JP3848090B2 - 有機ｅｌ素子 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子に関し、特に赤色発光の有機ＥＬ素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子は，自発光性で高速応答性が良好などの長所を有し、フラットパネルディスプレイへの適用が期待されている（例えば、日経エレクトロニクス、1996.1.29 .p99）。
有機ＥＬ素子を用いてフルカラーディスプレイパネルを実現しようとする場合には、赤色、緑色及び青色の３原色の光をそれぞれ発生する有機ＥＬ素子を用意する必要がある。このうち、赤色発光有機ＥＬ素子については、C.W.Tang, S.A.VanSlyke, and C.H.Chen, Applied Physics Letters vol.65, 3610(1989)に記載されるようなＤＣＭ色素が用いられてきたが、発光色及び発光効率の点で更なる向上が求められてきた。
【０００３】
また、赤色発光ＥＬ素子の発光材料として、赤色蛍光発光性を有するポルフィン化合物又はポルフィリン化合物を使用することが提案されている（特開平９−１３０２４号、特開平９−２９６１６６号、特開平１１−２５１０６１号、特開平１１−２５１０６２号及び再公表特許ＷＯ９８／００４７４号など）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらのポルフィン化合物又はポルフィリン化合物を発光材料とした従来の有機ＥＬ素子では、発光効率が十分でなく、更なる改良が要望されている。
本発明の目的は、発光効率が高く、かつ色純度が高い赤色発光有機ＥＬ素子を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本願請求項１に記載の赤色発光有機ＥＬ素子は、発光層として、ポルフィセン又はその誘導体と、アルミニウムキノリン錯体と、下記構造式（１０）で表わされるルブレンとの混合物を用いたことを特徴とし、本願請求項３に記載の赤色発光有機ＥＬ素子は、発光層として、ポルフィセン又はその誘導体と、アルミニウムキノリン錯体と、下記構造式（１１）で表わされるＤＣＭ色素との混合物を用いたことを特徴とする。
【０００６】
【化５】
【０００７】
但し、Ｒ１〜Ｒ１２はそれぞれ独立に水素、アルキル基、環状アルキル基及びアリール基のいずれか１種を示す。
発光材料として、下記構造式（６）で表わされるポルフィセンを用いてもよい。
【０００８】
【化６】
【０００９】
また、発光材料として、下記構造式（７）で表わされる２，７，１２，１７−テトラ−ｎ−プロピルポルフィセンを用いてもよい。
【００１０】
【化７】
【００１１】
更に、発光材料として、下記構造式（８）で表わされる９，１０，１９，２０−テトラ−ｎ−プロピルポルフィセンを用いてもよい。
【００１２】
【化８】
【００１４】
【化９】
【００１６】
【化１０】
【００１８】
【化１１】
【００１９】
但し、Ｒ，Ｒ’は、アルキル基、アリール基又は環状アルキル基のいずれか１種を示す。
本願請求項２の発明は、請求項１の発明においてポルフィセン又はその誘導体がゲスト材料であり、アルミニウムキノリン錯体と前記構造式（１０）で表わされるルブレンとがホスト材料であることを特徴とする赤色発光有機ＥＬ素子である。
本願請求項４の発明は、請求項３の発明においてポルフィセン又はその誘導体がゲスト材料であり、アルミニウムキノリン錯体と前記構造式（１１）で表わされるＤＣＭ色素とがホスト材料であることを特徴とする赤色発光有機ＥＬ素子である。
前記構造式（６）は無置換のポリフィセン、構造式（７）は２，７，１２，１７−テトラ−ｎ−プロピル置換のポリフィセン、構造式（８）は９，１０，１９，２０位テトラ−ｎ−プロピル置換ポルフィセンである。これらの化合物を発光材料として用いてもよい。
【００２０】
本願発明者らは、種々のポルフィリンなどの環状化合物の蛍光発光について検討した結果、ポルフィセン又はその誘導体からなる一群の化合物が薄膜状態において高効率で色純度の高い赤色蛍光発光を起こすことを見出した。また，これらの化合物は、有機ＥＬ素子の発光材料として適用した場合に良好な性能を示すことも確認された。
【００２１】
これらのポルフィセン又はその誘導体のうち、無置換、及び２，７，１２，１７−テトラ−ｎ−プロピル置換、及び９，１０，１９，２０位テトラ−ｎ−プロピル置換ポルフィセンは代表的なものであり、いずれも有機ＥＬ素子に適用することができる。
また、これらのポルフィセン又はその誘導体は、ポルフィリン化合物に比べて蛍光量子収率が大きいことが知られており（The Journal of Physical Chemistry,Vol.94, No.15, 1990, p5879）、有機ＥＬ素子の発光分子として用いた場合に高発光効率が期待できる。
【００２２】
請求項１〜４は、ポルフィセン又はその誘導体をゲスト材料とし、ホスト材料と混合して発光層を形成した有機ＥＬ素子である。ポルフィセン又はその誘導体単独では、成膜性が不足したり、有機ＥＬ素子の層に必要な電荷輸送性が十分でない場合がある。発光色素であるポルフィセン又はその誘導体をゲスト材料とし、ポルフィセンよりも大きな励起エネルギーを有するホスト材料（すなわち、ポルフィセン又はその誘導体よりも光吸収端が短波長である材料）との混合物とすることにより、良好な発光特性を保ったまま成膜性や電荷輸送性を改善することができる
【００２３】
このとき、ホスト材料の蛍光発光スペクトルがゲスト材料であるポルフィセン又はその誘導体の吸収スペクトルと同じ波長領域にあるようにすると、ホストからゲストへの励起エネルギーの有効な移動が可能となり、ホスト材料の発光は殆ど起こらずにゲスト材料からの発光が効率よく起こり、純度のよい発光色が得られる。
【００２４】
ホスト材料は１種類であってもよいが、２種類以上の材料の混合物で構成することも可能である。例えば、第１のホスト材料の蛍光発光波長とゲスト材料の吸収波長に有効な重なりがない場合でも、第１のホスト材料の発光波長領域の光を吸収し、ゲスト材料の吸収波長領域に蛍光を発する第２のホスト材料を混合することにより、第１のホスト材料→第２のホスト材料→ゲスト材料のエネルギー移動が効率的に起こり、ゲスト材料から高効率で発光色純度のよい発光が得られる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、添付の図面を参照して説明する。
