JP3525434B2 - 有機エレクトロルミネッセンス素子 - Google Patents

有機エレクトロルミネッセンス素子

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JP3525434B2 JP2000395628A JP2000395628A JP3525434B2 JP 3525434 B2 JP3525434 B2 JP 3525434B2 JP 2000395628 A JP2000395628 A JP 2000395628A JP 2000395628 A JP2000395628 A JP 2000395628A JP 3525434 B2 JP3525434 B2 JP 3525434B2
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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」と言うこともある)に関し、
さらに詳述すると、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】前記有機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。緑色発光については多くの
例が報告されており、例えば緑色素子として、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 P
hyisics Letters)、51巻、913
頁、1987年)や、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。
【0004】青色発光素子についても、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7−539
55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有
導体を発光材料に用いて輝度2万cd/m2以上、発光
効率51m/W、半減寿命5千時間以上を達成した素子
が報告されている(日本化学会第70春季年会特別講
演)。
【0005】赤色発光が得られる有機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、また、特開
平7−272854号公報、特開平7−288184号
公報、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、それぞれ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ず、実用に供するに
はさらなる改良が必要である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た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ための量子収率に限界があるために
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。
【0007】また、先に従来例として例示した赤色発光
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、実用性に欠けるものであった。
【0008】本発明は、前述した問題点に鑑みてなされ
たものであり、発光輝度が大きく、色純度、発光寿命等
に優れた赤色発光有機EL素子を提供することを目的と
する。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成するため、下記(A)〜(G)の有機EL素子を提供
する。
【0010】(A)陰極及び陽極を備え、かつ前記一対
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、前
記有機薄膜層の少なくとも一層が、下記構造式(1)で
示されるナフトキノンイミン系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。
【化2】 (式中、R1〜R2は、それぞれ独立に、水素原子、ハロ
ゲン原子、置換若しくは無置換のアルキル基、置換若し
くは無置換のアルコキシ基、アリール基、又は、ヒドロ
キシル基を表す。)
【0011】(B)構造式(1)で示されるナフトキノ
ンイミン系化合物が、4,8−ビス(4−エチルフェニ
ルアミノ)−1,5−ナフトキノン又は4,8−ビス
(4−メトキシフェニルアミノ)−1,5−ナフトキノ
ンである(C)の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【0012】(C)発光層が、前記構造式(1)で示さ
れるナフトキノンイミン系化合物を含有する層であるこ
とを特徴とする(A)、(B)の有機エレクトロルミネ
ッセンス素子。
【0013】(D)発光層が、500nm〜580nm
にELスペクトルを持つ緑色、黄色発光材料と、前記構
造式(1)で示されるナフトキノンイミン系化合物とを
含有する層であることを特徴とする(A)、(B)の有
機エレクトロルミネッセンス素子。
【0014】(E)構造式(1)で示されるナフトキノ
ンイミン系化合物を、緑色、黄色発光材料に対して0.
001wt%〜50wt%の範囲で含有することを特徴
とする(D)の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【0015】(F)発光層が、キノリン系金属錯体と、
前記構造式(1)で示されるナフトキノンイミン系化合
物とを含有する層であることを特徴とする(A)、
(B)の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【0016】(G)発光層が、ビススチリルアントラセ
ン誘導体と、前記構造式(1)で示されるナフトキノン
イミン系化合物とを含有する層であることを特徴とする
(A)、(B)の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【0017】本発明で用いる赤色発光材料、すなわち構
造式(1)で示されるナフトキノンイミン系化合物は、
緑色〜黄橙色領域に吸収を持ち、かつ600〜700n
mの赤色領域に高い量子収率をもって蛍光を示すため、
上記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、高効率で得ることがで
きる。また、本発明で用いる赤色発光材料は、高い量子
収率を有するので、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、したがって有機EL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、上記赤色発光材料は、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、ま
