JP2001176669A

JP2001176669A - 有機ｅｌ素子

Info

Publication number: JP2001176669A
Application number: JP36375399A
Authority: JP
Inventors: Michio Arai; 三千男荒井; Tetsuji Inoue; 鉄司井上
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1999-12-22
Filing date: 1999-12-22
Publication date: 2001-06-29

Abstract

(57)【要約】【課題】従来の有機物質を用いたホール注入輸送層
や、電子注入輸送層を有する素子と同等かそれ以上の性
能を有し、長寿命で、耐候性を備え、安定性が高く、高
効率で、しかも安価な有機ＥＬ素子を実現し、発光層を
２層以上とした場合にも、製造が容易で、膜界面での物
性が安定した有機ＥＬ素子を実現する。【解決手段】基板と、この基板上に形成されたホール
注入電極と電子注入電極と、これらの電極間に設けられ
た有機物質を含有する発光層とを有し、この発光層と電
子注入電極の間には、無機電子注入輸送層を有し、前記
発光層とホール注入電極との同には無機ホール注入輸送
層を有し、前記発光層は、少なくとも発光機能に関与す
るホスト物質として２種以上の化合物を含有する構成の
有機ＥＬ素子とした。

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ＥＬ（電界発
光）素子に関し、詳しくは、有機化合物の薄膜に電界を
印加して光を放出する素子に用いられる無機／有機接合
構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に有機ＥＬ素子は、ガラス基板上に
ＩＴＯなどの透明電極を形成し、その上に有機アミン系
のホール輸送層、電子導電性を示しかつ強い発光を示す
たとえばＡｌｑ3 材からなる有機発光層を積層し、さら
に、ＭｇＡｇなどの仕事関数の小さい電極を形成した構
造の基本素子としている。

【０００３】これまでに報告されている素子構造として
は、ホール注入電極及び電子注入電極の間に１層または
複数層の有機化合物層が挟まれた構造となっており、有
機化合物層としては、２層構造あるいは３層構造があ
る。

【０００４】２層構造の例としては、ホール注入電極と
電子注入電極の間にホール輸送層と発光層が形成された
構造または、ホール注入電極と電子注入電極の間に発光
層と電子輸送層が形成された構造がある。３層構造の例
としては、ホール注入電極と電子注入電極の間にホール
輸送層と発光層と電子輸送層とが形成された構造があ
る。また、単一層に全ての役割を持たせた単層構造も高
分子や混合系で報告されている。

【０００５】図２および図３に、有機ＥＬ素子の代表的
な構造を示す。

【０００６】図２では基板１１上に設けられたホール注
入電極１２と電子注入電極１３の間に有機化合物である
ホール輸送層１４と発光層１５が形成されている。この
場合、発光層１５は、電子輸送層の機能も果たしてい
る。

【０００７】図３では、基板１１上に設けられたホール
注入電極１２と電子注入電極１３の間に有機化合物であ
るホール輸送層１４と発光層１５と電子輸送層１６が形
成されている。

【０００８】これら有機ＥＬ素子においては、共通し
て、信頼性が問題となっている。すなわち、有機ＥＬ素
子は、原理的にホール注入電極と、電子注入電極とを有
し、これら電極間から効率よくホール・電子を注入輸送
するための有機層を必要とする。しかしながら、これら
の材料は、製造時にダメージを受けやすく、電極との親
和性にも問題がある。また、電子注入用の電子注入電極
に仕事関数の低い金属を用いる必要がある。そのため、
材料としてＭｇＡｇ、ＡｌＬｉなどを用いらざるを得な
い。しかし、これらの材料は酸化し易く、安定性に欠
け、有機ＥＬ素子の寿命を律したり、信頼性の問題を招
く大きな要因となっている。さらに、有機薄膜の劣化も
ＬＥＤ（発光ダイオード）、ＬＤ（レーザーダイオー
ド）に較べると著しく大きいという問題を有している。

【０００９】また、有機材料は比較的高価なものが多
く、低コストの有機ＥＬ素子応用製品を提供するため
に、その一部の構成膜を安価な無機材料で置き換えるこ
とのメリットは大きい。

【００１０】さらに、今まで以上に発光効率を改善し、
より低い駆動電圧で、より消費電流の少ない素子の開発
も望まれている。

【００１１】このような問題を解決するために、有機材
料と無機半導体材料のそれぞれのメリットを利用する方
法が考えられている。すなわち、有機ホール輸送層を無
機ｐ型半導体に置き換えた有機／無機半導体接合であ
る。このような検討は、特許第２６３６３４１号、特開
平２−１３９８９３号公報、特開平２−２０７４８８号
公報、特開平６−１１９９７３号公報で検討されている
が、発光特性や基本素子の信頼性で素子従来の有機ＥＬ
を越える特性を得ることが不可能であった。

【００１２】また、赤色と青色等といった複数の発光色
や、広い発光波長帯域を得るために、発光層を２層以上
にしてそれぞれ発光極大波長の異なる蛍光物質を用いる
試みもなされている。しかしながら、下地となるホール
注入輸送層や、電子注入輸送層が有機物質からなる薄膜
層である場合、これらの膜を蒸着法等により成膜した後
に、さらに２層以上の発光層を所定の膜厚に成膜し、さ
らに必要により有機物質からなるホール注入輸送層や、
電子注入輸送層を成膜することとなり、各有機層の膜厚
管理や、ドーピング量の調整等、製造作業が困難である
ばかりか、それぞれの膜界面での物性安定させ、期待し
た通りの機能を果たさせることが困難であった。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、従来
の有機物質を用いたホール注入輸送層や、電子注入輸送
層を有する素子と同等かそれ以上の性能を有し、長寿命
で、耐候性を備え、安定性が高く、高効率で、しかも安
価な有機ＥＬ素子を実現することである。

【００１４】また、発光層を２層以上とした場合にも、
製造が容易で、膜界面での物性が安定した有機ＥＬ素子
を実現することである．

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的は以下の構成に
より達成される．（１）基板と、この基板上に形成されたホール注入電
極と電子注入電極と、これらの電極間に設けられた有機
物質を含有する発光層とを有し、この発光層と電子注入
電極の間には、無機電子注入輸送層を有し、前記発光層
とホール注入電極との同には無機ホール注入輸送層を有
し、前記発光層は、少なくとも発光機能に関与するホス
ト物質として２種以上の化合物を含有する有機ＥＬ素
子。（２）前記無機電子注入輸送層は、ホールをブロック
するとともに電子を搬送するための導通パスを有する高
抵抗の無機電子注入層である上記（１）の有機ＥＬ素
子。（３）前記高抵抗の無機電子注入層は、第１成分とし
て仕事関数４eV以下であって、アルカリ金属元素、およ
びアルカリ土類金属元素、およびランタノイド系元素か
ら選択される１種以上の酸化物と、第２成分として仕事
関数３〜５eVの金属の１種以上とを含有する上記（２）
の有機ＥＬ素子。（４）前記第２成分は、Ｚｎ，Ｓｎ，Ｖ，Ｒｕ，Ｓｍ
およびＩｎから選択される１種以上である上記（２）ま
たは（３）の有機ＥＬ素子。（５）前記アルカリ金属元素は、Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｒ
ｂ，ＣｓおよびＦｒの１種以上であり、アルカリ土類金
属元素は、Ｍｇ，ＣａおよびＳｒの１種以上であり、ラ
ンタノイド系元素はＬａおよびＣｅから選択される１種
以上を有する上記（２）〜（４）のいずれかの有機ＥＬ
素子。（６）前記高抵抗の電子注入層は、その抵抗率が１〜
１×１０¹¹Ω・cmである上記（２）〜（５）のいずれか
の有機ＥＬ素子。（７）前記高抵抗の無機電子注入層は、第２成分を全
成分に対して、０．２〜４０ mol％含有する上記（２）
〜（６）のいずれかの有機ＥＬ素子。（８）前記高抵抗の無機電子注入層の膜厚は、０．２
〜３０nmである上記（２）〜（７）のいずれかの有機Ｅ
Ｌ素子。（９）前記無機ホール注入輸送層は、電子をブロック
するとともにホールを搬送するための導通パスを有する
高抵抗の無機ホール注入層である上記（１）〜（８）の
いずれかの有機ＥＬ素子。（１０）前記高抵抗の無機ホール注入層は、抵抗率が
１〜１×１０¹¹Ω・cmである上記（９）の有機ＥＬ素
子。

【００１６】（１１）前記高抵抗の無機ホール注入層
は、金属および／または金属の酸化物、炭化物、窒化
物、ケイ化物および硼化物のいずれか１種以上を含有す
る上記（９）または（１０）の有機ＥＬ素子。（１２）前記高抵抗の無機ホール注入層は、シリコン
および／またはゲルマニウムの酸化物を主成分とし、こ
の主成分を（Ｓｉ_1-xＧｅ_x）Ｏ_yと表したとき０≦ｘ≦１、１．７≦ｙ≦２．２であり、さらに、仕事関数４．５eV以上の金属および／
または金属の酸化物、炭化物、窒化物、ケイ化物および
硼化物のいずれか１種以上を含有する上記（９）〜（１
１）のいずれかの有機ＥＬ素子。（１３）前記金属は、Ａｕ，Ｃｕ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｒ
ｕ、Ｓｎ，Ｃｒ，Ｉｒ，Ｎｂ，Ｐｔ，Ｗ，Ｍｏ，Ｔａ，
ＰｄおよびＣｏのいずれか１種以上である上記（１１）
または（１２）の有機ＥＬ素子。（１４）前記金属および／または金属の酸化物、炭化
物、窒化物、ケイ化物および硼化物の含有量は、０．２
〜４０ mol％である上記（１１）〜（１３）のいずれか
の有機ＥＬ素子。（１５）前記高抵抗のホール注入層の膜厚は、０．２
〜１００nmである上記（９）〜（１４）のいずれかの有
機ＥＬ素子。（１６）前記ホスト物質は、それぞれ電子注入輸送性
化合物とホール注入輸送性化合物である上記（１）〜
（１５）のいずれかの有機ＥＬ素子。（１７）前記ホスト物質は、金層錯体色素およびテト
ラアリールジアミン誘導体である上記（１）〜（１６）
のいずれかの有機ＥＬ素子。（１８）前記ホスト物質に対し、ドーパントしてルブ
レン誘導体を含有する上記（１）〜（１７）のいずれか
の有機ＥＬ素子。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明の有機ＥＬ素子は、基板
と、この基板上に形成されたホール注入電極と電子注入
電極と、これらの電極間に設けられた有機物質を含有す
る発光層とを有し、この発光層と電子注入電極の間に
は、無機電子注入輸送層を有し、前記発光層とホール注
入電極との同には無機ホール注入輸送層を有し、前記発
光層は、少なくとも発光機能に関与するホスト物質とし
て２種以上の化合物を含有するものである。

【００１８】本発明では、発光層に少なくとも発光機能
に関与するホスト物質として２種以上の化合物を含有
し、好ましくは電子注入槍送性化合物とホール注入輸送
性化合物との混合層とする。そして、このような混合層
に好ましくはホスト物質として、金属錯体色素を用い
る。この化合物は、通常、蛍光性物質として含有される
ため、より具体的には、アルミキノリノール錯体が電子
注入輸送性化合物であるとき、他のホール注入輸送性化
合物をさらに添加することが好ましく、具体的にはテト
ラアリールジアミン誘導体を用いることが好ましい。上
記の混合層における電子注入輸送性化合物とホール注入
輸送性化合物との混合比は、重量比で、電子注入輸送性
化合物：ホール注入輸送性化合物が６０：４０〜４０：
６０であることが好ましく、特には５０：５０程度であ
ることが好ましい。

【００１９】このような混合層をＥＬ素子に適用するこ
とによって、素子の安定性が向上する。

【００２０】このように、無機材料からなる無機電子注
入輸送層、無機ホール注入輸送層を設け、これらの間に
混合層としての発光層を配置することで、無機材料の有
するメリットと、有機材料の有するメリットとを併せも
った有機ＥＬ素子とすることができる。すなわち、発光
層と電子注入輸送層、ホール注入輸送層との界面での物
性が安定し、製造が容易になる。また、従来の有機ホー
ル注入層、有機電子注入層を有する素子と同等かそれ以
上の輝度が得られ、しかも、耐熱性、耐候性が優れてい
るので従来のものよりも寿命が長く、リークやダークス
ポットの発生も少ない。また、比較的高価な有機物質で
はなく、安価で入手しやすい無機材料を用いているの
で、製造が容易となり、製造コストを低減することがで
きる。

【００２１】無機ホール注入輸送層は、ホール注入電極
からのホールの注入を容易にする機能、ホールを安定に
輸送する機能およぴ電子を妨げる機能を有するものであ
り、無機電子注入槍送層は、陰電極からの電子の注入を
容易にする機能、電子を安定に輸送する機能およびホー
ルを妨げる機能を有するものである。これらの層は、発
光層に注入されるホールや電子を増大・閉じこめさせ、
再結合領域を最適化させ、発光効率を改善する。

【００２２】さらに、無機電子注入輸送層を、主成分に
安定剤を添加した構成とすることにより、特別に電子注
入機能を有する電極を形成する必要がなく、比較的安定
性が高く、導電率の良好な金属電極を用いることができ
る。そして、無機電子注入輸送層の電子注入輸送効率が
向上すると共に、素子の寿命が延びることになる。ま
た、無機ホール注入槍送層の主成分をである酸化物を酸
素プアとし、酸素空位を生成させることにより、ホール
注入電極から発光層側の有機層へ効率よくホールを注入
することができる．しかも、有機届からホール注入電極
への電子の移動を抑制することができ、発光層でのホー
ルと電子との再結合を効率よく行わせることができる。

【００２３】ホスト物質としては、強い蛍光を持ったア
ミン誘導体、例えばホール輸送材料であるＴＰＤに代表
されるようなトリフェニルジアミン誘導体や、電子輸送
性材料である金属錯体色素を用いることが好ましい。

