JP3555736B2 - 有機電界発光素子 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発光領域を有する有機層が陽極と陰極との間に設けられている有機電界発光素子（有機ＥＬ素子）に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
軽量で高効率のフラットパネルディスプレイが、例えばコンピュータやテレビジョンの画面表示用として盛んに研究、開発されている。
【０００３】
まず、ブラウン管（ＣＲＴ）は、輝度が高く、色再現性が良いため、現在ディスプレイとして最も多く使われているが、嵩高く、重く、また消費電力も高いという問題がある。
【０００４】
また、軽量で高効率のフラットパネルディスプレイとして、アクティブマトリックス駆動などの液晶ディスプレイが商品化されている。しかしながら、液晶ディスプレイは、視野角が狭く、また、自発光でないため周囲が暗い環境下ではバックライトの消費電力が大きいことや、今後実用化が期待されている高精細度の高速ビデオ信号に対して十分な応答性能を有しない等の問題点がある。特に、大画面サイズのディスプレイを製造することは困難であり、そのコストが高い等の課題もある。
【０００５】
これに対する代替として、発光ダイオードを用いたディスプレイの可能性があるが、やはり製造コストが高く、また、１つの基板上に発光ダイオードのマトリックス構造を形成することが難しい等の問題があり、ブラウン管に取って代わる低価格のディスプレイ候補としては、実用化までの課題が大きい。
【０００６】
これらの諸課題を解決する可能性のあるフラットパネルディスプレイとして、最近、有機発光材料を用いた有機電界発光素子（有機ＥＬ素子）が注目されている。即ち、発光材料として有機化合物を用いることにより、自発光で、応答速度が高速であり、視野角依存性の無いフラットパネルディスプレイの実現が期待されている。
【０００７】
有機電界発光素子の構成は、透光性の正極と金属陰極との間に、電流の注入によって発光する発光材料を含む有機薄膜を形成したものである。Ｃ． Ｗ． Ｔａｎｇ、Ｓ．Ａ． ＶａｎＳｌｙｋｅ等は Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ第５１巻１２号９１３〜９１５頁（１９８７年）掲載の研究報告において、有機薄膜を正孔輸送性材料からなる薄膜と電子輸送性材料からなる薄膜との２層構造として、各々の電極から有機膜中に注入されたホールと電子が再結合することにより発光する素子構造を開発した（シングルヘテロ構造の有機ＥＬ素子）。
【０００８】
この素子構造では、正孔輸送材料または電子輸送材料のいずれかが発光材料を兼ねており、発光は発光材料の基底状態と励起状態のエネルギギャップに対応した波長帯で起きる。このような２層構造とすることにより、大幅な駆動電圧の低減、発光効率の改善が行われた。
【０００９】
その後、Ｃ． Ａｄａｃｈｉ 、Ｓ． Ｔｏｋｉｔａ 、Ｔ． Ｔｓｕｔｓｕｉ、Ｓ． Ｓａｉｔｏ等の Ｊａｐａｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ第２７巻２号Ｌ２６９〜Ｌ２７１頁（１９８８年）掲載の研究報告に記載されているように、正孔輸送材料、発光材料、電子輸送材料の３層構造（ダブルヘテロ構造の有機ＥＬ素子）が開発され、更に、Ｃ． Ｗ． Ｔａｎｇ、Ｓ． Ａ． ＶａｎＳｌｙｋｅ、Ｃ． Ｈ． Ｃｈｅｎ等の Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ 第６５巻９号３６１０〜３６１６頁（１９８９年）掲載の研究報告に記載されているように、電子輸送材料中に発光材料を含ませた素子構造などが開発された。これらの研究により、低電圧で、高輝度の発光の可能性が検証され、近年、研究開発が非常に活発に行われている。
【００１０】
発光材料に用いる有機化合物は、その多様性から、理論的には分子構造を変化させることによって発光色を任意に変えることができるという利点があると言える。従って、分子設計を施すことにより、フルカラーディスプレイに必要な色純度の良いＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３色を揃えることは、無機物を用いた薄膜ＥＬ素子と比べて容易であると言える。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、実際には有機電界発光素子においても、解決しなければならない問題がある。安定した高輝度の赤色発光素子の開発は難しく、現在報告されている電子輸送材料として、トリス（８−キノリノール）アルミニウム（以下、Ａｌｑ３ と略称。）にＤＣＭ〔４−ジシアノメチレン−６−（ｐ−ジメチルアミノスチリル）−２−メチル−４Ｈ−ピラン〕をドープした赤色発光の例においても、最高輝度、信頼性ともにディスプレイ材料としては満足の行くものではない。
【００１２】
また、Ｔ．Ｔｓｕｔｓｕｉ，Ｄ．Ｕ．Ｋｉｍ がＩｎｏｒｇａｎｉｃ ａｎｄ Ｏｒｇａｎｉｃ ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ 会議（１９９６、Ｂｅｒｌｉｎ）で報告したＢＳＢ−ＢＣＮは、１０００ｃｄ／ｍ２ 以上の高い輝度を実現しているが、フルカラーに対応する赤色としての色度が完全なものとは言えない。
【００１３】
さらに高輝度で安定かつ色純度の高い赤色発光素子の実現が、望まれているのが現状である。
【００１４】
また、特開平７−１８８６４９号（特願平６−１４８７９８号）においては、特定のジスチリル化合物を有機電界発光材料とすることを提案しているが、目的の発光色が青色であり、赤色用ではない。
【００１５】
本発明の目的は、高輝度かつ安定な赤色発光を有する有機電界発光素子を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するために鋭意検討した結果、発光材料として特定のジスチリル化合物を用いることによって、安定した、高輝度のフルカラーディスプレイ実現に極めて有用な信頼性の高い赤色発光素子を提供できることを見出し、本発明に到達したものである。
【００１７】
即ち、本発明は、発光領域を有する有機層が陽極と陰極との間に設けられ、電流の注入によって発光する有機物質を構成要素として含む有機電界発光素子において、前記有機層に下記一般式（１）又は下記一般式（３）で表されるジスチリル化合物の少なくとも一種が有機発光材料として含まれていることを特徴とする、有機電界発光素子に係るものである（なお、以下の一般式は幾何異性体を表わすものではない）。
【化３】
〔但し、前記一般式（１）において、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3及びＲ4は互いに同一の又は異なる基であって、下記一般式（２）で表されるアリール基であり
（但し、前記一般式（２）において、Ｒ11、Ｒ12、Ｒ13、Ｒ14及びＲ15は互いに同一の又は異なる基であって、水素原子、又はそれらの少なくとも１つが飽和又は不飽和アルコキシル基、又はアルキル基（メチル基、ターシャリーブチル基が好ましい。）である。）、Ｒ5、Ｒ6、Ｒ7、Ｒ8、Ｒ9及びＲ10は互いに同一の又は異なる基であって、水素原子、シアノ基、ニトロ基又はハロゲン原子（これにはＦ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉが挙げられる。）であり（但し、すべての基が水素原子であることはない。）、これらの官能基の位置は後述のＲ6及びＲ9に限定されることはなく、例えばＲ7及びＲ10であってもよい。〕
〔但し、前記一般式（３）において、Ｒ16、Ｒ17、Ｒ18、Ｒ19、Ｒ20及びＲ21は互いに同一の又は異なる基であって、水素原子、シアノ基、ニトロ基又はハロゲン原子（これにはＦ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉが挙げられる。）であり（但し、すべての基が水素原子であることはない。）、これらの官能基の位置は後述のＲ17及びＲ20に限定されることはなく、例えばＲ18及びＲ21であってもよい。〕
【００１８】
上記一般式（１）及び／又は（３）のジスチリル化合物を発光材料に用いることによって、高輝度で安定な赤色発光が得られると共に、電気的、熱的或いは化学的にも安定性に優れた素子を提供できる。上記一般式（１）又は（３）で表わされるジスチリル化合物はそれぞれ単独で用いることができるが、併用してもよい。
