JPH11339966A - 有機発光素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 長寿命かつ無欠陥で、カラーディスプレイの
基本となる緑色の有機発光素子を提供する。 【解決手段】 有機物質をドーピングしたホール輸送層
１３を有し、かつホール輸送層１３と電子輸送層１５
（または有機発光層）との界面に電子ブロッキング層１
４を設けることにより、耐熱性、耐久性に優れ、かつ無
欠陥の緑色有機発光素子を提供することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、発光ディスプレイ
や液晶ディスプレイ用バックライト等として用いられる
有機表示素子に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）パネ
ルは視認性が高く、表示能力に優れ、高速応答も可能と
いう特徴を持っている。近年、有機化合物を構成材料と
する有機発光素子について報告がなされた（例えば、関
連論文 アプライド・フィジックス・レターズ、第５１
巻９１３頁１９８７年(Applied Physics Letters,51,19
87,P.913.)、）。この報告には有機発光層及び電荷輸送
層を積層した構造の有機発光素子の記載があり、発光材
料として高い発光効率と、電子輸送を合わせ持つ優れた
発光物質である、トリス（８ーキノリノール）アルミニ
ウム錯体（以下Ａｌｑ、アルミキノリン）を開発した。
また、ジャーナル・オブ・アプライド・フィジックス、
第６５巻３６１０頁１９８９年(Journal of Applied Ph
ysics,65,1989,p.3610.)では有機発光層としてＡｌｑに
クマリン誘導体やＤＣＭ１等の蛍光色素をドープした素
子を作成し、色素の適切な選択により発光色が変わるこ
とを見いだした。さらに、発光効率も非ドープに比べ上
昇することを明らかにした。

【０００３】しかしながら、有機発光素子の問題点は発
光寿命が短く実用化に要求されるレベルに到達しないこ
とである。

【０００４】発光寿命を決めている主要因として二つが
挙げられる。第一の要因は、発光時間の経過とともに輝
度が低下すること、すなわち効率の低下である。第二の
要因は、非発光部分（以下黒点という）が発生し、発光
時間の経過とともに黒点部分が拡大することである。

【０００５】第一の要因を解決する手段として特開平７
−６５９５８号公報では、有機層各層間において価電子
帯準位の改善をもたらす有機物質を有機発光層またはキ
ャリア輸送層にドーピングすることにより、有機発光層
とキャリア輸送層との境界付近へのキャリアの蓄積を防
ぐことが提案されており、輝度半減期向上に有効である
ことが記載されている。

【０００６】また、特開平８−４８６５６号公報では、
種々のトリフェニルジアミン誘導体を列挙し、これをホ
ール輸送層として有機ＥＬ素子を構成することが提案さ
れており、さらに電子輸送層またはホール輸送層にルブ
レンをドープすることによって、電流に対する発光効率
が上昇することと発光寿命が延びることが記載されてい
る。

【０００７】第二の劣化要因である黒点は、アモルファ
ス性有機薄膜の凝集または結晶化といった形態変化と、
これに伴う体積変化による陰電極の剥離が主要因である
と考えられる。そこで、我々は種々検討した結果、トリ
フェニルアミン４量体にルブレンをドープすることによ
り、電力に対する発光効率の上昇及び長寿命化だけでな
く、黒点発生数の減少と黒点拡大速度の抑制が実現でき
ることを見出した（例えば、特願平９−３４１２３８
号）。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記の公報
例に示したように、ルブレンをはじめとするドーピング
材料は、特開平７−６５９５８号公報に記載の通り、有
機発光材料であるアルミキノリンよりもバンドギャップ
が狭いため、得られるＥＬ発光は長波長シフトしてしま
う。その実施例において、ルブレンでは発光極大波長
（λｍａｘ）５５０ｎｍ、本来赤色のドーパント材料で
あるＤＣＭも５５０ｎｍと記載されており、特開平８−
４８６５６号公報の実施例において、ルブレンドープ素
子は発光極大波長５５０ｎｍの黄色発光と記載されてい
る。すなわち、本来緑色発光である発光極大波長５５０
ｎｍであるにもかかわらず、実際に得られているＥＬス
ペクトルは、長波長側にブロードに広がった黄色発光で
ある。

【０００９】一般に、ディスプレイはＲ（赤）、Ｇ
（緑）、Ｂ（青）の３原色より構成されている。有機発
光素子においては、緑色発光材料兼電子輸送性材料とし
て非常に優れたアルミキノリンにより、視感度の高い緑
色発光（極大波長５２０ｎｍ）を実現している。しか
し、上述したようにアルミキノリンにルブレンをはじめ
とするドーピング材料をドープすることにより、発光波
長がシフトし、緑色発光ではなくなるという問題点を有
している。

【００１０】

【課題を解決するための手段】そこで我々は、ホール輸
送層へのドーピングによる動作電圧の低下、黒点発生数
の減少と黒点拡大速度の抑制効果の利点を活かし、同時
に電子ブロッキング層を設けることによりドーパントに
よる発光を阻害し、本来の発光材料からの発光を得るこ
とによって、前記課題を解決するに至った。