【００２４】金属錯体色素としては、８−キノリノール
ないしその誘導体を配位子とするキノリン誘導体が好ま
しい。なかでも、ホスト物質としては、キノリノラト錯
体が好ましく、さらには８−キノリノールないしその誘
導体を配位子とするアルミニウム錯体が好ましい。この
ようなアルミニウム錯体としては、特開昭６３−２６４
６９２号、特開平３−２５５１９０号、特開平５−７０
７３３号、特開平５−２５８８５９号、特開平６−２１
５８７４号等に開示されているものを挙げることができ
る。

【００２５】具体的には、まず、トリス（８−キノリノ
ラト）アルミニウム、ビス（８−キノリノラト）マグネ
シウム、ビス（ベンゾ｛ｆ｝−８−キノリノラト）亜
鉛、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）アルミニウ
ムオキシド、トリス（８−キノリノラト）インジウム、
トリス（５−メチル−８−キノリノラト）アルミニウ
ム、８−キノリノラトリチウム、トリス（５−クロロ−
８−キノリノラト）ガリウム、ビス（５−クロロ−８−
キノリノラト）カルシウム、５，７−ジクロル−８−キ
ノリノラトアルミニウム、トリス（５，７−ジブロモ−
８−ヒドロキシキノリノラト）アルミニウム、ポリ［亜
鉛（II）−ビス（８−ヒドロキシ−５−キノリニル）メ
タン］等がある。

【００２６】また、８−キノリノールまたはその誘導体
のほかに他の配位子を有するアルミニウム錯体であって
もよく、このようなものとしては、ビス（２−メチル−
８−キノリノラト）（フェノラト）アルミニウム(III)
、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（オルト−
クレゾラト）アルミニウム(III) 、ビス（２−メチル−
８−キノリノラト）（メタークレゾラト）アルミニウム
(III) 、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（パラ
−クレゾラト）アルミニウム(III) 、ビス（２−メチル
−８−キノリノラト）（オルト−フェニルフェノラト）
アルミニウム(III) 、ビス（２−メチル−８−キノリノ
ラト）（メタ−フェニルフェノラト）アルミニウム(II
I) 、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（パラ−
フェニルフェノラト）アルミニウム(III) 、ビス（２−
メチル−８−キノリノラト）（２，３−ジメチルフェノ
ラト）アルミニウム(III) 、ビス（２−メチル−８−キ
ノリノラト）（２，６−ジメチルフェノラト）アルミニ
ウム(III) 、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）
（３，４−ジメチルフェノラト）アルミニウム(III) 、
ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（３，５−ジメ
チルフェノラト）アルミニウム(III) 、ビス（２−メチ
ル−８−キノリノラト）（３，５−ジ−tert−ブチルフ
ェノラト）アルミニウム(III) 、ビス（２−メチル−８
−キノリノラト）（２，６−ジフェニルフェノラト）ア
ルミニウム(III) 、ビス（２−メチル−８−キノリノラ
ト）（２，４，６−トリフェニルフェノラト）アルミニ
ウム(III) 、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）
（２，３，６−トリメチルフェノラト）アルミニウム(I
II) 、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（２，
３，５，６−テトラメチルフェノラト）アルミニウム(I
II) 、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（１−ナ
フトラト）アルミニウム(III) 、ビス（２−メチル−８
−キノリノラト）（２−ナフトラト）アルミニウム(II
I) 、ビス（２，４−ジメチル−８−キノリノラト）
（オルト−フェニルフェノラト）アルミニウム(III) 、
ビス（２，４−ジメチル−８−キノリノラト）（パラ−
フェニルフェノラト）アルミニウム(III) 、ビス（２，
４−ジメチル−８−キノリノラト）（メタ−フェニルフ
ェノラト）アルミニウム(III) 、ビス（２，４−ジメチ
ル−８−キノリノラト）（３，５−ジメチルフェノラ
ト）アルミニウム(III) 、ビス（２，４−ジメチル−８
−キノリノラト）（３，５−ジ−tert−ブチルフェノラ
ト）アルミニウム(III) 、ビス（２−メチル−４−エチ
ル−８−キノリノラト）（パラ−クレゾラト）アルミニ
ウム(III) 、ビス（２−メチル−４−メトキシ−８−キ
ノリノラト）（パラ−フェニルフェノラト）アルミニウ
ム(III) 、ビス（２−メチル−５−シアノ−８−キノリ
ノラト）（オルト−クレゾラト）アルミニウム(III) 、
ビス（２−メチル−６−トリフルオロメチル−８−キノ
リノラト）（２−ナフトラト）アルミニウム(III) 等が
ある。

【００２７】このほか、ビス（２−メチル−８−キノリ
ノラト）アルミニウム(III) −μ−オキソ−ビス（２−
メチル−８−キノリノラト）アルミニウム(III) 、ビス
（２，４−ジメチル−８−キノリノラト）アルミニウム
(III) −μ−オキソ−ビス（２，４−ジメチル−８−キ
ノリノラト）アルミニウム(III) 、ビス（４−エチル−
２−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム(III) −
μ−オキソ−ビス（４−エチル−２−メチル−８−キノ
リノラト）アルミニウム(III) 、ビス（２−メチル−４
−メトキシキノリノラト）アルミニウム(III) −μ−オ
キソ−ビス（２−メチル−４−メトキシキノリノラト）
アルミニウム(III) 、ビス（５−シアノ−２−メチル−
８−キノリノラト）アルミニウム(III) −μ−オキソ−
ビス（５−シアノ−２−メチル−８−キノリノラト）ア
ルミニウム(III) 、ビス（２−メチル−５−トリフルオ
ロメチル−８−キノリノラト）アルミニウム(III) −μ
−オキソ−ビス（２−メチル−５−トリフルオロメチル
−８−キノリノラト）アルミニウム(III) 等であっても
よい。

【００２８】発光層は、他のホスト物質としてホール輸
送性材料を有することが好ましく、下記構造のテトラア
リールジアミン誘導体を含有することが好ましい。

【００２９】

【化１】

【００３０】本発明の発光層に含有されるテトラアリー
ルジアミン誘導体は、融点やガラス転移温度が高く、そ
の蒸着等により成膜される薄膜は、透明で室温以上でも
安定なアモルフアス状態を形成し、長期間に渡って平滑
で良好な膜質を示す。

【００３１】従ってバインダー樹脂を用いることなく、
それ自体で薄膜化することができる。

【００３２】この効果は、以下のことに起因していると
考えられる。分子量を増して高融点にしたこと。立体障害のあるフェニル基のようなバルキーな置換
基を導入して分子間の重なりを最適化していること。分子の取り得るコンフォーメーション数が多く、分
子の再配列が妨げられていること。

【００３３】また、分子中にＮ−フェニル基等の正孔注
入輸送単位を多く含み、Ｒ₁ 〜Ｒ₄にフェニル基を導入
してビフェニル基にすることでπ共役系が広がり、キャ
リア移動に有利になり、正孔注入輸送能にも非常に優れ
る。

【００３４】従って、本発明の有機ＥＬ素子は、上記化
１で表されるテトラアリールジアミン誘導体を用いるた
め、ムラのない均一な面発光が可能であり、高輝度が長
時間に渡って安定して得られる。波長によっても異なる
が１００〜１０００００cd/m ² 程度、あるいはそれ以上
の高輝度が安定して得られる。なお、本発明の有機ＥＬ
素子の発光極大波長は、３５０〜７００nm程度である。

【００３５】また、耐熱性・耐久性が高く、素子電流密
度が１A/cm² 程度以上でも安定した駆動が可能である。

【００３６】さらには、本発明のテトラアリールジアミ
ン誘導体を発光層に用いることによリエネルギーレベル
が最適になり、界面においてキャリアが効果的にブロッ
キングされるため、安定したキャリアの再結合および発
光が起こる。特に本発明の有機ＥＬ素子用化合物を正孔
注入輸送層に用いることにより、この正孔注入輸送層と
接する発光機能を有する層（発光層が電子注入輸送層を
兼ねる発光・電子注入輸送層を含む。）、あるいは正孔
注入輸送層が発光層を兼ねる正孔注入輸送機能を有する
層であるときにこの層と接する電子注入輸送層とのイオ
ン化ポテンシャルＩｐの差が最適化されて、界面におけ
るキャリアブロッキング効果が高まり、極性的に劣勢あ
るいは不安定なキャリアの注入はより起こりにくくなる
ので、各層の有機化合物がダメージを受けにくくなり、
キャリア再結合領域や発光領域で、キャリアや励起子の
失活ポイントを生じにくくなる。その結果、安定した発
光が得られ、寿命が大幅に向上する。

【００３７】また、本発明の有機ＥＬ素子用化合物と電
子注入輸送機能を有する化合物とを混合した有機化合物
層を特に発光層として設けることにより、混合層にはキ
ャリアのホッピング伝導パスができることになるので、
混合層に注入された各キャリアは極性的により優勢な物
質中を移動する。すなわち正孔は正孔注入輸送性物質中
を、また電子は電子注入輸送性物質中を移動することに
なり、逆の極性のキャリア注入は起こりにくくなるため
有機化合物がダメージを受けにくくなり、ＥＬ素子の寿
命が大幅に向上する。

【００３８】また、テトラアリールジアミン誘導体を含
有する発光層に蛍光性物質をドープする構成では、本発
明の有機ＥＬ素子用化合物を正孔注入輸送層に用いるこ
とにより、この正孔注入輸送層と接する発光機能を有す
る層（発光層が電子注入輸送層を兼ねる発光・電子注入
輸送層を含む。）あるいは正孔注入輸送層が発光層を兼
ねる正孔注入輸送機能を有する層であるときにこの層と
接する電子注入輸送層とのイオン化ポテンシャルＩｐの
差が最適化されて、界面におけるキャリアブロッキング
効果が高まり、極性的に劣勢あるいは不安定なキャリア
の注入は起こりにくくなるので、各層の有機化合物がダ
メージを受けにくくなり、キャリア再結合領域や発光領
域で、キャリアや励起子の失活ポイントを生じにくくな
る。また、特に蛍光性物質としてルブレンまたはルブレ
ン誘導体をドープする場合、ルブレンはバイボーラーな
輸送性を有しており、ルブレンまたはルブレン誘導体で
もキャリア再結合が起こるので、その分さらに有機化合
物が受けるダメージは少なくなる。また、さらにルブレ
ンまたはルブレン誘導体がキャリア再結合領域近傍に存
在するため、励起子からルブレンまたはルブレン誘導体
へのエネルギー移動が起こり、非放射的失活が少なくな
り、その結果、安定した発光が得られ、寿命が大幅に向
上する。

【００３９】化１について説明すると、化１において、
Ｒ₁ 〜Ｒ₄ は、それぞれアリール基、アルキル基、アル
コキシ基、アリールオキシ基、アミノ基またはハロゲン
原子を表し、Ｒ₁ 〜Ｒ₄ のうちの少なくとも１個はアリ
ール基である。ｒ１〜ｒ４は、それぞれ０または１〜５
の整数であり、ｒ１〜ｒ４は同時に０になることはな
い。従って、ｒ１＋ｒ２＋ｒ３＋ｒ４は１以上の整数で
あり、少なくとも１つのアリール基が存在する条件を満
たす数である。Ｒ₅ およびＲ₆ は、それぞれアルキル
基、アルコキシ基、アミノ基またはハロゲン原子を表
し、これらは同一でも異なるものであってもよい。ｒ５
およびｒ６は、それぞれ０または１〜４の整数である。

【００４０】Ｒ₁ 〜Ｒ₄ で表されるアリール基として
は、単環もしくは多環のものであってよく、縮合環や環
集合も含まれる。総炭素数は６〜２０のものが好まし
く、置換基を有していてもよい。この場合の置換基とし
ては、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、ハロゲン原子等が挙げられる。

【００４１】Ｒ₁ 〜Ｒ₄ で表されるアリール基の具体例
としては、フェニル基、（ｏ−，ｍ−，ｐ−）トリル
基、ピレニル基、ペリレニル基、コロネニル基、ナフチ
ル基、アントリル基、ビフェニリル基、フェニルアント
リル基、トリルアントリル基等が挙げられ、特にフェニ
ル基が好ましく、アリール基、特にフェニル基の結合位
置は３位（Ｎの結合位置に対してメタ位）または４位
（Ｎの結合位置に対してパラ位）であることが好まし
い。

【００４２】Ｒ₁ 〜Ｒ₄ で表されるアルキル基として
は、直鎖状でも分岐を有するものであってもよく、炭素
数１〜１０のものが好ましく、置換基を有していてもよ
い。この場合の置換基としてはアリール基と同様のもの
が挙げられる。

【００４３】Ｒ₁ 〜Ｒ₄ で表されるアルキル基として
は、メチル基、エチル基、（ｎ−，ｉ−）プロピル基、
（ｎ−，ｉ−，ｓ−，ｔ−）ブチル基等が挙げられる。

【００４４】Ｒ₁ 〜Ｒ₄ で表されるアルコキシ基として
は、アルキル部分の炭素数１〜６のものが好ましく、具
体的にはメトキシ基、エトキシ基、ｔ−ブトキシ基等が
挙げられる。アルコキシ基はさらに置換されていてもよ
い。

【００４５】Ｒ₁ 〜Ｒ₄ で表されるアリールオキシ基と
しては、フェノキシ基、４−メチルフェノキシ基、４−
（ｔ−ブチル）フェノキシ基等が挙げられる。

【００４６】Ｒ₁ 〜Ｒ₄ で表されるアミノ基としては、
無置換でも置換基を有するものであってもよいが、置換
基を有するものが好ましく、具体的にはジメチルアミノ
基、ジエチルアミノ基、ジフェニルアミノ基、ジトリル
アミノ基、ジビフェニリルアミノ基、Ｎ−フェニル−Ｎ
−トリルアミノ基、Ｎ−フェニル−Ｎ−ナフチルアミノ
基、Ｎ−フェニル−Ｎ−ビフェニリルアミノ基、Ｎ−フ
ェニル−Ｎ−アントリルアミノ基、Ｎ−フェニル−Ｎ−
ピレニルアミノ基、ジナフチルアミノ基、ジアントリル
アミノ基、ジピレニルアミノ基等が挙げられる。

