に設定して蒸着す
る。前真空度は、2×10−’ Torr以下にし、蒸
着前にシャッターでふさぎ、ポートを加熱し2分はど空
とばしした後、シャッターを開いて蒸着する。
蒸着中の速度は、水晶振動子の膜厚モニターで測定しな
がら行なうが、好適な速度としては0.1人/5ec−
100λ/secの間で行なう。
がら行なうが、好適な速度としては0.1人/5ec−
100λ/secの間で行なう。
その際の真空度は酸化などを防ぐために、t o−’T
orr以下、好ましくは10−’ Torr程度になる
ように保つことにより行なう。
orr以下、好ましくは10−’ Torr程度になる
ように保つことにより行なう。
本発明のEL素子は、前述の如き発光層形成用材料を好
ましくは上述の如きLB法および分子堆積膜により、前
述の如き2層の電極層の間にそれぞれ電気陰性度の異な
る3層構造として形成することによって得られるもので
ある。従来の技術の項で述べた通り、LB法によりEL
素子を形成することは公知であるが、該公知の方法では
、十分な性能のEL素子が得られず、本発明者は、種々
研究の結果、発光層を3層構造とし、第1および第3層
の発光層を前述の如き電気陰性度の異なる化合物を用い
て単分子膜あるいはその累積膜として形成し、且つ第2
層を分子堆積膜として形成することにより、従来技術の
EL素子の性能が著しく向上することを知見したもので
ある。
ましくは上述の如きLB法および分子堆積膜により、前
述の如き2層の電極層の間にそれぞれ電気陰性度の異な
る3層構造として形成することによって得られるもので
ある。従来の技術の項で述べた通り、LB法によりEL
素子を形成することは公知であるが、該公知の方法では
、十分な性能のEL素子が得られず、本発明者は、種々
研究の結果、発光層を3層構造とし、第1および第3層
の発光層を前述の如き電気陰性度の異なる化合物を用い
て単分子膜あるいはその累積膜として形成し、且つ第2
層を分子堆積膜として形成することにより、従来技術の
EL素子の性能が著しく向上することを知見したもので
ある。
本発明の1つの重要な態様は、第1および第3の発光層
が、前記発光性材料からなる単分子膜である態様である
。この態様のEL素子は、まず最初に、前述の如き少な
くとも1種の化合物(A)を選択し、該化合物(A)と
ドナーとを好ましくは1:1/10〜l : 1/10
0のモル比で組合わせて、適当な有機溶剤、例えばクロ
ロホルム、ジクロロメタン、ジクロロエタン等中に約l
θ〜10−M程度の濃度に溶解し、該溶液を、各種の金
属イオンを含有してもよい適当なpH(例えば、pH約
1〜8 )の水相上に展開させ、溶剤を蒸発除去して単
分子膜を形成し、前述の如くのLB法で、一方の電極基
板上に移し取って第1層とし、十分に乾燥し、次いで、
化合物(A)または化合物(A)と同様な電気的論性度
の電気的発光性有機化合物から、上記の如き分子堆積法
によって分子堆積膜を形成して第2層とし、該第2Nの
表面に、上記の如きLB法によって上記化合物(A)ま
たは化合物(A)と同様な電気的論性度の電気的発光性
有機化合物とアクセプターとを好ましくは約1 : 1
/10〜l : 1/100(71%71z比で組合わ
せて第3層を形成し、最後に、例えばアルミニウム、銀
、金等の電極材料を、好ましくは蒸着等により蒸着させ
て背面電極層を形成することによって得られる。なお、
上記方法においては、第1層〜第3層の形成順序を反対
としても同効である。 このようにして得られたEL素
子の発光層の厚さは、使用した材料の種類によって異な
るが、一般的には約0.01”lpmの厚さが好適であ
る。
が、前記発光性材料からなる単分子膜である態様である
。この態様のEL素子は、まず最初に、前述の如き少な
くとも1種の化合物(A)を選択し、該化合物(A)と
ドナーとを好ましくは1:1/10〜l : 1/10
0のモル比で組合わせて、適当な有機溶剤、例えばクロ
ロホルム、ジクロロメタン、ジクロロエタン等中に約l
θ〜10−M程度の濃度に溶解し、該溶液を、各種の金
属イオンを含有してもよい適当なpH(例えば、pH約
1〜8 )の水相上に展開させ、溶剤を蒸発除去して単
