JPH09245967A

JPH09245967A - 有機薄膜ｅｌ素子

Info

Publication number: JPH09245967A
Application number: JP8054584A
Authority: JP
Inventors: Akira Gyotoku; 明行徳; Hideaki Iwanaga; 秀明岩永; Shintaro Hara; 慎太郎原
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1996-03-12
Filing date: 1996-03-12
Publication date: 1997-09-19

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、低仕事関数、高安定性を兼ね備え
た電子注入電極材料を用いることで、経時変化が少なく
長寿命であるとともに、発光特性に優れた信頼性の高い
有機薄膜ＥＬ素子を提供することを目的とする。【解決手段】透明基板であるガラス基板２上に電子注
入電極６と、正孔注入電極３と、電子注入電極６と正孔
注入電極３間に正孔輸送層４と発光層５からなる有機薄
膜層と、が形成された本発明の有機薄膜ＥＬ素子１であ
って、電子注入電極６がＭｇを含有するＡｌ系合金から
なる構成を備えた。これにより、電子注入電極６の仕事
関数の値を増大させずに、電子注入電極６の耐蝕性を向
上させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶ディスプレイ
のバックライト，表示，光通信の光源などに用いられる
電気的発光素子である有機薄膜エレクトロルミネッセン
ス（以下、有機薄膜ＥＬ素子と称す）に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、エレクトロルミネッセンス（以
下、ＥＬと称す）がＣＲＴや光通信等の分野に利用され
ている。ＥＬ素子とは、固体蛍光性物質の電界発光、又
は、エレクトロルミネッセンスといわれる現象を利用し
た発光デバイスであり、現在、無機系材料を発光体とし
て用いた無機ＥＬ素子が実用化され液晶ディスプレイの
バックライトやフラットディスプレイ等へ応用されてい
る。しかしながら、無機ＥＬ素子は、素子を発光させる
ために１００〜２００Ｖの高電圧が必要とされることや
無機材料であるために色の三原色の１つである青色発光
を行うことが困難であるために、カラー化することに限
界がある。

【０００３】一方、有機系材料を用いた有機薄膜ＥＬ素
子に関しても古くから研究が行われてきたが、無機ＥＬ
素子に比べて発光効率等の性能が著しく劣っていたた
め、本格的な実用化には至っていなかった。しかし、１
９８７年にＴａｎｇらにより提案された有機薄膜ＥＬ素
子（Ｃ．Ｗ．ＴａｎｇａｎｄＳ．Ａ．Ｖａｎｓｌｙ
ｋｅ：Ａｐｐｌ．Ｌｅｔｔ．，５１（１９８７）９１
３）は、有機化合物層を正孔輸送層と発光層の２層に分
けた積層構造とし、発光層に効率よく正孔と電子を輸送
することにより、直流で作動し、しかも１０Ｖ以下の低
電圧で１０００ｃｄ／ｍ²以上の高輝度発光を実現し
た。以後、陽極／正孔輸送層／発光層／陰極からなる構
成の有機薄膜ＥＬ素子の研究が盛んに行われている。有
機薄膜ＥＬ素子は有機材料を発光層に用いているため、
発光材料や層構造を変化させることにより、無機系では
難しかった青色発光を含む種々の発光波長を比較的簡単
に得られる等の特徴を有し、各種発光デバイスやフルカ
ラーディスプレイへの応用が期待されている。そのため
実用化に向けて、有機薄膜ＥＬ素子の高性能化や高効率
化を図るために種々のアプローチが行われており、より
正孔輸送能の高い正孔輸送層や量子効率の高い発光層な
ど各層に求められる有機材料の物性を高めるための材料
の開発が行われている。ここで、積層型の有機薄膜ＥＬ
素子は注入型のＥＬ素子であり、その動作原理は無機半
導体における発光ダイオードやレーザーに対応する。そ
のため、陽極から注入された正孔と陰極から注入された
電子を効率よく発光層に到達させ、再結合させることが
素子の高効率化のために求められる。

