JPH0963770A - 単層型白色発光有機el素子 - Google Patents

単層型白色発光有機el素子

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JPH0963770A
JPH0963770A JP7239319A JP23931995A JPH0963770A JP H0963770 A JPH0963770 A JP H0963770A JP 7239319 A JP7239319 A JP 7239319A JP 23931995 A JP23931995 A JP 23931995A JP H0963770 A JPH0963770 A JP H0963770A
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JP
Japan
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light
emission center
polymer
white light
light emitting
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JP7239319A
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Junji Kido
淳二 城戸
Hidehiko Shionoya
秀彦 塩野谷
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KEMIPURO KASEI KK
Chemipro Kasei Kaisha Ltd
Original Assignee
KEMIPURO KASEI KK
Chemipro Kasei Kaisha Ltd
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    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00Organic light-emitting devices
    • H10K50/10OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/11OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers
    • H10K50/125OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers specially adapted for multicolour light emission, e.g. for emitting white light
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps

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  • Electroluminescent Light Sources (AREA)
  • Luminescent Compositions (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 発光効率、発光輝度ならびに安定性に優れた
有機エレクトロルミネッセント素子などの有機薄膜素子
の製造に有用な新規高分子化合物およびそれを用いた有
機薄膜素子の提供。 【構成】 電極間に、少なくとも(a)ポリマーと
(b)発光中心形成化合物とを含有する組成物よりなる
単層発光層を挿入した有機EL素子であって、前記組成
物中には電子輸送性のものとホール輸送性のものがバラ
ンスよく包含されており、前記ポリマーはそれ自体の発
光色が青色またはそれよりも短波長を示すものであり、
前記発光中心形成化合物はその2種以上が前記ポリマー
中に分子分散した状態で存在しており、それぞれの発光
中心形成化合物はそれぞれ単独で発光し、有機EL素子
全体としての発色光は白色光に見えるように前記発光中
心形成化合物を2種以上組合せて使用していることを特
徴とする単層型白色発光有機EL素子。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、単層型白色発光有機E
L素子に関する。
【0002】
【従来の技術】従来は、複数の蛍光色素を1つの層に入
れると、蛍光色素の励起エネルギーレベルの低い方の化
合物に高い方の化合物の発光エネルギーが吸収されてし
まい、励起エネルギーレベルの低い蛍光色素の色しか発
色しないと考えられていた。そのため、これらの蛍光色
素はすべて別々の層として構成する、すなわち多層構成
にするのが常識であった。したがって、赤色、青色ある
いは緑色など単一の蛍光色素のみを発光させるだけでよ
い場合には、単層の有機EL素子でもそれなりに目的を
達成していたが、これは、あくまでも蛍光色素が1種類
のもののみのケースであり、本質的に従来の常識の延長
線上のものであった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、白色発光す
る有機EL素子としては今までに存在しなかった発光層
が単層の有機EL素子を提供する点にある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、電極間に、少
なくとも(a)ポリマーと(b)発光中心形成化合物と
を含有する組成物よりなる単層発光層を挿入した有機E
L素子であって、前記組成物中には電子輸送性のものと
ホール輸送性のものがバランスよく包含されており、前
記ポリマーはそれ自体の発光色が青色またはそれよりも