【００４７】Ｒ₁ 〜Ｒ₄ で表されるハロゲン原子として
は、塩素原子、臭素原子等が挙げられる。

【００４８】Ｒ₁ 〜Ｒ₄ のうちの少なくとも１個はアリ
ール基であるが、特にＲ₁ 〜Ｒ₄ として１分子中にアリ
ール基が２〜４個存在することが好ましく、ｒ１〜ｒ４
のなかの２〜４個が１以上の整数であることが好まし
い。特に、アリール基は分子中に総計で２〜４個存在
し、より好ましくはｒ１〜ｒ４のなかの２〜４個が１で
あり、さらにはｒ１〜ｒ４が１であり、含まれるＲ₁ 〜
Ｒ₄ のすべてがアリール基であることが好ましい。すな
わち、分子中のＲ₁ 〜Ｒ₄ が置換していてもよい４個の
ベンゼン環には総計で２〜４個のアリール基が存在し、
２〜４個のアリール基の結合するベンゼン環は４個のベ
ンゼン環のなかで同一でも異なるものであってもよい
が、特に２〜４個のアリール基がそれぞれ異なるベンゼ
ン環に結合することが好ましい。そして、さらに少なく
とも２個がＮの結合位置に対してパラ位またはメタ位に
結合していることがより好ましい。また、この際アリー
ル基としては少なくとも１個がフェニル基であることが
好ましく、すなわちアリール基とベンゼン環が一緒にな
ってＮ原子に対し４−または３−ビフェニリル基を形成
することが好ましい。特に２〜４個が４−または３−ビ
フェニリル基であることが好ましい。４−または３−ビ
フェニリル基は一方のみでも両者が混在していてもよ
い。また、フェニル基以外のアリール基としては、特に
（１−，２−）ナフチル基、（１−，２−，９−）アン
トリル基、ピレニル基、ペリレニル基、コロネニル基な
どが好ましく、フェニル基以外のアリール基も特にＮの
結合位置に対しパラ位またはメタ位に結合することが好
ましい。これらのアリール基もフェニル基と混在してい
てもよい。

【００４９】化１において、Ｒ₅ 、Ｒ₆ で表されるアル
キル基、アルコキシ基、アミノ基、ハロゲン原子として
はＲ₁ 〜Ｒ₄ のところで挙げたものと同様のものが挙げ
られる。

【００５０】ｒ５、ｒ６は、ともに０であることが好ま
しく、２つのアリールアミノ基を連結するビフェニレン
基は無置換のものが好ましい。

【００５１】なお、ｒ１〜ｒ４が２以上の整数のとき、
各Ｒ₁ 〜Ｒ₄ 同士は各々同一でも異なるものであっても
よい。また、ｒ５、ｒ６が２以上の整数のとき、Ｒ₅ 同
士、Ｒ₆ 同士は同一でも異なるものであってもよい。

【００５２】化１の化合物のなかでも、下記の化２また
は化３で表される化合物が好ましい。

【００５３】

【化２】

【００５４】

【化３】

【００５５】まず化２について説明すると、化２におい
て、Ａ₁ 〜Ａ₄ は、それぞれＮの結合位置に対してパラ
位（４位）またはメタ位（３位）に結合するフェニル基
を表し、これらは同一でも異なるものであってもよい。
これらのフェニル基はさらに置換基を有していてもよ
く、この場合の置換基としてはＲ₁ 〜Ｒ₄ で表されるア
リール基のところで挙げた置換基と同様のものを挙げる
ことができる。Ｒ₇ 〜Ｒ₁₀はそれぞれアルキル基、アル
コキシ基、アリール基、アリールオキシ基、アミノ基ま
たはハロゲン原子を表し、これらは同一でも異なるもの
であってもよい。これらの具体例としては化１のＲ₁ 〜
Ｒ₄ のところで挙げたものと同様のものを挙げることが
できる。

【００５６】ｒ７〜ｒ１０はそれぞれ０または１〜４の
整数であり、ｒ７〜ｒ１０は０であることが好ましい。

【００５７】また、化２において、Ｒ₅ 、Ｒ₆ 、ｒ５お
よびｒ６は化１のものと同義であり、ｒ５＝ｒ６＝０で
あることが好ましい。

【００５８】なお、化２において、ｒ７〜ｒ１０が各々
２以上の整数であるとき、各Ｒ₇ 〜Ｒ₁₀同士は同一でも
異なるものであってもよい。

【００５９】次に、化３について説明すると、化３にお
いて、ＡｒはＮの結合位置のパラ位またはメタ位に結合
するアリール基を表す。アリール基としては、化１のＲ
₁ 〜Ｒ₄ で表されるアリール基のところで例示したもの
と同様のものを挙げることができ、特にフェニル基が好
ましい。この場合、アリール基はさらに置換されていて
もよく、このような置換基としてはＲ₁ 〜Ｒ₄ のところ
で例示したものを挙げることができる。置換基としては
アミノ基が好ましい。ただし、アミノ基は、場合によっ
ては環化して複素環基となっていてもよい。具体的には
Ｒ₁ 〜Ｒ₄ で表されるアミノ基のなかから選択すること
ができる。Ｚ₁ 、Ｚ₂ およびＺ₃ は、それぞれアルキル
基、アルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、ア
ミノ基またはハロゲン原子を表し、これらは同一でも異
なるものであってもよい。これらの具体例としては化１
のＲ₁ 〜Ｒ₄ のところで挙げたものと同様のものを挙げ
ることができる。ただし、Ｚ₁ 、Ｚ₂ およびＺ₃ のうち
の少なくとも１個はＮの結合位置のパラ位またはメタ位
に結合するアリール基を表すが、Ａｒ、Ｚ₁ 〜Ｚ₃のす
べてが同時にＮの結合位置に対してパラ位またはメタ位
に結合するフェニル基となることはなく、４個のベンゼ
ン環の２〜３個がパラ位またはメタ位にそれぞれ１個の
アリール基を有することが好ましい。従って、Ｚ₁ 〜Ｚ
₂ のうちの１個または２個がこのようなアリール基であ
ることが好ましい。アリール基としては、（１−，２
−）ナフチル基、（１−，２−，９−）アントリル基、
ピレニル基、ペリレニル基、コロネニル基等も好ましい
が、フェニル基が最も好ましい。

【００６０】また、Ｚ₁ 〜Ｚ₃ で表される上記アリール
基は置換基を有していてもよく、置換基としてはＲ₁ 〜
Ｒ₄ のところで例示したものを挙げることができる。特
に、置換基としてはアミノ基が好ましい。具体的には、
Ｒ₁ 〜Ｒ₄ で表されるアミノ基から選択することができ
る。ｓ１〜ｓ３は、それぞれ０または１〜５の整数であ
るが、これらは同時に０になることはなく、その和は１
以上の整数である。ｓ１〜ｓ３は、それぞれ０または１
であることが好ましく、さらにはｓ１〜ｓ３の１個また
は２個が１であり、残りが０であるような組合せが好ま
しく、この場合ｓ１〜ｓ３が１であるときに含まれるＺ
₁ 〜Ｚ₃ は、Ｎの結合位置に対してパラ位またはメタ位
に結合するアリール基、特にフェニル基であることが好
ましい。

【００６１】なお、化３において、ｓ１〜ｓ３が２以上
の整数のとき、各Ｚ₁ 〜Ｚ₃ 同士は各々同一でも異なる
ものであってもよい。また、化３のＲ₀ およびｒ０は化
２のＲ₇ およびｒ７と各々同義であり、化１８のＲ₅ 、
Ｒ₆ 、ｒ５およびｒ６は化２のものと各々同義であり、
好ましいものも同様である。

【００６２】化２の化合物のなかでも、下記の化４〜化
９で表される化合物が好ましい。

【００６３】

【化４】

【００６４】

【化５】

【００６５】

【化６】

【００６６】

【化７】

【００６７】

【化８】

【００６８】

【化９】

【００６９】化４〜化９の各々において、Ｒ₁₁〜Ｒ
₁₄は、それぞれアルキル基、アルコキシ基、アリール
基、アリールオキシ基、アミノ基またはハロゲン原子を
表し、これらは同一でも異なるものであってもよい。こ
れらの具体例としてはＲ₁ 〜Ｒ₄ のところで挙げたもの
と同様のものを挙げることができる。

【００７０】ｒ１１〜ｒ１４はそれぞれ０または１〜５
の整数であり、ｒ１１〜ｒ１４は、化４〜化９のいずれ
においても０であることが好ましい。

【００７１】なお、ｒ１１〜ｒ１４が各々２以上の整数
であるとき、各Ｒ₁₁〜Ｒ₁₄同士は同一でも異なるもので
あってもよい。

【００７２】化４〜化９の各々において、Ｒ₅ 〜Ｒ₁₀お
よびｒ５〜ｒ１０は、それぞれ化２のものと同義であ
り、好ましいものも同様である。

【００７３】一方、化３の化合物のなかでも下記化１０
〜化１５で表される化合物が好ましい。

【００７４】

【化１０】

【００７５】

【化１１】

【００７６】

【化１２】

【００７７】

【化１３】

【００７８】

【化１４】

【００７９】

【化１５】

【００８０】化１０〜化１５の各々に示されるＡｒ₁ 〜
Ａｒ₆ はそれぞれアリール基を表し、化１０のＡｒ₁ と
Ａｒ₂ 、化１１のＡｒ₁ とＡｒ₃ 、化１２のＡｒ₁ とＡ
ｒ₂とＡｒ₃ 、化１３のＡｒ₄ とＡｒ₅ 、化１４のＡｒ₄
とＡｒ₆ 、化１５のＡｒ₄とＡｒ₅ とＡｒ₆ とは、それ
ぞれ同一でも異なるものであってもよい。アリール基の
具体例としては化１のＲ₁ 〜Ｒ₄ のところのものと同様
のものを挙げることができ、フェニル基が特に好まし
い。

【００８１】化１０〜化１５のＲ₁₅、化１０、化１２、
化１３、化１５のＲ₁₆、化１１、化１２、化１４、化１
５のＲ₂₀は、それぞれアルキル基、アルコキシ基、アリ
ール基、アリールオキシ基、アミノ基またはハロゲン原
子を表し、化１０、化１３のＲ₁₅とＲ₁₆、化１１、化１
４のＲ₁₅とＲ₂₀、化１２、化１５のＲ₁₅とＲ₁₆とＲ₂₀と
はそれぞれ同一でも異なるものであってもよい。これら
の具体例としては化１のＲ₁ 〜Ｒ₄ のところで挙げたも
のと同様のものを挙げることができる。

【００８２】化１０〜化１５のｒ１５、化１０、化１
２、化１３、化１５のｒ１６、化１１、化１２、化１
４、化１５のｒ２０は、０または１〜４の整数である
が、ｒ１５、ｒ１６、ｒ２０は０であることが好まし
い。

【００８３】化１０、化１３のＲ₁₇、化１０〜化１５の
Ｒ₁₈、化１１、化１４のＲ₁₉は、それぞれアルキル基、
アルコキシ基、アリールオキシ基、アミノ基またはハロ
ゲン原子を表し、化１０、化１３のＲ₁₇とＲ₁₈、化１
１、化１４のＲ₁₈とＲ₁₉とはそれぞれ同一でも異なるも
のであってもよい。これらの具体例としては化１のＲ₁
〜Ｒ₄ のところで挙げたものと同様のものを挙げること
ができる。

【００８４】化１０、化１３のｒ１７、化１０〜化１５
のｒ１８、化１１、化１４のｒ１９は、０または１〜５
の整数であるが、ｒ１７、ｒ１８、ｒ１９は０であるこ
とが好ましい。

【００８５】なお、化１０〜化１５において、ｒ１５、
ｒ１６、ｒ２０が２以上の整数であるとき、Ｒ₁₅同士、
Ｒ₁₆同士、Ｒ₂₀同士は各々同一でも異なるものであって
もよく、ｒ１７、ｒ１８、ｒ１９が２以上の整数である
とき、Ｒ₁₇同士、Ｒ₁₈同士、Ｒ₁₉同士は各々同一でも異
なるものであってもよい。

【００８６】化１０〜化１５の各々において、Ｒ₅ 、Ｒ
₆ 、ｒ５およびｒ６は化１のものと同義であり、ｒ５＝
ｒ６＝０であることが好ましい。

【００８７】以下に、化１の化合物の具体例を示すが、
本発明はこれに限定されるものではない。なお、化１
６、化２２、化２７、化３２、化３８、化４３、化４
９、化５５、化６３、化６９、化７５、化８０は一般式
であり、化１７〜２１、化２３〜２６、化２８〜３１、
化３３〜３７、化３９〜４２、化４４〜４８、化５０〜
５４、化５６〜６２、化６４〜６８、化７０〜７４、化
７６〜７９、化８１〜８７にＲ¹ 等の組合せで具体例を
示している。この表示において、Ａｒ₁ 〜Ａｒ₆ を除い
て、すべてＨのときはＨで示しており、置換基が存在す
るときは置換基のみを示すものとし、他のものはＨであ
ることを意味している。

