JPH10125474A

JPH10125474A - 有機ｅｌ発光素子

Info

Publication number: JPH10125474A
Application number: JP8299747A
Authority: JP
Inventors: Michio Arai; 三千男荒井
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1996-10-24
Filing date: 1996-10-24
Publication date: 1998-05-15

Abstract

(57)【要約】【課題】陰電極の酸化による劣化がなく、カラーフィ
ルターと有機ＥＬ素子とを独立に取り扱うことができ、
製造が容易で、高効率な有機ＥＬ発光素子を提供する。【解決手段】基板と、この基板上に順次設けられた陰
電極、発光層、陽電極とを有し、前記陰電極は発光層と
反対側に設けられた導電体層と、発光層側に設けられた
酸化物であって厚さ５nm未満、仕事関数４eV以下の非導
電体層とを有し、前記酸化物はＭｇＯ、ＣａＯ、Ｓｒ
Ｏ、ＢａＯ、Ｌｉ₂Ｏ、Ｎａ₂Ｏ、Ｋ₂ＯおよびＬａ₂
Ｏ₃のうちの１種以上である有機ＥＬ発光素子とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、有機化合物を用いた有
機ＥＬ発光素子（以下、有機ＥＬ素子ともいう）に関
し、さらに詳細には、発光層に電子を供給する陰電極の
材料および構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、有機ＥＬ発光素子が盛んに研究さ
れている。これは、例えば図２に示すように、ガラス基
板３１上に錫ドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）などの透
明電極（陽電極）３２を形成し、その上にテトラフェニ
ルジアミン（ＴＰＤ）などのホール輸送層３３を蒸着等
により薄膜とし、さらにアルミキノリノール錯体（Ａｌ
ｑ³ ）などの蛍光物質を発光層３４として積層し、さら
にＭｇなどの仕事関数の小さな金属電極（陰電極）３５
を形成した基本構成を有する素子で、１０V 前後の電圧
で数１００〜１０００cd/cm²ときわめて高い輝度が得ら
れることで注目されている。

【０００３】このような有機ＥＬ素子をカラー方式の表
示装置として使用する場合、上記構成に加えてカラーフ
ィルターが必要である。この、カラーフィルターをガラ
ス基板３１の有機ＥＬ素子積層体と反対側の面（出射
面）に設けるようにすると、有機ＥＬ素子のパターンニ
ングを行って有機ＥＬ素子が完成した後にフィルターの
パターンと一致させることができ製造が容易である。し
かし、ガラス基板３１の厚みがあるため、有機ＥＬ素子
から発した光がこのガラス基板内で散乱あるいは拡散
し、対応するカラーフィルター以外の部位にも光が漏れ
るという現象が生じてしまう。一方、ガラス基板３１の
有機ＥＬ素子側の面に、積層体の下地層としてフィルタ
ーを設けることにすれば、フィルターのパターンに合わ
せて有機ＥＬ素子をパターンニングし、成膜しなければ
ならず、非常に困難な作業が要求されることとなってし
まう。

【０００４】有機ＥＬ素子のカラーディスプレイへの応
用や、発光した光を陰電極と陽電極の双方から取り出す
試みとしては、例えば SID 96 DIGEST・185 14.2:Novel
Transparent Organic Electroluminescent Devices G.
Gu,V.BBulovic,P.E.Burrows,S.RForrest,M.E.Tompsonに
記載されたカラー発光素子や、発光層側にＡｇ・Ｍｇ薄
膜を、その反対側にＩＴＯを用いた陰電極が知られてい
る。しかし、ここに記載されているカラー発光素子（he
terostructure organic light emitting devices）は、
Ｒ，Ｇ，Ｂ各々に対応した発光層（Red ETL,Green ETL,
Blue ETL）を有する多層構造であり、しかもＩＴＯを使
用した陰電極、陽電極の場合、ＩＴＯは成膜直後の膜で
は低抵抗とならないため、効率が低下してしまう。ＩＴ
Ｏを室温で低抵抗とするためには、さらに加熱処理を行
わなければならないが、１５０℃前後まで加熱した場
合、有機ＥＬ素子構造体がダメージを受け機能が損なわ
れてしまうという問題があった。

