JPH11121179A - 有機薄膜ｅｌ素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高効率・高輝度でかつ輝度の劣化が少なく、
またその製造において歩留まりが高い有機薄膜ＥＬ素子
を提供する。 【解決手段】 陰極の陽極に対向する側の面に接する有
機薄膜層を有する電荷注入型の有機薄膜ＥＬ素子におい
て、前記有機薄膜層を下記一般式（Ｉ）で示される有機
化合物で形成し、前記陰極を０．０５〜１．５ｗｔ％の
リチウムが含有されたアルミニウムで形成する。 【化１】 （式中、Ｒ₁〜Ｒ₆はそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン
原子、アルキル基、アルコキシ基、シアノ基、Ｌは−Ｏ
Ｒ₇（Ｒ₇はアルキル基、シクロアルキル基、窒素原子を
含んでもよい芳香族環基、金属原子や酸素原子からなる
連結基を有する芳香族環基、又は前記連結基を有するオ
キシノイド化合物の配位子を示す。）、Ｍは金属原子を
表し、ｎは１又は２の整数である。）

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は有機薄膜ＥＬ素子に
関し、特にマトリクス状に発光画素が配置されてなる有
機薄膜ＥＬデバイスの陰極に関する。

【０００２】

【従来の技術】有機薄膜ＥＬ素子は、陽極から注入され
た正孔と陰極から注入された電子が発光層内で再結合
し、励起状態を経て発光する現象を利用するものであ
る。したがって、発光層の発光材料の性質によって種々
の素子構成が検討されているが、基本的には強い蛍光を
発する有機発光層を陽極と陰極で挟むことで素子が形成
できる。さらに、発光の高効率化や安定駆動のために
は、正孔注入輸送層や電子注入輸送層等の電荷輸送層を
設けたり、有機発光層へゲスト分子をドーピングするこ
とが有効とされている。また、発光効率や寿命特性を改
善する目的で電極材料、特に陰極材料の検討も行われて
いる。

【０００３】陰極としては、できるだけ低い仕事関数を
有する合金金属を使用することが効果的である。中でも
仕事関数が低いリチウムを含んだアルミニウムを用いた
有機薄膜ＥＬ素子は高効率・高輝度及び長寿命の発光が
得られるものとして報告されている。

【０００４】例えば、特開昭６０−１６５７７１号公報
には、陰極に接する発光層がアントラセンからなる有機
薄膜において、陰極としてアルミニウム−リチウム合金
やマグネシウム−リチウム合金を適用した系で高効率発
光が得られると報告されている。この場合、合金中のリ
チウムの含有量は１〜９９ｗｔ％、望ましくは１０〜５
０ｗｔ％の場合が最通であると述べられている。

【０００５】また、特開平４−２１２２８７号公報の第
６頁には、陰極に接する電子輸送発光層としてトリス
（８−キノリノール）アルミニウム（以下「Ａｌｑ」と
記す。）を用い、陰極としてアルカリ金属を６モル％以
上含む合金（例えば、リチウムを２８モル％含むアルミ
ニウム合金、マグネシウム−リチウム合金）を用いると
従来よりも高輝度発光が達成できると報告されている。

【０００６】また、特開平５−１２１１７２号公報に
は、Ａｌｑからなる有機蛍光体薄膜に接する陰極にリチ
ウム−アルミニウム合金を用い、この合金中のリチウム
濃度が０．０１〜０．１ｗｔ％である場合、高効率・長
寿命発光および環境安定性の高いＥＬ発光が達成できる
と報告されている。

【０００７】このように、リチウムを含んだ合金からな
る陰極を有する有機薄膜ＥＬ素子において、効率や寿命
特性が優れ、さらに耐環境性の高い有機薄膜ＥＬ素子を
得るには、陰極に接する有機材料に合わせて陰極に含ま
せるリチウムの濃度範囲を適宜選択して使用することが
きわめて重要である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記のようにリチウム
をある組成範囲で含有した陰極材料を用いた有機薄膜Ｅ
Ｌ素子は比較的高輝度・高効率発光を示す。

【０００９】しかしながら、発光層としてＡｌｑを使用
した場合、Ａｌｑは緑発光を行うため、Ａｌｑからなる
発光層にドーピングしてもそれより短波長側の発光（例
えば青発光）は得られない。また、Ａｌｑを電子輸送層
として使用した場合において、例えば励起エネルギーや
電荷注入準位が大きい発光層（例えば青発光材料）を使
用すると、励起電子や電荷の閉じ込めが不十分であり、
十分な発光効率や輝度が得られにくい。後述の一般式
（Ｉ）の化合物は、そのような欠点を考慮して本発明に
おいて適用されるものである。

【００１０】また、上記リチウムの組成は、陰極に接す
る有機薄膜層が特定の化合物（例えばＡｌｑ）に限ら
れ、例えば後述する一般式（Ｉ）に示すような化合物か
らなる有機薄膜を陰極に接する有機薄膜層として用いる
と、前記リチウムの組成範囲では発光効率が不十分であ
ったり、駆動における輝度低下速度が大きい。これは、
有機薄膜の電子注入準位が有機材料によって異なるた
め、公知のリチウムの濃度範囲では電子の注入効率が不
十分であると考えられること以外に、公知のリチウムの
濃度範囲では有機薄膜と陰極との密着力が弱いために電
子注入効率が低くなり、安定した発光が得られにくいこ
と等によるものである。

【００１１】そこで本発明の目的は、高効率・高輝度で
かつ輝度の劣化が少なく、またその製造において歩留ま
りが高い有機薄膜ＥＬ素子を提供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、陰極に接
する有機薄膜層が下記一般式（Ｉ）で示される有機化合
物を含んでいる有機薄膜ＥＬ素子の陰極として、リチウ
ムの濃度範囲が０．０５〜１．５ｗｔ％のアルミニウム
合金を用いることで、発光効率（電流密度あたりの輝
度）が高く、長寿命な有機薄膜ＥＬ素子が得られること
を見い出した。

【００１３】すなわち本発明は、陰極の陽極に対向する
側の面に接する有機薄膜層を有する電荷注入型の有機薄
膜ＥＬ素子であって、前記有機薄膜層が下記一般式
（Ｉ）で示される有機化合物を含有し、前記陰極がアル
ミニウムを主成分として成り且つ０．０５〜１．５ｗｔ
％のリチウムを含有することを特徴とする有機薄膜ＥＬ
素子に関する。

【００１４】

【化３】 （式中、Ｒ₁〜Ｒ₆はそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン
原子、アルキル基、アルコキシ基、シアノ基、Ｌは−Ｏ
Ｒ₇（Ｒ₇はアルキル基、シクロアルキル基、窒素原子を
含んでもよい芳香族環基、金属原子や酸素原子からなる
連結基を有する芳香族環基、又は前記連結基を有するオ
キシノイド化合物の配位子を示す。）、Ｍは金属原子を
表し、ｎは１又は２の整数である。） また、本発明は、陰極の陽極に対向する側の面に接する
有機薄膜層を有する電荷注入型の有機薄膜ＥＬ素子であ
って、前記有機薄膜層が上記一般式（Ｉ）で示される有
機化合物を含有し、前記陰極がマグネシウムを主成分と
して成り且つ０．０３〜１．７ｗｔ％のリチウムを含有
することを特徴とする有機薄膜ＥＬ素子に関する。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の一実施形態において、ア
ルミニウム−リチウム合金からなる陰極に、一般式
（Ｉ）の化合物を含む有機薄膜層を接するようにした場
合は、発光効率および寿命特性を向上させる目的で、合
金に占めるリチウム濃度が０．０５ｗｔ％以上で十分な
効果が得られる。リチウム濃度が０．０５ｗｔ％以上で
あれば、発光効率の著しい低下や、駆動による著しく速
い輝度低下が観られない。これは、一般式（Ｉ）の化合
物を含む有機薄膜を用いると電子注入準位が従来のＡｌ
ｑを用いた場合より高くなるため、従来のリチウム濃度
では電子注入が不利であるが、本発明のように０．０５
ｗｔ％以上にすれば電子注入が十分に行われるためであ
る。また、一般式（Ｉ）の化合物を含む有機薄膜と従来
のリチウム濃度の陰極では両者の密着力が不十分である
が、本発明のように０．０５ｗｔ％以上にすれば十分な
密着力が得られるからである。一方本発明におけるリチ
ウム濃度の上限は、１．５ｗｔ％以下にすることで、十
分な耐環境性を保つことができる。リチウムは大気中で
は大変腐食され易く、アルミニウムとの合金中のリチウ
ム濃度が１．５ｗｔ％以下であれば、腐食による発光効
率や寿命特性の低下の抑制ができるだけでなく、黒点の
成長をも抑制することができる。そのため、リチウムの
濃度範囲は０．０５〜１．５ｗｔ％にすることが適当で
ある。好ましくは０．１〜０．５ｗｔ％、より好ましく
は０．１５〜０．５ｗｔ％である。

【００１６】陰極材料として用いられるリチウムと合金
化されるアルミニウムは単体でも合金であってもよい
が、合金を使用する場合、特性を本質的に低下させるも
のでなければ公知のアルミニウム合金を使用することが
可能である。この場合、アルミニウムの含有量は８０ｗ
ｔ％が好ましく、特に９０ｗｔ％以上が好ましい。この
ようなアルミニウム合金としては、アルミニウム−スカ
ンジウム、アルミニウム−シリコン、アルミニウム−
銅、アルミニウム−マグネシウム、アルミニウム−セリ
ウム等が挙げられる。

【００１７】本発明の他の実施の形態において、マグネ
シウム−リチウム合金からなる陰極に、一般式（Ｉ）で
示される有機薄膜層を接するように使用した場合は、合
金に占めるリチウム濃度が０．０３ｗｔ％以上で十分な
効果が得られる。リチウム濃度が０．０３ｗｔ％以上で
あれば、十分な発光効率が得られるばかりか、駆動によ
る著しい輝度低下が観測されない。これは、一般式
（Ｉ）の化合物を含む有機薄膜と０．０３ｗｔ％以上の
リチウム濃度のマグネシウム陰極では陰極と有機薄膜と
の密着力が十分となるからである。一方、リチウム濃度
の上限は、１．７ｗｔ％以下にすることで十分な耐環境
性を保つことができる。リチウムは大気中では非常に腐
食され易く、リチウム濃度が１．７ｗｔ％以下であれ
ば、腐食による発光効率や寿命特性の低下の抑制ができ
るだけでなく、黒点の成長をも抑制することができる。
そのため、リチウム濃度範囲は０．０３〜１．７ｗｔ％
にすることが適当である。好ましくは０．０３〜１．０
ｗｔ％、より好ましくは０．４〜１．０ｗｔ％である。

【００１８】陰極材料として用いられるリチウムと合金
化されるマグネシウムは単体でも合金であってもよい
が、合金を使用する場合、特性を本質的に低下させるも
のでなければ、公知のマグネシウム合金を使用すること
が可能である。この場合、マグネシウムの含有量は８０
ｗｔ％以上が好ましい。このようなマグネシウム合金と
しては、マグネシウム−アルミニウム、マグネシウム−
インジウム、マグネシウム−銀等が挙げられる。