【００１９】
本発明の有機電界発光素子に用いるジスチリル化合物について説明する。
【００２０】
本発明の有機電界発光素子において、発光材料である一般式（１）で示されるジスチリル化合物は、例えば下記構造式（４）−１、（４）−２、（４）−３、（４）−４、（４）−５、（４）−６、（４）−７、（４）−８、（４）−９又は（４）−１０のような分子構造の少なくとも１種が使用可能である。これらはいずれも、アルコキシフェニル基、アルキルフェニル基又は無置換フェニル基を有するビス（アミノスチリル）ナフチル化合物である。
【化４】
【００２１】
図１〜図４には、本発明に基づく有機電界発光素子の例をそれぞれ示す。
【００２２】
図１は陰極３を発光光２０が透過する透過型有機電界発光素子Ａであって、発光２０は保護層４の側からも観測できる。図２は陰極３での反射光も発光光２０として得る反射型有機電界発光素子Ｂを示す。
【００２３】
図中、１は有機電界発光素子を形成するための基板であり、ガラス、プラスチック及び他の適宜の材料を用いることができる。また、有機電界発光素子を他の表示素子と組み合わせて用いる場合には、基板を共用することもできる。２は透明電極（陽極）であり、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）、ＳｎＯ２ 等を使用できる。
【００２４】
また、５は有機発光層であり、上記したジスチリル化合物を発光材料として含有している。この発光層について、有機電界発光２０を得る層構成としては、従来公知の種々の構成を用いることができる。後述するように、例えば、正孔輸送層と電子輸送層のいずれかを構成する材料が発光性を有する場合、これらの薄膜を積層した構造を使用できる。更に本発明の目的を満たす範囲で電荷輸送性能を上げるために、正孔輸送層と電子輸送層のいずれか若しくは両方が、複数種の材料の薄膜を積層した構造、または、複数種の材料を混合した組成からなる薄膜を使用するのを妨げない。また、発光性能を上げるために、少なくとも１種以上の蛍光性の材料を用いて、この薄膜を正孔輸送層と電子輸送層の間に挟持した構造、更に少なくとも１種以上の蛍光性の材料を正孔輸送層若しくは電子輸送層、またはこれらの両方に含ませた構造を使用しても良い。これらの場合には、発光効率を改善するために、正孔または電子の輸送を制御するための薄膜をその層構成に含ませることも可能である。
【００２５】
上記の構造式（４）で例示したジスチリル化合物は、電子輸送性能と正孔輸送性能の両方を持つため、素子構成中、電子輸送層を兼ねた発光層としても、或いは正孔輸送層を兼ねた発光層としても用いることが可能である。また、このジスチリル化合物を発光層として、電子輸送層と正孔輸送層とで挟み込んだ構成とすることも可能である。
【００２６】
なお、図１及び図２中、３は陰極であり、電極材料としては、Ｌｉ、Ｍｇ、Ｃａ等の活性な金属とＡｇ、Ａｌ、Ｉｎ等の金属との合金、或いはこれらを積層した構造を使用できる。透過型の有機電界発光素子においては、陰極の厚さを調節することにより、用途に合った光透過率を得ることができる。また、図４は封止・保護層であり、有機電界発光素子全体を覆う構造とすることにより、その効果が上がる。気密性が保たれれば、適宜の材料を使用することができる。また、８は電流注入用の駆動電源である。
【００２７】
本発明に基づく有機電界発光素子において、有機層が、正孔輸送層と電子輸送層とが積層された有機積層構造（シングルヘテロ構造）を有しており、正孔輸送層又は電子輸送層の形成材料として前記ジスチリル化合物が用いられてよい。或いは、有機層が、正孔輸送層と発光層と電子輸送層とが順次積層された有機積層構造（ダブルヘテロ構造）を有しており、発光層の形成材料として前記ジスチリル化合物が用いられてよい。
【００２８】
このような有機積層構造を有する有機電界発光素子の例を示すと、図３は、透光性の基板１上に、透光性の陽極２と、正孔輸送層６と電子輸送層７とからなる有機層５ａと、陰極３とが順次積層された積層構造を有し、この積層構造が保護膜４によって封止されてなる、シングルヘテロ構造の有機電界発光素子Ｃである。
【００２９】
図３に示すように発光層を省略した層構成の場合には、正孔輸送層６と電子輸送層７の界面から所定波長の発光２０を発生する。これらの発光は基板１側から観測される。
【００３０】
また、図４は、透光性の基板１上に、透光性の陽極２と、正孔輸送層１０と発光層１１と電子輸送層１２とからなる有機層５ｂと、陰極３とが順次積層された積層構造を有し、この積層構造が保護膜４によって封止されてなる、ダブルヘテロ構造の有機電界発光素子Ｄである。
【００３１】
図４に示した有機電界発光素子においては、陽極２と陰極３の間に直流電圧を印加することにより、陽極２から注入された正孔が正孔輸送層１０を経て、また陰極３から注入された電子が電子輸送層１２を経て、それぞれ発光層１１に到達する。この結果、発光層１１においては電子／正孔の再結合が生じて一重項励起子が生成し、この一重項励起子から所定波長の発光を発生する。
【００３２】
上述した各有機電界発光素子Ｃ、Ｄにおいて、基板１は、例えば、ガラス、プラスチック等の光透過性の材料を適宜用いることができる。また、他の表示素子と組み合わせて用いる場合や、図３及び図４に示した積層構造をマトリックス状に配置する場合等は、この基板を共用としてよい。、また、素子Ｃ、Ｄはいずれも、透過型、反射型のいずれの構造も採りうる。
【００３３】
また、陽極２は、透明電極であり、ＩＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）やＳｎＯ２ 等が使用できる。この陽極２と正孔輸送層６（又は正孔輸送層１０）との間には、電荷の注入効率を改善する目的で、有機物若しくは有機金属化合物からなる薄膜を設けてもよい。なお、保護膜４が金属等の導電性材料で形成されている場合は、陽極２の側面に絶縁膜が設けられていてもよい。
【００３４】
また、有機電界発光素子Ｃにおける有機層５ａは、正孔輸送層６と電子輸送層７とが積層された有機層であり、これらのいずれか又は双方に上記したジスチリル化合物が含有され、発光性の正孔輸送層６又は電子輸送層７としてよい。有機電界発光素子Ｄにおける有機層５ｂは、正孔輸送層１０と上記したジスチリル化合物を含有する発光層１１と電子輸送層１２とが積層された有機層であるが、その他、種々の積層構造を取ることができる。例えば、正孔輸送層と電子輸送層のいずれか若しくは両方が発光性を有していてもよい。
【００３５】
また、特に、正孔輸送層６又は電子輸送層７や発光層１１が本発明のジスチリル化合物からなる層であることが望ましいが、これらの層を前記ジスチリル化合物のみで形成してもよく、或いは、前記ジスチリル化合物と他の正孔又は電子輸送材料（例えば、芳香族アミン類やピラゾリン類等）との共蒸着によって形成してもよい。さらに、正孔輸送層において、正孔輸送性能を向上させるために、複数種の正孔輸送材料を積層した正孔輸送層を形成してもよい。
【００３６】
また、有機電界発光素子Ｃにおいて、発光層は電子輸送性発光層７であってよいが、電源８から印加される電圧によっては、正孔輸送層６やその界面で発光される場合がある。同様に、有機電界発光素子Ｄにおいて、発光層は層１１以外に、電子輸送層１２であってもよく、正孔輸送層１０であってもよい。発光性能を向上させるために、少なくとも１種の蛍光性材料を用いた発光層１１を正孔輸送層と電子輸送層との間に挟持させた構造であるのがよい。または、この蛍光性材料を正孔輸送層又は電子輸送層、或いはこれら両層に含有させた構造を構成してよい。このような場合、発光効率を改善するために、正孔又は電子の輸送を制御するための薄膜（ホールブロッキング層やエキシトン生成層など）をその層構成に含ませることも可能である。
【００３７】
また、陰極３に用いる材料としては、Ｌｉ、Ｍｇ、Ｃａ等の活性な金属とＡｇ、Ａｌ、Ｉｎ等の金属との合金を使用でき、これらの金属層が積層した構造であってもよい。なお、陰極の厚みや材質を適宜選択することによって、用途に見合った有機電界発光素子を作製できる。
【００３８】
また、保護膜４は、封止膜として作用するものであり、有機電界発光素子全体を覆う構造とすることで、電荷注入効率や発光効率を向上できる。なお、その気密性が保たれれば、アルミニウム、金、クロム等の単金属又は合金など、適宜その材料を選択できる。
【００３９】
上記した各有機電界発光素子に印加する電流は通常、直流であるが、パルス電流や交流を用いてもよい。電流値、電圧値は、素子破壊しない範囲内であれば特に制限はないが、有機電界発光素子の消費電力や寿命を考慮すると、なるべく小さい電気エネルギーで効率良く発光させることが望ましい。
