有機電致發光元件及顯示裝置的製作方法

2023-07-29 02:12:36 1

專利名稱：有機電致發光元件及顯示裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種有機電致發光元件，具體地講涉及一種以電荷輸送層通過介入無機化合物而進行層疊化為特徵的有機電致發光元件。
背景技術：
利用電場發光的電致發光元件(以下將電致發光簡稱為「EL」)，由於自身發光而視覺辨認度高，而且由於完全是固體元件，具有耐衝擊性優良的優點，因此以其作為各種顯示裝置的發光元件的利用而引人注目。
作為這種電致發光元件，有發光材料中使用無機化合物的無機EL元件和使用有機化合物的有機EL元件，其中特別是有機EL元件，除了可以大幅降低施加電壓外，由於其容易彩色化、消耗電力小、而且有面發光的可能，因此目前作為換代產品正在進行開發。
這種有機電致發光元件的構成，以陽極/發光層/陰極的構成為基礎，再適當設置空穴注入·輸送層和電子注入層，例如已知的有陽極/空穴注入·輸送層/發光層/陰極、或陽極/空穴注入·輸送層/發光層/電子注入層/陰極的構成。
這裡的空穴注入·輸送層具有由陽極注入空穴後將空穴向有機發光層輸送的功能，而且，空穴注入層和空穴輸送層有時也可分別製作。電子注入層具有由陰極注入電子後將電子向有機發光層輸送的功能。另外，有機發光層具有接受電子和空穴的注入的功能、和通過空穴和電子的複合而發光的功能。
由於夾持在電極之間的薄膜是只有100～1000nm的超薄膜，有機電致發光元件可以在數V～數十V的低電壓下獲得高輝度的發光。
另一方面，由於是這樣的超薄膜，會受基板和電極的極其細微的突起物的影響，發生短路或者產生像素缺陷的情況比較多，成為實用上的一大問題。
為了避免這一問題，已知有使夾持在電極間的有機化合物層變成厚膜的方法，但這會使驅動電壓增高，因此有人發表了不使電壓升高而使有機電致發光元件厚膜化的技術。
例如，發表了通過使胺化合物分散於高分子並添加氧化物來摻雜之後經塗布形成有機電致發光元件的空穴輸送層的技術(例如，參照谷口彬雄著「低驅動電壓厚膜有機電致發光元件」、MBE Vol.10，No.1(1999)p.20-28)。
但眾所周知，採用塗布法時薄膜中會存在殘留溶劑，並且該溶劑會與有機電致發光元件的電極發生反應而產生缺陷。
另外還有使可蒸鍍的氧化物和胺化合物一起進行蒸鍍，形成同樣的空穴輸送層的方法(例如，參照特開2000-315580號公報)。
但氧化性的摻雜劑會伴隨元件的驅動而擴散，給發光層造成影響的情況比較多，不利於得到長壽命的有機電致發光元件。

發明內容
鑑於上述問題，本發明的目的在於提供一種具有厚膜結構且可實現低電壓驅動的有機電致發光元件。
為了解決這一問題而進行研究的過程中，本發明人發現通過借入無機化合物層將電荷輸送層製成層疊結構，既可具有厚膜結構又能實現低電壓驅動，從而完成了本發明。
根據本發明，提供了以下有機電致發光元件等。
1、一種有機電致發光元件，具有形成一對電極的陽極和陰極、以及由夾持於上述電極的由有機化合物形成的發光層，其中在上述陽極或陰極的其中至少一方與發光層之間存在由有機化合物形成的電荷輸送層，而且上述電荷輸送層具有通過介入無機化合物層而層疊的結構。
2、1記載的有機電致發光元件，其中，在上述陽極與發光層之間作為電荷輸送層存在空穴輸送層，上述空穴輸送層具有通過介入無機化合物層而層疊的結構。
3、1記載的有機電致發光元件，其中，在上述陰極與發光層之間作為電荷輸送層存在電子輸送層，上述電子輸送層具有通過介入無機化合物層而層疊的結構。
4、1～3中的任何一項記載的有機電致發光元件，其中，上述無機化合物層含有至少一種元素周期表中3～12族的元素。
5、4記載的有機電致發光元件，其中，上述空穴輸送層中存在的無機化合物層還含有至少一種元素周期表中1～2族的元素。
6、具有含1～5中的任何一項記載的有機電致發光元件而成的顯示畫面的顯示裝置。
本發明的有機電致發光元件，與已知的結構相配合，能夠用於民用TV、大型顯示器、手機用顯示畫面等各種顯示裝置的畫面。


圖1是本發明實施方式之一的有機電致發光元件的截面圖。
具體實施例方式
以下對本發明進行詳細的說明。
本發明的有機電致發光元件，至少具有一對電極和被夾持在電極之間的由有機化合物組成的發光層。在至少任一個電極和發光層之間存在由有機化合物組成的電荷輸送層，而且這一電荷輸送層具有通過介入無機化合物層而層疊的結構。
在此，電荷輸送層是指由具有將空穴或電子從電極輸送到發光層的功能的有機化合物形成的層，例如，有空穴輸送層、空穴注入層、電子輸送層、電子注入層等。
圖1為本發明實施方式之一的有機電致發光元件的截面圖。
有機電致發光元件1具有在基板11上按照陽極12、空穴輸送層(電荷輸送層)13、發光層14、電子輸送層(電荷輸送層)15及陰極16的順序這些層被依次層疊的結構，空穴輸送層(電荷輸送層)13為通過介入無機化合物層17層疊的結構。
基板11為支撐有機電致發光元件的基板。陽極12擔當著將空穴注入至空穴輸送層13或發光層14的作用。空穴輸送層13為協助向發光層的空穴注入並輸送到發光區域的層。陰極16擔當著將電子注入到電子輸送層15或發光層14的作用。電子輸送層15為協助向發光層14的電子注入的層。發光層14主要提供電子和空穴複合的場所，並使之有關於發光。
有機電致發光元件1中空穴輸送層13具有通過無機化合物層17層疊的結構。
通過使電荷輸送層即空穴輸送層厚膜化，可以防止元件的短路、像素缺陷。但以往一般的由單層形成空穴輸送層的情況下，由於隨空穴輸送層膜厚的加厚該元件的驅動電壓急劇上升，因此將空穴輸送層形成為厚膜的方式受到了限制。
另一方面，如本發明，通過使空穴輸送層13形成介入無機化合物層17而層疊的結構，可以抑制伴隨空穴輸送層13膜厚的增加而產生的驅動電壓的上升。因此，可以使其厚度比由單層形成的空穴輸送層13更厚，更有效地防止有機電致發光元件的短路、像素缺陷。
而且，本實施方式中，可以只有空穴輸送層13通過無機化合物層17形成層疊結構，也可以是空穴輸送層13及電子輸送層15雙方均形成上述的層疊結構，還可以是只有電子輸送層15形成層疊結構。
另外，在本實施方式中，空穴輸送層13的層疊數為3，但並不限於此。空穴輸送層13的層疊數優選為2～10層。空穴輸送層13，各層可以是不同的，也可以是相同的。
同樣，無機化合物層17的層疊數為2，但也並不限於此。無機化合物層17的層疊數優選為1～9層。
無機化合物層17形成二層以上的情況下，各層可以是相同的，也可以是不同的。
