JPH11339964A - Organic el element - Google Patents

Organic el element

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JPH11339964A
JPH11339964A JP10166109A JP16610998A JPH11339964A JP H11339964 A JPH11339964 A JP H11339964A JP 10166109 A JP10166109 A JP 10166109A JP 16610998 A JP16610998 A JP 16610998A JP H11339964 A JPH11339964 A JP H11339964A
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JP
Japan
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organic
layer
compound
light emitting
quinolinolato
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JP10166109A
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Japanese (ja)
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Yoshihiko Yano
義彦 矢野
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TDK Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an organic EL element having both merits of an organic material and an inorganic material and a long life and requiring a low operating voltage by laminating an inorganic material layer containing a chalcopyrite compound and a luminescent layer containing an organic compound participating in luminescent function on a substrate. SOLUTION: An inorganic material layer containing at least a chalcopyrite compound or a deformed chalcopyrite compound and a luminescent layer containing at least an organic compound participating in a luminescent function are laminated on a substrate to form an organic EL element. The chalcopyrite compound has a crystal structure similar to zincblende. A compound such as I-III-VI2 represented by CuAlS2 , II-IV-V2 represented by ZnSnAS2 , or II-III2 -VI4 represented by Al2 Se4 and a mixed crystal compound with multiple components are preferably used as the chalcopyrite compound. The inorganic material layer desirably has the band gap of 2.5 eV or above, preferably 2.7 eV or above.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、有機EL(電界発
光)素子に関し、詳しくは、有機化合物の薄膜に電界を
印加して光を放出する素子に用いられる無機/有機接合
構造に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an organic EL (electroluminescence) device, and more particularly, to an inorganic / organic junction structure used in a device that emits light by applying an electric field to a thin film of an organic compound.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年の青色発光デバイスの進展は、著し
い。とくに、以下の2つの研究開発が活性化している。
第一に、半導体pn接合による電子とホールの注入再結
合発光を基本原理とするLED(発光ダイオード)およ
びLD(レーザーダイオード)に関するものである。第
二に、発光層となる有機薄膜を電子輸送性およびホール
輸送性有機物質等とともに積層させ、半導体pn接合に
類似の電子とホールの注入発光再結合を基本原理とする
有機EL素子に関するものである。
2. Description of the Related Art Recent developments in blue light-emitting devices have been remarkable. In particular, the following two R & D activities have been activated.
First, the present invention relates to an LED (light emitting diode) and an LD (laser diode) based on the basic principle of injection and recombination emission of electrons and holes by a semiconductor pn junction. Secondly, the present invention relates to an organic EL device which is formed by laminating an organic thin film serving as a light emitting layer together with an electron transporting and hole transporting organic substance, and injects and recombines electrons and holes similar to a semiconductor pn junction. is there.

【0003】上記LED、LDについては、古くから研
究されていたが、近年になって、GaN系、ZnSe系
の研究が進み、例えば日経エレクトロニクスno.674、p.
79(1996)に示されるように、これら窒化物半導体層の積
層構造を含み、青色、緑色等の短い波長の光を発光する
LEDがすでに開発されている。現在では試験的ながら
LDに関するものも報告されている。LED、LDの開
発において、長期にわたる時間を要した理由は、Ga
N、ZnSeなどワイドギャップ半導体材料では、n型
の半導体は得られるものの、p型の半導体化が不可能で
あったためである。最近になって、その結晶成長技術の
進歩によりp型化が報告され、LEDが可能になり、さ
らにはLDと急速な進展をみせた。
The above-mentioned LEDs and LDs have been studied for a long time, but in recent years, GaN-based and ZnSe-based studies have been advanced, and for example, Nikkei Electronics No.674, p.
As shown in 79 (1996), an LED that includes a stacked structure of these nitride semiconductor layers and emits light of a short wavelength such as blue or green has already been developed. At present, there is a report on LD as a trial. The reason why it took a long time in the development of LED and LD was that Ga
This is because, with a wide gap semiconductor material such as N or ZnSe, an n-type semiconductor can be obtained, but a p-type semiconductor cannot be obtained. Recently, p-type has been reported due to the progress of the crystal growth technology, and LED has been made possible, and furthermore, rapid progress has been made with LD.

【0004】しかしながら、青色デバイスの量産におい
ては、結晶成長条件や装置、使用する単結晶基板など赤
色LEDなどにくらべるとコストが大きな問題となって
いる。現状、青色デバイスのコストが1/2になれば市
場が5倍になるといわれ、従来技術に対する低価格化と
歩留まり改善が急務である。
[0004] However, in mass production of blue devices, cost is a big problem compared to crystal growth conditions and equipment, and red LEDs such as a single crystal substrate to be used. At present, it is said that if the cost of a blue device is reduced by half, the market will be increased fivefold, and it is urgently necessary to reduce the price and improve the yield compared to the conventional technology.

【0005】一方、有機ELにおいては、ガラス上に大
面積で素子を形成できるため、ディスプレー用に研究開
発が進められている。一般に有機EL素子は、ガラス基
板上にITOなどの透明電極を形成し、その上に有機ア
ミン系のホール輸送層、電子導電性を示しかつ強い発光
を示すたとえばAlq3 材からなる有機発光層を積層
し、さらに、MgAgなどの仕事関数の小さい電極を形
成し、基本素子としている。
On the other hand, organic EL devices are being researched and developed for display applications, since devices can be formed on glass over a large area. In general, an organic EL element is formed by forming a transparent electrode such as ITO on a glass substrate, and forming an organic amine-based hole transport layer thereon, and an organic light emitting layer made of, for example, an Alq 3 material which shows electron conductivity and emits strong light. The electrodes are stacked, and an electrode having a small work function such as MgAg is formed to form a basic element.

【0006】これまでに報告されている素子構造として
は、ホール注入電極及び電子注入電極の間に1層または
複数層の有機化合物層が挟まれた構造となっており、有
機化合物層としては、2層構造あるいは3層構造があ
る。
The element structure reported so far has a structure in which one or more organic compound layers are interposed between a hole injection electrode and an electron injection electrode. There is a two-layer structure or a three-layer structure.

【0007】2層構造の例としては、ホール注入電極と
電子注入電極の間にホール輸送層と発光層が形成された
構造または、ホール注入電極と電子注入電極の間に発光
層と電子輸送層が形成された構造がある。3層構造の例
としては、ホール注入電極と電子注入電極の間にホール
輸送層と発光層と電子輸送層とが形成された構造があ
る。また、単一層に全ての役割を持たせた単層構造も高
分子や混合系で報告されている。
Examples of the two-layer structure include a structure in which a hole transport layer and a light emitting layer are formed between a hole injection electrode and an electron injection electrode, or a light emitting layer and an electron transport layer between a hole injection electrode and an electron injection electrode. Is formed. As an example of the three-layer structure, there is a structure in which a hole transport layer, a light emitting layer, and an electron transport layer are formed between a hole injection electrode and an electron injection electrode. Also, a single-layer structure in which a single layer has all the functions has been reported for polymers and mixed systems.

【0008】図3および図4に、有機EL素子の代表的
な構造を示す。
FIGS. 3 and 4 show a typical structure of an organic EL device.

【0009】図3では基板11上に設けられたホール注
入電極12と電子注入電極13の間に有機化合物である
ホール輸送層14と発光層15が形成されている。この
場合、発光層15は、電子輸送層の機能も果たしてい
る。
In FIG. 3, between a hole injection electrode 12 and an electron injection electrode 13 provided on a substrate 11, a hole transport layer 14, which is an organic compound, and a light emitting layer 15 are formed. In this case, the light emitting layer 15 also functions as an electron transport layer.

【0010】図4では、基板11上に設けられたホール
注入電極12と電子注入電極13の間に有機化合物であ
るホール輸送層14と発光層15と電子輸送層16が形
成されている。
In FIG. 4, a hole transporting layer 14, which is an organic compound, a light emitting layer 15, and an electron transporting layer 16 are formed between a hole injection electrode 12 and an electron injection electrode 13 provided on a substrate 11.

【0011】これら有機EL素子においては、共通し
て、信頼性が問題となっている。すなわち、有機EL素
子は、原理的にホール注入電極と、電子注入電極とを有
し、これら電極間から効率よくホール・電子を注入輸送
するための有機層を必要とする。しかしながら、これら
の材料は、製造時にダメージを受けやすく、電極との親
和性にも問題がある。また、有機薄膜の劣化もLED、
LDに較べると著しく大きいという問題を有している。
In these organic EL devices, reliability is a common problem. That is, the organic EL element has a hole injection electrode and an electron injection electrode in principle, and requires an organic layer for injecting and transporting holes and electrons efficiently between these electrodes. However, these materials are susceptible to damage at the time of manufacturing, and have a problem in affinity with electrodes. In addition, degradation of the organic thin film LED,
There is a problem that it is significantly larger than LD.

【0012】このような問題を解決するために、有機材
料と無機半導体材料のそれぞれのメリットを利用する方
法が考えられている。すなわち、有機ホール輸送層を無
機p型半導体に置き換えた有機/無機半導体接合であ
る。このような検討は、特許第2636341号、特開
平2−139893号公報、特開平2−207488号
公報、特開平6−119973号公報で検討されている
が、発光特性や基本素子の信頼性で素子従来の有機EL
を越える特性を得ることが不可能であった。
In order to solve such a problem, there has been proposed a method utilizing the respective merits of an organic material and an inorganic semiconductor material. That is, an organic / inorganic semiconductor junction in which the organic hole transport layer is replaced with an inorganic p-type semiconductor. Such a study has been discussed in Japanese Patent No. 2636341, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-139983, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-207488, and Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-119773. Element conventional organic EL
It was not possible to obtain characteristics exceeding 100.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、有機
材料と無機材料の有するメリットを併せ持ち、長寿命
で、効率が改善され、動作電圧が低い有機EL素子を提
供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an organic EL device which has the advantages of an organic material and an inorganic material, has a long life, has improved efficiency, and has a low operating voltage.

【0014】また、特に高性能の平面型カラーディスプ
レー用として、実用的価値の大きい有機EL素子を提供
することである。
Another object of the present invention is to provide an organic EL device having a high practical value particularly for a high-performance flat type color display.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】このような目的は、下記
(1)〜(3)のいずれかの構成により達成される。 (1) 基板上に、少なくとも、カルコパイライト化合
物または変形カルコパイライト化合物を含有する無機物
層と、少なくとも発光機能に関与する有機化合物を含有
する発光層が積層されている構造体を有する有機EL素
子。 (2) 前記無機物層のバンドギャップが2.5eV以上
である上記(1)の有機EL素子。 (3) 前記無機物層がp型半導体である上記(1)ま
たは(2)の有機EL素子。
This and other objects are achieved by any one of the following constitutions (1) to (3). (1) An organic EL element having a structure in which at least an inorganic layer containing a chalcopyrite compound or a modified chalcopyrite compound and a light-emitting layer containing at least an organic compound involved in a light-emitting function are stacked on a substrate. (2) The organic EL device according to (1), wherein the inorganic layer has a band gap of 2.5 eV or more. (3) The organic EL device according to (1) or (2), wherein the inorganic layer is a p-type semiconductor.

【0016】[0016]

【作用】本発明は、無機材料のp型半導体であるカルコ
パイライト化合物または変形カルコパイライト化合物か
らなる層と有機化合物からなる発光層を積層したもので
あり、有機型のエレクトロルミネッセンス素子のホール
輸送層を有機化合物に代えて、化学的に安定な無機材料
とするものである。
According to the present invention, a layer formed of a chalcopyrite compound or a modified chalcopyrite compound, which is a p-type semiconductor made of an inorganic material, and a light emitting layer formed of an organic compound are laminated, and a hole transport layer of an organic electroluminescent device is provided. Is replaced by an organic compound to make a chemically stable inorganic material.

【0017】有機型のエレクトロルミネッセンス素子の
ホール輸送層が果たす発光層へのホール注入の役割を、
ホール注入ができる無機材料、すなわち、p型のカルコ
パイライト化合物または変形カルコパイライト化合物半
導体で機能させる。
The role of hole injection into the light emitting layer, which is fulfilled by the hole transport layer of the organic electroluminescence device, is as follows.
An inorganic material capable of hole injection, that is, a p-type chalcopyrite compound or a modified chalcopyrite compound semiconductor functions.

【0018】従来検討されていた有機/無機接合、すな
わち、特許第2636341号、特開平2−13989
3号公報、特開平2−207488号公報、特開平6−
119973号公報では、p型無機半導体材料として、
Si1-xx (0≦x1)、CuI、CuS、GaA
s、ZnTe、アモルファスSi、酸化物半導体材料が
用いられていた。
An organic / inorganic junction which has been studied conventionally, that is, Japanese Patent No. 2636341, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 2-13989.
No. 3, JP-A-2-207488, JP-A-6-207488
In Japanese Patent No. 1199973, as a p-type inorganic semiconductor material,
Si 1-x C x (0 ≦ x1), CuI, CuS, GaAs
s, ZnTe, amorphous Si, and oxide semiconductor materials have been used.

【0019】我々も実験を行い、これらの接合、すなわ
ち、これらの無機p型半導体/有機発光層を作製した。
有機発光層には、Alq3 を用いた。しかしながら、発
光実験を行うと、大電流が流れ、発光が観察されない、
または発光が見られるが大電流のためにすぐに破壊して
しまった。
We also conducted experiments to produce these junctions, ie, these inorganic p-type semiconductor / organic light emitting layers.
Alq 3 was used for the organic light emitting layer. However, when conducting a luminescence experiment, a large current flows and no luminescence is observed.
Or light emission was observed, but it was destroyed immediately due to the large current.

【0020】そこでこの有機/無機接合を改良するため
に、用いた有機材料および無機材料の物性評価、および
接合の導電性の温度特性評価を行ない、特性改良の検討
を行った。
Therefore, in order to improve the organic / inorganic junction, the physical properties of the used organic and inorganic materials and the temperature characteristics of the conductivity of the junction were evaluated, and the improvement of the properties was examined.