【０００４】以下に従来の有機薄膜ＥＬ素子について説
明する。図６は従来の有機薄膜ＥＬ素子の断面模式図で
ある。１′は従来の有機薄膜ＥＬ素子であり、２は下地
基板となる透明基板であるガラス基板、３は透明電極膜
よりなる正孔注入電極（陽極）であり、ＩＴＯ（インジ
ウム・チン・オキサイドからなる酸化インジウム）等が
スパッタリング法又は真空蒸着法等により薄膜形成され
る。４は正孔輸送能を有する正孔輸送層で、Ｎ，Ｎ′−
ジフェニル−Ｎ，Ｎ′−ビス（３−メチルフェニル）−
１，１′−ジフェニル−４，４′−ジアミン（ＴＰＤと
称す）等からなる有機化合物が真空蒸着法を用いて形成
される。５は可視領域に蛍光を有する成膜性が良い蛍光
体からなる発光層で、トリス（８−ヒドロキシキノリ
ン）アルミニウム（Ａｌｑ₃と称す）等からなる有機化
合物が真空蒸着法を用いて形成される。発光層５におい
て、注入された正孔と電子の再結合が行われて発光す
る。６′は電子を発光層５に注入する電子注入電極（陰
極）で、ＡｌＬｉ，ＭｇＡｇ等の仕事関数の低い金属電
極膜から形成される。７は酸素や水分から有機材料及び
陰極材を保護するためＧｅＯやＳｉＯ等の保護膜であ
る。

【０００５】以上のように構成された従来の有機薄膜Ｅ
Ｌ素子において、以下その動作原理について説明する。
有機薄膜ＥＬ素子の駆動方法としては、正孔注入電極３
と電子注入電極６′の間に直流もしくは交流の電界を印
加することにより、発光が行われる。すなわち、印加電
界により、正孔注入電極３から注入された正孔と電子注
入電極６′から注入された電子が効率よく発光層５に到
達する。発光層５に注入された正孔と電子は発光層５内
において、正孔と電子が再結合し、そのときの放出エネ
ルギーにより発光が行われる。発光効率を高めるために
は、いかに効率よく正孔及び電子を発光層５に到達させ
るかが重要である。すわわち、有機薄膜ＥＬ素子の正孔
と電子の移動については、正孔は正孔注入電極３から正
孔輸送層４のエネルギー障壁を越えて移動し、さらに正
孔輸送層４から発光層５のエネルギー障壁を越えて移動
する。これに対して、電子の移動は、電子注入電極６′
から発光層５のエネルギー障壁の差を超えて発光層５に
注入される。効率良く再結合を起こすためには正孔と電
子の移動時になるべくエネルギー障壁の少ない積層構成
が望まれる。

【０００６】以上のような有機薄膜ＥＬ素子において
は、発光材料を変化させることにより、無機ＥＬ素子で
は難しかった青色発光を含む種々の発光波長を有する物
が得られており、各種発光デバイスやフルカラーディス
プレイへの応用が期待されている。

【０００７】このような発光機構に基づく従来の有機薄
膜ＥＬ素子において、発光特性を向上させるには、主と
して、１）発光層５、正孔輸送層４等の有機薄膜の改
善、２）正孔注入電極３、電子注入電極６′等の改善が
必要となる。これらの内、２）の電子注入電極材の改良
は発光層へ電子を入り易くすることを目的とするため、
電子注入電極６と発光層５との障壁を低くしなければな
らない。従って、電子注入電極材料としては、仕事関数
が小さく電気伝導性の高いことが求められ、例えば、米
国特許第３１７３０５０号には、ＮａＫ合金を用いた場
合に高い量子効率が得られることが開示されている。し
かし、アルカリ金属同士の合金であるため活性が高く、
化学的に不安定である。そのため、発光面中にいわゆる
ダークスポットと呼ばれる未発光部が、保存時あるいは
連続発光時に成長し、著しい輝度低下を生じ、経時劣化
を生じさせ易くなる。そこで、現在、米国特許第４８８
５２１１号に記載のＭｇＡｇや特開平５−１２１１７２
号公報に記載のＡｌＬｉ等の比較的安定な合金が主とし
て用いられている。一般に、ＡｌＬｉ等のＡｌ系合金は
アルカリ金属に比べて安定であり、腐食しにくい特性を
有するが、それでもなお孔食と呼ばれるピンポイントの
腐食が生じる。そのため、有機薄膜ＥＬ素子において
は、その部分がダークスポットとなってしまう。又、Ｍ
ｇＡｇの場合もアルカリ金属と比べると高い安定性を有
するものの、Ａｌ合金と比べると高い安定性を有してい
るとは言えず、ともに実用レベルに達しているとは言い
がたい。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】この有機薄膜ＥＬ素子
は、低仕事関数と高安定性は一般的には相反する関係に
あるため、これまでの電子注入電極材料ではともに満足
する特性を得るには困難である。従って、有機薄膜ＥＬ
素子の電子注入電極材料に求められる特性としては、発
光特性の向上においては低い仕事関数を有し、信頼性の
向上においては高い安定性が要求されている。

