JP2000348867A - 有機電界発光素子 - Google Patents
有機電界発光素子Info
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- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
- H10K85/30—Coordination compounds
- H10K85/321—Metal complexes comprising a group IIIA element, e.g. Tris (8-hydroxyquinoline) gallium [Gaq3]
- H10K85/324—Metal complexes comprising a group IIIA element, e.g. Tris (8-hydroxyquinoline) gallium [Gaq3] comprising aluminium, e.g. Alq3
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
- H10K85/40—Organosilicon compounds, e.g. TIPS pentacene
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- Inorganic Chemistry (AREA)
- Electroluminescent Light Sources (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ガラス転移点が高く、広いバンドギャップを
有する化合物を用いて正孔阻止層を形成することによ
り、駆動安定性、発光効率および色純度がいずれも向上
した有機電界発光素子を提供する。 【解決手段】 すくなくとも基板上に、陽極及び陰極に
より挟持された発光層を有する有機電界発光素子におい
て、陰極と発光層との間に、下記一般式（Ｉ）で表さ
れ、かつガラス転移温度（Ｔｇ）が80℃以上である化合
物を少なくとも１種含む層を有することを特徴とする、
有機電界発光素子。 【化１】
有する化合物を用いて正孔阻止層を形成することによ
り、駆動安定性、発光効率および色純度がいずれも向上
した有機電界発光素子を提供する。 【解決手段】 すくなくとも基板上に、陽極及び陰極に
より挟持された発光層を有する有機電界発光素子におい
て、陰極と発光層との間に、下記一般式（Ｉ）で表さ
れ、かつガラス転移温度（Ｔｇ）が80℃以上である化合
物を少なくとも１種含む層を有することを特徴とする、
有機電界発光素子。 【化１】
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】 本発明は有機電界発光素子
に関するものであり、詳しくは、有機化合物から成る発
光層に電界をかけて光を放出する薄膜型デバイスに関す
るものである。
に関するものであり、詳しくは、有機化合物から成る発
光層に電界をかけて光を放出する薄膜型デバイスに関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】 従来、薄膜型の電界発光（ＥＬ）素子
としては、無機材料のII−VI族化合物半導体であるＺｎ
Ｓ、ＣａＳ、ＳｒＳ等に、発光中心であるＭｎや希土類
元素（Ｅｕ、Ｃｅ、Ｔｂ、Ｓｍ等）をドープしたものが
一般的であるが、上記の無機材料から作製したＥＬ素子
は、 １）交流駆動が必要（50〜1000Ｈｚ）、 ２）駆動電圧が高い（〜200 Ｖ）、 ３）フルカラー化が困難（特に青色）、 ４）周辺駆動回路のコストが高い、 という問題点を有している。
としては、無機材料のII−VI族化合物半導体であるＺｎ
Ｓ、ＣａＳ、ＳｒＳ等に、発光中心であるＭｎや希土類
元素（Ｅｕ、Ｃｅ、Ｔｂ、Ｓｍ等）をドープしたものが
一般的であるが、上記の無機材料から作製したＥＬ素子
は、 １）交流駆動が必要（50〜1000Ｈｚ）、 ２）駆動電圧が高い（〜200 Ｖ）、 ３）フルカラー化が困難（特に青色）、 ４）周辺駆動回路のコストが高い、 という問題点を有している。
【０００３】しかし、近年、上記問題点の改良のため、
有機薄膜を用いたＥＬ素子の開発が行われるようになっ
た。特に、発光効率を高めるため、電極からのキャリア
ー注入の効率向上を目的として電極の種類の最適化を行
い、芳香族ジアミンから成る正孔輸送層と８−ヒドロキ
シキノリンのアルミニウム錯体から成る発光層とを設け
た有機電界発光素子の開発（Appl. Phys. Lett., 51
巻, 913 頁，1987年）により、従来のアントラセン等の
単結晶を用いたＥＬ素子と比較して発光効率の大幅な改
善がなされている。また、例えば、８−ヒドロキシキノ
リンのアルミニウム錯体をホスト材料として、クマリン
等のレーザ用蛍光色素をドープすること（J. Appl. Phy
s.，65巻，3610頁，1989年）で、発光効率の向上や発光
波長の変換等も行われている。
有機薄膜を用いたＥＬ素子の開発が行われるようになっ
た。特に、発光効率を高めるため、電極からのキャリア
ー注入の効率向上を目的として電極の種類の最適化を行
い、芳香族ジアミンから成る正孔輸送層と８−ヒドロキ
シキノリンのアルミニウム錯体から成る発光層とを設け
た有機電界発光素子の開発（Appl. Phys. Lett., 51
巻, 913 頁，1987年）により、従来のアントラセン等の
単結晶を用いたＥＬ素子と比較して発光効率の大幅な改
善がなされている。また、例えば、８−ヒドロキシキノ
リンのアルミニウム錯体をホスト材料として、クマリン
等のレーザ用蛍光色素をドープすること（J. Appl. Phy
s.，65巻，3610頁，1989年）で、発光効率の向上や発光
波長の変換等も行われている。
【０００４】上記の様な低分子材料を用いた電界発光素
子の他にも、発光層の材料として、ポリ（p-フェニレン
ビニレン）、ポリ［2-メトキシ-5-(2-エチルヘキシルオ
キシ)-1,4-フェニレンビニレン］、ポリ（3-アルキルチ
オフェン）等の高分子材料を用いた電界発光素子の開発
や、ポリビニルカルバゾール等の高分子に低分子の発光
材料と電子移動材料を混合した素子の開発も行われてい
る。
子の他にも、発光層の材料として、ポリ（p-フェニレン
ビニレン）、ポリ［2-メトキシ-5-(2-エチルヘキシルオ
キシ)-1,4-フェニレンビニレン］、ポリ（3-アルキルチ
オフェン）等の高分子材料を用いた電界発光素子の開発
や、ポリビニルカルバゾール等の高分子に低分子の発光
材料と電子移動材料を混合した素子の開発も行われてい
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】有機電界発光素子をフ
ラットパネル・ディスプレイの分野に応用する際の大き
な課題の一つとして、発光効率の向上が挙げられる。こ
れまでに報告されている有機電界発光素子では、基本的
には正孔輸送層と電子輸送層の組み合わせにより発光を
行っている。陽極から注入された正孔は正孔輸送層を移
動し、陰極から注入されて電子輸送層を移動してくる電
子と、両層の界面近傍で再結合をし、正孔輸送層及び／
または電子輸送層を励起させて発光させるのが原理であ
る。この基本的素子構造において、特に、正孔が電子輸
送層を通過して、再結合せずに陰極に到達するのが、従
来の素子の発光効率を制限している一つの要因となって
いた。
ラットパネル・ディスプレイの分野に応用する際の大き
な課題の一つとして、発光効率の向上が挙げられる。こ
れまでに報告されている有機電界発光素子では、基本的
には正孔輸送層と電子輸送層の組み合わせにより発光を
行っている。陽極から注入された正孔は正孔輸送層を移
動し、陰極から注入されて電子輸送層を移動してくる電
子と、両層の界面近傍で再結合をし、正孔輸送層及び／
または電子輸送層を励起させて発光させるのが原理であ
る。この基本的素子構造において、特に、正孔が電子輸
送層を通過して、再結合せずに陰極に到達するのが、従
来の素子の発光効率を制限している一つの要因となって
いた。
【０００６】従来、電子の輸送能力が高い電子輸送材料
としては、８−ヒドロキシキノリンのアルミ錯体、オキ
サジアゾール誘導体（Appl. Phys. Lett., 55 巻, 1489
頁,1989 年）やそれらをポリメタクリル酸メチル（ＰＭ
ＭＡ）等の樹脂に分散した系（Appl. Phys. Lett. ，61
巻，2793頁, 1992年）、フェナントロリン誘導体（特開
平５−331459号公報）、2-t-ブチル-9,10-N,N'- ジシア
ノアントラキノンジイミン（Phys. Stat. Sol. (a)，14
2 巻, 489 頁, 1994年）等が報告されているが、いずれ
の場合も正孔輸送層からの正孔を阻止する能力の点では
充分ではなかった。
としては、８−ヒドロキシキノリンのアルミ錯体、オキ
サジアゾール誘導体（Appl. Phys. Lett., 55 巻, 1489
頁,1989 年）やそれらをポリメタクリル酸メチル（ＰＭ
ＭＡ）等の樹脂に分散した系（Appl. Phys. Lett. ，61
巻，2793頁, 1992年）、フェナントロリン誘導体（特開
平５−331459号公報）、2-t-ブチル-9,10-N,N'- ジシア
ノアントラキノンジイミン（Phys. Stat. Sol. (a)，14
2 巻, 489 頁, 1994年）等が報告されているが、いずれ
の場合も正孔輸送層からの正孔を阻止する能力の点では
充分ではなかった。
【０００７】これに対し、発光層の陰極側の界面に接す
るように、正孔阻止能力の高い材料からなる層（正孔阻
止層）を設けることが提案されている。正孔阻止層に関
しては、発光層と陰極との間に、発光層の第一酸化電位
よりも 0.1eV以上大きな第一酸化電位を有する層とし
て、トリス（5,7-ジクロル-8- ヒドロキシキノリノ）ア
ルミニウム（特開平２−195683号公報）を用いた層が挙
げられているが、発光効率の改善効果は不充分であり、
実用には遠かった。同様の正孔阻止層材料として、シラ
シクロペンタジエンも提案されているが（特開平９− 8
7616号公報）、駆動安定性は十分ではない。1,2,4-トリ
アゾール誘導体についても同様の正孔阻止機能が開示さ
れているが、結晶化等の熱的不安定性を有している（特
開平７− 41759号公報）。
るように、正孔阻止能力の高い材料からなる層（正孔阻
止層）を設けることが提案されている。正孔阻止層に関
しては、発光層と陰極との間に、発光層の第一酸化電位
よりも 0.1eV以上大きな第一酸化電位を有する層とし
て、トリス（5,7-ジクロル-8- ヒドロキシキノリノ）ア
ルミニウム（特開平２−195683号公報）を用いた層が挙
げられているが、発光効率の改善効果は不充分であり、
実用には遠かった。同様の正孔阻止層材料として、シラ
シクロペンタジエンも提案されているが（特開平９− 8
7616号公報）、駆動安定性は十分ではない。1,2,4-トリ
アゾール誘導体についても同様の正孔阻止機能が開示さ
れているが、結晶化等の熱的不安定性を有している（特
開平７− 41759号公報）。
【０００８】上述の理由から、正孔を完全に阻止できて
再結合に寄与しない電流量を減らすことが必要であり、
高発光効率かつ安定な素子を作製するための素子構造及
び材料に対して、更なる改良検討が望まれていた。なお
本発明者らは、先にビス（２−メチル−８−キノリノラ
ト）（トリフェニルシノラノト）アルミニウムを用いた
正孔阻止層に関する発明につき、特許出願済みである
（特開平１１−４０３６７号公報参照）。しかし今般、
更に正孔阻止性能に優れ、かつ駆動安定性の向上した有
機電界発光素子をもたらす化合物として、シラノール誘
導体と８−ヒドロキシキノリン誘導体が配位した、特定
のアルミニウムキレート化合物を見いだし、本発明に至
った。
再結合に寄与しない電流量を減らすことが必要であり、
