JP2001043976A - Organic electroluminescent element - Google Patents
Organic electroluminescent elementInfo
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Abstract
Description
【０００１】本発明は、各種の表示装置として広範囲に
利用される発光素子であって、高効率かつ安定性に優れ
た有機電界発光素子に関するものである。[0001] The present invention relates to a light emitting element widely used as various display devices, and relates to an organic electroluminescent element having high efficiency and excellent stability.
【０００２】[0002]
【従来の技術】電界発光素子は、自己発光のために液晶
素子にくらべて明るく、鮮明な表示が可能であるため、
古くから多くの研究者によって研究されてきた。現在実
用レベルに達した電界発光素子としては、無機材料のＺ
ｎＳを用いた素子がある。しかし、この様な無機の電界
発光素子は、発光のための駆動電圧として２００Ｖ以上
が必要であるため、広く使用されるには至っていない。2. Description of the Related Art An electroluminescent device is capable of displaying a brighter and clearer display than a liquid crystal device due to self-luminous light.
It has been studied by many researchers since ancient times. As the electroluminescent device that has reached the practical level at present, the inorganic material Z
There is an element using nS. However, such an inorganic electroluminescent element has not been widely used since a driving voltage of 200 V or more is required for light emission.
【０００３】これに対して有機材料を用いた電界発光素
子である有機電界発光素子は、従来実用的なレベルから
はほど遠いものであったが、１９８７年にイーストマン
・コダック社のＣ．Ｗ．Ｔａｎｇらによって開発された
積層構造素子によりその特性が飛躍的に進歩した。彼ら
は蒸着膜の構造が安定で電子を輸送することのできる蛍
光体からなる層（電子輸送性発光層）と、正孔を輸送す
ることのできる有機物からなる層（正孔輸送層）とを積
層し、両方のキャリヤーを蛍光体中に注入して発光させ
ることに成功した。これによって有機電界発光素子の発
光効率が向上し、１０Ｖ以下の電圧で１０００ｃｄ／ｍ
2 以上の発光が得られる様になった。その後多くの研究
者によってその特性向上のための研究が行われ、現在で
は１００００ｃｄ／ｍ2 以上の発光特性が得られてい
る。On the other hand, an organic electroluminescent device, which is an electroluminescent device using an organic material, has been far from a practical level in the past. W. The characteristics have been drastically improved by the laminated structure element developed by Tang et al. They consist of a layer composed of a phosphor that can transport electrons with a stable structure of the deposited film (electron transporting light emitting layer) and a layer composed of an organic substance capable of transporting holes (hole transport layer). After stacking, both carriers were successfully injected into the phosphor to emit light. As a result, the luminous efficiency of the organic electroluminescent device is improved, and 1000 cd / m at a voltage of 10 V or less.
2 or more luminescence was obtained. Since then, many researchers have studied to improve the characteristics, and at present, luminescence characteristics of 10,000 cd / m 2 or more have been obtained.
【０００４】この様な有機電界発光素子においては、素
子を構成する有機材料・電極材料によって特性が大きく
変化する。特に有機材料は、電荷の輸送・再結合・発光
といった重要な機能を果たしており、特性の優れた素子
を実現するには、それぞれの機能に適した材料を選択す
ることが重要である。有機電界発光素子は電荷注入型の
デバイスであるため、電荷輸送材料の選択がとりわけ重
要となる。[0004] In such an organic electroluminescent device, the characteristics greatly change depending on the organic material and electrode material constituting the device. In particular, organic materials fulfill important functions such as charge transport, recombination, and light emission. To realize a device having excellent characteristics, it is important to select a material suitable for each function. Since the organic electroluminescent element is a charge injection type device, selection of a charge transport material is particularly important.
【０００５】電荷輸送材料は、正孔輸送材料と電子輸送
材料に大別される。正孔輸送材料としてはトリフェニル
アミン誘導体が一般的に用いられている。一方、電子輸
送材料としては、オキサジアゾール誘導体やトリアゾー
ル誘導体の使用が検討されている。しかし、これらの材
料を用いた膜は凝集を起こしやすく、素子に用いた場合
耐久性が著しく悪くなるといった問題点がある。[0005] Charge transport materials are broadly classified into hole transport materials and electron transport materials. As the hole transporting material, a triphenylamine derivative is generally used. On the other hand, use of an oxadiazole derivative or a triazole derivative as an electron transport material has been studied. However, films using these materials are liable to cause agglomeration, and when used in devices, there is a problem in that the durability is significantly deteriorated.