【０００５】ところで、陰電極と陽電極の配置を逆転
し、基板側に陰電極を配置して、基板と反対側である陽
電極側から発光した光を取り出す構造（以下、逆積層と
いう場合がある）とすることも考えられる。しかしなが
ら、上記のＡｇ・Ｍｇや低仕事関数の金属等の陰電極を
用いて逆積層の有機ＥＬ素子を製造しようとした場合、
例えば基板にＡｇ・Ｍｇを形成した素体をパターンニン
グ時に取り扱わなければならなくなるが、Ａｇ・Ｍｇが
極めて酸化しやすいため、事実上そのような作業ができ
ず、このような構造での有機ＥＬ素子は製造することが
できなかった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、陰電
極成膜時や成膜後の酸化による劣化がなく、カラーフィ
ルターと有機ＥＬ素子とを独立に取り扱うことができ、
製造が容易で、高効率な有機ＥＬ発光素子を提供するこ
とである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】このような目的は、下記
の本発明により達成される。（１）基板と、この基板上に順次設けられた陰電極、
発光層、陽電極とを有し、前記陰電極は発光層と反対側
に設けられた導電体層と、発光層側に設けられた酸化物
であって厚さ５nm未満、仕事関数４eV以下の非導電体層
とを有する有機ＥＬ発光素子。（２）前記酸化物はＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、Ｂａ
Ｏ、Ｌｉ₂Ｏ、Ｎａ₂Ｏ、Ｋ₂ＯおよびＬａ₂Ｏ₃のう
ちの１種以上である上記（１）の有機ＥＬ発光素子。（３）前記陽電極は亜鉛をドープした酸化インジウム
を含有する上記（１）または（２）の有機ＥＬ発光素
子。（４）前記導電体層と非導電体層との間にバッファー
層を有する上記（１）〜（３）のいずれかの有機ＥＬ発
光素子。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の具体的構成につい
て詳細に説明する。

【０００９】本発明の有機ＥＬ発光素子は、陰電極と陽
電極とこれらの間にある発光層とを有し、前記陰電極は
発光層と反対側に導電体層と、発光層側に酸化物であっ
て厚さ５nm未満、仕事関数４eV以下の非導電体層とを有
する。このように、酸化物からなる非導電帯層を設ける
ことにより、有機ＥＬ素子のパターンニング時に、有機
物層等を積層する陰電極がすでに酸化物で覆われている
こととなり、陰電極の酸化に関しては無視して取り扱う
ことができ、逆積層構造の有機ＥＬ素子が製造可能とな
る。

【００１０】前記陰電極の導電体層の金属としては、特
に限定するものではないが好ましくはＴｉ、Ａｌ、Ｃ
ｕ、Ｎｉ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｃｒ、Ｍ
ｏ、Ｗ、Ｔａ等の遷移金属元素、錫ドープインジウム
（ＩＴＯ）、亜鉛ドープインジウム（ＩＺＯ）等の導電
性酸化物が挙げられる。さらにＴｉまたはＣｒ、あるい
はこれらの窒化物が好ましい。ＴｉまたはＣｒ、あるい
はこれらの窒化物を用いると、境界面でのオーミック性
が改善される。

【００１１】このような導電体層の厚さは、電子注入を
十分行える一定以上の厚さを有すれば良く、好ましくは
５０〜５００nm、特に５０〜３００nmの範囲が好まし
い。導電体層に用いる金属の抵抗率は１×１０^-3〜１×
１０^-6Ω・cmの範囲が好ましい。

【００１２】この導電体層は蒸着法等によっても形成で
きるが、好ましくはスパッタ法、さらにはＤＣスパッタ
法により形成することが好ましい。ＤＣスパッタ装置の
電力としては、好ましくは０．１〜４Ｗ／cm² 、特に
０．５〜１Ｗ／cm² の範囲が好ましい。

【００１３】スパッタガスとしては特に限定するもので
はなく、Ａｒ、Ｈｅ、Ｎｅ、Ｋｒ、Ｘｅ等の不活性ガ
ス、あるいはこれらの混合ガスを用いればよい。このよ
うなスパッタガスのスパッタ時における圧力としては、
通常０．１〜２０Pa程度でよい。

