JPH069953A - 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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Publication number
JPH069953A
JPH069953A JP5041207A JP4120793A JPH069953A JP H069953 A JPH069953 A JP H069953A JP 5041207 A JP5041207 A JP 5041207A JP 4120793 A JP4120793 A JP 4120793A JP H069953 A JPH069953 A JP H069953A
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JP
Japan
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group
carbon atoms
substituted
injection layer
emission
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Application number
JP5041207A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Shoji
弘 東海林
Chishio Hosokawa
地潮 細川
Tadashi Kusumoto
正 楠本
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Idemitsu Kosan Co Ltd
Original Assignee
Idemitsu Kosan Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ドーピング法により、三原色の発光を可能に
し、さらに中間色発光を可能とする有機ＥＬ素子の開
発。 【構成】 一般式（Ｉ） 【化１】 （式中の記号は、明細書に記載の通りである。）で表さ
れる固体状態で青色発光能を有する化合物（ホスト物
質）に、蛍光色素をドーピングした構成からなる発光層
を有する有機エレクトロルミネッセンス素子である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、有機エレクトロルミネ
ッセンス素子（有機ＥＬ素子）に関し、詳しくは、高輝
度で発光効率が高く、青色，緑色，赤色その他の中間色
の発光が可能であるとともに、すぐれた薄膜維持能を有
する有機ＥＬ素子に関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】従
来、有機ＥＬ素子において単一の発光材料をホスト物質
として固定し、三原色（青，緑，赤）をドーピング法で
発光させた例はない。これまで、ドーピング法では、発
光機能を有するホスト物質にその発光に応答し発光を放
出する蛍光色素をドーパントとして微量混入させた発光
層を形成し、ホスト物質の発光とは異なる発光をさせて
いた（特開昭６３−２６４６９２号公報）。ここで開示
されているのは、緑色から赤色に限られており青色は示
されていない。また、色相が示されているだけで、色度
の記述は無く発光色の混合によるフルカラー表示の実現
性は困難なものであった。青色の発光に関しては、ドー
ピング法に依らず１０００ｃｄ／ｍ2 以上の高輝度発光
が報告されている（特開平３−２３１９７０号公報）。
同様に、緑色の発光に関してもドーピング法に依らず高
輝度、高効率発光が報告されている（特開昭６３−２６
４６９２号公報）。しかし、赤色の発光に関しては、発
光材料としてチオキサンテン系化合物，ジシアノメチレ
ン系化合物，クマリン化合物を用いたもので１０ｃｄ／
ｍ2 程度の輝度が得られているに過ぎない（特開平３−
１７７４８６号公報，特開平３−１６２４８１号公報，
特開平３−７９２号公報）。また、ペリレン系化合物で
は５０ｃｄ／ｍ2 程度の輝度であり（特開平３−１６２
４８１号公報）、またエキサイプレックス発光をするも
のでも６０ｃｄ／ｍ2程度の輝度しか得られていない
（特開平２−２５５７８８号公報）。有機ＥＬ素子に限
らなければ、分散型ＥＬの発光層に複数の発光物質を混
合し発光色を変化させる方法（特開昭６１−５１７９６
号公報）が公知となっている。しかし、これはドーピン
グ法とは異なる技術であり、青色および緑色の発光色素
の混合で白色の発光が得られることしか示されていな
い。
【０００３】
【課題を解決するための手段】そこで本発明者らは、上
記従来技術の欠点を解消し、ドーピング法により、三原
色の発光を可能にし、さらに中間色発光を可能とする有
機ＥＬ素子を開発すべく鋭意研究を重ねた。その結果、
単一の発光材料をホスト物質として固定し、これに発光
材料を微量ドーピングすることで上記目的が充分に達成
できることを見出した。また本発明の有機ＥＬ素子は、
三原色の高効率および高輝度発光も同時に見出した。本
発明はかかる知見に基いて完成したものである。
【０００４】すなわち本発明は、一般式（Ｉ）
【０００５】
【化２】
【０００６】（式中、Ｒ1 およびＲ2 はそれぞれ独立に
炭素数１〜６のアルキル基，炭素数１〜６のアルコキシ
