JP2002151267A - 発光素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 基板上に設けた一対の電極間に有機化合物層
を配置させた単層型素子において、良好なキャリアバラ
ンスを実現し、低電圧駆動、高輝度、高発光効率を有
し、更には高温保存耐久性を有する新規な発光素子を提
供する。 【解決手段】 基板上に設けた一対の電極間に有機化合
物層を形成した発光素子において、該有機化合物層の電
子移動度が電界強度４００〜１０００（（Ｖ／ｃｍ）
^1/2）の範囲で、３×１０^-5ｃｍ²・Ｖ^-1・ｓ^-1以上の値
を有し、該有機化合物層が発光性化合物を含有すること
を特徴とする発光素子。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高いキャリア注入
性、キャリア輸送性を有するポリマーおよび電気エネル
ギーを光に変換して発光できる有機電界発光素子（以
下、発光素子と称する）用材料および発光素子に関し、
表示素子、ディスプレイ、バックライト、電子写真、照
明光源、記録光源、読み取り光源、標識、看板、インテ
リア等の分野に好適に使用できる発光素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】今日、種々の表示素子に関する研究開発
が活発であり、なかでも発光素子は、低電圧で高輝度の
発光を得ることができるため、将来有望な表示素子とし
て注目されている。例えば、有機化合物の蒸着により有
機薄膜が積層された発光素子（積層型素子）が知られて
いる（アプライド フィジックス レターズ，５１巻，
９１３頁，１９８７年）。積層型素子により発光効率を
向上する方法が各種報告されているが、低分子有機化合
物の蒸着による素子作製は、製造工程の複雑さ、加工
性、大面積化の観点から生産性に問題がある。またポリ
マー系材料による積層型素子の作成は、塗布製造プロセ
スが複雑になるばかりではなく、各層素材の溶解性制御
あるいは膜硬化の必要があり、実用的に供するには多く
の問題があった。

【０００３】発光素子の製造プロセスを最小化するに
は、積層型素子よりも、基板上に設けた一対の電極間に
単層構造の有機化合物層を配置させた単層型素子の構成
が望ましい。生産性に有利な単層型発光素子の材料とし
て、例えばポリパラフェニレンビニレン（ＰＰＶ）に代
表されるπ共役系ポリマーが知られているが、色調、発
光強度、発光効率、耐久性等、実用に供するには多くの
問題があった。同じく、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾー
ル）中に低分子蛍光性化合物を分散する素子（特開平４
−２１２２８６号等）がある。この方式では蛍光性化合
物種を任意に変更できるため、色調、発光強度の調整が
比較的容易であるが、キャリア移動度が低いため駆動電
圧が高く、またホールの移動度と電子の移動度が異なる
ため良好なキャリアバランスが実現できないといった実
用上重大な問題を有していた。また長時間経時後に駆動
した場合や連続駆動時に、輝度の低下が起きやすいなど
耐久性でも問題があった。

【０００４】一方、発光素子の量子効率の向上の手段と
して、アプライド フィジックスレターズ（７５巻，４
項，１９９９年）に報告されているイリジウム錯体から
の発光を利用した緑色発光素子が知られている。この素
子では、外部量子効率８％を達成しており、従来素子の
限界と言われていた外部量子効率５％を凌駕している
が、多層構造で製造が繁雑であるばかりでなく耐久性に
問題がある。またこのイリジウム錯体を上記のポリ（Ｎ
−ビニルカルバゾール）（ＰＶＫ）中に分散した素子で
もＰＶＫのキャリア移動度が低いため駆動電圧が高く、
またホールの移動度と電子の移動度が異なるため良好な
キャリアバランスが実現できないといった問題を有して
いた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、基板
上に設けた一対の電極間に有機化合物層を配置させた単
層型素子において、良好なキャリアバランスを実現し、
低電圧駆動、高輝度、高発光効率を有し、かつ高温保存
耐久性を有する新規な発光素子の提供にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を解決するため
に、本発明者らは鋭意検討を重ね、従来の製造適性に問
題のある積層型素子ではなく、単層型素子で実現するに
至った。上記課題は下記の本発明の手段により達成され
た。 （１） 基板上に設けた一対の電極間に有機化合物層を
形成した発光素子において、該有機化合物層の電子移動
度が電界強度４００〜１０００（（Ｖ／ｃｍ） ^1/2）の
範囲で、３×１０^-5ｃｍ²・Ｖ^-1・ｓ^-1以上の値を有
し、該有機化合物層が発光性化合物を含有することを特
徴とする発光素子。 （２） 前記有機化合物層に用いられる発光性化合物以
外の化合物の最低励起三重項エネルギー準位が、該有機
化合物層に含有される発光性化合物の最低励起三重項エ
ネルギー準位より大きいことを特徴とする（１）に記載
の発光素子。 （３） 前記有機化合物層に用いられるりん光発光性化
合物以外の化合物の最低励起三重項エネルギー準位が４
０ｋｃａｌ／ｍｏｌ以上９０ｋｃａｌ／ｍｏｌ以下であ
ることを特徴とする（１）または（２）に記載の発光素
子。 （４） 前記有機化合物層または前記有機化合物層に用
いられるホール注入性化合物、ホール輸送性化合物、ホ
ール注入性兼輸送性化合物またはホスト化合物のイオン
化ポテンシャルが４．７ｅＶ以上であることを特徴とす
る（１）〜（３）のいずれかに記載の発光素子。 （５） 前記有機化合物層に用いられる化合物のうち少
なくとも一つの化合物がヘテロ原子を１つ以上有する芳
香族ヘテロ環を含むことを特徴とする（１）〜（４）の
いずれかに記載の発光素子。 （６） 前記有機化合物層にアリールアミンおよびその
誘導体の少なくとも一つ以上を含有することを特徴とす
る（１）〜（５）のいずれかに記載の発光素子。 （７） 前記有機化合物層に用いられる化合物のうち少
なくとも一つ以上の化合物が共役系ポリマーであること
を特徴とする（１）〜（６）のいずれかに記載の発光素
子。 （８） 前記有機化合物層に用いられる化合物のうち少
なくとも一つ以上の化合物が下記一般式（Ｉ）で表され
る部分構造を有するポリマーであることを特徴とする
（１）〜（７）のいずれかに記載の発光素子。

【０００７】

【化２】

【０００８】（式中、Ａｒは炭化水素系芳香環、Ｈｅｔ
は窒素原子一個以上有する芳香族ヘテロ環を表す。） （９） 前記有機化合物層に用いられる発光性化合物
が、りん光発光性化合物であるオルトメタル化金属錯体
およびポルフィリン金属錯体の少なくとも一つであるこ
とを特徴とする（１）〜（８）のいずれかに記載の発光
素子。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。なお、本明細書において「〜」はその前後に記載
される数値を、それぞれ最小値および最大値として含む
範囲を示す。

【００１０】本発明の発光素子は、陽極と陰極の一対の
電極間に、有機化合物層の発光層を形成した構成であ
り、発光層のほか保護層などを有してもよく、またこれ
らの各層はそれぞれ他の機能を備えたものであってもよ
い。各層の形成にはそれぞれ種々の材料を用いることが
できる。

