JP2000340364A

JP2000340364A - 有機ｅｌ素子

Info

Publication number: JP2000340364A
Application number: JP11144435A
Authority: JP
Inventors: Etsuo Mihashi; 悦央三橋; Michio Arai; 三千男荒井
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1999-05-25
Filing date: 1999-05-25
Publication date: 2000-12-08

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】スパッタによるダメージを防止することがで
き、電子注入効率等が良好で、発光効率が改善され、動
作電圧が低く、長寿命の有機ＥＬ素子を提供する。【解決手段】発光層５と電子注入電極９との間に発光
層側から少なくとも２層の有機電子輸送層６および無機
電子注入層８を設け、無機電子注入層に接する有機電子
輸送層７に有機電子注入輸送性化合物とともに金属フタ
ロシアニン化合物とを含有させた有機ＥＬ素子とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、有機ＥＬ（エレク
トロルミネッセンス）素子に関し、詳しくは、有機化合
物の薄膜に電界を印加して光を放出する素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】有機ＥＬ素子は、ガラス上に大面積で素
子を形成できるため、ディスプレー用等に研究開発が進
められている。一般に有機ＥＬ素子は、ガラス基板上に
ＩＴＯ（錫ドープ酸化インジウム）等の透明電極を形成
し、その上に有機アミン系のホール輸送層、電子導電性
を示しかつ強い発光を示す、たとえばＡｌｑ3 ［トリス
（８−キノリノラト）アルミニウム］材からなる有機発
光層を積層し、さらに、ＭｇＡｇなどの仕事関数の小さ
い電極を形成し、基本素子としている。

【０００３】これまでに報告されている素子構造として
は、ホール注入電極および電子注入電極の間に１層また
は複数層の有機化合物層が挟まれた構造となっており、
有機化合物層としては、２層構造あるいは３層構造があ
る。

【０００４】２層構造の例としては、ホール注入電極と
電子注入電極の間にホール輸送層と発光層が形成された
構造またはホール注入電極と電子注入電極の間に発光層
と電子輸送層が形成された構造がある。３層構造の例と
しては、ホール注入電極と電子注入電極の間にホール輸
送層と発光層と電子輸送層とが形成された構造がある。
また、単一層に全ての役割を持たせた単層構造も高分子
や混合系で報告されている。

【０００５】これら有機ＥＬ素子においては、共通し
て、信頼性が問題となっている。すなわち、有機ＥＬ素
子は、原理的にホール注入電極と、電子注入電極とを有
し、これら電極間から効率よくホール・電子を注入輸送
するための有機層を必要とする。しかしながら、これら
の材料は、製造時にダメージを受けやすく、電極との親
和性にも問題がある。また、有機薄膜の劣化もＬＥＤ
（発光ダイオード）、ＬＤ（レーザーダイオード）に較
べると著しく大きいという問題を有している。

【０００６】特に有機層上に金属ないし無機化合物の層
をスパッタにより形成する場合、有機層にダメージを与
え、素子の性能を劣化させるという問題がある。特に電
子注入電極をスパッタにより形成する場合、この電極層
はかなりの厚さをもつため、スパッタ形成に要する時間
もかなり長くなり、スパッタによるダメージも大きくな
りやすい。したがって、こうした問題も含め、性能の向
上を図った素子構造の提案が望まれている。

【０００７】なお、G.Parthasarathy,P.E.Burrows,V.kh
alfin,V.G.Kozlov,S.R.Forrest,Appl.Phys.Lett.,72(1
7),2138(1998)には、有機半導体素子用の金属を含有し
ないカソードが提案されており、透明性を向上させたカ
ソード材として、ＩＴＯを載置した従来の半透明のＭ
ｇ：Ａｇ薄膜にかえて、ＩＴＯを載置した銅フタロシア
ニン薄膜（亜鉛フタロシアニンであっても可）を用いる
ことが示されている。ここに示される有機ＥＬ素子は、
ＩＴＯ膜で被覆したガラス基板上に、ホール注入効率を
良化するため、３０〜６０オングストローム厚の銅フタ
ロシアニン膜を真空蒸着により形成し、次に３５０〜４
００オングストローム厚のホール輸送層（ホール輸送材
としては、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ
−フェニル−アミノ］ビフェニル）、および４００〜５
００オングストローム厚の発光性の電子輸送層（このよ
うな電子輸送材としてはＡｌｑ３を用い、最初の２００
オングストローム厚部分にクマリン６をドープ）をこの
順に形成し、さらにこの上に３０〜６０オングストロー
ム厚の銅フタロシアニン膜を形成し、このものを別のＮ
₂雰囲気の装置に移し、高周波スパッタにより４００〜
６００オングストローム厚のＩＴＯ膜を銅フタロシアニ
ン膜上に形成したものである。この素子においては従来
のＭｇ：Ａｇ薄膜を用いた場合と同等の性能が得られる
とされている。また、銅フタロシアニン膜上にＩＴＯ膜
を形成しているため、ＩＴＯ膜スパッタ中の有機層に対
するダメージが小さくなり、ショートする欠陥製品の割
合が低下することが示されている。

【０００８】確かに、上述のように、銅フタロシアニン
膜を設けることは、素子の性能向上の一助となることが
期待できるが、未だ十分とはいえない。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、スパ
ッタによるダメージを防止することができ、電子注入効
率等が良好で、発光効率が改善され、動作電圧が低く、
長寿命の有機ＥＬ素子を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】このような目的は、下記
の本発明により達成される。（１）ホール注入電極と電子注入電極とを有し、これ
らの電極間に有機化合物を含有する有機層を有する有機
ＥＬ素子において、前記ホール注入電極上に、有機ホー
ル注入層および／または有機ホール輸送層と、発光層
と、有機電子注入輸送性化合物を含有する少なくとも２
層の有機電子輸送層と、無機化合物を含有する無機電子
注入層とをこの順に形成し、さらにこの無機電子注入層
上に前記電子注入電極を形成した有機ＥＬ素子であっ
て、前記電子注入電極がスパッタにより形成され、前記
無機電子注入層に接する有機電子輸送層が有機電子注入
輸送性化合物と金属フタロシアニン化合物とを含有する
有機ＥＬ素子。（２）前記電子注入輸送性化合物がトリス（８−キノ
リノラト）アルミニウムである上記（１）の有機ＥＬ素
子。（３）前記金属フタロシアニン化合物が銅フタロシア
ニン化合物である上記（１）または（２）の有機ＥＬ素
子。（４）前記電子注入輸送性化合物と金属フタロシアニ
ン化合物とを含有する有機電子輸送層の厚さが５〜４０
nmである上記（１）〜（３）のいずれかの有機ＥＬ素
子。