【００１４】非導電体層の仕事関数を４eV以下にできる
酸化物としては、例えば、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、Ｂ
ａＯ、Ｌｉ₂Ｏ、Ｎａ₂Ｏ、Ｋ₂Ｏ、Ｌａ₂Ｏ₃、Ｙ₂
Ｏ₃、ＣｅＯ₂等が挙げられ、好ましくは、ＭｇＯ、Ｃ
ａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、Ｌｉ₂Ｏ、Ｎａ₂Ｏ、Ｋ₂Ｏ、
Ｌａ₂Ｏ₃の１種、または２種以上が挙げられる。この
ような酸化物を２種以上用いる場合その混合比は任意で
あり、またこれらの酸化物は通常化学量論組成で存在す
るが、Ｏ量はこの組成からある程度偏倚していても良
く、前記各組成に対して±２０％程度の範囲内であれば
よい。このような非導電体層中の酸化物の存在は、ＸＲ
Ｄ（Ｘ線回折）から確認することができる。仕事関数を
４eV以下とすることにより、電子の注入効率が向上し、
ひいては発光効率も向上する。

【００１５】このような酸化物が発光層あるいは電子注
入・輸送層と直接接するため、金属が接する場合と比べ
発光層、電子注入・輸送層の安定性が向上し、しかも酸
化物であるため、特別な保護層を設けることなく、ガラ
ス封止層のみでの安定な動作が可能となる。

【００１６】このような仕事関数が４eV以下の非導電体
層の厚さは５nm未満であり、好ましくは２nm以下、より
好ましくは１〜２nmの範囲である。厚さが５nm以上の場
合、トンネル効果による導電体層からの電子の注入が困
難となる。厚さが２nm以下となると、トンネル効果によ
る電子の注入効率が向上する。厚さが１nm未満の場合に
は、製造時の膜強度や電子輸送能力の点で問題がある。

【００１７】この非導電体層は蒸着法等によっても形成
できるが、スパッタ法、特にＤＣスパッタ法により形成
することが好ましい。スパッタガス、その他の条件は上
記の導電体層の場合に準ずればよい。なお、ターゲット
としては通常非導電体層と同一材料を用いる。

【００１８】上記導電体層（例えばＡｌ）と非導電体層
（例えばＬａ₂Ｏ₃）との界面での反応による導電体層
の酸化を防止するため、両者の中間にバッファ層を設け
ることが好ましい。このバッファ層には、好ましくはＴ
ｉ、Ｃｒ、Ｔａ等の金属、あるいはこれらの窒化物を用
いることが好ましい。バッファ層の厚さは１〜１０nm、
好ましくは１〜５nmの範囲がよい。

【００１９】このような、発光層と反対側に金属である
導電体層と、発光層側に酸化物であって厚さ５nm未満仕
事関数４eV以下の非導電体層とを有する陰電極全体の厚
さは、５０nm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、通常膜厚
は１００〜５００nmの範囲でよい。

【００２０】本発明において、陽電極として用いられる
透明電極の材料は亜鉛ドープ酸化インジウム（ＩＺＯ）
である。そして、発光した光の透過率が８０％以上とな
るように陽電極の厚さを決定することが好ましい。素子
の信頼性を向上させるために駆動電圧を低くし、高効率
化を図るために低抵抗率の陽極材料が必要であるが、こ
のＩＺＯは成膜直後の抵抗が十分低いため、加熱処理の
必要がなく、有機ＥＬ素子が加熱により損傷を受けるこ
ともない。

【００２１】このＩＺＯは、通常Ｉｎ₂Ｏ₃とＺｎＯと
を化学量論組成で含有するが、Ｏ量は多少これから偏倚
していてもよい。ＩｎＯ_Y・ＺｎＯ_Zとすると、Ｙは
１．０〜２．０、Ｚは０．８〜１．２の範囲が好まし
い。Ｉｎ₂Ｏ₃に対しＺｎＯの混合比は、モル％で１〜
２０％が好ましく、さらには５〜１２％が好ましい。そ
の他にＳｎ、Ｔｉ、Ｐｂ等が酸化物の形で、酸化物換算
にして１モル％以下含まれていてもよい。

【００２２】このＩＺＯ薄膜は共蒸着法等によっても形
成できるが、好ましくはＩｎ₂Ｏ₃にＺｎＯをドープし
たターゲットを用いたＤＣスパッタ、あるいはＲＦスパ
ッタ法により形成することが好ましい。スパッタ法によ
り陰電極を成膜した場合、蒸着により成膜したものより
発光輝度の経時変化が少ない。その投入電力としては、
好ましくは０．１〜４Ｗ／cm² の範囲が好ましい。

