JPH11102786A - 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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JPH11102786A
JPH11102786A JP9264107A JP26410797A JPH11102786A JP H11102786 A JPH11102786 A JP H11102786A JP 9264107 A JP9264107 A JP 9264107A JP 26410797 A JP26410797 A JP 26410797A JP H11102786 A JPH11102786 A JP H11102786A
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layer
electron injection
thickness
injection layer
electron
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JP9264107A
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Hideaki Ueda
秀昭 植田
Yoshihisa Terasaka
佳久 寺阪
Keiichi Furukawa
慶一 古川
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Minolta Co Ltd
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    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/17—Carrier injection layers
    • H10K50/171—Electron injection layers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/14—Carrier transporting layers
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 発光開始電圧が低く、発光強度が大きく、繰
り返し使用時での安定性に優れた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】 少なくとも陽極、発光層、電子注入層お
よび陰極を設けた有機エレクトロルミネセンス素子にお
いて、電子注入層が電子輸送材料と金属との混合膜であ
り、該混合膜は陰極側で金属の比率が大きくなることを
特徴とする有機エレクトロルミネセンス素子。

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
ミネセンス素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】有機エレクトロルミネセンス素子は、電
気信号に応じて発光しかつ発光物質として有機化合物を
用いて構成された素子である。有機エレクトロルミネセ
ンス素子は、基本的には有機発光層および該層をはさん
だ一対の対向電極より構成されている。発光は電極の一
方から電子が注入され、もう一方の電極から正孔が注入
されることにより発光層中の発光体がより高いエネルギ
ー準位に励起され、励起された発光体が元の基底状態に
戻る際に、その余分なエネルギーを光として放出する現
象である。
【０００３】そして、発光効率を上げるために、上記基
本的構成に加え、正孔を注入する電極にはさらに正孔注
入層を設けたり、電子を注入する電極には電子輸送層を
設けたりする構成が取られている。
【０００４】有機エレクトロルミネセンス素子の例とし
ては、発光体として単結晶アントラセンなどが用いられ
たものが、合衆国特許第３５３９３２５号明細書に記載
されている。
【０００５】また、特開昭５９−１９４３９３号公報に
は正孔注入層と有機発光体層を組み合わせたものが提案
されている。特開昭６３−２９５６９５号公報には有機
