JP2002260860A

JP2002260860A - 有機エレクトロルミネッセンス素子及びその製造方法

Info

Publication number: JP2002260860A
Application number: JP2001375155A
Authority: JP
Inventors: Hisahiro Azuma; 久洋東; Toshio Sakai; 俊男酒井; Chishio Hosokawa; 地潮細川
Original assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Current assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Priority date: 1998-07-24
Filing date: 2001-12-10
Publication date: 2002-09-13

Abstract

(57)【要約】【課題】長時間の駆動に対しても発光輝度が減衰する
ことがなく、耐久性に優れた実用的な有機ＥＬ素子を提
供すること。【解決手段】陽極と陰極との間に設けられた有機発光
層を有する有機化合物層の少なくとも一層の質量分析ス
ペクトルが、式（Ｉ）【数１】（ただし、Ｉ_Mはメインピークの強度、Ｉ_Snは各サブピ
ークのうち、ｎ番目のピークの強度を示す。）の関係を
満たす有機ＥＬ素子である。

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（エレクトロルミネッセンスを、以下
「ＥＬ」と略記する。）に関し、さらに詳しくは、長時
間の駆動に対しても発光輝度が減衰することがなく、耐
久性に優れた有機ＥＬ素子に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電界発光を利用したＥＬ素子は、自己発
光のため視認性が高く、かつ完全固体素子であるため、
耐衝撃性に優れるなどの特徴を有することから、各種表
示装置における発光素子としての利用が注目されてい
る。このＥＬ素子には、発光材料に無機化合物を用いて
なる無機ＥＬ素子と有機化合物を用いてなる有機ＥＬ素
子とがあり、このうち、特に有機ＥＬ素子は、印加電圧
を大幅に低くしうる上、小型化が容易であって、消費電
力が小さく、面発光が可能であり、かつ三原色発光も容
易であることから、次世代の発光素子としてその実用化
研究が積極的になされている。この有機ＥＬ素子の構成
については、陽極／有機発光層／陰極の構成を基本と
し、これに正孔注入輸送層や電子注入層を適宜設けたも
の、例えば陽極／正孔注入輸送層／有機発光層／陰極
や、陽極／正孔注入輸送層／有機発光層／電子注入層／
陰極などの構成のものが知られている。

【０００３】このような有機ＥＬ素子の実用化研究にお
ける最大の課題は、長時間の駆動に伴う有機ＥＬ素子の
発光輝度の減衰を抑制し、実用的にも耐え得るものとす
る技術を確立することである。この点、「月刊ディスプ
レイ、９月号、１５頁（１９９５）」や、「応用物理、
第６６巻、第２号、１１４〜１１５頁（１９９７）」に
よれば、有機ＥＬ素子を作成するために用いる各種有機
化合物の純度が、発光効率や発光輝度の減衰に強く影響
を及ぼすことが知られている。しかしながら、有機ＥＬ
素子に用いられる各種有機化合物の構造・性質等が有機
ＥＬ素子の性能に与える影響は未だ明らかでなく、これ
らを定量的に調べる方法は知られていなかった。したが
って、有機ＥＬ素子を長時間使用した場合、この発光輝
度が減衰する理由の詳細は、現在のところ不明であるの
が実状である。また、特に近年、アントラセン骨格、ナ
フタセン骨格、ピレン骨格又はペリレン骨格を正孔輸送
・注入材料, 発光材料, ドーピング材料に用いる例が多
くなっているが、これらの骨格は容易に酸化され易いと
いう特徴を有しており、この酸化物を制御するような技
術については未だ開発されていない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
状況下で、長時間の駆動に対しても発光輝度が減衰する
ことがなく、耐久性に優れた実用的な有機ＥＬ素子及び
その製造方法を提供することを目的とするものである。
本発明は、そのなかでも特に、アントラセン骨格、ナフ
タセン骨格、ピレン骨格又はペリレン骨格を有する材料
を有機ＥＬ素子に用いた場合、長時間の駆動に対しても
発光輝度が減衰することなく、耐久性に優れた実用的な
有機ＥＬ素子及びその製造方法を提供することを目的と
するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、耐久性に
優れた有機ＥＬ素子を開発すべく鋭意研究を重ねた結
果、一対の電極間に設けられた有機化合物層の少なくと
も一層が、特定の質量分析スペクトルを有するものであ
れば、その素子は耐久性に優れていること、そして、該
有機化合物層を蒸着法により形成させる際、蒸着条件を
厳密に制御することにより、特定の質量分析スペクトル
を有する有機化合物層が形成されることを見出した。本
発明は、かかる知見に基づいて完成したものである。す
なわち、本発明は、（１）少なくとも有機発光層を有す
る有機化合物層を陽極と陰極とからなる一対の電極で挟
持してなる有機ＥＬ素子において、前記有機化合物層の
少なくとも一層の質量分析スペクトルが、式（Ｉ）

【０００６】

【数７】

【０００７】（ただし、Ｉ_Mはメインピークの強度、Ｉ
_snは各サブピークのうち、ｎ番目のピークの強度を示
す。）の関係を満たすことを特徴とする有機エレクトロ
ルミネッセンス素子、及び（２）少なくとも有機発光層
を有する有機化合物層を陽極と陰極とからなる一対の電
極で挟持してなる有機ＥＬ素子を製造するに当たり、前
記有機化合物層の少なくとも一層の質量分析スペクトル
が、前記式（Ｉ）の関係を満たすように、蒸着により有
機化合物層を形成させることを特徴とする有機ＥＬ素子
の製造方法、を提供するものである。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の有機ＥＬ素子は、陽極と
陰極とからなる一対の電極の間に、少なくとも有機発光
層を有する有機化合物層が設けられたものであって、上
記有機化合物層は、発光層からなる層であってもよく、
また、発光層とともに、正孔注入輸送層，電子注入輸送
層などを積層した多層構造のものであってもよい。この
有機ＥＬ素子の素子構成としては、例えば（１）陰極／
発光層／陽極，（２）陰極／発光層／正孔注入輸送層／
陽極，（３）陰極／電子注入輸送層／発光層／陽極，
（４）陰極／電子注入輸送層／発光層／正孔注入輸送層
／陽極などを挙げることができる。

【０００９】この有機ＥＬ素子において、発光層は
（１）電界印加時に、陽極又は正孔注入輸送層により正
孔を注入することができ、かつ陰極又は電子注入輸送層
より電子を注入することができる注入機能、（２）注入
した電荷（電子と正孔）を電界の力で移動させる輸送機
能、（３）電子と正孔の再結合の場を発光層内部に提供
し、これを発光につなげる発光機能などを有している。
この発光層に用いられる発光材料の種類については特に
制限はなく、従来有機ＥＬ素子における発光材料として
公知のものを用いることができる。また、正孔注入輸送
層は、正孔伝達化合物からなる層であって、陽極より注
入された正孔を発光層に伝達する機能を有し、この正孔
注入輸送層を陽極と発光層との間に介在させることによ
り、より低い電界で多くの正孔が発光層に注入される。
その上、発光層に陰極又は電子注入層により注入された
電子は、発光層と正孔注入輸送層の界面に存在する電子
の障壁により、この発光層内の界面付近に蓄積されＥＬ
素子の発光効率を向上させ、発光性能の優れたＥＬ素子
とする。この正孔注入輸送層に用いられる正孔伝達化合
物については特に制限はなく、従来有機ＥＬ素子におけ
る正孔伝達化合物として公知のものを使用することがで
きる。さらに、電子注入輸送層は、陰極より注入される
電子を発光層に伝達する機能を有している。この電子注
入輸送層に用いられる電子伝達化合物については特に制
限はなく、従来有機ＥＬ素子における電子伝達化合物と
して公知のものを使用することができる。

【００１０】また、各有機化合物層には、微量の有機化
合物からなる添加物などを混入させることも可能であ
る。ここで用いる微量の添加物はドーパントと呼ばれる
が、各層の電荷注入性を向上させたり、あるいはそれ自
身が発光種となったりして、有機ＥＬ素子の性能を向上
させる目的のために用いるものである。本発明の有機Ｅ
Ｌ素子においては、前記有機化合物層の少なくとも一層
が、その質量分析スペクトルにおいて、式（Ｉ）

【００１１】

【数８】

【００１２】（ただし、Ｉ_Mはメインピークの強度、Ｉ
_snは各サブピークのうち、ｎ番目のピークの強度を示
す。）の関係を満たすことが必要である。このＩＲ値が
２５を超えると耐久性に優れた有機ＥＬ素子が得られ
ず、本発明の目的が達せられない。耐久性の点から、こ
のＩＲ値の好ましい値は２０以下であり、特に１０以下
が好適である。また、素子の耐久性の点から、該有機化
合物層は、質量分析スペクトルにおいて、式（II)

