JPH1036831A - 電界発光素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】熱的に安定な薄膜構造を有する特性の優れた有
機電界発光素子を簡便に得ることを目的とする。 【解決手段】透明基板上に、透明第１電極と、電圧の印
加により発光する有機化合物を主成分とする有機層と、
第２電極とを順に積層してなる電界発光素子において、
該有機層は、オキサジアゾール環を少なくとも一つ含む
芳香族化合物分子を含み、該芳香族化合物分子は分子内
に分岐構造および／または非平面構造をもつことを特徴
とする電界発光素子。該芳香族化合物分子は、オキサジ
アゾール環を挟んで芳香族化合物が結合した構造を有し
ている。このため有機層の結晶化が阻止されアモルファ
ス相を形成して安定で均一な薄膜が形成できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、有機層をもつ電界
発光素子に関する。この電界発光素子は、電気的に発光
を起こすことのできる面状の発光体であることから、自
動車のフロントディスプレーなどの表示装置、液晶ディ
スプレーのバックライトとして使用することができる。

【０００２】

【従来の技術】電界発光素子は強い蛍光をもつ有機化合
物固体に一対の電極を取り付けたもので、電圧の印加に
よって発光する。一般に、電界発光素子は、透明ガラス
基板上に、透明電極（ＩＴＯ）と、強い蛍光をもつ固体
有機化合物よりなる発光層としての有機層と、金属（Ｍ
ｇ）電極とが順に積層された構成を有している。この電
界発光素子の発光原理は以下の通りである。陽極から正
孔を、陰極から電子を注入すると、注入された正孔と電
子は固体中を移動し、衝突、再結合を起こして消滅す
る。再結合により発生したエネルギーは発光分子の励起
状態の生成に使われて蛍光を発する。

【０００３】このような電界発光素子は、視野角の制限
がなく、また低電圧駆動、高速応答が可能であり、液
晶、プラズマディスプレー、無機電界発光素子といった
他の表示素子と比較して、ディスプレーとしての優れた
特性を持っている。しかしながら、発光部が有機層で形
成された電界発光素子は寿命が短いという点が問題点と
して指摘されている。この電界発光素子の寿命が短い原
因の一つとして、有機物（ホール輸送機能分子）の結晶
化による変質、劣化の問題をかかえているためである。
すなわち、駆動時の素子の発熱により素子の接合界面で
剥離が起こったり、有機層中の有機物が熱によりその結
晶構造が変化することや、有機物自身の変質が起こり、
有機層が熱的に劣化したりする。

【０００４】有機電界発光素子が効率よく発光するため
には、ホール輸送機能、発光機能、電子輸送機能を担う
分子が不可欠である。これらは単体、あるいはマトリッ
クスに分散した形態で有機ＥＬ素子に用いられるが、有
機ＥＬ素子の長寿命化、耐熱性向上のためには、これら
分子が安定な非晶質膜を形成しなければならない。ホー
ル輸送材料として用いられる分子には、有機ＥＬ素子に
典型的に用いられる材料であるＴＰＤ（Ｎ，Ｎ’−ジフ
ェニル−Ｎ，Ｎ’−ジトリルベンジジン）に見られるよ
うに安定なアモルファス層を形成する優れた材料が知ら
れている。

【０００５】一方、有機電界発光素子の電子輸送材料に
用いられる分子は、主にＡｌｑ３（アルミノキノールの
一種）に見られるような（Tang et,al.,Appl.Phys.Let
t.,51、913(1987))金属錯体系材料と、筒井等によって
提案された（筒井等.,日化誌.,11,1540(1991) ）オキサ
ジアゾール系の材料とに分類される。これらの材料は、
ＩＴＯ基板上に作製されたホール輸送層の上に電子輸送
層として蒸着され、有機電界発光素子を構成する要素と
して使用される。有機ＥＬ素子作製には蒸着プロセスが
適用されるため、用いることのできる分子は必然的に低
分子に限られる。

