JP2011198664A

JP2011198664A - 有機電界発光素子

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Publication number: JP2011198664A
Application number: JP2010065454A
Authority: JP
Inventors: Toshiichi Sato; 敏一佐藤; Koji Noda; 浩司野田
Original assignee: Toyota Central R&D Labs Inc
Current assignee: Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date: 2010-03-23
Filing date: 2010-03-23
Publication date: 2011-10-06

Abstract

【課題】低コストで長寿命化が可能な有機電界発光素子を提供する。
【解決手段】基板上に陽極と、陰極と、陽極と陰極との間の発光層を含む有機層とを有し、陽極が亜鉛、ガリウム、銅および酸素を含んでなる材料から構成され、陽極中の銅の混合量は、陽極を構成する金属元素である亜鉛、ガリウムおよび銅の総原子数の０．２〜２．３アトミック％の範囲である有機電界発光素子である。
【選択図】なし

Description

本発明は、有機電界発光素子に関する。

有機発光素子、特に電界発光機能を備えた有機電界発光素子（以下、「有機ＥＬ素子」と呼ぶ場合がある）は、次世代平面ディスプレイとして注目されている。この有機電界発光素子を用いることにより、例えば、低消費電力、広視野角、自発光、高速応答性などの特徴を有するフルカラーディスプレイの実現が可能である。

この有機ＥＬ素子の構成としては、基板上に設けた、正孔注入電極（陽極）／有機発光層／電子注入電極（陰極）の構成を基本とし、これに正孔注入層や電子注入層を適宜設けたもの、例えば、正孔注入電極／正孔注入層／有機発光層／電子注入電極や、正孔注入電極／正孔注入層／有機発光層／電子注入層／電子注入電極、正孔注入電極／正孔注入層／正孔輸送層／有機発光層／電子注入層／電子注入電極などの構成のものが知られている。有機ＥＬ素子は、正孔注入電極から注入される正孔と、電子注入電極から注入される電子とが有機発光層中で再結合し、これにより有機発光材料が励起され、この発光材料が基底状態に戻る際に起こる発光現象を利用している。

このような有機ＥＬ素子において、耐久性を高めるための研究開発が行われている。

例えば、特許文献１には、外部に取り出せる光量が多い一方、駆動電圧が低くても、発光輝度が高く、しかも、耐久性に優れた有機ＥＬ素子を提供することを目的として、少なくとも陽極層、正孔注入層、有機発光層および陰極層を順次に積層した構造を有する有機エレクトロルミネッセンス素子において、正孔注入層をｎ型無機半導体材料から構成するとともに、正孔注入層のフェルミエネルギーをΦ_ｈ、陽極層のフェルミエネルギーをΦ_ａとしたときに、Φ_ｈ＞Φ_ａの関係を満足し、かつ、ｎ型無機半導体材料の吸収係数を１×１０^４ｃｍ^−１以下の値とする有機エレクトロルミネッセンス素子が記載されている。特許文献１には、さらに、ｎ型無機半導体材料は、酸化インジウムおよび酸化亜鉛あるいはいずれか一方の酸化物を含み、酸化アルミニウム、酸化ビスマス、酸化ガリウム、酸化ゲルマニウム、酸化マグネシウム、酸化アンチモン、酸化珪素、酸化チタン、酸化バナジウム、酸化タングステン、酸化イットリウム、酸化ジルコニウム、酸化モリブテン、酸化ルテニウム、酸化イリジウム、酸化レニウムからなる群から選択される少なくとも一つの酸化物をさらに含むことが記載されている。

しかし、特許文献１の技術では、陽極である透明電極成膜後、さらに正孔注入層を成膜する必要がある。正孔注入層の成膜には最低一つのスパッタリングターゲットもしくは蒸着源を設ける必要があり、さらに設備の拡張や製造工程の増加なども予想されるため、ｎ型無機半導体材料として低価格の酸化亜鉛を用いても製造コストの増加は不可避である。

