(57)【要約】【課題】有機化合物層中の特定の不純物を制御することにより、発光効率および発光寿命が向上された有機エレクトロルミネッセンス素子を提供する。【解決手段】有機化合物層５０のいずれかの層にフェニルアミン誘導体（例えば、ＮＰＢ）を含む有機ＥＬ素子１００において、有機化合物層５０に含まれる銅原子の重量濃度を５００ｐｐｍ以下に制御し、有機化合物層５０に含まれるアルミニウム原子の重量濃度を８００ｐｐｍ以下に制御し、有機化合物層５０に含まれる鉄原子の重量濃度を８００ｐｐｍ以下に制御する。また、有機化合物層５０に含まれるニッケル原子の重量濃度を９００ｐｐｍ以下に制御し、有機化合物層５０に含まれるナトリウム原子の重量濃度を１０００ｐｐｍ以下に制御する。【選択図】        図１
2004303650.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フェニルアミノ基を有する有機化合物を含む有機化合物膜を少なくとも１つ含む有機化合物層を備え、
前記有機化合物層中に重量濃度が５００ｐｐｍ以下の不純物としての銅原子を含むことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項２】
前記有機化合物層中の前記不純物としての銅原子の重量濃度が２００ｐｐｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項３】
フェニルアミノ基を有する有機化合物を含む有機化合物膜を少なくとも１つ含む有機化合物層を備え、
前記有機化合物層中に重量濃度が８００ｐｐｍ以下の不純物としてのアルミニウム原子を含むことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項４】
フェニルアミノ基を有する有機化合物を含む有機化合物膜を少なくとも１つ含む有機化合物層を備え、
前記有機化合物層中に重量濃度が８００ｐｐｍ以下の不純物としての鉄原子を含むことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項５】
フェニルアミノ基を有する有機化合物を含む有機化合物膜を少なくとも１つ含む有機化合物層を備え、
前記有機化合物層中に重量濃度が９００ｐｐｍ以下の不純物としてのニッケル原子を含むことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項６】
フェニルアミノ基を有する有機化合物を含む有機化合物膜を少なくとも１つ含む有機化合物層を備え、
前記有機化合物層中に重量濃度が１０００ｐｐｍ以下の不純物としてのナトリウム原子を含むことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項７】
キノリノール基を有する有機化合物を含む有機化合物膜を少なくとも１つ含む有機化合物層を備え、
前記有機化合物層中に重量濃度が８００ｐｐｍ以下の不純物としての鉄原子を含むことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項８】
キノリノール基を有する有機化合物を含む有機化合物膜を少なくとも１つ含む有機化合物層を備え、
前記有機化合物層中に重量濃度が９００ｐｐｍ以下の不純物としてのニッケル原子を含むことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項９】
キノリノール基を有する有機化合物を含む有機化合物膜を少なくとも１つ含む有機化合物層を備え、
前記有機化合物層中に重量濃度が１０００ｐｐｍ以下の不純物としてのナトリウム原子を含むことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、情報機器の多様化に伴い、一般に使用されているＣＲＴ（陰極線管）に比べて消費電力が少ない平面表示素子に対するニーズが高まってきている。このような平面表示素子の一つとして、高効率・薄型・軽量・低視野角依存性等の特徴を有する有機エレクトロルミネッセンス（以下、有機ＥＬと略記する）素子が注目され、この有機ＥＬ素子を用いたディスプレイの開発が活発に行われている。
【０００３】
有機ＥＬ素子は、電子注入電極とホール注入電極とからそれぞれ電子とホールとを発光内部へ注入し、注入された電子およびホールを発光内部中心で再結合させて有機分子を励起状態にし、この有機分子が励起状態から基底状態へと戻るときに蛍光を発生する自発光型の素子である。
【０００４】
この有機ＥＬ素子は、発光材料である蛍光物質を選択することにより発光色を変化させることができ、マルチカラー、フルカラー等の表示装置への応用に対する期待が高まってきている。有機ＥＬ素子は低電圧で面発光できるため、液晶表示装置等のバックライトとして利用することも可能である。このような有機ＥＬ素子は、現在のところ、デジタルカメラや携帯電話等の小型ディスプレイへの応用が進んでいる段階である。
【０００５】
一般的に、有機ＥＬ素子は、基板上に、ホール注入電極、ホール注入層、ホール輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層および電子注入電極が順に積層された構造を有する。以下、ホール注入層、ホール輸送層、発光層、電子輸送層および電子注入層を有機化合物層と呼ぶ。
【０００６】
有機ＥＬ素子のホール注入層およびホール輸送層には、ホールの輸送能力が高いフェニルアミン誘導体が用いられている（例えば、特許文献１参照）。フェニルアミン誘導体を使用することにより、ホール注入層およびホール輸送層内で効率的にホールが輸送されている。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１４−２３７３８４号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
