JP2000268968A - 有機エレクトロルミネッセンス素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低電圧駆動が可能な有機エレクトロルミネッ
センス素子を提供することを目的とする。 【解決手段】 有機発光材料を含有する単層又は多層の
膜４が陽極２及び陰極７の１対の電極により挟持されて
おり、これら１対の電極２、７間に電圧を印加もしくは
電流を注入することにより有機発光材料を発光させる有
機エレクトロルミネッセンス素子であって、陰極７と単
層又は多層の膜４との間に、塩化物、臭化物、ヨウ化物
からなる絶縁体層６が設けられ有機エレクトロルミネッ
センス素子。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は有機エレクトロルミ
ネッセンス（以下ＥＬと記す）素子に関し、より詳細に
は、有機発光材料からなる発光層に電界を印加すること
で電気エネルギーを直接光エネルギーに変換できる平面
光源や表示素子に使用できる有機薄膜型ＥＬ素子に関す
る。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来か
ら、高度情報化に伴い、ＣＲＴよりも薄型、低消費電
力、軽量の表示素子としてフルカラーフラットパネルデ
ィスプレイへのニーズが高まっている。この種のディス
プレイとしては、非自発光型の液晶ディスプレイ（ＬＣ
Ｄ）、自発光型のプラズマディスプレイ（ＰＤＰ）、エ
レクトロルミネッセンス（ＥＬ）ディスプレイなどが知
られている。

【０００３】また、ＥＬディスプレイには、その発光励
起機構及びその構成材料の違いから、（１）発光層内で
の電子と正孔との局在的な移動により発光体を励起し、
交流電界で発光する真性ＥＬ素子と、（２）電極からの
電子と正孔との注入及びその発光層内での再結合により
発光体を励起し、直流電界で発光する電荷注入型ＥＬ素
子の２つに分けられる。（１）の真性ＥＬの発光素子に
は、一般に無機材料が用いられ、（２）の電荷注入型Ｅ
Ｌには、一般的に有機材料が用いられる。つまり、真性
ＥＬ素子＝無機ＥＬ素子であり、電荷注入型ＥＬ素子＝
有機ＥＬ素子の関係が成り立つ。これらの中でも特に有
機ＥＬ素子は、自発光であること、低消費電力化が図れ
ること、発光色が多様であることなどの特徴を有するた
め、非常に注目を集めている。

【０００４】従来の有機ＥＬ素子の構造としては、これ
まで、３層積層構造を持つものがよく知られている（Ａ
ｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．５６（９）Ｆｅｂｕｒａ
ｒｙ１９９０）。この有機ＥＬ素子は、ガラスなどから
なる透明基板表面に形成されたインジウム−スズ酸化物
（ＩＴＯ）などのような仕事関数の大きな電極材料より
なる陽極上に、有機層である正孔輸送層、発光層及び電
子輸送層が積層され、さらにこの上にＭｇ／Ａｇなどの
ような仕事関数の小さな電極材料よりなる陰極材料が積
層された構成である。この有機ＥＬ素子の両電極間に電
圧を印可するか電流を注入することにより、発光層内に
電子及び正孔を注入し、発光層内で形成される電子−正
孔対の再結合エネルギーを蛍光又は燐光として放出させ
て発光させることができる。よって、例えば、発光層
に、青〜赤の蛍光を有する発光材料を用いることにより
青〜赤の任意の発光を得ることができる。

【０００５】このように、電荷注入型の有機ＥＬ素子に
おいては、電極から有機層への電荷（陽極からの正孔、
陰極からの電子）の効率のよい注入が、消費電圧の低電
圧化の観点から重要であるが、通常、陽極から有機層へ
の正孔の注入に比べ、陰極から有機層への電子の注入が
不足する。このため、陰極から有機層への電子の注入効
率を向上させることが、有機ＥＬ素子の低電圧化、高効
率化に非常に重要である。

【０００６】陰極からの電子の注入効率を向上させる方
法として、従来から、 １）より注入効率の優れた陰極材料を用いる方法、 ２）仕事関数の比較的小さい金属と安定な金属とを積層
した導電膜を陰極として用いる方法、 ３）仕事関数の比較的小さい金属と安定な金属との混合
電極を陰極として用いる方法、 ４）陰極と有機層の間にバッファー層（電子注入層）を
設ける方法、 ５）陰極と有機層の間に共蒸着層を設ける方法、などの
検討が行われている。

