JPWO2003002687A1

JPWO2003002687A1 - 有機エレクトロルミネッセンス素子及びそれを用いた有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ

Info

Publication number: JPWO2003002687A1
Application number: JP2003509051A
Authority: JP
Inventors: 外山　弥; 弥外山; 佐藤　博之; 博之佐藤; 松浦　東; 東松浦
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2001-06-27
Filing date: 2002-06-27
Publication date: 2004-10-21
Also published as: US6773832B2; US20040137272A1; WO2003002687A1; KR20040015296A

Abstract

有機ＥＬ素子において、発光層の材料として、下記一般式で表されるアリールアミノゼスレン化合物を含むものを用いる。（式中のＲ１〜Ｒ１４のうち少なくとも１つは、式−ＮＲＲ’又は−ＮＲ２のアリールアミノ基であり（Ｒは単環芳香族環、５環以下の縮合芳香族環を有する置換又は非置換芳香族基であり、Ｒ’は、Ｈ、ハロゲン、−ＯＨ、−ＯＣＨ３、アルキル基）、その他はＨ、ハロゲン、−ＯＨ、−ＯＣＨ３、アルキル、上記置換又は非置換芳香族基を表す）

Description

技術分野
本発明は有機エレクトロルミネッセンス素子（ＥＬ素子）並びにそれを用いた有機ＥＬディスプレイに関する。
背景技術
有機ＥＬ素子は、自発光（すなわち液晶素子のようにバックライトを必要としない）、高速応答などの特徴を持ち、フラットパネルディスプレイへの適用が期待されている。
有機ＥＬ素子を用いてフルカラーディスプレイパネルを実現しようとする場合、３原色（青、緑、赤）をそれぞれ発する有機ＥＬ素子を用意する必要がある。このうち、赤色発光有機ＥＬ素子については、Ｃ．Ｗ．Ｔａｎｇ，Ｓ．Ａ．ＶａｎＳｌｙｋｅ，ａｎｄＣ．Ｈ．Ｃｈｅｎ，ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｐｐｌｉｅｄＰｈｙｓｉｃｓ，ｖｏｌ．６５，３６１０（１９８９）に記載されるようなＤＣＭ色素が用いられてきたが、発光色、発光効率の点で更なる向上が求められている。
また、赤色発光ＥＬ素子を得るために、赤色蛍光発光性を有するポルフィン化合物又はポルフィリン化合物を発光材料とした事例がある（特開平９−１３０２４号公報、特開平９−２９６１６６号公報、特開平１１−２５１０６１号公報、特開平１１−２５１０６２号公報、再表９８／０００４７４号公報）。
また、特開平１１−１４４８６８号公報にはビスアンスレン化合物を用いた赤色発光有機ＥＬ素子が開示されている。
更に、特開平５−２１４３３４号公報にはゼスレン又はその誘導体を用いた有機ＥＬ素子が開示されているが、ゼスレン誘導体としてモノアリールアミノゼスレン化合物又はジアリールアミノゼスレン化合物を用いることは示されていない。
これまでの赤色発光ＥＬ素子では、青色及び緑色発光ＥＬ素子に比べて発光効率、発光色純度が十分ではなく、更なる改良が必要とされている。
本発明の目的は、有機ＥＬ素子に含まれる発光材料分子の検討により、発光効率が大きく、色純度の高い赤色発光有機ＥＬ素子及びそれを用いた有機ＥＬディスプレイを提供しようとするものである。
発明の開示
発明者らは、前記課題を解決するために鋭意検討した結果、特定のモノアリールアミノゼスレン化合物又はジアリールアミノゼスレン化合物を発光材料として用いて作製した有機ＥＬ素子は、従来よりも高輝度で発光することを見いだした。
また、前記材料は高いキャリヤ輸送性を有することが分かり、前記材料を正孔輸送材料、又は電子輸送材料として作製した有機ＥＬ素子、及び前記材料と他の正孔輸送材料あるいは電子輸送材料との混合薄膜を用いて作製した有機ＥＬ素子も、従来よりも高輝度発光を示すことを見いだした。
本発明の有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子は、正極及び負極と、当該正極及び負極間に位置する有機発光層とを有する有機ＥＬ素子であって、当該有機発光層の材料が、下記一般式で表されるアリールアミノゼスレン化合物を含むことを特徴とするものである。