有機ＥＬ素子を構成する有機化合物層において、種々の不純物は発光特性に関係するものと考えられる。すなわち、ある不純物は発光特性を向上させるが、他のある不純物は発光特性を低下させる場合があると考えられる。
【０００９】
しかしながら、有機化合物層中の特定の不純物が発光特性に与える影響については詳細には解明されていない。
【００１０】
本発明の目的は、有機化合物層中の特定の不純物を制御することにより、発光効率および発光寿命が向上された有機ＥＬ素子を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
本発明者は、有機化合物層中の不純物が発光特性に与える影響を解明すべく、種々の実験および考察を重ねた結果、有機化合物層中の特定の金属不純物がキャリアの輸送能力を著しく低下させ、それにより発光特性が低下することを見出した。そして、有機化合物層中の特定の金属不純物の濃度を制御することにより、発光特性を向上させることができるという知見を得、以下の発見を案出した。
【００１２】
本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子は、フェニルアミノ基を有する有機化合物を含む有機化合物層を備え、有機化合物層中に重量濃度が５００ｐｐｍ以下の不純物としての銅原子を含むものである。
【００１３】
ここで、フェニルアミノ基は、下記式（１）で表される。
【００１４】
【化１】
2004303650.tif 000003
【００１５】
有機化合物層中の不純物としての銅原子の重量濃度が５００ｐｐｍ以下であることにより、有機化合物層中に注入されたキャリアの輸送能力が向上する。それにより、キャリアの再結合の低下を防止することができる。その結果、発光層における発光効率および発光寿命を向上させることができる。
【００１６】
有機化合物層中の不純物としての銅原子の重量濃度は２００ｐｐｍ以下であってもよい。有機化合物層中の不純物としての銅原子の重量濃度が２００ｐｐｍ以下であることにより、有機化合物層中に注入されたキャリアの輸送能力が向上する。それにより、キャリアの再結合の低下を防止することができる。その結果、発光層における発光効率および発光寿命をより向上させることができる。
【００１７】
本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子は、フェニルアミノ基を有する有機化合物を含む有機化合物層を備え、有機化合物層中に重量濃度が８００ｐｐｍ以下の不純物としてのアルミニウム原子を含むものである。
【００１８】
有機化合物層中の不純物としてのアルミニウム原子の重量濃度が８００ｐｐｍ以下であることにより、有機化合物層中に注入されたキャリアの輸送能力が向上する。それにより、キャリアの再結合の低下を防止することができる。その結果、発光層における発光効率および発光寿命を向上させることができる。
【００１９】
本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子は、フェニルアミノ基を有する有機化合物を含む有機化合物層を備え、有機化合物層中に重量濃度が８００ｐｐｍ以下の不純物としての鉄原子を含むものである。
【００２０】
有機化合物層中の不純物としての鉄原子の重量濃度が８００ｐｐｍ以下であることにより、有機化合物層中に注入されたキャリアの輸送能力が向上する。それにより、キャリアの再結合の低下を防止することができる。その結果、発光層における発光効率および発光寿命を向上させることができる。
【００２１】
本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子は、フェニルアミノ基を有する有機化合物を含む有機化合物層を備え、有機化合物層中に重量濃度が９００ｐｐｍ以下の不純物としてのニッケル原子を含むものである。
【００２２】
有機化合物層中の不純物としてのニッケル原子の重量濃度が９００ｐｐｍ以下であることにより、有機化合物層中に注入されたキャリアの輸送能力が向上する。それにより、キャリアの再結合の低下を防止することができる。その結果、発光層における発光効率および発光寿命を向上させることができる。
【００２３】
本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子は、フェニルアミノ基を有する有機化合物を含む有機化合物層を備え、有機化合物層中に重量濃度が１０００ｐｐｍ以下の不純物としてのナトリウム原子を含むものである。
【００２４】
有機化合物層中の不純物としてのナトリウム原子の重量濃度が１０００ｐｐｍ以下であることにより、有機化合物層中に注入されたキャリアの輸送能力が向上する。それにより、キャリアの再結合の低下を防止することができる。その結果、発光層における発光効率および発光寿命を向上させることができる。
【００２５】
本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子は、複数の有機化合物膜を備え、複数の有機化合物膜のうち少なくとも１つの有機化合物膜は、フェニルアミノ基を有する有機化合物を含み、少なくとも１つの有機化合物膜の重量が、複数の有機化合物膜の合計の重量の３０％以上である場合、少なくとも１つの有機化合物膜中の不純物としての銅原子の重量濃度が１７０ｐｐｍ以下であることが好ましい。
【００２６】
少なくとも１つの有機化合物膜中の不純物としての銅原子の重量濃度が１７０ｐｐｍ以下であることにより、有機化合物膜中に注入されたキャリアの輸送能力が向上する。それにより、キャリアの再結合の低下を防止することができる。その結果、発光層における発光効率および発光寿命を向上させることができる。
【００２７】
少なくとも１つの有機化合物膜中の不純物としての銅原子の重量濃度は７０ｐｐｍ以下であることが好ましい。
【００２８】
少なくとも１つの有機化合物膜中の不純物としての銅原子の重量濃度が７０ｐｐｍ以下であることにより、有機化合物膜中に注入されたキャリアの輸送能力が向上する。それにより、キャリアの再結合の低下を防止することができる。その結果、発光層における発光効率および発光寿命をより向上させることができる。
