JP2000082585A

JP2000082585A - 有機ｅｌ素子

Info

Publication number: JP2000082585A
Application number: JP10241075A
Authority: JP
Inventors: Michio Arai; 三千男荒井
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1998-06-26
Filing date: 1998-08-12
Publication date: 2000-03-21

Abstract

(57)【要約】【課題】耐熱性、耐候性が高く、リークやダークスポ
ットの発生が少なく、量産性が高く、低コスト化が可能
であり、さらには、発光効率が高く、輝度の高い有機Ｅ
Ｌ素子を提供する。【解決手段】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、前記ホール注入電極と前記有
機層との間にホール注入層を有し、前記ホール注入層
は、Ｓｉの炭化物および／またはＳｉの窒化物を主成分
として含有し、前記ホール注入層は、さらに、Ｃｕ、Ｆ
ｅ、Ｎｉ、Ｒｕ、ＧｅおよびＳｎのいずれか１種以上を
含有する。または、前記電子注入電極と前記有機層との
間に無機の電子注入層を有し、前記電子注入層は、Ｓｉ
の炭化物および／またはＳｉの窒化物を主成分として含
有し、前記電子注入層は、さらに、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒ
ｂ、Ｃｓ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｙ、ＬａおよびＣ
ｅのいずれか１種以上を含有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、有機化合物を用い
た有機ＥＬ素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】有機ＥＬ素子は、蛍光性有機化合物を含
む薄膜を、電子注入電極とホール注入電極とで挟んだ構
成を有し、前記薄膜に電子およびホールを注入して再結
合させることにより励起子（エキシトン）を生成させ、
このエキシトンが失活する際の光の放出（蛍光・燐光）
を利用して発光する素子である。

【０００３】有機ＥＬ素子の特徴は、１０Ｖ前後の電圧
で数１００から数１００００cd/m²ときわめて高い輝度
の面発光が可能であり、また、蛍光物質の種類を選択す
ることにより青色から赤色までの発光が可能なことであ
る。

【０００４】ところで、有機ＥＬ素子として、ホール注
入電極にスズドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）透明電極
を使用し、ホール注入輸送層等用のホール注入輸送性化
合物にテトラアリーレンジアミン誘導体を使用した構成
のものが知られている（特開昭６３−２９５６９５号
等）。

【０００５】しかし、例えばＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テト
ラキス（−ｍ−ビフェニル）−１，１’−ビフェニル−
４，４’−ジアミンのようなテトラアリーレンジアミン
誘導体の層をＩＴＯ透明電極上に直接形成した場合、テ
トラアリーレンジアミン誘導体の結晶化や層の剥離によ
って発光寿命が十分でないという問題がある。

【０００６】このような問題に対処するために、ＩＴＯ
透明電極とテトラアリーレンジアミン誘導体を含有する
層との間に、ホール注入輸送性化合物でもある４，
４’，４”−トリス（−Ｎ−（−３−メチルフェニル）
−Ｎ−フェニルアミノ）トリフェニルアミン（ＭＴＤＡ
ＴＡ）を含有する層を設け、ホール注入効果を得るとと
もに、両層の密着性を改善することが行われている（特
開平４−３０８６８８号等）。しかしながら、例えば
４，４’，４”−トリス（−Ｎ−（−３−メチルフェニ
ル）−Ｎ−フェニルアミノ）トリフェニルアミンはガラ
ス転移温度が８０℃程度であり、耐熱性が不十分であ
る。

【０００７】また、発光層と電子注入電極との間にも電
子注入輸送層を設け、電子注入効果を得るとともに、両
者の密着性を改善することも行われている。電子注入輸
送層としては、キノリン誘導体等が用いられている。

【０００８】有機ＥＬ素子は、実用上、高い電界強度下
において使用されるものであって発熱からは逃れられな
いものであるため、上記の４，４’，４”−トリス（−
Ｎ−（−３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ）
トリフェニルアミン等、有機材料の耐熱性の悪さは深刻
であり、これに起因して発光寿命が十分でないという問
題が生じる。また、これらの有機材料が劣化したり、そ
の界面における物性が悪化してくると、リークが発生し
たり、ダークスポットと称する非発光領域が発生、拡大
したりして、表示品質を著しく損ねてしまう。

【０００９】さらに、ホール注入層、電子注入層等に使
用される有機材料は比較的高価である。このため、大盤
のディスプレイや、量産品への応用を考えた場合、コス
トの低減が重要な問題となってくる。

