JP2002175888A - Organic el element - Google Patents

Organic el element

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JP2002175888A
JP2002175888A JP2000374644A JP2000374644A JP2002175888A JP 2002175888 A JP2002175888 A JP 2002175888A JP 2000374644 A JP2000374644 A JP 2000374644A JP 2000374644 A JP2000374644 A JP 2000374644A JP 2002175888 A JP2002175888 A JP 2002175888A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an organic EL element which has element reliability for element leakage inhibition or the like obtained when an insulating layer or a resistance layer is used as a hole injection layer, and further which prevents elevation of a drive voltage that is a drawback, and which has high reliability and in which the drive voltage is low. SOLUTION: This organic EL element has at least one organic layer, including an organic luminous layer between a pair of electrodes composed of the hole injection electrode and an electron injection electrode, and this has a metal layer containing a metal layer, having a larger work function than that of the hole injection electrode between the hole injection electrode and the organic layer; and this is made to be the organic EL element of a constitution, having an insulation layer or resistance layer between the metal layer and the organic layer.

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】この発明は、正孔と電子の再
結合により光を発する有機材料を用いた有機エレクトロ
ルミネセンス素子(有機EL素子)に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an organic electroluminescent device (organic EL device) using an organic material which emits light by recombination of holes and electrons.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、占有面積の減少への観点からフラ
ットパネルディスプレイへの要求が高まっており、軽量
でバックライトを必要としないエレクトロルミネッセン
ス素子(以下、EL素子と略す)を用いたデバイスが注
目されている。EL素子には有機EL素子と無機EL素
子がある。このうちの有機EL素子は無機EL素子と異
なり、20V程度の低電圧で駆動することができるとい
う利点を有している。
2. Description of the Related Art In recent years, there has been an increasing demand for flat panel displays from the viewpoint of reducing the occupied area, and a device using an electroluminescent element (hereinafter abbreviated as EL element) which is lightweight and does not require a backlight has been developed. Attention has been paid. EL elements include organic EL elements and inorganic EL elements. Among these, the organic EL element has an advantage that it can be driven at a low voltage of about 20 V, unlike the inorganic EL element.

【0003】有機EL素子の構造としては正孔注入電極
と電子注入電極の間に、正孔注入輸送層と有機発光層兼
電子注入輸送層とを有する2層構造や、あるいは、有機
発光層兼正孔注入輸送層と電子注入輸送層とを有する2
層靖造のもの等がある。
[0003] The structure of the organic EL device is a two-layer structure having a hole injection / transport layer and an organic light emitting layer / electron injection / transport layer between a hole injection electrode and an electron injection electrode, or an organic light emitting layer / positive layer. 2 having a hole injection transport layer and an electron injection transport layer
There is one of layer Yasushizo.

【0004】また、2層以上の構造としては正孔注入輸
送層、有機発光層、電子注入輸送層を有するものがあ
る。あるいは発光層と正孔注入輸送層と電子注入輸送層
とを1つの層にまとめて有する単層構造も知られてい
る。
As a structure having two or more layers, there is a structure having a hole injection / transport layer, an organic light emitting layer, and an electron injection / transport layer. Alternatively, a single-layer structure having a light-emitting layer, a hole injection / transport layer, and an electron injection / transport layer in one layer is also known.

【0005】これら有機EL素子において、実用的な電
力において実用的な輝度を得るために、上記した構造の
ように、正孔、電子を効率よく有機発光層に注入輸送す
るための注入層が必要になる。
In these organic EL devices, an injection layer for efficiently injecting and transporting holes and electrons into the organic light emitting layer as in the above-described structure is required in order to obtain practical brightness at practical power. become.

【0006】効率の高い有機EL素子を作製するために
これまで公開されている技術としては、例えば以下に示
すものがある。
Techniques disclosed so far for producing an organic EL element with high efficiency include the following, for example.

【0007】特開平6−5369号公報では正孔注入電
極ITOに接してITOよりも仕事関数が大きな金属を
積層して、有機層への注入障壁を低くすることで効率の
良い有機EL素子を作製する方法が公開されている。し
かし、ITOよりも仕事関数が大きな金属としてここで
示されているPt、Au等は有機層との接合性が悪い為
に金属膜と有機膜界面で膜剥離が起こりやすく、素子の
電流リークや寿命等の信頼性が極めて低くなることが問
題として挙げられる。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-5369 discloses a highly efficient organic EL device in which a metal having a larger work function than ITO is stacked in contact with a hole injection electrode ITO to lower an injection barrier to an organic layer. The method of making is disclosed. However, Pt, Au, and the like, which are shown as metals having a higher work function than ITO, have poor bonding properties with the organic layer, so that film separation easily occurs at the interface between the metal film and the organic film, and current leakage of the element and One of the problems is that the reliability such as the life is extremely low.

【0008】また、特開平9−63771号公報では陽
極と有機化合物の間に仕事関数が大きい金属酸化物薄膜
を挿入し、有機化合物とのエネルギーギャップを小さく
して駆動電圧を下げる試みが示されている。金属酸化物
を用いることで、前記接合性の低下という問題は回避で
きる。しかし、この方法では金属酸化物薄膜が導電性で
ある為、素子の電流リークを阻止できないという問題点
があり、やはり信頼性が低下してしまう。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-63771 discloses an attempt to lower the drive voltage by inserting a metal oxide thin film having a large work function between an anode and an organic compound to reduce the energy gap with the organic compound. ing. By using a metal oxide, the problem of a decrease in the bonding property can be avoided. However, in this method, since the metal oxide thin film is conductive, there is a problem that current leakage of the element cannot be prevented, and the reliability is also lowered.

【0009】ITOに接する正孔注入輸送層は、通常有
機材料で構成されているが、有機EL素子に用いられる
有機材料は比較的高価であり、製造コストの面で問題が
ある。このため、素子のリークを抑制する目的もあり、
正孔注入輸送層を安価でリーク耐性が高い、無機絶縁層
あるいは無機高抵抗層等の無機材料で置き換える試みも
なされている。
The hole injecting / transporting layer in contact with ITO is usually made of an organic material. However, the organic material used for the organic EL device is relatively expensive, and there is a problem in terms of manufacturing cost. For this reason, there is also a purpose of suppressing leakage of the element,
Attempts have been made to replace the hole injecting and transporting layer with an inorganic material such as an inorganic insulating layer or an inorganic high resistance layer, which is inexpensive and has high leak resistance.

【0010】例えば、特開平8−288069号公報で
は、陽極及び陰極と有機化合物の間に絶縁性薄膜層を挿
入することで有機EL素子のリークやショートを抑制す
る方法が報告されている。この方法では、素子寿命に対
して効果が有るものの、一方で絶縁層は正孔注入機能が
低い為、駆動電圧の上昇が起こり、低電圧駆動であると
いう有機EL素子の利点を生かすことができず、消費電
力も増加してしまう。
For example, JP-A-8-288069 reports a method of suppressing leakage and short circuit of an organic EL element by inserting an insulating thin film layer between an anode and a cathode and an organic compound. Although this method has an effect on the life of the device, on the other hand, since the insulating layer has a low hole injection function, the driving voltage increases, and the advantage of the organic EL device that the device is driven at a low voltage can be used. Power consumption also increases.

【0011】同様に、リークの問題を解決する為に、特
開平11−162646号公報では、誘電体薄膜層を挿
入する手法が試みられている。この公報の実施例では駆
動電圧の低下が示されているが、この公報の構造では誘
電体薄膜層は正孔注入層側、電子注入層側の双方に必須
であり、この公報で比較例として述べられている通り正
孔注入層側のみに誘電体薄膜層を配した場合では、駆動
電圧の上昇が起こっている。即ち実効的に、正孔注入層
に対して電圧低下の効果はなく、電子注入層側にアルカ
リ金属を配したことによる電圧降下の結果であると考え
られる。
Similarly, in order to solve the problem of leakage, Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-162646 has attempted to insert a dielectric thin film layer. Although the embodiments of this publication show a decrease in driving voltage, the structure of this publication requires a dielectric thin film layer on both the hole injection layer side and the electron injection layer side. As described, when the dielectric thin film layer is provided only on the hole injection layer side, the driving voltage increases. That is, it is considered that the voltage drop effect is not effectively exerted on the hole injection layer but is caused by the voltage drop caused by disposing the alkali metal on the electron injection layer side.

【0012】また、特開2000−100575号公報
では、無機絶縁性正孔注入層を配して、この正孔注入層
にCu、Fe、Ni、Ru、Sn、Auを含有して無機
絶縁性正孔注入層の注入性を高めることが開示されてい
る。しかし、絶縁層に導電体を含有することは、含有量
が多いと低抵抗膜となり、リーク抑制に悪影響が起こ
り、含有量が少ないと特開平8−288069号公報と
同様に正孔注入性が低下し、駆動電圧が上昇するという
トレードオフの関係となり、両者を同時に成立させるこ
とは困難である。さらに、これらの金属ではITOの仕
事関数よりも高いものも低いものも存在するため、仕事
関数を合わせる考えかたは存在していない。
In Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-100575, an inorganic insulating hole-injecting layer is provided, and the hole-injecting layer contains Cu, Fe, Ni, Ru, Sn, and Au. It is disclosed that the injection property of the hole injection layer is improved. However, when a conductor is contained in the insulating layer, if the content is large, a low-resistance film is formed, which adversely affects the suppression of leakage. If the content is small, the hole injecting property is reduced as in JP-A-8-288069. There is a trade-off relationship in which the drive voltage decreases and the drive voltage increases, and it is difficult to achieve both at the same time. Furthermore, since some of these metals have higher or lower work functions than those of ITO, there is no way to match the work functions.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、絶縁
層あるいは抵抗層を正孔注入層に用いたときに得られる
素子リーク抑制等の素子信頼性を有し、さらに、その短
所である駆動電圧の上昇を防ぎ、信頼性が高く駆動電圧
が低い有機EL素子を提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to have element reliability such as element leakage suppression obtained when an insulating layer or a resistive layer is used as a hole injection layer, and further have its disadvantages. An object of the present invention is to provide an organic EL device which prevents a rise in drive voltage and has a high reliability and a low drive voltage.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】陽極と有機層との間に高
仕事関数を有する金属層を配し、かつその金属と有機層
との間に絶縁層を有する構造にする。高仕事関数金属の
作用により有機層への注入性が向上し駆動電圧が低下
し、かつ絶縁層を配することでリーク抑制が行われる。
A metal layer having a high work function is provided between an anode and an organic layer, and an insulating layer is provided between the metal and the organic layer. By the action of the high work function metal, the injection property into the organic layer is improved, the driving voltage is reduced, and the leak is suppressed by providing the insulating layer.

【0015】すなわち、上記目的は以下の本発明の構成
により達成される。 (1) 正孔注入電極と電子注入電極からなる一対の電
極間に、有機発光層を含む一層以上の有機層を有する有
機EL素子であって、前記正孔注入電極と前記有機層の
間に正孔注入電極よりも仕事関数が大きな金属元素を含
有する金属層を有し、前記金属層と前記有機層の間に絶
縁層または抵抗層を有する有機EL素子。 (2) 前記絶縁層または抵抗層が無機材料により形成
されている上記(1)の有機EL素子。 (3) 前記絶縁層または抵抗層が酸化ケイ素または酸
化ゲルマニウムを主成分とする上記(2)の有機EL素
子。 (4) 前記金属層はPt、Au、Pd、Ni、Re、
Co、Se、およびIrから選択される1種または2種
以上の元素を含有する上記(1)〜(3)のいずれかの
有機EL素子。 (5) 前記金属層の膜厚は0.1〜2nmである上記
(1)〜(4)のいずれかの有機EL素子。 (6) 前記正孔注入電極、金属層、および絶縁層また
は抵抗層の光透過率が80%以上である上記(1)〜
(5)のいずれかの有機EL素子。
That is, the above object is achieved by the following constitution of the present invention. (1) An organic EL device having one or more organic layers including an organic light emitting layer between a pair of electrodes composed of a hole injection electrode and an electron injection electrode, wherein the organic EL element has a structure between the hole injection electrode and the organic layer. An organic EL device comprising: a metal layer containing a metal element having a work function larger than that of a hole injection electrode; and an insulating layer or a resistance layer between the metal layer and the organic layer. (2) The organic EL device according to (1), wherein the insulating layer or the resistance layer is formed of an inorganic material. (3) The organic EL device according to the above (2), wherein the insulating layer or the resistance layer contains silicon oxide or germanium oxide as a main component. (4) The metal layer is made of Pt, Au, Pd, Ni, Re,
The organic EL device according to any one of the above (1) to (3), containing one or more elements selected from Co, Se, and Ir. (5) The organic EL device according to any one of (1) to (4), wherein the thickness of the metal layer is 0.1 to 2 nm. (6) The above (1) to (1) to wherein the hole injection electrode, the metal layer, and the insulating layer or the resistance layer have a light transmittance of 80% or more.
The organic EL device according to any one of (5).

【発明の実施の形態】本発明の有機EL素子は、基板上
に正孔注入電極と電子注入電極を有し、これらの電極間
に有機発光層を有している。そして、前記正孔注入電極
と前記有機層との間に、正孔注入電極よりも高い仕事関
数を有する金属元素を含有する金属層と、それに接して
絶縁層または抵抗層を有するものである。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The organic EL device of the present invention has a hole injection electrode and an electron injection electrode on a substrate, and has an organic light emitting layer between these electrodes. Further, a metal layer containing a metal element having a higher work function than the hole injection electrode is provided between the hole injection electrode and the organic layer, and an insulating layer or a resistance layer is in contact with the metal layer.