【００４０】
次に、図５は、本発明の有機電界発光素子を用いた平面ディスプレイの構成例である。図示の如く、例えばフルカラーディスプレイの場合は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）の３原色を発光可能な有機層５（５ａ、５ｂ）が、陰極３と陽極２との間に配されている。陰極３及び陽極２は、互いに交差するストライプ状に設けることができ、輝度信号回路１４及びシフトレジスタ内蔵の制御回路１５により選択されて、それぞれに信号電圧が印加され、これによって、選択された陰極３及び陽極２が交差する位置（画素）の有機層が発光するように構成される。
【００４１】
即ち、図５は例えば８×３ＲＧＢ単純マトリックスであって、正孔輸送層と、発光層および電子輸送層のいずれか少なくとも一方とからなる積層体５を陰極３と陽極２の間に配置したものである（図３又は図４参照）。陰極と陽極は、ともにストライプ状にパターニングするとともに、互いにマトリクス状に直交させ、シフトレジスタ内蔵の制御回路１５および１４により時系列的に信号電圧を印加し、その交叉位置で発光するように構成されたものである。かかる構成のＥＬ素子は、文字・記号等のディスプレイとしては勿論、画像再生装置としても使用できる。また陰極３と陽極２のストライプ状パターンを赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色毎に配し、マルチカラーあるいはフルカラーの全固体型フラットパネルディスプレイを構成することが可能となる。
【００４２】
【実施例】
以下、本発明を実施例について具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００４３】
実施例１
本実施例は、一般式（１）の上記ジスチリル化合物のうち、Ｒ２ 、Ｒ３ に３−メトキシフェニル基を、Ｒ６ 、Ｒ９ にシアノ基を持った下記構造式（４）−１の化合物を正孔輸送性発光材料として用い、シングルヘテロ構造の有機電界発光素子を作製した例である。
【化５】
【００４４】
まず、真空蒸着装置中に、１００ｎｍの厚さのＩＴＯからなる陽極が一表面に形成された３０ｍｍ×３０ｍｍのガラス基板をセッティングした。蒸着マスクとして、複数の２．０ｍｍ×２．０ｍｍの単位開口を有する金属マスクを基板に近接して配置し、真空蒸着法により１０−４Ｐａ以下の真空下で上記構造式（４）−１の化合物を例えば５０ｎｍの厚さに正孔輸送層（兼発光層）として成膜した。蒸着レートは０．１ｎｍ／秒とした。
【００４５】
さらに、電子輸送材料として下記構造式のＡｌｑ３ （トリス（８−キノリノール）アルミニウム）を正孔輸送層に接して蒸着した。Ａｌｑ３ からなるこの電子輸送層の膜厚も例えば５０ｎｍとし、蒸着レートは０．２ｎｍ／秒とした。
【化６】
【００４６】
陰極材料としてはＭｇとＡｇの積層膜を採用し、これも蒸着により、蒸着レート１ｎｍ／秒として例えば５０ｎｍ（Ｍｇ膜）および１５０ｎｍ（Ａｇ膜）の厚さに形成し、実施例１による図３に示した如き有機電界発光素子を作製した。
【００４７】
このように作製した実施例１の有機電界発光素子に、窒素雰囲気下で順バイアス直流電圧を加えて発光特性を評価した。発光色は赤色であり、分光測定を行った結果、図６に示すように、６５０ｎｍに発光ピークを有するスペクトルを得た。分光測定は、大塚電子社製のフォトダイオードアレイを検出器とした分光器を用いた。また、電圧−輝度測定を行ったところ、図１０に示すように、８Ｖで３０００ｃｄ／ｍ２ の輝度が得られた。
【００４８】
この有機電界発光素子を作製後、窒素雰囲気下に１カ月間放置したが、素子劣化は観察されなかった。また、初期輝度３００ｃｄ／ｍ２ で電流値を一定に通電して連続発光し、強制劣化させた際、輝度が半減するまで１５００時間であった。
【００４９】
実施例２
本実施例は、一般式（１）の上記ジスチリル化合物のうち、Ｒ１ 、Ｒ２ に３−メトキシフェニル基を、Ｒ６ 、Ｒ９ にシアノ基を持った上記構造式（４）−１の化合物を電子輸送性発光材料として用い、シングルヘテロ構造の有機電界発光素子を作製した例である。
【００５０】
まず、真空蒸着装置中に、１００ｎｍの厚さのＩＴＯからなる陽極が一表面に形成された３０ｍｍ×３０ｍｍのガラス基板をセッティングした。蒸着マスクとして、複数の２．０ｍｍ×２．０ｍｍの単位開口を有する金属マスクを基板に近接して配置し、真空蒸着法により１０−４Ｐａ以下の真空下で、下記構造式のα−ＮＰＤ（α−ナフチルフェニルジアミン）を例えば５０ｎｍの厚さに正孔輸送層として成膜した。蒸着レートは０．１ｎｍ／秒とした。
【化７】
【００５１】
さらに、電子輸送材料として上記構造式（４）−１の化合物を正孔輸送層に接して蒸着した。上記構造式（４）−１の化合物からなる電子輸送層（兼発光層）の膜厚も例えば５０ｎｍとし、蒸着レートは０．２ｎｍ／秒とした。
【００５２】
陰極材料としてはＭｇとＡｇの積層膜を採用し、これも蒸着により、蒸着レート１ｎｍ／秒として例えば５０ｎｍ（Ｍｇ膜）および１５０ｎｍ（Ａｇ膜）の厚さに形成し、実施例２による図３に示した如き有機電界発光素子を作製した。
【００５３】
このように作製した実施例２の有機電界発光素子に、窒素雰囲気下で順バイアス直流電圧を加えて発光特性を評価した。発光色は赤色であり、実施例１と同様に分光測定を行った結果、図７に示すように、６５０ｎｍに発光ピークを有するスペクトルを得た。また、電圧−輝度測定を行ったところ、図１１に示すように、８Ｖで２６００ｃｄ／ｍ２ の輝度が得られた。
【００５４】
この有機電界発光素子を作製後、窒素雰囲気下に１カ月間放置したが、素子劣化は観察されなかった。また、初期輝度３００ｃｄ／ｍ２ で電流値を一定に通電して連続発光し、強制劣化させた際、輝度が半減するまで１２００時間であった。
【００５５】
実施例３
本実施例は、一般式（１）の上記ジスチリル化合物のうち、Ｒ２ 、Ｒ３ に３−メトキシフェニル基を、Ｒ６ 、Ｒ９ にシアノ基を持った上記構造式（４）−１の化合物を発光材料として用い、ダブルヘテロ層構造の有機電界発光素子を作製した例である。
【００５６】
まず、真空蒸着装置中に、１００ｎｍの厚さのＩＴＯからなる陽極が一表面に形成された３０ｍｍ×３０ｍｍのガラス基板をセッティングした。蒸着マスクとして、複数の２．０ｍｍ×２．０ｍｍの単位開口を有する金属マスクを基板に近接して配置し、真空蒸着法により１０−４Ｐａ以下の真空下で、上記構造式のα−ＮＰＤを例えば３０ｎｍの厚さに正孔輸送層として成膜した。蒸着レートは０．２ｎｍ／秒とした。
【００５７】
さらに、発光材料として上記構造式（４）−１の化合物を正孔輸送層に接して蒸着した。上記構造式（４）−１の化合物からなる発光層の膜厚も例えば３０ｎｍとし、蒸着レートは０．２ｎｍ／秒とした。
【００５８】
さらに、電子輸送材料として上記構造式のＡｌｑ３ を発光層に接して蒸着した。Ａｌｑ３ の膜厚を例えば３０ｎｍとし、蒸着レートは、０．２ｎｍ／秒とした。
【００５９】
陰極材料としてはＭｇとＡｇの積層膜を採用し、これも蒸着により、蒸着レート１ｎｍ／秒として例えば５０ｎｍ（Ｍｇ膜）および１５０ｎｍ（Ａｇ膜）の厚さに形成し、実施例３による図４に示した如き有機電界発光素子を作製した。
【００６０】
このように作製した実施例３の有機電界発光素子に、窒素雰囲気下で順バイアス直流電圧を加えて発光特性を評価した。発光色は赤色であり、分光測定を行った結果、６５０ｎｍに発光ピークを有するスペクトルを得た。電圧−輝度測定を行ったところ、８Ｖで４０００ｃｄ／ｍ２ の輝度が得られた。
【００６１】
この有機電界発光素子を作製後、窒素雰囲気下に１カ月間放置したが、素子劣化は観察されなかった。また、初期輝度３００ｃｄ／ｍ２ で電流値を一定に通電して連続発光し、強制劣化させた際、輝度が半減するまで２１００時間であった。
【００６２】
実施例４
正孔輸送性材料としてα−ＮＰＤに替えて下記構造式のＴＰＤ（トリフェニルジアミン誘導体）を用いた他は層構成、成膜法とも実施例２に準拠して、有機電界発光素子を作製した。
【化８】
【００６３】
本実施例の有機電界発光素子も実施例２と同様の赤色の発光を呈した。分光測定の結果、スペクトルは実施例２の有機電界発光素子のスペクトルと一致した。
【００６４】
実施例５
本実施例は、一般式（３）の上記ジスチリル化合物のうち、Ｒ１７、Ｒ２０にシアノ基を持った下記構造式（４）−６の化合物を正孔輸送性発光材料として用い、シングルヘテロ構造の有機電界発光素子を作製した例である。