基，シアノ基，置換あるいは無置換の炭素数６〜２０の
アリール基を示す。Ｒ3 およびＲ4 はそれぞれ独立に置
換あるいは無置換の炭素数５〜２０の複素環，置換ある
いは無置換の炭素数６〜２０のアリール基を示す。該Ｒ
1 とＲ3 および／またはＲ2 とＲ4 は、互いに結合し置
換もしくは無置換の飽和、または不飽和の環構造を形成
してもよい。ここで、置換基は炭素数１〜６のアルキル
基，炭素数１〜６のアルコキシ基，シアノ基，ハロゲン
原子，炭素数１〜６のアシルオキシ基，炭素数１〜６の
アシル基，カルボキシル基，炭素数６〜２０のアラルキ
ル基，炭素数６〜２０のアリールオキシ基，ビニル基，
スチリル基および水酸基を示す。また、Ａｒは置換ある
いは無置換の炭素数６〜１８のアリーレン基を示す。こ
こで、置換基は炭素数１〜６のアルキル基，炭素数１〜
６のアルコキシ基，シアノ基，ハロゲン原子，炭素数１
〜６のアシルオキシ基，炭素数１〜６のアシル基，カル
ボキシル基，炭素数６〜２０のアラルキル基，炭素数６
〜２０のアリールオキシ基，ビニル基，エステル基およ
び水酸基を示す。）で表される固体状態で青色発光能を
有する化合物をホスト物質として、該ホスト物質に蛍光
色素をドーピングした構成からなる発光層を有する有機
エレクトロルミネッセンス素子を提供し、正極，正孔注
入層，発光層，負極または正極，正孔注入層，発光層，
電子注入層，負極の順で積層してなる上記有機エレクト
ロルミネッセンス素子を提供するものである。
【０００７】本発明では、一般式（Ｉ）で表される青色
発光（ＥＬ機能）可能なジビニレンアリーレン骨格を含
有する化合物（ホスト物質）に、蛍光色素を微量ドーピ
ングしたものを発光層として用いる。ここで、ＥＬ機能
とは、電荷注入輸送機能および発光機能のことをいう。
すなわち、ＥＬ機能を有するとは、例えば化合物を蒸着
法，スピンコート法，キャスト法，ＬＢ法などの公知の
方法により薄膜化し、これを発光層として用いた場合
に、電界印加時に正極または正孔注入層より正孔を注
入することができ、かつ負極または電子注入層より電子
を注入することができる注入機能、注入した電荷（電
子と正孔）を電界の力で移動させる輸送機能、電子と
正孔の再結合の場を提供し、これを発光につなげる発光
機能等を有していることである。また、これらは耐熱性
および薄膜性に優れると共に、電荷の注入輸送機能を有
し、単独で高輝度の青色発光をする層を形成することも
可能である。
【０００８】上述の一般式（Ｉ）におけるＲ1 およびＲ
2 はそれぞれ独立に炭素数１〜６のアルキル基（メチル
基，エチル基，ブチル基など），炭素数１〜６のアルコ
キシ基（メトキシ基，エトキシ基，ブトキシ基など），
シアノ基，置換あるいは無置換の炭素数６〜２０のアリ
ール基（フェニル基，ビフェニル基など）を示す。Ｒ 3
およびＲ4 はそれぞれ独立に置換あるいは無置換の炭素
数５〜２０の複素環（ピリジル基，キノリル基，チオフ
ェン基，キノキサリン基など），置換あるいは無置換の
炭素数６〜２０のアリール基（フェニル基，ビフェニル
基など）を示す。該Ｒ1 とＲ3 および／またはＲ2 とＲ
4 は、互いに結合し置換もしくは無置換の飽和、または
不飽和の環構造を形成してもよい。ここで、置換基は炭
素数１〜６のアルキル基（メチル基，エチル基，ブチル
基など），炭素数１〜６のアルコキシ基（メトキシ基，
エトキシ基，ブトキシ基など），シアノ基，ハロゲン原
子（Ｉ，Ｃｌ，Ｂｒ，Ｆなど），アシルオキシ基（アセ
チルオキシ基，プロピオニルオキシ基，ブチリルオキシ
基など），アシル基（ホルミル基，アセチル基，プロピ
オニル基，ブチリル基など），カルボキシル基，アラル
キル基（ベンジル基，フェネチル基など），アリールオ
キシ基（フェノキシ基，トリルオキシ基など），ビニル
基，スチリル基および水酸基を示す。また、Ａｒは置換
あるいは無置換の炭素数６〜１８のアリーレン基（例え
ば、フェニレン基，ビフェニレン基，ナフチレン基，タ
ーフェニレン基など）を示す。ここで、置換基は炭素数
１〜６のアルキル基（メチル基，エチル基，ブチル基な
ど），炭素数１〜６のアルコキシ基，シアノ基，ハロゲ
ン原子（Ｉ，Ｃｌ，Ｂｒ，Ｆなど），アシルオキシ基
（アセチルオキシ基，プロピオニルオキシ基，ブチリル
オキシ基など），アシル基（ホルミル基，アセチル基，
プロピオニル基，ブチリル基など），カルボキシル基，
アラルキル基（ベンジル基，フェネチル基など），アリ
ールオキシ基（フェノキシ基，トリルオキシ基など），
ビニル基，エステル基および水酸基を示す。
【０００９】このホスト物質としては、例えば、
【００１０】
【化３】
【００１１】
【化４】
【００１２】
【化５】
【００１３】
【化６】
【００１４】等が挙げられる。また、上記ドーピングに
用いられるドーパント材料としては、種々のものが挙げ
られるが例えば緑色発光を行うためのドーパント材料と
しては、緑色発振を行うレーザー色素として公知（ＥＰ
０２８１３８１号）である次のクマリン誘導体が挙げら
れる。
【００１５】
【化７】
【００１６】赤色発光を行うためのドーパント材料とし
ては、赤色発振を行うレーザー色素として公知（ＥＰ０
２８１３８１号）であるジシアノメチレンピラン誘導
体，ジシアノメチレンチオピラン誘導体，フルオレセイ
ン誘導体またはペリレン誘導体などの発光色素が挙げら
れる。具体的には、
