(57)【要約】【課題】有機電界発光素子を提供する。【解決手段】第１電極及び第２電極間に燐光ドーパントを含む発光層を有する有機電界発光素子において、発光層は、燐光ホストとして下記化学式１で表示される双極化合物を含むことを特徴とする有機電界発光素子である：Ａ−Ｃ−Ｂ    (1)  [前記化学式１で、Ａは正孔輸送単位であり、Ｂは電子輸送単位であり、Ｃは結合であるか、または連結基である。]これにより、該有機電界発光素子は、燐光ホストとして二種の性質を同時に有する双極化合物を利用することにより、素子の効率及び寿命特性を改善させることができる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１電極及び第２電極間に燐光ドーパントを含む発光層を有する有機電界発光素子において、
前記発光層は、燐光ホストとして下記化学式１を有する双極化合物を含むことを特徴とする有機電界発光素子：
Ａ−Ｃ−Ｂ   (1)
［前記化学式１で、Ａは正孔輸送単位であり、Ｂは電子輸送単位であり、Ｃは結合であるか、または連結基である。］
【請求項２】
前記正孔輸送単位Ａは、下記の化学式のうちの一つであることを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光素子：
【化１】
2006135315.tif 000014
［前記化学式で、Ｒ，Ｒ’はそれぞれＨであるか、または炭素数１から２２のアルキル基、アルコキシ基、ＣＮ基、ＮＯ２基、及び−Ｏ−Ａｒのうちから選択され、前記Ａｒは、フェニル、ビフェニル、１−ナフチル、及び２−ナフチルのうちから選択され、ＸはＯ、ＣＲ２、ＮＲ、Ｓ、またはＮ＝Ｎである。］
【請求項３】
前記正孔輸送単位Ａは、１，３，５−トリカルバゾリルベンゼン、４，４’−ジカルバゾリルビフェニル、ポリビニルカルバゾール、ｍ−ビスカルバゾリルフェニル、４，４’−ジカルバゾリル−２，２’−ジメチルビフェニル、４，４’，４’’−トリ（Ｎ−カルバゾリル）トリフェニルアミン、１，３，５−トリ（２−カルバゾリルフェニル）ベンゼン、１，３，５−トリス（２−カルバゾリル−５−メトシキフェニル）ベンゼン及びビス（４−カルバゾリルフェニル）シランからなる群から選択された一つ以上であることを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光素子。
【請求項４】
前記電子輸送単位Ｂは、フルオレン単位、トリアジン単位、スピロフルオレン単位、アルミニウムヒドロキノリン単位、及びフェナントロリン単位のうちから選択されることを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光素子。
【請求項５】
前記フルオレン単位は、下記の化学式で表示されることを特徴とする請求項４に記載の有機電界発光素子：
【化２】
2006135315.tif 000015
［前記化学式で、ＲはＨであるか、または炭素数１から２２のアルキル基、アルコキシ基、ＣＮ基、ＮＯ２基、及び−Ｏ−Ａｒのうちから選択され、前記Ａｒは、フェニル、ビフェニル、１−ナフチル、及び２−ナフチルのうちから選択され、ＸはＯ、ＣＲ２、ＮＲ、Ｓ、またはＮ＝Ｎである。］
【請求項６】
前記スピロフルオレン単位は、下記の化学式で表示されることを特徴とする請求項４に記載の有機電界発光素子：
【化３】
2006135315.tif 000016
［前記化学式で、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４はそれぞれＨであるか、または炭素数１から２２のアルキル基、アルコキシ基、ＣＮ基、ＮＯ２基、及び−Ｏ−Ａｒのうちから選択され、前記Ａｒは、フェニル、ビフェニル、１−ナフチル、及び２−ナフチルのうちから選択され、ＸはＯ、ＣＲ２、ＮＲ、Ｓ、Ｎ＝Ｎである。］
【請求項７】
