JP2000315580A

JP2000315580A - 有機エレクトロルミネッセンス素子およびその製造方法

Info

Publication number: JP2000315580A
Application number: JP11124478A
Authority: JP
Inventors: Hisayuki Kawamura; 久幸川村; Chishio Hosokawa; 地潮細川
Original assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Current assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Priority date: 1999-04-30
Filing date: 1999-04-30
Publication date: 2000-11-14
Anticipated expiration: 2019-04-30
Also published as: JP4420486B2

Abstract

(57)【要約】【課題】駆動電圧が低く、発光輝度が高い有機ＥＬ素
子およびその製造方法を提供する。【解決手段】少なくとも陽極層、有機発光媒体、およ
び陰極層を順次に積層した有機ＥＬ素子において、有機
発光媒体が低分子有機発光物質からなり、陽極層との界
面付近の低分子有機発光物質を酸化する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、有機エレクトロ
ルミネッセンス素子（以下、「有機ＥＬ素子」とも称す
る。）に関する。さらに詳しくは、民生用および工業用
の表示機器（ディスプレイ）あるいはプリンターヘッド
の光源等に用いて好適な有機ＥＬ素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の有機ＥＬ素子の一例が、文献１：
「低駆動電圧厚膜有機ＥＬ素子」、谷口彬雄著、Ｍ＆Ｂ
ＥＶｏｌ．１０，Ｎｏ．１（１９９９）に開示されて
いる。この文献１に開示された有機ＥＬ素子４０は、図
４に示されるように、陰極層４２と透明電極である陽極
層４４との間に、陰極層４２から順次に電子輸送層４
６、有機発光層４８が設けられている。そして、有機発
光層４８には、低電圧駆動を目的として、トリフェニル
アミン単位を含むポリカーボネート樹脂に、アクセプタ
ー性ドーパントを０．１〜３０重量％程度の配合量でド
ープしてある。このアクセプター性ドーパントとして
は、ヨウ素、塩化アンチモン、クロラニル、ＴＣＮＱ、
ＴＮＥ、ＴＢＰＡＨ、ＣＥＢＴＦＢ等が使用されてい
る。

【０００３】また、図５に示すように、従来の有機ＥＬ
素子の他例が、文献２：「特開平４−２９７０７６号公
報」に開示されている。この文献２に開示された有機Ｅ
Ｌ素子６０は、陰極層５８と透明電極である陽極層５０
との間に、三層の有機膜５２，５４および５６を挟んだ
有機膜積層体を有している。そして、低い駆動電圧にお
いて、高い発光輝度（発光効率）を得ることを目的とし
て、陰極層５８と接する第１の有機膜５２には、ドナー
性不純物がドープされており、一方、陽極層５０と接す
る第２の有機膜５４にはアクセプタ不純物がドープされ
ている。このアクセプタ不純物としては、ＣＮ置換化合
物およびキノン化合物（例えばクロラニル）が使用され
ている。そして、第１の有機膜５２と第２の有機膜とに
挟まれた第３の有機膜を発光層５６としている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、文献１
に開示された有機ＥＬ素子４０は、有機発光材料である
ポリカーボネート樹脂が高分子材料であって、アクセプ
ター性ドーパントを均一に分散できないためと思われる
が、ＴＣＮＱ、クロラニル、ＣＥＢＴＦＢ等を用いた場
合に、これらが結晶化して、有機ＥＬ素子を実質的に作
製することが出来ないという問題が見られた。

【０００５】また、文献２に開示された第２の有機膜５
４は、正孔注入層としての機能を発揮しているが、この
第２の有機膜５４において、アクセプタ不純物として用
いているＣＮ置換化合物やキノン化合物は、アクセプタ
ー性が強く、その電子親和力は３．７ｅＶ以上と高い値
である。したがって、これらのアクセプタ不純物は、低
イオン化ポテンシャルである発光材料と反応して、電荷
移動錯体または励起錯体（エキシプレックス）を形成し
やすい傾向がある。そのため、有機ＥＬ素子の発光輝度
が低下したり、寿命が短いという問題があった。

【０００６】そこで、本発明の発明者らは上記問題を鋭
意検討したところ、有機発光媒体に低分子有機発光物質
を用いることにより、凝集力の強い酸化性ドーパントを
用いた場合であっても結晶化を効率的に防止することが
できることを見出した。すなわち、酸化性ドーパント等
を用いて、陽極層との界面付近の低分子有機発光物質を
部分的に酸化させることにより、低分子有機発光物質が
陽極層と直接接触する場合と比較して正孔注入性を向上
させることができる。よって、本発明は、正孔注入層を
設けることなく、駆動電圧が低く、発光輝度が高い有機
ＥＬ素子およびこのような有機ＥＬ素子が効率的に得ら
れる製造方法を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の有機ＥＬ素子の
態様によれば、少なくとも陽極層、有機発光媒体、およ
び陰極層からなる構造を有する有機エレクトロルミネッ
センス素子において、有機発光媒体が低分子有機発光物
質からなり、陽極層との界面付近の低分子有機発光物質
が酸化してあることを特徴とする。このように構成する
と、陽極層と、酸化した低分子有機発光物質とが接触す
ることになり、正孔の注入性が良好となるため、有機Ｅ
Ｌ素子の低電圧駆動が容易となる。また、有機発光媒体
に低分子有機発光物質を用いているため、容易に酸化し
やすいという利点も得られる。なお、有機発光媒体が正
孔注入機能や正孔輸送機能を有する層を含む場合には、
これらの層の界面を酸化させることにする。

【０００８】また、本発明の有機ＥＬ素子を構成するに
あたり、有機発光媒体が低分子有機発光物質および酸化
性ドーパントを含むことを特徴としている。このように
構成すると、酸化性ドーパントにより低分子有機発光物
質が強制的に酸化されるため、正孔の注入性が良好とな
り、有機ＥＬ素子の低電圧駆動が容易となる。また、低
分子有機発光物質を用いているため、酸化性ドーパント
を均一に混合することができ、酸化性ドーパントの結晶
化を有効に防止することができる。

【０００９】また、本発明の有機ＥＬ素子を構成するに
あたり、酸化性ドーパントを陽極層と有機発光媒体との
界面付近における低分子有機発光物質中に局在させて含
むことが好ましい。このように構成すると、酸化性ドー
パントの使用量を可及的に少なくすることができ、正孔
の注入性の良好さを維持したままで、酸化性ドーパント
の結晶化による影響を有効に防止することができる。な
お、陽極層と有機発光媒体との界面付近とは、好ましく
は、有機発光媒体の界面から、例えば厚さ１〜２００Å
の範囲内の領域を意味する。

【００１０】また、本発明の有機ＥＬ素子を構成するに
あたり、酸化性ドーパントが、キノン誘導体、ハロゲン
化金属、ルイス酸、有機酸、ハロゲン化金属塩、ルイス
酸塩、フラーレン類、および有機酸塩からなる群から選
択される少なくとも一つの化合物であることが好まし
い。これらの酸化性ドーパントであれば、適当な酸化力
を有するとともに、低分子有機発光物質と混合されるこ
とにより、自身の結晶化を有効に防止することができ
る。

【００１１】また、本発明の有機ＥＬ素子を構成するに
あたり、低分子有機発光物質の平均分子量を２０００以
下の値とすることが好ましい。このような低分子有機発
光物質を用いれば、酸化性ドーパントをより均一に混合
することができ、酸化性ドーパントの結晶化を有効に防
止することができるとともに、酸化性ドーパントにより
容易に自身が酸化されて、正孔の注入性を向上させるこ
とができる。