【化９】
【００６５】
まず、真空蒸着装置中に、１００ｎｍの厚さのＩＴＯからなる陽極が一表面に形成された３０ｍｍ×３０ｍｍのガラス基板をセッティングした。蒸着マスクとして、複数の２．０ｍｍ×２．０ｍｍの単位開口を有する金属マスクを基板に近接して配置し、真空蒸着法により１０−４Ｐａ以下の真空下で上記構造式（４）−６の化合物を例えば５０ｎｍの厚さに正孔輸送層（兼発光層）として成膜した。蒸着レートは０．１ｎｍ／秒とした。
【００６６】
さらに、電子輸送材料として上記構造式のＡｌｑ３ （トリス（８−キノリノール）アルミニウム）を正孔輸送層に接して蒸着した。Ａｌｑ３ からなるこの電子輸送層の膜厚も例えば５０ｎｍとし、蒸着レートは０．２ｎｍ／秒とした。
【００６７】
陰極材料としてはＭｇとＡｇの積層膜を採用し、これも蒸着により、蒸着レート１ｎｍ／秒として例えば５０ｎｍ（Ｍｇ膜）および１５０ｎｍ（Ａｇ膜）の厚さに形成し、実施例５による図３に示した如き有機電界発光素子を作製した。
【００６８】
このように作製した実施例５の有機電界発光素子に、窒素雰囲気下で順バイアス直流電圧を加えて発光特性を評価した。発光色は赤色であり、分光測定を行った結果、図８に示すように、６４０ｎｍに発光ピークを有するスペクトルを得た。分光測定は、大塚電子社製のフォトダイオードアレイを検出器とした分光器を用いた。また、電圧−輝度測定を行ったところ、図１２に示すように、８Ｖで４０００ｃｄ／ｍ２ の輝度が得られた。
【００６９】
この有機電界発光素子を作製後、窒素雰囲気下に１カ月間放置したが、素子劣化は観察されなかった。また、初期輝度３００ｃｄ／ｍ２ で電流値を一定に通電して連続発光し、強制劣化させた際、輝度が半減するまで２０００時間であった。
【００７０】
実施例６
本実施例は、一般式（３）の上記ジスチリル化合物のうち、Ｒ１７、Ｒ２０にシアノ基を持った上記構造式（４）−６の化合物を電子輸送性発光材料として用い、シングルヘテロ構造の有機電界発光素子を作製した例である。
【００７１】
まず、真空蒸着装置中に、１００ｎｍの厚さのＩＴＯからなる陽極が一表面に形成された３０ｍｍ×３０ｍｍのガラス基板をセッティングした。蒸着マスクとして、複数の２．０ｍｍ×２．０ｍｍの単位開口を有する金属マスクを基板に近接して配置し、真空蒸着法により１０−４Ｐａ以下の真空下で、上記構造式のα−ＮＰＤ（α−ナフチルフェニルジアミン）を例えば５０ｎｍの厚さに正孔輸送層として成膜した。蒸着レートは０．１ｎｍ／秒とした。
【００７２】
さらに、電子輸送材料として上記構造式（４）−６の化合物を正孔輸送層に接して蒸着した。上記構造式（４）−６の化合物からなる電子輸送層（兼発光層）の膜厚も例えば５０ｎｍとし、蒸着レートは０．２ｎｍ／秒とした。
【００７３】
陰極材料としてはＭｇとＡｇの積層膜を採用し、これも蒸着により、蒸着レート１ｎｍ／秒として例えば５０ｎｍ（Ｍｇ膜）および１５０ｎｍ（Ａｇ膜）の厚さに形成し、実施例６による図３に示した如き有機電界発光素子を作製した。
【００７４】
このように作製した実施例６の有機電界発光素子に、窒素雰囲気下で順バイアス直流電圧を加えて発光特性を評価した。発光色は赤色であり、実施例１と同様に分光測定を行った結果、図９に示すように、６４０ｎｍに発光ピークを有するスペクトルを得た。また、電圧−輝度測定を行ったところ、図１３に示すように、８Ｖで３５００ｃｄ／ｍ２ の輝度が得られた。
【００７５】
この有機電界発光素子を作製後、窒素雰囲気下に１カ月間放置したが、素子劣化は観察されなかった。また、初期輝度３００ｃｄ／ｍ２ で電流値を一定に通電して連続発光し、強制劣化させた際、輝度が半減するまで１５００時間であった。
【００７６】
実施例７
本実施例は、一般式（３）の上記ジスチリル化合物のうち、Ｒ１７、Ｒ２０にシアノ基を持った上記構造式（４）−６の化合物を発光材料として用い、ダブルヘテロ層構造の有機電界発光素子を作製した例である。
【００７７】
まず、真空蒸着装置中に、１００ｎｍの厚さのＩＴＯからなる陽極が一表面に形成された３０ｍｍ×３０ｍｍのガラス基板をセッティングした。蒸着マスクとして、複数の２．０ｍｍ×２．０ｍｍの単位開口を有する金属マスクを基板に近接して配置し、真空蒸着法により１０−４Ｐａ以下の真空下で、上記構造式のα−ＮＰＤを例えば３０ｎｍの厚さに正孔輸送層として成膜した。蒸着レートは０．２ｎｍ／秒とした。
【００７８】
さらに、発光材料として上記構造式（４）−６の化合物を正孔輸送層に接して蒸着した。上記構造式（４）−６の化合物からなる発光層の膜厚も例えば３０ｎｍとし、蒸着レートは０．２ｎｍ／秒とした。
【００７９】
さらに、電子輸送材料として上記構造式のＡｌｑ３ を発光層に接して蒸着した。Ａｌｑ３ の膜厚を例えば３０ｎｍとし、蒸着レートは、０．２ｎｍ／秒とした。
【００８０】
陰極材料としてはＭｇとＡｇの積層膜を採用し、これも蒸着により、蒸着レート１ｎｍ／秒として例えば５０ｎｍ（Ｍｇ膜）および１５０ｎｍ（Ａｇ膜）の厚さに形成し、実施例７による図４に示した如き有機電界発光素子を作製した。
【００８１】
このように作製した実施例７の有機電界発光素子に、窒素雰囲気下で順バイアス直流電圧を加えて発光特性を評価した。発光色は赤色であり、分光測定を行った結果、６４０ｎｍに発光ピークを有するスペクトルを得た。電圧−輝度測定を行ったところ、８Ｖで５２００ｃｄ／ｍ２ の輝度が得られた。
【００８２】
この有機電界発光素子を作製後、窒素雰囲気下に１カ月間放置したが、素子劣化は観察されなかった。また、初期輝度３００ｃｄ／ｍ２ で電流値を一定に通電して連続発光し、強制劣化させた際、輝度が半減するまで２３５０時間であった。
【００８３】
実施例８
正孔輸送性材料としてα−ＮＰＤに替えて上記構造式のＴＰＤ（トリフェニルジアミン誘導体）を用いた他は層構成、成膜法とも実施例６に準拠して、有機電界発光素子を作製した。
【００８４】
本実施例の有機電界発光素子も実施例６と同様の赤色の発光を呈した。分光測定の結果、スペクトルは実施例６の有機電界発光素子のスペクトルと一致した。
【００８５】
【発明の作用効果】
本発明の有機電界発光素子によれば、発光領域を有する有機層が陽極と陰極との間に設けられている有機電界発光素子において、前記有機層に前記一般式（１）又は（３）で表されるジスチリル化合物の少なくとも１種が含まれているので、高輝度で安定な赤色発光を有する有機電界発光素子を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に基づく有機電界発光素子の要部概略断面図である。
【図２】同、有機電界発光素子の他の要部概略断面図である。
【図３】同、有機電界発光素子の他の要部概略断面図である。
【図４】同、有機電界発光素子の他の要部概略断面図である。
【図５】同、有機電界発光素子を用いたフルカラーの平面ディスプレイの構成図である。
【図６】本発明の実施例１による有機電界発光素子の発光スペクトル図である。
【図７】同、実施例２による有機電界発光素子の発光スペクトル図である。
【図８】本発明の実施例５による有機電界発光素子の発光スペクトル図である。
【図９】同、実施例６による有機電界発光素子の発光スペクトル図である。
【図１０】同、実施例１による有機電界発光素子の電圧−輝度特性図である。
【図１１】同、実施例２による有機電界発光素子の電圧−輝度特性図である。
【図１２】同、実施例５による有機電界発光素子の電圧−輝度特性図である。
【図１３】同、実施例６による有機電界発光素子の電圧−輝度特性図である。
【符号の説明】
１…基板、２…透明電極（陽極）、３…陰極、４…保護膜、
５、５ａ、５ｂ…有機層、６…正孔輸送層、７…電子輸送層、
８…電源、１０…正孔輸送層、１１…発光層、１２…電子輸送層、
１４…輝度信号回路、１５…制御回路、２０…発光光、
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ…有機電界発光素子
【発明の属する技術分野】
本発明は、発光領域を有する有機層が陽極と陰極との間に設けられている有機電界発光素子（有機ＥＬ素子）に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
軽量で高効率のフラットパネルディスプレイが、例えばコンピュータやテレビジョンの画面表示用として盛んに研究、開発されている。
【０００３】