分子膜を形成し、前述の如くのLB法で、一方の電極基
板上に移し取って第1層とし、十分に乾燥し、次いで、
化合物(A)または化合物(A)と同様な電気的論性度
の電気的発光性有機化合物から、上記の如き分子堆積法
によって分子堆積膜を形成して第2層とし、該第2Nの
表面に、上記の如きLB法によって上記化合物(A)ま
たは化合物(A)と同様な電気的論性度の電気的発光性
有機化合物とアクセプターとを好ましくは約1 : 1
/10〜l : 1/100(71%71z比で組合わ
せて第3層を形成し、最後に、例えばアルミニウム、銀
、金等の電極材料を、好ましくは蒸着等により蒸着させ
て背面電極層を形成することによって得られる。なお、
上記方法においては、第1層〜第3層の形成順序を反対
としても同効である。 このようにして得られたEL素
子の発光層の厚さは、使用した材料の種類によって異な
るが、一般的には約0.01”lpmの厚さが好適であ
る。
また、別の重要な態様は、本発明のEL素子の発光層を
構成する第1および第3層のうち少なくとも一層、好ま
しくは両層ともが、上記の単分子膜の累積膜である態様
である。該態様は、前記のLB法および分子堆積法を用
いることにより、上記の如き単分子膜を種々の方法で必
要な暦数まで累積し、且つ分子堆積膜を形成することに
よって得られる。
構成する第1および第3層のうち少なくとも一層、好ま
しくは両層ともが、上記の単分子膜の累積膜である態様
である。該態様は、前記のLB法および分子堆積法を用
いることにより、上記の如き単分子膜を種々の方法で必
要な暦数まで累積し、且つ分子堆積膜を形成することに
よって得られる。
このようにして得られるEL素子の発光層の厚さ、すな
わち単分子膜の累積数は、任意に変更することができる
が、本発明においては、第1層が約4〜150の累積数
で、第3層が約4〜150の累積数であり、且つ3層の
合計で約0.03〜lルmの厚さが好適である。
わち単分子膜の累積数は、任意に変更することができる
が、本発明においては、第1層が約4〜150の累積数
で、第3層が約4〜150の累積数であり、且つ3層の
合計で約0.03〜lルmの厚さが好適である。
なお、基板として使用する電極層と発光層との接着は、
LB法においては十分に強固なものであり、発光層が剥
離したり剥落したりすることはないが、接着力を強化す
る目的で、基板表面をあらかじめ処理しておいたり、あ
るいは基板と発光層との間に適当な接着剤層を設け゛て
もよい。更に、発光層の形成用材料や使用する水層のp
H、イオン種、水温、単分子膜の転移速度あるいは単分
子膜の表面圧等の種々の条件を調節によっても接着力を
強化することができる。
LB法においては十分に強固なものであり、発光層が剥
離したり剥落したりすることはないが、接着力を強化す
る目的で、基板表面をあらかじめ処理しておいたり、あ
るいは基板と発光層との間に適当な接着剤層を設け゛て
もよい。更に、発光層の形成用材料や使用する水層のp
H、イオン種、水温、単分子膜の転移速度あるいは単分
子膜の表面圧等の種々の条件を調節によっても接着力を
強化することができる。
以上の如くして形成されたEL素子は、そのままでは空
気中の湿気や酸素の影響でその性能が劣化することがあ
るので、従来公知の手段で耐湿、耐酸素性の密封構造と
するのが望ましい。
気中の湿気や酸素の影響でその性能が劣化することがあ
るので、従来公知の手段で耐湿、耐酸素性の密封構造と
するのが望ましい。
以上の如き本発明のEL素子は、その発光層の構造が、
超薄膜であり、且つ第1および第3層が、EL素子の作
動上必要な高度の分子秩序性と機能を有しており、優れ
た発光性能を有するものである。
超薄膜であり、且つ第1および第3層が、EL素子の作
動上必要な高度の分子秩序性と機能を有しており、優れ
た発光性能を有するものである。
更に、本発明のEL素子の発光層は、第1図に図解的に
示すように、従来技術の単一層からなる発光層とは異な
一す、第2図に図解的に示すように、第1〜第3の発光
層とが均一な界面を有して夫々積層されているので、そ
れらの電気陰性度の異なる3層間での各種相互作用が極
めて容易であり、従来技術では達成しえない程度の優れ