【００１０】これらの問題を解決するために、有機層と
ホール注入電極との間に有機のホール注入層を設ける代
わりに無機のホール注入層を、有機層と電子注入電極と
の間に有機の電子注入層を設ける代わりに無機の電子注
入層を設けることが提案されている。このような無機の
注入層としては、例えば炭化ケイ素が知られている。ホ
ール注入層、電子注入層を、無機材料を用いた層とする
ことにより、耐熱性が向上し、素子の寿命や耐候性を向
上させることができる。また、比較的高価な有機物質と
異なり、安価で入手しやすい無機材料を用いているの
で、製造が容易となり、製造コストを低減することがで
きる。さらに、無機材料をホール注入層に用いることで
ＩＴＯ等のホール注入電極との接続性、接着性も良好に
なる。また、熱拡散性が良好となり、素子の耐久性や寿
命が向上する。しかし、従来の有機のホール注入層を有
するものと比べて輝度の点で不十分であった。

【００１１】ところで、有機ＥＬ素子は、注入されたホ
ールと電子とが再結合することなく、発光層を通過して
しまうことが多く、発光効率が悪いという問題がある。
発光効率が悪いと、輝度の低下を招いてしまう。また、
一定以上の輝度を得るためには高い電圧をかけなければ
ならず、駆動電圧が高くなるのでリークが発生してしま
う。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、耐熱
性、耐候性が高く、リークやダークスポットの発生が少
なく、量産性が高く、低コスト化が可能であり、さらに
は、発光効率が高く、輝度の高い有機ＥＬ素子を提供す
ることである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の目的は、以下の本
発明により達成される。

【００１４】（１）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、前記ホール注入電極と前記有機層との間にホール
注入層を有し、前記ホール注入層は、Ｓｉの炭化物およ
び／またはＳｉの窒化物を主成分として含有し、前記ホ
ール注入層は、さらに、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｒｕ、Ｇｅ
およびＳｎのいずれか１種以上を含有する有機ＥＬ素
子。（２）前記電子注入電極と前記有機層との間に無機の
電子注入層を有し、前記電子注入層は、Ｓｉの炭化物お
よび／またはＳｉの窒化物を主成分として含有し、前記
電子注入層は、さらに、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、
Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｙ、ＬａおよびＣｅのいずれ
か１種以上を含有する上記（１）の有機ＥＬ素子。（３）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、前記電
子注入電極と前記有機層との間に無機の電子注入層を有
し、前記電子注入層は、Ｓｉの炭化物および／またはＳ
ｉの窒化物を主成分として含有し、前記電子注入層は、
さらに、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓ
ｒ、Ｂａ、Ｙ、ＬａおよびＣｅのいずれか１種以上を含
有する有機ＥＬ素子。（４）前記ホール注入層および／または前記電子注入
層の膜厚が０．５〜２０nmである上記（１）〜（３）の
いずれかの有機ＥＬ素子。

【００１５】

【発明の実施の形態】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する。そして、ホール注入
電極と有機層との間に無機のホール注入層を有し、この
ホール注入層はＳｉの炭化物および／またはＳｉの窒化
物を主成分とし、さらに、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｒｕ、Ｇ
ｅおよびＳｎのいずれか１種以上を含有している。

【００１６】または、電子注入電極と有機層との間に無
機の電子注入層を有し、この電子注入層はＳｉの炭化物
および／またはＳｉの窒化物を主成分とし、さらに、Ｌ
ｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、
Ｙ、ＬａおよびＣｅのいずれか１種以上を含有してい
る。

【００１７】ホール注入層、電子注入層ともに、上記の
組成のものであってもよい。

【００１８】本発明では、ホール注入層および／または
電子注入層を上記の組成にすることで高いホール注入機
能、電子注入機能が得られる。しかも、ホール注入層を
このような組成とすることにより、ホールと再結合する
ことなく発光層からホール注入層へ流れる電子が界面で
ブロックされるので、発光効率がさらに向上する。ま
た、電子注入層をこのような組成とすることにより、電
子と再結合することなく発光層から電子注入層へ流れる
ホールが界面でブロックされるので、発光効率がさらに
向上する。本発明の有機ＥＬ素子は、従来の有機ホール
注入層を有する素子と同等の輝度が得られる。

【００１９】また、本発明の有機ＥＬ素子は、有機のホ
ール注入層に代えて無機のホール注入層を、有機の電子
注入層に代えて無機の電子注入層を設けることにより、
耐熱性、耐候性が向上し、素子の長寿命化を図れる。ま
た、比較的高価な有機物質ではなく、安価で入手しやす
い無機材料を用いているので、製造が容易となり、製造
コストを低減することができる。さらには、電極との接
続性も良好になる。このため、リークやダークスポット
の発生が少ない。

