JP2002063989A

JP2002063989A - 発光素子

Info

Publication number: JP2002063989A
Application number: JP2001167809A
Authority: JP
Inventors: Toru Kohama; 亨小濱; Daisuke Kitazawa; 大輔北澤; Seiichiro Murase; 清一郎村瀬
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 2000-06-08
Filing date: 2001-06-04
Publication date: 2002-02-28
Anticipated expiration: 2021-06-04
Also published as: JP4876333B2

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】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であって、該素子がリン
オキサイド基で置換された蛍光性骨格を有する有機蛍光
体を含むことを特徴とする発光素子である。

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。

【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で構成されたり、
ホスト材料にゲスト材料をドーピングして構成される。
発光材料は三原色揃うことが求められているが、これま
では緑色発光材料の研究が最も進んでいる。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。特に青色発光材料において高
輝度で色純度の良い発光の得られるものが望まれてい
る。

【０００５】ホスト材料としては、前述のトリス（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あげられる。

【０００６】青色発光ホスト材料においては、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５−２１
４３３２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）などがあげられるが、特
に色純度が充分ではない。

【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、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。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。

【０００９】また従来、数少ない既存材料を用いても、
発光材料と相互作用を起こす、もしくは電子輸送材料自
体の発光が混在する等の理由で所望の発光色が得られな
かったり、高効率発光が得られるものの耐久性が短い等
の問題があった。例えば、特開平５−３３１４５９号公
報には特定のフェナントロリン誘導体を電子輸送材料に
用いているが、高効率発光を示すものの、長時間の通電
により結晶化し、耐久性が著しく短い問題があった。ま
た、発光効率および耐久性に比較的良い特性を示すもの
として、キノリノール金属錯体やベンゾキノリノール金
属錯体があるが、これらはこの材料自身に高い青緑〜黄
色での発光能力があるために、電子輸送材料として用い
た際に、これらの材料自身の発光が混在して色純度が悪
化する恐れがある。

【００１０】本発明は、かかる従来技術の問題を解決
し、発光効率が高く、高輝度で色純度に優れた発光素子
を提供することを目的とするものである。

【００１１】

【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、該素子がリンオキサイド基で置換された
蛍光性骨格を有する有機蛍光体を含むことを特徴とする
発光素子である。

【００１２】

【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。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。

【００１３】本発明において陰極は、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
チウムやセシウム、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。

【００１４】本発明において発光物質とは、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、そして、４）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）〜３）の多層積層構造
の他に４）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。

【００１５】本発明において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る。
正孔輸送性物質としては電界を与えられた電極間におい
て陽極からの正孔を効率良く輸送することが必要で、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
ことが望ましい。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、特に限定されるものではないが、
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。

【００１６】本発明における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。

【００１７】本発明において発光材料は、リンオキサイ
ド基で置換された蛍光性骨格を有する有機蛍光体を含
む。また、本発明におけるリンオキサイド基で置換され
た蛍光性骨格を有する有機蛍光体としては、具体的には
下記一般式（１）または（２）で表される化合物があげ
られる。

【００１８】

【化３】

【００１９】ここでＲ¹〜Ｒ³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、Ｒ¹〜Ｒ³の少なくとも１つは蛍光性骨格であ
る。

【００２０】

【化４】

【００２１】ここでＲ⁴〜Ｒ⁵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。Ｘは蛍光性骨格を表す。ｎは２以上の自然数を表
す。

【００２２】これらの置換基の内、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。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。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。

【００２３】蛍光性骨格としては、後述の既知ホスト材
料や従来から知られているドーパント材料の骨格が挙げ
られる。これらの蛍光性骨格がリンオキサイド基で置換
されることで、電荷輸送性、薄膜形成性等が向上し、高
輝度・高耐久性の発光素子を得ることが出来る。蛍光性
骨格の中では、フェナンスリル、アントラニル、ピレニ
ル、ペリレニル等の縮合芳香環が好適に用いられる。

【００２４】上記のリンオキサイド基で置換された蛍光
性骨格を有する有機蛍光体として、具体的には下記のよ
うな構造があげられる。

【００２５】

【化５】

【００２６】

【化６】

【００２７】

【化７】

【００２８】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。

【００２９】発光材料のホスト材料はリンオキサイド基
で置換された蛍光性骨格を有する有機蛍光体一種のみに
限る必要はなく、複数のリンオキサイド基で置換された
蛍光性骨格を有する有機蛍光体を混合して用いたり、既
知のホスト材料の一種類以上をリンオキサイド基で置換
された蛍光性骨格を有する有機蛍光体と混合して用いて
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。