【００１７】
【化８】
【００１８】などである。また、ホスト物質はそれ自身
で青色発光が可能であるが、さらに青色の発光輝度およ
び発光効率を高めるために次のドーパントを用いること
ができる。
【００１９】
【化９】
【００２０】これらのドーパントは、所望とする発光色
に応じて適宜用いることができる。
【００２１】本発明の有機ＥＬ素子の構成は各種の態様
があるが、基本的には、一対の電極（正極と負極）間
に、ホスト材料からなる発光層を挟持した構成とし、こ
れに必要に応じて、正孔注入層や電子注入層を介在させ
ればよい。具体的には（１）正極／発光層／負極，
（２）正極／正孔注入層／発光層／負極，（３）正極／
正孔注入層／発光層／電子注入層／負極，（４）正極／
発光層／電子注入層／負極などの構成を挙げることがで
きる。好ましくは（２），（３）で表される構成であ
る。上記正孔注入層や電子注入層は必ずしも必要ではな
いが、これらの層があると、発光性能が一段と向上す
る。前記構成の素子においては、いずれも基板に支持さ
れていることが好ましく、該基板については特に制限は
なく、従来有機ＥＬ素子に慣用されているもの、例えば
ガラス，透明プラスチック，石英などから成るものを用
いることができる。
【００２２】また、正極としては、仕事関数の大きい
（４ｅＶ以上）金属，合金，電気伝導性化合物およびこ
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などの
金属，Ｃｕ，Ｉ，ＩＴＯ，ＳｎＯ2 ，ＺｎＯなどの導電
性透明材料が挙げられる。該正極は、これらの電極物質
を蒸着やスパッタリングなどの方法により、膜厚を形成
させることにより作製することができる。この電極より
発光を取り出す場合には、透過率を１０％より大きくす
ることが望ましく、また、電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１０ｎｍ〜１μｍ，特に５０〜１５０ｎｍの範
囲が好ましい。
【００２３】一方、負極としては、仕事関数の小さい
（４ｅＶ以下）金属，合金，電気伝導性化合物およびこ
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，Ａｌ／ＡｌＯ2 ，インジウム，希土
類金属などが挙げられる。該負極はこれらの電極物質を
蒸着やスパッタリングなどの方法により、膜厚を形成さ
せることにより、作製することができる。また、電極と
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〜１μｍ，特に５０〜２００ｎｍの範囲が
好ましい。なお、本発明の素子においては、特に規定し
ないが、該正極または負極のいずれか一方が透明または
半透明であることが発光を透過し、取り出す効率がよい
ので好ましい。
【００２４】正孔注入層に用いられる正孔注入材料は、
電界を与えられた２個の電極間に配置されて正極から正
孔が注入された場合、該正孔を適切に発光層へ伝達しう
る化合物であって、例えば１０4 〜１０6 Ｖ／cmの電界
印加時に、少なくとも１０-6cm2 ／Ｖ・秒の正孔移動度
をもつものが好適である。このような正孔注入材料は、
特に制限はなく、本発明で用いられる化合物の他に、従
来、光導伝材料において、正孔の電荷輸送材として慣用
されているものやＥＬ素子の正孔注入層に使用される公
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。
【００２５】この正孔注入材料としては、例えばトリア
ゾール誘導体（米国特許第3,112,197 号明細書等参
照），オキサジアゾール誘導体（米国特許第3,189,447
号明細書等参照），イミダゾール誘導体（特公昭３７−
１６０９６号公報等参照），ポリアリールアルカン誘導
体（米国特許第3,615,402 号明細書，同3,820,989 号明
細書，同3,542,544 号明細書，特公昭４５−５５５号公
報，同５１−１０９８３号公報，特開昭５１−９３２２
４号公報，同５５−１７１０５号公報，同５６−４１４
８号公報，同５５−１０８６６７号公報，同５５−１５
６９５３号公報，同５６−３６６５６号公報等参照），
ピラゾリン誘導体およびピラゾロン誘導体（米国特許第
3,180,729 号明細書，同4,278,746 号明細書，特開昭５
５−８８０６４号公報，同５５−８８０６５号公報，同
４９−１０５５３７号公報，同５５−５１０８６号公
報，同５６−８００５１号公報，同５６−８８１４１号
公報，同５７−４５５４５号公報，同５４−１１２６３
７号公報，同５５−７４５４６号公報等参照），フェニ
レンジアミン誘導体（米国特許第3,615,404 号明細書，
特公昭５１−１０１０５号公報，同４６−３７１２号公
報，同４７−２５３３６号公報，特開昭５４−５３４３
５号公報，同５４−１１０５３６号公報，同５４−１１
９９２５号公報等参照），アリールアミン誘導体（米国
特許第3,567,450 号明細書，同3,180,703 号明細書，同
3,240,597 号明細書，同3,658,520 号明細書，同4,232,
103 号明細書，同4,175,961 号明細書，同4,012,376 号
明細書，特公昭４９−３５７０２号公報，同３９−２７
５７７号公報，特開昭５５−１４４２５０号公報，同５
