(57)【要約】【課題】電子注入性能と安定性向上とを両立し得る陰極層材料を用いた有機エレクトロルミネッセンス素子を提供する。【解決手段】陽極層１０及び陰極層７０の両電極層とこの両電極層間に形成される発光層４０を有する有機エレクトロルミネッセンス素子において、陰極層７０を、例えばカルシウム金属などの３．０ｅＶ以下の仕事関数金属と、マグネシウム金属とから構成する。このときの陰極層中のマグネシウム金属含有量を、９０重量％以上とすることが望ましい。このようにして形成される陰極層７０は、電子注入性能と安定性向上を両立でき、このような陰極層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子は、長期安定性に優れるため燐光発光方式に適する。【選択図】図２
2004111280.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
陽極層及び陰極層の両電極層と該両電極層間に形成される発光層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記陰極層が、３．０ｅＶ以下の仕事関数金属とマグネシウム金属とを有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項２】
前記陰極層中のマグネシウム金属含有量が、９０重量％以上であ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素子。
【請求項３】
前記３．０ｅＶ以下の仕事関数金属が、カルシウム金属から成ることを特徴とする請求項１または２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項４】
前記発光層よりの発光が燐光によることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高輝度での発光が可能な有機エレクトロルミネッセンス素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
有機エレクトロルミネッセンス素子に用いる陰極層の材料には、印加される駆動電圧に対する長期安定性や、陰極層に隣接する電子輸送層などの有機層への良好な電子注入性能を備えることが要望される。
【０００３】
このうち、電子注入性能確保の観点からは、低仕事関数金属やその化合物が有力な候補材料となる。仕事関数が最も低いアルカリ金属（リチウムやセシウムなど）は反応性が高いことが難点であり、このため、例えばリチウムを陰極層材料として用いる場合、その濃度を０．５−１重量％のごく低い含有量に留め、アルミニウムなどの母材金属と共蒸着する（例えば、非特許文献１）。このように安定化のためアルミニウムなどとの共蒸着を行うことは、フッ化リチウムや酸化リチウムなどのアルカリ金属化合物を陰極層材料に用いる際も同様である。
【０００４】
また、低仕事関数金属として次善の候補材料となるアルカリ土類金属は、上記のアルカリ金属と比べた場合、単体での安定性や低コストの点で優れている。しかしながら、例えばカルシウムなどのアルカリ土類金属を用いる場合も同様にアルミニウムなどの母材金属との共蒸着を行う必要がある。これは、陰極層材料に良好な電子注入性能を追求する以上、電子注入性能要因たる低仕事関数材料の選択には慎重に対処せねばならないことを示す。即ち、アルカリ土類金属の中でも仕事関数が比較的低いカルシウム（仕事関数：２．５−３．０ｅＶ）を選択する場合は、これが備える高い反応性を克服するために、母材金属との共蒸着により安定化対策が必要となる。
【０００５】
ところで、有機エレクトロルミネッセンス素子の発光方法として、励起三重項状態からの発光、即ち、燐光を用いると、発光の量子効率を向上させることができる。励起一重項状態による発光、即ち、蛍光のみを利用して発光させる場合の内部量子効率の理論的限界が２５％であるのに対し、燐光による発光は、三重項状態の励起エネルギーが発光に寄与するため内部量子効率の理論的限界を１００％と考えてよい。したがって、駆動電圧に対する発光輝度で定義される発光効率の向上が期待できる。このような燐光発光による有機エレクトロルミネッセンス素子は長期発光が可能であり、その構成層の安定化は特に重要である。
【０００６】
