JPH07240277A - 有機エレクトロルミネッセンス素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 構成が簡単で、特に青色純度を高めた有機エ
レクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ素子）を提供す
ること。 【構成】 （１）基板／高屈折性透明電極／有機多層部
／陰極の構成において、該透明電極と有機多層部との合
計光学膜厚が、（２）基板／高屈折性下地層／透明電極
／有機多層部／陰極の構成において、該下地層と透明電
極と有機多層部との合計光学膜厚、又は透明電極と有機
多層部との合計光学膜厚が、（３）基板／低屈折性下地
層／透明電極／有機多層部／陰極の構成において、透明
電極と有機多層部との合計光学膜厚が、屈折率1.６〜1.
８の有機多層部より発生するＥＬ光の中心波長λ（λは
４４０〜４９０ｎｍ，５００〜５５０ｎｍ及び６００〜
６５０ｎｍより選択される。）における強度を増強する
ように設定されている有機ＥＬ素子である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は有機エレクトロルミネッ
センス素子（以下、有機ＥＬ素子と略記する。）に関
し、さらに詳しくは、特定の構成の素子において、陽極
から陰極までの光学膜厚を制御し、特に青色発光の色純
度を高めた有機ＥＬ素子に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ＥＬ素子は自己発光性であるた
め視認性が高く、かつ完全固体素子であるため、耐衝撃
性に優れるとともに、取扱いが容易であることから、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。ＥＬ素子には、発光材料に無機化合物を用いた無
機ＥＬ素子と有機化合物を用いた有機ＥＬ素子とがあ
り、このうち、有機ＥＬ素子は、印加電圧を大幅に低く
しうるために、その実用化研究が積極的になされてい
る。上記有機ＥＬ素子の構成については、陽極／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
注入輸送層を適宜設けたもの、例えば陽極／正孔注入輸
送層／発光層／陰極や、陽極／正孔注入輸送層／発光層
／電子注入輸送層／陰極などの構成のものが知られてい
る。該正孔注入輸送層は、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、また、電子注入輸送層は陰
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。そして、該正孔注入輸送層を発光層と陽極との間
に介在させることによって、より低い電界で多くの正孔
が発光層に注入され、さらに、発光層に陰極又は電子注
入輸送層より注入された電子は、正孔注入輸送層が電子
を輸送しないので、正孔注入輸送層と発光層との界面に
蓄積され発光効率が上がることが知られている。

【０００３】このような有機ＥＬ素子においては、陽極
と陰極との間に介在する有機多層部における各層の膜
厚、例えば正孔注入輸送層，発光層，電子注入層の各膜
厚を制御し、最大の効率及び最高の輝度を得る試みが多
くなされている。例えば、陽極／正孔輸送性発光層／電
子輸送層／陰極の構成において、電子輸送層の膜厚を３
０〜６０ｎｍに制御して、発光効率の向上を図った技術
が開示されている（特開平４−１３７４８５号公報）。
これは、発光層と陰極間の距離が重要な因子であること
を示している。また、電子輸送層の膜厚を制御し、発光
層から生じる光と陰極から反射してくる光とが干渉する
際に、実質的に増強されるようにした技術が開示されて
いる（特開平４−３２８２９５号公報）。

【０００４】しかしながら、これらの技術においては、
２つの反射性界面で挟まれている有機多層部を含む層の
光学膜厚を選定することにより、素子の色純度が改善で
きることは、何ら示されていない。さらに、これらの技
術では、電子輸送層の膜厚を制御することが必要である
が、この場合、電子注入層が発光に関与し、色純度が劣
化したり、効率が低下するなどの好ましくない事態を招
来し、その改善が求められていた。また、陽極と陰極と
の間に、金属酸化物を挿入した構成のＥＬ素子が開示さ
れている（特開平４−３３４８９５号公報）。しかしな
がら、この技術においては、有機層の劣化をもたらす紫
外線を遮断する目的で金属酸化物層が設けられており、
本発明の技術を示唆するものではない。さらに、陽極／
正孔注入層／発光層／電子注入層／陰極の構成であっ
て、該電子注入層として、特定の金属錯体とこれ以外の
有機化合物との混合層を用いたＥＬ素子が提案されてい
る（特願平５−９６４０７号）。しかしながら、この技
術においては、有機多層部の光学膜厚を、発生するＥＬ
光の選定された波長における強度を増強するように設定
していないし、またなんらこれについて示されていな
い。また、基板／誘電体多層膜／透明電極／有機多層部
／陰極からなる素子において、透明電極と有機多層部と
の合計光学膜厚を制御することにより、色純度を向上さ
せる技術が知られている。しかしながら、この技術にお
いては、誘電体多層膜を用いる必要があり、コスト高に
なるのを免れない。

【０００５】他方、透明電極／誘電体層／蛍光体層／誘
電体層／背面電極の構成において、蛍光体層又は蛍光体
層と誘電体層との積層構造体の膜厚（ｄ）と、その屈折
率（η）とが、ｄ＝ｋ・η・λ／２（ここで、λは発光
波長である。）の関係式を満たすようにした技術が開示
されている（特開平２−４６６９５号公報）。この技術
においては、該蛍光体層にＺｎＳなどの無機蛍光体が、
また誘電体層には酸化物などからなる絶縁膜が用いられ
ており、そして、蛍光体層又は蛍光体層と誘電体層との
積層構造体の膜厚を、その屈折率に応じて設定すること
により、透明電極と誘電体層との界面と、誘電体層と背
面電極との界面の間を、蛍光体層から発せられる光を多
重反射後、干渉するようにしている。しかしながら、こ
の構成では、誘電体層や蛍光体層の屈折率は2.０以上で
ある一方、透明電極の屈折率が1.８程度以下であるた
め、該透明電極と誘電体層との界面を反射性として取扱
っている。これに対し、本発明で開示している透明電極
／有機多層部／陰極の構成においては、有機多層部の屈
折率が1.６〜1.８であって、透明電極と有機多層部との
界面は反射性であるとはいえない。上記特開平２−４６
６９５号公報では、本発明のように、透明電極と基板と
の界面、又は透明電極と高屈折性下地層との界面、又は
透明電極と低屈折性下地層との界面を反射性として取扱
い、かつ透明電極と有機多層部との合計光学膜厚を制御
することについては、なんら示されていない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
事情のもとで、特定の構成の素子において、陽極から陰
極までの光学膜厚を制御し、特に青色発光の色純度を高
めた有機ＥＬ素子を提供することを目的としてなされた
ものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、光学膜厚
を制御し、青色発光の色純度を高めた有機ＥＬ素子を開
発すべく鋭意研究を重ねた結果、（１）基板／高屈折性
透明電極／有機多層部／陰極の構成において、該高屈折
性透明電極と有機多層部との合計光学膜厚を、（２）基
板／高屈折性下地層／透明電極／有機多層部／陰極の構
成において、該高屈折性下地層と透明電極と有機多層部
との合計光学膜厚を、又は、透明電極と有機多層部との
合計光学膜厚を、（３）基板／低屈折性下地層／透明電
極／有機多層部／陰極の構成において、該透明電極と有
機多層部との合計光学膜厚を、特定の屈折率をもつ有機
多層部より発光されるＥＬ光の選定された波長における
強度が増強されるように設定することにより、その目的
を達成しうることを見出した。本発明は、かかる知見に
基づいて完成したものである。