前記トリアジン単位は、下記の化学式で表示されることを特徴とする請求項４に記載の有機電界発光素子：
【化４】
2006135315.tif 000017
［前記化学式で、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４はそれぞれＨであるか、または炭素数１から２２のアルキル基、アルコキシ基、ＣＮ基、ＮＯ２基、及び−Ｏ−Ａｒのうちから選択され、前記Ａｒは、フェニル、ビフェニル、１−ナフチル、及び２−ナフチルのうちから選択され、ＸはＯ、ＣＲ２、ＮＲ、Ｓ、またはＮ＝Ｎである。］
【請求項８】
前記アルミニウムヒドロキノリン単位は、下記の化学式で表示されることを特徴とする請求項４に記載の有機電界発光素子：
【化５】
2006135315.tif 000018
［前記化学式で、Ｒ，Ｒ’はそれぞれＨであるか、または炭素数１から２２のアルキル基、アルコキシ基、ＣＮ基、ＮＯ２基、及び−Ｏ−Ａｒのうちから選択され、前記Ａｒは、フェニル、ビフェニル、１−ナフチル、及び２−ナフチルのうちから選択され、ＸはＯ、ＣＲ２、ＮＲ、Ｓ、Ｎ＝Ｎである。］
【請求項９】
前記フェナントロリン単位は、下記の化学式で表示されることを特徴とする請求項４に記載の有機電界発光素子：
【化６】
2006135315.tif 000019
［前記化学式で、Ｒ１、Ｒ２はそれぞれＨであるか、または炭素数１から２２のアルキル、アルコキシ、ＣＮ，ＮＯ２、及び−Ｏ−Ａｒのうちから選択され、前記Ａｒは、フェニル、ビフェニル、１−ナフチル、２−ナフチルのうちから選択され、ＸはＯ、ＣＲ２、ＮＲ、Ｓ、またはＮ＝Ｎである。］
【請求項１０】
前記単位Ｃは、結合であるか、またはＯ、Ｓ、Ｎのうち選択される一つであることを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光素子。
【請求項１１】
前記発光層で燐光ホストである双極化合物の含有量は、発光層の形成材料の総重量１００重量部を基準として７０から９９重量部であることを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光素子。
【請求項１２】
前記単位Ａ及び単位Ｂの三重項エネルギーレベルが２．０ｅＶ以上であることを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光素子。
【請求項１３】
前記発光層で燐光ドーパントが、
ビスチエニルピリジンアセチルアセトネートイリジウム、ビス（ベンゾチエニルピリジン）アセチルアセトネートイリジウム、ビス（２−フェニルベンゾチアゾール）アセチルアセトネートイリジウム、ビス（１−フェニルイソキノリン）イリジウムアセチルアセトネート、トリス（１−フェニルイソキノリン）イリジウム、トリス（フェニルピリジン）イリジウム、トリス（２−ビフェニルピリジン）イリジウム、トリス（３−ビフェニルピリジン）イリジウム、及びトリス（４−ビフェニルピリジン）イリジウムからなる群から選択された一つ以上であることを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光素子。
【請求項１４】
前記第１電極と発光層との間に正孔注入層及び正孔輸送層のうちから選択された一つ以上がさらに備わることを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光素子。
【請求項１５】
前記発光層と第２電極との間に正孔阻止層、電子輸送層及び電子注入層のうちから選択された一つ以上がさらに備わることを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光素子。
【請求項１６】