【０００９】本発明は、低仕事関数、高安定性を兼ね備
えた電子注入電極材料を用いることで、経時変化が少な
く長寿命であるとともに、発光特性に優れた信頼性の高
い有機薄膜ＥＬ素子を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明は、透明基板上に電子注入電極と、正孔注入電
極と、電子注入電極と正孔注入電極間に有機薄膜層と、
が形成された有機薄膜ＥＬ素子であって、電子注入電極
がＭｇ又はＭｎを含有するＡｌ系合金からなる構成を備
えたものである。

【００１１】これにより、電子注入電極の仕事関数の値
を増大させずに、電子注入電極の耐蝕性を向上させると
いう作用を有する。この結果、有機薄膜ＥＬ素子の輝度
特性を安定させるとともに、耐久性を向上させ、素子の
長寿命化を計ることができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の有機薄
膜ＥＬ素子は、透明基板上に電子注入電極と、正孔注入
電極と、電子注入電極と正孔注入電極間に有機薄膜層
と、が形成された有機薄膜ＥＬ素子であって、電子注入
電極がＭｇを含有するＡｌ系合金からなる構成を備えた
ものであり、電子注入電極の仕事関数の値を増大させず
に、電子注入電極の耐蝕性を向上させるという作用を有
する。この結果、良好な輝度特性を有し、しかも経時変
化が少なく信頼性を向上させることができる。

【００１３】請求項２に記載の有機薄膜ＥＬ素子は、請
求項１において、電子注入電極が、更にＬｉを含む構成
を備えたものであり、Ｍｇを含有するＡｌ合金にＬｉを
含有させることにより、電子注入電極の仕事関数が低下
するといる作用を有する。この結果、輝度特性を改善す
るとともに、印加電圧の低電圧化を実現することができ
る。

【００１４】請求項３に記載の有機薄膜ＥＬ素子は、請
求項２において、電子注入電極が、（Ａｌ_xＬｉ_y）_zＭ
ｇ_Zで表され、Ｍｇが含まれる割合Ｚが原子量％におい
て０．１≦Ｚ≦５．０である構成を備えたものであり、
耐蝕性を著しく向上させ有機薄膜ＥＬ素子のダークスポ
ット面積の増加を低減するという作用を有する。この結
果、素子の耐久性を著しく向上させることができる。

【００１５】請求項４に記載の有機薄膜ＥＬ素子は、透
明基板上に電子注入電極と、正孔注入電極と、電子注入
電極と正孔注入電極間に有機薄膜層と、が形成された有
機薄膜ＥＬ素子であって、電子注入電極がＭｎを含有す
るＡｌ系合金からなる構成を備えたものであり、電子注
入電極の仕事関数の値を増大させずに、電子注入電極の
耐蝕性を向上させるという作用を有する。この結果、良
好な輝度特性を有し、しかも経時変化が少なく信頼性を
向上させることができる。

【００１６】請求項５に記載の有機薄膜ＥＬ素子は、請
求項４において、電子注入電極が、更にＬｉを含む構成
を備えたものであり、Ｍｎを含有するＡｌ合金にＬｉを
含有させることにより、電子注入電極の仕事関数が低下
するといる作用を有する。この結果、輝度特性を改善す
るとともに、印加電圧の低電圧化を実現することができ
る。

【００１７】請求項６に記載の有機薄膜ＥＬ素子は、請
求項５において、電子注入電極が、（Ａｌ_xＬｉ_y）_zＭ
ｎ_Zで表され、Ｍｎが含まれる割合Ｚが原子量％におい
て０．５≦Ｚ≦３．０である構成を備えたものであり、
耐蝕性を著しく向上させ有機薄膜ＥＬ素子のダークスポ
ット面積の増加を低減するという作用を有する。この結
果、素子の耐久性を著しく向上させることができる。