【００２３】スパッタガスとしては特に限定するもので
はなく、Ａｒ、Ｈｅ、Ｎｅ、Ｋｒ、Ｘｅ等の不活性ガ
ス、あるいはこれらの混合ガスを用いればよい。このよ
うなスパッタガスのスパッタ時における圧力としては、
通常０．１〜２０Pa程度でよい。

【００２４】このようなＩＺＯ層の厚さは、電子注入を
十分行える一定以上の厚さを有すれば良く、好ましくは
５０〜５００nm、さらには５０〜３００の範囲が好まし
い。また、その上限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。厚さが薄すぎると、製造時の
膜強度や電子輸送能力の点で問題がある。

【００２５】本発明の有機発光素子は、基板上に陰電極
と透光性のある陽電極とを有し、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、必要により保護層やフィルター層、最上層とし
てガラス封止層を有する。なお、電荷輸送層は省略可能
である。そして、陰電極は、前述のとおり、発光層と反
対側に導電体層と、発光層側に酸化物であって厚さ５nm
未満、仕事関数４eV以下の非導電体層とを有し、さらに
陽電極として（Ｉｎ₂Ｏ₃＋ＺｎＯ）等の透明電極を有
するものである。

【００２６】本発明の有機発光素子の構成例を図１に示
す。同図に示されるＥＬ素子は、基板２１上に、導電体
層２２と非導電体層２３とを有する陰電極、発光および
電子注入輸送層２４、正孔注入・輸送層２５、陽電極２
６を順次有する。

【００２７】さらに、陰電極の導電体層２２と陽電極２
６にリード線を取り付けた後、必要に応じて基板２１上
の有機ＥＬ素子の周囲に樹脂等を設け、その上にフィル
ター層２７とガラス封止層２８を設けてカラーディスプ
レイとする。

【００２８】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、例えば発光層と陰電極との
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。

【００２９】陰電極や陽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。最後にフィルター層やガラス封止層を設け
る。

【００３０】基板材料としては特に限定するものではな
く、積層する導電体層の材質等により適宜決めることが
でき、例えば、Ａｌ等の金属材料や、ガラス、石英や樹
脂等の透明ないし半透明材料、あるいは不透明であって
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。

【００３１】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。

【００３２】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。

【００３３】電荷輸送層は、陽電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。

【００３４】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、発光層と陰電極との間に、陰電極か
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。

【００３５】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。

【００３６】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。

【００３７】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、５〜１００nm程度とすること
が好ましい。

【００３８】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
nm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。

【００３９】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。

【００４０】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
公報等に開示されているようなトリス（８−キノリノラ
ト）アルミニウム等の金属錯体色素が挙げられる。この
他、これに加え、あるいは単体で、キナクリドン、クマ
リン、ルブレン、スチリル系色素、その他テトラフェニ
ルブタジエン、アントラセン、ペリレン、コロネン、１
２−フタロペリノン誘導体等を用いることもできる。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
蒸着等すればよい。

【００４１】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が好ましい。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。

【００４２】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、陰電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。

【００４３】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、特開平５−２３４６
８１号公報、特開平５−２３９４５５号公報、特開平５
−２９９１７４号公報、特開平７−１２６２２５号公
報、特開平７−１２６２２６号公報、特開平８−１００
１７２号公報、ＥＰ０６５０９５５Ａ１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、テ
トラアリールベンジシン化合物（テトラアリールジアミ
ンないしテトラフェニルジアミン：ＴＰＤ）、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。

【００４４】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、陽電極（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。また陽電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。

【００４５】正孔注入輸送層は、発光層等と同様に上記
の化合物を蒸着すればよい。

【００４６】Ａｌ等の基板上にＴｉ等の導電体層を積層
し、必要によりバッファー層を設け、その上にＣａＯ等
の非導電体層を厚さ５nm未満に積層して陰電極とし、こ
の薄膜上にアルミキノリノール錯体などの発光材料を積
層し、さらに、ＴＰＤ等の正孔注入・輸送層を積層し、
その上にＩＺＯ等の陽電極をスパッタ法にて積層し発光
素子は、従来の有機ＥＬ素子とは陰極と陽極の位置関係
が逆転し、ガラス封止側に発光した光を取り出すための
陽極がある構成となる。

