JPH1050480A - 発光素子およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電気エネルギーの利用効率が高く長時間の駆
動にも安定な発光素子を提供する。 【解決手段】正極と負極の間に発光を司る物質が存在
し、電気エネルギーにより発光する素子であって、該発
光を司る物質がドーピングされていることを特徴とする
発光素子。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気エネルギーを
光に変換できる素子であって、表示素子、フラットパネ
ルディスプレイ、バックライト、照明、インテリア、標
識、看板、電子写真機などの分野に利用可能な面状発光
体用の発光素子およびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】負極から注入された電子と正極から注入
された正孔が両極に挟まれた有機蛍光体内で再結合する
際に発光するという有機積層薄膜発光素子の研究が近年
活発に行われるようになってきた。この素子は、薄型、
低駆動電圧下での高輝度発光、蛍光材料を選ぶことによ
る多色発光が特徴である。

【０００３】有機積層薄膜素子が高輝度に発光すること
は、コダック社のＣ．Ｗ．Ｔａｎｇらによって初めて示
された（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．５１（１２）
２１，ｐ．９１３，１９８７）。コダック社の研究グル
ープが提示した有機積層薄膜発光素子の代表的な構成
は、ＩＴＯガラス基板上に正孔輸送性のジアミン化合
物、発光層であり、かつ電子輸送層でもあるトリス（８
−ヒドロキシキノリノラト）アルミニウム、そして負極
としてＭｇ：Ａｇを順次設けたものであり、１０Ｖ程度
の駆動電圧で１０００ｃｄ／ｍ²の緑色発光が可能であ
った。現在は、上記の素子構成要素の他に発光層と機能
分離された電子輸送層を設けているものなど構成を変え
ているものもあるが、基本的にはコダック社の構成を踏
襲している。

【０００４】このような素子では電子の供給を促進でき
れば素子特性を向上させることが可能である。電子供給
促進には電子輸送能力の向上、電子注入効率向上、そし
てその両方の三通りの方法が考えられる。例えば、素子
内の電子輸送能力を向上して電子の供給を向上させる例
として、特開平６−３２２３６２号公報を例示すること
ができる。即ち、本公報には１０−ヒドロキシベンゾ
［ｈ］キノリン金属錯体が高い電子輸送能力を持つこと
から、トリス（８−ヒドロキシキノリノラト）アルミニ
ウムを用いた素子より高い素子性能を示すことが示され
ている。しかし、ポリアセチレンやポリピロールのよう
な共役系ポリマーにおいてドーピングによって電気伝導
率が向上することは、周知のことである。

【０００５】一方、電子注入を向上することによる電子
供給促進として、リチウムなどのアルカリ金属、マグネ
シウム、カルシウム、ベリリウムやそれらの合金である
低仕事関数陰電極の使用が好ましいことが、特開昭６０
−１９６９８０号公報、特開昭６３−２６４６９２号公
報、特開平２−１５５９５号公報、特開平２−２３４３
９４号公報、特開平４−２１２２８７号公報などに、ま
た有機物とこれらの金属との共蒸着層の介在による電子
注入向上については、特開平７−２６８３１７号公報
に、また陰電極と有機層の界面剥離を防止する目的で陰
極材料と有機材料のそれぞれの成分が漸増するように共
蒸着する方法が特開平４−１３３２８６号公報に記載さ
れている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明に関する発光素
子では、正孔と電子がそれぞれ正極と負極から注入され
て素子内で再結合が起こることによって発光が可能とな
る。しかし、従来技術では、高い電子移動度を示す材料
がなかったために、正孔の注入の方が優勢で素子特性を
十分に発現することができなかった。そこで、前述のよ
うに電子移動度の高い材料を開発したり、電子の注入効
率を上げて素子性能を向上させている。