高発光効率かつ安定な素子を作製するための素子構造及
び材料に対して、更なる改良検討が望まれていた。なお
本発明者らは、先にビス（２−メチル−８−キノリノラ
ト）（トリフェニルシノラノト）アルミニウムを用いた
正孔阻止層に関する発明につき、特許出願済みである
（特開平１１−４０３６７号公報参照）。しかし今般、
更に正孔阻止性能に優れ、かつ駆動安定性の向上した有
機電界発光素子をもたらす化合物として、シラノール誘
導体と８−ヒドロキシキノリン誘導体が配位した、特定
のアルミニウムキレート化合物を見いだし、本発明に至
った。
【０００９】
【課題を解決するための手段】すなわち本発明の要旨
は、すくなくとも基板上に、陽極及び陰極により挟持さ
れた発光層を有する有機電界発光素子において、陰極と
発光層との間に、下記一般式（Ｉ）で表され、ガラス転
移温度（Ｔｇ）が80℃以上である化合物を少なくとも１
種含む層を有することを特徴とする、有機電界発光素子
に存する。
は、すくなくとも基板上に、陽極及び陰極により挟持さ
れた発光層を有する有機電界発光素子において、陰極と
発光層との間に、下記一般式（Ｉ）で表され、ガラス転
移温度（Ｔｇ）が80℃以上である化合物を少なくとも１
種含む層を有することを特徴とする、有機電界発光素子
に存する。
【００１０】
【化４】
【００１１】（式中、Ａｒ1 〜Ａｒ3 は、各々独立に、
芳香族炭化水素環基または芳香族複素環基を表し、環Ａ
は下記で表される環構造
芳香族炭化水素環基または芳香族複素環基を表し、環Ａ
は下記で表される環構造
【００１２】
【化５】
【００１３】を表す。Ａｒ1 〜Ａｒ3 および環Ａは、各
々独立に置換基を有していてもよい。）
々独立に置換基を有していてもよい。）
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明は、陰極と発光層の間に、
前記一般式（Ｉ）で表され、かつガラス転移温度（Ｔ
ｇ）が８０℃以上、より好ましくは１００℃以上の化合
物を含む層を有することを特徴とする。Ｔｇが８０℃未
満の場合、この様な化合物を含む層は耐熱性が低く、素
子駆動時の発熱等による温度上昇で結晶化や凝集等を起
こして層が劣化するため、素子の駆動寿命低下の一因と
なる。
前記一般式（Ｉ）で表され、かつガラス転移温度（Ｔ
ｇ）が８０℃以上、より好ましくは１００℃以上の化合
物を含む層を有することを特徴とする。Ｔｇが８０℃未
満の場合、この様な化合物を含む層は耐熱性が低く、素
子駆動時の発熱等による温度上昇で結晶化や凝集等を起
こして層が劣化するため、素子の駆動寿命低下の一因と
なる。
【００１５】一般式（Ｉ）において、Ａｒ1 〜Ａｒ3 と
して好ましくは、各々独立して、フェニル基、ナフチル
基などの芳香族炭化水素環基、またはピリジル基、トリ
アジル基、ピラジル基、キノキサリル基、チエニル基な
どの芳香族複素環基を示し、これらはいずれも置換基を
有していてもよい。製造の容易さの点からは、芳香族複
素環基より芳香族炭化水素環基の方が好ましいと考えら
れる。
して好ましくは、各々独立して、フェニル基、ナフチル
基などの芳香族炭化水素環基、またはピリジル基、トリ
アジル基、ピラジル基、キノキサリル基、チエニル基な
どの芳香族複素環基を示し、これらはいずれも置換基を
有していてもよい。製造の容易さの点からは、芳香族複
素環基より芳香族炭化水素環基の方が好ましいと考えら
れる。
【００１６】前記置換基としてはフッ素原子等のハロゲ
ン原子；メチル基、エチル基等の炭素数１〜６のアルキ
ル基；ビニル基等のアルケニル基；メトキシカルボニル
基、エトキシカルボニル基等の炭素数１〜６のアルコキ
シカルボニル基；メトキシ基、エトキシ基等の炭素数１
〜６のアルコキシ基；フェノキシ基、ベンジルオキシ基
などのアリールオキシ基；ジメチルアミノ基、ジエチル
アミノ基等のジアルキルアミノ基、アセチル基等のアシ
ル基、トリフルオロメチル基等のハロアルキル基、シア
ノ基等が挙げられる。これらのうち特に好ましくは、炭
素数１〜６のアルキル基および炭素数１〜６のアルコキ
シ基が挙げられ、最も好ましくはメチル基およびメトキ
シ基が挙げられる。一般式（Ｉ）において、好ましくは
環Ａが
ン原子；メチル基、エチル基等の炭素数１〜６のアルキ
ル基；ビニル基等のアルケニル基；メトキシカルボニル
基、エトキシカルボニル基等の炭素数１〜６のアルコキ
シカルボニル基；メトキシ基、エトキシ基等の炭素数１
〜６のアルコキシ基；フェノキシ基、ベンジルオキシ基
などのアリールオキシ基；ジメチルアミノ基、ジエチル
アミノ基等のジアルキルアミノ基、アセチル基等のアシ
ル基、トリフルオロメチル基等のハロアルキル基、シア
ノ基等が挙げられる。これらのうち特に好ましくは、炭
素数１〜６のアルキル基および炭素数１〜６のアルコキ
シ基が挙げられ、最も好ましくはメチル基およびメトキ
シ基が挙げられる。一般式（Ｉ）において、好ましくは
環Ａが
【００１７】
【化６】
【００１８】（式中、Ｒ1 〜Ｒ6 は各々独立に、水素原
子、ハロゲン原子、アルキル基、アラルキル基、アルケ
ニル基、シアノ基、アミノ基、アシル基、アルコキシカ
ルボニル基、カルボキシル基、アルコキシ基、アルキル
スルホニル基、アリールスルホニル基、水酸基、アミド
基、アリールオキシ基、芳香族炭化水素環基または芳香
族複素環基を表し、これらは更に置換されていてもよ
い。なお、Ｒ1 とＲ2 、Ｒ 3 とＲ4 、Ｒ5 とＲ6 は、そ
れぞれ結合して環を形成していてもよい。）で表され
る。
子、ハロゲン原子、アルキル基、アラルキル基、アルケ
ニル基、シアノ基、アミノ基、アシル基、アルコキシカ
ルボニル基、カルボキシル基、アルコキシ基、アルキル
スルホニル基、アリールスルホニル基、水酸基、アミド
基、アリールオキシ基、芳香族炭化水素環基または芳香
族複素環基を表し、これらは更に置換されていてもよ
い。なお、Ｒ1 とＲ2 、Ｒ 3 とＲ4 、Ｒ5 とＲ6 は、そ
れぞれ結合して環を形成していてもよい。）で表され
る。
【００１９】Ｒ1 〜Ｒ6 として、より具体的には、各々
独立して、水素原子；フッ素原子等のハロゲン原子；メ
チル基、エチル基等の炭素数１〜６のアルキル基；シク
ロヘキシル基などのシクロアルキル基；ベンジル基、フ
ェネチル基等のアラルキル基；ビニル基、アリル基等の
アルケニル基；メトキシカルボニル基、エトキシカルボ
ニル基等の炭素数１〜６のアルコキシカルボニル基；メ
トキシ基、エトキシ基等の炭素数１〜６のアルコキシ
基；フェノキシ基、ベンジルオキシ基などのアリールオ
キシ基；ベンゼンスルホニル基等のアリールスルホニル
基；メチルスルホニル基、エチルスルホニル基等の炭素
数１〜６のアルキルスルホニル基；アミノ基；ジメチル
アミノ基、ジエチルアミノ基等のジアルキルアミノ基；
アミド基；ジメチルアミド基、ジエチルアミド基等のア
ルキルアミド基；ベンジルアミド基、ジベンジルアミド
基等のアリールアミド；アセチル基等のアシル基；シア
ノ基；カルボキシル基；水酸基；フェニル基、ビフェニ
ル基、ナフチル基、アントリル基、フェナントリル基、
ピレニル基などの芳香族炭化水素環；カルバゾリル基、
ピリジル基、トリアジル基、ピラジル基、キノキサリル
基、チエニル基などの芳香族複素環等が挙げられ、これ
らは更に置換基されていても良い。
独立して、水素原子；フッ素原子等のハロゲン原子；メ
チル基、エチル基等の炭素数１〜６のアルキル基；シク
ロヘキシル基などのシクロアルキル基；ベンジル基、フ
ェネチル基等のアラルキル基；ビニル基、アリル基等の
アルケニル基；メトキシカルボニル基、エトキシカルボ
ニル基等の炭素数１〜６のアルコキシカルボニル基；メ
トキシ基、エトキシ基等の炭素数１〜６のアルコキシ
基；フェノキシ基、ベンジルオキシ基などのアリールオ
キシ基；ベンゼンスルホニル基等のアリールスルホニル
基；メチルスルホニル基、エチルスルホニル基等の炭素
数１〜６のアルキルスルホニル基；アミノ基；ジメチル
アミノ基、ジエチルアミノ基等のジアルキルアミノ基；
アミド基；ジメチルアミド基、ジエチルアミド基等のア
ルキルアミド基；ベンジルアミド基、ジベンジルアミド
基等のアリールアミド；アセチル基等のアシル基；シア
ノ基；カルボキシル基；水酸基；フェニル基、ビフェニ
ル基、ナフチル基、アントリル基、フェナントリル基、
ピレニル基などの芳香族炭化水素環；カルバゾリル基、
ピリジル基、トリアジル基、ピラジル基、キノキサリル
基、チエニル基などの芳香族複素環等が挙げられ、これ
らは更に置換基されていても良い。
【００２０】前記置換基としてはフッ素原子等のハロゲ
ン原子；メチル基、エチル基等の炭素数１〜６のアルキ
ル基；ビニル基等のアルケニル基；メトキシカルボニル
基、エトキシカルボニル基等の炭素数１〜６のアルコキ
シカルボニル基；メトキシ基、エトキシ基等の炭素数１
〜６のアルコキシ基；フェノキシ基、ベンジルオキシ基
などのアリールオキシ基；ジメチルアミノ基、ジエチル
アミノ基等のジアルキルアミノ基、アセチル基等のアシ
ル基、トリフルオロメチル基等のハロアルキル基、シア
ノ基等が挙げられる。これらのうち特に好ましくは、メ
チル基、フェニル基、メトキシ基が挙げられる。
ン原子；メチル基、エチル基等の炭素数１〜６のアルキ
ル基；ビニル基等のアルケニル基；メトキシカルボニル
基、エトキシカルボニル基等の炭素数１〜６のアルコキ
シカルボニル基；メトキシ基、エトキシ基等の炭素数１
〜６のアルコキシ基；フェノキシ基、ベンジルオキシ基
などのアリールオキシ基；ジメチルアミノ基、ジエチル
アミノ基等のジアルキルアミノ基、アセチル基等のアシ
ル基、トリフルオロメチル基等のハロアルキル基、シア
ノ基等が挙げられる。これらのうち特に好ましくは、メ
チル基、フェニル基、メトキシ基が挙げられる。
【００２１】尚、Ｒ1 とＲ2 、Ｒ2 とＲ3 、Ｒ3 と
Ｒ4 、Ｒ5 とＲ6 は、それぞれ結合して環を形成してい
てもよい。この場合、形成される環として好ましくは、
ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環が挙げられ
る。一般式（Ｉ）で表される化合物の８−ヒドロキシキ
ノリン誘導体からなる配位子として、特に好ましいの
は、Ｒ1 の位置に各々独立に炭素数１〜６のアルキル基
を有するもの、中でも
Ｒ4 、Ｒ5 とＲ6 は、それぞれ結合して環を形成してい
てもよい。この場合、形成される環として好ましくは、
ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環が挙げられ
る。一般式（Ｉ）で表される化合物の８−ヒドロキシキ
ノリン誘導体からなる配位子として、特に好ましいの
は、Ｒ1 の位置に各々独立に炭素数１〜６のアルキル基
を有するもの、中でも
【００２２】
【化７】
【００２３】であり、またはＲ1 およびＲ3 の位置に各
々独立に炭素数１〜６のアルキル基を有するもの、中で
も
々独立に炭素数１〜６のアルキル基を有するもの、中で
も
【００２４】
【化８】
【００２５】である。一般式（Ｉ）で表される化合物
は、例えば下記一般式（II）
は、例えば下記一般式（II）
【００２６】
【化９】
【００２７】で表される化合物を、トルエン中アルミニ
ウムイソプロポシキシドと室温で攪拌し、下記一般式
（III ）
ウムイソプロポシキシドと室温で攪拌し、下記一般式
（III ）
【００２８】
【化１０】
【００２９】を添加した後、還流攪拌することにより得
られる。以下に、前記一般式で表される化合物の具体例
をしめすが、本発明はこれによって限定されるものでは
ない。
られる。以下に、前記一般式で表される化合物の具体例
をしめすが、本発明はこれによって限定されるものでは
ない。
【００３０】
【表１】
【００３１】
【表２】
【００３２】
【表３】
【００３３】以下、本発明の有機電界発光素子につい
て、図面を参照しながら説明する。図１は本発明に用い
られる一般的な有機電界発光素子の構造例を模式的に示
