JPH09272863A - Organic el element - Google Patents

Organic el element

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Publication number
JPH09272863A
JPH09272863A JP8083399A JP8339996A JPH09272863A JP H09272863 A JPH09272863 A JP H09272863A JP 8083399 A JP8083399 A JP 8083399A JP 8339996 A JP8339996 A JP 8339996A JP H09272863 A JPH09272863 A JP H09272863A
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JP
Japan
Prior art keywords
organic
thin film
film layer
layer
order
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP8083399A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroo Miyamoto
裕生 宮本
Shinko Kamikawa
真弘 上川
Hitoshi Ikeda
等 池田
Minoru Saito
稔 斎藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Oki Electric Industry Co Ltd filed Critical Oki Electric Industry Co Ltd
Priority to JP8083399A priority Critical patent/JPH09272863A/en
Publication of JPH09272863A publication Critical patent/JPH09272863A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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  • Electroluminescent Light Sources (AREA)
  • Thiazole And Isothizaole Compounds (AREA)
  • Luminescent Compositions (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an organic EL element enabling red-color luminescence, and useful in e.g. a flat panel-type color display with three-primary-colors- luminescent elements arranged in a two-dimensional way, by sandwichedly providing an organic EL thin film layer containing a specific compound-contg. layer between electrodes. SOLUTION: This organic EL element is obtained by constituting (A) a transference electrode layer as anode, (B) an organic EL thin film layer made up from an organic thin film layer and (C) a metallic electrode layer as cathode on a light-transmitting substrate in this order. The component B comprises a layer containing a compound of the formula (X is a halogen, NO2 or H; R2 is H or an alkyl; R1 is an acyl or the same as R2 ; R3 is the same as R2 , or allyl, an alkoxy or halogen) e.g. 2-[4-(N,N-dimethylamino)phenly]azo-6- nitrobenzothiazole}.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、エレクトロルミネ
ッセンス(EL)現象を利用した有機EL素子、特に、
新規赤色発光材料を用いた有機EL素子に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to an organic EL device utilizing an electroluminescence (EL) phenomenon, and more particularly,
The present invention relates to an organic EL device using a novel red light emitting material.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の、有機化合物を用いたELは、ア
ントラセン等の強い蛍光を有する化合物の単結晶におい
て、キャリア注入によるEL発光現象の発見から研究が
始まり、薄膜積層型有機EL素子へと発展し、1000
cd/m2 以上の高輝度発光および駆動電圧10V以下
での動作が報告されるに至っている。
2. Description of the Related Art A conventional EL using an organic compound has been researched from the discovery of an EL emission phenomenon due to carrier injection in a single crystal of a compound having a strong fluorescence such as anthracene, to a thin film stack type organic EL device. Developed, 1000
High-luminance light emission of cd / m 2 or more and operation at a driving voltage of 10 V or less have been reported.

【0003】有機EL素子の応用としては、赤(R)、
緑(G)、青(B)の3原色発光素子を2次元に配列さ
せたフラットパネル型カラーディスプレイや、発光素子
を1次元に配列させた光プリンタヘッドが考えられてい
る。
Applications of organic EL devices include red (R),
A flat panel type color display in which light emitting elements of three primary colors of green (G) and blue (B) are two-dimensionally arranged and an optical printer head in which light emitting elements are one-dimensionally arranged are considered.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】フラットパネル型カラ
ーディスプレイに用いるには、赤、緑、青の3原色の発
光素子の開発が必要である。しかしながら、緑以外の
赤、青に関しては未だ十分な発光輝度を有する材料は開
発されていない。また、既に本願の発明者によって提案
されている、特願平6−187009号に記載されてい
るように、有機EL素子を用いた光プリンタヘッドは、
高速化、小型化、低コスト化に適している。したがっ
て、現在量産が行われ、低価格化が達成されている感光
体ドラムと組み合わせることにより、一層低価格、高機
能の光プリンタの開発が期待できる。
In order to use it for a flat panel type color display, it is necessary to develop a light emitting element of three primary colors of red, green and blue. However, materials having sufficient emission brightness have not been developed for red and blue other than green. Further, as described in Japanese Patent Application No. 6-187090, which has already been proposed by the inventor of the present application, an optical printer head using an organic EL element is
Suitable for high speed, small size, and low cost. Therefore, it can be expected to develop an optical printer of lower cost and higher function by combining it with a photoconductor drum which is currently mass-produced and whose price has been reduced.

【0005】しかしながら、現在生産されている光プリ
ンタに用いられている感光体ドラムは、近赤外発光の半
導体レーザ素子を光源とした光プリンタ用として開発さ
れてきた経緯があるため、赤〜近赤外(概ね600nm
以上)の波長に対して感度が高くなるよう設計されてい
る。したがって、有機EL素子を用いた光プリンタヘッ
ドを、従来からある感光体ドラムと組み合わせて光プリ
ンタを構成する場合には、赤色発光の有機EL素子の開
発が必要となる。
However, the photoconductor drums used in the currently produced optical printers have a history of being developed for optical printers using a semiconductor laser element for emitting near infrared light as a light source. Infrared (approximately 600 nm
It is designed to have high sensitivity to the above wavelengths). Therefore, when an optical printer head using an organic EL element is combined with a conventional photosensitive drum to form an optical printer, it is necessary to develop an organic EL element that emits red light.