【００１１】本発明の発光素子の有機化合物層は、製造
プロセスを簡便にするため単層構造を有し、かつ、発光
効率を向上させるため、該層中のホール（正孔）移動度
と電子移動度のバランスを良好に保つように設計され
る。したがって本発明の有機化合物層は積層構造をとら
ない。有機化合物層は、電子注入性化合物、電子輸送性
化合物、電子注入性および輸送性を兼ねる化合物（電子
注入性兼輸送性化合物）、ホール注入性化合物、ホール
輸送性化合物、ホール注入性およびホール輸送性を兼ね
る化合物（ホール注入性兼輸送性化合物）、電子注入性
兼輸送性とホール注入性兼輸送性のそれぞれを兼ねる化
合物（電子注入性兼輸送性化合物兼ホール注入性兼輸送
性化合物）、発光性化合物、ホスト化合物、電子供与性
ドーパント、電子受容性ドーパント等から選択される幾
つかの材料を、キャリアバランスが良好に保たれるよう
に組み合わせ、含有して使用するものである。

【００１２】本発明の有機化合物層は低分子化合物のみ
で構成されてもよいし、高分子化合物のみで構成されて
もよいが、高分子化合物と低分子化合物の混合物で構成
されている方が製造プロセスの簡便さ・素子の耐久性等
の点で好ましい。

【００１３】本発明の有機化合物層における発光性化合
物以外の化合物とは、該層中に含まれる化合物の中で、
電場を印加したときに発光しない化合物である。同様
に、本発明の有機化合物層におけるりん光発光性化合物
以外の化合物とは、該層中に含まれる化合物の中で、電
場を印加したときにりん光発光しない化合物である。

【００１４】本発明の発光性化合物は、蛍光またはりん
光を発光する化合物（蛍光発光性化合物またはりん光発
光性化合物）であり、発光効率という観点から、りん光
発光性化合物が好ましく用いられる。

【００１５】本発明のホスト化合物は、その励起状態か
ら前記発光性化合物である蛍光発光性化合物またはりん
光発光性化合物へのエネルギー移動により、その結果、
蛍光発光性化合物またはりん光発光性化合物を発光させ
る機能を有する化合物（蛍光発光用ホスト化合物または
りん光発光用ホスト化合物）である。

【００１６】本発明の発光素子に使用する有機化合物層
中に含まれる、電子注入性化合物、電子輸送性化合物、
電子注入性兼輸送性化合物、ホール注入性化合物、ホー
ル輸送性化合物、ホール注入性兼輸送性化合物、電子注
入性兼輸送性化合物兼ホール注入性兼輸送性化合物、発
光性化合物、ホスト化合物、電子供与性ドーパント、電
子受容性ドーパントなどのこれらの化合物は、幾つかの
機能を担う性質、部分が含有されていてもよい。またそ
れぞれの機能が、別々の分子に分かれていてもよい。

【００１７】本発明の一般式（Ｉ）で表される部分構造
を有する化合物は、低分子、高分子であることを問わな
い。高分子化合物である場合、ホモポリマーであっても
よいし、他のモノマーとの共重合体であってもよい。共
重合体は、ランダム共重合体、交互共重合体、ブロック
共重合体、グラフト共重合体であってもよい。また、ス
ターバースト型のホモポリマーあるいは共重合体であっ
てもよい。

【００１８】本発明の発光素子の有機化合物層中には、
駆動電圧を低下させるために、電子輸送性化合物および
／又はホール輸送性化合物をマトリクスとして使用し、
このマトリクス中に他の化合物を分散して使用すること
が好ましい。この場合、マトリクスとして使用する電子
輸送性化合物およびホール輸送性化合物は低分子であっ
ても高分子であってもよい。また二種類以上のマトリク
スを混合して使用してもよい。

【００１９】ホスト化合物が電子注入性および電子輸送
性の両方の性質を兼ねる化合物（電子注入性兼輸送性化
合物）であってもよい。電子注入性兼輸送性化合物が担
う電子注入性および電子輸送性の寄与の割合は、化合物
により異なる値をとり得る。またホスト化合物が、ホー
ル注入性およびホール輸送性両方の性質を兼ねる化合物
（ホール注入性兼輸送性化合物）であってもよい。ホー
ル注入性兼輸送性化合物が担うホール注入性およびホー
ル輸送性の寄与の割合は、化合物により異なる値をとり
得る。このほかに、ホスト化合物が、電子注入および電
子輸送、並びにホール注入およびホール輸送、それぞれ
兼ねる化合物（電子注入性兼輸送性化合物兼ホール注入
性兼輸送性化合物）であってもよい。電子注入性兼輸送
性化合物兼ホール注入性兼輸送性化合物が担う電子注入
性および輸送性、ホール注入性および輸送性の寄与の割
合は化合物により異なる値をとり得る。

【００２０】電子輸送性化合物およびホール輸送性化合
物を、ポリメチルメタクリレートやポリカーボネートの
ようなキャリア移動に顕著な効果を有さないポリマー中
に分散して使用してもよい。従来、ポリビニルカルバゾ
ールのようなホール輸送性兼ホスト機能性化合物をマト
リクスとした単層系素子が報告されているが、ポリビニ
ルカルバゾールは使用する電界強度の範囲において、電
子移動度が１．０×１０^-5ｃｍ²・Ｖ^-1・ｓ^-1前後の小
さい値を有し、ホール移動度も５．０×１０^-6ｃｍ²・
Ｖ^-1・ｓ^-1前後の小さい値を有するため駆動電圧が非常
に高く、またホール移動度と電子移動度のバランスが取
れず、発光の量子効率が低い等の問題がある。

【００２１】本発明の有機化合物層の電子移動度は駆動
電圧の観点から、３×１０^-5ｃｍ²・Ｖ^-1・ｓ^-1以上の
値を有することが好ましく、１×１０^-4ｃｍ²・Ｖ^-1・
ｓ^-1以上の値がより好ましく、５×１０^-3ｃｍ²・Ｖ^-1
・ｓ^-1以上の値が更に好ましい。

【００２２】有機化合物層の電子移動度は、電子注入性
化合物、電子輸送性化合物、電子注入性兼輸送性化合
物、ホール注入性化合物、ホール輸送性化合物、ホール
注入性兼輸送性化合物、電子注入性兼輸送性化合物兼ホ
ール注入性兼輸送性化合物の該層を構成するそれぞれの
化合物自身がもつ電子移動度により規定されるが、これ
ら化合物同士の混合量によっても電子移動度が規定され
る。該電子移動度の値を有する化合物としては、主にヘ
テロ原子含有有機化合物、電子輸送性有機化合物、有機
化合物錯体、有機金属錯体、有機金属化合物、電荷移動
錯体、およびこれらの重合体、共役系ポリマー、導電性
ポリマー等が知られているが、上記電子移動度の値を満
たすものであれば特に限定される事はなく、適宜選択し
て使用できる。上記の例の中で、含窒素有機化合物、含
酸素有機化合物、含硫黄有機化合物、含硼素有機化合
物、含珪素有機化合物、含燐有機化合物、液晶性有機化
合物、結晶性有機化合物、有機化合物錯体、有機金属錯
体、有機金属化合物、電荷移動錯体、共役系ポリマー等
が好ましく、中でもヘテロ原子含有芳香族有機化合物、
ヘテロ原子含有芳香族有機化合物の電荷移動錯体、有機
金属化合物、電荷移動錯体、液晶性有機化合物、結晶性
有機化合物およびこれらの重合体、共役系ポリマー等が
より好ましい。