【0021】有機エレクトロルミネッセンス素子におけ
るホール輸送層またはp型半導体の役割は、電子輸送性
の発光層から来る電子をブロックし、かつ、ホール輸送
層またはp型半導体のホールを発光層に注入する役割を
果たさなければならない。しかしながら、従来のp型半
導体材料を用いた接合においては、接合にバイアスを印
加してゆくと、発光の前に大電流が流れてしまう。すな
わち、p型半導体の電子のブロックが不十分で、ホール
の注入が起こる前に発光層内の電子が流失してしまう。
従って、十分な発光特性が得られなかったのだと考えら
れる。
The role of the hole transport layer or the p-type semiconductor in the organic electroluminescence device is to block electrons coming from the electron transporting light emitting layer and to inject holes of the hole transport layer or the p-type semiconductor into the light emitting layer. Must be fulfilled. However, in a conventional junction using a p-type semiconductor material, when a bias is applied to the junction, a large current flows before light emission. That is, the electrons in the light emitting layer are lost before the injection of holes occurs due to insufficient electron blocking of the p-type semiconductor.
Therefore, it is considered that sufficient light emission characteristics could not be obtained.

【0022】また、使用したp型半導体薄膜のバンドギ
ャップを測定したところ、全て、2.0eV以下であっ
た。使用した有機発光層Alq3 膜のバンドギャップ
は、2.6eVであった。ここで、2.0eV以下のp型半
導体と2.6eVのAlq3 の接合におけるバンドダイヤ
グラムを図3に示す。
When the band gaps of the used p-type semiconductor thin films were measured, they were all 2.0 eV or less. The band gap of the used organic light emitting layer Alq 3 film was 2.6 eV. Here, FIG. 3 shows a band diagram at the junction of a p-type semiconductor of 2.0 eV or less and Alq 3 of 2.6 eV.

【0023】このダイヤグラム(A)を見てみると、A
lq3 31から来る電子eをブロックするためには、p
型半導体32の電子親和力は、3.0eV以下でなくては
ならない。p型半導体32の電子親和力を3.0eV以下
とすると、バンドギャップが2.0eV以下なので、イオ
ン化エネルギーは、5.0eV以下になる。Alq3 31
のイオン化エネルギーは、5.6eVであるので、少なく
とも、p型半導体32とAlq3 31のイオン化エネル
ギーのギャップは0.6eV以上となる。0.6eV以上の
ギャップにおいては、ホールhの注入は起こりにくい。
また、またこのギャップを0.5eV以下にし、でホール
hの注入が起こり易い系(B)を想定すると、p型半導
体薄膜32のバンドギャップは2.0eV以下であるの
で、p型半導体薄膜32の電子親和力は3.0eV以上と
なり、Alq3 31からの電子eを全くブロックできな
くなる。
Looking at this diagram (A), A
To block the electron e coming from lq 3 31, p
The electron affinity of the type semiconductor 32 must be 3.0 eV or less. If the electron affinity of the p-type semiconductor 32 is 3.0 eV or less, the ionization energy is 5.0 eV or less because the band gap is 2.0 eV or less. Alq 3 31
Is 5.6 eV, so that at least the ionization energy gap between the p-type semiconductor 32 and the Alq 3 31 is 0.6 eV or more. In the gap of 0.6 eV or more, the injection of the hole h is unlikely to occur.
Further, assuming a system (B) where the gap is set to 0.5 eV or less and holes h are easily injected, the band gap of the p-type semiconductor thin film 32 is 2.0 eV or less. Has an electron affinity of 3.0 eV or more, so that the electron e from the Alq 3 31 cannot be blocked at all.

【0024】このように、バンドギャップ2.0eV以下
のp型半導体薄膜では、電子輸送性の発光層から来る電
子eをブロックし、かつ、ホール輸送層またはp型半導
体のホールhを発光層に注入する役割を同時に果たすこ
とができないことが明らかとなった。
As described above, in the p-type semiconductor thin film having a band gap of 2.0 eV or less, the electrons e coming from the electron-transporting light-emitting layer are blocked, and the hole transport layer or the hole h of the p-type semiconductor is used as the light-emitting layer. It became clear that the injection role could not be fulfilled at the same time.

【0025】そこで、本発明者は、有機/無機接合で従
来用いられていたp型半導体薄膜に代わり、バンドギャ
ップの大きいp型半導体であるカルコパイライト化合物
または変形カルコパイライト化合物からなる層に注目し
た。
Therefore, the present inventor focused on a layer made of a chalcopyrite compound or a modified chalcopyrite compound which is a p-type semiconductor having a large band gap, instead of the p-type semiconductor thin film conventionally used in the organic / inorganic junction. .

【0026】すなわち、本発明は、従来の無機p型半導
体の代わりに、バンドギャップの大きいp型半導体であ
るカルコパイライト化合物または変形カルコパイライト
化合物からなる無機物層を使用したことを特徴とする。
その結果、電子輸送性の発光層から来る電子をブロック
し、かつ、ホール輸送層またはp型半導体のホールを発
光層に注入する役割を果たすことができ、安定な発光特
性を有する素子が得られた。
That is, the present invention is characterized in that an inorganic layer made of a chalcopyrite compound or a modified chalcopyrite compound which is a p-type semiconductor having a large band gap is used instead of the conventional inorganic p-type semiconductor.
As a result, it is possible to block electrons coming from the electron-transporting light-emitting layer and to inject holes of the hole-transport layer or the p-type semiconductor into the light-emitting layer, thereby obtaining an element having stable light-emitting characteristics. Was.

【0027】なお、カルコパイライト化合物に関して
は、例えば、応用物理 第62巻 2号 (1998) 小
林敏志 ”カルコパイライト型半導体と発光デバイスへ
の応用”、応用物理 第57巻 第6号 (1988) 飯
田・大塚 ”I-III-VI2 およびII-IV-V2 族化合物半導
体の光学的性質”、特開平5−198840号公報等に
おいて検討されている。
As for the chalcopyrite compound, for example, Applied Physics Vol. 62, No. 2 (1998) Toshishi Kobayashi "Applied to chalcopyrite type semiconductors and light emitting devices", Applied Physics Vol. 57, No. 6 (1988) Iida Otsuka: "Optical Properties of Group I-III-VI2 and II-IV-V2 Compound Semiconductors", Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-198840 and the like.

【0028】しかしながら、上記文献で検討されている
発光デバイスは、LEDもしくはLDに関するもので、
有機物質を用いた有機層により発光を行う有機EL素子
への応用については未だ検討されたものはない。
However, the light emitting devices discussed in the above-mentioned documents relate to LEDs or LDs.
There has not been studied any application to an organic EL device which emits light by an organic layer using an organic substance.

【0029】[0029]

【発明の実施の形態】本発明の有機EL素子は、基板上
に、少なくとも、カルコパイライト化合物または変形カ
ルコパイライト化合物を含有する無機物層と、少なくと
も発光機能に関与する有機化合物を含有する発光層が積
層されている構造体を有する。また、好ましくは無機物
層のバンドギャップが2.5eV以上であり、さらに好ま
しくは無機物層がp型半導体である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In the organic EL device of the present invention, at least an inorganic layer containing a chalcopyrite compound or a modified chalcopyrite compound and a light-emitting layer containing at least an organic compound involved in a light-emitting function are formed on a substrate. It has a stacked structure. Further, the band gap of the inorganic layer is preferably 2.5 eV or more, and more preferably the inorganic layer is a p-type semiconductor.

【0030】カルコパイライト化合物または変形カルコ
パイライト型化合物は、せん亜鉱(zincblende)に類似し
た結晶構造を有し、例えば、せん亜鉱を2つ積み重ねて
2価のZnを交互に1価のCuと、3価のFeで置き換
えたものと見なすことができる。カルコパイライト化合
物または変形カルコパイライト化合物は、エピタキシャ
ル膜でもよいが、非晶質、多結晶の薄膜においてもp型
導電性を示す薄膜が容易に得られる。ドーピングも簡単
である。また通電や温度による電気的特性変化も少な
く、電極材との電気化学反応もない。さらに透光性にも
優れている。
The chalcopyrite compound or the modified chalcopyrite type compound has a crystal structure similar to zincite (zincblende). For example, two zincites are stacked and divalent Zn alternates with monovalent Cu. And trivalent Fe. The chalcopyrite compound or the modified chalcopyrite compound may be an epitaxial film, but a thin film having p-type conductivity can be easily obtained even from an amorphous or polycrystalline thin film. Doping is also easy. In addition, there is little change in electrical characteristics due to energization or temperature, and there is no electrochemical reaction with the electrode material. Furthermore, it is excellent in translucency.

【0031】本発明で用いるカルコパイライト化合物ま
たは変形カルコパイライト化合物は、カルコパイライト
化合物としては、CuAlS2 に代表されるI−III−V
I2あるいはZnSnAs2 に代表されるII−IV−V2
ZnAl2Se4 に代表されるII−III2−VI4 (ここで
I族元素としてはCu、Agなど、III族元素としては
Al、Ga、In、Tlなど、VI族元素としては、S、
Se、Teなど、II族元素としては、Zn、Cdなど、
IV族元素としてはSi、Ge、Snなど、また、V 族元
素としてはP、As、Sbなど)などの化合物およびこ
れらの化合物を用いた複数成分の組み合わせの混晶化合
物が好ましい。
The chalcopyrite compound or the modified chalcopyrite compound used in the present invention is a chalcopyrite compound, which is exemplified by I-III-V represented by CuAlS 2.
II-IV-V 2 represented by I 2 or ZnSnAs 2,
II-III 2 -VI 4 typified by ZnAl 2 Se 4 (here, Cu, Ag, etc. as Group I elements, Al, Ga, In, Tl, etc. as Group III elements, S, V, etc. as Group VI elements)
Group II elements such as Se and Te include Zn and Cd.
Compounds such as Si, Ge, and Sn as Group IV elements, and compounds such as P, As, and Sb as Group V elements, and mixed crystal compounds of combinations of a plurality of components using these compounds are preferable.

【0032】変形カルコパイライト化合物としては、C
uAlGeS4 に代表されるI−III−IV−VI4 (I、I
II、IV、VIは上記と同様)の欠陥カルコパイライト化合
物、Cu5AlSe4 に代表されるI5−III−VI4
(I、III、VIは上記と同様)の化合物およびこれらの
化合物を用いた複数成分の組み合わせの混晶化合物が好
ましい。
Examples of the modified chalcopyrite compound include C
I-III-IV-VI 4 represented by uAlGeS 4 (I, I
II, IV, VI is I 5 -III-VI 4 typified defect chalcopyrite similar to the above), a Cu 5 AlSe 4
(I, III, and VI are the same as described above) and a mixed crystal compound of a combination of a plurality of components using these compounds are preferable.

【0033】これらの化合物の組成比は厳密に上記した
値をとるのではなく、それぞれの元素に関してある程度
の固溶限を有している。従って、その範囲の組成比であ
ればよい。
The composition ratios of these compounds do not strictly take the above-mentioned values, but each compound has a certain solid solubility limit. Therefore, the composition ratio may be within the range.

【0034】以上のような化合物の中でも、CuAlS
2 、CuAlSe2 、CuGaS2、CuGaSe2
AgAlS2 、AgAlSe2 、AgGaS2 、AgG
aSe2 およびこれらの混晶化合物は、組成制御が容易
でワイドギャップの半導体となるため特に好ましい。
Among the above compounds, CuAlS
2 , CuAlSe 2 , CuGaS 2 , CuGaSe 2 ,
AgAlS 2 , AgAlSe 2 , AgGaS 2 , AgG
aSe 2 and their mixed crystal compounds are particularly preferable because they can be easily controlled in composition and become a wide-gap semiconductor.

【0035】また、本発明の無機物層は、前述した検討
結果から、バンドギャップが2.5eV以上、より好まし
くは2.7eV以上、さらには3.0eV以上、特に3.2
eVであるものであることが好ましい。その上限は、特に
規制されるものではないが、通常、4eV程度である。バ
ンドギャップが2.5eV以上であると電子輸送性の発光
層から来る電子をブロックし、ホールを発光層に注入す
る役割を果たすことができ、安定な発光特性を有する素
子が得られる。バンドギャップが2.5eV以上の無機物
層に用いる材料は、上述したカルコパイライト化合物ま
たは変形カルコパイライト化合物中より適宜選択して用
いればよい。
Further, the inorganic layer of the present invention has a band gap of 2.5 eV or more, more preferably 2.7 eV or more, furthermore 3.0 eV or more, particularly 3.2 e.
Preferably, it is eV. The upper limit is not particularly limited, but is usually about 4 eV. When the band gap is 2.5 eV or more, electrons coming from the light-emitting layer having an electron-transport property can be blocked and holes can be injected into the light-emitting layer, so that an element having stable light-emitting characteristics can be obtained. The material used for the inorganic layer having a band gap of 2.5 eV or more may be appropriately selected from the above-described chalcopyrite compounds or modified chalcopyrite compounds.

【0036】さらに本発明の無機物層は、p型半導体で
あるとさらに好ましい。p型半導体中のホールを発光層
にさらに効率良く注入することができ低い電圧で安定し
た発光特性を有する素子が得られる。p型半導体の無機
物層に用いる材料は、上述したカルコパイライト化合物
または変形カルコパイライト化合物中より適宜選択して
用いればよい。これらの化合物の中には、そのままでp
型半導体の性質を示すものもあるが、これらの化合物の
作製時に公知のドーピング物質またはガスを添加してp
型化を行うことが好ましい。また、ドーピングを行わ
ず、組成をずらすことによりp型化を行うことが特に好
ましい。p型半導体か否かはホール測定、またはゼーベ
ック効果により判断することができる。
Further, the inorganic layer of the present invention is more preferably a p-type semiconductor. Holes in the p-type semiconductor can be more efficiently injected into the light emitting layer, and an element having stable light emitting characteristics at a low voltage can be obtained. The material used for the inorganic layer of the p-type semiconductor may be appropriately selected from the above-mentioned chalcopyrite compounds or modified chalcopyrite compounds. Some of these compounds have p
Some of them exhibit the properties of a type semiconductor, but a known doping substance or gas is added during the production of these compounds to obtain p-type semiconductors.
It is preferable to carry out molding. It is particularly preferable to perform p-type conversion by shifting the composition without doping. Whether a semiconductor is a p-type semiconductor can be determined by Hall measurement or the Seebeck effect.

