JPH09260063A - 有機エレクトロルミネセンス素子 - Google Patents

有機エレクトロルミネセンス素子

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JPH09260063A
JPH09260063A JP8068140A JP6814096A JPH09260063A JP H09260063 A JPH09260063 A JP H09260063A JP 8068140 A JP8068140 A JP 8068140A JP 6814096 A JP6814096 A JP 6814096A JP H09260063 A JPH09260063 A JP H09260063A
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JP
Japan
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layer
light emitting
inorganic material
organic electroluminescence
nio
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Application number
JP8068140A
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English (en)
Inventor
Michio Arai
三千男 荒井
Masami Mori
匡見 森
Kenji Nakatani
賢司 中谷
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TDK Corp
Original Assignee
TDK Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】m−MTDATAやテトラアリールジアミン誘
導体等の高価な有機化合物を使用することのない有機エ
レクトロルミネセンス素子を提供すること。 【解決手段】電極と発光層の間に、NiOにIn
2 3 、ZnO、SnO2 または、B、P、C、N、O
の少なくとも1つを添加した無機材料層、あるいはNi
1-x O(0.05≦x≦0.5、xは原子比)より成る
無機材料層を形成した有機エレクトロルミネセンス素子
を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は有機エレクトロルミ
ネセンス素子に係り、特に輝度の高い、低コストの有機
エレクトロルミネセンス素子に関する。
【0002】
【従来の技術】有機エレクトロルミネセンス(EL)素
子は、薄形の新しい発光源として注目されている。従来
の有機EL素子は、図2に示す如く、ガラス基板に約1
000〜2000ÅのITO(酸化インジウム・スズ)
からなる透明電極を形成したITO基板1上にホール注
入層2−1、ホール輸送層2−2、発光層3、電子注入
輸送層4、陰極5等を形成することにより構成される。
【0003】ホール注入層2−1としては、例えばm−
MTDATA(4、4′、4″−Tris(3−met
hylphenylphenylamino)trip
henylamine)、ポリ(チオフェン−2.5−
ジイル)、フタロシアニン等を使用する。
【0004】ホール輸送層2−2としては、例えば下記
化1で示されるテトラアリールジアミン誘導体を使用す
る。
【0005】
【化1】 (化1において、R1 、R2 、R3 及びR4 はそれぞれ
アリール基、アルキル基、アルコキシ基、アリールオキ
シ基、アミノ基又はハロゲン原子を表す。r1、r2、
r3及びr4は、それぞれ0又は1〜5の整数である。
5 及びR6 は、アルキル基、アルコキシ基、アミノ基
又はハロゲン原子を表し、これらは同一でも異なるもの
であってもよい。r5及びr6は、それぞれ0又は1〜
4の整数である。)
【0006】発光層3としては、トリス(8−キノリノ
ラト)アルミニウム等の金属錯体色素や前記化1で示す
テトラアリールジアミン誘導体と前記トリス(8−キノ
リノラト)アルミニウムの混合物等が使用される。この
外テトラフェニルブタジエン、アントラセン、ペリレ
ン、コロネル、12−フタロペリノン誘導体、キナクリ
ドン、ルブレン、クマリン、スチリン系色素等の有機蛍
光体等が使用される。
【0007】電子注入輸送層4としては、例えば前記ト
リス(8−キノリノラト)アルミニウム等の金属錯体色
素、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、ピリシジン誘導体、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
ルオロレン誘導体等が使用される。
【0008】陰極5としては仕事関数の小さい材料、例
えばLi、Na、Mg、Al、Ag、Inあるいはこれ
らの2種以上を含む合金、例えばMgAg(例えば重量
比10:1)を使用する。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】ところで前記の如く構
成された有機EL素子は、ホール注入層2−1としてm
−MTDATA等を使用し、またホール輸送層2−2と
してテトラアリールジアミン誘導体等を使用している
が、これらの有機化合物はいずれも非常に高価なもので
あり、そのためこれを使用した有機EL素子はこれまた
高価なものにならざるを得なかった。
【0010】従って本発明の目的は、このような高価な
m−MTDATAやテトラアリールジアミン誘導体等を
ホール注入層やホール輸送層として使用しない、しかも
輝度の良好な有機EL素子を提供することである。
【0011】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の有機EL素子では、電極と発光層の間に、
NiOにIn2 3 、ZnO、SnO2 の少なくとも1
つを添加した無機材料層を形成する。または、NiOに
B、P、C、N、Oの少なくとも1つを添加した無機材
料層を形成する。あるいはNi1-x O(0.05≦x≦
0.5:xは原子比)から成る無機材料層を形成する。
【0012】これにより非常に高価なm−MTDATA
