JPH07138562A - 有機電界発光素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【構成】 基板上に、陽極及び陰極により挟持された有
機正孔輸送層及び有機発光層を少なくとも含む有機電界
発光素子であって、前記有機正孔輸送層が、下記一般式
（Ｉ）で示される芳香族ジアミン含有することを特徴と
する有機電界発光素子。 （式中、Ｒ¹ 乃至Ｒ¹⁶は、各々独立して、水素原子、ハ
ロゲン原子、水酸基、いずれも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
アミノ基又はジアリールアミノ基を表す。） 【効果】 熱的に安定な優れた発光特性を示す有機電界
発光素子を得ることができる。

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、有機化合物からなる発光層に
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な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なる有機発光層
を設けた有機電界発光素子の開発（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙ
ｓ．Ｌｅｔｔ．，５１巻，９１３頁，１９８７年参照）
により、従来のアントラセン等の単結晶を用いた電界発
光素子と比較して発光効率の大幅な改善がなされ、実用
特性に近づいている。

【０００４】上記の材料の他にも、有機発光層の材料と
して、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）（Ｎａｔｕｒ
ｅ，３４７巻，５３９頁，１９９０年；Ａｐｐｌ．Ｐｈ
ｙｓ．Ｌｅｔｔ．，６１巻，２７９３頁，１９９２年参
照）、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．Ｐ
ｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，５８巻，１９８２頁，１９９１
年、Ｔｈｉｎ ＳｏｌｉｄＦｉｌｍｓ，２１６巻，９６
頁，１９９２年、Ｎａｔｕｒｅ，３５７巻，４７７頁，
１９９２年参照）、ポリ（３−アルキルチオフェン）
（Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ，３０巻，Ｌ１９３
８頁，１９９１年、Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，７２
巻，５６４頁，１９９２年参照）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，１０４
４頁，１９９２年参照）の開発も行われている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】有機電界発光素子の最
大の問題点は、駆動時の寿命である。素子の寿命を短く
している要因はいくつか存在するが、有機層の薄膜形状
の劣化が支配的である。この薄膜形状の劣化は、素子駆
動時の発熱による有機非晶質膜の結晶化（又は凝集）等
に起因すると考えられている。この耐熱性の低さは材料
のガラス転移温度（Ｔｇ）及び融点の低さに由来する。
低分子量（分子量が４００から６００程度）の化合物、
特に正孔輸送材料については、融点及びＴｇが低いもの
が多い。これまでに有機電界発光素子の正孔輸送材料と
して用いられている代表的芳香族ジアミン化合物を以下
に示す。

【０００６】

【化２】

【０００７】

【化３】

【０００８】芳香族ジアミン（Ｄ１）、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（通常ＴＰＤと呼ば
れる）の融点は１６７℃、Ｔｇは６０℃であり、芳香族
ジアミン（Ｄ２）の融点は１８３℃、Ｔｇは７８℃であ
る（Ｊ．Ｐｈｙｓ．Ｃｈｅｍ．，９７巻，６２４０頁，
１９９３年参照）。他の芳香族ジアミン化合物について
は、−２３〜８２℃（米国特許第４，１２７，４１２号
参照）、３９〜７８℃（第５１回応用物理学会，２８ａ
−ＰＢ−３，１９９０年参照）というガラス転移温度が
報告されている。一般に融点とＴｇとの間には相関があ
り、高いＴｇを有する材料は高い融点を有し、これまで
に報告されている芳香族ジアミン化合物は２５０℃以下
の融点を有するものが殆どで高いＴｇは望めず、結果と
して耐熱性も期待できなかった。

【０００９】上記に示したような化合物から形成される
有機非晶質薄膜では、温度上昇により結晶化が加速さ
れ、結果として島状の凝集構造を示すものが多い。この
ような結晶化が起こると、素子の発光特性の劣化とし
て、発光効率の低下、ダークスポットと呼ばれる非発光
部分の発生、短絡等の現象が現われ、最終的には駆動寿
命の低下につながる。素子の駆動時以外でも、素子作製
時において、蒸着、ベーキング（アニール）、配線、封
止等の工程で温度上昇が見込まれるので、融点としては
２５０℃以上、Ｔｇは１００℃以上であることが望まし
い。融点及びＴｇを上げる目的で、分子の構造をリジッ
ドなものとすることが検討され、以下に示す芳香族ジア
ミン化合物（Ｄ３、Ｄ４）が合成されている（日本化学
会第６５春季年会，３Ｃ６，４３，１９９３年参照）。

