JPH0377299A - 有機エレクトロルミネッセンス素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は新規な有機エレクトロルミネッセンス素子に関
するものである。さらに詳しくいえば、本発明は、５ｖ
以下の低い駆動電圧及び良好な発光効率で、高輝度の発
光を得ることができ、各種表示装置の発光素子として好
適な有機エレクトロルミネッセンス素子に関するもので
ある。

〔従来の技術〕

近午、エレクトロルミネッセンス素子（以下、ＥＬ素子
と略称する）は自己発光のため視認性が高く、かつ完全
固体素子であるため、耐衝撃性に優れるなどの特徴を有
することから、各種表示装置における発光素子としての
利用が注目されている。

このＥＬ素子には、発光層に無機化合物を用いて成る無
機ＥＬ素子と有機化合物を用いて成る有機ＥＬ素子とが
あり、このうち、有機ＥＬ素子は印加電圧を大幅に低く
しうるために、その実用化研究が積極的になされている
。

前記有機ＥＬ素子の構成については、陽極／発光層／陰
極の構成を基本とし、これに陽極より注入された正孔を
効率よく発光層に伝達する機能を有する正孔注入輸送層
や、陰極より注入された電子を効率よく発光層に伝達す
る機能を有する電子注入輸送層を適宜設けた構成のもの
が知られている。

このような構成の有機ＥＬ素子の中で、優れた性能を有
するものとして、陽極／正孔注入輸送層／発光層／陰極
から成る構成の素子が種々開示されている（米国特許第
４，５３９，５０７号明細書、同第４，７６９，２９２
号明細書、特開昭５９−１９４３９３号公報、同６３−
２９５６９５号公報）。そして、この構成の有機ＥＬ素
子においては、該正孔注入輸送層１こ薄膜形成性に優れ
た材料を用いることにより、正孔注入輸送層と発光層と
の合計膜厚をＬ５０ｎｍ以下にすることを可能にし、そ
の結果２０Ｖ以下の駆動電圧で高輝度の発光を得ること
に成功している。さらに、該正孔注入輸送層に、電子を
輸送せず電子に対して障壁として作用しうるトリフェニ
ルアミン系の正孔伝達化合物を用い、正孔注入輸送層と
発光層との界面１；存在する電子の障壁により、この発
光層内の界面に電子の蓄積を行い、発光効率を高め、例
えば発光層の材料にアルミニウムのオキシン錯体を用い
ることによって、１０ｖ以下の印加電圧で、１０００ｃ
ｄ／ｍ”の高輝度の絶色発光を発光効率１．５ｎｍ／Ｖ
でもって実現している［「アプライド・フィズイクス・
レターズＪ　　（Ａ＋）ｐｌ、Ｐｈｙｓ。

Ｌｅｔｔ、）第５１巻、第９１３ページ（１９８７午）
】。

ところで、該ＥＬ素子においては、その発光機構は電子
と正孔の再結合型であるので、無機物を発光材料とし、
ＰＮ接合の素子構成をとった場合発光ダイオードなみの
低電圧駆動（２〜５ｖ程度）が可能なはずであるが、前
記したように、現状では駆動電圧は５■以上である。こ
れは陽極と正孔注入輸送層との界面や正孔注入輸送層と
発光層との界面に存在する正孔注入に対するエネルギー
障壁、あるいは発光層と陰極との界面に存在する電子注
入に対するエネルギー障壁によるためである。

さらに、発光の量子収率の上限は４０％近くであるとい
われているが、該ＥＬ素子においては、まだ１％程度で
ある。

このように、陽極／正孔注入輸送層／発光層／陰極から
成る構成の有機ＥＬ素子においては、他の構成のＥＬ素
子に比べて、性能は良いものの、駆ａｔ圧及び発光効率
については、必ずしも十分に満足しうるものではない。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、このような事情のもとで、５ｖ以下の低い駆
動電圧及び良好な発光効率で高輝度の発光を得ることが
できる有機ＥＬ素子を提供することを目的としてなされ
ｔこものである。

［課題を解決するｔ；めの手段］ 本発明者らは前記の優れた特徴を有する有機ＥＬ素子を
開発すべく鋭意研究を重ねた結果、陽極／発光層／陰極
の基本構成に、少なくとも無機アモルファス質電荷注入
輸送層を設けることにより、各界面に存在する電荷注入
のエネルギー障壁が緩和され、より低い駆動電圧が可能
となる上、該無機アモルファス質は薄膜形成性に優れ、
しかも表面硬度などの機械的強度に優れていること、及
びさらに所望に応じ電荷障壁層を設けることにより、発
光効率がより一層向上することを見い出し、この知見に
基づいて本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は、陽極と陰極との間に無機アモルフ
ァス質電荷注入輸送層と有機化合物から成る発光層と、
所望に応じて用いられる電荷障壁層とを設けて成る有機
ＥＬ素子を提供するものである。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明の有機ＥＬ素子は、陽極／発光層／陰極の基本構
成に、少なくとも無機アモルファス質電荷注入輸送層が
設けられたものであって、該無機アモルファス質電荷注
入輸送層は、無機アモルファス質正孔注入輸送層として
設けられてもよいし、無機アモルファス質電子注入輸送
層として設けられてもよく、あるいはその両方として設
けられてもよい。また、本発明のＥＬ素子においては、
肱アモルファス質電荷注入輸送層とともに、所望に応じ
有機質正孔注入輸送層や有機質電子注入輸送層を設ける
ことができる。

このような素子構成の代表的な例としては、（１）陽極
／無機アモルファス質正孔注入輸送層／発光層／陰極 （２）陽極／無機アモルファス質正孔注入輸送層／有機
質正孔注入輸送層／発光層／陰極（３）陽極／無機アモ
ルファス質正孔注入輸送層／発光層／有機質電子注入輸
送層／陰極（４）陽極／発光層／無機アモルファス質電
子注入輸送層／陰極 （５）！極／発光層／有機質電子注入輸送層／無機アモ
ルファス質電子注入輸送層／陰極（６）陽極／有機質正
孔注入輸送層／発光層／無機アモルファス質電子注入輸
送層／陰極（７）陽極／無機アモルファス質正孔注入輸
送層／発光層／無機アモルファス質電子注入輸送層／陰
極 などを挙げることができる。

本発明の有機ＥＬ素子においては、さらに所望に応じ電
荷障壁層を設けることができる。この電荷障壁層は電子
障壁層として設けてもよいし、正孔障壁層として設けて
もよく、あるいはその両方として設けてもよい。該電荷
障壁層を設ける場所については、電荷障壁層が電子障壁
層の場合は、発光層と陽極との間、好ましくは発光層の
陽極側表面に接するように設けられ、一方正孔障壁層の
場合は、発光層と陰極との間、好ましくは発光層の陰極
側表面に接するように設けられる。

このような素子構成の代表的な例としては、（８）陽極
／無機アモルファス質正孔注入輸送層／電子障壁層／発
光層／陰極 （９）陽極／発光層／正孔障壁層／無機アモルファス質
電子注入輸送層／陰極 （１０）陽極／無機アモルファス質正孔注入輸送層／電
子障壁層／発光層／正孔陣璧層／無機アモルファス質電
子注入輸送層／陰極 などを挙げることができる。

