JPH11312587A - 有機電界発光素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 青色純度が高く、且つ耐熱性を有する有機電
界発光素子の提供。 【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、発光層及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、該発光層が下記一般式
（Ｉ）又は（II）で表わ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有機電界発光素子。 【化１】 【化２】 （式（Ｉ）又は（II）において、Ａｒ¹ 及びＡｒ² は、
各々独立して、各々置換基を有していてもよい、芳香族
炭化水素基又は芳香族複素環基を示し、Ｒ¹ ないしＲ¹⁴
は、各々独立して、水素原子、シアノ基、カルボキシル
基、水酸基、又は各々置換基を有していてもよい、アル
キル基、アラルキル基、アルケニル基、アミノ基、アミ
ド基、アルコキシカルボニル基、アルコキシ基、アリー
ルオキシ基、芳香族炭化水素基或いは芳香族複素環基を
示し、Ｘは、各々独立して、各々置換基を有していても
よい二価の、芳香族炭化水素基又は芳香族複素環基を示
す）

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、有機電界発光素子
に関する。詳しくは、特定の芳香族アミン化合物を含有
する発光層を有する有機電界発光素子に関する。本発明
の有機電界発光素子は、色純度のよい青色発光が達成で
き、且つ安定性が向上しているので、フラットパネル・
ディスプレイやマルチカラー表示素子或いは面発光体と
しての特徴を生かした光源等への応用が期待される。

【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）、 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．Ｌｅ
ｔｔ．，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．Ｐｈｙｓ．，６５巻，３６１０
頁，１９８９年）により、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，１
９９０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〕（Ａｐ
ｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，５８巻，１９８２頁，１
９９１年他）、ポリ（３−アルキルチオフェン）（Ｊｐ
ｎ．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（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（以下Ｔｇと略記する）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う制約から、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（Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐ
ｐｌ．Ｐｈｙｓ．，２７巻，Ｌ２６９頁，１９８８
年）、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（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，５
６巻，７９９頁，１９９０年）、ジスチリルベンゼン誘
導体（日本化学会誌，１１６２頁，１９９２年）、オキ
サジアゾール誘導体（Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙ
ｓ．，３１巻，１８１２頁，１９９２年；日本化学会
誌，１５４０頁，１９９１年）、アゾメチン亜鉛錯体
（Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，３２巻，Ｌ５１
１頁，１９９３年）、ベンズアゾール金属錯体（特開平
８−８１４７２号公報）、混合配位子アルミニウム錯体
（特開平５−１９８３７７号公報；特開平５−１９８３
７８号公報；特開平５−２１４３３２号公報；特開平６
−１７２７５１号公報）、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（Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙ
ｓ．，３２巻，Ｌ９１７頁，１９９３年）、ポリビニル
カルバゾール（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，６３
巻，２６２７頁，１９９３年）、１，２，４−トリアゾ
ール誘導体（Ｃｈｅｍ．Ｌｅｔｔ．，４７頁，１９９６
年）、アミノピレン二量体（Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐ
ｈｙｓ．，３５巻，４８１９頁，１９９６年）、ジスチ
リルビフェニル誘導体（応用物理，６２巻，１０１５
頁，１９９３年；Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，６
７巻，３８５３頁，１９９５年）、シロール誘導体
（Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，１１８巻，１１９７
４頁，１９９６年）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（Ａｐｐ
ｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，６７巻，３８５３頁，１９
９５年）、薄膜状態でのイオン化ポテンシャルが５．９
ｅＶ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
という問題がある。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５−１９８３７７
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）
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４６４ｎｍに発光ピークを有するＥＬスペクト
ルを示すが（Ｊｐｎ．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】この他に、４，４′−ビス〔Ｎ−（１−ナ
フチル）−Ｎ−フェニルアミノ〕ビフェニルを発光層と
して用いることが報告されているが、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
低く、正孔阻止層を設けていないことで、青色発光は得
られていない（電子情報通信学会技術研究報告，ＯＭＥ
９７−６９，１９９７年；月刊ディスプレイ，７月号，
６２頁，１９９６年）。

