JPH11273867A

JPH11273867A - 有機電界発光素子

Info

Publication number: JPH11273867A
Application number: JP10118250A
Authority: JP
Inventors: Yoshiharu Sato; 佳晴佐藤; Akiko Ichinosawa; 晶子市野澤; Tomoyuki Ogata; 朋行緒方
Original assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Priority date: 1998-01-20
Filing date: 1998-04-28
Publication date: 1999-10-08
Anticipated expiration: 2018-04-28
Also published as: JP4147621B2

Abstract

(57)【要約】【課題】色純度が良好な青色発光が達成でき、安定性
の向上した有機電界発光素子を提供する。【解決手段】基板上に、陽極及び陰極により挟持され
た正孔輸送層、発光層および正孔阻止層を少なくとも含
む有機電界発光素子であって、該発光層が芳香族アミン
化合物を含有し、かつ、正孔輸送層のイオン化ポテンシ
ャルが発光層のイオン化ポテンシャルより 0.1eV以上大
きく、正孔阻止層のイオン化ポテンシャルが発光層のイ
オン化ポテンシャルより 0.2eV以上大きいことを特徴と
する有機電界発光素子。

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（〜200 Ｖ）、３）フルカラー化が困難（特に青色）、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、電極からのキャリア
ー注入の効率向上を目的として電極の種類の最適化を行
い、芳香族ジアミンから成る正孔輸送層と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とを設け
た有機電界発光素子の開発（Appl. Phys. Lett., 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。また、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. Phy
s.，65巻，3610頁，1989年）で、発光効率の向上や発光
波長の変換等も行われている。

【０００４】上記の様な低分子材料を用いた電界発光素
子の他にも、発光層の材料として、ポリ（p-フェニレン
ビニレン）（Nature, 347 巻, 539 頁, 1990年）、ポリ
［2-メトキシ-5−（2-エチルヘキシルオキシ）-1,4−フ
ェニレンビニレン］（Appl.Phys. Lett., 58 巻, 1982
頁, 1991年他）、ポリ（3-アルキルチオフェン）（Jpn.
J. Appl. Phys, 30巻, L1938 頁, 1991年）等の高分子
材料を用いた電界発光素子の開発や、ポリビニルカルバ
ゾール等の高分子に低分子の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）の開
発も行われている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】有機電界発光素子をフ
ラットパネル・ディスプレイ等の表示素子に応用するた
めには、素子の信頼性を十分に確保する必要がある。し
かしながら、従来の有機電界発光素子では耐熱性が不十
分であり、素子の環境温度やプロセス温度の上昇により
電流−電圧特性が高電圧側にシフトしたり、素子駆動時
の局所的なジュール発熱により寿命が低下したり、非発
光部分（ダークスポット）の発生及び増加等の劣化が避
けられなかった。特に、青色発光素子に関しては、８−
ヒドロキシキノリンのアルミニウム錯体を用いた緑色発
光素子と比較して、素子の安定性が劣っているのが現状
である。

【０００６】上記の素子劣化の主原因は、有機層の薄膜
形状の劣化である。この薄膜形状の劣化は、素子駆動時
の発熱等による有機非晶質薄膜の結晶化（または凝集）
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（以下Tgと略す）の低さに由来する
と考えられる。Tgは一般的に融点と直線相関がある。青
色発光素子の発光層に用いられる化合物は、パイ電子共
役を拡げられないとい制約から、分子量が低く融点及び
Tgが低い材料が多い。また、化学的にも十分安定とは言
えないのが現状である。

【０００７】これまで、青色有機電界発光素子に用いら
れた化合物としては、アントラセン、テトラフェニルブ
タジエン、ペンタフェニルシクロペンタジエン、ジスチ
リルベンゼン誘導体、オキサジアゾール誘導体、アゾメ
チン亜鉛錯体、ベンズアゾール金属錯体、混合配位子ア
ルミニウム錯体、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、ポリビニル
カルバゾール、1,2,4-トリアゾール誘導体、アミノピレ
ン二量体、ジスチリルビフェニル誘導体、シロール誘導
体等が報告されている。上記の青色発光材料のなかで、
素子特性がよく検討されている代表的化合物を以下に示
す：

【０００８】

【化８】

【０００９】

【化９】

【００１０】

【化１０】

【００１１】ジスチリルビフェニル誘導体（Ｂ−１）
は、蛍光強度が強く素子に用いた時にもエキサイプレッ
クスを形成せず、青色発光が報告されているが（Appl.
Phys.Lett., 67 巻，3853頁，1995年）、薄膜状態での
イオン化ポテンシャルが 5.9eVと高く、正孔輸送層から
正孔が注入しにくく、また、ＥＬスペクトルでは 480nm
付近に発光極大を有するブロードなピークを示し、青色
の色純度がよくないとう問題がある。この色純度はドー
ピングを行っても改善されていない。ビス（2-メチル-8
−キノリノラト）（p-フェニルフェノラト）アルミニウ
ム錯体（Ｂ−２）も青色の色純度が不十分で、ペリレン
をドープすることで色純度は改善されるものの、駆動時
の安定性が実用レベルには達していない（特開平５−19
8377号公報）。芳香族ジアミンである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（通常ＴＰＤと呼ばれる）（Ｂ−３）は、正孔阻
止層としてのトリアゾール誘導体と組み合わせた時に 4
64nmに発光ピークを有するＥＬスペクトルを示すが（Jp
n. J. Appl. Phys., 32 巻，L917頁，1993年）、ＴＰＤ
のTgは63℃と低いために結晶化等の熱的不安定性を有す
る。車載用表示素子の高温特性から、Tgの値として85℃
以上が要求される。

【００１２】上述の理由から、青色有機電界発光素子は
実用化に向けて、発光の色純度の問題と、さらには素子
の耐熱性及び駆動寿命に大きな問題を抱えているのが実
状である。有機電界発光素子の青色純度が改善されず、
耐熱性と駆動特性が不安定なことは、フルカラー化を目
指すフラットパネル・ディスプレイ等の表示素子として
望ましくない特性である。

【００１３】本発明者は上記実状に鑑み、青色純度の高
くかつ耐熱性を有する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、基板上に、陽極及び陰
極により挟持された正孔輸送層、発光層および正孔阻止
層を少なくとも含む有機電界発光素子において、発光層
として芳香族アミン化合物を用い、正孔輸送層、発光
層、正孔阻止層のイオン化ポテンシャルの相対関係を特
定のものとすることで、上記課題を解決することができ
ることを見い出し、本発明を完成するに至った。

