JP2001332386A - Electric field-effect light emitting organic element - Google Patents

Electric field-effect light emitting organic element

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JP2001332386A
JP2001332386A JP2000155107A JP2000155107A JP2001332386A JP 2001332386 A JP2001332386 A JP 2001332386A JP 2000155107 A JP2000155107 A JP 2000155107A JP 2000155107 A JP2000155107 A JP 2000155107A JP 2001332386 A JP2001332386 A JP 2001332386A
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JP
Japan
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group
cathode
layer
light emitting
organic electroluminescent
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Application number
JP2000155107A
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Japanese (ja)
Inventor
Masamichi Fujihira
正道 藤平
Ganzorikku Chimiddo
ガンゾリック チミッド
Yoshiharu Sato
佳晴 佐藤
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Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Mitsubishi Chemical Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electric field-effect light emitting organic element which can be driven at a low voltage, with high luminous efficiency, and in which a stable luminous property can be maintained for a long term. SOLUTION: This is an electric field-effect light emitting organic element having a luminous layer 3 that is pinched by a positive electrode 2 and a negative electrode 5 on a substrate 1. Between the negative electrode 5 and the luminous layer 3, a negative electrode interface layer 4 to contain compound(s) expressed in a formula (1) is installed in contact with the negative electrode 5. (in the formula, R1 to R5 express hydrogen atom, halogen atom, alkyl group, aralkyl group, alkenyl group, cyano group, amino group, acyl group, alkoxycarbonyl group, carboxyl group, alkoxy group, haloalkyl group, hydroxyl group, aromatic hydrocarbon cyclic group or aromatic heterocyclic group which may have substituted group(s), and M shows either atom of sodium, potassium, rubidium, or cesium).

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は有機電界発光素子に
関するものであり、詳しくは、有機化合物から成る発光
層に電界をかけて光を放出する薄膜型デバイスに関する
ものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an organic electroluminescent device, and more particularly, to a thin film device which emits light by applying an electric field to a light emitting layer made of an organic compound.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、薄膜型の電界発光(EL)素子と
しては、無機材料のII−VI族化合物半導体であるZn
S、CaS、SrS等に、発光中心であるMnや希土類
元素(Eu、Ce、Tb、Sm等)をドープしたものが
一般的であるが、上記の無機材料から作製したEL素子
は、 1)交流駆動が必要(50〜1000Hz)、 2)駆動電圧が高い(〜200V)、 3)フルカラー化が困難(特に青色)、 4)周辺駆動回路のコストが高い、 という問題点を有している。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a thin film type electroluminescent (EL) element, Zn, which is a group II-VI compound semiconductor of an inorganic material, is used.
In general, S, CaS, SrS, and the like are doped with Mn or a rare earth element (Eu, Ce, Tb, Sm, or the like) which is a luminescence center. However, EL devices manufactured from the above inorganic materials include: 1) AC drive is required (50-1000 Hz), 2) High drive voltage (up to 200 V), 3) Full color is difficult (especially blue), 4) Peripheral drive circuit has high cost. .

【0003】しかし、近年、上記問題点の改良のため、
有機薄膜を用いたEL素子の開発が行われるようになっ
た。特に、発光効率を高めるため、電極からのキャリア
ー注入の効率向上を目的として電極の種類の最適化を行
い、芳香族ジアミンから成る正孔輸送層と8−ヒドロキ
シキノリンのアルミニウム錯体から成る発光層とを設け
た有機電界発光素子の開発(Appl. Phys. Lett., 51巻,
913頁,1987年)により、従来のアントラセン等の単結
晶を用いたEL素子と比較して発光効率の大幅な改善が
なされ、実用特性に近づいている。
However, in recent years, in order to improve the above problems,
Development of EL devices using organic thin films has been started. In particular, in order to enhance the luminous efficiency, the type of the electrode was optimized for the purpose of improving the efficiency of carrier injection from the electrode, and a hole transport layer composed of an aromatic diamine and a luminescent layer composed of an aluminum complex of 8-hydroxyquinoline were used. Of an organic electroluminescent device equipped with an organic layer (Appl. Phys. Lett., Vol. 51,
913, 1987), the luminous efficiency has been greatly improved as compared with the conventional EL device using a single crystal such as anthracene or the like, and the practical characteristics have been approached.

【0004】上記の様な低分子材料を用いた電界発光素
子の他にも、発光層の材料として、ポリ(p−フェニレ
ンビニレン)、ポリ[2-メトキシ-5-(2-エチルヘキシル
オキシ)-1,4-フェニレンビニレン]、ポリ(3-アルキル
チオフェン)等の高分子材料を用いた電界発光素子の開
発や、ポリビニルカルバゾール等の高分子に低分子の発
光材料と電子移動材料を混合した素子の開発も行われて
いる。
In addition to the electroluminescent device using a low molecular material as described above, poly (p-phenylenevinylene) and poly [2-methoxy-5- (2-ethylhexyloxy)- Development of electroluminescent devices using polymer materials such as 1,4-phenylenevinylene] and poly (3-alkylthiophene), and devices in which a low molecular light emitting material and an electron transfer material are mixed with a polymer such as polyvinyl carbazole Is also being developed.

【0005】このような状況において、有機電界発光素
子の課題としては、駆動安定性の向上と低駆動電圧化の
二点が挙げられる。
[0005] Under such circumstances, there are two problems with the organic electroluminescent device, namely, improvement of driving stability and lowering of driving voltage.

【0006】即ち、有機電界発光素子の駆動時における
電圧が高く、耐熱性を含めた駆動安定性が低いことは、
ファクシミリ、複写機、液晶ディスプレイのバックライ
ト等の光源としては大きな問題であり、特にフルカラー
フラットパネル・ディスプレイ等の表示素子としても望
ましくない。
That is, the fact that the voltage at the time of driving the organic electroluminescent device is high and the driving stability including heat resistance is low is that:
This is a serious problem as a light source for a facsimile, a copying machine, a backlight of a liquid crystal display, etc., and is particularly undesirable as a display element for a full color flat panel display or the like.

【0007】有機電界発光素子の駆動時の不安定性とし
ては、発光輝度の低下、定電流駆動時の電圧上昇、非発
光部分(ダークスポット)の発生等が挙げられる。これ
らの不安定性の原因はいくつか存在するが、主として、
陰極材料、特に、陰極の発光層側の界面の劣化が大きな
要因となっていると考えられる。即ち、有機電界発光素
子の場合、陰極から有機層側への電子注入を容易に行う
ために、通常、陰極材料としてはマグネシウム合金やカ
ルシウム等の低仕事関数金属が用いられるが、これらの
金属は空気中の水分により酸化されやすく、駆動時の不
安定性の大きな要因となっている。低仕事関数金属を用
いた陰極は、素子の駆動電圧を低くするためには有効で
あるが、上述の不安定性のために改善が望まれている。
The instability of the organic electroluminescent device during driving includes a decrease in light emission luminance, an increase in voltage during constant current driving, generation of a non-light emitting portion (dark spot), and the like. There are several sources of these instabilities, but mainly
It is considered that the deterioration of the cathode material, particularly the interface of the cathode on the light emitting layer side is a major factor. That is, in the case of an organic electroluminescent element, a low work function metal such as a magnesium alloy or calcium is usually used as a cathode material in order to easily perform electron injection from the cathode to the organic layer side. It is easily oxidized by moisture in the air, which is a major cause of instability during driving. A cathode using a low work function metal is effective for lowering the driving voltage of the device, but improvement is desired due to the instability described above.