【００１２】また、本発明の有機ＥＬ素子を構成するに
あたり、有機発光媒体に、下記一般式（１）〜（３）で
表されるいずれか一つのスチリル基を有する低分子有機
発光物質を含むことが好ましい。

【００１３】

【化４】

【００１４】［一般式（１）中、Ａｒ¹は、炭素数が６
〜４０の芳香族基であり、Ａｒ²、Ａｒ³、およびＡｒ⁴
は、それぞれ水素原子または炭素数が６〜４０の芳香族
基であって、少なくとも一つは芳香族基であり、縮合数
ｎは、１〜６の整数である。］

【００１５】

【化５】

【００１６】［一般式（２）中、Ａｒ⁵は、炭素数が６
〜４０の芳香族基であり、Ａｒ⁶およびＡｒ⁷は、それぞ
れ水素原子または炭素数が６〜４０の芳香族基であり、
Ａｒ⁵、Ａｒ⁶およびＡｒ⁷の少なくとも一つはスチリル
基で置換されており、縮合数ｍは、１〜６の整数であ
る。］

【００１７】

【化６】

【００１８】［一般式（３）中、Ａｒ⁹〜Ａｒ¹³は、炭
素数が６〜４０の芳香族基であり、Ａｒ⁸およびＡｒ¹⁴
は、それぞれ水素原子または炭素数が６〜４０の芳香族
基であり、Ａｒ⁸〜Ａｒ¹⁴の少なくとも一つはスチリル
基で置換されており、縮合数ｐ、ｑ、ｒ、ｓは、それぞ
れ０または１である。］

【００１９】また、本発明の有機ＥＬ素子を構成するに
あたり、有機発光媒体における電子移動度をμ_e、正孔
移動度をμ_hとしたときに、下記条件を満足することが
好ましい。 μ_h＞μ_e＞μ_h／１０００このように構成することにより、有機発光媒体において
電子と、正孔とを効率的に再結合させることができ、低
電圧の電圧印加であっても高い発光輝度を得ることがで
きる。なお、有機発光材料における電子移動度（μ_e）
および正孔移動度（μ_h）は、タイムオブフライト（Ｔ
ＯＦ）法を用いて、１×１０⁴〜１×１０⁶Ｖ／ｃｍ・ｓ
の直流電圧を印加した条件で測定することができる。

【００２０】また、本発明の別の態様は、上述したいず
れかの有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法で
あり、陽極層との界面付近における有機発光媒体の低分
子有機発光物質を酸化する工程を含むことを特徴とす
る。このように製造方法を実施すると、陽極層との界面
付近における低分子有機発光物質が酸化されて、正孔の
注入性が良好となるため、有機ＥＬ素子の低電圧駆動が
容易となる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の実施の形態について説明する。なお、参照する図面
は、この発明が理解できる程度に各構成成分の大きさ、
形状および配置関係を概略的に示してあるに過ぎない。
したがって、この発明は図示例にのみ限定されるもので
はない。また、図面では、断面を表すハッチングを省略
する場合がある。

【００２２】［第１の実施形態］まず、図１を参照し
て、本発明の有機ＥＬ素子における第１の実施形態につ
いて説明する。図１は、有機ＥＬ素子１００の断面図で
あり、陽極層１０、有機発光媒体１２、陰極層１６を、
基板上（図示せず。）に順次に積層した構造を有してい
ることを表している。そして、第１の実施形態では、有
機発光媒体１２を低分子有機発光物質および酸化性ドー
パントから構成している。以下、第１の実施形態におけ
る特徴的な部分である有機発光媒体１２について中心に
説明する。したがって、その他の構成部分、例えば、陽
極層１０や陰極層１６の構成や製法については、一般的
な構成を採ることができるため、簡単に説明するものと
する。

【００２３】（１）有機発光媒体（低分子有機発光物質）有機発光媒体の構成材料として
使用する低分子有機発光物質は、以下の３つの機能を併
せ持つことが好ましい。（ａ）電荷の注入機能：電界印加時に陽極あるいは正孔
注入層から正孔を注入することができる一方、陰極層あ
るいは電子注入域から電子を注入することができる機能（ｂ）輸送機能：注入された正孔および電子を電界の力
で移動させる機能（ｃ）発光機能：電子と正孔の再結合の場を提供し、こ
れらを発光につなげる機能ただし、上記（ａ）〜（ｃ）の各機能全てを併せもつこ
とは、必ずしも必要ではなく、例えば正孔の注入輸送性
が電子の注入輸送性より大きく優れているものの中にも
有機発光材料として好適なものがある。

【００２４】したがって、本発明においては、有機発光
媒体に上述した一般式（１）〜（３）で表されるスチリ
ル基を有する低分子有機発光物質（芳香族環化合物と称
する場合がある。）を使用することが好ましい。なお、
スチリル基としては、下記一般式（４）で表されるスチ
リル基が好ましい。

【００２５】

【化７】

【００２６】［一般式（４）中、Ａｒ¹⁵Ａｒ¹⁶、および
Ａｒ¹⁷は、それぞれ水素原子または炭素数が６〜４０の
芳香族基である。］

【００２７】また、一般式（１）〜（３）で表される低
分子有機発光物質において、炭素数が６〜４０の芳香族
基のうち、好ましい核原子数５〜４０のアリール基とし
ては、フェニル、ナフチル、アントラニル、フェナンス
リル、ピレニル、クリセニル、コロニル、ビフェニル、
ターフェニル、ピローリル、フラニル、チオフェニル、
ベンゾチオフェニル、オキサジアゾリル、ジフェニルア
ントラニル、インドリル、カルバゾリル、ピリジル、ベ
ンゾキノリル等が挙げられる。なお、炭素数が６〜４０
の芳香族基は、さらに置換基により置換されているのも
良く、好ましい置換基として、炭素数１〜６のアルキル
基（エチル基、メチル基、ｉ−プロピル基、ｎ−プロピ
ル基、ｓ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキ
シル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等）、炭
素数１〜６のアルコキシ基（エトキシ基、メトキシ基、
ｉ−プロポキシ基、ｎ−プロポキシ基、ｓ−ブトキシ
基、ｔ−ブトキシ基、ペントキシ基、ヘキシルオキシ
基、シクロペントキシ基、シクロヘキシルオキシ基
等）、核原子数５〜４０のアリール基、核原子数５〜４
０のアリール基で置換されたアミノ基、核原子数５〜４
０のアリール基を有するエステル基、炭素数１〜６のア
ルキル基を有するエステル基、シアノ基、ニトロ基、ハ
ロゲン原子が挙げられる。また、一般式（１）〜（３）
で表される低分子有機発光物質において、好ましい核原
子数５〜４０のアリーレン基としては、フェニレン、ナ
フチレン、アントラニレン、フェナンスリレン、ピレニ
レン、クリセニレン、コロニレン、ビフェニレン、ター
フェニレン、ピローリレン、フラニレン、チオフェニレ
ン、ベンゾチオフェニレン、オキサジアゾリレン、ジフ
ェニルアントラニレン、インドリレン、カルバゾリレ
ン、ピリジレン、ベンゾキノリレン等が挙げられる。

【００２８】また、有機発光媒体に、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等の
蛍光増白剤や、スチリルベンゼン系化合物、８−キノリ
ノール誘導体を配位子とする金属錯体を併用することも
好ましい。また、ジスチリルアリーレン骨格の有機発光
材料、例えば４，４'一ビス（２，２−ジフェニルビニ
ル）ビフェニル）等をホストとし、当該ホストに青色か
ら赤色までの強い蛍光色素、例えばクマリン系あるいは
ホストと同様の蛍光色素をドープした材料を併用するこ
とも好適である。