前記構成の素子においては、いずれも基板に支持されて
いることが好ましく、該基板については特に制限はない
が、従来有機ＥＬ素子に慣用されているもの、例えばガ
ラス、透明プラスチック、石英などから成るものを用い
ることができる。

次に、各構成要素について説明すると、無機アモルファ
ス質正孔注入輸送層（以下１ａＨＴＬと略称する）は、
無機物質のアモルファス質の薄膜であって、陽極から注
入された正孔を発光層又は有機質正孔注入輸送層まで伝
達する機能を有している。この層は単層であってもよい
し、たがいに別種の材料から成る複数の層を積層したも
のであってもよいが、正孔移動度が１０−”ｃｒｓ”／
　Ｖ・Ｓ以上であることが望ましく、はとんどの水素化
アモルファス質膜はこれを満たしている。このＩ　ａＨ
ＴＬの材料は正孔のキャリヤーをもつＰ型半導体であっ
て、そのイオン化エネルギーが、ＩａＨＴＬに面する陽
極を形成する金属などの仕事関数と、発光層又は有機質
正孔注入輸送層のイオン化エネルギーとの間に位置する
ものが好ましく、特にイオン化エネルギーがこの条件を
満たし、かつ電気伝導度が１０−’Ｓ／ｃｍより大きい
Ｐ型半導体が好適である。

このような材料としては、例えばＰ型ａ−８ｉ。

Ｐ型ａ−５ｉＣ，ａ−５ｉ、、Ｎ、％　ａ　　Ｃなどが
挙げられるが、これらの中で特に価電子制御ができ、か
つ電気伝導度が１０−’Ｓ／ｃｍ以上が可能であるＰ型
ａ−３ｉ及びＰ型ａ−５ｔＣが好適である〔「エネルギ
ー（Ｅｎｅｒｇｙ）Ｊ第１巻、第１２５ページ（１９８
２午）「ソリッド・スティソ・コミュニュケーション（
Ｓｏｌｉｄ　　ＳｔａｔｅＣｏｍｍｕｎ、）Ｊ第１７巻
、第１１９３ページ（１９７５年）］。このＰ型ａ−Ｓ
ｉ及びＰ型ａ−５ｉＣは、イオン化エネルギーが５．３
ｅＶ程度であって、Ｉ　ａＨＴＬに面する陽極を形成す
る金属などの仕事関数と発光層又は有機質正孔注入輸送
層のイオン化エネルギーの間に位置する（１９８６午応
用物理学会講演会予稿集２７ａ−８−１）。

このようなＩ　ａＨＴＬを用いた素子は、これを用いな
いものに比べて、より低電圧で発光層又は有機質正孔注
入輸送層に正孔を多く注入することが可能である。これ
は次に示す理由による。ずなわち、陽極より発光層内に
正孔を注入する際にはエネルギー障壁が存在し、また、
陽極より有機質正孔注入輸送層内に注入する際にもエネ
ルギ・−障壁が存在するが、この場合、発光層に直接注
入するより該障壁は軽減される。ＩａＨＴＬはこのよう
な有機質正孔注入輸送層と同様な効果をもつが、さらに
、陽極に面する付近のＩａＨＴＬを特に低抵抗化したり
、陽極にオーミック接合の金属を用いることにより、接
触抵抗が小さい状態で正孔をＩａＨＴＬ内に注入するこ
とができるという、絶縁体又はこれに近い有機質正孔注
入輸送層では不可能な効果を発揮する。さらに、ＩａＨ
ＴＬ内を電界により輸送された正孔は発光層又は有機質
正孔注入輸送層との界面に到達する。この界面にもエネ
ルギー障壁が存在するが、ＩａＨＴＬｉｍＰ型半導体を
用いた場合には、電圧降下はＩａ、ＨＴＬではほとんど
起こらず、高抵抗層である発光層又は有機質正孔注入輸
送層で起こるので、前記界面に高い電界を形放しやすく
なり、正孔の注入効率が向上し、駆動電圧は低下する。

このように、ＩａＨＴＬを用いた素子は、これを用いな
い素子に比べて、より低い駆動電圧で、発光層又は有機
質正孔注入輸送層に正孔を多く注入することができるが
、特に該１ａＨＴＬとしてＰ型ａ−３ｔやＰ型ａ−３ｉ
Ｃを用いＩ；場合、その効果は顕著でおる。さらに、該
ＩａＨＴＬに用いられる無機アモルファス質は薄膜形成
性に優れているので、これを用いｆ；Ｉａｆ（ＴＬＩま
ピンホールが生威しにくく、大面積の素子においてもピ
ンホールによる好ましくない事態の招来を抑えることが
できる上、表面硬度などの機械的強度に優れるなどのメ
リットもある。

一方、電子障壁層は発光層より陽極側に出ていこうとす
る電子を発光層内に留める役割を有しており、該電子障
壁層を発光層・とＩａＨＴＬ間のいずれかに、好ましく
は発光層の陽極側表面に接するように設けることによっ
て、素子の発光効率が向上する。この電子障壁層は、そ
の電子の移動度が発光層のそれより劣る層であるか、又
は発光層の電子親和力より小さい電子親和力をもつ層で
あることが好ましい。

このような電子障壁層の好ましい例としては、トリフェ
ニルジアミン系化合物から成る層や〔「アプライド・フ
ィズイクス・レターズ（Ａ、ｐｐｌ、Ｐｈｙｓ、Ｌｅｔ
ｔ、）Ｊ第５１巻、第９１３ページ（１９８７午）〕、
芳香族第三級アミン系化合物の正孔注入輸送層（特開昭
５９−１９４３９３号公報、同６３−２９５６９５号公
報）などが開示されている。

これらは電子を輸送しないことで障壁として作用する。

また、本発明者らは、無機アモルファス質であるａ−３
ｉｔ−、Ｃ，（０，５＜ｘ＜１）やａ　−Ｓ　ｔ　＋−
ｗＮ＋＋　（０，４＜ｘ）から成る層であって、特にこ
の層の電子親和力が発光層の電子親和力よりも小さくな
るように該Ｘの値を定めるか、作製条件の範囲を決めて
得られたものが電子障壁層として好ましいこと、そして
該無機アモルファス質がａ−５ｒｌ−Ｎｗの場合には、
特に好ましいＸの値は０．４７より大きく、かつ０．５
７未満の範囲に存在することを見い出した。なお、この
電子障壁層に用いられる無機アモルファス質はＰ型の半
導体である必要はない。

このような無機アモルファス質から成る電子障壁層は、
そのイオン化エネルギーとして、（１）ＩａＨＴＬのイ
オン化エネルギーと、ＩａＨＴＬ以外の電子障壁層に面
する発光層などの層のイオン化エネルギ・−との間の値
を有するもの、及び（２）ＩａＨＴＬ以外の電子障壁層
に面する発光層などの層のイオン化エネルギーより大き
な値をもつもの、の２種に分けることができる。