【００２９】
本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子は、複数の有機化合物膜を備え、複数の有機化合物膜のうち少なくとも１つの有機化合物膜は、フェニルアミノ基を有する有機化合物を含み、少なくとも１つの有機化合物膜の重量が、複数の有機化合物膜の合計の重量の３０％以上である場合、少なくとも１つの有機化合物膜中の不純物としてのアルミニウム原子の重量濃度が２７０ｐｐｍ以下であることが好ましい。
【００３０】
少なくとも１つの有機化合物膜中の不純物としてのアルミニウム原子の重量濃度が２７０ｐｐｍ以下であることにより、有機化合物膜中に注入されたキャリアの輸送能力が向上する。それにより、キャリアの再結合の低下を防止することができる。その結果、発光層における発光効率および発光寿命を向上させることができる。
【００３１】
本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子は、複数の有機化合物膜を備え、複数の有機化合物膜のうち少なくとも１つの有機化合物膜は、フェニルアミノ基を有する有機化合物を含み、少なくとも１つの有機化合物膜の重量が、複数の有機化合物膜の合計の重量の３０％以上である場合、少なくとも１つの有機化合物膜中の不純物としての鉄原子の重量濃度が２７０ｐｐｍ以下であることが好ましい。
【００３２】
少なくとも１つの有機化合物膜中の不純物としての鉄原子の重量濃度が２７０ｐｐｍ以下であることにより、有機化合物膜中に注入されたキャリアの輸送能力が向上する。それにより、キャリアの再結合の低下を防止することができる。その結果、発光層における発光効率および発光寿命を向上させることができる。
【００３３】
本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子は、複数の有機化合物膜を備え、複数の有機化合物膜のうち少なくとも１つの有機化合物膜は、フェニルアミノ基を有する有機化合物を含み、少なくとも１つの有機化合物膜の重量が、複数の有機化合物膜の合計の重量の３０％以上である場合、少なくとも１つの有機化合物膜中の不純物としてのニッケル原子の重量濃度が３００ｐｐｍ以下であることが好ましい。
【００３４】
少なくとも１つの有機化合物膜中の不純物としてのニッケル原子の重量濃度が３００ｐｐｍ以下であることにより、有機化合物膜中に注入されたキャリアの輸送能力が向上する。それにより、キャリアの再結合の低下を防止することができる。その結果、発光層における発光効率および発光寿命を向上させることができる。
【００３５】
本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子は、複数の有機化合物膜を備え、複数の有機化合物膜のうち少なくとも１つの有機化合物膜は、フェニルアミノ基を有する有機化合物を含み、少なくとも１つの有機化合物膜の重量が、複数の有機化合物膜の合計の重量の３０％以上である場合、少なくとも１つの有機化合物膜中の不純物としてのナトリウム原子の重量濃度が３４０ｐｐｍ以下であることが好ましい。
【００３６】
少なくとも１つの有機化合物膜中の不純物としてのナトリウム原子の重量濃度が３４０ｐｐｍ以下であることにより、有機化合物膜中に注入されたキャリアの輸送能力が向上する。それにより、キャリアの再結合の低下を防止することができる。その結果、発光層における発光効率および発光寿命を向上させることができる。
【００３７】
本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子は、キノリノール基を有する有機化合物を含む有機化合物層を備え、有機化合物層中に重量濃度が８００ｐｐｍ以下の不純物としての鉄原子を含むものである。
【００３８】
ここで、キノリノール基は、下記式（２）で表される。
【００３９】
【化２】
2004303650.tif 000004
【００４０】
有機化合物層中の不純物としての鉄原子の重量濃度が８００ｐｐｍ以下であることにより、有機化合物層中に注入されたキャリアの輸送能力が向上する。それにより、キャリアの再結合の低下を防止することができる。その結果、発光層における発光効率および発光寿命を向上させることができる。
【００４１】
本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子は、キノリノール基を有する有機化合物を含む有機化合物層を備え、有機化合物層中に重量濃度が９００ｐｐｍ以下の不純物としてのニッケル原子を含むものである。
【００４２】
有機化合物層中の不純物としてのニッケル原子の重量濃度が９００ｐｐｍ以下であることにより、有機化合物層中に注入されたキャリアの輸送能力が向上する。それにより、キャリアの再結合の低下を防止することができる。その結果、発光層における発光効率および発光寿命を向上させることができる。
【００４３】
本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子は、キノリノール基を有する有機化合物を含む有機化合物層を備え、有機化合物層中に重量濃度が１０００ｐｐｍ以下の不純物としてのナトリウム原子を含むものである。
【００４４】
有機化合物層中の不純物としてのナトリウム原子の重量濃度が１０００ｐｐｍ以下であることにより、有機化合物層中に注入されたキャリアの輸送能力が向上する。それにより、キャリアの再結合の低下を防止することができる。その結果、発光層における発光効率および発光寿命を向上させることができる。
【００４５】
本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子は、複数の有機化合物膜を備え、複数の有機化合物膜のうち少なくとも１つの有機化合物膜は、キノリノール基を有する有機化合物を含み、少なくとも１つの有機化合物膜の重量が、複数の有機化合物膜の合計の重量の３０％以上である場合、少なくとも１つの有機化合物膜中の不純物としての鉄原子の重量濃度が２７０ｐｐｍ以下であることが好ましい。
