CN1190322A - 有机场致发光元件 - Google Patents

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Abstract

一种有机场致发光元件,该元件能够降低由阴极向有机化合物层注入电子所遇到的能障,能够实现与阴极材料的功函数无关的低驱动电压。其构成是把与阴极6连接的有机化合物层制成用具有给予体(电子给予性)掺杂剂功能的金属掺杂的金属掺杂层5,从而能够减小由阴极向有机化合物层注入电子时所遇到的势垒并能降低驱动电压。

Description

有机场致发光元件
本发明涉及一类可用作平面光源或显示元件的有机场致发光元件(以下称为有机EL元件)。
发光层由有机化合物构成的有机场致发光元件，作为能够实现低电压驱动的大面积显示元件而引人注目。Tang等人为了使元件高效率化，将一些载波传输性能不同的有机化合物层叠在一起，制成一种可以分别通过阳极和阴极平衡地注入空穴和电子的结构，而且将有机层的膜厚制成2000以下，结果成功地获得了一种在10V以下外加电压的条件下其性能为1000cd/m2以及其外部量子效率为1％的十分实用化的高亮度和高效率[应用物理通信(Appl.Phys.Lett.，51，913(1987)]。
在这种高效率的元件中，在通过金属电极向基本上被认为是绝缘物的有机化合物中注入电子时一般会遇到能障的问题，Tang等人为了降低这种能障，使用了功函数小的Mg(镁)。由于Mg容易氧化而不稳定，而且与有机物表面的粘结性差，所以在此情况下，将Mg与比较稳定的而且与有机物表面的粘合性良好的Ag(银)一起蒸镀而使其合金化后使用。
凸版印刷株式会社集团(第51回应用物理学会学术讲演会，讲演予稿集28a-PB-4，p.1040)和先锋株式会社集团(第54回应用物理学会学术讲演会，讲演予稿集29p-ZC-15，p.1127)把一种通过使用比Mg具有更小功函数的Ti(锂)与Al(铝)进行合金化而达到稳定化的物质作为阴极使用，从而达到了比使用Mg合金的元件更低的驱动电压和更高的发光亮度。另外，本发明者们曾报导，先在有机化合物层上单独蒸镀一层十分薄的只有10左右的Li层，再在其上面层叠一层银，如此制成的二层型阴极能够有效地实现低的驱动电压[IEEE Trans.Electron Devices.，40，1342(1993)]。
另外在最近，UNIAX公司的Pei等人通过在聚合物发光层中掺杂Li盐而成功地降低了驱动电压[科学(Science)，269，1086(1995)]。这样，通过外加电压的作用而使得分散在聚合物发光层中的Li盐离解，从而使Li离子及其平衡离子分别地分布在阴极和阳极的附近，从而能使电极附近的聚合物分子就地变成掺杂的物质。在此情况下，阴极附近的聚合物由于被作为给予体(电子给予性)掺杂剂的Li还原而呈游离阴离子的状态存在，因此由阴极注入电子时的势垒要比没有Li掺杂的情况下低得多[科学(Science)，269，1086(1995)]。
然而，即使在Mg和Li的合金电极中，由于电极氧化等作用也会引起元件的劣化，因此必须考虑作为配线材料的功能，从而在作为合金电极时受到电极材料选择方面的限制。对于本发明者们的二层型阴极来说，Li层的厚度在20以上时就没有作为阴极的功能[IEEE Trans.Electron Devices.)，40，1342(1993)]。另外，对于Pei等人向发光层中添加盐而由电场引起的离解作用来就地掺杂的方法来说，离解的离子到达电极附近的移动时间成为支配速率，从而使元件的响应速度十分缓慢，这是它的缺点。