前記（１）型の電子障壁層においては、ｉ極／ＩａＨＴ
Ｌ／電子障壁層／発光層などの順番でイオン化エネルギ
ーが大きくなり、正孔が注入されやすいが、該電子障壁
層の正孔の移動度は１０　””ｃｍ”／　Ｖ−５より大
きいことが好ましい。

この種の電子障壁層はＩａＨＴＬの一部とみなすことも
できる。一方、前記（２）型の電子障壁層においては、
正孔がこの層をトンネルするように膜厚を定めることが
望ましく、該膜厚は２０ｎｍ以下が特に好ましい。

前記の素子構成における無機アモルファス質電子注入輸
送層（以下、ＩａＥＴＬと略記する）は、無機物質のア
モルファス質の薄膜であって、電極より注入された電子
を発光層又は有機質電子注入輸送層まで伝達する機能を
有している。この層は単層であってもよいし、たがいに
別種の材料から成る複数の層を積層したものであっても
よいが、電子移動度がＩ　Ｑ　−”ｃ１／　Ｖ−Ｓ以上
であることが望ましく、はとんどの水素化アモルファス
質膜は、これを満たしている。

このＩａＥＴＬの材料は電子のキャリヤーをもつＮ型半
導体であって、その電子親和力がＩａＥＴＬに面する陰
極を形成する金属松どの仕事関数と、発光層又は有機質
電子注入輸送層の電子親和力との間に位置するものが好
ましく、特に電子親和力がこの条件を満たし、かつ電気
伝導度が１０″′ｌＳ／ｃｒＲより大きいＮ型半導体が
好適である。

このような材料としては、例えばＮ型ａ−５ｉ。

Ｎ型ａ−５ｉＣ，ａ−５ｉ、、Ｎ、、ａ−Ｃなどが挙げ
られるが、これらの中で特に価電子制御ができ、かつ電
気伝導度が１０−’Ｓ／ｃｍ以上が可能であるＮ型ａ−
５ｉ及びＮ型ａ−５ｉＣが好適である［「エネルギー（
Ｅｎｅｒｇｙ）Ｊ第１巻、第１２５ページ（１９８２年
、）「ソリッド・スティソ・コミュニュケーション（Ｓ
ｏｌｉｄＳｔａｔｅ　　Ｃｏｍｍｕｎ、）Ｊ第１７巻、
第１１９３ページ（１９７５午）］。このＮ型ａ−３ｉ
及びＮ型ａ−３ｉＣは、電子親和力が３．４〜３．７ｅ
Ｖ程度であって、ＩａＥＴＬに面する陰極を形成する金
属などの仕事関数と発光層又は有機質電子注入輸送層の
電子親和力との間に位置する（１９Ｊ３６午応用物理学
会講演会予稿集２７ａ−３−１）。

このようなＩａＥＴＬ内用いた素子は、用いないものに
比べて、より低電圧で発光層又は有機質電子注入輸送層
に電子を多く注入することが可能である。これは次に示
す理由による。すなわち、陰極より発光層内に電子を注
入する際にはエネルギー障壁が存在し、また、陰極より
有機質電子注入輸送層内に注入する際にもエネルギー障
壁が存在するが、この場合、発光層に直接注入するより
該障壁は軽減される。ＩａＥＴＬはこのような有機質電
子注入輸送層と同様な効果をもつが、さらに、陰極に面
する付近のＩａＥＴＬを特に低抵抗化したり、陰極にＩ
ａＥＴＬにオーミック接合する金属を用いることにより
、接触抵抗が小さい状態で電子をＩａＥＴＬ内に注入す
ることができるという、絶縁体又はこれに近い有機質電
子注入輸送層では不可能な効果を発揮する。さらに、Ｉ
ａＥＴＬ内を電界により輸送されｔ；電子は発光層又は
有機質電子注入輸送層との界面に到達する。この界面に
もエネルギー障壁が存在するが、ＩａＥＴＬにＮ型半導
体を用いた場合には、電圧降下はＩａＥＴＬではほとん
ど起こらず、高抵抗層である発光層又は有機質電子注入
輸送層で起こるので、前記界面に高い電界を形成しやす
くなり、電子の注入効率が向上する。

このように、ＩａＥＴＬを用いた素子は、これを用いな
い素子に比べて、より低い駆動電圧で、発光層又は有機
質電子注入輸送層に電子を多く注入することができるが
、特に該１ａＥＴＬとしてＮ型ａ−５ｉやＮ型ａ−Ｓｉ
Ｃを用いた場合、その効果は顕著である。また、前記低
抵抗部分のＩａＥＴＬとしてＮ＋型ａ−８ｉ、これに対
するオーミック電極としてＡｉｌなどが挙げられる。さ
らに、該１ａＥＴＬに用いられる無機アモルファス質は
薄膜形成性゛に優れているので、これを用いたＩａＥＴ
Ｌはピンホールが生威しに＜＜、大面積の素子において
もピンホールによる好ましくない事態の招来を抑えるこ
とができる上、表面硬度などの機械的強度に優れるなど
のメリットもある。

一方、正孔障壁層は発光層より陰極側に出ていこうとす
る正孔を発光層内に留める役割を有しており、該正孔障
壁層を発光層とＩａＥＴＬ間のいずれかに、好ましくは
発光層の陰極側表面に接するように設けることによって
、素子の発光効率が向上する。この正孔障壁層は、その
正孔移動度が発光層のそれより劣る層であるか、又は発
光層のイオン化エネルギーより小さい層であることが好
ましい。

本発明者らは、このような正孔障壁層として、無機アモ
ルファス貿であるａ−５ｉＣであってＮ型のものが正孔
の移動度が小さく、好ましいことを見い出した。まｔ：
ａ−５ｉｔ□Ｎ１（ｏ　、　４　（ｘ　＜　０　、５７
　）から成る絶縁的な層であって、特に正孔障壁層のイ
オン化エネルギーが発光層のイオン化エネルギーよりも
大きくなるように、該Ｘの値を定めるか、作製条件の範
囲を決めて得られたものが好ましいことも見い出した。

なお、この種の正孔障壁層に用いられる無機アモルファ
ス質はＮ型の半導体である必要はない。

このような無機アモルファス質から成る正孔障壁層は、
その電子親和力として、（１）ＩａＥＴＬの電子親和力
と、ＩａＥＴＬ以外の正孔障壁層に面する発光層などの
層の電子親和力との間の値を有するもの、及び（２）Ｉ
　ａＥＴＬ以外の正孔障壁層に面する発光層などの層の
電子親和力より小さな値をもつもの、の２種に分けるこ
とができる。前記（１）型の正孔障壁層においては、陰
極／ＩａＥＴＬ／正孔障壁層／発光層などの順番で電子
親和力が小さくなり、電子が注入されやすいが、該正孔
障壁層の電子の移動度はＬ　Ｏ−”ｃが／Ｖ・Ｓより大
きいことが好ましい。

この種の正孔障壁層はＩａＥＴＬの一部とみなすことも
できる。一方、前記（２）型の正孔障壁層においては、
電子がこの層をトンネルするように膜厚を定めることが
望ましく、該膜厚は２０ｎｍ以下が特に好ましい。

