JP2007173545A

JP2007173545A - Organic electroluminescent device and its fabrication process

Info

Publication number: JP2007173545A
Application number: JP2005369504A
Authority: JP
Inventors: Kanjiro Sako; 勘治朗迫
Original assignee: Showa Denko KK
Current assignee: Resonac Holdings Corp
Priority date: 2005-12-22
Filing date: 2005-12-22
Publication date: 2007-07-05

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an organic EL device having high luminance and high emission efficiency. <P>SOLUTION: The organic EL device has an anode consisting of a transparent electrode, an organic layer including at least an organic light emitting layer, and a cathode formed sequentially on a transparent insulating substrate. In the EL device, the cathode contains a metal oxide on the interface to the organic layer, the organic light emitting layer contains a phosphor photoluminescence compound, and the metal oxide is formed to have such a concentration gradient as high concentration is attained on the interface side to the organic layer. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、有機エレクトロルミネッセンス（以下「有機ＥＬ」とも記す。）装置及びその製造方法に関し、詳しくは、少なくとも有機発光層を含む有機層と陰極との界面に金属酸化物を含有する有機ＥＬ装置及びその製造方法に関する。 The present invention relates to an organic electroluminescence (hereinafter also referred to as “organic EL”) device and a manufacturing method thereof, and more specifically, an organic EL device containing a metal oxide at the interface between an organic layer including at least an organic light emitting layer and a cathode. And a manufacturing method thereof.

情報機器等の表示デバイスに用いられるＥＬ素子の一種として、有機ＥＬ装置が開発されている。図５は、従来から一般に知られている有機ＥＬ装置の構成を示す断面図である。同有機ＥＬ装置は、図５に示すように、ガラス基板等から成る透明絶縁基板５１と、透明絶縁基板５１上に形成されたＩＴＯ（Indium Tin Oxide：酸化インジュウム錫）等の透明導電材料から成る陽極（下部電極）５２と、陽極５２上に形成された正孔輸送層５３と、正孔輸送層５３上に形成された有機発光層５４と、有機発光層５４上に形成されたＡｌＬｉ（アルミニウムリチウム）等から成る陰極（上部電極）５５と、陽極５２、正孔輸送層５３、有機発光層５４及び陰極５５から成る素子主要部が形成された透明絶縁基板５１上に、素子主要部を覆うように封止樹脂５６を介して取り付けられたガラス等から成るキャップ５７とを備えている。上述の封止樹脂としては例えばＵＶ（Ultra-Violet：紫外線）硬化性樹脂が用いられて、光源からＵＶを含んだ光を封止樹脂に照射することにより、硬化させて封止を行なっている。 An organic EL device has been developed as a kind of EL element used in a display device such as information equipment. FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a conventionally known organic EL device. As shown in FIG. 5, the organic EL device is made of a transparent insulating substrate 51 made of a glass substrate or the like and a transparent conductive material such as ITO (Indium Tin Oxide) formed on the transparent insulating substrate 51. Anode (lower electrode) 52, hole transport layer 53 formed on anode 52, organic light-emitting layer 54 formed on hole transport layer 53, and AlLi (aluminum) formed on organic light-emitting layer 54 The element main part is covered on the transparent insulating substrate 51 on which the element main part including the cathode (upper electrode) 55 made of lithium) or the like and the anode 52, the hole transport layer 53, the organic light emitting layer 54, and the cathode 55 is formed. Thus, a cap 57 made of glass or the like attached through a sealing resin 56 is provided. For example, UV (Ultra-Violet) curable resin is used as the above-described sealing resin, and the sealing resin is cured by irradiating the sealing resin with light containing UV from a light source. .

ところで、上述の有機ＥＬ装置は、有機発光層５４と陰極５５との界面が不完全である場合が多いので、もともと不安定な欠陥が存在している。この欠陥とは、界面準位を形成すべき個所に格子欠陥等による不純物準位が形成されることを意味しており、この欠陥の存在によって、本来流れるべきキャリアのパス以外にもパスが発生して、リーク電流が増加するようになる。さらに、陰極５５と陽極５２とがショートするおそれもある。したがって、有機ＥＬ装置の特性が不安定になり、高い整流比が得られなくなる。これらのため、単純マトリックス駆動を行って場合には、画素ショート、クロストークが発生していた。 By the way, in the above-described organic EL device, the interface between the organic light emitting layer 54 and the cathode 55 is often incomplete, so that an unstable defect originally exists. This defect means that an impurity level due to a lattice defect or the like is formed at a location where an interface state is to be formed. Due to the presence of this defect, a path other than the path of the carrier that should originally flow is generated. As a result, the leakage current increases. Furthermore, the cathode 55 and the anode 52 may be short-circuited. Therefore, the characteristics of the organic EL device become unstable and a high rectification ratio cannot be obtained. For these reasons, when simple matrix driving is performed, pixel short-circuiting and crosstalk occur.

ここで、従来から、特性の安定化を図るために有機発光層と陰極との界面に酸化層を形成するように構成した有機ＥＬ装置が知られており、例えば特開平９−２４５９６８号公報に開示されている。同有機ＥＬ装置は、図６に示すように、ガラス基板６１と、ガラス基板６１上に形成されたＩＴＯから成る陽極６２と、陽極６２上に形成された有機材料から成るホール輸送材料層６３と、ホール輸送材料層６３上に形成された有機材料から成る電子輸送材料層６４と、電子輸送材料層６４上に形成された陰極６５とを備え、電子輸送材料層６４と陰極６５との界面には酸化層６６（または水酸化層）が形成されている。 Heretofore, an organic EL device configured to form an oxide layer at the interface between the organic light emitting layer and the cathode in order to stabilize the characteristics is known, for example, in JP-A-9-245968. It is disclosed. As shown in FIG. 6, the organic EL device includes a glass substrate 61, an anode 62 made of ITO formed on the glass substrate 61, and a hole transport material layer 63 made of an organic material formed on the anode 62. An electron transport material layer 64 made of an organic material formed on the hole transport material layer 63, and a cathode 65 formed on the electron transport material layer 64, at the interface between the electron transport material layer 64 and the cathode 65. An oxide layer 66 (or a hydroxide layer) is formed.

陰極６５の材料としては、例えばＬｉ（リチウム）、Ｎａ（ナトリウム）、Ｋａ（カリウム）等の一価の金属、Ｍｇ（マグネシウム）、Ｃａ（カルシウム）等の二価の金属、あるいはＡｌ（アルミニウム）等の三価の金属を用いる。具体的には、陰極６５の材料の成膜を行う際に、雰囲気中の酸素分子または水素分子の濃度を通常の成膜の際よりも高くすることによって、酸化層６６を形成する。このような構成により、有機発光層である電子輸送材料層６４と陰極６５との界面の金属の仕事関数あるいはイオン化ポテンシャルを下げることによって、低電圧駆動を可能にし、結果として安定に動作する有機ＥＬ装置を得ることができるとされている。 Examples of the material of the cathode 65 include monovalent metals such as Li (lithium), Na (sodium), and Ka (potassium), divalent metals such as Mg (magnesium) and Ca (calcium), or Al (aluminum). A trivalent metal such as Specifically, when the film of the material of the cathode 65 is formed, the oxide layer 66 is formed by making the concentration of oxygen molecules or hydrogen molecules in the atmosphere higher than that in the normal film formation. With such a configuration, by lowering the work function or ionization potential of the metal at the interface between the electron transport material layer 64, which is an organic light emitting layer, and the cathode 65, low voltage driving is possible, and as a result, the organic EL operates stably. It is said that the device can be obtained.

しかしながら、特開平９−２４５９６８号公報記載の有機ＥＬ装置の構成では、有機発光層と陰極との界面に単に酸化層を形成しているだけなので、高い整流比を得るのが困難
である、という問題がある。すなわち、上記公報においては、有機ＥＬ装置の製造時に陰極６５の材料の成膜を行う際に、雰囲気中の酸素分子または水素分子の濃度を通常の成膜の際よりも高くすることによって、酸化層６６を形成しているので、酸素分子または水素分子の濃度を望ましい範囲に制御するのが困難なため、有機ＥＬ装置製造の歩留まりが悪くなって、スループットが低下し、しかも整流比が十分高いレベルが得られなかった。また、酸化層６６あるいは水酸化層は絶縁層であるので、これらの層が均一に形成された場合には、駆動電圧が高く、発光効率が低くなる問題点があった。 However, in the configuration of the organic EL device described in JP-A-9-245968, it is difficult to obtain a high rectification ratio because an oxide layer is simply formed at the interface between the organic light emitting layer and the cathode. There's a problem. That is, in the above publication, when the film of the material of the cathode 65 is formed at the time of manufacturing the organic EL device, the concentration of oxygen molecules or hydrogen molecules in the atmosphere is set higher than that in the normal film formation, thereby oxidizing the material. Since the layer 66 is formed, it is difficult to control the concentration of oxygen molecules or hydrogen molecules within a desired range, so that the yield of manufacturing the organic EL device is deteriorated, the throughput is lowered, and the rectification ratio is sufficiently high. The level was not obtained. Further, since the oxide layer 66 or the hydroxide layer is an insulating layer, when these layers are formed uniformly, there is a problem that the driving voltage is high and the light emission efficiency is lowered.

