JP2002198176A

JP2002198176A - 発光素子

Info

Publication number: JP2002198176A
Application number: JP2000393990A
Authority: JP
Inventors: Toru Kohama; 亨小濱; Takeshi Tominaga; 剛富永; Seiichiro Murase; 清一郎村瀬
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 2000-12-26
Filing date: 2000-12-26
Publication date: 2002-07-12

Abstract

(57)【要約】【課題】発光効率が高く、高輝度で色純度に優れた、発
光素子を提供する。【解決手段】発光素子を、正極と負極の間に発光物質が
存在し、電気エネルギーにより発光する素子であって、
該素子が一般式（１）で表される有機蛍光体を含むもの
とする。【化１】（ここでＲ¹〜Ｒ¹⁰はそれぞれ、水素、アルキル基、シ
クロアルキル基、アラルキル基、アルケニル基、シクロ
アルケニル基、アルキニル基、水酸基、メルカプト基、
アルコキシ基、アルキルチオ基、アリールエーテル基、
アリールチオエーテル基、アリール基、複素環基、ハロ
ゲン、ハロアルカン、ハロアルケン、ハロアルキン、シ
アノ基、アルデヒド基、カルボニル基、カルボキシル
基、エステル基、カルバモイル基、アミノ基、ニトロ
基、シリル基、シロキサニル基の中から選ばれる。ま
た、Ｒ³〜Ｒ¹⁰はそれぞれ、隣接する置換基との間に環
構造を形成しても良い。）

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気エネルギーを
光に変換できる素子であって、表示素子、フラットパネ
ルディスプレイ、バックライト、照明、インテリア、標
識、看板、電子写真機、光信号発生器などの分野に利用
可能な発光素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】負極から注入された電子と正極から注入
された正孔が両極に挟まれた有機蛍光体内で再結合する
際に発光するという有機積層薄膜発光素子の研究が近年
活発に行われている。この素子は、薄型、低駆動電圧下
での高輝度発光、蛍光材料を選ぶことによる多色発光が
特徴であり注目を集めている。

【０００３】この研究は、コダック社のＣ．Ｗ．Ｔａｎ
ｇらが有機積層薄膜発光素子が高輝度に発光することを
示して以来（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．５１（１
２）２１，ｐ．９１３，１９８７）、多くの研究機関が
検討を行っている。コダック社の研究グループが提示し
た有機積層薄膜発光素子の代表的な構成は、酸化錫イン
ジウム（以下ＩＴＯ）ガラス基板上に正孔輸送性のジア
ミン化合物、発光層であるトリス（８−キノリノラト）
アルミニウム、そして負極としてＭｇ：Ａｇを順次設け
たものであり、１０Ｖ程度の駆動電圧で１０００ｃｄ／
ｍ²の緑色発光が可能であった。現在の有機積層薄膜発
光素子は、上記の素子構成要素の他に電子輸送層を設け
ているものなど構成を変えているものもあるが、基本的
にはコダック社の構成を踏襲している。

【０００４】上記発光層を構成する発光材料としては、
ホスト材料のみ、または、ホスト材料にゲスト材料をド
ーピングしたものが使用される。発光材料は、フルカラ
ーディスプレイ用として赤色、緑色、青色の三原色揃う
ことが求められている。

【０００５】ホスト材料としては、上記トリス（８−キ
ノリノラト）アルミニウムを始めとするキノリノール誘
導体の金属錯体、ベンズオキサゾール誘導体、スチルベ
ン誘導体、ベンズチアゾール誘導体、チアジアゾール誘
導体、チオフェン誘導体、テトラフェニルブタジエン誘
導体、シクロペンタジエン誘導体、オキサジアゾール誘
導体、オキサジアゾール誘導体金属錯体、ベンズアゾー
ル誘導体金属錯体などが挙げられる。

【０００６】中でも、青色発光ホスト材料に関しては、
比較的良い性能が得られている例として、キノリノール
誘導体と異なる配位子を組み合わせた金属錯体（特開平
５−２１４３３２号公報）や、ビススチリルベンゼン誘
導体（特開平４−１１７４８５号公報）などが提案され
ているが、色純度の点で充分なものが得られていない。
また、スピロシロール骨格を有するシラシクロペンタジ
エンスピロ化合物を用いることなども提案されているが
（特開平１１−２４６５６７号公報）、実用化されてい
ない。