図１は有機ＥＬ素子の層構造の一例を示す断面図である。この例では、正極１１、正孔注入層１２、正孔輸送層１３、発光層１４、電子輸送層１５、電子注入層１６及び負極１７が下からこの順に積層されて構成されている。
【００２６】
（正極）
正極１１の厚さは１〜５０００ｎｍの範囲内とすればよいが、２０〜２００ｎｍの範囲内とすることが好ましい。また、正極１１の材料としては、ＩＴＯ（indium-tin oxide：インジウム酸化スズ）、酸化スズ及び酸化インジウムなどを使用することができる。
【００２７】
（正孔注入層）
正孔注入層１２の厚さは１〜１００ｎｍの範囲内とすればよいが、５〜５０ｎｍの範囲内とすることが好ましい。また、正孔注入層１２の材料としては、銅フタロシアニン、ポリアニリン、及び下記構造式（１２）で表わされるスターバーストアミンなどを使用することができる。
【００２８】
【化１２】
【００２９】
（正孔輸送層）
正孔輸送層１３の厚さは１〜５００ｎｍの範囲内とすればよく、１０〜１００ｎｍの範囲内とすることが好ましい。また、正孔輸送層１３の材料としては、下記構造式（１３）で表わされるＴＰＤ（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）や、下記構造式（１４）で表わされるＮＰＤ（Ｎ，Ｎ’−ジナフチル−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミンなどの芳香族アミン類などを使用することができる。
【００３０】
【化１３】
【００３１】
【化１４】
【００３２】
（発光層）
本発明においては、発光層１４に、ポルフィセン又はその誘導体を含むことを特徴としている。これにより、発光効率が高く、かつ色純度の高い赤色発光を得ることができる。ポルフィセンの合成方法は、例えばE.Vogel,M.Koecher,H.Schmickler,and J.Lex, Angewandte Chemie,International Edition in English, vol.25,pp.262(1986) に記載されている。
【００３３】
（電子輸送層）
電子輸送層１５の厚さは１〜５００ｎｍの範囲内とすればよく、１０〜５０ｎｍの範囲内とすることが好ましい。また、電子輸送層１５の材料としては、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム等の８−キノリノール又はその誘導体を配位子とする有機金属錯体などのキノリン誘導体、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、フェナントロリン誘導体、ペリレン誘導体、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、キノキサリン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、及びニトロ置換フルオレン誘導体などを使用することができる。また、これらの材料を２層以上に積層して電子輸送層１５としてもよい。
【００３４】
（電子注入層）
電子注入層１６の厚さは０．１〜１０ｎｍの範囲内とすればよく、０．５〜２ｎｍの範囲内とすることが好ましい。また、電子注入層１６の材料としては、フッ化リチウムなどのアルカリ金属フッ化物、及びフッ化ストロンチウムなどのアルカリ土類金属フッ化物を使用することができる。
【００３５】
（負極）
負極１７の厚さは１〜１００００ｎｍの範囲内とすればよく、２０〜２００ｎｍの範囲内とすることが好ましい。また、負極１７の材料としては、アルミニウム、マグネシウム、カルシウム、リチウム、インジウム、銀及びこれらの合金などを使用することができる。
【００３６】
なお、有機ＥＬ素子の層構造は上記の構造に限定されるものではなく、下記（１）から（１２）に示すような層構造のいずれであってもよい。
（１）正極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／負極
（２）正極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／負極
（３）正極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／負極
（４）正極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／負極
（５）正極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層兼電子輸送層／電子注入層／負極
（６）正極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層兼電子輸送層／負極
（７）正極／正孔輸送層／発光層兼電子輸送層／電子注入層／負極
（８）正極／正孔輸送層／発光層兼電子輸送層／負極
（９）正極／正孔注入層／正孔輸送層兼発光層／電子輸送層／電子注入層／負極
（１０）正極／正孔注入層／正孔輸送層兼発光層／電子輸送層／負極
（１１）正極／正孔輸送層兼発光層／電子輸送層／電子注入層／負極
（１２）正極／正孔輸送層兼発光層／電子輸送層／負極
以下、本発明に係る有機ＥＬ素子を実際に製造し、発光色及び発光輝度を調べた結果について説明する。
【００３７】
（参考例１）
図２は参考例１の有機ＥＬ素子の構造を示す断面図である。この図２を参照して、参考例１の有機ＥＬ素子の製造方法について説明する。まず、ＩＴＯ膜からなる正極２１が形成されたガラス基板２０を用意し、このガラス基板２０を、水、アセトン及びイソプロピルアルコールにより洗浄した。その後、このガラス基板２０を真空蒸着装置のチャンバ内に配置し、チャンバ内を１×１０−６torrに排気した後、基板温度が室温のまま、正極２１の上に厚さ５０ｎｍの正孔輸送層２２、厚さ２０ｎｍの発光層２３、厚さ３０ｎｍの電子輸送層２４及び厚さ５０ｎｍの負極２５を順次成膜した。正孔輸送層２２はＴＰＤにより形成し、発光層２３は下記構造式（１５）で表わされるポルフィセンにより形成した。また、電子輸送層２４はアルミニウムキノリン錯体（以下、Ａｌｑという）により形成し、負極２５はＡｌ−Ｌｉ合金（Ｌｉ含有量が０．５重量％）により形成した。
【００３８】
【化１５】
【００３９】
このようにして製造した有機ＥＬ素子に対し、正極２１と負極２５との間に電圧を印加したところ、電圧が６Ｖ以上で赤色発光が観測された。印加電圧を１０Ｖとしたところ、発光輝度が２１０ｃｄ／ｍ2 の赤色発光（波長、約６００〜７５０ｎｍ）が観測された。
（参考例２）
