JP3227784B2 - 有機電界発光素子 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は有機電界発光素子に関す
るものであり、詳しくは、有機化合物から成る正孔輸送
層と電子輸送層との組合せにより電界をかけて光を放出
する薄膜型デバイスに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、薄膜型の電界発光素子としては、
無機材料のII−VI族化合物半導体であるＺｎＳ、Ｃａ
Ｓ、ＳｒＳ等に、発光中心であるＭｎや希土類元素（Ｅ
ｕ、Ｃｅ、Ｔｂ、Ｓｍ等）をドープしたものが一般的で
あるが、上記の無機材料から作製した電界発光素子は下
記のような問題点を有している。 （１）交流駆動が必要（５０〜１０００Ｈｚ）である。 （２）駆動電圧が高い（〜２００Ｖ）。 （３）フルカラー化が困難（特に青色が問題）である。 （４）周辺駆動回路のコストが高い。

【０００３】しかし、近年、上記問題点の改良のため、
有機材料を用いた電界発光素子の開発が行われるように
なった。発光層の材料としては以前から知られていたア
ントラセンやピレン等の他に、シアニン色素（J. Chem.
Soc., Chem. Commun., ５５７頁，１９８５年）、ピラ
ゾリン（Mol. Crys. Liq. Cryst., １３５巻，３５５
頁，１９８６年）、ペリレン（Jpn. J. Appl. Phys.,
２５巻，Ｌ７７３頁，１９８６年）、あるいは、クマリ
ン系化合物やテトラフェニルブタジエン（特開昭５７−
５１７８１号公報）などが報告されている。

【０００４】さらに、発光効率を高めるために電極から
のキャリアー注入の効率向上を目的として、電極種類の
最適化や、有機正孔輸送層と有機蛍光体からなる発光層
を設ける工夫（特開昭５７−５１７８１号公報、特開昭
５９−１９４３９３号公報、特開昭６３−２９５６９５
号公報、Appl. Phys. Lett., ５１巻，９１３頁，１９
８７年）等が行われている。上記の有機正孔輸送層と発
光層（この場合発光層は電子輸送層を兼ねている）の２
層構造では、従来の単層型と比較して発光効率の大幅な
改善がなされている。

【０００５】また、素子の発光効率を向上させるととも
に発光色を変える目的で、８−ヒドロキシキノリンのア
ルミニウム錯体をホスト材料として、クマリン等のレー
ザ用蛍光色素をドープすること（J. Appl. Phys., ６５
巻，３６１０頁，１９８９年）も行われている。以上に
示したような有機電界発光素子においては、発光性能
（駆動電圧と発光効率）がまだ十分とは言えない。特
に、駆動電圧を低下させるためには、有機正孔輸送層に
陽極からの正孔注入を容易にする様なイオン化ポテンシ
ャルの小さい有機正孔輸送材料が必要である。例えば、
特開昭６３−２９５６９５号公報に開示されている様な
フタロシアニン化合物を、陽極からの正孔注入を促進す
る目的で、有機正孔輸送層と陽極の間に有機正孔注入層
として挿入することが示されている。

【０００６】しかしながら、これらの化合物は可視光領
域に大きな吸収を有するために発光効率の低下をもたら
すとともに、発光スペクトル自体も変化してしまう。従
って、有機電界発光素子のフルカラー表示への応用を考
えた場合、フタロシアニンまたはポルフィリン化合物を
有機正孔注入層として用いることは好ましい方法ではな
い。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】これまでに開示されて
いる有機電界発光素子では、電界発光は注入された正孔
および電子の再結合によりもたらされる。しかしなが
ら、一般にキャリアの注入は、正孔の場合、陽極と有機
正孔輸送層との界面での注入障壁を乗り越えて行われな
ければならない。この正孔注入の障壁のために高電界が
必要となり、結果として素子の駆動電圧が高くなり、発
光性能、特に、発光効率が不十分であり、また、界面の
不安定性に起因する動作の不安定性もみられ、更なる改
良検討が望まれていた。