【００１８】以下本発明の実施の形態について、図１か
ら図５を用いて説明する。（実施の形態１）図１は本発明の第１実施の形態におけ
る有機薄膜ＥＬ素子の断面図である。１は本発明の有機
薄膜ＥＬ素子である。２はガラス基板、３は正孔注入電
極、４は正孔輸送層、５は発光層である。これらは従来
例の図６と同様のものなので、同一の符号を付して説明
を省略する。従来例と異なるのは、電子注入電極６の組
成が、Ｍｇを含有するＡｌＬｉ系合金からなる点であ
り、更に、電子注入電極が、（Ａｌ_xＬｉ_y）_zＭｇ_Zで表
した時、Ｍｇが含まれる割合Ｚが原子量％（以下，ａｔ
％と称す）において、０．１≦Ｚ≦５．０である構成を
備えた点である。

【００１９】以上のように構成された本発明の有機薄膜
ＥＬ素子１について、以下その製造方法を説明する。ま
ず、市販のＩＴＯ付き（膜厚１６０ｎｍ）のガラス基板
２（日本板硝子製、Ｐ１１０Ｅ−Ｈ−ＰＸ）を用いて、
ＩＴＯを王水によりエッチングすることによりパターン
形成した後、ＩＴＯからなる正孔注入電極３が形成され
る。このガラス基板２を洗剤（セミコクリーン、フルウ
チ化学社製）を用いて５分間超音波洗浄した後、続いて
純水を用いて５分間超音波洗浄を行い、更にアンモニア
過酸化水素溶液（１：１：５）で５分間超音波洗浄を行
った後、最後に６０℃の純水を用いて５分間超音波洗浄
を行い、窒素ブロアーにて水分を飛ばし乾燥させる。こ
の洗浄されたガラス基板２を抵抗加熱真空蒸着装置内の
基板ホルダーにセットし、チャンバー内を２×１０^-6Ｔ
ｏｒｒ以下の真空度まで減圧した後、Ｎ，Ｎ′−ジフェ
ニル−Ｎ，Ｎ′−ビス（３−メチルフェニル）−１，
１′−ジフェニル−４，４′−ジアミンを蒸着源とし、
約５００Å蒸着し、正孔輸送層４を形成する。続いて、
トリス（８−ヒドロキシキノリン）アルミニウムを蒸着
源とし、約５００Å蒸着し、発光層５を形成する。正孔
輸送層４及び発光層５の蒸着速度は特に限定されるもの
ではないが、本実施の形態においては、共に蒸着速度を
２Å／秒とした。次に、同一真空内において、１５ａｔ
％のＬｉを含むＡｌＬｉ系合金とＭｇを蒸着源とし、共
蒸着を行い所定の膜厚の電子注入電極６を形成する。こ
の時、ＡｌＬｉとＭｇの蒸着速度を変化させることによ
り、任意に組成比を変化させることが可能である。この
ようにして、ガラス基板２上に正孔注入電極３、正孔輸
送層４、発光層５及び電子注入電極６を形成したことに
より、本発明の有機薄膜ＥＬ素子１を得ることができ
る。

【００２０】尚、本実施の形態において製造された有機
薄膜ＥＬ素子の構成は、Ｍｇを含むＡｌＬｉ系合金を備
えた電子注入電極を備えた点以外は、特に限定されるも
のではない。例えば、正孔注入電極／正孔輸送層／発光
層／電子注入電極の２層型素子以外にも、正孔注入電極
／発光層／電子注入電極の単層型素子や正孔注入電極／
発光層／電子輸送層／電子注入電極の２層型構造や正孔
注入電極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入
電極の３層型構造等であってもよい。又、本発明の実施
の形態の有機薄膜ＥＬ素子を形成する場合、電子注入電
極以外の材料は特に限定されるものではなく、種々の材
料を用いて形成することが可能である。例えば、正孔注
入電極の材料としては、ＩＴＯ（インジウム・チン・オ
キサイド）以外に、ＳｎＯ₂にＳｂをドープしたＡＴＯ
（アルミニウム・チン・オキサイド）、ＺｎＯにＡｌを
ドープしたＡＺＯ（アルミニウム・ジンク・オキサイ
ド）等が挙げられる。又、正孔輸送層としては、正孔移
動度が大きく、成膜性の良い透明であるものが好まし
く、例えば、特開平４−１２９１９１号公報や特開平４
−１３２１８９号公報、特開平４−２５５６９２号公報
に記載の化合物を用いることができる。発光材料は、可
視領域に蛍光を有し成膜性の良いことが求められ、具体
的には、第４１回応用物理学関係連合講演会講演予講集
Ｎｏ．３（１０７３頁）に記載のＢｅ−ベンゾキノリノ
ール（ＢｅＢｑ₂）化合物や特開平２−２１６７９１号
公報に記載のオキサジアゾール誘導体等が挙げられる。
又、電子注入電極の成膜方法についても特に限定される
ものではなく、本実施の形態で示した抵抗加熱蒸着法以
外にも、イオンビームスパッタ法、マグネトロンスパッ
タ法、電子ビーム蒸着法等の他の方法であったとして
も、成膜中に有機材料の耐熱性を越えるほどまでに温度
が上昇しなければ、どのような成膜方法であっても良
い。

