(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホール注入電極と電子注入電極との間に、有機発光層を備えた有機エレクトロルミネッセンス素子において、上記有機発光層は、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナト）ベリリウムと２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンゾチアゾール誘導体との共蒸着により、ホスト材料としてのビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナト）ベリリウム中にドーパントとしての２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンゾチアゾール誘導体を含有させ、緑色の発光を得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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ホール注入電極と電子注入電極との間に、少なくとも有機発光材料を含有する有機発光層が設けられてなる有機エレクトロルミネッセンス素子に係り、特に、簡単に緑色の発光が得られる有機エレクトロルミネッセンス素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、平面発光素子の一つとして、エレクトロルミネッセンス素子（以下、ＥＬ素子と略す。）が注目されている。
【０００３】
そして、このＥＬ素子は、使用する材料によって無機ＥＬ素子と有機ＥＬ素子とに大別され、無機ＥＬ素子は、一般に発光部に高電界を作用させ、電子をこの高電界中で加速して発光中心に衝突させ、これにより発光中心を励起させて発光させるようになっている一方、有機ＥＬ素子は、電子注入電極とホール注入電極とからそれぞれ電子とホールとを発光部内に注入し、このように注入された電子とホールとを発光中心で再結合させて、有機分子を励起状態にし、この有機分子が励起状態から基底状態に戻るときに蛍光を発光するようになっている。
【０００４】
ここで、上記の無機ＥＬ素子の場合、高電界を作用させるために、その駆動電圧として１００〜２００Ｖと高い電圧を必要とするのに対し、有機ＥＬ素子においては、５〜２０Ｖ程度の低い電圧で駆動できるという利点があり、近年、このような有機ＥＬ素子について様々な研究が行なわれるようになった。
【０００５】
そして、上記の有機ＥＬ素子における素子構造として、ホール注入電極と電子注入電極との間にホール輸送層と発光層と電子輸送層とを積層させたＤＨ構造と称される三層構造のものや、ホール注入電極と電子注入電極との間にホール輸送層と電子輸送性に富む発光層とが積層されたＳＨ−Ａ構造と称される二層構造のものや、ホール注入電極と電子注入電極との間にホール輸送性に富む発光層と電子輸送層とが積層されたＳＨ−Ｂ構造と称される二層構造のものが開発されている。
【０００６】
また、このような有機ＥＬ素子においては、発光層に使用する有機発光材料を適当に選択することによって様々な色彩に発光する発光素子が得られ、近年においては、マルチカラーやフルカラーの表示装置として利用するために、発光層に使用する有機発光材料について検討されている。
【０００７】
そして、このように有機ＥＬ素子をマルチカラーやフルカラーの表示装置として利用するにあたり、色の三原色の一つである緑色の発光が得られる有機発光材料について従来より種々の開発が行なわれており、このような有機発光材料としては、一般にトリス（８−ヒドロキシキノリン）アルミニウム（以下、Ａｌｑ３  と略す。）等が広く利用されていた。
【０００８】
また、上記のような有機発光材料を用いて有機発光層を形成する場合、一般に抵抗加熱を行ない真空蒸着により上記の有機発光材料の蒸着膜を形成するようにしていた。
【０００９】
ここで、上記のように緑色の発光が得られる有機発光材料として一般に利用されているＡｌｑ３  