６−１１９１３２号公報，同５６−２２４３７号公報，
西独特許第1,110,518 号明細書等参照），アミノ置換カ
ルコン誘導体（米国特許第3,526,501 号明細書等参
照），オキサゾール誘導体（米国特許第3,257,203 号明
細書などに記載のもの），スチリルアントラセン誘導体
（特開昭５６−４６２３４号公報等参照），フルオレノ
ン誘導体（特開昭５４−１１０８３７号公報等参照），
ヒドラゾン誘導体（米国特許第3,717,462 号明細書，特
開昭５４−５９１４３号公報，同５５−５２０６３号公
報，同５５−５２０６４号公報，同５５−４６７６０号
公報，同５５−８５４９５号公報，同５７−１１３５０
号公報，同５７−１４８７４９号公報等参照），スチル
ベン誘導体（特開昭６１−２１０３６３号公報，同６１
−２２８４５１号公報，同６１−１４６４２号公報，同
６１−７２２５５号公報，同６２−４７６４６号公報，
同６２−３６６７４号公報，同６２−１０６５２号公
報，同６２−３０２５５号公報，同６０−９３４４５号
公報，同６０−９４４６２号公報，同６０−１７４７４
９号公報，同６０−１７５０５２号公報等参照）などを
挙げることができる。
【００２６】また、シラザン誘導体（米国特許第４９５
０９５０号），ポリシラン系（特開平２−２０４９９６
号公報），アニリン系共重合体（特開平２−２８２２６
３号公報），導電性高分子オリゴマー，チオフェンオリ
ゴマーなどが挙げられる。さらに、好ましい例としては
ポルフィリン化合物（特開昭６３−１２９５６９６５号
公報などに記載のもの）および芳香族第三級アミン化合
物およびスチリルアミン化合物（米国特許第4,127,412
号明細書，特開昭５３−２７０３３号公報，同５４−５
８４４５号公報，同５４−１４９６３４号公報，同５４
−６４２９９号公報，同５５−７９４５０号公報，同５
５−１４４２５０号公報，同５６−１１９１３２号公
報，同６１−２９５５５８号公報，同６１−９８３５３
号公報，同６３−２９５６９５号公報等参照），特に該
芳香族第三級アミン化合物を用いることが好ましい。
【００２７】上記ポリフィリン化合物の代表例として
は、ポルフィン，１，１０，１５，２０−テトラフェニ
ル−２１Ｈ，２３Ｈ−ポルフィン銅（II），１，１０，
１５，２０−テトラフェニル２１Ｈ，２３Ｈ−ポルフィ
ン亜銅（II），５，１０，１５，２０−テトラキス（ペ
ンタフルオロフェニル）−２１Ｈ，２３Ｈ−ポルフィ
ン，シリコンフタロシアニンオキシド，アルミニウムフ
タロシアニンクロリド，フタロシアニン（無金属），ジ
リチウムフタロシアニン，銅テトラメチルフタロシアニ
ン，銅フタロシアニン，クロムフタロシアニン，亜鉛フ
タロシアニン，鉛フタロシアニン，チタニウムフタロシ
アニンオキシド，マグネシウムフタロシアニン，銅オク
タメチルフタロシアニンなどが挙げられる。
【００２８】また芳香族第三級アミン化合物およびスチ
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’−ジ（３−メチルフェ
ニル）−４，４’−ジアミノビフェニル；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，Ｎ−フェ
ニルカルバゾールなどが挙げられる。
【００２９】本発明のＥＬ素子における前記正孔注入層
は、これらの正孔伝達化合物１種または２種以上から成
る一層で構成されていてもよいし、あるいは、前記層と
は別種の化合物から成る正孔注入層を積層したものであ
ってもよい。一方、前記（３）の構成のＥＬ素子におけ
る電子注入層は、電子伝達化合物から成るものであっ
て、負極より注入された電子を発光層に伝達する機能を
有している。このような電子伝達化合物について特に制
限はなく、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。この電子伝達化合物の好まし
い例としては、
【００３０】
【化１０】
【００３１】などのチオピランジオキシド誘導体、
【００３２】
【化１１】
【００３３】などのジフェニルキノン誘導体〔「ポリマ
ー・プレプリント（Polymer Preprints ），ジャパン」
第３７巻，第３号，第６８１ページ（１９８８年）など
に記載のもの〕，あるいは
【００３４】
【化１２】
【００３５】などのナフタレン，ペリレン等の複素環テ
トラカルボン酸無水酸あるいはカルボジイミド化合物
〔「ジャパニーズ・ジャーナル・オブ・アプライド・フ
ィヂィクス（J.J.Appl.Phys.) 」第２７巻，Ｌ２６９
（１９８８年）等参照〕や、アントラキノジメタン誘導
体（特開昭５７−１４９２５９号公報，同５８−５５４
５０号公報，同６１−２２５１５１号公報，同６１−２
３３７５０号公報，同６３−１０４０６１号公報等参
照），フレオレニリデンメタン誘導体（特開昭６０−６
９６５７号公報，同６１−１４３７６４号公報，同６１
−１４８１５９号公報等参照），アントロン誘導体（特
開昭６１−２２５１５１号公報，同６１−２３３７５０
号公報等参照）
【００３６】
【化１３】
【００３７】「Appl.Phys.Lett. 」第５５巻，第１４８
９ページ（１９８９年）に開示されているオキサジアソ
ール誘導体などを挙げることができる。さらに、
【００３８】
【化１４】
【００３９】、トリス（８−キノリノール）アルミニウ