【0006】本発明は、上記問題点を除去し、新規な発
光材料を用いることにより、赤色発光が可能な有機EL
素子を提供することを目的とする。
The present invention eliminates the above-mentioned problems and uses a novel light emitting material, so that an organic EL device capable of emitting red light can be obtained.
It is intended to provide an element.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、
In order to achieve the above object, the present invention provides:

【0008】[0008]

【化4】 Embedded image

【0009】上記化学式〔1〕で表される、ニトロベン
ゾチアゾリルアゾ化合物を有機EL発光材料として用い
る。ここで、前記化学式〔1〕中のXは、NO2 、ハロ
ゲン原子、またはHを示し、R1 はH、アルキル基、ま
たはアシル基を示し、R2 はH、またはアルキル基を示
し、R3 はH、アルキル基、アリル基、アルコキシ基、
またはハロゲン原子を示す。
A nitrobenzothiazolylazo compound represented by the above chemical formula [1] is used as an organic EL light emitting material. Here, X in the chemical formula [1] represents NO 2 , a halogen atom, or H, R 1 represents H, an alkyl group, or an acyl group, R 2 represents H, or an alkyl group, R 3 is H, an alkyl group, an allyl group, an alkoxy group,
Or a halogen atom.

【0010】有機EL素子の構成は、次の2種類であ
る。 (A)透光性基板上に、透光性陽電極層、正孔輸送性有
機薄膜層、前記化学式〔1〕で表される化合物からなる
薄膜層、電子輸送性有機薄膜層、金属陰電極層を順次形
成した構成。 (B)透光性基板上に、透光性陽電極層、正孔輸送性有
機薄膜層、電子輸送性有機化合物と前記化学式〔1〕で
表される化合物との共蒸着薄膜層、金属陰電極層を順次
形成した構成。
The structure of the organic EL element is of the following two types. (A) A transparent positive electrode layer, a hole transporting organic thin film layer, a thin film layer made of the compound represented by the chemical formula [1], an electron transporting organic thin film layer, and a metal negative electrode on a transparent substrate. A structure in which layers are sequentially formed. (B) A transparent positive electrode layer, a hole-transporting organic thin film layer, a co-deposited thin film layer of an electron-transporting organic compound and the compound represented by the chemical formula [1], and a metal shadow on a transparent substrate. A structure in which electrode layers are sequentially formed.

【0011】このように、新規な発光材料を用いること
により、赤色発光が可能な有機EL素子を提供すること
ができる。特に、その新規な発光材料は、波長700〜
800nm帯においてピークを有する近赤外発光が得ら
れた。
As described above, by using the novel light emitting material, it is possible to provide an organic EL element capable of emitting red light. In particular, the novel light emitting material has a wavelength of 700 to
Near-infrared light emission having a peak in the 800 nm band was obtained.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら詳細に説明する。本発明の第1実
施例について説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. A first embodiment of the present invention will be described.

【0013】[0013]

【化5】 Embedded image

【0014】本発明の第1実施例の有機EL発光材料の
一例として、前記化学式〔1〕中のXがHであり、R1
及びR2 がそれぞれエチル基C2 5 、R3 がHであ
る、上記〔2〕式で示される4−ジエチルアミノフェニ
ル−アゾ−6−ニトロベンゾチアゾール(以下、DEP
ABTと略す)の合成方法の一例について説明する。ま
ず、100mlの濃硫酸に6gの亜硝酸ナトリウムを加
えてニトロシル硫酸を生成させる。次に、これを15℃
以下の温度に保ちながら、これに容積比が1:1である
100mlの氷酢酸−プロピオン酸混合物を加え、次
に、これを−5℃の温度に冷却する。
As an example of the organic EL light emitting material of the first embodiment of the present invention, X in the chemical formula [1] is H and R 1
And R 2 are ethyl groups C 2 H 5 and R 3 are H, respectively, 4-diethylaminophenyl-azo-6-nitrobenzothiazole (hereinafter referred to as DEP) represented by the above formula [2].
An example of a method of synthesizing ABT) will be described. First, 6 g of sodium nitrite is added to 100 ml of concentrated sulfuric acid to generate nitrosyl sulfuric acid. Next, this is 15 ℃
To this is added 100 ml of a 1: 1 volume ratio of glacial acetic acid-propionic acid mixture, keeping it at the following temperature, then it is cooled to a temperature of -5 ° C.

【0015】次に、これに10gの6−ニトロ−2−ア
ミノベンゾチアゾールを加え、−5℃の温度で5時間攪
拌しながら反応させる。次に、これに尿素を加えて過剰
の亜硝酸ナトリウムを分解させた後、更に、氷酢酸−プ
ロピオン酸−水の混合物にジエチルアニリンを溶解させ
たものを15g加え0℃の温度に放置する。
Next, 10 g of 6-nitro-2-aminobenzothiazole is added to this, and the mixture is reacted at a temperature of -5 ° C for 5 hours with stirring. Next, urea is added to this to decompose excess sodium nitrite, and then 15 g of a mixture of glacial acetic acid-propionic acid-water in which diethylaniline is dissolved is added and the mixture is allowed to stand at a temperature of 0 ° C.