【0016】ここで絶縁層とは、比抵抗が108 Ω・cm
以上である材料を含有する層であり、抵抗層とは、比抵
抗が108 ・cm〜10-2 ・cmの範囲の材料を有する層
である。絶縁層の定義は、例えばS.M.ジィーの著
書、“半導体デバイス”、産業図書株式会社、1987
年、に記載されている。抵抗層における比抵抗の範囲
は、絶縁層以下の比抵抗を有し、有機EL素子に用いら
れる有機材料以上の比抵抗を有することが好ましく、上
記範囲が好ましい。
Here, the insulating layer has a specific resistance of 10 8 Ω · cm.
The resistance layer is a layer containing a material having a specific resistance in the range of 10 8 cm to 10 -2 cm. The definition of the insulating layer is, for example, S.M. M. Jie's book, "Semiconductor Device", Sangyo Tosho Co., Ltd., 1987
Year, is listed in. The range of the specific resistance of the resistance layer is preferably lower than that of the insulating layer and higher than that of the organic material used for the organic EL device, and the above range is preferable.

【0017】本発明における有機EL素子での絶縁層を
構成する材料としては、例えば特開平8−288069
号公報に記載されているものを用いることができる。具
体的には、AIN、BN、GaN、Li3N、Si3
4 、TaN、TiN等の窒化物、Al23 、BaO、
CaO、Fe23 、GeO、GeO2 、MgO、Ni
O、SiO、SiO2 、TiO、TiO2 、Ti2
3 、Y23 等の酸化物、CuS、EuS、GeS、S
nS、SrS、ZnS等の硫化物、SiC、TiC等の
炭化物、AIF、BaF2 、FeF3 、LiF、MgF
2 等のフッ化物、更にはポリエチレン、ポリプロピレ
ン、ポリエチレンテレフタレート、ポリメチルメタクリ
レート、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリウレタ
ン、ポリイミド等の高分子材料を使用することができ
る。
As a material constituting the insulating layer in the organic EL device of the present invention, for example, JP-A-8-288069
The one described in Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. H10-260, can be used. Specifically, AIN, BN, GaN, Li 3 N, Si 3 N
4, TaN, nitrides such as TiN, Al 2 0 3, BaO ,
CaO, Fe 2 0 3, GeO , GeO 2, MgO, Ni
O, SiO, SiO 2 , TiO, TiO 2 , Ti 20
3, Y 2 0 oxide such as 3, CuS, EuS, GeS, S
Sulfides such as nS, SrS and ZnS, carbides such as SiC and TiC, AIF, BaF 2 , FeF 3 , LiF and MgF
For example , fluorides such as polyethylene, polypropylene, polyethylene terephthalate, polymethyl methacrylate, polystyrene, polycarbonate, polyurethane, and polyimide can be used.

【0018】絶縁層は、良好な絶縁膜として知られてい
る酸化シリコンが好ましい。また酸化ゲルマニウムや窒
化シリコンであってもかまわない。絶縁層は有機層より
も高抵抗値であることが好ましいが、絶縁体である酸化
ゲルマニウムに導電体である酸化インジウムを添加した
ような抵抗体であってもかまわない。
The insulating layer is preferably made of silicon oxide which is known as a good insulating film. Further, germanium oxide or silicon nitride may be used. The insulating layer preferably has a higher resistance than the organic layer, but may be a resistor obtained by adding indium oxide as a conductor to germanium oxide as an insulator.

【0019】絶縁層の成膜方法はスパッタ法、真空蒸着
法、EB蒸着法、CVD法等が考えられるが、膜質のコ
ントロールが容易であること、装置の維持が容易である
点からスパッタ法が好ましい。
As a method of forming the insulating layer, a sputtering method, a vacuum evaporation method, an EB evaporation method, a CVD method, and the like can be considered. However, the sputtering method is preferred because the film quality can be easily controlled and the apparatus can be easily maintained. preferable.

【0020】絶縁層をスパッタ法で形成する場合、絶縁
層に金属酸化物を用いるときは、窒素やArなど不活性
雰囲気でも可能であるが、雰囲気に酸素を添加して、酸
素を補う方がより絶縁膜としての緻密性が向上する。
When the insulating layer is formed by a sputtering method, when a metal oxide is used for the insulating layer, it is possible to use an inert atmosphere such as nitrogen or Ar, but it is better to add oxygen to the atmosphere to supplement the oxygen. Denseness as an insulating film is further improved.

【0021】また、抵抗層としては下記式、 (Si1-xGex)Oy 〔ただし、0≦x≦1、1.7≦y≦2.2〕で示され
る主成分に、Cu、Fe、Ni、Ru、Sn、Au、あ
るいはIn等の導電体を含有するものが挙げられる。本
発明では、上記絶縁層より抵抗層が好ましい。
The resistive layer has the following formula: (Si 1-x Ge x ) O y [0 ≦ x ≦ 1, 1.7 ≦ y ≦ 2.2] Examples include those containing a conductor such as Fe, Ni, Ru, Sn, Au, or In. In the present invention, a resistance layer is preferable to the above-mentioned insulating layer.

【0022】抵抗層の主成分は、(Si1-xGex)Oy
において 0≦x≦1、 1.7≦y≦2.2、好ましくは1.85≦y≦2.1
である。抵抗層は、酸化ケイ素でも酸化ゲルマニウムで
もよく、それらの混合薄膜でもよい。yがこれより大き
く、ケイ素またはゲルマニウムの空位が少なくても、y
がこれより小さく、酸素空位が多くても正孔注入機能は
低下してくる。抵抗層の組成は例えばラザフォード後方
散乱、化学分析で調べればよい。
The main component of the resistance layer is (Si 1-x Ge x ) O y
0 ≦ x ≦ 1, 1.7 ≦ y ≦ 2.2, preferably 1.85 ≦ y ≦ 2.1
It is. The resistance layer may be silicon oxide or germanium oxide, or a mixed thin film thereof. If y is larger and the silicon or germanium vacancy is less,
However, even if oxygen vacancies are large, the hole injection function is reduced. The composition of the resistive layer may be determined by, for example, Rutherford backscattering or chemical analysis.

【0023】抵抗層は、副成分としてCu、Fe、N
i、Ru、SnおよびAuのいずれか1種以上を含有す
る。中でも、Sn、Ni、Cu、特にNiを含有するこ
とが好ましい。これらの元素の含有量は、総計10at%
以下、さらに好ましくは0.05〜10at%、さらに好
ましくは0.1〜10at%、特に0.5〜5at%であ
る。含有量がこれを超えると正孔注入機能が低下してく
る。
The resistance layer is made of Cu, Fe, N
It contains any one or more of i, Ru, Sn and Au. Especially, it is preferable to contain Sn, Ni, Cu, especially Ni. The content of these elements is 10at% in total
Hereinafter, it is more preferably 0.05 to 10 at%, further preferably 0.1 to 10 at%, and particularly preferably 0.5 to 5 at%. If the content exceeds this, the hole injection function is reduced.

【0024】抵抗層には、他に、不純物として、Hやス
パッタガスに用いるNe、Ar、Kr、Xe等を合計5
at%以下含有していてもよい。
In the resistance layer, H, Ne, Ar, Kr, Xe, or the like used as a sputtering gas is added as an impurity in a total amount of 5%.
At% or less may be contained.

【0025】なお、抵抗層全体の平均値としてこのよう
な組成であれば、均一でなくてもよく、膜厚方向に濃度
勾配を有する構造としてもよい。
If the average value of the entire resistance layer is such a composition, the composition may not be uniform and may have a structure having a concentration gradient in the film thickness direction.

【0026】抵抗層は、通常、非晶質状態である。The resistance layer is usually in an amorphous state.

【0027】抵抗層の膜厚としては、特に制限はない
が、0.1〜10nm、特に1〜10nm程度が好ましい。
高抵抗層がこれより薄くても厚くても、正孔注入を十分
には行えなくなってくる。
The thickness of the resistance layer is not particularly limited, but is preferably from 0.1 to 10 nm, particularly preferably from about 1 to 10 nm.
If the high resistance layer is thinner or thicker than this, hole injection cannot be performed sufficiently.

【0028】上記の抵抗層の製造方法としては、スパッ
タ法、EB蒸着法などの各種の物理的または化学的な薄
膜形成方法などが考えられるが、スパッタ法が好まし
い。
As a method of manufacturing the above-described resistance layer, various physical or chemical thin film forming methods such as a sputtering method and an EB vapor deposition method are considered, but the sputtering method is preferable.

【0029】抵抗層をスパッタ法で形成する場合、スパ
ッタ時のスパッタガスの圧力は、0.1〜1Paの範囲が
好ましい。スパッタガスは、通常のスパッタ装置に使用
される不活性ガス、例えばAr,Ne,Xe,Kr等が
使用できる。また、必要によりN2 を用いてもよい。ス
パッタ時の雰囲気としては、上記スパッタガスに加えO
2 を1〜99%程度混合して反応性スパッタを行っても
よい。ターゲットとしては上記酸化物を用い、1元また
は多元スパッタとすればよい。
When the resistance layer is formed by the sputtering method, the pressure of the sputtering gas during the sputtering is preferably in the range of 0.1 to 1 Pa. As the sputtering gas, an inert gas used in a normal sputtering apparatus, for example, Ar, Ne, Xe, Kr, or the like can be used. Further, N 2 may be used if necessary. The atmosphere during sputtering is O.O.
Reactive sputtering may be performed by mixing 2 to about 1 to 99%. As the target, any of the above oxides may be used, and single or multiple sputtering may be performed.

【0030】スパッタ法としてはRF電源を用いた高周
波スパッタ法や、DCスパッタ法等が使用できるが、特
にRFスパッタが好ましい。スパッタ装置の電力として
は、好ましくはRFスパッタで0.1〜10W/cm2
範囲が好ましく、成膜レートは0.5〜10nm/min 、
特に1〜5nm/min の範囲が好ましい。
As the sputtering method, a high-frequency sputtering method using an RF power source, a DC sputtering method, or the like can be used, but RF sputtering is particularly preferred. The power of the sputtering apparatus is preferably in the range of 0.1 to 10 W / cm 2 by RF sputtering, and the film formation rate is 0.5 to 10 nm / min.
Particularly, the range of 1 to 5 nm / min is preferable.

【0031】成膜時の基板温度としては、室温(25
℃)〜150℃程度である。
The substrate temperature during film formation is room temperature (25
C) to about 150C.

【0032】本発明では、正孔注入電極と上記絶縁層、
または抵抗層との間に正孔注入電極よりも高い仕事関数
を有する金属の金属層を有する。正孔注入電極と絶縁層
/抵抗層との間に正孔注入電極よりも高仕事関数の金属
層を設けることで、絶縁層/抵抗層に伴う駆動電圧の上
昇を防止することが可能となる。さらに、絶縁層/抵抗
層を有することにより、リークやダークスポットの発生
も少なくなる。
In the present invention, the hole injection electrode and the insulating layer,
Alternatively, a metal layer of a metal having a higher work function than the hole injection electrode is provided between the metal layer and the resistance layer. By providing a metal layer having a higher work function than the hole injecting electrode between the hole injecting electrode and the insulating layer / resistive layer, it is possible to prevent an increase in driving voltage due to the insulating layer / resistive layer. . Further, the presence of the insulating layer / resistance layer reduces the occurrence of leaks and dark spots.

【0033】このとき、正孔注入電極をITO膜(仕事
関数4.6eV)とすると、金属層はITO膜よりも仕事
関数が高い金属元素を含有することが好ましい。正孔注
入電極よりも仕事関数の高い材料により構成すること
で、正孔注入効率を高めることができ、絶縁層、抵抗層
での電圧降下を抑制することができる。また、正孔注入
電極と金属層とは導体同士であるため、金属層の仕事関
数が正孔注入電極よりも高くなっていてもオーミック接
続となり問題はない。
At this time, if the hole injection electrode is an ITO film (work function: 4.6 eV), the metal layer preferably contains a metal element having a higher work function than the ITO film. By using a material having a higher work function than the hole injection electrode, hole injection efficiency can be increased, and voltage drop in the insulating layer and the resistance layer can be suppressed. In addition, since the hole injection electrode and the metal layer are conductors, even if the work function of the metal layer is higher than that of the hole injection electrode, ohmic connection occurs without any problem.

【0034】金属層を構成する材料としては、具体的に
は、Ir(4.7eV)、Se(4.72eV)、Co
(4.97eV)、Re(5.0eV)、Ni(5.15e
V)、Pd(5.17eV)、Au(5.2eV)、および
Pt(5.43eV)から選択される1種または2種以上
の元素を含有することが好ましい。これらの元素を2種
以上用いるときの混合比は任意である。これらの金属元
素は、材料、製造工程等から混入される不可避成分を除
いて、実質的に金属層を構成する元素となっていること
が望ましい。
Specific examples of the material constituting the metal layer include Ir (4.7 eV), Se (4.72 eV), and Co (4.72 eV).
(4.97 eV), Re (5.0 eV), Ni (5.15 eV)
V), preferably contains one or more elements selected from Pd (5.17 eV), Au (5.2 eV), and Pt (5.43 eV). The mixing ratio when using two or more of these elements is arbitrary. It is desirable that these metal elements are elements that substantially constitute the metal layer except for unavoidable components that are mixed in from materials, manufacturing processes, and the like.

