JP4254211B2

JP4254211B2 - 有機エレクトロルミネッセンス素子及び表示装置

Info

Publication number: JP4254211B2
Application number: JP2002342194A
Authority: JP
Inventors: 則子植田; 岳俊山田; 弘志北
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 2002-11-26
Filing date: 2002-11-26
Publication date: 2009-04-15
Anticipated expiration: 2022-11-26
Also published as: JP2004178896A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、有機ＥＬ素子ともいう）及びそれを用いる表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、発光型の電子ディスプレイデバイスとして、エレクトロルミネッセンスディスプレイ（ＥＬＤ）がある。ＥＬＤの構成要素としては、無機エレクトロルミネッセンス素子や有機エレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ素子ともいう）が挙げられる。無機エレクトロルミネッセンス素子は平面型光源として使用されてきたが、発光素子を駆動させるためには交流の高電圧が必要である。
【０００３】
一方、有機エレクトロルミネッセンス素子は、発光する化合物を含有する発光層を、陰極と陽極で挟んだ構成を有し、発光層に電子及び正孔を注入して、再結合させることにより励起子（エキシトン）を生成させ、このエキシトンが失活する際の光の放出（蛍光・燐光）を利用して発光する素子であり、数Ｖ〜数十Ｖ程度の電圧で発光が可能であり、さらに、自己発光型であるために視野角に富み、視認性が高く、薄膜型の完全固体素子であるために省スペース、携帯性等の観点から注目されている。
【０００４】
今後の実用化に向けた有機ＥＬ素子の開発としては、さらに低消費電力で効率よく高輝度に発光する有機ＥＬ素子が望まれているわけであり、例えば、スチルベン誘導体、ジスチリルアリーレン誘導体又はトリススチリルアリーレン誘導体に、微量の蛍光体をドープし、発光輝度の向上、素子の長寿命化を達成する技術（例えば、特許文献１参照。）、８−ヒドロキシキノリンアルミニウム錯体をホスト化合物として、これに微量の蛍光体をドープした有機発光層を有する素子（例えば、特許文献２参照。）、８−ヒドロキシキノリンアルミニウム錯体をホスト化合物として、これにキナクリドン系色素をドープした有機発光層を有する素子（例えば、特許文献３参照。）等が知られている。
【０００５】
上記文献に開示されている技術では、励起一重項からの発光を用いる場合、一重項励起子と三重項励起子の生成比が１：３であるため発光性励起種の生成確率が２５％であることと、光の取り出し効率が約２０％であるため、外部取り出し量子効率（ηｅｘｔ）の限界は５％とされている。
【０００６】
ところが、プリンストン大より、励起三重項からの燐光発光を用いる有機ＥＬ素子の報告（例えば、非特許文献１参照。）がされて以来、室温で燐光を示す材料の研究が活発になっている（例えば、非特許文献２及び特許文献４参照。）。
【０００７】
励起三重項を使用すると、内部量子効率の上限が１００％となるため、励起一重項の場合に比べて原理的に発光効率が４倍となり、冷陰極管とほぼ同等の性能が得られ照明用にも応用可能であり注目されている。
【０００８】
励起三重項にもとづく発光をする有機ＥＬ素子の発光層のホスト材料として既に開示されている化合物として、４，４′−ビス（カルバゾール−９−イル）−ビフェニル（以下、ＣＢＰと略記する）や、４，４′，４″−トリ（Ｎ−カルバゾリル）トリフェニルアミン（以下、ＴＣＴＡと略記する）等（例えば、特許文献５、６及び７参照。）がある。
【０００９】
しかしならがら、これらには無置換のものしか開示されておらず、分子同士が会合しやすく、エキシマを形成しやすいπ共役分子中へ三重項発光材料のドーピングを行うと、エキサイプレックスの形成や、再結合により得られたエネルギがπ共役分子同士に形成されるエキシマへ移動してしまうことにより、三重項発光材料から効果的に光を取り出すことができず、素子性能としてまだまだ不十分である。
【００１０】
一方、ＴＣＴＡの中心トリフェニルアミン部分にカルバゾールをさらに一カ所置換した化合物を、リン光発光素子のホスト化合物に用いた報告がある。（非特許文献３参照）これは、ＣＢＰに比べてガラス転移温度が高い（１８２℃）ということから検討されたのであるが、これまでのところ、ＣＢＰより効率、安定性の面で上回る性能が得られていない。
【００１１】
【特許文献１】
特許第３０９３７９６号明細書
【００１２】
【特許文献２】
特開昭６３−２６４６９２号公報
【００１３】
【特許文献３】
特開平３−２５５１９０号公報
【００１４】
【特許文献４】
米国特許第６０９７１４７号明細書
【００１５】
【特許文献５】
特開２００１−３１３１７８号公報
【００１６】
【特許文献６】
特開２００１−３１３１７９号公報
【００１７】
【特許文献７】
特開２００２−１８４５８１号公報
【００１８】
【非特許文献１】
Ｍ．Ａ．Ｂａｌｄｏｅｔａｌ．，ｎａｔｕｒｅ、３９５巻、１５１−１５４ページ（１９９８年）
【００１９】
【非特許文献２】
Ｍ．Ａ．Ｂａｌｄｏｅｔａｌ．，ｎａｔｕｒｅ、４０３巻、１７号、７５０−７５３ページ（２０００年）
【００２０】
【非特許文献３】
Ｉｋａｉｅｔａｌ．，Ｔｈｅ１０ｔｈＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＷｏｒｋｓｈｏｐｏｎＩｎｏｒｇａｎｉｃａｎｄＯｒｇａｎｉｃＥｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ（ＥＬ’００、浜松）
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、高発光輝度、高発光効率を示し、且つ、耐久性に優れた有機エレクトロルミネッセンス素子及び表示装置を提供することである。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記目的は下記の構成１〜５により達成された。
【００２３】
１．互いに対向する陽極と陰極間に、少なくとも１層の有機化合物含有層を含む発光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、
該有機化合物含有層の少なくとも１層が、下記一般式（１）で表される化合物の少なくとも１種と、三重項励起子からの発光が可能な発光材料を少なくとも一種と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Ａ】

〔式中、Ａｒ_１、Ａｒ_２、Ａｒ_３は、各々独立に下記一般式（２）で表される基を表す。〕
【化Ｂ】

〔式中、※は結合部位を表し、Ｒ_１３は下記一般式（３）で表される基を表し、Ｒ_１１及びＲ_１５は、各々水素原子を表し、Ｒ_１２及びＲ_１４は、各々水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アラルキル基またはアリール基を表し、Ｒ_１２及びＲ_１４の少なくとも一方はアルキル基、シクロアルキル基、アラルキル基またはアリール基を表す。〕
【化Ｃ】

