WO2006008977A1

WO2006008977A1 - 有機エレクトロルミネッセンス素子、画像表示素子および照明装置

Info

Publication number: WO2006008977A1
Application number: PCT/JP2005/012585
Authority: WO
Inventors: Yoshiyuki Suzuri; Hiroshi Kita
Original assignee: Konica Minolta Holdings, Inc.
Priority date: 2004-07-16
Filing date: 2005-07-07
Publication date: 2006-01-26
Also published as: JP2012160476A; JP5454610B2; JP5076501B2; JPWO2006008977A1

Abstract

　陽極と陰極との間に発光層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記発光層を３層以上有し、該３層以上の発光層に、発光ピークの異なる発光層が２種以上含まれ、かつ、発光ピークの同じ発光層が２層以上含まれ、少なくとも１つの発光層には燐光性化合物を含有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。

Description

有機エレクト口ルミネッセンス素子、画像表示素子および照明装置技術分野

[0001] 本発明は、陽極と陰極との間に 3層以上の発光層を有する有機エレクト口ルミネッセンス素子に関し、特に発光効率が高ぐ色度のずれがない白色発光に適する有機ェレクト口ルミネッセンス素子に関する。

背景技術

[0002] 有機 EL素子は自己発光のため、視認性に優れ、かつ数 V〜数十 Vの低電圧駆動が可能なため駆動回路を含めた軽量ィ匕が可能である。そこで、有機 EL素子は、薄膜型ディスプレイ、照明、ノックライトとしての活用が期待されている。

[0003] また、有機 EL素子は色ノリエーシヨンが豊富であることも特徴である。また、複数の発光色を組み合わせる混色によってさまざまな発光が可能となることも特徴である。

[0004] 発光色の中で、特に白色発光のニーズは高ぐまたバックライトとしても活用できる。

さらに、カラーフィルタを用いて青、緑、赤の画素に分けることが可能である。

[0005] この様な白色発光を行う方法としては次の 2種類の方法がある。

[0006] 1,一つの発光層に複数の発光化合物をドープする。

[0007] 2.複数の発光層から複数の発光色を組み合わせる。

[0008] 例えば、青 (B)、緑 (G)、赤 (R)の 3色により白色を達成する場合、 1の場合は、素子作製方法として真空蒸着法を用いた場合は、 BGRとホスト化合物の 4元蒸着となり、コントロールが非常に困難となる。

[0009] また、 BGRとホストイ匕合物を溶液に溶解或いは分散にして塗布する方法もあるが、いまのところ、塗布型有機 ELは蒸着型に比べ耐久性が劣るという問題がある。

[0010] 一方、 2の複数の発光層を組み合わせる方法が提案されて、る。蒸着型を用いる場合には 1に比べ容易となる。

[0011] このような白色発光を行う有機 EL素子としては、短波長発光である青色発光層と長波長発光である赤色発光層との 2層を積層することにより、両発光層の混色として白色の発光を得るようにしたものが提案されている (例えば、特許文献 1参照。 ) o [0012] し力しながら、このような発色の異なる（異なるピーク波長の） 2層の発光層を積層したものにおいては、素子の駆動時間すなわち発光時間や印加電圧の変化に伴って、 2つの発光層において膜質が変化したり、ホール (正孔)や電子の輸送性の度合が変化する等により、発光中心が移動し、その結果、色度変化を生じやすい。

[0013] 特に、 2つの発光層の混色として白色を得る場合、白色は他の色に比べて色度変化に敏感であるため、問題が顕在化する。

[0014] 異なるピーク波長を有する複数の発光層からの混色発光を行うようにした有機 EL 素子において、駆動時間や電圧変化に伴う色度変化を極力抑制できるようにする方法として、異なるピーク波長の発光を行う発光層が交互に 3層以上積層されたものが開示されている (例えば、特許文献 2参照。 )₀

[0015] また、 2層以上の積層構造において、発光層の膜厚及び有機ホスト材料と蛍光材料の比率を発光効率をパラメータとして設計する方法が開示されている (例えば、特許文献 3参照。）。

[0016] これらは交互に積層することで、キャリアの注入バランスが多少ずれても、色ずれが起こりに《なるという効果がある。し力しながら発光効率が低いこと、及び層間でのェネルギー移動があり、白色度において偏りが認められ、白色発光として未だ不十分であることが分力つた。また、依然として電圧変化に伴い色度のずれがおこる問題がめつに。

特許文献 1 :特開平 7—142169号公報

特許文献 2 :特開 2003— 187977号公報

特許文献 3 :特開 2004— 63349号公報

発明の開示

[0017] 本発明の目的は、色度のずれが無ぐ高効率で、白色発光に適する有機エレクト口ルミネッセンス素子を得ることにある。

[0018] 本発明の上記目的を達成するための本発明の態様の一つは、陽極と陰極との間に発光層を有する有機エレクト口ルミネッセンス素子において、前記発光層を 3層以上有し、該 3層以上の発光層に、発光ピークの異なる発光層が 2種以上含まれ、かつ、発光ピークの同じ発光層が 2層以上含まれ、少なくとも 1種の発光層には燐光性ィ匕合物を含有することを特徴とする有機エレクト口ルミネッセンス素子にある。図面の簡単な説明

[0019] [図 1]有機 EL素子の層構成を示す図である。

[図 2]本発明の有機 EL素子の発光層の層構成を示す図である。

[図 3]本発明の有機 EL素子の発光層の層構成を示す図である。

[図 4]本発明の有機 EL素子の発光層の層構成を示す図である。

[図 5]本発明の有機 EL素子の発光層の層構成を示す図である。

[図 6]本発明の有機 EL素子の発光層の層構成を示す図である。

[図 7]本発明の有機 EL素子の発光層の層構成を示す図である。

[図 8]本発明の有機 EL素子の発光層の層構成を示す図である。

[図 9]本発明の有機 EL素子の発光層の層構成を示す図である。

[図 10]有機 EL素子カゝら構成される表示装置の一例を示した模式図である。

[図 11]表示部の模式図である。

[図 12]画素の模式図である。

[図 13]パッシブマトリクス方式フルカラー表示装置の模式図である。

[図 14]照明装置の概略斜視図である。

[図 15]照明装置の断面図である。

発明を実施するための最良の形態

[0020] 上記課題は、以下の構成により解決することができた。

(1) 陽極と陰極との間に発光層を有する有機エレクト口ルミネッセンス素子において、前記発光層を 3層以上有し、該 3層以上の発光層に、発光ピークの異なる発光層が 2種以上含まれ、かつ、発光ピークの同じ発光層が 2層以上含まれ、少なくとも 1種の発光層には燐光性化合物を含有することを特徴とする有機エレクト口ルミネッセンス素子。

(2) 発光ピークの異なる発光層が 2種であり、発光ピークの同じ発光層が各々 2層以上を有することを特徴とする前記（1)に記載の有機エレクト口ルミネッセンス素子。

(3) 発光ピークの異なる発光層が 3種であり、周期的に積層されていることを特徴とする前記（1)に記載の有機エレクト口ルミネッセンス素子。 (4) 発光ピークの異なる発光層が 3種であり、ランダムに積層されていることを特徴とする前記（1)に記載の有機エレクト口ルミネッセンス素子。

