JP2001085166A

JP2001085166A - 有機エレクトロルミネッセンス素子およびこれを用いたパネル

Info

Publication number: JP2001085166A
Application number: JP26120999A
Authority: JP
Inventors: Yoshikazu Sakaguchi; 嘉一坂口; Kenji Mori; 研二森
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1999-09-14
Filing date: 1999-09-14
Publication date: 2001-03-30
Anticipated expiration: 2019-09-14
Also published as: DE10045127B4; JP3650552B2; DE10045127A1; KR100389568B1; KR20010050455A; US6703146B1

Abstract

(57)【要約】【課題】陽極からの正孔注入あるいは陰極からの電子
注入の際のエネルギー障壁を低減し、電荷の注入が容易
になるとともに、電荷輸送層が発光層から正孔または電
子が通り抜けることを抑えるブロッキング層として働く
ような、正孔と電子との再結合が有効に行われるＥＬ発
光効率が向上した青色有機ＥＬ素子の提供。【解決手段】異極電極間に、発光層、電子注入層およ
び電子輸送層から選択される少なくとも２層の有機化合
物薄膜を有し、発光層が青色に発光する有機エレクトロ
ルミネッセンス素子であって、前記電子注入層または電
子輸送層のイオン化ポテンシャルが発光層のイオン化ポ
テンシャルより大きいことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、有機エレクトロル
ミネッセンス素子およびこれを用いたパネルに関する。

【０００２】

【従来の技術】有機エレクトロルミネッセンス素子（以
下、有機ＥＬ素子という）は、自発光型の平面型表示素
子として、その用途が有望視されている。有機ＥＬ素子
は、無機ＥＬ素子とは異なり、交流で駆動し、かつ、高
電圧の印加が必要といった制約がなく、また、有機化合
物の多様性により、多色化が容易であると考えられる。
このため、カラーディスプレーなどへの応用が期待さ
れ、盛んに研究が行われている。

【０００３】有機ＥＬ素子をカラーディスプレーに適用
する場合、光３原色である赤色、緑色、青色の３色の発
光を得る必要がある。このうち緑色発光は多くの例が報
告されており、例えば、緑色素子としては、トリス（８
−キノリノール）アルミニウムを用いた素子（Applied
Physics Letters 51、 P913(1987)）、ジアリールアミン
誘導体を用いた素子（特開平８−５３３９７号公報）な
どが知られている。

【０００４】赤色発光の得られる有機ＥＬ素子について
は、たとえば特許第２７９５９３２号公報では青色発光
を蛍光色素層において波長変換するようにして有機ＥＬ
素子が得られており、また特開平７−２７２８５４号公
報、特開平７−２８８１８４号公報又は特開平８−２８
６０３３号公報等では緑色や青色の発光が得られる発光
層に赤色蛍光色素をドーピングした赤色発光の有機ＥＬ
素子の発明が記載されている。

【０００５】青色発光素子についても、スチルベン系化
合物を用いた素子（特開平５−２９５３５９号）、トリ
アリールアミン誘導体を用いた素子（特開平７−５３９
５５号）、テトラアリールジアミン誘導体を用いた素子
（特開平８−４８６５６号）、スチリル化ビフェニル化
合物を用いた素子（特開平６−１３２０８０号）など、
数多くの報告例が知られている。

【０００６】しかしながら青色発光材料は、赤、緑発光
材料と異なり発光材料自体のエネルギーギャップ（ＨＯ
ＭＯ−ＬＵＭＯ準位間のエネルギー差）が大きく、通
常、有機エレクトロルミネッセンス素子に用いられるト
リス（８―キノリノール）アルミニウム、ビス（８−キ
ノリノール）マグネシウム等の８−ヒドロキシキノリン
金属錯体、オキサジアゾール誘導体等の電子輸送層よ
り、イオン化ポテンシャルが大きくなっている。このた
め、図４に示すように、電子輸送層における正孔ブロッ
ク性が乏しく、正孔が通り抜けてしまい、正孔−電子再
結合効率の低下をまねいていると考えられる。この結
果、ＥＬ発光効率の低下、得られる最高輝度の減少化、
また発光サイトが変化する等の問題が発生していた。

【０００７】一方、有機ＥＬ素子は、電界励起型発光の
無機ＥＬ素子と異なり、陽極から正孔キャリアを、陰極
から電子キャリアを注入し、これらキャリアが再結合す
ることにより発光するキャリア注入型素子である。この
ような有機ＥＬ素子の高性能化には、発光層のみからな
る単層型素子よりも発光層と電荷輸送層を組み合わせた
積層型素子の方が望ましいとされている。これは、積層
型素子においては発光材料と電荷輸送材料の適当な組み
合わせにより、陽極からの正孔注入あるいは陰極からの
電子注入の際のエネルギー障壁が低減され、電荷の注入
が容易になるとともに、電荷輸送層が発光層から正孔ま
たは電子が通り抜けることを抑えるブロッキング層とし
て働く。これによって、発光層中の正孔と電子の数的バ
ランスが良くなり、その結果、再結合が有効に行われて
ＥＬ発光効率が向上すると考えられる。従って、高効率
の有機ＥＬ素子を作製するには、発光層と電荷輸送層界
面の正孔や電子のブロッキング性の向上が課題となる。

【０００８】従来、正孔輸送性を有する赤色または緑色
発光層の場合、発光材料のエネルギーギャップが比較的
小さいため、発光材料よりイオン化ポテンシャルの大き
い電子輸送材料は多く存在している。しかし、前記した
ように、従来の青色有機ＥＬ素子では、青色発光材料は
エネルギーギャップが大きく、しかも成膜性、膜質安定
性の良い電子輸送材料の選択は困難であった。図４に示
すように、たとえば電子輸送材料または緑色発光材料と
して一般的に広く用いられているものとしてトリス（８
−キノリノール）アルミニウム（Ａｌｑ３）が挙げられ
る。

【０００９】この材料は、キャリア輸送性、成膜性はよ
いがイオン化ポテンシャルが５．６７ｅＶであり、正孔
輸送性青色発光材料が５．７〜５．８ｅＶであることか
ら、これと比しても小さい値であるので、正孔輸送性青
色発光材料に対しては正孔ブロッキング性が小さい。こ
のため、正孔が抜けてしまい、再結合効率、ＥＬ発光効
率が小さくなるという欠点を有していた。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記有機Ｅ
Ｌ青色素子の問題を改善することを目的とし、さらに詳
しくは、Ｃ．Ｉ．Ｅ色度図（１９３１）で、Ｘ，Ｙ座標
が（０．２５，０．２５）以下のＢＬＵＥ、ＧＲＥＥＮ
ＩＳＨＢＬＵＥ、ＰＵＲＰＬＩＳＨＢＬＵＥ領域の
青色素子の高輝度化、高効率化を図ることを目的とす
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の有機エ
レクトロルミネッセンス素子の発明は、異極電極間に、
発光層、電子注入層および電子輸送層から選択される少
なくとも２層の有機化合物薄膜を有し、発光層が青色に
発光する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
前記電子注入層または電子輸送層のイオン化ポテンシャ
ルが発光層のイオン化ポテンシャルより大きいことを特
徴とする。

【００１２】請求項２に記載の有機エレクトロルミネッ
センス素子の発明は、請求項１において、前記発光層は
正孔輸送性を有することを特徴とする。

【００１３】請求項３に記載の有機エレクトロルミネッ
センス素子の発明は、請求項１または２において、前記
電子注入層、または前記電子輸送層が、下記一般式
（１）で表される化合物を含有することを特徴とする。

【００１４】

【化４】

【００１５】（式中Ｍは金属原子を表し、Ｒ¹〜Ｒ⁶は
それぞれ独立に、水素、ハロゲン、アルキル基、アルコ
キシ基、シアノ基から選択される１種であり、同一でも
異なっていてもよく、Ｌはハロゲン基、置換若しくは無
置換のアルコキシ基、アリールオキシ基、アルキル基か
ら選択される基を有する配位子を表し、ｎは１または２
を表し、ｎが２のとき、Ｒ¹〜Ｒ⁶の同一記号で表され
る基は、同一でも異なっていてもよい。）