短波長を示すものであり、前記発光中心形成化合物はそ
の2種以上が前記ポリマー中に分子分散した状態で存在
しており、それぞれの発光中心形成化合物はそれぞれ単
独で発光し、有機EL素子全体としての発色光は白色光
に見えるように前記発光中心形成化合物を2種以上組合
せて使用していることを特徴とする単層型白色発光有機
EL素子に関する。
【0005】有機EL素子においては有機分子は陽極か
ら注入されたホールと陰極から注入された電子の再結合
エネルギーによって励起される。したがって効率の良い
発光を得るには、有機層へのバランス良い電子とホール
の注入が必要なわけである。どちらか一方だけが過剰に
有機層に注入されても、再結合効率は低くなり、高輝度
発光は得られない。そこで、単層型素子の場合にはホー
ル輸送性ポリマーに電子輸送剤を分散したり、電子輸送
性ポリマー中にホール輸送剤を分散し、ポリマー膜が電
子もホールも輸送できるようにするわけである。すなわ
ち両キャリヤーの注入バランスをとることが高効率発光
にとって必要なことである。
【0006】そこで、本発明においても、ポリマー層中
において電子とホールのバランスがとれていることが必
要であり、(a−1)ホール輸送性ポリマーまたは(a
−2)電子輸送性ポリマーと、(b)発光中心形成化合
物のそれぞれのもつ電子とホールのみではバランスが欠
ける場合には、系中に付加的に(c−1)電子輸送剤ま
たは(c−2)ホール輸送剤を加えて電子とホールのバ
ランスをとることが好ましい。したがって、具体的には
つぎのような対応が存在する。
【0007】前記組成物は(a−1)ホール輸送性ポリ
マーと(b)発光中心形成化合物2種以上により形成す
ることができるが、さらに任意の(c−1)電子輸送剤
を配合することができる。
【0008】また、前記組成物は(a−2)電子輸送性
ポリマーと(b)発光中心形成化合物2種以上により形
成することができるが、さらに任意の(c−2)ホール
輸送剤を配合することもできる。
【0009】前記(a−1)ホール輸送性ポリマーまた
は(a−2)電子輸送性ポリマーであるホスト化合物と
前記(b)発光中心形成化合物であるドーパント化合物
との関係は、ドーパント化合物がホスト化合物中に固溶
体状に分散、すなわち分子分散していることが必要であ
る。
【0010】前記(a−1)ホール輸送性ポリマーであ
って、それ自体の発光色が青色またはそれより短波長の
ものであるポリマーとしては、ポリ(N−ビニルカルバ
ゾール)や下式(1)〜(6)の芳香族アミン誘導体を
側鎖に含有するポリマーおよびそれらの誘導体や下式
(7)の芳香族アミン誘導体単位を主鎖に含有するポリ
アリーレンエーテル、下式(8)の芳香族アミン誘導体
を主鎖に含有するポリカーボネート、およびポリシラン
類などを挙げることができる。
【化1】
【化2】
【0011】前記(a−2)電子輸送性ポリマーであっ
て、それ自体の発光色が青色またはそれより短波長のも
のであるポリマーとしては、下式(9)、(10)の
1,3,4−オキサジアゾール誘導体を側鎖に含有する
ポリメタクリレートや下式(11)の1,2,4−トリ
アゾール誘導体を主鎖に含有するポリアリーレンエーテ
ルなどを挙げることができる。
【化3】
【0012】前記(b)発光中心形成化合物としては、
2,5−ビス(5−tert−ブチル−2−ベンゾオキ
サゾルイル)−チオフェン(BBOTと略記することが
あり、蛍光ピークは450nm)、ナイルレッド、1,
1,4,4−テトラフェニル−1,3−ブタジエン(T
PBと略記することがあり、蛍光ピークは430〜45
0nm)、クマリン6,クマリン7、4−(ジシアノメ
チレン)−2−メチル−6−(p−ジメチルアミノスチ
リル)−4H−ピラン(PCM1)、2−(4−ビフェ
ニルイル)−5−(4−tert−ブチルフェニル)−
1,3,4−オキサジアゾール(PBDと略記すること
があり、蛍光ピークは390nm)などが挙げられる。
これらの例示化合物はたまたまいずれも電子輸送性蛍光
色素である。
【0013】電子輸送剤には蛍光ピークを430nmよ
り短波長側に有する1,3,4−オキサジアゾール誘導
体、たとえば下式(12)〜(15)や1,2,4−ト
リアゾール誘導体、たとえば下式(16)〜(19)な
どが挙げられる。
【化4】
【化5】
【0014】電子輸送性青色発光剤には蛍光ピークを4
30〜460nm付近に有する下式(20)〜(22)
のようなシンチレーター、レーザー色素や下式(23)
のような1,3,4−オキサジアゾール誘導体が挙げら
れる。
【化6】
【0015】ホール輸送剤には蛍光ピークを430nm
より短波長側に有する芳香族アミンが好適に使用でき、
たとえば下式(24)〜(27)などが挙げられる。
【化7】
【0016】
【実施例】つぎに実施例を挙げて本発明をさらに具体的
に説明するが、本発明はこれにより限定されるものでは
ない。
【0017】実施例1 電子輸送性2,5−ビス(5−tert−ブチル−2−
ベンゾオキサゾルイル)−チオフェン〔蛍光ピーク45
0nmをもつ電子輸送性青色発光色素であり、発光中心
形成化合物の1つである。以下、BBOTと略称するこ
とがある〕30重量%を、ポリ−N−ビニルカルバゾー
ル〔分子量150,000、関東化学社製、以下、PV
Kと略称することがある〕よりなるホール輸送性ホスト
化合物中に分子分散させることができるよう、両者をジ
クロロエタン溶液に溶解させる。一方、ガラス基板上
に、インジウム−すず−酸化物(ITO)被膜を形成す
る。この透明導電性膜の電気抵抗は、15Ω/m2であ
った。この表面にもう1つの発光中心形成化合物である
ナイルレッドを0.015モル%を溶解含有する前記P
VK−BBOTのジクロロエタン溶液を塗布、乾燥し、
1000Åの発光層を形成した。さらにこの上に、M