【００１３】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、更には素子の
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。本発明は、青色純度が高く、且
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
的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、かかる実
状に鑑み鋭意検討した結果、特定の芳香族アミン化合物
を含有する発光層を用いることにより上記課題を解決し
得ることを見い出し、本発明を完成するに至った。即
ち、本発明の要旨は、基板上に、陽極及び陰極により挟
持された正孔輸送層、発光層及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、該発光層が下記一般
式（Ｉ）又は（II）で表わ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有機電界発光素子、

【００１５】

【化１１】

【００１６】

【化１２】

【００１７】（式（Ｉ）又は（II）において、Ａｒ¹ 及
びＡｒ² は、各々独立して、各々置換基を有していても
よい、芳香族炭化水素基又は芳香族複素環基を示し、Ｒ
¹ ないしＲ¹⁴は、各々独立して、水素原子、シアノ基、
カルボキシル基、水酸基、又は各々置換基を有していて
もよい、アルキル基、アラルキル基、アルケニル基、ア
ミノ基、アミド基、アルコキシカルボニル基、アルコキ
シ基、アリールオキシ基、芳香族炭化水素基或いは芳香
族複素環基を示し、Ｘは、各々独立して、各々置換基を
有していてもよい二価の、芳香族炭化水素基又は芳香族
複素環基を示す）にある。

【００１８】

【発明の実施の形態】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。

【００１９】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等が用いられる。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、ポリスルホン等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。基板のガスバリア性が小さすぎる
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。

【００２０】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／又は
スズの酸化物等の金属酸化物、ヨウ化銅等のハロゲン化
金属、カーボンブラック、或いは、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
分子等により構成される。陽極２の形成は通常、スパッ
タリング法、真空蒸着法等により行われることが多い。
また、銀等の金属微粒子、ヨウ化銅等の微粒子、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
微粉末等の場合には、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。更に、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（Ａｐ
ｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，６０巻，２７１１頁，１
９９２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、５〜１０
００ｎｍ、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、更には上記の陽極２の上に異なる導電材料を積層す
ることも可能である。

【００２１】陽極２の上には正孔輸送層４が設けられ
る。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、且つ、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、更に安定性に優れ、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
には更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。

【００２２】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第三級芳香族アミン単位を連結
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二個以上の
第三級アミンを含み二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４，９２
３，７７４号明細書）、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４，７
６４，６２５号明細書）、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４−１２９２７
１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
レン基で第三級芳香族アミン単位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第三級アミン単位を連結し
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４−３６４１５
３号公報）、フルオレン基で第三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６−１
９７２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７−２５２４７
４号公報）、シラザン化合物（米国特許第４，９５０，
９５０号明細書）、シラナミン誘導体（特開平６−４９
０７９号公報）、ホスファミン誘導体（特開平６−２５
６５９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。

【００２３】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（Ａｐｐ
ｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，５９巻，２７６０頁，１９
９１年）、ポリフォスファゼン（特開平５−３１０９４
９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７−５３
９５３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（Ｓｙｎｔｈ
ｅｔｉｃ 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．Ｃｈｅ
ｍ．Ｅｄ．，２１巻，９６９頁，１９８３年）等の高分
子材料が挙げられる。

【００２４】上記の正孔輸送材料を塗布法或いは真空蒸
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、正孔輸送材料を一種
又は二種以上と、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等の添加剤とを添加し、
溶解して塗布溶液を調製し、スピンコート法等の方法に
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。

【００２５】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坩堝に入れ、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、坩堝を
加熱して、正孔輸送材料を蒸発させ、坩堝と向き合って
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、更に、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）、ベンゾフェノン誘
導体及びチオベンゾフェノン誘導体（特開平５−２９５
３６１号公報）、フラーレン類（特開平５−３３１４５
８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。