の場合、その融点が４１２℃で昇華性が悪く、上記のように真空蒸着させるにあたっては、抵抗加熱によって３００℃程度まで加熱させる必要があり、有機発光層の形成に多くのエネルギーが必要になり、コストが高く付いて生産性が悪く、また成膜時における温度を高くするため、これによりキャリア輸送層に使用した有機材料が劣化する等の問題もあった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、有機ＥＬ素子における上記のような問題を解決することを課題とするものであり、高い温度まで加熱しなくても緑色に発光する有機発光層が簡単に真空蒸着によって形成することができ、有機ＥＬ素子の生産性が向上すると共に、有機発光層の形成時にキャリア輸送層に使用した有機材料が劣化するということもなく、簡単に適当な緑色発光が得られる有機ＥＬ素子を提供することを課題とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明における有機エレクトロルミネッセンス素子においては、上記のような課題を解決するため、ホール注入電極と電子注入電極との間に設ける有機発光層は、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナト）ベリリウムと２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンゾチアゾール誘導体との共蒸着により、ホスト材料としてのビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナト）ベリリウム中にドーパントとしての２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンゾチアゾール誘導体を含有させ、緑色の発光を得るものである。
【００１２】
ここで、この発明の有機ＥＬ素子において、有機発光層に含有させる２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンゾチアゾール誘導体としては、下記の化１に示した２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンゾチアゾール（ＢＴＺ）の他に、このＢＴＺのベンゼン環に置換基が結合したものや、このベンゼン環と結合して多環芳香族化合物を形成したものを用いることができる。
【００１３】
【化１】
0003573836.tif 000002
【００１４】
また、この発明の有機ＥＬ素子においては、有機発光層を形成するにあたり、有機発光層を２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンゾチアゾール誘導体で形成する他、この２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンゾチアゾール誘導体を有機発光層におけるドーパントとして用いることも可能である。
【００１５】
また、この発明の有機ＥＬ素子においては、そのホール注入電極として、金やＩＴＯ（インジウム−スズ酸化物）等の仕事関数の大きな材料を用いるようにする一方、電子注入電極としては、マグネシウム等の仕事関数の小さな電極材料を用いるようにし、ＥＬ光を取り出すために、少なくとも一方の電極を透明にする必要があり、一般にはホール注入電極に透明で仕事関数の大きいＩＴＯを用いるようにする。
【００１６】
また、この発明における有機ＥＬ素子の素子構造は、前記のＤＨ構造，ＳＨ−Ａ構造，ＳＨ−Ｂ構造の何れの構造のものであっても良く、さらに上記の有機発光層の他に、他の色彩の発光を行なう有機発光層を設け、マルチカラーやフルカラーの発光を行なうようにすることも可能である。
【００１７】
【作用】
この発明における有機ＥＬ素子においては、上記のようにその有機発光層に２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンゾチアゾール誘導体を用いるため、前記のように抵抗加熱を行ない真空蒸着により有機発光層を形成する場合において、この２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンゾチアゾール誘導体の融点が一般に前記のＡｌｑ３  に比べて低く、例えば、２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンゾチアゾールにおいては、その融点が１２９℃と低くて昇華性がＡｌｑ３  に比べて高くなっており、有機発光層を形成する際における加熱温度が１００℃程度でよく、有機発光層の形成に要するエネルギーが少なくて済み、製造コストが安くなると共に、その生産性も向上し、さらに有機発光層を形成する際の加熱によってキャリア輸送層等に使用した他の有機材料が劣化するということも少なくなる。
【００１８】
【実施例】
以下、この発明の実施例に係る有機ＥＬ素子を添付図面に基づいて具体的に説明する。
【００１９】
以下、まず、本発明の実施例に係る有機ＥＬ素子の実施例に対する参考例について説明する。