特開２０００−２２３２７６号公報

本発明は、低コストで長寿命化が可能な有機電界発光素子である。

本発明は、基板上に陽極と、陰極と、前記陽極と前記陰極との間の発光層を含む有機層とを有し、前記陽極が亜鉛、ガリウム、銅および酸素を含んでなる材料から構成され、前記陽極中の銅の混合量は、陽極を構成する金属元素である亜鉛、ガリウムおよび銅の総原子数の０．２〜２．３アトミック％の範囲である有機電界発光素子である。

また、前記有機電界発光素子において、前記陽極中の銅の混合量は、０．６〜２．３アトミック％の範囲であることが好ましい。

また、前記有機電界発光素子において、前記陽極中の銅の混合量は、０．６〜１．２アトミック％の範囲であることが好ましい。

また、前記有機電界発光素子において、前記陽極の厚さは、１０ｎｍ〜１，０００ｎｍの範囲であることが好ましい。

本発明では、陽極を亜鉛、ガリウム、銅および酸素を含んでなる材料から構成し、陽極中の銅の混合量を所定の範囲とすることにより、低コストで長寿命化が可能な有機電界発光素子を提供することができる。

本発明の実施形態に係る有機ＥＬ素子の一例の概略構成を示す断面図である。（ａ）本発明の実施例２で作製した陽極上にα−ＮＰＤを１０ｎｍ成膜し、７０℃で１時間放置した試料の原子間力顕微鏡像を示す図である。（ｂ）比較例１で作製した陽極上にα−ＮＰＤを１０ｎｍ成膜し、７０℃で１時間放置した試料の原子間力顕微鏡像を示す図である。

本発明の実施形態について以下説明する。本実施形態は本発明を実施する一例であって、本発明は本実施形態に限定されるものではない。

図１は、本実施形態に係る有機ＥＬ素子の一例の概略断面構成を示す。この有機ＥＬ素子１は、概略すると、基板１０上に、正孔注入電極（陽極）１２と、正孔輸送層１４、発光層１６、電子輸送層１８を含む有機層と、電子注入層２０と、電子注入電極（陰極）２２とがこの順に形成されたものである。

ただし、本実施形態に係る有機ＥＬ素子はこのような構成でなくてもよく、例えば、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層のうちのいずれか、または全部を有さない構成など様々な構成のものが採用可能である。また、正孔注入層を有する構成でもよい。

基板１０としては、透明な基板であれば特に制限はないが、例えば、ガラスや、ポリエチレンテレフタレート、エステル樹脂基板、アクリル樹脂、フッ素樹脂、エポキシ樹脂などの樹脂などが挙げられる。また、樹脂基板の表面にはＳｉ_３Ｎ_４、ＳｉＯ_２などを含むバリア膜が形成されていてもよい。

基板１０上には、正孔注入電極（陽極）１２が形成される。正孔注入電極１２は、亜鉛（Ｚｎ）、ガリウム（Ｇａ）、銅（Ｃｕ）および酸素（Ｏ）を含んでなる材料から構成される。ガリウムを添加した酸化亜鉛電極は、低抵抗化は図れるが、その上に成膜する有機層との密着性が乏しく、素子の寿命に悪影響を与える場合があった。正孔注入電極への銅の添加は、正孔注入電極と有機層との密着性を改善し、有機ＥＬ素子の輝度劣化が抑制され、素子の長寿命化をもたらすものと考えられる。また、酸化亜鉛電極は、ＩＴＯ（ＩｎｄｉｕｍＴｉｎＯｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（ＩｎｄｉｕｍＺｉｎｃＯｘｉｄｅ）などの酸化インジウムを含有する透明電極に比べて、低コストである。