【００１９】本発明の陰極が適用されうる有機薄膜ＥＬ
素子においては、本発明の陰極上に陰極保護層を設ける
ことで、保存安定性および物理的耐性に優れた有機薄膜
ＥＬ素子が得られる。

【００２０】本発明の陰極上に陰極保護層を設ける場合
には、陰極は１〜５０ｎｍの厚さが好ましい。陰極の厚
さが１ｎｍ以上であれば、有機薄膜層を前記陰極材料で
完全に覆うことができるからである。有機薄膜層を前記
陰極成分で完全に覆うには５０ｎｍで十分である。不必
要に陰極を厚くすることは素子全体の膜厚を厚くするこ
とになり好ましくない。

【００２１】陰極上に形成する陰極保護層は、安価で耐
腐食性および加工性に優れ、電気的に低シート抵抗が得
られるアルミニウム単体またはアルミニウム合金が好ま
しい。陰極保護層としてアルミニウム合金を用いる場
合、この合金に含まれる添加物質としては合金形成の容
易性や成膜の安定性の観点からスカンジウム、シリコ
ン、マンガン、銅が好ましい。特に、有機薄膜ＥＬ素子
やマトリクス状に電極が配線される有機薄膜ＥＬデバイ
ス（例えばアクテイブマトリクス駆動型ディスプレイ）
の製造および駆動においては、単独のアルミニウムの物
理的強度には改善の余地があり、すなわち前記添加物質
を添加することによって熱膨張を抑えることができるた
め物理的強度が改善され、特に輝度が大きい場合（すな
わち発光による発熱が大きい場合）、段差切れはもちろ
ん局部的な凹凸や亀裂が格段に減少する。前記添加物質
は前記保護層を形成する合金の０．１〜５モル％である
と明瞭な効果が得られる。０．１モル％以上であればア
ルミニウム単独のものと比べ熱膨張係数をはじめ諸物性
に十分に影響を与えるためである。一方、５モル％以下
であれば、アルミニウムと添加物質の間で層分離が生じ
にくくなる。陰極保護層の厚さは、陰極への酸素や水分
の影響を防ぐ目的で５０〜３０００ｎｍが望ましい。

【００２２】本発明では、陰極または陰極保護層に含ま
れる合金成分の少なくとも１つを陰極に接する有機薄膜
（一般式（Ｉ）の化合物を含む層）中にドーピングする
と更に発光効率の向上が図られるのと同時に、密着性に
優れ、駆動安定性の向上に効果的である（特開平１−２
４３３９３号公報、特開平３−２７４６９５号公報、第
４４回応用物理学関係連合講演会予稿集、１１５４頁、
２９ｐ−ＮＫ−８（１９９７年））。

【００２３】また、本発明においては、陰極に接する有
機薄膜層が発光層または電子注入輸送層である場合に最
も明瞭な効果が得られる。

【００２４】一般式（Ｉ）で示される化合物は、陰極に
接する有機薄膜層に９５モル％以上含まれていることが
好ましい。９５モル％以上であれば、不純物等による著
しい特性劣化がなく、本発明の目的を十分に達成するこ
とができる。

【００２５】また、一般式（Ｉ）で示される化合物は、
一般式（Ｉ）においてＲ₁〜Ｒ₆がアルキル基またはアル
コキシ基である場合、その好ましい炭素数は１〜６であ
り、特に１〜４が好ましい。また、Ｒ₇がアルキル基で
ある場合、その好ましい炭素数は１〜６であり、特に１
〜４が好ましい。

【００２６】一般式（Ｉ）で示される化合物の例として
は、例えば特開平５−２１４３３２号公報、特開平５−
２５８８６０号公報、特開平５−２５８８６２号公報、
特開平５−１９８３７８号公報、特開平５−３３１４６
０号公報、特開平９−９５６２０号公報、特開平９−１
３０２６号公報、特開平９−３１４５５号公報、欧州特
許７６５１０６号公報、欧州特許７７９７６５号公報等
に開示されているオキシノイド配位子などを含んだ有機
金属錯体等が挙げられる。これらの化合物は、発光層ま
たは電子注入・輸送送層として使用できると述べられて
いる。

【００２７】一般式（Ｉ）の具体的な化合物の例を表１
〜表１８に示すが、これらに限るものではない。

【００２８】

【表１】

【００２９】

【表２】

【００３０】

【表３】

【００３１】

【表４】

【００３２】

【表５】

【００３３】

【表６】

【００３４】

【表７】

【００３５】

【表８】

【００３６】

【表９】

【００３７】

【表１０】

【００３８】

【表１１】

【００３９】

【表１２】

【００４０】

【表１３】

【００４１】

【表１４】

【００４２】

【表１５】

【００４３】

【表１６】

【００４４】

【表１７】

【００４５】

【表１８】 本発明の陰極を含む有機薄膜ＥＬ素子に適用されうる基
本的な素子構造としては、（１）陽極／単層又は多層の
正孔注入・輸送層／単層又は多層の発光層／陰極、
（２）陽極／単層又は多層の発光層／単層又は多層の電
子注入輸送層／陰極、（３）陽極／単層又は多層の正孔
注入・輸送層／単層又は多層の発光層／単層又は多層の
電子注入輸送層／陰極、等であるが、必要に応じて、保
護層や界面層を陰極と陽極の間に挿入してもよい。ま
た、光の取り出し効率を上げ更に発光効率を高める目的
で、特開平９−１７１８９２号公報に示されるようなレ
ンズ状構造物を本発明の有機薄膜ＥＬ素子に適用しても
よい。

【００４６】前記陰極や陰極保護層は抵抗加熱式の真空
蒸着法で形成してもよいし、密着性を向上させる目的
で、例えば特開平４−１９９９３号公報に示すように蒸
着物質を不活性ガスイオンでスパッタする方法を用いて
もよい。前記スパッタによる陰極及び陰極保護層の成膜
方法は数ｅＶ以上の運動エネルギーをもつイオンを成膜
に用いているために表面マイグレーションが大きく、有
機薄膜層との密着性に優れた成膜が可能であることを特
徴としている。成膜条件を適切に選ぶことによって有機
薄膜層への物理的あるいは化学的ダメージを少なくし、
かつ従来のものより密着性が格段に向上した陰極と陰極
保護層を形成することができるようになる。蒸気圧が大
きく異なる金属の混合物をターゲットとして用いても、
ターゲットと陰極、もしくはターゲットと陰極保護層と
の組成のずれは少ない。大きな基板を用いても均一に電
極が形成できるため、実用的である。

【００４７】

【実施例】

（実施例１Ａ）図１は、本発明の有機薄膜ＥＬ素子の第
１の実施形態の構造を説明するための概略断面図であ
り、陰極１７に接する有機薄膜が発光層１５である場合
を示している。この図１を用いて本発明の実施例１Ａに
ついて説明する。

【００４８】ガラス基板１１上にＩＴＯ（インジウム錫
酸化物）をイオンプレーティング法によって成膜し、短
冊状にエッチングして陽極１２付きのガラス基板を作製
した。ＩＴＯからなる陽極１２のシート抵抗は１３Ω／
□であった。

【００４９】ＩＴＯ付きガラス基板上に形成する有機薄
膜の形成はすべて分子線蒸着法により行い、成膜中の真
空度は２×１０^-8Ｔｏｒｒ以下とした。蒸発速度０．０
５ｎｍ／ｓでトリス（４−（４’−（Ｎ，Ｎ−ジ（４−
トリル）アミノ）スチリル）フェニルトリフェニルアミ
ン（以下「ＴＴＰＡ」と略記する。）

【００５０】

【化４】 からなる正孔注入層１３を３５ｎｍの厚さに形成し、次
に、蒸発速度０．２５ｎｍ／ｓでＮ，Ｎ’−ジフェニル
−Ｎ，Ｎ’−ビス（α−ナフチル）−１，１’−ビフェ
ニル−４，４’−ジアミン（以下「α−ＮＰＤ」と略記
する。）

【００５１】

【化５】 からなる正孔輸送層１４を厚さ２５ｎｍに形成した。

【００５２】その上部に発光層１５を形成した。発光層
１５は、表１中の化合物（１）と３，９−ペリレンジカ
ルボン酸ジフェニルエステルとを各々別の蒸着源から蒸
発させる共蒸着法によって形成した。その際、３，９−
ペリレンジカルボン酸ジフェニルエステルが発光層中に
３モル％含まれるように蒸発速度を精密制御して厚さ７
０ｎｍの発光層１５を形成した。

【００５３】次にその上部に、アルミニウムとリチウム
を別々の蒸発源から蒸発させる共蒸着法でアルミニウム
−リチウムからなる合金陰極１７を厚さ１５０ｎｍでパ
ターン形成した。

【００５４】最後に、Ａｒガス雰囲気中で素子を封止し
た。尚、本実施例に用いた陰極１７に合まれるリチウム
の濃度は、誘導結合プラズマ発光分光分析法（ＩＣＰ−
ＡＥＳ）により決定した。

【００５５】この有機薄膜ＥＬ素子に通電し、発光効率
と寿命特性（輝度半減時間）の評価を行った。発光効率
（ｃｄ／Ａ）は、輝度３００ｃｄ／ｍ²発光時の電流密
度から求めた。また、寿命特性の評価はパルス周波数１
００Ｈｚ、ｄｕｔｙ比５０％でピーク電流密度１０ｍＡ
／ｃｍ²でのパルス駆動で素子を発光させて行った。こ
の時、パルスがオフになっている間に−１０Ｖの逆バイ
アス電圧を印加した。

【００５６】図５は、陰極ｌ７のリチウム濃度に対し
て、発光効率（●印）及び輝度半減時間（〇印）の関係
を示したグラフである。発光効率は、陰極１７のリチウ
ム濃度によって異なり、０．０５〜１．５ｗｔ％の濃度
範囲においては、３．１〜７．２ｃｄ／Ａとなった。特
に、０．１５〜０．５ｗｔ％の濃度範囲において７ｃｄ
／Ａ程度の一定した値が得られた。また、０．０５〜
１．５ｗｔ％の領域においては輝度半減時間が５００時
間を超えており、とりわけ０．１〜０．５ｗｔ％におい
ては１０００時間以上であった。一方、０．０５ｗｔ％
未満および１．５ｗｔ％超えた濃度範囲では発光効率が
小さいばかりか、輝度半減時間が極端に短くなってい
る。

【００５７】陰極部１７を碁盤目テープ法によって引き
剥がし、密着力を測定すると、その負荷はリチウム濃度
が０．０５〜１．５ｗｔ％の陰極１７を用いた場合が１
５００〜１８００ｇｆ／２４ｍｍで最も大きかった。一
方、０．０５ｗｔ％未満の陰極１７では５５０ｇｆ／２
４ｍｍ以下、１．５ｗｔ％を超えた陰極では８５０ｇｆ
／２４ｍｍ以下であった。