〔式中、※は結合部位を表し、Ｘ_１１〜Ｘ_１８は、各々独立に水素原子またはアルキル基を表す。〕
【００３３】
２．三重項励起子からの発光が可能な発光材料が、元素周期表における第８族〜第１０族の遷移金属元素群から選択される金属を中心金属とする錯体系化合物であることを特徴とする前記１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００３４】
３．前記錯体系化合物が、オスミウム錯体系化合物、イリジウム錯体系化合物、または、白金錯体系化合物であることを特徴とする前記２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００３５】
４．前記１〜３のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を有することを特徴とする表示装置。
【００３６】
５．発光の極大波長が異なる有機エレクトロルミネッセンス素子を同一基板上に２つ以上設けていることを特徴とする前記４に記載の表示装置。
【００３７】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明者等は、上記課題について種々検討を行った結果、三重項励起子から発光が可能な発光材料を発光層中の有機化合物含有層にドーピングする系において、該有機化合物含有層を構成する材料として、請求項１に記載の前記一般式（１）で表される化合物の少なくとも一種を前記発光材料と併用することにより、分子間の相互作用に基づくエキサイマ発光の発生を防ぎ、再結合により得られたエネルギを三重項発光材料より効果的に取り出すことができ、高輝度、高効率な有機ＥＬ素子材料を得ることができることを見いだした。
【００３８】
《一般式（１）で表される化合物》
本発明に係る一般式（１）で表される化合物について説明する。
【００３９】
本発明に係る一般式（１）で表される化合物は、窒素原子上にＡｒ₁、Ａｒ₂、Ａｒ₃で表される基を有するトリフェニルアミン化合物であり、前記Ａｒ₁、Ａｒ₂、Ａｒ₃は、各々独立に前記一般式（２）で表される基である。
【００４０】
前記一般式（２）において、※は結合部位を表し、Ｒ ₁₃ は下記一般式（３）で表される基を表し、Ｒ ₁₁ 及びＲ ₁₅ は、各々水素原子を表し、Ｒ ₁₂ 及びＲ ₁₄ は、各々水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アラルキル基またはアリール基を表し、Ｒ ₁₂ 及びＲ ₁₄ の少なくとも一方はアルキル基、シクロアルキル基、アラルキル基またはアリール基を表す。
【００４１】
一般式（２）において、Ｒ ₁₂ 、Ｒ ₁₄で表されるアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基等が挙げられる。
【００４２】
一般式（２）において、Ｒ ₁₂ 、Ｒ ₁₄で表されるシクロアルキル基としては、例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等が挙げられる。
【００４４】
一般式（２）において、Ｒ ₁₂ 、Ｒ ₁₄で表されるアラルキル基としては、例えば、ベンジル基、フェネチル基等が挙げられる。
【００４５】
一般式（２）において、Ｒ ₁₂ 、Ｒ ₁₄で表されるアリール基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基、ｐ−トリル基、ｍ−クロロフェニル基、ｏ−ヘキサデカノイルアミノフェニル基等が挙げられる。
【００４８】
一般式（２）において、Ｒ_１ ₃は、前記一般式（３）で表される基であり、前記一般式（３）において、※は結合部位を表し、Ｘ_１１〜Ｘ_１８は、各々独立に水素原子またはアルキル基を表す。
【００４９】
前記一般式（３）において、Ｘ_１１〜Ｘ_１８で表されるアルキル基としては、前記一般式（２）において、Ｒ _１２、Ｒ _１４で表されるアルキル基と同義である。
【００６１】
以下、本発明に係る一般式（１）で表される化合物または参考となる化合物の具体例を示すが、本発明はこれらに限定されない。
【００６２】
【化８】