【００１３】

【数９】

【００１４】（ただし、Ｍ_MWはメインピークの質量、Ｓ
_Mwnは各サブピークのうち、ｎ番目のピークの質量を示
す。）の関係を満たすことが好ましく、より好ましく
は、該ΔＭ値が４８以下であり、特に３２以下が好適で
ある。有機ＥＬ素子を構成する有機化合物層の形成に供
される有機化合物は、アントラセン骨格、ナフタセン骨
格、ピレン骨格又はペリレン骨格含有化合物が好まし
い。これらの化合物の酸化物の量は、形成される有機化
合物層の量に対して、相対値として２５％以下であるこ
とが重要である。アントラセン誘導体、ナフタセン誘導
体、ピレン誘導体又はペリレン誘導体は、正孔輸送のバ
ランス、あるいは電子輸送のバランスの良さから近年、
正孔輸送材料，正孔注入材料，発光材料, ド−ピンク材
料として広く用いられている。その反面、アントラセン
骨格、ナフタセン骨格、ピレン骨格及びペリレン骨格自
身は、容易に酸化され易いため、昇華精製や、有機ＥＬ
素子を作製する場合には、真空減圧度や昇華温度あるい
は蒸着温度を非常に綿密に制御する必要があった。真空
度が低い場合、あるいは高温で昇華、蒸着した場合に
は、容易に酸化され、蒸着層にアントラセン誘導体、ナ
フタセン誘導体、ピレン誘導体又はペリレン誘導体の酸
化物（質量分析にて＋１６、＋３２の成分にて検出）が
混入してしまい、これら酸化成分は、ＥＬ素子性能例え
ば発光効率の低下, 発光波長の長波長化を引き起こし、
さらにはＥＬ寿命を著しく低下させることが判明してい
る。これらは酸化物体の蛍光性の低下や、正孔あるいは
電子トラップとしての作用の為と考えられ、酸化物体の
含有量を制御する必要があった。これらの各誘導体の酸
化物のアントラセン骨格、ナフタセン骨格、ピレン骨格
及びペリレン骨格は、以下のような構造をとっているも
のと考えられるが、これらの構造に限られるものではな
い。

【００１５】

【化１】

【００１６】なお、上記質量分析スペクトルは、ＦＤ−
ＭＳ（フィールドディソープションマススペクトル）法
により、下記のようにして測定し、そのスペクトルから
各ピークの強度及び質量を求めた。装置は日本電子
（株）製のＪＭＳ−ＨＸ１１０を用い、エミッター上に
サンプルを塗布することにより測定した。さらに、本発
明の有機ＥＬ素子においては、前記の性状を有する有機
化合物層を形成するには、該有機化合物層を形成するた
めに用いる有機化合物が、ゲルパーミエーションクロマ
トグラフィー法（ＧＰＣ法）による分析において、全体
のピーク面積に対するメインピーク面積の割合が９８％
以上であるのが好ましく、より好ましくは、９９％以
上、特に好ましくは９9.５％以上である。これにより、
前記性状を有する有機化合物層が効果的に形成される。
なお、前記ＧＰＣ法による分析は、以下に示す方法によ
り行う。カラム（東ソー（株）製）はＨＭ＋Ｇ３０００
Ｈ８＋Ｇ２０００Ｈ８＋Ｇ１０００Ｈ８を用い、溶媒は
テトラヒドロフラン（以下ＴＨＦと略す）を用いた。サ
ンプルをＴＨＦに溶解し、流量1.４ｍｌ／ｍｉｎにて展
開し、検出はＵＶ（紫外線）あるいはＲＩ（屈折率）を
用いて行った。

【００１７】このような純度の高い有機化合物を得る方
法としては、特に制限はなく、従来公知の方法、例えば
昇華精製法，再結晶法，再沈殿法，ゾーンメルティング
法，カラム精製法，吸着法などを用いることができる
が、再結晶法及び昇華性を有する有機化合物であれば、
昇華精製法を採用するのが有利である。再結晶法として
は特に制限はなく、従来公知の方法を用いることができ
る。また、昇華性を有する有機化合物としては、昇華可
能な化合物であればよく、特に制限されず、例えばキレ
ート錯体化合物，キナクリドン系化合物，フタロシアニ
ン系化合物，芳香族縮合環を有する化合物及びその他様
々な化合物を挙げることができる。昇華精製法として
は、例えば攪拌方式や振動方式を採用することができ
る。有機化合物層の少なくとも一層が、前記性状を有す
る有機ＥＬ素子は、本発明の方法によれば、該有機化合
物層を真空蒸着やスパッタリングなどの物理的気相蒸着
法（ＰＶＤ法）により形成させることにより、製造する
ことができる。

【００１８】本発明に供されるアントラセン構造、ナフ
タセン構造、ピレン構造又はペリレン構造を含有する化
合物は、蒸着前の原料粉末状態での質量分析において
も、酸化物ピーク〔Ｍ（１）＋１６あるいは＋３２〕が
検出されないことが望ましく、たとえ粉末状態で混入し
ていたとしても、真空蒸着において素子を作製した場合
においても、ＥＬ素子あるいは該化合物を蒸着した蒸着
膜の酸化成分が上記の条件を満たすことが望ましい。ま
た、昇華精製あるいは蒸着する場合のボート温度につい
ては、ボート形状あるいは真空雰囲気により条件が変わ
るが、アントラセン構造、ナフタセン構造、ピレン構造
又はペリレン構造を含有する化合物のＴＧ−ＤＴＡ測定
を行い、重量減少５％までの温度までの条件で加熱する
ことは可能であるが、特に好ましくは、化合物融点温度
±３０℃が特に望ましい。蒸着膜の分析方法としてはＥ
Ｌ素子を有機溶媒（ＴＨＦ，トルエン等）へ溶解させ、
その溶液を質量分析（ＦＤ−ＭＳ等）により分析し、そ
のスペクトルより判断することが可能であり、またアン
トラセン構造、ナフタセン構造、ピレン構造又はペリレ
ン構造を含有する化合物をガラス基板の上に所定量（例
えば１０００Å以上等）蒸着させ、それを有機溶媒へ溶
解させて同じく質量分析により分折すれば容易に判定可
能である。本発明に供されるアントラセン構造、ナフタ
セン構造、ピレン構造又はペリレン構造を含有する化合
物の具体例を以下に示す。但しこれらの構造に制限され
るものではない。

【００１９】

【化２】

【００２０】

【化３】

【００２１】

【化４】

【００２２】（式中、Ｒ₁₁〜Ｒ₄₅は、アルキル基、シク
ロアルキル基、アリール基、アルケニル基、アルコキシ
基、アリールオキシ基、アミノ基又は複素環基を表し、
それぞれ同一でも異なっていてもよい。）

【００２３】

【化５】

【００２４】

【化６】

【００２５】

【化７】

【００２６】（式中、Ｘは、ハロゲン原子、シアノ基、
置換もしくは未置換のアルキル基、置換もしくは未置換
のアリール基、置換もしくは未置換のアルコキシ基、置
換もしくは未置換のアリールオキシ基、置換もしくは未
置換のアルキルチオ基、置換もしくは未置換のアリール
チオ基、置換もしくは未置換のシクロアルキル基、置換
もしくは未置換の複素環基、置換もしくは未置換のアミ
ノ基又はルブレン誘導体を表す。ｉは１〜２８の整数を
表し、それぞれのＸは同一でも異なるものであってもよ
い。）

【００２７】

【化８】

【００２８】

【化９】

【００２９】（式中、Ａ¹〜Ａ⁴は、それぞれ独立に、
炭素数６〜１６のアリール基を表す。Ｒ¹〜Ｒ⁸は、そ
れぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、
アルコキシ基、アリール基又はアミノ基を表す。）

【００３０】

【化１０】

【００３１】

【化１１】

【００３２】（式中、Ａ及びＢは、置換基を有してもよ
い芳香族環を表す。）

【００３３】

【化１２】

【００３４】（式中、Ａ，Ｂ，Ｃ及びＤは、置換もしく
は未置換のアルキル基、置換もしくは未置換の単環基、
置換もしくは未置換の縮合多環基、ＡとＢもしくはＣと
Ｄが一体となって窒素原子を結合手とする複素環基を表
す。）

