(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、陰極、陽極及び発光層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、該発光層に下記一般式（VIａ）で表される有機化合物及び蛍光体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。
【化Ａ】
0004686895.tif 000042
（式中、Ｒ２１〜Ｒ２６は各々水素原子、ハロゲン原子、アルキル基またはアルコキシ基を表し、Ｒ２１〜Ｒ２６の少なくとも３つは、ハロゲン原子、アルキル基またはアルコキシ基から選ばれるいずれかの基を表す。Ｘ２１〜Ｘ２６は各々水素原子、ハロゲン原子またはアルキル基から選ばれる基を表し、Ａ１〜Ａ６は各々アルキル基、アルコキシ基またはフェニル基を置換基として有しても良いフェニル基を表し、該フェニル基は互いに連結して窒素原子とともにカルバゾール環を形成しても良い。）
【請求項２】
陰極と発光層との間に、陰極バッファー層を有することを特徴とする請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項３】
請求項１または２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を有することを特徴とする表示装置。
【請求項４】
異なる発光極大波長を有する２種以上の、請求項１または２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を同一基板上に並置することを特徴とするフルカラー表示装置。
【請求項５】
請求項１または２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の発光を吸収し、それとは異なる極大波長の光を発光する変換層を有することを特徴とする表示装置。
【請求項６】
請求項１または２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子、及び有機エレクトロルミネッセンス素子の発光を吸収し、それとは異なる極大波長の光を発光する変換層からなる発光ユニットを同一基板上に２種以上並置することを特徴とするフルカラー表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス（以下有機ＥＬと略記する場合もある）素子及び表示装置に関し、詳しくは、発光輝度・寿命に優れた有機エレクトロルミネッセンス素子及びそれを有する表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
発光型の電子ディスプレイデバイスとして、エレクトロルミネッセンスディスプレイ（ＥＬＤ）がある。ＥＬＤの構成要素としては、無機エレクトロルミネッセンス素子や有機エレクトロルミネッセンス素子が挙げられる。無機エレクトロルミネッセンス素子は平面型光源として使用されてきたが、発光素子を駆動させるためには交流の高電圧が必要である。有機エレクトロルミネッセンス素子は、発光する化合物を含有する発光層を、陰極と陽極で挟んだ構成を有し、発光層に電子及び正孔を注入して、再結合させることにより励起子（エキシトン）を生成させ、このエキシトンが失活する際の光の放出（蛍光・燐光）を利用して発光する素子であり、数Ｖ〜数十Ｖ程度の電圧で発光が可能であり、さらに、自己発光型であるために視野角に富み、視認性が高く、薄膜型の完全固体素子であるために省スペース、携帯性等の観点から注目されている。
【０００３】
しかしながら、今後の実用化に向けた有機エレクトロルミネッセンス素子には、さらなる低消費電力で高効率、高輝度、長寿命に発光する有機エレクトロルミネッセンス素子の開発が望まれている。また、低コストの有機エレクトロルミネッセンス素子の開発が望まれている。
【０００４】
発光効率の向上、素子の長寿命化の手段として、有機エレクトロルミネッセンス素子の発光層中に微量（１０モル％以下）の蛍光体を混入し、発光層からの発光を蛍光体からの発光に変換するという技術（ドーピング）が知られている。具体的なドーピングの技術としては次のものが挙げられる。
【０００５】
特許第３０９３７９６号では、スチルベン誘導体、ジスチリルアリーレン誘導体またはトリススチリルアリーレン誘導体に、微量の蛍光体をドープし、発光効率の向上、素子の長寿命化を達成している。
【０００６】
また、８−ヒドロキシキノリンアルミニウム錯体をホスト化合物として、これに微量の蛍光体をドープした有機発光層を有する素子（特開昭６３−２６４６９２号公報）、８−ヒドロキシキノリンアルミニウム錯体をホスト化合物として、これにキナクリドン系色素をドープした有機発光層を有する素子（特開平３−２５５１９０号公報）が知られている。
【０００７】
しかし、このようなドーピングにおいても、発光効率の向上、素子の長寿命化が十分とはいえず、さらなる発光効率の向上、素子の長寿命化が求められている。
【０００８】
また、特許第２７９５９３２号、特開平９−２４５５１１号、同５−２５８８６０号等で、有機エレクトロルミネッセンス素子からの発光を吸収して、それとは別の極大発光波長の発光を得る方法が知られている。有機エレクトロルミネッセンス素子の発光を変換する化合物としては、有機蛍光色素が例示されている。上記特許の構成は、色変換層に用いる有機蛍光体を変更するだけで所望の発光色を得ることができ、通常、フルカラーの有機ＥＬの製造に要する煩雑なパターニングが不要となり、低コスト化が可能である。しかし、上記特許に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子では発光強度が十分ではなく、変換後に得られる発光の強度はまだまだ十分なものではなかった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の第一の目的は、発光効率の向上または長寿命化した有機エレクトロルミネッセンス素子、及びこれを用いた低消費電力、長寿命の表示装置を提供することである。第二の目的はこの有機エレクトロルミネッセンス素子と色変換層を用いた低コストの表示装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記目的は、下記（１）〜（６）の構成により達成された。
（１）基板上に、陰極、陽極及び発光層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、該発光層に下記一般式（VIａ）で表される有機化合物及び蛍光体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。
【化Ｂ】
0004686895.tif 000002
（式中、Ｒ２１〜Ｒ２６は各々水素原子、ハロゲン原子、アルキル基またはアルコキシ基を表し、Ｒ２１〜Ｒ２６の少なくとも３つは、ハロゲン原子、アルキル基またはアルコキシ基から選ばれるいずれかの基を表す。Ｘ２１〜Ｘ２６は各々水素原子、ハロゲン原子またはアルキル基から選ばれる基を表し、Ａ１〜Ａ６は各々アルキル基、アルコキシ基またはフェニル基を置換基として有しても良いフェニル基を表し、該フェニル基は互いに連結して窒素原子とともにカルバゾール環を形成しても良い。）
（２）陰極と発光層との間に、陰極バッファー層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ロルミネッセンス素子。
（３）前記（１）または（２）に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を有することを特徴とする表示装置。
（４）異なる発光極大波長を有する２種以上の、前記（１）または（２）に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を同一基板上に並置することを特徴とするフルカラー表示装置。
（５）前記（１）または（２）に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の発光を吸収し、それとは異なる極大波長の光を発光する変換層を有することを特徴とする表示装置。
（６）前記（１）または（２）に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子、及び有機エレクトロルミネッセンス素子の発光を吸収し、それとは異なる極大波長の光を発光する変換層からなる発光ユニットを同一基板上に２種以上並置することを特徴とするフルカラー表示装置。
なお、以下１〜１６については参考とされる構成である。
【００１１】
１．陰極、陽極及び発光層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、該発光層に２．９６〜３．８０ｅＶのバンドギャップを有し分子量が６００〜２０００である有機化合物及び蛍光体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。
【００１２】
２．前記有機化合物が分子内に窒素原子を少なくとも１個有することを特徴とする上記１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００１３】
３．前記有機化合物が分子内にヘテロ原子を少なくとも１個有する複素環化合物であることを特徴とする上記１または２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００１４】
４．前記有機化合物が下記一般式（Ｉ）で表されることを特徴とする上記１または２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化Ｃ】
0004686895.tif 000003