【００６３】
【化９】

【００６４】
【化１０】

【００６５】
【化１１】

【００６６】
【化１２】

【００６７】
【化１３】

【００６８】
【化１４】

【００６９】
【化１５】

【００７０】
【化１６】

【００７１】
【化１７】

【００７２】
【化１８】

【００７３】
【化１９】

【００７４】
【化２０】

【００７５】
【化２１】

【００７６】
【化２２】

【００７７】
本発明に係る、前記一般式（１）及び／または前記一般式（８）で表される化合物の合成法は特に限定されないが、特公平７−１１０９４０号公報、特開平１０−３３０３６１号公報に記載の方法を参照して合成することが出来る。
【００７８】
《有機ＥＬ素子の構成層》
本発明の有機ＥＬ素子の構成層について説明する。
【００７９】
本発明において、有機ＥＬ素子の層構成の好ましい具体例を以下に示すが、本発明はこれらに限定されない。
（ｉ）陽極／発光層／電子輸送層／陰極
（ii）陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
（iii）陽極／正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／陰極
（iv）陽極／正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／陰極バッファー層／陰極
（ｖ）陽極／陽極バッファー層／正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／陰極バッファー層／陰極
《発光層》
本発明に係る発光層は、電極または電子輸送層、正孔輸送層から注入されてくる電子および正孔が再結合して発光する層であり、発光する部分は発光層の層内であっても発光層と隣接層との界面であっても良い。
【００８０】
本発明に係る前記一般式（１）で表される化合物、及び／または前記一般式（８）で各々表される化合物は、後述するホスト化合物として用いられることが好ましい。
【００８１】
また、上記の化合物以外にも、発光層に使用される材料（以下、発光材料という）としては、蛍光または燐光を発する有機化合物または錯体であることが好ましく、有機ＥＬ素子の発光層に使用される公知のものの中から適宜選択して用いることができる。このような発光材料は、主に有機化合物であり、所望の色調により、例えば、Ｍａｃｒｏｍｏｌ．Ｓｙｎｔｈ．，１２５巻，１７〜２５頁に記載の化合物等を用いることができる。
【００８２】
発光材料は、発光性能の他に、正孔輸送機能や電子輸送機能を併せ持っていても良く、正孔輸送材料や電子輸送材料の殆どが、発光材料としても使用できる。
【００８３】
発光材料は、ｐ−ポリフェニレンビニレンやポリフルオレンのような高分子材料でも良く、さらに前記発光材料を高分子鎖に導入した、または前記発光材料を高分子の主鎖とした高分子材料を使用しても良い。
【００８４】
発光層は、発光層の構成材料である種々の化合物（ホスト化合物、後述するドーパント化合物、その他添加剤等）を、例えば真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法を含む印刷法、ＬＢ法等の公知の方法（薄膜化法ともいう）により製膜して形成することができる。発光層の膜厚は、５ｎｍ〜５μｍの範囲が好ましく、更に好ましくは５ｎｍ〜２００ｎｍの範囲である。
【００８５】
発光層は、これらの発光材料一種又は二種以上からなる一層構造であってもよいし、あるいは、同一組成又は異種組成の複数層からなる積層構造であってもよい。本発明の有機ＥＬ素子の好ましい態様は、発光層が二種以上の材料からなり、その内の一種が本発明の化合物であるときである。
【００８６】
また、この発光層は、特開昭５７−５１７８１号公報に記載されているように、樹脂などの結着材と共に上記発光材料を溶剤に溶かして溶液としたのち、これをスピンコート法などにより薄膜化して形成することができる。このようにして形成された発光層の膜厚については、特に制限はなく、状況に応じて適宜選択することができるが、５ｎｍ〜５μｍの範囲が好ましく、更に好ましくは５ｎｍ〜２００ｎｍの範囲である。
【００８７】
発光層の材料が２種以上であるとき、主成分をホスト、その他の成分をドーパントといい、本発明に係る、前記一般式（１）で表される化合物、及び／または前記一般式（８）で各々表される化合物の少なくとも１種が主成分であるホスト化合物であることが好ましいが、一方、別途、前記一般式（１）で表される化合物、及び／または前記一般式（８）で各々表される化合物を後述するドーパントして用いてもよい。
【００８８】
本発明に係る前記一般式（１）で表される化合物、及び／または前記一般式（８）で各々表される化合物を、後述するホスト化合物として用いる場合には、本発明に係る発光層中の含有量としては、少なくとも５０質量％以上であることが必要であるが、好ましくは、７０質量％以上であり、更に好ましくは、８５質量％以上である。
【００８９】
また、後述するドーパントの１種として用いる場合には、層中での含有量としては、３０質量％以下であることが好ましく、更に好ましくは、０．１質量％〜２０質量％であり、特に好ましくは、０．１質量％〜１５質量％である。
【００９０】
また、一方、本発明に係る前記一般式（１）または（２）で表される化合物は、後述するホスト化合物として単独で用いてもよいし、また、別途、ドーパントと併用してもよい。
【００９１】
本発明では、主成分であるホスト化合物に対するドーパントの混合比は好ましくは質量で０．１質量％〜１５質量％未満である。
【００９２】
（ホスト化合物）
「ホスト化合物（単にホストともいう）」とは、２種以上の化合物で構成される発光層中にて混合比（質量）の最も多い化合物のことを意味し、それ以外の化合物については「ドーパント化合物（単に、ドーパントともいう）」という。例えば、発光層を化合物Ａ、化合物Ｂという２種で構成し、その混合比がＡ：Ｂ＝１０：９０であれば化合物Ａがドーパント化合物であり、化合物Ｂがホスト化合物である。更に、発光層を化合物Ａ、化合物Ｂ、化合物Ｃの３種から構成し、その混合比がＡ：Ｂ：Ｃ＝５：１０：８５であれば、化合物Ａ、化合物Ｂがドーパント化合物であり、化合物Ｃがホスト化合物である。
【００９３】
発光層のホスト化合物は、有機化合物または錯体であることが好ましく、本発明においては、ホスト化合物の励起三重項エネルギが後述するドーパントとして用いられる燐光性化合物の励起三重項エネルギよりも大きいことが好ましい。更には、ホスト化合物の燐光スペクトルにおける、０−０バンドの波長が４５０ｎｍ以下であることが好ましい。これらの諸条件が満たさされることにより、可視光、特にＢＧＲ発光をより効率よく行うことが可能になる。
【００９４】
つまり、ホスト化合物の励起三重項エネルギをドーパントである燐光性化合物の励起三重項エネルギよりも大きくすることにより、ホスト化合物からドーパントへのエネルギ移動型のドーパント発光をより効果的に行わせることが出来る。
【００９５】
また、ホスト化合物の燐光スペクトルにおける、０−０バンドの波長が４５０ｎｍ以下である化合物は、非常に大きなワイドエネルギギャップ（具体的には、イオン化ポテンシャル−電子親和力、ＨＯＭＯ−ＬＵＭＯ）を有するので、キャリアとラップ型にも有利に作用すると考えている。
【００９６】
このようなホスト化合物としては、有機ＥＬ素子に使用される公知のものの中から任意のものを選択して用いることができ、また後述の正孔輸送材料や電子輸送材料の殆どが発光層ホスト化合物としても使用できる。
【００９７】
ポリビニルカルバゾールやポリフルオレンのような高分子材料でもよく、さらに前記ホスト化合物を高分子鎖に導入した、または前記ホスト化合物を高分子の主鎖とした高分子材料を使用してもよい。
【００９８】
ホスト化合物としては、正孔輸送能、電子輸送能を有しつつ、かつ、発光の長波長化を防ぎ、なおかつ高Ｔｇ（ガラス転移温度）である化合物が好ましい。
【００９９】
（ドーパント）
次にドーパントについて述べる。
【０１００】
原理としては２種挙げられ、一つはキャリアが輸送されるホスト上でキャリアの再結合が起こってホスト化合物の励起状態が生成し、このエネルギーをドーパントに移動させることでドーパントからの発光を得るというエネルギー移動型、もう一つはドーパントがキャリアトラップとなり、ドーパント化合物上でキャリアの再結合が起こりドーパントからの発光が得られるというキャリアトラップ型であるが、いずれの場合においても、ドーパント化合物の励起状態のエネルギーはホスト化合物の励起状態のエネルギーよりも低いことが条件である。
【０１０１】
（三重項励起子からの発光が可能な発光材料）
本発明に係る三重項励起子からの発光が可能な発光材料について説明する。
【０１０２】
本発明に係る三重項励起子（励起三重項ともいう）からの発光が観測される発光材料としては、元素周期表で第８族〜第１０族のいずれか一つの金属を中心金属とする錯体系化合物が好ましく、更に好ましく用いられるのは、オスミウム、イリジウム、または、白金錯体系化合物であり、特に、前記錯体系化合物が燐光性化合物（燐光ドーパントともいう）であることが好ましい。
【０１０３】
以下に、本発明に係る燐光性化合物の具体例を示すが、本発明はこれらに限定されない。また、これらの化合物は、例えば、Ｉｎｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．４０巻、１７０４〜１７１１に記載の方法等により合成できる。
【０１０４】
【化２３】