【０００７】しかし、本発光素子に適合した電子輸送材
料はかなり限られており、現在最高の特性を示す材料を
用いても電子の供給は不足している。また、前記低仕事
関数電極およびこれらの金属と有機物の混合層は、非常
に活性であるため劣化が激しく、キャッピング層を設け
たり、厳しく封止しないとたちまち素子特性が低下して
しまうし、混合層や合金陰電極においては共蒸着法を用
いるために各成分の制御が困難で工程が複雑であるばか
りか再現性にも乏しかった。本発明は、かかる問題を解
決し、低電力で高輝度発光が可能で安定性の高い素子を
提供することを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、正極
と負極の間に発光を司る物質が存在し、電気エネルギー
により発光する素子であって、前記発光を司る物質にド
ーパントをドーピングすることにより前記課題を解決で
きる。さらに前記発光を司る物質にドーパントをドーピ
ングする際に意外にも有機層を微量の金属蒸気に晒すだ
けでドーピングできる製造方法を見いだし本発明に至っ
た。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明において正極は、光を取り
出すために透明であればよく、その成分としては、イン
ジウム、錫、金、銀、亜鉛、アルミニウム、クロム、ニ
ッケル、酸素、窒素、水素、アルゴン、炭素から選ばれ
る少なくとも一種類の元素からなることが多いが、ヨウ
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、ポリアニリンなどの導電性ポリマなど特
に限定されるものでない。本発明において好ましい例と
しては、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化錫イ
ンジウム（ＩＴＯ）があげられるが、パターニング加工
などを施すディスプレイ用途などにおいては、加工性に
優れたＩＴＯが特に好適な例としてあげることができる
が、表面抵抗を下げたり電圧降下抑制のために少量の銀
や金などの金属が含まれていても良く、また、錫、金、
銀、亜鉛、インジウム、アルミニウム、クロム、ニッケ
ルをガイド電極として使用することも可能である。中で
もクロムはブラックマトリックスとガイド電極の両方の
機能を持たせることができることからも好適な金属であ
る。透明電極の抵抗は素子の発光に十分な電流が供給で
きればよいので限定されないが、素子の消費電力の観点
からは低抵抗であることが望ましい。例えば３００Ω／
□以下のＩＴＯ基板であれば素子電極として機能する
が、現在では１０Ω／□程度の基板の供給も可能になっ
ていることから、低抵抗品を使用することが特に望まし
い。ＩＴＯの厚みは抵抗値に合わせて任意に選ぶことが
できるが、通常１００〜３００ｎｍの間で用いられるこ
とが多い。また、ガラス基板はソーダライムガラス、無
アルカリガラスなどが用いられ、また厚みも機械的強度
を保つのに十分な厚みがあればよいので、０．７ｍｍ以
上あれば十分である。ガラスの材質については、ガラス
からの溶出イオンが少ない方がよいので無アルカリガラ
スの方が好ましいが、ＳｉＯ２などのバリアコートを施
したソーダライムガラスも市販されているのでこれを使
用できる。ＩＴＯ膜形成方法は、電子ビーム法、スパッ
タリング法、化学反応法など特に制限を受けるものでは
ない。

【００１０】負極は、通常ドーピング層と隣接してお
り、電気伝導性があって電子の注入を実現できるもので
あれば特に限定されない。具体的には、白金、金、銀、
銅、鉄、錫、亜鉛、炭素、パラジウム、クロム、アルミ
ニウム、インジウムなどの金属、またはこれら金属を用
いた合金などが好ましい例として挙げられる。中でも電
極の形成の容易さや安定性を考慮すると銀、アルミニウ
ム、インジウムなどが特に好ましい例として挙げること
ができる。これらの電極の作製法も抵抗加熱、電子線、
スパッタリング、イオンプレーティング、ペーストのコ
ーティングなど導通を取ることができれば特に制限され
ないが、本発明では手軽にできる抵抗加熱蒸着法を使用
している。

【００１１】発光を司る物質とは、１）正孔輸送層／発
光層、２）正孔輸送層／発光層／電子輸送層、３）発光
層／電子輸送層、４）以上の組合わせ物質を一層に混合
した形態、そして、５）発光層単独のいずれであっても
よい。即ち、素子構成としては、上記１）〜３）の多層
積層構造の他に４）５）のように発光材料単独または発
光材料と正孔輸送材料および／または電子輸送材料を含
む層を一層設けるだけでもよい。

【００１２】正孔輸送層は正孔輸送材料単独で、あるい
は正孔輸送材料と高分子結着剤により形成され、正孔輸
送材料としてはＮ，Ｎ´−ジフェニル−Ｎ，Ｎ´−ジ
（３−メチルフェニル）−４，４´−ジアミン（ＴＰ
Ｄ）などのトリフェニルアミン類、Ｎ−イソプロピルカ
ルバゾ−ルなどの３級アミン類、ピラゾリン誘導体、ス
チルベン系化合物、ヒドラゾン系化合物、オキサジアゾ
ール誘導体やフタロシアニン誘導体に代表される複素環
化合物、ポリマー系では前記単量体を側鎖に有するポリ
カーボネートやスチレン誘導体、ポリビニルカルバゾー
ル、ポリシランなどが好ましいが特に限定されるもので
はない。これらの正孔輸送材料は、積層型の素子の場
合、単独で正孔輸送層を形成してもよいし、二種類以上
を混合または積層してもよい。例えば、ＩＴＯ透明電極
に正孔輸送材料として、まずフタロシアニンを蒸着して
続いてＴＰＤを積層した正孔輸送層は素子の性能を安定
化するし、ポリビニルカルバゾール中にＴＰＤを分散し
た正孔輸送層を持つ素子は、電圧耐性が向上する。

