JP2002352964A - 有機エレクトロルミネッセンス素子およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】有機発光体を含む発光層を有する有機ＥＬ素子
であって、ｐ型半導体性の金属酸化物を含む層を陽極に
接して設けることによる寿命等の特性の向上という効果
を維持しつつ、より駆動電圧の低い有機ＥＬ素子および
その製造方法を提供する。 【解決手段】〔１〕少なくとも一方が透明または半透明
である一対の陽極および陰極からなる電極間に、少なく
とも１層の有機発光体を含む発光層を有し、かつ陽極に
接してｐ型半導体性の金属酸化物を含む厚さ１０〜０.
１ｎｍの層を有する有機ＥＬ素子。 〔２〕陽極の上に、酸化されることによりｐ型の半導体
性の金属酸化物となりうる金属を成膜したのち、酸化処
理を行う上記〔１〕の有機ＥＬ素子の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、有機エレクトロル
ミネッセンス素子（以下、有機ＥＬ素子ということがあ
る。）に関する。

【０００２】

【従来の技術】有機ＥＬ素子は、無機エレクトロルミネ
ッセンス素子に比べて、低電圧駆動、高輝度に加えて多
数の色の発光が容易に得られるという特徴があり、その
素子構造やそれに用いる有機発光体、有機電荷輸送化合
物等の材料について多くの試みが開示されている〔ジャ
パニーズ・ジャーナル・オブ・アプライド・フィジック
ス（Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．）第２７巻、Ｌ
２６９頁（１９８８年）、ジャーナル・オブ・アプライ
ド・フィジックス（Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．）第６５
巻、３６１０頁（１９８９年）、ＷＯ９０１３１４８号
公開明細書、特開平３−２４４６３０号公報、アプライ
ド・フィジックス・レターズ（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌ
ｅｔｔ．）第５８巻、１９８２頁（１９９１年）な
ど〕。

【０００３】有機ＥＬ素子の寿命等の特性の向上を目的
として、例えば、有機発光体であるＡｌ−キノリノール
錯体からなる発光層を有する有機ＥＬ素子において、陽
極に接して、ｐ型半導体性金属酸化物であるＣｕ₂Ｏか
らなる薄膜（厚さ５０〜５００nm）を、Ｃｕ金属蒸発源
と酸素ガスとを用いた反応性蒸着法により設けることが
開示されている（特開平６−１１９９７３号公報）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の方法では、電圧降下が大きく、素子の駆動電圧が高く
なる傾向があるという問題があった。本発明の目的は、
有機発光体を含む発光層を有する有機ＥＬ素子であっ
て、ｐ型半導体性の金属酸化物を含む層を陽極に接して
設けることによる寿命等の特性の向上という効果を維持
しつつ、より駆動電圧の低い有機ＥＬ素子を提供するこ
とにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記課題
を解決すべく鋭意検討した結果、有機発光体を含む発光
層を有し、特定の厚さのｐ型半導体性の金属酸化物を含
む層を陽極に接して有する有機ＥＬ素子が、寿命等の特
性の向上という該金属酸化物を含む層を設けることによ
る効果を維持しつつ低電圧で駆動可能であることを見出
し、本発明に至った。

【０００６】すなわち本発明は、以下の〔１〕〜〔６〕
に係るものである。 〔１〕少なくとも一方が透明または半透明である一対の
陽極および陰極からなる電極間に、少なくとも１層の有
機発光体を含む発光層を有し、かつ陽極に接してｐ型半
導体性の金属酸化物を含む厚さ１０〜０.１ｎｍの層を
有する有機エレクトロルミネッセンス素子。 〔２〕陽極の上に、酸化されることによりｐ型の半導体
性の金属酸化物となりうる金属を成膜したのち、酸化処
理を行う上記〔１〕の有機エレクトロルミネッセンス素
子の製造方法。 〔３〕上記〔１〕の有機エレクトロルミネッセンス素子
を用いた面状光源。 〔４〕上記〔１〕の有機エレクトロルミネッセンス素子
を用いたセグメント表示装置。 〔５〕上記〔１〕の有機エレクトロルミネッセンス素子
を用いたドットマトリックス表示装置。 〔６〕上記〔１〕の有機エレクトロルミネッセンス素子
をバックライトとする液晶表示装置。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の有機ＥＬ素子につ
いて詳細に説明する。本発明の有機ＥＬ素子は、少なく
とも一方が透明または半透明である一対の陽極および陰
極からなる電極間に、少なくとも１層の有機発光体を含
む発光層を有し、かつ陽極に接してｐ型半導体性の金属
酸化物を含む厚さ１０〜０.１ｎｍの層を有する。ここ
にｐ型半導体性の金属酸化物としては、例えば、銅の酸
化物、ニッケルの酸化物、鉛の酸化物、希土類元素の酸
化物が挙げられ、銅、ニッケルの酸化物が好ましく、銅
の酸化物がより好ましい。ｐ型半導体性の金属酸化物と
しては、化学量論比を満足する酸化物以外に部分的に酸
化されたもの、酸素が一部窒素に置き換わったものであ
ってもよい。