【０００７】一方、ゲスト材料としてのドーパント材料
には、レーザー色素として有用であることが知られてい
る、７−ジメチルアミノ−４−メチルクマリンを始めと
するクマリン誘導体、ペリレン、ピレン、アントラセン
などの縮合芳香環誘導体、スチルベン誘導体、オリゴフ
ェニレン誘導体、フラン誘導体、キノロン誘導体、オキ
サゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体などが知られ
ている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した従来
技術に用いられる発光材料（ホスト材料、ドーパント材
料）には、発光効率が低く消費電力が高いものや、耐久
性が低く素子寿命の短いものが多かった。特に、フルカ
ラーディスプレイ用として求められる三原色発光のう
ち、緑色発光材料の研究は進んでいるものの、赤色、青
色発光においては、発光波長を満足させるものは少な
く、発光ピークの幅も広く色純度が良いものは少ない。
中でも青色発光において、耐久性に優れ十分な輝度と色
純度特性を示すものが必要とされている。

【０００９】そこで本発明は、かかる従来技術の問題点
を解決し、発光効率が高く、高輝度で色純度に優れた発
光素子を提供することをその目的とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記本発明の目的は、正
極と負極の間に発光物質が存在し、電気エネルギーによ
り発光する素子であって、該発光物質が一般式（１）で
表される有機蛍光体を含むことを特徴とする発光素子に
よって達成される。

【００１１】

【化３】（ここでＲ¹〜Ｒ¹⁰はそれぞれ、水素、アルキル基、シ
クロアルキル基、アラルキル基、アルケニル基、シクロ
アルケニル基、アルキニル基、水酸基、メルカプト基、
アルコキシ基、アルキルチオ基、アリールエーテル基、
アリールチオエーテル基、アリール基、複素環基、ハロ
ゲン、ハロアルカン、ハロアルケン、ハロアルキン、シ
アノ基、アルデヒド基、カルボニル基、カルボキシル
基、エステル基、カルバモイル基、アミノ基、ニトロ
基、シリル基、シロキサニル基の中から選ばれる。ま
た、Ｒ³〜Ｒ¹⁰はそれぞれ、隣接する置換基との間に環
構造を形成しても良い。）

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明において正極は、光を取り
出すために透明であれば酸化錫、酸化インジウム、ＩＴ
Ｏなどの導電性金属酸化物、あるいは金、銀、クロムな
どの金属、ヨウ化銅、硫化銅などの無機導電性物質、ポ
リチオフェン、ポリピロール、ポリアニリンなどの導電
性ポリマなど特に限定されるものでないが、ＩＴＯガラ
スやネサガラスを用いることが特に好ましい。電極の抵
抗は発光素子の発光に十分な電流が供給できればよいの
で限定されないが、発光素子の消費電力の観点からは低
抵抗であることが好ましい。例えば３００Ω／□以下の
ＩＴＯガラスであれば素子電極として機能するが、現在
では１０Ω／□程度の基板の供給も可能になっており、
低抵抗品を使用することが特に好ましい。

【００１３】ＩＴＯガラスを用いた場合のＩＴＯ膜の厚
みは抵抗値に合わせて任意に選ぶことができるが、通常
は１００〜３００ｎｍの間とすることが好ましい。ま
た、ガラス基板の厚みは機械的強度を保つのに十分な厚
みがあればよく、具体的には、０．５ｍｍ以上が好まし
い。ガラス基板の材質については、ガラスからの溶出イ
オンが少ない方がよいので無アルカリガラスが好ましい
が、市販されているＳｉＯ₂ などのバリアコートを施し
たソーダライムガラスも使用できる。

【００１４】ＩＴＯ膜形成方法は、電子線ビーム法、ス
パッタリング法、化学反応法など特に制限を受けるもの
ではない。

【００１５】本発明において負極は、電子を一般式
（１）で表される有機蛍光体を含む発光物質に効率良く
注入できる物質からなるものであれば特に限定されない
が、具体的には白金、金、銀、銅、鉄、錫、亜鉛、アル
ミニウム、インジウム、クロム、リチウム、ナトリウ
ム、カリウム、カルシウム、マグネシウムなどが挙げら
れる。特に、電子注入効率を上げて素子特性を向上させ
るためにはリチウム、ナトリウム、カリウム、カルシウ
ム、マグネシウムまたはこれら低仕事関数金属を含む合
金が有効である。