前記無機アモルファス質薄膜の作製方法としては公知の
方法、例えばプラズマＣＶＤ法、ＥＣＲプラズマＣＶＤ
法、光ＣＶＤ法などによって、Ｈｌ、ＳｔＨいＣ１（、
、Ｃ，）ｉ、、Ｎ）ｉ、などのガスから作製する方法を
用いることができる。例えば、ａ−５ｉＣはＨ２、Ｓｉ
ＨいＣＨａのガスより前記方法で作製することができる
し、また、ａ−５ｉＣやａ−８ｔなどで価電子制御を行
い、電気伝導度を制御する場合は、通常ＢＡＨいＰＨ３
などのガスを加えて薄膜を形成させ、ａ−ＳｉＣやａ−
ＳｉＣの膜中にＢやＰなどをドープする方法がとられる
。Ｂドーグの場合はＰ型、Ｐドープの場合はＮ型の半導
体が得られる。

通常、前記のＳｉＨいＣＨ，、ＣｔＨｈＮ　Ｈｓのガス
は、水素ガスにより１０％程度に希釈した状態で用いら
れ、また、Ｂ、Ｈ，、ＰＨ３は５００ｐｐｍ程度にまで
希釈した状態で用いられ、マス７０−制御器を通して、
原料ガス混合物の混合比、圧力などを調製し、ＣＶＤ炉
内に導入される。

その後、高周波、光、放電などでエネルギーを与え、炉
内ガスを分解すれば、基板の上に薄膜が形成される。こ
の際、基板は適切な基板温度に設定され、また、薄膜の
生成速度は作製法、原料の種類、作製条件などにより異
なるが、通常０．１〜１０ｎｍ／分の範囲で選ばれる。

本発明の有機ＥＬ素子における陽極としては、仕事関数
の大きい（４ｅＶ以上）金属、合金、電気伝導性化合物
及びこれらの混合物を電極物質とするものが好ましく用
いられる。このような電極物質の具体例としては、Ａｕ
などの金属、Ｃｕｌ、ＩＴＯｌＳｎＯ，、ＺｎＯなどの
導電性透明材料が挙げられる。該陽極は、これらの電極
物質を蒸着やスパッタリングなどの方法により、薄膜を
形成させることにより作製することができる。この電極
より発光を取り出す場合には、透過率を１０％より大き
くすることが望ましく、また、電極としてのシート抵抗
は数百０／口以下が好ましい。

さらに、膜厚は材料にもよるが、通常５００ｎｍ以下、
好ましくは１０〜２００ｎｍの範囲で選ばれる。

一方、陰極としては、仕事関数の小さい（４ｅＶ以下）
金属、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電
極物質とするものが用いられる。このような電極物質の
具体例としては、ナトリウム、ナトリウム−カリウム合
金、マグネシウム、リチウム、マグネシウム／＃４混合
物、Ａ　ｌｌ　Ａ　ｎｏ　ｚ、イッテルビウム、インジ
ウムなどが挙げられる。該陰極は、これらの電極物質を
蒸着やスパッタリングなどの方法により、薄膜を形成さ
せることにより、作製することができる。また、電極と
してのシート抵抗は数百０７口以下が好ましく、膜厚は
通常５００ｎｍ以下、好ましくは１０〜２００ｎｍの範
囲で選ばれる。なお、本発明の素子においては、該陽極
又は陰極のいずれか一方が透明又は半透明であることが
発光を透過し、取り出す効率が良いので好ましい。

本発明の有機ＥＬ素子における発光層は、固体状態で蛍
光性を有する有機化合物から成る厚さ５ｎｍないし５μ
ｍ程度の薄膜状のものであって、（１）を界印加時に、
陽極又は正孔注入輸送層より正孔を注入することができ
、かつ陰極又は電子注入輸送層より電子を注入すること
ができる注入機能、（２）注入した電荷（電子と正孔）
を電界の力で移動させる輸送機能、（３）電子と正孔の
再結合の場を提供し、これを発光につなげる発光機能な
どを有している。なお、正孔の注入されやすさと、電子
の注入されやすさに違いがあってもよいし、正孔と電子
の移動度で表される輸送機能に大小があってもよいが、
どちらか一方の電荷を移動することが好ましい。

前記の注入機能において、発光層のイオン化エネルギー
は、適当な陽極材料を選べば比較的正孔を注入しやすい
点から、６．ＯｅＶ以下であることが好ましく、一方電
子親和力は、適当な陰極材料を選べば比較的電子を注入
しやすい点から、２．５ｅＶ以上であることが好ましい
。また、前記発光機能については、固体状態蛍光性が強
いことが望ましい。これは、このような発光層はそれを
形成する化合物自体、化合物の会合体又は結晶などの励
起状態を光に変換する能力が大きいからである。

本発明の有機ＥＬ素子における発光層に用いられる有機
化合物については、前記の性質を有する薄膜形成性のも
のであれば、特に制限はなく、従来公知の化合物の中か
ら任意のものを選択して用いることができる。該有機化
合物としては、例えば多環縮合芳香族化合物、ベンゾチ
アゾール系、ベンゾイミダゾール系、ベンゾオキサゾー
ル系などの蛍光増白剤、金属キレート化オキシノイド化
合物、スチリルベンゼン系化合物などを用いることがで
きる。

前記多環縮合芳香族化合物としては、例えばアンスラセ
ン、ナフタレン、フェナンスレン、ピレン、クリセン、
ペリレン骨格を含む縮合環発光物質や、約８個の縮合環
を含む他の縮合環発光物質などを挙げることができる。

まｌ；、前記多糸の蛍光増白剤としては、例えば特開昭
５９−１９４３９３号公報に記載のものを用いることが
でき、その代表例としては、２．５−ビス（５，７−ジ
ーｔ−ペンチル−２−ベンゾオキサシリル）−１，３，
４−チアジアゾール、４．４′−ビス（５，７−ｔ−ペ
ンチルー２−ベンゾオキサシリル）スチルベン、４．４
′−ビス〔５，７−ジー（２−メチル−２−ブチル）−
２−ベンゾオキサシリル〕スチルベン、２，５−ビス（
５，７−ジーｔ−ペンチル−２−ベンゾオキサシリル）
チオフェン、２．５−ビス（５−（α、σ−ジメチルベ
ンジル２−ベンゾオキサシリルフチオフエン、２．５−
ビス〔５，７ージー（２−メチル−２−ブチル）−２−
ベンゾオキサシリル）−３．４−ジフェニルチオフェン
、２．５−ビス（５−メチル−２−ベンゾオキサシリル
）チオフェン、４．４’−ビス（２−ベンゾオキサシリ
ル）ビフェニル、５−メチル−　２　−（２　−　［４
−（５−メチル−２−ベンゾオキサシリル）フェニル］
　ビニル〕ベンゾオキサ／−ル、２−（２−（４−クロ
ロフェニル）ビニル〕ナフト（１，２−ｄ）オキサゾー
ルなどのベンゾオキサゾール系、２．２’−（１）−７
エニレンジビニレン）−ビスベンゾチアゾールなどのベ
ンゾチアゾール系、２−　（２−　［４−　（２−ベン
ゾイミダゾリル）フェニル］ビニル〕ペンゾイミタソー
ル、２　−（２−（４−カルボキシフェニル）ビニル〕
ベンゾイミダゾールなどのベンゾイミダゾール系などの
蛍光増白剤が挙げられる。