【0008】一方、アルミニウムにリチウム金属を0.01
〜0.1 重量部含有させた合金よりなる陰極が開示されて
いる(特開平5−121172号公報)。この陰極の形成のた
めには、リチウム金属の含有量を厳密に制御する必要が
あるが、真空蒸着法においてアルミニウムとリチウム金
属をそれぞれ独立に蒸着源として用いる2元蒸着によ
り、所望の組成比のアルミニウム・リチウム合金の陰極
層を形成するのはプロセス上困難である。アルミニウム
とリチウムの所望の組成比の合金を予めペレットやター
ゲットの形で作製しておき、電子ビーム蒸着法やスパッ
タ法で陰極を形成することも考えられてはいるが、この
方法では、リチウムとアルミニウムの蒸気圧及びスパッ
タ効率の違いにより、成膜を重ねると蒸着源であるアル
ミニウム・リチウム合金の組成比の変動を起こすとい
う、実用上の問題が存在する。また、金属リチウム原子
は拡散しやすく、隣接する有機層に拡散して発光を消光
すること、更には、水分には非常に敏感であるため、リ
チウム原子を含む陰極が形成された素子では、封止精度
に対する要求が甚だ厳しいものとなるといった不具合も
ある。
On the other hand, lithium metal is added to aluminum in 0.01%.
A cathode made of an alloy containing 0.1 to 0.1 parts by weight is disclosed (JP-A-5-121172). In order to form this cathode, it is necessary to strictly control the content of lithium metal. However, in a vacuum deposition method, binary deposition using aluminum and lithium metal independently as deposition sources has a desired composition ratio. Forming a cathode layer of an aluminum-lithium alloy is difficult in terms of process. It has been considered that an alloy having a desired composition ratio of aluminum and lithium is prepared in the form of a pellet or a target in advance, and a cathode is formed by an electron beam evaporation method or a sputtering method. Due to differences in aluminum vapor pressure and sputtering efficiency, there is a practical problem that the composition ratio of the aluminum-lithium alloy as the vapor deposition source is fluctuated when film formation is repeated. In addition, since metal lithium atoms are easily diffused and diffuse into an adjacent organic layer to extinguish light emission, and because they are extremely sensitive to moisture, in a device in which a cathode containing lithium atoms is formed, sealing is performed. There is also a problem that the requirement for stopping accuracy is extremely severe.

【0009】一方、リチウムを6モル%以上含むアルミ
ニウム合金よりなる陰極も開示されているが(特開平4
−212287号公報)、このような素子でも既述したリチウ
ム金属原子の不安定性のために厳重な保護膜を必要と
し、また、リチウム原子に由来する拡散不安定性を回避
することはできない。
On the other hand, a cathode made of an aluminum alloy containing at least 6 mol% of lithium has been disclosed (Japanese Patent Laid-Open No.
Such a device requires a strict protective film due to the instability of the lithium metal atoms described above, and cannot avoid the diffusion instability caused by the lithium atoms.

【0010】陰極の有機発光層側に接する界面に、フッ
化リチウム、酸化リチウム等の極薄膜無機絶縁層(0.3
〜10nm)を挿入することも検討されているが(Appl. Ph
ys.Lett., 70巻,152頁,1997年;IEEE Trans. Electro
n. Devices,44巻,1245頁,1997年)、有機層との付着
力に難があり、陰極の剥離等によるダークスポット発生
の問題がある。
At the interface in contact with the organic light emitting layer side of the cathode, an extremely thin inorganic insulating layer (0.3
~ 10nm) is also being considered (Appl. Ph
ys. Lett., 70, 152, 1997; IEEE Trans. Electro
n. Devices, vol. 44, p. 1245, 1997), which has a problem in adhesion to an organic layer, and has a problem of dark spot generation due to peeling of a cathode.

【0011】また、安息香酸のリチウム塩の層を同様に
陰極界面に挿入することも報告されているが(Jpn. J.
Appl. Phys.,38巻,L1348頁,1999年)、発光性能が十
分とは言えない。
It has also been reported that a layer of a lithium salt of benzoic acid is similarly inserted at the cathode interface (Jpn. J.
Appl. Phys., 38, L1348, 1999), the light emission performance is not sufficient.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】上述の如く、従来、有
機電界発光素子の陰極材料としては、アルミニウム金属
にリチウムを合金化させたものやリチウム化合物を混合
したものなどが提案されているが、駆動安定性の向上と
低駆動電圧化に有効なものは提供されておらず、更には
製造プロセスにおいても実用上の問題を有するものであ
った。
As described above, as a cathode material of an organic electroluminescent device, a material obtained by alloying lithium with aluminum metal or a material obtained by mixing a lithium compound has been proposed. Nothing effective for improving driving stability and lowering driving voltage has been provided, and furthermore, there is a practical problem in the manufacturing process.

【0013】また、陰極界面に別途界面層を形成するこ
とも提案されているが、発光性能等において、十分な特
性が得られていない。
Although it has been proposed to form an interface layer separately at the cathode interface, sufficient characteristics in light emission performance and the like have not been obtained.

【0014】本発明は上記従来の問題点を解決し、低電
圧、高発光効率で駆動させることができ、かつ長期間に
亙って安定な発光特性を維持できる有機電界発光素子を
提供することを目的とする。
The present invention solves the above-mentioned conventional problems and provides an organic electroluminescent device which can be driven at low voltage and high luminous efficiency and can maintain stable luminous characteristics for a long period of time. With the goal.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】本発明の有機電界発光素
子は、基板上に、陽極及び陰極により挟持された発光層
を有する有機電界発光素子において、前記陰極と発光層
との間に、該陰極に接して、下記一般式(I)で表わさ
れる化合物を含有する陰極界面層が設けられていること
を特徴とする。
According to the present invention, there is provided an organic electroluminescent device having a light emitting layer sandwiched between an anode and a cathode on a substrate, wherein the organic electroluminescent device is provided between the cathode and the light emitting layer. A cathode interface layer containing a compound represented by the following general formula (I) is provided in contact with the cathode.

【0016】[0016]

【化2】 Embedded image

【0017】(式中、R,R,R,R,R
は、各々、独立して水素原子、ハロゲン原子、アルキ
ル基、アラルキル基、アルケニル基、シアノ基、アミノ
基、アシル基、アルコキシカルボニル基、カルボキシル
基、アルコキシ基、ハロアルキル基、水酸基、置換基を
有していてもよい芳香族炭化水素環基又は置換基を有し
ていてもよい芳香族複素環基を表し、Mはナトリウム、
カリウム、ルビジウム、セシウムのいずれかの原子を示
す。)
Wherein R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R
5 each independently represents a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group, an aralkyl group, an alkenyl group, a cyano group, an amino group, an acyl group, an alkoxycarbonyl group, a carboxyl group, an alkoxy group, a haloalkyl group, a hydroxyl group, and a substituent. Represents an aromatic hydrocarbon ring group which may have or an aromatic heterocyclic group which may have a substituent, M is sodium,
Shows any atom of potassium, rubidium, and cesium. )

【0018】即ち、本発明者は、低電圧で高輝度に発光
し、かつ、駆動時においても安定な発光特性を維持で
き、更には、素子作製時に選択し得るプロセス条件の範
囲が広い有機電界発光素子を提供すべく鋭意検討した結
果、基板上に、陽極及び陰極により挟持された発光層を
有する有機電界発光素子において、陰極と発光層との間
に陰極に接して、安息香酸又はその誘導体と特定のアル
カリ金属との塩を含有する陰極界面層を設けることによ
り、上記課題を解決す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。
That is, the present inventor has proposed that the organic light emitting device can emit light with high luminance at a low voltage, maintain stable light emitting characteristics even during driving, and have a wide range of process conditions that can be selected during device fabrication. As a result of intensive studies to provide a light-emitting element, an organic electroluminescent element having a light-emitting layer sandwiched between an anode and a cathode on a substrate, in contact with the cathode between the cathode and the light-emitting layer, benzoic acid or a derivative thereof It has been found that the above problems can be solved by providing a cathode interface layer containing a salt with a specific alkali metal, and the present invention has been completed.