【０００８】ｐ型半導体性の金属酸化物を含む層の厚さ
は、平均の厚さとして、通常１０ｎｍ〜０．１ｎｍ程度
であり、好ましくは５ｎｍ〜０．２ｎｍであり、より好
ましくは５ｎｍ〜１ｎｍである。厚すぎると、電圧の降
下が起こり、薄すぎると、正孔注入の効果が小さくなる
ので、いずれの場合にも駆動電圧が上昇する。

【０００９】本発明の有機ＥＬ素子は、有機発光体を含
む発光層、ｐ型半導体性の金属酸化物を含む厚さ１０〜
０.１ｎｍの層以外に、さらに、正孔輸送層、電子注入
層、電子輸送層などの層を有していてもよい。中でも、
有機発光体を含む発光層とｐ型半導体性の金属酸化物を
含む厚さ１０〜０.１ｎｍの層とを有する素子、有機発
光体を含む発光層と正孔輸送層とｐ型半導体性の金属酸
化物を含む厚さ１０〜０.１ｎｍの層とを有する素子が
好ましい。

【００１０】また、本発明においては、有機発光体を含
む発光層、正孔輸送層、電子輸送層のいずれかの層を２
層以上用いてもよい。素子中、上記各層は、陰極から陽
極に向かって、陰極、電子注入層、電子輸送層、発光
層、正孔輸送層、ｐ型半導体性の金属酸化物を含む厚さ
１０〜０.１ｎｍの層、陽極の順に用いられるのが一般
的である。また、それぞれの層を２層以上用いる場合
は、第２の層を用いる位置に特に制限はなく、発光効率
や素子寿命を勘案して適宜用いることができる。

【００１１】本発明における有機ＥＬ素子の有機発光体
を含む発光層に使用する有機発光体には特に制限はな
く、通常有機ＥＬ素子で使用される有機蛍光分子や共役
系高分子蛍光体が使用できる。

【００１２】有機蛍光分子としては、例えばベンゾオキ
サゾール誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、ベンゾチ
アゾール誘導体、スチリルベンゼン誘導体、ポリフェニ
ル誘導体、ジフェニルブタジエン誘導体、テトラフェニ
ルブタジエン誘導体、ナフタルイミド誘導体、クマリン
誘導体、ペリレン誘導体、ペリノン誘導体、オキサジア
ゾール誘導体、アルダジン誘導体、ピラリジン誘導体、
シクロペンタジエン誘導体、ビススチリルアントラセン
誘導体、キナクリドン誘導体、ピロロピリジン誘導体、
チアジアゾロピリジン誘導体、シクロペンタジエン誘導
体、スチリルアミン誘導体、芳香族ジメチリディン化合
物、８−キノリノール誘導体の金属錯体や希土類錯体、
ＩｒやＰｔ錯体に代表される各種金属錯体が例示され
る。より具体的には特開昭６３−７０２５７号公報、同
６３−１７５８６０号公報、特開平２−１３５３５９号
公報、同２−１３５３６１号公報、同２−２０９９８８
号公報、同３−３７９９２号公報、同３−１５２１８４
号公報に開示されているものが好適に使用される。

【００１３】また、共役系高分子蛍光体としては、ポリ
アリーレンやポリアリーレンビニレン等のπ電子系が分
子鎖に沿って非極在化している分子構造を有しており、
固体状態で蛍光を示し、ポリスチレン換算の数平均分子
量が１×１０⁴〜１×１０⁷である共役系高分子蛍光体が
好ましく用いられる。具体的には特開平３−２４４６３
０、特開平５−２０２３５５号、特開平６−７３３７４
公報、特開平７−２７８２７６号公報、特開平９−４５
４７８号、ＷＯ９９／２０６７５号公報、ＷＯ９９／４
８１６０号公報、特開平10-３２４８７０号公報、特開
平１１−１７６５７６号公報、特開２０００−３４４７
６号公報、特開２０００−１３６３７９号公報、特開２
０００−１０４０５７号公報、特開２０００−１５４３
３４号公報、特開２０００−１６９８３９号公報に記載
の材料が例示される。