た薄膜状態は極めて安定で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、したがって本発明の有機EL素子は長寿命化を図る
ことが容易である。以上から、本発明に係る有機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。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明をさ
らに詳細に説明する。図1は本発明の有機EL素子の一
例を示す断面図であり、この有機EL素子は、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とを順次設けたものである。
【0019】本発明の有機EL素子の構造に限定はな
く、図1の例の他に、例えば図2〜図4に示す構造とす
ることができる。図2の有機EL素子は、陽極2と陰極
3との間に、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である。図3の有機E
L素子は、陽極2と陰極3との間に、正孔輸送層5と発
光層6とを順次設けたものである。図4の有機EL素子
は、陽極2と陰極3との間に、発光層6と電子輸送層7
とを順次設けたものである。
【0020】本発明の有機EL素子は、前記陰極と陽極
との間の有機薄膜層の少なくとも一層、特に発光層に、
前記構造式(1)で示されるナフトキノンイミン系化合
物を含有せしめるようにしたものである。
【0021】ここで、構造式(1)で示されるナフトキ
ノンイミン系化合物におけるR1〜R2の例を下記に示す
が、構造式(1)の化合物は下記例に限定されるもので
はない。 ・R1=R2=CH3 ・R1=R2=C25 ・R1=R2=C37 ・R1=R2=H ・R1=R2=OCH3 ・R1=R2=Cl ・R1=R2=OH
【0022】上記の例示化合物の中でも、下記構造式
(1−1)の4,8−ビス(4−エチルフェニルアミ
ノ)−1,5−ナフトキノン、下記構造式(1−2)の
4,8−ビス(4−メトキシフェニルアミノ)−1,5
−ナフトキノンが、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。
【0023】
【化3】
【化4】
【0024】発光層のホスト材料(緑色、黄色発光材
料)としては、下記構造式(a)のトリス(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
リン金属錯体などのキノリン系金属錯体、下記構造式
(b)のビススチリルアントラセン誘導体、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、クマリン誘導体、オキサジアゾール誘導
体、ペリノン誘導体等が挙げられ、特にこのナフトキノ
ンイミン系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などのキノリン系金属錯体、ビスス
チリルアントラセン誘導体が、高い輝度、発光効率が得
られるので好ましい。
【0025】
【化5】
【化6】
【0026】また、発光層には、前記ナフトキノンイミ
ン系化合物を、他の正孔輸送材料、電子輸送材料、発光
材料との混合物として含有せしめることも可能である。
【0027】前記ナフトキノンイミン系化合物は、発光
層のホスト材料に対して0.001wt%〜50wt%
の範囲で混合することが適当である。ナフトキノンイミ
ン系化合物の混合量が0.001wt%未満では色度が
悪くなる問題があり、50wt%を越えると濃度消光、
発光効率低下が生じ好ましくない。また、発光層の厚み
は10〜100nmの範囲とすることが好ましい。
【0028】本発明に係る有機EL素子の正孔注入層を
形成する正孔注入材料は特に限定されず、下記構造式
(c)で表される金属又は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)、下記構造式(d)の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が使用可能である。
【0029】
【化7】
【化8】
【0030】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、正孔
輸送材料として通常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。例えば、正孔輸送材料とし
ては、下記構造式(e)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(f)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(g)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、前記
構造式(d)で表されるスターバースト型分子等が挙げ
られる。
【0031】
【化9】
【化10】
【化11】
【0032】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、電子輸送材
料として通常使用されている化合物であればいかなる化
合物でも使用可能である。例えば、電子輸送材料として
は、下記構造式(h)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(i)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、ペリリ
ン誘導体、ビススチリル誘導体等を挙げることができ
る。
【0033】
【化12】
【化13】
【0034】また、陽極の材料としては、仕事関数が大
きく、透明な材料を好適に使用することができ、例とし
ては、酸化錫インジウム(ITO)、酸化スズ、酸化イ
ンジウムなどの導電性金属酸化物や、金、白金、クロム
等が挙げられる。陰極の材料としては、仕事関数の小さ
い金属又は該金属とアルカリ金属、アルカリ土類金属の
合金を好適に使用することができ、例としては、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、ナトリウムとの合金等が挙げられる。
【0035】
【実施例】以下、本発明を実施例によりさらに具体的に
説明するが、本発明はその要旨を越えない限り、以下の
実施例に限定されない。
【0036】(参考例1)参考例1に係る有機EL素子
の断面構造を図1に示す。本参考例に係る有機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。
【0037】以下、参考例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
洗浄を行った後、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。