た発光性能を発揮するものである。すなわち、第1〜第
3の発光層との電気陰性度の差等を種々変更することに
よって、発光強度を向上させたり、あるいは発光色を任
意に変更でき、また、その耐用寿命も著しく延長させる
ことができる。
示すように、従来技術の単一層からなる発光層とは異な
一す、第2図に図解的に示すように、第1〜第3の発光
層とが均一な界面を有して夫々積層されているので、そ
れらの電気陰性度の異なる3層間での各種相互作用が極
めて容易であり、従来技術では達成しえない程度の優れ
た発光性能を発揮するものである。すなわち、第1〜第
3の発光層との電気陰性度の差等を種々変更することに
よって、発光強度を向上させたり、あるいは発光色を任
意に変更でき、また、その耐用寿命も著しく延長させる
ことができる。
更に、従来技術では、発光性が優れているが、成膜性や
膜強度が不十分な材料は実質上使用できなかったが、未
発1jにおいては、このような成膜性や膜強度が劣るが
、発光性に優れた材料でも、少なくとも1層に成膜性に
優れた材料を使用することによって、発光性、成膜性お
よび膜強度のいずれもが優れた発光層を得ることができ
る。
膜強度が不十分な材料は実質上使用できなかったが、未
発1jにおいては、このような成膜性や膜強度が劣るが
、発光性に優れた材料でも、少なくとも1層に成膜性に
優れた材料を使用することによって、発光性、成膜性お
よび膜強度のいずれもが優れた発光層を得ることができ
る。
以上の本発明のEL索子は、その発光層に好適な電界等
の電気エネルギーが作用するように、電極層間に、交流
またはパルスあるいは直流電流等の電気エネルギーを印
加することにより、優れたEL全発光示すものである。
の電気エネルギーが作用するように、電極層間に、交流
またはパルスあるいは直流電流等の電気エネルギーを印
加することにより、優れたEL全発光示すものである。
次に実施例をあげて本発明を更に具体的に説明する。な
お、文中部とあるのは重量基準である。
お、文中部とあるのは重量基準である。
実施例1
50mm角のガラス板の表面上にスパッタリング法によ
り膜厚1500AのITO層を蒸着して、透明電極を形
成した。
り膜厚1500AのITO層を蒸着して、透明電極を形
成した。
この成膜基板を充分洗浄後、Joyce −Loebe
1社製ノLangmuir −Trough4のpH6
、5に調整された水相中に浸漬した。次に、 A B C 上記化合物A、BおよびCを5:5: 1のモル比テク
ロロホルムに溶かした(10−’ +sol /l)後
、上記水相上に展開させた。溶媒のクロロホルムを蒸発
除去後、表面圧を高めて(30dyne/cm)、上記
の混合分子を膜状に析出させた。その後、表面圧を一定
に保ちながら、該成膜基板を、水面を横切る方向に静か
に上下させ(上下速度2 c+*/ win ) 、混
合単分子膜を基板上に移し取り、混合単分子膜のみ、7
層に累積した混合単分子累積膜を作成して第1層とした
。この累積工程に゛おいて、該基板を水槽から引きあげ
る都度、30分間以」二装置して基板に付着している水
分を蒸発除去した。
1社製ノLangmuir −Trough4のpH6
、5に調整された水相中に浸漬した。次に、 A B C 上記化合物A、BおよびCを5:5: 1のモル比テク
ロロホルムに溶かした(10−’ +sol /l)後
、上記水相上に展開させた。溶媒のクロロホルムを蒸発
除去後、表面圧を高めて(30dyne/cm)、上記
の混合分子を膜状に析出させた。その後、表面圧を一定
に保ちながら、該成膜基板を、水面を横切る方向に静か
に上下させ(上下速度2 c+*/ win ) 、混
合単分子膜を基板上に移し取り、混合単分子膜のみ、7
層に累積した混合単分子累積膜を作成して第1層とした
。この累積工程に゛おいて、該基板を水槽から引きあげ
る都度、30分間以」二装置して基板に付着している水
分を蒸発除去した。
次いで、抵抗加熱蒸着装置を用いて、上記の混合単分子
膜およびその累積膜を設けた透明電極基板上に、アント
ラセンCD) (mp 、 216℃)を500人の
膜厚に蒸着させて第2Rとした。この蒸着は、蒸着槽を
一度10”” Torrの真空度まで減圧し、抵抗加熱
