有機発光素子
【課題】従来の有機ＬＥＤ素子の構造においては、発光層におけるドーパント材料は、濃度消光による発光効率の低下を起こさない１〜２％程度の低濃度とされていが、低ドープ濃度におけるドーパント濃度の制御は困難であり、ドーパント濃度のばらつきが素子特性のばらつきに反映されるものとなっていた。
【解決手段】有機ＬＥＤ素子の発光層を下記式（５）
【化５５】
で表されるＺｎ（ＳＡＰＨ）または下記式（８）
【化５６】
で表されるＺｎ（ＳＡＴＰ）或いはＺｎ（ＳＡＰＨ）またはＺｎ（ＳＡＴＰ）のどちらか１つをドーパント材料として、ホスト材料に該ホスト材料のα重量％（但し、０＜α≦１０）のドーパント材料を添加した混合物で形成した。
【解決手段】有機ＬＥＤ素子の発光層を下記式（５）
【化５５】
で表されるＺｎ（ＳＡＰＨ）または下記式（８）
【化５６】
で表されるＺｎ（ＳＡＴＰ）或いはＺｎ（ＳＡＰＨ）またはＺｎ（ＳＡＴＰ）のどちらか１つをドーパント材料として、ホスト材料に該ホスト材料のα重量％（但し、０＜α≦１０）のドーパント材料を添加した混合物で形成した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、注入型エレクトロルミネセンス（ＥＬ）とも称され、有機薄膜状としたＥＬ物質に電子、正孔を注入し、再結合させることで発光を行なう有機発光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機発光素子はディスプレイの基礎能力としては自発光型で視野角が広く応答速度が速いなどの特徴を持ち、モジュールにおける特徴としては、大型化および小型化並びに薄型化などが可能であり、消費電力および製造コストにおいても液晶ディスプレイに比べて優位性があるということが挙げられる。このように多くの特徴を有する有機発光素子は次世代フラットパネルディスプレイの本命技術として脚光を浴びており、現在多くの製造メーカが開発競争に鎬を削っている。
【０００３】
有機発光素子によるディスプレイに仮された目標の1つはフルカラー表示を実現することであり、そのためには表示器を光の三原色である赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）および青色（Ｂ）の夫々の光を発する有機材料で構成することが必要である。
【０００４】
ところで、有機発光素子において、所望する発光色を得るために一般的に行なわれている手法は、有機発光素子を構成する発光層を、それ自身は発光能力は低いが、成膜性が高く、発光能力の高い他のものを混合して用いる材料（ホスト材料）と、それ自身は発光能力が高いが、単独では成膜できない発光材料（ゲスト材料）とを組み合わせて形成するものである。
【０００５】
このとき、ゲスト材料はホスト材料に極微量（１〜２％程度）混合して使用されるためにドーパント色素と呼ばれ、ドーパント色素は分子構造によって青色から赤色までの可視光領域全域に亘って発光が可能である。従って、任意にドーパント色素の材料選択を行なうことによって所望する発光色の有機発光素子を実現することができる。
【０００６】
このような有機発光素子の一例として、発光波長４４０ｎｍ〜４８０ｎｍのピレン誘導体からなる青色発光材料をホスト材料とし、前記青色と補色関係にある発光の中心波長５６０ｎｍ〜６００ｎｍのカルコン型化合物（色素）からなる橙色発光材料をゲスト材料（ドーパント材料）として、前記ホスト材料（ピレン誘導体）中にゲスト材料（カルコン型色素）を１．５％添加して発光層を構成し、青色光と橙色光との加法混色によって白色有機発光素子を得る方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００２−２３７３８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の有機発光素子の構造においては、発光層におけるドーパント材料は、濃度消光による発光効率の低下を起こさない１〜２％程度の低濃度とされていた。ところが、有機発光素子作製上、特にホスト材料とゲスト材料（ドーパント材料）を同時に蒸着して発光層を形成する場合において、低ドープ濃度におけるドーパント濃度の制御は困難であった。また、有機発光素子の電気的特性および光学的特性は、ドープ濃度に大きく依存するものが多く、ドーパント濃度のばらつきが素子特性のばらつきに反映されるものとなっていた。
【０００８】
そこで、本発明は上記問題に鑑みて創案なされたもので、その目的とするところは、素子特性の再現性に優れ、歩留まりの良好な有機発光素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１に記載された発明は、陽極および陰極の間に発光層を含む有機薄膜層の多層構造を有する有機発光素子であって、前記発光層は、下記式（３）
【化１３】
で表されるサリチリデンアミノフェノール（ＳＡＰＨ）の下記式（４）
【化１４】
で表される金属錯体で形成されていることを特徴とするものである。
（但し、上記式（４）において、ＭはＺｎ、Ｅｕ、Ａｌ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｂａ、Ｓｍ、Ｍｇ、Ｐｄからなる群の中から選ばれた１つである）
【００１０】
また、本発明の請求項２に記載された発明は、請求項１において、前記金属錯体は下記式（５）
【化１５】
で表される亜鉛錯体（Ｚｎ（ＳＡＰＨ））であることを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明の請求項３に記載された発明は、陽極および陰極の間に発光層を含む有機薄膜層の多層構造を有する有機発光素子であって、前記発光層は、下記式（６）
【化１６】
で表されるサリチリデンアミノ−２−チオフェノール（ＳＡＴＰ）の下記式（７）
【化１７】
で表される金属錯体で形成されていることを特徴とするものである。
（但し、上記式（７）において、ＭはＺｎ、Ｅｕ、Ａｌ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｂａ、Ｓｍ、Ｍｇ、Ｐｄからなる群の中から選ばれた１つである）
【００１２】
また、本発明の請求項４に記載された発明は、請求項３において、前記金属錯体は下記式（８）
【化１８】
で表される亜鉛錯体（Ｚｎ（ＳＡＴＰ））であることを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明の請求項５に記載された発明は、陽極および陰極の間に発光層を含む有機薄膜層の多層構造を有する有機発光素子であって、前記発光層は、ホスト材料と下記式（３）
【化１９】
で表されるサリチリデンアミノフェノール（ＳＡＰＨ）の下記式（４）
【化２０】
で表される金属錯体からなるドーパント材料とによって形成され、前記ホスト材料に該ホスト材料のα重量％（但し、０＜α≦１０）のドーパント材料を添加したことを特徴とするものである。
（但し、上記式（４）において、ＭはＺｎ、Ｅｕ、Ａｌ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｂａ、Ｓｍ、Ｍｇ、Ｐｄからなる群の中から選ばれた１つである）
【００１４】
また、本発明の請求項６に記載された発明は、請求項５において、前記金属錯体は下記式（５）
【化２１】
で表される亜鉛錯体（Ｚｎ（ＳＡＰＨ））であることを特徴とするものである。
【００１５】