【００１４】

【課題を解決するための手段】すなわち、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正孔輸送
層、発光層および正孔阻止層を少なくとも含む有機電界
発光素子であって、該発光層が芳香族アミン化合物を含
有し、正孔輸送層のイオン化ポテンシャルが発光層のイ
オン化ポテンシャルより 0.1eV以上大きく、正孔阻止層
のイオン化ポテンシャルが発光層のイオン化ポテンシャ
ルより 0.2eV以上大きいことを特徴とする有機電界発光
素子に存する。

【００１５】以下、本発明の有機電界発光素子につい
て、図面を参照しながら説明する。図１は本発明に用い
られる一般的な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、２は陽極、４は正孔輸送
層、５は発光層、６は正孔阻止層、８は陰極を各々表わ
す。基板１は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
フィルムやシートなどが用いられる。特にガラス板や、
ポリエステル、ポリメタクリレート、ポリカーボネー
ト、ポリスルホンなどの透明な合成樹脂の板が好まし
い。合成樹脂基板を使用する場合にはガスバリア性に留
意する必要がある。基板のガスバリヤ性が小さすぎる
と、基板を通過した外気により有機電界発光素子が劣化
することがあるので好ましくない。このため、合成樹脂
基板の少なくとも片面に緻密なシリコン酸化膜等を設け
てガスバリア性を確保する方法も好ましい方法の一つで
ある。

【００１６】基板１上には陽極２が設けられるが、陽極
２は正孔輸送層への正孔注入の役割を果たすものであ
る。この陽極は、通常、アルミニウム、金、銀、ニッケ
ル、パラジウム、白金等の金属、インジウム及び／また
はスズの酸化物などの金属酸化物、ヨウ化銅などのハロ
ゲン化金属、カーボンブラック、あるいは、ポリ（3-メ
チルチオフェン）、ポリピロール、ポリアニリン等の導
電性高分子などにより構成される。陽極２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。また、銀などの金属微粒子、ヨウ化銅など
の微粒子、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１上に塗布することにより
陽極２を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１上に薄膜を形成した
り、基板１上に導電性高分子を塗布して陽極２を形成す
ることもできる（Appl．Phys．Lett．，60巻，2711頁，
1992年）。陽極２は異なる物質で積層して形成すること
も可能である。陽極２の厚みは、必要とする透明性によ
り異なる。透明性が必要とされる場合は、可視光の透過
率を、通常、60％以上、好ましくは80％以上とすること
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陽
極２は基板１と同一でもよい。また、さらには上記の陽
極２の上に異なる導電材料を積層することも可能であ
る。

【００１７】陽極２の上には正孔輸送層４が設けられ
る。本発明における正孔輸送層のイオン化ポテンシャル
は、後述の理由により発光層のイオン化ポテンシャルよ
り０．１ｅＶ以上大きいことが必要とされる。また、正
孔輸送層の材料に要求される条件としては、陽極からの
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、可視光の
光に対して透明性が高く、しかも正孔移動度が大きく、
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ことが要求される。上記の一般的
要求以外に、車載表示用の応用を考えた場合、素子には
さらに耐熱性が要求される。従って、Tgとして85℃以上
の値を有する材料が望ましい。

【００１８】このような正孔輸送材料としては、例え
ば、1,1-ビス（4-ジ-p−トリルアミノフェニル）シクロ
ヘキサン等の３級芳香族アミンユニットを連結した芳香
族ジアミン化合物（特開昭59−194393号公報）、4,4'−
ビス［N-（1-ナフチル）-N−フェニルアミノ］ビフェニ
ルで代表される２個以上の３級アミンを含み２個以上の
縮合芳香族環が窒素原子に置換した芳香族アミン（特開
平５−234681号公報）、トリフェニルベンゼンの誘導体
でスターバースト構造を有する芳香族トリアミン（米国
特許第4,923,774号）、N,N'−ジフェニル-N,N'-ビス（3
-メチルフェニル）ビフェニル-4,4'-ジアミン等の芳香
族ジアミン（米国特許第 4,764,625号）、分子全体とし
て立体的に非対称なトリフェニルアミン誘導体（特開平
４−129271号公報）、ピレニル基に芳香族ジアミノ基が
複数個置換した化合物（特開平４−175395号公報）、エ
チレン基で３級芳香族アミンユニットを連結した芳香族
ジアミン（特開平４−264189号公報）、スチリル構造を
有する芳香族ジアミン（特開平４−290851号公報）、チ
オフェン基で芳香族３級アミンユニットを連結したもの
（特開平４−304466号公報）、スターバースト型芳香族
トリアミン（特開平４−308688号公報）、ベンジルフェ
ニル化合物（特開平４−364153号公報）、フルオレン基
で３級アミンを連結したもの（特開平５− 25473号公
報）、トリアミン化合物（特開平５−239455号公報）、
ビスジピリジルアミノビフェニル（特開平５−320634号
公報）、N,N,N-トリフェニルアミン誘導体（特開平６−
1972 号公報）、フェノキサジン構造を有する芳香族ジ
アミン（特開平７−138562号公報）、ジアミノフェニル
フェナントリジン誘導体（特開平７−252474号公報）、
シラザン化合物（米国特許第4,950,950 号公報）、シラ
ナミン誘導体（特開平６−49079 号公報）、ホスファミ
ン誘導体（特開平６− 25659号公報）、キナクリドン化
合物等が挙げられる。これらの化合物は、単独で用いて
もよいし、必要に応じて、各々、混合して用いてもよ
い。

【００１９】上記の化合物以外に、正孔輸送層の材料と
して、ポリビニルカルバゾールやポリシラン（Appl. Ph
ys. Lett. ，59巻，2760頁，1991年）、ポリフォスファ
ゼン（特開平５−310949号公報）、ポリアミド（特開平
５−310949号公報）、ポリビニルトリフェニルアミン
（特開平７− 53953号公報）、トリフェニルアミン骨格
を有する高分子（特開平４−133065号公報）、トリフェ
ニルアミン単位をメチレン基等で連結した高分子（Synt
hetic Metals，55-57 巻，4163頁，1993年）、芳香族ア
ミンを含有するポリメタクリレート（J. Polym. Sci.,
Polym. Chem. Ed.，21巻，969 頁，1983年）等の高分子
材料が挙げられる。

【００２０】上記の正孔輸送材料を塗布法あるいは真空
蒸着法により前記陽極２上に積層することにより正孔輸
送層４を形成する。塗布法の場合は、正孔輸送材料を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塗布性改良剤などの添加剤とを添
加し、溶解して塗布溶液を調製し、スピンコート法など
の方法により陽極２上に塗布し、乾燥して正孔輸送層４
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、通常、50重量％以下が好ま
しい。