【0035】本発明の用途をディスプレイと考え、IT
O側から光を取り出すとすると、金属層は透明であるこ
とが望ましく、透過率で80%以上が好ましい。例えば
Ptの場合、その膜厚は1nmで透過率82%であり、膜
厚は1nm以下、特に0.1〜1nmが好ましい。膜厚が
0.1nmよりも薄くなると高仕事関数の金属層を設けた
効果が得られ難くなってくる。
Considering the use of the present invention as a display, IT
When light is extracted from the O side, the metal layer is desirably transparent, and preferably has a transmittance of 80% or more. For example, in the case of Pt, the thickness is 1 nm and the transmittance is 82%, and the thickness is preferably 1 nm or less, particularly preferably 0.1 to 1 nm. If the film thickness is smaller than 0.1 nm, it becomes difficult to obtain the effect of providing a metal layer having a high work function.

【0036】金属層の成膜方法は真空蒸着法、EB蒸着
法、スパッタ法等が考えられるが、ITOと金属層との
密着性を高くすることができるスパッタ法が好ましい。
As a method of forming the metal layer, a vacuum evaporation method, an EB evaporation method, a sputtering method and the like can be considered, but a sputtering method capable of increasing the adhesion between the ITO and the metal layer is preferable.

【0037】また、金属層と絶縁層/抵抗層の積層順序
は、正孔注入電極側から、絶縁層/抵抗層、金属層、有
機層とすると、金属層と有機層との密着性が問題とな
り、リークの発生が生じる等素子特性は悪くなる。従っ
て、金属層と絶縁層/抵抗層の積層順序は、正孔注入電
極側から、金属層、絶縁層/抵抗層、有機層の順であ
り、有機層と金属層が直接接しない構造とするのがよ
い。
If the metal layer and the insulating layer / resistive layer are laminated in the order of the insulating layer / resistive layer, the metal layer, and the organic layer from the hole injection electrode side, the adhesion between the metal layer and the organic layer is problematic. And the element characteristics deteriorate, such as the occurrence of leakage. Accordingly, the order of lamination of the metal layer and the insulating layer / resistive layer is, in order from the hole injection electrode side, the metal layer, the insulating layer / resistive layer, and the organic layer, so that the organic layer does not directly contact the metal layer. Is good.

【0038】正孔注入電極材料は、正孔注入層等へ正孔
を効率よく注入することのできるものが好ましく、仕事
関数4.5eV〜5.5eVの物質が好ましい。具体的に
は、錫ドープ酸化インジウム(ITO)、亜鉛ドープ酸
化インジウム(IZO)、酸化インジウム(In
23 )、酸化スズ(SnO2 )および酸化亜鉛(Zn
O)のいずれかを主組成としたものが好ましい。これら
の酸化物はその化学量論組成から多少偏倚していてもよ
い。In2 3 に対するSnO2 の混合比は、1〜20
wt%、さらには5〜12wt%が好ましい。また、IZO
でのIn2 3 に対するZnOの混合比は、通常、12
〜32wt%程度である。
The hole injection electrode material is preferably a material capable of efficiently injecting holes into a hole injection layer or the like, and is preferably a substance having a work function of 4.5 eV to 5.5 eV. Specifically, tin-doped indium oxide (ITO), zinc-doped indium oxide (IZO), indium oxide (In
2 O 3 ), tin oxide (SnO 2 ) and zinc oxide (Zn
O) having a main composition of either of them is preferable. These oxides may deviate somewhat from their stoichiometric composition. The mixing ratio of SnO 2 to In 2 O 3 is 1 to 20.
wt%, more preferably 5 to 12 wt%. Also, IZO
The mixing ratio of ZnO to In 2 O 3 is usually 12
About 32% by weight.

【0039】光を取り出す側の電極は、発光波長帯域、
通常400〜700nmの波長の光に対する光透過率が5
0%以上、さらには80%以上、特に90%以上である
ことが好ましい。透過率が低くなりすぎると、発光層か
らの発光自体が減衰され、発光素子として必要な輝度を
得難くなってくる。
The electrode on the light extraction side has an emission wavelength band,
Usually, the light transmittance for light having a wavelength of 400 to 700 nm is 5
It is preferably at least 0%, more preferably at least 80%, particularly preferably at least 90%. If the transmittance is too low, the light emission itself from the light emitting layer is attenuated, and it becomes difficult to obtain the luminance required for the light emitting element.

【0040】電極の厚さは、50〜500nm、特に50
〜300nmの範囲が好ましい。また、その上限は特に制
限はないが、あまり厚いと透過率の低下や剥離などの心
配が生じる。厚さが薄すぎると、十分な効果が得られ
ず、製造時の膜強度等の点でも問題がある。
The thickness of the electrode is 50-500 nm, especially 50
The range of -300 nm is preferred. The upper limit is not particularly limited. However, if the thickness is too large, there is a fear that the transmittance is reduced or the layer is peeled off. If the thickness is too small, a sufficient effect cannot be obtained, and there is a problem in film strength at the time of production and the like.

【0041】無機電子注入輸送層は、有機の電子注入輸
送層等との組み合わせにおいては電子注入性を有するも
のとして必要に応じて下記のものを用いることができ
る。例えば、K、Li、Na、Mg、La、Ce、C
a、Sr、Ba、Sn、Zn、Zr等の金属元素単体、
または安定性を向上させるためにそれらを含む2成分、
3成分の合金系、例えばAg・Mg(Ag:0.1〜5
0at%)、Al・Li(Li:0.01〜14at%)、
In・Mg(Mg:50〜80at%)、Al・Ca(C
a:0.01〜20at%)等が挙げられる。
As the inorganic electron injecting and transporting layer, when combined with an organic electron injecting and transporting layer, the following materials can be used, if necessary, as having an electron injecting property. For example, K, Li, Na, Mg, La, Ce, C
a, a single metal element such as Sr, Ba, Sn, Zn, Zr,
Or two components containing them to improve stability,
Three-component alloy system, for example, Ag.Mg (Ag: 0.1 to 5)
0 at%), Al.Li (Li: 0.01 to 14 at%),
In.Mg (Mg: 50-80at%), Al.Ca (C
a: 0.01 to 20 at%).

【0042】無機電子注入輸送層の厚さは、電子注入を
十分行える一定以上の厚さとすれば良く、0.1nm以
上、好ましくは0.5nm以上、特に1nm以上とすればよ
い。また、その上限値には特に制限はないが、通常膜厚
は1〜500nm程度とすればよい。
The thickness of the inorganic electron injecting and transporting layer may be a certain thickness or more capable of sufficiently injecting electrons, and may be 0.1 nm or more, preferably 0.5 nm or more, particularly 1 nm or more. The upper limit is not particularly limited, but the thickness may be generally about 1 to 500 nm.

【0043】無機電子注入輸送層としては、Si,Ge
等の半導体元素を主成分とする無機物層でもよいし、特
開平9−17574号公報に開示されているフッ化リチ
ウム等のアルカリ金属塩を1nm程度成膜してもよい。
As the inorganic electron injecting and transporting layer, Si, Ge
An inorganic layer containing a semiconductor element such as a main component may be used, or an alkali metal salt such as lithium fluoride disclosed in JP-A-9-17574 may be formed to a thickness of about 1 nm.

【0044】電子注入電極は、無機電子注入輸送層との
組み合わせでは、低仕事関数で電子注入性を有している
必要がないため、特に限定される必要はなく、通常の金
属を用いることができる。なかでも、導電率や扱い易さ
の点で、Al,Ag,In,Ti,Cu,Au,Mo,
W,Pt,PdおよびNi、特にAl,Agから選択さ
れる1種または2種等の金属元素が好ましい。
When the electron injecting electrode is combined with the inorganic electron injecting and transporting layer, it is not necessary to have a low work function and an electron injecting property. it can. Among them, in terms of conductivity and ease of handling, Al, Ag, In, Ti, Cu, Au, Mo,
One or two or more metal elements selected from W, Pt, Pd and Ni, particularly Al and Ag are preferred.

【0045】これら電子注入電極の厚さは、電子を無機
電子注入輸送層に与えることのできる一定以上の厚さと
すれば良く、50nm以上、好ましくは100nm以上とす
ればよい。また、その上限値には特に制限はないが、通
常膜厚は50〜500nm程度とすればよい。
The thickness of these electron injecting electrodes may be a certain thickness or more capable of giving electrons to the inorganic electron injecting and transporting layer, and may be 50 nm or more, preferably 100 nm or more. Although the upper limit is not particularly limited, the film thickness may be generally about 50 to 500 nm.

【0046】さらに、有機EL素子を大気中の水分など
から保護するため、保護層を設けると、素子中に発生す
る暗点(ダークスポットと呼ぶ)の発生に伴う劣化を抑
制することができる。保護膜は、SiN、SiON、S
iO2 、Al23 等水分阻止能が高い膜が好ましい。
Further, when a protective layer is provided to protect the organic EL element from moisture in the atmosphere, it is possible to suppress the deterioration caused by the generation of dark spots (called dark spots) in the element. The protective film is made of SiN, SiON, S
A film having a high water-blocking ability such as iO 2 and Al 2 O 3 is preferable.

【0047】保護膜の形成方法としては、蒸着法、スパ
ッタ法、CVD法等が考えられるが、低温で形成可能
で、段差被覆性が良好であるプラズマCVD法が好まし
い。
As a method of forming the protective film, a vapor deposition method, a sputtering method, a CVD method and the like can be considered, but a plasma CVD method which can be formed at a low temperature and has good step coverage is preferable.

【0048】また、有機EL素子を作製した後、素子を
大気中に曝すことなく保護膜を形成することが好まし
い。保護膜の厚さとしては特に制限されるものではない
が、100〜5000nmとするとよい。保護膜の厚さが
これより薄いと水分阻止能が低下し、これより厚いと保
護膜の応力による膜剥離や有機EL素子の特性に影響を
与えるようになってくる。
After the organic EL device is manufactured, it is preferable to form a protective film without exposing the device to the air. The thickness of the protective film is not particularly limited, but is preferably 100 to 5000 nm. If the thickness of the protective film is smaller than this, the water blocking ability is reduced. If the thickness is larger than this, film peeling due to the stress of the protective film and the characteristics of the organic EL element are affected.

【0049】電子注入電極と保護層とを併せた全体の厚
さとしては、特に制限はないが、通常50〜500nm程
度とすればよい。
The total thickness of the electron injecting electrode and the protective layer is not particularly limited, but may be generally about 50 to 500 nm.

【0050】次に、有機EL素子の有機物層について詳
述する。
Next, the organic layer of the organic EL device will be described in detail.

【0051】本発明にかかる有機EL素子は、少なくと
も一方が透明な2つの電極の間に、少なくとも一層の有
機発光層を備え、有機発光層は、少なくとも発光機能に
関与する1種または2種の化合物を含んでいる。
The organic EL device according to the present invention comprises at least one organic light-emitting layer between two electrodes, at least one of which is transparent, and the organic light-emitting layer is at least one or two types involved in the light-emitting function. Contains compounds.

【0052】本発明にかかる有機EL素子において、少な
くとも一層の有機発光層から発せられる光の波長はとく
に限定されるものではないが、好ましくは、少なくとも
一層の有機発光層が、少なくとも380ないし780nmの連続
した発光スペクトルを有する白色発光を発するように構
成されている。
In the organic EL device according to the present invention, the wavelength of light emitted from at least one organic light emitting layer is not particularly limited, but preferably, at least one organic light emitting layer has a wavelength of at least 380 to 780 nm. It is configured to emit white light having a continuous emission spectrum.

【0053】本発明において、少なくとも一層の有機発
光層が、430nmないし650nm以下の連続した発光スペクト
ルを有する白色発光を発するように構成されていると、
とくに好ましい。
In the present invention, if at least one organic light emitting layer is configured to emit white light having a continuous emission spectrum of 430 nm to 650 nm or less,
Particularly preferred.

【0054】本発明において、有機発光層は、正孔輸送
性化合物もしくは電子輸送性化合物またはこれらの混合
物であるホスト物質を含み、正孔および電子の注入機
能、正孔および電子の輸送機能ならびに正孔および電子
の再結合により、励起子を生成させる機能を有してお
り、電子的に比較的ニュートラルな化合物を含んでいる
ことが好ましい。
In the present invention, the organic light emitting layer contains a host material which is a hole transporting compound or an electron transporting compound or a mixture thereof, and has a hole and electron injecting function, a hole and electron transporting function, and a positive hole and electron transporting function. It preferably has a function of generating excitons by recombination of holes and electrons and contains a compound which is relatively neutral electronically.

【0055】有機発光層のホスト物質として用いられる
正孔輸送性化合物としては、トリアゾール誘導体、オキ
サジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリー
ルアルカン誘導体、ビラゾリン誘導体、ビラゾロン誘導
体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導
体、アミノ置換カルコン誘導体、オキサゾール誘導体、
スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒ
ドラゾン誘導体、スチルベン誘導体が挙げられ、さら
に、トリフェニルジアミン誘導体が好ましく使用でき
る。
Examples of the hole transporting compound used as a host material of the organic light emitting layer include a triazole derivative, an oxadiazole derivative, an imidazole derivative, a polyarylalkane derivative, a birazolin derivative, a birazolone derivative, a phenylenediamine derivative, an arylamine derivative, Amino-substituted chalcone derivatives, oxazole derivatives,
Examples include a styryl anthracene derivative, a fluorenone derivative, a hydrazone derivative, and a stilbene derivative. Further, a triphenyldiamine derivative can be preferably used.