まず、ＩＴＯ膜からなる正極２１が形成されたガラス基板２０を用意し、このガラス基板を、水、アセトン及びイソプロピルアルコールにより洗浄した。その後、このガラス基板２０を真空蒸着装置のチャンバ内に配置し、チャンバ内を１×１０-6torrに排気した後、基板温度が室温のまま、正極２１の上に厚さ５０ｎｍの正孔輸送層２２、厚さ２０ｎｍの発光層２３、厚さ３０ｎｍの電子輸送層２４及び厚さ５０ｎｍの負極２５を順次成膜した。正孔輸送層２２はＴＰＤにより形成し、発光層２３はポルフィセンとＡｌｑとを同時に蒸着して形成した。蒸着比は、ポルフィセン１分子に対しＡｌｑが９９分子である。また、電子輸送層２４はＡｌｑにより形成し、負極２５はＡｌ−Ｌｉ合金（Ｌｉ含有量が０．５重量％）により形成した。
【００４０】
このようにして製造した有機ＥＬ素子に対し、正極２１と負極２５との間に電圧を印加したところ、電圧が５Ｖ以上で赤色発光が観測された。印加電圧を１０Ｖとしたところ、発光輝度が８３０ｃｄ／ｍ2 の赤色発光（波長、約６００〜７５０ｎｍ）が観測された。
（参考例３）
まず、ＩＴＯ膜からなる正極２１が形成されたガラス基板２０を用意し、このガラス基板２０を、水、アセトン及びイソプロピルアルコールにより洗浄した。その後、このガラス基板２０を真空蒸着装置のチャンバ内に配置し、チャンバ内を１×１０−６torrに排気した後、基板温度が室温のまま、正極２１の上に厚さ５０ｎｍの正孔輸送層２２、厚さ２０ｎｍの発光層２３、厚さ３０ｎｍの電子輸送層２４及び厚さ５０ｎｍの負極２５を順次成膜した。正孔輸送層２２はＴＰＤにより形成し、発光層２３は下記構造式（１６）で表わされる２，７，１２，１７−テトラ−ｎ−プロピルポルフィセンとＡｌｑとを同時に蒸着して形成した。蒸着比は、２，７，１２，１７−テトラ−ｎ−プロピルポルフィセン１分子に対しＡｌｑが９９分子である。また、電子輸送層２４はＡｌｑにより形成し、負極２５はＡｌ−Ｌｉ合金（Ｌｉ含有量が０．５重量％）により形成した。
【００４１】
【化１６】
【００４２】
このようにして製造した有機ＥＬ素子に対し、正極２１と負極２５との間に電圧を印加したところ、電圧が５Ｖ以上で赤色発光が観測された。印加電圧を１０Ｖとしたところ、発光輝度が９００ｃｄ／ｍ2 の赤色発光（波長、約６００〜７５０ｎｍ）が観測された。
（参考例４）
まず、ＩＴＯ膜からなる正極２１が形成されたガラス基板２０を用意し、このガラス基板２０を、水、アセトン及びイソプロピルアルコールにより洗浄した。その後、このガラス基板２０を真空蒸着装置のチャンバ内に配置し、チャンバ内を１×１０−６torrに排気した後、基板温度が室温のまま、正極２１の上に厚さ５０ｎｍの正孔輸送層２２、厚さ２０ｎｍの発光層２３、厚さ３０ｎｍの電子輸送層２４及び厚さ５０ｎｍの負極２５を順次成膜した。正孔輸送層２２はＴＰＤにより形成し、発光層２３は下記構造式（１７）で表わされる９，１０，１９，２０−テトラ−ｎ−プロピルポルフィセンとＡｌｑとを同時に蒸着して形成した。蒸着比は、９，１０，１９，２０−テトラ−ｎ−プロピルポルフィセン１分子に対しＡｌｑが９９分子である。
【００４３】
また、電子輸送層２４はＡｌｑにより形成し、負極２５はＡｌ−Ｌｉ合金（Ｌｉ含有量が０．５重量％）により形成した。
【００４４】
【化１７】
【００４５】
このようにして製造した有機ＥＬ素子に対し、正極２１と負極２５との間に電圧を印加したところ、電圧が５Ｖ以上で赤色発光が観測された。印加電圧を１０Ｖとしたところ、発光輝度が８５０ｃｄ／ｍ2 の赤色発光（波長、約６００〜７５０ｎｍ）が観測された。
（実施例１）
まず、正極２１としてＩＴＯ膜が形成されたガラス基板２０を用意し、このガラス基板２０を、水、アセトン及びイソプロピルアルコールにより洗浄した。その後、このガラス基板２０を真空蒸着装置のチャンバ内に配置し、チャンバ内を１×１０-6torrに排気した後、基板温度が室温のまま、正極２１の上に厚さ５０ｎｍの正孔輸送層２２、厚さ２０ｎｍの発光層２３、厚さ３０ｎｍの電子輸送層２４及び厚さ５０ｎｍの負極２５を順次成膜した。正孔輸送層２２はＴＰＤにより形成し、発光層２３はポルフィセンとＡｌｑとルブレンとを同時に蒸着して形成した。蒸着比は、ポルフィセン１分子に対しＡｌｑが９４分子、ルブレンが５分子である。また、電子輸送層２４はＡｌｑにより形成し、負極２５はＡｌ−Ｌｉ合金（Ｌｉ含有量が０．５重量％）により形成した。
【００４６】
このようにして製造した有機ＥＬ素子に対し、正極２１と負極２５との間に電圧を印加したところ、電圧が５Ｖ以上で赤色発光が観測された。印加電圧を１０Ｖとしたところ、発光輝度が１４００ｃｄ／ｍ2 の赤色発光（波長、約６００〜７５０ｎｍ）が観測された。
（実施例２）
まず、ＩＴＯ膜からなる正極２１が形成されたガラス基板２０を用意し、このガラス基板２０を、水、アセトン及びイソプロピルアルコールにより洗浄した。その後、このガラス基板２０を真空蒸着装置のチャンバ内に配置し、チャンバ内を１×１０-6torrに排気した後、基板温度が室温のまま、正極２１の上に厚さ５０ｎｍの正孔輸送層２２、厚さ２０ｎｍの発光層２３、厚さ３０ｎｍの電子輸送層２４及び厚さ５０ｎｍの負極２５を順次成膜した。正孔輸送層２２はＴＰＤにより形成し、発光層２３はポルフィセンとＡｌｑと下記構造式（１８）で表わされるＤＣＭ色素とを同時に蒸着して形成した。蒸着比は、ポルフィセン１分子に対しＡｌｑが９７分子、ＤＣＭが２分子である。また、電子輸送層２４はＡｌｑにより形成し、負極２５はＡｌ−Ｌｉ合金（Ｌｉ含有量が０．５重量％）により形成した。
【００４７】
【化１８】
【００４８】
このようにして製造した有機ＥＬ素子に対し、正極２１と負極２５との間に電圧を印加したところ、電圧が５Ｖ以上で赤色発光が観測された。印加電圧を１０Ｖとしたところ、発光輝度が１２００ｃｄ／ｍ2 の赤色発光（波長、約６００〜７５０ｎｍ）が観測された。
（比較例１）
まず、ＩＴＯ膜からなる正極２１が形成されたガラス基板２０を用意し、このガラス基板を、水、アセトン及びイソプロピルアルコールにより洗浄した。その後、このガラス基板２０を真空蒸着装置のチャンバ内に配置し、チャンバ内を１×１０-6torrに排気した後、基板温度が室温のまま、正極２１の上に厚さ５０ｎｍの正孔輸送層２２、厚さ２０ｎｍの発光層２３、厚さ３０ｎｍの電子輸送層２４及び厚さ５０ｎｍの負極２５を順次成膜した。正孔輸送層２２はＴＰＤにより形成し、発光層２３は下記構造式（１９）で表わされるテトラフェニルポルフィリンとＡｌｑとを同時に蒸着して形成した。蒸着比は、テトラフェニルポルフィリン１分子に対しＡｌｑが９９分子である。また、電子輸送層２４はＡｌｑにより形成し、負極２５はＡｌ−Ｌｉ合金（Ｌｉ含有量が０．５重量％）により形成した。