【０００８】すなわち、本発明は、（１）基板／高屈折
性透明電極／有機多層部／陰極からなる有機ＥＬ素子で
あって、高屈折性透明電極と有機多層部との合計光学膜
厚が、屈折率1.６〜1.８の有機多層部より発生するＥＬ
光の波長λ（ここで、λは４４０〜４９０ｎｍ，５００
〜５５０ｎｍ及び６００〜６５０ｎｍより選択され
る。）における強度を増強するように設定されているこ
とを特徴とする有機ＥＬ素子〔１〕、（２）基板／高屈
折性下地層／透明電極／有機多層部／陰極からなる有機
ＥＬ素子であって、高屈折性下地層と透明電極と有機多
層部との合計光学膜厚が、屈折率1.６〜1.８の有機多層
部より発生するＥＬ光の波長λ（ここで、λは上記と同
じである。）における強度を増強するように設定されて
いることを特徴とする有機ＥＬ素子〔２〕、（３）基板
／高屈折性下地層／透明電極／有機多層部／陰極からな
る有機ＥＬ素子であって、透明電極と有機多層部との合
計光学膜厚が、屈折率1.６〜1.８の有機多層部より発生
するＥＬ光の波長λ（ここで、λは上記と同じであ
る。）における強度を増強するように設定されているこ
とを特徴とする有機ＥＬ素子〔３〕及び（４）基板／低
屈折性下地層／透明電極／有機多層部／陰極からなる有
機ＥＬ素子であって、透明電極と有機多層部との合計光
学膜厚が、屈折率1.６〜1.８の有機多層部より発生する
ＥＬ光の波長λ（ここで、λは上記と同じである。）に
おける強度を増強するように設定されていることを特徴
とする有機ＥＬ素子〔４〕を提供するものである。

【０００９】本発明の有機ＥＬ素子〔１〕は、基板／高
屈折性透明電極／有機多層部／陰極から構成されてい
る。該基板としては、透明性を有するもの、例えばガラ
ス，石英，有機高分子化合物などが挙げられるが、これ
らの中では、屈折率1.６以下のものが好適である。ま
た、高屈折性透明電極は、上記の屈折率1.６以下の低屈
折性基板と該透明電極との界面で光の反射が起こるよう
に、できるだけ高い屈折率を有するものが望ましく、好
ましい屈折率は1.８以上、特に好ましくは1.９以上であ
る。このような高屈折性透明電極としては、仕事関数の
大きい（４ｅＶ以上）誘電性透明材料、例えばＩＴＯ，
ＺｎＯ，ＳｎＯ₂ ，ＣｕＩなどの中から、屈折率が1.８
以上、好ましくは1.９以上のものを適宜選び、電極物質
とするものが好ましく用いられる。該高屈折性透明電極
は、上記電極物質を蒸着やスパッタリングなどの方法に
より、基板上に薄膜を形成させることにより、作製する
ことできる。この電極より発光を取り出す場合には、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、有機多層部としては、後述するように従来公知の
種々のものを用いることができる。一方、陰極は鏡面性
の膜であり、有機多層部より発生するＥＬ光を、好まし
くは５０％以上、より好ましくは７０％以上反射するも
のが好適である。このような陰極としては、仕事関数の
小さい（４ｅＶ以下）金属，合金，電気伝導性化合物及
びこれらの混合物の中から適宜選び、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−銀合金，Ａｌ／Ａｌ₂
Ｏ₃ ，インジウム，希土類金属などが挙げられる。該陰
極はこれらの電極物質を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。また、電極としてのシート抵抗は数百Ω／□
以下が好ましく、膜厚は通常１０ｎｍ〜１μｍ，特に５
０〜２００ｎｍの範囲が好ましい。

【００１０】本発明の有機ＥＬ素子〔１〕においては、
上記高屈折性透明電極と有機多層部との合計光学膜厚
を、屈折率1.６〜1.８の有機多層部より発生するＥＬ光
の中心波長λにおける強度が増強されるように設定する
ことが必要である。ここで、λは、青色発光を望む場合
は４４０〜４９０ｎｍ、緑色の場合は５００〜５５０ｎ
ｍ、赤色の場合は６００〜６５０ｎｍから選択される。
すなわち、一般に、有機多層部の光学膜厚を（ｎ
ｄ）₁ 、高屈折性透明電極の光学膜厚を（ｎｄ）₂ とし
た場合、これらの合計光学膜厚〔（ｎｄ）₁ ＋（ｎｄ）
₂ 〕が、式 ４π／λ〔（ｎｄ）₁ ＋（ｎｄ）₂ 〕＝２ｍπ ・・・（Ｉ） 又は ４π／λ〔（ｎｄ）₁ ＋（ｎｄ）₂ 〕＝（２ｍ−１）π ・・（II） の関係を満たすように設定される。上記式（Ｉ）及び
（II）において、ｍは１〜１０の整数、ｎは屈折率、ｄ
は膜厚、λは前記と同じである。該式（Ｉ）、（II）は
陰極金属の屈折率により選ばれる。例えば、（有機多層
部の屈折率）＜（陰極金属の屈折率）の場合は式（II）
が、その逆の場合には式（Ｉ）が選ばれるが、必ずし
も、初めから陰極金属の屈折率が判明しない場合には、
素子を実際に作製して試験を行い、調整するのがよい。
なお、各層の光学膜厚は、その層の膜厚と屈折率との積
で求めることができる。上記条件を満たすように高屈折
性透明電極と有機多層部との合計光学膜厚を設定した場
合、素子より出るＥＬ光は、その中心波長が増強され、
色純度が向上するという顕著な効果を奏する。この効果
が優れている場合、有機ＥＬ素子の色は鮮明となり、フ
ルカラーのためのＲ，Ｇ，Ｂのいずれを実現する場合に
も利用することができる。

【００１１】次に、本発明の有機ＥＬ素子〔２〕及び
〔３〕は、基板／高屈折性下地層／透明電極／有機多層
部／陰極から構成されている。該基板、有機多層部及び
陰極としては、前記有機ＥＬ素子〔１〕で説明したもの
と同じものを用いることができる。また、高屈折性下地
層は、屈折率1.８以上の高い屈折率を有する実質上透明
な層であり、好ましくは屈折率が2.０以上の酸化物層、
例えばＴｉＯ₂ ，ＺｒＯ ₂ ，ＺｎＯ，ＳｉＯ，Ｓｃ₂ Ｏ
₃ ，ＨｆＯ₂ ，ＣｅＯ₂ など、従来知られている光学的
に透明な誘電体からなる層である。さらに、ＺｎＳ，Ｚ
ｎＳＳｅ，ＺｎＴｅ，ＧａＮ，ＩｎＧａＮ，ＡｌＮ，Ｂ
ｅＮなどからなる層も好適である。一方、透明電極とし
ては、前記有機ＥＬ素子〔１〕の高屈折性透明電極の説
明において例示した誘電性透明材料を電極物質とするも
のを用いることができるが、その屈折率は1.８以上であ
るのが有利である。

【００１２】本発明の有機ＥＬ素子〔２〕においては、
基板と高屈折性下地層との界面で光の反射が生じる場合
であり、したがって、高屈折性下地層と透明電極と有機
多層部との合計光学膜厚を、屈折率1.６〜1.８の有機多
層部より発生するＥＬ光の中心波長λ（ここで、λは上
記と同じである。）における強度が増強されるように設
定することが必要である。すなわち、一般に、有機多層
部の光学膜厚を（ｎｄ）₁ ，透明電極の光学膜厚を（ｎ
ｄ）₃ ，高屈折性下地層の光学膜厚を（ｎｄ）₄ とした
場合、これらの合計光学膜厚〔（ｎｄ）₁ ＋（ｎｄ）₃
＋（ｎｄ）₄ 〕が、式 ４π／λ〔（ｎｄ）₁ ＋（ｎｄ）₃ ＋（ｎｄ）₄ 〕＝２ｍπ ・・・（III) 又は ４π／λ〔（ｎｄ）₁ ＋（ｎｄ）₃ ＋（ｎｄ）₄ 〕＝（２ｍ−１）π ・・・（IV) 〔ただし、λ，ｍ，ｎ及びｄは、上記と同じである。〕
の関係を満たすように設定される。上記式（III)，（I
V) は有機ＥＬ素子〔１〕の場合と同様に陰極金属の屈
折率により選ばれる。