【００１０】

【化４】

【００１１】

【化５】

【００１２】Ｄ３の融点は２８３℃、Ｄ４の融点は３２
０℃と高いものの、イオン化ポテンシャルが各々、５．
８６ｅＶ、５．４５ｅＶであり、これまでに使われてき
ているＴＰＤ（Ｄ１）の５．１５ｅＶと比べて高く、結
果として駆動電圧が高くなり、有機電界発光素子の正孔
輸送材料としては好ましくない。一方、低分子量化合物
の代わりに高分子材料を有機電界発光素子の有機正孔輸
送層として用いる試みも行われている。ポリビニルカル
バゾール（電子情報通信学会技術研究報告，ＯＭＥ９０
−３８，１９９０年参照）、ポリシラン（Ａｐｐｌ．Ｐ
ｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，５９巻，２７６０頁，１９９１年
参照）、ポリフォスファゼン（第４２回高分子学会年次
大会，Ｉ−８−０７及びＩ−８−０８，１９９３年参
照）等が報告されているが、ポリビニルカルバゾールは
２００℃と高いＴｇを有するがトラップ等の問題があり
耐久性は低く、ポリシランは光劣化等により駆動寿命が
数秒と短く、ポリフォスファゼンはイオン化ポテンシャ
ルが高く従来の芳香族ジアミンを凌ぐ特性は示していな
い。この他に、芳香族ジアミン化合物をポリカーボネー
トやポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）に３０から
８０重量％分散させた正孔輸送層も検討されているが
（Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，３１巻，Ｌ９６
０頁，１９９２年参照）、低分子化合物が可塑剤として
作用しＴｇを下げ、素子特性も芳香族ジアミン化合物と
比較して低下している。

【００１３】上述の理由から、有機電界発光素子は実用
化に向けて、素子の駆動寿命に大きな問題を抱えている
のが実状である。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明者等は上記実状に
鑑み、長期間安定な発光特性を示す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
輸送層が特定の芳香族ジアミンからなることが好適であ
ることを見い出し、本発明を完成するに至った。

【００１５】即ち、本発明の要旨は、基板上に、陽極及
び陰極により挟持された有機正孔輸送層及び有機発光層
を少なくとも含む有機電界発光素子であって、前記有機
正孔輸送層が、下記一般式（Ｉ）で表わされる芳香族ジ
アミンを含有することを特徴とする有機電界発光素子に
存する。

【００１６】

【化６】

【００１７】（式中、Ｒ¹ 乃至Ｒ¹⁶は、各々独立して、
水素原子、ハロゲン原子、水酸基、置換基を有していて
もよい飽和あるいは不飽和の脂肪族炭化水素基、置換基
を有していてもよい芳香族炭化水素基、置換基を有して
いてもよいアルコキシ基、置換基を有していてもよいア
リールオキシ基、置換基を有していてもよいジアルキル
アミノ基又は置換基を有していてもよいジアリールアミ
ノ基を表す。） 以下、本発明の有機電界発光素子について図面に従い説
明する。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は有機正孔輸送層、４は有機発光層を各々表わ
す。

【００１８】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等が用いられる
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。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／又はスズの酸化物等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、導電性高分子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、導電性高分子の場合は電解
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．Ｌ
ｅｔｔ．，６０巻，２７１１頁，１９９２年参照）。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６
０％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、５〜１０００ｎｍ、好ま
しくは１０〜５００ｎｍ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。

【００１９】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、有機発光層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、銀等の適当な金属又はそれらの合金
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、１０〜５００ｎｍ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。

【００２０】導電層２ａの上には有機正孔輸送層３が設
けられるが、、正孔輸送材料としては、耐熱性の観点か
ら高い融点又は高いＴｇを有することの他に、導電層２
ａ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。本発明の有機電界発光素子は上記の有
機正孔輸送材料として前記一般式（Ｉ）で表わされる化
合物から選ばれた１種又は２種以上の混合物を含有する
ことを特徴とする。

【００２１】前記一般式（Ｉ）において、好ましくは、
Ｒ¹ 乃至Ｒ¹⁶は、各々独立して、水素原子；ハロゲン原
子；水酸基；メチル基、エチル基等の炭素数１〜６のア
ルキル基；α−ハロアルキル基；ビニル基等のアルケニ
ル基；フェニル基、ビフェニル基等の芳香族炭化水素
基；メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基等の
炭素数１〜６のアルコキシカルボニル基；メトキシ基、
エトキシ基等の炭素数１〜６のアルコキシ基；フェノキ
シ基、ベンジルオキシ基等のアリールオキシ基；ジエチ
ルアミノ基、ジイソプロピ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であり、飽和もしくは不飽和の脂肪
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、ジアリールアミノ
基は置換基を有していてもよい。