【０００６】これらの誘導体以外に電子輸送材料として
の検討が行われている材料にキノリノール系金属錯体が
あげられる。これまでに検討されている代表的な材料と
しては、化３に示すトリス（８−ヒドロキシキノリン）
アルミニウム（Ａｌｑ）がある。[0006] In addition to these derivatives, quinolinol-based metal complexes are mentioned as materials being studied as electron transport materials. A typical material that has been studied so far is tris (8-hydroxyquinoline) shown in Chemical formula 3.
There is aluminum (Alq).
【化３】 Embedded image
【０００７】また、特開平９−２７２８６５では、２位
に置換基を有する８−ヒドロキシキノリノールを配位子
とした金属錯体が電子輸送材料として優れた特性を示す
とされている。Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-272865 states that a metal complex having 8-hydroxyquinolinol having a substituent at the 2-position as a ligand exhibits excellent properties as an electron transport material.
【０００８】しかし、いずれの場合も発光効率・駆動耐
久性ともに、実用化するためには不十分な特性しか得ら
れていない。However, in each case, both the luminous efficiency and the driving durability have been obtained with insufficient characteristics for practical use.
【０００９】[0009]
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、有機
電界発光素子に用いる有機材料およびその使用法を改良
することによって、発光効率が高く駆動耐久性に優れた
有機電界発光素子を実現することにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an organic electroluminescent device having high luminous efficiency and excellent driving durability by improving the organic material used for the organic electroluminescent device and the use thereof. It is in.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、有機電界発光素子を、一対の電極とその間
に挟まれた少なくとも一層以上の有機層を有し、有機層
の一つが電子輸送層であるか、または発光層であるよう
に構成し、その構成材料に４価の中心金属を有する金属
錯体を用いたことを要旨とする。このことにより、素子
内での電荷、特に電子の輸送がスムーズになり分子の電
子輸送能が向上し、或いは素子の発光効率が向上し、か
つ安定性に優れ、駆動耐久性が向上するという作用を有
する。According to the present invention, in order to achieve the above object, an organic electroluminescent device has a pair of electrodes and at least one or more organic layers sandwiched between the electrodes, and one of the organic layers is one of the organic layers. The gist is that a metal complex having a tetravalent center metal is used as a constituent material so as to be an electron transport layer or a light emitting layer. This makes it possible to smoothly transport charges, particularly electrons, in the device, thereby improving the electron transport ability of molecules, or improving the luminous efficiency of the device, improving stability, and improving driving durability. Having.
【００１１】かかる本発明の一構成態様として、本発明
の請求項１に記載の発明は、一対の電極とその間に挟ま
れた少なくとも一層以上の有機層を有する有機電界発光
素子において、有機層の一つが電子輸送層であり、その
構成材料が下記の化４で表される化合物からなることを
特徴とする有機電界発光素子である。According to one aspect of the present invention, an invention according to claim 1 of the present invention is directed to an organic electroluminescent device having a pair of electrodes and at least one or more organic layers interposed therebetween. One is an electron transporting layer, the constituent material of which is a compound represented by the following chemical formula (4).
【化４】 （Ｍは４価の金属を表す。Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ
５はそれぞれ独立に、水素原子、塩素原子、臭素原子、
ハロゲン化アルキル基、低級アルキル基、低級アルコキ
シ基、アラルキル基、アルケニル基、置換または無置換
のアリール基、置換または未置換のシクロアルキル基、
置換または未置換の複素環基、ジアルキルアミノ基、ジ
アリールアミノ基、ジフェニル基、ナフチル基を表
す。）Embedded image (M represents a tetravalent metal. R1, R2, R3, R4, R
5 is each independently a hydrogen atom, a chlorine atom, a bromine atom,
Halogenated alkyl group, lower alkyl group, lower alkoxy group, aralkyl group, alkenyl group, substituted or unsubstituted aryl group, substituted or unsubstituted cycloalkyl group,
Represents a substituted or unsubstituted heterocyclic group, dialkylamino group, diarylamino group, diphenyl group, or naphthyl group. )
【００１２】かかる構成の有機電界発光素子において、
中心金属に４価の金属を用いることにより、分子の電子
輸送能が向上した。その結果、素子の効率を向上させ、
駆動耐久性を向上させることができた。[0012] In the organic electroluminescent device having such a configuration,
By using a tetravalent metal as the central metal, the electron transport ability of the molecule was improved. As a result, the efficiency of the device is improved,
The driving durability was able to be improved.
