JP2000100566A - 有機エレクトロルミネッセンス素子及びその製造方法 - Google Patents
有機エレクトロルミネッセンス素子及びその製造方法Info
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Abstract
ことがなく、耐久性に優れた実用的な有機EL素子を提
供すること。 【解決手段】 陽極と陰極との間に設けられた有機発光
層を有する有機化合物層の少なくとも一層の質量分析ス
ペクトルが、式(I) 【数1】 (ただし、IM はメインピークの強度、ISnは各サブピ
ークのうち、n番目のピークの強度を示す。)の関係を
満たす有機EL素子である。
Description
ミネッセンス素子(エレクトロルミネッセンスを、以下
「EL」と略記する。)に関し、さらに詳しくは、長時
間の駆動に対しても発光輝度が減衰することがなく、耐
久性に優れた有機EL素子に関するものである。
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、発光材料に無機化合物を用いて
なる無機EL素子と有機化合物を用いてなる有機EL素
子とがあり、このうち、特に有機EL素子は、印加電圧
を大幅に低くしうる上、小型化が容易であって、消費電
力が小さく、面発光が可能であり、かつ三原色発光も容
易であることから、次世代の発光素子としてその実用化
研究が積極的になされている。この有機EL素子の構成
については、陽極/有機発光層/陰極の構成を基本と
し、これに正孔注入輸送層や電子注入層を適宜設けたも
の、例えば陽極/正孔注入輸送層/有機発光層/陰極
や、陽極/正孔注入輸送層/有機発光層/電子注入層/
陰極などの構成のものが知られている。
ける最大の課題は、長時間の駆動に伴う有機EL素子の
発光輝度の減衰を抑制し、実用的にも耐え得るものとす
る技術を確立することである。この点、「月刊ディスプ
レイ、9月号、15頁(1995)」や、「応用物理、
第66巻、第2号、114〜115頁(1997)」に
よれば、有機EL素子を作成するために用いる各種有機
化合物の純度が、発光効率や発光輝度の減衰に強く影響
を及ぼすことが知られている。しかしながら、有機EL
素子に用いられる各種有機化合物の構造・性質等が有機
EL素子の性能に与える影響は未だ明らかでなく、これ
らを定量的に調べる方法は知られていなかった。したが
って、有機EL素子を長時間使用した場合、この発光輝
度が減衰する理由の詳細は、現在のところ不明であるの
が実状である。また、特に近年、アントラセン骨格、ナ
フタセン骨格、ピロレン骨格又はペリレン骨格を正孔輸
送・注入材料, 発光材料, ドーピング材料に用いる例が
多くなっているが、これらの骨格は容易に酸化され易い
という特徴を有しており、この酸化物を制御するような
技術については未だ開発されていない。
状況下で、長時間の駆動に対しても発光輝度が減衰する
ことがなく、耐久性に優れた実用的な有機EL素子及び
その製造方法を提供することを目的とするものである。
本発明は、そのなかでも特に、アントラセン骨格、ナフ
タセン骨格、ピロレン骨格又はペリレン骨格を有する材
料を有機EL素子に用いた場合、長時間の駆動に対して
も発光輝度が減衰することなく、耐久性に優れた実用的
な有機EL素子及びその製造方法を提供することを目的
とするものである。
優れた有機EL素子を開発すべく鋭意研究を重ねた結
果、一対の電極間に設けられた有機化合物層の少なくと
も一層が、特定の質量分析スペクトルを有するものであ
れば、その素子は耐久性に優れていること、そして、該
有機化合物層を蒸着法により形成させる際、蒸着条件を
厳密に制御することにより、特定の質量分析スペクトル
を有する有機化合物層が形成されることを見出した。本
発明は、かかる知見に基づいて完成したものである。す
なわち、本発明は、(1)少なくとも有機発光層を有す
る有機化合物層を陽極と陰極とからなる一対の電極で挟
持してなる有機EL素子において、前記有機化合物層の
少なくとも一層の質量分析スペクトルが、式(I)
snは各サブピークのうち、n番目のピークの強度を示
す。)の関係を満たすことを特徴とする有機エレクトロ
ルミネッセンス素子、及び(2)少なくとも有機発光層
を有する有機化合物層を陽極と陰極とからなる一対の電
極で挟持してなる有機EL素子を製造するに当たり、前
記有機化合物層の少なくとも一層の質量分析スペクトル
が、前記式(I)の関係を満たすように、蒸着により有
機化合物層を形成させることを特徴とする有機EL素子
の製造方法、を提供するものである。
陰極とからなる一対の電極の間に、少なくとも有機発光
層を有する有機化合物層が設けられたものであって、上
記有機化合物層は、発光層からなる層であってもよく、
また、発光層とともに、正孔注入輸送層,電子注入輸送
層などを積層した多層構造のものであってもよい。この
有機EL素子の素子構成としては、例えば(1)陰極/
発光層/陽極,(2)陰極/発光層/正孔注入輸送層/
陽極,(3)陰極/電子注入輸送層/発光層/陽極,
(4)陰極/電子注入輸送層/発光層/正孔注入輸送層
/陽極などを挙げることができる。
(1)電界印加時に、陽極又は正孔注入輸送層により正
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発光層内部に提供
し、これを発光につなげる発光機能などを有している。
この発光層に用いられる発光材料の種類については特に
制限はなく、従来有機EL素子における発光材料として
公知のものを用いることができる。また、正孔注入輸送
層は、正孔伝達化合物からなる層であって、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る。
その上、発光層に陰極又は電子注入層により注入された
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EL
素子の発光効率を向上させ、発光性能の優れたEL素子
とする。この正孔注入輸送層に用いられる正孔伝達化合
物については特に制限はなく、従来有機EL素子におけ
る正孔伝達化合物として公知のものを使用することがで
きる。さらに、電子注入輸送層は、陰極より注入される
電子を発光層に伝達する機能を有している。この電子注
入輸送層に用いられる電子伝達化合物については特に制
限はなく、従来有機EL素子における電子伝達化合物と
して公知のものを使用することができる。
合物からなる添加物などを混入させることも可能であ
る。ここで用いる微量の添加物はドーパントと呼ばれる
が、各層の電荷注入性を向上させたり、あるいはそれ自
身が発光種となったりして、有機EL素子の性能を向上
させる目的のために用いるものである。本発明の有機E
L素子においては、前記有機化合物層の少なくとも一層