【0016】放置後、この反応液を酢酸ナトリウムで中
和し、析出した結晶を濾過によって取る。この濾過物を
アルコールを用いて再結晶法によって精製する。このよ
うにして得られた物質は赤黒色の結晶であった。このよ
うにして得られたDEPABTを合成石英ガラス基板上
に100nmの厚さに真空蒸着した。蒸着は化合物を石
英製るつぼに入れ、るつぼを抵抗線加熱することにより
行った。
After standing, the reaction solution is neutralized with sodium acetate, and the precipitated crystals are collected by filtration. The filtrate is purified by a recrystallization method using alcohol. The material thus obtained was red-black crystals. The DEPABT thus obtained was vacuum deposited on a synthetic quartz glass substrate to a thickness of 100 nm. The vapor deposition was carried out by placing the compound in a quartz crucible and heating the crucible with a resistance wire.

【0017】作製した試料にアルゴンレーザ(514.
5nm)の光を照射し、蛍光スペクトルを測定した結果
を図1に示す。図1において、縦軸は蛍光強度(任意単
位)、横軸は波長(nm)を示している。この図から明
らかなように、波長720nmにピークを有する近赤外
発光が得られた。
An argon laser (514.
FIG. 1 shows the result of measuring the fluorescence spectrum by irradiating with light of 5 nm). In FIG. 1, the vertical axis represents fluorescence intensity (arbitrary unit), and the horizontal axis represents wavelength (nm). As is clear from this figure, near-infrared light emission having a peak at a wavelength of 720 nm was obtained.

【0018】次に、DEPABTの吸収スペクトルを測
定した結果を図2に示す。図2において、縦軸は吸光度
(任意単位)、横軸は波長(nm)である。図2に示す
ように、波長500nm付近の吸光度が大きいことがわ
かった。図3は本発明の第1実施例により作製した有機
EL素子の概略構成断面図である。
Next, the results of measuring the absorption spectrum of DEPABT are shown in FIG. In FIG. 2, the vertical axis represents the absorbance (arbitrary unit) and the horizontal axis represents the wavelength (nm). As shown in FIG. 2, it was found that the absorbance around the wavelength of 500 nm was large. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of an organic EL device manufactured according to the first embodiment of the present invention.

【0019】この図に示すように、ガラス基板11上
に、陽電極としての透明電極層(ITO薄膜)12、有
機正孔輸送層13、DEPABT層14、有機電子輸送
層15、そして、陰電極としての金属電極層16を順
次、真空蒸着法などで積層させたものである。具体的に
説明すると、まず、十分に洗浄したガラス基板11上
に、スパッタリング法により、ITO薄膜を200nm
の厚さに形成する。形成したITO薄膜のシート抵抗は
10Ω/□であった。さらに、フォトリソエッチング法
により、このITO膜を2mm幅のストライプ状に加工
し、ITO薄膜12を得た。
As shown in this figure, a transparent electrode layer (ITO thin film) 12 as a positive electrode, an organic hole transport layer 13, a DEPABT layer 14, an organic electron transport layer 15, and a negative electrode are provided on a glass substrate 11. The metal electrode layer 16 is sequentially laminated by a vacuum vapor deposition method or the like. More specifically, first, an ITO thin film having a thickness of 200 nm is sputtered on a glass substrate 11 that has been sufficiently washed.
Formed to a thickness of The sheet resistance of the formed ITO thin film was 10 Ω / □. Further, this ITO film was processed into a stripe shape having a width of 2 mm by a photolithography etching method to obtain an ITO thin film 12.

【0020】次に、この基板をアセトンおよびイソプロ
ピルアルコールを用いて超音波洗浄した後乾燥させ、有
機膜形成用の真空蒸着装置に移した。まず、正孔輸送材
料として精製した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〕を40nmの厚さに蒸着
し、有機正孔輸送層13を形成する。蒸着は試料を石英
製のるつぼに入れ、るつぼを抵抗線加熱することで、試
料を蒸発させて行った。るつぼの温度を調節することに
より、蒸着速度が0.3nm/secになるように制御
する。
Next, this substrate was ultrasonically cleaned using acetone and isopropyl alcohol, dried, and transferred to a vacuum deposition apparatus for forming an organic film. First, TPD [N, N′-diphenyl-N, purified as a hole transport material,
N′-bis (3-methylphenyl) -1,1′-biphenyl-4,4′-diamine] is vapor-deposited to a thickness of 40 nm to form the organic hole transport layer 13. The evaporation was performed by placing the sample in a quartz crucible and heating the crucible with a resistance wire to evaporate the sample. By adjusting the temperature of the crucible, the vapor deposition rate is controlled to be 0.3 nm / sec.

【0021】次に、発光材料として同じ真空装置内の別
のるつぼに入れたDEPABTを、蒸着速度0.01n
m/secで2nmの厚さに蒸着し、DEPABT層1
4を形成する。さらに引き続き、電子輸送材料として別
のるつぼに入れた昇華精製済みのAlq〔トリス(8−
ヒドロキシキノリノール)アルミニウム〕を、同様に蒸
着速度0.3nm/sec、膜厚40nmに形成し、有
機電子輸送層15を得た。
Next, as a light emitting material, DEPABT placed in another crucible in the same vacuum apparatus was evaporated at a deposition rate of 0.01 n.
Evaporated to a thickness of 2 nm at m / sec to form the DEPABT layer 1
4 is formed. Furthermore, subsequently, sublimation-purified Alq [Tris (8-
Hydroxyquinolinol) aluminum] was similarly formed to a vapor deposition rate of 0.3 nm / sec and a film thickness of 40 nm to obtain an organic electron transport layer 15.