【００２２】一般式（Ｉ）で表される化合物は、通常、
以下の経路で合成される。下記一般式（II）

【００２３】

【化７】

【００２４】で表されるビフェニル誘導体のヨウ化物と
下記一般式（III）

【００２５】

【化８】

【００２６】で表されるフェノキサジン誘導体をＵｌｌ
ｍａｎｎ反応（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ，
１巻，５４４頁）にて反応させ、生成した下記一般式
（IV）

【００２７】

【化９】

【００２８】で表される１置換体をカラムで分離した後
に、下記一般式（Ｖ）

【００２９】

【化１０】

【００３０】で表されるフェノキサジン誘導体と同様に
Ｕｌｌｍａｎｎｎ反応させて目的の一般式（Ｉ）で表さ
れる芳香族ジアミン化合物を得る。以上の合成例は非対
称の芳香族ジアミンについての合成例であるが、対称な
芳香族ジアミンの場合にはフェノキサジン誘導体（II
I）との反応だけで最終的な２置換体まで反応をすすめ
ればよい。本発明においては、前記一般式（Ｉ）に示す
分子構造により、融点を２５０℃以上とすることができ
るとともに、イオン化ポテンシャルを５．３ｅＶ以下と
することができる。

【００３１】前記一般式（Ｉ）で表される芳香族ジアミ
ンの好ましい具体例を表−１及び表−２に示すが、これ
らに限定するものではない。

【００３２】

【表１】

【００３３】

【表２】

【００３４】前記一般式（Ｉ）からなる有機正孔輸送層
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。塗布法の場合は、上
記有機正孔輸送化合物を１種又は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２
ａ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。

【００３５】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
送層を形成する場合、さらに、アクセプタとして、芳香
族カルボン酸の金属錯体及び／又は金属塩（特開平４−
３２０４８４号公報参照）、ベンゾフェノン誘導体及び
チオベンゾフェノン誘導体（特願平４−１０６９７７号
参照）、フラーレン類（特願平４−１４４４７９号参
照）を１０^-3〜１０重量％の濃度でドープして、フリー
キャリアとしての正孔を生成させ、低電圧駆動とするこ
とが可能である。

【００３６】以上のようにして形成される有機正孔輸送
層３の膜厚は、通常、１０〜３００ｎｍ、好ましくは３
０〜１００ｎｍである。有機正孔輸送層３の上には有機
発光層４が設けられるが、有機発光層４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有機正
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。有機発光層４に用いられる化合物としては、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、さらに安定性に優れトラップ
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。また、正孔と電子の再結合の際
に発光をもたらす役割も求られる。さらに、均一な薄膜
形状を与えることも素子の安定性の点で重要である。

【００３７】有機発光層の材料としては、テトラフェニ
ルブタジエン等の芳香族化合物（特開昭５７−５１７８
１号公報参照）、８−ヒドロキシキノリンのアルミニウ
ム錯体等の金属錯体（特開昭５９−１９４３９３号公
報、米国特許第５，１５１，６２９号、米国特許第５，
１４１，６７１号参照）、シクロペンタジエン誘導体
（特開平２−２８９６７５号公報参照）、ペリノン誘導
体（特開平２−２８９６７６号公報参照）、オキサジア
ゾール誘導体（特開平２−２１６７９１号公報参照）、
ビススチリルベンゼン誘導体（特開平１−２４５０８７
号公報、特開平２−２２２４８４号公報参照）、ペリレ
ン誘導体（特開平２−１８９８９０号公報、特開平３−
７９１号公報参照）、クマリン化合物（特開平２−１９
１６９４号公報、特開平３−７９２号公報参照）、希土
類錯体（特開平１−２５６５８４号公報参照）、ジスチ
リルピラジン誘導体（特開平２−２５２７９３号公報参
照）、ｐ−フェニレン化合物（特開平３−３３１８３号
公報参照）、チアジアゾロピリジン誘導体（特開平３−
３７２９２号公報参照）、ピロロピリジン誘導体（特開
平３−３７２９３号公報参照）、ナフチリジン誘導体
（特開平３−２０３９８２号公報参照）等が挙げられ
る。これらの化合物は、単独で使用してもよいし、必要
に応じて、各々、混合して使用してもよい。