【００１１】具体的には、本願の請求項１の発明によれ
ば、陽電極および陰電極間に、少なくともホール輸送層
及び電子輸送層を有し、前記ホール輸送層に有機物質を
ドーピングする有機発光素子において、前記ホール輸送
層と前記電子輸送層の間に、電子ブロッキング層を設け
ることを特徴とする有機発光素子が提供される。

【００１２】また本願の請求項２の発明によれば、陽電
極および陰電極間に、少なくともホール輸送層、有機発
光層及び電子輸送層を有し、前記ホール輸送層に有機物
質をドーピングする有機発光素子において、前記ホール
輸送層と前記有機発光層の間に、電子ブロッキング層を
設けることを特徴とする有機発光素子が提供される。

【００１３】本願の請求項３は、請求項１または２記載
の電子ブロッキング層が、ホール輸送層性材料である有
機発光素子としたものである。

【００１４】本願の請求項４は、請求項１または２記載
のホール輸送層にドーピングされた有機物質が蛍光物質
である有機発光素子としたものである。

【００１５】本願の請求項５は、請求項２記載の有機発
光層に蛍光物質をドーピングする有機発光素子としたも
のである。

【００１６】本願の請求項６の発明によれば、陽電極お
よび陰電極間に、少なくともホール輸送層及び電子輸送
層を有する有機発光素子において、前記ホール輸送層が
少なくともホスト材料として一般式（化１） （式中Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５は同一でも異なっ
ていてもよく、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３は水素原子、低級アル
キル基、低級アルコキシ基を表し、Ｒ４，Ｒ５は水素原
子、低級アルキル基、低級アルコキシ基または塩素原子
を表す）で表される化合物と、ゲスト材料として５，
６，１１，１２−テトラフェニルナフタセンを含有する
有機発光素子であって、前記ホール輸送層と前記電子輸
送層の間に、少なくとも上記一般式（化１）で表される
化合物を含有する電子ブロッキング層を設けることを特
徴とする有機発光素子を提供することができる。

【００１７】本願の請求項７の発明によれば、陽電極お
よび陰電極間に、少なくともホール輸送層及び電子輸送
層を有する有機発光素子において、前記ホール輸送層が
少なくともホスト材料として一般式（化１） （式中Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５は同一でも異なっ
ていてもよく、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３は水素原子、低級アル
キル基、低級アルコキシ基を表し、Ｒ４，Ｒ５は水素原
子、低級アルキル基、低級アルコキシ基、または塩素原
子を表す）で表される化合物と、ゲスト材料として一般
式（化２） （式中Ｒ１，Ｒ２は同一でも異なっていてもよく、Ｒ
１，Ｒ２は水素原子、低級アルキル基を表し、またスチ
リル基のベンゼン環と５員環ないし６員環を形成しても
良い）を含有する有機発光素子であって、前記ホール輸
送層と前記電子輸送層の間に、少なくとも上記一般式
（化１）で表される化合物を含有する電子ブロッキング
層を設けることを特徴とする有機発光素子を提供するこ
とができる。

【００１８】本願の請求項８の発明によれば、請求項７
記載の有機発光素子のゲスト材料を主として４−ジシア
ンメチレンー２−メチルー６−（ｐ−ジメチルアミノス
チリル）−４Ｈ―ピランによって構成するとしたもので
ある。

【００１９】本願の請求項９の発明によれば、陽電極お
よび陰電極間に、少なくともホール輸送層及び電子輸送
層を有する有機発光素子において、前記ホール輸送層が
少なくともホスト材料として一般式（化１） （式中Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５は同一でも異なっ
ていてもよく、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３は水素原子、低級アル
キル基、低級アルコキシ基を表し、Ｒ４，Ｒ５は水素原
子、低級アルキル基、低級アルコキシ基または塩素原子
を表す）で表される化合物と、ゲスト材料としてデカシ
クレンを含有する有機発光素子であって、前記ホール輸
送層と前記電子輸送層の間に、少なくとも上記一般式
（化１）で表される化合物を含有する電子ブロッキング
層を設けることを特徴とする有機発光素子を提供するこ
とができる。

【００２０】本願の請求項１０は、請求項６または７ま
たは９記載の有機発光素子のホール輸送層及び電子ブロ
ッキング層を、主としてＮ，Ｎ′−ビス（４′−ジフェ
ニルアミノー４−ビフェニリル）−Ｎ，Ｎ′−ジフェニ
ルベンジジンによって構成するとしたものである。

【００２１】本願の請求項１１は、請求項６または７ま
たは９記載の有機発光素子の電子輸送層を主としてトリ
ス（８−キノリノラト）アルミニウムによって構成する
としたものである。

