JPH08264279A - Organic thin film luminescent element - Google Patents

Organic thin film luminescent element

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Publication number
JPH08264279A
JPH08264279A JP7093023A JP9302395A JPH08264279A JP H08264279 A JPH08264279 A JP H08264279A JP 7093023 A JP7093023 A JP 7093023A JP 9302395 A JP9302395 A JP 9302395A JP H08264279 A JPH08264279 A JP H08264279A
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JP
Japan
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layer
thin film
metal
electrode
light emitting
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP7093023A
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Japanese (ja)
Inventor
Noriyoshi Nanba
憲良 南波
Kenji Nakatani
賢司 中谷
Michio Arai
三千男 荒井
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TDK Corp
Original Assignee
TDK Corp
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH08264279A publication Critical patent/JPH08264279A/en
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Abstract

PURPOSE: To use metal of a small work function for electron injection by providing a luminescent layer, a protective layer, an electric charge transportation layer so as to be sandwiched between electrodes, and forming the electrodes of a conductive carbon intercalation complex containing metal of the work function of 3.0ev or less. CONSTITUTION: An organic thin film luminescent element EL element 1 is composed of a metal electrode 6 as a cathode electrode on a substrate 2 and a transparent electrode 3, one layer of electric charge transportation layer 4 and a luminescent layer 5 sandwiched between the electrodes 6, 3, and a protective coat 7 provided on the top layer. Where, the metal electrode 6 is a metal of work function of 3.0ev or less, for instance, a conductive carbon intercalation complex containing Li, the transparent electrode 3 is an anode. When the carbon intercalation complex is used as the electrode material of the metal electrode 6 for electron implantation, the same can be formed into a thin film and the electron injection efficiency becomes high. When a metal such as Li exists between the layers, stability can be obtained, and metallic luster can be eliminated.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はフラットパネルディスプ
レイ、あるいは光源としての面状発光体などとして利用
できる電荷注入型の有機薄膜発光素子に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a charge injection type organic thin film light emitting device which can be used as a flat panel display or a planar light emitting body as a light source.

【0002】[0002]

【従来の技術】発光層としての有機薄膜に隣接して電荷
注入および輸送を容易にするための薄膜を使用した積層
型有機薄膜発光素子は低電圧で高輝度が得られることか
ら盛んに開発が進められている。このような有機薄膜発
光素子はホール注入用および発光光の取出し口としての
透明電極と電子注入用の仕事関数の小さな金属電極の蒸
着膜とによって、複数の有機薄膜層を挟んだ構造として
実現される。
2. Description of the Related Art A stacked organic thin film light emitting device using a thin film for facilitating charge injection and transport adjacent to an organic thin film as a light emitting layer is actively developed because it can obtain high brightness at low voltage. It is being advanced. Such an organic thin film light emitting device is realized as a structure in which a plurality of organic thin film layers are sandwiched by a transparent electrode for injecting holes and for taking out emitted light and a vapor deposition film of a metal electrode having a small work function for electron injection. It

【0003】このように金属電極は、仕事関数の小さな
金属材料で構成する方が有利であり、金属電極材料とし
ては仕事関数が小さいほど、電子の注入効率が高く、低
電圧駆動が可能となり、一定の輝度を得る場合にあって
は寿命が長くなることが予想される。しかしながら、仕
事関数が小さなアルカリ金属は水分と激しく反応するこ
と、蒸着による薄膜を形成し難いことなどの点で、極め
て使用し難い。一般には比較的安定であり、扱いやすい
銀と共蒸着したMgあるいはIn,Alなどが主に使用
されている。これらの金属は、アルカリ金属と比較する
と仕事関数が大きく、電子注入効率が低いので駆動電圧
が高くなるなど不利な点が多い。また、安定化されてい
るとはいえ、Mgは十分に安定であるとはいえず、徐々
に酸化されて劣化してしまう。このため、発光寿命が十
分ではなかった(松村他、第41回応用物理学関係連合
講演会(1994)予稿集P1072参照)。
As described above, it is advantageous that the metal electrode is made of a metal material having a small work function. The smaller the work function of the metal electrode material, the higher the electron injection efficiency and the lower voltage driving becomes possible. It is expected that the life will be long when a constant brightness is obtained. However, an alkali metal having a small work function is extremely difficult to use because it reacts violently with water and it is difficult to form a thin film by vapor deposition. Generally, Mg, In, Al, or the like, which is relatively stable and easy to handle and is co-evaporated with silver, is mainly used. Compared with alkali metals, these metals have a large work function and low electron injection efficiency, and therefore have many disadvantages such as high driving voltage. Further, although it is stabilized, Mg cannot be said to be sufficiently stable and is gradually oxidized and deteriorated. For this reason, the emission lifetime was not sufficient (see Matsumura et al., Proceedings of the 41st Joint Lecture on Applied Physics (1994) P1072).

【0004】一方、上記構造の有機薄膜発光素子では、
透明電極側からは金属電極が外部から入射した光を反射
する鏡として作用する。従って、発光画素からの発光光
量が金属電極からの反射光を含んで増大することが知ら
れている。特に膜厚を調整することによって光の共振現
象を利用した微小共振器とする研究も進められている。
しかしながら、このような金属電極からの反射光は実用
上難点となることも知られている。すなわち、暗所にて
の表示では全く問題とならないばかりか、上記のように
発光強度の増加という有利になっている現象も、強い外
部光の下での表示では画素からの発光光よりも金属電極
からの外部光の反射が強くなり、全く表示が見えないこ
とがある。また、さほど強力な光でなくとも明所におい
ては、発光光と反射光との強度差が小さく、発光による
表示が非常に見えにくいことがしばしば生じる。外光に
勝る発光を得ることは、より高電圧、大電流とすること
で可能ではあるが、消費電力の点で問題となり、また素
子寿命を短くすることとなって有効な方法とはいえな
い。
On the other hand, in the organic thin film light emitting device having the above structure,
From the transparent electrode side, the metal electrode acts as a mirror that reflects light incident from the outside. Therefore, it is known that the amount of light emitted from the light emitting pixel increases including the reflected light from the metal electrode. In particular, research into a microresonator utilizing the optical resonance phenomenon by adjusting the film thickness is also underway.
However, it is also known that the reflected light from such a metal electrode poses a practical difficulty. That is, in the display in a dark place, there is no problem at all, and as described above, the phenomenon that the emission intensity is increased is advantageous. External light may be strongly reflected from the electrodes, and the display may not be seen at all. Also, even in the case of not so strong light, in a bright place, the difference in intensity between the emitted light and the reflected light is small, and it is often difficult to see the display by light emission. It is possible to obtain light emission superior to external light by using a higher voltage and a larger current, but this is a problem in terms of power consumption and it is not an effective method because it shortens the element life. .

【0005】従って、より電子注入効率が高く、かつ外
光反射の問題が生じない新しいタイプの金属電極を得る
ことが望まれている。
Therefore, it is desired to obtain a new type of metal electrode which has a higher electron injection efficiency and does not cause the problem of external light reflection.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、第一
に、仕事関数の小さなLi等の金属を電子注入用の金属
電極に安定して使用することができ、電子注入効率の高
い有機薄膜発光素子を提供することである。第二に、上
記目的に加え、電子注入用の金属電極からの外光反射が
少なく、素子からの発光による表示が見やすい有機薄膜
発光素子を提供することである。
An object of the present invention is, firstly, that a metal such as Li having a small work function can be stably used for a metal electrode for electron injection, and an organic material having a high electron injection efficiency can be obtained. It is to provide a thin film light emitting device. Secondly, in addition to the above-mentioned object, it is to provide an organic thin film light emitting device in which reflection of external light from a metal electrode for electron injection is small and a display by light emission from the device is easy to see.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】このような目的は、下記
(1)〜(6)の本発明により達成される。 (1)基板と、第1の電極と、第2の透明電極と、これ
らの電極に挟まれて設けられたそれぞれ少なくとも1層
の電荷輸送層および発光層と、保護層とを有し、前記第
1の電極が仕事関数3.0eV以下の金属を含む導電性の
炭素層間化合物で構成されている有機薄膜発光素子。 (2)前記炭素層間化合物がアルカリ金属を含む炭素質
材料である上記(1)の有機薄膜発光素子。 (3)前記炭素質材料が難黒鉛化炭素である上記(2)
の有機薄膜発光素子。 (4)前記アルカリ金属がリチウムである上記(1)〜
(3)のいずれかの有機薄膜発光素子。 (5)前記第1の電極の表面光反射率が40%以下であ
る上記(1)〜(4)のいずれかの有機薄膜発光素子。 (6)前記第1の電極が表面光反射率40%以下の絶縁
性の基板上に形成されている上記(1)〜(5)のいず
れかの有機薄膜発光素子。
The above objects are achieved by the present invention described in (1) to (6) below. (1) A substrate, a first electrode, a second transparent electrode, at least one charge transport layer and a light emitting layer each sandwiched between these electrodes, and a protective layer, An organic thin film light emitting device in which the first electrode is composed of a conductive carbon intercalation compound containing a metal having a work function of 3.0 eV or less. (2) The organic thin film light emitting device according to (1) above, wherein the carbon intercalation compound is a carbonaceous material containing an alkali metal. (3) The above (2), wherein the carbonaceous material is non-graphitizable carbon
Organic thin film light emitting device. (4) The above (1), wherein the alkali metal is lithium.
The organic thin film light emitting device according to any one of (3). (5) The organic thin film light emitting device according to any one of (1) to (4), wherein the surface light reflectance of the first electrode is 40% or less. (6) The organic thin film light emitting device of any one of the above (1) to (5), wherein the first electrode is formed on an insulating substrate having a surface light reflectance of 40% or less.

【0008】[0008]

【作用】本発明では、電子注入用の金属電極としての第
1の電極の電極材料として仕事関数3.0eV以下の金属
を含む導電性の炭素層間化合物を用い、この薄膜を電子
注入用の金属電極としている。このため、電子注入効率
が高い金属電極となり、駆動電圧を低下させることがで
きる。また、このようなLi等の金属は層間に存在する
ことによって無垢の金属に比較して十分な安定性を得る
ことができる。さらには、いわゆる金属光沢をなくすこ
とができ、画素からの発光が見にくくなる外光の反射を
防止または低減することができる。膜厚が小さい場合に
は透明に近くなるために、下地に光反射率の小さな材料
を用いることによっても同様の効果を得ることができ
る。すなわち、材料および構造の選択の幅を広げること
ができ、素子とした場合、見やすい表示となり、かつ寿
命が大幅に向上する。
In the present invention, a conductive carbon intercalation compound containing a metal having a work function of 3.0 eV or less is used as the electrode material of the first electrode as a metal electrode for electron injection, and this thin film is used as a metal for electron injection. It is used as an electrode. Therefore, a metal electrode having a high electron injection efficiency can be obtained, and the drive voltage can be reduced. Further, such a metal such as Li is present between the layers, so that sufficient stability can be obtained as compared with a pure metal. Furthermore, so-called metallic luster can be eliminated, and reflection of external light, which makes it difficult to see the light emitted from the pixels, can be prevented or reduced. When the film thickness is small, the film becomes nearly transparent, and therefore the same effect can be obtained by using a material having a low light reflectance for the base. That is, the range of selection of materials and structures can be widened, and in the case of an element, the display is easy to see and the life is greatly improved.