【００２９】また、優れた密着性が得られ、有機発光媒
体にスムーズに電子が移動できるとともに、機械的強度
を向上させることができる観点から、陰極と有機発光媒
体との間に電子注入域、あるいは陽極と有機発光媒体と
の間に正孔注入域を設けてもよい。この時、この電子注
入域あるいは正孔注入域の構成材料と有機発光媒体の構
成材料とを部分的に一致させることが好ましい。すなわ
ち、有機発光媒体と電子注入域あるいは有機発光媒体と
正孔注入域とに、上述した一般式（１）〜（３）で表さ
れる芳香族環化合物をそれぞれ使用することが好まし
い。なお、有機発光媒体に電子注入域を設けた場合に
は、同一種類の芳香族環化合物を使用することが好まし
い。例えば、有機発光媒体において、同一種類の芳香族
環化合物を５０重量％以上使用することが好ましく、６
０重量％以上使用することがより好ましい。

【００３０】（酸化性ドーパント）有機発光媒体に添加
する酸化性ドーパント（アクセプター性ドーパントと称
する場合がある。）としては、有機発光媒体を部分的に
でも酸化可能な化合物であれば使用可能であるが、好ま
しくは、キノン誘導体、ハロゲン化金属、ルイス酸、有
機酸、ハロゲン化金属塩、ルイス酸塩、および有機酸塩
からなる群から選択される少なくとも一つの化合物であ
る。これらの化合物は、適当な酸化力を有するととも
に、低分子有機発光物質の結晶化を増長させることが少
ないためである。より具体的には、好ましい酸化性ドー
パントとして、塩化アンチモン（ＳｂＣｌ₃）、Ｃ６Ｏ
（フラーレン）、チオケトン、ＴＣＮＱ（7,7,8,8-テト
ラシアノキノジメタン）、ＴＣＮＥ（テトラシアノエチ
レン）、キノン誘導体、弗化ホウ素、トリフェニルボラ
ン等が挙げられる。すなわち、本発明では、凝集力が強
い酸化性ドーパント、例えばＴＣＮＱを用いた場合で
も、低分子有機発光物質と均一に混合するため、酸化性
ドーパントの結晶化を有効に防止することができる。

【００３１】また、酸化性ドーパントの添加量を、有機
発光媒体を構成する材料全体を１００重量％としたとき
に、０．０１〜５０重量％の範囲内の値とすることが好
ましい。この理由は、酸化性ドーパントの添加量が、
０．０１重量％未満となると、酸化が不十分となり、有
機ＥＬ素子の低電圧駆動が困難となったり、あるいは発
光輝度が低下したりする場合があるためである。一方、
酸化性ドーパントの添加量が５０重量％を超えると、逆
に、発光輝度が低下したり、寿命が短くなる場合がある
ためである。したがって、発光輝度等のバランスがより
良好となる観点から、酸化性ドーパントの添加量を０．
２〜３０重量％の範囲内の値とすることがより好まし
く、０．５〜１０重量％の範囲内の値とすることがさら
に好ましい。

【００３２】また、酸化性ドーパントの添加量に関し
て、低分子有機発光物質と酸化性ドーパントとの添加比
率を１：１〜２０：１（モル比）の範囲内の値とするこ
とが好ましい。低分子有機発光物質と酸化性ドーパント
との添加比率がこれらの範囲外となると、有機ＥＬ素子
の発光輝度が低下したり、寿命が短くなる傾向がある。
したがって、低分子有機発光物質と酸化性ドーパントと
の添加比率を１：１〜１０：１（モル比）の範囲内の値
とすることがより好ましく、１：１〜５：１の範囲内の
値とすることがさらに好ましい。

【００３３】また、酸化性ドーパントは、有機発光媒体
中に均一に分散している必要は必ずしもなく、むしろ酸
化性ドーパントを陽極層との界面付近に局在させて含む
ことが好ましい。このように構成すると、同一の酸化効
果を得るためには、酸化性ドーパントの使用量を可及的
に少なくすることができる。したがって、正孔の注入性
の良好さを維持したままで、低分子有機発光物質の結晶
化を有効に防止することができる。なお、酸化性ドーパ
ントを陽極層との界面付近に局在させた場合、同一の酸
化程度を得るために、酸化性ドーパントの使用量を少な
くすることができる。

【００３４】（形成方法）次に、有機発光媒体を形成す
る方法について説明する。例えば、蒸着法、スピンコー
ト法、キャスト法、ＬＢ法等の公知の方法を適用するこ
とができる。また、上述したように、正孔注入域と有機
発光媒体とは、同一方法で形成することが好ましく、例
えば、正孔注入域を蒸着法で製膜する場合には、有機発
光媒体も蒸着法で製膜することが好ましい。

【００３５】また、有機発光媒体は、気相状態の材料化
合物から沈着されて形成された薄膜や、溶液状態または
液相状態の材料化合物から固体化されて形成された膜で
ある、分子堆積膜とすることが好ましい。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、凝集構造や高次構造の相違や、それに起因す
る機能的な相違により区分することができる。さらに
は、樹脂等の結着剤と有機発光材料とを溶剤に溶かして
溶液とした後、これをスピンコート法等により薄膜化す
ることによっても、有機発光媒体を形成することができ
る。

【００３６】（有機発光媒体の膜厚）このようにして形
成された有機発光媒体の膜厚については特に制限はな
く、状況に応じて適宜選択することができるが、５ｎｍ
〜５μｍの範囲内の値であることが好ましい。この理由
は、有機発光媒体の膜厚が５ｎｍ未満となると、発光輝
度が低下する場合があるためであり、一方、有機発光媒
体の膜厚が５μｍを超えると、印加電圧の値が高くなる
傾向がある。したがって、有機発光媒体の膜厚を１０ｎ
ｍ〜３μｍの範囲内の値とすることがより好ましく、２
０ｎｍ〜１μｍの範囲内の値とすることがさらに好まし
い。

【００３７】（３）電極（陽極層）陽極層としては、仕事関数の大きい（例え
ば、４．０ｅＶ以上）金属、合金、電気電導性化合物ま
たはこれらの混合物を使用することが好ましい。具体的
には、インジウムチンオキサイド（ＩＴＯ）、インジウ
ムジンクオキサイド、スズ、酸化亜鉛、金、白金、パラ
ジウム等の１種を単独で、または２種以上を組み合わせ
て使用することができる。また、陽極層の厚さも特に制
限されるものではないが、１０〜１０００ｎｍの範囲内
の値とするのが好ましく、１０〜２００ｎｍの範囲内の
値とするのがより好ましい。さらに、陽極層に関して
は、有機発光媒体から発射された光を外部に有効に取り
出すことが出来るように、実質的に透明、より具体的に
は、光透過率が１０％以上の値であることが好ましい。

【００３８】（陰極層）一方、陰極層には、仕事関数の
小さい（例えば、４．０ｅＶ未満）金属、合金、電気伝
導性化合物またはこれらの混合物を使用することが好ま
しい。具体的には、マグネシウム、アルミニウム、イン
ジウム、リチウム、ナトリウム、銀等の１種を単独で、
または２種以上を組み合わせて使用することができる。
また陰極層の厚さも特に制限されるものではないが、１
０〜１０００ｎｍの範囲内の値とするのが好ましく、１
０〜２００ｎｍの範囲内の値とするのがより好ましい。