まず、ブラウン管（ＣＲＴ）は、輝度が高く、色再現性が良いため、現在ディスプレイとして最も多く使われているが、嵩高く、重く、また消費電力も高いという問題がある。
【０００４】
また、軽量で高効率のフラットパネルディスプレイとして、アクティブマトリックス駆動などの液晶ディスプレイが商品化されている。しかしながら、液晶ディスプレイは、視野角が狭く、また、自発光でないため周囲が暗い環境下ではバックライトの消費電力が大きいことや、今後実用化が期待されている高精細度の高速ビデオ信号に対して十分な応答性能を有しない等の問題点がある。特に、大画面サイズのディスプレイを製造することは困難であり、そのコストが高い等の課題もある。
【０００５】
これに対する代替として、発光ダイオードを用いたディスプレイの可能性があるが、やはり製造コストが高く、また、１つの基板上に発光ダイオードのマトリックス構造を形成することが難しい等の問題があり、ブラウン管に取って代わる低価格のディスプレイ候補としては、実用化までの課題が大きい。
【０００６】
これらの諸課題を解決する可能性のあるフラットパネルディスプレイとして、最近、有機発光材料を用いた有機電界発光素子（有機ＥＬ素子）が注目されている。即ち、発光材料として有機化合物を用いることにより、自発光で、応答速度が高速であり、視野角依存性の無いフラットパネルディスプレイの実現が期待されている。
【０００７】
有機電界発光素子の構成は、透光性の正極と金属陰極との間に、電流の注入によって発光する発光材料を含む有機薄膜を形成したものである。Ｃ． Ｗ． Ｔａｎｇ、Ｓ．Ａ． ＶａｎＳｌｙｋｅ等は Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ第５１巻１２号９１３〜９１５頁（１９８７年）掲載の研究報告において、有機薄膜を正孔輸送性材料からなる薄膜と電子輸送性材料からなる薄膜との２層構造として、各々の電極から有機膜中に注入されたホールと電子が再結合することにより発光する素子構造を開発した（シングルヘテロ構造の有機ＥＬ素子）。
【０００８】
この素子構造では、正孔輸送材料または電子輸送材料のいずれかが発光材料を兼ねており、発光は発光材料の基底状態と励起状態のエネルギギャップに対応した波長帯で起きる。このような２層構造とすることにより、大幅な駆動電圧の低減、発光効率の改善が行われた。
【０００９】
その後、Ｃ． Ａｄａｃｈｉ 、Ｓ． Ｔｏｋｉｔａ 、Ｔ． Ｔｓｕｔｓｕｉ、Ｓ． Ｓａｉｔｏ等の Ｊａｐａｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ第２７巻２号Ｌ２６９〜Ｌ２７１頁（１９８８年）掲載の研究報告に記載されているように、正孔輸送材料、発光材料、電子輸送材料の３層構造（ダブルヘテロ構造の有機ＥＬ素子）が開発され、更に、Ｃ． Ｗ． Ｔａｎｇ、Ｓ． Ａ． ＶａｎＳｌｙｋｅ、Ｃ． Ｈ． Ｃｈｅｎ等の Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ 第６５巻９号３６１０〜３６１６頁（１９８９年）掲載の研究報告に記載されているように、電子輸送材料中に発光材料を含ませた素子構造などが開発された。これらの研究により、低電圧で、高輝度の発光の可能性が検証され、近年、研究開発が非常に活発に行われている。
【００１０】
発光材料に用いる有機化合物は、その多様性から、理論的には分子構造を変化させることによって発光色を任意に変えることができるという利点があると言える。従って、分子設計を施すことにより、フルカラーディスプレイに必要な色純度の良いＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３色を揃えることは、無機物を用いた薄膜ＥＬ素子と比べて容易であると言える。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、実際には有機電界発光素子においても、解決しなければならない問題がある。安定した高輝度の赤色発光素子の開発は難しく、現在報告されている電子輸送材料として、トリス（８−キノリノール）アルミニウム（以下、Ａｌｑ３ と略称。）にＤＣＭ〔４−ジシアノメチレン−６−（ｐ−ジメチルアミノスチリル）−２−メチル−４Ｈ−ピラン〕をドープした赤色発光の例においても、最高輝度、信頼性ともにディスプレイ材料としては満足の行くものではない。
【００１２】
また、Ｔ．Ｔｓｕｔｓｕｉ，Ｄ．Ｕ．Ｋｉｍ がＩｎｏｒｇａｎｉｃ ａｎｄ Ｏｒｇａｎｉｃ ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ 会議（１９９６、Ｂｅｒｌｉｎ）で報告したＢＳＢ−ＢＣＮは、１０００ｃｄ／ｍ２ 以上の高い輝度を実現しているが、フルカラーに対応する赤色としての色度が完全なものとは言えない。
【００１３】
さらに高輝度で安定かつ色純度の高い赤色発光素子の実現が、望まれているのが現状である。
【００１４】
また、特開平７−１８８６４９号（特願平６−１４８７９８号）においては、特定のジスチリル化合物を有機電界発光材料とすることを提案しているが、目的の発光色が青色であり、赤色用ではない。
【００１５】
本発明の目的は、高輝度かつ安定な赤色発光を有する有機電界発光素子を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するために鋭意検討した結果、発光材料として特定のジスチリル化合物を用いることによって、安定した、高輝度のフルカラーディスプレイ実現に極めて有用な信頼性の高い赤色発光素子を提供できることを見出し、本発明に到達したものである。
【００１７】
即ち、本発明は、発光領域を有する有機層が陽極と陰極との間に設けられ、電流の注入によって発光する有機物質を構成要素として含む有機電界発光素子において、前記有機層に下記一般式（１）又は下記一般式（３）で表されるジスチリル化合物の少なくとも一種が有機発光材料として含まれていることを特徴とする、有機電界発光素子に係るものである（なお、以下の一般式は幾何異性体を表わすものではない）。
【化３】
【００１８】
上記一般式（１）及び／又は（３）のジスチリル化合物を発光材料に用いることによって、高輝度で安定な赤色発光が得られると共に、電気的、熱的或いは化学的にも安定性に優れた素子を提供できる。上記一般式（１）又は（３）で表わされるジスチリル化合物はそれぞれ単独で用いることができるが、併用してもよい。
【００１９】
本発明の有機電界発光素子に用いるジスチリル化合物について説明する。
【００２０】
本発明の有機電界発光素子において、発光材料である一般式（１）で示されるジスチリル化合物は、例えば下記構造式（４）−１、（４）−２、（４）−３、（４）−４、（４）−５、（４）−６、（４）−７、（４）−８、（４）−９又は（４）−１０のような分子構造の少なくとも１種が使用可能である。これらはいずれも、アルコキシフェニル基、アルキルフェニル基又は無置換フェニル基を有するビス（アミノスチリル）ナフチル化合物である。
【化４】
図１〜図４には、本発明に基づく有機電界発光素子の例をそれぞれ示す。
【００２２】
図１は陰極３を発光光２０が透過する透過型有機電界発光素子Ａであって、発光２０は保護層４の側からも観測できる。図２は陰極３での反射光も発光光２０として得る反射型有機電界発光素子Ｂを示す。
【００２３】
図中、１は有機電界発光素子を形成するための基板であり、ガラス、プラスチック及び他の適宜の材料を用いることができる。また、有機電界発光素子を他の表示素子と組み合わせて用いる場合には、基板を共用することもできる。２は透明電極（陽極）であり、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）、ＳｎＯ２ 等を使用できる。
【００２４】
また、５は有機発光層であり、上記したジスチリル化合物を発光材料として含有している。この発光層について、有機電界発光２０を得る層構成としては、従来公知の種々の構成を用いることができる。後述するように、例えば、正孔輸送層と電子輸送層のいずれかを構成する材料が発光性を有する場合、これらの薄膜を積層した構造を使用できる。更に本発明の目的を満たす範囲で電荷輸送性能を上げるために、正孔輸送層と電子輸送層のいずれか若しくは両方が、複数種の材料の薄膜を積層した構造、または、複数種の材料を混合した組成からなる薄膜を使用するのを妨げない。また、発光性能を上げるために、少なくとも１種以上の蛍光性の材料を用いて、この薄膜を正孔輸送層と電子輸送層の間に挟持した構造、更に少なくとも１種以上の蛍光性の材料を正孔輸送層若しくは電子輸送層、またはこれらの両方に含ませた構造を使用しても良い。これらの場合には、発光効率を改善するために、正孔または電子の輸送を制御するための薄膜をその層構成に含ませることも可能である。