【００１４】有機発光体を含む発光層の膜厚としては、
用いる材料によって最適値が異なり、駆動電圧と発光効
率が適度な値となるように選択すればよいが、例えば１
ｎｍから１μｍであり、好ましくは２ｎｍ〜５００ｎｍ
であり、さらに好ましくは５ｎｍ〜２００ｎｍである。

【００１５】本発明の有機ＥＬ素子が正孔輸送層を有す
る場合、該正孔輸送層に用いる正孔輸送材料としては、
N,N-ジフェニル-N,N-ビス(3-メチルフェニル)-1,1-ビフ
ェニル-4,4-ジアミン(TPD)等の芳香族アミン系化合物、
ヒドラゾン化合物、金属フタロシアニン類、ポルフィリ
ン類、スチリルアミン化合物、ポリビニルカルバゾー
ル、ポリシラン(Appl.Phys.Lett.59,2760(1991))等が好
ましく用いられる。具体的には、該正孔輸送材料とし
て、特開昭６３−７０２５７号公報、同６３−１７５８
６０号公報、特開平２−１３５３５９号公報、同２−１
３５３６１号公報、同２−２０９９８８号公報、同２−
３１１５９１号公報、同３−３７９９２号公報、同３−
１５２１８４号公報、同１１−３５６８７号公報、同１
１−２１７３９２号公報、特開２０００−８０１６７号
公報に記載されているもの等が例示される。

【００１６】本発明の有機ＥＬ素子が電子輸送層を有す
る場合、該電子輸送層に用いる電子輸送材料としては、
トリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジア
ゾール誘導体、フルオレノン誘導体、アントラキノジメ
タン誘導体、アントロン誘導体、ジフェニルキノン誘導
体、チオピランジオキシド誘導体、カルボジイミド誘導
体、フルオレニリデンメタン誘導体、ジスチリルピラジ
ン誘導体、ナフタレンペリレン等の複素環テトラカルボ
ン酸無水物、フタロシアニン誘導体、８−キノリノール
誘導体の金属錯体やメタルフタロシアニン、ベンゾオキ
サゾールやベンゾチアゾールを配位子とする金属錯体に
代表される各種金属錯体、ベンゾキノンもしくはその誘
導体、ナフトキノンもしくはその誘導体、アントラキノ
ンもしくはその誘導体、ジフェニルジシアノエチレンも
しくはその誘導体、ジフェノキノン誘導体、ポリキノリ
ンもしくはその誘導体、ポリキノキサリンもしくはその
誘導体、または、ポリフルオレンもしくはその誘導体等
が例示される。具体的には、特開昭６３−７０２５７号
公報、同６３−１７５８６０号公報、特開平２−１３５
３５９号公報、同２−１３５３６１号公報、同２−２０
９９８８号公報、同３−３７９９２号公報、同３−１５
２１８４号公報に記載されているもの等が例示される。

【００１７】次に本発明の有機ＥＬ素子の製造方法につ
いて説明する。本発明において、ｐ型半導体性の金属酸
化物からなる層を、例えば透明電極などの陽極のうえに
作成する方法は特に限定されないが、別途調整したｐ型
半導体性の金属酸化物を、例えば、真空蒸着、スパッタ
ー法、反応性スパッター法、プラズマ成膜法等により成
膜する方法；ゾルゲル法等により成膜する方法；酸化さ
れることによりｐ型半導体性の金属酸化物となりうる金
属蒸発源と酸素ガスとを用いた反応性蒸着法；酸化され
ることによりｐ型半導体性の金属酸化物となりうる金属
を成膜した後に酸化する方法；等が挙げられ、酸化され
ることによりｐ型半導体性の金属酸化物となりうる金属
を成膜したのち、酸化処理を行うことが、工業的に有利
であるので好ましい。