【0038】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)を200mg、発光層6のホスト及び
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)を200mg、発光層のゲストとし
て4−[4−(ジメチルアミノ)フェニルイミノ]−2
−エチルカルバモイル−1,4−ナフトキノンを100
mg入れ、これを通電用端子に取り付けた後、真空層内
を2×10-4Paまで排気した。そして、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。
【0039】次に、トリス(8−キノリノール)アルミ
ニウム、4−[4−(ジメチルアミノ)フェニルイミ
ノ]−2−エチルカルバモイル−1,4−ナフトキノン
が入ったボードに、前者が0.3nm/sec、後者が
0.02〜0.03nm/secの蒸着速度となるよう
に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、4−[4−(ジメチルア
ミノ)フェニルイミノ]−2−エチルカルバモイル−
1,4−ナフトキノンの蒸着電源を止め、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。
【0040】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:4−[4−
(ジメチルアミノ)フェニルイミノ]−2−エチルカル
バモイル−1,4−ナフトキノン/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。真空層を1×10-4Paま
で排気した後、アルミニウムの蒸着速度が0.2nm/
sec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30n
m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。
【0041】真空層を大気圧に戻し、支持基板/ITO
/α−NPD/トリス(8−キノリノール)アルミニウ
ム:4−[4−(ジメチルアミノ)フェニルイミノ]−
2−エチルカルバモイル−1,4−ナフトキノン/トリ
ス(8−キノリノール)アルミニウム/AlLi/Al
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8mA/cm2、最高輝度は4800cd/m2(2
0V)が得られた。400cd/m2時の色度座標は
(X:0.629、Y:0.331)の赤色発光で、こ
の時の発光効率は0.80[lm/W]であった。
【0042】また、上記素子を窒素中、初期輝度200
cd/m2で駆動試験を行った結果、輝度半減時間は5
300時間であった。さらに、上記素子を窒素中で50
00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。
【0043】(参考例2)参考例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、ホスト及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
4−(4―ジメチルアミノ−2−メチルフェニルイミ
ノ)−2−エチルカルバモイル−1,4−ナフトキノン
を100mg入れ、これを通電用端子に取り付けた後、
真空層内を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/se
cの蒸着速度で50nmの膜厚になるまで蒸着した。
【0044】次に、トリス(8−キノリノール)アルミ
ニウム及び4−(4―ジメチルアミノ−2−メチルフェ
ニルイミノ)−2−エチルカルバモイル−1,4−ナフ
トキノン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。
【0045】次に、支持基板/ITO/TPD/トリス
(8−キノリノール)アルミニウム:4−(4―ジメチ
ルアミノ−2−メチルフェニルイミノ)−2−エチルカ
ルバモイル−1,4−ナフトキノン/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。真空層を1×10-4Pa
まで排気した後、アルミニウムの蒸着速度が0.2nm
/sec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30
nm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。
【0046】再び、真空層を大気圧に戻し、支持基板/
ITO/TPD/トリス(8−キノリノール)アルミニ
ウム:4−(4―ジメチルアミノ−2−メチルフェニル
イミノ)−2−エチルカルバモイル−1,4−ナフトキ
ノン/トリス(8−キノリノール)アルミニウム/Al
Li/Al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
を印加した結果、電流が7mA/cm2流れ、最高輝度
4500cd/m2(20V)、400cd/m 2時の色
度座標(X:0.640、Y:0.316)の赤色発光
を得た。この時の発光効率は0.76[lm/W]であ
った。
【0047】また、上記素子を窒素中、初期輝度200
cd/m2で駆動試験を行った結果、輝度半減時間は5
500時間であった。さらに、上記素子を窒素中で50
00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。
【0048】(実施例1)参考例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)を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4,8−ビス(4−エチルフェニルアミノ)−1,
5−ナフトキノンを1g、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。真空層を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。また、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。
【0049】次に、トリス(8−キノリノール)アルミ
ニウム及び4,8−ビス(4−エチルフェニルアミノ)
−1,5−ナフトキノン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0.3
nm/sec、4,8−ビス(4−エチルフェニルアミ
ノ)−1,5−ナフトキノンが0.02〜0.03nm
/secの蒸着速度と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、4,8−ビス(4−エチルフェニルア