す断面図であり、１は基板、２は陽極、４は正孔輸送
層、５は発光層、６は正孔阻止層、８は陰極を各々表わ
す。基板１は有機電界発光素子の支持体となるものであ
り、石英やガラスの板、金属板や金属箔、プラスチック
フィルムやシートなどが用いられる。特にガラス板や、
ポリエステル、ポリメタクリレート、ポリカーボネー
ト、ポリスルホンなどの透明な合成樹脂の板が好まし
い。合成樹脂基板を使用する場合にはガスバリア性に留
意する必要がある。基板のガスバリヤ性が小さすぎる
と、基板を通過した外気により有機電界発光素子が劣化
することがあるので好ましくない。このため、合成樹脂
基板の少なくとも片面に緻密なシリコン酸化膜等を設け
てガスバリア性を確保する方法も好ましい方法の一つで
ある。
て、図面を参照しながら説明する。図１は本発明に用い
られる一般的な有機電界発光素子の構造例を模式的に示
す断面図であり、１は基板、２は陽極、４は正孔輸送
層、５は発光層、６は正孔阻止層、８は陰極を各々表わ
す。基板１は有機電界発光素子の支持体となるものであ
り、石英やガラスの板、金属板や金属箔、プラスチック
フィルムやシートなどが用いられる。特にガラス板や、
ポリエステル、ポリメタクリレート、ポリカーボネー
ト、ポリスルホンなどの透明な合成樹脂の板が好まし
い。合成樹脂基板を使用する場合にはガスバリア性に留
意する必要がある。基板のガスバリヤ性が小さすぎる
と、基板を通過した外気により有機電界発光素子が劣化
することがあるので好ましくない。このため、合成樹脂
基板の少なくとも片面に緻密なシリコン酸化膜等を設け
てガスバリア性を確保する方法も好ましい方法の一つで
ある。
【００３４】基板１上には陽極２が設けられるが、陽極
２は正孔輸送層への正孔注入の役割を果たすものであ
る。この陽極は、通常、アルミニウム、金、銀、ニッケ
ル、パラジウム、白金等の金属、インジウム及び／また
はスズの酸化物などの金属酸化物、ヨウ化銅などのハロ
ゲン化金属、カーボンブラック、あるいは、ポリ（3-メ
チルチオフェン）、ポリピロール、ポリアニリン等の導
電性高分子などにより構成される。 陽極２の形成は通
常、スパッタリング法、真空蒸着法などにより行われる
ことが多い。また、銀などの金属微粒子、ヨウ化銅など
の微粒子、カーボンブラック、導電性の金属酸化物微粒
子、導電性高分子微粉末を、適当なバインダー樹脂溶液
に分散し、基板１上に塗布することにより陽極２を形成
することもできる。さらに、導電性高分子の場合は電解
重合により直接基板１上に薄膜を形成したり、基板１上
に導電性高分子を塗布して陽極２を形成することもでき
る（Appl．Phys．Lett．，60巻，2711頁，1992年）。
２は正孔輸送層への正孔注入の役割を果たすものであ
る。この陽極は、通常、アルミニウム、金、銀、ニッケ
ル、パラジウム、白金等の金属、インジウム及び／また
はスズの酸化物などの金属酸化物、ヨウ化銅などのハロ
ゲン化金属、カーボンブラック、あるいは、ポリ（3-メ
チルチオフェン）、ポリピロール、ポリアニリン等の導
電性高分子などにより構成される。 陽極２の形成は通
常、スパッタリング法、真空蒸着法などにより行われる
ことが多い。また、銀などの金属微粒子、ヨウ化銅など
の微粒子、カーボンブラック、導電性の金属酸化物微粒
子、導電性高分子微粉末を、適当なバインダー樹脂溶液
に分散し、基板１上に塗布することにより陽極２を形成
することもできる。さらに、導電性高分子の場合は電解
重合により直接基板１上に薄膜を形成したり、基板１上
に導電性高分子を塗布して陽極２を形成することもでき
る（Appl．Phys．Lett．，60巻，2711頁，1992年）。
【００３５】陽極２は異なる材料からなる層を積層して
形成することも可能である。陽極２の厚みは、必要とす
る透明性により異なる。透明性が必要とされる場合は、
可視光の透過率を、通常、60％以上、好ましくは80％以
上とすることが望ましく、この場合、厚みは、通常５〜
1000nm、 好ましくは10〜500nm 程度である。不透明でよ
い場合は、陽極２は基板１と同じ厚みでもよい。また、
さらには上記の陽極２の上に異なる導電材料を積層する
ことも可能である。
形成することも可能である。陽極２の厚みは、必要とす
る透明性により異なる。透明性が必要とされる場合は、
可視光の透過率を、通常、60％以上、好ましくは80％以
上とすることが望ましく、この場合、厚みは、通常５〜
1000nm、 好ましくは10〜500nm 程度である。不透明でよ
い場合は、陽極２は基板１と同じ厚みでもよい。また、
さらには上記の陽極２の上に異なる導電材料を積層する
ことも可能である。
【００３６】陽極２の上には正孔輸送層４が設けられ
る。正孔輸送層の材料に要求される条件としては、陽極
からの正孔注入効率が高く、かつ、注入された正孔を効
率よく輸送することができる材料であることが必要であ
る。そのためには、イオン化ポテンシャルが小さく、可
視光の光に対して透明性が高く、しかも正孔移動度が大
きく、さらに安定性に優れ、トラップとなる不純物が製
造時や使用時に発生しにくいことが要求される。上記の
一般的要求以外に、車載表示用の応用を考えた場合、素
子にはさらに耐熱性が要求される。従って、ガラス転移
温度（Ｔｇ）として85℃以上の値を有する材料が望まし
い。
る。正孔輸送層の材料に要求される条件としては、陽極
からの正孔注入効率が高く、かつ、注入された正孔を効
率よく輸送することができる材料であることが必要であ
る。そのためには、イオン化ポテンシャルが小さく、可
視光の光に対して透明性が高く、しかも正孔移動度が大
きく、さらに安定性に優れ、トラップとなる不純物が製
造時や使用時に発生しにくいことが要求される。上記の
一般的要求以外に、車載表示用の応用を考えた場合、素
子にはさらに耐熱性が要求される。従って、ガラス転移
温度（Ｔｇ）として85℃以上の値を有する材料が望まし
い。
【００３７】このような正孔輸送材料としては、例え
ば、1,1-ビス（4-ジ-p- トリルアミノフェニル）シクロ
ヘキサン、4,4'- ビス［N-（1-ナフチル）-N- フェニル
アミノ］ビフェニルで代表される２個以上の３級アミン
を含み２個以上の縮合芳香族環が窒素原子に置換した芳
香族アミン（特開平５−234681号公報）、トリフェニル
ベンゼンの誘導体でスターバースト構造を有する芳香族
トリアミン（米国特許第4,923,774 号）、N,N'- ジフェ
ニル-N,N'-ビス（3-メチルフェニル）ビフェニル-4,4'-
ジアミン、ピレニル基に芳香族ジアミノ基が複数個置換
した化合物、スチリル構造を有する芳香族ジアミン（特
開平４−290851号公報）、チオフェン基で芳香族３級ア
ミンユニットを連結したもの（特開平４−304466号公
報）、スターバースト型芳香族トリアミン（特開平４−
308688号公報）、フルオレン基で３級アミンを連結した
もの（特開平５− 25473号公報）、トリアミン化合物
（特開平５−239455号公報）、ビスジピリジルアミノビ
フェニル、N,N,N-トリフェニルアミン誘導体（特開平６
−1972号公報）、フェノキサジン構造を有する芳香族ジ
アミン（特開平７−138562号公報）、ジアミノフェニル
フェナントリジン誘導体（特開平７−252474号公報）、
シラザン化合物（米国特許第 4,950,950号公報）、シラ
ナミン誘導体（特開平６− 49079号公報）、ホスファミ
ン誘導体（特開平６− 25659号公報）等が挙げられる。
これらの化合物は、単独で用いてもよいし、必要に応じ
て、各々、混合して用いてもよい。
ば、1,1-ビス（4-ジ-p- トリルアミノフェニル）シクロ
ヘキサン、4,4'- ビス［N-（1-ナフチル）-N- フェニル
アミノ］ビフェニルで代表される２個以上の３級アミン
を含み２個以上の縮合芳香族環が窒素原子に置換した芳
香族アミン（特開平５−234681号公報）、トリフェニル
ベンゼンの誘導体でスターバースト構造を有する芳香族
トリアミン（米国特許第4,923,774 号）、N,N'- ジフェ
ニル-N,N'-ビス（3-メチルフェニル）ビフェニル-4,4'-
ジアミン、ピレニル基に芳香族ジアミノ基が複数個置換
した化合物、スチリル構造を有する芳香族ジアミン（特
開平４−290851号公報）、チオフェン基で芳香族３級ア
ミンユニットを連結したもの（特開平４−304466号公
報）、スターバースト型芳香族トリアミン（特開平４−
308688号公報）、フルオレン基で３級アミンを連結した
もの（特開平５− 25473号公報）、トリアミン化合物
（特開平５−239455号公報）、ビスジピリジルアミノビ
フェニル、N,N,N-トリフェニルアミン誘導体（特開平６
−1972号公報）、フェノキサジン構造を有する芳香族ジ
アミン（特開平７−138562号公報）、ジアミノフェニル
フェナントリジン誘導体（特開平７−252474号公報）、
シラザン化合物（米国特許第 4,950,950号公報）、シラ
ナミン誘導体（特開平６− 49079号公報）、ホスファミ
ン誘導体（特開平６− 25659号公報）等が挙げられる。
これらの化合物は、単独で用いてもよいし、必要に応じ
て、各々、混合して用いてもよい。
【００３８】上記の化合物以外に、正孔輸送層４の材料
として、ポリビニルカルバゾールやポリシラン、ポリフ
ォスファゼン（特開平５−310949号公報）、ポリアミド
（特開平５−310949号公報）、ポリビニルトリフェニル
アミン（特開平７− 53953号公報）、トリフェニルアミ
ン骨格を有する高分子（特開平４−133065号公報）、芳
香族アミンを含有するポリメタクリレート等の高分子材
料が挙げられる。上記の正孔輸送材料を塗布法あるいは
真空蒸着法により前記陽極２上に積層することにより正
孔輸送層４を形成する。塗布法の場合は、正孔輸送材料
を１種または２種以上と、必要により正孔のトラップに
ならないバインダー樹脂や塗布性改良剤などの添加剤を
添加し、溶解して塗布溶液を調製し、スピンコート法な
どの方法により陽極２上に塗布し、乾燥することにより
正孔輸送層４を形成する。バインダー樹脂としては、ポ
リカーボネート、ポリアリレート、ポリエステル等が挙
げられる。バインダー樹脂は添加量が多いと正孔移動度
を低下させるので、少ない方が望ましく、通常、５０重
量％以下が好ましい。
として、ポリビニルカルバゾールやポリシラン、ポリフ
ォスファゼン（特開平５−310949号公報）、ポリアミド
（特開平５−310949号公報）、ポリビニルトリフェニル
アミン（特開平７− 53953号公報）、トリフェニルアミ
ン骨格を有する高分子（特開平４−133065号公報）、芳
香族アミンを含有するポリメタクリレート等の高分子材
料が挙げられる。上記の正孔輸送材料を塗布法あるいは
真空蒸着法により前記陽極２上に積層することにより正
孔輸送層４を形成する。塗布法の場合は、正孔輸送材料
を１種または２種以上と、必要により正孔のトラップに
ならないバインダー樹脂や塗布性改良剤などの添加剤を
添加し、溶解して塗布溶液を調製し、スピンコート法な
どの方法により陽極２上に塗布し、乾燥することにより
正孔輸送層４を形成する。バインダー樹脂としては、ポ
リカーボネート、ポリアリレート、ポリエステル等が挙
げられる。バインダー樹脂は添加量が多いと正孔移動度
を低下させるので、少ない方が望ましく、通常、５０重
量％以下が好ましい。
【００３９】真空蒸着法の場合には、正孔輸送材料を真
空容器内に設置されたルツボに入れ、真空容器内を適当
な真空ポンプで10-4Pa程度にまで排気した後、ルツボを
加熱して正孔輸送材料を蒸発させ、ルツボと向き合って
置かれた、陽極が形成された基板１上に蒸着させること
により正孔輸送層４を形成させる。正孔輸送層４の膜厚
は、通常10〜300nm 、好ましくは30〜100nm である。こ
の様に薄い膜を一様に形成するためには、一般に真空蒸
着法がよく用いられる。正孔輸送層４の上には発光層５