【００２３】本発明における電子移動度の測定は、タイ
ム オブ フライト（以下、ＴＯＦと称する）法により
測定した。ＴＯＦ法については、シンセティック メタ
ルズ（Synth.Met.）111/112,(2000) 331ページの記載を
参照できる。

【００２４】有機化合物層に用いられる発光性化合物以
外の化合物の最低励起三重項エネルギー準位は、発光性
化合物の最低励起三重項エネルギー準位と同等かより大
きいことが好ましい。

【００２５】有機化合物層に用いられるりん光発光性化
合物以外の化合物の最低励起三重項エネルギー準位は、
該層中に含まれる最低励起三重項エネルギー準位が最も
低い化合物により決まる。最低励起三重項エネルギー準
位が発光性化合物より低い化合物を該層中に含有する
と、素子は発光しない。

【００２６】特に発光性化合物としてりん光発光性化合
物を用いた場合、有機化合物層に用いられるりん光発光
性化合物以外の化合物の最低励起三重項エネルギー準位
は、りん光の発光色によって適宜選択されるべきである
が、４０ｋｃａｌ／ｍｏｌ以上９０ｋｃａｌ／ｍｏｌ以
下が好ましく、４５ｋｃａｌ／ｍｏｌ以上９０ｋｃａｌ
／ｍｏｌ以下がより好ましく、５０ｋｃａｌ／ｍｏｌ以
上９０ｋｃａｌ／ｍｏｌ以下が更に好ましい。

【００２７】本発明の有機化合物層の電子移動度とホー
ル移動度の比は発光量子効率の観点から０．５〜１．５
の値を有することが好ましく、０．８〜１．２の値を有
することがより好ましく、０．９〜１．１の値を有する
ことが更に好ましい。

【００２８】本発明の有機化合物層に用いられる化合物
のイオン化ポテンシャルは、通常は最小値をもつ化合物
により決まる。該化合物のイオン化ポテンシャルはホー
ル注入性の観点で４．７ｅＶ以上であることが好まし
く、４．８ｅＶ以上であることがより好ましく、４．９
ｅＶ以上であることが更に好ましい。本発明の有機化合
物層に用いられるアリールアミン誘導体のイオン化ポテ
ンシャルも同様にホール注入性の観点で５．０ｅＶ以上
であることが好ましく、５．１ｅＶ以上であることがよ
り好ましく、５．２ｅＶ以上であることが更に好まし
い。

【００２９】本発明の有機化合物層に用いられる化合物
が高分子化合物の場合、その平均分子量は置換基の種類
により異なるので一律ではないが、好ましくは１０００
から１００００００、より好ましくは１５００〜７００
０００、更に好ましくは２０００〜５０００００であ
る。

【００３０】一般式（Ｉ）中のＡｒとしては、炭素数６
〜２０までの炭化水素系芳香環が好ましく、ベンゼン
環、ナフタレン環、アントラセン環がよりに好ましく、
ベンゼン環、ナフタレン環が特に好ましい。またこれら
の芳香環は置換基を有していてもよい。一般式（Ｉ）中
のＨｅｔとしては、窒素原子一つ以上有する電子欠損性
の芳香族ヘテロ環が好ましく、ピリジン、ピラジン、ピ
リミジン、ピリダジン、キノリン、イソキノリン、キノ
キサリン、フタラジン、キナゾリン、ジピリジン、トリ
アゾロピリミジン、フェナンスロリン、ナフチリジン、
イミダゾール、ピラゾール、オキサゾール、オキサジア
ゾール、トリアゾール、トリアジン、チエノピラジン、
チアジアゾール、ベンズイミダゾール、ベンズオキサゾ
ール、ベンゾトリアゾール、ベンゾトリアジンベンズチ
アゾール、フェナントリジンなどがより好ましく、ピリ
ジン、ピラジン、キノリン、キノキサリン、ビピリジ
ン、オキサゾール、オキサジアゾール、トリアゾール、
トリアジンが更に好ましい。これらは一つ以上の置換基
を有していてもよいし、縮合環となっていてもよい。置
換基の例として、炭素数１１までのアルキル基、炭素数
２０までのアリール基、炭素数２０までのアラルキル
基、炭素数１１までの（チオ）アルコキシ基、炭素数２
０までの（チオ）アリールオキシ基、シアノ基、フルオ
ロ基、クロロ基、トリフルオロメチル基が好ましく、ア
ルキル基、アラルキル基、アルコキシ基、シアノ基、フ
ルオロ基、トリフルオロメチル基がより好ましく、アル
キル基、アラルキル基、アリール基、アルコキシ基、ト
リフルオロメチル基が更に好ましい。一般式（Ｉ）で表
される化合物のうち、好ましくは下記一般式（II）で表
される化合物が用いられる。

【００３１】

【化３】

【００３２】一般式（II）におけるＡｒおよびＨｅｔは
それぞれ一般式（Ｉ）におけるそれらと同義であり、ま
た好ましい範囲も同様である。また化学式中のかっこの
右下のｎの値は１または２であり、繰り返し単位を表
す。

【００３３】本発明で用いる一般式（Ｉ）で表される部
分構造を有する化合物、およびマトリクスとして使用す
る、電子注入性兼輸送性化合物、ホール注入性兼輸送性
化合物、電子注入性兼輸送性化合物兼ホール注入性兼輸
送性化合物のそれぞれの具体例を以下に示すが、本発明
はこれらに限定されるものではない。図中における分子
量（ポリスチレン換算）は質量平均分子量（Ｍｗ）また
は数平均分子量（Ｍｎ）である。また化学式中のかっこ
部分は繰り返し単位を表し、その単位を複数個有するオ
リゴマー、ポリマー化合物であってもよい。

【００３４】本発明に用いられる特に有効な電子注入性
兼輸送性化合物の代表的な化合物を以下に示す。

【００３５】

【化４】

【００３６】

【化５】

【００３７】

【化６】

【００３８】

【化７】

【００３９】本発明に用いられる特に有効なホール注入
性兼輸送性化合物の代表的な化合物を以下に示す。

【００４０】

【化８】

【００４１】本発明に用いられる特に有効な電子注入性
兼輸送性化合物兼ホール注入性兼輸送性化合物の代表的
な化合物を以下に示す。

【００４２】

【化９】

【００４３】

【化１０】

【００４４】本発明の発光素子に使用する化合物が高分
子化合物の場合、溶解する溶媒および塗布溶媒は、重合
体の構造により自由に選択することが可能である。例え
ば高極性の化合物の場合には水、メタノールおよび他の
アルコール類、蟻酸、酢酸、セロソルブ系溶媒、グリコ
ール系溶媒、ジオキサン等の種々の高極性溶媒およびこ
れらの混合溶媒に溶解させることができる。一方、低極
性の化合物の場合には、テトラヒドロフラン、ハロゲン
系炭化水素溶媒、芳香族系炭化水素溶媒等の種々の低極
性溶媒に溶解させる事ができる。