質正孔注入輸送層、有機質電子注入輸送層を組み合わせ
たものが提案されている。
【０００６】これら積層構造の電界発光素子は、有機蛍
光体と電荷輸送性の有機物(電荷輸送材)及び電極を積層
した構造となっており、それぞれの電極より注入された
正孔と電子が電荷輸送材中を移動して、それらが再結合
することによって発光する。有機蛍光体としては、８−
キノリノールアルミニウム錯体やクマリン化合物など蛍
光を発する有機色素などが用いられている。また、電荷
輸送材としては、例えばＮ,Ｎ'−ジ(m−トリル)Ｎ,Ｎ'
−ジフェニルベンシジンや１,１−ビス[Ｎ,Ｎ−ジ(p−
トリル)アミノフェニル]シクロヘキサンといったジアミ
ノ化合物や、４−(Ｎ,Ｎ−ジフェニル)アミノベンズア
ルデヒド−Ｎ,Ｎ−ジフェニルヒドラゾン化合物等が挙
げられる。さらに、銅フタロシアニンのようなポルフィ
リン化合物も提案されている。
【０００７】ところで、有機エレクトロルミネセンス素
子は、高い発光特性を有しているが、発光時の安定性や
保存安定性の点で充分ではなく、実用化には至っていな
い。素子の発光時の安定性、保存安定性における問題点
の一つとして、電荷輸送材の安定性が指摘されている。
電界発光素子の有機物で形成される層は１００〜数１０
０ナノメータと非常に薄く、単位厚さ当たりに加えられ
る電圧は非常に高い。また、発光や通電による発熱もあ
り、従って、電荷輸送材には電気的、熱的あるいは化学
的な安定性が要求される。
【０００８】有機エレクトロルミネセンス素子の発光開
始電圧の低減のため、従来用いられてきたアルミニウム
に代えて、陰極にアルミニウム以外のものを使用したも
のが特開平２−１５５９５号公報、特開平３−３７９９
４号公報、特開平４−１３２１９１号公報、特開平５−
１２１１７２号公報等に記載されている。
【０００９】また、電子注入層として電子輸送材料と金
属を混合した膜を用いたものが特開平４−１３２１８９
号公報や特開平７−２６８３１７号公報に記載されてい
る。
【００１０】しかしながら、発光開始電圧や発光強度、
寿命を含めた繰り返し特性の点でまだ充分とは言えない
のが現状である。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】本発明は以上のような
事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところ
は、発光強度が大きく、繰り返し使用しても安定した性
能を発揮する有機エレクトロルミネセンス素子を提供す
ることにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、少なくとも陽
極、発光層、電子注入層および陰極を設けた有機エレク
トロルミネセンス素子において、電子注入層が電子輸送
材料と金属の混合膜であり、該混合膜は陰極側で金属の
比率が大きくなることを特徴とする有機エレクトロルミ
ネセンス素子に関する。
【００１３】本発明の有機エレクトロルミネセンス素子
は電極間に少なくとも発光層および電子注入層から構成
されている。本発明は、有機エレクトロルミネセンス素
子の電子注入層が電子輸送材料と金属の混合膜であり、
該混合膜は深さ方向で混合比が異なっており、陰極側で
金属の比率が大きくなることを基本的な特徴にしてい
る。以下、さらに図１を参照しながら本発明を説明す
る。図１は本発明が適用可能な有機エレクトロスミネセ
ンス素子の一構成例を示している。図中、(１)は陽極で
あり、その上に、正孔注入輸送層(２)と有機発光層
(３)、電子注入層(４)および陰極(５)が順次積層されて
いる。
【００１４】有機エレクトロルミネセンス装置の陽極
(１)として使用される導電性物質として４eＶよりも大
きい仕事関数をもつものがよく、炭素、アルミニウム、
バナジウム、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、タン
グステン、銀、錫、金などおよびそれらの合金、酸化
錫、酸化インジウム、酸化アンチモン、酸化亜鉛、酸化
ジルコニウムなどの導電性金属化合物が用いられる。
【００１５】陰極(５)を形成する金属としては、アルミ
ニウム、銀などの金属を用いたり、マグネシウム、カル