【００５８】本実施例においては、アルミニウム合金陰
極１７に占めるリチウム濃度が、０．０５〜１．５ｗｔ
％において特性が良好で、とりわけ０．１５〜０．５ｗ
ｔ％の場合が高効率で寿命特性が安定であった。この結
果は、アルミニウム−リチウム陰極１７に接する発光層
薄膜１５に化合物（１）を含有させ、陰極１７に含まれ
るリチウム濃度範囲を０．０５〜１．５ｗｔ％、好まし
くは０．１０〜０．５ｗｔ％、更に好ましくは０．１５
〜０．５ｗｔ％にすれば、特性の優れた有機薄膜ＥＬ素
子が得られることを示唆するものである。

【００５９】（実施例２Ａ〜４２Ａ）一般式（Ｉ）の化
合物として表１９及び表２０に示す化合物と３，９−ペ
リレンジカルボン酸ジフェニルエステルとを各々別の蒸
着源から蒸発させる共蒸着法によって３，９−ペリレン
ジカルボン酸ジフェニルエステルが発光層中に３モル％
含まれるように蒸発速度を精密制御して厚さ７０ｎｍの
発光層１５を形成する以外は、実施例１Ａと同様に有機
薄膜ＥＬ素子を作製し、その特性を評価した。結果を表
１９及び表２０に示す。

【００６０】発光層１５としてどの化合物を適用して
も、アルミニウム−リチウム合金陰極１７のリチウム濃
度が０．０５〜１．５ｗｔ％においては、０．０５ｗｔ
％未満および１．５ｗｔ％を超えた場合と比較して発光
効率が概ね２倍、輝度半減寿命は概ね３倍〜５倍程度に
なった。比較例１Ａで最適とされうるリチウムの濃度は
０．０１〜０．１ｗｔ％と微量でありその範囲は大変狭
いが、本実施例の最適リチウム濃度範囲は０．０５〜
１．５ｗｔ％と非常に広く、且つ発光特性が良かった。
このことから、一般式（Ｉ）式で示される化合物を陰極
１７に接する発光層１５に使用した場合には、リチウム
濃度を０．０５〜１．５ｗｔ％にすると優れた効果が得
られることが示唆された。

【００６１】また、陰極部１７を碁盤目テープ法によっ
て引き剥がし、密着力を測定すると、その負荷はリチウ
ム濃度が０．０５〜１．５ｗｔ％の陰極１７を用いた場
合が１２００〜１８００ｇｆ／２４ｍｍで最も大きかっ
た。一方、０．０５ｗｔ％未満の陰極では５５０ｇｆ／
２４ｍｍ以下、１．５ｗｔ％を超えた陰極では、８５０
ｇｆ／２４ｍｍ以下であった。

【００６２】これらの結果は、一般式（Ｉ）の化合物を
陰極１７に接する発光層１５として用いた場合、アルミ
ニウム−リチウム合金陰極１７に占めるリチウム濃度の
割合を０．０５〜１．５ｗｔ％にすることで密着力が向
上し、且つ高効率、長寿命発光が達成できたことを示唆
するものである。

【００６３】（比較例１Ａ）従来一般に使用されている
Ａｌｑと３，９−ペリレンジカルボン酸ジフェニルエス
テルとを各々別の蒸着源から蒸発させる共蒸着法によっ
て３，９−ペリレンジカルボン酸ジフェニルエステルが
発光層１５中に３モル％合まれるように蒸発速度を精密
制御して厚さ７０ｎｍの発光層１５を形成する以外は、
実施例１Ａと同様に有機薄膜ＥＬ素子を作製し、その特
性を評価した。

【００６４】その結果、図９に示すように、リチウム濃
度が０．０１〜０．１ｗｔ％の間で、発光効率および寿
命特性にピークが見られた。０．１ｗｔ％を超えると、
急激に発光特性が低下した。

【００６５】また、陰極部を碁盤目テープ法によって引
き剥がし、密着力を測定すると、その負荷はリチウム濃
度が０．０１〜０．１ｗｔ％の陰極１７を用いた揚合が
１０００〜１２００ｇｆ／２４ｍｍで最も大きかった。
一方、０．１ｗｔ％を超えた陰極１７では９００ｇｆ／
２４ｍｍ以下であった。

【００６６】（実施例４３Ａ）図２は、本発明の有機薄
膜ＥＬ素子の第２の実施形態の構造を説明するための概
略断面図であり、この構造では、陰極１７に接する有機
薄膜が電子注入輸送層１６ａであり、発光層１５と電子
輸送層１６ａとが本質的に機能分離されている。

【００６７】図２を用いて本発明の実施例４３Ａについ
て説明する。ガラス基板１１上にＩＴＯ（インジウム錫
酸化物）をイオンプレーティング法によって成膜し、短
冊状にエッチングし、陽極１２付きのガラス基板を作製
した。ＩＴＯからなる陽極１２のシート抵抗は１３Ω／
□であった。このＩＴＯ付きガラス上に形成する有機薄
膜はすべて分子線蒸着法により行い、成膜中の真空度は
２×１０^-8Ｔｏｒｒ以下とした。

【００６８】次に、蒸発速度０．０５ｎｍ／ｓでＴＴＰ
Ａからなる正孔注入層１３を厚さ３５ｎｍに形成し、次
いで蒸発速度０．２５ｎｍ／ｓでα−ＮＰＤからなる正
孔輸送層１４を厚さ１５ｎｍに形成した。

【００６９】その上部に蒸発速度０．０７ｎｍ／ｓで
９，１０−ビス（４−（４−（Ｎ，Ｎ−ジ（４−トリ
ル）アミノフェニル）ベンジリデン）アントラセン
（「ＢＰＢＡ」と略記する。）からなる発光層１５を厚
さ４８ｎｍに形成した。

【００７０】

【化６】 さらに、発光層１５の上部に蒸発速度０．２ｎｍ／ｓで
表１中の化合物（１）からなる電子注入輸送層１６ａを
厚さ３５ｎｍに形成した。

【００７１】次にその上部に、アルミニウムとリチウム
を別々の蒸発源から蒸発させる共蒸着法でアルミニウム
−リチウムからなる合金陰極１７を厚さ１５０ｎｍにパ
ターン形成した。

【００７２】最後に、Ａｒガス雰囲気中で素子を封止し
た。尚、本実施例４３に用いた陰極１７に含まれるリチ
ウムの濃度はＩＣＰ−ＡＥＳにより決定した。

【００７３】この有機薄膜ＥＬ素子に通電し、発光効率
と寿命特性（輝度半減時間）の評価を行った。発光効率
（ｃｄ／Ａ）は、輝度３００ｃｄ／ｍ²発光時の電流密
度から求めた。また、寿命特性の評価は、パルス周波数
１００Ｈｚ、ｄｕｔｙ比５０％でピーク電流密度１０ｍ
Ａ／ｃｍ²でのパルス駆動で素子を発光させて行った。
この時、パルスがオフになっている間に−１０Ｖの逆バ
イアス電圧を印加した。

【００７４】図６は、陰極１７のリチウム濃度に対し
て、発光効率（●印）及び輝度半減時間（〇印）の関係
を示したグラフである。発光効率は、陰極１７のリチウ
ム濃度によって異なり、０．０５〜１．５ｗｔ％におい
ては、４．３〜８．５ｃｄ／Ａとなった。特に、０．１
〜０．５ｗｔ％の濃度範囲において８ｃｄ／Ａ以上の高
効率発光が得られた。また、０．０５〜１．５ｗｔ％の
領域においては、輝度半減時間が５００時間を超えてお
り、とりわけ０．１〜０．５ｗｔ％においては１０００
時間以上であった。一方、０．０５ｗｔ％未満および
１．５ｗｔ％を超えた濃度範囲では発光効率が小さいば
かりか、輝度半減時間が１００時間以下と極瑞に短くな
っており実用レベルではない。

【００７５】陰極部１７を碁盤目テープ法によって引き
剥がし、密着力を測定すると、その負荷はリチウム濃度
が０．０５〜１．５ｗｔ％の陰極１７を用いた場合が１
５００〜１８００ｇｆ／２４ｍｍで最も大きかった。一
方、０．０５ｗｔ％未満の陰極１７では５５０ｇｆ／２
４ｍｍ以下、１．５ｗｔ％を超えた陰極では８５０ｇｆ
／２４ｍｍ以下であった。

【００７６】本実施例４３Ａにおいては、アルミニウム
合金陰極１７に占めるリチウム濃度が０．０５〜１．５
ｗｔ％において特性が良好で、とりわけ０．１〜０．５
ｗｔ％の場合に高効率で寿命特性が安定であった。この
結果は、図２に示す素子構造を適用した有機薄膜ＥＬ素
子において、アルミニウム−リチウム合金陰極１７に接
する電子注入輸送層１６ａに表１の化合物（１）を含有
させ、陰極１７に合まれるリチウム濃度範囲を０．０５
〜１．５ｗｔ％、好ましくは０．１〜０．５ｗｔ％にす
ると、特性の優れた有機薄膜ＥＬ素子が得られることを
示唆するものである。

【００７７】（実施例４４Ａ〜８４Ａ）一般式（１）の
化合物として表２１及び表２２に示す化合物を図２の電
子注入輸送層１６ａとして使用する以外は、実施例４３
Ａと同様に有機薄膜ＥＬ素子を作製し、特性を評価し
た。結果を表２１及び表２２に示す。

【００７８】電子注入輸送層１６ａとしてどの化合物を
適用しても、アルミニウム−リチウム陰極１７のリチウ
ム渡度が０．０５〜１．５ｗｔ％においては、０．０５
ｗｔ％未満および１．５ｗｔ％を超えた場合と比較して
発光効率が概ね２倍、輝度半減寿命は概ね３倍〜５倍程
度になった。比較例２Ａでは、最適とされうるリチウム
の濃度範囲は０．０１〜０．１ｗｔ％と微量でありその
範囲は大変狭いが、本実施例の最適リチウム濃度は０．
０５〜１．５ｗｔ％でありその範囲は大変広く、且つ発
光特性が良い。このことから、一般式（Ｉ）に示される
化合物を陰極１７に接する電子注入輸送層１６ａとして
使用した場合には、リチウム濃度を０．０５〜１．５ｗ
ｔ％にすると優れた効果があることが示唆された。

【００７９】また、陰極部１７を碁盤目テープ法によっ
て引き剥がし、密着力を測定すると、その負荷はリチウ
ム濃度が０．０５〜１．５ｗｔ％の陰極１７を用いた場
合が１２００〜１８００ｇｆ／２４ｍｍで最も大きかっ
た。一方、０．０５ｗｔ％未満の陰極１７では５５０ｇ
ｆ／２４ｍｍ以下、１．５ｗｔ％を超えた陰極１７では
８５０ｇｆ／２４ｍｍ以下であった。

【００８０】これらの結果は、一般式（Ｉ）の化合物を
陰極１７に接する電子注入輸送層１６ａとして用いた場
合、アルミニウム−リチウム合金陰極１６ａに占めるリ
チウム濃度の割合を０．０５〜１．５ｗｔ％にすること
で密着力が向上し、且つ高効率、長寿命発光が達成でき
たことを示唆するものである。