無機化合物層17的膜厚可以在數nm～數十nm的範圍選擇。具體為1～20nm，優選為1～10nm。
另外，空穴輸送層13的膜厚優選在5nm～5μm的範圍適當選擇，特別優選為5nm～100nm的範圍。
將電子輸送層15通過介入無機化合物層17形成為層疊結構時，優選與空穴輸送層13的結構相同的膜厚·層疊數。
在本發明中，無機化合物層優選為至少含一種周期表中3～12族的元素的無機化合物層。
本發明中的周期表指的是長周期型周期表。
具體指的是，Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Y、Zr、Nb、Mo、Ru、Rh、Pd、Ag、Cd、Hf、Ta、W、Re、Ir、Pt等的氧化物、硫化物、氧族(硫屬)元素化合物、滷化物、氮化物、磷化物等。
優選為氧化釩、氧化錳、氧化鎳、氧化鉬、氧化鎢、氧化銥、硫化鎘、硫化鉬、硫化鋅、碘化銅、溴化銀等。
這些無機化合物可以單獨使用一種，也可以兩種以上配合使用。
無機化合物層更優選至少含一種周期表中1～2族的元素。
具體指的是Li、Na、Mg、K、Ca、Rb、Sr、Cs、Ba等，以及它們的氧化物、硫化物、氧族(硫屬)元素化合物、滷化物、氮化物、磷化物等。
優選為鋰、氟化鋰、氧化鋰、鈉、氟化鈉、氯化鈉、氟化鎂、氧化鎂、鈣、銫、氧化銫、氟化銫、碘化銫、氧化鋇、氯化鋇等。
這些無機化合物，可以單獨使用一種，也可以兩種以上配合使用。
以下就有機電致發光元件的結構及各構件加以說明。
(1)有機電致發光元件的結構作為有機電致發光元件的結構，可以列舉①陽極/空穴輸送區/發光層/陰極②陽極/發光層/電子輸送區/陰極③陽極/空穴輸送區/發光層/電子輸送區/陰極④陽極/空穴輸送區/發光層/附著改善層/陰極⑤陽極/絕緣層/空穴輸送區/發光層/電子輸送區/陰極⑥陽極/空穴輸送區/發光層/電子輸送區/絕緣層/陰極⑦陽極/無機半導體層/絕緣層/空穴輸送區/發光層/絕緣層/陰極⑧陽極/絕緣層/空穴輸送區/發光層/電子輸送區/絕緣層/陰極等。這些結構在基板上形成。
其中通常優選使用③⑤⑥的結構。
而且本發明並不僅限於這些。
另外，空穴輸送區至少含1層空穴輸送層或通過介入上述無機化合物層層疊的空穴輸送層，根據需要還可以有空穴注入層等。
電子輸送區至少含一層電子輸送層或通過介入上述無機化合物層層疊形成的電子輸送層，根據需要還可以有電子注入層等。
(2)透光性基板本發明的有機電致發光元件在透明性的基板上製成。這裡所說的透明性基板是指支撐有機電致發光元件的基板，優選為400～700nm可見光的透過率在50％以上的平滑的基板。
具體可以列舉玻璃板、聚合物板等。作為玻璃板，可以特別列舉鹼石灰玻璃、含鋇·鍶玻璃、鉛玻璃、鋁矽酸玻璃、硼矽酸玻璃、鋇硼矽酸玻璃、石英等。另外作為聚合物板，可以列舉聚碳酸酯、聚丙烯酸系樹脂、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚醚硫化物、聚碸類等。
另外，上述結構是發光層所發的光從基板側流出的元件的情況，但不限於此，光也可以從基板的反面流出。此時基板也可以是不透明的。
(3)陽極有機薄膜電致發光元件的陽極擔當著將空穴注入到空穴輸送層或發光層的作用，具有4.5eV以上的功函數是有效的。
作為用於本發明的陽極材料的具體例子，可舉出氧化銦錫合金(ITO)、氧化錫(NESA)、金、銀、鉑、銅等。
陽極可以通過將這些電極物質以蒸鍍法和濺射法形成薄膜來製作。
發光層所發的光由陽極流出時，優選陽極對發光的透過率大於10％。另外，陽極的薄片電阻優選為數百Ω/□以下。陽極的膜厚根據材料有所不同，通常為10nm～1μm，優選為10～200nm的範圍。
(4)發光層有機電致發光元件的發光層具有下列功能。即①注入功能外加電場時可以通過陽極或空穴注入層注入空穴，通過陰極或電子注入層注入電子的功能。
②輸送功能用電場力移動所注入的電荷(電子和空穴)的功能。
③發光功能提供電子和空穴複合的場所，使其與發光相關。
但是，空穴的注入和電子的注入其難易可以不同，以空穴和電子的移動度表示的輸送能力可大可小，優選使其中任何一方的電荷移動。
作為形成發光層的方法，例如可以適用蒸鍍法、旋轉塗布法、LB法等已知的方法。發光層特別優選為分子沉積膜。
這裡所說的分子沉積膜是由氣態材料化合物沉著形成的薄膜或由溶液態或液相態的材料化合物經固體化形成的膜，通常這樣的分子沉積膜的凝聚結構、多元結構不同於通過LB法形成的薄膜(分子累積膜)，可以根據由此引起的不同功能加以區別。
另外，如特開昭57-51781號公報所公開，可以通過將樹脂等粘結劑和材料化合物溶於溶劑形成溶液後，由旋轉塗布法使其薄膜化來形成發光層。
作為用於發光層的材料，可以使用已知的長壽命的發光材料，但理想的是使用式[1]所示的材料作為發光材料。
(式中，Ar1為環碳原子數6～50的芳香族環，X1為取代基。m為1～5的整數，n為0～6的整數。另外，m≥2時，Ar1可以相同也可以不同，n≥2時，X1可以相同也可以不同。優選m為1～2、n為0～4。)作為Ar1芳香族環的具體例子，可以列舉苯環、萘環、蒽環、亞聯苯基環、甘菊環、苊烯環、芴環、菲環、熒蒽環、醋菲烯環、9，10-苯並菲環、芘環、屈(chrysene)環、並四苯環、苉環、二萘嵌苯環、戊芬環、戊省環、四亞苯環、己芬環、並六苯環、玉紅省環、六苯並苯環、三萘環等。
優選為苯環、萘環、蒽環、苊烯環、芴環、菲環、熒蒽環、9，10-苯並菲環、芘環、屈環、二萘嵌苯環、三萘環等。
尤其優選為苯環、萘環、蒽環、芴環、菲環、熒蒽環、芘環、屈環、二萘嵌苯環等。
X1的具體例子為取代或非取代的環碳原子數為6～50的芳香族基，取代或非取代的環原子數為5～50的芳香族雜環基，取代或非取代的碳原子數為1～50的烷基，取代或非取代的碳原子數為1～50的烷氧基，取代或非取代的碳原子數為1～50的芳烷基，取代或非取代的環原子數為5～50的芳氧基，取代或非取代的環原子數為5～50的芳硫基，取代或非取代的碳原子數為1～50的羧基，取代或非取代的苯乙烯基、滷素基、氰基、硝基、羥基等。
作為取代或非取代的環碳原子數為6～50的芳香族基的例子，可以列舉苯基、1-萘基、2-萘基、1-蒽基、2-蒽基、9-蒽基、1-菲基、2-菲基、3-菲基、4-菲基、9-菲基、1-並四苯基、2-並四苯基、9-並四苯基、1-芘基、2-芘基、4-芘基、2-聯苯基、3-聯苯基、4-聯苯基、p-聯三苯-4-基、p-聯三苯-3-基、p-聯三苯-2-基、m-聯三苯-4-基、m-聯三苯-3-基、m-聯三苯-2-基、o-甲苯基、m-甲苯基、p-甲苯基、p-t-丁苯基、p-(2-苯丙基)苯基、3-甲基-2-萘基、4-甲基-1-萘基、4-甲基-1-蒽基、4′-甲基聯苯基、4″-t-丁基-p-聯三苯-4-基、2-芴基、9，9-二甲基-2-芴基、3-熒蒽基等。