正孔注入電極１２中の銅の混合量は、陽極を構成する金属元素である亜鉛、ガリウムおよび銅の総原子数の０．２〜２．３アトミック％の範囲である。正孔注入電極１２中の銅の混合量が０．２アトミック％未満であると有機ＥＬ素子の長寿命化の効果がほとんど発現せず、２．３アトミック％を超えると膜の電気抵抗が大きくなり、有機ＥＬ素子の駆動中のジュール熱により素子の劣化が促進されてしまう。陽極中の銅の混合量は、０．６〜２．３アトミック％の範囲であることが好ましく、０．６〜１．２アトミック％の範囲であることがより好ましい。正孔注入電極１２を構成する全金属元素（亜鉛、ガリウム、銅）の全原子数に対して銅の割合が上記範囲となるように、原料として用いる酸化銅等を成膜時に添加すればよい。

正孔注入電極１２中のガリウムの混合量は、過去の報告例（例えば、M. Miyazaki et al., J. Non-Crystalline Solids, 218, page 323（1997）等）から考えると、酸化亜鉛と酸化ガリウムとの合計量に対して、酸化ガリウムを３〜１０重量％程度（陽極を構成する亜鉛とガリウムの総原子数の２．６〜８．８アトミック％）添加するのが、電気抵抗の小さい電極を得るために適当であると考えられる。

正孔注入電極１２中の亜鉛、ガリウムおよび銅の割合は、例えば、ＸＰＳ法、ＥＰＭＡ法等の分析方法により、亜鉛、ガリウムおよび銅の金属元素の割合を測定することにより、求めることができる。

正孔注入電極１２の膜厚は、１０ｎｍ〜１，０００ｎｍの範囲であることが好ましく、１００ｎｍ〜３００ｎｍの範囲であることがより好ましい。正孔注入電極１２の膜厚が１０ｎｍ未満であるとシート抵抗増加により有機ＥＬ素子の劣化を促進する場合があり、１，０００ｎｍを超えると膜の透過率が低下するため、光の取り出し効率が低下してしまう場合がある。

正孔注入電極１２の成膜方法としては、特に制限はないが、例えば、スパッタリング法、電子ビーム蒸着法、イオンプレーティング法、パルスレーザ蒸着法などが挙げられる。これらのうち、量産性等の点から、スパッタリング法が好ましい。スパッタリング法においては、スパッタリングターゲットとして所望の組成となるように混合したターゲットを用いて成膜してもよいし、酸化亜鉛、酸化ガリウム、酸化銅をそれぞれ用意し、ターゲットに対する投入電力やターゲット面積を調整して成膜してもよい。

正孔輸送層１４に用いる材料としては、正孔輸送機能を備えていれば特に限定されないが、例えば、トリフェニルアミンの多量体などのアミン化合物を使用すればよく、一例としては、α−ＮＰＤ（4,4'-Bis[N-（1-naphthyl）-N-phenyl-amino]biphenyl）、ＴＰＴＥ（triphenylamine tetramer）などが挙げられる。正孔輸送層１４の膜厚は、例えば、１ｎｍ〜３００ｎｍの範囲である。

発光層１６は、目的とする発光色、輝度などに応じて最適な有機発光材料を含んでいる。この発光層１６は、発光材料の単独層、発光材料がゲスト材料としてホスト材料中に少量ドープされた混合層、多色発光を実現するため、異なる発光材料層が積層された多層構造など、様々な構成が採用可能である。発光層１６としては、蛍光を発する有機化合物を用いればよいが、必ずしもこれに限定されるものではなく、例えば、燐光を発する有機金属錯体などを使用してもよい。また、発光色度の調整や発光効率を増加させることを目的として、発光層１６中に有機分子をドーピングすることも好適である。発光層１６の膜厚は、例えば、１ｎｍ〜３００ｎｍの範囲である。

有機ＥＬ素子が白色発光素子のときは、例えば、発光材料として青および赤（オレンジ）の２層を用いて、加色により白色を得てもよい。また、ＲＧＢ塗り分け方式の場合は、ＲＧＢそれぞれを発光する発光材料を使用すればよい。