【００４５】本発明の有機化合物層を使用する場合には
ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ膜（ポリエチレンジオキシチオフェ
ン−ポリスチレンスルホン酸ドープ体）のような水系塗
布した薄膜の上に本発明の有機化合物層を設けてもよ
い。本発明の有機化合物層を設ける場合には、低分子蒸
着プロセスでもよいし、塗布プロセスでもよい。塗布プ
ロセスの場合、好ましい塗布溶媒としては水、メタノー
ル、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブ
タノール、蟻酸、酢酸、メチルセロソルブ、エチルセロ
ソルブ、エチレングリコール、プロピレングリコール、
ジオキサン、ベンゼン、トルエン、キシレン、クロロホ
ルム、ジクロロメタン、ジクロロエタン、テトラヒドロ
フランおよびこれらの混合溶媒が好ましく、水、メタノ
ール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、
酢酸、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、エチレン
グリコール、ジオキサン、トルエン、クロロホルム、ジ
クロロメタン、ジクロロエタン、テトラヒドロフランお
よびこれらの混合溶媒がより好ましい。

【００４６】陽極はホール注入性化合物、ホール輸送性
化合物、ホール注入性兼輸送性化合物、ホスト化合物な
どにホールを供給するものであり、金属、合金、金属酸
化物、導電性化合物、またこれらの混合物などを用いる
ことができ、好ましくは仕事関数が４ｅＶ以上の材料で
ある。具体例としては、酸化スズ、酸化亜鉛、酸化イン
ジウム、錫ドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）等の導電性
金属酸化物、もしくは金、銀、クロム、ニッケル等の金
属、およびこれらの金属と導電性金属酸化物との混合
物、または無機導電性物質（積層物、沃化銅、硫化銅な
ど）、有機導電性材料（ポリアニリン、ポリチオフェ
ン、ポリピロールなど）、およびこれらとＩＴＯとの積
層物などが挙げられ、好ましくは、導電性金属酸化物、
有機導電性材料、またはこれらの積層物であり、生産
性、高導電性、透明性等の点からＩＴＯまたはＩＴＯ／
ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ積層物がより好ましい。陽極の膜厚
は材料により適宜選択可能であるが、通常１０ｎｍ〜５
μｍの範囲のものが好ましく、より好ましくは、５０ｎ
ｍ〜１μｍであり、更に好ましくは１００ｎｍ〜５００
ｎｍである。

【００４７】陽極は通常、ソーダライムガラス、無アル
カリガラス、透明樹脂基板などの上に層形成したものが
用いられる。ガラスを用いる場合、その材質について
は、ガラスからの溶出イオンを少なくするため、無アル
カリガラスを用いることが好ましい。また、ソーダライ
ムガラスを用いる場合、シリカなどのバリアコートを施
したものを使用する事が好ましい。基板の厚みは、機械
的強度を保つのに十分であれば特に制限はないが、ガラ
スを用いる場合には、通常０．２ｍｍ以上、好ましくは
０．７ｍｍ以上のものを用いる。陽極の作成には材料に
よって種々の方法が用いられるが、例えばＩＴＯの場
合、電子ビーム法、スパッタリング法、抵抗加熱蒸着
法、化学反応法（ゾル−ゲル法など）、ＩＴＯ分散物の
塗布などの方法で膜形成される。陽極は洗浄その他の処
理により、素子の駆動電圧を下げて発光効率を高めるこ
とも可能である。例えばＩＴＯの場合、ＵＶ−オゾン処
理、プラズマ処理などが効果的である。

【００４８】陰極は電子注入性化合物、電子輸送性化合
物、電子注入性兼輸送性化合物、ホスト化合物などに電
子を供給するものであり、これらの化合物やマトリクス
化合物との密着性やイオン化ポテンシャル、安定性等を
考慮して選択される。陰極の材料としては金属、合金、
金属ハロゲン化物、金属酸化物、電気伝導性化合物、有
機金属塩またはこれらの混合物または積層物を用いるこ
とができ、具体例としてはアルカリ金属（例えばＬｉ、
Ｎａ、Ｋ等）およびそのフッ化物、アルカリ土類金属
（例えばＭｇ、Ｃａ等）およびそのフッ化物、金、銀、
鉛、アルニウム、ナトリウム−カリウム合金またはそれ
らの混合金属、リチウム−アルミニウム合金またはそれ
らの混合金属、マグネシウム−銀合金またはそれらの混
合金属、インジウム、イッテリビウム等の希土類金属、
アルカリ金属およびアルカリ土類金属の有機化合物塩等
が挙げられ、好ましくは仕事関数が４ｅＶ以下の材料で
あり、より好ましくはアルミニウム、リチウム−アルミ
ニウム合金またはそれらの混合金属、マグネシウム−銀
合金またはそれらの混合金属、有機リチウム塩等であ
る。

【００４９】陰極は、上記化合物および混合物の単層構
造だけでなく、上記化合物および混合物を含む積層構造
を取ることもできる。陰極の膜厚は材料により適宜選択
可能であるが、通常１０ｎｍ〜５μｍの範囲が好まし
く、より好ましくは５０ｎｍ〜１μｍであり、更に好ま
しくは１００ｎｍ〜１μｍである。陰極の作製には電子
ビーム法、スパッタリング法、抵抗加熱蒸着法、コーテ
ィング法などの方法が用いられ、金属を単体で蒸着する
ことも、二成分以上を同時に蒸着することもできる。ま
た複数の金属を同時に蒸着して合金電極を形成すること
も可能であり、またあらかじめ調整した合金を蒸着させ
てもよい。陽極および陰極のシート抵抗は低い方が好ま
しく、１５Ω／□以下が好ましい。

【００５０】発光性化合物は、電界印加時に陽極または
ホール注入層、ホール輸送層からホールを注入すること
ができると共に陰極または電子注入層、電子輸送層から
電子を注入することができる機能や、注入された電荷を
移動させる機能、ホールと電子の再結合の場を提供して
発光させる機能を有するものであれば何でもよく、一重
項励起子または三重項励起子のいずれから発光するもの
でもよい。発光性化合物として好ましくは共役系不飽和
化合物またはオルトメタル化金属錯体またはポルフィリ
ン金属錯体が挙げられるが、他の発光材料を併用して用
いてもよい。発光材料は重合体を用いても低分子材料を
用いてもよい。具体的には下記に挙げる化合物等を用い
ることができる。

【００５１】(a) ベンゾオキサゾール、ベンゾイミダ
ゾール、ベンゾチアゾール、スチリルベンゼン、ポリフ
ェニル、ジフェニルブタジエン、テトラフェニルブタジ
エン、ナフタルイミド、クマリン、ペリレン、ペリノ
ン、オキサジアゾール、アルダジン、シクロペンタジエ
ン、ビススチリルアントラセン、キナクリドン、ピロロ
ピリジン、チアジアゾロピリジン、シクロペンタジエ
ン、スチリルアミン、芳香族ジメチリディン化合物、ピ
レン、およびこれらの誘導体など。 (b) ８−キノリノールおよびその誘導体の金属錯体や
希土類錯体に代表される各種金属錯体など。 (c) ポリチオフェン、ポリフェニレン、ポリフルオレ
ン、ポリフェニレンビニレン、およびこれらの置換され
たポリマー化合物など (d) オルトメタル化金属錯体またはポルフィリン金属
錯体など。

【００５２】前記化合物の中でも、好ましく用いられる
化合物は以下のとおりである。スチリルベンゼン、ポリ
フェニル、ジフェニルブタジエン、テトラフェニルブタ
ジエン、クマリン、ペリレン、オキサジアゾール、ビス
スチリルアントラセン、キナクリドン、シクロペンタジ
エン、スチリルアミン、芳香族ジメチリディン化合物、
ピレン、およびこれらの誘導体など；８−キノリノール
およびその誘導体の金属錯体や希土類錯体に代表される
各種金属錯体など；ポリチオフェン、ポリフェニレン、
ポリフルオレン、ポリフェニレンビニレン、およびこれ
らの置換されたポリマー化合物など；オルトメタル化金
属錯体またはポルフィリン金属錯体など：