優選列舉為苯基、1-萘基、2-萘基、9-菲基、1-並四苯基、2-並四苯基、9-並四苯基、1-芘基、2-芘基、4-芘基、2-聯苯基、3-聯苯基、4-聯苯基、o-甲苯基、m-甲苯基、p-甲苯基、p-t-丁苯基、2-芴基、9，9-二甲基-2-芴基、3-熒蒽基等。
作為取代或非取代的環碳原子數為5～50的芳香族雜環基的例子，可以列舉1-吡咯基、2-吡咯基、3-吡咯基、吡嗪基、2-吡啶基、3-吡啶基、4-吡啶基、1-吲哚基、2-吲哚基、3-吲哚基、4-吲哚基、5-吲哚基、6-吲哚基、7-吲哚基、1-異吲哚基、2-異吲哚基、3-異吲哚基、4-異吲哚基、5-異吲哚基、6-異吲哚基、7-異吲哚基、2-呋喃基、3-呋喃基、2-苯並呋喃基、3-苯並呋喃基、4-苯並呋喃基、5-苯並呋喃基、6-苯並呋喃基、7-苯並呋喃基、1-異苯並呋喃基、3-異苯並呋喃基、4-異苯並呋喃基、5-異苯並呋喃基、6-異苯並呋喃基、7-異苯並呋喃基、喹啉基、3-喹啉基、4-喹啉基、5-喹啉基、6-喹啉基、7-喹啉基、8-喹啉基、1-異喹啉基、3-異喹啉基、4-異喹啉基、5-異喹啉基、6-異喹啉基、7-異喹啉基、8-異喹啉基、2-喹喔啉基、5-喹喔啉基、6-喹喔啉基、1-咔唑基、2-咔唑基、3-咔唑基、4-咔唑基、9-咔唑基、1-菲啶基、2-菲啶基、3-菲啶基、4-菲啶基、6-菲啶基、7-菲啶基、8-菲啶基、9-菲啶基、10-菲啶基、1-吖啶基、2-吖啶基、3-吖啶基、4-吖啶基、9-吖啶基、1，7-菲繞啉-2-基、1，7-菲繞啉-3-基、1，7-菲繞啉-4-基、1，7-菲繞啉-5-基、1，7-菲繞啉-6-基、1，7-菲繞啉-8-基、1，7-菲繞啉-9-基、1，7-菲繞啉-10-基、1，8-菲繞啉-2-基-、1，8-菲繞啉-3-基、1，8-菲繞啉-4-基、1，8-菲繞啉基-5-基、1，8-菲繞啉-6-基、1，8-菲繞啉-7-基、1，8-菲繞啉-9-基、1，8-菲繞啉-10-基、1，9-菲繞啉-2-基、1，9-菲繞啉-3-基、1，9-菲繞啉-4-基、1，9-菲繞啉-5-基、1，9-菲繞啉-6-基、1，9-菲繞啉-7-基、1，9-菲繞啉-8-基、1，9-菲繞啉-10-基、1，10-菲繞啉-2-基、1，10-菲繞啉-3-基、1，10-菲繞啉-4-基、1，10-菲繞啉-5-基、2，9-菲繞啉-1-基、2，9-菲繞啉-3-基、2，9-菲繞啉-4-基、2，9-菲繞啉-5-基、2，9-菲繞啉-6-基、2，9-菲繞啉-7-基、2，9-菲繞啉-8-基、2，9-菲繞啉-10-基、2，8-菲繞啉-1-基、2，8-菲繞啉-3-基、2，8-菲繞啉-4-基、2，8-菲繞啉-5-基、2，8-菲繞啉-6-基、2，8-菲繞啉-7-基、2，8-菲繞啉-9-基、2，8-菲繞啉-10-基、2，7-菲繞啉-1-基、2，7-菲繞啉-3-基、2，7-菲繞啉-4-基、2，7-菲繞啉-5-基、2，7-菲繞啉-6-基、2，7-菲繞啉-8-基、2，7-菲繞啉-9-基、2，7-菲繞啉-10-基、1-吩嗪基、2-吩嗪基、1-吩噻嗪基、2-吩噻嗪基、3-吩噻嗪基、4-吩噻嗪基、10-吩噻嗪基、1-吩噁嗪基、2-吩噁嗪基、3-吩噁嗪基、4-吩噁嗪基、10-吩噁嗪基、2-噁唑基、4-噁唑基、5-噁唑基、2-噁二唑基、5-噁二唑基、3-呋咱基、2-噻嗯基、3-噻嗯基、2-甲基吡咯-1-基、2-甲基吡咯-3-基、2-甲基吡咯-4-基、2-甲基吡咯-5-基、3-甲基吡咯-1-基、3-甲基吡咯-2-基、3-甲基吡咯-4-基、3-甲基吡咯-5-基、2-t-丁基吡咯-4-基、3-(2-苯丙基)吡咯-1-基、2-甲基-1-吲哚基、4-甲基-1-吲哚基、2-甲基-3-吲哚基、4-甲基-3-吲哚基、2-t-丁基-1-吲哚基、4-t-丁基-1-吲哚基、2-t-丁基-3-吲哚基、4-t-丁基-3-吲哚基等。
作為取代或非取代的碳原子數1～50的烷基的例子，可以列舉甲基、乙基、丙基、異丙基、n-丁基、s-丁基、異丁基、t-丁基、n-戊基、n-己基、n-庚基、n-辛基、羥甲基、1-羥乙基、2-羥乙基、2-羥異丁基、1，2-二羥乙基、1，3-二羥異丙基、2，3-二羥基-t-丁基、1，2，3-三羥丙基、氯甲基、1-氯乙基、2-氯乙基、2-氯異丁基、1，2-二氯乙基、1，3-二氯異丙基、2，3-二氯-t-丁基、1，2，3-三氯丙基、溴甲基、1-溴乙基、2-溴乙基、2-溴異丁基、1，2-二溴乙基、1，3-二溴異丙基、2，3-二溴-t-丁基、1，2，3-三溴丙基、碘甲基、1-碘乙基、2-碘乙基、2-碘異丁基、1，2-二碘乙基、1，3-二碘異丙基、2，3-二碘-t-丁基、1，2，3-三碘丙基、氨甲基、1-氨乙基、2-氨乙基、2-氨異丁基、1，2-二氨乙基、1，3-二氨異丙基、2，3-二氨-t-丁基、1，2，3-三氨丙基、氰甲基、1-氰乙基、2-氰乙基、2-氰異丁基、1，2-二氰乙基、1，3-二氰異丙基、2，3-二氰-t-丁基、1，2，3-三氰丙基、硝甲基、1-硝乙基、2-硝乙基、2-硝異丁基、1，2-二硝乙基、1，3-二硝異丙基、2，3-二硝-t-丁基、1，2，3-三硝丙基、環丙基、環丁基、環戊基、環己基、4-甲基環己基、1-金剛烷基、2-金剛烷基、1-降冰片基、2-降冰片基等。
取代或非取代的碳原子數為1～50的烷氧基是以-OY表示的基團，作為Y的例子，可以列舉甲基、乙基、丙基、異丙基、n-丁基、s-丁基、異丁基、t-丁基、n-戊基、n-己基、n-庚基、n-辛基、羥甲基、1-羥基乙基、2-羥基乙基、2-羥基異丁基、1，2-二羥基乙基、1，3-二羥基異丙基、2，3-二羥基-t-丁基、1，2，3-三羥基丙基、氯甲基、1-氯乙基、2-氯乙基、2-氯異丁基、1，2-二氯乙基、1，3-二氯異丙基、2，3-二氯-t-丁基、1，2，3-三氯丙基、溴甲基、1-溴乙基、2-溴乙基、2-溴異丁基、1，2-二溴乙基、1，3-二溴異丙基、2，3-二溴-t-丁基、1，2，3-三溴丙基、碘甲基、1-碘乙基、2-碘乙基、2-碘異丁基、1，2-二碘乙基、1，3-二碘異丙基、2，3-二碘-t-丁基、1，2，3-三碘丙基、氨甲基、1-氨基乙基、2-氨基乙基、2-氨基異丁基、1，2-二氨基乙基、1，3-二氨基異丙基、2，3-二氨基-t-丁基、1，2，3-三氨基丙基、氰基甲基、1-氰基乙基、2-氰基乙基、2-氰基異丁基、1，2-二氰基乙基、1，3-二氰基異丙基、2，3-二氰基-t-丁基、1，2，3-三氰基丙基、硝甲基、1-硝基乙基、2-硝基乙基、2-硝基異丁基、1，2-二硝基乙基、1，3-二硝基異丙基、2，3-二硝基-t-丁基、1，2，3-三硝基丙基等。