【００２５】
上記の構造式（４）で例示したジスチリル化合物は、電子輸送性能と正孔輸送性能の両方を持つため、素子構成中、電子輸送層を兼ねた発光層としても、或いは正孔輸送層を兼ねた発光層としても用いることが可能である。また、このジスチリル化合物を発光層として、電子輸送層と正孔輸送層とで挟み込んだ構成とすることも可能である。
【００２６】
なお、図１及び図２中、３は陰極であり、電極材料としては、Ｌｉ、Ｍｇ、Ｃａ等の活性な金属とＡｇ、Ａｌ、Ｉｎ等の金属との合金、或いはこれらを積層した構造を使用できる。透過型の有機電界発光素子においては、陰極の厚さを調節することにより、用途に合った光透過率を得ることができる。また、図４は封止・保護層であり、有機電界発光素子全体を覆う構造とすることにより、その効果が上がる。気密性が保たれれば、適宜の材料を使用することができる。また、８は電流注入用の駆動電源である。
【００２７】
本発明に基づく有機電界発光素子において、有機層が、正孔輸送層と電子輸送層とが積層された有機積層構造（シングルヘテロ構造）を有しており、正孔輸送層又は電子輸送層の形成材料として前記ジスチリル化合物が用いられてよい。或いは、有機層が、正孔輸送層と発光層と電子輸送層とが順次積層された有機積層構造（ダブルヘテロ構造）を有しており、発光層の形成材料として前記ジスチリル化合物が用いられてよい。
【００２８】
このような有機積層構造を有する有機電界発光素子の例を示すと、図３は、透光性の基板１上に、透光性の陽極２と、正孔輸送層６と電子輸送層７とからなる有機層５ａと、陰極３とが順次積層された積層構造を有し、この積層構造が保護膜４によって封止されてなる、シングルヘテロ構造の有機電界発光素子Ｃである。
【００２９】
図３に示すように発光層を省略した層構成の場合には、正孔輸送層６と電子輸送層７の界面から所定波長の発光２０を発生する。これらの発光は基板１側から観測される。
【００３０】
また、図４は、透光性の基板１上に、透光性の陽極２と、正孔輸送層１０と発光層１１と電子輸送層１２とからなる有機層５ｂと、陰極３とが順次積層された積層構造を有し、この積層構造が保護膜４によって封止されてなる、ダブルヘテロ構造の有機電界発光素子Ｄである。
【００３１】
図４に示した有機電界発光素子においては、陽極２と陰極３の間に直流電圧を印加することにより、陽極２から注入された正孔が正孔輸送層１０を経て、また陰極３から注入された電子が電子輸送層１２を経て、それぞれ発光層１１に到達する。この結果、発光層１１においては電子／正孔の再結合が生じて一重項励起子が生成し、この一重項励起子から所定波長の発光を発生する。
【００３２】
上述した各有機電界発光素子Ｃ、Ｄにおいて、基板１は、例えば、ガラス、プラスチック等の光透過性の材料を適宜用いることができる。また、他の表示素子と組み合わせて用いる場合や、図３及び図４に示した積層構造をマトリックス状に配置する場合等は、この基板を共用としてよい。、また、素子Ｃ、Ｄはいずれも、透過型、反射型のいずれの構造も採りうる。
【００３３】
また、陽極２は、透明電極であり、ＩＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）やＳｎＯ２ 等が使用できる。この陽極２と正孔輸送層６（又は正孔輸送層１０）との間には、電荷の注入効率を改善する目的で、有機物若しくは有機金属化合物からなる薄膜を設けてもよい。なお、保護膜４が金属等の導電性材料で形成されている場合は、陽極２の側面に絶縁膜が設けられていてもよい。
【００３４】
また、有機電界発光素子Ｃにおける有機層５ａは、正孔輸送層６と電子輸送層７とが積層された有機層であり、これらのいずれか又は双方に上記したジスチリル化合物が含有され、発光性の正孔輸送層６又は電子輸送層７としてよい。有機電界発光素子Ｄにおける有機層５ｂは、正孔輸送層１０と上記したジスチリル化合物を含有する発光層１１と電子輸送層１２とが積層された有機層であるが、その他、種々の積層構造を取ることができる。例えば、正孔輸送層と電子輸送層のいずれか若しくは両方が発光性を有していてもよい。
【００３５】
また、特に、正孔輸送層６又は電子輸送層７や発光層１１が本発明のジスチリル化合物からなる層であることが望ましいが、これらの層を前記ジスチリル化合物のみで形成してもよく、或いは、前記ジスチリル化合物と他の正孔又は電子輸送材料（例えば、芳香族アミン類やピラゾリン類等）との共蒸着によって形成してもよい。さらに、正孔輸送層において、正孔輸送性能を向上させるために、複数種の正孔輸送材料を積層した正孔輸送層を形成してもよい。
【００３６】
また、有機電界発光素子Ｃにおいて、発光層は電子輸送性発光層７であってよいが、電源８から印加される電圧によっては、正孔輸送層６やその界面で発光される場合がある。同様に、有機電界発光素子Ｄにおいて、発光層は層１１以外に、電子輸送層１２であってもよく、正孔輸送層１０であってもよい。発光性能を向上させるために、少なくとも１種の蛍光性材料を用いた発光層１１を正孔輸送層と電子輸送層との間に挟持させた構造であるのがよい。または、この蛍光性材料を正孔輸送層又は電子輸送層、或いはこれら両層に含有させた構造を構成してよい。このような場合、発光効率を改善するために、正孔又は電子の輸送を制御するための薄膜（ホールブロッキング層やエキシトン生成層など）をその層構成に含ませることも可能である。
【００３７】
また、陰極３に用いる材料としては、Ｌｉ、Ｍｇ、Ｃａ等の活性な金属とＡｇ、Ａｌ、Ｉｎ等の金属との合金を使用でき、これらの金属層が積層した構造であってもよい。なお、陰極の厚みや材質を適宜選択することによって、用途に見合った有機電界発光素子を作製できる。
【００３８】
また、保護膜４は、封止膜として作用するものであり、有機電界発光素子全体を覆う構造とすることで、電荷注入効率や発光効率を向上できる。なお、その気密性が保たれれば、アルミニウム、金、クロム等の単金属又は合金など、適宜その材料を選択できる。
【００３９】
上記した各有機電界発光素子に印加する電流は通常、直流であるが、パルス電流や交流を用いてもよい。電流値、電圧値は、素子破壊しない範囲内であれば特に制限はないが、有機電界発光素子の消費電力や寿命を考慮すると、なるべく小さい電気エネルギーで効率良く発光させることが望ましい。
【００４０】
次に、図５は、本発明の有機電界発光素子を用いた平面ディスプレイの構成例である。図示の如く、例えばフルカラーディスプレイの場合は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）の３原色を発光可能な有機層５（５ａ、５ｂ）が、陰極３と陽極２との間に配されている。陰極３及び陽極２は、互いに交差するストライプ状に設けることができ、輝度信号回路１４及びシフトレジスタ内蔵の制御回路１５により選択されて、それぞれに信号電圧が印加され、これによって、選択された陰極３及び陽極２が交差する位置（画素）の有機層が発光するように構成される。
【００４１】
即ち、図５は例えば８×３ＲＧＢ単純マトリックスであって、正孔輸送層と、発光層および電子輸送層のいずれか少なくとも一方とからなる積層体５を陰極３と陽極２の間に配置したものである（図３又は図４参照）。陰極と陽極は、ともにストライプ状にパターニングするとともに、互いにマトリクス状に直交させ、シフトレジスタ内蔵の制御回路１５および１４により時系列的に信号電圧を印加し、その交叉位置で発光するように構成されたものである。かかる構成のＥＬ素子は、文字・記号等のディスプレイとしては勿論、画像再生装置としても使用できる。また陰極３と陽極２のストライプ状パターンを赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色毎に配し、マルチカラーあるいはフルカラーの全固体型フラットパネルディスプレイを構成することが可能となる。
【００４２】
【実施例】
以下、本発明を実施例について具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００４３】
実施例１
本実施例は、一般式（１）の上記ジスチリル化合物のうち、Ｒ２ 、Ｒ３ に３−メトキシフェニル基を、Ｒ６ 、Ｒ９ にシアノ基を持った下記構造式（４）−１の化合物を正孔輸送性発光材料として用い、シングルヘテロ構造の有機電界発光素子を作製した例である。