【0037】無機物層の形態としては、非晶質薄膜、微
結晶薄膜、多結晶薄膜、エピタキシャル薄膜、単結晶薄
膜、または、これらの入り交じった薄膜、またこれらの
積層薄膜や人工格子薄膜が用いられる。特に、ガラス基
板上でディスプレー素子に用いる場合には、多結晶薄膜
が好ましい。多結晶薄膜は大面積に形成可能でかつ結晶
性であるため、無機物層の半導体的特性を効果的に利用
することが可能である。
As the form of the inorganic layer, an amorphous thin film, a microcrystalline thin film, a polycrystalline thin film, an epitaxial thin film, a single crystal thin film, a mixed thin film thereof, a laminated thin film thereof or an artificial lattice thin film are used. Can be In particular, when a display element is used on a glass substrate, a polycrystalline thin film is preferable. Since the polycrystalline thin film can be formed over a large area and is crystalline, the semiconductor characteristics of the inorganic layer can be effectively used.

【0038】また、有機EL素子を、単に光源ないし単
一表示器として用いる場合などには、エピタキシャル薄
膜、単結晶薄膜を用いることが好ましい。
When the organic EL element is simply used as a light source or a single display, it is preferable to use an epitaxial thin film or a single crystal thin film.

【0039】無機物層の厚みとしては、特に制限はない
が、1〜300nm程度が使用されるが、特にp型性の強
くない抵抗率の高い無機物層には、発光素子の低電圧駆
動のためには、1〜10nmが好ましい。p型化している
無機物層は比較的厚くてよく、大面積でピンホールフリ
ーとするために50nm〜100nmが好ましい。
Although the thickness of the inorganic layer is not particularly limited, it is about 1 to 300 nm. Particularly, the inorganic layer having a high resistivity, which is not strong in p-type, is used for driving the light emitting element at a low voltage. Is preferably 1 to 10 nm. The p-type inorganic layer may be relatively thick, and preferably 50 nm to 100 nm in order to have a large area and no pinholes.

【0040】この無機物層は、通常、ホール注入層ない
しホール注入輸送層として機能する。
This inorganic layer usually functions as a hole injection layer or a hole injection transport layer.

【0041】上記の無機物層の製造方法としては、スパ
ッタ法、蒸着法、MBE法、CVD法などの各種の物理
的または化学的な薄膜形成方法などが用いられ、また、
特性向上のため、ポストアニール、セレン化法、イオウ
化法などの薄膜形成後に後処理を使用してもよい。
As a method for producing the inorganic layer, various physical or chemical thin film forming methods such as a sputtering method, a vapor deposition method, an MBE method, and a CVD method are used.
Post-treatment may be used after thin film formation such as post-annealing, selenization, or sulfuration to improve the characteristics.

【0042】電子注入電極材料は、低仕事関数の物質が
好ましく、例えば、K、Li、Na、Mg、La、C
e、Ca、Sr、Ba、Al、Ag、In、Sn、Z
n、Zr等の金属元素単体、または安定性を向上させる
ためにそれらを含む2成分、3成分の合金系を用いるこ
とが好ましい。合金系としては、例えばAg・Mg(A
g:0.1〜50at%)、Al・Li(Li:0.01
〜12at%)、In・Mg(Mg:50〜80at%)、
Al・Ca(Ca:0.01〜20at%)等が挙げられ
る。また、低抵抗の半導体たとえばZnO、ITO、G
aNなどが好ましい。電子注入電極層にはこれらの材料
からなる薄膜、それらの2種類以上の多層薄膜が用いら
れる。低抵抗の半導体電極では、電子注入電極として用
いることと同時にホール注入電極としても機能しうるた
め、基本素子構造の多層化が可能となる。
The electron injecting electrode material is preferably a material having a low work function, for example, K, Li, Na, Mg, La, C
e, Ca, Sr, Ba, Al, Ag, In, Sn, Z
It is preferable to use a single metal element such as n or Zr, or a two-component or three-component alloy system containing them for improving the stability. As an alloy system, for example, Ag · Mg (A
g: 0.1 to 50 at%), Al.Li (Li: 0.01)
1212 at%), In · Mg (Mg: 50 to 80 at%),
Al.Ca (Ca: 0.01 to 20 at%) and the like. Also, low-resistance semiconductors such as ZnO, ITO, G
aN and the like are preferable. As the electron injection electrode layer, a thin film made of these materials, or a multilayer thin film of two or more of these materials is used. A low-resistance semiconductor electrode can function as a hole injection electrode at the same time as being used as an electron injection electrode, so that the basic element structure can be multilayered.

【0043】電子注入電極薄膜の厚さは、電子注入を十
分行える一定以上の厚さとすれば良く、0.1nm以上、
好ましくは0.5nm以上、特に1nm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1
〜500nm程度とすればよい。電子注入電極の上には、
さらに補助電極(保護電極)を設けてもよい。
The thickness of the electron injecting electrode thin film may be a certain thickness or more for sufficiently injecting electrons.
The thickness is preferably 0.5 nm or more, particularly 1 nm or more.
The upper limit is not particularly limited.
It may be about 500 nm. On the electron injection electrode,
Further, an auxiliary electrode (protection electrode) may be provided.

【0044】補助電極の厚さは、電子注入効率を確保
し、水分や酸素あるいは有機溶媒の進入を防止するた
め、一定以上の厚さとすればよく、好ましくは50nm以
上、さらには100nm以上、特に100〜1000nmの
範囲が好ましい。補助電極層が薄すぎると、その効果が
得られず、また、補助電極層の段差被覆性が低くなって
しまい、端子電極との接続が十分ではなくなる。一方、
補助電極層が厚すぎると、補助電極層の応力が大きくな
るため、ダークスポットの成長速度が速くなってしま
う。
The thickness of the auxiliary electrode may be a certain thickness or more, preferably 50 nm or more, more preferably 100 nm or more, in order to secure electron injection efficiency and to prevent entry of moisture, oxygen or an organic solvent. The range of 100 to 1000 nm is preferred. If the auxiliary electrode layer is too thin, the effect cannot be obtained, and the step coverage of the auxiliary electrode layer is reduced, and the connection with the terminal electrode is not sufficient. on the other hand,
If the auxiliary electrode layer is too thick, the stress of the auxiliary electrode layer increases, so that the dark spot growth rate increases.

【0045】補助電極は、組み合わせる電子注入電極の
材質により最適な材質を選択して用いればよい。例え
ば、電子注入効率を確保することを重視するのであれば
Al等の低抵抗の金属を用いればよく、封止性を重視す
る場合には、TiN等の金属化合物を用いてもよい。
As the auxiliary electrode, an optimum material may be selected and used depending on the material of the electron injection electrode to be combined. For example, if importance is placed on ensuring electron injection efficiency, a low-resistance metal such as Al may be used, and if importance is placed on sealing properties, a metal compound such as TiN may be used.

【0046】電子注入電極と補助電極とを併せた全体の
厚さとしては、特に制限はないが、通常100〜100
0nm程度とすればよい。
The total thickness of the electron injection electrode and the auxiliary electrode is not particularly limited, but is usually 100 to 100.
It may be about 0 nm.

【0047】ホール注入電極材料は、一般的には、IT
Oが用いられるが、その他、ZnO、GaNなど低抵抗
の半導体が好ましい。光を取り出す側の電極は、透明な
いし半透明な電極が好ましい。ITOは、通常In2
3 とSnO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。In23 に対するSn
2 の混合比は、1〜20wt%、さらには5〜12wt%
が好ましい。また、IZOでのIn23 に対するZn
2 の混合比は、通常、12〜32wt%程度である。
The hole injection electrode material is generally made of IT
O is used, but a low-resistance semiconductor such as ZnO or GaN is also preferable. The electrode on the light extraction side is preferably a transparent or translucent electrode. ITO is usually In 2 O
Although 3 and SnO are contained in a stoichiometric composition, the amount of O may slightly deviate from this. Sn for In 2 O 3
The mixing ratio of O 2 is 1 to 20% by weight, further 5 to 12% by weight.
Is preferred. In addition, Zn for In 2 O 3 in IZO
The mixing ratio of O 2 is usually about 12 to 32% by weight.

【0048】さらに、これら以外のホール注入電極材料
としては、導電性酸化物が好ましく、特に、以下の導電
性酸化物を含む材料が好ましい。
Further, as a hole injection electrode material other than these, a conductive oxide is preferable, and particularly, a material containing the following conductive oxide is preferable.

【0049】NaCl型酸化物:TiO,VO,Nb
O,RO1-x( ここで、R:一種類以上の希土類(Sc
およびYを含む)、0≦x <1),LiVO2 等。
NaCl type oxide: TiO, VO, Nb
O, RO 1-x (where, R: one or more rare earth elements (Sc
And Y), 0 ≦ x <1), LiVO 2 and the like.

【0050】スピネル型酸化物:LiTi24 ,Li
xTi2-x4 (ここで、M=Li,Al,Cr,0<
x<2),Li1-xxTi24 (ここで、M=Mg,
Mn,0<x<1),LiV24 ,Fe34 等。
Spinel type oxide: LiTi 2 O 4 , Li
M x Ti 2-x O 4 (where M = Li, Al, Cr, 0 <
x <2), Li 1- x M x Ti 2 O 4 ( where, M = Mg,
Mn, 0 <x <1), LiV 2 O 4 , Fe 3 O 4 and the like.

【0051】ペロブスカイト型酸化物:ReO3 ,WO
3 ,MxReO3 (ここで、M金属,0<x<0.
5),MxWO3 (ここで、M=金属,0<x<0.
5),A2832112 (ここで、A=K,Rb,T
l),NaxTay1-y3 (ここで、0≦x<1,0
<y<1),RNbO3 (ここで、R:一種類以上の希
土類(ScおよびYを含む)),Na1-xSrxNbO3
(ここで、0≦x≦1),RTiO3 (ここで、R:一
種類以上の希土類(ScおよびYを含む)),Can+1
Tin3n+1-y (ここで、n=2,3,...,y>
0),CaVO3,SrVO3,R1-xSrxVO3 (ここ
で、R:一種類以上の希土類(ScおよびYを含む)、
0≦x≦1),R1-xBaxVO3 (ここで、R:一種類
以上の希土類(ScおよびYを含む)、0≦x≦1),
Srn+1n3n+1-y (ここで、n=1,2,
3....,y>0),Ban+1n3n+1-y (ここ
で、n=1,2,3....,y>0),R4BaCu5
13-y (ここで、R:一種類以上の希土類(Scおよ
びYを含む)、0≦y),R5SrCu615(ここで、
R:一種類以上の希土類(ScおよびYを含む)),R
2SrCu262(ここで、R:一種類以上の希土類
(ScおよびYを含む)),R1-xSrxVO3 (ここ
で、R:一種類以上の希土類(ScおよびYを含
む)),CaCrO3,SrCrO3,RMnO3(ここ
で、R:一種類以上の希土類(ScおよびYを含
む)),R1-xSrxMnO3 (ここで、R:一種類以上
の希土類(ScおよびYを含む),0≦x≦1),R
1-xBaxMnO3 (ここで、R:一種類以上の希土類
(ScおよびYを含む),0≦x≦1),Ca1-xx
nO3-y (ここで、R:一種類以上の希土類(Scおよ
びYを含む),0≦x≦1,0≦y),CaFeO3
SrFeO3,BaFeO3 ,SrCoO3 ,BaCo
3 ,RCoO3 (ここで、R:一種類以上の希土類
(ScおよびYを含む)),R1-xSrxCoO3 (ここ
で、R:一種類以上の希土類(ScおよびYを含む),
0≦x≦1),R1xBaxCoO3 (ここで、R:一
種類以上の希土類(ScおよびYを含む),0≦x≦
1),RNiO3 (ここで、R:一種類以上の希土類
(ScおよびYを含む)),RCuO3 (ここで、R:
一種類以上の希土類(ScおよびYを含む)),RNb
3 (ここで、R:一種類以上の希土類(ScおよびY
を含む)),Nb1229,CaRuO3 ,Ca1-xx
1-yMny3 (ここで、R:一種類以上の希土類(S
cおよびYを含む),0≦x≦1,0≦y≦1),Sr
RuO3,Ca1-xMgxRuO3 (ここで、0≦x≦
1),Ca1-xSrxRuO3(ここで、0<x<1),
BaRuO3 ,Ca1-xBaxRuO3 (ここで、0<x
<1),(Ba,Sr)RuO3 ,Ba1-xxRuO3
(ここで、0<x≦1),(R,Na)RuO3 (ここ
で、R:一種類以上の希土類(ScおよびYを含
む)),(R,M)RhO3 (ここで、R:一種類以上
の希土類(ScおよびYを含む),M=Ca,Sr,B
a),SrIrO3,BaPbO3 ,(Ba,Sr)P
bO3-y( ここで、0≦y<1),BaPb1-xBix
3 (ここで、0<x≦1),Ba1-xxBiO3 (ここ
で、0<x≦1),Sr(Pb,Sb)O3-y (ここ
で、0≦y<1),Sr(Pb,Bi)O3-y (ここ
で、0≦y<1),Ba(Pb,Sb)O3-y (ここ
で、0≦y<1), Ba(Pb,Bi)O3-y(ここ
で、0≦y<1),MMoO3 (ここで、M=Ca,S
r,Ba),(Ba,Ca,Sr)TiO3-x (ここ
で、0≦x)等。
Perovskite oxide: ReO 3 , WO
3 , MxReO 3 (where M metal, 0 <x <0.
5), MxWO 3 (where M = metal, 0 <x <0.
5), A 2 P 8 W 32 O 112 (where A = K, Rb, T
l), Na x Ta y W 1 -y O 3 (where 0 ≦ x <1,0
<Y <1), RNbO 3 (where R: one or more rare earth elements (including Sc and Y)), Na 1-x Sr x NbO 3
(Where 0 ≦ x ≦ 1), RTiO 3 (where R: one or more rare earth elements (including Sc and Y)), Can + 1
Ti n O 3n + 1-y ( where, n = 2,3, ..., y >
0), CaVO 3 , SrVO 3 , R 1-x Sr x VO 3 (where R: one or more rare earth elements (including Sc and Y);
0 ≦ x ≦ 1), R 1−x Ba x VO 3 (where R: one or more rare earth elements (including Sc and Y), 0 ≦ x ≦ 1),
Sr n + 1 V n O 3n + 1-y ( where, n = 1, 2,
3. . . . , Y> 0), Ba n + 1 V n O 3n + 1-y ( where, n = 1,2,3 ...., y> 0), R 4 BaCu 5
O 13-y (where, R: one or more rare earth elements (including Sc and Y), 0 ≦ y), R 5 SrCu 6 O 15 (where,
R: one or more rare earths (including Sc and Y)), R
2 SrCu 2 O 6 . 2 (where R: one or more rare earth elements (including Sc and Y)), R 1-x Sr x VO 3 (where R: one or more rare earth elements (including Sc and Y)), CaCrO 3 , SrCrO 3 , RMnO 3 (where R: one or more rare earths (including Sc and Y)), R 1-x Sr x MnO 3 (where R: one or more rare earths (Sc and Y) ), 0 ≦ x ≦ 1), R
1-x Ba x MnO 3 (where, R: one or more rare earth elements (including Sc and Y), 0 ≦ x ≦ 1), Ca 1-x R x M
nO 3-y (where R: one or more rare earth elements (including Sc and Y), 0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y), CaFeO 3 ,
SrFeO 3 , BaFeO 3 , SrCoO 3 , BaCo
O 3 , RCoO 3 (where R: one or more rare earths (including Sc and Y)), R 1-x Sr x CoO 3 (where R: one or more rare earths (including Sc and Y) ),
0 ≦ x ≦ 1), R 1 −x Ba x CoO 3 (where R: one or more rare earth elements (including Sc and Y), 0 ≦ x ≦
1), RNiO 3 (where R: one or more rare earth elements (including Sc and Y)), RCuO 3 (where R:
One or more rare earths (including Sc and Y)), RNb
O 3 (where R: one or more rare earth elements (Sc and Y
The containing)), Nb 12 O 29, CaRuO 3, Ca 1-x R x R
u 1-y Mn y O 3 ( wherein, R: one or more rare earth (S
c and Y), 0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1), Sr
RuO 3 , Ca 1-x Mg x RuO 3 (where 0 ≦ x ≦
1), Ca 1-x Sr x RuO 3 (where 0 <x <1),
BaRuO 3 , Ca 1-x Ba x RuO 3 (where 0 <x
<1), (Ba, Sr) RuO 3 , Ba 1-x K x RuO 3
(Where 0 <x ≦ 1), (R, Na) RuO 3 (where R: one or more rare earth elements (including Sc and Y)), (R, M) RhO 3 (where R : One or more rare earth elements (including Sc and Y), M = Ca, Sr, B
a), SrIrO 3 , BaPbO 3 , (Ba, Sr) P
bO 3-y (where 0 ≦ y <1), BaPb 1-x Bi x O
3 (where 0 <x ≦ 1), Ba 1−x K x BiO 3 (where 0 <x ≦ 1), Sr (Pb, Sb) O 3-y (where 0 ≦ y <1 ), Sr (Pb, Bi) O 3-y (where 0 ≦ y <1), Ba (Pb, Sb) O 3-y (where 0 ≦ y <1), Ba (Pb, Bi) O 3-y (where 0 ≦ y <1), MMoO 3 (where M = Ca, S
r, Ba), (Ba, Ca, Sr) TiO 3-x (where 0 ≦ x) and the like.