前記金属キレート化オキシノイド化合物としては、例え
ば特開昭６３−２９５６９５号公報記載のものを用いる
ことができる。その代表例としては、トリス（８−キノ
リツール）アルミニウム、ビス（８−キノリツール）マ
グネシウム、ビス（ベンゾ［ｆｌ−８−キノリツール）
亜鉛、ビス（２−メチル−８−キノリノラード）アルミ
ニラムオキシド、トリス（８−キノリツール）インジウ
ム、トリス（５−メチル−８−キノリツール）アルミニ
ウム、８−キノリツールリチウム、トリス（５−クロロ
−８−キノリツール）ガリウム、ビス（５−クロロ−８
−キノリツール）カルシウム、ポリ〔亜鉛（■）−ビス
（８−ヒドロキシ−５−キノリノニル）メタン〕などの
８−ヒドロキシキノリン系金属錯体やジリチウムエビン
ドリジオンなどが挙げられる。

また、前記スチリルベンゼン系化合物としては、例えば
平戊元午２月１０日、本出願人の出願である発明の名称
「薄膜エレクトロルミネッセンス素子」の明細書に記載
のものを用いることができる。

その代表例としては、次に示す構造の化合物を挙げるこ
とができる。

ＩＩ、Ｃ０ ＣＵ３ ［１，Ｃ ’ＡｓＣｔ ａ、ＣＯ ＋１３ｃ。

Ｂ、ＣＯ ｔＣｔ （（Ｕ、］、Ｃ ｌ３Ｃ０ ＯＣＲ。

ＯＣＲ。

Ｃ，［＋。

Ｃ（ＣＬ）ｓ ■ ＬＣ ■バ１ Ｈ３ Ｌ Ｈ３ ■ ３Ｃ Ｂ、Ｃ Ｈ，Ｃ ＯＣ［＋。

ＯＣ［ｌ。

しｌＩ３ Ｂ’　、　Ｃ０ さらに、前記化合物以外に、例えば１２−７タロベリノ
ン〔「ジャーナル・オプ・アプライド・フイズイクスぐ
Ｊ、Ａｐｐｌ、ｐｈｙｓ）Ｊ第２７巻、Ｌ７１３（１９
８８年）］、スチルベン系化合物（特願昭６２−３１２
３５６号、同６３−８０２５７号、同６３−３１３９３
２号、同６３−３０８８５９号）、クマリン系化合物（
平戊元午１月２０日、本出願人の出願である発明の名称
「薄膜有機ＥＬ素子」）なども発光層に用いることがで
きる。

前記有機化合物から成る発光層は、所望に応じ２層以上
の積層構造をとってもよいし、米国特許第４，７６９，
２９２明細書に開示されているように、ホスト物質と蛍
光物質とから形成されていてもよい。この場合ホスト物
質は薄膜状の層であって、発光層の機能のうち、注入輸
送機能及び発光機能の一部をうけもち、−力量光物質は
、該ホスト物質の層の中に微量（数モル％以下）存在さ
せ、電子と正孔の結合に応答して発光するといった発光
機能の一部のみを担っている。また、発光層に用いる有
機化合物は薄膜形成性を有しない化合物であってもよく
、例えば１．４−ジフェニル−１，３−ブタジェンや１
．１．４．４−テトラフェニル−１，３−ブタジェンな
ども用いることができる。

これらの有機発光材料の薄膜化の方法としては、例えば
スピンコード法、キャスト法、ＬＢ法、蒸着法などがあ
るが、均質な膜が得られやすく、かつピンホールが生成
しにくいなどの点から、蒸着法が好ましい。該発光材料
の薄膜化に、この蒸着法を採用する場合、その蒸着条件
は、使用する発光層に用いる有機化合物の昇華温度、目
的とする薄膜の状態、例えば微結晶かアモルファスの選
択、結晶性、結晶の配向などにより異なるが、一般にボ
ート加熱温度５０〜５００℃、真空度１０−’〜ｌ　Ｏ
−’Ｐ　ａ、蒸着速度０．０１〜５０ｎｍ／ｓｅｃ、基
板温度−５０−＋３００℃、膜厚５ｎｍないし５μｍの
範囲で適宜選ぶことが望ましい。

本発明のＥＬ素子において、所望に応じて設けられる有
機質正孔注入輸送層は有機正孔伝達化合物から成る層で
あって、陽極より注入された正孔を発光層に伝達する機
能を有し、この正孔注入輸送層を陽極と発光層との間に
介在させることにより、より低い電界で多くの正孔が発
光層に注入され、その上、発光層に陰極又は電子注入輸
送層より注入された電子は、発光層と正孔注入輸送層の
界面に存在する電子の障壁により、この発光層内の界面
付近に蓄積され発光効率が向上するなど、発光性能の優
れた素子となる。

前記有機質正孔注入輸送層に用いられる有機正孔伝達化
合物は、電界を与えられた２個の電極間に配置されて陽
極から正孔が注入された場合、該正孔を適切に発光層へ
伝達しうる化合物であって、例えば電界印加時に、少な
くとも１、０−”ｃｍ”／　Ｖ−５の移動度をもつもの
が好適である。