【0022】次に、この基板を、金属蒸着用の真空装置
に移し、マグネシウム(Mg)を、蒸着速度1.5nm
/secで厚さ150nm蒸着し陰電極となる金属電極
層16を形成する。これは幅2nmのスリットを設けた
金属マスクを基板に被せて行うことで、2nm幅のスト
ライプ状になるように形成する。なお、陽電極であるI
TOのストライプと、この陰電極のストライプは互いに
直交するような配置に形成する。
Next, this substrate was transferred to a vacuum apparatus for metal deposition, and magnesium (Mg) was deposited at a deposition rate of 1.5 nm.
/ Sec to vapor-deposit a thickness of 150 nm to form a metal electrode layer 16 to be a negative electrode. This is performed by covering the substrate with a metal mask provided with a slit having a width of 2 nm to form a stripe having a width of 2 nm. The positive electrode I
The TO stripe and the negative electrode stripe are formed so as to be orthogonal to each other.

【0023】なお、ここで述べた膜厚、蒸着速度等は実
施例の数値に限定されるものではなく、発光が最も強く
生じるように、あるいはまた、発光効率が最も良くなる
ように最適化されるものである。また、用いた正孔輸送
材料、電子輸送材料も限定されたものではなく、文献に
も記載されているように、正孔輸送層としては、トリフ
ェニルアミン系、トリフェニルメタン系、ピラゾリン
系、ヒドラゾン系、ポリビニルカルバゾール系等の材料
が適用できる。また、電子輸送層として用いる有機材料
としては、キノリノール系あるいはポルフィリン系の金
属錯体、ペリレン誘導体、オキサジアゾール誘導体等の
材料を用いることができる。
The film thickness, vapor deposition rate, etc. described here are not limited to the numerical values of the embodiment, and are optimized so that the light emission is the strongest or the light emission efficiency is the best. It is something. Further, the hole transport material and the electron transport material used are not limited, and as described in the literature, the hole transport layer includes triphenylamine-based, triphenylmethane-based, pyrazoline-based, Materials such as hydrazone type and polyvinylcarbazole type can be applied. As the organic material used for the electron transport layer, a quinolinol-based or porphyrin-based metal complex, a perylene derivative, an oxadiazole derivative, or the like can be used.

【0024】さらに、素子を形成する基板についても、
ガラスに限定されるものではなく、透明プラスチック等
を用いることも可能である。また、工程には示さない
が、有機材料が湿度を含んだ雰囲気に触れて劣化するこ
とや、電子注入電極等が酸化して劣化することを防止す
るために、防湿、脱酸素機能を有する保護層で素子を封
止することが望ましい。防湿材料としては、ポリイミ
ド、エポキシ等の樹脂、また、脱酸素材料としては、G
eO、BaO等のゲッター材料を用いることができる。
Furthermore, regarding the substrate on which the element is formed,
The material is not limited to glass, and transparent plastic or the like can be used. Although not shown in the process, in order to prevent the organic material from being deteriorated due to exposure to an atmosphere containing humidity and the electron injecting electrode and the like from being oxidized and deteriorated, a protection having a moisture-proof and deoxidizing function is provided. It is desirable to seal the device with layers. The moisture-proof material is a resin such as polyimide or epoxy, and the deoxidizing material is G
Getter materials such as eO and BaO can be used.

【0025】また、陽電極に用いる正孔注入用電極材料
としてはITO以外にも、仕事関数の大きい(概ね4e
V以上の)金属、電気伝導材料を用いることができる。
具体的には、SnO2 、ZnOなどの透明酸化物導電材
料、またAu(金)等の金属を用いることができる。A
uを用いる場合には、EL光の透過を良くするために膜
厚を10〜40nmとし、半透明薄膜とすることが望ま
しい。
In addition to ITO, the hole injection electrode material used for the positive electrode has a large work function (approximately 4e).
A metal or an electrically conductive material (V or more) can be used.
Specifically, a transparent conductive oxide material such as SnO 2 or ZnO, or a metal such as Au (gold) can be used. A
When u is used, it is desirable that the film thickness is 10 to 40 nm and the film is a semitransparent thin film in order to improve the transmission of EL light.

【0026】更に、陰電極に用いる電子注入用電極材料
としては、Mg以外にも仕事関数の小さい(概ね4eV
以下の)金属、合金等を用いることができる。具体的に
はIn、Al等の金属、MgAg、MgIn、AlLi
等の合金を用いることができる。このように形成した素
子の両電極間に電圧を印加したところ、両電極のクロス
した部分(2mm×2mmの領域)から発光が生じ、ガ
ラス基板側から観察された。発光は波長630nmにピ
ークを有する赤色発光であった。
Further, as the electron injection electrode material used for the negative electrode, a work function other than Mg is small (generally 4 eV).
The following metals, alloys, etc. can be used. Specifically, metals such as In and Al, MgAg, MgIn, and AlLi
Alloys such as can be used. When a voltage was applied between both electrodes of the element thus formed, light emission was generated from a crossed portion (a region of 2 mm × 2 mm) of both electrodes, which was observed from the glass substrate side. The emitted light was red light having a peak at a wavelength of 630 nm.

