JP2002100478A

JP2002100478A - 有機電界発光素子及びその製造方法

Info

Publication number: JP2002100478A
Application number: JP2000285657A
Authority: JP
Inventors: Hideki Sato; 秀樹佐藤; Yoshiharu Sato; 佳晴佐藤
Original assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Priority date: 2000-09-20
Filing date: 2000-09-20
Publication date: 2002-04-05

Abstract

(57)【要約】【課題】高発光効率で発光させることができ、安定に
駆動させることができる有機電界発光素子を提供する。【解決手段】基板１上に、陽極２、発光層５、正孔阻
止層６、電子輸送層７及び陰極８がこの順で形成された
有機電界発光素子。正孔阻止層６のイオン化ポテンシャ
ルは発光層５のイオン化ポテンシャルよりも0.1eV以上
大きく、電子輸送層７は電子輸送性材料及びアルカリ金
属を含有し、アルカリ金属の少なくとも一部が電子輸送
層７内でカチオン状態で分散している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は有機電界発光素子に
関するものであり、詳しくは、有機化合物から成る発光
層に電界をかけて光を放出する薄膜型デバイスに関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、薄膜型の電界発光（ＥＬ）素子と
しては、無機材料のII−VI族化合物半導体であるＺｎ
Ｓ、ＣａＳ、ＳｒＳ等に、発光中心であるＭｎや希土類
元素（Ｅｕ、Ｃｅ、Ｔｂ、Ｓｍ等）をドープしたものが
一般的であるが、上記の無機材料から作製したＥＬ素子
は、１）交流駆動が必要（50〜1000Ｈｚ）、２）駆動電圧が高い（約200Ｖ）、３）フルカラー化が困難（特に青色に難がある）、４）周辺駆動回路のコストが高い、という問題点を有し
ている。

【０００３】しかし、近年、上記問題点の改良のため、
有機薄膜を用いたＥＬ素子の開発が行われるようになっ
た。特に、発光効率を高めるため、電極からのキャリア
ー注入の効率向上を目的として電極の種類の最適化を行
い、芳香族ジアミンから成る正孔輸送層と８−ヒドロキ
シキノリンのアルミニウム錯体から成る発光層とを設け
た有機電界発光素子の開発（Appl. Phys. Lett., 51巻,
913頁，1987年）により、従来のアントラセン等の単結
晶を用いたＥＬ素子と比較して発光効率の大幅な改善が
なされている。また、例えば、８−ヒドロキシキノリン
のアルミニウム錯体をホスト材料として、クマリン等の
レーザー用蛍光色素をドープすること（J. Appl. Phy
s., 65巻, 3610頁，1989年）で、発光効率の向上や発光
波長の変換等も行われており、実用特性に近づいてい
る。

【０００４】上記の様な低分子材料を用いた電界発光素
子の他にも、発光層の材料として、ポリ（p-フェニレン
ビニレン）、ポリ［2-メトキシ-5-(2-エチルヘキシルオ
キシ)-1,4-フェニレンビニレン］、ポリ（3-アルキルチ
オフェン）等の高分子材料を用いた電界発光素子の開発
や、ポリビニルカルバゾール等の高分子に低分子の発光
材料と電子移動材料を混合した素子の開発も行われてい
る。

【０００５】このような有機電界発光素子をフラットパ
ネル・ディスプレイの分野に応用する際の大きな課題の
一つとして、発光効率の向上が挙げられる。特に、携帯
機器の表示素子への応用においては、低消費電力がポイ
ントとなる。また、小型文字表示素子への応用において
は、主として、単純マトリクス駆動法が採用されるが、
この方法では、高デューティ比で素子を極めて短時間に
高輝度で光らせる必要があり、そのために電圧が高くな
り、電力発光効率が低下するという問題がある。

【０００６】これまでに報告されている有機電界発光素
子では、基本的には正孔輸送層と電子輸送層の組み合わ
せにより発光を行っている。即ち、陽極から注入された
正孔は正孔輸送層を移動し、陰極から注入されて電子輸
送層を移動してくる電子と、両層の界面近傍で再結合を
し、正孔輸送層及び／又は電子輸送層を励起させて発光
させるのが原理であるが、この基本的素子構造におい
て、正孔が電子輸送層を通過して、再結合せずに陰極に
到達することが、従来の素子の発光効率を制限している
一つの要因となっていた。

【０００７】従来、電子の輸送能力が高い電子輸送材料
としては、８−ヒドロキシキノリンのアルミ錯体、オキ
サジアゾール誘導体（Appl. Phys. Lett., 55巻, 1489
頁,1989年）やそれらをポリメタクリル酸メチル（ＰＭ
ＭＡ）等の樹脂に分散した系（Appl. Phys. Lett.，61
巻，2793頁, 1992年）、フェナントロリン誘導体（特開
平５−331459号公報）、2-t-ブチル-9,10-N,N'-ジシア
ノアントラキノンジイミン（Phys. Stat. Sol. (a)，14
2巻, 489頁, 1994年）等が報告されているが、いずれの
材料も正孔輸送層からの正孔の通過を完全に阻止するに
は至っていない。

【０００８】正孔阻止層に関しては、発光層と陰極との
間に、発光層のイオン化ポテンシャルよりも 0.1eV以上
大きなイオン化ポテンシャルを有する正孔阻止層とし
て、トリス（5,7-ジクロル-8-ヒドロキシキノリノ）ア
ルミニウム（特開平２−195683号公報）が挙げられて
いるが、発光効率の改善効果は実用には遠かった。同様
の正孔阻止層材料として、シラシクロペンタジエンも提
案されているが（特開平９− 87616号公報）、駆動安定
性は十分ではない。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】このように、有機電界
発光素子の発光効率の向上のためには、陰極から注入さ
れた電子を効率よく発光層に輸送すること、及び、発光
層を通過する正孔を完全に阻止し、再結合に寄与しない
電流量を減らすことが必要であり、高発光効率かつ安定
な素子を作製するための素子構造及び材料に対して、更
なる改良検討が望まれていた。