また、本発明の請求項７に記載された発明は、陽極および陰極の間に発光層を含む有機薄膜層の多層構造を有する有機発光素子であって、前記発光層は、ホスト材料と下記式（６）
【化２２】
で表されるサリチリデンアミノフェノール（ＳＡＴＰ）の下記式（７）
【化２３】
で表される金属錯体からなるドーパント材料とによって形成され、前記ホスト材料に該ホスト材料のα重量％（但し、０＜α≦１０）のドーパント材料を添加したことを特徴とするものである。
（但し、上記式（７）において、ＭはＺｎ、Ｅｕ、Ａｌ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｂａ、Ｓｍ、Ｍｇ、Ｐｄからなる群の中から選ばれた１つである）
【００１６】
また、本発明の請求項８に記載された発明は、請求項７において、前記金属錯体は下記式（８）
【化２４】
で表される亜鉛錯体（Ｚｎ（ＳＡＴＰ））であることを特徴とするものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
素子特性の再現性に優れ、歩留まりの良好な有機発光素子（有機ＬＥＤ素子）を作製するという目的を、有機ＬＥＤ素子を構成する発光層を、１種類の材料で形成するか或いはホスト材料に該ホスト材料のα重量％（但し、０＜α≦１０）のドーパント材料を添加したもので形成することで実現した。
【００１８】
以下、本発明の実施例を図１〜図７を参照しながら、詳細に説明する。尚、以下に述べる実施例は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの実施例に限られるものではない。
【実施例１】
【００１９】
図１は本発明の有機ＬＥＤ素子に係わる実施例１の断面図である。その構造は、ガラス基板の表面に陽極として機能するＩＴＯ膜がスパッタ法によって形成されている。尚、陽極の材料には仕事関数の大きい金属や合金が使用され、ＩＴＯの他には例えば、Ａｕ、ＳｎＯ２、およびＺｎＯなどが可能である。
【００２０】
そして、ＩＴＯ膜の上には正孔輸送層として機能する下記式（１）
【化２５】
で表されるＮ，Ｎ’−ジ（ナフタレン−１−イル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ベンジジン（以下「ＮＰＢ」と略称する）の薄膜が蒸着法によって形成されている。
【００２１】
更に、正孔輸送層の上には発光層として機能する薄膜が形成されている。前記発光層の薄膜は下記式（３）
【化２６】
で表されるサリチリデンアミノフェノール（以下「ＳＡＰＨ」と略称する）の下記式（４）
【化２７】
で表される金属錯体が蒸着法によって形成されたものである。
【００２２】
なお、式（４）の金属錯体における中心金属Ｍは、Ｚｎ、Ｅｕ、Ａｌ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｂａ、Ｓｍ、Ｍｇ、Ｐｄからなる群の中から選択した１つを用いることができる。
【００２３】
また、上記金属錯体はＺｎを中心金属とする下記式（５）
【化２８】
で表される亜鉛錯体（Ｚｎ（ＳＡＰＨ））であることが望ましい。
【００２４】
更に、発光層の上には電子注入層として機能する下記式（２）
【化２９】
で表されるトリス（８−ヒドロキシキノリネート）アルミニウム（III）（以下「Ａｌｑ３」と略称する）の薄膜が蒸着法によって形成されている。
【００２５】
更に、電子注入層の上には陰極として機能するＭｇＡｇ膜が蒸着法によって形成されている。尚、陰極の材料には仕事関数の小さい金属や合金が使用され、ＭｇＡｇの他には例えば、Ｃａ、Ａｌ、ＬｉＦ／Ａｌ、Ａｌ−Ｌｉ合金、およびＭｇ−Ｉｎ合金などが可能である。
【００２６】
上記構造の有機ＬＥＤ素子における各層の厚みは、正孔輸送層が約５０ｎｍ、発光層が約２０ｎｍ、電子注入層が約３０ｎｍ、陰極が約３５０ｎｍである。そして、ＩＴＯを正極、ＭｇＡｇを負極として両電極間に直流電圧を印加することによって黄色光の発光を得ることができた。尚、本実施例の有機ＬＥＤ素子ではＺｎ（ＳＡＰＨ）で形成された発光層の膜厚を制御することによって発光ピークをシフトさせることができた。つまり、素子作製工程において発光色の制御が容易に可能であるということがいえる。
【実施例２】
【００２７】
図２は本発明の有機ＬＥＤ素子に係わる実施例２の断面図である。その構造は、陰極の構成がガラス基板の表面に陽極として機能するＩＴＯ膜がスパッタ法によって形成されている。尚、陽極の材料には仕事関数の大きい金属や合金が使用され、ＩＴＯの他には例えば、Ａｕ、ＳｎＯ２、およびＺｎＯなどが可能である。
【００２８】
そして、ＩＴＯ膜の上には正孔輸送層として機能する下記式（１）
【化３０】
で表されるＮＰＢの薄膜が蒸着法によって形成されている。
【００２９】
更に、正孔輸送層の上には発光層として機能する薄膜が形成されている。前記発光層の薄膜は下記式（３）
【化３１】
で表されるＳＡＰＨの下記式（４）
【化３２】
で表される金属錯体が蒸着法によって形成されたものである。
【００３０】
なお、式（４）の金属錯体における中心金属Ｍは、Ｚｎ、Ｅｕ、Ａｌ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｂａ、Ｓｍ、Ｍｇ、Ｐｄからなる群の中から選択した１つを用いることができる。
【００３１】
また、上記金属錯体はＺｎを中心金属とする下記式（５）
【化３３】
で表される亜鉛錯体（Ｚｎ（ＳＡＰＨ））であることが望ましい。
【００３２】
更に、発光層の上には電子注入層として機能する下記式（２）
【化３４】
で表されるＡｌｑ３の薄膜が蒸着法によって形成されている。
【００３３】
更に、電子注入層の上には共に陰極として機能するＬｉＦとＡｌの各膜が順次蒸着法によって形成されている。但し、ＬｉＦの膜はＡｌの膜に比べて極めて薄く形成されている。
【００３４】
上記構造の有機ＬＥＤ素子における各層の厚みは、正孔輸送層が約５０ｎｍ、発光層が約２０ｎｍ、電子注入層が約３０ｎｍ、陰極が約３５０ｎｍである。そして、ＩＴＯを正極、Ａｌを負極として両電極間に直流電圧を印加することによって黄色光の発光を得ることができた。尚、本実施例の有機ＬＥＤ素子ではＺｎ（ＳＡＰＨ）で形成された発光層の膜厚を制御することによって発光ピークをシフトさせることができた。つまり、素子作製工程において発光色の制御が容易に可能であるということがいえる。
【実施例３】
【００３５】
図３は本発明の有機ＬＥＤ素子に係わる実施例３の断面図である。その構造は、ガラス基板の表面に陽極として機能するＩＴＯ膜がスパッタ法によって形成されている。尚、陽極の材料には仕事関数の大きい金属や合金が使用され、ＩＴＯの他には例えば、Ａｕ、ＳｎＯ２、およびＺｎＯなどが可能である。
【００３６】
そして、ＩＴＯ膜の上には正孔輸送層として機能する下記式（１）
【化３５】
で表されるＮＰＢの薄膜が蒸着法によって形成されている。
【００３７】
更に、正孔輸送層の上には発光層として機能する薄膜が形成されている。前記発光層の薄膜は下記式（６）
【化３６】
で表されるサリチリデンアミノ−２−チオフェノール（以下「ＳＡＴＰ」と略称する）の下記式（７）
【化３７】
で表される金属錯体が蒸着法によって形成されたものである。
【００３８】
なお、式（７）の金属錯体における中心金属Ｍは、Ｚｎ、Ｅｕ、Ａｌ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｂａ、Ｓｍ、Ｍｇ、Ｐｄからなる群の中から選択した１つを用いることができる。
