JPH06267658A - 有機ｅｌ素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 長期にわたって安定に駆動させることができ
る有機ＥＬ素子を提供する。 【構成】 陽極、有機発光層、陰極を順次積層した有機
ＥＬ素子であって、前記有機発光層と前記陰極の間に芳
香族アミン化合物から成る界面層を設けたことを特徴と
する有機ＥＬ素子。 【効果】 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、長期間安定した発光性能を示す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は有機ＥＬ素子に関するも
のであり、詳しくは、有機化合物から成る発光層に電界
をかけて光を放出する薄膜型デバイスに関するものであ
る。

【０００２】

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

【０００３】しかし、近年、上記問題点の改良のため、
有機薄膜を用いたＥＬ素子の開発が行われるようになっ
た。特に、発光効率を高めるために電極からのキャリア
ー注入の効率向上を目的とした電極種類の最適化を行
い、芳香族ジアミンから成る有機正孔輸送層と８−ヒド
ロキシキノリンのアルミニウム錯体から成る発光層を設
けた有機ＥＬ素子の開発（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔ
ｔ．，５１巻，９１３頁，１９８７年）により、従来の
アントラセン等の単結晶を用いたＥＬ素子と比較して発
光効率の大幅な改善がなされている。

【０００４】また、有機発光層としては、ポリ（ｐ−フ
ェニレンビニレン）（Ｎａｔｕｒｅ，３４７巻，５３９
頁，１９９０年；Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，６
１巻，２７９３頁，１９９２年）、ポリ［２−メトキ
シ，５−（２’−エチルヘキソキシ）−１，４−フェニ
レンビニレン］（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，５
８巻，１９８２頁，１９９１年；Ｔｈｉｎ Ｓｏｌｉｄ
Ｆｉｌｍｓ，２１６巻，９６頁，１９９２年；Ｎａｔ
ｕｒｅ，３５７巻，４７７頁，１９９２年）、ポリ（３
−アルキルチオフェン）（Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈ
ｙｓ，３０巻，Ｌ１９３８頁，１９９１年；Ｊ．Ａｐｐ
ｌ．Ｐｈｙｓ．，７２巻，５６４頁，１９９２年）等の
高分子材料の開発や、ポリビニルカルバゾール等の高分
子に発光材料と電子移動材料を混合した素子（応用物
理，６１巻，１０４４頁，１９９２年）も開発されてい
る。

【０００５】以上に示した様な有機ＥＬ素子において
は、通常、陽極としてはインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）
のような透明電極が用いられるが、陰極に関しては電子
注入を効率よく行うために仕事関数の低い金属電極が用
いられ、マグネシウム合金やカルシウム等が使われてい
る。有機ＥＬ素子の最大の問題点は素子の寿命であり、
寿命を制限する一つの要因が陰極材料に由来するダーク
スポット（素子の発光部で発光しない部分をさす）の発
生である。このために、長期間保存する場合に、有機Ｅ
Ｌ素子内のダークスポットの数・大きさが増加して、結
果として素子の寿命が短いものとなっている。

【０００６】

【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ＥＬ素子では、ＥＬ発光は陽極から注入された
正孔と陰極から注入された電子との再結合によりもたら
される。一般に、キャリアの注入は、電子の場合、陰極
と有機発光層との界面における注入障壁を乗り越えて行
われなければならない。この電子注入障壁を低くして注
入効率を向上させるために、マグネシウム合金やカルシ
ウム等の低仕事関数の金属電極が陰極として使用されて
いる。しかしながら、これらの金属材料は有機発光層と
の密着性が悪いために有機発光層から剥離したり、陰極
を有機発光層上に蒸着する際や蒸着後にも、陰極材料と
有機発光層材料との間で反応がおき、長期間の保存中に
素子の発光特性の劣化やダークスポットの発生をもたら
す。

【０００７】本発明者等は上記実状に鑑み、長期間にワ
タって安定な発光特性を維持でき、ダークスポットの発
生を抑制することができる有機ＥＬ素子を提供すること
を目的として鋭意検討した結果、有機発光層と陰極の間
に芳香族アミン化合物から成る界面層を設けることが好
適であることを見い出し、本発明を完成するに至った。