が設けられる。発光層５は、電界を与えられた電極間に
おいて、陽極から注入されて正孔輸送層４中を移動する
正孔と、陰極から注入されて正孔阻止層６中を移動する
電子との再結合により励起されて強い発光を示す蛍光性
化合物より形成される。
空容器内に設置されたルツボに入れ、真空容器内を適当
な真空ポンプで10-4Pa程度にまで排気した後、ルツボを
加熱して正孔輸送材料を蒸発させ、ルツボと向き合って
置かれた、陽極が形成された基板１上に蒸着させること
により正孔輸送層４を形成させる。正孔輸送層４の膜厚
は、通常10〜300nm 、好ましくは30〜100nm である。こ
の様に薄い膜を一様に形成するためには、一般に真空蒸
着法がよく用いられる。正孔輸送層４の上には発光層５
が設けられる。発光層５は、電界を与えられた電極間に
おいて、陽極から注入されて正孔輸送層４中を移動する
正孔と、陰極から注入されて正孔阻止層６中を移動する
電子との再結合により励起されて強い発光を示す蛍光性
化合物より形成される。
【００４０】発光層５に用いられる蛍光性化合物として
は、安定な薄膜形状を有し、固体状態で高い蛍光収率を
示し、正孔および／または電子を効率よく輸送すること
ができる化合物であることが必要である。さらに電気化
学的かつ化学的に安定であり、トラップとなる不純物が
製造時や使用時に発生しにくい化合物であることが要求
される。
は、安定な薄膜形状を有し、固体状態で高い蛍光収率を
示し、正孔および／または電子を効率よく輸送すること
ができる化合物であることが必要である。さらに電気化
学的かつ化学的に安定であり、トラップとなる不純物が
製造時や使用時に発生しにくい化合物であることが要求
される。
【００４１】このような条件を満たす材料としては、テ
トラフェニルブタジエンなどの芳香族化合物（特開昭57
− 51781号公報）、８−ヒドロキシキノリンのアルミニ
ウム錯体などの金属錯体（特開昭59−194393号公報）、
10- ヒドロキシベンゾ[h] キノリンの金属錯体（特開平
６−322362号公報）、混合配位子型アルミニウム錯体
（J. SID, 5巻, 11頁, 1997年）、シクロペンタジエン
誘導体（特開平２−289675号公報）、ペリノン誘導体
（特開平２−289676号公報）、オキサジアゾール誘導体
（特開平２−216791号公報）、ジスチリルアリーレン誘
導体（Appl. Phys.Lett., 67巻、3853頁、1995年）、希
土類錯体（特開平１−256584号公報）、ジスチリルピラ
ジン誘導体（特開平２−252793号公報）、ビススチリル
ベンゼン誘導体（特開平１−245087号公報、同２−2224
84号公報）、ペリレン誘導体（特開平２−189890号公
報、同３− 791号公報）、クマリン化合物（特開平２−
191694号公報、同３− 792号公報）、ｐ−フェニレン化
合物（特開平３− 33183号公報）、チアジアゾロピリジ
ン誘導体（特開平３− 37292号公報）、ピロロピリジン
誘導体（特開平３− 37293号公報）、ナフチリジン誘導
体（特開平３−203982号公報）シロール誘導体（ディス
プレイアンドイメージング、５巻、 317頁、1997年）な
どが挙げられる。
トラフェニルブタジエンなどの芳香族化合物（特開昭57
− 51781号公報）、８−ヒドロキシキノリンのアルミニ
ウム錯体などの金属錯体（特開昭59−194393号公報）、
10- ヒドロキシベンゾ[h] キノリンの金属錯体（特開平
６−322362号公報）、混合配位子型アルミニウム錯体
（J. SID, 5巻, 11頁, 1997年）、シクロペンタジエン
誘導体（特開平２−289675号公報）、ペリノン誘導体
（特開平２−289676号公報）、オキサジアゾール誘導体
（特開平２−216791号公報）、ジスチリルアリーレン誘
導体（Appl. Phys.Lett., 67巻、3853頁、1995年）、希
土類錯体（特開平１−256584号公報）、ジスチリルピラ
ジン誘導体（特開平２−252793号公報）、ビススチリル
ベンゼン誘導体（特開平１−245087号公報、同２−2224
84号公報）、ペリレン誘導体（特開平２−189890号公
報、同３− 791号公報）、クマリン化合物（特開平２−
191694号公報、同３− 792号公報）、ｐ−フェニレン化
合物（特開平３− 33183号公報）、チアジアゾロピリジ
ン誘導体（特開平３− 37292号公報）、ピロロピリジン
誘導体（特開平３− 37293号公報）、ナフチリジン誘導
体（特開平３−203982号公報）シロール誘導体（ディス
プレイアンドイメージング、５巻、 317頁、1997年）な
どが挙げられる。
【００４２】また、前述の正孔輸送層材料のうち、蛍光
性を有する芳香族アミン系化合物も発光層材料として用
いることが出来る。発光層５の膜厚は、通常3 〜200 n
m、好ましくは5 〜100 nmである。発光層も正孔輸送層
と同様の方法で形成することができるが、通常は真空蒸
着法が用いられる。素子の発光効率を向上させるととも
に発光色を変える目的で、発光層材料である蛍光性化合
物、例えば８−ヒドロキシキノリンのアルミニウム錯体
をホスト材料として、クマリン等のレーザ用蛍光色素を
ドープすること（J. Appl. Phys.,65巻, 3610頁, 1989
年）等が提案されている。このドーピング手法は、本発
明の有機電界発光素子における発光層５にも適用でき、
ドープ用材料としては、クマリン以外にも各種の蛍光色
素が使用できる。青色発光を与える蛍光色素としては、
ペリレン、ピレン、アントラセンおよびそれらの誘導体
等が挙げられる。緑色蛍光色素としては、キナクリドン
誘導体、クマリン誘導体等が挙げられる。黄色蛍光色素
としては、ルブレン、ペリミドン誘導体等が挙げられ
る。赤色蛍光色素としては、ＤＣＭ等のベンゾピラン誘
導体、ローダミン誘導体、ベンゾチオキサンテン誘導
体、アザベンゾチオキサンテン等が挙げられる。
性を有する芳香族アミン系化合物も発光層材料として用
いることが出来る。発光層５の膜厚は、通常3 〜200 n
m、好ましくは5 〜100 nmである。発光層も正孔輸送層
と同様の方法で形成することができるが、通常は真空蒸
着法が用いられる。素子の発光効率を向上させるととも
に発光色を変える目的で、発光層材料である蛍光性化合
物、例えば８−ヒドロキシキノリンのアルミニウム錯体
をホスト材料として、クマリン等のレーザ用蛍光色素を
ドープすること（J. Appl. Phys.,65巻, 3610頁, 1989
年）等が提案されている。このドーピング手法は、本発
明の有機電界発光素子における発光層５にも適用でき、
ドープ用材料としては、クマリン以外にも各種の蛍光色
素が使用できる。青色発光を与える蛍光色素としては、
ペリレン、ピレン、アントラセンおよびそれらの誘導体
等が挙げられる。緑色蛍光色素としては、キナクリドン
誘導体、クマリン誘導体等が挙げられる。黄色蛍光色素
としては、ルブレン、ペリミドン誘導体等が挙げられ
る。赤色蛍光色素としては、ＤＣＭ等のベンゾピラン誘
導体、ローダミン誘導体、ベンゾチオキサンテン誘導
体、アザベンゾチオキサンテン等が挙げられる。
【００４３】上記のドープ用蛍光色素以外にも、ホスト
材料に応じて、レーザー研究，８巻， 694頁， 803頁，
958頁（1980年）；同９巻，85頁（1981年）、に列挙さ
れている蛍光色素が発光層用のドープ材料として使用す
ることができる。ホスト材料に対して上記蛍光色素がド
ープされる量は、10-3〜10重量％が好ましい。上述の蛍
光色素を発光層のホスト材料にドープする方法を以下に
説明する。塗布の場合は、前記発光層ホスト材料と、ド
ープ用蛍光色素、さらに必要により、電子のトラップや
発光の消光剤とならないバインダー樹脂や、レベリング
剤等の塗布性改良剤などの添加剤を添加し溶解した塗布
溶液を調整し、スピンコート法などの方法により正孔輸
送層４上に塗布し、乾燥して発光層５を形成する。バイ
ンダー樹脂としては、ポリカーボネート、ポリアリレー
ト、ポリエステル等が挙げられる。バインダー樹脂は添
加量が多いと正孔／電子移動度を低下させるので、少な
い方が望ましく、50重量％以下が好ましい。
材料に応じて、レーザー研究，８巻， 694頁， 803頁，
958頁（1980年）；同９巻，85頁（1981年）、に列挙さ
れている蛍光色素が発光層用のドープ材料として使用す
ることができる。ホスト材料に対して上記蛍光色素がド
ープされる量は、10-3〜10重量％が好ましい。上述の蛍
光色素を発光層のホスト材料にドープする方法を以下に
説明する。塗布の場合は、前記発光層ホスト材料と、ド
ープ用蛍光色素、さらに必要により、電子のトラップや
発光の消光剤とならないバインダー樹脂や、レベリング
剤等の塗布性改良剤などの添加剤を添加し溶解した塗布
溶液を調整し、スピンコート法などの方法により正孔輸
送層４上に塗布し、乾燥して発光層５を形成する。バイ
ンダー樹脂としては、ポリカーボネート、ポリアリレー
ト、ポリエステル等が挙げられる。バインダー樹脂は添
加量が多いと正孔／電子移動度を低下させるので、少な
い方が望ましく、50重量％以下が好ましい。
【００４４】真空蒸着法の場合には、前記ホスト材料を
真空容器内に設置されたるつぼに入れ、ドープする蛍光
色素を別のるつぼに入れ、真空容器内を適当な真空ポン
プで10-6Torr程度にまで排気した後、各々のるつぼを同
時に加熱して蒸発させ、るつぼと向き合って置かれた基
板上に層を形成する。また、他の方法として、上記の材
料を予め所定比で混合したものを同一のるつぼを用いて
蒸発させてもよい。上記各ドーパントが発光層中にドー
プされる場合、通常発光層の膜厚方向において均一にド
ープされるが、膜厚方向において濃度分布があっても構
わない。例えば、正孔輸送層４との界面近傍にのみドー
プしたり、逆に、正孔阻止層６との界面近傍にドープし
てもよい。
真空容器内に設置されたるつぼに入れ、ドープする蛍光
色素を別のるつぼに入れ、真空容器内を適当な真空ポン
プで10-6Torr程度にまで排気した後、各々のるつぼを同
時に加熱して蒸発させ、るつぼと向き合って置かれた基
板上に層を形成する。また、他の方法として、上記の材
料を予め所定比で混合したものを同一のるつぼを用いて
蒸発させてもよい。上記各ドーパントが発光層中にドー
プされる場合、通常発光層の膜厚方向において均一にド
ープされるが、膜厚方向において濃度分布があっても構
わない。例えば、正孔輸送層４との界面近傍にのみドー
プしたり、逆に、正孔阻止層６との界面近傍にドープし
てもよい。
【００４５】発光層５の上には、前述の一般式（Ｉ）で
表される化合物を含む、正孔阻止層６が設けられる。正
孔阻止層６とは、発光層５の陰極側の界面に接するよう
に設けられた層のことであり、正孔輸送層４から移動し
てくる正孔が、発光層５を通り抜けて陰極に到達するの
を阻止する役割と、陰極８から注入された電子を効率よ
く発光層５の方向に輸送する役割を果たすことができる
化合物により形成される。また、発光層５で再結合によ
る生成するエキシトンを発光層内に閉じこめるために、
発光層材料よりは広いバンドギャップを有することが必
要である。この場合のバンドギャップは、電気化学的に
決定される酸化電位−還元電位の差、または、光吸収端
から求められる。正孔阻止層は電荷キャリアとエキシト
ンの両方を発光層内に閉じこめて、発光効率を向上させ
る機能を有する。
表される化合物を含む、正孔阻止層６が設けられる。正
孔阻止層６とは、発光層５の陰極側の界面に接するよう
に設けられた層のことであり、正孔輸送層４から移動し
てくる正孔が、発光層５を通り抜けて陰極に到達するの
を阻止する役割と、陰極８から注入された電子を効率よ
く発光層５の方向に輸送する役割を果たすことができる
化合物により形成される。また、発光層５で再結合によ
る生成するエキシトンを発光層内に閉じこめるために、
発光層材料よりは広いバンドギャップを有することが必