【０００６】金属錯体系の材料の中には、Ａｌｑ３のよ
うに電子輸送機能が極めて高く、かつ、安定な材料はあ
るが、実用的に使用できる金属錯体材料の数は少ない。
一方、オキサジアゾール系化合物は、筒井等の例に見ら
れるように様々な誘導体が合成され、特性が調べられて
いる。これらの化合物は、いずれも電子輸送機能を有し
ていることが明らかとなっている。しかしながら、オキ
サジアゾール系の化合物は結晶化しやすく、たとえば、
オキサジアゾール誘導体の一種であるＰＢＤ（２−（４
−ビフェニリル）−５−（４−ｔ−ブチルフェニル）−
１、３、４−オキサジアゾール）を用いて蒸着法により
有機ＥＬ素子を作製する場合、ＰＢＤは蒸着直後から結
晶化を起こし、蒸着膜の平滑性が損なわれる。このため
に前記ＰＢＤを電子輸送層として使用するためには安定
性が低いという問題があった。

【０００７】結晶性を低下させ、有機電界発光素子の電
子輸送層として用いることができる程に安定な薄膜を作
製する手段の一には、対象とする電子輸送分子を高分子
化する方法がある。このような例は、ホール輸送機能分
子を高分子化したものに多く見られる。たとえば、ポリ
ビニルカルバゾールをマトリックスとする高分子分散型
電界発光素子（応用物理61(10),1044(1992) ）や、側鎖
にトリフェニルアミンやＴＰＤを含むポリマー（高分子
論文集,52,(4)216(1995)）、また、ポリカーボネートの
主鎖にホール輸送機能分子を導入した材料（特開平５−
２４７４５８号）が知られている。

【０００８】ところが、このようにして作製された高分
子型の有機ＥＬ素子は、高分子化の際に混入する不純物
（たとえば無機塩、溶媒等）を除去することが困難であ
ることや、重合中に高分子鎖中にとりこまれる化学的な
欠陥を除去することが不可能または困難であるため特
性、寿命等に悪影響を及ぼすという問題があった。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の事情
に鑑みてなされたもので電子輸送分子を高分子化するこ
となく、低分子の状態で結晶化を抑制すること熱的に安
定な薄膜構造を有する特性の優れた有機電界発光素子を
簡便に得ることを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の電界発光素子
は、透明基板上に、透明第１電極と、電圧の印加により
発光する有機化合物を主成分とする有機層と、第２電極
とを順に積層してなる電界発光素子において、該有機層
は、オキサジアゾール環を少なくとも一つ含む芳香族化
合物分子を含み、該芳香族化合物分子は分子内に分岐構
造および／または非平面構造をもつことを特徴とする。

【００１１】該芳香族化合物分子は、オキサジアゾール
環を挟んで芳香族化合物が結合した構造を有しているこ
とが望ましい。該芳香族化合物分子の非平面構造は、ト
リフェニルアミン、ビフェニル、芳香族環同士が連結さ
れ、連結部のオルト位に置換基を有して該芳香族環同士
が平面構造を保持できない化合物であることが望まし
い。

【００１２】該芳香族化合物は、フェニル基、ナフチル
基、アントラニル基、ビフェニル基等の芳香族炭化水
素、トリフェニルアミン等の含窒素芳香族化合物、ジフ
ェニルエーテル等の含酸素芳香族化合物、ピリジン、ビ
ピリジン、インドール、キノリン、チオフェン、フラン
等の複素環化合物を挙げることができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の電界発光素子は、透明基
板上に、透明第１電極と、有機層と、第２電極とを順に
積層してなり、該有機層に特徴を有するものである。こ
の有機層に含まれる芳香族化合物分子は、化１式の一般
式で表されるオキサジアゾール環に２つの芳香族基のＡ
ｒ₁ 、Ａｒ₂ が結合した構造を有し、Ａｒ₁、Ａｒ₂ の
少なくとも一方に非平面状、あるいは分岐構造を含んだ
化合物である。