【０００８】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明の要旨
は、陽極、有機発光層、陰極を順次積層した有機ＥＬ素
子であって、前記有機発光層と前記陰極の間に芳香族ア
ミン化合物から成る界面層を設けたことを特徴とする有
機ＥＬ素子に存する。以下、本発明の有機ＥＬ素子につ
いて添付図面に従い説明する。

【０００９】図１は本発明の有機ＥＬ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は有機発光層、４は界面層を各々表わす。基板１
は本発明の有機ＥＬ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
サルホンなどの透明な合成樹脂基板が好ましい。

【００１０】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、インジウム及
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）等の導電性高分子などにより構成される。導電層
の形成は通常、スパッタリング法、真空蒸着法などによ
り行われることが多いが、銀など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、導電性高分子微粉末などの場合には、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、導電性高分子の場合は電
界重合により直接基板上に薄膜を形成したり、基板上に
塗布して形成することもできる（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．
Ｌｅｔｔ．，６０巻，２７１１頁，１９９２年）。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。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、５０〜１００００Å、好まし
くは１００〜５０００Å程度である。

【００１１】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。図１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、界面層４を通して有機発光層３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ＥＬ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、１００〜５０００Å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。

【００１２】導電層２ａの上には有機発光層３が設けら
れるが、有機発光層３は、電界を与えられた電極間にお
いて、陽極から注入された正孔と陰極から注入された電
子がを効率よく輸送して再結合させ、かつ、再結合によ
り効率よく発光する材料から形成される。通常、この有
機発光層３は発光効率の向上のために、図２に示すよう
に、正孔輸送層３ａと電子輸送層３ｂに分割して機能分
離型にすることが行われる（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅ
ｔｔ．，５１巻，９１３頁，１９８７年）。

【００１３】上記の機能分離型素子において、正孔輸送
材料としては、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
材料であることが必要である。そのためには、イオン化
ポテンシャルが小さく、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ことが要求される。

【００１４】このような正孔輸送化合物としては、例え
ば、特開昭５９−１９４３９３号公報及び米国特許第
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（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，５９巻，２７
６０頁，１９９１年）等の高分子材料が挙げられる。

【００１５】上記の有機正孔輸送材料は塗布法あるいは
真空蒸着法により前記導電層２ａ上に積層することによ
り正孔輸送層３ａを形成する。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
塗布性改良剤などの添加剤を添加し溶解した塗布溶液を
調整し、スピンコート法などの方法により導電層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。

【００１６】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。正孔輸送層
３ａの膜厚は、通常、１００〜３０００Å、好ましくは
３００〜１０００Åである。この様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。

【００１７】正孔輸送層３ａの材料としては有機化合物
の代わりに無機材料を使用することも可能である。無機
材料に要求される条件は、有機正孔輸送化合物と同じで
ある。正孔輸送層３に用いられる無機材料としては、ｐ
型水素化非晶質シリコン、ｐ型水素化非晶質炭化シリコ
ン、ｐ型水素化微結晶性炭化シリコン、あるいは、ｐ型
硫化亜鉛、ｐ型セレン化亜鉛等が挙げられる。これらの
無機正孔輸送層はＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法、真空蒸
着法、スパッタ法等により形成される。

【００１８】無機正孔輸送層の膜厚も有機正孔輸送層と
同様に、通常、１００〜３０００Å、好ましくは３００
〜１０００Åである。正孔輸送層３ａの上には電子輸送
層３ｂが設けられるが、電子輸送層３ｂ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。

【００１９】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。

【００２０】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号公報）、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３−３７２
９２号公報）、ピロロピリジン誘導体（特開平３−３７
２９３号公報）、ナフチリジン誘導体（特開平３−２０
３９８２号公報）などが挙げられる。

【００２１】これらの化合物を用いた有機電子輸送層
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。

【００２２】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．Ｐｈ
ｙｓ．，６５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。電子輸送層３ｂの膜厚は、通常、１００
〜２０００Å、好ましくは３００〜１０００Åである。

【００２３】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ＥＬ素子の発光効率をさらに向上させる
方法として、電子輸送層３ｂの上にさらに他の電子輸送
層３ｃを積層することが考えられる（図３参照）。この
電子輸送層３ｃ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。この様な電子輸送材料としては、

