JP2001291590A

JP2001291590A - 発光素子

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Publication number: JP2001291590A
Application number: JP2000103326A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Tominaga; 剛富永; Toru Kohama; 亨小濱; Akira Makiyama; 暁槙山
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 2000-04-05
Filing date: 2000-04-05
Publication date: 2001-10-19
Anticipated expiration: 2020-04-05
Also published as: JP4590678B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【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】陽極と陰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において、該素子が下記
一般式（１）で表される化合物を含むことを特徴とする
発光素子。（ここでＲ¹〜Ｒ⁶は、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、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。Ｚ¹は硫黄、硫黄酸
化物、セレン、セレン酸化物、窒素、飽和炭化水素、の
いずれかより選ばれる。ｎは２以上の整数であり、Ｘ¹
は複数の母骨格を互いに結合させる結合単位である。）

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ものである。

【０００２】

【従来の技術】陰極から注入された電子と陽極から注入
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らが有機積層薄膜素子が高輝度に発光することを示し
て以来（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．５１（１２）
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、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８−
ヒドロキシキノリンアルミニウム、そして陰極としてＭ
ｇ：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】発光層はホスト材料のみや、ホスト材料に
ゲスト材料をドーピングして構成される。三原色の発光
材料の中では緑色発光材料の研究が最も進んでおり、現
在は赤色発光材料と青色発光材料において、特性向上を
目指して鋭意研究がなされている。特に青色発光におい
て、耐久性に優れ十分な輝度と色純度特性を示すものが
望まれている。

【０００５】ホスト材料としては、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、ベンゾキノリノールの金属錯体、ベンズオ
キサゾール誘導体、ベンゾチアゾール誘導体、チアジア
ゾール誘導体、チオフェン誘導体などがあげられる。

【０００６】一方、ゲスト材料としてのドーパント材料
には、レーザー染料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
する蛍光性クマリン染料、ジシアノメチレンピラン染
料、ジシアノメチレンチオピラン染料、ポリメチン染
料、シアニン染料、オキソベンズアンスラセン染料、キ
サンテン染料、ローダミン染料、フルオレセイン染料、
ピリリウム染料、カルボスチリル染料、ペリレン染料、
アクリジン染料、ビス（スチリル）ベンゼン染料、ピレ
ン染料、オキサジン染料、フェニレンオキサイド染料、
ペリレン、テトラセン、ペンタセン、キナクリドン化合
物、ピロロピリジン化合物、フロピリジン化合物、１，
２，５−チアジアゾロピレン誘導体、ペリノン誘導体、
ピロロピロール化合物、スクアリリウム化合物、ビオラ
ントロン化合物、フェナジン誘導体、アクリドン化合
物、ジアザフラビン誘導体などが知られている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、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、化合物の耐
久性が低く素子寿命の短いものが多かった。また、フル
カラーディスプレイとして赤色、緑色、青色の三原色発
光が求められているが、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。

【０００８】従来の青色発光材料としては、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、ベン
ゾイミダゾール誘導体などがあげられ、ビススチリルベ
ンゼン誘導体（特開平４−１１７４８５号公報）などは
比較的良い特性を示すが、特に色純度が十分ではない。
また、特開平４−１７８４８８号公報、特開平５−３３
９５６５号公報、特開平６−２１２１５１号公報に本発
明の母骨格のみからなる化合物を発光層として用いてい
るが、いずれも青色発光は得られておらず、輝度も低
い。また、特開平１１−２６０５５５号公報にはインド
ール誘導体を発光材料として用いているが、ゲスト材料
として使用した時のみ青色発光が得られるものの特性は
不十分であり、単独で発光材料として用いた場合には黄
緑色発光しか得られていない。さらに、特開平５−１０
９４８５号公報にベンゾフラン骨格を２個含むものが記
載されているが、発光色に関しての記載はなく、青色に
有用な材料であるか不明である。