【0019】本発明の有機電界発光素子にあっては、陰
極金属と陰極界面層を構成する上記一般式(I)で表さ
れる有機化合物とで蒸着時に反応が起こり、結果として
電子注入が容易になる反応生成物が陰極界面に形成され
る。この反応生成物の詳細については明らかではない
が、陰極界面層を形成する有機化合物に含まれるアルカ
リ金属が部分的に遊離することが想定される。前述の如
く、従来のリチウム系化合物では遊離したリチウムが拡
散等により移動しやすく、素子の不安定性の原因となっ
ていたのに対し、本発明で使用される有機化合物におい
ては、リチウム原子より原子量が大きく拡散しにくいア
ルカリ金属原子を用いているので、このような不安定性
が回避される。
In the organic electroluminescent device of the present invention, a reaction occurs during deposition between the cathode metal and the organic compound represented by the general formula (I) constituting the cathode interface layer, and as a result, electron injection is facilitated. Is formed at the cathode interface. Although the details of this reaction product are not clear, it is assumed that the alkali metal contained in the organic compound forming the cathode interface layer is partially released. As described above, in a conventional lithium-based compound, free lithium easily moves by diffusion or the like and causes instability of the device, whereas the organic compound used in the present invention has an atomic weight of more than lithium atom. The instability is avoided because an alkali metal atom is used which is difficult to diffuse.

【0020】本発明において、この陰極界面層の膜厚は
0.3〜10nmの範囲内にあることが好ましい。
In the present invention, the thickness of the cathode interface layer is
Preferably it is in the range of 0.3 to 10 nm.

【0021】また、陰極を形成する金属は、アルミニウ
ム、インジウム、マグネシウム、カルシウム、亜鉛、バ
ナジウム、クロム及びスズよりなる群から選ばれる1種
又は2種以上であることが好ましい。
The metal forming the cathode is preferably one or more selected from the group consisting of aluminum, indium, magnesium, calcium, zinc, vanadium, chromium and tin.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】以下に図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0023】図1〜3は本発明の有機電界発光素子の構
造例を模式的に示す断面図であり、1は基板、2は陽
極、3は有機発光層、3aは陽極バッファ層、3bは正
孔輸送層、3cは電子輸送層、4は陰極界面層、5は陰
極を各々表す。
1 to 3 are cross-sectional views schematically showing examples of the structure of the organic electroluminescent device of the present invention, wherein 1 is a substrate, 2 is an anode, 3 is an organic light emitting layer, 3a is an anode buffer layer, and 3b is The hole transport layer, 3c represents an electron transport layer, 4 represents a cathode interface layer, and 5 represents a cathode.

【0024】基板1は有機電界発光素子の支持体となる
ものであり、石英やガラスの板、金属板や金属箔、プラ
スチックフィルムやシートなどが用いられる。特にガラ
ス板や、ポリエステル、ポリメタクリレート、ポリカー
ボネート、ポリスルホンなどの透明な合成樹脂の板が好
ましい。合成樹脂基板を使用する場合にはガスバリア性
に留意する必要がある。基板のガスバリヤ性が低すぎる
と、基板を通過する外気により有機電界発光素子が劣化
することがあるので好ましくない。このため、合成樹脂
基板を用いる場合には、いずれか一方の面又は両面に緻
密なシリコン酸化膜等を設けてガスバリア性を確保する
のが好ましい。
The substrate 1 serves as a support for the organic electroluminescent device, and is made of a quartz or glass plate, a metal plate or a metal foil, a plastic film or a sheet, or the like. Particularly, a glass plate or a plate of a transparent synthetic resin such as polyester, polymethacrylate, polycarbonate, and polysulfone is preferable. When using a synthetic resin substrate, it is necessary to pay attention to gas barrier properties. If the gas barrier property of the substrate is too low, the organic air-emitting device may be deteriorated by outside air passing through the substrate, which is not preferable. Therefore, when a synthetic resin substrate is used, it is preferable to provide a dense silicon oxide film or the like on one or both surfaces to ensure gas barrier properties.

【0025】基板1上には陽極2が設けられる。陽極2
は有機発光層3への正孔注入の役割を果たすものであ
る。この陽極2は、通常、アルミニウム、金、銀、ニッ
ケル、パラジウム、白金等の金属、インジウム及び/又
はスズの酸化物などの金属酸化物、ヨウ化銅などのハロ
ゲン化金属、カーボンブラック、あるいは、ポリ(3-メ
チルチオフェン)、ポリピロール、ポリアニリン等の導
電性高分子などにより構成される。陽極2の形成は通
常、スパッタリング法、真空蒸着法などにより行われる
ことが多い。また、銀などの金属微粒子、ヨウ化銅など
の微粒子、カーボンブラック、導電性の金属酸化物微粒
子、導電性高分子微粉末などの場合には、適当なバイン
ダー樹脂溶液に分散し、基板1上に塗布することにより
陽極2を形成することもできる。更に、導電性高分子の
場合は電解重合により直接基板1上に薄膜を形成した
り、基板1上に導電性高分子を塗布したりすることによ
り、陽極2を形成することもできる(Appl. Phys. Let
t., 60巻,2711頁,1992年)。陽極2は異なる物質で積
層して形成することも可能である。陽極2の厚みは、必
要とする透明性により異なる。透明性が必要とされる場
合は、可視光の透過率を、通常60%以上、好ましくは80
%以上とすることが望ましく、この場合、厚みは、通常
5〜1000nm、好ましくは10〜500nm程度である。不透明で
よい場合は陽極2は基板1と同一でもよい。また、更に
は上記の陽極2の上に異なる導電材料を積層することも
可能である。
An anode 2 is provided on a substrate 1. Anode 2
Plays a role of injecting holes into the organic light emitting layer 3. The anode 2 is usually made of a metal such as aluminum, gold, silver, nickel, palladium, and platinum, a metal oxide such as an oxide of indium and / or tin, a metal halide such as copper iodide, carbon black, or It is composed of a conductive polymer such as poly (3-methylthiophene), polypyrrole, and polyaniline. Usually, the formation of the anode 2 is often performed by a sputtering method, a vacuum evaporation method, or the like. In the case of fine particles of metal such as silver, fine particles of copper iodide or the like, carbon black, fine particles of conductive metal oxide, fine particles of conductive polymer, etc., they are dispersed in an appropriate binder resin solution and To form the anode 2. Further, in the case of a conductive polymer, the anode 2 can also be formed by forming a thin film directly on the substrate 1 by electrolytic polymerization or by coating a conductive polymer on the substrate 1 (Appl. Phys. Let
t., 60, 2711, 1992). The anode 2 can be formed by laminating different materials. The thickness of the anode 2 depends on the required transparency. When transparency is required, the transmittance of visible light is usually 60% or more, preferably 80% or more.
% Or more, and in this case, the thickness is usually
It is about 5 to 1000 nm, preferably about 10 to 500 nm. If opaque, the anode 2 may be the same as the substrate 1. Further, it is also possible to laminate a different conductive material on the anode 2.

【0026】図1の有機電界発光素子では、陽極2の上
には有機発光層3が設けられている。有機発光層3は、
電界を与えられた電極間において、陽極2から注入され
た正孔と陰極4から注入された電子を効率良く輸送して
再結合させ、かつ、再結合により効率良く発光する材料
から形成される。通常、この有機発光層3は発光効率の
向上のために、図2に示す様に、正孔輸送層3bと電子
輸送層3cに分割して機能分離型にすることが行われる
(Appl.Phys.Lett.,51巻,913頁,1987年)。
In the organic electroluminescent device of FIG. 1, an organic light emitting layer 3 is provided on the anode 2. The organic light emitting layer 3
It is made of a material that efficiently transports and recombines holes injected from the anode 2 and electrons injected from the cathode 4 between the electrodes to which an electric field is applied, and emits light efficiently by the recombination. Usually, in order to improve the luminous efficiency, the organic light emitting layer 3 is divided into a hole transport layer 3b and an electron transport layer 3c as shown in FIG. .Lett., 51, 913, 1987).