（式中のＲ１〜Ｒ１４のうちの少なくとも１つは、下記構造式で表されるアリールアミノ基

であり（この式のＲは単環芳香族環又は５環以下の縮合芳香族環を有する置換又は非置換芳香族基であって、置換芳香族基の場合、置換基は炭素、酸素、窒素及び硫黄原子のうちから選ばれる少なくとも１種の原子を含み、且つ当該置換芳香族基における水素以外の原子数の合計は２５以下であり、Ｒ’は、水素、ハロゲン、−ＯＨ、−ＯＣＨ_３、又は炭素数１〜１０のアルキル基である）、当該アリールアミノゼスレン化合物が２個以上のアリールアミノ基を含む場合、それらは同一であっても異なるものであってもよく、Ｒ１〜Ｒ１４のうちのアリールアミノ基以外の基は独立に、水素、ハロゲン、−ＯＨ、−ＯＣＨ_３、炭素数１〜１０のアルキル基、あるいは上記のとおりの置換又は非置換芳香族基を表す）
本発明は、本発明の有機ＥＬ素子を用いた有機ＥＬディスプレイをも提供するものである。
より具体的に言えば、本発明の有機ＥＬディスプレイは、基板と、この基板上に設けた、本発明の有機ＥＬ素子を含む有機ＥＬ層と、この有機ＥＬ層に含まれる有機ＥＬ素子を駆動するための回路を含む。
発明を実施するための最良の形態
本発明の有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子においては、正極及び負極間に位置する有機発光層を、下記一般式で表されるアリールアミノゼスレン化合物を含む材料から構成しており、それにより発光効率が高く且つ色純度の高い赤色発光を実現している。

であり（この式のＲは単環芳香族環又は５環以下の縮合芳香族環を有する置換又は非置換芳香族基であって、置換芳香族基の場合、置換基は炭素、酸素、窒素及び硫黄原子のうちから選ばれる少なくとも１種の原子を含み、且つ当該置換芳香族基における水素以外の原子数の合計は２５以下であり、Ｒ’は、水素、ハロゲン、−ＯＨ、−ＯＣＨ_３、又は炭素数１〜１０のアルキル基である）、当該アリールアミノゼスレン化合物が２個以上のアリールアミノ基を含む場合、それらは同一であっても異なるものであってもよく、Ｒ１〜Ｒ１４のうちのアリールアミノ基以外の基は独立に、水素、ハロゲン、−ＯＨ、−ＯＣＨ_３、炭素数１〜１０のアルキル基、あるいは上記のとおりの置換又は非置換芳香族基を表す）
本発明で用いる式（１）のアリールアミノゼスレン化合物は、上記の式（２）で表されるアリールアミノ基を分子中に少なくとも１つ有するものである。このアリールアミノ基におけるアリール置換基Ｒは、単環芳香族基、すなわちフェニル基でよく、あるいは５環以下の縮合環芳香族基、例えばナフチル、アントリル基などでよい。アリール置換基Ｒは更に、上述の単環芳香族基あるいは５環以下の縮合環芳香族基を置換したものでもよく、この場合の置換基は炭素、酸素、窒素及び硫黄原子のうちのいずれかを含むことができ、且つこの場合のアリール置換基Ｒは水素以外の原子（炭素、酸素、窒素及び硫黄原子）を最大で２５個まで有する。本発明の有機ＥＬ素子では、２種以上のアリールアミノゼスレン化合物の混合物を含む材料から形成した発光層を用いることもできる。
アリールアミノゼスレン化合物のアリールアミノ基は、アリール置換基Ｒと非アリール置換基Ｒ’を１つずつ有する基（モノアリールアミノ基）であっても、アリール置換基Ｒを２つ有するもの（ジアリールアミノ基）であってもよい。また、アリールアミノゼスレン化合物は、分子中にアリールアミノ基を１つ又は２つ以上有することができ、アリールアミノ基が分子中に２つ以上存在する場合、それらは同一であってもよく、あるいは異なるものであってもよい。
本発明で用いるアリールアミノゼスレン化合物は、ゼスレンを所定の置換基で置換することにより容易に調製することができる。ゼスレンは、例えばＪｏｕｒｎａｌｏｆｔｈｅＡｍｅｒｉｃａｎＣｈｅｍｉｃａｌＳｏｃｉｅｔｙ，９０巻，５３０ページ（１９６８）に記載された方法により得ることができる。ゼスレンへの置換基の導入は、任意の方法で行うことができ、例えば、まずゼスレンを臭素化し、次にこの臭素を所定のアリールアミノ基で置換するといった方法で行うことができる。
本発明の有機ＥＬ素子の発光層は、上述のアリールアミノゼスレン化合物を含む材料から形成される。発光層の膜厚の範囲は１〜８０ｎｍであり、好ましくは５〜３０ｎｍである。発光層材料は、場合により、アリールアミノゼスレン化合物以外の成分を含むことができる。例えば、アリールアミノゼスレン化合物単独では製膜性が不足して発光層を都合よく形成するのが困難な場合があり、このとき発光色素としてのアリールアミノゼスレン化合物をゲスト材料とし、ホスト材料と混合して発光層を形成することにより、良好な発光特性を保ったまま製膜性を確保することができる。
より具体的に説明すると、発光色素であるアリールアミノゼスレン化合物とこの化合物よりも大きな励起エネルギーを有するホスト材料（すなわちアリールアミノゼスレン化合物よりも光吸収端が短波長である材料）との混合物を、発光層の材料として使用する。このときホスト材料の蛍光発光スペクトルがゲスト材料であるアリールアミノゼスレン化合物の吸収スペクトルと同じ波長領域にあるようにすると、ホストからゲストへの励起エネルギーの有効な移動が可能となり、ホスト材料の発光はほとんど起こらずにゲスト材料からの発光が効率よく起こり、純度の良い発光色が得られる。
ホスト材料は１種類であってもよいが、２種類以上の材料の混合物で構成することも可能である。例えば２種類のホスト材料を使用する場合、一方のホスト材料（ホスト材料１）の蛍光発光波長とゲスト材料の吸収波長に有効な重なりがないとしても、ホスト材料１の発光波長領域の光を吸収し、ゲスト材料の吸収波長領域に蛍光を発する別のホスト材料（ホスト材料２）を混合することにより、ホスト材料１→ホスト材料２→ゲスト材料のエネルギー移動が効率的に起こり、高効率で発光色純度のよいゲスト材料からの発光が得られる。
本発明の有機ＥＬ素子の発光層においてホスト材料として使用可能なものの例としては、下式

