(57)【要約】【課題】  高耐久の有機ＥＬ素子およびその製造方法を提供する。【解決手段】  本発明の有機ＥＬ素子は、電極１４、２４間に保持された少なくとも発光材料と、色素または顔料を含む発光層２０を含んで構成される有機エレクトロ・ルミネッセンス素子１０である。発光層２０は、色素の吸収端から、光エネルギー側に１２０ｋＪ／ｍｏｌ以内に吸収端を有し、かつ孤立電子対を含まず、少なくとも２つの芳香環を含む添加剤を含んで構成されている。発光層２０は、発光材料と、色素と、色素の吸収端から、高エネルギー側に１２０ｋＪ／ｍｏｌ以内に吸収端を有し、かつ孤立電子対を含まない少なくとも２つの芳香環を含む添加剤とを堆積させるステップを含む製造方法により製造される。本発明における添加剤は、フェニル置換アントラセン、ナフチル置換アントラセン、ナフチル置換ナフタレン、ナフタセン誘導体を含む群から選択することができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極間に保持された少なくとも発光材料と、色素または顔料とを含む発光層を含んで構成される有機エレクトロ・ルミネッセンス素子であって、
前記発光層は、前記色素の吸収端から高エネルギー側に吸収端を有し、かつ最高被占軌道及び最低空軌道を与える主骨格に孤立電子対を含まず、少なくとも２つの芳香環を含む添加剤を、前記色素または顔料の質量に対して１：１よりも多く含む
有機エレクトロ・ルミネッセンス素子。
【請求項２】
前記添加剤は、フェニル置換アントラセン、ナフチル置換アントラセン、ナフチル置換ナフタレン、ピレン、ナフタセン誘導体を含む群から選択される、
請求項１に記載の素子。
【請求項３】
前記添加剤は、９，１０−ジフェニルアントラセン、９，１０−ジナフチルアントラセン、ナフチルナフタレン、およびルブレンからなる群から選択される、
請求項１または２に記載の素子。
【請求項４】
前記発光層は、アルミニウム−キノリノール錯体を含む、
請求項１に記載の素子。
【請求項５】
前記色素の吸収端は、少なくとも前記添加剤の吸収端より２．５ｋＪ／ｍｏｌエネルギー的に低い
請求項１〜４に記載の素子。
【請求項６】
基板を与えるステップと、
前記基板上に第１の電極を形成するステップと、
前記基板上に少なくとも発光層を形成するステップと、
前記第１の電極との間において電流経路を形成するための第２の電極を形成するステップとを含み、
前記発光層を形成するステップは、発光材料と、色素と、前記色素の吸収端から、高エネルギー側に吸収端を有し、かつ最高被占軌道及び最低空軌道を与える主骨格に孤立電子対を含まず、前記色素の質量に対して１：１よりも多い量で、少なくとも２つの芳香環を含む添加剤とを堆積させるステップを含む
有機エレクトロ・ルミネッセンス素子の製造方法。
【請求項７】
前記発光層を形成するステップは、発光材料としてアルミニウム−キノリノール錯体を堆積させるステップを含む、
請求項６に記載の製造方法。
【請求項８】
前記発光層を形成するステップは、フェニル置換アントラセン、ナフチル置換アントラセン、ナフチル置換ナフタレン、ピレン、ナフタセン誘導体を含む群から選択される添加剤を堆積させるステップを含む、請求項６に記載の製造方法。
【請求項９】
前記添加剤は、フェニルアントラセン、ジナフチルアントラセン、ビナフチル、およびルブレンからなる群から選択される、請求項８に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は有機エレクトロ・ルミネッセンス素子に関し、より詳細には、有機エレクトロ・ルミネッセンスの発光寿命を改善することにより、より長寿命、かつ表示特性の改善された有機エレクトロ・ルミネッセンス素子および有機エレクトロ・ルミネッセンス素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ素子は、応答速度が非常に速く自己発光素子であるため、表示装置に適用した場合には視野角も広い良好な平面型表示装置を提供できることが期待されている。このため、有機ＥＬ素子は、液晶表示装置に替わる平面型表示装置への適用が検討されている。
【０００３】
反面、これまで有機ＥＬ素子に対しては種々の不都合があることも知られており、種々の検討が加えられている。上述した不都合としては、酸素による材料または電極の酸化、材料の結晶化など、特に発光特性の劣化に伴う素子寿命に関連してデバイス構成の観点から検討が加えられている。さらに、発光層に対して発光効率の良い色素を混合し、発光の効率を改善することにより素子への負荷を低減させることにより素子寿命を改善する試みも行われている。上述した色素は、やはり有機材料であり、色素の化学的性質に関連して有機ＥＬ素子の寿命が左右され、色素自体の劣化によっても素子寿命が低下することになる。