【００２６】正孔輸送層４の膜厚は、通常、１０〜３０
０ｎｍ、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。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、即ち、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。更に、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４−２２０９９５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４−１４５
１９２号公報）、ポリアニリン（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．
Ｌｅｔｔ．，６４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８−３
１５７３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，２７−ａ−ＳＹ−９，１９９６
年）が報告されている。

【００２７】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又はフタロシ
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。好まし
いこれらの化合物の具体例としては、以下の化合物が挙
げられる： ポルフィン ５，１０，１５，２０−テトラフェニル−２１Ｈ，２３
Ｈ−ポルフィン ５，１０，１５，２０−テトラフェニル−２１Ｈ，２３
Ｈ−ポルフィンコバルト（II） ５，１０，１５，２０−テトラフェニル−２１Ｈ，２３
Ｈ−ポルフィン銅（II） ５，１０，１５，２０−テトラフェニル−２１Ｈ，２３
Ｈ−ポルフィン亜鉛（II） ５，１０，１５，２０−テトラフェニル−２１Ｈ，２３
Ｈ−ポルフィンバナジウム（IV）オキシド ５，１０，１５，２０−テトラ（４−ピリジル）−２１
Ｈ，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 銅フタロシアニン 銅（II）４，４′，４″，４″′−テトラアザ−２９
Ｈ，３１Ｈ−フタロシアニン

【００２８】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、更
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。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。

【００２９】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、しかも正孔移動度及び電
子移動度が大きく、更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。

【００３０】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，１９９３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。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り生成するエキシトンの
陽極での消光を防止することが同時に達成される。

【００３１】本発明の有機電界発光素子における発光層
材料として、正孔輸送層とのイオン化ポテンシャルの関
係を満たす限りにおいて芳香族アミン化合物に更なる制
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。このことから、発光層が前記一般式（Ｉ）又は（I
I）で表わされる芳香族アミン化合物から選ばれること
が更に好ましい。

【００３２】前記一般式（Ｉ）及び（II）において、好
ましくは、Ｘは、各々独立して、各々置換基を有してい
てもよい二価の、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、ピピリジル環、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。

【００３３】Ａｒ¹ ないしＡｒ⁴ は、好ましくは、各々
独立して、各々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。一般
式（Ｉ）で表わされる化合物は、例えば、以下の経路で
合成される。下記一般式（VII)で表わされるビアミン誘
導体と下記一般式（VIII）で表わされるヨ

【００３４】

【化１３】

【００３５】

【化１４】

【００３６】ード体をウルマン（Ｕｌｌｍａｎｎ）反応
（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ，１巻，５４４
頁）にて反応させ、生成した下記一般式（IX）で表わさ
れる置

【００３７】

【化１５】

【００３８】換体をカラムクロマトグラフィーで分離し
た後、下記一般式（Ｘ）で表わされる

【００３９】

【化１６】

【００４０】ヨード体と、同様にウルマン反応させて目
的の一般式（Ｉ）で表わされる芳香族アミン化合物を得
る。一般式（II）で表わされる化合物も同様の経路で合
成される。本発明においては、前記一般式（Ｉ）又は
（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０．１ｅ
Ｖ以上小さくすることができ、また、４００〜５００ｎ
ｍの波長領域に蛍光極大を有する発光層が設計できる。
前記一般式（Ｉ）及び（II）で表わされる芳香族アミン
化合物の好ましい具体例を表−１〜表−４に示すが、こ
れらに限定されるものではない。表中の置換基で特に記
載のないものは水素原子を示す。

【００４１】

【表１】

【００４２】

【表２】

【００４３】

【表３】

【００４４】

【表４】

【００４５】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或いは真空蒸
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、塗布法の場合には既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。
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。

【００４６】青色の発光効率を向上させると同時に色純
度を改善し、更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
５−１９８３７７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。勿論、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。

【００４７】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差支えない。
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。

【００４８】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、及び、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)で表わされる混合配位子錯体、