【0052】層状ペロブスカイト型酸化物(K2NiF4
型を含む):Rn+1Nin3n+1 (ここで、R:Ba,
Sr,希土類(ScおよびYを含む)のうち一種類以
上,n=1〜5の整数),Rn+1Cun3n+1 (ここ
で、R:Ba,Sr,希土類(ScおよびYを含む)の
うち一種類以上,n=1〜5の整数),Sr2RuO
4 ,Sr2RhO4 ,Ba2RuO4 ,Ba2RhO4
等。
Layered perovskite oxide (K 2 NiF 4)
Type): R n + 1 Ni n O 3n + 1 (where R: Ba,
Sr, rare earth (including Sc and Y) one or more of, n = 1 to 5 integer), R n + 1 Cu n O 3n + 1 ( where, R: Ba, Sr, rare earth (Sc and Y ), At least one of n = 1 to 5), Sr 2 RuO
4 , Sr 2 RhO 4 , Ba 2 RuO 4 , Ba 2 RhO 4
etc.

【0053】パイロクロア型酸化物:R227-y(こ
こで、R:一種類以上の希土類(ScおよびYを含
む),0≦y<1),Tl2Mn27-y (ここで、0≦
y<1),R2Mo27-y (ここで、R:一種類以上の
希土類(ScおよびYを含む),0≦y<1),R2
27-y (ここで、R:Tl,Pb,Bi,希土類
(ScおよびYを含む)のうち一種類以上,0≦y<
1),Bi2-xPbxPt2-x Rux7-y (ここで、0
≦x≦2,0≦y<1),Pb2(Ru,Pb)O7-y
(ここで、0≦y<1),R2Rh27-y (ここで、
R:Tl,Pb,Bi,Cd,希土類(ScおよびYを
含む)のうち一種類以上,0≦y<1),R2Pd27-
y (ここで、R:Tl,Pb,Bi,Cd,希土類(S
cおよびYを含む)のうち一種類以上,0≦y<1),
2Re27-y (ここで、R:Tl,Pb,Bi,C
d,希土類(ScおよびYを含む)のうち一種類以上,
0≦y<1),R2Os27y (ここで、R:Tl,
Pb,Bi,Cd,希土類(ScおよびYを含む)のう
ち一種類以上,0≦y<1),R2Ir27-y (ここ
で、R:Tl,Pb,Bi,Cd,希土類(Scおよび
Yを含む)のうち一種類以上,0≦y<1),R2Pt2
7-y (ここで、R:Tl,Pb,Bi,Cd,希土類
(ScおよびYを含む)のうち一種類以上,0≦y<
1)等。
Pyrochlore type oxide: R 2 V 2 O 7-y (where R is one or more rare earth elements (including Sc and Y), 0 ≦ y <1), Tl 2 Mn 2 O 7-y (Where 0 ≦
y <1), R 2 Mo 2 O 7-y (where R: one or more rare earth elements (including Sc and Y), 0 ≦ y <1), R 2 R
u 2 O 7-y (where, at least one of R: Tl, Pb, Bi, rare earth (including Sc and Y), 0 ≦ y <
1), Bi 2-x Pb x Pt 2-x Ru x O 7-y (where 0
≦ x ≦ 2, 0 ≦ y <1), Pb 2 (Ru, Pb) O 7-y
(Where 0 ≦ y <1), R 2 Rh 2 O 7-y (where,
R: at least one of Tl, Pb, Bi, Cd, rare earth (including Sc and Y), 0 ≦ y <1), R 2 Pd 2 O 7−
y (where R: Tl, Pb, Bi, Cd, rare earth (S
c and Y), 0 ≦ y <1),
R 2 Re 2 O 7-y (where R: Tl, Pb, Bi, C
d, one or more of rare earths (including Sc and Y),
0 ≦ y <1), R 2 Os 2 O 7 −y (where R: Tl,
At least one of Pb, Bi, Cd, rare earths (including Sc and Y), 0 ≦ y <1), R 2 Ir 2 O 7-y (where R: Tl, Pb, Bi, Cd, rare earths) (Including Sc and Y), at least one of 0 ≦ y <1), R 2 Pt 2
O 7-y (where, at least one of R: Tl, Pb, Bi, Cd, rare earth (including Sc and Y), 0 ≦ y <
1) etc.

【0054】その他の酸化物:R4Re619 (ここ
で、R:一種類以上の希土類(ScおよびYを含
む)),R4Ru619 (ここで、R:一種類以上の希
土類(ScおよびYを含む)),Bi3Ru311 ,V2
3 ,Ti23 ,Rh23 ,VO2,CrO2 ,Nb
2 ,MoO2 ,WO2 ,ReO2 ,RuO2 ,RhO
2 ,OsO2 ,IrO2 ,PtO2 ,PdO2 ,V35
,Vn2n-1 (n=4から9の整数),SnO2-x
(ここで、0≦x<1),La2Mo27, ,(M,M
o)O(ここで、M=Na,K,Rb,Tl),Mon
3n-1 (n=4,8,9,10),Mo1747 ,Pd
1-xLixO(ここで、x≦0.1)等。Inを含む酸化
物。
Other oxides: R 4 Re 6 O 19 (where R: one or more rare earth elements (including Sc and Y)), R 4 Ru 6 O 19 (where R: one or more kinds of rare earth elements) Rare earth (including Sc and Y)), Bi 3 Ru 3 O 11 , V 2
O 3 , Ti 2 O 3 , Rh 2 O 3 , VO 2 , CrO 2 , Nb
O 2 , MoO 2 , WO 2 , ReO 2 , RuO 2 , RhO
2 , OsO 2 , IrO 2 , PtO 2 , PdO 2 , V 3 O 5
, V n O 2n-1 ( n = 4 to 9 integer), SnO 2-x
(Where 0 ≦ x <1), La 2 Mo 2 O 7 , (M, M
o) O (wherein, M = Na, K, Rb , Tl), Mo n
O 3n-1 (n = 4, 8, 9, 10), Mo 17 O 47 , Pd
1-x Li x O (where x ≦ 0.1) and the like. An oxide containing In.

【0055】これらのうち特に、Inを含む酸化物また
は導電性ペロブスカイト酸化物が好ましく、特にIn2
3 、In23 (Snドープ)、RCoO3 、RMn
3、RNiO3 、R2 CuO4 、(R,Sr)CoO3
、(R,Sr,Ca)RuO3 、(R,Sr)RuO3
、SrRuO3 、(R,Sr)MnO3 (Rは、Yお
よびScを含む希土類)、およびそれらの関連化合物が
好ましい。一般に導電性酸化物、仕事関数が大きくホー
ル注入電極として好ましい。ホール注入電極層にはこれ
らの材料からなる薄膜、それらの2種類以上の多層薄膜
が用いられる。ペロブスカイト酸化物の多くは、不透明
であり、この場合には、電子注入電極に透明電極を用
い、電子注入電極側から発光光を外に取り出す。
Of these, oxides containing In or oxides of conductive perovskite are particularly preferred, and In 2
O 3 , In 2 O 3 (Sn doped), RCoO 3 , RMn
O 3 , RNiO 3 , R 2 CuO 4 , (R, Sr) CoO 3
, (R, Sr, Ca) RuO 3 , (R, Sr) RuO 3
, SrRuO 3 , (R, Sr) MnO 3 (R is a rare earth containing Y and Sc), and their related compounds are preferred. In general, a conductive oxide has a large work function and is preferable as a hole injection electrode. As the hole injection electrode layer, a thin film made of these materials, or a multilayer thin film of two or more of them is used. Many of the perovskite oxides are opaque. In this case, a transparent electrode is used as an electron injection electrode, and emitted light is extracted from the electron injection electrode side.

【0056】光を取り出す側の電極は、発光波長帯域、
通常400〜700nm、特に各発光光に対する光透過率
が80%以上、特に90%以上であることが好ましい。
透過率が低くなると、発光層からの発光自体が減衰さ
れ、発光素子として必要な輝度を得難くなってくる。
The electrode on the side from which light is extracted has an emission wavelength band,
The light transmittance is usually 400 to 700 nm, particularly preferably 80% or more, particularly 90% or more for each emitted light.
When the transmittance is low, the light emission from the light emitting layer itself is attenuated, and it becomes difficult to obtain the luminance required for the light emitting element.

【0057】電極の厚さは、50〜500nm、特に50
〜300nmの範囲が好ましい。また、その上限は特に制
限はないが、あまり厚いと透過率の低下や剥離などの心
配が生じる。厚さが薄すぎると、十分な効果が得られ
ず、製造時の膜強度等の点でも問題がある。
The thickness of the electrode is 50 to 500 nm, especially 50
The range of -300 nm is preferred. The upper limit is not particularly limited. However, if the thickness is too large, there is a fear that the transmittance is reduced or the layer is peeled off. If the thickness is too small, a sufficient effect cannot be obtained, and there is a problem in film strength at the time of production and the like.

【0058】上記発明の素子は、例えば図1に示すよう
に、基板1/ホール注入電極2/無機物層4/発光層5
/電子注入電極6とが順次積層された構成としてもよ
い。また、図2に示すように、基板1/電子注入電極3
/発光層5/無機物層4/ホール注入電極2と逆に積層
された構成としてもよい。これらは、たとえば、ディス
プレーの作製プロセスにより、適宜選択し使用される。
特に、ホール注入電極2に不透明の材料を用いる場合に
は、上記図2に示すような構造が好ましい。また、図
1、2において、ホール注入電極2と電子注入電極6の
間には、駆動電源Eが接続されている。
As shown in FIG. 1, for example, the device of the present invention comprises a substrate 1, a hole injection electrode 2, an inorganic layer 4, and a light emitting layer 5.
/ Electron injection electrode 6 may be sequentially laminated. In addition, as shown in FIG.
The light emitting layer 5 / the inorganic material layer 4 / the hole injecting electrode 2 may be stacked in the reverse order. These are appropriately selected and used depending on, for example, a display manufacturing process.
In particular, when an opaque material is used for the hole injection electrode 2, the structure shown in FIG. 2 is preferable. 1 and 2, a drive power source E is connected between the hole injection electrode 2 and the electron injection electrode 6.