【００４９】
【化１９】
【００５０】
このようにして製造した有機ＥＬ素子に対し、正極２１と負極２５との間に電圧を印加したところ、電圧が６Ｖ以上でオレンジ発光（波長、約５５０〜７５０ｎｍ）が観測された。印加電圧を１０Ｖとしたところ、発光輝度が１２０ｃｄ／ｍ2 のオレンジ発光が観測された。
このように、本発明の実施例１〜６ではいずれも電圧が５Ｖ又は６Ｖ以上で色純度が高く高輝度の赤色発光が得られたのに対し、比較例１では色純度の高い赤色発光を得ることはできず、また発光強度も低いものであった。
【００５１】
（有機ＥＬディスプレイ）
有機ＥＬディスプレイは多数の有機ＥＬ素子をマトリクス状に配置して構成される。そして、各有機ＥＬ素子の発光を個別に制御することによって文字や図形が表示される。フルカラー表示の有機ＥＬディスプレイでは、相互に隣接する赤色発光有機ＥＬ素子、緑色発光有機ＥＬ素子及び青色発光有機ＥＬ素子の３つの素子が１組になって１つのピクセル（カラー表示単位）が構成される。本実施の形態では、これらの有機ＥＬ素子のうち、赤色発光有機ＥＬ素子として、前述の実施例１〜６で述べたような発光層を有する素子が用いられる。
【００５２】
図３はパッシブマトリクス型有機ＥＬディスプレイの構成を示す模式図である。パネル基板３０には、垂直方向に延びる複数本の陽極ライン３１と、水平方向に延びる複数本の陰極ライン３２とが形成されている。また、陽極ライン３１と陰極ライン３２との各交差部の近傍には、それぞれ有機ＥＬ素子３３が配置されている。垂直方向に並んだ有機ＥＬ素子３３の正極はいずれも同一の陽極ライン３１に接続され、水平方向に並んだ有機ＥＬ素子３３の陰極はいずれも同一の陰極ライン３２に接続されている。各陽極ライン３１はそれぞれ対応する定電流源３４に接続されている。これらの定電流源３４は、駆動回路（図示せず）により駆動されるようになっている。
【００５３】
駆動回路（図示せず）により、所定の陽極ライン３１と所定の陰極ライン３２との間に電圧が印加されると、当該陽極ライン３１及び陰極ライン３２に接続された有機ＥＬ素子３３に電流が流れ、この有機ＥＬ素子３３が発光する。駆動回路によって各有機ＥＬ素子３３の発光を順次制御することによって、有機ＥＬディスプレイに所望の文字や図形が表示される。
【００５４】
フルカラーの有機ＥＬディスプレイでは、前述したように、１つのピクセル（カラー表示単位）は相互に隣接して配置された赤色発光有機ＥＬ素子、緑色発光有機ＥＬ素子及び青色発光有機ＥＬ素子の３つの素子で構成される。この場合、赤色発光有機ＥＬ素子として、前述の実施の形態１〜６で述べたような発光層を有する素子が用いられる。
【００５５】
図４はアクティブマトリクス型有機ＥＬディスプレイの構成を示す模式図である。パネル基板４０には、垂直方向に延びる複数本のデータライン４１及び電源供給ライン４２と、水平方向に延びる複数本の走査ライン４３とが形成されている。データライン４１、電源供給ライン４２及び走査ライン４３に囲まれた領域がそれぞれ画素領域となっている。各画素領域には、それぞれスイッチング用ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）４４と、駆動用ＴＦＴ４５と、コンデンサ４６と、有機ＥＬ素子４７とが設けられている。スイッチング用ＴＦＴ４４のゲートは走査ライン４３に接続され、ソース及びドレインはそれぞれ駆動用ＴＦＴ４５のゲート及びデータライン４１に接続されている。コンデンサ４６は駆動用ＴＦＴ４５のゲートと電源供給ライン４２との間に接続されている。
【００５６】
駆動用ＴＦＴ４５のソース及びドレインは、それぞれ有機ＥＬ素子４７及び電源供給ライン４２に接続されている。
このように構成された有機ＥＬディスプレイにおいて、各データバスライン４１に所定の電圧を供給し、１行目（上から１本目）の走査線４３のみに走査信号を供給すると、１行目の走査線４３に接続されたスイッチング用ＴＦＴ４４がいずれもオンになってコンデンサ４６にデータライン４１の電圧が蓄積される。この電圧に応じた電圧が電源供給ライン４２から駆動用ＴＦＴ４５を通って有機ＥＬ素子４７に供給され、１行目の各有機ＥＬ素子４７が発光する。その後、各データバスライン４１に所定の電圧を供給し、２行目（上から２本目）の走査線４３のみに走査信号を供給すると、２行目の各有機ＥＬ素子４７が発光する。このようにして、各行の有機ＥＬ素子４７を順番に駆動することによって、所望の文字又は画像が表示される。
【００５７】
フルカラーの有機ＥＬディスプレイでは、前述したように、１つのピクセル（カラー表示単位）は相互に隣接して配置された赤色発光有機ＥＬ素子、緑色発光有機ＥＬ素子及び青色発光有機ＥＬ素子の３つの素子で構成される。この場合、赤色発光有機ＥＬ素子として、前述の実施の形態１〜６で述べたような発光層を有する素子が用いられる。
【００７３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、発光材料にポルフィセン化合物又はその誘電体を含むので、発光効率が高く、かつ色純度の高い赤色光有機ＥＬ素子を得ることができる。これにより、フルカラーの有機ＥＬディスプレイの実現が可能になるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は有機ＥＬ素子の層構造の一例を示す断面図である。
【図２】図２は実施例１の有機ＥＬ素子の構造を示す断面図である。
【図３】図３はパッシブマトリクス型有機ＥＬディスプレイの構成を示す模式図である。
【図４】図４はアクティブマトリクス型有機ＥＬディスプレイの構成を示す模式図である。
【符号の説明】
１１，２１…正極、
１２…正孔注入層、
１３，２２…正孔輸送層、
１４，２３…発光層、
１５，２４…電子輸送層、
１６…電子注入層、
１７，２５…負極、
２０…ガラス基板、
３０，４０…パネル基板、
３１…陽極ライン、
３２…陰極ライン、
３３，４７…有機ＥＬ素子、
３４…定電流源、
４１…データライン、
４２…電源供給ライン、
４３…走査ライン、
４４…スイッチング用ＴＦＴ、
４５…駆動用ＴＦＴ、
４６…コンデンサ。
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子に関し、特に赤色発光の有機ＥＬ素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子は，自発光性で高速応答性が良好などの長所を有し、フラットパネルディスプレイへの適用が期待されている（例えば、日経エレクトロニクス、1996.1.29 .p99）。