g:Ag(10:1)を真空蒸着させて2000ÅのM
g:Ag陰極を作った。このようにして作ったEL素子
に18Vの電圧をかけたところ、480cd/m2の白
色発光が得られた(図2B参照)。なお、PVK単独の
固体層が示す蛍光ピークは410〜420nmであり、
BBOTが示す蛍光ピークは450nmであるが、両者
の混合層が示す蛍光ピークは490nmであるところか
ら、両者は励起状態において錯体を形成しているものと
解される。
【0018】実施例2 実施例1における発光層として、前記PVKに発光中心
形成化合物であるPBD30wt%を含有させたうえ
に、3モル%のTPB、0.04モル%のクマリン6、
0.02%の4−(ジシアノメチレン)−2−メチル−
6−(p−ジメチルアミノスチリル)−4Hピラン(D
CM1)、0.015モル%のナイルレッドよりなる他
の4つの発光中心形成化合物をドープさせた。このもの
は、図2のDで示すELスペクトルを示し、4000c
d/m2を上廻る高輝度の白色発光が得られた。
【0019】図2中、AはPVKに30wt%のBBO
Tのみを分子分散させた場合のものであり、Bは30w
t%BBOTおよび0.007モル%ナイルレッドの場
合のものであり、Cは30wt%BBOT、3モル%T
PBのものである。
【0020】図3は、xy色度図である。Aは、30w
t%BBOTのみを分子分散させたPVK発光層をもつ
EL素子のものであり、Bは、30wt%BBOTと
0.007モル%ナイルレッドを分子分散させたPVK
発光層をもつEL素子のものであり、Cは、30wt%
PBDと3モル%TPBを分子分散させたPVK発光層
をもつEL素子のものであり、Dは、30wt%PB
D、0.04モル%クマリン6、0.02モル%DCM
1および0.015モル%ナイルレッドを分子分散させ
たPVK発光層をもつEL素子のものである。この図か
らみて明らかなように、BとDが白色発光していること
がわかる。
【0021】実施例に用いた各化合物のイオン化ポテン
シャル(Ip)と擬似電子親和力(Ea)はつぎのとお
りである。 Ipについて
【数1】TPB(6.0eV)>PBD=BBOT (5.9eV)>PVK(5.8eV)>DCM1 (5.6eV)>クマリン6(5.5eV)>ナイルレ
ッド(5.4eV) Eaについて
【数2】ナイルレッド=DCM1(3.5eV) >クマリン6=TPB(3.2eV)> BBOT(3.0eV)>PBD(2.4eV) >PVK(2.3eV)
【0022】
【効果】発光層が1層よりなる白色発光EL素子をはじ
めて提供できた。発光層が単層であり、多層でないこと
は構造および製法が大へん簡単となり、コストを下げる
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のEL素子の1例を示す断面図である。
【図2】図1のEL素子のエレクトロルミネッセンスス
ペクトルを示す。Aは、30wt%のBBOTをPVK
中に分子分散させたものを染料−分散PVK発光層とし
たものであり、Bは、30wt%BBOTと0.007
モル%のナイルレッドをPVK中に分子分散させたもの
を染料−分散PVK発光層としたものであり、Cは、3
0wt%PBDと3モル%TPBをPVK中に分子分散
させたものを染料−分散PVK発光層としたものであ
り、Dは、30wt%PBD、0.04モル%クマリン
6、0.02モル%DCM1および0.015モル%ナ
イルレッドをPVK中に分子分散させたものを染料−分
散PVK発光層としたものである。
【図3】図3は、xy色度図である。Aは、30wt%
BBOTのみを分子分散させたPVK発光層をもつEL
素子のものであり、Bは、30wt%BBOTと0.0
07モル%ナイルレッドを分子分散させたPVK発光層
をもつEL素子のものであり、Cは、30wt%PBD
と3モル%TPBを分子分散させたPVK発光層をもつ
EL素子のものであり、Dは、30wt%PBD、0.
04モル%クマリン6、0.02モル%DCM1および
0.015モル%ナイルレッドを分子分散させたPVK
発光層をもつEL素子のものである。
【図4】図2のDに当る白色発光素子の物性を示すもの
であり、○印は輝度−電圧特性の関係を、△印は電流密
度−電圧特性の関係を示すグラフである。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電極間に、少なくとも(a)ポリマーと
    (b)発光中心形成化合物とを含有する組成物よりなる
    単層発光層を挿入した有機EL素子であって、前記組成
    物中には電子輸送性のものとホール輸送性のものがバラ
    ンスよく包含されており、前記ポリマーはそれ自体の発
    光色が青色またはそれよりも短波長を示すものであり、
    前記発光中心形成化合物はその2種以上が前記ポリマー
    中に分子分散した状態で存在しており、それぞれの発光
    中心形成化合物はそれぞれ単独で発光し、有機EL素子
    全体としての発色光は白色光に見えるように前記発光中
    心形成化合物を2種以上組合せて使用していることを特
    徴とする単層型白色発光有機EL素子。
  2. 【請求項2】 前記組成物が(a−1)ホール輸送性ポ
    リマーと(b)発光中心形成化合物2種以上と(c−
    1)電子輸送剤とよりなるものである請求項1記載の単
    層型白色発光有機EL素子。
  3. 【請求項3】 前記組成物が(a−2)電子輸送性ポリ
    マーと(b)発光中心形成化合物2種以上と(c−2)
    ホール輸送剤とよりなるものである請求項1記載の単層
    型白色発光有機EL素子。
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