本发明鉴于上述情况，其目的是要通过降低在由阴极向有机化合物层注入电子时所遇到的能障来实现与阴极材料的功函数无关的低驱动电压。
本发明的另一个目的是提供这样一种元件，这种元件即便在单独使用象Al那样从前一般作为配线材料使用的廉价而稳定的金属作为阴极材料时，也能发挥与使用上述合金作为电极时同样的或者更高的性能。
本发明人发现，如果使用一种具有给予体(电子给予性)掺杂剂功能的金属来掺杂与阴极连接的有机化合物层，即可以减小由阴极向有机化合物层注入电子的势垒，从而可以降低驱动电压，由于这一发现，从而完成了本发明。
也就是说，本发明的有机EL元件是一种在相互对向的阳极与阴极之间具有至少一层由有机化合物构成的发光层的有机EL元件，其特征在于，在该有机EL元件中，在与阴极的界面处具有一层用具有给予体掺杂剂功能的金属掺杂的有机化合物层作为金属掺杂层。
给予体掺杂剂，更具体地说，可以由功函数在4.2eV以下的包含碱金属、碱土金属、稀土类金属在内的过渡金属中的任何一种以上的金属构成。另外，金属掺杂层中掺杂剂的浓度优选为0.1～99重量％，金属掺杂剂层的厚度优选为10～3000。
图1是表示本发明有机EL元件一种实施方案的模式图。其构成是在玻璃基板(透明基板)1上，按顺序地层叠有：构成阳极的透明电极2、具有空穴输送性的空穴输送层3、发光层4、金属掺杂层5以及构成阴极的背面电极6。在这些要素(层)中，玻璃基板(透明基板)1、透明电极2、空穴输送层3、发光层4和阴极6都是众所周知的要素，而金属掺杂层5则是本发明提出的要素(层)。作为有机EL元件的具体层叠构成，除上述方案之外，还可以举出：阳极/发光层/金属掺杂层/阴极、阳极/空穴输送层/发光层/金属掺杂层/阴极/、阳极/空穴输送层/发光层/电子输送层/金属掺杂层/阴极、阳极/空穴注入层/发光层/金属掺杂层/阴极、阳极/空穴注入层/空穴输送层/发光层/金属掺杂层/阴极、阳极/空穴注入层/空穴输送层/发光层/电子输送层/金属掺杂层/阴极等方案，但是，本发明的EL元件，只要是在与阴极6的界面处具有金属掺杂层5，则可以是任何一种元件的构成。
在有机EL元件中，由阴极向基本上为绝缘物的有机化合物层注入电子的过程是一种在阴极表面上的有机化合物的还原过程，也就是形成游离阴离子状态的过程[Phys.Rev.Lett.，14，229(1965)]。在本发明的元件中，通过预先把能够成为有机化合物还原剂的作为给予体(电子给予性)掺杂剂物质的金属掺杂入与阴极接触的有机化合物层中，因此能够降低在由阴极注入电子时的能障。金属掺杂层5就是这样一种如此掺杂了具有给予体掺杂剂功能的金属的有机化合物层。在金属掺杂层中，由于存在已经被掺杂剂还原而呈还原状态(也就是接受了电子，电子已被注入的状态)的分子，因此电子注入的能障较小，与已往的有机EL元件相比，可以降低驱动电压。而且，在阴极上可以使用一般作为配线材料使用的象Al那样稳定的金属。
在此情况下，作为给予体掺杂剂，只要是含有能够将有机化合物还原的，如Li等的碱金属、Mg等的碱土类金属、稀土类金属的过渡金属即可，对此没有特殊限定。其中，功函数在4.2eV以下的金属特别适用，作为具体例子，可以举出：Li、Na、K、Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Y、La、Mg、Sm、Gd、Yb等。