（参考例）この参考例１における有機ＥＬ素子は、図１に示すように、ガラス基板１上に、インジウム−スズ酸化物（以下、ＩＴＯという。）で構成されて膜厚が１０００Åになった透明なホール注入電極２と、下記の化２に示すＮ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン（以下、ＴＰＤという。）で構成されて膜厚が５００Åになったホール輸送層３と、前記の化１に示した２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンゾチアゾール（ＢＴＺ）で構成されて膜厚が５００Åになった有機発光層４と、マグネシウム・インジウム合金で構成されて膜厚が２０００Åになった電子注入電極５とが順々に形成されたＳＨ−Ａ構造になっている。そして、上記のホール注入電極２と電子注入電極５とにそれぞれリード線を接続して、ホール注入電極２に＋、電子注入電極６に−のバイアス電圧を印加させるようになっている。
【００２０】
【化２】
0003573836.tif 000003
【００２１】
ここで、この参考例の有機ＥＬ素子を製造する方法を具体的に説明すると、先ず、ＩＴＯで構成されたホール注入電極２が表面に形成されたガラス基板１を中性洗剤により洗浄した後、これをアセトン中で２０分間、エタノール中で２０分間それぞれ超音波洗浄し、さらに上記のガラス基板１を沸騰したエタノール中に約１分間入れて取り出した後、このガラス基板１をすぐに送風乾燥させた。
【００２２】
次いで、このガラス基板１上に形成された上記のホール注入電極２上に前記のＴＰＤを真空蒸着させてホール輸送層３を形成した後、このホール輸送層３上に前記のＢＴＺを真空蒸着させて発光層４を形成し、さらにこの発光層４上にマグネシウム・インジウム合金を真空蒸着させて電子注入電極５を形成した。なお、これらの真空蒸着は、何れも真空度１×１０−６Ｔｏｒｒで、基板温度制御なしの条件で行なった。
【００２３】
そして、この参考例の有機ＥＬ素子におけるホール注入電極２を＋、電子注入電極６を−にバイアスして電圧を印加すると、１１Ｖの電圧で最高輝度が１００ｃｄ／ｍ２  の緑色発光が得られた。
【００２４】
（実施例）  次ぎに、本発明の有機ＥＬ素子の実施例について説明する。
本実施例の有機ＥＬ素子は、参考例の有機発光層４を変更させるようにしたものである。
【００２５】
ここで、この本発明の実施例の有機ＥＬ素子においては、有機発光層４におけるホスト材料に下記の化３に示すビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナト）ベリリウム（以下、ＢｅＢｑ２  という。）を使用する一方、ドーパントとして前記の化１に示したＢＴＺを使用し、共蒸着法によって上記のＢｅＢｑ２  中にＢＴＺが５重量％含有されて膜厚が５００Åになった有機発光層４を設けるようにし、それ以外については、上記参考例と同様にして有機ＥＬ素子を得た。
【００２６】
【化３】
0003573836.tif 000004
【００２７】
そして、この実施例の有機ＥＬ素子におけるホール注入電極２を＋、電子注入電極６を−にバイアスして電圧を印加すると、１２Ｖの電圧で最高輝度が２０００ｃｄ／ｍ２  の緑色発光が得られた。
【００２８】
なお、上記実施例の各有機ＥＬ素子においては、参考例同様に、素子構造がＳＨ−Ａ構造になった有機ＥＬ素子の例を示しただけであるが、この発明における有機ＥＬ素子はＳＨ−Ａ構造のものに限られず、前記のＤＨ構造やＳＨ−Ｂ構造のものであっても同様の効果が得られる。
【００２９】
【発明の効果】
以上詳述したように、この発明における有機ＥＬ素子においては、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナト）ベリリウムと２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンゾチアゾール誘導体との共蒸着により、ホスト材料としてのビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナト）ベリリウム中にドーパントとしての２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンゾチアゾール誘導体を含有させた有機発光層を備えているので、従来のＡｌｑ３のごとき材料を使う場合に比べて有機発光層の形成に要するエネルギーが少なくて済み、適当な緑色発光が得られる有機ＥＬ素子の製造コストが安くなると共に、その生産性も向上した。
【００３０】
さらに、この発明における有機ＥＬ素子においては、有機発光層を形成する際の加熱によってキャリア輸送層等に使用した他の有機材料が劣化するということも少なくなり、安定した緑色発光が得られるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例における有機ＥＬ素子の概略説明図である。
【符号の説明】
１  ガラス基板
２  ホール注入電極
３  ホール輸送層
４  有機発光層
５  電子注入電極
【図１】
0003573836.tif 000005