JPH06212150A - 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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JPH06212150A
JPH06212150A JP5005053A JP505393A JPH06212150A JP H06212150 A JPH06212150 A JP H06212150A JP 5005053 A JP5005053 A JP 5005053A JP 505393 A JP505393 A JP 505393A JP H06212150 A JPH06212150 A JP H06212150A
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年男 榎田
Yasumasa Suda
康政 須田
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 高輝度・高発光効率であり、発光劣化が少な
く信頼性の高いEL素子を提供する。 【構成】 一対の電極間に、少なくとも蛍光体を有する
EL素子において、一般式[1]で示される有機化合物
の少なくとも一種を用いることを特徴とする有機EL素
子。 【効果】 発光強度が大きく、繰り返し使用時での安定
性の優れた有機EL素子を提供することが出来る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は平面光源や表示に使用さ
れる有機エレクトロルミネッセンス(EL)素子に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】有機物質を使用したEL素子は、固体発
光型の安価な大面積フルカラー表示素子としての用途が
有望視され、多くの開発が行われている。一般にEL
は、発光層および該層をはさんだ一対の対向電極から構
成されている。発光は、両電極間に電界が印加される
と、陰極側から電子が注入され、陽極側から正孔が注入
される。さらに、この電子が発光層において正孔と再結
合し、エネルギー準位が伝導帯から価電子帯に戻る際に
エネルギーを光として放出する現象である。従来の有機
EL素子は、無機EL素子に比べて駆動電圧が高く、発
光輝度や発光効率も低かった。また、特性劣化も著しく
実用化には至っていなかった。近年、10V以下の低電
圧で発光する高い蛍光量子効率を持った有機化合物を含
有した薄膜を積層した有機EL素子が報告され、関心を
集めている(アプライド・フィジクス・レターズ、51
巻、913ページ、1987年参照)。この方法では、
金属キレート錯体を蛍光体層、アミン系化合物を正孔注
入層に使用して、高輝度の緑色発光を得ており、6〜7
Vの直流電圧で輝度は数100cd/m2 、最大発光効
率は1.5lm/Wを達成して、実用領域に近い性能を
持っている。しかしながら、現在までの有機EL素子
は、構成の改善により発光強度は改良されているが、未
だ充分な発光輝度は有していない。また、繰り返し使用
時の安定性に劣るという大きな問題を持っている。従っ
て、より大きな発光輝度を持ち、繰り返し使用時での安
定性の優れた有機EL素子の開発が望まれているのが現
状である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、発光
強度が大きく、繰り返し使用時での安定性の優れた有機
EL素子の提供にある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者らが鋭意検討し
た結果、特定の一般式[1]で表せられる有機化合物を
使用した有機EL素子が、発光強度が大きく、繰り返し
使用時での安定性も優れていることを見いだし、本発明
に至った。
【0005】即ち、本発明は、一対の電極間に、少なく
とも蛍光体を含有してなる層を有するエレクトロルミネ
ッセンス素子において、一般式[1]で示される有機化
合物の少なくとも一種を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である。
【0006】一般式[1]
【化2】
【0007】[式中、R1 ないしR6 は、それぞれ独立
に、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、ア
ミノ基、ジアロキルアミノ基、ジフェニルアミノ基、水
酸基、アルコキシ基、メルカプト基、シロキシ基、アシ
ル基、シクロアルキル基、カルボン酸基、スルフォン酸
基、置換もしくは未置換の脂肪族炭化水素基、置換もし
くは未置換の芳香族炭化水素基、置換もしくは未置換の
芳香族複素環基を表す。また、置換基を有しても良い芳
香族環、複素原子を含む芳香族環や複素環であってもよ
い。R1 ないしR6 は、いずれの置換基を有しても良
く、置換基間で芳香族環や複素環を形成しても良い、ま
た、金属と錯体を形成しても良い。nは正の整数であ
る。]
【0008】以下に、本発明で使用する一般式[1]の
化合物の基本骨格の代表例を、化合物(a)〜化合物
(e)に具体的に例示するが、本発明は以下の代表例に
限定されるものではない。また、本基本骨格を有する化
合物の分子量は、いずれのものであっても良く、モノマ
ー、オリゴマーおよびポリマーのいずれ、またはその混
合物であっても良い。
