JP2000082583A - 有機エレクトロルミネッセンス素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 発光輝度が大きく、色純度、発光寿命等に優
れた赤色有機ＥＬを提供する。 【解決手段】 陰極と陽極、これら一対の電極間に発光
層を含む少なくとも一層の有機薄膜層を有する有機エレ
クトロルミネッセンス素子において、有機薄膜層の少な
くとも一層が下記構造式（１）又は（２）で示されるス
クアリリウム化合物を含有する。 【化１】 【化２】 （式中Ｒ１〜Ｒ５はそれぞれ独立に水素原子、ヒドロキ
シル基、置換若しくは無置換のアルキル基、ニトロ基、
シアノ基、置換若しくは無置換のアルコキシ基、ハロゲ
ン原子を表す。）

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、平面光源や表示素
子に利用される有機エレクトロルミネッセンス素子（以
下、単に「有機ＥＬ素子」と呼ぶ）、特に赤色発光有機
ＥＬ素子に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】有機ＥＬ素子は、自発光型の平面型表示
素子としてその用途が有望視されている。有機ＥＬ素子
は、無機ＥＬ素子とは異なり、交流駆動かつ高電圧が必
要といった制約がなく、また、有機化合物の多様性によ
り、多色化が容易であると考えられることから、フルカ
ラーディスプレーなどへの応用が期待され、盛んに開発
が行われている。

【０００３】上記有機ＥＬ素子をフルカラーディスプレ
ーに適用する場合、３原色である赤色、緑色、青色の３
色の発光を得る必要がある。

【０００４】緑色発光は多くの例が報告されており、例
えば、緑色素子としては、トリス（８−キノリノール）
アルミニウムを用いた素子（アプライド・フィジックス
・レターズ（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｉｓｉｃｓ Ｌｅ
ｔｔｅｒｓ）、５１巻、９１３頁、１９８７年）ジアリ
ールアミン誘導体を用いた素子（特開平８−５３３９７
号）などが報告されている。

【０００５】青色発光素子も、スチルベン系化合物を用
いた素子（特開平５−２９５３５９号）、トリアリール
アミン誘導体を用いた素子（特開平７−５３９５５
号）、テトラアリールジアミン誘導体を用いた素子（特
開平８−４８６５６号）、スチリル化ビフェニル化合物
を用いた素子（特開平６−１３２０８０号）など、数多
くの報告例がある。また、ジスチリルアリーレン誘導体
を発光材料に用いて輝度２万ｃｄ／m²以上、発光効率５
ｌｍ／Ｗ、半減寿命５千時間以上が報告されている。
（日本化学会第７０春季年会特別講演）。

【０００６】赤色発光の得られる有機ＥＬ素子について
は、特開平３−１５２８９７号公報では、青色発光を蛍
光色素層において波長変換することにより、特開平７−
２７２８５４号公報、特開平７−２８８１８４号公報又
は特開平８−２８６０３３号公報では、緑色や青色の発
光が得られる発光層に赤色蛍光色素をドーピングするこ
とにより赤色発光を得ているが、いずれも輝度、色純度
の面で十分とは言えない。また、特開平３−７９１号公
報では、赤色蛍光色素を単独で発光層に用いた有機ＥＬ
素子を開示しており、更に特開平６−９３２５７号公報
では発光層中に下記構造式

【０００７】

【化７】

【０００８】または

【０００９】

【化８】

【００１０】のスクアリリウム化合物をドーパントとし
て用いることを開示しているが赤色発光として十分な色
純度は得られておらず、実用に供するには、さらなる改
良が必要である。

【００１１】しかしながら、上記色変換フィルターを用
いる方法では、ＥＬ発光をフィルターで色変換する為の
量子収率に限界がある為に、十分な発光効率が得られな
いことや、フィルターの使用によるコスト高を免れるこ
とができないといった問題があった。

【００１２】また、上記従来例に例示した赤色発光材料
は蛍光の量子収率が低く、素子内部に流れる電流を増加
させても約１０００ｃｄ／m²程度の輝度でしか発光でき
ず、実用性には欠けるものであった。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題に
鑑みてなされたものであり、発光輝度が大きく、色純
度、発光寿命等に優れた赤色有機ＥＬ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】前記の目的は以下の手段
によって達成される。すなわち、本発明は陰極と、陽極
と、これら一対の電極間に発光層を含む少なくとも一層
の有機薄膜層とを有する有機エレクトロルミネッセンス
素子において、（ａ）前記有機薄膜層の少なくとも一層
が、下記構造式（１）

【００１５】

【化９】

【００１６】（式中Ｒ１〜Ｒ３はそれぞれ独立に水素原
子、ヒドロキシル基、置換若しくは無置換の炭素数１〜
５のアルキル基、ニトロ基、シアノ基、置換若しくは無
置換の炭素数１〜５のアルコキシ基、アリール基又はハ
ロゲン原子を表す。）または下記構造式（２）