【００１６】請求項４に記載の有機エレクトロルミネッ
センス素子の発明は、請求項１〜３のいずれか１項にお
いて、前記発光層が下記一般式（２）または一般式
（３）で表される化合物を含有することを特徴とする。

【００１７】

【化５】

【００１８】（式中Ｒ₁〜Ｒ₄はそれぞれ独立に、水素
原子、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、アリー
ルオキシ基、アミノ基、シアノ基を表し、ｎが複数のと
き、異なる環のＲ₁〜Ｒ₄で表される同一記号の基は、
同一でも異なっていてもよく、Ｒ₅およびＲ₆はそれぞ
れ独立に、置換基を有してもよい炭素数６〜１２のアリ
ール基を表し、ｎは３〜６の整数を表す。）

【００１９】

【化６】

【００２０】（式中Ｍは金属原子を表し、Ｒ¹¹〜Ｒ¹⁹は
それぞれ独立に、水素、ハロゲン、アルキル基、アルコ
キシ基、アリール基、アリールオキシ基から選択される
１種を表し、同一でも異なっていてもよく、また、Ｒ¹¹
〜Ｒ¹⁴、Ｒ¹⁵〜Ｒ¹⁹は互いに結合して飽和あるいは不飽
和の環を形成してもよく、Ｒ^aはＲ¹¹〜Ｒ¹⁹と同様の置
換基を有していてもよい基であり、Ｒ^bはヘテロ原子で
あり、Ｒ^aおよびＲ^bは独立に、または互いに結合して
ヘテロ環を形成してもよく、ｎは２または３を表し、Ｒ
は、２価の基を表す。）

【００２１】請求項５に記載の有機エレクトロルミネッ
センス素子の発明は、請求項１〜４のいずれか１項にお
いて、前記発光層のイオン化ポテンシャルが５．９ｅＶ
未満であることを特徴とする。

【００２２】請求項６に記載の有機エレクトロルミネッ
センス素子の発明は、請求項１〜５のいずれか１項にお
いて、前記電子輸送層のイオン化ポテンシャルが５．９
ｅＶ以上であることを特徴とする。

【００２３】請求項７に記載の有機エレクトロルミネッ
センス素子の発明は、請求項１〜６のいずれか１項に記
載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記
電子輸送層のイオン化ポテンシャルが前記発光層のイオ
ン化ポテンシャルより０．１ｅＶ以上大きいことを特徴
とする。

【００２４】請求項８に記載の有機エレクトロルミネッ
センス素子の発明は、請求項１〜７のいずれか１項に記
載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記
電子輸送層のガラス転移温度が８０℃以上であることを
特徴とする。

【００２５】請求項９に記載のパネルの発明は、請求項
１〜８のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッ
センス素子を有する。

【００２６】

【発明の実施の形態】本発明で用いたガリウム金属錯体
は、表６および図５に示すように、イオン化ポテンシャ
ルが５．９〜６．１ｅＶと大きくなり、またキャリア輸
送性、成膜性および膜の熱的安定性も非常によいことが
わかる。本発明に係る有機ＥＬ素子に使用される材料お
よび有機ＥＬ素子構造とすることにより、陽極から注入
された正孔が、電子輸送層において確実にブロックさ
れ、かつ陰極より注入された電子が、発光層でブロック
されることにより、キャリアの再結合効率が向上する。
このため、青色発光素子においても本発明に係る有機Ｅ
Ｌ発光素子における発光効率の低下が無く、本発明に係
る有機ＥＬ素子の最高輝度も、従来のＡｌｑ３を用いた
有機ＥＬ素子の場合と比較して、大きくすることができ
る。

【００２７】また、本発明に係る有機ＥＬ素子において
は、正孔の通り抜けがなく、電力効率も従来のものと比
較して格段に良いため、低消費電力を可能とし、さらに
本発明に係る有機ＥＬ素子では低負荷条件で駆動できる
ため、素子の寿命も長くなる。さらに、電子輸送層のイ
オン化ポテンシャルを５．９ｅＶ以上とすることによ
り、青色発光層のエネルギーギャップを大きくすること
が可能となった。従って本発明に係る有機ＥＬ素子にお
いては、発光波長の短波長化が可能となる。これによ
り、従来の材料では困難であった青色色度の良い有機Ｅ
Ｌ素子の作成、およびこのような有機ＥＬ素子と、他の
従来の有機ＥＬ素子とを組合わせて用いることにより、
各種色度を生成することが可能となる。

【００２８】本発明に係る有機ＥＬ素子は、陰極と陽極
の間に、有機薄膜層を２層以上積層した構造を有する構
造となっており、その例として、以下の３つの組合わせ
が挙げられる。（１）陽極、発光層、電子輸送層、陰極（図１参照）（２）陽極、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、陰極
（図２参照）（３）陽極、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸
送層、陰極（図３参照）本発明に係る有機ＥＬ素子は、上記したいずれかの構成
を有している。本発明に係る有機ＥＬ素子に使用される
陽極は、正孔を正孔輸送層に注入する役割を担うもので
あり、４．５ｅＶ以上のイオン化ポテンシャル、仕事関
数を有することが効果的である。本発明に用いられる陽
極材料の具体例としては、酸化インジウム錫合金（ＩＴ
Ｏ）、酸化錫（ＮＥＳＡ）、金、銀、白金、銅等が挙げ
られる。

【００２９】本発明に係る有機ＥＬ素子の正孔注入層を
形成する正孔注入材料は特に限定されず、下記（４）の
構造式で表される金属のフタロシアニンまたは無金属の
フタロシアニンを挙げることができる。

【００３０】

【化７】

【００３１】（上記式において、Ｘは水素、ＭはＣｕ，
ＶＯ，ＴｉＯ，Ｍｇ，Ｈ₂より選択される少なくとも１
種である。）、さらに下記構造式で示されるアリールア
ミン系化合物

【００３２】

【化８】

【００３３】Ｎ，Ｎ' ―ジフェニルーＮ，Ｎ' ―ビス
（α―ナフチル）―１，１' ―ビフェニルー４，４' ―
ジアミン（α―ＮＰＤと略記）等を挙げることができ
る。

【００３４】また、本発明の有機ＥＬ素子に使用される
正孔輸送層を形成するための正孔輸送材料は特に限定さ
れない。このような材料としては、通常正孔輸送材料と
して使用される化合物であればよく、このような材料に
使用可能であれば、いかなる化合物でも使用可能であ
る。このような正孔輸送材料としては、例えば下記構造
式（９）で表されるジアミン化合物、

【００３５】

【化９】

【００３６】ビス（ジ（ｐ−トリル）アミノフェニル）
−１，１−シクロヘキサン、また、Ｎ，Ｎ' −ジフェニ
ル−Ｎ，Ｎ' −ビス（３−メチルフェニル）−１，１'
−ビフェニル−４、４' −ジアミン、Ｎ，Ｎ' −ジフェ
ニル−Ｎ，Ｎ' −ビス（α−ナフチル）−（１，１' −
ビフェニル）−４、４' −ジアミン等が挙げられ、さら
に、トリアミン系化合物、テトラアミン類化合物および
スターバースト型分子が挙げられる。

【００３７】また、本発明に係る有機ＥＬ素子の陰極と
しては、電子輸送層に電子を効果的に注入するために、
仕事関数が陽極よりも小さい材料を好ましく選択するこ
とができる。このような陰極材料としては特に限定され
ないが、具体的には、インジウム、アルミニウム、マグ
ネシウムなどの元素、マグネシウム−インジウム、マグ
ネシウム−アルミニウム、アルミニウム−リチウム、マ
グネシウム−銀等の合金あるいは前記元素と前記合金と
の混合金属または合金等が使用できる。