【００１３】発光材料は主に以前から発光体として知ら
れていたアントラセンやピレン、そして前述のトリス
（８−ヒドロキシキノリノラト）アルミニウムや１０−
ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリン金属錯体の他にも、例
えば、ビススチリルアントラセン誘導体、テトラフェニ
ルブタジエン誘導体、クマリン誘導体、オキサジアゾー
ル誘導体、ジスチリルベンゼン誘導体、ピロロピリジン
誘導体、ペリノン誘導体、シクロペンタジエン誘導体、
オキサジアゾール誘導体、チアジアゾロピリジン誘導
体、ポリマー系では、ポリフェニレンビニレン誘導体、
ポリパラフェニレン誘導体、そして、ポリチオフェン誘
導体などが使用できる。また発光層に添加するドーパン
トとしては、前述のルブレン、キナクリドン誘導体、ジ
アザインダセン誘導体、フェノキサゾン６６０、ＤＣＭ
１、Nile Red、ペリノン、ペリレン、クマリン誘導体な
どがそのまま使用できる。

【００１４】電子輸送材料としては、電界を与えられた
電極間において負極からの電子を効率良く輸送すること
が必要で、電子注入効率が高く、注入された電子を効率
良く輸送することが望ましい。そのためには電子親和力
が大きく、しかも電子移動度が大きく、さらに安定性に
優れ、トラップとなる不純物が製造時および使用時に発
生しにくい物質であることが要求される。このような条
件を満たす物質としてトリス（８−ヒドロキシキノリノ
ラト）アルミニウム、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ
［ｈ］キノリノラト）ベリリウム、２−（４−ビフェニ
ル）−５−（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−
オキサジアゾール（ｔ−ＢｕＰＢＤ）などのオキサジア
ゾール系誘導体、薄膜安定性を向上させたオキサジアゾ
ール二量体系誘導体の１，３−ビス（４−ｔ−ブチルフ
ェニル−１，３，４−オキサジゾリル）ビフェニレン
（ＯＸＤ−１）、１，３−ビス（４−ｔ−ブチルフェニ
ル−１，３，４−オキサジゾリル）フェニレン（ＯＸＤ
−７）、トリアゾール系誘導体、フェナントロリン系誘
導体などがある。

【００１５】以上の正孔輸送層、発光層、電子輸送層に
用いられる材料は単独で各層を形成することができる
が、高分子結着剤としてポリ塩化ビニル、ポリカーボネ
ート、ポリスチレン、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾー
ル）、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリ
レート、ポリエステル、ポリスルフォン、ポリフェニレ
ンオキサイド、ポリブタジエン、炭化水素樹脂、ケトン
樹脂、フェノキシ樹脂、ポリサルフォン、ポリアミド、
エチルセルロース、酢酸ビニル、ＡＢＳ樹脂、ポリウレ
タン樹脂などの溶剤可溶性樹脂や、フェノール樹脂、キ
シレン樹脂、石油樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、不
飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、エポキシ樹脂、
シリコーン樹脂などの硬化性樹脂などに分散させて用い
ることも可能である。

【００１６】発光を司る物質の形成方法は、抵抗加熱蒸
着、電子ビーム蒸着、スパッタリング、分子積層法、コ
ーティング法など特に限定されるものではないが、通常
は、抵抗加熱蒸着、電子ビーム蒸着が特性面で好まし
い。層の厚みは、発光を司る物質の抵抗値にもよるので
限定することはできないが、経験的には１０〜１０００
ｎｍの間から選ばれる。

【００１７】電気エネルギーとは主に直流電流を指す
が、パルス電流や交流電流を用いることも可能である。
電流値および電圧値は特に制限はないが、素子の消費電
力、寿命を考慮するとできるだけ低いエネルギーで最大
の輝度が得られるようにするべきである。

【００１８】本発明において透明な電極とは、可視光の
光線透過率が３０％以上であれば使用に大きな障害はな
いが、理想的には１００％に近い方が好ましい。ＩＴＯ
電極などは８０％以上の光線透過率を示すものもある
が、表面抵抗が低いものは光線透過率が低いものが多い
ので、素子特性とのバランスを取りながら選択する必要
がある。基本的には、透明な電極は可視光全域にわたっ
てほぼ同程度の透過率を持つことが好ましい。これはあ
る特定の波長にのみ吸収のある透明電極を使用した場
合、実際の発光色が透明電極を透過することによって変
化することがあるためである。従って、通常は発光色そ
のままで使用したいので平均的な透過率が必要となる。
但し、色を変えたい場合は積極的に吸収を持たせること
も可能であるが、通常はカラーフィルターや干渉フィル
ターを用いて変色させる方が技術的には容易である。