【0056】トリフェニルジアミン誘導体の例として
は、テトラアリールペンジシン化合物(トリアリールジ
アミンないしトリフェニルジアミン:TPD)がとくに好
ましい。
As an example of the triphenyldiamine derivative, a tetraarylpendicine compound (triaryldiamine or triphenyldiamine: TPD) is particularly preferred.

【0057】テトラアリールべンジシン化合物(TDP)
の好ましい具体例は、以下のとおりである。
Tetraarylbendicine compound (TDP)
Preferred specific examples are as follows.

【0058】[0058]

【化1】 Embedded image

【0059】[0059]

【化2】 Embedded image

【0060】[0060]

【化3】 Embedded image

【0061】有機発光層のホスト物質として用いられる
電子輸送性化合物としては、キノリン誘導体が好ましく
使用することができ、さらには、8−キノリノールない
しその誘導体を配位子とする金属錯体、とくに、下式の
構造を有するトリス(8−キノリナト)アルミニウム(A
lq3)が好ましく使用される。また、フェニルアントラ
セン誘導体やテトラアリールエテン誘導体も、電子輸送
性化合物として使用することができる。
As the electron transporting compound used as the host substance in the organic light emitting layer, a quinoline derivative can be preferably used. Further, a metal complex having 8-quinolinol or a derivative thereof as a ligand, Tris (8-quinolinato) aluminum (A
lq3) is preferably used. Further, a phenylanthracene derivative or a tetraarylethene derivative can also be used as the electron transporting compound.

【0062】[0062]

【化4】 Embedded image

【0063】本発明において、有機発光層は、正孔輸送
性化合物もしくは電子輸送性化合物またはこれらの混合
物であるホスト物質に、蛍光物質であるドーバントがド
ープされた構造を有していることが好ましい。
In the present invention, the organic light-emitting layer preferably has a structure in which a host material, which is a hole-transporting compound or an electron-transporting compound, or a mixture thereof, is doped with dovant, a fluorescent substance. .

【0064】また、本発明にかかる有機EL素子は、好ま
しくは、互いに積層された2層の有機発光層を備えてい
る。2層の有機発光層を形成する場合には、それぞれ
に、異なった発光波長を有する蛍光物質をドーピングす
ることによって、広い発光波長帯域を確保し、また、発
光色の色彩の自由度を向上させることができる。
The organic EL device according to the present invention preferably has two organic light emitting layers stacked on each other. In the case of forming two organic light emitting layers, each of them is doped with a fluorescent substance having a different light emission wavelength, thereby securing a wide light emission wavelength band and improving a degree of freedom of a color of a light emission color. be able to.

【0065】本発明において、ドーバントとして含有さ
せる蛍光物質としては、たとえば、特開昭63−264692号
公報に開示された化合物、具体的には、ルブレン系化合
物、クマリン系化合物、キナクリドン系化合物、ジシア
ノメチルビラン系化合物などの化合物よりなる群から選
ばれる1種以上の化合物が好ましく使用できる。
In the present invention, examples of the fluorescent substance to be contained as a dopant include compounds disclosed in JP-A-63-264692, specifically, rubrene-based compounds, coumarin-based compounds, quinacridone-based compounds, and dicyano-based compounds. One or more compounds selected from the group consisting of compounds such as methylbiran compounds can be preferably used.

【0066】本発明に好ましく使用できる蛍光物質の例
を挙げると、以下のとおりである。
Examples of the fluorescent substance which can be preferably used in the present invention are as follows.

【0067】[0067]

【化5】 Embedded image

【0068】[0068]

【化6】 Embedded image

【0069】[0069]

【化7】 Embedded image

【0070】[0070]

【化8】 Embedded image

【0071】さらに、本発明においては、特開2000−26
334号公報および特開2000−26337号公報に記載されてい
るナフタセン系化合物も、ドーバントとして含有させる
蛍光物質として、好ましく使用することができ、ルブレ
ン系化合物、クマリン系化合物、キナクリドン系化合
物、ジシアノメチルピラン系化合物などと併用すること
によって、有機EL素子の寿命を飛澤的に向上させること
ができる。
Further, according to the present invention, JP-A-2000-26
No. 334 and the naphthacene-based compound described in JP-A-2000-26337 can also be preferably used as a fluorescent substance to be contained as a dovant, and include a rubrene-based compound, a coumarin-based compound, a quinacridone-based compound, and dicyanomethyl. When used in combination with a pyran-based compound or the like, the life of the organic EL device can be significantly improved.

【0072】本発明において、ドーバントとして含有さ
せる蛍光物質として、好ましく使用することのできるナ
フタセン系化合物は、式(I)で示される基本骨格を有
している。
In the present invention, a naphthacene-based compound that can be preferably used as a fluorescent substance to be contained as a dopant has a basic skeleton represented by the formula (I).

【0073】[0073]

【化9】 式(I)において、R1 〜R4 はそれぞれ非置換、また
は置換基を有するアルキル基、アリール基、アミノ基、
複素環基およびアルケニル基のいずれかを表す。また、
好ましくはアリール基、アミノ基、複素環基およびアル
ケニル基のいずれかである。
Embedded image In the formula (I), R 1 to R 4 each represent an unsubstituted or substituted alkyl group, aryl group, amino group,
Represents any of a heterocyclic group and an alkenyl group. Also,
It is preferably any of an aryl group, an amino group, a heterocyclic group and an alkenyl group.

【0074】R1 〜R4 で表されるアリール基として
は、単環もしくは多環のものであってよく、縮合環や環
集合も含まれる。総炭素数は、6〜30のものが好まし
く、置換基を有していても良い。
The aryl groups represented by R 1 to R 4 may be monocyclic or polycyclic, and include condensed rings and ring assemblies. The total carbon number is preferably 6 to 30, and may have a substituent.

【0075】R1 〜R4 で表されるアリール基として
は、好ましくはフェニル基、(o−,m−,p−)トリ
ル基、ピレニル基、ペリレニル基、コロネニル基、(1
−、および2−)ナフチル基、アントリル基、(o−,
m−,p−)ビフェニリル基、ターフェニル基、フェナ
ントリル基等である。
The aryl group represented by R 1 to R 4 is preferably a phenyl group, (o-, m-, p-) tolyl group, pyrenyl group, perylenyl group, coronenyl group, (1)
-, And 2-) naphthyl group, anthryl group, (o-,
(m-, p-) biphenylyl group, terphenyl group, phenanthryl group and the like.

【0076】R1 〜R4 で表されるアミノ基としては、
アルキルアミノ基、アリールアミノ基、アラルキルアミ
ノ基等いずれでも良い。これらは、総炭素数1〜6の脂
肪族、および/または1〜4環の芳香族炭素環を有する
ことが好ましい。具体的には、ジメチルアミノ基、ジエ
チルアミノ基、ジブチルアミノ基、ジフェニルアミノ
基、ジトリルアミノ基、ビスジフェニリルアミノ基、ビ
スナフチルアミノ基等が挙げられる。
The amino groups represented by R 1 to R 4 include
Any of an alkylamino group, an arylamino group, an aralkylamino group and the like may be used. These preferably have an aliphatic having 1 to 6 carbon atoms in total and / or 1 to 4 aromatic carbon rings. Specific examples include a dimethylamino group, a diethylamino group, a dibutylamino group, a diphenylamino group, a ditolylamino group, a bisdiphenylylamino group, and a bisnaphthylamino group.

【0077】R1 〜R4 で表される複素環基としては、
ヘテロ原子としてO,N,Sを含有する5員または6員
環の芳香族複素環基、および炭素数2〜20の縮合多環
芳香複素環基等が挙げられる。
The heterocyclic groups represented by R 1 to R 4 include:
Examples thereof include a 5- or 6-membered aromatic heterocyclic group containing O, N, and S as a hetero atom, and a fused polycyclic aromatic heterocyclic group having 2 to 20 carbon atoms.

【0078】R1 〜R4 で表されるアルケニル基として
は、少なくとも置換基の1つにフェニル基を有する(1
−、および2−)フェニルアルケニル基、(1,2−、
および2,2−)ジフェニルアルケニル基、(1,2,
2−)トリフェニルアルケニル基等が好ましいが、非置
換のものであってもよい。
The alkenyl group represented by R 1 to R 4 has a phenyl group in at least one of the substituents (1
-, And 2-) phenylalkenyl groups, (1,2-,
And 2,2-) diphenylalkenyl groups, (1,2,2)
2-) A triphenylalkenyl group or the like is preferable, but an unsubstituted one may be used.

【0079】芳香族複素環基および縮合多環芳香複素環
基としては、例えばチエニル基、フリル基、ピロリル
基、ピリジル基、キノリル基、キノキサリル基等が挙げ
られる。
Examples of the aromatic heterocyclic group and the condensed polycyclic aromatic heterocyclic group include a thienyl group, a furyl group, a pyrrolyl group, a pyridyl group, a quinolyl group, and a quinoxalyl group.

【0080】R1 〜R4 が置換基を有する場合、これら
の置換基のうちの少なくとも2つがアリール基、アミノ
基、複素環基、アルケニル基およびアリーロキシ基のい
ずれかであることが好ましい。アリール基、アミノ基、
複素環基およびアルケニル基については上記R1 〜R4
と同様である。
When R 1 to R 4 have a substituent, at least two of these substituents are preferably any of an aryl group, an amino group, a heterocyclic group, an alkenyl group and an aryloxy group. Aryl group, amino group,
For the heterocyclic group and the alkenyl group, the above R 1 to R 4
Is the same as

【0081】R1 〜R4 の置換基となるアリーロキシ基
としては、総炭素数6〜18のアリール基を有するもの
が好ましく、具体的には(o−,m−,p−)フェノキ
シ基等である。
The aryloxy group which is a substituent of R 1 to R 4 is preferably an aryloxy group having an aryl group having a total of 6 to 18 carbon atoms, specifically, an (o-, m-, p-) phenoxy group or the like. It is.

【0082】これら置換基の2種以上が縮合環を形成し
ていてもよい。また、さらに置換されていても良く、そ
の場合の好ましい置換基としては上記と同様である。
Two or more of these substituents may form a condensed ring. Further, it may be further substituted, and in that case, preferred substituents are the same as described above.

【0083】R1 〜R4 が置換基を有する場合、少なく
ともその2種以上が上記置換基を有することが好まし
い。その置換位置としては特に限定されるものではな
く、メタ、パラ、オルト位のいずれでも良い。また、R
1 とR4 、R2 とR3 はそれぞれ同じものであることが
好ましいが異なっていてもよい。
When R 1 to R 4 have a substituent, it is preferred that at least two of them have the above substituent. The substitution position is not particularly limited, and may be any of meta, para, and ortho positions. Also, R
1 and R 4 , and R 2 and R 3 are preferably the same, but may be different.

【0084】また、R1 〜R8 のうちの少なくとも5種
以上、より好ましくは6種以上が非置換または置換基を
有するアルキル基、アリール基、アミノ基、アルケニル
基または複素環基である。
Further, at least five or more, more preferably six or more, of R 1 to R 8 are an unsubstituted or substituted alkyl group, aryl group, amino group, alkenyl group or heterocyclic group.

【0085】R5 ,R6 ,R7 およびR8 は、それぞれ
水素または置換基を有していても良いアルキル基、アリ
ール基、アミノ基およびアルケニル基のいずれかを表
す。
R 5 , R 6 , R 7 and R 8 each represent hydrogen or an optionally substituted alkyl, aryl, amino or alkenyl group.

【0086】R5 ,R6 ,R7 およびR8 で表されるア
ルキル基としては、炭素数が1〜6のものが好ましく、
直鎖状であっても分岐を有していても良い。アルキル基
の好ましい具体例としては、メチル基、エチル基、
(n,i)プロピル基、(n,i,sec,tert)
−ブチル基、(n,i,neo,tert)−ペンチル
基等が挙げられる。
The alkyl group represented by R 5 , R 6 , R 7 and R 8 preferably has 1 to 6 carbon atoms.
It may be linear or branched. Preferred specific examples of the alkyl group include a methyl group, an ethyl group,
(N, i) propyl group, (n, i, sec, tert)
-Butyl group, (n, i, neo, tert) -pentyl group and the like.

【0087】R5 ,R6 ,R7 およびR8 で表されるア
リール基、アミノ基、アルケニル基としては、上記R1
〜R4 の場合と同様である。また、R5 とR6 、R7
8は、それぞれ同じものであることが好ましいが、異
なっていても良い。
The aryl group, amino group and alkenyl group represented by R 5 , R 6 , R 7 and R 8 include the above-mentioned R 1
For to R 4 is the same as. Further, R 5 and R 6 and R 7 and R 8 are preferably the same, but may be different.

【0088】本発明において、ドーバントとして含有さ
せる蛍光物質として、好ましく使用することのできる化
合物には、たとえば、次のものが挙げられる。
In the present invention, the following compounds can be preferably used as the fluorescent substance to be contained as a dopant.

【0089】[0089]

【化10】 Embedded image

【0090】[0090]

【化11】 Embedded image

【0091】二層の有機発光層を設ける場合、各有機発
光層が、2種以上のこれらの蛍光物質を含み、2種以上
の蛍光物質が、異なった発光波長を有していることが好
ましい。
When two organic light emitting layers are provided, it is preferable that each organic light emitting layer contains two or more kinds of these fluorescent substances, and that two or more kinds of fluorescent substances have different emission wavelengths. .