【００２２】本願の請求項１２の発明によれば、陽電極
および陰電極間に、少なくともホール輸送層及び電子輸
送層を有する有機発光素子において、前記ホール輸送層
が少なくともホスト材料として一般式（化１） （式中Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５は同一でも異なっ
ていてもよく、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３は水素原子、低級アル
キル基、低級アルコキシ基を表し、Ｒ４，Ｒ５は水素原
子、低級アルキル基、低級アルコキシ基または塩素原子
を表す）で表される化合物と、ゲスト材料として５，
６，１１，１２−テトラフェニルナフタセンを含有する
有機発光素子であって、前記ホール輸送層と前記電子輸
送層の間に、少なくとも一般式（化３） （式中Ｒ１，Ｒ２は同一でも異なっていてもよく、水素
原子、低級アルキル基、低級アルコキシ基、置換または
無置換のアリール基を表し、Ｒ３は水素原子、低級アル
キル基、低級アルコキシ基、または塩素原子を表す）で
表される化合物を含有する電子ブロッキング層を設ける
ことを特徴とする有機発光素子を提供することができ
る。

【００２３】本願の請求項１３の発明によれば、陽電極
および陰電極間に、少なくともホール輸送層及び電子輸
送層を有する有機発光素子において、前記ホール輸送層
が少なくともホスト材料として一般式（化１） （式中Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５は同一でも異なっ
ていてもよく、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３は水素原子、低級アル
キル基、低級アルコキシ基を表し、Ｒ４，Ｒ５は水素原
子、低級アルキル基、低級アルコキシ基、または塩素原
子を表す）で表される化合物と、ゲスト材料として一般
式（化２） （式中Ｒ１，Ｒ２は同一でも異なっていてもよく、Ｒ
１，Ｒ２は水素原子、低級アルキル基を表し、またスチ
リル基のベンゼン環と５員環ないし６員環を形成しても
良い）を含有する有機発光素子であって、前記ホール輸
送層と前記電子輸送層の間に、少なくとも一般式（化
３） （式中Ｒ１，Ｒ２は同一でも異なっていてもよく、水素
原子、低級アルキル基、低級アルコキシ基、置換または
無置換のアリール基を表し、Ｒ３は水素原子、低級アル
キル基、低級アルコキシ基、または塩素原子を表す）で
表される化合物を含有する電子ブロッキング層を設ける
ことを特徴とする有機発光素子を提供することができ
る。

【００２４】本願の請求項１４の発明によれば、請求項
１３記載の有機発光素子のゲスト材料を主として４−ジ
シアンメチレンー２−メチルー６−（ｐ−ジメチルアミ
ノスチリル）−４Ｈ―ピランによって構成するとしたも
のである。

【００２５】本願の請求項１５の発明によれば、陽電極
および陰電極間に、少なくともホール輸送層及び電子輸
送層を有する有機発光素子において、前記ホール輸送層
が少なくともホスト材料として一般式（化１） （式中Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５は同一でも異なっ
ていてもよく、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３は水素原子、低級アル
キル基、低級アルコキシ基を表し、Ｒ４，Ｒ５は水素原
子、低級アルキル基、低級アルコキシ基または塩素原子
を表す）で表される化合物と、ゲスト材料としてデカシ
クレンを含有する有機発光素子であって、前記ホール輸
送層と前記電子輸送層の間に、少なくとも一般式（化
３） （式中Ｒ１，Ｒ２は同一でも異なっていてもよく、水素
原子、低級アルキル基、低級アルコキシ基、置換または
無置換のアリール基を表し、Ｒ３は水素原子、低級アル
キル基、低級アルコキシ基、または塩素原子を表す）で
表される化合物を含有する電子ブロッキング層を設ける
ことを特徴とする有機発光素子を提供することができ
る。

【００２６】本願の請求項１６は、請求項１２または１
３または１５記載の有機発光素子のホール輸送層を、主
としてＮ，Ｎ′−ビス（４′−ジフェニルアミノー４−
ビフェニリル）−Ｎ，Ｎ′−ジフェニルベンジジン、電
子ブロッキング層を主としてＮ，Ｎ′−ジフェニル−
Ｎ，Ｎ′−ビス（３−メチルフェニル）−１，１′―ビ
フェニルー４，４′−ジアミンによって構成するとした
ものである。

【００２７】本願の請求項１７は、請求項１２または１
３または１５記載の有機発光素子の電子輸送層を主とし
てトリス（８−キノリノラト）アルミニウムによって構
成するとしたものである。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態について
説明する。本発明の有機発光素子は有機物質をドーピン
グしたホール輸送層を有する。このホール輸送層の構成
としては、ホスト材料としてはトリフェニルアミン誘導
体が好ましく、ゲスト材料としてはベンゼン環を基本骨
格とした縮合環を含む構造を持つ有機化合物が好まし
い。

【００２９】特には特願平９−３４１２３８号記載のト
リフェニルアミン４量体にルブレンをドープしたものが
好ましい。他に、特開平８−４８６５６号公報記載の種
々のトリフェニルジアミン誘導体にルブレンをドーピン
グしたものが挙げられる。