やさらにテトラアリールジアミン誘導体等を使用するこ
となく、しかも輝度の良好な有機EL素子を安価に構成
することができる。
【0013】
【発明の実施の形態】本発明の一実施の形態を図1にも
とづき説明する。図1において他図と同一記号は同一部
分を示し、1はITO基板、2−0はホール注入輸送
層、5は陰極、6は電子注入輸送層兼発光層である。
【0014】ITO基板1は、例えば透明なガラス基板
上にITOの透明電極を2000Å形成したものであ
る。ホール注入輸送層2−0は、ITO基板1上にマグ
ネトロンスパッタリング法によりNiOとIn2 3
同時に成膜したものであり、無機材料層である。この場
合、NiOとIn2 3 の粉末を、NiOに比してIn
2 3 が1〜95vol%に、好ましくは抵抗率が20
Ω・cm以下になるように混合してターゲットを作製し
た。そして約50Å〜1000Åの膜厚にスパッタリン
グした。その後、この無機材料層のホール注入輸送層2
─0が成膜されたITO基板1をオゾン洗浄器に入れ、
2 ガス中でUVランプ照射して得られたO3 ガス雰囲
気に室温で約数分〜2時間酸化して低抵抗化した。
【0015】この低抵抗化後のホール注入輸送層2─0
の上に、電子注入輸送層兼発光層6となるトリス(8─
キノリノラト)アルミニウムを抵抗加熱により、1×1
-4Paの減圧下で蒸着速度0.1〜0.2nm/se
cで約1100Å蒸着した。
【0016】そしてこの電子注入輸送層兼発光層6の上
に、陰極5となるMgAg電極を形成するため1×10
-4Paの減圧下でMgAg(重量比10:1)を蒸着速
度0.2〜0.3nm/secで約2000Å共蒸着し
た。このようにして図1に示す有機EL素子を得た。
【0017】なお、抵抗率が20Ω・cm以上の場合に
は駆動電圧が高くなるため大きな電源電圧が必要となっ
て消費電力が大きくなったり、絶縁破壊に至ることもあ
る。また電流値も減少するため発光輝度が低下する。抵
抗率が20Ω・cm以下の場合は、大きな電源電圧を必
要とせず、発光輝度のよいものが得られる。
【0018】本発明の他の実施の形態を次に説明する。
前記実施の形態では、電極と発光層の間に無機材料層を
形成するとき、NiOとIn2 3 を同時に成膜した
が、NiOとIn2 3 、ZnO、SnO2 との少なく
とも1つとを同時に成膜することができる。
【0019】また、B、P、C、N、Oの少なくとも1
つを添加することもできる。あるいは相対的には酸素リ
ッチなNi1-x O(0.05≦x≦0.5、xは原子
比)とすることもできる。
【0020】上記NiOに代わるものとして、以下の化
合物も挙げられる。Cu2 O、Cr2 3 、Mn
2 3 、FeO、CoO、Co3 4 、BaO、Mn
O、Pr2 3 、Ag2 O、MoO2 、Bi2 3 、T
iO2 、ThO2 、V2 5 、Nb2 5 、Ta
2 5 、MoO3 、WO3 、MnO2 、LaCrO 3
LaMnO3 、BaTiO3 等。
【0021】電子注入輸送層兼発光層の代わりに、トリ
ス(8−キノリノラト)アルミニウム等の金属錯体色素
とテトラアリールジアミン誘電体の混合物からなる発光
層と、トリス(8−キノリノラト)アルミニウムからな
る電子注入輸送層を使用することができる。
【0022】発光層にはこの外に、テトラフェニルブタ
ジエン、アントラセン、ペリレン、コロネル、12−フ
タロペリノン誘電体、キナクリドン、ルブレン、クマリ
ン、スチリル系色素等の有機蛍光体等が使用できる。ま
たそれらを発光層にドープすることもできる。
【0023】陰極5としては、例えばLi、Na、M
g、Al、Ag、Inあるいはこれらを2種類以上を含
む合金が使用できる。ところで、特開平5−41285
号公報には、ホール輸送層としてのP型無機酸化物半導
体としてNiOを単体で使用したものが記載されてい
る。しかし純NiOは抵抗値が高いので、大きな駆動電
圧が必要である。
【0024】本発明では安定性の良いNiOに透明電極
材料であるIn2 3 、ZnO、SnO2 や低抵抗化で
きるB、P、膜質の安定化するC、N、Oの少なくとも
1つを添加することにより、あるいは、Ni1-x
(0.05≦x≦0.5:xは原子比)を用いることに
より、安定性が良く、抵抗値が低く、しかも透明性の高
い膜を形成できる。またB、Pの代わりに第3族や第5
族の元素を用いることもできる。その結果発光層とIT
O等の電極層との密着性が良好になりダークスポットや
リークの発生しない、特性の良い有機EL素子を構成で
きる。
【0025】なお、この場合、xが0.05より小さい
領域では、Ni1-x Oは高抵抗状態から絶縁物となり、
低抵抗状態のものが得られない。またxが0.5より大
きいと安定した抵抗値のものが得られない。
【0026】
【発明の効果】本発明によれば、10mA/cm2 での
発光輝度が300cd/m2 (約6V)であり、従来の
無機材料層を有するものより3倍以上発光輝度を向上す
ることができた。また無機材料層を使用したので、有機
材料層に比較してそのコストを大幅に抑えることが可能
となった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態図である。
【図2】従来例説明図である。
【符号の説明】
1 ITO基板 2−0 ホール注入輸送層 2−1 ホール注入層 2−2 ホール輸送層 3 発光層 4 電子注入輸送層 5 陰極 6 電子注入輸送層兼発光層

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電極と発光層の間に、NiOにIn
    2 3 、ZnO、SnO2の少なくとも1つを添加した
    無機材料層を形成したことを特徴とする有機エレクトロ
    ルミネセンス素子。
  2. 【請求項2】電極と発光層の間に、NiOにB、P、
    C、N、Oの少なくとも1つを添加した無機材料層を形
    成したことを特徴とする有機エレクトロルミネセンス素
    子。
  3. 【請求項3】電極と発光層の間に、Ni1-x O(0.0
    5≦x≦0.5、xは原子比)から成る無機材料層を形
    成したことを特徴とする有機エレクトロルミネセンス素
    子。
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