【００１７】

【化１０】

【００１８】（式中Ｒ１〜Ｒ５はそれぞれ独立に水素原
子、ヒドロキシル基、置換若しくは無置換の炭素数１〜
５のアルキル基、ニトロ基、シアノ基、置換若しくは無
置換の炭素数１〜５のアルコキシ基、アリール基、ハロ
ゲン原子を表す。）で示されるスクアリリウム化合物を
含有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセン
ス素子を提案するものであり、（ｂ）前記発光層が５０
０ｎｍ〜５８０ｎｍにＥＬスペクトルを持つ緑色、黄色
発光材料、及び上記構造式（１）または上記構造式
（２）で示されるスクアリリウム化合物を含有する層で
あること、（ｃ）前記発光層がホスト材料としてキノリ
ン系金属錯体およびゲスト材料として上記構造式（１）
または上記構造式（２）で示されるスクアリリウム化合
物を含有する層であること、（ｄ）上記構造式（１）ま
たは上記構造式（２）で示されるスクアリリウム化合物
をホスト材料に対して０．００１ｗｔ％〜５０ｗｔ％の
範囲で含有することを含む。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明を更に詳細に説明す
る。

【００２０】図１は本発明の有機ＥＬ素子の一例を示す
断面図であり、ガラス基板１上に設けた陽極２と陰極３
との間に正孔輸送層５と発光層６と電子輸送層７とを順
次設けてなるものである。

【００２１】有機ＥＬ素子は図１の例に限らず、図２の
ようにガラス基板１上の陽極２と陰極３間に正孔注入層
４と正孔輸送層５と発光層６と電子輸送層７とを順次設
けたものや図３のように陽極２と陰極３間に正孔輸送層
５と発光層６を設けたもの、図４のように陽極２と陰極
３との間に発光層６と電子輸送層７を設けた構造のもの
が挙げられる。

【００２２】本発明の有機ＥＬ素子は前記構造の発光層
６に下記構造式（１）

【００２３】

【化１１】

【００２４】（式中Ｒ１〜Ｒ３はそれぞれ独立に水素原
子、ヒドロキシル基、置換若しくは無置換の炭素数１〜
５のアルキル基、ニトロ基、シアノ基、置換若しくは無
置換の炭素数１〜５のアルコキシ基、アリール基又はハ
ロゲン原子を表す。）または下記構造式（２）

【００２５】

【化１２】

【００２６】（式中Ｒ１〜Ｒ５はそれぞれ独立に水素原
子、ヒドロキシル基、置換若しくは無置換の炭素数１〜
５のアルキル基、ニトロ基、シアノ基、置換若しくは無
置換の炭素数１〜５のアルコキシ基、アリール基、ハロ
ゲン原子を表す。）で示されるスクアリリウム化合物を
含有せしめるようにしたものである。

【００２７】式（１）中のＲ１〜Ｒ３又は式（２）中の
Ｒ１〜Ｒ５で表される置換若しくは無置換の炭素数１〜
５のアルキル基としては、メチル、エチル、ｎ−プロピ
ル、ｉｓｏ−プロピル、ｎ−ブチル、ｓｅｃ−ブチル、
ｔｅｒｔ−ブチル、ペンチル、トリクロロメチル基など
が挙げられる。式（１）中のＲ１〜Ｒ３又は式（２）中
のＲ１〜Ｒ５で表される置換若しくは無置換の炭素数１
〜５のアルコキシ基としては、メトキシ、エトキシ、ｎ
−ブトキシ、ｔｅｒｔ−ブトキシ、トリクロロメトキ
シ、トリクロロエトキシ基などが挙げられる。アリール
基の例としては、フェニル基、ナフチル基などが挙げら
れる。

【００２８】前記の化合物の例を表１に示すがこれらの
例に限定されるものではない。

【００２９】

【表１】

【００３０】表１の中の化合物でも下記構造式

【００３１】

【化１３】 の２，４−ビス−［（１，３，３−トリメチル−２−ベ
ンゾインドリニリデン）メチル］スクアリリウム、下記
構造式

【００３２】

【化１４】 の２，４−ビス［（１−エチル−３，３−ジメチル−２
−インドリニリデン）メチル］スクアリリウム、が輝
度、発光効率、輝度半減寿命、色度座標を考慮すると特
に好ましい。

【００３３】本発明で用いられるスクアリリウム化合物
は、スクアリック酸（３、４−ジヒドロキシ−３−シク
ロブテン−１，２−ジオン）と対応する発色団を有する
化合物を縮合反応させることにより得ることができる。
縮合反応には、溶媒を用いることが好ましく、例えばメ
チルアルコール、エチルアルコール、１−プロピルアル
コール、２−プロピルアルコール、１−ブチルアルコー
ル、２−ブチルアルコール等のアルコール類、前記アル
コール類とベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭
化水素の混合溶媒が挙げられる。反応温度としては、７
０〜１２０℃が望ましい。例えば、３、４−ジヒドロキ
シ−３−シクロブテン−１，２−ジオンに１−プロピル
アルコールを加え約１００℃に加熱する。続いて（１，
３，３−トリメチル−２−インドリニリデン）メチル及
びトルエンを加え反応させ、冷却後、カラムクロマトグ
ラフィーにより精製すると、構造式（２）中、Ｒ１、Ｒ
２、Ｒ３＝ＣＨ₃、Ｒ４、Ｒ５＝Ｈのスクアリリウム化
合物が得られる。