【００２１】真空蒸着法の場合には、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^-4Pa程度にまで排気した後、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１上の陽極２上に正孔輸送層４を形成さ
せる。正孔輸送層４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／または金
属塩（特開平４−320484号公報）、ベンゾフェノン誘導
体およびチオベンゾフェノン誘導体（特開平５−295361
号公報）、フラーレン類（特開平５−331458号公報）等
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ることにより、低電圧駆動を可
能にすることができる。

【００２２】正孔輸送層に上記の様な添加剤、ドーピン
グ剤等を併用する場合には、正孔輸送層全体のイオン化
ポテンシャルが発光層のイオン化ポテンシャルより０．
１ｅＶ以上大きい範囲であれば適宜選択して使用するこ
とができる。正孔輸送層４の膜厚は、通常、10〜300nm
、好ましくは30〜100nm である。この様に薄い膜を一
様に形成するためには、一般に真空蒸着法がよく用いら
れる。

【００２３】陽極２と正孔輸送層４のコンタクトを向上
させるために、図３に示す様に、陽極バッファ層３を設
けることが考えられる。陽極バッファ層に用いられる材
料に要求される条件としては、陽極とのコンタクトがよ
く均一な薄膜が形成でき、熱的に安定、すなわち、融点
及びガラス転移温度が高く、融点としては 300℃以上、
ガラス転移温度としては 100℃以上が要求される。さら
に、イオン化ポテンシャルが低く陽極からの正孔注入が
容易なこと、正孔移動度が大きいことが挙げられる。こ
の目的のために、これまでにポルフィリン誘導体やフタ
ロシアニン化合物（特開昭63−295695号公報）、スター
バスト型芳香族トリアミン（特開平４−308688号公
報）、ヒドラゾン化合物（特開平４−320483号公報）、
アルコキシ置換の芳香族ジアミン誘導体（特開平４−22
0995号公報）、p-（9-アントリル）-N,N−ジ-p−トリル
アニリン（特開平３−111485号公報）、ポリチエニレン
ビニレンやポリ−ｐ−フェニレンビニレン（特開平４−
145192号公報）、ポリアニリン（Appl. Phys. Lett., 6
4 巻,1245 頁, 1994年参照）等の有機化合物や、スパッ
タ・カーボン膜（特開平８− 31573号公報）や、バナジ
ウム酸化物、ルテニウム酸化物、モリブデン酸化物等の
金属酸化物（第43回応用物理学関係連合講演会，27a-SY
-9，1996年）が報告されている。

【００２４】上記陽極バッファ層材料としてよく使用さ
れる化合物としては、ポルフィリン化合物またはフタロ
シアニン化合物が挙げられる。これらの化合物は中心金
属を有していてもよいし、無金属のものでもよい。これ
らの化合物の好ましい具体例としては、ポルフィン、5,
10,15,20−テトラフェニル-21H,23H−ポルフィン、5,1
0,15,20−テトラフェニル-21H,23H−ポルフィンコバル
ト（II）、5,10,15,20−テトラフェニル-21H,23H−ポル
フィン銅（II）、5,10,15,20−テトラフェニル-21H,23H
−ポルフィン亜鉛（II）、5,10,15,20−テトラフェニル
-21H,23H−ポルフィンバナジウム（IV）オキシド、5,1
0,15,20−テトラ（4-ピリジル）-21H,23H−ポルフィ
ン、29H,31H-フタロシアニン、銅（II）フタロシアニ
ン、亜鉛（II）フタロシアニン、チタンフタロシアニン
オキシド、マグネシウムフタロシアニン、鉛フタロシア
ニン、銅（II）4,4',4'',4'''-テトラアザ-29H,31H−フ
タロシアニン等の化合物が挙げられる。陽極バッファ層
の場合も、正孔輸送層と同様にして薄膜形成可能である
が、無機物の場合には、さらに、スパッタ法や電子ビー
ム蒸着法、プラズマＣＶＤ法が用いられる。

【００２５】以上の様にして形成される陽極バッファ層
３の膜厚は、通常、３〜100nm 、好ましくは10〜50nmで
ある。正孔輸送層４の上には発光層５が設けられる。発
光層５は、電界を与えられた電極間において、陽極２か
ら注入され正孔輸送層を通過して輸送された正孔と、陰
極８から注入され正孔阻止層６を通過して輸送された電
子を効率よく再結合させることにより青色発光する化合
物より形成される。そのためには、正孔輸送性と電子輸
送性の両方を兼ね備え、しかも正孔移動度および電子移
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、青色発光を可能にするために、薄膜
状態での蛍光波長が400 〜500nm の範囲にあることが必
要である。

【００２６】本発明においては、上記の条件を満たす材
料として蛍光性芳香族アミン化合物を用いる。従来も、
芳香族アミン化合物を正孔輸送性の発光層として用いる
試みはなされているが、正孔輸送層を陽極との間に設け
なかったり（Jpn. J. Appl.Phys., 32 巻，L917頁，199
3年）、発光層のイオン化ポテンシャルが正孔輸送層の
イオン化ポテンシャルより高かったり（Jpn. J. Appl.
Phys., 35 巻，4819頁，1996年）したために、素子の発
光効率も低く、また、安定性の低い青色発光素子しか得
られていなかった。

【００２７】本発明においては、正孔輸送性の芳香族ア
ミン化合物を発光層として有効に用いるために、正孔輸
送層のイオン化ポテンシャルより 0.1eV以上小さく、か
つ、正孔阻止層のイオン化ポテンシャルより０．２ｅＶ
以上小さいイオン化ポテンシャルを有する蛍光性芳香族
アミンを用いることが好適であることを見出した。この
素子構造により、素子通電時の発光層における正孔濃度
を高めることと、発光層内での再結合によるエキシトン
の陽極での消光を防止することが同時に達成される。

【００２８】本発明の有機電界発光素子における発光層
材料として、正孔輸送層及び正孔阻止層とのイオン化ポ
テンシャルの関係を満たす限りおいて芳香族アミン化合
物にさらなる制限はないが、発光層の結晶化防止、熱安
定性を考慮すると高いガラス転移温度（Tg）を有するこ
とが望ましい。高いTgを有する芳香族アミン化合物とし
て、少なくとも１つの縮合芳香族環基を置換基として有
する三級窒素原子を含有することが有用である。特に
は、発光層が下記一般式（Ｉ）で表される芳香族アミン
化合物を含有することがさらに好ましい。