【００１９】本発明においてドーピングは、共役系ポリ
マーのように素子内の有機層の電気伝導性向上ならびに
キャリア注入を容易ならしめる目的がある。本発明の素
子は、電子輸送材料と正孔輸送材料から成っている。従
って、ドーピングの効果は、正孔輸送能力と電子輸送能
力向上のどちらでも期待できる。しかし、本発明の場合
特に電子輸送能力向上を目的としていることから、電子
輸送層へのドーピングについて具体例を示す。まず、ド
ーピングを行うためにはドーパントが必要であり、電子
輸送層にドーピングするには、ドナー性物質を用いる。
逆に、正孔輸送層にドーピングする場合は、アクセプタ
ー性物質を使用することになる。ドナー性物質は、アル
カリ金属、アルカリ土類金属、アミノ化合物、アンモニ
ア、テトラチアフルバレン誘導体、テトラセレナフルバ
レン誘導体などが挙げられる。中でも真空中で容易に蒸
着できて、有機薄膜の中に拡散しやすいナトリウム、カ
リウム、リチウム、マグネシウム、カルシウム、バリウ
ム、ストロンチウム、サマリウム、アンモニアが好まし
い物質である。ドーピング量には適切値があり、性能発
現のことを考慮するとドーピングされる物質に対して１
０％以下であることが好ましいが、有機物へのダメージ
を考慮すると５％以下がより好ましい。ドーピング量
は、通常ＳＩＭＳなどの測定法を用いて検量補正して定
めることが望ましいが、通常は蒸着時の水晶振動子モニ
ターでの膜厚測定が対比していると考えてよい。即ち、
リチウム金属の場合は電子輸送層の膜厚が３０〜１００
ｎｍの場合、モニター値で３ｎｍ以下、好ましくは１．
５ｎｍ以下、更に好ましくは０．５ｎｍ以下であり、マ
グネシウム金属の場合は、モニター値で５０ｎｍ以下、
好ましくは１０ｎｍ以下、更に好ましくは１ｎｍ以下で
あり、カルシウム金属の場合は、モニター値で３０ｎｍ
以下、好ましくは５ｎｍ以下、更に好ましくは１ｎｍ以
下であり、ナトリウム金属の場合は、モニター値で１０
ｎｍ以下、好ましくは３ｎｍ以下、更に好ましくは１ｎ
ｍ以下であり、カリウム金属の場合は、モニター値で１
０ｎｍ以下、好ましくは３ｎｍ以下、更に好ましくは１
ｎｍ以下であれば前記適切値に入っていると考えてよ
い。蒸着速度も素子の特性に大きく影響するが、素子構
成や金属によって最適な速度が存在する。個々には示さ
ないがこれら最適な蒸着速度を使用することが肝要であ
る。

【００２０】陰電極は、ドーピング操作が終了してから
引き続き行われる。これは、素子への電力供給が可能で
あればどの様な材料をも用いることが可能である。この
点で合金を使用する電極に比べて安定な電極材料が使用
できるし、共蒸着をする必要がないために電極の特性も
再現性よく発現できる。具体的には、白金、金、銀、
銅、鉄、アルミニウム、インジウム、パラジウム、クロ
ム、ニッケル、亜鉛、炭素、タンタル、タングステン、
導電性高分子、酸化錫、ＩＴＯまたはこれらの合金が使
用できる。金属の抵抗値や安定性を考慮すると金、銀、
銅、アルミニウムクロムがより好ましい例として挙げる
ことができる。

【００２１】ドーピングされる電子輸送材料としては、
前記のトリス（８−ヒドロキシキノリノラト）アルミニ
ウム（ＩＩＩ）、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］
キノリノラト）ベリリウム、２−（４−ビフェニル）−
５−（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサ
ジアゾール（ｔ−ＢｕＰＢＤ）などのオキサジアゾール
系誘導体、薄膜安定性を向上させたオキサジアゾール二
量体系誘導体の１，３−ビス（４−ｔ−ブチルフェニル
−１，３，４−オキサジゾリル）ビフェニレン（ＯＸＤ
−１）、１，３−ビス（４−ｔ−ブチルフェニル−１，
３，４−オキサジゾリル）フェニレン（ＯＸＤ−７）、
トリアゾール系誘導体、フェナントロリン系誘導体など
が挙げられるが、これらの材料は、電子輸送材料である
とともに発光材料として機能する場合もある。つまり、
ＩＴＯ／Ｎ，Ｎ´−ジフェニル−Ｎ，Ｎ´−ジ（３−メ
チルフェニル）−４，４´−ジアミン（ＴＰＤ）／トリ
ス（８−ヒドロキシキノリノラト）アルミニウム（ＩＩ
Ｉ）／リチウム／銀を順次積層した素子では、トリス
（８−ヒドロキシキノリノラト）アルミニウム（ＩＩ
Ｉ）が発光材料であるとともに電子輸送材料としての機
能を果たしている。また、ビス（１０−ヒドロキシベン
ゾ［ｈ］キノリノラト）ベリリウムなども同様の機能を
果たしている。