【００４６】
少なくとも１つの有機化合物膜中の不純物としての鉄原子の重量濃度が２７０ｐｐｍ以下であることにより、有機化合物膜中に注入されたキャリアの輸送能力が向上する。それにより、キャリアの再結合の低下を防止することができる。その結果、発光層における発光効率および発光寿命を向上させることができる。
【００４７】
本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子は、複数の有機化合物膜を備え、複数の有機化合物膜のうち少なくとも１つの有機化合物膜は、キノリノール基を有する有機化合物を含み、少なくとも１つの有機化合物膜の重量が、複数の有機化合物膜の合計の重量の３０％以上である場合、少なくとも１つの有機化合物膜中の不純物としてのニッケル原子の重量濃度が３００ｐｐｍ以下であることが好ましい。
【００４８】
少なくとも１つの有機化合物膜中の不純物としてのニッケル原子の重量濃度が３００ｐｐｍ以下であることにより、有機化合物膜中に注入されたキャリアの輸送能力が向上する。それにより、キャリアの再結合の低下を防止することができる。その結果、発光層における発光効率および発光寿命を向上させることができる。
【００４９】
本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子は、複数の有機化合物膜を備え、複数の有機化合物膜のうち少なくとも１つの有機化合物膜は、キノリノール基を有する有機化合物を含み、少なくとも１つの有機化合物膜の重量が、複数の有機化合物膜の合計の重量の３０％以上である場合、少なくとも１つの有機化合物膜中の不純物としてのナトリウム原子の重量濃度が３４０ｐｐｍ以下であることが好ましい。
【００５０】
少なくとも１つの有機化合物膜中の不純物としてのナトリウム原子の重量濃度が３４０ｐｐｍ以下であることにより、有機化合物膜中に注入されたキャリアの輸送能力が向上する。それにより、キャリアの再結合の低下を防止することができる。その結果、発光層における発光効率および発光寿命を向上させることができる。
【００５１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に係る有機エレクトロルミネッセンス（以下、有機ＥＬと略記する）素子について図面を参照しながら説明する。
【００５２】
図１は本発明の実施の形態に係る有機ＥＬ素子の構造を示す模式図である。
図１に示すように、有機ＥＬ素子１００においては、ガラス基板１上に透明電極膜からなるホール注入電極（陽極）２が形成されている。ホール注入電極２上には、有機材料からなるホール注入層３、有機材料からなるホール輸送層４および有機材料からなる発光層５が順に形成されている。また、発光層５上には、有機材料からなる電子輸送層６が形成されており、電子輸送層６上には、有機材料からなる電子注入層７が形成されている。さらに、電子注入層７上には、電子注入電極（陰極）８が形成されている。有機化合物層５０は、ホール注入層３、ホール輸送層４、発光層５、電子輸送層６および電子注入層７からなる。この場合、ホール注入層３、ホール輸送層４、発光層５、電子輸送層６および電子注入層７が複数の有機化合物膜に相当する。
【００５３】
ホール注入層３、ホール輸送層４、発光層５、電子輸送層６および電子注入層７は有機化合物からなる。なお、電子注入層７は、フッ化リチウム（ＬｉＦ）等の無機材料からなってもよい。その場合には、有機化合物層５０は、ホール注入層３、ホール輸送層４、発光層５および電子輸送層６からなる。
【００５４】
本実施の形態においては、有機化合物としてフェニルアミン誘導体の一種である下記式（１）で表される分子構造を有するＮ，Ｎ’−ジ（ナフタレン−１−イル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ベンジジン（Ｎ，Ｎ’−Ｄｉ（ｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅ−１−ｙｌ）−Ｎ，Ｎ’−ｄｉｐｈｅｎｙｌ−ｂｅｎｚｉｄｉｎｅ：以下、ＮＰＢと称する）を用いる。フェニルアミン誘導体は、ウルマン反応により生成される。ウルマン反応では、触媒として銅粉を用いる。
【００５５】
また、有機化合物としてキノリン誘導体の一種である下記式（２）で表される分子構造を有するトリス（８−ヒドロキシキノリナト）アルミニウム（以下、Ａｌｑと称する）を用いる。
【００５６】
【化３】
2004303650.tif 000005
【００５７】
【化４】
2004303650.tif 000006
【００５８】
また、ホール注入電極２は、ＩＴＯ（インジウム−スズ酸化物）等の金属化合物、銀等の金属または合金からなる透明電極、半透明電極または不透明電極である。また、電子注入電極８は、ＩＴＯ等の金属化合物、金属または合金からなる透明電極である。
【００５９】
有機ＥＬ素子１００のホール注入電極２と電子注入電極８との間に駆動電圧が印加されると発光層５が発光する。発光層５において発生された光は、電子注入電極８およびカラーフィルタ（図示せず）等を介して外部に取り出される。
【００６０】
次に、本実施の形態における有機化合物層５０に含まれる金属原子の含有量の測定方法について説明する。
【００６１】
本実施の形態においては、有機化合物層５０を構成する各層は、厚さが非常に薄く、また強度的にも弱いので、有機化合物層５０の各層を分離して金属原子の含有量の測定を行うことは困難である。
【００６２】
したがって、有機ＥＬ素子を溶媒で溶解することにより、ガラス基板１から有機化合物層５０を分離させる。
【００６３】
次に、上記溶媒を蒸発させることにより、溶媒に溶解された有機化合物層５０を形成する有機化合物を固形化させる。
【００６４】