【化５】
まず、真空蒸着装置中に、１００ｎｍの厚さのＩＴＯからなる陽極が一表面に形成された３０ｍｍ×３０ｍｍのガラス基板をセッティングした。蒸着マスクとして、複数の２．０ｍｍ×２．０ｍｍの単位開口を有する金属マスクを基板に近接して配置し、真空蒸着法により１０−４Ｐａ以下の真空下で上記構造式（４）−１の化合物を例えば５０ｎｍの厚さに正孔輸送層（兼発光層）として成膜した。蒸着レートは０．１ｎｍ／秒とした。
【００４５】
さらに、電子輸送材料として下記構造式のＡｌｑ３ （トリス（８−キノリノール）アルミニウム）を正孔輸送層に接して蒸着した。Ａｌｑ３ からなるこの電子輸送層の膜厚も例えば５０ｎｍとし、蒸着レートは０．２ｎｍ／秒とした。
【化６】
陰極材料としてはＭｇとＡｇの積層膜を採用し、これも蒸着により、蒸着レート１ｎｍ／秒として例えば５０ｎｍ（Ｍｇ膜）および１５０ｎｍ（Ａｇ膜）の厚さに形成し、実施例１による図３に示した如き有機電界発光素子を作製した。
【００４７】
このように作製した実施例１の有機電界発光素子に、窒素雰囲気下で順バイアス直流電圧を加えて発光特性を評価した。発光色は赤色であり、分光測定を行った結果、図６に示すように、６５０ｎｍに発光ピークを有するスペクトルを得た。分光測定は、大塚電子社製のフォトダイオードアレイを検出器とした分光器を用いた。また、電圧−輝度測定を行ったところ、図１０に示すように、８Ｖで３０００ｃｄ／ｍ２ の輝度が得られた。
【００４８】
この有機電界発光素子を作製後、窒素雰囲気下に１カ月間放置したが、素子劣化は観察されなかった。また、初期輝度３００ｃｄ／ｍ２ で電流値を一定に通電して連続発光し、強制劣化させた際、輝度が半減するまで１５００時間であった。
【００４９】
実施例２
本実施例は、一般式（１）の上記ジスチリル化合物のうち、Ｒ１ 、Ｒ２ に３−メトキシフェニル基を、Ｒ６ 、Ｒ９ にシアノ基を持った上記構造式（４）−１の化合物を電子輸送性発光材料として用い、シングルヘテロ構造の有機電界発光素子を作製した例である。
【００５０】
まず、真空蒸着装置中に、１００ｎｍの厚さのＩＴＯからなる陽極が一表面に形成された３０ｍｍ×３０ｍｍのガラス基板をセッティングした。蒸着マスクとして、複数の２．０ｍｍ×２．０ｍｍの単位開口を有する金属マスクを基板に近接して配置し、真空蒸着法により１０−４Ｐａ以下の真空下で、下記構造式のα−ＮＰＤ（α−ナフチルフェニルジアミン）を例えば５０ｎｍの厚さに正孔輸送層として成膜した。蒸着レートは０．１ｎｍ／秒とした。
【化７】
さらに、電子輸送材料として上記構造式（４）−１の化合物を正孔輸送層に接して蒸着した。上記構造式（４）−１の化合物からなる電子輸送層（兼発光層）の膜厚も例えば５０ｎｍとし、蒸着レートは０．２ｎｍ／秒とした。
【００５２】
陰極材料としてはＭｇとＡｇの積層膜を採用し、これも蒸着により、蒸着レート１ｎｍ／秒として例えば５０ｎｍ（Ｍｇ膜）および１５０ｎｍ（Ａｇ膜）の厚さに形成し、実施例２による図３に示した如き有機電界発光素子を作製した。
【００５３】
このように作製した実施例２の有機電界発光素子に、窒素雰囲気下で順バイアス直流電圧を加えて発光特性を評価した。発光色は赤色であり、実施例１と同様に分光測定を行った結果、図７に示すように、６５０ｎｍに発光ピークを有するスペクトルを得た。また、電圧−輝度測定を行ったところ、図１１に示すように、８Ｖで２６００ｃｄ／ｍ２ の輝度が得られた。
【００５４】
この有機電界発光素子を作製後、窒素雰囲気下に１カ月間放置したが、素子劣化は観察されなかった。また、初期輝度３００ｃｄ／ｍ２ で電流値を一定に通電して連続発光し、強制劣化させた際、輝度が半減するまで１２００時間であった。
【００５５】
実施例３
本実施例は、一般式（１）の上記ジスチリル化合物のうち、Ｒ２ 、Ｒ３ に３−メトキシフェニル基を、Ｒ６ 、Ｒ９ にシアノ基を持った上記構造式（４）−１の化合物を発光材料として用い、ダブルヘテロ層構造の有機電界発光素子を作製した例である。
【００５６】
まず、真空蒸着装置中に、１００ｎｍの厚さのＩＴＯからなる陽極が一表面に形成された３０ｍｍ×３０ｍｍのガラス基板をセッティングした。蒸着マスクとして、複数の２．０ｍｍ×２．０ｍｍの単位開口を有する金属マスクを基板に近接して配置し、真空蒸着法により１０−４Ｐａ以下の真空下で、上記構造式のα−ＮＰＤを例えば３０ｎｍの厚さに正孔輸送層として成膜した。蒸着レートは０．２ｎｍ／秒とした。
【００５７】
さらに、発光材料として上記構造式（４）−１の化合物を正孔輸送層に接して蒸着した。上記構造式（４）−１の化合物からなる発光層の膜厚も例えば３０ｎｍとし、蒸着レートは０．２ｎｍ／秒とした。
【００５８】
さらに、電子輸送材料として上記構造式のＡｌｑ３ を発光層に接して蒸着した。Ａｌｑ３ の膜厚を例えば３０ｎｍとし、蒸着レートは、０．２ｎｍ／秒とした。
【００５９】
陰極材料としてはＭｇとＡｇの積層膜を採用し、これも蒸着により、蒸着レート１ｎｍ／秒として例えば５０ｎｍ（Ｍｇ膜）および１５０ｎｍ（Ａｇ膜）の厚さに形成し、実施例３による図４に示した如き有機電界発光素子を作製した。
【００６０】
このように作製した実施例３の有機電界発光素子に、窒素雰囲気下で順バイアス直流電圧を加えて発光特性を評価した。発光色は赤色であり、分光測定を行った結果、６５０ｎｍに発光ピークを有するスペクトルを得た。電圧−輝度測定を行ったところ、８Ｖで４０００ｃｄ／ｍ２ の輝度が得られた。
【００６１】
この有機電界発光素子を作製後、窒素雰囲気下に１カ月間放置したが、素子劣化は観察されなかった。また、初期輝度３００ｃｄ／ｍ２ で電流値を一定に通電して連続発光し、強制劣化させた際、輝度が半減するまで２１００時間であった。
【００６２】
実施例４
正孔輸送性材料としてα−ＮＰＤに替えて下記構造式のＴＰＤ（トリフェニルジアミン誘導体）を用いた他は層構成、成膜法とも実施例２に準拠して、有機電界発光素子を作製した。
【化８】
本実施例の有機電界発光素子も実施例２と同様の赤色の発光を呈した。分光測定の結果、スペクトルは実施例２の有機電界発光素子のスペクトルと一致した。
【００６４】
実施例５
本実施例は、一般式（３）の上記ジスチリル化合物のうち、Ｒ１７、Ｒ２０にシアノ基を持った下記構造式（４）−６の化合物を正孔輸送性発光材料として用い、シングルヘテロ構造の有機電界発光素子を作製した例である。
【化９】
まず、真空蒸着装置中に、１００ｎｍの厚さのＩＴＯからなる陽極が一表面に形成された３０ｍｍ×３０ｍｍのガラス基板をセッティングした。蒸着マスクとして、複数の２．０ｍｍ×２．０ｍｍの単位開口を有する金属マスクを基板に近接して配置し、真空蒸着法により１０−４Ｐａ以下の真空下で上記構造式（４）−６の化合物を例えば５０ｎｍの厚さに正孔輸送層（兼発光層）として成膜した。蒸着レートは０．１ｎｍ／秒とした。
【００６６】
さらに、電子輸送材料として上記構造式のＡｌｑ３ （トリス（８−キノリノール）アルミニウム）を正孔輸送層に接して蒸着した。Ａｌｑ３ からなるこの電子輸送層の膜厚も例えば５０ｎｍとし、蒸着レートは０．２ｎｍ／秒とした。
【００６７】
陰極材料としてはＭｇとＡｇの積層膜を採用し、これも蒸着により、蒸着レート１ｎｍ／秒として例えば５０ｎｍ（Ｍｇ膜）および１５０ｎｍ（Ａｇ膜）の厚さに形成し、実施例５による図３に示した如き有機電界発光素子を作製した。
【００６８】
このように作製した実施例５の有機電界発光素子に、窒素雰囲気下で順バイアス直流電圧を加えて発光特性を評価した。発光色は赤色であり、分光測定を行った結果、図８に示すように、６４０ｎｍに発光ピークを有するスペクトルを得た。分光測定は、大塚電子社製のフォトダイオードアレイを検出器とした分光器を用いた。また、電圧−輝度測定を行ったところ、図１２に示すように、８Ｖで４０００ｃｄ／ｍ２ の輝度が得られた。
【００６９】
この有機電界発光素子を作製後、窒素雰囲気下に１カ月間放置したが、素子劣化は観察されなかった。また、初期輝度３００ｃｄ／ｍ２ で電流値を一定に通電して連続発光し、強制劣化させた際、輝度が半減するまで２０００時間であった。
【００７０】
実施例６
本実施例は、一般式（３）の上記ジスチリル化合物のうち、Ｒ１７、Ｒ２０にシアノ基を持った上記構造式（４）−６の化合物を電子輸送性発光材料として用い、シングルヘテロ構造の有機電界発光素子を作製した例である。
【００７１】