【0027】このように、新規発光材料DEPABT
は、波長720nmにピークを有する蛍光を発する材料
であることがわかった。DEPABTを正孔輸送層と電
子輸送層との間に積層して構成した有機EL素子におい
ては、波長630nmにピークを有する赤色発光が得ら
れた。これは、陽電極から注入され正孔輸送層中を伝導
した正孔と、陰電極から注入され電子輸送層中を伝導し
た電子とが再結合し、そのエネルギーによってDEPA
BTが励起され発光が生じたものと考えられる。
As described above, the novel light emitting material DEPABT
Was found to be a material that emits fluorescence having a peak at a wavelength of 720 nm. In the organic EL device formed by laminating DEPABT between the hole transport layer and the electron transport layer, red light emission having a peak at a wavelength of 630 nm was obtained. This is because the holes injected from the positive electrode and conducted in the hole transport layer and the electrons injected from the negative electrode and conducted in the electron transport layer are recombined, and the energy thereof causes DEPA.
It is considered that BT was excited to emit light.

【0028】次に、本発明の第2実施例について説明す
る。図4は本発明の第2実施例を示す有機EL素子の概
略構成断面図である。この図において、11はガラス基
板、12は陽電極としての透明電極層(ITO薄膜)、
13は有機正孔輸送層、16は陰電極としての金属電極
層であり、これらは、第1実施例と同様の構成であり、
真空蒸着法などで積層させたものである。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of an organic EL device showing a second embodiment of the present invention. In this figure, 11 is a glass substrate, 12 is a transparent electrode layer (ITO thin film) as a positive electrode,
13 is an organic hole transport layer, 16 is a metal electrode layer as a negative electrode, and these have the same structure as in the first embodiment,
It is laminated by a vacuum deposition method or the like.

【0029】この第2実施例は、有機正孔輸送層13上
に発光材料DEPABTと電子輸送材料Alpとの共蒸
着により作製した薄膜層20を形成した点に特徴を有す
る。まず、第1実施例と同様に、ガラス基板11上にI
TO薄膜12、有機正孔輸送層13を形成する。次に、
DEPABTを入れたるつぼと、Alpを入れたるつぼ
とを独立に温度制御し、DEPABTの蒸着速度が0.
01nm/sec、Alpの蒸着速度が0.3nm/s
ecで一定になったところで、基板とるつぼとの間に配
置したシャッタを開け共蒸着を行い、40nmの厚さの
薄膜層20を形成する。次に、第1実施例と同様に、M
gよりなる陰電極となる金属電極層16を形成する。
The second embodiment is characterized in that the thin film layer 20 formed by co-evaporation of the light emitting material DEPABT and the electron transporting material Alp is formed on the organic hole transporting layer 13. First, in the same manner as in the first embodiment, I is formed on the glass substrate 11.
The TO thin film 12 and the organic hole transport layer 13 are formed. next,
The crucible containing DEPABT and the crucible containing Alp were temperature-controlled independently, and the deposition rate of DEPABT was 0.
01 nm / sec, Alp deposition rate is 0.3 nm / s
When ec becomes constant, a shutter arranged between the substrate and the crucible is opened and co-evaporation is performed to form a thin film layer 20 having a thickness of 40 nm. Next, as in the first embodiment, M
A metal electrode layer 16 of g is formed as a negative electrode.

【0030】このように構成して完成した有機EL素子
の両電極間に電圧を印加したところ、ガラス基板11側
から赤色発光が観察できた。この有機EL素子の印加電
圧と発光輝度との関係を測定した結果を図5に示す。図
5において、縦軸は輝度(cd/m2 )、横軸は電圧
(V)を示している。この図から明らかなように約8V
から発光が急峻に立ち上がる特性が得られた。
When a voltage was applied between both electrodes of the organic EL element thus constructed and completed, red light emission was observed from the glass substrate 11 side. FIG. 5 shows the result of measurement of the relationship between the applied voltage and the emission luminance of this organic EL element. In FIG. 5, the vertical axis represents luminance (cd / m 2 ) and the horizontal axis represents voltage (V). As is clear from this figure, about 8V
Therefore, the characteristics that the light emission sharply rises were obtained.

【0031】このように、新規発光材料DEPABTと
電子輸送材料との共蒸着膜を正孔輸送層の上に構成した
有機EL素子において、波長630nmにピークを有す
る赤色発光が得られた。次に、本発明の第3実施例につ
いて説明する。
As described above, in the organic EL device in which the co-deposited film of the novel light emitting material DEPABT and the electron transporting material was formed on the hole transporting layer, red light emission having a peak at a wavelength of 630 nm was obtained. Next, a third embodiment of the present invention will be described.

【0032】[0032]

【化6】 [Chemical 6]

【0033】前記化学式〔1〕で示される本発明の有機
EL発光材料の一例として、前記化学式〔1〕中のXが
Hであり、R1 およびR2 がそれぞれメチル基CH3
3がHである、上記〔3〕式で示される4−ジメチル
アミノフェニル−アゾ−6−ニトロベンゾチアゾール
(以下、DMPABTと略す)の合成方法の一例につい
て説明する。
As an example of the organic EL light emitting material of the present invention represented by the chemical formula [1], X in the chemical formula [1] is H, and R 1 and R 2 are each a methyl group CH 3 ,
An example of a method for synthesizing 4-dimethylaminophenyl-azo-6-nitrobenzothiazole (hereinafter, abbreviated as DMPABT) represented by the above formula [3] in which R 3 is H will be described.