【０００４】
上記不都合を改善するために種々の検討が行われてきてはいるものの、とくに輝度特性の長寿命化という点に関連しては、未だ充分なものとはいえなかった。
【特許文献１】特開平９−２０５２３７号公報
【特許文献２】特開平８−３１９４８２号公報
【特許文献３】特開２００１−７６８７７号公報
【特許文献４】特開２００１−３５７９７２号公報
【特許文献５】特許第２９５７７９３号明細書
【特許文献６】特許第２５５２０３６号明細書
【特許文献７】特開２０００−１６４３６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、これまで発光層に色素を含ませることにより、所望する波長の発光を得る有機ＥＬ素子において、発光を与えるための色素の寿命を向上させることが必要とされていた。また、色素の劣化を防止することにより、発光寿命が向上された有機ＥＬ素子を提供することが必要とされていた。また、色素の劣化を効果的に防止した有機ＥＬ素子の製造方法が必要とされていた。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、発光機構と色素劣化の機構とが密接に関連することに着目し、色素の発光機構を詳細に検討することにより、色素のエネルギー準位と、一定の関連性のエネルギー準位にある添加剤を添加すれば、効果的に色素寿命を延長することが可能であることを見出し、本発明に至ったものである。すなわち、本発明者らは、有機ＥＬ素子における発光は、ホールと、電子との再結合により生成した色素の励起状態により与えられるものであって、蛍光性の色素においては効率的な発光を与えるのが色素の一重項状態であり、効率的な発光を与えない励起三重項状態が統計的に見て励起一重項状態の３倍形成されてしまうことに着目した。色素分子は、その基底状態では概ね安定といえる。しかしながら、励起状態では、励起状態にとどまっている間に種々の化学反応により、変化してゆくものと考えられる。
【０００７】
したがって、できるだけ色素の励起状態にある期間を短縮することが好ましいが、励起一重項に存在する期間を短縮することは、発光効率の低下を生じさせるので好ましくない。また、高効率の発光を生じさせるため励起一重項状態は、大きな遷移モーメントを有しているのが通常であり、生成したとしても高い効率で基底状態に戻る。しかしながら、三重項状態は、通常では基底状態へと光学的な遷移が禁制されているので、いったん生成してしまうと、項間交差や三重項同士の消光により基底状態に戻るか、化学反応により消滅するかであり、いずれにしても色素の劣化機構において重要な役割を果たすものと考えられる。本発明者らは、鋭意検討の結果、有機ＥＬ素子において発光メカニズム上生成が不可避であり、かつ通常色素の用途以上に生成されてしまう励起三重項状態を効率よく消光させることにより、色素の寿命を延長し、有機ＥＬ素子の発光寿命を延長することが可能であることを見出し、本発明に至ったものである。
【０００８】
すなわち、本発明によれば、電極間に保持された少なくとも発光材料と、色素または顔料とを含む発光層を含んで構成される有機エレクトロ・ルミネッセンス素子であって、前記発光層は、前記色素の吸収端から、高エネルギー側に吸収端を有し、かつ最高被占軌道及び最低空軌道を与える主骨格に孤立電子対を含まず、少なくとも２つの芳香環を含む添加剤を、前記色素または顔料の質量に対して１：１よりも多く含む有機エレクトロ・ルミネッセンス素子が提供される。前記添加剤は、フェニル置換アントラセン、ナフチル置換アントラセン、ナフチル置換ナフタレン、ピレン、ナフタセン誘導体を含む群から選択される。また、前記添加剤は、９，１０−ジフェニルアントラセン、９，１０−ジナフチルアントラセン、ナフチルナフタレン、およびルブレンからなる群から選択されることが好ましい。また、前記発光層は、アルミニウム−キノリノール錯体を含むことができる。前記色素の吸収端は、少なくとも前記添加剤の吸収端より２．５ｋＪ／ｍｏｌエネルギー的に低いことが好ましい。
【０００９】
本発明によれば、基板を与えるステップと、
前記基板上に第１の電極を形成するステップと、
前記基板上に少なくとも発光層を形成するステップと、
前記第１の電極との間において電流経路を形成するための第２の電極を形成するステップとを含み、
