WO2005112521A1 - 青色系有機エレクトロルミネッセンス素子及び表示装置 - Google Patents

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Satoshi Hachiya
Hitoshi Kuma
Chishio Hosokawa
Kenichi Fukuoka
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Idemitsu Kosan Co., Ltd.
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    • H10K85/633—Amine compounds having at least two aryl rest on at least one amine-nitrogen atom, e.g. triphenylamine comprising polycyclic condensed aromatic hydrocarbons as substituents on the nitrogen atom

Definitions

  • the present invention relates to a blue organic electroluminescent (EL) device and a display device using the same.
  • EL organic electroluminescent
  • EL devices using electroluminescence emit light with high visibility due to self-emission and have excellent characteristics such as excellent impact resistance because they are completely solid devices. Therefore, they are used as light-emitting devices in various display devices. The use of is attracting attention.
  • the organic EL element has a basic structure of an anode Z light emitting layer Z cathode.
  • an electric field is applied between the two electrodes, electrons are injected from the cathode side, and holes are injected from the anode side. Then, the electrons and holes recombine in the light-emitting layer to generate an excited state, and emit energy as light when the excited state returns to the ground state.
  • the light emitting layer is usually formed by adding a small amount of a fluorescent molecule (dopant) to a host material.
  • the dopant efficiently receives the energy of the excited host and increases the luminous efficiency.
  • Patent Documents 1 and 2 a pair of reflective members are provided with a light-emitting layer of an organic EL element interposed therebetween, and light emitted from the light-emitting layer is caused to interfere between the reflective members to enhance only blue light emission. To take out of the device.
  • Patent Document 1 JP-A-8-8061
  • Patent Document 2 US Pat. No. 5,949,187 An object of the present invention is to provide a blue-based organic EL device and a display device having a long life and high efficiency.
  • the inventors of the present invention have conducted intensive studies and found that interference between an organic EL element including a first organic light emitting medium having an emission peak in a blue region and a second organic light emitting medium having a different emission peak from the first organic light emitting medium.
  • the present invention was found to be able to improve the lifetime, efficiency, and viewing angle characteristics by enhancing the blue emission by combining the effects and setting the two emission peak wavelengths to a specific relationship, and completed the present invention.
  • the following blue-based organic EL device and display device are provided.
  • the light emitting layer is the light emitting layer
  • the light emitted from the first and second organic light emitting media is interfered between the members, and the light emitted from the first organic light emitting medium is emphasized,
  • a blue-based organic electroluminescent device in which light taken out has first and second emission peak wavelengths satisfying the following relationship.
  • the blue organic electroluminescent device wherein the first emission peak wavelength is in a range of 400 to 500 nm and the second emission peak wavelength is in a range of 500 to 700 nm.
  • L is the optical distance between the first and second reflecting members
  • ⁇ is the blue wavelength
  • ⁇ is the sum of the phase shifts at the interface between the two reflecting members
  • m is an integer of 0 or more or a value near the integer.
  • the organic electroluminescent display device having a color adjusting member for adjusting a color of light emitted from the blue organic electroluminescent device.
  • An organic electroluminescent display device comprising: the blue organic electroluminescent device according to any one of 1 to 5; and a color adjusting member for adjusting the color of light emitted from the blue organic electroluminescent device.
  • a blue-based organic EL device and a display device having a long life and high efficiency can be provided.
  • FIG. 1 is a view showing one embodiment of a blue organic EL display device of the present invention.
  • FIG. 2 (a) is a diagram showing a wavelength spectrum of light emitted from a light emitting layer before being subjected to optical interference
  • FIG. 2 (b) is a diagram showing a wavelength spectrum of light which also goes out of an organic EL device after being subjected to optical interference. .
  • FIG. 3 is a view showing another embodiment of the blue organic EL display device of the present invention.
  • FIG. 4 is a view showing another embodiment of the blue-based organic EL display device of the present invention.
  • FIG. 5 is a view showing an emission spectrum of Example 1.
  • FIG. 6 is a view showing an emission spectrum of Example 2.
  • FIG. 7 is a diagram showing an emission spectrum of Comparative Example 1.
  • FIG. 8 is a view showing an emission spectrum of Comparative Example 2.
  • FIG. 9 shows an emission spectrum of Comparative Example 3.
  • FIG. 10 shows an emission spectrum of Comparative Example 4.
  • FIG. 1 is a view showing one embodiment of a blue organic EL display device of the present invention.
  • a blue organic EL element 2 a transparent protective layer 3, and a color adjustment layer 4 are formed on a substrate 1.
  • the blue-based organic EL element 2 includes a reflective electrode 21 (having both a first reflective member and an electrode), a light emitting layer 22, a metal layer 23 (a second reflective member), and a transparent electrode 24.
  • the laminate of the metal layer 23 and the transparent electrode 24 functions as a semi-permeable electrode.
  • the reflective electrode 21 is a layer that functions as an electrode for supplying holes or electrons and reflects light generated in the light emitting layer 22 in a light extraction direction indicated by an arrow.
  • the reflective electrode has a wavelength of 400 ⁇ !
  • the average value of the reflectance at -700 nm is preferably 65% or more.
  • the light-emitting layer 22 includes a first dopant (first organic light-emitting medium) (not shown) that emits light having a first emission peak of blue and a second dopant that emits light having a second emission peak. Includes a second dopant (second organic luminescent medium) (not shown).
  • a light emitting medium having a small energy gap is easier to emit light at a longer wavelength, so that the second emission peak has a longer wavelength than the first emission peak, Egl> Eg2 (Egl is the first emission peak).
  • the energy gap of the organic luminescent medium, Eg2 is the energy gap of the second organic luminescent medium).
  • the energy gap corresponds to the energy difference between the valence level and the conduction level of the organic EL material, and is usually determined as the absorption edge in the light absorption spectrum of the material.
  • the laminated film of the metal layer 23 and the transparent electrode 24 functions as an electrode for supplying holes or electrons, and reflects and transmits light generated in the light emitting layer 22.
  • the laminated film has a wavelength of 400 ⁇ !
  • the average value of the reflectance at -700 nm is preferably 20-80%.
  • Either the reflective electrode 21 or the transparent electrode 24 may be an anode or a cathode, but the electrode in the light extraction direction shows light transmittance.
  • the light transmittance for visible light is at least 20%, more preferably at least 50%.
  • the transparent protective layer 3 is an optional layer. It is provided to prevent deterioration due to oxygen, moisture and other volatile components contained in the water.
  • a transparent inorganic compound layer such as SiON, AION, or SiAlON, or a layer obtained by laminating these transparent inorganic compound layers with a transparent resin or a sealing liquid can be used.
  • the light emitting layer 22 when a voltage is applied to the electrodes 21 and 24, the light emitting layer 22 has two blue and second (eg, green to red) wavelength peaks shown in FIG. 2 (a). Light is emitted.
  • the organic EL element 2 has an optical resonator structure in which a portion between the light reflective electrode 21 and the metal layer 23 is a resonance part. With this resonator structure, light generated in the light emitting layer 22 is repeatedly reflected between the two reflecting surfaces (the light reflective electrode 21 and the metal layer 23), and light having a wavelength near the following formula (1) is selected. It is strongly emitted out of the device.
  • L is the optical distance of the resonator
  • ⁇ is the wavelength of light
  • ⁇ is the sum of the phase shifts at the interface between the two reflecting members
  • m is an integer of 0 or more or a value near the integer.
  • optical distance L is the product of the refractive index n of the medium through which light passes and the actual geometric distance L.
  • L indicates the optical distance of the organic EL element 2 schematically.
  • a thin film made of a material alone for forming the light emitting layer 22 is formed on a support substrate.
  • optical measurement of the prepared thin film sample is performed to determine the refractive index n of the material.
  • the product can be obtained by calculating the product of the film thickness d of each layer and the refractive index n when the organic EL element is manufactured, and calculating the total sum.
  • ⁇ is obtained as follows. First, a target reflective electrode 21 is formed on a supporting substrate, and an optical measurement of the prepared thin film sample is performed using an apparatus such as an ellipsometer to obtain a refractive index ⁇ and an extinction coefficient k of the material.
  • the amplitude reflectivity r of the light at the reflective electrode is calculated by equation (3) Can.
  • Can is the refractive index of the material of the layer on the same side as the reflecting member 23 of the layer in contact with the reflective electrode 21, and i is an imaginary unit.
  • ⁇ can be calculated by the following equation (4).
  • L can be adjusted by the refractive index and the thickness of at least one layer including at least the light emitting layer existing between the two reflecting surfaces, and can be adjusted by providing an optical thickness adjusting layer such as an inorganic compound layer. Is also good.
  • ⁇ is selected to be a blue wavelength
  • the first emission peak wavelength of blue is selectively enhanced as shown in FIG.
  • the wavelength of the light is weakened, and the light is taken out.
  • the first and second emission peak wavelengths satisfy the following relationship.
  • the concentration of the dopant contained in the first light emitting medium and the concentration of the dopant contained in the second light emitting medium are adjusted.
  • the blue wavelength (first wavelength) is preferably between 400 and 500 nm, and the second wavelength is preferably between 500 and 700 nm, or green to red with a 510 force of 700 nm.
  • the light emitted from the element 2 is appropriately adjusted in color by the color adjustment member 4 and extracted outside. If a color filter of a specific color is provided as the color adjustment layer, a device that emits a specific color can be obtained. If a color conversion layer is provided with a green conversion member for converting blue light into green light and a red conversion member for converting blue light into red light, a full-color display device can be obtained. At that time, if blue, green, and red color filters are provided for the three primary colors, the color purity of each color is further increased. It can also be used as a blue light emitting device without providing a color adjusting layer.
  • a conventional organic EL device having no resonance part as in the present embodiment for example, when two kinds of dopants, ie, blue light emission and green to red light emission, are used, light is normally emitted in a color other than blue. .
  • blue light is emitted substantially by combining the interference effects.
  • the existence of the green to red wavelength peaks that hardly contribute to the color of light emission can extend the life of blue light emission.
  • an electron injection layer It further includes an electron transport layer, a hole injection layer, a hole transport layer, and the like.
  • a force provided with a metal layer 23 between the transparent electrode 24 and the light emitting layer 22 Even if the lamination order of the metal layer 23 and the transparent electrode 24 is reversed.