【００１３】一方、有機ＥＬ素子〔３〕においては、高
屈折性下地層と透明電極との界面で光の反射が生じる場
合であり、したがって、透明電極と有機多層部との合計
光学膜厚を、屈折率1.６〜1.８の有機多層部より発生す
るＥＬ光の中心波長λ（ここで、λは上記と同じであ
る。）における強度が増強されるように設定することが
必要である。すなわち、一般に、有機多層部の光学膜厚
を（ｎｄ）₁ ，透明電極の光学膜厚を（ｎｄ）₃ とした
場合、これらの合計光学膜厚〔（ｎｄ）₁ ＋（ｎ
ｄ）₃ 〕が、式 ４π／λ〔（ｎｄ）₁ ＋（ｎｄ）₃ 〕＝２ｍπ ・・・（Ｖ） 又は ４π／λ〔（ｎｄ）₁ ＋（ｎｄ）₃ 〕＝（２ｍ−１）π ・・・(VI) 〔ただし、λ，ｍ，ｎ及びｄは、上記と同じである。〕
の関係を満たすように設定される。上記式（Ｖ），（V
I) は、有機ＥＬ素子〔１〕の場合と同様に陰極金属の
屈折率により選ばれる。但し、（有機多層部の屈折率）
＜（金属の屈折率）の場合は式（Ｖ）が、またその逆の
場合は式(VI)が選ばれる。

【００１４】また、高屈折性下地層と透明電極との界
面、及び基板と高屈折性下地層との界面の両界面で反射
が生じる場合がある。例えば、透明電極の屈折率＜高屈
折性下地層の屈折率＞基板の屈折率であって、それぞれ
の屈折率差が大きい場合である。このような場合には、
光学膜厚を、式 ４π／λ₁ 〔（ｎｄ）₁ ＋（ｎｄ）₃ 〕＝（２ｍ−１）π ・・（VII) ４π／λ₂ 〔（ｎｄ）₁ ＋（ｎｄ）₃ ＋（ｎｄ）₄ 〕＝２ｍπ ・・(VIII) 〔ただし、ｍ，ｎ及びｄは、上記と同じである。〕の関
係を満たすように設定する。上記式(VII),（VIII) にお
いて、λ₁ 及びλ₂は、青色の場合は４４０〜４９０ｎ
ｍ，緑色の場合は５００〜５５０ｎｍ，赤色の場合は６
００〜６５０ｎｍより選択されるが、必ずしも一致しな
くてもよい。また、式（VII),(VIII) は、前記有機ＥＬ
素子〔１〕の場合と同様に、（有機多層部の屈折率）＞
（陰極の屈折率）の場合であるが、この逆の場合には、
式 ４π／λ₁ 〔（ｎｄ）₁ ＋（ｎｄ）₃ 〕＝２ｍπ ・・・（IX） ４π／λ₂ 〔（ｎｄ）₁ ＋（ｎｄ）₃ ＋（ｎｄ）₄ 〕＝（２ｍ＋１）π ・・・（Ｘ） の関係を満たすように設定する。このように、上記式
（VII)/(VIII) 又は式(IX)/(Ｘ）を選択するのは、低屈
折率側より高屈折率側は入射する場合には光の位相が、
π変化するが、その逆の場合には変化量は０であるから
である。この位相の変化は、上記の光学膜厚の設定に
は、当然考慮する必要がある。特に、λ₁ ＝λ₂ のとき
には、（ｎｄ）₄ ＝λ／４となるが、この場合、ＥＬ光
の中心波長における強度の増強が特に大きく、従来、公
知の色純度を改善する技術、例えば（１）カラーフィル
ターにより色純度を改善する方法、（２）誘電体多層膜
と陰極鏡面とで有機多層部を挟み、色純度を改善する方
法などを用いる必要がない。本発明の有機ＥＬ素子
〔２〕及び〔３〕の構成は、上記（１）及び（２）で用
いられる構成より簡易であることは明らかである。

【００１５】さらに、本発明の有機ＥＬ素子〔４〕は、
基板／低屈折性下地層／透明電極／有機多層部／陰極か
ら構成されている。該基板，有機多層部及び陰極として
は、前記有機ＥＬ素子〔１〕で説明したものと同じもの
を用いることができる。また、透明電極としては、前記
有機ＥＬ素子〔１〕の高屈折性透明電極の説明において
例示した誘電性透明材料を電極物質とするものを用いる
ことができるが、その屈折率は1.８以上であるのが有利
である。さらに、低屈折性下地層には、従来公知の誘電
材料の中から、低屈折率のものを適宜選び用いることが
できるが、例えばＣａＦ₂ ，ＭｇＦ₂ ，ＬｉＦなどの金
属フッ化物からなる層は、屈折率が1.４以下となり、好
適である。また、フッ素化アクリル樹脂やテフロン系共
重合体などの含フッ素ポリマーからなる層も好ましい。
この有機ＥＬ素子〔４〕においては、低屈折性下地層と
透明電極との界面で光の反射が生じる。したがって、透
明電極と有機多層部との合計光学膜厚を、屈折率1.６〜
1.８の有機多層部より発生するＥＬ光の中心波長λ（こ
こで、λは前記と同じである。）における強度が増強さ
れるように設定することが必要である。すなわち、一般
に、有機多層部の光学膜厚を（ｎｄ）₁ ，透明電極の光
学膜厚を（ｎｄ）₃ とした場合、それらの合計光学膜厚
〔（ｎｄ）₁ ＋（ｎｄ）₃ 〕が、式 ４π／λ〔（ｎｄ）₁ ＋（ｎｄ）₃ 〕＝２ｍπ ・・・（Ｖ） 又は ４π／λ〔（ｎｄ）₁ ＋（ｎｄ）₃ 〕＝（２ｍ−１）π ・・(VI) 〔ただし、λ，ｍ，ｎ及びｄは、上記と同じである。〕
の関係を満たすように設定される。上記式（Ｖ），（V
I) は、有機ＥＬ素子〔１〕の場合と同様に陰極金属の
屈折率により選ばれる。

【００１６】次に、本発明の有機ＥＬ素子〔１〕〜
〔４〕の原理について説明する。陰極から注入された電
子と陽極から注入された正孔はたがいに結合して、発光
材料である分子又はポリマーの励起状態を作り出し、こ
の励起状態は光を出して基底状態に戻る。この光は、図
１で示すように、透明である界面Ｂの方から放出され
る場合、界面Ａで反射され、放出される場合、さらに
界面Ｂで反射され、続いて界面Ａで反射されたのち、
放出される場合など、様々な放出光が存在する。実際に
は、これらが干渉し、いわゆるファブリペロー干渉にお
ける多重干渉が生じる。このような干渉の結果、前記の
光学膜厚の条件を満たす素子においては、波長λ（ここ
で、λは前記と同じである。）の光が増強された形で放
出され、色純度が向上する。ここで、界面Ａは、金属鏡
面を有する陰極と有機多層部との界面であるが、界面Ｂ
は素子の構成により次の種類がある。 （１）素子〔１〕の場合、基板と高屈折性透明電極との
界面、（２）素子〔２〕の場合、基板と高屈折性下地層
との界面、（３）素子〔３〕の場合、高屈折性下地層と
透明電極との界面、（４）素子〔４〕の場合、低屈折性
下地層と透明電極との界面、 この界面Ｂにおける屈折率の差（界面Ｂを挟む層間の屈
折率の差）は大きい方が好ましいが、実質上選択できる
幅は、好ましくは0.２〜1.５である。なお、本発明は、
高屈折率層／低屈折率層の繰り返し多層構成を界面Ｂに
用いることを意味するものではない。このような構成は
複雑であって、均一に作製するのが困難である上、高い
波長選択をもたらし、色純度向上に寄与するものの、同
時に視野角により急激にＥＬ光の中心波長が変化すると
いう不利な点をもたらし、したがって、大面積表示素子
には用いられにくい。