が、その質量分析スペクトルにおいて、式(I)
snは各サブピークのうち、n番目のピークの強度を示
す。)の関係を満たすことが必要である。このIR値が
25を超えると耐久性に優れた有機EL素子が得られ
ず、本発明の目的が達せられない。耐久性の点から、こ
のIR値の好ましい値は20以下であり、特に10以下
が好適である。また、素子の耐久性の点から、該有機化
合物層は、質量分析スペクトルにおいて、式(II)
Mwn は各サブピークのうち、n番目のピークの質量を示
す。)の関係を満たすことが好ましく、より好ましく
は、該ΔM値が48以下であり、特に32以下が好適で
ある。有機EL素子を構成する有機化合物層の形成に供
される有機化合物は、アントラセン骨格、ナフタセン骨
格、ピロレン骨格又はペリレン骨格含有化合物が好まし
い。これらの化合物の酸化物の量は、形成される有機化
合物層の量に対して、相対値として25%以下であるこ
とが重要である。アントラセン誘導体、ナフタセン誘導
体、ピロレン誘導体又はペリレン誘導体は、正孔輸送の
バランス、あるいは電子輸送のバランスの良さから近
年、正孔輸送材料,正孔注入材料,発光材料, ド−ピン
ク材料として広く用いられている。その反面、アントラ
セン骨格、ナフタセン骨格、ピロレン骨格及びペリレン
骨格自身は、容易に酸化され易いため、昇華精製や、有
機EL素子を作製する場合には、真空減圧度や昇華温度
あるいは蒸着温度を非常に綿密に制御する必要があっ
た。真空度が低い場合、あるいは高温で昇華、蒸着した
場合には、容易に酸化され、蒸着層にアントラセン誘導
体、ナフタセン誘導体、ピロレン誘導体又はペリレン誘
導体の酸化物(質量分析にて+16、+32の成分にて
検出)が混入してしまい、これら酸化成分は、EL素子
性能例えば発光効率の低下, 発光波長の長波長化を引き
起こし、さらにはEL寿命を著しく低下させることが判
明している。これらは酸化物体の蛍光性の低下や、正孔
あるいは電子トラップとしての作用の為と考えられ、酸
化物体の含有量を制御する必要があった。これらの各誘
導体の酸化物のアントラセン骨格、ナフタセン骨格、ピ
ロレン骨格及びペリレン骨格は、以下のような構造をと
っているものと考えられるが、これらの構造に限られる
ものではない。
MS(フィールドディソープションマススペクトル)法
により、下記のようにして測定し、そのスペクトルから
各ピークの強度及び質量を求めた。装置は日本電子
(株)製のJMS−HX110を用い、エミッター上に
サンプルを塗布することにより測定した。さらに、本発
明の有機EL素子においては、前記の性状を有する有機
化合物層を形成するには、該有機化合物層を形成するた
めに用いる有機化合物が、ゲルパーミエーションクロマ
トグラフィー法(GPC法)による分析において、全体
のピーク面積に対するメインピーク面積の割合が98%
以上であるのが好ましく、より好ましくは、99%以
上、特に好ましくは99.5%以上である。これにより、
前記性状を有する有機化合物層が効果的に形成される。
なお、前記GPC法による分析は、以下に示す方法によ
り行う。カラム(東ソー(株)製)はHM+G3000
H8+G2000H8+G1000H8を用い、溶媒は
テトラヒドロフラン(以下THFと略す)を用いた。サ
ンプルをTHFに溶解し、流量1.4ml/minにて展
開し、検出はUV(紫外線)あるいはRI(屈折率)を
用いて行った。
法としては、特に制限はなく、従来公知の方法、例えば
昇華精製法,再結晶法,再沈殿法,ゾーンメルティング
法,カラム精製法,吸着法などを用いることができる
が、再結晶法及び昇華性を有する有機化合物であれば、
昇華精製法を採用するのが有利である。再結晶法として
は特に制限はなく、従来公知の方法を用いることができ
る。また、昇華性を有する有機化合物としては、昇華可
能な化合物であればよく、特に制限されず、例えばキレ
ート錯体化合物,キナクリドン系化合物,フタロシアニ
ン系化合物,芳香族縮合環を有する化合物及びその他様
々な化合物を挙げることができる。昇華精製法として
は、例えば攪拌方式や振動方式を採用することができ
る。有機化合物層の少なくとも一層が、前記性状を有す
る有機EL素子は、本発明の方法によれば、該有機化合
物層を真空蒸着やスパッタリングなどの物理的気相蒸着
法(PVD法)により形成させることにより、製造する
ことができる。
タセン構造、ピロレン構造又はペリレン構造を含有する
化合物は、蒸着前の原料粉末状態での質量分析において
も、酸化物ピーク〔M(1)+16あるいは+32〕が
検出されないことが望ましく、たとえ粉末状態で混入し
ていたとしても、真空蒸着において素子を作製した場合
においても、EL素子あるいは該化合物を蒸着した蒸着
膜の酸化成分が上記の条件を満たすことが望ましい。ま
た、昇華精製あるいは蒸着する場合のボート温度につい
ては、ボート形状あるいは真空雰囲気により条件が変わ
るが、アントラセン構造、ナフタセン構造、ピロレン構
造又はペリレン構造を含有する化合物のTG−DTA測
定を行い、重量減少5%までの温度までの条件で加熱す
ることは可能であるが、特に好ましくは、化合物融点温
度±30℃が特に望ましい。蒸着膜の分析方法としては
EL素子を有機溶媒(THF,トルエン等)へ溶解さ
せ、その溶液を質量分析(FD−MS等)により分析
し、そのスペクトルより判断することが可能であり、ま
たアントラセン構造、ナフタセン構造、ピロレン構造又
はペリレン構造を含有する化合物をガラス基板の上に所
定量(例えば1000Å以上等)蒸着させ、それを有機
溶媒へ溶解させて同じく質量分析により分折すれば容易
に判定可能である。本発明に供されるアントラセン構
造、ナフタセン構造、ピロレン構造又はペリレン構造を
含有する化合物の具体例を以下に示す。但しこれらの構
造に制限されるものではない。
ロアルキル基、アリール基、アルケニル基、アルコキシ
基、アリールオキシ基、アミノ基又は複素環基を表し、
それぞれ同一でも異なっていてもよい。)
置換もしくは未置換のアルキル基、置換もしくは未置換
のアリール基、置換もしくは未置換のアルコキシ基、置
換もしくは未置換のアリールオキシ基、置換もしくは未
置換のアルキルチオ基、置換もしくは未置換のアリール
チオ基、置換もしくは未置換のシクロアルキル基、置換
もしくは未置換の複素環基、置換もしくは未置換のアミ
ノ基又はルブレン誘導体を表す。iは1〜28の整数を
表し、それぞれのXは同一でも異なるものであってもよ
い。)
炭素数6〜16のアリール基を表す。R1 〜R8 は、そ
れぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、
アルコキシ基、アリール基又はアミノ基を表す。)
い芳香族環を表す。)
は未置換のアルキル基、置換もしくは未置換の単環基、