【００３４】発光層のホスト材料としては、下記構造式

【００３５】

【化１５】 のトリス（８−キノリノ−ル）アルミニウムに代表され
る８−ヒドロキシキノリン金属錯体、１，４−ビス（２
−メチルスチリル）ベンゼン等のジスチリルベンゼン誘
導体、ビススチリルアントラセン誘導体、クマリン誘導
体、オキサチアゾール誘導体、ペリノン誘導体等が挙げ
られ、特にこのスクアリリウム化合物との組合わせとし
ては、トリス（８−キノリノール）アルミニウムに代表
される８−ヒドロキシキノリン金属錯体、クマリン誘導
体等が高い輝度、発光効率が得られるので特に好まし
い。

【００３６】また発光層には前記スクアリリウム化合物
に他の正孔輸送材料、電子輸送材料と発光材料との混合
物として用いることも可能である。

【００３７】前記のスクアリリウム化合物は発光層のホ
スト材料に対して０．００１ｗｔ％〜５０ｗｔ％の範囲
で混合する必要がある。スクアリリウムの混合量が０．
００１ｗｔ％未満では色度が悪くなる問題があり、５０
ｗｔ％を越えると濃度消光、発光効率低下が生じ好まし
くない。

【００３８】また発光層の厚みは１０〜１００ｎｍの範
囲にすることが好ましい。

【００３９】本発明に係る有機ＥＬ素子の前記正孔注入
層４を形成する正孔注入材料は特に限定されず、下記構
造式

【００４０】

【化１６】 で表される金属、無金属フタロシアニン（Ｘは水素、Ｍ
−ＹはＣｕ、ＶＯ、ＴｉＯ、Ｍｇ、Ｈ₂より選択され
る。）、４，４’，４”−トリス（ジフェニルアミノ）
トリフェニルアミンなどのスターバースト型分子等下記
構造式

【００４１】

【化１７】 で示される化合物が使用可能である。

【００４２】また、本発明の有機ＥＬ素子の正孔輸送層
を形成するための正孔輸送材料は特に限定されず、通常
正孔輸送材料として使用される化合物であればいかなる
化合物でも使用可能である。

【００４３】例えば、下記構造式

【００４４】

【化１８】 で表されるビス（ジ（ｐ−トリル）アミノフェニル）−
１，１−シクロヘキサン、下記構造式

【００４５】

【化１９】 で表される、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス
（３−メチルフェニル）−１，１’−ビフェニル−４，
４’−ジアミン、下記構造式

【００４６】

【化２０】 で表される、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス
（１−ナフチル）−（１，１’−ビフェニル）−４，
４’−ジアミンスターバースト型分子や下記構造式

【００４７】

【化２１】 で表される化合物等が挙げられる。

【００４８】また、本発明の有機ＥＬ素子の電子輸送層
を形成するための電子輸送材料も特に限定されず、通
常、電子輸送材料として使用されている化合物であれば
いかなる電子材料でも使用可能である。

【００４９】例えば、下記構造式

【００５０】

【化２２】

【００５１】で表される２−（４−ビフェニル）−５−
（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジア
ゾール、下記構造式

【００５２】

【化２３】

【００５３】で表されるビス｛２−（４−ｔ−ブチルフ
ェニル）−１，３，４−オキサジアゾール｝−ｍ−フェ
ニレン等のオキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導
体、オキシン金属錯体、ピラジン誘導体、ピリジン誘導
体、ペリレン誘導体、ペリノン誘導体、ビスステリル誘
導体等を挙げることができる。

【００５４】また陽極の材料としては仕事関数が大きく
透明な材料、例として酸化錫インジウム（ＩＴＯ）、酸
化錫、酸化インジウム等の導電性金属酸化物、金、白
金、クロム等が挙げられる。陰極の材料として仕事関数
の小さい金属、また前記金属とアルカリ金属、アルカリ
土類金属の合金、例としてアルミニウム、銀、錫やこれ
らとリチウム、マグネシウム、カリウム、ナトリウム等
の合金が挙げられる。

【００５５】発光層の形成に当たってスクアリリウム誘
導体と他の材料とを共蒸着する場合は、ドーピング濃
度、位置に注意することが肝要である。

【００５６】

【実施例】以下、本発明を実施例により更に具体的に説
明する。

【００５７】（実施例１）実施例１に係る有機ＥＬ素子
の断面構造を図１に示す。本実施例に係る有機ＥＬ素子
は、透明支持基板（ガラス基板）１と、ガラス基板１上
に形成された陽極２及び陰極３と、陽極２と陰極３との
間に挟み込まれた有機薄膜層５〜７とからなる。以下、
実施例１に係る有機ＥＬ素子の作製手順について説明す
る。まず、ガラス基板上にＩＴＯをスパッタリングによ
ってシート抵抗１５Ω／□以下になるように成膜し、陽
極２とした。そのＩＴＯ付きガラスを純水とイソプロピ
ルアルコールにて、それぞれ超音波洗浄を行ったあと、
さらに沸騰させたイソプロピルアルコール上で乾燥させ
た。さらにＵＶオゾン洗浄装置にてこの基板を洗浄し、
真空蒸着装置の基板ホルダーに取り付けた。