【０１０５】
【化２４】

【０１０６】
【化２５】

【０１０７】
また、本発明に係る燐光性化合物としては、Ｍ．Ａ．Ｂａｌｄｏｅｔａｌ．，ｎａｔｕｒｅ、４０３巻、１７号、７５０〜７５３ページ（２０００年）、Ｓ．Ｌａｍａｎｓｋｙｅｔａｌ．，Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，１２３巻、４３０４ページ（２００１年）、Ｍ．Ｅ．Ｔｏｍｐｓｏｎｅｔａｌ．，Ｔｈｅ１０ｔｈＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＷｏｒｋｓｈｏｐｏｎＩｎｏｒｇａｎｉｃａｎｄＯｒｇａｎｉｃＥｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ（ＥＬ’００、浜松）、ＭｏｏｎＪａｅＹｏｕｎ．０ｇ，ＴｅｔｓｕｏＴｓｕｔｓｕｉｅｔａｌ．，Ｔｈｅ１０ｔｈＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＷｏｒｋｓｈｏｐｏｎＩｎｏｒｇａｎｉｃａｎｄＯｒｇａｎｉｃＥｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ（ＥＬ’００、浜松）、Ｉｋａｉｅｔａｌ．，Ｔｈｅ１０ｔｈＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＷｏｒｋｓｈｏｐｏｎＩｎｏｒｇａｎｉｃａｎｄＯｒｇａｎｉｃＥｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ（ＥＬ’００、浜松）、特開２００１−２４７８５９号公報、同２００２−１０５０５５号公報、同２００２−１１７９７８号公報等に記載の化合物等を用いることが出来る。
【０１０８】
「燐光性化合物」とは励起三重項からの発光が観測される化合物であるが、本発明では、燐光量子収率が、２５℃において０．００１以上の化合物が好ましく、更に好ましくは０．０１以上であり、特に好ましくは０．１以上である。
【０１０９】
上記燐光量子収率は、第４版実験化学講座７の分光IIの３９８頁（１９９２年版、丸善）に記載の方法により測定できる。溶液中での燐光量子収率は種々の溶媒を用いて測定できるが、本発明に係る燐光性化合物は、任意の溶媒の何れかにおいて上記燐光量子収率が達成されることが好ましい。
【０１１０】
用いられる燐光性化合物の燐光発光極大波長としては特に制限される物ではなく、原理的には、中心金属、配位子の置換基等を選択することで得られる発光波長を変化させることが出来る。また、ホスト化合物、燐光ドーパントを複数種用いてもよい。
【０１１１】
ホスト化合物を複数種用いることで、電荷の移動を調整することが可能であり、有機ＥＬ素子を高効率化することが出来る。また、燐光ドーパントを複数種用いることで、異なる発光を混ぜ合わせることが可能となり、これにより任意の発光色を得ることが出来る。
【０１１２】
燐光ドーパントの種類、ドープ量を調整することで白色発光が可能であり、照明、バックライトへの応用も出来る。また、別の形態では、ホスト化合物と燐光性化合物の他に、燐光性化合物からの発光の極大波長よりも長波な領域に、蛍光極大波長を有する蛍光性化合物を少なくとも１種含有してもよい。
【０１１３】
この場合、ホスト化合物と燐光性化合物からのエネルギー移動で、有機ＥＬ素子としての電界発光は蛍光性化合物からの発光が得られる。
【０１１４】
蛍光性化合物として好ましいのは、溶液状態で蛍光量子収率が高いものである。ここで、蛍光量子収率は１０％以上であることが好ましく、更に好ましくは、３０％以上である。
【０１１５】
具体的な蛍光性化合物としては、クマリン系色素、ピラン系色素、シアニン系色素、クロコニウム系色素、スクアリウム系色素、オキソベンツアントラセン系色素、フルオレセイン系色素、ローダミン系色素、ピリリウム系色素、ペリレン系色素、スチルベン系色素、ポリチオフェン系色素、または、希土類錯体系蛍光体等が挙げられる。
【０１１６】
蛍光量子収率は、前記第４版実験化学講座７の分光IIの３６２頁（１９９２年版、丸善）に記載の方法により測定することが出来る。
【０１１７】
本発明に用いられる蛍光性化合物が発光する色は、「新編色彩科学ハンドブック」（日本色彩学会編、東京大学出版会、１９８５）の１０８頁の図４．１６において、分光放射輝度計ＣＳ−１０００（ミノルタ製）で測定した結果をＣＩＥ色度座標に当てはめたときの色で決定される。
【０１１８】
《陽極》
有機ＥＬ素子における陽極としては、仕事関数の大きい（４ｅＶ以上）金属、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが好ましく用いられる。このような電極物質の具体例としてはＡｕ等の金属、ＣｕＩ、インジウムチンオキシド（ＩＴＯ）、ＳｎＯ₂、ＺｎＯ等の導電性透明材料が挙げられる。また、ＩＤＩＸＯ（Ｉｎ₂Ｏ₃−ＺｎＯ）等非晶質で透明導電膜を作製可能な材料を用いてもよい。陽極は、これらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により、薄膜を形成させ、フォトリソグラフィー法で所望の形状のパターンを形成してもよく、あるいはパターン精度をあまり必要としない場合は（１００μｍ以上程度）、上記電極物質の蒸着やスパッタリング時に所望の形状のマスクを介してパターンを形成してもよい。陽極から発光を取り出す場合には、透過率を１０％以上に調整することが好ましく、また、陽極としてのシート抵抗は数百Ω／□以下が好ましい。さらに膜厚は材料にもよるが、通常１０〜１０００ｎｍ、好ましくは１０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲で選ばれる。
【０１１９】
《陰極》
一方、陰極としては、仕事関数の小さい（４ｅＶ以下）金属（電子注入性金属と称する）、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが用いられる。このような電極物質の具体例としては、ナトリウム、ナトリウム−カリウム合金、マグネシウム、リチウム、マグネシウム／銅混合物、マグネシウム／銀混合物、マグネシウム／アルミニウム混合物、マグネシウム／インジウム混合物、アルミニウム／酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）混合物、インジウム、リチウム／アルミニウム混合物、希土類金属等が挙げられる。これらの中で、電子注入性及び酸化等に対する耐久性の点から、電子注入性金属とこれより仕事関数の値が大きく安定な金属である第二金属との混合物、例えばマグネシウム／銀混合物、マグネシウム／アルミニウム混合物、マグネシウム／インジウム混合物、アルミニウム／酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）混合物、リチウム／アルミニウム混合物、アルミニウム等が好適である。陰極は、これらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により、薄膜を形成させることにより、作製することができる。また、陰極としてのシート抵抗は数百Ω／□以下が好ましく、膜厚は通常１０ｎｍ〜５μｍ、好ましくは５０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲で選ばれる。
【０１２０】
尚、発光を透過させ発光輝度を更に高める観点から、有機ＥＬ素子の陽極または陰極のいずれか一方が、透明または半透明であることが好ましい。また、陰極に上記金属を１ｎｍ〜２０ｎｍ作製した後に、前記陽極において記載の導電性透明材料を設けることにより、透明または半透明の陰極を作製することが出来る。
【０１２１】
ここで、半透明とは当該業者公知の透過率測定を行った場合に、透過率が１０％以上のものを半透明と定義し、また、透明とは好ましくは、前記透過率が８０％以上のものを透明と定義する。
【０１２２】
上記の透明または半透明の電極を作製する技術を、陽極及び／または陰極に適用することにより、陽極と陰極の両方共に透過性を有する素子を作製することが出来る。
【０１２３】
次に、本発明の有機ＥＬ素子の構成層として用いられる、注入層、正孔輸送層、電子輸送層等について説明する。
【０１２４】
《注入層》：電子注入層、正孔注入層
注入層は必要に応じて設け、電子注入層と正孔注入層があり、上記のごとく陽極と発光層または正孔輸送層の間、及び、陰極と発光層または電子輸送層との間に存在させてもよい。
【０１２５】
注入層とは、駆動電圧低下や発光輝度向上のために電極と有機層間に設けられる層のことで、「有機ＥＬ素子とその工業化最前線（１９９８年１１月３０日エヌ・ティー・エス社発行）」の第２編第２章「電極材料」（１２３〜１６６頁）に詳細に記載されており、正孔注入層（陽極バッファー層）と電子注入層（陰極バッファー層）とがある。
【０１２６】
陽極バッファー層（正孔注入層）は、特開平９−４５４７９号公報、同９−２６００６２号公報、同８−２８８０６９号公報等にもその詳細が記載されており、具体例として、銅フタロシアニンに代表されるフタロシアニンバッファー層、酸化バナジウムに代表される酸化物バッファー層、アモルファスカーボンバッファー層、ポリアニリン（エメラルディン）やポリチオフェン等の導電性高分子を用いた高分子バッファー層等が挙げられる。
【０１２７】
陰極バッファー層（電子注入層）は、特開平６−３２５８７１号公報、同９−１７５７４号公報、同１０−７４５８６号公報等にもその詳細が記載されており、具体的にはストロンチウムやアルミニウム等に代表される金属バッファー層、フッ化リチウムに代表されるアルカリ金属化合物バッファー層、フッ化マグネシウムに代表されるアルカリ土類金属化合物バッファー層、酸化アルミニウムに代表される酸化物バッファー層等が挙げられる。
【０１２８】
上記バッファー層（注入層）はごく薄い膜であることが望ましく、素材にもよるが、その膜厚は０．１ｎｍ〜５μｍの範囲が好ましい。
【０１２９】
《正孔阻止層、電子阻止層》
阻止層は、上記のごとく、有機化合物薄膜の基本構成層の他に必要に応じて設けられるものである。例えば特開平１１−２０４２５８号公報、同１１−２０４３５９号号公報及び「有機ＥＬ素子とその工業化最前線（１９９８年１１月３０日エヌ・ティー・エス社発行）」の２３７頁等に記載されている正孔阻止（ホールブロック）層がある。
【０１３０】
正孔阻止層とは広い意味では電子輸送層であり、電子を輸送する機能を有しつつ正孔を輸送する能力が著しく小さい材料からなり、電子を輸送しつつ正孔を阻止することで電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。
【０１３１】
一方、電子阻止層とは広い意味では正孔輸送層であり、正孔を輸送する機能を有しつつ電子を輸送する能力が著しく小さい材料からなり、正孔を輸送しつつ電子を阻止することで電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。
【０１３２】
正孔輸送層とは正孔を輸送する機能を有する材料からなり、広い意味で正孔注入層、電子阻止層も正孔輸送層に含まれる。
【０１３３】
正孔輸送層、電子輸送層は単層もしくは複数層設けることができる。
本発明の有機ＥＬ素子においては、発光層のホスト、発光層に隣接する正孔輸送層、発光層に隣接する電子輸送層すべての材料の励起三重項エネルギが燐光性ドーパントの励起三重項エネルギよりも大きいことが好ましい。特に発光層のホスト、発光層に隣接する正孔輸送層、発光層に隣接する電子輸送層の燐光スペクトルにおける０−０バンドの波長が４５０ｎｍ以下であることが好ましい。
【０１３４】
《正孔輸送層》
正孔輸送層とは正孔を輸送する機能を有する材料からなり、広い意味で正孔注入層、電子阻止層も正孔輸送層に含まれる。正孔輸送層は単層もしくは複数層設けることができる。