【００１４】

【化１】

【００１５】化１式中、Ａｒ₁ 、Ａｒ₂ としては、たと
えば、フェニル、ナフチル、アントラニル、ビフェニル
のような芳香族化合物、ジフェニルエーテルのような含
酸素芳香族化合物、トリフェニルアミンのような含窒素
芳香族化合物、ジフェニルエーテルのような含酸素芳香
族化合物、ピリジン、ビピリジン、インドール、キノリ
ン、チオフェン、フランのような複素環化合物を挙げる
ことができる。

【００１６】また、これらが連結した化合物、縮合した
化合物であってもよい。芳香族化合物中に非平面構造を
導入するユニットとしては、トリフェニルアミン、ビフ
ェニル、芳香族環同士が連結され連結部のオルト位が置
換基（メチル、フェニル等）によって置換された構造単
位（たとえば２、２’−ジメチルビフェニル等）が挙げ
られる。これらはオルト位の置換基の存在により芳香族
環同士が同一平面を保持できない分子構造である。たと
えば、化２式、化３式に示すトリフェニルアミン、化４
式、化５式に示すビフェニールのオルト位のメチル基と
オキサジアゾール環の存在する場合、化６式で示すよう
にオキサジアゾール環にフェナントレン環が結合した化
合物が挙げられる。

【００１７】

【化２】

【００１８】

【化３】

【００１９】

【化４】

【００２０】

【化５】

【００２１】

【化６】

【００２２】また、芳香族化合物に分岐構造を導入する
ユニットとしては、多置換の芳香族化合物、たとえばフ
ェニル、ナフチル、アントラニル、ビフェニルのような
芳香族炭化水素、トリフェニルアミンのような含窒素芳
香族化合物、ジフェニルエーテルのような含酸素芳香族
化合物、ピリジン、ビピリジン、インドール、キノリ
ン、チオフェン、フランのような複素環化合物が３以上
置換された構造を含む化合物を挙げることができる。ま
た、これらが連結した化合物、縮合した化合物であって
もよい。たとえば、化７式のように３置換されたフェニ
ル基、化８式、化９式で表されるビフェニル基が４置換
された構造の化合物が挙げられる。

【００２３】

【化７】

【００２４】

【化８】

【００２５】

【化９】 この電子輸送分子には、置換基が導入されてもよく、た
とえば、アルキル基、アリル基、アリール基、アミノ
基、アルコシ基、アリルオキシ基、アリールオキシ基、
チオアルキル基、チオアリル基、スルホン基、ホスホリ
ル基、カルボキシル基、カルボニル基、チオカルボニル
基、イミノ基、ヒドロキシ基、アミド基、アルコキシシ
リル基、シアノ基等の置換基が挙げられる。

【００２６】本発明は、電子輸送分子を高分子化するこ
となく、低分子の状態で結晶化を抑制することにある。
そのために従来平面状、かつ直線状であったオキサジア
ゾール環に結合する芳香族化合物分子を分岐状、非平面
状の構造をとるものを用いた。芳香族化合物分子を分岐
状の構造とすることにより、分子の対称性が低下するこ
とに伴い、結晶化が起こりにくくなるものと考えられ
る。また、非平面状とすることにより、結晶形成の過程
で必要な分子平面同士の重なりが抑えられるために、結
晶化が抑制されるものと考えられる。この結果、高分子
分散型ＥＬ素子に適用する場合にも、高分子マトリック
スに高濃度に分散しても結晶の析出を起こさない安定な
有機ＥＬ素子が作製が可能となった。

【００２７】または、上記電子輸送性分子にホール輸送
機能性、電子輸送機能性、発光機能性の分子を分散させ
てなる混合物を含んでもよい。ここで、分散する分子
は、低分子に限らず高分子であってもよい。また、電界
発光素子の有機層を構成する有機層は、単層であっても
良いが、塗布法あるいは蒸着法によって成膜された薄膜
と、上記重合体を含む薄膜との積層膜であってもよい。