【０００８】本発明者等は上記実状に鑑み、低電圧にお
いて高い発光効率で駆動させることができる有機電界発
光素子を提供することを目的として鋭意検討した結果、
有機正孔輸送層が特定の化合物を含有することが好適で
あることを見い出し、本発明を完成するに至った。

【０００９】

【課題を解決する手段】すなわち、本発明の要旨は、順
次に、陽極、有機正孔輸送層、有機電子輸送層、陰極が
積層された有機電界発光素子において、有機正孔輸送層
が、置換基を有していても良いトリアリールアミンをホ
スト材料とし、該ホスト材料にフラーレン類をドープし
てなることを特徴とする、有機電界発光素子に存する。
以下、本発明の有機電界発光素子について添付図面に従
い説明する。

【００１０】図１は本発明の有機電界発光素子の構造例
を模式的に示す断面図であり、１は基板、２ａ、２ｂは
導電層、３はフラーレン類がドープされる有機正孔輸送
層、４は有機電子輸送層を各々表わす。基板１は本発明
の有機電界発光素子の支持体となるものであり、石英や
ガラスの板、金属板や金属箔、プラスチックフィルムや
シートなどが用いられるが、ガラス板や、ポリエステ
ル、ポリメタアクリレート、ポリカーボネート、ポリサ
ルホン等の透明な合成樹脂基板が好ましい。

【００１１】基板１上には導電層２ａが設けられるが、
この導電層２ａとしては通常、アルミニウム、金、銀、
ニッケル、パラジウム、テルル等の金属、インジウムお
よび／またはスズの酸化物などの金属酸化物やヨウ化
銅、カーボンブラックあるいはポリ（３−メチルチオフ
ェン）等の導電性樹脂等により構成される。導電層の形
成は通常、スパッタリング法、真空蒸着法等により行わ
れることが多いが、銀等の金属微粒子あるいはヨウ化
銅、カーボンブラック、導電性の金属酸化物微粒子、導
電性樹脂微粉末等の場合には、適当なバインダー樹脂溶
液に分散し、基板上に塗布することにより形成すること
もできる。さらに、導電性樹脂の場合は電界重合により
直接基板上に薄膜を形成することもできる。上記の導電
層は異なる物質で積層することも可能である。

【００１２】導電層２ａの厚みは、必要とする透明性に
より異なるが、透明性が必要とされる場合は、可視光の
透過率が６０％以上、好ましくは８０％以上透過するこ
とが望ましく、この場合、厚みは、通常、５０〜１００
００Å、好ましくは１００〜５０００Å程度である。不
透明でよい場合は導電層２ａは基板１と同一でもよい。
また、さらには上記の導電層を異なる物質で積層するこ
とも可能である。

【００１３】第１図の例では、導電層２ａは陽極（アノ
ード）として正孔注入の役割を果たすものである。一
方、導電層２ｂは陰極（カソード）として有機電子輸送
層４に電子を注入する役割を果たす。導電層２ｂとして
用いられる材料は、前記導電層２ａ用の材料を用いるこ
とが可能であるが、効率よく電子注入を行なうには、仕
事関数の低い金属が好ましく、スズ、マグネシウム、イ
ンジウム、アルミニウム、銀等の適当な金属またはそれ
らの合金が用いられる。導電層２ｂの膜厚は通常、導電
層２ａと同様である。また、図１には示してはいない
が、導電層２ｂの上にさらに基板１と同様の基板を設け
ることもできる。但し、導電層２ａと２ｂの少なくとも
一方は透明性の良いことが電界発光素子としては必要で
ある。このことから、導電層２ａと２ｂの一方は、１０
０〜５０００Åの膜厚であることが好ましく、透明性の
良いことが望まれる。