しかしながら、上記したように安定化のため母材として共蒸着されるアルミニウムは蒸気圧が比較的低い。このため、有機化合物層への積層時に有効な抵抗加熱法などの蒸着方法では、膜厚制御などを伴う高精度の成膜工程が困難であることが多い。即ち、この結果、陰極層の形成精度が不良となり、これを用いて形成した陰極層の性能劣化を招くことがある。
【０００７】
このため、アルミニウムの代替策として、例えば、特許文献１に示すものは、アルカリ土類金属たるマグネシウムと、銀など仕事関数４．０ｅＶ以上の金属とを用い、これにより作製される陰極層の安定性及び隣接有機層との接着性を向上させている。しかしながら、材料の仕事関数を比較的高水準まで許容する分、陰極層の電子注入性能が犠牲になる。即ち、隣接層たる電子輸送層や電子注入層などを構成する有機化合物材料は仕事関数の低いもので構成されることが望ましく、上記従来例の場合では、陰極層と隣接層とで電子注入障壁を抑制することが困難であり、このことが有機エレクトロルミネッセンス素子の性能低下要因となってしまう。このように、電子注入性能と陰極層安定化とを両立することは重要かつ困難な問題である。
【０００８】
【特許文献１】
特許第２７２３２４２号公報
【非特許文献１】
城戸淳二、「有機ＥＬの基礎知識」、月刊ディスプレイ、１９９８年、１０月号、ｐ２８−３５
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題点に鑑み、電子注入性能と安定性向上とを両立し得る陰極層材料を用いた有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することを課題としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、陽極層及び陰極層の両電極層とこの両電極層間に形成される発光層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子において、３．０ｅＶ以下の仕事関数金属とマグネシウム金属とを含有させて陰極層を構成するものとした。
【００１１】
このものの陰極層材料、即ち、上記した低仕事関数金属及びマグネシウムの含有物は全体として仕事関数の増大を抑制することができる。したがって、このようにして形成される陰極層は上記した陰極層の安定性を保ちながら良好な電子注入性能を得ることができる。
【００１２】
この場合、陰極層中のマグネシウム金属は、その含有量を９０重量％以上とした母材とすることが望ましい。マグネシウム金属は、アルミニウムほどではないが、比較的高い仕事関数を有する（マグネシウムの仕事関数：３．５−４．０ｅＶ、アルミニウムの仕事関数：４．０−４．５ｅＶ）ため、素子構造の安定性を向上させることになる。
【００１３】
また、上記した３．０ｅＶ以下の仕事関数金属の最適例として、入手や取り扱いの容易性の観点から、アルカリ土類金属に属するカルシウム金属（仕事関数：２．５−３．０ｅＶ）を用いることが望ましい。
【００１４】
そして、上記のようにして形成される陰極層は、電子注入性能及び安定性が良好であり、とりわけ、有機エレクトロルミネッセンス素子全体として長期安定性に優れることから、燐光発光の発光層を備える有機エレクトロルミネッセンス素子に最適である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は、発光効率の向上を目的として多層に積層された素子構造を有する有機エレクトロルミネッセンス素子の基本構造を示す。有機エレクトロルミネッセンス素子の素子構造は、図外の基板上に形成された陽極層１０に、正孔輸送層２０、電子ブロック層３０、発光層４０、正孔ブロック層５０及び電子輸送層６０の各薄膜層が、陽極層１０と陰極層７０との両電極層間で順次積層されて成る多層積層構造であり、発光層４０は、発光層ドープ剤４１と発光層ホスト剤４２とを有して構成されている。
【００１６】
図１で示される素子構造において、陽極層１０は、例えばガラス基板のような透明絶縁性支持体に形成された透明な導電性物質が用いられ、その材料としては、酸化錫、酸化インジウム、酸化錫インジウム（ＩＴＯ）などの導電性酸化物、あるいは、金、銀、クロムなどの金属、よう化銅、硫化銅などの無機導電性物質、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリアニリン等の導電性ポリマーなどを用いることができる。