置換もしくは未置換の縮合多環基、AとBもしくはCと
Dが一体となって窒素原子を結合手とする複素環基を表
す。)
密に制御することが肝要である。すなわち、蒸着時の真
空度は、10-5〜10-7torrの圧力の範囲にあるの
がよい。この圧力が10-5torrを超えると不純物ガ
スの存在により、形成された有機化合物層中に、不純物
ガスと結合した有機化合物が存在するようになり、前記
性状を有する有機化合物層が形成しにくく、所望の耐久
性を有する有機EL素子が得られにくくなる。一方、圧
力が10-7torr未満では装置コストが増大し、経済
的に不利となる。素子の耐久性及び経済性を考慮する
と、蒸着時の真空度は、特に10-6torrのオーダー
の圧力が好適である。また、蒸着時における被蒸着基板
と蒸着すべき物質との距離は、5〜60cmの範囲にあ
るのが望ましい。この距離が上記範囲を逸脱すると、前
記性状を有する有機化合物層が形成されにくい傾向があ
る。所望性状の有機化合物層を形成するには、該距離の
より好ましい範囲は、20〜40cmである。さらに、
蒸着速度は0.1〜40Å/秒の範囲にあるのが好まし
い。この蒸着速度が上記範囲を逸脱すると前記性状を有
する有機化合物層が形成されにくい傾向がある。所望性
状の有機化合物層を形成するには、蒸着速度のより好ま
しい範囲は、0.1〜20Å/秒である。
化合物層は、それを構成する有機化合物を用い、真空蒸
着やスパッタリングなどの物理的気相蒸着法(PVD
法)により、形成させるのが好ましい。本発明の有機E
L素子は、基板に支持されていることが好ましい。ここ
で該基板については特に制限はなく、従来有機EL素子
に慣用されているもの、例えばガラスや透明プラスチッ
クからなるものが用いられる。この有機EL素子におけ
る陽極は、素子中に正孔を注入するための電極であり、
この陽極としては、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,CuI,IT
O(インジウムチンオキシド),SnO2 ,ZnO,I
nZnO(インジウムジンクオキシド)などの導電性透
明材料が挙げられる。この陽極は、例えばこれらの電極
物質を真空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、発光に対する透過率
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Ω/□以下が好ましい。
m〜1μm、好ましくは50〜200nmの範囲で選ば
れる。一方、陰極は、素子中に電子を注入するための電
極であり、この陰極としては、仕事関数の小さい(4e
V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/
銅混合物,マグネシウム/銀合金,アルミニウム−リチ
ウム合金,Al/Al2 O3 混合物,インジウム,希土
類金属などが挙げられる。この陰極は、例えばこれらの
電極物質を真空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、発光に対す
る透過率を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Ω/□以下が好ましい。
さらに膜厚は材料にもよるが、通常10nm〜1μm、
好ましくは50〜200nmの範囲で選ばれる。
フタセン誘導体、ピロレン誘導体及びペリレン誘導体の
化合物は、EL素子における材料として有効である。こ
れらの化合物を発光層とする場合は、例えば蒸着法,ス
ピンコート法,キャスト法などの公知の方法によって、
上記化合物を薄膜化することにより形成することができ
るが、特に分子堆積膜とすることが好ましい。ここで分
子堆積膜とは、該化合物の気相状態から沈着され形成さ
れた薄膜や、該化合物の溶液状態又は液相状態から固体
化され形成された膜のことであり、例えば蒸着膜などを
示すが、通常この分子堆積膜はLB法により形成された
薄膜(分子累積膜)とは区別することができる。また、
該発光層は、特開昭59−194393号公報などに開
示されているように、樹脂などの結着剤と該化合物と
を、溶剤に溶かして溶液としたのち、これをスピンコー
ト法などにより薄膜化し、形成することができる。この
ようにして形成された発光層の膜厚については特に制限
はなく、適宜状況に応じて選ぶことができるが、通常5
nm〜5μmの範囲で選定される。
にイオン化エネルギーが6.0eV程度より小さいので、
適当な陽極金属又は陽極化合物を選べば、比較的正孔を
注入しやすい。また電子親和力は2.8eV程度より大き
いので、適当な陰極金属又は陰極化合物を選べば、比較
的電子を注入しやすい上、電子,正孔の輸送能力も優れ
ている。さらに固体状態の蛍光性が強いため、該化合物
やその会合体又は結晶などの電子と正孔の再結晶時に形
成された励起状態を光に変換する能力が大きい。
ように、各種の態様があり、前記(2)又は(3)の構
成のEL素子における正孔注入輸送層は、正孔伝達化合
物からなる層であって、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る。その上、発光層に陰
極又は電子注入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EL素子の発光効率を向上
させ、発光性能の優れたEL素子とする。
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104 〜106 V
/cmの電界印加時に、少なくとも10-6cm2 /(V
・秒)の正孔移動度をもつものが好適である。このよう
な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、光導電材料に
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。
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)、ポリアリールアルカン誘導体(米国特許第3,61
5,402 号明細書,同3,820,989 号明細書,同3,5
42,544 号明細書,特公昭45−555号公報,同5
1−10983号公報,特開昭51−93224号公
報,同55−17105号公報,同56−4148号公
報,同55−108667号公報,同55−15695
3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4,278,746 号明細
書,特開昭55−88064号公報,同55−8806
5号公報,同49−105537号公報,同55−51
086号公報,同56−80051号公報,同56−8
8141号公報,同57−45545号公報,同54−