【００１０】本発明は、上記従来の実状に鑑みてなされ
たものであって、高発光効率で発光させることができ、
安定に駆動させることができる有機電界発光素子を提供
することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、下記
〜に示される有機電界発光素子に存する。基板上に、陽極、発光層、正孔阻止層、電子輸送層
及び陰極がこの順で形成された有機電界発光素子におい
て、該正孔阻止層のイオン化ポテンシャルは発光層のイ
オン化ポテンシャルより0.1eV以上大きく、該電子輸送
層は電子輸送性材料及びアルカリ金属を含有し、かつ該
アルカリ金属の少なくとも一部が、電子輸送層内でカチ
オン状態で分散していることを特徴とする有機電界発光
素子。該電子輸送性材料が、フェナントロリン誘導体又は
金属錯体である記載の有機電界発光素子。該正孔阻止層が金属錯体、スチリル化合物、トリア
ゾール誘導体、又はフェナントロリン誘導体を含有する
又は記載の有機電界発光素子。正孔阻止層の膜厚が、0.5〜50nmの範囲にある〜
記載の有機電界発光素子。

【００１２】即ち、本発明者等は、高発光効率で発光さ
せ、安定に駆動させることができる有機電界発光素子を
提供することを目的として鋭意検討した結果、発光層と
陰極との間に正孔阻止層と電子輸送層を設け、該電子輸
送層に特定の物質を用いることが好適であることを見出
し、本発明を完成した。

【００１３】本発明では、正孔輸送層から移動してくる
正孔を陰極に到達するのを阻止すると共に、電子輸送層
から注入された電子を発光層の方向に輸送することがで
きる化合物で正孔阻止層を形成し、この正孔阻止層と、
特定の物質を用いた、電子注入性が著しく良好な電子輸
送層とを組み合わせることにより、高発光効率及び低駆
動電圧を実現する。

【００１４】電子輸送層は、電界を与えられた電極間に
おいて陰極から注入された電子を効率よく発光層の方向
に輸送することができる化合物より形成される。電子輸
送層は、発光層での再結合により生成するエキシトンが
拡散して陰極で消光されるのを防ぐ効果を有する。

【００１５】電子輸送層に用いられる電子輸送性材料と
しては、陰極からの電子注入効率が高く、かつ、高い電
子移動度を有し注入された電子を効率よく輸送すること
ができるものであることが必要であり、このような条件
を満たす材料として、８−ヒドロキシキノリンのアルミ
ニウム錯体などの金属錯体等が提供されているが、これ
らの電子輸送性材料は概して正孔輸送性材料に比べて電
荷移動度が低い。

【００１６】本発明では、電子輸送層に、このような電
子輸送性材料と共にカチオン状態のアルカリ金属を含有
させることにより電荷移動度を飛躍的に高め、発光層へ
の電子注入効率を改善する。

【００１７】本発明においては、電子輸送層の電子輸送
性材料として、バソフェナントロリン等のフェナントロ
リン誘導体、又は８−ヒドロキシキノリンのアルミニウ
ム錯体で代表される金属錯体を用いることで優れた膜質
を実現することができる。

【００１８】また、正孔阻止層の材料としては金属錯
体、スチリル化合物、トリアゾール誘導体、又はフェナ
ントロリン誘導体を用いるのが好ましく、正孔阻止層の
膜厚は0.5〜50nmであることが好ましい。

【００１９】本発明の有機電界発光素子の製造方法は、
電子輸送層の成膜工程を有する有機電界発光素子の製造
方法において、該電子輸送層を、真空装置内でアルカリ
金属を含む化合物を還元して得られるアルカリ金属と、
電子輸送材料とを共蒸着することにより形成することを
特徴とするものであって、電子輸送性材料及びアルカリ
金属を含有し、かつ該アルカリ金属の少なくとも一部が
カチオン状態で分散しており、電子輸送性に著しく優れ
た電子輸送層を、効率的に形成することができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下に図面を参照して本発明の有
機電界発光素子の実施の形態を詳細に説明する。

【００２１】図１，２は本発明の実施の形態に係る有機
電界発光素子の構造例を模式的に示す断面図であり、１
は基板、２は陽極、３は陽極バッファ層、４は正孔輸送
層、５は発光層、６は正孔阻止層、７は電子輸送層、８
は陰極を各々表わす。

【００２２】基板１は有機電界発光素子の支持体となる
ものであり、石英やガラスの板、金属板や金属箔、プラ
スチックフィルムやシートなどが用いられる。特にガラ
ス板や、ポリエステル、ポリメタクリレート、ポリカー
ボネート、ポリスルホンなどの透明な合成樹脂の板が好
ましい。合成樹脂基板を使用する場合にはガスバリア性
に留意する必要がある。基板のガスバリヤ性が小さすぎ
ると、基板を通過した外気により有機電界発光素子が劣
化することがあるので好ましくない。このため、合成樹
脂基板の少なくとも片面に緻密なシリコン酸化膜等を設
けてガスバリア性を確保する方法も好ましい方法の一つ
である。

【００２３】基板１上には陽極２が設けられるが、陽極
２は正孔輸送層４への正孔注入の役割を果たすものであ
る。この陽極は、通常、アルミニウム、金、銀、ニッケ
ル、パラジウム、白金等の金属、インジウム及び／又は
スズの酸化物などの金属酸化物、ヨウ化銅などのハロゲ
ン化金属、カーボンブラック、或いは、ポリ（3-メチル
チオフェン）、ポリピロール、ポリアニリン等の導電性
高分子などにより構成される。陽極２の形成は通常、ス
パッタリング法、真空蒸着法などにより行われることが
多い。また、銀などの金属微粒子、ヨウ化銅などの微粒
子、カーボンブラック、導電性の金属酸化物微粒子、導
電性高分子微粉末などの場合には、適当なバインダー樹
脂溶液に分散し、基板１上に塗布することにより陽極２
を形成することもできる。更に、導電性高分子の場合は
電解重合により直接基板１上に薄膜を形成したり、基板
１上に導電性高分子を塗布して陽極２を形成することも
できる（Appl．Phys．Lett．，60巻，2711頁，1992
年）。陽極２は異なる物質で積層して形成することも可
能である。陽極２の厚みは、必要とする透明性により異
なる。透明性が必要とされる場合は、可視光の透過率
を、通常、60％以上、好ましくは80％以上とすることが
望ましく、この場合、陽極２の厚みは、通常、５〜1000
nm、好ましくは10〜500nm程度である。不透明でよい場合
は陽極２は基板１と同一でもよい。また、更には上記の
陽極２の上に異なる導電材料を積層することも可能であ
る。