【００３８】電子注入層、または電子輸送層に用いられ
る材料本発明に係る有機ＥＬ素子に使用される電子注入層、ま
たは電子輸送層に用いる材料は、下記一般式（１）を少
なくとも一種以上含有する。

【００３９】

【化１０】

【００４０】このような前記一般式（１）で示される化
合物の例としては、具体的には、特開平１０−８８１２
１号公報に開示されている有機金属錯体等、すなわち以
下のものが挙げられる。

【００４１】ビス（２−メチル−８−キノリノール）ク
ロロガリウム（表１中の化合物Ｎｏ１１６）、ビス（２
−メチル−８−キノリノール）メトキシガリウム（表１
中の化合物Ｎｏ．１０１）、ビス（２−メチル−８−キ
ノリノール）エトキシガリウム（表１中の化合物Ｎｏ．
１０２）、ビス（２−メチル−８−キノリノール）（ｏ
−クレゾラート）ガリウム（表１中の化合物Ｎｏ．１０
４）、ビス（２−メチル−８−キノリノール）（ｍ−ク
レゾラート）ガリウム（表１中の化合物Ｎｏ．１０
５）、ビス（２−メチル−８−キノリノール）（ｐ−ク
レゾラート）ガリウム（表１中の化合物Ｎｏ．１０
６）、ビス（２−メチル−８−キノリノール）（１−フ
ェノラート）ガリウム（式（１２）、表１中の化合物Ｎ
ｏ．１０３）、ビス（２−メチル−８−キノリノール）
（ｏ−フェニルフェノラート）ガリウム（表１中の化合
物Ｎｏ．１１５）、ビス（２−メチル−８−キノリノー
ル）（ｍ−フェニルフェノラート）ガリウム（表１中の
化合物Ｎｏ．１１４）、ビス（２−メチル−８−キノリ
ノール）（ｐ−フェニルフェノラート）ガリウム（表１
中の化合物Ｎｏ．１１３）、ビス（２−メチル−８−キ
ノリノール）（１−ナフトラート）ガリウム（表１中の
化合物Ｎｏ．１１１）、ビス（２−メチル−８−キノリ
ノール）（２−ナフトラート）ガリウム（表１中の化合
物Ｎｏ．１１２）等を用いることができる。

【００４２】

【表１】

【００４３】

【表２】

【００４４】このような材料を単独で、または２種以上
組み合わせて用いて、単層、混合層または、多層によ
り、本発明に係る有機ＥＬ素子の前記電子注入層、また
は電子輸送層が形成される。また本発明においては、前
記した電子輸送層に用いられる材料の中でも、ＤＳＣ
（示差走査型熱量分析器）により測定したＴｇが、８０
℃を超えたものを選択することが好ましく、さらに好ま
しくは、Ｔｇが８５℃以上のものを用いることが好まし
い。

【００４５】発光層に用いられる材料また、本発明の有機ＥＬ素子の発光層に用いる材料は、
イオン化ポテンシャルが電子輸送層より小さいこと以外
は特に限定されず、通常青色発光材料として使用される
化合物であれば使用可能であるが、下記一般式（２）〜
（３）から選択される一種以上の化合物を含有している
ことが望ましい。

【００４６】

【化１１】

【００４７】式（２）中、Ｒ₁〜Ｒ₄はそれぞれ独立
に、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、アリール
基、アリールオキシ基、アミノ基、シアノ基を表す。ｎ
が複数のとき、異なる環のＲ₁〜Ｒ₄で表される同一記
号の基は、同一でも異なっていてもよく、Ｒ₅およびＲ
₆はそれぞれ独立に、置換基を有してもよい炭素数６〜
１２のアリール基を表し、ｎは３〜６の整数を表す。よ
り具体的には、たとえば以下の表２で表される化合物を
例示することができる。

【００４８】

【表３】

【００４９】

【化１２】

【００５０】式（３）中、Ｍは金属原子を表し、Ｒ¹¹〜
Ｒ¹⁹はそれぞれ独立に、水素、ハロゲン、アルキル基、
アルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基から選択
される１種の基を表し、同一でも異なっていてもよい。
また、Ｒ¹¹〜Ｒ¹⁴、Ｒ¹⁵〜Ｒ¹⁹は互いに結合して飽和あ
るいは不飽和の環を形成してもよく、Ｒ^aはＲ¹¹〜Ｒ¹⁹
と同様の置換基を有していてもよい基であり、Ｒ^bはヘ
テロ原子であり、Ｒ^aおよびＲ^bは独立に、または互い
に結合してヘテロ環を形成してもよく、ｎは２または３
を表す。またＲ基は、２価の基、たとえば−Ｏ−を表
す。このような式（３）で表されるヘテロ原子を複数有
する５員環を含有する化合物は、より具体的には、以下
の式（３−１）〜（３−３）の化合物が挙げられる。

【００５１】

【化１３】

【００５２】式（３−１）〜（３−３）中、Ｍ、Ｒ¹¹〜
Ｒ¹⁹およびｎは、式（３）と同様の意味である。このよ
うな式（３−１）に示されるベンゾオキサゾ−ル系化合
物、式（３−２）で表されるオキサジアゾ−ル系化合物
および式（３−３）に示されるイミダゾール系化合物と
しては、たとえば以下の表３に示すような化合物が挙げ
られる。この表３で表す化合物は、特に断らない限り式
（３−１）〜（３−３）で表される化合物を全て含んで
いる。すなわち、表３中のたとえば化合物Ｎｏ．３０１
の化合物において、式（３−１）に相当する化合物は、
後述する式（１６）の化合物となり、同様に、式（３−
２）に相当する化合物は、後述するＺｎ（ＩＭＺ）
₂に、式（３−３）に相当する化合物は、後述するＺｎ
（ＯＸＤ）₂となる。

【００５３】

【表４】

【００５４】また、前記化合物をホスト、下記式（１
１）〜（１３）で示されるアミノ置換ジスチリルアリー
レン誘導体、ペリレン誘導体等をゲストとして、ドーピ
ングしてもよい。

【００５５】

【化１４】

【００５６】一般式（２）で示される化合物の例として
は、特公平７−１１９４０７号公報、特開平３−２３１
９７０号公報、特開平８−１９９１６２号公報、特開平
８−３３３５６９号公報、特開平８−３３３２８３号公
報に開示されている化合物等が挙げられる。このような
化合物として例えば、

【００５７】

【化１５】

【００５８】

【化１６】

【００５９】さらに、トリス〔（２−フェニル−５−ｍ
−フェノキシ）−１，３，４−オキサジアゾール〕アル
ミニウム（Ａｌ（ＯＸＤ）₃）（式（３−２）で表され
る表．３の化合物Ｎｏ．３０５の１つ）等が挙げられ
る。

【００６０】次に、本発明に係る有機ＥＬ素子の形成方
法について、説明する。本発明に係る有機ＥＬ素子の各
層の形成方法は特に限定されない。本発明の有機ＥＬ素
子に用いる有機薄膜層は、公知の方法で形成することが
できるが、このような方法としては、たとえば、真空蒸
着法、分子線蒸着法あるいは塗布法が挙げられる。前記
塗布方法としては、たとえば、溶液あるいは分散液を用
いてディッピング法、スピンコーティング法、キャステ
ィング法等によって形成することができる。このような
前記方法により、各層を前記構成で示すようにして形成
することにより、本発明に係る有機ＥＬ素子を形成する
ことができる。

【００６１】このような本発明に係る有機ＥＬ素子の各
有機層の膜厚は特に制限されないが、一般に、膜厚が薄
すぎるとピンホール等の欠陥が生じやすく、逆に、厚す
ぎると高い印加電圧が必要となり効率が悪くなる。この
ため、各有機層の膜厚を、たとえば数ｎｍ〜１μｍの範
囲に形成することが好ましい。

【００６２】本発明の一般式（１）で表される電子輸送
材料は、たとえばガリウム化合物と、下記式（１８）に
示す式（１）の配位子残基を有する化合物とを原料とし
て、公知の方法を用いて合成することができる。