【００２０】無機のホール注入層、電子注入層は、通
常、アモルファス状態であり、Ｓｉの炭化物および／ま
たはＳｉの窒化物を主成分として含有する。炭化物の場
合、ＳｉＣ_xと表したとき、ｘは０．５〜１．５である
ことが好ましい。窒化物の場合、ＳｉＮ_yと表したと
き、ｙは０．８〜１．５であることが好ましい。炭化物
と窒化物とを併用する場合、その量比は任意であり、Ｓ
ｉＣ_xＮ_yと表したとき、ｘ＋ｙは０．５〜１．５である
ことが好ましい。

【００２１】ホール注入層は、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｒ
ｕ、ＧｅおよびＳｎのいずれか１種以上を含有する。中
でも、Ｓｎ、Ｎｉ、Ｃｕを含有することが好ましい。含
有量は０．１〜１０at％、特に０．５〜５at％であるこ
とが好ましい。含有量がこれ以上でもこれ以下でもホー
ル注入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。

【００２２】電子注入層は、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃ
ｓ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｌａ、ＣｅおよびＹのい
ずれか１種以上を含有する。中でも、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓ
ｒ、Ｂａを含有することが好ましい。含有量は０．１〜
１０at％、特に０．５〜５at％であることが好ましい。
含有量がこれ以上でもこれ以下でも電子注入機能が低下
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。

【００２３】ホール注入層および／または電子注入層に
は、他に、Ｈ、Ｏや、スパッタガスに用いるＮｅ、Ａ
ｒ、Ｋｒ、Ｘｅ等を合計１０at％以下含有していてもよ
い。

【００２４】なお、ホール注入層および／または電子注
入層全体の平均値としてこのような組成であれば、膜厚
方向に濃度勾配をもっていてもよい。

【００２５】ホール注入層の厚さは、０．５〜２０nm、
特に１〜１０nmであることが好ましい。ホール注入層が
これより薄くても厚くても、ホール注入が十分には行わ
れなくて輝度が低下してくる。

【００２６】電子注入層の厚さは、０．５〜２０nm、特
に１〜１０nmであることが好ましい。電子注入層がこれ
より薄くても厚くても、電子注入が十分には行われなく
て輝度が低下してくる。

【００２７】発光光をホール注入電極側から取り出す構
成の場合、ホール注入層の発光光の透過率は、５０％以
上、特に８０％以上であることが好ましい。また、発光
光を電子注入電極側から取り出す構成の場合、電子注入
層の発光光の透過率は、５０％以上、特に８０％以上で
あることが好ましい。発光光の透過率が低くなると、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
輝度が得られなくなってくる。

【００２８】また、このようなホール注入層および／ま
たは電子注入層と発光層とを交互に２層以上積層するこ
とも好ましい。このような構成にすることによって、そ
れぞれのホール注入層で電子がブロッキングされ、電子
注入層でホールがブロッキングされるために、さらに発
光効率が向上し、輝度が向上する。この場合、発光層
は、０．２〜１０nm、特に１nm以下であることが好まし
い。ホール注入層、電子注入層の膜厚は上記の範囲でよ
い。

【００２９】ホール注入層および／または電子注入層
は、プラズマＣＶＤ法、スパッタ法で成膜することがで
きるが、ＲＦスパッタ法で成膜することが好ましい。

【００３０】スパッタ法では、ターゲットとしては、通
常、ホール注入層および電子注入層の組成と同じものを
用いる。成膜されるホール注入層および電子注入層の組
成はターゲットとほぼ同じものが得られる。

【００３１】スパッタ時のスパッタガスの圧力は、０．
５〜５Paの範囲が好ましい。また、成膜中にスパッタガ
スの圧力を、前記範囲内で変化させることにより、濃度
勾配を有するホール注入層および電子注入層を容易に得
ることができる。

【００３２】スパッタガスには、通常のスパッタ装置に
使用される不活性ガスが使用できる。中でも、Ａｒ、Ｋ
ｒ、Ｘｅのいずれか、あるいは、これらの少なくとも１
種以上のガスを含む混合ガスを用いることが好ましい。

【００３３】また、反応性スパッタを行ってもよく、反
応性ガスとしては、窒化物を形成する場合、Ｎ₂、ＮＨ
₃、ＮＯ、ＮＯ₂、Ｎ₂Ｏ等が挙げられ、炭化物を形成
する場合、ＣＨ₄、Ｃ₂Ｈ₂、Ｃ₂Ｈ₄、ＣＯ等が挙げ
られる。これらの反応性ガスは単独で用いても、２種以
上を混合して用いてもよい。また、酸素を混合してもよ
い。