発光材料としては、例えば、アルミキノリノール錯体（Ａｌｑ_３：Tris（8-hydroxyquinolinato）aluminum（III））、ＤＰＶＢｉ（4,4'-Bis[（2,2-diphenyl）vinyl-1-yl]-1,1'-biphenyl）、ＡＤＮ（dinaphthylanthracene）などが挙げられる。あるいは、このＡｌｑ_３などをホスト材料として他の発光色素のドーパント材料などを用いてもよい。もちろん、発光機能を備える他の材料を用いてもよい。

蛍光発光用のドーパント材料としては、青色蛍光用としては例えば、Bis[4-（N,N-diphenylamino）styryl]-9,10-anthrathene、ペリレンなどが挙げられる。オレンジ色蛍光用としては例えば、ＤＣＪＴＢ（4-（dicyanomethylene）-2-t-butyl-6-（1,1,7,7-tetramethyljulolidyl-9-enyl）-4H-pyran）などが挙げられる。

また、発光材料としては、燐光発光用のホスト材料およびドーパント材料を使用してもよい。ホスト材料としては、カルバゾール基を含む化合物などが挙げられ、例えば、バイポーラ性の４，４’−Ｎ，Ｎ’−ジカルバゾール−ビフェニル（ＣＢＰ：4,4'-N,N'-dicarbazole-biphenyl）を用いればよい。また、正孔輸送性の４，４’，４”−トリス（カルバゾリル）−トリフェニルアミン（ＴＣＴＡ）を用いてもよい。ドーパント材料としては、青色燐光用としては例えば、ＦＩｒｐｉｃ（Iridium（III）bis（2-（4,6-difluorophenyl）pyridinato-N，C^２'）picolinate）などが挙げられる。緑色燐光用としては例えば、Ｉｒ（ｐｐｙ）_３（tris（2-phenylpyridine）iridium（III））などが挙げられる。赤色燐光用としては例えば、Ｉｒ（ｐｉｑ）_３（tris（2-phenylisoquinoline）iridium（III））などが挙げられる。

電子輸送層１８に用いる材料としては、電子輸送機能を備えていれば特に限定されないが、例えば、上記アルミキノリノール錯体（Ａｌｑ_３：Tris（8-hydroxyquinolinato）aluminum（III））、ＴＰＢＡ（2,2'-Bi（9,10-diphenylanthracene））などを使用すればよい。電子輸送層１８の膜厚は、例えば、１ｎｍ〜２００ｎｍの範囲である。

また、必ずしも必要ではないが発光層１６と電子輸送層１８との間に正孔ブロック層を形成してもよい。正孔ブロック層の形成により、発光層１６として例えば、ＴＣＴＡなどの正孔輸送性材料を燐光発光のホストとして使用した場合に、発光層１６から電子注入電極２２側への正孔の流出をより確実にブロックすることができ、例えば、電子輸送層１８にＡｌｑ_３などを用いている場合に電子輸送層１８に正孔が流れ込むことでこのＡｌｑ_３などが発光したり、正孔を発光層１６に閉じ込めることができずに発光効率が低下するなどといった問題を防止することができる。正孔ブロック層に用いる材料としては、ＴＰＢＩ（2,2',2''-（1,3,5-phenylene）tris（1-phenyl-1H-benzimidazole））や、バソクプロイン（ＢＣＰ）や、ＢＡｌｑ（Aluminum（III）bis（2-methyl-8-quinolinato）-4-phenylphenolate）などが挙げられる。正孔ブロック層の膜厚は、例えば、０．１ｎｍ〜１００ｎｍの範囲、または、０．１ｎｍ〜３０ｎｍの範囲である。

有機層の上には、必要に応じて、ＬｉＦ層などのアルカリ金属またはアルカリ土類金属のハロゲン化合物または酸化物を電子注入層２０として形成してもよい。電子注入層２０を形成することにより、電子注入障壁を小さくすることができる。電子注入層２０の膜厚は、例えば、０．１ｎｍ〜１ｎｍの範囲である。