【００２４】

【化１】

【００２５】などのオキサジアゾール誘導体（Ａｐｐ
ｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，５５巻，１４８９頁，１９
８９年）やそれらをＰＭＭＡ等の樹脂に分散した系（Ａ
ｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，６１巻，２７９３頁，
１９９２年）、または、ｎ型水素化非晶質炭化シリコ
ン、ｎ型硫化亜鉛、ｎ型セレン化亜鉛等が挙げられる。
電子輸送層３ｃの膜厚は、通常、５０〜２０００Å、好
ましくは１００〜１０００Åである。

【００２６】また、機能分離を行わない単層型の有機発
光層３としては、先に挙げたポリ（ｐ−フェニレンビニ
レン）（Ｎａｔｕｒｅ，３４７巻，５３９頁，１９９０
年；Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，６１巻，２７９
３頁，１９９２年）、ポリ［２−メトキシ，５−（２’
−エチルヘキソキシ）−１，４−フェニレンビニレン］
（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，５８巻，１９８２
頁，１９９１年；Ｔｈｉｎ Ｓｏｌｉｄ Ｆｉｌｍｓ，
２１６巻，９６頁，１９９２年；Ｎａｔｕｒｅ，３５７
巻，４７７頁，１９９２年）、ポリ（３−アルキルチオ
フェン）（Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ，３０巻，
Ｌ１９３８頁，１９９１年；Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙ
ｓ．，７２巻，５６４頁，１９９２年）等の高分子材料
や、ポリビニルカルバゾール等の高分子に発光材料と電
子移動材料を混合した系（応用物理，６１巻，１０４４
頁，１９９２年）がある。

【００２７】有機発光層の上に界面層４が設けられる。
界面層の役割としては、有機発光層との親和性があると
同時に陰極との密着性がよく、かつ、化学的に安定で陰
極形成時及び／または形成後の有機発光層と陰極の反応
を抑制する効果を有することが挙げられる。また、均一
な薄膜形状を与えることも陰極との密着性の点で重要で
ある。このような役割を果たす材料として、芳香族アミ
ン化合物が好適であることを本発明者は見い出した。

【００２８】芳香族アミン化合物から成る界面層は、前
述の有機正孔輸送材料と同様に、塗布法あるいは真空蒸
着法により形成される。本発明においては、以上の様
に、有機ＥＬ素子における有機発光層／陰極間の界面層
材料として、芳香族アミン化合物を用いることにより、
優れた素子の安定性が達成される。

【００２９】芳香族アミン化合物として、好適なものと
しては下記一般式（I）〜（Ｖ）のものが挙げられる。

【００３０】

【化２】

【００３１】（式中、Ａは置換基を有していてもよい２
価の炭化水素残基または直接結合を示し、Ｒ¹ 、Ｒ² 、
Ｒ³ およびＲ⁴ はそれぞれ置換もしくは未置換の、アル
キル基、シクロアルキル基、アルケニル基、置換もしく
は未置換のアリール基、またはアラルキル基を表し、こ
れらは同一でも異なっていてもよく、Ｒ⁵ およびＲ⁶ は
それぞれ水素原子、ハロゲン原子、水酸基、置換もしく
は未置換の、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニ
ル基、アリール基、アラルキル基、アルコキシ基、ジア
ルキルアミノ基、またはジアリールアミノ基を表す。）

【００３２】

【化３】

【００３３】（式中、Ｒ⁷ 、Ｒ⁸ 、Ｒ⁹ およびＲ¹⁰はそ
れぞれ置換もしくは未置換の、アルキル基、シクロアル
キル基、アルケニル基、置換もしくは未置換のアリール
基、またはアラルキル基を表し、これらは同一でも異な
っていてもよく、Ｒ¹¹およびＲ ¹²は、各々、水素原子、
ハロゲン原子、もしくは、水酸基、または、各々置換基
を有していてもよい、飽和あるいは不飽和の脂肪族炭化
水素基、芳香族炭化水素基、アルコキシ基、アリールオ
キシ基、ジアルキルアミノ基、もしくは、ジアリールア
ミノ基を表し、Ｘは置換基を有していてもよい２価の炭
化水素残基を表す。）