ム；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）アルミニウムなどの８−キノリノール誘導体ノ
金属錯体、ならびにアルミニウム，インジウム以外のマ
グネシウム，銅，ガリウム，スズ，鉛の錯体などが挙げ
られる。メタルフリーあるいはメタルフタロシアニン、
またはそれらの末端がアルキル基，スルホン酸基などで
置換されているものとして、
【００４０】
【化１５】
【００４１】が挙げられる。また、ジスチリルピラジン
誘導体も電子注入材料として挙げられる。
【００４２】次に、本発明の有機ＥＬ素子を作製する好
適な方法の例を、前記の正極／正孔注入層／発光層／電
子注入層／負極から成るＥＬ素子の作製法について説明
すると、まず適当な基板上に、所望の電極物質，例えば
正極用物質から成る薄膜を、１μｍ以下，好ましくは１
０〜１μｍの範囲の膜厚になるように、蒸着やスパッタ
リングなどの方法により、形成させ、正極を作製したの
ち、基板を１分間ずつイソプロピルアルコール中，純水
中，イソプロピルアルコール中の順で超音波洗浄する。
さらにＵＶオゾン発生装置で正極表面を清浄化する。そ
の上に、正孔伝達化合物から成る薄膜をスピンコート
法，蒸着法など（好ましくは蒸着法）により正孔注入層
を形成する。該正孔注入層の膜厚は５ｎｍ〜0.５μｍが
好ましい。蒸着法にて製膜する場合の好ましい条件は、
蒸着源温度５０〜４５０℃，真空度１０-5〜１０-3Ｐ
ａ，蒸着速度0.０１〜５０ｎｍ／秒，基板温度−５０〜
３００℃である。発光層も正孔注入層と同様の方法で作
製することができる。この発光層の膜厚は５ｎｍ〜0.５
μｍが好ましい。ここで、ドーピングの方法としては、
ドーパント材料がホスト物質に対して分子数比で数％以
下の濃度になるように、発光層内に均一あるいは不均一
に混合させる。このドーピングの方法は、製膜方法にも
よるが、ドーパント濃度は0.０５〜５％が好ましい。ホ
スト物質とドーパント材料の組合せによるが、ドーパン
ト濃度が５％を超えると濃度消光が生じる。また、ドー
パントの方法としては、ホスト物質とドーパント材料の
組合せ次第で発光色を変化させることが可能である。ま
た、発光面全域に一様にドーピングせず、ある一定のド
ットマトリックスパターンでドーパント材料を赤，緑，
青と変えることでフルカラー表示の発光素子を作製する
ことができる。発光層上には、電子注入層を正孔注入層
と同様の方法で作製することができる。最後に電子注入
層上に負極をスパッタ法あるいは蒸着法で製膜する。好
ましい膜厚は、１０ｎｍ〜１μｍである。なお素子の作
成順序は、上記方法の逆であってもよい。
【００４３】このようにして得られた本発明の有機ＥＬ
素子に、直流電圧を印加する場合には、正極を＋，負極
を−の極性として電圧１〜３０Ｖ程度を印加すると、発
光が透明または半透明の電極側より観測できる。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、正極が
＋，負極が−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。
【００４４】
【実施例】本発明を実施例および比較例を用いて、さら
に詳しく説明する。 実施例１ ２５mm×７５mm×1.１mmのガラス基板上に、ＩＴＯを蒸
着法にて１００ｎｍの厚さで製膜したもの（ＨＯＹＡ
製）を透明支持基板とした。なお、この基板は、イソプ
ロピルアルコールで超音波洗浄後、窒素を吹きつけて乾
燥し、ＵＶオゾン洗浄（サムコインターナショナルＵＶ
３００）を３分間行ったものである。これを市販の蒸着
装置（日本真空技術（株）製）の基板ホルダーに固定し
モリブデン製の抵抗加熱ボートに、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（以下ＴＰＤ
と略す）２００ｍｇ、また違うモリブデン製の抵抗加熱
ボートに、４，４’−ビス（２，２’−ジフェニルビニ
ル）ビフェニル（以下ＤＰＶＢｉと略す）２００ｍｇ入
れ、さらに違うモリブデン製の抵抗加熱ボートに、クマ
リン１０２（ラムダフィジック社製）を２００ｍｇいれ
た後、真空槽を１×１０-4Ｐａまで減圧した。その後Ｔ
ＰＤの入った前記ボートを２１５〜２２０℃まで加熱
し、ＴＰＤを蒸着速度0.１〜0.３ｎｍ／秒で透明支持基
板上に蒸着して、膜厚６０ｎｍの正孔注入層を製膜させ
た。この時の基板温度は室温であった。これを真空槽よ
り取り出すことなく、クマリン１０２が入っているボー
トを１３４℃に保ち、蒸着速度を0.０１〜0.０３ｎｍ／
秒に安定させた後、ホスト物質ＤＰＶＢｉが入っている
ボートを加熱し蒸着速度0.６〜0.７ｎｍ／秒程度に安定
するのを確かめた後、蒸着源と基板間のシャッターを開
け、正孔注入層の上に発光層を４０ｎｍ積層した。この
発光層は、ドーパント含有率がホストに対して３〜５モ
ル％であった。これを真空槽より取り出し、上記発光層
の上にステンレススチール製のマスクを設置し、再度基
板ホルダーに固定した。次にモリブデン製の抵抗加熱ボ
ートにトリス（８−キノリール）アルミニウム（Ａｌｑ
3 ）を２００ｍｇ入れ、また異なるモリブデン製ボート
にマグネシウム１ｇを入れ、さらにタングステン製バス
ケットに銀ワイヤーを５００ｍｇ装着した。その後、真
空槽を１×１０-4Ｐａまで減圧してから、Ａｌｑ3 を0.