要である。この場合のバンドギャップは、電気化学的に
決定される酸化電位−還元電位の差、または、光吸収端
から求められる。正孔阻止層は電荷キャリアとエキシト
ンの両方を発光層内に閉じこめて、発光効率を向上させ
る機能を有する。
【００４６】前記一般式（Ｉ）で表される化合物は、高
融点かつ広い光学的バンドギャップを有するため、この
ような条件を充分に満たし、正孔阻止層材料として特に
有用である。一般式（Ｉ）で表される化合物を正孔阻止
層に用いることで、発光色の純度、耐熱性が大幅に改善
された。正孔阻止層６の膜厚は、通常0.3 〜 100nm、好
ましくは 0.5〜50nmである。正孔阻止層も正孔輸送層と
同様の方法で形成することができるが、通常は真空蒸着
法が用いられる。
融点かつ広い光学的バンドギャップを有するため、この
ような条件を充分に満たし、正孔阻止層材料として特に
有用である。一般式（Ｉ）で表される化合物を正孔阻止
層に用いることで、発光色の純度、耐熱性が大幅に改善
された。正孔阻止層６の膜厚は、通常0.3 〜 100nm、好
ましくは 0.5〜50nmである。正孔阻止層も正孔輸送層と
同様の方法で形成することができるが、通常は真空蒸着
法が用いられる。
【００４７】陰極８は、正孔阻止層６に電子を注入する
役割を果たす。陰極８として用いられる材料は、前記陽
極２に使用される材料と同様のものを挙げることが可能
であるが、効率よく電子注入を行なうには、仕事関数の
低い金属が好ましく、スズ、マグネシウム、インジウ
ム、カルシウム、アルミニウム、銀等の適当な金属また
はそれらの合金が用いられる。具体例としては、マグネ
シウム−銀合金、マグネシウム−インジウム合金、アル
ミニウム−リチウム合金等の低仕事関数合金電極が挙げ
られる。さらに、陰極と発光層または電子輸送層の界面
にLiF 、MgF2、Li 2O等の極薄絶縁膜（0.1 〜5nm ）を挿
入することも、素子の効率を向上させる有効な方法であ
る（Appl. Phys. Lett., 70 巻，152 頁，1997年；特開
平10− 74586号公報；IEEETrans. Electron. Devices，
44巻，1245頁，1997年）。陰極８の膜厚は通常、陽極２
と同様である。低仕事関数金属から成る陰極を保護する
目的で、この上にさらに、仕事関数が高く大気に対して
安定な金属層を積層することは素子の安定性を増す。こ
の目的のために、アルミニウム、銀、銅、ニッケル、ク
ロム、金、白金等の金属が使われる。
役割を果たす。陰極８として用いられる材料は、前記陽
極２に使用される材料と同様のものを挙げることが可能
であるが、効率よく電子注入を行なうには、仕事関数の
低い金属が好ましく、スズ、マグネシウム、インジウ
ム、カルシウム、アルミニウム、銀等の適当な金属また
はそれらの合金が用いられる。具体例としては、マグネ
シウム−銀合金、マグネシウム−インジウム合金、アル
ミニウム−リチウム合金等の低仕事関数合金電極が挙げ
られる。さらに、陰極と発光層または電子輸送層の界面
にLiF 、MgF2、Li 2O等の極薄絶縁膜（0.1 〜5nm ）を挿
入することも、素子の効率を向上させる有効な方法であ
る（Appl. Phys. Lett., 70 巻，152 頁，1997年；特開
平10− 74586号公報；IEEETrans. Electron. Devices，
44巻，1245頁，1997年）。陰極８の膜厚は通常、陽極２
と同様である。低仕事関数金属から成る陰極を保護する
目的で、この上にさらに、仕事関数が高く大気に対して
安定な金属層を積層することは素子の安定性を増す。こ
の目的のために、アルミニウム、銀、銅、ニッケル、ク
ロム、金、白金等の金属が使われる。
【００４８】図１の構成の素子では、正孔輸送層４は陽
極２から正孔を受けとる（正孔注入）機能と、受けとっ
た正孔を発光層５へ運ぶ（正孔輸送）機能を果たしてお
り、正孔阻止層６は、発光層５中で電子と再結合しなか
った正孔が、陰極側へ抜けてしまうのを阻止する（正孔
阻止）機能の他に、陰極８から受け取った電子を発光層
５へ運ぶ（電子輸送）機能をも果たしている。しかし本
発明の素子の、更なる発光特性や駆動安定性の向上のた
めに、例えば図２に示す様に、正孔阻止層６と陰極８の
間に電子輸送層７を設けたり、図３に示す様に陽極２と
正孔輸送層４の間に陽極バッファ層３を設けるなど、機
能毎に層を分ける構造、すなわち機能分離型の素子にす
ることも可能である。
極２から正孔を受けとる（正孔注入）機能と、受けとっ
た正孔を発光層５へ運ぶ（正孔輸送）機能を果たしてお
り、正孔阻止層６は、発光層５中で電子と再結合しなか
った正孔が、陰極側へ抜けてしまうのを阻止する（正孔
阻止）機能の他に、陰極８から受け取った電子を発光層
５へ運ぶ（電子輸送）機能をも果たしている。しかし本
発明の素子の、更なる発光特性や駆動安定性の向上のた
めに、例えば図２に示す様に、正孔阻止層６と陰極８の
間に電子輸送層７を設けたり、図３に示す様に陽極２と
正孔輸送層４の間に陽極バッファ層３を設けるなど、機
能毎に層を分ける構造、すなわち機能分離型の素子にす
ることも可能である。
【００４９】なお図２に示す構造の機能分離型素子にお
いて、本発明の一般式（Ｉ）で表される化合物を含む層
を電子輸送層７の位置に設け、正孔阻止層６は別途設け
てもよい。しかし前述したように、一般式（Ｉ）で表さ
れる化合物は高融点かつ広いバンドギャップを有するた
め、正孔阻止層６の材料として用いた方が、その長所が
より有効に働くため好ましい。図２に示すように、正孔
阻止層６と陰極８の間に電子輸送層７を設けることによ
り、素子の発光効率をさらに向上させることが可能であ
る。電子輸送層７は、電界を与えられた電極間において
陰極から注入された電子を効率よく正孔阻止層６の方向
に輸送することができる化合物より形成される。電子輸
送層は、発光層での再結合により生成するエキシトンが
拡散して陰極８で消光されるのを防ぐ効果を有する。
いて、本発明の一般式（Ｉ）で表される化合物を含む層
を電子輸送層７の位置に設け、正孔阻止層６は別途設け
てもよい。しかし前述したように、一般式（Ｉ）で表さ
れる化合物は高融点かつ広いバンドギャップを有するた
め、正孔阻止層６の材料として用いた方が、その長所が
より有効に働くため好ましい。図２に示すように、正孔
阻止層６と陰極８の間に電子輸送層７を設けることによ
り、素子の発光効率をさらに向上させることが可能であ
る。電子輸送層７は、電界を与えられた電極間において
陰極から注入された電子を効率よく正孔阻止層６の方向
に輸送することができる化合物より形成される。電子輸
送層は、発光層での再結合により生成するエキシトンが
拡散して陰極８で消光されるのを防ぐ効果を有する。
【００５０】電子輸送層７に用いられる電子輸送性化合
物としては、陰極８からの電子注入効率が高く、かつ、
高い電子移動度を有し注入された電子を効率よく輸送す
ることができる化合物であることが必要である。このよ
うな条件を満たす材料としては、８−ヒドロキシキノリ
ンのアルミニウム錯体などの金属錯体（特開昭59−1943
93号公報）、10- ヒドロキシベンゾ[h]キノリンの金属
錯体、オキサジアゾール誘導体、ジスチリルビフェニル
誘導体、シロール誘導体、3-または5-ヒドロキシフラボ
ン金属錯体、ベンズオキサゾール金属錯体、ベンゾチア
ゾール金属錯体、トリスベンズイミダゾリルベンゼン
（米国特許第 5,645,948号）、キノキサリン化合物（特
開平６−207169号公報）、フェナントロリン誘導体（特
開平５−331459号公報）、2-t-ブチル-9,10-N,N'- ジシ
アノアントラキノンジイミン、ｎ型水素化非晶質炭化シ
リコン、ｎ型硫化亜鉛、ｎ型セレン化亜鉛などが挙げら
れる。電子輸送層６の膜厚は、通常、5 〜200nm 、好ま
しくは10〜100 nmである。
物としては、陰極８からの電子注入効率が高く、かつ、
高い電子移動度を有し注入された電子を効率よく輸送す
ることができる化合物であることが必要である。このよ
うな条件を満たす材料としては、８−ヒドロキシキノリ
ンのアルミニウム錯体などの金属錯体（特開昭59−1943
93号公報）、10- ヒドロキシベンゾ[h]キノリンの金属
錯体、オキサジアゾール誘導体、ジスチリルビフェニル
誘導体、シロール誘導体、3-または5-ヒドロキシフラボ
ン金属錯体、ベンズオキサゾール金属錯体、ベンゾチア
ゾール金属錯体、トリスベンズイミダゾリルベンゼン
（米国特許第 5,645,948号）、キノキサリン化合物（特
開平６−207169号公報）、フェナントロリン誘導体（特
開平５−331459号公報）、2-t-ブチル-9,10-N,N'- ジシ
アノアントラキノンジイミン、ｎ型水素化非晶質炭化シ
リコン、ｎ型硫化亜鉛、ｎ型セレン化亜鉛などが挙げら
れる。電子輸送層６の膜厚は、通常、5 〜200nm 、好ま
しくは10〜100 nmである。
【００５１】電子輸送層６は、正孔輸送層４と同様にし
て塗布法あるいは真空蒸着法により発光層５上に積層す
ることにより形成される。通常は、真空蒸着法が用いら
れる。また図３に示す様に、陽極バッファ層３を設ける
ことにより陽極２と正孔輸送層４のコンタクトが向上
し、陽極２からの正孔注入がスムーズになるため、素子
の駆動電圧の低下と駆動安定性の向上を図ることができ
る。陽極バッファ層３に用いられる材料に要求される条
件としては、陽極とのコンタクトがよく均一な薄膜が形
成でき、熱的に安定、すなわち、融点及びガラス転移温
度が高く、融点としては 300℃以上、ガラス転移温度と
しては 100℃以上が要求される。さらに、イオン化ポテ
ンシャルが低く陽極からの正孔注入が容易なこと、正孔
移動度が大きいことが挙げられる。
て塗布法あるいは真空蒸着法により発光層５上に積層す
ることにより形成される。通常は、真空蒸着法が用いら
れる。また図３に示す様に、陽極バッファ層３を設ける
ことにより陽極２と正孔輸送層４のコンタクトが向上
し、陽極２からの正孔注入がスムーズになるため、素子
の駆動電圧の低下と駆動安定性の向上を図ることができ
る。陽極バッファ層３に用いられる材料に要求される条
件としては、陽極とのコンタクトがよく均一な薄膜が形
成でき、熱的に安定、すなわち、融点及びガラス転移温
度が高く、融点としては 300℃以上、ガラス転移温度と
しては 100℃以上が要求される。さらに、イオン化ポテ
ンシャルが低く陽極からの正孔注入が容易なこと、正孔
移動度が大きいことが挙げられる。
【００５２】この目的のために、これまでにポルフィリ
ン誘導体やフタロシアニン化合物（特開昭63−295695号
公報）、スターバスト型芳香族トリアミン（特開平４−
308688号公報）、ヒドラゾン化合物（特開平４−320483
号公報）、アルコキシ置換の芳香族ジアミン誘導体（特
開平４−220995号公報）、p-（9-アントリル）-N,N-ジ-
p- トリルアニリン（特開平３−111485号公報）、ポリ
チエニレンビニレンやポリ−ｐ−フェニレンビニレン
（特開平４−145192号公報）、ポリアニリン（Appl. Ph
ys. Lett., 64 巻,1245 頁, 1994年参照）等の有機化合
物や、スパッタ・カーボン膜や、バナジウム酸化物、ル
テニウム酸化物、モリブデン酸化物等の金属酸化物（第
43回応用物理学関係連合講演会，27a-SY-9，1996年）が
報告されている。上記陽極バッファ層材料としてよく使
用される化合物としては、ポルフィリン化合物またはフ
タロシアニン化合物が挙げられる。これらの化合物は中
心金属を有していてもよいし、無金属のものでもよい。
好ましいこれらの化合物の具体例としては、以下の化合
物が挙げられる：
ン誘導体やフタロシアニン化合物（特開昭63−295695号
公報）、スターバスト型芳香族トリアミン（特開平４−
308688号公報）、ヒドラゾン化合物（特開平４−320483
号公報）、アルコキシ置換の芳香族ジアミン誘導体（特