（式中、Ｒ１及びＲ２は各々置換基を表し、Ａｒは置換基を有していてもよい芳香族炭化水素環または芳香族複素環基を表し、ｎは０〜３の整数を表す。）
【００１５】
５．前記一般式（Ｉ）におけるＡｒが、下記一般式（II）で表されることを特徴とする上記４に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化Ｄ】
0004686895.tif 000004
（式中、一つまたは複数のＲ３は各々置換基を表し、ｎ１は０〜７の整数を表す。）
【００１６】
６．前記一般式（Ｉ）におけるＡｒが、下記一般式（III）で表されることを特徴とする上記４に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化Ｅ】
0004686895.tif 000005
（式中、一つまたは複数のＲ４、Ｒ５は各々置換基を表し、ｎ２は０〜６の整数を表し、ｎ３は０〜７の整数を表す。）
【００１７】
７．前記有機化合物が下記一般式（IV）で表されることを特徴とする上記１または２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化Ｆ】
0004686895.tif 000006
（式中、一つまたは複数のＲ６、Ｒ７及びＲ８は各々アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、ハロゲン、アルコキシ基、アリールオキシ基、複素環基の中から選ばれる置換基を表し、ｎ４、ｎ５及びｎ６は各々０〜７の整数を表す。）
【００１８】
８．前記有機化合物が下記一般式（Ｖ）で表されることを特徴とする上記１または２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化Ｇ】
0004686895.tif 000007
（式中、Ｒ１１〜Ｒ１６及びＸ１〜Ｘ９は水素原子または置換基を表し、それぞれ異なっていても同一でもよい。ただし、Ｒ１１〜Ｒ１６のそれぞれの立体パラメータＥｓＲ１１〜ＥｓＲ１６値の合計値は、ＥｓＲ１１＋ＥｓＲ１２＋ＥｓＲ１３＋ＥｓＲ１４＋ＥｓＲ１５＋ＥｓＲ１６≦−２．０を満たす。）
【００１９】
９．前記有機化合物が下記一般式（VI）で表されることを特徴とする上記１または２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化Ｈ】
0004686895.tif 000008
（式中、Ｒ２１〜Ｒ２６、Ｘ２１〜Ｘ２６及びＡ１〜Ａ６は水素原子または置換基を表す。ただし、Ｒ２１〜Ｒ２６のそれぞれの立体パラメータＥｓＲ２１〜ＥｓＲ２６の合計値は、ＥｓＲ２１＋ＥｓＲ２２＋ＥｓＲ２３＋ＥｓＲ２４＋ＥｓＲ２５＋ＥｓＲ２６≦−２．０を満たす。）
【００２０】
１０．前記有機化合物のバンドギャップが３．２０〜３．６０ｅＶであることを特徴とする上記１〜９のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００２１】
１１．陰極と発光層との間に、陰極バッファー層を有することを特徴とする上記１〜１０のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００２２】
１２．上記１〜１１のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を有することを特徴とする表示装置。
【００２３】
１３．異なる発光極大波長を有する２種以上の、上記１〜１１のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を同一基板上に並置することを特徴とするフルカラー表示装置。
【００２４】
１４．異なる発光極大波長を有する２種以上の、有機エレクトロルミネッセンス素子に含有される有機化合物が、バンドギャップが２．９６〜３．８０ｅＶ、分子量が６００〜２０００の同一化合物であることを特徴とする上記１３に記載のフルカラー表示装置。
【００２５】
１５．上記１〜１１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の発光を吸収し、それとは異なる極大波長の光を発光する変換層を有することを特徴とする表示装置。
【００２６】
１６．上記１〜１１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子、及び有機エレクトロルミネッセンス素子の発光を吸収し、それとは異なる極大波長の光を発光する変換層からなる発光ユニットを同一基板上に２種以上並置することを特徴とするフルカラー表示装置。
【００２７】
以下本発明を詳細に説明する。
本発明者は鋭意研究の結果、発光層に２．９６〜３．８０ｅＶのバンドギャップを有し分子量が６００〜２０００である有機化合物及び蛍光体を含有することにより、発光効率の向上または長寿命化した有機エレクトロルミネッセンス素子が得られることを見出した。また、本発明の効果をより発現するためには、上記有機化合物が請求項２〜１０に記載のような特定の有機化合物であることが好ましい。
【００２８】
また、この有機エレクトロルミネッセンス素子及び／または変換層を用いることにより、低消費電力、長寿命の表示装置及び／またはフルカラー表示装置が得られることを見出した。
【００２９】
次に、本発明に用いられる有機化合物のバンドギャップについて説明する。
本発明でいうバンドギャップとは、化合物のイオン化ポテンシャルと電子親和力の差である。イオン化ポテンシャル及び電子親和力は真空準位を基準として決定される。イオン化ポテンシャルは、化合物のＨＯＭＯ（最高被占分子軌道）レベルにある電子を真空準位に放出するのに必要なエネルギーで定義され、電子親和力は、真空準位にある電子が物質のＬＵＭＯ（最低空分子軌道）レベルに落ちて安定化するエネルギーで定義される。
【００３０】
本発明では、バンドギャップは有機化合物をガラス上に１００ｎｍ蒸着したときの蒸着膜の吸収スペクトルを測定し、その吸収端の波長ＹｎｍをＸｅＶに換算して求める。このときに、以下の換算式を使用する。
【００３１】
Ｙ＝１０7／（８０６５．５４１×Ｘ）
尚、イオン化ポテンシャルは光電子分光法で直接測定するか、電気化学的に測定した酸化電位を基準電極に対して補正しても求められる。後者の場合は、例えば、飽和甘コウ電極（ＳＣＥ）を基準電極として用いたとき、イオン化ポテンシャル＝酸化電位（ｖｓ．ＳＣＥ）＋４．３ｅＶで表される（“Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ”，Ｓｐｒｉｎｇｅｒ−Ｖｅｒｌａｇ，１９８５年、９８頁）。
【００３２】
本発明では、有機化合物のイオン化ポテンシャルＩｐは光電子分光法で直接測定した。具体的には、理研計器社製低エネルギー電子分光装置「Ｍｏｄｅｌ  ＡＣ−１」により測定した値とした。
【００３３】
また、電子親和力は、バンドギャップの定義式である下記式に従って求めた。
（バンドギャップ）＝（イオン化ポテンシャル）−（電子親和力）
また、本発明における置換基の立体パラメータＥｓとは、Ｔａｆｔによって定義された置換基定数であり、例えば「薬物の構造活性相関  化学の領域  増刊１２２号  南江堂社刊」に記載されている。特に本発明で言うＥｓ値とは、水素原子を基準としたものであり、すなわちＥｓ（Ｈ＝０）の値であり、メチル基を基準としたＥｓ（ＣＨ3＝０）値から１．２４を差し引いた値を示す。その代表的な値を表１に示す。
【００３４】
【表１】
0004686895.tif 000009
【００３５】
次に、発光層について説明する。
本明細書でいう発光層は、広義の意味では、陰極と陽極からなる電極に電流を流した際に発光する層を指す。具体的には、陰極と陽極からなる電極に電流を流した際に発光する有機化合物を含有する層を指す。通常、発光層は一対の電極の間に発光層を挾持する構造をとる。本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、必要に応じ発光層の他に、正孔輸送層、電子輸送層、陽極バッファー層及び陰極バッファー層等を有し、陰極と陽極で狭持された構造をとる。
【００３６】
具体的には、
（１）陽極／発光層／陰極
（２）陽極／正孔輸送層／発光層／陰極
（３）陽極／発光層／電子輸送層／陰極
（４）陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
（５）陽極／陽極バッファー層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極バッファー層／陰極等の構造がある。
【００３７】
本発明の発光層は、２．９６〜３．８０ｅＶのバンドギャップを有し、分子量が６００〜２０００である有機化合物と蛍光体を含有する層により形成される。
【００３８】
ここで、本発明に記載の蛍光体とは、蛍光体を含有することにより、含有しない場合とは異なる極大発光波長の発光が有機エレクトロルミネッセンス素子から得られる化合物であり、前記有機化合物と比較して、バンドギャップが小さいことが好ましい。
【００３９】
好ましい蛍光体は、溶液状態で蛍光量子収率が高い蛍光性有機分子、または希土類錯体系蛍光体である。ここで、蛍光量子収率は１０％以上、特に３０％以上が好ましい。
【００４０】
蛍光量子収率が高い蛍光性有機分子としては、市販のレーザー色素等が挙げられ、例えばクマリン系色素、ピラン系色素、シアニン系色素、クロコニウム系色素、スクアリウム系色素、オキソベンツアントラセン系色素、フルオレセイン系色素、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、ポリチオフェン系色素等が挙げられる。
【００４１】
以下に、本発明で用いられる蛍光性有機分子の具体例を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００４２】