【００６３】

【化１７】

【００６４】前記ガリウム化合物としては、アルキルガ
リウム、ガリウムアルコキシド、ハロゲン化ガリウム、
窒化ガリウム、酸化ガリウム等のイオン性ガリウム化合
物が挙げられるが、これに限定されない。また前記一般
式（１８）の配位子として８−ヒドロキシキノリン、２
−メチル−８−ヒドロキシキノリン等のキノリン残基を
２配位有することができ、またＬの配位子としては、フ
ッ素、塩素、臭素およびヨウ素などのハロゲン、置換基
を有していてもよいアルコキシ基、置換基を有していて
もよいアリールオキシ基、置換基を有していてもよいア
ルキル基を含有する残基等が挙げられ、これらを１配位
有することができる。このような、本発明に使用される
一般式（１）の錯体、前記一般式（１８）の配位子およ
び前記Ｌの配位子等は、極性有機溶媒、たとえばメタノ
ール、エタノールなどのアルコール系溶剤等のイオン性
溶媒、あるいは非極性溶媒、たとえばベンゼン、トルエ
ン等の芳香族性溶媒、テトラヒドロフラン等の脂環式溶
媒などの非極性溶媒下に反応させて得られる。

【００６５】また本発明に使用される一般式（２）で表
される発光材料は、公知の方法で合成することができ
る。前記同様の溶媒存在下、フェニル基を有するホスホ
ン酸エステルに、塩基を作用させて脱プロトンし、次い
でベンゾフェノン等のカルボニル化合物を加えてアルケ
ン化（たとえばＷｉｔｔｉｇ反応）する方法、またはホ
スホン酸エステルに塩基を作用させて脱プロトンし、次
いでフェニル基を有するジアルデヒド化合物と反応させ
てアルケン化（前記同様の反応、たとえばＷｉｔｔｉｇ
反応）する方法等を挙げることができる。前記した塩基
には、アルキルリチウムなどのアルキルアルカリ金属
塩、水素化アルミニウムリチウム、水素化ナトリウムな
どの水素化アルカリ金属化合物、ナトリウムアミド、苛
性ソーダ等を用いて行うことができる。

【００６６】また本発明で使用される前記一般式（３）
〜（５）で表される発光材料は、公知の方法で合成する
ことができる。例えば、安息香酸クロライドと安息香酸
ヒドラジドをジオキサン存在下に反応させてジアシルヒ
ドラジドとし、脱水還化してオキサジアゾール骨格を形
成後、保護基を脱離する。次いで保護基を脱離して得ら
れたオキサジアゾール残基を有する化合物と、亜鉛化合
物たとえば酢酸亜鉛とを、メタノール、エタノール、イ
ソプロピルアルコールなどのアルコール等の極性溶媒の
存在下に、またはｎ−ヘキサン等の非極性溶媒の存在下
で反応させて、オキサジアゾール亜鉛錯体を得る。

【００６７】

【実施例】以下、本発明を実施例によりさらに詳説する
が、本発明は以下の実施例に限定されて解釈されるもの
ではない。

【００６８】イオン化ポテンシャル材料のイオン化ポテンシャルは、ガラス基板上に求めよ
うとする各材料を成膜し、理研計器（株）製ＡＣ−１を
用いて大気圧下、２４℃相対湿度４０％下で測定した。
なお成膜は、後述する成膜と同様の方法を用いた。Ｔｇ（ガラス転移温度）電子輸送層に用いられる材料を、（株）島津製作所製の
ＤＳＣ−５０を用いて測定した。

【００６９】実施例１図１に、実施例１に係る有機ＥＬ素子の断面構造を示
す。本実施例１に示す有機ＥＬ素子は、透明支持基板
（ガラス基板）１と、ガラス基板１上に形成された陽極
２及び陰極３と、陽極２と陰極３との間に挟み込まれた
有機薄膜層６〜７とからなる。以下、実施例１に係る有
機ＥＬ素子の作製手順について説明する。まず、ガラス
基板上にＩＴＯ（インジウム錫オキサイド）をスパッタ
リングによって１３００Å（１３０ｎｍ）の膜厚になる
ように成膜し、陽極２とした。このときのシート抵抗は
１２Ω／□であった。作成されたＩＴＯガラス基板を純
水とイソプロピルアルコ−ルとにより、それぞれ超音波
洗浄を行った後に、沸騰させたイソプロピルアルコ−ル
上で乾燥させた。さらにＵＶオゾン洗浄装置によりこの
基板を洗浄した後に、真空蒸着装置の基板ホルダ−に取
り付けた。

【００７０】次に、モリブデン製の２つのボートに、そ
れぞれ発光層６として、イオン化ポテンシャルが５．８
５ｅＶの４，４''−ビス（２，２−ジフェニルビニル）
−ｐ−テルフェニルを１００ｍｇと、電子輸送層７とし
てイオン化ポテンシャルが６. ０３ｅＶのビス（２−メ
チル−８−キノリノール）（１−フェノラート）ガリウ
ムを１００ｍｇとを入れ、それぞれ別の通電用端子に取
り付けた。真空層内を1 ×１０^-4Ｐａまで排気した後、
４，４''−ビス（２，２−ジフェニルビニル）−ｐ−テ
ルフェニルの入ったボートに通電し、０．３ｎｍ／Ｓｅ
ｃの蒸着速度で膜厚５０ｎｍになるまで成膜した。次い
で、ビス（２−メチル−８−キノリノール）（１−フェ
ノラート）ガリウムが入ったボートに通電し、０．３ｎ
ｍ／Ｓｅｃの蒸着速度で膜厚５０ｎｍになるまで成膜し
た。

【００７１】こうして作製された支持基板／ＩＴＯ／
４，４''−ビス（２，２−ジフェニルビニル）−ｐ−テ
ルフェニル／ビス（２−メチル−８−キノリノール）
（１−フェノラート）ガリウムの構造を有する発光層と
電子輸送層のイオン化ポテンシャルの差が０．１８であ
る素子の上部にステンレス製シャド−マスクを取り付け
た。ここで、ＢＮ製ボ−トにアルミニウムを３ｇ入れ、
通電用端子に取り付けた。同様に、タングステン製のフ
ィラメントにＬｉを５００ｍｇ入れ、別の通電用端子に
取り付けた。真空層を１×１０^-4Ｐａまで排気した後、
アルミニウムの蒸着速度が0.４ｎｍ／Ｓｅｃとなるよう
に通電し、同時にリチウムの蒸着速度が０．０２〜０．
０３ｎｍ／Ｓｅｃとなるよう別の蒸着電源を用いて通電
した。両材料の蒸着速度が安定してきたところでシャッ
タ−を開放し、混合膜の膜厚が３０ｎｍとなったところ
でリチウムの蒸着電源を止め、さらにアルミニウム膜が
１７０ｎｍの膜厚になるまで成膜し、陰極３を形成し
た。

【００７２】真空層を大気圧に戻し、透明支持基板／Ｉ
ＴＯ／４，４''−ビス（２，２−ジフェニルビニル）−
ｐ−テルフェニル／ビス（２−メチル−８−キノリノー
ル）（１−フェノラート）ガリウム／Ａｌ−Ｌｉ／Ａｌ
よりなる有機ＥＬ素子を作製した。得られた有機ＥＬ素
子のＩＴＯを正極、アルミニウム電極を負極とし、１５
Ｖ印加したところ、表１に示すように、６８００ｃｄ／
ｍ²の青色発光が得られた。また、この素子を窒素雰囲
気下、初期輝度１００ｃｄ／ｍ²で駆動試験を行った結
果、輝度半減時間は２５００時間であった。また、この
素子を窒素中で３０００時間保存した後、ダ−クスポッ
トと呼ばれる非発光部を観測した結果、成膜直後には５
μｍであったものが、保存後にも５〜１０μｍと大きな
変化はなく、ダークスポットの成長は認められなかっ
た。