シウム、チタニウム、イットリウム、リチウム、ガドリ
ニウム、イッテルビウム、ルテニウム、マンガン等や、
それらの金属よりも仕事関数の大きな金属、例えばアル
ミニウム、インジューム、銀、金、ニッケル、錫等との
合金が用いられる。
【００１６】有機エレクトロルミネセンス素子において
は、発光が見られるように、少なくとも陽極(１)あるい
は陰極(５)は透明電極にする必要がある。この際、陰極
に透明電極を使用すると、透明性が損なわれやすいの
で、陽極を透明電極にすることが好ましい。
【００１７】透明電極を形成する場合、透明基板上に、
上記したような導電性物質を用い、蒸着、スパッタリン
グ等の手段やゾルゲル法あるいは樹脂等に分散させて塗
布する等の手段を用いて所望の透光性と導電性が確保さ
れるように形成すればよい。
【００１８】透明基板としては、適度の強度を有し、有
機エレクトロルミネセンス装置作製時、蒸着等による熱
に悪影響を受けず、透明なものであれば特に限定されな
いが、係るものを例示すると、ガラス基板、透明な樹
脂、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエーテ
ルサルホン、ポリエーテルエーテルケトン等を使用する
ことも可能である。ガラス基板上に透明電極が形成され
たものとしてはＩＴＯ、ＮＥＳＡ等の市販品が知られて
いるが、これらを使用してもよい。
【００１９】図１においては上記した陽極（１）上に正
孔注入輸送層（２）が形成された構成をしている。正孔
注入輸送層（２）は、化合物を蒸着して形成してもよい
し、該化合物を溶解した溶液や適当な樹脂と共に溶解し
た液をディップコートやスピンコートして形成してもよ
い。
【００２０】正孔注入輸送層（２）を蒸着法で形成する
場合、その厚さは、通常１〜２００ｎｍ、好ましくは５
〜１００ｎｍであり、塗布法で形成する場合は、５〜５
００nm程度に形成すればよい。形成する膜厚が厚いほど
発光させるための印加電圧を高くする必要があり、発光
効率が悪く有機エレクトロルミネセンス素子の劣化を招
きやすい。また、膜厚が薄くなると発光効率はよくなる
が、ブレイクダウンしやすくなり、有機エレクトロルミ
ネセンス素子の寿命が短くなる。
【００２１】正孔注入輸送層(２)に用いられる正孔注入
輸送材料としては、公知のものが使用可能で、例えば
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、Ｎ,Ｎ'
−ジフェニル−Ｎ,Ｎ'−ビス(４−メチルフェニル)−
１,１'−ジフェニル−４,４'−ジアミン、Ｎ,Ｎ'−ジフ
ェニル−Ｎ,Ｎ'−ビス(１−ナフチル)−１,１'−ジフェ
ニル−４,４'−ジアミン、Ｎ,Ｎ'−ジフェニル−Ｎ,Ｎ'
−ビス(２−ナフチル)−１,１'−ジフェニル−４,４'−
ジアミン、Ｎ,Ｎ'−テトラ(４−メチルフェニル)−１,
１'−ジフェニル−４,４'−ジアミン、Ｎ,Ｎ'−テトラ
(４−メチルフェニル)−１,１'−ビス(３−メチルフェ
ニル)−４,４'−ジアミン、Ｎ,Ｎ'−ジフェニル−Ｎ,
Ｎ'−ビス(３−メチルフェニル)−１,１'−ビス(３−メ
チルフェニル)−４,４'−ジアミン、Ｎ,Ｎ'−ビス(Ｎ−
カルバゾリル)−１,１'−ジフェニル−４,４'−ジアミ
ン、４,４',４"−トリス(Ｎ−カルバゾリル)トリフェニ
ルアミン、Ｎ,Ｎ',Ｎ"−トリフェニル−Ｎ,Ｎ',Ｎ"−ト
リス(３−メチルフェニル)−１,３,５−トリ(４−アミ
ノフェニル)ベンセン、４,４',４"−トリス[Ｎ,Ｎ',Ｎ"
−トリフェニル−Ｎ,Ｎ',Ｎ"−トリス(３−メチルフェ
ニル)]トリフェニルアミンなど挙げることができる。こ
れらのものは２種以上を混合して使用してもよい。
【００２２】正孔注入輸送層(２)の上には有機発光層
(３)が形成されている。有機発光層(２)に用いられる有
機発光体としては、公知のもを使用可能で、例えばエピ
ドリジン、２,５−ビス[５,７−ジ−t−ペンチル−２−
ベンゾオキサゾリル]チオフェン、２,２'−(１,４−フ
ェニレンジビニレン)ビスベンゾチアゾール、２,２'−
(４,４'−ビフェニレン)ビスベンゾチアゾール、５−メ
チル−２−{２−[４−(５−メチル−２−ベンゾオキサ
ゾリル)フェニル]ビニル}ベンゾオキサゾール、２,５−