【化７】
0004686895.tif 000010
【００４３】
また、希土類錯体系蛍光体の例としては、後述の色変換層に用いられる希土類錯体系蛍光体が挙げられる。
【００４４】
また、前記有機化合物が分子内に窒素原子を少なくとも１個有する有機化合物であると、さらに高輝度に発光し、より高輝度な有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することができる。
【００４５】
さらに、前記有機化合物がヘテロ原子を少なくとも１個有する複素環化合物であると、より一層高輝度に発光し、さらに高輝度な有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することができる。
【００４６】
窒素原子を少なくとも１個有する有機化合物としては、下記一般式（Ｉ）〜（VI）で表される化合物であることが好ましい。以下に、一般式（Ｉ）〜（VI）で表される化合物について詳しく説明する。
【００４７】
前記一般式（Ｉ）において、ｎは０〜３の整数を表し、Ｒ1及びＲ2は各々、置換基を表し、置換基として好ましくは、アルキル基（メチル、エチル、ｉ−プロピル、ヒドロキシエチル、メトキシメチル、トリフルオロメチル、ｔ−ブチル等）、ハロゲン原子（弗素、塩素等）、アルコキシ基（メトキシ、エトキシ、ｉ−プロポキシ、ブトキシ等）が挙げられる。Ａｒは置換基を有していてもよい芳香族炭化水素環または芳香族複素環基を表し、好ましくはナフチル、ビナフチル、キノリル、イソキノリル、ベンゾオキサゾリル、ベンズイミダゾリル等を表す。ｎが２以上の整数を表すとき、複数のＲ1、Ｒ2は同一であっても異なっていてもよい。
【００４８】
一般式（II）において、ｎ１は０〜７の整数を表し、一つまたは複数のＲ3は置換基を表し、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。置換基としては、ハロゲン原子（弗素、塩素等）、アルキル基（メチル、エチル、ｉ−プロピル、ヒドロキシエチル、メトキシメチル、トリフルオロメチル、ｔ−ブチル等）、シクロアルキル基（シクロペンチル、シクロヘキシル等）、アラルキル基（ベンジル、２−フェネチル等）、アリール基（フェニル、ナフチル、ｐ−トリル、ｐ−クロロフェニル等）、アルコキシ基（メトキシ、エトキシ、ｉ−プロポキシ、ブトキシ等）、アリールオキシ基（フェノキシ等）、シアノ基、複素環基（ピロリル、ピロリジル、ピラゾリル、イミダゾリル、ピリジル、ベンズイミダゾリル、ベンズチアゾリル、ベンゾオキサゾリル等）等が挙げられ、これらの基は更に置換されてもよい。
【００４９】
一般式（III）において、ｎ２は０〜６の整数を表し、ｎ３は０〜７の整数を表す。一つまたは複数のＲ4及びＲ5は置換基を表し、それぞれ異なっていても同一でもよい。置換基としては、上述のＲ3の例に挙げたものと同様のものが挙げられ、これらの基は更に置換されてもよい。
【００５０】
一般式（IV）において、ｎ４、ｎ５及びｎ６は各々０〜７の整数を表す。一つまたは複数のＲ6、Ｒ7及びＲ8は各々アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、ハロゲン、アルコキシ基、アリールオキシ基、複素環基の中から選ばれる置換基を表し、メチル基、ナフチル基が特に好ましい。
【００５１】
ｎ１〜ｎ６が２以上の整数を表すとき、複数のＲ3〜Ｒ8は同一であっても異なっていてもよい。
【００５２】
一般式（Ｖ）及び（VI）において、Ｒ11〜Ｒ16、Ｒ21〜Ｒ26、Ｘ1〜Ｘ9及びＡ1〜Ａ6は水素原子または置換基を表し、それぞれ異なっていても同一でもよい。ただし、Ｒ11〜Ｒ16のそれぞれの立体パラメータＥｓR11〜ＥｓR16値の合計値は、ＥｓR11＋ＥｓR12＋ＥｓR13＋ＥｓR14＋ＥｓR15＋ＥｓR16≦−２．０を満たし、Ｒ21〜Ｒ26のそれぞれの立体パラメータＥｓR21〜ＥｓR26値の合計値は、ＥｓR21＋ＥｓR22＋ＥｓR23＋ＥｓR24＋ＥｓR25＋ＥｓR26≦−２．０を満たす。尚、互いに隣接する置換基は縮合して環構造を形成していてもよい。Ｘ1〜Ｘ9で表される置換基としてはアルキル基、アリール基、複素環基、ハロゲン原子、アルコキシ基、アミノ基等が好ましく、特にＸ2、Ｘ5、Ｘ8はアリール基またはアミノ基（特にジアリールアミノ基）であることがさらに好ましい。またＡ1〜Ａ6で表される置換基はアリール基であることが好ましく、これらの基はさらに置換していてもよい。
【００５３】
以下に、本発明における一般式（Ｉ）〜（VI）で表される化合物の具体例を示すが、本発明化合物は（５７）〜（６８）であり、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００５４】
【化８】
0004686895.tif 000011
【００５５】
【化９】
0004686895.tif 000012
【００５６】
【化１０】
0004686895.tif 000013
【００５７】
【化１１】
0004686895.tif 000014
【００５８】
【化１２】
0004686895.tif 000015
【００５９】
【化１３】
0004686895.tif 000016
【００６０】
【化１４】
0004686895.tif 000017
【００６１】
【化１５】
0004686895.tif 000018
【００６２】
【化１６】
0004686895.tif 000019
【００６３】
【化１７】
0004686895.tif 000020
【００６４】
【化１８】
0004686895.tif 000021
【００６５】
【化１９】
0004686895.tif 000022
【００６６】
【化２０】
0004686895.tif 000023
【００６７】
【化２１】
0004686895.tif 000024
【００６８】
【化２２】
0004686895.tif 000025
【００６９】
【化２３】
0004686895.tif 000026
【００７０】
【化２４】
0004686895.tif 000027
【００７１】
【化２５】
0004686895.tif 000028
【００７２】
【化２６】
0004686895.tif 000029
【００７３】
また、前記有機化合物がヘテロ原子を少なくとも１個有する複素環化合物であるときの複素環の例としては、ピロール環、ピロリジン環、ピラゾール環、イミダゾール環、ピリジン環、ベンズイミダゾール環、ベンズチアゾール環、ベンゾオキサゾール環等があげられる。
【００７４】
以下に、本発明における複素環化合物の具体例を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００７５】
【化２７】
0004686895.tif 000030
【００７６】
【化２８】
0004686895.tif 000031
【００７７】
【化２９】
0004686895.tif 000032
【００７８】
【化３０】
0004686895.tif 000033
【００７９】
本発明の前記有機化合物が、３．２０ｅＶ〜３．６０ｅＶのバンドギャップを有する場合、発光輝度、素子寿命の点で特に好ましい。
【００８０】
上記有機化合物及び蛍光体を用いて発光層を形成する方法としては、例えば蒸着法、スピンコート法、キャスト法、ＬＢ法等の公知の方法で薄膜化することにより形成することができるが、特に分子堆積膜であることが好ましい。ここで、分子堆積膜とは、上記化合物の気相状態から沈着され形成された薄膜や、化合物の溶融状態または液相状態から固体化され形成された膜のことである。通常、この分子堆積膜は、ＬＢ法により形成された薄膜（分子累積膜）と凝集構造、高次構造の相違や、それに起因する機能的な相違により区別することができる。
【００８１】
また、この発光層は、特開昭５７―５１７８１号に記載されているように、樹脂等の結着材と共に上記有機化合物及び蛍光体を溶剤に溶かして溶液とした後、これをスピンコート法等により薄膜化して形成することができる。このようにして形成された発光層の膜厚については特に制限はなく、状況に応じて適宜選択することができるが、通常は５ｎｍ〜５μｍの範囲である。用いる蛍光体の濃度は、上記有機化合物に対して０．００１〜１０モル％が好ましい。
【００８２】
次に正孔輸送層及び電子輸送層について説明する。
正孔輸送層は、陽極より注入された正孔を発光層に伝達する機能を有し、この正孔輸送層を陽極と発光層の間に介在させることにより、より低い電界で多くの正孔が発光層に注入され、さらに、発光層に陰極、陰極バッファー層または電子輸送層より注入された電子は、発光層と正孔輸送層の界面に存在する電子の障壁により、発光層内の界面に累積され発光効率が向上する等、発光性能の優れた素子となる。この正孔輸送層の材料（以下、正孔注入材料、正孔輸送材料ともいう）については、前記の性質を有するものであれば特に制限はなく、従来、光導伝材料において、正孔輸送材料として慣用されているものやＥＬ素子の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】
上記正孔輸送材料は、正孔の注入もしくは輸送、電子の障壁性のい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。この正孔輸送材料としては、例えばトリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、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、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、オキサゾール誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、アニリン系共重合体、また、導電性高分子オリゴマー、特にチオフェンオリゴマー等が挙げられる。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が、ポルフィリン化合物、芳香族第３級アミン化合物及びスチリルアミン化合物、特に芳香族第３級アミン化合物を用いることが好ましい。