電子注入層２０の上には、Ａｌなどの電子注入電極（陰極）２２が形成される。電子注入電極２２としては、Ａｌの他にも、例えば、Ｍｇ−Ａｇ合金、Ａｌ−Ｌｉ合金などを使用してもよい。電子注入電極２２は、真空蒸着法によって形成されることが好ましいが、スパッタリング法またはイオンプレーティング法などによって形成されてもよい。電子注入電極２２の膜厚は、例えば、０．１ｎｍ〜１００ｎｍの範囲である。

このように、亜鉛（Ｚｎ）、ガリウム（Ｇａ）、銅（Ｃｕ）および酸素（Ｏ）を含んでなる材料から構成されるＺｎ−Ｇａ−Ｃｕ−Ｏ薄膜を正孔注入電極（陽極）１２として、少なくとも一層の発光層１６を含む有機層と電子注入電極（陰極）２２とを真空蒸着等により成膜し、有機ＥＬ素子とすればよい。なお、これらの工程はスピンコート法やインクジェット法などの湿式法によってもよい。

このような構成により、Ｚｎ−Ｇａ−Ｏ薄膜を陽極とした有機ＥＬ素子に見られることがある陽極と有機層との間の密着性の欠如は改善され、有機ＥＬ素子の寿命を伸ばすことが可能となる。

素子全体を保護膜により封止してもよい。保護膜としては、防湿性が高いこと、曲げ応力耐性が高いことなどの点から、アモルファス窒化炭素膜やアモルファス窒化炭素膜と無機膜との積層膜（特開２００３−２８２２３７号公報）、あるいは、気相成長無機膜と、有機化合物を少なくとも１種含む材料を用いて形成されたプラズマ重合膜と、が交互に積層され、かつ前記プラズマ重合膜が前記気相成長無機膜を挟んで形成されている積層膜（特開２００４−８７２５３号公報）などを用いればよい。

プラズマ重合膜は、アモルファス窒化炭素（ａ−ＣＮｘ：Ｈ）、アモルファス炭素、ヘテロ五員環有機化合物プラズマ重合体、アクリル系有機化合物プラズマ重合体、フッ素系有機化合物プラズマ重合体、塩素系有機化合物プラズマ重合体、シリコン系有機化合物プラズマ重合体などのうち少なくとも１つを含んで構成すればよい。

無機膜あるいは気相成長無機膜は、窒化シリコン（Ｓｉ_３Ｎ_４膜）、窒化アルミニウム、窒化硼素などの窒化膜、酸化シリコン（ＳｉＯ_２膜）、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３膜）、酸化チタン（ＴｉＯ_２膜，ＴｉＣＯ膜など）などの酸化膜、アモルファスシリコン、ダイアモンド状カーボン（ＤＬＣ）などのうち少なくとも１つを含んで構成すればよい。

アモルファス窒化炭素膜と無機膜との積層膜を保護膜として用いる場合、アモルファス窒化炭素膜／無機膜の２層構造でもよいし、無機膜／アモルファス窒化炭素膜の２層構造としてもよいし、さらに層数を増やしてもよい。

また、気相成長無機膜とプラズマ重合膜との積層膜を保護膜として用いる場合、プラズマ重合膜／気相成長無機膜／プラズマ重合膜の３層構造でもよいし、プラズマ重合膜／気相成長無機膜／プラズマ重合膜／気相成長無機膜の４層構造でもよいが、積層数は４層に限らず、４層以上でもよく、例えば１０層程度またはそれ以上で防湿性能などを向上することができる。ただし、あまり層数を増やしても、保護機能は変わらないのに、製造コストが上昇するなど、あるいは透明であることが要求される場合に透過性の低下などが起きる可能性があるため、５０層程度以下とすることが好ましい。