(5) 異なる発光ピークを有する発光層の全てが、燐光性化合物を含有することを特徴とする前記（1)〜（4)の何れか 1項に記載の有機エレクト口ルミネッセンス素子。

(6) 発光ピークの異なる発光層の全てが、発光ドーパントとホストイ匕合物を含有し、全ての発光層が同じホストイ匕合物で構成されていることを特徴とする前記（1)〜（5) の何れ力 1項に記載の有機エレクト口ルミネッセンス素子。

(7) ホスト化合物の励起 3重項エネルギーは、前記燐光性化合物の励起 3重項エネルギ一よりも大き!/、ことを特徴とする前記（6)に記載の有機エレクト口ルミネッセンス素子。

(8) 発光層と陰極の間で、かつ発光層に隣接する層に正孔阻止層を有することを特徴とする前記（1)〜（7)の何れか 1項に記載の有機エレクト口ルミネッセンス素子。

(9) 発光層と陽極の間で、かつ発光層に隣接する層に電子阻止層を有することを特徴とする前記（1)〜（8)の何れか 1項に記載の有機エレクト口ルミネッセンス素子。

(10) 有機エレクト口ルミネッセンス素子からの発光が白色であることを特徴とする前記（1)〜（9)の何れ力 1項に記載の有機エレクト口ルミネッセンス素子。

(11) 前記（1)〜（10)の何れ力 1項に記載の有機エレクト口ルミネッセンス素子を用 Vヽたことを特徴とする画像表示素子。

(12) 前記（1)〜（10)の何れ力 1項に記載の有機エレクト口ルミネッセンス素子を用いたことを特徴とする照明装置。

[0021] 本発明の有機エレクト口ルミネッセンス素子 (有機 EL素子）の層構成に関し、図を用いて説明するが、本発明はこれらに限定されるものでは無い。

[0022] 図 1の素子構成 1で示される構造は、陰極と陽極の間に発光層を有し、発光層は電子阻止層と正孔阻止層で挟み込んで!/ヽる。

[0023] これらの電子阻止層或いは正孔阻止層は必ずしも必要ではないが、こういう構成とすることで、電子 ·正孔のキャリアを発光層に閉じ込め、更に電子と正孔の再結合により生成する励起子をも発光層に閉じ込めることができるため、これらの層を設けることが好ましい。 [0024] 電子阻止層、正孔阻止層を形成する材料は既知のものを使用することができる。

[0025] 電子阻止層は電子が発光層から漏れ出さぬよう電子を閉じ込めるため、電子阻止層を形成する材料は電子親和力が発光層を形成する材料よりも小さいことが好ましい。

[0026] また、正孔阻止層は正孔が発光層から漏れ出さぬように正孔を閉じ込めるため正孔阻止層を形成する材料は発光層を形成する材料よりもイオンィ匕ポテンシャルが大きいことが好ましい。

[0027] 更に電子と正孔が再結合して生成する 3重項励起子を閉じ込めるため、正孔阻止層、電子阻止層を形成する材料の励起 3重項エネルギーは発光層の燐光性ィヒ合物の励起 3重項エネルギーよりも大き、ことが好まし、。

[0028] さらに、それらを挟み込むように正孔輸送層、電子輸送層を設けることが好ましい。

正孔輸送層、電子輸送層は既知の材料を用いることが出来る。駆動電圧低下の面から伝導度の高、材料を用いることが好まし、。

[0029] 発光層の構成例を図 2〜9を用いて説明する。発光層 1—1〜発光層 3— 14まで示すが本発明はこれらに限定されるものではない。

[0030] 発光層 1 1〜発光層 3— 14は素子構成 1における発光層部分のみを抜き出したものを示している。

[0031] 本発明においては、発光層は少なくとも 3層以上力も構成され、発光ピークの異なる発光層を少なくとも 2種以上有するが、好ましくは 3もしくは 4種類であり、最も好ましくは 3種類である。

[0032] 本発明において、発光ピークの異なる発光層とは、発光ピークが PL測定したとき発光極大波長が少なくとも lOnm以上異なることを言う。

[0033] 尚、 PL測定とは、発光ドーパントとホストイ匕合物を発光層で用いる組成で石英基板に蒸着膜を作製するか、或いはポリマーなどのウエットプロセスにて作製するものは、スピンコートもしくはディップにより薄膜を作製し、得られた蒸着膜或いは薄膜を蛍光光度計で発光を測定することにより発光極大波長を決定できる。

[0034] 有機 ELを点灯させた時の色は特に限定しないが、白色になることが好ましい。

[0035] 例えば発光ピークの異なる発光層が 2種である場合、青色と黄色或いは青緑色と赤、に発光する発光層の組み合わせで白色を得るのが好ま、。

[0036] 例えば発光ピークの異なる発光層が 3種である場合、青色と緑色と赤色に発光する組み合わせで白色を得るのが好まし!/、。

[0037] こうすることで、照明やバックライトなど様々な光源に用いることが出来る。

[0038] 例えば発光ピークの異なる発光層が 4種である場合、青、青緑、黄、赤の組み合わせにより白色を得ることができる。その他にも青色、緑色、赤色の 3色での白色の色補正をするためにもう一層を使用することも可能である。

[0039] また、発光色は白色だけに限定するものではない。

[0040] 発光ピークの異なる複数の発光層で単色 (例えば青、緑、赤）を発光させることにより、より微妙な色の調整が可能となる。

[0041] 複数の発光層の並び順は規則的な周期を持っていても良いし、ランダムであっても良い。

[0042] 有機 EL素子に電圧 (電流）をかけたときに、電圧 (電流）の変動に対して色度のずれカ Sもっとも少な、並び方になるものが好まし、。

[0043] 好ましくは規則的な周期を持っているものであり、例えば、図 2〜9に示した発光層

1— 1〜1— 6、 2— 9、 2— 23、 2— 36、 3— 9、 3— 12、 3— 14である。

[0044] このようにすると電圧 (電流）を変化させたとき、発光位置が厚さ方向にシフトしても発光色が変化しに《することが可能である。

[0045] 一方、複数の発光層から複数の発光色を組み合わせる場合、色ずれを最低限に抑えるために交互、周期、ランダム構造を多重に積層するが、その際、隣接層との接触が多くなるため、その界面でのエネルギー移動の機会が増え、発光層 1層での白色素子の形成と同様の問題が生ずる。

[0046] 有機 ELのエネルギー移動は主にフェルスター型が支配的だ力フェルスター型はエネルギー移動距離が大きヽ。

[0047] フェルスター型エネルギー移動とは、基本的にドナー分子の発光スペクトルとァクセプター分子の吸収スペクトルの重なり積分強度が大きいことが重要な因子となる。

[0048] 蛍光性化合物の場合、スペクトルが重なると蛍光量子収率およびモル吸光係数が大きいため励起 1重項エネルギー移動距離が大きくなる。 [0049] 燐光性ィ匕合物においても T—G吸収が見られる場合には蛍光性ィ匕合物と同様に励起 3重項でのエネルギー移動が起こる（フェルスター型エネルギー移動に関しては『