【００１６】しかし、これらの低仕事関数金属は、一般
に大気中で不安定であることが多いので、例えば、有機
層に微量のリチウムやマグネシウム（真空蒸着の膜厚計
表示で１ｎｍ以下）をドーピングした安定性の高い電極
を使用することが好ましいが、フッ化リチウムのような
無機塩の使用も可能であり、特にこれらに限定されるも
のではない。更に電極保護のために白金、金、銀、銅、
鉄、錫、アルミニウム、インジウムなどの金属、または
これら金属を用いた合金、そしてシリカ、チタニア、窒
化ケイ素などの無機物、ポリビニルアルコール、塩化ビ
ニル、炭化水素系高分子などを積層することが好ましい
例として挙げられる。

【００１７】上記負極の作製方法も抵抗加熱法、電子線
ビーム法、スパッタリング法、イオンプレーティング
法、コーティング法など、導通を取ることができれば特
に制限されない。

【００１８】本発明において発光物質は、１）正孔輸送
層／発光層、２）正孔輸送層／発光層／電子輸送層、
３）発光層／電子輸送層、４）正孔輸送層／発光層／正
孔阻止層、５）正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／電子
輸送層、６）発光層／正孔阻止層／電子輸送層そして、
７）上記各層を構成する材料を一層に混合した形態など
のいずれであってもよい。即ち、発光物質の構成として
は、上記１）〜６）の多層積層構造の他に７）のように
発光材料単独または発光材料と正孔輸送性材料や電子輸
送性材料などを含む層を一層設けたものでもよい。さら
に、本発明において発光物質とは自ら発光するもの、そ
の発光を助けるもののいずれでもよく、発光に関与して
いる化合物、層などを意味するものである。

【００１９】上記正孔輸送層は、正孔輸送性材料単独ま
たは二種類以上の物質を積層、混合するか正孔輸送性材
料と後述する高分子結着剤の混合物により形成されるも
のである。該正孔輸送性材料は、電界を与えられた電極
間において正極からの正孔を効率良く輸送するものであ
り、正孔注入効率が高く、注入された正孔を効率良く輸
送するものであることが好ましい。そのためにはイオン
化ポテンシャルが小さく、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お
よび使用時に発生しにくい材料で構成されることが要求
される。このような条件を満たすものとして、Ｎ，Ｎ’
−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ジ（３−メチルフェニル）−
４，４’−ジフェニル−１，１’−ジアミン、Ｎ，Ｎ’
−ジナフチル−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−４，４’−ジフ
ェニル−１，１’−ジアミンなどのトリフェニルアミン
類、ビス（Ｎ−アリルカルバゾール）またはビス（Ｎ−
アルキルカルバゾール）類、ピラゾリン誘導体、スチル
ベン系化合物、ヒドラゾン系化合物、オキサジアゾール
誘導体やフタロシアニン誘導体、ポルフィリン誘導体に
代表される複素環化合物、ポリマー系では前記単量体を
側鎖に有するポリカーボネートやスチレン誘導体、ポリ
ビニルカルバゾール、ポリシランなどが好ましく挙げら
れるが、発光素子作製に必要な薄膜を形成し、正極から
正孔が注入できて、さらに正孔を輸送できる化合物であ
れば特に限定されるものではない。

【００２０】上記発光層は発光材料からなり、該発光材
料はホスト材料のみでも、ホスト材料とドーパント材料
の組み合わせでも、いずれであってもよい。また、ドー
パント材料はホスト材料の全体に含まれていても、部分
的に含まれていても、いずれであってもよく、ホスト材
料からなる層に対しドーパント材料からなる層が積層さ
れていてもよい。

【００２１】本発明において発光物質は、一般式（１）
で表される有機蛍光体を含む必要があり、特に発光層を
構成する発光材料に、該有機蛍光体が含まれることが好
ましい。

【００２２】

【化４】ここでＲ¹〜Ｒ¹⁰はそれぞれ、水素、アルキル基、シク
ロアルキル基、アラルキル基、アルケニル基、シクロア
ルケニル基、アルキニル基、水酸基、メルカプト基、ア
ルコキシ基、アルキルチオ基、アリールエーテル基、ア
リールチオエーテル基、アリール基、複素環基、ハロゲ
ン、ハロアルカン、ハロアルケン、ハロアルキン、シア
ノ基、アルデヒド基、カルボニル基、カルボキシル基、
エステル基、カルバモイル基、アミノ基、ニトロ基、シ
リル基、シロキサニル基の中から選ばれる。また、Ｒ³
〜Ｒ¹⁰はそれぞれ、隣接する置換基との間に環構造を形
成しても良い。

【００２３】本発明の発光素子に含まれる必要のある有
機蛍光体は、ベンゼン環が縮合したシラインデン骨格を
有しており、縮合環が導入されたことで、より剛直化し
て蛍光強度が強くなり、分子量が増大されたことで、よ
り薄膜安定性に優れている。また、シラインデン骨格で
分子の対称性が崩されたことによって、結晶化が生じに
くく、薄膜安定性が増大している。