  • another layer may be interposed between the metal layer 23 and the light emitting layer 22.
  • an insulating film such as a dielectric multilayer film other than the metal layer can be used as the second reflecting member.
  • the first reflecting member and the electrode need not be the same, and the The insulating light-reflecting layer may be laminated in the order of the Z electrode in the light extraction direction that may be separated.
  • the insulative light reflecting layer include a multilayer laminated film of a high-refractive-index dielectric layer and a low-refractive-index dielectric layer generally known as a dielectric laser mirror.
  • Examples of a material for forming the high refractive index dielectric layer include metal oxides such as ZrO, CeO, and TaO.
  • Examples of the material for forming the low refractive index dielectric layer include metal fluorides such as CaF and A1F.
  • the light emitting layer 22 may be a laminate of a first layer 22a containing a first organic light emitting medium and a second layer 22b containing a second organic light emitting medium.
  • the first layer 22a that emits blue light is on the anode side because the emission intensity can be easily adjusted.
  • FIG. 1 shows a top emission type in which light is extracted from the side opposite to the substrate 1.
  • a bottom emission type in which light is extracted from the substrate 1 may be used.
  • the same members as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.
  • the protective layer 3 does not need to be transparent.
  • a metal film with low light transmittance is preferable.
  • the reflectivity of a metal film is determined by its film thickness d, complex refractive index n—i ⁇ , and surface roughness (RMS roughness) ⁇ .
  • Preferred materials for the metal film are those in which the real part ⁇ and the imaginary part ⁇ ⁇ (corresponding to the light absorption coefficient) of the complex refractive index are small. Specifically, Au, Ag, Cu, Mg, Al , Ni, Pd and the like.
  • the thickness d is small, light is transmitted and the reflectance is reduced.
  • the thickness is preferably 50 nm or more.
  • the surface roughness ⁇ is preferably less than 10 nm, more preferably less than 5 nm.
  • Metals that reflect light such as Au, Ag, Al, Pt, Cu, W, Cr, Mn, Mg, Ca, Li, Yb, Eu, Sr, Ba, Na, etc., and among these metals Alloys formed by appropriately selecting two or more kinds, such as Mg: Ag, Al: Li, Al: Ca, Mg: Li, etc., may be mentioned.
  • these metals or alloys those with a work function of less than 4. OeV are preferred as cathodes, while those with a work function of 4.5 eV or more are preferred as anodes.
  • the reflectance of the transparent electrode itself is low, the reflectance can be increased by laminating the transparent electrode with a metal film.
  • conductive oxides are preferred, and ZnO: Al, ITO (indium tin oxide), SnO: Sb, InZnO, and the like are particularly preferable.
  • ZnO Al, ITO (indium tin oxide), SnO: Sb, InZnO, and the like are particularly preferable.
  • a metal film As a metal film,
  • Preferable examples include the film having the metal or alloy strength described in (1).
  • any of a transparent electrode and a metal film may be provided at a portion in contact with the organic layer.
  • Dielectric Film (Reflective Member) Z Transparent Electrode or Transparent Electrode A laminated electrode made of a Z dielectric film
  • the transparent electrode itself has a low refractive index as described above, and thus has a high refractive index or a low refractive index.
  • the reflectance can be increased.
  • a transparent oxide film or a transparent nitride film having a refractive index of 1.9 or more is preferred, and a sulfur oxide film or a selenide compound is also transparent. If it's something you like.
  • Examples of such a high refractive index dielectric film include ZnO, ZrO, HfO, TiO, SiN, B
  • a film formed by powdering these and dispersing them in a polymer may be used.
  • the low-refractive-index dielectric film is a film made of a transparent oxide or fluoride having a refractive index of 1.5 or less, or formed by dispersing the oxide or fluoride into a powder and dispersing it in a polymer. Or a fluorinated polymer film.
  • a transparent oxide or fluoride having a refractive index of 1.5 or less or formed by dispersing the oxide or fluoride into a powder and dispersing it in a polymer.
  • a fluorinated polymer film Specifically, MgF, CaF
  • a film formed by the above-mentioned method, or a film formed of fluorinated polyolefin, fluorinated polymethacrylate, fluorinated polyimide, or the like is preferable.
  • the dielectric multilayer film in this laminated electrode is obtained by alternately laminating the high-refractive-index dielectric film and the low-refractive-index dielectric film described above in (3) many times.
  • Examples of the transparent electrode include those described in the above (2), and examples of the metal electrode include those described in the above (1).
  • a reflective electrode (reflective member, electrode)! ⁇ is preferably a reflective electrode and a semi-transmissive electrode (reflective member, electrode) having a work function of 4.5 eV or more when used as an anode.
  • the anode include indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), tin oxide (NESA), gold, silver, platinum, and copper.
  • ITO indium tin oxide
  • IZO indium zinc oxide
  • NESA tin oxide
  • gold, silver, platinum, and copper gold, silver, platinum, and copper.
  • IZO indium zinc oxide alloy
  • the sheet resistance of the anode is preferably 1000 ⁇ / port or less.
  • ⁇ indicates a reflective electrode and a semi-transmissive electrode (reflective member, electrode) has a small work function as a cathode when used as a cathode (4 eV or less).
  • Metals, alloys, electrically conductive compounds and mixtures thereof are used as electrode materials. Specific examples of such an electrode material include sodium, sodium-potassium alloy, magnesium, lithium, magnesium-silver alloy, aluminum Z aluminum oxide, aluminum-lithium alloy, indium, and rare earth metals.
  • the sheet resistance of the cathode is preferably several hundreds ⁇ or less.
  • one of the pair of reflective members includes a laminate of a high refractive index dielectric and a transparent electrode or a dielectric multilayer film.
  • a reflecting member can be manufactured by, for example, an evaporation method, a sputtering method, or the like.
  • the vapor deposition method include a resistance heating method and an electron beam method
  • examples of the sputtering method include a DC sputtering method, an ion beam sputtering method, and an ECR (electron citatron resonance) method. .
  • a substrate having optical transparency is used.
  • a substrate for example, glass, quartz, an organic polymer compound, or the like can be mentioned. Among them, those having a refractive index of 1.6 or less are preferable. 4. Optical Thickness Adjusting Layer
  • the optical film thickness adjusting layer is a layer that adjusts the optical film thickness between the two reflecting members, and is a material that is transparent to visible light (transmittance in the visible light region is 50% or more, preferably 80% or more). ).
  • the material used for the optical thickness adjusting layer is not particularly limited as long as it is transparent, but inorganic oxides are preferred.
  • the inorganic oxide include oxides such as In, Sn, Zn, Ce, Sm, Pr, Nd, Tb, Cd, Al, Mo, and W, preferably, In, Sn, Zn, It is an oxide containing Ce.
  • the organic layer sandwiched between the pair of reflection members includes at least a light-emitting layer.
  • the following configuration is provided from the anode reflective electrode side to the cathode reflective electrode side.
  • the organic layer may include an inorganic compound layer if necessary.
  • the light emitting layer can be formed by forming a thin film by a known method such as an evaporation method, a spin coating method, a casting method, and an LB method.
  • the molecular deposition film is a thin film formed by depositing the compound from a gaseous state or solidified from a molten state or a liquid state of the compound. Film.
  • this molecular deposited film can be distinguished from a thin film (molecule cumulative film) formed by the LB method by the difference in the aggregated structure and the higher-order structure and the functional difference caused by the difference.
  • the light emitting layer can be formed by forming a solution by dissolving a solvent together with a binder such as resin into a solvent, and then applying a thin film by spin coating or the like.
  • the light emitting layer is obtained by doping an organic light emitting medium (dopant) into a host material.
  • the host material and the dopant can be appropriately selected from known materials.
  • Ar 1 is an aromatic ring having 6 to 50 nuclear carbon atoms
  • X is a substituent
  • 1 is an integer of 1 to 5
  • m is an integer of 0 to 6.
  • Ar 1 is specifically a phenyl ring, a naphthyl ring, an anthracene ring, a biphenylene ring, an azulene ring, an acenaphthylene ring, a fluorene ring, a phenanthrene ring, a fluoranthene ring, or an acephenanthrylene ring , A triphenylene ring, a pyrene ring, a thalicene ring, a naphthacene ring, a picene ring, a perylene ring, a pentaphene ring, a pentacene ring, a tetraphenylene ring, a hexaphene ring, a hexacene ring, a rubicene ring, a coronene ring, and a trinaphthylene ring.
  • X is specifically a substituted or unsubstituted aromatic group having 6 to 50 nuclear carbon atoms, a substituted or unsubstituted aromatic heterocyclic group having 5 to 50 nuclear atoms, substituted or unsubstituted.
  • Substituted alkyl group having 1 to 50 carbon atoms substituted or unsubstituted alkoxy group having 1 to 50 carbon atoms, substituted or unsubstituted aralkyl group having 1 to 50 carbon atoms, substituted or unsubstituted nuclear atom number 5 to 50 aryloxy group, substituted or unsubstituted aryloxy group having 5 to 50 nuclear atoms, substituted or unsubstituted carboxyl group having 1 to 50 carbon atoms, substituted or unsubstituted styryl group, halogen group, cyano group Group, nitro group, hydroxyl group and the like.
  • one Ar 1 may be the same or different.
  • the first organic luminescent medium emitting blue light and the second organic luminescent medium emitting second light it is preferable to use a material represented by the formula (2). [Chemical 2]
  • Ar 2 to Ar 4 are a substituted or unsubstituted aromatic group having 6 to 50 nuclear carbon atoms, a substituted or unsubstituted styryl group, and p is an integer of 1 to 4.
  • Examples of the substituted or unsubstituted aromatic group having 6 to 50 nuclear carbon atoms include phenyl, 1 naphthyl, 2 naphthyl, 1 anthryl, 2 anthryl, 9 anthryl, 1 phenanthryl, 2 phenanthryl group, 3 phenanthryl group, 4 phenanthryl group, 9 phenanthryl group, 1 naphthatel group, 2 naphthatel group, 9 naphthatel group, 1-pyrreyl group, 2 pyreyl group, 4-pyrreyl Group, 2-biphenyl group, 3-biphenyl group, 4-biphenyl group, p-terfyl 4-yl group, p-terfyl 3-yl group, p terfyl-yl group Group, m-terfyl 4-yl group, m-terfyl 3-yl group, m-terfyl 2-yl group, o-tolyl group, m-tolyl
  • Examples of the substituted or unsubstituted styryl group include a 2-phenyl-1-butyl group, a 2,2-diphenyl-1-butyl group, and a 1,2,2-triphenyl-1-butyl group. And the like.