【００１７】これに対し、本発明の有機ＥＬ素子は、視
野角依存性が小さいという注目すべき性質を有するとと
もに、色純度を高めることができるという有用な性質も
有している。本発明の有機ＥＬ素子〔１〕〜〔４〕にお
ける有機多層部の構成としては、例えば透明電極側から
陰極側にかけて、 （１）正孔輸送領域層／発光層 （２）正孔輸送領域層／発光層／電子注入層 （３）発光層／電子注入層 （４）有機半導体層／発光層 （５）有機半導体層／電子障壁層／発光層 （６）正孔輸送領域層／発光層／付着改善層 である構成を挙げることができる。これらの構成の中
で、正孔輸送領域層／発光層，正孔輸送領域層／発光層
／電子注入層及び正孔輸送領域層／発光層／付着改善層
の構成が好適である。

【００１８】本発明においては、このような構成の有機
多層部において、特に正孔輸送領域層又は発光層の膜厚
を選定することにより、該有機多層部より発生するＥＬ
光の中心波長λ（ここで、λは前記と同じである。）に
おける強度を増強させるのが有利である。本発明におい
ては、上記有機多層部における各層の屈折率は、それぞ
れ異なっていてもよいが、その値は1.６〜1.８の範囲に
あることが必要である。なお、透明電極と有機多層部と
の界面での反射は、該透明電極と有機多層部の屈折率差
が小さいため少なく、したがって、この界面での反射を
本発明では利用しない。上記有機多層部における発光層
としては、通常の発光層と同様に、（ａ）注入機能（電
圧印加時に、陽極又は正孔輸送領域層より正孔を注入可
能であり、かつ陰極又は電子注入層より電子を注入可能
である。），（ｂ）輸送機能（正孔及び電子を電界の力
により移動させることが可能である。），（ｃ）発光機
能（正孔と電子の再結合の場を提供し、発光させること
が可能である。）を有するものである。この層の厚さ
は、特に制限はなく、適宜状況に応じて決定することが
できるが、好ましくは１ｎｍ〜１０μｍ、特に好ましく
は５ｎｍ〜５μｍである。ここで、好ましい発光材料
（ホスト材料）としては、一般式（XI)

【００１９】

【化１】

【００２０】〔式中、Ｙ¹ 〜Ｙ⁴ は、それぞれ水素原
子，炭素数１〜６のアルキル基，炭素数１〜６のアルコ
キシ基，炭素数７〜８のアラルキル基，置換あるいは無
置換の炭素数６〜１８のアリール基，置換あるいは無置
換のシクロヘキシル基，置換あるいは無置換の炭素数６
〜１８のアリールオキシ基，炭素数１〜６のアルコキシ
基を示す。ここで、置換基は炭素数１〜６のアルキル
基，炭素数１〜６のアルコキシ基，炭素数７〜８のアラ
ルキル基，炭素数６〜１８のアリールオキシ基，炭素数
１〜６のアシル基，炭素数１〜６のアシルオキシ基，カ
ルボキシル基，スチリル基，炭素数６〜２０のアリール
カルボニル基，炭素数６〜２０のアリールオキシカルボ
ニル基，炭素数１〜６のアルコキシカルボニル基，ビニ
ル基，アニリノカルボニル基，カルバモイル基，フェニ
ル基，ニトロ基，水酸基あるいはハロゲンを示す。これ
らの置換基は単一でも複数でもよい。また、Ｙ¹ 〜Ｙ⁴
は、同一でも、また互いに異なっていてもよく、Ｙ¹ と
Ｙ² 及びＹ³ とＹ⁴ は、互いに置換している基と結合し
て、置換あるいは無置換の飽和五員環又は置換あるいは
無置換の飽和六員環を形成してもよい。Ａｒは置換ある
いは無置換の炭素数６〜２０のアリーレン基を表し、単
一置換されていても、複数置換されていてもよく、また
結合部位は、オルト，パラ，メタいずれでもよい。但
し、Ａｒが無置換フェニレン基の場合、Ｙ¹ 〜Ｙ⁴ は、
それぞれ炭素数１〜６のアルコキシ基，炭素数７〜８の
アラルキル基，置換あるいは無置換のナフチル基，ビフ
ェニル基，シクロヘキシル基，アリールオキシ基より選
ばれたものである。〕一般式（XII) Ａ−Ｑ−Ｂ ・・・（XII) 〔式中、Ａ及びＢは、それぞれ上記一般式（XI）で表さ
れる化合物から１つの水素原子を除いた一価基を示し、
同一であっても異なってもよく、Ｑは共役系を切る二価
基を示す。〕又は一般式（XIII)

【００２１】

【化２】

【００２２】〔式中、Ａ¹ は置換あるいは無置換の炭素
数６〜２０のアリーレン基又は二価の芳香族複素環式基
を示す。結合位置はオルト，メタ，パラのいずれでもよ
い。Ａ ² は置換あるいは無置換の炭素数６〜２０のアリ
ール基又は一価の芳香族複素環式基を示す。Ｙ⁵ 及びＹ
⁶ は、それぞれ水素原子，置換あるいは無置換の炭素数
６〜２０のアリール基，シクロヘキシル基，一価の芳香
族複素環式基，炭素数１〜１０のアルキル基，炭素数７
〜２０のアラルキル基又は炭素数１〜１０のアルコキシ
基を示す。なお、Ｙ⁵ ，Ｙ⁶ は、同一でも異なってもよ
い。ここで、置換基とは、単一置換の場合、アルキル
基，アリールオキシ基，アミノ基又は置換基を有する若
しくは有しないフェニル基である。Ｙ⁵ の各置換基はＡ
¹ と結合して、飽和若しくは不飽和の五員環又は六員環
を形成してもよく、同様にＹ⁶ の各置換基はＡ² と結合
して、飽和若しくは不飽和の五員環又は六員環を形成し
てもよい。また、Ｑは、共役を切る二価基を表す。〕で
表される化合物が挙げられる。なお、一般式（XII)及び
(XIII)におけるＱは共役系を切る二価基を示すが、ここ
で共役とは、π電子の非極在性によるもので、共役二重
結合あるいは不対電子又は孤立電子対によるものも含
む。Ｑの具体例としては、

【００２３】

【化３】

【００２４】などを挙げることができる。このように共
役系を切る二価の基を用いる理由は、上記で示されるＡ
あるいはＢを形成する化合物〔すなわち、一般式（XI）
の化合物〕を、単独で本発明の有機ＥＬ素子として用い
た場合に得られるＥＬ発光色と、一般式（XII)で表され
るる化合物を本発明の有機ＥＬ素子として用いた場合に
得られるＥＬ発光色とが変わらぬようにするためであ
る。つまり、一般式（XI）又は一般式（XII)で表される
化合物を用いた発光層が、短波長化あるいは長波長化し
たりすることはないようにするためである。また、共役
系を切る二価基で接続するとガラス転移温度（Ｔｇ）
は、上昇することが確認でき、均一なピンホールフリー
の微結晶あるいはアモルファス性薄膜が得られることが
でき、発光均一性を向上させている。さらに、共役系を
切る二価基で結合していることにより、ＥＬ発光が長波
長化することなく、また、合成あるいは精製が容易にで
きる長所を備えている。さらに、発光材料（ホスト材
料）の好ましいものとして、８−ヒドロキシキノリン、
又はその誘導体の金属錯体を挙げることができる。具体
的には、オキシン（一般に８−キノリノール又は８−ヒ
ドロキシキノリン）のキレートを含む金属キレートオキ
シノイド化合物である。このような化合物は高水準の性
能を示し、容易に薄膜形態に成形される。オキシノイド
化合物の例は下記構造式を満たするものである。