【0009】なお、Liをインサートないしドープした
炭素層間化合物はLi電池の電極材料として実用化され
ている。しかし、この場合の層間化合物はバルク状態で
用いるものであり、本発明のように薄膜状態で用いるも
のではない。
Incidentally, a carbon intercalation compound in which Li is inserted or doped has been put to practical use as an electrode material for a Li battery. However, the intercalation compound in this case is used in a bulk state and is not used in a thin film state as in the present invention.

【0010】[0010]

【具体的構成】以下、本発明の具体的構成について詳細
に説明する。
Specific Structure The specific structure of the present invention will be described in detail below.

【0011】本発明において、電子注入用の金属電極と
しての第1の電極の電極材料としては仕事関数3.0eV
以下の金属を含む導電性の炭素層間化合物が用いられ
る。この炭素層間化合物は、少なくとも一部が層状とな
っている炭素質材料と上記金属とから構成され、上記金
属は炭素質材料における層と層との間にドープないしイ
ンサートされ、原子状またはイオン状で存在する。用い
る炭素質材料には特に制限はないが、面の配向が不完全
で3000℃程度の温度で熱処理しても黒鉛にならない
難黒鉛化炭素(ハードカーボン)が好ましい。ハードカ
ーボンとしては、フェノール系樹脂やフルフリルアルコ
ール系樹脂を熱処理して得られたポリアセン系があり、
そのH/Cは0.01〜0.5程度である。また、気相
法による成膜でもハードカーボンを得ることができる。
これらにおいて、炭素質材料は、分子のフラグメント間
に上記金属がもぐりこむのに十分な隙間を有するもので
あればよく、分子のフラグメントで構成されるシート
(例えばグラファイトにおける六方網目構造のシートな
ど)が所定の規則性をもって積み重なっている構造を有
するものであってもよいし、分子のフラグメントが十分
な隙間を有してランダムに配置された、いわゆるアモル
ファス構造を有するものであってもよいが、少なくとも
一部にランダムに配置された構造が存在することが好ま
しい。これにより層間のみならずランダム配置により形
成される微細孔にも金属の収納が可能になり、金属の存
在割合が増す。
In the present invention, the work function is 3.0 eV as the electrode material of the first electrode as the metal electrode for electron injection.
A conductive carbon intercalation compound containing the following metals is used. The carbon intercalation compound is composed of a carbonaceous material, at least a part of which is layered, and the metal, and the metal is doped or inserted between the layers of the carbonaceous material to form an atomic or ionic form. Exists in. The carbonaceous material to be used is not particularly limited, but non-graphitizable carbon (hard carbon) that does not become graphite even if heat-treated at a temperature of about 3000 ° C. because of incomplete surface orientation is preferable. As hard carbon, there is a polyacene type obtained by heat-treating a phenol type resin or a furfuryl alcohol type resin,
The H / C is about 0.01 to 0.5. Also, hard carbon can be obtained by film formation by a vapor phase method.
In these, the carbonaceous material may be any as long as it has sufficient gaps between the molecular fragments so that the metal can bury, and a sheet composed of molecular fragments (for example, a hexagonal network structure sheet in graphite) is used. It may have a structure of stacking with a predetermined regularity, or may have a so-called amorphous structure in which molecular fragments are randomly arranged with a sufficient gap, but at least It is preferable that a part of the structure is randomly arranged. As a result, the metal can be stored not only in the layers but also in the microscopic holes formed by the random arrangement, and the ratio of the metal present is increased.

【0012】一方、仕事関数3.0eV以下、好ましくは
1.5〜3.0eVの金属としては、Li,Na,K,C
s,Eu,Sm等のアルカリ金属やランタノイド元素な
どが挙げられ、なかでもLi,Na,K等、特にはLi
等が好ましい。なお、これらの金属の仕事関数を示せ
ば、Li(2.93eV),Na(2.36eV),K
(2.28eV),Cs(1.95eV),Eu(2.5e
V),Sm(2.1eV)である。これらの値は、化学便
覧基礎編2−493(日本化学会編、1984年)に記
載されている。
On the other hand, as a metal having a work function of 3.0 eV or less, preferably 1.5 to 3.0 eV, Li, Na, K and C are used.
Examples thereof include alkali metals such as s, Eu, and Sm, and lanthanoid elements. Among them, Li, Na, K, and particularly Li
Etc. are preferred. If the work functions of these metals are shown, Li (2.93eV), Na (2.36eV), K
(2.28eV), Cs (1.95eV), Eu (2.5e)
V) and Sm (2.1 eV). These values are described in Chemistry Handbook Basic Edition 2-493 (Edited by The Chemical Society of Japan, 1984).

【0013】このような層間化合物を電極材料に用いる
ことによって、Li等の金属が水分と反応したりするの
を防止することができる。このため、安定に使用するこ
とができ、仕事関数が小さいというこれらの金属の特性
上の利点をそのまま生かすことができ、電子注入効率に
優れた金属電極を得ることができる。
By using such an intercalation compound as an electrode material, it is possible to prevent a metal such as Li from reacting with water. Therefore, it is possible to use the metal electrode with excellent electron injection efficiency, because it can be used stably, and the advantage of these metals that the work function is small can be utilized as it is.

【0014】本発明に用いられる層間化合物においてL
i等の金属の占める割合は、炭素質材料を構成する炭素
原子6個(すなわちC6 )当たり0.3〜5個程度、さ
らには0.5〜5個程度であることが好ましい。このよ
うな金属の割合とすることで電子注入電極として十分に
作用する。より好ましくは、難黒鉛化材料では、層間だ
けでなく黒鉛化していない部分にある微細孔にLi等の
金属を取り込んでいることが好ましく、特にC6 当たり
Li等の金属が1個以上存在することが好ましい。これ
により電子注入電極としての作用がより向上する。
In the intercalation compound used in the present invention, L
The proportion of the metal such as i is preferably about 0.3 to 5 per 6 carbon atoms (that is, C 6 ) constituting the carbonaceous material, and more preferably about 0.5 to 5. With such a ratio of the metal, the electron injection electrode can sufficiently function. More preferably, in the non-graphitizable material, it is preferable that the metal such as Li is incorporated not only in the interlayer but also in the micropores in the non-graphitized portion, and in particular, at least one metal such as Li is present per C 6. It is preferable. As a result, the action as the electron injection electrode is further improved.

【0015】また、層間化合物は導電性を有するが、そ
の導電率は10-4〜102 Scm-1 程度である。そして、
炭素質材料自体も導電性を示し、その導電率は10-12
〜10-5Scm-1 程度である。
Although the intercalation compound has conductivity, its conductivity is about 10 -4 to 10 2 Scm -1 . And
The carbonaceous material itself also exhibits conductivity, and its conductivity is 10 -12.
It is about 10 -5 Scm -1 .

【0016】本発明の有機薄膜発光素子における金属電
極は、薄膜状であり、仕事関数3.0eV以下の金属を含
む層間化合物の薄膜は以下のように形成される。
The metal electrode in the organic thin film light emitting device of the present invention is in the form of a thin film, and a thin film of an intercalation compound containing a metal having a work function of 3.0 eV or less is formed as follows.

【0017】まず、炭素質材料の薄膜を形成する。この
ときの薄膜の形成は、真空成膜法や塗布法によればよ
い。真空成膜法としては、真空蒸着法、イオンプレーテ
ィング法、スパッタ法、CVD(化学的気相成長)法、
プラズマ分解法などがあり、CVD法が好ましい。
First, a thin film of carbonaceous material is formed. The thin film at this time may be formed by a vacuum film forming method or a coating method. As the vacuum film forming method, a vacuum vapor deposition method, an ion plating method, a sputtering method, a CVD (chemical vapor deposition) method,
There is a plasma decomposition method and the like, and the CVD method is preferable.

【0018】例えば、CVD法により炭素質材料を得る
場合は、ベンゼン、トルエン、デカリン等をソースと
し、公知の方法に準じて行えばよい。
For example, when the carbonaceous material is obtained by the CVD method, benzene, toluene, decalin or the like may be used as a source and the method may be carried out according to a known method.

【0019】炭素質材料のなかでもポリアセン系の場合
は、米国特許第4601849号等に記載の方法でポリ
アセンの薄膜を形成することが好ましい。具体的には、
ガラス基板等の基体上にフェノール系樹脂やフルフリル
アルコール(フラン)系樹脂の塗膜を所定厚に形成し、
不活性ガス雰囲気中で熱縮合反応させることによってポ
リアセンの薄膜を得る。この反応は電気炉などを用い
て、室温(15〜30℃程度)から500〜800℃程
度の温度まで30℃/hr 〜50℃/hr の昇温速度で昇温
することによって行う。また、エキシマ−レーザー光を
照射することによってもよい(西尾他、第55回応用物
理学術講演会(1994年)秋季大会予稿集20a−H
−1、等参照)。
Among the carbonaceous materials, in the case of polyacene type, it is preferable to form a polyacene thin film by the method described in US Pat. No. 4,601,849. In particular,
Form a coating of phenolic resin or furfuryl alcohol (furan) resin to a specified thickness on a substrate such as a glass substrate.
A polyacene thin film is obtained by a thermal condensation reaction in an inert gas atmosphere. This reaction is carried out by using an electric furnace or the like to raise the temperature from room temperature (about 15 to 30 ° C.) to about 500 to 800 ° C. at a heating rate of 30 ° C./hr to 50 ° C./hr. Alternatively, it may be irradiated with excimer laser light (Nishio et al., Proceedings of the 55th Autumn Meeting of Applied Physics (1994) Autumn Meeting 20a-H.
-1, etc.).

【0020】このようにしていずれかの方法により炭素
質材料の薄膜を形成した後、膜中に仕事関数3.0eV以
下の金属をドープする。仕事関数3.0eV以下の金属の
ドープは層間化合物の合成方法として知られている一般
的方法(例えばTwo−bulb法、混合法、電気化学
的方法等)に従って行えばよい(稲垣他、炭素材料学会
編、アドバンスト・カーボン シリーズ2「黒鉛層間化
合物」(1990年)リアライズ社刊、等参照)。
After forming a thin film of carbonaceous material by any method as described above, the film is doped with a metal having a work function of 3.0 eV or less. Doping of a metal having a work function of 3.0 eV or less may be performed according to a general method known as a method for synthesizing an intercalation compound (for example, Two-bulb method, mixing method, electrochemical method, etc.) (Inagaki et al., Carbon material). See Advanced Carbon Series 2, "Graphite Intercalation Compounds" (1990), Realize Publishing Co., Ltd.).