【００８１】（比較例２Ａ）従来一般に使用されている
Ａｌｑを電子注入輸送層１６ａとして形成する以外は、
実施例４３Ａと同様にして有機薄膜ＥＬ素子を作製し、
その特性を評価した。図１０に示すようにリチウム濃度
が０．０１〜０．１ｗｔ％の間で、発光効率および寿命
特性にピークが見られた。０．１ｗｔ％以上で急激に発
光特性が低下した。

【００８２】また、陰極部１７を碁盤目テ−プ法によっ
て引き剥がし、密着力を測定すると、その負荷はリチウ
ム濃度が０．０１〜０．１ｗｔ％の陰極１７を用いた場
合が１０００〜１２００ｇｆ／２４ｍｍで最も大きかっ
た。一方、０．１ｗｔ％以上の陰極１７では、９００ｇ
ｆ／２４ｍｍ以下であった。

【００８３】（実施例８５Ａ）図３は、本発明の有機薄
膜ＥＬ素子の第３の実施形態の構造を説明するための概
略断面図である。この構造では、陰極１７に接する電子
注入輸送層１６ｂの中に陰極成分の少なくとも１種類が
含まれている点が第２の実施形態の構造と異なる。

【００８４】図３を用いて本発明の実施例８５Ｂについ
て説明する。ガラス基板１１上にＩＴＯ（インジウム鋳
酸化物）をイオンプレーティング法によって成膜し、短
冊状にエッチングし、陽極１２付きのガラス基板を作製
した。ＩＴＯからなる陽極１２のシート抵抗は１３Ω／
□であった。ＩＴＯ付きガラス上に形成する有機薄膜は
すべて分子線蒸着法により行い、成膜中の真空度は２×
１０^-8Ｔｏｒｒ以下とした。

【００８５】次に、蒸発速度０．０５ｎｍ／ｓでＴＴＰ
Ａからなる正孔注入層１３を厚さ３５ｎｍに形成し、次
いで蒸発速度０．２５ｎｍ／ｓでα−ＮＰＤからなる正
孔輸送層１４を厚さ２５ｎｍに形成した。

【００８６】その上部に蒸発速度０．０７ｎｍ／ｓでＢ
ＰＢＡからなる発光層１５を厚さ４８ｎｍに形成した。
更に、発光層１５の上部にリチウムと化合物（１）から
なる電子輸送材料を別々の蒸発源からの蒸発する共蒸着
法によってリチウムが１．５ｗｔ％含まれる電子注入輸
送層１６ｂを厚さ３５ｎｍに形成した。

【００８７】次にその上部に、アルミニウムとリチウム
を別々の蒸発源から蒸発させる共蒸着法でアルミニウム
−リチウムからなる合金陰極１７を厚さ１５０ｎｍにパ
ターン形成した。

【００８８】最後に、Ａｒガス雰囲気中で素子を封止し
た。尚、本実施例８５に用いた陰極１７に占めるリチウ
ム濃度はＩＣＰ−ＡＥＳで調べ、決定した。

【００８９】図７は、陰極１７のリチウム濃度に対し
て、発光効率（●印）及び輝度半減時間（〇印）の関係
を示したグラフである。発光効率は、陰極１７のリチウ
ム濃度によって異なり、０．０５〜１．５ｗｔ％の領域
においては、５〜９．５ｃｄ／Ａとなった。特に、０．
１〜０．５ｗｔ％の濃度範囲において９ｃｄ／Ａ以上の
高効率発光が得られた。また、０．０５〜１．５ｗｔ％
の領域においては、輝度半減時間が６００時間を超えて
おり、とりわけ０．１〜０．５ｗｔ％においては１００
０時間以上であった。一方、０．０５ｗｔ％未満および
１．５ｗｔ％を超えた濃度領域では発光効率が半分以下
に下がるばかりか、輝度半減時間も３００時間以下と半
分以下になっている。また、本実施側８５Ａにおいて
は、実施例４３Ａと比較して発光効率および寿命特性が
約１０％改善されており、本発明の有機薄膜ＥＬ素子の
電子注入輸送層１６ｂ中に陰極成分のリチウムをドーピ
ングすることで、特性が更に改善された。

【００９０】本実施倒の陰極部１７を碁盤目テープ法に
よって引き剥がし、密着力を測定すると、その負荷は、
リチウム濃度が０．０５〜１．５ｗｔ％の陰極１７を用
いた場合が１８００〜２２００ｇｆ／２４ｍｍで最も大
きかった。一方、０．０５ｗｔ％未満の陰極１７では１
０００ｇｆ／２４ｍｍ、１．５ｗｔを超えた陰極１７で
は、１２００ｇｆ／２４ｍｍであった。実施例４３Ａと
比較して密着力も約１．３倍改善されており、本発明の
電子注入輸送層１６ｂ中に陰極成分のリチウムをドーピ
ングすることで、密着力向上によって特性が改善でき
た。

【００９１】本実施例においては、アルミニウム陰極１
７に占めるリチウム濃度が、０．０５〜１．５ｗｔ％に
おいて特性が良好で、とりわけ０．１〜０．５ｗｔ％の
場合、高効率で寿命特性が安定であった。この結果は、
図３に示す素子構造を適用した有機薄膜ＥＬ素子におい
て、アルミニウム−リチウム合金陰極１７に接する電子
注入輸送層１６ｂに化合物（１）を含有させ、陰極１７
に含まれるリチウム濃度範囲を０．０５〜１．５ｗｔ
％、好ましくは０．１〜０．５ｗｔ％にすることで、優
れた特性の有機簿膜ＥＬ素子が得られることを示唆する
ものである。

【００９２】（実施例８６Ａ〜１０５Ａ）表２３中の化
合物を図３の電子注入輸送層１６ｂとして使用する以外
は、実施例８５Ａと同様にして有機薄膜ＥＬ素子を作製
し、その特性を評価した。結果を表２３に示す。

【００９３】電子注入輸送層１６ｂとしてどの化合物を
適用しても、アルミニウム−リチウム合金陰極１７のリ
チウム濃度が０．０５〜１．５ｗｔ％においては、０．
０５ｗｔ％未満および１．５ｗｔ％を超えた場合と比較
して発光効率が概ね２倍、輝度半減時間は概ね３倍〜５
倍程度になった。比較例３Ａで最適とされうるリチウム
の濃度は０．０１〜０．１ｗｔ％と微量でありその範囲
は非常に狭いが、本実施例の最適リチウム濃度は０．０
５〜１．５ｗｔ％でありその範囲は広く、且つ発光特性
が良い。このことから、一般式（Ｉ）で示される化合物
を陰極に接する電子注入輸送層１６ｂとして使用した場
合には、リチウム濃度を０．０５〜１．５ｗｔ％にする
と優れた効果が得られることが示唆された。

【００９４】また、陰極部１７を碁盤目テープ法によっ
て引き剥がし、密着力を測定すると、その負荷はリチウ
ム濃度が０．０５〜１．５ｗｔ％の陰極１７を用いた場
合が１８００〜２２００ｇｆ／２４ｍｍで最も大きかっ
た。一方、０．０５ｗｔ％未満の陰極１７では５５０ｇ
ｆ／２４ｍｍ以下、１．５ｗｔ％を超えた陰極１７で
は、８５０ｇｆ／２４ｍｍ以下であった。

【００９５】これらの結果は、一般式（Ｉ）の化合物を
陰極１７に接する電子注入輸送層１６ｂとして用いた場
合、アルミニウム−リチウム合金陰極に占めるリチウム
濃度の割合を０．０５〜１．５ｗｔ％にすることで密着
力が向上し、且つ高効率、長寿命発光が達成できたこと
を示唆するものである。

【００９６】（比較例３Ａ）従来一般に便用されている
Ａｌｑからなる層にリチウムをドーピングして電子注入
輸送層１６ｂを形成する以外は、実施例８５Ａと同様に
有機薄膜ＥＬ素子を作成し、その特性を評価した。図１
１に示すようにリチウム濃度が０．０１〜０．１ｗｔ％
の間で、発光効率および寿命特性にピークが見られた。
０．１ｗｔ％を超えると急激に発光特性が低下した。

【００９７】また、陰極部１７を碁盤目テープ法によっ
て引き剥がし、密着力を測定すると、その負荷は、リチ
ウム濃度が０．０１〜０．１ｗｔ％の陰極１７を用いた
場合が１０００〜１２００ｇｆ／２４ｍｍで最も大きか
った。一方、０．１ｗｔ％を超えた陰極１７では９００
ｇｆ／２４ｍｍ以下であった。

【００９８】（実施例１０６Ａ）図４は、本発明の有機
薄膜ＥＬ素子の第４の実施形態の構造を説明するための
概略断面図である。この構造では、陰極１７上に陰極保
護層１８が設けられている点が他の実施形態の構造と異
なる。

【００９９】図４を用いて本発明の実施例１０６Ａにつ
いて説明する。ガラス基板１１上にＩＴＯ（インジウム
錫酸化物）をイオンプレーティング法によって成膜し、
短冊状にエッチングし、陽極１２付きのガラス基板を作
製した。ＩＴＯからなる陽極１２のシート抵抗は１３Ω
／□であった。ＩＴＯ付きガラス上に形成する有機薄膜
はすべて分子線蒸着法により行い、成膜中の真空度は２
×１０^-8Ｔｏｒｒ以下とした。

【０１００】蒸発速度０．０５ｎｍ／ｓでＴＴＰＡから
なる正孔注入層１３を厚さ３５ｎｍに形成し、次に蒸発
速度０．２５ｎｍ／ｓでα−ＮＰＤからなる正孔輸送層
１４を厚さ１５ｎｍに形成した。

【０１０１】その上部に蒸発速度０．０７ｎｍ／ｓでＢ
ＰＢＡからなる発光層１５を厚さ４８ｎｍに形成した。
更に、発光層１５の上部に蒸発速度０．２ｎｍ／ｓで化
合物（１）からなる電子注入輸送層ｌ６ａを厚さ３５ｎ
ｍに形成した。

【０１０２】次にその上部に、スカンジウムが１．５ｗ
ｔ％含まれるアルミニウムとリチウムを別々の蒸発源か
ら蒸発させる共蒸着法でアルミニウム−スカンジウム−
リチウムからなる合金陰極１７を厚さ３０ｎｍにパター
ン形成した。

【０１０３】更にその上部に、陰極１７の保護層１８と
してスカンジウムが１．５ｗｔ％含まれるアルミニウム
−スカンジウム合金をアルゴンガス中のＲＦスパッタ法
により厚さ３００ｎｍに形成した。

【０１０４】最後に、Ａｒガス雰囲気中で素子を封止し
た。尚、本実施例１０６に用いた陰極１７に占めるリチ
ウム及びスカンジウムの濃度はＩＣＰ−ＡＥＳにより決
定した。