【００３９】
また、上記金属錯体はＺｎを中心金属とする下記式（８）
【化３８】
で表される亜鉛錯体（Ｚｎ（ＳＡＴＰ））であることが望ましい。
【００４０】
更に、発光層の上には電子注入層として機能する下記式（２）
【化３９】
で表されるＡｌｑ３の薄膜が蒸着法によって形成されている。
【００４１】
更に、電子注入層の上には共に陰極として機能するＬｉＦとＡｌの各膜が順次蒸着法によって形成されている。但し、ＬｉＦの膜はＡｌの膜に比べて極めて薄く形成されている。
【００４２】
上記構造の有機ＬＥＤ素子における各層の厚みは、正孔輸送層が約５０ｎｍ、発光層が約５０ｎｍ、電子注入層が約３０ｎｍ、陰極が約３５０ｎｍである。そして、ＩＴＯを正極、Ａｌを負極として両電極間に直流電圧を印加することによって黄色光の発光を得ることができた。尚、本実施例の有機ＬＥＤ素子ではＺｎ（ＳＡＴＰ）で形成された発光層の膜厚を制御することによって発光ピークをシフトさせることができた。つまり、素子作製工程において発光色の制御が容易に可能であるということがいえる。
【実施例４】
【００４３】
図４は本発明の有機ＬＥＤ素子に係わる実施例４の断面図である。その構造は、ガラス基板の表面に陽極として機能するＩＴＯ膜がスパッタ法によって形成されている。尚、陽極の材料には仕事関数の大きい金属や合金が使用され、ＩＴＯの他には例えば、Ａｕ、ＳｎＯ２、およびＺｎＯなどが可能である。
【００４４】
そして、ＩＴＯ膜の上には正孔輸送層として機能する下記式（１）
【化４０】
で表されるＮＰＢの薄膜が蒸着法によって形成されている。
【００４５】
更に、正孔輸送層の上には発光層として機能する薄膜が形成されている。前記発光層の薄膜は、ホスト材料が下記式（２）
【化４１】
で表されるＡｌｑ３、ドーパント材料が下記式（３）
【化４２】
で表されるＳＡＰＨの下記式（４）
【化４３】
で表される金属錯体であり、ホスト材料に該ホスト材料のα重量％（但し、０＜α≦１０）のドーパント材料を添加した混合物で形成されている。その場合、薄膜はホスト材料とドーパント材料を同時に蒸着することによって形成される。
【００４６】
なお、式（４）の金属錯体における中心金属Ｍは、Ｚｎ、Ｅｕ、Ａｌ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｂａ、Ｓｍ、Ｍｇ、Ｐｄからなる群の中から選択した１つを用いることができる。
【００４７】
また、上記金属錯体はＺｎを中心金属とする下記式（５）
【化４４】
で表される亜鉛錯体（Ｚｎ（ＳＡＰＨ））であることが望ましい。
【００４８】
更に、発光層の上には電子注入層として機能する下記式（２）
【化４５】
で表されるＡｌｑ３の薄膜が蒸着法によって形成されている。
【００４９】
更に、電子注入層の上には共に陰極として機能するＬｉＦとＡｌの各膜が順次蒸着法によって形成されている。但し、ＬｉＦの膜はＡｌの膜に比べて極めて薄く形成されている。
【００５０】
上記構造の有機ＬＥＤ素子における各層の厚みは、正孔輸送層が約５０ｎｍ、発光層が約２０ｎｍ、電子注入層が約３０ｎｍ、陰極が約３５０ｎｍである。そして、ＩＴＯを正極、Ａｌを負極として両電極間に直流電圧を印加することによって緑色光の発光を得ることができた。
【実施例５】
【００５１】
図５は本発明の有機ＬＥＤ素子に係わる実施例５の断面図である。その構造は、ガラス基板の表面に陽極として機能するＩＴＯ膜がスパッタ法によって形成されている。尚、陽極の材料には仕事関数の大きい金属や合金が使用され、ＩＴＯの他には例えば、Ａｕ、ＳｎＯ２、およびＺｎＯなどが可能である。
【００５２】
そして、ＩＴＯ膜の上には正孔輸送層として機能する下記式（１）
【化４６】
で表されるＮＰＢの薄膜が蒸着法によって形成されている。
【００５３】
更に、正孔輸送層の上には発光層として機能する薄膜が形成されている。前記発光層の薄膜は、ホスト材料が下記式（２）
【化４７】
で表されるＡｌｑ３、ドーパント材料が下記式（６）
【化４８】
で表されるＳＡＴＰの下記式（７）
【化４９】
で表される金属錯体であり、ホスト材料に該ホスト材料のα重量％（但し、０＜α≦１０）のドーパント材料を添加した混合物で形成されている。その場合、薄膜はホスト材料とドーパント材料を同時に蒸着することによって形成される。
【００５４】
なお、式（７）の金属錯体における中心金属Ｍは、Ｚｎ、Ｅｕ、Ａｌ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｂａ、Ｓｍ、Ｍｇ、Ｐｄからなる群の中から選択した１つを用いることができる。
【００５５】
また、上記金属錯体はＺｎを中心金属とする下記式（８）
【化５０】
で表される亜鉛錯体（Ｚｎ（ＳＡＴＰ））であることが望ましい。
【００５６】
更に、発光層の上には電子注入層として機能する下記式（２）
【化５１】
で表されるＡｌｑ３の薄膜が蒸着法によって形成されている。
【００５７】
更に、電子注入層の上には共に陰極として機能するＬｉＦとＡｌの各膜が順次蒸着法によって形成されている。但し、ＬｉＦの膜はＡｌの膜に比べて極めて薄く形成されている。
【００５８】
上記構造の有機ＬＥＤ素子における各層の厚みは、正孔輸送層が約５０ｎｍ、発光層が約２０ｎｍ、電子注入層が約３０ｎｍ、陰極が約３５０ｎｍである。そして、ＩＴＯを正極、Ａｌを負極として両電極間に直流電圧を印加することによって黄色光の発光を得ることができた。
【００５９】
なお、上記「実施例４」および「実施例５」において、発光層を形成するホスト材料にＡｌｑ３を採用しているが、ホスト材料はこれに限定されるものではなく、下記式（９）
【化５２】
で表される４，４’−Ｎ，Ｎ’−ジカルバゾール−ビフェニル（ＣＢＰ）、下記式（１０）
【化５３】
で表されるペリノン誘導体、下記式（１１）
【化５４】
で表されるジスチリルベンゼン誘導体など、種々の材料を用いることができる。
【００６０】
ここで、本発明の有機ＬＥＤ素子に係わる光学特性について説明する。まず、図６では上記「実施例２」の構造において、発光層を形成するＺｎ（ＳＡＰＨ）の膜厚とスペクトル分布との関係を示している。そして、横軸で波長、縦軸で規格化した発光強度を表したグラフの上方に試料１〜４の膜厚条件および結果の一部を表にして記載している（なお、試料Ｎｏ．１は４００ｎｍの波長の光で励起したときの蛍光スペクトル分布であり、試料Ｎｏ．２〜４は発光スペクトル分布である）。
【００６１】
各試料のスペクトル分布から、発光層の薄膜を形成するＺｎ（ＳＡＰＨ）の膜厚が２０ｎｍ〜３５ｎｍ〜４０ｎｍと厚くなるに伴なって、スペクトル分布のピーク波長が長波長方向にシフトしていることがわかる。このことは、発光層の膜厚を制御することによって所望する発光色が得られることを示すものである。
【００６２】
また、各試料のスペクトル分布のピーク波長が異なっても半値幅は殆んど同じこともわかる。このことは、スペクトル分布のピーク波長がシフトしても色純度の変化が少ないことを表しており、よって、発光色の色合いが変わっても鮮やかさは殆んど変わらないことを示すものである。
【００６３】
なお、発光層の膜厚が４０ｎｍ〜４５ｎｍと厚くなってもピーク波長のシフトは認められない。従って、発光層を形成する材料がＺｎ（ＳＡＰＨ）の場合、発光色が変えられる膜厚制御範囲は少なくとも上限に限っていえば約４０ｎｍであることがわかる。
【００６４】