【0021】これらには気相からの方法および液相から
の方法がある。気相からの方法では、炭素質材料の薄膜
に金属蒸気を接触させることでドーピングができる。こ
の場合、Liであれば400℃程度に加熱する必要があ
るが、減圧下で行うことでより低温下で行うことも可能
である。
These include methods from the gas phase and methods from the liquid phase. In the vapor phase method, doping can be performed by bringing a metal vapor into contact with a thin film of carbonaceous material. In this case, if it is Li, it is necessary to heat it to about 400 ° C., but it is also possible to perform it at a lower temperature by performing it under reduced pressure.

【0022】なお、素子の製造上、駆動系を設置してか
ら成膜する場合があるが、このような製造法をとる場
合、一般に加熱(200℃以上の温度)は好ましくな
い。
Although a film may be formed after a driving system is installed in the manufacture of the device, heating (temperature of 200 ° C. or higher) is generally not preferable when such a manufacturing method is adopted.

【0023】また、液相でドーピングするには、Li塩
等の金属塩(ハロゲン化物、ClO4 塩など)の水溶液
または有機溶剤溶液中で、酸化剤を使用して酸化的にド
ープしてもよく、また金属Li等の仕事関数3.0eV以
下の金属を対極として電気化学的に酸化しながらドープ
することもできる。さらには、Li塩等の金属塩の水溶
液または有機溶剤溶液中でカーボン等を対極として通電
してドープする方法も好ましい。このときの通電条件は
0.01〜5mAの低電流としてよく、はじめ0.01〜
0.5mAで10〜20分間ほど通電した後、2〜5mAと
して1〜2時間程度通電すればよい。
In order to dope in the liquid phase, oxidative doping may be performed using an oxidizing agent in an aqueous solution of a metal salt such as Li salt (halide, ClO 4 salt, etc.) or an organic solvent solution. Alternatively, a metal having a work function of 3.0 eV or less, such as metal Li, may be used as a counter electrode while being electrochemically oxidized and doped. Furthermore, a method is also preferred in which an aqueous solution of a metal salt such as a Li salt or an organic solvent solution is energized with carbon as a counter electrode to dope. The energization condition at this time may be a low current of 0.01 to 5 mA, and 0.01 to 5
After energizing at 0.5 mA for 10 to 20 minutes, it may be energized at 2 to 5 mA for about 1 to 2 hours.

【0024】このほか、Li等の金属を溶融して塗布し
てもよい。また場合によってはイオン注入法によってL
i等の金属を導入してもよい。
In addition, a metal such as Li may be melted and applied. Also, in some cases, L may be obtained by ion implantation
A metal such as i may be introduced.

【0025】さらに、直接、層間化合物の薄膜を形成す
る方法としては、イオンプレーティング法や炭素質材料
とLi等の金属とをターゲットとして交互スパッタする
方法、あるいは同時スパッタする方法などがある。
Further, as a method for directly forming a thin film of an intercalation compound, there are an ion plating method, a method of alternately sputtering a carbonaceous material and a metal such as Li as a target, or a method of simultaneous sputtering.

【0026】これらの方法のいずれにおいても、ほぼ同
様の層間化合物が得られ、電子注入電極として使用でき
る。
In any of these methods, almost the same intercalation compound can be obtained and used as an electron injecting electrode.

【0027】Li等の金属を含む層間化合物の生成は、
X線回折により層間距離が広がることによって確認する
ことができる。例えば炭素質材料を難黒鉛化炭素とし、
Liをドープする場合を示せば、ドープ前は0.34〜
0.36nm程度であるが、Liドープにより0.371
nmになる。なお、金属は、通常イオン状で存在している
とされているが、前記のように、例えば難黒鉛化炭素の
微細孔に導入された場合は原子状で存在するものもあ
り、100%イオン化しているわけではない。本発明で
は原子状で存在する割合が多いほど好ましい。
Formation of an intercalation compound containing a metal such as Li
It can be confirmed by expanding the interlayer distance by X-ray diffraction. For example, the carbonaceous material is non-graphitizable carbon,
If the case of doping Li is shown, it is 0.34 before doping.
0.36 nm, but 0.371 due to Li doping
nm. It should be noted that the metal is usually said to be present in an ionic state, but as described above, for example, when introduced into the fine pores of the non-graphitizable carbon, there are some that are present in an atomic state, and 100% ionized. I'm not. In the present invention, it is preferable that the atomic ratio is large.

【0028】このような層間化合物の薄膜の厚さは、電
子注入を十分行える一定以上の厚さとすればよく、50
nm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、あまり厚いと剥離な
どの心配が生じることから、1000μm 以下、好まし
くは100μm 以下でよい。
The thickness of such a thin film of the intercalation compound may be a certain thickness or more at which electrons can be sufficiently injected.
nm or more, preferably 100 nm or more. Also,
The upper limit value is not particularly limited, but may be 1000 μm or less, preferably 100 μm or less, because if it is too thick, peeling may occur.

【0029】本発明における金属電極は、見やすい発光
表示を得るためには、光吸収が大きく、外光を反射しな
いものとする方が好ましい。この場合の層間化合物の薄
膜の表面反射率は波長によって異なるが、可視光の波長
領域における平均値で40%以下、さらには0〜30%
であることが好ましい。このような表面反射率を得るた
めに、その膜厚は300nm以上、さらには500nm以上
とすることが好ましい。
It is preferable that the metal electrode in the present invention absorbs a large amount of light and does not reflect external light in order to obtain a luminescent display that is easy to see. The surface reflectance of the thin film of the intercalation compound in this case varies depending on the wavelength, but is 40% or less as an average value in the wavelength region of visible light, and further 0 to 30%.
It is preferred that In order to obtain such surface reflectance, the film thickness is preferably 300 nm or more, and more preferably 500 nm or more.

【0030】一方、可撓性を重視する場合には、膜厚を
小さくする方がよく、その膜厚は50〜200nm程度と
することが好ましい。この場合の層間化合物の薄膜は透
明となってしまうので、光反射率の小さい絶縁性の基板
上に薄膜を形成することが好ましい。下地となる絶縁性
基板は、表面反射率40%以下、さらには0〜30%の
ものを用いることが好ましい。通常、このような基板材
料としては、表面を酸化したSi,SiC,SiN、ガ
ラスなどがよく、特に制限はない。一般に用いる基板の
厚さは0.01〜1mm程度である。
On the other hand, when importance is attached to flexibility, it is better to reduce the film thickness, and the film thickness is preferably about 50 to 200 nm. Since the thin film of the intercalation compound in this case becomes transparent, it is preferable to form the thin film on an insulating substrate having a low light reflectance. The underlying insulating substrate preferably has a surface reflectance of 40% or less, more preferably 0 to 30%. Usually, such a substrate material is preferably Si, SiC, SiN, or glass whose surface is oxidized, and is not particularly limited. The thickness of the substrate generally used is about 0.01 to 1 mm.

【0031】本発明の有機薄膜発光素子(以下「EL素
子」ともいう。)は、基板上に第1の電極としての金属
電極と第2の透明電極とを有し、これらの電極に挟まれ
て、それぞれ少なくとも1層の電荷輸送層および発光層
を有し、さらに最上層として保護層を有する。そして、
金属電極は、前述のとおり、アルカリ金属を含む層間化
合物で構成されたものである。
The organic thin film light emitting device of the present invention (hereinafter also referred to as "EL device") has a metal electrode as a first electrode and a second transparent electrode on a substrate, and is sandwiched between these electrodes. Each has at least one charge transport layer and at least one light emitting layer, and further has a protective layer as the uppermost layer. And
As described above, the metal electrode is composed of an intercalation compound containing an alkali metal.

【0032】このようなEL素子の構成例を図1に示
す。図1のEL素子1は、透明基板2上に、陽極である
透明電極3、電荷輸送層4、発光層5、陰極である金属
電極6、保護層7を順次有する。
FIG. 1 shows an example of the structure of such an EL element. The EL element 1 of FIG. 1 has a transparent electrode 3, which is an anode, a charge transport layer 4, a light emitting layer 5, a metal electrode 6, which is a cathode, and a protective layer 7, in this order on a transparent substrate 2.

【0033】また、図2の構成であってもよく、図2の
EL素子11は、基板12上に、陰極である金属電極1
3、発光層14、電荷輸送層15、陽極である透明電極
16、透明保護層17を順次有する。
The EL element 11 of FIG. 2 may have the structure of FIG. 2, and the EL element 11 of FIG.
3, a light emitting layer 14, a charge transport layer 15, a transparent electrode 16 as an anode, and a transparent protective layer 17 are sequentially provided.

【0034】本発明のEL素子は、図示例に限らず、種
々の構成とすることができ、例えば発光層と金属電極と
の間に電子注入輸送層を介在させた構成とすることもで
きる。
The EL device of the present invention is not limited to the illustrated example, but may have various structures, for example, an electron injecting and transporting layer interposed between the light emitting layer and the metal electrode.

【0035】金属電極は前述のように成膜し、発光層等
の有機物層は真空蒸着等により、陽極は蒸着やスパッタ
等により成膜することができるが、これらの膜のそれぞ
れは、必要に応じてマスク蒸着または膜形成後にエッチ
ングなどの方法によってパターニングでき、これによっ
て、所望の発光パターンを得ることができる。さらに
は、基板が薄膜トランジスタ(TFT)であって、その
パターンに応じて各膜を形成することでそのまま表示お
よび駆動パターンとすることもできる。最後に、SiO
2 ,SiC,SiN2 ,Al23 ,SIALONなど
の無機材料からなる保護層を形成すればよい。
The metal electrode can be formed as described above, the organic material layer such as the light emitting layer can be formed by vacuum vapor deposition, and the anode can be formed by vapor deposition or sputtering. Each of these films is required. Depending on the method, it is possible to perform patterning by a method such as mask vapor deposition or film formation and then etching, thereby obtaining a desired light emitting pattern. Further, the substrate is a thin film transistor (TFT), and by forming each film according to the pattern, the display and drive pattern can be used as it is. Finally, SiO
A protective layer made of an inorganic material such as 2 , SiC, SiN 2 , Al 2 O 3 , and SIALON may be formed.

【0036】保護層は、表示の関係上、図1の構成では
透明でも不透明であってもよいが、図2の構成では透明
にする必要がある。透明にする場合は、透明な材料(例
えばSiO2 、SIALON等)を選択して用いるか、
あるいは厚さを制御して透明(好ましくは発光光の透過
率が80%以上)となるようにすればよい。
Although the protective layer may be transparent or opaque in the configuration of FIG. 1 in view of display, it needs to be transparent in the configuration of FIG. To make it transparent, select a transparent material (eg SiO 2 , SIALON, etc.) or use
Alternatively, the thickness may be controlled to be transparent (preferably, the transmittance of emitted light is 80% or more).

【0037】一般に、保護層の厚さは50〜1200nm
程度とする。保護層はスパッタ等により形成すればよ
い。
Generally, the thickness of the protective layer is 50 to 1200 nm.
The degree. The protective layer may be formed by sputtering or the like.

【0038】次に、本発明のEL素子に設けられる有機
物層について述べる。
Next, the organic material layer provided in the EL device of the present invention will be described.