前記発光層を形成するステップは、発光材料と、色素と、前記色素の吸収端から、高エネルギー側に吸収端を有し、かつ最高被占軌道及び最低空軌道を与える主骨格に孤立電子対を含まず、前記色素の質量に対して１：１よりも多い量で、少なくとも２つの芳香環を含む添加剤とを堆積させるステップを含む有機エレクトロ・ルミネッセンス素子の製造方法が提供される。本発明においては、前記発光層を形成するステップは、発光材料としてアルミニウム−キノリノール錯体を堆積させるステップを含むことができる。前記発光層を形成するステップは、フェニル置換アントラセン、ナフチル置換アントラセン、ナフチル置換ナフタレン、ピレン、ナフタセン誘導体を含む群から選択される添加剤を堆積させるステップを含むことができる。本発明においては、前記添加剤は、フェニルアントラセン、ジナフチルアントラセン、ビナフチル、およびルブレンからなる群から選択されることが好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明を図面に示した実施の形態をもって説明するが、本発明は図面に示した実施の形態に限定されるものではない。図１には、本発明の有機ＥＬ素子の概略的な構成を示す。図１に示されるように、本発明の有機ＥＬ素子１０は、ボトムエミッション構成とされており、基板１２上に、アノード１４が堆積され、アノード１４上には、ホール注入層１６が堆積されている。基板１２は、図１に示したボトムエミッション構成を採用する場合には、スパッタリングといった適切な堆積方法を使用し、ＩＴＯといった透明な導電性材料から構成することができる。アノード１４上にはホール注入層１６が、蒸着といった方法により堆積されている。ホール注入層１６は、ホールを発生させることができるアミン誘導体を含む化合物から形成することができ、具体的には、本発明においては、フタロシアニンの他、銅フタロシアニンといったフタロシアニン錯体などを使用することができる。
【００１１】
また、ホール注入層１６上には、ホール輸送層１８が、蒸着といった堆積方法を使用して形成されている。本発明において使用することができるホール輸送材料としては、ホール注入層１６において発生したホールを後述する発光層へと移動させることができる化合物であれば、いかなるものでも用いることができ、具体的には例えば、下記に示す材料を挙げることができる。
【００１２】
【化１】
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【００１３】
【化２】
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【００１４】
【化３】
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【００１５】
【化４】
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【００１６】
【化５】
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なお、本発明においては、上述した以外にもポリビニルカルバゾールといったポリマー性のホール輸送材料を使用することができる。
【００１７】
図１に示されるように、ホール輸送層１８上には、発光層２０が形成されている。発光層２０は、ホールと電子とを再結合させ、発光を与えることができる材料組成物から形成されている。具体的には、本発明の発光層２０は、発光材料と、所望するスペクトルの発光を与えることが可能な色素と、本発明において使用する三重項消光剤とを含んで形成されている。これらの材料は、蒸着などの適切な方法により、ホール輸送層１８上に堆積されている。
【００１８】
本発明において使用することができる発光材料としては、例えばＡｌｑ３といったアルミニウムーキノリノール錯体の他、これまで知られたいかなる発光性の低分子材料または高分子材料でも用いることができる。以下に本発明において使用することができる発光性の材料を例示的に記載する。
【００１９】
【化６】
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【００２０】
【化７】
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【００２１】
【化８】
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【００２２】
【化９】
