JP2001307885A

JP2001307885A - 有機ｅｌ素子及び有機ｅｌディスプレイ

Info

Publication number: JP2001307885A
Application number: JP2001042102A
Authority: JP
Inventors: Toshihiko Motomatsu; 俊彦元松; Yoshikazu Sakaguchi; 嘉一坂口
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2000-02-18
Filing date: 2001-02-19
Publication date: 2001-11-02
Anticipated expiration: 2021-02-19
Also published as: JP3688207B2

Abstract

(57)【要約】【課題】従来に比べて、発光効率に優れ、輝度、色度
の良好な赤色有機ＥＬ素子を提供する。【解決手段】発光層５において、特定の芳香族アミン
誘導体と、赤色発光材料である特定のジベンゾ｛［ｆ，
ｆ’］−４，４’，７，７’−テトラフェニル｝ジイン
デノ［１，２，３−ｃｄ：１’，２’，３’−ｌｍ］ペ
リレン誘導体とを混合して用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は有機ＥＬ素子（有機
エレクトロルミネッセンス素子）に関し、さらに詳述す
ると、発光効率に優れ、輝度、色度の良好な赤色有機Ｅ
Ｌ素子及びそれを用いた有機ＥＬディスプレイに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、有機ＥＬ素子、特に赤色有機ＥＬ
素子においては、実用レベルの輝度を得るために、一般
的に使用されている蛍光量子収率の高い下記一般式
［ａ］（Ｑ）₃−Ａｌ … ［ａ］［一般式［ａ］中のＱは、置換若しくは未置換の８−キ
ノリノラート配位子を表す。］の発光性有機アルミニウ
ム錯体や、下記一般式［ｂ］

【化１６】［一般式［ｂ］中のＡ1〜Ａ4は、それぞれ独立に炭素数
６〜１８のアリール基を表す。Ｒ1〜Ｒ8は、それぞれ独
立に水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ
基、アリール基又はアミノ基を表す。］の芳香族アミン
誘導体をホストとし、これに赤色材料をドーピングした
ものを発光層としていた。

【０００３】例えば、C.W.Tang:“An Overview of Orga
nic Electroluminescent Materialsand Devices”,SID
96DIGEST.,14.1,pp.181-184(1996)に記載の有機ＥＬ素
子では、発光性有機アルミニウム錯体である下記化合物
４

【化１７】のトリス（８−キノリノラート）アルミニウムをホスト
とし、これに赤色発光材料のＤＣＪＴをドープすること
により発光層としている。また、特開平１０−７２５８
１では、前記一般式［ｂ］に示した芳香族アミン誘導体
をホストとし、これに赤色発光材料をドープすることに
より発光層としている。

【０００４】ところで、実用的観点から、現状の有機Ｅ
Ｌ素子は長寿命化、熱的安定性が必須であり、そのため
に陽極とホール輸送層との間に、高耐熱化用ホール注入
層を使用していた。しかし、これにより寿命特性が向上
する反面、発光層へのホール注入特性が悪化していた。
その結果、発光層での再結合収率が低下し、十分な発光
効率が得られなかった。さらに、印加電圧の関係で電子
が発光層から漏れるという問題、つまりキャリアバラン
スが変化し、ホール輸送層そのものが発光することによ
り色合いが変化するという問題があった。

【０００５】ここで、従来の有機ＥＬ素子について図面
を参照しながら説明する。図５は有機ＥＬ素子の断面図
である。図５において従来の有機ＥＬ素子は、ガラス基
板１上にＩＴＯ（インジウム−スズ酸化物）からなる陽
極（透明電極）２を形成し、この上にホール注入層３、
ホール輸送層４、発光層５、電子輸送層６などの有機Ｅ
Ｌ層及び陰極７等を形成することにより構成されてい
る。ここで発光層５には、蛍光量子収率の高い発光性有
機アルミニウム錯体（一般式［ａ］）をホストとし、こ
れに赤色材料がドープされている。また、このとき電子
輸送層６として電子輸送性のある発光性有機アルミニウ
ム錯体（一般式［ａ］）を用いることもある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来、高耐熱化用ホー
ル注入層を使用していることから、寿命特性が向上する
反面、発光層へのホール注入特性が悪化していた。この
ことは発光層におけるホール−電子の再結合収率の低下
を招き、十分な発光効率が得られないという問題を引き
起こしていた。さらには、電圧増加に伴って電子が発光
層から漏れ出し、ホール輸送層そのものが発光すること
により色合いが変化するという問題もあった。よって、
従来の素子構成では、発光効率に優れ、高輝度でかつ常
時色度の安定した有機ＥＬデバイスを提供することがで
きなかった。これは、発光層へのホール注入特性が低
く、また電圧が増加すると電子輸送性が変化し、本来発
光層で起きるべきホール−電子の再結合が、ホール輸送
層中で起きてしまうからであった。

【０００７】本発明は、前述した事情に鑑みてなされた
もので、発光効率に優れ、輝度、色度の良好な赤色有機
ＥＬ素子を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成するため、下記（１）〜（１５）に示す有機ＥＬ素子
及び有機ＥＬディスプレイを提供する。