【0039】発光層は、正孔(ホール)および電子の注
入機能、それらの輸送機能、正孔と電子の再結合により
励起子を生成させる機能を有する。発光層には比較的電
子的にニュートラルな化合物を用いることが好ましい。
The light emitting layer has a function of injecting holes and electrons, a function of transporting them, and a function of generating excitons by recombination of holes and electrons. It is preferable to use a relatively electronically neutral compound in the light emitting layer.

【0040】電荷輸送層は、陽極からの正孔の注入を容
易にする機能、正孔を輸送する機能および電子を妨げる
機能を有し、正孔注入輸送層とも称される。
The charge transport layer has a function of facilitating the injection of holes from the anode, a function of transporting holes and a function of hindering electrons, and is also called a hole injection / transport layer.

【0041】このほか、必要に応じ、例えば発光層に用
いる化合物の電子注入輸送機能がさほど高くないときな
ど、前述のように、発光層と陰極との間に、陰極からの
電子の注入を容易にする機能、電子を輸送する機能およ
び正孔を妨げる機能を有する電子注入輸送層を設けても
よい。
In addition, if necessary, it is easy to inject electrons from the cathode between the light emitting layer and the cathode as described above, for example, when the electron injecting and transporting function of the compound used for the light emitting layer is not so high. An electron injecting and transporting layer having a function of, a function of transporting electrons, and a function of blocking holes may be provided.

【0042】正孔注入輸送層および電子注入輸送層は、
発光層へ注入される正孔や電子を増大・閉じ込めさせ、
再結合領域を最適化させ、発光効率を改善する。
The hole injecting and transporting layer and the electron injecting and transporting layer are
Increase and confine holes and electrons injected into the light emitting layer,
The recombination region is optimized to improve the luminous efficiency.

【0043】なお、正孔注入輸送層および電子注入輸送
層は、それぞれにおいて、注入機能を持つ層と輸送機能
を持つ層とに別個に設けてもよい。
The hole injecting and transporting layer and the electron injecting and transporting layer may be separately provided in the layer having the injecting function and the layer having the transporting function.

【0044】発光層の厚さ、正孔注入輸送層の厚さおよ
び電子注入輸送層の厚さは特に限定されず、形成方法に
よっても異なるが、通常、5〜1000nm程度、特に1
0〜200nmとすることが好ましい。
The thickness of the light emitting layer, the thickness of the hole injecting and transporting layer, and the thickness of the electron injecting and transporting layer are not particularly limited and may vary depending on the forming method, but usually about 5 to 1000 nm, particularly 1 nm.
It is preferably 0 to 200 nm.

【0045】正孔注入輸送層の厚さおよび電子注入輸送
層の厚さは、再結合・発光領域の設計によるが、発光層
の厚さと同程度もしくは1/10〜10倍程度とすれば
よい。電子もしくは正孔の、各々の注入層と輸送層を分
ける場合は、注入層は1nm以上、輸送層は20nm以上と
するのが好ましい。このときの注入層、輸送層の厚さの
上限は、通常、注入層で100nm程度、輸送層で100
0nm程度である。このような膜厚については注入輸送層
を2層設けるときも同じである。
The thickness of the hole injecting / transporting layer and the thickness of the electron injecting / transporting layer may be the same as the thickness of the light emitting layer or about 1/10 to 10 times, although it depends on the design of the recombination / light emitting region. . When the electron injection layer and the electron injection layer are separated from the transport layer, it is preferable that the injection layer has a thickness of 1 nm or more and the transport layer has a thickness of 20 nm or more. At this time, the upper limit of the thickness of the injection layer and the transport layer is usually about 100 nm in the injection layer and 100 in the transport layer.
It is about 0 nm. Such a film thickness is the same when two injecting and transporting layers are provided.

【0046】また、組み合わせる発光層や電子注入輸送
層や正孔注入輸送層のキャリア移動度やキャリア密度
(イオン化ポテンシャル・電子親和力により決まる)を
考慮しながら、膜厚をコントロールすることで、再結合
領域・発光領域を自由に設計することが可能であり、発
光色の設計や、両電極の干渉効果による発光輝度・発光
スペクトルの制御や、発光の空間分布の制御を可能にで
きる。
Further, recombination can be achieved by controlling the film thickness while considering the carrier mobility and carrier density (determined by the ionization potential and electron affinity) of the light emitting layer, electron injecting and transporting layer and hole injecting and transporting layer to be combined. It is possible to freely design the area and the light emitting area, and it is possible to design the light emitting color, control the light emitting luminance and the light emitting spectrum by the interference effect of both electrodes, and control the spatial distribution of light emission.

【0047】本発明のEL素子の発光層には発光機能を
有する化合物である蛍光性物質を含有させる。この蛍光
性物質としては、例えば、特開昭63−264692号
公報に開示されているような化合物、例えばキナクリド
ン、ルブレン、スチリル系色素等の化合物から選択され
る少なくとも1種が挙げられる。その他トリス(8−キ
ノリノラト)アルミニウム等の金属錯体色素、テトラフ
ェニルブタジエン、アントラセン、ペリレン、コロネ
ン、12−フタロペリノン誘導体等が挙げられる。発光
層は電子注入輸送層を兼ねたものであってもよく、この
ような場合はトリス(8−キノリノラト)アルミニウム
等を使用することが好ましい。これらの蛍光性物質を蒸
着するか、あるいは樹脂バインダー中に分散させてコー
ティングすることにより、発光層を所定の厚さに形成す
る。
The light emitting layer of the EL device of the present invention contains a fluorescent substance which is a compound having a light emitting function. Examples of the fluorescent substance include at least one selected from compounds such as those disclosed in JP-A-63-264692, such as quinacridone, rubrene, and styryl dyes. Other examples include metal complex dyes such as tris (8-quinolinolato) aluminum, tetraphenylbutadiene, anthracene, perylene, coronene, and 12-phthaloperinone derivatives. The light emitting layer may also serve as the electron injecting and transporting layer, and in such a case, tris (8-quinolinolato) aluminum or the like is preferably used. These fluorescent substances are vapor-deposited or dispersed in a resin binder and coated to form a light emitting layer with a predetermined thickness.

【0048】また、必要に応じて設けられる電子注入輸
送層には、トリス(8−キノリノラト)アルミニウム等
の有機金属錯体、オキサジアゾール誘導体、ペリレン誘
導体、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、キノリン誘
導体、キノキサリン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、
ニトロ置換フルオレン誘導体等を用いることができる。
上述のように、電子注入輸送層は発光層を兼ねたもので
あってもよく、このような場合はトリス(8−キノリノ
ラト)アルミニウム等を使用することも好ましい。電子
注入輸送層の形成も発光層と同様に蒸着等によればよ
い。
The electron injecting and transporting layer, which is provided as necessary, includes an organometallic complex such as tris (8-quinolinolato) aluminum, an oxadiazole derivative, a perylene derivative, a pyridine derivative, a pyrimidine derivative, a quinoline derivative, and a quinoxaline derivative. , A diphenylquinone derivative,
A nitro-substituted fluorene derivative or the like can be used.
As described above, the electron injecting and transporting layer may also serve as the light emitting layer, and in such a case, it is also preferable to use tris (8-quinolinolato) aluminum or the like. The electron injecting and transporting layer may be formed by vapor deposition or the like like the light emitting layer.

【0049】なお、電子注入輸送層を電子注入層と電子
輸送層とに分けて設層する場合は、電子注入輸送層用の
化合物のなかから好ましい組合せを選択して用いること
ができる。このとき、陰極側から電子親和力の値の大き
い化合物の層の順に積層することが好ましい。このよう
な積層順については電子注入輸送層を2層以上設けると
きも同様である。
When the electron injecting and transporting layer is separately formed into the electron injecting layer and the electron transporting layer, preferred combinations can be selected and used from the compounds for the electron injecting and transporting layer. At this time, it is preferable to stack the compound layers having a large electron affinity value in this order from the cathode side. The stacking order is the same when two or more electron injecting and transporting layers are provided.

【0050】また、正孔注入輸送層には、例えば、特開
昭63−295695号公報、特開平2−191694
号公報、特開平3−792号公報等に記載されている各
種有機化合物を用いることができる。例えば、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、ポリチオフェン等であ
る。これらの化合物は2種以上を併用してもよく、併用
するときは別層にして積層したり、混合したりすればよ
い。
Further, the hole injecting and transporting layer is formed, for example, in JP-A-63-295695 and JP-A-2-191694.
Various organic compounds described in JP-A No. 3-792, JP-A No. 3-792, etc. can be used. Examples thereof include aromatic tertiary amines, hydrazone derivatives, carbazole derivatives, triazole derivatives, imidazole derivatives, oxadiazole derivatives having an amino group, and polythiophene. Two or more of these compounds may be used in combination, and when they are used in combination, they may be laminated in different layers or mixed.

【0051】正孔注入輸送層を正孔注入層と正孔輸送層
とに分けて設層する場合は、正孔注入輸送層用の化合物
のなかから好ましい組合せを選択して用いることができ
る。このとき、陽極(ITO等)側からイオン化ポテン
シャルの小さい化合物の層の順に積層することが好まし
い。また陽極表面には薄膜性の良好な化合物を用いるこ
とが好ましい。このような積層順については、正孔注入
輸送層を2層以上設けるときも同様である。このような
積層順とすることによって、駆動電圧が低下し、電流リ
ークの発生やダークスポットの発生・成長を防ぐことが
できる。また、素子化する場合、蒸着を用いているので
1〜10nm程度の薄い膜も、均一かつピンホールフリー
と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、可視部に吸収をもつような化合物を用
いても、発光色の色調変化や再吸収による効率の低下を
防ぐことができる。
When the hole injecting and transporting layer is separately formed into the hole injecting layer and the hole transporting layer, preferable combinations can be selected and used from the compounds for the hole injecting and transporting layer. At this time, it is preferable to stack layers of a compound having a small ionization potential in order from the anode (ITO or the like) side. Further, it is preferable to use a compound having a good thin film property on the surface of the anode. This stacking order is the same when two or more hole injecting and transporting layers are provided. By adopting such a stacking order, the driving voltage is lowered, and it is possible to prevent the occurrence of current leakage and the generation / growth of dark spots. In addition, since vapor deposition is used to form a device, a thin film of about 1 to 10 nm can be made uniform and pinhole-free, so that the hole injection layer has a small ionization potential and absorption in the visible region. Even if such a compound is used, it is possible to prevent a decrease in efficiency due to a change in the color tone of the emission color or reabsorption.

【0052】なかでも、芳香族三級アミンとポリチオフ
ェンとの併用が好ましく、薄膜性の良好な正孔注入層も
しくは第一正孔注入輸送層としてポリチオフェンを陽極
上に蒸着した後に、芳香族三級アミンを正孔輸送層もし
くは第二正孔注入輸送層として積層することはイオン化
ポテンシャルの点からさらに好ましい。
Among them, it is preferable to use the aromatic tertiary amine in combination with polythiophene. After depositing polythiophene as the hole injecting layer or the first hole injecting and transporting layer having a good thin film property on the anode, the aromatic tertiary amine is used. Stacking amine as the hole transport layer or the second hole injecting and transporting layer is more preferable from the viewpoint of the ionization potential.