Principles of Fluorescence SpectrocsopyJlJoseph R. Lakowicz著 Kluw er Academic Plenum Publishers p. 368)。しかしながら、 T^G吸収のモル吸光係数は蛍光性ィ匕合物に比して非常に小さいため燐光性ィ匕合物の方がフェルスター型のエネルギー移動距離は圧倒的に小さい。

[0050] 本発明においては、発光層の少なくとも 1種に燐光性ィ匕合物を含有させることにより、層間でのエネルギー移動を低減することができ、これにより薄層による多層化が可能となったものである。

[0051] それぞれの隣接する発光層への発光ドーパント間のエネルギー移動はフェルスタ一型で進行することから、フェルスター距離が小さ!/、組み合わせでそれぞれの発光層の並び順を決定することが出来る。

[0052] さらに、ホスト材料を選択することで、電流電圧特性を変化させることが出来る。

[0053] 発光層の全体の膜厚は特に限定しないが、 5から lOOnmが好ましい。更に好ましくは 7から 50nmが好ましぐ最も好ましくは 10nmから 40nmである。

[0054] 発光層を構成する複数の発光層における、それぞれの膜厚は 1から 20nmが好ましく更に好ましくは 2から 1 Onmである。

[0055] これらは素子駆動電圧、電圧 (電流）に対する色度のずれ、エネルギー移動、作製の困難さにより、選ぶことができる。

[0056] 本発明は、これらの発光層の構成の少なくとも 1層に燐光性化合物を含有することが必要であり、好ましくは全ての発光層に燐光性ィ匕合物を含有することが好ま、。

[0057] (発光ホストと発光ドーパント）

発光層中の主成分であるホストイ匕合物に対する発光ドーパントとの混合比は好ましくは質量で 0. 1質量％〜30質量％未満の範囲である。

[0058] ただし、本発明においては発光層の少なくとも 1層に燐光性ィ匕合物（燐光性ドーパント)を用いることが必要であり、発光ドーパントは複数種の化合物を混合して用いても良ぐ金属錯体やその他の構造を有する燐光性ドーパントでもよ、。

[0059] 発光ドーパントは、大きくわけて、蛍光を発光する蛍光性ドーパントと燐光を発光する燐光性ドーパントの 2種類がある。

[0060] 蛍光性ドーパントの代表例としては、クマリン系色素、ピラン系色素、シァニン系色素、クロコ-ゥム系色素、スクァリウム系色素、ォキソベンツアントラセン系色素、フルォレセイン系色素、ローダミン系色素、ピリリウム系色素、ペリレン系色素、スチルベン系色素、ポリチオフン系色素、又は希土類錯体系蛍光体等が挙げられる。

[0061] 燐光性ドーパントの代表例としては、好ましくは元素の周期表で 8属、 9属、 10属の金属を含有する錯体系化合物であり、更に好ましくは、イリジウム化合物、オスミウム化合物であり、中でも最も好ましいのはイリジウム化合物である。

[0062] 燐光性ドーパントの具体例としては以下の特許公報に記載されて!、る化合物である。

[0063] 国際公開第 OOZ70655号パンフレツ K特開 2002— 280178号公報、特開 2001

— 181616号公報、特開 2002— 280179号公報、特開 2001— 181617号公報、特開 2002— 280180号公報、特開 2001— 247859号公報、特開 2002— 299060 号公報、特開 2001— 313178号公報、特開 2002— 302671号公報、特開 2001— 345183号公報、特開 2002— 324679号公報、国際公開第 02,15645号パンフレッド、特開 2002— 332291号公報、特開 2002— 50484号公報、特開 2002— 33 2292号公報、特開 2002— 83684号公報、特表 2002— 540572号公報、特開 20 02— 117978号公報、特開 2002— 338588号公報、特開 2002— 170684号公報、特開 2002— 352960号公報、国際公開第 01/93642号パンフレット、特開 2002

— 50483号公報、特開 2002— 100476号公報、特開 2002— 173674号公報、特開 2002— 359082号公報、特開 2002— 175884号公報、特開 2002— 363552号公報、特開 2002— 184582号公報、特開 2003— 7469号公報、特表 2002— 525 808号公報、特開 2003— 7471号公報、特表 2002— 525833号公報、特開 2003

— 31366号公報、特開 2002— 226495号公報、特開 2002— 234894号公報、特開 2002— 235076号公報、特開 2002— 241751号公報、特開 2001— 319779号公報、特開 2001— 319780号公報、特開 2002— 62824号公報、特開 2002— 10 0474号公報、特開 2002— 203679号公報、特開 2002— 343572号公報、特開 2 002— 203678号公報等。 [0064] その具体例の一部を下記に示す。

[0065] [化 1]

Pt- 1 Pt-2

[0066] [化 2]

[0067] [化 3]

(発光ホスト化合物）

本発明に用いられる発光ホストイ匕合物としては、構造的には特に制限はないが、代表的には力ルバゾール誘導体、トリアリールァミン誘導体、芳香族ボラン誘導体、含窒素複素環化合物、チォフェン誘導体、フラン誘導体、オリゴァリーレンィ匕合物等の基本骨格を有するもの、または、カルボリン誘導体やジァザ力ルバゾール誘導体 (ここで、ジァザ力ルバゾール誘導体とは、カルボリン誘導体のカルボリン環を構成する炭化水素環の少なくとも一つの炭素原子が窒素原子で置換されているものを表す。）等が挙げられる。

[0069] 中でもカルボリン誘導体、ジァザ力ルバゾール誘導体等が好ましく用いられる。

[0070] 以下に、カルボリン誘導体、ジァザ力ルバゾール誘導体等の具体例を挙げる力本発明はこれらに限定されない。

[0071] [化 4]

置007

[0073] また、本発明に用いられる発光ホストは低分子化合物でも、繰り返し単位をもつ高分子化合物でもよぐビニル基やエポキシ基のような重合性基を有する低分子化合物 (蒸着重合性発光ホスト)でも、、。

[0074] 発光ホストとしては、正孔輸送能、電子輸送能を有しつつ、且つ、発光の長波長化を防ぎ、高 Tg (ガラス転移温度)である化合物が好ま、。

[0075] 発光ホストの具体例としては、以下の文献に記載されている化合物が好適である。

例えば、特開 2001— 257076号公報、同 2002— 308855号公報、同 2001— 313 179号公報、同 2002— 319491号公報、同 2001— 357977号公報、同 2002— 3 34786号公報、同 2002— 8860号公報、同 2002— 334787号公報、同 2002— 1 5871号公報、同 2002— 334788号公報、同 2002— 43056号公報、同 2002— 3 34789号公報、同 2002— 75645号公報、同 2002— 338579号公報、同 2002— 105445号公報、同 2002— 343568号公報、同 2002— 141173号公報、同 2002 — 352957号公報、同 2002— 203683号公報、同 2002— 363227号公報、同 20

02— 231453号公報、同 2003— 3165号公報、同 2002— 234888号公報、同 20

03— 27048号公報、同 2002— 255934号公報、同 2002— 260861号公報、同 2 002— 280183号公報、同 2002— 299060号公報、同 2002— 302516号公報、同 2002— 305083号公報、同 2002— 305084号公報、同 2002— 308837号公報等。