【００１８】酸化されることによりｐ型半導体性の金属
酸化物となりうる金属を成膜したのち、酸化処理を行う
方法において、金属の成膜方法としては、例えば、真空
蒸着、スパッター法等を用いることができる。酸化処理
の方法については、特に制限はないが、酸素存在下で高
温で酸化させる方法、酸素プラズマ中で酸化させる方
法、酸素原子イオンを注入する方法などが、例示される
が、酸素プラズマ中で酸化させる方法が工業的に有利で
あるので好ましい。

【００１９】本発明に用いる有機発光体を含む発光層の
成膜の方法としては、有機蛍光分子のときには例えば真
空蒸着法、共役系高分子蛍光体のときには溶液からの塗
布が例示される。溶液からの塗布では、発光体の溶液を
用いてもよいが、高分子バインダーとの混合溶液を用い
てもよい。

【００２０】溶液からの成膜に用いる溶媒としては、発
光体を溶解させるものであれば特に制限はない。該溶媒
として、クロロホルム、塩化メチレン、ジクロロエタン
等の塩素系溶媒、テトラヒドロフラン等のエーテル系溶
媒、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶媒、ア
セトン、メチルエチルケトン等のケトン系溶媒、酢酸エ
チル、酢酸ブチル、エチルセルソルブアセテート等のエ
ステル系溶媒が例示される。

【００２１】溶液からの成膜方法としては、溶液からの
スピンコート法、キャスティング法、マイクログラビア
コート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコ
ート法、ワイアーバーコート法、ディップコート法、ス
プレーコート法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、
オフセット印刷法、インクジェットプリント法等の塗布
法を用いることができる。

【００２２】混合する高分子バインダーとしては、発光
性を極度に阻害しないものが好ましく、また可視光に対
する吸収が強くないものが好適に用いられる。該高分子
バインダーとして、ポリカーボネート、ポリアクリレー
ト、ポリメチルアクリレート、ポリメチルメタクリレー
ト、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリシロキサン等
が例示される。さらに、高分子バインダーとして、ポリ
ビニルカルバゾールもしくはその誘導体、ポリシランも
しくはその誘導体、側鎖もしくは主鎖に芳香族アミン化
合物基を有するポリシロキサン誘導体、ポリアニリンも
しくはその誘導体、ポリチオフェンもしくはその誘導
体、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）もしくはその誘導
体、またはポリ（２，５−チエニレンビニレン）もしく
はその誘導体等の高分子正孔輸送材料を用いてもよい。
発光層の膜厚としては、用いる材料によって最適値が異
なり、駆動電圧と発光効率が適度な値となるように選択
すればよいが、少なくともピンホールが発生しないよう
な厚さが必要であり、あまり厚いと、素子の駆動電圧が
高くなり好ましくない。従って、該発光層の膜厚として
は、例えば１ｎｍから１μｍであり、好ましくは２ｎｍ
〜５００ｎｍであり、さらに好ましくは５ｎｍ〜２００
ｎｍである。

【００２３】本発明の有機ＥＬ素子が正孔輸送層を有す
る場合について該層の形成方法について説明する。低分
子の正孔輸送材料を用いる場合には、真空蒸着や溶液か
ら塗布による成膜等が挙げられる。溶液からの塗布で
は、正孔輸送材料の溶液を用いてもよいが、高分子バイ
ンダーとの混合溶液を用いてもよい。

【００２４】溶液からの成膜に用いる溶媒としては、正
孔輸送材料を溶解させるものであれば特に制限はない。
該溶媒として、クロロホルム、塩化メチレン、ジクロロ
エタン等の塩素系溶媒、テトラヒドロフラン等のエーテ
ル系溶媒；トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶
媒；アセトン、メチルエチルケトン等のケトン系溶媒；
酢酸エチル、酢酸ブチル、エチルセルソルブアセテート
等のエステル系溶媒が例示される。

【００２５】溶液からの成膜方法としては、溶液からの
スピンコート法、キャスティング法、マイクログラビア
コート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコ
ート法、ワイアーバーコート法、ディップコート法、ス
プレーコート法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、
オフセット印刷法、インクジェットプリント法等の塗布
法を用いることができる。