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【００２３】
【化１０】
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【００２４】
【化１１】
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上述した材料は、単独で、または必要に応じて適宜混合して使用することができ、発光特性、製膜性、製造性といった観点からは、本発明においては、Ａｌｑ３を使用することが好適である。
【００２５】
図１に示した本発明の有機ＥＬ素子には、上述した発光層２０上に、電子輸送層２２が形成される。この電子輸送層２２は、後述するカソードから放出された電子を発光層２０まで輸送して、ＥＬ発光を与えるために使用することができる。本発明において使用することができる電子輸送層としては、上述したＡｌｑ３も使用することができる。また、本発明においてはＡｌｑ３といった電子輸送材料の他にも、下記に例示する材料を挙げることができる。
【００２６】
【化１２】
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【００２７】
【化１３】
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【００２８】
【化１４】
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【００２９】
【化１５】
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さらに、図１に示された有機ＥＬ表示素子１０には、最上層にカソード２４が堆積されており、発光を生じさせるための電子を供給している。本発明の図１に示した実施の形態においては、ボトムエミッション構造が示されているので、カソードは、発光層２０において生成された発光を効率的に反射させるため、Ａｌ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｎｉ／Ａｌ、ＭｇＡｇといった反射性の材料から形成される。さらに、本発明の有機ＥＬ素子には、図１に示した各要素を外部の水、酸素などから遮断するための保護膜が形成されていても良い。
【００３０】
図１に示した実施の形態においては、ボトムエミッション構成の有機ＥＬ素子を説明しているが、アノード１４を反射性の材料から形成し、カソード２４を透過性の材料から形成することにより、トップエミッション型の構成の有機ＥＬ素子に対しても本発明を適用することができる。
【００３１】
本発明においては、上述した発光層２０を、発光材料と、色素と、この色素と特定のエネルギー・コリレーションを有する添加剤とを使用して形成することにより、有機ＥＬ素子の発光寿命を改善することが見出された。
【００３２】
本発明において使用することができる色素としては、これまで知られたいかなる色素でも使用することができ、例えばレーザ発振用色素などを挙げることができる。具体的には、ｐ−ターフェニル、ＱＵＩ、ポリフェニル１、スチルベン１、スチルベン３、クマリン２、クマリン４７、クマリン１０２、クマリン３０、ローダミン６Ｇ、ローダミンＢ、ＤＣＭ、ＤＣＭ２、ＤＣＪＴＢ、ローダミン７００、スチリル９、ＨＬＴＣＬ、ＩＲ１４０（以上、Lambda Physics社レーザー用色素分子カタログ、Lambda Physics社）、クマリンＣ−５４５、クマリンＣ−５４５Ｔ、クマリンＣ−５４５Ｂ、５，７−ジメトキシクマリン、N,N’-ジメチルキナクリドンといったキナクリドン系色素、N,N,N',N'-テトラフェニル-9,10-ジアミノアセトンといったアントラキノン系色素、テトラフェニルポルフィリンといったポルフィリン系色素または顔料などを挙げることができる。また、本発明においては、カラー・インデックスにより指定される構造の蛍光性の色素または顔料であれば、これまで知られたいかなる材料でも使用することができる。
【００３３】
また、本発明において使用することができる添加剤は、いわゆる三重項消光剤として知られる化合物を挙げることができる。本発明において使用することができる添加剤は、三重項消光効率の良い、π電子共役系分子を使用することが好ましく、また上述した色素からの蛍光を吸収しない化合物であることが好ましい。上述した添加剤は、さらに、色素または顔料のＳ１レベルよりもエネルギー的に高いＳ１レベルを有することが、生成した色素のＳ１励起状態からのエネルギー移動による消光を防止する点から好ましい。上述した三重項消光剤として使用することができる添加剤は、具体的には例えば、ナフタレンまたはナフタレン誘導体、アントラセン、またはアントラセン誘導体、ナフタセン、またはナフタセン誘導体、ピレン、またはピレン誘導体、ペリレン、ナフチル系消光剤などを挙げることができる。