【００１４】導電層２ａの上には有機正孔輸送層３が設
けられるが、有機正孔輸送層３は、電界を与えられた電
極間において陽極からの正孔を効率よく有機電子輸送層
の方向に輸送することができる材料より形成される。有
機正孔輸送化合物としては、導電層２ａからの正孔注入
効率が高く、かつ、注入された正孔を効率よく輸送する
ことができる化合物であることが必要である。そのため
には、イオン化ポテンシャルが小さく、しかも正孔移動
度が大きく、さらに安定性にすぐれ、トラップとなる不
純物が製造時や使用時に発生しにくい化合物であること
が要求される。

【００１５】このような正孔輸送化合物としては、例え
ば、特開昭５９−１９４３９３号公報および米国特許第
４,１７５,９６０号の第１３〜１４欄に解説されるＮ，
Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−（３−メチルフェニル）
−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）シク
ロヘキサン：４，４’−ビス（ジフェニルアミノ）クワ
ドロフェニルなどの芳香族アミン系化合物、特開平２−
３１１５９１号公報に示されるヒドラゾン化合物、米国
特許第４,９５０,９５０号公報に示されるシラザン化合
物等が挙げられる。これらの化合物は、単独で用いる
か、必要に応じて各々混合して用いてもよい。上記の化
合物以外に、ポリビニルカルバゾールやポリシラン（Ap
pl. Phys. Lett., ５９巻，２７６０頁，１９９１年）
等の高分子化合物が挙げられる。

【００１６】有機正孔輸送層３は塗布法あるいは真空蒸
着法により前記導電層２ａ上に積層することにより形成
される。塗布の場合は、有機正孔輸送化合物を１種また
は２種以上と必要により正孔のトラップにならないバイ
ンダー樹脂や、レベリング剤等の塗布性改良剤等の添加
剤を添加し溶解した塗布溶液を調整し、スピンコート法
等の方法により導電層２ａ上に塗布し、乾燥して有機正
孔輸送層３を形成する。バインダー樹脂としては、ポリ
カーボネート、ポリアリレート、ポリエステル等が挙げ
られる。バインダー樹脂は添加量が多いと正孔移動度を
低下させるので少ない方が望ましく、５０重量％以下が
好ましい。

【００１７】真空蒸着法の場合には、有機正孔輸送材料
を真空容器内に設置されたルツボに入れ、真空容器内を
適当な真空ポンプで１０^-6Ｔｏｒｒにまで排気した後、
ルツボを加熱して、正孔輸送材料を蒸発させ、ルツボと
向き合って置かれた基板上に層を形成する。有機正孔輸
送層の膜厚は、通常、１００〜３０００Å、好ましくは
３００〜１０００Åである。このように薄い膜を一様に
形成するためには、真空蒸着法がよく用いられる。

【００１８】前記の有機正孔輸送材料は、電極からのキ
ャリアの注入がなければそれ自体絶縁体であり、キャリ
アはほとんど持たないと考えられる。一般に、導電層２
ａと有機正孔輸送層３との間には正孔注入障壁が存在
し、この注入障壁は有機正孔輸送層３のイオン化ポテン
シャルと導電層２ａの仕事関数の差であると考えること
が出来る。従って、与えられた陽極（導電層２ａ）材料
に対しては有機正孔輸送層３のイオン化ポテンシャルは
出来るだけ小さいことが望ましい。

【００１９】陽極にはインジウム・スズ酸化物（以下Ｉ
ＴＯと略す）が通常使われるが、市販されているＩＴＯ
ガラス（ＨＯＹＡ（株）製で、ガラスの材質はＮＡ−４
０、ＩＴＯ膜厚は１２００Å）の仕事関数は４．７０ｅ
Ｖである。仕事関数の測定は理研計器（株）製の紫外線
光電子分析装置（ＡＣ−１型）で行なった。有機正孔輸
送層として、例えば、芳香族ジアミンであるＮ，Ｎ’−
ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−（３−メチルフェニル）−１，
１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン（通称ＴＰＤ）
（Jpn. J. Appl. Phys., ２７巻，Ｌ２６９頁，１９８
８年）のイオン化ポテンシャルを前記ＡＣ−１で同様に
して測定したところ５．２３ｅＶであった。従って、こ
の場合の正孔注入障壁は０．５３ｅＶと見積られる。