【００２５】

【化４】

【００２６】〔式中、Ｍｔは金属を表し、ｐは１〜３の
整数であり、かつ、Ｚはそのそれぞれの位置が独立であ
って、少なくとも２以上の縮合芳香族環を完成させるた
めに必要な原子を示す。〕ここで、Ｍｔで表される金属
は、一価，二価又は三価の金属、例えば、リチウム，ナ
トリウム又はカリウムなどのアルカリ金属、マグネシウ
ム又はカルシウムなどのアルカリ土類金属、あるいはホ
ウ素又はアルミニウムなどの土類金属である。一般に有
用なキレート化合物であると知られている一価，二価又
は三価の金属はいずれも使用することができる。また、
Ｚは、少なくとも２以上の縮合芳香族環の一方がアゾー
ル又はアジンからなる複素環を形成させる原子を示す。
ここで、もし必要であれば、上記縮合芳香族環に他の異
なる環を付加することが可能である。また、機能上の改
善がないまま嵩ばった分子を付加することを回避するた
め、Ｚで示される原子の数は１８以下にすることが好ま
しい。さらに、具体的にキレート化オキシノイド化合物
を例示すると、トリス（８−キノリノール）アルミニウ
ム，ビス（８−キノリノール）マグネシウム，ビス（ベ
ンゾ−８−キノリノール）亜鉛，ビス（２−メチル−８
−キノリラート）アルミニウムオキシド，トリス（８−
キノリノール）インジウム，トリス（５−メチル−８−
キノリノール）アルミニウム，８−キノリノールリチウ
ム，トリス（５−クロロ−８−キノリノール）ガリウ
ム，ビス（５−クロロ−８−キノリノール）カルシウ
ム，５，７−ジクロロ−８−キノリノールアルミニウ
ム，トリス（５，７−ジブロモ−８−ヒドロキシキノリ
ノール）アルミニウムなどがある。

【００２７】上記発光層の形成方法としては、例えば蒸
着法，スピンコート法，キャスト法，ＬＢ法などの公知
の方法により薄膜化することにより形成することができ
るが、特に分子堆積膜であることが好ましい。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、該化合物の溶融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る。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）と凝
集構造，高次構造の相違や、それに起因する機能的な相
違により区別することができる。また、上記発光層は樹
脂などの結着材と共に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て形成するこ
とができる。前記一般式（XI）〜(XIII)で表される発光
層の材料としては以下の化合物が挙げられる。

【００２８】

【化５】

【００２９】

【化６】

【００３０】

【化７】

【００３１】

【化８】

【００３２】

【化９】

【００３３】

【化１０】

【００３４】

【化１１】

【００３５】次に、正孔輸送領域層は、必ずしも該素子
に必要なものではないが、発光性能の向上のため用いた
方が好ましいものである。この正孔輸送領域層として
は、より低い電界で正孔を発光層に輸送する材料が好ま
しく、さらに正孔の移動度が、例えば１０⁴ 〜１０⁶ Ｖ
／ｃｍの電界印加時に、少なくとも１０^-6ｃｍ² ／Ｖ・
秒であればなお好ましい。また、電子を発光層内に留め
ておくため、発光層と陽極（透明電極）の間には電子障
壁層を用いることができる。このような正孔輸送材料に
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、光導伝材料において、正孔の電荷
輸送材として慣用されているものやＥＬ素子の正孔輸送
領域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。

【００３６】該正孔輸送材料としては、例えばトリアゾ
ール誘導体（米国特許第3,112,197号明細書等参照），
オキサジアゾール誘導体（米国特許第3,189,447 号明細
書等参照），イミダゾール誘導体（特公昭３７−１６０
９６号公報等参照），ポリアリールアルカン誘導体（米
国特許第3,615,402 号明細書，同3,820,989 号明細書，
同3,542,544 号明細書，特公昭４５−５５５号公報，同
５１−１０９８３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号公報等参照),ピラゾリ
ン誘導体およびピラゾロン誘導体（米国特許第3,180,72
9 号明細書，同4,278,746 号明細書，特開昭５５−８８
０６４号公報，同５５−８８０６５号公報，同４９−１
０５５３７号公報，同５５−５１０８６号公報，同５６
−８００５１号公報，同５６−８８１４１号公報，同５
７−４５５４５号公報，同５４−１１２６３７号公報，
同５５−７４５４６号公報等参照），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５４−１１０５３６号公報，同５４−１１９９２５号
公報等参照），アリールアミン誘導体（米国特許第3,56
7,450 号明細書，同3,180,703 号明細書，同3,240,597
号明細書，同3,658,520 号明細書，同4,232,103 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５５−１４４２５０号公報，同５６−１１９
１３２号公報，同５６−２２４３７号公報，西独特許第
1,110,518 号明細書等参照），アミノ置換カルコン誘導
体（米国特許第3,526,501 号明細書等参照），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号公報等参照），フルオレノン誘導体（特開
昭５４−１１０８３７号公報等参照），ヒドラゾン誘導
体（米国特許第3,717,462 号明細書，特開昭５４−５９
１４３号公報，同５５−５２０６３号公報，同５５−５
２０６４号公報，同５５−４６７６０号公報，同５５−
８５４９５号公報，同５７−１１３５０号公報，同５７
−１４８７４９号公報等参照），スチルベン誘導体（特
開昭６１−２１０３６３号公報，同６１−２２８４５１
号公報，同６１−１４６４２号公報，同６１−７２２５
５号公報，同６２−４７６４６号公報，同６２−３６６
７４号公報，同６２−１０６５２号公報，同６２−３０
２５５号公報，同６０−９３４４５号公報，同６０−９
４４６２号公報，同６０−１７４７４９号公報，同６０
−１７５０５２号公報等参照）などを挙げることができ
る。さらに、シラザン誘導体（米国特許第4,950,950 号
明細書），ポリシラン系（特開平２−２０４９９６号公
報），アニリン系共重合体（特開平２−２８２２６３号
公報），導電性高分子オリゴマー（特開平１─２１１３
９９号公報），特に含チオフェンオリゴマーなどが挙げ
られる。

【００３７】本発明においては、これらの化合物を正孔
輸送材料として使用することができるが、次に示すポリ
フィリン化合物（特開昭６３−２９５６９６５号公報な
どに記載のもの）、芳香族第三級アミン化合物およびス
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５４−６４２９
９号公報，同５５−７９４５０号公報，同５５−１４４
２５０号公報，同５６−１１９１３２号公報，同６１−
２９５５５８号公報，同６１−９８３５３号公報，同６
３−２９５６９５号公報等参照），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。該ポリフィリン
化合物の代表例としては、ポルフィン，１，１０，１
５，２０−テトラフェニル−２１Ｈ，２３Ｈ−ポルフィ
ン銅（II）；１，１０，１５，２０−テトラフェニル２
１Ｈ，２３Ｈ−ポルフィン亜鉛（II）；５，１０，１
５，２０−テトラキス（ペンタフルオロフェニル）−２
１Ｈ，２３Ｈ−ポルフィン；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。

【００３８】また該芳香族第三級アミン化合物及びスチ
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−４，４’−ジアミノフェニル，
Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ジ（３−メチルフェ
ニル）−４，４’−ジアミノビフェニル，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−
４，４’−ジアミノビフェニル，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）−４，４’−ジ
アミノビフェニル，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
リルアミノ）−４’−〔４（ジ−ｐ−トリルアミノ）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ゼン，Ｎ−
フェニルカルバゾール，芳香族ジメチリディン系化合物
などが挙げられる。