【００３９】［第２の実施形態］第２の実施形態におけ
る有機ＥＬ素子は、第１の実施形態における有機ＥＬ素
子と同様に、図１に示す構成を有している。そして、第
２の実施形態における有機ＥＬ素子１００は、電子注入
域１４に、電子輸送性化合物と、還元性ドーパントとを
含んで構成してある。以下、第２の実施形態における特
徴的な部分である電子注入域１４について説明するもの
とし、その他の構成部分、例えば、陽極層１０や陰極層
１６等の構成や製法については第１の実施形態と同様の
構成とすることができる。

【００４０】（１）電子注入域（電子輸送性化合物）電子輸送性化合物としては、陰極
から注入された電子を有機発光媒体に伝達する機能を有
している化合物であれば、広く使用することができる。
具体的に、例えば、窒素原子を含まない芳香族環からな
る芳香族環化合物（単に、非窒素複素環化合物と称する
場合がある。）や、含窒素複素環化合物を含有する有機
化合物（単に、含窒素複素環化合物と称する場合があ
る。）を挙げることができる。

【００４１】非窒素複素環化合物非窒素複素環化合物は、すなわち、炭素（Ｃ）および水
素（Ｈ）からなる芳香族環を含む化合物、または、炭素
（Ｃ）、水素（Ｈ）および酸素（Ｏ）からなる芳香族環
を含む化合物と定義される。ただし、芳香族環以外の分
子中に窒素原子を含むことは差し支えなく、窒素原子を
含まない芳香族環同士を、例えば窒素原子により結合す
ることはむしろ好ましい。また、炭素および水素からな
る芳香族環の化合物と、炭素、水素および酸素からなる
芳香族環の化合物とは、それぞれ単独で使用しても良い
し、あるいは組み合わせて使用しても良い。このように
非窒素複素環化合物を後述する還元性ドーパントと併用
することにより、優れた電子注入性が得られるととも
に、隣接する発光域の構成材料と反応することを抑制す
ることができる。すなわち、非窒素複素環化合物は、炭
素および水素からなる芳香族環、または炭素、水素およ
び酸素からなる芳香族環から構成されており、窒素含有
芳香族環や電気吸引基（例えば−ＣＮ基、−ＮＯ₂基、
アミド基、イミド基）といった窒素含有基を含んでいな
い。したがって、電子注入域と発光域との界面に、発光
効率の低い電荷移動錯体またはエキシプレックスが発生
することを効率的に抑制することができる。

【００４２】好ましい非窒素複素環化合物として、アン
トラセン、フルオレン、ペリレン、ピレン、フェナント
レン、クリセン、テトラセン、ルブレン、ターフェニレ
ン、クォーターフェニレン、セクシフェニレン、トリフ
ェニレン、ピセン、コロネル、ジフェニルアントラセ
ン、ベンツ[ａ]アントラセンおよびビナフタレンからな
る群から選択される少なくとも一つの芳香族環を含む芳
香族環化合物が挙げられる。また、非窒素複素環化合物
は、スチリル基置換された芳香族環、ジスチリル基置換
された芳香族環またはトリススチリル基置換された芳香
族環を有するとさらに良い。このようにスチリル基置換
（ジスチリル基置換およびトリスチリル基置換を含む。
以下、同様である。）された芳香族環を有することによ
り、有機ＥＬ素子の発光輝度や寿命をより向上させるこ
とができる。このようにスチリル基置換された基を含む
芳香族環化合物としては、例えば、有機発光媒体に使用
される一般式（１）〜（３）で表される芳香族環化合物
と同様の芳香族環化合物が挙げられる。

【００４３】含窒素複素環化合物また、電子輸送性化合物として、含窒素複素環化合物を
挙げることができる。このように含窒素複素環化合物を
用いた場合であっても、後述する還元性ドーパントのう
ち、仕事関数が２．９ｅＶ以下の還元性ドーパントを使
用することにより、有機発光媒体材料と反応することを
効率的に抑制して、高い発光輝度を得ることができる。

【００４４】このような含窒素複素環化合物は、窒素原
子を有する複素環を有する化合物と定義されるが、具体
的に、含窒素錯体や含窒素環化合物が挙げられる。好ま
しい含窒素錯体として、８−キノリノール誘導体を配位
子とする金属錯体やフタロシアニン誘導体が挙げられ
る。また、好ましい含窒素環化合物としては、オキサジ
アゾール誘導体、チアジアゾール誘導体、トリアゾール
誘導体、キノキサリン誘導体およびキノリン誘導体等を
挙げることができる。さらに、含窒素複素環化合物とし
て、アントロン誘導体、フレオレニリメタン誘導体、カ
ルボジイミド、ナフタレンペリレン等の複素環テトラカ
ルボン酸無水物を使用することも好ましい。

【００４５】（還元性ドーパント）第２の実施形態にお
ける電子注入域は、電子輸送性化合物とともに、還元性
ドーパントを含有していることを特徴とする。

【００４６】種類還元性ドーパントとは、電子輸送性化合物が酸化された
場合に、それを還元できる物質と定義される。したがっ
て、還元性ドーパントの種類は、一定の還元性を有する
ものであれば特に制限されるものではないが、具体的
に、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、ア
ルカリ金属の酸化物、アルカリ金属のハロゲン化物、ア
ルカリ土類金属の酸化物、アルカリ土類金属のハロゲン
化物、希土類金属の酸化物または希土類金属のハロゲン
化物からなる群から選択される少なくとも一つの物質で
あることが好ましい。

【００４７】また、好ましいアルカリ金属としては、例
えば、Ｌｉ（リチウム、仕事関数：２．９３ｅＶ）、Ｎ
ａ（ナトリウム、仕事関数：２．３６ｅＶ）、Ｋ（カリ
ウム、仕事関数：２．３ｅＶ）、Ｒｂ（ルビジウム、仕
事関数：２．１６ｅＶ）およびＣｓ（セシウム、仕事関
数：１．９５ｅＶ）が挙げられる。なお、括弧内の仕事
関数の値は、化学便覧（基礎編ＩＩ，Ｐ４９３，日本化
学会編）に記載されたものであり、以下同様である。ま
た、好ましいアルカリ土類金属としては、例えば、Ｃａ
（カルシウム、仕事関数：２．９ｅＶ）、Ｍｇ（マグネ
シウム、仕事関数：３．６６ｅＶ）、Ｂａ（バリウム、
仕事関数：２．５２ｅＶ）、およびＳｒ（ストロンチウ
ム、仕事関数：２．０〜２．５ｅＶ）が挙げられる。な
お、ストロンチウムの仕事関数の値は、フィジィックス
オブセミコンダクターデバイス（Ｎ．Ｙ．ワイロー
１９６９年，Ｐ３６６）に記載されたものである。ま
た、好ましい希土類金属としては、例えば、Ｙｂ（イッ
テルビウム、仕事関数：２．６ｅＶ）、Ｅｕ（ユーロビ
ウム、仕事関数：２．５ｅＶ）、Ｇｄ（ガドニウム、仕
事関数：３．１ｅＶ）およびＥｎ（エルビウム、仕事関
数：２．５ｅＶ）があげられる。