開平４−220995号公報）、p-（9-アントリル）-N,N-ジ-
p- トリルアニリン（特開平３−111485号公報）、ポリ
チエニレンビニレンやポリ−ｐ−フェニレンビニレン
（特開平４−145192号公報）、ポリアニリン（Appl. Ph
ys. Lett., 64 巻,1245 頁, 1994年参照）等の有機化合
物や、スパッタ・カーボン膜や、バナジウム酸化物、ル
テニウム酸化物、モリブデン酸化物等の金属酸化物（第
43回応用物理学関係連合講演会，27a-SY-9，1996年）が
報告されている。上記陽極バッファ層材料としてよく使
用される化合物としては、ポルフィリン化合物またはフ
タロシアニン化合物が挙げられる。これらの化合物は中
心金属を有していてもよいし、無金属のものでもよい。
好ましいこれらの化合物の具体例としては、以下の化合
物が挙げられる：
【００５３】ポルフィン 5,10,15,20- テトラフェニル-21H,23H- ポルフィン 5,10,15,20- テトラフェニル-21H,23H- ポルフィンコバ
ルト（II） 5,10,15,20- テトラフェニル-21H,23H- ポルフィン銅
（II） 5,10,15,20- テトラフェニル-21H,23H- ポルフィン亜鉛
（II） 5,10,15,20- テトラフェニル-21H,23H- ポルフィンバナ
ジウム（IV）オキシド 5,10,15,20- テトラ（4-ピリジル）-21H,23H- ポルフィ
ン 29H,31H-フタロシアニン 銅（II）フタロシアニン 亜鉛（II）フタロシアニン チタンフタロシアニンオキシド マグネシウムフタロシアニン 鉛フタロシアニン 銅（II）4,4',4'',4'''-テトラアザ-29H,31H- フタロシ
アニン
ルト（II） 5,10,15,20- テトラフェニル-21H,23H- ポルフィン銅
（II） 5,10,15,20- テトラフェニル-21H,23H- ポルフィン亜鉛
（II） 5,10,15,20- テトラフェニル-21H,23H- ポルフィンバナ
ジウム（IV）オキシド 5,10,15,20- テトラ（4-ピリジル）-21H,23H- ポルフィ
ン 29H,31H-フタロシアニン 銅（II）フタロシアニン 亜鉛（II）フタロシアニン チタンフタロシアニンオキシド マグネシウムフタロシアニン 鉛フタロシアニン 銅（II）4,4',4'',4'''-テトラアザ-29H,31H- フタロシ
アニン
【００５４】陽極バッファ層３も、正孔輸送層４と同様
にして薄膜形成可能であるが、無機物の場合には、さら
に、スパッタ法や電子ビーム蒸着法、プラズマＣＶＤ法
が用いられる。この様にして形成される陽極バッファ層
３の膜厚は、通3 〜100nm 、好ましくは10〜50nmであ
る。尚、図１とは逆の構造、すなわち、基板上に陰極
８、正孔阻止層６、発光層５、正孔輸送層４、陽極２の
順に積層することも可能であり、既述したように少なく
とも一方が透明性の高い２枚の基板の間に本発明の有機
電界発光素子を設けることも可能である。同様に、図２
および図３に示した前記各層構成とは逆の構造に積層す
ることも可能である。
にして薄膜形成可能であるが、無機物の場合には、さら
に、スパッタ法や電子ビーム蒸着法、プラズマＣＶＤ法
が用いられる。この様にして形成される陽極バッファ層
３の膜厚は、通3 〜100nm 、好ましくは10〜50nmであ
る。尚、図１とは逆の構造、すなわち、基板上に陰極
８、正孔阻止層６、発光層５、正孔輸送層４、陽極２の
順に積層することも可能であり、既述したように少なく
とも一方が透明性の高い２枚の基板の間に本発明の有機
電界発光素子を設けることも可能である。同様に、図２
および図３に示した前記各層構成とは逆の構造に積層す
ることも可能である。
【００５５】本発明は、有機電界発光素子が、単一の素
子、アレイ状に配置された構造からなる素子、陽極と陰
極がＸ−Ｙマトリックス状に配置された構造のいずれに
おいても適用することができる。 本発明の有機電界発
光素子によれば、高い融点を有する特定の骨格を有する
化合物を正孔阻止層に用いているため、素子の耐熱性が
向上し、色純度のよい青色発光を得ることも可能とな
り、フルカラーあるいはマルチカラーの青色のサブ画素
として機能するばかりでなく、蛍光変換色素と組み合わ
せることによりフルカラー表示素子を作製することも可
能である。
子、アレイ状に配置された構造からなる素子、陽極と陰
極がＸ−Ｙマトリックス状に配置された構造のいずれに
おいても適用することができる。 本発明の有機電界発
光素子によれば、高い融点を有する特定の骨格を有する
化合物を正孔阻止層に用いているため、素子の耐熱性が
向上し、色純度のよい青色発光を得ることも可能とな
り、フルカラーあるいはマルチカラーの青色のサブ画素
として機能するばかりでなく、蛍光変換色素と組み合わ
せることによりフルカラー表示素子を作製することも可
能である。
【００５６】
【実施例】次に、本発明を実施例によって更に具体的に
説明するが、本発明はその要旨を越えない限り、以下の
実施例の記載に限定されるものではない。 合成例１ （表−１中の例示化合物（1 ）の合成）8-ヒドロキシキ
ナルジン0.2g、アルミニウムイソプロポキシド0.25ｇを
トルエン300ml に溶かし、室温で10分攪拌した。トリ
（オルトートリル）シラノールを0.2gのトルエン10mlに
溶かした溶液を滴下後、3 時間還流攪拌した。反応終了
後、放冷し、生じた白色沈殿をトルエンで洗浄し、乾燥
後、昇華精製を行い、0.23ｇの白色粉末を得た（収率56
％）。この化合物の質量分析を行ったところ、分子量が
660であり目的化合物であることを確認した。この化合
物（１）の粉末試料についてセイコーインスツルメンツ
（株）社製TG/DTA-320により示差熱分析測定したとこ
ろ、融点は 297℃と高い値を示した。また、セイコーイ
ンスツルメンツ（株）社製DSC-20により示差走査熱量測
定したところ、Tg（ガラス転移温度）は103℃と高い値
を示した。
説明するが、本発明はその要旨を越えない限り、以下の
実施例の記載に限定されるものではない。 合成例１ （表−１中の例示化合物（1 ）の合成）8-ヒドロキシキ
ナルジン0.2g、アルミニウムイソプロポキシド0.25ｇを
トルエン300ml に溶かし、室温で10分攪拌した。トリ
（オルトートリル）シラノールを0.2gのトルエン10mlに
溶かした溶液を滴下後、3 時間還流攪拌した。反応終了
後、放冷し、生じた白色沈殿をトルエンで洗浄し、乾燥
後、昇華精製を行い、0.23ｇの白色粉末を得た（収率56
％）。この化合物の質量分析を行ったところ、分子量が
660であり目的化合物であることを確認した。この化合
物（１）の粉末試料についてセイコーインスツルメンツ
（株）社製TG/DTA-320により示差熱分析測定したとこ
ろ、融点は 297℃と高い値を示した。また、セイコーイ
ンスツルメンツ（株）社製DSC-20により示差走査熱量測
定したところ、Tg（ガラス転移温度）は103℃と高い値
を示した。
【００５７】合成例2 （表−１中の例示化合物（14）の合成）2,4-ジメチル8-
ヒドロキシキノリノール1.2g、アルミニウムイソプロポ
キシド0.8 ｇをトルエン300ml に溶かし、室温で10分攪
拌した。トリフェニルシラノールを0.2gのトルエン10ml
に溶かした溶液を滴下後、2 時間還流攪拌した。反応終
了後、放冷し、生じた白色沈殿をトルエンで洗浄し、乾
燥後、昇華精製を行い、0.63ｇの白色粉末を得た（収率
23％）。この化合物の質量分析を行ったところ、分子量
が 660であり目的化合物であることを確認した。この化
合物（14）の粉末試料についてセイコーインスツルメン
ツ（株）社製TG/DTA-320により示差熱分析測定したとこ
ろ、融点は 297℃と高い値を示した。また、セイコーイ
ンスツルメンツ（株）社製DSC-20により示差走査熱量測
定したところ、Tg（ガラス転移温度）は 86 ℃と高い値
を示した。
ヒドロキシキノリノール1.2g、アルミニウムイソプロポ
キシド0.8 ｇをトルエン300ml に溶かし、室温で10分攪
拌した。トリフェニルシラノールを0.2gのトルエン10ml
に溶かした溶液を滴下後、2 時間還流攪拌した。反応終
了後、放冷し、生じた白色沈殿をトルエンで洗浄し、乾
燥後、昇華精製を行い、0.63ｇの白色粉末を得た（収率
23％）。この化合物の質量分析を行ったところ、分子量
が 660であり目的化合物であることを確認した。この化
合物（14）の粉末試料についてセイコーインスツルメン
ツ（株）社製TG/DTA-320により示差熱分析測定したとこ
ろ、融点は 297℃と高い値を示した。また、セイコーイ
ンスツルメンツ（株）社製DSC-20により示差走査熱量測
定したところ、Tg（ガラス転移温度）は 86 ℃と高い値
を示した。
【００５８】実施例１ 図２に示す構造を有する有機電界発光素子を以下の方法
で作製した。ガラス基板上にインジウム・スズ酸化物
（ＩＴＯ）透明導電膜を 120nm堆積したもの（ジオマテ
ック社製；電子ビーム成膜品；シート抵抗15Ω）を通常
のフォトリソグラフィ技術と塩酸エッチングを用いて 2
mm幅のストライプにパターニングして陽極を形成した。
パターン形成したＩＴＯ基板を、アセトンによる超音波
洗浄、純水による水洗、イソプロピルアルコールによる
超音波洗浄の順で洗浄後、窒素ブローで乾燥させ、最後
に紫外線オゾン洗浄を行って、真空蒸着装置内に設置し
た。上記装置の粗排気を油回転ポンプにより行った後、
装置内の真空度が1.6 ×10-6Torr（約2.1 ×10-4Pa）以
下になるまで液体窒素トラップを備えた油拡散ポンプを
用いて排気した。正孔輸送層４の材料として、下記に示
す構造式の4,4'- ビス[N-(1-ナフチル)-N-フェニルアミ
ノ］ビフェニル（Ｈ−１）
で作製した。ガラス基板上にインジウム・スズ酸化物
（ＩＴＯ）透明導電膜を 120nm堆積したもの（ジオマテ
ック社製；電子ビーム成膜品；シート抵抗15Ω）を通常
のフォトリソグラフィ技術と塩酸エッチングを用いて 2
mm幅のストライプにパターニングして陽極を形成した。
パターン形成したＩＴＯ基板を、アセトンによる超音波
洗浄、純水による水洗、イソプロピルアルコールによる
超音波洗浄の順で洗浄後、窒素ブローで乾燥させ、最後
に紫外線オゾン洗浄を行って、真空蒸着装置内に設置し
た。上記装置の粗排気を油回転ポンプにより行った後、
装置内の真空度が1.6 ×10-6Torr（約2.1 ×10-4Pa）以
下になるまで液体窒素トラップを備えた油拡散ポンプを
用いて排気した。正孔輸送層４の材料として、下記に示
す構造式の4,4'- ビス[N-(1-ナフチル)-N-フェニルアミ
ノ］ビフェニル（Ｈ−１）
【００５９】
【化１１】
【００６０】をセラミックるつぼに入れ、るつぼの周囲
のタンタル線ヒーターで加熱して蒸着を行った。この時
のるつぼの温度は、252 〜284 ℃の範囲で制御した。蒸
着時の真空度は1.4 ×10-6Torr（約1.8 ×10-4Pa）で、
蒸着速度0.1nm ／秒で膜厚60nmの正孔輸送層４を得た。
次に、発光層５の材料として、下記に示す構造式の4,4'
- ビス［N-（9-フェナントリル）-N- フェニルアミノ］
ビフェニル（ＥＭ−１）
のタンタル線ヒーターで加熱して蒸着を行った。この時
のるつぼの温度は、252 〜284 ℃の範囲で制御した。蒸
着時の真空度は1.4 ×10-6Torr（約1.8 ×10-4Pa）で、
蒸着速度0.1nm ／秒で膜厚60nmの正孔輸送層４を得た。
次に、発光層５の材料として、下記に示す構造式の4,4'
- ビス［N-（9-フェナントリル）-N- フェニルアミノ］
ビフェニル（ＥＭ−１）
【００６１】
【化１２】
【００６２】を上記正孔輸送層４の上に同様にして蒸着
を行なった。この時のるつぼの温度は267 〜282 ℃の範
囲で制御した。蒸着時の真空度は1.1 ×10-6Torr（約1.