１〜0.３ｎｍ／秒の蒸着速度で２０ｎｍ蒸着した。さら
に銀を0.１ｎｍ／秒の蒸着速度で、同時にマグネシウム
を1.５ｎｍ／秒の蒸着速度で蒸着した。上記条件で銀と
マグネシウムの混合金属電極を発光層上に１５０ｎｍ積
層蒸着し、対向電極とした。この素子にＩＴＯ電極を正
極、マグネシウム：銀混合金属電極を負極として直流電
圧１３Ｖを印加すると、電流が１２０ｍＡ／ｃｍ2 程度
流れ、青色の発光を得た。この発光色のＣＩＥ色度座標
は、ｘ＝0.１４，ｙ＝0.１６で色度的にも純粋な青色で
あった。ピーク波長は分光測定より、４７７ｎｍであ
り、発光輝度は１６００ｃｄ／ｍ2 で、発光効率は0.３
２ルーメン（ｌｍ）／Ｗであった。
【００４５】比較例１ ドーパントのクマリン１０２を蒸着しないこと以外は、
実施例１と同様にしてＥＬ素子を作成した。得られた素
子に、直流電圧１５Ｖを印加すると、電流が２３０ｍＡ
／ｃｍ2 程度流れ、青色発光を得た。ピーク波長は分光
測定より４７５ｎｍであり、発光輝度は１１００ｃｄ／
ｍ2 で、発光効率は0.１０ルーメン／Ｗであった。ホス
ト物質のみでも青色のＥＬ発光が得られるが、ドーピン
グを行うことにより発光輝度および発光効率が増加する
ことがわかった。
【００４６】実施例２ ＩＴＯ付き基板の蒸着装置の設定までは、実施例１と同
様に行い、三つのモリブデン製の抵抗加熱ボート中には
それぞれＴＰＤ，ＤＰＶＢｉ，クマリン７（ラムダフィ
ジックス社製）を２００ｍｇ入れ、減圧した。実施例１
と同様に正孔注入層としてＴＰＤを６０ｎｍ蒸着した。
次いで、クマリン７が入っているボート温度を２０８℃
に保ち、蒸着速度を0.０１〜0.０３ｎｍ／秒に安定させ
た後、ホスト物質ＤＰＶＢｉのボートを加熱し蒸着速度
を0.６〜0.７ｎｍ／秒に安定するのを確かめた後、蒸着
源と基板間のシャッターを開け正孔注入層上に発光層を
７０ｎｍ積層した。この発光層は、蒸着速度からドーパ
ント含有率がホストに対して３〜５モル％であった。そ
の後、真空を破り蒸着マスク等を設置して減圧し、実施
例１と同様にしてＭｇ：銀混合金属電極を積層した。こ
の素子にＩＴＯ電極を正極、マグネシウム：銀混合金属
電極を負極として直流電圧１５Ｖを印加すると、電流が
１２０ｍＡ／ｃｍ2 程度流れ、緑色の発光を得た。この
発光色のＣＩＥ色度座標は、ｘ＝0.１９，ｙ＝0.５０で
色度的にも緑色であった。ピーク波長は分光測定より、
５１２ｎｍおよび４８５ｎｍであり、発光輝度は１００
０ｃｄ／ｍ2 で、発光効率は0.１７ルーメン／Ｗであっ
た。この様に、単独で青色発光をするホスト物質にクマ
リン７をドープすることにより、高輝度および高効率の
緑色発光が得られた。
【００４７】実施例３ ドーパントのクマリン７の代わりにクマリン６（ラムダ
フィジックス社製，ボート温度：１９３〜１９５℃）を
用いた以外は、実施例２と同様にしてＥＬ素子を作成し
た。得られた素子に、直流電圧１５Ｖを印加すると、電
流が１２０ｍＡ／ｃｍ2 程度流れ、緑色発光を得た。ピ
ーク波長は分光測定より４８６ｎｍおよび５２５ｎｍで
あり、発光輝度は２０００ｃｄ／ｍ2 で、発光効率は0.