ビス(５−メチル−２−ベンゾオキサゾリル)チオフェ
ン、アントラセン、ナフタレン、フェナントレン、ピレ
ン、クリセン、ペリレン、ペリノン、１,４−ジフェニ
ルブタジエン、テトラフェニルブタジエン、クマリン、
アクリジン、スチルベン、２−(４−ビフェニル)−６−
フェニルベンゾオキサゾール、アルミニウムトリスオキ
シン、マグネシウムビスオキシン、ビス(ベンゾ−８−
キノリノール)亜鉛、ビス(２−メチル−８−キノリノラ
ールト)アルミニウムオキサイド、インジウムトリスオ
キシン、アルミニウムトリス(５−メチルオキシン)、リ
チウムオキシン、ガリウムトリスオキシン、カルシウム
ビス(５−クロロオキシン)、ポリ亜鉛−ビス(８−ヒド
ロキシ−５−キノリノリル)メタン、ジリチウムエピン
ドリジオン、亜鉛ビスオキシン、１,２−フタロペリノ
ン、１,５−ナフタロペリノンなどを挙げることができ
る。
【００２３】また、一般的な蛍光染料、例えば蛍光クマ
リン染料、蛍光ペリレン染料、蛍光ピラン染料、蛍光チ
オピラン染料、蛍光ポリメチン染料、蛍光メシアニン染
料、蛍光イミダゾール染料等も使用できる。このうち、
特に、好ましいものとしては、キレート化オキシノイド
化合物が挙げられる。
【００２４】有機発光層は上記した発光物質の単層構成
でもよいし、発光の色、発光の強度等の特性を調整する
ために、多層構成としてもよい。また、２種以上の発光
物質を混合したり、発光層に他の発光体をドープしても
よい。
【００２５】蒸着法で形成する場合、その厚さは、通常
１〜２００nm、好ましくは１〜１００ｎｍであり、塗布
法で形成する場合は、５〜５００nm程度に形成すればよ
い。形成する膜厚が厚いほど発光させるための印加電圧
を高くする必要があり、発光効率が悪く有機エレクトロ
ルミネセンス素子の劣化を招きやすい。また、膜厚が薄
くなると発光効率はよくなるが、ブレイクダウンしやす
くなり、有機エレクトロルミネセンス素子の寿命が短く
なる。
【００２６】有機発光層(３)の上に、電子注入層(４)と
して電子輸送材料と金属の混合膜を形成する。電子注入
層に用いられる電子輸送材料としては、ニトロ置換フル
オレノン誘導体、アントラキノジメタン誘導体、ジフェ
ノキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、オキサ
ジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、チアゾアゾー
ル誘導体、クマリン誘導体、キレート化オキシノイド化
合物等を挙げることができる。これらの内でも耐熱性の
点からキレート化オキシノイド化合物が特に良好であ
る。また、上記した有機発光体物質が電子輸送機能を有
する場合は、該有機発光物質を電子注入層の電子輸送材
料として使用してもよい。この場合、発光層にも同一の
物質を使用することが好ましい。電子注入層の電子輸送
材料として使用できる有機発光物質としてはアルミニウ
ムトリスオキシンなどのキレート化オキシノイド化合物
等が例示できる。
【００２７】電子注入層に混合する金属としては４eＶ
よりも小さい仕事関数を持つがよく、マグネシウム、カ
ルシウム、チタニウム、イットリウム、リチウム、ガド
リニウム、イッテルビウム、ルテニウム等が用いられ
る。特に、発光特性や成膜性の点からマグネシウム、カ
ルシウム、リチウムが良好である。
【００２８】電子注入層(４)は真空蒸着法で形成され、
その厚さは、１〜３０nm、好ましくは５〜２０ｎｍであ
る。形成する膜厚が厚いほど発光させるための印加電圧
を高くする必要があり、発光効率が悪く有機エレクトロ
ルミネセンス素子の劣化を招きやすい。また、膜厚が薄
くなると均一に成膜することが難しく、欠陥を生じやす
くなり、発光効率も悪くなり、有機エレクトロルミネセ
ンス素子の寿命が短くなる。
【００２９】電子注入層に用いる電子輸送材料と仕事関
数の小さな金属の混合膜は通常の抵抗加熱法やスパッタ
リング法、ＥＢ蒸着法、イオンプレーティング法、イオ
ン化蒸着法等公知のいろいろな蒸着法で成膜することが
できる。
【００３０】本発明において、上記混合膜は深さ方向で
混合比が異なっており、陰極側になるほど仕事関数の小
さな金属の比率が大きくなるように構成されている。そ