【0092】本発明において、有機発光層におけるドー
バントの含有量は、0.01〜20重量%であることが
好ましく、さらに好ましくは、0.1〜15重量%であ
る。
In the present invention, the content of the dopant in the organic light emitting layer is preferably from 0.01 to 20% by weight, more preferably from 0.1 to 15% by weight.

【0093】本発明において、有機発光層の厚さはとく
に限定されるものではなく、その好ましい厚さは、形成
方法によっても異なるが、通常、5〜500nm、さらに
好ましくは、10〜300nmである。
In the present invention, the thickness of the organic light emitting layer is not particularly limited, and the preferable thickness is usually from 5 to 500 nm, more preferably from 10 to 300 nm, depending on the forming method. .

【0094】本発明において、二層以上の有機発光層を
形成する場合、各有機発光層の厚さは、分子層一層分に
相当する厚さから、有機発光層全体の厚さ未満の範囲に
あり、具体的には、1〜85nm、好ましくは5〜60n
m、さらに好ましくは5〜50nmである。
In the present invention, when two or more organic light emitting layers are formed, the thickness of each organic light emitting layer ranges from a thickness corresponding to one molecular layer to a thickness less than the total thickness of the organic light emitting layer. Yes, specifically, 1 to 85 nm, preferably 5 to 60 n
m, more preferably 5 to 50 nm.

【0095】本発明において、好ましくは、有機発光層
は蒸着によって形成される。
In the present invention, preferably, the organic light emitting layer is formed by vapor deposition.

【0096】本発明において、有機発光層を、蒸着によ
って形成する条件は、とくに限定されるものではない
が、1×10-4パスカル以下で、蒸音速度を0.01〜
1nm/秒程度とすることが好ましい。
In the present invention, the conditions for forming the organic light-emitting layer by vapor deposition are not particularly limited, but are not more than 1 × 10 -4 Pascal and the steaming speed is 0.01 to 10 Pa.
It is preferred to be about 1 nm / sec.

【0097】本発明において、好ましくは、有機発光層
は、正孔輸送性化合物と電子注入輸送性化合物の混合物
を含んでいる。
In the present invention, the organic light emitting layer preferably contains a mixture of a hole transporting compound and an electron injecting and transporting compound.

【0098】有機発光層が、正孔輸送性化合物と電子注
入輸送性化合物の混合物を含んでいる場合には,キャリ
アのホッピング伝導パスが形成されるため、各キャリア
は極性的に優勢な物質中を移動し、逆の極性のキャリア
注入が起こり難くなり、したがって、有機発光層に含ま
れた化合物がダメージを受けることが防止されるので、
素子の寿命を向上させることができるという利点があ
る。
When the organic light emitting layer contains a mixture of a hole transporting compound and an electron injecting and transporting compound, a hopping conduction path for carriers is formed, and each carrier is formed of a material having a polarity predominantly. And carrier injection of the opposite polarity is less likely to occur, and therefore, the compound contained in the organic light emitting layer is prevented from being damaged.
There is an advantage that the life of the element can be improved.

【0099】さらに、蛍光物質からなるドーバントを、
正孔輸送性化合物および電子注入輸送性化合物の混合物
を含んだ有機発光層に含有させることによって、有機発
光層自体が有する発光波長特性を変化させることがで
き、発光波長を長波長側に移行させるとともに、発光強
度を向上させ、さらには、有機EL素子の安定性を向上さ
せることが可能になる。
Further, a dobant made of a fluorescent substance is
By including the mixture of the hole transporting compound and the electron injecting and transporting compound in the organic light emitting layer, the emission wavelength characteristics of the organic light emitting layer itself can be changed, and the emission wavelength is shifted to the longer wavelength side. At the same time, the emission intensity can be improved, and further, the stability of the organic EL element can be improved.

【0100】有機発光層が、正孔輸送性化合物および電
子注入輸送性化合物の混合物を含んでいる場合、正孔輸
送性化合物と電子注入輸送性化合物の混合比は、それぞ
れのキャリア移動度とキャリア濃度にしたがって決定さ
れるが、一般的には、重量比で、1/99〜99/1、好まし
くは、10/90〜90/10、さらに好ましくは、20/80〜80
/20、最も好ましくは、40/60〜60/40が選ばれる。
When the organic light emitting layer contains a mixture of a hole transporting compound and an electron injecting and transporting compound, the mixing ratio between the hole transporting compound and the electron injecting and transporting compound is determined by the carrier mobility and the carrier mobility. Although it is determined according to the concentration, it is generally 1/99 to 99/1, preferably 10/90 to 90/10, more preferably 20/80 to 80, by weight.
/ 20, most preferably 40/60 to 60/40.

【0101】正孔輸送性化合物および電子注入輸送性化
合物の混合物を含む有機発光層を形成する場合には、正
孔輸送性化合物と電子注入輸送性化合物を、異なる蒸着
源に入れて、蒸発させ、共蒸著することが好ましいが、
正孔輸送性化合物と電子注入輸送性化合物の蒸気圧が同
程度あるいは非常に近い場合には、あらかじめ同じ蒸着
源内で混合させておき、蒸著することもできる。
When forming an organic light emitting layer containing a mixture of a hole transporting compound and an electron injecting and transporting compound, the hole transporting compound and the electron injecting and transporting compound are put in different evaporation sources and evaporated. It is preferable to perform co-evaporation,
When the hole transporting compound and the electron injecting and transporting compound have the same or very similar vapor pressure, they can be mixed in advance in the same vapor deposition source and then subjected to steaming.

【0102】正孔輸送性化合物および電子注入輸送性化
合物の混合物を含む有機発光層を形成する場合、有機発
光層内で、正孔輸送性化合物と電子注入輸送性化合物と
が均一に混合していることが好ましいが、均一に混合し
ていることは必ずしも必要でない。
When an organic light emitting layer containing a mixture of a hole transporting compound and an electron injecting and transporting compound is formed, the hole transporting compound and the electron injecting and transporting compound are uniformly mixed in the organic light emitting layer. However, it is not always necessary to mix them uniformly.

【0103】本発明において、有機物層は、好ましく
は、少なくとも一層の有機発光層に加えて、正孔を安定
的に輸送する機能を有する正孔輸送層、ならびに、電子
を安定的に輸送する機能を有する電子輸送層を備えてい
る。これらの層を備えることによって、有機発光層に注
入される正孔や電子を増大させるとともに、有機発光層
内に閉じ込めさせ、再結合領域を最適化させ、発光効率
を向上させることが可能になる。
In the present invention, the organic material layer preferably has at least one organic light-emitting layer, a hole transport layer having a function of stably transporting holes, and a function of stably transporting electrons. And an electron transport layer having the following formula: By providing these layers, it is possible to increase the number of holes and electrons injected into the organic light emitting layer, to confine the organic light emitting layer, to optimize the recombination region, and to improve the light emission efficiency. .

【0104】本発明において、正孔輸送層に、好ましく
使用することができる化合物としては、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、ポリチオフェンなどを挙げることが
できる。これらのうち、テトラアリールべンジシン化合
扮(トリアリールジアミンないしトリフェニルジアミ
ン:TPD)、WO/98/30071号に記載されているトリアリ
ールアミン多量体(ATP)が、とくに好ましく使用する
ことができる。
In the present invention, compounds that can be preferably used in the hole transport layer include, for example, tetraarylbendicine compounds (triaryldiamine or triphenyldiamine: TPD), aromatic tertiary amines,
Hydrazone derivatives, carbazole derivatives, triazole derivatives ", imidazole derivatives, oxadiazole derivatives having an amino group, polythiophenes, and the like. Among them, tetraarylbendicine compound (triaryldiamine or triphenyldiamine: TPD) and triarylamine multimer (ATP) described in WO / 98/30071 can be particularly preferably used. .

【0105】トリアリールアミン多量体(ATP)の好ま
しい具体例は、以下のとおりである。
Preferred specific examples of the triarylamine multimer (ATP) are as follows.

【0106】[0106]

【化12】 Embedded image

【0107】[0107]

【化13】 Embedded image

【0108】[0108]

【化14】 Embedded image

【0109】本発明において、さらには、特開昭63−29
5695号公報、特開平2−191694号一公報、特開平3−792
号一公報、特開平5−234681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号一公報、特開平8−100172号公
報、EPO650955Alなどに記載されている各種有機化合物
も、正孔注入輸送層、正孔注入層および正孔輸送層に使
用することができる。
In the present invention, further, JP-A-63-29
No. 5695, JP-A-2-191694, JP-A-3-792
JP-A-5-234681, JP-A-5-239455, JP-A-5-299174, JP-A-7-126225, JP-A-7-126226-1 and JP-A-8-100172 And various organic compounds described in JP-A No. 650955Al can also be used for the hole injection / transport layer, the hole injection layer, and the hole transport layer.

【0110】本発明において、2種以上のこれらの化合
物を併用してもよく、2種以上のこれらの化合物を併用
する場合には、一層中に混合しても、また、2以上の層
として、積層してもよい。
In the present invention, two or more of these compounds may be used in combination, and when two or more of these compounds are used in combination, they may be mixed in one layer or formed as two or more layers. , May be laminated.

【0111】本発明において、正孔輸送層は、前記化合
物を蒸着することによって形成することができる。蒸着
によって、素子化する場合には、均一で、ピンホールの
ない1〜10nm程度の薄膜を形成することができるた
め、正孔注入層にイオン化ポテンシャルが小さく、可視
波長の光を吸収する化合物を用いても、発光色の色調変
化や再吸収による発光効率の低下を防止することができ
る。
In the present invention, the hole transport layer can be formed by depositing the above compound. When a device is formed by vapor deposition, a uniform, thin film having a thickness of about 1 to 10 nm without pinholes can be formed. Therefore, a compound having a small ionization potential and absorbing light of a visible wavelength is formed in the hole injection layer. Even if it is used, it is possible to prevent a decrease in the luminous efficiency due to a change in the color tone of the luminescent color or reabsorption.

【0112】本発明において、電子輸送層に、好ましく
使用することができる化合物としては、たとえば、トリ
ス(8−キノリノラト)アルミニウム(Alq3)などの8−
キノリノールないしその誘導体を配位子とする有機金属
錯体、オキサジアゾール誘導体、ペリレン誘導体、ピリ
ジン誘導俸、ピリミジン誘導体、キノキサリン誘導体な
どを挙げることができる。
In the present invention, compounds that can be preferably used in the electron transport layer include, for example, 8- (quinolineolato) aluminum (Alq3) such as tris (8-quinolinolato) aluminum.
Examples thereof include an organometallic complex having quinolinol or a derivative thereof as a ligand, an oxadiazole derivative, a perylene derivative, a pyridine derivative, a pyrimidine derivative, and a quinoxaline derivative.

【0113】本発明において、電子輸送層は、前記化合
物を蒸着することによって形成することができる。
In the present invention, the electron transport layer can be formed by depositing the above compound.

【0114】本発明において、有機発光層、正孔注入輸
送層あるいは正孔注入層および正孔輸送層、ならびに、
電子注入輸送層あるいは電子注入層および電子輸送層の
各層を、蒸着によって形成する条件はとくに限定される
ものではないが、1×10-4パスカル以下で、蒸着速度
を0.01〜1nm/秒程度とすることが好ましい。各層
は、1×10-4パスカル以下の減圧下で、連続して、形
成されることが好ましい。1×10-4パスカル以下の減
圧下で、連続して、各層を形成することによって、各層
の界面に不純物が吸着されることを防止することができ
るから、高特性の有機EL素子を得ることが可能になると
ともに、有機EL素子の駆動電圧を低下させ、ダークスポ
ットが発生し、成長することを抑制することができる。
In the present invention, an organic light emitting layer, a hole injection / transport layer or a hole injection layer and a hole transport layer;
Each layer of the electron injection transport layer or the electron injection layer and the electron transporting layer is not specifically limited condition to be formed by vapor deposition, in 1 × 10 -4 Pa or less, the deposition rate 0.01 to 1 / sec It is preferable to set the degree. Each layer is preferably formed continuously under a reduced pressure of 1 × 10 −4 Pa or less. By continuously forming each layer under a reduced pressure of 1 × 10 −4 Pa or less, it is possible to prevent impurities from being adsorbed at the interface of each layer, and to obtain a high-performance organic EL device. In addition, the driving voltage of the organic EL element can be reduced, and the generation and growth of dark spots can be suppressed.

【0115】本発明において、有機発光層、正孔輸送
層、電子輸送層に、2種以上の化合物を含有させる場合
には、化合物を入れた各ボートを個別に温度制御して、
共蒸着によって、有機発光層、正孔輸送層、電子注入輸
送層、電子注入層あるいは電子輸送層を形成することが
好ましい。
In the present invention, when two or more compounds are contained in the organic light emitting layer, the hole transporting layer, and the electron transporting layer, each boat containing the compounds is individually temperature-controlled.
It is preferable to form an organic light emitting layer, a hole transport layer, an electron injection transport layer, an electron injection layer or an electron transport layer by co-evaporation.

【0116】本発明において、前記電子輸送層に代え
て、あるいは、加えて、電子の導通パスを備え、正孔を
ブロックする機能を有する高抵抗の無機電子注入輸送層
を設けることもできる。
In the present invention, instead of or in addition to the electron transport layer, a high-resistance inorganic electron injection / transport layer having an electron conduction path and having a function of blocking holes may be provided.