このような有機正孔伝達化合物については、前記の好ま
しい性質を有するものであれば特に制限はなく、従来、
光導伝材料において、正孔の電荷輸送材として慣用され
ているものやＥＬ素子の正孔注入輸送層に使用される公
知のものの中から任意のものを選択して用いることがで
きる。該電荷輸送材としては、例えばトリアゾール誘導
体（米国特許第３，１１２，１９７号明細書などに記載
のもの）、オキサジアゾール誘導体（米国特許第３，１
８９．４４７号明細書などに記載のもの）、イミダゾー
ル誘導体（特公昭３７−１６０９６号公報などに記載の
もの）、ボリアリールアルカン誘導体（米国特許第３．
６１５，４０２号明細書、同３，８２０，９８９号明細
書、同３，５４２，５４４号明細書、特公昭４５−５５
５号公報、同５１−１０９８３号公報、特開昭５１−９
３２２４号公報、同５５−１７１０５号公報、同５６−
４１４８号公報、同５５−１０８６６７号公報、同５５
−１５６９５３号公報、同５６−３６６５６号公報など
に記載のもの）、ピラゾリン誘導体及びピラゾロン誘導
体（米国特許第３，１８０，７２９号明細書、同４，２
７８，７４６号明細書、特開昭５５−８８０６４号公報
、同５５−８８０６５号公報、同４９−１０５５３７号
公報、同５５−５１０８６号公報、同５６−８００５１
号公報、同５６−８８１４１号公報、同５７−４５５４
５号公報、同５４−１１２６３７号公報、同５５−７４
５４６号公報などに記載のもの）、フェニレンジアミン
誘導体（米国特許第３，６１５，４０４号明細書、特公
昭５１−１０１０５号公報、同４６−３７１２号公報、
同４７−２５３３６号公報、特開昭５４−５３４３５号
公報、同５４−１１０５３６号公報、同５４−１１９９
２５号公報などに記載のもの）、アリールアミン誘導体
（米国特許第３，５６７．４５０号明細書、同３．１８
０，７０３号明細書、同３，２４０，５９７号明細書、
同３，６５８，５２０号明細書、同４．２３２，１０３
号明細書、同４，１７５，９６１号明細書、同４，０１
２，３７６号明細書、特公昭４９−３５７０２号公報、
同３９−２７５７７号公報、特開昭５５−１４４２５０
号公報、同５６−１１９１３２号公報、同５６−２２４
３７号公報、***特許第１，１１０，５１８号明細書な
どに記載のもの）、アミノ置換カルコン誘導体（米国特
許第３，５２６，５０１号明細書などに記載のもの）、
オキサゾール誘導体（米国特許第３，２５７，２０３号
明細書などに記載のもの）、スチリルアントラセン誘導
体（特開昭５６−４６２３４号公報などに記載のもの）
、フルオレノン誘導体（特開昭５４−１１０８３７号公
報などに記載のもの）、ヒドラゾン誘導体（米国特許第
３，７１７，４６２号明細書、特開昭５４−５９１４３
号公報、同５５−５２０６３号公報、同５５−５２０６
４号公報、同５５−４６７６０号公報、同５５−８５４
９５号公報、同５７−１１３５０号公報、同５７−１４
８７４９号公報などに記載されているもの）、スチルベ
ン誘導体（特開昭６１−２１０３６３号公報、同６１−
２２８４５１号公報、同６１−１４６４２号公報、同６
１−７２２５５号公報、同６２−４７６４６号公報、同
６２−３６６７４号公報、同６２−１０６５２号公報、
同６２−３０２５５号公報、同６０−９３４４５号公報
、同６０−９４４６２号公報、同６０−１７４７４９号
公報、同６〇−１７５０５２号公報などに記載のもの）
などを挙げることができる。

本発明においては、これらの化合物を正孔伝達化合物と
して使用することができるが、次に示すポリフィリン化
合物（特開昭６３−２９５６９５号公報などに記載のも
の）及び芳香族第三級アミン化合物及びスチリルアミン
化合物（米国特許第４，１２７，４１２号明細書、特開
昭５３−２７０３３号公報、同５４−５８４４５号公報
、同５４−１４９６３４号公報、同５４−６４２９９号
公報、同５５−７９４５０号公報、同５５−１４４２５
０号公報、同５６−１１９１３２号公報、同６１−２９
５５５８号公報、同６１−９８３５３号公報、同６３−
２９５６９５号公報などに記載のもの）、特に該芳香族
第三級アミン化合物を用いることが好ましい。

該ポリフィリン化合物の代表例として は、ポルフィン、１．１０，１５．２０−テトラフェニ
ル−２１Ｈ，２３Ｈ−ポルフィン銅（ＩＩ）、１，１０
，１５．２０−テトラフェニル−２１Ｈ，２３Ｈ−ポル
フィン亜鉛（１１）、５．１０，１５．２０−テトラキ
ス（ペンタフルオロフェニル）−２１８，２３Ｈ−ポル
フィン、シリコンフタロシアニンオキシド、アルミニウ
ム７タロシアニンクロリド、フタロシアニン（無金属）
、ジリチウムフタロシアニン、銅テトラメチルフタロシ
アニン、銅７タロンアニン、クロム７りロシアニン、亜
鉛７タロシアニン、鉛７タロシアニン、チタニウム７タ
ロシアニンオキシド、マグネシウムフタロシアニン、銅
オクタメチルフタロシアニンなどが挙げられる。まｔ；
該芳香族第三級アミン化合物及びスチリルアミン化合物
の代表例としては、Ｎ、Ｎ、Ｎ’、Ｎ’−テトラ７エ二
ルー４．４′−ジアミノビフェニル、Ｎ、Ｎ’ジフェニ
ル−Ｎ、Ｎ’−ジ（３−メチルフェニル）−４，４’−
ジアミノビフェニル、２．２−ビスｃ４−ジーｐ−トリ
ルアミノフェニル）プロパン、１．１−ビス（４−ジ−
ｐ−トリルアミノフェニル）シクロヘキサン、Ｎ、Ｎ、
Ｎ’、Ｎ’−テトラ−ｐ−１リルー４．４′−ジアミノ
ビフェニル、ｌ、１−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノ
フェニル）−４，−フェニルシクロヘキサン、ビス（４
−ジメチルアミノ−２−メチルフェニル）フェニルメタ
ン、ビス（４−ジ−ｐ−ｔ−ツルアミノフェニル）フェ
ニルメタン、Ｎ、Ｎ’−ジフェニル−Ｎ、Ｎ″−ジ（４
−メトキシフェニル）−４，４’ジアミノビフエニル、
Ｎ、Ｎ、Ｎ’、Ｎ″−テトラフェニル−４，４’−’；
アミノジフェニルエーテル、４．４′−ビス（ジフェニ
ルアミノ）クオードリフェニル、Ｎ　、Ｎ　、Ｎ−トリ
（ｐ−トリル）アミン、４−（ジーｐ−トリルアミノ）
　−４’−（４（ジ−ｐ−トリルアミノ）スチリル〕ス
チルベン、４−Ｎ、Ｎ−ジフェニルアミノ−（２−ジフ
ェニルビニル）ベンゼン、３−メトキシ−４’−Ｎ、Ｎ
−ジフェニルアミノスチルベン、Ｎ−７エニルカルバソ
ールなどが挙げられる。

本発明素子における該有機質正孔注入輸送層は、これら
の有機正孔伝達化合物１種又は２種以上から成る１層で
構成されていてもよいし、あるいは、前記層とは別種の
化合物から成る有機質正孔注入輸送層を積層したもので
あってもよい。

一方、所望に応じて設けられる有機質電子注入輸送層は
、有機電子伝達化合物から成るものであって、陰極より
注入された電子を発光層に伝達する機能を有している。

このような有機電子伝達化合物について特に制限はなく
、従来公知の化合物の中から任意のものを選択して用い
ることができる。該有機電子伝達化合物の好ましい例と
しては、 ＩＩ　　　　Ｎｏ。

すＪ’のニトロ置換フルオレノン誘導体、などのチオビ
ランジオキシド誘導体、 などのジフェニルキノン誘導体［「ポリマー・プレプリ
ン）（Ｐｏｌｙｍｅｒ　　Ｐｒｅｐｒｉｎｔｓ）、ジャ
パン」第３７巻、第３号、第６８１ページ（１９８８年
）などに記載のもの】、あるいは０ などの化合物［「ジャーナル・オブ・アゲライド・フィ
ズイクス（Ｊ、Ａｐｐｌｙ、Ｐｈｙｓ、）Ｊ第２７巻、
Ｌ２６９（１９８８年）などに記載のもの〕や、アント
ラキノジメタン誘導体（特開昭５７−１４９２５９号公
報、同５８−５５４５０号公報、同６１−２２５１５１
号公報、同６１−２３３７５０号公報、同６３−１０４
０８１号公報などに記載のもの）、フレオレニリデンメ
タン誘導体（特開昭６０−６９６５７号公報、同６１−
１４３７６４号公報、同６１−１４８１５９号公報など
に記載のもの）、アントロン誘導体（特開昭６１−２２
５１５１号公報、同６１−２３３７５０号公報などに記
載のもの）などを挙げることができる。