【０００９】（１）互いに対向する陽極と陰極間に、少
なくとも単層又は複数層の有機薄膜よりなる発光層を備
えた有機ＥＬ素子において、下記一般式［１］

【化１８】［一般式［１］中のＲ1〜Ｒ28は、それぞれ独立に水素
原子、ハロゲン原子、置換若しくは未置換のアルキル
基、置換若しくは未置換のアルコキシ基、置換若しくは
未置換のアリール基、又は、置換若しくは未置換のアミ
ノ基を表す。Ｙ1〜Ｙ4は、それぞれ独立にＯ、Ｓ、ＳＯ
₂、Ｃ＝Ｏ、ＣＨ₂Ｏ、ＣＨ₂ＯＣＨ₂、又は、置換若しく
は未置換のアルキレン基を表す。Ｒ1〜Ｒ4、Ｒ5〜Ｒ8
は、互いに結合して飽和若しくは不飽和の５員環又は６
員環を形成してもよい。］で示される芳香族アミン誘導
体と、下記一般式［２］

【化１９】［一般式［２］中のＸ1〜Ｘ20は、それぞれ独立に水素
原子、ハロゲン原子、置換若しくは未置換のアルキル
基、置換若しくは未置換のアルコキシ基、置換若しくは
未置換のアリール基、又は、置換若しくは未置換のアミ
ノ基を表す。Ｘ1〜Ｘ20は、互いに結合して飽和若しく
は不飽和の５員環又は６員環を形成してもよい。］で示
されるジベンゾ｛［ｆ，ｆ’］−４，４’，７，７’−
テトラフェニル｝ジインデノ［１，２，３−ｃｄ：
１’，２’，３’−ｌｍ］ペリレン誘導体とを混合させ
た少なくとも１層の発光層を有していることを特徴とす
る有機ＥＬ素子。

【００１０】（２）互いに対向する陽極と陰極間に、少
なくとも単層又は複数層の有機薄膜よりなる発光層を備
えた有機ＥＬ素子において、下記一般式［４］

【化２０】［一般式［４］中のＲ1〜Ｒ28は、それぞれ独立に水素
原子、ハロゲン原子、置換若しくは未置換のアルキル
基、置換若しくは未置換のアルコキシ基、置換若しくは
未置換のアリール基、又は、置換若しくは未置換のアミ
ノ基を表す。Ｙ1〜Ｙ4は、それぞれ独立にＯ、Ｓ、ＳＯ
₂、Ｃ＝Ｏ、ＣＨ₂Ｏ、ＣＨ₂ＯＣＨ₂、又は、置換若しく
は未置換のアルキレン基を表す。Ｒ1〜Ｒ4、Ｒ5〜Ｒ8
は、互いに結合して飽和若しくは不飽和の５員環又は６
員環を形成してもよい。］で示される芳香族アミン誘導
体と、前記一般式［２］で示されるジベンゾ｛［ｆ，
ｆ’］−４，４’，７，７’−テトラフェニル｝ジイン
デノ［１，２，３−ｃｄ：１’，２’，３’−ｌｍ］ペ
リレン誘導体とを混合させた少なくとも１層の発光層を
有していることを特徴とする有機ＥＬ素子。

【００１１】（３）互いに対向する陽極と陰極間に、少
なくとも単層又は複数層の有機薄膜よりなる発光層を備
えた有機ＥＬ素子において、下記一般式［５］

【化２１】［一般式［５］中のＲ1〜Ｒ28は、それぞれ独立に水素
原子、ハロゲン原子、置換若しくは未置換のアルキル
基、置換若しくは未置換のアルコキシ基、置換若しくは
未置換のアリール基、又は、置換若しくは未置換のアミ
ノ基を表す。Ｘ1〜Ｘ8は、置換若しくは未置換の炭素数
１〜２０のアルキル基、又は、置換若しくは未置換の炭
素数６〜１６のアリール基を表す。Ｒ1〜Ｒ4、Ｒ5〜Ｒ8
は、互いに結合して飽和若しくは不飽和の５員環又は６
員環を形成してもよい。］で示される芳香族アミン誘導
体と、前記一般式［２］で示されるジベンゾ｛［ｆ，
ｆ’］−４，４’，７，７’−テトラフェニル｝ジイン
デノ［１，２，３−ｃｄ：１’，２’，３’−ｌｍ］ペ
リレン誘導体とを混合させた少なくとも１層の発光層を
有していることを特徴とする有機ＥＬ素子。

【００１２】（４）互いに対向する陽極と陰極間に、少
なくとも単層又は複数層の有機薄膜よりなる発光層を備
えた有機ＥＬ素子において、下記一般式［６］

【化２２】［一般式［６］中のＲ1〜Ｒ28は、それぞれ独立に水素
原子、ハロゲン原子、置換若しくは未置換のアルキル
基、置換若しくは未置換のアルコキシ基、置換若しくは
未置換のアリール基、又は、置換若しくは未置換のアミ
ノ基を表す。Ｒ1〜Ｒ4、Ｒ5〜Ｒ8は、互いに結合して飽
和若しくは不飽和の５員環又は６員環を形成してもよ
い。］で示される芳香族アミン誘導体と、前記一般式
［２］で示されるジベンゾ｛［ｆ，ｆ’］−４，４’，
７，７’−テトラフェニル｝ジインデノ［１，２，３−
ｃｄ：１’，２’，３’−ｌｍ］ペリレン誘導体とを混
合させた少なくとも１層の発光層を有していることを特
徴とする有機ＥＬ素子。

【００１３】（５）一般式［２］のジベンゾ｛［ｆ，
ｆ’］−４，４’，７，７’−テトラフェニル｝ジイン
デノ［１，２，３−ｃｄ：１’，２’，３’−ｌｍ］ペ
リレン誘導体が下記式［２ａ］で示される化合物である
ことを特徴とする（１）〜（４）の有機ＥＬ素子。