のトリス（８−キノリノラト）アルミニウム（Ａｌｑ）を始めとするアルミニウムキノリノール錯体、下式

のルブレン、及び下式

のビス（ベンゾキノリノラト）ベリリウム錯体などを挙げることができる。
本発明の有機ＥＬ素子は、正極と負極との間にアリールアミノゼスレン化合物を含む発光層のみを有する「一層型」の素子であってもよく、あるいは正極と負極との間に発光層とそれ以外の少なくとも１つの層とを有する「積層型」の素子であってもよい。積層型の場合の発光層以外の層の例としては、正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層、電子輸送層を挙げることができる。場合によっては、発光層は正孔輸送層又は電子輸送層を兼ねることもできる。
本発明の有機ＥＬ素子において可能な層構成例は、次のとおりである。
・正極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／負極
・正極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／負極
・正極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／負極
・正極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／負極
・正極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層兼電子輸送層／電子注入層／負極
・正極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層兼電子輸送層／負極
・正極／正孔輸送層／発光層兼電子輸送層／電子注入層／負極
・正極／正孔輸送層／発光層兼電子輸送層／負極
・正極／正孔注入層／正孔輸送層兼発光層／電子輸送層／電子注入層／負極
・正極／正孔注入層／正孔輸送層兼発光層／電子輸送層／負極
・正極／正孔輸送層兼発光層／電子輸送層／電子注入層／負極
・正極／正孔輸送層兼発光層／電子輸送層／負極
・正極／発光層／負極
既に説明した発光層以外について説明すると、正極は、ＩＴＯ（インジウムとスズの合金酸化物）、酸化スズ、酸化インジウムなどから作製することができ、膜厚範囲は１〜５０００ｎｍ、好ましくは２０〜２００ｎｍである。
正孔注入層は、銅フタロシアニン、ポリアニリン、下式で表されるスターバーストアミン

などで作製することができ、膜厚範囲は１〜１００ｎｍ、好ましくは５〜５０ｎｍである。
正孔輸送層は、下式で表される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）、

下式で表されるＮＰＤ（Ｎ，Ｎ’−ジナフチル−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミン）

などの芳香族アミン類などで製作することができる。あるいは、正孔輸送層はポリビニルカルバゾールなどから形成することもできる。正孔輸送層の膜厚範囲は１〜５００ｎｍ、好ましくは１０〜１００ｎｍである。
電子輸送層は、下式