112637号公報,同55−74546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54−1105
36号公報,同54−119925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3,567,4
50 号明細書,同3,180,703 号明細書,同3,24
0,597 号明細書,同3,658,520 号明細書,同4,2
32,103 号明細書,同4,175,961 号明細書,同
4,012,376号明細書,特公昭49−35702号公
報,同39−27577号公報,特開昭55−1442
50号公報,同56−119132号公報,同56−2
2437号公報,西独特許第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3,71
7,462 号明細書,特開昭54−59143号公報,同
55−52063号公報,同55−52064号公報,
同55−46760号公報,同55−85495号公
報,同57−11350号公報,同57−148749
号公報などに記載されているもの)、スチルベル誘導体
(特開昭61−210363号公報,同61−2284
51号公報,同61−14642号公報,同61−72
255号公報,同62−47646号公報,同62−3
6674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
60−175052号公報などに記載のもの)などを挙
げることができる。
用することができるが、次に示すポルフィリン化合物
(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55−144250号公
報,同56−119132号公報,同61−29555
8号公報,同61−98353号公報,同63−295
695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。
ポルフィリン;5,10,15,20−テトラフェニル
−21H,23H−ポルフィリン銅(II);5,10,
15,20−テトラフェニル−21H,23H−ポルフ
ィリン亜鉛(II);5,10,15,20−テトラキス
(ペンタフルオロフェニル)−21H,23H−ポルフ
ィリン;シリコンフタロシアニンオキシド;アルミニウ
ムフ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;銅フタロシアニン;クロムフタロシアニ
ン;亜鉛フタロシアニン;鉛フタロシアニン;チタニウ
ムフ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。
また該芳香族第三級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’−テトラフェニル
−(1,1’−ビフェニル)−4,4’−ジアミン;
N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−N,N’−ジ
フェニル−〔1,1’−ビフェニル〕−4,4’−ジア
ミン;2,2−ビス(4−ジ−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−トリル−(1,1’−ビフェニル)−4,
4’−ジアミン;1,1−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−トリルアミノフェニル)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)−(1,1’−ビフェニル)
−4,4’−ジアミン;N,N,N’,N’−テトラフ
ェニル−4,4’−ジ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−p
−トリルアミン)−4’−〔4(ジ−p−トリルアミ
ン)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−
フェニルカルバゾールなどが挙げられる。
は、これらの正孔伝達化合物一種又は二種以上からなる
一層で構成されてもよいし、あるいは、前記層とは別種
の化合物からなる正孔注入輸送層を積層したものであっ
てもよい。一方、前記(3)の構成のEL素子における
電子注入層(電子注入輸送層)は、電子伝達化合物から
なるものであって、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。該電子伝達化
合物の好ましい例としては、
ー・プレプリント( 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
ライド・フィジックス(J.Apply.Phys.)」第27巻,
第269頁(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61−22515
1号公報,同61−233750号公報,同63−10
4061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61−2
25151号公報,同61−233750号公報などに
記載のもの)また、次の一般式(A)又は(B)
ぞれ独立に置換又は無置換のアリール基を示し、Ar4
は置換又は無置換のアリーレン基を示す。)で表される
電子伝達化合物が挙げられる。ここで、アリール基とし
てはフェニル基,ナフチル基,ビフェニル基,アントラ
ニル基,ペリレニル基,ピレニル基等が挙げられ、アリ
ーレン基としてはフェニレン基,ナフチレン基,ビフェ
ニレン基,アントラセニレン基,ペリレニレン基,ピレ
ニレン基等が挙げられる。また、置換基としては炭素数
1〜10のアルキル基,炭素数1〜10のアルコキシ基
又はシアノ基等が挙げられる。この一般式(A)又は
(B)で表される化合物は、薄膜形成性のものが好まし
い。一般式(A)又は(B)で表される化合物の具体例
としては、
電荷の注入性,輸送性,障壁性のいずれかを有する層で
あり、上記した有機材料の他にSi系,SiC系,Cd
S系などの結晶性ないし非結晶性材料などの無機材料を
用いることもできる。有機材料を用いた正孔注入輸送層
及び電子注入層は発光層と同様にして形成することがで
き、無機材料を用いた正孔注入輸送層及び電子注入層は
真空蒸着法やスパッタリングなどにより形成できるが、
有機及び無機のいずれの材料を用いた場合でも発光層の
ときと同様の理由から真空蒸着法により形成することが
好ましい。
方法の例を、各構成の素子それぞれについて説明する。
前記の陽極/発光層/陰極からなるEL素子の作製法に
ついて説明すると、まず適当な基板上に、所望の電極物