【００２０】以上の結果から陽極（導電層２ａ）から有
機正孔輸送層４への正孔注入障壁を越えるのに高電界を
要する。また、それに伴って電圧降下が陽極／有機正孔
輸送層界面で生じるので、素子の駆動時にジュール発熱
が上記界面に集中し、素子の動作の不安定性や劣化の原
因となる。この正孔注入障壁を小さくすれば、素子の駆
動電圧を低くすることが出来る。このことを達成する一
つの方法として、イオン化ポテンシャルのより小さな材
料を有機正孔注入層として有機正孔輸送層３と導電層２
ａの間に挿入することが考えられる。この構造を有する
有機電界発光素子における有機正孔注入層材料として
は、例えば、特開昭６３−２９５６９５号公報に開示さ
れている様なフタロシアニン化合物が挙げられる。しか
しながら、これらの化合物は可視光領域に大きな吸収を
有する。ガラス基板上に５００Å程度の膜厚で真空蒸着
した無金属フタロシアニン（Ｈ₂−Ｐｃ）蒸着膜と銅フ
タロシアニン（ＣｕＰｃ）蒸着膜の吸収スペクトルを図
２に各々示す。

【００２１】発光層を兼ねる有機電子輸送層４からの光
は、通常、この有機正孔注入層を通してガラス基板側か
ら取り出すので、前述の特許の実施例に示されているよ
うに、３５０Å程度の膜厚のフタロシアニン正孔注入層
を設けると、出力光は４００ｎｍから５５０ｎｍの波長
領域にかけて９０％まで吸収されてしまうとともに、発
光スペクトル自体も変化してしまう。

【００２２】従って、有機電界発光素子のフルカラー表
示への応用を考えた場合、フタロシアニンまたはポルフ
ィリン化合物を有機正孔注入層として用いることは好ま
しい方法ではない。本発明においては、有機電界発光素
子の前述の有機正孔輸送層のドープ材料としてフラーレ
ン類を用いることにより、優れた発光特性、特に駆動電
圧の低下と発光効率の向上が達成される。

【００２３】ここでいうフラーレン類とは、Kroto らに
よって発見されたＣ₆₀（Nature, ３１８巻，１６２頁，
１９８５年）を代表とするカーボンクラスター化合物で
あり、Ｃ₆₀以外にはＣ₇₀、Ｃ₇₆、Ｃ₇₈、Ｃ₈₂、Ｃ₈₄、Ｃ
₉₀、Ｃ₉₆（Chem. Lett., １６０７頁, １９９１年；Ｓ
ｃｉｅｎｃｅ，２５２巻，５４８頁，１９９１年；化
学，４６巻，８３１頁，１９９１年）等が挙げられる。

【００２４】これらの製造法に関しては、例えば、サッ
カーボール分子と呼ばれるＣ₆₀は、１００Ｔｏｒｒ程度
のＨｅ雰囲気中で、黒鉛棒を通電加熱するか、あるいは
２本の黒鉛棒間でアーク放電させ、生成するススからベ
ンゼンや二硫化炭素等を溶媒として抽出分離される。溶
液中のサイクリックボルタンメトリー測定によると、Ｃ
₆₀の第一還元電位は−０．４４Ｖ（Ｅ1/2 vs. ＳＣ
Ｅ）、またＣ₇₀については−０．４１Ｖ（Ｅ1/2vs. Ｓ
ＣＥ）と報告されており（J. Am. Chem. Soc., １１３
巻，４３６４頁，１９９１年）、このことから大きな電
子親和力を有することが予想される。この様に大きな電
子親和力を有するフラーレン類を電子供与性である有機
正孔輸送材料中にドープすると、フラーレン類は電子受
容体となって電子移動が起き、有機正孔輸送材料中にフ
リーキャリアである正孔があらたに生成されると考えら
れる。