作為取代或非取代的碳原子數為1～50的芳烷基的例子，可以列舉苄基、1-苯乙基、2-苯乙基、1-苯基異丙基、2-苯基異丙基、苯基-t-丁基、α-萘基甲基、1-α-萘基乙基、2-α-萘基乙基、1-α-萘基異丙基、2-α-萘基異丙基、β-萘基甲基、1-β-萘基乙基、2-β-萘基乙基、1-β-萘基異丙基、2-β-萘基異丙基、1-吡咯基甲基、2-(1-吡咯基)乙基、p-甲基苄基、m-甲基苄基、o-甲基苄基、p-氯苄基、m-氯苄基、o-氯苄基、p-溴苄基、m-溴苄基、o-溴苄基、p-碘苄基、m-碘苄基、o-碘苄基、p-羥基苄基、m-羥基苄基、o-羥基苄基、p-氨基苄基、m-氨基苄基、o-氨基苄基、p-硝基苄基、m-硝基苄基、o-硝基苄基、p-氰基苄基、m-氰基苄基、o-氰基苄基、1-羥基-2-苯基異丙基、1-氯-2-苯基異丙基等。
取代或非取代的環原子數為5～50的芳氧基以—OY′表示，作為Y′的例子，可以列舉苯基、1-萘基、2-萘基、1-蒽基、2-蒽基、9-蒽基、1-菲基、2-菲基、3-菲基、4-菲基、9-菲基、1-並四苯基、2-並四苯基、9-並四苯基、1-芘基、2-芘基、4-芘基、2-聯苯基、3-聯苯基、4-聯苯基、p-聯三苯-4-基、p-聯三苯-3-基、p-聯三苯-2-基、m-聯三苯-4-基、m-聯三苯-3-基、m-聯三苯-2-基、o-甲苯基、m-甲苯基、p-甲苯基、p-t-丁苯基、p-(2-苯丙基)苯基、3-甲基-2-萘基、4-甲基-1-萘基、4-甲基-1-蒽基、4′-甲基聯苯基、4″-t-丁基-p-聯三苯-4-基、2-吡咯基、3-吡咯基、吡嗪基、2-吡啶基、3-吡啶基、4-吡啶基、2-吲哚基、3-吲哚基、4-吲哚基、5-吲哚基、6-吲哚基、7-吲哚基、1-異吲哚基、3-異吲哚基、4-異吲哚基、5-異吲哚基、6-異吲哚基、7-異吲哚基、2-呋喃基、3-呋喃基、2-苯並呋喃基、3-苯並呋喃基、4-苯並呋喃基、5-苯並呋喃基、6-苯並呋喃基、7-苯並呋喃基、1-異苯並呋喃基、3-異苯並呋喃基、4-異苯並呋喃基、5-異苯並呋喃基、6-異苯並呋喃基、7-異苯並呋喃基、2-喹啉基、3-喹啉基、4-喹啉基、5-喹啉基、6-喹啉基、7-喹啉基、8-喹啉基、1-異喹啉基、3-異喹啉基、4-異喹啉基、5-異喹啉基、6-異喹啉基、7-異喹啉基、8-異喹啉基、2-喹喔啉基、5-喹喔啉基、6-喹喔啉基、1-咔唑基、2-咔唑基、3-咔唑基、4-咔唑基、1-菲啶基、2-菲啶基、3-菲啶基、4-菲啶基、6-菲啶基、7-菲啶基、8-菲啶基、9-菲啶基、10-菲啶基、1-吖啶基、2-吖啶基、3-吖啶基、4-吖啶基、9-吖啶基、1，7-菲繞啉-2-基、1，7-菲繞啉-3-基、1，7-菲繞4-基、1，7-菲繞啉-5-基、1，7-菲繞啉-6-基、1，7-菲繞啉-8-基、1，7-菲繞啉-9-基、1，7-菲繞啉-10-基、1，8-菲繞啉-2-基、1，8-菲繞啉-3-基、1，8-菲繞啉-4-基、1，8-菲繞啉-5-基、1，8-菲繞啉-6-基、1，8-菲繞啉-7-基、1，8-菲繞啉-9-基、1，8-菲繞啉-10-基、1，9-菲繞啉-2-基、1，9-菲繞啉-3-基、1，9-菲繞啉-4-基、1，9-菲繞啉-5-基、1，9-菲繞啉-6-基、1，9-菲繞啉-7-基、1，9-菲繞啉-8-基、1，9-菲繞啉-10-基、1，10-菲繞啉-2-基、1，10-菲繞啉-3-基、1，10-菲繞啉-4-基、1，10-菲繞啉-5-基、2，9-菲繞啉-1-基、2，9-菲繞啉-3-基、2，9-菲繞啉-4-基、2，9-菲繞啉-5-基、2，9-菲繞啉-6-基、2，9-菲繞啉-7-基、2，9-菲繞啉-8-基、2，9-菲繞啉-10-基、2，8-菲繞啉-1-基、2，8-菲繞啉-3-基、2，8-菲繞啉-4-基、2，8-菲繞啉-5-基、2，8-菲繞啉-6-基、2，8-菲繞啉-7-基、2，8-菲繞啉-9-基、2，8-菲繞啉-10-基、2，7-菲繞啉-1-基、2，7-菲繞啉-3-基、2，7-菲繞啉-4-基、2，7-菲繞啉-5-基、2，7-菲繞啉-6-基、2，7-菲繞啉-8-基、2，7-菲繞啉-9-基、2，7-菲繞啉-10-基、1-吩嗪基、2-吩嗪基、1-吩噻嗪基、2-吩噻嗪基、3-吩噻嗪基、4-吩噻嗪基、1-吩噁嗪基、2-吩噁嗪基、3-吩噁嗪基、4-吩噁嗪基、2-噁唑基、4-噁唑基、5-噁唑基、2-噁二唑基、5-噁二唑基、3-呋咱基、2-噻嗯基、3-噻嗯基、2-甲基吡咯-1-基、2-甲基吡咯-3-基、2-甲基吡咯-4-基、2-甲基吡咯-5-基、3-甲基吡咯-1-基、3-甲基吡咯-2-基、3-甲基吡咯-4-基、3-甲基吡咯-5-基、2-t-丁基吡咯-4-基、3-(2-苯丙基)吡咯-1-基、2-甲基-1-吲哚基、4-甲基-1-吲哚基、2-甲基-3-吲哚基、4-甲基-3-吲哚基、2-t-丁基-1-吲哚基、4-t-丁基-1-吲哚基、2-t-丁基-3-吲哚基、4-t-丁基-3-吲哚基等。
取代或非取代的環原子數為5～50的芳硫基以—SY″表示，作為Y″的例子，可以列舉苯基、1-萘基、2-萘基、1-蒽基、2-蒽基、9-蒽基、1-菲基、2-菲基、3-菲基、4-菲基、9-菲基、1-並四苯基、2-並四苯基、9-並四苯基、1-芘基、2-芘基、4-芘基、2-聯苯基、3-聯苯基、4-聯苯基、p-聯三苯-4-基、p-聯三苯-3-基、p-聯三苯-2-基、m-聯三苯-4-基、m-聯三苯-3-基、m-聯三苯-2-基、o-甲苯基、m-甲苯基、p-甲苯基、p-t-丁苯基、p-(2-苯丙基)苯基、3-甲基-2-萘基、4-甲基-1-萘基、4-甲基-1-蒽基、4′-甲基聯苯基、4″-t-丁基-p-聯三苯-4-基、2-吡咯基、3-吡咯基、吡嗪基、2-吡啶基、3-吡啶基、4-吡啶基、2-吲哚基、3-吲哚基、4-吲哚基、5-吲哚基、6-吲哚基、7-吲哚基、1-異吲哚基、3-異吲哚基、4-異吲哚基、5-異吲哚基、6-異吲哚基、7-異吲哚基、2-呋喃基、3-呋喃基、2-苯並呋喃基、3-苯並呋喃基、4-苯並呋喃基、5-苯並呋喃基、6-苯並呋喃基、7-苯並呋喃基、1-異苯並呋喃基、3-異苯並呋喃基、4-異苯並呋喃基、5-異苯並呋喃基、6-異苯並呋喃基、7-異苯並呋喃基、2-喹啉基、3-喹啉基、4-喹啉基、5-喹啉基、6-喹啉基、7-喹啉基、8-