【００３４】スパッタ法としては、ＲＦ電源を用いた高
周波スパッタ法を用いても、ＤＣスパッタ法を用いても
よいが、ＲＦスパッタ法が好ましい。成膜レートは０．
５〜１０nm／minの範囲が好ましい。

【００３５】本発明の有機ＥＬ素子の構成例を図１に示
す。図１に示されるＥＬ素子は、基板１上に、ホール注
入電極２、ホール注入層３、発光層４、電子注入層５、
電子注入電極６を順次有する。なお、本発明の有機ＥＬ
素子は、図示例に限らず、種々の構成とすることができ
る。

【００３６】ホール注入電極としては、通常、ホール注
入電極側から発光した光を取り出す構造であるため、好
ましくは発光した光の透過率が８０％以上となるように
その材料および厚さを決定することが好ましい。具体的
には、例えば、ＩＴＯ（錫ドープ酸化インジウム）、Ｉ
ＺＯ（亜鉛ドープ酸化インジウム）、ＺｎＯ、ＳｎＯ
₂ 、Ｉｎ₂Ｏ₃ 等が挙げられるが、特にＩＴＯ、ＩＺＯ
が好ましい。Ｉｎ₂Ｏ₃に対するＳｎＯ₂ の混合比は、
１〜２０wt％、特に５〜１２wt％が好ましい。Ｉｎ₂Ｏ
₃に対するＺｎＯの混合比は、１〜２０wt％、特に５〜
１２wt％が好ましい。その他にＳｎ、Ｔｉ、Ｐｂ等が酸
化物の形で、酸化物換算にして１wt％以下含まれていて
もよい。ホール注入電極の厚さは、ホール注入を十分行
える一定以上の厚さを有すればよく、通常、１０〜５０
０nm程度とすることが好ましい。素子の信頼性を向上さ
せるために駆動電圧が低いことが必要であるが、好まし
いものとして、１０〜３０Ω／□（膜厚５０〜３００n
m）のＩＴＯが挙げられる。実際に使用する場合には、
ＩＴＯ等のホール注入電極界面での反射による干渉効果
が、光取り出し効率や色純度を十分に満足するように、
電極の膜厚や光学定数を設定すればよい。

【００３７】ホール注入電極は、蒸着法等によっても形
成できるが、スパッタ法により形成することが好まし
い。ＩＴＯ、ＩＺＯ電極の形成にスパッタ法を用いる場
合、好ましくはＩｎ₂Ｏ₃にＳｎＯ₂ やＺｎＯをドープ
したターゲットを用いる。スパッタ法によりＩＴＯ透明
電極を成膜した場合、蒸着により成膜したものよりも発
光輝度の経時変化が少ない。スパッタ法としてはＤＣス
パッタが好ましく、その投入電力としては、０．１〜４
Ｗ／cm² の範囲が好ましい。特にＤＣスパッタ装置の電
力としては、好ましくは０．１〜１０Ｗ／cm²、特に
０．２〜５Ｗ／cm²の範囲が好ましい。また、成膜レー
トは２〜１００nm／min 、特に５〜５０nm／min の範囲
が好ましい。

【００３８】スパッタガスとしては、特に制限するもの
ではなく、Ａｒ、Ｈｅ、Ｎｅ、Ｋｒ、Ｘｅ等の不活性ガ
ス、あるいはこれらの混合ガスを用いればよい。このよ
うなスパッタガスのスパッタ時における圧力としては、
通常０．１〜２０Pa程度でよい。

【００３９】電子注入電極としては、低仕事関数の物質
が好ましく、例えば、Ｋ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｍｇ、Ｌａ、Ｃ
ｅ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ａｌ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｚ
ｎ、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成分の合金系を用いるこ
とが好ましい。合金系としては、例えばＡｇ・Ｍｇ（Ａ
ｇ：０．１〜５０at％）、Ａｌ・Ｌｉ（Ｌｉ：０．０１
〜１２at％）、Ｉｎ・Ｍｇ（Ｍｇ：５０〜８０at％）、
Ａｌ・Ｃａ（Ｃａ：０．０１〜２０at％）等が好まし
い。また、特にこれらの酸化物、さらには酸化リチウム
を用いることが好ましい。電子注入電極を酸化物とする
ことにより、ＩＴＯ等の酸化物であるホール注入電極と
対になった酸化物で有機層を囲むようになり、耐候性が
向上する。電子注入電極は蒸着法やスパッタ法で形成す
ることが可能であるが、蒸着法が好ましい。