【００３４】
さらに、本発明においては、特定の組み合わせの色素と三重項消光剤とが所定のエネルギー・コリレーションを有していることが、本発明の有機ＥＬ素子の発光寿命を特に延ばすために必要とされることが見出された。すなわち、本発明においては、色素または顔料の最低励起一重項状態（Ｓ１）のエネルギー・レベルが、三重項消光剤の最低励起一重項状態（Ｓ１ｑ）のエネルギー・レベルよりも低く、かつ、色素または顔料がｎ−π＊遷移による吸収を与える発色団を有し、さらに三重項消光剤が孤立電子対を有さず、π−π＊遷移によるＳ１ｑを与える組み合わせの色素または顔料と三重項消光剤といった材料を使用した場合に、特に有機ＥＬ素子の発光寿命を改善する効果を得ることができることを見出した。
【００３５】
本発明において、上記構成を採用することにより有機ＥＬ素子の発光寿命が長寿命化する理由は種々あり得る。図２には、本発明者らが鋭意検討した結果、色素および三重項消光剤のエネルギー・コリレーションと、発光寿命とから推定した本発明の発光寿命延長機構を示す。
【００３６】
図２には、発光層２０を構成する色素と、三重項消光剤とのエネルギー・コリレーションが示されている。図２（ａ）が蛍光性の色素のエネルギー・レベルを示し、図２（ｂ）が、三重項消光剤のエネルギー・レベルを示す。図２（ａ）に示された色素は、その電子的な基底状態がＳ０で示され、最低励起一重項状態がＳ１で示されており、Ｓ０とＳ１との間のエネルギー差がＥ１で示されている。Ｓ０レベルとＳ１レベルとの間には、三重項状態Ｔ１が存在しているのが示されている。有機ＥＬ素子では、ホールと電子との再結合により色素の励起状態Ｓ１およびＴ１が生成される。この場合、ホールの保有するスピン状態を与える電子と、カソードから供給される電子のスピン状態とに応じて、Ｓ１とＴ１とが１：３の比率で生成されることになる。また、いったん生成したＳ１は、蛍光を発生させながら基底状態へと遷移すると同時に、項間交差によりＴ１へと緩和してゆく。上述した機構により発生したＴ１は、基底状態とは異なった吸収帯(三重項―三重項吸収)を持つ。ストークスシフトのために、基底状態の分子がその蛍光を吸収する可能性は低いが、三重項―三重項吸収は可視部に現れることも多く、Ｔ１が蛍光を吸収する可能性は高い。Ｔ１が蛍光を吸収した場合には、化学結合を切断するためには充分なエネルギーが分子内に蓄えられる。よって、Ｔ１準位が蓄積することは、色素に対して悪影響を与えることになる。
【００３７】
一方、三重項消光剤も同様に基底状態Ｓ０ｑと、最低励起一重項状態Ｓ１ｑと、三重項状態Ｔ１ｑという順位を有している。Ｓ０ｑと、Ｓ１ｑとは、エネルギー差Ｅ２があり、中間的なエネルギーにＴ１ｑが存在する。本発明において使用する三重項消光剤は、本発明においては、色素のＳ１−Ｓ０遷移により生成された発光を再吸収せず、さらに一重項−一重項エネルギー移動により、生成したＳ１を消光させないためには、Ｅ２＞Ｅ１、すなわち、Ｓ１ｑ＞Ｓ１となることが好ましいものと推定される。
【００３８】
また、色素分子内に蓄積したＴ１は、生成時から統計的にＳ１の３倍生成されてしまう。このため、色素分子内に励起三重項状態として蓄積されたエネルギーを迅速に除去して、色素分子自体の化学変化を生じないようにすることが好ましい。このためには、生成したＴ１を効率的に消滅させることが必要とされる。このためには、生成したＴ１からエネルギー移動を生じさせることが好ましいが、この際、エネルギーの効率的な受け渡しを可能とするレベルが、スピン保存などの観点から三重項消光剤のＴ１レベルとなるものと考えられる。しかしながら、三重項消光剤のＴ１ｑのエネルギー・レベルがＴ１よりも高い場合には、効率的なエネルギー移動は、エネルギー保存の法則に基づき生成しないので、Ｔ１ｑのエネルギー・レベルは、Ｔ１よりも低いことが必要とされる。
【００３９】
不都合なことに、これまで色素のＴ１および三重項消光剤のＴ１ｑのエネルギー・レベルについて充分な知見は得られていない。このため上述した関係にある材料を選択するための充分な知見はないものといえる。そこで、本発明者らは、光化学的および量子化学的な知見および薄膜における吸収スペクトルの結果を使用し、上述した特性を有する材料の組み合わせについて鋭意検討を加えた。