【００２８】また、上記重合体を含む有機層は、スピン
コート法、ディップコート法などの塗布法によって作製
されてもよく、真空蒸着法で作製されてもよい。

【００２９】

【実施例】以下、実施例により説明する。 （実施例１） ＯＸＤ１（化７式）の合成 ｔ−ブチル安息香酸ヒドラジドの合成 ｔ−ブチル安息香酸エチルエステル１２０．５５ｇ、ヒ
ドラジン水化物２０７ｇ、乾燥エタノール３２０ｇを混
合し、窒素雰囲気下で１００℃で６時間混合した。混合
液を濃縮乾固した後エチルエーテル２００ｍｌに溶解
し、１００ｍｌの水で２回水洗した。エチルエーテルを
除去した後、残渣をベンゼンで再結晶し、真空乾燥によ
り９１．３７ｇ（収量８１％）のｔ−ブチル安息香酸ヒ
ドラジドを得た。

【００３０】ｔ−ブチル安息香酸ヒドラジド２．０ｇ、
炭酸ナトリウム１．１１ｇ、ジオキサン８ｇを混合し、
窒素雰囲気下で攪拌した。これに攪拌下でトリメシン酸
三塩化物０．９２ｇのジオキサン（５ｇ）溶液を約１０
分かけて滴下した。９０℃で３時間加熱し、放冷後、２
０ｍｌの水を加え、析出物を濾別水洗した。生成物を６
０℃で真空乾燥し、２．４ｇの縮合化合物１を得た。

【００３１】縮合化合物１を２．２ｇ、塩化チオニル
６．６ｇ、ピリジン０．１３ｇを混合し、窒素雰囲気下
で３．５時間攪拌、還流した。放冷、濃縮して析出物を
濾別し、水洗、真空乾燥した。生成物をシリカゲルのカ
ラムクロマトグラフィーで精製し８００ｍｇの化７式の
ＯＸＤ１を得た。 （実施例２） ＯＸＤ２（化８式）の合成 ５−アミノイソフタール酸６６．２ｇ、４８％臭化水素
酸１１０ｍｌ，水１００ｍｌを混合し、４℃でメカニカ
ルに攪拌した。亜硝酸ナトリウム２６．３５ｇの水（３
５０ｍｌ）溶液を１．５時間かけて滴下した後、２８時
間攪拌した。この懸濁液を臭化銅（Ｉ）６２．８ｇと４
８％臭化水素酸３０ｍｌの懸濁液に４℃で攪拌下に１．
５時間かけて滴下した。３０分攪拌した後、さらに８０
℃で３０分攪拌した。放冷後、析出物を濾別し、水洗し
て不純物分析のため５０℃で真空乾燥、さらに不純物除
去のため熱希塩酸で洗浄、濾過、水洗し、真空乾燥して
５−ブロムイソフタール酸７６ｇを得た。

【００３２】５−ブロムイソフタール酸１４．３７ｇと
水酸化ナトリウム９．３８ｇを水４５ｇに混合溶解させ
た。これにＰｄＣｌ₂ ・２ＮａＣｌ塩化パラジウム（I
I）ナトリウム０．１１ｇを懸濁させた。この懸濁液を
２０分かけて室温から９０℃に昇温する過程で攪拌下に
水１６．９ｇ、メタノール３．７６ｇ、ギ酸５．４ｇの
混合物を滴下した。９０℃で３時間加熱攪拌した。２日
間放置して析出した結晶を濾取した。これを水酸化ナト
リウム水溶液に溶解し、溶液を濾過した後、濾液に濃塩
酸を加えてｐＨを１に調製した。この溶液を５℃に冷却
し、３０分放置した後、析出物を濾取した。生成物を８
０℃で真空乾燥し、０．６１ｇのビフェニル−３，５，
３’，５’−テトラカルボン酸を得た。

【００３３】ビフェニル−３，５，３’，５’−テトラ
カルボン酸０．６１ｇを塩化チオニル５ｇＤＭＦ（ジメ
チルホルムアミド）０．０５ｇに懸濁し、窒素雰囲気下
に３．５時間攪拌、還流した。放冷、エバポレーション
後、室温で真空乾燥してビフェニル−３，５，３’，
５’−テトラカルボニルクロライドを得た。引き続き前
記の生成物にｔ−ブチルベゾイルヒドラジド１．４２ｇ
と炭酸ナトリウム０．８８ｇ、ジオキサン１０ｇを加
え、窒素雰囲気下に６時間９０℃でメカニカルスターラ
ーで攪拌した。放冷後、水洗し、５０℃で真空乾燥し、
３．０１ｇの縮合化合物２を得た。