金属掺杂层中的掺杂剂浓度没有特殊限定，但优选是0.1～99重量％。如果不足0.1重量％，则被掺杂剂还原的分子(下文称为还原分子)的浓度过低，其掺杂效果小，如果超过99重量％，则膜中的金属浓度远远超过有机分子的浓度，从而使得还原分子的浓度十分低，因此掺杂效果也不好。另外，金属掺杂层的厚度没有特殊限定，但优选为10～3000。如果不足10，则存在于电极界面附近的还原分子的数量很少，其掺杂效果差，如果超过3000，则有机层全体的膜厚过厚，从而导致驱动电压的上升，因此也不好。
上述的金属掺杂层5的成膜法可以是任何一种薄膜形成法，例如可以使用蒸镀法或溅射法。另外，在可以通过涂覆溶液来形成薄膜的情况下，可以使用旋转涂覆法或浸渍涂覆法等以溶液涂覆的方法。在此情况下，可以通过把需要掺杂的有机化合物与掺杂剂一起分散于惰性的聚合物中来使用。
作为可以用于发光层、电子输送层、金属掺杂层的有机化合物没有特殊限定，但是可以举出：对三联苯和对四联苯等的多环化合物及其衍生物；萘、四氢蒽、芘、蔻、、蒽、二苯基蒽、并四苯(naph-thacene)、菲等缩合多环碳氢化合物及其衍生物；菲洛啉、红菲洛啉、菲啶、吖啶、喹啉、喹喔啉、吩嗪等的缩合杂环化合物及其衍生物；フルオロセイン、苝、酞并苝、萘并苝、周因酮、酞并周因酮、萘并周因酮、二苯基丁二烯、四苯基丁二烯、噁二唑、醛连氮、联二苯并噁嗪、联苯乙烯、吡嗪、环戊二烯、8-羟基喹啉、氨基喹啉、亚胺、二苯乙烯、乙烯基蒽、二氨基咔唑、吡喃、噻喃、聚甲炔、酚菁、喹吖酮、红荧烯等及其衍生物。
另外，在特开昭63-295695号公报、特开平8-22557号公报、特开平8-81472号公报、特开平5-9470号公报、特开平5-17764号公报中公开的金属螯合配位化合物中，特别是在金属螯合化的oxanoid化合物中，优选使用三(8-羟基喹啉基)铝、二(8-羟基喹啉基)镁、二[苯并(f)-8-羟基喹啉基]锌、二(2-甲基-8-羟基喹啉基)铝、三(8-羟基喹啉基)铟、三(5-甲基-8-羟基喹啉基)铝、8-羟基喹啉基锂、三(5-氯-8-羟基喹啉基)钾、二(5-氯-8-羟基喹啉基)钙等至少具有一个8-羟基喹啉基或其衍生物作为配位基的金属配合物。
在特开平5-202011号公报、特开平7-179394号公报、特开平7-278124号公报、特开平7-228579号公报公开的噁二唑类，在特开平7-157473号公报中公开的三嗪类，在特开平6-203963号公报中公开的茋类衍生物和二苯乙烯基丙炔衍生物，在特开平6-132080号公报和特开平6-88072号公报中公开的苯乙烯衍生物，在特开平6-100857号公报和特开平6-207170号公报中公开的二油精衍生物也很适合作为发光层、电子输送层、金属掺杂层使用。
另外，也可以使用苯并噁唑类、苯并噻唑类、苯并咪唑类等的荧光增白剂，例如可以举出在特开昭59-194393号公报中公开的化合物。作为其代表例，可以举出：2，5-双(5，7-二叔戊基-2-苯并噁唑基)-1，3，4-噻唑、4，4′-双(4，7-二叔戊基-2-苯并噁唑基)芪、4，4′-双[5，7-二(2-甲基-2-丁基)-2-苯并噁唑基]芪、2，5-双(5，7-二叔戊基-2-苯并噁唑基)噻吩、2，5-双[5-(α，α-二甲基苄基)-2-苯并噁唑基]噻吩、2，5-双[5，7-二(2-甲基-2-丁基)-2-苯并噁唑基]-3，4-二苯基噻吩、2，5-双(5-甲基-2-苯并噁唑基)噻吩、4，4′-双(2-苯并噁唑基)联苯、5-甲基-2-{2[4-(5-甲基-2-苯并噁唑基)苯基]乙烯基}苯并噁唑、2-[2-(4-氯苯基)乙烯基]萘并(1，2-d)噁唑等的苯并噁唑类，2，2′-(对亚苯基二亚乙烯基)-双苯并噻唑等的苯并噻唑类，2-{2-[4-(2-苯并咪唑基)苯基]乙烯基}苯并咪唑、2-[2-(4-羧基苯基)乙烯基]苯并咪唑等的苯并咪唑类等荧光增白剂。