喹啉基、1-異喹啉基、3-異喹啉基、4-異喹啉基、5-異喹啉基、6-異喹啉基、7-異喹啉基、8-異喹啉基、2-喹喔啉基、5-喹喔啉基、6-喹喔啉基、1-咔唑基、2-咔唑基、3-咔唑基、4-咔唑基、1-菲啶基、2-菲啶基、3-菲啶基、4-菲啶基、6-菲啶基、7-菲啶基、8-菲啶基、9-菲啶基、10-菲啶基、1-吖啶基、2-吖啶基、3-吖啶基、4-吖啶基、9-吖啶基、1，7-菲繞啉-2-基、1，7-菲繞啉-3-基、1，7-菲繞啉-4-基、1，7-菲繞啉-5-基、1，7-菲繞啉-6-基、1，7-菲繞啉-8-基、1，7-菲繞啉-9-基、1，7-菲繞啉-10-基、1，8-菲繞啉-2-基、1，8-菲繞啉-3-基、1，8-菲繞啉-4-基、1，8-菲繞啉-5-基、1，8-菲繞啉-6-基、1，8-菲繞啉-7-基、1，8-菲繞啉-9-基、1，8-菲繞啉-10-基、1，9-菲繞啉-2-基、1，9-菲繞啉-3-基、1，9-菲繞啉-4-基、1，9-菲繞啉-5-基、1，9-菲繞啉-6-基、1，9-菲繞啉-7-基、1，9-菲繞啉-8-基、1，9-菲繞啉-10-基、1，10-菲繞啉-2-基、1，10-菲繞啉-3-基、1，10-菲繞啉-4-基、1，10-菲繞啉-5-基、2，9-菲繞啉-1-基、2，9-菲繞啉-3-基、2，9-菲繞啉-4-基、2，9-菲繞啉-5-基、2，9-菲繞啉-6-基、2，9-菲繞啉-7-基、2，9-菲繞啉-8-基、2，9-菲繞啉-10-基、2，8-菲繞啉-1-基、2，8-菲繞啉-3-基、2，8-菲繞啉-4-基、2，8-菲繞啉-5-基、2，8-菲繞啉-6-基、2，8-菲繞啉-7-基、2，8-菲繞啉-9-基、2，8-菲繞啉-10-基、2，7-菲繞啉-1-基、2，7-菲繞啉-3-基、2，7-菲繞啉-4-基、2，7-菲繞啉-5-基、2，7-菲繞啉-6-基、2，7-菲繞啉-8-基、2，7-菲繞啉-9-基、2，7-菲繞啉-10-基、1-吩嗪基、2-吩嗪基、1-吩噻嗪基、2-吩噻嗪基、3-吩噻嗪基、4-吩噻嗪基、1-吩噁嗪基、2-吩噁嗪基、3-吩噁嗪基、4-吩噁嗪基、2-噁唑基、4-噁唑基、5-噁唑基、2-噁二唑基、5-噁二唑基、3-呋咱基、2-噻嗯基、3-噻嗯基、2-甲基吡咯-1-基、2-甲基吡咯-3-基、2-甲基吡咯-4-基、2-甲基吡咯-5-基、3-甲基吡咯-1-基、3-甲基吡咯-2-基、3-甲基吡咯-4-基、3-甲基吡咯-5-基、2-t-丁基吡咯-4-基、3-(2-苯丙基)吡咯-1-基、2-甲基-1-吲哚基、4-甲基-1-吲哚基、2-甲基-3-吲哚基、4-甲基-3-吲哚基、2-t-丁基-1-吲哚基、4-t-丁基-1-吲哚基、2-t-丁基-3-吲哚基、4-t-丁基-3-吲哚基等。
取代或非取代的碳原子數為1～50的羧基以-COOZ表示，作為Z的例子，可以列舉甲基、乙基、丙基、異丙基、n-丁基、s-丁基、異丁基、t-丁基、n-戊基、n-己基、n-庚基、n-辛基、羥甲基、1-羥乙基、2-羥乙基、2-羥異丁基、1，2-二羥乙基、1，3-二羥異丙基、2，3-二羥基-t-丁基、1，2，3-三羥丙基、氯甲基、1-氯乙基、2-氯乙基、2-氯異丁基、1，2-二氯乙基、1，3-二氯異丙基、2，3-二氯-t-丁基、1，2，3-三氯丙基、溴甲基、1-溴乙基、2-溴乙基、2-溴異丁基、1，2-二溴乙基、1，3-二溴異丙基、2，3-二溴-t-丁基、1，2，3-三溴丙基、碘甲基、1-碘乙基、2-碘乙基、2-碘異丁基、1，2-二碘乙基、1，3-二碘異丙基、2，3-二碘-t-丁基、1，2，3-三碘丙基、氨甲基、1-氨基乙基、2-氨基乙基、2-氨基異丁基、1，2-二氨基乙基、1，3-二氨基異丙基、2，3-二氨基-t-丁基、1，2，3-三氨基丙基、氰甲基、1-氰基乙基、2-氰基乙基、2-氰基異丁基、1，2-二氰基乙基、1，3-二氰基異丙基、2，3-二氰基-t-丁基、1，2，3-三氰基丙基、硝甲基、1-硝基乙基、2-硝基乙基、2-硝基異丁基、1，2-二硝基乙基、1，3-二硝基異丙基、2，3-二硝基-t-丁基、1，2，3-三硝基丙基等。
作為取代或非取代的苯乙烯基的例子，可以列舉2-苯基-1-乙烯基、2，2-二苯基-1-乙烯基、1，2，2-三苯基-1-乙烯基等。
作為滷素基的例子，可以列舉氟、氯、溴、碘等。
上述化合物的例子如下所示。
此外，8-羥基喹啉鋁絡合物等金屬絡合物、4，4′-雙(咔唑-9-基)-1，1′-聯苯等雜環化合物也是適合的。
上述化合物的具體例子如下所示。


再向發光層添加少量螢光性化合物作為摻雜劑，可提高發光性能。作為這樣的摻雜劑可使用各種長壽命的發光材料中使用公知材料，但優選使用式[2]所示材料作為發光材料的摻雜劑。
(式中Ar2～Ar4為取代或非取代的環碳原子數為6～50的芳香族基，取代或非取代的苯乙烯基。p為1～4的整數，p≥2時，Ar3、Ar4可以相同也可以不同。)作為取代或非取代的環碳原子數為6～50的芳香族基的例子，可以列舉苯基、1-萘基、2-萘基、1-蒽基、2-蒽基、9-蒽基、1-菲基、2-菲基、3-菲基、4-菲基、9-菲基、1-並四苯基、2-並四苯基、9-並四苯基、1-芘基、2-芘基、4-芘基、2-聯苯基、3-聯苯基、4-聯苯基、p-聯三苯-4-基、p-聯三苯-3-基、p-聯三苯-2-基、m-聯三苯-4-基、m-聯三苯-3-基、m-聯三苯-2-基、鄰甲苯基、間甲苯基、對甲苯基、p-叔丁基苯基、p-(2-苯丙基)苯基、3-甲基-2-萘基、4-甲基-1-萘基、4-甲基-1-蒽基、4′-甲基聯苯基、4″-t-丁基-p-聯三苯-4-基、2-芴基、9，9-二甲基-2-芴基、3-熒蒽基等。
優選列舉苯基、1-萘基、2-萘基、9-菲基、1-並四苯基、2-並四苯基、9-並四苯基、1-芘基、2-芘基、4-芘基、2-聯苯基、3-聯苯基、4-聯苯基、o-甲苯基、m-甲苯基、p-甲苯基、p-t-丁苯基、2-芴基、9，9-二甲基-2-芴基、3-熒蒽基等。
作為取代或非取代的苯乙烯基的例子，可以列舉2-苯基-1-乙烯基、2，2-二苯基-1-乙烯基、1，2，2-三苯基-1-乙烯基等。
此外，也可以添加例如紅瑩烯之類的縮合芳香族化合物、Ir(ppy)3之類的金屬絡合物、還有如氧雜萘鄰酮(香豆素)和DCJTB之類的螢光色素。
上述化合物的具體例子如下所示。


(5)空穴輸送區空穴輸送區至少含有一層空穴輸送層或通過上述的無機化合物層層疊形成的空穴輸送層，根據需要還具有空穴注入層。