【００５３】前記化合物の中でも、更に好ましく用いら
れる化合物は以下のとおりである。スチリルベンゼン、
ポリフェニル、ジフェニルブタジエン、テトラフェニル
ブタジエン、クマリン、ペリレン、オキサジアゾール、
ビススチリルアントラセン、スチリルアミン、芳香族ジ
メチリディン化合物、ピレン、およびこれらの誘導体な
ど；８−キノリノールおよびその誘導体の金属錯体や希
土類錯体に代表される各種金属錯体など；ポリチオフェ
ン、ポリフェニレン、ポリフルオレン、ポリフェニレン
ビニレンおよびこれらの置換されたポリマー化合物な
ど；オルトメタル化金属錯体またはポルフィリン金属錯
体など：

【００５４】本発明で用いられる発光性化合物は、りん
光発光性化合物であるオルトメタル化金属錯体およびポ
ルフィリン金属錯体の少なくとも一つが好ましく用いら
れ、オルトメタル化金属錯体がより好ましく用いられ
る。

【００５５】本発明で用いられるオルトメタル化金属錯
体について説明する。オルトメタル化金属錯体とは、例
えば「有機金属化学−基礎と応用−」ｐ１５０，２３２
裳華房社 山本明夫著 １９８２年発行、「Photochemis
try and Photophysics of Coordination Compounds」 p
71-p77,p135-p146 Springer-Verlag社 H.Yersin著１９
８７年発行等に記載されている化合物群の総称である。
前記金属錯体の中心金属としては、遷移金属であればい
ずれも使用可能であるが、本発明では、中でもロジウ
ム、白金、金、イリジウム、ルテニウム、パラジウム等
を好ましく用いることができる。この中でより好ましい
ものはイリジウムである。前記オルトメタル化金属錯体
の具体的な記載および化合物例は、特願2000-254171号
公報の段落番号０１５２から０１８０までに記載されて
いる。

【００５６】オルトメタル化金属錯体の金属の価数は特
に限定しないが、イリジウムを用いる場合には３価が好
ましい。オルトメタル化金属錯体の配位子は、オルトメ
タル化金属錯体を形成しうるものであれば特に問わな
い。例えば、アリール基置換含窒素芳香族へテロ環誘導
体（アリール基の置換位置は含窒素芳香族へテロ環窒素
原子の隣接炭素上であり、アリール基としては例えばフ
ェニル基、ナフチル基、アントラセニル基、ピレニル基
などが挙げられ、含窒素芳香族へテロ環としては、例え
ば、ピリジン、ピリミジン、ピラジン、ピリダジン、キ
ノリン、イソキノリン、キノキサリン、フタラジン、キ
ナゾリン、ナフチリジン、シンノリン、ペリミジン、フ
ェナントロリン、ピロール、イミダゾール、ピラゾー
ル、オキサゾール、オキサジアゾール、トリアゾール、
チアジアゾール、ベンズイミダゾール、ベンズオキサゾ
ール、ベンズチアゾール、フェナントリジンなどが挙げ
られる）、ヘテロアリール基置換含窒素芳香族へテロ環
誘導体（ヘテロアリール基の置換位置は含窒素芳香族へ
テロ環窒素原子の隣接炭素上であり、ヘテロアリール基
としては例えば前記の含窒素芳香族へテロ環誘導体を含
有する基、チオフェニル基、フリル基などが挙げられ
る）、７，８−ベンゾキノリン誘導体、ホスフィノアリ
ール誘導体、ホスフィノヘテロアリール誘導体、ホスフ
ィノキシアリール誘導体、ホスフィノキシヘテロアリー
ル誘導体、アミノメチルアリール誘導体、アミノメチル
ヘテロアリール誘導体等が挙げられる。このうちアリー
ル基置換含窒素芳香族ヘテロ環誘導体、ヘテロアリール
基置換含窒素芳香族ヘテロ環誘導体、７，８−ベンゾキ
ノリン誘導体が好ましく、フェニルピリジン誘導体、チ
オフェニルピリジン誘導体、７，８−ベンゾキノリン誘
導体がより好ましく、チオフェニルピリジン誘導体、
７，８−ベンゾキノリン誘導体が更に好ましい。

【００５７】本発明に用いるポルフィリン金属錯体とし
て好ましくは白金錯体であり、より好ましくは二価の白
金錯体である。

【００５８】有機化合物層の膜厚は特に限定されるもの
ではないが、通常１ｎｍ〜５μｍの範囲のものが好まし
く、より好ましくは５ｎｍ〜１μｍであり、更に好まし
くは１０ｎｍ〜５００ｎｍである。

【００５９】有機化合物層の形成方法は、特に限定され
るものではないが、抵抗加熱蒸着、電子ビーム、スパッ
タリング、分子積層法、コーティング法（スピンコート
法、キャスト法、ディップコート法など）、インクジェ
ット法、印刷法、ＬＢ（ラングミュア―ブロジェット）
法などの方法が用いられ、好ましくは抵抗加熱蒸着、コ
ーティング法、インクジェット法、印刷法である。コー
ティング法、インクジェット法、印刷法の場合、樹脂成
分と共に溶解または分散することができ、樹脂成分とし
ては例えば、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリ
スチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタ
クリレート、ポリエステル、ポリスルホン、ポリフェニ
レンオキシド、ポリブタジエン、ポリ（Ｎ−ビニルカル
バゾール）、炭化水素樹脂、ケトン樹脂、フェノキシ樹
脂、ポリアミド、エチルセルロース、酢酸ビニル、ＡＢ
Ｓ樹脂、ポリウレタン、メラミン樹脂、不飽和ポリエス
テル樹脂、アルキド樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂
などが挙げられる。

【００６０】ホール注入性、ホール輸送性化合物は、陽
極からホールを注入する機能、ホールを輸送する機能、
陰極から注入された電子を障壁する機能のいずれか有し
ているものであればよく、重合体を用いても低分子化合
物を用いてもよい。その具体例としては、カルバゾー
ル、トリアゾール、オキサゾール、オキサジアゾール、
イミダゾール、ポリアリールアルカン、ピラゾリン、ピ
ラゾロン、フェニレンジアミン、アリールアミン、アミ
ノ置換カルコン、スチリルアントラセン、フルオレノ
ン、ヒドラゾン、スチルベン、シラザン、およびこれら
の誘導体、芳香族第三級アミン化合物、スチリルアミン
化合物、芳香族ジメチリディン系化合物、ポルフィリン
系化合物、ポリシラン系化合物、ポリ（Ｎ−ビニルカル
バゾール）誘導体、アニリン系共重合体、チオフェン化
合物、ポリチオフェン、置換および無置換ポリチオフェ
ン−ポリスチレンスルホン酸混合物等の導電性高分子オ
リゴマー等が挙げられ、またこれらの混合物であっても
よい。とりわけカルバゾール、トリアゾール、オキサゾ
ール、オキサジアゾール、イミダゾール、フェニレンジ
アミン、アリールアミン、フルオレノン、スチルベン、
シラザン、およびこれらの誘導体、芳香族第三級アミン
化合物、スチリルアミン化合物、芳香族ジメチリディン
系化合物、アニリン系共重合体、チオフェン化合物、ポ
リチオフェン、置換および無置換ポリチオフェン−ポリ
スチレンスルホン酸混合物等の導電性高分子オリゴマー
等がより好ましい。この中でも、ホール輸送機能、最低
励起三重項エネルギー準位の点でカルバゾール、トリア
ゾール、オキサゾール、オキサジアゾール、イミダゾー
ル、フェニレンジアミン、アリールアミン、フルオレノ
ン、シラザン、およびこれらの誘導体、芳香族第三級ア
ミン化合物、チオフェン化合物、置換および無置換ポリ
チオフェン−ポリスチレンスルホン酸混合物等の導電性
高分子オリゴマー等が更に好ましい。