【００１７】
また、図１で示される素子構造において、陰極層７０には、ニオブ、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、硼素、アルミニウム、銅、銀、金などの単体若しくは合金またはこれらの化合物や、さらに、単体や合金、化合物の混合物が使用できる。さらに、これらを積層して使用することもできる。また、テトラヒドロアルミン酸塩により湿式で形成することもできる。この場合、陰極層７０に用いられるテトラヒドロアルミン酸塩としては、特に、水素化アルミニウムリチウム、水素化アルミニウムカリウム、水素化アルミニウムマグネシウム、水素化アルミニウムカルシウムを挙げることができる。この中で、水素化アルミニウムリチウムが、特に電子輸送層への電子注入性に優れている。
【００１８】
このものにおいて、陰極層７０には、含有量を９０重量％以上としたマグネシウム金属を母材とし、さらにカルシウム金属を構成成分として用いることにより、陰極層７０の電子注入性能や安定性が確保できる。このとき、カルシウム金属の替りに仕事関数が３．０ｅＶ以下の金属を用いても良い。このような金属として、例えば、ストロンチウム（仕事関数２．０−２．５ｅＶ）、バリウム（同２．５ｅＶ以下）などを例示することができる。また、単体金属のみならずこれらから成る合金またはこれらの化合物や、さらに、単体や合金、化合物の混合物が使用できる。
【００１９】
また、正孔輸送層２０は、陽極層１０から注入される正孔を輸送するための層であり、正孔輸送性有機物を含む有機層である。正孔輸送層性有機物の例として、
【００２０】
【化１】
2004111280.tif 000003
【００２１】
（一般式［化１］中、Ｒは水素、脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基、エーテル基または複素環基のいずれかを示す。）
一般式［化１］で表される繰り返し単位を有するポリフルオレン化合物、例えば、
【００２２】
【化２】
2004111280.tif 000004
【００２３】
［化２］で示されるジノルマルオクチルポリフルオレン、
【００２４】
【化３】
2004111280.tif 000005
【００２５】
［化３］で表されるポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）（以下ＰＶＫとも言う。）、
【００２６】
【化４】
2004111280.tif 000006
【００２７】
［化４］に示すポリ（パラ−フェニレンビニレン）などの高分子からなることが好ましい。あるいは、
【００２８】
【化５】
2004111280.tif 000007
【００２９】
［化５］に示すカッパーフタロシアニン（以下ＣｕＰｃとも言う。）、
【００３０】
【化６】
2004111280.tif 000008
【００３１】
［化６］に示すカルバゾールビフェニル（以下、ＣＢＰとも言う。）、
【００３２】
【化７】
2004111280.tif 000009
【００３３】
［化７］に示すＮ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（１−ナフチル）―１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン（以下ＮＰＤとも言う。）、
【００３４】
【化８】
2004111280.tif 000010
【００３５】
［化８］に示すＮ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン（以下ＴＰＤともいう。）、
【００３６】
【化９】
2004111280.tif 000011
【００３７】
［化９］に示す４，４’−ビス（１０−フェノチアジニル）ビフェニルなどの低分子を用いることもできる。
【００３８】
また、電子ブロック層３０は、陰極層７０から発光層４０へ注入された電子がそのまま陽極層１０へ通過してしまうことを防ぐため電子をブロックするための層であり、電子ブロック性物質で構成される。電子ブロック性物質としては、例えば、［化３］に示すＰＶＫ、［化４］に示すポリ（パラ−フェニレンビニレン）、［化６］に示すＣＢＰ、［化７］に示すＮＰＤ、［化８］に示すＴＰＤ、［化９］に示す４，４’−ビス（１０−フェノチアジニル）ビフェニルや、