【００８８】

【化１６】

【００８９】

【化１７】

【００９０】

【化１８】

【００９１】

【化１９】

【００９２】

【化２０】

【００９３】

【化２１】

【００９４】

【化２２】

【００９５】

【化２３】

【００９６】

【化２４】

【００９７】

【化２５】

【００９８】

【化２６】

【００９９】

【化２７】

【０１００】

【化２８】

【０１０１】

【化２９】

【０１０２】

【化３０】

【０１０３】

【化３１】

【０１０４】

【化３２】

【０１０５】

【化３３】

【０１０６】

【化３４】

【０１０７】

【化３５】

【０１０８】

【化３６】

【０１０９】

【化３７】

【０１１０】

【化３８】

【０１１１】

【化３９】

【０１１２】

【化４０】

【０１１３】

【化４１】

【０１１４】

【化４２】

【０１１５】

【化４３】

【０１１６】

【化４４】

【０１１７】

【化４５】

【０１１８】

【化４６】

【０１１９】

【化４７】

【０１２０】

【化４８】

【０１２１】

【化４９】

【０１２２】

【化５０】

【０１２３】

【化５１】

【０１２４】

【化５２】

【０１２５】

【化５３】

【０１２６】

【化５４】

【０１２７】

【化５５】

【０１２８】

【化５６】

【０１２９】

【化５７】

【０１３０】

【化５８】

【０１３１】

【化５９】

【０１３２】

【化６０】

【０１３３】

【化６１】

【０１３４】

【化６２】

【０１３５】

【化６３】

【０１３６】

【化６４】

【０１３７】

【化６５】

【０１３８】

【化６６】

【０１３９】

【化６７】

【０１４０】

【化６８】

【０１４１】

【化６９】

【０１４２】

【化７０】

【０１４３】

【化７１】

【０１４４】

【化７２】

【０１４５】

【化７３】

【０１４６】

【化７４】

【０１４７】

【化７５】

【０１４８】

【化７６】

【０１４９】

【化７７】

【０１５０】

【化７８】

【０１５１】

【化７９】

【０１５２】

【化８０】

【０１５３】

【化８１】

【０１５４】

【化８２】

【０１５５】

【化８３】

【０１５６】

【化８４】

【０１５７】

【化８５】

【０１５８】

【化８６】

【０１５９】

【化８７】

【０１６０】上記テトラアリールジアミン誘導体は、Je
an Piccard, Herr. Chim. Acta., 7, 789(1924) 、Jean
Piccard, J. Am. Chem. Soc., 48, 2878(1926) 等に記
載の方法に従って、あるいは準じて合成することができ
る。具体的には、目的とする化合物に応じ、ジ（ビフェ
ニル）アミン化合物とジヨードビフェニル化合物、ある
いはＮ，Ｎ’−ジフェニルベンジン化合物とヨードビフ
ェニル化合物、などの組合せで、銅の存在下で加熱する
こと（ウルマン反応）によって得られる。

【０１６１】上記テトラアリールジアミン誘導体は、質
量分析、赤外吸収スペクトル（ＩＲ）、 ¹Ｈ核磁気共鳴
スペクトル（ＮＭＲ）等によって同定することができ
る。

【０１６２】これらのテトラアリールジアミン誘導体
は、６４０〜２０００程度の分子量をもち、１９０〜３
００℃の高融点を有し、８０〜２００℃の高ガラス転移
温度を示し、通常の真空蒸着等により透明で室温以上で
も安定なアモルファス状態を形成し、平滑で良好な膜と
して得られ、しかもそれが長期間に渡って維持される。
なお、本発明の化合物のなかには融点を示さず、高温に
おいてもアモルファス状態を呈するものもある。従って
バインダー樹脂を用いることなく、それ自体で薄膜化す
ることができる。

【０１６３】テトラアリールジアミン誘導体は、１種の
みを用いても２種以上を併用してもよい。

【０１６４】発光層には上記ホスト物質の他、他の蛍光
材料をドーパントとして含有していてもよい。この場
合、好ましくは黄緑〜赤色の蛍光を発する蛍光物質が好
ましい。特に、下記式（１）で表される基本骨格を有す
るルブレン誘導体が好ましい。

【０１６５】

【化８８】

【０１６６】発光層に式（１）で表されるルブレン誘導
体を含有させことにより、特に長波長域に極大発光波長
をもつ有機ＥＬ素子が得られる。特に、式（１）の化合
物は、発光層において、それ自体で発光機能を有するホ
スト物質のドーパントとして、あるいは電子注入玲送性
化合物と正孔注入輸送性化合物とで形成された発光機能
を有する混合層のドーパントとして使用することによっ
て、青〜赤色、好ましくは黄緑〜赤色の発光、特に長波
長発光が可能であり、しかも十分な輝度が得られ、発光
性能が持続する。

【０１６７】式（Ｉ）中、Ｑ¹ 〜Ｑ⁴ はそれぞれ非置
換、または置換基を有するアルキル基、アリール基、ア
ミノ基、複素環基およびアルケニル基のいずれかを表
す。また、好ましくはアリール基、アミノ基、複素環基
およびアルケニル基のいずれかである。

【０１６８】Ｑ¹ 〜Ｑ⁴ で表されるアリール基として
は、単環もしくは多環のものであって良く、縮合環や環
集合も含まれる。総炭素数は、６〜３０のものが好まし
く、置換基を有していても良い。

【０１６９】Ｑ¹ 〜Ｑ⁴ で表されるアリール基として
は、好ましくはフェニル基、（ｏ−，ｍ−，ｐ−）トリ
ル基、ピレニル基、ペリレニル基、コロネニル基、（１
−、および２−）ナフチル基、アントリル基、（ｏ−，
ｍ−，ｐ−）ビフェニリル基、ターフェニル基、フェナ
ントリル基等である。

【０１７０】Ｑ¹ 〜Ｑ⁴ で表されるアミノ基としては、
アルキルアミノ基、アリールアミノ基、アラルキルアミ
ノ基等いずれでも良い。これらは、総炭素数１〜６の脂
肪族、および／または１〜４環の芳香族炭素環を有する
ことが好ましい。具体的には、ジメチルアミノ基、ジエ
チルアミノ基、ジブチルアミノ基、ジフェニルアミノ
基、ジトリルアミノ基、ビスジフェニリルアミノ基、ビ
スナフチルアミノ基等が挙げられる。

【０１７１】Ｑ¹ 〜Ｑ⁴ で表される複素環基としては、
ヘテロ原子としてＯ，Ｎ，Ｓを含有する５員または６員
環の芳香族複素環基、および炭素数２〜２０の縮合多環
芳香複素環基等が挙げられる。

【０１７２】Ｑ¹ 〜Ｑ⁴ で表されるアルケニル基として
は、少なくとも置換基の１つにフェニル基を有する（１
−、および２−）フェニルアルケニル基、（１，２−、
および２，２−）ジフェニルアルケニル基、（１，２，
２−）トリフェニルアルケニル基等が好ましいが、非置
換のものであっても良い。

【０１７３】芳香族複素環基および縮合多環芳香複素環
基としては、例えばチエニル基、フリル基、ピロリル
基、ピリジル基、キノリル基、キノキサリル基等が挙げ
られる。

【０１７４】Ｑ¹ 〜Ｑ⁴ が置換基を有する場合、これら
の置換基のうちの少なくとも２つがアリール基、アミノ
基、複素環基、アルケニル基およびアリーロキシ基のい
ずれかであることが好ましい。アリール基、アミノ基、
複素環基およびアルケニル基については上記Ｒ¹ 〜Ｒ⁴
と同様である。

【０１７５】Ｑ¹ 〜Ｑ⁴ の置換基となるアリーロキシ基
としては、総炭素数６〜１８のアリール基を有するもの
が好ましく、具体的には（ｏ−，ｍ−，ｐ−）フェノキ
シ基等である。

【０１７６】これら置換基の２種以上が縮合環を形成し
ていてもよい。また、さらに置換されていても良く、そ
の場合の好ましい置換基としては上記と同様である。

【０１７７】Ｑ¹ 〜Ｑ⁴ が置換基を有する場合、少なく
ともその２種以上が上記置換基を有することが好まし
い。その置換位置としては特に限定されるものではな
く、メタ、パラ、オルト位のいずれでも良い。また、Ｑ
¹ とＱ⁴ 、Ｑ² とＱ³ はそれぞれ同じものであることが
好ましいが異なっていてもよい。

【０１７８】また、Ｑ¹ 〜Ｑ⁸ のうちの少なくとも５種
以上、より好ましくは６種以上が非置換または置換基を
有するアルキル基、アリール基、アミノ基、アルケニル
基または複素環基である。

【０１７９】Ｑ⁵ ，Ｑ⁶ ，Ｑ⁷ およびＱ⁸ は、それぞれ
水素または置換基を有していても良いアルキル基、アリ
ール基、アミノ基およびアルケニル基のいずれかを表
す。

【０１８０】Ｑ⁵ ，Ｑ⁶ ，Ｑ⁷ およびＱ⁸ で表されるア
ルキル基としては、炭素数が１〜６のものが好ましく、
直鎖状であっても分岐を有していても良い。アルキル基
の好ましい具体例としては、メチル基、エチル基、
（ｎ，ｉ）プロピル基、（ｎ，ｉ，ｓｅｃ，ｔｅｒｔ）
−ブチル基、（ｎ，ｉ，ｎｅｏ，ｔｅｒｔ）−ペンチル
基等が挙げられる。

【０１８１】Ｑ⁵ ，Ｑ⁶ ，Ｑ⁷ およびＱ⁸ で表されるア
リール基、アミノ基、アルケニル基としては、上記Ｑ¹
〜Ｑ⁴ の場合と同様である。また、Ｑ⁵ とＱ⁶ 、Ｑ⁷ と
Ｑ⁸は、それぞれ同じものであることが好ましいが、異
なっていても良い。

【０１８２】また、Ｑ¹ 〜Ｑ⁸ のうちの５種以上が非置
換または置換基を有するアルキル基、アリール基、アミ
ノ基、アルケニル基および複素環基でなくてもよい。但
し、Ｑ¹ 〜Ｑ⁴ が全てフェニル基であって、Ｑ⁵ ，Ｑ
⁶ ，Ｑ⁷ およびＱ⁸ が水素であるものは含まれない。

【０１８３】また、本発明の発光層に含有されるルブレ
ン誘導体は、さらに下記の式（２）で表される基本骨格
を有するものが好ましい。

【０１８４】

【化８９】

【０１８５】上記式（II）中、Ｑ¹¹〜Ｑ¹³、Ｑ²¹〜
Ｑ²³、Ｑ³¹〜Ｑ³³およびＱ⁴¹〜Ｑ⁴³は水素、アリール
基、アミノ基、複素環基、アリーロキシ基およびアルケ
ニル基のいずれかである。また、これらのうちの少なく
とも１群中にはアリール基、アミノ基、複素環基および
アリーロキシ基のいずれかを置換基として有することが
好ましい。これらの２種以上が縮合環を形成していても
よい。あるいは、これらの全てが水素である場合にはＱ
⁵ ，Ｑ⁶ ，Ｑ⁷ およびＱ⁸ のいずれかにはアルキル基、
またはアリール基を有することが好ましい。

【０１８６】アリール基、アミノ基、複素環基およびア
リーロキシ基の好ましい態様としては上記Ｑ¹ 〜Ｑ⁴ と
同様である。また。Ｑ¹¹〜Ｑ¹³とＱ⁴¹〜Ｑ⁴³、Ｑ²¹〜Ｑ
²³とＱ³¹〜Ｑ³³は、それぞれ同じであることが好ましい
が異なっていてもよい。

【０１８７】Ｑ¹¹〜Ｑ¹³、Ｑ²¹〜Ｑ²³、Ｑ³¹〜Ｑ³³およ
びＱ⁴¹〜Ｑ⁴³の置換基となるアミノ基としては、アルキ
ルアミノ基、アリールアミノ基、アラルキルアミノ基等
いずれでも良い。これらは、総炭素数１〜６の脂肪族、
および／または１〜４環の芳香族炭素環を有することが
好ましい。具体的には、ジメチルアミノ基、ジエチルア
ミノ基、ジブチルアミノ基、ジフェニルアミノ基、ジト
リルアミノ基、ビスビフェニリルアミノ基等が挙げられ
る。

【０１８８】形成される縮合環としては、例えばインデ
ン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン、キノ
リン、ｉｓｏキノリン、キノクサリン、フェナジン、ア
クリジン、インドール、カルバゾール、フェノキサジ
ン、フェノチアジン、ベンゾチアゾール、ベンゾチオフ
ェン、ベンゾフラン、アクリドン、ベンズイミダゾー
ル、クマリン、フラボン等を挙げることができる。

【０１８９】本発明の特に好ましいルブレン誘導体の具
体例を以下のＩＡ−１〜２７１に示す。但し、各置換基
Ｑ¹ 〜Ｑ⁸ をＱ¹⁰〜Ｑ⁸⁰ として表した。

【０１９０】

【表１】

【０１９１】

【表２】

【０１９２】

【表３】

【０１９３】

【表４】

【０１９４】

【表５】

【０１９５】

【表６】

【０１９６】

【表７】

【０１９７】

【表８】

【０１９８】

【表９】

【０１９９】

【表１０】

【０２００】

【表１１】

【０２０１】

【表１２】

【０２０２】

【表１３】

【０２０３】

【表１４】

【０２０４】

【表１５】

【０２０５】

【表１６】

【０２０６】

【表１７】

【０２０７】

【表１８】

【０２０８】

【表１９】

【０２０９】

【表２０】

【０２１０】

【表２１】

【０２１１】

【表２２】

【０２１２】

【表２３】

【０２１３】

【表２４】

【０２１４】

【表２５】

【０２１５】

【表２６】

【０２１６】

【表２７】

【０２１７】

【表２８】

【０２１８】

【表２９】

【０２１９】

【表３０】

【０２２０】

【表３１】

【０２２１】

【表３２】

【０２２２】

【表３３】

【０２２３】

【表３４】

【０２２４】

【表３５】

【０２２５】また、本発明の好ましいルブレン誘導体の
具体例としては、以下のIIＡ−１〜８４およびIIIＡ−
１〜６０に示す化合物であっても良い。但し、各置換基
Ｑ¹〜Ｑ⁸ をＱ¹⁰〜Ｑ⁸⁰ として表した。