のような構成とするためには、電子注入層を複数の層か
ら構成し、表面（陰極）に近い層ほどその内側の層より
金属の比率が大きな層を構成するようにする。例えばマ
グネシウムとアルミニウムトリスオキシンで電子注入層
を形成する場合、２層構成でその構成比に傾斜を持たせ
る場合、陰極表面側に例えばＭｇ：アルミニウムトリス
オキシン＝１：１の比を有する層を形成し、その内側
（発光層側）に例えばＭｇ：アルミニウムトリスオキシ
ン＝１：５の比を有する層を形成すればよい。３層以上
の層構成で電子注入層を形成する場合も同様に表面側の
層になるほど金属の比率が大きくなるように複数の層を
積層すればよい。膜厚は複数の層の合計が上記範囲とな
るようにする。また、別の方法として金属の蒸着速度を
徐々に上げるか、電子輸送材料の蒸着速度を徐々に下げ
て、構成比が連続的に変化するように形成してもよい。
なお、電子注入層に混合される金属の比率は、５〜２０
０体積％、好ましくは１０〜１３０体積％であり、その
範囲内で含有率に上記傾斜を持たせるようにする。
【００３１】電子注入層(４)の上には、前記した陰極
(５)が形成される。陰極(５)は通常の抵抗加熱法やスパ
ッタリング法、ＥＢ蒸着法、イオンプレーティング法、
イオン化蒸着法等公知のいろいろな真空蒸着法で形成さ
れ、その厚さは、５〜５００nmである。形成する膜厚が
厚いほど膜自体の抵抗が上がるため、印加電圧を多少高
くする必要があり、また、膜厚が薄くなると均一に成膜
することが難しく、欠陥を生じやすくなり、発光効率も
悪くなり、有機エレクトロルミネセンス素子の寿命が短
くなる。
【００３２】陰極と陽極の１組の透明電極は、各電極に
ニクロム線、金線、銅線、白金線等の適当なリード線
(１０)を接続し、有機エレクトロルミネセンス素子は両
電極に適当な電圧(Ｖs)を印加することにより発光す
る。
【００３３】図２〜図４に別の構成の有機エレクトロル
ミネセンス素子を示した。図２において、(１)は陽極で
あり、その上に、正孔注入輸送層(２)、有機発光層
(３)、電子輸送層(６)および電子注入層(４)、陰極(５)
が順次積層された構成をとっており、該電子注入層が電
子輸送材料と金属の混合膜である。
【００３４】図３において、(１)は陽極であり、その上
に、正孔注入層(７)と正孔輸送層(８)、有機発光層
(３)、電子輸送層(６)、電子注入層(４)および陰極(５)
が順次積層された構成をとっており、該電子注入層が電
子輸送材料と金属の混合膜である。
【００３５】図４において、(１)は陽極であり、その上
に、正孔注入層(７)、正孔輸送層(８)と有機発光層
(３)、電子注入層(４)および陰極(５)、封止膜(９)が順
次積層された構成をとっており、該電子注入層が電子輸
送材料と金属の混合膜である。
【００３６】図２または図３に示したごとく有機発光層
（３）と電子注入層（４）との間に電子輸送層（６）を
形成する場合、その膜厚は、１〜２００ｎｍ、好ましく
は１〜１００ｎｍ程度になるように形成する。電子輸送
層に使用される電子輸送材料としては、上記した電子注
入層に含有される電子輸送材料と同様のものが使用可能
である。電子輸送層は、発光層と同様に、蒸着法や塗布
法等の従来公知の方法により形成することができる。
【００３７】有機発光体物質の電子輸送機能を利用し
て、該有機発光体物質を電子輸送層の電子輸送材料とし
て用いる場合、発光層にも同一の物質を使用し、ドープ
した構成の発光層とすることができる。例えば電子輸送
層をアルミニウムトリスオキシンで形成することも可能
で、この場合発光層はアルミニウムトリスオキシンに発
光体をドープした層で構成することが好ましい。
【００３８】図３、図４に示す有機エレクトロルミネセ
ンス素子においては、図１の正孔注入輸送層を正孔注入
層(７)と正孔輸送層(８)との２層に機能分離した構成を
取っている。かかる正孔注入層(７)は公知の材料、例え
ば、フタロシアニン化合物、導電性高分子化合物、アリ
ールアミン化合物等を使用し、蒸着等の手段により厚さ
１〜３０ｎｍ程度に形成される。また、正孔輸送層(８)
は公知の材料、例えば、ベンジジン化合物、アリールア
ミン化合物、スチリル化合物等を使用し、蒸着等の手段