【００３９】
【化１０】
2004111280.tif 000012
【００４０】
［化１０］に示す２，４，６−トリフェニル−１，３，５−トリアゾール、
【００４１】
【化１１】
2004111280.tif 000013
【００４２】
［化１１］に示すフローレンなどを挙げることができる。
【００４３】
また、発光層４０はドープ剤４１とホスト剤４２とを有し、これらドープ剤４１とホスト剤４２とを均一に分散させるため、バインダ高分子を添加することも可能である。ホスト剤４２は、陽極層１０及び陰極層７０からそれぞれ注入された正孔と電子とが発光層４０において再結合する際に賦活されて励起子として作用する物質であり、［化１］に示す繰り返し単位を有するポリフルオレン化合物（例えば［化２］で示されるジノルマルオクチルポリフルオレン）、［化３］に示すＰＶＫや、［化６］に示すＣＢＰ、
【００４４】
【化１２】
2004111280.tif 000014
【００４５】
［化１２］に示すポリ（２−メトキシ−５−（２−エチルヘキシオキシ）−１，４−フェニレンビニレン）（以下ＭＥＨ−ＰＰＶとも言う。）
【００４６】
【化１３】
2004111280.tif 000015
【００４７】
［化１３］に示すポリ（３−ヘキシルチオフェン）、
【００４８】
【化１４】
2004111280.tif 000016
【００４９】
［化１４］に示す１，３，５−トリ（５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール）フェニル（以下ＯＸＤ−１ともいう。）、
【００５０】
【化１５】
2004111280.tif 000017
【００５１】
［化１５］に示される１，３―ジ（５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール）フェニル（以下ＯＸＤ−７ともいう。）、
【００５２】
【化１６】
2004111280.tif 000018
【００５３】
［化１６］　に示す２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール、（以下ＰＢＤともいう。）、
【００５４】
【化１７】
2004111280.tif 000019
【００５５】
［化１７］で示されるＮ−フェニルポリカルバゾール、
【００５６】
【化１８】
2004111280.tif 000020
【００５７】
［化１８］に示すバソキュプロイン（以下ＢＣＰともいう。）、
【００５８】
【化１９】
2004111280.tif 000021
【００５９】
［化１９］に示すトリス（８−ヒドロキシキノリナート）アルミニウム（以下Ａｌｑ３ともいう。）などが挙げられる。
【００６０】
一方、発光層４０のドープ剤４１は、励起子たるホスト剤４２の励起エネルギーにより燐光を放射する物質であり、
【００６１】
【化２０】
2004111280.tif 000022
【００６２】
［化２０］に示すトリ（２フェニルピリジン）イリジウム錯体（以下Ｉｒ（ｐｐｙ）３とも言う。）、
【００６３】
【化２１】
2004111280.tif 000023
【００６４】
【化２２】
2004111280.tif 000024
【００６５】
【化２３】
2004111280.tif 000025
【００６６】
【化２４】
2004111280.tif 000026
【００６７】
【化２５】
2004111280.tif 000027
【００６８】
【化２６】
2004111280.tif 000028
【００６９】
（化学式［化２６］中、ａｃａｃは、
【００７０】
【化２７】
2004111280.tif 000029
【００７１】
［化２７］で示される官能基を示す。下記［化２８］乃至［化３２］に示す化学式において同じ。）
【００７２】
【化２８】
2004111280.tif 000030
【００７３】
【化２９】
2004111280.tif 000031
【００７４】
【化３０】
2004111280.tif 000032
【００７５】
【化３１】
2004111280.tif 000033
【００７６】
【化３２】
2004111280.tif 000034