【００２６】混合する高分子バインダーとしては、電荷
輸送を極度に阻害しないものが好ましく、また可視光に
対する吸収が強くないものが好適に用いられる。該高分
子バインダーとして、ポリカーボネート、ポリアクリレ
ート、ポリメチルアクリレート、ポリメチルメタクリレ
ート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリシロキサン
等が例示される。さらに、高分子バインダーとして、ポ
リビニルカルバゾールもしくはその誘導体、ポリシラン
もしくはその誘導体、側鎖もしくは主鎖に芳香族アミン
化合物基を有するポリシロキサン誘導体、ポリアニリン
もしくはその誘導体、ポリチオフェンもしくはその誘導
体、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）もしくはその誘導
体、またはポリ（２，５−チエニレンビニレン）もしく
はその誘導体等の高分子正孔輸送材料を用いてもよい。

【００２７】正孔輸送層の膜厚としては、用いる材料に
よって最適値が異なり、駆動電圧と発光効率が適度な値
となるように選択すればよいが、少なくともピンホール
が発生しないような厚さが必要であり、あまり厚いと、
素子の駆動電圧が高くなり好ましくない。従って、該正
孔輸送層の膜厚としては、例えば１ｎｍから１μｍであ
り、好ましくは２ｎｍ〜５００ｎｍであり、さらに好ま
しくは５ｎｍ〜２００ｎｍである。

【００２８】本発明の有機ＥＬ素子が電子輸送層を有す
る場合に、電子輸送層の成膜法としては特に制限はない
が、低分子電子輸送材料では、粉末からの真空蒸着法、
または溶液もしくは溶融状態からの成膜による方法が、
高分子電子輸送材料では溶液または溶融状態からの成膜
による方法がそれぞれ例示される。溶液または溶融状態
からの成膜時には、高分子バインダーを併用してもよ
い。

【００２９】溶液からの成膜に用いる溶媒としては、電
子輸送材料および／または高分子バインダーを溶解させ
るものであれば特に制限はない。該溶媒として、クロロ
ホルム、塩化メチレン、ジクロロエタン等の塩素系溶
媒、テトラヒドロフラン等のエーテル系溶媒、トルエ
ン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶媒、アセトン、メ
チルエチルケトン等のケトン系溶媒、酢酸エチル、酢酸
ブチル、エチルセルソルブアセテート等のエステル系溶
媒が例示される。

【００３０】溶液または溶融状態からの成膜方法として
は、スピンコート法、キャスティング法、マイクログラ
ビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロー
ルコート法、ワイアーバーコート法、ディップコート
法、スプレーコート法、スクリーン印刷法、フレキソ印
刷法、オフセット印刷法、インクジェットプリント法等
の塗布法を用いることができる。

【００３１】混合する高分子バインダーとしては、電荷
輸送を極度に阻害しないものが好ましく、また、可視光
に対する吸収が強くないものが好適に用いられる。該高
分子バインダーとして、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾー
ル）、ポリアニリンもしくはその誘導体、ポリチオフェ
ンもしくはその誘導体、ポリ（ｐ−フェニレンビニレ
ン）もしくはその誘導体、ポリ（２，５−チエニレンビ
ニレン）もしくはその誘導体、ポリカーボネート、ポリ
アクリレート、ポリメチルアクリレート、ポリメチルメ
タクリレート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、または
ポリシロキサンなどが例示される。

【００３２】電子輸送層の膜厚としては、用いる材料に
よって最適値が異なり、駆動電圧と発光効率が適度な値
となるように選択すればよいが、少なくともピンホール
が発生しないような厚さが必要であり、あまり厚いと、
素子の駆動電圧が高くなり好ましくない。従って、該電
子輸送層の膜厚としては、例えば１ｎｍから１μｍであ
り、好ましくは２ｎｍ〜５００ｎｍであり、さらに好ま
しくは５ｎｍ〜２００ｎｍである。

【００３３】電子注入層は、接している電極から電荷を
受け取り、電極とは反対側に面に接している層に電荷を
渡す機能を有する。電極から電荷を受け取りやすく、接
している層に電荷を渡しやすい層を使うことが好まし
い。

【００３４】本発明の有機ＥＬ素子を形成する基板は、
電極を形成し、有機物の層を形成する際に変化しないも
のであればよく、例えばガラス、プラスチック、高分子
フィルム、シリコン基板などが例示される。不透明な基
板の場合には、反対の電極が透明または半透明であるこ
とが好ましい。