まず、真空蒸着装置中に、１００ｎｍの厚さのＩＴＯからなる陽極が一表面に形成された３０ｍｍ×３０ｍｍのガラス基板をセッティングした。蒸着マスクとして、複数の２．０ｍｍ×２．０ｍｍの単位開口を有する金属マスクを基板に近接して配置し、真空蒸着法により１０−４Ｐａ以下の真空下で、上記構造式のα−ＮＰＤ（α−ナフチルフェニルジアミン）を例えば５０ｎｍの厚さに正孔輸送層として成膜した。蒸着レートは０．１ｎｍ／秒とした。
【００７２】
さらに、電子輸送材料として上記構造式（４）−６の化合物を正孔輸送層に接して蒸着した。上記構造式（４）−６の化合物からなる電子輸送層（兼発光層）の膜厚も例えば５０ｎｍとし、蒸着レートは０．２ｎｍ／秒とした。
【００７３】
陰極材料としてはＭｇとＡｇの積層膜を採用し、これも蒸着により、蒸着レート１ｎｍ／秒として例えば５０ｎｍ（Ｍｇ膜）および１５０ｎｍ（Ａｇ膜）の厚さに形成し、実施例６による図３に示した如き有機電界発光素子を作製した。
【００７４】
このように作製した実施例６の有機電界発光素子に、窒素雰囲気下で順バイアス直流電圧を加えて発光特性を評価した。発光色は赤色であり、実施例１と同様に分光測定を行った結果、図９に示すように、６４０ｎｍに発光ピークを有するスペクトルを得た。また、電圧−輝度測定を行ったところ、図１３に示すように、８Ｖで３５００ｃｄ／ｍ２ の輝度が得られた。
【００７５】
この有機電界発光素子を作製後、窒素雰囲気下に１カ月間放置したが、素子劣化は観察されなかった。また、初期輝度３００ｃｄ／ｍ２ で電流値を一定に通電して連続発光し、強制劣化させた際、輝度が半減するまで１５００時間であった。
【００７６】
実施例７
本実施例は、一般式（３）の上記ジスチリル化合物のうち、Ｒ１７、Ｒ２０にシアノ基を持った上記構造式（４）−６の化合物を発光材料として用い、ダブルヘテロ層構造の有機電界発光素子を作製した例である。
【００７７】
まず、真空蒸着装置中に、１００ｎｍの厚さのＩＴＯからなる陽極が一表面に形成された３０ｍｍ×３０ｍｍのガラス基板をセッティングした。蒸着マスクとして、複数の２．０ｍｍ×２．０ｍｍの単位開口を有する金属マスクを基板に近接して配置し、真空蒸着法により１０−４Ｐａ以下の真空下で、上記構造式のα−ＮＰＤを例えば３０ｎｍの厚さに正孔輸送層として成膜した。蒸着レートは０．２ｎｍ／秒とした。
【００７８】
さらに、発光材料として上記構造式（４）−６の化合物を正孔輸送層に接して蒸着した。上記構造式（４）−６の化合物からなる発光層の膜厚も例えば３０ｎｍとし、蒸着レートは０．２ｎｍ／秒とした。
【００７９】
さらに、電子輸送材料として上記構造式のＡｌｑ３ を発光層に接して蒸着した。Ａｌｑ３ の膜厚を例えば３０ｎｍとし、蒸着レートは、０．２ｎｍ／秒とした。
【００８０】
陰極材料としてはＭｇとＡｇの積層膜を採用し、これも蒸着により、蒸着レート１ｎｍ／秒として例えば５０ｎｍ（Ｍｇ膜）および１５０ｎｍ（Ａｇ膜）の厚さに形成し、実施例７による図４に示した如き有機電界発光素子を作製した。
【００８１】
このように作製した実施例７の有機電界発光素子に、窒素雰囲気下で順バイアス直流電圧を加えて発光特性を評価した。発光色は赤色であり、分光測定を行った結果、６４０ｎｍに発光ピークを有するスペクトルを得た。電圧−輝度測定を行ったところ、８Ｖで５２００ｃｄ／ｍ２ の輝度が得られた。
【００８２】
この有機電界発光素子を作製後、窒素雰囲気下に１カ月間放置したが、素子劣化は観察されなかった。また、初期輝度３００ｃｄ／ｍ２ で電流値を一定に通電して連続発光し、強制劣化させた際、輝度が半減するまで２３５０時間であった。
【００８３】
実施例８
正孔輸送性材料としてα−ＮＰＤに替えて上記構造式のＴＰＤ（トリフェニルジアミン誘導体）を用いた他は層構成、成膜法とも実施例６に準拠して、有機電界発光素子を作製した。
【００８４】
本実施例の有機電界発光素子も実施例６と同様の赤色の発光を呈した。分光測定の結果、スペクトルは実施例６の有機電界発光素子のスペクトルと一致した。
【００８５】
【発明の作用効果】
本発明の有機電界発光素子によれば、発光領域を有する有機層が陽極と陰極との間に設けられている有機電界発光素子において、前記有機層に前記一般式（１）又は（３）で表されるジスチリル化合物の少なくとも１種が含まれているので、高輝度で安定な赤色発光を有する有機電界発光素子を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に基づく有機電界発光素子の要部概略断面図である。
【図２】同、有機電界発光素子の他の要部概略断面図である。
【図３】同、有機電界発光素子の他の要部概略断面図である。
【図４】同、有機電界発光素子の他の要部概略断面図である。
【図５】同、有機電界発光素子を用いたフルカラーの平面ディスプレイの構成図である。
【図６】本発明の実施例１による有機電界発光素子の発光スペクトル図である。
【図７】同、実施例２による有機電界発光素子の発光スペクトル図である。
【図８】本発明の実施例５による有機電界発光素子の発光スペクトル図である。
【図９】同、実施例６による有機電界発光素子の発光スペクトル図である。
【図１０】同、実施例１による有機電界発光素子の電圧−輝度特性図である。
【図１１】同、実施例２による有機電界発光素子の電圧−輝度特性図である。
【図１２】同、実施例５による有機電界発光素子の電圧−輝度特性図である。
【図１３】同、実施例６による有機電界発光素子の電圧−輝度特性図である。
【符号の説明】
１…基板、２…透明電極（陽極）、３…陰極、４…保護膜、
５、５ａ、５ｂ…有機層、６…正孔輸送層、７…電子輸送層、
８…電源、１０…正孔輸送層、１１…発光層、１２…電子輸送層、
１４…輝度信号回路、１５…制御回路、２０…発光光、
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ…有機電界発光素子
Claims (8)
- 発光領域を有する有機層が陽極と陰極との間に設けられている有機電界発光素子において、前記有機層に下記一般式（１）又は下記一般式（３）で表されるジスチリル化合物の少なくとも一種が有機発光材料として含まれていることを特徴とする、有機電界発光素子。
（但し、前記一般式（２）において、Ｒ11、Ｒ12、Ｒ13、Ｒ14及びＲ15は互いに同一の又は異なる基であって、水素原子、又はそれらの少なくとも１つが飽和又は不飽和アルコキシル基、又はアルキル基である。）、Ｒ5、Ｒ6、Ｒ7、Ｒ8、Ｒ9及びＲ10は互いに同一の又は異なる基であって、水素原子、シアノ基、ニトロ基又はハロゲン原子である（但し、すべての基が水素原子であることはない。）。〕
〔但し、前記一般式（３）において、Ｒ16、Ｒ17、Ｒ18、Ｒ19、Ｒ20及びＲ21は互いに同一の又は異なる基であって、水素原子、シアノ基、ニトロ基又はハロゲン原子である（但し、すべての基が水素原子であることはない。）。〕 - 前記有機層が、正孔輸送層と電子輸送層とが積層された有機積層構造を有しており、前記正孔輸送層の形成材料として前記ジスチリル化合物が用いられている、請求項１に記載した有機電界発光素子。
- 前記有機層が、正孔輸送層と電子輸送層とが順次積層された有機積層構造を有しており、前記電子輸送層の形成材料として前記ジスチリル化合物が用いられている、請求項１に記載した有機電界発光素子。
- 前記有機層が、正孔輸送層と発光層と電子輸送層とが積層された有機積層構造を有しており、前記発光層の形成材料として前記ジスチリル化合物が用いられている、請求項１に記載した有機電界発光素子。
- 発光領域を有する有機層が陽極と陰極との間に設けられている有機電界発光素子において、前記有機層に下記構造式（４）−１、（４）−２、（４）−３、（４）−４、（４）−５、（４）−６、（４）−７、（４）−８、（４）−９又は（４）−１０で表されるジスチリル化合物の少なくとも１種が有機発光材料として含まれていることを特徴とする、有機電界発光素子。
- 前記有機層が、正孔輸送層と電子輸送層とが積層された有機積層構造を有しており、前記正孔輸送層の形成材料として前記ジスチリル化合物が用いられている、請求項５に記載した有機電界発光素子。
- 前記有機層が、正孔輸送層と電子輸送層とが順次積層された有機積層構造を有しており、前記電子輸送層の形成材料として前記ジスチリル化合物が用いられている、請求項５に記載した有機電界発光素子。
- 前記有機層が、正孔輸送層と発光層と電子輸送層とが積層された有機積層構造を有しており、前記発光層の形成材料として前記ジスチリル化合物が用いられている、請求項５に記載した有機電界発光素子。
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