(57)【要約】      （修正有）【課題】  新規な発光材料を赤橙色発光層に用いることにより、色純度が高い白色を発光させることができる赤橙色発光層と青色発光層とを積層して備える有機エレクトロルミネッセント素子を得る。【解決手段】  一対の電極間に積層して配置された赤橙色発光層と青色発光層とを備える有機エレクトロルミネッセント素子であり、赤橙色発光層に、以下の一般式（１）で表される発光材料が含まれていることを特徴としている。2005108729.tif 000026【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の電極間に積層して配置された赤橙色発光層と青色発光層とを備える有機エレクトロルミネッセント素子であって、
前記赤橙色発光層に、以下の一般式（１）で表される発光材料が含まれていることを特徴とする有機エレクトロルミネッセント素子。
【化１】
2005108729.tif 000020
（式中、Ｒ１１〜Ｒ１５、Ｒ２１〜Ｒ２５、Ｒ３１〜Ｒ３５、及びＲ４１〜Ｒ４５は、互いに同一または異なっており、水素、−ＣnＨ2n+1（ｎは１〜１０の整数）で表されるアルキル基、−ＯＣnＨ2n+1（ｎは１〜１０の整数）で表されるアルコキシ基、−Ｎ（ＣnＨ2n+1）2（ｎは１〜１０の整数）で表されるジアルキルアミノ基、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素、シアノ基、または以下の式（２）で表される複素環基であって、これらのうちの少なくとも１つは該複素環基であり、Ａｒ１〜Ａｒ４は互いに同一または異なっており、以下の式のグループ（３）から選ばれる芳香族置換基である。）
【化２】
2005108729.tif 000021
（式中、Ｙは酸素（Ｏ）または硫黄（Ｓ）であり、Ｒ’は水素、−ＣnＨ2n+1（ｎは１〜１０の整数）で表れるアルキル基、−ＯＣnＨ2n+1（ｎは１〜１０の整数）で表されるアルコキシ基、−Ｎ（ＣnＨ2n+1）2（ｎは１〜１０の整数）で表されるジアルキルアミノ基、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素、シアノ基、またはフェニル基である。）
【化３】
2005108729.tif 000022
（式中、Ｒは水素、−ＣnＨ2n+1（ｎは１〜１０の整数）で表れるアルキル基、−ＯＣnＨ2n+1（ｎは１〜１０の整数）で表されるアルコキシ基、−Ｎ（ＣnＨ2n+1）2（ｎは１〜１０の整数）で表されるジアルキルアミノ基、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素、シアノ基、またはフェニル基である。）
【請求項２】
前記発光材料が、以下の式（４）で表され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ト素子。
【化４】
2005108729.tif 000023
【請求項３】
前記発光材料が、以下の式（５）で表され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ト素子。
【化５】
2005108729.tif 000024
【請求項４】
前記発光材料が、以下の式（６）で表され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ト素子。
【化６】
2005108729.tif 000025
【請求項５】
前記赤橙色発光層及び青色発光層の発光側に設けられるカラーフィルターをさらに備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、赤橙色発光層と青色発光層とを備え、白色を発光する有機エレクトロルミネッセント素子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
有機エレクトロルミネッセント素子（以下、有機ＥＬ素子という）においては、発光層として、赤橙色発光層と青色発光層を積層することにより、白色を発光させることができる。従って、液晶表示装置と同様に、この白色発光の有機ＥＬ素子とカラーフィルターとを組み合わせることによりフルカラーディスプレイとすることができる。
【０００３】
ルブレンなどのナフタセン誘導体は蛍光が強く、高輝度を示す有機ＥＬ素子用発光材料として知られている。しかしながら、ルブレンからの発光は、黄色〜オレンジ色の発光であり、上記のような赤橙色発光層として用いることができなかった（特許文献１など）。
【０００４】
そこで、ルブレンなどの発光を長波長化することが以前より検討されており、ナフタセン誘導体の置換基の変更、あるいはナフタセンからペンタセンへの基本骨格の変更などが検討されている（特許文献２など）。
【０００５】
しかしながら、これらの方法では、長波長化は達成することができるが、素子の発光寿命を改善するまでには至らなかった。
【特許文献１】特開２００３−５５６５２号公報
【特許文献２】国際公開第９９／５７２２１号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、新規な発光材料を赤橙色発光層に用いることにより、色純度が高い白色を発光させることができる有機ＥＬ素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、一対の電極間に積層して配置された赤橙色発光層と青色発光層とを備える有機ＥＬ素子であり、赤橙色発光層に、以下の一般式（１）で表される発光材料が含まれていることを特徴としている。