【０００７】１）の代表的なものとしては、例えば、Ｃ
ａ（Ｎａｔｕｒｅ，３４７，５３９−５４１）等があ
る。２）の代表的なものとしては、例えば、Ｍｇ／Ａｇ
（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，５９（２１），１
８Ｎｏｖｅｍｂｅｒ １９９１）等がある。３）の代表
的なものとしては、例えば、Ｍｇ／Ａｇ（Ａｐｐｌ．Ｐ
ｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，５１（１２），２１ Ｓｅｐｔｅ
ｍｂｅｒ １９８７）、Ｌｉ／Ａｌ（Ｓｙｎｔｈｅｔｉ
ｃ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，９１（１９９７）１２９−１
３０）等がある。４）の代表的なものとしては、電子注
入層にジエチノシロール（第５９回応用物理学学術講演
会１６ｐ−ＹＨ−２）を用いたものがある。５）の代表
的なものとしては、有機層（Ａｌｑ₃）と電極（Ｍｇ）
との間にＡｌｑ₃／Ｍｇからなる共蒸着層（第５９回応
用物理学会学術講演会１６ａ−ＹＨ−７）を用いたもの
がある。

【０００８】しかし、１）、２）、３）の方法では、陰
極で用いられる材料であるカルシウム、マグネシウム、
リチウムが湿気と反応して水酸化物となるため、安定性
に問題がある。また、３）の方法では、２つの金属を絶
えず一定の割合で作製することが困難で、安定な特性を
有する陰極を得ることが困難である。さらに、４）、
５）の方法では、有機層への電子の注入効率が、他の３
つより劣るという問題がある。

【０００９】そこで、ハンら（特開平１０−７４５８６
号公報）及び藤川らは（第５９回応用物理学会学術講演
会１６ａ−ＹＨ−７）は、フッ化物からなる絶縁体と金
属からなる導電体層とを組み合わせた構造をもつ陰極を
提案している。しかし、このようなフッ化物からなる絶
縁体と金属とから構成される陰極を有機ＥＬ素子に用い
ても、有機層への電子の注入は未だ十分なものは得られ
ていない。

【００１０】本発明は、上記の課題に鑑みなされたもの
であり、電子の注入効率を向上させることにより低電圧
駆動が可能な有機ＥＬ素子を提供することを目的とす
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、電子の注
入効率を向上させるための陰極材料又はバッファ層等に
ついて鋭意研究を行った結果、有機発光材料からなる層
と陰極との間に、仕事関数の小さな金属からなる絶縁体
層を配置させることにより、電子の注入効率を向上させ
ることができることを見出し、本発明を完成するに至っ
た。

【００１２】すなわち、本発明によれば、有機発光材料
を含有する単層又は多層の膜が陽極及び陰極の１対の電
極により挟持されており、前記１対の電極間に電圧を印
加もしくは電流を注入することにより前記有機発光材料
を発光させる有機エレクトロルミネッセンス素子であっ
て、前記陰極と単層又は多層の膜との間に、塩化物、臭
化物又はヨウ化物からなる絶縁体層が設けられた有機エ
レクトロルミネッセンス素子が提供される。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の有機ＥＬ素子は、主とし
て、陽極、有機発光材料を含有する単層又は多層の膜、
絶縁体層及び陰極により構成されるものであり、通常、
これらが基板上にこの順序又は逆の順序で形成されて構
成される。

【００１４】例えば、上記のように構成される本発明の
有機ＥＬ素子は、図１〜図４に示したような構造を挙げ
ることができる。図１の有機ＥＬ素子は、透明基板１上
に、陽極２、発光層４、塩化物、臭化物又はヨウ化物か
らなる絶縁体層６及び陰極７が順に形成されて構成され
ている。図２の有機ＥＬ素子は、透明基板１上に、陽極
２、正孔輸送層３、発光層４、塩化物、臭化物又はヨウ
化物からなる絶縁体層６及び陰極７が順に形成されて構
成されている。図３の有機ＥＬ素子は、透明基板１上
に、陽極２、発光層４、電子輸送層５、塩化物、臭化物
又はヨウ化物からなる絶縁体層６及び陰極７が順に形成
されて構成されている。図４の有機ＥＬ素子は、透明基
板１上に、陽極２、正孔輸送層３、発光層４、電子輸送
層５、塩化物、臭化物又はヨウ化物からなる絶縁体層６
及び陰極７が順に形成されて構成されている。

【００１５】本発明の有機ＥＬ素子において、基板とし
ては透明なものであればその材料は特に限定されるもの
ではなく、例えば、石英、ガラス等の無機材料からなる
基板、ポリエステル、ポリメタクリレート、ポリカーボ
ネート、ポリサルホン等のプラスチックフィルムやシー
ト基板等が挙げられる。