【００８４】
上記芳香族第３級アミン化合物及びスチリルアミン化合物の代表例としては、Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラフェニル−４，４′−ジアミノフェニル；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（ＴＰＤ）；２，２−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）プロパン；１，１−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）シクロヘキサン；Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラ−ｐ−トリル−４，４′−ジアミノビフェニル；１，１−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）−４−フェニルシクロヘキサン；ビス（４−ジメチルアミノ−２−メチルフェニル）フェニルメタン；ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）フェニルメタン；Ｎ，Ｎ′−ジフェニル−Ｎ，Ｎ′−ジ（４−メトキシフェニル）−４，４′−ジアミノビフェニル；Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラフェニル−４，４′−ジアミノジフェニルエーテル；４，４′−ビス（ジフェニルアミノ）クオードリフェニル；Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリ（ｐ−トリル）アミン；４−（ジ−ｐ−トリルアミノ）−４′−〔４−（ジ−ｐ−トリルアミノ）スチリル〕スチルベン；４−Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ−（２−ジフェニルビニル）ベンゼン；３−メトキシ−４′−Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノスチルベンゼン；Ｎ−フェニルカルバゾール、更には、米国特許５，０６１，５６９号に記載されている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〔Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ〕ビフェニル（ＮＰＤ）、特開平４−３０８６８８号に記載されるトリフェニルアミンユニットが三つスターバースト型に連結された４，４′，４″−トリス〔Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ〕トリフェニルアミン（ＭＴＤＡＴＡ）等が挙げられる。
【００８５】
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。
【００８６】
また、ｐ型−Ｓｉ、ｐ型−ＳｉＣ等の無機化合物も正孔輸送材料として使用することができる。この正孔輸送層は、上記正孔正孔輸送材料を、例えば真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、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５ｎｍ〜５μｍ程度である。この正孔輸送層は、上記材料の一種または二種以上からなる一層構造であってもよく、同一組成または異種組成の複数層からなる積層構造であってもよい。
【００８７】
さらに、必要に応じて用いられる電子輸送層は、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く、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きる。
【００８８】
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、ニトロ置換フルオレン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、ナフタレンペリレン等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、オキサジアゾール誘導体等が挙げられる。さらに、上記オキサジアゾール誘導体において、オキサジア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い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きる。
【００８９】
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。
【００９０】
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）アルミニウム（Ａｌｑ）、トリス（５，７−ジクロロ−８−キノリノール）アルミニウム、トリス（５，７−ジブロモ−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）等、及びこれらの金属錯体の中心金属がＩｎ、Ｍｇ、Ｃｕ、Ｃａ、Ｓｎ、Ｇａまたは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、メタルフリー若しくはメタルフタロシアニン、またはそれらの末端がアルキル基やスルホン酸基等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用いられるジスチリルピラジン誘導体も、電子輸送材料として用いることができるし、正孔輸送層と同様に、ｎ型−Ｓｉ、ｎ型−ＳｉＣ等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。
【００９１】
この電子輸送層は、上記化合物を、例えば真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、ＬＢ法等の公知の薄膜化法により製膜して形成することができる。電子輸送層としての膜厚は、特に制限はないが、通常は５ｎｍ〜５μｍの範囲で選ばれる。この電子輸送層は、これらの電子輸送材料一種または二種以上からなる一層構造であってもよいし、あるいは、同一組成または異種組成の複数層からなる積層構造であってもよい。
【００９２】
さらに、陽極と発光層または正孔注入層の間、及び陰極と発光層または電子注入層との間にはバッファー層（電極界面層）を存在させてもよい。
【００９３】
バッファー層とは、駆動電圧低下や発光効率向上のために電極と有機層間に設けられる層のことで、「有機エレクトロルミネッセンス素子とその工業化最前線（１９９８年１１月３０日  エヌ・ティー・エス社発行）」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、陽極バッファー層と陰極バッファー層とがある。
【００９４】
陽極バッファー層は、特開平９−４５４７９号、同９−２６００６２号、同８−２８８０６９号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ー層、酸化バナジウムに代表される酸化物バッファー層、アモルファスカーボンバッファー層、ポリアニリン（エメラルディン）やポリチオフェン等の導電性高分子を用いた高分子バッファー層等が挙げられる。
【００９５】
陰極バッファー層は、特開平６−３２５８７１号、同９−１７５７４号、同１０−７４５８６号等にもその詳細が記載されており、具体的にはストロンチウムやアルミニウム等に代表される金属バッファー層、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ー層、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ー層、酸化アルミニウムに代表される酸化物バッファー層等が挙げられる。
【００９６】
特に、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子において、陰極バッファー層が存在した場合、駆動電圧低下や発光効率向上が大きく得られた。
【００９７】
上記バッファー層はごく薄い膜であることが望ましく、素材にもよるがその膜厚は０．１〜１００ｎｍの範囲が好ましい。
【００９８】
さらに上記基本構成層の他に必要に応じてその他の機能を有する層を積層してもよく、例えば特開平１１−２０４２５８号、同１１−２０４３５９号及び「有機エレクトロルミネッセンス素子とその工業化最前線（１９９８年１１月３０日エヌ・ティー・エス社発行）」の第２３７頁等に記載されている正孔阻止（ホールブロック）層等のような機能層を有していてもよい。
【００９９】
次に有機エレクトロルミネッセンス素子の電極について説明する。有機エレクトロルミネッセンス素子の電極は、陰極と陽極からなる。
【０１００】
この有機エレクトロルミネッセンス素子における陽極としては、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、ＣｕＩ、インジウムチンオキシド（ＩＴＯ）、ＳｎＯ2、ＺｎＯ等の導電性透明材料が挙げられる。
【０１０１】