【００１３】本発明の請求項２に記載の発明は、一対の
電極とその間に挟まれた少なくとも一層以上の有機層を
有する有機電界発光素子において、有機層の一つが発光
層であり、その構成材料が下記の化５で表される化合物
からなることを特徴とする有機電界発光素子である。According to a second aspect of the present invention, there is provided an organic electroluminescent device having a pair of electrodes and at least one or more organic layers interposed therebetween, wherein one of the organic layers is a light emitting layer, An organic electroluminescent device, wherein the material comprises a compound represented by the following chemical formula 5.
【化５】 （Ｍは４価の金属を表す。Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ
５はそれぞれ独立に、水素原子、塩素原子、臭素原子、
ハロゲン化アルキル基、低級アルキル基、低級アルコキ
シ基、アラルキル基、アルケニル基、置換または無置換
のアリール基、置換または未置換のシクロアルキル基、
置換または未置換の複素環基、ジアルキルアミノ基、ジ
アリールアミノ基、ジフェニル基、ナフチル基を表
す。）Embedded image (M represents a tetravalent metal. R1, R2, R3, R4, R
5 is each independently a hydrogen atom, a chlorine atom, a bromine atom,
Halogenated alkyl group, lower alkyl group, lower alkoxy group, aralkyl group, alkenyl group, substituted or unsubstituted aryl group, substituted or unsubstituted cycloalkyl group,
Represents a substituted or unsubstituted heterocyclic group, dialkylamino group, diarylamino group, diphenyl group, or naphthyl group. )
【００１４】かかる構成の有機電界発光素子により、電
子輸送能に優れた材料を発光層に用いることで、発光層
内での正孔・電子のバランスが良くなり、発光効率が向
上させることができた。According to the organic electroluminescent device having such a configuration, by using a material having excellent electron transporting ability in the light emitting layer, the hole-electron balance in the light emitting layer is improved, and the light emitting efficiency can be improved. Was.
【００１５】本発明の請求項３に記載の発明は、前記化
合物において、Ｍで表される金属原子がジルコニウムで
あることを特徴とする、請求項１あるいは２記載の有機
電界発光素子である。かかる構成の有機電界発光素子に
おいて、中心金属をジルコニウムにすることにより、よ
り一層電子輸送能が向上し、優れた特性の有機電界発光
素子を実現することができた。[0015] The invention according to claim 3 of the present invention is the organic electroluminescent device according to claim 1 or 2, wherein the metal atom represented by M in the compound is zirconium. In the organic electroluminescent device having such a configuration, by using zirconium as the central metal, the electron transport ability was further improved, and an organic electroluminescent device having excellent characteristics could be realized.
【００１６】[0016]
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態につ
いて、図面を用いて具体的に説明する。図１は本発明に
よる有機電界発光素子の一実施の形態の概略構成を示す
断面図である。この有機電界発光素子は、ガラス基板１
上に陽極２を形成し、その上に正孔輸送層３、発光層
４、電子輸送層５、陰極６をガラス基板１側から順に積
層させて形成したものである。Embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view showing a schematic configuration of an embodiment of the organic electroluminescent device according to the present invention. This organic electroluminescent device is made of a glass substrate 1
An anode 2 is formed thereon, and a hole transport layer 3, a light-emitting layer 4, an electron transport layer 5, and a cathode 6 are sequentially stacked on the anode 2 from the glass substrate 1 side.
【００１７】このような構成において、陽極２としては
有機層に正孔を注入できる材料が用いられる。具体的に
はインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）や金、導電性の高分子
材料などがあげられる。In such a configuration, a material capable of injecting holes into the organic layer is used for the anode 2. Specific examples include indium tin oxide (ITO), gold, and a conductive polymer material.
【００１８】正孔輸送層３を形成する材料としては、正
孔の移動度が大きいこと、ピンホールのない薄膜が形成
できること、および発光層４の蛍光に対して透明である
ことが必要とされる。これらの要件を満たす代表的な材
料としてはテトラフェニルベンジジン誘導体等があげら
れるが、これに限定されるものではない。また、正孔輸
送層３は、通常、抵抗加熱による蒸着法で作製するが、
ポリカーボネート等のポリマー中に前記の材料を分散し
たものをスピンコート法やキャスト法で製膜しても良い
し、ポリビニルカルバゾールやポリパラフェニレンビニ
レンのように、正孔輸送能を有するポリマーの場合に
は、単独でスピンコート法等により製膜して用いても良
い。The material for forming the hole transport layer 3 needs to have high hole mobility, be able to form a thin film without pinholes, and be transparent to the fluorescent light of the light emitting layer 4. You. Representative materials satisfying these requirements include, but are not limited to, tetraphenylbenzidine derivatives and the like. Further, the hole transport layer 3 is usually produced by an evaporation method using resistance heating,
A film in which the above materials are dispersed in a polymer such as polycarbonate may be formed into a film by a spin coating method or a casting method, or in the case of a polymer having a hole transporting property such as polyvinyl carbazole or polyparaphenylene vinylene. May be used alone by forming a film by a spin coating method or the like.