【００６１】電子注入性化合物、電子輸送性化合物、電
子注入性兼輸送性化合物の材料は、陰極から電子を注入
する機能、電子を輸送する機能、陽極から注入されたホ
ールを障壁する機能のいずれか有しているものであれば
よい。具体例としては、ピリジン、ピラジン、キノリ
ン、キノキサリン、フェナンスロリン、トリアジン、チ
エノピラジン、ベンズイミダゾール、ベンズオキサゾー
ル、ベンゾトリアゾール、フェナントリジン、トリアゾ
ール、オキサゾール、オキサジアゾール、フルオレノ
ン、アントラキノジメタン、アントロン、ジフェニルキ
ノン、チオピランジオキシド、カルビジイミド、フルオ
レニリデンメタン、ジスチリルピラジン、フタロシアニ
ン、およびこれらの誘導体、ナフタレンペリレン等の複
素環テトラカルボン酸無水物、８−キノリノール誘導体
の金属錯体やメタルフタロシアニン、ベンゾオキサゾー
ルやベンゾチアゾールを配位子とする各種金属錯体等が
挙げられる。混合物またはポリマーとして使用してもよ
い。とりわけピリジン、ピラジン、キノリン、キノキサ
リン、フェナンスロリン、トリアジン、フェナントリジ
ン、トリアゾール、オキサゾール、オキサジアゾール、
フルオレノン、フタロシアニン、およびこれらの誘導
体、ナフタレンペリレン等の複素環テトラカルボン酸無
水物、８−キノリノール誘導体の金属錯体やメタルフタ
ロシアニン、ベンゾオキサゾールやベンゾチアゾールを
配位子とする各種金属錯体等およびこれらのポリマーが
より好ましい。この中でもピリジン、ピラジン、キノリ
ン、キノキサリン、フェナンスロリン、トリアジン、ト
リアゾール、オキサゾール、オキサジアゾール、フルオ
レノン、フタロシアニン、およびこれらの誘導体、８−
キノリノール誘導体の金属錯体やメタルフタロシアニン
およびこれらのポリマーが更に好ましい。

【００６２】ホスト化合物としては、励起子エネルギ−
を発光性化合物にエネルギ−移動できる化合物ならば特
に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ
る。具体的には、カルバゾ−ル、トリアゾ−ル、オキサ
ゾ−ル、オキサジアゾ−ル、イミダゾ−ル、ポリアリ−
ルアルカン、ピラゾリン、ピラゾロン、フェニレンジア
ミン、アリ−ルアミン、アミノ置換カルコン、スチリル
アントラセン、フルオレノン、ヒドラゾン、スチルベ
ン、シラザン、アントラキノジメタン、アントロン、ジ
フェニルキノン、チオピランジオキシド、カルボジイミ
ド、フルオレニリデンメタン、ジスチリルピラジン、フ
タロシアニン、およびこれらの誘導体、芳香族第三アミ
ン化合物、スチリルアミン化合物、芳香族ジメチリデン
系化合物、ポルフィリン系化合物、ナフタレンペリレン
等の複素環テトラカルボン酸無水物、８−キノリノ−ル
誘導体の金属錯体やメタルフタロシアニン、ベンゾオキ
サゾ−ルやベンゾチアゾ−ルを配位子とする各種金属錯
体、ポリシラン系化合物、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾ−
ル）誘導体、アニリン系共重合体、チオフェンオリゴマ
−、ポリチオフェン等の導電性高分子オリゴマ−、ポリ
チオフェン誘導体、ポリフェニレン誘導体、ポリフェニ
レンビニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体等の高分子
化合物等が挙げられる。前記ホスト化合物は、１種単独
で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。とり
わけ最低励起三重項エネルギー準位の観点で、カルバゾ
−ル、トリアゾ−ル、オキサゾ−ル、オキサジアゾ−
ル、イミダゾ−ル、ポリアリ−ルアルカン、アリ−ルア
ミン、フルオレノン、スチルベン、シラザン、アントラ
キノジメタン、ジフェニルキノン、カルボジイミド、フ
ルオレニリデンメタン、およびこれらの誘導体、芳香族
第三アミン化合物、芳香族ジメチリデン系化合物、アニ
リン系共重合体、チオフェン化合物等がより好ましい。
この中でもカルバゾ−ル、トリアゾ−ル、オキサゾ−
ル、オキサジアゾ−ル、イミダゾ−ル、アリ−ルアミ
ン、フルオレノン、スチルベン、シラザン、アントラキ
ノジメタン、ジフェニルキノン、カルボジイミド、フル
オレニリデンメタン、およびこれらの誘導体、芳香族ジ
メチリデン系化合物、アニリン系共重合体、チオフェン
化合物等が更に好ましい。

【００６３】本発明における有機化合物層に含有される
アリールアミンおよびその誘導体は、通常はホール注入
性およびホール輸送性化合物、ホスト化合物として作用
するが、高分子になると電子輸送性化合物としても作用
することが知られている。アリールアミンおよびその誘
導体は、具体的にはトリアリールアミンおよびその誘導
体、Ｎ−フェニルカルバゾールおよびその誘導体が好ま
しく、中でもＮ−フェニルカルバゾールおよびその誘導
体がより好ましく用いられる。これらは低分子化合物で
あっても高分子化合物であってもよい。

【００６４】保護層の材料としては、水分や酸素等の素
子劣化を促進するものが素子内へ侵入するのを防止する
機能を有しているものであればよい。その具体例として
は、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ａｕ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｔ
ｉ、Ｎｉ等の金属、ＭｇＯ、ＳｉＯ、ＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ
₃、ＧｅＯ、ＮｉＯ、ＣａＯ、ＢａＯ、Ｆｅ₂Ｏ₃、Ｙ₂Ｏ
₃、ＴｉＯ₂等の金属酸化物、ＭｇＦ₂、ＬｉＦ、Ａｌ
Ｆ₃、ＣａＦ₂ 等の金属フッ化物、ポリエチレン、ポリ
プロピレン、ポリメチルメタクリレート、ポリイミド、
ポリウレア、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロ
トリフルオロエチレン、ポリジクロロジフルオロエチレ
ン、クロロトリフルオロエチレンとジクロロジフルオロ
エチレンとの共重合体、テトラフルオロエチレンと少な
くとも１種のコモノマーとを含むモノマー混合物を共重
合させて得られる共重合体、共重合主鎖に環状構造を有
する含フッ素共重合体、吸水率１％以上の吸水性物質、
吸水率０．１％以下の防湿性物質等が挙げられる。