【００３４】この縮合化合物２の３．０１ｇを塩化チオ
ニル１０ｇ、ピリジン０．２ｇに懸濁し、窒素雰囲気
下、８０℃で加熱、攪拌した。５時間後、氷水に投入し
て、析出物を濾過、水洗した。５０℃で真空乾燥し、シ
リカゲルカラムクロマトグラフィーで精製して７５０ｍ
ｇのＯＸＤ２（化８式）を得た。 （実施例３） ＯＸＤ３（化２式）の合成 トリ（４−エトキシカルボニルフェニル）アミンの合成 ４−アミノ安息香酸エチルエステル７．４８ｇ、４−沃
素安息香酸エチルエステル２５．２ｇ、炭酸カリウム１
３．８ｇ、銅０．５ｇ、酸化銅（Ｉ）０．５ｇ、１８ク
ラウン０．４ｇ、キシレン４０ｇを還流管と脱水管を付
したフラスコに入れ、窒素雰囲気下で１９０℃、４０時
間加熱した。放冷後濾過し、残渣をクロロホルムで洗浄
した。濾液および洗浄液を混合して水洗し、硫酸ナトリ
ウムで乾燥したのち、エバポレーションした。生成物を
エタノールから再結晶し、真空乾燥により１６．７９ｇ
のトリ（４−エトキシカルボニルフェニル）アミンを得
た。

【００３５】トリ（４−ヒドロキシカルボニルフェニ
ル）アミンの合成 トリ（４−エトキシカルボニルフェニル）アミン１２．
０２ｇ、水酸化カリウム１５ｇ、水８０ｇ、エタノール
１３０ｇを混合して１００℃で１０時間加熱攪拌した。
放冷後濾過、水洗し、濾液に氷冷下濃塩酸を加えてｐＨ
を１にした。１時間放置後、析出物を濾過水洗し、８０
℃で真空乾燥し９．０１ｇのトリ（４−ヒドロキシカル
ボニルフェニル）アミンを得た。 トリ（４−クロロカルボニルフェニル）アミンの合成 トリ（４−ヒドロキシカルボニルフェニル）アミン２．
０ｇ、塩化チオニル１４ｇ、ＤＭＦ０．０５ｇを混合
し、窒素雰囲気下で３時間還流、攪拌した。反応液をエ
バポレーションした後、真空乾燥してトリ（４−クロロ
カルボニルフェニル）アミンを得た。この生成物とｔ−
ブチル安息香酸ヒドラジッド３．０６ｇ、炭酸ナトリウ
ム１．８ｇ、ジオキサン２０ｇを混合し、窒素気流下に
１１０℃で５時間攪拌した。反応液に水４００ｍｌを加
え、析出物を濾過水洗した。８０℃で真空乾燥して４．
５６ｇの縮合化合物３を得た。

【００３６】この縮合化合物３を４．５ｇ、塩化チオニ
ル２０ｇピリジン０．４ｇを混合し、窒素雰囲気下で４
時間還流攪拌した。放冷却後、氷水５０ｍｌに投入し
た。析出物を濾過、水洗、乾燥した後、シリカゲルカラ
ムクロマトグラフィーで精製し４．１８ｇのＯＸＤ３
（化２式）を得た。 （実施例４） ＯＸＤ４（化３式）の合成 ナフタエ酸メチルエステルの合成 ピリジン１１．４ｇとメタノール４０ｇを混合、氷冷し
た。これにナフタエ酸クロライド２５ｇを１５分かけて
滴下した。室温で２時間攪拌した後、５０℃で１時間加
熱した。次いで１ｍｌの濃塩酸と１００ｍｌの氷水を加
え、クロロホルム１００ｍｌで２回抽出した。クロロホ
ルム層を１００ｍｌの水で２回水洗し、硫酸ナトリウム
で乾燥した後、エバポレーションし、真空乾燥すること
で２６．４ｇのナフタエ酸メチルエステルを得た。