【００７３】比較例１発光層４として、下記に示すイオン化ポテンシャルが
５．８９ｅＶの式（１９）の４，４' −ビス（２，２−
ジフェニルビニル）ビフェニルを５０ｎｍ、電子輸送層
５として、下記式（２０）のトリス（８−キノリノー
ル）アルミニウムを５０ｎｍ、真空蒸着法により形成し
た以外は、実施例１と同様の操作を行い、電子輸送層の
イオン化ポテンシャルが、発光層のイオン化ポテンシャ
ルより、０．２１ｅＶ小さい、すなわち正孔ブロック性
の小さい有機ＥＬ素子を作製した。

【００７４】

【化１８】

【００７５】

【化１９】

【００７６】得られた有機ＥＬ素子の陽極２と陰極３の
間に直流電圧を１５Ｖ印加したところ、３６００ｃｄ／
ｍ²の青色発光が得られた。実施例１と比較すると、表
２に示すように、ＣＩＥ色度座標は大きい差がみられな
かったが、最高輝度、効率の点で大きく劣っており、ま
た、輝度半減寿命も９００時間と実施例１と比較して短
かった。この素子を窒素中で３０００時間保存する前後
のダ−クスポット（非発光部）を観測したところ、保存
前には７μｍであったものが、保存後には６５μｍに成
長していた。

【００７７】実施例２発光材料としてイオン化ポテンシャルが５．７４ｅＶの
４，４''' −ビス（２，２−ジフェニルビニル）−ｐ−
クォーターフェニル、また電子輸送材料としてイオン化
ポテンシャルが５．９７ｅＶのビス（２−メチル−８−
キノリノール）（１−ナフトラート）ガリウムを真空蒸
着法により５０ｎｍ形成した以外は、実施例１と同様の
操作を行い、電子輸送層のイオン化ポテンシャルが、発
光層より、０．２３ｅＶ大きい、すなわち正孔ブロック
性の大きい有機ＥＬ素子を作製した。実施例１と同様に
通電試験を行った結果、表４に示すように、最高輝度８
５００ｃｄ／ｍ²の青色発光が得られた。

【００７８】比較例２電子輸送層５として、イオン化ポテンシャルが５．６５
ｅＶの下記式（２１）のビス｛2 −(4−t −ブチルフェ
ニル) −1,3,4 −オキサジアゾ−ル｝−m −フェニレン
を真空蒸着法により５０ｎｍ形成した以外は、実施例２
と同様の操作を行い、電子輸送層のイオン化ポテンシャ
ルが、発光層よりも０．０９ｅＶ小さい有機ＥＬ素子を
作製した。

【００７９】

【化２０】

【００８０】得られた有機ＥＬ素子の陽極２と陰極３の
間に直流電圧を１６Ｖ印加したところ、６５００ｃｄ／
ｍ²の青色発光が得られた。実施例２と比較すると、Ｃ
ＩＥ色度座標は大きい差がみられなかったが、最高輝
度、効率、寿命の点で大きく劣っていることが確認され
た。

【００８１】実施例３発光層として、イオン化ポテンシャルが５．６８ｅＶの
ビス（２−ｍ−フェノキシ）−ベンゾオキサゾール亜鉛
（Ｚｎ（ＯＸＺ）₂）（式（１６）の化合物、式（３−
１）で表される表３の化合物Ｎｏ．３０１の１つ）を５
０ｎｍ、電子輸送層５として、イオン化ポテンシャルが
６．０２ｅＶのビス（２−メチル−８−キノリノール）
（ｐ−フェニルフェノラート）ガリウム（表１の化合物
Ｎｏ．１１３：ＤＳＣによるＴｇ（ガラス転移温度）＝
１０２℃）を５０ｎｍ、真空蒸着法により形成した以外
は、実施例１と同様の操作を行い、電子輸送層のイオン
化ポテンシャルが、発光層より０．３４ｅＶ大きい有機
ＥＬ素子を作製した。得られた有機ＥＬ素子の陽極２と
陰極３の間に直流電圧を１７Ｖ印加したところ、６７０
０ｃｄ／ｍ²の青色発光が得られた。

【００８２】比較例３電子輸送層５としてイオン化ポテンシャルが５．６７ｅ
ＶのＡｌｑ３を真空蒸着法にて５０ｎｍ形成する以外
は、実施例３と同様の操作を行い、電子輸送層のイオン
化ポテンシャルが、発光層より０．０１ｅＶ小さい有機
ＥＬ素子を作製した。得られた有機ＥＬ素子の陽極２と
陰極３の間に直流電圧を１７Ｖ印加したところ、５６０
０ｃｄ／ｍ²の青緑色の発光が得られた。実施例３と比
較すると、最高輝度で極端な差はみられなかったが、Ｃ
ＩＥ色度座標（発光色）が長波長側（緑側）に大きくシ
フトしていることが確認された。ＥＬ発光スペクトルか
ら、（Ｚｎ（ＯＸＺ）₂）とＡｌｑ３の両方が発光して
いることがわかった。これによって、（Ｚｎ（ＯＸＺ）
₂）が正孔を輸送し、正孔と電子の再結合、励起子の生
成が、Ａｌｑ３層（電子輸送層）でも起きていることを
示している。

【００８３】本発明で用いた亜鉛錯体の場合、正孔輸送
層−発光層界面で発光していると考えられたが、この比
較例３により、亜鉛錯体は正孔輸送性、電子輸送性両方
とも大きいことが分かった。またＡｌｑ３の正孔ブロッ
ク性が小さいため、Ａｌｑ３層内で正孔と電子とが再結
合して、Ａｌｑ３が発光し、色度を悪化させている。

【００８４】実施例３と、比較例３との比較からわかる
ように、本発明に用いる電子輸送層を用いると、実施例
３、比較例３のような亜鉛金属錯体を用いた場合でも、
本発明では、正孔ブロック性、封じ込めがあるため、純
粋な青色発光が得られ、本発明では、最高輝度、効率が
大幅に改善されている。

【００８５】実施例４発光層として下記式（２２）の１，２，３，４，５−ペ
ンタフェニル−１，３−シクロペンタジエン、電子輸送
層５としてビス（２−メチル−８−キノリノール）クロ
ロガリウムを、真空蒸着法により、それぞれ５０ｎｍ形
成した以外は、実施例２と同様の操作を行って有機ＥＬ
素子を作製した。得られた有機ＥＬ素子の陽極２と陰極
３の間に直流電圧を１６Ｖ印加したところ、５４００ｃ
ｄ／ｍ²の青色発光が得られた。

【００８６】

【化２１】

【００８７】実施例５実施例５に係る有機ＥＬ素子の断面構造を図２に示す。
本実施例に係る有機ＥＬ素子は、ガラス基板１と、ガラ
ス基板１上に形成された陽極２及び陰極３と、陽極２と
陰極３との間に挟み込まれた正孔輸送層５、発光層６、
電子輸送層７とからなる。実施例１と同様にして用意し
たＩＴＯガラス基板を蒸着機に装着し、高純度グラファ
イト製のるつぼ３個を用意し、それぞれ別々に、正孔輸
送層としてＮ，Ｎ' −ジフェニル−Ｎ，Ｎ' −ビス（α
−ナフチル）−１，１' −ビフェニル−４，４' −ジア
ミン（α−ＮＰＤ）１ｇ、発光材料としてイオン化ポテ
ンシャルが５．８５ｅＶの４，４''−ビス（２，２−ジ
フェニルビニル）−ｐ−テルフェニル（式（１４）、表
２の化合物Ｎｏ．２０１）を１ｇ、電子輸送材料として
下記式（２２）で示すイオン化ポテンシャルが６．０３
ｅＶのビス（２−メチル−８−キノリノール）（１−フ
ェノラート）ガリウム（下記式（１２）、表１の化合物
Ｎｏ．１０３：ＤＳＣによるＴｇ（ガラス転移温度）＝
８９℃））を１ｇ入れ、それぞれ別の通電用端子に取り
付けた。