【００５８】また、モリブデン製のボードに正孔輸送層
５としてＮ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（α−
ナフチル）−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミ
ン（α−ＮＰＤと略記）を２００ｍｇ、発光層６のホス
トおよび電子輸送層７として、トリス（８−キノリノー
ル）アルミニウム（Ａｌｑ３と略記）を２００ｍｇ、発
光層のゲストとして、２，４−ビス［（１，３，３−ト
リメチル−２−ベンゾインドリニリデン）メチル］スク
アリリウムを１００ｍｇ入れ、これを通電用端子に取り
付けた後、真空槽内を２×１０^-4Ｐａまで排気した。そ
して、α−ＮＰＤが入ったボードに通電し、０．３ｎｍ
／Ｓｅｃの蒸着速度で５０ｎｍの膜厚になるまで蒸着し
た。次に、トリス（８−キノリノール）アルミニウム、
２，４−ビス［（１，３，３−トリメチル−２−ベンゾ
インドリニリデン）メチル］スクアリリウムが入ったボ
ードに、前者を０．３ｎｍ／Ｓｅｃ、後者を０．０２〜
０．０３ｎｍ／Ｓｅｃとなるよう別の蒸着電源を用いて
通電し、両材料の蒸着速度が安定してきたところでシャ
ッターを開放し、混合膜の膜厚が３０ｎｍとなったとこ
ろで２，４−ビス［（１，３，３−トリメチル−２−ベ
ンゾインドリニリデン）メチル］スクアリリウムの蒸着
電源を止め、続いてトリス（８−キノリノール）アルミ
ニウムのみを３０ｎｍ蒸着した。

【００５９】次に、支持基板／ＩＴＯ／α−ＮＰＤ／ト
リス（８−キノリノール）アルミニウム：２，４−ビス
［（１，３，３−トリメチル−２−ベンゾインドリニリ
デン）メチル］スクアリリウム／トリス（８−キノリノ
ール）アルミニウムの上部にステンレス製シャドーマス
クを取り付けた。ここで、ＢＮ製ボートにアルミニウム
を３ｇ入れ、通電用端子に取り付けた。同様に、タング
ステン製のフィラメントにＬｉを５００ｍｇ入れ、別の
通電用端子に取り付けた。真空槽を１×１０^-4Ｐａまで
排気した後、アルミニウムの蒸着速度が０．２ｎｍ／Ｓ
ｅｃとなるように通電し、同時にリチウムの蒸着速度が
０．０２〜０．０３ｎｍ／Ｓｅｃとなるよう別の蒸着電
源を用いて通電した。両材料の蒸着速度が安定してきた
ところでシャッターを開放し、混合膜の膜厚が２０ｎｍ
となったところでリチウムの蒸着電源を止め、アルミニ
ウム膜を１７０ｎｍの膜圧になるまで成膜し、陰極３を
形成した。真空槽を大気圧に戻し、支持基板／ＩＴＯ／
α−ＮＰＤ／トリス（８−キノリノール）アルミニウ
ム：２，４−ビス［（１，３，３−トリメチル−２−ベ
ンゾインドリニリデン）メチル）］スクアリリウム／ト
リス（８−キノリノール）アルミニウム／ＡｌＬｉ／Ａ
ｌよりなる有機ＥＬ素子を作製した。この素子のＩＴＯ
を正極、アルミニウム電極を負極とし、１０Ｖ印加時の
電流は９ｍＡ／ｃm²、最高輝度５９００ｃｄ／m²（２４
Ｖ）が得られた。４００ｃｄ／m²時の色度座標は（Ｘ
０．６４１、Ｙ ０．３２８）の赤色発光で、この時の
発光効率は０．８３ ｌｍ／Ｗ（ルーメン／ワット）で
あった。

【００６０】この素子を窒素中、初期輝度４００ｃｄ／
m²で駆動試験を行った結果、輝度半減時間は２３００時
間であった。

【００６１】また、この素子を窒素中で５０００時間保
存した後、ダークスポットと呼ばれる非発光部を観測し
た結果、成膜直後と変化はなく成長は認められなかっ
た。

【００６２】（実施例２）実施例１と同様にして用意し
たＩＴＯ付ガラス基板を蒸着機に装着した後、モリブデ
ン製のボードに正孔注入輸送材料としてＮ，Ｎ’−ジフ
ェニル−Ｎ，Ｎ’−ジ（３−メチルフェニル）−１，
１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ）を２
００ｍｇ、ホストおよび電子輸送層として、トリス（８
−キノリノール）アルミニウムを２００ｍｇ、ゲストと
して、２，４−ビス［（１−エチル−３，３−ジメチル
−２−インドリニリデン）メチル］スクアリリウムを１
００ｍｇ入れ、これを通電用端子に取り付けた後、真空
槽内を２×１０^-4Ｐａまで排気した。そして、正孔注入
輸送層が入ったボードに通電し、０．３ｎｍ／Ｓｅｃの
蒸着速度で５０ｎｍの膜厚になるまで蒸着した。次に、
トリス（８−キノリノール）アルミニウム、および２，
４−ビス［（１−エチル−３，３−ジメチル−２−イン
ドリニリデン）メチル］スクアリリウムが入ったボード
に通電し、前者を０．３ｎｍ／Ｓｅｃ、後者を０．０２
〜０．０３ｎｍ／Ｓｅｃの蒸着速度で３０ｎｍとなるま
で共蒸着した。続いて、トリス（８−キノリノール）ア
ルミニウムのみを３０ｎｍ蒸着した。