  • p is an integer of 1 to 4.
  • p Ar 3 and Ar 4 may be the same or different.
  • the hole transport layer is not always necessary, but is preferably used for improving luminous performance.
  • the hole mobility force a hole in the gesture et you transport material favored to the emitting layer at a lower electric field, for example, 10 4 to: when an electric field is applied in the L0 6 VZcm, at least 10 _6 cm 2 ZV's is more preferable.
  • the hole transporting material is not particularly limited as long as it has the above-mentioned preferable properties. Any of those commonly used as a charge transporting material or known materials used for a hole transporting layer of an EL device can be selected and used.
  • the hole transport layer can be formed by forming a hole transport material by a known thin film method such as a vacuum evaporation method, a spin coating method, and an LB method.
  • the thickness of the hole transport layer is not particularly limited, but is usually 5 ⁇ ! 55 ⁇ m.
  • the hole transport layer may be composed of one or two or more kinds of hole transport materials, or may be formed by laminating a plurality of hole transport layers of different kinds of materials. May be
  • an electron barrier layer may be used between the light emitting layer and the anode.
  • the electron injecting layer is made of an electron injecting material, and has a function of transmitting electrons injected from the cathode to the light emitting layer.
  • an electron injecting material There is no particular limitation on such an electron injecting material, and any one of conventionally known compounds can be selected and used.
  • the electron injection layer can be formed by forming a film of an electron injection material by a known thin film forming method such as a vacuum evaporation method, a spin coating method, a casting method, and an LB method.
  • a known thin film forming method such as a vacuum evaporation method, a spin coating method, a casting method, and an LB method.
  • the film thickness of the electron injection layer is usually 5 ⁇ ! It is selected in the range of ⁇ 5 ⁇ m.
  • This electron injection layer may be composed of one or more layers of one or more of these electron injecting materials, or may be a laminate of a plurality of electron injecting layers of different kinds of materials. Good
  • a layer containing a material which is excellent in electron transferability and has high adhesion to the light emitting layer and the cathode is preferable.
  • a material which is excellent in electron transferability and has high adhesion to the light emitting layer and the cathode include a metal complex of 8-hydroxyquinoline or a derivative thereof, for example, a metal chelate toxinoid compound containing a chelate of oxine (generally 8-quinolinol or 8-hydroxyquinoline).
  • tris (8-quinolinol) aluminum tris (5,7-dichloro-18-quinolinol) aluminum, tris (5,7-dibutoromo 8-quinolinol) aluminum, tris (2-methyl-8-quinolinol)
  • Color adjustment layer includes a color conversion member and a Z or color filter.
  • the color conversion member (fluorescence conversion film) is provided outside the reflective electrode on the side from which the emitted light is extracted in order to change the color of the light having the central wavelength ⁇ emitted from the organic layer. Become.
  • Materials used for the fluorescence conversion film include an inorganic phosphor and an organic phosphor, and a material obtained by dispersing an organic fluorescent substance in a polymer is particularly preferable.
  • the organic fluorescent substance for example, coumarins, rhodamines, fluoresceins, cyanines, porphyrins, naphthalimides, perylenes, quinacridones and the like are preferable because of their high fluorescence quantum yield. Particularly preferred are those having a fluorescence quantum yield of 0.3 or more when dispersed in a polymer binder.
  • This organic fluorescent substance may be used alone or in combination of two or more.
  • a transparent resin such as polymethacrylate, polycarbonate, polychlorinated vinyl, polyimide, polyamic acid, polyolefin, or polystyrene can be preferably used.
  • a fluorescent conversion film can be obtained by forming a film having a thickness of usually 500 to 50,000 nm, preferably 1,000 to 5,000 nm using the method.
  • organic solvent examples include dichloromethane, 1,2-dichloroethane, chloroform, acetone, cyclohexanone, toluene, benzene, xylene, N, N— Dimethylformamide; dimethylsulfoxide; 1,2-dimethoxyethane; diethylene glycol dimethyl ether and the like can be used. These solvents may be used alone or in combination of two or more.
  • a color filter for adjusting color purity may be used as necessary.
  • the color filter material include a dye or a solid state in which the dye is dissolved or dispersed in a binder resin.
  • pigments include copper phthalocyanine pigments, indanthrone pigments, indophenol pigments, cyanine pigments, and dioxazine pigments. And the like, and may be used alone or in a mixture of two or more.
  • the pigment binder resin include transparent resins (polymers) such as polymethinolemetharylate, polyatalylate, polycarbonate, polyvinyl alcohol, polyvinylpyrrolidone, hydroxyethyl cellulose, and carboxymethyl cellulose.
  • a photosensitive resin to which the photolithography method can be applied.
  • a photosensitive resin include a photocurable resist material having a reactive vinyl group such as an acrylic acid type, a methacrylic acid type, a polysilicate butyl acid type, and a cyclized rubber type. These photosensitive resins may be used alone or as a mixture of two or more.
  • a 25 mm ⁇ 75 mm ⁇ I. 1 mm thick glass substrate (coating 7059) was subjected to ultrasonic cleaning in isopropyl alcohol for 5 minutes, and then UV ozone cleaning for 30 minutes.
  • the washed glass substrate was mounted on a substrate holder of a vacuum evaporation apparatus.
  • a 300-nm-thick aluminum film was formed by sputtering.
  • This aluminum film functions not only as an anode but also as a first reflecting member.
  • a 5 nm-thick ITO film was formed by sputtering. This ITO film functions as a hole injection electrode.
  • HI film a film made of the following compound HI
  • HT film a film made of the following compound HT
  • HT film was formed to a thickness of lOnm. This HT film functions as a hole transport layer.
  • the first light emitting layer blue light emitting layer.
  • Alq film tris (8-quinolinol) aluminum film
  • Alq film tris (8-quinolinol) aluminum film
  • LiF was deposited to a thickness of lnm to form an electron injection cathode.
  • an alloy film hereinafter abbreviated as “Mg: Ag film” in which magnesium and silver are 9: 1 was formed to have a thickness of lOnm.
  • Mg: Ag film functions not only as a metal cathode but also as a second reflecting member.
  • IZO was sputtered to a thickness of 90 nm as an upper transparent electrode.
  • a current having a current density of 1 OmAZcm 2 was passed through the obtained organic EL device, and the emission spectrum was measured with a spectral radiance meter (CS1000: manufactured by Minolta). As a result, the emission spectrum shown in FIG. 5 was obtained.
  • the chromaticity value (0.195, 0.13
  • the luminance was 565 nit, and it was confirmed that the light emitted blue light with high luminance.
  • the current value was adjusted so that the emission luminance of the obtained organic EL device was 100 nm, and a constant current continuous drive test was performed at room temperature.
  • the time required for the luminance to be reduced by half (life) was 5980 hours.
  • the compound BH was used as a host material, and the compound RD was used as a dopant material (emission peak 588 nm), and was co-evaporated to a film thickness ratio of 30: 0.3 to form a film.
  • An organic EL device was produced in the same manner as in Example 1 except that the second light-emitting layer (orange light-emitting layer) was used.
  • a current having a current density of 1 OmAZcm 2 was passed through the obtained organic EL device, and the emission spectrum was measured with a spectral radiance meter (CS1000: manufactured by Minolta). It was.
  • the chromaticity is (0.163, 0.1
  • the luminance was 567 nit, and it was confirmed that the light emitted blue light with high luminance.
  • the current value was adjusted so that the emission luminance of the obtained organic EL device became 100 nit, and a constant current continuous drive test was performed at room temperature.
  • the time (life) when the luminance was reduced by half was 6010 hours.
  • the compound BH was used as a host material, and the following compound BD was used as a dopant material (emission peak: 452 nm) to form a film by co-evaporation at a film thickness ratio of 40: 2.0.
  • An organic EL device was fabricated in the same manner as in Example 1, except that only the layer (blue light emitting layer) was used and the second light emitting layer (orange light emitting layer) was not formed.
  • a current having a current density of 1 OmAZcm 2 was applied to the obtained organic EL device, and a spectral radiance meter was used.
  • the current value was adjusted so that the emission luminance of the obtained organic EL device was 100 nm, and a constant current continuous drive test was performed at room temperature.
  • the time (lifetime) at which the luminance was reduced by half was 4410 hours. The life was about 70% and the power was not obtained.
  • An organic EL device was manufactured in the same manner as in Example 2, except that an ITO film was formed to a thickness of 110 ⁇ m by sputtering after forming an aluminum film as a first reflecting member.
  • This ITO film functions as a hole injecting electrode, and the first reflecting member and the second Also functions as an optical film thickness adjusting layer for adjusting the optical film thickness between the reflecting members.
  • a current having a current density of 1 OmAZcm 2 was applied to the obtained organic EL device, and the emission spectrum was measured with a spectral radiance meter (CS1000: manufactured by Minolta). As a result, the emission spectrum shown in FIG. 8 was obtained.
  • the current value was adjusted so that the emission luminance of the obtained organic EL device was 100 nm, and a constant current continuous drive test was performed at room temperature.
  • the time (lifetime) at which the luminance was reduced by half was 1570 hours. The life of less than 30% of the power was not obtained.
  • the compound BH was used as a host material, and the compound RD was used as a dopant material (emission peak 588 nm), and was co-evaporated to a film thickness ratio of 30: 0.9 to form a film.
  • An organic EL device was produced in the same manner as in Example 1 except that the second light-emitting layer (orange light-emitting layer) was used.
  • a current having a current density of 1 OmAZcm 2 was applied to the obtained organic EL device, and the emission spectrum was measured with a spectral radiance meter (CSIOOO: manufactured by Minolta). As a result, the emission spectrum shown in FIG. 9 was obtained.
  • the current value was adjusted so that the emission luminance of the obtained organic EL device became 100 nm, and a constant current continuous drive test was performed at room temperature.
  • the time required for the luminance to decrease by half (lifetime) was 5940 hours. Was almost the same as that of the example.
  • a 130 nm thick ITO film was formed on a 25 mm ⁇ 75 mm ⁇ I. 1 mm thick glass substrate (coating 7059) by sputtering. This ITO film functions as a hole injection electrode.