【0059】また、上記発明の素子は、電極層/無機物
層および発光層/電極層/無機物層および発光層/電極
層/無機物層および発光層/電極層・・・と多段に重ね
てもよい。このような素子構造により、発光色の色調調
整や多色化を行うことができる。
The device of the present invention may be stacked in multiple layers with electrode layers / inorganic layers and light emitting layers / electrode layers / inorganic layers and light emitting layers / electrode layers / inorganic layers and light emitting layers / electrode layers. . With such an element structure, it is possible to adjust the color tone of the emitted light and to increase the number of colors.

【0060】発光層は、少なくとも発光機能に関与する
1種類、または2種類以上の有機化合物薄膜の積層膜か
らなる。
The light emitting layer is composed of a laminated film of one or two or more organic compound thin films involved in at least the light emitting function.

【0061】有機化合物は、高い発光量子効率を持ち、
外部摂動を受けやすいπ電子系を有して、容易に励起さ
れやすいものが好ましい。
The organic compound has high emission quantum efficiency,
Those having a π-electron system which is easily subjected to external perturbation and which are easily excited are preferable.

【0062】発光層は、ホール(ホール)および電子の
注入機能、それらの輸送機能、ホールと電子の再結合に
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で、電
子とホールを容易かつバランスよく注入・輸送すること
ができる。
The light emitting layer has a function of injecting holes (holes) and electrons, a function of transporting them, and a function of generating excitons by recombination of holes and electrons. By using a relatively electronically neutral compound for the light emitting layer, electrons and holes can be easily injected and transported in a well-balanced manner.

【0063】発光層は、必要により、狭義の発光層の
他、さらにホール輸送層、電子注入輸送層等を有してい
ても良い。
The light emitting layer may have a hole transporting layer, an electron injection transporting layer, etc. in addition to the light emitting layer in a narrow sense, if necessary.

【0064】必要により設けられるホール輸送層は、無
機物層からのホールの注入を容易にする機能、ホールを
安定に輸送する機能および電子を妨げる機能を有するも
のであり、電子注入輸送層は、電子注入電極からの電子
の注入を容易にする機能、電子を安定に輸送する機能お
よびホールを妨げる機能を有するものである。これらの
層は、発光層に注入されるホールや電子を増大・閉じこ
めさせ、再結合領域を最適化させ、発光効率を改善す
る。
The hole transport layer provided as necessary has a function of facilitating the injection of holes from the inorganic layer, a function of stably transporting holes, and a function of hindering electrons. It has a function of facilitating the injection of electrons from the injection electrode, a function of stably transporting electrons, and a function of preventing holes. These layers increase and confine holes and electrons injected into the light emitting layer, optimize the recombination region, and improve luminous efficiency.

【0065】発光層の厚さ、ホール注入輸送層の厚さお
よび電子注入輸送層の厚さは、特に制限されるものでは
なく、形成方法によっても異なるが、通常5〜500nm
程度、特に10〜300nmとすることが好ましい。
The thickness of the light emitting layer, the thickness of the hole injecting and transporting layer, and the thickness of the electron injecting and transporting layer are not particularly limited, and vary depending on the forming method.
It is preferable that the thickness be in the range of 10 to 300 nm.

【0066】ホール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
厚さと同程度または1/10〜10倍程度とすればよ
い。電子の注入層と輸送層とを分ける場合は、注入層は
1nm以上、輸送層は1nm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
500nm程度、輸送層で500nm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。
The thickness of the hole transport layer and the thickness of the electron injection / transport layer depend on the design of the recombination / light emitting region, but may be about the same as the thickness of the light emitting layer or about 1/10 to 10 times. When the electron injection layer and the transport layer are separated from each other, the thickness of the injection layer is preferably 1 nm or more, and the thickness of the transport layer is preferably 1 nm or more. At this time, the upper limit of the thickness of the injection layer and the transport layer is usually about 500 nm for the injection layer and about 500 nm for the transport layer. Such a film thickness is the same when two injection / transport layers are provided.

【0067】有機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。このような
蛍光性物質としては、例えば、特開昭63−26469
2号公報に開示されているような化合物、例えばキナク
リドン、ルブレン、スチリル系色素等の化合物から選択
される少なくとも1種が挙げられる。また、トリス(8
−キノリノラト)アルミニウム等の8−キノリノールま
たはその誘導体を配位子とする金属錯体色素などのキノ
リン誘導体、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、12−フタロペリノン誘導体
等が挙げられる。さらには、特願平6−110569号
のフェニルアントラセン誘導体、特願平6−11445
6号のテトラアリールエテン誘導体等を用いることがで
きる。
The light emitting layer of the organic EL device contains a fluorescent substance which is a compound having a light emitting function. Examples of such a fluorescent substance include, for example, JP-A-63-26469.
No. 2 discloses at least one compound selected from compounds such as quinacridone, rubrene, and styryl dyes. Also, Tris (8
-Quinolinolato) quinoline derivatives such as metal complex dyes having 8-quinolinol or a derivative thereof as a ligand such as aluminum, tetraphenylbutadiene, anthracene, perylene, coronene, and 12-phthaloperinone derivatives. Further, phenylanthracene derivatives disclosed in Japanese Patent Application No. 6-110569, and Japanese Patent Application No. 6-11445.
No. 6 tetraarylethene derivative or the like can be used.

【0068】また、それ自体で発光が可能なホスト物質
と組み合わせて使用することが好ましく、ドーパントと
しての使用が好ましい。このような場合の発光層におけ
る化合物の含有量は0.01〜10wt% 、さらには0.
1〜5wt% であることが好ましい。ホスト物質と組み合
わせて使用することによって、ホスト物質の発光波長特
性を変化させることができ、長波長に移行した発光が可
能になるとともに、素子の発光効率や安定性が向上す
る。
Further, it is preferable to use in combination with a host substance capable of emitting light by itself, and it is preferable to use it as a dopant. In such a case, the content of the compound in the light emitting layer is 0.01 to 10% by weight, and more preferably 0.1 to 10% by weight.
It is preferably 1 to 5% by weight. When used in combination with a host substance, the emission wavelength characteristics of the host substance can be changed, light emission shifted to a longer wavelength becomes possible, and the luminous efficiency and stability of the device are improved.

【0069】ホスト物質としては、キノリノラト錯体が
好ましく、さらには8−キノリノールまたはその誘導体
を配位子とするアルミニウム錯体が好ましい。このよう
なアルミニウム錯体としては、特開昭63−26469
2号、特開平3−255190号、特開平5−7073
3号、特開平5−258859号、特開平6−2158
74号等に開示されているものを挙げることができる。
The host substance is preferably a quinolinolato complex, and more preferably an aluminum complex having 8-quinolinol or a derivative thereof as a ligand. Such an aluminum complex is disclosed in JP-A-63-26469.
No. 2, JP-A-3-255190, JP-A-5-7073
3, JP-A-5-258859, JP-A-6-2158
No. 74 and the like.

【0070】具体的には、まず、トリス(8−キノリノ
ラト)アルミニウム、ビス(8−キノリノラト)マグネ
シウム、ビス(ベンゾ{f}−8−キノリノラト)亜
鉛、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)アルミニウ
ムオキシド、トリス(8−キノリノラト)インジウム、
トリス(5−メチル−8−キノリノラト)アルミニウ
ム、8−キノリノラトリチウム、トリス(5−クロロ−
8−キノリノラト)ガリウム、ビス(5−クロロ−8−
キノリノラト)カルシウム、5,7−ジクロル−8−キ
ノリノラトアルミニウム、トリス(5,7−ジブロモ−
8−ヒドロキシキノリノラト)アルミニウム、ポリ[亜
鉛(II)−ビス(8−ヒドロキシ−5−キノリニル)メ
タン]等がある。
Specifically, first, tris (8-quinolinolato) aluminum, bis (8-quinolinolato) magnesium, bis (benzo {f} -8-quinolinolato) zinc, bis (2-methyl-8-quinolinolato) aluminum Oxide, tris (8-quinolinolato) indium,
Tris (5-methyl-8-quinolinolato) aluminum, 8-quinolinolatolithium, tris (5-chloro-
8-quinolinolato) gallium, bis (5-chloro-8-
Quinolinolato) calcium, 5,7-dichloro-8-quinolinolatoaluminum, tris (5,7-dibromo-
8-hydroxyquinolinolato) aluminum and poly [zinc (II) -bis (8-hydroxy-5-quinolinyl) methane].

【0071】また、8−キノリノールまたはその誘導体
のほかに他の配位子を有するアルミニウム錯体であって
もよく、このようなものとしては、ビス(2−メチル−
8−キノリノラト)(フェノラト)アルミニウム(III)
、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)(オルト−
クレゾラト)アルミニウム(III) 、ビス(2−メチル−
8−キノリノラト)(メタークレゾラト)アルミニウム
(III) 、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)(パラ
−クレゾラト)アルミニウム(III) 、ビス(2−メチル
−8−キノリノラト)(オルト−フェニルフェノラト)
アルミニウム(III) 、ビス(2−メチル−8−キノリノ
ラト)(メタ−フェニルフェノラト)アルミニウム(II
I) 、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)(パラ−
フェニルフェノラト)アルミニウム(III) 、ビス(2−
メチル−8−キノリノラト)(2,3−ジメチルフェノ
ラト)アルミニウム(III) 、ビス(2−メチル−8−キ
ノリノラト)(2,6−ジメチルフェノラト)アルミニ
ウム(III) 、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)
(3,4−ジメチルフェノラト)アルミニウム(III) 、
ビス(2−メチル−8−キノリノラト)(3,5−ジメ
チルフェノラト)アルミニウム(III) 、ビス(2−メチ
ル−8−キノリノラト)(3,5−ジ−tert−ブチルフ
ェノラト)アルミニウム(III) 、ビス(2−メチル−8
−キノリノラト)(2,6−ジフェニルフェノラト)ア
ルミニウム(III) 、ビス(2−メチル−8−キノリノラ
ト)(2,4,6−トリフェニルフェノラト)アルミニ
ウム(III) 、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)
(2,3,6−トリメチルフェノラト)アルミニウム(I
II) 、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)(2,
3,5,6−テトラメチルフェノラト)アルミニウム(I
II) 、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)(1−ナ
フトラト)アルミニウム(III) 、ビス(2−メチル−8
−キノリノラト)(2−ナフトラト)アルミニウム(II
I) 、ビス(2,4−ジメチル−8−キノリノラト)
(オルト−フェニルフェノラト)アルミニウム(III) 、
ビス(2,4−ジメチル−8−キノリノラト)(パラ−
フェニルフェノラト)アルミニウム(III) 、ビス(2,
4−ジメチル−8−キノリノラト)(メタ−フェニルフ
ェノラト)アルミニウム(III) 、ビス(2,4−ジメチ
ル−8−キノリノラト)(3,5−ジメチルフェノラ
ト)アルミニウム(III) 、ビス(2,4−ジメチル−8
−キノリノラト)(3,5−ジ−tert−ブチルフェノラ
ト)アルミニウム(III) 、ビス(2−メチル−4−エチ
ル−8−キノリノラト)(パラ−クレゾラト)アルミニ
ウム(III) 、ビス(2−メチル−4−メトキシ−8−キ
ノリノラト)(パラ−フェニルフェノラト)アルミニウ
ム(III) 、ビス(2−メチル−5−シアノ−8−キノリ
ノラト)(オルト−クレゾラト)アルミニウム(III) 、
ビス(2−メチル−6−トリフルオロメチル−8−キノ
リノラト)(2−ナフトラト)アルミニウム(III) 等が
ある。
In addition to 8-quinolinol or a derivative thereof, an aluminum complex having another ligand may be used, such as bis (2-methyl-
8-quinolinolato) (phenolato) aluminum (III)
, Bis (2-methyl-8-quinolinolato) (ortho-
Cresolato) aluminum (III), bis (2-methyl-
8-quinolinolato) (meth-cresolate) aluminum
(III), bis (2-methyl-8-quinolinolato) (para-cresolato) aluminum (III), bis (2-methyl-8-quinolinolato) (ortho-phenylphenolate)
Aluminum (III), bis (2-methyl-8-quinolinolato) (meth-phenylphenolato) aluminum (II
I), bis (2-methyl-8-quinolinolato) (para-
Phenylphenolato) aluminum (III), bis (2-
Methyl-8-quinolinolato) (2,3-dimethylphenolato) aluminum (III), bis (2-methyl-8-quinolinolato) (2,6-dimethylphenolato) aluminum (III), bis (2-methyl- 8-quinolinolato)
(3,4-dimethylphenolato) aluminum (III),
Bis (2-methyl-8-quinolinolato) (3,5-dimethylphenolato) aluminum (III), bis (2-methyl-8-quinolinolato) (3,5-di-tert-butylphenolato) aluminum (III) ), Bis (2-methyl-8)
-Quinolinolato) (2,6-diphenylphenolato) aluminum (III), bis (2-methyl-8-quinolinolato) (2,4,6-triphenylphenolato) aluminum (III), bis (2-methyl- 8-quinolinolato)
(2,3,6-trimethylphenolato) aluminum (I
II), bis (2-methyl-8-quinolinolato) (2,
3,5,6-tetramethylphenolato) aluminum (I
II), bis (2-methyl-8-quinolinolato) (1-naphthrat) aluminum (III), bis (2-methyl-8
-Quinolinolato) (2-naphthrat) aluminum (II
I), bis (2,4-dimethyl-8-quinolinolato)
(Ortho-phenylphenolato) aluminum (III),
Bis (2,4-dimethyl-8-quinolinolato) (para-
Phenylphenolato) aluminum (III), bis (2,
4-dimethyl-8-quinolinolato) (meta-phenylphenolato) aluminum (III), bis (2,4-dimethyl-8-quinolinolato) (3,5-dimethylphenolato) aluminum (III), bis (2 4-dimethyl-8
-Quinolinolato) (3,5-di-tert-butylphenolato) aluminum (III), bis (2-methyl-4-ethyl-8-quinolinolato) (para-cresolato) aluminum (III), bis (2-methyl) -4-methoxy-8-quinolinolato) (para-phenylphenolato) aluminum (III), bis (2-methyl-5-cyano-8-quinolinolato) (ortho-cresolato) aluminum (III),
Bis (2-methyl-6-trifluoromethyl-8-quinolinolato) (2-naphthrat) aluminum (III);