【０１３５】
正孔輸送材料としては、特に制限はなく、従来、光導伝材料において、正孔の電荷注入輸送材料として慣用されているものやＥＬ素子の正孔注入層、正孔輸送層に使用される公知のものの中から任意のものを選択して用いることができる。
【０１３６】
正孔輸送材料は、正孔の注入もしくは輸送、電子の障壁性のいずれかを有するものであり、有機物、無機物のいずれであってもよい。例えばトリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体及びピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、オキサゾール誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、アニリン系共重合体、また、導電性高分子オリゴマー、特にチオフェンオリゴマー等が挙げられる。
【０１３７】
正孔輸送材料としては、上記のものを使用することができるが、ポルフィリン化合物、芳香族第三級アミン化合物及びスチリルアミン化合物、特に芳香族第三級アミン化合物を用いることが好ましい。
【０１３８】
芳香族第三級アミン化合物及びスチリルアミン化合物の代表例としては、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラフェニル−４，４’−ジアミノフェニル；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（ＴＰＤ）；２，２−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）プロパン；１，１−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）シクロヘキサン；Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ−ｐ−トリル−４，４’−ジアミノビフェニル；１，１−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）−４−フェニルシクロヘキサン；ビス（４−ジメチルアミノ−２−メチルフェニル）フェニルメタン；ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）フェニルメタン；Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ジ（４−メトキシフェニル）−４，４’−ジアミノビフェニル；Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラフェニル−４，４’−ジアミノジフェニルエーテル；４，４’−ビス（ジフェニルアミノ）クオードリフェニル；Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリ（ｐ−トリル）アミン；４−（ジ−ｐ−トリルアミノ）−４’−〔４−（ジ−ｐ−トリルアミノ）スチリル〕スチルベン；４−Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ−（２−ジフェニルビニル）ベンゼン；３−メトキシ−４’−Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノスチルベンゼン；Ｎ−フェニルカルバゾール、さらには、米国特許第５，０６１，５６９号明細書に記載されている２個の縮合芳香族環を分子内に有するもの、例えば４，４’−ビス〔Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ〕ビフェニル（ＮＰＤ）、特開平４−３０８６８８号公報に記載されているトリフェニルアミンユニットが３つスターバースト型に連結された４，４’，４”−トリス〔Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ〕トリフェニルアミン（ＭＴＤＡＴＡ）等が挙げられる。
【０１３９】
さらにこれらの材料を高分子鎖に導入した、またはこれらの材料を高分子の主鎖とした高分子材料を用いることもできる。
【０１４０】
また、ｐ型−Ｓｉ、ｐ型−ＳｉＣ等の無機化合物も正孔注入材料、正孔輸送材料として使用することができる。
【０１４１】
本発明においては正孔輸送層の正孔輸送材料の励起三重項エネルギが燐光ドーパントの励起三重項エネルギよりも大きいことが好ましい。更に、発光層に隣接する正孔輸送層の正孔輸送材料の燐光スペクトルにおける０−０バンドの波長が４５０ｎｍ以下であることが好ましい。また、正孔輸送材料に用いられる材料としては、正孔輸送能を有しつつ、且つ、燐光ドーパントからの発光の失括を防ぎ、且つ、高Ｔｇである材料が好ましく用いられる。
【０１４２】
この正孔輸送層は、上記正孔輸送材料を、例えば真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法を含む印刷法、ＬＢ法等の公知の方法により、薄膜化することにより形成することができる。正孔輸送層の膜厚については特に制限はないが、５ｎｍ〜５μｍの範囲が好ましく、更に好ましくは、５ｎｍ〜２００ｎｍの範囲である。この正孔輸送層は、上記材料の一種または二種以上からなる一層構造であってもよい。
【０１４３】
《電子輸送層》
電子輸送層とは電子を輸送する機能を有する材料からなり、広い意味で電子注入層、正孔阻止層も電子輸送層に含まれる。電子輸送層は単層もしくは複数層設けることができる。
【０１４４】
従来、単層の電子輸送層、及び複数層とする場合は発光層に対して陰極側に隣接する電子輸送層に用いられる電子輸送材料（正孔阻止材料を兼ねる）としては、下記の材料が知られている。
【０１４５】
さらに、電子輸送層は、陰極より注入された電子を発光層に伝達する機能を有していればよく、その材料としては従来公知の化合物の中から任意のものを選択して用いることができる。
【０１４６】
この電子輸送層に用いられる材料（以下、電子輸送材料という）の例としては、ニトロ置換フルオレン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、ナフタレンペリレンなどの複素環テトラカルボン酸無水物、カルボジイミド、フレオレニリデンメタン誘導体、アントラキノジメタン及びアントロン誘導体、オキサジアゾール誘導体などが挙げられる。さらに、上記オキサジアゾール誘導体において、オキサジアゾール環の酸素原子を硫黄原子に置換したチアジアゾール誘導体、電子吸引基として知られているキノキサリン環を有するキノキサリン誘導体も、電子輸送材料として用いることができる。
【０１４７】
さらにこれらの材料を高分子鎖に導入した、またはこれらの材料を高分子の主鎖とした高分子材料を用いることもできる。
【０１４８】
また、８−キノリノール誘導体の金属錯体、例えばトリス（８−キノリノール）アルミニウム（Ａｌｑ）、トリス（５，７−ジクロロ−８−キノリノール）アルミニウム、トリス（５，７−ジブロモ−８−キノリノール）アルミニウム、トリス（２−メチル−８−キノリノール）アルミニウム、トリス（５−メチル−８−キノリノール）アルミニウム、ビス（８−キノリノール）亜鉛（Ｚｎｑ）など、及びこれらの金属錯体の中心金属がＩｎ、Ｍｇ、Ｃｕ、Ｃａ、Ｓｎ、Ｇａ又はＰｂに置き替わった金属錯体も、電子輸送材料として用いることができる。その他、メタルフリー若しくはメタルフタロシアニン、又はそれらの末端がアルキル基やスルホン酸基などで置換されているものも、電子輸送材料として好ましく用いることができる。また、発光層の材料として例示したジスチリルピラジン誘導体も、電子輸送材料として用いることができるし、正孔注入層、正孔輸送層と同様に、ｎ型−Ｓｉ、ｎ型−ＳｉＣなどの無機半導体も電子輸送材料として用いることができる。
【０１４９】
また、本発明においては、発光層に隣接する電子輸送層の電子輸送材料の励起三重項エネルギが燐光ドーパントの励起三重項エネルギよりも大きいことが好ましい。更に、発光層に隣接する電子輸送層の電子輸送材料の燐光スペクトルにおける０−０バンドの波長が４５０ｎｍ以下であることが好ましい。
【０１５０】
電子輸送層は、上記電子輸送材料を、例えば、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法を含む印刷法、ＬＢ法等の公知の方法により、薄膜化することにより形成することが出来る。
【０１５１】
電子輸送層の膜厚については、５μｍ程度が好ましく、更に好ましくは５ｎｍ〜２００ｎｍの範囲が好ましい。
【０１５２】
また、本発明に係る電子輸送層は、電子輸送層の形成に用いられる上記材料の１種または２種以上を含む１層構造でもよい。
【０１５３】
《基体（基板、基材、支持体等ともいう）》
本発明の有機ＥＬ素子に係る基体としては、ガラス、プラスチック等の種類には特に限定はなく、また、透明のものであれば特に制限はないが、好ましく用いられる基板としては例えばガラス、石英、光透過性樹脂フィルムを挙げることができる。特に好ましい基体は、有機ＥＬ素子にフレキシブル性を与えることが可能な樹脂フィルムである。
【０１５４】
樹脂フィルムとしては、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンスルフィド、ポリアリレート、ポリイミド、ポリカーボネート（ＰＣ）、セルローストリアセテート（ＴＡＣ）、セルロースアセテートプロピオネート（ＣＡＰ）等からなるフィルム等が挙げられる。
【０１５５】
樹脂フィルムの表面には、無機物もしくは有機物の被膜またはその両者のハイブリッド被膜が形成されていてもよい。
【０１５６】
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の発光の室温における外部取り出し効率は１％以上であることが好ましく、より好ましくは５％以上である。ここに、外部取り出し量子効率（％）＝有機ＥＬ素子外部に発光した光子数／有機ＥＬ素子に流した電子数×１００である。
【０１５７】
また、カラーフィルター等の色相改良フィルター等を併用してもよいし、有機ＥＬ素子からの発光色を蛍光体を用いて多色変換する色変換フィルタを併用してもよい。その際、有機ＥＬ素子の発光のλｍａｘは４８０ｎｍ以下が好ましい。
【０１５８】
本発明の多色表示装置は少なくとも２種類の異なる発光極大波長を有する有機ＥＬ素子からなるが、有機ＥＬ素子を作製する好適な例を説明する。
【０１５９】
《有機ＥＬ素子の作製方法》
本発明の有機ＥＬ素子の作製方法の一例として、陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極からなる有機ＥＬ素子の作製法について説明する。
【０１６０】
まず適当な基体上に、所望の電極物質、例えば陽極用物質からなる薄膜を、１μｍ以下、好ましくは１０ｎｍ〜２００ｎｍの膜厚になるように、蒸着やスパッタリング等の方法により形成させ、陽極を作製する。次に、この上に素子材料である正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層、正孔阻止層の有機化合物薄膜を形成させる。
【０１６１】
この有機化合物薄膜の薄膜化の方法としては、前記の如くスピンコート法、キャスト法、インクジェット法、蒸着法、印刷法等があるが、均質な膜が得られやすく、かつピンホールが生成しにくい等の点から、真空蒸着法またはスピンコート法が特に好ましい。さらに層ごとに異なる製膜法を適用してもよい。製膜に蒸着法を採用する場合、その蒸着条件は、使用する化合物の種類等により異なるが、一般にボート加熱温度５０〜４５０℃、真空度１０^-6Ｐａ〜１０^-2Ｐａ、蒸着速度０．０１ｎｍ〜５０ｎｍ／秒、基板温度−５０℃〜３００℃、膜厚０．１ｎｍ〜５μｍの範囲、好ましくは５ｎｍ〜２００ｎｍの範囲で適宜選ぶことが望ましい。
【０１６２】