により厚さ１０〜２００ｎｍ程度に形成される。
【００３９】図４に示したごとく封止層（９）を形成す
る場合、酸化珪素、酸化亜鉛、フッ化マグネシウム、酸
化マグネシウム等の化合物を用い、真空蒸着法によって
薄膜を形成することにより、厚さ５〜１０００ｎｍ程度
に形成される。なお、電子注入層など上記各層の膜厚は
水晶発振式膜厚計を用いて測定することができる。
【００４０】本発明は電子注入層に電子輸送材料と仕事
関数の小さい金属の混合膜を用いることにより電子の注
入性が向上し、また、深さ方向で混合比が異なってお
り、陰極側(発光層と反対側)で仕事関数の小さな金属の
比率を大きくすることによって、電界強度に従って非常
に電子の流れがスムーズになり、本発明の有機エレクト
ロルミネセンス素子を発光させるために必要な発光開始
電圧は低くてよく、また陰極の仕事関数が大きくてもよ
いため、陰極表面からの酸化による劣化やブラックスポ
ットの発生が防止されるために安定して長時間の発光を
可能ならしめていると考えられる。
【００４１】本発明の有機エレクトロルミネセンス素子
は、各種の表示装置、あるいはディスプレイ装置等に適
用可能である。
【００４２】以下に実施例を記載し本発明を説明する。
なお、本発明の有機エレクトロルミネセンス素子は発光
効率、発光輝度の向上と長寿命化を達成するものであ
り、下記実施例は、使用される発光物質、発光補助材
料、電荷輸送材料、増感剤、樹脂、電極材料等および素
子作製方法に限定する意図のものではない。
【００４３】実施例１ インジウムスズ酸化物被覆ガラスの基板上に正孔注入輸
送層として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
ンを蒸着し、厚さ６０nmの薄膜を形成した。その上に有
機発光層として、アルミニウムトリスオキシンを蒸着し
６０nmの厚さになるように薄膜を形成した。その上に電
子注入層としてリチウムとアルミニウムトリスオキシン
を抵抗加熱による共蒸着法にて、初期１:１０の体積比
で徐々にリチウムの蒸着速度を上げて最後は体積比１:
１となり、全体として２０nmの厚さになるように薄膜を
形成した。次に、陰極としてアルミニウムを蒸着により
２００nmの厚さになるように薄膜を形成した。このよう
にして、有機エレクトロルミネセンス素子を作製した。
【００４４】実施例２ インジウムスズ酸化物被覆ガラスの基板上に正孔注入輸
送層として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
ンを蒸着し、厚さ６０nmの薄膜を形成した。その上に有
機発光層として、アルミニウムトリスオキシンを蒸着し
６０nmの厚さになるように薄膜を形成した。その上に電
子注入層としてリチウムとアルミニウムトリスオキシン
を抵抗加熱による共蒸着法にて１:５の体積比で５nmの
厚さになるように薄膜を形成した。さらにその上にリチ
ウムとアルミニウムトリスオキシンを抵抗加熱による共
蒸着法にて１:１の体積比で５nmの厚さになるように薄
膜を形成した。次に、陰極としてアルミニウムを蒸着し
２００nmの厚さになるように薄膜を形成した。このよう
にして、有機エレクトロルミネセンス素子を作製した。
【００４５】実施例３ インジウムスズ酸化物被覆ガラスの基板上に正孔注入輸
送層として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
ンを蒸着し、厚さ６０nmの薄膜を形成した。その上に有
機発光層として、アルミニウムトリスオキシンを蒸着し
６０nmの厚さになるように薄膜を形成した。その上に電
子注入層としてリチウムとアルミニウムトリスオキシン
を抵抗加熱による共蒸着法にて１:３の体積比で１０nm
の厚さになるように薄膜を形成した。その上にさらにリ
チウムとアルミニウムトリスオキシンを抵抗加熱による
共蒸着法にて５:４の体積比で１０nmの厚さになるよう
に薄膜を形成した。次に、陰極としてアルミニウムを蒸
着し２００nmの厚さになるように薄膜を形成した。この
ようにして、有機エレクトロルミネセンス素子を作製し
た。
【００４６】実施例４ インジウムスズ酸化物被覆ガラスの基板上に正孔注入輸