【００１１】なお、前述のAppl.Phys.Lett.,72(17),213
8(1998)には、カソード材として、ＩＴＯを載置した銅
フタロシアニン薄膜が示されているが、その素子構成は
本発明とは全く異なるものである。すなわち、本発明の
ように、金属フタロシアニン化合物を含有する有機電子
輸送層を必須とし、有機電子輸送層を２層以上設けるこ
とについては全く示されておらず、また無機電子注入層
を組み合わせることについても全く示されていない。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の有機ＥＬ素子は、ホール注入電極と、電子注入
電極と、これらの電極間に設けられた１種以上の有機層
とを有し、有機層と電子注入電極との間には無機電子注
入層が設けられている。有機層は、ホール注入電極側か
ら有機ホール注入層および／または有機ホール輸送層、
発光層、ならびに２層以上の有機電子輸送層を有する。
２層以上の有機電子輸送層のうち、無機電子注入層と接
する少なくとも最上層の有機電子輸送層は有機注入電子
輸送性化合物と金属フタロシアニン化合物とを含有す
る。また、本発明の有機ＥＬ素子は、ホール注入電極か
ら上記の層配列で形成されたものであり、最後に電子注
入電極がスパッタにより形成される。

【００１３】このように、本発明では、有機電子輸送層
を２層以上設け、無機電子注入層に接して設けられる有
機電子輸送層に有機注入電子輸送性化合物のほかに金属
フタロシアニン化合物を含有させているので、電子注入
電極をスパッタにより形成する際の有機層に対するダメ
ージを防止することができるとともに、電子注入効率等
が向上し、初期特性の向上（駆動電圧の低下および輝度
の上昇（２０％程度アップ））と長寿命化が図られる。
これに対し、金属フタロシアニン化合物を含有する有機
電子輸送層をはじめとして、金属フタロシアニン化合物
膜を全く設けないと、有機層へのダメージが大きくな
り、駆動電圧が上昇し、輝度が低い。一方、金属フタロ
シアニン化合物を含有しない有機電子輸送層を１層のみ
とし、金属フタロシアニン化合物膜と積層すると、初期
特性の向上が認められるものの寿命が短い。

【００１４】本発明の有機ＥＬ素子は、例えば図１に示
されるような構成であってよく、図１に示されるよう
に、基板１上にホール注入電極２を形成し、さらにこの
上に有機ホール注入層３、有機ホール輸送層４、発光層
５、有機電子輸送層６、金属フタロシアニン化合物を含
有する有機電子輸送層７、無機電子注入層８、および電
子注入電極９をこの順に形成したものである。ホール注
入電極２と電子注入電極９とは駆動電源Ｅに接続されて
いる。

【００１５】本発明の有機ＥＬ素子は、図示例に限ら
ず、２層以上の有機電子輸送層と、無機電子注入層とを
有し、無機電子注入層に接する少なくとも１層の有機電
子輸送層が金属フタロシアニン化合物を含有しさえすれ
ばよいが、性能および製造面等を考慮すれば、図示例の
構成が好ましい。このほか、有機電子輸送層６、７や無
機電子注入層８を各々多層構成とすることもできるし、
また、有機ホール注入層３あるいは有機ホール輸送層４
のいずれか一方を設ける構成（このような場合有機ホー
ル注入輸送層と称してもよい）としてもよい。このほ
か、本発明の範囲内で種々の変更が可能である。

【００１６】なお、本発明において、有機層は有機化合
物を主成分（少なくとも５０wt% の含有量）とする層で
あり、有機化合物には有機化合物を配位した金属錯体も
包含されるものとする。一方、無機層は無機化合物を主
成分（少なくとも５０wt% の含有量）とする層である。

【００１７】また、電極層も各層間の接触界面部分にお
いて、各構成成分が相互に拡散していてもよい。

【００１８】本発明の有機ＥＬ素子は、有機電子輸送層
を２層以上有し、無機電子注入層に接する有機電子輸送
層は有機電子注入輸送性化合物と金属フタロシアニン化
合物とを含有する。

【００１９】金属フタロシアニン化合物としては特に制
限はなく、公知のいずれであってもよい。中心金属とし
てはＣｕ、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｃｏ、Ｐｔ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｐｄ
などが挙げられ、Ｃｕ、Ｚｎが好ましく、特にＣｕが好
ましい。

【００２０】有機電子注入輸送性化合物としては、トリ
ス（８−キノリノラト）アルミニウム（Ａｌｑ3 ）等の
８−キノリノールまたはその誘導体を配位子とする有機
金属錯体などのキノリン誘導体、オキサジアゾール誘導
体、ペリレン誘導体、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導
体、キノキサリン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、ニ
トロ置換フルオレン誘導体等を用いることができる。

【００２１】有機電子注入輸送性の化合物としては、キ
ノリン誘導体、さらには８−キノリノールないしその誘
導体を配位子とする金属錯体、とりわけアルミニウム錯
体、特にトリス（８−キノリノラト）アルミニウム（Ａ
ｌｑ3 ）を用いることが好ましい。また、特開平８−１
２６００号公報開示のフェニルアントラセン誘導体、特
開平８−１２９６９号公報開示のテトラアリールエテン
誘導体を用いるのも好ましい。

【００２２】本発明で用いることが好ましいキノリノラ
トアルミニウム錯体としては、特開昭６３−２６４６９
２号、特開平３−２５５１９０号、特開平５−７０７３
３号、特開平５−２５８８５９号、特開平６−２１５８
７４号等に開示されているものを挙げることができる。

【００２３】具体的には、まず、トリス（８−キノリノ
ラト）アルミニウム、ビス（８−キノリノラト）マグネ
シウム、ビス（ベンゾ｛ｆ｝−８−キノリノラト）亜
鉛、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）アルミニウ
ムオキシド、トリス（８−キノリノラト）インジウム、
トリス（５−メチル−８−キノリノラト）アルミニウ
ム、８−キノリノラトリチウム、トリス（５−クロロ−
８−キノリノラト）ガリウム、ビス（５−クロロ−８−
キノリノラト）カルシウム、５，７−ジクロル−８−キ
ノリノラトアルミニウム、トリス（５，７−ジブロモ−
８−ヒドロキシキノリノラト）アルミニウム、ポリ［亜
鉛（II）−ビス（８−ヒドロキシ−５−キノリニル）メ
タン］等がある。