発光層で燐光ホストとして使われる双極化合物の前記単位Ａが４，４’−ジカルバゾリルビフェニルを含み、前記単位Ｂがアルミニウムヒドロキノリンを含むことを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機電界発光素子に係り、さらに詳細には、燐光ドーパントを含む発光層で双極化合物を採用して効率及び寿命特性が改善された有機電界発光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機電界発光素子の発光材料は、その発光メカニズムにより、一重項状態の励起子を利用する蛍光材料と、三重項状態を利用する燐光材料とに分れられる。
【０００３】
燐光材料は、一般的に重い原子を含有する有機金属化合物の構造を有しており、このような燐光材料を利用すれば、本来禁制遷移であった三重項状態の励起子が許容遷移を経て発光する。燐光材料は、７５％の生成確率を有する三重項励起子を使用できるようになり、２５％の生成確率を有する一重項励起子を利用する蛍光材料よりはるかに高い発光効率を有する。
【０００４】
燐光材料を利用した発光層は、ホスト物質とこれからエネルギーを転移されて発光するドーパント物質とから構成される。前記ドーパント物質としては、米国・プリンストン大学と米国・南カリフォルニア大学でイリジウム金属化合物を利用したさまざまな材料が報告されている。特に、青色発光材料としては、（４，６−Ｆ２ｐｐｙ）２Ｉｒｐｉｃやフッ素化されたｐｐｙ配位子構造を基本とするＩｒ化合物が開発され、これら物質のホスト材料としては、４，４’−Ｎ，Ｎ’−ジカルバゾールビフェニル（ＣＢＰ）物質が多用されている。ＣＢＰ分子は、その三重項状態のエネルギーバンドギャップが緑色、赤色の材料のエネルギーギャップには十分なエネルギー転移を可能にするが、青色材料のエネルギーギャップよりは小さく、発熱エネルギー転移ではなくして非常に非効率的な吸熱転移が起きると報告されている。かかる結果として、ＣＢＰホストは、青色ドーパントへのエネルギー転移が十分でないので、青色発光効率が低くて寿命が短いという問題点の原因として指摘されている。
【０００５】
最近、燐光材料を利用した発光層の形成時に、ＣＢＰよりさらに大きい三重項エネルギーバンドギャップを有するカルバゾール系化合物をホストとして利用する方法が報告されている。
しかし、これまで知られているカルバゾール系化合物を利用する場合、燐光デバイスの効率及び寿命特性が満足するほどのレベルに至らずに改善の余地が多い。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このため、本発明が解決しようとする技術的課題は、前述の問題点を解決し、効率及び寿命特性の改善された有機電界発光素子を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記技術的課題を解決するために、本発明では、第１電極及び第２電極間に燐光ドーパントを含む発光層を有する有機電界発光素子において、前記発光層は、燐光ホストとして下記化学式１を有する双極化合物を含む有機電界発光素子を提供する：
Ａ−Ｃ−Ｂ   (1)
［前記化学式で、Ａは正孔輸送単位であり、Ｂは電子輸送単位であり、Ｃは結合であるか、または連結基である。］
【発明の効果】
【０００８】
本発明の有機電界発光素子は、発光層の形成時に、正孔輸送単位と電子輸送単位とを共に有する双極化合物を燐光デバイスの燐光ホストとして使用することにより、正孔輸送性物質及び電子輸送性物質を混合した効果と類似した効果を得ることができる。また、単一物質を使用し、二物質を混合した効果を得ることができ、デバイスの効率及び寿命特性を改善できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明では、燐光ドーパントを含む発光層の形成時に燐光ホストとして正孔輸送特性を有する単位Ａ、電子輸送特性を有する単位Ｂ、及び連結基Ｃを共に有する物質を使用することにより、有機電界発光素子の発光効率及び寿命特性を向上させたのである。