【００２４】本発明において、アルキル基とは例えばメ
チル基、エチル基、プロピル基、ブチル基などの飽和脂
肪族炭化水素基を示し、これは無置換でも置換されてい
てもかまわない。また、シクロアルキル基とは例えばシ
クロプロピル、シクロヘキシル、ノルボルニル、アダマ
ンチルなどの飽和脂環式炭化水素基を示し、これは無置
換でも置換されていてもかまわない。また、アラルキル
基とは例えばベンジル基、フェニルエチル基などの脂肪
族炭化水素を介した芳香族炭化水素基を示し、脂肪族炭
化水素と芳香族炭化水素はいずれも無置換でも置換され
ていてもかまわない。また、アルケニル基とは例えばビ
ニル基、アリル基、ブタジエニル基などの二重結合を含
む不飽和脂肪族炭化水素基を示し、これは無置換でも置
換されていてもかまわない。また、シクロアルケニル基
とは例えばシクロペンテニル基、シクロペンタジエニル
基、シクロヘキセン基などの二重結合を含む不飽和脂環
式炭化水素基を示し、これは無置換でも置換されていて
もかまわない。また、アルキニル基とは例えばアセチレ
ニル基などの三重結合を含む不飽和脂肪族炭化水素基を
示し、これは無置換でも置換されていてもかまわない。

【００２５】また、アルコキシ基とは例えばメトキシ基
などのエーテル結合を介した脂肪族炭化水素基を示し、
脂肪族炭化水素基は無置換でも置換されていてもかまわ
ない。また、アルキルチオ基とはアルコキシ基のエーテ
ル結合の酸素原子が硫黄原子に置換されたものである。
また、アリールエーテル基とは例えばフェノキシ基など
のエーテル結合を介した芳香族炭化水素基を示し、芳香
族炭化水素基は無置換でも置換されていてもかまわな
い。また、アリールチオエーテル基とはアリールエーテ
ル基のエーテル結合の酸素原子が硫黄原子に置換された
ものである。また、アリール基とは例えばフェニル基、
ナフチル基、ビフェニル基、フェナントリル基、ターフ
ェニル基、ピレニル基などの芳香族炭化水素基を示し、
これは無置換でも置換されていてもかまわない。また、
複素環基とは例えばフリル基、チエニル基、オキサゾリ
ル基、ピリジル基、キノリル基、カルバゾリル基などの
炭素以外の原子を有する環状構造基を示し、これは無置
換でも置換されていてもかまわない。ハロゲンとはフッ
素、塩素、臭素、ヨウ素を示す。

【００２６】ハロアルカン、ハロアルケン、ハロアルキ
ンとは例えばトリフルオロメチル基などの、上記アルキ
ル基、アルケニル基、アルキニル基の一部あるいは全部
が、上記ハロゲンで置換されたものを示し、残りの部分
は無置換でも置換されていてもかまわない。アルデヒド
基、カルボニル基、エステル基、カルバモイル基、アミ
ノ基には脂肪族炭化水素、脂環式炭化水素、芳香族炭化
水素、複素環などで置換されたものも含み、さらに脂肪
族炭化水素、脂環式炭化水素、芳香族炭化水素、複素環
は無置換でも置換されていてもかまわない。シリル基と
は例えばトリメチルシリル基などのケイ素化合物基を示
し、これは無置換でも置換されていてもかまわない。シ
ロキサニル基とは例えばトリメチルシロキサニル基など
のエーテル結合を介したケイ素化合物基を示し、これは
無置換でも置換されていてもかまわない。また、隣接置
換基との間に環構造を形成しても構わない。形成される
環構造は無置換でも置換されていてもかまわない。

【００２７】本発明においては、特に、一般式（２）で
表される有機蛍光体が好適に用いられる。シラインデン
骨格部分が多くなることで、上記した効果が一層大きく
なる。

【００２８】

【化５】ここでＲ¹¹〜Ｒ²²はそれぞれ、水素、アルキル基、シク
ロアルキル基、アラルキル基、アルケニル基、シクロア
ルケニル基、アルキニル基、水酸基、メルカプト基、ア
ルコキシ基、アルキルチオ基、アリールエーテル基、ア
リールチオエーテル基、アリール基、複素環基、ハロゲ
ン、ハロアルカン、ハロアルケン、ハロアルキン、シア
ノ基、アルデヒド基、カルボニル基、カルボキシル基、
エステル基、カルバモイル基、アミノ基、ニトロ基、シ
リル基、シロキサニル基の中から選ばれる。また、Ｒ¹³
〜Ｒ¹⁶、Ｒ¹⁹〜Ｒ²²はそれぞれ、隣接する置換基との間
に環構造を形成しても良い。