上記陽極は、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ー法で所望の形状のパターンを形成してもよく、あるいはパターン精度をあまり必要としない場合は（１００μｍ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く、また、陽極としてのシート抵抗は数百Ω／□以下が好ましい。さらに膜厚は材料にもよるが、通常１０ｎｍ〜１μｍ、好ましくは１０〜２００ｎｍの範囲で選ばれる。
【０１０２】
一方、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−カリウム合金、マグネシウム、リチウム、マグネシウム／銅混合物、マグネシウム／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／インジウム混合物、アルミニウム／酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）混合物、インジウム、リチウム／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／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／インジウム混合物、アルミニウム／酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）混合物、リチウム／アルミニウム混合物等が好適である。
【０１０３】
更に本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子に用いる陰極としては、アルミニウム合金が好ましく、特にアルミニウム含有量が９０質量％以上１００質量％未満であることが好ましく、最も好ましくは９５質量％以上１００質量％未満である。これにより、有機エレクトロルミネッセンス素子の発光寿命や、最高到達輝度を非常に向上させることができる。
【０１０４】
上記陰極は、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／□以下が好ましく、膜厚は通常１０ｎｍ〜１μｍ、好ましくは５０〜２００ｎｍの範囲で選ばれる。なお、発光を透過させるため、有機エレクトロルミネッセンス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効率が向上し好都合である。
【０１０５】
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子に好ましく用いられる基板は、ガラス、プラスチック等の種類には特に限定はなく、また、透明のものであれば特に制限はない。本発明のエレクトロルミネッセンス素子に好ましく用いられる基板としては、例えばガラス、石英、光透過性プラスチックフィルムを挙げることができる。
【０１０６】
光透過性プラスチックフィルムとしては、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、ポリフェニレンスルフィド、ポリアリレート、ポリイミド、ポリカーボネート（ＰＣ）、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）等からなるフィルム等が挙げられる。
【０１０７】
次に、有機エレクトロルミネッセンス素子を作製する好適な例を説明する。例として、前記の陽極／陽極バッファー層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極バッファー層／陰極からなるＥＬ素子の作製法について説明する。まず適当な基板上に、所望の電極物質、例えば陽極用物質からなる薄膜を１μｍ以下、好ましくは１０〜２００ｎｍ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、この上に陽極バッファー層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、陰極バッファー層の材料からなる薄膜を形成させる。
【０１０８】
この有機薄膜層の薄膜化の方法としては、前記の如くスピンコート法、キャスト法、蒸着法等があるが、均質な膜が得られやすく、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、分子堆積膜の目的とする結晶構造、会合構造等により異なるが、一般にボート加熱温度５０〜４５０℃、真空度１０-6〜１０-2Ｐａ、蒸着速度０．０１〜５０ｎｍ／秒、基板温度−５０〜３００℃、膜厚５ｎｍ〜５μｍの範囲で適宜選ぶことが望ましい。
【０１０９】
これらの層の形成後、その上に陰極用物質からなる薄膜を、１μｍ以下好ましくは５０〜２００ｎｍ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ＥＬ素子が得られる。この有機エレクトロルミネッセンス素子の作製は、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かまわない。その際には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。
【０１１０】
また作製順序を逆にして、陰極、陰極バッファー層、電子輸送層、発光層、正孔輸送層、陽極バッファー層、陽極の順に作製することも可能である。このようにして得られたＥＬ素子に、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５〜４０Ｖ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−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。
【０１１１】
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、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よいし、画像を投影するタイプのプロジェクション装置や、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）として使用してもよい。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よい。また、異なる発光色を有する本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子を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。この時、発光層に用いる本発明の有機化合物は同一であることが好ましい。そうした場合、発光層以外に用いる材料（バッファー層、正孔輸送層、電子輸送層等に用いる材料）を同一にできる可能性が高く、発光効率や素子寿命等の素子性能の最適化の検討が容易になる。
【０１１２】
次に色変換層について説明する。
本明細書でいう色変換層は、広義の意味では、ある波長の光を異なる波長の光に変換する機能を有する層を言う。具体的には、有機エレクトロルミネッセンス素子の発光層から発せられる光を吸収して異なる波長の光を発する物質を含有する層を言う。これにより有機エレクトロルミネッセンス素子が、発光層から発する光の色のみではなく、色変換層により変換された他の色も表示することが可能となる。
【０１１３】
有機エレクトロルミネッセンス素子の発光層から発せられる光を吸収して異なる波長の光を発する物質としては、蛍光体が挙げられ、蛍光体としては有機蛍光体または無機蛍光体があり、変換したい波長によって使い分けることができる。
【０１１４】
有機蛍光体としては、クマリン系色素、ピラン系色素、シアニン系色素、クロコニウム系色素、スクアリウム系色素、オキソベンツアントラセン系色素、フルオレセイン系色素、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、ポリチオフェン系色素等が挙げられる。
【０１１５】
無機蛍光体としては、粒径が３μｍ以下の微粒子のものが好ましく、さらにその製法が液相法を経由して合成された単分散に近い超微粒子蛍光体であることが好ましい。
【０１１６】
無機蛍光体は、結晶母体と賦活剤によって構成される無機系蛍光体、または希土類錯体系蛍光体が挙げられる。
【０１１７】
無機系蛍光体の組成は特に制限はないが、結晶母体であるＹ2Ｏ2Ｓ、Ｚｎ2ＳｉＯ4、Ｃａ5（ＰＯ4）3Ｃｌ等に代表される金属酸化物及びＺｎＳ、ＳｒＳ、ＣａＳ等に代表される硫化物に、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ等の希土類金属のイオンやＡｇ、Ａｌ、Ｍｎ、Ｉｎ、Ｃｕ、Ｓｂ等の金属のイオンを賦活剤または共賦活剤として組み合わせたものが好ましい。
【０１１８】
結晶母体を更に詳しく説明すると、結晶母体としては金属酸化物が好ましく、例えば、（Ｘ）3Ａｌ16Ｏ27、（Ｘ）4Ａｌ14Ｏ25、（Ｘ）3Ａｌ2Ｓｉ2Ｏ10、（Ｘ）4Ｓｉ2Ｏ8、（Ｘ）2Ｓｉ2Ｏ6、（Ｘ）2Ｐ2Ｏ7、（Ｘ）2Ｐ2Ｏ5、（Ｘ）5（ＰＯ4）3Ｃｌ、（Ｘ）2Ｓｉ3Ｏ8−２（Ｘ）Ｃｌ2〔ここで、Ｘはアルカリ土類金属を表す。なお、Ｘで表されるアルカリ土類金属は単一成分でも２種類以上の混合成分でもよく、その混合比率は任意でよい。〕のようなアルカリ土類金属で置換された酸化アルミニウム、酸化ケイ素、リン酸、ハロリン酸等が代表的な結晶母体として挙げられる。
【０１１９】
その他の好ましい結晶母体としては、亜鉛の酸化物及び硫化物、イットリウムやガドリウム、ランタン等の希土類金属の酸化物及びその酸化物の酸素の一部を硫黄原子に換えた（硫化物）もの、及び希土類金属の硫化物及びそれらの酸化物や硫化物に任意の金属元素を配合したもの等が挙げられる。
【０１２０】
結晶母体の好ましい例を以下に列挙する。