【００１０】
本発明の一態様によれば、前記化学式１で、前記正孔輸送単位Ａは、正孔輸送特性を有するカルバゾール単位であり、前記電子輸送単位Ｂは、電子輸送特性を有するフルオレン単位、トリアジン単位、スピロフルオレン単位、アルミニウムヒドロキノリン単位、及びフェナントロリン単位のうちから選択されることが望ましく、前記連結基Ｃは結合であるか、またはＯ、Ｓ、Ｎである。
【００１１】
前記正孔輸送単位Ａとして使用可能な物質の一例を次に表す：
【００１２】
【化１】
2006135315.tif 000002
【００１３】
前記化学式で、Ｒ，Ｒ’はそれぞれＨであるか、または炭素数１から２２のアルキル基、アルコキシ基、ＣＮ基、ＮＯ２基、及び−Ｏ−Ａｒのうちから選択され、前記Ａｒは、フェニル、ビフェニル、１−ナフチル、及び２−ナフチルのうちから選択され、ＸはＯ、ＣＲ２、ＮＲ、Ｓ、またはＮ＝Ｎである。
【００１４】
【化２】
2006135315.tif 000003
【００１５】
前記化学式で、Ｒ，Ｒ’はそれぞれＨであるか、または炭素数１から２２のアルキル基、アルコキシ基、ＣＮ基、ＮＯ２基、及び−Ｏ−Ａｒのうちから選択され、前記Ａｒは、フェニル、ビフェニル、１−ナフチル、及び２−ナフチルのうちから選択され、ＸはＯ、ＣＲ２、ＮＲ、Ｓ、またはＮ＝Ｎである。
【００１６】
前記カルバゾール系単位の非制限的な例としては、１，３，５−トリカルバゾリルベンゼン、４，４’−ジカルバゾリルビフェニル（ＣＢＰ）、ポリビニルカルバゾール、ｍ−ビスカルバゾリルフェニル、４，４’−ジカルバゾリル−２，２’−ジメチルビフェニル（ｄｍＣＢＰ）、４，４’，４’’−トリ（Ｎ−カルバゾリル）トリフェニルアミン、１，３，５−トリ（２−カルバゾリルフェニル）ベンゼン、１，３，５−トリス（２−カルバゾリル−５−メトシキフェニル）ベンゼン及びビス（４−カルバゾリルフェニル）シランからなる群から選択された一つ以上を挙げることができる。
【００１７】
前記電子輸送単位Ｂとして使用可能な物質の一例を次に表す。
【００１８】
【化３】
2006135315.tif 000004
【００１９】
前記化学式で、ＲはＨであるか、または炭素数１から２２のアルキル基、アルコキシ基、ＣＮ基、ＮＯ２基、及び−Ｏ−Ａｒのうちから選択され、前記Ａｒは、フェニル、ビフェニル、１−ナフチル、及び２−ナフチルのうちから選択され、ＸはＯ、ＣＲ２、ＮＲ、Ｓ、またはＮ＝Ｎである。
【００２０】
前記フルオレン単位の非制限的な例は、フルオレン、ジメチルフルオレン、ジフェニルフルオレン、及びジエチルフルオレンなどからなる群から選択された一つ以上でありうる。
【００２１】
【化４】
2006135315.tif 000005
【００２２】
前記化学式で、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４はそれぞれＨであるか、または炭素数１から２２のアルキル基、アルコキシ基、ＣＮ基、ＮＯ２基、及び−Ｏ−Ａｒのうちから選択され、前記Ａｒは、フェニル、ビフェニル、１−ナフチル、及び２−ナフチルのうちから選択され、ＸはＯ、ＣＲ２、ＮＲ、Ｓ、またはＮ＝Ｎである。
【００２３】
前記トリアジン単位の非制限的な例は、フェニルトリアジン、ビフェニルトリアジン、２，４，６−トリス（ジアリールアミノ）−１，３，５−トリアジン、２，４，６−トリス（ジフェニルアミノ）−１，３，５−トリアジン、２，４，６−トリカルバゾロ−１，３，５−トリアジン、２，４，６−トリス（Ｎ−フェニル−２−ナフチルアミノ）−１，３，５−トリアジン、２，４，６−トリス（Ｎ−フェニル−１−ナフチルアミノ）−１，３，５−トリアジン、及び２，４，６−トリスビフェニル−１，３，５−トリアジンなどからなる群から選択されうる。
【００２４】
【化５】