  • the glass substrate with ITO was subjected to ultrasonic cleaning in isopropyl alcohol for 5 minutes, and then to UV ozone cleaning for 30 minutes.
  • the cleaned glass substrate was mounted on a substrate holder of a vacuum evaporation apparatus.
  • an HI film was formed to a thickness of 60 nm.
  • an HT film was formed to a thickness of 20 nm.
  • the following compound BH is used as a host material and the following compound BD is used as a dopant material (emission peak: 452 nm) at a film thickness lOnm so as to have a film thickness ratio of 10: 0.5.
  • a first light emitting layer (blue light emitting layer) was formed by vapor deposition.
  • the following compound BH was used as a host material, and the following compound RD was used as a dopant material (emission peak: 588 nm) to form a film by co-evaporation at a film thickness ratio of 30: 0.6.
  • a second light emitting layer (orange light emitting layer).
  • Alq film tris (8-quinolinol) aluminum film (abbreviated hereinafter as "Alq film”) to a thickness of 20 n m.
  • Alq film LiF was deposited in a thickness of lnm to form an electron injection cathode. Further, aluminum was deposited to a thickness of 150 nm to fabricate an organic EL device.
  • a current having a current density of 1 OmAZcm 2 was passed through the obtained organic EL device, and the emission spectrum was measured with a spectral radiance meter (CS 1000: manufactured by Minolta). As a result, the emission spectrum shown in FIG. 10 was obtained. Blue intensity I at the first emission peak wavelength (452 nm) and emission intensity at 588 nm I
  • Table 2 shows the optical distance, phase shift, and m value of the organic EL element of each example.
  • the blue-based organic EL device and the display device of the present invention can be used for various display devices such as a consumer TV, a large display, and a display screen for a mobile phone.

Abstract

　第一の反射部材（２１）、第二の反射部材（２３）、及び第一及び第二の反射部材（２１），（２３）の間にある発光層（２２）を含み、発光層（２２）が、青色の第一の発光ピーク波長を有する光を発する第一の有機発光媒体と、第二の発光ピーク波長を有する光を発する第二の有機発光媒体とを含み、第一及び第二の反射部材（２１），（２３）の間で、第一及び第二の有機発光媒体が発する光が干渉されて、第一の有機発光媒体が発する光が強調され、外に取り出される光が、以下の関係を満たす第一及び第二の発光ピーク波長を有する、青色系有機エレクトロルミネッセンス素子。 　Ｉ１＞Ｉ２×５、　Ｉ１＜Ｉ２×１００ （式中、Ｉ１は第一の発光ピーク波長の発光強度、Ｉ２は第二の発光ピーク波長の発光強度を示す。）

Description

明 細 書
青色系有機エレクト口ルミネッセンス素子及び表示装置
技術分野
[0001] 本発明は、青色系有機エレクト口ルミネッセンス (EL)素子及びそれを用いた表示 装置に関する。
背景技術
[0002] 電界発光を利用した EL素子は、自己発光のため視認性が高ぐかつ完全固体素 子であるため、耐衝撃性に優れる等の特長を有することから、各種表示装置における 発光素子としての利用が注目されて 、る。
有機 EL素子は、陽極 Z発光層 Z陰極の構成を基本とする。両電極間に電界が印 カロされると、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。そして、電 子と正孔が発光層において再結合し、励起状態を生成し、励起状態が基底状態に 戻る際にエネルギーを光として放出する。
発光層は通常ホスト材料に蛍光分子（ドーパント）を微量添加して 、る。ドーパント は、励起したホストのエネルギーを効率よく受け取り発光効率を高める。
[0003] 白色発光する有機 EL素子として、青色発光と黄色〜橙色発光の 2種のドーパント を用いた白色系 EL素子が知られている。そのような素子は長寿命であるが、カラー フィルタにより青色成分を取り出すと効率が低くなつてしまうという課題があった。
[0004] 一方、光干渉を利用して、選択的に青色発光を取り出そうとする試みもなされてい る。例えば、特許文献 1, 2には、有機 EL素子の発光層を挟んで一対の反射部材を 設け、発光層が発する光をこれらの反射部材の間で干渉させて、青色発光だけを強 調して、素子の外へ取り出すことが示されている。
し力しながら、これらの文献の方法では、共振が強く青色発光のみを取り出している ため、視野角特性が悪いという課題があった。
さらに、より長寿命の青色発光の EL素子が求められていた。
特許文献 1：特開平 8— 8061号公報
特許文献 2：米国特許第 5949187号明細書 [0005] 本発明の目的は、長寿命で高効率の青色系有機 EL素子及び表示装置を提供す ることである。
発明の開示
[0006] 本発明者らは、鋭意研究した結果、青色領域に発光ピークを有する第一の有機発 光媒体と、それとは異なる発光ピークを有する第二の有機発光媒体を含む有機 EL 素子に干渉効果を組み合わせて青色発光を強調して、二つの発光ピーク波長を特 定の関係とすることにより、寿命、効率、視野角特性を改善できることを見出し、本発 明を完成させた。
[0007] 本発明によれば、以下の青色系有機 EL素子及び表示装置が提供される。
1.第一の反射部材、
第二の反射部材、及び
前記第一及び第二の反射部材の間にある発光層を含み、
前記発光層が、
青色の第一の発光ピーク波長を有する光を発する第一の有機発光媒体と、 第二の発光ピーク波長を有する光を発する第二の有機発光媒体とを含み、 前記第一及び第二の反射部材の間で、前記第一及び第二の有機発光媒体が発 する光が干渉されて、前記第一の有機発光媒体が発する光が強調され、
外に取り出される光が、以下の関係を満たす第一及び第二の発光ピーク波長を有 する、青色系有機エレクト口ルミネッセンス素子。
I1 >I2 X 5、 IKI2 X 100
(式中、 IIは第一の発光ピーク波長の発光強度、 12は第二の発光ピーク波長の発光 強度を示す。 )
2.前記第一の発光ピーク波長が 400〜500nmの範囲にあり、前記第二の発光ピー ク波長が 500〜700nmの範囲にある 1記載の青色系有機エレクト口ルミネッセンス素 子。
3.前記第一の有機発光媒体のエネルギーギャップ Eglと、前記第二の有機発光媒 体のエネルギーギャップ Eg2の関係力 Egl >Eg2である請求項 1又は 2に記載の 青色系有機エレクト口ルミネッセンス素子。 4.以下の式の関係を満たす 1〜3のいずれかに記載の青色系有機エレクトロルミネ ッセンス素子。
(2L) / 1 + Φ/ (2 π ) =πι
(Lは、第一及び第二の反射部材間の光学的距離、 λは青色波長、 Φは二つの反 射部材界面における位相シフトの和、 mは 0以上の整数又は整数付近の値を示す。 )
5.前記発光層が、前記第一の有機発光媒体を含む第一の層と、前記第二の有機 発光媒体を含む第二の層の、積層体である 1〜4のいずれかに記載の青色系有機ェ レクト口ルミネッセンス素子。
6. 1〜5のいずれかに記載の青色系有機エレクト口ルミネッセンス素子、及び
前記青色系有機エレクト口ルミネッセンス素子力 発せられる光の色を調整する色 調整部材を有する有機エレクト口ルミネッセンス表示装置。
7.基板、
1〜5のいずれかに記載の青色系有機エレクト口ルミネッセンス素子、及び 前記青色系有機エレクト口ルミネッセンス素子力 発せられる光の色を調整する色 調整部材を、この順に有する有機エレクト口ルミネッセンス表示装置。
[0008] 本発明によれば、長寿命で高効率の青色系有機 EL素子及び表示装置が提供で きる。
図面の簡単な説明
[0009] [図 1]本発明の青色系有機 EL表示装置の一実施形態を示す図である。
[図 2] (a)は光干渉を受ける前の発光層が発する光の波長スペクトル、 (b)は光干渉 を受けた後の有機 EL素子力も外へ出る光の波長スペクトルを示す図である。
[図 3]本発明の青色系有機 EL表示装置の他の実施形態を示す図である。
[図 4]本発明の青色系有機 EL表示装置の他の実施形態を示す図である。
[図 5]実施例 1の発光スペクトルを示す図である。
[図 6]実施例 2の発光スペクトルを示す図である。