で表されるトリス（８−キノリノラト）アルミニウムを始めとする８−キノリノール又はその誘導体を配位子とする有機金属錯体などのキノリン誘導体、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、フェナントロリン誘導体、ペリレン誘導体、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、キノキサリン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、ニトロ置換フルオレン誘導体などから製作することができる。電子輸送層の膜厚範囲は１〜５００ｎｍ、好ましくは１０〜５０ｎｍである。電子輸送層は、上記材料から得られる２層以上から形成してもよい。
電子注入層は、フッ化リチウムを始めとするアルカリ金属フッ化物、フッ化ストロンチウムを始めとするアルカリ土類金属フッ化物などから製作することができ、膜厚範囲は０．１〜１０ｎｍ、好ましくは０．５〜２ｎｍである。
負極は、アルミニウム、マグネシウム、カルシウム、リチウム、インジウム、銀、及びこれらの合金などから製作することができ、膜厚範囲は１〜１００００ｎｍ、好ましくは２０〜２００ｎｍである。
発光層兼正孔輸送層又は発光層兼電子輸送層は、発光層と同じ材料、すなわちアリールアミノゼスレン化合物を含む材料から形成することができる。
本発明の有機ＥＬ素子を構成する各層は、いずれも真空蒸着法を利用して形成することができる。これらの層を真空蒸着法以外の方法で形成することも可能であり、例えばスピンコートなどの方法を利用してもよい。一例として、正孔輸送層の材料としてポリビニルカルバゾールを用いる場合、スピンコート法を好ましく使用することができる。
本発明による有機ＥＬ素子の例を図１に模式的に示す。この図に示したように、本発明の有機ＥＬ素子１は、ガラス等の基板１０上に順次形成した、正極２、正孔輸送層３、発光層４、電子輸送層５、負極６を有し、正極２と負極６は電源１２に接続される。既に触れたように、本発明の有機ＥＬ素子においては、正極２、発光層４、負極６を有することが重要であって、正孔輸送層３と電子輸送層５を含むことは随意であり、また図１に示した以外の様々な層構成が可能である。
本発明の有機ＥＬ素子は、色純度の高い赤色発光を示し、パッシブマトリクスパネルタイプ又はアクティブマトリクスパネルタイプの有機ＥＬディスプレイで使用することができる。このような有機ＥＬディスプレイ自体は、例えば「日経エレクトロニクス」，ｎｏ．７６５，２０００年３月１３日号，５５〜６２ページ（日経ＢＰ社）に記載のとおり、周知のものである。
有機ＥＬディスプレイのカラー化方式としては、
（１）赤、緑、青の３色をそれぞれを発光する有機ＥＬ素子を基板上に配置する３色発光法、
（２）白色発光有機ＥＬ素子の白色光をカラーフィルターを通して３原色に分ける白色法、
（３）青色発光有機ＥＬ素子の青色光を蛍光色素層を通して赤、緑に変換する色変換法、
がある（例えば、「月刊ディスプレイ」，２０００年９月号，３３〜３７ページ参照）。このうち本発明の赤色発光素子は、３色発光法によるカラーパネルに好適に使用できる。
３色発光法によるパネルには、赤、緑、青の３色をそれぞれ発光する有機ＥＬ素子が必要になる。本発明による赤色発光素子以外の発光素子として、例えば、緑色発光用に、ＩＴＯ（正極）／ＮＰＤ／Ａｌｑ／Ａｌ−Ｌｉ合金（負極）の組み合わせを、また青色発光用に、ＩＴＯ（正極）／ＮＰＤ／ＤＰＶＢｉ／Ａｌｑ／Ａｌ−Ｌｉ合金（負極）の組み合わせを使用することができる。青色発光素子を構成する材料のうちのＤＰＶＢｉは、下式で表される化合物である。