【0072】このほか、ビス(2−メチル−8−キノリ
ノラト)アルミニウム(III) −μ−オキソ−ビス(2−
メチル−8−キノリノラト)アルミニウム(III) 、ビス
(2,4−ジメチル−8−キノリノラト)アルミニウム
(III) −μ−オキソ−ビス(2,4−ジメチル−8−キ
ノリノラト)アルミニウム(III) 、ビス(4−エチル−
2−メチル−8−キノリノラト)アルミニウム(III) −
μ−オキソ−ビス(4−エチル−2−メチル−8−キノ
リノラト)アルミニウム(III) 、ビス(2−メチル−4
−メトキシキノリノラト)アルミニウム(III) −μ−オ
キソ−ビス(2−メチル−4−メトキシキノリノラト)
アルミニウム(III) 、ビス(5−シアノ−2−メチル−
8−キノリノラト)アルミニウム(III) −μ−オキソ−
ビス(5−シアノ−2−メチル−8−キノリノラト)ア
ルミニウム(III) 、ビス(2−メチル−5−トリフルオ
ロメチル−8−キノリノラト)アルミニウム(III) −μ
−オキソ−ビス(2−メチル−5−トリフルオロメチル
−8−キノリノラト)アルミニウム(III) 等であっても
よい。
In addition, bis (2-methyl-8-quinolinolato) aluminum (III) -μ-oxo-bis (2-
Methyl-8-quinolinolato) aluminum (III), bis (2,4-dimethyl-8-quinolinolato) aluminum
(III) -μ-oxo-bis (2,4-dimethyl-8-quinolinolato) aluminum (III), bis (4-ethyl-
2-methyl-8-quinolinolato) aluminum (III)-
μ-oxo-bis (4-ethyl-2-methyl-8-quinolinolato) aluminum (III), bis (2-methyl-4
-Methoxyquinolinolato) aluminum (III) -μ-oxo-bis (2-methyl-4-methoxyquinolinolato)
Aluminum (III), bis (5-cyano-2-methyl-
8-quinolinolato) aluminum (III) -μ-oxo-
Bis (5-cyano-2-methyl-8-quinolinolato) aluminum (III), bis (2-methyl-5-trifluoromethyl-8-quinolinolato) aluminum (III) -μ
-Oxo-bis (2-methyl-5-trifluoromethyl-8-quinolinolato) aluminum (III) and the like.

【0073】このほかのホスト物質としては、特願平6
−110569号に記載のフェニルアントラセン誘導体
や特願平6−114456号に記載のテトラアリールエ
テン誘導体なども好ましい。
Other host materials include Japanese Patent Application No.
Also preferred are phenylanthracene derivatives described in -110569 and tetraarylethene derivatives described in Japanese Patent Application No. 6-114456.

【0074】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すればよい。
The light emitting layer may also serve as an electron injection / transport layer. In such a case, it is preferable to use tris (8-quinolinolato) aluminum or the like. These fluorescent substances may be deposited.

【0075】また、発光層は、必要に応じて、少なくと
も1種のホール注入輸送性化合物と少なくとも1種の電
子注入輸送性化合物との混合層とすることも好ましく、
さらにはこの混合層中にドーパントを含有させることが
好ましい。このような混合層における化合物の含有量
は、0.01〜20wt% 、さらには0.1〜15wt% と
することが好ましい。
The light emitting layer is preferably a mixed layer of at least one kind of hole injecting and transporting compound and at least one kind of electron injecting and transporting compound, if necessary.
Further, it is preferable that a dopant is contained in the mixed layer. The content of the compound in such a mixed layer is preferably 0.01 to 20% by weight, more preferably 0.1 to 15% by weight.

【0076】混合層では、キャリアのホッピング伝導パ
スができるため、各キャリアは極性的に有利な物質中を
移動し、逆の極性のキャリア注入は起こりにくくなるた
め、有機化合物がダメージを受けにくくなり、素子寿命
がのびるという利点がある。また、前述のドーパントを
このような混合層に含有させることにより、混合層自体
のもつ発光波長特性を変化させることができ、発光波長
を長波長に移行させることができるとともに、発光強度
を高め、素子の安定性を向上させることもできる。
In the mixed layer, a carrier hopping conduction path is formed, so that each carrier moves in a polarly advantageous substance, and carrier injection of the opposite polarity is less likely to occur, so that the organic compound is less susceptible to damage. This has the advantage that the element life is extended. Further, by including the above-described dopant in such a mixed layer, the emission wavelength characteristics of the mixed layer itself can be changed, the emission wavelength can be shifted to a longer wavelength, and the emission intensity is increased, The stability of the device can be improved.

【0077】混合層に用いられるホール注入輸送性化合
物および電子注入輸送性化合物は、各々、後述のホール
輸送層用の化合物および電子注入輸送層用の化合物の中
から選択すればよい。なかでも、ホール注入輸送層用の
化合物としては、強い蛍光を持ったアミン誘導体、例え
ばホール輸送材料であるトリフェニルジアミン誘導体、
さらにはスチリルアミン誘導体、芳香族縮合環を持つア
ミン誘導体を用いるのが好ましい。
The hole injecting / transporting compound and the electron injecting / transporting compound used in the mixed layer may be selected from a compound for a hole transporting layer and a compound for an electron injecting / transporting layer, respectively, which will be described later. Among them, as the compound for the hole injecting and transporting layer, amine derivatives having strong fluorescence, for example, a triphenyldiamine derivative as a hole transporting material,
Further, it is preferable to use a styrylamine derivative or an amine derivative having an aromatic condensed ring.

【0078】電子注入輸送性の化合物としては、キノリ
ン誘導体、さらには8−キノリノールないしその誘導体
を配位子とする金属錯体、特にトリス(8−キノリノラ
ト)アルミニウム(Alq3 )を用いることが好まし
い。また、上記のフェニルアントラセン誘導体、テトラ
アリールエテン誘導体を用いるのも好ましい。
As the compound capable of injecting and transporting electrons, it is preferable to use a quinoline derivative, furthermore a metal complex having 8-quinolinol or a derivative thereof as a ligand, particularly tris (8-quinolinolato) aluminum (Alq 3 ). It is also preferable to use the above-mentioned phenylanthracene derivatives and tetraarylethene derivatives.

【0079】ホール輸送層用の化合物としては、強い蛍
光を持ったアミン誘導体、例えば上記のホール輸送材料
であるトリフェニルジアミン誘導体、さらにはスチリル
アミン誘導体、芳香族縮合環を持つアミン誘導体を用い
るのが好ましい。
As the compound for the hole transport layer, an amine derivative having strong fluorescence, for example, a triphenyldiamine derivative which is the above-mentioned hole transport material, a styrylamine derivative, or an amine derivative having an aromatic condensed ring is used. Is preferred.

【0080】この場合の混合比は、それぞれのキャリア
移動度とキャリア濃度によるが、一般的には、ホール注
入輸送性化合物の化合物/電子注入輸送機能を有する化
合物の重量比が、1/99〜99/1、さらに好ましく
は10/90〜90/10、特に好ましくは20/80
〜80/20程度となるようにすることが好ましい。
The mixing ratio in this case depends on the respective carrier mobilities and carrier concentrations. In general, the weight ratio of the compound of the hole injecting / transporting compound / the compound having the electron injecting / transporting function is from 1/99 to less. 99/1, more preferably 10/90 to 90/10, particularly preferably 20/80
It is preferable to set it to about 80/20.

【0081】また、混合層の厚さは、分子層一層に相当
する厚み以上で、有機化合物層の膜厚未満とすることが
好ましい。具体的には1〜85nmとすることが好まし
く、さらには5〜60nm、特には5〜50nmとすること
が好ましい。
The thickness of the mixed layer is preferably not less than the thickness of one molecular layer and less than the thickness of the organic compound layer. Specifically, the thickness is preferably 1 to 85 nm, more preferably 5 to 60 nm, particularly preferably 5 to 50 nm.

【0082】また、混合層の形成方法としては、異なる
蒸着源より蒸発させる共蒸着が好ましいが、蒸気圧(蒸
発温度)が同程度あるいは非常に近い場合には、予め同
じ蒸着ボード内で混合させておき、蒸着することもでき
る。混合層は化合物同士が均一に混合している方が好ま
しいが、場合によっては、化合物が島状に存在するもの
であってもよい。発光層は、一般的には、有機蛍光物質
を蒸着するか、あるいは、樹脂バインダー中に分散させ
てコーティングすることにより、発光層を所定の厚さに
形成する。
As a method of forming the mixed layer, co-evaporation in which evaporation is performed from different evaporation sources is preferable. However, when the vapor pressures (evaporation temperatures) are approximately the same or very close, they are mixed in advance in the same evaporation board. Alternatively, it can be deposited. In the mixed layer, it is preferable that the compounds are uniformly mixed, but in some cases, the compounds may exist in an island shape. The light-emitting layer is generally formed to a predetermined thickness by vapor-depositing an organic fluorescent substance or by dispersing and coating the resin in a resin binder.

【0083】また、ホール輸送層には、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5−23468
1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8−10017
2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(トリアリールジアミンない
しトリフェニルジアミン: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、1種のみを用いても、2種以上を併用し
てもよい。2種以上を併用するときは、別層にして積層
したり、混合したりすればよい。
In the hole transport layer, for example, JP-A-63-295695, JP-A-2-191694, JP-A-3-792, JP-A-5-23468
No. 1, JP-A-5-239455, JP-A-5-239455
299174, JP-A-7-126225,
JP-A-7-126226, JP-A-8-10017
Various organic compounds described in JP-A No. 2,650 / 955A1, etc. can be used. For example, a tetraarylbendicine compound (triaryldiamine or triphenyldiamine: TPD), an aromatic tertiary amine, a hydrazone derivative, a carbazole derivative, a triazole derivative, an imidazole derivative, an oxadiazole derivative having an amino group, polythiophene, etc. . These compounds may be used alone or in combination of two or more. When two or more kinds are used in combination, they may be stacked as separate layers or mixed.

【0084】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(Alq
3 )等の8−キノリノールまたはその誘導体を配位子と
する有機金属錯体などのキノリン誘導体、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。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
層の形成は、発光層と同様に、蒸着等によればよい。
The electron injecting and transporting layer, which is provided as necessary, includes tris (8-quinolinolato) aluminum (Alq
3 ), quinoline derivatives such as organometallic complexes having 8-quinolinol or a derivative thereof as a ligand, oxadiazole derivatives, perylene derivatives, pyridine derivatives, pyrimidine derivatives, quinoxaline derivatives, diphenylquinone derivatives, nitro-substituted fluorene derivatives, etc. Can be used. The electron injection / transport layer may also serve as the light emitting layer. In such a case, it is preferable to use tris (8-quinolinolato) aluminum or the like. The electron injecting and transporting layer may be formed by vapor deposition or the like, similarly to the light emitting layer.

【0085】電子注入輸送層を電子注入層と電子輸送層
とに分けて積層する場合には、電子注入輸送層用の化合
物の中から好ましい組み合わせを選択して用いることが
できる。このとき、電子注入電極側から電子親和力の値
の大きい化合物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。
In the case where the electron injecting and transporting layer is divided into an electron injecting layer and an electron transporting layer, a preferable combination can be selected from the compounds for the electron injecting and transporting layer. At this time, it is preferable to stack the compounds in descending order of the electron affinity value from the electron injection electrode side. Such a stacking order is the same when two or more electron injection / transport layers are provided.

【0086】ホール輸送層、発光層および電子注入輸送
層の形成には、均質な薄膜が形成できることから、真空
蒸着法を用いることが好ましい。真空蒸着法を用いた場
合、アモルファス状態または結晶粒径が0.1μm 以下
の均質な薄膜が得られる。結晶粒径が0.1μm を超え
ていると、不均一な発光となり、素子の駆動電圧を高く
しなければならなくなり、ホールの注入効率も著しく低
下する。
For forming the hole transport layer, the light emitting layer and the electron injection transport layer, it is preferable to use a vacuum evaporation method since a uniform thin film can be formed. When a vacuum deposition method is used, a homogeneous thin film having an amorphous state or a crystal grain size of 0.1 μm or less can be obtained. If the crystal grain size exceeds 0.1 μm, non-uniform light emission occurs, the driving voltage of the device must be increased, and the hole injection efficiency is significantly reduced.

【0087】真空蒸着の条件は特に限定されないが、1
-4Pa以下の真空度とし、蒸着速度は0.01〜1nm/
sec 程度とすることが好ましい。また、真空中で連続し
て各層を形成することが好ましい。真空中で連続して形
成すれば、各層の界面に不純物が吸着することを防げる
ため、高特性が得られる。また、素子の駆動電圧を低く
したり、ダークスポットの発生・成長を抑制したりする
ことができる。
The conditions for vacuum deposition are not particularly limited.
The degree of vacuum is 0 -4 Pa or less, and the deposition rate is 0.01 to 1 nm /
It is preferable to set it to about sec. Further, it is preferable to form each layer continuously in a vacuum. If they are formed continuously in a vacuum, impurities can be prevented from adsorbing at the interface between the layers, so that high characteristics can be obtained. Further, the driving voltage of the element can be reduced, and the occurrence and growth of dark spots can be suppressed.

【0088】これら各層の形成に真空蒸着法を用いる場
合において、1層に複数の化合物を含有させる場合、化
合物を入れた各ボートを個別に温度制御して共蒸着する
ことが好ましい。
When a plurality of compounds are contained in one layer when a vacuum evaporation method is used for forming each of these layers, it is preferable to co-deposit each boat containing the compounds by individually controlling the temperature.