有機ＥＬ素子を用いてフルカラーディスプレイパネルを実現しようとする場合には、赤色、緑色及び青色の３原色の光をそれぞれ発生する有機ＥＬ素子を用意する必要がある。このうち、赤色発光有機ＥＬ素子については、C.W.Tang, S.A.VanSlyke, and C.H.Chen, Applied Physics Letters vol.65, 3610(1989)に記載されるようなＤＣＭ色素が用いられてきたが、発光色及び発光効率の点で更なる向上が求められてきた。
【０００３】
また、赤色発光ＥＬ素子の発光材料として、赤色蛍光発光性を有するポルフィン化合物又はポルフィリン化合物を使用することが提案されている（特開平９−１３０２４号、特開平９−２９６１６６号、特開平１１−２５１０６１号、特開平１１−２５１０６２号及び再公表特許ＷＯ９８／００４７４号など）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらのポルフィン化合物又はポルフィリン化合物を発光材料とした従来の有機ＥＬ素子では、発光効率が十分でなく、更なる改良が要望されている。
本発明の目的は、発光効率が高く、かつ色純度が高い赤色発光有機ＥＬ素子を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本願請求項１に記載の赤色発光有機ＥＬ素子は、発光層として、ポルフィセン又はその誘導体と、アルミニウムキノリン錯体と、下記構造式（１０）で表わされるルブレンとの混合物を用いたことを特徴とし、本願請求項３に記載の赤色発光有機ＥＬ素子は、発光層として、ポルフィセン又はその誘導体と、アルミニウムキノリン錯体と、下記構造式（１１）で表わされるＤＣＭ色素との混合物を用いたことを特徴とする。
【０００６】
【化５】
但し、Ｒ１〜Ｒ１２はそれぞれ独立に水素、アルキル基、環状アルキル基及びアリール基のいずれか１種を示す。
発光材料として、下記構造式（６）で表わされるポルフィセンを用いてもよい。
【０００８】
【化６】
また、発光材料として、下記構造式（７）で表わされる２，７，１２，１７−テトラ−ｎ−プロピルポルフィセンを用いてもよい。
【００１０】
【化７】
更に、発光材料として、下記構造式（８）で表わされる９，１０，１９，２０−テトラ−ｎ−プロピルポルフィセンを用いてもよい。
【００１２】
【化８】
【化９】
【化１０】
【化１１】
但し、Ｒ，Ｒ’は、アルキル基、アリール基又は環状アルキル基のいずれか１種を示す。
本願請求項２の発明は、請求項１の発明においてポルフィセン又はその誘導体がゲスト材料であり、アルミニウムキノリン錯体と前記構造式（１０）で表わされるルブレンとがホスト材料であることを特徴とする赤色発光有機ＥＬ素子である。
本願請求項４の発明は、請求項３の発明においてポルフィセン又はその誘導体がゲスト材料であり、アルミニウムキノリン錯体と前記構造式（１１）で表わされるＤＣＭ色素とがホスト材料であることを特徴とする赤色発光有機ＥＬ素子である。
前記構造式（６）は無置換のポリフィセン、構造式（７）は２，７，１２，１７−テトラ−ｎ−プロピル置換のポリフィセン、構造式（８）は９，１０，１９，２０位テトラ−ｎ−プロピル置換ポルフィセンである。これらの化合物を発光材料として用いてもよい。
【００２０】
本願発明者らは、種々のポルフィリンなどの環状化合物の蛍光発光について検討した結果、ポルフィセン又はその誘導体からなる一群の化合物が薄膜状態において高効率で色純度の高い赤色蛍光発光を起こすことを見出した。また，これらの化合物は、有機ＥＬ素子の発光材料として適用した場合に良好な性能を示すことも確認された。
【００２１】
これらのポルフィセン又はその誘導体のうち、無置換、及び２，７，１２，１７−テトラ−ｎ−プロピル置換、及び９，１０，１９，２０位テトラ−ｎ−プロピル置換ポルフィセンは代表的なものであり、いずれも有機ＥＬ素子に適用することができる。
また、これらのポルフィセン又はその誘導体は、ポルフィリン化合物に比べて蛍光量子収率が大きいことが知られており（The Journal of Physical Chemistry,Vol.94, No.15, 1990, p5879）、有機ＥＬ素子の発光分子として用いた場合に高発光効率が期待できる。
【００２２】
請求項１〜４は、ポルフィセン又はその誘導体をゲスト材料とし、ホスト材料と混合して発光層を形成した有機ＥＬ素子である。ポルフィセン又はその誘導体単独では、成膜性が不足したり、有機ＥＬ素子の層に必要な電荷輸送性が十分でない場合がある。発光色素であるポルフィセン又はその誘導体をゲスト材料とし、ポルフィセンよりも大きな励起エネルギーを有するホスト材料（すなわち、ポルフィセン又はその誘導体よりも光吸収端が短波長である材料）との混合物とすることにより、良好な発光特性を保ったまま成膜性や電荷輸送性を改善することができる
【００２３】
このとき、ホスト材料の蛍光発光スペクトルがゲスト材料であるポルフィセン又はその誘導体の吸収スペクトルと同じ波長領域にあるようにすると、ホストからゲストへの励起エネルギーの有効な移動が可能となり、ホスト材料の発光は殆ど起こらずにゲスト材料からの発光が効率よく起こり、純度のよい発光色が得られる。
【００２４】
ホスト材料は１種類であってもよいが、２種類以上の材料の混合物で構成することも可能である。例えば、第１のホスト材料の蛍光発光波長とゲスト材料の吸収波長に有効な重なりがない場合でも、第１のホスト材料の発光波長領域の光を吸収し、ゲスト材料の吸収波長領域に蛍光を発する第２のホスト材料を混合することにより、第１のホスト材料→第２のホスト材料→ゲスト材料のエネルギー移動が効率的に起こり、ゲスト材料から高効率で発光色純度のよい発光が得られる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、添付の図面を参照して説明する。
図１は有機ＥＬ素子の層構造の一例を示す断面図である。この例では、正極１１、正孔注入層１２、正孔輸送層１３、発光層１４、電子輸送層１５、電子注入層１６及び負極１７が下からこの順に積層されて構成されている。
【００２６】
（正極）
正極１１の厚さは１〜５０００ｎｍの範囲内とすればよいが、２０〜２００ｎｍの範囲内とすることが好ましい。また、正極１１の材料としては、ＩＴＯ（indium-tin oxide：インジウム酸化スズ）、酸化スズ及び酸化インジウムなどを使用することができる。
【００２７】