送層として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
ンを蒸着し、厚さ６０nmの薄膜を形成した。その上に有
機発光層として、アルミニウムトリスオキシンを蒸着し
６０nmの厚さになるように薄膜を形成した。その上に電
子注入層としてマグネシウムとアルミニウムトリスオキ
シンを抵抗加熱により共蒸着法にて１:３の体積比で５n
mの厚さになるように薄膜を形成した。その上に電子注
入層としてマグネシウムとアルミニウムトリスオキシン
を抵抗加熱により共蒸着法にて１:１の体積比で５nmの
厚さになるように薄膜を形成した。次に、陰極としてア
ルミニウムを蒸着し２００nmの厚さになるように薄膜を
形成した。このようにして、有機エレクトロルミネセン
ス素子を作製した。
【００４７】比較例１ 実施例１において、電子注入層を設けないこと以外は実
施例１と全く同様にして有機エレクトロルミネセンス素
子を作製した。
【００４８】比較例２ 実施例１において、電子注入層がマグネシウムとアルミ
ニウムトリスオキシンを抵抗加熱により、共蒸着法にて
１：２の体積比で１０ｎｍの厚さになるように薄膜を形
成した。その後、陰極としてアルミニウムを蒸着し、２
００ｎｍの厚さになるように薄膜を形成した。このよう
にして、有機エレクトロルミネセンス素子を作製した。
【００４９】実施例５ インジウムスズ酸化物被覆ガラスの基板上に正孔注入輸
送層としてＮ,Ｎ'−ジフェニル−Ｎ,Ｎ'−ビス(１−ナ
フチル)−１,１'−ジフェニル−４,４'−ジアミンを蒸
着し、厚さ５５nmの薄膜を形成した。その上に有機発光
層として、アルミニウムトリスオキシンにルブレンを５
重量％ドープさせたものを共蒸着し１０nmの厚さになる
ように薄膜を形成した。
【００５０】次に、電子輸送層としてアルミニウムトリ
スオキシンを蒸着し４５nmの厚さになるように薄膜を形
成した。その上に電子注入層としてマグネシウム、アル
ミニウムトリスオキシンを抵抗加熱による共蒸着法に
て、初期１:５の体積比で徐々にマグネシウムの蒸着速
度を上げて最後は体積比１:１となり、全体として２０n
mの厚さになるように薄膜を形成した。最後に陰極とし
てアルミニウムを蒸着し２００nmの厚さになるように薄
膜を形成した。このようにして、有機エレクトロルミネ
センス素子を作製した。
【００５１】比較例３ 実施例５において、電子注入層を設けない以外は実施例
５と全く同様にして有機エレクトロルミネセンス素子を
作製した。
【００５２】比較例４ 実施例５において、電子注入層として、マグネシウムと
アルミニウムトリスオキシンを抵抗加熱により共蒸着法
にて、１：３の体積比で２０ｎｍの厚さになるように薄
膜を形成した。最後に陰極としてアルミニウムを蒸着し
２００ｎｍの厚さになるように薄膜を形成した。このよ
うにして有機エレクトロルミネセンス素子を作製した。
【００５３】実施例６ インジウムスズ酸化物被覆ガラスの基板上に正孔注入輸
送層として、Ｎ,Ｎ'−ジフェニル−Ｎ,Ｎ'−ビス(１−
ナフチル)−１,１'−ジフェニル−４,４'−ジアミンを
蒸着し、厚さ５５nmの薄膜を形成した。その上に有機発
光層として、アルミニウムトリスオキシンにルブレンを
５重量％ドープさせたものを共蒸着法により蒸着し１０
nmの厚さになるように薄膜を形成した。
【００５４】次に、電子輸送層としてアルミニウムトリ
スオキシンを蒸着し４５nmの厚さになるように薄膜を形
成した。その上に電子注入層としてリチウムとアルミニ
ウムトリスオキシンを抵抗加熱による共蒸着法にて１:
２の体積比で蒸着し１０nmの厚さになるように薄膜を形
成した。その上に電子注入層としてリチウムとアルミニ
ウムトリスオキシンを抵抗加熱による共蒸着法にて３:
２の体積比で蒸着し５nmの厚さになるように薄膜を形成
した。最後に陰極としてアルミニウムを蒸着し２００nm
の厚さになるように薄膜を形成した。このようにして、
有機エレクトロルミネセンス素子を作製した。
【００５５】実施例７ インジウムスズ酸化物被覆ガラスの基板上に正孔注入層
として、４,４',４"−トリス[Ｎ,Ｎ',Ｎ"−トリフェニ
ル−Ｎ,Ｎ',Ｎ"−トリス(３−メチルフェニル)]トリフ
ェニルアミンを蒸着し厚さ１５nmの薄膜を形成した。次
に、正孔注入層の上に、正孔輸送層としてＮ,Ｎ'−ジフ
