JP2002134274A

JP2002134274A - 発光素子

Info

Publication number: JP2002134274A
Application number: JP2000320568A
Authority: JP
Inventors: Seiichiro Murase; 清一郎村瀬; Toru Kohama; 亨小濱; Takeshi Tominaga; 剛富永
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 2000-10-20
Filing date: 2000-10-20
Publication date: 2002-05-10
Anticipated expiration: 2020-10-20
Also published as: JP4613411B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】耐久性に優れ高輝度の発光素子を提供する。【解決手段】一般式１のピロメテン化合物もしくはその
金属錯体の骨格を１つ以上有する多量体を含有する電異
発光素子。（Ｒ¹〜Ｒ⁷の一つ以上は他のピロメテン骨格と直接又は
置換基を介して連結し、それ以外は同じでも異なっても
よく水素、アルキル、シクロアルキル、アラルキル、ア
ルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、水酸基、メ
ルカプト、アルコキシ、アルキルチオ、アリールエーテ
ル、アリールチオエーテル、アリール、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、アルデヒド、カルボニル、カルボキシル、エステ
ル、カルバモイル、アミノ、ニトロ、シリル、シロキサ
ニル基、又は隣接置換基との間に形成される芳香族、脂
肪族もしくは複素環の縮合環である。）

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．Ｔａｎｇ
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）２
１，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】発光層の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金属キレー
ト化オキシノイド化合物、ジアリールブタジエン誘導
体、スチルベン誘導体、ベンズオキサゾール誘導体、ベ
ンゾチアゾール誘導体（特開昭６３−２６４６９２号公
報）などがあげられる。

【０００５】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、キナゾリン化合物、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（特開平５−２７９６６２号公
報）、ピロロピロール化合物（特開平５−３２０６６３
号公報）、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。

【０００６】また発光材料、特にドーパント材料とし
て、高輝度発光を示す化合物のピロメテン化合物が知ら
れている（特開平９−１１８８８０号公報）。

【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に必要な三原色の内、緑色発光にお
いては高性能の発光材料が見い出されているが、青色や
赤色、特に赤色においては十分な特性、とりわけ耐久性
に優れた発光材料は得られていない。また、これまでの
ピロメテン化合物においても高輝度、高色純度には優れ
ているものの、分子量が小さく熱的安定性に乏しいもの
が多かった。

【０００８】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、耐久性にも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。

【０００９】

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、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、該素子が一般式（１）で表され
るピロメテン化合物もしくはその金属錯体の、いずれか
の骨格を少なくとも１つ有する多量体を含有することを
特徴とする発光素子である。

【００１０】

【化３】

【００１１】（ここで、Ｒ¹〜Ｒ⁷の少なくとも一つは他
のピロメテン骨格との直接あるいは置換基を介しての連
結に用いられる。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
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、隣接置換基との間に形成される芳香族、脂肪
族、あるいは複素環の縮合環の中から選ばれる。）

【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】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。

【００１４】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。

【００１５】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】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】本発明における発光材料はピロメテン化合
物もしくはその金属錯体の、いずれかの骨格を少なくと
も１つ有する多量体（以後ピロメテン多量体と呼ぶ）を
含有する。ピロメテン化合物は発光材料、特にドーパン
ト材料として、高輝度発光を示すことは知られている。
しかし、単量体のピロメテン化合物には、分子量が小さ
く熱的安定性に乏しいものが多い。一方でピロメテン化
合物の分子量を大きくするために置換基を導入する方法
は、材料の発光特性や素子の膜質、電荷輸送能等に悪影
響を及ぼすことが多い。そこで本発明のピロメテン多量
体を用いることによって、材料の発光特性等に悪影響を
及ぼすことなく、分子量を増大することが可能となり、
熱的安定性が高く、かつ、高輝度発光を示す材料を得る
ことができた。

【００１８】本発明のピロメテン多量体はホスト材料と
して用いてもよいが、蛍光量子収率が高いことや、発光
スペクトルの半値幅が小さいことから、ドーパント材料
として好適に用いられる。ピロメテン多量体としては、
下記一般式（１）の化合物もしくはその金属錯体の、多
量体があげられる。

【００１９】

【化４】

【００２０】ここで、Ｒ¹〜Ｒ⁷の少なくとも一つは他の
ピロメテン骨格との直接あるいは置換基を介しての連結
に用いられる。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、隣接置換基との間に形成される芳香族、脂肪
族、あるいは複素環の縮合環の中から選ばれる。