【0027】上記の機能分離型素子において、正孔輸送
層3bの材料としては、陽極2からの正孔注入効率が高
く、かつ、注入された正孔を効率よく輸送することがで
きる材料であることが必要である。そのためには、イオ
ン化ポテンシャルが小さく、しかも正孔移動度が大き
く、更に安定性に優れ、トラップとなる不純物が製造時
や使用時に発生しにくいことが要求される。
In the above function-separated element, the material of the hole transport layer 3b is a material having a high hole injection efficiency from the anode 2 and capable of transporting the injected holes efficiently. It is necessary. For that purpose, it is required that the ionization potential is small, the hole mobility is large, the stability is further improved, and impurities serving as traps are hardly generated during production or use.

【0028】このような正孔輸送材料としては、例え
ば、4,4'-ビス[N-(1-ナフチル)-N-フェニルアミノ]
ビフェニルで代表される2個以上の3級アミンを含み、
2個以上の縮合芳香族環が窒素原子に置換した芳香族ジ
アミン(特開平5−234681号公報)、4,4',4"-トリス(1-
ナフチルフェニルアミノ)トリフェニルアミン等のスタ
ーバースト構造を有する芳香族アミン化合物(J. Lumi
n.,72-74巻、985頁、1997年)、トリフェニルアミンの
四量体から成る芳香族アミン化合物(Chem.Commun.,217
5頁、1996年)、2,2',7,7'-テトラキス-(ジフェニルア
ミノ)-9,9'-スピロビフルオレン等のスピロ化合物(Syn
th.Metals,91巻、209頁、1997年)等が挙げられる。こ
れらの化合物は、単独で用いてもよいし、必要に応じて
2種以上を混合して用いてもよい。
As such a hole transport material, for example, 4,4′-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenylamino]
Including two or more tertiary amines represented by biphenyl;
Aromatic diamines in which two or more condensed aromatic rings are substituted with nitrogen atoms (JP-A-5-234681), 4,4 ', 4 "-tris (1-
Aromatic amine compounds having a starburst structure such as naphthylphenylamino) triphenylamine (J. Lumi
n., 72-74, 985, 1997), an aromatic amine compound composed of a tetramer of triphenylamine (Chem. Commun., 217).
5, p. 1996), spiro compounds such as 2,2 ', 7,7'-tetrakis- (diphenylamino) -9,9'-spirobifluorene (Syn
th.Metals, vol. 91, p. 209, 1997). These compounds may be used alone or as a mixture of two or more as necessary.

【0029】正孔輸送層3bの材料としては、上記の化
合物以外に、ポリビニルカルバゾール、ポリビニルトリ
フェニルアミン(特開平7−53953号公報)、テトラフェ
ニルベンジジンを含有するポリアリーレンエーテルサル
ホン(Polym.Adv.Tech.,7巻、33頁、1996年)等の高分
子材料も挙げられる。
As a material for the hole transport layer 3b, in addition to the above compounds, polyarylene ether sulfone containing polyvinyl carbazole, polyvinyl triphenylamine (Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-53953), and tetraphenylbenzidine (Polym. Adv. Tech., Vol. 7, p. 33, 1996).

【0030】正孔輸送層3bは、上記の正孔輸送材料を
塗布法あるいは真空蒸着法により、前記陽極2上に積層
することにより形成される。
The hole transport layer 3b is formed by laminating the above hole transport material on the anode 2 by a coating method or a vacuum deposition method.

【0031】塗布法の場合は、正孔輸送材料の1種又は
2種以上に、必要により正孔のトラップにならないバイ
ンダー樹脂や塗布性改良剤などの添加剤を添加し、溶解
して塗布溶液を調製し、スピンコート法などの方法によ
り陽極2上に塗布し、乾燥して正孔輸送層3bを形成す
る。この場合、バインダー樹脂としては、ポリカーボネ
ート、ポリアリレート、ポリエステル等を用いることが
できる。バインダー樹脂はその添加量が多いと正孔移動
度を低下させるので、少ない方が望ましく、通常、50
重量%以下が好ましい。
In the case of the coating method, if necessary, an additive such as a binder resin or a coating property improving agent which does not trap holes is added to one or more of the hole transporting materials, and then dissolved to form a coating solution. Is prepared, coated on the anode 2 by a method such as spin coating, and dried to form the hole transport layer 3b. In this case, polycarbonate, polyarylate, polyester, or the like can be used as the binder resin. If the amount of the binder resin added is large, the hole mobility is reduced.
% By weight or less is preferred.

【0032】真空蒸着法の場合には、正孔輸送材料を真
空容器内に設置されたルツボに入れ、真空容器内を適当
な真空ポンプで10−4Pa程度にまで排気した後、ルツボ
を加熱して、正孔輸送材料を蒸発させ、ルツボと向き合
って置かれた基板1上の陽極2上に正孔輸送層3bを形
成させる。
In the case of the vacuum evaporation method, the hole transporting material is put into a crucible placed in a vacuum vessel, and the inside of the vacuum vessel is evacuated to about 10 −4 Pa by a suitable vacuum pump, and then the crucible is heated. Then, the hole transport material is evaporated to form a hole transport layer 3b on the anode 2 on the substrate 1 placed facing the crucible.

【0033】正孔輸送層3bの膜厚は、通常10〜300n
m、好ましくは30〜100nmである。この様に薄い膜を一様
に形成するためには、一般に真空蒸着法がよく用いられ
る。
The thickness of the hole transport layer 3b is usually 10 to 300 n
m, preferably 30-100 nm. In order to uniformly form such a thin film, generally, a vacuum deposition method is often used.

【0034】なお、正孔注入の効率を更に向上させ、か
つ、有機層全体の陽極への付着力を改善させる目的で、
図3に示す如く、正孔輸送層3bと陽極2との間に陽極
バッファ層3aを形成することも行われている。このよ
うな陽極バッファ層3aを形成することにより、初期の
素子の駆動電圧が下がると同時に、素子を定電流で連続
駆動した時の電圧上昇も抑制できる効果がある。陽極バ
ッファ層に用いられる材料に要求される条件としては、
陽極とのコンタクトがよく均一な薄膜が形成でき、熱的
に安定であること、即ち、融点及びガラス転移温度が高
く、融点としては 300℃以上、ガラス転移温度としては
100℃以上が要求される。更に、イオン化ポテンシャル
が低く、陽極からの正孔注入が容易なこと、正孔移動度
が大きいことが要求される。
For the purpose of further improving the efficiency of hole injection and improving the adhesion of the entire organic layer to the anode,
As shown in FIG. 3, an anode buffer layer 3a is also formed between the hole transport layer 3b and the anode 2. By forming such an anode buffer layer 3a, there is an effect that the initial drive voltage of the element is reduced, and at the same time, the voltage rise when the element is continuously driven with a constant current is suppressed. The conditions required for the material used for the anode buffer layer include:
A uniform thin film can be formed with good contact with the anode and thermally stable, that is, the melting point and glass transition temperature are high, the melting point is 300 ° C or more, and the glass transition temperature is
100 ° C or higher is required. Further, it is required that the ionization potential is low, holes are easily injected from the anode, and the hole mobility is high.

【0035】このような材料としては、従来、銅フタロ
シアニン等のフタロシアニン化合物(特開昭63−295695
号公報)、ポリアニリン(Appl.Phys.Lett.,64巻、1245
頁,1994年)、ポリチオフェン(Optical Materials,9
巻、125頁、1998年)等の有機化合物や、スパッタ・カ
ーボン膜(Synth.Met.,91巻、73頁、1997年)や、バナ
ジウム酸化物、ルテニウム酸化物、モリブデン酸化物等
の金属酸化物(J.Phys.D,29巻、2750頁、1996年)が報
告されている。
As such a material, a phthalocyanine compound such as copper phthalocyanine (JP-A-63-295695) is conventionally used.
Publication), polyaniline (Appl. Phys. Lett., 64, 1245)
P., 1994), polythiophene (Optical Materials, 9)
Vol. 125, 1998), sputtered carbon films (Synth. Met., Vol. 91, p. 73, 1997), and metal oxides such as vanadium oxide, ruthenium oxide and molybdenum oxide. (J. Phys. D, Vol. 29, p. 2750, 1996).