【００４９】

【化１７】

【００５０】（式中、Ｒ¹⁵ないしＲ²⁰は、各々独立し
て、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基又は置換基を有
していてもよい芳香族複素環基を表わし、ＭはＡｌ原子
又はＧａ原子を示し、Ｌは下記一般式（IIIa）、（III
b）又は（IIIc）のいずれかを表わす）

【００５１】

【化１８】

【００５２】（式中、ＹはＳｉ、Ｇｅ又はＳｎのいずれ
かの原子を表わし、Ａｒ³ ないしＡｒ ⁷ は、各々置換基
を有していてもよい、芳香族炭化水素環基又は芳香族複
素環基を表わす） 以下の一般式（IV）で表わされる二核金属錯体、

【００５３】

【化１９】

【００５４】（式中、Ｒ¹⁵ないしＲ²⁰は、各々独立し
て、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基又は置換基を有
していてもよい芳香族複素環基を表わし、ＭはＡｌ原子
又はＧａ原子を示す） 以下の構造式（IV）で示される１，２，４−トリアゾー
ル環を少なくとも一個有する化合物、

【００５５】

【化２０】

【００５６】以下の一般式（Ｖ）で示されるスチリル化
合物が挙げられる。

【００５７】

【化２１】

【００５８】（式中、Ａｒ⁸ は置換基を有していてもよ
い二価の芳香族炭化水素基又は置換基を有していてもよ
い芳香族複素環基を表わし、Ａｒ⁹ ないしＡｒ¹²は、各
々独立して、各々置換基を有していてもよい、芳香族炭
化水素基又は芳香族複素環基を表わす）

【００５９】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。

【００６０】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。前記一般式（IV）
で表わ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）で表わさ
れる１，２，４−トリアゾール環を少なくとも一個有す
る化合物の具体例を以下に示す。

【００６１】

【化２２】

【００６２】前記一般式（VI）で表わされるスチリル化
合物の具体例としては、例えば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）が挙げら
れる。正孔阻止層６の膜厚は、通常、０．３〜１００ｎ
ｍ、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。

【００６３】素子の発光効率を更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。

【００６４】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、且つ、
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等の金属錯体（特開昭５９−１９
４３９３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３−２３１
９７０号公報）、シロール誘導体（特開平９−８７６１
６号公報）、３−又は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６−３３６５８６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
明細書）、キノキサリン化合物（特開平６−２０７１６
９号公報）、フェナントロリン誘導体（特開平５−３３
１４５９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．Ｓ
ｔａｔ．Ｓｏｌ．（ａ），１４２巻，４８９頁，１９９
４年）、ｎ型水素化非晶質炭化シリコン、ｎ型硫化亜
鉛、ｎ型セレン化亜鉛等が挙げられる。電子輸送層７の
膜厚は、通常、５〜２００ｎｍ、好ましくは１０〜１０
０ｎｍである。

【００６５】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、銀等の適当な金属又はそれらの合金
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。更
に、陰極と発光層又は電子輸送層の界面にＬｉＦ、Ｌｉ
₂ Ｏ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．Ｐ
ｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，７０巻，１５２頁，１９９７年；
ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．Ｅｌｅｃｔｒｏｎ．Ｄｅｖｉｃ
ｅｓ，４４巻，１２４５頁，１９９７年；特願平９−８
６６６２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
の上に更に、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。

【００６６】尚、図１とは逆の構造、即ち、基板上に陰
極８、電子輸送層７、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二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及び図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。

【００６７】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、フルカラー或いはマルチカ
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３−１５２８９
７号公報）。