【０００８】
【化１】
2005108729.tif 000002
（式中、Ｒ１１〜Ｒ１５、Ｒ２１〜Ｒ２５、Ｒ３１〜Ｒ３５、及びＲ４１〜Ｒ４５は、互いに同一または異なっており、水素、−ＣnＨ2n+1（ｎは１〜１０の整数）で表されるアルキル基、−ＯＣnＨ2n+1（ｎは１〜１０の整数）で表されるアルコキシ基、−Ｎ（ＣnＨ2n+1）2（ｎは１〜１０の整数）で表されるジアルキルアミノ基、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素、シアノ基、または以下の式（２）で表される複素環基であって、これらのうちの少なくとも１つは該複素環基であり、Ａｒ１〜Ａｒ４は互いに同一または異なっており、以下の式のグループ（３）から選ばれる芳香族置換基である。）
【０００９】
【化２】
2005108729.tif 000003
（式中、Ｙは酸素（Ｏ）または硫黄（Ｓ）であり、Ｒ’は水素、−ＣnＨ2n+1（ｎは１〜１０の整数）で表れるアルキル基、−ＯＣnＨ2n+1（ｎは１〜１０の整数）で表されるアルコキシ基、−Ｎ（ＣnＨ2n+1）2（ｎは１〜１０の整数）で表されるジアルキルアミノ基、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素、シアノ基、またはフェニル基である。）
【００１０】
【化３】
2005108729.tif 000004
（式中、Ｒは水素、−ＣnＨ2n+1（ｎは１〜１０の整数）で表れるアルキル基、−ＯＣnＨ2n+1（ｎは１〜１０の整数）で表されるアルコキシ基、−Ｎ（ＣnＨ2n+1）2（ｎは１〜１０の整数）で表されるジアルキルアミノ基、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素、シアノ基、またはフェニル基である。）
本発明において赤橙色発光層の発光材料として用いる化合物としては、例えば、以下の式（４）〜（６）に示すような化合物が挙げられる。
【００１１】
【化４】
2005108729.tif 000005
【００１２】
【化５】
2005108729.tif 000006
【００１３】
【化６】
2005108729.tif 000007
本発明の赤橙色発光層に用いる発光材料は、赤橙色（波長５９０〜６００ｎｍ）を発光することができるので、ペリレンなどを発光材料として用いる青色発光層と組み合わせて、色純度の高い白色を発光させることができる。また、本発明において赤橙色発光層に用いる発光材料は、寿命特性に優れているので、寿命特性に優れた白色発光の有機ＥＬ素子とすることができる。
【００１４】
また、本発明の有機ＥＬ素子は、赤橙色発光層及び青色発光層の発光側にカラーフィルターを設け、所望の色を発光する発光層とすることができる。また、カラーフィルターとして、ＲＧＢの３色あるいはＲＧＢＷ（Ｗは白色）の４色のカラーフィルターを設けることにより、フルカラー表示が可能なディスプレイとすることができる。
【００１５】
上記式（４）に示す本発明の発光材料は、例えば、以下に示す（化７）及び（化８）の反応式に従い合成することができる。
【００１６】
【化７】
2005108729.tif 000008
【００１７】
【化８】
2005108729.tif 000009
また、上記（化８）において用いているリチウム化合物は、以下の（化９）の方法により合成することができる。
【００１８】
【化９】
2005108729.tif 000010
本発明に従う他の発光材料も、上記合成方法と同様の方法で製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１は、本発明に従う一実施例の有機ＥＬ素子を示す断面図である。この有機ＥＬ素子においては、ＴＦＴを用いて各画素における発光のオンオフを駆動している。また、この有機ＥＬ素子においては、カラーフィルターが設けられている。
【００２０】
図１を参照して、ガラスなどの透明基板からなる基板１の上には、第１の絶縁層２が設けられている。第１の絶縁層２は、例えばＳｉＯ2及びＳｉＮXなどから形成されている。第１の絶縁層２の上には、ポリシリコン層からなるチャネル領域２０が形成されている。チャネル領域２０の上には、ドレイン電極２１及びソース電極２３が形成されており、またドレイン電極２１とソース電極２３の間には、第２の絶縁層３を介してゲート電極２２が設けられている。ゲート電極２２の上には、第４の絶縁層４が設けられている。第２の絶縁層３は、例えばＳｉＮX及びＳｉＯ2から形成されていおり、第３の絶縁層４は、ＳｉＯ2及びＳｉＮXから形成されている。
【００２１】
第３の絶縁層４の上には、第４の絶縁層５が形成されている。第４の絶縁層５は、例えば、ＳｉＮXから形成されている。第４の絶縁層５の上の画素領域の部分には、カラーフィルター層７が設けられている。カラーフィルター層７としては、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、またＢ（青）などのカラーフィルターが設けられる。カラーフィルター層７の上には、第１の平坦化膜６が設けられている。ドレイン電極２１の上方の第１の平坦化膜６にはスルーホール部が形成され、第１の平坦化膜６の上に形成されているＩＴＯ（インジウムースズ酸化物）からなるホール注入電極８がスルーホール部内に導入されている。画素領域におけるホール注入電極８の上には、ホール注入層１０が形成されている。画素領域以外の部分においては、第２の平坦化膜９が形成されている。