【００２４】陽極２の上には正孔輸送層４が設けられ
る。正孔輸送層４の材料に要求される条件としては、陽
極からの正孔注入効率が高く、かつ、注入された正孔を
効率よく輸送することが挙げられる。そのためには、イ
オン化ポテンシャルが小さく、可視光の光に対して透明
性が高く、しかも正孔移動度が大きく、更に安定性に優
れ、トラップとなる不純物が製造時や使用時に発生しに
くいことが要求される。また、発光層の発光を消光する
ような物質を含まないことが必要とされる。上記の一般
的要求以外に、車載表示用の応用を考えた場合、素子に
は更に耐熱性が要求される。従って、Tgとして70℃以上
の値を有する材料が望ましく、より望ましくは８５℃以
上である。

【００２５】このような正孔輸送材料としては、例え
ば、１，１−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニ
ル）シクロヘキサン、4,4'-ビス［N-（1-ナフチル）-N-
フェニルアミノ］ビフェニルで代表される２個以上の３
級アミンを含み２個以上の縮合芳香族環が窒素原子に置
換した芳香族ジアミン（特開平５−234681号公報）、4,
4',4"-トリス(1-ナフチルフェニルアミノ)トリフェニル
アミン等のスターバースト構造を有する芳香族アミン化
合物（J. Lumin., 72-74巻、985頁、1997年）、トリフ
ェニルアミンの四量体から成る芳香族アミン化合物（Ch
em.Commun., 2175頁、1996年）、トリフェニルベンゼン
の誘導体でスターバースト構造を有する芳香族トリアミ
ン（米国特許第４，９２３，７７４号）、Ｎ，Ｎ’−ジ
フェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）ビフ
ェニル−４，４’−ジアミン等、ピレニル基に芳香族ジ
アミノ基が複数個置換した化合物、スチリル構造を有す
る芳香族ジアミン（特開平４−２９０８５１号公報）、
チオフェン基で芳香族３級アミンユニットを連結したも
の（特開平４−３０４４６６号公報）、スターバースト
型芳香族トリアミン（特開平４−３０８６８８号公
報）、フルオレン基で３級アミンを連結したもの（特開
平５−２５４７３号公報）、トリアミン化合物（特開平
５−２３９４５５号公報）、ビスジピリジルアミノビフ
ェニル、Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリフェニルアミン誘導体（特開
平６−１９７２号公報）、フェノキサジン構造を有する
芳香族ジアミン（特開平７−１３８５６２号公報）、ジ
アミノフェニルフェナントリジン誘導体（特開平７−２
５２４７４号公報）、シラザン化合物（米国特許第４，
９５０，９５０号公報）、シラナミン誘導体（特開平６
−４９０７９号公報）、ホスファミン誘導体（特開平６
−２５６５９号公報）、2,2',7,7'-テトラキス-(ジフェ
ニルアミノ)-9,9'-スピロビフルオレン等のスピロ化合
物（Synth. Metals, 91巻、209頁、1997年）等が挙げら
れる。これらの化合物は、単独で用いてもよいし、必要
に応じて２種以上を混合して用いてもよい。

【００２６】上記の化合物以外に、正孔輸送層４の材料
として、ポリビニルカルバゾール、ポリビニルトリフェ
ニルアミン（特開平７− 53953号公報）、テトラフェニ
ルベンジジンを含有するポリアリーレンエーテルサルホ
ン（Polym. Adv. Tech., 7巻、33頁、1996年）等の高分
子材料を用いることもできる。

【００２７】正孔輸送層４は、上記の正孔輸送材料を塗
布法或いは真空蒸着法により前記陽極２上に積層するこ
とにより形成される。

【００２８】塗布法の場合は、正孔輸送材料を１種又は
２種以上と、必要により正孔のトラップにならないバイ
ンダー樹脂や塗布性改良剤などの添加剤とを添加し、溶
解して塗布溶液を調製し、スピンコート法などの方法に
より陽極２上に塗布し、乾燥して正孔輸送層を形成す
る。バインダー樹脂としては、ポリカーボネート、ポリ
アリレート、ポリエステル等が挙げられる。バインダー
樹脂は添加量が多いと正孔移動度を低下させるので、少
ない方が望ましく、通常、５０重量％以下とすることが
好ましい。

【００２９】真空蒸着法の場合には、正孔輸送材料を真
空容器内に設置されたルツボに入れ、真空容器内を適当
な真空ポンプで10^-4Pa程度にまで排気した後、ルツボを
加熱して、正孔輸送材料を蒸発させ、ルツボと向き合っ
て置かれた、陽極が形成された基板１上に正孔輸送層４
を形成させる。

【００３０】正孔輸送層４の膜厚は、通常、10〜300n
m、好ましくは30〜100nmである。この様に薄い膜を一様
に形成するためには、一般に真空蒸着法がよく用いられ
る。

【００３１】本発明においては、正孔注入の効率を更に
向上させ、かつ、有機層全体の陽極２への付着力を改善
させる目的で、図２に示す如く正孔輸送層４と陽極２と
の間に陽極バッファ層３を挿入してもよい。陽極バッフ
ァ層３を挿入することで、初期の素子の駆動電圧が下が
ると同時に、素子を定電流で連続駆動した時の電圧上昇
も抑制される効果がある。陽極バッファ層に用いられる
材料に要求される条件としては、陽極とのコンタクトが
よく均一な薄膜が形成でき、熱的に安定、即ち、融点及
びガラス転移温度が高いことが挙げられ、融点としては
300℃以上、ガラス転移温度としては 100℃以上が要求
される。更に、イオン化ポテンシャルが低く陽極２から
の正孔注入が容易なこと、正孔移動度が大きいことが挙
げられる。