有機ＥＬ素子を用いたディスプレイ自体は上述のとおり周知であるが、本発明の赤色発光有機ＥＬ素子を用いた３色発光法によるものを、ここで簡単に説明しておくことにする。
まず、パッシブマトリクスパネルディスプレイの部分分解斜視図を図２に示し、またこのディスプレイを駆動するのに用いられる回路の構成例を図３に示す。図２に示したパッシブマトリクスパネルディスプレイは、ガラス基板２１、その上に位置する例えばＩＴＯの正極（ロウ電極）２２、この正極２２の上に配置される赤、緑、青の各色を発光するＥＬ素子２３ｒ、２３ｇ、２３ｂ（これらのうち赤色発光素子２３ｒとして本発明の有機ＥＬ素子を使用する）から構成される有機ＥＬ層２３、そしてこの有機ＥＬ層２３の上の金属負極（カラム電極）２４を含む。図３の回路図において、３１はパネル基板であり、３２はＥＬ素子、３３は正極ライン、３４は負極ライン、３５は定電流源を示している。
次に、アクティブマトリクスパネルディスプレイの部分分解斜視図を図４に示し、このディスプレイを駆動する回路の構成例を図５に示す。図４のアクティブマトリクスパネルディスプレイは、ガラス基板４１、その上の例えばＩＴＯの正極４２、この正極４２の上に配置される赤、緑、青の各色を発光するＥＬ素子４３ｒ、４３ｇ、４３ｂ（これらのうち赤色発光素子４３ｒとして本発明の有機ＥＬ素子を使用する）から構成される有機ＥＬ層４３、この有機ＥＬ層４３の上の金属負極４４を含み、各正極４２にはそれを駆動・制御するためのＴＦＴ回路４５が接続されている。基板４１の上には駆動回路４６も設けられている。図５の回路図において、５１はパネル基板であり、５２はＥＬ素子、５３は電源供給ライン、５４はデータライン、５５は走査線であり、５６は駆動用ＴＦＴ、５７はスイッチング用ＴＦＴであり、そして５８は駆動回路である。有機ＥＬ素子５２からの矢印付きの線は、陰極（図示せず）につながっている。
実施例
以下、実施例により本発明を更に説明するが、これらの例は本発明を限定するものではない。
合成例１
この例は、４，１１−ビス（フェニルアミノ）ゼスレンの合成を説明する。
ＪｏｕｒｎａｌｏｆｔｈｅＡｍｅｒｉｃａｎＣｈｅｍｉｃａｌＳｏｃｉｅｔｙ，９０巻，５３０ページ（１９６８）に記載された合成方法により調製したゼスレンを、四塩化炭素に溶解し、この溶液を冷却しながら１モル当量の臭素を加え４時間反応させてゼスレンをブロム化した後、クロマトグラフ法を利用して精製し、４，１１−ジブロモゼスレンを得た。
こうして得た４，１１−ジブロモゼスレンに、フェニルアミン炭酸カリウム、銅粉を加え、２００℃で３０時間反応させた。反応終了後、反応液を水で希釈してから、クロロホルムで反応物を抽出した。次いで、クロマトグラフ法により精製して、下式で表される４，１１−ビス（フェニルアミノ）ゼスレン（式中のＰｈはフェニル基を表す）を得た。

合成例２
この例は、４，１１−ビス（ジフェニルアミノ）ゼスレンの合成を説明する。
合成例１におけるのと同様にして４，１１−ジプロモゼスレンを得た。この４，１１−ジブロモゼスレンに、ジフェニルアミン、炭酸カリウム、銅粉を加え、２００℃で３０時間反応させた。反応終了後、反応液を水で希釈してから、クロロホルムで反応物を抽出した。次いで、クロマトグラフ法により精製して、下式で表される４，１１−ビス（ジフェニルアミノ）ゼスレン（式中のＰｈはフェニル基を表す）を得た。