ミノ)−1,5−ナフトキノンの通電を止めて、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。
【0050】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で膜厚
30nmになるまで成膜した。
【0051】こうして作製された支持基板/ITO/α
−NPD/トリス(8−キノリノール)アルミニウム:
4,8−ビス(4−エチルフェニルアミノ)−1,5−
ナフトキノン/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、さらに参考例1と同様の方法により陰極を形
成した。そして、参考例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、最高輝度は
5000cd/m2(24V)が得られた。400cd
/m2時の色度座標は(X:0.630、Y:0.32
3)の赤色発光で、この時の発光効率は0.85[lm
/W]であった。
【0052】また、上記素子を窒素中、初期輝度200
cd/m2で駆動試験を行った結果、輝度半減時間は6
900時間であった。さらに、上記素子を窒素中で50
00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。
【0053】(実施例2)参考例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、ホスト及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
4,8−ビス(4−メトキシフェニルアミノ)−1,5
−ナフトキノンを100mg入れ、これを通電用端子に
取り付けた後、真空層内を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。
【0054】次に、トリス(8−キノリノール)アルミ
ニウム及び4,8−ビス(4−メトキシフェニルアミ
ノ)−1,5−ナフトキノンが入ったボードに通電し、
前者を0.3nm/sec、後者を0.02〜0.03
nm/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。
【0055】次に、支持基板/ITO/TPD/トリス
(8−キノリノール)アルミニウム:4,8−ビス(4
−メトキシフェニルアミノ)−1,5−ナフトキノン/
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。真空層
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/sec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。
【0056】再び、真空層を大気圧に戻し、支持基板/
ITO/TPD/トリス(8−キノリノール)アルミニ
ウム:4,8−ビス(4−メトキシフェニルアミノ)−
1,5−ナフトキノン/トリス(8−キノリノール)ア
ルミニウム/AlLi/Al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を印加した結果、電流が8.4mA/
cm2流れ、最高輝度5300cd/m2(24V)、4
00cd/m2時の色度座標(X:0.622、Y:
0.320)の赤色発光を得た。この時の発光効率は
0.82[lm/W]であった。また、上記素子を窒素
中、初期輝度200cd/m2で駆動試験を行った結
果、輝度半減時間は5400時間であった。
【0057】(参考例3)参考例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4−[4−(ジメチルアミノ)フェニルイ
ミノ]−2−エチルカルバモイル−1,4−ナフトキノ
ンを1g入れた。真空層を1×10 -4Paまで排気した
後、4−[4−(ジメチルアミノ)フェニルイミノ]−
2−エチルカルバモイル−1,4−ナフトキノンが入っ
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。続いて、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。
【0058】次に、真空層を大気圧に戻し、支持基板/
ITO/4−[4−(ジメチルアミノ)フェニルイミ
ノ]−2−エチルカルバモイル−1,4−ナフトキノン
/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、参考例1と同様の方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後、参考例1と同様に通
電試験を行った結果、電圧を20V印加した時、16m
A/cm2の電流が流れ、輝度140cd/m2の赤色発
光を得た。
【0059】(参考例4)発光材料を4−(4―ジメチ
ルアミノ−2−メチルフェニルイミノ)−2−エチルカ
ルバモイル−1,4−ナフトキノンとしたこと以外は、
参考例3と同様の方法で有機EL素子を作製した。この
素子を用いて参考例3と同様に通電試験を行った結果、
20V印加時に、電流密度17mA/cm2に相当する
電流が流れ、輝度約130cd/m2の赤色発光が得ら
れた。
【0060】(実施例3)参考例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(ジ(p−ト
リル)アミノフェニル)−1,1−シクロヘキサンを1
g入れ、別のるつぼに発光材料として4,8−ビス(4
−エチルフェニルアミノ)−1,5−ナフトキノンを1
g入れた。真空層を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/se
cの蒸着速度で膜厚50nmになるまで成膜した。続い
て、4,8−ビス(4−エチルフェニルアミノ)−1,
5−ナフトキノン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。
【0061】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/
4,8−ビス(4−エチルフェニルアミノ)−1,5−
ナフトキノンの構造の素子に、参考例1と同様の方法に
よって陰極を形成した。EL素子を蒸着機から取り出し
た後、参考例1と同様に通電試験を行った結果、電圧を
20V印加した時、21mA/cm2の電流が流れ、輝
度360cd/m2の赤色発光を得た。
【0062】(実施例4)発光材料を4,8−ビス(4
−メトキシフェニルアミノ)−1,5−ナフトキノンと
したこと以外は、参考例3と同様の方法で有機EL素子
を作製した。この素子を用いて実施例3と同様に通電試
験を行った結果、20V印加時に、電流密度19mA/
cm2に相当する電流が流れ、輝度300cd/m2の赤