【００３２】この目的のために、これまでにポルフィリ
ン誘導体やフタロシアニン化合物（特開昭63−295695号
公報）、ヒドラゾン化合物、アルコキシ置換の芳香族ジ
アミン誘導体、ｐ−（９−アントリル）−Ｎ，Ｎ−ジ−
ｐ−トリルアニリン、ポリチエニレンビニレンやポリ−
ｐ−フェニレンビニレン、ポリアニリン（Appl. Phys.
Lett., 64巻、1245頁,1994年）、ポリチオフェン（Opti
cal Materials, 9巻、125頁、1998年）、スターバスト
型芳香族トリアミン（特開平4-308688号公報）等の有機
化合物や、スパッタ・カーボン膜（Synth. Met., 91
巻、73頁、1997年）や、バナジウム酸化物、ルテニウム
酸化物、モリブデン酸化物等の金属酸化物（J.Phys. D,
29巻、2750頁、1996年）が報告されている。

【００３３】上記陽極バッファ層３の材料としてよく使
用される化合物としては、ポルフィリン化合物又はフタ
ロシアニン化合物が挙げられる。これらの化合物は中心
金属を有していてもよいし、無金属のものでもよい。好
ましいこれらの化合物の具体例としては、以下の化合物
が挙げられる。ポルフィン５，１０，１５，２０−テトラフェニル−２１Ｈ，２３
Ｈ−ポルフィン５，１０，１５，２０−テトラフェニル−２１Ｈ，２３
Ｈ−ポルフィンコバルト（II）５，１０，１５，２０−テトラフェニル−２１Ｈ，２３
Ｈ−ポルフィン銅（II）５，１０，１５，２０−テトラフェニル−２１Ｈ，２３
Ｈ−ポルフィン亜鉛（II）５，１０，１５，２０−テトラフェニル−２１Ｈ，２３
Ｈ−ポルフィンバナジウム（IV）オキシド５，１０，１５，２０−テトラ（４−ピリジル）−２１
Ｈ，２３Ｈ−ポルフィン２９Ｈ，３１Ｈ−フタロシアニ
ン銅（II）フタロシアニン亜鉛（II）フタロシアニンチタンフタロシアニンオキシドマグネシウムフタロシアニン鉛フタロシアニン銅（II）４，４’，４''，４''' −テトラアザ−２９
Ｈ，３１Ｈ−フタロシアニン

【００３４】陽極バッファ層３も、正孔輸送層４と同様
にして薄膜形成可能であるが、無機物の場合には、更
に、スパッタ法や電子ビーム蒸着法、プラズマＣＶＤ法
が用いられる。

【００３５】以上の様にして形成される陽極バッファ層
３の膜厚は、通常、3〜200nm、好ましくは10〜100nmで
ある。

【００３６】正孔輸送層４の上には発光層５が設けられ
る。発光層５は、電界を与えられた電極間において、陽
極２から注入されて正孔輸送層４を移動する正孔と、陰
極８から注入されて電子輸送層７を移動する電子との再
結合により励起されて強い発光を示す蛍光性化合物より
形成される。

【００３７】発光層５に用いられる蛍光性化合物として
は、安定な薄膜形状を有し、固体状態で高い蛍光収率を
示し、正孔及び／又は電子を効率よく輸送することがで
きる化合物であることが必要である。更に電気化学的か
つ化学的に安定であり、トラップとなる不純物が製造時
や使用時に発生しにくい化合物であることが要求され
る。

【００３８】このような条件を満たす材料としては、８
−ヒドロキシキノリンのアルミニウム錯体などの金属錯
体（特開昭59−194393号公報）、10-ヒドロキシベンゾ
[h]キノリンの金属錯体（特開平６−322362号公報）、
ビススチリルベンゼン誘導体（特開平１−245087号公
報、同２−222484号公報）、ビススチリルアリーレン誘
導体（特開平２−247278号公報）、(2-ヒドロキシフェ
ニル)ベンゾチアゾールの金属錯体（特開平８−315983
号公報）、シロール誘導体等が挙げられる。これらの発
光層材料は、通常は真空蒸着法により正孔輸送層上に積
層される。

【００３９】また、前述の正孔輸送層材料のうち、蛍光
性を有する芳香族アミン系化合物も発光層材料として用
いることができる。

【００４０】発光層５の膜厚は、通常、3〜200 nm、好
ましくは5〜100 nmである。

【００４１】発光層５も正孔輸送層４と同様の方法で形
成することができるが、通常は真空蒸着法が用いられ
る。

【００４２】素子の発光効率を向上させるとともに発光
色を変える目的で、例えば、８−ヒドロキシキノリンの
アルミニウム錯体をホスト材料として、クマリン等のレ
ーザ用蛍光色素をドープすること（J. Appl. Phys., 65
巻, 3610頁, 1989年）等が行われている。このドーピン
グ手法は、発光層５にも適用でき、ドープ用材料として
は、クマリン以外にも各種の蛍光色素が使用できる。青
色発光を与える蛍光色素としては、ペリレン、ピレン、
アントラセン及びそれらの誘導体等が挙げられる。緑色
蛍光色素としては、キナクリドン誘導体、クマリン誘導
体等が挙げられる。黄色蛍光色素としては、ルブレン、
ペリミドン誘導体等が挙げられる。赤色蛍光色素として
は、ＤＣＭ等のベンゾピラン誘導体、ローダミン誘導
体、ベンゾチオキサンテン誘導体、アザベンゾチオキサ
ンテン等が挙げられる。

【００４３】上記のドープ用蛍光色素以外にも、ホスト
材料に応じて、レーザー研究，８巻， 694頁， 803頁，
958頁（1980年）；同９巻，85頁（1981年）、に列挙さ
れている蛍光色素を発光層用のドープ材料として使用す
ることができる。ホスト材料に対して上記蛍光色素がド
ープされる量は、10^-3〜10重量％が好ましい。

【００４４】上述の蛍光色素を発光層５のホスト材料に
ドープする方法を以下に説明する。

【００４５】塗布の場合は、前記ホスト材料と、ドープ
用蛍光色素、更に必要により、電子のトラップや発光の
消光剤とならないバインダー樹脂や、レベリング剤等の
塗布性改良剤などの添加剤を添加して溶解した塗布溶液
を調製し、スピンコート法などの方法により正孔輸送層
４上に塗布し、乾燥して発光層５を形成する。バインダ
ー樹脂としては、ポリカーボネート、ポリアリレート、
ポリエステル等が挙げられる。バインダー樹脂は添加量
が多いと正孔／電子移動度を低下させるので、少ない方
が望ましく、50重量％以下が好ましい。