【００６５】保護層の形成方法についても特に限定はな
く、例えば化学蒸着法（ＣＶＤ法）、真空蒸着法、スパ
ッタリング法、反応性スパッタリング法、分子線エピタ
キシ（ＭＢＥ）法、クラスターイオンビーム法、イオン
プレーティング法、プラズマ重合法（高周波励起イオン
プレーティング法）、プラズマＣＶＤ法、レーザーＣＶ
Ｄ法、熱ＣＶＤ法、ガスソースＣＶＤ法、インクジェッ
ト法、印刷法、コーティング法を適用できる。

【００６６】

【実施例】以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明
するが、本発明はこれにより限定されるものではない。 実施例１ 洗浄したＩＴＯ基板上に、ホール注入性有機導電性材料
としてＢａｙｔｒｏｎＰ（ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ溶液（ポ
リエチレンジオキシチオフェン−ポリスチレンスルホン
酸ドープ体）／バイエル社製）を１０００ｒｐｍ、６０
秒でスピンコートした後、１５０℃で２時間真空乾燥
し、ホール注入性有機導電性材料を含有した陽極を作成
した（膜厚約１００ｎｍ）。この上に、電子輸送性マト
リクスとして例示化合物Ｅ−１のポリマー２０ｍｇ、り
ん光発光用ホスト化合物として例示化合物Ｍ−６を２０
ｍｇ、りん光発光性化合物としてｆａc ｔｒｉｓ（２
−ｐｈｅｎｙｌｐｙｒｉｄｉｎｅ）ｉｒｉｄｉｕｍ（以
下、Ｉｒ（ｐｐｙ）₃と称する）を１ｍｇ、電子注入性
化合物として例示化合物Ｅ−１３を６ｍｇを、それぞれ
クロロホルム５ｍｌに溶かし、その溶液をスピンコート
（１０００ｒｐｍ、２０秒）した（膜厚約１５０ｎ
ｍ）。次いでこの有機薄膜上にパターニングしたマスク
（発光面積が５ｍｍ×５ｍｍとなるマスク）を設置し、
蒸着装置内でマグネシウム：銀＝１０：１を膜厚２５０
ｎｍで共蒸着した後、銀を膜厚３００ｎｍで蒸着した
（１．０×１０^-3Ｐａ〜１．３×１０^-3Ｐａ）。最低励
起三重項エネルギー順位は、りん光測定よりその立ち上
がり波長から求めた。またイオン化ポテンシャルは紫外
線光電子分析装置ＡＣ−１（理研計器製）により測定し
た。これらの結果を化合物ごとに表１にまとめた。電子
移動度は、ＴＯＦ法に基づき、シンセティック メタル
ズ（Synth.Met.）111/112,(2000) 331ページの記載の方
法により室温にて測定した。発光特性は以下のように測
定した。東陽テクニカ製ソースメジャーユニット２４０
０型を用いて、ＩＴＯを陽極、マグネシウム：銀を陰極
として直流定電圧を発光素子に印加し発光させ、輝度を
トプコン社の輝度計ＢＭ−８、発光波長を浜松フォトニ
クス社製スペクトルアナライザーＰＭＡ−１１を用いて
測定した。また、高温保存時の耐久性を評価するため
に、作製した素子を６０℃、２０％相対湿度の条件下で
３時間放置後に発光させて相対輝度（駆動電圧１０Ｖ
で、素子作製直後の輝度を１００とし、経時後輝度を相
対値として表示）を測定した。測定結果は以下のとおり
である。有機化合物層の電子移動度は、電界強度４００
〜１０００（（Ｖ／ｃｍ）^1/2）の範囲で、３×１０^-5
ｃｍ²・Ｖ^-1・ｓ^-1以上であり、最低駆動電圧（発光が
観測される最低の電圧）は８Ｖで、１９Ｖにおいて１５
６ｍＡ／ｃｍ²の電流密度を示し、１８０３０ｃｄ／ｍ²
の輝度で緑色発光を示した。最大発光波長λｍａｘは５
１５ｎｍで、最大外部量子効率は６．２％であった。経
時後の相対輝度は８５であった。

【００６７】

【表１】

【００６８】実施例２ 実施例１の電子輸送性マトリクスとしての例示化合物Ｅ
−１のポリマーを、同様の機能を有する例示化合物Ｅ−
３のポリマーに変えた他は実施例１と同様にして素子を
作成した。実施例１と同様に化合物の最低励起三重項エ
ネルギー順位、イオン化ポテンシャルを測定した（表１
参照）。電子移動度と発光特性は実施例１と同様に測定
した。その結果、有機化合物層の電子移動度は、該電界
強度の範囲で、３×１０^-5ｃｍ²・Ｖ^-1・ｓ^-1以上であ
り、最低駆動電圧は７Ｖで、１６Ｖにおいて１４８ｍＡ
／ｃｍ²の電流密度を示し、１２９１０ｃｄ／ｍ²の輝度
で緑色発光を示した。最大発光波長λｍａｘは５１３ｎ
ｍで、最大外部量子効率は３．８％であった。経時後の
相対輝度は８２であった。

【００６９】実施例３ 実施例１の電子輸送性マトリクスとしての例示化合物Ｅ
−１のポリマーを、同様の機能を有する例示化合物Ｅ−
８のポリマーに変えた他は実施例１と同様にして素子を
作成した。実施例１と同様に化合物の最低励起三重項エ
ネルギー順位、イオン化ポテンシャルを測定した（表１
参照）。電子移動度と発光特性は実施例１と同様に測定
した。その結果、有機化合物層の電子移動度は、該電界
強度の範囲で、５×１０^-5ｃｍ²・Ｖ^-1・ｓ^-1以上であ
り、最低駆動電圧は５Ｖで、１２Ｖにおいて１６ｍＡ／
ｃｍ²の電流密度を示し、２４１０ｃｄ／ｍ²の輝度で緑
色発光を示した。最大発光波長λｍａｘは５１３ｎｍ
で、最大外部量子効率は４．４％であった。経時後の相
対輝度は８７であった。

【００７０】実施例４ ２５ｍｍ×２５ｍｍ×０．７ｍｍのガラス基板上にＩＴ
Ｏを１５０ｎｍの厚さで製膜したもの（東京三容真空
（株）製）を透明支持基板とした。この透明支持基板を
エッチング、洗浄後、ホール注入性有機導電性材料とし
て銅フタロシアニンを約１０ｎｍ蒸着しホール注入性有
機導電性材料を含有した陽極を作成した。次に電子注入
性化合物として例示化合物Ｅ−１１、りん光発光用ホス
ト化合物として例示化合物Ｍ−６、りん光発光性化合物
としてｆａc ｔｒｉｓ（２−ｐｈｅｎｙｌｐｙｒｉｄ
ｉｎｅ）ｉｒｉｄｉｕｍ（以下Ｉｒ（ｐｐｙ）₃とす
る）、電子注入性化合物として例示化合物Ｅ−１３をそ
れぞれ４４：４４：６：６の質量比で、１０^-3〜１０^-4
Ｐａの真空中で、基板温度室温下で共蒸着した（膜厚約
１００ｎｍ）。ついでこの有機薄膜上にパターニングし
たマスク（発光面積が５ｍｍ×４ｍｍとなるマスク）を
設置し、蒸着装置内でマグネシウム：銀＝１０：１を膜
厚２５０ｎｍで共蒸着した後、銀を膜厚３００ｎｍで蒸
着し、発光素子を作製した。実施例１と同様に化合物の
最低励起三重項エネルギー順位、イオン化ポテンシャル
を測定した（表１参照）。電子移動度および発光特性は
実施例１と同様に測定した。その結果、有機化合物層の
電子移動度は、該電界強度の範囲で、５×１０^-4ｃｍ²
・Ｖ^-1・ｓ^-1以上であり、最低駆動電圧は４Ｖで、１７
Ｖにおいて１５４ｍＡ／ｃｍ²の電流密度を示し、１６
９１０ｃｄ／ｍ²の輝度で緑色発光を示した。最大発光
波長λｍａｘは５１６ｎｍで、最大外部量子効率は５．
３％であった。経時後の相対輝度は７８であった。