以下、実施例１〜５は、既に説明した合成例１の手法で得られる４，１１−ビス（フェニルアミノ）ゼスレンを発光層に用いた積層型有機ＥＬ素子に関する。実施例１
この例は、４，１１−ビス（フェニルアミノ）ゼスレンを発光層に用いた積層型有機ＥＬ素子を説明する。
ＩＴＯ電極つきガラス基板を水、アセトン、イソプロピルアルコールにより順次洗浄し、真空蒸着装置（１×１０^−６ｔｏｒｒ、基板温度は室温）を用いて、この基板上に正孔輸送層としてＴＰＤを５０ｎｍ、その上に発光層として４，１１−ビス（フェニルアミノ）ゼスレンを２０ｎｍ、その上に電子輸送層としてＡｌｑを３０ｎｍ、更にその上にＡｌ−Ｌｉ合金（Ｌｉ：０．５重量％）の電極を５０ｎｍ蒸着して、有機ＥＬ素子を作製した。この素子は、先に図１を参照して説明した有機ＥＬ素子１に相当するものである。この素子に、ＩＴＯ電極を正極、Ａｌ−Ｌｉ電極を負極として電圧を印加すると、電圧６Ｖ以上で赤色発光が観測され、印加電圧１０Ｖにおいて発光輝度３００ｃｄ／ｍ^２の赤色発光が観測された。
実施例２
この例も、４，１１−ビス（フェニルアミノ）ゼスレンを発光層に用いた積層型有機ＥＬ素子を説明する。
ＩＴＯ電極つきガラス基板を水、アセトン、イソプロピルアルコールにより順次洗浄し、真空蒸着装置（１×１０^−６ｔｏｒｒ、基板温度は室温）を用いて、この基板上に正孔輸送層としてＴＰＤを５０ｎｍ、その上に発光層として４，１１−ビス（フェニルアミノ）ゼスレンとＡｌｑを同時蒸着した層（蒸着比４，１１−ビス（フェニルアミノ）ゼスレン１分子に対しＡｌｑ９９分子）を２０ｎｍ、その上に電子輸送層としてＡｌｑを３０ｎｍ、更にその上にＡｌ−Ｌｉ合金（Ｌｉ：０．５重量％）の電極層を５０ｎｍ蒸着して、有機ＥＬ素子を作製した。この素子に、ＩＴＯ電極を正極、Ａｌ−Ｌｉ電極を負極として電圧を印加すると、電圧５Ｖ以上で赤色発光が観測され、印加電圧１０Ｖにおいて発光輝度１０３０ｃｄ／ｍ^２の赤色発光が観測された。
実施例３
この例も、４，１１−ビス（フェニルアミノ）ゼスレンを発光層に用いた積層型有機ＥＬ素子を説明する。
ＩＴＯ電極つきガラス基板を水、アセトン、イソプロピルアルコールにより順次洗浄し、真空蒸着装置（１×１０^−６ｔｏｒｒ、基板温度は室温）を用いて、この基板上に正孔輸送層としてＴＰＤを５０ｎｍ、その上に発光層として４，１１−ビス（フェニルアミノ）ゼスレンとＡｌｑとルブレンを同時蒸着した層（蒸着比４，１１−ビス（フェニルアミノ）ゼスレン１分子に対しＡｌｑ９４分子、ルブレン５分子）を２０ｎｍ、その上に電子輸送層としてＡｌｑを３０ｎｍ、更にその上にＡｌ−Ｌｉ合金（Ｌｉ：０．５重量％）の電極を５０ｎｍ蒸着して、有機ＥＬ素子を作製した。この素子に、ＩＴＯ電極を正極、Ａｌ−Ｌｉ電極を負極として電圧を印加すると、電圧５Ｖ以上で赤色発光が観測され、印加電圧１０Ｖにおいて発光輝度１７００ｃｄ／ｍ^２の赤色発光が観測された。
実施例４
この例は、４，１１−ビス（フェニルアミノ）ゼスレンを正孔輸送層兼発光層に用いた積層型有機ＥＬ素子を説明する。
ＩＴＯ電極つきガラス基板を水、アセトン、イソプロピルアルコールにより順次洗浄し、真空蒸着装置（１×１０^−６ｔｏｒｒ、基板温度は室温）を用いて、この基板上に正孔輸送層兼発光層として４，１１−ビス（フェニルアミノ）ゼスレンを５０ｎｍ、その上に電子輸送層としてＡｌｑを５０ｎｍ、更にその上にＡｌ−Ｌｉ合金（Ｌｉ：０．５重量％）の電極を５０ｎｍ蒸着して、有機ＥＬ素子を作製した。この素子に、ＩＴＯ電極を正極、Ａｌ−Ｌｉ電極を負極として電圧を印加すると、電圧５Ｖ以上で赤色発光が観測され、印加電圧１０Ｖにおいて発光輝度２３０ｃｄ／ｍ^２の赤色発光が観測された。
実施例５
この例は、４，１１−ビス（フェニルアミノ）ゼスレンを電子輸送層兼発光層に用いた積層型有機ＥＬ素子を説明する。
ＩＴＯ電極つきガラス基板を水、アセトン、イソプロピルアルコールにより順に洗浄し、真空蒸着装置（１×１０^−６ｔｏｒｒ、基板温度は室温）を用いて、この基板上に正孔輸送層としてＴＰＤを５０ｎｍ、電子輸送層兼発光層として４，１１−ビス（フェニルアミノ）ゼスレンを３０ｎｍ、更にその上にＡｌ−Ｌｉ合金（Ｌｉ：０．５重量％）を５０ｎｍ蒸着して、有機ＥＬ素子を作製した。この素子に、ＩＴＯ電極を正極、Ａｌ−Ｌｉ電極を負極として電圧を印加すると、電圧６Ｖ以上で赤色発光が観測され、印加電圧１０Ｖにおいて発光輝度１８０ｃｄ／ｍ^２の赤色発光が観測された。
以下、実施例６〜１０は、既に説明した合成例２の手法で得られる４，１１−ビス（ジフェニルアミノ）ゼスレンを発光層に用いた積層型有機ＥＬ素子に関する。
実施例６
この例は、４，１１−ビス（ジフェニルアミノ）ゼスレンを発光層に用いた積層型有機ＥＬ素子を説明する。