【００１６】陽極の材料は、特に限定されるものではな
いが、正孔をより効率的に発光層に注入する観点から、
４ｅＶ以上の仕事関数を持つ金属、合金、電気伝導性化
合物又はこれらの混合物等が挙げられる。具体的には、
アルミニウム、バナジウム、コバルト、ニッケル、タン
グステン、銀、金等及びそれらの合金、及びＣｕＩ、Ｉ
ＴＯ、ＳｎＯ₂、ＺｎＯの透明電極材料等が挙げられ
る。陽極は、これらの電極材料をスパッタリング、真空
蒸着法等によって膜として形成することができる。その
膜厚は、特に限定されるものではないが、シート抵抗と
して１００Ω／□程度以下であることが好ましい。

【００１７】陰極の材料は、特に限定されるものではな
いが、電子をより効率的に発光層に注入する観点から、
４．５ｅＶ以下の仕事関数を持つ金属、合金、電気伝導
性化合物又はこれらの混合物等が挙げられる。具体的に
は、リチウム、マグネシウム、カルシウム、アルミニウ
ム、銀、チタニウム、イットリウム、ルテニウム、マン
ガン、インジウム等及びマグネシウム−銀、インジウム
−銀、リチウム−アルミニウム等の合金又は混合物等が
挙げられる。陰極は、これら電極材料を、スパッタリン
グ、真空蒸着法等によって膜として形成することができ
る。その膜厚は、特に限定されるものではないが、例え
ば、１００〜３００ｎｍ程度が挙げられる。

【００１８】なお、上述した陽極材料同士でも、相対的
に陽極の仕事関数が陰極の仕事関数よりも大きくなるよ
うに２種類の物質を選択することで、有機ＥＬ素子の陽
極と陰極として利用することができる場合もあるので
（例えば陽極にＡｕ、陰極にＩＴＯ）、陽極材料と陰極
材料を選択する時の基準とする仕事関数の大きさは４ｅ
Ｖや４．５ｅＶに限定されるものではない。

【００１９】陽極と陰極との間に挟持される層として
は、以下に説明する〜のように形成することができ
る。

【００２０】まず、有機発光材料を含有する単層又は
多層の膜で形成されており、有機発光材料のみを含有し
て形成されていてもよいし、有機発光材料とともに正孔
輸送材料及び／又は電子輸送材料を含有していてもよい
し、有機発光材料が無機材料又は高分子材料中に分散さ
れていてもよい。これらの材料は、真空蒸着法、ＣＶＤ
法、プラズマＣＶＤ法、スパッタ法等のドライプロセス
や、スピンコート法、ＬＢ法等のウエットプロセスによ
り膜として形成することができる。その膜厚は、特に限
定されるものではないが、例えば、１μｍ程度以下が好
ましい。

【００２１】ここで、有機発光材料としては、有機ＥＬ
素子の発光材料として用いられるものであれば特に限定
されるものではなく、例えば、金属オキシノイド化合
物、ジフェニルエチレン誘導体、ビニルアセトン誘導
体、トリフェニルアミン誘導体、ブタジエン誘導体、ク
マリン誘導体、ベンズオキサゾール誘導体、オキサジア
ゾール誘導体、オキサゾール誘導体、チアジアゾール誘
導体、スチリルアミン誘導体、ビススチリルベンゼン誘
導体、トリススチリルベンゼン誘導体、ペリレン誘導
体、ペリノン誘導体、アミノピレン誘導体、ピリジン誘
導体、ローダミン誘導体、アクイジン誘導体、フェノキ
ザゾン、キナクリドン誘導体、ルブレン等の低分子材
料、ポリ−ｐ−フェニレンビニレン、ポリシラン等の高
分子材料が挙げられる。

【００２２】正孔輸送材料としては、従来から光導電材
料において正孔の電荷輸送材料として用いられているも
の、有機ＥＬ素子の正孔輸送材料に用いられているもの
であれば特に限定されることなく、例えば、ポルフィリ
ン誘導体、芳香族第三級アミン化合物、スチリルアミン
誘導体等の低分子材料及びポリビニルカルバゾール、ポ
リ−ｐ−フェニレンビニレン、ポリシラン等の高分子材
料が挙げられる。

【００２３】電子輸送材料としては、従来から光導電材
料において電子の電荷輸送材料として用いられているも
の、有機ＥＬ素子の電子輸送材料に用いられているもの
であれば特に限定されることなく、例えば、オキサジア
ゾール誘導体、トリアゾール誘導体、チオピラジンオキ
シド誘導体、ベンゾキノン誘導体、ナフトキノン誘導
体、アントラキノン誘導体、ジフェノキノン誘導体、フ
ルオレノン誘導体、シロール化合物等の低分子材料が挙
げられる。

【００２４】有機発光材料を分散する高分子材料として
は、従来から当該分野において使用されている高分子材
料であれば特に限定されるものではなく、例えば、ポリ
ビニルカルバゾール、ポリカーボネート、ポリメチルメ
タクリレート等が挙げられる。