【００６３】次に、支持基板／ＩＴＯ／ＴＰＤ／トリス
（８−キノリノール）アルミニウム：２，４−ビス
［（１−エチル−３，３−ジメチル−２−インドリニリ
デン）メチル］スクアリリウム／トリス（８−キノリノ
ール）アルミニウム上部にステンレス製シャドーマスク
を取り付けた。ここで、ＢＮ製ボートにアルミニウムを
３ｇ入れ、通電用端子に取り付けた。同様に、タングス
テン製のフィラメントにＬｉを５００ｍｇ入れ、別の通
電用端子に取り付けた。真空槽を１×１０^-4Ｐａまで排
気した後、アルミニウムの蒸着速度が０．２ｎｍ／Ｓｅ
ｃとなるように通電し、同時にリチウムの蒸着速度が
０．０２〜０．０３ｎｍ／Ｓｅｃとなるよう別の蒸着電
源を用いて通電した。両材料の蒸着速度が安定してきた
ところでシャッターを開放し、混合膜の膜厚が２０ｎｍ
となったところでリチウムの蒸着電源を止め、アルミニ
ウム膜を１７０ｎｍの膜厚になるまで成膜した。再び、
真空槽を大気圧に戻し、支持基板／ＩＴＯ／ＴＰＤ／ト
リス（８−キノリノール）アルミニウム：２，４−ビス
［（１−エチル−３，３−ジメチル−２−インドリニリ
デン）メチル）］スクアリリウム／トリス（８−キノリ
ノール）アルミニウム／ＡｌＬｉ／Ａｌよりなる有機Ｅ
Ｌ素子を作製した。この素子のＩＴＯを正極、アルミニ
ウム電極を負極とし、１０Ｖ印加した結果、電流が８ｍ
Ａ／ｃm²流れ、最高輝度５５００ｃｄ／m²（２４Ｖ）、
４００ｃｄ／m²時の色度座標（Ｘ ０．６１９、Ｙ
０．３４０）の赤色発光を得た。この時の発光効率は
０．７８ ｌｍ／Ｗであった。

【００６４】この素子を窒素中で初期輝度４００ｃｄ／
m²で駆動試験を行った結果、輝度半減時間は２３００時
間であった。

【００６５】また、この素子を窒素中で５０００時間保
存した後、ダークスポットと呼ばれる非発光部を観測し
た結果、成膜直後と変化はなく成長は認められなかっ
た。

【００６６】（実施例３）実施例１と同様にして用意し
たＩＴＯガラス基板を蒸着機に装着し、高純度グラファ
イト製のるつぼ５個を用意し、それぞれ別々に、正孔注
入層として銅フタロシアニンを１ｇ、正孔輸送層として
Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（α−ナフチ
ル）−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン（α
−ＮＰＤ）１ｇ、発光ホスト材料としてトリス（８−キ
ノリノール）アルミニウムを１ｇ、発光ゲスト材料とし
て、２，４−ビス［（１，３，３−トリメチル−２−ベ
ンゾインドリニリデン）メチル］スクアリリウムを１
ｇ、電子輸送材料としてビス｛２−（４−ｔ−ブチルフ
ェニル）−１，３，４−オキサジアゾール｝−ｍ−フェ
ニレンを１ｇ入れ、それぞれ別の通電用端子に取り付け
た。

【００６７】真空槽を１×１０^-4Ｐａまで排気した後、
銅フタロシアニンが入ったるつぼに通電し、０．３ｎｍ
／Ｓｅｃの蒸着速度で膜厚３０ｎｍになるまで成膜し
た。α−ＮＰＤが入ったるつぼに通電し、０．３ｎｍ／
Ｓｅｃの蒸着速度で膜厚３０ｎｍになるまで成膜した。
次に、トリス（８−キノリノール）アルミニウムおよび
２，４−ビス［（１，３，３−トリメチル−２−ベンゾ
インドリニリデン）メチル）］スクアリリウムが入った
るつぼにそれぞれ通電し、トリス（８−キノリノール）
アルミニウムが０．３ｎｍ／Ｓｅｃ、そして２，４−ビ
ス［（１，３，３−トリメチル−２−ベンゾインドリに
リデン）メチル］スクアリリウム０．０２〜０．０３ｎ
ｍ／Ｓｅｃになるように電流を制御し、両者が安定とな
ったところで同時に蒸着を開始した。トリス（８−キノ
リノール）アルミニウムの膜厚が２０ｎｍ成膜された段
階で、２，４−ビス［（１，３，３−トリメチル−２−
ベンゾインドリニリデン）メチル］スクアリリウムの通
電を止めて、トリス（８−キノリノール）アルミニウム
のみの膜を引き続き２０ｎｍ成膜した。