【００４８】また、好ましいアルカリ金属酸化物として
は、例えば、Ｌｉ₂Ｏ、ＬｉＯおよびＮａＯがあげられ
る。また、好ましいアルカリ土類金属酸化物としては、
例えば、ＣａＯ、ＢａＯ、ＳｒＯ、ＢｅＯおよびＭｇＯ
があげられる。また、好ましいアルカリ金属のハロゲン
化物としては、例えば、ＬｉＦ、ＮａＦおよびＫＦとい
ったフッ化物のほかに、ＬｉＣｌ、ＫＣｌおよびＮａＣ
ｌが挙げられる。また、好ましいアルカリ土類金属のハ
ロゲン化物としては、例えば、ＣａＦ₂、ＢａＦ₂、Ｓｒ
Ｆ₂、ＭｇＦ₂およびＢｅＦ₂といったフッ化物や、フッ
化物以外のハロゲン化物が挙げられる。

【００４９】また、好ましい還元性ドーパントとして、
アルカリ金属が配位した芳香族化合物も挙げられる。こ
のアルカリ金属が配位した芳香族化合物は、例えば、下
記一般式（５）で表される。Ａ⁺Ａｒ^20-・・・（５）ただし、一般式（５）中のＡは、アルカリ金属を表す。
また、Ａｒ²⁰は、炭素数１０〜４０の芳香族化合物であ
る。この（５）式で表される芳香族化合物としては、例
えば、アントラセン、ナフタレン、ジフェニルアントラ
セン、ターフェニル、クォーターフェニル、キンクフェ
ニル、セクシフェニルおよびこれらの誘導体があげられ
る。

【００５０】添加量電子注入域における還元性ドーパントの添加量を、電子
注入域を構成する材料全体を１００重量％としたとき
に、０．０１〜５０重量％の範囲内の値とすることが好
ましい。還元性ドーパントの添加量が、０．０１重量％
未満となると、有機ＥＬ素子の発光輝度が低下したり、
寿命が短くなる傾向がある。一方、還元性ドーパントの
添加量が５０重量％を超えると、逆に、発光輝度が低下
したり、寿命が短くなる傾向がある。したがって、発光
輝度や寿命のバランスがより良好となる観点から、還元
性ドーパントの添加量を０．２〜２０重量％の範囲内の
値とすることがより好ましい。

【００５１】また、還元性ドーパントの添加量に関し
て、電子輸送性化合物と還元性ドーパントとの添加比率
を１：２０〜２０：１（モル比）の範囲内の値とするこ
とが好ましい。電子輸送性化合物と還元性ドーパントと
の添加比率がこれらの範囲外となると、有機ＥＬ素子の
発光輝度が低下したり、寿命が短くなる傾向がある。し
たがって、電子輸送性化合物と還元性ドーパントとの添
加比率を１：１０〜１０：１（モル比）の範囲内の値と
することがより好ましく、１：５〜５：１の範囲内の値
とすることがさらに好ましい。

【００５２】（電子親和力）また、第２実施形態におけ
る電子注入域の電子親和力を１．８〜３．６ｅＶの範囲
内の値とすることが好ましい。電子親和力の値が１．８
ｅＶ未満となると、電子注入性が低下し、駆動電圧の上
昇，発光効率の低下をまねく傾向があり、一方で、電子
親和力の値が３．６ｅＶを超えると、発光効率の低い錯
体が発生しやすくなったり、ブロッキング接合の発生を
効率的に抑制することができる。したがって、電子注入
域の電子親和力を、１．９〜３．０ｅＶの範囲内の値と
することがより好ましく、２．０〜２．５ｅＶの範囲内
の値とすることがさらに好ましい。また、電子注入域と
有機発光媒体との電子親和力の差を１．２ｅＶ以下の値
とすることが好ましく、０．５ｅＶ以下の値とすること
がより好ましい。この電子親和力の差が小さいほど、電
子注入域から有機発光媒体への電子注入が容易となり、
高速応答可能な有機ＥＬ素子とすることができる。

【００５３】（ガラス転移点）また、第２実施形態にお
ける電子注入域のガラス転移点（ガラス転移温度）を、
１００℃以上の値とするのが好ましく、より好ましく
は、１０５〜２００℃の範囲内の値とすることである。
このように電子注入域のガラス転移点を制限することに
より、有機ＥＬ素子１００の耐熱温度を容易に８５℃以
上とすることができる。したがって、発光時に、電流注
入層から有機発光媒体へ電流が注入されてジュール熱が
発生したとしても、電子注入域が短時間で破壊される傾
向が少なくなり、有機ＥＬ素子の長寿命化を図ることが
できる。なお、電子注入域のガラス転移点は、電子注入
域を構成する成分について、示差熱走査型熱量計（ＤＳ
Ｃ）を用い、窒素気流中、昇温速度１０℃／分の条件で
加熱した場合に得られる比熱変化曲線から、比熱の変化
点として求めることができる。この点、他の実施形態や
実施例においても同様である。

【００５４】（エネルギーギャップ）また、第２実施形
態における電子注入域のエネルギーギャップ（バンドギ
ャップエネルギー）を２．７ｅＶ以上の値とすることが
好ましく、３．０ｅＶ以上の値とすることがより好まし
い。このように、エネルギーギャップの値を所定値以
上、例えば２．７ｅＶ以上と大きくしておけば、正孔が
有機発光媒体を超えて電子注入域に移動することが少な
くなる。したがって、正孔と電子との再結合の効率が向
上し、有機ＥＬ素子の発光輝度が高まるとともに、電子
注入域自体が発光することを回避することができる。

【００５５】（電子注入域の構造）また、第２実施形態
における電子注入域の構造についても、特に制限される
ものではなく、一層構造に限らず、例えば、二層構造ま
たは三層構造であっても良い。また、電子注入域の厚さ
について特に制限されるものではないが、例えば０．１
ｎｍ〜１μｍの範囲内の値とするのが好ましく、１〜５
０ｎｍの範囲内の値とするのがより好ましい。

【００５６】（電子注入域の形成方法）次に、電子注入
域を形成する方法について説明する。電子注入域の形成
方法については、均一な厚さを有する薄膜層として形成
出来れば特に制限されるものではないが、例えば、蒸着
法、スピンコート法、キャスト法、ＬＢ法等の公知の方
法を適用することができる。なお、窒素原子を含まない
芳香族環化合物と、還元性ドーパントとは同時蒸着する
ことが好ましいが、この蒸着法については、第３の実施
形態において詳述する。

【００５７】また、電子注入域と、有機発光媒体の形成
方法を一致させることが好ましい。例えば、有機発光媒
体を蒸着法で形成する場合には、電子注入域も蒸着法で
形成するのが好ましい。このように同一方法で製膜する
と、電子注入域と有機発光媒体とを連続的に製膜できる
ので、設備の簡略化や精算時間の短縮を図る上で有利で
ある。また、電子注入域と有機発光媒体とが酸化される
機会が少なくなるので、有機ＥＬ素子における発光輝度
を向上させることも可能となる。

【００５８】［第３の実施形態］次に、図２および図３
を参照して、本発明の第３の実施形態について説明す
る。第３の実施形態は、有機発光媒体等が大面積であっ
ても構成材料の組成比を均一とし、有機ＥＬ素子の駆動
電圧のばらつきを低下させ、寿命の均一化を図ることが
できるとともに、省スペース可が可能な有機ＥＬ素子の
製造方法を提供するものである。なお、第３の実施形態
において、陽極層１０との界面付近の低分子有機発光物
質を酸化する工程を含んでいることは言うまでもない。