【００２５】有機発光材料を分散する無機材料として
は、従来から当該分野において使用されている無機材料
であれば特に限定されるものではなく、例えば、Ｓｉ
Ｏ、ＳｉＯ₂、ＭｇＯ等が挙げられる。

【００２６】また、陽極と陰極間に挟持される層は、
正孔輸送層と分離して形成されていてもよい。この場合
の陽極と陰極間に挟持される層及び正孔輸送層も単層又
は多層の膜で形成されていてもよい。この場合の陽極と
陰極間に挟持される層は、有機発光材料のみ含有してい
てもよいし、有機発光材料が無機材料又は高分子材料中
に分散されていてもよいし、さらに、ドーパントがドー
プされていてもよい。これら層は、真空蒸着法、ＣＶＤ
法、プラズマＣＶＤ法、プラズマスパッタ法等のドライ
プロセスや、スピンコート法、ＬＢ法等のウエットプロ
セスにより膜として形成することができる。なお、これ
ら層の膜厚は特に限定されるものではないが、例えば、
１μｍ程度以下が好ましい。

【００２７】ここで、有機発光材料としては、上記と同
様のものが挙げられるが、好ましくは、電子輸送能力を
有しているものであり、例えば、金属オキシノイド化合
物、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、チ
アジアゾール誘導体、スチリルアミン誘導体、ビススチ
リルベンゼン誘導体、ペリレン誘導体、ペリノン誘導体
等の低分子材料及びポリ−ｐ−フェニレンビニレン、ポ
リシラン等の高分子材料が挙げられる。

【００２８】有機発光材料を分散する高分子材料及び無
機材料としては、上記と同様のものが挙げられる。

【００２９】ドーパントとしては、クマリン系色素、ピ
リジン系色素、ローダミン系色素、アクイジン系色素、
フェノキザゾン、ＤＣＭ、キナクリドン、ルブレン等の
蛍光性色素等が挙げられる。

【００３０】正孔輸送層としては、１種類の正孔輸送材
料のみを含有していてもよいし、２種以上の正孔輸送材
料を含有していてもよい。これら正孔輸送材料は、高分
子材料又は無機材料中に分散されていてもよい。また、
必要に応じて、他の添加剤をドープしてもよい。これら
の材料は、真空蒸着法、ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法、
スパッタ法等のドライプロセスや、スピンコート法、Ｌ
Ｂ法等のウエットプロセスにより膜として形成すること
ができる。

【００３１】正孔輸送材料としては、公知の無機半導体
等の無機化合物、従来から光導電材料において正孔の電
荷輸送材料として用いられているもの、有機ＥＬ素子の
正孔輸送材料に用いられているもの等の有機化合物等で
あれば特に限定されるものではない。例えば、無機化合
物としては、ｐ型水素化アモルファスシリコン、ｐ型水
素化アモルファス炭化シリコン、ｐ型硫化亜鉛、ｐ型セ
レン化亜鉛等が挙げられ、有機化合物としては、上記と
同様のものが挙げられる。

【００３２】正孔輸送材料を分散する高分子材料及び無
機材料としては、上記と同様のものが挙げられる。

【００３３】また、ドープしてもよい添加剤としては、
特に限定されるものではないが、例えば、Ａｕ、Ｐｔ、
Ｂｒ、Ｉ、７，７，８，８−テトラシアノキノジメタ
ン、トリニトロフルオレノン、ブロマニル等のアクセプ
ターが挙げられる。

【００３４】さらに、陽極と陰極間に挟持される層
は、電子輸送層と分離して形成されていてもよい。この
場合の陽極と陰極間に挟持される層及び電子輸送層も単
層又は多層の膜で形成されていてもよい。この場合の陽
極と陰極間に挟持される層は、有機発光材料のみ含有し
ていてもよいし、有機発光材料が無機材料又は高分子材
料中に分散されていてもよいし、さらに、ドーパントが
ドープされていてもよい。これら層は、真空蒸着法、Ｃ
ＶＤ法、プラズマＣＶＤ法、プラズマスパッタ法等のド
ライプロセスや、スピンコート法、ＬＢ法等のウエット
プロセスにより膜として形成することができる。なお、
これら層の膜厚は特に限定されるものではないが、例え
ば、１μｍ程度以下が好ましい。

【００３５】ここで、有機発光材料としては、上記と同
様のものが挙げられるが、好ましくは、正孔輸送能力を
有しているものが挙げられ、例えば、ジフェニルエチレ
ン誘導体、ビニルアントラセン誘導体、トリフェニルア
ミン誘導体等の低分子材料及びポリ−ｐ−フェニレンビ
ニレン、ポリシラン等の高分子材料が挙げられる。