【００３５】

【化１３】

【００３６】

【化１４】

【００３７】有機化合物層を形成する際の蒸着条件は厳
密に制御することが肝要である。すなわち、蒸着時の真
空度は、１０^-5〜１０^-7ｔｏｒｒの圧力の範囲にあるの
がよい。この圧力が１０^-5ｔｏｒｒを超えると不純物ガ
スの存在により、形成された有機化合物層中に、不純物
ガスと結合した有機化合物が存在するようになり、前記
性状を有する有機化合物層が形成しにくく、所望の耐久
性を有する有機ＥＬ素子が得られにくくなる。一方、圧
力が１０^-7ｔｏｒｒ未満では装置コストが増大し、経済
的に不利となる。素子の耐久性及び経済性を考慮する
と、蒸着時の真空度は、特に１０^-6ｔｏｒｒのオーダー
の圧力が好適である。また、蒸着時における被蒸着基板
と蒸着すべき物質との距離は、５〜６０ｃｍの範囲にあ
るのが望ましい。この距離が上記範囲を逸脱すると、前
記性状を有する有機化合物層が形成されにくい傾向があ
る。所望性状の有機化合物層を形成するには、該距離の
より好ましい範囲は、２０〜４０ｃｍである。さらに、
蒸着速度は0.１〜４０Å／秒の範囲にあるのが好まし
い。この蒸着速度が上記範囲を逸脱すると前記性状を有
する有機化合物層が形成されにくい傾向がある。所望性
状の有機化合物層を形成するには、蒸着速度のより好ま
しい範囲は、0.１〜２０Å／秒である。

【００３８】本発明の有機ＥＬ素子においては、各有機
化合物層は、それを構成する有機化合物を用い、真空蒸
着やスパッタリングなどの物理的気相蒸着法（ＰＶＤ
法）により、形成させるのが好ましい。本発明の有機Ｅ
Ｌ素子は、基板に支持されていることが好ましい。ここ
で該基板については特に制限はなく、従来有機ＥＬ素子
に慣用されているもの、例えばガラスや透明プラスチッ
クからなるものが用いられる。この有機ＥＬ素子におけ
る陽極は、素子中に正孔を注入するための電極であり、
この陽極としては、仕事関数の大きい（４ｅＶ以上）金
属，合金，電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極
物質とするものが好ましく用いられる。このような電極
物質の具体例としては、Ａｕなどの金属，ＣｕＩ，ＩＴ
Ｏ（インジウムチンオキシド），ＳｎＯ₂，ＺｎＯ，Ｉ
ｎＺｎＯ（インジウムジンクオキシド）などの導電性透
明材料が挙げられる。この陽極は、例えばこれらの電極
物質を真空蒸着やスパッタリングなどの方法により、薄
膜を形成させることにより作製することができる。この
電極より発光を取り出す場合には、発光に対する透過率
を１０％より大きくすることが望ましく、また、電極と
してのシート抵抗は数百Ω／□以下が好ましい。

【００３９】さらに膜厚は材料にもよるが、通常１０ｎ
ｍ〜１μｍ、好ましくは５０〜２００ｎｍの範囲で選ば
れる。一方、陰極は、素子中に電子を注入するための電
極であり、この陰極としては、仕事関数の小さい（４ｅ
Ｖ以下）金属，合金，電気伝導性化合物及びこれらの混
合物を電極物質とするものが用いられる。このような電
極物質の具体例としては、ナトリウム，ナトリウム−カ
リウム合金，マグネシウム，リチウム，マグネシウム／
銅混合物，マグネシウム／銀合金，アルミニウム−リチ
ウム合金，Ａｌ／Ａｌ₂Ｏ₃混合物，インジウム，希土
類金属などが挙げられる。この陰極は、例えばこれらの
電極物質を真空蒸着やスパッタリングなどの方法によ
り、薄膜を形成させることにより、作製することができ
る。この電極より発光を取り出す場合には、発光に対す
る透過率を１０％より大きくすることが望ましく、また
電極としてのシート抵抗は数百Ω／□以下が好ましい。
さらに膜厚は材料にもよるが、通常１０ｎｍ〜１μｍ、
好ましくは５０〜２００ｎｍの範囲で選ばれる。

【００４０】本発明で使用するアントラセン誘導体、ナ
フタセン誘導体、ピレン誘導体及びペリレン誘導体の化
合物は、ＥＬ素子における材料として有効である。これ
らの化合物を発光層とする場合は、例えば蒸着法，スピ
ンコート法，キャスト法などの公知の方法によって、上
記化合物を薄膜化することにより形成することができる
が、特に分子堆積膜とすることが好ましい。ここで分子
堆積膜とは、該化合物の気相状態から沈着され形成され
た薄膜や、該化合物の溶液状態又は液相状態から固体化
され形成された膜のことであり、例えば蒸着膜などを示
すが、通常この分子堆積膜はＬＢ法により形成された薄
膜（分子累積膜）とは区別することができる。また、該
発光層は、特開昭５９−１９４３９３号公報などに開示
されているように、樹脂などの結着剤と該化合物とを、
溶剤に溶かして溶液としたのち、これをスピンコート法
などにより薄膜化し、形成することができる。このよう
にして形成された発光層の膜厚については特に制限はな
く、適宜状況に応じて選ぶことができるが、通常５ｎｍ
〜５μｍの範囲で選定される。

【００４１】この発光層に用いる上記各化合物は、一般
にイオン化エネルギーが6.０ｅＶ程度より小さいので、
適当な陽極金属又は陽極化合物を選べば、比較的正孔を
注入しやすい。また電子親和力は2.８ｅＶ程度より大き
いので、適当な陰極金属又は陰極化合物を選べば、比較
的電子を注入しやすい上、電子，正孔の輸送能力も優れ
ている。さらに固体状態の蛍光性が強いため、該化合物
やその会合体又は結晶などの電子と正孔の再結晶時に形
成された励起状態を光に変換する能力が大きい。

【００４２】本発明の有機ＥＬ素子の構成は、前記した
ように、各種の態様があり、前記（２）又は（３）の構
成のＥＬ素子における正孔注入輸送層は、正孔伝達化合
物からなる層であって、陽極より注入された正孔を発光
層に伝達する機能を有し、この正孔注入輸送層を陽極と
発光層との間に介在させることにより、より低い電界で
多くの正孔が発光層に注入される。その上、発光層に陰
極又は電子注入層より注入された電子は、発光層と正孔
注入輸送層の界面に存在する電子の障壁により、この発
光層内の界面付近に蓄積されＥＬ素子の発光効率を向上
させ、発光性能の優れたＥＬ素子とする。

【００４３】前記正孔注入輸送層に用いられる正孔伝達
化合物は、電界を与えられた２個の電極間に配置されて
陽極から正孔が注入された場合、該正孔を適切に発光層
へ伝達しうる化合物であって、例えば１０⁴〜１０⁶Ｖ
／ｃｍの電界印加時に、少なくとも１０^-6ｃｍ²／（Ｖ
・秒）の正孔移動度をもつものが好適である。このよう
な正孔伝達化合物については、前記の好ましい性質を有
するものであれば特に制限はなく、従来、光導電材料に
おいて、正孔の電荷輸送材として慣用されているものや
ＥＬ素子の正孔注入輸送層に使用される公知のものの中
から任意のものを選択して用いることができる。