【００５９】すなわち、図２および図３に示すような真
空蒸着装置２０１を一例として用い、基板２０３に対向
して配置した複数の蒸着源２１２Ａ〜２１２Ｆから、異
なる蒸着材料を同時に蒸発させて製膜を行う有機ＥＬ素
子用薄膜層の蒸着方法であって、基板２０３に、当該基
板２０３を自転させるための回転軸線２１３Ａを設定
し、蒸着源２１２Ａ〜２１２Ｆをそれぞれ基板２０３の
回転軸線２１３Ａから離れた位置に配設し、基板２０３
を自転させながら蒸着を行うことを特徴とする。

【００６０】ここで、図２および図３に示す真空蒸着装
置２０１は、真空槽２１０と、この真空槽２１０内の上
部に設置された、基板２０３を固定するための基板ホル
ダ２１１と、この基板ホルダ２１１の下方に対向配置さ
れた、蒸着材料を充填するための複数（６個）の蒸着源
２１２Ａ〜２１２Ｆとを含んで構成されている。この真
空槽２１０は、排気手段（図示せず。）により、内部を
所定の減圧状態に維持できるようになっている。なお、
蒸着源の数は、図面上６つ示されているが、これに限定
されるものではなく、５つ以下であってもよく、あるい
は７つ以上であってもよい。

【００６１】また、基板ホルダ２１１は、基板２０３の
周縁部を支持する保持部２１２を備え、真空槽２１０内
で、基板２０３を水平に保持するように構成されてい
る。この基板ホルダ２１１の上面の中央部分には、基板
２０３を回転（自転）させるための回転軸部２１３が垂
直方向に立設されている。この回転軸部２１３には、回
転騒動手段であるモータ２１４が接続され、モータ２１
４の回転動作により、基板ホルダ２１１に保持された基
板２０３が、当該基板ホルダ２１１とともに回転軸部２
１３を回転中心として自転するようになっている。すな
わち、基板２０３の中心には、回転軸部２１３による回
転軸線２１３Ａが垂直方向に設定されている。

【００６２】次に、このように構成された真空蒸着装置
２０１を用いて、有機発光媒体１２および電子注入域１
４を基板２０３上に製膜する方法について、具体的に説
明する。まず、図２に示すような平面正方形状の基板２
０３を用意し、この基板２０３を基板ホルダ２１１の保
持部２１２に係止して水平な状態とする。この点、図２
に示す基板２０３が水平状態に保持されているのは、こ
のことを示している。

【００６３】ここで、仮想円２２１上で、隣接する二つ
の蒸着源２１２Ｂ、２１２Ｃ、および２１２Ｄに、電子
輸送性化合物と、還元性ドーパントと、酸化性ドーパン
トをそれぞれ充填した後、排気手段により真空槽２１０
内を所定の真空度、例えば１．０×１０^-4Ｔｏｒｒにな
るまで減圧する。なお、有機発光媒体１２等を形成する
にあたり、二種類以上の電子輸送性化合物を蒸着するこ
とも好ましく、あるいは、正孔輸送性化合物と電子輸送
性化合物とを組み合わせて均一に蒸着したり、さらに
は、正孔輸送性化合物に対して、陰極に近い程電子輸送
性化合物の濃度を高めることも好ましい。

【００６４】次いで、蒸着源２１２Ｂ〜２１２Ｄをそれ
ぞれ加熱して、有機発光媒体１２を形成する際には、電
子輸送性化合物と酸化性ドーパントとを蒸着させ、電子
注入域１４を形成する際には、電子輸送性化合物と還元
性ドーパントとを蒸着させるとともに、モータ２１４を
回転騒動させて、基板２０３を回転軸線２１３Ａに沿っ
て所定速度、例えば１〜１００ｒｐｍで回転させる。こ
のようにして、基板２０３を自転させながら電子輸送性
化合物および還元性ドーパント等を同時蒸着して有機発
光媒体１２あるいは電子注入域１４を製膜する。

【００６５】このとき、有機発光媒体１２を形成するに
あたり、陽極層１０からの正孔の注入性を向上させるた
めに、有機発光媒体１２における陽極層１０と接する部
分を酸化させることになる。この酸化方法は特に制限さ
れるものではないが、例えば、以下に示す第１〜第４の
方法をそれぞれ独立、あるいは適宜組み合わせて実施す
ることが好ましい。

【００６６】第１の方法電子輸送性化合物および酸化性ドーパントの蒸着速度の
合計値を一定速度に保持したまま、陽極層１０との界面
付近では酸化性ドーパントの蒸着速度を電子輸送性化合
物の蒸着速度よりも早くし、その後は、酸化性ドーパン
トの蒸着速度を徐々に遅くする一方、電子輸送性化合物
の蒸着速度を早くすることにより、陽極層１０との界面
付近での電子輸送性化合物を部分酸化することができ
る。

【００６７】第２の方法陽極層１０上に予め酸化性ドーパントを存在（塗布）し
ておき、その状態で、電子輸送性化合物を蒸着すること
により、陽極層１０との界面付近での電子輸送性化合物
を選択的に部分酸化することができる。

【００６８】第３の方法電子輸送性化合物の蒸着開始時には、大気圧状態、すな
わち、酸素が比較的多い酸化雰囲気とし、その後は、減
圧状態、すなわち、酸素が比較的少ない非酸化状態とす
ることにより、陽極層１０との界面付近での電子輸送性
化合物の部分酸化を達成することができる。

【００６９】第４の方法電子輸送性化合物の蒸着開始時には、基板温度を高温、
すなわち、比較的酸化雰囲気とし、その後は、基板温度
を低温、すなわち、比較的非酸化状態とすることによ
り、陽極層１０との界面付近での電子輸送性化合物の部
分酸化を達成することができる。

【００７０】また、図３に示すように、蒸着源２１２Ｂ
および２１２Ｃは、基板２０３の回転軸線２１３Ａか
ら、水平方向に所定距離Ｍだけずれた位置に設けられて
いるので、基板２０３の回転により、電子輸送性化合物
および還元性ドーパントの基板２０３への入射角度を規
則的に変化させることができる。したがって、蒸着材料
を基板２０３に対して一様に付着させることができ、電
子注入域１４の膜面内で、蒸着材料の組成比が均一、例
えば、濃度ムラが±１０％（モル換算）である薄膜層を
確実に製膜することができる。また、このように蒸着を
実施することにより、基板２０３を公転させなくてもよ
いので、そのスペースや設備が不要になり、最小限のス
ペースで経済的に製膜を行うことができる。なお、基板
を公転させるとは、基板以外に存在する回転軸の周りを
回転させることをいい、自転させる場合よりも広い空間
が必要となる。

【００７１】また、第３の実施形態の製造方法を実施す
るにあたり、基板２０３の形状は特に限定されないが、
例えば、図２に示すように、基板２０３が短形平板状で
ある場合、この基板２０３の回転軸線２１３Ａを中心と
する仮想円２２１の円周上に沿って複数の蒸着源２１２
Ａ〜２１２Ｆを配設し、仮想円２２１の半径をＭ、基板
２０３の一辺の長さをＬとしたときに、Ｍ＞（１／２）
×Ｌを満足することが望ましい。なお、基板２０３の辺
の長さがそれぞれ同一でなく、異なる場合には、最も長
い辺の長さをＬとする。このように構成することによ
り、複数の蒸着源２１２Ａ〜２１２Ｆから、基板２０３
に対する蒸着材料の入射角度を互いに同一にできるの
で、蒸着材料の組成比をより容易に制御することができ
る。また、このように構成することにより、蒸発材料
が、基板２０３に対して一定の入射角度を以て蒸発され
るため、垂直に入射することがなくなり、膜面内におけ
る組成比の均一性を一層向上させることができる。