【0117】このように、電子の導通パスを備え、正孔
をブロックする機能を有する高抵抗の無機電子注入輸送
層を、有機発光層と電子注入電極との問に、設けること
によって、有機発光層に電子を効率よく注入することが
でき、発光効率を向上させることが可能となるととも
に、駆動電圧を低下させることが可能になる。さらに
は、電子の導通パスを備え、正孔をブロックする機能を
有する高抵抗の無機電子注入輸送層を設けることによっ
て、有機ELディスプレイパネルおよび有機EL素子の厚さ
を減少させることができ、蒸着によって、カラーフィル
ター層ないしカラーフィルターを形成することによって
薄層化された有機ELディスプレイパネルおよび有機EL素
子をより一層薄層化することが可能となる。
As described above, by providing a high-resistance inorganic electron injecting and transporting layer having an electron conduction path and having a function of blocking holes, between the organic light emitting layer and the electron injecting electrode, organic light emitting can be achieved. Electrons can be efficiently injected into the layer, so that the luminous efficiency can be improved and the driving voltage can be reduced. Furthermore, by providing a high-resistance inorganic electron injecting and transporting layer having an electron conduction path and a function of blocking holes, it is possible to reduce the thickness of the organic EL display panel and the organic EL element, Accordingly, it is possible to further reduce the thickness of the organic EL display panel and the organic EL element which are thinned by forming a color filter layer or a color filter.

【0118】高抵抗の無機電子注入輸送層は、好ましく
は第1成分として仕事関数4eV以下、より好ましくは1
〜4eVであって、好ましくはLi,Na,K,Rb,C
sおよびFrから選択される1種以上のアルカリ金属元
素、または、好ましくはMg,CaおよびSrから選択
される1種以上のアルカリ土類金属元素、または、好ま
しくはLaおよびCeから選択される1種以上のランタ
ノイド系元素のいずれかの酸化物を含有する。これらの
なかでも、特に酸化リチウム、酸化マグネシウム、酸化
カルシウム、酸化セリウムが好ましい。これらを混合し
て用いる場合の混合比は任意である。また、これらの混
合物中には酸化リチウムがLi2O換算で、50 mol%
以上含有されていることが好ましい。
The high resistance inorganic electron injecting and transporting layer preferably has a work function of 4 eV or less as a first component, more preferably 1 eV or less.
44 eV, preferably Li, Na, K, Rb, C
one or more alkali metal elements selected from s and Fr, or one or more alkaline earth metal elements preferably selected from Mg, Ca and Sr, or 1 preferably selected from La and Ce Contains oxides of any one or more of the lanthanoid elements. Of these, lithium oxide, magnesium oxide, calcium oxide, and cerium oxide are particularly preferred. When these are mixed and used, the mixing ratio is arbitrary. Lithium oxide is 50 mol% in terms of Li 2 O in these mixtures.
It is preferable to contain the above.

【0119】無機電子注入層は、さらに第2成分として
Zn,Sn,V,Ru,SmおよびInから選択される
1種以上の元素を含有する。この場合の第2成分の含有
量は、好ましくは0.2〜40 mol%、より好ましくは
1〜20 mol%である。この含有量が少ないと電子注入
機能が低下し、含有量が多くなると正孔ブロック機能が
低下してくる。2種以上を併用する場合、合計の含有量
は上記の範囲にすることが好ましい。第2成分は金属元
素の状態でも、酸化物の状態であってもよい。
The inorganic electron injection layer further contains one or more elements selected from Zn, Sn, V, Ru, Sm and In as the second component. In this case, the content of the second component is preferably 0.2 to 40 mol%, more preferably 1 to 20 mol%. If the content is small, the electron injection function is reduced, and if the content is large, the hole blocking function is reduced. When two or more kinds are used in combination, the total content is preferably in the above range. The second component may be in a metal element state or an oxide state.

【0120】このように、高抵抗である第1成分中に、
第2成分として、Zn、Sn、V、Ru、SmおよびI
nよりなる群から選ばれる1種以上の元素を、0.2〜
40mol%含有させて、導電パスを形成することによ
り、電子注入電極から有機発光層に、効率よく、電子を
注入することができる。これは、第一成分中に、第二成
分を含有させることによって、絶縁物質中に、導電物質
が島状に存在することになり、電子注入のためのホッピ
ングパスが形成されるためと考えられる。
As described above, in the high resistance first component,
As the second component, Zn, Sn, V, Ru, Sm and I
n or more elements selected from the group consisting of
By forming the conductive path at a content of 40 mol%, electrons can be efficiently injected from the electron injection electrode into the organic light emitting layer. This is considered to be due to the fact that the inclusion of the second component in the first component causes the conductive material to be present in the form of islands in the insulating material, thereby forming a hopping path for electron injection. .

【0121】第1成分中に、第2成分を、0.2〜40
mol%含有させることにより、さらに、有機発光層から
電子注入電極への正孔の移動を抑制することが可能にな
り、有機発光層において、正孔と電子とを効率よく再結
合させることができる。
In the first component, the second component is added in an amount of 0.2 to 40.
By containing mol%, the movement of holes from the organic light emitting layer to the electron injection electrode can be further suppressed, and the holes and electrons can be efficiently recombined in the organic light emitting layer. .

【0122】高抵抗の無機電子注入輸送層を設ける場合
には、従来の有機の電子注入輸送層や、有機の電子注入
層、有機の電子輸送層を有する有機EL素子に比して、同
等か、それ以上の輝度を得ることができ、しかも、耐熱
性、耐侯性が高いので、寿命が長く、無機材料である電
子注入電極との接続性も良好になり、そのため、リーク
やダークスポットの発生も少ないという利点がある。さ
らには、比較的高価な有機物質とは異なり、無機電子注
入輸送層を形成するための無機物質は、安価で、入手が
しやすく、無機電子注入輸送層の形成も容易であるの
で、有機EL素子ないし有機ELディスプレイパネルの製造
コストを低減させることができる。
When a high-resistance inorganic electron injecting and transporting layer is provided, it is equivalent to a conventional organic electron injecting and transporting layer, an organic electron injecting layer, and an organic EL element having an organic electron transporting layer. In addition, higher brightness can be obtained, and the heat resistance and weather resistance are high, so the life is long, and the connectivity with the electron injection electrode, which is an inorganic material, is good. There is also an advantage that there is less. Furthermore, unlike relatively expensive organic materials, the inorganic materials for forming the inorganic electron injecting and transporting layer are inexpensive, easily available, and easy to form. The manufacturing cost of the element or the organic EL display panel can be reduced.

【0123】高抵抗の無機電子注入輸送層の抵抗率は、
1×10-2Ω・cm〜1×10-8Ω・cmであることが好ま
しい。無機電子注入輸送層の抵抗率をかかる範囲に設定
することによって、高い正孔ブロック性を維持しつつ、
電子注入効率を飛躍的に向上させることが可能になる。
The resistivity of the high-resistance inorganic electron injecting and transporting layer is as follows:
It is preferably 1 × 10 −2 Ω · cm to 1 × 10 −8 Ω · cm. By setting the resistivity of the inorganic electron injecting and transporting layer to such a range, while maintaining high hole blocking properties,
The electron injection efficiency can be dramatically improved.

【0124】第1成分の酸化物は、通常、化学量論組成
(stoichiometric composition)であるが、これか
ら、多少偏倚して、非化学量論組成(non−stoichiomet
ry)となっていてもよい。第2成分の酸化物も同様であ
る。
The oxide of the first component usually has a stoichiometric composition, but it deviates somewhat from this, and the non-stoichiometric composition is non-stoichiometric.
ry). The same applies to the oxide of the second component.

【0125】高抵抗の無機電子注入輸送層は、さらに、
不純物として、Hや、スパッタガスとして用いるNe、
Ar、Kr、Xeなどを、合計5at%以下含有していて
もよい。
The high-resistance inorganic electron injecting and transporting layer further comprises
As impurities, H, Ne used as a sputtering gas,
Ar, Kr, Xe and the like may be contained in a total of 5 at% or less.

【0126】高低抗の無機電子注入輸送層は、通常、非
晶質状態である。
The inorganic electron injecting and transporting layer having a high and low resistance is usually in an amorphous state.

【0127】高抵抗の無機電子注入輸送層は、0.2〜
30nmの膜厚を有していることが好ましく、0.2〜2
0の膜厚を有していると、とくに好ましい。高抵抗の無
機電子注入輸送層の膜厚が、0.2nm未満でも、30nm
を超えていても、電子注入の機能が十分に発揮されなく
なる。
The high-resistance inorganic electron injecting and transporting layer has a thickness of 0.2 to 0.2.
It preferably has a thickness of 30 nm,
It is particularly preferable that the film has a thickness of 0. Even if the thickness of the high-resistance inorganic electron injecting and transporting layer is less than 0.2 nm, it is 30 nm.
, The function of electron injection cannot be sufficiently exhibited.

【0128】高抵抗の無機電子注入輸送層は、スパッタ
リング、蒸着など、各種の物理的あるいは化学的な薄膜
形成方法によって、形成することができるが、スパッタ
リング法によって形成することが好ましい。とくに、第
1成分と第2成分を、ターゲットとして、別個にスパッ
クリングする多元スパックリング法によって、無機電子
注入輸送層を形成することが好ましい。多元スパッタリ
ング法によれば、それぞれのターゲットに適した条件
で、スパッタリングすることができる。また、第1成分
と第2成分の混合ターゲットを用いて、一元スパックリ
ング法によって、無機電子注入輸送層を形成することも
できる。
The high-resistance inorganic electron injecting and transporting layer can be formed by various physical or chemical thin film forming methods such as sputtering and vapor deposition, but is preferably formed by a sputtering method. In particular, it is preferable to form the inorganic electron injecting and transporting layer by a multiple spattering method in which the first component and the second component are targets and separately sprinkled. According to the multi-source sputtering method, sputtering can be performed under conditions suitable for each target. Further, the inorganic electron injecting and transporting layer can be formed by a one-way sparging method using a mixed target of the first component and the second component.

【0129】無機電子注入輸送層をスパックリング法に
よって形成する場合、スパッタガスの圧力は、0.1〜
1パスカルの範囲に設定することが好ましい。スパッタ
ガスとしては、スパッタリング法に、通常、用いられる
不活性ガス、たとえば、Ar、Ne、Xe、Krなどを
使用することができ、必要に応じて、窒素ガスを用いる
こともできる。スパッタリング時において、これらのス
パッタガスに加えて、1〜99%の酸素ガスを混合する
ようにしてもよい。
When the inorganic electron injecting and transporting layer is formed by the sparging method, the pressure of the sputtering gas is 0.1 to
It is preferable to set the range to 1 Pascal. As the sputtering gas, an inert gas usually used in the sputtering method, for example, Ar, Ne, Xe, Kr, or the like can be used, and if necessary, a nitrogen gas can be used. At the time of sputtering, an oxygen gas of 1 to 99% may be mixed in addition to these sputtering gases.

【0130】スパッタリング法としては、RF電源を用い
た高周波スパッタリング法や、DCスパッタリング法を使
用することができ、RF電源を用いた高周波スパッタリン
グの電力は0.1〜10W/平方センチメートルの範囲
が好ましく、成膜速度は0.5〜10nm/分、とくに、
1〜5nmの範囲が好ましい。
As the sputtering method, a high-frequency sputtering method using an RF power source or a DC sputtering method can be used. The power of the high-frequency sputtering using the RF power source is preferably in the range of 0.1 to 10 W / cm 2, The deposition rate is 0.5 to 10 nm / min.
A range of 1 to 5 nm is preferred.

【0131】成膜時の基板温度は、25〜150℃程度
である。
The substrate temperature during film formation is about 25 to 150 ° C.

【0132】本発明において、有機EL構造体を形成す
る基板としては、非晶質基板たとえばガラス、石英な
ど、結晶基板たとえば、Si、GaAs、ZnSe、Z
nS、GaP、InPなどがあげられ、またこれらの結
晶基板に結晶質、非晶質あるいは金属のバッファ層を形
成した基板も用いることができる。また金属基板として
は、Mo、Al、Pt、Ir、Au、Pdなどを用いる
ことができる。さらに、プラスチック等の樹脂材料、可
撓性を有する材料を用いることもできる。基板材料は、
好ましくはガラス基板、樹脂材料である。基板は、光取
り出し側となる場合、上記電極と同様な光透過性を有す
ることが好ましい。
In the present invention, the substrate on which the organic EL structure is formed is an amorphous substrate such as glass or quartz, or a crystalline substrate such as Si, GaAs, ZnSe, or Z.
Examples thereof include nS, GaP, and InP, and a substrate in which a crystalline, amorphous, or metal buffer layer is formed on these crystalline substrates can also be used. As the metal substrate, Mo, Al, Pt, Ir, Au, Pd, or the like can be used. Further, a resin material such as plastic or a material having flexibility can be used. The substrate material is
Preferably, a glass substrate or a resin material is used. When the substrate is on the light extraction side, it is preferable that the substrate has the same light transmittance as the above-mentioned electrodes.

【0133】ガラス材として、コストの面からアルカリ
ガラスが好ましいが、この他、ソーダ石灰ガラス、鉛ア
ルカリガラス、ホウケイ酸ガラス、アルミノケイ酸ガラ
ス、シリカガラス等のガラス組成のものも好ましい。特
に、ソーダガラスで、表面処理の無いガラス材が安価に
使用できる。
As the glass material, alkali glass is preferable from the viewpoint of cost, and in addition, glass materials such as soda lime glass, lead alkali glass, borosilicate glass, aluminosilicate glass, and silica glass are also preferable. In particular, soda glass, which has no surface treatment, can be used at low cost.