【００３７】２６．４ｇのナフタエ酸メチルエステル、
ヒドラジン・水化物４７．１ｇ、エタノール６６ｇを混
合し、窒素雰囲気下で１００℃５時間加熱攪拌した。反
応液をエバポレーションして析出物を濾過し、水洗し８
０℃で真空乾燥した。エタノールから再結晶して１９．
５ｇのナフタエ酸ヒドラジドを得た。トリ（４−ヒドロ
キシカルボニルフェニル）アミン２．０ｇ、塩化チオニ
ル１４ｇ，ＤＭＦ０．０５ｇを混合し、窒素雰囲気下で
３時間還流、攪拌した。反応液をエバポレーション、真
空乾燥してトリ（４−クロロカーボニルフェニル）アミ
ンを合成した。この生成物と、ナフタエ酸ヒドラジド
２．９７ｇ、炭酸ナトリウム１．８ｇ、ジオキサン２０
ｇを混合し、窒素気流下に１１０℃で５時間攪拌した。
水４００ｍｌを加えて，析出物を濾過、水洗した。８０
℃で真空乾燥して４．４７ｇの縮合化合物４を得た。
４．５ｇの縮合化合物４と塩化チオニル２０ｇ、ピリジ
ン０．４ｇを混合し、窒素雰囲気下で４時間還流、攪拌
した。放冷後、反応液を氷水５０ｍｌに投入した。析出
物を濾過、水洗し、真空乾燥後、シリカゲルカラムクロ
マトグラフィーで精製し、４．２３ｇのＯＸＤ４（化３
式）を得た。

【００３８】（実施例５） ＤＳＣの測定 ＤＳＣの測定には、パーキンエルマー社製ＴＡＣ７／Ｄ
Ｘを用い１０℃毎分で昇温した。ＯＸＤ１〜４の測定結
果を表１に示した。いずれも結晶の融点を示さず高いＴ
ｇ（転移温度）を有する非晶質材料であり、ＥＬ素子の
耐熱性に優れた電子輸送材料として使用できることがわ
かった。

【００３９】

【表１】 （比較例） ＤＳＣの測定 比較試料として平面、直鎖状の分子であるＢＮＤ（ビス
ナフチルオキサジアゾール）のＤＳＣ測定を同様に行っ
たところ、結晶性の物質に特有に見られる融点ピーク
（２４０℃）しか認められなかった。すなわち、実施例
ＯＸＤ１〜４の化合物とは異なり有機ＥＬ素子の電子輸
送材料にはその単体は使用できないことがわかった。

【００４０】（実施例６） 高分子分散型ＥＬ素子の作製 この高分子分散型ＥＬ素子は図１の断面模式図に示すよ
うに透明電極のＩＴＯ膜２を形成したガラス基板１と、
ＩＴＯ膜２の上に形成した有機層３、および有機層３の
上面にＭｇ：Ａｇ電極４が形成されて構成されている。

【００４１】有機層３は、以下のようにして作製した。
マトリックス兼ホール輸送分子ＰＶＫ（ポリビニルカル
バゾール）１３０ｍｇ、電子輸送分子（ＯＸＤ１〜４）
１３０ｍｇ、発光分子のクマリン６ ２．７ｍｇをジク
ロロエタン７．６ｇに溶解した。この溶液を用いて、デ
ィップコート法によりＩＴＯ膜２を形成したガラス基板
１上に約１００ｎｍの膜厚になるように塗布して成膜し
て有機層３を形成した。引き続き有機層３の上面にＭ
ｇ：Ａｇ電極４をＭｇ：Ａｇ＝１０：１の割合で２元蒸
着法によって１８０ｎｍの厚さで作製した。

【００４２】素子の外観 形成した素子の各有機層３において、ＯＸＤ１は若干の
白濁が見られたが、ＯＸＤ２〜４については、そのよう
な白濁は認められなかった。このような電子輸送分子の
分散安定性の向上は、オキサジアゾール環に分岐、非平
面構造の芳香族化合物を導入したことによるものである
と考えている。