【０１０５】図８は、陰極１７のリチウム濃度に対し
て、発光効率（●印）及び輝度半減時間（〇印）の関係
を示したグラフである。発光効率は、陰極１７のリチウ
ム濃度によって異なり、０．０５〜１．５ｗｔ％の領域
においては、６〜１０．５ｃｄ／Ａとなった。特に、
０．１〜０．５ｗｔ％の広い濃度範囲において約１０ｃ
ｄ／Ａの高効率発光が得られた。また、０．０５〜１．
５ｗｔ％の領域においては、輝度半減時間が８００時間
を超えており、とりわけ０．１〜０．５ｗｔ％において
は１５００時間以上であった。一方、０．０５ｗｔ％未
満および１．５ｗｔ％を超えた濃度領域では発光効率が
半分以下に下がるばかりか、輝度半減時間も３００時間
以下と半分以下になっている。

【０１０６】本実施例の陰極部１７を碁盤目テープ法に
よって引き剥がし、密着力を測定すると、その負荷は、
リチウム濃度が０．０５〜１．５ｗｔ％の陰極１７を用
いた場合が１８００〜２２００ｇｆ／２４ｍｍで最も大
きかった。一方、０．０５ｗｔ％未満の陰極１７では１
０００ｇｆ／２４ｍｍ、１．５ｗｔ％を超えた陰極１７
では１２００ｇｆ／２４ｍｍであった。

【０１０７】本実施例においては、スカンジウム含有の
アルミニウム−リチウム合金陰極１７に占めるリチウム
濃度が、０．０５〜１．５ｗｔ％において特性が良好
で、とりわけ０．１〜０．５ｗｔ％の場合、高効率で寿
命特性が安定であった。この結果は、図４に示す素子構
造を適用した有機薄膜ＥＬ素子において、スカンジウム
含有のアルミニウム−リチウム合金陰極１７に接する電
子注入輸送層１６ａに化合物（１）を含有させ、陰極１
７に含まれるリチウム濃度範囲を０．０５〜１．５ｗｔ
％、好ましくは０．１〜０．５ｗｔ％にすると、優れた
特性の有機薄膜ＥＬ素子が得られることを示唆するもの
である。

【０１０８】（実施例１０７Ａ〜１２６Ａ）表２４中の
化合物を図４の電子注入輸送層１６ａとして使用する以
外は、実施側１０６Ａと同様にして有機薄膜ＥＬ素子を
作製し、その特性を評価した。結果を表２４に示す。

【０１０９】電子注入輸送層１６ａとしてどの化合物を
適用しても、スカンジウム含有のアルミニウム−リチウ
ム合金陰極１７のリチウム濃度が０．０５〜１．５ｗｔ
％においては、０．０５ｗｔ％未満および１．５ｗｔ％
を超えた場合と比較して発光効率が概ね２倍、輝度半減
寿命は概ね３倍〜５倍程度になった。比較例４Ａで最適
とされうるリチウムの濃度は０．０１〜０．１ｗｔ％と
微量でありその範囲は狭いが、本実施例の最適リチウム
濃度は０．０５〜１．５ｗｔ％と大きくその範囲は広
く、且つ発光特性が良い。このことから、一般式（Ｉ）
式に示される化合物を陰極１７に接する電子注入輸送層
１６ａとして使用した場合には、リチウム濃度を０．０
５〜１．５ｗｔ％にすると優れた効果が得られることが
示唆された。

【０１１０】また、陰極部１７を碁盤目テープ法によっ
て引き剥がし、密着力を測定すると、その負荷はリチウ
ム濃度が０．０５〜１．５ｗｔ％の陰極１７を用いた場
合が１８００〜２２００ｇｆ／２４ｍｍで最も大きかっ
た。一方、０．０５ｗｔ％未満の陰極１７では５５０ｇ
ｆ／２４ｍｍ以下、１．５ｗｔ％を超えた陰極１７では
８５０ｇｆ／２４ｍｍ以下であった。

【０１１１】これらの結果は、一般式（Ｉ）の化合物を
陰極１７に接する電子注入輸送層１６ａとして用いた場
合、スカンジウム含有のアルミニウム−スカンジウム−
リチウム合金陰極１７に占めるリチウム濃度の範囲を
０．０５〜１．５ｗｔ％にすることで密着力が向上し、
且つ陰極１７上に陰極保護層１８を設けたことで高効
率、長寿命発光が達成できたことを示唆するものであ
る。

【０１１２】（比較例４Ａ）従来一般に使用されている
Ａｌｑからなる電子注入輸送層１６ａを形成する以外
は、実施例１０６Ａと同様に有機薄膜ＥＬ素子を作成
し、その特性を評価した。

【０１１３】図１２に示すようにリチウム濃度が０．０
１〜０．１ｗｔ％の間で、発光効率および寿命特性にピ
ークが見られた。０．１ｗｔ％を超えると、急激に発光
特性が低下した。

【０１１４】また、陰極部を碁盤目テープ法によって引
き剥がし、密着力を測定すると、その負荷は、リチウム
濃度が０．０１〜０．１ｗｔ％の陰極１７を用いた場合
が１０００〜１２００ｇｆ／２４ｍｍで最も大きかっ
た。一方、０．１ｗｔ％を超えた陰極ｌ７では９００ｇ
ｆ／２４ｍｍ以下であった。

【０１１５】

【表１９】

【０１１６】

【表２０】

【０１１７】

【表２１】

【０１１８】

【表２２】

【０１１９】

【表２３】

【０１２０】

【表２４】 （実施例１Ｂ）図１は本発明の有機薄膜ＥＬ素子の第１
の実施形態の構造を説明するための概略断面図であり、
陰極１７に接する有機薄膜層が発光層１５である場合を
示している。この図１を用いて本発明の実施例１Ｂにつ
いて説明する。

【０１２１】ガラス基板１１上にＩＴＯ（インジウム錫
酸化物）をイオンプレーティング法によって成膜し、短
冊状にエッチングして陽極１２付きのガラス基板を作製
した。ＩＴＯからなる陽極１２のシート抵抗は１３Ω／
□であった。

【０１２２】ＩＴＯ付きガラス基板上に形成する有機薄
膜の形成はすべて分子線蒸着法により行い、成膜中の真
空度は２×１０^-8Ｔｏｒｒ以下とした。蒸発速度０．０
５ｎｍ／ｓでトリス（４−（４’−（Ｎ，Ｎ−ジ（４−
トリル）アミノ）スチリル）フェニルトリフェニルアミ
ン（以下「ＴＴＰＡ」と略記する。）からなる正孔注入
層１３を３５ｎｍの厚さに形成し、次に、蒸発速度０．
２５ｎｍ／ｓでＮ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス
（α−ナフチル）−１，１’−ビフェニル−４，４’−
ジアミン（以下「α−ＮＰＤ」と略記する。）からなる
正孔輸送層１４を厚さ２５ｎｍに形成した。

【０１２３】その上部に発光層１５を形成した。発光層
１５は、表１中の化合物（１）と３，９−ペリレンジカ
ルボン酸ジフェニルエステルとを各々別の蒸着源から蒸
発させる共蒸着法によって形成した。その際、３，９−
ペリレンジカルボン酸ジフェニルエステルが発光層中に
３モル％含まれるように蒸発速度を精密制御して７０ｎ
ｍの発光層１５を形成した。

【０１２４】次にその上部に、マグネシウムとリチウム
を別々の蒸発源から蒸発させる共蒸着法でマグネシウム
−リチウムからなる合金陰極１７を厚さ１５０ｎｍでパ
ターン形成した。

【０１２５】最後に、Ａｒガス雰囲気中で素子を封止し
た。尚、本実施例に用いた陰極１７に含まれるリチウム
の濃度は、誘導結合プラズマ発光分光分析法（ＩＣＰ−
ＡＥＳ）により決定した。

【０１２６】この有機薄膜ＥＬ素子に通電し、発光効率
と寿命特性（輝度半減時間）の評価を行った。発光効率
（ｃｄ／Ａ）は、輝度３００ｃｄ／ｍ²発光時の電流密
度から求めた。また、寿命特性の評価はパルス周波数１
００Ｈｚ、ｄｕｔｙ比５０％でピーク電流密度１０ｍＡ
／ｃｍ²でのパルス駆動で素子を発光させて行った。こ
の時、パルスがオフになっている間に−１０Ｖの逆バイ
アス電圧を印加した。

【０１２７】図１３は、陰極１７のリチウム濃度に対し
て、発光効率（●印）及び輝度半減時間（○印）の関係
を示したグラフである。発光効率は、陰極１７のリチウ
ム濃度によって異なり、０．０３〜１．７ｗｔ％の濃度
範囲においては３．０〜６．１ｃｄ／Ａとなった。特
に、０．０３〜１．０ｗｔ％の濃度範囲において５ｃｄ
／Ａ以上の一定した値が得られた。また、０．０３〜
１．７ｗｔ％の領域においては、輝度半減時間が５００
時間を超えている。一方、０．０３ｗｔ％未満および
１．７ｗｔ％を超えた濃度範囲では発光効率が極端に小
さくなるばかりか、輝度半減時間が極端短く１００時間
にも満たない。

【０１２８】陰極部１７を碁盤目テープ法によって引き
剥がし、密着力を測定すると、その負荷はリチウム濃度
が０．０３〜１．７ｗｔ％の陰極１７を用いた場合が１
３５０〜１７５０ｇｆ／２４ｍｍで最も大きかった。一
方、０．０３ｗｔ％未満の陰極１７では５５０ｇｆ／２
４ｍｍ以下、１．７ｗｔ％を超えた陰極１７では７５０
ｇｆ／２４ｍｍ以下であった。

【０１２９】本実施例１においては、マグネシウム合金
陰極１７に占めるリチウム濃度が、０．０３〜１．７ｗ
ｔ％において特性が良好で、とりわけ０．０３〜１．０
ｗｔ％の場合が高効率で寿命特性が安定であった。この
結果は、マグネシウム−リチウム陰極１７に接する発光
層薄膜１５に化合物（１）を含有させ、陰極ｌ７に含ま
れるリチウムの濃度範囲を０．０３〜１．７ｗｔ％、好
ましくは０．０３〜１．０ｗｔ％にするれば、特性の優
れた有機薄膜ＥＬ素子が得られることを示唆するもので
ある。

【０１３０】（実施例２Ｂ〜４２Ｂ）一般式（Ｉ）の化
合物として表２５及び表２６に示す化合物と３，９−ペ
リレンジカルボン酸ジフェニルエステルとを各々別の蒸
着源から蒸発させる共蒸着法によって３，９−ペリレン
ジカルボン酸ジフェニルエステルが発光層中に３モル％
含まれるように蒸発速度を精密制御して厚さ７０ｎｍの
発光層１５を形成する以外は、実施例１Ｂと同様に有機
薄膜ＥＬ素子を作製し、その特性を評価した。結果を表
２５及び表２６に示す。

【０１３１】発光層１５としてどの化合物を通用して
も、マグネシウム−リチウム合金陰極１７のリチウム濃
度が０．０３〜１．７ｗｔ％においては、０．０３ｗｔ
％未満および１．７ｗｔ％を超えた場合と比較して発光
効率が概ね２倍、輝度半減寿命は３倍〜１０倍程度にな
った。このことから、一般式（Ｉ）式に示される化合物
を陰極１７に接する発光層１５として使用した場合に
は、リチウム濃度を０．０３〜１．７ｗｔ％にすると優
れた効果が得られることが示唆された。