この問題点を解決するための手段として、特開２００２−３６７７８０号公報（特許文献１）には、透明絶縁基板上に透明電極から成る陽極、少なくとも有機発光層を含む有機層、陰極を順次に積層し、該陰極が上記有機層との界面に金属酸化物を含有する有機ＥＬ装置であって、上記金属酸化物が上記有機層との界面側で高濃度となる濃度勾配を有するように形成された有機ＥＬ装置が開示されており、この有機ＥＬ装置によれば高い整流比を得ることができ、しかも駆動電圧は低く、発光効率を高くなることが記載されている。 As means for solving this problem, Japanese Patent Laid-Open No. 2002-367780 (Patent Document 1) discloses an anode composed of a transparent electrode on a transparent insulating substrate, an organic layer including at least an organic light emitting layer, and a cathode sequentially. An organic EL device in which the cathode is stacked and the cathode contains a metal oxide at the interface with the organic layer, and the metal oxide is formed to have a concentration gradient at a high concentration on the interface side with the organic layer. The disclosed organic EL device discloses that a high rectification ratio can be obtained according to this organic EL device, the driving voltage is low, and the luminous efficiency is increased.

しかしながら、発光効率をさらに高めた有機ＥＬ装置の出現が望まれていた。
特開２００２−３６７７８０号公報 However, the advent of an organic EL device with further improved luminous efficiency has been desired.
JP 2002-367780 A

本発明は上記のような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、輝度が高く、発光効率が高い有機ＥＬ装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and an object thereof is to provide an organic EL device having high luminance and high luminous efficiency.

本発明は、以下の［１］〜［２０］に関する。
［１］透明絶縁基板上に透明電極から成る陽極、少なくとも有機発光層を含む有機層、陰極を順次に積層し、該陰極が前記有機層との界面に金属酸化物を含有する有機ＥＬ装置であって、
前記有機発光層が燐光発光性化合物を含有しており、
前記金属酸化物が前記有機層との界面側で高濃度となる濃度勾配を有するように形成されている
ことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス装置。 The present invention relates to the following [1] to [20].
[1] An organic EL device in which an anode composed of a transparent electrode, an organic layer including at least an organic light emitting layer, and a cathode are sequentially laminated on a transparent insulating substrate, and the cathode contains a metal oxide at the interface with the organic layer. There,
The organic light emitting layer contains a phosphorescent compound,
2. The organic electroluminescence device according to claim 1, wherein the metal oxide is formed so as to have a concentration gradient having a high concentration on the interface side with the organic layer.

［２］前記陰極が第１の陰極及び第２の陰極から成り、前記第１の陰極が前記有機層との界面に金属酸化物を含有することを特徴とする上記［１］に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。 [2] The organic as described in [1] above, wherein the cathode comprises a first cathode and a second cathode, and the first cathode contains a metal oxide at the interface with the organic layer. Electroluminescence device.

［３］前記陰極が複数層から成り、該複数層の陰極のうち前記有機層と接する陰極が前記有機層との界面に金属酸化物を含有することを特徴とする上記［１］に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。 [3] The cathode according to [1], wherein the cathode includes a plurality of layers, and the cathode in contact with the organic layer among the cathodes of the plurality of layers contains a metal oxide at an interface with the organic layer. Organic electroluminescence device.

［４］前記金属酸化物の前記濃度勾配が、前記陰極の膜厚方向に沿って曲線状に変化していることを特徴とする上記［１］〜［３］のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。 [4] The organic electro according to any one of [1] to [3], wherein the concentration gradient of the metal oxide changes in a curved shape along the film thickness direction of the cathode. Luminescence device.

［５］前記金属酸化物の前記濃度勾配が、前記陰極の膜厚方向に沿って直線状に変化していることを特徴とする上記［１］〜［３］のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。 [5] The organic electro according to any one of [1] to [3], wherein the concentration gradient of the metal oxide changes linearly along the film thickness direction of the cathode. Luminescence device.

［６］前記金属酸化物の濃度が、前記有機層と界面を形成している陰極の膜厚内で０
になっていることを特徴とする上記［１］〜［５］のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。 [6] The concentration of the metal oxide is 0 within the thickness of the cathode forming the interface with the organic layer.
The organic electroluminescence device according to any one of the above [1] to [5], wherein

［７］前記燐光発光性化合物がイリジウム錯体であることを特徴とする上記［１］〜［６］のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。 [7] The organic electroluminescent device according to any one of [1] to [6], wherein the phosphorescent compound is an iridium complex.

［８］前記燐光発光性化合物が燐光発光性高分子化合物であることを特徴とする上記［１］〜［７］のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。 [8] The organic electroluminescent device according to any one of [1] to [7], wherein the phosphorescent compound is a phosphorescent polymer compound.

［９］前記燐光発光性高分子化合物が燐光発光性非共役高分子化合物であることを特徴とする上記［８］に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。 [9] The organic electroluminescence device as described in [8] above, wherein the phosphorescent polymer compound is a phosphorescent non-conjugated polymer compound.

［１０］上記［１］に記載の有機ＥＬ装置の製造方法であって、
前記陽極及び前記有機層を順次に積層した前記透明絶縁基板を真空装置内に配置し、前記金属酸化物を形成し得る第１の金属及び前記陰極形成用の第２の金属を共蒸着することにより、前記有機層との界面側で高濃度となる濃度勾配を有する前記金属酸化物を形成することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法。 [10] The method of manufacturing the organic EL device according to [1],
The transparent insulating substrate on which the anode and the organic layer are sequentially laminated is disposed in a vacuum apparatus, and a first metal capable of forming the metal oxide and a second metal for forming the cathode are co-evaporated. To form the metal oxide having a concentration gradient with a high concentration on the interface side with the organic layer.

［１１］上記［１］に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法であって、
前記透明絶縁基板上に前記陽極及び前記有機層を順次に積層して形成する工程と、
前記透明絶縁基板を、予め前記金属酸化物を形成し得る第１の金属及び前記陰極形成用の第２の金属が供給された真空装置内に配置する工程と、
前記第１及び第２の金属を共蒸着することにより、前記有機層との界面側で高濃度となる濃度勾配を有する前記金属酸化物を形成する工程と
を含むことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法。 [11] The method for producing an organic electroluminescence device according to [1] above,
Forming the anode and the organic layer sequentially on the transparent insulating substrate; and
Placing the transparent insulating substrate in a vacuum apparatus previously supplied with a first metal capable of forming the metal oxide and a second metal for forming the cathode;
Forming the metal oxide having a concentration gradient with a high concentration on the interface side with the organic layer by co-evaporating the first and second metals. Device manufacturing method.

［１２］前記第１の金属が予め表面酸化されていることを特徴とする上記［１０］または［１１］に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法。 [12] The method for producing an organic electroluminescent device according to [10] or [11], wherein the first metal is surface-oxidized in advance.

［１３］前記共蒸着を真空装置内に酸素を導入しながら行い、共蒸着開始時から前記真空装置内の前記酸素を徐々に減少するよう制御して行うことを特徴とする上記［１０］〜［１２］のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法。 [13] The above [10] to [10], wherein the co-evaporation is performed while introducing oxygen into the vacuum apparatus, and is controlled so as to gradually decrease the oxygen in the vacuum apparatus from the start of co-deposition. [12] The method for producing an organic electroluminescence device according to any one of [12].

［１４］前記第１の金属がＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｃａ、Ｂａ、ＳｒおよびＡｌからなる群から選ばれると共に、前記第２の金属がＴｉ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｚｎ、ＡｌおよびＩｎから選ばれることを特徴とする上記［１０］〜［１３］のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法。 [14] The first metal is selected from the group consisting of Li, Na, K, Ca, Ba, Sr and Al, and the second metal is Ti, Cr, Ni, Cu, Ag, Au, Zn, The method for producing an organic electroluminescence device according to any one of [10] to [13], wherein the method is selected from Al and In.

［１５］上記［１］〜［９］のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス装置を備えた面発光光源。 [15] A surface-emitting light source including the organic electroluminescence device according to any one of [1] to [9].

［１６］上記［１］〜［９］のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス装置を備えた表示装置用バックライト。 [16] A backlight for a display device, comprising the organic electroluminescence device according to any one of [1] to [9].

［１７］上記［１］〜［９］のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス装置を備えた表示装置。 [17] A display device comprising the organic electroluminescence device according to any one of [1] to [9].

［１８］上記［１］〜［９］のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス装置を備えた照明装置。 [18] An illumination device including the organic electroluminescence device according to any one of [1] to [9].