【0009】化合物(a)
【化3】
【0010】化合物(b)
【化4】
【0011】化合物(c)
【化5】
【0012】化合物(d)
【化6】
【0013】化合物(e)
【化7】
【0014】本発明に用いる一般式[1]の化合物は、
いかなる置換基を有していても良い。図1〜3に、本発
明で使用される有機EL素子の模式図を示した。図中、
一般的に電極Aである2は陽極であり、電極Bである6
は陰極である。一般式[1]の化合物またはその金属錯
体は、正孔注入層3、蛍光体層4、電子注入層5のいず
れの層に使用しても有効である。図1の蛍光体層4に
は、必要があれば、発光物質の他にキャリア輸送を行う
正孔輸送材料や電子輸送材料を使用することもできる。
図2の構造は、蛍光体層4と正孔注入層3を分離してい
る。この構造により、正孔注入層3から蛍光体層4への
正孔注入効率が向上して、発光輝度や発光効率を増加さ
せることができる。図3の構造は、正孔注入層3に加え
て電子注入層5を有し、蛍光体層4での正孔と電子の再
結合の効率を向上させている。このように、有機EL素
子を多層構造にすることにより、クエンチングによる輝
度や寿命の低下を防ぐことができる。
【0015】有機EL素子の陽極に使用される導電性物
質としては、4eVより大きな仕事関数を持つものが好
適であり、炭素、アルミニウム、バナジウム、鉄、コバ
ルト、ニッケル、タングステン、銀、金等およびそれら
の合金、および酸化スズ、酸化インジウム等の酸化金属
が用いられる。
【0016】陽極に使用される導電性物質としては、4
eVより小さな仕事関数を持つものが好適であり、マグ
ネシウム、カルシウム、チタニウム、イットリウム、リ
チウム、ルテニウム、マンガン等およびそれらの合金が
用いられるが、これらに限定されるものではない。
【0017】有機EL素子では、効率良く発光させるた
めに、少なくとも2で示される電極Aまたは6で示され
る電極Bを透明にすることが望ましい。また、基板1も
透明であることが望ましい。透明電極は、上記した導電
性物質を使用して、蒸着やスパッタリング等の方法で所
定の透光性が確保するように膜厚を設定する。
【0018】基板は、機械的、熱的強度を有し、透明な
ものであれば限定されるものではないが、例示すると、
ガラス基板、ITO基板、NESA基板、ポリエチレン
板、ポリエーテルサルフォン板、ポリプロピレン板等の
透明樹脂があげられる。
【0019】本発明に係わる有機EL素子の各層の形成
は、真空蒸着、スパッタリング等の乾式成膜法やスピン
コーティング、ディッピング等の湿式成膜法のいずれの
方法を適用することができる。各層は適切な膜厚に設定
する必要がある。膜厚が厚すぎると、一定の光出力を得
るために大きな印加電圧が必要になり効率が悪くなる。
膜厚が薄すぎるとピンホール等が発生して、電界を印加
しても充分な発光輝度が得られない。
【0020】湿式成膜法の場合、各層を形成する材料
を、クロロフォルム、テトラヒドロフラン、ジオキサン
等の適切な溶媒に溶解または分散させた液を使用する
が、その溶媒はいずれのものであっても良い。また、成
膜性向上、膜のピンホール防止等のため適切な樹脂や添
加剤を使用しても良い。本発明の有機EL素子に使用さ
れる一般式[1]の化合物は、3〜5のいずれの層に使
用しても有効である。図1に示される有機EL素子に一
般式[1]の化合物を使用することにより高発光特性を
達成できる。またこの化合物は、同一層内に発光物質の
補助剤を使用することにより、より高効率の発光輝度を
得ることもできる。
【0021】本発明の有機EL素子は、必要があれば、
一般式[1]の化合物に加えて、公知の発光物質、発光
補助剤、正孔輸送物質、電子輸送物質を使用することも
できる。
【0022】このような公知の発光物質または発光物質
の補助剤としては、アントラセン、ナフタレン、フェナ
ントレン、ピレン、テトラセン、コロネン、クリセン、
フルオレセイン、ペリレン、フタロペリレン、ナフタロ
ペリレン、ペリノン、フタロペリノン、ナフタロペリノ
ン、ジフェニルブタジエン、テトラフェニルブタジエ
ン、クマリン、オキサジアゾール、アルダジン、ビスベ
ンゾキサゾリン、ビススチリル、ピラジン、CPD、オ
キシン、アミノキノリン、イミン、ジフェニルエチレ
ン、ビニルアントラセン、ジアミノカルバゾール、ピラ
ン、チオピラン、ポリメチン、メロシアニン、イミダゾ
ールキレート化オキシノイド化合物等およびそれらの誘
導体があるが、これらに限定されるものではない。
【0023】正孔輸送物質としては、電子供与性物質で
あるオキサジアゾール、トリアゾール、イミダゾロン、
イミダゾールチオン、ピラゾリン、テトラヒドロイミダ
ゾール、オキサゾール、ヒドラゾン、アシルヒドラゾ
ン、スチルベン、ブタジエン、ベンジジン型トリフェニ
ルアミン、スチリルアミン型トリフェニルアミン、ジア
ミン型トリフェニルアミン等と、それらの誘導体、およ
びポリビニルカルバゾール、ポリシラン、導電性高分子
等の高分子材料等があるが、これらに限定されるもので
はない。
【0024】電子輸送物質としては、電子受容性の適切
な物質が用いられる。例えば、アントラキノジメタン、
ジフェニルキノン、オキサジアゾール、ペリレンテトラ
カルボン酸等があるが、これらに限定されるものではな
い。また、正孔輸送物質に電子受容性物質を、電子輸送
物質に電子供与性物質を添加することにより増感させる
こともできる。図2および3に示される有機EL素子に