【００３６】有機発光材料を分散する無機材料、高分子
材料及びドーパントとしては、上記したものと同様のも
のが挙げられる。

【００３７】電子輸送層としては、１種類の電子輸送材
料のみを含有していてもよいし、２種以上の電子輸送材
料を含有していてもよい。これら電子輸送材料は、高分
子材料又は無機材料中に分散されていてもよい。また、
必要に応じて、他の添加剤をドープしてもよい。これら
の材料は、真空蒸着法、ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法、
スパッタ法等のドライプロセスや、スピンコート法、Ｌ
Ｂ法等のウエットプロセスにより膜として形成すること
ができる。

【００３８】電子輸送材料としては、公知の無機半導体
等の無機化合物、従来から光導電材料において電子の電
荷輸送材料として用いられているもの、有機ＥＬ素子の
電子輸送材料に用いられているもの等の有機化合物等が
挙げられる。例えば、無機化合物としては、ｎ型水素化
アモルファスシリコン、ｎ型硫化亜鉛、ｎ型セレン化亜
鉛等が挙げられ、有機化合物としては、上記と同様のも
のが挙げられる。

【００３９】電子輸送材料を分散する高分子材料及び無
機材料としては、上記と同様のものが挙げられる。

【００４０】ドープしてもよい添加剤としては、特に限
定されるものではないが、例えば、アルカリ金属、アル
カリ土類金属、希土類元素、トリフェニルアミン誘導
体、縮合多環化合物等のドナーが挙げられる。

【００４１】また、陽極と陰極間に挟持される層は、
正孔輸送層及び電子輸送層と分離して形成されていても
よい。この場合の陽極と陰極間に挟持される層、正孔輸
送層及び電子輸送層も単層又は多層の膜で形成されてい
てもよい。この場合の陽極と陰極間に挟持される層は、
有機発光材料のみ含有していてもよいし、有機発光材料
が無機材料又は高分子材料中に分散されていてもよい
し、さらに、ドーパントがドープされていてもよい。ま
た、正孔輸送層及び電子輸送層は、それぞれ正孔輸送材
料及び電子輸送材料のみを含有していてもよいし、これ
らが無機材料又は高分子材料中に分散されていてもよ
い。さらに、必要に応じて、他の添加剤がドープされて
いてもよい。これら層は、真空蒸着法、ＣＶＤ法、プラ
ズマＣＶＤ法、プラズマスパッタ法等のドライプロセス
や、スピンコート法、ＬＢ法等のウエットプロセスによ
り膜として形成することができる。なお、これら層の膜
厚は特に限定されるものではないが、例えば、１μｍ程
度が好ましい。

【００４２】ここで、有機発光材料としては、上記した
ものと同様のものが挙げられる。また、正孔輸送層、電
子輸送層も上記したものと同様のものが挙げられる。

【００４３】絶縁体層としては、塩化物（アルカリ塩化
物、アルカリ土類塩化物）、臭化物（アルカリ臭化物、
アルカリ土類臭化物）、ヨウ化物（アルカリヨウ化物、
アルカリ土類ヨウ化物）等を単独又は2種以上組み合わ
せて用いることができる。なかでも、ＫＣｌ、ＲｂＣ
ｌ、ＣｓＣｌ、ＣａＣｌ、ＳｒＣｌ、ＢａＣｌ、ＫＢ
ｒ、ＲｂＢｒ、ＣｓＢｒ、ＣａＢｒ、ＳｒＢｒ、ＢａＢ
ｒ、ＫＩ、ＲｂＩ、ＣｓＩ、ＣａＩ、ＳｒＩ、ＢａＩが
好ましく、さらに、ＲｂＣｌ、ＣｓＣｌ、ＲｂＢｒ、Ｃ
ｓＢｒ、ＲｂＩ、ＣｓＩがより好ましい。これら絶縁体
は、スパッタリング、真空蒸着法等によって膜として形
成することができる。また、これら絶縁体層の膜厚は、
８ｎｍより小さいことが適当であり、５ｎｍ以下である
ことが好ましく、さらに０ｎｍより大きくかつ５ｎｍ以
下であることがより好ましく、０．３ｎｍ以上かつ２．
０ｎｍ以下がさらに好ましい。

【００４４】本発明の有機ＥＬ素子は、基板上に、各層
を、上記した方法により膜として形成するが、この際の
各層の膜厚は、特に限定されるものではなく、得られる
有機ＥＬ素子の性能、各層に含有される材料により適宜
調整することができる。なお、膜厚が厚すぎると素子の
内部抵抗が増し、一定の光出力を得るために大きな印加
電圧が必要となるため効率が悪くなり、一方、膜厚が薄
すぎるとピンホール等が発生して、電界を印加しても充
分な発光輝度が得られない。具体的には、それぞれ１０
〜１００ｎｍ程度が挙げられる。