【００２４】また、８−キノリノールまたはその誘導体
のほかに他の配位子を有するアルミニウム錯体であって
もよく、このようなものとしては、ビス（２−メチル−
８−キノリノラト）（フェノラト）アルミニウム(III)
、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（オルト−
クレゾラト）アルミニウム(III) 、ビス（２−メチル−
８−キノリノラト）（メタークレゾラト）アルミニウム
(III) 、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（パラ
−クレゾラト）アルミニウム(III) 、ビス（２−メチル
−８−キノリノラト）（オルト−フェニルフェノラト）
アルミニウム(III) 、ビス（２−メチル−８−キノリノ
ラト）（メタ−フェニルフェノラト）アルミニウム(II
I) 、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（パラ−
フェニルフェノラト）アルミニウム(III) 、ビス（２−
メチル−８−キノリノラト）（２，３−ジメチルフェノ
ラト）アルミニウム(III) 、ビス（２−メチル−８−キ
ノリノラト）（２，６−ジメチルフェノラト）アルミニ
ウム(III) 、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）
（３，４−ジメチルフェノラト）アルミニウム(III) 、
ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（３，５−ジメ
チルフェノラト）アルミニウム(III) 、ビス（２−メチ
ル−８−キノリノラト）（３，５−ジ−tert−ブチルフ
ェノラト）アルミニウム(III) 、ビス（２−メチル−８
−キノリノラト）（２，６−ジフェニルフェノラト）ア
ルミニウム(III) 、ビス（２−メチル−８−キノリノラ
ト）（２，４，６−トリフェニルフェノラト）アルミニ
ウム(III) 、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）
（２，３，６−トリメチルフェノラト）アルミニウム(I
II) 、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（２，
３，５，６−テトラメチルフェノラト）アルミニウム(I
II) 、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（１−ナ
フトラト）アルミニウム(III) 、ビス（２−メチル−８
−キノリノラト）（２−ナフトラト）アルミニウム(II
I) 、ビス（２，４−ジメチル−８−キノリノラト）
（オルト−フェニルフェノラト）アルミニウム(III) 、
ビス（２，４−ジメチル−８−キノリノラト）（パラ−
フェニルフェノラト）アルミニウム(III) 、ビス（２，
４−ジメチル−８−キノリノラト）（メタ−フェニルフ
ェノラト）アルミニウム(III) 、ビス（２，４−ジメチ
ル−８−キノリノラト）（３，５−ジメチルフェノラ
ト）アルミニウム(III) 、ビス（２，４−ジメチル−８
−キノリノラト）（３，５−ジ−tert−ブチルフェノラ
ト）アルミニウム(III) 、ビス（２−メチル−４−エチ
ル−８−キノリノラト）（パラ−クレゾラト）アルミニ
ウム(III) 、ビス（２−メチル−４−メトキシ−８−キ
ノリノラト）（パラ−フェニルフェノラト）アルミニウ
ム(III) 、ビス（２−メチル−５−シアノ−８−キノリ
ノラト）（オルト−クレゾラト）アルミニウム(III) 、
ビス（２−メチル−６−トリフルオロメチル−８−キノ
リノラト）（２−ナフトラト）アルミニウム(III) 等が
ある。

【００２５】このほか、ビス（２−メチル−８−キノリ
ノラト）アルミニウム(III) −μ−オキソ−ビス（２−
メチル−８−キノリノラト）アルミニウム(III) 、ビス
（２，４−ジメチル−８−キノリノラト）アルミニウム
(III) −μ−オキソ−ビス（２，４−ジメチル−８−キ
ノリノラト）アルミニウム(III) 、ビス（４−エチル−
２−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム(III) −
μ−オキソ−ビス（４−エチル−２−メチル−８−キノ
リノラト）アルミニウム(III) 、ビス（２−メチル−４
−メトキシキノリノラト）アルミニウム(III) −μ−オ
キソ−ビス（２−メチル−４−メトキシキノリノラト）
アルミニウム(III) 、ビス（５−シアノ−２−メチル−
８−キノリノラト）アルミニウム(III) −μ−オキソ−
ビス（５−シアノ−２−メチル−８−キノリノラト）ア
ルミニウム(III) 、ビス（２−メチル−５−トリフルオ
ロメチル−８−キノリノラト）アルミニウム(III) −μ
−オキソ−ビス（２−メチル−５−トリフルオロメチル
−８−キノリノラト）アルミニウム(III) 等であっても
よい。

【００２６】特に、本発明では、トリス（８−キノリノ
ラト）アルミニウム（Ａｌｑ３）が好ましい。

【００２７】電子注入輸送性化合物と金属フタロシアニ
ン化合物とを含有する電子輸送層における電子注入輸送
性化合物と金属フタロシアニン化合物との比は、電子注
入輸送性化合物／金属フタロシアニン化合物（重量比）
が４／１〜１／４であることが好ましく、より好ましく
は３／２〜２／３である。

【００２８】これらの化合物は各々１種のみ用いても２
種以上併用してもよい。また層中において、これらの化
合物は均一に混合していてもよく、膜厚方向に濃度勾配
をもった傾斜膜であってもよい。傾斜膜のときは、無機
電子注入層側にて金属フタロシアニン化合物の含有量が
多くなるようにすることが好ましく、有機電子輸送層側
にて漸減するようにしてもよい。ただし、製造上の容易
さ等からほぼ均一に混合する方が好ましい。

【００２９】両化合物の比を上記範囲とすることで、素
子としての機能を損うことなく、スパッタダメージの防
止を有効に行うことができる。これに対し、金属フタロ
シアニン化合物の量が少なくなるとスパッタダメージ防
止効果が不十分になり、反対に多くなると素子としての
性能が劣化しやすくなる。

【００３０】金属フタロシアニン化合物を含有する有機
電子輸送層は通常１層とする方が好ましいが、多層構成
とすることができる。その厚さは、多層構成とするとき
は、合計厚で５〜４０nm（５０〜４００オングストロー
ム）であることが好ましい。この層があまり薄くなる
と、スパッタダメージ防止効果が十分に得られなくな
り、あまり厚くなると、初期特性の低下がみられ、素子
寿命が短くなる。

【００３１】一方、金属フタロシアニン化合物を含有す
る有機電子輸送層の下層となる有機電子輸送層に用いら
れる有機電子注入輸送性化合物は、金属フタロシアニン
化合物含有有機電子輸送層に用いられるものと同じであ
り、好ましいものも同様で、特にトリス（８−キノリノ
ラト）アルミニウム（Ａｌｑ３）が好ましく用いられ
る。この層は通常１層のみとすることが好ましいが、多
層構成とすることもできる。この層の厚さは多層構成の
ときは合計厚で５〜３０nmであることが好ましい。ま
た、金属フタロシアニン化合物含有有機電子輸送層に対
するこの有機電子輸送層の厚さの比は４／１〜１／４で
あることが好ましい。

【００３２】上記の有機電子輸送層の形成には、真空蒸
着法等を用いることができる。

【００３３】本発明の有機ＥＬ素子は、上記金属フタロ
シアニン化合物を含有する有機電子輸送層と、電子注入
電極である陰電極との間に、無機電子注入層を有する。

【００３４】無機電子注入層は、好ましくは第１成分と
して仕事関数４eV以下、より好ましくは１〜４eVであっ
て、好ましくはＬｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｒｂ，ＣｓおよびＦｒ
から選択される１種以上のアルカリ金属元素、または、
好ましくはＭｇ，ＣａおよびＳｒから選択される１種以
上のアルカリ土類金属元素、または、好ましくはＬａお
よびＣｅから選択される１種以上のランタノイド系元素
のいずれかの酸化物を含有する。これらのなかでも、特
に酸化リチウム、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、
酸化セリウムが好ましい。これらを混合して用いる場合
の混合比は任意である。また、これらの混合物中には酸
化リチウムがＬｉ₂Ｏ換算で、５０ mol％以上含有され
ていることが好ましい。