[0076] 次に、有機 EL素子の他の構成層につ、て述べる。

[0077] 《正孔阻止層》

正孔阻止層とは広い意味では電子輸送層の機能を有し、電子を輸送する機能を有しつつ正孔を輸送する能力が著しく小さい材料力なり、電子を輸送しつつ正孔を阻止することで電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。

[0078] 正孔阻止層としては、例えば特開平 11— 204258号公報、同 11 204359号公報、及び「有機 EL素子とその工業化最前線（1998年 11月 30日ェヌ'ティー 'エス社発行)」の 237頁等に記載の正孔阻止（ホールブロック)層等を本発明に係る正孔阻止層として適用可能である。また、後述する電子輸送層の構成を必要に応じて、本発明に係る正孔阻止層として用、ることが出来る。

[0079] 《電子阻止層》

一方、電子阻止層とは広い意味では正孔輸送層の機能を有し、正孔を輸送する機能を有しつつ電子を輸送する能力が著しく小さい材料力なり、正孔を輸送しつつ電子を阻止することで電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。また、後述する正孔輸送層の構成を必要に応じて電子阻止層として用いることが出来る。

[0080] 本発明に係る正孔阻止層、電子阻止層の膜厚としては好ましくは 3ηπ！〜 lOOnm であり、更に好ましくは 5nm〜30nmである。

[0081] 《正孔輸送層》

正孔輸送層とは正孔を輸送する機能を有する材料を含み、広い意味で正孔注入層、電子阻止層も正孔輸送層に含まれる。正孔輸送層は単層もしくは複数層設けることができる。

[0082] 正孔輸送材料としては、特に制限はなぐ従来、光導伝材料において、正孔の電荷注入輸送材料として慣用されて、るものや EL素子の正孔注入層、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。

[0083] 正孔輸送材料は、正孔の注入もしくは輸送、電子の障壁性の!/、ずれかを有するものであり、有機物、無機物のいずれであってもよい。例えばトリァゾール誘導体、ォキサジァゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体及びピラゾロン誘導体、フ二レンジァミン誘導体、ァリールァミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、ォキサゾール誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルォレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、ァニリン系共重合体、また、導電性高分子オリゴマー、特にチォフェンオリゴマー等が挙げられる。

[0084] 正孔輸送材料としては、上記のものを使用することができる力ポルフィリン化合物、芳香族第三級ァミン化合物及びスチリルァミン化合物、特に芳香族第三級ァミン化合物を用いることが好まし、。

[0085] 芳香族第三級アミンィ匕合物及びスチリルアミンィ匕合物の代表例としては、 N, N, N

' , N，一テトラフエ-ルー 4, 4，一ジァミノフエ-ル； N, N，一ジフエ-ルー N, N，一ビス（3—メチルフエ-ル）—〔1, 1，—ビフエ-ル〕— 4, 4，—ジァミン (TPD) ; 2, 2 ビス（4 ジ一 p トリルァミノフエ-ル）プロパン； 1 , 1 ビス（4 ジ一 p トリルアミノフェニル）シクロへキサン； N, N, Ν' , Ν，一テトラ一 ρ トリル一 4, 4，一ジアミノビフエ -ル； 1 , 1 ビス（4 ジ一 ρ トリルァミノフエ-ル） 4 フエ-ルシクロへキサン；ビス（4 ジメチルァミノ 2 メチルフエ-ル）フエニルメタン；ビス（4 ジ一 ρ トリルァミノフエ-ル）フエ-ルメタン； Ν, Ν，一ジフエ-ル一 Ν, Ν，一ジ（4—メトキシフエ-ル） —4, 4'—ジアミノビフエニル； Ν, Ν, Ν' , Ν，一テトラフエニル一 4, 4'—ジアミノジフェ-ルエーテル； 4, 4，—ビス（ジフエ-ルァミノ）クオードリフエ-ル； Ν, Ν, Ν—トリ（ρ 一トリル）ァミン； 4一（ジ—ρ—トリルァミノ）ー4，一〔4一（ジ—ρ—トリルァミノ)スチリル〕スチルベン； 4—Ν, Ν ジフエ-ルァミノー（2 ジフエ-ルビ-ル）ベンゼン； 3—メトキシー 4'—Ν, Ν ジフエ-ルアミノスチルベンゼン； Ν—フエ-ルカルバゾール、さらには、米国特許第 5, 061, 569号明細書に記載されている 2個の縮合芳香族環を分子内に有するもの、例えば 4, 4' ビス〔Ν—（1 ナフチル）—Ν—フエ-ルァミノ〕ビフエ-ル (NPD)、特開平 4— 308688号公報に記載されているトリフエ-ルァミンユニットが 3つスターバースト型に連結された 4, 4，， 4，，一トリス〔?^— (3—メチルフエ -ル）—Ν—フエ-ルァミノ〕トリフエ-ルァミン（MTDATA)等が挙げられる。

[0086] さらにこれらの材料を高分子鎖に導入した、またはこれらの材料を高分子の主鎖とした高分子材料を用いることもできる。

[0087] また、 p型 Si、 p型 SiC等の無機化合物も正孔注入材料、正孔輸送材料として使用することができる。また、正孔輸送材料は、高 Tgであることが好ましい。

[0088] この正孔輸送層は、上記正孔輸送材料を、例えば真空蒸着法、スピンコート法、キヤスト法、インクジェット法、 LB法等の公知の方法により、薄膜化することにより形成することができる。正孔輸送層の膜厚については特に制限はないが、通常は 5ηπ！〜 50 OOnm程度である。この正孔輸送層は、上記材料の 1種または 2種以上力もなる 1層構造であってもよい。

[0089] 又、不純物ドープした p性の高い正孔輸送層を用いることも出来る。その例としては、特開平 4— 297076号、特開 2000— 196140号、特開 2001— 102175号、了. Ap pi. Phys. , 95, 5773 (2004)などに記載されたもの力 S挙げ、られる。

[0090] 《電子輸送層》

電子輸送層とは電子を輸送する機能を有する材料力なり、広い意味で電子注入層、正孔阻止層も電子輸送層に含まれる。電子輸送層は、単層もしくは複数層を設けることができる。

[0091] 従来、単層の電子輸送層、及び複数層とする場合は発光層に対して陰極側に隣接する電子輸送層に用いられる電子輸送材料 (正孔阻止材料を兼ねる）としては、下記の材料が知られて、る。

[0092] さらに、電子輸送層は、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いればよぐその材料としては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さる。

[0093] この電子輸送層に用いられる材料 (以下、電子輸送材料という）の例としては、 -ト口置換フルオレン誘導体、ジフヱ-ルキノン誘導体、チォピランジオキシド誘導体、ナフタレンペリレンなどの複素環テトラカルボン酸無水物、カルボジイミド、フレオレニリデンメタン誘導体、アントラキノジメタン及びアントロン誘導体、ォキサジァゾール誘導体などが挙げられる。さらに、上記ォキサジァゾール誘導体において、ォキサジァゾール環の酸素原子を硫黄原子に置換したチアジアゾール誘導体、電子吸引基として知られて!/ヽるキノキサリン環を有するキノキサリン誘導体も、電子輸送材料として用いることがでさる。