【００４０】
一般には、有機化合物の最低励起一重項状態は、π電子共役系では、π＊となる。一方、上述したπ＊準位に遷移する電子は、有機化合物の構造に応じて異なり、孤立電子対を有する有機化合物では、多くの場合孤立電子対からの電子遷移、いわゆるｎ−π＊遷移である。また、上述した孤立電子対を有していない場合には、電子遷移は、最も安定なエネルギー準位を与えるπ軌道の電子から生じ、電子遷移は、いわゆるπ−π＊遷移となる。さらには、多くの場合、孤立電子対のエネルギー・レベルは、結合に寄与する電子から形成される結合性軌道πのエネルギーよりも高く、反結合性軌道π＊よりも低いと考えられる。
【００４１】
このため、本発明においては、孤立電子対を有する色素を使用する一方で、孤立電子対を有しない三重項消光剤を使用することにより、Ｓ１ｑ＞Ｓ１の条件を満たすことが可能である。また、三重項準位のエネルギーのπ＊準位のエネルギーからの安定化の量は、量子化学的な観点からは、交換反発積分Ｋｉａの値に対応する。ここで、ｉは、基底状態の電子軌道であり、ａが励起状態の電子軌道を示す。さらに、Ｋｉａの値は、分子軌道の形状の空間的な重なりが大きくなると大きくなり、分子軌道の形状の空間的な重なりが小さくなればなるほど小さくなる特性を有している。孤立電子対の形状は、ほぼ孤立電子対を有する原子の原子軌道に近いので、反結合性軌道の形状との重なりは、結合性分子軌道と反結合性分子軌道との間の重なりよりも少ないものと考えられる。
【００４２】
上述した観点から、孤立電子対を含む色素を使用し、さらに、孤立電子対を含まない化合物であって、Ｓ１ｑのレベルがＳ１のレベルよりも交換積分の値の２倍（２Ｋｉａ）よりも小さな化合物を、三重項消光剤として選択することが、効果的に色素のＴ１を消光させることが可能であることが予測される。
【００４３】
すなわち、本発明によれば、色素のＳ１のエネルギーと三重項消光剤のＳ１ｑのエネルギーとが、下記式（１）
【００４４】
【数１】
2005108746.tif 000018
で与えられる組み合わせを使用することが、有機ＥＬ素子の発光寿命を向上させるためには必要である。上記式（１）中、２Ｋｉａは、計算により求められる値である。一方で、本発明においては発光剤と、色素と、三重項消光剤とにより形成される薄膜のＳ１←Ｓ０遷移に対応する吸収と考えられるので、本発明においては２Ｋｉａの値に代えて、膜の吸収スペクトルの最低励起一重項状態のエネルギー差にバルク中の環境を反映したものと考えられる、各化合物の吸収端のエネルギー差に置き換えた下記式（２）を使用して、色素と、そのために使用される三重項消光剤との組み合わせについて検討した。
【００４５】
【数２】
2005108746.tif 000019
上記式（２）中、λｅは、色素および三重項消光剤のそれぞれの長波長側の吸収端のエネルギーを示す。上記式（２）に従えば、吸収端ができるだけ近く、なおかつ三重項消光剤の吸収端が所定の値以下の値で色素の吸収端よりも短波長側にある組み合わせの材料を使用することが必要となる。表１には、各化合物について文献から推定されたＳ１（三重項消光剤については、Ｓ１ｑ）を示す。
【００４６】
【表１】
2005108746.tif 000020
本発明者らは、鋭意検討した結果、上記Δλｅが約１２０ｋＪ／ｍｏｌ以下となるエネルギー・コリレーションの、孤立電子対を有する色素と孤立電子対を含まない三重項消光剤との組み合わせを使用することで、効果的に有機ＥＬ素子の発光寿命を改善することが可能であることを見出した。さらに、本発明においては、Δλｅの差が、少なくとも常温での熱分布（ｋＴ＝２．５ｋＪ／ｍｏｌ；ｋは、ボルツマン定数であり、Ｔは、絶対温度である。）だけ離れていてもエネルギー移動が生じ得る。このため、本発明においては、下記式（３）で示されるエネルギー・コリレーションを有する所定の構造の色素および三重項消光剤を使用することが特に好ましいことが見出された。さらに、本発明者らの検討の結果、上記Δλｅが約４５ｋＪ／ｍｏｌ以下となるエネルギー・コリレーションにおいて、良好な結果が得られることがわかった。
【００４７】
【数３】
2005108746.tif 000021
本発明の発光層２０を形成する際には、これまで知られたいかなる適切な堆積方法でも使用することができ、例えば、蒸着などの手法を使用することができる。また、発光材料、色素、三重項消光剤の蒸着は、それぞれ別々のソースから同時に蒸着などを行うことにより行うことができる。
【００４８】