【００３４】

【化４】

【００３５】（式中、Ｒ¹³、Ｒ¹⁴、Ｒ¹⁵およびＲ¹⁶はそ
れぞれ置換もしくは未置換の、アルキル基、シクロアル
キル基、アルケニル基、置換もしくは未置換のアリール
基、またはアラルキル基を表し、これらは同一でも異な
っていてもよく、Ｒ¹⁷およびＲ ¹⁸は、各々、水素原子、
ハロゲン原子、もしくは、水酸基、または、各々置換基
を有していてもよい、飽和あるいは不飽和の脂肪族炭化
水素基、芳香族炭化水素基、アルコキシ基、アリールオ
キシ基、ジアルキルアミノ基、もしくは、ジアリールア
ミノ基を表し、ＹおよびＺは置換基を有していてもよい
２価の炭化水素残基または直接結合を表し、これらは同
一でも異なっていてもよい。）

【００３６】

【化５】

【００３７】（式中、Ｂは置換基を有していてもよい３
価の炭化水素残基または窒素原子を示し、Ｒ¹⁹は置換も
しくは未置換の、アルキル基、シクロアルキル基、アル
ケニル基、置換もしくは未置換のアリール基、またはア
ラルキル基を表し、これらは同一でも異なっていてもよ
く、Ｒ²⁰は水素原子、ハロゲン原子、水酸基、置換もし
くは未置換の、アルキル基、シクロアルキル基、アルケ
ニル基、アリール基、アラルキル基、アルコキシ基、ジ
アルキルアミノ基、またはジアリールアミノ基を表
す。）

【００３８】

【化６】

【００３９】（式中、Ｄは置換基を有していてもよい３
価の炭化水素残基または窒素原子を示し、Ｒ²¹は置換も
しくは未置換の、アルキル基、シクロアルキル基、アル
ケニル基、置換もしくは未置換のアリール基、またはア
ラルキル基を表し、これらは同一でも異なっていてもよ
く、Ｒ²²は水素原子、ハロゲン原子、水酸基、置換もし
くは未置換の、アルキル基、シクロアルキル基、アルケ
ニル基、アリール基、アラルキル基、アルコキシ基、ジ
アルキルアミノ基、またはジアリールアミノ基を表
す。）前記一般式（Ｉ）において、好ましくは、Ａは−
ＣＨ₂−、−ＣＨ₂−ＣＨ₂−、−ＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂− 等
の置換基を有していてもよいアルキレン基；シクロヘキ
シレン基等のシクロアルキレン基；−ＣＨ＝ＣＨ−、−
Ｃ（ＣＨ3）＝ＣＨ−、−ＣＨ₂−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＨ
₂−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＨ＝ＣＨ−等の置換基を有して
いてもよいアルケニレン基；置換基を有していてもよい
フェニレン基、ナフチレン基、フェナンスレン基等のア
リーレン基または直接結合を示し、Ｒ¹ 、Ｒ ² 、Ｒ³ お
よびＲ⁴ はそれぞれ置換基を有していてもよいメチル
基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基等の
アルキル基；シクロヘキシル基等のシクロアルキル基；
ビニル基等のアルケニル基；アルキル基、アルコキシ
基、ハロゲン原子、アミノ基、アリール基等の置換基を
有していてもよいフェニル基、ナフチル基等のアリール
基；ベンジル基、ナフチルメチル基、フェネチル基等の
アラルキル基を表し、これらは同一でも異なっていても
よく、Ｒ⁵ およびＲ⁶ はそれぞれ水素原子、ハロゲン原
子、水酸基、置換基を有していてもよいメチル基、エチ
ル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基等のアルキル
基；シクロヘキシル基等のシクロアルキル基；ビニル基
等のアルケニル基；アルキル基、アルコキシ基、ハロゲ
ン原子、アミノ基、アリール基等の置換基を有していて
もよいフェニル基、ナフチル基等のアリール基；ベンジ
ル基、ナフチルメチル基、フェネチル基等のアラルキル
基；メトキシ基、エトキシ基、ブトキシ基等のアルコキ
シ基；ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基等のジアル
キルアミノ基；ジベンジルアミノ基、ジフェニルアミノ
基等のジアリールアミノ基を表し、これらは同一でも異
なっていてもよい。