[0094] さらにこれらの材料を高分子鎖に導入した、またはこれらの材料を高分子の主鎖とした高分子材料を用いることもできる。

[0095] また、 8 キノリノール誘導体の金属錯体、例えばトリス（8 キノリノール)アルミ-ゥム（Alq )、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

3

モ一 8 キノリノール）アルミニウム、トリス（2 メチル 8 キノリノール）アルミニウム、トリス（5—メチル 8—キノリノール）アルミニウム、ビス（8—キノリノール）亜鉛（Znq )など、及びこれらの金属錯体の中心金属が In、 Mg、 Cu、 Ca、 Sn、 Ga又は Pbに置き替わった金属錯体も、電子輸送材料として用いることができる。その他、メタルフリ一若しくはメタルフタロシアニン、又はそれらの末端がアルキル基ゃスルホン酸基などで置換されているものも、電子輸送材料として好ましく用いることができる。また、発光層の材料として例示したジスチリルビラジン誘導体も、電子輸送材料として用いることができるし、正孔注入層、正孔輸送層と同様に、 n型— Si、 n型— SiCなどの無機半導体も電子輸送材料として用いることができる。

[0096] この電子輸送層は、上記電子輸送材料を、例えば真空蒸着法、スピンコート法、キヤスト法、インクジェット法、 LB法等の公知の方法により、薄膜化することにより形成することができる。電子輸送層の膜厚については特に制限はないが、通常は 5〜5000 nm程度である。この電子輸送層は、上記材料の 1種または 2種以上力もなる 1層構造であってもよい。

[0097] 又、不純物ドープした n性の高い電子輸送層を用いることも出来る。その例としては、特開平 4— 297076号、特開 2000— 196140号、特開 2001— 102175号、了. Ap pi. Phys. , 95, 5773 (2004)などに記載されたもの力 S挙げ、られる。

[0098] 次に、本発明の有機 EL素子の構成層として用いられる、注入層について説明する

[0099] 《注入層》:電子注入層、正孔注入層

注入層は必要に応じて設け、電子注入層と正孔注入層があり、上記のごとく陽極と発光層または正孔輸送層の間、及び、陰極と発光層または電子輸送層との間に存在させてもよい。 [0100] 注入層とは、駆動電圧低下や発光輝度向上のために電極と有機層間に設けられる層のことで、「有機 EL素子とその工業ィ匕最前線（1998年 11月 30日ェヌ'ティー'ェス社発行)」の第 2編第 2章「電極材料」（123〜166頁）に詳細に記載されており、正孔注入層（陽極バッファ一層）と電子注入層（陰極バッファ一層）とがある。

[0101] 陽極バッファ一層（正孔注入層）は、特開平 9— 45479号公報、同 9 260062号公報、同 8— 288069号公報等にもその詳細が記載されており、具体例として、銅フタロシアニンに代表されるフタロシアニンバッファ一層、酸ィ匕バナジウムに代表される酸化物バッファ一層、アモルファスカーボンバッファ一層、ポリア-リン（ェメラルディン)やポリチォフェン等の導電性高分子を用いた高分子バッファ一層等が挙げられる

[0102] 陰極バッファ一層（電子注入層）は、特開平 6— 325871号公報、同 9 17574号公報、同 10— 74586号公報等にもその詳細が記載されており、具体的には、スト口ンチウムゃアルミニウム等に代表される金属バッファ一層、フッ化リチウムに代表されるアルカリ金属化合物バッファ一層、フッ化マグネシウムに代表されるアルカリ土類金属化合物バッファ一層、酸ィヒアルミニウムに代表される酸ィヒ物バッファ一層等が挙げられる。

[0103] 上記バッファ一層（注入層）はごく薄い膜であることが望ましぐ素材にもよるが、その膜厚は 0. lnm〜100nmの範囲が好ましい。

[0104] この注入層は、上記材料を、例えば真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法、 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。注入層の膜厚については特に制限はないが、通常は 5〜5000nm程度である。この注入層は、上記材料の 1種または 2種以上力もなる 1層構造であってもよい。

[0105] 《陽極》

本発明の有機 EL素子に係る陽極としては、仕事関数の大きい (4eV以上)金属、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが好ましく用いられる。このような電極物質の具体例としては Au等の金属、 Cul、インジウムチンォキシド (ITO)、 SnO、 ZnO等の導電性透明材料が挙げられる。また、 IDIXO (In O -

2 2 3

ZnO)等非晶質で透明導電膜を作製可能な材料を用いてもよい。陽極は、これらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により、薄膜を形成させ、フォトリソグラフィ一法で所望の形状のパターンを形成してもよぐあるいはパターン精度をあまり必要としない場合は（100 m以上程度）、上記電極物質の蒸着やスパッタリング時に所望の形状のマスクを介してパターンを形成してもよい。この陽極より発光を取り出す場合には、透過率を 10%より大きくすることが望ましぐまた、陽極としてのシート抵抗は数百 Ω Ζ口以下が好ましい。さらに膜厚は材料にもよる力通常 ΙΟηπ！〜 1000nm、好ましくは 10nm〜200nmの範囲で選ばれる。

[0106] 《陰極》

一方、本発明に係る陰極としては、仕事関数の小さい (4eV以下)金属 (電子注入性金属と称する）、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、ナトリウム一力リウム合金、マグネシウム、リチウム、マグネシウム Z銅混合物、マグネシウム Z銀混合物、マグネシウム /アルミニウム混合物、マグネシウム Zインジウム混合物、アルミニウム Z酸ィ匕アルミニウム (Al O )混合物、インジウム、リチウム

2 3 Zアルミニウム混合物、希土類金属等が挙げられる。これらの中で、電子注入性及び酸化等に対する耐久性の点から、電子注入性金属とこれより仕事関数の値が大きく安定な金属である第二金属との混合物、例えばマグネシウム Z銀混合物、マグネシウム Zアルミニウム混合物、マグネシウム Zインジウム混合物、アルミニウム Z酸ィ匕アルミニウム (Al O )混合物

2 3

、リチウム Zアルミニウム混合物、アルミニウム等が好適である。陰極は、これらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により、薄膜を形成させることにより、作製することができる。また、陰極としてのシート抵抗は数百 Ω Ζ口以下が好ましぐ膜厚は通常 10nm〜1000nm、好ましくは 50nm〜200nmの範囲で選ばれる。なお、発光を透過させるため、有機 EL素子の陽極または陰極のいずれか一方が、透明または半透明であれば発光輝度が向上し好都合である。

[0107] 《基体 (基板、基材、支持体等とも!ヽぅ)》

本発明の有機 EL素子に係る基体としては、ガラス、プラスチック等の種類には特に限定はなぐまた、透明のものであれば特に制限はないが、好ましく用いられる基板としては例えばガラス、石英、光透過性榭脂フィルムを挙げることができる。特に好まし、基体は、有機 EL素子にフレキシブル性を与えることが可能な榭脂フィルムである。