【００２５】また、フラーレン類は陽極との界面で正孔
注入障壁を低下させるとも考えられるが、いずれにして
も、結果として、低電圧でも発光に十分な電流を流すこ
とが可能となり、発光効率もそれに伴って向上する。さ
らには、有機正孔輸送層の膜厚を大きくすることによっ
て素子の短絡を起こりにくくすることも可能である。こ
れらのフラーレン類は、前記有機正孔輸送層にドープさ
れる場合、単独で用いてもよく、混合して用いてもよ
い。また、フラーレン類はその強いファン・デル・ワー
ルス力により、ドープされるとホスト材料である有機正
孔輸送層の膜状態を安定化する効果も有する。

【００２６】フラーレン類がドープされる領域は有機正
孔輸送層全体、あるいはその一部分であってもよく、例
えば、図３に示すように、有機正孔輸送層の陽極側の部
分にドープしてもよい。有機正孔輸送層を構成するホス
ト材料に対してフラーレン類がドープされる量は、１０
^-3〜１０モル％が好ましい。

【００２７】フラーレン類を有機正孔輸送層３にドープ
するためには、塗布法あるいは真空蒸着法が用いられ、
これらの方法により前記導電層２ａの上に形成される。
塗布の場合は、有機正孔輸送化合物と、フラーレン類、
さらに必要により、正孔のトラップや発光の消光剤とな
らないバインダー樹脂や、レベリング剤等の塗布性改良
剤等の添加剤を添加し溶解した塗布溶液を調整し、スピ
ンコート法等の方法により導電層２ａ上に塗布し、乾燥
して有機電子輸送層３を形成する。

【００２８】バインダー樹脂としては、ポリカーボネー
ト、ポリアリレート、ポリエステル等が挙げられる。バ
インダー樹脂は添加量が多いと電子移動度を低下させる
ので、少ない方が望ましく、５０重量％以下が好まし
い。真空蒸着法の場合には、有機正孔輸送材料を真空容
器内に設置されたるつぼに入れ、フラーレン類を別のる
つぼに入れ、真空容器内を適当な真空ポンプで１０ ^-6Ｔ
ｏｒｒ程度にまで排気した後、各々のるつぼを同時に加
熱して蒸発させ、るつぼと向き合って置かれた基板上に
層を形成する。また、他の方法として、上記の材料を予
め所定比で混合したものを同一のるつぼを用いて蒸発さ
せてもよい。

【００２９】有機正孔輸送層３の上には有機電子輸送層
４が設けられるが、有機電子輸送層は、電界を与えられ
た電極間において陰極からの電子を効率よく正孔輸送層
の方向に輸送することができる化合物より形成される。
有機電子輸送化合物としては、導電層２ｂからの電子注
入効率が高く、かつ、注入された電子を効率よく輸送す
ることができる化合物であることが必要である。そのた
めには、電子親和力が大きく、しかも電子移動度が大き
く、さらに安定性にすぐれトラップとなる不純物が製造
時や使用時に発生しにくい化合物であることが要求され
る。

【００３０】このような条件を満たす材料としては、テ
トラフェニルブタジエンなどの芳香族化合物（特開昭５
７−５１７８１号公報）、８−ヒドロキシキノリンのア
ルミニウム錯体などの金属錯体（特開昭５９−１９４３
９３号公報）、シクロペンタジエン誘導体（特開平２−
２８９６７５号公報）、ペリノン誘導体（特開平２−２
８９６７６号公報）、オキサジアゾール誘導体（特開平
２−２１６７９１号公報）、ビススチリルベンゼン誘導
体（特開平１−２４５０８７号公報、同２−２２２４８
４号公報）、ペリレン誘導体（特開平２−１８９８９０
号公報、同３−７９１号公報）、クマリン化合物（特開
平２−１９１６９４号公報、同３−７９２号公報）、希
土類錯体（特開平１−２５６５８４）、ジスチリルピラ
ジン誘導体（特開平２−２５２７９３号公報）、ｐ−フ
ェニレン化合物（特開平３−３３１８３号公報）、チア
ジアゾロピリジン誘導体（特開平３−３７２９２号公
報）、ピロロピリジン誘導体（特開平３−３７２９３号
公報）、ナフチリジン誘導体（特開平３−２０３９８２
号公報）等が挙げられる。