【０００９】本発明は、かかる従来技術の問題を解決
し、熱的安定性に優れ、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目的とするもので
ある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、陽極と陰極の
間に発光を司る物質が存在し、電気エネルギーにより発
光する素子において、該素子が下記一般式（１）で表さ
れる化合物を含むことを特徴とする発光素子。

【００１１】

【化３】

【００１２】（ここでＲ¹〜Ｒ⁶のうち少なくとも一つは
Ｘ¹に置き換わり、それ以外はそれぞれ同じでも異なっ
ていてもよく、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、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、隣接置換基との間に形成される環構造の中か
ら選ばれる。Ｚ¹は硫黄、硫黄酸化物、セレン、セレン
酸化物、置換もしくは無置換の窒素、置換もしくは無置
換の飽和炭化水素、のいずれかより選ばれる。ｎは２以
上の整数であり、Ｘ¹は複数の母骨格を共役的または非
共役的に互いに結合させる結合単位である。）

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明において陽極は、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、酸化
錫インジウム（ＩＴＯ）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
に望ましい。透明電極の抵抗は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、素子の消費電
力の観点からは低抵抗であることが望ましい。例えば３
００Ω／□以下のＩＴＯ基板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
になっていることから、低抵抗品を使用することが特に
望ましい。ＩＴＯの厚みは抵抗値に合わせて任意に選ぶ
事ができるが、通常１００〜３００ｎｍの間で用いられ
ることが多い。また、ガラス基板はソーダライムガラ
ス、無アルカリガラスなどが用いられ、また厚みも機械
的強度を保つのに十分な厚みがあればよいので、０．５
ｍｍ以上あれば十分である。ガラスの材質については、
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
リガラスの方が好ましいが、ＳｉＯ₂などのバリアコー
トを施したソーダライムガラスも市販されているのでこ
れを使用できる。さらに、陽極が安定に機能するのであ
れば、基板はガラスである必要はなく、例えばプラスチ
ック基板上に陽極を形成しても良い。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。

【００１４】陰極は、電子を本有機物層に効率良く注入
できる物質であれば特に限定されないが、一般に白金、
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あげられるが、電子注入効率
をあ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。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
ることが多く、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
ピングして安定性の高い電極を使用する方法が好ましい
例として挙げることができるが、フッ化リチウムのよう
な無機塩の使用も可能であることから特にこれらに限定
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。これらの電極の作製法
も抵抗加熱、電子線ビーム、スパッタリング、イオンプ
レーティング、コーティングなど導通を取ることができ
れば特に制限されない。

【００１５】本発明の発光物質とは、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）
以上の組合わせ物質を一層に混合した形態のいずれであ
ってもよい。即ち、素子構成としては、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材料や電子輸送材料を含む層を一層
設けるだけでもよい。さらに、本発明における発光物質
は自ら発光するもの、その発光を助けるもののいずれに
も該当し、発光に関与している化合物、層などを指すも
のである。

【００１６】正孔輸送層は正孔輸送性物質単独または二
種類以上の物質を積層、混合するか正孔輸送性物質と高
分子結着剤の混合物により形成され、正孔輸送性物質と
してはＴＰＤ、ｍ−ＭＴＤＡＴＡ、α−ＮＰＤ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
が好ましいが、素子作製に必要な薄膜を形成し、陽極か
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。本発明における化
合物も一般式（１）のＸの種類により正孔輸送能を示す
ことから、正孔輸送材料としても用いることができる。
これらの正孔輸送材料は単独でも用いられるが、異なる
正孔輸送材料と積層または混合して使用しても構わな
い。

【００１７】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
てもよい。ドーパント材料は積層されていても、分散さ
れていても、いずれであってもよい。