【００３９】本発明のＥＬ素子における該正孔輸送領域
層は、上記化合物を、例えば真空蒸着法，スピンコート
法，ＬＢ法などの公知の薄膜法により製膜して形成する
ことができる。この正孔輸送領域層の膜厚は、特に制限
はないが、通常は５ｎｍ〜５μｍである。この正孔輸送
領域層は、上記正孔輸送材料一種又は二種以上からなる
一層で構成されていてもよいし、あるいは、前記正孔輸
送領域層とは別種の化合物からなる正孔輸送領域層を積
層したものであってもよい。

【００４０】さらに、有機半導体層の材料としては、例
えば、

【００４１】

【化１２】

【００４２】

【化１３】

【００４３】などを挙げることができる。

【００４４】一方、電子障壁層の材料としては、例えば

【００４５】

【化１４】

【００４６】

【化１５】

【００４７】

【化１６】

【００４８】などを挙げることができる。

【００４９】また、該有機多層部における電子注入層
は、電子注入材料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で伝達する機能を有している。こ
のような電子注入材料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。該電子注入材料の好ましい例としては、

【００５０】

【化１７】

【００５１】などのニトロ置換フルオレノン誘導体、特
開昭５７−１４９２５９号，同５８−５５４５０号，同
６３−１０４０６１号公報等に記載されているアントラ
キノジメタン誘導体、「ポリマー・プレプリンツ，ジャ
パン（Polymer Preprints, Japan）」第３７巻，第３
号，第６８１ページ（１９８８年）などに記載されてい
る

【００５２】

【化１８】

【００５３】などのジフェニルキノン誘導体

【００５４】

【化１９】

【００５５】などのチオピランジオキシド誘導体

【００５６】

【化２０】

【００５７】などのナフタレンペリレンなど、複素環テ
トラカルボン酸無水物、あるいはカルボジイミドが挙げ
られる。さらに、「ジャーナル・オブ・アプライド・フ
ィジクス（J. Appl.Phys.)」第２７巻、第２６９ページ
（１９８８年）などに記載されている

【００５８】

【化２１】

【００５９】で表される化合物、特開昭６０−６９６５
７号，同６１−１４３７８４号，同６１−１４８１５９
号公報などに記載されているフレオレニリデンメタン誘
導体、特開昭６１−２２５１５１号，同６１−２３３７
５０号公報などに記載されているアントラキノジメタン
誘導体及びアントロン誘導体、「アプライド・フィジク
ス・レターズ（Appl. Phys. Lett.)」第５５巻，第１４
８９ページ（１９８９年）に記載されている下記のオキ
サジアゾール誘導体

【００６０】

【化２２】

【００６１】などを挙げることができる。また、特開昭
５９−１９４３９３号公報に記載されている一連の電子
伝達性化合物は、該公報では発光層を形成する材料とし
て開示されているが、本発明者らが検討の結果、電子注
入層を形成する材料として用いうることが分かった。特
に

【００６２】

【化２３】

【００６３】で表される化合物が好適である。本発明の
有機ＥＬ素子における電子注入層は、上記化合物を、例
えば真空蒸着法，スピンコート法，キャスト法，ＬＢ法
などの公知の薄膜化法により製膜して形成することがで
きる。電子注入層としての膜厚は、通常は５ｎｍ〜５μ
ｍの範囲で選ばれる。この電子注入層は、これらの電子
注入材料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、該層とは別種の化合物からなる電子
注入層を積層したものであってもよい。

【００６４】さらに、該有機多層部における付着改善層
としては、電子伝達性に優れ、かつ発光層及び陰極に対
して付着性の高い材料を含有するものが好ましい。この
ような材料としては、例えば８−ヒドロキシキノリン又
はその誘導体の金属錯体、例えばオキシン（一般に８−
キノリノール又は８−ヒドロキシキノリン）のキレート
を含む金属キレートオキシノイド化合物が挙げられる。
具体的には、トリス（８−キノリノール）アルミニウ
ム，トリス（５，７−ジクロロ−８−キノリノール）ア
ルミニウム，トリス（５，７−ジブロモ−８−キノリノ
ール）アルミニウム，トリス（２−メチル−８−キノリ
ノール）アルミニウム，並びにアルミニウム以外のイン
ジウム，マグネシウム，銅，ガリウム，スズ，鉛の錯体
などを挙げることができる。また、オキサジアゾール誘
導体も好適であり、このオキサジアゾール誘導体として
は、一般式（XIV)及び（XV)

【００６５】

【化２４】

【００６６】〔式中、Ａｒ¹¹〜Ａｒ¹⁴は、それぞれ置換
又は無置換のアリール基を示し、Ａｒ ¹¹とＡｒ¹²及びＡ
ｒ¹³とＡｒ¹⁴は、それぞれにおいてたがいに同一であっ
ても異なっていてもよく、Ａｒ¹⁵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，ビフ
ェニル基，アントラニル基，ペリレニル基，ピレニル基
などが挙げられ、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，ピレニレン基などが挙げられる。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などが挙げられ
る。この電子伝達化合物は、薄膜形成性のものが好まし
い。該電子伝達化合物の具体例としては、前記したＰＢ
Ｄをはじめ、

【００６７】

【化２５】

【００６８】で表される化合物などが挙げられる。本発
明の有機ＥＬ素子における付着改善層は、上記化合物
を、例えば真空蒸着法，スピンコート法，キャスト法，
ＬＢ法などの公知の薄膜化法により製膜して形成するこ
とができる。付着改善層としての膜厚は、通常５ｎｍ〜
５μｍの範囲で選ばれる。この付着改善層は、これらの
付着性材料一種又は二種以上からなる一層で構成されて
いてもよいし、あるいは該層とは別種の化合物からなる
付着改善性を積層したものであってもよい。このような
付着改善層は、付着性の高い電子伝達化合物からなるも
のであって、電子注入層としての役割を果たすことはも
ちろんのことである。なお、有機多層部を単層化する技
術は公知であり、この技術においては、例えばポリスチ
レン，ポリカーボネート，ポリビニルカルバゾールなど
の結着剤の中に、正孔輸送材料，発光材料，電子注入材
料などを混合して均一化し、このものからなる単層を陽
極（透明電極）と陰極との間に形成させる。この単層化
技術は、例えば「日本高分子学会予稿集」１９９１年，
第４０巻，第３５９１ページに記載されている。本発明
においては、有機多層部に代えて、この技術による有機
単層部を用いることができる。

【００６９】本発明の有機多層部に外層部より正孔を注
入する際、同じ電界強度でより電荷注入性を向上させ、
より多くの電荷量を注入するために電荷注入補助材を使
用してもよい。この電荷注入補助材の有機多層部の各層
への添加量は、好ましくは各層の重量の１９重量％以
下、特に好ましくは0.０５〜９重量％である。ここで、
電荷注入補助材の機能等の説明は、国際出願ＰＣＴ／Ｊ
Ｐ９３／０１１９８に記載されている通りである。電荷
注入補助材として用いられる電子供与性スチルベン誘導
体，ジスチリルアリーレン誘導体あるいはトリススチリ
ルアリーレン誘導体は、具体的には、次の化合物が挙げ
られる。