次に、本発明の有機ＥＬ素子を作製する好適な方法の例
を、各構成の素子それぞれについて説明する。まず、陽
極／無機アモルファス質正孔注入輸送層／発光層／陰極
から成るＥＬ素子の作製法について説明すると、適当な
基板上に所望の陽極用物質から成る薄膜を５００ｎｍ以
下、好ましくは１０〜２００ｎｍの範囲の膜厚になるよ
うに、蒸着やスパッタリングなどの方法により、前記の
条件下で形成させ、陽極を作製したのち、この上に、Ｐ
型ａ−５ｉやＰ型ａ−５ｉＣなどから成る薄膜を、プラ
ズマＣＶＤなどの方法により形成させ、無機アモルファ
ス質正孔注入輸送層を設ける。

この膜厚は発光を基板側より取り出す場合には透過率を
高めるために５〜２００ｎｍ程度が好ましい。また製膜
条件については、薄膜化する材料の種類や不純物のドー
プ量などにより異なるため、−概に定めることはできな
い。

次に、この無機アモルファス質正孔注入輸送層の上に、
有機発光材料の薄膜を、膜厚が５ｉｍないし５μｍの範
囲になるように、蒸着法などにより、前記の条件下で形
成させ、発光層を設けたのち、この上に、陰極用物質か
ら成る薄膜を、５００ｎｍ以下、好ましくは１０〜２０
０ｎｍの範囲の膜厚になるように、蒸着やスパッタリン
グなどの方法により、前記条件下で形成させ、陰極を設
けることにより、所望の有機ＥＬ素子が得られる。なお
、このＥＬ素子の作製においては、作製順序を逆にして
、陰極、発光層、無機アモルファス質正孔注入輸送層、
陽極の順に作製することも可能である。

陽極／無機アモルファス質正孔注入輸送層／有機質電子
障壁層／発光層／陰極から成るＥＬ素子の作製について
は、まず前記のＥＬ素子の作製の場合と同様にして、陽
極及び無機アモルファス質正孔注入輸送層を順次形成し
たのち、この上に発光層の蒸着の場合と同様に、蒸着法
などにより有機質電子障壁層を設け、次いでこの上に、
前記のＥＬ素子の場合と同様にして、発光層及び陰極を
順次設けることにより、所望の有機ＥＬ素子が得られる
。なお、このＥＬ素子の作製においても、作製順序を逆
にして、陰極、発光層、有機質電子障壁層、無機アモル
ファス質正孔注入輸送層、陽極の順に作製してもよい。

陽極／無機アモルファス賀正孔注入輸送層／無機質電子
障壁層／発光１ｍ／陰極の作製については、まず前記の
ＥＬ素子の作製の場合と同様にして、陽極及び無機アモ
ルファス質正孔注入輸送層を順次設けたのち、この上に
、ａ−ｓｉｌ−１Ｎ、やａ−３ｉ、□Ｃ０などの薄膜を
、プラズマＣＶＤ法などにより形成して、無機アモルフ
ァス質電子障壁層を設ける。この膜厚は、発光を基板側
より取り出す場合には、透過率を高めるために５〜２０
０ｎｍの範囲が好ましい。また、製膜条件については、
薄膜化する材料の種類などに異なり、−概に定めること
ができない。

次に、この上に、前記のＥＬ素子の作製の場合と同様に
して、発光層及び陰極を順次設けることにより、所望の
ＥＬ素子が得られる。なお、このＥＬ素子の作製におい
ても、作製順序を逆にして、陰極、発光層、無機質電子
障壁層、無機アモルファス質正孔注入輸送層、陽極の順
に作製してもよい。

陽極／無機アモルファス賀正孔注入輸送層／無機質電子
障壁層／発光Ｍ／無機アモルファス質電子注入輸送層／
陰極の作製については、まず前記のＥＬ素子の作製の場
合と同様にして、陽極、無機アモルファス質正孔注入輸
送層、無機質電子障壁層及び発光層を順次形成したのら
、この上にＮ型ａ−５ｉやＮ型ａ−５ｉＣなどの薄膜を
、プラズマＣＶＤ法などによって形成して、無機アモル
ファス質電子注入輸送層を設け、次いで前記のＥＬ素子
の作製の場合と同様にして陰極を設けることにより、所
望のＥＬ素子が得られる。

なお、このＥＬ素子の作製においても、作製の順序を逆
にして、陰極、無機アモルファス質電子注入輸送層、発
光層、無機質電子１ｊｉＦ壁層、無機アモルファス質正
孔注入輸送層、陽極の順に作製してもよい。

このようにして得られた本発明の有機ＥＬ素子に、直流
電圧を印加する場合には、陽極を＋、陰極を−の極性と
して電圧１〜３０Ｖ程度を印加すると、発光が透明又は
半透明の電極側より観測できる。まＩ；、逆の極性で電
圧を印加しても発光は全く生じない。さらに、交流電圧
を印加する場合には、陽極が＋、陰極が−の状態になっ
たときのみ発光する。なお、印加する交流の波形は任意
でよい。

【実施例Ｊ 次に実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本
発明はこれらの例によってなんら限定されるものではな
い。

実施例１ 透明電極として用いる膜厚１１００ｎのＩＴＯが、付い
ているガラス基板（２５ｒｒｒｍＸ　７５ｍｍｘ１．１
ｍｍのサイズ、ＨＯＹＡ社製）を透明支持基板とし、こ
れをインプロピルアルコールで３０分、超音波洗浄し、
さらにイソプロピルアルコールに浸漬し洗浄しｔ；。こ
の透明支持基板を乾燥窒素ガスで乾燥し、容量結合型の
横ＲＦプラズマ装置の基板ホルダーに固定し、水素ガス
にて１０％に希釈されたＳｉＨ４、ＣＨい　５００ｐｐ
ｍに希釈されｆ：、Ｂ、Ｈ，をマスフローコントローラ
ヲ通シチャンバー内に満たし圧力ＩＴｏｒｒを維持した
。このときガス流量比Ｂ、Ｈ，／　（Ｓ　ｉＨ４＋ＣＨ
４）は０．３１％であり５０Ｗ、１３．５６ＭＨｚの高
周波を印加し、基板温度１９０°Ｃの前記基板上にＰ型
ａ−５ｉＣを膜厚１５ｎｍ成膜しＩａＨＴＬとした。二
〇後、チャンバーを開け、ガラス基板／ＩＴＯ／Ｐ型ａ
−５ｉＣを取り出し、直ちに真空蒸着装置の基板ホルダ
ーに取り付けた。