［１９］上記［１］〜［９］のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス装置を備えたインテリア。 [19] An interior comprising the organic electroluminescence device according to any one of [1] to [9].

［２０］上記［１］〜［９］のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス装置を備えたエクステリア。 [20] An exterior comprising the organic electroluminescence device according to any one of [1] to [9].

以上説明したように、本発明の有機ＥＬ装置によれば、陰極の少なくとも有機発光層を含む有機層との界面に金属酸化物を含有し、金属酸化物が有機層との界面側で高濃度となる濃度勾配を有するように形成されているので、有機層と陰極との界面に存在している欠陥は金属酸化物により埋められて、完全な界面に形成される。 As described above, according to the organic EL device of the present invention, the metal oxide is contained in the interface with the organic layer including at least the organic light emitting layer of the cathode, and the metal oxide has a high concentration on the interface side with the organic layer. Therefore, the defects present at the interface between the organic layer and the cathode are filled with the metal oxide and formed at the complete interface.

さらに、本発明の有機ＥＬ装置は、発光材料として燐光発光性化合物を用いているため、輝度が高く、発光効率も極めて高い。
また、この発明の有機ＥＬ装置の製造方法によれば、上記有機ＥＬ装置を製造するにあたり、予め大気雰囲気をはじめとする酸素含有雰囲気下で表面酸化により金属酸化物を形成し得る金属と陰極形成用金属を蒸発源に用いて、両金属を共蒸着するようにしたので、有機層との界面側で高濃度となる濃度勾配を有する金属酸化物を形成することができる。これにより、素子の逆バイアス印加時のショート防止やリーク電流の抑制により整流比が向上する。また、パッシブマトリックス駆動を行った場合、画素ショートやクロストークが抑制できる。さらに、濃度勾配を設けることにより、駆動電圧は低く、発光効率を高くすることができる。 Furthermore, since the organic EL device of the present invention uses a phosphorescent compound as the light emitting material, the luminance is high and the light emission efficiency is extremely high.
In addition, according to the method for manufacturing an organic EL device of the present invention, when the organic EL device is manufactured, the metal and the cathode can be formed in advance by surface oxidation in an oxygen-containing atmosphere such as an air atmosphere. Since the two metals are co-deposited using the working metal as an evaporation source, a metal oxide having a concentration gradient with a high concentration on the interface side with the organic layer can be formed. This improves the rectification ratio by preventing a short circuit when applying a reverse bias to the element and suppressing leakage current. In addition, when passive matrix driving is performed, pixel short-circuiting and crosstalk can be suppressed. Further, by providing the concentration gradient, the driving voltage is low and the light emission efficiency can be increased.

以下、図面を参照して、本発明の有機ＥＬ装置の実施の形態について説明する。説明は、実施例を用いて具体的に行う。
図１は本発明の有機ＥＬ装置の一実施態様を示す断面図、図２は同有機ＥＬ装置の有機発光層と陰極との界面の近傍部分を拡大して示す図、また、図３は同有機ＥＬ装置の製造方法の構成を工程順に示す工程図、図４は同有機ＥＬ装置の製造方法の主要工程に用いられる真空蒸着装置の構成を概略的に示す図である。この例の有機ＥＬ装置１０においては、図１に示すように、透明絶縁基板１と、透明絶縁基板１上に形成された陽極２と、陽極２上に形成された正孔輸送層３と、正孔輸送層３上に形成された有機発光層４と、有機発光層４上に形成された第１の陰極５Ａと、第１の陰極５Ａ上に形成された第２の陰極５Ｂと、陽極２、正孔輸送層３、有機発光層４、第１の陰極５Ａ及び第２の陰極５Ｂからなる素子主要部が形成された透明絶縁基板１上に、素子主要部を覆うように封止樹脂６を介して取り付けられたガラス等から成るキャップ７とを備えている。ここで、ＡｌＬｉから成る第１の陰極５Ａ中には、Ｌｉ₂Ｏ（酸化リチウム）層から成る金属酸化物８が有機発光
層４との界面側で高濃度となる濃度勾配を有するように含有されている。 Embodiments of an organic EL device according to the present invention will be described below with reference to the drawings. The description will be made specifically using examples.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of the organic EL device of the present invention, FIG. 2 is an enlarged view of the vicinity of the interface between the organic light emitting layer and the cathode of the organic EL device, and FIG. FIG. 4 is a diagram schematically showing the configuration of a vacuum vapor deposition apparatus used in the main steps of the manufacturing method of the organic EL device. In the organic EL device 10 of this example, as shown in FIG. 1, a transparent insulating substrate 1, an anode 2 formed on the transparent insulating substrate 1, a hole transport layer 3 formed on the anode 2, An organic light emitting layer 4 formed on the hole transport layer 3, a first cathode 5A formed on the organic light emitting layer 4, a second cathode 5B formed on the first cathode 5A, and an anode 2, a sealing resin so as to cover the element main part on the transparent insulating substrate 1 on which the element main part composed of the hole transport layer 3, the organic light emitting layer 4, the first cathode 5A and the second cathode 5B is formed. 6 and a cap 7 made of glass or the like attached through 6. Here, in the first cathode 5A made of AlLi, the metal oxide 8 made of a Li ₂ O (lithium oxide) layer is contained so as to have a concentration gradient that becomes a high concentration on the interface side with the organic light emitting layer 4. Has been.

〔１．素子構成〕
本発明の有機ＥＬ装置の構成は図１の例に限定されず、陽極と第１の陰極との間に順次、１）陽極バッファー層／正孔輸送層／有機発光層、２）陽極バッファー層／有機発光層／電子輸送層、３）陽極バッファー層／正孔輸送層／有機発光層／電子輸送層、４）陽極バッファー層／正孔輸送性化合物、発光性化合物、電子輸送性化合物を含む層、５）陽極バッファー層／正孔輸送性化合物、発光性化合物を含む層、６）陽極バッファー層／発光性化合物、電子輸送性化合物を含む層、７）陽極バッファー層／正孔電子輸送性化合物、発光性化合物を含む層、８）陽極バッファー層／有機発光層／正孔ブロック層／電子輸送層を設けた素子構成などを挙げることができる。また、図１に示した有機発光層は１層であるが、有機発光層を２層以上有していてもよい。さらに、陽極バッファー層を用いずに
直接的に、正孔輸送性化合物を含む層が陽極の表面に接していてもかまわない。 [1. Element configuration)
The configuration of the organic EL device of the present invention is not limited to the example shown in FIG. 1, and 1) an anode buffer layer / hole transport layer / organic light emitting layer, and 2) an anode buffer layer sequentially between the anode and the first cathode. / Organic light emitting layer / electron transport layer, 3) anode buffer layer / hole transport layer / organic light emitting layer / electron transport layer, 4) anode buffer layer / hole transport compound, light emitting compound, electron transport compound included 5) Anode buffer layer / hole transporting compound, layer containing light emitting compound, 6) Anode buffer layer / light emitting compound, layer containing electron transporting compound, 7) Anode buffer layer / hole electron transporting property Examples thereof include a compound, a layer containing a light emitting compound, and 8) an element configuration provided with an anode buffer layer / organic light emitting layer / hole blocking layer / electron transport layer. Moreover, although the organic light emitting layer shown in FIG. 1 is one layer, you may have two or more organic light emitting layers. Furthermore, the layer containing a hole transporting compound may be in direct contact with the surface of the anode without using the anode buffer layer.

なお、本明細書中においては、特に断りのない限り、電子輸送性化合物、正孔輸送性化合物、発光性化合物の全てあるいは一種類以上からなる化合物を有機ＥＬ化合物、また層を有機ＥＬ化合物層と呼ぶこととする。 In the present specification, unless otherwise specified, a compound composed of all or one of an electron transporting compound, a hole transporting compound, and a light emitting compound is an organic EL compound, and a layer is an organic EL compound layer. I will call it.

〔２．陽極〕
陽極は、ＩＴＯに代表される導電性かつ光透過性の層により形成される。有機発光を基板を通して観察する場合には、陽極の光透過性は必須であるが、有機発光をトップエミッション、すなわち上部の電極を通して観察する用途の場合では陽極の透過性は必要なく、仕事関数が４.１ｅＶよりも高い金属あるいは金属化合物のような適当な任意の材料を陽
極として用いることができる。例えば、金、ニッケル、マンガン、イリジウム、モリブテン、パラジウム、白金などを単独で、あるいは組み合わせて用いることが可能である。当該陽極は、金属の酸化物、窒化物、セレン化物及び硫化物からなる群より選ぶこともできる。また、光透過性の良好なＩＴＯの表面に、光透過性を損なわないように１〜３ｎｍの薄い膜として、上記の金属を成膜したものを陽極として用いることもできる。これらの陽極材料表面への成膜方法としては、電子ビーム蒸着法、スパッタリング法、化学反応法、コーティング法、真空蒸着法などを用いることができる。陽極の厚さは２〜３００ｎｍが好ましい。 [2. anode〕
The anode is formed of a conductive and light transmissive layer typified by ITO. When observing organic light emission through the substrate, the light transmittance of the anode is essential, but in the case of the application where the organic light emission is observed through top emission, that is, the upper electrode, the transmittance of the anode is not necessary, and the work function is Any suitable material such as a metal or metal compound higher than 4.1 eV can be used as the anode. For example, gold, nickel, manganese, iridium, molybdenum, palladium, platinum, or the like can be used alone or in combination. The anode can also be selected from the group consisting of metal oxides, nitrides, selenides and sulfides. In addition, a thin film having a thickness of 1 to 3 nm formed on the surface of ITO having good light transmittance so as not to impair the light transmittance can be used as an anode. As a film formation method on the surface of these anode materials, an electron beam evaporation method, a sputtering method, a chemical reaction method, a coating method, a vacuum evaporation method, or the like can be used. The thickness of the anode is preferably 2 to 300 nm.