また、図７では発光層をホスト材料のＡｌｑ３に該ホスト材料の１重量％のドーパント材料のＺｎ（ＳＡＰＨ）を添加した混合物で形成した上記「実施例４」の構造と、発光層をＡｌｑ３の１つの材料で形成した構造の場合のスペクトル分布を示している。そして、上記同様、横軸で波長、縦軸で規格化した発光強度を表したグラフの上方に試料１および２の各層を形成する材料を表にして記載している。
【００６５】
図７では、２つの試料の輝度は記載されていないが、実際の夫々の輝度は、ホスト材料のＡｌｑ３にドーパント材料のＺｎ（ＳＡＰＨ）を添加したものは１８０００ｃｄ／ｍ２であり、Ａｌｑ３のみのものは６０００ｃｄ／ｍ２であった。つまり、Ｚｎ（ＳＡＰＨ）をドーパント材料として添加することにより有機ＬＥＤ素子を３倍明るくすることができた。それほどＡｎ（ＳＡＰＨ）は有機ＬＥＤ素子の高輝度化に有効な材料であるということがいえる。
【００６６】
また同様に、図７では、上記のような大幅に明るさの異なる２つの試料の発光強度を規格化すると、夫々のスペクトル分布は殆んど同じになることが示されている。つまり、ホスト材料にドーパント材料としてＺｎ（ＳＡＰＨ）を添加して有機ＬＥＤ素子の発光層を形成すると、発光色の色合いおよび鮮やかさを変えることなく明るさだけを向上させることができる。
【００６７】
このような光学的特性を有する利点は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、および青（Ｂ）に発光する有機ＬＥＤ素子を組み合わせたフルカラー表示器において、良質なフルカラー表示を実現するために夫々の有機ＬＥＤ素子の発光強度のバランスを取る手法として、ドーパント材料の添加量を調整したとしても発光色の色合いおよび鮮やかさが変わることがないので表示品位を損なうことがない。
【００６８】
なお、以上はドーパント材料としてＺｎ（ＳＡＰＨ）を使用した場合の説明を行なってきたが、上記実施例の中でドーパント材料として使用したＺｎ（ＳＡＴＰ）においても具体的な数値は異なるにしても、同様な作用、効果を生じるものである。
【００６９】
ここで、本発明の効果について説明する。まず、多層構造からなる有機ＬＥＤ素子の発光層をＺｎ（ＳＡＰＨ）またはＺｎ（ＳＡＴＰ）の一種類の材料で形成した。そして両材料は、夫々の材料で形成する膜厚を制御することによってスペクトル分布の半値角を変えることなくピーク波長をシフトさせることができるため、発光色の鮮やかさを変えることなく色合いのみを変えることができるものである。
【００７０】
また、所望する発光色を得るためには膜厚のみを制御すればよく、制御項目が少ないために制御管理が容易であり、よって再現性が良好な有機ＬＥＤ素子を実現することができる。
【００７１】
また、発光層を形成するドーパント材料としてＺｎ（ＳＡＰＨ）またはＺｎ（ＳＡＴＰ）を使用することによって、ホスト材料のみで発光層を形成した場合よりも遥に明るい有機ＬＥＤ素子を、色合いおよび鮮やかさを損なうことなく実現することができる。
【００７２】
更に、有機ＬＥＤ素子作製上、特に蒸着により作製する場合において、低ドーパント濃度におけるドーパント濃度の制御は困難であった。また、有機ＬＥＤ素子の電気的特性および光学的特性は、ドープ濃度に大きく依存するものが多く、ドーパント濃度のばらつきが素子特性のばらつきに反映されるものとなっていた。本発明の構成において、ドーパント濃度を１０％まで高めることができるため、ドーパント濃度の制御が容易となると共に、ドーパント濃度の多少のばらつきも、素子特性へ大きく反映されずに、特性のばらつきの少ない有機ＬＥＤ素子を得ることができる。などの優れた効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明に係わる有機ＬＥＤ素子の実施例１を示す構造図である。
【図２】同じく、本発明に係わる有機ＬＥＤ素子の実施例２を示す構造図である。
【図３】同じく、本発明に係わる有機ＬＥＤ素子の実施例３を示す構造図である。
【図４】同じく、本発明に係わる有機ＬＥＤ素子の実施例４を示す構造図である。
【図５】同じく、本発明に係わる有機ＬＥＤ素子の実施例５を示す構造図である。
【図６】本発明に係わる試作品のスペクトル分布図である。
【図７】同じく、本発明に係わる他の試作品のスペクトル分布図である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、注入型エレクトロルミネセンス（ＥＬ）とも称され、有機薄膜状としたＥＬ物質に電子、正孔を注入し、再結合させることで発光を行なう有機発光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機発光素子はディスプレイの基礎能力としては自発光型で視野角が広く応答速度が速いなどの特徴を持ち、モジュールにおける特徴としては、大型化および小型化並びに薄型化などが可能であり、消費電力および製造コストにおいても液晶ディスプレイに比べて優位性があるということが挙げられる。このように多くの特徴を有する有機発光素子は次世代フラットパネルディスプレイの本命技術として脚光を浴びており、現在多くの製造メーカが開発競争に鎬を削っている。
【０００３】
有機発光素子によるディスプレイに仮された目標の1つはフルカラー表示を実現することであり、そのためには表示器を光の三原色である赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）および青色（Ｂ）の夫々の光を発する有機材料で構成することが必要である。
【０００４】
ところで、有機発光素子において、所望する発光色を得るために一般的に行なわれている手法は、有機発光素子を構成する発光層を、それ自身は発光能力は低いが、成膜性が高く、発光能力の高い他のものを混合して用いる材料（ホスト材料）と、それ自身は発光能力が高いが、単独では成膜できない発光材料（ゲスト材料）とを組み合わせて形成するものである。
【０００５】
このとき、ゲスト材料はホスト材料に極微量（１〜２％程度）混合して使用されるためにドーパント色素と呼ばれ、ドーパント色素は分子構造によって青色から赤色までの可視光領域全域に亘って発光が可能である。従って、任意にドーパント色素の材料選択を行なうことによって所望する発光色の有機発光素子を実現することができる。
【０００６】
このような有機発光素子の一例として、発光波長４４０ｎｍ〜４８０ｎｍのピレン誘導体からなる青色発光材料をホスト材料とし、前記青色と補色関係にある発光の中心波長５６０ｎｍ〜６００ｎｍのカルコン型化合物（色素）からなる橙色発光材料をゲスト材料（ドーパント材料）として、前記ホスト材料（ピレン誘導体）中にゲスト材料（カルコン型色素）を１．５％添加して発光層を構成し、青色光と橙色光との加法混色によって白色有機発光素子を得る方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００２−２３７３８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の有機発光素子の構造においては、発光層におけるドーパント材料は、濃度消光による発光効率の低下を起こさない１〜２％程度の低濃度とされていた。ところが、有機発光素子作製上、特にホスト材料とゲスト材料（ドーパント材料）を同時に蒸着して発光層を形成する場合において、低ドープ濃度におけるドーパント濃度の制御は困難であった。また、有機発光素子の電気的特性および光学的特性は、ドープ濃度に大きく依存するものが多く、ドーパント濃度のばらつきが素子特性のばらつきに反映されるものとなっていた。