【００２９】

【化１１】

【００３０】前記一般式（Ｉ）において、Ｘは置換基を
有していてもよい２価の芳香族炭化水素基または芳香族
複素環基を表わし、好ましくは置換基を有していてもよ
い２価のベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、
ビナフチル、フルオレン環、フェナントレン環、ピレン
環、アクリジン環、フェナジン環、フェナントリジン
環、フェナントロリン環、ビピリジル環、ビフェニルを
示し、前記置換基としてはハロゲン原子；メチル基、エ
チル基等の炭素数１〜６のアルキル基；ビニル基等のア
ルケニル基；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、ベンジルオキシ基などのアリールオキシ
基；ジエチルアミノ基、ジイソプロピルアミノ基等のジ
アルキルアミノ基を示す。前記置換基としては、特に好
ましくは、メチル基、フェニル基、メトキシ基が挙げら
れる。

【００３１】Ａｒ¹からＡｒ⁴は、それぞれ置換基を有
していてもよい芳香族炭化水素環基または芳香族複素環
基を表し、好ましくは、各々独立して置換基を有してい
てもよいフェニル基、ビフェニル基、ナフチル基、アン
トリル基、フェナントリル基、ピレニル基、ピリジル
基、トリアジル基、ピラジル基、キノキサリル基、チエ
ニル基を示し、前記置換基としてはハロゲン原子；メチ
ル基、エチル基等の炭素数１〜６のアルキル基；ビニル
基等のアルケニル基；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、ベンジルオキシ基などのアリー
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を示す。前記置換基として
は、特に好ましくは、メチル基、フェニル基、メトキシ
基が挙げられる。

【００３２】また、少なくともＸおよびＡｒ¹〜Ａｒ⁴
の一つは、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン
環、ビナフチル、フルオレン環、フェナントレン環、ピ
レン環、アクリジン環、フェナジン環、フェナントリジ
ン環、フェナントロリン環、ビピリジル環等の縮合芳香
族環基から選ばれる。高いTgを有する芳香族アミン化合
物としてスターバースト型と呼ばれる、以下の一般式
（II）で表される芳香族アミン化合物から選ばれること
も同様に好ましい。

【００３３】

【化１２】

【００３４】前記一般式（II）において、Ｙは窒素原子
または1,3,5-位で結合する３価のベンゼン環から選ばれ
る。Ａｒ⁵およびＡｒ⁶は、それぞれ置換基を有してい
てもよい芳香族炭化水素環基または芳香族複素環基を表
わし、好ましくは、各々独立して置換基を有していても
よいフェニル基、ビフェニル基、ナフチル基、アントリ
ル基、フェナントリル基、ピレニル基、ピリジル基、ト
リアジル基、ピラジル基、キノキサリル基、チエニル基
を示し、前記置換基としてはハロゲン原子；メチル基、
エチル基等の炭素数１〜６のアルキル基；ビニル基等の
アルケニル基；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、ベンジルオキシ基などのアリールオ
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を示す。前記置換基としては、特
に好ましくは、メチル基、フェニル基、メトキシ基が挙
げられる。

【００３５】本発明においては、前記一般式（Ｉ）また
は一般式（II）に示す分子構造により、Tgを85℃以上と
することができ、この耐熱性の向上により容易には結晶
化しない非晶質薄膜を与えることが可能であり、正孔輸
送層や電子輸送層等との間における分子の相互拡散を85
℃以上の高温下でも十分に抑制することが出来る。ま
た、イオン化ポテンシャルも正孔輸送層のそれより 0.1
eV以上小さくすること及び正孔阻止層のそれより０．２
ｅＶ以上小さくすることができ、また、400 〜500nm の
波長領域に蛍光極大を有する発光層が設計できる。

【００３６】前記一般式（Ｉ）および（II）で表される
芳香族アミン化合物の好ましい具体例を表１〜表５に示
すが、これらに限定するものではない。

【００３７】

【表１】

【００３８】

【表２】

【００３９】

【表３】

【００４０】

【表４】

【００４１】

【表５】

【００４２】これらの化合物は、単独で用いてもよい
し、必要に応じて、各々、混合して用いてもよい。発光
層５は、正孔輸送層４と同様にして塗布法あるいは真空
蒸着法により正孔輸送層４上に積層することにより形成
される。但し、塗布方の場合にはすでに薄膜形成されて
いる正孔輸送層を溶解させない溶媒を使用する必要があ
る。

【００４３】発光層５の膜厚は、通常、５〜300nm 、好
ましくは 10 〜100nm である。この様に薄い膜を一様に
形成するためには、一般に真空蒸着法がよく用いられ
る。青色の発光効率を向上させると同時に色純度を改善
し、さらに素子の駆動寿命を改善するためには、前記発
光層材料をホスト材料として、蛍光色素をドープするこ
とは有効な方法である。青色の蛍光を有するドープ色素
として、ペリレン等の縮合多環芳香族環（特開平５−19
8377号公報）、クマリン誘導体、ナフタル酸イミド誘導
体（特開平４−320486号公報）、芳香族アミン誘導体
（特開平８−199162号公報）等が挙げられる。これらの
ドープ色素が、ホスト材料に含有される割合は 0.1〜10
重量％の範囲にあることが好ましい。もちろん、緑色や
赤色発光を得るために、緑色蛍光色素や赤色蛍光色素を
ドープすることも可能である。真空蒸着法で上記のドー
ピングを行う方法としては、共蒸着による方法と蒸着源
を予め所定の濃度で混合しておく方法がある。

【００４４】上記各ドーパントが発光層中にドープされ
る場合、発光層の膜厚方向において均一にドープされる
が、膜厚方向において濃度分布があっても構わない。例
えば、正孔輸送層との界面近傍にのみドープしたり、逆
に、電子輸送層界面近傍にドープしてもよい。発光層に
上記の様な添加剤等を併用する場合には、発光層全体の
イオン化ポテンシャルが正孔輸送層のそれより０．１ｅ
Ｖ以上小さく、かつ、正孔阻止層のそれより０．２ｅＶ
以上小さい範囲であれば適宜選択して使用することがで
きる。

【００４５】発光層５の上には正孔阻止層６が設けられ
る。正孔阻止層６は、発光層から移動してくる正孔を陰
極に到達するのを阻止する役割と、陰極から注入された
電子を効率よく発光層５の方向に輸送することができる
化合物より形成される。正孔阻止層を構成する材料に求
められる物性としては、電子移動度が高く正孔移動度が
低いこと、および、正孔を効率的に発光層内に閉じこめ
るために、発光層のイオン化ポテンシャルより 0.2eV以
上大きいイオン化ポテンシャルの値を有する必要があ
る。正孔輸送層は電子輸送能力を持たない材料で構成さ
れることから、正孔阻止層は正孔と電子を発光層内に閉
じこめて、発光効率を向上させる機能を有する。このよ
うな条件を満たす正孔阻止層材料としては、以下の一般
式（III ）で表される混合配位子錯体、