【0134】さらに、素子の有機層や電極の酸化を防ぐ
ために、素子上を封止板等により封止することが好まし
い。封止板は、湿気の侵入を防ぐために、接着性樹脂層
を用いて、封止板を接着し密封する。封止ガスは、A
r、He、N2 等の不活性ガス等が好ましい。また、こ
の封止ガスの水分含有量は、100ppm 以下、より好ま
しくは10ppm 以下、特には1ppm 以下であることが好
ましい。この水分含有量に下限値は特にないが、通常
0.1ppm 程度である。
Further, in order to prevent oxidation of the organic layer and the electrodes of the element, it is preferable to seal the element with a sealing plate or the like. The sealing plate adheres and seals the sealing plate using an adhesive resin layer in order to prevent moisture from entering. The sealing gas is A
An inert gas such as r, He, N 2 or the like is preferable. Further, the moisture content of the sealing gas is preferably 100 ppm or less, more preferably 10 ppm or less, and particularly preferably 1 ppm or less. Although there is no particular lower limit for the water content, it is usually about 0.1 ppm.

【0135】封止板の材料としては、上記基板と異なる
材料を用いることも可能であるが、好ましくは基板材料
と同様のもの、あるいは同等の熱膨張係数、機械強度を
有するものである。
As the material of the sealing plate, it is possible to use a material different from the above-mentioned substrate, but it is preferable to use the same material as the substrate material, or a material having the same thermal expansion coefficient and mechanical strength.

【0136】封止板は、スペーサーを用いて高さを調整
し、所望の高さに保持してもよい。スペーサーの材料と
しては、樹脂ビーズ、シリカビーズ、ガラスビーズ、ガ
ラスファイバー等が挙げられ、特にガラスビーズ等が好
ましい。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。
The height of the sealing plate may be adjusted by using a spacer, and may be maintained at a desired height. Examples of the material of the spacer include resin beads, silica beads, glass beads, and glass fibers, and glass beads are particularly preferable. When a recess is formed in the sealing plate, the spacer may or may not be used.

【0137】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。
The spacer may be mixed in the sealing adhesive in advance, or may be mixed at the time of bonding. The content of the spacer in the sealing adhesive is preferably 0.01
-30 wt%, more preferably 0.1-5 wt%.

【0138】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。
The adhesive is not particularly limited as long as it can maintain stable adhesive strength and has good airtightness, but it is preferable to use a cationic curing type ultraviolet curing epoxy resin adhesive. .

【0139】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。
The luminescent color may be controlled by using a color filter film, a color conversion film containing a fluorescent substance, or a dielectric reflection film on the substrate.

【0140】色フィルター膜には、液晶ディスプレイ等
で用いられているカラーフィルターを用いれば良いが、
有機EL素子の発光する光に合わせてカラーフィルター
の特性を調整し、取り出し効率・色純度を最適化すれば
よい。
For the color filter film, a color filter used in a liquid crystal display or the like may be used.
The characteristics of the color filter may be adjusted in accordance with the light emitted from the organic EL element to optimize the extraction efficiency and the color purity.

【0141】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。
When a color filter capable of cutting off short-wavelength external light that is absorbed by the EL element material or the fluorescence conversion layer is used, the light resistance of the element and the contrast of display are improved.

【0142】また、誘電体多層膜のような光学薄膜を用
いてカラーフィルターの代わりにしても良い。
In addition, an optical thin film such as a dielectric multilayer film may be used instead of the color filter.

【0143】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。
The fluorescence conversion filter film performs color conversion of the emission color by absorbing the light of the EL light emission and emitting the light from the phosphor in the fluorescence conversion film. It is formed from a fluorescent material and a light absorbing material.

【0144】蛍光材料は、基本的には蛍光量子収率が高
いものを用いれば良く、EL発光波長域に吸収が強いこ
とが望ましい。実際には、レーザー色素などが適してお
り、ローダミン系化合物・ペリレン系化合物・シアニン
系化合物・フタロシアニン系化合物(サブフタロシアニ
ン等も含む)ナフタロイミド系化合物・縮合環炭化水素
系化合物・縮合複素環系化合物・スチリル系化合物・ク
マリン系化合物等を用いればよい。
Basically, a fluorescent material having a high fluorescence quantum yield may be used, and it is desirable that the material has strong absorption in the EL emission wavelength region. In practice, laser dyes and the like are suitable, and rhodamine compounds, perylene compounds, cyanine compounds, phthalocyanine compounds (including subphthalocyanines, etc.) naphthalimide compounds, condensed ring hydrocarbon compounds, condensed heterocyclic compounds A styryl compound, a coumarin compound or the like may be used.

【0145】バインダーは、基本的に蛍光を消光しない
ような材料を選べば良く、フォトリソグラフィー・印刷
等で微細なパターニングが出来るようなものが好まし
い。また、基板上に正孔注入電極と接する状態で形成さ
れる場合、正孔注入電極(ITO、IZO等)の成膜時
にダメージを受けないような材料が好ましい。
As the binder, basically, a material that does not quench the fluorescence may be selected, and a binder that can be finely patterned by photolithography, printing, or the like is preferable. In the case where the hole injection electrode is formed on the substrate in contact with the hole injection electrode, a material which does not damage the film during formation of the hole injection electrode (ITO, IZO, or the like) is preferable.

【0146】光吸収材料は、蛍光材料の光吸収が足りな
い場合に用いるが、必要のない場合は用いなくても良
い。また、光吸収材料は、蛍光性材料の蛍光を消光しな
いような材料を選べば良い。
The light absorbing material is used when the light absorption of the fluorescent material is insufficient, but may be omitted when unnecessary. As the light absorbing material, a material that does not quench the fluorescence of the fluorescent material may be selected.

【0147】本発明の有機EL素子は、例えば、図1に
示すように基板1/正孔注入電極2/金属層3/絶縁層
または抵抗層4/正孔注入輸送層5a、発光層5b、電
子注入輸送層5cを含む有機層/無機電子注入輸送層6
/電子注入電極7とが順次積層された構成である。ま
た、基板1側に電子注入電極7が形成されている逆積層
としてもよい。積層構成は、要求される性能や仕様など
により最適な積層構成とすればよい。有機層は、正孔注
入輸送層、発光層、電子注入輸送層等が積層された複数
層構成としてもよいし、発光層に電子注入輸送機能、正
孔輸送機能などを持たせた単層構成としてもよい。
The organic EL device of the present invention comprises, for example, as shown in FIG. 1, a substrate 1 / hole injection electrode 2 / metal layer 3 / insulating layer or resistance layer 4 / hole injection / transport layer 5a, light emitting layer 5b, Organic layer including electron injection / transport layer 5c / inorganic electron injection / transport layer 6
/ Electron injection electrodes 7 are sequentially laminated. In addition, a reverse stack in which the electron injection electrode 7 is formed on the substrate 1 side may be used. The stacked configuration may be an optimum stacked configuration according to required performance and specifications. The organic layer may have a multilayer structure in which a hole injection / transport layer, a light emitting layer, an electron injection / transport layer, and the like are stacked, or a single layer structure in which the light emitting layer has an electron injection / transport function, a hole transport function, and the like. It may be.

【0148】有機EL素子は、直流駆動やパルス駆動さ
れ、また交流駆動も可能である。印加電圧は、通常、2
〜30V 程度である。
The organic EL element can be driven by DC or pulse, and can be driven by AC. The applied voltage is usually 2
It is about 30V.

【0149】[0149]

【実施例】[実施例1]本実施例で述べる有機EL素子
は、図2に示すように、ガラス基板1上に、正孔注入電
極2である透明導電膜ITO:100nmと、正孔注入金
属層3であるPt:0.5nmとGeO2 :In23
(スパッタターゲット組成、85:15 mol%)1nmで
構成される無機正孔注入層4と、下記の化1で示される
ジスチリルアリーレン誘導体に同じく下記の化2で示さ
れるジスチリルアリーレンアミン誘導体が3体積%添加
された膜厚が100nmの有機発光層5と、フッ化リチウ
ム:0.3nmの無機電子注入層6と、マグネシウムに銀
が2体積%添加された膜厚が200nmである電子注入電
極7とが順々に積層された構造を有する。
[Example 1] As shown in FIG. 2, an organic EL device described in this example has a transparent conductive film ITO, which is a hole injection electrode 2, having a thickness of 100 nm on a glass substrate 1. Pt: 0.5 nm for the metal layer 3 and GeO 2 : In 2 O 3
(Sputter target composition, 85:15 mol%) An inorganic hole injection layer 4 composed of 1 nm, and a distyrylaryleneamine derivative also represented by the following chemical formula 2 in addition to a distyrylarylene derivative represented by the following chemical formula 1 Organic light-emitting layer 5 with a thickness of 100 nm added with 3% by volume, inorganic electron injection layer 6 with lithium fluoride: 0.3 nm, and electron injection with a thickness of 200 nm with silver added to magnesium at 2% by volume. It has a structure in which the electrodes 7 are sequentially stacked.

【0150】[0150]

【化15】 Embedded image

【0151】[0151]

【化16】 Embedded image

【0152】この有機EL素子の製造方法を具体的に説
明する。
A method for manufacturing the organic EL device will be specifically described.

【0153】まず、上記の正孔注入電極2が形成された
ガラス基板1を10分間超音波洗浄した後、純水でリン
スした。その後オーブンにて110℃で8時間以上ベー
クを行った。このITO付基板にUV/O3 洗浄を行っ
た後、真空装置に導入し槽内を1×104 Pa以下まで減
圧した。
First, the glass substrate 1 on which the hole injection electrode 2 was formed was ultrasonically cleaned for 10 minutes, and then rinsed with pure water. Thereafter, baking was performed in an oven at 110 ° C. for 8 hours or more. After the substrate with ITO was subjected to UV / O 3 cleaning, the substrate was introduced into a vacuum device and the pressure in the tank was reduced to 1 × 10 4 Pa or less.

【0154】次いで、正孔注入金属層3として、Ptを
EB蒸着で、蒸着速度を0.01nm/sec で0.5nm成
膜した。このときの条件は、電圧4.6keV 、電流値2
00mAとした。
Then, as the hole injection metal layer 3, 0.5 nm of Pt was formed by EB evaporation at an evaporation rate of 0.01 nm / sec. The conditions at this time are as follows: a voltage of 4.6 keV and a current value of 2
00 mA.

【0155】減圧状態を保ったまま、ターゲットにGe
2 :In23 (85:15 mol%)を用い、無機高
抵抗層を膜厚1nm成膜し、正孔注入層を合計膜厚1.5
nmに形成した。この時の条件は、スパッタガスに10%
2/Arを用い、圧力:0.15Pa、投入電力:0.
8W/cm2 、成膜レート:0.05nm/sec であった。
While maintaining the decompressed state, Ge was applied to the target.
Using O 2 : In 2 O 3 (85:15 mol%), an inorganic high resistance layer is formed to a thickness of 1 nm, and a hole injection layer is formed to a total thickness of 1.5.
nm. The conditions at this time are as follows: 10%
Using O 2 / Ar, pressure: 0.15 Pa, input power: 0.
8W / cm 2, the film formation rate: was 0.05nm / sec.

【0156】さらに減圧を保ったまま、上記化15の化
合物に化16の化合物を3体積%添加して、蒸着速度:
0.1nm/sec として有機発光層5を抵抗加熱法により
膜厚100nmの厚さに蒸着した。
While maintaining the reduced pressure, 3% by volume of the compound of formula 16 was added to the compound of formula 15, and the deposition rate was:
The organic light emitting layer 5 was deposited to a thickness of 100 nm by a resistance heating method at a rate of 0.1 nm / sec.

【0157】次いで、フッ化リチウムを抵抗加熱法で蒸
着速度0.01nm/sec として電子注入層6を膜厚0.
3nmの厚さに蒸着した。
Then, the electron injection layer 6 was formed to a thickness of 0.1 nm with a deposition rate of 0.01 nm / sec by resistance heating using lithium fluoride.
Evaporated to a thickness of 3 nm.

【0158】さらに、マグネシウムに銀を2体積%添加
して、蒸着速度0.1nm/sec として電子注入電極7を
膜厚200nmの厚さに蒸者した。以上の上程で有機EL
素子を作製した。
Further, 2% by volume of silver was added to magnesium, and the electron injection electrode 7 was evaporated to a thickness of 200 nm at a deposition rate of 0.1 nm / sec. Organic EL with the above process
An element was manufactured.

【0159】〔実施例2〕無機高抵抗層を3nmとしPt
層0.5nmと合わせて3.5nmの正孔注入層とした以外
は実施例1と同様の構造とした。
Example 2 The inorganic high resistance layer was made 3 nm and Pt was
The structure was the same as that of Example 1 except that a hole injection layer of 3.5 nm was combined with the layer of 0.5 nm.

【0160】〔実施例3〕有機発光層4をトリス(8一
キノリノール)アルミニウム(以下、Alq3と略す)
を膜厚100nmで構成した以外は実施例2と同様の構造
とした。
Example 3 The organic light emitting layer 4 was made of tris (8-quinolinol) aluminum (hereinafter abbreviated as Alq3).
Was constructed in the same manner as in Example 2 except that the film was formed with a film thickness of 100 nm.