【０００８】
そこで、本発明は上記問題に鑑みて創案なされたもので、その目的とするところは、素子特性の再現性に優れ、歩留まりの良好な有機発光素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１に記載された発明は、陽極および陰極の間に発光層を含む有機薄膜層の多層構造を有する有機発光素子であって、前記発光層は、下記式（３）
【化１３】
で表されるサリチリデンアミノフェノール（ＳＡＰＨ）の下記式（４）
【化１４】
で表される金属錯体で形成されていることを特徴とするものである。
（但し、上記式（４）において、ＭはＺｎ、Ｅｕ、Ａｌ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｂａ、Ｓｍ、Ｍｇ、Ｐｄからなる群の中から選ばれた１つである）
【００１０】
また、本発明の請求項２に記載された発明は、請求項１において、前記金属錯体は下記式（５）
【化１５】
で表される亜鉛錯体（Ｚｎ（ＳＡＰＨ））であることを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明の請求項３に記載された発明は、陽極および陰極の間に発光層を含む有機薄膜層の多層構造を有する有機発光素子であって、前記発光層は、下記式（６）
【化１６】
で表されるサリチリデンアミノ−２−チオフェノール（ＳＡＴＰ）の下記式（７）
【化１７】
で表される金属錯体で形成されていることを特徴とするものである。
（但し、上記式（７）において、ＭはＺｎ、Ｅｕ、Ａｌ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｂａ、Ｓｍ、Ｍｇ、Ｐｄからなる群の中から選ばれた１つである）
【００１２】
また、本発明の請求項４に記載された発明は、請求項３において、前記金属錯体は下記式（８）
【化１８】
で表される亜鉛錯体（Ｚｎ（ＳＡＴＰ））であることを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明の請求項５に記載された発明は、陽極および陰極の間に発光層を含む有機薄膜層の多層構造を有する有機発光素子であって、前記発光層は、ホスト材料と下記式（３）
【化１９】
で表されるサリチリデンアミノフェノール（ＳＡＰＨ）の下記式（４）
【化２０】
で表される金属錯体からなるドーパント材料とによって形成され、前記ホスト材料に該ホスト材料のα重量％（但し、０＜α≦１０）のドーパント材料を添加したことを特徴とするものである。
（但し、上記式（４）において、ＭはＺｎ、Ｅｕ、Ａｌ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｂａ、Ｓｍ、Ｍｇ、Ｐｄからなる群の中から選ばれた１つである）
【００１４】
また、本発明の請求項６に記載された発明は、請求項５において、前記金属錯体は下記式（５）
【化２１】
で表される亜鉛錯体（Ｚｎ（ＳＡＰＨ））であることを特徴とするものである。
【００１５】
また、本発明の請求項７に記載された発明は、陽極および陰極の間に発光層を含む有機薄膜層の多層構造を有する有機発光素子であって、前記発光層は、ホスト材料と下記式（６）
【化２２】
で表されるサリチリデンアミノフェノール（ＳＡＴＰ）の下記式（７）
【化２３】
で表される金属錯体からなるドーパント材料とによって形成され、前記ホスト材料に該ホスト材料のα重量％（但し、０＜α≦１０）のドーパント材料を添加したことを特徴とするものである。
（但し、上記式（７）において、ＭはＺｎ、Ｅｕ、Ａｌ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｂａ、Ｓｍ、Ｍｇ、Ｐｄからなる群の中から選ばれた１つである）
【００１６】
また、本発明の請求項８に記載された発明は、請求項７において、前記金属錯体は下記式（８）
【化２４】
で表される亜鉛錯体（Ｚｎ（ＳＡＴＰ））であることを特徴とするものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
素子特性の再現性に優れ、歩留まりの良好な有機発光素子（有機ＬＥＤ素子）を作製するという目的を、有機ＬＥＤ素子を構成する発光層を、１種類の材料で形成するか或いはホスト材料に該ホスト材料のα重量％（但し、０＜α≦１０）のドーパント材料を添加したもので形成することで実現した。
【００１８】
以下、本発明の実施例を図１〜図７を参照しながら、詳細に説明する。尚、以下に述べる実施例は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの実施例に限られるものではない。
【実施例１】
【００１９】
図１は本発明の有機ＬＥＤ素子に係わる実施例１の断面図である。その構造は、ガラス基板の表面に陽極として機能するＩＴＯ膜がスパッタ法によって形成されている。尚、陽極の材料には仕事関数の大きい金属や合金が使用され、ＩＴＯの他には例えば、Ａｕ、ＳｎＯ２、およびＺｎＯなどが可能である。
【００２０】
そして、ＩＴＯ膜の上には正孔輸送層として機能する下記式（１）
【化２５】
で表されるＮ，Ｎ’−ジ（ナフタレン−１−イル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ベンジジン（以下「ＮＰＢ」と略称する）の薄膜が蒸着法によって形成されている。
【００２１】
更に、正孔輸送層の上には発光層として機能する薄膜が形成されている。前記発光層の薄膜は下記式（３）
【化２６】
で表されるサリチリデンアミノフェノール（以下「ＳＡＰＨ」と略称する）の下記式（４）
【化２７】
で表される金属錯体が蒸着法によって形成されたものである。
【００２２】
なお、式（４）の金属錯体における中心金属Ｍは、Ｚｎ、Ｅｕ、Ａｌ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｂａ、Ｓｍ、Ｍｇ、Ｐｄからなる群の中から選択した１つを用いることができる。
【００２３】
また、上記金属錯体はＺｎを中心金属とする下記式（５）
【化２８】
で表される亜鉛錯体（Ｚｎ（ＳＡＰＨ））であることが望ましい。
【００２４】
更に、発光層の上には電子注入層として機能する下記式（２）
【化２９】
で表されるトリス（８−ヒドロキシキノリネート）アルミニウム（III）（以下「Ａｌｑ３」と略称する）の薄膜が蒸着法によって形成されている。
【００２５】
更に、電子注入層の上には陰極として機能するＭｇＡｇ膜が蒸着法によって形成されている。尚、陰極の材料には仕事関数の小さい金属や合金が使用され、ＭｇＡｇの他には例えば、Ｃａ、Ａｌ、ＬｉＦ／Ａｌ、Ａｌ−Ｌｉ合金、およびＭｇ−Ｉｎ合金などが可能である。
【００２６】
上記構造の有機ＬＥＤ素子における各層の厚みは、正孔輸送層が約５０ｎｍ、発光層が約２０ｎｍ、電子注入層が約３０ｎｍ、陰極が約３５０ｎｍである。そして、ＩＴＯを正極、ＭｇＡｇを負極として両電極間に直流電圧を印加することによって黄色光の発光を得ることができた。尚、本実施例の有機ＬＥＤ素子ではＺｎ（ＳＡＰＨ）で形成された発光層の膜厚を制御することによって発光ピークをシフトさせることができた。つまり、素子作製工程において発光色の制御が容易に可能であるということがいえる。
【実施例２】
【００２７】