【００４５】以下、本発明の有機ＥＬ素子の実施の形態
について図面を参照して説明する。

【００４６】実施の形態１ まず、５０ｍｍ角のガラス基板上にスパッタリングによ
り成膜した膜厚２００ｎｍのＩＴＯを、２ｍ幅のストラ
イプにパターニングする。これを水洗後、水超音波洗浄
１０分間、アセトン超音波洗浄１０分間、イソプロピル
アルコール蒸気洗浄５分間を行い、１００℃の乾燥機中
で１時間乾燥した。次に、この基板を抵抗加熱蒸着装置
内の基板ホルダーに固定し、１×１０^-4Ｐａの真空中ま
で減圧した。その後、発光層として、下記構造式

【００４７】

【化１】 で示される９，１０−ビススチリルアントラセン誘導体
（以下、ＢＳＡと略す）を蒸着速度０．２ｎｍ／ｓｅｃ
で膜厚が１００ｎｍになるように積層した。

【００４８】続いて、絶縁体層として、塩化セシウム
（以下、ＣｓＣｌと略す。）、臭化セシウム（以下、Ｃ
ｓＢｒと略す。）、ヨウ化セシウム（以下、ＣｓＩと略
す。）、塩化ルビジウム（以下、ＲｂＣｌと略す。）、
臭化ルビジウム（以下、ＲｂＢｒと略す。）、ヨウ化ル
ビジウム（以下、ＲｂＩと略す。）、塩化カリウム（以
下、ＫＣｌと略す。）、臭化カリウム（以下、ＫＢｒと
略す。）又はヨウ化カリウム（以下、ＫＩと略す。）
を、蒸着速度０．０２ｎｍ／ｓｅｃで膜厚が０．６ｎｍ
になるようにそれぞれ積層した。

【００４９】最後に、この基板に２ｍｍ幅のストライプ
状の背面電極形成用のステンレスマスクをかけ、アルミ
ニウム（以下、Ａｌと略す。）を蒸着速度０．６ｎｍ／
ｓｅｃで蒸着させ、膜厚が２００ｎｍになるように積層
して陰極を形成することで１１種の有機ＥＬ素子を作製
した。

【００５０】実施の形態２ 陰極として、アルミニウムに代えてマグネシウム（以
下、Ｍｇと略す。）と銀（以下、Ａｇと略す。）をそれ
ぞれ蒸着速度０．４ｎｍ／ｓｅｃと０．０４ｎｍ／ｓｅ
ｃで膜厚が２００ｎｍになるように共蒸着させた以外は
実施の形態１と同様にして１１種の有機ＥＬ素子を作製
した。

【００５１】比較例１ 絶縁体層として、フッ化リチウムを形成した以外は実施
の形態１、２と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。以
上のようにして作製した有機ＥＬ素子を用い、これらの
電極間に電圧を印加することで、各有機ＥＬ素子の電圧
−電流−輝度特性を測定した。これらの結果を表１に示
す。

【００５２】

【表１】

【００５３】実施の形態３ まず、５０ｍｍ角のガラス基板上にスパッタリングによ
り成膜した膜厚２００ｎｍのＩＴＯを、２ｍｍ幅のスト
ライプにパターニングした。これを水洗後、水超音波洗
浄１０分間、アセトン超音波洗浄１０分間、イソプロピ
ルアルコール蒸気洗浄５分間を行い、１００℃の乾燥機
中で１時間乾燥した。次に、この基板を抵抗加熱蒸着装
置内の基板ホルダーに固定し、１×１０^-4Ｐａの真空中
で減圧した。

【００５４】その後、正孔輸送層として、下記構造式

【００５５】

【化２】 で示されるＮ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（１
−ナフチル）−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジア
ミン（以下、ＮＰＤと略す）を蒸着速度０．２ｎｍ／ｓ
ｅｃで膜厚が５０ｎｍになるように積層した。

【００５６】次に、発光層として、下記構造式

【化３】 で示されるトリス（８−ヒドロキシキノリナト）アルミ
ニウム（以下、Ａｌｑ３と略す）を蒸着速度０．２ｎｍ
／ｓｅｃで膜厚が５０ｎｍになるように積層した。

【００５７】さらに、絶縁体層として、ＣｓＣｌ、Ｃｓ
Ｂｒ、ＣｓＩ、ＲｂＣｌ、ＲｂＢｒ、ＲｂＩ、ＫＣｌ、
ＫＢｒ及びＫＩを、蒸着速度０．０２ｎｍ／ｓｅｃで膜
厚が０．６ｎｍになるようにそれぞれ積層した。