（正孔注入層）
正孔注入層１２の厚さは１〜１００ｎｍの範囲内とすればよいが、５〜５０ｎｍの範囲内とすることが好ましい。また、正孔注入層１２の材料としては、銅フタロシアニン、ポリアニリン、及び下記構造式（１２）で表わされるスターバーストアミンなどを使用することができる。
【００２８】
【化１２】
（正孔輸送層）
正孔輸送層１３の厚さは１〜５００ｎｍの範囲内とすればよく、１０〜１００ｎｍの範囲内とすることが好ましい。また、正孔輸送層１３の材料としては、下記構造式（１３）で表わされるＴＰＤ（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）や、下記構造式（１４）で表わされるＮＰＤ（Ｎ，Ｎ’−ジナフチル−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミンなどの芳香族アミン類などを使用することができる。
【００３０】
【化１３】
【化１４】
（発光層）
本発明においては、発光層１４に、ポルフィセン又はその誘導体を含むことを特徴としている。これにより、発光効率が高く、かつ色純度の高い赤色発光を得ることができる。ポルフィセンの合成方法は、例えばE.Vogel,M.Koecher,H.Schmickler,and J.Lex, Angewandte Chemie,International Edition in English, vol.25,pp.262(1986) に記載されている。
【００３３】
（電子輸送層）
電子輸送層１５の厚さは１〜５００ｎｍの範囲内とすればよく、１０〜５０ｎｍの範囲内とすることが好ましい。また、電子輸送層１５の材料としては、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム等の８−キノリノール又はその誘導体を配位子とする有機金属錯体などのキノリン誘導体、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、フェナントロリン誘導体、ペリレン誘導体、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、キノキサリン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、及びニトロ置換フルオレン誘導体などを使用することができる。また、これらの材料を２層以上に積層して電子輸送層１５としてもよい。
【００３４】
（電子注入層）
電子注入層１６の厚さは０．１〜１０ｎｍの範囲内とすればよく、０．５〜２ｎｍの範囲内とすることが好ましい。また、電子注入層１６の材料としては、フッ化リチウムなどのアルカリ金属フッ化物、及びフッ化ストロンチウムなどのアルカリ土類金属フッ化物を使用することができる。
【００３５】
（負極）
負極１７の厚さは１〜１００００ｎｍの範囲内とすればよく、２０〜２００ｎｍの範囲内とすることが好ましい。また、負極１７の材料としては、アルミニウム、マグネシウム、カルシウム、リチウム、インジウム、銀及びこれらの合金などを使用することができる。
【００３６】
なお、有機ＥＬ素子の層構造は上記の構造に限定されるものではなく、下記（１）から（１２）に示すような層構造のいずれであってもよい。
（１）正極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／負極
（２）正極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／負極
（３）正極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／負極
（４）正極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／負極
（５）正極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層兼電子輸送層／電子注入層／負極
（６）正極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層兼電子輸送層／負極
（７）正極／正孔輸送層／発光層兼電子輸送層／電子注入層／負極
（８）正極／正孔輸送層／発光層兼電子輸送層／負極
（９）正極／正孔注入層／正孔輸送層兼発光層／電子輸送層／電子注入層／負極
（１０）正極／正孔注入層／正孔輸送層兼発光層／電子輸送層／負極
（１１）正極／正孔輸送層兼発光層／電子輸送層／電子注入層／負極
（１２）正極／正孔輸送層兼発光層／電子輸送層／負極
以下、本発明に係る有機ＥＬ素子を実際に製造し、発光色及び発光輝度を調べた結果について説明する。
【００３７】
（参考例１）
図２は参考例１の有機ＥＬ素子の構造を示す断面図である。この図２を参照して、参考例１の有機ＥＬ素子の製造方法について説明する。まず、ＩＴＯ膜からなる正極２１が形成されたガラス基板２０を用意し、このガラス基板２０を、水、アセトン及びイソプロピルアルコールにより洗浄した。その後、このガラス基板２０を真空蒸着装置のチャンバ内に配置し、チャンバ内を１×１０−６torrに排気した後、基板温度が室温のまま、正極２１の上に厚さ５０ｎｍの正孔輸送層２２、厚さ２０ｎｍの発光層２３、厚さ３０ｎｍの電子輸送層２４及び厚さ５０ｎｍの負極２５を順次成膜した。正孔輸送層２２はＴＰＤにより形成し、発光層２３は下記構造式（１５）で表わされるポルフィセンにより形成した。また、電子輸送層２４はアルミニウムキノリン錯体（以下、Ａｌｑという）により形成し、負極２５はＡｌ−Ｌｉ合金（Ｌｉ含有量が０．５重量％）により形成した。
【００３８】
【化１５】
このようにして製造した有機ＥＬ素子に対し、正極２１と負極２５との間に電圧を印加したところ、電圧が６Ｖ以上で赤色発光が観測された。印加電圧を１０Ｖとしたところ、発光輝度が２１０ｃｄ／ｍ2 の赤色発光（波長、約６００〜７５０ｎｍ）が観測された。
（参考例２）
まず、ＩＴＯ膜からなる正極２１が形成されたガラス基板２０を用意し、このガラス基板を、水、アセトン及びイソプロピルアルコールにより洗浄した。その後、このガラス基板２０を真空蒸着装置のチャンバ内に配置し、チャンバ内を１×１０-6torrに排気した後、基板温度が室温のまま、正極２１の上に厚さ５０ｎｍの正孔輸送層２２、厚さ２０ｎｍの発光層２３、厚さ３０ｎｍの電子輸送層２４及び厚さ５０ｎｍの負極２５を順次成膜した。正孔輸送層２２はＴＰＤにより形成し、発光層２３はポルフィセンとＡｌｑとを同時に蒸着して形成した。蒸着比は、ポルフィセン１分子に対しＡｌｑが９９分子である。また、電子輸送層２４はＡｌｑにより形成し、負極２５はＡｌ−Ｌｉ合金（Ｌｉ含有量が０．５重量％）により形成した。