これらの層の形成後、その上に陰極用物質からなる薄膜を、１μｍ以下好ましくは５０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲の膜厚になるように、例えば蒸着やスパッタリング等の方法により形成させ、陰極を設けることにより、所望の有機ＥＬ素子が得られる。この有機ＥＬ素子の作製は、一回の真空引きで一貫して正孔注入層から陰極まで作製するのが好ましいが、途中で取り出して異なる製膜法を施してもかまわない。その際、作業を乾燥不活性ガス雰囲気下で行う等の配慮が必要となる。
【０１６３】
本発明の多色表示装置は、発光層形成時のみシャドーマスクを設け、他層は共通であるのでシャドーマスク等のパターニングは不要であり、一面に蒸着法、キャスト法、スピンコート法、インクジェット法、印刷法等で膜を形成できる。
【０１６４】
発光層のみパターニングを行う場合、その方法に限定はないが、好ましくは蒸着法、インクジェット法、印刷法である。蒸着法を用いる場合においてはシャドーマスクを用いたパターニングが好ましい。
【０１６５】
また作製順序を逆にして、陰極、電子注入層、電子輸送層、発光層、正孔輸送層、正孔注入層、陽極の順に作製することも可能である。
【０１６６】
このようにして得られた多色表示装置に、直流電圧を印加する場合には、陽極を＋、陰極を−の極性として電圧２〜４０Ｖ程度を印加すると、発光が観測できる。また、逆の極性で電圧を印加しても電流は流れずに発光は全く生じない。さらに、交流電圧を印加する場合には、陽極が＋、陰極が−の状態になったときのみ発光する。なお、印加する交流の波形は任意でよい。
【０１６７】
本発明の多色表示装置は、表示デバイス、ディスプレー、各種発光光源として用いることができる。表示デバイス、ディスプレーにおいて、青、赤、緑発光の３種の有機ＥＬ素子を用いることにより、フルカラーの表示が可能となる。
【０１６８】
表示デバイス、ディスプレーとしてはテレビ、パソコン、モバイル機器、ＡＶ機器、文字放送表示、自動車内の情報表示等が挙げられる。特に静止画像や動画像を再生する表示装置として使用してもよく、動画再生用の表示装置として使用する場合の駆動方式は単純マトリックス（パッシブマトリックス）方式でもアクティブマトリックス方式でもどちらでもよい。
【０１６９】
発光光源としては家庭用照明、車内照明、時計や液晶用のバックライト、看板広告、信号機、光記憶媒体の光源、電子写真複写機の光源、光通信処理機の光源、光センサーの光源等が挙げられるがこれに限定するものではない。
【０１７０】
また、本発明に係る有機ＥＬ素子に共振器構造を持たせた有機ＥＬ素子として用いてもよい。
【０１７１】
このような共振器構造を有した有機ＥＬ素子の使用目的としては光記憶媒体の光源、電子写真複写機の光源、光通信処理機の光源、光センサーの光源等が挙げられるが、これらに限定されない。また、レーザー発振をさせることにより、上記用途に使用してもよい。
【０１７２】
《表示装置》
本発明の有機ＥＬ素子は、照明用や露光光源のような一種のランプとして使用しても良いし、画像を投影するタイプのプロジェクション装置や、静止画像や動画像を直接視認するタイプの表示装置（ディスプレイ）として使用しても良い。動画再生用の表示装置として使用する場合の駆動方式は単純マトリクス（パッシブマトリクス）方式でもアクティブマトリクス方式でもどちらでも良い。または、異なる発光色を有する本発明の有機ＥＬ素子を３種以上使用することにより、フルカラー表示装置を作製することが可能である。
【０１７３】
または、一色の発光色、例えば、白色発光をカラーフィルタを用いてＢＧＲにし、フルカラー化することも可能である。更に、有機ＥＬ素子の発光色をいろ変換フィルタを用いて多色に変換し、フルカラー化することも可能であるが、その場合、有機ＥＬ素子の発光のλｍａｘは４８０ｎｍ以下であることが好ましい。
【０１７４】
【発明の実施の形態】
本発明の有機ＥＬ素子から構成される表示装置の一例を図面に基づいて以下に説明する。
【０１７５】
図１は、有機ＥＬ素子から構成される表示装置の一例を示した模式図である。有機ＥＬ素子の発光により画像情報の表示を行う、例えば、携帯電話等のディスプレイの模式図である。
【０１７６】
ディスプレイ１は、複数の画素を有する表示部Ａ、画像情報に基づいて表示部Ａの画像走査を行う制御部Ｂ等からなる。
【０１７７】
制御部Ｂは、表示部Ａと電気的に接続され、複数の画素それぞれに外部からの画像情報に基づいて走査信号と画像データ信号を送り、走査信号により走査線毎の画素が画像データ信号に応じて順次発光して画像走査を行って画像情報を表示部Ａに表示する。
【０１７８】
図２は、表示部Ａの模式図である。
表示部Ａは基板上に、複数の走査線５及びデータ線６を含む配線部と、複数の画素３等とを有する。表示部Ａの主要な部材の説明を以下に行う。
【０１７９】
図においては、画素３の発光した光が、白矢印方向（下方向）へ取り出される場合を示している。
【０１８０】
配線部の走査線５及び複数のデータ線６は、それぞれ導電材料からなり、走査線５とデータ線６は格子状に直交して、直交する位置で画素３に接続している（詳細は図示せず）。
【０１８１】
画素３は、走査線５から走査信号が印加されると、データ線６から画像データ信号を受け取り、受け取った画像データに応じて発光する。発光の色が赤領域の画素、緑領域の画素、青領域の画素を、適宜、同一基板上に並置することによって、フルカラー表示が可能となる。
【０１８２】
次に、画素の発光プロセスを説明する。
図３は、画素の模式図である。
【０１８３】
画素は、有機ＥＬ素子１０、スイッチングトランジスタ１１、駆動トランジスタ１２、コンデンサ１３等を備えている。複数の画素に有機ＥＬ素子１０として、赤色、緑色、青色発光の有機ＥＬ素子を用い、これらを同一基板上に並置することでフルカラー表示を行うことができる。
【０１８４】
図３において、制御部Ｂからデータ線６を介してスイッチングトランジスタ１１のドレインに画像データ信号が印加される。そして、制御部Ｂから走査線５を介してスイッチングトランジスタ１１のゲートに走査信号が印加されると、スイッチングトランジスタ１１の駆動がオンし、ドレインに印加された画像データ信号がコンデンサ１３と駆動トランジスタ１２のゲートに伝達される。
【０１８５】
画像データ信号の伝達により、コンデンサ１３が画像データ信号の電位に応じて充電されるとともに、駆動トランジスタ１２の駆動がオンする。駆動トランジスタ１２は、ドレインが電源ライン７に接続され、ソースが有機ＥＬ素子１０の電極に接続されており、ゲートに印加された画像データ信号の電位に応じて電源ライン７から有機ＥＬ素子１０に電流が供給される。
【０１８６】
制御部Ｂの順次走査により走査信号が次の走査線５に移ると、スイッチングトランジスタ１１の駆動がオフする。しかし、スイッチングトランジスタ１１の駆動がオフしてもコンデンサ１３は充電された画像データ信号の電位を保持するので、駆動トランジスタ１２の駆動はオン状態が保たれて、次の走査信号の印加が行われるまで有機ＥＬ素子１０の発光が継続する。順次走査により次に走査信号が印加されたとき、走査信号に同期した次の画像データ信号の電位に応じて駆動トランジスタ１２が駆動して有機ＥＬ素子１０が発光する。
【０１８７】
すなわち、有機ＥＬ素子１０の発光は、複数の画素それぞれの有機ＥＬ素子１０に対して、アクティブ素子であるスイッチングトランジスタ１１と駆動トランジスタ１２を設けて、複数の画素３それぞれの有機ＥＬ素子１０の発光を行っている。このような発光方法をアクティブマトリクス方式と呼んでいる。
【０１８８】
ここで、有機ＥＬ素子１０の発光は、複数の階調電位を持つ多値の画像データ信号による複数の階調の発光でもよいし、２値の画像データ信号による所定の発光量のオン、オフでもよい。
【０１８９】
また、コンデンサ１３の電位の保持は、次の走査信号の印加まで継続して保持してもよいし、次の走査信号が印加される直前に放電させてもよい。
【０１９０】
本発明においては、上述したアクティブマトリクス方式に限らず、走査信号が走査されたときのみデータ信号に応じて有機ＥＬ素子を発光させるパッシブマトリクス方式の発光駆動でもよい。
【０１９１】
図４は、パッシブマトリクス方式による表示装置の模式図である。図４において、複数の走査線５と複数の画像データ線６が画素３を挟んで対向して格子状に設けられている。
【０１９２】
順次走査により走査線５の走査信号が印加されたとき、印加された走査線５に接続している画素３が画像データ信号に応じて発光する。
【０１９３】
パッシブマトリクス方式では画素３にアクティブ素子が無く、製造コストの低減が計れる。
【０１９４】
【実施例】
以下、実施例により本発明を説明するが、本発明はこれらに限定されない。
【０１９５】
実施例１
《有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１−１の作製》：比較用
陽極としてガラス上にＩＴＯを１５０ｎｍ成膜した基板（ＮＨテクノグラス社製：ＮＡ−４５）にパターニングを行った後、このＩＴＯ透明電極を設けた透明支持基板をｉｓｏ−プロピルアルコールで超音波洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥し、ＵＶオゾン洗浄を５分間行った。
【０１９６】
この透明支持基板を、市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに固定し、一方、５つのモリブデン製抵抗加熱ボートに、α−ＮＰＤ、ＣＢＰ、Ｉｒ−１、ＢＣ、Ａｌｑ₃をそれぞれ入れ真空蒸着装置に取付けた。
【０１９７】
次いで、真空槽を４×１０^-4Ｐａまで減圧した後、α−ＮＰＤの入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度０．１ｎｍ／秒〜０．２ｎｍ／秒で透明支持基板に膜厚４０ｎｍの厚さになるように蒸着し、正孔注入／輸送層を設けた。
【０１９８】
さらに、ＣＢＰの入った前記加熱ボートとＩｒ−１の入ったボートをそれぞれ独立に通電してＣＢＰとＩｒ−１の蒸着速度が１００：６になるように調節し膜厚２０ｎｍの厚さになるように蒸着し、発光層を設けた。
【０１９９】
ついで、ＢＣの入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度０．１ｎｍ／秒〜０．２ｎｍ／秒で厚さ１０ｎｍの電子輸送層を設けた。更に、Ａｌｑ₃の入った前記加熱ボートを通電して加熱し、蒸着速度０．１ｎｍ／秒〜０．２ｎｍ／秒で膜厚４０ｎｍの電子注入層を設けた。
【０２００】
次に、真空槽をあけ、電子注入層の上にステンレス鋼製の長方形穴あきマスクを設置し、一方、モリブデン製抵抗加熱ボートにマグネシウム３ｇを入れ、タングステン製の蒸着用バスケットに銀を０．５ｇ入れ、再び真空槽を２×１０^-4Ｐａまで減圧した後、マグネシウム入りのボートに通電して蒸着速度１．５ｎｍ／秒〜２．０ｎｍ／秒でマグネシウムを蒸着し、この際、同時に銀のバスケットを加熱し、蒸着速度０．１ｎｍ／秒で銀を蒸着し、前記マグネシウムと銀との混合物から成る陰極（２００ｎｍ）とすることにより、図５に示す比較用有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１−１を作製した。
【０２０１】
《有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１−２〜１−１７の作製》
上記の有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１−１の作製において、発光層の作製に用いたＣＢＰを表１に記載の化合物に替えた以外は同様にして、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１−２〜１−１７を各々作製した。
【０２０２】
【化２６】