2006135315.tif 000006
【００２５】
前記化学式で、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４はそれぞれＨであるか、または炭素数１から２２のアルキル基、アルコキシ基、ＣＮ基、ＮＯ２基、及び−Ｏ−Ａｒのうちから選択され、前記Ａｒは、フェニル、ビフェニル、１−ナフチル、及び２−ナフチルのうちから選択され、ＸはＯ、ＣＲ２、ＮＲ、Ｓ、Ｎ＝Ｎである。
【００２６】
前記スピロフルオレン単位の非制限的な例は、フェニルスピロフルオレン、ビフェニルスピロフルオレン、及びメチルスピロフルオレンなどからなる群から選択された一つ以上でありうる。
【００２７】
【化６】
2006135315.tif 000007
【００２８】
前記化学式で、Ｒ，Ｒ’は、それぞれＨであるか、または炭素数１から２２のアルキル基、アルコキシ基、ＣＮ基、ＮＯ２基、及び−Ｏ−Ａｒのうちから選択され、前記Ａｒは、フェニル、ビフェニル、１−ナフチル、及び２−ナフチルのうちから選択され、ＸはＯ、ＣＲ２、ＮＲ、Ｓ、またはＮ＝Ｎである。
【００２９】
【化７】
2006135315.tif 000008
【００３０】
前記化学式で、Ｒ１、Ｒ２はそれぞれＨであるか、または炭素数１から２２のアルキル、アルコキシ、ＣＮ、ＮＯ２、及び−Ｏ−Ａｒのうちから選択され、前記Ａｒは、フェニル、ビフェニル、１−ナフチル、２−ナフチルのうちから選択され、ＸはＯ、ＣＲ２、ＮＲ、Ｓ、またはＮ＝Ｎである。
【００３１】
前記フェナントロリン単位の非制限的な例は、フェナントロリン、ジメチルフェナントロリン、及びジフェニルフェナントロリンなどからなる群から選択された一つ以上でありうる。
【００３２】
本発明の一態様によれば、前記単位Ａ及び単位Ｂとして使われうる物質は、最高占有分子軌道（ＨＯＭＯ）エネルギー準位と最低非占有分子軌道（ＬＵＭＯ）エネルギー準位のうち少なくとも一つは、相異なる化合物であることが望ましい。すなわち、単位ＡのＨＯＭＯエネルギー準位と単位ＢのＨＯＭＯエネルギー準位とが同一であったり、または単位ＡのＬＵＭＯエネルギー準位と単位ＢのＬＵＭＯエネルギー準位とが同一であることがあってはならない。
【００３３】
二物質の単位のエネルギーレベルが相異なる場合には、正孔と電子とが注入されて移動するときよりは、安定したエネルギー準位に沿って移動するために、発光層で再結合する確率が高く、電荷が発光層外に流出されない。二物質のエネルギーレベルが同じならば、かかる効果を得られない。従って、単位Ａ及び単位Ｂにできる限り二物質のＨＯＭＯとＬＵＭＯのエネルギー準位のうち少なくとも一つは、相異なってこそ安定したエネルギー準位に沿って電荷が移動することができる。
【００３４】
また、発光層の燐光ホスト物質として使われうる双極物質は、前記単位Ａ及び単位Ｂがそれぞれの三重項エネルギーレベルが２．０ｅＶ以上であることが望ましい。前記エネルギーレベルが２．０ｅＶ未満である場合には、エネルギー転移が不完全であって望ましくない。
【００３５】
前記発光層において燐光ホストである双極化合物の含有量は、発光層の形成材料の総重量（すなわち、ホストとドーパントの総重量）１００重量部を基準として７０から９９重量部であることが望ましい。もし燐光ホストの含有量が７０重量部未満ならば、三重項の消光現象が起きて効率が低下し、９９重量部を超えれば、発光物質が不足して効率及び寿命が低下して望ましくない。
【００３６】
本発明の発光層の形成時に使われる燐光ドーパントは発光物質であり、この非制限的な例として、ビスチエニルピリジンアセチルアセトネートイリジウム、ビス（ベンゾチエニルピリジン）アセチルアセトネートイリジウム、ビス（２−フェニルベンゾチアゾール）アセチルアセトネートイリジウム、ビス（１−フェニルイソキノリン）イリジウムアセチルアセトネート、トリス（１−フェニルイソキノリン）イリジウム、トリス（フェニルピリジン）イリジウム、トリス（２−フェニルピリジン）イリジウム、トリス（３−ビフェニルピリジン）イリジウム、またはトリス（４−ビフェニルピリジン）イリジウムなどを挙げることができる。