ＩＴＯ電極つきガラス基板を水、アセトン、イソプロピルアルコールにより順次洗浄し、真空蒸着装置（１×１０^−６ｔｏｒｒ、基板温度は室温）を用いて、この基板上に正孔輸送層としてＴＰＤを５０ｎｍ、その上に発光層として４，１１−ビス（ジフェニルアミノ）ゼスレンを２０ｎｍ、その上に電子輸送層としてＡｌｑを３０ｎｍ、更にその上にＡｌ−Ｌｉ合金（Ｌｉ：０．５重量％）の電極を５０ｎｍ蒸着して、有機ＥＬ素子を作製した。この素子に、ＩＴＯ電極を正極、Ａｌ−Ｌｉ電極を負極として電圧を印加すると、電圧６Ｖ以上で赤色発光が観測され、印加電圧１０Ｖにおいて発光輝度４２０ｃｄ／ｍ^２の赤色発光が観測された。
実施例７
この例も、４，１１−ビス（ジフェニルアミノ）ゼスレンを発光層に用いた積層型有機ＥＬ素子を説明する。
ＩＴＯ電極つきガラス基板を水、アセトン、イソプロピルアルコールにより順に洗浄し、真空蒸着装置（１×１０^−６ｔｏｒｒ、基板温度は室温）を用いて、この基板上に正孔輸送層としてＴＰＤを５０ｎｍ、その上に発光層として４，１１−ビス（ジフェニルアミノ）ゼスレンとＡｌｑを同時蒸着した層（蒸着比４，１１−ビス（ジフェニルアミノ）ゼスレン１分子に対しＡｌｑ９９分子）を２０ｎｍ、その上に電子輸送層としてＡｌｑを３０ｎｍ、更にその上にＡｌ−Ｌｉ合金（Ｌｉ：０．５重量％）の電極を５０ｎｍ蒸着した。この素子に、ＩＴＯ電極を正極、Ａｌ−Ｌｉ電極を負極として電圧を印加すると、電圧５Ｖ以上で赤色発光が観測され、印加電圧１０Ｖにおいて発光輝度１６４０ｃｄ／ｍ^２の赤色発光が観測された。
実施例８
この例も、４，１１−ビス（ジフェニルアミノ）ゼスレンを発光層に用いた積層型有機ＥＬ素子を説明する。
ＩＴＯ電極つきガラス基板を水、アセトン、イソプロピルアルコールにより順に洗浄し、真空蒸着装置（１×１０^−６ｔｏｒｒ、基板温度は室温）を用いて、この基板上に正孔輸送層としてＴＰＤを５０ｎｍ、その上に発光層として４，１１−ビス（ジフェニルアミノ）ゼスレンとＡｌｑとルブレンを同時蒸着した層（蒸着比４，１１−ビス（ジフェニルアミノ）ゼスレン１分子に対しＡｌｑ９４分子、ルブレン５分子）を２０ｎｍ、その上に電子輸送層としてＡｌｑを３０ｎｍ、更にその上にＡｌ−Ｌｉ合金（Ｌｉ：０．５重量％）の電極を５０ｎｍ蒸着して、有機ＥＬ素子を作製した。この素子に、ＩＴＯ電極を正極、Ａｌ−Ｌｉ電極を負極として電圧を印加すると、電圧５Ｖ以上で赤色発光が観測され、印加電圧１０Ｖにおいて発光輝度２０００ｃｄ／ｍ^２の赤色発光が観測された。
実施例９
この例は、４，１１−ビス（ジフェニルアミノ）ゼスレンを正孔輸送層兼発光層に用いた積層型有機ＥＬ素子を説明する。
ＩＴＯ電極つきガラス基板を水、アセトン、イソプロピルアルコールにより順次洗浄し、真空蒸着装置（１×１０^−６ｔｏｒｒ、基板温度は室温）を用いて、この基板上に正孔輸送層兼発光層として４，１１−ビス（ジフェニルアミノ）ゼスレンを５０ｎｍ、その上に電子輸送層としてＡｌｑを５０ｎｍ、更にその上にＡｌ−Ｌｉ合金（Ｌｉ：０．５重量％）の電極を５０ｎｍ蒸着した。この素子に、ＩＴＯを正極、Ａｌ−Ｌｉを負極として電圧を印加すると、電圧５Ｖ以上で赤色発光が観測され、印加電圧１０Ｖにおいて発光輝度４１０ｃｄ／ｍ^２の赤色発光が観測された。
実施例１０
この例は、４，１１−ビス（ジフェニルアミノ）ゼスレンを電子輸送層兼発光層に用いた積層型有機ＥＬ素子を説明する。
ＩＴＯ電極つきガラス基板を水、アセトン、イソプロピルアルコールにより順に洗浄し、真空蒸着装置（１×１０^−６ｔｏｒｒ、基板温度は室温）を用いて、この基板上に正孔輸送層としてＴＰＤを５０ｎｍ、電子輸送層兼発光層として４，１１−ビス（ジフェニルアミノ）ゼスレンを３０ｎｍ、更にその上にＡｌ−Ｌｉ合金（Ｌｉ：０．５重量％）の電極を５０ｎｍ蒸着して、有機ＥＬ素子を作製した。この素子に、ＩＴＯ電極を正極、Ａｌ−Ｌｉ電極を負極として電圧を印加すると、電圧６Ｖ以上で赤色発光が観測され、印加電圧１０Ｖにおいて発光輝度２２０ｃｄ／ｍ^２の赤色発光が観測された。
産業上の利用可能性
以上説明したとおり、アリールアミノゼスレン化合物を含む材料から構成された有機発光層を含む本発明の有機ＥＬ素子は、色純度の高い赤色光を効率よく発することができ、そのためカーオーディオディスプレイ、携帯電話用ディスプレイその他の各種フラットパネルディスプレイにおいて有効に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明による有機ＥＬ素子の例を説明する図である。
図２は、本発明の有機ＥＬ素子を用いたパッシブマトリクスパネルディスプレイを例示する図である。
図３は、図２のパネルディスプレイ用の回路の構成例を説明する図である。
図４は、本発明の有機ＥＬ素子を用いたアクティブマトリクスパネルディスプレイを例示する図である。
図５は、図４のパネルディスプレイ用の回路の構成例を示す図である。