【０２０３】
得られた有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１−１〜１−１７の各々について下記のような評価を行った。
【０２０４】
《発光輝度、外部取り出し量子効率、輝度の半減する時間》
有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１−２〜１−１７の各々の素子を温度２３度、乾燥窒素ガス雰囲気下で１０Ｖ直流電圧印可による連続点灯を行い、点灯開始時の発光輝度（Ｌ）［ｃｄ／ｍ²］、外部取り出し量子効率（η）および輝度の半減する時間（τ）を測定した。ここで、発光輝度の測定などは、ＣＳ−１０００（ミノルタ製）を用いた。
【０２０５】
また、点灯開始時の色度を測定し、ＣＩＥ色度図上での色名を評価した。評価結果を表１に記載するにあたり、発光輝度、外部取り出し量子効率、輝度の半減する時間（半減寿命ともいう）は、各々比較の有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１−１を１００とした時の相対値で表した。得られた結果を表１に示す。
【０２０６】
【表１】

【０２０７】
表１から、ＯＬＥＤ１−１〜１−１７で示される、緑色発光の素子において、ＣＢＰ、ＴＣＴＡ、ＣＢ４−ＴＰＡを各々用いたＯＬＥＤ１−１〜ＯＬＥＤ１−３と比べて、本発明に係る化合物を用いた有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１−４〜ＯＬＥＤ１−１７の各試料は、発光輝度、量子効率および半減寿命のいずれにおいても優れていることが判る。
【０２０８】
実施例２
《フルカラー表示装置の作製》
（青色発光素子の作製）
実施例１の有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１−１の作製において、正孔注入／輸送層にα−ＮＰＤの代わりに、ｍ−ＭＴＤＡＴＸＡを用い、発光層に、ＣＢＰ＋Ｉｒ−１の代わりに例示化合物（１）＋Ｉｒ−１４（蒸着速度が１００：７になるように調節）を用い、電子輸送層にＢＣを用い、引き続きフッ化リチウム０．５ｎｍ及びアルミニウム１１０ｎｍを蒸着して、陰極バッファー層、陰極を各々形成した以外は同様にして、青色発光素子を作製した。
【０２０９】
（緑色発光素子の作製）
上記の青色発光素子の作製において、発光層に例示化合物（１）＋Ｉｒ−１４の代わりに、例示化合物（１０）＋Ｉｒ−１（蒸着速度が１００：７になるように調節）を用いた以外は同様にして、緑色発光素子を作製した。
【０２１０】
（赤色発光素子の作製）
上記の青色発光素子の作製において、例示化合物（１）＋Ｉｒ−１４の代わりに、例示化合物（２）＋Ｉｒ−６（蒸着速度が１００：７になるように調節）を用いた以外は同様にして、赤色発光素子を作製した。
【０２１１】
【化２７】