〔３．陽極表面処理〕
また、陽極バッファー層、あるいは、正孔輸送性化合物を含む層の成膜時に陽極表面を前もって処理することによりオーバーコートされる層の性能（陽極基板との密着性、表面平滑性、正孔注入障壁の低減化など）を改善することができる。前もって処理する方法には高周波プラズマ処理を始めとしてスパッタリング処理、コロナ処理、ＵＶオゾン照射処理、または酸素プラズマ処理などがある。 [3. (Anode surface treatment)
In addition, the performance of the layer to be overcoated by pretreatment of the anode surface during the formation of the anode buffer layer or the layer containing the hole transporting compound (adhesion with the anode substrate, surface smoothness, hole injection) Barrier reduction, etc.) can be improved. Examples of the pretreatment method include high-frequency plasma treatment, sputtering treatment, corona treatment, UV ozone irradiation treatment, and oxygen plasma treatment.

〔４．陽極バッファー層〕
陽極バッファー層をウェットプロセスにて塗布して作製する場合には、スピンコート法、キャスティング法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ワイアーバーコート法、ディップコート法、スプレーコート法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、インクジェットプリント法等の塗布法などを用いて成膜することが出来る。 [4. (Anode buffer layer)
When the anode buffer layer is produced by applying a wet process, spin coating, casting, micro gravure coating, gravure coating, bar coating, roll coating, wire bar coating, dip coating, The film can be formed by using a coating method such as a spray coating method, a screen printing method, a flexographic printing method, an offset printing method, and an ink jet printing method.

上記ウェットプロセスによる成膜で用い得る化合物は、陽極表面とその上層に含まれる有機ＥＬ化合物に良好な付着性を有した化合物であれば特に制限はないが、これまで一般に用いられてきた陽極バッファーを適用することがより好ましい。例えば、ポリ（３，４）−エチレンジオキシチオフェンとポリスチレンスルホン酸塩との混合物であるＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ、ポリアニリンとポリスチレンスルホン酸塩との混合物であるＰＡＮＩなどの導電性ポリマーを挙げることができる。さらに、これら導電性ポリマーにトルエン、イソプロピルアルコールなどの有機溶剤を添加して用いてもよい。また、界面活性剤などの第三成分を含む導電性ポリマーでもよい。前記界面活性剤としては、例えばアルキル基、アルキルアリール基、フルオロアルキル基、アルキルシロキサン基、硫酸塩、スルホン酸塩、カルボキシレート、アミド、ベタイン構造、及び第４級化アンモニウム基からなる群から選択される１種の基を含む界面活性剤が用いられるが、フッ化物ベースの非イオン性界面活性剤も用い得る。 The compound that can be used in the film formation by the wet process is not particularly limited as long as it is a compound having good adhesion to the organic EL compound contained in the anode surface and its upper layer, but the anode buffer that has been generally used so far Is more preferable. Examples thereof include conductive polymers such as PEDOT-PSS, which is a mixture of poly (3,4) -ethylenedioxythiophene and polystyrene sulfonate, and PANI, which is a mixture of polyaniline and polystyrene sulfonate. Further, an organic solvent such as toluene or isopropyl alcohol may be added to these conductive polymers. Moreover, the conductive polymer containing 3rd components, such as surfactant, may be sufficient. The surfactant is, for example, selected from the group consisting of alkyl groups, alkylaryl groups, fluoroalkyl groups, alkylsiloxane groups, sulfates, sulfonates, carboxylates, amides, betaine structures, and quaternized ammonium groups. Surfactants containing one kind of group are used, but fluoride-based nonionic surfactants can also be used.

〔５．有機ＥＬ化合物〕
本発明の有機ＥＬ装置における有機ＥＬ化合物層、すなわち有機発光層、正孔輸送層、及び電子輸送層に使用する化合物としては、低分子化合物及び高分子化合物のいずれをも
使用することができる。 [5. Organic EL compound]
As the organic EL compound layer in the organic EL device of the present invention, that is, the compound used for the organic light emitting layer, the hole transport layer, and the electron transport layer, either a low molecular compound or a high molecular compound can be used.

本発明の有機ＥＬ装置の有機発光層を形成する有機ＥＬ化合物としては、大森裕：応用物理、第７０巻、第１２号、１４１９−１４２５頁（２００１年）に記載されている発光性低分子化合物及び発光性高分子化合物などを例示することができる。この中でも、素子作製プロセスが簡素化されるという点で発光性高分子化合物が好ましく、発光効率が高い点で燐光発光性化合物が好ましい。従って、特に燐光発光性高分子化合物が好ましい。なお、有機ＥＬ化合物として燐光発光性高分子化合物を用いる際に、燐光発光性低分子化合物を併用してもよい。 Examples of the organic EL compound that forms the organic light emitting layer of the organic EL device of the present invention include: Omori Hiroshi: Applied Physics, Vol. 70, No. 12, pages 1419-1425 (2001). Examples thereof include compounds and luminescent polymer compounds. Among these, a light-emitting polymer compound is preferable in that the element manufacturing process is simplified, and a phosphorescent compound is preferable in terms of high luminous efficiency. Therefore, a phosphorescent polymer compound is particularly preferable. In addition, when using a phosphorescent high molecular compound as an organic EL compound, you may use together a phosphorescent low molecular weight compound.

また、発光性高分子化合物は、共役発光性高分子化合物と非共役発光性高分子化合物とに分類することもできるが、中でも非共役発光性高分子化合物が好ましい。
上記の理由から、本発明で用いられる発光材料としては、燐光発光性非共役高分子化合物（前記燐光発光性高分子であり、かつ前記非共役発光性高分子化合物でもある発光材料）が特に好ましい。 The light-emitting polymer compound can be classified into a conjugated light-emitting polymer compound and a non-conjugated light-emitting polymer compound, and among them, the non-conjugated light-emitting polymer compound is preferable.
For the reasons described above, the phosphorescent material used in the present invention is particularly preferably a phosphorescent non-conjugated polymer compound (the phosphorescent polymer and the non-conjugated luminous polymer compound). .

本発明の有機ＥＬ装置における有機発光層は、好ましくは、燐光を発光する燐光発光性単位とキャリアを輸送するキャリア輸送性単位とを一つの分子内に備えた、燐光発光性高分子を少なくとも含む。前記燐光発光性高分子は、重合性置換基を有する燐光発光性化合物と、重合性置換基を有するキャリア輸送性化合物とを共重合することによって得られる。燐光発光性化合物はイリジウム、白金および金の中から一つ選ばれる金属元素を含む金属錯体であり、中でもイリジウム錯体が好ましい。 The organic light emitting layer in the organic EL device of the present invention preferably contains at least a phosphorescent polymer having a phosphorescent unit emitting phosphorescence and a carrier transporting unit transporting carriers in one molecule. . The phosphorescent polymer can be obtained by copolymerizing a phosphorescent compound having a polymerizable substituent and a carrier transporting compound having a polymerizable substituent. The phosphorescent compound is a metal complex containing a metal element selected from iridium, platinum and gold, and among them, an iridium complex is preferable.

前記重合性置換基を有する燐光発光性化合物としては、例えば下記式（Ｅ−１）〜（Ｅ−４９）に示す金属錯体の一つ以上の水素原子を重合性置換基で置換した化合物を挙げることができる。 Examples of the phosphorescent compound having a polymerizable substituent include compounds in which one or more hydrogen atoms of metal complexes represented by the following formulas (E-1) to (E-49) are substituted with a polymerizable substituent. be able to.