作为二苯乙烯基苯类化合物，例如可以使用在欧洲专利第0373582号说明书中公开的化合物。作为其代表例，可以举出：1，4-双(2-甲基苯乙烯基)苯、1，4-双(3-甲基苯乙烯基)苯、1，4-双(4-甲基苯乙烯基)苯、二苯乙烯基苯、1，4-双(2-乙基苯乙烯基)苯、1，4-双(3-乙基苯乙烯基)苯、1，4-双(2-甲基苯乙烯基-2-甲基苯、1，4-双(2-甲基苯乙烯基)-2-乙基苯等。
另外，在特开平2-252793号公报中公开的二苯乙烯基吡嗪衍生物也可以作为发光层、电子输送层、金属掺杂层使用。作为其代表例，可以举出：2，5-双(4-甲基苯乙烯基)吡嗪、2，5-双(4-乙基苯乙烯基)吡嗪、2，5-双[2-(1-萘基)乙烯基]吡嗪、2，5-双(4-甲氧基苯乙烯基)吡嗪、2，5-双[2-(4-联苯基)乙烯基]吡嗪、2，5-双[2-(1-芘基)乙烯基]吡嗪等。
除此之外，在欧洲专利第388768号说明书和特开平3-231970号公报中公开的二甲川衍生物也可以作为发光层、电子输送层、金属掺杂层的材料使用。作为其代表例，可以举出：1，4-亚苯基二甲川、4，4′-亚苯基二甲川、2，5-苯二甲基二甲川、2，6-亚萘基二甲川、1，4-联亚苯基二甲川、1，4-对亚苯基二甲川、9，10-蒽二基二甲川、4，4′-(2，2-二叔丁基苯基乙烯基)联苯、4，4′-(2，2-二苯基乙烯基)联苯等及其衍生物，在特开平6-49079号公报、特开平6-293778号公报中公开的硅烷胺衍生物，在特开平6-279322号公报、特开平6-279323号公报中公开的多官能团苯乙烯化合物，在特开平6-107648号公报和特开平6-92947号公报中公开的噁二唑衍生物，在特开平6-206865号公报中公开的蒽化合物，在特开平6-145146号公报中公开的Oxynate衍生物，在特开平4-96990号公报中公开的四苯基丁二烯化合物，在特开平3-296595号公报中公开的有机三官能团化合物，以及在特开平2-191694号公报中的香豆素衍生物，在特开平2-196885号公报中公开的苝衍生物，在特开平2-255789号公报中公开的萘衍生物，在特开平2-289676号和特开平2-88689号公报中公开的酞并周因酮衍生物，在特开平2-2509292号公报中公开的苯乙烯基胺衍生物等。
另外，以往在制造有机EL元件时使用的公知化合物也适合使用。
作为可以用于空穴注入层、空穴输送层、空穴输送性发光层的芳基胺化合物类没有特殊的限定，但优选的是在特开平6-25659号公报、特开平6-203963号公报、特开平6-215874号公报、特开平7-145116号公报、特开平7-224012号公报、特开平7-157473号公报、特开平8-48656号公报、特开平7-126226号公报、特开平7-188130号公报、特开平8-40995号公报、特开平8-40996号公报、特开平8-40997号公报、特开平7-126225号公报、特开平7-101911号公报、特开平7-97355号公报中公开的芳基胺化合物类，其具体例子有：N，N，N′N′-四苯基-4，4′-二氨基联苯、N，N′-二苯基-N，N′-二-(3-甲基苯基)-4，4′-二氨基联苯、2，2-双(4-二对甲苯基氨基苯基)丙烷、N，N，N′N′-四-对甲苯基-4，4′-二氨基联苯、双(4-二对甲苯基氨基苯基)苯基甲烷、N，N′-二苯基-N，N′-二(4-甲氧基苯基)-4，4′-二氨基联苯、N，N，N′N′-四苯基-4，4′-二氨基二苯醚、4，4′-双(二苯基