【００１８】本発明における発光材料は下記一般式
（１）で表される化合物を含有する。

【００１９】

【化４】

【００２０】ここでＲ¹〜Ｒ⁶のうち少なくとも一つはＸ
¹に置き換わり、それ以外はそれぞれ同じでも異なって
いてもよく、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
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、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、隣接置換基との間に形成される環構造の中か
ら選ばれる。Ｚ¹は硫黄、硫黄酸化物、セレン、セレン
酸化物、置換もしくは無置換の窒素、置換もしくは無置
換の飽和炭化水素、のいずれかより選ばれる。ｎは２以
上の整数であり、Ｘ¹は複数の母骨格を共役的または非
共役的に互いに結合させる結合単位である。

【００２１】これらの置換基の説明のうち、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。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、前述のアルキル基、アルケニル
基、アルキニル基の一部あるいは全部が、前述のハロゲ
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。隣接置換基との間に形成され
る環構造は無置換でも置換されていてもかまわない。結
合単位であるＸは単結合、二重結合、アルキル、シクロ
アルキル、アリール、複素環、エーテルあるいはチオエ
ーテルからなり、これらは無置換でも置換されていても
かまわないし、これらを単独あるいは組み合わせて用い
てもかまわない。

【００２２】さらに、分子を分岐状に修飾することが容
易であることから下記一般式（２）で表される化合物が
より好ましい。

【００２３】

【化５】

【００２４】ここでＲ⁷〜Ｒ¹¹はそれぞれ同じでも異な
っていてもよく、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、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、隣接置換基との間に形成される環構造
の中から選ばれる。Ｚ²は酸素、硫黄、硫黄酸化物、セ
レン、セレン酸化物、置換もしくは無置換の窒素、置換
もしくは無置換の飽和炭化水素のいずれかより選ばれ
る。ｎはＺ²が酸素の場合は３以上、それ以外の場合は
２以上の整数であり、Ｘ²は複数の母骨格を共役的また
は非共役的に互いに結合させる結合単位である。これら
の置換基の説明は上述したものと同様である。

【００２５】さらに、本発明における化合物を用いて高
輝度発光を得るには、キャリヤ輸送能が高い化合物を用
いるのが好ましい。そこで、前記母骨格を複数個有する
化合物としては、結合単位中に芳香環を含んでいる化合
物がより好ましい。ここでいう芳香環とは置換または無
置換の芳香族炭化水素あるいは芳香複素環を意味し、こ
れらを単独あるいは組合せて用いてもかまわない。

【００２６】上記の化合物として、具体的には下記のよ
うな構造があげられる。

【００２７】

【化６】

【００２８】

【化７】

【００２９】

【化８】

【００３０】本発明の化合物はドーパント材料として用
いてもホスト材料として用いてもかまわない。

【００３１】発光材料のホスト材料は一般式（１）に示
す化合物一種のみに限る必要はなく、複数の該化合物を
混合して用いたり、既知のホスト材料の一種類以上を該
化合物と混合して用いてもよい。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、ベンズアゾール誘導体およびその金属錯体、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およびその金属錯体、チア
ジアゾール誘導体、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、クマリ
ン誘導体、ピロロピリジン誘導体、ピロロピロール誘導
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。

【００３２】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、一般式（１）に示す化合
物以外の具体的なものとしては、従来から知られてい
る、アントラセン、ピレン、ペリレン、ナフトピレン、
ジベンゾピレンなどの縮合環誘導体、アゾール誘導体お
よびその金属錯体、トリアゾール誘導体およびその金属
錯体、ベンズアゾール誘導体及びその金属錯体、ベンズ
トリアゾール誘導体およびその金属錯体、オキサジアゾ
ール誘導体およびその金属錯体、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、イソベンゾフラン誘
導体、ジベンゾフラン誘導体、クマリン誘導体、キサン
テン誘導体、カルボスチリル誘導体、アクリジン誘導
体、フェニレンオキサイド誘導体、キナクリドン誘導
体、ピロロピリジン誘導体、フロピリジン誘導体、フェ
ナジン誘導体などがそのまま使用できるが、特にイソベ
ンゾフラン誘導体が好適に用いられる。