【００３５】無機電子注入層は、さらに第２成分として
Ｚｎ，Ｓｎ，Ｖ，Ｒｕ，ＳｍおよびＩｎから選択される
１種以上の元素を含有する。この場合の第２成分の含有
量は、好ましくは０．２〜４０ mol％、より好ましくは
１〜２０ mol％である。この含有量が少ないと電子注入
機能が低下し、含有量が多くなるとホールブロック機能
が低下してくる。２種以上を併用する場合、合計の含有
量は上記の範囲にすることが好ましい。第２成分は金属
元素の状態でも、酸化物の状態であってもよい。

【００３６】高抵抗である第１成分中に導電性（低抵
抗）の第２成分を含有させることにより、絶縁性物質中
に導電物質が島状に存在するようになり、電子注入のた
めのホッピングパスが形成されるものと考えられる。

【００３７】上記第１成分の酸化物は通常化学量論組成
（stoichiometric composition）であるが、これから多
少偏倚して非化学量論的組成（non-stoichiometry）と
なっていてもよい。また、第２成分も、通常、酸化物と
して存在するが、この酸化物も同様である。

【００３８】高抵抗の無機電子注入層には、他に、不純
物として、Ｈやスパッタガスに用いるＮｅ、Ａｒ、Ｋ
ｒ、Ｘｅ等を合計５at％以下含有していてもよい。

【００３９】なお、高抵抗の無機電子注入層全体の平均
値としてこのような組成であれば、均一でなくてもよ
く、膜厚方向に濃度勾配を有する構造としてもよい。

【００４０】高抵抗の無機電子注入層は、通常、非晶質
状態である。

【００４１】高抵抗の無機電子注入層は、その抵抗率が
好ましくは１〜１×１０¹¹Ω・cm、特に１×１０³〜１
×１０⁸Ω・cmである。高抵抗の無機電子注入層の抵抗
率を上記範囲とすることにより、高いホールブロック性
を維持したまま電子注入効率を飛躍的に向上させること
ができる。高抵抗の無機電子注入層の抵抗率は、シート
抵抗と膜厚からも求めることができる。

【００４２】このように、電子の導通パスを有し、ホー
ルをブロックできる無機電子注入層を有機層と電子注入
電極（陰電極）の間に配置することで、発光層へ電子を
効率よく注入することができ、発光効率が向上するとと
もに駆動電圧が低下する。

【００４３】また、好ましくは高抵抗の無機電子注入輸
送層の第２成分を、全成分に対して０．２〜４０ mol％
含有させて導電パスを形成することにより、電子注入電
極から発光層側の有機層へ効率よく電子を注入すること
ができる。しかも、有機層から電子注入電極へのホール
の移動を抑制することができ、発光層でのホールと電子
との再結合を効率よく行わせることができる。また、無
機材料の有するメリットと、有機材料の有するメリット
とを併せもった有機ＥＬ素子とすることができる。本発
明の有機ＥＬ素子は、従来の有機電子注入層のみを有す
る素子と同等かそれ以上の輝度が得られ、しかも、耐熱
性、耐候性が高いので従来のものよりも寿命が長く、リ
ークやダークスポットの発生も少ない。また、比較的高
価な有機物質ばかりではなく、安価で入手しやすく製造
が容易な無機材料も用いることで、製造コストを低減す
ることもできる。

【００４４】高抵抗の無機電子注入層の膜厚としては、
好ましくは０．２〜３０nm、特に０．２〜２０nm程度が
好ましい。電子注入層がこれより薄くても厚くても、電
子注入層としての機能を十分に発揮できなくなってく
る。

【００４５】上記の高抵抗の無機電子注入層の製造方法
としては、好ましくはスパッタ法であり、なかでも、上
記第１成分と第２成分のターゲットを別個にスパッタす
る多元スパッタが好ましい。多元スパッタにすること
で、それぞれのターゲットに好適なスパッタ法を用いる
ことができる。また、１元スパッタとする場合には、第
１成分と第２成分の混合ターゲットを用いてもよい。ま
た、蒸着法であってもよい。

【００４６】高抵抗の無機電子注入層をスパッタ法で形
成する場合、スパッタ時のスパッタガスの圧力は、０．
１〜１Paの範囲が好ましい。スパッタガスは、通常のス
パッタ装置に使用される不活性ガス、例えばＡｒ，Ｎ
ｅ，Ｘｅ，Ｋｒ等が使用できる。また、必要によりＮ₂
を用いてもよい。スパッタ時の雰囲気としては、上記ス
パッタガスに加えＯ₂を１〜９９vol％程度混合して反
応性スパッタを行ってもよい。

【００４７】スパッタ法としてはＲＦ電源を用いた高周
波スパッタ法や、ＤＣスパッタ法等が使用できる。スパ
ッタ装置の電力としては、好ましくはＲＦスパッタで
０．１〜１０Ｗ／cm²の範囲が好ましく、成膜レートは
０．５〜１０nm／min 、特に１〜５nm／min の範囲が好
ましい。

【００４８】成膜時の基板温度としては、室温（２５
℃）〜１５０℃程度である。

【００４９】また、無機電子注入層は、陰電極からの電
子の注入を容易にする機能、電子を安定に輸送する機能
およびホールを妨げる機能を有し、発光層に注入される
ホールや電子を増大・閉じこめさせ、再結合領域を最適
化させ、発光効率を改善する機能をもつものであっても
よい。

【００５０】このような無機絶縁性電子注入層は、主成
分として酸化リチウム（Ｌｉ₂Ｏ）、酸化ルビジウム
（Ｒｂ₂Ｏ）、酸化カリウム（Ｋ₂Ｏ）、酸化ナトリウム
（Ｎａ ₂Ｏ）、酸化セシウム（Ｃｓ₂Ｏ）、酸化ストロン
チウム（ＳｒＯ）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、およ
び酸化カルシウム（ＣａＯ）の１種または２種以上を含
有する。これらは単独で用いてもよいし、２種以上を混
合して用いてもよく、２種以上を用いる場合の混合比は
任意である。また、これらのなかでは酸化ストロンチウ
ムが最も好ましく、次いで酸化マグネシウム、酸化カル
シウム、さらに酸化リチウム（Ｌｉ₂Ｏ）の順で好まし
く、次いで酸化ルビジウム（Ｒｂ₂Ｏ）、次いで酸化カ
リウム（Ｋ₂Ｏ）、および酸化ナトリウム（Ｎａ₂Ｏ）が
好ましい。これらを混合して用いる場合には、これらの
なかで酸化ストロンチウムが４０ mol％以上、または酸
化リチウムと酸化ルビジウムの総計が４０ mol％以上、
特に５０ mol％以上含有されていることが好ましい。