【００６８】次にビス｛２−（４−ｔ−ブチルフェニ
ル）−１，３，４−オキサジアゾール｝−ｍ−フェニレ
ンが入ったるつぼに通電し、蒸着速度０．４ｎｍで成膜
３０ｎｍになるまで成膜した。

【００６９】こうして作製された支持基板／ＩＴＯ／銅
フタロシアニン／α−ＮＰＤ／トリス（８−キノリノー
ル）アルミニウム：２，４−ビス［（１，３，３−トリ
メチル−２−ベンゾインドリニリデン）メチル］スクア
リリウム／トリス（８−キノリノール）アルミニウム／
ビス｛２−（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−
オキサジアゾール｝−ｍ−フェニレンの構造を有する素
子にさらに実施例１と同様な方法により、陰極を形成し
た（図２）。そして、実施例１と同様に通電試験を行っ
た結果、１０Ｖ印加時の電流は８ｍＡ／cm²、最高輝度
５３００ｃｄ／m ²（２４Ｖ）が得られた。４００ｃｄ／
m²時の色度座標は（Ｘ ０．６３０、Ｙ０．３４７）の
赤色発光で、この時の発光効率は０．８０ ｌｍ／Ｗで
あった。この素子を窒素中で初期輝度４００ｃｄ／m²で
駆動試験を行った結果、輝度半減時間は２９００時間で
あった。

【００７０】また、この素子を窒素中で５０００時間保
存した後、ダークスポットと呼ばれる非発光部を観測し
た結果、成膜直後と変化はなく成長は認められなかっ
た。

【００７１】（実施例４）発光ゲスト材料を２，４−ビ
ス［（１−エチル−３，３−ジメチル−２−インドリニ
リデン）メチル］スクアリリウムとした以外は実施例３
と同様方法で有機ＥＬ素子を作製した。この素子を実施
例１と同様に通電試験を行うと１０Ｖ印加時に、電流密
度８ｍＡ／cm²に相当する電流が流れ、最高輝度約５０
００ｃｄ／m ²、４００ｃｄ／m²時の色度座標は（Ｘ
０．６１０、Ｙ ０．３４５）の赤色発光が得られた。

【００７２】（実施例５）実施例１と同様にして用意し
たＩＴＯ付ガラス基板を蒸着機に装着した後、高純度グ
ラファイト製のるつぼに正孔輸送層としてビス（ジ（ｐ
−トリル）アミノフェニル）−１，１−シクロヘキサン
を１ｇ入れ、別のるつぼに発光材料として２，４−ビス
［（１，３，３−トリメチル−２−ベンゾインドリニリ
デン）メチル］スクアリリウムを１ｇ入れた。真空槽を
１×１０^-4Ｐａまで排気した後、ビス（ジ（ｐ−トリ
ル）アミノフェニル）−１，１−シクロヘキサンが入っ
たるつぼに通電し、０．３ｎｍ／Ｓｅｃの蒸着速度で膜
厚５０ｎｍになるまで成膜した。つづいて、２，４−ビ
ス［（１，３，３−トリメチル−２−ベンゾインドリニ
リデン）メチル］スクアリリウムが入ったるつぼに通電
し、蒸着速度０．２ｎｍで膜厚２５ｎｍになるまで成膜
した。次に支持基板／ＩＴＯ／ビス（ジ（ｐ−トリル）
アミノフェニル）−１，１−シクロヘキサン／２，４−
ビス［（１，３，３−トリメチル−２−ベンゾインドリ
ニリデン）メチル）］スクアリリウムの構造の素子に実
施例１の方法と同様な手法によって、陰極を形成した
（図３）。ＥＬ素子を蒸着機から取り出したあと、実施
例１と同様に通電試験を行った結果、電圧を２０Ｖ印加
した時、５．０ｍＡ／cm²の電流が流れ、輝度３９０ｃ
ｄ／m²の赤色発光を得た。

【００７３】（実施例６）発光材料を２，４−ビス
［（１−エチル−３，３−ジメチル−２−インドリニリ
デン）メチル］スクアリリウムとした以外は実施例５と
同様の方法で有機ＥＬ素子を作製した。この素子を実施
例５と同様に通電試験を行うと２０Ｖ印加時に、電流密
度４．６ｍＡ／cm²に相当する電流が流れ、輝度３５０
ｃｄ／m²の赤色発光が得られた。

【００７４】（実施例７）実施例１と同様にして用意し
たＩＴＯ付ガラス基板を蒸着機に装着した後、高純度グ
ラファイト製のるつぼに電子輸送材料としてビス｛２−
（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジア
ゾール｝−ｍ−フェニレンを１ｇ入れ、別のるつぼに発
光材料として２，４−ビス［（１，３，３−トリメチル
−２−ベンゾインドリニリデン）メチル］スクアリリウ
ムを１ｇ入れた。真空槽を１×１０ ^-4Ｐａまで排気した
後、２，４−ビス［（１，３，３−トリメチル−２−ベ
ンゾインドリニリデン）メチル］スクアリリウムが入っ
たるつぼに通電し、０．２ｎｍ／Ｓｅｃの蒸着速度で２
５ｎｍの膜厚になるまで成膜した。つづいてビス｛２−
（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジア
ゾール｝−ｍ−フェニレンが入ったるつぼに通電し、蒸
着速度０．４ｎｍで膜厚５０ｎｍになるまで成膜した。
次に真空槽を大気圧に戻し、支持基板／ＩＴＯ／２，４
−ビス［（１，３，３−トリメチル−２−ベンゾインド
リニリデン）メチル）］スクアリリウム／ビス｛２−
（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジア
ゾール｝−ｍ−フェニレンの構造の素子に実施例１の方
法と同様な手法によって、陰極を形成した（図４）。Ｅ
Ｌ素子を蒸着機から取り出したあと実施例１と同様に通
電試験を行った結果、電圧を２０Ｖ印加した時、４．１
ｍＡ／cm²の電流が流れ、輝度１６０ｃｄ／m²の赤色発
光を得た。