【0053】本発明に用いることが好ましいポリチオフ
ェンとしては、化1で示される構造単位を有する重合体
(以下、「重合体A」ともいう。)、化1で示される構
造単位と化2で示される構造単位とを有する共重合体
(以下、「共重合体B」ともいう。)および化3で示さ
れる重合体(以下、「重合体C」)から選択されるもの
が挙げられる。
The polythiophene preferably used in the present invention is a polymer having a structural unit shown in Chemical formula 1 (hereinafter, also referred to as "polymer A"), a structural unit shown in Chemical formula 1 and a chemical formula 2. And a polymer having a structural unit (hereinafter, also referred to as “copolymer B”) and a polymer represented by Chemical Formula 3 (hereinafter, “polymer C”).

【0054】[0054]

【化1】 Embedded image

【0055】[0055]

【化2】 Embedded image

【0056】[0056]

【化3】 Embedded image

【0057】まず、重合体Aについて説明する。重合体
Aは化1の構造単位を有し、例えば化4で示されるもの
である。
First, the polymer A will be described. The polymer A has a structural unit represented by Chemical Formula 1, and is represented by, for example, Chemical Formula 4.

【0058】[0058]

【化4】 [Chemical 4]

【0059】化1、化4について記すと、R31およびR
32はそれぞれ水素原子、芳香族炭化水素基または脂肪族
炭化水素基を表し、これらは同一でも異なるものであっ
てもよい。
Regarding Chemical Formulas 1 and 4, R 31 and R 4
Each of 32 represents a hydrogen atom, an aromatic hydrocarbon group or an aliphatic hydrocarbon group, which may be the same or different.

【0060】R31およびR32で表される芳香族炭化水素
基としては、無置換であっても置換基を有するものであ
ってよく、炭素数6〜15のものが好ましい。置換基を
有するときの置換基としてはアルキル基、アルコキシ
基、アミノ基、シアノ基等が挙げられる。芳香族炭化水
素基の具体例としては、フェニル基、トリル基、メトキ
シフェニル基、ビフェニル基、ナフチル基などが挙げら
れる。
The aromatic hydrocarbon group represented by R 31 and R 32 may be unsubstituted or may have a substituent, and preferably has 6 to 15 carbon atoms. When it has a substituent, examples of the substituent include an alkyl group, an alkoxy group, an amino group and a cyano group. Specific examples of the aromatic hydrocarbon group include a phenyl group, a tolyl group, a methoxyphenyl group, a biphenyl group and a naphthyl group.

【0061】R31およびR32で表される脂肪族炭化水素
基としては、アルキル基、シクロアルキル基等が挙げら
れ、これらのものは無置換でも、置換基を有するもので
あってもよい。なかでも、炭素数1〜6のものが好まし
く、具体的には、メチル基、エチル基、i−プロピル
基、t−ブチル基などが挙げられる。
Examples of the aliphatic hydrocarbon group represented by R 31 and R 32 include an alkyl group and a cycloalkyl group, which may be unsubstituted or may have a substituent. Of these, those having 1 to 6 carbon atoms are preferable, and specific examples thereof include a methyl group, an ethyl group, an i-propyl group, and a t-butyl group.

【0062】R31、R32としては、水素原子、芳香族炭
化水素基が好ましく、特には水素原子が好ましい。
As R 31 and R 32 , a hydrogen atom and an aromatic hydrocarbon group are preferable, and a hydrogen atom is particularly preferable.

【0063】層中における重合体Aの平均重合度(化4
のm)は4〜100、好ましくは5〜40、さらに好ま
しくは5〜20である。この場合、化1で示される繰り
返し単位が全く同一の重合体(ホモポリマー)であって
も、化1においてR31とR32の組合せが異なる構造単位
から構成される共重合体(コポリマー)であってもよ
い。共重合体としては、ランダム共重合体、交互共重合
体、ブロック共重合体等のいずれであってもよい。
Average degree of polymerization of polymer A in the layer
M) is 4 to 100, preferably 5 to 40, and more preferably 5 to 20. In this case, even if the repeating unit shown in Chemical formula 1 is a completely identical polymer (homopolymer), it is a copolymer composed of structural units in which the combination of R 31 and R 32 in Chemical formula 1 is different. It may be. The copolymer may be a random copolymer, an alternating copolymer, a block copolymer, or the like.

【0064】また、層中における重合体Aの重量平均分
子量は300〜10000程度である。
The weight average molecular weight of the polymer A in the layer is about 300 to 10,000.

【0065】重合体Aの末端基(化4のX1 およびX
2 )は、水素原子、塩素、臭素、ヨウ素等のハロゲン原
子である。この末端基は、一般に、重合体Aの合成の際
の出発原料に依存して導入される。さらには重合反応の
最終段階で他の置換基を導入することもできる。
The end groups of polymer A (X 1 and X
2 ) is a hydrogen atom or a halogen atom such as chlorine, bromine or iodine. This end group is generally introduced depending on the starting material in the synthesis of polymer A. Furthermore, other substituents can be introduced at the final stage of the polymerization reaction.

【0066】なお、重合体Aは化1の構造単位のみで構
成されることが好ましいが、10モル%以下であれば他
のモノマー成分を含有していてもよい。
The polymer A is preferably composed only of the structural unit of Chemical formula 1, but it may contain other monomer components as long as it is 10 mol% or less.

【0067】重合体Aの具体例を化5に示す。化5には
化1ないし化4のR31、R32の組合せで示している。
A specific example of the polymer A is shown in Chemical formula 5. In Chemical formula 5, a combination of R 31 and R 32 in Chemical formulas 1 to 4 is shown.

【0068】[0068]

【化5】 Embedded image

【0069】次に、共重合体Bについて説明する。共重
合体Bは化1の構造単位と化2の構造単位とを有し、例
えば化6で示されるものである。
Next, the copolymer B will be described. The copolymer B has a structural unit of chemical formula 1 and a structural unit of chemical formula 2, and is represented by, for example, chemical formula 6.

【0070】[0070]

【化6】 [Chemical 6]

【0071】化1については重合体Aのものと同様であ
る。従って、化6中のR31、R32は化1のものと同様で
ある。
The chemical formula 1 is the same as that of the polymer A. Therefore, R 31 and R 32 in Chemical formula 6 are the same as those in Chemical formula 1.

【0072】また化2について記すと、R33およびR34
は、それぞれ水素原子、芳香族炭化水素基または脂肪族
炭化水素基を表し、これらは同一でも異なるものであっ
てもよい。
With respect to the chemical formula 2, R 33 and R 34
Each represent a hydrogen atom, an aromatic hydrocarbon group or an aliphatic hydrocarbon group, which may be the same or different.

【0073】R33、R34で表される芳香族炭化水素基、
脂肪族炭化水素基の具体例は、化1のR31、R32のとこ
ろで挙げたものと同様のものを挙げることができる。ま
た、R33、R34の好ましいものもR31、R32と同様であ
る。さらに、R33とR34とは互いに結合して環を形成
し、チオフェン環に縮合してもよい。この場合の縮合環
としては、ベンゼン環等が挙げられる。このR33、R34
については、化6においても同様である。
An aromatic hydrocarbon group represented by R 33 and R 34 ,
Specific examples of the aliphatic hydrocarbon group are the same as those listed for R 31 and R 32 in Chemical formula 1. Further, the preferable ones of R 33 and R 34 are the same as those of R 31 and R 32 . Further, R 33 and R 34 may be bonded to each other to form a ring and condensed with a thiophene ring. Examples of the condensed ring in this case include a benzene ring. This R 33 , R 34
The same applies to Chemical Formula 6.

【0074】層中における共重合体Bの平均重合度(化
6におけるv+w)は、重合体Aと同様に、4〜10
0、好ましくは5〜40、さらに好ましくは5〜20で
ある。また、化1の構造単位と化2の構造単位との比率
は、化1の構造単位/化2の構造単位が、モル比で10
/1〜1/10程度である。
The average degree of polymerization of copolymer B in the layer (v + w in Chemical formula 6) is 4 to 10 as in the case of polymer A.
0, preferably 5 to 40, more preferably 5 to 20. Further, the ratio of the structural unit of Chemical formula 1 to the structural unit of Chemical formula 2 is 10 in terms of the molar ratio of the structural unit of Chemical formula 1 / the structural unit of Chemical formula 2.
It is about / 1 to 1/10.

【0075】層中における共重合体Bの重量平均分子量
は300〜10000程度である。
The weight average molecular weight of the copolymer B in the layer is about 300 to 10,000.

【0076】また、共重合体Bの末端基(化6における
1 およびX2 )は重合体Aと同様のものであり、一般
に、共重合体Bの合成の際の出発原料ないしその比率に
依存する。
The terminal groups of the copolymer B (X 1 and X 2 in the chemical formula 6) are the same as those of the polymer A, and in general, the starting materials used in the synthesis of the copolymer B or the ratio thereof are different from each other. Dependent.

【0077】なお、共重合体Bは、重合体Aと同様に、
化1の構造単位と化2の構造単位とで構成されることが
好ましいが、10モル%以下であれば他のモノマー成分
を含有していてもよい。また、共重合体Bは、ランダム
共重合体、交互共重合体、ブロック共重合体等のいずれ
であってもよく、化6の構造式はこのような構造を包含
するものである。さらに、化1、化2の構造単位同士
は、それぞれ同一であっても異なるものであってもよ
い。
The copolymer B, like the polymer A,
It is preferably composed of the structural unit of Chemical formula 1 and the structural unit of Chemical formula 2, but other monomer components may be contained as long as they are 10 mol% or less. Further, the copolymer B may be any of a random copolymer, an alternating copolymer, a block copolymer and the like, and the structural formula of Chemical formula 6 includes such a structure. Furthermore, the structural units of Chemical formulas 1 and 2 may be the same or different.

【0078】共重合体Bの具体例を化7に示す。化7に
は化1のR31、R32の組合せ、化2のR33、R34の組合
せ、すなわち化6のR31、R32、R33、R34の組合せで
示している。
A specific example of the copolymer B is shown in Chemical formula 7. In chemical formula 7, a combination of R 31 and R 32 in chemical formula 1, a combination of R 33 and R 34 in chemical formula 2, that is, a combination of R 31 , R 32 , R 33 and R 34 in chemical formula 6 is shown.

【0079】[0079]

【化7】 [Chemical 7]

【0080】さらに、化3の重合体Cについて説明す
る。化3について記すと、R33およびR34は化2のもの
と同義であり、好ましいものも同様である。
Further, the polymer C of Chemical formula 3 will be described. Regarding Chemical Formula 3, R 33 and R 34 have the same meanings as those of Chemical Formula 2, and preferred ones are also the same.