【００２１】（実験例１）次に、実験例１として、電子
注入電極６であるＡｌＬｉＭｇの組成が８３ａｔ％Ａ
ｌ，１５ａｔ％Ｌｉ，２ａｔ％Ｍｇになるように本発明
の有機薄膜ＥＬ素子１を作製した。又、電子注入電極６
の膜厚は１５００Åとした。ここで、電子注入電極６の
組成以外は、本実施の形態１の製造方法と同様な方法で
作製した。

【００２２】（比較例１，２）比較例１として、電子注
入電極６がＡｌＬｉで組成が８５ａｔ％Ａｌ，１５ａｔ
％Ｌｉになるように従来の有機薄膜ＥＬ素子を作製し
た。比較例２として、電子注入電極６がＡｌＬｉＺｎで
組成が８３ａｔ％Ａｌ，１５ａｔ％Ｌｉ，２ａｔ％Ｚｎ
になるように有機薄膜ＥＬ素子を作製した。ここで、電
子注入電極の組成以外は、本実施の形態１の製造方法と
同様な方法で作製した。又、電子注入電極６の膜厚は実
験例１と同様に１５００Åとした。

【００２３】このようにして作製された実験例１、比較
例１及び２の有機薄膜ＥＬ素子において、正孔注入電極
３（陽極）と電子注入電極６（陰極）に直流電圧を印加
して発光特性を測定した。その結果を図２に示す。

【００２４】図２から明らかなように、実験例１のＡｌ
ＬｉＭｇ合金を電子注入電極６に用いた本発明の有機薄
膜ＥＬ素子１は、従来技術である比較例１の有機薄膜Ｅ
Ｌ素子と比べて輝度特性が若干向上するのに対して、比
較例２で示したＡｌＬｉ合金にＺｎを添加した電子注入
電極６を用いた有機薄膜ＥＬ素子は、輝度特性が低下
し、実験例１に対して２〜３Ｖの印加電圧の上昇が見ら
れる。これは、ＡｌＬｉ系合金にＭｇを加えた電子注入
電極６の場合には、仕事関数の増加がないため、輝度特
性にほどんど影響しないが、Ｚｎを加えた場合、仕事関
数が増加するために電圧上昇が起きたと考えられる。実
際に、実験例１、比較例１及び２における組成の電子注
入電極６の仕事関数をＡＣ−１（理研計器製）を用いて
測定したが、各仕事関数は３．６ｅＶ、３．６５ｅＶ、
３．８ｅＶとなり、この差が図２で示した電圧−輝度特
性の違いとして現れたと考えられる。

【００２５】（実験例２）次に、実験例２として、実験
例１と同様の構造の本発明の有機薄膜ＥＬ素子１を作製
した。その際、電子注入電極材に用いたＡｌＬｉＭｇに
おけるＭｇの添加量を変化させ、添加量とダークスポッ
トとの関係について調べた。その結果を図３に示す。
尚、測定方法としては、温度４０℃湿度７０％の環境の
基で３００時間経過したのちの全体の発光面積に対する
ダークスポットの面積の占める割合を評価することによ
り行った。ＡｌＬｉ合金にＭｇを全く添加しない従来の
ＡｌＬｉ合金を電子注入電極に用いた有機薄膜ＥＬ素子
は、ダークスポットが全体の２５％程度の面積を占める
のに対し、本実施の形態の範囲である５ａｔ％以下のＭ
ｇを添加した場合には、４％程度のダークスポットしか
観察されず、素子としての信頼性が著しく向上すること
が判った。これは、電子注入電極材自身の耐蝕性が向上
することによって、外部の湿度による電子注入電極材の
腐食が抑えられ、ダークスポットの成長が低減されたと
考えられる。但し、Ｍｇの添加量が多くなりすぎると、
結晶粒の成長が起きやすくその部分からの腐食が進行
し、しかもＭｇ自身はＡｌと比べて腐食しやすいため、
ＡｌＬｉＭｇ合金の耐蝕性が損なわれ、Ｍｇを添加しな
い場合と比べてダークスポットの成長が大きくなる。図
３から明らかなように、ＡｌＬｉ合金へのＭｇの添加量
としては、０．１ａｔ％以上５．０ａｔ％以下であれ
ば、極めて効果的であることが判った。