【００７７】
［化２１］乃至［化２６］、［化２８］乃至［化３２］で示されるイリジウム錯体化合物、
【００７８】
【化３３】
2004111280.tif 000035
【００７９】
［化３３］に示す２，３，７，８，１２，１３，１７，１８−オクタエチル−２１Ｈ，２３Ｈ−白金（ＩＩ）ポルフィン（以下ＰｔＯＥＰとも言う。）、
【００８０】
【化３４】
2004111280.tif 000036
【００８１】
［化３４］に示す３−（２’−ベンゾチアゾリル）−７−ジエチルアミノクマリン（以下、クマリン６とも言う。）
【００８２】
【化３５】
2004111280.tif 000037
【００８３】
［化３５］に示す（２−メチル−６−（２−（２，３，６，７−テトラハイドロ−１Ｈ、５Ｈ−ベンゾ（ｉｊ）クイノリジン−９−イル）エテニル）−
４Ｈ−ピラン−４−イリデン）プロパン−ジニトリル（以下ＤＣＭ２とも言う。）などを挙げることができる。
【００８４】
また、発光層４０に添加可能なバインダ高分子の例として、ポリスチレン、ポリビニルビフェニル、ポリビニルフェナントレン、ポリビニルアントラセン、ポリビニルペリレン、ポリ（エチレン−ｃｏ−ビニルアセテート）、ポリブタジエンのｃｉｓとｔｒａｎｓ、ポリ（２−ビニルナフタレン）、ポリビニルピロリドン、ポリスチレン、ポリ（メチルメタクリレート）、ポリ（ビニルアセテート）、ポリ（２−ビニルピリジン−ｃｏ−スチレン）、ポリアセナフチレン、ポリ（アクリロニトリル−ｃｏ−ブタジエン）、ポリ（ベンジルメタクリレート）、ポリ（ビニルトルエン）、ポリ（スチレン−ｃｏ−アクリロニトリル）、ポリ（４−ビニルビフェニル）、ポリエチレングリコールなどが挙げられる。
【００８５】
また、正孔ブロック層５０は、陽極層１０から発光層４０へ注入された正孔がそのまま陰極層７０へ通過してしまうことを防ぐため正孔をブロックするための層であり、正孔ブロック性物質で構成される。正孔ブロック性物質としては、例えば、［化１４］に示すＯＸＤ−１、［化１６］　に示すＰＢＤ、　［化１８］に示すＢＣＰ、［化１９］に示すＡｌｑ３、
【００８６】
【化３６】
2004111280.tif 000038
【００８７】
［化３６］に示す３−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−４−フェニル−１，２，４−トリアゾール（以下、ＴＡＺともいう。）、
【００８８】
【化３７】
2004111280.tif 000039
【００８９】
［化３７］に示す４，４’−ビス（１，１−ジフェニルエテニル）ビフェニル（以下にＤＰＶＢｉともいう。）、
【００９０】
【化３８】
2004111280.tif 000040
【００９１】
［化３８］に示す２，５−ビス（１−ナフチル）−１．３．４−オキサジアゾール（以下にＢＮＤともいう。）
【００９２】
【化３９】
2004111280.tif 000041
【００９３】
［化３９］に示される４，４’−ビス（１，１−ビス（４−メチルフェニル）エテニル）ビフェニル（以下ＤＴＶＢｉとも言う。）、
【００９４】
【化４０】
2004111280.tif 000042
【００９５】
［化４０］に示される２，５−ビス（４−ビフェニリル）−１，３，４−オキサジアゾール（以下ＢＢＤともいう。）、
【００９６】
【化４１】
2004111280.tif 000043
【００９７】
［化４１］に示すようなポリビニルオキサジアゾール系高分子化合物（以下ＰＶ−ＯＸＤとも言う。）などを挙げることができる。
【００９８】
また、電子輸送層６０は、陰極層７０から注入される電子を輸送するための層であり、電子輸送剤を含む。電子輸送剤は、電子輸送性高分子で構成され、さらに電子輸送性低分子を含む構成が可能である。
【００９９】
ここで、電子輸送性低分子の例として、［化１５］に示されるＯＸＤ−７、［化１６］に示すＰＢＤ、［化１８］に示すＢＣＰ、［化１９］に示すＡｌｑ３、［化３６］に示すＴＡＺ、［化３７］に示すＤＰＶＢｉ、［化３８］に示すＢＮＤ、［化３９］に示すＤＴＶＢｉ、［化４０］に示すＢＢＤ、
【０１００】
【化４２】
2004111280.tif 000044
【０１０１】
［化４２］で示される２，５−ジフェニル−１，３，４−オキサジアゾール（以下ＰＰＤとも言う。）などがある。