なお、上記式（Ｅ−３５）、（Ｅ−４６）〜（Ｅ−４９）において、Ｐｈはフェニル基を表す。
これらの燐光発光性化合物における重合性置換基としては、例えばビニル基、アクリレート基、メタクリレート基、メタクリロイルオキシエチルカルバメート基等のウレタン（メタ）アクリレート基、スチリル基及びその誘導体、ビニルアミド基及びその誘導体などが挙げられ、中でもビニル基、メタクリレート基、スチリル基及びその誘導体が好ましい。これらの置換基は、ヘテロ原子を有してもよい炭素数１〜２０の有機基を介して金属錯体に結合していてもよい。 In the above formulas (E-35) and (E-46) to (E-49), Ph represents a phenyl group.
Examples of polymerizable substituents in these phosphorescent compounds include urethane (meth) acrylate groups such as vinyl groups, acrylate groups, methacrylate groups, methacryloyloxyethyl carbamate groups, styryl groups and derivatives thereof, vinylamide groups and derivatives thereof, and the like. Among them, vinyl group, methacrylate group, styryl group and derivatives thereof are preferable. These substituents may be bonded to the metal complex via an organic group having 1 to 20 carbon atoms which may have a hetero atom.

前記重合性置換基を有するキャリア輸送性化合物は、ホール輸送性および電子輸送性の内のいずれか一方または両方の機能を有する有機化合物における一つ以上の水素原子を重合性置換基で置換した化合物を挙げることができる。このような化合物の代表的な例として、下記式（Ｅ−５０）〜（Ｅ−６７）に示した化合物を挙げることができる。 The carrier transporting compound having a polymerizable substituent is a compound in which one or more hydrogen atoms in an organic compound having one or both of a hole transporting property and an electron transporting property are substituted with a polymerizable substituent. Can be mentioned. As typical examples of such a compound, compounds represented by the following formulas (E-50) to (E-67) can be given.

例示したこれらのキャリア輸送性化合物における重合性置換基はビニル基であるが、ビニル基をアクリレート基、メタクリレート基、メタクリロイルオキシエチルカルバメート基等のウレタン（メタ）アクリレート基、スチリル基及びその誘導体、ビニルアミド基及びその誘導体などの重合性置換基で置換した化合物であってもよい。また、これらの重合性置換基は、ヘテロ原子を有してもよい炭素数１〜２０の有機基を介して結合していてもよい。 In these exemplified carrier transporting compounds, the polymerizable substituent is a vinyl group. The vinyl group is a urethane (meth) acrylate group such as an acrylate group, a methacrylate group, or a methacryloyloxyethyl carbamate group, a styryl group and a derivative thereof, and a vinylamide. It may be a compound substituted with a polymerizable substituent such as a group or a derivative thereof. Further, these polymerizable substituents may be bonded via an organic group having 1 to 20 carbon atoms which may have a hetero atom.

重合性置換基を有する燐光発光性化合物と、重合性置換基を有するキャリア輸送性化合物の重合方法は、ラジカル重合、カチオン重合、アニオン重合、付加重合のいずれでもよいが、ラジカル重合が好ましい。また、重合体の分子量は重量平均分子量で1,000〜2,000
,000が好ましく、5,000〜1,000,000がより好ましい。ここでの分子量はＧＰＣ（ゲルパーミエーションクロマトグラフィー）法を用いて測定されるポリスチレン換算分子量である。 The polymerization method of the phosphorescent compound having a polymerizable substituent and the carrier transporting compound having a polymerizable substituent may be any of radical polymerization, cationic polymerization, anionic polymerization and addition polymerization, but radical polymerization is preferred. The molecular weight of the polymer is 1,000 to 2,000 in terms of weight average molecular weight.
1,000 is preferable, and 5,000 to 1,000,000 is more preferable. The molecular weight here is a molecular weight in terms of polystyrene measured using a GPC (gel permeation chromatography) method.

前記燐光発光性高分子は、一つの燐光発光性化合物と一つのキャリア輸送性化合物、一つの燐光発光性化合物と二つ以上のキャリア輸送性化合物を共重合したものであってもよく、また二つ以上の燐光発光性化合物をキャリア輸送性化合物と共重合したものであってもよい。 The phosphorescent polymer may be a copolymer of one phosphorescent compound and one carrier transporting compound, one phosphorescent compound and two or more carrier transporting compounds. One or more phosphorescent compounds may be copolymerized with a carrier transporting compound.

燐光発光性高分子におけるモノマーの配列は、ランダム共重合体、ブロック共重合体、交互共重合体のいずれでもよく、燐光発光性化合物構造の繰り返し単位数をｍ、キャリア輸送性化合物構造の繰り返し単位数をｎとしたとき（ｍ、ｎは１以上の整数）、全繰り返し単位数に対する燐光発光性化合物構造の繰り返し単位数の割合、すなわちｍ／（ｍ＋ｎ）の値は0.001〜0.5が好ましく、0.001〜0.2がより好ましい。 The arrangement of the monomer in the phosphorescent polymer may be any of random copolymer, block copolymer, and alternating copolymer, the number of repeating units of the phosphorescent compound structure is m, and the repeating unit of the carrier transporting compound structure When the number is n (m, n is an integer of 1 or more), the ratio of the number of repeating units of the phosphorescent compound structure to the total number of repeating units, that is, the value of m / (m + n) is preferably 0.001 to 0.5, 0.001 -0.2 is more preferable.

燐光発光性高分子のさらに具体的な例と合成法は、例えば特開２００３−３４２３２５、特開２００３−１１９１７９、特開２００３−１１３２４６、特開２００３−２０６３２０、特開２００３−１４７０２１、特開２００３−１７１３９１、特開２００４−３４６３１２、特開２００５−９７５８９に開示されている。 More specific examples and synthesis methods of phosphorescent polymers are disclosed in, for example, JP2003-342325, JP2003-119179, JP2003-113246, JP2003-206320, JP2003-147021, and JP2003. -171391, JP-A-2004-346312, and JP-A-2005-97589.

本発明の有機ＥＬ装置における有機発光層は、好ましくは前記燐光発光性化合物を含む層であるが、有機発光層のキャリア輸送性を補う目的で正孔輸送性化合物や電子輸送性化合物が含まれていてもよい。これらの目的で用いられる正孔輸送性化合物としては、例えば、ＴＰＤ（Ｎ，Ｎ’−ジメチル−Ｎ，Ｎ’−（３−メチルフェニル）−１，１’−ビフェニル−４，４’ジアミン）、α−ＮＰＤ（４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル）、ｍ−ＭＴＤＡＴＡ（４、４’，４’’−トリス（３−メチルフェニルフェニルアミノ）トリフェニルアミン）などの低分子トリフェニルアミン誘導体や、ポリビニルカルバゾール、前記トリフェニルアミン誘導体に重合性官能基を導入して高分子化したもの、例えば特開平８−１５７５７５号公報に開示されているトリフェニルアミン骨格の高分子化合物、ポリパラフェニレンビニレン、ポリジアルキルフルオレンなどが挙げられ、また、電子輸送性化合物としては、例えば、Ａｌｑ３（アルミニウムトリスキノリノレート）などのキノリノール誘導体金属錯体、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、トリアジン誘導体、トリアリールボラン誘導体などの低分子材料や、上記の低分子電子輸送性化合物に重合性官能基を導入して高分子化したもの、例えば特開平１０−１６６５号公報に開示されているポリＰＢＤなどの既知の電子輸送性化合物が使用できる。 The organic light emitting layer in the organic EL device of the present invention is preferably a layer containing the phosphorescent compound, but includes a hole transporting compound and an electron transporting compound for the purpose of supplementing the carrier transporting property of the organic light emitting layer. It may be. As the hole transporting compound used for these purposes, for example, TPD (N, N′-dimethyl-N, N ′-(3-methylphenyl) -1,1′-biphenyl-4,4′diamine) is used. , Α-NPD (4,4′-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenylamino] biphenyl), m-MTDATA (4,4 ′, 4 ″ -tris (3-methylphenylphenylamino) Low molecular triphenylamine derivatives such as triphenylamine), polyvinyl carbazole, and polymers obtained by introducing a polymerizable functional group into the triphenylamine derivative, for example, disclosed in JP-A-8-157575 Examples include a polymer compound having a triphenylamine skeleton, polyparaphenylene vinylene, polydialkylfluorene, and the like. For example, low molecular materials such as quinolinol derivative metal complexes such as Alq3 (aluminum triskinolinolate), oxadiazole derivatives, triazole derivatives, imidazole derivatives, triazine derivatives, triarylborane derivatives, and the above low molecular electron transport compounds For example, a known electron transporting compound such as poly PBD disclosed in JP-A-10-1665 can be used.