続いて、固形化させた有機化合物の重量を秤量し、坩堝内で加熱して灰化させる。次に、灰化させた有機化合物に塩酸等の酸を加え、有機化合物に含まれる金属を溶解させる。続いて、有機化合物に酸を加えて金属を溶解させた試料を純粋で一定量に希釈し、ＩＣＰ（誘導結合プラズマ）法により有機化合物中に含まれる金属原子の重量濃度を測定する。
【００６５】
ＩＣＰ法とは、アルゴンプラズマの高温中に金属原子を含む試料を入れ、発生する光を測定するものである。その光の波長は、金属原子に特有のものであり、光の強度は、試料中の金属原子の量に比例することから、試料中に含まれる金属原子の重量濃度の定量分析が可能となる。
【００６６】
なお、本実施の形態では、ＩＣＰ法を用いて金属原子の重量濃度を測定したが、原子吸光法等を用いて測定してもよい。
【００６７】
有機化合物層５０のいずれかの層にフェニルアミン誘導体（例えば、ＮＰＢ）を含有する有機ＥＬ素子１００において、有機化合物層５０に含まれる不純物としての銅原子の重量濃度は５００ｐｐｍ以下であることが好ましい。それにより、発光層５の発光効率および発光寿命を向上させることができる。
【００６８】
また、有機化合物層５０に含まれる不純物としての銅原子の重量濃度は２００ｐｐｍ以下であることがより好ましい。それにより、発光層５の発光効率および発光寿命をより向上させることができる。
【００６９】
また、有機化合物層５０のいずれかの層にフェニルアミン誘導体（例えば、ＮＰＢ）を含有する有機ＥＬ素子１００において、有機化合物層５０に含まれる不純物としてのアルミニウム原子の重量濃度は８００ｐｐｍ以下であることが好ましい。それにより、発光層５の発光効率および発光寿命を向上させることができる。
【００７０】
また、有機化合物層５０のいずれかの層にフェニルアミン誘導体（例えば、ＮＰＢ）を含有する有機ＥＬ素子１００において、有機化合物層５０に含まれる不純物としての鉄原子の重量濃度は８００ｐｐｍ以下であることが好ましい。それにより、発光層５の発光効率および発光寿命を向上させることができる。
【００７１】
また、有機化合物層５０のいずれかの層にフェニルアミン誘導体（例えば、ＮＰＢ）を含有する有機ＥＬ素子１００において、有機化合物層５０に含まれる不純物としてのニッケル原子の重量濃度は９００ｐｐｍ以下であることが好ましい。それにより、発光層５の発光効率および発光寿命を向上させることができる。
【００７２】
さらに、有機化合物層５０のいずれかの層にフェニルアミン誘導体（例えば、ＮＰＢ）を含有する有機ＥＬ素子１００において、有機化合物層５０に含まれる不純物としてのナトリウム原子の重量濃度は１０００ｐｐｍ以下であることが好ましい。それにより、発光層５の発光効率および発光寿命を向上させることができる。
【００７３】
有機化合物層５０のいずれかの層にキノリン誘導体（例えば、Ａｌｑ）を含有する有機ＥＬ素子１００において、有機化合物層５０に含まれる不純物としての鉄原子の重量濃度は８００ｐｐｍ以下であることが好ましい。それにより、発光層５の発光効率および発光寿命を向上させることができる。
【００７４】
また、有機化合物層５０のいずれかの層にキノリン誘導体（例えば、Ａｌｑ）を含有する有機ＥＬ素子１００において、有機化合物層５０に含まれる不純物としてのニッケル原子の重量濃度は９００ｐｐｍ以下であることが好ましい。それにより、発光層５の発光効率および発光寿命を向上させることができる。
【００７５】
さらに、有機化合物層５０のいずれかの層にキノリン誘導体（例えば、Ａｌｑ）を含有する有機ＥＬ素子１００において、有機化合物層５０に含まれる不純物としてのナトリウム原子の重量濃度は１０００ｐｐｍ以下であることが好ましい。それにより、発光層５の発光効率および発光寿命を向上させることができる。
【００７６】
有機化合物層５０のいずれかの層にフェニルアミン誘導体（例えば、ＮＰＢ）およびキノリン誘導体（例えば、Ａｌｑ）を含有する有機ＥＬ素子１００において、有機化合物層５０に含まれる不純物としての銅原子の重量濃度は５００ｐｐｍ以下であることが好ましい。それにより、発光層５の発光効率および発光寿命を向上させることができる。
【００７７】
また、有機化合物層５０に含まれる不純物としての銅原子の重量濃度は２００ｐｐｍ以下であることがより好ましい。それにより、発光層５の発光効率および発光寿命をより向上させることができる。
【００７８】
また、有機化合物層５０のいずれかの層にフェニルアミン誘導体（例えば、ＮＰＢ）およびキノリン誘導体（例えば、Ａｌｑ）を含有する有機ＥＬ素子１００において、有機化合物層５０に含まれる不純物としてのアルミニウム原子の重量濃度は８００ｐｐｍ以下であることが好ましい。それにより、発光層５の発光効率および発光寿命を向上させることができる。
【００７９】
また、有機化合物層５０のいずれかの層にフェニルアミン誘導体（例えば、ＮＰＢ）およびキノリン誘導体（例えば、Ａｌｑ）を含有する有機ＥＬ素子１００において、有機化合物層５０に含まれる不純物としての鉄原子の重量濃度は１６００ｐｐｍ以下であることが好ましい。それにより、発光層５の発光効率および発光寿命を向上させることができる。
【００８０】
また、有機化合物層５０のいずれかの層にフェニルアミン誘導体（例えば、ＮＰＢ）およびキノリン誘導体（例えば、Ａｌｑ）を含有する有機ＥＬ素子１００において、有機化合物層５０に含まれる不純物としてのニッケル原子の重量濃度は１８００ｐｐｍ以下であることが好ましい。それにより、発光層５の発光効率および発光寿命を向上させることができる。
【００８１】
さらに、有機化合物層５０のいずれかの層にフェニルアミン誘導体（例えば、ＮＰＢ）およびキノリン誘導体（例えば、Ａｌｑ）を含有する有機ＥＬ素子１００において、有機化合物層５０に含まれる不純物としてのナトリウム原子の重量濃度は２０００ｐｐｍ以下であることが好ましい。それにより、発光層５の発光効率および発光寿命を向上させることができる。
【００８２】