【００４７】このため、有機ＥＬ素子形成後にフィルタ
ー層と封止ガラスとを設けることができ、有機ＥＬ素子
とフィルターとが別個独立となり、カラーディスプレイ
として製造する際の製造工程が簡単となり、歩留まりも
向上する。

【００４８】フィルター層は、特定の発光色に変換した
り、カラーディスプレイとして使用する場合等に設け
る。カラーディスプレイとして用いる場合、前述のよう
にパターン形成された有機ＥＬ素子に対応して赤、緑、
青のフィルターマトリクスが装着される。このような
赤、緑、青に対応したフィルターとして、例えば液晶デ
ィスプレイ等で使用されるカラーフィルターを用いても
よいが、有機ＥＬ素書の発光した光の波長帯域に合わせ
てカラーフィルターの特性を調整し、取り出し効率・色
純度を最適化すればよい。また、有機ＥＬ素子の材料等
が光吸収するような短波長の光をカットできるカラーフ
ィルターを用いることが好ましく、これにより素子の耐
光性・表示のコントラストも向上する。このときカット
する光は、緑の場合５６０nm以上の波長の光および４８
０nm以下の波長の光であり、青の場合、４９０nm以上の
波長の光であり、赤の場合、５８０nm以下の波長の光で
ある。このようなカラーフィルターを用いることによ
り、ＣＩＥ色度座標において好ましいｘ，ｙ座標が得ら
れる。カラーフィルターの膜の厚さは０．５〜２０μm
とすればよい。

【００４９】また、フィルター層として、カラーフィル
ターに換え、あるいはこれと共に蛍光変換フィルターを
用いてもよい。この蛍光変換フィルターは、有機ＥＬ素
子の発光した光を吸収し、蛍光体から光を放出させるこ
とで発光色の変換を行うものである。このような蛍光変
換フィルターは、通常バインダー、蛍光材料、光吸収材
料等から構成されている。蛍光材料としては、例えば蛍
光スペクトルの発光極大波長が、緑の場合４９０〜５５
０nm、青の場合、４４０〜４８０nm、赤の場合、５８０
〜６４０nm程度のものが好ましい。

【００５０】ガラス封止層としては、発光光の透過率が
８０％以上であれば良く、ガラスに限らず樹脂等の透明
な材料を用い、湿気の侵入を防ぐために市販の低吸湿性
の光硬化性接着剤、エポキシ系接着剤、シリコーン系接
着剤、架橋エチレン−酢酸ビニル共重合体接着剤シート
等の接着性樹脂層を用いて、ガラス板等の封止板を接着
し密封する。ガラス封止層の厚さは特に限定するもので
はなく、例えば所望の厚さのガラス板を接着すればよ
い。その際フィルター層と一体としたものを用いれば製
造が容易である。この場合フィルター層が有機ＥＬ素子
側になるようにする。

【００５１】本発明の有機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
ス駆動とすることもできる。印加電圧は、通常、５〜２
０V程度とされる。

【００５２】

【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。

【００５３】＜実施例１＞アルミ基板上に導電体層をＴ
ｉをターゲットとして、ＤＣスパッタ法にて導電体層を
成膜、パターニングした。この導電体層は１nmの厚さに
成膜した。続けてスパッタ法にてＣａＯをターゲットと
して非導電体層を、レート１０nm／min で、１nmの厚さ
に成膜し、陰電極とした。このときのスパッタガスには
Ａｒを用い、スパッタ時のスパッタガス圧は１Paとし
た。また、投入電力は、１００Ｗ、基板・ターゲット間
は８cmであった。成膜された非導電体層をＸ線回折にて
調べたところ、ＣａＯのみのピークであった。

【００５４】この陰電極を、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。さらにこの陰電極表面を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。

【００５５】次いで、減圧を保ったまま、Ａｌｑ³：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。

【００５６】さらに、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．
２nm/secで５５nmの厚さに蒸着し、正孔注入輸送層とし
た。

【００５７】次いで、真空蒸着装置からスパッタ装置に
移し、ＲＦスパッタ法にて、ターゲットにＩｎ₂Ｏ₃に
ＺｎＯを５％ドープしたものを用い、ＩＺＯ透明電極薄
膜を、レート５０オングストローム／min で、１７０nm
の厚さに成膜し、陽電極とした。このときのスパッタガ
スにはＡｒを用い、ガス圧は室温で１Paとした。また、
投入電力は周波数１３．５６ＭHZで１Ｗ／cm² 、基板・
ターゲット間は８cmであった。このときの透明電極のシ
ート抵抗は１７Ω／□であり、その膜組成はターゲット
と同一であった。