【００５８】最後に、この基板に２ｍｍ幅のストライプ
状の背面電極形成用のステンレスマスクをかけ、Ａｌを
蒸着速度０．６ｎｍ／ｓｅｃで蒸着させ膜厚が２００ｎ
ｍになるように積層して陰極を形成して１１種の有機Ｅ
Ｌ素子を作製した。

【００５９】実施の形態４ 陰極として、アルミニウムに代えて、ＭｇとＡｇとをそ
れぞれ蒸着速度０．４ｎｍ／ｓｅｃと０．０４ｎｍ／ｓ
ｅｃとで共蒸着させ、膜厚が２００ｎｍとした以外は実
施の形態３と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。

【００６０】比較例２ 絶縁体層として、フッ化リチウムを用いたこと以外は実
施の形態３、４と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
以上のようにして作製した有機ＥＬ素子を用い、これら
の電極間に電圧を印加することで、各有機ＥＬ素子の電
圧−電流−輝度特性を測定した。これらの結果を表２に
示す。

【００６１】

【表２】

【００６２】実施の形態５ ５０ｍｍ角のガラス基板上にスパッタリングにより成膜
した膜厚２００ｎｍのＩＴＯを、２ｍｍ幅のストライプ
にパターニングした。これを水洗後、水超音波洗浄１０
分間、アセトン超音波洗浄１０分間、イソプロピルアル
コール蒸気洗浄５分間を行い、１００℃の乾燥機中で１
時間乾燥した。次に、この基板を抵抗加熱蒸着装置内の
基板ホルダーに固定し、１×１０^-4Ｐａの真空中まで減
圧した。

【００６３】その後、発光層として、下記構造式

【化４】 で示される１，１，４，４−テトラフェニル−１，３−
ブタジエン（以下、ＴＰＢと略す）を蒸着速度０．２ｎ
ｍ／ｓｅｃで膜厚が５０ｎｍになるように積層した。

【００６４】次に、下記構造式

【化５】 で示される２−（４−ｔ−ブチルフェニル）−５−（４
−ビフェニリル）−１，３，４−オキサゾール（以下、
ｔＢｕ−ＰＢＤと略す）を蒸着速度０．２ｎｍ／ｓｅｃ
で膜厚が５０ｎｍになるように積層した。

【００６５】さらに、絶縁体層として、ＣｓＣｌ、Ｃｓ
Ｂｒ、ＣｓＩ、ＲｂＣｌ、ＲｂＢｒ、ＲｂＩ、ＫＣｌ、
ＫＢｒ及びＫＩを蒸着速度０．０２ｎｍ／ｓｅｃで膜厚
が０．６ｎｍになるようにそれぞれ積層した。

【００６６】最後に、この基板に２ｍｍ幅のストライプ
状の背面電極形成用のステンレスマスクをかけ、Ａｌを
蒸着速度０．６ｎｍ／ｓｅｃで蒸着させ膜厚が２００ｎ
ｍになるように積層して、陰極を形成して１１種の有機
ＥＬ素子を作製した。

【００６７】実施の形態６ 陰極として、アルミニウムに代えて、ＭｇとＡｇとをそ
れぞれ蒸着速度０．４ｎｍ／ｓｅｃと０．０４ｎｍ／ｓ
ｅｃとで共蒸着させ膜厚が２００ｎｍになるようにした
以外は実施の形態５と同様にして有機ＥＬ素子を作製し
た。

【００６８】比較例３ 絶縁体層として、フッ化リチウムを用いたこと以外は実
施例５、６と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。以上
のようにして作製した有機ＥＬ素子を用い、これらの電
極間に電圧を印加することで、各有機ＥＬ素子の電圧−
電流−輝度特性を測定した。これらの結果を表３に示
す。

【表３】

【００６９】実施の形態７ ５０ｍｍ角のガラス基板上にスパッタリングにより成膜
した膜厚２００ｎｍのＩＴＯを、２ｍｍ幅のストライプ
にパターニングした。これを水洗後、水超音波１０分
間、アセトン超音波洗浄１０分間、イソプロピルアルコ
ール蒸気洗浄５分間を行い、１００℃の乾燥機中で１時
間乾燥した。次に、この基板を抵抗加熱蒸気装置内の基
板ホルダーに固定し、１×１０^-4Ｐａの真空中まで減圧
した。

【００７０】その後、正孔輸送層として、ＮＰＤを蒸着
速度０．２ｎｍ／ｓｅｃで膜厚が５０ｎｍになるように
積層した。

【００７１】次に、発光層として、下記構造式

【化６】 で示されるビス（２−メチル−８−キノリノラート）
（ｐ−フェニルフェノラート）アルミニウム（以下、Ｂ
Ａｌｑと略す）を蒸着速度０．２ｎｍ／ｓｅｃで膜厚が
２０ｎｍになるように積層した。