〔６．有機ＥＬ化合物層の形成法〕
上記の有機ＥＬ化合物層は、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、スパッタリング法、スピンコート法、キャスティング法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ワイアーバーコート法、ディップコート法、スプレーコート法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、インクジェットプリント法等の塗布法などにより形成することが可能である。発光性低分子化合物の場合は主として抵抗加熱蒸着法及び電子ビーム蒸着法が用いられ、発光性高分子化合物の場合は主にスピンコート法、キャスティング法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ワイアーバーコート法、ディップコート法、スプレーコート法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、インクジェットプリント法等の塗布法が用いられる。 [6. Method for forming organic EL compound layer]
The organic EL compound layer is formed by resistance heating vapor deposition, electron beam vapor deposition, sputtering, spin coating, casting, micro gravure coating, gravure coating, bar coating, roll coating, wire bar coating, It can be formed by a coating method such as a dip coating method, a spray coating method, a screen printing method, a flexographic printing method, an offset printing method, and an ink jet printing method. In the case of luminescent low molecular weight compounds, resistance heating vapor deposition and electron beam vapor deposition are mainly used, and in the case of luminescent high molecular weight compounds, mainly spin coating method, casting method, micro gravure coating method, gravure coating method, bar coating method. Coating methods such as a method, a roll coating method, a wire bar coating method, a dip coating method, a spray coating method, a screen printing method, a flexographic printing method, an offset printing method, and an inkjet printing method are used.

〔７．正孔ブロック層〕
また、正孔が有機発光層を通過することを抑え、有機発光層内で電子と効率よく再結合させる目的で、有機発光層の陰極側に隣接して正孔ブロック層を設けてもよい。この正孔ブロック層には発光性化合物より最高占有分子軌道（Highest Occupied Molecular Orbital；ＨＯＭＯ）準位の深い化合物を用いることができ、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、フェナントロリン誘導体、アルミニウム錯体などを例示することができる。 [7. Hole blocking layer)
Further, a hole blocking layer may be provided adjacent to the cathode side of the organic light emitting layer for the purpose of suppressing the passage of holes through the organic light emitting layer and efficiently recombining with electrons in the organic light emitting layer. For this hole blocking layer, a compound having the highest occupied molecular orbital (HOMO) level deeper than the light-emitting compound can be used, and examples include triazole derivatives, oxadiazole derivatives, phenanthroline derivatives, and aluminum complexes. can do.

さらに、励起子（エキシトン）が陰極金属で失活することを防ぐ目的で、有機発光層の陰極側に隣接してエキシトンブロック層を設けてもよい。このエキシトンブロック層には発光性化合物より励起三重項エネルギーの大きな化合物を用いることができ、トリアゾール誘導体、フェナントロリン誘導体、アルミニウム錯体などを例示することができる。 Furthermore, an exciton block layer may be provided adjacent to the cathode side of the organic light emitting layer for the purpose of preventing exciton (exciton) from being deactivated by the cathode metal. For this exciton block layer, a compound having a larger excitation triplet energy than the light-emitting compound can be used, and examples thereof include triazole derivatives, phenanthroline derivatives, and aluminum complexes.

〔８．陰極〕
本発明の有機ＥＬ装置が備える陰極は、前記有機ＥＬ化合物層側から順に、第１の陰極（たとえばＡｌＬｉからなる第１の陰極）および第２の陰極（たとえばＡｌからなる第２の陰極）からなる。ここで第１の陰極中には、金属酸化物（たとえばＬｉ₂Ｏ）が有機Ｅ
Ｌ化合物層との界面側で高濃度となる濃度勾配を有するように含有されている。 [8. cathode〕
The cathode included in the organic EL device of the present invention is, in order from the organic EL compound layer side, from a first cathode (for example, a first cathode made of AlLi) and a second cathode (for example, a second cathode made of Al). Become. Here, in the first cathode, a metal oxide (for example, Li ₂ O) is organic E.
It is contained so as to have a concentration gradient with a high concentration on the interface side with the L compound layer.

以下、第１の陰極がＡｌＬｉからなり、第２の陰極がＡｌからなり、第１の陰極中の金属酸化物がＬｉ₂Ｏである場合を例として説明する。
図２を参照すると、第１の陰極５Ａにおける酸素の原子濃度（以下、酸素濃度）は、有機ＥＬ化合物層４との界面（位置ｃ）で最大となっていて、膜厚方向に沿って界面から離れるにつれて徐々に減少して、膜厚の半分を少し過ぎた位置（以下、この位置を「位置ｄ」とも言う。）で０になる。また、膜厚を横軸に、酸素濃度を縦軸にとったグラフでは、酸素濃度は膜厚方向に沿って曲線状または直線状に変化している。以上の説明では酸素濃度について述べたが、これはそのまま金属酸化物（Ｌｉ₂Ｏ）層の濃度にも当てはまる。
すなわち、前述したように、第１の陰極５Ａの有機発光層４との界面に含有される金属酸化物（Ｌｉ₂Ｏ）層は、有機発光層４の界面側で高濃度となる濃度勾配を有するように形
成されている。一方、Ａｌの原子濃度は、界面（位置ｃ）で最小となっていて、膜厚方向に沿って界面から離れるにつれて徐々に増加して、略位置ｄを過ぎると略１００％になる。金属酸化物（Ｌｉ₂Ｏ）層の具体的な形成方法については、後述する。 Hereinafter, a case where the first cathode is made of AlLi, the second cathode is made of Al, and the metal oxide in the first cathode is Li ₂ O will be described as an example.
Referring to FIG. 2, the atomic concentration of oxygen (hereinafter referred to as oxygen concentration) in the first cathode 5A is maximum at the interface (position c) with the organic EL compound layer 4, and the interface along the film thickness direction. It gradually decreases as it moves away from the position, and becomes 0 at a position slightly less than half of the film thickness (hereinafter, this position is also referred to as “position d”). Further, in the graph in which the film thickness is taken on the horizontal axis and the oxygen concentration is taken on the vertical axis, the oxygen concentration changes in a curved line or a straight line along the film thickness direction. In the above description, the oxygen concentration has been described, but this also applies to the concentration of the metal oxide (Li ₂ O) layer as it is.
That is, as described above, the metal oxide (Li ₂ O) layer contained in the interface between the first cathode 5A and the organic light emitting layer 4 has a concentration gradient that becomes high on the interface side of the organic light emitting layer 4. It is formed to have. On the other hand, the atomic concentration of Al is minimum at the interface (position c), and gradually increases as the distance from the interface is increased along the film thickness direction. A specific method for forming the metal oxide (Li ₂ O) layer will be described later.

この例の有機ＥＬ装置１０によれば、第１の陰極５Ａの有機発光層４との界面に金属酸化物であるＬｉ₂Ｏ層を含有し、Ｌｉ₂Ｏ層が有機発光層４との界面側で高濃度となる濃度勾配を有するように形成されているので、このＬｉ₂Ｏ層により界面に存在している欠陥
が埋められるため、不安定な準位が安定になって、完全な界面に形成される。これにより、リーク電流の増加が抑制され、また陰極と陽極とのショートが回避されるので、有機ＥＬ装置の特性を安定化することができるようになる。この結果、高い整流比を得ることができる。また、例えばＡｌから成る第２の陰極５Ｂは、陰極５を厚膜化して配線抵抗を小さくするために設けられている。これにより、省力化が図れると同時に発光時の輝度むらを抑えることができるようになる。 According to the organic EL device 10 of this example, the Li ₂ O layer, which is a metal oxide, is included in the interface between the first cathode 5A and the organic light emitting layer 4, and the Li ₂ O layer is the interface with the organic light emitting layer 4. Since the Li ₂ O layer fills in the defects present at the interface, the unstable level becomes stable and the complete interface is formed. Formed. As a result, an increase in leakage current is suppressed, and a short circuit between the cathode and the anode is avoided, so that the characteristics of the organic EL device can be stabilized. As a result, a high rectification ratio can be obtained. Further, the second cathode 5B made of, for example, Al is provided in order to reduce the wiring resistance by increasing the thickness of the cathode 5. As a result, labor saving can be achieved, and at the same time, luminance unevenness during light emission can be suppressed.

また、この例の有機ＥＬ装置１０によれば、第１の陰極５Ａが有機発光層４との界面に含有しているＬｉ₂Ｏ層の濃度が、第１の陰極５Ａ内の位置ｄで０になっているので、次
のような効果が得られる。まず、金属酸化物であるＬｉ₂Ｏ層は絶縁物として機能するの
で、第１の陰極５Ａ内でＬｉ₂Ｏ濃度を０にすることにより、陰極５の抵抗値の増大を防
止できるため、その分駆動電圧を低くすることができる。また、第１の陰極５Ａ内でＬｉ₂Ｏ濃度を０にすることにより、電子の注入効率が向上するので、ホールと電子のキャリ
アバランスが改善されて発光に寄与する電流が増加し、電流に対する発光効率（ｃｄ／Ａ）が高くなる。したがって、駆動電圧が低くなるとともに電流効率が向上するので、駆動
時の電力に対する発光効率が高くなり、消費電力を抑えることができる。 Further, according to the organic EL device 10 of this example, the concentration of the Li ₂ O layer contained in the interface between the first cathode 5A and the organic light emitting layer 4 is 0 at the position d in the first cathode 5A. Therefore, the following effects can be obtained. First, since the Li ₂ O layer, which is a metal oxide, functions as an insulator, an increase in the resistance value of the cathode 5 can be prevented by reducing the Li ₂ O concentration in the first cathode 5A. The minute drive voltage can be lowered. In addition, by making the Li ₂ O concentration 0 in the first cathode 5A, the electron injection efficiency is improved, so that the carrier balance between holes and electrons is improved, and the current contributing to light emission is increased. Luminous efficiency (cd / A) increases. Accordingly, the drive voltage is lowered and the current efficiency is improved, so that the light emission efficiency with respect to the power during driving is increased, and the power consumption can be suppressed.