【００５１】無機絶縁性電子注入層は、好ましくは安定
剤として酸化シリコン（ＳｉＯ₂）、および／または酸
化ゲルマニウム（ＧｅＯ₂）を含有する。これらはいず
れか一方を用いてもよいし、両者を混合して用いてもよ
く、その際の混合比は任意である。

【００５２】上記の各酸化物は、通常、化学量論的組成
（stoichiometric composition）であるが、これから多
少偏倚し、非化学量論的組成（non-stoichiometry）と
なっていてもよい。

【００５３】また、本発明の無機絶縁性電子注入層は、
好ましくは上記各構成成分が全成分に対して、ＳｒＯ、
ＭｇＯ、ＣａＯ、Ｌｉ₂Ｏ、Ｒｂ₂Ｏ、Ｋ₂Ｏ、Ｎａ₂Ｏ、
Ｃｓ ₂Ｏ、ＳｉＯ₂、ＧｅＯ₂に換算して、主成分：８０〜９９ mol％、より好ましくは９０〜９５
mol％、安定剤：１〜２０ mol％、より好ましくは５〜１０
mol％、含有する。

【００５４】無機絶縁性電子注入層の膜厚としては、好
ましくは０．１〜２nm、より好ましくは０．３〜０．８
nmである。

【００５５】なお、このような電子注入層の形成法もス
パッタによればよく、前記と同様である。

【００５６】発光層は、ホール（正孔）および電子の注
入機能、それらの輸送機能、ホールと電子の再結合によ
り励起子を生成させる機能を有する。発光層には、比較
的電子的にニュートラルな化合物を用いることで、電子
とホールを容易かつバランスよく注入・輸送することが
できる。

【００５７】有機ＥＬ素子の発光層には、発光機能を有
する化合物である蛍光性物質を含有させる。このような
蛍光性物質としては、例えば、特開昭６３−２６４６９
２号公報に開示されているような化合物、例えばキナク
リドン、ルブレン、スチリル系色素等の化合物から選択
される少なくとも１種が挙げられる。また、トリス（８
−キノリノラト）アルミニウム等の８−キノリノールま
たはその誘導体を配位子とする金属錯体色素などのキノ
リン誘導体、テトラフェニルブタジエン、アントラセ
ン、ペリレン、コロネン、１２−フタロペリノン誘導体
等が挙げられる。さらには、特開平８−１２６００号公
報（特願平６−１１０５６９号）に記載のフェニルアン
トラセン誘導体、特開平８−１２９６９号公報（特願平
６−１１４４５６号）に記載のテトラアリールエテン誘
導体等を用いることができる。

【００５８】また、それ自体で発光が可能なホスト物質
とドーパントとを組み合わせて使用することも好まし
い。このような場合の発光層におけるドーパントの含有
量は０．０１〜１０wt% 、さらには０．１〜５wt% であ
ることが好ましい。ホスト物質とドーパントとを組み合
わせて使用することによって、ホスト物質の発光波長特
性を変化させることができ、長波長に移行した発光が可
能になるとともに、素子の発光効率や安定性が向上す
る。

【００５９】ホスト物質としては、キノリノラト錯体が
好ましく、さらには８−キノリノールまたはその誘導体
を配位子とするアルミニウム錯体が好ましい。このよう
なアルミニウム錯体の具体例は有機電子注入輸送性化合
物のところのものと同様であり、特に好ましくはトリス
（８−キノリノラト）アルミニウムである。

【００６０】このほかのホスト物質としては、特開平８
−１２６００号公報（特願平６−１１０５６９号）に記
載のフェニルアントラセン誘導体や特開平８−１２９６
９号公報（特願平６−１１４４５６号）に記載のテトラ
アリールエテン誘導体なども好ましい。

【００６１】また、発光層は、必要に応じて、少なくと
も１種のホール注入輸送性化合物と少なくとも１種の電
子注入輸送性化合物との混合層とすることも好ましく、
さらにはこの混合層中にドーパントを含有させることが
好ましい。このような混合層における化合物の含有量
は、０．０１〜２０wt% 、さらには０．１〜１５wt% と
することが好ましい。

【００６２】混合層では、キャリアのホッピング伝導パ
スができるため、各キャリアは極性的に有利な物質中を
移動し、逆の極性のキャリア注入は起こりにくくなるた
め、有機化合物がダメージを受けにくくなり、素子寿命
がのびるという利点がある。また、前述のドーパントを
このような混合層に含有させることにより、混合層自体
のもつ発光波長特性を変化させることができ、発光波長
を長波長に移行させることができるとともに、発光強度
を高め、素子の安定性を向上させることもできる。

【００６３】混合層に用いられるホール注入輸送性の化
合物および電子注入輸送性の化合物は、各々、後述のホ
ール注入輸送性の化合物および電子注入輸送性の化合物
の中から選択すればよい。なかでも、ホール注入輸送性
の化合物としては、強い蛍光を持ったアミン誘導体、例
えばホール輸送材料であるトリフェニルジアミン誘導
体、さらにはスチリルアミン誘導体、芳香族縮合環を持
つアミン誘導体を用いるのが好ましい。

【００６４】電子注入輸送性の化合物としては、キノリ
ン誘導体、さらには８−キノリノールないしその誘導体
を配位子とする金属錯体、特にトリス（８−キノリノラ
ト）アルミニウム（Ａｌｑ3 ）を用いることが好まし
い。また、上記のフェニルアントラセン誘導体、テトラ
アリールエテン誘導体を用いるのも好ましい。

【００６５】ホール注入輸送性の化合物としては、強い
蛍光を持ったアミン誘導体、例えば上記のホール注入輸
送性材料であるトリフェニルジアミン誘導体、さらには
スチリルアミン誘導体、芳香族縮合環を持つアミン誘導
体を用いるのが好ましい。

【００６６】この場合の混合比は、それぞれのキャリア
移動度とキャリア濃度によるが、一般的には、ホール注
入輸送性の化合物／電子注入輸送性の化合物の重量比
が、１／９９〜９９／１、さらに好ましくは１０／９０
〜９０／１０、特に好ましくは２０／８０〜８０／２０
程度となるようにすることが好ましい。

【００６７】また、混合層の厚さは、分子層一層に相当
する厚み以上で、有機化合物層の膜厚未満とすることが
好ましい。具体的には１〜８５nmとすることが好まし
く、さらには５〜６０nm、特には５〜５０nmとすること
が好ましい。

【００６８】また、混合層の形成方法としては、異なる
蒸着源より蒸発させる共蒸着が好ましいが、蒸気圧（蒸
発温度）が同程度あるいは非常に近い場合には、予め同
じ蒸着ボード内で混合させておき、蒸着することもでき
る。混合層は化合物同士が均一に混合している方が好ま
しいが、場合によっては、化合物が島状に存在するもの
であってもよい。発光層は、一般的には、有機蛍光物質
を蒸着するか、あるいは、樹脂バインダー中に分散させ
てコーティングすることにより、発光層を所定の厚さに
形成する。