【００４３】（比較例２）比較例として上記の高分子分
散型ＥＬ素子において電子輸送材料にＢＮＤ（ビスナフ
チルオキサジアゾール）を用いた場合、電子輸送分子を
５０重量％の添加して素子を作製すると、有機層は電子
輸送材料により白濁した。 （実施例７） 素子の評価 実施例６で作製した高分子分散型ＥＬ素子の評価は、窒
素雰囲気中でおこなった。初期特性は、各素子の電圧を
１Ｖずつ約５秒毎に昇圧し、各電圧における輝度と電流
密度を測定することによって得た。輝度はミノルタｎｔ
−１°を用いて測定した。

【００４４】結果を図２に電流密度と輝度の関係を、図
３に電圧と電流密度の関係のグラフを示した。最大輝度
（図２の各データ系列の最大値）は、ＯＸＤ４（１０４
０ｃｄ／ｍ² ）、ＯＸＤ３（４２０ｃｄ／ｍ² ）、ＯＸ
Ｄ２（３２０ｃｄ／ｍ² ）、ＯＸＤ１（３３０ｃｄ／ｍ
² ）の順であった。電流密度１０² における輝度のプロ
ットから分かるように同一電流密度に対して輝度は、Ｏ
ＸＤ４＞ＯＸＤ３＞ＯＸＤ２＞ＯＸＤ１の順となった。
発光効率（／ｌｍ／ｗ）＝π×（輝度）÷〔（電圧）×
（電流密度）〕も同じ順序であった。駆動電圧は、図３
のグラフからわかるようにＯＸＤ４が最も低く、次いで
ＯＸＤ１、ＯＸＤ２〜ＯＸＤ３の順であった。結果とし
て、ＯＸＤ４が最も素子特性に優れ、次いでＯＸＤ２〜
ＯＸＤ３、ＯＸＤ１であった。

【００４５】（比較例３） 電子輸送材料を高分子化した場合 ホール輸送分子（ポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ））
とＰＰＢＤとの共重合体（５０：５０モル比）の合成 ビニルＰＢＤ６６０ｍｇ、９−ビニルカルバゾール３４
０ｍｇ，重合開始剤のＡＩＢＮ（アゾビスイソブチロニ
トリル）３ｍｇをベンゼン１５ｇに溶解し、反応容器を
脱気、封管した後、６０℃で４０時間加熱重合した。放
冷後、ベンゼン−メタノールで再沈殿を５回行った後、
ベンゼンから凍結乾燥し、ＰＶＫ−ＰＰＢＤ共重合体体
を得た。

【００４６】素子の作製及び評価 （ポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ））ＰＶＫ−ＰＰＢ
Ｄ共重合体２５０ｍｇ、クマリン６ ２．５ｍｇをジク
ロロエタン７．６ｇに溶解し、ＩＴＯ電極上に１００ｎ
ｍの厚さにディップコートした。金属電極はＭｇとＡｇ
の二元共蒸着法によって作製した。金属組成はＭｇ：Ａ
ｇ＝１０：１、蒸着速度は１５０Å／ｍｉｎ．で１５０
ｎｍ蒸着した。この素子は、３１Ｖ、４５ｍＡ／ｃｍ²
の時、１９ｃｄ／ｍ² の輝度で発光した。表２に示すよ
うに実施例７で作成した素子と比較して輝度が充分でな
いことを示している。

【００４７】

【表２】 （実施例８） 蒸着積層型素子の製作 ＩＴＯガラス基板上にＴＰＤ（Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−
トリル−ベンジジン）を７０ｎｍ、ＯＸＤ１を７０ｎｍ
蒸着した。引き続きＭｇ：Ａｇ電極を、１０：１の割合
で２元蒸着法によって１８０ｎｍの厚さで作製した。