氨基)四苯、4-N，N-二苯基氨基-(2-二苯基乙烯基)苯、3-甲氧基-4′-N，N-二苯基氨基苯乙烯基苯、N-苯基咔唑、1，1-双(4-二-对三氨基苯基)-环己烷、1，1-双(4-二-对三氨基苯基)-4-苯基环己烷、双(4-二甲氨基-2-甲基苯基)-苯基甲烷、N，N，N-三(对甲苯基)胺、4-(二-对甲苯基氨基)-4′-[4-(二-对甲苯基氨基)苯乙烯基]茋、N，N，N′N′-四-对甲苯基-4，4′-二氨基-联苯、N，N，N′N′-四苯基-4，4′-二氨基-联苯基-N-苯基咔唑、4，4′-双[N-(1-萘基)-N-苯基-氨基]联苯、4，4”-双[N(-1-萘基)-N-苯基-氨基]对联三苯、4，4′-双[N-(2-萘基)-N-苯基-氨基]联苯、4，4′-双[N-(3-苊基)-N-苯基-氨基]联苯、1，5-双[N-(1-萘基)-N-苯基-氨基]萘、4，4′-双[N-(9-蒽基)-N-苯基-氨基]联苯、4，4″-双[N-(1-蒽基)-N-苯基-氨基]对联三苯、4，4′-双[N-(2-菲基)-N-苯基-氨基]联苯、4，4′-双[N-(8-荧蒽基)-N-苯基-氨基]联苯、4，4′-双[N-(2-芘基)-N-苯基-氨基]联苯、4，4′-双[N-(2-苝基)-N-苯基-氨基]联苯、4，4′-双[N-(1-蔻基)-N-苯基-氨基]联苯、2，6-双(二对甲苯基氨基)萘、2，6-双[二(1-萘基)氨基]萘、2，6-双[N-(1-萘基)-N-(2-萘基)氨基]萘、4，4-双[N，N-二(2-萘基)氨基]联三苯、4，4′-双{N-苯基-N-[4-(1-萘基)苯基]氨基}联苯、4，4′-双[N-苯基-N-(2-芘基)-氨基]联苯、2，6-双[N，N-二(2-萘基)氨基]芴、4，4”-双(N，N-二对甲苯基氨基)联三苯、双(N-1-萘基)(N-2-萘基)胺等。另外，以往在制造有机EL元件时使用的公知化合物也适合使用。
另外，作为空穴注入层，空穴输送层、空穴输送性发光层，也可以使用由上述有机化合物分散于聚合物中而制成的物质或通过聚合物化制成的物质。另外，以聚对苯乙烯或其衍生物等所谓兀共轭聚合物、聚(N-乙烯基咔唑)为代表的空穴输送性非共轭聚合物、聚硅烷类的δ-共轭聚合物也可以使用。
作为在ITO电极上形成的空穴注入层，没有特殊的限定，但是优选使用铜酞箐等金属酞菁类和无金属的酞菁类、碳膜、聚苯胺等导电性的聚合物。另外，也可以通过把作为氧化剂的路易斯酸与上述的芳基胺类作用，使其形成游离阳离子，从而将其作为空穴注入层使用。
对于阴极来说，只要是在空气中能够稳定地使用的金属即可，对此没有限定，但是特别优选的是一般广泛地作为配线电极使用的铝。
[实施例]
以下举出实施例来解释本发明，但本发明不受这些实施例的限定。另外，在有机化合物和金属的蒸镀中，使用真空机工社制的VPC-400真空蒸镀机，在旋转涂覆中，使用ミカサ社制的IH-D3型的旋转涂覆器。膜厚的测定使用スロ-ン社制的DekTak3ST型触针式高度差计。
在元件的特性评价中使用菊水PBX40-2.5型直流电源、岩通VOAC-7510型万用表、Topcon BM-8型亮度计。以元件的ITO作阳极，以Al作阴极，将直流电压按照IV/2秒的比例逐步地升高，同时测定电压上升1秒之后的亮度和电流值。另外，EL光谱的测定是使用浜松Hotnix PMA-10型光学多道分析仪，在恒电流驱动下测定。
实施例1
图1所示层叠构成的有机EL元件使用了本发明。在玻璃基板1上涂覆有阳极透明电极2，该阳极是薄膜电阻为15Ω/□的ITO(铟-锡氧化物，旭硝子社制电子束蒸镀品)。在阳极之上按照10-6托和3/秒的蒸镀速度蒸镀一层具有空穴输送性的由下述式I：表示的αNPD层，形成了400厚度的膜，从而形成空穴输送层3。