【００２２】

【実施例】以下、実施例および比較例をあげて本発明を
説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるも
のではない。

【００２３】実施例１ ＩＴＯガラス基板を所定の大きさに切り出し、１２ｍｍ
幅のＩＴＯ帯が残るようにエッチングした。この基板を
洗浄した後にＵＶ−オゾン処理を施してから真空蒸着機
にセットして１×１０^-4Ｐａにまで真空引きした。そし
てアルミナるつぼからＮ，Ｎ´−ジフェニル−Ｎ，Ｎ´
−ジ（３−メチルフェニル）−４，４´−ジアミンを
０．３ｎｍ／秒の速度で１３０ｎｍ蒸着し、続いてタン
タル製クヌーセンセルからトリス（８−ヒドロキシキノ
リノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）を同じく０．３ｎｍ
／秒の速度で１００ｎｍ蒸着した。真空中で５×５ｍｍ
角の素子ができるようにマスクをセットした。その後、
タングステンボートから０．１ｎｍ／秒の速度でリチウ
ムを１ｎｍ蒸着してから、０．５ｎｍ／秒の速度で銀を
１５０ｎｍ蒸着した。本素子は、４Ｖで４ｃｄ／ｍ²の
発光が認められ、７Ｖ−１．７５ｍＡで２１３ｃｄ／ｍ
²、１２Ｖ−１９５ｍＡで１６７３０ｃｄ／ｍ²の最高発
光輝度が得られた。

【００２４】実施例２ ＩＴＯガラス基板を所定の大きさに切り出し、１２ｍｍ
幅のＩＴＯ帯が残るようにエッチングした。この基板を
洗浄した後にＵＶ−オゾン処理を施してから真空蒸着機
にセットして１×１０^-4Ｐａにまで真空引きした。そし
てタンタル製クヌーセンセルから銅フタロシアニンを
０．３ｎｍ／秒の速度で２０ｎｍ、続いてアルミナるつ
ぼからビス（ｍ−メチルフェニルカルバゾール）を０．
３ｎｍ／秒の速度で１００ｎｍ蒸着し、更にタンタル製
クヌーセンセルからトリス（８−ヒドロキシキノリノラ
ト）アルミニウム（ＩＩＩ）を同じく０．３ｎｍ／秒の
速度で１００ｎｍ蒸着した。真空中で５×５ｍｍ角の素
子ができるようにマスクをセットした。その後、タング
ステンボートから０．０５ｎｍ／秒の速度でリチウムを
１．０ｎｍ蒸着してから、０．５ｎｍ／秒の速度でアル
ミニウムを２００ｎｍ蒸着した。本素子は、５．６１Ｖ
で１１５ｃｄ／ｍ²の発光が認められ、７．４２Ｖ−
５．００ｍＡの低電力で１２８９ｃｄ／ｍ²の発光輝度
が得られた。

【００２５】実施例３ ＩＴＯガラス基板を所定の大きさに切り出し、１２ｍｍ
幅のＩＴＯ帯が残るようにエッチングした。この基板を
洗浄した後にＵＶ−オゾン処理を施してから真空蒸着機
にセットして１×１０^-4Ｐａにまで真空引きした。そし
てタンタル製クヌーセンセルから銅フタロシアニンを
０．３ｎｍ／秒の速度で２０ｎｍ、続いてアルミナるつ
ぼからビス（ｍ−メチルフェニルカルバゾール）を０．
３ｎｍ／秒の速度で１００ｎｍ蒸着し、更にタンタル製
クヌーセンセルからトリス（８−ヒドロキシキノリノラ
ト）アルミニウム（ＩＩＩ）を同じく０．３ｎｍ／秒の
速度で１００ｎｍ蒸着した。真空中で５×５ｍｍ角の素
子ができるようにマスクをセットした。その後、タング
ステンボートから０．０５ｎｍ／秒の速度でリチウムを
０．５ｎｍ蒸着してから、０．５ｎｍ／秒の速度でアル
ミニウムを２００ｎｍ蒸着した。本素子は、４．９２Ｖ
で１１７ｃｄ／ｍ²の発光が認められ、６．７Ｖ−５．
００ｍＡの低電力で１３７５ｃｄ／ｍ²の発光輝度が得
られた。