【００３０】また、特開平７−６５９５８号公報に記載
のＭＴＰＤ（通称ＴＰＤ）にルブレン、ＤＣＭ、デカシ
クレン、ＮＫ−７５７をドープしたものも挙げられる。

【００３１】これらのホール輸送材料に有機物質をドー
ピングするにおいて、高発光効率化を狙うときは濃度消
光を考慮して低濃度領域でのドーピングが不可欠となる
が、本発明においては発光材料としてではなく、膜の改
質が目的であるのでドープ濃度は高くとも良い。従っ
て、ドーピングする層全体に対し０．１〜５０ｗｔ％が
好ましく、さらには０．１〜２０ｗｔ％が好ましい。ホ
ール輸送層の膜厚は、１０〜１０００ｎｍとすることが
好ましい。

【００３２】次に、本発明の主要部である電子ブロッキ
ング層であるが、構成材料としては一般にホール輸送材
料として使用されているものが好ましい。

【００３３】例えば、特開平７−１２６６１５号公報記
載のテトラフェニルベンジジン化合物、トリフェニルア
ミン３量体、ベンジジン２量体が挙げられる。また、特
開平８−４８６５６号公報記載の種々のトリフェニルジ
アミン誘導体、または特開平７−６５９５８号公報記載
のＭＴＰＤ（通称ＴＰＤ）でもよい。特には、特願平９
−３４１２３８号記載のトリフェニルアミン４量体が好
ましい。

【００３４】電子ブロッキング層の膜厚は１〜１００ｎ
ｍが好ましい。テトラフェニルベンジジン化合物、トリ
フェニルアミン３量体、ＭＴＰＤ等の低分子量化合物を
用いる場合は、膜厚が薄い程良く、１〜２０ｎｍが好ま
しい。ベンジジン２量体をはじめとするトリフェニルア
ミン４量体またはそれ以上の高分子量化合物では、膜厚
は厚くとも良いが、ドーピングしたホール輸送層が寿命
に対して支配的であるので、ホール輸送層よりも薄くし
た方が好ましい。

【００３５】電子輸送層の構成材料としては、トリス
（８−キノリノラト）アルミニウムの他に、トリス（４
−メチルー８−キノリノラト）アルミニウムや、１０−
ベンゾ［ｈ］キノリノールーベリリウム錯体等の金属錯
体等を用いることができる。電子輸送層の膜厚は、１０
〜１０００ｎｍとすることが好ましい。

【００３６】上記ホール輸送層、電子ブロッキング層、
有機発光層、電子輸送層の有機層については、アモルフ
ァス状態の均質な膜を形成することが望ましく、真空蒸
着法による成膜が好ましい。さらに、真空中で連続して
各層を形成することにより、各層間の界面に不純物が付
着するのを防ぐことによって、動作電圧の低下、高効率
化、長寿命化といった特性の改善を図ることができる。

【００３７】また、これら各層を真空蒸着法により形成
するにあたり、１層に複数の化合物を含有させる場合、
化合物を入れた各ボートを個別に温度制御して共蒸着す
ることが好ましいが、予め混合したものを蒸着しても良
い。さらにこの他の成膜方法として、溶液塗布法、ラン
グミュア・ブロジェット（ＬＢ）法などを用いることも
できる。溶液塗布法ではポリマー等のマトリクス物質中
に各化合物を分散させる構成としても良い。

【００３８】有機発光素子は、少なくとも一方の電極を
透明ないし半透明にすることによって、面発光を取り出
すことが可能となる。通常、正孔注入電極としての陽極
にはＩＴＯ（インジウム錫酸化物）膜を用いることが多
い。他に、酸化錫、Ｎｉ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｐｄ等が挙げら
れる。ＩＴＯ膜はその透明性を向上させ、または抵抗率
を低下させる目的で、スパッタ、エレクトロンビーム蒸
着、イオンプレーティング等の成膜方法が採用されてい
る。また、膜厚は必要とされるシート抵抗値と可視光透
過率から決定されるが、有機発光素子では比較的駆動電
流密度が高いため、シート抵抗値を小さくするため１０
０ｎｍ以上の厚さで用いられることが多い。

【００３９】電子注入電極としての陰極には、Ｔａｎｇ
らの提案したＭｇＡｇ合金またはＡｌＬｉ合金など、仕
事関数が低く電子注入障壁の低い金属と、比較的仕事関
数が大きく安定な金属との合金が用いられることが多
い。また、仕事関数の低い金属を有機層側に成膜し、こ
の低仕事関数金属を保護する目的で、仕事関数の大きな
金属を厚く積層してもよく、Ｌｉ／Ａｌ、ＬｉＦ／Ａｌ
のような積層電極を用いることができる。これら陰極の
形成には蒸着法やスパッタ法が好ましい。

【００４０】基板は、上述した薄膜を積層した有機発光
素子を担持できるものであれば良く、また、有機層内で
生じた発光を取り出せるように透明ないし半透明の材料
であれば良く、コーニング１７３７等のガラス、または
ポリエステルその他の樹脂フィルム等を用いる。