【０１３２】また、陰極部１７を碁盤目テープ法によっ
て引き剥がし、密着力を測定すると、その負荷はリチウ
ム渡度が０．０３〜１．７ｗｔ％の陰極１７を用いた場
合が１２００〜１８００ｇｆ／２４ｍｍで最も大きかっ
た。一方、０．０３ｗｔ％未満の陰極１７では４５０ｇ
ｆ／２４ｍｍ以下、１．７ｗｔ％を超えた陰極１７で
は、８００ｇｆ／２４ｍｍ以下であった。

【０１３３】これらの結果は、図１に示す有機薄膜ＥＬ
素子において、一般式（Ｉ）の化合物を陰極１７に接す
る発光層１５として用いた場合、マグネシウム−リチウ
ム合金陰極１７に占めるリチウム濃度の割合を０．０３
〜１．７ｗｔ％にすることで密着力が向上し、且つ高効
率、長寿命発光が達成できたことを示唆するものであ
る。

【０１３４】（比較例１Ｂ）従来一般に使用されている
Ａｌｑと３，９−ペリレンジカルボン酸ジフェニルエス
テルとを各々別の蒸着源から蒸発させる共蒸着法によっ
て３，９−ペリレンジカルボン酸ジフェニルエステルが
発光層１５中に３モル％含まれるように蒸発速度を精密
制御して厚さ７０ｎｍの発光層１５を形成する以外は、
実施例１Ｂと同様に有機薄膜ＥＬ素子を作製し、その特
性を評価した。

【０１３５】その結果、図１７に示すように、リチウム
濃度が１．７ｗｔ％を超えた領域で、発光効率および寿
命特性にピークが見られた。しかし、このようなリチウ
ム濃度が高い領域では電極の腐食や黒点が発生しやすい
ため好ましくない。

【０１３６】また、陰極部を碁盤目テープ法によって引
き剥がし、密着力を測定すると、その負荷はリチウム濃
度が１．７ｗｔ％を超えた陰極１７を用いた場合が１０
００〜１２００ｇｆ／２４ｍｍで最も大きかった。一
方、１．７ｗｔ％未満の陰極１７では、９００ｇｆ／２
４ｍｍ以下であった。

【０１３７】（実施例４３Ｂ）図２は、本発明の有機簿
膜ＥＬ素子の第２の実施形態の構造を説明するための概
略断面図であり、この構造では、陰極に接する有機膜が
電子注入輸送層１６ａであり、発光層１５と電子注入輸
送層１６ａとが本質的に機能分離されている。

【０１３８】図２を用いて本発明の実施例４３Ｂについ
て説明する。ガラス基板１１上にＩＴＯ（インジウム錫
酸化物）をイオンプレーティング法によって成膜し、短
冊状にエッチングし、陽極１２付きのガラス基板を作製
した。ＩＴＯからなる陽極１２のシート抵抗は１３Ω／
□であった。このＩＴＯ付きガラス上に形成する有機薄
膜はすべて分子線蒸着法により行い、成膜中の真空度は
２×１０^-8Ｔｏｒｒ以下とした。

【０１３９】次に、蒸発速度０．０５ｎｍ／ｓでＴＴＰ
Ａからなる正孔注入層１３を厚さ３５ｎｍに形成し、次
いで蒸発速度０．２５ｎｍ／ｓでα−ＮＰＤからなる正
孔輸送層１４を厚さ１５ｎｍに形成した。

【０１４０】その上部に蒸発速度０．０７ｎｍ／ｓで
９，１０−ビス（４−（４−（Ｎ，Ｎ−ジ（４−トリ
ル）アミノフェニル）ベンジリデン）アントラセン
（「ＢＰＢＡ」と略記する。）からなる発光層１５を厚
さ４８ｎｍに形成した。

【０１４１】さらに、発光層１５の上部に蒸発速度０．
２ｎｍ／ｓで表１中の化合物（１）からなる電子注入輸
送層１６ａを厚さ３５ｎｍに形成した。

【０１４２】次にその上部に、マグネシウムとリチウム
を別々の蒸発源からなる蒸発させる共蒸着法でマグネシ
ウム−リチウムからなる合金陰極１７を厚さ１５０ｎｍ
にパターン形成した。

【０１４３】最後に、Ａｒガス雰囲気中で素子を封止し
た。尚、本実施例４３に用いた陰極１７に含まれるリチ
ウムの濃度はＩＣＰ−ＡＥＳにより決定した。

【０１４４】この有機薄膜ＥＬ素子に通電し、発光効率
と寿命特性（輝度半減時間）の評価を行った。発光効率
（ｃｄ／Ａ）は、輝度３００ｃｄ／ｍ²発光時の電流密
度から求めた。また、寿命特性の評価は、パルス周波数
１００Ｈｚ、ｄｕｔｙ比５０％でピーク電流密度１０ｍ
Ａ／ｃｍ²でのパルス駆動で素子を発光させて行った。
この時、パルスがオフになっている間に−１０Ｖの逆バ
イアス電圧を印加した。

【０１４５】図１４は、陰極１７のリチウム濃度に対し
て、発光効率（●印）及び輝度半減時間（〇印）の関係
を示したグラフである。発光効率は、陰極１７のリチウ
ム濃度によって異なり、０．０３〜１．７ｗｔ％におい
ては、５．５〜７．１ｃｄ／Ａとなった。また、０．０
３〜１．７ｗｔ％においては、輝度半減時間が４００時
間以上であった。一方、０．０３ｗｔ％未満および１．
７ｗｔ％を超えた濃度領域では発光効率が半分程度まで
落ち、更に輝度半減時間が１２０時間以下と極端に短か
った。

【０１４６】陰極部１７を碁盤目テープ法によって引き
剥がし、密着力を測定すると、その負荷はリチウム濃度
が０．０３〜１．７ｗｔ％の陰極１７を用いた場合が１
５００〜１８００ｇｆ／２４ｍｍで最も大きかった。一
方、０．０３ｗｔ％未満の陰極１７では５５０ｇｆ／２
４ｍｍ以下、１．７ｗｔ％を超えた陰極１７では８５０
ｇｆ／２４ｍｍ以下であった。

【０１４７】本実施例４３Ｂにおいては、マグネシウム
合金陰極１７に占めるリチウム濃度が、０．０３〜１．
７ｗｔ％において特性が良好であった。これは、図２に
示す素子構造を適用した有機薄膜ＥＬ素子において、マ
グネシウム−リチウム合金陰極１７に接する電子注入・
輸選層１６ａに表１の化合物（１）を含有させ、陰極１
７に含まれるリチウム濃度範囲を０．０３〜１．７ｗｔ
％にすると、特性の優れた有機薄膜ＥＬ素子が得られる
ことを示唆するものである。

【０１４８】（実施例４４Ｂ〜８４Ｂ）一般式（Ｉ）の
化合物として表２７及び表２８に示す化合物を図２の電
子注入輸送層１６ａとして使用する以外は、実施例４３
Ｂと同様に有機薄膜ＥＬ素子を作製し、その特性を評価
した。結果を表２７及び表２８に示す。

【０１４９】電子注入輸送層１６ａとしてどの化合物を
適用しても、マグネシウム−リチウム陰極１７のリチウ
ム濃度が０．０３〜１．７ｗｔ％においては、０．０３
ｗｔ％未満および１．７ｗｔ％を超えた場合と比較して
発光効率が概ね２倍、輝度半減寿命は３倍〜１０倍程度
になった。このことから、一般式（Ｉ）式に示される化
合物をマグネシウム−リチウム合金陰極１７に接する電
子注入輸送層として使用した場合には、リチウム濃度を
０．０３〜１．７ｗｔ％にすると優れた効果が得られる
ことが示唆された。

【０１５０】また、陰極部１７を碁盤目テープ法によっ
て引き剥がし、密着力を測定すると、その負荷はリチウ
ム濃度が０．０３〜１．７ｗｔ％の陰極１７を用いた場
合が１２００〜１８００ｇｆ／２４ｍｍで最も大きかっ
た。一方、０．０３ｗｔ％未満の陰極１７では５５０ｇ
ｆ／２４ｍｍ以下、１．７ｗｔ％を超えた陰極１７で
は、８５０ｇｆ／２４ｍｍ以下であった。

【０１５１】これらの結果は、一般式（Ｉ）の化合物を
陰極１７に接する電子注入輸送層１６ａとして用いた場
合、マグネシウム−リチウム合金陰極１７に占めるリチ
ウム濃度の割合を０．０３〜１．７ｗｔ％にすることで
密着力が向上し、且つ高効率、長寿命発光が達成できた
ことを示唆するものである。

【０１５２】（比較例２Ｂ）従来一般に使用されている
Ａｌｑを電子注入輸送層１６ａとして形成する以外は、
実施例４３Ｂと同様にして有機薄膜ＥＬ素子を作製し、
その特性を評価した。図１８に示すようにリチウム濃度
が１．７ｗｔ％を超えた領域で、発光効率および寿命特
性にピークが見られる。このようなリチウム濃度が高い
領域では、腐食や黒点が発生しやすいため好ましくな
い。

【０１５３】また、陰極部１７を碁盤目テープ法によっ
て引き剥がし、密着力を測走すると、その負荷はリチウ
ム濃度が１．７ｗｔ％を超えた陰極１７を用いた場合が
１０００〜１２００ｇｆ／２４ｍｍで最も大きかった。
一方、１．７ｗｔ％以下の陰極１７では９００ｇｆ／２
４ｍｍ以下であった。

【０１５４】（実施例８５Ｂ）図３は、本発明の有機薄
膜ＥＬ素子の第３の実施形態の構造を説明するための概
略断面図である。この構造では、陰極１７に接する電子
注入輸送層１６ｂの中に陰極成分の少なくとも１種類が
含まれている点が第２の実施形態の構造と異なる。

【０１５５】図３を用いて本発明の実施例８５Ｂについ
て説明する。ガラス基板１１上にＩＴＯ（インジウム錫
酸化物）をイオンプレーティング法によって成膜し、短
冊状にエッチングし、陽極１２付きのガラス基板を作製
した。ＩＴＯからなる陽極１２のシート抵抗は１３Ω／
□であった。ＩＴＯ付きガラス上に形成する有機薄膜は
すべて分子線蒸着法により行い、成膜中の真空度は２×
１０^-8Ｔｏｒｒ以下とした。

【０１５６】次に、蒸発速度０．０５ｎｍ／ｓでＴＴＰ
Ａからなる正孔注入層１３を厚さ３５ｎｍに形成し、次
いで蒸発速度０．２５ｎｍ／ｓでα−ＮＰＤからなる正
孔輸送層１４を厚さ２５ｎｍに形成した。

【０１５７】その上部に蒸発速度０．０７ｎｍ／ｓでＢ
ＰＢＡからなる発光層１５を厚さ４８ｎｍに形成した。
更に、発光層１５の上部にリチウムと化合物（１）から
なる電子輸送材料を別々の蒸発源からの蒸発する共蒸着
法によってリチウムが１．５ｗｔ％含まれる電子注入輸
送層１６ｂを厚さ３５ｎｍに形成した。