質、例えば陽極用物質からなる薄膜を、1μm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形成させ、陽極
を作製したのち、この上に発光材料であるアントラセン
誘導体、ナフタセン誘導体、ピロレン誘導体又はペリレ
ン誘導体の中から選ばれる少なくとも一種類の化合物の
薄膜を形成させ、発光層を設ける。該発光材料の薄膜化
の方法としては、例えばスピンコート法,キャスト法,
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、前述したように厳密に制御するこ
とが肝要であり、膜厚を5nm〜5μmとすることが好
ましい。次にこの発光層の形成後、その上に陰極用物質
からなる薄膜を、1μm以下、好ましくは50〜200
nmの範囲の膜厚になるように、例えば蒸着やスパッタ
リングなどの方法により形成させ、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
の作製においては、作製順序を逆にして、陰極,発光
層,陽極の順に作製することも可能である。
発光材料,電子注入材料を混合させた形で電極間に挟持
させ発光層とした、陽極/発光層/陰極からなる素子の
場合の作製方法としては、例えば適当な基板の上に、陽
極用物質からなる薄膜を形成し、正孔注入輸送材料,発
光材料,電子注入材料,ポリビニルカルバゾール等の結
着剤等からなる溶液を塗布するか、又はこの溶液から浸
漬塗工法により薄膜を形成させ発光層とし、その上に陰
極用物質からなる薄膜を形成させるものがある。ここ
で、作製した発光層上に、さらに発光層の材料となる素
子材料を真空蒸着し、その上に陰極用物質からなる薄膜
を形成させてもよい。あるいは、正孔注入輸送材料,電
子注入材料および発光材料を同時蒸着させ発光層とし、
その上に陰極用物質からなる薄膜を形成させてもよい。
極から成るEL素子の作製法について説明すると、ま
ず、陽極を前記のEL素子の場合と同様にして形成した
のち、その上に、正孔伝達化合物から成る薄膜をスピン
コート法などにより形成し、正孔注入輸送層を設ける。
この際の条件は、前記発光材料の薄膜形成の条件に準じ
ればよい。次に、この正孔注入輸送層の上に、順次発光
層及び陰極を、前記EL素子の作製の場合と同様にして
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,正孔注入輸送層,陽極の順に作製するこ
とも可能である。さらに、陽極/正孔注入輸送層/発光
層/電子注入層/陰極から成るEL素子の作製法につい
て説明すると、まず、前記のEL素子の作製の場合と同
様にして、陽極,正孔注入輸送層,発光層を順次設けた
のち、この発光層の上に、電子伝達化合物から成る薄膜
をスピンコート法などにより形成して、電子注入層を設
け、次いでこの上に、陰極を前記EL素子の作製の場合
と同様にして設けることにより、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、陽極,電子注入層,発光層,正孔注入輸送
層,陽極の順に作製してもよい。
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3〜40V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。また、逆
の極性で印加しても電流は流れずに発光は全く生じな
い。さらに、交流電圧を印加する場合には、正極が+,
負極が−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。
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。 製造例1 発光材料の製造 発光材料として、下記の構造を有する4,4''−ビス
(2,2−ジフェニルビニル−1−イル)−p−タ−フ
ェニレン(以下、DPVTPと略記する。)を製造し
た。
ルの三つ口フラスコにベンゾフェノン1.0g、及び次式
で示される構造を有するホスホン酸エステル1.2gをモ
レキュラーシーブを用いて乾燥させたジメチルスルホキ
シド30ミリリットルに懸濁させた。
トキシド0.5gを加えて反応させたところ、反応物は直
ちに赤茶色の懸濁液となった。その後、反応温度を27
℃に保持し約1時間攪拌すると、この反応物は黄色の懸
濁液となった。更に、2時間攪拌した後、メタノール4
0ミリリットルを加えて黄色沈殿を濾取した。次いで、
この黄色沈殿物をトルエン100ミリリットルに懸濁さ
せ、目的物を加熱抽出した後、トルエンを留去すること
により0.5gの白色粉末を得た。これをDPVTP−1
とした。この粉末をボート温度320℃、10-5tor
rの条件で昇華精製することにより、0.38gの精製粉
末を得た。これをDPVTP−2とした。 製造例2 正孔注入材料の製造 正孔注入材料として、下記の構造を有する4,4’,
4''−トリス−〔N−(m−トリル)−N−フェニルア
ミノ〕トリフェニルアミン(以下、MTDATAと略記
する。)を製造した。
4,4’,4''−トリヨードトリフェニルアミン1.0
g、N−(3−トリル)−N−フェニルアミン(アルド
リッチ社製)1.0g、無水炭酸カリウム3g及び銅粉1.
0gを加え、200ミリリットルのジメチルスルホキシ
ドに溶解し200℃で8時間攪拌して反応させた。反応
終了後、反応液を濾過し、母液を塩化メチレンで抽出し
た。そして、ロータリーエバポレーターで溶媒を留去
し、残渣をシリカゲル(広島和光純薬社製)を充填した
カラムクロマトでトルエンを展開溶媒として精製し、淡
黄色粉末0.3gを得た。これをMTDATA−1とし
た。これを更に、ボート温度390℃、10-5torr
の条件で3回昇華精製することにより、0.24gの淡黄
色粉末を得た。これをMTDATA−2とした。 製造例3 正孔輸送材料の製造 正孔輸送材料として、下記の構造を有するN,N’−ジ
−(ナフチル−1−イル)−N,N’−ジフェニル−
4,4''−ベンジジン(以下、NPDと略記する。)を
製造した。
アミンの代わりに1−ヨードナフタレン(東京化成社
製)2.0gを、そして、N−(3−トリル)−N−フェ
ニルアミン(アルドリッチ社製)の代わりにN,N’−
ジフェニルベンジジン(広島和光純薬社製)1.0gを用
いた以外は、製造例2と同様に反応・精製を行い、0.3
7gの淡黄色粉末を得た。これを、NPD−1とした。
これを更に、ボート温度320℃、10-5torrの条
件で2回昇華精製することにより、0.31gの淡黄色粉
末を得た。これをNPD−2とした。 製造例4 ドーパントの製造 ドーパントとして、下記の構造を有する4,4’−ビス
−〔2−〔4−(N,N−ジフェニルアミノ)フェニル
−1−イル〕−ビニル−1−イル〕−1,1’−ビフェ
ニル(以下、DPAVBiと略記する。)を製造した。