【０２２６】

【表３６】

【０２２７】

【表３７】

【０２２８】

【表３８】

【０２２９】

【表３９】

【０２３０】

【表４０】

【０２３１】

【表４１】

【０２３２】

【表４２】

【０２３３】

【表４３】

【０２３４】

【表４４】

【０２３５】

【表４５】

【０２３６】

【表４６】

【０２３７】

【表４７】

【０２３８】

【表４８】

【０２３９】

【表４９】

【０２４０】

【表５０】

【０２４１】

【表５１】

【０２４２】

【表５２】

【０２４３】

【表５３】

【０２４４】

【表５４】

【０２４５】

【表５５】

【０２４６】

【表５６】

【０２４７】

【表５７】

【０２４８】

【表５８】

【０２４９】

【表５９】

【０２５０】

【表６０】

【０２５１】

【表６１】

【０２５２】

【表６２】

【０２５３】さらに、本発明のルブレン誘導体は以下の
IVＡ−１〜３９０に示す化合物であってもよい。但し、
各置換基Ｑ¹ 〜Ｑ⁸ をＱ¹⁰〜Ｑ⁸⁰ として表した。

【０２５４】

【表６３】

【０２５５】

【表６４】

【０２５６】

【表６５】

【０２５７】

【表６６】

【０２５８】

【表６７】

【０２５９】

【表６８】

【０２６０】

【表６９】

【０２６１】

【表７０】

【０２６２】

【表７１】

【０２６３】

【表７２】

【０２６４】

【表７３】

【０２６５】

【表７４】

【０２６６】

【表７５】

【０２６７】

【表７６】

【０２６８】

【表７７】

【０２６９】

【表７８】

【０２７０】

【表７９】

【０２７１】

【表８０】

【０２７２】

【表８１】

【０２７３】

【表８２】

【０２７４】

【表８３】

【０２７５】

【表８４】

【０２７６】

【表８５】

【０２７７】

【表８６】

【０２７８】

【表８７】

【０２７９】

【表８８】

【０２８０】

【表８９】

【０２８１】

【表９０】

【０２８２】

【表９１】

【０２８３】

【表９２】

【０２８４】

【表９３】

【０２８５】

【表９４】

【０２８６】

【表９５】

【０２８７】

【表９６】

【０２８８】

【表９７】

【０２８９】

【表９８】

【０２９０】

【表９９】

【０２９１】

【表１００】

【０２９２】

【表１０１】

【０２９３】

【表１０２】

【０２９４】

【表１０３】

【０２９５】

【表１０４】

【０２９６】

【表１０５】

【０２９７】

【表１０６】

【０２９８】

【表１０７】

【０２９９】

【表１０８】

【０３００】

【表１０９】

【０３０１】本発明のルブレン誘導体を含有する発光層
は、ホール（正孔）および電子の注入機能、それらの輸
送機能、ホールと電子の再結合により励起子を生成させ
る機能を有する。発光層は本発明の化合物の他、比較的
電子的にニュートラルな化合物を用いることで、電子と
ホールを容易かつバランスよく注入・輸送することがで
きる。

【０３０２】本発明に用いられるルブレン誘導体は、そ
れ自体で発光が可能な上記のホスト物質と組み合わせて
使用することが好ましく、ドーパントとしての使用が好
ましい。このような場合の発光層における本発明の化合
物の含有量は０．０１〜１０wt% 、さらには０．１〜５
wt% であることが好ましい。ホスト物質と組み合わせて
使用することによって、ホスト物質の発光波長特性を変
化させることができ、長波長に移行した発光が可能にな
るとともに、素子の発光効率や安定性が向上する。

【０３０３】混合層では、キャリアのホッピング伝導パ
スができるため、各キャリアは極性的に有利な物質中を
移動し、逆の極性のキャリア注入は起こりにくくなるた
め、有機化合物がダメージを受けにくくなり、素子寿命
がのびるという利点がある。また、前述のドーパントを
このような混合層に含有させることにより、混合層自体
のもつ発光波長特性を変化させることができ、発光波長
を長波長に移行させることができるとともに、発光強度
を高め、素子の安定性を向上させることもできる。

【０３０４】また、ドーパントのキャリアトラップ性
が、電子側もしくはホール側に偏っている場合、再結合
を向上させるためキャリアトラップ性の異なる２種以上
のドーパントを用いて再結合確率を向上させてもよい．
キャリアトラップ性の異なるドーパントを用いること
で、発光層でのホールと電子の再結合確率が向上し、発
光効率、発光輝度が向上する。特に好ましい組み合わせ
は、ホスト材料に対して、電子トラップ性の高いドーパ
ントと、ホスト材料に対して、ホールトラップ性の高い
ドーパントとの組み合わせである。

【０３０５】混合層に用いられるホール注入輸送性化合
物および電子注入輸送性化合物は、各々、前述したよう
にホール注入輸送層用の化合物および電子注入輸送層用
の化合物の中から選択すればよい。なかでも、ホール注
入輸送層用の化合物としては、強い蛍光を持ったアミン
誘導体、例えばホール輸送材料であるトリフェニルジア
ミン誘導体（ＴＰＤ）、さらにはスチリルアミン誘導
体、芳香族縮合環を持つアミン誘導体を用いるのが好ま
しい。

【０３０６】電子注入輸送性の化合物としては、キノリ
ン誘導体、さらには８−キノリノールないしその誘導体
を配位子とする金属錯体、特にトリス（８−キノリノラ
ト）アルミニウム（Ａｌｑ3）を用いることが好まし
い。また、上記のフェニルアントラセン誘導体、テトラ
アリールエテン誘導体を用いるのも好ましい。

【０３０７】ホール注入輸送層用の化合物としては、強
い蛍光を持ったアミン誘導体、例えば上記のホール輸送
材料であるトリフェニルジアミン誘導体、さらにはスチ
リルアミン誘導体、芳香族縮合環を持つアミン誘導体を
用いるのが好ましい。

【０３０８】この場合の混合比は、それぞれのキャリア
移動度とキャリア濃度を考慮する事で決定するが、一般
的には、ホール注入輸送性化合物の化合物／電子注入輸
送機能を有する化合物の重量比が、１／９９〜９９／
１、さらには１０／９０〜９０／１０、特には２０／８
０〜８０／２０程度）となるようにすることが好まし
い。

【０３０９】また、混合層の厚さは、分子層一層に相当
する厚みから、有機化合物層の膜厚未満とすることが好
ましく、具体的には１〜８５nmとすることが好ましく、
さらには５〜６０nm、特には５〜５０nmとすることが好
ましい。

【０３１０】また、混合層の形成方法としては、異なる
蒸着源より蒸発させる共蒸着が好ましいが、蒸気圧（蒸
発温度）が同程度あるいは非常に近い場合には、予め同
じ蒸着ボード内で混合させておき、蒸着することもでき
る。混合層は化合物同士が均一に混合している方が好ま
しいが、場合によっては、化合物が島状に存在するもの
であってもよい。発光層は、一般的には、有機蛍光物質
を蒸着するか、あるいは樹脂バインダー中に分散させて
コーティングすることにより、発光層を所定の厚さに形
成する。

【０３１１】本発明の有機ＥＬ素子は、上記発光層と、
一方の電極である陰電極との間に、無機電子注入輸送
層、特に高抵抗の無機電子注入輸送層を有する。

【０３１２】このように、電子の導通パスを有し、ホー
ルをブロックできる無機電子注入輸送層を有機層と電子
注入電極（陰極）の間に配置することで、発光層へ電子
を効率よく注入することができ、発光効率が向上すると
ともに駆動電圧が低下する。

【０３１３】また、好ましくは高抵抗の無機電子注入輸
送層の第２成分を、全成分に対して０．２〜４０ mol％
含有させて導電パスを形成することにより、電子注入電
極から発光層側の有機層へ効率よく電子を注入すること
ができる。しかも、有機層から電子注入電極へのホール
の移動を抑制することができ、発光層でのホールと電子
との再結合を効率よく行わせることができる。また、無
機材料の有するメリットと、有機材料の有するメリット
とを併せもった有機ＥＬ素子とすることができる。本発
明の有機ＥＬ素子は、従来の有機電子注入層を有する素
子と同等かそれ以上の輝度が得られ、しかも、耐熱性、
耐候性が高いので従来のものよりも寿命が長く、リーク
やダークスポットの発生も少ない。また、比較的高価な
有機物質ばかりではなく、安価で入手しやすく製造が容
易な無機材料も用いることで、製造コストを低減するこ
ともできる。

【０３１４】高抵抗の無機電子注入輸送層は、その抵抗
率が好ましくは１〜１×１０¹¹Ω・cm、特に１×１０³
〜１×１０⁸Ω・cmである。高抵抗の無機電子注入輸送
層の抵抗率を上記範囲とすることにより、高い電子ブロ
ック性を維持したまま電子注入効率を飛躍的に向上させ
ることができる。高抵抗の無機電子注入輸送層の抵抗率
は、シート抵抗と膜厚からも求めることができる。

【０３１５】高抵抗の無機電子注入輸送層は、好ましく
は第１成分として仕事関数４eV以下、より好ましくは１
〜４eVであって、好ましくはＬｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｒｂ，Ｃ
ｓおよびＦｒから選択される１種以上のアルカリ金属元
素、または、好ましくはＭｇ，ＣａおよびＳｒから選択
される１種以上のアルカリ土類金属元素、または、好ま
しくはＬａおよびＣｅから選択される１種以上のランタ
ノイド系元素のいずれかの酸化物を含有する。これらの
なかでも、特に酸化リチウム、酸化マグネシウム、酸化
カルシウム、酸化セリウムが好ましい。これらを混合し
て用いる場合の混合比は任意である。また、これらの混
合物中には酸化リチウムがＬｉ₂Ｏ換算で、５０ mol％
以上含有されていることが好ましい。

【０３１６】高抵抗の無機電子注入輸送層は、さらに第
２成分としてＺｎ，Ｓｎ，Ｖ，Ｒｕ，ＳｍおよびＩｎか
ら選択される１種以上の元素を含有する。この場合の第
２成分の含有量は、好ましくは０．２〜４０ mol％、よ
り好ましくは１〜２０ mol％である。含有量がこれより
少ないと電子注入機能が低下し、含有量がこれを超える
とホールブロック機能が低下してくる。２種以上を併用
する場合、合計の含有量は上記の範囲にすることが好ま
しい。第２成分は金属元素の状態でも、酸化物の状態で
あってもよい。

【０３１７】高抵抗である第１成分中に導電性（低抵
抗）の第２成分を含有させることにより、絶縁性物質中
に導電物質が島状に存在するようになり、電子注入のた
めのホッピングパスが形成されるものと考えられる。

【０３１８】上記第１成分の酸化物は通常化学量論組成
（stoichiometric composition）であるが、これから多
少偏倚して非化学量論的組成（non-stoichiometry）と
なっていてもよい。また、第２成分も、通常、酸化物と
して存在するが、この酸化物も同様である。

【０３１９】高抵抗の無機電子注入輸送層には、他に、
不純物として、Ｈやスパッタガスに用いるＮｅ、Ａｒ、
Ｋｒ、Ｘｅ等を合計５at％以下含有していてもよい。

【０３２０】なお、高抵抗の無機電子注入輸送層全体の
平均値としてこのような組成であれば、均一でなくても
よく、膜厚方向に濃度勾配を有する構造としてもよい。

【０３２１】高抵抗の無機電子注入輸送層は、通常、非
晶質状態である。

【０３２２】高抵抗の無機電子注入輸送層の膜厚として
は、好ましくは０．２〜３０nm、特に０．２〜２０nm程
度が好ましい。電子注入層がこれより薄くても厚くて
も、電子注入層としての機能を十分に発揮できなくなく
なってくる。

【０３２３】上記の高抵抗の無機電子注入輸送層の製造
方法としては、スパッタ法、蒸着法などの各種の物理的
または化学的な薄膜形成方法などが考えられるが、スパ
ッタ法が好ましい。なかでも、上記第１成分と第２成分
のターゲットを別個にスパッタする多元スパッタが好ま
しい。多元スパッタにすることで、それぞれのターゲッ
トに好適なスパッタ法を用いることができる。また、１
元スパッタとする場合には、第１成分と第２成分の混合
ターゲットを用いてもよい。

【０３２４】高抵抗の無機電子注入輸送層をスパッタ法
で形成する場合、スパッタ時のスパッタガスの圧力は、
０．１〜１Paの範囲が好ましい。スパッタガスは、通常
のスパッタ装置に使用される不活性ガス、例えばＡｒ，
Ｎｅ，Ｘｅ，Ｋｒ等が使用できる。また、必要によりＮ
₂を用いてもよい。スパッタ時の雰囲気としては、上記
スパッタガスに加えＯ₂を１〜９９％程度混合して反応
性スパッタを行ってもよい。

【０３２５】スパッタ法としてはＲＦ電源を用いた高周
波スパッタ法や、ＤＣスパッタ法等が使用できる。スパ
ッタ装置の電力としては、好ましくはＲＦスパッタで
０．１〜１０Ｗ／cm²の範囲が好ましく、成膜レートは
０．５〜１０nm／min 、特に１〜５nm／min の範囲が好
ましい。

【０３２６】成膜時の基板温度としては、室温（２５
℃）〜１５０℃程度である。

【０３２７】無機電子注入輸送層は、無機絶縁性電子注
入輸送層であってもよい。

【０３２８】無機絶縁性電子注入輸送層は、主成分とし
て酸化リチウム（Ｌｉ₂Ｏ）、酸化ルビジウム（Ｒｂ
₂Ｏ）、酸化カリウム（Ｋ₂Ｏ）、酸化ナトリウム（Ｎａ
₂Ｏ）、酸化セシウム（Ｃｓ₂Ｏ）、酸化ストロンチウム
（ＳｒＯ）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、および酸化
カルシウム（ＣａＯ）の１種または２種以上を含有す
る。これらは単独で用いてもよいし、２種以上を混合し
て用いてもよく、２種以上を用いる場合の混合比は任意
である。また、これらのなかでは酸化ストロンチウムが
最も好ましく、次いで酸化マグネシウム、酸化カルシウ
ム、さらに酸化リチウム（Ｌｉ₂Ｏ）の順で好ましく、
次いで酸化ルビジウム（Ｒｂ₂Ｏ）、次いで酸化カリウ
ム（Ｋ₂Ｏ）、および酸化ナトリウム（Ｎａ₂Ｏ）が好ま
しい。これらを混合して用いる場合には、これらのなか
で酸化ストロンチウムが４０ mol％以上、または酸化リ
チウムと酸化ルビジウムの総計が４０ mol％以上、特に
５０ mol％以上含有されていることが好ましい。