【０１０２】
また、電子輸送性高分子の例として、［化４１］に示すＰＶ−ＯＸＤなどが挙げられる。
【０１０３】
構造の簡素化のため、図１に示す有機エレクトロルミネッセンス素子の基本構造に変更を加えたものとして、図２に示す素子構造が可能である。
【０１０４】
図２で示される有機エレクトロルミネッセンス素子の素子構造は、本発明による有機エレクトロルミネッセンス素子の第１の実施形態を示す。図１で示す素子構造において、電子ブロック層３０と正孔ブロック層５０と電子輸送層６０とを省略したものである。
【０１０５】
また、図３で示される有機エレクトロルミネッセンス素子の素子構造は、本発明による有機エレクトロルミネッセンス素子の第２の実施形態を示す。図１で示す素子構造において、電子ブロック層３０と正孔ブロック層５０と電子輸送層６０とを省略し、正孔輸送層２０の替りに正孔注入層２１を形成したものである。
【０１０６】
正孔注入層２１は、陽極層と発光層との電気的接合を向上させるための層であり、正孔注入層２１を構成する正孔注入性物質としては、例えば、［化５］に示すＣｕＰｃなどの金属フタロシアニン、［化１３］に示すポリ（３−ヘキシルチオフェン）や、
【０１０７】
【化４３】
2004111280.tif 000045
【０１０８】
［化４３］に示すポリ（３，４）エチレンジオキシチオフェン（以下ＰＥＤＴともいう。）
【０１０９】
【化４４】
2004111280.tif 000046
【０１１０】
［化４４］で示される、ポリ（３，４）エチレンジオキシチオフェン／ポリスチレンサルフォネート（以下ＰＥＤＴ／ＰＳＳともいう。）などが挙げられる。
【０１１１】
次に、本発明の第１の実施形態たる図２に示す素子構造を用いて、有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法を説明する。
【０１１２】
まず、基板（図示せず）となる透明絶縁性支持体、例えばガラス基板上に陽極層１０を蒸着法またはスパッタ法にて形成する。
【０１１３】
次に、正孔輸送性高分子または正孔輸送性低分子を溶媒に溶解または分散した第１の溶液を作成する。ここで、第１の溶液に、さらにバインダ高分子を溶解または分散することも可能である。そして、第１の溶液を用いた湿式法によって、陽極層１０上に、正孔輸送層２０を形成する。
【０１１４】
さらに、発光層４０のドープ剤４１とホスト剤４２とを溶媒に溶解または分散した第２の溶液を作成する。ここで、第２の溶液に、さらにバインダ高分子を溶解または分散することも可能である。そして、その第２の溶液を用いた湿式法によって、上記正孔輸送層２０上に発光層４０を形成する。
【０１１５】
また、第２の溶液に用いた溶媒の溶解度パラメータは、発光層４０の成膜温度において、正孔輸送層２０に含まれる物質（正孔輸送性高分子または正孔輸送性低分子など）に対して可溶範囲外を示す値を有し、このような溶媒を用いた湿式法による発光層４０の形成において、下層の正孔輸送層２０に含まれる有機物を溶解することがない。
【０１１６】
このとき上記の第１または第２の溶液に用いる溶媒は自然乾燥によって蒸発することにより、正孔輸送層２０と発光層４０とが形成される。この場合、加熱、紫外線の照射による重合、硬化等の処理を行う必要がなく、従って製造工程が簡単であり生産効率を向上させることができる。
【０１１７】
本発明で使用される湿式法には、たとえばキャスティング法、ブレードコート法、浸漬塗工法、スピンコート法、スプレイコート法、ロール塗工法、インクジェット塗工法などの通常の塗工法が含まれる。
【０１１８】
最後に、発光層４０上に、蒸着法などを用いて陰極層７０を形成し、本発明による有機エレクトロルミネッセンス素子が得られる。
【０１１９】
そして、このときの陰極層７０には、含有量を９０重量％以上としたマグネシウム金属を母材とし、さらにカルシウム金属を構成成分として用いることにより蒸着工程がスムーズになり、陰極層７０の電子注入性能や安定性が確保できる。
【０１２０】
なお、溶解度パラメータＳＰは、モル蒸発熱ΔＨ、モル体積Ｖの液体の絶対温度Ｔにおいて、
ＳＰ＝｛（ΔＨ−ＲＴ）／Ｖ｝１／２
で定義される。ただし、上記式中、ＳＰは溶解度パラメータ（単位：（ｃａｌ／ｃｍ３）１／２）であり、ΔＨはモル蒸発熱（単位：ｃａｌ／ｍｏｌ）であり、Ｒは気体定数（単位：ｃａｌ／（ｍｏｌ・Ｋ））であり、Ｔは絶対温度（単位：Ｋ）であり、Ｖはモル体積（単位：ｃｍ３／ｍｏｌ）である。