【００４０】次に前記一般式（Ｉ）で示される化合物の
主な具体例を以下の表−１および表−２に示すが、これ
らに限定するものではない。

【００４１】

【表１】

【００４２】

【表２】

【００４３】前記一般式（II）において、好ましくは、
Ｒ⁷ 、Ｒ⁸ 、Ｒ⁹ およびＲ¹⁰はそれぞれ置換基を有して
いてもよいメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル
基、ヘキシル基等のアルキル基；シクロヘキシル基等の
シクロアルキル基；アリル基等のアルケニル基；アルキ
ル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、アミノ基、アリー
ル基等の置換基を有していてもよいフェニル基、ナフチ
ル基等のアリール基；ベンジル基、ナフチルメチル基、
フェネチル基等のアラルキル基を表し、これらは同一で
も異なっていてもよく、Ｒ¹¹およびＲ¹²はそれぞれ水素
原子、ハロゲン原子、水酸基、置換基を有していてもよ
いメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシ
ル基等のアルキル基；シクロヘキシル基等のシクロアル
キル基；ビニル基等のアルケニル基；アルキル基、アル
コキシ基、ハロゲン原子、アミノ基、アリール基等の置
換基を有していてもよいフェニル基、ナフチル基等のア
リール基；ベンジル基、ナフチルメチル基、フェネチル
基等のアラルキル基；メトキシ基、エトキシ基、ブトキ
シ基等のアルコキシ基；ジメチルアミノ基、ジエチルア
ミノ基等のジアルキルアミノ基；ジベンジルアミノ基、
ジフェニルアミノ基等のジアリールアミノ基を表し、こ
れらは同一でも異なっていてもよい。Ｘはメチレン基、
プロピレン基、キシリレン基、シクロヘキシレン基、ビ
ニレン基、フェニレン基、−ＣＯ−などの２価の炭化水
素残基を表し、これらは、ハロゲン原子、水酸基、飽和
あるいは不飽和の炭化水素基、アルコキシ基、アリール
オキシ基、ジアルキルアミノ基、ジアリールアミノ基な
どの置換基を有していてもよい。

【００４４】次に前記一般式（II）で示される化合物の
主な具体例を以下の表−３および表−４に示すが、これ
らに限定するものではない。

【００４５】

【表３】

【００４６】

【表４】

【００４７】前記一般式（III）において、好ましく
は、Ｒ¹³、Ｒ¹⁴、Ｒ¹⁵およびＲ¹⁶はそれぞれ置換基を有
していてもよいメチル基、エチル基、プロピル基、ブチ
ル基、ヘキシル基等のアルキル基；シクロヘキシル基等
のシクロアルキル基；アリル基等のアルケニル基；アル
キル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、アミノ基、アリ
ール基等の置換基を有していてもよいフェニル基、ナフ
チル基等のアリール基；ベンジル基、ナフチルメチル
基、フェネチル基等のアラルキル基を表し、これらは同
一でも異なっていてもよく、Ｒ¹⁷およびＲ¹⁸はそれぞれ
水素原子、ハロゲン原子、水酸基、置換基を有していて
もよいメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘ
キシル基等のアルキル基；シクロヘキシル基等のシクロ
アルキル基；ビニル基等のアルケニル基；アルキル基、
アルコキシ基、ハロゲン原子、アミノ基、アリール基等
の置換基を有していてもよいフェニル基、ナフチル基等
のアリール基；ベンジル基、ナフチルメチル基、フェネ
チル基等のアラルキル基；メトキシ基、エトキシ基、ブ
トキシ基等のアルコキシ基；ジメチルアミノ基、ジエチ
ルアミノ基等のジアルキルアミノ基；ジベンジルアミノ
基、ジフェニルアミノ基等のジアリールアミノ基を表
し、これらは同一でも異なっていてもよい。ＹおよびＺ
はメチレン基、プロピレン基、キシリレン基、シクロヘ
キシレン基、ビニレン基、フェニレン基などの２価の炭
化水素残基または直接結合を表し、これらはハロゲン原
子、水酸基、飽和あるいは不飽和の炭化水素基、アルコ
キシ基、アリールオキシ基、ジアルキルアミノ基、ジア
リールアミノ基などの置換基を有していてもよい。