【００３３】本発明における電子輸送性材料としては、
電界を与えられた電極間において陰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望ましい。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物質であることが要求さ
れる。このような条件を満たす物質として、８−ヒドロ
キシキノリン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あるが特に限定されるものでは
ない。本発明における化合物も一般式（１）のＸの種類
により電子輸送能を示すことから、電子輸送材料として
も用いることができる。これらの電子輸送材料は単独で
も用いられるが、異なる電子輸送材料と積層または混合
して使用しても構わない。

【００３４】以上の正孔輸送層、発光層、電子輸送層に
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、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、ポリアミド、エチルセルロー
ス、酢酸ビニル、ＡＢＳ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。

【００３５】本発明における発光物質の形成方法は、抵
抗加熱蒸着、電子ビーム蒸着、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、抵抗加熱蒸着、電子ビーム蒸着が特性面
で好ましい。層の厚みは発光物質の抵抗値にもよるので
限定できないが、１０〜１０００ｎｍの間から選ばれ
る。

【００３６】本発明における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、
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。

【００３７】本発明の発光素子はマトリクスまたはセグ
メント方式、あるいはその両者を組み合わせることによ
って表示するディスプレイを構成することが好ましい。
本発明におけるマトリクスとは、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。尚、本発明における発光素子
は、赤、緑、青色発光が可能であるので、前記表示方法
を用いれば、マルチカラーまたはフルカラー表示もでき
る。そして、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ックスのどちらでもよ
い。線順次駆動の方が構造が簡単という利点があるが、
動作特性を考慮するとアクティブマトリックスの方が優
れる場合があるので、これも用途により使い分けること
が必要である。

【００３８】また、本発明におけるセグメントタイプと
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を意味する。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あげられる。そして、前記マトリ
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。

【００３９】本発明の発光素子はバックライトとしても
好ましく用いられる。バックライトは、主に自発光しな
い表示装置の視認性を向上させる目的に使用され、液晶
表示装置、時計、オーディオ装置、自動車パネル、表示
板、標識などに使用される。特に液晶表示装置、中でも
薄型化が課題となっているパソコン用途のバックライト
としては、従来方式のものが蛍光灯や導光板からなって
いるため薄型化が困難であることを考えると、本発明に
おける発光素子を用いたバックライトは薄型、軽量が特
徴になる。

【００４０】

【実施例】以下、実施例および比較例をあげて本発明を
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。

【００４１】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／□、電子ビーム蒸着品）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”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（ＴＰＤ）を５０ｎ
ｍ蒸着した。次に発光材料として、下記に示されるＥＭ
１を１５ｎｍの厚さに積層した。次に電子輸送材料とし
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３５ｎｍの厚さに積層し、引き続
き金属リチウムを微量ドーピングした（膜厚換算０．５
ｎｍ）。最後に、銀を１５０ｎｍ蒸着して陰極とし、５
×５ｍｍ角の素子を作製した。ここで言う膜厚は表面粗
さ計での測定値で補正した水晶発振式膜厚モニター表示
値である。この発光素子からは、１５Ｖの印加電圧で
発光ピーク波長４３９ｎｍ、１０００ｃｄ／ｍ²の青色
発光が得られた。

【００４２】

【化９】

【００４３】比較例１発光材料として下記に示されるＥＭ２を用いた以外は実
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、１５Ｖの印加電圧で青紫色発光が得られた
が、３０ｃｄ／ｍ²しか得られなかった。

【００４４】

【化１０】

【００４５】実施例２発光層部分をホスト材料として実施例１におけるＥＭ１
を、ドーパント材料としてペリレンを用いて、ドーパン
トが０．５ｗｔ％になるように１５ｎｍの厚さに共蒸着
した以外は実施例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、１８Ｖの印加電圧で発光ピー
ク波長４６０ｎｍ、２０００ｃｄ／ｍ²の青色発光が得
られた。

【００４６】実施例３発光材料として下記に示されるＥＭ３を用いた以外は実
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、１５Ｖの印加電圧で発光ピーク波長４２０
ｎｍ、５００ｃｄ／ｍ²の青色発光が得られた。