【００１９】発光層４としては、蛍光を有しているこ
と、電子と正孔の再結合により励起子を生成することが
できることが求められる。通常、抵抗加熱による蒸着法
で作製するが、ポリカーボネート等のポリマー中に前記
の材料を分散したものをスピンコート法やキャスト法で
製膜して用いても良い。The light emitting layer 4 is required to have fluorescence and to be capable of generating excitons by recombination of electrons and holes. Usually, it is produced by a vapor deposition method using resistance heating, but a material obtained by dispersing the above-described materials in a polymer such as polycarbonate may be formed into a film by a spin coating method or a casting method.
【００２０】また、製膜性に優れた材料の中に蛍光性の
色素を少量分散させた膜を発光層４として用いてもよ
い。この手法は、単独では結晶化しやすい、あるいは濃
度消光を起こしやすい蛍光色素に対して非常に有効であ
る。Alternatively, a film in which a fluorescent dye is dispersed in a small amount in a material having excellent film forming properties may be used as the light emitting layer 4. This method is very effective for fluorescent dyes that are liable to crystallize or cause concentration quenching by themselves.
【００２１】電子輸送層５としては、電子の移動度が大
きいことおよびピンホールのない薄膜が形成できること
が求められる。電子輸送層５は、抵抗加熱による蒸着法
で作製するが、ポリカーボネート等のポリマー中に前記
の材料を分散したものをスピンコート法やキャスト法で
製膜してもよく、ポリマー自身が電子輸送能を有する場
合には、単独でスピンコート法等により製膜しても良
い。また、２種類以上の材料を積層して電子輸送層５と
して用いてもよい。The electron transport layer 5 is required to have high electron mobility and to be able to form a thin film without pinholes. The electron transport layer 5 is formed by an evaporation method using resistance heating, but a film in which the above material is dispersed in a polymer such as polycarbonate may be formed into a film by a spin coating method or a casting method. In the case of having a film, the film may be formed alone by a spin coating method or the like. Alternatively, two or more materials may be stacked and used as the electron transport layer 5.
【００２２】なお、特に図示しないが、発光層４は、正
孔輸送層３または電子輸送層５と兼ねることもできる。
前者の場合には、有機物で構成される層は、発光層／電
子輸送層の２層構造になる。また、後者の場合には、有
機物で構成される層は、正孔輸送層／発光層の２層構造
になる。Although not particularly shown, the light emitting layer 4 can also serve as the hole transport layer 3 or the electron transport layer 5.
In the former case, the layer composed of an organic substance has a two-layer structure of a light emitting layer / an electron transport layer. In the latter case, the layer composed of an organic substance has a two-layer structure of a hole transport layer / a light emitting layer.
【００２３】陰極６としては、有機層に電子が注入でき
ること、かつ対環境安定性に優れていることが必要であ
る。これらの要件を満たす金属としては、アルミニウ
ム、マグネシウム、あるいはアルミニウムとリチウムの
合金、マグネシウムと銀の合金、銀とリチウムの合金な
どがあげられる。また、フッ化リチウムや金属酸化物の
薄膜（５ｎｍ以下）と金属（アルミニウムなど）を積層
したものでも同様な効果が得られる。The cathode 6 needs to be able to inject electrons into the organic layer and to have excellent environmental stability. Examples of the metal satisfying these requirements include aluminum, magnesium, an alloy of aluminum and lithium, an alloy of magnesium and silver, and an alloy of silver and lithium. A similar effect can be obtained by stacking a thin film of lithium fluoride or a metal oxide (5 nm or less) and a metal (such as aluminum).
【００２４】陰極６は、抵抗加熱法で製膜した。合金を
用いる場合は、２種類の金属をそれぞれ独立な蒸着源か
ら抵抗加熱法で同時に飛ばして製膜する共蒸着法によっ
て形成する。合金の成分比は、それぞれの蒸着速度を調
整することによって決定する。The cathode 6 was formed by a resistance heating method. When an alloy is used, it is formed by a co-evaporation method in which two kinds of metals are simultaneously sputtered from independent evaporation sources by a resistance heating method to form a film. The composition ratio of the alloy is determined by adjusting the respective deposition rates.