【００４６】

【化１３】

【００４７】（式中、Ｒ¹〜Ｒ⁶は、それぞれ水素原
子、ハロゲン原子、アルキル基、アラルキル基、アルケ
ニル基、アリル基、シアノ基、アミノ基、アシル基、ア
ルコキシカルボニル基、カルボキシル基、アルコキシ
基、アルキルスルホニル基、α−ハロアルキル基、水酸
基、置換基を有していてもよいアミド基、置換基を有し
ていてもよい芳香族炭化水素環基または置換基を有して
いてもよい芳香族複素環基を表し、ＭはＡl 原子または
Ｇa 原子を示し、Ｌは以下に示す一般式（IIIa）、（II
Ib）、（IIIc）のいずれかで表される。）

【００４８】

【化１４】

【００４９】（式中、ＺはＳi 、Ｇe 、Ｓn のいずれか
の原子を表し、Ａｒ⁹〜Ａｒ¹⁰は、置換基を有していて
もよい芳香族炭化水素環基または芳香族複素環基を表わ
す。）以下の一般式（IV）で表される二核金属錯体、

【００５０】

【化１５】

【００５１】（式中、Ｒ¹〜Ｒ⁶は、それぞれ水素原
子、ハロゲン原子、アルキル基、アラルキル基、アルケ
ニル基、アリル基、シアノ基、アミノ基、アシル基、ア
ルコキシカルボニル基、カルボキシル基、アルコキシ
基、アルキルスルホニル基、α−ハロアルキル基、水酸
基、置換基を有していてもよいアミド基、置換基を有し
ていてもよい芳香族炭化水素環基または芳香族複素環基
を表し、ＭはＡl 原子またはＧa 原子を示す。）以下の構造式（Ｖ）で示される1,2,4-トリアゾール環を
少なくとも１個有する化合物、

【００５２】

【化１６】

【００５３】以下の一般式（VI）で示されるスチリル化
合物が挙げられる。

【００５４】

【化１７】

【００５５】（式中、Ａｒ¹²は置換基を有していてもよ
い２価の芳香族炭化水素環基または芳香族複素環基を表
し、Ａｒ¹³〜Ａｒ¹⁶は、それぞれ置換基を有していても
よい芳香族炭化水素環基または芳香族複素環基を表
す。）

【００５６】前記一般式（III ）で示される混合配位子
錯体の具体例として、ビス（2-メチル-8−キノリノラ
ト）（フェノラト）アルミニウム、ビス（2-メチル-8−
キノリノラト）（オルト−クレゾラト）アルミニウム、
ビス（2-メチル-8−キノリノラト）（メタ−クレゾラ
ト）アルミニウム、ビス（2-メチル-8−キノリノラト）
（パラ−クレゾラト）アルミニウム、ビス（2-メチル-8
−キノリノラト）（オルト−フェニルフェノラト）アル
ミニウム、ビス（2-メチル-8-キノリノラト）（メタ−
フェニルフェノラト）アルミニウム、ビス（2-メチル-8
−キノリノラト）（パラ−フェニルフェノラト）アルミ
ニウム、ビス（2-メチル-8−キノリノラト）（2,3-ジメ
チルフェノラト）アルミニウム、ビス（2-メチル-8−キ
ノリノラト）（2,6-ジメチルフェノラト）アルミニウ
ム、ビス（2-メチル-8−キノリノラト）（3,4-ジメチル
フェノラト）アルミニウム、ビス（2-メチル-8−キノリ
ノラト）（3,5-ジメチルフェノラト）アルミニウム、ビ
ス（2-メチル-8−キノリノラト）（3,5-ジ-tert-ブチル
フェノラト）アルミニウム、ビス（2-メチル-8−キノリ
ノラト）（2,6-ジフェニルフェノラト）アルミニウム、
ビス（2-メチル-8−キノリノラト）（2,4,6-トリフェニ
ルフェノラト）アルミニウム、ビス（2-メチル-8−キノ
リノラト）（2,4,6-トリメチルフェノラト）アルミニウ
ム、ビス（2-メチル-8−キノリノラト）（2,3,6-トリメ
チルフェノラト）アルミニウム、ビス（2-メチル-8−キ
ノリノラト）（2,3,5,6-テトラメチルフェノラト）アル
ミニウム、ビス（2-メチル-8−キノリノラト）（1-ナフ
トラト）アルミニウム、ビス（2-メチル-8−キノリノラ
ト）（2-ナフトラト）アルミニウム、ビス（2-メチル-8
−キノリノラト）（トリフェニルシラノラト）アルミニ
ウム、ビス（2-メチル-8−キノリノラト）（トリフェニ
ルゲルマノラト）アルミニウム、ビス（2-メチル-8−キ
ノリノラト）（トリス（4,4-ビフェニル）シラノラト）
アルミニウム、ビス（2,4-ジメチル-8−キノリノラト）
（オルト−フェニルフェノラト）アルミニウム、ビス
（2,4-ジメチル-8−キノリノラト）（パラ−フェニルフ
ェノラト）アルミニウム、ビス（2,4-ジメチル-8−キノ
リノラト）（メタ−フェニルフェノラト）アルミニウ
ム、ビス（2,4-ジメチル-8−キノリノラト）（3,5-ジメ
チルフェノラト）アルミニウム、ビス（2,4-ジメチル-8
−キノリノラト）（3,5-ジ-tert-ブチルフェノラト）ア
ルミニウム、ビス（2-メチル-4−エチル-8−キノリノラ
ト）（パラ−クレゾラト）アルミニウム、ビス（2-メチ
ル-4−メトキシ-8−キノリノラト）（パラ−フェニルフ
ェノラト）アルミニウム、ビス（2-メチル-5-シアノ-8
−キノリノラト）（オルト−クレゾラト）アルミニウ
ム、ビス（2-メチル-6−トリフルオロメチル-8−キノリ
ノラト）（2-ナフトラト）アルミニウム、ビス（2-メチ
ル-8−キノリノラト）（フェノラト）ガリウム、ビス
（2-メチル-8−キノリノラト）（オルト−クレゾラト）
ガリウム、ビス（2-メチル-8−キノリノラト）（パラ−
フェニルフェノラトガリウム、ビス（2-メチル-8−キノ
リノラト）（1-ナフトラト）ガリウム、ビス（2-メチル
-8−キノリノラト）（2-ナフトラト）ガリウム、ビス
（2-メチル-8−キノリノラト）（トリフェニルシラノラ
ト）ガリウム、ビス（2-メチル-8−キノリノラト）（ト
リス（4,4-ビフェニル）シラノラト）ガリウム等が挙げ
られる。特に好ましくは、ビス（2-メチル-8−キノリノ
ラト）（2-ナフトラト）アルミニウム、ビス（2-メチル
-8−キノリノラト）（トリフェニルシラノラト）アルミ
ニウムが挙げられる。