【化２３】

【００１４】（６）一般式［２］のジベンゾ｛［ｆ，
ｆ’］−４，４’，７，７’−テトラフェニル｝ジイン
デノ［１，２，３−ｃｄ：１’，２’，３’−ｌｍ］ペ
リレン誘導体が下記式［２ｂ］で示される化合物である
ことを特徴とする（１）〜（４）の有機ＥＬ素子。

【化２４】

【００１５】（７）一般式［１］、［４］、［５］又は
［６］の芳香族アミン誘導体をホストとし、これに一般
式［２］のジベンゾ｛［ｆ，ｆ’］−４，４’，７，
７’−テトラフェニル｝ジインデノ［１，２，３−ｃ
ｄ：１’，２’，３’−ｌｍ］ペリレン誘導体がドープ
されており、ドープ比率が１〜１０％であることを特徴
とする（１）〜（６）の有機ＥＬ素子。

【００１６】（８）電子注入層又は電子輸送層が、下記
一般式［３］

【化２５】［一般式［３］中のＭは金属原子を表す。Ｒ1〜Ｒ6は、
それぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、置換若しくは
未置換のアルキル基、置換若しくは未置換のアルコキシ
基、置換若しくは未置換のアリール基、置換若しくは未
置換のアリールオキシ基、置換若しくは未置換のシクロ
アルキル基又はシアノ基を表す。Ｌは、ハロゲン原子、
置換若しくは未置換のアルコキシ基、置換若しくは未置
換のアリールオキシ基、置換若しくは未置換のアルキル
基、置換若しくは未置換のアリールオキシ基又は置換若
しくは未置換のシクロアルキル基を有する配位子を表
す。］で示される有機金属錯体を含むことを特徴とする
（１）〜（７）の有機ＥＬ素子。

【００１７】（９）一般式［３］の有機金属錯体におい
てＲ4がアリール基であることを特徴とする（８）の有
機ＥＬ素子。

【００１８】（１０）一般式［３］の有機金属錯体が下
記式［３ａ］で示される化合物であることを特徴とする
（９）の有機ＥＬ素子。

【化２６】

【００１９】（１１）一般式［３］の有機金属錯体が下
記式［３ｂ］で示される化合物であることを特徴とする
（９）の有機ＥＬ素子。

【化２７】

【００２０】（１２）電子注入層又は電子輸送層が、一
般式［３］で示される有機金属錯体を複数種含むことを
特徴とする（８）〜（１１）の有機ＥＬ素子。

【００２１】（１３）電子注入層又は電子輸送層が、前
記式［３ａ］で示される化合物及び前記式［３ｂ］で示
される化合物を含むことを特徴とする（１２）の有機Ｅ
Ｌ素子。

【００２２】（１４）電子注入層又は電子輸送層が、下
記一般式［ａ］（Ｑ）₃−Ａｌ … ［ａ］［一般式［ａ］中のＱは、置換若しくは未置換の８−キ
ノリノラート配位子を表す。］で示される発光性有機ア
ルミニウム錯体を含むことを特徴とする（１）〜（１
３）の有機ＥＬ素子。

【００２３】（１５）前記（１）〜（１４）の有機ＥＬ
素子を搭載したことを特徴とする有機ＥＬディスプレ
イ。

【００２４】本発明は、発光層において、一般式
［１］、［４］、［５］、［６］で示される芳香族アミ
ン誘導体と、一般式［２］で示される赤色発光材料のジ
ベンゾ｛［ｆ，ｆ’］−４，４’，７，７’−テトラフ
ェニル｝ジインデノ［１，２，３−ｃｄ：１’，２’，
３’−ｌｍ］ペリレン誘導体とを混合させることによっ
て、より良好なホール輸送性能（電子ブロック性能）を
持たせることや、赤色発光材料の濃度消光などを適度に
抑制させることができ、その結果、発光効率に優れ、輝
度、色度の良好な赤色有機ＥＬ素子を得ることができ
る。

【００２５】また、緑色発光材料として長寿命特性を有
する前記芳香族アミン誘導体と、非結晶材料の前記ジベ
ンゾ｛［ｆ，ｆ’］−４，４’，７，７’−テトラフェ
ニル｝ジインデノ［１，２，３−ｃｄ：１’，２’，
３’−ｌｍ］ペリレン誘導体とを使用していることから
も、さらに寿命特性の向上が図れる。

【００２６】さらに、電子注入層あるいは電子輸送層に
一般式［３］で示される有機金属錯体を複数種含有させ
ると、輝度を高く保持することができる。すなわち、電
子注入層あるいは電子輸送層において上記有機金属錯体
を１種類だけ使用した場合は、高温下で長時間使用する
と薄膜の凝集や結晶化が進行し、電子注入特性あるいは
電子輸送特性が低下する傾向がある。これに対し、上記
有機金属錯体を２種類以上含有させると非晶質性（アモ
ルファス性）が高くなるため、長時間使用しても凝集、
結晶化が生じにくく、そのため電子注入特性あるいは電
子輸送特性の低下を抑制することができる。