Ｍｇ4ＧｅＯ5.5Ｆ、Ｍｇ4ＧｅＯ6、ＺｎＳ、Ｙ2Ｏ2Ｓ、Ｙ3Ａｌ5Ｏ12、Ｙ2ＳｉＯ10、Ｚｎ2ＳｉＯ4、Ｙ2Ｏ3、ＢａＭｇＡｌ10Ｏ17、ＢａＡｌ12Ｏ19、（Ｂａ、Ｓｒ、Ｍｇ）Ｏ・ａＡｌ2Ｏ3、（Ｙ、Ｇｄ）ＢＯ3、（Ｚｎ、Ｃｄ）Ｓ、ＳｒＧａ2Ｓ4、ＳｒＳ、ＧａＳ、ＳｎＯ2、Ｃａ10（ＰＯ4）6（Ｆ、Ｃｌ）2、（Ｂａ、Ｓｒ）（Ｍｇ、Ｍｎ）Ａｌ10Ｏ17、（Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｇ）10（ＰＯ4）6Ｃｌ２、（Ｌａ、Ｃｅ）ＰＯ4、ＣｅＭｇＡｌ11Ｏ19、ＧｄＭｇＢ5Ｏ10、Ｓｒ2Ｐ2Ｏ7、Ｓｒ4Ａｌ14Ｏ25、Ｙ2ＳＯ4、Ｇｄ2Ｏ2Ｓ、Ｇｄ2Ｏ3、ＹＶＯ4、Ｙ（Ｐ，Ｖ）Ｏ4等である。
【０１２１】
以上の結晶母体及び賦活剤または共賦活剤は、同族の元素と一部置き換えたものでも構わないし、とくに元素組成に制限はなく、青紫領域の光を吸収して可視光を発するものであればよい。
【０１２２】
本発明において、無機系蛍光体の賦活剤、共賦活剤として好ましいものは、Ｌａ、Ｅｕ、Ｔｂ、Ｃｅ、Ｙｂ、Ｐｒ等に代表されるランタノイド元素のイオン、Ａｇ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｉｎ、Ａｌ等の金属のイオンであり、そのドープ量は母体に対して０．００１〜１００モル％が好ましく、０．０１〜５０モル％がさらに好ましい。
【０１２３】
賦活剤、共賦活剤は、結晶母体を構成するイオンの一部を上記ランタノイドのようなイオンに置き換えることでその結晶の中にドープされる。
【０１２４】
蛍光体結晶の実際の組成は、厳密に記載すれば以下のような組成式になるが、賦活剤の量の大小は本質的な蛍光特性に影響を及ぼさないことが多いので、以下特にことわりのない限り下記ｘやｙの数値は記載しないこととする。例えばＳｒ4-xＡｌ14Ｏ25：Ｅｕ2+xは、本発明においてはＳｒ4Ａｌ14Ｏ25：Ｅｕ2+と表記する。
【０１２５】
以下に代表的な無機系蛍光体（結晶母体と賦活剤によって構成される無機蛍光体）の組成式を記載するが、本発明はこれらに限定されるものではない。（ＢａzＭｇ1-z）3-x-yＡｌ16Ｏ27：Ｅｕ2+x，Ｍｎ2+y、Ｓｒ4-xＡｌ14Ｏ25：Ｅｕ2+x、（Ｓｒ1-zＢａz）1-xＡｌ2Ｓｉ2Ｏ8：Ｅｕ2+x、Ｂａ2-xＳｉＯ4：Ｅｕ2+x、Ｓｒ2-xＳｉＯ4：Ｅｕ2+x、Ｍｇ2-xＳｉＯ4：Ｅｕ2+x、（ＢａＳｒ）1-xＳｉＯ4：Ｅｕ2+x、Ｙ2-x-yＳｉＯ5：Ｃｅ3+x，Ｔｂ3+y、Ｓｒ2-xＰ2Ｏ5：Ｅｕ2+x、Ｓｒ2-xＰ2Ｏ7：Ｅｕ2+x、（ＢａyＣａzＭｇ1-y-z）5-x（ＰＯ4）3Ｃｌ：Ｅｕ2+x、Ｓｒ2-xＳｉ3Ｏ8−２ＳｒＣｌ2：Ｅｕ2+x［ｘ，ｙ及びｚはそれぞれ１以下の任意の数を表す。］
以下に本発明に好ましく使用される無機系蛍光体を示すが、本発明はこれらの化合物に限定されるものではない。
［青色発光  無機系蛍光体］
（ＢＬ−１）    Ｓｒ2Ｐ2Ｏ7：Ｓｎ4+
（ＢＬ−２）    Ｓｒ4Ａｌ14Ｏ25：Ｅｕ2+
（ＢＬ−３）    ＢａＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕ2+
（ＢＬ−４）    ＳｒＧａ2Ｓ4：Ｃｅ3+
（ＢＬ−５）    ＣａＧａ2Ｓ4：Ｃｅ3+
（ＢＬ−６）    （Ｂａ、Ｓｒ）（Ｍｇ、Ｍｎ）Ａｌ10Ｏ17：Ｅｕ2+
（ＢＬ−７）    （Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｇ）10（ＰＯ4）6Ｃｌ2：Ｅｕ2+
（ＢＬ−８）    ＢａＡｌ2ＳｉＯ8：Ｅｕ2+
（ＢＬ−９）    Ｓｒ2Ｐ2Ｏ7：Ｅｕ2+
（ＢＬ−１０）  Ｓｒ5（ＰＯ4）3Ｃｌ：Ｅｕ2+
（ＢＬ−１１）  （Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ）5（ＰＯ4）3Ｃｌ：Ｅｕ2+
（ＢＬ−１２）  ＢａＭｇ2Ａｌ16Ｏ27：Ｅｕ2+
（ＢＬ−１３）  （Ｂａ，Ｃａ）5（ＰＯ4）3Ｃｌ：Ｅｕ2+
（ＢＬ−１４）  Ｂａ3ＭｇＳｉ2Ｏ8：Ｅｕ2+
（ＢＬ−１５）  Ｓｒ3ＭｇＳｉ2Ｏ8：Ｅｕ2+
［緑色発光  無機系蛍光体］
（ＧＬ−１）    （ＢａＭｇ）Ａｌ16Ｏ27：Ｅｕ2+，Ｍｎ2+
（ＧＬ−２）    Ｓｒ4Ａｌ14Ｏ25：Ｅｕ2+
（ＧＬ−３）    （ＳｒＢａ）Ａl2Ｓｉ2Ｏ8：Ｅｕ2+
（ＧＬ−４）    （ＢａＭｇ）2ＳｉＯ4：Ｅｕ2+
（ＧＬ−５）    Ｙ2ＳｉＯ5：Ｃｅ3+，Ｔｂ3+
（ＧＬ−６）    Ｓｒ2Ｐ2Ｏ7−Ｓｒ2Ｂ2Ｏ5：Ｅｕ2+
（ＧＬ−７）    （ＢａＣａＭｇ）5（ＰＯ4）3Ｃｌ：Ｅｕ2+
（ＧＬ−８）    Ｓｒ2Ｓｉ3Ｏ8−２ＳｒＣｌ2：Ｅｕ2+
（ＧＬ−９）    Ｚｒ2ＳｉＯ4、ＭｇＡｌ11Ｏ19：Ｃｅ3+，Ｔｂ3+
（ＧＬ−１０）  Ｂａ2ＳｉＯ4：Ｅｕ2+
（ＧＬ−１１）  Ｓｒ2ＳｉＯ4：Ｅｕ2+
（ＧＬ−１２）  （ＢａＳｒ）ＳｉＯ4：Ｅｕ2+
［赤色発光  無機系蛍光体］
（ＲＬ−１）    Ｙ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ3+
（ＲＬ−２）    ＹＡｌＯ3：Ｅｕ3+
（ＲＬ−３）    Ｃａ2Ｙ2（ＳｉＯ4）6：Ｅｕ3+
（ＲＬ−４）    ＬｉＹ9（ＳｉＯ4）6Ｏ2：Ｅｕ3+
（ＲＬ−５）    ＹＶＯ4：Ｅｕ3+
（ＲＬ−６）    ＣａＳ：Ｅｕ3+
（ＲＬ−７）    Ｇｄ2Ｏ3：Ｅｕ3+
（ＲＬ−８）    Ｇｄ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ3+
（ＲＬ−９）    Ｙ（Ｐ，Ｖ）Ｏ4：Ｅｕ3+
（ＲＬ−１０）  Ｍｇ4ＧｅＯ5.5Ｆ：Ｍｎ4+
（ＲＬ−１１）  Ｍｇ4ＧｅＯ6：Ｍｎ4+
（ＲＬ−１２）  Ｋ5Ｅｕ2.5（ＷＯ4）6.25
（ＲＬ−１３）  Ｎａ5Ｅｕ2.5（ＷＯ4）6.25
（ＲＬ−１４）  Ｋ5Ｅｕ2.5（ＭｏＯ4）6.25
（ＲＬ−１５）  Ｎａ5Ｅｕ2.5（ＭｏＯ4）6.25
上記無機系蛍光体は、必要に応じて表面改質処理を施してもよく、その方法としてはシランカップリング剤等の化学的処理によるものや、サブミクロンオーダーの微粒子等の添加による物理的処理によるもの、さらにはそれらの併用によるもの等が挙げられる。
【０１２６】
希土類錯体系蛍光体としては、希土類金属としてＣｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ等を有するものが挙げられ、錯体を形成する有機配位子としては、芳香族系、非芳香族系のどちらでも良く、好ましくは下記一般式（Ｂ）で表される化合物が好ましい。
【０１２７】
一般式（Ｂ）  Ｘａ−（Ｌx）−（Ｌy）n−（Ｌz）−Ｙａ
式中、Ｌx、Ｌy、Ｌzはそれぞれ独立に２個以上の結合手を持つ原子を表し、ｎは０または１を表し、ＸａはＬxの隣接位に配位可能な原子を有する置換基を表し、ＹａはＬzの隣接位に配位可能な原子を有する置換基を表す。さらにＸａの任意の部分とＬxとは互いに縮合して環を形成してもよく、Ｙａの任意の部分とＬzとは互いに縮合して環を形成してもよく、ＬxとＬzとは互いに縮合して環を形成してもよく、さらに分子内に芳香族炭化水素環または芳香族複素環が少なくとも一つ存在する。ただし、Ｘａ−（Ｌx）−（Ｌy）n−（Ｌz）−Ｙａがβ−ジケトン誘導体やβ−ケトエステル誘導体、β−ケトアミド誘導体または前記ケトンの酸素原子を硫黄原子または−Ｎ（Ｒ201）−に置き換えたもの、クラウンエーテルやアザクラウンエーテルまたはチアクラウンエーテルまたはクラウンエーテルの酸素原子を任意の数だけ硫黄原子または−Ｎ（Ｒ201）−に置き換えたクラウンエーテルを表す場合には芳香族炭化水素環または芳香族複素環は無くてもよい。−Ｎ（Ｒ201）−において、Ｒ201は、水素原子、置換または無置換のアルキル基、置換または無置換のアリール基を表す。
【０１２８】
一般式（Ｂ）において、Ｘａ及びＹａで表される配位可能な原子とは、具体的には酸素原子、窒素原子、硫黄原子、セレン原子、テルル原子であり、特に酸素原子、窒素原子、硫黄原子であることが好ましい。
【０１２９】
一般式（Ｂ）において、Ｌx、Ｌy、Ｌzで表される２個以上の結合手を持つ原子としては、特に制限はないが、代表的には炭素原子、酸素原子、窒素原子、シリコン原子、チタン原子等が挙げられるが、好ましいのは炭素原子である。
【０１３０】
以下に一般式（Ｂ）で表される有機配位子を有する希土類錯体系蛍光体の具体例を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【０１３１】
【化３１】
0004686895.tif 000034
【０１３２】
【化３２】
0004686895.tif 000035
【０１３３】
【化３３】
0004686895.tif 000036
【０１３４】
【化３４】
0004686895.tif 000037
【０１３５】
色変換層を設ける場所は、有機ＥＬ部からの発光を吸収できる位置であれば特に限定はないが、透明電極と透明基板との間、または透明基板の前記透明電極とは反対側（発光を取り出す前側）に設けることが好ましい。
【０１３６】
上記色変換層は、上記蛍光体を蒸着あるいはスパッタリング法による製膜や、適当な樹脂をバインダーとしてその中に分散させた塗布膜等いずれの形態であっても構わない。膜厚は、１００ｎｍ〜５ｍｍ程度が適当である。ここで、適当な樹脂をバインダーとしてその中に分散させた塗布膜とする場合、蛍光体の分散濃度は、蛍光の濃度消光を起こすことがなく、かつ、有機ＥＬ部からの発光を十分に吸収できる範囲であればよい。蛍光体の種類によるが、使用する樹脂１ｇに対して１０-7〜１０-3モル程度が適当である。無機蛍光体の場合は、濃度消光がほとんど問題とならないため、樹脂１ｇに対して０．１〜１０ｇ程度使用できる。