造例1で用いたホスホン酸エステル1.9g、及びN,N
−ジフェニル−4−アミノベンズアルデヒド3.0gを加
え、モレキュラーシーブで乾燥させたジメチルスルホキ
シド50ミリリットルに溶解させた。これをアルゴンガ
ス雰囲気下、室温にてマグネチックスタラーで攪拌しな
がら、カリウム−t−ブトキシド(関東化学社製)1.0
gを粉末の状態で少量ずつ加えた。反応液は、直ちに赤
黒色を呈し、やがて退色し、緑黄色、後に黄土色の析出
物となった。反応後は、室温のまま更に3時間攪拌し
た。これを室温にて一晩放置した後、80重量%メタノ
ール水溶液50ミリリットルを徐々に加えた後、生成し
た黄色沈殿物を濾取し、80重量%メタノール水溶液5
0ミリリットルにて2回洗浄し、更にメタノール50ミ
リリットルにて2回洗浄した。これを50℃にて3時間
真空乾燥を行ったところ、黄色粉末2.8gが得られた。
次に、シリカゲル(富士デヴィソン化学社製、商品名B
W−820MH)140gをトルエンにて充填したカラ
ムクロマトに、前記黄色粉末をトルエンを用いて展開
し、最初に展開する画分を集めた。なお、この際の薄層
クロマトグラフィー(展開溶媒トルエン:n−ヘキサン
=2:1(容量比)、シリカゲル薄層)では、移動率
(Rate of flow) Rf =0.8であった。
をエバポレーターにて留去して乾固させた。そして、こ
のようにして得られた黄色粉末をトルエン60ミリリッ
トルに熱溶解させ、不溶解物はメンブランフィルター
(ADVANTEC社製、1μm、25mm)にて濾過
した。このトルエン溶液を室温にて放置し、得られた析
出物を濾取し、50℃で2時間乾燥することにより黄色
粉末2.3gを得た。これを、DPAVBi−1とした。
これを更にもう一度、トルエン50ミリリットルに熱溶
解させ、3回再結晶を繰り返した。その結果、黄色粉末
1.6gを得た。これを、DPAVBi−2とした。 製造例5 電子輸送材料の精製 電子輸送材料として、下記の構造を有する同仁化学社製
のアルミニウム−トリス(8−ヒドロキシキノリノー
ル)(以下、Alqと略記する。)を用いた。
した)1.0gをボート温度300℃、10-5torrの
条件で2回昇華精製することにより、0.7gの黄色粉末
を得た。これをAlq−2とした。製造例1〜5で得ら
れた各化合物について、明細書本文に記載した方法に従
い、GPC法による分析を行い、全体のピーク面積に対
するメインピーク面積の割合を求めた。結果を第1表に
示す。
により、厚さ100nmのインジウム−錫−酸化物膜
(In−Ti−O膜、以下ITO膜と略記する)(陽極
に相当)を設け、これを透明支持基板とした。この透明
支持基板をイソプロピルアルコールで5分間超音波洗浄
し、更に純粋中で5分間超音波洗浄した後、UVイオン
洗浄器(サムコインターナショナル社製)を用いて基板
温度150℃で20分間洗浄した。この透明支持基板を
乾燥窒素ガスで乾燥して市販の蒸着装置(日本真空技術
社製)の基板ホルダーに固定した。また、この市販の蒸
着装置には複数のモリブデン製の抵抗加熱ボートが配設
され、それぞれ独立した抵抗加熱ボートにMTDATA
−1を200mg、NPD−1を200mg、DPVT
P−2を200mg、DPAVBi−1を200mg、
Alq−1を200mg入れ、これらを蒸着用有機化合
物とした。
はMTDATA−1:20cm、NPD−1:25c
m、DPVTP−2:25cm、DPAVBi−1:2
0cm、Alq−1:25cmであった。蒸着用有機化
合物を抵抗加熱ボートに入れた後、真空槽を4×10-6
torr迄減圧し、MTDATA−1の入った前記加熱
ボートに通電して360℃迄加熱し、蒸着速度1〜3Å
/秒で透明支持基板上に蒸着して60nmのMTDAT
A−1層を設けた。そして、NPD−1の入った前記加
熱ボートに通電して260℃迄加熱し、蒸着速度1〜3
Å/秒で、上記MTDATA−1層の上に、NPD−1
を蒸着して膜厚20nmのNPD−1層を設けた。次い
で、DPVTP−2の入った前記加熱ボートとDPAV
Bi−1の入った前記加熱ボートを同時に通電し、DP
VTP−2とDPAVBi−1から成る膜厚40nmの
発光層を形成した。この時の蒸着速度は、DPVTP−
2が28〜30Å/秒であり、DPAVBi−1が1〜
1.3Å/秒であった。更に、Alq−1の入った加熱ボ
ートに通電して、蒸着速度1〜3Å/秒で上記発光層の
上にAlq−1層を蒸着して、膜厚20nmのAlq−
1層を設けた。
子輸送層の上にステンレススチール製のマスクを配置
し、再度基板ホルダー上に固定した。次いで、アルミニ
ウム及びリチウム(Al−Li)から成るリチウム濃度
5原子%の合金母材を陰極形成用の蒸着材料として用
い、蒸着時の真空度1×10-6torr、蒸着速度5〜
10Å/秒の条件で蒸着し、膜厚150nmの陰極を形
成した。以上のようにして得られた有機EL素子に、I
TO電極を正、Al−Li合金電極を負にし、6Vの直
流電圧を印加したところ、均一な青色発光が得られた。
この有機EL素子の半減寿命(初期輝度300cd/m
2 が150cd/m2へと減衰する迄の時間)は、窒素
気流下、定電流駆動することにより測定した。この有機
EL素子の半減寿命を第2表に示した。一方、別途、前
記と同様にして、各透明支持基板上に各有機化合物層
(正孔注入層,正孔輸送層,発光層及び電子輸送層)を
形成させたのち、各透明支持基板上の各有機化合物層
を、たとえばトルエンなどの有機溶媒にて溶解させ、そ
れぞれについて、明細書本文記載の方法に従い、FD−
MS法により、質量分析スペクトルを測定し、前記IR
値及びΔM値を求めた。結果を第2表に示す。
に、またMTDATA−1をMTDATA−2に変えた
以外は実施例1と同様にして有機EL素子を作製した。
得られた有機EL素子に、ITO電極を正、Al−Li
合金電極を負にし、6Vの直流電圧を印加したところ、
均一な青色発光が得られた。この有機EL素子の半減寿
命を第2表に示した。また、実施例1と同様にして、各
有機化合物層のIR値及びΔM値を求めた。結果を第2
表に示す。 実施例3 実施例1において、DPVTP−2をDPVTP−1
に、またNPD−1をNPD−2に変えた以外は実施例
1と同様にして有機EL素子を作製した。得られた有機
EL素子に、ITO電極を正、Al−Li合金電極を負
にし、6Vの直流電圧を印加したところ、均一な青色発
光が得られた。この有機EL素子の半減寿命を第2表に
示した。
物層のIR値及びΔM値を求めた。結果を第2表に示
す。 実施例4 実施例1において、DPVTP−2をDPVTP−1
に、またDPAVBi−1をDPAVBi−2に変えた
以外は実施例1と同様にして有機EL素子を作製した。
得られた有機EL素子に、ITO電極を正、Al−Li
合金電極を負にし、6Vの直流電圧を印加したところ、