【００７５】（実施例８）発光材料を２，４−ビス
［（１−エチル−３，３−ジメチル−２−インドリニリ
デン）メチル］スクアリリウムとした以外は実施例７と
同様方法で有機ＥＬ素子を作製した。この素子を実施例
７と同様に通電試験を行うと２０Ｖ印加時に、電流密度
５ｍＡ／cm²に相当する電流が流れ、輝度約１５０ｃｄ
／m²の赤色発光が得られた。

【００７６】（実施例９〜１２）発光ホスト材料をビス
スチリルアントラセン（ＢＳＡ）誘導体とした以外は実
施例１と同様な方法でＥＬ素子を作製した。発光ホスト
材料とゲスト材料との重量比を表２のような条件下とな
るように、実施例３と同様な方法でＥＬ素子を作製し
た。これらの素子を実施例３と同様に通電試験を行っ
た。さらにこの素子を窒素中、初期輝度４００ｃｄ／m²
で駆動試験を行い、輝度半減時間を判定した。その結
果、表２のようにこれらの作製条件下では効率、駆動寿
命に優れた素子を得ることができる。

【００７７】

【表２】

【００７８】（従来例）実施例１と同様にして用意した
ＩＴＯ付ガラス基板を蒸着機に装着した後、高純度グラ
ファイト製のるつぼに正孔輸送層としてα−ＮＰＤを１
ｇ入れ、さらに別のるつぼに発光材料および電子輸送材
料としてトリス（８−キノリノール）アルミニウムを１
ｇ入れ、さらに別のるつぼにドーパントとして４−ジシ
アノメチレン−２−メチル−６−（ｐ−ジメチルアミノ
スチリル）−４Ｈ−ピラン（ＤＣＭ、ドーピング濃度５
ｗｔ％）を１ｇ入れた。真空槽を１×１０^-4Ｐａまで排
気した後、α−ＮＰＤが入ったるつぼに通電し、０．３
ｎｍ／Ｓｅｃの蒸着速度で５０ｎｍの膜厚になるまで成
膜した。

【００７９】次に、トリス（８−キノリノール）アルミ
ニウム、ＤＣＭが入ったボードに、前者を０．３ｎｍ／
Ｓｅｃ、後者を０．０３ｎｍ／Ｓｅｃとなるよう別の蒸
着電源を用いてそれぞれ通電し、両材料の蒸着速度が安
定してきたところでシャッターを開放し、混合膜の膜厚
が３０ｎｍとなったところでＤＣＭの蒸着電源を止め、
続いてトリス（８−キノリノール）アルミニウムのみを
４０ｎｍ蒸着した。

【００８０】次に、支持基板／ＩＴＯ／α−ＮＰＤ／ト
リス（８−キノリノール）アルミニウム：ＤＣＭ／トリ
ス（８−キノリノール）アルミニウム構造の素子に実施
例１の方法と同様な手法によって、陰極を形成した。Ｅ
Ｌ素子を蒸着機から取り出したあと、実施例と同様に通
電試験を行った結果、電圧を６Ｖ印加した時、１５ｍＡ
／ｃm²の電流が流れ、最高輝度１２０００ｃｄ／m²のオ
レンジ色の発光を得た。

【００８１】最高輝度は本発明の有機ＥＬ素子より大き
いが、色度がＣ．Ｉ．Ｅ色度座標上で（Ｘ ０．５２
８、Ｙ ０．４４０）とオレンジ領域であるため、青色
との２色で白色となってしまう。したがって、ＲＧＢ３
色を合わせると緑がかった色となり、白色をえることが
できなかった。その結果、フルカラー表示パネル用素子
として用いることができなかった。

【００８２】

【発明の効果】本発明の赤色発光材料は、緑色領域に吸
収をもち、かつ６００〜６５０ｎｍの赤色領域に高い量
子収率をもって蛍光を示すため、本発明の発光材料を用
いることにより、有機ＥＬ素子のカラー化に必要な赤色
発光を高輝度、高効率に得ることができる。

【００８３】さらに、本材料は高い量子収率を有する為
に、有機ＥＬ素子の発光層中に微量混入することで高い
輝度で赤色領域に発光を得ることができるため、有機Ｅ
Ｌ素子に注入されるキャリア移動の妨げにならない。加
えて、本材料は、抵抗加熱型の成膜法によって容易に薄
膜化が可能であり、薄膜状態は極めて安定かつ平坦性に
優れており、結晶化、凝集状態形成といった膜構造の変
化は認められず、有機ＥＬ素子の長寿命化を図ることが
容易である。