[0108] 榭脂フィルムとしては、例えばポリエチレンテレフタレート（PET)、ポリエチレンナフタレート（PEN)、ポリエーテルスルホン（PES)、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフエ-レンスルフイド、ポリアリレート、ポリイミド、ポリカーボネート（P

C)、セルローストリアセテート (TAC)、セルロースアセテートプロピオネート（CAP) 等力なるフィルム等が挙げられる。

[0109] 榭脂フィルムの表面には、無機物もしくは有機物の被膜またはその両者のハイプリッド被膜が形成されていてもよぐ水蒸気透過率が 0. 01gZm²'dayatm以下の高ノリア性フィルムであることが好ましヽ。

[0110] 本発明の有機エレクト口ルミネッセンス素子の発光の室温における外部取り出し効率は 1%以上であることが好ましぐより好ましくは 2%以上である。ここに、外部取り出し量子効率 (％) =有機 EL素子外部に発光した光子数 Z有機 EL素子に流した電子数 X 100である。

[0111] 照明用途で用いる場合には、発光ムラを低減させるために粗面加工したフィルム（アンチグレアフィルム等）を併用することもできる。

[0112] 多色表示装置として用いる場合は少なくとも 2種類の異なる発光極大波長を有する有機 EL素子カゝらなるが、有機 EL素子を作製する好適な例を説明する。

[0113] 《有機 EL素子の作製方法》

本発明の有機 EL素子の作製方法の一例として、陽極/正孔注入層/正孔輸送層

Z発光層（3層以上) Z正孔阻止層 Z電子輸送層 Z陰極バッファ一層 Z陰極からなる有機 EL素子の作製法にっヽて説明する。

[0114] まず適当な基体上に、所望の電極物質、例えば陽極用物質力なる薄膜を、 1 μ m 以下、好ましくは ΙΟηπ！〜 200nmの膜厚になるように、蒸着やスパッタリング等の方法により形成させ、陽極を作製する。次に、この上に素子材料である正孔注入層、正孔輸送層、発光層（3層以上)、正孔阻止層、電子輸送層等の有機化合物を含有する薄膜を形成させる。

[0115] この有機化合物を含有する薄膜の薄膜ィ匕の方法としては、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法、蒸着法、印刷法等があるが、均質な膜が得られやすぐかつピンホールが生成しにくい等の点から、真空蒸着法またはスピンコート法が特に好ましい。さらに層ごとに異なる製膜法を適用してもよい。製膜に蒸着法を採用する場合、その蒸着条件は、使用する化合物の種類等により異なるが、一般にボート加熱温度

50°C〜450°C、真空度 10— ⁶Pa〜： LO— ²Pa、蒸着速度 0. 01nm〜50nm/秒、基板温度— 50°C〜300°C、膜厚 0. lnm〜5 μ mの範囲で適宜選ぶことが望ましい。

[0116] これらの層の形成後、その上に陰極用物質力もなる薄膜を、 1 μ m以下好ましくは 5 0nm〜200nmの範囲の膜厚になるように、例えば蒸着やスパッタリング等の方法により形成させ、陰極を設けることにより、所望の有機 EL素子が得られる。この有機 EL 素子の作製は、一回の真空引きで一貫して正孔注入層から陰極まで作製するのが好ましいが、途中で取り出して異なる製膜法を施しても力まわない。その際、作業を乾燥不活性ガス雰囲気下で行う等の配慮が必要となる。

[0117] 《表示装置》

本発明の表示装置について説明する。

[0118] 本発明の表示装置は単色でも多色でもよいが、ここでは、多色表示装置について説明する。多色表示装置の場合は、発光層形成時のみシャドーマスクを設け、一面に蒸着法、キャスト法、スピンコート法、インクジェット法、印刷法等で膜を形成できる

[0119] 発光層のみパターユングを行う場合、その方法に限定はないが、好ましくは蒸着法、インクジェット法、印刷法である。蒸着法を用いる場合においてはシャドーマスクを用いたパターユングが好まし、。

[0120] また作製順序を逆にして、陰極、電子輸送層、正孔阻止層、発光層（3層以上)、正孔輸送層、陽極の順に作製することも可能である。

[0121] このようにして得られた多色表示装置に、直流電圧を印加する場合には、陽極を + 、陰極を—の極性として電圧 2〜40V程度を印加すると、発光が観測できる。また、逆の極性で電圧を印加しても電流は流れずに発光は全く生じない。さらに、交流電圧を印加する場合には、陽極が +、陰極が一の状態になったときのみ発光する。なお、印加する交流の波形は任意でよい。

[0122] 多色表示装置は、表示デバイス、ディスプレー、各種発光光源として用いることができる。表示デバイス、ディスプレーにおいて、青、赤、緑発光の 3種の有機 EL素子を用いることにより、フルカラーの表示が可能となる。

[0123] 表示デバイス、ディスプレーとしてはテレビ、ノソコン、モノくィル機器、 AV機器、文字放送表示、自動車内の情報表示等が挙げられる。特に静止画像や動画像を再生する表示装置として使用してもよぐ動画再生用の表示装置として使用する場合の駆動方式は単純マトリックス (パッシブマトリックス）方式でもアクティブマトリックス方式でもどちらでもよい。

[0124] 発光光源としては家庭用照明、車内照明、時計や液晶用のバックライト、看板広告、信号機、光記憶媒体の光源、電子写真複写機の光源、光通信処理機の光源、光センサーの光源等が挙げられるがこれに限定するものではない。

[0125] 《照明装置》

本発明の照明装置について説明する。

[0126] 本発明の有機 EL素子に共振器構造を持たせた有機 EL素子として用いてもよぐこのような共振器構造を有した有機 EL素子の使用目的としては光記憶媒体の光源、電子写真複写機の光源、光通信処理機の光源、光センサーの光源等が挙げられる力これらに限定されない。

[0127] また、本発明の有機 EL素子は、照明用や露光光源のような一種のランプとして使用しても良いし、画像を投影するタイプのプロジェクシヨン装置や、静止画像や動画像を直接視認するタイプの表示装置 (ディスプレイ）として使用しても良い。動画再生用の表示装置として使用する場合の駆動方式は単純マトリクス (パッシブマトリクス）方式でもアクティブマトリクス方式でもどちらでも良い。または、異なる発光色を有する本発明の有機 EL素子を 2種以上使用することにより、フルカラー表示装置を作製することが可能である。

[0128] 以下、本発明の有機 EL素子を有する表示装置の一例を図面に基づいて説明する

[0129] 図 10は、有機 EL素子カゝら構成される表示装置の一例を示した模式図である。有機 EL素子の発光により画像情報の表示を行う、例えば、携帯電話等のディスプレイの模式図である。 [0130] ディスプレイ 1は、複数の画素を有する表示部 A、画像情報に基づいて表示部 Aの画像走査を行う制御部 B等力もなる。

[0131] 制御部 Bは、表示部 Aと電気的に接続され、複数の画素それぞれに外部からの画像情報に基づいて走査信号と画像データ信号を送り、走査信号により走査線毎の画素が画像データ信号に応じて順次発光して画像走査を行って画像情報を表示部 A に表示する。