【００４７】

【化１１】

【００４８】実施例４正孔輸送材料として実施例１におけるＥＭ１を５０ｎｍ
蒸着し、発光材料としてトリス（８−キノリノラト）ア
ルミニウム（III）（Ａｌｑ３）を１５ｎｍの厚さに積
層した以外は実施例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に基づく緑色発光
が得られた。本発明の化合物は正孔輸送層としても有効
に機能した。

【００４９】実施例５発光材料として（Ａｌｑ３）を３５ｎｍの厚さに積層
し、次に電子輸送材料として下記に示されるＥＴＭを１
５ｎｍの厚さに積層した以外は実施例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
に基づく緑色発光が得られた。本発明の化合物は電子輸
送層としても有効に機能した。

【００５０】

【化１２】

【００５１】実施例６ＩＴＯ透明導電膜を１５０ｎｍ堆積させたガラス基板
（旭硝子（株）製、１５Ω／□、電子ビーム蒸着品）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．
２７ｍｍ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、まず正孔輸送層として、ＴＰＤを５０ｎｍ蒸着
し、発光層として、実施例１で用いたＥＭ１を１５ｎｍ
の厚さに、そして電子輸送層として、２，９−ジメチル
−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリンを
３５ｎｍの厚さに蒸着した。次に厚さ５０μｍ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。そして金属リチウムを
微量ドーピング（膜厚換算０．５ｎｍ）した後、アルミ
ニウムを１５０ｎｍ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。

【００５２】

【発明の効果】本発明の発光素子は、特に青色発光に対
して有効なものである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０５Ｂ 33/22 Ｈ０５Ｂ 33/22 ＢＤ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】陽極と陰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において、素子が下記一
般式（１）で表される化合物を含むことを特徴とする発
光素子。【化１】（ここでＲ¹〜Ｒ⁶のうち少なくとも一つはＸ¹に置き換
わり、それ以外はそれぞれ同じでも異なっていてもよ
く、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、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、隣接置換基との間に形成される環構造の中から選ば
れる。Ｚ¹は硫黄、硫黄酸化物、セレン、セレン酸化
物、置換もしくは無置換の窒素、置換もしくは無置換の
飽和炭化水素、のいずれかより選ばれる。ｎは２以上の
整数であり、Ｘ¹は複数の母骨格を共役的または非共役
的に互いに結合させる結合単位である。）
【請求項２】素子が下記一般式（２）で表される化合物
を含むことを特徴とする請求項１記載の発光素子。【化２】（ここでＲ⁷〜Ｒ¹¹はそれぞれ同じでも異なっていても
よく、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、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、隣接置換基との間に形成される環構造の中から選ば
れる。Ｚ²は酸素、硫黄、硫黄酸化物、セレン、セレン
酸化物、置換もしくは無置換の窒素、置換もしくは無置
換の飽和炭化水素のいずれかより選ばれる。ｎはＺ²が
酸素の場合は３以上、それ以外の場合は２以上の整数で
あり、Ｘ²は複数の母骨格を共役的または非共役的に互
いに結合させる結合単位である。）
【請求項３】一般式（１）のＸ¹および一般式（２）の
Ｘ²で示した結合単位が少なくとも共役結合、置換もし
くは無置換の芳香環、置換もしくは無置換の複素環ある
いはこれらを混合した基のいずれかより選ばれることを
特徴とする請求項１または２記載の発光素子。
【請求項４】前記化合物が発光材料であることを特徴と
する請求項１記載の発光素子。
【請求項５】前記化合物が正孔輸送材料であることを特
徴とする請求項１記載の発光素子。
【請求項６】前記化合物が電子輸送材料であることを特
徴とする請求項１記載の発光素子。
【請求項７】発光素子がマトリクスおよび／またはセグ
メント方式によって表示するディスプレイを構成するこ
とを特徴とする請求項１記載の発光素子。