接着，在上述空穴输送层3之上按照与空穴输送层3同样的条件真空蒸镀一层厚度为300的具有绿色发光性能的由下述式2：表示的三(8-羟基喹啉基)铝配合物层(下文称为“Alq”)4，从而形成了发光层4。
接着，在上述发光层4之上形成金属掺杂层5，其中含有Alq和Li，在蒸镀时调整各自的蒸镀速度，以便使其中的Li占1.5重量％，如此形成400的膜。
最后，在上述金属掺杂层5之上按照15/秒的蒸镀速度，蒸镀一层1000厚的Al，从而形成作为阴极的背面电极6。发光区域呈一种长0.5cm、宽0.5cm的正方形。
在上述的有机EL元件中，在作为阳极的ITO与作为阴极的Al6之间施加直流电压。测定由发光层Alq4发出的绿色光的亮度。图2和图3中的圆点曲线分别表示亮度——电压特性和亮度——电流密度特性，在12V处产生了最高为39000cd/m2的高亮度。这时的电流密度为800mA/em2。另外，在8V处获得了1000cd/m2的亮度。
比较例1
与实施例1同样地，首先在ITO上形成一层厚度为400的αNPD膜作为空穴输送层，再在该层上按照与空穴输送层同样的条件以真空蒸镀法形成一层厚度为600的Alq膜作为发光层。然后在该Alq层上蒸镀一层厚度为2000的Al膜作为阴极。
图2和图3中的三角点曲线分别表示元件的亮度——电压特性和亮度——电流密度特性，在15V处只产生了最高为6700cd/m2的亮度。另外，为了获得1000cd/m2的亮度，必须施加13V的电压。从该实验结果可以看出，金属掺杂层5对于降低驱动电压是有效的。
比较例2
按照与实施例1相同的条件，首先在ITO上形成一层厚度为400的αNPD膜作为空穴输送层，再在该层上按照Li占1.5重量％的比例用真空蒸镀法形成一层厚为300的Alq与Li膜，再在其上单独蒸镀一层300的Alq膜。然后在Alq上蒸镀一层1000的Al作为阴极。
该元件在25V时只产生最高8cd/m2的亮度。该结果表明，为了达到高亮度化，在阴极附近存在被Li掺杂的Alq层是必不可少的。另外，由元件发出的光谱比Alq原来的光谱宽，并降低了其荧光性。这一事实表明，Alq被掺杂的Li还原，从而使Alq的能级发生了变化。这一点也可以从Li掺杂的Alq膜的紫外和可见光谱得到确认。
比较例3
与实施例1同样地，首先在ITO上形成一层厚度为400的αNPD膜作为空穴输送层，再在该层上按照与空穴输送层同样的条件以真空蒸镀法形成一层厚度为600的Alq膜作为发光层。然后在该Alq层上按Mg与Ag的重量比为10∶1的比例蒸镀一层厚度为1500的Mg与Ag。
该元件在13V时产生最高为17000cd/m2的亮度。另外，为了获得1000cd/m2的亮度，必须施加9.5V的电压。而对于具有实施例1的金属掺杂层的元件来说，该电压只有8V，因此可以认为，与合金阴极相比，使用金属掺杂层的元件可以降低驱动电压，而且其最高亮度也较高。
实施例2
在ITO上真空蒸镀一层400厚的αNPD作为空穴输送层3，真空蒸镀一层300厚的Alq作为发光层4，然后共蒸镀一层300厚的由下述式3：
Figure A9810428300131
表示的红菲咯啉和Li，使其中的Li浓度为2重量％，将其作为金属掺杂层5。然后再在该层上蒸镀一层1000厚的Al作为阴极6制成元件，该元件在施加电压12V时产生最高辉度28000cd/m2和电流密度8200mA/cm2仅仅用，与实施例1同样地以低的驱动电压获得高的亮度。
比较例5