【０１２１】
【実施例】
［実施例１］
酸素プラズマ処理を行ったＩＴＯガラス基板（市販ＩＴＯ、旭硝子社製：２０Ω／□以下）上に、真空蒸着装置を用い、１．０×１０−３Ｐａの圧力条件下、１ｎｍ／ｓｅｃの蒸着速度で、［化８］に示すＴＰＤを蒸着し、５０ｎｍの膜厚の正孔輸送層を形成した。
【０１２２】
さらに、蒸着装置を用い、１．０×１０−３Ｐａの圧力条件下、１ｎｍ／ｓｅｃの蒸着速度で、［化１９］に示すＡｌｑ３を蒸着し、５０ｎｍの膜厚の電子輸送性発光層を形成した。
【０１２３】
さらに、抵抗加熱方式の蒸着装置を用い、０．２　ｎｍ／ｓｅｃの蒸着速度で、マグネシウムの含有比率が９５重量％となるように、カルシウムとマグネシウムとの共蒸着を行い、２．０ｎｍの膜厚の金属膜を形成し、さらに、０．５　ｎｍ／ｓｅｃの蒸着速度でマグネシウムのみの蒸着を行い、２００ｎｍの膜厚の金属膜をカバー層として形成し、これを陰極層として、図２に示す素子構造を作成した。
【０１２４】
この時、駆動電圧５．０Ｖ、電流密度２０ｍＡ／ｃｍ２で１０００ｃｄ／ｍ２の輝度の発光が得られた。
【０１２５】
［比較例１］
陰極のカバー層としてマグネシウムの替りに銀を用いた以外は［実施例１］と同様にして図２に示す素子を作成したところ、電流密度２０ｍＡ／ｃｍ２で１０００ｃｄ／ｍ２の輝度の発光を得るために、駆動電圧６．５Ｖを要した。
【０１２６】
［比較例２］
陰極のカバー層としてマグネシウムの替りにアルミニウムを用いた以外は［実施例１］と同様にして図２に示す素子を作成したところ、駆動電圧５．０Ｖ、電流密度２０ｍＡ／ｃｍ２で１０００ｃｄ／ｍ２の輝度の発光が得られた。
【０１２７】
［実施例１］と［比較例１］及び［比較例２］とにより、アルミニウム蒸着に難点があるカルシウム−アルミニウム電極（［比較例２］）並みの性能を、マグネシウムを母材に用いたカルシウム−マグネシウム電極（［実施例１］）により引き出せる事が分る。そして、これは銀を用いた電極（［比較例１］）より良好な性能を備えている。
【０１２８】
［実施例２〜４］及び［比較例３〜７］
カルシウムとマグネシウムとの含有比率を下記［表１］　に示すものに変更した以外は、［実施例１］と同様にして図２に示す素子を作成したところ、１０００ｃｄ／ｍ２の輝度の発光を得るための発光効率（駆動電圧及び電流密度）につき、［表１］に示す結果が得られた。ただし、［比較例４〜７］においては、マグネシウムの替りにアルミニウムを用いた。
【０１２９】
【表１】
2004111280.tif 000047
【０１３０】
［表１］の［比較例３］により、マグネシウムの比率が９０重量％以下になると、１０００ｃｄ／ｍ２の輝度の発光を得るために要する電流密度（電流効率）が増大することが分る。
【０１３１】
［実施例５〜１１］及び［比較例８〜１４］
カルシウムの替りに下記［表２］　に示す金属を用いた以外は、［実施例１］と同様にして図２に示す素子を作成したところ、１０００ｃｄ／ｍ２の輝度の発光を得るための発光効率（駆動電圧及び電流密度）につき、［表２］に示す結果が得られた。ただし、［比較例８〜１４］においては、さらにマグネシウムの替りにアルミニウムを用いた。
【０１３２】
【表２】
2004111280.tif 000048
【０１３３】
［実施例１２〜１４］及び［比較例１５〜１７］
［化１９］に示すＡｌｑ３の替りに下記［表３］　に示す電子輸送性発光材料を用いた以外は、［実施例１］と同様にして図２に示す素子を作成したところ、１０００ｃｄ／ｍ２の輝度の発光を得るための発光効率（駆動電圧及び電流密度）につき、［表３］に示す結果が得られた。ただし、［比較例１５〜１７］においては、さらにマグネシウムの替りにアルミニウムを用いた。
【０１３４】
【表３】
2004111280.tif 000049
【０１３５】
［実施例１５］
酸素プラズマ処理を行ったＩＴＯガラス基板（市販ＩＴＯ、旭硝子社製：２０Ω／□以下）上に、［化３］に示すＰＶＫとして７ｍｇを１ｍｌのジクロロエタンに溶解させて作成した溶液１を用いて、１０００ｒｐｍで１秒間スピンコートを行い、５０ｎｍの膜厚の正孔輸送層を形成した。
【０１３６】