【００２７】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態について
図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の一実施
形態を示す有機ＥＬ素子の概略断面図である。図１にお
いてこの有機ＥＬ素子は、ガラス基板１上にＩＴＯ（イ
ンジウム−スズ酸化物）からなる陽極（透明電極）２を
形成し、この上にホール注入層３、ホール輸送層４、発
光層５、電子輸送層６などの有機ＥＬ層及び陰極７等を
形成することにより構成されている。素子には耐熱性を
持たせるため、ホール注入層３として高耐熱化用ホール
注入層を設けてある。

【００２８】ここで、本発明の素子において発光層５に
対し、一般式［１］の芳香族アミン誘導体と、赤色発光
材料である一般式［２］のジベンゾ｛［ｆ，ｆ’］−
４，４’，７，７’−テトラフェニル｝ジインデノ
［１，２，３−ｃｄ：１’，２’，３’−ｌｍ］ペリレ
ン誘導体とを混合させて使用する。このとき、ジベンゾ
｛［ｆ，ｆ’］−４，４’，７，７’−テトラフェニ
ル｝ジインデノ［１，２，３−ｃｄ：１’，２’，３’
−ｌｍ］ペリレン誘導体のドープ量は蒸着レートで制御
しており、色素自体の濃度消光を抑制するために、ドー
プ量は前記芳香族アミン誘導体に対して１〜１０％程度
にするのが好ましい。

【００２９】ところで、本発明の一般式［１］で示され
る化合物は公知の方法で合成することができる。例え
ば、アントラセン誘導体、アントラキノン誘導体等に、
置換若しくは未置換のアミン誘導体と、炭酸カリウム、
炭酸ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム等
とを、ベンゼン、トルエン又はキシレン等の溶媒下で反
応させることにより合成することができる。触媒とし
て、銅粉、塩化第一銅、スズ、塩化第一スズ、ピリジン
等がある。また、本発明の一般式［２］で示される化合
物も公知の方法で合成することができる。例えば、ベン
ゾ［ｋ］フルオランテン誘導体を塩化アルミニウム／塩
化ナトリウム、フッ化コバルト、トリフルオロ酢酸タリ
ウム等の存在下で反応させることにより合成することが
できる。

【００３０】次に、電子輸送層６に対し、一般式［３］
で示されるイオン化ポテンシャルの大きい有機金属錯体
を使用することにより、電子輸送層におけるホールブロ
ック性能をさらに大きくすることができる。一般式
［３］で示される電子輸送材料は、公知の方法で合成す
ることができる。例えば、ガリウム化合物と一般式
［３］の括弧内及びＬの配位子残基を有する化合物を原
料として合成することができる。すなわち、アルキルガ
リウム、ガリウムアルコキシド、ハロゲン化ガリウム、
窒化ガリウム、酸化ガリウム等に、一般式［３］の括弧
内の配位子として８−ヒドロキシキノリン、２−メチル
−８−ヒドロキシキノリン等のキノリン残基を２配位、
Ｌの配位子としてハロゲン原子、置換若しくは未置換の
アルコキシ基、アリールオキシ基、アルキル基を有する
残基を１配位、メタノール、エタノールベンゼン、トル
エン、テトラヒドロフラン等の溶媒下で反応させる。

【００３１】以下、本発明について実施例を参照して説
明するが、本発明の要旨を変更しない限り、本発明は以
下の実施例に限定されるものではない。

【００３２】（実施例１）本実施例の有機ＥＬ素子は、
発光層５として下記化合物１

【化２８】の芳香族アミン誘導体に、下記化合物２

【化２９】のジベンゾテトラフェニルペリフランテンを蒸着レート
比で２．５％ドープした。電子輸送層６については、下
記化合物３

【化３０】のガリウム金属錯体を成膜することにより作製した。そ
の結果、電流効率６ｃｄ／Ａ以上（〜１，０００ｃｄ／
ｍ²）、最高輝度３８，０００ｃｄ／ｍ²の実用レベルの
赤色発光が得られた。また、この素子は色度安定性も良
好で、印加電圧に伴う色合いの変化が小さかった。

【００３３】ここで図２に、本発明素子の印加電圧に伴
う色合いの変化を従来素子と比較して示す。図中横軸は
印加電圧（Ｖ）を示し、縦軸はＣＩＥ色度座標のＸ又は
Ｙ座標を示してある。これより、本発明素子は色度Ｘに
おいて、従来素子に比べ印加電圧が増加しても色合いの
変化が抑えられているのが判る。

【００３４】さらに、本発明素子に関しては寿命特性が
向上しており、５ｍＡ／ｃｍ²の定電流駆動において良
好な結果が得られている。図３に本発明素子の素子寿命
特性を示す。図中横軸は駆動時間（Ｈｒ）を示し、縦軸
は相対輝度を示してある。これより、本発明素子は、
３，０００時間経過しても初期輝度の９０％以上を維持
するほどの寿命特性であることが判る。また、ダークス
ポット（非発光部）もほとんど観察されなかった。

【００３５】（比較例１）特開平１０−７２５８１で
は、発光層として前記化合物１の芳香族アミン誘導体
に、赤色発光材料を重量比で１％添加することにより、
実施例１とほぼ同レベルの最大発光効率４ｌｍ／Ｗ、最
高輝度３８，０００ｃｄ／ｍ²の赤色発光が得られてい
る。しかしながら、この素子の寿命は短く、３ｍＡ／ｃ
ｍ²の連続発光で、１，０００時間程度しか安定な発光
は確認されておらず、実用化は困難である。