[0132] 図 11は、表示部 Aの模式図である。

[0133] 表示部 Aは基板上に、複数の走査線 5及びデータ線 6を含む配線部と、複数の画素 3等とを有する。表示部 Aの主要な部材の説明を以下に行う。

[0134] 図においては、画素 3の発光した光力白矢印方向（下方向）へ取り出される場合を示している。

[0135] 配線部の走査線 5及び複数のデータ線 6は、それぞれ導電材料からなり、走査線 5 とデータ線 6は格子状に直交して、直交する位置で画素 3に接続している（詳細は図示していない）。

[0136] 画素 3は、走査線 5から走査信号が印加されると、データ線 6から画像データ信号を受け取り、受け取った画像データに応じて発光する。発光の色が赤領域の画素、緑領域の画素、青領域の画素を、適宜、同一基板上に並置することによって、フルカラ一表示が可能となる。

[0137] 本発明の有機 EL素子を白色発光の素子として用いる場合は、 BGRのカラーフィルターとの組み合わせによりフルカラー表示を行うことが出来る。

[0138] 次に、画素の発光プロセスを説明する。

[0139] 図 12は、画素の模式図である。

[0140] 画素は、有機 EL素子 10、スイッチングトランジスタ 11、駆動トランジスタ 12、コンデンサ 13等を備えて、る。複数の画素に区分された有機 EL素子 10として白色発光の有機 EL素子を用い、 BGRのカラーフィルターと組み合わせることでフルカラー表示を行うことができる。

[0141] 図 12において、制御部 B力もデータ線 6を介してスイッチングトランジスタ 11のドレインに画像データ信号が印加される。そして、制御部 Bから走査線 5を介してスィッチングトランジスタ 11のゲートに走査信号が印加されると、スイッチングトランジスタ 11の駆動がオンし、ドレインに印加された画像データ信号がコンデンサ 13と駆動トランジスタ 12のゲートに伝達される。

[0142] 画像データ信号の伝達により、コンデンサ 13が画像データ信号の電位に応じて充電されるとともに、駆動トランジスタ 12の駆動がオンする。駆動トランジスタ 12は、ドレインが電源ライン 7に接続され、ソースが有機 EL素子 10の電極に接続されており、ゲ一トに印加された画像データ信号の電位に応じて電源ライン 7から有機 EL素子 10に電流が供給される。

[0143] 制御部 Bの順次走査により走査信号が次の走査線 5に移ると、スイッチングトランジスタ 11の駆動がオフする。しかし、スイッチングトランジスタ 11の駆動がオフしてもコンデンサ 13は充電された画像データ信号の電位を保持するので、駆動トランジスタ 12 の駆動はオン状態が保たれて、次の走査信号の印加が行われるまで有機 EL素子 1 0の発光が継続する。順次走査により次に走査信号が印加されたとき、走査信号に同期した次の画像データ信号の電位に応じて駆動トランジスタ 12が駆動して有機 E L素子 10が発光する。

[0144] すなわち、有機 EL素子 10の発光は、複数の画素それぞれの有機 EL素子 10に対して、アクティブ素子であるスイッチングトランジスタ 11と駆動トランジスタ 12を設けて、複数の画素 3それぞれの有機 EL素子 10の発光を行っている。このような発光方法をアクティブマトリクス方式と呼んで、る。

[0145] ここで、有機 EL素子 10の発光は、複数の階調電位を持つ多値の画像データ信号による複数の階調の発光でもよ、し、 2値の画像データ信号による所定の発光量のオン、才フでもよ！/、。

[0146] また、コンデンサ 13の電位の保持は、次の走査信号の印加まで継続して保持してもよ、し、次の走査信号が印加される直前に放電させてもょ、。

[0147] 本発明においては、上述したアクティブマトリクス方式に限らず、走査信号が走査されたときのみデータ信号に応じて有機 EL素子を発光させるパッシブマトリクス方式の発光駆動でもよい。

[0148] 図 13は、ノッシブマトリクス方式による表示装置の模式図である。図 4において、複数の走査線 5と複数の画像データ線 6が画素 3を挟んで対向して格子状に設けられている。

[0149] 順次走査により走査線 5の走査信号が印加されたとき、印加された走査線 5に接続して、る画素 3が画像データ信号に応じて発光する。ノッシブマトリクス方式では画素 3にアクティブ素子が無く、製造コストの低減が計れる。

[0150] 本発明に係わる有機 EL素子は、また、照明装置として、実質白色の発光を生じる有機 EL素子に適用できる。

[0151] 本発明に係わる白色有機 EL素子においては、必要に応じ製膜時にメタルマスクやインクジェットプリンティング法等でパター-ングを施してもよ、。パターユングする場合は、電極のみをパターユングしてもいいし、電極と発光層をパターユングしてもいいし、素子全層をパターユングしてもいい。

[0152] このように、本発明の白色発光有機 EL素子は、前記表示デバイス、ディスプレーにカロえて、各種発光光源、照明装置として、家庭用照明、車内照明、また、露光光源のような一種のランプとして、液晶表示装置のバックライト等、表示装置にも有用に用いられる。

[0153] その他、時計等のバックライト、看板広告、信号機、光記憶媒体等の光源、電子写真複写機の光源、光通信処理機の光源、光センサーの光源等、更には表示装置を必要とする一般の家庭用電気器具等広い範囲の用途が挙げられる。

実施例

[0154] 実施例 1

〈有機 EL素子 1— 1〜1— 12の作製〉

(有機 EL素子 1—1の作製）

陽極として 100mm X 100mm X I. 1mmのガラス基板上に ITO (インジウムチンォキサイド）を lOOnm製膜した基板 (ΝΗテクノグラス社製 ΝΑ45)にパターユングを行つた後、この ITO透明電極を設けた透明支持基板をイソプロピルアルコールで超音波洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥し、 UVオゾン洗浄を 5分間行った。この透明支持基盤を市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに固定した。

[0155] 次いで、真空槽を 4 X 10— ⁴Paまで減圧した後、 α— NPDの入った加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度 0. InmZsecで透明支持体基板に蒸着し 25nm正孔輸送層を設けた。次に電子阻止層として、 HTM1の入った加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度 0. InmZsecで HTM1を 15nm蒸着した。

[0156] その後、表 1に示すように、発光層 A Bの各糸且成を用い、図 2に示す発光層 1 1 の積層の発光層となるように形成し、その上に正孔阻止層として H - 13を lOnm蒸しプ

[0157] 更に Alqの入った加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度 0. lnmsecで前記正孔

3

層上に蒸着して膜厚 30nmの電子輸送層を設けた。なお、蒸着時の基板温度は室温で行った。

[0158] 引き続き陰極バッファ一層としてフッ化リチウム 0. 5nmを蒸着し、更にアルミニウム 1 lOnmを蒸着して陰極を形成し、有機 EL素子 1— 1を作製した。

[0159] (有機 EL素子 1— 2 1— 12の作製）

有機 EL素子 1 1と同様にして表 1に示す各発光層を各層構成となるように積層し、有機 EL素子 1— 2 1— 12を作製した。

[0160] [化 6]