【０３２９】無機絶縁性電子注入輸送層は、好ましくは
安定剤として酸化シリコン（ＳｉＯ ₂）、および／また
は酸化ゲルマニウム（ＧｅＯ₂）を含有する。これらは
いずれか一方を用いてもよいし、両者を混合して用いて
もよく、その際の混合比は任意である。

【０３３０】上記の各酸化物は、通常、化学量論的組成
（stoichiometric composition）で存在するが、これか
ら多少偏倚し、非化学量論的組成（non-stoichiometr
y）となっていてもよい。

【０３３１】また、本発明の無機絶縁性電子注入輸送層
は、好ましくは上記各構成成分が全成分に対して、Ｓｒ
Ｏ、ＭｇＯ、ＣａＯ、Ｌｉ₂Ｏ、Ｒｂ₂Ｏ、Ｋ₂Ｏ、Ｎａ₂
Ｏ、Ｃｓ₂Ｏ、ＳｉＯ₂、ＧｅＯ₂に換算して、主成分：８０〜９９ mol％、より好ましくは９０〜９５
mol％、安定剤：１〜２０ mol％、より好ましくは５〜１０
mol％、含有する。

【０３３２】無機絶縁性電子注入輸送層の膜厚として
は、好ましくは０．１〜２nm、より好ましくは０．３〜
０．８nmである。

【０３３３】さらに、本発明の有機ＥＬ素子は、上記発
光層と、一対の電極との間に、無機ホール注入輸送層、
特に高抵抗の無機ホール注入輸送層を有する。

【０３３４】このように、ホールの導通パスを有し、電
子をブロックできる高抵抗の無機ホール注入輸送層を有
機層とホール注入電極の間に配置することで、発光層へ
ホールを効率よく注入することができ、さらに発光効率
が向上するとともに駆動電圧も低下する。

【０３３５】また、好ましくは高抵抗の無機ホール注入
輸送層の主成分としてシリコンや、ゲルマニウム等の金
属または半金属の酸化物を用い、これに仕事関数４．５
eV以上、好ましくは４．５〜６eVの金属や、半金属およ
び／またはこれらの酸化物、炭化物、窒化物、ケイ化
物、硼化物のいずれか１種以上を含有させて導電パスを
形成することにより、ホール注入電極から発光層側の有
機層へ効率よくホールを注入することができる。しか
も、有機層からホール注入電極への電子の移動を抑制す
ることができ、発光層でのホールと電子との再結合を効
率よく行わせることができる。また、無機材料の有する
メリットと、有機材料の有するメリットとを併せもった
有機ＥＬ素子とすることができる。本発明の有機ＥＬ素
子は、従来の有機ホール注入層を有する素子と同等かそ
れ以上の輝度が得られ、しかも、耐熱性、耐候性が高い
ので従来のものよりも寿命が長く、リークやダークスポ
ットの発生も少ない。また、比較的高価な有機物質ばか
りではなく、安価で入手しやすく製造が容易な無機材料
も用いることで、製造コストを低減することもできる。

【０３３６】高抵抗の無機ホール注入輸送層は、その抵
抗率が好ましくは１〜１×１０¹¹Ω・cm、特に１×１０
³〜１×１０⁸Ω・cmである。高抵抗の無機ホール注入輸
送層の抵抗率を上記範囲とすることにより、高い電子ブ
ロック性を維持したままホール注入効率を飛躍的に向上
させることができる。高抵抗の無機ホール注入輸送層の
抵抗率は、シート抵抗と膜厚からも求めることができ
る。この場合、シート抵抗は４端子法等により測定する
ことができる。

【０３３７】主成分の材料は、シリコン、ゲルマニウム
の酸化物であり、好ましくは（Ｓｉ_1-xＧｅ_x）Ｏ_yにおいて０≦ｘ≦１、１．７≦ｙ≦２．２、好ましくは１．７≦ｙ≦１．９９である。高抵抗の無機ホール注入輸送層の主成分は、酸
化ケイ素でも酸化ゲルマニウムでもよく、それらの混合
薄膜でもよい。ｙがこれより大きくても小さくてもホー
ル注入機能は低下してくる傾向がある。組成は、例えば
ラザフォード後方散乱、化学分析等で調べればよい。

【０３３８】高抵抗の無機ホール注入輸送層は、さらに
主成分に加え、仕事関数４．５eV以上の金属（半金属を
含む）の酸化物、炭化物、窒化物、ケイ化物および硼化
物を含有することが好ましい。仕事関数４．５eV以上、
好ましくは４．５〜６eVの金属は、好ましくはＡｕ，Ｃ
ｕ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｒｕ、Ｓｎ，Ｃｒ，Ｉｒ，Ｎｂ，Ｐ
ｔ，Ｗ，Ｍｏ，Ｔａ，ＰｄおよびＣｏのいずれか１種ま
た２種以上である。これらは一般に金属としてあるいは
酸化物の形で存在する。また、これらの炭化物、窒化
物、ケイ化物、硼化物であってもよい。これらを混合し
て用いる場合の混合比は任意である。これらの含有量は
好ましくは０．２〜４０ mol％、より好ましくは１〜２
０ mol％である。含有量がこれより少ないとホール注入
機能が低下し、含有量がこれを超えると電子ブロック機
能が低下してくる。２種以上を併用する場合、合計の含
有量は上記の範囲にすることが好ましい。

【０３３９】上記金属または金属（半金属を含む）の酸
化物、炭化物、窒化物、ケイ化物および硼化物は、通
常、高抵抗の無機ホール注入輸送層中に分散している。
分散粒子の粒径としては、通常、１〜５nm程度である。
この導体である分散粒子同士との間で高抵抗の主成分を
介してホールを搬送するためのホッピングパスが形成さ
れるものと考えられる。

【０３４０】高抵抗の無機ホール注入輸送層には、他
に、不純物として、Ｈやスパッタガスに用いるＮｅ、Ａ
ｒ、Ｋｒ、Ｘｅ等を合計５at％以下含有していてもよ
い。

【０３４１】なお、高抵抗の無機ホール注入輸送層全体
の平均値としてこのような組成であれば、均一でなくて
もよく、膜厚方向に濃度勾配を有する構造としてもよ
い。

【０３４２】高抵抗の無機ホール注入輸送層は、通常、
非晶質状態である。

【０３４３】高抵抗の無機ホール注入輸送層の膜厚とし
ては、好ましくは０．３〜１００nm、より好ましくは１
〜１００nm、特に５〜３０nm程度が好ましい。高抵抗の
無機ホール注入輸送層がこれより薄くても厚くても、ホ
ール注入層としての機能を十分に発揮できなくなくなっ
てくる。

【０３４４】上記の高抵抗の無機ホール注入輸送層の製
造方法としては、スパッタ法、蒸着法などの各種の物理
的または化学的な薄膜形成方法などが考えられるが、ス
パッタ法が好ましい。なかでも、上記主成分と金属また
は金属酸化物等のターゲットを別個にスパッタする多元
スパッタが好ましい。多元スパッタにすることで、それ
ぞれのターゲットに好適なスパッタ法を用いることがで
きる。また、１元スパッタとする場合には、主成分のタ
ーゲット上に上記金属または金属酸化物等の小片を配置
し、両者の面積比を適当に調整することにより、組成を
調整してもよい。

【０３４５】高抵抗の無機ホール注入輸送層をスパッタ
法で形成する場合、上記無機電子注入輸送層と同様であ
る。

【０３４６】また、無機ホール注入輸送層は無機絶縁性
ホール注入輸送層であってもよい。無機絶縁性ホール注
入輸送層は、シリコンおよび／またはゲルマニウムの酸
化物を主成分とする。

【０３４７】また、主成分の平均組成、好ましくはラザ
フォード後方散乱により得られる主成分の平均組成を、（Ｓｉ_1-xＧｅ_x）Ｏ_yと表したとき０≦ｘ≦１１．７≦ｙ≦１．９９である。

【０３４８】このように、無機絶縁性ホール注入輸送層
の主成分である酸化物を上記組成範囲とすることによ
り、ホール注入電極から発光層側の有機層へ効率よくホ
ールを注入することができる。しかも、有機層からホー
ル注入電極への電子の移動を抑制することができ、発光
層でのホールと電子との再結合を効率よく行わせること
ができる。また、ホール注入輸送を目的としているた
め、逆バイアスをかけると発光しない。特に、時分割駆
動方式など、高い発光輝度が要求されるディスプレイに
効果的に応用でき、無機材料の有するメリットと、有機
材料の有するメリットとを併せもった有機ＥＬ素子とす
ることができる。本発明の有機ＥＬ素子は、従来の有機
ホール注入層を有する素子と同等の輝度が得られ、しか
も、耐熱性、耐候性が高いので従来のものよりも寿命が
長く、リークやダークスポットの発生も少ない。また、
比較的高価な有機物質ではなく、安価で入手しやすい無
機材料を用いているので、製造が容易となり、製造コス
トを低減することができる。

【０３４９】酸素の含有量を表すｙは、上記組成範囲と
なっていればよく、１．７以上であって１．９９以下で
ある。ｙがこれより大きくても、ｙがこれより小さくて
もホール注入能が低下し、輝度が低下してくる。また、
好ましくは１．８５以上であって１．９８以下である。

【０３５０】無機絶縁性ホール注入輸送層は、酸化ケイ
素でも酸化ゲルマニウムでもよく、それらの混合薄膜で
もよい。これらの組成比を表すｘは、０≦ｘ≦１であ
る。また、好ましくはｘは０．４以下、より好ましくは
０．３以下、特に０．２以下であることが好ましい。

【０３５１】あるいは、ｘは好ましくは０．６以上、よ
り好ましくは０．７以上、特に０．８以上であってもよ
い。

【０３５２】上記酸素の含有量は、ラザフォード後方散
乱により得られた膜中の平均組成であるが、これと同等
な精度を有する測定方法であれば上記測定法に限定され
るものではない。

【０３５３】無機絶縁性ホール注入輸送層は、好ましく
はさらにＣｕ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｒｕ、ＳｎおよびＡｕのい
ずれか１種以上を含有する。中でも、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｓ
ｎ、特にＮｉを含有することが好ましい。これらの元素
の含有量は好ましくは１０at％以下、より好ましくは
０．０５〜１０at％、さらには０．１〜１０at％、特に
０．５〜５at％である。含有量がこれを超えるとホール
注入機能が低下してくる。２種以上を併用する場合、合
計の含有量が上記範囲内であることが好ましい。

【０３５４】無機絶縁性ホール注入輸送層には、他に、
不純物として、スパッタガスに用いるＮｅ、Ａｒ、Ｋ
ｒ、Ｘｅ等を好ましくは合計１０at％以下、より好まし
くは０．０１〜２wt％、特に０．０５〜１．５wt％程度
含有していてもよい。これらの元素は１種でも２種以上
を含有していてもよく、これらを２種以上用いる場合の
混合比は任意である。

【０３５５】これらの元素はスパッタガスとして使用さ
れ、無機絶縁性ホール注入輸送層成膜時に混入する。こ
れらの元素の含有量が多くなるとトラップ効果が極端に
低下し、所望の性能が得られない。

【０３５６】スパッタガスの含有量は、成膜時の圧力
と、スパッタガスと酸素の流量比、成膜レート等によ
り、特に成膜時の圧力で決められる。スパッタガスの含
有量を上記範囲とするためには、高真空側で成膜した方
が好ましく、具体的には、１Pa以下、特に０．１〜１Pa
の範囲が好ましい。

【０３５７】なお、ホール注入層全体の平均値としてこ
のような組成であれば、均一でなくてもよく、膜厚方向
に濃度勾配を有する構造としてもよい。この場合は、有
機層（発光層）界面側が酸素プアであることが好まし
い。

【０３５８】無機絶縁性ホール注入輸送層は、通常、非
晶質状態である。

【０３５９】無機絶縁性ホール注入輸送層の膜厚として
は、特に制限はないが、０．０５〜１０nm、特に１〜５
nm程度が好ましい。ホール注入層がこれより薄くても厚
くても、ホール注入を十分には行えなくなってくる。

【０３６０】上記の無機絶縁性電子注入輸送層、無機絶
縁性ホール注入輸送層の製造方法としては、スパッタ
法、ＥＢ蒸着法などの各種の物理的または化学的な薄膜
形成方法などが可能であるが、スパッタ法が好ましい。
その際の条件等は上記無機電子注入輸送層と同様であ
る。

【０３６１】無機電子注入輸送層の上（発光層と反対
側：所謂逆積層のときには下側になる）には、陰電極を
有する。陰電極は、下記の無機絶縁性電子注入輸送層と
の組み合わせでは、低仕事関数で電子注入性を有してい
る必要がないため、特に限定される必要はなく、通常の
金属を用いることができる。なかでも、導電率や扱い易
さの点で、Ａｌ，Ａｇ，Ｉｎ，Ｔｉ，Ｃｕ，Ａｕ，Ｍ
ｏ，Ｗ，Ｐｔ，ＰｄおよびＮｉ、特にＡｌ，Ａｇから選
択される１種または２種等の金属元素が好ましい。

【０３６２】これら陰電極薄膜の厚さは、電子を無機絶
縁性電子注入輸送層に与えることのできる一定以上の厚
さとすれば良く、５０nm以上、好ましくは１００nm以上
とすればよい。また、その上限値には特に制限はない
が、通常膜厚は５０〜５００nm程度とすればよい。な
お、陰電極側から発光光を取り出す場合には、膜厚は５
０〜３００nm程度が好ましい。