在ITO上真空蒸镀一层400厚的αNPD作为空穴输送层，真空蒸镀一层300厚的Alq作为发光层，然后只蒸镀一层300厚的红菲咯啉。再在其上面蒸镀一层1000的Al作为阴极，从而制成元件。向该元件施加15V的电压也只能达到270mA/cm2的电流密度和9500cd/m2的最高亮度，因此可以认为，在实施例4中由于向红菲咯啉层掺杂了Li，从而能有效地降低驱动电压。
实施例3
在ITO上真空蒸镀一层400厚的αNPD作为空穴输送层3，真空蒸镀一层600厚的Alq作为发光层4，然后共蒸镀一层20厚的Alq和Mg，使其中的Mg占93重量％，以此作为金属掺杂层5。再在该层之上蒸镀一层1000厚的Al作为阴极6，如此制成了元件。该元件能产生28000cd/m2的最高亮度和920mA/cm2的电流密度，与实施例1同样地能产生高亮度。
实施例4
按照Burroughes等人的方法[自然(Nature)，347，539(1990)]，在ITO上形成一层1000厚的聚对苯乙烯(PPV)膜，将其作为发光层4。将一种分子量为20万的聚苯乙烯与二苯基蒽按重量比为2∶1的比例溶解于四氢呋喃中，然后向其中分散入相当于二苯基蒽的2重量％的Li，将其搅拌以使Li与二苯基蒽反应。使用该四氢呋喃溶液，在氮气氛中向上述PPV膜上旋转喷涂一层含有蒽/Li的聚苯乙烯膜，从而制成一层50的金属掺杂层5。再在其上面蒸镀一层1000厚的Al作为阴极6。该元件可以观察到从其PPV层发出的黄绿色光线，并能显示出4200cd/m2的最高亮度。
比较例6
按照与实施例4同样的方法在ITO上形成一层1000厚的PPV膜，然后在其上面蒸镀1000厚的Al膜，如此制成元件。该元件也可观察到从其PPV层发出的黄绿色光线，并显示出400cd/m2的最高亮度。因此可以认为，在实施例4中的金属掺杂层能有效地降低驱动电压。
如上所述，本发明的有机EL元件由于将一种给予体(电子给予性)掺杂剂金属掺杂在有机化合物层中，并将该掺杂了金属的掺杂层设置在与阴极的界面处，因此可以制成一种驱动电压低，具有高效率和高亮度的发光元件。因此，本发明的有机EL元件的实用性高，可以期待能有效地作为显示元件和光源使用。
图1是表示本发明的有机EL元件的层叠结构一个例子的模式断面图。
图2是表示本发明有机EL元件与比较例的亮度——电压特性的曲线图。
图3是表示本发明有机EL元件与比较例的亮度——电流密度特性的曲线图。
对符号的说明
1、透明基板
2、透明阳板
3、空穴输送层
4、发光层
5、金属掺杂层
6、阴极

Claims (5)

1、一种有机场致发光元件，它是一种在相互对向的阳极与阴极之间具有至少一层由有机化合物构成的发光层的有机场致发光元件，其特征在于，在该元件中，在与上述阴极的界面处具有一层用具有给予体(电子给予性)掺杂剂功能的金属掺杂的有机化合物层。
2、如权利要求1所述的有机场致发光元件，其特征在于，在该元件中的上述给予体掺杂剂是由从功函数在4.2eV以下的包含碱金属、碱土金属和稀土类金属在内的过渡金属中选择的1种以上的金属构成的。
3、如权利要求1或2所述的有机场致发光元件，其特征在于，，在该元件中，金属掺杂层中的给予体掺杂剂浓度为0.1～99重量％。
4、如权利要求1至3中任一项所述的有机场致发光元件，其特征在于，在该元件中，金属掺杂层的厚度为10～3000。
5、如权利要求1至4中任一项所述的有机场致发光元件，其特征在于，阴极构成材料中的至少一种是铝。
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