３５ルーメン／Ｗであった。
【００４８】実施例４ ドーパントのクマリン７の代わりにルモゲンＦレッド
（バスフ社製，ボート温度：３２９〜３３０℃）を用い
た以外は、実施例２と同様にしてＥＬ素子を作成した。
得られた素子に、直流電圧１５Ｖを印加すると、電流が
８４ｍＡ／ｃｍ2 程度流れ、赤色発光を得た。ピーク波
長は分光測定より６１９ｎｍおよび６７５ｎｍであり、
発光輝度は２００ｃｄ／ｍ2 で、発光効率は0.０５ルー
メン／Ｗであった。この発光色のＣＩＥ色度座標は、ｘ
＝0.５１，ｙ＝0.２９で色度的にも純粋な赤色であっ
た。この様に、単独で青色発光をするホスト物質にルモ
ゲンＦレッドをドープすることにより、高輝度および高
効率の赤色発光が得られた。
【００４９】実施例５ ドーパントのクマリン７の代わりにフェノキサゾン（ラ
ムダフィジックス社製，ボート温度：１８０℃）を用い
た以外は、実施例２と同様にしてＥＬ素子を作成した。
得られた素子に、直流電圧１５Ｖを印加すると、電流が
５０ｍＡ／ｃｍ2 程度流れ、黄緑色発光を得た。発光輝
度は６００ｃｄ／ｍ2 で、発光効率は0.２５ルーメン／
Ｗであった。
【００５０】実施例６ ドーパントのクマリン７の代わりにジシアノメチレンピ
ラン（ラムダフィジックス社製，ボート温度：１９４
℃）を用いた以外は、実施例２と同様にしてＥＬ素子を
作成した。得られた素子に、直流電圧１５Ｖを印加する
と、電流が２８ｍＡ／ｃｍ2 程度流れ、黄色発光を得
た。発光輝度は１００ｃｄ／ｍ2 で、発光効率は0.０７
ルーメン／Ｗであった。この様に、単独で青色発光をす
るホスト物質に加えるドーパントを変えることにより黄
色等（中間色）の発光が可能である。
【００５１】実施例７ ドーパント濃度を７〜８モル％およびドーパント温度を
１８４℃に変えたこと以外は、実施例５と同様にしてＥ
Ｌ素子を作成した。得られた素子に、直流電圧２０Ｖを
印加すると、電流が８５ｍＡ／ｃｍ2 程度流れ、黄橙発
光を得た。発光輝度は３００ｃｄ／ｍ2 で、発光効率は
0.０６ルーメン／Ｗであった。この様に、ドーパント濃
度を変えることにより発光色を変えることが可能であ
る。
【００５２】実施例８ ホスト物質を４，４’−ビス（２，２’−ジ（ｐ−ｔ−
ブチルフェニル）ビニル）ビフェニルとした以外は、実
施例１と同様にしてＥＬ素子を作成した。得られた素子
に、直流電圧１４Ｖを印加すると、電流が１３０ｍＡ／
ｃｍ2 程度流れ、青色発光を得た。ピーク波長は分光測
定より４７６ｎｍであり、発光輝度は１５００ｃｄ／ｍ
2 で、発光効率は0.２６ルーメン／Ｗであった。
【００５３】実施例９ ホスト物質を４，４’−ビス（２，２’−ジ（ｐ−ｔ−
ブチルフェニル）ビニル）ビフェニルとした以外は、実
施例２と同様にしてＥＬ素子を作成した。得られた素子
に、直流電圧１５Ｖを印加すると、電流が１４０ｍＡ／
ｃｍ2 程度流れ、緑色発光を得た。ピーク波長は分光測
定より５１５ｎｍおよび４８５ｎｍであり、発光輝度は
１２００ｃｄ／ｍ2 で、発光効率は0.１８ルーメン／Ｗ
であった。
【００５４】実施例１０ ホスト物質を４，４’−ビス（２，２’−ジ（ｐ−ｔ−
ブチルフェニル）ビニル）ビフェニルとした以外は、実
施例４と同様にしてＥＬ素子を作成した。得られた素子
に、直流電圧１５Ｖを印加すると、電流が９０ｍＡ／ｃ
ｍ2 程度流れ、赤色発光を得た。ピーク波長は分光測定
より６２０ｎｍおよび６８０ｎｍであり、発光輝度は２
５０ｃｄ／ｍ2 で、発光効率は0.０６ルーメン／Ｗであ
った。
【００５５】実施例１１ ホスト物質を２，２’−ジメチル−４，４’−ビス（２
−フェニル−２−（４−ピリジル）ビニル）ビフェニル
とした以外は、実施例１と同様にしてＥＬ素子を作成し
た。得られた素子に、直流電圧１４Ｖを印加すると、電
流が１３０ｍＡ／ｃｍ2 程度流れ、青色発光を得た。ピ
ーク波長は分光測定より４７５ｎｍであり、発光輝度は
１５００ｃｄ／ｍ2 で、発光効率は0.２６ルーメン／Ｗ
であった。
【００５６】実施例１２ ホスト物質を２，２’−ジメチル−４，４’−ビス（２
−フェニル−２−（４−ピリジル）ビニル）ビフェニル
とした以外は、実施例２と同様にしてＥＬ素子を作成し
た。得られた素子に、直流電圧１５Ｖを印加すると、電
流が１５０ｍＡ／ｃｍ2 程度流れ、緑色発光を得た。ピ
ーク波長は分光測定より５１６ｎｍおよび４８７ｎｍで
あり、発光輝度は１２００ｃｄ／ｍ2 で、発光効率は0.