【０３６３】本発明の有機ＥＬ素子は、上記無機電子注
入輸送層との組み合わせにおいて、陰電極として上記金
属元素を用いることが好ましいが、必要に応じて下記の
ものを用いてもよい。例えば、Ｋ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｍｇ、
Ｌａ、Ｃｅ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｚｒ等の
金属元素単体、または安定性を向上させるためにそれら
を含む２成分、３成分の合金系、例えばＡｇ・Ｍｇ（Ａ
ｇ：０．１〜５０at％）、Ａｌ・Ｌｉ（Ｌｉ：０．０１
〜１４at％）、Ｉｎ・Ｍｇ（Ｍｇ：５０〜８０at％）、
Ａｌ・Ｃａ（Ｃａ：０．０１〜２０at％）等が挙げられ
る。

【０３６４】上記陰電極薄膜の厚さは、電子注入を十分
行える一定以上の厚さとすれば良く、０．１nm以上、好
ましくは０．５nm以上、特に１nm以上とすればよい。ま
た、その上限値には特に制限はないが、通常膜厚は１〜
５００nm程度とすればよい。陰電極の上には、さらに補
助電極（保護電極）を設けてもよい。

【０３６５】補助電極の厚さは、電子注入効率を確保
し、水分や酸素あるいは有機溶媒の進入を防止するた
め、一定以上の厚さとすればよく、好ましくは５０nm以
上、さらには１００nm以上、特に１００〜５００nmの範
囲が好ましい。補助電極層が薄すぎると、その効果が得
られず、また、補助電極層の段差被覆性が低くなってし
まい、端子電極との接続が十分ではなくなる。一方、補
助電極層が厚すぎると、補助電極層の応力が大きくなる
ため、ダークスポットの成長速度が速くなってしまう等
といった弊害が生じてくる。

【０３６６】補助電極は、組み合わせる陰電極の材質に
より最適な材質を選択して用いればよい。例えば、電子
注入効率を確保することを重視するのであればＡｌ等の
低抵抗の金属を用いればよく、封止性を重視する場合に
は、ＴｉＮ等の金属化合物を用いてもよい。

【０３６７】陰電極と補助電極とを併せた全体の厚さと
しては、特に制限はないが、通常５０〜５００nm程度と
すればよい。

【０３６８】ホール注入電極材料は、ホール注入層へホ
ールを効率よく注入することのできるものが好ましく、
仕事関数４．５eV〜５．５eVの物質が好ましい。具体的
には、錫ドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）、亜鉛ドープ
酸化インジウム（ＩＺＯ）、酸化インジウム（Ｉｎ₂Ｏ
₃）、酸化スズ（ＳｎＯ₂）および酸化亜鉛（ＺｎＯ）
のいずれかを主組成としたものが好ましい。これらの酸
化物はその化学量論組成から多少偏倚していてもよい。
Ｉｎ₂Ｏ₃に対するＳｎＯ₂の混合比は、１〜２０wt
％、さらには５〜１２wt％が好ましい。また、ＩＺＯで
のＩｎ₂Ｏ₃に対するＺｎＯの混合比は、通常、１２〜
３２wt％程度である。

【０３６９】ホール注入電極は、仕事関数を調整するた
め、酸化シリコン（ＳｉＯ₂）を含有していてもよい。
酸化シリコン（ＳｉＯ₂）の含有量は、ＩＴＯに対する
ＳｉＯ₂の mol比で０．５〜１０％程度が好ましい。Ｓ
ｉＯ₂を含有することにより、ＩＴＯの仕事関数が増大
する。

【０３７０】光を取り出す側の電極は、発光波長帯域、
通常４００〜７００nm、特に各発光光に対する光透過率
が５０％以上、特に６０％以上、さらには７０％以上で
あることが好ましい。透過率が低くなると、発光層から
の発光自体が減衰され、発光素子として必要な輝度を得
難くなってくる。

【０３７１】電極の厚さは、５０〜５００nm、特に５０
〜３００nmの範囲が好ましい。また、その上限は特に制
限はないが、あまり厚いと透過率の低下や剥離などの心
配が生じる。厚さが薄すぎると、十分な効果が得られ
ず、製造時の膜強度等の点でも問題がある。

【０３７２】本発明の有機ＥＬ素子は、例えば図１に示
すように、基板１／ホール注入電極２／無機ホール注入
輸送層４／発光層５／無機電子注入輸送層６／陰電極３
と、発光層を２層以上の積層体とした構成を有する。こ
のような素子構造により、発光色の色調調整や多色化を
行うことができる。図１において、ホール注入電極２と
陰電極３の間には、駆動電源Ｅが接続されている。さら
に、これらの積層順を逆にした逆積層としてもよい。

【０３７３】これらの積層構成は、素子に求められる性
能や使用目的などにより、適宜最適な構成を選択した
り、必要な変更を加えて使用することができる。

【０３７４】素子の有機層や電極の酸化を防ぐために、
素子上を封止板等により封止することが好ましい。封止
板は、湿気の侵入を防ぐために、接着性樹脂層を用い
て、封止板を接着し密封する。封止ガスは、Ａｒ、Ｈ
ｅ、Ｎ₂等の不活性ガス等が好ましい。また、この封止
ガスの水分含有量は、１００ppm 以下、より好ましくは
１０ppm 以下、特には１ppm 以下であることが好まし
い。この水分含有量に下限値は特にないが、通常０．１
ppm 程度である。

【０３７５】封止板の材料としては、好ましくは平板状
であって、ガラスや石英、樹脂等の透明ないし半透明材
料が挙げられるが、特にガラスが好ましい。このような
ガラス材として、コストの面からアルカリガラスが好ま
しいが、この他、ソーダ石灰ガラス、鉛アルカリガラ
ス、ホウケイ酸ガラス、アルミノケイ酸ガラス、シリカ
ガラス等のガラス組成のものも好ましい。特に、ソーダ
ガラスで、表面処理の無いガラス材が安価に使用でき、
好ましい。封止板としては、ガラス板以外にも、金属
板、プラスチック板等を用いることもできる。

【０３７６】封止板は、スペーサーを用いて高さを調整
し、所望の高さに保持してもよい。スペーサーの材料と
しては、樹脂ビーズ、シリカビーズ、ガラスビーズ、ガ
ラスファイバー等が挙げられ、特にガラスビーズ等が好
ましい。スペーサーは、通常、粒径の揃った粒状物であ
るが、その形状は特に限定されるものではなく、スペー
サーとしての機能に支障のないものであれば種々の形状
であってもよい。その大きさとしては、円換算の直径が
１〜２０μm 、より好ましくは１〜１０μm 、特に２〜
８μm が好ましい。このような直径のものは、粒長１０
０μm 以下程度であることが好ましく、その下限は特に
規制されるものではないが、通常直径と同程度以上であ
る。

【０３７７】なお、封止板に凹部を形成した場合には、
スペーサーは使用しても、使用しなくてもよい。使用す
る場合の好ましい大きさとしては、前記範囲でよいが、
特に２〜８μm の範囲が好ましい。

【０３７８】スペーサーは、予め封止用接着剤中に混入
されていても、接着時に混入してもよい。封止用接着剤
中におけるスペーサーの含有量は、好ましくは０．０１
〜３０wt％、より好ましくは０．１〜５wt％である。

【０３７９】接着剤としては、安定した接着強度が保
て、気密性が良好なものであれば特に限定されるもので
はないが、カチオン硬化タイプの紫外線硬化型エポキシ
樹脂接着剤を用いることが好ましい。

【０３８０】本発明において、有機ＥＬ構造体を形成す
る基板としては、非晶質基板たとえばガラス、石英な
ど、結晶基板たとえば、Ｓｉ、ＧａＡｓ、ＺｎＳｅ、Ｚ
ｎＳ、ＧａＰ、ＩｎＰなどがあげられ、またこれらの結
晶基板に結晶質、非晶質あるいは金属のバッファ層を形
成した基板も用いることができる。また金属基板として
は、Ｍｏ、Ａｌ、Ｐｔ、Ｉｒ、Ａｕ、Ｐｄなどを用いる
ことができ、好ましくはガラス基板が用いられる。基板
は、通常光取り出し側となるため、上記電極と同様な光
透過性を有することが好ましい。

【０３８１】さらに、本発明素子を、平面上に多数並べ
てもよい。平面上に並べられたそれぞれの素子の発光色
を変えて、カラーのディスプレーにすることができる。

【０３８２】基板に色フィルター膜や蛍光性物質を含む
色変換膜、あるいは誘電体反射膜を用いて発光色をコン
トロールしてもよい。

【０３８３】色フィルター膜には、液晶ディスプレイ等
で用いられているカラーフィルターを用いれば良いが、
有機ＥＬ素子の発光する光に合わせてカラーフィルター
の特性を調整し、取り出し効率・色純度を最適化すれば
よい。

【０３８４】また、ＥＬ素子材料や蛍光変換層が光吸収
するような短波長の外光をカットできるカラーフィルタ
ーを用いれば、素子の耐光性・表示のコントラストも向
上する。

【０３８５】また、誘電体多層膜のような光学薄膜を用
いてカラーフィルターの代わりにしても良い。

【０３８６】蛍光変換フィルター膜は、ＥＬ発光の光を
吸収し、蛍光変換膜中の蛍光体から光を放出させること
で、発光色の色変換を行うものであるが、組成として
は、バインダー、蛍光材料、光吸収材料の三つから形成
される。

【０３８７】蛍光材料は、基本的には蛍光量子収率が高
いものを用いれば良く、ＥＬ発光波長域に吸収が強いこ
とが望ましい。実際には、レーザー色素などが適してお
り、ローダミン系化合物・ペリレン系化合物・シアニン
系化合物・フタロシアニン系化合物（サブフタロシアニ
ン等も含む）ナフタロイミド系化合物・縮合環炭化水素
系化合物・縮合複素環系化合物・スチリル系化合物・ク
マリン系化合物等を用いればよい。

【０３８８】バインダーは、基本的に蛍光を消光しない
ような材料を選べば良く、フォトリソグラフィー・印刷
等で微細なパターニングが出来るようなものが好まし
い。また、基板上にホール注入電極と接する状態で形成
される場合、ホール注入電極（ＩＴＯ、ＩＺＯ等）の成
膜時にダメージを受けないような材料が好ましい。

【０３８９】光吸収材料は、蛍光材料の光吸収が足りな
い場合に用いるが、必要のない場合は用いなくても良
い。また、光吸収材料は、蛍光性材料の蛍光を消光しな
いような材料を選べば良い。

【０３９０】本発明の有機ＥＬ素子は、通常、直流駆動
型、パルス駆動型のＥＬ素子として用いられるが、交流
駆動とすることもできる。印加電圧は、通常、２〜３０
V 程度とされる。

【０３９１】

【実施例】以下、本発明の具体的実施例を示し、本発明
をさらに詳細に鋭明する。

【０３９２】＜実施例１＞ガラス基板としてコーニング
社製商品名７０５９基板を中性洗剤を用いてスクラブ洗
浄した。次いで、この基板をスパック装置の基板ホルダ
ーに固定し、ｌＴＯ酸化物ターゲットを用いＤＣマグネ
トロンスパックリング法により、ｌＴＯホール注入電極
層を形成した。

【０３９３】ｌＴＯが成膜された基板を、中性洗剤、ア
セトン、エタノールを用いて超音波洗浄し、煮沸エタノ
ール中から引き上げて乾燥した。次いで、表面を∪∨／
Ｏ₃洗浄した後、真空蒸暑装置の基板ホルダーに固定し
て、槽内を１×１０^-4Pa以下まで減圧した。

【０３９４】次いで、ターゲットにＳｉＯ₂と、この上
に所定の大きさのＡｕのペレットを配置して用い、高抵
抗の無機ホール注入層を２０nmの膜厚に成膜した。この
ときのスパッタガスはＡｒ：３０sccm、Ｏ₂：５sccm
で、室温（２５℃）下、成膜レート１nm／min 、動作圧
力０．２〜２Pa、投入電力５００Ｗとした。成膜した高
抵抗の無機ホール注入輸送層の組成は、ＳｉＯ_1.9にＡ
ｕを４ mol％含有するものであった。

【０３９５】さらに、減圧を保ったまま、テトラアリー
ルジアミン誘導体としてＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ
（３−ビフェニリル）ペンジジン（化合物Ｎｏ．１Ａ−
１）と、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（Ａ
ｌｑ３）と、ルブレンとを、全体の蒸着速度０．２nm／
sec として４０nmの厚さに蒸著し、発光層とした。ＴＰ
Ｄ：Ａｌｑ３＝１：１（重量比）、この混合物に対して
ルブレンを５体積％ドープした。

【０３９６】次いで、基板をスパッタ装置に移し、Ｌｉ
₂ＯにＶを４ mol％混合したターゲットを用い、高抵抗
の無機電子注入輸送層を１０nmの膜厚に成膜した。この
ときのスパッタガスはＡｒ：３０sccm、Ｏ₂：５sccm
で、室温（２５℃）下、成膜レート１nm／min 、動作圧
力：０．２〜２Pa、投入電力：５００Ｗとした。成膜し
た無機電子注入層の組成は、ターゲットとほぼ同様であ
った。

【０３９７】さらに、減圧を保ったまま、Ａｌを２０nm
の厚さに蒸着して陰電極とした。

【０３９８】最後にガラス封止して有機ＥＬ素子を得
た。また、比較サンプル１として、発光層をＡｌｑ３単
層で４０nmの厚さに形成した他は上記と同様にして有機
ＥＬ素子を得た。また、比較サンプル２として、上記無
機ホール注入輸送層に代えて、蒸暑法により、ポリチオ
フェンを蒸着速度０．１nm／sec で１０nmの厚さに蒸着
してホール注入層を形成し、ＴＰＤを蒸着速度０．１nm
／sec で２０nmの厚さに蒸着してホール輸送層を形成
し、さらに、上記無機電子注入輸送層に代えて、蒸着法
により、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（Ａ
ｌｑ３）を蒸暑速度０．２nm／sec として３０nmの厚さ
に蒸着し、電子注入輸送層とした有機ＥＬ素子を作製し
た。