【００２６】以上のように本実施の形態によれば、電子
注入電極の仕事関数を増加させずに、電子注入電極の耐
蝕性を向上させることができた。

【００２７】（実施の形態２）以下に、本発明の第２実
施の形態の有機薄膜ＥＬ素子の構成について説明する。
本発明の第２実施の形態の有機薄膜ＥＬ素子が実施の形
態１と異なるのは、図１において、電子注入電極６の組
成が、Ｍｎを含有するＡｌＬｉ系合金からなる点であ
り、更に、電子注入電極が、（Ａｌ_xＬｉ_y）_zＭｎ_Zで表
した時、Ｍｎが含まれる割合Ｚがａｔ％において、０．
５≦Ｚ≦３．０である構成を備えた点である。

【００２８】以上のように構成された本発明の第２実施
の形態の有機薄膜ＥＬ素子は、電子注入電極６の組成が
異なるのみで、実施の形態１と同様の方法で製造するこ
とができる。

【００２９】（実験例３）次に、実験例３として、電子
注入電極６であるＡｌＬｉＭｎの組成が，８４ａｔ％Ａ
ｌ，１４ａｔ％Ｌｉ，２ａｔ％になるように有機薄膜Ｅ
Ｌ素子を作製した。

【００３０】（比較例３）比較例３として、電子注入電
極６がＡｌＬｉで組成が８６ａｔ％Ａｌ，１４ａｔ％Ｌ
ｉになるように従来の有機薄膜ＥＬ素子を作製した。

【００３１】このようにして作製された実験例３、比較
例３の有機薄膜ＥＬ素子において、正孔注入電極３（陽
極）と電子注入電極６（陰極）に直流電圧５〜１０Ｖ又
は７〜１０Ｖを印加して輝度特性を測定した。その結果
を図４に示す。図４から明らかなように、ＭｎをＡｌＬ
ｉ合金に添加しても電圧−輝度特性は変化せず、Ｍｎの
添加が有機薄膜ＥＬ素子の電子注入電極材によって非常
に効果的であることが判った。

【００３２】（実験例４）次に、実験例４として、実験
例３と同様の構造の有機薄膜ＥＬ素子を作製した。その
際、電子注入電極材に用いたＡｌＬｉＭｎにおけるＭｎ
の添加量を変化させ、添加量とダークスポットとの関係
について調べた。評価方法としては、実験例２における
図３で示した場合と同様の方法により行った。その結果
を図５に示す。Ｍｎの添加効果はＭｇを添加した場合と
同様にダークスポットの成長を抑える効果があり、その
最適な添加量は０．５ａｔ％以上３．０ａｔ％未満であ
る。又、この組成範囲における仕事関数をＡＣ−１によ
って測定したが、３．６ｅＶと略一定であった。尚、Ｍ
ｎの添加効果はＡｌＳｒ，ＡｌＢａ，ＡｌＬａ等のＡｌ
Ｌｉ合金以外にも効果があることを確認した。