【００２６】実施例４ ＩＴＯガラス基板を所定の大きさに切り出し、１２ｍｍ
幅のＩＴＯ帯が残るようにエッチングした。この基板を
洗浄した後にＵＶ−オゾン処理を施してから真空蒸着機
にセットして１×１０^-4Ｐａにまで真空引きした。そし
てタンタル製クヌーセンセルから銅フタロシアニンを
０．３ｎｍ／秒の速度で２０ｎｍ、続いてアルミナるつ
ぼからビス（ｍ−メチルフェニルカルバゾール）を０．
３ｎｍ／秒の速度で１００ｎｍ蒸着し、更にタンタル製
クヌーセンセルからトリス（８−ヒドロキシキノリノラ
ト）アルミニウム（ＩＩＩ）を同じく０．３ｎｍ／秒の
速度で１００ｎｍ蒸着した。真空中で５×５ｍｍ角の素
子ができるようにマスクをセットした。その後、タング
ステンボートから０．０５ｎｍ／秒の速度でリチウムを
０．０１ｎｍ蒸着してから、０．５ｎｍ／秒の速度でア
ルミニウムを２００ｎｍ蒸着した。本素子は、５．０１
Ｖで１２０ｃｄ／ｍ²の発光が認められ、６．７８Ｖ−
５．００ｍＡの低電力で１４４８ｃｄ／ｍ²の発光輝度
が得られた。

【００２７】実施例５ ＩＴＯガラス基板を所定の大きさに切り出し、１２ｍｍ
幅のＩＴＯ帯が残るようにエッチングした。この基板を
洗浄した後にＵＶ−オゾン処理を施してから真空蒸着機
にセットして１×１０^-4Ｐａにまで真空引きした。そし
てアルミナるつぼからＮ，Ｎ´−ジフェニル−Ｎ，Ｎ´
−ジ（３−メチルフェニル）−４，４´−ジアミンを
０．３ｎｍ／秒の速度で１３０ｎｍ蒸着し、続いてタン
タル製クヌーセンセルからトリス（８−ヒドロキシキノ
リノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）を同じく０．３ｎｍ
／秒の速度で１００ｎｍ蒸着した。真空中で５×５ｍｍ
角の素子ができるようにマスクをセットした。その後、
アルミナるつぼから０．１ｎｍ／秒の速度でマグネシウ
ムを１ｎｍ蒸着してから、０．５ｎｍ／秒の速度で銀を
１５０ｎｍ蒸着した。本素子は、４Ｖで３ｃｄ／ｍ²の
発光が認められ、７Ｖ−１．７２ｍＡで１５３ｃｄ／ｍ
²、１３Ｖ−１５５ｍＡで１３２１０ｃｄ／ｍ²の最高発
光輝度が得られた。

【００２８】実施例６ ＩＴＯガラス基板を所定の大きさに切り出し、１２ｍｍ
幅のＩＴＯ帯が残るようにエッチングして基板を洗浄し
た。ポリビニルカルバゾールのジクロロエタンに溶解し
（濃度８．５ｍｇ／ｇ）、０．５μｍのＰＴＦＥフィル
ターで濾過して溶液を調整した。この溶液からＩＴＯ基
板ディップコーティングでポリビニルカルバゾールを２
０ｎｍ塗布した（引上げ速度５０ｍｍ／分）。この基板
を５×５ｍｍ角の素子ができるようにマスクとともに真
空蒸着機にセットして２×１０^-3Ｐａにまで真空引きし
た。そして、タンタル製クヌーセンセルからトリス（８
−ヒドロキシキノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）を
０．３ｎｍ／秒の速度で１５０ｎｍ蒸着した。そして、
タングステンボートから０．２ｎｍ／秒の速度でナトリ
ウムを１．１ｎｍ蒸着してから、続いてタングステンボ
ートから０．３ｎｍ／秒の速度で銀を１５０ｎｍ蒸着し
た。本素子は、４．５Ｖで２ｃｄ／ｍ²の発光が認めら
れ、８．４Ｖ−２．０ｍＡで１９５ｃｄ／ｍ²、１４．
２Ｖ−１００ｍＡで１１３７０ｃｄ／ｍ²の最高発光輝
度が得られた。