このような第１の陰極および第２の陰極は、たとえば、特許文献１（特開２００２−３６７７８０号公報）の［００２３］〜［００３２］、［００３８］〜［００４２］に記載の方法により形成することができる。 Such first cathode and second cathode are formed by the method described in, for example, [0023] to [0032] and [0038] to [0042] of Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2002-367780). can do.

また、金属酸化物層は、酸化物を直接蒸着する方法により形成してもよい。金属酸化物を直接蒸着する方法としては、抵抗加熱法、スパッタリング法、電子ビーム法などが挙げられる。金属酸化物と金属とを共蒸着し、蒸着レートを個別に制御することで、膜厚方向に濃度勾配を有するように金属酸化物層を形成できる。 The metal oxide layer may be formed by a method of directly depositing an oxide. Examples of the method for directly depositing the metal oxide include a resistance heating method, a sputtering method, and an electron beam method. By co-depositing metal oxide and metal and individually controlling the deposition rate, the metal oxide layer can be formed so as to have a concentration gradient in the film thickness direction.

前記第１の陰極の材料としては、単体金属として仕事関数の低い金属、具体的にはアルカリ金属、アルカリ土類金属が望ましい。これらの金属は酸化しやすいが、酸化物は化学的に安定である。同様にＡｌ等の三価金属の酸化物も化学的に安定である。 The material of the first cathode is preferably a metal having a low work function as a single metal, specifically, an alkali metal or an alkaline earth metal. Although these metals are easy to oxidize, oxides are chemically stable. Similarly, oxides of trivalent metals such as Al are chemically stable.

したがって、前記第１の陰極の材料としては、具体的にはＬｉ、Ｎａ、Ｋなどの１価金属、Ｃａ、Ｂａ、Ｓｒなどの２価金属、およびＡｌなどの３価金属から選ばれる金属またはこれらの合金が挙げられ、これらの中でも、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｃａ、ＢａおよびＳｒから選ばれる金属またはこれらの合金が好ましい。 Therefore, as the material of the first cathode, specifically, a metal selected from monovalent metals such as Li, Na and K, divalent metals such as Ca, Ba and Sr, and trivalent metals such as Al or These alloys are mentioned, Among these, the metal chosen from Li, Na, K, Ca, Ba, and Sr, or these alloys are preferable.

また、第２の陰極の材料としては、導電性を備え、さらに高いガスバリア性を有し、化学的安定な金属が望ましい。金属の化学的安定性の基準としては、具体的には仕事関数が高いことが挙げられる。 Further, as the material of the second cathode, a metal that is electrically conductive, has a high gas barrier property, and is chemically stable is desirable. Specific examples of the chemical stability of metals include a high work function.

したがって、第２の陰極の材料としては、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｚｎなどの遷移金属、およびＡｌ、Ｉｎなどの典型金属から選ばれる金属またはこれらの合金が挙げられ、これらの中でも、Ａｌ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｃｕ、ＡｇおよびＡｕから選ばれる金属またはこれらの合金が好ましい。 Therefore, examples of the material for the second cathode include transition metals such as Ti, Cr, Ni, Cu, Ag, Au, and Zn, and metals selected from typical metals such as Al and In, or alloys thereof. Among these, metals selected from Al, Cr, Ti, Cu, Ag and Au, or alloys thereof are preferable.

〔９．封止〕
陰極作製後、該有機ＥＬ装置を保護する保護層を装着していてもよい。該有機ＥＬ装置を長期安定的に用いるためには、素子を外部から保護するために、保護層および／または保護カバーを装着することが好ましい。該保護層としては、高分子化合物、金属酸化物、金属フッ化物、金属ホウ化物などを用いることができる。また、保護カバーとしては、ガラス板、表面に低透水率処理を施したプラスチック板、金属などを用いることができ、該カバーを熱硬化性樹脂や光硬化性樹脂で素子基板と貼り合わせて密閉する方法が好適に用いられる。スペーサーを用いて空間を維持すれば、素子がキズつくのを防ぐことが容易である。該空間に窒素やアルゴンのような不活性なガスを封入すれば、陰極の酸化を防止することができ、さらに酸化バリウム等の乾燥剤を該空間内に設置することにより製造工程で吸着した水分が素子にタメージを与えるのを抑制することが容易となる。これらのうち、いずれか１つ以上の方策をとることが好ましい。 [9. Sealing)
A protective layer for protecting the organic EL device may be attached after the cathode is produced. In order to stably use the organic EL device for a long period of time, it is preferable to attach a protective layer and / or a protective cover in order to protect the element from the outside. As the protective layer, a polymer compound, metal oxide, metal fluoride, metal boride and the like can be used. As the protective cover, a glass plate, a plastic plate with a low water permeability treatment on the surface, a metal, or the like can be used, and the cover is bonded to the element substrate with a thermosetting resin or a photocurable resin and sealed. Is preferably used. If a space is maintained using a spacer, it is easy to prevent the element from being damaged. If an inert gas such as nitrogen or argon is sealed in the space, the cathode can be prevented from being oxidized, and moisture adsorbed in the manufacturing process by installing a desiccant such as barium oxide in the space. It becomes easy to suppress giving an image to an element. Of these, it is preferable to take one or more measures.

〔１０．基板種類〕
本発明の有機ＥＬ装置の基板としては、発光性化合物の発光波長に対して透明な絶縁性基板、例えば、ガラス、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）やポリカーボネートを始めとする透明プラスチック、シリコン基板などの既知の材料が使用できる。 [10. Substrate type)
As the substrate of the organic EL device of the present invention, a known insulating substrate transparent to the emission wavelength of the luminescent compound, for example, glass, transparent plastics such as PET (polyethylene terephthalate) and polycarbonate, silicon substrates, etc. Material can be used.

〔１１．用途〕
本発明の有機Ｅｌ装置を用いて面状の発光を得るためには、面状の陽極と陰極が重なり合うように配置すればよい。また、パターン状の発光を得るためには、前記面状の発光素
子の表面にパターン状の窓を設けたマスクを設置する方法、非発光部の有機物層を極端に厚く形成し実質的に非発光とする方法、陽極または陰極のいずれか一方、または両方の電極をパターン状に形成する方法がある。これらのいずれかの方法でパターンを形成し、いくつかの電極を独立にＯｎ／ＯＦＦできるように配置することにより、数字や文字、簡単な記号などを表示できるセグメントタイプの表示素子が得られる。更に、ドットマトリックス素子とするためには、陽極と陰極とを共にストライプ状に形成して直交するように配置すればよい。複数の種類の発光色の異なる有機ＥＬ化合物を塗り分ける方法や、カラーフィルターまたは蛍光変換フィルターを用いる方法により、部分カラー表示、マルチカラー表示が可能となる。ドットマトリックス素子は、パッシブ駆動も可能であるし、ＴＦＴなどと組み合わせてアクティブ駆動してもよい。これらの表示素子は、コンピュータ、テレビ、携帯端末、携帯電話、カーナビゲーション、ビデオカメラのビューファインダーなどの表示装置として用いることができる。 [11. (Use)
In order to obtain planar light emission using the organic El device of the present invention, the planar anode and cathode may be arranged so as to overlap each other. In addition, in order to obtain pattern-like light emission, a method of installing a mask provided with a pattern-like window on the surface of the planar light-emitting element, an organic material layer of a non-light-emitting portion is formed extremely thick and substantially non- There are a method of emitting light and a method of forming either one of the anode or the cathode or both electrodes in a pattern. By forming a pattern by any of these methods and arranging some electrodes so that they can be turned on / off independently, a segment type display element capable of displaying numbers, letters, simple symbols and the like can be obtained. Furthermore, in order to obtain a dot matrix element, both the anode and the cathode may be formed in stripes and arranged so as to be orthogonal to each other. Partial color display and multicolor display are possible by a method of separately coating a plurality of types of organic EL compounds having different emission colors or a method using a color filter or a fluorescence conversion filter. The dot matrix element can be driven passively or may be driven actively in combination with TFTs. These display elements can be used as display devices for computers, televisions, mobile terminals, mobile phones, car navigation systems, video camera viewfinders, and the like.

さらに、前記面状の発光素子は、自発光薄型であり、液晶表示装置のバックライト用の面状光源（表示装置用バックライト）、あるいは面状の照明用光源（照明装置）として好適に用いることができる。また、フレキシブルな基板を用いれば、曲面状の光源や表示装置としても使用できる。 Further, the planar light-emitting element is a self-luminous thin type, and is suitably used as a planar light source (backlight for display device) for a backlight of a liquid crystal display device or a planar illumination light source (illumination device). be able to. If a flexible substrate is used, it can be used as a curved light source or display device.