【０１５８】次にその上部に、マグネシウムとリチウム
を別々の蒸発源からなる蒸発させる共蒸着法でマグネシ
ウム−リチウムからなる合金陰極１７を厚さ１５０ｎｍ
にパターン形成した。

【０１５９】最後に、Ａｒガス雰囲気中で素子を封止し
た。尚、本実施例８５Ｂに用いた陰極１７に含まれるリ
チウムの濃度はＩＣＰ−ＡＥＳにより決定した。

【０１６０】図１５は、陰極１７のリチウム濃度に対し
て、発光効率（●印）及び輝度半減時間（○印）の関係
を示したグラフである。発光効率は、陰極１７のリチウ
ム濃度によって異なり、０．０３〜１．７ｗｔ％の領域
においては、６．４〜８．４ｃｄ／Ａとなった。また、
０．０３〜１．７ｗｔ％の領域においては、輝度半減時
間が４４０時間以上であった。一方、０．０３ｗｔ％未
満および１．７ｗｔ％を超えた濃度領域では発光効率が
半分以下に下がるばかりか、輝度半減時間も１２０時間
以下と半分以下になっている。また、本実施例８５Ｂに
おいては、実施例４３Ｂと比較して発光効率および寿命
特性が１０〜２０％改善されており、本発明の有機薄膜
ＥＬ素子の電子注入輸送層１６ｂ中に陰極成分のリチウ
ムをドーピングすることで、特性が更に改善された。

【０１６１】本実施例の陰極部１７を碁盤目テープ法に
よって引き剥がし、密着力を測定すると、その負荷は、
リチウム濃度が０．０３〜１．７ｗｔ％の陰極１７を用
いた場含が１７５０〜２１５０ｇｆ／２４ｍｍで最も大
きかった。一方、０．０３ｗｔ％未満の陰極１７では９
００ｇｆ／２４ｍｍ、１．７ｗｔを超えた陰極１７で
は、１１００ｇｆ／２４ｍｍであった。実施例４３Ｂと
比較して密着力も約１．２倍改善されており、本発明の
電子注入輸送層１６ｂ中に陰極成分のリチウムをドーピ
ングすることで、密着力向上によって特性が改善でき
た。

【０１６２】本実施例においては、マグネシウム陰極１
７に占めるリチウム濃度が、０．０３〜１．７ｗｔ％に
おいて特性が良好であった。これは、図３に示す素子構
造を適用した有機薄膜ＥＬ素子において、マグネシウム
−リチウム合金陰極１７に接する電子注入輸送層１６ｂ
に化合物（１）を含有させ、陰極１７に合まれるリチウ
ム濃度範囲を０．０３〜１．７ｗｔ％にすることで、優
れた特性の有機薄膜ＥＬ素子が得られることを示唆する
ものである。

【０１６３】（実施例８６Ｂ〜１０５Ｂ）表２９中の化
合物を図３の電子注入輸送層１６ｂとして使用する以外
は、実施例８５Ｂと同様にして有機薄膜ＥＬ素子を作製
し、その特性を評価した。結果を表２９に示す。

【０１６４】電子注入輸送層１６ｂとしてどの化合物を
適用しても、マグネシウム−リチウム合金陰極１７のリ
チウム濃度が０．０３〜１．７ｗｔ％においては、０．
０３ｗｔ％未満および１．７ｗｔ％を超えた場合と比敷
して発光効率が概ね２倍、輝度半減寿命は３倍〜９倍程
度になった。このことから、一般式（Ｉ）式に示される
化合物を図３に示す有機薄膜ＥＬ素子の陰極１７に接す
る電子注入輸送層１６ｂとして使用した場合には、リチ
ウム濃度を０．０３〜１．７ｗｔ％にすると優れた効果
が得られることが示唆された。

【０１６５】また、陰極部１７を碁盤目テープ法によっ
て引き剥がし、密着力を測定すると、その負荷はリチウ
ム濃度が０．０３〜１．７ｗｔ％の陰極１７を用いた揚
合が１７５０〜２１５０ｇｆ／２４ｍｍで最も大きかっ
た。一方、０．０３ｗｔ％未満の陰極１７では９００ｇ
ｆ／２４ｍｍ以下、１．７ｗｔ％を超えた陰極ｌ７で
は、１１００ｇｆ／２４ｍｍ以下であった。

【０１６６】これらの結果は、一般式（Ｉ）の化合物を
陰極１７に接する電子注入輸送層１６ｂとして用いた場
合、マグネシウム−リチウム合金陰極１７に占めるリチ
ウム濃度の割合を０．０３〜１．７ｗｔ％にすることで
密着力が向上し、且つ高効率、長寿命発光が達成できた
ことを示唆するものである。

【０１６７】（比較例３Ｂ）従来一般に使用されている
Ａｌｑからなる層にリチウムをドーピングして電子注入
輸送層１６ｂを形成する以外は、実施例８５Ｂと同様に
して有機薄膜ＥＬ素子を作製し、その特性を評価した。
図１９に示すようにリチウム濃度が１．７ｗｔ％を超え
た領域で、発光効率および寿命特性にピークが見られ
た。

【０１６８】また、陰極部１７を碁盤目テープ法によっ
て引き剥がし、密着力を測定すると、その負荷は、リチ
ウム濃度が１．７ｗｔ％を超えた陰極１７を用いた場合
が１０００〜ｌ２００ｇｆ／２４ｍｍで最も大きかっ
た。一方、１．７ｗｔ％未満の陰極１７では９００ｇｆ
／２４ｍｍ以下であった。

【０１６９】（実施側１０６Ｂ）図４は、本発明の有機
薄膜ＥＬ素子の第４の実施形態の構造を説明するための
概略断面図である。この構造では、陰極１７上に陰極保
護層１８が設けられている点が他の実施形態の構造と異
なる。

【０１７０】図４を用いて本発明の実施例１０６Ｂにつ
いて説明する。ガラス基板１１上にＩＴＯ（インジウム
錫酸化物）をイオンプレーティング法によって成膜し、
短冊状にエッチングし、陽極１２付きのガラス基板を作
製した。ＩＴＯからなる陽極１２のシート抵抗は１３Ω
／□であった。ＩＴＯ付きガラス上に形成する有機薄膜
はすべて分子線蒸着法により行い、成膜中の真空度は２
×１０^-8Ｔｏｒｒ以下とした。

【０１７１】蒸発速度０．０５ｎｍ／ｓでＴＴＰＡから
なる正孔注入層１３を厚さ３５ｎｍに形成し、次に蒸発
速度０．２５ｎｍ／ｓでα−ＮＰＤからなる正孔輸送層
１４を厚さ１５ｎｍに形成した。

【０１７２】その上部に蒸発速度０．０７ｎｍ／ｓでＢ
ＰＢＡからなる発光層１５を厚さ４８ｎｍに形成した。
更に、発光層１５の上部に蒸発速度０．２ｎｍ／ｓで化
合物（１）からなる電子注入輸送層１６ａを厚さ３５ｎ
ｍに形成した。

【０１７３】次にその上部に、マグネシウムとリチウム
を別々の蒸発源からなる蒸発させる共蒸着法でマグネシ
ウム−リチウムからなる合金陰極１７を厚さ３０ｎｍに
パターン形成した。

【０１７４】更にその上部に、陰極１７の保護層１８と
してアルミニウム−スカンジウム合金をアルゴンガス中
のＲＦスパッタ法により厚さ３００ｎｍに形成した。

【０１７５】最後に、Ａｒガス雰囲気中で素子を封止し
た。尚、本実施例１０６に用いた陰極１７に含まれるリ
チウムの濃度はＩＣＰ−ＡＥＳにより決定した。

【０１７６】図１６は、陰極１７のリチウム濃度に対し
て、発光効率（●印）及び輝度半減時間（〇印）の関係
を示したグラフである。発光効率は、陰極１７のリチウ
ム濃度によって異なり、０．０３〜１．７ｗｔ％以下の
領域においては、５．０〜７．１ｃｄ／Ａとなった。ま
た、０．０３〜１．７ｗｔ％の領域においては、輝度半
減時間が７００時間を超えている。とりわけ０．４〜
１．０ｗｔ％においては１０００時間以上であった。一
方、０．０３ｗｔ％未満および１．７ｗｔ％を超えた濃
度範囲では発光効率が半分以下に下がるばかりか、輝度
半減時間も１００時間以下と極端に短い。

【０１７７】本実施例の陰極部１７を碁盤目テープ法に
よって引き剥がし、密着力を測定すると、その負荷は、
リチウム濃度が０．０３〜１．７ｗｔ％の陰極１７を用
いた場合が１５００〜１８００ｇｆ／２４ｍｍで最も大
きかった。一方、０．０３ｗｔ％未満の陰極では５５０
ｇｆ／２４ｍｍ、１．７ｗｔを超えた陰極では８５０ｇ
ｆ／２４ｍｍであった。

【０１７８】本実施例においては、マグネシウム合金陰
極１７に占めるリチウム濃度が、０．０３〜１．７ｗｔ
％において特性が良好で、特に０．４〜１．０ｗｔ％の
場合、高効率で寿命特性が安定であった。この結果は、
図４に示す素子構造を適用した有機薄膜ＥＬ素子におい
て、マグネシウム−リチウム合金陰極１７に接する電子
注入輸送層１６ａに化合物（１）を含有させ、陰極１７
に含まれるリチウム濃度範囲を０．０３〜１．７ｗｔ
％、好ましくは０．４〜１．０ｗｔ％にすると、優れた
特性の有般薄膜ＥＬ素子が得られることを示唆するもの
である。

【０１７９】（実施側１０７Ｂ〜１２６Ｂ）表３０中化
合物を図４の電子注入航送層１６ａとして使用する以外
は、実施例１０６Ｂと同様にして有機薄膜ＥＬ素子を作
製し、その特性を評価した。結果を表３０に示す。

【０１８０】電子注入輸送層１６ａとしてどの化合物を
適用しても、マグネシウム−リチウム合金陰極１７のリ
チウム濃度が０．０３〜１．７ｗｔ％においては、０．
０３ｗｔ％未満および１．７ｗｔ％を超えた場合と比較
して発光効率が概ね２倍、輝度半減寿命は概ね３倍〜４
倍程度になった。

【０１８１】図４に示す素子構造を適用した有機薄膜Ｅ
Ｌ素子において、一般式（Ｉ）式に示される化合物を陰
極１７に接する発光層１５として使用した場合には、リ
チウム濃度を０．０３〜１．７ｗｔ％にすると優れた効
果が得られることが示峻された。

【０１８２】また、陰極部１７を碁盤目テープ法によっ
て引き剥がし、密着力を側定すると、その負荷は、リチ
ウム濃度が０．０５〜１．５ｗｔ％の陰極１７を用いた
場合が１５００〜１８００ｇｆ／２４ｍｍで最も大きか
った。一方、０．０５ｗｔ％未満の陰極１７では５５０
ｇｆ／２４ｍｍ以下、１．５ｗｔ％を超えた陰極１７で
は８５０ｇｆ／２４ｍｍ以下であった。