【００３３】以上のように本実施の形態によれば、電子
注入電極の仕事関数を増加させずに、電子注入電極の耐
蝕性を向上させることができた。

【００３４】以上において、一般に、Ａｌ系合金は、主
な構成元素により１０００系から７０００系までの７種
類に分類され、成分の違いにより耐蝕性が異なる。例え
ば、航空機の構造材料として使用されるＺｎ，Ｍｇを添
加した７０００系、鉄道車両に使用されるＭｇ，Ｓｉを
添加した５０００系等、その目的に応じて添加元素が選
択される。Ａｌ合金の耐蝕性を向上させる添加金属とし
ては、Ｃｕ，Ｍｇ，Ｚｎ，Ｍｎ，Ｓｉ等が一般的であ
る。ところが、有機薄膜ＥＬ素子の電極材は特性上仕事
関数が低いことが求められるので、一般に、耐蝕性に乏
しい卑金属であるＬｉ，Ｓｒ等を加えて仕事関数を低く
したＡｌ系合金が用いられている。そのため、有機薄膜
ＥＬ素子の電子注入電極材料を検討する上で、Ａｌ金属
における添加効果による耐蝕性及び仕事関数の変化では
なく、ＡｌＬｉ系合金やＡｌＳｒ系合金等における耐蝕
性及び仕事関数の変化についての知見が必要となる。そ
こで、ＡｌＬｉ系合金、ＡｌＳｒ系合金等における耐蝕
性を向上させるために、様々な添加元素の効果について
実験した結果、実施の形態１及び２で示したように、所
定の範囲の量のＭｇ，Ｍｎを添加したＡｌＬｉ合金が耐
蝕性が著しく向上し、しかも仕事関数の増加が見られな
いことを見いだした。例えば、Ｚｎを加えた比較例の場
合における仕事関数の増加は０．１〜０．２ｅＶ程度で
あるが、これによって、印加電圧は２〜３Ｖ増加し、輝
度特性は劣化することになる。従って、本実施の形態の
ＡｌＬｉ合金にＭｇ又はＭｎを添加した電子注入電極材
を用いた有機薄膜ＥＬ素子は、経時変化の少ない優れた
発光特性を得ることができた。尚、本実施の形態では、
ＡｌＬｉ合金に対するＭｇ又はＭｎの添加効果について
のみ示したが、例えば、ＡｌＳｒ，ＡｌＢａ，ＡｌＬａ
等のＡｌＬｉ合金以外の金属にも効果があることを確認
した。

【００３５】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、電子注入
電極の仕事関数を増加させずに、電子注入電極の耐蝕性
を向上させ、長寿命で信頼性が高く、輝度特性に優れた
有機薄膜ＥＬ素子を実現するという有利な効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施の形態における有機薄膜ＥＬ
素子の断面図

【図２】実験例１及び比較例１，２における電圧−輝度
特性図

【図３】実験例２の有機薄膜ＥＬ素子における電子注入
電極においてＡｌＬｉ系合金へのＭｇ添加量に対するダ
ークスポット面積の測定図

【図４】実験例３及び比較例１における電圧−輝度特性
図

【図５】実験例４の有機薄膜ＥＬ素子における電子注入
電極においてＡｌＬｉ系合金へのＭｎ添加量に対するダ
ークスポット面積の測定図

【図６】従来の有機薄膜ＥＬ素子の断面模式図

【符号の説明】

１本発明の有機薄膜ＥＬ素子１′ 従来の有機薄膜ＥＬ素子２ガラス基板３正孔注入電極（陽極）４正孔輸送層５発光層６，６′ 電子注入電極（陰極）７保護膜

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透明基板上に電子注入電極と、正孔注入電
極と、前記電子注入電極と前記正孔注入電極間に有機薄
膜層と、が形成された有機薄膜ＥＬ素子であって、前記
電子注入電極がＭｇを含有するＡｌ系合金からなること
を特徴とする有機薄膜ＥＬ素子。
【請求項２】前記電子注入電極が、更にＬｉを含むこと
を特徴とする請求項１に記載の有機薄膜ＥＬ素子。
【請求項３】前記電子注入電極が、（Ａｌ_xＬｉ_y）_zＭ
ｇ_Zで表され、前記Ｍｇが含まれる割合Ｚが原子量％に
おいて０．１≦Ｚ≦５．０であることを特徴とする請求
項２に記載の有機薄膜ＥＬ素子。
【請求項４】透明基板上に電子注入電極と、正孔注入電
極と、前記電子注入電極と前記正孔注入電極間に有機薄
膜層と、が形成された有機薄膜ＥＬ素子であって、前記
電子注入電極がＭｎを含有するＡｌ系合金からなること
を特徴とする有機薄膜ＥＬ素子。
【請求項５】前記電子注入電極が、更にＬｉを含むこと
を特徴とする請求項４に記載の有機薄膜ＥＬ素子。
【請求項６】前記電子注入電極が、（Ａｌ_xＬｉ_y）_zＭ
ｎ_Zで表され、前記Ｍｎが含まれる割合Ｚが原子量％に
おいて０．５≦Ｚ≦３．０であることを特徴とする請求
項５に記載の有機薄膜ＥＬ素子。