【００７０】

【化２６】

【００７１】

【化２７】

【００７２】

【化２８】

【００７３】

【化２９】

【００７４】

【化３０】

【００７５】

【化３１】

【００７６】

【化３２】

【００７７】

【化３３】

【００７８】

【化３４】

【００７９】次に、本発明のＥＬ素子の好適な作製法
を、基板／透明電極／正孔輸送領域層／発光層／電子注
入層／陰極の構成を例に挙げて説明すると、まず適当な
基板上に、陽極用物質を、所望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、透明電
極（陽極）を作製したのち、この上に、正孔輸送材料、
発光材料及び電子注入材料からなる各薄膜を形成させ
る。この薄膜化の方法としては、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、真空
蒸着法が好ましい。該薄膜化に、この蒸着法を採用する
場合、その蒸着条件は、使用する化合物の種類，分子堆
積膜の目的とする結晶構造，会合構造などにより異なる
が、一般にボート加熱温度５０〜４５０℃，真空度１０
^-5〜１０^-8Ｐａ，蒸着速度0.０１〜５０ｎｍ／ｓｅｃ，
基板温度−５０〜３００℃，膜厚５ｎｍ〜５μｍの範囲
で適宜選ぶことが望ましい。次にこれらの層の形成後、
その上に陰極用物質からなる薄膜を、１０〜５００ｎｍ
好ましくは、５０〜２００ｎｍ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。このようにして得られた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５〜４０Ｖ程度を印加すると、色純度の高い発光が観
測できる。また、逆の極性で電圧を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、陽極が＋，陰極が−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。

【００８０】

【実施例】更に、実施例により本発明を詳細に説明する
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。 実施例１〜３及び比較例１〜３ （１）ＥＬ素子の作製 ２５ｍｍ×７５ｍｍ×1.１ｍｍのガラス基板〔日本板ガ
ラス（株）製，ＯＡ−２〕上に、ＩＴＯを蒸着法にてａ
ｎｍの厚さで製膜したもの〔ジオマティック社製〕を透
明支持基板とした。なお、この基板は、イソプロピルア
ルコール中で５分間超音波洗浄後、窒素を吹きつけて乾
燥し、ＵＶオゾン洗浄〔ＵＶ３００，サムコインターナ
ショナル社製〕を１０分間行ったものである。この透明
支持基板を市販の蒸着装置〔日本真空技術（株）製〕の
基板ホルダーに固定し、モリブデン製抵抗加熱ボートに
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（ＴＰＤ）を２００ｍｇ入れ、他のモリブデン製抵抗
加熱ボートに４，４’−ビス（２，２’−ジフェニルビ
ニル）ビフェニル（ＤＰＶＢｉ）を２００ｍｇ入れ、さ
らに他のモリブデン製抵抗加熱ボートに電荷注入補助材
である化合物（Ａ）（第１表に示す。）を２００ｍｇ入
れ、真空槽を１×１０^-4Ｐａまで減圧した。その後ＴＰ
Ｄの入った前記ボートを２１５〜２２０℃まで加熱し、
蒸着速度0.１〜0.３ｎｍ／秒で透明支持基板上に蒸着し
て、膜厚ｂｎｍの正孔注入層を製膜させた。このとき、
基板の温度は室温であった。これを真空槽より取り出す
ことなく、正孔注入層にＤＰＶＢｉをホスト材料として
ｃｎｍ積層した。このとき同時に化合物（Ａ）のボート
を加熱し、発光層に化合物（Ａ）を混合した。このとき
の蒸着速度はＤＰＶＢｉの蒸着速度〔第１表に示す
（Ｂ）〕に対して、（Ａ）の蒸着速度を（Ｃ）（第１表
に示す。）とした。その後、真空槽を大気圧に戻し、新
たにモリブデン製抵抗加熱ボートに接着層の材料である
８−ヒドロキシキノリン・アルミニウム錯体（Ａｌｑ）
を入れ、さらにモリブデン製抵抗加熱ボートにマグネシ
ウムリボン１ｇを入れタングステン製バスケットに銀ワ
イヤーを５００ｍｇ入れて、真空槽を１×１０^-4Ｐａま
で減圧した。次いで、蒸着速度0.０１〜0.０３ｎｍ／秒
で８−ヒドロキシキノリン・アルミニウム錯体（Ａｌ
ｑ）を蒸着し接着層をｄｎｍ形成した。さらに、銀を蒸
着速度0.１ｎｍ／秒，マグネシウムを蒸着速度1.４ｎｍ
／秒で同時蒸着して銀：マグネシウム混合電極を陰極と
した。膜厚は１５０ｎｍであった。なお、陰極の反射率
は８５％であった。第２表に各層の膜厚を示す。また、
各層の屈折率を別個に、その蒸着膜に対してエリプソメ
ーターにより計測したところ、ＩＴＯ，ＴＰＤ，ＤＰＶ
Ｂｉ（ドーピングした層）及びＡｌｑ層の屈折率は、そ
れぞれ1.８６，1.７，1.７５及び1.７であり、この値に
基づいて、上記素子の（ｎｄ）₁ ，（ｎｄ）₂ ，〔（ｎ
ｄ）₁ ＋（ｎｄ）₂ 〕を求めた。これらの結果をλ及び
ｍと共に第３表に示す。

【００８１】

【表１】

【００８２】

【化３５】

【００８３】

【表２】

【００８４】

【表３】

【００８５】

【表４】

【００８６】実施例１〜３では、４π／λ〔（ｎｄ）₁
＋（ｎｄ）₂ 〕＝２ｍπ（ｍ＝２）の式を、λが青色波
長に対して満たしているが、比較例１〜３では、λは青
色波長よりずれている（青色波長：λ＝４４０〜４９０
ｎｍ）。 （２）素子の輝度，色度の測定 上記（１）で得られた素子に、第４表に示す電圧を印加
し、電流量、輝度及び色度を求めた。その結果を第４表
に示す。

【００８７】

【表５】

【００８８】対応する実施例１と比較例１、実施例２と
比較例２、実施例３と比較例３とを比較して分かるよう
に、実施例のものは、比較例のものに比べて、ｙ座標
（色度）が小さくなっている。これは、実施例で規定し
た光学膜厚が青色の中心波長（λ）であるため、４π／
λ〔（ｎｄ）₁ ＋（ｎｄ）₂ 〕＝２ｍπ（ｍ＝２）の式
を満足し、青色純度が高くなっていることを示してい
る。 （３）素子のＥＬスペクトル 実施例１及び比較例１で得られた素子のＥＬスペクトル
を計測した。その結果を図２に示す。図２から明らか
に、実施例１では４６０ｎｍのピークが増強され、大き
くなっていることが分かる。これにより、本発明の素子
の構成により、青色純度が高くなっていることが示され
た。

【００８９】実施例４〜６ （１）ＥＬ素子の作製 実施例１と同様にして、各層の膜厚が第５表に示すよう
なＥＬ素子を作製した。ただし、実施例４では、実施例
１で用いたＩＴＯの代わりに、高屈折率1.９２のＩＴＯ
を用いた。また、実施例５では基板とＩＴＯ膜との間に
高屈折性下地層である屈折率2.４のＴｉＯ₂ 層を、真空
蒸着法により膜厚４８ｎｍで設けた。さらに、実施例６
では基板とＩＴＯ膜との間に低屈折性下地層である屈折
率1.３８のＭｇＦ₂ 層を、真空蒸着法により膜厚８０ｎ
ｍで設けた。各層の膜厚を第５表に、光学膜厚，λ及び
ｍを第６表に示す。

【００９０】

【表６】

【００９１】

【表７】

【００９２】

【表８】

【００９３】実施例５では、高屈折性下地層と透明電極
との界面での反射が生じるので、光学膜厚は〔（ｎｄ）
₁ ＋（ｎｄ）₃ 〕であり、界面で位相はπ変化するので
４π／λ〔（ｎｄ）₁ ＋（ｎｄ）₃ 〕＝（２ｍ−１）π
（ｍ＝２）を満足する場合となっている。上述のよう
に、４π／λ×〔（ｎｄ）₁ ＋（ｎｄ）₃ ＋（ｎ
ｄ）₄ 〕＝２ｍπ（ｍ＝２）及び ４π／λ×〔（ｎ
ｄ）₁ ＋（ｎｄ）₃ 〕＝（２ｍ−１）π（ｍ＝２）（こ
こで、λ＝４６６ｎｍ）を実施例５は満たしている。従
って、実施例５では、特に青色純度が高まっていること
が示されている。 （２）素子の輝度，色度の測定 上記（１）で得られた素子に、第７表に示す電圧を印加
し、電流量，輝度及び色度を求めた。その結果を第７表
に示す。