有機化合物層５０の少なくとも１層にフェニルアミン誘導体（例えば、ＮＰＢ）を含有し、上記少なくとも１層の重量が有機化合物層５０の重量の３０％以上である有機ＥＬ素子において、上記少なくとも１層に含まれる不純物としての銅原子の重量濃度は１７０ｐｐｍ以下であることが好ましい。それにより、発光層５の発光効率および発光寿命を向上させることができる。
【００８３】
また、上記少なくとも１層に含まれる不純物としての銅原子の重量濃度は７０ｐｐｍ以下であることがより好ましい。それにより、発光層５の発光効率および発光寿命をより向上させることができる。
【００８４】
有機化合物層５０の少なくとも１層にフェニルアミン誘導体（例えば、ＮＰＢ）を含有し、上記少なくとも１層の重量が有機化合物層５０の重量の３０％以上である有機ＥＬ素子において、上記少なくとも１層に含まれる不純物としてのアルミニウム原子の重量濃度は２７０ｐｐｍ以下であることが好ましい。それにより、発光層５の発光効率および発光寿命を向上させることができる。
【００８５】
有機化合物層５０の少なくとも１層にフェニルアミン誘導体（例えば、ＮＰＢ）を含有し、上記少なくとも１層の重量が有機化合物層５０の重量の３０％以上である有機ＥＬ素子において、上記少なくとも１層に含まれる不純物としての鉄原子の重量濃度は２７０ｐｐｍ以下であることが好ましい。それにより、発光層５の発光効率および発光寿命を向上させることができる。
【００８６】
有機化合物層５０の少なくとも１層にフェニルアミン誘導体（例えば、ＮＰＢ）を含有し、上記少なくとも１層の重量が有機化合物層５０の重量の３０％以上である有機ＥＬ素子において、上記少なくとも１層に含まれる不純物としてのニッケル原子の重量濃度は３００ｐｐｍ以下であることが好ましい。それにより、発光層５の発光効率および発光寿命を向上させることができる。
【００８７】
有機化合物層５０の少なくとも１層にフェニルアミン誘導体（例えば、ＮＰＢ）を含有し、上記少なくとも１層の重量が有機化合物層５０の重量の３０％以上である有機ＥＬ素子において、上記少なくとも１層に含まれる不純物としてのナトリウム原子の重量濃度は３４０ｐｐｍ以下であることが好ましい。それにより、発光層５の発光効率および発光寿命を向上させることができる。
【００８８】
有機化合物層５０の少なくとも１層にキノリン誘導体（例えば、Ａｌｑ）を含有し、上記少なくとも１層の重量が有機化合物層５０の重量の３０％以上である有機ＥＬ素子において、上記少なくとも１層に含まれる不純物としての鉄原子の重量濃度は２７０ｐｐｍ以下であることが好ましい。それにより、発光層５の発光効率および発光寿命を向上させることができる。
【００８９】
有機化合物層５０の少なくとも１層にキノリン誘導体（例えば、Ａｌｑ）を含有し、上記少なくとも１層の重量が有機化合物層５０の重量の３０％以上である有機ＥＬ素子において、上記少なくとも１層に含まれる不純物としてのニッケル原子の重量濃度は３００ｐｐｍ以下であることが好ましい。それにより、発光層５の発光効率および発光寿命を向上させることができる。
【００９０】
有機化合物層５０の少なくとも１層にキノリン誘導体（例えば、Ａｌｑ）を含有し、上記少なくとも１層の重量が有機化合物層５０の重量の３０％以上である有機ＥＬ素子において、上記少なくとも１層に含まれる不純物としてのナトリウム原子の重量濃度は３４０ｐｐｍ以下であることが好ましい。それにより、発光層５の発光効率および発光寿命を向上させることができる。
【００９１】
なお、本実施の形態においては、有機化合物層５０の各層に用いる有機化合物としてＮＰＢおよびＡｌｑを用いたが、これに限定されるものではなく、トリス（２−フェニルピリジン）イリジウム（Ｔｒｉｓ（２−ｐｈｅｎｙｌｐｙｒｉｄｉｎｅ）ｉｒｉｄｉｕｍ）（Ｉｒ（ｐｐｙ）３と略記してもよい）等のイリジウム化合物誘導体、白金化合物誘導体および銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）誘導体等の金属錯体を用いてもよい。なお、銅フタロシアニンを構成する銅は、上記の不純物としての銅原子には含まれない。
【００９２】
また、本実施の形態では、有機ＥＬ素子１００は、ガラス基板１上にホール注入電極２、有機化合物層５０および電子注入電極８が順に積層された構造を有するが、これに限定されるものではなく、ガラス基板１上にホール注入電極２、ホール輸送層４、発光層５、電子注入層７および電子注入電極８が順に積層された構造を有してもよい。
【００９３】
【実施例】
以下の実施例では、有機化合物層に含まれる各種金属原子の濃度が異なる有機ＥＬ素子を作製し、発光層５の発光特性を測定した。なお、金属原子の重量濃度の測定方法として、上記実施の形態に係るＩＣＰ法を用いた。
【００９４】
ここで、電流密度２０ｍＡ／ｃｍ２での発光層５の発光効率を測定した。また、発光寿命として、定電流で発光層５を連続発光させたときの発光層５の初期輝度１５００ｃｄ／ｃｍ２時の半減期を測定した。
【００９５】
本実施例においては、ガラス基板１上にホール注入電極２、ホール輸送層４、発光層５、電子注入層７および電子注入電極８が順に積層された構造を有する有機ＥＬ素子を用いた。
【００９６】
ホール注入電極２はＩＴＯからなる金属化合物であり、ホール輸送層４はＮＰＢからなる。この場合、ホール輸送層４がフェニルアミノ基を有する化合物を含む有機化合物膜に相当する。また、発光層５はＡｌｑからなり、電子注入層７はフッ化リチウム（ＬｉＦ）からなる。さらに、電子注入電極８はアルミニウムからなる。ホール輸送層４および発光層５の厚みは、それぞれ７００Åである。この場合、発光層５がキノリノール基を有する化合物を含む有機化合物膜に相当する。
【００９７】
本実施例では、ＮＰＢおよびＡｌｑの生成時の昇華精製の回数を変えて不純物濃度が異なる複数種類のＮＰＢおよびＡｌｑを生成し、それらのＮＰＢおよびＡｌｑを用いて発光層５の発光特性を測定した。
【００９８】
（実施例１）