【０１３７】
本発明に用いられる色変換層として、発光層中の有機化合物の発光波長で励起して４００〜５００ｎｍの範囲内に極大発光波長を有して発光する無機蛍光体を含有する色変換層、発光層中の有機化合物の発光波長で励起して５０１〜６００ｎｍの範囲内に極大発光波長を有して発光する無機系蛍光体を含有する色変換層、発光層中の有機化合物の発光波長で励起して６０１〜７００ｎｍの範囲内に極大発光波長を有して発光する無機系蛍光体を含有する色変換層を少なくとも有しているのが好ましい。これにより、有機エレクトロルミネッセンス素子をフルカラー化することが可能となる。
【０１３８】
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子から構成される表示装置の一例を図面に基づいて以下に説明する。
【０１３９】
図１は、有機エレクトロルミネッセンス素子から構成される表示装置の一例を示した模式図である。有機エレクトロルミネッセンス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。
【０１４０】
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等からなる。
【０１４１】
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。
【０１４２】
図２は、表示部の模式図である。
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。
【０１４３】
図においては、画素３の発光した光が、白矢印方向（下方向）へ取り出される場合を示している。
【０１４４】
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（詳細は図示せず）。
【０１４５】
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、フルカラー表示が可能となる。
【０１４６】
次に、画素の発光プロセスを説明する。
図３は、画素の模式図である。
【０１４７】
画素は、有機エレクトロルミネッセンス素子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等を備えている。複数の画素に有機エレクトロルミネッセンス素子１０として、実施例１〜３の赤色、緑色、青色発光有機エレクトロルミネッセンス素子を用い、これらを同一基板上に並置することでフルカラー表示を行うことができる。
【０１４８】
図３において、制御部Ｂからデータ線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を介してスイ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。
【０１４９】
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、ソースが有機エレクトロルミネッセンス素子１０の電極に接続されており、ゲー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から有機エレクトロルミネッセンス素子１０に電流が供給される。
【０１５０】
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エレクトロルミネッセンス素子１０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が駆動して有機エレクトロルミネッセンス素子１０が発光する。
【０１５１】
すなわち、有機エレクトロルミネッセンス素子１０の発光は、複数の画素それぞれの有機エレクトロルミネッセンス素子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それぞれの有機エレクトロルミネッセンス素子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いる。
【０１５２】
ここで、有機エレクトロルミネッセンス素子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いし、２値の画像データ信号による所定の発光量のオン、オフでもよい。
【０１５３】
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いし、次の走査信号が印加される直前に放電させてもよい。
【０１５４】
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エレクトロルミネッセンス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。
【０１５５】
図４は、パ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。
【０１５６】
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に接続している画素３が画像データ信号に応じて発光する。
【０１５７】
パ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。
【０１５８】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明の態様はこれに限定されない。
【０１５９】
実施例１  赤色発光有機エレクトロルミネッセンス素子
（１−１）比較用有機エレクトロルミネッセンス素子（ＯＬＥＤ１−１）の作製
陽極としてガラス上にＩＴＯを１５０ｎｍ製膜した基板（ＮＨテクノグラス社製：ＮＡ−４５）にパターニングを行った後、このＩＴＯ透明電極を設けた透明支持基板をｉ−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。この透明支持基板を、市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに固定した。一方、モリブデン製抵抗加熱ボートに、ｍ―ＭＴＤＡＴＸＡを２００ｍｇ入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにトリス（８−ヒドロキシキノリナート）アルミニウム（Ａｌｑ３）を２００ｍｇ入れ、さらに他のモリブデン製抵抗加熱ボートに蛍光体（ＤＣＭ２）２００ｍｇを入れ真空蒸着装置に取付けた。
【０１６０】
次いで、真空槽を４×１０-4Ｐａまで減圧した後、ｍ−ＭＴＤＡＴＸＡの入った前記加熱ボートに通電して、２２０℃まで加熱し、蒸着速度０．１〜０．３ｎｍ／ｓｅｃで透明支持基板に蒸着し、膜厚６０ｎｍの正孔輸送層を設けた。蒸着時の基板温度は室温であった。
【０１６１】
更に、Ａｌｑ３の入った前記加熱ボートを通電して、膜厚４０ｎｍの発光層を設けた。このとき同時に蛍光体（ＤＣＭ２）のボートを加熱しＡｌｑ３に対して５質量％の蛍光体（ＤＣＭ２）を混合した。その後、Ａｌｑ３のみを蒸着速度０．１〜０．３ｎｍ／ｓｅｃで蒸着し、膜厚２０ｎｍの電子輸送層を設けた。
【０１６２】
次に、真空槽を開け、電子注入層の上にステンレス鋼製の長方形穴あきマスクを設置し、一方、モリブデン製抵抗加熱ボートにマグネシウム３ｇを入れ、タングステン製の蒸着用バスケットに銀を０．５ｇ入れ、再び真空槽を２×１０-4Ｐａまで減圧した後、マグネシウム入りのボートに通電して蒸着速度１．５〜２．０ｎｍ／ｓｅｃでマグネシウムを蒸着し、この際、同時に銀のバスケットを加熱し、蒸着速度０．１ｎｍ／ｓｅｃで銀を蒸着し、前記マグネシウムと銀との混合物からなる陰極とすることにより、表２に示す比較用赤色発光有機エレクトロルミネッセンス素子ＯＬＥＤ１−１を作製した。
【０１６３】
（１−２）比較用有機エレクトロルミネッセンス素子（ＯＬＥＤ１−２〜ＯＬＥＤ１−４）の作製
（１−１）で作製した有機エレクトロルミネッセンス素子ＯＬＥＤ１−１の陰極をＡｌに置き換え、電子輸送層と陰極の間にフッ化リチウムを膜厚０．５ｎｍ蒸着して陰極バッファー層を設けた以外は同様にして有機エレクトロルミネッセンス素子（ＯＬＥＤ１−２）を作製した。また、有機エレクトロルミネッセンス素子ＯＬＥＤ１−１の、発光層のＡｌｑ３及び電子輸送層のＡｌｑ３を表２に示す化合物にそれぞれ置き換え、比較用有機エレクトロルミネッセンス素子（ＯＬＥＤ１−３、ＯＬＥＤ１−４）を作製した。
【０１６４】
（１−３）有機エレクトロルミネッセンス素子（ＯＬＥＤ１−５〜ＯＬＥＤ１−２５）の作製
（１−１）で作製した有機エレクトロルミネッセンス素子ＯＬＥＤ１−１の、発光層のＡｌｑ３を表２に示す化合物に置き換え、電子輸送層をＢＣに置き換え、有機エレクトロルミネッセンス素子（ＯＬＥＤ１−５〜ＯＬＥＤ１−１２）を作製した。さらに、（１−２）で作製した有機エレクトロルミネッセンス素子（ＯＬＥＤ１−２）の発光層のＡｌｑ３を表２に示す化合物に置き換え、電子輸送層をＢＣに置き換え、有機エレクトロルミネッセンス素子（ＯＬＥＤ１−１３〜ＯＬＥＤ１−２５）を作製した。
【０１６５】
これらの素子を温度２３度、乾燥窒素ガス雰囲気下で１５Ｖ直流電圧印加による連続点灯を行い、点灯開始時の発光輝度（ｃｄ／ｍ2）及び輝度の半減する時間を測定した。発光輝度は有機エレクトロルミネッセンス素子ＯＬＥＤ１−１を１００とした相対値で表し、輝度の半減する時間は有機エレクトロルミネッセンス素子ＯＬＥＤ１−１の輝度が半減する時間を１００とした相対値で表した。測定結果を表２に示す。
【０１６６】
【化３５】
0004686895.tif 000038
【０１６７】
【表２】
0004686895.tif 000039
【０１６８】