【００３０】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、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。

【００３１】また、ドーパント材料として上記蛍光性
（一重項発光）材料だけでなく、燐光性（三重項発光）
材料も好ましく用いられる。具体的には、ポルフィリン
白金錯体やトリス（２−フェニルピリジル）イリジウム
錯体、トリス｛２−（２−チオフェニル）ピリジル｝イ
リジウム錯体、トリス｛２−（２−ベンゾチオフェニ
ル）ピリジル｝イリジウム錯体、トリス（２−フェニル
ベンゾチアゾール）イリジウム錯体、トリス（２−フェ
ニルベンゾオキサゾール）イリジウム錯体、ベンゾキノ
リンイリジウム錯体などが挙げられるが、これらに限定
されるものではない。

【００３２】本発明において電子輸送性材料は、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。し
かしながら、正孔と電子のバランスを考えた場合に、陽
極からの正孔が再結合せずに陰極側へ流れるのを効率よ
く阻止できる役割を主に果たす場合には、電子輸送能力
がそれ程高くなくても、発光効率を向上させる効果は電
子輸送能力が高い材料と同等に有する。したがって、本
発明における電子輸送層は、正孔の移動を効率よく阻止
できる正孔阻止層も同義のものとして含まれる。

【００３３】このような条件を満たす物質として、本発
明におけるリンオキサイド基で置換された蛍光性骨格を
有する有機蛍光体が挙げられる。電子輸送材料はリンオ
キサイド基で置換された蛍光性骨格を有する有機蛍光体
一種のみに限る必要はなく、複数のリンオキサイド基で
置換された蛍光性骨格を有する有機蛍光体を混合して用
いたり、既知の電子輸送材料の一種類以上をリンオキサ
イド基で置換された蛍光性骨格を有する有機蛍光体と混
合して用いてもよい。既知の電子輸送材料としては、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。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、ポリサルフォン、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】本発明において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、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
限定することはできないが、１〜１０００ｎｍの間から
選ばれる。

【００３６】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、
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】本発明においてマトリクスとは、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。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、アクティブマトリッ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。

【００３８】本発明において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】本発明においてバックライトとは、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、オーディオ機器、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”（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。この基板を素子を作製する直前に１時間Ｕ
Ｖ−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
ェニルを１００ｎｍ蒸着した。次に発光材料として、ジ
フェニル−２−ピレニルリンオキサイドを５０ｎｍ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（ＢＴＣＰＮ）を１００ｎｍの厚さに積層した。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蒸着して陰極とし、５×５ｍｍ角
の素子を作製した。ここで言う膜厚は水晶発振式膜厚モ
ニター表示値である。この発光素子からは、発光波長５
２８ｎｍ、輝度５６５０カンデラ／平方メートルの高輝
度青緑色発光が得られた。

【００４２】比較例１発光材料としてピレン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。この発光素子は短絡してし
まい、発光を得ることができなかった。

【００４３】実施例２発光材料としてジフェニル−５−フェナンスレニルリン
オキサイド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発光波長４８６ｎ
ｍ、輝度４０１カンデラ／平方メートルの高色純度青色
発光が得られた。

【００４４】実施例３発光材料として、ホスト材料として実施例１で用いたジ
フェニル−２−ピレニルリンオキサイドを、ドーパント
材料としてペリレンを用いて、ドーパントが３ｗｔ％に
なるように５０ｎｍの厚さに共蒸着した他は実施例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
は発光波長４６２，４９０ｎｍ（ダブルピーク）、輝度
３１５０カンデラ／平方メートルの高輝度高色純度青色
発光が得られた。

【００４５】実施例４電子輸送材料として、ジフェニル−２−ピレニルリンオ
キサイド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。実施例１に比べて、電子輸送性が向上
し、同じ電流を流すのに必要な駆動電圧が３Ｖ低下し
た。

【００４６】実施例５発光材料として、ホスト材料として（８−キノリノラ
ト）アルミニウム（III）（Ａｌｑ３）を、ドーパント
材料として９−ベンゾチアゾール−２−イル−１，１，
６，６−テトラメチル−２，３，５，６−テトラヒドロ
−１Ｈ，４Ｈ−１１−オキサ−３ａ−アザ−ベンゾ［ｄ
ｅ］アントラセン−１０−オン（クマリン５４５Ｔ）を
用いた他は実施例４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発光波長５２０ｎｍ、輝度３０
０００カンデラ／平方メートルの高輝度高色純度緑色発
光が得られた。この発光素子の通電後５００時間経過後
の初期輝度保持率は８０％以上であり、均質な発光面を
維持していた。