【0089】さらに、素子の有機層や電極の酸化を防ぐ
ために、素子上を封止板等により封止することが好まし
い。封止板は、湿気の侵入を防ぐために、接着性樹脂層
を用いて、封止板を接着し密封する。封止ガスは、A
r、He、N2 等の不活性ガス等が好ましい。また、こ
の封止ガスの水分含有量は、100ppm 以下、より好ま
しくは10ppm 以下、特には1ppm 以下であることが好
ましい。この水分含有量に下限値は特にないが、通常
0.1ppm 程度である。
Further, in order to prevent oxidation of the organic layers and electrodes of the element, it is preferable to seal the element with a sealing plate or the like. The sealing plate adheres and seals the sealing plate using an adhesive resin layer in order to prevent moisture from entering. The sealing gas is A
An inert gas such as r, He, and N 2 is preferable. Further, the moisture content of the sealing gas is preferably 100 ppm or less, more preferably 10 ppm or less, and particularly preferably 1 ppm or less. Although there is no particular lower limit for the water content, it is usually about 0.1 ppm.

【0090】封止板の材料としては、好ましくは平板状
であって、ガラスや石英、樹脂等の透明ないし半透明材
料が挙げられるが、特にガラスが好ましい。このような
ガラス材として、コストの面からアルカリガラスが好ま
しいが、この他、ソーダ石灰ガラス、鉛アルカリガラ
ス、ホウケイ酸ガラス、アルミノケイ酸ガラス、シリカ
ガラス等のガラス組成のものも好ましい。特に、ソーダ
ガラスで、表面処理の無いガラス材が安価に使用でき、
好ましい。封止板としては、ガラス板以外にも、金属
板、プラスチック板等を用いることもできる。
The material of the sealing plate is preferably a flat plate, and may be a transparent or translucent material such as glass, quartz, resin, etc., but glass is particularly preferred. As such a glass material, an alkali glass is preferable from the viewpoint of cost, and in addition, a glass composition such as soda lime glass, lead alkali glass, borosilicate glass, aluminosilicate glass, and silica glass is also preferable. In particular, soda glass, a glass material without surface treatment can be used at low cost,
preferable. As the sealing plate, other than a glass plate, a metal plate, a plastic plate, or the like can be used.

【0091】封止板は、スペーサーを用いて高さを調整
し、所望の高さに保持してもよい。スペーサーの材料と
しては、樹脂ビーズ、シリカビーズ、ガラスビーズ、ガ
ラスファイバー等が挙げられ、特にガラスビーズ等が好
ましい。スペーサーは、通常、粒径の揃った粒状物であ
るが、その形状は特に限定されるものではなく、スペー
サーとしての機能に支障のないものであれば種々の形状
であってもよい。その大きさとしては、円換算の直径が
1〜20μm 、より好ましくは1〜10μm 、特に2〜
8μm が好ましい。このような直径のものは、粒長10
0μm 以下程度であることが好ましく、その下限は特に
規制されるものではないが、通常直径と同程度以上であ
る。
The height of the sealing plate may be adjusted by using a spacer to keep the sealing plate at a desired height. Examples of the material of the spacer include resin beads, silica beads, glass beads, and glass fibers, and glass beads are particularly preferable. The spacer is usually a granular material having a uniform particle size, but the shape is not particularly limited, and may be various shapes as long as it does not hinder the function as the spacer. As the size, the diameter in terms of a circle is 1 to 20 μm, more preferably 1 to 10 μm, and especially 2 to 20 μm.
8 μm is preferred. Those having such a diameter have a grain length of 10
It is preferably about 0 μm or less, and the lower limit is not particularly limited, but is usually about the same as or larger than the diameter.

【0092】なお、封止板に凹部を形成した場合には、
スペーサーは使用しても、使用しなくてもよい。使用す
る場合の好ましい大きさとしては、前記範囲でよいが、
特に2〜8μm の範囲が好ましい。
When a recess is formed in the sealing plate,
Spacers may or may not be used. The preferred size when used is within the above range,
Particularly, the range of 2 to 8 μm is preferable.

【0093】スペーサーは、予め封止用接着剤中に混入
されていても、接着時に混入してもよい。封止用接着剤
中におけるスペーサーの含有量は、好ましくは0.01
〜30wt%、より好ましくは0.1〜5wt%である。
The spacer may be mixed in the sealing adhesive in advance, or may be mixed at the time of bonding. The content of the spacer in the sealing adhesive is preferably 0.01
-30 wt%, more preferably 0.1-5 wt%.

【0094】接着剤としては、安定した接着強度が保
て、気密性が良好なものであれば特に限定されるもので
はないが、カチオン硬化タイプの紫外線硬化型エポキシ
樹脂接着剤を用いることが好ましい。
The adhesive is not particularly limited as long as it can maintain stable adhesive strength and has good airtightness, but it is preferable to use a cationic curing type ultraviolet curing epoxy resin adhesive. .

【0095】本発明において、有機EL構造体を形成す
る基板としては、非晶質基板たとえばガラス、石英な
ど、結晶基板たとえば、Si、GaAs、ZnSe、Z
nS、GaP、InPなどがあげられ、またこれらの結
晶基板に結晶質、非晶質あるいは金属のバッファ層を形
成した基板も用いることができる。また金属基板として
は、Mo、Al、Pt、Ir、Au、Pdなどを用いる
ことができ、好ましくはガラス基板が用いられる。基板
は、通常光取り出し側となるため、上記電極と同様な光
透過性を有することが好ましい。
In the present invention, the substrate on which the organic EL structure is formed is an amorphous substrate such as glass or quartz, or a crystalline substrate such as Si, GaAs, ZnSe, or Z.
Examples thereof include nS, GaP, and InP, and a substrate in which a crystalline, amorphous, or metal buffer layer is formed on these crystalline substrates can also be used. As the metal substrate, Mo, Al, Pt, Ir, Au, Pd, or the like can be used, and a glass substrate is preferably used. Since the substrate is usually on the light extraction side, it is preferable that the substrate has the same light transmittance as the above-mentioned electrodes.

【0096】さらに、本発明素子を、平面上に多数並べ
てもよい。平面上に並べられたそれぞれの素子の発光色
を変えて、カラーのディスプレーにすることができる。
Further, a large number of the elements of the present invention may be arranged on a plane. By changing the emission color of each element arranged on a plane, a color display can be obtained.

【0097】基板に色フィルター膜や蛍光性物質を含む
色変換膜、あるいは誘電体反射膜を用いて発光色をコン
トロールしてもよい。
The luminescent color may be controlled by using a color filter film, a color conversion film containing a fluorescent substance, or a dielectric reflection film on the substrate.

【0098】色フィルター膜には、液晶ディスプレイ等
で用いられているカラーフィルターを用いれば良いが、
有機EL素子の発光する光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。
As the color filter film, a color filter used in a liquid crystal display or the like may be used.
The characteristics of the color filter may be adjusted in accordance with the light emitted from the organic EL element to optimize the extraction efficiency and the color purity.

【0099】また、EL素子材料や蛍光変換層が光吸収
するような短波長の外光をカットできるカラーフィルタ
ーを用いれば、素子の耐光性・表示のコントラストも向
上する。
If a color filter capable of cutting off short-wavelength external light that is absorbed by the EL element material or the fluorescence conversion layer is used, the light resistance of the element and the display contrast are improved.

【0100】また、誘電体多層膜のような光学薄膜を用
いてカラーフィルターの代わりにしても良い。
Further, an optical thin film such as a dielectric multilayer film may be used instead of the color filter.

【0101】蛍光変換フィルター膜は、EL発光の光を
吸収し、蛍光変換膜中の蛍光体から光を放出させること
で、発光色の色変換を行うものであるが、組成として
は、バインダー、蛍光材料、光吸収材料の三つから形成
される。
The fluorescence conversion filter film absorbs EL light and emits light from the phosphor in the fluorescence conversion film to convert the color of the emitted light. It is formed from a fluorescent material and a light absorbing material.

【0102】蛍光材料は、基本的には蛍光量子収率が高
いものを用いれば良く、EL発光波長域に吸収が強いこ
とが望ましい。実際には、レーザー色素などが適してお
り、ローダミン系化合物・ペリレン系化合物・シアニン
系化合物・フタロシアニン系化合物(サブフタロシアニ
ン等も含む)ナフタロイミド系化合物・縮合環炭化水素
系化合物・縮合複素環系化合物・スチリル系化合物・ク
マリン系化合物等を用いればよい。
As the fluorescent material, basically, a material having a high fluorescence quantum yield may be used, and it is desirable that the fluorescent material has strong absorption in the EL emission wavelength region. In practice, laser dyes and the like are suitable, and rhodamine compounds, perylene compounds, cyanine compounds, phthalocyanine compounds (including subphthalocyanines, etc.) naphthalimide compounds, condensed ring hydrocarbon compounds, condensed heterocyclic compounds A styryl compound, a coumarin compound or the like may be used.

【0103】バインダーは、基本的に蛍光を消光しない
ような材料を選べば良く、フォトリソグラフィー・印刷
等で微細なパターニングが出来るようなものが好まし
い。また、基板上にホール注入電極と接する状態で形成
される場合、ITO、IZOの成膜時にダメージを受け
ないような材料が好ましい。
As the binder, a material that does not quench the fluorescence may be basically selected, and a binder that can be finely patterned by photolithography, printing, or the like is preferable. Further, when formed on the substrate in contact with the hole injection electrode, it is preferable to use a material which will not be damaged when forming ITO or IZO.

【0104】光吸収材料は、蛍光材料の光吸収が足りな
い場合に用いるが、必要のない場合は用いなくても良
い。また、光吸収材料は、蛍光性材料の蛍光を消光しな
いような材料を選べば良い。
The light absorbing material is used when the light absorption of the fluorescent material is insufficient, but may be omitted when unnecessary. As the light absorbing material, a material that does not quench the fluorescence of the fluorescent material may be selected.

【0105】本発明の有機EL素子は、通常、直流駆動
型、パルス駆動型のEL素子として用いられるが、交流
駆動とすることもできる。印加電圧は、通常、2〜30
V 程度とされる。
The organic EL device of the present invention is usually used as a DC drive type or pulse drive type EL device, but it can also be driven by AC. The applied voltage is usually 2 to 30
V.

【0106】[0106]

【実施例】以下、本発明の具体的実施例を示し、本発明
をさらに詳細に説明する。実施例1 図1のような構成の有機EL素子において、有機化合物
であるホール輸送層13を無機化合物であるCuAlS
2 薄膜に置き換えた有機EL素子を作製した。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in more detail by showing specific examples of the present invention. Example 1 In an organic EL device having a structure as shown in FIG. 1, a hole transport layer 13 as an organic compound was replaced with CuAlS as an inorganic compound.
to produce an organic EL device was replaced by e 2 thin film.

【0107】ガラス基板としてコーニング社製商品名7
059基板を中性洗剤を用いてスクラブ洗浄した。
As a glass substrate, product name 7 manufactured by Corning Incorporated
The 059 substrate was scrub-cleaned using a neutral detergent.

【0108】この基板上にITO酸化物ターゲットを用
いRFマグネトロンスパッタリング法により、基板温度
250℃で、膜厚200nmのITOホール注入電極層を
形成した。
An ITO hole injection electrode layer having a thickness of 200 nm was formed on this substrate at a substrate temperature of 250 ° C. by an RF magnetron sputtering method using an ITO oxide target.

【0109】次に、真空を破らずに、つづいて、基板温
度を350℃とし、原子比でCu:Al:Se=1:
0.9:2.8の組成で作製したターゲットを用い、A
rガスによりRFマグネトロンスパッタリング法で膜厚
200nmのCuAlSe2 薄膜を形成した。
Next, without breaking the vacuum, the substrate temperature was set to 350 ° C., and Cu: Al: Se = 1: 1 in atomic ratio.
Using a target prepared with a composition of 0.9: 2.8, A
A 200 nm thick CuAlSe 2 thin film was formed by RF magnetron sputtering using r gas.

【0110】CuAlSe2 薄膜を蛍光X線分析により
組成分析した結果、原子比でCu:Al:Se=1.0
2:0.92:1.99であった。X線回折によるとカ
ルコパイライト型の結晶構造を有する多結晶薄膜である
ことがわかった。また、CuAlSe2 薄膜の抵抗率は
50Ωcmであり、ゼーベック係数の測定よりp型の半導
体膜であり、光透過特性からバンドギャップは2.68
eVであることがわかった。
The composition analysis of the CuAlSe 2 thin film by X-ray fluorescence analysis revealed that the atomic ratio of Cu: Al: Se = 1.0.
2: 0.92: 1.99. X-ray diffraction revealed that the film was a polycrystalline thin film having a chalcopyrite-type crystal structure. The resistivity of the CuAlSe 2 thin film is 50 Ωcm, it is a p-type semiconductor film according to the measurement of the Seebeck coefficient, and the band gap is 2.68 from the light transmission characteristics.
eV.

【0111】ここでは、CuAlSe2 薄膜の評価のた
めに取り出したが、実際の素子作製では、CuAlSe
2 薄膜形成後、真空を破らすに、基板温度を室温まで冷
却し、抵抗加熱による蒸着法により、Alq3 薄膜を3
5nm形成した。
Here, the CuAlSe 2 thin film was taken out for evaluation, but in actual device fabrication, CuAlSe 2 thin film was used.
2 After forming the thin film, the substrate temperature is cooled to room temperature to break the vacuum, and the Alq 3 thin film is
5 nm was formed.

【0112】さらに、電子注入電極として、スパッタリ
ング法により、AlLi合金電極膜を50nm形成した。
電極面積は1mm2 とした。
Further, as an electron injection electrode, an AlLi alloy electrode film was formed to a thickness of 50 nm by a sputtering method.
The electrode area was 1 mm 2 .