【００３８】有機発光層４の膜厚は、通常、１０〜２０
０ｎｍ、好ましくは３０〜１００ｎｍである。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．，６５巻，３６
１０頁，１９８９年参照）も行われている。本発明にお
いても、上記の有機発光層４にレーザ色素等の有機蛍光
体をさらに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。本発
明の有機電界発光素子の構造としては、以下に示すよう
な層構成のものが挙げられる。

【００３９】

【表３】陽極／有機正孔輸送層／有機発光層／陰極 陽極／有機正孔輸送層／有機発光層／電子輸送層／陰極 陽極／有機正孔輸送層／有機発光層／界面層／陰極 陽極／有機正孔輸送層／有機発光層／電子輸送層／界面
層／陰極 上記の層構成で、電子輸送層は素子の効率をさらに向上
するためのものであり、有機発光層の上に積層される。
この電子輸送層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。このような電子輸送材料としては、

【００４０】

【化１１】

【００４１】

【化１２】

【００４２】等のオキサジアゾール誘導体（Ａｐｐｌ．
Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，５５巻，１４８９頁，１９８９
年；Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，３１巻，１８
１２頁，１９９２年）やそれらをＰＭＭＡ等の樹脂に分
散した系（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，６１巻，
２７９３頁，１９９２年）、又は、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。電子輸送層の膜厚は、通常、５〜２００ｎｍ、
好ましくは１０〜１００ｎｍである。また、同じく、上
記の層構成で、界面層は陰極と有機層とのコンタクトを
向上させるためのもので、芳香族ジアミン化合物（特願
平５−４８０７５号参照）、キナクリドン化合物（特願
平５−１１６２０４号参照）、ナフタセン誘導体（特願
平５−１１６２０５号参照）、有機シリコン化合物（特
願平５−１１６２０６号参照）、有機リン化合物（特願
平５−１１６２０７号参照）等が挙げられる。界面層の
膜厚は、通常、２〜１００ｎｍ、好ましくは５〜３０ｎ
ｍである。界面層を設ける代わりに、有機発光層及び電
子輸送層の陰極界面近傍に上記界面層材料を５０モル％
以上含む領域を設けてもよい。

【００４３】本発明においては、有機正孔輸送層を特定
の芳香族ジアミンで構成することにより、耐熱性のあ
る、長期の駆動に対しても安定した発光特性を示す素子
を得ることができる。尚、図１とは逆の構造、すなわ
ち、基板上に導電層２ｂ、有機発光層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
述したよう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。同様に、前記各層構成とは逆の構造に積層するこ
とも可能である。

【００４４】

【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。 芳香族ジアミン（表−１の番号（１））の製造例 ４，４’−ジヨードビフェニル５．０ｇ、フェノキサジ
ン４．９７ｇ、炭酸カリウム２．５１ｇ、ヨウ化銅０．
２３ｇを５０ｍｌのニトロベンゼンに加え、窒素下、２
００℃で２４時間反応させた。析出した黄色の反応生成
物をロ過し、脱塩水で２回洗浄後、トルエンで洗浄し、
アセトンで洗浄して乾燥後、２．５３ｇの白色粉末を得
た。収率は４０％であった。この生成物のうち１．０ｇ
を昇華精製して融点を測定したところ３４５℃と高い融
点を示した。質量分析で分子量が５１６であり、さらに
ＩＲスペクトル、ＮＭＲスペクトルにより、以下の構造
式（１）に示す芳香族ジアミンであることを確認した。

【００４５】

【化１３】

【００４６】実施例１ ガラス基板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、乾燥窒素で乾燥した
後、真空蒸着装置内に設置して、装置内の真空度が２×
１０^-6Ｔｏｒｒ以下になるまで液体窒素トラップを備え
た油拡散ポンプを用いて排気した。上記装置内に配置さ
れたセラミックるつぼに入れた、前記構造式（１）で示
される芳香族ジアミン化合物を、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であり、蒸着時間７分で
膜厚１１０ｎｍの薄膜を得た。この薄膜試料のイオン化
ポテンシャルを理研計器（株）製の紫外線電子分析装置
（ＡＣ−１）を用いて測定したところ、５．２８ｅＶと
低い値を示した。また、この薄膜試料を大気中で７０日
間保存しても、膜の形状は均一なままで安定であった。

【００４７】比較例１ 蒸着原料として芳香族ジアミン（Ｄ３）を用いたこと以
外は実施例１と同様にしてガラス基板上に薄膜を形成し
た。この薄膜試料は大気中３日保存後に結晶化が起き
て、均一な薄膜形状は失われた。