【００５７】前記一般式（IV）で表される二核金属錯体
の具体例として、ビス（2-メチル-8−キノラト）アルミ
ニウム−μ−オキソ−ビス−（2-メチル-8−キノリラ
ト）アルミニウム、ビス（2,4-ジメチル-8−キノラト）
アルミニウム−μ−オキソ−ビス−（2,4-ジメチル-8−
キノリラト）アルミニウム、ビス（4-エチル-2−メチル
-8−キノリノラト）アルミニウム−μ−オキソ−ビス−
（4-エチル-2−メチル-8−キノリノラト）アルミニウ
ム、ビス（2-メチル-4−メトキシキノリノラト）アルミ
ニウム−μ−オキソ−ビス−（2-メチル-4−メトキシキ
ノリノラト）アルミニウム、ビス（5-シアノ-2−メチル
-8−キノリノラト）アルミニウム−μ−オキソ−ビス−
（5-シアノ-2−メチル-8−キノリノラト）アルミニウ
ム、ビス（5-クロロ-2−メチル-8−キノリノラト）アル
ミニウム−μ−オキソ−ビス−（5-クロロ-2−メチル-8
−キノリノラト）アルミニウム、ビス（2-メチル-5−ト
リフルオロメチル-8−キノリノラト）アルミニウム−μ
−オキソ−ビス−（2-メチル-5−トリフルオロメチル-8
−キノリノラト）アルミニウム等が挙げられる。特に好
ましくは、ビス（2-メチル-8−キノラト）アルミニウム
−μ−オキソ−ビス−（2-メチル-8−キノリラト）アル
ミニウムが挙げられる。前記構造式（Ｖ）で表される1,
2,4-トリアゾール環を少なくとも１個有する化合物の具
体例を以下に示す。

【００５８】

【化１８】

【００５９】前記一般式（VI）で表されるスチリル化合
物の具体例としては、従来の青色発光材料で例示したジ
スチリルビフェニル化合物（Ｂ−１）が例えば挙げられ
る。正孔阻止層６の膜厚は、通常、 0.3〜 100nm、好ま
しくは 0.5〜10nmである。正孔阻止層も正孔輸送層と同
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。

【００６０】素子の発光効率をさらに向上させることを
目的として、正孔阻止層６と陰極８の間に電子輸送層７
を設けることが考えられる。電子輸送層７は、電界を与
えられた電極間において陰極から注入された電子を効率
よく正孔阻止層６の方向に輸送することができる化合物
より形成される。電子輸送層は、発光層での再結合によ
り生成するエキシトンが拡散して陰極８で消光されるの
を防ぐ効果を有する。

【００６１】電子輸送層７に用いられる電子輸送性化合
物としては、陰極８からの電子注入効率が高く、かつ、
高い電子移動度を有し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。このよ
うな条件を満たす材料としては、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）、10-ヒドロキシベンゾ[h]キノリンの金属錯
体（特開平６−322362号公報）、オキサジアゾール誘導
体（特開平２−216791号公報）、ジスチリルビフェニル
誘導体（特開平３−231970号公報）、シロール誘導体
（特開平９− 87616号公報）、3-または5-ヒドロキシフ
ラボン金属錯体（Appl. Phys. Lett., 71 巻，3338頁，
1997年）、ベンズオキサゾール金属錯体（特開平６−33
6586号公報）、ベンゾチアゾール金属錯体（特開平９−
279134号公報）、トリスベンズイミダゾリルベンゼン
（米国特許第 5,645,948号）、キノキサリン化合物（特
開平６−207169号公報）、フェナントロリン誘導体（特
開平５−331459号公報）、2-t-ブチル-9,10-N,N'−ジシ
アノアントラキノンジイミン（Phys. Stat. Sol. (a)，
142 巻, 489 頁, 1994年）、ｎ型水素化非晶質炭化シリ
コン、ｎ型硫化亜鉛、ｎ型セレン化亜鉛などが挙げられ
る。電子輸送層７の膜厚は、通常、５〜200nm 、好まし
くは10〜100 nmである。

【００６２】陰極８は、電子輸送層７に電子を注入する
役割を果たす。陰極８として用いられる材料は、前記陽
極２に使用される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、カルシウ
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。具体例としては、マグネシウム−銀合
金、マグネシウム−インジウム合金、アルミニウム−リ
チウム合金等の低仕事関数合金電極が挙げられる。さら
に、陰極と発光層または電子輸送層の界面にLiF 、Li₂O
等のアルカリ金属化合物やアルカリ土類ハロゲン化物等
の極薄膜（0.1 〜5nm ）を挿入することは、素子の効率
を向上させる有効な方法である（Appl. Phys. Lett., 7
0 巻，152頁，1997年；IEEE Trans. Electron. Devices
，44巻，1245頁，1997年；特願平９− 86662号）。陰
極８の膜厚は通常、陽極２と同様である。低仕事関数金
属から成る陰極を保護する目的で、この上にさらに、仕
事関数が高く大気に対して安定な金属層を積層すること
は素子の安定性を増す。この目的のために、アルミニウ
ム、銀、ニッケル、クロム、金、白金等の金属が使われ
る。尚、図１とは逆の構造、すなわち、基板上に陰極
８、正孔阻止層６、発光層５、正孔輸送層４、陽極２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、図２
および図３に示した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。

【００６３】本発明の有機電界発光素子によれば、色純
度のよい青色発光が得られ、フルカラーあるいはマルチ
カラーの青色のサブ画素として機能するばかりでなく、
蛍光変換色素と組み合わせることによりフルカラー表示
素子を作製することも可能である（特開平３−152897号
公報参照）。