図２は本発明の有機ＬＥＤ素子に係わる実施例２の断面図である。その構造は、陰極の構成がガラス基板の表面に陽極として機能するＩＴＯ膜がスパッタ法によって形成されている。尚、陽極の材料には仕事関数の大きい金属や合金が使用され、ＩＴＯの他には例えば、Ａｕ、ＳｎＯ２、およびＺｎＯなどが可能である。
【００２８】
そして、ＩＴＯ膜の上には正孔輸送層として機能する下記式（１）
【化３０】
で表されるＮＰＢの薄膜が蒸着法によって形成されている。
【００２９】
更に、正孔輸送層の上には発光層として機能する薄膜が形成されている。前記発光層の薄膜は下記式（３）
【化３１】
で表されるＳＡＰＨの下記式（４）
【化３２】
で表される金属錯体が蒸着法によって形成されたものである。
【００３０】
なお、式（４）の金属錯体における中心金属Ｍは、Ｚｎ、Ｅｕ、Ａｌ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｂａ、Ｓｍ、Ｍｇ、Ｐｄからなる群の中から選択した１つを用いることができる。
【００３１】
また、上記金属錯体はＺｎを中心金属とする下記式（５）
【化３３】
で表される亜鉛錯体（Ｚｎ（ＳＡＰＨ））であることが望ましい。
【００３２】
更に、発光層の上には電子注入層として機能する下記式（２）
【化３４】
で表されるＡｌｑ３の薄膜が蒸着法によって形成されている。
【００３３】
更に、電子注入層の上には共に陰極として機能するＬｉＦとＡｌの各膜が順次蒸着法によって形成されている。但し、ＬｉＦの膜はＡｌの膜に比べて極めて薄く形成されている。
【００３４】
上記構造の有機ＬＥＤ素子における各層の厚みは、正孔輸送層が約５０ｎｍ、発光層が約２０ｎｍ、電子注入層が約３０ｎｍ、陰極が約３５０ｎｍである。そして、ＩＴＯを正極、Ａｌを負極として両電極間に直流電圧を印加することによって黄色光の発光を得ることができた。尚、本実施例の有機ＬＥＤ素子ではＺｎ（ＳＡＰＨ）で形成された発光層の膜厚を制御することによって発光ピークをシフトさせることができた。つまり、素子作製工程において発光色の制御が容易に可能であるということがいえる。
【実施例３】
【００３５】
図３は本発明の有機ＬＥＤ素子に係わる実施例３の断面図である。その構造は、ガラス基板の表面に陽極として機能するＩＴＯ膜がスパッタ法によって形成されている。尚、陽極の材料には仕事関数の大きい金属や合金が使用され、ＩＴＯの他には例えば、Ａｕ、ＳｎＯ２、およびＺｎＯなどが可能である。
【００３６】
そして、ＩＴＯ膜の上には正孔輸送層として機能する下記式（１）
【化３５】
で表されるＮＰＢの薄膜が蒸着法によって形成されている。
【００３７】
更に、正孔輸送層の上には発光層として機能する薄膜が形成されている。前記発光層の薄膜は下記式（６）
【化３６】
で表されるサリチリデンアミノ−２−チオフェノール（以下「ＳＡＴＰ」と略称する）の下記式（７）
【化３７】
で表される金属錯体が蒸着法によって形成されたものである。
【００３８】
なお、式（７）の金属錯体における中心金属Ｍは、Ｚｎ、Ｅｕ、Ａｌ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｂａ、Ｓｍ、Ｍｇ、Ｐｄからなる群の中から選択した１つを用いることができる。
【００３９】
また、上記金属錯体はＺｎを中心金属とする下記式（８）
【化３８】
で表される亜鉛錯体（Ｚｎ（ＳＡＴＰ））であることが望ましい。
【００４０】
更に、発光層の上には電子注入層として機能する下記式（２）
【化３９】
で表されるＡｌｑ３の薄膜が蒸着法によって形成されている。
【００４１】
更に、電子注入層の上には共に陰極として機能するＬｉＦとＡｌの各膜が順次蒸着法によって形成されている。但し、ＬｉＦの膜はＡｌの膜に比べて極めて薄く形成されている。
【００４２】
上記構造の有機ＬＥＤ素子における各層の厚みは、正孔輸送層が約５０ｎｍ、発光層が約５０ｎｍ、電子注入層が約３０ｎｍ、陰極が約３５０ｎｍである。そして、ＩＴＯを正極、Ａｌを負極として両電極間に直流電圧を印加することによって黄色光の発光を得ることができた。尚、本実施例の有機ＬＥＤ素子ではＺｎ（ＳＡＴＰ）で形成された発光層の膜厚を制御することによって発光ピークをシフトさせることができた。つまり、素子作製工程において発光色の制御が容易に可能であるということがいえる。
【実施例４】
【００４３】
図４は本発明の有機ＬＥＤ素子に係わる実施例４の断面図である。その構造は、ガラス基板の表面に陽極として機能するＩＴＯ膜がスパッタ法によって形成されている。尚、陽極の材料には仕事関数の大きい金属や合金が使用され、ＩＴＯの他には例えば、Ａｕ、ＳｎＯ２、およびＺｎＯなどが可能である。
【００４４】
そして、ＩＴＯ膜の上には正孔輸送層として機能する下記式（１）
【化４０】
で表されるＮＰＢの薄膜が蒸着法によって形成されている。
【００４５】
更に、正孔輸送層の上には発光層として機能する薄膜が形成されている。前記発光層の薄膜は、ホスト材料が下記式（２）
【化４１】
で表されるＡｌｑ３、ドーパント材料が下記式（３）
【化４２】
で表されるＳＡＰＨの下記式（４）
【化４３】
で表される金属錯体であり、ホスト材料に該ホスト材料のα重量％（但し、０＜α≦１０）のドーパント材料を添加した混合物で形成されている。その場合、薄膜はホスト材料とドーパント材料を同時に蒸着することによって形成される。
【００４６】
なお、式（４）の金属錯体における中心金属Ｍは、Ｚｎ、Ｅｕ、Ａｌ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｂａ、Ｓｍ、Ｍｇ、Ｐｄからなる群の中から選択した１つを用いることができる。
【００４７】
また、上記金属錯体はＺｎを中心金属とする下記式（５）
【化４４】
で表される亜鉛錯体（Ｚｎ（ＳＡＰＨ））であることが望ましい。
【００４８】
更に、発光層の上には電子注入層として機能する下記式（２）
【化４５】
で表されるＡｌｑ３の薄膜が蒸着法によって形成されている。
【００４９】
更に、電子注入層の上には共に陰極として機能するＬｉＦとＡｌの各膜が順次蒸着法によって形成されている。但し、ＬｉＦの膜はＡｌの膜に比べて極めて薄く形成されている。
【００５０】
上記構造の有機ＬＥＤ素子における各層の厚みは、正孔輸送層が約５０ｎｍ、発光層が約２０ｎｍ、電子注入層が約３０ｎｍ、陰極が約３５０ｎｍである。そして、ＩＴＯを正極、Ａｌを負極として両電極間に直流電圧を印加することによって緑色光の発光を得ることができた。
【実施例５】
【００５１】
図５は本発明の有機ＬＥＤ素子に係わる実施例５の断面図である。その構造は、ガラス基板の表面に陽極として機能するＩＴＯ膜がスパッタ法によって形成されている。尚、陽極の材料には仕事関数の大きい金属や合金が使用され、ＩＴＯの他には例えば、Ａｕ、ＳｎＯ２、およびＺｎＯなどが可能である。
【００５２】
そして、ＩＴＯ膜の上には正孔輸送層として機能する下記式（１）
【化４６】
で表されるＮＰＢの薄膜が蒸着法によって形成されている。
【００５３】
更に、正孔輸送層の上には発光層として機能する薄膜が形成されている。前記発光層の薄膜は、ホスト材料が下記式（２）
【化４７】
で表されるＡｌｑ３、ドーパント材料が下記式（６）
【化４８】
で表されるＳＡＴＰの下記式（７）
【化４９】
で表される金属錯体であり、ホスト材料に該ホスト材料のα重量％（但し、０＜α≦１０）のドーパント材料を添加した混合物で形成されている。その場合、薄膜はホスト材料とドーパント材料を同時に蒸着することによって形成される。
【００５４】