【００７２】また、第３の実施形態の製造方法を実施す
るにあたり、図２に示すように、複数の蒸着源２１２Ａ
〜２１２Ｆを、基板２０３の回転軸線２１３Ａを中心と
する仮想円２２１の円周上に配設し、複数の蒸着源２１
２Ａ〜２１２Ｆの配設数（個数）をｎとしたときに、各
蒸着源２１２Ａ〜２１２Ｆを、仮想円２２１の中心から
３６０°／ｎの角度で配設することが好ましい。例え
ば、蒸着源２１２を６個配設する場合には、仮想円２２
１の中心から６０°の角度で配設することが好適であ
る。このように配置すると、基板２０３の各部分に対し
て、複数の蒸着材料を順次重ねるように製膜できるの
で、膜の厚さ方向において、組成比が規則的に異なる薄
膜層を容易に製膜することができる。

【００７３】以上、説明した実施形態においては、この
発明を特定の条件で構成した例について説明したが、こ
の実施形態は、種々の変更を行うことができる。例え
ば、上述した実施形態においては、有機発光媒体と電子
注入域とを個別に設けたが、有機発光媒体と電子注入域
とを併せて一つの層としても良い。また、陰極層と陽極
層との間に、任意好適な層、例えば、有機半導体層や無
機半導体層、あるいは付着改善層を挿入しても良い。

【００７４】

【実施例】［実施例１］（１）有機ＥＬ素子の製造準備実施例１の有機ＥＬ素子を製造するにあたっては、ま
ず、厚さ１．１ｍｍ、縦２００ｍｍ、横２００ｍｍの透
明なガラス基板上に、陽極層としてＩＴＯの透明電極膜
を形成した。次いで、イソプロピルアルコールで超音波
洗浄し、さらに、Ｎ₂（窒素ガス）雰囲気中で乾燥させ
た後、ＵＶ（紫外線）およびオゾンを用いてさらに１０
分間洗浄した。以下、このガラス基板と陽極層とを併せ
て基板とする。次いで、洗浄した基板を、真空蒸着装置
(日本真空技術（株）製)における真空槽の基板ホルダに
装着するとともに、界面付近の有機発光媒体材料（ＤＰ
ＶＴＰおよびＤＤＱ）、発光媒体材料（ＤＰＶＴＰおよ
びＤＰＡＶＢｉ）、電子注入域用材料（Ａｌｑ）、陰極
層材料（アルミニウムおよびリチウム）をそれぞれ各蒸
着源に充填した。なお、ＤＰＶＴＰ、ＤＤＱおよびＤＰ
ＡＶＢｉの構造式を下記式（６）、下記式（７）および
下記式（８）にそれぞれ示す。

【００７５】

【化８】

【００７６】

【化９】

【００７７】

【化１０】

【００７８】（２）有機ＥＬ素子の製造次いで、真空槽内を、１×１０^-6Ｔｏｒｒの真空度にな
るまで減圧した後、基板の陽極層上に、厚さ１００Åの
界面付近の層、厚さ４００Åの発光媒体、厚さ２００Å
の電子注入域、および厚さ２０００Åの陰極層を順次に
積層して有機ＥＬ素子を得た。また、有機発光媒体を形
成する際には、第３の実施形態に示す方法にしたがいＤ
ＰＶＴＰおよびＤＤＱを同時蒸着し、ＤＰＶＴＰの蒸着
速度を５０Å／秒とし、ＤＤＱの蒸着速度を１０Å／秒
とした。また、電子輸送域を形成する際にも、ＤＰＶＴ
ＰおよびＤＰＡＶＢｉを同時蒸着し、ＤＰＶＴＰの蒸着
速度を５０Å／秒とし、ＤＰＡＶＢｉの蒸着速度を１Å
／秒とした。また、Ａｌｑの蒸着速度を２Å／秒とし
た。さらに、陰極層を形成するする際にも、アルミニウ
ムおよびリチウムを同時蒸着し、アルミニウムの蒸着速
度を１０Å／秒とし、リチウムの蒸着速度を０．１Å／
秒とした。なお、有機発光媒体の形成から陰極層の形成
までの間は、一度も真空状態を破ることなく有機ＥＬ素
子を作製した。

【００７９】（３）有機ＥＬ素子の評価得られた有機ＥＬ素子における陰極層をマイナス（−）
電極、陽極層をプラス（＋）電極として、両電極間に６
Ｖの直流電圧を印加した。このときの電流密度は１．５
ｍＡ／ｃｍ²であり、そのときの発光輝度は６４ｃｄ／
ｍ²であり、発光色は青色であった。

【００８０】［実施例２］実施例２では、実施例１の界
面付近の有機発光媒体材料として、下記式（９）で表さ
れるＴＰＤおよびＤＤＱを用い、次いで、正孔輸送性材
料であるＴＰＤ（厚さ１００Å）を単独で用いた後、実
施例１と同様の発光媒体材料を用いたほかは、実施例１
と同様に有機ＥＬ素子を作製し、６Ｖの直流電圧を印加
して発光状態を評価した。その結果、電流密度は２．１
ｍＡ／ｃｍ²であり、そのときの発光輝度は６５ｃｄ／
ｍ²であり、発光色は青色であった。

【００８１】

【化１１】

【００８２】［実施例３］実施例３では、実施例１の界
面付近の有機発光媒体材料および発光媒体材料の両方に
おけるＤＰＶＴＰの代わりに、下記式（１０）で表され
るＳＡ−１を用いたほかは、実施例１と同様に有機ＥＬ
素子を作製し、６Ｖの直流電圧を印加して発光状態を評
価した。その結果、電流密度は１．６ｍＡ／ｃｍ²であ
り、そのときの発光輝度は５９ｃｄ／ｍ²であり、発光
色は青色であった。

【００８３】

【化１２】

【００８４】［実施例４］実施例４では、実施例１の界
面付近の有機発光媒体材料および発光媒体材料の両方に
おけるＤＰＶＴＰの代わりに、下記式（１１）で表され
るＳＡ−２を用いたほかは、実施例１と同様に有機ＥＬ
素子を作製し、６Ｖの直流電圧を印加して発光状態を評
価した。その結果、電流密度は１．６ｍＡ／ｃｍ²であ
り、そのときの発光輝度は５９ｃｄ／ｍ²であり、発光
色は青色であった。

【００８５】

【化１３】

【００８６】［実施例５］実施例５では、実施例１の有
機発光媒体におけるＤＰＡＶＢｉを用いなかったほか
は、実施例１と同様に有機ＥＬ素子を作製し、６Ｖの直
流電圧を印加して発光状態を評価した。その結果、電流
密度は１．１ｍＡ／ｃｍ²であり、そのときの発光輝度
は２４ｃｄ／ｍ²であり、発光色は青色であった。

【００８７】［実施例６］実施例６では、実施例１の有
機発光媒体におけるＤＰＶＴＰおよびＤＰＡＶＢｉの代
わりに、ＤＰＶＴＰおよびＡｌｑを同時蒸着したほか
は、実施例１と同様に有機ＥＬ素子を作製し、６Ｖの直
流電圧を印加して発光状態を評価した。なお、ＤＰＶＴ
ＰおよびＡｌｑの蒸着速度をそれぞれ２５Å／秒とし
た。その結果、電流密度は１．１ｍＡ／ｃｍ²であり、
そのときの発光輝度は２２ｃｄ／ｍ²であり、発光色は
緑色であった。