モリブデン製の抵抗加熱ボートにクマリン３０（ＫＵ３
０）をいれ真空蒸着装置に取り付けた。

この後真空槽を２ｘｌＯ−’Ｐａまで減圧し、ＫＵ３０
の入っｔ；前記ポートを通電し、摂氏２３０度まで加熱
し蒸着速度０．１〜０．３ｉｍ／ｓでガラス基板／ＩＴ
Ｏ／Ｐ型ａ−５ｉＣの上に蒸着り膜厚８００ｎｍの発光
層を得た。蒸着時の前記基板の温度は室温であっｔ；。

この後、真空槽をあけ、発光層の上にステンレス鋼製の
マスクを設置し、モリブデン製の抵抗加熱ポートにマグ
ネシウムを３ｇ入れ、電子ビーム蒸着装置のるつぼに銅
を入れ、再び真空槽を１．２Ｘ１０−’Ｐａまで減圧し
た。この後、マグネシウム入りのボートに通電し、蒸着
速度５〜８ｎｍ／ｓでマグネシウムを蒸着した。この時
、同時に電子ビームにより銅を加熱し０．１〜０．３ｉ
ｍ／ｓで銅を蒸着し前記マグネシウムに銅を混合し、対
向電極とした。以上によりエレクトロルミネッセンス素
子の作製を終えた。この素子のＩＴＯ電極を正極、Ｍｇ
と銅の混合物よりなる対向電極を負極とし直流４■を印
加したところ電流密度が８０ｍＡ／ｃ−の電流が流れ、
緑色の発光を得た。この時の発光極大波長は４９３　ｎ
ｍ、発光輝度９０ｃｄ／ｍ’、発光効率はＯ，Ｑ８Ｌｍ
／ｗであッｔ；。

実施例２ 実施例１と同様にしてガラス基板／ＩＴＯ／Ｐ型ａ−３
ｉＣを作製した。さらにチャンバーを開けず残留ガスを
排気し、実施例１と同様な５ｆＨ４と１０％に水素希釈
されたＣ、Ｈ４とをマスフローコントローラを通し、チ
ャンバー内ニ導入し統は圧力ＬＴｏ　ｒ　ｒ、ＣｚＨ＋
／　（ＣｚＨ，＋Ｓ　＋　８４）　−０，８を維持し、
ＲＦ出力４０ｗで電子障壁層であるａ−５ｉＣをｌｏｎ
ｍ形戊し形成この後、実施例１と同様にＫＵ３０／Ｍｇ
：Ｃｕを作製し、エレクトロルミネッセンス素子の作製
を終えた。

この素子のＩＴＯ電極を正極、Ｍｇと銅の混合物よりな
る対向電極を負極とし直流５Ｖを印加したところ電流密
度が５０ｍＡ／ｃ＋ｎ”の電流が流れ、緑色の発光を得
た。この時の発光極大波長は４９３ｎｍ％ＣＩＥ色度座
標はｘ−０，１８、ｙ−０，４４発光輝度１１２０　ｃ
　ｄ／ｍ２、発光効率は１．４Ｌｔｒｌ／ｗであり、電
子障壁層により高輝度、高効率を達成した。

実施例３ 実施例２と同様に素子を作製したが電子障壁層にａ−５
ｉＮをもちいたところが異なっていた。このとき流量比
Ｎ　Ｈ３／　Ｓ　ｉ　Ｈ４−５でマスフローコントロー
ラによりチャン、＜　−内１：　Ｎ　Ｈｓ、ＳｉＨ４の
各ガスを導入し続は圧力０．３Ｔｏ　ｒ　ｒ。

ＲＦ出力１５Ｗ、基板温度２５０°Ｃの条件で膜厚１Ｏ
ｎｍ形威した。このａ−５ｉＮはＮ／５ｉ−１，２とラ
ザフォード後方散乱法にまり組成が定められた。この素
子に直流６ｖをくわえたところ実施例２と同様な発光効
率、輝度を得た。

実施例４ 実施例２と同様にＫＵ３０まで形成したあとれ“型のａ
−５ｆを２０ｎｍ形戊した。作製は３ｏｏｏｐｐｍにＨ
３希釈されたＰＨ３と実施例１と同様なＳｉＨ，を流量
比ＰＨ３／Ｓ　ｉ　Ｈ４−０，５％でチャンバー内に流
し統は圧力０．６Ｔｏｒｒ。

ＲＦ出力２０Ｗ１基板温度６０℃とし行った。

この後、ＡＩ電極を蒸着により形成しＥｌ−素子作製を
終えｔ；。この素子のＩＴＯ電極を正極、ＡＩよりなる
対向電極を負極とし直流４ｖを印加したところ電流密度
が６０ｍＡ／ｃｍ’の電流が流れ、緑色の発光を得た。

この時の発光極大波長は４９５　ｎ　ｍ　＊発光輝度１
０００ｃｄ／ｍ２発光効率は１　、３　Ｌ　ｍ　／　ｗ
であった。

実施例５ 実施例１と同様にＩＴＯ付き基板を洗浄し、実施例１の
Ｂ、Ｈ！をＰＨ３に変えてＮ型ａ−８ｉＣを膜厚２０ｎ
ｍ作製しｌ；。このとき流量比は０．５５％、圧力ＩＴ
ｏ　ｒ　ｒｓ基板温度２００℃、ＲＦ出力３５Ｗの条件
であった。ざらに正孔障壁層として上記と同様なａ−８
ｉＣを２５０ｎｍの膜厚で形成しｔ；。ただし、このと
きのＣＨ，／（ＣＨ４＋Ｓ　ｉ　Ｈ４）−０，３である
ことが異なった。このあと実施例工と同様にＫＵ３０の
発光層を形成し最後にＡｕ’！極を蒸着により形成した
。

この素子のＡｕ電極を正極、ＩＴＯよりなる電極を負極
とし直流４■を印加したところ電流密度が８．３ｍＡ／
ｃｍ’の電流が流れ、緑色の発光を得た。この時の発光
極大波長は５０２ｎｍ％発光輝度４００　ｃ　ｄ　／　
ｍ　”、発光効率はｘ、ｘＬｍ／ｗであった。

なお、クマリン３０とは３−（２″−Ｎ−メチルベンズ
イミダゾリル）−７−Ｎ、Ｎ−ジエチルアミノクマリン
のことで下記構造を有する。

Ｃ，ＩＩ。

！ 〔発明の効果］ 本発明によると、陽極と陰極との間に無機アモルファス
買電荷注入輸送層と発光層とを設け、さらに所望に応じ
電荷障壁層を設けることにより、５Ｖ程度以下の低い駆
動電圧及び良好な発光効率で、高輝度の発光を出力しう
る有機ＥＬ素子が得られる。

本発明の有機ＥＬ素子はこのような優れた特徴を有し、
各種表示装置における発光素子として好適に用いられる
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　陽極と陰極との間に無機アモルファス質電荷注入輸
   送層と有機化合物から成る発光層とを設けて成る有機エ
   レクトロルミネッセンス素子。 ２　無機アモルファス質電荷注入輸送層が正孔注入輸送
   層及び／又は電子注入輸送層である請求項１記載の有機
   エレクトロルミネッセンス素子。 ３　陽極と陰極との間に電荷障壁層を設けて成る請求項
   １又は２記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。 ４　電荷障壁層が電子障壁層及び／又は正孔障壁層であ
   る請求項３記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。