【0034】まず、100mlの濃硫酸に6gの亜硝酸
ナトリウムを加えてニトロシル硫酸を生成させる。次
に、これを15℃以下の温度に保ちながら、これに容積
比が1:1である100mlの氷酢酸−プロピオン酸混
合物を加え、次に、これを−5℃の温度に冷却する。次
に、これに10gの6−ニトロ−2−アミノベンゾチア
ゾールを加え、−5℃の温度で5時間攪拌しながら反応
させる。
First, 6 g of sodium nitrite is added to 100 ml of concentrated sulfuric acid to generate nitrosyl sulfuric acid. Then 100 ml of a 1: 1 volume ratio of glacial acetic acid-propionic acid mixture is added to this, keeping it at a temperature below 15 ° C, then it is cooled to a temperature of -5 ° C. Next, 10 g of 6-nitro-2-aminobenzothiazole is added thereto, and the mixture is reacted at a temperature of -5 ° C for 5 hours with stirring.

【0035】次に、これに尿素を加えて過剰の亜硝酸ナ
トリウムを分解させた後、さらに、氷酢酸−プロピオン
酸−水の混合物にジメチルアニリンを溶解させたものを
15g加え0℃の温度に放置する。放置後、この反応液
を酢酸ナトリウムで中和し、析出した結晶を濾過によっ
て取る。次いで、この濾過物をアルコールを用いて再結
晶法によって精製する。このようにして得られた物質は
赤黒色の結晶であった。
Next, urea was added to this to decompose excess sodium nitrite, and then 15 g of a mixture of glacial acetic acid-propionic acid-water in which dimethylaniline was dissolved was added to a temperature of 0 ° C. put. After standing, the reaction solution is neutralized with sodium acetate, and the precipitated crystals are collected by filtration. Then, the filtrate is purified by a recrystallization method using alcohol. The material thus obtained was red-black crystals.

【0036】発光特性の確認を行うために、DMPAB
Tを合成石英ガラス基板上に100nmの厚さに真空蒸
着した。蒸着は化合物を石英製るつぼに入れ、るつぼを
抵抗線加熱することにより行った。作製した試料に分光
器で分光した波長355nmの光を照射し、蛍光スペク
トルを測定した結果を図6に示す。この図において、縦
軸は蛍光強度(任意単位)、横軸は波長(nm)を示し
ている。この図から明らかなように、波長790nmに
ピークを有する近赤外発光が得られた。
In order to confirm the emission characteristics, DMPAB
T was vacuum-deposited on a synthetic quartz glass substrate to a thickness of 100 nm. The vapor deposition was carried out by placing the compound in a quartz crucible and heating the crucible with a resistance wire. FIG. 6 shows the result of measuring the fluorescence spectrum by irradiating the produced sample with light having a wavelength of 355 nm that was dispersed by a spectroscope. In this figure, the vertical axis represents fluorescence intensity (arbitrary unit) and the horizontal axis represents wavelength (nm). As is clear from this figure, near-infrared light emission having a peak at a wavelength of 790 nm was obtained.

【0037】第1実施例と同じように具体的に説明する
と、作製した有機EL素子の概略構成は第1実施例の図
3と同じであるので、図3を用いて説明する。第1実施
例の場合と同じ方法、同じ条件でガラス基板11上に、
ITO薄膜12よりなるストライプを形成する。次に、
このガラス基板をアセトンおよびイソプロピルアルコー
ルを用いて超音波洗浄した後、乾燥させ、有機膜形成用
の真空蒸着装置に移した。まず、正孔輸送材料として再
結晶法により精製したα−NPD〔N,N’−ジフェニ
ル−N,N’−ビス(ナフチル)−1,1’−ビフェニ
ル−4,4’−ジアミン〕を35nmの厚さに蒸着速度
0.2nm/secで蒸着し、有機正孔輸送層13を形
成する。
Explaining in the same way as in the first embodiment, the organic EL device produced has the same schematic structure as that of the first embodiment shown in FIG. 3 and will be described with reference to FIG. On the glass substrate 11 under the same method and conditions as in the first embodiment,
A stripe made of the ITO thin film 12 is formed. next,
The glass substrate was ultrasonically cleaned using acetone and isopropyl alcohol, dried, and transferred to a vacuum deposition device for forming an organic film. First, α-NPD [N, N′-diphenyl-N, N′-bis (naphthyl) -1,1′-biphenyl-4,4′-diamine] purified by a recrystallization method as a hole-transporting material has a thickness of 35 nm. To form an organic hole transport layer 13 by vapor deposition at a vapor deposition rate of 0.2 nm / sec.