空穴輸送層是協助向發光層的空穴注入並輸送到發光區域的層，其空穴移動度大，離子化能量通常為5.5eV以下，較小。作為這樣的空穴輸送層，優選在非常低的電場強度下將空穴輸送到發光層的材料，同時外加104～106V/cm的電場時，空穴移動度優選為至少10-4cm2/V·秒。
作為形成空穴輸送層的材料，只要具有上述優選的性質則沒有其它的限制，可以任意選擇使用以往在光傳導材料中慣用的空穴的電荷輸送材料和用於有機電致發光元件的空穴注入層的已知材料。
作為具體的例子，可以列舉如三唑衍生物(參照美國特許3,112,197號說明書)、噁二唑衍生物(參照美國特許3,189,447號說明書)、咪唑衍生物(參照特公昭37-16096號公報等)、聚芳基鏈狀烷烴衍生物(參照美國特許3,615,402號說明書、同第3,820,989號說明書、同第3,542,544號說明書、特公昭45-555號公報、同51-10983號公報、特開昭51-93224號公報、同55-17105號公報、同56-4148號公報、同55-108667號公報、同55-156953號公報、同56-36656號公報等)、吡唑啉衍生物及吡唑啉酮衍生物(參照美國特許3,180,729號說明書、同第4,278,746號說明書、特開昭55-88064號公報、同55-88065號公報、同49-105537號公報、同55-51086號公報、同56-80051號公報、同56-88141號公報、同57-45545號公報、同54-112637號公報、同55-74546號公報等)、苯二胺衍生物(參照美國特許第3,615,404號說明書、特公昭51-10105號公報、同46-3712號公報、同47-25336號公報、特開昭54-53435號公報、同54-110536號公報、同54-119925號公報等)、芳基胺衍生物(參照美國特許3,567,450號說明書、同第3,180,703號說明書、同第3,240,597號說明書、同第3,658,520號說明書、同第4,232,103號說明書、同第4,175,961號說明書、同第4,012,376號說明書、特公昭49-35702號公報、同39-27577號公報、特開昭55-144250號公報、同56-119132號公報、同6-22437號公報、西德特許1,110,518號說明書)、氨基取代查耳酮衍生物(參照美國特許第3,526,501號說明書)、噁唑衍生物(公開於美國特許3,257,203號說明書等)、苯乙烯基蒽衍生物(參照特開昭56-46234號公報等)、9-芴酮衍生物(參照特開昭54-110837號公報等)、腙衍生物(參照美國特許第3,717,462號說明書、特開昭54-59143號公報、同55-52063號公報、同55-52064號公報、同55-46760號公報、5-同85495號公報、同57-11350號公報、同57-148749號公報、特開平2-311591號公報等)、芪衍生物(參照特開昭61-210363號公報、同第61-228451號公報、同61-14642號公報、同61-72255號公報、同62-47646號公報、同62-36674號公報、同62-10652號公報、同62-30255號公報、同60-93455號公報、同60-94462號公報、同60-174749號公報、同60-175052號公報等)、矽氨烷衍生物(美國特許第4,950,950號說明書)、聚矽烷系(特開平2-204996號公報)、苯胺系共聚物(特開平2-282263號公報)、特開平1-211399號公報中公開的導電性高分子低聚物(特別是噻吩低聚物)等。
在空穴輸送區，為了有助於空穴的注入，還可以另外設置空穴注入層。作為空穴注入層的材料，可以使用與上述空穴輸送層相同的材料，優選使用卟啉化合物(特開昭63-2956965號公報公開的化合物)、芳香族叔胺化合物及苯乙烯基胺化合物(參照美國特許第4,127,412號說明書、特開昭53-27033號公報、同54-58445號公報、同54-149634號公報，同54-64299號公報、同55-79450號公報、同55-144250號公報、同56-119132號公報、同61-295558號公報、同61-98353號公報、同63-295695號公報等)、特別優選使用芳香族叔胺化合物。
另外還可以列舉美國特許第5,061,569號記載的分子內含兩個縮合芳香族環的化合物例如，4，4′-雙(N-(1-萘基)-N-苯基氨基)聯苯(以下簡稱NPD)，特開平4-308688號公報記載的三個三苯胺單元連接成繁星型的4，4′，4″-三(N-(3-甲苯基)-N-苯氨基)三苯胺(以下簡稱MTDATA)等。
另外，除了芳香族二次甲基系化合物外，還可以使用p型Si、p型SiC等無機化合物作為空穴注入層的材料。
空穴輸送層和空穴注入層，可以通過將上述化合物以真空蒸鍍法、旋轉塗布法、澆鑄法、LB法等已知方法進行薄膜化來形成。空穴輸送層各層的膜厚沒有特別的限定，通常為5nm～5μm。該空穴輸送層可以由一種或兩種以上的上述材料構成，而空穴輸送層為兩層以上時，也可以由各種不同的化合物構成。
另外，有機半導體層也是空穴輸送層的一部分，它是協助向發光層的空穴注入或電子注入的層，最好具有10-10S/cm以上的導電率。作為這樣的有機半導體材料，可以使用含噻吩低聚物、特開平8-193191號公報公開的含芳胺低聚物等導電性低聚物、含芳胺樹枝狀聚合物(デンドリマ一)等導電性樹枝狀聚合物等。
(6)電子輸送區電子輸送區至少含一層電子輸送層或通過上述無機化合物層層疊形成的電子輸送層，必要時也含有電子注入層等。
電子輸送層是協助向發光層的電子注入的層，電子移動度大，另外粘附改善層是該電子輸送層中由與陰極粘附特別良好的材料形成的層。作為用於電子輸送層的材料，8-羥基喹啉或其衍生物的金屬絡合物是合適的。
作為上述8-羥基喹啉或其衍生物的金屬絡合物的具體例子，可以列舉含8-羥基喹啉螯合物的金屬螯合オキシノイド化合物。
例如，可以使用(8-喹啉並(キノリノラト))鋁絡合物(Alq)作為電子輸送層。
另一方面，作為噁二唑衍生物，可以列舉下列[3]～[5]式所示的電子傳導性化合物。

(式中Ar5，Ar6，Ar7，Ar9，Ar10，Ar13，表示各種取代或非取代的芳基，它們相互可以是相同的，也可以是不同的。Ar8，Ar11，Ar12表示取代或非取代的亞芳基，它們相互可以是相同的，也可以是不同的。)這裡，作為芳基，可以列舉苯基、聯苯基、蒽基、二萘嵌苯基、芘基。作為亞芳基，可以列舉亞苯基、亞萘基、亞聯苯基、亞蒽基、亞二萘嵌苯基、亞芘基等。另外作為取代基，可以列舉碳原子數1～10的烷基、碳原子數1～10的烷氧基或氰基等。這種電子傳導性化合物優選為薄膜形成性的材料。