【００２５】また、陰極６は、あらかじめ所定の成分比
で作製した合金を用いてもよい。抵抗加熱法以外に、電
子ビーム蒸着法やスパッタリング法でも作製することが
できる。The cathode 6 may be made of an alloy prepared in advance with a predetermined component ratio. In addition to the resistance heating method, it can be manufactured by an electron beam evaporation method or a sputtering method.
【００２６】以下、より詳細な本発明の実施の形態につ
いて代表的に説明する。これらによって本発明は限定さ
れないことは言うまでもない。Hereinafter, more detailed embodiments of the present invention will be representatively described. It goes without saying that the present invention is not limited by these.
【００２７】（実施例１）基材としてはガラス基板１上
に透明な陽極２としてインジウム錫酸化膜（ＩＴＯ）を
あらかじめ形成し、電極の形にパターニングしたもの用
いた。この基材を充分に洗浄した後、蒸着する材料と一
緒に真空装置内にセットし、１０-4Ｐａまで排気した。
その後、正孔輸送層３としてN,N'-ビス[4'-(N,N-ジフェ
ニルアミノ)-4-ビフェニリル]-N,N'-ジフェニルベンジ
ジン（ＴＰＴ）を５０ｎｍ製膜した。その後、発光層４
としてＡｌｑを２５ｎｍ製膜した。さらに、電子輸送層
５として化６に示すキノリノール金属錯体（１）を２５
ｎｍ製膜した。(Example 1) As a substrate, an indium tin oxide film (ITO) was previously formed as a transparent anode 2 on a glass substrate 1 and patterned in the form of an electrode. After the substrate was sufficiently washed, it was set in a vacuum device together with the material to be deposited, and evacuated to 10 -4 Pa.
Thereafter, as the hole transport layer 3, N, N'-bis [4 '-(N, N-diphenylamino) -4-biphenylyl] -N, N'-diphenylbenzidine (TPT) was formed to a thickness of 50 nm. Then, the light emitting layer 4
Was formed into a 25 nm film of Alq. Further, the quinolinol metal complex (1) shown in Chemical Formula 6 is used as the electron transport layer 5 in 25.
nm.
【化６】 Embedded image
【００２８】その後、陰極６としてＡｌＬｉ合金を１５
０ｎｍの厚さで製膜し、素子を作製した。これらの製膜
は一度も真空を破ることなく、連続して行った。なお、
膜厚は水晶振動子によってモニターした。素子作製後、
直ちに乾燥窒素中で電極の取り出しを行い、引き続き特
性測定を行った。得られた素子に電圧を印加したとこ
ろ、５２０ｎｍにピークを有する、均一な黄緑色の発光
が得られた。１００ｍＡ／ｃｍ2 の電流を印加した場合
の駆動電圧ならびに発光輝度を測定したところ、駆動電
圧５．５Ｖ、発光輝度は３２００ｃｄ／ｍ2 であった。
この素子を乾燥窒素中において、初期輝度１０００ｃｄ
／ｍ2 で連続駆動（定電流）したところ、輝度が初期の
半分である５００ｃｄ／ｍ2 になるのに要する時間（輝
度半減期）は１０００ｈであった。また、５００ｈ駆動
後の電圧上昇分は０．４Ｖであった。Thereafter, an AlLi alloy was used as the cathode 6 for 15 minutes.
A film was formed with a thickness of 0 nm to produce a device. These films were continuously formed without breaking the vacuum. In addition,
The film thickness was monitored by a quartz oscillator. After device fabrication,
Immediately, the electrodes were taken out in dry nitrogen, and subsequently the characteristics were measured. When voltage was applied to the obtained device, uniform yellow-green light emission having a peak at 520 nm was obtained. When the driving voltage and the emission luminance when a current of 100 mA / cm 2 was applied were measured, the driving voltage was 5.5 V and the emission luminance was 3200 cd / m 2 .
This device was dried in dry nitrogen at an initial luminance of 1000 cd.
/ M 2 at a continuous drive (constant current), time required for luminance is 500 cd / m 2, which is half the initial (luminance half life) was 1000h. In addition, the voltage increase after driving for 500 hours was 0.4 V.