【０２１２】
上記で作製した、各々赤色、緑色、青色発光有機ＥＬ素子を同一基板上に並置し、図１に記載のような形態を有するアクティブマトリクス方式フルカラー表示装置を作製し、図２には、作製した前記表示装置の表示部Ａの模式図のみを示した。即ち、同一基板上に、複数の走査線５及びデータ線６を含む配線部と、並置した複数の画素３（発光の色が赤領域の画素、緑領域の画素、青領域の画素等）とを有し、配線部の走査線５及び複数のデータ線６はそれぞれ導電材料からなり、走査線５とデータ線６は格子状に直交して、直交する位置で画素３に接続している（詳細は図示せず）。前記複数画素３は、それぞれの発光色に対応した有機ＥＬ素子、アクティブ素子であるスイッチングトランジスタと駆動トランジスタそれぞれが設けられたアクティブマトリクス方式で駆動されており、走査線５から走査信号が印加されると、データ線６から画像データ信号を受け取り、受け取った画像データに応じて発光する。この様に各赤、緑、青の画素を適宜、並置することによって、フルカラー表示装置を作製した。
【０２１３】
該フルカラー表示装置を駆動することにより、輝度が高く、高耐久性を有し、且つ、鮮明なフルカラー動画表示が得られることが判った。
【０２１４】
【発明の効果】
本発明により、高発光輝度、高発光効率を示し、且つ、耐久性に優れた有機エレクトロルミネッセンス素子及び表示装置を提供することが出来た。
【図面の簡単な説明】
【図１】有機ＥＬ素子から構成される表示装置の一例を示した模式図である。
【図２】表示部Ａの模式図である。
【図３】画素の模式図である。
【図４】パッシブマトリクス方式による表示装置の模式図である。
【図５】有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１−１の概略模式図である。
【符号の説明】
１ディスプレイ
３画素
５走査線
６データ線
７電源ライン
１０有機ＥＬ素子
１１スイッチングトランジスタ
１２駆動トランジスタ
１３コンデンサ
Ａ表示部
Ｂ制御部

Claims

互いに対向する陽極と陰極間に、少なくとも１層の有機化合物含有層を含む発光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、
該有機化合物含有層の少なくとも１層が、下記一般式（１）で表される化合物の少なくとも１種と、三重項励起子からの発光が可能な発光材料を少なくとも一種と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。

〔式中、Ａｒ_１、Ａｒ_２、Ａｒ_３は、各々独立に下記一般式（２）で表される基を表す。〕

〔式中、※は結合部位を表し、Ｒ_１３は下記一般式（３）で表される基を表し、Ｒ_１１及びＲ_１５は、各々水素原子を表し、Ｒ_１２及びＲ_１４は、各々水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アラルキル基またはアリール基を表し、Ｒ_１２及びＲ_１４の少なくとも一方はアルキル基、シクロアルキル基、アラルキル基またはアリール基を表す。〕

〔式中、※は結合部位を表し、Ｘ_１１〜Ｘ_１８は、各々独立に水素原子またはアルキル基を表す。〕
三重項励起子からの発光が可能な発光材料が、元素周期表における第８族〜第１０族の遷移金属元素群から選択される金属を中心金属とする錯体系化合物であることを特徴とする請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
前記錯体系化合物が、オスミウム錯体系化合物、イリジウム錯体系化合物、または、白金錯体系化合物であることを特徴とする請求項２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
請求項１〜３のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を有することを特徴とする表示装置。
発光の極大波長が異なる有機エレクトロルミネッセンス素子を同一基板上に２つ以上設けていることを特徴とする請求項４に記載の表示装置。