【００８８】

【化２２】

【００８９】真空層内を1 ×１０^-4Ｐａまで排気した
後、始めにα−ＮＰＤが入ったるつぼに通電し、０．３
ｎｍ／Ｓｅｃの蒸着速度で膜厚５０ｎｍになるまで成膜
した。次に、４，４''−ビス（２，２−ジフェニルビニ
ル）−ｐ−テルフェニルが入ったるつぼに通電し、０．
３ｎｍ／Ｓｅｃの蒸着速度で膜厚４５ｎｍになるまで成
膜した。最後にビス（２−メチル−８−キノリノール）
（１−フェノラート）ガリウムが入ったるつぼに通電
し、蒸着速度０．３ｎｍで膜厚５０ｎｍになるまで成膜
した。

【００９０】こうして作製された支持基板／ＩＴＯ／α
−ＮＰＤ／４，４''−ビス（２，２−ジフェニルビニ
ル）−ｐ−テルフェニル／ビス（２−メチル−８−キノ
リノール）（１−フェノラート）ガリウムの構造を有す
る素子に、さらに陰極３として、マグネシウム−銀合金
を真空蒸着法によって２００ｎｍ形成し、電子輸送層の
イオン化ポテンシャルが、発光層より０．１８ｅＶ大き
い有機ＥＬ素子を作製した。得られた有機ＥＬ素子の陽
極２と陰極３の間に直流電圧を１７Ｖ印加したところ、
表１に示すように、１６５００ｃｄ／ｍ²の青色発光が
得られた。

【００９１】実施例６発光層をイオン化ポテンシャルが５．６９ｅＶの１，４
−ビス〔４−（２，２−ジフェニルビニル）ナフチル〕
ベンゼン（式（１５）、表２の化合物Ｎｏ．２０５）を
４５ｎｍ、電子輸送層７としてイオン化ポテンシャルが
６．０４ｅＶのビス（２−メチル−８−キノリノール）
エトキシガリウム４０ｎｍを真空蒸着法にて成膜する以
外は、実施例５と同様の操作を行い、電子輸送層のイオ
ン化ポテンシャルが、発光層より０．３５ｅＶ大きい有
機ＥＬ素子を作製した。得られた有機ＥＬ素子の陽極２
と陰極３の間に直流電圧を１７Ｖ印加したところ、表１
に示すように、２１７００ｃｄ／ｍ²の青色発光が得ら
れた。

【００９２】比較例４電子輸送層５として下記式（２３）の３−（４−ビフェ
ニリル）−４−フェニル−５−（４−ｔ−ブチルフェニ
ル）−１，２，４−トリアゾールを真空蒸着法により４
０ｎｍ形成した以外は、実施例５と同様の操作を行い、
電子輸送層のイオン化ポテンシャルが、発光層より０．
１８ｅＶ大きい有機ＥＬ素子を作製した。

【００９３】

【化２３】

【００９４】得られた有機ＥＬ素子の陽極２と陰極３の
間に直流電圧を１７Ｖ印加したところ、表２に示すよう
に、９４００ｃｄ／ｍ²の青色発光が得られた。トリア
ゾール誘導体も、ガリウム金属錯体同様イオン化ポテン
シャルが大きく、正孔ブロック性が認められた。但し、
ガリウム金属錯体と比較すると、電子注入性、電子輸送
性が小さいためか、駆動電圧が大きく、電力効率が小さ
くなった。実施例５と比較すると、ＣＩＥ色度座標は大
きい差がみられなかったが、最高輝度、効率、寿命の点
で明らかに劣っていることがわかった。

【００９５】実施例７発光層６として、前記式（１８）に示すようなイオン化
ポテンシャルが５．７２ｅＶのビス〔（２−フェニル−
５−ｍ−フェノキシ）−１，３，４−オキサジアゾー
ル〕亜鉛（Ｚｎ（ＯＸＤ）₂）を４５ｎｍ、電子輸送層
７としてイオン化ポテンシャルが６．０２ｅＶのビス
（２−メチル−８−キノリノール）（ｐ−フェニルフェ
ノラート）ガリウム（表１の化合物Ｎｏ．１１３）を真
空蒸着法により３５ｎｍ形成した以外は、実施例５と同
様の操作を行い、電子輸送層のイオン化ポテンシャル
が、発光層より０．３０ｅＶ大きい有機ＥＬ素子を作製
した。得られた有機ＥＬ素子の陽極２と陰極３の間に直
流電圧を１７Ｖ印加したところ、７８００ｃｄ／ｍ²の
青色発光が得られた。

【００９６】実施例８実施例８に係る有機ＥＬ素子の断面構造を図３に示す。
本実施例に係る有機ＥＬ素子は、ガラス基板１と、ガラ
ス基板１上に形成された陽極２及び陰極３と、陽極２
と、陰極３との間に挟み込まれた正孔注入層４と、正孔
輸送層５と、発光層６と、電子輸送層７とからなる。

【００９７】まず実施例１と同様にして用意したＩＴＯ
ガラス基板を蒸着機に装着した。モリブデン製の各ボー
トに、正孔注入層として４−フェニル−４' ，４''−ビ
ス〔ジ（３−メチルフェニル）アミノ〕トリフェニルア
ミンを１００ｍｇ、正孔輸送層としてα−ＮＰＤを１０
０ｍｇ、発光層としてイオン化ポテンシャルが５．７０
ｅＶの９，１０−ビス〔４−（２，２−ジフェニルビニ
ル）フェニル〕アントラセン（式（１６）、表２の化合
物Ｎｏ．２０３）を１００ｍｇ、電子輸送層としてイオ
ン化ポテンシャルが５．９７ｅＶのビス（２−メチル−
８−キノリノール）（１−ナフトラート）ガリウム（表
１の化合物Ｎｏ．１１１：ＤＳＣによるＴｇ＝１０３
℃））を１００ｍｇ入れ、それぞれ別の通電用端子に取
り付けた。

【００９８】真空層内を1 ×１０^-4Ｐａまで排気した
後、４−フェニル−４' ，４''−ビス〔ジ（３−メチル
フェニル）アミノ〕トリフェニルアミンが入ったボート
に通電し、０．３ｎｍ／Ｓｅｃの蒸着速度で膜厚３５ｎ
ｍになるまで成膜した。次にα−ＮＰＤが入ったボート
に通電し、０．３ｎｍ／Ｓｅｃの蒸着速度で膜厚１５ｎ
ｍになるまで成膜した。次に、９，１０−ビス〔４−
（２，２−ジフェニルビニル）フェニル〕アントラセン
が入ったボートに通電し、０．３ｎｍ／Ｓｅｃの蒸着速
度で膜厚４５ｎｍになるまで成膜した。次いでビス（２
−メチル−８−キノリノール）（１−ナフトラート）ガ
リウムが入ったボートに通電し、蒸着速度０．３ｎｍで
膜厚３５ｎｍになるまで成膜した。最後に、実施例１と
同様にして、陰極を２００ｎｍ形成し、電子輸送層のイ
オン化ポテンシャルが、発光層より０．２７ｅＶ大きい
有機ＥＬ素子を作製した。

【００９９】得られた有機ＥＬ素子の陽極と陰極の間に
直流電圧を１７Ｖ印加したところ、表１に示すように、
３４２００ｃｄ／ｍ²の青色発光が得られた。この素子
を窒素中で初期輝度１００ｃｄ／ｍ²で駆動試験を行っ
た結果、輝度半減時間は１６０００時間であった。ま
た、この素子を窒素中で１６０００時間保存する前後の
ダ−クスポットを観測した結果、保存前には５μｍであ
ったものが保存後には５〜７μｍとなり、保存後も大き
な変化はなく成長は認められなかった。