[図 7]比較例 1の発光スペクトルを示す図である。
[図 8]比較例 2の発光スペクトルを示す図である。
[図 9]比較例 3の発光スペクトルを示す図である。 [図 10]比較例 4の発光スペクトルを示す図である。
発明を実施するための最良の形態
[0010] 以下、本発明を図面を参照して説明する。
図 1は本発明の青色系有機 EL表示装置の一実施形態を示す図である。 この装置は、基板 1上に、青色系有機 EL素子 2、透明保護層 3、色調整層 4が形成 されている。青色系有機 EL素子 2は、反射性電極 21 (第一の反射部材と電極を兼ね 備える）、発光層 22、金属層 23 (第二の反射部材)、透明電極 24から構成される。金 属層 23と透明電極 24の積層体は、半透過性電極として機能する。
[0011] 反射性電極 21は、正孔又は電子を供給する電極として機能するとともに、発光層 2 2で発生した光を、矢印に示す光取り出し方向に反射する層である。反射性電極は、 波長 400ηπ！〜 700nmにおける反射率の平均値が好ましくは 65%以上である。
[0012] 発光層 22は、青色の第一の発光ピークを有する光を発する第一のドーパント (第一 の有機発光媒体）（図示せず)と、第二の発光ピークを有する光を発する第二のドー パント (第二の有機発光媒体）（図示せず)を含む。
このとき、一般にエネルギーギャップの小さな発光媒体のほうが長波長で発光しや すいため、第二の発光ピークが第一の発光ピークよりも長波長であるためには、 Egl >Eg2 (Eglは第一の有機発光媒体のエネルギーギャップ、 Eg2は第二の有機発光 媒体のエネルギーギャップである）であることが好まし 、。
ここでエネルギーギャップとは、有機 EL材料の価電子レベルと伝導レベルのエネ ルギー差に相当するものであり、通常その材料の光吸収スペクトルにおける吸収端 力 求められる。
[0013] 金属層 23と透明電極 24の積層膜は、正孔又は電子を供給する電極として機能す るとともに、発光層 22で発生した光を反射及び透過する。積層膜は、波長 400ηπ！〜 700nmにおける反射率の平均値が好ましくは 20〜80%である。
[0014] 反射性電極 21と透明電極 24はどちらが陽極でも陰極でもよいが、光取出し方向に ある電極は光透過性を示す。好ましくは可視光に対する光線透過率が 20%以上、よ り好ましくは 50%以上である。
[0015] 透明保護層 3は、任意に設けられる層であり、有機 EL素子 2が環境や色調整層 4 に含まれる酸素、水分、その他揮発成分により劣化することを防止するため設けられ る。具体例としては、 SiO N、 AIO N、 SiAlO N等の透明無機化合物層、及びこ れらの透明無機化合物層と透明榭脂、あるいは封止液と積層したもの等を用いること ができる。
[0016] この装置において、電極 21, 24に電圧が印加されると、発光層 22から図 2 (a)に示 される二つの青色及び第二 (例えば、緑色〜赤色）の波長ピークを有する光が発せら れる。
[0017] 有機 EL素子 2は、光反射性電極 21と金属層 23の間を共振部とする光共振器構造 となっている。この共振器構造により、発光層 22で発生した光は、二つの反射面 (光 反射性電極 21と金属層 23)の間で反射を繰り返し、下記式（1)を満たす波長付近の 光が選択的に強く素子の外に放出される。
(2L) / 1 + Φ/ (2 π ) =πι (1)
(Lは、共振部の光学的距離、 λは光の波長、 Φは二つの反射部材界面における位 相シフトの和、 mは 0以上の整数又は整数付近の値を示す。 )
ここで整数付近とは、整数を挟み共鳴効果が観測される範囲の値を意味する。 光学的距離 Lは、光の通過する媒体の屈折率 nと実際の幾何学的距離 Lとの積で
R
ある。図 1において、 Lは、有機 EL素子 2の光学的距離を模式的に示している。
[0018] 尚、 Lは以下のようにして求める。
発光層 22を構成する材料単独の薄膜を支持基板上に作製する。次にエリプソメ一 タ等の装置を用い、作成した薄膜試料の光学測定を行い、材料の屈折率 nを求める 。最後に、有機 EL素子を作製したときの各層の膜厚 dと屈折率 nの積を計算し、その 総和を求めることで得られる。
[0019] Φは以下のようにして求める。
位相シフトの和 Φは以下の式で表される。
Φ = Φ + Φ (2)
1 2
ここで Φ は次のように求める。まず、支持基板上に、目的とする反射性電極 21を形 成し、エリプソメータ等の装置を用い、作成した薄膜試料の光学測定を行い、材料の 屈折率 ηと消衰係数 kを求める。反射性電極での光の振幅反射率 rは式 (3)で求め ることができる。ここで、 は、反射性電極 21と接する層のうち反射部材 23と同じ側 の層の材料の屈折率、 iは虚数単位である。
[数 1]
Figure imgf000008_0001
振幅反射率 rは複素数であり、 r=a+i'bと表すことができる。このとき、 Φ は次の式 (4)で計算することができる。
[数 2]
( nxK^ ヽ
Φ, = arctan (2)
、", 一 "0 - fc0 ノ また、 Φ についても、反射部材 23の屈折率と消衰係数、さらに反射部材 23と接す
2
る層のうち反射性電極 21と同じ側の層の材料の屈折率を求めたのち、式 (4)を用い て計算することができる。
[0020] Lは、二つの反射面の間に存在する少なくとも発光層を含む一以上の層の屈折率 、厚みにより調節できるが、無機化合物層等の光学膜厚調整層を設けて調節しても よい。
[0021] 本発明の有機 EL素子 2では、 λを青色波長に選択しているので、図 2 (b)に示すよ うに、青色の第一の発光ピーク波長が選択的に強められ、第二の波長が弱められて 、外へ取り出される。
このとき、第一及び第二の発光ピーク波長は以下の関係を満たす。
Ι1 >Ι2 Χ 5、好ましくは、 12 X 10
かつ、
II < 12 X 100、好ましく ίま、 12 X 70
(式中、 IIは第一の発光ピーク波長の発光強度、 12は第二の発光ピーク波長の発光 強度を示す。 )
[0022] 本実施形態において、共振が強すぎないで、第二の波長ピークが少し残るようにす る、即ち、 IIく 12 X 100の関係を満たすようにするためには、以下のようにする。 1)第一の発光媒体と第二発光媒体の膜厚比を調節する。
2)発光媒体が、ホスト材料と発光ドーパントの混合膜からなる場合には、第一の発 光媒体に含まれるドーパント濃度と、第二の発光媒体に含まれるドーパント濃度を調 節する。
3)第一および第二の反射部材間の光学膜厚を調節し、（2L) Z + ΦΖ (2 π ) (L 、え、 Φは上記の通り）の値が 0に近くなるよう、素子構造を調整する。
[0023] 青色波長（第一の波長）は好ましくは 400〜500nmのであり、第二の波長は好まし くは 500〜700nm、又は 510力も 700nmの緑色〜赤色である。
[0024] 素子 2から出た光は、適宜色調整部材 4により色を調整されて外へ取り出される。色 調整層として、特定色のカラーフィルタを設ければ、特定色を発する装置が得られる 。また、色調整層として、青色光を緑色光に変換する緑色変換部材、青色光を赤色 光に変換する赤色変換部材を設ければ、フルカラー表示装置が得られる。その際、 三原色に対して、青、緑、赤色カラーフィルタを設ければ、さらに各色の色純度が高 まる。色調整層を設けず青色系発光装置として使用することもできる。
[0025] 本実施形態のような共振部を有さない、従来の有機 EL素子においては、例えば、 青色発光と緑色〜赤色発光の 2種のドーパントを用いると、通常では青色以外で発 光する。しかし、本実施形態では、干渉効果を組み合わせることにより、実質的に青 色発光する。さらに、発光の色にほとんど関与しない緑色〜赤色波長ピークの存在 により、青色発光を長寿命化させることができる。
[0026] 尚、図 1において、発明を理解し易くするために、二つの電極 21, 24に挟まれてい るのは、発光層 22だけである力 後述するように、通常、電子注入層、電子輸送層、 正孔注入層、正孔輸送層等をさらに含む。
[0027] また、本実施形態では、第二の反射部材として、透明電極 24と発光層 22の間に、 金属層 23を設けた力 金属層 23と透明電極 24の積層順を逆にしてもよいし、また、 金属層 23と発光層 22の間に他の層を介在させてもよい。さらに、後述するように、第 二の反射部材として金属層以外の誘電体多層膜のような絶縁性膜等を用いることも できる。
[0028] さらに、第一の反射部材と電極が同一である必要はなぐ光取り出し方向に、この順 に分離していてもよぐ光取り出し方向に、絶縁性光反射層 Z電極の順で積層されて いてもよい。絶縁性光反射層の具体例としては、誘電体レーザミラーとして一般に知 られる、高屈折率誘電層と低屈折率誘電層の多層積層膜を挙げることができる。高 屈折率誘電層を形成する材料としては例えば、 ZrO、 CeO、 Ta O等の金属酸ィ匕
2 2 2 3
物や、 ZnS、 CdS等の II VI化合物を挙げることができる。低屈折率誘電層を形成す る材料としては例えば、 CaF、 A1F等の金属フッ化物を挙げることができる。
2 3
[0029] 発光層 22は、図 3に示すように、第一の有機発光媒体を含む第一の層 22aと、第 二の有機発光媒体を含む第二の層 22bの、積層体としてもよい。このとき、青色を発 光する第一の層 22aが陽極側にあることが、発光強度の調整を行いやすいため好ま しい。
[0030] 図 1は光を基板 1と反対側から取り出すトップェミッションタイプである力 図 4に示 すように、光を基板 1側から取り出すボトムェミッションタイプでもよい。図 3では図 1と 同じ部材には同じ符号を付している。尚、ボトムェミッションタイプでは、保護層 3は、 透明である必要は無い。
[0031] 以下、各部材について説明する。
1.反射性電極 (反射部材、電極）
光反射性電極の材質としては、光透過性の小さい金属膜が好ましい。金属膜の反 射率は、その膜厚 d、複素屈折率 n— i κ、表面粗さ (RMS粗さ） σで決まる。好まし い金属膜の材料としては、複素屈折率の実部 η、虚部 Κ (光吸収係数に相当）ともに 、小さいものが好ましぐ具体的には、 Au、 Ag、 Cu、 Mg、 Al、 Ni、 Pd等を挙げること ができる。
[0032] 膜厚 dが薄い場合、光が透過してしまい反射率が小さくなる。使用する金属種の複 素屈折率虚部 κの値にもよるが、膜厚としては 50nm以上であることが好ましい。