【００４０】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よく、０．１nm以上、
好ましくは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。

【００４１】本発明の有機ＥＬ素子は、電子注入電極の
上、つまり有機層と反対側に保護電極を設けてもよい。
保護電極を設けることにより、電子注入電極が外気や水
分等から保護され、構成薄膜の劣化が防止され、電子注
入効率が安定し、素子寿命が飛躍的に向上する。また、
この保護電極は、非常に低抵抗であり、電子注入電極の
抵抗が高い場合には配線電極としての機能も有する。こ
の保護電極は、Ａｌ、Ａｌおよび遷移金属（ただしＴｉ
を除く）、Ｔｉまたは窒化チタン（ＴｉＮ）のいずれか
１種または２種以上を含有し、これらを単独で用いた場
合、それぞれ保護電極中に少なくとも、Ａｌ：９０〜１
００at％、Ｔｉ：９０〜１００at％、ＴｉＮ：９０〜１
００mol％程度含有されていることが好ましい。また、
２種以上用いるときの混合比は任意であるが、ＡｌとＴ
ｉの混合では、Ｔｉの含有量は１０at％以下が好まし
い。また、これらを単独で含有する層を積層してもよ
い。特にＡｌ、Ａｌおよび遷移金属は、後述の配線電極
として用いた場合、良好な効果が得られ、ＴｉＮは耐腐
食性が高く、封止膜としての効果が大きい。ＴｉＮは、
その化学量論組成から１０％程度偏倚していてもよい。
さらに、Ａｌおよび遷移金属の合金は、遷移金属、特に
Ｓｃ，Ｎｂ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｎｄ，Ｔａ，Ｃｕ，Ｓｉ，Ｃ
ｒ，Ｍｏ，Ｍｎ，Ｎｉ，Ｐｄ，ＰｔおよびＷ等を、好ま
しくはこれらの総計が１０at％以下、さらには５at％以
下、特に２at％以下含有していてもよい。遷移金属の含
有量は少ないほど、配線材として機能させた場合の薄膜
抵抗は下げられる。

【００４２】保護電極の厚さは、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１００〜１０００nmの
範囲が好ましい。保護電極層が薄すぎると、その効果が
得られず、また、保護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、
保護電極層が厚すぎると、保護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。なお、配線電極として機能させる場合の厚さは、電
子注入電極の膜厚が薄いために膜抵抗が高く、これを補
う場合には、通常１００〜５００nm程度、その他の配線
電極として機能される場合には１００〜３００nm程度で
ある。

【００４３】電子注入電極と保護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１００〜１００
０nm程度とすればよい。

【００４４】上記電子注入電極、保護電極を蒸着法で形
成する場合、真空蒸着の条件は特に限定されないが、１
０^-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。

【００４５】電子注入電極、保護電極をスパッタ法で形
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が使用できる。

【００４６】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スパッタ法等の中から好適なスパ
ッタ法を用いて成膜すればよい。スパッタ装置の電力と
しては、好ましくはＤＣスパッタで０．１〜１０Ｗ／cm
²、ＲＦスパッタで１０〜１０Ｗ／cm²の範囲である。ま
た、成膜レートは５〜１００nm／min、特に１０〜５０n
m／minの範囲が好ましい。

【００４７】電子注入電極は、マスク蒸着、または、膜
形成後にエッチングするなどの方法でパターニングし、
これによって、素子分離を行い、所望の発光パターンを
得る。

【００４８】次に、本発明のＥＬ素子に設けられる有機
層について述べる。

【００４９】発光層は、ホール（正孔）および電子の輸
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が好ましい。

【００５０】発光層の厚さは、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。

【００５１】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号の
フェニルアントラセン誘導体、特開平８−１２９６９号
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。

【００５２】また、それ自体で発光が可能なホスト物質
と組み合わせて使用することが好ましく、ドーパントと
しての使用が好ましい。このような場合の発光層におけ
る化合物の含有量は０．０１〜２０wt％、さらには０．
１〜１５wt％であることが好ましい。ホスト物質と組み
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。

【００５３】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。

【００５４】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。

【００５５】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。

【００５６】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。

【００５７】このほかのホスト物質としては、特開平８
−１２６００号のフェニルアントラセン誘導体、特開平
８−１２９６９号のテトラアリールエテン誘導体なども
好ましい。

【００５８】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ドーパントの含有
量は、ホール注入輸送性化合物と電子注入輸送性化合物
との合計量に対して０．０１〜２０wt％、さらには０．
１〜１５wt％とすることが好ましい。