【００４６】真空蒸着法の場合には、前記ホスト材料を
真空容器内に設置されたルツボに入れ、ドープする蛍光
色素を別のルツボに入れ、真空容器内を適当な真空ポン
プで10^-6Torr程度にまで排気した後、各々のルツボを同
時に加熱して蒸発させ、ルツボと向き合って置かれた基
板上に層を形成する。また、他の方法として、上記の材
料を予め所定比で混合したものを同一のルツボに入れて
蒸発させてもよい。

【００４７】ドーパントとしての上記の蛍光色素が発光
層中にドープされる場合、発光層５の膜厚方向において
均一にドープされるが、膜厚方向において濃度分布があ
っても構わない。例えば、正孔輸送層４との界面近傍に
のみドープしたり、逆に、後述の正孔阻止層６の界面近
傍にのみドープしてもよい。

【００４８】発光層５の上には正孔阻止層６が設けられ
る。正孔阻止層６は、正孔輸送層４から移動してくる正
孔が陰極８に到達するのを阻止する役割と、電子輸送層
７から注入された電子を効率よく発光層５の方向に輸送
することができる化合物より形成され、イオン化ポテン
シャルが発光層５のイオン化ポテンシャルより0.1eV大
きい層である。正孔阻止層６は、発光層５で再結合によ
る生成するエキシトンを発光層内に閉じこめるために、
発光層材料よりは広いバンドギャップを有することが必
要である。この場合のバンドギャップは、電気化学的に
決定される酸化電位−還元電位の差、又は、光吸収端か
ら求められる。正孔阻止層６は電荷キャリアとエキシト
ンの両方を発光層５内に閉じこめて、発光効率を向上さ
せる機能を有する。また、正孔阻止層６は電子輸送層７
中のアルカリ金属が発光層５へ拡散して、発光効率や安
定性を低下させるのを防止する役割も持つ。

【００４９】このような条件を満たす正孔阻止層材料と
しては、混合配位子錯体、二核金属錯体等の金属錯体、
ジスチリルビフェニル誘導体等のスチリル化合物（特開
平11-242996）、３−（４−ビフェニルイル）−４−フ
ェニル−５−（４−tert−ブチルフェニル）−１，２、
４−トリアゾール等のトリアゾール誘導体（特開平７−
41759号公報）、バソクプロイン等のフェナントロリン
誘導体（特開平10− 79297号公報）が挙げられる。

【００５０】混合配位子錯体の具体例としては、ビス
（２−メチル−８−キノリノラト）（フェノラト）アル
ミニウム、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、ビス（２−メチル−
８−キノリノラト）（メタ−クレゾラト）アルミニウ
ム、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、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、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、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、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、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、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、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、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、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、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、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（２，４，
６−トリメチルフェノラト）アルミニウム、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、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、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、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、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（トリフェ
ニルシラノラト）アルミニウム、ビス（２−メチル−８
−キノリノラト）（トリフェニルゲルマノラト）アルミ
ニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（トリ
ス（４，４−ビフェニル）シラノラト）アルミニウム、
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、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、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、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、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、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、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、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、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、ビス
（２−メチル−８−キノリノラト）（フェノラト）ガリ
ウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（オルト
−クレゾラト）ガリウム、ビス（２−メチル−８−キノ
リノラト）（パラ−フェニルフェノラトガリウム、ビス
（２−メチル−８−キノリノラト）（１−ナフトラト）
ガリウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（２
−ナフトラト）ガリウム、ビス（２−メチル−８−キノ
リノラト）（トリフェニルシラノラト）ガリウム、ビス
（２−メチル−８−キノリノラト）（トリス（４，４−
ビフェニル）シラノラト）ガリウム、等が挙げられる。
特に好ましくは、ビス（２−メチル−８−キノリノラ
ト）（トリフェニルシラノラト）アルミニウムが挙げら
れる。

【００５１】二核金属錯体の具体例としては、ビス（２
−メチル−８−キノラト）アルミニウム−μ−オキソ−
ビス−（２−メチル−８−キノリラト）アルミニウム、
ビス（２，４−ジメチル−８−キノラト）アルミニウム
−μ−オキソ−ビス−（２，４−ジメチル−８−キノリ
ラト）アルミニウム、ビス（４−エチル−２−メチル−
８−キノリノラト）アルミニウム−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、ビス（２−メチル−４−メトキシキノリノラ
ト）アルミニウム−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、ビス（５−
シアノ−２−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム
−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、ビス（５−クロロ−２−メ
チル−８−キノリノラト）アルミニウム−μ−オキソ−
ビス−（５−クロロ−２−メチル−８−キノリノラト）
アルミニウム、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−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）アルミニウム等が挙げられる。特に好まし
くは、ビス（２−メチル−８−キノラト）アルミニウム
−μ−オキソ−ビス−（２−メチル−８−キノリラト）
アルミニウムが挙げられる。

【００５２】正孔阻止材料として用いるスチリル化合物
の具体例としては、以下に示すジスチリルアリーレン誘
導体が挙げられる。

【００５３】

【化１】

【００５４】トリアゾール誘導体としては、以下の構造
式で示される１，２，４−トリアゾール環残基を少なく
とも１個有する化合物を用いることができる。

【００５５】

【化２】

【００５６】前記構造式で表わされる１，２，４−トリ
アゾール環残基を少なくとも１個有する化合物の具体例
を以下に示す。

【００５７】

【化３】

【００５８】フェナントロリン誘導体とは、以下の構造
式で示されるフェナントロリン環を少なくとも１個有す
る化合物を示す。

【００５９】

【化４】

【００６０】前記構造式で表わされるフェナントロリン
環を少なくとも１個有する化合物の具体例を以下に示
す。

【００６１】

【化５】

【００６２】このうち特に好ましくは、バソクプロイン
が挙げられる。

【００６３】なお、前述したジスチリルアリーレン誘導
体、トリアゾール誘導体、およびフェナントロリン誘導
体の例示化合物は、構造式中には記載していないが、各
化合物における芳香族環が更に置換されていてもよく、
該置換基としては、例えばメチル基、エチル基、ブチル
基などの炭素数１〜６のアルキル基；メトキシ基、エト
キシ基、ブトキシ基などの炭素数１〜６のアルコキシ
基；ハロゲン原子；シアノ基などが挙げられる。