【００８４】以上から、本発明の材料を用いた有機ＥＬ
素子は、カラー表示デバイスの赤色発光素子として有効
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に関わる有機ＥＬ素子の断面図
である。

【図２】本発明の実施例に関わる有機ＥＬ素子の断面図
である。

【図３】本発明の実施例に関わる有機ＥＬ素子の断面図
である。

【図４】本発明の実施例に関わる有機ＥＬ素子の断面図
である。

【符号の説明】

１ 透明支持基板（ガラス基板） ２ 陽極 ３ 陰極 ４ 正孔注入層 ５ 正孔輸送層 ６ 発光層 ７ 電子輸送層

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 陰極と、陽極と、これら一対の電極間に
   発光層を含む少なくとも一層の有機薄膜層とを有する有
   機エレクトロルミネッセンス素子において、前記有機薄
   膜層の少なくとも一層が、下記構造式（１） 【化１】 （式中Ｒ１〜Ｒ３はそれぞれ独立に水素原子、ヒドロキ
   シル基、置換若しくは無置換の炭素数１〜５のアルキル
   基、ニトロ基、シアノ基、置換若しくは無置換の炭素数
   １〜５のアルコキシ基、アリール基又はハロゲン原子を
   表す。）で示されるスクアリリウム化合物を含有するこ
   とを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
2. 【請求項２】 前記発光層が５００ｎｍ〜５８０ｎｍに
   ＥＬスペクトルを持つ緑色、黄色発光材料、及び下記構
   造式（１） 【化２】 （式中Ｒ１〜Ｒ３はそれぞれ独立に水素原子、ヒドロキ
   シル基、置換若しくは無置換の炭素数１〜５のアルキル
   基、ニトロ基、シアノ基、置換若しくは無置換の炭素数
   １〜５のアルコキシ基、アリール基又はハロゲン原子を
   表す。）で示されるスクアリリウム化合物を含有する層
   である請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス
   素子。
3. 【請求項３】 前記発光層が、ホスト材料としてキノリ
   ン系金属錯体およびゲスト材料として下記構造式（１） 【化３】 （式中Ｒ１〜Ｒ３はそれぞれ独立に水素原子、ヒドロキ
   シル基、置換若しくは無置換の炭素数１〜５のアルキル
   基、ニトロ基、シアノ基、置換若しくは無置換の炭素数
   １〜５のアルコキシ基、アリール基又はハロゲン原子を
   表す。）で示されるスクアリリウム化合物を含有する層
   である請求項１記載の有機エレクトロルミネッセンス素
   子。
4. 【請求項４】 前記構造式（１）で表されるスクアリリ
   ウム化合物をホスト材料に対して、０．００１ｗｔ％〜
   ５０ｗｔ％の範囲で含有する請求項３記載の有機エレク
   トロルミネッセンス素子。
5. 【請求項５】 陰極と、陽極と、これら一対の電極間に
   発光層を含む少なくとも一層の有機薄膜層とを有する有
   機エレクトロルミネッセンス素子において、前記有機薄
   膜層の少なくとも一層が、下記構造式（２） 【化４】 （式中Ｒ１〜Ｒ５はそれぞれ独立に水素原子、ヒドロキ
   シル基、置換若しくは無置換の炭素数１〜５のアルキル
   基、ニトロ基、シアノ基、置換若しくは無置換の炭素数
   １〜５のアルコキシ基、アリール基、ハロゲン原子を表
   す。）で示されるスクアリリウム化合物を含有すること
   を特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
6. 【請求項６】 前記発光層が５００ｎｍ〜５８０ｎｍに
   ＥＬスペクトルを持つ緑色、黄色発光材料、及び下記構
   造式（２） 【化５】 （式中Ｒ１〜Ｒ５はそれぞれ独立に水素原子、ヒドロキ
   シル基、置換若しくは無置換の炭素数１〜５のアルキル
   基、ニトロ基、シアノ基、置換若しくは無置換の炭素数
   １〜５のアルコキシ基、アリール基、ハロゲン原子を表
   す。）で示されるスクアリリウム化合物を含有する層で
   ある請求項５に記載の有機エレクトロルミネッセンス素
   子。
7. 【請求項７】 前記発光層が、ホスト材料としてキノリ
   ン系金属錯体およびゲスト材料として下記構造式（２） 【化６】 （式中Ｒ１〜Ｒ５はそれぞれ独立に水素原子、ヒドロキ
   シル基、置換若しくは無置換の炭素数１〜５のアルキル
   基、ニトロ基、シアノ基、置換若しくは無置換の炭素数
   １〜５のアルコキシ基、アリール基、ハロゲン原子を表
   す。）で示されるスクアリリウム化合物を含有する層で
   ある請求項５記載の有機エレクトロルミネッセンス素
   子。
8. 【請求項８】 前記構造式（２）で示されるスクアリリ
   ウム化合物をホスト材料に対して、０．００１ｗｔ％〜
   ５０ｗｔ％の範囲で含有する請求項７記載の有機エレク
   トロルミネッセンス素子。