実施例１では、ホール輸送層４に含まれる銅原子の重量濃度を測定し、その重量濃度を有する有機ＥＬ素子における発光層５の発光効率および発光寿命を測定した。
【００９９】
実施例１では、ホール輸送層４に含まれる銅原子の重量濃度が４０ｐｐｍ、８０ｐｐｍ、１００ｐｐｍ、２００ｐｐｍ、５００ｐｐｍ、８００ｐｐｍ、１１００ｐｐｍおよび１５００ｐｐｍの８種の有機ＥＬ素子を用いた。その測定結果を表１に示す。
【０１００】
【表１】
2004303650.tif 000007
【０１０１】
表１に示すように、銅原子の重量濃度（ｐｐｍ）が低下するにつれて、発光効率（ｃｄ／ｃｍ２）は上昇した。また、銅原子の重量濃度（ｐｐｍ）が低下するにつれて、発光寿命（ｈｒ）も長くなった。
【０１０２】
特に、発光寿命においては、銅原子の重量濃度が４０〜５００ｐｐｍの場合、発光寿命は３５０時間以上となり、銅原子の重量濃度が８００〜１５００ｐｐｍの場合の発光寿命と比べ２倍以上長くなった。さらに、銅原子の重量濃度が２００ｐｐｍ以下の場合、発光寿命は４００時間以上となった。
【０１０３】
以上の結果から、ホール輸送層４に含まれる銅原子の重量濃度は５００ｐｐｍ以下であることが好ましい。また、ホール輸送層４に含まれる銅原子の重量濃度は２００ｐｐｍ以下であることがより好ましい。
【０１０４】
（実施例２）
実施例２では、ホール輸送層４に含まれるアルミニウム原子の重量濃度を測定し、その重量濃度を有する有機ＥＬ素子における発光層５の発光効率および発光寿命を測定した。
【０１０５】
図２はホール輸送層４に含まれるアルミニウム原子の重量濃度に対する発光効率の結果を示すグラフである。
【０１０６】
図２に示すように、アルミニウム原子の重量濃度が８００ｐｐｍ以下になると発光効率は最大値（３００ｐｐｍの場合）の９０％以上を確保することができた。
【０１０７】
以上の結果から、ホール輸送層４に含まれるアルミニウム原子の重量濃度は８００ｐｐｍ以下であることが好ましい。
【０１０８】
（実施例３）
実施例３では、ホール輸送層４に含まれるナトリウム原子の重量濃度を測定し、その重量濃度を有する有機ＥＬ素子における発光層５の発光効率および発光寿命を測定した。
【０１０９】
図３はホール輸送層４に含まれるナトリウム原子の重量濃度に対する発光効率の結果を示すグラフである。
【０１１０】
図３に示すように、ナトリウム原子の重量濃度が１０００ｐｐｍ以下になると発光効率は最大値（６００ｐｐｍの場合）の９０％以上を確保することができた。
【０１１１】
以上の結果から、ホール輸送層４に含まれるナトリウム原子の重量濃度は１０００ｐｐｍ以下であることが好ましい。
【０１１２】
（実施例４）
実施例４では、ホール輸送層４に含まれる鉄原子の重量濃度を測定し、その重量濃度を有する有機ＥＬ素子における発光層５の発光効率および発光寿命を測定した。
【０１１３】
図４はホール輸送層４に含まれる鉄原子の重量濃度に対する発光効率の結果を示すグラフである。
【０１１４】
図４に示すように、鉄原子の重量濃度が８００ｐｐｍ以下になると発光効率は最大値（４００ｐｐｍの場合）の９０％以上を確保することができた。
【０１１５】
以上の結果から、ホール輸送層４に含まれる鉄原子の重量濃度は８００ｐｐｍ以下であることが好ましい。
【０１１６】
（実施例５）
実施例５では、ホール輸送層４に含まれるニッケル原子の重量濃度を測定し、その重量濃度を有する有機ＥＬ素子における発光層５の発光効率および発光寿命を測定した。
【０１１７】
図５はホール輸送層４に含まれるニッケル原子の重量濃度に対する発光効率の結果を示すグラフである。
【０１１８】
図５に示すように、ニッケル原子の重量濃度が９００ｐｐｍ以下になると発光効率は最大値（４００ｐｐｍの場合）の９０％以上を確保することができた。
【０１１９】
以上の結果から、ホール輸送層４に含まれるニッケル原子の重量濃度は９００ｐｐｍ以下であることが好ましい。
【０１２０】
（実施例６）
実施例６では、発光層５に含まれるナトリウム原子の重量濃度を測定し、その重量濃度を有する有機ＥＬ素子における発光層５の発光効率および発光寿命を測定した。
【０１２１】
図６は発光層５に含まれるナトリウム原子の重量濃度に対する発光効率の結果を示すグラフである。
【０１２２】
図６に示すように、ナトリウム原子の重量濃度が１０００ｐｐｍ以下になると発光効率は最大値（６００ｐｐｍの場合）の９０％以上を確保することができた。
【０１２３】
以上の結果から、発光層５に含まれるナトリウム原子の重量濃度は１０００ｐｐｍ以下であることが好ましい。
【０１２４】
（実施例７）
実施例７では、発光層５に含まれる鉄原子の重量濃度を測定し、その重量濃度を有する有機ＥＬ素子における発光層５の発光効率および発光寿命を測定した。
【０１２５】
図７は発光層５に含まれる鉄原子の重量濃度に対する発光効率の結果を示すグラフである。
【０１２６】
図７に示すように、鉄原子の重量濃度が８００ｐｐｍ以下になると発光効率は最大値（４００ｐｐｍの場合）の９０％以上を確保することができた。
【０１２７】
以上の結果から、発光層５に含まれる鉄原子の重量濃度は８００ｐｐｍ以下であることが好ましい。
【０１２８】
（実施例８）
実施例８では、発光層５に含まれるニッケル原子の重量濃度を測定し、その重量濃度を有する有機ＥＬ素子における発光層５の発光効率および発光寿命を測定した。
【０１２９】
図８は発光層５に含まれるニッケル原子の重量濃度に対する発光効率の結果を示すグラフである。
【０１３０】
図８に示すように、ニッケル原子の重量濃度が９００ｐｐｍ以下になると発光効率は最大値（４００ｐｐｍの場合）の９０％以上を確保することができた。
【０１３１】
以上の結果から、発光層５に含まれるニッケル原子の重量濃度は９００ｐｐｍ以下であることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る有機ＥＬ素子の構造を示す模式図である。
【図２】ホール輸送層４に含まれるアルミニウム原子の重量濃度に対する発光効率の結果を示すグラフである。