【0081】X1 およびX2 は、それぞれ同一でも異な
るものであってもよく、重合体A、共重合体Bの末端基
と同様に、水素原子または塩素、臭素、ヨウ素等のハロ
ゲン原子である。X1 およびX2 は重合体Cの合成の際
の出発原料に依存する。
X 1 and X 2, which may be the same or different, each is a hydrogen atom or a halogen atom such as chlorine, bromine or iodine, like the end groups of the polymer A and the copolymer B. . X 1 and X 2 depend on the starting materials in the synthesis of polymer C.

【0082】nは平均重合度を表し、層中では重合体
A、共重合体Bと同様に4〜100、好ましくは5〜4
0、さらに好ましくは5〜20である。この場合、R33
とR34の組合せが同一の重合体(ホモポリマー)であっ
ても、R33とR34の組合せが異なる共重合体(コポリマ
ー)であってもよい。共重合体としては、ランダム共重
合体、交互共重合体、ブロック共重合体等のいずれであ
ってもよい。
N represents an average degree of polymerization, and is 4 to 100, preferably 5 to 4 in the same layer as the polymer A and the copolymer B.
It is 0, more preferably 5 to 20. In this case, R 33
The combination of R 34 and R 34 may be the same polymer (homopolymer), or the combination of R 33 and R 34 may be different copolymers. The copolymer may be a random copolymer, an alternating copolymer, a block copolymer, or the like.

【0083】また、層中における重合体Cの重量平均分
子量は300〜10000程度である。
The weight average molecular weight of the polymer C in the layer is about 300 to 10,000.

【0084】なお、重合体Cは化3に示すような構造で
あることが好ましいが、重合体A、共重合体Bと同様
に、10モル%以下であれば他のモノマー成分を含有し
ていてもよい。
The polymer C preferably has a structure shown in Chemical formula 3, but like the polymers A and B, if it is 10 mol% or less, it contains other monomer components. May be.

【0085】重合体Cの具体例を化8、化9に示す。化
8は化3と同じであり、化9には化8のR33、R34の組
合せで示している。
Specific examples of the polymer C are shown in Chemical formulas 8 and 9. The chemical formula 8 is the same as the chemical formula 3, and the chemical formula 9 shows the combination of R 33 and R 34 of the chemical formula 8.

【0086】[0086]

【化8】 Embedded image

【0087】[0087]

【化9】 [Chemical 9]

【0088】本発明では、ポリチオフェンとして、上記
重合体のうち重合体Cを用いることが特に好ましい。
In the present invention, as the polythiophene, it is particularly preferable to use the polymer C among the above polymers.

【0089】ポリチオフェンは1種のみを用いても2種
以上を併用してもよい。
The polythiophene may be used alone or in combination of two or more.

【0090】本発明に用いるポリチオフェンの融点は3
00℃以上、または融点を持たないものであり、真空蒸
着によりアモルファス状態あるいは微結晶状態の良質な
膜が得られる。
The polythiophene used in the present invention has a melting point of 3
It has a temperature of not lower than 00 ° C. or has no melting point, and a high-quality film in an amorphous state or a microcrystalline state can be obtained by vacuum vapor deposition.

【0091】正孔注入輸送層は、発光層等と同様に上記
の化合物を蒸着するか、あるいは樹脂バインダー中に分
散させてコーティングして形成すればよい。特に蒸着を
行えば良好なアモルファス膜が得られる。
The hole injecting and transporting layer may be formed by vapor-depositing the above compounds or coating them by dispersing them in a resin binder as in the light emitting layer. Particularly, good vapor deposition can be obtained by vapor deposition.

【0092】また、上記の有機物層には、一重項酸素ク
エンチャーが含有されていてもよい。このようなクエン
チャーとしては、ルブレンやニッケル錯体、ジフェニル
イソベンゾフラン、三級アミン等が挙げられる。
The organic layer may contain a singlet oxygen quencher. Examples of such a quencher include rubrene, nickel complex, diphenylisobenzofuran, and tertiary amine.

【0093】本発明において、陽極として用いられる透
明電極は、好ましくは発光光の透過率が80%以上とな
るように陽極の材料および厚さを決定することが好まし
い。具体的には、例えば、ITO、SnO2 、Ni、A
u、Pt、Pd、ドーパントをドープしたポリピロール
などを陽極に用いることが好ましい。また、陽極の厚さ
は10〜500nm程度とすることが好ましい。また、素
子の信頼性を向上させるために駆動電圧が低いことが必
要であるが、好ましいものとして10〜30Ω/cm2のI
TOが挙げられる。
In the present invention, for the transparent electrode used as the anode, the material and thickness of the anode are preferably determined so that the transmittance of emitted light is preferably 80% or more. Specifically, for example, ITO, SnO 2 , Ni, A
It is preferable to use u, Pt, Pd, polypyrrole doped with a dopant, or the like for the anode. The thickness of the anode is preferably about 10-500 nm. In addition, it is necessary that the driving voltage is low in order to improve the reliability of the device, but a preferable value is 10 to 30 Ω / cm 2 I
TO is mentioned.

【0094】基板材料としては、図1の構成とする場
合、基板側から発光光を取り出すため、ガラスや樹脂等
の透明ないし半透明材料を用いる。また、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。ま
た、図2の構成では不透明基板であってもよく、この場
合はガラス等のほか、アルミナ等のセラミックス、ステ
ンレス等の金属シートに表面酸化などの絶縁処理を施し
たもの、フェノール樹脂等の熱硬化性樹脂、ポリカーボ
ネート等の熱可塑性樹脂などを用いることができる。
As the substrate material, in the case of the structure shown in FIG. 1, a transparent or translucent material such as glass or resin is used in order to take out emitted light from the substrate side. Further, the substrate may be provided with a color filter film, a color conversion film containing a fluorescent substance, or a dielectric reflection film to control the emission color. In addition, in the configuration of FIG. 2, an opaque substrate may be used. In this case, in addition to glass or the like, ceramics such as alumina, a metal sheet such as stainless steel that has been subjected to an insulation treatment such as surface oxidation, or a heat such as a phenol resin. A curable resin, a thermoplastic resin such as polycarbonate, or the like can be used.

【0095】次に、本発明のEL素子の製造方法を説明
する。
Next, a method for manufacturing the EL element of the present invention will be described.

【0096】陰極は前記のように形成し、陽極は、蒸着
法やスパッタ法等の気相成長法により形成することが好
ましい。
The cathode is preferably formed as described above, and the anode is preferably formed by a vapor phase growth method such as a vapor deposition method or a sputtering method.

【0097】正孔注入輸送層、発光層および電子注入輸
送層の形成には、均質な薄膜が形成できることから真空
蒸着法を用いることが好ましい。真空蒸着法を用いた場
合、アモルファス状態または結晶粒径が0.1μm 以下
(通常、下限値は0.001μm 程度である。)の均質
な薄膜が得られる。結晶粒径が0.1μm を超えている
と、不均一な発光となり、素子の駆動電圧を高くしなけ
ればならなくなり、電荷の注入効率も著しく低下する。
For forming the hole injecting / transporting layer, the light emitting layer and the electron injecting / transporting layer, it is preferable to use the vacuum deposition method because a uniform thin film can be formed. When the vacuum deposition method is used, a homogeneous thin film having an amorphous state or a crystal grain size of 0.1 μm or less (usually, the lower limit is about 0.001 μm) can be obtained. If the crystal grain size exceeds 0.1 μm, non-uniform light emission occurs, the drive voltage of the device must be increased, and the charge injection efficiency is significantly reduced.

【0098】真空蒸着の条件は特に限定されないが、1
-3Pa以下の真空度とし、蒸着速度は0.1〜1nm/se
c 程度とすることが好ましい。また、真空中で連続して
各層を形成することが好ましい。真空中で連続して形成
すれば、各層の界面に不純物が吸着することを防げるた
め、高特性が得られる。また、素子の駆動電圧を低くす
ることができる。
The conditions of vacuum vapor deposition are not particularly limited, but 1
The degree of vacuum is 0 -3 Pa or less, and the deposition rate is 0.1 to 1 nm / se.
It is preferably about c. Moreover, it is preferable to form each layer continuously in a vacuum. If they are continuously formed in a vacuum, it is possible to prevent impurities from adsorbing to the interface of each layer, so that high characteristics can be obtained. In addition, the drive voltage of the element can be lowered.

【0099】これら各層の形成に真空蒸着法を用いる場
合において、1層に複数の化合物を含有させる場合、化
合物を入れた各ボートを個別に温度制御して共蒸着する
ことが好ましいが、予め混合してから蒸着してもよい。
またこの他、溶液塗布法(スピンコート、ディップ、キ
ャスト等)、ラングミュア・ブロジェット(LB)法な
どを用いることもできる。溶液塗布法では、ポリマー等
のマトリクス物質中に所定の化合物を分散させる構成と
してもよい。
When a vacuum vapor deposition method is used to form each of these layers, when a plurality of compounds are contained in one layer, it is preferable that the boats containing the compounds are individually temperature-controlled for co-evaporation, but they are mixed in advance. You may vapor-deposit after that.
In addition to this, a solution coating method (spin coating, dipping, casting, etc.), Langmuir-Blodgett (LB) method, or the like can also be used. In the solution coating method, a predetermined compound may be dispersed in a matrix substance such as a polymer.

【0100】本発明のEL素子は、通常、直流駆動型の
EL素子として用いられるが、交流駆動またはパルス駆
動することもできる。印加電圧は、通常、2〜20V 程
度とされる。
The EL device of the present invention is usually used as a DC drive type EL device, but it can also be AC drive or pulse drive. The applied voltage is usually about 2 to 20V.

【0101】[0101]

【実施例】以下、本発明の具体的実施例を比較例ととも
に示し、本発明をさらに詳細に説明する。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in more detail by showing specific examples of the present invention together with comparative examples.

【0102】<実施例1>ガラス基板上に厚さ200nm
のITOが形成された透明電極をパターニングし、中性
洗剤、アセトン、エタノールを用いて超音波洗浄し、次
いで煮沸エタノール中から引き上げて乾燥した。この透
明電極表面をUV/O3 洗浄した後、真空蒸着装置の基
板ホルダーに固定して、槽内を1×10-4Pa以下まで減
圧した。
<Example 1> 200 nm thick on a glass substrate
The transparent electrode on which ITO was formed was patterned, ultrasonically cleaned with a neutral detergent, acetone, and ethanol, and then pulled out from boiling ethanol and dried. After the surface of this transparent electrode was washed with UV / O 3, it was fixed to a substrate holder of a vacuum evaporation apparatus, and the pressure inside the tank was reduced to 1 × 10 −4 Pa or less.

【0103】まず、ポリ(チオフェン−2,5−ジイ
ル)を蒸着速度0.1nm/secで20nmの厚さに蒸着し、
第一正孔注入輸送層とした。
First, poly (thiophene-2,5-diyl) was vapor deposited at a vapor deposition rate of 0.1 nm / sec to a thickness of 20 nm.
The first hole injecting and transporting layer was used.