【００５９】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。

【００６０】混合層に用いられるホール注入輸送性化合
物には、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５−２３４６８１号公報、特開平５−２３９
４５５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８−１００１７２号公報、ＥＰ０６５０９５
５Ａ１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。

【００６１】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。

【００６２】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、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。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。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。

【００６３】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
入輸送性化合物の化合物／電子注入輸送性化合物の重量
比が、１／９９〜９９／１、さらに好ましくは１０／９
０〜９０／１０、特に好ましくは２０／８０〜８０／２
０程度となるようにすることが好ましい。

【００６４】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。

【００６５】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。

【００６６】特に発光層として好ましいものに、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
ム錯体と、テトラアリールベンジシン化合物に、ルブレ
ン、クマリン等の蛍光物質をドープした混合層が挙げら
れる。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と、テトラアリールベンジシン化合
物との混合比は上記の範囲内であることが好ましい。ル
ブレン等のドーピング蛍光物質は、この混合層に対し、
０．０１〜２０mol％であることが好ましい。

【００６７】本発明の有機ＥＬ素子は、無機のホール注
入層および／または電子注入層を設けるが、ホール注入
層のみが無機層である場合は有機の電子注入輸送層を設
けてもよく、電子注入層のみが無機層である場合は有機
のホール注入輸送層を設けてもよい。ただし、無機のホ
ール注入層上に、さらに有機のホール輸送層を積層する
ことはない。また、無機の電子注入層の下に、さらに有
機の電子輸送層を設けることもない。

【００６８】ホール注入輸送層は、ホール注入電極から
のホールの注入を容易にする機能、ホールを安定に輸送
する機能および電子を妨げる機能を有するものであり、
電子注入輸送層は、電子注入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
を妨げる機能を有するものである。これらの層は、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。

【００６９】ホール注入輸送層の厚さおよび電子注入輸
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。

【００７０】ホール注入輸送層の厚さおよび電子注入輸
送層の厚さは、再結合・発光領域の設計によるが、発光
層の厚さと同程度または１／１０〜１０倍程度とすれば
よい。ホールまたは電子の各々の注入層と輸送層とを分
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。このような膜厚については、注入輸送層を
２層設けるときも同じである。

【００７１】また、ホール注入輸送層には、例えば、特
開昭６３−２９５６９５号公報、特開平２−１９１６９
４号公報、特開平３−７９２号公報、特開平５−２３４
６８１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。

【００７２】ホール注入輸送層をホール注入層とホール
輸送層とに分けて設層する場合は、ホール注入輸送層用
の化合物のなかから好ましい組合せを選択して用いるこ
とができる。このとき、ホール注入電極（ＩＴＯ等）側
からイオン化ポテンシャルの小さい化合物の順に積層す
ることが好ましい。また、ホール注入電極表面には薄膜
性の良好な化合物を用いることが好ましい。このような
積層順については、ホール注入輸送層を２層以上設ける
ときも同様である。このような積層順とすることによっ
て、駆動電圧が低下し、電流リークの発生やダークスポ
ットの発生・成長を防ぐことができる。また、素子化す
る場合、蒸着を用いているので１〜１０nm程度の薄い膜
も均一かつピンホールフリーとすることができるため、
ホール注入層にイオン化ポテンシャルが小さく、可視部
に吸収をもつような化合物を用いても、発光色の色調変
化や再吸収による効率の低下を防ぐことができる。ホー
ル注入輸送層は、発光層等と同様に上記の化合物を蒸着
することにより形成することができる。

【００７３】また、必要に応じて設けられる電子注入輸
送層には、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。電子注入輸送層は発光層を兼ねたもの
であってもよく、このような場合はトリス（８−キノリ
ノラト）アルミニウム等を使用することが好ましい。電
子注入輸送層の形成は、発光層と同様に、蒸着等によれ
ばよい。

【００７４】電子注入輸送層を電子注入層と電子輸送層
とに分けて積層する場合には、電子注入輸送層用の化合
物の中から好ましい組み合わせを選択して用いることが
できる。このとき、電子注入電極側から電子親和力の値
の大きい化合物の順に積層することが好ましい。このよ
うな積層順については、電子注入輸送層を２層以上設け
るときも同様である。

【００７５】有機ＥＬ構造体各層を成膜した後に、Ｓｉ
Ｏ_X 等の無機材料、テフロン、塩素を含むフッ化炭素重
合体等の有機材料等を用いた保護膜を形成してもよい。
保護膜は透明でも不透明であってもよく、保護膜の厚さ
は５０〜１２００nm程度とする。保護膜は、前記の反応
性スパッタ法の他に、一般的なスパッタ法、蒸着法、Ｐ
ＥＣＶＤ法等により形成すればよい。