【００２９】（実施例２）実施例１と同様に、ガラス基
板１上に透明な陽極２としてインジウム錫酸化膜（ＩＴ
Ｏ）をあらかじめ形成し、電極の形にパターニングした
もの用いた基材を充分に洗浄した後、蒸着する材料と一
緒に真空装置内にセットし、１０-4Ｐａまで排気した。
その後、正孔輸送層３としてＴＰＴを５０ｎｍ製膜し、
続けて発光層４として、Ａｌｑと３−（２‘−ベンゾチ
アゾリル）−７−ジエチルアミノクマリン（クマリン
６）を同時に蒸着し、混合膜を２５ｎｍ製膜した。Ａｌ
ｑに対するクマリン６の割合を１ｍｏｌ％とした。次に
電子輸送層５としてキノリノール金属錯体（１）を２５
ｎｍ製膜した。その後、陰極６としてＡｌＬｉ合金を１
５０ｎｍの厚さで製膜し、素子を作製した。(Example 2) As in Example 1, an indium tin oxide film (IT) was formed on a glass substrate 1 as a transparent anode 2.
O) was formed in advance and patterned in the form of an electrode. After sufficiently washing the substrate, the substrate was set together with the material to be deposited in a vacuum apparatus and evacuated to 10 -4 Pa.
After that, a film of TPT is formed to a thickness of 50 nm as the hole transport layer 3,
Subsequently, Alq and 3- (2′-benzothiazolyl) -7-diethylaminocoumarin (coumarin 6) were simultaneously deposited as the light emitting layer 4 to form a mixed film having a thickness of 25 nm. Al
The ratio of coumarin 6 to q was 1 mol%. Next, quinolinol metal complex (1) was added to the electron transport layer 5 in an amount of 25%.
nm. After that, an AlLi alloy 1
A film was formed with a thickness of 50 nm to produce a device.
【００３０】得られた素子に電圧を印加したところ、５
２２ｎｍにピークを有する、均一な黄緑色の発光が得ら
れた。１００ｍＡ／ｃｍ2 の電流を印加した場合の駆動
電圧ならびに発光輝度を測定したところ、駆動電圧５．
３Ｖ、発光輝度は７９１０ｃｄ／ｍ2 であった。この素
子を乾燥窒素中において、初期輝度１０００ｃｄ／ｍ 2
で連続駆動（定電流）したところ、輝度半減期は１５０
０ｈであった。また、５００ｈ駆動後の電圧上昇分は
０．３Ｖであった。When a voltage was applied to the obtained device,
Uniform yellow-green emission having a peak at 22 nm was obtained.
Was. 100mA / cmTwoDrive when applying current of
When the voltage and the emission luminance were measured, the driving voltage was 4.
3V, light emission luminance 7910 cd / mTwoMet. This element
In dry nitrogen at an initial luminance of 1000 cd / m Two
Drive (constant current), the luminance half-life is 150
0h. Also, the voltage rise after 500 hours of driving is
0.3 V.
【００３１】（実施例３）この実施例では、発光層４に
用いる蛍光材料と、電子輸送層５に用いる材料を変えた
こと以外は実施例１と同様にして有機電界発光素子を作
製した。発光層４としては、下記の化７に示すジスチリ
ルアリーレン誘導体（DPVBi）を用いた。Example 3 In this example, an organic electroluminescent device was produced in the same manner as in Example 1, except that the fluorescent material used for the light emitting layer 4 and the material used for the electron transport layer 5 were changed. As the light emitting layer 4, a distyryl arylene derivative (DPVBi) shown in Chemical Formula 7 below was used.
【化７】 また、電子輸送層５としては、下記の化８に示すキノリ
ノール金属錯体（２）を用いた。Embedded image As the electron transport layer 5, a quinolinol metal complex (2) shown in Chemical Formula 8 below was used.
【化８】 Embedded image
【００３２】（実施例４）この実施例においても、発光
層４に用いる蛍光材料と、電子輸送層５に用いる材料を
変えたこと以外は実施例１と同様にして有機電界発光素
子を作製した。発光層４としては、下記の化９に示すビ
ス（８−ヒドロキシキノリン）亜鉛（Znq）を用いた。Example 4 In this example, an organic electroluminescent device was produced in the same manner as in Example 1 except that the fluorescent material used for the light emitting layer 4 and the material used for the electron transport layer 5 were changed. . As the light emitting layer 4, bis (8-hydroxyquinoline) zinc (Znq) shown in Chemical Formula 9 below was used.
【化９】 また、電子輸送層５としては、下記の化１０に示すキノ
リノール金属錯体（３）を用いた。Embedded image Further, as the electron transport layer 5, a quinolinol metal complex (3) shown in the following Chemical Formula 10 was used.