保護膜の膜厚は、０．１μｍ〜１０μｍの範囲であることが好ましく、０．５μｍ〜２μｍの範囲であることがより好ましい。アモルファス窒化炭素膜と無機膜との積層膜を保護膜として用いる場合、無機膜は、少なくとも０．５μｍ以下の厚さとすることが好ましく、例えば０．１５μｍ程度と薄くすることが好適である。アモルファス窒化炭素膜の膜厚については、０．５μｍ程度の厚さとすればよい。また、気相成長無機膜と、プラズマ重合膜との積層膜を保護膜として用いる場合、気相成長無機膜は、少なくとも０．５μｍ以下の厚さとすることが好ましく、例えば０．１５μｍ程度と薄くすることが好適である。プラズマ重合膜の膜厚については、０．５μｍ程度の厚さとすればよい。少なくとも保護膜の総膜厚が有機ＥＬ素子の総膜厚程度（多くの場合０．５μｍ程度）の厚さを備えることが好ましく、また最大でも１０μｍ程度あれば十分な保護効果が得られる。

なお、保護膜としては、例えば、アモルファスカーボン（特開昭６３−２５９９９４号公報、特開平７−１６１４７４号公報）や、シリコン窒化膜やシリコン酸化膜（特開平４−７３８８６号公報）、ＤＬＣ（Diamond Like Carbon、特開平５−１０１８８５号公報）の他、無定型シリカ（特開平５−３３５０８０号公報）、ＳｉＺｎＯ・ＳｉＺｎＯＮ（特開平８−９６９５５号公報）、有機材料としてポリパラキシレン（特開平４−１３７４８３号公報）、ポリ尿素（特開平８−２２２３６８号公報）などを用いてもよい。また、保護層を何層か積層させた構造であってもよく、例えば、気相法によって形成された層と光硬化性樹脂からなる層との積層構造（特開平４−２６７０９７号公報）や、無機保護膜と封止樹脂との積層構造（特開平１１−４０３４５号公報）などを用いてもよい。また、有機保護膜と、無機の酸素吸収膜や無機保護膜などとが積層した構造（例えば特開平７−１６９５６７号公報、特開平７−１９２８６８号公報、特開２０００−０６８０５０号公報、特開２００１−３０７８７３号公報）などを用いてもよい。さらに、「Ｂａｒｉｘ」（ＤＩＳＰＬＡＹＳ２２，６５（２００１））を用いてもよい。

保護膜の形成方法としては、プラズマ重合法、光による原料分解を利用した光重合法、触媒を利用したｃａｔ−ＣＶＤ法（触媒化学気相成長法）などが挙げられるが、膜密度を考慮するとプラズマ重合法が好ましい。

なお、保護膜を形成する代わりに、ガラスや金属などの封止基材で素子全体を封止して、大気中の水分などの遮蔽を行ってもよい。また、保護膜と封止基材を併用してもよい。

本実施形態に係る有機ＥＬ素子は、表示素子、コンピュータ、テレビ、携帯電話、デジタルカメラ、ＰＤＡ、カーナビゲーションなどの有機ＥＬディスプレイ；バックライトなどの光源；照明；インテリア；標識；交通信号機；看板などに好適に使用することができる。

以下、実施例および比較例を挙げ、本発明をより具体的に詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

＜有機ＥＬ素子の作製＞
（実施例１）
実施例１として、ガラス基板上に正孔注入電極（陽極）としてＺｎ−Ｇａ−Ｃｕ−Ｏ薄膜をスパッタリング法により形成した。ＺｎＯ−５．７ｗｔ％Ｇａ_２Ｏ_３ターゲットとＣｕＯターゲットとを用いて、膜厚２００ｎｍのＺｎ−Ｇａ−Ｃｕ−Ｏ薄膜（Ｚｎ：Ｇａ：Ｃｕ＝９４．５：４．９：０．６ａｔｏｍ％）を作製した。その上に正孔輸送層としてα−ＮＰＤ、発光層としてＡｌｑ_３、電子注入層としてフッ化リチウム（ＬｉＦ）、電子注入電極（陰極）としてアルミニウム（Ａｌ）を用いて、各層を形成した。成膜は真空蒸着法によりｉｎ−ｓｉｔｕで行った。また、各層の膜厚は正孔輸送層：６０ｎｍ、発光層：６０ｎｍ、電子注入層０．５ｎｍ、電子注入電極：１００ｎｍとした。