【００７２】さらに、電子輸送層として、Ａｌｑ３を蒸
着速度０．２ｎｍ／ｓｅｃで膜厚が３０ｎｍになるよう
に積層した。続いて、絶縁体層として、ＣｓＣｌ、Ｃｓ
Ｂｒ、ＣｓＩ、ＲｂＣｌ、ＲｂＢｒ、ＲｂＩ、ＫＣｌ、
ＫＢｒ及びＫＩを蒸着速度０．０２ｎｍ／ｓｅｃで膜厚
が０．６ｎｍになるようにそれぞれ積層した。

【００７３】最後に、この基板に２ｍｍ幅のストライプ
状の背面電極形成用のステンレスマスクをかけ、Ａｌを
蒸着速度０．６ｎｍ／ｓｅｃで蒸着させ、膜厚が２００
ｎｍになるように積層して、陰極を形成して１１種の有
機ＥＬ素子を作製した。

【００７４】実施の形態８ 陰極として、アルミニウムに代えて、ＭｇとＡｇとをそ
れぞれ蒸着させ膜厚が２００ｎｍになるようにした以外
は実施の形態７と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。

【００７５】比較例４ 絶縁体層として、フッ化リチウムを用いたこと以外は実
施の形態７、８と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
以上のようにして作製した有機ＥＬ素子を用い、これら
の電極間に電圧を印加することで、各有機ＥＬ素子の電
圧−電流−輝度特性を測定した。これらの結果を表４に
示す。

【００７６】

【表４】

【００７７】実施の形態９ 実施例７と同様の方法で、ＲｂＣｌの膜厚を０ｎｍ、
０．３ｎｍ、１．０ｎｍ、２．０ｎｍ、４．０ｎｍ、
８．０ｎｍとした６種の有機ＥＬ素子をそれぞれ作製し
た。以上のようにして作製した有機ＥＬ素子を用い、こ
れらの電極間に電圧を印加することで、各有機ＥＬ素子
の電圧−電流−輝度特性を測定した。これらの結果を表
５に示す。

【表５】

【００７８】

【発明の効果】本発明によれば、有機発光材料を含有す
る単層又は多層の膜が陽極及び陰極の１対の電極により
挟持された有機エレクトロルミネッセンス素子の陰極と
単層又は多層の膜との間に、塩化物、臭化物、ヨウ化物
からなる絶縁体層が設けられるので、陰極からの電子の
注入を向上させることができ、低電圧駆動が可能とな
る。

【００７９】また、絶縁体層が、臭化化セシウム、臭化
化ルビジウム、臭化カリウム、塩化セシウム、塩化ルビ
ジウム、塩化カリウム、ヨウ化セシウム、ヨウ化ルビジ
ウム又はヨウ化カリウムである場合及び／又は絶縁体層
が、５．０ｎｍ以下の膜厚で形成されてなる場合には、
陰極からの電子注入効率をさらに向上させることがで
き、より低電圧での駆動が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の有機ＥＬ素子の実施の形態を示す要部
の概略模式断面図である。

【図２】本発明の有機ＥＬ素子の別の実施の形態を示す
要部の概略模式断面図である。

【図３】本発明の有機ＥＬ素子のさらに別の実施の形態
を示す要部の概略模式断面図である。

【図４】本発明の有機ＥＬ素子のさらに異なる実施の形
態を示す要部の概略模式断面図である。

【符号の説明】

１ 基板 ２ 陽極 ３ 正孔輸送層 ４ 発光層（有機発光材料を含有する単層又は多層の
膜） ５ 電子輸送層 ６ 絶縁物層 ７ 陰極

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 有機発光材料を含有する単層又は多層の
   膜が陽極及び陰極の１対の電極により挟持されており、
   前記１対の電極間に電圧を印加もしくは電流を注入する
   ことにより前記有機発光材料を発光させる有機エレクト
   ロルミネッセンス素子であって、前記陰極と単層又は多
   層の膜との間に、塩化物、臭化物又はヨウ化物からなる
   絶縁体層が設けられたことを特徴とする有機エレクトロ
   ルミネッセンス素子。
2. 【請求項２】 絶縁体層が、臭化セシウム、臭化ルビジ
   ウム、臭化カリウム、塩化セシウム、塩化ルビジウム、
   塩化カリウム、ヨウ化セシウム、ヨウ化ルビジウム又は
   ヨウ化カリウムである請求項１記載の素子。
3. 【請求項３】 絶縁体層が、５．０ｎｍ以下の膜厚で形
   成されてなる請求項１記載の素子。