【００７６】さらに、素子の有機層や電極の酸化を防い
だり、機械的ダメージから保護するために、素子上に封
止板を設けることが好ましい。封止板は、湿気の侵入を
防ぐために、接着性樹脂等を用いて接着し密封する。封
止ガスは、Ａｒ、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。

【００７７】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、例えば、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が好ましい。また、
その製板方法としては、ロールアウト法、ダウンロード
法、フュージョン法、フロート法等が好ましい。ガラス
材の表面処理法としては、研磨加工処理、ＳｉＯ₂バリ
ヤーコート処理等が好ましい。これらの中でも、フロー
ト法で製板されたソーダ石灰ガラスで、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。

【００７８】封止板の高さを調整する手段としては、特
に制限されるものではないが、スペーサーを用いること
が好ましい。スペーサーを用いることにより、安価で、
容易に所望の高さを得ることができる。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１００μm 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１μm 程度であ
る。

【００７９】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。

【００８０】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。

【００８１】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。

【００８２】基板材料としては特に限定するものではな
く、積層する有機ＥＬ構造体の電極の材質等により適宜
決めることができ、例えば、Ａｌ等の金属材料や、ガラ
ス、石英や樹脂等の透明ないし半透明材料、あるいは不
透明であってもよく、この場合はガラス等のほか、アル
ミナ等のセラミックス、ステンレス等の金属シートに表
面酸化などの絶縁処理を施したもの、フェノール樹脂等
の熱硬化性樹脂、ポリカーボネート等の熱可塑性樹脂な
どを用いることができる。

【００８３】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。

【００８４】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よいが、
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。

【００８５】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。

【００８６】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よい。

【００８７】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。

【００８８】蛍光材料は、基本的には蛍光量子収率が高
いものを用いればよく、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。

【００８９】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よく、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、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。

【００９０】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よ
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よい。

【００９１】有機層の形成には、均質な薄膜が形成でき
ることから、真空蒸着法を用いることが好ましい。真空
蒸着法を用いた場合、アモルファス状態または結晶粒径
が０．１μm 以下の均質な薄膜が得られる。

【００９２】真空蒸着の条件は特に限定されないが、１
０^-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。

【００９３】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。

【００９４】本発明の有機ＥＬ素子は、通常、直流駆動
型のＥＬ素子として用いられるが、交流駆動またはパル
ス駆動とすることもできる。印加電圧は、通常、２〜２
０V程度とされる。

【００９５】

【実施例】次に、本発明の実施例を示し、本発明をより
具体的に説明する。

【００９６】＜実施例１＞コーニング社製７０５９ガラ
ス基板上に、スパッタ法でＩＴＯ透明電極薄膜を１００
nmの厚さに成膜し、パターニングした。このＩＴＯ透明
電極が形成されたガラス基板を、中性洗剤、アセトン、
エタノールを用いて超音波洗浄し、煮沸エタノール中か
ら引き上げて乾燥し、ＵＶ／Ｏ₃ 洗浄した。

【００９７】次いで、ＳｉＣ_0.9にＳｎ５at％を含有さ
せたものをターゲットとして、ＲＦスパッタ法により、
ホール注入層を成膜速度１nm／minで、２nmの厚さに成
膜した。このときのスパッタガスはＡｒ１００sccmで、
動作圧は０．５Paとした。また、投入電力は周波数１
３．５６MHzで１００Ｗとした。成膜したホール注入層
の組成は、ターゲットと同じであった。

【００９８】次に、槽内を１×１０^-4Pa以下まで減圧
し、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（Ａｌｑ
３）と、ルブレンとを、全体の蒸着速度０．２nm/secと
して４０nmの厚さに蒸着し、発光層とした。このとき、
Ａｌｑ３に対してルブレンを５mol％とした。

【００９９】次いで、ＳｉＣ_0.9にＳｒ５at％を含有さ
せたものをターゲットとして、ＲＦスパッタ法により、
電子注入層を成膜速度１nm／minで、２nmの厚さに成膜
した。このときのスパッタガスはＡｒ１００sccmで、動
作圧は０．５Paとした。また、投入電力は周波数１３．
５６MHzで５００Ｗとした。成膜した電子注入層の組成
は、ターゲットと同じであった。