【００５８】最後に、保護層を設けることなく透明ガラ
スを接着してガラス封止層として設け、有機薄膜発光素
子（ＥＬ素子）を得た。

【００５９】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。陽電
極側から観察して初期には、８V 、３３０cd/cm²の緑色
（発光極大波長λmax ＝５２０nm）の発光が確認でき
た。輝度の半減時間は６００時間で、その間の駆動電圧
の上昇は１．７V 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。

【００６０】なお、非導電体層であるＣａＯ薄膜の仕事
関数は１．８６eVであった。

【００６１】＜実施例２＞実施例１の有機ＥＬ素子にお
いて、陰電極の導電体層を形成した後、Ｔｉをターゲッ
トとしてＴｉからなるバッファ層を１nmに成膜し、次い
で実施例１と同様にしてＣａＯからなる非導電体層を、
それぞれ１、２、３、４、５、７nmの厚さとし、その他
は実施例１と同様にして有機ＥＬ発光素子を得た。各有
機ＥＬ素子について発光輝度を実施例１と同様にして測
定したところ以下のような発光輝度であった。非導電体層の厚さ＝１nm・・・・発光輝度＝３３０cd/c
m² 非導電体層の厚さ＝２nm・・・・発光輝度＝２２０cd/c
m² 非導電体層の厚さ＝３nm・・・・発光輝度＝１３０cd/c
m² 非導電体層の厚さ＝４nm・・・・発光輝度＝７０cd/cm² 非導電体層の厚さ＝５nm・・・・発光輝度＝３０cd/cm² 非導電体層の厚さ＝７nm・・・・発光輝度＝測定不能なお、各ＥＬ素子の輝度の半減時間は７００時間で、そ
の間の駆動電圧の上昇は１．５V 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。

【００６２】＜実施例３＞実施例１の有機ＥＬ素子にお
いて、非導電体層の材料としてＣａＯを用いるかわり
に、ＭｇＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、Ｌｉ₂Ｏ、Ｎａ₂Ｏ、Ｋ
₂Ｏ、Ｌａ₂Ｏ₃をそれぞれ用い、その他は実施例１と
同様にして有機ＥＬ素子を作製した。得られた有機ＥＬ
素子について実施例１と同様に評価したところ、実施例
１とほぼ同様の結果が得られた。なお、非導電体層にお
けるＭｇＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、Ｌｉ₂Ｏ、Ｎａ₂Ｏ、Ｋ
₂Ｏ、Ｌａ₂Ｏ₃はＸ線回折により確認された。

【００６３】

【発明の効果】本発明によれば、陰電極の酸化による劣
化がなく、簡易なガラス膜封層でも安定性が高く、カラ
ーフィルターと有機ＥＬ素子とを独立に取り扱うことが
でき、製造が容易になると共に、高効率な有機ＥＬ発光
素子となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の有機ＥＬ素子の構成例を示す概念図で
ある。

【図２】従来の有機ＥＬ素子の構成例を示す概念図であ
る。

【符号の説明】

２１基板２２導電体層２３非導電体層２４発光層２５正孔注入・輸送層２６陽極２７フィルター層２８ガラス封止層３１基板３２陽極３３正孔注入・輸送層３４発光層３５陰極

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板と、この基板上に順次設けられた陰
電極、発光層、陽電極とを有し、前記陰電極は発光層と反対側に設けられた導電体層と、
発光層側に設けられた酸化物であって厚さ５nm未満、仕
事関数４eV以下の非導電体層とを有する有機ＥＬ発光素
子。
【請求項２】前記酸化物はＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、
ＢａＯ、Ｌｉ₂Ｏ、Ｎａ₂Ｏ、Ｋ₂ＯおよびＬａ₂Ｏ₃
のうちの１種以上である請求項１の有機ＥＬ発光素子。
【請求項３】前記陽電極は亜鉛をドープした酸化イン
ジウムを含有する請求項１または２の有機ＥＬ発光素
子。
【請求項４】前記導電体層と非導電体層との間にバッ
ファー層を有する請求項１〜３のいずれかの有機ＥＬ発
光素子。