【0036】陽極バッファ層3aも、正孔輸送層3bと
同様にして薄膜形成可能であるが、無機物の場合には、
更に、スパッタ法や電子ビーム蒸着法、プラズマCVD
法を用いることができる。
The anode buffer layer 3a can be formed as a thin film in the same manner as the hole transport layer 3b.
Furthermore, sputtering, electron beam evaporation, plasma CVD
Method can be used.

【0037】この様にして形成される陽極バッファ層3
aの膜厚は、通常3〜100nm、好ましくは10〜50nmであ
る。
The anode buffer layer 3 thus formed
The thickness of a is usually 3 to 100 nm, preferably 10 to 50 nm.

【0038】正孔輸送層3bの上には電子輸送層3cが
設けられる。電子輸送層3cは、電界を与えられた電極
間において陰極からの電子を効率よく正孔輸送層3bの
方向に輸送するために形成され、従って、電子輸送層3
cに用いられる電子輸送性化合物としては、陰極4から
の電子注入効率が高く、かつ、注入された電子を効率よ
く輸送することができる化合物であることが必要であ
る。そのためには、電子親和力が大きく、しかも電子移
動度が大きく、更に安定性に優れ、トラップとなる不純
物が製造時や使用時に発生しにくい化合物であることが
要求される。
An electron transport layer 3c is provided on the hole transport layer 3b. The electron transport layer 3c is formed to efficiently transport electrons from the cathode between the electrodes to which an electric field is applied in the direction of the hole transport layer 3b.
The electron transporting compound used for c needs to be a compound having high electron injection efficiency from the cathode 4 and capable of efficiently transporting the injected electrons. For this purpose, it is required that the compound has a high electron affinity, a high electron mobility, excellent stability, and hardly generates impurities serving as traps during production or use.

【0039】このような条件を満たす材料としては、8
−ヒドロキシキノリンのアルミニウム錯体などの金属錯
体(特開昭59−194393号公報)、10-ヒドロキシベンゾ
[h]キノリンの金属錯体(特開平6−322362号公報)、ビ
ススチリルベンゼン誘導体(特開平1−245087号公報、
同2−222484号公報)などが挙げられる。
As materials satisfying such conditions, 8
Metal complexes such as aluminum complexes of -hydroxyquinoline (JP-A-59-194393);
[h] quinoline metal complex (JP-A-6-322362), bisstyrylbenzene derivative (JP-A-1-245087,
2-222484) and the like.

【0040】これらの化合物を用いた電子輸送層3c
は、一般に、電子を輸送する役割と、正孔と電子の再結
合の際に発光をもたらす役割を同時に果たすことができ
る。ただし、正孔輸送層3bが発光機能を有する場合
は、電子輸送層3cは電子を輸送する役割だけを果たす
場合もある。
Electron transport layer 3c using these compounds
Can generally play a role of transporting electrons and a role of providing light emission upon recombination of holes and electrons. However, when the hole transport layer 3b has a light emitting function, the electron transport layer 3c may only play the role of transporting electrons.

【0041】電子輸送層3cの膜厚は、通常10〜200n
m、好ましくは30〜100nmである。
The thickness of the electron transport layer 3c is usually 10 to 200 n
m, preferably 30-100 nm.

【0042】電子輸送層3cも正孔輸送層3bと同様の
方法で形成することができるが、通常は真空蒸着法が用
いられる。
The electron transporting layer 3c can be formed by the same method as the hole transporting layer 3b, but usually, a vacuum deposition method is used.

【0043】なお、素子の発光効率を向上させるととも
に発光色を変える目的で、例えば、8−ヒドロキシキノ
リンのアルミニウム錯体をホスト材料として、クマリン
等のレーザ用蛍光色素をドープすること(J.Appl.Phy
s.,65巻,3610頁,1989年)等が行われている。この方法
の利点は、 1)高効率の蛍光色素により発光効率が向上、 2)蛍光色素の選択により発光波長が可変、 3)濃度消光を起こす蛍光色素も使用可能、 4)薄膜性のわるい蛍光色素も使用可能、 等が挙げられる。
For the purpose of improving the luminous efficiency of the device and changing the luminescent color, for example, doping a fluorescent dye for laser such as coumarin using an 8-hydroxyquinoline aluminum complex as a host material (J. Appl. Phy
s., 65, 3610, 1989). The advantages of this method are: 1) improved luminous efficiency by high-efficiency fluorescent dye, 2) variable emission wavelength by selecting fluorescent dye, 3) fluorescent dye which causes concentration quenching can be used, 4) fluorescent light with poor thin film property Dyes can also be used.

【0044】素子の駆動寿命を改善する目的において
も、前記発光層材料をホスト材料として、蛍光色素をド
ープすることは有効である。例えば、8−ヒドロキシキ
ノリンのアルミニウム錯体などの金属錯体をホスト材料
として、ルブレンに代表されるナフタセン誘導体(Jpn.
J.Appl.Phys.,7A巻、L824頁、1995年)、キナクリドン
誘導体(Appl.Phys.Lett.,70巻、1665頁、1997年)をホ
スト材料に対して 0.1〜10重量%ドープすることによ
り、素子の発光特性、特に駆動安定性を大きく向上させ
ることができる。発光層ホスト材料に上記ナフタセン誘
導体、キナクリドン誘導体等の蛍光色素をドープする方
法としては、共蒸着による方法と蒸着源を予め所定の濃
度で混合しておく方法がある。
For the purpose of improving the driving life of the device, it is effective to dope a fluorescent dye by using the light emitting layer material as a host material. For example, using a metal complex such as an aluminum complex of 8-hydroxyquinoline as a host material, a naphthacene derivative represented by rubrene (Jpn.
J. Appl. Phys., 7A, L824, 1995), quinacridone derivative (Appl. Phys. Lett., 70, 1665, 1997) doped with 0.1 to 10% by weight based on the host material. Thereby, the light emission characteristics of the element, particularly the driving stability, can be greatly improved. As a method of doping the fluorescent material such as the naphthacene derivative and the quinacridone derivative into the light emitting layer host material, there are a method of co-evaporation and a method of previously mixing an evaporation source at a predetermined concentration.

【0045】機能分離を行わない単層型の有機発光層3
としては、先に挙げたポリ(p-フェニレンビニレン)
(Nature,347巻,539頁,1990年他)、ポリ[2-メトキ
シ-5-(2-エチルヘキシルオキシ)-1,4-フェニレンビニ
レン](Appl.Phys.Lett.,58巻,1982頁,1991年
他)、ポリ(3-アルキルチオフェン)(Jpn.J.Appl.
Phys.,30巻,L1938頁,1991年他)等の高分子材料や、
ポリビニルカルバゾール等の高分子に発光材料と電子移
動材料を混合した系(応用物理,61巻,1044頁,1992
年)等が挙げられる。
Single-layer type organic light emitting layer 3 without function separation
The poly (p-phenylenevinylene) listed above
(Nature, 347, 539, 1990 et al.), Poly [2-methoxy-5- (2-ethylhexyloxy) -1,4-phenylenevinylene] (Appl. Phys. Lett., 58, 1982, 1991 et al.), Poly (3-alkylthiophene) (Jpn. J. Appl.
Phys., 30, L1938, 1991, etc.)
A system in which a luminescent material and an electron transfer material are mixed with a polymer such as polyvinyl carbazole (Applied Physics, 61, 1044, 1992)
Year).