【０１００】そして、減圧を保ったまま、ＡｌＬｉを蒸
着速度０．２nm／minで、５nmの厚さに蒸着し、電子注
入電極とした。

【０１０１】さらに、減圧を保ったまま、Ａｌターゲッ
トを用いたＤＣスパッタ法により、スパッタ圧力０．３
PaにてＡｌ配線電極を２００nmの厚さに成膜した。この
とき、スパッタガスにはＡｒを用い、投入電力は５００
Ｗ、ターゲットの大きさは４インチ径、基板とターゲッ
トの距離は９０mmとした。

【０１０２】最後にガラス封止板を貼り合わせ、有機Ｅ
Ｌ素子とした。

【０１０３】また、比較サンプルとして、無機のホール
注入層を成膜する代わりにポリチオフェンを蒸着速度
０．１nm／secで１０nmの厚さに蒸着してホール注入層
とし、さらにＴＰＤ（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）を蒸着速度０．１nm／secで２０nmの厚さ
に蒸着してホール輸送層とし、無機の電子注入層を成膜
する代わりにＡｌｑ３を蒸着速度０．２nm／secで３０n
mの厚さに蒸着して電子注入輸送層とした他は上記と同
様にして比較例の有機ＥＬ素子を作製した。

【０１０４】作製した本発明の有機ＥＬ素子、比較例の
有機ＥＬ素子を６０℃で、５０mA／cm² の定電流駆動し
た。その結果、本発明の有機ＥＬ素子の初期の輝度は１
０００cd／m² であり、２５０時間後でも初期の輝度の
８０％以上の輝度を保っていた。比較例の有機ＥＬ素子
は、２５０時間で初期の輝度の５０％以下まで劣化し
た。また、比較例の有機ＥＬ素子はリークやダークスポ
ットが発生したが、本発明の有機ＥＬ素子は、リークの
発生も、ダークスポットの発生も見られなかった。

【０１０５】＜実施例２＞ホール注入層の組成をＳｉＮ
_1.1にＳｎ５at％を含有させたものとし、電子注入層の
組成をＳｉＮ_1.1にＳｒ５at％を含有させたものとした
他は、実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。

【０１０６】そして、この有機ＥＬ素子を実施例１と同
様に６０℃、５０mA/cm²の定電流駆動し、輝度、寿命特
性を測定したところ、初期の輝度は実施例１と同等であ
り、２５０時間後でも初期の輝度の８０％以上の輝度を
保っていた。

【０１０７】また、実施例１、２において、ホール注入
層に、Ｓｎの代わりに、Ｎｉ、Ｃｕを含有させても実施
例１、２と同等の初期輝度、寿命が得られた。また、Ｓ
ｎの代わりにＦｅ、Ｒｕ、Ｇｅを含有させても同様の効
果が得られた。

【０１０８】電子注入層に、Ｓｒの代わりに、Ｍｇ、Ｃ
ａ、Ｂａを含有させても実施例１、２と同等の初期輝
度、寿命が得られた。また、Ｓｎの代わりにＬｉ、Ｎ
ａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｙを含有させても同
様の効果が得られた。

【０１０９】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、耐熱
性、耐候性が高く、リークやダークスポットの発生が少
なく、量産性が高く、低コスト化が可能であり、さらに
は、発光効率が高く、輝度の高い有機ＥＬ素子を実現で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】有機ＥＬ素子の構成例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ホール注入層４発光層５電子注入層６電子注入電極

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、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、前記ホール注入電極と前記有機層との間にホール注入層
を有し、前記ホール注入層は、Ｓｉの炭化物および／またはＳｉ
の窒化物を主成分として含有し、前記ホール注入層は、さらに、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｒ
ｕ、ＧｅおよびＳｎのいずれか１種以上を含有する有機
ＥＬ素子。
【請求項２】前記電子注入電極と前記有機層との間に
無機の電子注入層を有し、前記電子注入層は、Ｓｉの炭化物および／またはＳｉの
窒化物を主成分として含有し、前記電子注入層は、さらに、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃ
ｓ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｙ、ＬａおよびＣｅのい
ずれか１種以上を含有する請求項１の有機ＥＬ素子。
【請求項３】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、前記電子注入電極と前記有機層との間に無機の電子注入
層を有し、前記電子注入層は、Ｓｉの炭化物および／またはＳｉの
窒化物を主成分として含有し、前記電子注入層は、さらに、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃ
ｓ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｙ、ＬａおよびＣｅのい
ずれか１種以上を含有する有機ＥＬ素子。
【請求項４】前記ホール注入層および／または前記電
子注入層の膜厚が０．５〜２０nmである請求項１〜３の
いずれかの有機ＥＬ素子。