【００４８】次に前記一般式（III）で示される化合物
の主な具体例を以下の表−５に示すが、これらに限定す
るものではない。

【００４９】

【表５】

【００５０】前記一般式（IV）において、好ましくは、
Ｂは−ＣＨ＝；１，３，５の位置の水素原子を除いたベ
ンゼン残基；１，３，５の位置の水素原子を除いたシク
ロヘキサン残基；窒素原子を示し、Ｒ¹⁹は、置換基を有
していてもよいメチル基、エチル基、プロピル基、ブチ
ル基、ヘキシル基等のアルキル基；シクロヘキシル基等
のシクロアルキル基；ビニル基等のアルケニル基；アル
キル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、アミノ基、アリ
ール基等の置換基を有していてもよいフェニル基、ナフ
チル基等のアリール基；ベンジル基、ナフチルメチル
基、フェネチル基等のアラルキル基を表し、Ｒ²⁰は、水
素原子、ハロゲン原子、水酸基、置換基を有していても
よいメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキ
シル基等のアルキル基；シクロヘキシル基等のシクロア
ルキル基；ビニル基等のアルケニル基；アルキル基、ア
ルコキシ基、ハロゲン原子、アミノ基、アリール基等の
置換基を有していてもよいフェニル基、ナフチル基等の
アリール基；ベンジル基、ナフチルメチル基、フェネチ
ル基等のアラルキル基；メトキシ基、エトキシ基、ブト
キシ基等のアルコキシ基；ジメチルアミノ基、ジエチル
アミノ基等のジアルキルアミノ基；ジベンジルアミノ
基、ジフェニルアミノ基等のジアリールアミノ基を表
す。

【００５１】次に前記一般式（IV）で示される化合物の
主な具体例を以下の表−６に示すが、これらに限定する
ものではない。

【００５２】

【表６】

【００５３】前記一般式（Ｖ）において、好ましくは、
Ｄは−ＣＨ＝；１，３，５の位置の水素原子を除いたベ
ンゼン残基；１，３，５の位置の水素原子を除いたシク
ロヘキサン残基；窒素原子を示し、Ｒ²¹は、置換基を有
していてもよいメチル基、エチル基、プロピル基、ブチ
ル基、ヘキシル基等のアルキル基；シクロヘキシル基等
のシクロアルキル基；ビニル基等のアルケニル基；アル
キル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、アミノ基、アリ
ール基等の置換基を有していてもよいフェニル基、ナフ
チル基等のアリール基；ベンジル基、ナフチルメチル
基、フェネチル基等のアラルキル基を表し、Ｒ²²は、水
素原子、ハロゲン原子、水酸基、置換基を有していても
よいメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキ
シル基等のアルキル基；シクロヘキシル基等のシクロア
ルキル基；ビニル基等のアルケニル基；アルキル基、ア
ルコキシ基、ハロゲン原子、アミノ基、アリール基等の
置換基を有していてもよいフェニル基、ナフチル基等の
アリール基；ベンジル基、ナフチルメチル基、フェネチ
ル基等のアラルキル基；メトキシ基、エトキシ基、ブト
キシ基等のアルコキシ基；ジメチルアミノ基、ジエチル
アミノ基等のジアルキルアミノ基；ジベンジルアミノ
基、ジフェニルアミノ基等のジアリールアミノ基を表
す。

【００５４】次に前記一般式（Ｖ）で示される化合物の
主な具体例を以下の表−７に示すが、これらに限定する
ものではない。

【００５５】

【表７】

【００５６】上記に示した芳香族アミン化合物を界面層
として形成する場合、これらの化合物をさらに混合して
用いてもよい。芳香族アミン化合物から成る界面層を有
する本発明における有機ＥＬ素子は、以下に示すような
層構成のものが挙げられる；