ボード(Mo)の温度を徐々に上げてゆき、216℃の
温度に一定に保ち、更−≦ に、排気速度を調整して、真空度を9X10 Tor
rに保ち、蒸着速度5A/seeとなるように、アント
ラセンを入れたボードに流れる電流を調節して蒸着膜を
形成した。蒸着時の真空度は、9×10〜’ Torr
であった。また、基板ホルダーの温度は、20℃の水を
循環させて一定に保った。
膜およびその累積膜を設けた透明電極基板上に、アント
ラセンCD) (mp 、 216℃)を500人の
膜厚に蒸着させて第2Rとした。この蒸着は、蒸着槽を
一度10”” Torrの真空度まで減圧し、抵抗加熱
ボード(Mo)の温度を徐々に上げてゆき、216℃の
温度に一定に保ち、更−≦ に、排気速度を調整して、真空度を9X10 Tor
rに保ち、蒸着速度5A/seeとなるように、アント
ラセンを入れたボードに流れる電流を調節して蒸着膜を
形成した。蒸着時の真空度は、9×10〜’ Torr
であった。また、基板ホルダーの温度は、20℃の水を
循環させて一定に保った。
次ぎに。
前記化合物A、Bおよび上記化合物Eを5:5:1のモ
ル比で使用し、前記と同様な濃度および方法を使用して
混合単分子膜のみおよび7層に累積して第3層を形成し
た。
ル比で使用し、前記と同様な濃度および方法を使用して
混合単分子膜のみおよび7層に累積して第3層を形成し
た。
最後に、上記のように形成された薄膜を有する基板を蒸
着槽に入れて、核種を一度10Tarrの真空度まで減
圧した後、真空度10Torrに調整して蒸着速度20
λ/secテ、1500人のV厚でAIを該薄膜上に蒸
着して背面電極とした。作成されたEL素子を図3に例
示したように、シールガラスでシールしたのち、従来方
法に従って、精製および脱気、脱水されたシリコンオイ
ルをシール中に注入して、本発明のEL発光セルを形成
した。これらのEL発光セルにIOV、400Hzの交
流電圧を印加したところ、第1および第3層が単分子膜
であるときは、電流密度0.17mA/crn’で輝度
3.2ft−I、のEL発光が観察され、第1および第
3層が累積膜であるときは、電流密度0 、16 mA
/ crn’テ輝度22.2ft−LのEL発光が観
察された。
着槽に入れて、核種を一度10Tarrの真空度まで減
圧した後、真空度10Torrに調整して蒸着速度20
λ/secテ、1500人のV厚でAIを該薄膜上に蒸
着して背面電極とした。作成されたEL素子を図3に例
示したように、シールガラスでシールしたのち、従来方
法に従って、精製および脱気、脱水されたシリコンオイ
ルをシール中に注入して、本発明のEL発光セルを形成
した。これらのEL発光セルにIOV、400Hzの交
流電圧を印加したところ、第1および第3層が単分子膜
であるときは、電流密度0.17mA/crn’で輝度
3.2ft−I、のEL発光が観察され、第1および第
3層が累積膜であるときは、電流密度0 、16 mA
/ crn’テ輝度22.2ft−LのEL発光が観
察された。
上記の本発明のEL素子は、従来例のZnSを発光母体
としたEL素子と比較し、駆動電圧が低く、発光輝度特
性の良いEL素子であった。
としたEL素子と比較し、駆動電圧が低く、発光輝度特
性の良いEL素子であった。
比較例1
実施例1において、発光性化合物として化合物Aのみを
使用し、且つ単一層にしたことを除いて、他は実施例1
と同様にして比較用のEL素子を得、且つ実施例1と同
様に評価したところ、電流密度0.2mA/cm’で輝
度1ft−L以下であった6 実施例2 実施例1における化合物CおよびEに代えて、下記化合
物FおよびGを使用し、 F G 他は実施例1と同様にして、本発明のEL素子(但し、
各々の累積数は7)を得、実施例1と同一条件で評価し
たところ、電流密度0.08mA/crrfで、輝度(
Ft−L)は21.3’t’あった。
使用し、且つ単一層にしたことを除いて、他は実施例1
と同様にして比較用のEL素子を得、且つ実施例1と同
様に評価したところ、電流密度0.2mA/cm’で輝
度1ft−L以下であった6 実施例2 実施例1における化合物CおよびEに代えて、下記化合