なお、式（７）の金属錯体における中心金属Ｍは、Ｚｎ、Ｅｕ、Ａｌ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｂａ、Ｓｍ、Ｍｇ、Ｐｄからなる群の中から選択した１つを用いることができる。
【００５５】
また、上記金属錯体はＺｎを中心金属とする下記式（８）
【化５０】
で表される亜鉛錯体（Ｚｎ（ＳＡＴＰ））であることが望ましい。
【００５６】
更に、発光層の上には電子注入層として機能する下記式（２）
【化５１】
で表されるＡｌｑ３の薄膜が蒸着法によって形成されている。
【００５７】
更に、電子注入層の上には共に陰極として機能するＬｉＦとＡｌの各膜が順次蒸着法によって形成されている。但し、ＬｉＦの膜はＡｌの膜に比べて極めて薄く形成されている。
【００５８】
上記構造の有機ＬＥＤ素子における各層の厚みは、正孔輸送層が約５０ｎｍ、発光層が約２０ｎｍ、電子注入層が約３０ｎｍ、陰極が約３５０ｎｍである。そして、ＩＴＯを正極、Ａｌを負極として両電極間に直流電圧を印加することによって黄色光の発光を得ることができた。
【００５９】
なお、上記「実施例４」および「実施例５」において、発光層を形成するホスト材料にＡｌｑ３を採用しているが、ホスト材料はこれに限定されるものではなく、下記式（９）
【化５２】
で表される４，４’−Ｎ，Ｎ’−ジカルバゾール−ビフェニル（ＣＢＰ）、下記式（１０）
【化５３】
で表されるペリノン誘導体、下記式（１１）
【化５４】
で表されるジスチリルベンゼン誘導体など、種々の材料を用いることができる。
【００６０】
ここで、本発明の有機ＬＥＤ素子に係わる光学特性について説明する。まず、図６では上記「実施例２」の構造において、発光層を形成するＺｎ（ＳＡＰＨ）の膜厚とスペクトル分布との関係を示している。そして、横軸で波長、縦軸で規格化した発光強度を表したグラフの上方に試料１〜４の膜厚条件および結果の一部を表にして記載している（なお、試料Ｎｏ．１は４００ｎｍの波長の光で励起したときの蛍光スペクトル分布であり、試料Ｎｏ．２〜４は発光スペクトル分布である）。
【００６１】
各試料のスペクトル分布から、発光層の薄膜を形成するＺｎ（ＳＡＰＨ）の膜厚が２０ｎｍ〜３５ｎｍ〜４０ｎｍと厚くなるに伴なって、スペクトル分布のピーク波長が長波長方向にシフトしていることがわかる。このことは、発光層の膜厚を制御することによって所望する発光色が得られることを示すものである。
【００６２】
また、各試料のスペクトル分布のピーク波長が異なっても半値幅は殆んど同じこともわかる。このことは、スペクトル分布のピーク波長がシフトしても色純度の変化が少ないことを表しており、よって、発光色の色合いが変わっても鮮やかさは殆んど変わらないことを示すものである。
【００６３】
なお、発光層の膜厚が４０ｎｍ〜４５ｎｍと厚くなってもピーク波長のシフトは認められない。従って、発光層を形成する材料がＺｎ（ＳＡＰＨ）の場合、発光色が変えられる膜厚制御範囲は少なくとも上限に限っていえば約４０ｎｍであることがわかる。
【００６４】
また、図７では発光層をホスト材料のＡｌｑ３に該ホスト材料の１重量％のドーパント材料のＺｎ（ＳＡＰＨ）を添加した混合物で形成した上記「実施例４」の構造と、発光層をＡｌｑ３の１つの材料で形成した構造の場合のスペクトル分布を示している。そして、上記同様、横軸で波長、縦軸で規格化した発光強度を表したグラフの上方に試料１および２の各層を形成する材料を表にして記載している。
【００６５】
図７では、２つの試料の輝度は記載されていないが、実際の夫々の輝度は、ホスト材料のＡｌｑ３にドーパント材料のＺｎ（ＳＡＰＨ）を添加したものは１８０００ｃｄ／ｍ２であり、Ａｌｑ３のみのものは６０００ｃｄ／ｍ２であった。つまり、Ｚｎ（ＳＡＰＨ）をドーパント材料として添加することにより有機ＬＥＤ素子を３倍明るくすることができた。それほどＡｎ（ＳＡＰＨ）は有機ＬＥＤ素子の高輝度化に有効な材料であるということがいえる。
【００６６】
また同様に、図７では、上記のような大幅に明るさの異なる２つの試料の発光強度を規格化すると、夫々のスペクトル分布は殆んど同じになることが示されている。つまり、ホスト材料にドーパント材料としてＺｎ（ＳＡＰＨ）を添加して有機ＬＥＤ素子の発光層を形成すると、発光色の色合いおよび鮮やかさを変えることなく明るさだけを向上させることができる。
【００６７】
このような光学的特性を有する利点は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、および青（Ｂ）に発光する有機ＬＥＤ素子を組み合わせたフルカラー表示器において、良質なフルカラー表示を実現するために夫々の有機ＬＥＤ素子の発光強度のバランスを取る手法として、ドーパント材料の添加量を調整したとしても発光色の色合いおよび鮮やかさが変わることがないので表示品位を損なうことがない。
【００６８】
なお、以上はドーパント材料としてＺｎ（ＳＡＰＨ）を使用した場合の説明を行なってきたが、上記実施例の中でドーパント材料として使用したＺｎ（ＳＡＴＰ）においても具体的な数値は異なるにしても、同様な作用、効果を生じるものである。
【００６９】
ここで、本発明の効果について説明する。まず、多層構造からなる有機ＬＥＤ素子の発光層をＺｎ（ＳＡＰＨ）またはＺｎ（ＳＡＴＰ）の一種類の材料で形成した。そして両材料は、夫々の材料で形成する膜厚を制御することによってスペクトル分布の半値角を変えることなくピーク波長をシフトさせることができるため、発光色の鮮やかさを変えることなく色合いのみを変えることができるものである。
【００７０】
また、所望する発光色を得るためには膜厚のみを制御すればよく、制御項目が少ないために制御管理が容易であり、よって再現性が良好な有機ＬＥＤ素子を実現することができる。
【００７１】
また、発光層を形成するドーパント材料としてＺｎ（ＳＡＰＨ）またはＺｎ（ＳＡＴＰ）を使用することによって、ホスト材料のみで発光層を形成した場合よりも遥に明るい有機ＬＥＤ素子を、色合いおよび鮮やかさを損なうことなく実現することができる。
【００７２】
更に、有機ＬＥＤ素子作製上、特に蒸着により作製する場合において、低ドーパント濃度におけるドーパント濃度の制御は困難であった。また、有機ＬＥＤ素子の電気的特性および光学的特性は、ドープ濃度に大きく依存するものが多く、ドーパント濃度のばらつきが素子特性のばらつきに反映されるものとなっていた。本発明の構成において、ドーパント濃度を１０％まで高めることができるため、ドーパント濃度の制御が容易となると共に、ドーパント濃度の多少のばらつきも、素子特性へ大きく反映されずに、特性のばらつきの少ない有機ＬＥＤ素子を得ることができる。などの優れた効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明に係わる有機ＬＥＤ素子の実施例１を示す構造図である。
【図２】同じく、本発明に係わる有機ＬＥＤ素子の実施例２を示す構造図である。
【図３】同じく、本発明に係わる有機ＬＥＤ素子の実施例３を示す構造図である。
【図４】同じく、本発明に係わる有機ＬＥＤ素子の実施例４を示す構造図である。
【図５】同じく、本発明に係わる有機ＬＥＤ素子の実施例５を示す構造図である。
【図６】本発明に係わる試作品のスペクトル分布図である。
【図７】同じく、本発明に係わる他の試作品のスペクトル分布図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