【００４８】実施例２ 有機正孔輸送層と有機発光層の積層膜を以下の方法で作
製した。ガラス基板上にインジウム・スズ酸化物（ＩＴ
Ｏ）透明導電膜を１２０ｎｍ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、実施例１と同様にして前記構造式（１）で示される
芳香族ジアミン化合物からなる有機正孔輸送層を６０ｎ
ｍの膜厚で形成した。さらに、有機発光層の材料とし
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 を有機正孔輸送層と
同様にして別のセラミックるつぼから蒸発させた。

【００４９】

【化１４】

【００５０】この時のるつぼの温度は２９０〜３１０℃
の範囲で制御し、蒸着時の真空度は２×１０^-6Ｔｏｒ
ｒ、蒸着時間は３分３０秒であった。このようにして、
膜厚７５ｎｍの有機発光層を有機正孔輸送層の上に積層
した。上記のＩＴＯガラス基板上の積層膜を蒸着後、真
空蒸着装置から取り出して、電子顕微鏡（ＳＥＭ）によ
る観察（２万倍）を行ったところ、均一性に優れ欠陥の
ない膜であった。この積層膜を真空電気炉内に入れて、
１０^-4Ｔｏｒｒの真空度で、８３℃で１時間加熱後、再
びＳＥＭ観察を行ったが、一様で欠陥のない膜構造に変
化はなかった。

【００５１】比較例２ 有機正孔輸送層材料として、芳香族ジアミン（Ｄ１）を
真空蒸着法により膜厚６０ｎｍで形成したこと以外は、
実施例２と同様にしてＩＴＯガラス基板上に有機正孔輸
送層／有機発光層からなる積層膜を作製した。

【００５２】この積層膜のＳＥＭ観察（２万倍）を行っ
たところ、１００ｎｍ程度の大きさを有するボイド状の
欠陥が８４μｍ² 当りに１５個の数密度で観測された。
上記積層膜を実施例２と同様にして真空電気炉内で８３
℃、１時間の条件で加熱したところ、目視でもはっきり
と判明する程度にまで膜が白濁して凝集が激しく起きて
いた。

【００５３】実施例３ 図１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。ガラス基板上にインジウム・スズ酸化物
（ＩＴＯ）透明導電膜を１２０ｎｍ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以下になるまで液体窒素トラップ
を備えた油拡散ポンプを用いて排気した。実施例２と同
様にして、芳香族ジアミン（１）からなる有機正孔輸送
層（膜厚６０ｎｍ）を形成後、アルミニウム錯体（Ｅ
１）からなる有機発光層（膜厚７５ｎｍ）を積層した。

【００５４】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１５０ｎｍで蒸
着した。蒸着はモリブデンボートを用いて、真空度は４
×１０^-6Ｔｏｒｒ、蒸着時間は４分２０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。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すると、
この素子は一様な緑色の発光を示し、発光のピーク波長
は５３０ｎｍであった。この素子の発光特性を表−３に
示す。

【００５５】比較例３ 有機正孔輸送層として芳香族ジアミン（Ｄ４）を用いた
こと以外は実施例３と同様にして有機電界発光素子を作
製した。この素子の発光特性を表−３に示す。

【００５６】

【表４】

【００５７】

【発明の効果】本発明の有機電界発光素子によれば、有
機正孔輸送層が特定の芳香族ジアミンからなるため、熱
的に安定な薄膜構造を有し、優れた発光特性を示す素子
を得ることができる。従って、本発明による有機電界発
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）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】本発明における有機電界発光素子の一例を示し
た模式断面図。

【符号の説明】

１ 基板 ２ａ、２ｂ 導電層 ３ 有機正孔輸送層 ４ 有機発光層

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板上に、陽極及び陰極により挟持され
   た有機正孔輸送層及び有機発光層を少なくとも含む有機
   電界発光素子であって、前記有機正孔輸送層が、下記一
   般式（Ｉ）で示される芳香族ジアミン含有することを特
   徴とする有機電界発光素子。 【化１】 （式中、Ｒ¹ 乃至Ｒ¹⁶は、各々独立して、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飽和あ
   るいは不飽和の脂肪族炭化水素基、置換基を有していて
   もよい芳香族炭化水素基、置換基を有していてもよいア
   ルコキシ基、置換基を有していてもよいアリールオキシ
   基、置換基を有していてもよいジアルキルアミノ基又は
   置換基を有していてもよいジアリールアミノ基を表
   す。）