【0046】有機電界発光素子の発光効率を更に向上さ
せる方法として、このような有機発光層3の上に更に電
子注入層を積層することもできる。この電子注入層に用
いられる化合物には、陰極からの電子注入が容易で、電
子の輸送能力が更に大きいことが要求される。この様な
電子輸送材料としては、既に発光層材料として挙げた8
−ヒドロキシキノリンのアルミ錯体、オキサジアゾール
誘導体(Appl.Phys.Lett.,55巻,1489頁,1989年他)やそ
れらをポリメタクリル酸メチル(PMMA)等の樹脂に
分散した系(Appl.Phys.Lett.,61巻,2793頁, 1992
年)、フェナントロリン誘導体(特開平5−331459号公
報)等が挙げられる。この場合、電子注入層の膜厚は、
通常5〜200nm、好ましくは10〜100nmである。
As a method for further improving the luminous efficiency of the organic electroluminescent device, an electron injection layer can be further laminated on such an organic luminescent layer 3. The compound used for the electron injection layer is required to be capable of easily injecting electrons from the cathode and having a higher electron transporting ability. As such an electron transporting material, 8 as already described as a light emitting layer material
-Hydroxyquinoline aluminum complex, oxadiazole derivative (Appl. Phys. Lett., Vol. 55, p. 1489, 1989, etc.) and a system in which they are dispersed in a resin such as polymethyl methacrylate (PMMA) (Appl. Phys. .Lett., 61, 2793, 1992
Year), phenanthroline derivatives (JP-A-5-331459) and the like. In this case, the thickness of the electron injection layer is
It is usually from 5 to 200 nm, preferably from 10 to 100 nm.

【0047】陰極界面層4は有機発光層3、電子輸送層
3c、又は電子注入層の上に積層される。本発明におい
ては、陰極界面層4の形成材料として、前記一般式
(I)で示される有機化合物を用いることを特徴とす
る。
The cathode interface layer 4 is laminated on the organic light emitting layer 3, the electron transport layer 3c, or the electron injection layer. The present invention is characterized in that the organic compound represented by the general formula (I) is used as a material for forming the cathode interface layer 4.

【0048】前記一般式(I)において、R〜R
しては、好ましくは、各々、独立して水素原子;塩素原
子、臭素原子、ヨウ素原子等のハロゲン原子;メチル
基、エチル基等の炭素数1〜6のアルキル基;ベンジル
基、フェネチル基等のアラルキル基;ビニル基等のアル
ケニル基;シアノ基;アミノ基;ジメチルアミノ基、ジ
エチルアミノ基等のジアルキルアミノ基;ジフェニルア
ミノ基;アセチル基等のアシル基;メトキシカルボニル
基、エトキシカルボニル基等の炭素数2〜6のアルコキ
シカルボニル基;カルボキシル基;メトキシ基、エトキ
シ基等の炭素数1〜6のアルコキシ基;トリフルオロメ
チル基等のハロアルキル基;水酸基;フェニル基、ナフ
チル基、アセナフチル基、アントリル基等の芳香族炭化
水素基;ピリジル基、キノリル基、チエニル基、カルバ
ゾリル基、インドリル基、フリル基等の芳香族複素環基
等が挙げられる。これらの芳香族炭化水素基又は芳香族
複素環基に置換する置換基としてはメチル基、エチル基
等の炭素数1〜6のアルキル基;メトキシ基等の炭素数
1〜6のアルコキシ基;フェノキシ基等のアリールオキ
シ基;ベンジルオキシ基等のアリールアルコキシ基;フ
ェニル基、ナフチル基等のアリール基;ジメチルアミノ
基等の置換アミノ基等が挙げられる。R〜R として
は、特に好ましくは、水素原子、炭素数1〜6のアルキ
ル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、フェニル基、ナフ
チル基等のアリール基が挙げられる。
In the general formula (I), R1~ R5When
Preferably, each independently represents a hydrogen atom;
Halogen atom such as atom, bromine atom and iodine atom; methyl
An alkyl group having 1 to 6 carbon atoms such as an alkyl group or an ethyl group; benzyl
Aralkyl groups such as phenyl and phenethyl groups;
Kenyl group; cyano group; amino group; dimethylamino group, di
A dialkylamino group such as an ethylamino group; diphenyla
Amino group; acyl group such as acetyl group; methoxycarbonyl
Alkoxy having 2 to 6 carbon atoms, such as
Cicarbonyl group; carboxyl group; methoxy group, ethoxy
A C1-C6 alkoxy group such as a thio group;
Haloalkyl group such as tyl group; hydroxyl group; phenyl group, naph
Aromatic carbonization such as tyl group, acenaphthyl group and anthryl group
Hydrogen group; pyridyl group, quinolyl group, thienyl group, carba
Aromatic heterocyclic groups such as zolyl group, indolyl group and furyl group
And the like. These aromatic hydrocarbon groups or aromatics
Substituents for the heterocyclic group include methyl and ethyl
C1-C6 alkyl group such as methoxy group;
1 to 6 alkoxy groups; aryloxy such as phenoxy groups
An arylalkoxy group such as a benzyloxy group;
Aryl groups such as phenyl and naphthyl; dimethylamino
And substituted amino groups such as a group. R1~ R 5As
Is particularly preferably an alkyl having 1 to 6 carbon atoms.
, A C 1-6 alkoxy group, a phenyl group, a naph
And an aryl group such as a tyl group.

【0049】Mはナトリウム、カリウム、ルビジウム、
セシウムのいずれかのアルカリ金属原子を示す。
M is sodium, potassium, rubidium,
Indicates any alkali metal atom of cesium.

【0050】前記一般式(I)で表わされる化合物の好
ましい具体例を以下の表1,2に示すが、これらに限定
するものではない。
Preferred specific examples of the compound represented by formula (I) are shown in the following Tables 1 and 2, but are not limited thereto.

【0051】[0051]

【表1】 [Table 1]

【0052】[0052]

【表2】 [Table 2]

【0053】上記化合物は、薄膜化した後でも、安定な
薄膜形状を有し、素子の安定化にも寄与する。本発明の
陰極界面層は、前記一般式(I)で表される化合物の特
色を損なわない範囲で、他の成分を含有していても良
い。
The above compound has a stable thin film shape even after thinning, and contributes to stabilization of the device. The cathode interface layer of the present invention may contain other components as long as the characteristics of the compound represented by the general formula (I) are not impaired.

【0054】陰極界面層4の膜厚は、好ましくは0.3〜1
0nm、特に好ましくは0.5〜5nmである。このような薄い
薄膜を形成するには、一般的には、真空蒸着法が用いら
れる。
The thickness of the cathode interface layer 4 is preferably 0.3 to 1
0 nm, particularly preferably 0.5 to 5 nm. In order to form such a thin film, a vacuum evaporation method is generally used.

【0055】陰極5は、陰極界面層4を介して、有機発
光層3に電子を注入する役割を果たす。本発明におい
て、陰極を形成する金属としては、アルミニウム、イン
ジウム、マグネシウム、カルシウム、亜鉛、バナジウ
ム、クロム、スズ、銅が挙げられ、特に好ましくはアル
ミニウムが挙げられる。
The cathode 5 plays a role of injecting electrons into the organic light emitting layer 3 via the cathode interface layer 4. In the present invention, examples of the metal forming the cathode include aluminum, indium, magnesium, calcium, zinc, vanadium, chromium, tin, and copper, and particularly preferably aluminum.

【0056】本発明の有機電界発光素子では、前述の如
く、これらの陰極金属と陰極界面層を構成する有機化合
物とで蒸着時に反応が起こり、結果として電子注入が容
易になる反応生成物が陰極界面に形成される。
In the organic electroluminescent device of the present invention, as described above, a reaction occurs during the deposition between the cathode metal and the organic compound constituting the cathode interface layer, and as a result, a reaction product which facilitates electron injection is produced by the cathode. Formed at the interface.

【0057】陰極4の膜厚は通常、陽極2と同様であ
る。
The thickness of the cathode 4 is usually the same as that of the anode 2.

【0058】陰極4を保護する目的で、この上にさら
に、仕事関数が高く大気に対して安定な金属材料からな
る、保護層を積層することは素子の安定性を増すため好
ましい。この目的のために、アルミニウム、銅、クロ
ム、金、銀の金属が使われる。保護層に使用される金属
材料は、陰極4に使用される金属材料と同じものであっ
ても異なるものであってもよい。
For the purpose of protecting the cathode 4, it is preferable to further laminate a protective layer made of a metal material having a high work function and being stable to the atmosphere in order to increase the stability of the device. Aluminum, copper, chromium, gold and silver metals are used for this purpose. The metal material used for the protective layer may be the same as or different from the metal material used for the cathode 4.