さらに、［化３７］に示すＤＰＶＢｉとして４ｍｇと［化３４］に示すクマリン６として０．０８ｍｇとポリビニルビフェニルとして４ｍｇとを１ｍｌのキシレンに溶解させて作成した溶液２を用いて、１０００ｒｐｍで１秒間スピンコートを行い、５０ｎｍの膜厚の電子輸送性発光層を形成した。
【０１３７】
さらに、抵抗加熱方式の蒸着装置を用い、０．２　ｎｍ／ｓｅｃの蒸着速度で、マグネシウムの含有比率が９５重量％となるように、カルシウムとマグネシウムとの共蒸着を行い、２．０ｎｍの膜厚の金属膜を形成し、さらに、０．５　ｎｍ／ｓｅｃの蒸着速度でマグネシウムのみの蒸着を行い、２００ｎｍの膜厚の金属膜をカバー層として形成し、これを陰極層として、図２に示す素子構造を作成した。
【０１３８】
この時、駆動電圧５．５Ｖ、電流密度２０ｍＡ／ｃｍ２で１０００ｃｄ／ｍ２の輝度の発光が得られた。
【０１３９】
［比較例１８］
マグネシウムの代わりに銀を用いた以外は［実施例１５］と同様にして図２に示す素子を作成したところ、電流密度２０ｍＡ／ｃｍ２で１０００ｃｄ／ｍ２の輝度の発光を得るために、駆動電圧７．５Ｖを要した。
【０１４０】
［比較例１９］
マグネシウムの代わりにアルミニウムを用いた以外は［実施例１５］と同様にして図２に示す素子を作成したところ、電流密度２０ｍＡ／ｃｍ２で１０００ｃｄ／ｍ２の輝度の発光を得るために、駆動電圧５．５Ｖを要した。
【０１４１】
［実施例１６〜１９］及び［比較例２０〜２３］
［化３７］に示すＤＰＶＢｉの替りに下記［表４］　に示す電子輸送性発光材料を用いた以外は、［実施例１５］と同様にして図２に示す素子を作成したところ、１０００ｃｄ／ｍ２の輝度の発光を得るための発光効率（駆動電圧及び電流密度）につき、［表４］に示す結果が得られた。ただし、［比較例２０〜２３］においては、さらにマグネシウムの替りにアルミニウムを用いた。
【０１４２】
【表４】
2004111280.tif 000050
【０１４３】
［実施例２０］
酸素プラズマ処理を行ったＩＴＯガラス基板（市販ＩＴＯ、旭硝子社製：２０Ω／□以下）上に、［化４３］に示すＰＥＤＴの水分散液（Ｂａｙｔｒｏｎ　ＰＢａｙｅｒ社製）を用いて、１５００ｒｐｍで６０秒間スピンコートを行い、６０ｎｍの膜厚の正孔注入層を形成した。
【０１４４】
さらに、［化１２］に示すＭＥＨ−ＰＰＶとして１０ｍｇを１ｍｌのキシレンに溶解させて作成した溶液を用いて、１５００ｒｐｍで３秒間スピンコートを行い、８０ｎｍの膜厚の発光層を形成した。
【０１４５】
さらに、抵抗加熱方式の蒸着装置を用い、０．２　ｎｍ／ｓｅｃの蒸着速度で、マグネシウムの含有比率が９５重量％となるように、カルシウムとマグネシウムとの共蒸着を行い、２．０ｎｍの膜厚の金属膜を形成し、さらに、０．５　ｎｍ／ｓｅｃの蒸着速度でマグネシウムのみの蒸着を行い、２００ｎｍの膜厚の金属膜をカバー層として形成し、これを陰極層として、図３に示す素子構造を作成した。
【０１４６】
この時、駆動電圧８．０Ｖ、電流密度４０ｍＡ／ｃｍ２で１０００ｃｄ／ｍ２の輝度の発光が得られた。
【０１４７】
［比較例２４］
マグネシウムの代わりにアルミニウムを用いた以外は［実施例２０］と同様にして図３に示す素子を作成したところ、電流密度４０ｍＡ／ｃｍ２で１０００ｃｄ／ｍ２の輝度の発光を得るために、駆動電圧８．０Ｖを要した。
【０１４８】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明による有機エレクトロルミネッセンス素子は、陰極層の構成物質として、９０重量％の母材マグネシウムと、カルシウムなど仕事関数３．０ｅＶ以下の金属とを用いるので、このようにして形成される陰極層は、電子注入性能及び安定性が良好である。したがって、このような陰極層を備える有機エレクトロルミネッセンス素子は発光効率に優れる。また、有機エレクトロルミネッセンス素子全体で長期安定性を確保できるので、燐光発光によるものに最適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】有機エレクトロルミネッセンス素子の素子構造
【図２】本発明の素子構造の第１の実施形態
【図３】本発明の素子構造の第２の実施形態
【符号の説明】
１０　　陽極層
４０　　発光層
７０　　陰極層
【図１】
2004111280.tif 000051
【図２】
2004111280.tif 000052
【図３】
2004111280.tif 000053