4 ×10 -４Pa）で、蒸着速度 0.1nm／秒で、膜厚は30nm
であった。次に、正孔阻止層６の材料として、合成例１
にて得られた例示化合物（１）を発光層５の上に蒸着を
行なった。正孔阻止層形成時のるつぼの温度は 257〜28
0℃の範囲で制御し、真空度は2.6 ×10-6Torr（約3.5
×10-4Pa）で、蒸着速度 0.2nm／秒で、膜厚は20nmであ
った。続いて、電子輸送層７の材料として以下に示すア
ルミニウムの８−ヒドリキシキノリン錯体（Ｅ−２）
を行なった。この時のるつぼの温度は267 〜282 ℃の範
囲で制御した。蒸着時の真空度は1.1 ×10-6Torr（約1.
4 ×10 -４Pa）で、蒸着速度 0.1nm／秒で、膜厚は30nm
であった。次に、正孔阻止層６の材料として、合成例１
にて得られた例示化合物（１）を発光層５の上に蒸着を
行なった。正孔阻止層形成時のるつぼの温度は 257〜28
0℃の範囲で制御し、真空度は2.6 ×10-6Torr（約3.5
×10-4Pa）で、蒸着速度 0.2nm／秒で、膜厚は20nmであ
った。続いて、電子輸送層７の材料として以下に示すア
ルミニウムの８−ヒドリキシキノリン錯体（Ｅ−２）
【００６３】
【化１３】
【００６４】を上記正孔阻止層の上に同様にして蒸着を
行った。この時のるつぼの温度は313〜328 ℃の範囲で
制御した。蒸着時の真空度は1.0 ×10-7Torr（約1.3 ×
10-4Pa）で、蒸着速度0.1nm ／秒で、膜厚は25nmであっ
た。上記の正孔輸送層４から電子輸送層７までを真空蒸
着により形成する時の、基板温度は室温に保持した。
行った。この時のるつぼの温度は313〜328 ℃の範囲で
制御した。蒸着時の真空度は1.0 ×10-7Torr（約1.3 ×
10-4Pa）で、蒸着速度0.1nm ／秒で、膜厚は25nmであっ
た。上記の正孔輸送層４から電子輸送層７までを真空蒸
着により形成する時の、基板温度は室温に保持した。
【００６５】ここで、電子輸送層７までの蒸着を行った
素子を一度前記真空蒸着装置内より大気中に取り出し
て、陰極蒸着用のマスクとして 2mm幅のストライプ状シ
ャドーマスクを、陽極２のＩＴＯストライプとは直交す
るように素子に密着させて、別の真空蒸着装置内に設置
し、有機層と同様にして装置内の真空度が２×10-6Torr
（約2.7 ×10-4Pa）以下になるまで排気した。陰極８と
して、先ず、フッ化マグネシウム（MgF2）をモリブデン
ボートを用いて、蒸着速度0.1nm ／秒、真空度6.0 ×10
-6Torr（約8.0 ×10-4Pa）で、1.5nmの膜厚で電子輸送
層７の上に成膜した。次に、アルミニウムを同様にモリ
ブデンボートにより加熱して、蒸着速度 0.4nm／秒、真
空度1.0 ×10-5Torr（約1.3 ×10-3Pa）で膜厚40nmのア
ルミニウム層を形成した。
素子を一度前記真空蒸着装置内より大気中に取り出し
て、陰極蒸着用のマスクとして 2mm幅のストライプ状シ
ャドーマスクを、陽極２のＩＴＯストライプとは直交す
るように素子に密着させて、別の真空蒸着装置内に設置
し、有機層と同様にして装置内の真空度が２×10-6Torr
（約2.7 ×10-4Pa）以下になるまで排気した。陰極８と
して、先ず、フッ化マグネシウム（MgF2）をモリブデン
ボートを用いて、蒸着速度0.1nm ／秒、真空度6.0 ×10
-6Torr（約8.0 ×10-4Pa）で、1.5nmの膜厚で電子輸送
層７の上に成膜した。次に、アルミニウムを同様にモリ
ブデンボートにより加熱して、蒸着速度 0.4nm／秒、真
空度1.0 ×10-5Torr（約1.3 ×10-3Pa）で膜厚40nmのア
ルミニウム層を形成した。
【００６６】さらに、その上に、陰極の導電性を高める
ために銅を、同様にモリブデンボートを用いて加熱し
て、蒸着速度 0.5nm／秒、真空度8.0 ×10-6Torr（約1.
1 ×10 -3Pa）で膜厚40nmの銅層を形成して陰極８を完成
させた。以上の３層型陰極８の蒸着時の基板温度は室温
に保持した。
ために銅を、同様にモリブデンボートを用いて加熱し
て、蒸着速度 0.5nm／秒、真空度8.0 ×10-6Torr（約1.
1 ×10 -3Pa）で膜厚40nmの銅層を形成して陰極８を完成
させた。以上の３層型陰極８の蒸着時の基板温度は室温
に保持した。
【００６７】以上の様にして、 2mm×2mm のサイズの発
光面積部分を有する有機電界発光素子を作製した。この
素子の発光特性を表−２に示す。表−２において、発光
輝度は250mA ／cm2 の電流密度での値、発光効率は 100
cd／m2での値、輝度／電流は輝度−電流密度特性の傾き
を、電圧は 100cd／m2での値を各々示す。またＥＬスペ
クトルのピーク極大波長とＣＩＥ色度座標値（JIS Z870
1 ）を表−３に示す。この素子は長期間保存後も、駆動
電圧の顕著な上昇はみられず、発光効率や輝度の低下も
なく、安定した素子の保存安定性が得られた。
光面積部分を有する有機電界発光素子を作製した。この
素子の発光特性を表−２に示す。表−２において、発光
輝度は250mA ／cm2 の電流密度での値、発光効率は 100
cd／m2での値、輝度／電流は輝度−電流密度特性の傾き
を、電圧は 100cd／m2での値を各々示す。またＥＬスペ
クトルのピーク極大波長とＣＩＥ色度座標値（JIS Z870
1 ）を表−３に示す。この素子は長期間保存後も、駆動
電圧の顕著な上昇はみられず、発光効率や輝度の低下も
なく、安定した素子の保存安定性が得られた。
【００６８】実施例2 図２に示す構造を有する有機電界発光素子を以下の方法
で作製した。ガラス基板上にインジウム・スズ酸化物
（ＩＴＯ）透明導電膜を 120nm堆積したもの（ジオマテ
ック社製；電子ビーム成膜品；シート抵抗15Ω）を通常
のフォトリソグラフィ技術と塩酸エッチングを用いて 2
mm幅のストライプにパターニングして陽極を形成した。
パターン形成したＩＴＯ基板を、アセトンによる超音波
洗浄、純水による水洗、イソプロピルアルコールによる
超音波洗浄の順で洗浄後、窒素ブローで乾燥させ、最後
に紫外線オゾン洗浄を行って、真空蒸着装置内に設置し
た。上記装置の粗排気を油回転ポンプにより行った後、
装置内の真空度が2.2 ×10-6Torr（約1.6 ×10-4Pa）以
下になるまで液体窒素トラップを備えた油拡散ポンプを
用いて排気した。
で作製した。ガラス基板上にインジウム・スズ酸化物
（ＩＴＯ）透明導電膜を 120nm堆積したもの（ジオマテ
ック社製；電子ビーム成膜品；シート抵抗15Ω）を通常
のフォトリソグラフィ技術と塩酸エッチングを用いて 2
mm幅のストライプにパターニングして陽極を形成した。
パターン形成したＩＴＯ基板を、アセトンによる超音波
洗浄、純水による水洗、イソプロピルアルコールによる
超音波洗浄の順で洗浄後、窒素ブローで乾燥させ、最後
に紫外線オゾン洗浄を行って、真空蒸着装置内に設置し
た。上記装置の粗排気を油回転ポンプにより行った後、
装置内の真空度が2.2 ×10-6Torr（約1.6 ×10-4Pa）以
下になるまで液体窒素トラップを備えた油拡散ポンプを
用いて排気した。
【００６９】正孔輸送層４の材料として、実施例１と同
じく4,4'- ビス[N-(1-ナフチル)-N-フェニルアミノ］ビ
フェニル（Ｈ- １）をセラミックるつぼに入れ、るつぼ
の周囲のタンタル線ヒーターで加熱して蒸着を行った。
この時のるつぼの温度は、270 〜268 ℃の範囲で制御し
た。蒸着時の真空度は1.8 ×10-6Torr（約1.3 ×10-4P
a）で、蒸着速度0.1nm ／秒で膜厚60nmの正孔輸送層４
を得た。次に、発光層５の材料としても、実施例１と同
じく4,4'- ビス［N-（9-フェナントリル）-N- フェニル
アミノ］ビフェニル（ＥＭ- １）を上記正孔輸送層４の
上に同様にして蒸着を行なった。この時のるつぼの温度
は271 〜280 ℃の範囲で制御した。蒸着時の真空度は4.
0 ×10-6Torr（約3.0 ×10-4Pa）で、蒸着速度 0.1nm／
秒で、膜厚は30nmであった。
じく4,4'- ビス[N-(1-ナフチル)-N-フェニルアミノ］ビ
フェニル（Ｈ- １）をセラミックるつぼに入れ、るつぼ
の周囲のタンタル線ヒーターで加熱して蒸着を行った。
この時のるつぼの温度は、270 〜268 ℃の範囲で制御し
た。蒸着時の真空度は1.8 ×10-6Torr（約1.3 ×10-4P
a）で、蒸着速度0.1nm ／秒で膜厚60nmの正孔輸送層４
を得た。次に、発光層５の材料としても、実施例１と同
じく4,4'- ビス［N-（9-フェナントリル）-N- フェニル
アミノ］ビフェニル（ＥＭ- １）を上記正孔輸送層４の
上に同様にして蒸着を行なった。この時のるつぼの温度
は271 〜280 ℃の範囲で制御した。蒸着時の真空度は4.