【0059】なお、図1〜3は、本発明の有機電界発光
素子の実施の形態の一例を示すものであって、何ら本発
明の有機電界発光素子の構成を限定するものではない。
例えば、図1とは逆の構造、即ち、基板1上に陰極5、
陰極界面層4、有機発光層3、陽極2の順に積層するこ
とも可能であり、既述したように少なくとも一方が透明
性の高い2枚の基板の間に本発明の有機電界発光素子を
設けることも可能である。同様に、図2及び図3に示し
た有機電界発光素子についても、前記各層構成とは逆の
構造に積層することも可能である。
FIGS. 1 to 3 show an embodiment of the organic electroluminescent device of the present invention, and do not limit the structure of the organic electroluminescent device of the present invention.
For example, the structure opposite to that of FIG.
It is also possible to laminate the cathode interface layer 4, the organic light emitting layer 3, and the anode 2 in this order. As described above, the organic electroluminescent element of the present invention is provided between two substrates, at least one of which has high transparency. It is also possible. Similarly, the organic electroluminescent devices shown in FIGS. 2 and 3 can be stacked in a structure opposite to the above-described respective layer configurations.

【0060】[0060]

【実施例】次に、実施例及び比較例を挙げて本発明を更
に具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限
り、以下の実施例により限定されるものではない。
EXAMPLES Next, the present invention will be described more specifically with reference to examples and comparative examples, but the present invention is not limited to the following examples unless it exceeds the gist.

【0061】実施例1 図2に示す構造を有する有機電界発光素子を以下の方法
で作製した。
Example 1 An organic electroluminescent device having the structure shown in FIG. 2 was manufactured by the following method.

【0062】ガラス基板1上にインジウム・スズ酸化物
(ITO)透明導電膜を150nm堆積したもの(三容真空
社製;シート抵抗15Ω)を通常のフォトリソグラフィ技
術と塩酸エッチングを用いて3mm幅のストライプにパタ
ーニングして陽極2を形成した。パターン形成したIT
O基板を、アセトンによる超音波洗浄、純水による水
洗、イソプロピルアルコールによる超音波洗浄の順で洗
浄後、窒素ブローで乾燥させ、最後に紫外線オゾン洗浄
を行って、真空蒸着装置内に設置した。
A transparent conductive film of indium tin oxide (ITO) having a thickness of 150 nm (manufactured by Sanyo Vacuum; sheet resistance of 15Ω) having a width of 3 mm was formed on the glass substrate 1 by using ordinary photolithography and hydrochloric acid etching. The anode 2 was formed by patterning into a stripe. Patterned IT
The O substrate was cleaned in the order of ultrasonic cleaning with acetone, water cleaning with pure water, and ultrasonic cleaning with isopropyl alcohol, dried with nitrogen blow, and finally cleaned with ultraviolet and ozone, and set in a vacuum evaporation apparatus.

【0063】上記装置の粗排気を油回転ポンプにより行
った後、装置内の真空度が2×10 Torr(約2.7×10
−4Pa)以下になるまで液体窒素トラップを備えた油拡
散ポンプを用いて排気し、その後、この装置内に配置さ
れたタンタルボートに入れた以下に示す4,4'-ビス[N-
(m-トリル)-N-フェニルアミノ]ビフェニルをタンタ
ルボートを通電加熱して蒸着を行った。蒸着時の真空度
は3×10−6Torr(約4.0×10−4Pa)で、蒸着速度0.
2nm/秒で膜厚75nmの正孔輸送層3bを形成した。
[0063] After the crude exhaust oil rotary pump of the device, the vacuum degree in the apparatus 2 × 10 - 6 Torr (about 2.7 × 10
-4 Pa) or less using an oil diffusion pump equipped with a liquid nitrogen trap, and then the following 4,4'-bis [N-
(M-tolyl) -N-phenylamino] biphenyl was deposited by heating a tantalum boat with electric current. The degree of vacuum at the time of vapor deposition was 3 × 10 −6 Torr (about 4.0 × 10 −4 Pa), and the vapor deposition rate was 0.
The hole transport layer 3b having a thickness of 75 nm was formed at 2 nm / sec.

【0064】[0064]

【化3】 Embedded image

【0065】引き続き、発光機能を有する電子輸送層3
cの材料として、以下の構造式に示すアルミニウムの8
−ヒドロキシキノリン錯体、Al(CHNO)を正孔輸送
層3bと同様にして蒸着した。蒸着時の真空度は3×10
−6Torr(約4.0×10−4Pa)で、蒸着速度0.25nm/秒
で、膜厚75nmの電子輸送層3cを形成した。
Subsequently, the electron transport layer 3 having a light emitting function
As the material of c, 8 of aluminum represented by the following structural formula:
-Hydroxyquinoline complex, Al (C 9 H 6 NO) 3 was deposited in the same manner as the hole transport layer 3b. The degree of vacuum during deposition is 3 × 10
The electron transport layer 3c having a thickness of 75 nm was formed at -6 Torr (about 4.0 × 10 -4 Pa) at a deposition rate of 0.25 nm / sec.

【0066】[0066]

【化4】 Embedded image

【0067】続いて、電子輸送層3cの上に、表1の化
合物(1)を、同様にして蒸着速度0.05nm/秒で蒸着し
て膜厚2nmの陰極界面層4を形成した。蒸着時の真空度
は3×10−6Torr(約4×10−4Pa)であった。
Subsequently, the compound (1) shown in Table 1 was similarly deposited on the electron transporting layer 3c at a deposition rate of 0.05 nm / sec to form a cathode interface layer 4 having a thickness of 2 nm. The degree of vacuum at the time of vapor deposition was 3 × 10 −6 Torr (about 4 × 10 −4 Pa).

【0068】上記の正孔輸送層3b、電子輸送層3c及
び陰極界面層4を真空蒸着する時の基板温度は室温に保
持した。
The substrate temperature during vacuum deposition of the above-described hole transport layer 3b, electron transport layer 3c and cathode interface layer 4 was kept at room temperature.

【0069】ここで、陰極界面層4までの蒸着を行った
素子に、陰極蒸着用のマスクとして3mm幅のストライプ
状シャドーマスクを、陽極2のITOストライプとは直
交するように素子に密着させた。このマスク交換作業は
真空をやぶらずに行った。
Here, a stripe-shaped shadow mask having a width of 3 mm as a mask for the cathode deposition was adhered to the device on which the vapor deposition up to the cathode interface layer 4 was performed so as to be orthogonal to the ITO stripe of the anode 2. . This mask replacement operation was performed without breaking the vacuum.

【0070】続いて、陰極5として、アルミニウムを蒸
着速度1nm/秒で陰極界面層4上に膜厚 100nmで形成し
た。蒸着時の真空度は6.0×10−5Torr(約8×10−4P
a)であった。陰極蒸着時の基板温度は室温に保持し
た。
Subsequently, aluminum was formed as the cathode 5 on the cathode interface layer 4 at a deposition rate of 1 nm / sec to a thickness of 100 nm. The degree of vacuum during the deposition is 6.0 × 10 −5 Torr (about 8 × 10 −4 P
a). The substrate temperature during the cathode deposition was kept at room temperature.

【0071】以上の様にして、3mm×3mmのサイズの有機
電界発光素子が得られた。
As described above, an organic electroluminescent device having a size of 3 mm × 3 mm was obtained.

【0072】この素子を陰極蒸着装置から取り出した
後、大気中において陽極と陰極間とに順方向の電圧を印
加して発光特性を測定した。この素子の輝度−電流密度
特性を図4のグラフに示す。グラフの傾きから求めた電
流発光効率は 3.0cd/Aであった。
After taking out the device from the cathode vapor deposition apparatus, a forward voltage was applied between the anode and the cathode in the air, and the light emission characteristics were measured. FIG. 4 is a graph showing the luminance-current density characteristics of this device. The current emission efficiency obtained from the slope of the graph was 3.0 cd / A.