【００２９】実施例７ ＩＴＯガラス基板を所定の大きさに切り出し、１２ｍｍ
幅のＩＴＯ帯が残るようにエッチングして基板を洗浄し
た。この基板を真空蒸着機にセットして２×１０^-3Ｐａ
にまで真空引きした。そしてタンタル製クヌーセンセル
からＮ，Ｎ´−ジフェニル−Ｎ，Ｎ´−ジ（３−メチル
フェニル）−４，４´−ジアミンを０．３ｎｍ／秒の速
度で５０ｎｍ蒸着し、続いてタンタル製クヌーセンセル
からトリス（８−ヒドロキシキノリノラト）アルミニウ
ム（ＩＩＩ）を同じく０．３ｎｍ／秒の速度で６０ｎｍ
蒸着した。一度、チャンバーを大気圧に戻し、５×５ｍ
ｍ角の素子ができるようにマスクをセットした。その
後、０．３ｎｍ／秒の速度でカルシウムを１ｎｍ蒸着し
てから、０．３ｎｍ／秒の速度で銀を１５０ｎｍ蒸着し
た。本素子は、４Ｖで発光が認められ、１０Ｖ−１．１
９ｍＡで１３５ｃｄ／ｍ²、１８Ｖ−１２４ｍＡで１３
２３０ｃｄ／ｍ²の最高発光輝度が得られた。

【００３０】実施例８ ＩＴＯガラス基板を所定の大きさに切り出し、１２ｍｍ
幅のＩＴＯ帯が残るようにエッチングした。この基板を
洗浄した後にＵＶ−オゾン処理を施してから真空蒸着機
にセットして２×１０^-3Ｐａにまで真空引きした。そし
てタンタル製クヌーセンセルからＮ，Ｎ´−ジフェニル
−Ｎ，Ｎ´−ジ（３−メチルフェニル）−４，４´−ジ
アミンを０．３ｎｍ／秒の速度で５０ｎｍ蒸着し、続い
てタンタル製クヌーセンセルからトリス（８−ヒドロキ
シキノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）を同じく０．
３ｎｍ／秒の速度で６０ｎｍ蒸着した。一度、チャンバ
ーを大気圧に戻し、薄膜をコーティングした基板をアン
モニア飽和環境下に３分晒した。その後、５×５ｍｍ角
の素子ができるようにマスクをセットして２×１０^-3Ｐ
ａにまで真空引きしてから０．３ｎｍ／秒の速度で、
０．３ｎｍ／秒の速度でアルミニウムを５０ｎｍ蒸着し
た。本素子は、５Ｖで発光が認められ、１０Ｖ−２．６
２ｍＡで１１７ｃｄ／ｍ²の発光輝度が得られた。

【００３１】比較例１（ドーピングのない場合） ＩＴＯガラス基板を所定の大きさに切り出し、１２ｍｍ
幅のＩＴＯ帯が残るようにエッチングした。この基板を
洗浄した後にＵＶ−オゾン処理を施してから真空蒸着機
にセットして１×１０^-4Ｐａにまで真空引きした。そし
てアルミナるつぼからＮ，Ｎ´−ジフェニル−Ｎ，Ｎ´
−ジ（３−メチルフェニル）−４，４´−ジアミンを
０．３ｎｍ／秒の速度で１３０ｎｍ蒸着し、続いてタン
タル製クヌーセンセルからトリス（８−ヒドロキシキノ
リノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）を同じく０．３ｎｍ
／秒の速度で１００ｎｍ蒸着した。真空中で５×５ｍｍ
角の素子ができるようにマスクをセットした。その後、
０．５ｎｍ／秒の速度で銀を１５０ｎｍ蒸着した。本素
子は、６Ｖで２ｃｄ／ｍ²の発光が認められ、１０Ｖ−
３．６３ｍＡで１６０ｃｄ／ｍ²、１６Ｖ−１５０ｍＡ
で２９１０ｃｄ／ｍ²の最高発光輝度が得られた。

【００３２】比較例２（ドーピングのない場合） ＩＴＯガラス基板を所定の大きさに切り出し、１２ｍｍ
幅のＩＴＯ帯が残るようにエッチングして基板を洗浄し
た。この基板を真空蒸着機にセットして２×１０^-3Ｐａ
にまで真空引きした。そしてタンタル製クヌーセンセル
からＮ，Ｎ´−ジフェニル−Ｎ，Ｎ´−ジ（３−メチル
フェニル）−４，４´−ジアミンを０．３ｎｍ／秒の速
度で５０ｎｍ蒸着し、続いてタンタル製クヌーセンセル
からトリス（８−ヒドロキシキノリノラト）アルミニウ
ム（ＩＩＩ）を同じく０．３ｎｍ／秒の速度で６０ｎｍ
蒸着した。一度、チャンバーを大気圧に戻し、５×５ｍ
ｍ角の素子ができるようにマスクをセットした。その
後、０．３ｎｍ／秒の速度でアルミニウムを５０ｎｍ蒸
着した。本素子は、５Ｖで発光が認められ、１２Ｖ−
１．８６ｍＡで１００ｃｄ／ｍ²、１８Ｖ−７５ｍＡで
２３２０ｃｄ／ｍ²の最高発光輝度が得られた。