[0033] 表面粗さ σが大きい場合、光が乱反射し有機 EL素子の発光平面と垂直な方向へ 反射される成分が少なくなる。そのため、表面粗さ σとしては、 10nm未満であること が好ましぐ 5nm未満であることがより好ましい。
[0034] 2.反射性電極、半透過性電極 (反射部材、透明電極）
反射性電極、半透過性電極として、次の（1)〜 (4)に示すものを挙げることができる (1)金属電極 (反射部材）
光を反射する金属からなるもの、例えば Au、 Ag、 Al、 Pt、 Cu、 W、 Cr、 Mn、 Mg、 Ca、 Li、 Yb、 Eu、 Sr、 Ba、 Na等、及びこれらの金属の中から適宜二種以上選び形 成された合金、具体的には Mg :Ag、 Al:Li、 Al: Ca、 Mg : Li等力 なるものを挙げる ことができる。これらの金属又は合金の中で、仕事関数 4. OeV以下のものは陰極とし て好ましぐ一方 4. 5eV以上のものは陽極として好適である。
[0035] (2)金属膜 (反射部材) Z透明電極又は透明電極 Z金属膜からなる積層電極
透明電極自体は反射率が低いので、金属膜と積層することにより、反射率を高める ことができる。透明電極としては、導電性酸化物が好ましぐ特に ZnO :Al、 ITO (イン ジゥムチンォキシド）、 SnO： Sb、 InZnO等が好ましい。一方、金属膜としては、上記
2
(1)で述べた金属又は合金力もなる膜を好ましく挙げることができる。この積層電極に おいては、有機層と接する部分に透明電極、金属膜のいずれを設けてもよい。
[0036] (3)誘電体膜 (反射部材) Z透明電極又は透明電極 Z誘電体膜からなる積層電極 透明電極自体は、前記したように反射率が低いので、高屈折率又は低屈折率の誘 電体膜を積層することにより、反射率を高めることができる。ここで、高屈折率誘電体 膜としては、屈折率 1. 9以上の透明性酸ィ匕物膜や透明性チッ化物膜が好ましぐま た、硫ィ匕物膜又はセレン化化合物も透明性のものであれば好ま 、。
[0037] このような高屈折率誘電体膜の例としては、 ZnO、 ZrO、 HfO、 TiO、 Si N、 B
2 2 2 3 4
N、 GaN、 GaInN、 A1N、 Al O、 ZnS、 ZnSe、 ZnSSe等からなる膜が好ましく挙げ
2 3
られる。また、これらを粉体にしポリマー中に分散させて形成した膜を用いてもよい。
[0038] 一方、低屈折率誘電体膜としては、屈折率 1. 5以下の透明性の酸化物やフッ化物 からなる膜、該酸化物やフッ化物を粉体にしポリマー中に分散させて形成した膜、あ るいはフッ素化ポリマー膜等を好ましく挙げることができる。具体的には MgF、 CaF
2 2
、 BaF、 NaAlF、 SiOF等力 なる膜、これらの化合物を粉体にしポリマー中に分散
2
させて形成した膜、あるいはフッ素化ポリオレフイン、フッ素化ポリメタタリレート、フッ 素化ポリイミド等力 なる膜が好適である。
[0039] (4)誘電体多層膜 (反射部材) Z透明電極又は誘電体多層膜 Z金属電極力 なる 積層電極
この積層電極における誘電体多層膜は、上記（3)で説明した高屈折率の誘電体膜 と低屈折率の誘電体膜とを、交互に多数回積層したものである。また、透明電極とし ては、上記（2)で説明したものを挙げることができ、金属電極としては、上記（1)で説 明したちのを挙げることができる。
[0040] 反射性電極 (反射部材、電極)ある！ゝは反射性電極、半透過性電極 (反射部材、電 極）は、陽極として用いる場合には、 4. 5eV以上の仕事関数を有するものが好ましい 。陽極の例として、酸化インジウム錫合金 (ITO)、酸化インジウム亜鉛合金 (IZO)、 酸化錫 (NESA)、金、銀、白金、銅等があげられる。この中で、酸化インジウム亜鉛 合金 (IZO)は室温で成膜できること、非晶質性が高いので陽極の剥離等が起きにく いこと力も特に好ましい。陽極のシート抵抗は、 1000 Ω /口以下が好ましい。
[0041] 反射性電極 (反射部材、電極)ある!ヽは反射性電極、半透過性電極 (反射部材、電 極）は、陰極として用いる場合には、陰極としては仕事関数の小さい (4eV以下)金属 、合金、電気伝導性化合物及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、ナトリウム一カリウム合金、マグネシ ゥム、リチウム、マグネシウム '銀合金、アルミニウム Z酸化アルミニウム、アルミニウム 'リチウム合金、インジウム、希土類金属等が挙げられる。陰極のシート抵抗は数百 Ω Z口以下が好ましい。
[0042] 本発明においては、一対の反射部材 (反射性電極)の一つが、高屈折率誘電体と 透明電極との積層体又は誘電体多層膜を含むものが特に好適である。このような反 射部材は、例えば蒸着法やスパッタリング法等により作製することができる。蒸着法の 例としては、抵抗加熱法や電子ビーム法等が挙げられ、またスパッタリング法の例とし ては、 DCスパッタリング法、イオンビームスパッタリング法、 ECR (エレクトロンサイタト ロンレゾナンス）法等が挙げられる。
[0043] 3.基板
光を取り出す経路に基板がある場合には、光透過性を有する基板が用いられる。こ のような基板としては、例えばガラス、石英、有機高分子化合物等力 なるものが挙 げられる力 これらの中では、屈折率 1. 6以下のものが好適である。 [0044] 4.光学膜厚調整層
光学膜厚調整層は、二つの反射部材間の光学膜厚を調整する層であって、可視 光に対して透明性な物質 (可視光領域における透過率 50%以上、好ましくは、 80% 以上）をいう。
光学膜厚調整層に用いられる材料としては透明であれば特に制限はな 、が、無機 酸化物が好適である。無機酸化物の具体例としては、 In, Sn, Zn, Ce, Sm, Pr, N d, Tb, Cd, Al, Mo及び W等の酸化物が挙げられ、好ましくは、 In, Sn, Zn, Ceを 含む酸化物である。
[0045] 5.有機層
一対の反射部材の間に挾持される有機層は少なくとも発光層を含み、例えば陽極 の反射性電極側から陰極の反射性電極側にかけて、以下の構成が例示される。
(1)正孔注入層 Z発光層
(2)正孔輸送層 Z発光層
(3)発光層 Z電子注入層
(4)正孔注入層 Z発光層 Z電子注入層
(5)正孔輸送層 Z発光層 Z電子注入層
(6)正孔注入層 Z正孔輸送層 Z発光層 Z電子注入層
(7)正孔注入層 Z発光層 Z正孔阻止層 Z電子注入層
(8)正孔注入層 Z発光層 Z電子注入層 Z付着改善層
(9)正孔輸送層 Z発光層 Z付着改善層
do)正孔注入層 Z電子障壁層 Z発光層 Z電子注入層
である構成等を挙げることができる。これらの構成の中で、正孔輸送層 Z発光層、正 孔輸送層 Z発光層 Z電子注入層及び正孔輸送層 Z発光層 Z付着改善層の構成が 好適である。尚、有機層は必要により無機化合物層を含むこともできる。
[0046] 上記発光層の形成方法としては、例えば蒸着法、スピンコート法、キャスト法、 LB法 等の公知の方法により薄膜ィ匕することにより形成することができるが、特に分子堆積 膜であることが好ましい。ここで、分子堆積膜とは、該化合物の気相状態から沈着さ れ形成された薄膜や、該化合物の溶融状態又は液相状態から固体化され形成され た膜のことである。通常、この分子堆積膜は LB法により形成された薄膜 (分子累積膜 )と凝集構造、高次構造の相違や、それに起因する機能的な相違により区別すること ができる。また、上記発光層は榭脂等の結着材と共に溶剤に溶力して溶液としたのち 、これをスピンコート法等により薄膜ィ匕して形成することができる。
[0047] 発光層は、ホスト材料に有機発光媒体 (ドーパント）をドーピングしたものである。ホ スト材料及びドーパントは、公知のものから適宜選択することができる。
例えば、ホスト材料としては、式（1)で示される材料を用いることが好ましい。
[化 1]
( ( 1 )
(式中、 Ar1は核炭素数 6〜50の芳香族環、 Xは置換基、 1は 1〜5の整数、 mは 0〜6 の整数である。 )
[0048] Ar1は、具体的には、フエ-ル環、ナフチル環、アントラセン環、ビフエ二レン環、ァ ズレン環、ァセナフチレン環、フルオレン環、フエナントレン環、フルオランテン環、ァ セフエナンスリレン環、トリフエ二レン環、ピレン環、タリセン環、ナフタセン環、ピセン 環、ペリレン環、ペンタフェン環、ペンタセン環、テトラフエ-レン環、へキサフェン環、 へキサセン環、ルビセン環、コロネン環、トリナフチレン環等が挙げられる。
[0049] Xは、具体的には、置換もしくは無置換の核炭素数 6〜50の芳香族基、置換もしく は無置換の核原子数 5〜50の芳香族複素環基、置換もしくは無置換の炭素数 1〜5 0のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数 1〜50のアルコキシ基、置換もしくは 無置換の炭素数 1〜50のァラルキル基、置換もしくは無置換の核原子数 5〜50のァ リールォキシ基、置換もしくは無置換の核原子数 5〜50のァリールチオ基、置換もし くは無置換の炭素数 1〜50のカルボキシル基、置換又は無置換のスチリル基、ハロ ゲン基、シァノ基、ニトロ基、ヒドロキシル基等である。
[0050] 尚 1≥2の時、 1個の Ar1はそれぞれ同じでも異なっていても良い。
また m≥ 2の時、 m個の Xはそれぞれ同じでも異なって!/、ても良!、。
[0051] 青色発光する第一の有機発光媒体及び第二の発光をする第二の有機発光媒体と しては、式（2)で示される材料を用いることが好ま 、。 [化 2]
Figure imgf000015_0001
(式中、 Ar2〜Ar4は置換又は無置換の核炭素数 6〜50の芳香族基、置換又は無置 換のスチリル基、 pは 1〜4の整数である。 )
[0052] 置換もしくは無置換の核炭素数 6〜50の芳香族基の例としては、フエニル基、 1 ナフチル基、 2 ナフチル基、 1 アントリル基、 2 アントリル基、 9 アントリル基、 1 フエナントリル基、 2 フエナントリル基、 3 フエナントリル基、 4 フエナントリル基 、 9 フエナントリル基、 1 ナフタセ-ル基、 2 ナフタセ-ル基、 9 ナフタセ-ル 基、 1ーピレ-ル基、 2 ピレ-ル基、 4ーピレ-ル基、 2 ビフヱ-ルイル基、 3 ビフ ェ-ルイル基、 4—ビフエ-ルイル基、 p ターフェ-ルー 4—ィル基、 p ターフェ- ルー 3—ィル基、 p ターフェ-ルー 2—ィル基、 m—ターフェ-ルー 4—ィル基、 m —ターフェ-ルー 3—ィル基、 m—ターフェ-ルー 2—ィル基、 o トリル基、 m—トリ ル基、 ρ トリル基、 p—t—ブチルフエ-ル基、 p— (2—フエ-ルプロピル）フエ-ル 基、 3—メチルー 2 ナフチル基、 4ーメチルー 1 ナフチル基、 4ーメチルー 1 アン トリル基、 4，ーメチルビフエ-ルイル基、 4"—tーブチルー p—ターフェ-ルー 4ーィ ル基、 2 フルォレ -ル基、 9, 9 ジメチルー 2 フルォレ -ル基、 3 フルオランテ ニル基等が挙げられる。