【００３５】本発明において、陽極が透明または半透明
であることが好ましい。該陽極の材料としては、導電性
の金属酸化物膜、半透明の金属薄膜等が用いられる。具
体的には、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズ、およ
びそれらの複合体であるインジウム・スズ・オキサイド
（ＩＴＯ）、インジウム・亜鉛・オキサイド等からなる
導電性ガラスを用いて作成された膜（ＮＥＳＡなど）
や、金、白金、銀、銅等が用いられ、ＩＴＯ、インジウ
ム・亜鉛・オキサイド、酸化スズが好ましい。作製方法
としては、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレ
ーティング法、メッキ法等があげられる。また、該陽極
として、ポリアニリンもしくはその誘導体、ポリチオフ
ェンもしくはその誘導体などの有機の透明導電膜を用い
てもよい。

【００３６】陽極の膜厚は、光の透過性と電気伝導度と
を考慮して、適宜選択することができるが、例えば１０
ｎｍ〜１０μｍであり、好ましくは２０ｎｍ〜１μｍで
あり、さらに好ましくは５０ｎｍ〜５００ｎｍである。

【００３７】本発明の有機ＥＬ素子で用いる陰極の材料
としては、仕事関数の小さい材料が好ましい。例えば、
リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウ
ム等のアルカリ金属またはアルカリ金属を含む合金を用
いることができる。それ以外の金属として、例えば、ベ
リリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウ
ム、バリウム、アルミニウム、スカンジウム、バナジウ
ム、亜鉛、イットリウム、インジウム、セリウム、サマ
リウム、ユーロピウム、テルビウム、イッテルビウムな
どの金属、およびそれらのうち２つ以上の合金、あるい
はそれらのうち１つ以上と、金、銀、白金、銅、マンガ
ン、チタン、コバルト、ニッケル、タングステン、錫の
うち１つ以上との合金、グラファイトまたはグラファイ
ト層間化合物等が用いられる。合金の例としては、マグ
ネシウム−銀合金、マグネシウム−インジウム合金、マ
グネシウム−アルミニウム合金、インジウム−銀合金、
カルシウム−アルミニウム合金などがあげられる。陰極
は２層以上の積層構造としてもよい。

【００３８】陰極の膜厚は、電気伝導度や耐久性を考慮
して、適宜選択することができるが、例えば１０ｎｍ〜
１０μｍであり、好ましくは２０ｎｍ〜１μｍであり、
さらに好ましくは５０ｎｍ〜５００ｎｍである。

【００３９】陰極の作製方法としては、真空蒸着法、ス
パッタリング法、また金属薄膜を熱圧着するラミネート
法等が用いられる。また、陰極と有機物層との間に、導
電性高分子からなる層、あるいは金属酸化物や金属フッ
化物、有機絶縁材料等からなる平均膜厚２ｎｍ以下の層
を設けてもよく、陰極作製後、該有機ＥＬ素子を保護す
る保護層を装着していてもよい。該有機ＥＬ素子を長期
安定的に用いるためには、素子を外部から保護するため
に、保護層および／または保護カバーを装着することが
好ましい。

【００４０】該保護層としては、高分子化合物、金属酸
化物、金属フッ化物、金属ホウ化物などを用いることが
できる。また、保護カバーとしては、ガラス板、表面に
低透水率処理を施したプラスチック板などを用いること
ができ、該カバーを熱効果樹脂や光硬化樹脂で素子基板
と貼り合わせて密閉する方法が好適に用いられる。スペ
ーサーを用いて空間を維持すれば、素子がキズつくのを
防ぐことが容易である。該空間に窒素やアルゴンのよう
な不活性なガスを封入すれば、陰極の酸化を防止するこ
とができ、さらに酸化バリウム等の乾燥剤を該空間内に
設置することにより製造工程で吸着した水分が素子にタ
メージを与えるのを抑制することが容易となる。これら
のうち、いずれか１つ以上の方策をとることが好まし
い。