【００４４】該電荷輸送材としては、例えばトリアゾー
ル誘導体（米国特許第３,1１２,1９７号明細書などに記
載のもの）、オキサジアゾール誘導体（米国特許第３,1
８９,4４７号明細書などに記載のもの）、イミダゾール
誘導体（特公昭３７−１６０９６号公報などに記載のも
の）、ポリアリールアルカン誘導体（米国特許第３,6１
５,4０2 号明細書，同３,8２０,9８9 号明細書，同３,5
４２,5４4 号明細書，特公昭４５−５５５号公報，同５
１−１０９８３号公報，特開昭５１−９３２２４号公
報，同５５−１７１０５号公報，同５６−４１４８号公
報，同５５−１０８６６７号公報，同５５−１５６９５
３号公報，同５６−３６６５６号公報などに記載のも
の）、ピラゾリン誘導体及びピラゾロン誘導体（米国特
許第３,1８０,7２9 号明細書，同４,2７８,7４6 号明細
書，特開昭５５−８８０６４号公報，同５５−８８０６
５号公報，同４９−１０５５３７号公報，同５５−５１
０８６号公報，同５６−８００５１号公報，同５６−８
８１４１号公報，同５７−４５５４５号公報，同５４−
１１２６３７号公報，同５５−７４５４６号公報などに
記載のもの）、フェニレンジアミン誘導体（米国特許第
３,6１５,4０4 号明細書，特公昭５１−１０１０５号公
報，同４６−３７１２号公報，同４７−２５３３６号公
報，特開昭５４−５３４３５号公報，同５４−１１０５
３６号公報，同５４−１１９９２５号公報などに記載の
もの）、アリールアミン誘導体（米国特許第３,5６７,4
５0 号明細書，同３,1８０,7０3 号明細書，同３,2４
０,5９7 号明細書，同３,6５８,5２0 号明細書，同４,2
３２,1０3 号明細書，同４,1７５,9６1 号明細書，同
４,0１２,3７６号明細書，特公昭４９−３５７０２号公
報，同３９−２７５７７号公報，特開昭５５−１４４２
５０号公報，同５６−１１９１３２号公報，同５６−２
２４３７号公報，西独特許第１,1１０,5１8 号明細書な
どに記載のもの）、アミノ置換カルコン誘導体（米国特
許第３,5２６,5０1 号明細書などに記載のもの）、オキ
サゾール誘導体（米国特許第３,2５７,2０3 号明細書な
どに記載のもの）、スチリルアントラセン誘導体（特開
昭５６−４６２３４号公報などに記載のもの）、フルオ
レノン誘導体（特開昭５４−１１０８３７号公報などに
記載のもの）、ヒドラゾン誘導体（米国特許第３,7１
７,4６2 号明細書，特開昭５４−５９１４３号公報，同
５５−５２０６３号公報，同５５−５２０６４号公報，
同５５−４６７６０号公報，同５５−８５４９５号公
報，同５７−１１３５０号公報，同５７−１４８７４９
号公報などに記載されているもの）、スチルベル誘導体
（特開昭６１−２１０３６３号公報，同６１−２２８４
５１号公報，同６１−１４６４２号公報，同６１−７２
２５５号公報，同６２−４７６４６号公報，同６２−３
６６７４号公報，同６２−１０６５２号公報，同６２−
３０２５５号公報，同６０−９３４４５号公報，同６０
−９４４６２号公報，同６０−１７４７４９号公報，同
６０−１７５０５２号公報などに記載のもの）などを挙
げることができる。

【００４５】これらの化合物を正孔伝達化合物として使
用することができるが、次に示すポルフィリン化合物
（特開昭６３−２９５６９５号公報などに記載のもの）
及び芳香族第三級アミン化合物及びスチリルアミン化合
物（米国特許第４,1２７,4１２号明細書，特開昭５３−
２７０３３号公報，同５４−５８４４５号公報，同５４
−１４９６３４号公報，同５４−６４２９９号公報，同
５５−７９４５０号公報，同５５−１４４２５０号公
報，同５６−１１９１３２号公報，同６１−２９５５５
８号公報，同６１−９８３５３号公報，同６３−２９５
６９５号公報などに記載のもの）、特に該芳香族第三級
アミン化合物を用いることが好ましい。

【００４６】該ポルフィリン化合物の代表例としては、
ポルフィリン；５，１０，１５，２０−テトラフェニル
−２１Ｈ，２３Ｈ−ポルフィリン銅（II）；５，１０，
１５，２０−テトラフェニル−２１Ｈ，２３Ｈ−ポルフ
ィリン亜鉛（II）；５，１０，１５，２０−テトラキス
（ペンタフルオロフェニル）−２１Ｈ，２３Ｈ−ポルフ
ィリン；シリコンフタロシアニンオキシド；アルミニウ
ムフタロシアニンクロリド；フタロシアニン（無金
属）；ジリチウムフタロシアニン；銅テトラメチルフタ
ロシアニン；銅フタロシアニン；クロムフタロシアニ
ン；亜鉛フタロシアニン；鉛フタロシアニン；チタニウ
ムフタロシアニンオキシド；マグネシウムフタロシアニ
ン；銅オクタメチルフタロシアニンなどが挙げられる。
また該芳香族第三級化合物及びスチリルアミン化合物の
代表例としては、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラフェニル
−（１，１’−ビフェニル）−４，４’−ジアミン；
Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジ
フェニル−〔１，１’−ビフェニル〕−４，４’−ジア
ミン；２，２−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニ
ル）プロパン；１，１−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミ
ノフェニル）シクロヘキサン；Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テ
トラ−ｐ−トリル−（１，１’−ビフェニル）−４，
４’−ジアミン；１，１−ビス（４−ジ−ｐ−トリルア
ミノフェニル）−４−フェニルシクロヘキサン；ビス
（４−ジメチルアミノ−２−メチルフェニル）フェニル
メタン；ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）フ
ェニルメタン；Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ジ
（４−メトキシフェニル）−（１，１’−ビフェニル）
−４，４’−ジアミン；Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラフ
ェニル−４，４’−ジアミノジフェニルエーテル；４，
４’−ビス（ジフェニルアミノ）クオードリフェニル；
Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリ（ｐ−トリル）アミン；４−（ジ−ｐ
−トリルアミン）−４’−〔４（ジ−ｐ−トリルアミ
ン）スチリル〕スチルベン；４−Ｎ，Ｎ−ジフェニルア
ミノ−（２−ジフェニルビニル）ベンゼン；３−メトキ
シ−４’−Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノスチルベン；Ｎ−
フェニルカルバゾールなどが挙げられる。

【００４７】上記ＥＬ素子における該正孔注入輸送層
は、これらの正孔伝達化合物一種又は二種以上からなる
一層で構成されてもよいし、あるいは、前記層とは別種
の化合物からなる正孔注入輸送層を積層したものであっ
てもよい。一方、前記（３）の構成のＥＬ素子における
電子注入層（電子注入輸送層）は、電子伝達化合物から
なるものであって、陰極より注入された電子を発光層に
伝達する機能を有している。このような電子伝達化合物
について特に制限はなく、従来公知の化合物の中から任
意のものを選択して用いることができる。該電子伝達化
合物の好ましい例としては、

【００４８】

【化１５】などのニトロ置換フルオレノン誘導体、

【００４９】

【化１６】

【００５０】などのチオピランジオキシド誘導体，

【００５１】

【化１７】

【００５２】などのジフェニルキノン誘導体〔「ポリマ
ー・プレプリント( Polymer Preprints)，ジャパン」第
３７巻，第３号，第６８１ページ（１９８８年）などに
記載のもの〕、あるいは

【００５３】

【化１８】

【００５４】などの化合物〔「ジャーナル・オブ・アプ
ライド・フィジックス（J.Apply.Phys．）」第２７巻，
第２６９頁（１９８８年）などに記載のもの〕や、アン
トラキノジメタン誘導体（特開昭５７−１４９２５９号
公報，同５８−５５４５０号公報，同６１−２２５１５
１号公報，同６１−２３３７５０号公報，同６３−１０
４０６１号公報などに記載のもの）、フレオレニリデン
メタン誘導体（特開昭６０−６９６５７号公報，同６１
−１４３７６４号公報，同６１−１４８１５９号公報な
どに記載のもの）、アントロン誘導体（特開昭６１−２
２５１５１号公報，同６１−２３３７５０号公報などに
記載のもの）また、次の一般式（Ａ）又は（Ｂ）

【００５５】

【化１９】

【００５６】（式中、Ａｒ¹〜Ａｒ³及びＡｒ⁵はそれ
ぞれ独立に置換又は無置換のアリール基を示し、Ａｒ⁴
は置換又は無置換のアリーレン基を示す。）で表される
電子伝達化合物が挙げられる。ここで、アリール基とし
てはフェニル基，ナフチル基，ビフェニル基，アントラ
ニル基，ペリレニル基，ピレニル基等が挙げられ、アリ
ーレン基としてはフェニレン基，ナフチレン基，ビフェ
ニレン基，アントラセニレン基，ペリレニレン基，ピレ
ニレン基等が挙げられる。また、置換基としては炭素数
１〜１０のアルキル基，炭素数１〜１０のアルコキシ基
又はシアノ基等が挙げられる。この一般式（Ａ）又は
（Ｂ）で表される化合物は、薄膜形成性のものが好まし
い。一般式（Ａ）又は（Ｂ）で表される化合物の具体例
としては、

【００５７】

【化２０】

【００５８】

【化２１】

【００５９】

【化２２】

【００６０】等が挙げられる。

【００６１】なお、正孔注入輸送層及び電子注入層は、
電荷の注入性，輸送性，障壁性のいずれかを有する層で
あり、上記した有機材料の他にＳｉ系，ＳｉＣ系，Ｃｄ
Ｓ系などの結晶性ないし非結晶性材料などの無機材料を
用いることもできる。有機材料を用いた正孔注入輸送層
及び電子注入層は発光層と同様にして形成することがで
き、無機材料を用いた正孔注入輸送層及び電子注入層は
真空蒸着法やスパッタリングなどにより形成できるが、
有機及び無機のいずれの材料を用いた場合でも発光層の
ときと同様の理由から真空蒸着法により形成することが
好ましい。