【0161】〔実施例4〕図3に示すように、有機正孔
注入層5aとして、N,N’−ジフェニル−N,N’−
ビス(3−メチルフエニル)−1、1’−ビフェニル−
4,4’−ジアミン(TPDと略す)膜厚20nmを、無
機正孔注入層4と有機発光層5bの間に挿入した以外は
実施例3と同様の構造とした。
Example 4 As shown in FIG. 3, N, N'-diphenyl-N, N'- was used as the organic hole injection layer 5a.
Bis (3-methylphenyl) -1,1'-biphenyl-
The structure was the same as that of Example 3 except that a 4,4′-diamine (abbreviated as TPD) film thickness of 20 nm was inserted between the inorganic hole injection layer 4 and the organic light emitting layer 5b.

【0162】〔実施例5〕無機絶縁層をSiO2 :3nm
とし、Pt層:0.5nmと合わせて3.5nmの正孔注入
層とした以外は実施例4と同様の構造とした。
Example 5 The inorganic insulating layer was made of SiO 2 : 3 nm.
The structure was the same as that of Example 4 except that the hole injection layer was 3.5 nm in total including the Pt layer: 0.5 nm.

【0163】〔比較例1〕無機正孔注入層を無機高抵抗
層GeO2 :In23 :1nmのみとし、Pt金属層を
設けない以外は実施例1と同様の構造とした。
Comparative Example 1 The structure was the same as that of Example 1 except that the inorganic hole injecting layer was only the inorganic high resistance layer GeO 2 : In 2 O 3 : 1 nm and no Pt metal layer was provided.

【0164】〔比較例2〕無機正孔注入層を無機高抵抗
層GeO2 :In23 :3nmのみとし、Pt金属層を
設けない以外は実施例2と同様の構造とした。
Comparative Example 2 The structure was the same as that of Example 2 except that the inorganic hole injecting layer was only the inorganic high-resistance layer GeO 2 : In 2 O 3 : 3 nm and the Pt metal layer was not provided.

【0165】〔比較例3〕無機正孔注入層を無機高抵抗
層GeO2 :In23 :3nmのみとし、Pt金属層を
設けない以外は実施例3と同様の構造とした。
Comparative Example 3 The structure was the same as that of Example 3 except that the inorganic hole injecting layer was only the inorganic high resistance layer GeO 2 : In 2 O 3 : 3 nm and the Pt metal layer was not provided.

【0166】〔比較例4〕無機正孔注入層を無機高抵抗
層GeO2 :In23 :3nmのみとし、Pt金属層を
設けない以外は実施例4と同様の構造とした。
Comparative Example 4 The structure was the same as that of Example 4 except that the inorganic hole injecting layer was only the inorganic high-resistance layer GeO 2 : In 2 O 3 : 3 nm and the Pt metal layer was not provided.

【0167】〔比較例5〕無機正孔注入層を無機絶縁層
SiO2 :3nmのみとし、Pt金属層を設けない以外は
実施例5と同様の構造とした。
Comparative Example 5 The structure was the same as that of Example 5 except that the inorganic hole injecting layer was made of only the inorganic insulating layer SiO 2 : 3 nm and the Pt metal layer was not provided.

【0168】〔比較例6〕無機正孔注入層として、Pt
の代わりにMgを0.5nm成膜し、次に無機高抵抗層G
eO2 :In23 を3nm成膜し、合わせて3.5nmと
した以外は実施例2と同様の構造とした。
[Comparative Example 6] Pt was used as the inorganic hole injecting layer.
Instead of Mg, a 0.5 nm film of Mg is formed, and then the inorganic high resistance layer G is formed.
eO 2 : In 2 O 3 was formed to a thickness of 3 nm, and the structure was the same as that of Example 2 except that the total thickness was set to 3.5 nm.

【0169】〔比較例7〕ITO上にGeO2 :In2
3 正孔注入層を先に成膜し、その後Pt層を形成した
以外は実施例1と同様にして素子を作製した。
[Comparative Example 7] GeO 2 : In 2 on ITO
An element was fabricated in the same manner as in Example 1, except that the O 3 hole injection layer was formed first, and then the Pt layer was formed.

【0170】この素子は、金属層上に有機層を形成する
際に、有機層がはじかれてしまい、有機薄膜を均一に形
成することができなかった。
In this device, when an organic layer was formed on the metal layer, the organic layer was repelled, and an organic thin film could not be formed uniformly.

【0171】上記実施例1〜5および比較例1〜7の各
有機EL素子に、ITO電極側をプラス、電子注入電極
側をマイナスとして所定の電圧を印加し、電流密度10
mA/cm2 となるときの電圧と、輝度100cd/m2 とな
るときの電圧を測定した。
A predetermined voltage was applied to each of the organic EL devices of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 7 with the ITO electrode side being plus and the electron injection electrode side being minus.
The voltage when the current was mA / cm 2 and the voltage when the luminance was 100 cd / m 2 were measured.

【0172】結果を下記表1に示す。The results are shown in Table 1 below.

【0173】[0173]

【表1】 [Table 1]

【0174】また、上記各実施例で使用した絶縁層、高
抵抗層の抵抗率の実測値を以下に示す。測定は、サンプ
ルを所定面積となるようにマスキングしたものを、IT
O透明電極とAl電極で挟み込み、印加電圧と電流から
求めた。なお、測定値は環境の湿度や、ノイズレベルの
影響を受けやすく、誤差を含んだ値であると考えられ
る。
The measured values of the resistivity of the insulating layer and the high-resistance layer used in each of the above embodiments are shown below. The measurement was performed by masking the sample to a predetermined area and using IT
It was sandwiched between an O transparent electrode and an Al electrode and determined from the applied voltage and current. The measured value is easily affected by the environmental humidity and the noise level, and is considered to be a value including an error.

【0175】[0175]

【表2】 [Table 2]

【0176】上記結果から、比較例1〜5と実施例1〜
5について、それぞれ対応すらサンプル、例えば、実施
例1(駆動電圧6.6V、10mA/cm2 時)と比較例1
(駆動電圧12.6V、10mA/cm2 時)とを比較する
と、本発明サンプルは駆動電圧の低下が顕著であること
がわかる。なお、比較例3では輝度100cd/m2 とな
るときの電圧を測定使用としたところ、測定する前に素
子が破壊してしまった。
From the above results, Comparative Examples 1 to 5 and Examples 1 to 5
Sample No. 5 even corresponds to each sample, for example, Example 1 (driving voltage 6.6 V, 10 mA / cm 2 ) and Comparative Example 1
(At a driving voltage of 12.6 V, at 10 mA / cm 2 ), it can be seen that the driving voltage of the sample of the present invention is significantly reduced. In Comparative Example 3, when a voltage at a luminance of 100 cd / m 2 was used for measurement, the element was broken before the measurement.

【0177】一方、仕事関数がITO(仕事関数4.6
eV)よりも低いマグネシウム(仕事関数3.6eV)をP
t(仕事関数5.4eV)の代わりに挿入しても、比較例
6の結果から、駆動電圧の低下は見られなかった。
On the other hand, if the work function is ITO (work function 4.6)
e) lower than magnesium (work function 3.6 eV)
Even when t was inserted instead of t (work function: 5.4 eV), the results of Comparative Example 6 did not show a decrease in drive voltage.

【0178】比較例7では輝度が得られず、輝度100
cd/m2 となるときの電圧駆動電圧は測定できなかっ
た。これは、おそらく最初にリーク部が焼き切れるた
め、その後駆動電圧が異常に上昇したものと考えられ
る。また、発光部での輝度ムラもひどく、輝点が観測さ
れた。
In Comparative Example 7, no luminance was obtained.
The voltage drive voltage at cd / m 2 could not be measured. This is probably because the leakage portion burned out first, and then the drive voltage abnormally increased. In addition, luminance unevenness in the light emitting portion was severe, and a bright spot was observed.

【0179】以上の結果から、正孔注入電極よりも高い
仕事関数を有する金属を挿入することによって、駆動電
圧が低下することが明かとなった。
From the above results, it was clarified that the drive voltage was reduced by inserting a metal having a higher work function than the hole injection electrode.

【0180】〔実施例6〕実施例1と比較例1の素子に
ついて、アルゴン雰囲気にて電流密度100mA/cm2
定電流により連続発光させ、各有機EL素子の寿命を測
定した。結果を図4に示す。
Example 6 The devices of Example 1 and Comparative Example 1 were continuously illuminated with a constant current of 100 mA / cm 2 in an argon atmosphere, and the life of each organic EL device was measured. FIG. 4 shows the results.

【0181】上記結果より、実施例1における有機EL
素子の発光輝度低下の進行は、比較例1よりも格段に遅
い事が分かった。これは高抵抗層の挿入によるリーク抑
制と、金属層挿入による駆動電圧の低下に伴う発熱量の
減少によるものであると考えられる。
From the above results, it was found that the organic EL in Example 1 was
It was found that the decrease in the light emission luminance of the element was much slower than that in Comparative Example 1. This is considered to be due to the suppression of leakage due to the insertion of the high resistance layer and the decrease in the amount of heat generated due to the decrease in drive voltage due to the insertion of the metal layer.

【0182】以上説明したとおり、本発明によれば、高
い仕事関数を有する金属層と絶縁層あるいは高抵抗層を
無機正孔注入層として用いることにより、リークの抑制
と、それに加えて絶縁層と有機層とのエネルギー障壁を
小さくすることで、素子の駆動電圧を低く、かつ素子の
長寿命化が達成できる。よって本発明は有機EL素子の
各種表示デバイスへの応用が可能となり、その効果は大
きい。
As described above, according to the present invention, by using a metal layer having a high work function and an insulating layer or a high resistance layer as an inorganic hole injection layer, it is possible to suppress leakage and, in addition, to use an insulating layer. By reducing the energy barrier with the organic layer, the driving voltage of the element can be reduced and the life of the element can be prolonged. Therefore, the present invention can be applied to various display devices using the organic EL element, and the effect is great.

【0183】[0183]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、絶縁層あ
るいは抵抗層を正孔注入層に用いたときに得られる素子
リーク抑制等の素子信頼性を有し、さらに、その短所で
ある駆動電圧の上昇を防ぎ、信頼性が高く駆動電圧が低
い有機EL素子を提供することができる。
As described above, according to the present invention, device reliability such as device leakage suppression obtained when an insulating layer or a resistive layer is used as a hole injection layer is a disadvantage. An increase in driving voltage can be prevented, and an organic EL element with high reliability and low driving voltage can be provided.

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

【図1】本発明の有機EL素子の基本構成を示す概略断
面図である。
FIG. 1 is a schematic sectional view showing a basic configuration of an organic EL device of the present invention.

【図2】実施例1の有機EL素子の基本構成を示す概略
断面図である。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view illustrating a basic configuration of the organic EL element of Example 1.

【図3】実施例4の有機EL素子の基本構成を示す概略
断面図である。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view illustrating a basic configuration of an organic EL device of Example 4.

【図4】実施例6の寿命特性の測定結果を示したグラフ
である。
FIG. 4 is a graph showing measurement results of life characteristics of Example 6.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 基板 2 正孔注入電極 3 金属層 4 絶縁層/抵抗層 5 有機層 5a 正孔注入輸送層 5b 発光層 5c 電子注入輸送層 6 無機電子注入層 7 電子注入電極 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate 2 Hole injection electrode 3 Metal layer 4 Insulating layer / resistance layer 5 Organic layer 5a Hole injection transport layer 5b Light emitting layer 5c Electron injection transport layer 6 Inorganic electron injection layer 7 Electron injection electrode

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 正孔注入電極と電子注入電極からなる一
対の電極間に、有機発光層を含む一層以上の有機層を有
する有機EL素子であって、 前記正孔注入電極と前記有機層の間に正孔注入電極より
も仕事関数が大きな金属元素を含有する金属層を有し、 前記金属層と前記有機層の間に絶縁層または抵抗層を有
する有機EL素子。
1. An organic EL device having one or more organic layers including an organic light emitting layer between a pair of electrodes composed of a hole injection electrode and an electron injection electrode, An organic EL device having a metal layer containing a metal element having a work function larger than that of a hole injection electrode between the metal layer and an organic layer.
【請求項2】 前記絶縁層または抵抗層が無機材料によ
り形成されている請求項1の有機EL素子。
2. The organic EL device according to claim 1, wherein the insulating layer or the resistance layer is formed of an inorganic material.
【請求項3】 前記絶縁層または抵抗層が酸化ケイ素ま
たは酸化ゲルマニウムを主成分とする請求項2の有機E
L素子。
3. The organic electroluminescent device according to claim 2, wherein said insulating layer or said resistive layer contains silicon oxide or germanium oxide as a main component.
L element.
【請求項4】 前記金属層はPt、Au、Pd、Ni、
Re、Co、Se、およびIrから選択される1種また
は2種以上の元素を含有する請求項1〜3のいずれかの
有機EL素子。
4. The metal layer is made of Pt, Au, Pd, Ni,
The organic EL device according to any one of claims 1 to 3, further comprising one or more elements selected from Re, Co, Se, and Ir.
【請求項5】 前記金属層の膜厚は0.1〜2nmである
請求項1〜4のいずれかの有機EL素子。
5. The organic EL device according to claim 1, wherein said metal layer has a thickness of 0.1 to 2 nm.
【請求項6】 前記正孔注入電極、金属層、および絶縁
層または抵抗層の光透過率が80%以上である請求項1
〜5のいずれかの有機EL素子。
6. The light transmittance of the hole injection electrode, the metal layer, and the insulating layer or the resistance layer is 80% or more.
5. The organic EL device of any one of items 1 to 5.
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