【００６９】本発明の有機ＥＬ素子の有機ホール注入
層、有機ホール輸送層に用いられるホール注入輸送性の
化合物としては、強い蛍光を持ったアミン誘導体、例え
ば上記のホール輸送性化合物であるトリフェニルジアミ
ン誘導体、さらにはスチリルアミン誘導体、芳香族縮合
環を持つアミン誘導体を用いるのが好ましい。

【００７０】ホール注入輸送性化合物は、例えば、特開
昭６３−２９５６９５号公報、特開平２−１９１６９４
号公報、特開平３−７９２号公報、特開平５−２３４６
８１号公報、特開平５−２３９４５５号公報、特開平５
−２９９１７４号公報、特開平７−１２６２２５号公
報、特開平７−１２６２２６号公報、特開平８−１００
１７２号公報、ＥＰ０６５０９５５Ａ１等に記載されて
いる各種有機化合物を用いることができる。例えば、テ
トラアリールベンジシン化合物（トリアリールジアミン
ないしトリフェニルジアミン：ＴＰＤ）、芳香族三級ア
ミン、ヒドラゾン誘導体、カルバゾール誘導体、トリア
ゾール誘導体、イミダゾール誘導体、アミノ基を有する
オキサジアゾール誘導体、ポリチオフェン等である。こ
れらの化合物は、１種のみを用いても、２種以上を併用
してもよい。２種以上を併用するときは、別層にして積
層したり、混合したりすればよい。

【００７１】有機のホール輸送層の厚さは、特に制限さ
れるものではなく、形成方法によっても異なるが、通常
５〜５００nm程度、特に１０〜３００nmとすることが好
ましい。ホールの注入層と輸送層とを設ける場合は、注
入層は１nm以上、輸送層は１nm以上とするのが好まし
い。このときの注入層、輸送層の厚さの上限は、通常、
注入層で５００nm程度、輸送層で５００nm程度である。

【００７２】陰電極（電子注入電極）は、前記の高抵抗
ないし絶縁性の無機電子注入層との組み合わせでは、低
仕事関数で電子注入性を有している必要がないため、特
に限定される必要はなく、通常の金属を用いることがで
きる。なかでも、導電率や扱い易さの点で、Ａｌ，Ａ
ｇ，Ｉｎ，Ｔｉ，Ｃｕ，Ａｕ，Ｍｏ，Ｗ，Ｐｔ，Ｐｄお
よびＮｉ、特にＡｌ，Ａｇから選択される１種または２
種等の金属元素が好ましい。

【００７３】これら陰電極薄膜の厚さは、電子を高抵抗
の無機電子注入輸送層に与えることのできる一定以上の
厚さとすれば良く、５０nm以上、好ましくは１００nm以
上とすればよい。また、その上限値には特に制限はない
が、通常膜厚は５０〜５００nm程度とすればよい。

【００７４】また、電子注入電極として必要に応じて下
記のものを用いてもよい。例えば、Ｋ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｍ
ｇ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｚｒ
等の金属元素単体、または安定性を向上させるためにそ
れらを含む２成分、３成分の合金系、例えばＡｇ・Ｍｇ
（Ａｇ：０．１〜５０at％）、Ａｌ・Ｌｉ（Ｌｉ：０．
０１〜１４at％）、Ｉｎ・Ｍｇ（Ｍｇ：５０〜８０at
％）、Ａｌ・Ｃａ（Ｃａ：０．０１〜２０at％）等が挙
げられる。

【００７５】電子注入電極薄膜の厚さは、電子注入を十
分行える一定以上の厚さとすれば良く、０．１nm以上、
好ましくは０．５nm以上、特に１nm以上とすればよい。
また、その上限値には特に制限はないが、通常膜厚は１
〜５００nm程度とすればよい。電子注入電極の上には、
さらに補助電極（保護電極）を設けてもよい。

【００７６】補助電極の厚さは、電子注入効率を確保
し、水分や酸素あるいは有機溶媒の進入を防止するた
め、一定以上の厚さとすればよく、好ましくは５０nm以
上、さらには１００nm以上、特に１００〜５００nmの範
囲が好ましい。補助電極層が薄すぎると、その効果が得
られず、また、補助電極層の段差被覆性が低くなってし
まい、端子電極との接続が十分ではなくなる。一方、補
助電極層が厚すぎると、補助電極層の応力が大きくなる
ため、ダークスポットの成長速度が速くなってしまう等
といった弊害が生じてくる。

【００７７】補助電極は、組み合わせる電子注入電極の
材質により最適な材質を選択して用いればよい。例え
ば、電子注入効率を確保することを重視するのであれば
Ａｌ等の低抵抗の金属を用いればよく、封止性を重視す
る場合には、ＴｉＮ等の金属化合物を用いてもよい。

【００７８】電子注入電極と補助電極とを併せた全体の
厚さとしては、特に制限はないが、通常５０〜５００nm
程度とすればよい。

【００７９】ホール注入電極材料は、有機ホール注入な
いし輸送層へホールを効率よく注入することのできるも
のが好ましく、仕事関数４．５eV〜５．５eVの物質が好
ましい。具体的には、錫ドープ酸化インジウム（ＩＴ
Ｏ）、亜鉛ドープ酸化インジウム（ＩＺＯ）、酸化イン
ジウム（Ｉｎ₂Ｏ₃）、酸化スズ（ＳｎＯ₂）および酸
化亜鉛（ＺｎＯ）のいずれかを主組成としたものが好ま
しい。これらの酸化物はその化学量論組成から多少偏倚
していてもよい。Ｉｎ₂Ｏ₃に対するＳｎＯ₂の混合比
は、１〜２０wt％、さらには５〜１２wt％が好ましい。
また、ＩＺＯでのＩｎ₂Ｏ₃に対するＺｎＯの混合比
は、通常、１２〜３２wt％程度である。

【００８０】ホール注入電極は、仕事関数を調整するた
め、酸化シリコン（ＳｉＯ₂）を含有していてもよい。
酸化シリコン（ＳｉＯ₂）の含有量は、ＩＴＯに対する
ＳｉＯ₂の mol比で０．５〜１０％程度が好ましい。Ｓ
ｉＯ₂を含有することにより、ＩＴＯの仕事関数が増大
する。

【００８１】光を取り出す側の電極は、発光波長帯域、
通常４００〜７００nm、特に各発光光に対する光透過率
が５０％以上、さらには８０％以上、特に９０％以上で
あることが好ましい。透過率が低くなりすぎると、発光
層からの発光自体が減衰され、発光素子として必要な輝
度を得難くなってくる。

【００８２】電極の厚さは、５０〜５００nm、特に５０
〜３００nmの範囲が好ましい。また、その上限は特に制
限はないが、あまり厚いと透過率の低下や剥離などの心
配が生じる。厚さが薄すぎると、十分な効果が得られ
ず、製造時の膜強度等の点でも問題がある。