物FおよびGを使用し、 F G 他は実施例1と同様にして、本発明のEL素子(但し、
各々の累積数は7)を得、実施例1と同一条件で評価し
たところ、電流密度0.08mA/crrfで、輝度(
Ft−L)は21.3’t’あった。
第1図は、従来技術のLB法によるEL素子を図解的に
示したものであり、第2図は、本発明のEL素子を図解
的に示したものであり、第3図は本発明のEL素子の断
面を図解的に示したものである。 l;透明電極 2;発光層 3;背面電極 4;発光性化合物4′;ドナー
5;発光性化合物6:発光性化合物 6
′;アクセプター7;シールガラス 8:シリコン
絶縁油9;ガラス板 特許出願人 キャノン株式会社 第1図 第2図 4′ 6′ 第3図
示したものであり、第2図は、本発明のEL素子を図解
的に示したものであり、第3図は本発明のEL素子の断
面を図解的に示したものである。 l;透明電極 2;発光層 3;背面電極 4;発光性化合物4′;ドナー
5;発光性化合物6:発光性化合物 6
′;アクセプター7;シールガラス 8:シリコン
絶縁油9;ガラス板 特許出願人 キャノン株式会社 第1図 第2図 4′ 6′ 第3図
Claims (1)
- 3層積層構造の発光層と、該発光層を挟持する少なく
とも1層が透明である2層の電極層からなるEL素子に
おいて、上記の第1の発光層が、電気的発光性有機化合
物(A)と化合物(A)に対して相対的に電子供与性の
少なくとも1種の有機化合物からなる単分子膜またはそ
の累積膜からなり、第2の発光層が、上記電気的発光性
有機化合物(A)または化合物(A)と同様な電気的論
性度の電気的発光性有機化合物からなる分子堆積膜から
なり、且つ第3層が、上記電気的発光性有機化合物(A
)または化合物(A)と同様な電気的陰性度の電気的発
光性有機化合物と化合物(A)に対し相対的に電子受容
性である少なくとも1種の有機化合物からなる単分子膜
またはその累積膜からなることを特徴とする上記EL素
子。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59167895A JPS6147783A (ja) | 1984-08-13 | 1984-08-13 | El素子 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59167895A JPS6147783A (ja) | 1984-08-13 | 1984-08-13 | El素子 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6147783A true JPS6147783A (ja) | 1986-03-08 |
Family
ID=15858052
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59167895A Pending JPS6147783A (ja) | 1984-08-13 | 1984-08-13 | El素子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6147783A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62268781A (ja) * | 1986-05-19 | 1987-11-21 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | 装軌式車両の履帯張り調整装置 |
-
1984
- 1984-08-13 JP JP59167895A patent/JPS6147783A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62268781A (ja) * | 1986-05-19 | 1987-11-21 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | 装軌式車両の履帯張り調整装置 |
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