[0053] 置換又は無置換のスチリル基の例としては、 2 フエ-ルー 1 ビュル基、 2, 2 ジ フエ-ル— 1—ビュル基、 1, 2, 2—トリフエ-ル— 1—ビュル基等が挙げられる。
[0054] pは 1〜4の整数である。
尚、 p≥2の時、 p個の Ar3、 Ar4はそれぞれ同じでも異なっていても良い。
[0055] 次に、正孔輸送層は、必ずしも必要なものではないが、発光性能の向上のため用 いた方が好ましい。この正孔輸送層としては、より低い電界で正孔を発光層に輸送す る材料が好ましぐさらに正孔の移動度力 例えば 104〜： L06VZcmの電界印加時に 、少なくとも 10_6cm2ZV'秒であれば尚好ましい。正孔輸送材料は、前記の好まし い性質を有するものであれば特に制限はなぐ従来、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!、るものや EL素子の正孔輸送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。
[0056] 正孔輸送層は、正孔輸送材料を、例えば真空蒸着法、スピンコート法、 LB法等の 公知の薄膜法により製膜して形成することができる。
この正孔輸送層の膜厚は、特に制限はないが、通常は 5ηπ！〜 5 μ mである。この正 孔輸送層は、正孔輸送材料一種又は二種以上カゝらなる一層で構成されていてもよい し、あるいは、別種の材料カゝらなる複数の正孔輸送層を積層したものであってもよい
[0057] 電子を発光層内に留めておくため、発光層と陽極の間には電子障壁層を用いるこ とがでさる。
[0058] 電子注入層は、電子注入材料カゝらなるものであって、陰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 、る。このような電子注入材料にっ 、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。
電子注入層は、電子注入材料を、例えば真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、 LB法等の公知の薄膜ィ匕法により製膜して形成することができる。
電子注入層としての膜厚は、通常は 5ηπ！〜 5 μ mの範囲で選ばれる。この電子注 入層は、これらの電子注入材料一種又は二種以上力 なる一層で構成されてもよい し、あるいは、別種の材料カゝらなる複数の電子注入層を積層したものであってもよい
[0059] さらに、付着改善層としては、電子伝達性に優れ、かつ発光層及び陰極に対して 付着性の高い材料を含有するものが好ましい。このような材料としては、例えば 8—ヒ ドロキシキノリン又はその誘導体の金属錯体、例えばォキシン (一般に 8—キノリノ一 ル又は 8—ヒドロキシキノリン）のキレートを含む金属キレートォキシノイド化合物が挙 げられる。具体的には、トリス（8—キノリノール)アルミニウム、トリス（5, 7—ジクロロ一 8—キノリノール）アルミニウム、トリス（5, 7—ジブ口モー 8—キノリノール）アルミニウム 、トリス（2—メチルー 8—キノリノール）アルミニウム、並びにアルミニウム以外のインジ ゥム、マグネシウム、銅、ガリウム、スズ、鉛の錯体等を挙げることができる。
[0060] 6.色調整層 色調整層には色変換部材、及び Z又はカラーフィルタが含まれる。
色変換部材 (蛍光変換膜)は、有機層より放出される中心波長 λの光の色を変える ために、放出光を取り出す側の反射性電極の外部に設けられるものであって、蛍光 体からなる。
[0061] この蛍光変換膜に用いられる材料としては無機蛍光体、有機蛍光体があり、特に有 機蛍光物質をポリマー中に分散したものが好適である。この有機蛍光物質としては、 例えばクマリン類、ローダミン類、フルォレセイン類、シァニン類、ポリフィリン類、ナフ タルイミド類、ペリレン類、キナクリドン類等力 蛍光量子収率が高いので好ましい。特 に好ましいものは、ポリマーバインダー中に分散された状態で蛍光量子収率が 0. 3 以上のものである。この有機蛍光物質は一種用いてもよぐ二種以上を組み合わせ て用いてもよい。また、ポリマーバインダーとしては、透明性榭脂、例えばポリメタタリ レート、ポリカーボネート、ポリ塩化ビュル、ポリイミド、ポリアミック酸、ポリオレフイン、 ポリスチレン等が好ましく用いることができる。
[0062] 蛍光変換膜の作製方法については特に制限はなぐ様々な方法を用いることがで きる。例えばポリマーバインダー中に有機蛍光物質を分散させたのち、これをキャス ティング法、スピンコート法、印刷法、バーコート法、押出し成形法、ロール成形法、 プレス法、スプレー法、ロールコート法等の方法を用いて、通常 500〜50000nm、 好ましくは 1000〜5000nmの膜厚になるように製膜することにより、蛍光変換膜が得 られる。これらの製膜方法において有機溶媒を用いる場合には、該有機溶媒として は、例えばジクロロメタン； 1, 2—ジクロロェタン；クロ口ホルム；アセトン；シクロへキサ ノン；トルエン；ベンゼン；キシレン； N, N—ジメチルホルムアミド；ジメチルスルホキシ ド； 1, 2—ジメトキシェタン；ジエチレングリコールジメチルエーテル等を用いることが できる。これらの溶媒は、それぞれ単独で用いてもよぐ二種以上を混合して用いても よい。
[0063] また、必要に応じて色純度を調整するためのカラーフィルタを用いても良い。カラー フィルタ材料としては、色素又は、色素をバインダー榭脂中に溶解又は分散させた固 体状態のものを挙げることができる。色素の例としては、銅フタロシアニン系顔料、ィ ンダンスロン系顔料、インドフエノール系顔料、シァニン系顔料、ジォキサジン系顔料 等を挙げることができ、一種単独、あるいは二種類以上の混合物で用いてもよい。色 素のバインダー榭脂の例としては、ポリメチノレメタタリレート、ポリアタリレート、ポリカー ボネート、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ヒドロキシェチルセルロース、 カルボキシメチルセルロース等の透明榭脂（高分子)等を挙げることができ、一種単 独あるいは、二種以上を混合して用いてもよい。なお、バインダー榭脂は、フォトリソ グラフィ一法が適用できる感光性榭脂を使用することが好まし 、。このような感光性榭 脂の例としては、アクリル酸系、メタクリル酸系、ポリケィ皮酸ビュル系、環化ゴム系等 の反応性ビニル基を有する光硬化型レジスト材料等を挙げることができる。これらの 感光性榭脂は、一種単独又は二種以上の混合として使用してもよい。
[実施例]
[0064] 実施例 1
(有機 EL素子の作製）
25mm X 75mm X I. 1mm厚のガラス基板（コ一-ング 7059)をイソプロピルアル コール中で超音波洗浄を 5分間行った後、 UVオゾン洗浄を 30分間行った。洗浄後 のガラス基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに装着した。
[0065] このガラス基板上に、スパッタリングにより膜厚 300nmのアルミニウムを成膜した。こ のアルミニウム膜は、陽極として機能するとともに、第一の反射部材として機能する。 このアルミニウム膜上に、スパッタリングにより膜厚 5nmの ITOを成膜した。この ITO 膜は、正孔注入電極として機能する。
[0066] 次に、この ITO膜上に、下記化合物 HIからなる膜 (以下「HI膜」と略記する）を 25η mの膜厚となるように成膜した。この HI膜は、正孔注入層として機能する。この HI膜 上に、下記化合物 HTからなる膜 (以下「HT膜」と略記する）を lOnmの膜厚となるよ うに成膜した。この HT膜は、正孔輸送層として機能する。
[0067] さらに、この HT膜上に、膜厚 lOnmにて、下記化合物 BHをホスト材料とし下記化 合物 BDをドーパント材料（発光ピーク 452nm、 Eg = 2. 81eV)として、 10 : 0. 5の膜 厚比となるように共蒸着して成膜し、第一発光層（青色系発光層）とした。さらに、膜 厚 30nmにて、下記化合物 BHとホスト材料とし下記化合物 RDをドーパント材料 (発 光ピーク 588nm、 Eg = 2. 36eV)として、 30 : 0. 6の膜厚比となるように共蒸着して 成膜し、第二発光層 (橙色系発光層）とした。
[0068] この膜上に、トリス（8—キノリノール)アルミニウム膜 (以下「Alq膜」と略記する）を 10 nmの膜厚となるように成膜した。この Alq膜は電子輸送層として機能する。この Alq 膜上に、 LiFを膜厚 lnmにて蒸着させ電子注入陰極を形成した。さらにマグネシウム と銀が 9 : 1となるような合金膜 (以下「Mg :Ag膜」と略記する）を lOnmの膜厚となるよ うに成膜した。この Mg :Ag膜は、金属陰極として機能するとともに、第二の反射部材 として機能する。さら〖こ、上部透明電極として、 IZOを 90nmの膜厚でスパッタリング 成膜した。最後に、有機 EL発光部全体を覆うように、封止層として、有機 EL素子の 上部電極上に透明無機膜として SiOxNy (OZO+N= 50%： Atomic ratio)を低 温 CVDにより 300nmの厚さで成膜し、有機 EL素子を作製した。
[0069] (有機 EL素子の初期性能評価）
得られた有機 EL素子に電流密度 1 OmAZcm2の電流を通電し、分光放射輝度計 (CS1000：ミノルタ製）で発光スペクトルを測定したところ、図 5の発光スペクトルを得 た。青色の第一の発光ピーク波長 (452nm)の強度 Iと、橙色の第二の発光ピーク波 長（588nm)の強度 Iの itiま、 I /\ =8. 4であった。また、色度 ίま（0. 195, 0. 13
2 1 2
9)、輝度は 565nitであり、高輝度な青色発光であることを確認した。
[0070] (有機 EL素子の連続駆動寿命評価）
得られた有機 EL素子の発光輝度が lOOOnitとなるように電流値を調節し、室温で 定電流連続駆動試験を行ったところ、輝度が半減する時間（寿命）は、 5980時間で めつに。
[0071] 実施例 2
(有機 EL素子の作製）