【００２９】一般式（２）の中でも、Ｒ¹¹〜Ｒ²²の少な
くとも１つが、置換もしくは無置換のアリール基、置換
もしくは無置換の複素環基、または置換もしくは無置換
のエチレン基である有機蛍光体がより好適に用いられ
る。これらの置換基を導入することで、共役が拡張さ
れ、発光波長を調節することが出来る。

【００３０】上記一般式（１）で表される有機蛍光体と
して、具体的には下記のような構造

【００３１】

【化６】

【００３２】

【化７】が挙げられる。

【００３３】本発明において使用される上記有機蛍光体
は青色領域に蛍光を有するものが多く、青色発光に用い
ることが好ましいが、特に限定されるものではない。

【００３４】なお、上記一般式（１）で表される有機蛍
光体は、後述する発光材料のドーパント材料として用い
てもかまわないが、優れた電子輸送能を有することか
ら、ホスト材料として好適に用いられる。

【００３５】また、発光材料のホスト材料は上記一般式
（１）で表される有機蛍光体一種のみ、もしくは、複数
の一般式（１）で表される有機蛍光体を混合して用いて
もよく、さらには、既知のホスト材料の一種類以上と一
般式（１）で表される有機蛍光体と混合して用いてもよ
い。

【００３６】既知のホスト材料としては特に限定される
ものではないが、以前から発光体として知られていたア
ントラセン、フェナンスレン、ピレン、ペリレン、クリ
センなどの縮合環誘導体、トリス（８−キノリノラト）
アルミニウムを始めとするキノリノール誘導体の金属錯
体、ベンズオキサゾール誘導体、スチルベン誘導体、ベ
ンズチアゾール誘導体、チアジアゾール誘導体、チオフ
ェン誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、シクロ
ペンタジエン誘導体、オキサジアゾール誘導体、ビスス
チリルアントラセン誘導体やジスチリルベンゼン誘導体
などのビススチリル誘導体、キノリノール誘導体と異な
る配位子を組み合わせた金属錯体、オキサジアゾール誘
導体金属錯体、ベンズアゾール誘導体金属錯体、クマリ
ン誘導体、ピロロピリジン誘導体、ペリノン誘導体、チ
アジアゾロピリジン誘導体、ポリマー系では、ポリフェ
ニレンビニレン誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、そ
して、ポリチオフェン誘導体などが使用できる。

【００３７】発光材料に添加するドーパント材料は、特
に限定されるものではないが、具体的には従来から知ら
れている、フェナンスレン、アントラセン、ピレン、テ
トラセン、ペンタセン、ペリレン、ナフトピレン、ジベ
ンゾピレン、ルブレンなどの縮合環誘導体、ベンズオキ
サゾール誘導体、ベンズチアゾール誘導体、ベンズイミ
ダゾール誘導体、ベンズトリアゾール誘導体、オキサゾ
ール誘導体、オキサジアゾール誘導体、チアゾール誘導
体、イミダゾール誘導体、チアジアゾール誘導体、トリ
アゾール誘導体、ピラゾリン誘導体、スチルベン誘導
体、チオフェン誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導
体、シクロペンタジエン誘導体、ビススチリルアントラ
セン誘導体やジスチリルベンゼン誘導体などのビススチ
リル誘導体、ジアザインダセン誘導体、フラン誘導体、
ベンゾフラン誘導体、フェニルイソベンゾフラン、ジメ
シチルイソベンゾフラン、ジ（２−メチルフェニル）イ
ソベンゾフラン、ジ（２−トリフルオロメチルフェニ
ル）イソベンゾフラン、フェニルイソベンゾフランなど
のイソベンゾフラン誘導体、ジベンゾフラン誘導体、７
−ジアルキルアミノクマリン誘導体、７−ピペリジノク
マリン誘導体、７−ヒドロキシクマリン誘導体、７−メ
トキシクマリン誘導体、７−アセトキシクマリン誘導
体、３−ベンズチアゾリルクマリン誘導体、３−ベンズ
イミダゾリルクマリン誘導体、３−ベンズオキサゾリル
クマリン誘導体などのクマリン誘導体、ジシアノメチレ
ンピラン誘導体、ジシアノメチレンチオピラン誘導体、
ポリメチン誘導体、シアニン誘導体、オキソベンズアン
スラセン誘導体、キサンテン誘導体、ローダミン誘導
体、フルオレセイン誘導体、ピリリウム誘導体、カルボ
スチリル誘導体、アクリジン誘導体、ビス（スチリル）
ベンゼン誘導体、オキサジン誘導体、フェニレンオキサ
イド誘導体、キナクリドン誘導体、キナゾリン誘導体、
ピロロピリジン誘導体、フロピリジン誘導体、１，２，
５−チアジアゾロピレン誘導体、ペリノン誘導体、ピロ
ロピロール誘導体、スクアリリウム誘導体、ビオラント
ロン誘導体、フェナジン誘導体、アクリドン誘導体、ジ
アザフラビン誘導体などが使用できるが、特にイソベン
ゾフラン誘導体が好適に用いられる。