【００６４】

【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。

【００６５】参考例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、Ｕ
Ｖ／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。例示化合物（Ｉ−３）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、200 〜260 ℃の範囲で制御した。蒸着時の真空度は
1.8 ×10^-6Torr（約2.3x10^-4Pa）で、蒸着速度0.3nm ／
秒で膜厚82nmの一様で透明な膜を得た。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、5.06eV
の値を示した。この蒸着膜を水銀ランプ（波長 350nm）
で励起して測定した蛍光波長の極大は 465nmで、青色の
蛍光であった。また、例示化合物の粉末試料について、
セイコー電子社製DSC-20により示差熱分析測定したとこ
ろTgは93℃と高い値を示した。同様にして、他の例示化
合物についてイオン化ポテンシャル、蛍光極大波長、Tg
を測定した結果を表−６に示す。

【００６６】

【表６】

【００６７】参考例２正孔輸送層の材料として、例示化合物（Ｉ−３）に代え
て、以下に示す4,4'−ビス［N-（1-ナフチル）-N−フェ
ニルアミノ］ビフェニル（Ｈ−１）を蒸着源とした他は
参考例１と同様にして蒸着膜を作製した。

【００６８】

【化１９】

【００６９】この薄膜試料のイオン化ポテンシャルを測
定したところ、5.25eVの値を示した。

【００７０】参考例３正孔阻止層の材料として、例示化合物（Ｉ−３）に代え
て、下記に示すビス（2-メチル-8−キノリノラト）（ト
リフェニルシラノラト）アルミニウム錯体（ＨＢ−１）
とジスチリルビフェニル誘導体（ＨＢ−２）を蒸着源と
した他は参考例１と同様にして蒸着膜を作製した。

【００７１】

【化２０】

【００７２】

【化２１】

【００７３】これらの薄膜試料のイオン化ポテンシャル
を測定した結果を表−７に示す。

【００７４】

【表７】

【００７５】実施例１図２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（ジオマテ
ック社製；電子ビーム成膜品；シート抵抗15Ω）を通常
のフォトリソグラフィ技術と塩酸エッチングを用いて 2
mm幅のストライプにパターニングして陽極を形成した。
パターン形成したＩＴＯ基板を、アセトンによる超音波
洗浄、純水による水洗、イソプロピルアルコールによる
超音波洗浄の順で洗浄後、窒素ブローで乾燥させ、最後
に紫外線オゾン洗浄を行って、真空蒸着装置内に設置し
た。上記装置の粗排気を油回転ポンプにより行った後、
装置内の真空度が2x10^-6Torr（約2,7x10^-4Pa）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。

【００７６】正孔輸送層材料として、4,4'−ビス［N-
（1-ナフチル）-N−フェニルアミノ］ビフェニル（Ｈ−
１）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、250 〜265 ℃の範囲で制御した。蒸着時の真
空度は1.4 ×10^-6Torr（約1.9x10^-4Pa）で、蒸着速度0.
3nm ／秒で膜厚60nmの正孔輸送層４を得た。

【００７７】次に、発光層５の材料として、例示化合物
（Ｉ−３）を上記正孔輸送層４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220 〜260 ℃の範囲
で制御した。蒸着時の真空度は1.0 ×10^-6Torr（約1.3x
10^-4Pa）で、蒸着速度0.1 〜0.2 nm／秒で、膜厚は30nm
であった。

【００７８】続いて、正孔阻止層６の材料として、ビス
（２−メチル−８−キノリノラト）（トリフェニルシラ
ノラト）アルミニウム錯体（ＨＢ−１）を上記発光層５
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180 〜190 ℃の範囲で制御した。蒸着時の真空度は
1.0 ×10^-6Torr（約1.3x10^-4Pa）で、蒸着速度0.2nm／
秒で、膜厚は20nmであった。さらに、電子輸送層７の材
料として以下に示すアルミニウムの８−ヒドリキシキノ
リン錯体（Ｅ−１）を上記正孔阻止層６の上に同様にし
て蒸着を行った。

【００７９】

【化２２】

【００８０】この時のるつぼの温度は310 〜320 ℃の範
囲で制御した。蒸着時の真空度は7.７×10^-7Torr（約1.
0x10^-5Pa）で、蒸着速度0.3nm ／秒で、膜厚は25nmであ
った。上記の正孔輸送層４から電子輸送層７を真空蒸着
する時の基板温度は室温に保持した。ここで、電子輸送
層７までの蒸着を行った素子を一度前記真空蒸着装置内
より大気中に取り出して、陰極蒸着用のマスクとして 2
mm幅のストライプ状シャドーマスクを、陽極２のＩＴＯ
ストライプとは直交するように素子に密着させて、別の
真空蒸着装置内に設置して有機層と同様にして装置内の
真空度が2x10^-6Torr（約2.7x10^-4Pa）以下になるまで排
気した。陰極８として、先ず、フッ化マグネシウム（Mg
F₂）をモリブデンボートを用いて、蒸着速度0.01nm／
秒、真空度2.0x10 ^-6Torr（約2.7x10^-4Pa）で、0.5nm の
膜厚で電子輸送層７の上に成膜した。次に、アルミニウ
ムを同様にモリブデンボートにより加熱して、蒸着速度
0.6nm／秒、真空度1.0x10^-5Torr（約1.3x10^-3Pa）で膜
厚40nmのアルミニウム層を形成した。さらに、その上
に、陰極の導電性を高めるために銅を、同様にモリブデ
ンボートを用いて加熱して、蒸着速度 0.6nm／秒、真空
度8.0x10^-6Torr（約1.1x10^-3Pa）で膜厚40nmの銅層を形
成して陰極８を完成させた。以上の３層型陰極８の蒸着
時の基板温度は室温に保持した。

【００８１】以上の様にして、2mmx2mm のサイズの発光
面積部分を有する有機電界発光素子が得られた。この素
子の発光特性を表−８に示す。表−８において、発光輝
度は250mA ／cm²の電流密度での値、発光効率は 100cd
／m²での値、輝度／電流は輝度−電流密度特性の傾き
を、電圧は 100cd／m²での値を各々示す。ＥＬスペクト
ルのピーク極大波長とＣＩＥ色度座標値（JIS Z8701 ）
をあわせて示す。発光色は青色であった。この素子は長
期間保存後も、駆動電圧の顕著な上昇はみられず、発光
効率や輝度の低下もなく、安定した素子の保存安定性が
得られた。

【００８２】

【表８】

【００８３】実施例２〜５発光層として例示化合物（Ｉ−５）、（Ｉ−10）、（Ｉ
−27）、（Ｉ−28）を各々例示化合物（Ｉ−３）の代わ
りに用いた他は実施例１と同様にして素子を作製した。
各素子の発光特性を表−８に示す。