【００４１】本発明の有機ＥＬ素子を用いて面状の発光
を得るためには、面状の陽極と陰極が重なり合うように
配置すればよい。また、パターン状の発光を得るために
は、前記面状の発光素子の表面にパターン状の窓を設け
たマスクを設置する方法、非発光部の有機物層を極端に
厚く形成し実質的に非発光とする方法、陽極または陰極
のいずれか一方、または両方の電極をパターン状に形成
する方法がある。これらのいずれかの方法でパターンを
形成し、いくつかの電極を独立にＯｎ／ＯＦＦできるよ
うに配置することにより、数字や文字、簡単な記号など
を表示できるセグメントタイプの表示素子が得られる。
更に、ドットマトリックス素子とするためには、陽極と
陰極をともにストライプ状に形成して直交するように配
置すればよい。複数の種類の発光色の異なる高分子蛍光
体を塗り分ける方法や、カラーフィルタまたは蛍光変換
フィルタを用いる方法により、部分カラー表示、マルチ
カラー表示が可能となる。ドットマトリックス素子は、
パッシブ駆動も可能であるし、ＴＦＴなどと組み合わせ
てアクティブ駆動してもよい。これらの表示素子は、コ
ンピュータ、テレビ、携帯端末、携帯電話、カーナビゲ
ーション、ビデオカメラのビューファインダーなどの表
示装置として用いることができる。

【００４２】さらに、前記面状の発光素子は、自発光薄
型であり、液晶表示装置のバックライト用の面状光源、
あるいは面状の照明用光源として好適に用いることがで
きる。また、フレキシブルな基板を用いれば、曲面状の
光源や表示装置としても使用できる。

【００４３】

【実施例】以下、本発明をさらに詳細に説明するために
実施例を示すが、本発明はこれらに限定されるものでは
ない。

【００４４】実施例１ ＩＴＯ膜（３０Ω／□）（日本板硝子社製）を付けたガ
ラス基板を、洗剤、純水で超音波洗浄した後、酸素プラ
ズマ洗浄したのち該基板に、Ｃｕを２ｎｍ蒸着した。こ
れを酸素プラズマ装置を用いて、実効パワー３５Ｗ、電
極面積５０ｃｍ ²、酸素分圧１Ｔｏｒｒで酸化処理を行
った。その後、蒸着装置に入れて、Ｎ，Ｎ’−ジフェニ
ル−Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−１，１’
−ビフェニル−４，４’ジアミン（ＴＰＤ）（日本蒸留
株式会社製）を６０ｎｍ蒸着し、トリス（８−ヒドロキ
シキノリナト）Ａｌ（Ａｌｑ３）（同仁化学株式会社
製）を６０ｎｍ蒸着した。さらに、その上に、Ｍｇ−Ａ
ｇ合金（１０：１）で２００ｎｍを成膜した。

【００４５】得られた素子を減圧下で直流電圧を印加し
ながら、電流と輝度を測定した。輝度はミノルタ製ＬＳ
−１１０型輝度計で測定した。９Ｖで２３１９ｃｄ／ｍ
²の輝度を示し、発光効率は、２．７ｃｄ／Ａであっ
た。

【００４６】比較例１ Ｃｕの蒸着とその後の酸素プラズマ処理を施さない以外
は実施例１と同様に有機ＥＬ素子を得た。その素子は９
Ｖの印加では発光しなかった。

【００４７】実施例２ ＴＰＤを蒸着しないこととＡｌｑ３を１２０ｎｍ蒸着し
た以外は実施例１と同様に素子を作成して、ＩＴＯ／Ｃ
ｕ（２ｎｍ）／Ａｌｑ３（１２０ｎｍ）／Ｍｇ−Ａｇの
構造の素子を得た。この素子は２４００ｃｄ／ｍ²の最
高輝度を示し、９Ｖで１６６ｃｄ／ｍ²の輝度と１．０
ｃｄ／Ａの発光効率を示した。