【００３８】本発明において電子輸送層は、電界を与え
られた電極間において負極からの電子を効率良く輸送す
ることが必要で、電子注入効率が高く、注入された電子
を効率良く輸送することが好ましい。そのためには電子
親和力が大きく、しかも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および使用
時に発生しにくい材料で構成されることが要求される。
このような条件を満たす電子輸送性材料として、上記一
般式（１）で表される有機蛍光体が好ましく挙げられ、
その他、トリス（８−キノリノラト）アルミニウムに代
表されるキノリノール誘導体金属錯体、トロポロン金属
錯体、フラボノール金属錯体、ペリレン誘導体、ペリノ
ン誘導体、ナフタレン、クマリン誘導体、オキサジアゾ
ール誘導体、アルダジン誘導体、ビススチリル誘導体、
ピラジン誘導体、フェナントロリン誘導体などが挙げら
れるが特に限定されるものではない。これらの電子輸送
性材料は単独もしくは、異なる電子輸送性材料と積層ま
たは混合して使用しても構わない。

【００３９】本発明において正孔阻止層は、正孔と電子
の輸送バランスを考えた場合に、正極からの正孔が再結
合せずに負極側へ流れるのを効率よく阻止できることが
必要で、正孔注入効率が低いことが好ましい。そのため
にはイオン化ポテンシャルが大きく、しかも正孔移動度
が小さく、さらに安定性に優れ、トラップとなる不純物
が製造時および使用時に発生しにくい材料で構成される
ことが要求される。このような条件を満たす正孔阻止性
材料としては、上記電子輸送性材料を用いることができ
るが、電子輸送能力が低いものであってもよい。これら
の正孔阻止性材料は単独もしくは異なる正孔阻止性材料
と積層または混合して使用しても構わない。

【００４０】上記した正孔輸送層、発光層、電子輸送
層、正孔阻止層に用いられる材料は単独で各層を形成す
ることができるが、さらに、高分子結着剤としてポリ塩
化ビニル、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリ（Ｎ
−ビニルカルバゾール）、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、ポリスルフ
ォン、ポリフェニレンオキサイド、ポリブタジエン、炭
化水素樹脂、ケトン樹脂、フェノキシ樹脂、ポリサルフ
ォン、ポリアミド、エチルセルロース、酢酸ビニル、Ａ
ＢＳ樹脂、ポリウレタン樹脂などの溶剤可溶性樹脂や、
フェノール樹脂、キシレン樹脂、石油樹脂、ユリア樹
脂、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、シリコーン樹脂などの硬化性樹脂
などに分散させて用いることも可能である。

【００４１】本発明において発光物質を構成する各層の
形成方法は、抵抗加熱法、電子線ビーム法、スパッタリ
ング法、分子積層法、コーティング法など特に限定され
るものではないが、通常は、抵抗加熱法、電子線ビーム
法が特性面で好ましい。各層の厚みは、抵抗値にもよる
ので限定することはできないが、通常１〜１０００ｎｍ
の間が好ましい。

【００４２】本発明において電気エネルギーとは主に直
流電流を指すが、パルス電流や交流電流を用いることも
可能である。電流値および電圧値は特に制限はないが、
発光素子の消費電力、寿命を考慮するとできるだけ低い
エネルギーで最大の輝度が得られるようにするべきであ
る。