【0038】次に、発光材料として同じ真空装置内の別
のるつぼに入れたDMPABTを、蒸着速度0.01n
m/secで3nmの厚さに蒸着し、DEPABT層1
4を形成する。さらに引き続き、電子輸送材料として別
のるつぼに入れた精製済みのPBD〔2−(4−ビフェ
ニリル)−5−(4−tert−ブチルフェニル)−
1,3,4−オキサジアゾール〕を同様に蒸着速度0.
3nm/secで膜厚40nmに形成し、有機電子輸送
層15を得た。次に、この基板を、金属蒸着用の真空装
置に移し、マグネシウム(Mg)と銀(Ag)を、蒸着
速度比が10:1になるように共蒸着し、厚さ100n
mの陰電極としての金属電極層16を形成する。
Next, DMPABT placed in another crucible in the same vacuum apparatus as a light emitting material was vapor-deposited at a rate of 0.01 n.
Evaporated to a thickness of 3 nm at m / sec to form the DEPABT layer 1
4 is formed. Further subsequently, purified PBD [2- (4-biphenylyl) -5- (4-tert-butylphenyl)-was placed in another crucible as an electron transport material.
1,3,4-oxadiazole] in the same manner with a vapor deposition rate of 0.
An organic electron transport layer 15 was obtained by forming the film with a thickness of 40 nm at 3 nm / sec. Next, this substrate was transferred to a vacuum apparatus for metal vapor deposition, and magnesium (Mg) and silver (Ag) were co-deposited at a vapor deposition rate ratio of 10: 1 to obtain a thickness of 100 n.
A metal electrode layer 16 as a negative electrode of m is formed.

【0039】このように形成した有機EL素子の両電極
間に電圧を印加したところ、両電極のクロスした部分
(2mm×2mmの領域)から発光が生じ、ガラス基板
11側から観察された発光は、波長700nmにピーク
を有する近赤外発光であった。このように構成した新規
発光材料DMPABTは、波長790nmにピークを有
する蛍光を発する材料であることがわかった。DMPA
BTを正孔輸送層と電子輸送層との間に積層して構成し
た有機EL素子においては、波長700nmにピークを
有する近赤外発光が得られた。これは、陽電極から注入
され正孔輸送層中を伝導した正孔と、陰電極から注入さ
れ電子輸送層中を伝導した電子とが再結合し、そのエネ
ルギーによってDMPABTが励起され発光が生じたも
のと考えられる。
When a voltage was applied between both electrodes of the organic EL element thus formed, light emission was generated from the crossed portion (2 mm × 2 mm area) of both electrodes, and the light emission observed from the glass substrate 11 side was obtained. The emission was near infrared light having a peak at a wavelength of 700 nm. It was found that the novel light emitting material DMPABT thus configured is a material that emits fluorescence having a peak at a wavelength of 790 nm. DMPA
In the organic EL device formed by laminating BT between the hole transport layer and the electron transport layer, near infrared light emission having a peak at a wavelength of 700 nm was obtained. This is because the holes injected from the positive electrode and conducted in the hole transport layer are recombined with the electrons injected from the negative electrode and conducted in the electron transport layer, and the energy excites the DMPABT to generate light emission. It is considered to be a thing.

【0040】次に、本発明の第4実施例について説明す
る。発光材料としてDMPABTを用いたこと以外は第
2実施例と同じ方法、同じ条件により有機EL素子を作
製した。したがって、作製した積層構造は、ITO電
極、正孔輸送層であるTPD薄膜層、DMPABTとA
lpとの共蒸着薄膜層、Mg電極の順である。
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. An organic EL device was produced by the same method and conditions as in Example 2 except that DMPABT was used as the light emitting material. Therefore, the manufactured laminated structure has an ITO electrode, a TPD thin film layer that is a hole transport layer, DMPABT and A
The order is the co-deposited thin film layer with lp and the Mg electrode.

【0041】このようにして構成された有機EL素子の
両電極間に電圧を印加し、発光スペクトルを測定したと
ころ、波長700nmにピークを有する近赤外発光が得
られた。また、印加電圧−発光輝度特性を測定したとこ
ろ、8V付近から発光が急峻に立ち上がる第2実施例の
場合と同様な特性曲線が得られた。このように、新規発
光材料DMPABTと電子輸送材料との共蒸着膜を正孔
輸送層の上に構成した有機EL素子において、波長70
0nmにピークを有する近赤外発光が得られた。なお、
本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明
の趣旨に基づいて種々の変形が可能であり、これらを本
発明の範囲から排除するものではない。
A voltage was applied between both electrodes of the organic EL device thus constituted and the emission spectrum was measured. As a result, near infrared emission having a peak at a wavelength of 700 nm was obtained. Further, when the applied voltage-luminance luminance characteristic was measured, a characteristic curve similar to that in the case of the second example in which the light emission sharply rises from around 8 V was obtained. As described above, in the organic EL device in which the co-evaporated film of the novel light emitting material DMPABT and the electron transport material is formed on the hole transport layer, the wavelength of 70
Near-infrared emission having a peak at 0 nm was obtained. In addition,
The present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications are possible based on the spirit of the present invention, and these are not excluded from the scope of the present invention.

【0042】[0042]