おいて、一般式[1]の化合物は、いずれの層に使用す
ることができ、発光物質、発光補助剤、正孔輸送物質お
よび電子輸送物質の少なくとも1種が同一層に含有され
てもよい。
【0025】以上のように、本発明では有機EL素子に
一般式[1]の化合物を用いたため、発光効率と発光輝
度を高くできた。また、この素子は熱や電流に対して非
常に安定であり、従来まで大きな問題であった劣化も大
幅に低下させることができた。
【0026】本発明の有機EL素子は、各種の表示素子
として使用することができる。
【実施例】以下、本発明を実施例に基づきさらに詳細に
説明する。 実施例1 洗浄したITO電極付きガラス板上に、化合物(a)と
トリス(8−ハイドロキシキノリノール)アルミニウム
錯体を1:1の比率で真空蒸着して、膜厚0.1μmの
蛍光体層を得た。その上に、マグネシウムと銀を10:
1で混合した合金を蒸着して、膜厚0.2μmの電極を
形成して図1に示す有機EL素子を得た。この素子は、
直流電圧5Vで約180cd/m2 の発光が得られた。
【0027】実施例2 化合物(b)およびトリス(8−ハイドロキシキノリノ
ール)アルミニウム錯体を3:1の比率でクロロフォル
ムに溶解させ、スピンコーティングにより蛍光体層を、
形成すること以外は、実施例1と同様の方法で有機EL
素子を作製した。この素子は、直流電圧5Vで約200
cd/m2 の発光が得られた。
【0028】実施例3 洗浄したITO電極付きガラス板上に、化合物(c)を
クロロフォルムに溶解させ、スピンコーティングにより
膜厚0.04μmの正孔注入層を形成した。次に、9,
10−ジフェニルアントラセンを真空蒸着して、膜厚
0.04μmの蛍光体層を得た。その上に、マグネシウ
ムと銀を10:1で混合した合金を蒸着して、膜厚0.
2μmの電極を形成して図2に示す有機EL素子を得
た。この素子は、直流電圧5Vで約250cd/m2
発光が得られた。
【0029】実施例4 洗浄したITO電極付きガラス板上に、化合物(d)を
真空蒸着して、膜厚0.03μmの正孔注入層を得た。
次に、トリス(8−ハイドロキシキノリノール)アルミ
ニウム錯体を真空蒸着して、膜厚0.05μmの蛍光体
層を得た。さらに、ペリレンを真空蒸着して、膜厚0.
03μmの電子注入層を得た。その上に、マグネシウム
と銀を10:1で混合した合金で膜厚0.2μmの電極
を形成して図3に示す有機EL素子を得た。この素子
は、直流電圧5Vで約280cd/m2 の発光が得られ
た。
【0030】本実施例で示された全ての有機EL素子に
ついて、1mA/cm2 で連続発光させたところ、10
00時間以上安定な発光を観測することができた。本発
明の有機EL素子は発光効率、発光輝度の向上と長寿命
化を達成するものであり、併せて使用される発光物質、
発光補助物質、正孔輸送物質、電子輸送物質、増感剤、
樹脂、電極材料等および素子作製方法を限定するもので
はない。
【0031】
【発明の効果】本発明により、従来に比べて高発光効
率、高輝度であり、長寿命の有機EL素子を得ることが
できた。
【0032】
【図面の簡単な説明】
【図1】は実施例1,2で使用した有機EL素子の概略
構造を表す断面図である。
【図2】は実施例3で使用した有機EL素子の概略構造
を表す断面図である。
【図3】は実施例4で使用した有機EL素子の概略構造
を表す断面図である。
【符号の説明】 1.基板 2.電極A 3.正孔注入層 4.蛍光体層 5.電子注入層 6.電極B

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一対の電極間に、少なくとも蛍光体を含
    有してなる層を有するエレクトロルミネッセンス素子に
    おいて、一般式[1]で示される化合物の少なくとも一
    種を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。一般式[1] 【化1】 [式中、R1 ないしR6 は、それぞれ独立に、水素原
    子、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、ジ
    アロキルアミノ基、ジフェニルアミノ基、水酸基、アル
    コキシ基、メルカプト基、シロキシ基、アシル基、シク
    ロアルキル基、カルボン酸基、スルフォン酸基、置換も
    しくは未置換の脂肪族炭化水素基、置換もしくは未置換
    の芳香族炭化水素基、置換もしくは未置換の芳香族複素
    環基を表す。また、置換基を有しても良い芳香族環、複
    素原子を含む芳香族環や複素環であってもよい。R1
    いしR6は、いずれの置換基を有しても良く、置換基間
    で芳香族環や複素環を形成しても良い、また、金属と錯
    体を形成しても良い。nは正の整数である。]
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2005054076A (ja) * 2003-08-05 2005-03-03 Toyo Ink Mfg Co Ltd 有機電界発光素子用材料およびそれを用いた有機電界発光素子
WO2011030406A1 (ja) * 2009-09-09 2011-03-17 株式会社 東芝 有機電界発光素子

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