【００６８】

【実施例】次に、本発明を実施例により更に具体的に説
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。

【００６９】〔例示化合物（Ｉ−２）の製造例〕Ｎ，
Ｎ′−ジフェニルベンジジン３．３８ｇ、２−メチル−
１−ヨードナフタレン８．６１ｇ、炭酸カリウム２．１
０ｇ、銅粉２．４６ｇ、１８−クラウン−６−エーテル
０．２５ｇを２５ｍｌのニトロベンゼンに加え、窒素
下、１８０℃で２０時間反応させた。反応終了後、メタ
ノール１００ｍｌ中に反応溶液を放出し、析出した濃茶
色粗生成物をクロロホルムに溶解させ、溶媒を留去し、
メタノールで洗浄した。その後、シリカゲルを用いたカ
ラムクロマトグラフィーにより精製し、０．４３ｇの黄
褐色粉末状の物を得た。収率は７％であった。この化合
物の質量分析を行ったところ分子量が６１６でありＦＴ
−ＩＲ、 ¹Ｈ−ＮＭＲにより、目的化合物（Ｉ−２）で
あることを確認した。融点を測定したところ２１７℃で
あった。また、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。

【００７０】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。

【００７１】例示化合物（Ｉ−２）をセラミック坩堝に
入れ、坩堝の周囲のタンタル線ヒーターで加熱して蒸着
を行った。この時の坩堝の温度は、２００〜２６０℃の
範囲で制御した。蒸着時の真空度は１．８×１０^-6Ｔｏ
ｒｒ（約２．３×１０^-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。

【００７２】同様にして、例示化合物（II−５）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
たところ、各々、５．０８ｅＶ、４４５ｎｍ、８８℃で
あった。 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）

【００７３】

【化２３】

【００７４】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。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。 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）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。この

【００７５】

【化２４】

【００７６】の薄膜試料のイオン化ポテンシャルは５．
５１ｅＶであった。 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２ｍｍ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２×１０^-6Ｔｏｒｒ（約２．
７×１０^-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。

【００７７】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）をセラミック坩堝に入れ、坩堝の周囲の
タンタル線ヒーターで加熱して蒸着を行った。この時の
坩堝の温度は、２５０〜２６５℃の範囲で制御した。蒸
着時の真空度は１．４×１０^-6Ｔｏｒｒ（約１．９×１
０^-4Ｐａ）で、蒸着速度０．３ｎｍ／秒で膜厚６０ｎｍ
の正孔輸送層４を得た。

【００７８】次に、発光層５の材料として、例示化合物
（Ｉ−２）を上記正孔輸送層４の上に同様にして蒸着を
行なった。この時の坩堝の温度は２２０〜２６０℃の範
囲で制御した。蒸着時の真空度は１．０×１０^-6Ｔｏｒ
ｒ（約１．３×１０^-4Ｐａ）で、蒸着速度０．１〜０．
２ｎｍ／秒で、膜厚は３０ｎｍであった。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。この時の坩堝の温度は１８０〜１９０℃の範囲
で制御した。蒸着時の真空度は１．０×１０^-6Ｔｏｒｒ
（約１．３×１０^-4Ｐａ）で、蒸着速度０．２ｎｍ／秒
で、膜厚は２０ｎｍであった。更に、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２５】

【００８０】この時の坩堝の温度は３１０〜３２０℃の
範囲で制御した。蒸着時の真空度は７．７×１０^-7Ｔｏ
ｒｒ（約１．０×１０^-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。

【００８１】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２ｍｍ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２×１０^-6
Ｔｏｒｒ（約２．７×１０^-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０．０１
ｎｍ／秒、真空度２．０×１０^-6Ｔｏｒｒ（約２．７×
１０^-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
１．０×１０^-5Ｔｏｒｒ（約１．３×１０^-3Ｐａ）で膜
厚４０ｎｍのアルミニウム層を形成した。更に、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８．０×１０^-6Ｔｏｒｒ（約１．１×１０^-3Ｐ
ａ）で膜厚４０ｎｍの銅層を形成して陰極８を完成させ
た。以上の三層型陰極８の蒸着時の基板温度は室温に保
持した。

【００８２】以上の様にして、２ｍｍ×２ｍｍ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−５に示す。表−５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）を合わせて示す。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
圧の顕著な上昇は見られず、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。

【００８３】

【表５】

【００８４】実施例２ 発光層として例示化合物（II−５）を例示化合物（Ｉ−
２）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。素子の発光特性を表−５に示す。 実施例３ 発光層として例示化合物（II−５）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２と同様にして素子
を作製した。この素子の発光特性を表−５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。