陽極および陰極の間に発光層を含む有機薄膜層の多層構造を有する有機発光素子であって、前記発光層は、下記式（３）
【化１】
で表されるサリチリデンアミノフェノール（ＳＡＰＨ）の下記式（４）
【化２】
で表される金属錯体で形成されていることを特徴とする有機発光素子。
（但し、上記式（４）において、ＭはＺｎ、Ｅｕ、Ａｌ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｂａ、Ｓｍ、Ｍｇ、Ｐｄからなる群の中から選ばれた１つである）
【請求項２】
前記金属錯体は下記式（５）
【化３】
で表される亜鉛錯体（Ｚｎ（ＳＡＰＨ））であることを特徴とする請求項１に記載の有機発光素子。
【請求項３】
陽極および陰極の間に発光層を含む有機薄膜層の多層構造を有する有機発光素子であって、前記発光層は、下記式（６）
【化４】
で表されるサリチリデンアミノ−２−チオフェノール（ＳＡＴＰ）の下記式（７）
【化５】
で表される金属錯体で形成されていることを特徴とする有機発光素子。
（但し、上記式（７）において、ＭはＺｎ、Ｅｕ、Ａｌ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｂａ、Ｓｍ、Ｍｇ、Ｐｄからなる群の中から選ばれた１つである）
【請求項４】
前記金属錯体は下記式（８）
【化６】
で表される亜鉛錯体（Ｚｎ（ＳＡＴＰ））であることを特徴とする請求項３に記載の有機発光素子。
【請求項５】
陽極および陰極の間に発光層を含む有機薄膜層の多層構造を有する有機発光素子であって、前記発光層は、ホスト材料と下記式（３）
【化７】
で表されるサリチリデンアミノフェノール（ＳＡＰＨ）の下記式（４）
【化８】
で表される金属錯体からなるドーパント材料とによって形成され、前記ホスト材料に該ホスト材料のα重量％（但し、０＜α≦１０）のドーパント材料を添加したことを特徴とする有機発光素子。
（但し、上記式（４）において、ＭはＺｎ、Ｅｕ、Ａｌ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｂａ、Ｓｍ、Ｍｇ、Ｐｄからなる群の中から選ばれた１つである）
【請求項６】
前記金属錯体は下記式（５）
【化９】
で表される亜鉛錯体（Ｚｎ（ＳＡＰＨ））であることを特徴とする請求項５に記載の有機発光素子。
【請求項７】
陽極および陰極の間に発光層を含む有機薄膜層の多層構造を有する有機発光素子であって、前記発光層は、ホスト材料と下記式（６）
【化１０】
で表されるサリチリデンアミノフェノール（ＳＡＴＰ）の下記式（７）
【化１１】
で表される金属錯体からなるドーパント材料とによって形成され、前記ホスト材料に該ホスト材料のα重量％（但し、０＜α≦１０）のドーパント材料を添加したことを特徴とする有機発光素子。
（但し、上記式（７）において、ＭはＺｎ、Ｅｕ、Ａｌ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｂａ、Ｓｍ、Ｍｇ、Ｐｄからなる群の中から選ばれた１つである）
【請求項８】
前記金属錯体は下記式（８）
【化１２】
で表される亜鉛錯体（Ｚｎ（ＳＡＴＰ））であることを特徴とする請求項７に記載の有機発光素子。
【請求項１】
陽極および陰極の間に発光層を含む有機薄膜層の多層構造を有する有機発光素子であって、前記発光層は、下記式（３）
【化１】
で表されるサリチリデンアミノフェノール（ＳＡＰＨ）の下記式（４）
【化２】
で表される金属錯体で形成されていることを特徴とする有機発光素子。
（但し、上記式（４）において、ＭはＺｎ、Ｅｕ、Ａｌ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｂａ、Ｓｍ、Ｍｇ、Ｐｄからなる群の中から選ばれた１つである）
【請求項２】
前記金属錯体は下記式（５）
【化３】
で表される亜鉛錯体（Ｚｎ（ＳＡＰＨ））であることを特徴とする請求項１に記載の有機発光素子。
【請求項３】
陽極および陰極の間に発光層を含む有機薄膜層の多層構造を有する有機発光素子であって、前記発光層は、下記式（６）
【化４】
で表されるサリチリデンアミノ−２−チオフェノール（ＳＡＴＰ）の下記式（７）
【化５】
で表される金属錯体で形成されていることを特徴とする有機発光素子。
（但し、上記式（７）において、ＭはＺｎ、Ｅｕ、Ａｌ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｂａ、Ｓｍ、Ｍｇ、Ｐｄからなる群の中から選ばれた１つである）
【請求項４】
前記金属錯体は下記式（８）
【化６】
で表される亜鉛錯体（Ｚｎ（ＳＡＴＰ））であることを特徴とする請求項３に記載の有機発光素子。
【請求項５】
陽極および陰極の間に発光層を含む有機薄膜層の多層構造を有する有機発光素子であって、前記発光層は、ホスト材料と下記式（３）
【化７】
で表されるサリチリデンアミノフェノール（ＳＡＰＨ）の下記式（４）
【化８】
で表される金属錯体からなるドーパント材料とによって形成され、前記ホスト材料に該ホスト材料のα重量％（但し、０＜α≦１０）のドーパント材料を添加したことを特徴とする有機発光素子。
（但し、上記式（４）において、ＭはＺｎ、Ｅｕ、Ａｌ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｂａ、Ｓｍ、Ｍｇ、Ｐｄからなる群の中から選ばれた１つである）
【請求項６】
前記金属錯体は下記式（５）
【化９】
で表される亜鉛錯体（Ｚｎ（ＳＡＰＨ））であることを特徴とする請求項５に記載の有機発光素子。
【請求項７】
陽極および陰極の間に発光層を含む有機薄膜層の多層構造を有する有機発光素子であって、前記発光層は、ホスト材料と下記式（６）
【化１０】
で表されるサリチリデンアミノフェノール（ＳＡＴＰ）の下記式（７）
【化１１】
で表される金属錯体からなるドーパント材料とによって形成され、前記ホスト材料に該ホスト材料のα重量％（但し、０＜α≦１０）のドーパント材料を添加したことを特徴とする有機発光素子。
（但し、上記式（７）において、ＭはＺｎ、Ｅｕ、Ａｌ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｂａ、Ｓｍ、Ｍｇ、Ｐｄからなる群の中から選ばれた１つである）
【請求項８】
前記金属錯体は下記式（８）
【化１２】
で表される亜鉛錯体（Ｚｎ（ＳＡＴＰ））であることを特徴とする請求項７に記載の有機発光素子。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００６−３２８４４（Ｐ２００６−３２８４４Ａ）
【公開日】平成１８年２月２日（２００６．２．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２１３０８７（Ｐ２００４−２１３０８７）
【出願日】平成１６年７月２１日（２００４．７．２１）
【出願人】（０００００２３０３）スタンレー電気株式会社 (2,684)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年２月２日（２００６．２．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年７月２１日（２００４．７．２１）
【出願人】（０００００２３０３）スタンレー電気株式会社 (2,684)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]