【０１００】比較例５発光層として１，４−ビス〔４−（２，２−ジフェニル
ビニル）ナフチル〕ベンゼン（式（１５）、表５の化合
物Ｎｏ．２０５）を４５ｎｍ、電子輸送層として下記式
（２５）の２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔ−
ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾールを真
空蒸着法により３５ｎｍ形成した以外は、実施例８と同
様の操作を行い、有機ＥＬ素子を作製した。

【０１０１】

【化２４】

【０１０２】この有機ＥＬ素子の陽極と陰極の間に直流
電圧を１７Ｖ印加したところ、表２に示すように、１３
７００ｃｄ／ｍ²の青色発光が得られた。実施例８と比
較すると、ＣＩＥ色度座標は大きい差がみられなかった
が、最高輝度、効率、寿命の点で大きく劣っていること
が確認された。

【０１０３】実施例９実施例９に係る有機ＥＬ素子の断面構造を図３に示す。
本実施例に係る有機ＥＬ素子は、ガラス基板１と、ガラ
ス基板１上に形成された陽極２と、陰極３と、陽極２と
陰極３との間に挟み込まれた正孔注入層４と、正孔輸送
層５と、ホストとドーパントからなる発光層６と、電子
輸送層７とからなる。

【０１０４】実施例１と同様にして用意したＩＴＯガラ
ス基板を、蒸着機に装着し、高純度グラファイト製の５
個のるつぼを用意し、それぞれ別々に、正孔注入層とし
て４−フェニル−４' ，４''−ビス〔ジ（３−メチルフ
ェニル）アミノ〕トリフェニルアミンを１ｇ、正孔輸送
層としてＮ，Ｎ' −ジフェニル−Ｎ、Ｎ' −ビス（α−
ナフチル）−１，１' −ビフェニル−４，４' −ジアミ
ン（α−ＮＰＤ）１ｇ、発光ホスト材料としてイオン化
ポテンシャルが５．７０ｅＶの９，１０−ビス〔４−
（２，２−ジフェニルビニル）フェニル〕アントラセン
を１ｇ、発光ゲスト材料として下記式（２６）の４，
４' −ビス〔２−｛４−（Ｎ，Ｎ−ジ（４−メチルフェ
ニル）アミノ）フェニル｝ビニル〕ビフェニルを０．５
ｇ、電子輸送材料としてイオン化ポテンシャルが６．０
３ｅＶのビス（２−メチル−８−キノリノール）（１−
フェノラート）ガリウム１ｇ入れ、それぞれ別の通電用
端子に取り付けた。

【０１０５】

【化２５】

【０１０６】真空層内を1 ×１０^-4Ｐａまで排気した
後、実施例８と同様に正孔注入層、正孔輸送層を実施例
８と同じ膜厚で成膜した。次に、ホストの９，１０−ビ
ス〔４−（２，２−ジフェニルビニル）フェニル〕アン
トラセン、およびゲストの４，４' −ビス〔２−｛４−
（Ｎ，Ｎ−ジ（４−メチルフェニル）アミノ）フェニ
ル｝ビニル〕ビフェニルが入ったるつぼにそれぞれ通電
し、ホストが０．３ｎｍ／Ｓｅｃ、ゲストが０．０２〜
０．０３ｎｍ／Ｓｅｃになるように電流を制御し、両者
が安定したところで同時に蒸着を開始し、膜厚が４５ｎ
ｍになるまで成膜した。次にビス（２−メチル−８−キ
ノリノール）（１−フェノラート）ガリウムが入ったる
つぼに通電し、蒸着速度０．３ｎｍで膜厚３５ｎｍにな
るまで成膜した。こうして作製された素子にさらに実施
例８と同様な方法により、陰極を形成して電子輸送層の
イオン化ポテンシャルが、発光層ホスト分子のイオン化
ポテンシャルより０．３３ｅＶ大きく、ゲストのイオン
化ポテンシャルはホストより小さい有機ＥＬ素子を作成
した。

【０１０７】得られた有機ＥＬ素子の陽極と陰極の間に
直流電圧を１８Ｖ印加したところ、表１に示すように、
３９５００ｃｄ／ｍ²の青色発光が得られた。この素子
を窒素中で初期輝度１００ｃｄ／ｍ²で駆動試験を行っ
た結果、輝度半減時間は２００００時間であった。ま
た、この素子を窒素中で２００００時間保存する前後の
ダ−クスポットを観測した結果、保存前には４〜５μｍ
であったものが保存後には５〜７μｍとなり、成膜直後
と変化はなく、成長は認められなかった。

【０１０８】比較例６発光層ホストとして、４，４' −ビス（２，２−ジフェ
ニルビニル）ビフェニルを４５ｎｍ、電子輸送層５とし
て、トリス（８−キノリノール）アルミニウムを真空蒸
着法により３５ｎｍ形成した以外は、実施例９と同様の
操作を行い、有機ＥＬ素子を作製した。なお得られた有
機ＥＬ素子は、電子輸送層のイオン化ポテンシャルが、
発光層のイオン化ポテンシャルより０．２１ｅＶ小さく
した。

【０１０９】このようにして得られた有機ＥＬ素子の陽
極と陰極の間に直流電圧を１７Ｖ印加したところ、表２
に示すように、１７０００ｃｄ／ｍ²の青色発光が得ら
れた。実施例９と比較すると、ＣＩＥ色度座標は大きい
差がみられなかったが、最高輝度、効率、寿命の点のい
ずれも大きく劣っていることが確認された。

【０１１０】

【表５】

【０１１１】

【表６】

【０１１２】

【表７】

【０１１３】実施例１０カラーパネルの作製厚さ1.1 ｍｍのガラス基板上に、陽極としてスパッタに
よりＩＴＯ膜を１３０ｎｍを形成した後、リソグラフィ
ーとウェットエッチングによりパターン化した透明電極
を作成した。この透明電極のシート抵抗は、１２Ω／□
で、配線幅は９０μｍ、スペースは３０μｍであった。

【０１１４】前記パターン化した陽極を配線したガラス
基板上に、２×１０^-4Ｐａ真空下に、正孔注入層として
４−フェニル−４' ，４''−ビス〔ジ（３−メチルフェ
ニル）アミノ〕トリフェニルアミンを３５ｎｍ、正孔輸
送層としてα- ＮＰＤを１５ｎｍの膜厚で抵抗加熱によ
りベタ状に成膜した。

【０１１５】その成膜上に、ＲＧＢ３色中１色の発光部
分（ドット）に対応するラインパターン（９０μｍ）を
もつシャドーマスクを、シャドーマスクのマスク孔を赤
色の発光層部分に合わせるようにパネル基版にほぼ接し
てＩＴＯ配線上に位置合わせした状態で設置した。赤色
の発光層としてトリス（８ーキノリノール）アルミニウ
ムに、ドーパントとして４−ジシアノメチレン−２−メ
チル−６−（ｐ−ジメチルアミノスチリル）−４Ｈ−ピ
ラン（ＤＣＭ、ドーピング濃度２．５wt％）を共蒸着す
ることにより、４５ｎｍの膜厚になるまで成膜した。

【０１１６】緑色発光部形成は、シャドーマスクをずら
して緑発光部へマスク孔の位置合わせを行い、赤色と同
様に発光層の蒸着を行った。緑の発光部として、トリス
（８ーヒドロキシキノリノール）アルミニウムをホスト
に、ドーパントとして２，９―ジメチルキナクリドン
（ドーピング濃度３wt％）を共蒸着により４５ｎｍの膜
厚になるまで成膜した。