【００４１】次に具体的な実施例に基づいてさらに詳細
に説明する。図１は本発明における一実施例の有機発光
素子の断面模式図である。この有機発光素子はガラス基
板１１上に、スパッタ法により透明電極１２が形成さ
れ、さらにこの上にホール輸送層１３、電子ブロッキン
グ層１４，電子輸送層１５、ＡｌとＬｉからなる陰電極
１６の順に蒸着法により所望のパターンに成膜され、形
成されている。ホール輸送層はホスト材料とゲスト材料
を共蒸着により形成した。電子輸送層を構成する材料と
しては電子輸送性発光材料であるトリス（８−キノリノ
ラト）アルミニウムを用いた。他に電子輸送性発光材料
としてはなどが挙げられる。透明電極１２と陰電極１６
に直流電圧を印加し、素子の評価を行った。

【００４２】（実施例１）ホール輸送層は、ホスト材料
としてＮ，Ｎ′−ビス（４′−ジフェニルアミノー４−
ビフェニリル）−Ｎ，Ｎ′−ジフェニルベンジジンと、
ゲスト材料として３重量％の５，６，１１，１２−テト
ラフェニルナフタセンとから構成した。

【００４３】ホール輸送層を、５０ｎｍ蒸着した時点で
ゲスト材料である５，６，１１，１２−テトラフェニル
ナフタセンのみ蒸着を止め、引き続きＮ，Ｎ′−ビス
（４′−ジフェニルアミノー４−ビフェニリル）−Ｎ，
Ｎ′−ジフェニルベンジジンのみ１０ｎｍ蒸着し、電子
ブロッキング層を得た。

【００４４】このときの発光ピーク波長（ｎｍ）、発光
色、発光効率（ｃｄ／Ａ）及び初期輝度５００ｃｄ／ｍ
２としたときの駆動電圧（Ｖ）と輝度半減期（ｈｒ）を
（表１）に示す。

【００４５】

【表１】

【００４６】（実施例２）実施例１のホール輸送層の形
成において、ゲスト材料として３重量％の５，６，１
１，１２−テトラフェニルナフタセンの代わりに１重量
％の４−ジシアンメチレンー２−メチルー６−（Ｐ−ジ
メチルアミノスチリル）−４Ｈーピランを用いた以外は
実施例１と同様にして有機発光素子を作製した。評価は
実施例１と同様に行った。結果を（表１）に示す。

【００４７】（実施例３）実施例１のホール輸送層の形
成において、ゲスト材料として３重量％の５，６，１
１，１２−テトラフェニルナフタセンの代わりに１重量
％のデカシクレンを用いた以外は実施例１と同様にして
有機発光素子を作製した。評価は実施例１と同様に行っ
た。結果を（表１）に示す。

【００４８】（実施例４）実施例１とホール輸送層の構
成を同じくして、電子ブロッキング層の形成において
Ｎ，Ｎ′−ビス（４′−ジフェニルアミノー４−ビフェ
ニリル）−Ｎ，Ｎ′−ジフェニルベンジジンの代わり
に、Ｎ，Ｎ′−ジフェニル−Ｎ，Ｎ′−ビス（３−メチ
ルフェニル）−１，１′―ビフェニルー４，４′−ジア
ミンを用いた。

【００４９】実施例４ではホール輸送層のホスト材料と
電子ブロッキング層を構成する材料が異なるので、ホー
ル輸送層を５０ｎｍ蒸着後、ホスト材料とゲスト材料の
両方の蒸着を止め、電子ブロッキング層を５ｎｍ形成し
た。評価は実施例１と同様に行った。結果を（表１）に
示す。

【００５０】（実施例５）実施例４のホール輸送層の形
成において、ゲスト材料として３重量％の５，６，１
１，１２−テトラフェニルナフタセンの代わりに１重量
％の４−ジシアンメチレンー２−メチルー６−（Ｐ−ジ
メチルアミノスチリル）−４Ｈーピラン（ＤＣＭ）を用
いた以外は実施例４と同様にして有機発光素子を作製し
た。評価は実施例１と同様に行った。結果を（表１）に
示す。

【００５１】（実施例６）実施例４のホール輸送層の形
成において、ゲスト材料として３重量％の５，６，１
１，１２−テトラフェニルナフタセンの代わりに１重量
％のデカシクレンを用いた以外は実施例４と同様にして
有機発光素子を作製した。評価は実施例１と同様に行っ
た。結果を（表１）に示す。

【００５２】（実施例７）図２は本発明における有機発
光層を具備した一実施例の有機発光素子の断面模式図で
ある。この有機発光素子はガラス基板２１上に、スパッ
タ法により透明電極２２が形成され、さらにこの上にホ
ール輸送層２３、電子ブロッキング層２４，有機発光層
２５、電子輸送層２６、ＡｌとＬｉからなる陰電極２７
の順に蒸着法により所望のパターンに成膜され、形成さ
れている。ホール輸送層及び有機発光層はホスト材料と
ゲスト材料を共蒸着により形成した。透明電極２２と陰
電極２７に直流電圧を印加し、素子の評価を行った。