【００８５】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２と同様に素子を作製した。この素子の発
光は５３０ｎｍに極大を有する緑色であり、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
体からの発光が観測された。

【００８６】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２と同様にして素子を作製した。青色発光は得
られたが、発光輝度は３００ｃｄ／ｍ² 程度と非常に低
かった。 比較例３ 発光層として４５ｎｍの膜厚の前記化合物（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−５に示す。輝度、発光効率共に低く、発
光色も青味がかった緑色であった。

【００８７】比較例４ 発光層中に１．０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比較例２と同様にし
て素子を作製した。この素子の発光特性を表−５に示
す。ペリレンのドープにより青色発光にはなったもの
の、輝度、発光効率は改善されなかった。

【００８８】

【発明の効果】本発明の有機電界発光素子によれば、特
定の芳香族アミンを含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、或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 (6)

【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
   た正孔輸送層、発光層及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、該発光層が下記一般式
   （Ｉ）又は（II）で表わ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有機電界発光素子。 【化１】 【化２】 （式（Ｉ）又は（II）において、Ａｒ¹ 及びＡｒ² は、
   各々独立して、各々置換基を有していてもよい、芳香族
   炭化水素基又は芳香族複素環基を示し、Ｒ¹ ないしＲ¹⁴
   は、各々独立して、水素原子、シアノ基、カルボキシル
   基、水酸基、又は各々置換基を有していてもよい、アル
   キル基、アラルキル基、アルケニル基、アミノ基、アミ
   ド基、アルコキシカルボニル基、アルコキシ基、アリー
   ルオキシ基、芳香族炭化水素基或いは芳香族複素環基を
   示し、Ｘは、各々独立して、各々置換基を有していても
   よい二価の、芳香族炭化水素基又は芳香族複素環基を示
   す）
2. 【請求項２】 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
   とする請求項１に記載の有機電界発光素子。
3. 【請求項３】 正孔輸送層が発光層とは異なる芳香族ア
   ミン化合物から選ばれることを特徴とする請求項１又は
   ２に記載の有機電界発光素子。
4. 【請求項４】 正孔阻止層が、下記一般式（III)又は
   （IV）で表わされる金属錯体、下記構造式（Ｖ）を少な
   くとも一個含むトリアゾール誘導体又は下記一般式（V
   I）で表わされるスチリル化合物の少なくとも一種で構
   成されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか
   に記載の有機電界発光素子。 【化３】 （式中、Ｒ¹⁵ないしＲ²⁰は、各々独立して、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基又は置換基を有していてもよい
   芳香族複素環基を表わし、ＭはＡｌ原子又はＧａ原子を
   示し、Ｌは下記一般式（IIIa）、（IIIb）又は（IIIc）
   のいずれかを表わす） 【化４】 （式中、ＹはＳｉ、Ｇｅ又はＳｎのいずれかの原子を表
   わし、Ａｒ³ ないしＡｒ ⁷ は、各々独立して、各々置換
   基を有していてもよい、芳香族炭化水素基又は芳香族複
   素環基を表わす） 【化５】 （式中、Ｒ¹⁵ないしＲ²⁰は、各々独立して、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基又は置換基を有していてもよい
   芳香族複素環基を表わし、ＭはＡｌ原子又はＧａ原子を
   示す） 【化６】 【化７】 （式中、Ａｒ⁸ は置換基を有していてもよい二価の芳香
   族炭化水素基又は置換基を有していてもよい二価の芳香
   族複素環基を表わし、Ａｒ⁹ ないしＡｒ¹²は、各々独立
   して、各々置換基を有していてもよい、芳香族炭化水素
   基又は芳香族複素環基を表わす）
5. 【請求項５】 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ないし４のいずれかに
   記載の有機電界発光素子。
6. 【請求項６】 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ないし５のいず
   れかに記載の有機電界発光素子。