【化１０】 Embedded image
【００３３】（実施例５）この実施例においても、発光
層４に用いる蛍光材料と、電子輸送層５に用いる材料を
変えたこと以外は実施例１と同様にして有機電界発光素
子を作製した。発光層４としては、上記実施例３の場合
と同様に、化７に示すジスチリルアリーレン誘導体（DP
VBi）、およびキノリノール金属錯体（１）である化合
物を用いた。また、電子輸送層５としては、下記の化１
１に示すキノリノール金属錯体（４）を用いた。Example 5 In this example, an organic electroluminescent device was produced in the same manner as in Example 1 except that the fluorescent material used for the light emitting layer 4 and the material used for the electron transport layer 5 were changed. . As in the case of Example 3 above, the light-emitting layer 4 is made of a distyrylarylene derivative (DP
VBi) and a compound which is a quinolinol metal complex (1). Further, as the electron transport layer 5, the following chemical formula 1
The quinolinol metal complex (4) shown in 1 was used.
【化１１】 Embedded image
【００３４】（実施例６）この実施例においても、発光
層４に用いる蛍光材料と、電子輸送層５に用いる材料を
変えたこと以外は実施例１と同様にして有機電界発光素
子を作製した。発光層４としては、キノリノール金属錯
体（１）を用いた。また、電子輸送層５としては、下記
の化１２に示すキノリノール金属錯体（５）を用いた。Example 6 In this example, an organic electroluminescent device was produced in the same manner as in Example 1 except that the fluorescent material used for the light emitting layer 4 and the material used for the electron transport layer 5 were changed. . As the light emitting layer 4, a quinolinol metal complex (1) was used. As the electron transport layer 5, a quinolinol metal complex (5) shown in the following Chemical Formula 12 was used.
【化１２】 Embedded image
【００３５】これらの実施例３〜６で作製した素子に用
いた発光層４および電子輸送層５の材料と、１００ｍＡ
／ｃｍ2 印加時の駆動電圧と発光輝度、初期輝度１００
０ｃｄ／ｍ2 で連続駆動（定電流）したときの輝度半減
期および５００ｈ駆動後の電圧上昇分を、実施例１、２
の結果とあわせて表１に示す。The materials of the light emitting layer 4 and the electron transporting layer 5 used in the devices manufactured in Examples 3 to 6 were 100 mA
/ Cm 2 drive voltage and emission luminance, initial luminance 100
The luminance half-life when continuously driven at 0 cd / m 2 (constant current) and the voltage rise after 500 hours of driving are described in Examples 1 and 2.
The results are shown in Table 1 together with the results.
【表１】 [Table 1]
【００３６】（実施例７）実施例１と同様に、ガラス基
板１上に透明な陽極２としてインジウム錫酸化膜（ＩＴ
Ｏ）をあらかじめ形成し、電極の形にパターニングした
もの用いた基材を充分に洗浄した後、蒸着する材料と一
緒に真空装置内にセットし、１０-4Ｐａまで排気した。
その後、正孔輸送層３としてＴＰＴを５０ｎｍ製膜し
た。その後、発光層４としてキノリノール金属錯体
（１）を５０ｎｍ製膜した。陰極６としてＡｌＬｉ合金
を１５０ｎｍの厚さで製膜し、素子を作製した。Example 7 As in Example 1, an indium tin oxide film (IT) was formed on a glass substrate 1 as a transparent anode 2.
O) was formed in advance and patterned in the form of an electrode. After sufficiently washing the substrate, the substrate was set together with the material to be deposited in a vacuum apparatus and evacuated to 10 -4 Pa.
Then, 50 nm of TPT was formed as the hole transport layer 3. Thereafter, as the light emitting layer 4, a quinolinol metal complex (1) was formed to a thickness of 50 nm. An AlLi alloy was formed as the cathode 6 to a thickness of 150 nm to produce a device.
【００３７】このようにして得られた素子に電圧を印加
したところ、５３３ｎｍにピークを有する、均一な黄緑
色の発光が得られた。１００ｍＡ／ｃｍ2 の電流を印加
した場合の駆動電圧ならびに発光輝度を測定したとこ
ろ、駆動電圧５．５Ｖ、発光輝度は２７１０ｃｄ／ｍ2
であった。この素子を乾燥窒素中において、初期輝度１
０００ｃｄ／ｍ2 で連続駆動（定電流）したところ、輝
度半減期は５２０ｈであった。また、５００ｈ駆動後の
電圧上昇分は０．６ＶであったWhen a voltage was applied to the device thus obtained, uniform yellow-green light emission having a peak at 533 nm was obtained. When the driving voltage and the emission luminance when a current of 100 mA / cm 2 was applied were measured, the driving voltage was 5.5 V and the emission luminance was 2710 cd / m 2.
Met. The device was dried in dry nitrogen at an initial luminance of 1
As a result of continuous driving (constant current) at 000 cd / m 2 , the luminance half-life was 520 h. Further, the voltage rise after driving for 500 hours was 0.6 V.