【００４７】比較例３電子輸送材料としてＢＴＣＰＮを用いた他は実施例５と
全く同様にして発光素子を作製した。この発光素子の通
電後５００時間経過後の初期輝度保持率は５０％以下で
あり、発光面にはムラが見られた。

【００４８】実施例６発光材料として、４，４’−ビス（２，２−ジフェニル
ビニル）ビフェニル（ＤＰＶＢｉ）を用いた他は実施例
４と全く同様にして発光素子を作製した。この発光素子
からは発光波長４６８ｎｍ、輝度１００００カンデラ／
平方メートルの高輝度高色純度青色発光が得られた。

【００４９】比較例３電子輸送材料としてＡｌｑ３を用いた他は実施例６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
発光材料だけでなく電子輸送材料も発光（緑色）し、色
純度の悪い青色発光しか得られなかった。

【００５０】実施例７発光材料のうち、ホスト材料として３，６−ジビフェニ
ル−２，５−ジ（３，５−ジｔ−ブチルベンジル）ピロ
ロ［３，４−ｃ］ピロール−１，４−ジオンを、ドーパ
ント材料として、４，４−ジフルオロ−１，３，５，７
−テトラトリル−４−ボラ−３ａ，４ａ−ジアザ−イン
ダセンを用いた他は実施例４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発光波長６３０ｎｍ、
輝度８０００カンデラ／平方メートルの高輝度高色純度
赤色発光が得られた。

【００５１】比較例４電子輸送材料としてＡｌｑ３を用いた他は実施例７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
発光材料だけでなく電子輸送材料も発光（緑色）し、色
純度の悪い赤色発光しか得られなかった。

【００５２】実施例８発光材料として、ホスト材料として４，４’ビス（９−
カルバゾリル）ビフェニル（ＣＢＰ）を、ドーパント材
料として、トリス（２−フェニルピリジル）イリジウム
錯体を用いた他は実施例４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発光波長５２０ｎｍ、輝
度５００００カンデラ／平方メートルの高輝度高色純度
緑色発光が得られた。

【００５３】実施例９各有機層を蒸着するまでの工程は実施例１と同様に行っ
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）ビフェニルを１５０ｎｍ蒸着し、実施例１で用いた
ジフェニル−２−ピレニルリンオキサイドを５０ｎｍの
厚さに蒸着した。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１００ｎｍの厚さに積層した。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５×５ｍｍ角の素子を作製した。こ
こでいう膜厚は水晶発振式膜厚モニター表示値である。
この発光素子を真空セル内で１ｍＡパルス駆動（Ｄｕｔ
ｙ比１／６０、パルス時の電流値６０ｍＡ）させたとこ
ろ、良好な発光が確認された。

【００５４】実施例１０ＩＴＯ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１．２
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１５０
ｎｍ蒸着し、実施例１で用いたジフェニル−２−ピレニ
ルリンオキサイドを５０ｎｍの厚さに蒸着した。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１００ｎｍの厚さ
に積層した。ここで言う膜厚は水晶発振式膜厚モニター
表示値である。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。

【００５５】

【発明の効果】本発明は、発光効率が高く、色純度に優
れた、発光素子を提供できるものである。特に青色発光
にとって有効なものである。

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であって、該素子がリン
オキサイド基で置換された蛍光性骨格を有する有機蛍光
体を含むことを特徴とする発光素子。
【請求項２】リンオキサイド基で置換された蛍光性骨格
を有する有機蛍光体が下記一般式（１）で表されること
を特徴とする請求項１記載の発光素子。【化１】（ここでＲ¹〜Ｒ³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、Ｒ¹
〜Ｒ³の少なくとも１つは蛍光性骨格である。）
【請求項３】リンオキサイド基で置換された蛍光性骨格
を有する有機蛍光体が下記一般式（２）で表されること
を特徴とする請求項１記載の発光素子。【化２】（ここでＲ⁴〜Ｒ⁵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。Ｘは蛍光性
骨格を表す。ｎは２以上の自然数を表す。）
【請求項４】蛍光性骨格が縮合芳香環であることを特徴
とする請求項１記載の発光素子。
【請求項５】該有機蛍光体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６】該有機蛍光体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】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を特徴とする
請求項１記載の発光素子。