膜厚 30nmにて、化合物 BHをホスト材料としィ匕合物 RDをドーパント材料 (発光ピ ーク 588nm)として、 30 : 0. 3の膜厚比となるように共蒸着して成膜し、第二発光層（ 橙色系発光層）としたこと以外は、実施例 1と同様にして有機 EL素子を作製した。
[0072] (有機 EL素子の初期性能評価）
得られた有機 EL素子に電流密度 1 OmAZcm2の電流を通電し、分光放射輝度計 (CS1000：ミノルタ製）で発光スペクトルを測定したところ、図 6の発光スペクトルを得 た。青色の第一の発光ピーク波長 (452nm)の強度 ^と、橙色の第二の発光ピーク波 長（588nm)の強度 Iの比は、 I /\ = 20. 8であった。また、色度は（0. 163, 0. 1
2 1 2
14)、輝度は 567nitであり、高輝度な青色発光であることを確認した。
[0073] (有機 EL素子の連続駆動寿命評価）
得られた有機 EL素子の発光輝度が lOOOnitとなるように電流値を調節し、室温で 定電流連続駆動試験を行ったところ、輝度が半減する時間（寿命）は、 6010時間で めつに。
[0074] 比較例 1
(有機 EL素子の作製）
膜厚 40nmにて、化合物 BHをホスト材料とし下記化合物 BDをドーパント材料 (発 光ピーク 452nm)として、 40 : 2. 0の膜厚比となるように共蒸着して成膜し、第一発光 層（青色系発光層）のみとし、第二発光層 (橙色系発光層）を形成しなかったこと以外 は、実施例 1と同様にして有機 EL素子を作製した。
[0075] (有機 EL素子の初期性能評価）
得られた有機 EL素子に電流密度 1 OmAZcm2の電流を通電し、分光放射輝度計
(CS1000：ミノルタ製）で発光スペクトルを測定したところ、図 7の発光スペクトルを得 た。青色の第一の発光ピーク波長（452nm)の強度 Iと、 588nmでの発光強度 Iの
1 2 itiま、 I /\ = 177であった。また、色度 ίま（0. 141， 0. 097)、輝度 ίま 570nitであり
1 2
、実施例と同程度の高輝度な青色発光であることを確認した。
[0076] (有機 EL素子の連続駆動寿命評価）
得られた有機 EL素子の発光輝度が lOOOnitとなるように電流値を調節し、室温で 定電流連続駆動試験を行ったところ、輝度が半減する時間（寿命）は、 4410時間で あり、実施例の 7割程度の寿命し力得られな力つた。
[0077] 比較例 2
(有機 EL素子の作製）
第一の反射部材であるアルミニウム膜成膜後に、スパッタリングにより ITOを 110η mの膜厚となるように成膜したこと以外は、実施例 2と同様にして有機 EL素子を作製 した。この ITO膜は、正孔注入電極として機能するとともに、第一の反射部材と第二 の反射部材の間の光学膜厚を調節する光学膜厚調整層としても機能する。
[0078] (有機 EL素子の初期性能評価）
得られた有機 EL素子に電流密度 1 OmAZcm2の電流を通電し、分光放射輝度計 (CS1000：ミノルタ製）で発光スペクトルを測定したところ、図 8の発光スペクトルを得 た。青色の第一の発光ピーク波長（452nm)の強度 Iと、 588nmでの発光強度 Iの
1 2 itiま、 I /\ =492であった。また、色度 ίま（0. 146， 0. 052)、輝度 ίま 185nitであり
1 2
、実施例と比較して色度はより青くなつたものの、 3割程度の輝度しか得られな力つた
[0079] (有機 EL素子の連続駆動寿命評価）
得られた有機 EL素子の発光輝度が lOOOnitとなるように電流値を調節し、室温で 定電流連続駆動試験を行ったところ、輝度が半減する時間（寿命）は、 1570時間で あり、実施例の 3割弱の寿命し力得られな力つた。
[0080] 比較例 3
(有機 EL素子の作製）
膜厚 30nmにて、化合物 BHをホスト材料としィ匕合物 RDをドーパント材料 (発光ピ ーク 588nm)として、 30 : 0. 9の膜厚比となるように共蒸着して成膜し、第二発光層（ 橙色系発光層）としたこと以外は、実施例 1と同様にして有機 EL素子を作製した。
[0081] (有機 EL素子の初期性能評価）
得られた有機 EL素子に電流密度 1 OmAZcm2の電流を通電し、分光放射輝度計 (CSIOOO：ミノルタ製）で発光スペクトルを測定したところ、図 9の発光スペクトルを得 た。青色の第一の発光ピーク波長（452nm)の強度 Iと、 588nmでの発光強度 Iの
1 2 itiま、 1 /1 = 3. 8であった。また、色度 ίま（0. 245, 0. 180)、輝度 ίま 562nitであり
1 2
、実施例と比較して青色の色度が悪ィ匕した。
[0082] (有機 EL素子の連続駆動寿命評価）
得られた有機 EL素子の発光輝度が lOOOnitとなるように電流値を調節し、室温で 定電流連続駆動試験を行ったところ、輝度が半減する時間（寿命）は 5940時間であ り、寿命については実施例と同程度であった。
[0083] 比較例 4 (有機 EL素子の作製）
実施例 1との比較のため、反射部材がーつしか存在しない有機 EL素子を作製した
25mm X 75mm X I. 1mm厚のガラス基板（コ一-ング 7059)上に、スパッタリン グにより膜厚 130nmの ITOを成膜した。この ITO膜は正孔注入電極として機能する 。この ITO付きガラス基板をイソプロピルアルコール中で超音波洗浄を 5分間行った 後、 UVオゾン洗浄を 30分間行った。洗浄後のガラス基板を真空蒸着装置の基板ホ ルダ一に装着した。
[0084] この ITO膜上に、 HI膜を 60nmの膜厚となるように成膜した。この HI膜上に、 HT膜 を 20nmの膜厚となるように成膜した。さらに、この HT膜上に、膜厚 lOnmにて、下記 化合物 BHをホスト材料とし下記化合物 BDをドーパント材料 (発光ピーク 452nm)と して、 10 : 0. 5の膜厚比となるように共蒸着して成膜し、第一発光層（青色系発光層） とした。さらに、膜厚 30nmにて、下記化合物 BHとホスト材料とし下記化合物 RDをド 一パント材料 (発光ピーク 588nm)として、 30 : 0. 6の膜厚比となるように共蒸着して 成膜し、第二発光層 (橙色系発光層）とした。
[0085] この膜上に、トリス（8—キノリノール)アルミニウム膜 (以下「Alq膜」と略記する）を 20 nmの膜厚となるように成膜した。この Alq膜上に、 LiFを膜厚 lnmにて蒸着させ電子 注入陰極を形成した。さらにアルミニウムを 150nmの膜厚となるように成膜し、有機 E L素子を作製した。
[0086] (有機 EL素子の初期性能評価）
得られた有機 EL素子に電流密度 1 OmAZcm2の電流を通電し、分光放射輝度計 (CS 1000 :ミノルタ製）で発光スペクトルを測定したところ、図 10の発光スペクトルを 得た。青色の第一の発光ピーク波長 (452nm)の強度 Iと、 588nmでの発光強度 I
1 2 の itiま、 I /\ = 2. 4であった。また、色度 ίま（0. 284, 0. 224)、輝度 ίま 815nitで
1 2
あり、実施例と比較して青色の色度が悪ィ匕した。
[0087] 以上の結果を下記表 1にまとめた。青色の第一の発光ピーク波長の強度 Iと、第二 発光ピーク波長の強度 I
2の比 I ZI
1 2力 を下回ると、青色の色度が悪化した。また、 I
1
Λ力 siooを超えると、連続駆動時の輝度半減寿命が悪化した。すなわち、 I /\を 適切な範囲に選択することによって、青色の色純度が高ぐかつ長寿命な青色系有 機 EL素子が実現できることを確認した。
尚、各例の有機 EL素子の光学距離、位相シフト及び m値を表 2に示す。
[0088] [表 1]
Figure imgf000023_0001
[0090] [化 3]
Figure imgf000024_0001
Figure imgf000024_0002
Figure imgf000024_0003
t7C800/S00idf/X3d 産業上の利用可能性
本発明の青色系有機 EL素子及び表示装置は、民生用 TV、大型表示ディスプレイ 、携帯電話用表示画面等の各種表示装置に用いることができる。

Claims

請求の範囲
[1] 第一の反射部材、
第二の反射部材、及び
前記第一及び第二の反射部材の間にある発光層を含み、
前記発光層が、
青色の第一の発光ピーク波長を有する光を発する第一の有機発光媒体と、 第二の発光ピーク波長を有する光を発する第二の有機発光媒体とを含み、 前記第一及び第二の反射部材の間で、前記第一及び第二の有機発光媒体が発 する光が干渉されて、前記第一の有機発光媒体が発する光が強調され、
外に取り出される光が、以下の関係を満たす第一及び第二の発光ピーク波長を有 する、青色系有機エレクト口ルミネッセンス素子。
I1 >I2 X 5、 IKI2 X 100
(式中、 IIは第一の発光ピーク波長の発光強度、 12は第二の発光ピーク波長の発光 強度を示す。 )
[2] 前記第一の発光ピーク波長が 400〜500nmの範囲にあり、前記第二の発光ピー ク波長が 500〜700nmの範囲にある請求項 1記載の青色系有機エレクト口ルミネッ センス素子。
[3] 前記第一の有機発光媒体のエネルギーギャップ Eglと、前記第二の有機発光媒体 のエネルギーギャップ Eg2の関係力 Egl >Eg2である請求項 1に記載の青色系有 機エレクト口ルミネッセンス素子。
[4] 以下の式の関係を満たす請求項 1に記載の青色系有機エレクト口ルミネッセンス素 子。
(2L) / 1 + Φ/ (2 π ) =πι
(Lは、第一及び第二の反射部材間の光学的距離、 λは青色の第一の発光ピーク 波長、 Φは二つの反射部材界面における位相シフトの和、 mは 0以上の整数又は整 数付近の値を示す。 )
[5] 前記発光層が、前記第一の有機発光媒体を含む第一の層と、前記第二の有機発 光媒体を含む第二の層の、積層体である請求項 1に記載の青色系有機エレクトロル ミネッセンス素子。
[6] 請求項 1〜5のいずれかに記載の青色系有機エレクト口ルミネッセンス素子、及び 前記青色系有機エレクト口ルミネッセンス素子力 発せられる光の色を調整する色 調整部材を有する有機エレクト口ルミネッセンス表示装置。
[7] 基板、
請求項 1〜5のいずれかに記載の青色系有機エレクト口ルミネッセンス素子、及び 前記青色系有機エレクト口ルミネッセンス素子力 発せられる光の色を調整する色 調整部材を、この順に有する有機エレクト口ルミネッセンス表示装置。
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