【図３】ホール輸送層４に含まれるナトリウム原子の重量濃度に対する発光効率の結果を示すグラフである。
【図４】ホール輸送層４に含まれる鉄原子の重量濃度に対する発光効率の結果を示すグラフである。
【図５】ホール輸送層４に含まれるニッケル原子の重量濃度に対する発光効率の結果を示すグラフである。
【図６】発光層５に含まれるナトリウム原子の重量濃度に対する発光効率の結果を示すグラフである。
【図７】発光層５に含まれる鉄原子の重量濃度に対する発光効率の結果を示すグラフである。
【図８】発光層５に含まれるニッケル原子の重量濃度に対する発光効率の結果を示すグラフである。
【符号の説明】
５０  有機化合物層
１００  有機エレクトロルミネッセンス素子
【図１】
2004303650.tif 000008
【図２】
2004303650.tif 000009
【図３】
2004303650.tif 000010
【図４】
2004303650.tif 000011
【図５】
2004303650.tif 000012
【図６】
2004303650.tif 000013
【図７】
2004303650.tif 000014
【図８】
2004303650.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成16年6月21日(2004.6.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フェニルアミノ基を有する有機化合物を含む有機化合物膜を少なくとも１つ含む有機化合物層を備え、
前記有機化合物層中に重量濃度が５００ｐｐｍ以下の不純物としての銅原子を含むことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項２】
前記有機化合物層中の前記不純物としての銅原子の重量濃度が２００ｐｐｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項３】
フェニルアミノ基を有する有機化合物を含む有機化合物膜を少なくとも１つ含む有機化合物層を備え、
前記有機化合物層中に重量濃度が８００ｐｐｍ以下の不純物としてのアルミニウム原子を含むことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項４】
フェニルアミノ基を有する有機化合物を含む有機化合物膜を少なくとも１つ含む有機化合物層を備え、
前記有機化合物層中に重量濃度が８００ｐｐｍ以下の不純物としての鉄原子を含むことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項５】
フェニルアミノ基を有する有機化合物を含む有機化合物膜を少なくとも１つ含む有機化合物層を備え、
前記有機化合物層中に重量濃度が９００ｐｐｍ以下の不純物としてのニッケル原子を含むことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項６】
フェニルアミノ基を有する有機化合物を含む有機化合物膜を少なくとも１つ含む有機化合物層を備え、
前記有機化合物層中に重量濃度が１０００ｐｐｍ以下の不純物としてのナトリウム原子を含むことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
本発明の参考となる有機エレクトロルミネッセンス素子は、キノリノール基を有する有機化合物を含む有機化合物層を備え、有機化合物層中に重量濃度が８００ｐｐｍ以下の不純物としての鉄原子を含むものである。


【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
本発明の参考となる有機エレクトロルミネッセンス素子は、キノリノール基を有する有機化合物を含む有機化合物層を備え、有機化合物層中に重量濃度が９００ｐｐｍ以下の不純物としてのニッケル原子を含むものである。


【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
本発明の参考となる有機エレクトロルミネッセンス素子は、キノリノール基を有する有機化合物を含む有機化合物層を備え、有機化合物層中に重量濃度が１０００ｐｐｍ以下の不純物としてのナトリウム原子を含むものである。


【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
本発明の参考となる有機エレクトロルミネッセンス素子は、複数の有機化合物膜を備え、複数の有機化合物膜のうち少なくとも１つの有機化合物膜は、キノリノール基を有する有機化合物を含み、少なくとも１つの有機化合物膜の重量が、複数の有機化合物膜の合計の重量の３０％以上である場合、少なくとも１つの有機化合物膜中の不純物としての鉄原子の重量濃度が２７０ｐｐｍ以下であることが好ましい。


【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４７】
本発明の参考となる有機エレクトロルミネッセンス素子は、複数の有機化合物膜を備え、複数の有機化合物膜のうち少なくとも１つの有機化合物膜は、キノリノール基を有する有機化合物を含み、少なくとも１つの有機化合物膜の重量が、複数の有機化合物膜の合計の重量の３０％以上である場合、少なくとも１つの有機化合物膜中の不純物としてのニッケル原子の重量濃度が３００ｐｐｍ以下であることが好ましい。


【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４９】
本発明の参考となる有機エレクトロルミネッセンス素子は、複数の有機化合物膜を備え、複数の有機化合物膜のうち少なくとも１つの有機化合物膜は、キノリノール基を有する有機化合物を含み、少なくとも１つの有機化合物膜の重量が、複数の有機化合物膜の合計の重量の３０％以上である場合、少なくとも１つの有機化合物膜中の不純物としてのナトリウム原子の重量濃度が３４０ｐｐｍ以下であることが好ましい。