【００６２】次に、本発明のＥＬ素子を作製する好適な
方法の例を、各構成の素子それぞれについて説明する。
前記の陽極／発光層／陰極からなるＥＬ素子の作製法に
ついて説明すると、まず適当な基板上に、所望の電極物
質、例えば陽極用物質からなる薄膜を、１μｍ以下、好
ましくは１０〜２００ｎｍの範囲の膜厚になるように、
蒸着やスパッタリングなどの方法により形成させ、陽極
を作製したのち、この上に発光材料であるアントラセン
誘導体、ナフタセン誘導体、ピレン誘導体又はペリレン
誘導体の中から選ばれる少なくとも一種類の化合物の薄
膜を形成させ、発光層を設ける。該発光材料の薄膜化の
方法としては、例えばスピンコート法，キャスト法，蒸
着法などがあるが、均質な膜が得られやすく、かつピン
ホールが生成しにくいなどの点から、蒸着法が好まし
い。該発光材料の薄膜化に、この蒸着法を採用する場
合、その蒸着条件は、前述したように厳密に制御するこ
とが肝要であり、膜厚を５ｎｍ〜５μｍとすることが好
ましい。次にこの発光層の形成後、その上に陰極用物質
からなる薄膜を、１μｍ以下、好ましくは５０〜２００
ｎｍの範囲の膜厚になるように、例えば蒸着やスパッタ
リングなどの方法により形成させ、陰極を設けることに
より、所望のＥＬ素子が得られる。なお、このＥＬ素子
の作製においては、作製順序を逆にして、陰極，発光
層，陽極の順に作製することも可能である。

【００６３】また、一対の電極間に正孔注入輸送材料，
発光材料，電子注入材料を混合させた形で電極間に挟持
させ発光層とした、陽極／発光層／陰極からなる素子の
場合の作製方法としては、例えば適当な基板の上に、陽
極用物質からなる薄膜を形成し、正孔注入輸送材料，発
光材料，電子注入材料，ポリビニルカルバゾール等の結
着剤等からなる溶液を塗布するか、又はこの溶液から浸
漬塗工法により薄膜を形成させ発光層とし、その上に陰
極用物質からなる薄膜を形成させるものがある。ここ
で、作製した発光層上に、さらに発光層の材料となる素
子材料を真空蒸着し、その上に陰極用物質からなる薄膜
を形成させてもよい。あるいは、正孔注入輸送材料，電
子注入材料および発光材料を同時蒸着させ発光層とし、
その上に陰極用物質からなる薄膜を形成させてもよい。

【００６４】次に、陽極／正孔注入輸送層／発光層／陰
極から成るＥＬ素子の作製法について説明すると、ま
ず、陽極を前記のＥＬ素子の場合と同様にして形成した
のち、その上に、正孔伝達化合物から成る薄膜をスピン
コート法などにより形成し、正孔注入輸送層を設ける。
この際の条件は、前記発光材料の薄膜形成の条件に準じ
ればよい。次に、この正孔注入輸送層の上に、順次発光
層及び陰極を、前記ＥＬ素子の作製の場合と同様にして
設けることにより、所望のＥＬ素子が得られる。なお、
このＥＬ素子の作製においても、作製順序を逆にして、
陰極，発光層，正孔注入輸送層，陽極の順に作製するこ
とも可能である。さらに、陽極／正孔注入輸送層／発光
層／電子注入層／陰極から成るＥＬ素子の作製法につい
て説明すると、まず、前記のＥＬ素子の作製の場合と同
様にして、陽極，正孔注入輸送層，発光層を順次設けた
のち、この発光層の上に、電子伝達化合物から成る薄膜
をスピンコート法などにより形成して、電子注入層を設
け、次いでこの上に、陰極を前記ＥＬ素子の作製の場合
と同様にして設けることにより、所望のＥＬ素子が得ら
れる。なお、このＥＬ素子の作製においても、作製順序
を逆にして、陽極，電子注入層，発光層，正孔注入輸送
層，陽極の順に作製してもよい。

【００６５】このようにして得られた本発明の有機ＥＬ
素子に、直流電圧を印加する場合には、陽極を＋，陰極
を−の極性として電圧３〜４０Ｖ程度を印加すると、発
光が透明又は半透明の電極側より観測できる。また、逆
の極性で印加しても電流は流れずに発光は全く生じな
い。さらに、交流電圧を印加する場合には、正極が＋，
負極が−の状態になったときのみ発光する。なお、印加
する交流の波形は任意でよい。

【００６６】

【実施例】次に、本発明を実施例により、さらに詳しく
説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定
されるものではない。製造例１発光材料の製造発光材料として、下記の構造を有する４，４''−ビス
（２，２−ジフェニルビニル−１−イル）−ｐ−タ−フ
ェニレン（以下、ＤＰＶＴＰと略記する。）を製造し
た。

【００６７】

【化２３】

【００６８】アルゴンガス雰囲気下、１００ミリリット
ルの三つ口フラスコにベンゾフェノン1.０ｇ、及び次式
で示される構造を有するホスホン酸エステル1.２ｇをモ
レキュラーシーブを用いて乾燥させたジメチルスルホキ
シド３０ミリリットルに懸濁させた。

【００６９】

【化２４】

【００７０】この懸濁液を室温にて、カリウム−ｔ−ブ
トキシド0.５ｇを加えて反応させたところ、反応物は直
ちに赤茶色の懸濁液となった。その後、反応温度を２７
℃に保持し約１時間攪拌すると、この反応物は黄色の懸
濁液となった。更に、２時間攪拌した後、メタノール４
０ミリリットルを加えて黄色沈殿を濾取した。次いで、
この黄色沈殿物をトルエン１００ミリリットルに懸濁さ
せ、目的物を加熱抽出した後、トルエンを留去すること
により0.５ｇの白色粉末を得た。これをＤＰＶＴＰ−１
とした。この粉末をボート温度３２０℃、１０^-5ｔｏｒ
ｒの条件で昇華精製することにより、0.３８ｇの精製粉
末を得た。これをＤＰＶＴＰ−２とした。製造例２正孔注入材料の製造正孔注入材料として、下記の構造を有する４，４’，
４''−トリス−〔Ｎ−（ｍ−トリル）−Ｎ−フェニルア
ミノ〕トリフェニルアミン（以下、ＭＴＤＡＴＡと略記
する。）を製造した。

【００７１】

【化２５】

【００７２】３００ミリリットルの三つ口フラスコに
４，４’，４''−トリヨードトリフェニルアミン1.０
ｇ、Ｎ−（３−トリル）−Ｎ−フェニルアミン（アルド
リッチ社製）1.０ｇ、無水炭酸カリウム３ｇ及び銅粉1.
０ｇを加え、２００ミリリットルのジメチルスルホキシ
ドに溶解し２００℃で８時間攪拌して反応させた。反応
終了後、反応液を濾過し、母液を塩化メチレンで抽出し
た。そして、ロータリーエバポレーターで溶媒を留去
し、残渣をシリカゲル（広島和光純薬社製）を充填した
カラムクロマトでトルエンを展開溶媒として精製し、淡
黄色粉末0.３ｇを得た。これをＭＴＤＡＴＡ−１とし
た。これを更に、ボート温度３９０℃、１０^-5ｔｏｒｒ
の条件で３回昇華精製することにより、0.２４ｇの淡黄
色粉末を得た。これをＭＴＤＡＴＡ−２とした。製造例３正孔輸送材料の製造正孔輸送材料として、下記の構造を有するＮ，Ｎ’−ジ
−（ナフチル−１−イル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−
４，４''−ベンジジン（以下、ＮＰＤと略記する。）を
製造した。

【００７３】

【化２６】

【００７４】４，４’，４''−トリヨードトリフェニル
アミンの代わりに１−ヨードナフタレン（東京化成社
製）2.０ｇを、そして、Ｎ−（３−トリル）−Ｎ−フェ
ニルアミン（アルドリッチ社製）の代わりにＮ，Ｎ’−
ジフェニルベンジジン（広島和光純薬社製）1.０ｇを用
いた以外は、製造例２と同様に反応・精製を行い、0.３
７ｇの淡黄色粉末を得た。これを、ＮＰＤ−１とした。
これを更に、ボート温度３２０℃、１０^-5ｔｏｒｒの条
件で２回昇華精製することにより、0.３１ｇの淡黄色粉
末を得た。これをＮＰＤ−２とした。製造例４ドーパントの製造ドーパントとして、下記の構造を有する４，４’−ビス
−〔２−〔４−（Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ）フェニル
−１−イル〕−ビニル−１−イル〕−１，１’−ビフェ
ニル（以下、ＤＰＡＶＢｉと略記する。）を製造した。