【００８３】電極はスパッタにより形成され、具体的に
は無機電子注入層と同様に行えばよい。

【００８４】本発明において、有機層形成の真空蒸着の
条件は特に限定されないが、１０^-4Pa以下の真空度と
し、蒸着速度は０．０１〜１nm／sec 程度とすることが
好ましい。また、真空中で連続して各層を形成すること
が好ましい。真空中で連続して形成すれば、各層の界面
に不純物が吸着することを防げるため、高特性が得られ
る。また、素子の駆動電圧を低くしたり、ダークスポッ
トの発生・成長を抑制したりすることができる。

【００８５】これら各層の形成に真空蒸着法を用いる場
合において、１層に複数の化合物を含有させる場合、化
合物を入れた各ボートを個別に温度制御して共蒸着する
ことが好ましい。

【００８６】さらに、素子の有機層や電極の劣化を防ぐ
ために、素子上を封止板等により封止することが好まし
い。封止板は、湿気の浸入を防ぐために、接着性樹脂層
を用いて、封止板を接着し密封する。封止ガスは、Ａ
ｒ、Ｈｅ、Ｎ₂等の不活性ガス等が好ましい。また、こ
の封止ガスの水分含有量は、１００ppm 以下、より好ま
しくは１０ppm 以下、特には１ppm 以下であることが好
ましい。この水分含有量に下限値は特にないが、通常
０．１ppm 程度である。

【００８７】封止板の材料としては、好ましくは平板状
であって、ガラスや石英、樹脂等の透明ないし半透明材
料が挙げられるが、特にガラスが好ましい。このような
ガラス材として、コストの面からアルカリガラスが好ま
しいが、この他、ソーダ石灰ガラス、鉛アルカリガラ
ス、ホウケイ酸ガラス、アルミノケイ酸ガラス、シリカ
ガラス等のガラス組成のものも好ましい。特に、ソーダ
ガラスで、表面処理の無いガラス材が安価に使用でき、
好ましい。封止板としては、ガラス板以外にも、金属
板、プラスチック板等を用いることもできる。

【００８８】封止板は、スペーサーを用いて高さを調整
し、所望の高さに保持してもよい。スペーサーの材料と
しては、樹脂ビーズ、シリカビーズ、ガラスビーズ、ガ
ラスファイバー等が挙げられ、特にガラスビーズ等が好
ましい。スペーサーは、通常、粒径の揃った粒状物であ
るが、その形状は特に限定されるものではなく、スペー
サーとしての機能に支障のないものであれば種々の形状
であってもよい。その大きさとしては、円換算の直径が
１〜２０μm 、より好ましくは１〜１０μm 、特に２〜
８μm が好ましい。このような直径のものは、粒長１０
０μm 以下程度であることが好ましく、その下限は特に
規制されるものではないが、通常直径と同程度以上であ
る。

【００８９】なお、封止板に凹部を形成した場合には、
スペーサーは使用しても、使用しなくてもよい。使用す
る場合の好ましい大きさとしては、前記範囲でよいが、
特に２〜８μm の範囲が好ましい。

【００９０】スペーサーは、予め封止用接着剤中に混入
されていても、接着時に混入してもよい。封止用接着剤
中におけるスペーサーの含有量は、好ましくは０．０１
〜３０wt％、より好ましくは０．１〜５wt％である。

【００９１】接着剤としては、安定した接着強度が保
て、気密性が良好なものであれば特に限定されるもので
はないが、カチオン硬化タイプの紫外線硬化型エポキシ
樹脂接着剤を用いることが好ましい。

【００９２】本発明において、有機ＥＬ構造体を形成す
る基板としては、非晶質基板たとえばガラス、石英な
ど、結晶基板たとえば、Ｓｉ、ＧａＡｓ、ＺｎＳｅ、Ｚ
ｎＳ、ＧａＰ、ＩｎＰなどがあげられ、またこれらの結
晶基板に結晶質、非晶質あるいは金属のバッファ層を形
成した基板も用いることができる。また金属基板として
は、Ｍｏ、Ａｌ、Ｐｔ、Ｉｒ、Ａｕ、Ｐｄなどを用いる
ことができ、好ましくはガラス基板が用いられる。基板
は、光取り出し側となる場合、上記電極と同様な光透過
性を有することが好ましい。

【００９３】さらに、本発明素子を、平面上に多数並べ
てもよい。平面上に並べられたそれぞれの素子の発光色
を変えて、カラーのディスプレーにすることができる。

【００９４】基板に色フィルター膜や蛍光性物質を含む
色変換膜、あるいは誘電体反射膜を用いて発光色をコン
トロールしてもよい。

【００９５】色フィルター膜には、液晶ディスプレイ等
で用いられているカラーフィルターを用いれば良いが、
有機ＥＬ素子の発光する光に合わせてカラーフィルター
の特性を調整し、取り出し効率・色純度を最適化すれば
よい。

【００９６】また、ＥＬ素子材料や蛍光変換層が光吸収
するような短波長の外光をカットできるカラーフィルタ
ーを用いれば、素子の耐光性・表示のコントラストも向
上する。

【００９７】また、誘電体多層膜のような光学薄膜を用
いてカラーフィルターの代わりにしても良い。

【００９８】蛍光変換フィルター膜は、ＥＬ発光の光を
吸収し、蛍光変換膜中の蛍光体から光を放出させること
で、発光色の色変換を行うものであるが、組成として
は、バインダー、蛍光材料、光吸収材料の三つから形成
される。

【００９９】蛍光材料は、基本的には蛍光量子収率が高
いものを用いれば良く、ＥＬ発光波長域に吸収が強いこ
とが望ましい。実際には、レーザー色素などが適してお
り、ローダミン系化合物・ペリレン系化合物・シアニン
系化合物・フタロシアニン系化合物（サブフタロシアニ
ン等も含む）ナフタロイミド系化合物・縮合環炭化水素
系化合物・縮合複素環系化合物・スチリル系化合物・ク
マリン系化合物等を用いればよい。

【０１００】バインダーは、基本的に蛍光を消光しない
ような材料を選べば良く、フォトリソグラフィー・印刷
等で微細なパターニングが出来るようなものが好まし
い。また、基板上にホール注入電極と接する状態で形成
される場合、ホール注入電極（ＩＴＯ、ＩＺＯ）の成膜
時にダメージを受けないような材料が好ましい。

【０１０１】光吸収材料は、蛍光材料の光吸収が足りな
い場合に用いるが、必要のない場合は用いなくても良
い。また、光吸収材料は、蛍光性材料の蛍光を消光しな
いような材料を選べば良い。

【０１０２】本発明の有機ＥＬ素子は、通常、直流駆動
型、パルス駆動型のＥＬ素子として用いられるが、交流
駆動とすることもできる。印加電圧は、通常、２〜３０
V 程度とされる。