本発明においては、発光層２０における色素の含有量は、発光層を形成する組成物に対して０．１〜３質量％とすることが好ましく、より好ましくは、０．１〜２質量％とすることができる。また、三重項消光剤の発光層２０における含有量は、色素または顔料よりも質量的に多く、１質量％〜１０質量％とすることができさらには発光材料の結晶形成の点から、４質量％〜５質量％の範囲とすることが好ましいことが見出された。また、本発明において上記添加量を三重項消光剤と色素または顔料との比で言えば、三重項消光剤：色素または顔料の比を０．５：１〜１００：１の範囲で添加することができ、本発明者等は鋭意検討の結果、発光寿命を実際的に有意義な範囲で改善するためのより好ましい範囲として、三重項消光剤：色素または顔料の比を１：１〜１０：１の範囲とすることができることを見出した。上記の比が１：１以下では、発光寿命の改善に対する改善度合いが充分ではなく、また、１０：１を超えると発光効率が低下する傾向が見られるためである。
【実施例】
【００４９】
以下、本発明を具体的な実施の形態をもって説明するが、本発明は後述する実施例によっても限定されるものではない。なお、実施例に使用した組成を表２に示す。
（例１〜例４）
図３に示す有機ＥＬ素子を形成した。図３に示す有機ＥＬ素子の製造は、まず、アノードとなるＩＴＯ膜を堆積させたガラス基板上に銅フタロシアニンを１０ｎｍの膜厚として蒸着し、ホール注入層とした。その上にα−ＮＰＢを堆積させて膜厚３０ｎｍのホール輸送層を形成した。形成されたホール輸送層上にＡｌｑ３と、クマリン６を１質量％と、三重項消光剤となる９，１０−ジフェニルアントラセン（ＤＰＡ）を０、約３、約５、約９質量％とを含む発光層を、別々のソースから蒸着し膜厚３０ｎｍで堆積させた。さらにその後Ａｌｑ３を堆積させて、膜厚３０ｎｍの電子注入層を形成し、ＬｉＦを約０．５ｎｍ蒸着した後、Ａｌを蒸着して膜厚２００ｎｍのカソードを形成した。作成された有機ＥＬ素子のアノードと、カソードとを銀ペーストを使用してリード線を取り付け、定電圧電源に接続し、１０ｍＡ／ｃｍ２で電流を供給したところ良好な緑色の発光が得られた。
【００５０】
（発光寿命の測定）
実施例において得られた有機ＥＬ素子に対して発光寿命の劣化特性を加速試験した。測定は、電流密度を１０ｍＡ／ｃｍ２で行なった。
【００５１】
その結果を表３および図４に示す。
【００５２】
【表３】
2005108746.tif 000022
DPAの濃度を[DPA]、DPAによる消光速度定数をkq、DPAがない時のクマリン三重項の減衰速度定数をk0とすると、クマリンの三重項の寿命（τ）は以下のように表される。
【００５３】
【数４】
2005108746.tif 000023
したがって、DPAの濃度が高いほど、クマリン三重項の寿命は短くなることがわかる。これを三重項−三重項吸収の効率から考えると、三重項の寿命が短ければ、三重項が蛍光を吸収する確率が下がることが予測される。その結果、DPAの濃度が高くなるにしたがい、素子の寿命が延びると考えられる。実施例の場合には、ＤＰＡの濃度が４〜５％程度まではDPAが濃くなるにしたがって寿命が延びるが、それ以上では効果が飽和することが示される。これは、ＤＰＡの濃度が高くなるほど、有効に存在する三重項が失活することを意味するものと考えられる。
【００５４】
（例５〜例８）
同様にして、色素および添加剤の量を表２に示すように変化させて実験を行ったところ、良好な結果が得られた。
【００５５】
上述したように、本発明によれば、有機ＥＬ素子の発光寿命を改善することが可能なことが示され、良好な表示特性を有する長寿命の有機ＥＬ素子を提供することが可能となることが示される。
【００５６】
【表２】
2005108746.tif 000024
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の有機ＥＬ素子の構造を示した概略図。
【図２】本発明の機構を示した概略図。
【図３】本発明の有機ＥＬ素子の実施の形態を示した図。
【図４】例１において得られた輝度の寿命をＤＰＡ濃度に対してプロットした図。
【符号の説明】
【００５８】
１０…有機ＥＬ素子
１２…基板
１４…アノード
１６…ホール注入層
１８…ホール輸送層
２０…発光層
２２…電子輸送層
２４…カソード
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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