【００５３】ホール輸送層は、ホスト材料としてＮ，
Ｎ′−ビス（４′−ジフェニルアミノー４−ビフェニリ
ル）−Ｎ，Ｎ′−ジフェニルベンジジンと、ゲスト材料
として３重量％の５，６，１１，１２−テトラフェニル
ナフタセンとから構成した。

【００５４】ホール輸送層を５０ｎｍ蒸着した時点でゲ
スト材料である５，６，１１，１２−テトラフェニルナ
フタセンのみ蒸着を止め、引き続きＮ，Ｎ′−ビス
（４′−ジフェニルアミノー４−ビフェニリル）−Ｎ，
Ｎ′−ジフェニルベンジジンのみ１０ｎｍ蒸着し、電子
ブロッキング層を得た。

【００５５】有機発光層は、ホスト材料としてトリス
（８−キノリノラト）アルミニウムとゲスト材料として
０．１重量％のキナクリドンとから構成した。評価は実
施例１と同様に行った。結果を（表１）に示す。

【００５６】量子効率の高いキナクリドンの発光により
発光効率が飛躍的に向上し、その結果駆動電流値が下が
り、ジュール熱の影響が小さくなったことから、寿命特
性も向上している。

【００５７】また、ＥＬスペクトルを測定したところ、
５，６，１１，１２−テトラフェニルナフタセンの発光
は全く現れず、キナクリドンの発光のみ観察された。

【００５８】（実施例８）実施例７のキナクリドンの代
わりに、０．１重量％のナイルレッドを用いた以外は実
施例７と同様にして有機発光素子を作製した。評価は実
施例１と同様に行った。結果を（表１）に示す。

【００５９】また、ＥＬスペクトルを測定したところ、
５，６，１１，１２−テトラフェニルナフタセンの発光
は全く現れず、ナイルレッドの発光のみ観察された。

【００６０】（比較例１）ホール輸送層は、ホスト材料
としてＮ，Ｎ′−ビス（４′−ジフェニルアミノー４−
ビフェニリル）−Ｎ，Ｎ′−ジフェニルベンジジンと、
ゲスト材料として３重量％の５，６，１１，１２−テト
ラフェニルナフタセンとから構成し、５０ｎｍの膜厚を
得た。電子ブロッキング層は積層せず、電子輸送層とし
てトリス（８−キノリノラト）アルミニウムを積層し、
有機発光素子を得た。評価は実施例１と同様に行った。
結果を（表１）に示す。

【００６１】（比較例２）ホール輸送層は、Ｎ，Ｎ′−
ビス（４′−ジフェニルアミノー４−ビフェニリル）−
Ｎ，Ｎ′−ジフェニルベンジジンのみで構成し、５０ｎ
ｍの膜厚を得た。

【００６２】電子ブロッキング層は積層せず、電子輸送
層としてトリス（８−キノリノラト）アルミニウムを積
層し、有機発光素子を得た。評価は実施例１と同様に行
った。結果を（表１）に示す。

【００６３】（比較例３）ホール輸送層は、Ｎ，Ｎ′−
ジフェニル−Ｎ，Ｎ′−ビス（３−メチルフェニル）−
１，１′―ビフェニルー４，４′−ジアミンのみで構成
し、５０ｎｍの膜厚を得た。電子ブロッキング層は積層
せず、電子輸送層としてトリス（８−キノリノラト）ア
ルミニウムを積層し、有機発光素子を得た。評価は実施
例１と同様に行った。結果を（表１）に示す。

【００６４】ホール輸送層に有機化合物をドーピングし
た系では、電子ブロッキング層の有無に関わらず、いず
れの場合も黒点の発生は、顕微鏡観察で数個／ｍｍ² レ
ベルであり、評価時間中における成長もほとんど見られ
なかった。

【００６５】比較例１においては、発光効率、輝度半減
期共に実施例１〜６に比べ秀でているが、これは量子効
率の高いルブレンの発光によるものである。発光効率の
向上により、駆動電流値が下がり、ジュール熱の影響が
小さくなったことから、寿命特性も向上している。しか
し、既に述べたとおり、ルブレンは黄色発光であり、Ｒ
・Ｇ・Ｂからなるカラーディスプレイには不向きであ
る。

【００６６】

【発明の効果】以上のように本発明は、有機物質をドー
ピングしたホール輸送層を有し、かつ電子輸送層または
有機発光層との界面に電子ブロッキング層を設けること
によって、ホール輸送層へのドーピングによる動作電圧
の低下、黒点発生数の減少と黒点拡大速度の抑制効果の
利点を活かしながら、ホール輸送層にドーピングした有
機物質による発光を阻害することで、本来の発光材料か
らの発光色を維持したまま、耐熱性、耐久性に優れ、か
つ無欠陥の有機発光素子を提供することができるもので
ある。