【００７５】

【化２７】

【００７６】２００ミリリットルの三つ口フラスコに製
造例１で用いたホスホン酸エステル1.９ｇ、及びＮ，Ｎ
−ジフェニル−４−アミノベンズアルデヒド3.０ｇを加
え、モレキュラーシーブで乾燥させたジメチルスルホキ
シド５０ミリリットルに溶解させた。これをアルゴンガ
ス雰囲気下、室温にてマグネチックスタラーで攪拌しな
がら、カリウム−ｔ−ブトキシド（関東化学社製）1.０
ｇを粉末の状態で少量ずつ加えた。反応液は、直ちに赤
黒色を呈し、やがて退色し、緑黄色、後に黄土色の析出
物となった。反応後は、室温のまま更に３時間攪拌し
た。これを室温にて一晩放置した後、８０重量％メタノ
ール水溶液５０ミリリットルを徐々に加えた後、生成し
た黄色沈殿物を濾取し、８０重量％メタノール水溶液５
０ミリリットルにて２回洗浄し、更にメタノール５０ミ
リリットルにて２回洗浄した。これを５０℃にて３時間
真空乾燥を行ったところ、黄色粉末2.８ｇが得られた。
次に、シリカゲル（富士デヴィソン化学社製、商品名Ｂ
Ｗ−８２０ＭＨ）１４０ｇをトルエンにて充填したカラ
ムクロマトに、前記黄色粉末をトルエンを用いて展開
し、最初に展開する画分を集めた。なお、この際の薄層
クロマトグラフィー（展開溶媒トルエン：ｎ−ヘキサン
＝２：１（容量比）、シリカゲル薄層）では、移動率
（Rate of flow) Ｒ_f＝0.８であった。

【００７７】次に、目的物の含まれる画分を集め、溶媒
をエバポレーターにて留去して乾固させた。そして、こ
のようにして得られた黄色粉末をトルエン６０ミリリッ
トルに熱溶解させ、不溶解物はメンブランフィルター
（ＡＤＶＡＮＴＥＣ社製、１μｍ、２５ｍｍ）にて濾過
した。このトルエン溶液を室温にて放置し、得られた析
出物を濾取し、５０℃で２時間乾燥することにより黄色
粉末2.３ｇを得た。これを、ＤＰＡＶＢｉ−１とした。
これを更にもう一度、トルエン５０ミリリットルに熱溶
解させ、３回再結晶を繰り返した。その結果、黄色粉末
1.６ｇを得た。これを、ＤＰＡＶＢｉ−２とした。製造例５電子輸送材料の精製電子輸送材料として、下記の構造を有する同仁化学社製
のアルミニウム−トリス（８−ヒドロキシキノリノー
ル）（以下、Ａｌｑと略記する。）を用いた。

【００７８】

【化２８】

【００７９】同仁化学社製Ａｌｑ（これをＡｌｑ−１と
した）1.０ｇをボート温度３００℃、１０^-5ｔｏｒｒの
条件で２回昇華精製することにより、0.７ｇの黄色粉末
を得た。これをＡｌｑ−２とした。製造例１〜５で得ら
れた各化合物について、明細書本文に記載した方法に従
い、ＧＰＣ法による分析を行い、全体のピーク面積に対
するメインピーク面積の割合を求めた。結果を第１表に
示す。

【００８０】

【表１】

【００８１】実施例１２５ｍｍ×７５ｍｍ×1.１ｍｍのガラス基板上に蒸着法
により、厚さ１００ｎｍのインジウム−錫−酸化物膜
（Ｉｎ−Ｔｉ−Ｏ膜、以下ＩＴＯ膜と略記する）（陽極
に相当）を設け、これを透明支持基板とした。この透明
支持基板をイソプロピルアルコールで５分間超音波洗浄
し、更に純粋中で５分間超音波洗浄した後、ＵＶイオン
洗浄器（サムコインターナショナル社製）を用いて基板
温度１５０℃で２０分間洗浄した。この透明支持基板を
乾燥窒素ガスで乾燥して市販の蒸着装置（日本真空技術
社製）の基板ホルダーに固定した。また、この市販の蒸
着装置には複数のモリブデン製の抵抗加熱ボートが配設
され、それぞれ独立した抵抗加熱ボートにＭＴＤＡＴＡ
−１を２００ｍｇ、ＮＰＤ−１を２００ｍｇ、ＤＰＶＴ
Ｐ−２を２００ｍｇ、ＤＰＡＶＢｉ−１を２００ｍｇ、
Ａｌｑ−１を２００ｍｇ入れ、これらを蒸着用有機化合
物とした。

【００８２】この際、各抵抗加熱ボートと基板との距離
はＭＴＤＡＴＡ−１：２０ｃｍ、ＮＰＤ−１：２５ｃ
ｍ、ＤＰＶＴＰ−２：２５ｃｍ、ＤＰＡＶＢｉ−１：２
０ｃｍ、Ａｌｑ−１：２５ｃｍであった。蒸着用有機化
合物を抵抗加熱ボートに入れた後、真空槽を４×１０^-6
ｔｏｒｒ迄減圧し、ＭＴＤＡＴＡ−１の入った前記加熱
ボートに通電して３６０℃迄加熱し、蒸着速度１〜３Å
／秒で透明支持基板上に蒸着して６０ｎｍのＭＴＤＡＴ
Ａ−１層を設けた。そして、ＮＰＤ−１の入った前記加
熱ボートに通電して２６０℃迄加熱し、蒸着速度１〜３
Å／秒で、上記ＭＴＤＡＴＡ−１層の上に、ＮＰＤ−１
を蒸着して膜厚２０ｎｍのＮＰＤ−１層を設けた。次い
で、ＤＰＶＴＰ−２の入った前記加熱ボートとＤＰＡＶ
Ｂｉ−１の入った前記加熱ボートを同時に通電し、ＤＰ
ＶＴＰ−２とＤＰＡＶＢｉ−１から成る膜厚４０ｎｍの
発光層を形成した。この時の蒸着速度は、ＤＰＶＴＰ−
２が２８〜３０Å／秒であり、ＤＰＡＶＢｉ−１が１〜
1.３Å／秒であった。更に、Ａｌｑ−１の入った加熱ボ
ートに通電して、蒸着速度１〜３Å／秒で上記発光層の
上にＡｌｑ−１層を蒸着して、膜厚２０ｎｍのＡｌｑ−
１層を設けた。

【００８３】次に、これを真空槽から取り出し、上記電
子輸送層の上にステンレススチール製のマスクを配置
し、再度基板ホルダー上に固定した。次いで、アルミニ
ウム及びリチウム（Ａｌ−Ｌｉ）から成るリチウム濃度
５原子％の合金母材を陰極形成用の蒸着材料として用
い、蒸着時の真空度１×１０^-6ｔｏｒｒ、蒸着速度５〜
１０Å／秒の条件で蒸着し、膜厚１５０ｎｍの陰極を形
成した。以上のようにして得られた有機ＥＬ素子に、Ｉ
ＴＯ電極を正、Ａｌ−Ｌｉ合金電極を負にし、６Ｖの直
流電圧を印加したところ、均一な青色発光が得られた。
この有機ＥＬ素子の半減寿命（初期輝度３００ｃｄ／ｍ
²が１５０ｃｄ／ｍ²へと減衰する迄の時間）は、窒素
気流下、定電流駆動することにより測定した。この有機
ＥＬ素子の半減寿命を第２表に示した。一方、別途、前
記と同様にして、各透明支持基板上に各有機化合物層
（正孔注入層，正孔輸送層，発光層及び電子輸送層）を
形成させたのち、各透明支持基板上の各有機化合物層
を、たとえばトルエンなどの有機溶媒にて溶解させ、そ
れぞれについて、明細書本文記載の方法に従い、ＦＤ−
ＭＳ法により、質量分析スペクトルを測定し、前記ＩＲ
値及びΔＭ値を求めた。結果を第２表に示す。