【００２２】
ホール注入層１０の上には、発光層１１が設けられている。ここで、発光層１１は、赤橙色発光層の上に、青色発光層を積層した２層構造の発光層となっている。発光層１１の上には電子輸送層１２が設けられ、電子輸送層１２の上は、電子注入電極（陰極）１３が設けられている。
【００２３】
以上のように本実施例の有機ＥＬ素子においては、画素領域の上に、ホール注入電極８と、ホール注入層１０と、赤橙色発光層と青色発光層の２層構造の発光層１１と、電子輸送層１２と、電子注入電極１３とが積層されて有機ＥＬ素子が構成されている。
【００２４】
発光層１１においては、赤橙色発光層と青色発光層とが積層されているので発光層１１からは白色の発光がなされる。この白色光は、基板１を通り外部に出射するが、発光側にカラーフィルター層７が設けられているので、カラーフィルター層７の色に応じてＲ、ＧまたはＢの色の光が出射される。
【００２５】
本発明の有機ＥＬ素子においては、カラーフィルターを設けていない画素を形成し、白色を発光させてもよい。
【実施例】
【００２６】
（実施例１〜３）
表１に示す材料を用いて、ホール注入層、ホール輸送層、赤橙色発光層、青色発光層、電子輸送層及び陰極（電子注入電極）を形成した。表において（  ）内の数値は各層の厚み（ｎｍ）を示している。
【００２７】
赤橙色発光層において用いている化合物１は上記式（４）で表される本発明の発光材料であり、化合物２は上記式（５）で表される本発明の発光材料であり、化合物３は上記式（６）で表される本発明の発光材料である。
【００２８】
青色発光層において用いている化合物４は、２−ターシャリー−ブチル−９，１０−ジ（β−ナフチル）アントラセンであり、以下の構造式を有する化合物である。
【００２９】
【化１０】
2005108729.tif 000011
青色発光層において用いているペリレンは、以下の構造式を有する化合物である。
【００３０】
【化１１】
2005108729.tif 000012
ホール輸送層及び発光層で用いられているＮＰＢは、Ｎ，Ｎ’−ジ（ナフタセン−１−イル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジンであり、以下の構造式を有する化合物である。
【００３１】
【化１２】
2005108729.tif 000013
発光層において用いているｔＢｕＤＰＮは、５，１２−ビス（４−ターシャリー−ブチルフェニル）ナフタセンであり、以下の構造式を有する化合物である。
【００３２】
【化１３】
2005108729.tif 000014
電子輸送層において用いているＡｌｑは、トリス（８−ヒドロキシキノリナト）アルミニウムであり、以下の構造式を有する化合物である。
【００３３】
【化１４】
2005108729.tif 000015
陰極（電子注入電極）は、ＬｉＦとＡｌを積層することにより形成されている。
【００３４】
赤橙色発光層は、ＮＰＢをホスト材料として用い、化合物１〜３を発光ドーパントとして用いている。また、ｔＢｕＤＰＮは、発光層内のキャリア移動を調節したり、あるいは、発光ドーパントへのエネルギーの移動を行なう役目をする補助ドーパントとして用いている。青色発光層においては、化合物４をホスト材料として用い、ペリレンを発光ドーパントとして用い、ＮＰＢを補助ドーパントとして用いている。各発光層において％は重量％を示している。
【００３５】
表１に示す実施例１〜３において、各層は真空蒸着法により形成されている。
【００３６】
（比較例１及び２）
表２に示すように、比較例１の赤橙色発光層においては、ＮＰＢをホスト材料として用い、ジフェニルペンタセンを発光ドーパントとして用い、ｔＢｕＤＰＮを補助ドーパントとして用いている。また、比較例２の赤橙色発光層においては、ＮＰＢをホスト材料として用い、化合物５を発光ドーパントとして用い、ｔＢｕＤＰＮを補助ドーパントして用いている。
【００３７】
ジフェニルペンタセンは、以下の構造式を有している。
【００３８】
【化１５】
2005108729.tif 000016
化合物５は、以下の構造式を有している。
【００３９】
【化１６】
2005108729.tif 000017
〔発光特性の評価〕
表１及び表２に示す実施例１〜３及び比較例１〜２の有機ＥＬ素子について、発光特性を評価した。評価結果を表１及び表２に示す。なお、寿命は１５００ｃｄ／ｍ2が７５０ｃｄ／ｍ2になる半減期として示している。
【００４０】
【表１】
2005108729.tif 000018
【００４１】
【表２】
2005108729.tif 000019
表１と表２の比較から、本発明に従う発光材料を赤橙色発光層の発光材料として用いることにより、発光効率が高く、かつ寿命特性に優れた白色発光の有機ＥＬ素子とすることができることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の一実施例の有機ＥＬ素子を示す断面図。
【符号の説明】
【００４３】
１…基板
２…第１の絶縁層
３…第２の絶縁層
４…第３の絶縁層
５…第４の絶縁層
６…第１の平坦化膜
７…カラーフィルター層
８…ホール注入電極
９…第２の平坦化膜
１０…ホール注入層
１１…発光層
１２…電子輸送層
１３…電子注入電極
２０…チャネル領域
２１…ドレイン電極
２２…ゲート電極
２３…ソース電極
【図１】
2005108729.tif 000027