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、新規な発光材料を用いることにより、赤色発光
が可能な有機EL素子を提供することができる。特に、
その新規な発光材料は、波長600〜800nm帯にお
いてピークを有する近赤外発光が得られた。
As described above in detail, according to the present invention, an organic EL element capable of emitting red light can be provided by using a novel light emitting material. Especially,
Near-infrared light emission having a peak in the wavelength range of 600 to 800 nm was obtained from the novel light emitting material.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1実施例を示す有機EL素子の材料
の発光特性を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a light emitting characteristic of a material of an organic EL device showing a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1実施例を示す有機EL素子の材料
の吸収スペクトルを示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing an absorption spectrum of a material of the organic EL element showing the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第1実施例及び第3実施例を示す有機
EL素子の概略構成断面図である。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional configuration diagram of an organic EL element showing a first embodiment and a third embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第2実施例を示す有機EL素子の概略
構成断面図である。
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of an organic EL device showing a second embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第2実施例を示す有機EL素子の特性
を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing characteristics of an organic EL element showing a second embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第3実施例を示す有機EL素子の材料
の発光特性を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing the light emission characteristics of the material of the organic EL device showing the third embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 ガラス基板 12 陽電極としての透明電極層(ITO薄膜) 13 有機正孔輸送層 14 DEPABT層 15 有機電子輸送層 16 陰電極としての金属電極層 20 発光材料DEPABTと電子輸送材料Alpと
の共蒸着の薄膜層
11 Glass Substrate 12 Transparent Electrode Layer (ITO Thin Film) as Positive Electrode 13 Organic Hole Transport Layer 14 DEPABT Layer 15 Organic Electron Transport Layer 16 Metal Electrode Layer as Negative Electrode 20 Coevaporation of Light Emitting Material DEPABT and Electron Transport Material Alp Thin film layer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 斎藤 稔 東京都港区虎ノ門1丁目7番12号 沖電気 工業株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Minoru Saito 1-7-12 Toranomon, Minato-ku, Tokyo Oki Electric Industry Co., Ltd.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 少なくとも陽極となる透明電極層、単数
あるいは複数の有機薄膜層により構成された有機EL薄
膜層、陰極となる金属電極層の順で透光性基板上に構成
される有機EL素子であって、 前記有機EL薄膜層が、下記化学式〔1〕で表されるニ
トロベンゾチアゾリルアゾ化合物を含有する層を少なく
とも1層含むことを特徴とする有機EL素子。 【化1】
1. An organic EL device formed on a transparent substrate in the order of at least a transparent electrode layer serving as an anode, an organic EL thin film layer composed of one or more organic thin film layers, and a metal electrode layer serving as a cathode. Wherein the organic EL thin film layer includes at least one layer containing a nitrobenzothiazolylazo compound represented by the following chemical formula [1]. Embedded image
【請求項2】 請求項1記載の有機EL素子において、
前記有機EL薄膜層が正孔輸送性薄膜層、前記化学式
〔1〕で表される化合物からなる薄膜層、電子輸送性薄
膜層の順に積層された3層構造であることを特徴とする
有機EL素子。
2. The organic EL device according to claim 1, wherein
The organic EL thin film layer has a three-layer structure in which a hole transporting thin film layer, a thin film layer made of the compound represented by the chemical formula [1], and an electron transporting thin film layer are laminated in this order. element.
【請求項3】 請求項1記載の有機EL素子において、
前記有機EL薄膜層が正孔輸送性薄膜層、前記化学式
〔1〕で表される化合物と電子輸送性化合物との共蒸着
膜の順に積層された2層構造であることを特徴とする有
機EL素子。
3. The organic EL element according to claim 1,
The organic EL thin film layer has a two-layer structure in which a hole transporting thin film layer and a co-deposited film of the compound represented by the chemical formula [1] and an electron transporting compound are laminated in this order. element.
【請求項4】 有機EL素子において、前記有機EL薄
膜層が正孔輸送性薄膜層、下記化学式〔2〕で表される
化合物からなる薄膜層、電子輸送性薄膜層の順に積層さ
れた3層構造であることを特徴とする有機EL素子。 【化2】
4. In an organic EL device, the organic EL thin film layer is a three-layer structure in which a hole transporting thin film layer, a thin film layer made of a compound represented by the following chemical formula [2], and an electron transporting thin film layer are laminated in this order. An organic EL device having a structure. Embedded image
【請求項5】 有機EL素子において、前記有機EL薄
膜層が正孔輸送性薄膜層、前記化学式〔2〕で表される
化合物と電子輸送性化合物との共蒸着膜の順に積層され
た2層構造であることを特徴とする有機EL素子。
5. In an organic EL device, the organic EL thin film layer is a two-layer structure in which a hole transporting thin film layer and a co-evaporated film of a compound represented by the chemical formula [2] and an electron transporting compound are laminated in this order. An organic EL device having a structure.
【請求項6】 有機EL素子において、前記有機EL薄
膜層が正孔輸送性薄膜層、下記化学式〔3〕で表される
化合物からなる薄膜層、電子輸送性薄膜層の順に積層さ
れた3層構造であることを特徴とする有機EL素子。 【化3】
6. In an organic EL device, the organic EL thin film layer is a three-layer structure in which a hole transporting thin film layer, a thin film layer made of a compound represented by the following chemical formula [3], and an electron transporting thin film layer are laminated in this order. An organic EL device having a structure. Embedded image
【請求項7】 有機EL素子において、前記有機EL薄
膜層が正孔輸送性薄膜層、前記〔3〕式で表される化合
物と電子輸送性化合物との共蒸着膜の順に積層された2
層構造であることを特徴とする有機EL素子。
7. In an organic EL device, the organic EL thin film layer is formed by laminating a hole transporting thin film layer and a co-deposited film of a compound represented by the formula [3] and an electron transporting compound in this order.
An organic EL device having a layered structure.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6960877B1 (en) 1998-12-17 2005-11-01 Cambrdige Display Technology Limited Organic light-emitting devices including specific barrier layers
CN116694102A (en) * 2023-06-12 2023-09-05 大连工业大学 Azo-type disperse dye with N, N-diethyl-6-aminobenzothiazole structure, and preparation method and application thereof

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