ェニル−Ｎ,Ｎ'−ビス(４−メチルフェニル)−１,１'−
ビス(３−メチルフェニル)−４,４'−ジアミンを蒸着
し、厚さ４５nmの薄膜を形成した。その上に有機発光層
として、アルミニウムトリスオキシンにルブレンを５重
量％ドープさせたものを共蒸着し３０nmの厚さになるよ
うに薄膜を形成した。次に、電子輸送層としてアルミニ
ウムトリスオキシンを蒸着し３０nmの厚さになるように
薄膜を形成した。その上に電子注入層としてリチウムと
アルミニウムトリスオキシンを抵抗加熱による共蒸着法
にて蒸着し１:３の体積比で５nm、１:２の体積比で５n
m、１:１の体積比で５nmの厚さになるように薄膜を順次
形成した。最後に、陰極として１０:１の原子比のＭgお
よびＡgを蒸着し２００nmの厚さになるように薄膜を形
成した。このようにして、有機エレクトロルミネセンス
素子を作製した。
【００５６】比較例５ 実施例７において、電子注入層をリチウムとアルミニウ
ムトリスオキシンを抵抗加熱による共蒸着法にて１:２
の体積比で蒸着し１５nmの厚さとなるように薄膜を設け
たこと以外は実施例７と全く同様にして有機エレクトロ
ルミネセンス素子を作製した。
【００５７】評価 実施例１〜７および比較例１〜３で得られた有機エレク
トロルミネセンス素子を、そのガラス電極を陽極とし
て、直流電圧を徐々に印加した時に発光を開始する電圧
(Ｖ)および、５Ｖの直流電圧をかけた時の発光輝度(cd
／m2)、１０Ｖの直流電圧をかけた時の発光輝度(cd／
m2)を測定した。また、５mＡ／cm2の電流密度で５時間
作動させた時の初期出力の低下率(％)[５時間後の出力
(mＷ／cm2)／初期出力(mＷ／cm2)×１００]を求めた。
測定結果を表１にまとめて示す。
【００５８】
【表１】
【００５９】表１から分かるように、本実施例の有機エ
レクトロルミネセンス素子は低電位で発光を開始し、良
好な発光輝度を示した。また、本実施例の有機エレクト
ロルミネセンス素子は出力低下が少なく、寿命の長い安
定な発光を観測することができた。
【００６０】本発明の有機エレクトロルミネセンス素子
は発光効率、発光輝度の向上と長寿命化を達成するもの
であり、併せて使用される発光物質、発光補助材料、電
荷輸送材料、増感剤、樹脂、電極材料等および素子作製
方法に限定されるものではない。
【００６１】
【発明の効果】本発明により、有機エレクトロルミネセ
ンス素子の電子注入層に電子輸送材料と金属を陰極側で
金属の比率が大きくなるように含有させることにより、
発光強度が大きく発光開始電圧が低い耐久性に優れた有
機エレクトロルミネセンス素子を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の有機エレクトロルミネセンス素子の
一構成例の概略断面図。
【図２】 本発明の有機エレクトロルミネセンス素子の
一構成例の概略断面図。
【図３】 本発明の有機エレクトロルミネセンス素子の
一構成例の概略断面図。
【図４】 本発明の有機エレクトロルミネセンス素子の
一構成例の概略断面図。
【符号の説明】
１：陽極、２：正孔注入輸送層、３：有機発光層、４：
電子注入層、５：陰極、６：電子輸送層、７：正孔注入
層、８：正孔輸送層、９：封止膜、１０：リード線

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 少なくとも陽極、発光層、電子注入層お
    よび陰極を設けた有機エレクトロルミネセンス素子にお
    いて、電子注入層が電子輸送材料と金属との混合膜であ
    り、該混合膜は陰極側で金属の比率が大きくなることを
    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】 電子注入層の膜厚が１〜３０ｎｍである
    ことを特徴とする請求項１に記載の有機エレクトロルミ
    ネセンス素子。
  3. 【請求項３】 電子注入層に混合される金属の仕事関数
    が４．０eＶ以下であることを特徴とする請求項１に記
    載の有機エレクトロルミネセンス素子。
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