【００３６】（比較例２）特開平１０−３３０２９５で
は、発光層として前記化合物２のジベンゾテトラフェニ
ルペリフランテンを単独で用いた場合、１５Ｖの直流電
圧の印加で輝度１，２５０ｃｄ／ｍ²の赤色発光が得ら
れている。また、４，４’−ビス〔Ｎ−フェニル−Ｎ−
（１”−ナフチル）アミノ〕ビフェニルに、前記化合物
２のジベンゾテトラフェニルペリフランテンを重量比で
５％添加することにより、１５Ｖの直流電圧の印加で輝
度２，６５０ｃｄ／ｍ²の赤色発光が得られている。し
かしながら、何れの例も本発明の素子に比べると非常に
輝度が低く、実用化は困難である。

【００３７】（比較例３）特開平１１−２３３２６１で
は、発光層として前記化合物４のトリス（８−キノリノ
ラート）アルミニウムに、前記化合物２のジベンゾテト
ラフェニルペリフランテンを重量比で８％添加すること
により、印加電圧９．７Ｖで約５２ｃｄ／ｍ²の赤色発
光が得られている。この素子における２，７００時間の
連続一定電流動作後の輝度は、３０ｃｄ／ｍ²までに減
衰している。よって、本発明の素子に比べると非常に輝
度が低く、寿命も短いことから、実用化は困難である。

【００３８】（比較例４）特開平１０−８８１２１で
は、一般式［３］に示す金属錯体を発光層あるいは電子
注入層として用いている。例えば、前記化合物３のガリ
ウム金属錯体を電子注入層として用いた場合、直流電圧
８Ｖで輝度１，５０００ｃｄ／ｍ²、発光効率２．３５
ｌｍ／Ｗの青緑色発光が得られている。しかしながら、
本発明では一般式［３］に示す金属錯体を赤色素子の電
子輸送層として用いることにより、高輝度、高効率、長
寿命及び色度安定性をさらに向上させている。

【００３９】（比較例５）特許公報第２８２８８２１号
では、発光層にペリノン誘導体、電子輸送層にガリウム
金属錯体であるトリス（２−メチル−８−キノリノラー
ト）ガリウムを用いた素子について開示している。この
素子は、１６Ｖの直流電圧の印加で輝度８５０ｃｄ／ｍ
²の黄色発光が確認されており、発光寿命は４日間であ
る。したがって、本発明の素子に比べると非常に輝度が
低く、寿命も極めて短い。

【００４０】（実施例２）電子輸送層６として、前記化
合物４のトリス（８−キノリノラート）アルミニウムを
使用する以外は、実施例１と同様の方法で有機ＥＬ素子
を作製した。この有機ＥＬ素子の陽極２と陰極７の間に
直流電圧を印加したところ、電流効率５ｃｄ／Ａ以上
（〜１，０００ｃｄ／ｍ²）、最高輝度３５，０００ｃ
ｄ／ｍ²の赤色発光が得られた。

【００４１】（実施例３）発光層５として、前記化合物
１の芳香族アミン誘導体に、前記式［２ｂ］のジベンゾ
［ｆ，ｆ’］ジインデノ［１，２，３−ｃｄ：１’，
２’，３’−ｌｍ］ペリレン誘導体を使用する以外は、
実施例１と同様の方法で有機ＥＬ素子を作製した。この
有機ＥＬ素子の陽極２と陰極７の間に直流電圧を印加し
たところ、電流効率５ｃｄ／Ａ以上（〜１，０００ｃｄ
／ｍ²）、最高輝度３３，０００ｃｄ／ｍ²の赤色発光が
得られた。

【００４２】（実施例４）本実施例の有機ＥＬ素子は、
発光層５として前記化合物１の芳香族アミン誘導体に、
前記式［２ｂ］の化合物を蒸着レート比で２．５％ドー
プした。電子輸送層６については、前記式［３ａ］のガ
リウム金属錯体を成膜することにより作製した。この有
機ＥＬ素子の陽極２と陰極７の間に直流電圧を印加した
ところ、電流効率６．８ｃｄ／Ａ以上（〜１，０００ｃ
ｄ／ｍ²）、最高輝度４５，０００ｃｄ／ｍ²の赤色発光
が得られた。

【００４３】（実施例５）電子輸送層６について、前記
式［３ａ］及び式［３ｂ］のガリウム金属錯体を混合し
て成膜すること以外は、実施例４と同様の方法で有機Ｅ
Ｌ素子を作製した。式［３ａ］のガリウム金属錯体：式
［３ｂ］のガリウム金属錯体の混合比は重量比で９：１
とした。この有機ＥＬ素子の陽極２と陰極７の間に直流
電圧を印加したところ、電流効率６．６ｃｄ／Ａ以上
（〜１，０００ｃｄ／ｍ²）、最高輝度４３，０００ｃ
ｄ／ｍ²の赤色発光が得られた。

【００４４】（実施例６）電子輸送層６について、前記
化合物３のガリウム金属錯体を成膜すること以外は、実
施例４と同様の方法で有機ＥＬ素子を作製した。この有
機ＥＬ素子の陽極２と陰極７の間に直流電圧を印加した
ところ、電流効率６ｃｄ／Ａ以上（〜１，０００ｃｄ／
ｍ²）、最高輝度３８，０００ｃｄ／ｍ²の赤色発光が得
られた。