作為上述電子傳導性化合物的具體例子，可以列舉下列物質。

本發明的優選方式為在輸送電子的區域或陰極和有機層的界面區含有還原性摻雜劑的元件。這裡，還原性摻雜劑定義為能夠還原電子輸送性化合物的物質。因此，只要具有一定的還原性，各種物質均可使用，例如，可以適當使用由鹼金屬、鹼土金屬、稀土金屬、鹼金屬氧化物、鹼金屬滷化物、鹼土金屬氧化物、鹼土金屬滷化物、稀土金屬氧化物或稀土金屬滷化物、鹼金屬有機絡合物、鹼土金屬有機絡合物、稀土金屬有機絡合物中選擇的至少一種物質。
更具體地講，作為優選的還原性摻雜劑，可以列舉特別優選功函數在2.9eV以下的物質，如從Na(功函數2.36eV)、K(功函數2.28eV)、Rb(功函數2.16eV)及Cs(功函數1.95eV)中選擇的至少一種鹼金屬，從Ca(功函數2.9eV)、Sr(功函數2.0～2.5eV)、及Ba(功函數2.52eV)中選擇的至少一種鹼土金屬，。其中，更優選的還原性摻雜劑為從K、Rb及Cs中選擇至少一種鹼金屬，尤其優選為Rb或Cs，最優選為Cs。這些鹼金屬具有特別高的還原能力，有望通過向電子注入區添加較少量來提高有機電致發光元件的發光輝度或使其長壽命化。
作為功函數2.9eV以下的還原性摻雜劑，優選兩種以上這些鹼金屬的組合，特別是含Cs的組合，例如，優選Cs和Na、Cs和K、Cs和Rb、或Cs和Na及K的組合。通過含有Cs的組合，可以更有效地發揮還原能力，可通過向電子注入區添加來提高有機電致發光原件的發光輝度或延長使用壽命。
在本發明中，可以在陰極和有機層之間再設置由絕緣體或半導體構成的電子注入層。由此可以有效防止電流的洩漏，提高電子注入性。作為這樣的絕緣體，優選使用從鹼金屬氧族(硫屬)元素化合物、鹼土金屬氧族(硫屬)元素化合物、鹼金屬滷化物及鹼土金屬滷化物中選擇的至少一種金屬化合物。電子注入層如果是由鹼金屬氧族(硫屬)元素化合物構成的，則能進一步提高電子注入性，因此優選。
具體地講，作為優選的鹼金屬氧族(硫屬)元素化合物，可以列舉Li2O、LiO、Na2S、Na2Se、及NaO、作為優選的鹼土金屬氧族(硫屬)元素化合物，可以列舉CaO、BaO、SrO、BeO、BaS及CaSe。另外，作為優選的鹼金屬滷化物，可以列舉LiF、NaF、KF、LiCl、KCl及NaCl等。作為優選的鹼土金屬滷化物，可以列舉例如CaF2、BaF2、SrF2、MgF2及BeF2等氟化物、氟化物以外的滷化物。
另外，作為構成電子注入層的半導體，可以列舉含Ba、Ca、Sr、Yb、Al、Ga、In、Li、Na、Cd、Mg、Si、Ta、Sb及Zn中的至少一種元素的氧化物、氮化物或氮氧化物等的單獨一種或兩種以上的組合。
此外，構成電子注入層的無機化合物，優選為微晶或非結晶的絕緣性薄膜。電子注入層如果由這些絕緣性薄膜構成，則能形成更均質的薄膜，可以減少暗點等像素缺陷。
作為這樣的無機化合物，可以列舉上述鹼金屬氧族(硫屬)元素化合物、鹼土金屬氧族(硫屬)元素化合物、鹼金屬滷化物及鹼土金屬滷化物等。
(7)陰極作為陰極，可以使用作為電極物質採用功函數小(4eV以下)的金屬、合金、導電性化合物以及它們的混合物的材料。作為這樣的電極物質的具體例子，可以列舉鈉、鈉-鉀合金、鎂、鋰、鎂-銀合金、鋁/氧化鋁、鋁-鋰合金、銦、稀土金屬等。
陰極可以通過將這些電極物質以蒸鍍法和濺射法形成薄膜來製作。
在此，發光層所發光由陰極流出時，優選陰極對的透過率大於10％。
另外，陰極的薄片電阻優選為數百Ω/□以下，膜厚通常為10nm～1μm，優選為50～200nm。
(8)絕緣層由於是向超薄膜施加電場，有機電致發光元件容易產生洩漏和短路等像素缺陷。為防止這些，優選在一對電極間插入絕緣性的薄膜層。
作為用於絕緣層的材料，可以列舉例如，氧化鋁、氟化鋰、氧化鋰、氟化銫、氧化銫、氧化鎂、氟化鎂、氧化鈣、氟化鈣、氮化鋁、氧化鈦、氧化矽、氧化鍺、氮化矽、氮化硼、氧化鉬、氧化釕、氧化釩等。
也可以使用這些物質的混合物和層疊物。
(9)有機電致發光元件的製作例可以通過用以上所示材料和方法形成陽極、發光層、作為電荷輸送層的空穴輸送層及/或電子輸送層、根據需要設置的空穴注入層、電子注入層等後再形成陰極來製作有機電致發光元件。另外，也可以從陰極到陽極的以與上述相反的順序製作有機電致發光元件。
以下記載了在透光性基板上依次設置陽極/空穴輸送層/發光層/電子輸送層/陰極的有機電致發光元件(參照圖1)的製作例。
首先，在合適的透光性基板11上，通過蒸鍍法或濺射法形成1μm以下、優選為10～200nm範圍的膜厚的由陽極材料形成的薄膜，從而製成陽極12。
其次，在陽極12上設置空穴輸送層13。
空穴輸送層13可以通過上述的真空蒸鍍法、旋轉塗布法、澆鑄法、LB法等方法形成，但從容易得到均質的膜而且不容易產生針孔等方面考慮，優選通過真空蒸鍍法形成。由真空蒸鍍法形成空穴輸送層13時，其蒸鍍條件根據使用的化合物(空穴輸送層13的材料)、目標空穴輸送層13的結晶結構和複合結構等有所不同，一般優選在以下範圍內適當選擇蒸鍍源溫度為50～450℃、真空度為10-7～10-3torr、蒸鍍速度為0.01～50nm/秒、基板溫度為-50～300℃、膜厚為5nm～5μm。
在該空穴輸送層13上形成數nm～數十nm的無機化合物層17。這一無機化合物層17可以以各種方法成膜，具體地講為真空蒸鍍法、濺射法、電子射線蒸鍍法等。以真空蒸鍍法形成無機化合物層17時，其蒸鍍的條件根據使用的化合物(空穴輸送層13的材料)、目標空穴輸送層13的結晶結構和複合結構等有所不同，一般優選在蒸鍍源溫度500～1000℃、真空度10-7～10-3torr、蒸鍍速度0.01～50nm/秒、基板溫度-50～300℃、膜厚1nm～20nm的範圍適當選擇。
在上述的過程中，通過反覆進行空穴輸送層13和無機化合物層17的形成來層疊空穴輸送層13，可以在抑制驅動電壓的上升的同時將由空穴輸送層13和無機化合物層17形成的部分厚膜化至數十nm～數μm。空穴輸送層13的層疊數沒有特別的限定，優選為2～10回。
其次，在空穴輸送層13上設置發光層14。形成發光層14時也可以使用理想的有機發光材料通過真空蒸鍍法、濺射法、旋轉塗布法、澆鑄法等方法使有機發光材料薄膜化來形成，從容易得到均質的膜而且不容易產生針孔等方面考慮優選採用真空蒸鍍法。通過真空蒸鍍法形成發光層14時，蒸鍍條件根據使用的化合物有所不同，一般可以在與空穴輸送層13相同的條件範圍內選擇。
再其次，在該發光層14上設置電子輸送層15。與空穴輸送層13和發光層14相同，為了得到均質膜，優選通過真空蒸鍍法形成。蒸鍍的條件可以在與空穴輸送層13和發光層14相同的條件範圍內選擇。