【００５７】

【表８】 陽極／有機発光層／界面層／陰極 陽極／高分子から成る有機発光層／界面層／陰極 陽極／高分子に分散させた有機発光層／界面層／陰極 陽極／正孔輸送層／有機電子輸送性発光層／界面層／陰
極 陽極／有機正孔輸送性発光層／有機電子輸送層／界面層
／陰極 陽極／正孔輸送層／有機電子輸送性発光層／界面層／陰
極 陽極／正孔輸送層／有機電子輸送性発光層／電子輸送層
／界面層／陰極 界面層４の膜厚は、通常、２０〜１０００Å、好ましく
は５０〜３００Åである。

【００５８】本発明においては、以上のように、有機Ｅ
Ｌ素子における有機発光層／陰極間の界面層材料とし
て、芳香族ジアミン化合物を用いることにより、優れた
素子の安定性が達成される。尚、図１とは逆の構造、す
なわち、基板上に導電層２ｂ、界面層４、有機発光層
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ＥＬ素子を設けることも可能である。同
様に、図２及び図３とは逆の構造に積層することも可能
である。

【００５９】

【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２に示す構造を有する有機ＥＬ素子を以下の方法で作
製した。

【００６０】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。

【００６１】有機正孔輸送層材料として、前記表−１に
示した芳香族アミン化合物（２）

【００６２】

【化７】

【００６３】をセラミックるつぼに入れ、るつぼの周囲
のタンタル線ヒーターで加熱して蒸着を行った。この時
のるつぼの温度は、１６０〜１７０℃の範囲で制御し
た。蒸着時の真空度は２×１０^-6Ｔｏｒｒで、蒸着時間
３分２０秒で膜厚６００Åの有機正孔輸送層３ａを得
た。次に、有機電子輸送層３ｂの材料として、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３ａの上に同様にして蒸
着を行なった。この時のるつぼの温度は２３０〜２７０
℃の範囲で制御した。蒸着時の真空度は２×１０^-6Ｔｏ
ｒｒ、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。

【００６４】次に、界面層４として、上記芳香族アミン
化合物（２）を有機電子輸送性発光層３ｂの上に、有機
正孔輸送層３ａと同様にして蒸着を行った。蒸着時の真
空度は２×１０^-6Ｔｏｒｒ、蒸着時間は１分、膜厚は１
５０Åであった。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：
１．５であった。

【００６５】この様にして作製した有機ＥＬ素子のＩＴ
Ｏ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−８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。
この素子を真空中に保存後、発光特性を測定した結果を
表−８に示す。ダークスポットの面積は、素子からの発
光をＣＣＤカメラを用いて撮影した後、画像解析により
定量化した値を示す。

【００６６】比較例１ 界面層４を設けない他は実施例１と同様にして、図２に
示す構造の有機ＥＬ素子を作製した。この素子の作製後
と真空中保存後の発光特性の測定結果を表−８に示す。
ダークスポットの発生は明かであった。

【００６７】

【表９】

【００６８】実施例２ 界面層４として、前記表−４に示した下記芳香族アミン
化合物（２４）を芳香族アミン化合物（２）の代わりに
用いてその膜厚を１００Åとした他は、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−９に
示す。

【００６９】

【化８】

【００７０】

【表１０】

【００７１】

【発明の効果】本発明の有機ＥＬ素子によれば、陽極
（アノード）、有機発光層、界面層、陰極（カソー
ド）、が基板上に順次設けられ、しかも、界面層に特定
の化合物を使用しているため、両導電層を電極として電
圧を印加した場合、長期に渡り、安定した発光特性を得
ることができる。

【００７２】従って、本発明のＥＬ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ＥＬ素子の一例を示した模式断面
図。

【図２】本発明の有機ＥＬ素子の別の例を示した模式断
面図。

【図３】本発明の有機ＥＬ素子の別の例を示した模式断
面図。

【符号の説明】

１ 基板 ２ａ、２ｂ 導電層 ３ 有機発光層 ３ａ 正孔輸送層 ３ｂ 有機電子輸送層 ３ｃ ３ｂとは異なる化合物で構成される有機電子輸送
層 ４は界面層を表わす。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 陽極、有機発光層、陰極を順次積層した
   有機ＥＬ素子であって、前記有機発光層と前記陰極の間
   に芳香族アミン化合物から成る界面層を設けたことを特
   徴とする有機ＥＬ素子。