【０１１７】青色発光部形成についても同様に、シャド
ーマスクをずらしてブルー発光部へマスク孔の位置合わ
せを行い、赤と同様に発光層の蒸着を行う。青の発光部
には、イオン化ポテンシャルが５．７０ｅＶの９，１０
−ビス〔４−（２，２−ジフェニルビニル）フェニル〕
アントラセンを４５ｎｍ、赤、緑と同様に成膜した。次
に、電子輸送層としてイオン化ポテンシャルが６．０３
ｅＶのビス（２−メチル−８−キノリノール）（１−フ
ェノラート）ガリウムをベタ状に３５ｎｍの膜厚になる
まで蒸着した。最後に、２７０μｍ幅のラインパターン
をもつシャドーマスクを、ＩＴＯおよび発光層のパター
ンと直交するように、パネル基板にほぼ接して位置合わ
せした状態で設置し、陰極として、前記したのと同様に
してＡｌ−Ｌｉを二源の蒸着源から共蒸着により３０ｎ
ｍ蒸着し、その後アルミニウムのみの一源で１７０ｎｍ
蒸着した。電子輸送層のイオン化ポテンシャルが、発光
層より０．３３ｅＶ大きい素子構成とした。

【０１１８】このようにして、サブピクセル９０μｍ
で、１ピクセル３６０×３６０μｍ、スペース３０μ
ｍ、画素数が水平３２０×垂直２４０ドットのカラー表
示可能な有機ＥＬパネルを作製した。青に対して正孔ブ
ロックが存在するということは、青よりイオン化ポテン
シャルが小さい緑、赤材料に対しても正孔ブロック性が
あり、緑、赤に対しても高効率の発光が図れ、これによ
って消費電力が１０Ｗから７Ｗへと小さくすることがで
きた。

【０１１９】

【発明の効果】本発明に係る有機ＥＬ素子は、電界励起
型発光の無機ＥＬ素子と異なり、陽極から正孔キャリア
を、陰極から電子キャリアを注入し、これらキャリアが
再結合することにより発光するキャリア注入型素子であ
り、発光層と電荷輸送層を組み合わせた積層型素子型構
造となっているため、発光材料と電荷輸送材料の適切な
組み合わせとすることにより、陽極からの正孔注入ある
いは陰極からの電子注入の際のエネルギー障壁が低減
し、電荷の注入が容易になるとともに、電荷輸送層が発
光層から正孔または電子が通り抜けることを抑えるブロ
ッキング層として働く。これにより発光層中の正孔と電
子の数的バランスが良くなる。その結果、正孔と電子と
の再結合が有効に行われるようになりＥＬ発光効率が向
上することができた。

【０１２０】前記したような本発明に係る有機ＥＬ素子
に使用される特定の材料、素子構造とすることにより、
陽極から注入された正孔が電子輸送層において確実にブ
ロックされ、かつ陰極より注入された電子が発光層でブ
ロックされることにより、キャリアの再結合効率が向上
する。このため、青色発光素子のおいてもＥＬ発光効率
の低下が無く、最高輝度も従来のＡｌｑ３を用いる場合
より大きくすることが可能となった。また、正孔の通り
抜けがなく、電力効率も良いため、低消費電力化が図
れ、また低負荷条件（低印加電圧）で駆動できるため、
素子の寿命も長くすることができた。さらに、電子輸送
層のイオン化ポテンシャルを５．９ｅＶ以上と大きくす
ることにより、青色発光層のエネルギーギャップを大き
くすることができ、従って発光波長の短波長化が可能と
なった。これにより、従来の材料では困難であった色純
度、色度（０．２５，０．２５）以下の青色発光が可能
となった。

【０１２１】また、本発明で用いられる電子輸送材料
は、ガラス転移温度が高く、成膜性、膜質安定性が非常
に良く耐熱性が高いため、従来有機ＥＬ素子が苦手とさ
れた８５℃の高温駆動、高温保存等、素子の高耐熱化が
図れた。

【０１２２】また、このような上記有機ＥＬ素子を用い
て有機ＥＬパネルを製造できるため得られたパネルは高
輝度化、色度改善が図れ、３２０×２４０ピクセル単純
マトリックス駆動（Ｄｕｔｙ１／１２０）のカラー１
／４ＶＧＡパネルが作製可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る有機ＥＬ素子の第１の構成例を示
す図である。

【図２】本発明に係る有機ＥＬ素子の第１の構成例を示
す図である。

【図３】本発明に係る有機ＥＬ素子の第１の構成例を示
す図である。

【図４】従来の有機ＥＬ素子に使用される材料のエネル
ギーダイアグラムを模式的に示す図である。

【図５】本発明に係る有機ＥＬ素子に使用される材料の
エネルギーダイアグラムを模式的に示す図である。

【符号の説明】

１ガラス基板２陽極３陰極４正孔注入層５正孔輸送層６発光層７電子注入層１０正孔注入材料１１正孔輸送材料１２青色発色材料１３Ａｌｑ３１４ガリウム錯体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 3K007 AB00 AB02 AB03 AB04 AB05 AB14 CA01 CB01 DA00 DB03 EB00 FA01 5C094 AA08 AA10 AA22 AA37 AA60 BA27 CA24 EA05 EB02 FB01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】異極電極間に、発光層、電子注入層およ
び電子輸送層から選択される少なくとも２層の有機化合
物薄膜を有し、発光層が青色に発光する有機エレクトロ
ルミネッセンス素子であって、前記電子注入層または電子輸送層のイオン化ポテンシャ
ルが発光層のイオン化ポテンシャルより大きいことを特
徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項２】前記発光層が、正孔輸送性を有すること
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】前記電子注入層、または前記電子輸送層
が、下記一般式（１）で表される化合物を含有すること
を特徴とする請求項１または２に記載の有機エレクトロ
ルミネッセンス素子。【化１】（式中Ｍは金属原子を表し、Ｒ¹〜Ｒ⁶はそれぞれ独立
に、水素、ハロゲン、アルキル基、アルコキシ基、シア
ノ基から選択される１種であり、同一でも異なっていて
もよく、Ｌはハロゲン基、置換若しくは無置換のアルコ
キシ基、アリールオキシ基、アルキル基から選択される
基を有する配位子を表し、ｎは１または２を表し、ｎが
２のとき、Ｒ¹〜Ｒ⁶の同一記号で表される基は、同一
でも異なっていてもよい。）
【請求項４】前記発光層が下記一般式（２）または一
般式（３）で表される化合物を含有することを特徴とす
る請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機エレクトロ
ルミネッセンス素子。【化２】（式中Ｒ₁〜Ｒ₄はそれぞれ独立に、水素原子、アルキ
ル基、アルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、
アミノ基、シアノ基を表し、ｎが複数のとき、異なる環
のＲ₁〜Ｒ₄で表される同一記号の基は、同一でも異な
っていてもよく、Ｒ₅およびＲ₆はそれぞれ独立に、置
換基を有してもよい炭素数６〜１２のアリール基を表
し、ｎは３〜６の整数を表す。）【化３】（式中Ｍは金属原子を表し、Ｒ¹¹〜Ｒ¹⁹はそれぞれ独立
に、水素、ハロゲン、アルキル基、アルコキシ基、アリ
ール基、アリールオキシ基から選択される１種を表し、
同一でも異なっていてもよく、また、Ｒ¹¹〜Ｒ¹⁴、Ｒ¹⁵
〜Ｒ¹⁹は互いに結合して飽和あるいは不飽和の環を形成
してもよく、Ｒ^aはＲ¹¹〜Ｒ¹⁹と同様の置換基を有して
いてもよい基であり、Ｒ^bはヘテロ原子であり、Ｒ^aお
よびＲ^bは独立に、または互いに結合してヘテロ環を形
成してもよく、ｎは２または３を表し、Ｒは２価の基を
表す。）
【請求項５】前記発光層のイオン化ポテンシャルが
５．９ｅＶ未満であることを特徴とする請求項１〜４の
いずれか１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】前記電子輸送層のイオン化ポテンシャル
が５．９ｅＶ以上であることを特徴とする請求項１〜５
のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス
素子。
【請求項７】前記電子輸送層のイオン化ポテンシャル
が前記発光層のイオン化ポテンシャルより０．１ｅＶ以
上大きいことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項
に記載の青色有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項８】前記電子輸送層のガラス転移温度が８０
℃以上であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか
１項に記載の青色有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項９】請求項１〜８のいずれか１項に記載の有
機エレクトロルミネッセンス素子を有するパネル。