【００２１】連結に用いられる置換基は、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、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、ハロアルカ
ン、ハロアルケン、ハロアルキン、カルボニル基、エス
テル基、カルバモイル基、アミノ基、シリル基、シロキ
サニル基、スピロ基の中から選ばれる。

【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
基とは例えばフラニル基、チオフェニル基、オキサゾリ
ル基、ピリジル基、キノリニル基、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縮合環お
よび脂肪族環とは、Ｒ¹とＲ²、Ｒ²とＲ³、Ｒ⁴とＲ⁵、Ｒ
⁵とＲ⁶の部位で共役または非共役の縮合環を形成するも
のである。そしてこれら縮合環は環内構造に窒素、酸
素、硫黄原子を含んでいてもよいし、さらに別の環と縮
合してもよい。

【００２３】また、金属に配位する時には、ピロメテン
化合物単独でも混合配位子でも特に限定はされない。混
合配位子の場合の第２の配位子としては、アルコキシ、
フェノキシ、ハロゲン、アルキル、アリルその他縮合環
炭化水素、複素環化合物、または酸素原子を介して結合
された芳香環または複素環化合物などを導入することが
可能である。

【００２４】本発明のリガンドに配位できる金属は、特
に限定されるものではないが、通常用いられる元素の一
例として、ホウ素、ベリリウム、マグネシウム、クロ
ム、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、白金などを挙
げることができる。

【００２５】さらに優れた色純度・輝度特性を得るため
に、ピロメテン多量体としては下記一般式（２）で表さ
れる化合物もしくはその金属錯体の、多量体が望まし
い。

【００２６】

【化５】

【００２７】ここで、Ｒ⁸〜Ｒ¹⁴の少なくとも一つは他
のピロメテン骨格との直接あるいは置換基を介しての連
結に用いられる。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
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、隣接置換基との間に形成される芳香族、脂肪
族、あるいは複素環の縮合環の中から選ばれる。Ｒ¹⁵お
よびＲ¹⁶は同じでも異なっていてもよく、ハロゲン、水
素、アルキル、アリール、複素環基から選ばれる。これ
らの置換基については上記一般式（１）の説明と同様で
ある。

【００２８】さらに材料の入手しやすさや、合成の容易
さを考えると上記一般式（２）のＲ ¹⁵およびＲ¹⁶はフッ
素であることが望ましい。また、合成の収率や真空加熱
等の蒸着による薄膜形成工程を考えると、ピロメテン多
量体は２〜４量体であるのが好ましく、２量体であるこ
とがさらに好ましい。上記のピロメテン多量体の構造と
して、具体的に以下のようなものが挙げられる。

【００２９】

【化６】

【００３０】

【化７】

【００３１】

【化８】

【００３２】

【化９】

【００３３】

【化１０】

【００３４】ドーピング量は、多すぎると濃度消光現象
が起きるため、ホスト物質に対して１０重量％以下で用
いることが好ましく、更に好ましくは２重量％以下であ
る。ドーピング方法としては、ホスト材料との共蒸着法
によって形成することができるが、ホスト材料と予め混
合してから同時に蒸着しても良い。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。さらに、ピロメテン多量体は、極めて微量でも
発光することから微量のピロメテン多量体をホスト材料
にサンドイッチ状に挟んで使用することも可能である。
この場合、一層でも二層以上ホスト材料と積層しても良
い。発光材料に添加するドーパント材料は、前記ピロ
メテン多量体一種のみに限る必要はなく、複数のピロメ
テン多量体を混合して用いたり、既知のドーパント材料
の一種類以上をピロメテン多量体と混合して用いてもよ
い。具体的には従来から知られている、ビス（ジイソプ
ロピルフェニル）ペリレンテトラカルボン酸イミドなど
のナフタルイミド誘導体、ペリノン誘導体、アセチルア
セトンやベンゾイルアセトンとフェナントロリンなどを
配位子とするＥｕ錯体などの希土類錯体、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−ピランやその類縁体、マグネシウム
フタロシアニン、アルミニウムクロロフタロシアニンな
どの金属フタロシアニン誘導体、ローダミン化合物、デ
アザフラビン誘導体、オキサジン化合物などを共存させ
ることができるが特にこれらに限定されるものではな
い。

【００３５】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
センやピレ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金属キレート化オキ
シノイド化合物、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、テ
トラフェニルブタジエン誘導体、クマリン誘導体、オキ
サジアゾール誘導体、ピロロピリジン誘導体、ペリノン
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、チアジアゾロピリジン誘導体、ピロロピロール
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。