Claims

正極及び負極と、当該正極及び負極間に位置する有機発光層とを有する有機ＥＬ素子であって、当該有機発光層の材料が、下記一般式で表されるアリールアミノゼスレン化合物を含むことを特徴とする有機ＥＬ素子。

（式中のＲ１〜Ｒ１４のうちの少なくとも１つは、下記構造式で表されるアリールアミノ基

であり（この式のＲは単環芳香族環又は５環以下の縮合芳香族環を有する置換又は非置換芳香族基であって、置換芳香族基の場合、置換基は炭素、酸素、窒素及び硫黄原子のうちから選ばれる少なくとも１種の原子を含み、且つ当該置換芳香族基における水素以外の原子数の合計は２５以下であり、Ｒ’は、水素、ハロゲン、−ＯＨ、−ＯＣＨ_３、又は炭素数１〜１０のアルキル基である）、当該アリールアミノゼスレン化合物が２個以上のアリールアミノ基を含む場合、それらは同一であっても異なるものであってもよく、Ｒ１〜Ｒ１４のうちのアリールアミノ基以外の基は独立に、水素、ハロゲン、−ＯＨ、−ＯＣＨ_３、炭素数１〜１０のアルキル基、あるいは上記のとおりの置換又は非置換芳香族基を表す）
前記アリールアミノ基がモノアリールアミノ基である、請求項１記載の有機ＥＬ素子。
前記アリールアミノ基がジアリールアミノ基である、請求項１記載の有機ＥＬ素子。
前記アリールアミノゼスレン化合物が前記アリールアミノ基としてモノアリールアミノ基とジアリールアミノ基の両方を含む、請求項１記載の有機ＥＬ素子。
前記アリールアミノ基のアリール置換基がフェニル基である、請求項２〜４のいずれか１つに記載の有機ＥＬ素子。
前記有機発光層の材料が、４，１１−ビス（フェニルアミノ）ゼスレン、４，１１−ビス（ジフェニルアミノ）ゼスレン、又はそれらの混合物を含む、請求項１記載の有機ＥＬ素子。
前記正極と前記有機発光層との間に位置する正孔輸送層と、前記負極と前記有機発光層との間に位置する電子輸送層とを有する、請求項１〜６のいずれか１つに記載の有機ＥＬ素子。
前記有機発光層を電子輸送層と兼用し、且つ、この電子輸送層を兼ねる有機発光層と前記正極との間に正孔輸送層を有する、請求項１〜６のいずれか１つに記載の有機ＥＬ素子。
前記有機発光層を正孔輸送層と兼用し、且つ、この正孔輸送層を兼ねる有機発光層と前記負極との間に電子輸送層を有する、請求項１〜６のいずれか１つに記載の有機ＥＬ素子。
前記発光層の材料が、ゲスト材料としての前記アリールアミノゼスレン化合物のほかに、少なくとも１種のホスト材料を含む、請求項１〜９のいずれか１つに記載の有機ＥＬ素子。
前記ホスト材料が、アルミニウムキノリノール錯体、又はアルミニウムキノリノール錯体とルブレンとの混合物である、請求項１０記載の有機ＥＬ素子。
請求項１〜１１のいずれか１つに記載の有機ＥＬ素子を用いた有機ＥＬディスプレイ。
基板と、この基板上に設けた、請求項１〜１１までのいずれか１つに記載の有機ＥＬ素子を含む有機ＥＬ層と、この有機ＥＬ層に含まれる有機ＥＬ素子を駆動するための回路を含む有機ＥＬディスプレイ。
パッシブマトリクスパネルディスプレイ又はアクティブマトリクスディスプレイである、請求項１２又は１３記載の有機ＥＬディスプレイ。