表２より、本発明の試料は、バンドギャップが本発明の範囲外であるＡｌｑ３（バンドギャップ＝２．７ｅＶ）及び分子量が本発明の範囲外であるＤＰＶＢｉ（バンドギャップ＝３．１５ｅＶ、Ｍｗ＝５１０）と比較して、点灯開始時の発光輝度及び輝度の半減する時間が改善されているのが分かる。
【０１６９】
また、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の陰極バッファー層を導入するとさらに効果的であった。
【０１７０】
実施例２  緑色発光有機エレクトロルミネッセンス素子
実施例１で作製した有機エレクトロルミネッセンス素子の、発光層の有機化合物、蛍光体、陰極、陰極バッファー層及び電子輸送層を表３に示す化合物に置き換え、緑色発光有機エレクトロルミネッセンス素子（ＯＬＥＤ２−１〜ＯＬＥＤ２−１３）を作製した。
【０１７１】
実施例１と同様に点灯開始時の発光輝度（ｃｄ／ｍ2）及び輝度の半減する時間を測定した。発光輝度は有機エレクトロルミネッセンス素子ＯＬＥＤ２−１を１００とした相対値で表し、輝度の半減する時間は有機エレクトロルミネッセンス素子ＯＬＥＤ２−１の輝度が半減する時間を１００とした相対値で表した。測定結果を表３に示す。
【０１７２】
【表３】
0004686895.tif 000040
【０１７３】
表３の結果より、実施例１の赤色発光有機エレクトロルミネッセンス素子と同様の効果が確認された。
【０１７４】
実施例３  青色発光有機エレクトロルミネッセンス素子
実施例１で作製した有機エレクトロルミネッセンス素子の、発光層の有機化合物、蛍光体、陰極、陰極バッファー層及び電子輸送層を表４に示す化合物に置き換え、青色発光有機エレクトロルミネッセンス素子（ＯＬＥＤ３−１〜ＯＬＥＤ３−１１）を作製した。
【０１７５】
実施例１と同様に点灯開始時の発光輝度（ｃｄ／ｍ2）及び輝度の半減する時間を測定した。発光輝度は有機エレクトロルミネッセンス素子ＯＬＥＤ３−１の１００とした相対値で表し、輝度の半減する時間は有機エレクトロルミネッセンス素子ＯＬＥＤ３−１の輝度が半減する時間を１００とした相対値で表した。測定結果を表４に示す。
【０１７６】
【表４】
0004686895.tif 000041
【０１７７】
表４の結果より、実施例１の赤色発光有機エレクトロルミネッセンス素子と同様の効果が確認された。
【０１７８】
実施例４
実施例１、２、３で作製したそれぞれ赤色、緑色、青色発光有機エレクトロルミネッセンス素子を同一基板上に並置し、フルカラー表示装置を作製した。これらの素子に１５Ｖ直流電圧印加による連続点灯を行い、点灯開始時の発光輝度及び輝度の半減する時間を測定した。その結果、本発明のフルカラー表示装置は、点灯開始時の発光輝度及び輝度の半減する時間が改善されていることが分かった。
【０１７９】
参考例５  色変換層を有する表示装置
実施例１で作製した有機エレクトロルミネッセンス素子の、発光層の有機化合物を（７）、蛍光体をＤＰＳ（Ｅｘｉｔｏｎ社製レーザー色素）、陰極をＡｌ、陰極バッファー層をＬｉＦ、電子輸送層をＢＣに置き換えた以外は、同様の方法により、有機エレクトロルミネッセンス素子（ＯＬＥＤ５−１）を作製した。
【０１８０】
〈無機蛍光体を用いた色変換フィルターの作製〉
平均粒径５ｎｍのエアロジル０．１６ｇにエタノール１５ｇ及びγ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン０．２２ｇを加えて開放系室温下１時間攪拌した。この混合物と（ＲＬ−１２）２０ｇとを乳鉢に移し、よくすり混ぜた後、７０℃のオーブンで２時間、さらに１２０℃のオーブンで２時間加熱し、表面改質した（ＲＬ−１２）を得た。
【０１８１】
また、同様にして、（ＧＬ−１０）と（ＢＬ−３）の表面改質も行った。
上記の表面改質を施した（ＲＬ−１２）１０ｇに、トルエン／エタノール＝１／１の混合溶液（３００ｇ）に溶解したブチラール（ＢＸ−１）３０ｇを加え、攪拌した後、Ｗｅｔ膜厚２００μｍでガラス上に塗布した。得られた塗布済みガラスを１００℃のオーブンで４時間加熱乾燥し、ガラス上に色変換層が形成された赤色変換フィルター（Ｆ−１）を作製した。
【０１８２】
また、これと同じ方法で（ＧＬ−１０）を塗設した緑色変換フィルター（Ｆ−２）及び（ＢＬ−３）を塗設した青色変換フィルター（Ｆ−３）を作製した。
【０１８３】
続いて、有機エレクトロルミネッセンス素子（ＯＬＥＤ５−１）の透明基板の下側に、色変換部として青色変換フィルター（Ｆ−３）をストライプ状に貼り付けた。本実施例の有機エレクトロルミネッセンス素子は、以下のような構成である。
【０１８４】
色変換部／透明基板／陽極／有機化合物薄膜／陰極
この素子に１５Ｖの電圧を印加したところ、３２０ｃｄ／ｍ2鮮明な青色の発光が得られた。発光スペクトルの極大発光波長は４４８ｎｍ、ＣＩＥ色度座標上で、（０．１５、０．０６）となった。
【０１８５】
さらに、上記色変換部の青色変換フィルター（Ｆ−３）を、緑色変換フィルター（Ｆ−２）または赤色変換フィルター（Ｆ−１）に代えた有機エレクトロルミネッセンス素子を作製した。その結果、緑色変換フィルター（Ｆ−２）を設けた有機エレクトロルミネッセンス素子からは、２５０ｃｄ／ｍ2、極大発光波長５３２ｎｍ、ＣＩＥ色度座標上（０．２４、０．６３）の緑色光が、赤色変換フィルター（Ｆ−１）を設けた有機エレクトロルミネッセンス素子からは、１７０ｃｄ／ｍ2、極大発光波長６１５ｎｍ、ＣＩＥ色度座標上（０．６３、０．３３）の赤色光が、それぞれ得られた。
【０１８６】
上記、青色光、緑色光及び赤色光の発光輝度は、いずれも特許第２７９５９３２号の実施例に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の発光輝度より優れたものである。
【０１８７】
また、以下のような色変換部の位置を透明基板の上側に変更した以下の層構成の有機エレクトロルミネッセンス素子を作製した。
【０１８８】
透明基板／色変換部／陽極／有機化合物薄膜／陰極
この場合も、上記青、緑、赤色とほぼ同様の極大発光波長、ＣＩＥ色度座標の発光スペクトルが得られた。
【０１８９】
参考例６
図２の複数の画素３を有する表示部Ａにおいて、複数の画素３が備えている複数の有機エレクトロルミネッセンス素子をすべて、実施例５に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子（ＯＬＥＤ５−１）とした表示装置を作製した。この時点で表示装置に電圧を印加すると、すべての画素３から青紫色の発光が得られた。
【０１９０】
次に、実施例５に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子（図５（ａ））及びこれとは透明基板と色変換層の位置が異なる有機エレクトロルミネッセンス素子（図５（ｂ））を作製した。図５は、色変換層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子を厚さ方向から見た断面図である。図５（ａ）において有機エレクトロルミネッセンス素子１０は、ガラス製の透明基板１０ｄの上側に有機ＥＬ部Ｙを、下側に色変換部Ｘを積層している。
【０１９１】
図中、参照符号の１０ａはＡｌ製の陰極、１０ｂは発光層（有機化合物（７）、蛍光体ＤＰＳを含む）含む有機化合物薄膜、１０ｃは陽極（ＩＴＯ透明電極）、１０ｄは透明基板、１０ｅは実施例５で作製した赤色変換フィルター（Ｆ−１）、緑色変換フィルター（Ｆ−２）、青色変換フィルター（Ｆ−３）をストライプ状に並置した色変換層である。
【０１９２】
陰極１０ａ及び透明電極１０ｃを介して有機化合物薄膜１０ｂに電流が供給されると電流量に応じて発光した。このときの発光は、図中の下側方向へ取り出した。そして、発光した光は透明基板１０ｄを介して色変換層１０ｅに吸収され、色変換層が赤色変換能を有する場合（赤色変換フィルター（Ｆ−１）部分）には赤領域の、緑色変換能（緑色変換フィルター（Ｆ−２）部分）を有する場合には緑領域の、青色変換能を有する場合（青色変換フィルター（Ｆ−３）部分）には青領域の色の発光を、図中白矢印のような方向に取り出すことができた。
【０１９３】
図５（ｂ）に示すように、透明基板１０ｄの上側に色変換部Ｘと有機ＥＬ部Ｙをこの順序で積層した場合でも、図５（ａ）の場合と同様に、赤色、緑色及び青色の発光が得られた。
【０１９４】
【発明の効果】
本発明により、発光効率の向上または長寿命化した有機エレクトロルミネッセンス素子、及びこれを用いた低消費電力、長寿命の表示装置を提供することができる。また、この有機エレクトロルミネッセンス素子と色変換層を用いた低コストな表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】有機エレクトロルミネッセンス素子から構成される表示装置の一例を示した模式図である。
【図２】表示部の模式図である。
【図３】画素の模式図である。
【図４】パ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５】色変換層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子を厚さ方向から見た断面図である。
【符号の説明】
１  ディスプレイ
３  画素
５  走査線
６  データ線
７  電源ライン
１０  有機エレクトロルミネッセンス素子
１０ａ  陰極
１０ｂ  有機化合物薄膜
１０ｃ  透明電極
１０ｄ  透明基板
１０ｅ  色変換層
１１  スイッチングトランジスタ
１２  駆動トランジスタ
１３  コンデンサ
Ａ  表示部（ディスプレイ）
Ｂ  制御部
Ｘ  色変換部
Ｙ  有機ＥＬ部
【図１】
0004686895.tif 000043
【図２】
0004686895.tif 000044
【図３】
0004686895.tif 000045
【図４】
0004686895.tif 000046
【図５】
0004686895.tif 000047