【００６７】さらに、電子ブロッキング層を具備した有
機発光素子の有機発光層に蛍光物質をドーピングするこ
とにより、ホール輸送層にドーピングした有機物質の発
光の影響を受けることなく、発光効率の向上またはカラ
ー化を達成することが可能になった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における一実施例の有機発光素子の断面
模式図

【図２】本発明における有機発光層を具備した一実施例
の有機発光素子の断面模式図

【符号の説明】

１１ ガラス基板 １２ 透明電極 １３ ホール輸送層 １４ 電子ブロッキング層 １５ 電子輸送層 １６ 陰電極有機発光層 ２１ ガラス基板 ２２ 透明電極 ２３ ホール輸送層 ２４ 電子ブロッキング層 ２５ 有機発光層 ２６ 電子輸送層 ２７ 陰電極

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】陽電極及び陰電極間に、少なくともホール
   輸送層及び電子輸送層を有し、前記ホール輸送層に有機
   物質をドーピングする有機発光素子であって、前記ホー
   ル輸送層と前記電子輸送層の間に、電子ブロッキング層
   を設けることを特徴とする有機発光素子。
2. 【請求項２】陽電極および陰電極間に、少なくともホー
   ル輸送層、有機発光層及び電子輸送層を有し、前記ホー
   ル輸送層に有機物質をドーピングする有機発光素子であ
   って、前記ホール輸送層と前記有機発光層の間に、電子
   ブロッキング層を設けることを特徴とする有機発光素
   子。
3. 【請求項３】前記電子ブロッキング層が、ホール輸送性
   材料であることを特徴とする請求項１または２記載の有
   機発光素子。
4. 【請求項４】前記ホール輸送層にドーピングされた有機
   物質が、蛍光物質であることを特徴とする請求項１また
   は２記載の有機発光素子。
5. 【請求項５】前記有機発光層に蛍光物質をドーピングす
   ることを特徴とする請求項２記載の有機発光素子。
6. 【請求項６】陽電極および陰電極間に、少なくともホー
   ル輸送層及び電子輸送層を有する有機発光素子であっ
   て、前記ホール輸送層が少なくともホスト材料として下
   記一般式 【化１】 （式中Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５は同一でも異なっ
   ていてもよく、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３は水素原子、低級アル
   キル基、低級アルコキシ基を表し、Ｒ４，Ｒ５は水素原
   子、低級アルキル基、低級アルコキシ基または塩素原子
   を表す）で表される化合物と、ゲスト材料として５，
   ６，１１，１２−テトラフェニルナフタセンを含有する
   有機発光素子であって、前記ホール輸送層と前記電子輸
   送層の間に、少なくとも上記一般式（化１）で表される
   化合物を含有する電子ブロッキング層を設けることを特
   徴とする有機発光素子。
7. 【請求項７】陽電極および陰電極間に、少なくともホー
   ル輸送層及び電子輸送層を有する有機発光素子であっ
   て、前記ホール輸送層が少なくともホスト材料として一
   般式（化１） （式中Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５は同一でも異なっ
   ていてもよく、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３は水素原子、低級アル
   キル基、低級アルコキシ基を表し、Ｒ４，Ｒ５は水素原
   子、低級アルキル基、低級アルコキシ基、または塩素原
   子を表す）で表される化合物と、ゲスト材料として下記
   一般式 【化２】 （式中Ｒ１，Ｒ２は同一でも異なっていてもよく、Ｒ
   １，Ｒ２は水素原子、低級アルキル基を表し、またスチ
   リル基のベンゼン環と５員環ないし６員環を形成しても
   良い）を含有する有機発光素子であって、前記ホール輸
   送層と前記電子輸送層の間に、少なくとも上記一般式
   （化１）で表される化合物を含有する電子ブロッキング
   層を設けることを特徴とする有機発光素子。
8. 【請求項８】前記ゲスト材料が主として４−ジシアンメ
   チレンー２−メチルー６−（ｐ−ジメチルアミノスチリ
   ル）−４Ｈ―ピランによって構成されることを特徴とす
   る請求項７記載の有機発光素子。
9. 【請求項９】陽電極および陰電極間に、少なくともホー
   ル輸送層及び電子輸送層を有する有機発光素子であっ
   て、前記ホール輸送層が少なくともホスト材料として一
   般式（化１）（式中Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５は同
   一でも異なっていてもよく、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３は水素原
   子、低級アルキル基、低級アルコキシ基を表し、Ｒ４，
   Ｒ５は水素原子、低級アルキル基、低級アルコキシ基、
   または塩素原子を表す）で表される化合物と、ゲスト材
   料としてデカシクレンを含有する有機発光素子であっ
   て、前記ホール輸送層と前記電子輸送層の間に、少なく
   とも上記一般式（化１）で表される化合物を含有する電
   子ブロッキング層を設けることを特徴とする有機発光素
   子。
10. 【請求項１０】前記ホール輸送層及び前記電子ブロッキ