【００３６】電子輸送性材料とは、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。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。

【００３７】正孔阻止層とは、電界を与えられた電極間
において陽極からの正孔が陰極からの電子と再結合する
ことなく移動するのを防止するための層であり、各層を
構成する材料の種類によっては、この層を挿入すること
により正孔と電子の再結合確率が増加し、発光効率の向
上が望める場合がある。したがって、正孔阻止性材料と
しては正孔輸送性材料よりも最高占有分子軌道レベルが
エネルギー的に低く、隣接する層を構成する材料とエキ
サイプレックスを生成しにくいことが望まれる。具体的
にはフェナントロリン誘導体やトリアゾール誘導体など
が挙げられるが、素子作製に必要な薄膜を形成し、陽極
からの正孔の移動を効率よく阻止できる化合物であれば
特に限定されるものではない。

【００３８】以上の正孔輸送層、発光層、電子輸送層、
正孔阻止層は単独または二種類以上の材料を積層、混合
するか、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。

【００３９】発光を司る物質の形成方法は、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、発光を司る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。

【００４０】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。

【００４１】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。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。

【００４２】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。

【００４３】

【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。

【００４４】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）ビフェニルを５０ｎｍ蒸着し
た。次にホスト材料としてトリス（８−キノリノラト）
アルミニウム錯体、ドーパンド材料として下記に示すＥ
Ｍ１を用いて、ドーパント濃度が１ｗｔ％になるように
１５ｎｍの厚さに共蒸着し、ホスト材料を３５ｎｍの厚
さに積層した。次にリチウムを０．５ｎｍ、銀を１５０
ｎｍ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。この発光素子は最高輝度１５０００ｃｄ／Ａの緑
色発光を示した。この発光素子は５ｍＡの定電流駆動を
行ったところ、１０００時間たっても輝度半減には至ら
なかった。

【００４５】

【化１１】

【００４６】実施例２ドーパント材料に下記に示すＥＭ２を用いた以外は実施
例１と全く同様にして作製した。この発光素子は最高輝
度１８０００ｃｄ／Ａの緑色発光を示した。この発光素
子は５ｍＡの定電流駆動を行ったところ、１０００時間
たっても輝度半減には至らなかった。

【００４７】

【化１２】

【００４８】比較例１ドーパント材料に下記に示すＥＭ３を用いた以外は実施
例１と全く同様にして作製した。この発光素子は最高輝
度１００００ｃｄ／Ａの緑色発光を示した。この発光素
子は５ｍＡの定電流駆動を行ったところ、３００時間で
輝度が半減した。

【００４９】

【化１３】

【００５０】

【発明の効果】以上のように、ピロメテン多量体を発光
材料として用いることにより、高輝度かつ耐久性に優れ
た発光素子を得ることができた。

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、該素子が一般
式（１）で表されるピロメテン化合物もしくはその金属
錯体の、いずれかの骨格を少なくとも１つ有する多量体
を含有することを特徴とする発光素子。【化１】（ここで、Ｒ¹〜Ｒ⁷の少なくとも一つは他のピロメテン
骨格との直接あるいは置換基を介しての連結に用いられ
る。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、隣接
置換基との間に形成される芳香族、脂肪族、あるいは複
素環の縮合環の中から選ばれる。）
【請求項２】前記金属錯体の金属がホウ素、ベリリウ
ム、マグネシウム、クロム、鉄、コバルト、ニッケル、
銅、亜鉛、白金から選ばれる少なくとも一種であること
を特徴とする請求項１記載の発光素子。
【請求項３】前記多量体が下記一般式（２）で表される
化合物もしくはその金属錯体の、いずれかの骨格を少な
くとも１つ有する多量体であ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、Ｒ⁸〜Ｒ¹⁴の少なくとも一つは他のピロメテ
ン骨格との直接あるいは置換基を介しての連結に用いら
れる。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、隣接置換基との間に形成される芳香族、脂肪族、あ
るいは複素環の縮合環の中から選ばれる。Ｒ¹⁵およびＲ
¹⁶は同じでも異なっていてもよく、ハロゲン、水素、ア
ルキル、アリール、複素環基から選ばれる。）
【請求項４】一般式（２）のＲ¹⁵およびＲ¹⁶がフッ素で
あることを特徴とする請求項３記載の発光素子。
【請求項５】前記多量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】前記多量体がドーパントであることを特徴
とする請求項５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１〜６のいずれか記載の発光素
子。