【００３７】
本発明の一態様によれば、前記第１電極と前記発光層との間に正孔注入層及び正孔輸送層のうちから選択された一つ以上がさらに備わり、前記発光層と第２電極との間に正孔阻止層、電子輸送層及び電子注入層のうちから選択された一つ以上がさらに備わりうる。
【００３８】
本発明の一態様によれば、発光層で燐光ホストとして使われる双極化合物の前記単位Ａは、ＣＢＰを含み、前記単位Ｂは、アルミニウムヒドロキノリンを含むことができる。前記双極化合物の一例を下記化学式に表した：
【００３９】
【化８】
2006135315.tif 000009
【００４０】
前記発光層の燐光ドーパントは、Ｉｒ（ｐｐｙ）３であり、この含有量は、燐光ホスト１００重量部を基準として１ないし３０重量部であることが望ましい。本発明による双極化合物は、Ａ単位にＢ単位をカップリングする方法によって製造可能である。
【００４１】
以下、本発明の有機電界発光素子の製造方法について述べれば、次の通りである。
【００４２】
なお、図１Ａから図１Ｃは、本発明の有機発光表示素子の構造を表す断面図である。
図１Ａの有機発光表示素子は、第１電極の上部に正孔輸送層と発光層とが順次に積層されており、前記発光層の上部に電子輸送層と第２電極とが順次に積層されている構造を有する。図１Ｂの有機発光表示素子は、図１Ａの有機発光表示素子で、第１電極と正孔輸送層との間に正孔注入層がさらに積層され、電子輸送層と第２電極との間に電子注入層がさらに積層されている構造を有する。図１Ｃの有機発光表示素子は、図１Ｂの有機発光表示素子で、発光層と電子輸送層との間に正孔阻止層がさらに積層されている構造を有する。
【００４３】
まず、基板の上部に第１電極であるアノード用物質をコーティングしてアノードを形成する。ここで、基板としては、一般的な有機電界発光素子として使われる基板を使用するが、透明性、表面平滑性、取扱い容易性及び防水性にすぐれる有機基板または透明プラスチック基板が望ましい。そして、アノード用物質としては、透明であって伝導性にすぐれる酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）、酸化錫（ＳｎＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）などを使用する。
【００４４】
前記アノードの上部に正孔注入層の物質を真空熱蒸着、またはスピンコーティングして正孔注入層を選択的に形成する。ここで、正孔注入層の厚さは、５０ないし１，５００Åであることが望ましい。もし、正孔注入層の厚さが５０Å未満である場合には、正孔注入特性が低下し、１，５００Åを超える場合には、駆動電圧が上昇するために望ましくない。
【００４５】
前記正孔注入層の物質としては、特に制限されずに銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）またはスターバースト（Ｓｔａｒｂｕｒｓｔ）型アミン類であるＴＣＴＡ、ｍ−ＭＴＤＡＴＡ、ＩＤＥ４０６（出光社製）などを正孔注入層として使用できる。
【００４６】
【化９】
2006135315.tif 000010
【００４７】