【0104】次いで減圧状態を保ったまま、N,N’−
ジフェニル−N,N’−m−トリル−4,4’−ジアミ
ノ−1,1’−ビフェニル(TPD)を蒸着速度0.2
nm/secで55nmの厚さに蒸着し、第二正孔注入輸送層と
した。
Next, while maintaining the reduced pressure state, N, N'-
Deposition rate of diphenyl-N, N'-m-tolyl-4,4'-diamino-1,1'-biphenyl (TPD) was 0.2.
It was vapor-deposited at a thickness of 55 nm at nm / sec to form a second hole injecting and transporting layer.

【0105】さらに、減圧を保ったまま、トリス(8−
キノリノラト)アルミニウムを蒸着速度0.2nm/secで
50nmの厚さに蒸着して、電子注入輸送・発光層とし
た。
Further, while maintaining the reduced pressure, Tris (8-
(Quinolinolato) aluminum was vapor-deposited at a vapor deposition rate of 0.2 nm / sec. To a thickness of 50 nm to form an electron injection / transport / light-emitting layer.

【0106】さらに、減圧を保ったまま、グラファイト
様炭素層状化合物をCVD法にて200nmの厚さに成膜
した。CVDはベンゼンをソースとし、キャリアガスに
Arを用い、1×10-4Paの圧力下で100℃の温度の
条件下で行った。
Further, while maintaining the reduced pressure, a graphite-like carbon layered compound was formed into a film with a thickness of 200 nm by the CVD method. The CVD was performed using benzene as a source and Ar as a carrier gas under a pressure of 1 × 10 −4 Pa and a temperature of 100 ° C.

【0107】次いで、真空装置から取り出して素早く、
LiClO4 を溶解した乾燥エチレンカーボネート(L
iClO4 の1モル/リットル溶液)中に浸し、金属L
iを対向電極とし、グラファイトを負極として通電する
ことによって、電気化学的に酸化しながらLiをドープ
して陰極とした。このときの通電は0.02mAで15分
間、ついで3mAで2時間行った。これをアセトンで3回
洗浄し、室温、減圧下で乾燥した。
Then, take it out from the vacuum device and quickly
Dry ethylene carbonate (LClO 4 dissolved in L
(1 mol / l solution of iClO 4 )
i was used as a counter electrode, and graphite was used as a negative electrode. By conducting electricity, Li was doped while being electrochemically oxidized to form a cathode. The energization at this time was carried out at 0.02 mA for 15 minutes and then at 3 mA for 2 hours. This was washed 3 times with acetone and dried under reduced pressure at room temperature.

【0108】最後にSiO2 を1000nmの厚さにスパ
ッタして保護層として、有機薄膜発光素子(EL素子)
を得た。
Finally, SiO 2 was sputtered to a thickness of 1000 nm to form an organic thin film light emitting device (EL device) as a protective layer.
I got

【0109】この有機薄膜発光素子に直流電圧を印加
し、10mA/cm2の一定電流密度で連続駆動させた。初期
には、5.6V 、380cd/cm2の黄緑色(発光極大波長
λmax=500nm)の発光が確認できた。輝度の半減時
間は2500時間で、その間の駆動電圧の上昇は1.3
V であった。また、ダークスポットの出現および成長は
全くなかった。さらにその後も電流リークを起こさず、
安定した発光を継続した。
A DC voltage was applied to this organic thin film light emitting device, and it was continuously driven at a constant current density of 10 mA / cm 2 . In the initial stage, yellow-green (light emission maximum wavelength λmax = 500 nm) light emission of 5.6 V and 380 cd / cm 2 was confirmed. The half-life time of luminance is 2500 hours, during which the driving voltage rises by 1.3.
It was V. Moreover, the appearance and growth of dark spots were not observed at all. Furthermore, after that, current leakage does not occur,
Stable light emission was continued.

【0110】Liの仕事関数は2.93eV(文献値)で
ある。
The work function of Li is 2.93 eV (reference value).

【0111】上記素子の表面は濃青色となり、表面反射
率は0〜30%(可視領域)の範囲にあり、MgAgの
鏡状の銀白色に比較して見やすい発光表示であった。
The surface of the above device was dark blue, the surface reflectance was in the range of 0 to 30% (visible region), and the luminescence display was easier to see than the mirror-like silvery white of MgAg.

【0112】なお、Liをドープした炭素質材料の生成
はX線回折による層間距離の広がりによって確認した。
このものにおける炭素6個当たりのLiの数は1.8個
程度であった。
The formation of the carbonaceous material doped with Li was confirmed by the spread of the interlayer distance by X-ray diffraction.
The number of Li per 6 carbons in this product was about 1.8.

【0113】<実施例2>実施例1のEL素子におい
て、Liをドープした炭素質材料の薄膜の形成を以下の
ように行うほかは同様にしてEL素子を得た。
Example 2 An EL element was obtained in the same manner as in the EL element of Example 1, except that a thin film of a carbonaceous material doped with Li was formed as follows.

【0114】フルフリルアルコール系樹脂(フラン系樹
脂)を窒素気流中で1200℃で焼成し粉砕したものと
ポリカーボネート樹脂の10%トルエン溶液を樹脂の乾
重量比が90対10になるように混合してペースト状に
した。これをガラス基板上に塗布設層した。溶剤を十分
に乾燥させた後、プロピレンカーボネート(PC):
1,2−ジメトキシエタン(DME)=1:1(容積
比)にLiClO4 を1M溶液となるように溶解したも
のを電解液として、電流密度0.5mA/cm2の定電流で通
電して電極とした。なお、薄膜の導電率は10-4〜10
-1Scm-1 であった。
A furfuryl alcohol-based resin (furan-based resin) was fired at 1200 ° C. in a nitrogen stream and ground, and a 10% toluene solution of a polycarbonate resin was mixed so that the dry weight ratio of the resin was 90:10. Made into a paste. This was coated on a glass substrate. After thoroughly drying the solvent, propylene carbonate (PC):
1,2-dimethoxyethane (DME) = 1: 1 (volume ratio) in which LiClO 4 was dissolved to be a 1M solution was used as an electrolytic solution, and a current density of 0.5 mA / cm 2 was applied at a constant current. It was used as an electrode. The conductivity of the thin film is 10 −4 to 10
It was -1 Scm -1 .

【0115】このEL素子について、実施例1と同様に
特性を評価したところ、実施例1と同等の良好な結果が
得られた。
When the characteristics of this EL device were evaluated in the same manner as in Example 1, the same good results as in Example 1 were obtained.

【0116】このものの表面色はほぼ黒色であり、反射
率はどの波長でも低く、表面反射率は0〜30%(可視
領域)であり、金属性の反射はなかった。発光表示は見
やすいものであった。なお、Liをドープした炭素質材
料の生成は実施例1と同様にして確認でき、炭素6個当
たりのLiの数は実施例1と同程度であった。
The surface color of this product was almost black, the reflectance was low at any wavelength, the surface reflectance was 0 to 30% (visible region), and there was no metallic reflection. The luminescent display was easy to see. The production of the Li-doped carbonaceous material was confirmed in the same manner as in Example 1, and the number of Li per 6 carbons was about the same as in Example 1.

【0117】<実施例3> 1)Liをドープしたポリアセン系フィルムの形成 ノボラック−タイプのフェノール樹脂、メタノール、ホ
ルマリン(37%水溶液)の重量比3:3:1の溶液を
ガラス基板上にアプリケータを用いて塗布し、空気中で
30分間乾燥させて、メタノールを留去した。ガラス基
板のまま5N塩酸中に入れた後、70℃、90分間キュ
アさせた。
Example 3 1) Formation of Li-Doped Polyacene Film A solution of a novolac-type phenolic resin, methanol and formalin (37% aqueous solution) in a weight ratio of 3: 3: 1 was applied onto a glass substrate. Coated with water and dried in air for 30 minutes to distill off the methanol. The glass substrate was placed in 5N hydrochloric acid as it was, and then cured at 70 ° C. for 90 minutes.

【0118】硬化させたフィルムを温水を用いて完全に
洗浄し、空気中で約1日間乾燥させ、約20μm の厚み
を持つフェノール樹脂フィルムを得た。
The cured film was thoroughly washed with warm water and dried in air for about 1 day to obtain a phenol resin film having a thickness of about 20 μm.

【0119】このフィルムを窒素を流した電気炉中で、
室温から40℃/hr の速度で700℃まで熱処理を行い
フィルムを得た。導電率は約10-6Scm-1 であった。
This film was placed in an electric furnace which was flushed with nitrogen.
Heat treatment was performed from room temperature to 700 ° C at a rate of 40 ° C / hr to obtain a film. The conductivity was about 10 -6 Scm -1 .

【0120】次いで、LiClO4 の1モル/リットル
のプロピレンカーボネート溶液中に作成したフィルムを
アノードとし、カーボン板をカソードとして浸漬し、電
圧を印加したところ、すぐに電流値は0.01mAほどと
なった。電流を0.2mAとして15分間、さらに約3mA
まで2時間通電した。3mAに達してすぐに、フィルムを
電解液から取り出し、アセトンで3回洗浄し、次いで室
温、減圧下で乾燥して、暗青色のフィルム(30μm
厚)を得た。このものは、10-3Scm-1 の導電率を示し
た。
Next, when a film prepared in a 1 mol / liter propylene carbonate solution of LiClO 4 was used as an anode and a carbon plate was immersed as a cathode and a voltage was applied, the current value immediately became about 0.01 mA. It was The current is 0.2mA for 15 minutes, then about 3mA
Was energized for 2 hours. Immediately after reaching 3 mA, the film was removed from the electrolyte, washed 3 times with acetone and then dried under vacuum at room temperature to give a dark blue film (30 μm
Thick). It showed a conductivity of 10 -3 Scm -1 .

【0121】2)EL素子の作成 上記で得られたLiをドープしたポリアセン系フィルム
を必要に応じてドライエッチングによりパターンを形成
した後、このものを真空蒸着装置の基板ホルダーに固定
して、槽内を1×10-4Pa以下まで減圧した。
2) Preparation of EL element After patterning the Li-doped polyacene-based film obtained above by dry etching if necessary, this was fixed to a substrate holder of a vacuum vapor deposition apparatus, and a bath was prepared. The pressure inside was reduced to 1 × 10 −4 Pa or less.

【0122】トリス(8−キノリノラト)アルミニウム
を蒸着速度0.2nm/secで50nmの厚さに蒸着して、電
子注入輸送・発光層とした。
Tris (8-quinolinolato) aluminum was vapor-deposited at a vapor deposition rate of 0.2 nm / sec. To a thickness of 50 nm to form an electron injecting / transporting / light-emitting layer.

【0123】次いで減圧状態を保ったまま、N,N’−
ジフェニル−N,N’−m−トリル−4,4’−ジアミ
ノ−1,1’−ビフェニル(TPD)を蒸着速度0.2
nm/secで55nmの厚さに蒸着し、第二正孔注入輸送層と
した。
Then, while maintaining the reduced pressure state, N, N'-
Deposition rate of diphenyl-N, N'-m-tolyl-4,4'-diamino-1,1'-biphenyl (TPD) was 0.2.
It was vapor-deposited at a thickness of 55 nm at nm / sec to form a second hole injecting and transporting layer.