均一な青色発光が得られた。この有機EL素子の半減寿
命を第2表に示した。また、実施例1と同様にして、各
有機化合物層のIR値及びΔM値を求めた。結果を第2
表に示す。
に、またAlq−1をAlq−2に変えた以外は実施例
1と同様にして有機EL素子を作製した。得られた有機
EL素子に、ITO電極を正、Al−Li合金電極を負
にし、6Vの直流電圧を印加したところ、均一な青色発
光が得られた。この有機EL素子の半減寿命を第2表に
示した。また、実施例1と同様にして、各有機化合物層
のIR値及びΔM値を求めた。結果を第2表に示す。 実施例6 実施例1において、MTDATA−1をMTDATA−
2に、NPD−1をNPD−2に、DPAVBi−1を
DPAVBi−2に、更にAlq−1をAlq−2に変
えた以外は実施例1と同様にして有機EL素子を作製し
た。得られた有機EL素子に、ITO電極を正、Al−
Li合金電極を負にし、6Vの直流電圧を印加したとこ
ろ、均一な青色発光が得られた。この有機EL素子の半
減寿命を第2表に示した。
物層のIR値及びΔM値を求めた。結果を第2表に示
す。 比較例1 実施例1において、DPVTP−2をDPVTP−1に
変えた以外は実施例1と同様にして有機EL素子を作製
した。得られた有機EL素子に、ITO電極を正、Al
−Li合金電極を負にし、6Vの直流電圧を印加したと
ころ、均一な青色発光が得られた。この有機EL素子の
半減寿命を第2表に示した。また、実施例1と同様にし
て、各有機化合物層のIR値及びΔM値を求めた。結果
を第2表に示す。
圧する代わりに、6×10-5torrまで減圧した以外
は、実施例1と同様にして有機EL素子を作製した。得
られた有機EL素子に、ITO電極を正、Al−Li合
金電極を負にし、6Vの直流電圧を印加したところ、均
一な青色発光が得られた。この有機EL素子の半減寿命
を第2表に示した。また、実施例1と同様にして、各有
機化合物層のIR値及びΔM値を求めた。結果を第2表
に示す。
により、厚さ100nmのITO膜を設け、これを透明
支持基板とした。この透明支持基板をイソプロピルアル
コールで5分間超音波洗浄し、純粋中で5分間超音波洗
浄した後、最後に再びイソプロピルアルコールで5分間
超音波洗浄した。次にこの透明支持基板を市販の蒸着装
置(日本真空技術社製)の基板ホルダーに固定した。こ
の蒸着装置には複数のモリブデン製の抵抗加熱ボートが
配設され、それぞれ独立した抵抗加熱ボートに正孔注入
材料としてMTDATAを200mg、正孔輸送材料と
してNPDを200mg、発光材料として下記化合物1
を200mg、電子輸送材料としてAlqを200mg
入れ、これらを蒸着用有機化合物とした。
lqについて、GPC法による分析を行い、全体のピー
ク面積に対するメインピーク面積の割合を求めたとこ
ろ、それぞれ99.9%、100%、99.2%、10
0%であった。蒸着用有機化合物を抵抗加熱ボートに入
れた後、真空槽を1×10-6torr迄減圧し、MTD
ATAの入った前記加熱ボートに通電して360℃迄加
熱し、蒸着速度1〜3Å/秒で透明支持基板上に蒸着し
て60nmのMTDATA層を設けた。そして、NPD
の入った前記加熱ボートに通電して260℃迄加熱し、
蒸着速度1〜3Å/秒で、上記MTDATA層の上に、
NPDを蒸着して膜厚20nmのNPD層を設けた。次
いで、上記化合物1の入ったボートに通電し、加熱蒸発
して膜厚40nmの発光層を形成した。更に、Alqの
入った加熱ボートに通電して、膜厚20nmのAlq層
を設けた。次に、これを真空槽から取り出し、ステンレ
ススチール製のマスクを配置し、再度基板ホルダー上に
固定した。次いで、Mg:Agを真空度1×10-6to
rrで蒸着し、膜厚150nmのMg:Ag膜を形成し
有機EL素子を得た。以上のようにして得られた素子
に、ITO膜を陽極、Mg:Ag膜を陰極として、6V
の電圧を印加し、発光テストを行なったところ、青緑色
の均一発光が得られた。初期性能は、印加電圧6Vで電
流密度10mA/cm2 、輝度100cd/m2 であっ
た。この素子を初期輝度100cd/m2 にて窒素気流
中で定電流駆動させると、輝度が50cd/m2 になる
半減寿命は100時間以上であった。次に発光層を質量
分析したところ、酸化された(+32)FD−MSのピ
ーク強度は、酸化されていないピーク強度に対して5%
以下であった。また、実施例1と同様にして、各有機化
合物層のIR値及びΔM値を求めた。結果を第3表に示
す。
圧度を1×10-5torrとした以外は同様にして有機
EL素子を作製した。また得られた有機EL素子につい
て発光テストをしたところ、初期性能に著しい差は観測
されなかったが、半減時間は10時間しかなかった。次
に、発光層を質量分析したところ、酸化された(+3
2)FD−MSのピーク強度は、酸化されていないピー
ク強度に対して28%であった。このように酸化物混入
が多かったため、実施例7の有機EL素子に比べ半減寿
命が低下したと考えられる。また、実施例1と同様にし
て、各有機化合物層のIR値及びΔM値を求めた。結果
を第3表に示す。
した以外は同様にして有機EL素子を作製した。
析を行い、全体のピーク面積に対するメインピーク面積
の割合を求めたところ98.9%であった。得られた有
機EL素子について発光テストをしたところ、初期性能
は、印加電圧5Vで電流密度10mA/cm2 、輝度1
50cd/m2 の青色の均一発光が得られた。この素子
を初期輝度100cd/m2 にて窒素気流中で定電流駆
動させると、輝度が50cd/m2 になる半減寿命は1
00時間以上であった。次に発光層を質量分析したとこ
ろ、酸化された(+32)FD−MSのピーク強度は、
酸化されていないピーク強度に対して5%以下であっ
た。また、実施例1と同様にして、各有機化合物層のI
R値及びΔM値を求めた。結果を第3表に示す。
をその融点よりも50℃高く設定し、蒸着速度を速くし
た以外は同様にして有機EL素子を作製した。得られた
有機EL素子について発光テストをしたところ、初期性
能は、印加電圧5Vで電流密度12mA/cm2 、輝度
70cd/m2 の白色発光が得られた。この素子を初期
輝度100cd/m2 にて窒素気流中で定電流駆動させ
ると、輝度が50cd/m2 になる半減寿命は2時間で
あった。次に発光層を質量分析したところ、酸化された
(+32)FD−MSのピーク強度は、酸化されていな
いピーク強度に対して35%以上であった。このように
酸化物混入が多かったため、実施例8の有機EL素子に
比べ、発光色が青色から白色へ変化し、発光効率及び半
減寿命が低下したと考えられる。また、実施例1と同様
にして、各有機化合物層のIR値及びΔM値を求めた。
結果を第3表に示す。 比較例5 実施例8において、発光材料として化合物2に最初から
酸化物が40%(FD−MSピーク強度比)混入してい