【００４５】（実施例７）本実施例の有機ＥＬ素子は、
発光層５として前記化合物１の芳香族アミン誘導体に、
前記式［２ａ］の化合物を蒸着レート比で２．５％ドー
プした。電子輸送層６については、前記式［３ａ］のガ
リウム金属錯体を成膜することにより作製した。この有
機ＥＬ素子の陽極２と陰極７の間に直流電圧を印加した
ところ、電流効率６．５ｃｄ／Ａ以上（〜１，０００ｃ
ｄ／ｍ²）、最高輝度４２，０００ｃｄ／ｍ²の赤色発光
が得られた。

【００４６】（実施例８）電子輸送層６について、前記
式［３ａ］及び式［３ｂ］のガリウム金属錯体を混合し
て成膜すること以外は、実施例７と同様の方法で有機Ｅ
Ｌ素子を作製した。式［３ａ］のガリウム金属錯体：式
［３ｂ］のガリウム金属錯体の混合比は重量比で９：１
とした。この有機ＥＬ素子の陽極２と陰極７の間に直流
電圧を印加したところ、電流効率６．４ｃｄ／Ａ以上
（〜１，０００ｃｄ／ｍ²）、最高輝度４１，０００ｃ
ｄ／ｍ²の赤色発光が得られた。

【００４７】（実施例９）電子輸送層６について、前記
化合物３のガリウム金属錯体を成膜すること以外は、実
施例７と同様の方法で有機ＥＬ素子を作製した。この有
機ＥＬ素子の陽極２と陰極７の間に直流電圧を印加した
ところ、電流効率５．８ｃｄ／Ａ以上（〜１，０００ｃ
ｄ／ｍ²）、最高輝度３７，０００ｃｄ／ｍ²の赤色発光
が得られた。

【００４８】実施例１、４〜８の有機ＥＬ素子の特性を
表１に示す。

【表１】

【００４９】（実施例１０）本実施例の有機ＥＬ素子
は、発光層５として前記化合物１の芳香族アミン誘導体
に、前記化合物２のジベンゾテトラフェニルペリフラン
テンを蒸着レート比で２．５％ドープした。電子輸送層
６については、前記式［３ａ］のガリウム金属錯体を成
膜することにより作製した。

【００５０】ここで図４に、実施例１０の素子のＬ−Ｖ
特性及びＪ−Ｖ特性を従来素子と比較して示す。従来素
子は、発光層５として前記化合物４のトリス（８−キノ
リノラート）アルミニウムに下記化合物５の赤色ドーパ
ント（ＤＣＭ）をドープし、電子輸送層６については前
記化合物４のトリス（８−キノリノラート）アルミニウ
ムを成膜したものである。図４より、実施例１０の素子
は、従来の赤色素子よりも低電圧化が可能であることが
わかる。

【化３１】

【００５１】以上説明した本実施例によれば、発光層に
おいて、特定の芳香族アミン誘導体と、赤色発光材料で
ある特定のジベンゾ｛［ｆ，ｆ’］−４，４’，７，
７’−テトラフェニル｝ジインデノ［１，２，３−ｃ
ｄ：１’，２’，３’−ｌｍ］ペリレン誘導体とを混合
させることにより、発光層においてより良好なホール輸
送性能（電子ブロック性能）を持たせることができる。
この結果、発光層へのホール注入特性が上がり、発光層
でのホール−電子の再結合収率が向上し、高輝度が得ら
れる。また、発光層自身が電子ブロック層の働きもする
ので、電子が発光層を抜けることなく、色純度も向上す
る。さらに、比較的に長寿命特性を有するトリフェニル
ジアミン誘導体と非結晶材料のジベンゾ｛［ｆ，ｆ’］
−４，４’，７，７’−テトラフェニル｝ジインデノ
［１，２，３−ｃｄ：１’，２’，３’−ｌｍ］ペリレ
ン誘導体とを組み合わせることにより、格段に寿命特性
が向上する。

【００５２】また、電子輸送層としてイオン化ポテンシ
ャルの大きい有機金属錯体を用いることにより、本発明
の発光層のイオン化ポテンシャルに対し、電子輸送層の
イオン化ポテンシャルを大きくすることができる。その
結果、電子輸送層へのホール漏れを制御できるので、発
光層でのホール−電子の再結合収率はさらに向上する。

【００５３】本発明は前記実施例に限定されるものでは
なく、例えば一般式［１］に示す芳香族アミン誘導体
と、一般式［２］に示す赤色発光材料であるジベンゾ
｛［ｆ，ｆ’］−４，４’，７，７’−テトラフェニ
ル｝ジインデノ［１，２，３−ｃｄ：１’，２’，３’
−ｌｍ］ペリレン誘導体とを混合させた発光層におい
て、一般式［２］のジベンゾ｛［ｆ，ｆ’］−４，
４’，７，７’−テトラフェニル｝ジインデノ［１，
２，３−ｃｄ：１’，２’，３’−ｌｍ］ペリレン誘導
体のドープ量の異なる発光層を２層以上設けることも可
能である。また、このときのドープ量も１〜１０％の範
囲内に設定するのが好ましい。

【００５４】

【発明の効果】本発明は、以上のように構成され機能す
るので、従来に比べて、発光効率に優れ、輝度、色度の
良好な赤色有機ＥＬ素子を得ることができる。また、寿
命特性も格段に向上するので、長期的信頼性の高い有機
ＥＬディスプレイを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示す有機ＥＬ素子の概略
断面図である。