【００３１】これらの化合物を用いた場合は、有機電子
輸送層は電子を輸送する役割と、正孔と電子の再結合の
際に発光をもたらす役割を同時に果しており、発光層を
兼ねている。有機正孔輸送化合物が発光機能を有する場
合は、有機電子輸送層は電子を輸送する役割だけを果た
す。

【００３２】素子の発光効率を向上させるとともに発光
色を変える目的で、例えば、８−ヒドロキシキノリンの
アルミニウム錯体をホスト材料として、クマリン等のレ
ーザ用蛍光色素をドープすること（J. Appl. Phys., ６
５巻，３６１０頁，１９８９年）も行われている。本発
明においても上記の有機電子輸送材料をホスト材料とし
て各種の蛍光色素を１０^-3〜１０モル％ドープすること
により、素子の発光特性をさらに向上させることができ
る。

【００３３】有機電子輸送層４の膜厚は、通常、１００
〜２０００Å、好ましくは３００〜１０００Åである。
有機電子輸送層も有機正孔輸送層と同様の方法で形成す
ることができるが、通常は真空蒸着法が用いられる。有
機電界発光素子の発光効率をより向上させる方法とし
て、有機電子輸送層４の上にさらに他の有機電子輸送層
５を積層することが考えられる（図４参照）。この有機
電子輸送層５に用いられる化合物には、陰極からの電子
注入が容易で、電子の輸送能力がさらに大きいことが要
求される。この様な有機電子輸送材料としては、

【００３４】

【化１】 等のジフェニルキノン誘導体、

【００３５】

【化２】 等のペリレンテトラカルボン酸誘導体（Jpn. J. Appl.
Phys., ２７巻，Ｌ２６９頁，１９８８年）、

【００３６】

【化３】

【００３７】等のオキサジアゾール誘導体（Appl. Phy
s. Lett., ５５巻，１４８９頁，１９８９年）等が挙げ
られる。有機電子輸送層５の膜厚は、通常、１００〜２
０００Å、好ましくは３００〜１０００Åである。本発
明においては、以上のように有機電界発光素子のドープ
材料として、フラーレン類を用いることにより、優れた
発光特性が達成される。

【００３８】尚、図１とは逆の構造、すなわち、基板上
に導電層２ｂ、有機電子輸送層４、有機正孔輸送層３、
導電層２ａの順に積層することも可能であり、既述した
様に少なくとも一方が透明性の高い２枚の基板の間に本
発明の有機電界発光素子を設けることも可能である。ま
た、同様に、図３または図４とは逆の構造に積層するこ
とも可能である。

【００３９】

【実施例】次に、本発明を実施例によって更に具体的に
説明するが、本発明はその要旨を越えない限り、以下の
実施例の記載に限定されるものではない。 実施例１ 図３に示す構造を有する有機電界発光素子を以下の方法
で作製した。

【００４０】ガラス基板上にインジウム・スズ酸化物
（ＩＴＯ）透明導電膜を１２００Å堆積したものをアセ
トンで超音波洗浄、純水で水洗、イソプロピルアルコー
ルで超音波洗浄、乾燥窒素で乾燥、ＵＶ／オゾン洗浄を
行った後、真空蒸着装置内に設置して、装置内の真空度
が２×１０^-6Ｔｏｒｒ以下になるまで油拡散ポンプを用
いて排気した。