【0113】得られた構造から真空中で、プローブ電極
を用いて、ホール注入電極、電子注入電極から電極を引
き出し、電界を印加した。V−I特性はダイオード特性
を示し、ITO側をプラス、AlLi側をマイナスにバ
イアスした場合、電流は、電圧の増加とともに増加し、
8Vで0.07mAの注入電流がみられ、通常の室内では
っきりとした緑色の発光が観察された。また、繰り返し
発光動作をさせても、輝度の低下はみられなかった。
From the obtained structure, electrodes were drawn out of the hole injection electrode and the electron injection electrode using a probe electrode in a vacuum, and an electric field was applied. The VI characteristic shows a diode characteristic. When the ITO side is biased positive and the AlLi side is biased negatively, the current increases as the voltage increases,
At 8 V, an injection current of 0.07 mA was observed, and clear green light emission was observed in a normal room. Further, even when the light emitting operation was repeatedly performed, no decrease in luminance was observed.

【0114】次に、0.05mAの一定電流で寿命特性を
調べた。従来のTPDをホール輸送層としたこと以外全
く同様の素子評価では、100時間で輝度が半減したの
に対して本実施例では、100時間で90%の輝度を保
っていた。
Next, the life characteristics were examined at a constant current of 0.05 mA. In exactly the same device evaluation except that the conventional TPD was used as the hole transport layer, the luminance was reduced by half in 100 hours, whereas in this example, 90% of the luminance was maintained in 100 hours.

【0115】本実施例により、優れた寿命特性が得られ
た理由として、ホール注入層を、有機化合物に代えて、
化学的安定な無機p型半導体としてカルコパイライト化
合物を用いたことにより、電子をブロックし、かつ、発
光層へのホールの注入を効果的に、長時間にわたって安
定に行われたためであると考えられる。
The reason why excellent life characteristics were obtained by this example is that the hole injection layer was replaced with an organic compound.
It is considered that the use of the chalcopyrite compound as a chemically stable inorganic p-type semiconductor effectively blocked electrons and effectively injected holes into the light emitting layer for a long time and stably. .

【0116】実施例2 実施例1と同様に、図1のような構成の有機ELにおい
て、有機物質からなるホール輸送層を、Cu(Al、G
a)S2 エピタキシャル膜に置き換えた有機EL素子を
作製した。
Example 2 In the same manner as in Example 1, in the organic EL having the structure shown in FIG. 1, the hole transport layer made of an organic substance was replaced with Cu (Al, G).
a) An organic EL device replaced with an S 2 epitaxial film was manufactured.

【0117】ここでは、基板として、Siを用いた。Here, Si was used as the substrate.

【0118】初めに、発明者らの特願平7−21985
0号、特願平7−24060号の方法に準じ、ZrO2
のエピタキシャル膜を以下のようにして作製した。
First, the inventors' patent application No. 7-21985.
0, ZrO 2 according to the method of Japanese Patent Application No. 7-24060.
Was produced as follows.

【0119】ZrO2 薄膜を成長させる単結晶基板とし
て、その表面が(100)面となるように切断、鏡面研
磨したSi単結晶ウエハーを用いた。鏡面表面は購入後
40%フッ化アンモニウム水溶液により、エッチング洗
浄を行った。なお、Si基板としては、直径2インチの
円形基板を用いた。
As a single crystal substrate on which a ZrO 2 thin film was grown, an Si single crystal wafer cut and mirror-polished so that the surface became a (100) plane was used. After the purchase, the mirror surface was cleaned by etching with a 40% ammonium fluoride aqueous solution. Note that a circular substrate having a diameter of 2 inches was used as the Si substrate.

【0120】真空槽内に設置された回転および加熱機構
を備えた基板ホルダーに上記単結晶基板を固定し、真空
槽を10-6Torrまで油拡散ポンプにより排気した後、基
板洗浄面をSi酸化物を用いて保護するため、基板を2
0rpm で回転させ、酸素を基板付近にノズルから25cc
/分の割合で導入しつつ、600℃に加熱した。ここ
で、基板の表面にSi酸化物膜が熱酸化で形成される。
この方法で約1nmのSi酸化物膜を形成した。
The single crystal substrate was fixed to a substrate holder provided with a rotation and heating mechanism installed in a vacuum chamber, and the vacuum chamber was evacuated to 10 −6 Torr by an oil diffusion pump. To protect with a material,
Rotate at 0 rpm, oxygen is supplied from the nozzle near the substrate by 25 cc.
/ Minute while heating at 600 ° C. Here, a Si oxide film is formed on the surface of the substrate by thermal oxidation.
By this method, a Si oxide film of about 1 nm was formed.

【0121】次いで、その後、基板を900℃に加熱
し、回転させた。回転数は20rpm とした。このとき、
ノズルから酸素ガスを25cc/分の割合で導入し、前記
基板上に金属Zrを蒸発源から蒸発させることにより、
Zr金属酸化物の膜厚に換算して5nmとなるように供給
し、1×1の表面構造を備えるSi表面処理基板を得
た。
Next, the substrate was heated to 900 ° C. and rotated. The rotation speed was 20 rpm. At this time,
By introducing oxygen gas from the nozzle at a rate of 25 cc / min and evaporating metal Zr from the evaporation source onto the substrate,
It was supplied so as to have a thickness of 5 nm in terms of the thickness of the Zr metal oxide, to obtain a Si surface-treated substrate having a 1 × 1 surface structure.

【0122】さらに、このSi表面処理基板上に、基板
温度900℃、基板回転数20rpm、ノズルから酸素ガ
スを25cc/分の割合で導入した状態で金属Zrを蒸発
源から供給することにより、ZrO2 エピタキシャル膜
を前記処理基板上に得た。
Further, metal Zr was supplied from the evaporation source onto the Si surface-treated substrate while the substrate temperature was 900 ° C., the substrate rotation speed was 20 rpm, and oxygen gas was introduced from the nozzle at a rate of 25 cc / min. Two epitaxial films were obtained on the processing substrate.

【0123】ひきつづき、ZrO2 を形成した基板を6
00℃に加熱し回転させた。回転数は20rpm とした。
真空度は、10-7Torrまで油拡散ポンプにより排気し
た。
Subsequently, the substrate on which ZrO 2 was formed
Heated to 00 ° C. and rotated. The rotation speed was 20 rpm.
The degree of vacuum was evacuated to 10 -7 Torr by an oil diffusion pump.

【0124】この基板上に原子比でCu:Ga:S=
1:0.95:5の割合で、Cuは電子ビームで、G
a、SはKセルを用いて蒸発させ膜厚200nmのCuG
aS2 薄膜を形成した。
The atomic ratio of Cu: Ga: S =
1: 0.95: 5, Cu is an electron beam, G
a, S is evaporated using a K cell to form a 200 nm thick CuG
An aS 2 thin film was formed.

【0125】RHEED観察の結果CuGaS2 薄膜は
エピタキシャル膜であることがわかった。また、CuA
lSe2 薄膜の抵抗率は0.1Ωcmであった。
As a result of RHEED observation, it was found that the CuGaS 2 thin film was an epitaxial film. Also, CuA
The resistivity of the lSe 2 thin film was 0.1 Ωcm.

【0126】さらに、原子比でCu:Al:Ga:S=
1:0.70:0.25:5の割合で、Cu、Alは電
子ビームで、Ga、SはKセルを用いて蒸発させ膜厚5
0nmのCu(Al、Ga)S2 薄膜を形成した。
Further, the atomic ratio of Cu: Al: Ga: S =
In a ratio of 1: 0.70: 0.25: 5, Cu and Al are electron beams, Ga and S are evaporated using a K cell, and the film thickness is 5
A 0 nm Cu (Al, Ga) S 2 thin film was formed.

【0127】RHEED観察の結果、Cu(Al、G
a)S2 薄膜はエピタキシャル膜であることがわかっ
た。この薄膜の抵抗率は50Ωcmであり、ゼーベック係
数の測定よりp型の半導体膜であり、光透過特性からバ
ンドギャップは3.12eVであることがわかった。
As a result of the RHEED observation, Cu (Al, G
a) The S 2 thin film was found to be an epitaxial film. The resistivity of this thin film was 50 Ωcm, and it was found from the measurement of the Seebeck coefficient that it was a p-type semiconductor film, and the bandgap was 3.12 eV from the light transmission characteristics.

【0128】ここでは、薄膜の評価のために取り出した
が、実際の素子作製では、薄膜形成後、真空を破らす
に、基板温度を室温まで冷却し、抵抗加熱による蒸着法
により、Alq3 薄膜を35nm形成した。
Here, the thin film was taken out for evaluation of the thin film. However, in the actual device fabrication, after the thin film was formed, the substrate was cooled to room temperature to break the vacuum, and the Alq 3 thin film was formed by an evaporation method using resistance heating. Was formed to a thickness of 35 nm.

【0129】さらに、電子注入電極として、スパッタリ
ング法により、AlLi合金電極膜を50nm形成した。
電極面積は1mm2 とした。
Further, as an electron injection electrode, an AlLi alloy electrode film was formed to a thickness of 50 nm by a sputtering method.
The electrode area was 1 mm 2 .

【0130】得られた構造から真空中で、プローブ電極
を用いて、CuGaS2 薄膜、AlLi合金電極膜から
電極を引き出し、電界を印加した。V−I特性はダイオ
ード特性を示し、CuGaS2 薄膜側をプラス、AlL
i側をマイナスにバイアスした場合、電流は、電圧の増
加とともに増加し、10Vで0.1mAの注入電流がみら
れ、通常の室内ではっきりとした緑色の発光が観察され
た。また、繰り返し発光動作をさせても、輝度の低下は
みられなかった。
From the obtained structure, the electrodes were pulled out from the CuGaS 2 thin film and the AlLi alloy electrode film using a probe electrode in a vacuum, and an electric field was applied. The VI characteristics show diode characteristics, with the CuGaS 2 thin film side plus,
When the i-side was negatively biased, the current increased with increasing voltage, an injection current of 0.1 mA was observed at 10 V, and clear green light emission was observed in a normal room. Further, even when the light emitting operation was repeatedly performed, no decrease in luminance was observed.

【0131】次に、0.05mAの一定電流で寿命特性を
調べた。従来のTPDをホール輸送層とした実施例1中
に述べた従来例の素子評価では、100時間で輝度が半
減したのに対して本実施例では、100時間でほぼ10
0%の輝度を保っていた。
Next, the life characteristics were examined at a constant current of 0.05 mA. In the device evaluation of the conventional example described in Example 1 using the conventional TPD as the hole transport layer, the luminance was reduced by half in 100 hours, whereas in the present example, it was almost 10% in 100 hours.
The brightness of 0% was maintained.

【0132】本実施例により、優れた寿命特性が得られ
た理由として、ホール注入層を、有機化合物に代えて、
化学的安定な無機p型半導体としてカルコパイライト化
合物をエピタキシャル薄膜の形態で用いたことにより、
電子をブロックし、かつ、発光層へのホールの注入を効
果的に、長時間にわたって安定に行われたためであると
考えられる。
The reason why excellent life characteristics were obtained by this example is that the hole injection layer was replaced with an organic compound.
By using chalcopyrite compound in the form of epitaxial thin film as a chemically stable inorganic p-type semiconductor,
This is considered to be because electrons were blocked and holes were injected into the light emitting layer effectively and stably for a long time.

【0133】[0133]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、有機材料
と無機材料の有するメリットを併せ持ち、長寿命で、効
率が改善され、動作電圧が低い有機EL素子を提供する
ことができる。
As described above, according to the present invention, it is possible to provide an organic EL device having both the advantages of an organic material and an inorganic material, a long life, improved efficiency, and a low operating voltage.

【0134】また、特に高性能の平面型カラーディスプ
レー用として、実用的価値の大きい有機EL素子を提供
することができる。
Further, it is possible to provide an organic EL device having a large practical value particularly for a high-performance flat type color display.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の有機EL素子の構成例を示した概略断
面図である。
FIG. 1 is a schematic sectional view showing a configuration example of an organic EL device of the present invention.

【図2】本発明の有機EL素子の他の構成例を示した概
略断面図である。
FIG. 2 is a schematic sectional view showing another configuration example of the organic EL device of the present invention.

【図3】ホール輸送層を有する2層構造の有機EL素子
の断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view of an organic EL device having a two-layer structure having a hole transport layer.

【図4】ホール輸送層と電子輸送層を有する3層構造の
有機EL素子の断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view of an organic EL device having a three-layer structure having a hole transport layer and an electron transport layer.

【図5】従来の2層構造の有機EL素子のバンドダイヤ
グラムである。
FIG. 5 is a band diagram of a conventional organic EL device having a two-layer structure.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 基板 2 ホール注入電極 3 電子注入電極 4 無機物層 5 発光層 11 基板 12 ホール注入電極 13 電子注入電極 14 ホール輸送層 15 発光層 16 電子輸送層 Reference Signs List 1 substrate 2 hole injection electrode 3 electron injection electrode 4 inorganic layer 5 light emitting layer 11 substrate 12 hole injection electrode 13 electron injection electrode 14 hole transport layer 15 light emitting layer 16 electron transport layer

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板上に、少なくとも、カルコパイライ
ト化合物または変形カルコパイライト化合物を含有する
無機物層と、 少なくとも発光機能に関与する有機化合物を含有する発
光層が積層されている構造体を有する有機EL素子。
1. An organic EL having a structure in which at least an inorganic layer containing a chalcopyrite compound or a modified chalcopyrite compound and a light emitting layer containing at least an organic compound involved in a light emitting function are laminated on a substrate. element.
【請求項2】 前記無機物層のバンドギャップが2.5
eV以上である請求項1の有機EL素子。
2. The band gap of said inorganic layer is 2.5.
2. The organic EL device according to claim 1, which is eV or more.
【請求項3】 前記無機物層がp型半導体である請求項
1または2の有機EL素子。
3. The organic EL device according to claim 1, wherein said inorganic layer is a p-type semiconductor.
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