【００６４】これらの化合物は、単独で用いてもよい
し、必要に応じて２種以上を混合して用いてもよい。

【００６５】正孔阻止層６の膜厚は、通常、 0.3〜 100
nm、好ましくは 0.5〜50nmである。このような正孔阻止
層６も正孔輸送層４と同様の方法で形成することができ
るが、通常は真空蒸着法が用いられる。

【００６６】素子の発光効率を更に向上させることを目
的として、正孔阻止層６の上には、電子輸送層７が設け
られる。電子輸送層７は、電界を与えられた電極間にお
いて陰極８から注入された電子を効率よく発光層５の方
向に輸送することができる化合物より形成される。電子
輸送層７は、発光層５での再結合により生成するエキシ
トンが拡散して陰極８で消光されるのを防ぐ効果を有す
る。

【００６７】電子輸送層７に用いられる電子輸送性化合
物としては、陰極８からの電子注入効率が高く、かつ、
高い電子移動度を有し注入された電子を効率よく輸送す
ることができる化合物であることが必要である。

【００６８】このような条件を満たす材料としては、８
−ヒドロキシキノリンのアルミニウム錯体などの金属錯
体（特開昭59−194393号公報）、10-ヒドロキシベンゾ
[h]キノリンの金属錯体、オキサジアゾール誘導体、ジ
スチリルビフェニル誘導体、シロール誘導体、3-又は5-
ヒドロキシフラボン金属錯体、ベンズオキサゾール金属
錯体、ベンゾチアゾール金属錯体、トリスベンズイミダ
ゾリルベンゼン（米国特許第 5,645,948号）、キノキサ
リン化合物（特開平６−207169号公報）、フェナントロ
リン誘導体（特開平５−331459号公報）、2-t-ブチル-
9,10-N,N'-ジシアノアントラキノンジイミンなどが従来
から知られている。

【００６９】これらの物質のうち、８−ヒドロキシキノ
リンのアルミニウム錯体などは昇華性が良好で真空蒸着
後の膜質が優れた物質であることから広く一般に用いら
れているが、その電子移動度は正孔輸送性材料の正孔移
動度と比べると２桁ほど低く充分とはいえなかった。こ
れに限らず、電子輸送性材料は概して正孔輸送性材料に
比べて電荷移動度が低い。

【００７０】そこで、本発明では、電子輸送層７に電子
輸送性材料と共にカチオン状態のアルカリ金属を含有さ
せることにより、電荷移動度を改善した。このアルカリ
金属としては、ナトリウム、カリウム、セシウム、リチ
ウム、ルビジウム等が好適に用いられ、電子輸送層７中
のカチオン状態のアルカリ金属の含有割合は、電子輸送
層７の電子輸送性材料とのモル比で、電子輸送性材料：
カチオン状態のアルカリ金属＝１：２０〜２０：１とす
るのが好ましく、１：１０〜１０：１とするのがより好
ましい。このアルカリ金属の含有割合がこの範囲よりも
少ないと、電子輸送層にアルカリ金属を導入したことに
よる本発明の効果（十分な電子移動度）が十分に得られ
ず、この範囲よりも多いと膜が不安定となり、結果的に
素子の寿命が低下するおそれがある。

【００７１】なお、電子輸送性材料として、バソフェナ
ントロリン等のフェナントロリン誘導体、８−ヒドロキ
シキノリンのアルミニウム錯体で代表される金属錯体を
用いることで優れた膜質の電子輸送層を実現することが
できる。

【００７２】電子輸送性材料として用いるフェナントロ
リン誘導体の具体例としては、正孔阻止材料として例示
したフェナントロリン誘導体が挙げられる。特に好まし
くは、バソフェナントロリンが挙げられる。

【００７３】金属錯体の具体例としては、以下に示す金
属錯体の他、正孔阻止材料として例示した混合配位子錯
体、二核金属錯体等の金属錯体が挙げられる。

【００７４】

【化６】

【００７５】なお、上記構造式で表される各化合物も、
正孔阻止層材料として前述したジスチリルアリーレン誘
導体等と同様に、各化合物中の芳香族環が更に置換され
ていてもよく、該置換基としては、ジスチリルアリーレ
ン誘導体等におけると同様の基が挙げられる。

【００７６】これらのうち電子輸送性材料として特に好
ましくは、８−ヒドロキシキノリンのアルミニウム錯
体、２−メチル−８−ヒドロキシキノリンのアルミニウ
ム錯体、10-ヒドロキシベンゾ[h]キノリンのアルミニウ
ム錯体が挙げられる。

【００７７】この電子輸送層７の膜厚は、通常、5〜200
nm、好ましくは10〜100 nmである。

【００７８】このような電子輸送性材料及びカチオン状
態のアルカリ金属を含有する電子輸送層７は、正孔輸送
層４と同様にして塗布法或いは真空蒸着法により発光層
５上に積層することにより形成される。通常は、真空蒸
着法が用いられる。

【００７９】真空蒸着法の場合には、アルカリ金属の蒸
着は、通常、クロム酸アルカリ金属等のアルカリ金属を
含む化合物と還元剤をニクロムに充填したアルカリ金属
ディスペンサーを用いて行う。このディスペンサーを真
空容器内で加熱することにより、クロム酸アルカリ金属
等のアルカリ金属化合物が還元されてアルカリ金属が蒸
発される。アルカリ金属と共蒸着する前記金属錯体を真
空容器内に設置されたルツボに入れ、真空容器内を適当
な真空ポンプで10^-6Torr程度にまで排気した後、各々の
ルツボ及びディスペンサーを同時に加熱して蒸発させ、
ルツボ及びディスペンサーと向き合って置かれた基板上
に電子輸送層７を形成する。