【００４３】本発明の発光素子は、マトリクスおよび／
またはセグメント方式によって表示するディスプレイで
あることが好ましい。

【００４４】なお、マトリクスとは、表示のための画素
が格子状に配置されたものをいい、画素の集合で文字や
画像を表示する。画素の形状、サイズは用途によって決
まる。例えばパソコン、モニター、テレビの画像および
文字表示には、通常一辺が３００μｍ以下の四角形の画
素が用いられるし、表示パネルのような大型ディスプレ
イの場合は、一辺がｍｍオーダーの画素を用いることに
なる。モノクロ表示の場合は、同じ色の画素を配列すれ
ばよいが、カラー表示の場合には、赤、緑、青の画素を
並べて表示させる。この場合、典型的にはデルタタイプ
とストライプタイプがある。このマトリクスの駆動方法
としては、線順次駆動方法やアクティブマトリクスのど
ちらでもよい。線順次駆動の方が構造が簡単であるとい
う利点があるが、動作特性を考慮した場合、アクティブ
マトリクスの方が優れる場合があるので、これも用途に
よって使い分けることが必要である。

【００４５】また、セグメント方式とは、予め決められ
た情報を表示するようにパターンを形成し、決められた
領域を発光させることになる。例えば、デジタル時計や
温度計における時刻や温度表示、オーディオ機器や電磁
調理器などの動作状態表示、自動車のパネル表示などが
挙げられる。そして、上記マトリクス表示とセグメント
表示は同じパネルの中に共存していてもよい。

【００４６】

【実施例】以下、実施例および比較例を挙げて本発明を
説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるも
のではない。なお実施例中、膜厚は水晶発振式膜厚モニ
ター表示値とする。

【００４７】実施例１ＩＴＯ透明導電膜を１５０ｎｍ堆積させたガラス基板
（旭硝子（株）製、１５Ω／□、電子線ビーム法品）を
３０×４０ｍｍに切断、エッチングを行った。得られた
基板をアセトン、’’セミコクリン５６’’（フルウチ
化学（株）製）で各々１５分間超音波洗浄してから、超
純水で洗浄した。続いてイソプロピルアルコールで１５
分間超音波洗浄してから熱メタノールに１５分間浸漬さ
せて乾燥させた。この基板を発光素子を作製する直前に
１時間ＵＶ−オゾン処理し、真空蒸着装置内に設置し
て、装置内の真空度が５×１０^-5Ｐａ以下になるまで排
気した。抵抗加熱法によって、まず正孔輸送性材料とし
て４，４’−ビス（Ｎ−（ｍ−トリル）−Ｎ−フェニル
アミノ）ビフェニルを１００ｎｍ蒸着した。次に発光材
料として、下記化合物（ＥＭ１）を５０ｎｍの厚さに積
層した。

【００４８】

【化８】次に電子輸送性材料として、２，９−ジメチル−４，７
−ジフェニル−１，１０−フェナントロリンを１００ｎ
ｍの厚さに積層した。

【００４９】次にリチウムを０．５ｎｍ有機層にドーピ
ングした後、アルミニウムを２００ｎｍ蒸着して負極と
し、５×５ｍｍ角の発光素子を作製した。この発光素子
からは良好な青色発光が得られた。また上記発光素子を
真空セル内で１ｍＡパルス駆動（Ｄｕｔｙ比１／６０、
パルス時の電流値６０ｍＡ）させたところ、良好な青色
発光が確認された。

【００５０】実施例２発光材料として下記化合物（ＥＭ２）を用いた他は実施
例１と全く同様にして発光素子を作製した。

【００５１】

【化９】この発光素子からは良好な青色発光が得られた。

【００５２】実施例３正孔輸送性材料の蒸着までは実施例１と同様に行った。
次に発光材料のホスト材料としてＥＭ２を、ドーパント
材料としてジ（２−メチルフェニル）イソベンゾフラン
（蛍光ピーク波長は４６８ｎｍ）を用いて、ドーパント
が３ｗｔ％になるように５０ｎｍの厚さに共蒸着した。
次に電子輸送性材料の蒸着からは実施例１と同様して発
光素子を作製した。この発光素子からは、ドーパント材
料の蛍光スペクトルと同様の発光スペクトルが観察さ
れ、色純度の良好な高輝度青色発光が得られた。