前記過程によって形成された正孔注入層の上部に、正孔輸送層の物質を真空熱蒸着またはスピンコーティングし、正孔輸送層を選択的に形成する。前記正孔輸送層の物質は、特に制限されず、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−［１，１−ビフェニル］−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ）、Ｎ，Ｎ’−ジ（ナフタレン−１−イル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジン（α−ＮＰＤ）、ＩＤＥ３２０（出光社製）などが使われる。ここで、正孔輸送層の厚さは、５０ないし１，５００Åであることが望ましい。もし、正孔輸送層の厚さが５０Å未満である場合には、正孔伝達特性が低下し、１，５００Åを超える場合には、駆動電圧が上昇するために望ましくない。
【００４８】
【化１０】
2006135315.tif 000011
【００４９】
次に、正孔輸送層の上部に、燐光ホストとして前述の双極化合物と、燐光ドーパントとを共に使用して発光層が形成される。ここで、発光層の形成方法は、特に制限されるものではないが、真空蒸着、インクジェットプリンティング、レーザ転写法、フォトリソグラフィ法などの方法を利用する。
【００５０】
前記発光層の厚さは、１００から８００Åであることが望ましく、３００から４００Åであることがさらに望ましい。もし発光層の厚さが１００Å未満であれば、効率及び寿命が低下し、８００Åを超えれば、駆動電圧が上昇して望ましくない。
【００５１】
前記発光層上に正孔阻止層用の物質を真空蒸着またはスピンコーティングし、正孔阻止層を選択的に形成する。このときに使われる正孔阻止層用の物質は、特に制限されるものではないが、電子輸送能力を有しつつ発光化合物より高いイオン化ポテンシャルを有さねばならず、代表的にＢａｌｑ、ＢＣＰ、ＴＰＢＩなどが使われる。正孔阻止層の厚さは、３０ないし５００Åであることが望ましい。正孔阻止層の厚さが３０Å未満である場合には、正孔阻止特性が良好ではなくして効率が低下し、５００Åを超える場合には、駆動電圧が上昇して望ましくない。
【００５２】
【化１１】
2006135315.tif 000012
【００５３】
前記正孔阻止層上に電子輸送層が真空蒸着法、またはスピンコーティング法でもって電子輸送層を形成する。電子輸送層の材料としては特に制限されずにＡｌｑ３を利用できる。前記電子輸送層の厚さは、５０から６００Åであることが望ましい。もし電子輸送層の厚さが５０Å未満である場合には、寿命特性が低下し、６００Åを超える場合には、駆動電圧が上昇するため望ましくない。
【００５４】
また、前記電子輸送層上に電子注入層が選択的に積層されうる。前記電子注入層の形成材料としては、ＬｉＦ、ＮａＣｌ、ＣｓＦ、Ｌｉ２Ｏ、ＢａＯ、Ｌｉｑなどの物質を利用できる。前記電子注入層の厚さは、１から１００Åであることが望ましい。もし電子注入層の厚さが１Å未満である場合には、効果的な電子注入層としての役割を果たせずに駆動電圧が高く、１００Åを超える場合には、絶縁層として作用してしまい、駆動電圧が高くなり望ましくない。
【００５５】
【化１２】
2006135315.tif 000013
【００５６】
次に、前記電子注入層の上部に第２電極であるカソード用の金属を真空熱蒸着し、第２電極であるカソードを形成することにより、有機電界発光素子が完成される。
前記カソード金属としては、リチウム（Ｌｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、アルミニウム−リチウム（Ａｌ−Ｌｉ）、カルシウム（Ｃａ）、マグネシウム−インジウム（Ｍｇ−Ｉｎ）、マグネシウム−銀（Ｍｇ−Ａｇ）などが利用される。
【００５７】
本発明の有機電界発光素子は、アノード、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層、カソードから形成し、必要により、一層または二層の中間層をさらに形成することも可能である。前記の層以外にも、正孔阻止層、電子阻止層が形成されることもある。
【００５８】
以下、本発明を下記実施例を挙げて説明するが、本発明が下記実施例だけに限定されるものではない。
【００５９】
〔双極物質の製造〕