【０３９９】加速試験として、１００mA／cm² の一定電
流で発光輝度、寿命特性を調べた。従来の有機材料を電
子注入輸送層としたこと以外全く同様の比較サンプルに
比べ、１０％程度発光輝度が向上していた。また、比較
サンプル１、２は１００時間以下で輝度が半分以下にな
ったのに対して本発明サンプルは、３００時間以上で６
０％以上の輝度を保っていた。

【０４００】＜実施例２＞実施例１において、高抵抗の
無機電子注入層の組成を、Ｌｉ₂ＯからＮａ，Ｋ，Ｒ
ｂ，ＣｓおよびＦｒのアルカリ金属元素、またはＢｅ，
Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，ＢａおよびＲａのアルカリ土類金属
元素、またはＬａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｐｍ，Ｓｍ，Ｅ
ｕ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂおよび
Ｌｕのランタノイド系元素から選択される１種以上の元
素の酸化物に代えても同様の結果が得られた。

【０４０１】また、ＶからＲｕ，Ｚｎ，ＳｍおよびＩｎ
から選択される１種以上の元素に代えても同様であっ
た。

【０４０２】＜実施例３＞実施例１において、高抵抗の
無機ホール注入層を成膜する際、ターゲットにＧｅＯ₂
と、このターゲット上に所定の大きさのＡｕのペレット
を配置し、高抵抗の無機ホール注入層を２０nmの膜厚に
成膜した。このときのスパッタガスはＡｒ：３０sccm、
Ｏ₂：５sccmで、室温（２５℃）下、成膜レート１nm／m
in 、動作圧力０．２〜２Pa、投入電力５００Ｗとし
た。成膜した無機ホール注入層の組成は、ＧｅＯ₂にＡ
ｕを２ mol％含有するものであった。

【０４０３】その他は実施例１と同様にして有機ＥＬ素
子を得た。得られた有機ＥＬ素子を実施例１と同様にし
て評価したところ、ほぼ同様の結果が得られた。

【０４０４】＜実施例４＞実施例１において、高抵抗の
無機ホール注入輸送層を成膜する際にスパッタガスのＯ
₂流量、および膜組成によりターゲットを変えてその主
成分の組成をＳｉＯ_1.7、ＳｉＯ_1.95、ＧｅＯ_1.96、Ｓ
ｉ_0.5Ｇｅ_0.5Ｏ_1.92とした他は実施例１と同様にして有
機ＥＬ素子を作製し、評価したところほぼ同等の結果が
得られた。

【０４０５】＜実施例５＞実施例１において、高抵抗の
無機ホール注入層の金属を、ＡｕからＣｕ、Ｆｅ、Ｎ
ｉ、Ｒｕ、Ｓｎ，Ｃｒ，Ｉｒ，Ｎｂ，Ｐｔ，Ｗ，Ｍｏ，
Ｔａ，ＰｄおよびＣｏのいずれか１種以上、またはこれ
らの酸化物、炭化物、窒化物、ケイ化物、硼化物に代え
ても同等の結果が得られた。

【０４０６】＜実施例６＞実施例１において、無機電子
注入輸送層、無機ホール注入輸送層を以下のようにして
作成し、無機絶縁性電子注入輸送層および無機絶縁性ホ
ール注入輸送層とした以外は実施例１と同様にして有機
ＥＬ素子を得た。

【０４０７】（無機絶縁性電子注入輸送層）ターゲット
にＳｉＯ₂ を用い、無機絶縁性ホール注入層を１nmの膜
厚に成膜した。このときのスパックガスはＡｒ：１００
sccm、Ｏ₂ ：１０sccmで、基板温度：２５℃、成膜レー
ト：１nm／min 、動作圧力：０．５Ｐａ、投入電力５Ｗ
／cm ² とした。成膜したホール注入層の組成は、ＳｉＯ
_1.7 であった。

【０４０８】（無機絶縁性ホール注入輸送層）さらに、
減圧を保ったままスパック装置に移し、原料として酸化
ストロンチウム（ＳｒＯ）、酸化リチウム（Ｌｉ
₂Ｏ）、酸化シリコン（ＳｉＯ₂ ）を、全成分に対しそ
れぞれ、ＳｒＯ：８０ mol％Ｌｉ₂Ｏ：１０ mol％ＳｉＯ₂：１０ mol％となるように混合したターゲットを用い、無機電子注入
輸送層を０．５nmの膜厚に成膜した．このときの成膜条
件として、基板温度２５℃、スパックガスＡｒ、成膿レ
ート１nm／min 、動作圧力０．５Pa、投入電力５Ｗ／cm
² とした。このとき、初めにスパックガスをＡｒ：１０
０％として１００sccm供給しながら無機電子注入輸送層
を０．２５nmの膜厚に成膜し、続けてＡｒ／Ｏ₂ ：１／
１として１００sccm供給しながら無機電子注入輸送層を
０．２５nmの膿厚に成膜した。

【０４０９】＜実施例７＞実施例６において、無機絶縁
性電子注入輸送層の主成分、安定剤を、それぞれ、Ｓｒ
ＯからＭｇＯ、ＣａＯ、またはこれらの混合酸化物に、
Ｌｉ₂ＯからＫ₂Ｏ、Ｒｂ₂Ｏ、Ｋ₂Ｏ、Ｎａ₂Ｏ、Ｃｓ
₂Ｏ、またはこれらの混合酸化物に、ＳｉＯ₂からＧｅＯ
₂、またはＳｉＯ₂とＧｅＯ₂の混合酸化物に代えたと
ころほぼ同様な結果が得られた。また、陰電極構成材料
を、ＡｌからＡｇ，Ｉｎ，Ｔｉ，Ｃｕ，Ａｕ，Ｍｏ，
Ｗ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ｎｉ、またはこれらの合金としても同
様であった。

【０４１０】＜実施例８＞実施例６において、無機絶縁
性ホール注入輸送層を成膜する際に、ターゲットの組成
をＳｉＯ₂とし、スパッタガスのＯ₂流量を変えてＡｒ
に対する混合比を５％とし、その組成をＳｉＯ_1.9とし
た他は実施例６と同様にして有機ＥＬ素子を作製し、寿
命特性を評価したところほぼ同様の結果が得られた。

【０４１１】また、ターゲットの組成をＳｉＯ₂とし、
スパッタガスのＯ₂流量を変えてＡｒに対する混合比を
３０％とし、その組成をＳｉＯ_1.95としたもの、ターゲ
ットの組成をＧｅＯ₂とし、スパッタガスのＯ₂流量を
変えてＡｒに対する混合比を３０％とし、その組成をＧ
ｅＯ_1.96としたもの、ターゲットの組成をＳｉ_0.5Ｇｅ
_0.5Ｏ₂とし、スパッタガスのＯ₂流量を変えてＡｒに
対する混合比を１０％とし、その組成をＳｉ_0.5Ｇｅ_0.5
Ｏ_1.92としたものもそれぞれ同様にして有機ＥＬ素子を
作製し、評価したところほぼ同様の結果が得られた。

【０４１２】＜実施例９＞実施例６において、無機絶縁
性ホール注入輸送層を成膜する際に、ターゲットにＳｉ
Ｏ₂にＮｉ：３at％添加したものを用い、１nmの膜厚に
成膜した。このときのスパッタガスはＡｒ：５０sccm、
Ｏ₂：５sccmで、基板温度２５℃、成膜レート１nm／min
、動作圧力：０．５Pa、投入電力：５Ｗ／cm²とし
た。成膜された無機絶縁性ホール注入輸送層の組成は、
ＳｉＯ_1.9にＮｉを２．５at％含有するものであった。
そのほかは実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を得た。
得られた有機ＥＬ素子を実施例６と同様にして評価した
ところ、実施例６とほぼ同様な結果が得られた。

【０４１３】また、上記において、無機絶縁性ホール注
入輸送層の組成を、ＳｉＯ_1.9にＮｉを２．５at％含有
するものから、ＧｅＯ_1.9にＮｉを２．５at％含有する
もの、Ｓｉ_0.5Ｇｅ_0.5Ｏ_1.98にＮｉを２．５at％含有す
るものに代えても同様であった。

【０４１４】また、Ｎｉの代わりに同量のＳｎ、Ｃｕを
含有させてもほぼ同等の寿命が得られた。また、Ｎｉの
代わりにＦｅ、Ｒｕ、Ａｕを含有させても同様の効果が
得られた。

【０４１５】＜実施例１０＞実施例１〜９において、上
記ルブレン誘導体として例示された化合物を０．１〜５
wt% 含有させたところ、さらに良好な結果が得られた。

【０４１６】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、従来の有
機物質を用いたホール注入輸送層や、電子注入輸送層を
有する素子と同等かそれ以上の性能を有し、長寿命で、
耐候性を備え、安定性が高く、高効率で、しかも安価な
有機ＥＬ素子を実現することができる。

【０４１７】また、発光層を２層以上とした場合にも、
製造が容易で、膜界面での物性が安定した有機ＥＬ素子
を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の有機ＥＬ素子の構成例を示す概略断面
図である。

【図２】従来の有機ＥＬ素子の構成例を示す概略断面図
である。

【図３】従来の有機ＥＬ素子の他の構成例を示す概略断
面図である。

【符号の説明】

１基板２ホール注入電極３陰電極４無機ホール注入輸送層５発光層６無機電子注入輸送層

フロントページの続きＦターム(参考） 3K007 AB00 AB03 AB04 AB06 AB13 AB17 AB18 BB01 BB02 BB04 BB06 CA00 CA01 CA02 CA04 CB01 CB03 DA00 DB03 EB00 FA01 FA02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板と、この基板上に形成されたホール
注入電極と電子注入電極と、これらの電極間に設けられ
た有機物質を含有する発光層とを有し、この発光層と電子注入電極の間には、無機電子注入輸送
層を有し、前記発光層とホール注入電極との同には無機ホール注入
輸送層を有し、前記発光層は、少なくとも発光機能に関与するホスト物
質として２種以上の化合物を含有する有機ＥＬ素子。
【請求項２】前記無機電子注入輸送層は、ホールをブ
ロックするとともに電子を搬送するための導通パスを有
する高抵抗の無機電子注入層である請求項１の有機ＥＬ
素子。
【請求項３】前記高抵抗の無機電子注入層は、第１成
分として仕事関数４eV以下であって、アルカリ金属元
素、およびアルカリ土類金属元素、およびランタノイド
系元素から選択される１種以上の酸化物と、第２成分として仕事関数３〜５eVの金属の１種以上とを
含有する請求項２の有機ＥＬ素子。
【請求項４】前記第２成分は、Ｚｎ，Ｓｎ，Ｖ，Ｒ
ｕ，ＳｍおよびＩｎから選択される１種以上である請求
項２または３の有機ＥＬ素子。
【請求項５】前記アルカリ金属元素は、Ｌｉ，Ｎａ，
Ｋ，Ｒｂ，ＣｓおよびＦｒの１種以上であり、アルカリ
土類金属元素は、Ｍｇ，ＣａおよびＳｒの１種以上であ
り、ランタノイド系元素はＬａおよびＣｅから選択され
る１種以上を有する請求項２〜４のいずれかの有機ＥＬ
素子。
【請求項６】前記高抵抗の電子注入層は、その抵抗率
が１〜１×１０¹¹Ω・cmである請求項２〜５のいずれか
の有機ＥＬ素子。
【請求項７】前記高抵抗の無機電子注入層は、第２成
分を全成分に対して、０．２〜４０ mol％含有する請求
項２〜６のいずれかの有機ＥＬ素子。
【請求項８】前記高抵抗の無機電子注入層の膜厚は、
０．２〜３０nmである請求項２〜７のいずれかの有機Ｅ
Ｌ素子。
【請求項９】前記無機ホール注入輸送層は、電子をブ
ロックするとともにホールを搬送するための導通パスを
有する高抵抗の無機ホール注入層である請求項１〜８の
いずれかの有機ＥＬ素子。
【請求項１０】前記高抵抗の無機ホール注入層は、抵
抗率が１〜１×１０ ¹¹Ω・cmである請求項９の有機ＥＬ
素子。
【請求項１１】前記高抵抗の無機ホール注入層は、金
属および／または金属の酸化物、炭化物、窒化物、ケイ
化物および硼化物のいずれか１種以上を含有する請求項
９または１０の有機ＥＬ素子。
【請求項１２】前記高抵抗の無機ホール注入層は、シ
リコンおよび／またはゲルマニウムの酸化物を主成分と
し、この主成分を（Ｓｉ_1-xＧｅ_x）Ｏ_yと表したとき０≦ｘ≦１、１．７≦ｙ≦２．２であり、さらに、仕事関数４．５eV以上の金属および／または金
属の酸化物、炭化物、窒化物、ケイ化物および硼化物の
いずれか１種以上を含有する請求項９〜１１のいずれか
の有機ＥＬ素子。
【請求項１３】前記金属は、Ａｕ，Ｃｕ、Ｆｅ、Ｎ
ｉ、Ｒｕ、Ｓｎ，Ｃｒ，Ｉｒ，Ｎｂ，Ｐｔ，Ｗ，Ｍｏ，
Ｔａ，ＰｄおよびＣｏのいずれか１種以上である請求項
１１または１２の有機ＥＬ素子。
【請求項１４】前記金属および／または金属の酸化
物、炭化物、窒化物、ケイ化物および硼化物の含有量
は、０．２〜４０ mol％である請求項１１〜１３のいず
れかの有機ＥＬ素子。
【請求項１５】前記高抵抗のホール注入層の膜厚は、
０．２〜１００nmである請求項９〜１４のいずれかの有
機ＥＬ素子。
【請求項１６】前記ホスト物質は、それぞれ電子注入
輸送性化合物とホール注入輸送性化合物である請求項１
〜１５のいずれかの有機ＥＬ素子。
【請求項１７】前記ホスト物質は、金層錯体色素およ
びテトラアリールジアミン誘導体である請求項１〜１６
のいずれかの有機ＥＬ素子。
【請求項１８】前記ホスト物質に対し、ドーパントし
てルブレン誘導体を含有する請求項１〜１７のいずれか
の有機ＥＬ素子。