１７ルーメン／Ｗであった。
【００５７】実施例１３ ホスト物質を２，２’−ジメチル−４，４’−ビス（２
−フェニル−２−（４−ピリジル）ビニル）ビフェニル
とした以外は、実施例４と同様にしてＥＬ素子を作成し
た。得られた素子に、直流電圧１５Ｖを印加すると、電
流が９０ｍＡ／ｃｍ2 程度流れ、赤色発光を得た。ピー
ク波長は分光測定より６２０ｎｍおよび６８０ｎｍであ
り、発光輝度は１５０ｃｄ／ｍ2 で、発光効率は約0.０
３ルーメン／Ｗであった。
【００５８】実施例１４ 第一の正孔注入層として膜厚２０ｎｍの銅フタロシアニ
ンをＩＴＯとＴＰＤの間に挿入し、第二の正孔注入層と
してＴＰＤの膜厚を４０ｎｍにし、ドーパントにクマリ
ン６を用い、ドーパント含有率を１〜３％としたこと以
外は実施例１と同様に素子を作成した。得られた素子
に、直流電圧１４Ｖを印加すると、電流が３１０ｍＡ／
ｃｍ2 流れ、緑色発光を得た。ピーク波長は分光測定よ
り４９３ｎｍおよび５１８ｎｍであり、発光輝度は１７
０００ｃｄ／ｍ2 で、発光効率は約1.２３ルーメン／Ｗ
であった。このように、正孔注入層を２層にし、電子注
入層およびドーパント濃度を適当な値にすると発光効率
が飛躍的に向上することがわかる。なお、この発光のＣ
ＩＥ色度座標はｘ＝0.２４，ｙ＝0.５１であり、色度的
にも純粋な緑色であった。
【００５９】実施例１５ ドーパントにルモゲンＦレッドを用い、ドーパント含有
率を２〜４％としたこと以外は実施例１４と同様に素子
を作成した。得られた素子に、直流電圧１４Ｖを印加す
ると、電流が８５ｍＡ／ｃｍ2 流れ、赤色発光を得た。
ピーク波長は分光測定より６１９ｎｍおよび６７５ｎｍ
であり、発光輝度は４００ｃｄ／ｍ2 で、発光効率は約
0.１１ルーメン／Ｗであった。実施例１４と同様に、正
孔注入層を２層にし、電子注入層およびドーパント濃度
を適当な値にすると発光効率が向上することがわかる。
なお、この発光のＣＩＥ色度座標はｘ＝0.５１，ｙ＝0.
３１であり、色度的にも純粋な赤色であった。
【００６０】
【発明の効果】以上の如く、本発明の有機ＥＬ素子は、
ドーピング法により青，緑，赤の三原色および中間色の
高輝度，高効率発光を可能にした。したがって、本発明
の有機ＥＬ素子は、実用的価値の高いものとして、各種
表示素子、特にフルカラー表示の発光素子として有効な
利用が期待される。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 一般式（Ｉ） 【化１】 （式中、Ｒ1 およびＲ2 はそれぞれ独立に炭素数１〜６
    のアルキル基，炭素数１〜６のアルコキシ基，シアノ
    基，置換あるいは無置換の炭素数６〜２０のアリール基
    を示す。Ｒ3 およびＲ4 はそれぞれ独立に置換あるいは
    無置換の炭素数５〜２０の複素環，置換あるいは無置換
    の炭素数６〜２０のアリール基を示す。該Ｒ 1 とＲ3 お
    よび／またはＲ2 とＲ4 は、互いに結合し置換もしくは
    無置換の飽和、または不飽和の環構造を形成してもよ
    い。ここで、置換基は炭素数１〜６のアルキル基，炭素
    数１〜６のアルコキシ基，シアノ基，ハロゲン原子，炭
    素数１〜６のアシルオキシ基，炭素数１〜６のアシル
    基，カルボキシル基，炭素数６〜２０のアラルキル基，
    炭素数６〜２０のアリールオキシ基，ビニル基，スチリ
    ル基および水酸基を示す。また、Ａｒは置換あるいは無
    置換の炭素数６〜１８のアリーレン基を示す。ここで、
    置換基は炭素数１〜６のアルキル基，炭素数１〜６のア
    ルコキシ基，シアノ基，ハロゲン原子，炭素数１〜６の
    アシルオキシ基，炭素数１〜６のアシル基，カルボキシ
    ル基，炭素数６〜２０のアラルキル基，炭素数６〜２０
    のアリールオキシ基，ビニル基，エステル基および水酸
    基を示す。）で表される固体状態で青色発光能を有する
    化合物をホスト物質として、該ホスト物質に蛍光色素を
    ドーピングした構成からなる発光層を有する有機エレク
    トロルミネッセンス素子。
  2. 【請求項２】 正極，正孔注入層，発光層，負極の順で
    積層してなる請求項１記載の有機エレクトロルミネッセ
    ンス素子。
  3. 【請求項３】 正極，正孔注入層，発光層，電子注入
    層，負極の順で積層してなる請求項１記載の有機エレク
    トロルミネッセンス素子。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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