【００８４】実施例２実施例１において、ＤＰＶＴＰ−２をＤＰＶＴＰ−１
に、またＭＴＤＡＴＡ−１をＭＴＤＡＴＡ−２に変えた
以外は実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
得られた有機ＥＬ素子に、ＩＴＯ電極を正、Ａｌ−Ｌｉ
合金電極を負にし、６Ｖの直流電圧を印加したところ、
均一な青色発光が得られた。この有機ＥＬ素子の半減寿
命を第２表に示した。また、実施例１と同様にして、各
有機化合物層のＩＲ値及びΔＭ値を求めた。結果を第２
表に示す。実施例３実施例１において、ＤＰＶＴＰ−２をＤＰＶＴＰ−１
に、またＮＰＤ−１をＮＰＤ−２に変えた以外は実施例
１と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。得られた有機
ＥＬ素子に、ＩＴＯ電極を正、Ａｌ−Ｌｉ合金電極を負
にし、６Ｖの直流電圧を印加したところ、均一な青色発
光が得られた。この有機ＥＬ素子の半減寿命を第２表に
示した。また、実施例１と同様にして、各有機化合物層
のＩＲ値及びΔＭ値を求めた。結果を第２表に示す。

【００８５】実施例４実施例１において、ＤＰＶＴＰ−２をＤＰＶＴＰ−１
に、またＤＰＡＶＢｉ−１をＤＰＡＶＢｉ−２に変えた
以外は実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
得られた有機ＥＬ素子に、ＩＴＯ電極を正、Ａｌ−Ｌｉ
合金電極を負にし、６Ｖの直流電圧を印加したところ、
均一な青色発光が得られた。この有機ＥＬ素子の半減寿
命を第２表に示した。また、実施例１と同様にして、各
有機化合物層のＩＲ値及びΔＭ値を求めた。結果を第２
表に示す。

【００８６】実施例５実施例１において、ＤＰＶＴＰ−２をＤＰＶＴＰ−１
に、またＡｌｑ−１をＡｌｑ−２に変えた以外は実施例
１と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。得られた有機
ＥＬ素子に、ＩＴＯ電極を正、Ａｌ−Ｌｉ合金電極を負
にし、６Ｖの直流電圧を印加したところ、均一な青色発
光が得られた。この有機ＥＬ素子の半減寿命を第２表に
示した。また、実施例１と同様にして、各有機化合物層
のＩＲ値及びΔＭ値を求めた。結果を第２表に示す。

【００８７】実施例６実施例１において、ＭＴＤＡＴＡ−１をＭＴＤＡＴＡ−
２に、ＮＰＤ−１をＮＰＤ−２に、ＤＰＡＶＢｉ−１を
ＤＰＡＶＢｉ−２に、更にＡｌｑ−１をＡｌｑ−２に変
えた以外は実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製し
た。得られた有機ＥＬ素子に、ＩＴＯ電極を正、Ａｌ−
Ｌｉ合金電極を負にし、６Ｖの直流電圧を印加したとこ
ろ、均一な青色発光が得られた。この有機ＥＬ素子の半
減寿命を第２表に示した。また、実施例１と同様にし
て、各有機化合物層のＩＲ値及びΔＭ値を求めた。結果
を第２表に示す。

【００８８】比較例１実施例１において、真空槽を４×１０^-6ｔｏｒｒまで減
圧する代わりに、６×１０^-5ｔｏｒｒまで減圧した以外
は、実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。得
られた有機ＥＬ素子に、ＩＴＯ電極を正、Ａｌ−Ｌｉ合
金電極を負にし、６Ｖの直流電圧を印加したところ、均
一な青色発光が得られた。この有機ＥＬ素子の半減寿命
を第２表に示した。また、実施例１と同様にして、各有
機化合物層のＩＲ値及びΔＭ値を求めた。結果を第２表
に示す。

【００８９】

【表２】

【００９０】〔注〕基板までの距離蒸着速度（ｃｍ）（Å／秒）ＭＴＤＡＴＡ−１，２２０１〜３ＮＰＤ−１，２２５１〜３ＤＰＶＴＰ−１，２２５４〜８ＤＰＡＶＢｉ−１，２２０ 0.１〜0.２Ａｌｑ−１，２２５１〜３

【００９１】

【表３】

【００９２】実施例７２５ｍｍ×７５ｍｍ×1.１ｍｍのガラス基板上に蒸着法
により、厚さ１００ｎｍのＩＴＯ膜を設け、これを透明
支持基板とした。この透明支持基板をイソプロピルアル
コールで５分間超音波洗浄し、純粋中で５分間超音波洗
浄した後、最後に再びイソプロピルアルコールで５分間
超音波洗浄した。次にこの透明支持基板を市販の蒸着装
置（日本真空技術社製）の基板ホルダーに固定した。こ
の蒸着装置には複数のモリブデン製の抵抗加熱ボートが
配設され、それぞれ独立した抵抗加熱ボートに正孔注入
材料としてＭＴＤＡＴＡを２００ｍｇ、正孔輸送材料と
してＮＰＤを２００ｍｇ、発光材料として下記化合物１
を２００ｍｇ、電子輸送材料としてＡｌｑを２００ｍｇ
入れ、これらを蒸着用有機化合物とした。

【００９３】

【化２９】

【００９４】上記ＭＴＤＡＴＡ、ＮＰＤ、化合物１、Ａ
ｌｑについて、ＧＰＣ法による分析を行い、全体のピー
ク面積に対するメインピーク面積の割合を求めたとこ
ろ、それぞれ９９．９％、１００％、９９．２％、１０
０％であった。蒸着用有機化合物を抵抗加熱ボートに入
れた後、真空槽を１×１０^-6ｔｏｒｒ迄減圧し、ＭＴＤ
ＡＴＡの入った前記加熱ボートに通電して３６０℃迄加
熱し、蒸着速度１〜３Å／秒で透明支持基板上に蒸着し
て６０ｎｍのＭＴＤＡＴＡ層を設けた。そして、ＮＰＤ
の入った前記加熱ボートに通電して２６０℃迄加熱し、
蒸着速度１〜３Å／秒で、上記ＭＴＤＡＴＡ層の上に、
ＮＰＤを蒸着して膜厚２０ｎｍのＮＰＤ層を設けた。次
いで、上記化合物１の入ったボートに通電し、加熱蒸発
して膜厚４０ｎｍの発光層を形成した。更に、Ａｌｑの
入った加熱ボートに通電して、膜厚２０ｎｍのＡｌｑ層
を設けた。次に、これを真空槽から取り出し、ステンレ
ススチール製のマスクを配置し、再度基板ホルダー上に
固定した。次いで、Ｍｇ：Ａｇを真空度１×１０^-6ｔｏ
ｒｒで蒸着し、膜厚１５０ｎｍのＭｇ：Ａｇ膜を形成し
有機ＥＬ素子を得た。以上のようにして得られた素子
に、ＩＴＯ膜を陽極、Ｍｇ：Ａｇ膜を陰極として、６Ｖ
の電圧を印加し、発光テストを行なったところ、青緑色
の均一発光が得られた。初期性能は、印加電圧６Ｖで電
流密度１０ｍＡ／ｃｍ²、輝度１００ｃｄ／ｍ²であっ
た。この素子を初期輝度１００ｃｄ／ｍ²にて窒素気流
中で定電流駆動させると、輝度が５０ｃｄ／ｍ²になる
半減寿命は１００時間以上であった。次に発光層を質量
分析したところ、酸化された（＋３２）ＦＤ−ＭＳのピ
ーク強度は、酸化されていないピーク強度に対して５％
以下であった。また、実施例１と同様にして、各有機化
合物層のＩＲ値及びΔＭ値を求めた。結果を第３表に示
す。

【００９５】比較例２実施例７において、発光材料（化合物１）の蒸着時の減
圧度を１×１０^-5ｔｏｒｒとした以外は同様にして有機
ＥＬ素子を作製した。また得られた有機ＥＬ素子につい
て発光テストをしたところ、初期性能に著しい差は観測
されなかったが、半減時間は１０時間しかなかった。次
に、発光層を質量分析したところ、酸化された（＋３
２）ＦＤ−ＭＳのピーク強度は、酸化されていないピー
ク強度に対して２８％であった。このように酸化物混入
が多かったため、実施例７の有機ＥＬ素子に比べ半減寿
命が低下したと考えられる。また、実施例１と同様にし
て、各有機化合物層のＩＲ値及びΔＭ値を求めた。結果
を第３表に示す。

【００９６】実施例８実施例７において、発光材料として下記化合物２を使用
した以外は同様にして有機ＥＬ素子を作製した。

【００９７】

【化３０】

【００９８】上記化合物２について、ＧＰＣ法による分
析を行い、全体のピーク面積に対するメインピーク面積
の割合を求めたところ９８．９％であった。得られた有
機ＥＬ素子について発光テストをしたところ、初期性能
は、印加電圧５Ｖで電流密度１０ｍＡ／ｃｍ²、輝度１
５０ｃｄ／ｍ²の青色の均一発光が得られた。この素子
を初期輝度１００ｃｄ／ｍ²にて窒素気流中で定電流駆
動させると、輝度が５０ｃｄ／ｍ²になる半減寿命は１
００時間以上であった。次に発光層を質量分析したとこ
ろ、酸化された（＋３２）ＦＤ−ＭＳのピーク強度は、
酸化されていないピーク強度に対して５％以下であっ
た。また、実施例１と同様にして、各有機化合物層のＩ
Ｒ値及びΔＭ値を求めた。結果を第３表に示す。