【００５３】実施例４ＩＴＯ透明導電膜を１５０ｎｍ堆積させたガラス基板
（旭硝子（株）製、１５Ω／□、電子線ビーム法品）を
３０×４０ｍｍに切断、フォトリソグラフィ法によって
３００μmピッチ（残り幅２７０μm）×３２本のストラ
イプ状にパターン加工した。ＩＴＯストライプの長辺方
向片側は外部との電気的接続を容易にするために１．２
７ｍｍピッチ（開口部幅８００μm）まで広げてある。
得られた基板をアセトン、’’セミコクリン５６’’で
各々１５分間超音波洗浄してから、超純水で洗浄した。
続いてイソプロピルアルコールで１５分間超音波洗浄し
てから熱メタノールに１５分間浸漬させて乾燥させた。
この基板を発光素子を作製する直前に１時間ＵＶ−オゾ
ン処理し、真空蒸着装置内に設置して、装置内の真空度
が５×１０^-4Ｐａ以下になるまで排気した。抵抗加熱法
によって、まず正孔輸送性材料として４，４’−ビス
（Ｎ−（ｍ−トリル）−Ｎ−フェニルアミノ）ビフェニ
ルを１５０ｎｍ蒸着し、発光材料としてＥＭ１を５０ｎ
ｍの厚さに蒸着した。次に電子輸送性材料として、２，
９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナ
ントロリンを１００ｎｍの厚さに積層した。次に厚さ５
０μｍのコバール板にウエットエッチングによって１６
本の２５０μmの開口部（残り幅５０μm、３００μmピ
ッチに相当）を設けたマスクを、真空中でＩＴＯストラ
イプに直交するようにマスク交換し、マスクとＩＴＯ基
板が密着するように裏面から磁石で固定した。そしてリ
チウムを０．５ｎｍ有機層にドーピングした後、アルミ
ニウムを２００ｎｍ蒸着して３２×１６ドットマトリク
ス素子を作製した。本素子をマトリクス駆動させたとこ
ろ、クロストークなく文字表示できた。

【００５４】実施例５発光材料としてトリス（８−キノリノラト）アルミニウ
ム（Ａｌｑ３）を、電子輸送性材料として上記化合物
（ＥＭ１）を用いた他は実施例１と全く同様にして発光
素子を作製した。この発光素子からはＡｌｑ３からの良
好な緑色発光が得られた。

【００５５】

【発明の効果】本発明の発光素子は、発光効率が高く、
高輝度で色純度に優れたものであり、特に青色発光にと
って有効なものである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 3K007 AB02 AB03 AB04 BA06 CA01 CB01 DA01 DB03 EB00 4H049 VN01 VP01 VQ07 VQ84 VR24 VU29 VW02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】正極と負極の間に発光物質が存在し、電気
エネルギーにより発光する素子であって、該発光物質が
一般式（１）で表される有機蛍光体を含むことを特徴と
する発光素子。【化１】（ここでＲ¹〜Ｒ¹⁰はそれぞれ、水素、アルキル基、シ
クロアルキル基、アラルキル基、アルケニル基、シクロ
アルケニル基、アルキニル基、水酸基、メルカプト基、
アルコキシ基、アルキルチオ基、アリールエーテル基、
アリールチオエーテル基、アリール基、複素環基、ハロ
ゲン、ハロアルカン、ハロアルケン、ハロアルキン、シ
アノ基、アルデヒド基、カルボニル基、カルボキシル
基、エステル基、カルバモイル基、アミノ基、ニトロ
基、シリル基、シロキサニル基の中から選ばれる。ま
た、Ｒ³〜Ｒ¹⁰はそれぞれ、隣接する置換基との間に環
構造を形成しても良い。）
【請求項２】発光物質が一般式（２）で表される有機蛍
光体を含む請求項１記載の発光素子。【化２】（ここでＲ¹¹〜Ｒ²²はそれぞれ、水素、アルキル基、シ
クロアルキル基、アラルキル基、アルケニル基、シクロ
アルケニル基、アルキニル基、水酸基、メルカプト基、
アルコキシ基、アルキルチオ基、アリールエーテル基、
アリールチオエーテル基、アリール基、複素環基、ハロ
ゲン、ハロアルカン、ハロアルケン、ハロアルキン、シ
アノ基、アルデヒド基、カルボニル基、カルボキシル
基、エステル基、カルバモイル基、アミノ基、ニトロ
基、シリル基、シロキサニル基の中から選ばれる。ま
た、Ｒ¹³〜Ｒ¹⁶、Ｒ¹⁹〜Ｒ²²はそれぞれ、隣接する置換
基との間に環構造を形成しても良い。）
【請求項３】一般式（２）のＲ¹¹〜Ｒ²²の少なくとも１
つが、置換もしくは無置換のアリール基、置換もしくは
無置換の複素環基、または置換もしくは無置換のエチレ
ン基である請求項２記載の発光素子。
【請求項４】有機蛍光体が発光材料である請求項１また
は２記載の発光素子。
【請求項５】有機蛍光体が電子輸送性材料である請求項
１または２記載の発光素子。
【請求項６】マトリクスおよび／またはセグメント方式
によって表示するディスプレイである請求項１または２
記載の発光素子。