【００８０】このとき、電子輸送層７の膜厚方向におい
て均一に共蒸着が行われるが、膜厚方向においてアルカ
リ金属の濃度分布があっても構わない。

【００８１】陰極８は、電子輸送層７に電子を注入する
役割を果たす。陰極８として用いられる材料は、前記陽
極２に使用される材料を用いることが可能であるが、効
率よく電子注入を行なうには、仕事関数の低い金属が好
ましく、スズ、マグネシウム、インジウム、カルシウ
ム、アルミニウム、銀等の適当な金属又はそれらの合金
が用いられる。具体例としては、マグネシウム−銀合
金、マグネシウム−インジウム合金、アルミニウム−リ
チウム合金等の低仕事関数合金電極が挙げられる。さら
に、陰極８と発光層５又は電子輸送層７の界面にLiF 、
MgF₂、Li₂O等の極薄絶縁膜（0.1〜5nm）を挿入すること
も、素子の効率を向上させる有効な方法である（Appl.
Phys. Lett., 70巻，152頁，1997年；特開平10− 74586
号公報；IEEETrans. Electron. Devices，44巻，1245
頁，1997年）。

【００８２】陰極８の膜厚は通常、陽極２と同様であ
る。

【００８３】低仕事関数金属から成る陰極を保護する目
的で、この上にさらに、仕事関数が高く大気に対して安
定な金属層を積層することは素子の安定性を増す。この
目的のために、アルミニウム、銀、銅、ニッケル、クロ
ム、金、白金等の金属が使われる。

【００８４】なお、図１，２に示す有機電界発光素子
は、本発明の実施の形態の一例であって、本発明はその
要旨を超えない限り、何ら図示のものに限定されるもの
ではない。例えば、図１とは逆の構造、即ち、基板上に
陰極８、電子輸送層７、正孔阻止層６、発光層５、正孔
輸送層４、陽極２の順に積層することも可能であり、既
述したように少なくとも一方が透明性の高い２枚の基板
の間に本発明の有機電界発光素子を設けることも可能で
ある。同様に、図２においても、図示の各層構成とは逆
の構造に積層することも可能である。

【００８５】また、陽極２と発光層５との間、発光層５
と電子輸送層７との間、電子輸送層７と陰極８との間に
は前述した陽極バッファ層３や正孔輸送層４や正孔阻止
層６以外にも、任意の層を有していて良い。

【００８６】このような本発明の有機電界発光素子は、
有機電界発光素子が、単一の素子、アレイ状に配置され
た構造からなる素子、陽極と陰極がＸ−Ｙマトリックス
状に配置された構造のいずれにおいても適用することが
できる。

【００８７】本発明によれば、電子輸送能の高いアルカ
リ金属を含む電子輸送層を設けることにより、素子の安
定性に優れ、かつ、電子が効率良く注入され、結果とし
て発光層内において正孔と電子の再結合が効果的に起こ
り、発光効率の高い有機電界発光素子が提供される。特
に、特定の電子輸送性材料を用いることで電子輸送層の
膜質を高め、より一層電子注入効率を高めることができ
る。また、正孔阻止層を導入することで、電子輸送層中
のアルカリ金属が発光層へ拡散するのを防ぎ、更に高発
光効率で、安定性の高い素子が得られる。

【００８８】

【実施例】以下に、実施例及び比較例を挙げて本発明を
より具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない
限り、以下の実施例に限定されるものではない。

【００８９】実施例１図２に示す構造を有する有機電界発光素子を以下の方法
で作製した。

【００９０】ガラス基板１上にインジウム・スズ酸化物
（ＩＴＯ）透明導電膜を120nm堆積したもの（ジオマテ
ック社製；電子ビーム成膜品；シート抵抗15Ω）を通常
のフォトリソグラフィ技術と塩酸エッチングを用いて2m
m幅のストライプにパターニングして陽極２を形成し
た。パターン形成したＩＴＯ基板を、アセトンによる超
音波洗浄、純水による水洗、イソプロピルアルコールに
よる超音波洗浄の順で洗浄後、窒素ブローで乾燥させ、
最後に紫外線オゾン洗浄を行って、真空蒸着装置内に設
置した。上記装置の粗排気を油回転ポンプにより行った
後、装置内の真空度が2×10^-6Torr（約2.7×10^-4Pa）以
下になるまで液体窒素トラップを備えた油拡散ポンプを
用いて排気した。

【００９１】陽極バッファ層３の材料として、下記に示
す構造式の銅フタロシアニン（ＨＩ−１）を用い、モリ
ブデンボートで、蒸着速度0.1nm／秒、真空度1.4×10^-6
Torr（約1.9×10^-4Pa）で、陽極バッファ層３を10nmの
膜厚で陽極２の上に成膜した。

【００９２】

【化７】

【００９３】次に正孔輸送層４の材料として、下記に示
す構造式の4,4'-ビス[N-(1-ナフチル)-N-フェニルアミ
ノ]ビフェニル（ＨＴ−１）をセラミックルツボに入
れ、ルツボの周囲のタンタル線ヒーターで加熱して蒸着
を行った。この時のルツボの温度は、255〜270℃の範囲
で制御した。蒸着時の真空度は8.0×10^-7Torr（約1.1×
10^-4Pa）で、蒸着速度0.2nm／秒で膜厚60nmの正孔輸送
層４を成膜した。

【００９４】

【化８】

【００９５】次に、発光層５の材料として、下記に示す
構造式のアルミニウムの８−ヒドリキシキノリン錯体
（ＥＭ−１）と下記に示す構造式の橙色蛍光色素のベン
ゾピラン誘導体（ＤＹＥ−１）とを上記正孔輸送層４の
上に同様にして１００：１の割合で共蒸着を行なった。
この時のルツボの温度はそれぞれ265〜270℃、315〜320
℃の範囲で制御した。蒸着時の真空度は8.0×10^-7Torr
（約1.1×10^-4Pa）で、ＥＭ−１及びＤＹＥ−１の蒸着
速度は 0.1nm／秒、全膜厚は30nmであった。

【００９６】

【化９】

【００９７】

【化１０】

【００９８】次に、正孔阻止層６の材料として、下記に
示す構造式のシラノールアルミニウムの８−ヒドリキシ
キノリン錯体（ＨＢ−１）を用いて、発光層５の上に蒸
着を行なった。正孔阻止層６の形成時のルツボの温度は
224〜227℃の範囲で制御し、真空度0.8×10^-7Torr（約
1.1×10^-4Pa）、蒸着速度 0.2nm／秒で、膜厚10nmの正
孔阻止層６を形成した。