２−メチル−８−キノリノール（０．０１ｍｏｌｅ）をエタノールと水との混合溶液で再結晶させた後、再結晶した物質をアルミニウムイソプロポキシド（０．００５ｍｏｌｅ）と無水エチルエーテル中で撹拌する。３０分の反応後に溶液を濾過した後、ヒドロキシカルバゾールビフェニル（０．０１ｍｏｌｅ）をエチルエーテル溶液に入れて加熱し、６時間反応させた後で冷却する。固体物質を得た後で洗浄と乾燥とを行って本化合物を製造する。
【００６０】
〔実施例１〕
アノードは、ＩＴＯガラス基板（１５Ω／ｃｍ２、１，２００Å；コーニング社製）を５０ｍｍｘ５０ｍｍｘ０．７ｍｍサイズに裁断し、イソプロピルアルコールと純水の中でそれぞれ５分間超音波洗浄した後、３０分間紫外線（ＵＶ）、オゾン洗浄して使用した。
前記基板上部にＮ，Ｎ’−ジ（１−ナフチル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジン（ＮＰＤ）を真空蒸着し、正孔輸送層を６００Åの厚さに形成した。
前記正孔輸送層の上部に、燐光ホストとして製造した前記双極化合物９０重量部と、燐光ドーパントであるトリス（２−フェニルピリジン）イリジウム１０重量部とを真空蒸着し、約４００Åの厚さに発光層を形成した。
前記発光層の上部に電子輸送物質であるＡｌｑ３を蒸着し、約３００Å厚さの電子輸送層を形成した。
前記電子輸送層の上部に、ＬｉＦ １０Å（電子注入層）と、Ａｌ １，０００Å（カソード）とを順次に真空蒸着してＬｉＦ／Ａｌ電極を形成し、図１に図示したような有機電界発光素子を製造した。
【００６１】
〔比較例１〕
アノードは、ＩＴＯガラス基板（１５Ω／ｃｍ２、１，２００Å；コーニング社製）を５０ｍｍｘ５０ｍｍｘ０．７ｍｍサイズに裁断し、イソプロピルアルコールと純水の中でそれぞれ５分間超音波洗浄した後、３０分間ＵＶ、オゾン洗浄して使用した。
前記基板上部にＮＰＤを真空蒸着して正孔輸送層を６００Å厚さに形成した。前記正孔輸送層の上部に燐光ホストであるＣＢＰに燐光ドーパントであるトリス（２−フェニルピリジン）イリジウム１０重量部を真空蒸着し、約４００Åの厚さに発光層を形成した。
前記発光層の上部に電子輸送物質であるＡｌｑ３を蒸着して約３００Å厚さの電子輸送層を形成した。
前記電子輸送層の上部にＬｉＦ １０Å（電子注入層）とＡｌ １，０００Å（カソード）とを順次に真空蒸着してＬｉＦ／Ａｌ電極を形成し、図１に図示したような有機電界発光素子を製造した。
前記実施例１及び比較例１によって製造された有機電界発光素子において、効率及び寿命特性を調べた。
【００６２】
その結果、比較例１の有機電界発光素子の効率は、約２４ｃｄ／Ａであり、実施例１の有機電界発光素子は、効率が３１ｃｄ／Ａであり、比較例１の場合に比べて効率が改善されている。
また、寿命特性は、最初の発光輝度が５０％レベルまで減少する時間で表すが、実施例１の有機電界発光素子は、１，０００ｃｄ／ｍ２で７，０００時間であり、比較例１の有機電界発光素子は、１，０００ｃｄ／ｍ２で５，０００時間と示され、実施例１は、比較例１の場合に比べて寿命特性が改善されていることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明は、有機電界発光関連の技術分野に効果的に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１Ａ】一般的な有機発光表示素子の構造を概略的に表した断面図である。
【図１Ｂ】一般的な有機発光表示素子の構造を概略的に表した断面図である。
【図１Ｃ】一般的な有機発光表示素子の構造を概略的に表した断面図である。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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