    ング層が主としてＮ，Ｎ′−ビス（４′−ジフェニルア
    ミノー４−ビフェニリル）−Ｎ，Ｎ′−ジフェニルベン
    ジジンによって構成されることを特徴とする請求項６ま
    たは７または９のいずれかに記載の有機発光素子。
11. 【請求項１１】前記電子輸送層が主としてトリス（８−
    キノリノラト）アルミニウムによって構成されることを
    特徴とする請求項６または７または９のいずれかに記載
    の有機発光素子。
12. 【請求項１２】陽電極および陰電極間に、少なくともホ
    ール輸送層及び電子輸送層を有する有機発光素子であっ
    て、前記ホール輸送層が少なくともホスト材料として一
    般式（化１） （式中Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５は同一でも異なっ
    ていてもよく、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３は水素原子、低級アル
    キル基、低級アルコキシ基を表し、Ｒ４，Ｒ５は水素原
    子、低級アルキル基、低級アルコキシ基、または塩素原
    子を表す）で表される化合物と、ゲスト材料として５，
    ６，１１，１２−テトラフェニルナフタセンを含有する
    有機発光素子であって、前記ホール輸送層と前記電子輸
    送層の間に、少なくとも下記一般式 【化３】 （式中Ｒ１，Ｒ２は同一でも異なっていてもよく、水素
    原子、低級アルキル基、低級アルコキシ基、置換または
    無置換のアリール基を表し、Ｒ３は水素原子、低級アル
    キル基、低級アルコキシ基、または塩素原子を表す）で
    表される化合物を含有する電子ブロッキング層を設ける
    ことを特徴とする有機発光素子。
13. 【請求項１３】陽電極および陰電極間に、少なくともホ
    ール輸送層及び電子輸送層を有する有機発光素子であっ
    て、前記ホール輸送層が少なくともホスト材料として一
    般式（化１） （式中Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５は同一でも異なっ
    ていてもよく、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３は水素原子、低級アル
    キル基、低級アルコキシ基を表し、Ｒ４，Ｒ５は水素原
    子、低級アルキル基、低級アルコキシ基、または塩素原
    子を表す）で表される化合物と、ゲスト材料として一般
    式（化２） （式中Ｒ１，Ｒ２は同一でも異なっていてもよく、Ｒ
    １，Ｒ２は水素原子、低級アルキル基を表し、またスチ
    リル基のベンゼン環と５員環ないし６員環を形成しても
    良い）を含有する有機発光素子であって、前記ホール輸
    送層と前記電子輸送層の間に、少なくとも一般式（化
    ３） （式中Ｒ１，Ｒ２は同一でも異なっていてもよく、水素
    原子、低級アルキル基、低級アルコキシ基、置換または
    無置換のアリール基を表し、Ｒ３は水素原子、低級アル
    キル基、低級アルコキシ基、または塩素原子を表す）で
    表される化合物を含有する電子ブロッキング層を設ける
    ことを特徴とする有機発光素子。
14. 【請求項１４】前記ゲスト材料が、主として４−ジシア
    ンメチレンー２−メチルー６−（ｐ−ジメチルアミノス
    チリル）−４Ｈ―ピランによって構成されることを特徴
    とする請求項１３記載の有機発光素子。
15. 【請求項１５】陽電極および陰電極間に、少なくともホ
    ール輸送層及び電子輸送層を有する有機発光素子であっ
    て、 前記ホール輸送層が少なくともホスト材料として一般式
    （化１） （式中Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５は同一でも異なっ
    ていてもよく、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３は水素原子、低級アル
    キル基、低級アルコキシ基を表し、Ｒ４，Ｒ５は水素原
    子、低級アルキル基、低級アルコキシ基または塩素原子
    を表す）で表される化合物と、ゲスト材料としてデカシ
    クレンを含有する有機発光素子であって、前記ホール輸
    送層と前記電子輸送層の間に、少なくとも一般式（化
    ３） （式中Ｒ１，Ｒ２は同一でも異なっていてもよく、水素
    原子、低級アルキル基、低級アルコキシ基、置換または
    無置換のアリール基を表し、Ｒ３は水素原子、低級アル
    キル基、低級アルコキシ基、または塩素原子を表す）で
    表される化合物を含有する電子ブロッキング層を設ける
    ことを特徴とする有機発光素子。
16. 【請求項１６】前記ホール輸送層が、主としてＮ，Ｎ′
    −ビス（４′−ジフェニルアミノー４−ビフェニリル）
    −Ｎ，Ｎ′−ジフェニルベンジジン、前記電子ブロッキ
    ング層が主としてＮ，Ｎ′−ジフェニル−Ｎ，Ｎ′−ビ
    ス（３−メチルフェニル）−１，１′―ビフェニルー
    ４，４′−ジアミンによって構成されることを特徴とす
    る請求項１２または１３または１５のいずれかに記載の
    有機発光素子。
17. 【請求項１７】前記電子輸送層が、主としてトリス（８
    −キノリノラト）アルミニウムによって構成されること
    を特徴とする請求項１２または１３または１５のいずれ
    かに記載の有機発光素子。