α - NPD

[0161] 得られた有機 EL素子を以下の方法で評価した。

[0162] 〈外部取り出し量子効率〉

作製した有機 EL素子について、 23°C、乾燥窒素ガス雰囲気下で 2. 5mA/cm² の一定電流を印加した時の外部取り出し量子効率（％)を測定した。尚、測定には分光放射輝度計 CS - 1000 (ミノルタ製)を用いた。

[0163] 〈色度のずれ〉

色度のずれは CIE色度図にお!、て、 lOOcdZm²輝度時の色度座標と 5000cdZ m²輝度時の色度座標のずれを表す。

[0164] 23°C、乾燥窒素ガス雰囲気下で CS— 1000 (ミノルタ製）を用いて測定を行った。

[0165] また、用いたホストイ匕合物及びドーパント化合物の励起 3重項エネルギーを記載する。溶媒はエタノール:メタノール = 1 : 1、 77Kにて測定した。測定は日立製 F4500 で行った。得られたリン光スペクトルの 0— 0バンドに起因するピーク力励起 3重項エネルギーを算出した。

[0166] 得られた結果を表 1、 2に示す。

[0167] [表 1]

有機

外部

El 発光層の色度の

発光層 A 発光層 B 発光層発光層 D 取り出し備考素子構成ずれ

量子効率

No.

1 -1 発光層，一 1 H-t4: lr-12 3^Μ% ΐθηπι H-15: lr-9 8質量％ lOnm なしなし 250 0.03 本発明

1-2 発光層 1 -4 H-14: lr-12 3煑量％ 5nm H-14: lr-9 8 g量％ 5nrn なしなし 230 0.008 本発明

1-3 発光履 1一 6 H-I3: lr-I2 3質量％ 4nm H-13: lr-9 8質量％ 3nm なしなし 220 0.005 本発明

1-4 発光層 2 - 5 H— 14: lr—， 2 3®·% 6nm H-15: lr-1 6質量％ 4nm H-14: lr-9 8質量％ 4nm なし 235 0.01 本発明

1-5 発光層 2— 9 H-14: |r-13 3質量％ 6nm H-14: lr-1 5nm H-14: lr-9 8質量％ 4nm なし 230 0.008 本発明

1-6 発光層 2— 9 H— 12: lr-13 3 量％ 6nm H-6: lr-1 6貧量％ 5nm H-6: lr-9 8質量％ 4nm なし 230 0.008 本発明

1 -7 発光屬 2—22 H-14: |r-1 6®量％ 5nm H-14: lr-12 3煑量％ 5nm H-14: lr-9 8質量％ 2nm なし 230 0.01 本発明

1-8 発光層 2— 23 H-14: |r-l3 6質量％ 5nm H-14: lr-l 6質量％ 2nm H-14: lr-14 6質量％ 2nm なし 225 0.005 本発明

1—9 発光眉 2 - 23 H—15:TPB 3質量％ 7nra H-14: lr-1 6質量％ 2nm H-14: lr-9 8質量％ 2nm なし 195 0.007 本発明

1 -10 発光層 3 - 9 H— 14: lr一 13 6 Jf量％ 5nm H-14: lr-9 8質量％ 3nm H -， 4: lr— 10 6質量％ 2nm H-14: lr-5 8質量％ 2nm 230 0.009 本発明

1 -11 発光層ト 1 H— 15:TPB 3質量％ lOnm Alq3:ルブレン 2質量％ lOnm なしなし 100 0.13 躍列

1—12 発光層〗一 4 H-15:TPB 5nm Alq3:ルブレン 2ίί量％ 5nm なしなし 85 0.07 臓列

励起 3重項エネルギー

ホス卜/ドーパント

(eV)

H-6 2.7

H-12 2.9

H— 13 3

H-14 3

H-15 2.7

lr-1 2.5

lr-9 2.1

lr-12 2.7

lr-13 2.8

lr-14 2.1

[0169] 本発明の有機 EL素子は高、外部取り出し量子効率と低!、色度のずれを示すことが分かる。

[0170] 実施例 2

実施例 1で作製した有機 EL素子 1—8の非発光面をガラスケースで覆い、照明装置とした。照明装置は、発光効率が高く発光寿命の長い白色光を発する薄型の照明装置として使用することができた。図 14は照明装置の概略斜視図であり、図 15は照明装置の断面図である。図中、有機 EL素子 101は、 ITO透明電極付きガラス基板 1 07上に積層された有機 EL層 106及び陰極 105が形成されている。照明装置 100は、この有機 EL素子 101をガラスケース 102で覆い、電源線（陽極） 103と、電源線（陰極） 104が接続されている。なおガラスケース 102内には窒素ガス 108が充填され、捕水剤 109が設けられている。

産業上の利用可能性

[0171] 本発明は、発光層を 3層以上有し、発光ピークの異なる発光層が 2種以上で、発光ピークの同じ発光層が 2層以上である層構成にお、て、少なくとも 1つの発光層には燐光性化合物を含有することにより、多層化してもエネルギー移動がなぐ電圧変化に伴う色ずれを起こりに《でき、発光効率を向上させることができることを見いだした

Claims

請求の範囲

[I] 陽極と陰極との間に発光層を有する有機エレクト口ルミネッセンス素子において、前記発光層を 3層以上有し、該 3層以上の発光層に、発光ピークの異なる発光層が 2種以上含まれ、かつ、発光ピークの同じ発光層が 2層以上含まれ、少なくとも 1種の発光層には燐光性ィ匕合物を含有することを特徴とする有機エレクト口ルミネッセンス素子。

[2] 発光ピークの異なる発光層が 2種であり、発光ピークの同じ発光層が各々 2層以上を有することを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の有機エレクト口ルミネッセンス素子

[3] 発光ピークの異なる発光層が 3種であり、周期的に積層されていることを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の有機エレクト口ルミネッセンス素子。

[4] 発光ピークの異なる発光層が 3種であり、ランダムに積層されていることを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の有機エレクト口ルミネッセンス素子。

[5] 異なる発光ピークを有する発光層の全てが、燐光性化合物を含有することを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の有機エレクト口ルミネッセンス素子。

[6] 発光ピークの異なる発光層の全てが、発光ドーパントとホストイ匕合物を含有し、全ての発光層が同じホストイ匕合物で構成されていることを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の有機エレクト口ルミネッセンス素子。

[7] ホストイ匕合物の励起 3重項エネルギーは、前記燐光性化合物の励起 3重項エネルギ一よりも大きいことを特徴とする請求の範囲第 6項に記載の有機エレクト口ルミネッセンス素子。

[8] 発光層と陰極の間で、かつ発光層に隣接する層に正孔阻止層を有することを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の有機エレクト口ルミネッセンス素子。

[9] 発光層と陽極の間で、かつ発光層に隣接する層に電子阻止層を有することを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の有機エレクト口ルミネッセンス素子。

[10] 有機エレクト口ルミネッセンス素子からの発光が白色であることを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の有機エレクト口ルミネッセンス素子。

[II] 請求の範囲第 1項に記載の有機エレクト口ルミネッセンス素子を用いたことを特徴とする画像表示素子。

請求の範囲第 1項に記載の有機エレクト口ルミネッセンス素子を用いたことを特徴とする照明装置。