【００４８】素子の評価 該素子の評価は、窒素雰囲気中でおこなった。初期特性
は、素子の電圧を１Ｖずつ約５秒毎に昇圧し、各電圧に
おける輝度と電流密度を測定することによって得た。輝
度はミノルタｎｔ−１°を用いて測定した。この蒸着積
層型素子は、２２ｖで４１４ｃｄ／ｍ² の輝度を示し
た。

【００４９】（比較例４） 蒸着積層型素子の作製 実施例８のＯＸＤ１の代わりに平面状の芳香族化合物で
あるＰＢＤを用た素子の作製 ＩＴＯガラス基板上にＴＰＤ（Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−
トリル−ベンジジン）を７０ｎｍ、ＰＢＤ（２−（４−
ビフェニリル）−５−（４−ｔ−ブチルフェニル）−
１、３、４−オキサジアゾール）を７０ｎｍ蒸着した。
引き続きＭｇ：Ａｇ電極を１０：１の割合で２元蒸着法
によって１８０ｎｍの厚さで作製した。

【００５０】素子の評価 素子の評価は、窒素雰囲気中で行った。初期特性は、蒸
着積層型素子の電圧を１Ｖずつ約５秒毎に昇圧し、各電
圧における輝度と電流密度を測定することによって得
た。輝度はミノルタｎｔ−１°を用いて測定した。この
蒸着積層型素子は絶縁破壊のため発光しなかった。

【００５１】

【発明の効果】本発明によれば、電子輸送分子を高分子
化する方法と比較して、低分子化合物を用いた場合に
は、電子輸送化合物の精製が容易であるために、不純
物、混入物の影響が少なく、特性に優れ、かつ耐久性に
優れた有機ＥＬ素子を得ることができる。

【００５２】また、従来の電子輸送分子と比較して、オ
キサジアゾールに結合した芳香族化合物が分岐状、非平
面構造を有するため結晶化やマトリックス中における析
出といった有機ＥＬ素子の劣化の原因となる問題が起こ
りにくい。一方、平面、直鎖状の低分子電子輸送材料で
あるＰＢＤの薄膜は、数日で結晶化し、膜形態を保持で
きなくなるが、本発明の電子輸送材料よりなる薄膜は、
数か月後も結晶化は全く認められない。よって、本発明
により耐久性に優れ、発光特性に優れた有機電界発光素
子を作製することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例で評価に用いた電界発光素子の断面模
式図である。

【図２】本実施例で作製した有機ＥＬ素子の電流密度と
輝度との関係を示すグラフである。

【図３】本実施例で作製した有機ＥＬ素子の電流密度と
電圧との関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１．ガラス基板、 ２．透明電極、 ３．有機層、４．
Ｍｇ−Ａｇ電極、

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 時任 静士 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の１株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 多賀 康訓 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の１株式会社豊田中央研究所内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透明基板上に、透明第１電極と、電圧の
   印加により発光する有機化合物を主成分とする有機層
   と、第２電極とを順に積層してなる電界発光素子におい
   て、 該有機層は、オキサジアゾール環を少なくとも一つ含む
   芳香族化合物分子を含み、該芳香族化合物分子は分子内
   に分岐構造および／または非平面構造をもつことを特徴
   とする電界発光素子。
2. 【請求項２】 該芳香族化合物分子は、オキサジアゾー
   ル環を挟んで芳香族化合物が結合した構造を有している
   ことを特徴とする請求項１に記載の電界発光素子。
3. 【請求項３】 該芳香族化合物分子の非平面構造は、ト
   リフェニルアミン、ビフェニル、あるいは芳香族環どう
   しが連結されて、連結部のオルト位に置換基を有するた
   めに該芳香族環どうしが平面構造を保持できない化合物
   のいずれかの構造に起因するもの、であることを特徴と
   する請求項１または請求項２に記載の電界発光素子。
4. 【請求項４】該芳香族化合物分子は、フェニル基、ナフ
   チル基、アントラニル基、ビフェニル基、トリフェニル
   アミン、ジフェニルエーテル、ピリジン、ビピリジン、
   インドール、キノリン、チオフエン、フランから選ばれ
   ることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の電
   界発光素子。