【0124】さらに、減圧を保ったまま、ポリ(チオフ
ェン−2,5−ジイル)を蒸着速度0.1nm/secで20
nmの厚さに蒸着し、第一正孔注入輸送層とした。
Further, poly (thiophene-2,5-diyl) was vapor-deposited at a rate of 0.1 nm / sec while maintaining the reduced pressure.
It was vapor-deposited to a thickness of nm to form a first hole injecting and transporting layer.

【0125】次いで、ITOをスパッタにて200nm厚
に成膜した。最後に全体でSiO2をスパッタして80
0nm厚の透明保護層を形成し、EL素子を得た。
Next, ITO was formed into a film with a thickness of 200 nm by sputtering. Finally, sputter SiO 2 as a whole to 80
An EL device was obtained by forming a 0 nm thick transparent protective layer.

【0126】このEL素子について、実施例1と同様に
して特性を評価したところ、初期において、5V で30
0cd/m2 の発光が確認できた。また、発光の安定性も十
分であった。
The characteristics of this EL device were evaluated in the same manner as in Example 1. Initially, it was 30 at 5V.
A light emission of 0 cd / m 2 was confirmed. In addition, the stability of light emission was sufficient.

【0127】さらに、Liをドープしたポリアセン系フ
ィルム表面の表面反射率を調べたところ8%(可視領
域)であり、発光表示は見やすいものであった。
Further, when the surface reflectance of the surface of the polyacene film doped with Li was examined, it was 8% (visible region), and the light emission display was easy to see.

【0128】なお、Liをドープしたポリアセン系フィ
ルムの生成は実施例1と同様にして確認できた。このも
のにおける炭素6個当たりのLiの数は4.9個であっ
た。
The formation of the polyacene film doped with Li could be confirmed in the same manner as in Example 1. The number of Li per 6 carbons in this product was 4.9.

【0129】<実施例4>実施例3のEL素子におい
て、Liをドープしたポリアセン系フィルムを以下のよ
うにして形成するほかは同様にしてEL素子を得た。
Example 4 An EL device was obtained in the same manner as in the EL device of Example 3, except that a Li-doped polyacene film was formed as follows.

【0130】Liをドープしたポリアセン系フィルムの
形成 キシレン変成のフェノール−ホルムアルデヒド樹脂(フ
ェノール:キシレン=1:1、三菱瓦斯化学製PR−1
440M)をアプリケータにてガラス基板に塗布した。
室温にて2時間乾燥させた後、さらに150℃で2時間
処理した。次いで窒素雰囲気にした電気炉にて室温から
610℃まで40℃/hr の昇温速度で熱処理を加えた。
Of a polyacene-based film doped with Li
Formed xylene modified phenol-formaldehyde resin (phenol: xylene = 1: 1, Mitsubishi Gas Chemical PR-1
440M) was applied to the glass substrate with an applicator.
After drying at room temperature for 2 hours, it was further treated at 150 ° C. for 2 hours. Then, heat treatment was applied from room temperature to 610 ° C. at a temperature rising rate of 40 ° C./hr in an electric furnace in a nitrogen atmosphere.

【0131】このフィルムを実施例3と同様に電気化学
的にLiをドープして、最終的に10-2Scm-1 の導電率
を示す黒色フィルムを得た。
This film was electrochemically doped with Li in the same manner as in Example 3 to finally obtain a black film showing a conductivity of 10 -2 Scm -1 .

【0132】このEL素子について実施例1と同様に特
性を評価したところ、初期において、5V で320cd/m
2 の発光が確認された。また、発光の安定性も十分であ
った。
The characteristics of this EL element were evaluated in the same manner as in Example 1. Initially, 320 cd / m at 5 V was obtained.
Light emission of 2 was confirmed. In addition, the stability of light emission was sufficient.

【0133】さらに、Liをドープしたポリアセン系フ
ィルム表面の表面反射率を調べたところ9%であり、発
光表示は見やすいものであった。
Further, when the surface reflectance of the surface of the polyacene film doped with Li was examined, it was 9%, and the luminescence display was easy to see.

【0134】なお、Liをドープしたポリアセン系フィ
ルムの生成は実施例1と同様にX線回折によって確認し
た。このものにおける炭素6個当たりのLiの数は2個
程度であった。
The formation of the Li-doped polyacene film was confirmed by X-ray diffraction as in Example 1. The number of Li per 6 carbons in this product was about 2.

【0135】<実施例5>実施例3のEL素子におい
て、Liをドープしたポリアセン系フィルムを以下のよ
うにして形成するほかは同様にしてEL素子を得た。
Example 5 An EL device was obtained in the same manner as in the EL device of Example 3, except that a Li-doped polyacene film was formed as follows.

【0136】Liをドープしたポリアセン系フィルムの
形成 フラン系樹脂(日立化成製ヒタフラン302)をガラス
基板にアプリケータで塗布した。2時間乾燥させた後、
100℃で2時間前処理した。次いで、室温から640
℃まで40℃/hr の昇温速度で熱処理を行った。
Of a polyacene-based film doped with Li
Formed furan resin (Hitafuran 302 manufactured by Hitachi Chemical) was applied to a glass substrate with an applicator. After drying for 2 hours,
Pretreatment was carried out at 100 ° C. for 2 hours. Then from room temperature to 640
The heat treatment was performed up to 40 ° C. at a temperature rising rate of 40 ° C./hr.

【0137】このフィルムを実施例3と同様に電気化学
的にLiをドープして、青黒色で10-2Scm-1 の導電性
フィルムを得た。
This film was electrochemically doped with Li in the same manner as in Example 3 to obtain a blue-black conductive film of 10 -2 Scm -1 .

【0138】このEL素子について実施例1と同様に特
性を評価したところ、実施例3、4とほぼ同等の良好な
結果が得られた。
When the characteristics of this EL element were evaluated in the same manner as in Example 1, good results substantially equivalent to those in Examples 3 and 4 were obtained.

【0139】さらに、Liをドープしたポリアセン系フ
ィルム表面の表面反射率を調べたところ6%であり、発
光表示は見やすいものであった。
Furthermore, the surface reflectance of the surface of the polyacene film doped with Li was examined and found to be 6%, showing that the luminescence display was easy to see.

【0140】なお、Liをドープしたポリアセン系フィ
ルムの生成は実施例1と同様にX線回折によって確認し
た。このものにおける炭素6個当たりのLiの数は4.
6個程度であった。
The formation of the Li-doped polyacene film was confirmed by X-ray diffraction as in Example 1. The number of Li per 6 carbons in this product is 4.
It was about 6.

【0141】実施例3において、ドープする金属をLi
からNa,K,Cs,Eu,Smのそれぞれにかえたと
ころ、発光が認められた。
In Example 3, the doping metal was Li.
When each of Na, K, Cs, Eu, and Sm was changed to luminescence, luminescence was observed.

【0142】<比較例1>実施例1のEL素子におい
て、陰極材料として層間化合物を用いるかわりに、減圧
状態を保ったまま、MgAg(重量比10:1)を蒸着
速度0.2nm/secで約200nmの厚さに蒸着して陰極と
するほかは同様にしてEL素子を得た。
Comparative Example 1 In the EL element of Example 1, instead of using the intercalation compound as the cathode material, MgAg (weight ratio 10: 1) was deposited at a deposition rate of 0.2 nm / sec while maintaining a reduced pressure. An EL device was obtained in the same manner except that the cathode was formed by vapor deposition to a thickness of about 200 nm.

【0143】このEL素子について実施例1と同様に特
性を評価したところ、初期において、5V で10cd/m2
の発光しか確認できなかった。また、発光の安定性も、
実施例1〜5に比較して劣るものであった。
The characteristics of this EL device were evaluated in the same manner as in Example 1. Initially, it was 10 cd / m 2 at 5V.
Only the light emission of was confirmed. Also, the stability of light emission is
It was inferior to Examples 1 to 5.

【0144】なお、Mgの仕事関数は3.66eV(文献
値)である。
The work function of Mg is 3.66 eV (reference value).

【0145】[0145]

【発明の効果】本発明によれば、Li等の仕事関数3.
0eV以下の金属を電子注入用の金属電極に安定して使用
することができ、高輝度で安定した発光が得られる。ま
た、金属電極からの外光反射なく、発光表示が見やす
い。
According to the present invention, the work function of Li or the like 3.
A metal of 0 eV or less can be stably used for a metal electrode for electron injection, and stable light emission with high brightness can be obtained. Further, the light emission display is easy to see without reflection of external light from the metal electrode.

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

【図1】本発明のEL素子の一構成例を示す側面図であ
る。
FIG. 1 is a side view showing a configuration example of an EL element of the present invention.

【図2】本発明のEL素子の他の構成例を示す側面図で
ある。
FIG. 2 is a side view showing another configuration example of the EL element of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、11 EL素子 2、12 基板 3、16 透明電極 4、15 電荷輸送層 5、14 発光層 6、13 金属電極 7、17 保護層 1, 11 EL element 2, 12 substrate 3, 16 transparent electrode 4, 15 charge transport layer 5, 14 light emitting layer 6, 13 metal electrode 7, 17 protective layer

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板と、第1の電極と、第2の透明電極
と、これらの電極に挟まれて設けられたそれぞれ少なく
とも1層の電荷輸送層および発光層と、保護層とを有
し、 前記第1の電極が仕事関数3.0eV以下の金属を含む導
電性の炭素層間化合物で構成されている有機薄膜発光素
子。
1. A substrate, a first electrode, a second transparent electrode, at least one charge-transporting layer and a light-emitting layer each sandwiched between these electrodes, and a protective layer. An organic thin film light emitting device in which the first electrode is composed of a conductive carbon intercalation compound containing a metal having a work function of 3.0 eV or less.
【請求項2】 前記炭素層間化合物がアルカリ金属を含
む炭素質材料である請求項1の有機薄膜発光素子。
2. The organic thin film light emitting device according to claim 1, wherein the carbon intercalation compound is a carbonaceous material containing an alkali metal.
【請求項3】 前記炭素質材料が難黒鉛化炭素である請
求項2の有機薄膜発光素子。
3. The organic thin film light emitting device according to claim 2, wherein the carbonaceous material is non-graphitizable carbon.
【請求項4】 前記アルカリ金属がリチウムである請求
項1〜3のいずれかの有機薄膜発光素子。
4. The organic thin film light emitting device according to claim 1, wherein the alkali metal is lithium.
【請求項5】 前記第1の電極の表面光反射率が40%
以下である請求項1〜4のいずれかの有機薄膜発光素
子。
5. The surface light reflectance of the first electrode is 40%.
The organic thin film light emitting device according to claim 1, which is as follows.
【請求項6】 前記第1の電極が表面光反射率40%以
下の絶縁性の基板上に形成されている請求項1〜5のい
ずれかの有機薄膜発光素子。
6. The organic thin film light emitting device according to claim 1, wherein the first electrode is formed on an insulating substrate having a surface light reflectance of 40% or less.
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