（実施例２）
実施例１のＺｎ−Ｇａ−Ｃｕ−Ｏの組成をＺｎ：Ｇａ：Ｃｕ＝９４．０：４．８：１．２ａｔｏｍ％に変更した以外は、実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。

（実施例３）
実施例１のＺｎ−Ｇａ−Ｃｕ−Ｏの組成をＺｎ：Ｇａ：Ｃｕ＝９２．９：４．８：２．３ａｔｏｍ％に変更した以外は、実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。

（比較例１）
実施例１のＺｎ−Ｇａ−Ｃｕ−Ｏの組成をＺｎ：Ｇａ：Ｃｕ＝９５．１：４．９：０ａｔｏｍ％に変更した以外は、実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。

（比較例２）
実施例１のＺｎ−Ｇａ−Ｃｕ−Ｏの組成をＺｎ：Ｇａ：Ｃｕ＝９１．８：４．７：３．５ａｔｏｍ％に変更した以外は、実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。

＜評価＞
実施例１〜３および比較例１，２の素子を初期輝度１，０００ｃｄ／ｍ^２の条件で定電流駆動した際の、輝度３０％減まで素子が劣化するのに要した時間を表１に示す。

すべての実施例の素子で比較例の素子よりも輝度３０％減までの時間が長く、素子が長寿命化していることがわかる。実施例の素子が比較例１の素子よりも長寿命化した理由は、陽極と有機層との密着性が改善したためであると考えられる。

図２は、実施例２および比較例１で作製した陽極上にα−ＮＰＤを１０ｎｍ真空蒸着法により成膜し、その後７０℃に加熱した恒温層に１時間放置した試料を原子間力顕微鏡で観察した原子間力顕微鏡像である。なお、図２において、白く見える部分が、膜厚が大きい部分である。図２（ｂ）の比較例１の陽極を用いた試料ではα−ＮＰＤが網目状に凝集しており、陽極との界面の密着力の欠如により有機層を構成する分子が熱により陽極表面を移動したものと思われる。これに対して図２（ａ）に示した実施例２の陽極を用いた試料では網目状の構造は顕著ではなく、陽極への銅の添加によって界面の密着力が改善したため、有機層を構成する有機分子が界面で固定されているものと考えられる。この結果、実施例では界面の安定性が増し、より長寿命の有機ＥＬ素子が得られたものと考えられる。

また、比較例２では実施例よりも素子の劣化が大きいが、これは陽極の電気抵抗に起因するものと思われる。表２に実施例１〜３および比較例１，２の陽極の比抵抗と１，０００ｃｄ／ｍ^２における駆動電圧を示すが、ともに比較例２で大きな値が見られていることから、陽極の配線抵抗による発熱が素子劣化を促進したものと考えられる。

このように、実施例１〜３の素子は、比較例１，２の素子よりも、寿命の点で優位性が見られた。

１有機ＥＬ素子、１０基板、１２正孔注入電極（陽極）、１４正孔輸送層、１６発光層、１８電子輸送層、２０電子注入層、２２電子注入電極（陰極）。

Claims

基板上に陽極と、陰極と、前記陽極と前記陰極との間の発光層を含む有機層とを有し、
前記陽極が亜鉛、ガリウム、銅および酸素を含んでなる材料から構成され、
前記陽極中の銅の混合量は、陽極を構成する金属元素である亜鉛、ガリウムおよび銅の総原子数の０．２〜２．３アトミック％の範囲であることを特徴とする有機電界発光素子。
請求項１に記載の有機電界発光素子であって、
前記陽極中の銅の混合量は、０．６〜２．３アトミック％の範囲であることを特徴とする有機電界発光素子。
請求項２に記載の有機電界発光素子であって、
前記陽極中の銅の混合量は、０．６〜１．２アトミック％の範囲であることを特徴とする有機電界発光素子。
請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機電界発光素子であって、
前記陽極の厚さは、１０ｎｍ〜１，０００ｎｍの範囲であることを特徴とする有機電界発光素子。