【００４０】
このようにして製造した有機ＥＬ素子に対し、正極２１と負極２５との間に電圧を印加したところ、電圧が５Ｖ以上で赤色発光が観測された。印加電圧を１０Ｖとしたところ、発光輝度が８３０ｃｄ／ｍ2 の赤色発光（波長、約６００〜７５０ｎｍ）が観測された。
（参考例３）
まず、ＩＴＯ膜からなる正極２１が形成されたガラス基板２０を用意し、このガラス基板２０を、水、アセトン及びイソプロピルアルコールにより洗浄した。その後、このガラス基板２０を真空蒸着装置のチャンバ内に配置し、チャンバ内を１×１０−６torrに排気した後、基板温度が室温のまま、正極２１の上に厚さ５０ｎｍの正孔輸送層２２、厚さ２０ｎｍの発光層２３、厚さ３０ｎｍの電子輸送層２４及び厚さ５０ｎｍの負極２５を順次成膜した。正孔輸送層２２はＴＰＤにより形成し、発光層２３は下記構造式（１６）で表わされる２，７，１２，１７−テトラ−ｎ−プロピルポルフィセンとＡｌｑとを同時に蒸着して形成した。蒸着比は、２，７，１２，１７−テトラ−ｎ−プロピルポルフィセン１分子に対しＡｌｑが９９分子である。また、電子輸送層２４はＡｌｑにより形成し、負極２５はＡｌ−Ｌｉ合金（Ｌｉ含有量が０．５重量％）により形成した。
【００４１】
【化１６】
このようにして製造した有機ＥＬ素子に対し、正極２１と負極２５との間に電圧を印加したところ、電圧が５Ｖ以上で赤色発光が観測された。印加電圧を１０Ｖとしたところ、発光輝度が９００ｃｄ／ｍ2 の赤色発光（波長、約６００〜７５０ｎｍ）が観測された。
（参考例４）
まず、ＩＴＯ膜からなる正極２１が形成されたガラス基板２０を用意し、このガラス基板２０を、水、アセトン及びイソプロピルアルコールにより洗浄した。その後、このガラス基板２０を真空蒸着装置のチャンバ内に配置し、チャンバ内を１×１０−６torrに排気した後、基板温度が室温のまま、正極２１の上に厚さ５０ｎｍの正孔輸送層２２、厚さ２０ｎｍの発光層２３、厚さ３０ｎｍの電子輸送層２４及び厚さ５０ｎｍの負極２５を順次成膜した。正孔輸送層２２はＴＰＤにより形成し、発光層２３は下記構造式（１７）で表わされる９，１０，１９，２０−テトラ−ｎ−プロピルポルフィセンとＡｌｑとを同時に蒸着して形成した。蒸着比は、９，１０，１９，２０−テトラ−ｎ−プロピルポルフィセン１分子に対しＡｌｑが９９分子である。
【００４３】
また、電子輸送層２４はＡｌｑにより形成し、負極２５はＡｌ−Ｌｉ合金（Ｌｉ含有量が０．５重量％）により形成した。
【００４４】
【化１７】
このようにして製造した有機ＥＬ素子に対し、正極２１と負極２５との間に電圧を印加したところ、電圧が５Ｖ以上で赤色発光が観測された。印加電圧を１０Ｖとしたところ、発光輝度が８５０ｃｄ／ｍ2 の赤色発光（波長、約６００〜７５０ｎｍ）が観測された。
（実施例１）
まず、正極２１としてＩＴＯ膜が形成されたガラス基板２０を用意し、このガラス基板２０を、水、アセトン及びイソプロピルアルコールにより洗浄した。その後、このガラス基板２０を真空蒸着装置のチャンバ内に配置し、チャンバ内を１×１０-6torrに排気した後、基板温度が室温のまま、正極２１の上に厚さ５０ｎｍの正孔輸送層２２、厚さ２０ｎｍの発光層２３、厚さ３０ｎｍの電子輸送層２４及び厚さ５０ｎｍの負極２５を順次成膜した。正孔輸送層２２はＴＰＤにより形成し、発光層２３はポルフィセンとＡｌｑとルブレンとを同時に蒸着して形成した。蒸着比は、ポルフィセン１分子に対しＡｌｑが９４分子、ルブレンが５分子である。また、電子輸送層２４はＡｌｑにより形成し、負極２５はＡｌ−Ｌｉ合金（Ｌｉ含有量が０．５重量％）により形成した。
【００４６】
このようにして製造した有機ＥＬ素子に対し、正極２１と負極２５との間に電圧を印加したところ、電圧が５Ｖ以上で赤色発光が観測された。印加電圧を１０Ｖとしたところ、発光輝度が１４００ｃｄ／ｍ2 の赤色発光（波長、約６００〜７５０ｎｍ）が観測された。
（実施例２）
まず、ＩＴＯ膜からなる正極２１が形成されたガラス基板２０を用意し、このガラス基板２０を、水、アセトン及びイソプロピルアルコールにより洗浄した。その後、このガラス基板２０を真空蒸着装置のチャンバ内に配置し、チャンバ内を１×１０-6torrに排気した後、基板温度が室温のまま、正極２１の上に厚さ５０ｎｍの正孔輸送層２２、厚さ２０ｎｍの発光層２３、厚さ３０ｎｍの電子輸送層２４及び厚さ５０ｎｍの負極２５を順次成膜した。正孔輸送層２２はＴＰＤにより形成し、発光層２３はポルフィセンとＡｌｑと下記構造式（１８）で表わされるＤＣＭ色素とを同時に蒸着して形成した。蒸着比は、ポルフィセン１分子に対しＡｌｑが９７分子、ＤＣＭが２分子である。また、電子輸送層２４はＡｌｑにより形成し、負極２５はＡｌ−Ｌｉ合金（Ｌｉ含有量が０．５重量％）により形成した。
【００４７】
【化１８】
このようにして製造した有機ＥＬ素子に対し、正極２１と負極２５との間に電圧を印加したところ、電圧が５Ｖ以上で赤色発光が観測された。印加電圧を１０Ｖとしたところ、発光輝度が１２００ｃｄ／ｍ2 の赤色発光（波長、約６００〜７５０ｎｍ）が観測された。
（比較例１）
まず、ＩＴＯ膜からなる正極２１が形成されたガラス基板２０を用意し、このガラス基板を、水、アセトン及びイソプロピルアルコールにより洗浄した。その後、このガラス基板２０を真空蒸着装置のチャンバ内に配置し、チャンバ内を１×１０-6torrに排気した後、基板温度が室温のまま、正極２１の上に厚さ５０ｎｍの正孔輸送層２２、厚さ２０ｎｍの発光層２３、厚さ３０ｎｍの電子輸送層２４及び厚さ５０ｎｍの負極２５を順次成膜した。正孔輸送層２２はＴＰＤにより形成し、発光層２３は下記構造式（１９）で表わされるテトラフェニルポルフィリンとＡｌｑとを同時に蒸着して形成した。蒸着比は、テトラフェニルポルフィリン１分子に対しＡｌｑが９９分子である。また、電子輸送層２４はＡｌｑにより形成し、負極２５はＡｌ−Ｌｉ合金（Ｌｉ含有量が０．５重量％）により形成した。
【００４９】
【化１９】
このようにして製造した有機ＥＬ素子に対し、正極２１と負極２５との間に電圧を印加したところ、電圧が６Ｖ以上でオレンジ発光（波長、約５５０〜７５０ｎｍ）が観測された。印加電圧を１０Ｖとしたところ、発光輝度が１２０ｃｄ／ｍ2 のオレンジ発光が観測された。
このように、本発明の実施例１〜６ではいずれも電圧が５Ｖ又は６Ｖ以上で色純度が高く高輝度の赤色発光が得られたのに対し、比較例１では色純度の高い赤色発光を得ることはできず、また発光強度も低いものであった。