【０１０３】また、上記発明の素子は、膜厚方向に多段
に重ねてもよい。このような素子構造により、発光色の
色調調整や多色化を行うこともできる。

【０１０４】本発明の有機ＥＬ素子は、ディスプレイと
しての応用の他、例えばメモり読み出し／書き込み等に
利用される光ピックアップ、光通信の伝送路中における
中継装置、フォトカプラ等、種々の光応用デバイスに用
いることができる。

【０１０５】

【実施例】以下、本発明の具体的実施例を示し、本発明
をさらに詳細に説明する。＜実施例１＞ガラス基板としてコーニング社製商品名７
０５９基板を中性洗剤を用いてスクラブ洗浄した。

【０１０６】この基板上にＩＴＯ酸化物ターゲットを用
いＲＦマグネトロンスパッタリング法により、基板温度
２５０℃で、膜厚２００nmのＩＴＯホール注入電極層を
形成した。

【０１０７】ＩＴＯ電極層等が形成された基板の表面を
ＵＶ／Ｏ₃洗浄した後、真空蒸着装置の基板ホルダーに
固定して、槽内を１×１０^-4Pa以下まで減圧した。

【０１０８】次いで減圧状態を保ったまま、Ｎ，Ｎ’−
ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス［Ｎ−（４−メチルフェニ
ル）−Ｎ−フェニル−（４−アミノフェニル）］−１，
１’−ビフェニル−４，４’−ジアミンを蒸着速度０．
２nm／sec.で５０nmの膜厚に蒸着し、ホール注入層とし
た。

【０１０９】次いで、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス
（ｍ−ビフェニル）−１，１’−ビフェニル−４，４’
−ジアミン（ＴＰＤ）を蒸着速度０．２nm/sec.で２０n
mの厚さに蒸着し、ホール輸送層とした。

【０１１０】さらに、減圧を保ったまま、Ｎ，Ｎ，
Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（ｍ−ビフェニル）−１，１’
−ビフェニル−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ）と、トリ
ス（８−キノリノラト）アルミニウム（Ａｌｑ３）と、
ルブレンとを、全体の蒸着速度０．２nm/sec.として１
００nmの厚さに蒸着し、発光層とした。ＴＰＤ：Ａｌｑ
３＝１：１（体積比）の混合物とし、この混合物に対し
てルブレンを１０vol％ドープした。

【０１１１】さらに、減圧を保ったままトリス（８−キ
ノリノラト）アルミニウム（Ａｌｑ３）を蒸着速度０．
２nm/sec.で１０nm厚さに蒸着して第一電子輸送層とし
た。

【０１１２】次いで、トリス（８−キノリノラト）アル
ミニウム（Ａｌｑ３）と、銅フタロシアニン（ＣｕＰ
ｃ）とを全体の蒸着速度０．２nm/sec.として１０nmの
厚さに蒸着して第二電子輸送層とした。Ａｌｑ３：Ｃｕ
Ｐｃ＝１：１（重量比）の混合層とした。

【０１１３】次いで、基板をスパッタ装置に移し、Ｌｉ
₂ＯにＲｕＯ₂を３０mol％混合したターゲットを用い、
高抵抗の無機電子注入層を１nm（１０オングストロー
ム）の膜厚に成膜した。このときのスパッタガスはＡ
ｒ：３０sccmで、室温（２５℃）下、成膜レート１nm／
min 、動作圧力：０．２〜２Pa、投入電力：５００Ｗと
した。成膜した無機電子注入層の組成は、ターゲットと
ほぼ同様であった。この層の抵抗率は１×１０³Ω・cm
であった。

【０１１４】次いで、Ａｌを２００nmの厚さにスパッタ
して陰電極とし、最後にガラス封止して有機ＥＬ素子を
得た。これをサンプルNo.１とする。

【０１１５】サンプルNo.１において、第二電子輸送層
を設けないものとするほかは同様にしてサンプルNo.２
を得た。また、第二電子輸送層をＣｕＰｃのみの層とす
るほかは同様にしてサンプルNo.３を得た。さらに、無
機電子注入層を設けないものとするほかは同様にしてサ
ンプルNo.４を得た。

【０１１６】これらのサンプルをＡｒ中で、１０mA/cm²
の定電流密度で駆動し、初期輝度と駆動電圧を求めた。
また、同様にＡｒ中で１００mA/cm²定電流密度で輝度の
半減寿命を求めた。これらの結果を表１に示す。

【０１１７】

【表１】

【０１１８】表１より、本発明の効果は明らかである。
なお、無機電子注入層として、上記のＬｉ₂ＯとＲｕＯ₂
との組合せのかわりに、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、
Ｆｒ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、ＬａおよびＣｅから選択され
る元素の酸化物とＺｎ、Ｓｎ、Ｖ、Ｒｕ、ＳｍおよびＩ
ｎから選択される元素との種々の組合せを用いたとこ
ろ、同様の効果が得られた。また、前記の無機絶縁性電
子注入層を用いても同様であった。

【０１１９】

【発明の効果】本発明によれば、スパッタによるダメー
ジを防止でき、発光効率が改善され、動作電圧が低く、
長寿命の有機ＥＬ素子が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の有機ＥＬ素子の基本構成を示す概略断
面図である。

【符号の説明】

１基板２ホール注入電極３有機ホール注入層４有機ホール輸送層５発光層６有機電子輸送層７金属フタロシアニン化合物を含有する有機電子輸送
層８無機電子注入層９電子注入電極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ０７Ｆ 5/06 Ｃ０７Ｆ 5/06 ＥＦターム(参考） 3K007 AB00 AB03 AB04 AB06 BB01 BB06 CA00 CA01 CA02 CA04 CB01 DA00 DB03 EB00 EB05 FA01 FA03 4H048 AA03 AB92 VA56 VA80 VB10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ホール注入電極と電子注入電極とを有
し、これらの電極間に有機化合物を含有する有機層を有
する有機ＥＬ素子において、前記ホール注入電極上に、有機ホール注入層および／ま
たは有機ホール輸送層と、発光層と、有機電子注入輸送
性化合物を含有する少なくとも２層の有機電子輸送層
と、無機化合物を含有する無機電子注入層とをこの順に
形成し、さらにこの無機電子注入層上に前記電子注入電
極を形成した有機ＥＬ素子であって、前記電子注入電極がスパッタにより形成され、前記無機電子注入層に接する有機電子輸送層が有機電子
注入輸送性化合物と金属フタロシアニン化合物とを含有
する有機ＥＬ素子。
【請求項２】前記電子注入輸送性化合物がトリス（８
−キノリノラト）アルミニウムである請求項１の有機Ｅ
Ｌ素子。
【請求項３】前記金属フタロシアニン化合物が銅フタ
ロシアニン化合物である請求項１または２の有機ＥＬ素
子。
【請求項４】前記電子注入輸送性化合物と金属フタロ
シアニン化合物とを含有する有機電子輸送層の厚さが５
〜４０nmである請求項１〜３のいずれかの有機ＥＬ素
子。