【００３３】比較例３ ＩＴＯガラス基板を所定の大きさに切り出し、１２ｍｍ
幅のＩＴＯ帯が残るようにエッチングして基板を洗浄し
た。ポリビニルカルバゾールのジクロロエタンに溶解し
（濃度８．５ｍｇ／ｇ）、０．５μｍのＰＴＦＥフィル
ターで濾過して溶液を調整した。この溶液からＩＴＯ基
板ディップコーティングでポリビニルカルバゾールを２
０ｎｍ塗布した（引上げ速度５０ｍｍ／分）。この基板
を５×５ｍｍ角の素子ができるようにマスクとともに真
空蒸着機にセットして２×１０^-3Ｐａにまで真空引きし
た。そして、タンタル製クヌーセンセルからトリス（８
−ヒドロキシキノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）を
０．３ｎｍ／秒の速度で１００ｎｍ蒸着した。そして、
タングステンボートから０．２ｎｍ／秒の速度でリチウ
ムを３０ｎｍ蒸着してから、続いてタングステンボート
から０．３ｎｍ／秒の速度で銀を１５０ｎｍ蒸着し、積
層負極を得た。本素子は、１５．９Ｖ−４．０ｍＡで３
６０ｃｄ／ｍ²、１９．７Ｖ−２０ｍＡで１８２０ｃｄ
／ｍ²の最高発光輝度が得られた。

【００３４】参考例（電子輸送層中のドーパントの検
出） ＩＴＯ基板を１×２ｍｍの大きさに切り出し洗浄した。
ＵＶ−オゾン処理を施してから真空蒸着機に固定して１
×１０^-4Ｐａにまで真空引きした。そしてアルミナるつ
ぼからＮ，Ｎ´−ジフェニル−Ｎ，Ｎ´−ジ（３−メチ
ルフェニル）−４，４´−ジアミンを０．３ｎｍ／秒の
速度で９０ｎｍ蒸着し、続いてタンタル製クヌーセンセ
ルからトリス（８−ヒドロキシキノリノラト）ガリウム
を同じく０．３ｎｍ／秒の速度で１００ｎｍ蒸着した。
続いて、タングステンボートから０．５ｎｍ／秒の速度
でマグネシウムを５０ｎｍ、そして０．５ｎｍ／秒の速
度でアルミニウムを１５０ｎｍ蒸着した。得られた素子
の陰電極をテープを用いて剥離してすぐにＳＩＭＳ測定
を行った。測定条件は、一次イオン種はＯ２＋、一次イ
オンエネルギー３ｋｅＶ、一次イオン電流５０ｎｍ、ラ
スター領域６００×６００μｍ、ゲート率６０％、分析
領域３６０×３６０μｍ、検出二次イオンは正イオン、
電子スプレー条件０．７ｋＶ−３．０Ａ（Ｆ４．０）、
測定時真空度２×１０^-6Ｐａ、Ｈ−Ｑ−Ｈは＃１４であ
る。その結果、電子輸送層であり発光層でもあるトリス
（８−ヒドロキシキノリノラト）ガリウム中へのマグネ
シウムの拡散が認められた。

【００３５】

【発明の効果】本発明は、電気エネルギーの利用効率が
高く長時間の駆動にも安定な発光素子を提供できるもの
である。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】正極と負極の間に発光を司る物質が存在
   し、電気エネルギーにより発光する素子であって、前記
   発光を司る物質にドーパントをドーピングすることを特
   徴とする発光素子。
2. 【請求項２】ドーパントがドナー性を持っていることを
   特徴とする請求項１記載の発光素子。
3. 【請求項３】ドナー性を持ったドーパントが、ナトリウ
   ム、カリウム、リチウム、マグネシウム、カルシウム、
   バリウムおよびアンモニアから選ばれる少なくとも一種
   類からなる物質であることを特徴とする請求項２記載の
   発光素子。
4. 【請求項４】ドーピングされた発光を司る物質が電子輸
   送性を持つことを特徴とする請求項１記載の発光素子。
5. 【請求項５】ドーピングされる発光を司る物質に対して
   ドーパントのドーピング量が１０％以下であることを特
   徴とする請求項１記載の発光素子。
6. 【請求項６】ドーピングされる発光を司る物質に対して
   ドーパントのドーピング量が５％以下であることを特徴
   とする請求項１記載の発光素子。
7. 【請求項７】ドーピングされた発光を司る物質に隣接し
   て陰電極が形成されていることを特徴とする請求項１記
   載の発光素子。
8. 【請求項８】有機層を金属蒸気に晒すことによってドー
   ピングすることを特徴とする発光素子の製造方法。