【図２】本発明素子の印加電圧に伴う色合いの変化を従
来素子と比較して示すグラフである。

【図３】本発明素子の素子寿命特性を示すグラフであ
る。

【図４】実施例１０の素子のＬ−Ｖ特性及びＪ−Ｖ特性
を従来素子と比較して示すグラフである。

【図５】従来の有機ＥＬ素子の概略断面図である。

【符号の説明】

１ガラス基板２陽極３ホール注入層４ホール輸送層５発光層６電子輸送層７陰極

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】互いに対向する陽極と陰極間に、少なく
とも単層又は複数層の有機薄膜よりなる発光層を備えた
有機ＥＬ素子において、下記一般式［１］【化１】［一般式［１］中のＲ1〜Ｒ28は、それぞれ独立に水素
原子、ハロゲン原子、置換若しくは未置換のアルキル
基、置換若しくは未置換のアルコキシ基、置換若しくは
未置換のアリール基、又は、置換若しくは未置換のアミ
ノ基を表す。Ｙ1〜Ｙ4は、それぞれ独立にＯ、Ｓ、ＳＯ
₂、Ｃ＝Ｏ、ＣＨ₂Ｏ、ＣＨ₂ＯＣＨ₂、又は、置換若しく
は未置換のアルキレン基を表す。Ｒ1〜Ｒ4、Ｒ5〜Ｒ8
は、互いに結合して飽和若しくは不飽和の５員環又は６
員環を形成してもよい。］で示される芳香族アミン誘導
体と、下記一般式［２］【化２】［一般式［２］中のＸ1〜Ｘ20は、それぞれ独立に水素
原子、ハロゲン原子、置換若しくは未置換のアルキル
基、置換若しくは未置換のアルコキシ基、置換若しくは
未置換のアリール基、又は、置換若しくは未置換のアミ
ノ基を表す。Ｘ1〜Ｘ20は、互いに結合して飽和若しく
は不飽和の５員環又は６員環を形成してもよい。］で示
されるジベンゾ｛［ｆ，ｆ’］−４，４’，７，７’−
テトラフェニル｝ジインデノ［１，２，３−ｃｄ：
１’，２’，３’−ｌｍ］ペリレン誘導体とを混合させ
た少なくとも１層の発光層を有していることを特徴とす
る有機ＥＬ素子。
【請求項２】互いに対向する陽極と陰極間に、少なく
とも単層又は複数層の有機薄膜よりなる発光層を備えた
有機ＥＬ素子において、下記一般式［４］【化３】［一般式［４］中のＲ1〜Ｒ28は、それぞれ独立に水素
原子、ハロゲン原子、置換若しくは未置換のアルキル
基、置換若しくは未置換のアルコキシ基、置換若しくは
未置換のアリール基、又は、置換若しくは未置換のアミ
ノ基を表す。Ｙ1〜Ｙ4は、それぞれ独立にＯ、Ｓ、ＳＯ
₂、Ｃ＝Ｏ、ＣＨ₂Ｏ、ＣＨ₂ＯＣＨ₂、又は、置換若しく
は未置換のアルキレン基を表す。Ｒ1〜Ｒ4、Ｒ5〜Ｒ8
は、互いに結合して飽和若しくは不飽和の５員環又は６
員環を形成してもよい。］で示される芳香族アミン誘導
体と、下記一般式［２］【化４】［一般式［２］中のＸ1〜Ｘ20は、それぞれ独立に水素
原子、ハロゲン原子、置換若しくは未置換のアルキル
基、置換若しくは未置換のアルコキシ基、置換若しくは
未置換のアリール基、又は、置換若しくは未置換のアミ
ノ基を表す。Ｘ1〜Ｘ20は、互いに結合して飽和若しく
は不飽和の５員環又は６員環を形成してもよい。］で示
されるジベンゾ｛［ｆ，ｆ’］−４，４’，７，７’−
テトラフェニル｝ジインデノ［１，２，３−ｃｄ：
１’，２’，３’−ｌｍ］ペリレン誘導体とを混合させ
た少なくとも１層の発光層を有していることを特徴とす
る有機ＥＬ素子。
【請求項３】互いに対向する陽極と陰極間に、少なく
とも単層又は複数層の有機薄膜よりなる発光層を備えた
有機ＥＬ素子において、下記一般式［５］【化５】［一般式［５］中のＲ1〜Ｒ28は、それぞれ独立に水素
原子、ハロゲン原子、置換若しくは未置換のアルキル
基、置換若しくは未置換のアルコキシ基、置換若しくは
未置換のアリール基、又は、置換若しくは未置換のアミ
ノ基を表す。Ｘ1〜Ｘ8は、置換若しくは未置換の炭素数
１〜２０のアルキル基、又は、置換若しくは未置換の炭
素数６〜１６のアリール基を表す。Ｒ1〜Ｒ4、Ｒ5〜Ｒ8
は、互いに結合して飽和若しくは不飽和の５員環又は６
員環を形成してもよい。］で示される芳香族アミン誘導
体と、下記一般式［２］【化６】［一般式［２］中のＸ1〜Ｘ20は、それぞれ独立に水素
原子、ハロゲン原子、置換若しくは未置換のアルキル
基、置換若しくは未置換のアルコキシ基、置換若しくは
未置換のアリール基、又は、置換若しくは未置換のアミ
ノ基を表す。Ｘ1〜Ｘ20は、互いに結合して飽和若しく
は不飽和の５員環又は６員環を形成してもよい。］で示
されるジベンゾ｛［ｆ，ｆ’］−４，４’，７，７’−
テトラフェニル｝ジインデノ［１，２，３−ｃｄ：
１’，２’，３’−ｌｍ］ペリレン誘導体とを混合させ
た少なくとも１層の発光層を有していることを特徴とす
る有機ＥＬ素子。