色発光が得られた。
【0063】(参考例5〜8)発光ホスト材料を下記構
造式(j)の9,10−ビス[4−(ジフェニルアミ
ノ)スチリル]アントラセン(BSA誘導体)としたこ
と以外は、参考例1と同様の方法で有機EL素子を作製
した。この場合、発光ホスト材料とゲスト材料との重量
比が下記表1のような条件下となるように、実施例1と
同様にして有機EL素子を作製した。得られた素子を用
いて実施例1と同様に通電試験を行った。また、これら
の素子を窒素中、初期輝度200cd/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1に示
すように、前記作製条件下において、効率、駆動寿命に
優れた有機EL素子を得ることができることが確認され
た。
【0064】
【化14】
【0065】
【表1】
【0066】(従来例)参考例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、別のるつぼに発光材料及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1g入れ、
さらに別のるつぼにドーパントとして下記構造式(k)
の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−ビラン(DCM、ドーピ
ング濃度5wt%)を1g入れた。真空層を1×10-4
Paまで排気した後、α−NPDが入ったるつぼに通電
し、0.3nm/secの蒸着速度で50nmの膜厚に
なるまで成膜した。
【0067】
【化15】
【0068】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、前者が0.3nm/
sec、後者が0.03nm/secの蒸着速度となる
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。
【0069】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)アルミニウムの構造の素子に、
参考例1と同様の方法によって陰極を形成した。EL素
子を蒸着機から取り出した後、参考例1と同様に通電試
験を行った結果、電圧を6V印加した時、15mA/c
2の電流が流れ、最高輝度12000cd/m2(20
V)のオレンジ色の発光を得た。
【0070】上記従来例では、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:0.528、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
色を得ることができなかった。その結果、上記従来例の
有機EL素子は、フルカラー表示パネル用素子として用
いることができないものであった。
【0071】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の有機EL
素子は、赤色発光を高輝度、高純度、高効率で得ること
ができるとともに、発光寿命が長く、したがってカラー
表示デバイスの赤色発光素子として有効なものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る有機EL素子の一例の断面図であ
る。
【図2】本発明に係る有機EL素子の一例の断面図であ
る。
【図3】本発明に係る有機EL素子の一例の断面図であ
る。
【図4】本発明に係る有機EL素子の一例の断面図であ
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
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平10−46038(JP,A) 特開2000−80362(JP,A) 特開 昭60−151098(JP,A) 特開 昭59−51947(JP,A) 特開 昭58−37073(JP,A) 特開 平5−258862(JP,A) 特開 昭63−264692(JP,A) 特開 平6−9953(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C09K 11/06 H05B 33/14

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 陰極及び陽極を備え、かつ前記一対の電
    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、前記有
    機薄膜層の少なくとも一層が、下記構造式(1)で示さ
    れるナフトキノンイミン系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。 【化1】 (式中、R1〜R2は、それぞれ独立に、水素原子、ハロ
    ゲン原子、置換若しくは無置換のアルキル基、置換若し
    くは無置換のアルコキシ基、アリール基、又は、ヒドロ
    キシル基を表す。)
  2. 【請求項2】 構造式(1)で示されるナフトキノンイ
    ミン系化合物が、4,8−ビス(4−エチルフェニルア
    ミノ)−1,5−ナフトキノン又は4,8−ビス(4−
    メトキシフェニルアミノ)−1,5−ナフトキノンであ
    る請求項3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】 発光層が、前記構造式(1)で示される
    ナフトキノンイミン系化合物を含有する層であることを
    特徴とする請求項1又は2に記載の有機エレクトロルミ
    ネッセンス素子。
  4. 【請求項4】 発光層が、500nm〜580nmにE
    Lスペクトルを持つ緑色、黄色発光材料と、前記構造式
    (1)で示されるナフトキノンイミン系化合物とを含有
    する層であることを特徴とする請求項1又は2に記載の
    有機エレクトロルミネッセンス素子。
  5. 【請求項5】 構造式(1)で示されるナフトキノンイ
    ミン系化合物を、緑色、黄色発光材料に対して0.00
    1wt%〜50wt%の範囲で含有することを特徴とす
    る請求項4に記載の有機エレクトロルミネッセンス素
    子。
  6. 【請求項6】 発光層が、キノリン系金属錯体と、前記
    構造式(1)で示されるナフトキノンイミン系化合物と
    を含有する層であることを特徴とする請求項1又は2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】 発光層が、ビススチリルアントラセン誘
    導体と、前記構造式(1)で示されるナフトキノンイミ
    ン系化合物とを含有する層であることを特徴とする請求
    項1又は2に記載の有機エレクトロルミネッセンス素
    子。
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