【００８８】［実施例７］実施例７では、実施例１の有
機発光媒体におけるＤＰＶＴＰおよびＤＰＡＶＢｉを一
定蒸着速度で同時蒸着する代わりに、ＤＰＶＴＰおよび
Ａｌｑの蒸着速度の合計値を５０Å／秒に保持しなが
ら、ＤＰＶＴＰの蒸着速度を徐々に遅くするとともに、
Ａｌｑの蒸着速度は徐々に速くしたほかは、実施例１と
同様に有機ＥＬ素子を作製した。すなわち、有機発光媒
体の形成開始時には、ＤＰＶＴＰのみを５０Å／秒で蒸
着し、ＤＰＶＴＰの蒸着速度を徐々に遅くする一方、Ａ
ｌｑの同時蒸着を開始し、有機発光媒体の厚がさ４００
Åになった時点で、Ａｌｑの蒸着速度が５０Å／秒とな
るように調節して蒸着した。そして、実施例１と同様に
６Ｖの直流電圧を印加して発光状態を評価した。その結
果、電流密度は１．２ｍＡ／ｃｍ²であり、そのときの
発光輝度は２５ｃｄ／ｍ²であり、発光色は緑色であっ
た。

【００８９】［実施例８］実施例８では、実施例１の電
子注入域用材料におけるＡｌｑの代わりに、ＤＰＶＴＰ
およびＣｓを同時蒸着したほかは、実施例１と同様に有
機ＥＬ素子を作製した。この時のＤＰＶＴＰの蒸着速度
は５０Å／秒で、Ｃｓの蒸着速度は１０Å／秒であっ
た。そして、実施例１と同様に６Ｖの直流電圧を印加し
て発光状態を評価した。その結果、電流密度は１．４ｍ
Ａ／ｃｍ^２であり、そのときの発光輝度は３１ｃｄ／ｍ
^２であり、発光色は青色であった。

【００９０】［比較例１］比較例１では、実施例１の有
機発光媒体におけるＤＤＱを同時蒸着せずに、ＤＰＶＴ
Ｐを酸化しなかったほかは、実施例１と同様に有機ＥＬ
素子を作製し、６Ｖの直流電圧を印加して発光状態を評
価した。その結果、電流密度は０．３ｍＡ／ｃｍ²と著
しく低くなり、そのときの発光輝度は１１ｃｄ／ｍ²で
あり、発光色は青色であった。

【００９１】［比較例２］比較例２では、実施例１の有
機発光媒体におけるＤＰＶＴＰおよびＤＤＱの代わり
に、ＴＰＤのみを用いたほかは、実施例１と同様に有機
ＥＬ素子を作製し、６Ｖの直流電圧を印加して発光状態
を評価した。その結果、電流密度は０．８ｍＡ／ｃｍ²
と著しく低くなり、そのときの発光輝度は３０ｃｄ／ｍ
²であり、発光色は青色であった。

【００９２】［比較例３］比較例３では、実施例１の有
機発光媒体におけるＤＤＱおよび電子輸送域におけるＤ
ＰＡＶＢｉを用いなかったほかは、実施例１と同様に有
機ＥＬ素子を作製し、６Ｖの直流電圧を印加して発光状
態を評価した。その結果、電流密度は０．３ｍＡ／ｃｍ
²と著しく低くなり、そのときの発光輝度は７ｃｄ／ｍ²
であり、発光色は青色であった。

【００９３】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明の
有機ＥＬ素子によれば、陽極層との界面付近の低分子有
機発光物質を、酸化性ドーパント等を用いて酸化するこ
とにより、低電圧駆動（一例として、直流電圧７Ｖ以
下）において、発光効率の向上（一例として、発光輝度
３０ｃｄ／ｍ²以上）を図ることができようになった。

【００９４】また、本発明の有機ＥＬ素子の製造方法に
よれば、陽極層との界面付近の低分子有機発光物質を酸
化する工程を含むことにより、低電圧駆動（一例とし
て、直流電圧７Ｖ以下）において、高い発光効率（一例
として、発光輝度３０ｃｄ／ｍ²以上）を有する有機Ｅ
Ｌ素子を効率的に提供することができようになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１〜第２の実施形態における有機ＥＬ素子の
断面図である。

【図２】第３の実施形態における真空蒸着装置の斜視図
である。

【図３】第３の実施形態における真空蒸着装置の断面図
である。

【図４】従来の有機ＥＬ素子の断面図である（その
１）。

【図５】従来の有機ＥＬ素子の断面図である（その
２）。

【符号の説明】

１０陽極層１２有機発光媒体１４電子注入域１６陰極層１８正孔注入輸送層２０透光性基板（ガラス基板）３０基板１００、１０２、１０４有機ＥＬ素子２０１真空蒸着装置２０３基板２１０真空槽２１１基板ホルダ２１２保持部２１２Ａ〜２１２Ｆ蒸着源２１３回転軸部２１３Ａ回転軸線２１４モータ２２１仮想円

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも陽極層、有機発光媒体、およ
び陰極層からなる有機エレクトロルミネッセンス素子に
おいて、前記有機発光媒体が低分子有機発光物質からなり、陽極
層との界面付近の低分子有機発光物質が酸化してあるこ
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】前記有機発光媒体が酸化性ドーパントを
含む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】前記酸化性ドーパントを、前記陽極層と
の界面付近の低分子有機発光物質中に局在させて含むこ
とを特徴とする請求項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】前記酸化性ドーパントが、キノン誘導
体、ハロゲン化金属、ルイス酸、有機酸、ハロゲン化金
属塩、ルイス酸塩、有機酸塩、およびフラーレン類から
なる群から選択される少なくとも一つの化合物であるこ
とを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の有
機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項５】前記低分子有機発光物質の平均分子量を
２０００以下の値とすることを特徴とする請求項１〜４
のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス
素子。
【請求項６】前記低分子有機発光物質が、下記一般式
（１）〜（３）で表されるいずれか一つのスチリル基を
有する化合物であることを特徴とする請求項１〜５の有
機エレクトロルミネッセンス素子。【化１】［一般式（１）中、Ａｒ¹は、炭素数が６〜４０の芳香
族基であり、Ａｒ²、Ａｒ³、およびＡｒ⁴は、それぞれ
水素原子または炭素数が６〜４０の芳香族基であって、
少なくとも一つは芳香族基であり、縮合数ｎは、１〜６
の整数である。］【化２】［一般式（２）中、Ａｒ⁵は、炭素数が６〜４０の芳香
族基であり、Ａｒ⁶およびＡｒ⁷は、それぞれ水素原子ま
たは炭素数が６〜４０の芳香族基であり、Ａｒ⁵、Ａｒ⁶
およびＡｒ⁷の少なくとも一つはスチリル基で置換され
ており、縮合数ｍは、１〜６の整数である。］【化３】［一般式（３）中、Ａｒ⁹〜Ａｒ¹³は、炭素数が６〜４
０の芳香族基であり、Ａｒ⁸およびＡｒ¹⁴は、それぞれ
水素原子または炭素数が６〜４０の芳香族基であり、Ａ
ｒ⁸〜Ａｒ¹⁴の少なくとも一つはスチリル基で置換され
ており、縮合数ｐ、ｑ、ｒ、ｓは、それぞれ０または１
である。］
【請求項７】前記有機発光媒体における電子移動度を
μ_e、正孔移動度をμ_hとしたときに、下記条件を満足す
ることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載
の有機エレクトロルミネッセンス素子。μ_h＞μ_e＞μ_h
／１０００
【請求項８】請求項１〜７のいずれか一項に記載の有
機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法において、
前記陽極層との界面付近の低分子有機発光物質を酸化す
る工程を含む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。