【００４１】有機正孔輸送層材料として、下記に示す芳
香族ジアミン化合物（Ｈ１）（通称ＴＰＤ）と、

【００４２】

【化４】

【００４３】ドープする材料としてＣ₆₀とＣ₇₀の混合物
（米テキサス・フラーレンズ社製、Ｃ ₆₀が８０％）を昇
華精製したものを、各々、別々のるつぼを用いて、るつ
ぼの周囲のタンタル線ヒーターで同時に加熱して蒸着を
行った。この時の各々のるつぼの温度は、芳香族ジアミ
ン化合物（Ｈ１）に対しては１６０〜１７０℃の範囲
で、Ｃ₆₀とＣ₇₀の混合物に対しては４００〜４５０℃で
制御した。蒸着時の真空度は３×１０^-6Ｔｏｒｒで、蒸
着時間は２分２０秒であった。結果として、膜厚３０５
ÅでＣ₆₀とＣ₇₀の混合物が全体で０．８モル％ドープさ
れた有機正孔輸送層３ａを得た。

【００４４】続いて、Ｃ₆₀とＣ₇₀の混合物をドープしな
いで芳香族ジアミン化合物（Ｈ１）を前述と同様にして
３００Åの膜厚で有機正孔輸送層３ｂを上記有機正孔輸
送層３ａの上に積層した。次に、有機電子輸送層の材料
として、以下の構造式に示すアルミニウムの８−ヒドロ
キシキノリン錯体、Ａl(Ｃ₉Ｈ₆ＮＯ)₃（Ｅ１）を上記有
機正孔輸送層３ｂの上に同様にして蒸着を行なった。

【００４５】

【化５】

【００４６】この時のるつぼの温度は２３０〜２７０℃
の範囲で制御した。蒸着時の真空度は２×１０^-6Ｔｏｒ
ｒ、蒸着時間は３分３０秒、膜厚は７５０Åであった。
この層は発光層としての役割を果たす。最後に陰極とし
て、マグネシウムと銀の合金電極を２元同時蒸着法によ
って膜厚１５００Åで蒸着した。蒸着はモリブデンボー
トを用いて、真空度は３×１０ ^-6Ｔｏｒｒ、蒸着時間は
４分３０秒で光沢のある膜が得られた。マグネシウムと
銀の原子比は１０：１．７であった。

【００４７】このようにして作製した有機電界発光素子
のＩＴＯ電極（陽極）にプラス、マグネシウム・銀合金
電極（陰極）にマイナスの直流電圧を印加して測定した
発光特性の結果を表−１に示す。この素子は一様な黄緑
色の発光を示し、発光のピーク波長は５６０ｎｍであっ
た。この素子の発光輝度−電圧特性を図５に、発光効率
−電圧特性を図６に示す。

【００４８】実施例２ 有機正孔輸送層３ａにドープする前記フラーレン混合物
の濃度を４．７モル％としたこと以外は実施例１と同様
にして素子を作製した。この素子の発光特性を表−１に
示す。 実施例３ 有機正孔輸送層３ａの膜厚を１００Åとし、前記フラー
レン混合物のドープ濃度を２．３％としたこと以外は実
施例１と同様にして素子を作製した。この素子の発光特
性を表−１に示す。

【００４９】比較例１ 有機正孔輸送層に前記フラーレン混合物をドープしない
で、有機正孔輸送層３の膜厚を６００Åとしたこと以外
は実施例１と同様にして、図１に示す構造の有機電界発
光素子を作製した。この素子の発光特性の測定結果を表
−１に、発光輝度−電圧特性を図５に、発光効率−電圧
特性を図６に示す。この素子は５６０ｎｍに発光ピーク
波長をもつ緑色の一様な発光を示した。

【００５０】

【表１】 ・Ｖ₁₀₀＝輝度が１００ｃｄ／ｍ²となる電圧 ・発光効率は実用輝度（１００ｃｄ／ｍ²）での値 実施例４ 実施例１で作製した素子の輝度−電流特性の傾きから評
価した外部量子効率に対応する値は、比較例１の素子と
比べると１．８倍になっていた。実施例１で作製した素
子は真空中で３０日間保存した後も、発光輝度と発光効
率の低下は実用上問題とならず、長期にわたる安定性を
示した。