【０１８３】これらの結果は、一般式（Ｉ）の化合物を
陰極１７に接する電子注入輸送層１６ａとして用いた場
合、マグネシウム−リチウム合金陰極１７に占めるリチ
ウム濃度の割合を０．０３〜１．７ｗｔ％にすることで
密着力が向上し、且つ陰極１７上に陰極保護層１８を設
けたことで高効率、長寿命発光が達成できたことを示唆
するものである。

【０１８４】（比軟例４Ｂ）従来一般に使用されている
Ａｌｑを電子注入輸送層１６ａとして形成する以外は、
実施例１０６Ｂと同様に有機薄膜ＥＬ素子を作製し、そ
の特性を評価した。

【０１８５】図２０に示すようにリチウム濃度が１．７
ｗｔ％を超えた領域で、発光効率および輝度半減時間に
ピークが見られた。

【０１８６】尚、陰極部１７を碁盤目テープ法によって
引き剥がし、密着力を測定すると、その負荷は、リチウ
ム濃度が１．７ｗｔ％を超えた陰極１７を用いた場合が
１０００〜１２００ｇｆ／２４ｍｍで最も大きかった。
一方、１．７ｗｔ％以下の陰極１７では９００ｇｆ／２
４ｍｍ以下であった。

【０１８７】

【表２５】

【０１８８】

【表２６】

【０１８９】

【表２７】

【０１９０】

【表２８】

【０１９１】

【表２９】

【０１９２】

【表３０】

【０１９３】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明に
よれば、発光効率や寿命など素子の基本特性を高めるこ
とができる。

【０１９４】また、本発明のアルミニウム合金陰極に含
まれるリチウム濃度は０．０５〜１．５ｗｔ％と大きく
その範囲も広いため、リチウム組成が多少ずれても素子
特性に大きな影響を与えることがないことから、デバイ
スの大面積化による輝度や効率のばらつきが少ない等、
歩留まりの高い有機薄膜ＥＬデバイスの製造が可能とな
る。さらに、この濃度範囲では、陰極の腐食や黒点の発
生が起こりにくい。

【０１９５】また、本発明のマグネシウム合金陰極に含
まれるリチウム濃度は０．０３〜１．７と大きくその範
囲も広いため上記と同様な効果が得られ、陰極の腐食や
黒点の発生も起こりにくい。

【図面の簡単な説明】

【図１】陰極に接する有機薄膜層が発光層である本発明
の有機薄膜ＥＬ素子の概略断面図である。

【図２】陰極に接する有機薄膜層が電子注入輸送層であ
る本発明の有機薄膜ＥＬ素子の概略断画図である。

【図３】陰極に接する有機薄膜層が陰極成分の少なくと
も１つを含んだ電子注入輸送層である本発明の有機薄膜
ＥＬ素子の概略断面図である。

【図４】陰極上に陰極保護層を形成した本発明の有機薄
膜ＥＬ素子の概略断面図である。

【図５】本発明の実施例１Ａの陰極のリチウム濃度−発
光効率、及びリチウム濃度−輝度半減時間の特性を示す
グラフである。

【図６】本発明の実施例４３Ａの陰極のリチウム濃度−
発光効率、及びリチウム濃度−輝度半減時間の特性を示
すグラフである。

【図７】本発明の実施例８５Ａの陰極のリチウム濃度−
発光効率、及びリチウム濃度−輝度半減時間の特性を示
すグラフである。

【図８】本発明の実施例１０６Ａの陰極のリチウム濃度
−発光効率、及びリチウム濃度−輝度半減時間の特性を
示すグラフである。

【図９】比較例１Ａの陰極のリチウム濃度−発光効率、
及びリチウム濃度−輝度半減時間の特性を示すグラフで
ある。

【図１０】比較例２Ａの陰極のリチウム濃度−発光効
率、及びリチウム濃度−輝度半減時間の特性を示すグラ
フである。

【図１１】比較例３Ａの陰極のリチウム濃度−発光効
率、及びリチウム濃度−輝度半減時間の特性を示すグラ
フである。

【図１２】比較例４Ａの陰極のリチウム濃度−発光効
率、及びリチウム濃度−輝度半減時間の特性を示すグラ
フである。

【図１３】本発明の実施例１Ｂの陰極のリチウム濃度−
発光効率、及びリチウム濃度−輝度半減時間の特性を示
すグラフである。

【図１４】本発明の実施例４３Ｂの陰極のリチウム濃度
−発光効率、及びリチウム濃度−輝度半減時間の特性を
示すグラフである。

【図１５】本発明の実施例８５Ｂの陰極のリチウム濃度
−発光効率、及びリチウム濃度−輝度半減時間の特性を
示すグラフである。

【図１６】本発明の実施例１０６Ｂの陰極のリチウム濃
度−発光効率、及びリチウム濃度−輝度半減時間の特性
を示すグラフである。

【図１７】比較例１Ｂの陰極のリチウム濃度−発光効
率、及びリチウム濃度−輝度半減時間の特性を示すグラ
フである。

【図１８】比較例２Ｂの陰極のリチウム濃度−発光効
率、及びリチウム濃度−輝度半減時間の特性を示すグラ
フである。

【図１９】比較例３Ｂの陰極のリチウム濃度−発光効
率、及びリチウム濃度−輝度半減時間の特性を示すグラ
フである。

【図２０】比較例４Ｂの陰極のリチウム濃度−発光効
率、及びリチウム濃度−輝度半減時間の特性を示すグラ
フである。

【符号の説明】

１１ 基板 １２ 陽極 １３ 正孔注入層 １４ 正孔輸送層 １５ 発光層 １６ａ 一般式（Ｉ）の化合物からなる有機薄膜の電
子注入輸送層 １６ｂ 一般式（Ｉ）の化合物からなる有機薄膜中に
陰極成分の少なくとも１つがドーピングされた有機薄膜
の電子注入輸送層 １７ 陰極 １８ 陰極保護層

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【手続補正書】

【提出日】平成１０年１１月２日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００４

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００４】例えば、特開昭６０−１６５７７１号公報
には、陰極に接する発光層がアントラセンからなる有機
薄膜において、陰極としてアルミニウム−リチウム合金
やマグネシウム−リチウム合金を適用した系で高効率発
光が得られると報告されている。この場合、合金中のリ
チウムの含有量は１〜９９ｗｔ％、望ましくは１０〜５
０ｗｔ％の場合が最適であると述べられている。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００７４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００７４】図６は、陰極１７のリチウム濃度に対し
て、発光効率（●印）及び輝度半減時間（〇印）の関係
を示したグラフである。発光効率は、陰極１７のリチウ
ム濃度によって異なり、０．０５〜１．５ｗｔ％におい
ては、４．３〜８．５ｃｄ／Ａとなった。特に、０．１
〜０．５ｗｔ％の濃度範囲において８ｃｄ／Ａ以上の高
効率発光が得られた。また、０．０５〜１．５ｗｔ％の
領域においては、輝度半減時間が５００時間を超えてお
り、とりわけ０．１〜０．５ｗｔ％においては１０００
時間以上であった。一方、０．０５ｗｔ％未満および
１．５ｗｔ％を超えた濃度範囲では発光効率が小さいば
かりか、輝度半減時間が１００時間以下と極端に短くな
っており実用レベルではない。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００８０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００８０】これらの結果は、一般式（Ｉ）の化合物を
陰極１７に接する電子注入輸送層１６ａとして用いた場
合、アルミニウム−リチウム合金陰極１７に占めるリチ
ウム濃度の割合を０．０５〜１．５ｗｔ％にすることで
密着力が向上し、且つ高効率、長寿命発光が達成できた
ことを示唆するものである。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００８４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００８４】図３を用いて本発明の実施例８５Ａについ
て説明する。ガラス基板１１上にＩＴＯ（インジウム錫
酸化物）をイオンプレーティング法によって成膜し、短
冊状にエッチングし、陽極１２付きのガラス基板を作製
した。ＩＴＯからなる陽極１２のシート抵抗は１３Ω／
□であった。ＩＴＯ付きガラス上に形成する有機薄膜は
すべて分子線蒸着法により行い、成膜中の真空度は２×
１０^-8Ｔｏｒｒ以下とした。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 陰極の陽極に対向する側の面に接する有
   機薄膜層を有する電荷注入型の有機薄膜ＥＬ素子であっ
   て、前記有機薄膜層が下記一般式（Ｉ）で示される有機
   化合物を含有し、前記陰極がアルミニウムを主成分とし
   て成り且つ０．０５〜１．５ｗｔ％のリチウムを含有す
   ることを特徴とする有機薄膜ＥＬ素子。 【化１】 （式中、Ｒ₁〜Ｒ₆はそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン
   原子、アルキル基、アルコキシ基、シアノ基、Ｌは−Ｏ
   Ｒ₇（Ｒ₇はアルキル基、シクロアルキル基、窒素原子を
   含んでもよい芳香族環基、金属原子や酸素原子からなる
   連結基を有する芳香族環基、又は前記連結基を有するオ
   キシノイド化合物の配位子を示す。）、Ｍは金属原子を
   表し、ｎは１又は２の整数である。）
2. 【請求項２】 陰極の陽極に対向する側の面に接する有
   機薄膜層を有する電荷注入型の有機薄膜ＥＬ素子であっ
   て、前記有機薄膜層が下記一般式（Ｉ）で示される有機
   化合物を含有し、前記陰極がマグネシウムを主成分とし
   て成り且つ０．０３〜１．７ｗｔ％のリチウムを含有す
   ることを特徴とする有機薄膜ＥＬ素子。 【化２】 （式中、Ｒ₁〜Ｒ₆はそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン
   原子、アルキル基、アルコキシ基、シアノ基、Ｌは−Ｏ
   Ｒ₇（Ｒ₇はアルキル基、シクロアルキル基、窒素原子を
   含んでもよい芳香族環基、金属原子や酸素原子からなる
   連結基を有する芳香族環基、又は前記連結基を有するオ
   キシノイド化合物の配位子を示す。）、Ｍは金属原子を
   表し、ｎは１又は２の整数である。）
3. 【請求項３】 陰極の膜厚が１〜５０ｎｍであって、該
   陰極上に陰極保護層を有する請求項１又は２記載の有機
   薄膜ＥＬ素子。
4. 【請求項４】 陰極の膜厚が１〜５０ｎｍであって、該
   陰極上に陰極保護層を有し、該陰極保護層がアルミニウ
   ム単体又はアルミニウム合金からなる請求項１記載の有
   機薄膜ＥＬ素子。
5. 【請求項５】 陰極に含まれる成分の少なくとも１つが
   該陰極に接する有機薄膜中にドーピングされた請求項１
   又は２記載の有機薄膜ＥＬ素子。
6. 【請求項６】 陰極保護層に含まれる成分の少なくとも
   １つが該陰極に接する有機薄膜中にドーピングされた請
   求項３又は４記載の有機薄膜ＥＬ素子。
7. 【請求項７】 陰極に接する有機薄膜層が発光層である
   請求項１〜６のいずれか１項に記載の有機薄膜ＥＬ素
   子。
8. 【請求項８】 陰極に接する有機薄膜層が電子注入輸送
   層である請求項１〜６のいずれか１項に記載の有機薄膜
   ＥＬ素子。