【００７１】実施例５ 実施例４の電子注入性化合物の例示化合物Ｅ−１１のか
わりに例示化合物Ｅ−１８を、りん光発光用ホスト化合
物の例示化合物Ｍ−６のかわりに例示化合物Ｈ−２を使
用した以外は実施例４と同様に素子を作成した。実施例
１と同様に化合物の最低励起三重項エネルギー順位、イ
オン化ポテンシャルを測定した（表１参照）。電子移動
度および発光特性は実施例１と同様に測定した。その結
果、有機化合物層の電子移動度は、該電界強度の範囲
で、１×１０^-4ｃｍ²・Ｖ^-1・ｓ^-1以上であり、最低駆
動電圧は４Ｖで、１７Ｖにおいて１５０ｍＡ／ｃｍ²の
電流密度を示し、１６０６０ｃｄ／ｍ²の輝度で緑色発
光を示した。最大発光波長λｍａｘは５１８ｎｍで、最
大外部量子効率は４．８％であった。経時後の相対輝度
は８１であった。

【００７２】比較例１ 実施例１の電子輸送性マトリクスとしての例示化合物Ｅ
−１のポリマーを比較化合物１のポリマーにかえた他は
実施例１と同様にして素子を作成した。電子移動度およ
び発光特性は実施例１と同様に測定した。その結果、例
示化合物１のポリマーの電子移動度が該電界強度の範囲
で、３×１０^-5ｃｍ²・Ｖ^-1・ｓ^-1以上の値であったの
に対し、比較化合物１のポリマーの電子移動度が該電界
強度の範囲で、２×１０^-5ｃｍ²・Ｖ^-1・ｓ^-1以下の値
であったため、最低駆動電圧は１１Ｖと本発明と比較し
て高電圧になり、２１Ｖにおいて１８ｍＡ／ｃｍ²の電
流密度を示し、１８８０ｃｄ／ｍ²の輝度で発光した。
最大発光波長λｍａｘは５１３ｎｍで、最大外部量子効
率は１．７％に過ぎなかった。経時後の相対輝度は６０
であった。

【００７３】比較例２ 実施例１の例示化合物Ｅ−１のポリマーを比較化合物２
のポリマーにかえた他は実施例１と同様にして素子を作
成した。発光特性は実施例１と同様に測定した。その結
果、比較化合物２の最低励起三重項エネルギー準位が５
８ｋｃａｌ／ｍｏｌであり、りん光発光材料のIr(ppy)₃
の最低励起三重項エネルギー準位６０ｋｃａｌ／ｍｏｌ
より低いためエネルギー移動が起こらず、発光は観測さ
れなかった。

【００７４】

【化１１】

【００７５】上記の結果より、本発明の化合物を用いた
素子は、最低駆動電圧が低く、高輝度、高発光効率を示
した。更に高温保管後の輝度低下が小さく耐久性に優れ
ていることがわかる。また比較例では電子移動度が電界
強度４００〜１０００（（Ｖ／ｃｍ）^1/2）の範囲で、
３×１０^-5ｃｍ²・Ｖ^-1・ｓ^-1より低い場合には、発光
素子の最低駆動電圧が、本発明と比較してより高電圧に
なり、最大外部量子効率はより低くなる。

【００７６】

【発明の効果】本発明の化合物が、該有機化合物層にお
いて電子移動度が電界強度範囲４００〜１０００（（Ｖ
／ｃｍ）^1/2）で、３×１０^-5ｃｍ²・Ｖ^-1・ｓ^-1以上の
値を有し、該有機化合物層が発光性化合物を含有する際
に、最低駆動電圧が低く、高輝度、高発光効率の単層型
素子を作成できることが明らかになった。更に、高温保
管後の輝度低下が小さく耐久性に優れた素子を提供でき
る。単層型素子は積層型素子と比較して製造プロセスが
非常に簡便であり、実用上有用である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 邱 雪鵬 神奈川県南足柄市中沼210番地 富士写真 フイルム株式会社内 (72)発明者 三島 雅之 神奈川県南足柄市中沼210番地 富士写真 フイルム株式会社内 Ｆターム(参考） 3K007 AB02 AB06 AB14 BB02 BB05 CA01 CB01 CB03 DB03 FA01

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板上に設けた一対の電極間に有機化合
   物層を形成した発光素子において、該有機化合物層の電
   子移動度が電界強度４００〜１０００（（Ｖ／ｃｍ）
   ^1/2）の範囲で、３×１０^-5ｃｍ²・Ｖ^-1・ｓ^-1以上の値
   を有し、該有機化合物層が発光性化合物を含有すること
   を特徴とする発光素子。
2. 【請求項２】 前記有機化合物層に用いられる発光性化
   合物以外の化合物の最低励起三重項エネルギー準位が、
   該有機化合物層に含有される発光性化合物の最低励起三
   重項エネルギー準位より大きいことを特徴とする請求項
   １に記載の発光素子。
3. 【請求項３】 前記有機化合物層に用いられるりん光発
   光性化合物以外の化合物の最低励起三重項エネルギー準
   位が４０ｋｃａｌ／ｍｏｌ以上９０ｋｃａｌ／ｍｏｌ以
   下であることを特徴とする請求項１または２に記載の発
   光素子。
4. 【請求項４】 前記有機化合物層または前記有機化合物
   層に用いられるホール注入性化合物、ホール輸送性化合
   物、ホール注入性兼輸送性化合物またはホスト化合物の
   イオン化ポテンシャルが４．７ｅＶ以上であることを特
   徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の発光素子。
5. 【請求項５】 前記有機化合物層に用いられる化合物の
   うち少なくとも一つの化合物がヘテロ原子を１つ以上有
   する芳香族ヘテロ環を含むことを特徴とする請求項１〜
   ４のいずれかに記載の発光素子。
6. 【請求項６】 前記有機化合物層にアリールアミンおよ
   びその誘導体の少なくとも一つ以上を含有することを特
   徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の発光素子。
7. 【請求項７】 前記有機化合物層に用いられる化合物の
   うち少なくとも一つ以上の化合物が共役系ポリマーであ
   ることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の発
   光素子。
8. 【請求項８】 前記有機化合物層に用いられる化合物の
   うち少なくとも一つ以上の化合物が下記一般式（Ｉ）で
   表される部分構造を有するポリマーであることを特徴と
   する請求項１〜７のいずれかに記載の発光素子。 【化１】 （上記一般式（Ｉ）中、Ａｒは炭化水素系芳香環、Ｈｅ
   ｔは窒素原子を１つ以上有する芳香族ヘテロ環を表
   す。）
9. 【請求項９】 前記有機化合物層に用いられる発光性化
   合物が、りん光発光性化合物であるオルトメタル化金属
   錯体およびポルフィリン金属錯体の少なくとも一つであ
   ることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の発
   光素子。