【００５１】また、実施例１で作製した素子を電流密度
５ｍＡ／ｃｍ²の定電流で５０時間駆動したところ、電
圧上昇は１Ｖ以下で輝度低下も実用上問題となるもので
はなかった。

【００５２】

【発明の効果】本発明の有機電界発光素子によれば、陽
極（アノード）、有機正孔輸送層、有機電子輸送層、陰
極（カソード）、が基板上に順次設けられ、しかも、有
機正孔輸送層に特定の化合物をドープしているため、両
導電層を電極として電圧を印加した場合、低い駆動電圧
で実用上十分な輝度の発光を得ることができ、高い発光
効率を達成できる。

【００５３】従って、本発明の電界発光素子はフラット
パネル・ディスプレイ（例えばＯＡコンピュータ用や壁
掛けテレビ）の分野や面発光体としての特徴を生かした
光源（例えば、複写機の光源、液晶ディスプレイや計器
類のバックライト光源）、表示板、標識灯への応用が考
えられ、その技術的価値は大きいものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の有機電界発光素子の一例を示した模式
断面図。

【図２】フタロシアニン化合物の蒸着膜の可視光領域で
の吸収スペクトルを示す図。

【図３】本発明の有機電界発光素子の他の例を示した模
式断面図。

【図４】本発明の有機電界発光素子の別のの例を示した
模式断面図。

【図５】本発明の実施例１および比較例１で作製した有
機電界発光素子の発光輝度−電圧特性を表わす図。

【図６】本発明の実施例１および比較例１作製した有機
電界発光素子の発光効率−電圧特性を表わす図。

【符号の説明】

１ 基板 ２ａ、２ｂ 導電層 ３ 有機正孔輸送層 ３ａ フラーレン類がドープされた有機正孔輸送層 ３ｂ フラーレン類がドープされていない有機正孔輸送
層 ５ ４とは異なる化合物で構成される有機電子輸送層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−271652（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−274693（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−282263（ＪＰ，Ａ) ＮＡＴＵＲＥ，Ｖｏｌ．356，ｐｐ585 −587（16 ＡＰＲＩＬ 1992）「Ｐｈ ｏｔｏｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ ｏｆ ｆｕｌｌｅｒｅｎｅ−ｄｏｐｅｄ ｐ ｏｌｙｍｅｒ」 Ｊａｐａｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃ ｓ，Ｖｏｌ．30，Ｎｏ．12Ｂ，（1991) ｐ．Ｌ2104−2106「Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕ ｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ ｆｒｏｍ Ｖｉ ｓｉｂｌｅ ｔｏ Ｎｅａｒ−Ｉｎｆｒ ａｒｅｄ Ｓｐｅｃｔｒａｌ Ｒａｎｇ ｅ ｉｎ Ｂｕｃｋｍｉｎｓｔｅｒｆｕ ｌｌｅｒｅｎｅ Ｄｉｏｄｅ」 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H05B 33/22 C09K 11/06 ＣＡ（ＳＴＮ) ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 順次に、陽極、有機正孔輸送層、有機電
   子輸送層、陰極が積層された有機電界発光素子におい
   て、 有機正孔輸送層が、置換基を有していても良いトリアリ
   ールアミンをホスト材料とし、該ホスト材料にフラーレ
   ン類をドープしてなることを特徴とする、有機電界発光
   素子。
2. 【請求項２】 置換基を有していてもよいトリアリール
   アミンが、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−（３−メ
   チルフェニル）−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）シクロヘキサン、および４，４’−ビス（ジフ
   ェニルアミノ）クワドロフェニルから選ばれる少なくと
   も１つである、請求項１記載の有機電界発光素子。
3. 【請求項３】 有機正孔輸送層におけるフラーレン類の
   含有量が、ホスト材料に対し１０ ^-3 〜１０モル％であ
   る、請求項１または２記載の有機電界発光素子。