【００４８】比較例２ Ｃｕの蒸着と酸素プラズマ処理を行わないこと以外は実
施例２と同様に有機ＥＬ素子を得た。その素子は９Ｖで
は発光しなかった。

【００４９】実施例３ １、４−ビス（クロロメチル）−２−｛４’−（３，７
−ジメチルオクチルオキシ）フェニル｝ベンゼン０．４
１ｇ（１．０ミリモル）と１，４−ビス（ブロムメチ
ル）−２−（ジメチルオクチルシリル）ベンゼン０．１
８４（０．４３ミリモル）ｇと２−メチル−５−（３，
７−ジメチルオクチル）−ｐ−キシリレンジブロミド
０．１８（０．４３ミリモル）ｇと２−メトキシ−５−
（２−エチルヘキシルオキシ）−ｐ−キシリレンジクロ
ライド０．０５３３ｇ（０．１６ミリモル）とを、１，
４−ジオキサン（脱水）２００ｇに溶解した。このとき
全モノマーに対する各モノマーの割合はそれぞれ、５０
モル％、２１モル％、２１モル％、８モル％であった。
この溶液を、２０分間窒素バブリングすることで系内を
窒素置換した後、窒素雰囲気中、９５℃まで昇温した。
次にこの溶液に、あらかじめ、カリウム−ｔ−ブトキシ
ド １．１ｇを１，４−ジオキサン（脱水）３０ｍｌに
溶解し、窒素ガスでバブリングすることで、窒素ガス置
換した溶液を、約１０分間で滴下した。滴下後、引き続
き９５℃で２時間反応した。なお、反応は窒素ガス雰囲
気中で行った。次に、この溶液を冷却した後、酢酸を加
え中和した。この溶液に、メタノールを加え、生成した
沈殿を回収した。次に、この沈殿をエタノールで洗浄し
た後、減圧乾燥して、重合体０．４０ｇを得た。次に、
この沈殿をＴＨＦ約１２０ｇに溶解した後、この溶液
に、メタノールを加える方法で、再沈精製した。得られ
た沈殿を、エタノールで洗浄した後、減圧乾燥して、重
合体０．３６ｇを得た。得られた重合体のポリスチレン
換算の数平均分子量は、１．２×１０⁵であった。スパ
ッタ法により１５０ｎｍの厚みでＩＴＯ膜を付けたガラ
ス基板に、銅を３ｎｍ蒸着し、それをヤマト科学株式会
社製のプラズマリアクターＰＲ５０１Ａを用いてパワー
４５０Ｗ、酸素分圧０．６Ｔｏｒｒで酸化処理を行っ
た。この基板上に、上記の重合体（高分子蛍光体）を約
１００ｎｍの厚みで成膜し、アルミニウム-リチウム合
金（リチウム含有量０．５重量％）を４０ｎｍ蒸着して
素子を作成した。この素子は２．７Ｖで発光を開始し、
６．１Ｖで２３７４ｃｄ／ｍ²の輝度を示した。

【００５０】比較例３Ｃｕの蒸着と酸化処理は行わない
以外は、実施例３と同様に素子を作成した。この素子は
６Ｖで１４３１ｃｄ／ｍ²の輝度を示した。

【００５１】

【発明の効果】本発明の有機ＥＬ素子は、有機発光体を
含む発光層を有し、特定の厚さのｐ型半導体性の金属酸
化物を含む層を陽極に接して有する有機ＥＬ素子であ
り、寿命等の特性の向上という該金属酸化物を含む層を
設けることによる効果を維持しつつ低電圧で駆動可能で
ある。したがって、バックライトとしての面状光源，フ
ラットパネルディスプレイ等の装置として好ましく使用
できる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大西 敏博 茨城県つくば市北原６ 住友化学工業株式 会社内 Ｆターム(参考） 3K007 AB02 AB03 AB06 AB11 CA01 CB01 CC00 DA01 DB03 EB00 FA01

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも一方が透明または半透明である
   一対の陽極および陰極からなる電極間に、少なくとも１
   層の有機発光体を含む発光層を有し、かつ陽極に接して
   ｐ型半導体性の金属酸化物を含む厚さ１０〜０.１ｎｍ
   の層を有することを特徴とする有機エレクトロルミネッ
   センス素子。
2. 【請求項２】ｐ型半導体性の金属酸化物が銅またはニッ
   ケルの酸化物であることを特徴とする請求項１記載の有
   機エレクトロルミネッセンス素子。
3. 【請求項３】陽極の上に、酸化されることによりｐ型の
   半導体性の金属酸化物となりうる金属を成膜したのち、
   酸化処理を行うことを特徴とする請求項1または２記載
   の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
4. 【請求項４】酸化処理が酸素プラズマを用いてなされる
   ことを特徴とする請求項３記載の有機エレクトロルミネ
   ッセンス素子の製造方法。
5. 【請求項５】請求項１または２に記載の有機エレクトロ
   ルミネッセンス素子を用いたことを特徴とする面状光
   源。
6. 【請求項６】請求項１または２に記載の有機エレクトロ
   ルミネッセンス素子を用いたことを特徴とするセグメン
   ト表示装置。
7. 【請求項７】請求項１または２に記載の有機エレクトロ
   ルミネッセンス素子を用いたことを特徴とするドットマ
   トリックス表示装置。
8. 【請求項８】請求項１または２に記載の有機エレクトロ
   ルミネッセンス素子をバックライトとすることを特徴と
   する液晶表示装置。