【請求項４】互いに対向する陽極と陰極間に、少なく
とも単層又は複数層の有機薄膜よりなる発光層を備えた
有機ＥＬ素子において、下記一般式［６］【化７】［一般式［６］中のＲ1〜Ｒ28は、それぞれ独立に水素
原子、ハロゲン原子、置換若しくは未置換のアルキル
基、置換若しくは未置換のアルコキシ基、置換若しくは
未置換のアリール基、又は、置換若しくは未置換のアミ
ノ基を表す。Ｒ1〜Ｒ4、Ｒ5〜Ｒ8は、互いに結合して飽
和若しくは不飽和の５員環又は６員環を形成してもよ
い。］で示される芳香族アミン誘導体と、下記一般式
［２］【化８】［一般式［２］中のＸ1〜Ｘ20は、それぞれ独立に水素
原子、ハロゲン原子、置換若しくは未置換のアルキル
基、置換若しくは未置換のアルコキシ基、置換若しくは
未置換のアリール基、又は、置換若しくは未置換のアミ
ノ基を表す。Ｘ1〜Ｘ20は、互いに結合して飽和若しく
は不飽和の５員環又は６員環を形成してもよい。］で示
されるジベンゾ｛［ｆ，ｆ’］−４，４’，７，７’−
テトラフェニル｝ジインデノ［１，２，３−ｃｄ：
１’，２’，３’−ｌｍ］ペリレン誘導体とを混合させ
た少なくとも１層の発光層を有していることを特徴とす
る有機ＥＬ素子。
【請求項５】一般式［２］のジベンゾ｛［ｆ，ｆ’］
−４，４’，７，７’−テトラフェニル｝ジインデノ
［１，２，３−ｃｄ：１’，２’，３’−ｌｍ］ペリレ
ン誘導体が下記式［２ａ］で示される化合物であること
を特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の有機
ＥＬ素子。【化９】
【請求項６】一般式［２］のジベンゾ｛［ｆ，ｆ’］
−４，４’，７，７’−テトラフェニル｝ジインデノ
［１，２，３−ｃｄ：１’，２’，３’−ｌｍ］ペリレ
ン誘導体が下記式［２ｂ］で示される化合物であること
を特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の有機
ＥＬ素子。【化１０】
【請求項７】一般式［１］、［４］、［５］又は
［６］の芳香族アミン誘導体をホストとし、これに一般
式［２］のジベンゾ｛［ｆ，ｆ’］−４，４’，７，
７’−テトラフェニル｝ジインデノ［１，２，３−ｃ
ｄ：１’，２’，３’−ｌｍ］ペリレン誘導体がドープ
されており、ドープ比率が１〜１０％であることを特徴
とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の有機ＥＬ素
子。
【請求項８】電子注入層又は電子輸送層が、下記一般
式［３］【化１１】［一般式［３］中のＭは金属原子を表す。Ｒ1〜Ｒ6は、
それぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、置換若しくは
未置換のアルキル基、置換若しくは未置換のアルコキシ
基、置換若しくは未置換のアリール基、置換若しくは未
置換のアリールオキシ基、置換若しくは未置換のシクロ
アルキル基又はシアノ基を表す。Ｌは、ハロゲン原子、
置換若しくは未置換のアルコキシ基、置換若しくは未置
換のアリールオキシ基、置換若しくは未置換のアルキル
基、置換若しくは未置換のアリールオキシ基又は置換若
しくは未置換のシクロアルキル基を有する配位子を表
す。］で示される有機金属錯体を含むことを特徴とする
請求項１〜７のいずれか１項に記載の有機ＥＬ素子。
【請求項９】一般式［３］の有機金属錯体においてＲ
4がアリール基であることを特徴とする請求項８に記載
の有機ＥＬ素子。
【請求項１０】一般式［３］の有機金属錯体が下記式
［３ａ］で示される化合物であることを特徴とする請求
項９に記載の有機ＥＬ素子。【化１２】
【請求項１１】一般式［３］の有機金属錯体が下記式
［３ｂ］で示される化合物であることを特徴とする請求
項９に記載の有機ＥＬ素子。【化１３】
【請求項１２】電子注入層又は電子輸送層が、一般式
［３］で示される有機金属錯体を複数種含むことを特徴
とする請求項８〜１１のいずれか１項に記載の有機ＥＬ
素子。
【請求項１３】電子注入層又は電子輸送層が、下記式
［３ａ］で示される化合物及び下記式［３ｂ］で示され
る化合物を含むことを特徴とする請求項１２に記載の有
機ＥＬ素子。【化１４】【化１５】
【請求項１４】電子注入層又は電子輸送層が、下記一
般式［ａ］（Ｑ）₃−Ａｌ … ［ａ］［一般式［ａ］中のＱは、置換若しくは未置換の８−キ
ノリノラート配位子を表す。］で示される発光性有機ア
ルミニウム錯体を含むことを特徴とする請求項１〜１３
のいずれか１項に記載の有機ＥＬ素子。
【請求項１５】請求項１〜１４のいずれか１項に記載
の有機ＥＬ素子を搭載したことを特徴とする有機ＥＬデ
ィスプレイ。