0 ×10-6Torr（約3.0 ×10-4Pa）で、蒸着速度 0.1nm／
秒で、膜厚は30nmであった。
【００７０】次に、正孔阻止層６の材料として、合成例
２にて得られた例示化合物（14）を発光層５の上に蒸着
を行なった。正孔阻止層形成時のるつぼの温度は 243〜
252℃の範囲で制御し、真空度は1.2 ×10-6Torr（約1.0
×10-4Pa）で、蒸着速度 0.2nm／秒で、膜厚は20nmで
あった。続いて電子輸送層７の材料として、実施例１と
同じアルミニウムの８−ヒドリキシキノリン錯体（Ｅ-
２）を上記正孔阻止層の上に同様にして蒸着を行った。
この時のるつぼの温度は292 〜304 ℃の範囲で制御し
た。蒸着時の真空度は1.0×10-7Torr（約1.3 ×10-4P
a）で、蒸着速度0.1nm ／秒で、膜厚は25nmであった。
２にて得られた例示化合物（14）を発光層５の上に蒸着
を行なった。正孔阻止層形成時のるつぼの温度は 243〜
252℃の範囲で制御し、真空度は1.2 ×10-6Torr（約1.0
×10-4Pa）で、蒸着速度 0.2nm／秒で、膜厚は20nmで
あった。続いて電子輸送層７の材料として、実施例１と
同じアルミニウムの８−ヒドリキシキノリン錯体（Ｅ-
２）を上記正孔阻止層の上に同様にして蒸着を行った。
この時のるつぼの温度は292 〜304 ℃の範囲で制御し
た。蒸着時の真空度は1.0×10-7Torr（約1.3 ×10-4P
a）で、蒸着速度0.1nm ／秒で、膜厚は25nmであった。
【００７１】上記の正孔輸送層４から電子輸送層７まで
を真空蒸着にて形成する時の、基板温度は室温に保持し
た。ここで、電子輸送層７までの蒸着を行った素子を一
度前記真空蒸着装置内より大気中に取り出して、陰極蒸
着用のマスクとして 2mm幅のストライプ状シャドーマス
クを、陽極２のＩＴＯストライプとは直交するように素
子に密着させて、別の真空蒸着装置内に設置して有機層
と同様にして装置内の真空度が2 ×10-6Torr（約2.7 ×
10-4Pa）以下になるまで排気した。
を真空蒸着にて形成する時の、基板温度は室温に保持し
た。ここで、電子輸送層７までの蒸着を行った素子を一
度前記真空蒸着装置内より大気中に取り出して、陰極蒸
着用のマスクとして 2mm幅のストライプ状シャドーマス
クを、陽極２のＩＴＯストライプとは直交するように素
子に密着させて、別の真空蒸着装置内に設置して有機層
と同様にして装置内の真空度が2 ×10-6Torr（約2.7 ×
10-4Pa）以下になるまで排気した。
【００７２】陰極８として、先ず、フッ化マグネシウム
（MgF2）をモリブデンボートを用いて、蒸着速度0.1nm
／秒、真空度6.0 ×10-6Torr（約8.0 ×10-4Pa）で、1.
5nmの膜厚で電子輸送層７の上に成膜した。次に、アル
ミニウムを同様にモリブデンボートにより加熱して、蒸
着速度 0.4nm／秒、真空度1.0 ×10-5Torr（約1.3 ×10
-3Pa）で膜厚40nmのアルミニウム層を形成した。さら
に、その上に、陰極の導電性を高めるために銅を、同様
にモリブデンボートを用いて加熱して、蒸着速度0.5nm
／秒、真空度8.0 ×10-6Torr（約1.1 ×10-3Pa）で膜厚
40nmの銅層を形成して陰極８を完成させた。以上の３層
型陰極８の蒸着時の基板温度は室温に保持した。
（MgF2）をモリブデンボートを用いて、蒸着速度0.1nm
／秒、真空度6.0 ×10-6Torr（約8.0 ×10-4Pa）で、1.
5nmの膜厚で電子輸送層７の上に成膜した。次に、アル
ミニウムを同様にモリブデンボートにより加熱して、蒸
着速度 0.4nm／秒、真空度1.0 ×10-5Torr（約1.3 ×10
-3Pa）で膜厚40nmのアルミニウム層を形成した。さら
に、その上に、陰極の導電性を高めるために銅を、同様
にモリブデンボートを用いて加熱して、蒸着速度0.5nm
／秒、真空度8.0 ×10-6Torr（約1.1 ×10-3Pa）で膜厚
40nmの銅層を形成して陰極８を完成させた。以上の３層
型陰極８の蒸着時の基板温度は室温に保持した。
【００７３】以上の様にして、 2mm×2mm のサイズの発
光面積部分を有する有機電界発光素子を作製した。この
素子の発光特性を表−２に示す。表−２において、発光
輝度は250mA ／cm2 の電流密度での値、発光効率は 100
cd／m2での値、輝度／電流は輝度- 電流密度特性の傾き
を、電圧は 100cd／m2での値を各々示す。ＥＬスペクト
ルのピーク極大波長とＣＩＥ色度座標値（JIS Z8701 ）
を表−３に示す。この素子は長期間保存後も、駆動電圧
の顕著な上昇はみられず、発光効率や輝度の低下もな
く、安定した素子の保存安定性が得られた。また、温度
60℃、湿度90% の条件で96時間放置後も、発光特性の変
化は実用上問題とならないものであった。
光面積部分を有する有機電界発光素子を作製した。この
素子の発光特性を表−２に示す。表−２において、発光
輝度は250mA ／cm2 の電流密度での値、発光効率は 100
cd／m2での値、輝度／電流は輝度- 電流密度特性の傾き
を、電圧は 100cd／m2での値を各々示す。ＥＬスペクト
ルのピーク極大波長とＣＩＥ色度座標値（JIS Z8701 ）
を表−３に示す。この素子は長期間保存後も、駆動電圧
の顕著な上昇はみられず、発光効率や輝度の低下もな
く、安定した素子の保存安定性が得られた。また、温度
60℃、湿度90% の条件で96時間放置後も、発光特性の変
化は実用上問題とならないものであった。
【００７４】比較例1 正孔阻止層を設けず、電子輸送層の膜厚を45nmとした他
は実施例１と同様に素子を作製した。この素子の発光特
性を表−２に示す。目的とする青色発光は得られず、電
子輸送層として用いたアルミニウムの８−ヒドリキシキ
ノリン錯体からの緑色発光が観測された。 比較例２ 正孔阻止層として、以下の構造式に示すビス（2-メチル
-8- キノリノラト）（トリフェニルシラノラト）アルミ
ニウム
は実施例１と同様に素子を作製した。この素子の発光特
性を表−２に示す。目的とする青色発光は得られず、電
子輸送層として用いたアルミニウムの８−ヒドリキシキ
ノリン錯体からの緑色発光が観測された。 比較例２ 正孔阻止層として、以下の構造式に示すビス（2-メチル
-8- キノリノラト）（トリフェニルシラノラト）アルミ
ニウム
【００７５】
【化１４】
【００７６】（Ｔｇ＝７４℃）を用いた他は、実施例１
と同様にして素子を作製した。実施例1 とこの素子の色
度座標を表−３にしめす。実施例1 は比較例2 と比較し
て色純度のよい青色発光を示した。
と同様にして素子を作製した。実施例1 とこの素子の色
度座標を表−３にしめす。実施例1 は比較例2 と比較し
て色純度のよい青色発光を示した。
【００７７】
【表４】
【００７８】
【表５】
【００７９】
【発明の効果】本発明の有機電界発光素子によれば、特
定の芳香族アミン化合物を含有する正孔輸送層を有する
ために、青色発光を達成でき、また安定性の向上した素
子を得ることができる。従って、本発明による有機電界
発光素子はフラットパネル・ディスプレイ（例えばＯＡ
コンピュータ用や壁掛けテレビ）やマルチカラー表示素
子、あるいは面発光体としての特徴を生かした光源（例
えば、複写機の光源、液晶ディスプレイや計器類のバッ
クライト光源）、表示板、標識灯への応用が考えられ、
特に、高耐熱性が要求される車載用、屋外用表示素子と
しては、その技術的価値は大きいものである。
定の芳香族アミン化合物を含有する正孔輸送層を有する
ために、青色発光を達成でき、また安定性の向上した素
子を得ることができる。従って、本発明による有機電界
発光素子はフラットパネル・ディスプレイ（例えばＯＡ
コンピュータ用や壁掛けテレビ）やマルチカラー表示素
子、あるいは面発光体としての特徴を生かした光源（例
えば、複写機の光源、液晶ディスプレイや計器類のバッ
クライト光源）、表示板、標識灯への応用が考えられ、
特に、高耐熱性が要求される車載用、屋外用表示素子と
しては、その技術的価値は大きいものである。
【図１】本発明の有機電界発光素子の一例を示した模式
断面図。
断面図。
【図２】本発明の有機電界発光素子の別の例を示した模
式断面図。
式断面図。
【図３】本発明の有機電界発光素子の別の例を示した模
式断面図。
式断面図。
【符号の説明】 １ 基板 ２ 陽極 ３ 陽極バッファ層 ４ 正孔輸送層 ５ 発光層 ６ 正孔阻止層 ７ 電子輸送層 ８ 陰極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 緒方 朋行 神奈川県横浜市青葉区鴨志田町1000番地 三菱化学株式会社横浜総合研究所内 Ｆターム(参考） 3K007 AB03 AB04 AB14 CA01 CA02 CA04 CA05 CA06 DA00 DB03 EA02 EB00 FA01
Claims (7)
- 【請求項１】 すくなくとも基板上に、陽極及び陰極に
より挟持された発光層を有する有機電界発光素子におい
て、陰極と発光層との間に、下記一般式（Ｉ）で表さ
れ、かつガラス転移温度（Ｔｇ）が80℃以上である化合
物を少なくとも１種含む層を有することを特徴とする、
有機電界発光素子。 【化１】 （式中、Ａｒ1 〜Ａｒ3 は、各々独立に、芳香族炭化水
素環基または芳香族複素環基を表し、Ａは下記構造で示
される環 【化２】 を表す。Ａｒ1 〜Ａｒ3 および環Ａは、各々独立に、置
換基を有していてもよい。） - 【請求項２】 一般式（Ｉ）において、環Ａが 【化３】 （式中、Ｒ1 〜Ｒ6 は各々独立に、水素原子、ハロゲン
原子、アルキル基、アラルキル基、アルケニル基、シア
ノ基、アミノ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、
カルボキシル基、アルコキシ基、アルキルスルホニル
基、アリールスルホニル基、水酸基、アミド基、アリー
ルオキシ基、芳香族炭化水素環基または芳香族複素環基
を表し、これらは更に置換されていてもよい。なお、Ｒ
1 とＲ2 、Ｒ 3 とＲ4 、Ｒ5 とＲ6 は、それぞれ結合し
て環を形成していてもよい。）で表されることを特徴と
する、請求項１記載の有機電界発光素子。 - 【請求項３】 一般式（Ｉ）におけるＡｒ1 〜Ａｒ3 が
各々独立に、置換されていてもよい芳香族炭化水素環基
を表す、請求項１または２記載の有機電界発光素子。 - 【請求項４】 一般式（Ｉ）において、Ａｒ1 〜Ａｒ3
が有する置換基が、各々独立に炭素数１〜６のアルキル
基である、請求項１ないし３のいずれかに記載の有機電
界発光素子。 - 【請求項５】 一般式（Ｉ）において、Ｒ1 が各々独立
に炭素数１〜６のアルキル基である、請求項２ないし４
のいずれかに記載の有機電界発光素子。 - 【請求項６】 一般式（Ｉ）において、Ｒ1 およびＲ3
が各々独立に炭素数１〜６のアルキル基である、請求項
２ないし４のいずれかに記載の有機電界発光素子。 - 【請求項７】 一般式（Ｉ）で表される化合物を含む層
が、発光層の陰極側の界面に接する位置に形成されてい
ることを特徴とする、請求項１ないし６のいずれかに記
載の有機電界発光素子。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP15763999A JP3903645B2 (ja) | 1999-06-04 | 1999-06-04 | 有機電界発光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15763999A JP3903645B2 (ja) | 1999-06-04 | 1999-06-04 | 有機電界発光素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000348867A true JP2000348867A (ja) | 2000-12-15 |
| JP3903645B2 JP3903645B2 (ja) | 2007-04-11 |
Family
ID=15654132
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15763999A Expired - Fee Related JP3903645B2 (ja) | 1999-06-04 | 1999-06-04 | 有機電界発光素子 |
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| JP (1) | JP3903645B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| KR20040017065A (ko) * | 2002-08-20 | 2004-02-26 | 학교법인 인하학원 | 청색 유기 전계 발광 소자용 알루미늄 착 화합물, 그제조방법 및 이를 이용한 유기 전계 발광소자 |
| JP2005235564A (ja) * | 2004-02-19 | 2005-09-02 | Sharp Corp | 有機ｅｌデバイス |
| JP2008066759A (ja) * | 2007-11-27 | 2008-03-21 | Konica Minolta Holdings Inc | 有機ｅｌ素子及び有機ｅｌ素子の製造方法 |
| JP2009117853A (ja) * | 2001-08-29 | 2009-05-28 | Trustees Of Princeton Univ | 金属錯体を含むキャリア阻止層を有する有機発光デバイス |
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-
1999
- 1999-06-04 JP JP15763999A patent/JP3903645B2/ja not_active Expired - Fee Related
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