【００９９】比較例３実施例８において、発光材料の上記化合物２の蒸着温度
をその融点よりも５０℃高く設定し、蒸着速度を速くし
た以外は同様にして有機ＥＬ素子を作製した。得られた
有機ＥＬ素子について発光テストをしたところ、初期性
能は、印加電圧５Ｖで電流密度１２ｍＡ／ｃｍ²、輝度
７０ｃｄ／ｍ²の白色発光が得られた。この素子を初期
輝度１００ｃｄ／ｍ²にて窒素気流中で定電流駆動させ
ると、輝度が５０ｃｄ／ｍ²になる半減寿命は２時間で
あった。次に発光層を質量分析したところ、酸化された
（＋３２）ＦＤ−ＭＳのピーク強度は、酸化されていな
いピーク強度に対して３５％以上であった。このように
酸化物混入が多かったため、実施例８の有機ＥＬ素子に
比べ、発光色が青色から白色へ変化し、発光効率及び半
減寿命が低下したと考えられる。また、実施例１と同様
にして、各有機化合物層のＩＲ値及びΔＭ値を求めた。
結果を第３表に示す。比較例４実施例８において、発光材料として化合物２に最初から
酸化物が４０％（ＦＤ−ＭＳピーク強度比）混入してい
る化合物を使用した以外は同様にして有機ＥＬ素子を作
製した。得られた有機ＥＬ素子について発光テストをし
たところ、比較例３と同様に、白色の発光が観察され、
半減寿命も１．５時間と著しく低下した。また、実施例
１と同様にして、各有機化合物層のＩＲ値及びΔＭ値を
求めた。結果を第３表に示す。

【０１００】実施例９実施例７において、発光材料として下記化合物３を使用
した以外は同様にして有機ＥＬ素子を作製した。

【０１０１】

【化３１】

【０１０２】上記化合物３について、ＧＰＣ法による分
析を行い、全体のピーク面積に対するメインピーク面積
の割合を求めたところ９９．１％であった。得られた有
機ＥＬ素子について発光テストをしたところ、初期性能
は、印加電圧５Ｖで電流密度１０ｍＡ／ｃｍ²、輝度１
００ｃｄ／ｍ²の青色の均一発光が得られた。この素子
を初期輝度１００ｃｄ／ｍ²にて窒素気流中で定電流駆
動させると、輝度が５０ｃｄ／ｍ²になる半減寿命は１
００時間以上であった。次に発光層を質量分析したとこ
ろ、酸化された（＋３２）ＦＤ−ＭＳのピーク強度は、
酸化されていないピーク強度に対して５％以下であっ
た。また、実施例１と同様にして、各有機化合物層のＩ
Ｒ値及びΔＭ値を求めた。結果を第３表に示す。

【０１０３】比較例５実施例９において、発光材料の上記化合物３の蒸着温度
をその融点よりも５０℃高く設定し、蒸着速度を速くし
た以外は同様にして有機ＥＬ素子を作製した。得られた
有機ＥＬ素子について発光テストをしたところ、比較例
３と同様に、白色の発光が観察され、半減寿命も１時間
と著しく低下した。次に発光層を質量分析したところ、
酸化された（＋３２）ＦＤ−ＭＳのピーク強度は、酸化
されていないピーク強度に対して３５％以上であった。
また、実施例１と同様にして、各有機化合物層のＩＲ値
及びΔＭ値を求めた。結果を第３表に示す。

【０１０４】

【表４】

【０１０５】以上のように、アントラセン構造、ナフタ
セン構造、ピレン構造又はペリレン構造を含有する化合
物を有機ＥＬ素子構成化合物として用いる場合は、粉末
状態あるいは蒸着条件（真空度, 温度, 蒸着速度）によ
り容易に酸化物が混入される可能性があり、これら酸化
物含有量を制御することが有機ＥＬ素子の性能向上に非
常に重要である。

【０１０６】

【発明の効果】本発明の有機ＥＬ素子は、長時間の駆動
に対しても発光輝度が減衰することがなく、耐久性に優
れた実用的なものであって、例えば情報機器のディスプ
レイなどに好適に用いられる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０５Ｂ 33/22 Ｈ０５Ｂ 33/22 Ｄ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも有機発光層を有する有機化合
物層を陽極と陰極とからなる一対の電極で挟持してなる
有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記有機
化合物層の少なくとも一層の質量分析スペクトルが、式
（Ｉ）【数１】（ただし、Ｉ_Mはメインピークの強度、Ｉ_snは各サブピ
ークのうち、ｎ番目のピークの強度を示す。）の関係を
満たすことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス
素子。
【請求項２】有機化合物層の少なくとも一層の質量分
析スペクトルが、式（Ｉ）の関係を満たすとともに、式
（II）【数２】（ただし、Ｍ_MWはメインピークの質量、Ｓ_Mwnは各サブ
ピークのうち、ｎ番目のピークの質量を示す。）の関係
を満たす請求項１記載の有機エレクトロルミネッセンス
素子。
【請求項３】有機化合物層を形成するために用いる有
機化合物の中の少なくとも一つが、ゲルパーミエーショ
ンクトマトグラフィー法（ＧＰＣ法）による分析におい
て、全体のピーク面積に対するメインピーク面積の割合
が９８％以上のものである請求項１記載の有機エレクト
ロルミネッセンス素子。
【請求項４】少なくとも有機発光層を有する有機化合
物層を陽極と陰極とからなる一対の電極で挟持してなる
有機エレクトロルミネッセンス素子を製造するに当た
り、前記有機化合物層の少なくとも一層の質量分析スペ
クトルが、式（Ｉ）【数３】（ただし、Ｉ_Mはメインピークの強度、Ｉ_snは各サブピ
ークのうち、ｎ番目のピークの強度を示す。）の関係を
満たすように、蒸着により有機化合物層を形成させるこ
とを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子の製
造方法。
【請求項５】有機化合物層の少なくとも一層の質量分
析スペクトルが、式（Ｉ）の関係を満たすとともに、式
（II）【数４】（ただし、Ｍ_MWはメインピークの質量、Ｓ_Mwnは各サブ
ピークのうち、ｎ番目のピークの質量を示す。）の関係
を満たすように、有機化合物層を形成させる請求項４記
載の製造方法。
【請求項６】有機化合物層を形成するために用いる有
機化合物の中の少なくとも一つが、ゲルパーミエーショ
ンクトマトグラフィー法（ＧＰＣ法）による分析におい
て、全体のピーク面積に対するメインピーク面積の割合
が９８％以上のものである請求項４記載の製造方法。
【請求項７】有機化合物が、骨格構造の中に少なくと
も１つ以上のアントラセン構造、ナフタセン構造、ピレ
ン構造又はペリレン構造を含有する化合物であることを
特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の有機エレク
トロルミネッセンス素子。
【請求項８】有機化合物が、骨格構造の中に少なくと
も１つ以上のアントラセン構造、ナフタセン構造、ピレ
ン構造又はペリレン構造を含有する化合物であることを
特徴とする請求項４〜６のいずれかに記載の製造方法。
【請求項９】少なくとも有機発光層を有する有機化合
物層を陽極と陰極とからなる一対の電極で挟持してなる
有機エレクトロルミネッセンス素子を製造するに当た
り、有機化合物層を形成するために用いる有機化合物の
粉末の質量分析スペクトルが、式（Ｉ）【数５】（ただし、Ｉ_Mはメインピークの強度、Ｉ_snは各サブピ
ークのうち、ｎ番目のピークの強度を示す。）の関係を
満たすとともに、式（II）【数６】（ただし、Ｍ_MWはメインピークの質量、Ｓ_Mwnは各サブ
ピークのうち、ｎ番目のピークの質量を示す。）の関係
を満たすことを特徴とする有機エレクトロルミネッセン
ス素子の製造方法。
【請求項１０】蒸着時の真空度が１０^-5〜１０^-7ｔｏ
ｒｒである請求項４記載の製造方法。
【請求項１１】蒸着時における被蒸着基板と蒸着すべ
き物質との距離が５〜６０ｃｍである請求項４記載の製
造方法。
【請求項１２】蒸着速度が0.１〜４０Å／秒である請
求項４記載の製造方法。