與空穴輸送層13相同，電子輸送層15也可通過介入無機化合物層17形成層疊結構。通過層疊電子輸送層15，可以使由電子輸送層15和無機化合物層17形成的部分的厚度增加至數十nm～數μm。電子輸送層15的層疊數沒有特別的限定，優選為2～10回。
最後，可以通過層疊陰極16得到有機電致發光元件。陰極16由金屬構成，可以使用蒸鍍法、濺射法。為了避免底材的有機物層在制膜時受到損傷，優選真空蒸鍍法。
上述有機電致發光元件1的製作，優選抽成真空後一次性地完成從陽極到陰極的製作。
還有，本發明的有機電致發光元件的各層的成型方法沒有特別的限制。例如，可以通過已知的真空蒸鍍法、分子射線蒸鍍法(MBE法)、或溶於溶劑的溶液浸漬法、旋轉塗布法、澆鑄法、榛塗法、輥塗法等已知的塗布方法形成。
本發明的有機電致發光元件各有機層的膜厚沒有特別的限定，一般，膜厚過薄，容易產生針孔等缺陷，相反如果過厚，需要高的外加電壓，會降低效率，所以通常優選為數nm到1μm的範圍。
此外，對有機電致發光元件外加直流電壓時，陽極接+、陰極接-，並外加5～40V的電壓就能觀測到發光。如果加相反極性的電壓則沒有電流，完全不發光。在外加交流電壓的情況下，只有在陽極為+、陰極為-的極性時才能觀測到均勻的發光。外加的交流波形可以是任意的。
以下對本發明的實施例加以詳細的說明，但本發明不僅限於這些實施例。
實施例中使用的化合物表示如下。
實施例1將25mm×75mm×1.1mm厚的帶有透明電極線的玻璃基板(ジオマティック社制)在異丙醇中進行5分鐘的超聲波清洗後再進行30分鐘臭氧清洗。
將清洗後的帶有透明電極線的玻璃基板安裝於真空蒸鍍裝置的基板支架上，在形成有透明電極線一側的面上形成膜厚60nm的N，N，N，N-四(4-聯苯基)-二氨基聯苯層(以下稱TBDB層)以覆蓋住透明電極。這一膜具有空穴輸送層的功能。
形成TBDB膜後，用電阻加熱板在該TBDB膜上將三氧化鉬和銫(Cs源サエスゲッタ-社制)共蒸鍍10nm。蒸鍍的比率為相對於三氧化鉬10nm，銫膜厚為0.1nm。這一膜具有無機化合物層的功能。
在此基礎上，與先前同樣地蒸鍍60nm的TBDB膜。
其次，在此TBDB層上經蒸鍍形成膜厚40nm的基質(host)H1。同時作為發光分子共蒸鍍摻雜劑D1。此時的蒸鍍比為H1∶D1＝20∶1(重量比)。這一膜具有發光層的功能。
進而，經蒸鍍形成膜厚20nm的Alq。其具有電子輸送層的功能。
然後，蒸鍍1nm LiF作為絕緣層。
最後，蒸鍍150nm厚的金屬Al，形成金屬陰極，從而形成有機電致發光元件。
對這一有機電致發光元件，測定以1,000nit的輝度發光時的驅動電壓，和以1,000nit為初期輝度(L0)發光時的半衰期。
將這一有機電致發光元件在105℃保存100小時後，返回室溫檢查有無電流洩漏。
還有，檢查電流洩漏的有無時，通常以相反的極性施加電壓，根據有無洩漏電流加以確認。具體地講，通過施加5V相反極性的電壓評價洩漏電流的有無。
實施例1和以下所示的實施例2及比較例1～3的測定結果示於表1。
表1

比較例1除了不形成無機化合物層以外，與實施例1完全相同地製作有機電致發光元件。
對這一有機電致發光元件進行與實施例1同樣的評價。
實施例2在與實施例1相同地清洗的帶ITO透明電極線的玻璃基板的、形成有透明電極線一側的面上，形成膜厚為60nm的TBDB層以覆蓋上述透明電極。這一膜具有空穴輸送層的功能。
在此基礎上，經蒸鍍形成膜厚40nm的H1。同時作為發光分子共蒸鍍摻雜劑D1。蒸鍍比以重量比計為H1∶D1＝20∶1。這一膜具有發光層的功能。
再經蒸鍍形成膜厚20nm的Alq。其具有電子輸送層的功能。
形成Alq膜後，在這一Alq膜上使用電阻加熱板將三氧化鉬和氟化銫共蒸鍍10nm。蒸鍍的比率為相對於三氧化鉬10nm，氟化銫膜厚為0.1nm。這一膜具有無機化合物層的功能。
再在無機化合物層上經蒸鍍形成膜厚為20nm的Alq，與實施例1相同地形成絕緣層及金屬陰極，進而形成有機電致發光元件。
對這一有機電致發光元件進行與實施例1同樣的評價。
比較例2除了不形成無機化合物層以外，與實施例2完全相同地製作有機電致發光元件。對這一有機電致發光元件進行與實施例1同樣的評價。
比較例3除了TBDB層為一層、膜厚為60nm外，與比較例1完全相同地製作有機電致發光元件。對這一有機電致發光元件進行與實施例1同樣的評價。
由上述測定結果可知，無論有無無機化合物層，半衰期沒有差別，但是在形成有無機化合物層的元件中，無論元件的層厚如何，驅動電壓都會下降。
另一方面，在105℃保存100小時後檢查有機電致發光元件洩漏的有無時，空穴輸送層變薄的比較例3的元件產生了洩漏。
根據本發明，可以提供具有厚膜結構且能夠實現低電壓驅動的有機電致發光元件。
權利要求
1.一種有機電致發光元件，其具有形成一對電極的陽極和陰極、以及由被所述電極夾持的有機化合物形成的發光層，在所述陽極或陰極的其中至少一方與發光層之間存在由有機化合物形成的電荷輸送層，而且所述電荷輸送層形成為通過介入無機化合物層而層疊的結構。
2.根據權利要求1所述的有機電致發光元件，其中，在所述陽極與發光層之間存在作為電荷輸送層的空穴輸送層，所述空穴輸送層形成為通過介入無機化合物層而層疊的結構。
3.根據權利要求1所述的有機電致發光元件，其中，在所述陰極與發光層之間存在作為電荷輸送層的電子輸送層，所述電子輸送層形成為通過介入無機化合物而層疊的結構。
4.根據權利要求1所述的有機電致發光元件，其中，所述無機化合物層含有至少一種元素周期表中3～12族的元素。
5.根據權利要求4所述的有機電致發光元件，其中，所述空穴輸送層中存在的無機化合物層還含有至少一種元素周期表中1～2族的元素。
6.一種顯示裝置，具有含權利要求1所述的有機電致發光元件而組成的顯示畫面。
全文摘要
一種有機電致發光元件(1)，其具有形成一對電極的陽極(12)和陰極(16)及被夾持在電極之間的由有機化合物形成的發光層(14)，在陽極(12)或陰極(16)的其中至少一方與發光層(14)之間存在由有機化合物形成的電荷輸送層(13)，而且電荷輸送層(13)通過介入無機化合物層(17)形成為層疊結構。這種有機電致發光元件(1)不僅具有厚膜結構還能以低電壓完成驅動。
文檔編號H05B33/14GK1792120SQ200480013849
公開日2006年6月21日 申請日期2004年4月28日 優先權日2003年5月20日
發明者川村久幸 申請人:出光興產株式會社