【００５１】
（有機ＥＬディスプレイ）
有機ＥＬディスプレイは多数の有機ＥＬ素子をマトリクス状に配置して構成される。そして、各有機ＥＬ素子の発光を個別に制御することによって文字や図形が表示される。フルカラー表示の有機ＥＬディスプレイでは、相互に隣接する赤色発光有機ＥＬ素子、緑色発光有機ＥＬ素子及び青色発光有機ＥＬ素子の３つの素子が１組になって１つのピクセル（カラー表示単位）が構成される。本実施の形態では、これらの有機ＥＬ素子のうち、赤色発光有機ＥＬ素子として、前述の実施例１〜６で述べたような発光層を有する素子が用いられる。
【００５２】
図３はパッシブマトリクス型有機ＥＬディスプレイの構成を示す模式図である。パネル基板３０には、垂直方向に延びる複数本の陽極ライン３１と、水平方向に延びる複数本の陰極ライン３２とが形成されている。また、陽極ライン３１と陰極ライン３２との各交差部の近傍には、それぞれ有機ＥＬ素子３３が配置されている。垂直方向に並んだ有機ＥＬ素子３３の正極はいずれも同一の陽極ライン３１に接続され、水平方向に並んだ有機ＥＬ素子３３の陰極はいずれも同一の陰極ライン３２に接続されている。各陽極ライン３１はそれぞれ対応する定電流源３４に接続されている。これらの定電流源３４は、駆動回路（図示せず）により駆動されるようになっている。
【００５３】
駆動回路（図示せず）により、所定の陽極ライン３１と所定の陰極ライン３２との間に電圧が印加されると、当該陽極ライン３１及び陰極ライン３２に接続された有機ＥＬ素子３３に電流が流れ、この有機ＥＬ素子３３が発光する。駆動回路によって各有機ＥＬ素子３３の発光を順次制御することによって、有機ＥＬディスプレイに所望の文字や図形が表示される。
【００５４】
フルカラーの有機ＥＬディスプレイでは、前述したように、１つのピクセル（カラー表示単位）は相互に隣接して配置された赤色発光有機ＥＬ素子、緑色発光有機ＥＬ素子及び青色発光有機ＥＬ素子の３つの素子で構成される。この場合、赤色発光有機ＥＬ素子として、前述の実施の形態１〜６で述べたような発光層を有する素子が用いられる。
【００５５】
図４はアクティブマトリクス型有機ＥＬディスプレイの構成を示す模式図である。パネル基板４０には、垂直方向に延びる複数本のデータライン４１及び電源供給ライン４２と、水平方向に延びる複数本の走査ライン４３とが形成されている。データライン４１、電源供給ライン４２及び走査ライン４３に囲まれた領域がそれぞれ画素領域となっている。各画素領域には、それぞれスイッチング用ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）４４と、駆動用ＴＦＴ４５と、コンデンサ４６と、有機ＥＬ素子４７とが設けられている。スイッチング用ＴＦＴ４４のゲートは走査ライン４３に接続され、ソース及びドレインはそれぞれ駆動用ＴＦＴ４５のゲート及びデータライン４１に接続されている。コンデンサ４６は駆動用ＴＦＴ４５のゲートと電源供給ライン４２との間に接続されている。
【００５６】
駆動用ＴＦＴ４５のソース及びドレインは、それぞれ有機ＥＬ素子４７及び電源供給ライン４２に接続されている。
このように構成された有機ＥＬディスプレイにおいて、各データバスライン４１に所定の電圧を供給し、１行目（上から１本目）の走査線４３のみに走査信号を供給すると、１行目の走査線４３に接続されたスイッチング用ＴＦＴ４４がいずれもオンになってコンデンサ４６にデータライン４１の電圧が蓄積される。この電圧に応じた電圧が電源供給ライン４２から駆動用ＴＦＴ４５を通って有機ＥＬ素子４７に供給され、１行目の各有機ＥＬ素子４７が発光する。その後、各データバスライン４１に所定の電圧を供給し、２行目（上から２本目）の走査線４３のみに走査信号を供給すると、２行目の各有機ＥＬ素子４７が発光する。このようにして、各行の有機ＥＬ素子４７を順番に駆動することによって、所望の文字又は画像が表示される。
【００５７】
フルカラーの有機ＥＬディスプレイでは、前述したように、１つのピクセル（カラー表示単位）は相互に隣接して配置された赤色発光有機ＥＬ素子、緑色発光有機ＥＬ素子及び青色発光有機ＥＬ素子の３つの素子で構成される。この場合、赤色発光有機ＥＬ素子として、前述の実施の形態１〜６で述べたような発光層を有する素子が用いられる。
【００７３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、発光材料にポルフィセン化合物又はその誘電体を含むので、発光効率が高く、かつ色純度の高い赤色光有機ＥＬ素子を得ることができる。これにより、フルカラーの有機ＥＬディスプレイの実現が可能になるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は有機ＥＬ素子の層構造の一例を示す断面図である。
【図２】図２は実施例１の有機ＥＬ素子の構造を示す断面図である。
【図３】図３はパッシブマトリクス型有機ＥＬディスプレイの構成を示す模式図である。
【図４】図４はアクティブマトリクス型有機ＥＬディスプレイの構成を示す模式図である。
【符号の説明】
１１，２１…正極、
１２…正孔注入層、
１３，２２…正孔輸送層、
１４，２３…発光層、
１５，２４…電子輸送層、
１６…電子注入層、
１７，２５…負極、
２０…ガラス基板、
３０，４０…パネル基板、
３１…陽極ライン、
３２…陰極ライン、
３３，４７…有機ＥＬ素子、
３４…定電流源、
４１…データライン、
４２…電源供給ライン、
４３…走査ライン、
４４…スイッチング用ＴＦＴ、
４５…駆動用ＴＦＴ、
４６…コンデンサ。
Claims (4)
- 発光層として、ポルフィセン又はその誘導体と、アルミニウムキノリン錯体と、下記構造式（３）で表わされるルブレンとの混合物を用いたことを特徴とする赤色発光有機ＥＬ素子。
- ポルフィセン又はその誘導体がゲスト材料であり、アルミニウムキノリン錯体と前記構造式（３）で表わされるルブレンとがホスト材料であることを特徴とする請求項１に記載の赤色発光有機ＥＬ素子。
- 発光層として、ポルフィセン又はその誘導体と、アルミニウムキノリン錯体と、下記構造式（４）で表わされるＤＣＭ色素との混合物を用いたことを特徴とする赤色発光有機ＥＬ素子。
- ポルフィセン又はその誘導体がゲスト材料であり、アルミニウムキノリン錯体と前記構造式（４）で表わされるＤＣＭ色素とがホスト材料であることを特徴とする請求項３に記載の赤色発光有機ＥＬ素子。
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