る化合物を使用した以外は同様にして有機EL素子を作
製した。得られた有機EL素子について発光テストをし
たところ、比較例4と同様に、白色の発光が観察され、
半減寿命も1.5時間と著しく低下した。また、実施例
1と同様にして、各有機化合物層のIR値及びΔM値を
求めた。結果を第3表に示す。
した以外は同様にして有機EL素子を作製した。
析を行い、全体のピーク面積に対するメインピーク面積
の割合を求めたところ99.1%であった。得られた有
機EL素子について発光テストをしたところ、初期性能
は、印加電圧5Vで電流密度10mA/cm2 、輝度1
00cd/m2 の青色の均一発光が得られた。この素子
を初期輝度100cd/m2 にて窒素気流中で定電流駆
動させると、輝度が50cd/m2 になる半減寿命は1
00時間以上であった。次に発光層を質量分析したとこ
ろ、酸化された(+32)FD−MSのピーク強度は、
酸化されていないピーク強度に対して5%以下であっ
た。また、実施例1と同様にして、各有機化合物層のI
R値及びΔM値を求めた。結果を第3表に示す。
をその融点よりも50℃高く設定し、蒸着速度を速くし
た以外は同様にして有機EL素子を作製した。得られた
有機EL素子について発光テストをしたところ、比較例
4と同様に、白色の発光が観察され、半減寿命も1時間
と著しく低下した。次に発光層を質量分析したところ、
酸化された(+32)FD−MSのピーク強度は、酸化
されていないピーク強度に対して35%以上であった。
また、実施例1と同様にして、各有機化合物層のIR値
及びΔM値を求めた。結果を第3表に示す。
セン構造、ピロレン構造又はペリレン構造を含有する化
合物を有機EL素子構成化合物として用いる場合は、粉
末状態あるいは蒸着条件(真空度, 温度, 蒸着速度)に
より容易に酸化物が混入される可能性があり、これら酸
化物含有量を制御することが有機EL素子の性能向上に
非常に重要である。
に対しても発光輝度が減衰することがなく、耐久性に優
れた実用的なものであって、例えば情報機器のディスプ
レイなどに好適に用いられる。
Claims (12)
- 【請求項1】 少なくとも有機発光層を有する有機化合
物層を陽極と陰極とからなる一対の電極で挟持してなる
有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記有機
化合物層の少なくとも一層の質量分析スペクトルが、式
(I) 【数1】 (ただし、IM はメインピークの強度、Isnは各サブピ
ークのうち、n番目のピークの強度を示す。)の関係を
満たす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】 有機化合物層の少なくとも一層の質量分
析スペクトルが、式(I)の関係を満たすとともに、式
(II) 【数2】 (ただし、MMWはメインピークの質量、SMwn は各サブ
ピークのうち、n番目のピークの質量を示す。)の関係
を満たす請求項1記載の有機エレクトロルミネッセンス
素子。 - 【請求項3】 有機化合物層を形成するために用いる有
機化合物の中の少なくとも一つが、ゲルパーミエーショ
ンクトマトグラフィー法(GPC法)による分析におい
て、全体のピーク面積に対するメインピーク面積の割合
が98%以上のものである請求項1記載の有機エレクト
ロルミネッセンス素子。 - 【請求項4】 少なくとも有機発光層を有する有機化合
物層を陽極と陰極とからなる一対の電極で挟持してなる
有機エレクトロルミネッセンス素子を製造するに当た
り、前記有機化合物層の少なくとも一層の質量分析スペ
クトルが、式(I) 【数3】 (ただし、IM はメインピークの強度、Isnは各サブピ
ークのうち、n番目のピークの強度を示す。)の関係を
満たすように、蒸着により有機化合物層を形成させるこ
とを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子の製
造方法。 - 【請求項5】 有機化合物層の少なくとも一層の質量分
析スペクトルが、式(I)の関係を満たすとともに、式
(II) 【数4】 (ただし、MMWはメインピークの質量、SMwn は各サブ
ピークのうち、n番目のピークの質量を示す。)の関係
を満たすように、有機化合物層を形成させる請求項4記
載の製造方法。 - 【請求項6】 有機化合物層を形成するために用いる有
機化合物の中の少なくとも一つが、ゲルパーミエーショ
ンクトマトグラフィー法(GPC法)による分析におい
て、全体のピーク面積に対するメインピーク面積の割合
が98%以上のものである請求項4記載の製造方法。 - 【請求項7】 有機化合物が、骨格構造の中に少なくと
も1つ以上のアントラセン構造、ナフタセン構造、ピロ
レン構造又はペリレン構造を含有する化合物であること
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素子。 - 【請求項8】 有機化合物が、骨格構造の中に少なくと
も1つ以上のアントラセン構造、ナフタセン構造、ピロ
レン構造又はペリレン構造を含有する化合物であること
を特徴とする請求項4〜6のいずれかに記載の製造方
法。 - 【請求項9】 少なくとも有機発光層を有する有機化合
物層を陽極と陰極とからなる一対の電極で挟持してなる
有機エレクトロルミネッセンス素子を製造するに当た
り、有機化合物層を形成するために用いる有機化合物の
粉末の質量分析スペクトルが、式(I) 【数5】 (ただし、IM はメインピークの強度、Isnは各サブピ
ークのうち、n番目のピークの強度を示す。)の関係を
満たすとともに、式(II) 【数6】 (ただし、MMWはメインピークの質量、SMwn は各サブ
ピークのうち、n番目のピークの質量を示す。)の関係
を満たすことを特徴とする有機エレクトロルミネッセン
ス素子の製造方法。 - 【請求項10】 蒸着時の真空度が10-5〜10-7to
rrである請求項4記載の製造方法。 - 【請求項11】 蒸着時における被蒸着基板と蒸着すべ
き物質との距離が5〜60cmである請求項4記載の製
造方法。 - 【請求項12】 蒸着速度が0.1〜40Å/秒である請
求項4記載の製造方法。
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KR10-2003-7001419A KR100539140B1 (ko) | 1998-07-24 | 1999-07-15 | 유기 전기발광 소자 및 그의 제조 방법 |
KR10-2000-7003075A KR100538608B1 (ko) | 1998-07-24 | 1999-07-15 | 유기 전기발광 소자 및 그의 제조 방법 |
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