【００８４】実施例６正孔阻止層としてジスチリルビフェニル誘導体（ＨＢ−
２）を用いた他は実施例３と同様にして素子を作製し
た。素子の発光特性を表−８に示す。

【００８５】実施例７発光層として例示化合物（Ｉ−27）を用い、この発光層
中に 1.2重量％の濃度で膜厚方向で均一にペリレンを二
元蒸着法でドープした他は実施例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−８に示す。ペリレ
ンのドープにより、色度座標は完全に青色領域に入っ
た。

【００８６】比較例１正孔阻止層を設けず、電子輸送層の膜厚を45nmとした他
は実施例４と同様に素子を作製した。この素子の発光特
性を表−８に示す。青色発光は得られず、電子輸送層と
して用いたアルミニウムの８−ヒドリキシキノリン錯体
からの緑色発光が観測された。

【００８７】比較例２正孔輸送層を設けず、発光層の膜厚を60nmとした他は実
施例４と同様にして素子を作製した。この素子の発光特
性を表−８に示す。発光輝度は非常に低かった。

【００８８】比較例３発光層として45nmの膜厚のビス（２−メチル−８−キノ
リノラト）（ｐ−フェニルフェノラト）アルミニウム錯
体（イオン化ポテンシャル５．３５ｅＶ）（Ｂ−２）を
用い、電子輸送層として30nmの（Ｅ−１）を用いた他は
実施例３と同様にして素子を作製した。この素子の発光
特性を表−８に示す。輝度、発光効率ともに低く、発光
色も青みがかった緑色であった。

【００８９】

【発明の効果】本発明の有機電界発光素子によれば、特
定のイオン化ポテンシャルを有する発光層を有するため
に、色純度の良好な青色発光が達成でき、また安定性の
向上した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）やマルチ
カラー表示素子、あるいは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、特に、高耐熱性が要求される車載用、屋外
用表示素子としては、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】有機電界発光素子の一例を示した模式断面図。

【図２】有機電界発光素子の別の例を示した模式断面
図。

【図３】有機電界発光素子の別の例を示した模式断面
図。

【符号の説明】

１基板２陽極３陽極バッファ層４正孔輸送層５発光層６正孔阻止層７電子輸送層８陰極

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に、陽極及び陰極により挟持され
た正孔輸送層、発光層および正孔阻止層を少なくとも含
む有機電界発光素子であって、該発光層が芳香族アミン
化合物を含有し、かつ、正孔輸送層のイオン化ポテンシ
ャルが発光層のイオン化ポテンシャルより 0.1eV以上大
きく、正孔阻止層のイオン化ポテンシャルが発光層のイ
オン化ポテンシャルより 0.2eV以上大きいことを特徴と
する有機電界発光素子。
【請求項２】発光層が、少なくとも１つの縮合芳香族
環基を置換基として有する三級窒素原子を有する芳香族
アミンを含有することを特徴とする請求項１記載の有機
電界発光素子。
【請求項３】発光層が、下記一般式（Ｉ）で表される
芳香族アミン化合物を含有することを特徴とする請求項
２記載の有機電界発光素子。【化１】（式中、Ｘは置換基を有していてもよい２価の芳香族炭
化水素環基または芳香族複素環基を表わし、Ａｒ¹〜Ａ
ｒ⁴は、それぞれ置換基を有していてもよい芳香族炭化
水素環基または芳香族複素環基を表わし、Ｘ及びＡｒ¹
〜Ａｒ⁴のうち少なくとも一つは縮合芳香族環基から選
ばれる。）
【請求項４】発光層が、下記一般式（II）で表される
芳香族アミン化合物を含有することを特徴とする請求項
１記載の有機電界発光素子。【化２】（式中、Ｙは窒素原子または1,3,5-位で結合するベンゼ
ン環から選ばれ、Ａｒ⁵およびＡｒ⁶は、それぞれ置換
基を有していてもよい芳香族炭化水素環基または芳香族
複素環基を表わす。）
【請求項５】正孔輸送層が、発光層とは異なる芳香族
アミン化合物を含有することを特徴とする請求項１〜４
いずれかに記載の有機電界発光素子。
【請求項６】正孔阻止層が、下記一般式（III ）また
は（IV）で表される金属錯体、下記構造式（Ｖ）を少な
くとも１個含むトリアゾール誘導体、下記一般式（VI）
で表わされるスチリル化合物の少なくとも１種の化合物
を含有することを特徴とする請求項１〜５いずれかに記
載の有機電界発光素子。【化３】（式中、Ｒ¹〜Ｒ⁶は、それぞれ水素原子、ハロゲン原
子、アルキル基、アラルキル基、アルケニル基、アリル
基、シアノ基、アミノ基、アシル基、アルコキシカルボ
ニル基、カルボキシル基、アルコキシ基、アルキルスル
ホニル基、α−ハロアルキル基、水酸基、置換基を有し
ていてもよいアミド基、置換基を有していてもよい芳香
族炭化水素環基または置換基を有していてもよい芳香族
複素環基を表し、ＭはＡl 原子またはＧa 原子を示し、
Ｌは以下に示す一般式（IIIa）、（IIIb）、（IIIc）の
いずれかで表される。）【化４】（式中、ＺはＳi 、Ｇe 、Ｓn のいずれかの原子を表
し、Ａｒ⁹〜Ａｒ¹⁰は、置換基を有していてもよい芳香
族炭化水素環基または芳香族複素環基を表わす。）【化５】（式中、Ｒ¹〜Ｒ⁶は、それぞれ水素原子、ハロゲン原
子、アルキル基、アラルキル基、アルケニル基、アリル
基、シアノ基、アミノ基、アシル基、アルコキシカルボ
ニル基、カルボキシル基、アルコキシ基、アルキルスル
ホニル基、α−ハロアルキル基、水酸基、置換基を有し
ていてもよいアミド基、置換基を有していてもよい芳香
族炭化水素環基または芳香族複素環基を表し、ＭはＡl
原子またはＧa 原子を示す。）【化６】【化７】（式中、Ａｒ¹²は置換基を有していてもよい２価の芳香
族炭化水素環基または芳香族複素環基を表し、Ａｒ¹³〜
Ａｒ¹⁶は、それぞれ置換基を有していてもよい芳香族炭
化水素環基または芳香族複素環基を表す。）
【請求項７】正孔阻止層と陰極との間に電子輸送層を
設けたことを特徴とする請求項１〜６いずれかに記載の
有機電界発光素子。
【請求項８】正孔阻止層の膜厚が、 0.5〜30nmの範囲
にあることを特徴とする請求項１〜７いずれかに記載の
有機電界発光素子。