【0073】比較例1 陰極界面層の構成材料として安息香酸のリチウム塩を用
いた他は、実施例1と同様にして素子を作製し、得られ
た素子の発光特性を測定した。この素子の輝度−電流密
度特性を図4のグラフに示す。グラフの傾きから求めた
電流発光効率は1.7cd/Aであった。
Comparative Example 1 A device was prepared in the same manner as in Example 1 except that a lithium salt of benzoic acid was used as a constituent material of the cathode interface layer, and the light emitting characteristics of the obtained device were measured. FIG. 4 is a graph showing the luminance-current density characteristics of this device. The current emission efficiency obtained from the slope of the graph was 1.7 cd / A.

【0074】実施例2 陰極界面層の構成材料として表1の化合物(17)を各々
用いた他は、実施例1と同様にして素子を作製し、得ら
れた素子の発光特性を測定した。この素子の輝度−電流
密度特性を図4のグラフに示す。グラフの傾きから求め
た電流発光効率は 2.3cd/Aであった。
Example 2 A device was prepared in the same manner as in Example 1 except that each of the compounds (17) in Table 1 was used as a constituent material of the cathode interface layer, and the emission characteristics of the obtained device were measured. FIG. 4 is a graph showing the luminance-current density characteristics of this device. The current emission efficiency obtained from the slope of the graph was 2.3 cd / A.

【0075】比較例2 陰極界面層としてフッ化リチウム層を膜厚0.8nmで形成
した他は、実施例1と同様にして素子を作製し、得られ
た素子の発光特性を測定した。この素子の輝度−電流密
度特性を図4のグラフに示す。グラフの傾きから求めた
電流発光効率は1.8cd/Aであった。
Comparative Example 2 A device was prepared in the same manner as in Example 1 except that a lithium fluoride layer was formed to a thickness of 0.8 nm as a cathode interface layer, and the light emitting characteristics of the obtained device were measured. FIG. 4 is a graph showing the luminance-current density characteristics of this device. The current emission efficiency obtained from the slope of the graph was 1.8 cd / A.

【0076】比較例3 陰極界面層を設けない他は実施例1と同様にして素子を
作製し、得られた素子の発光特性を測定した。この素子
の輝度−電流密度特性を図4のグラフに示す。グラフの
傾きから求めた電流発光効率は0.95cd/Aであった。
Comparative Example 3 A device was prepared in the same manner as in Example 1 except that the cathode interface layer was not provided, and the light emitting characteristics of the obtained device were measured. FIG. 4 is a graph showing the luminance-current density characteristics of this device. The current emission efficiency obtained from the slope of the graph was 0.95 cd / A.

【0077】実施例1,2及び比較例1〜3にて作製し
た各素子の電流発光効率の値から明らかなように、本発
明の有機電界発光素子は、従来公知の材料による陰極界
面層を有する素子に比べて、発光効率が優れることがわ
かる。
As is clear from the values of the current luminous efficiencies of the devices manufactured in Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 3, the organic electroluminescent device of the present invention has a cathode interface layer made of a conventionally known material. It can be seen that the luminous efficiency is superior to the element having the luminous efficiency.

【0078】[0078]

【発明の効果】以上詳述した通り、本発明に係る陰極界
面層を形成することにより、低電圧において高輝度、高
効率で発光させることが可能となり、更には高電流密度
の駆動においても安定であり、保存時の劣化の少ない素
子を得ることができる。
As described in detail above, by forming the cathode interface layer according to the present invention, it is possible to emit light with high luminance and high efficiency at a low voltage, and to stably operate at a high current density. Thus, an element with less deterioration during storage can be obtained.

【0079】従って、本発明による有機電界発光素子は
フラットパネル・ディスプレイ(例えばOAコンピュー
タ用や壁掛けテレビ)、車載表示素子、携帯電話表示や
面発光体としての特徴を生かした光源(例えば、複写機
の光源、液晶ディスプレイや計器類のバックライト光
源)、表示板、標識灯への応用が考えられ、その技術的
価値は大きいものである。
Therefore, the organic electroluminescent device according to the present invention can be used as a light source (for example, a copier) for a flat panel display (for example, for an OA computer or a wall-mounted television), an on-vehicle display device, a mobile phone display, or a surface illuminator. , Light sources for liquid crystal displays and backlights for instruments and the like, display boards, and sign lamps, and their technical value is great.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の有機電界発光素子の実施の形態を示す
模式断面図である。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view illustrating an embodiment of an organic electroluminescent device of the present invention.

【図2】本発明の有機電界発光素子の他の実施の形態を
示す模式断面図である。
FIG. 2 is a schematic sectional view showing another embodiment of the organic electroluminescent device of the present invention.

【図3】本発明の有機電界発光素子の別の実施の形態を
示す模式断面図である。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing another embodiment of the organic electroluminescent device of the present invention.

【図4】実施例1,2及び比較例1〜3における輝度−
電流密度特性を表すグラフである。
FIG. 4 shows luminance in Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 3.
4 is a graph showing current density characteristics.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 基板 2 陽極 3 有機発光層 3a 陽極バッファ層 3b 正孔輸送層 3c 電子輸送層 4 陰極界面層 5 陰極 Reference Signs List 1 substrate 2 anode 3 organic light emitting layer 3a anode buffer layer 3b hole transport layer 3c electron transport layer 4 cathode interface layer 5 cathode

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 3K007 AB02 AB03 AB06 AB11 BA06 CA01 CB01 DA01 DB03 EA02 EB00  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 3K007 AB02 AB03 AB06 AB11 BA06 CA01 CB01 DA01 DB03 EA02 EB00

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板上に、陽極及び陰極により挟持され
た発光層を有する有機電界発光素子において、前記陰極
と発光層との間に、該陰極に接して、下記一般式(I)
で表わされる化合物を含有する陰極界面層が設けられて
いることを特徴とする有機電界発光素子。 【化1】 (式中、R,R,R,R,Rは、各々、独立
して水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アラルキル
基、アルケニル基、シアノ基、アミノ基、アシル基、ア
ルコキシカルボニル基、カルボキシル基、アルコキシ
基、ハロアルキル基、水酸基、置換基を有していてもよ
い芳香族炭化水素環基又は置換基を有していてもよい芳
香族複素環基を表し、Mはナトリウム、カリウム、ルビ
ジウム、セシウムのいずれかの原子を示す。)
1. An organic electroluminescent device having a light-emitting layer sandwiched between an anode and a cathode on a substrate, wherein, between the cathode and the light-emitting layer, the following general formula (I)
An organic electroluminescent device comprising a cathode interface layer containing a compound represented by the formula: Embedded image (Wherein, R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , and R 5 each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group, an aralkyl group, an alkenyl group, a cyano group, an amino group, an acyl group, an alkoxy group, A carbonyl group, a carboxyl group, an alkoxy group, a haloalkyl group, a hydroxyl group, an optionally substituted aromatic hydrocarbon ring group or an optionally substituted aromatic heterocyclic group, and M is sodium , Potassium, rubidium, or cesium.)
【請求項2】 前記陰極界面層の膜厚が0.3〜10nmの範
囲内にあることを特徴とする請求項1に記載の有機電界
発光素子。
2. The organic electroluminescent device according to claim 1, wherein the thickness of the cathode interface layer is in the range of 0.3 to 10 nm.
【請求項3】 前記陰極を形成する金属がアルミニウ
ム、インジウム、マグネシウム、カルシウム、亜鉛、バ
ナジウム、クロム及びスズよりなる群から選ばれる1種
又は2種以上であることを特徴とする請求項1又は2に
記載の有機電界発光素子。
3. The method according to claim 1, wherein the metal forming the cathode is at least one member selected from the group consisting of aluminum, indium, magnesium, calcium, zinc, vanadium, chromium, and tin. 3. The organic electroluminescent device according to 2.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7785718B2 (en) 2003-12-16 2010-08-31 Panasonic Corporation Organic electroluminescent device and method for manufacturing the same

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