【００９９】

【化１１】

【０１００】上記の陽極バッファー層３から正孔阻止層
６を真空蒸着する時の基板温度は室温に保持した。

【０１０１】ここで、正孔阻止層６までの蒸着を行った
素子を一度前記真空蒸着装置内より大気中に取り出し
て、蒸着用のマスクとして 2mm幅のストライプ状シャド
ーマスクを、陽極２のＩＴＯストライプとは直交するよ
うに素子に密着させて、別の真空蒸着装置内に設置して
有機層と同様にして装置内の真空度が2×10^-6Torr（約
2.7×10^-4Pa）以下になるまで排気した。

【０１０２】次に、電子輸送層７の材料として下記に示
す構造式のフェナントロリン誘導体（ＥＴ−１）とナト
リウムを上記正孔阻止層６の上に同様にして５０：５０
のモル割合で共蒸着を行った。ナトリウムの蒸着にはク
ロム酸ナトリウムを有するナトリウムディスペンサー
（SAES Getters社製）を用いた。この時のルツボの温度
は240〜280℃、ディスペンサーの電流量は4〜5Ａの範囲
で制御した。蒸着時の真空度は1.6×10^-6Torr（約2.1×
10^-4Pa）で、フェナントロリン誘導体（ＥＴ−１）及び
ナトリウムの蒸着速度は0.05nm／秒、全膜厚は35nmであ
った。

【０１０３】

【化１２】

【０１０４】続いて、陰極８として、モリブデンボート
を用いて、アルミニウムを蒸着速度0.6nm／秒、真空度
1.0×10^-5Torr（約1.3×10^-3Pa）で蒸着し、膜厚80nmの
アルミニウム層を電子輸送層７の上に成膜した。以上の
電子輸送層７と陰極８の蒸着時の基板温度は室温に保持
した。

【０１０５】以上の様にして、2mm×2mm のサイズの発
光面積部分を有する有機電界発光素子を作製した。この
素子の発光特性を表１に示す。表１において、発光輝度
は250mA／cm²の電流密度での値、発光効率は 100cd／m²
での値、輝度／電流は輝度−電流密度特性の傾きを、電
圧は 100cd／m²での値を各々示す。

【０１０６】素子の発光スペクトルの極大波長は590nm
であり、蛍光色素（ＤＹＥ−１）からのものと同定され
た。

【０１０７】この素子は長期間保存後も、駆動電圧の顕
著な上昇はみられず、発光効率や輝度の低下もなく、安
定した素子の保存安定性が得られた。また、温度60℃、
湿度90％の条件で96時間放置後も、発光特性の変化は実
用上問題とはならないものであった。

【０１０８】なお、電子輸送層内のナトリウムの状態
を、Ｘ線分光法を用いて確認したところ、共蒸着したナ
トリウムのほとんどがカチオン状態であった。

【０１０９】比較例１正孔阻止層を設けず、電子輸送層の膜厚を45nmとした他
は実施例１と同様に素子を作成した。この素子の発光特
性を表１に示す。素子の発光スペクトルの極大波長は59
2nmであり、蛍光色素（ＤＹＥ−１）からのものと同定
された。この素子は、橙色発光は得られたものの、実施
例１と比較して発光効率が大きく低下した。

【０１１０】比較例２電子輸送層の材料として、アルミニウムの８−ヒドリキ
シキノリン錯体（ＥＭ−１）のみを用い、陰極として、
フッ化マグネシウム（MgF₂：1.5nm）、アルミニウム（4
0nm）、銀（40nm）を順に真空蒸着して得た三層陰極を
用いた他は実施例１と同様にして素子を作製した。この
素子の発光特性を表１に示す素子の発光スペクトルの極
大波長は593nmであり、蛍光色素（ＤＹＥ−１）からの
ものと同定された。この素子は、橙色発光は得られたも
のの、実施例１と比較して発光効率が大きく低下した。

【０１１１】

【表１】

【０１１２】

【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の有機電界発
光素子によれば、高い電子輸送性を示す電子輸送層を有
するため、高効率発光可能な素子を得ることができる。
更に、正孔阻止層を設けることで、陰極への正孔の移動
を阻止した上で電荷注入バランスが良好となり、発光層
のみから安定な発光を得ることができる。

【０１１３】従って、本発明による有機電界発光素子は
フラットパネル・ディスプレイ（例えばＯＡコンピュー
タ用や壁掛けテレビ、車載用、屋外用表示素子）やマル
チカラー表示素子、あるいは面発光体としての特徴を生
かした光源（例えば、複写機の光源、液晶ディスプレイ
や計器類のバックライト光源）、表示板、標識灯への応
用が考えられ、特に、高効率発光が要求される光源、単
純マトリクス方式ディスプレイとしては、その技術的価
値は大きいものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の有機電界発光素子の実施の形態を示す
模式的な断面図である。

【図２】本発明の有機電界発光素子の別の実施の形態を
示す模式的な断面図である。

【符号の説明】

１基板２陽極３陽極バッファ層４正孔輸送層５発光層６正孔阻止層７電子輸送層８陰極

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に、陽極、発光層、正孔阻止層、
電子輸送層及び陰極がこの順で形成された有機電界発光
素子において、該正孔阻止層のイオン化ポテンシャルは発光層のイオン
化ポテンシャルより0.1eV以上大きく、該電子輸送層は電子輸送性材料及びアルカリ金属を含有
し、かつ該アルカリ金属の少なくとも一部が、電子輸送
層内でカチオン状態で分散していることを特徴とする有
機電界発光素子。
【請求項２】該電子輸送性材料が、フェナントロリン
誘導体又は金属錯体であることを特徴とする請求項１に
記載の有機電界発光素子。
【請求項３】該正孔阻止層が金属錯体、スチリル化合
物、トリアゾール誘導体又はフェナントロリン誘導体を
含有することを特徴とする請求項１又は２に記載の有機
電界発光素子。
【請求項４】該正孔阻止層の膜厚が、0.5〜50nmの範
囲にあることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか
１項に記載の有機電界発光素子。
【請求項５】電子輸送層の成膜工程を有する有機電界
発光素子の製造方法において、該電子輸送層を、真空装置内でアルカリ金属を含む化合
物を還元して得られるアルカリ金属と、電子輸送性材料
とを共蒸着することにより形成することを特徴とする有
機電界発光素子の製造方法。