本発明の有機ＥＬ装置は、さらに、インテリア、エクステリアに用いることもできる。 The organic EL device of the present invention can also be used for interiors and exteriors.

この発明の第１実施例である有機ＥＬ装置の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the organic electroluminescent apparatus which is 1st Example of this invention. 同有機ＥＬ装置の有機発光層と陰極との界面の近傍部分を拡大して示す図である。It is a figure which expands and shows the vicinity part of the interface of the organic light emitting layer and cathode of the organic EL device. 同有機ＥＬ装置の製造方法の構成を工程順に示す工程図である。It is process drawing which shows the structure of the manufacturing method of the same organic EL device in process order. 同有機ＥＬ装置の製造方法の主要工程に用いられる真空蒸着装置の構成を概略的に示す図である。It is a figure which shows roughly the structure of the vacuum evaporation system used for the main processes of the manufacturing method of the same organic EL device. 従来の有機ＥＬ装置の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the conventional organic EL apparatus. 従来の有機ＥＬ装置の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the conventional organic EL apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

１透明絶縁基板
２陽極
３正孔輸送層
４有機発光層
５Ａ第１の陰極
５Ｂ第２の陰極
６封止樹脂
７キャップ
８Ｌｉ₂Ｏ層（金属酸化物）
１０有機ＥＬ装置
１１容器（チャンバー）
１２Ａ、１２Ｂボート支持台
１３基板支持体
１４シャッター
１５シャッター駆動部
１６酸素ガス源
１７ガス導入端子口
１８ガス管
１９マスフローコントローラ
２０真空蒸着装置
２１Ａ、２１Ｂボート First transparent insulating substrate 2 anode 3 hole transporting layer 4 organic light emitting layer 5A first cathode 5B second cathode 6 sealing resin 7 cap 8 Li ₂ O layer (metal oxide)
10 Organic EL device 11 Container (chamber)
12A, 12B Boat support 13 Substrate support 14 Shutter 15 Shutter drive unit 16 Oxygen gas source 17 Gas introduction terminal port 18 Gas pipe 19 Mass flow controller 20 Vacuum deposition apparatus 21A, 21B Boat

Claims

透明絶縁基板上に透明電極から成る陽極、少なくとも有機発光層を含む有機層、陰極を順次に積層し、該陰極が前記有機層との界面に金属酸化物を含有する有機ＥＬ装置であって、
前記有機発光層が燐光発光性化合物を含有しており、
前記金属酸化物が前記有機層との界面側で高濃度となる濃度勾配を有するように形成されている
ことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス装置。 An organic EL device in which an anode composed of a transparent electrode, an organic layer including at least an organic light emitting layer, and a cathode are sequentially laminated on a transparent insulating substrate, and the cathode contains a metal oxide at the interface with the organic layer,
The organic light emitting layer contains a phosphorescent compound,
2. The organic electroluminescence device according to claim 1, wherein the metal oxide is formed so as to have a concentration gradient having a high concentration on the interface side with the organic layer.

前記陰極が第１の陰極及び第２の陰極から成り、前記第１の陰極が前記有機層との界面に金属酸化物を含有することを特徴とする請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。 2. The organic electroluminescence device according to claim 1, wherein the cathode includes a first cathode and a second cathode, and the first cathode contains a metal oxide at an interface with the organic layer.

前記陰極が複数層から成り、該複数層の陰極のうち前記有機層と接する陰極が前記有機層との界面に金属酸化物を含有することを特徴とする請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。 2. The organic electroluminescence device according to claim 1, wherein the cathode is composed of a plurality of layers, and a cathode in contact with the organic layer among the cathodes of the plurality of layers contains a metal oxide at an interface with the organic layer. .

前記金属酸化物の前記濃度勾配が、前記陰極の膜厚方向に沿って曲線状に変化していることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。 The organic electroluminescence device according to any one of claims 1 to 3, wherein the concentration gradient of the metal oxide changes in a curved shape along the film thickness direction of the cathode.

前記金属酸化物の前記濃度勾配が、前記陰極の膜厚方向に沿って直線状に変化していることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。 The organic electroluminescence device according to claim 1, wherein the concentration gradient of the metal oxide changes linearly along the film thickness direction of the cathode.

前記金属酸化物の濃度が、前記有機層と界面を形成している陰極の膜厚内で０になっていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。 The organic electroluminescence device according to claim 1, wherein the concentration of the metal oxide is 0 within the thickness of the cathode that forms an interface with the organic layer.

前記燐光発光性化合物がイリジウム錯体であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。 The organic electroluminescent device according to claim 1, wherein the phosphorescent compound is an iridium complex.

前記燐光発光性化合物が燐光発光性高分子化合物であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。 The organic electroluminescent device according to claim 1, wherein the phosphorescent compound is a phosphorescent polymer compound.

前記燐光発光性高分子化合物が燐光発光性非共役高分子化合物であることを特徴とする請求項８に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。 The organic electroluminescence device according to claim 8, wherein the phosphorescent polymer compound is a phosphorescent non-conjugated polymer compound.

請求項１に記載の有機ＥＬ装置の製造方法であって、
前記陽極及び前記有機層を順次に積層した前記透明絶縁基板を真空装置内に配置し、前記金属酸化物を形成し得る第１の金属及び前記陰極形成用の第２の金属を共蒸着することにより、前記有機層との界面側で高濃度となる濃度勾配を有する前記金属酸化物を形成することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法。 It is a manufacturing method of the organic EL device according to claim 1,
The transparent insulating substrate on which the anode and the organic layer are sequentially laminated is disposed in a vacuum apparatus, and a first metal capable of forming the metal oxide and a second metal for forming the cathode are co-evaporated. To form the metal oxide having a concentration gradient with a high concentration on the interface side with the organic layer.

請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法であって、
前記透明絶縁基板上に前記陽極及び前記有機層を順次に積層して形成する工程と、
前記透明絶縁基板を、予め前記金属酸化物を形成し得る第１の金属及び前記陰極形成用の第２の金属が供給された真空装置内に配置する工程と、
前記第１及び第２の金属を共蒸着することにより、前記有機層との界面側で高濃度となる濃度勾配を有する前記金属酸化物を形成する工程と
を含むことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法。 It is a manufacturing method of the organic electroluminescent device according to claim 1,
Forming the anode and the organic layer sequentially on the transparent insulating substrate; and
Placing the transparent insulating substrate in a vacuum apparatus previously supplied with a first metal capable of forming the metal oxide and a second metal for forming the cathode;
Forming the metal oxide having a concentration gradient with a high concentration on the interface side with the organic layer by co-evaporating the first and second metals. Device manufacturing method.

前記第１の金属が予め表面酸化されていることを特徴とする請求項１０または１１に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法。 12. The method of manufacturing an organic electroluminescence device according to claim 10, wherein the first metal is surface oxidized beforehand.

前記共蒸着を真空装置内に酸素を導入しながら行い、共蒸着開始時から前記真空装置内の前記酸素を徐々に減少するよう制御して行うことを特徴とする請求項１０〜１２のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法。 The co-evaporation is performed while oxygen is introduced into a vacuum apparatus, and is controlled by gradually reducing the oxygen in the vacuum apparatus from the start of co-deposition. The manufacturing method of the organic electroluminescent apparatus as described in any one of.

前記第１の金属がＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｃａ、Ｂａ、ＳｒおよびＡｌからなる群から選ばれると共に、前記第２の金属がＴｉ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｚｎ、ＡｌおよびＩｎから選ばれることを特徴とする請求項１０〜１３のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法。 The first metal is selected from the group consisting of Li, Na, K, Ca, Ba, Sr and Al, and the second metal is Ti, Cr, Ni, Cu, Ag, Au, Zn, Al and In. It is chosen from these, The manufacturing method of the organic electroluminescent apparatus in any one of Claims 10-13 characterized by the above-mentioned.

請求項１〜９のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス装置を備えた面発光光源。 The surface emitting light source provided with the organic electroluminescent apparatus in any one of Claims 1-9.

請求項１〜９のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス装置を備えた表示装置用バックライト。 The backlight for display apparatuses provided with the organic electroluminescent apparatus in any one of Claims 1-9.

請求項１〜９のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス装置を備えた表示装置。 The display apparatus provided with the organic electroluminescent apparatus in any one of Claims 1-9.

請求項１〜９のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス装置を備えた照明装置。 The illuminating device provided with the organic electroluminescent apparatus in any one of Claims 1-9.

請求項１〜９のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス装置を備えたインテリア。 The interior provided with the organic electroluminescent apparatus in any one of Claims 1-9.

請求項１〜９のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス装置を備えたエクステリア。 The exterior provided with the organic electroluminescent apparatus in any one of Claims 1-9.