【００９４】

【表９】

【００９５】実施例４〜６は、いずれも比較例１に比べ
て青色純度が高くなっている。なお、実施例１〜６の結
果より、本発明のＥＬ素子の効率はほぼ変化がないか、
むしろ優れている。これは、色純度を高めるため、カラ
ーフィルターを用いた構成では、効率が１／２〜１／３
になるのに対し、著しい技術の優位性を示している。さ
らに、本発明の構成のＥＬ素子は極めて簡易であり、作
製が容易である。

【００９６】

【発明の効果】本発明によると、特定の構成の素子にお
いて、陽極から陰極までの光学膜厚を制御することによ
り、特に青色発光の色純度を高めた有機ＥＬ素子を容易
に得ることができる。このような本発明の有機ＥＬ素子
は、例えば情報用ディスプレイや数文字表示素子として
好適に用いられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 有機多層部で発生したＥＬ光が放出される場
合の各種形態を示す説明図である。

【図２】 実施例１及び比較例１で得られた素子のＥＬ
スペクトルの計測図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０５Ｂ 33/28

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板／高屈折性透明電極／有機多層部／
   陰極からなる有機エレクトロルミネッセンス素子であっ
   て、高屈折性透明電極と有機多層部との合計光学膜厚
   が、屈折率1.６〜1.８の有機多層部より発生するエレク
   トロルミネッセンスの中心波長λ（ここで、λは４４０
   〜４９０ｎｍ，５００〜５５０ｎｍ及び６００〜６５０
   ｎｍより選択される。）における強度を増強するように
   設定されてい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。
2. 【請求項２】 合計光学膜厚が〔（ｎｄ）₁ ＋（ｎｄ）
   ₂ 〕で表され、かつ式 ４π／λ〔（ｎｄ）₁ ＋（ｎ
   ｄ）₂ 〕＝２ｍπ又は（２ｍ−１）π〔ただし、（ｎ
   ｄ）₁ は有機多層部の光学膜厚、（ｎｄ）₂ は高屈折性
   透明電極の光学膜厚、ｍは１〜１０の整数、ｎは屈折
   率、ｄは膜厚である。〕の関係を満たすように設定され
   ている請求項１記載の有機エレクトロルミネッセンス素
   子。
3. 【請求項３】 高屈折性透明電極の屈折率が1.８以上で
   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。
4. 【請求項４】 基板／高屈折性下地層／透明電極／有機
   多層部／陰極からなる有機エレクトロルミネッセンス素
   子であって、高屈折性下地層と透明電極と有機多層部と
   の合計光学膜厚が、屈折率1.６〜1.８の有機多層部より
   発生するエレクトロルミネッセンスの中心波長λ（ここ
   で、λは４４０〜４９０ｎｍ，５００〜５５０ｎｍ及び
   ６００〜６５０ｎｍより選択される。）における強度を
   増強するように設定されてい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。
5. 【請求項５】 合計光学膜厚が〔（ｎｄ）₁ ＋（ｎｄ）
   ₃ ＋（ｎｄ）₄ 〕で表され、かつ式 ４π／λ〔（ｎ
   ｄ）₁ ＋（ｎｄ）₃ ＋（ｎｄ）₄ 〕＝２ｍπ又は（２ｍ
   −１）π〔ただし、（ｎｄ）₁ は有機多層部の光学膜
   厚、（ｎｄ）₃ は透明電極の光学膜厚、（ｎｄ）₄ は高
   屈折性下地層の光学膜厚、ｍは１〜１０の整数、ｎは屈
   折率、ｄは膜厚である。〕の関係を満たすように設定さ
   れている請求項４記載の有機エレクトロルミネッセンス
   素子。
6. 【請求項６】 高屈折性下地層の屈折率が1.８以上であ
   り、かつ透明電極の屈折率が1.８以上である請求項４記
   載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
7. 【請求項７】 基板／高屈折性下地層／透明電極／有機
   多層部／陰極からなる有機エレクトロルミネッセンス素
   子であって、透明電極と有機多層部との合計光学膜厚
   が、屈折率1.６〜1.８の有機多層部より発生するエレク
   トロルミネッセンスの中心波長λ（ここで、λは４４０
   〜４９０ｍｎ，５００〜５５０ｎｍ及び６００〜６５０
   ｎｍより選択される。）における強度を増強するように
   設定されてい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。
8. 【請求項８】 合計光学膜厚が〔（ｎｄ）₁ ＋（ｎｄ）
   ₃ 〕で表され、かつ式 ４π／λ〔（ｎｄ）₁ ＋（ｎ
   ｄ）₃ 〕＝２ｍπ又は（２ｍ−１）π〔ただし、（ｎ
   ｄ）₁ は有機多層部の光学膜厚、（ｎｄ）₃ は透明電極
   の光学膜厚、ｍは１〜１０の整数、ｎは屈折率、ｄは膜
   厚である。〕の関係を満たすように設定されている請求
   項７記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
9. 【請求項９】 高屈折性下地層の屈折率が1.８以上であ
   り、かつ透明電極の屈折率が1.８以上である請求項７記
   載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
10. 【請求項１０】 基板／低屈折性下地層／透明電極／有
    機多層部／陰極からなる有機エレクトロルミネッセンス
    素子であって、透明電極と有機多層部との合計光学膜厚
    が、屈折率1.６〜1.８の有機多層部より発生するエレク
    トロルミネッセンスの中心波長λ（ここで、λは４４０
    〜４９０ｎｍ，５００〜５５０ｎｍ及び６００〜６５０
    ｎｍより選択される。）における強度を増強するように
    設定されてい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。
11. 【請求項１１】 合計光学膜厚が〔（ｎｄ）₁ ＋（ｎ
    ｄ）₃ 〕で表され、かつ式 ４π／λ〔（ｎｄ）₁ ＋
    （ｎｄ）₃ 〕＝２ｍπ又は（２ｍ−１）π〔ただし、
    （ｎｄ）₁ は有機多層部の光学膜厚、（ｎｄ）₃ は透明
    電極の光学膜厚、ｍは１〜１０の整数、ｎは屈折率、ｄ
    は膜厚である。〕の関係を満たすように設定されている
    請求項１０記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
12. 【請求項１２】 低屈折性下地層の屈折率が1.４以下で
    あり、かつ透明電極の屈折率が1.８以上である請求項１
    ０記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
13. 【請求項１３】 陰極が、有機多層部より発生するエレ
    クトロルミネッセンスを５０％以上反射するものである
    請求項１，４，７又は１０記載の有機エレクトロルミネ
    ッセンス素子。
14. 【請求項１４】 有機多層部が、（ａ）正孔輸送領域層
    と発光層とからなるもの、（ｂ）正孔輸送領域層と発光
    層と電子注入層とからなるもの、又は（ｃ）正孔輸送領
    域層と発光層と付着改善層とからなるものである請求項
    １，４，７又は１０記載の有機エレクトロルミネッセン
    ス素子。
15. 【請求項１５】 有機多層部中の正孔輸送領域層又は発
    光層の膜厚を選定することにより、有機多層部より発生
    するエレクトロルミネッセンスの中心波長λ（ここで、
    λは４４０〜４９０ｎｍ，５００〜５５０ｎｍ及び６０
    ０〜６５０ｎｍ）における強度を増強させた請求項１４
    記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。