【００３８】（実施例８〜１１）発光層４に用いるキノ
リノール金属錯体の種類を変えたこと以外は実施例７と
同様にして有機電界発光素子を作製した。これらの実施
例において、発光層４に使用したキノリノール金属錯体
の種類と作製した有機電界発光素子の１００ｍＡ／ｃｍ
2 印加時の駆動電圧と発光輝度、初期輝度１０００ｃｄ
／ｍ2 で連続駆動（定電流）したときの輝度半減期およ
び５００ｈ駆動後の電圧上昇分を実施例７の結果と合わ
せて表２に示す。(Examples 8 to 11) Organic electroluminescent devices were manufactured in the same manner as in Example 7 except that the kind of the quinolinol metal complex used for the light emitting layer 4 was changed. In these examples, the type of the quinolinol metal complex used in the light emitting layer 4 and the 100 mA / cm
(2 ) Driving voltage and emission luminance at the time of application, initial luminance 1000 cd
Table 2 shows the half-life of luminance when continuously driven (constant current) at / m 2 and the rise in voltage after 500 hours of driving together with the results of Example 7.
【表２】 [Table 2]
【００３９】（実施例１２）実施例１と同様に、ガラス
基板１上に透明な陽極２としてインジウム錫酸化膜（Ｉ
ＴＯ）をあらかじめ形成し、電極の形にパターニングし
たもの用いた基材を充分に洗浄した後、蒸着する材料と
一緒に真空装置内にセットし、１０-4Ｐａまで排気し
た。その後、正孔輸送層３としてＴＰＴを５０ｎｍ製膜
した。その後、発光層４としてキノリノール金属錯体
（１）を２５ｎｍ製膜した。さらに、電子輸送層５とし
てＡｌｑを２５ｎｍ製膜した後、陰極６としてＡｌＬｉ
合金を１５０ｎｍの厚さで製膜し、素子を作製した。(Example 12) As in Example 1, an indium tin oxide film (I) was formed on a glass substrate 1 as a transparent anode 2.
TO) was formed in advance and patterned in the form of an electrode. After sufficiently washing the substrate used, the substrate was set together with the material to be deposited in a vacuum apparatus and evacuated to 10 -4 Pa. Then, 50 nm of TPT was formed as the hole transport layer 3. After that, a 25 nm quinolinol metal complex (1) was formed as the light emitting layer 4. Further, after a film of Alq was formed to a thickness of 25 nm as the electron transporting layer 5, AlLi was used as the cathode 6.
An alloy was formed with a thickness of 150 nm to produce a device.
【００４０】このようにして得られた素子に電圧を印加
したところ、５３２ｎｍにピークを有する、均一な黄緑
色の発光が得られた。１００ｍＡ／ｃｍ2 の電流を印加
した場合の駆動電圧ならびに発光輝度を測定したとこ
ろ、駆動電圧５．６Ｖ、発光輝度は２７４０ｃｄ／ｍ2
であった。この素子を乾燥窒素中において、初期輝度１
０００ｃｄ／ｍ2 で連続駆動（定電流）したところ、輝
度半減期は５６０ｈであった。５００ｈ駆動後の電圧上
昇分は０．４Ｖであった。When a voltage was applied to the device thus obtained, uniform yellow-green light emission having a peak at 532 nm was obtained. When the drive voltage and the emission luminance when a current of 100 mA / cm 2 was applied were measured, the drive voltage was 5.6 V and the emission luminance was 2740 cd / m 2.
Met. The device was dried in dry nitrogen at an initial luminance of 1
When the device was continuously driven (constant current) at 000 cd / m 2 , the luminance half-life was 560 h. The voltage increase after driving for 500 hours was 0.4 V.
【００４１】（実施例１３〜１６）発光層４に用いるキ
ノリノール金属錯体と電子輸送層５に用いる材料を変え
たこと以外は実施例１と同様にして有機電界発光素子を
作製した。発光層４には上記化５、化６、化８、化１０
に示した物質を用いた。また、電子輸送材料にはＡｌｑ
のほかに、下記の化１３に示すｔＢｕ−ＰＢＤ、および
下記の化１４に示すトリアゾール化合物（ＴＡＺ）を使
用した。Examples 13 to 16 Organic electroluminescent devices were produced in the same manner as in Example 1 except that the quinolinol metal complex used for the light emitting layer 4 and the material used for the electron transport layer 5 were changed. The light emitting layer 4 has the above-mentioned chemical formula 5, chemical formula 6, chemical formula 8, chemical formula 10
Were used. Also, Alq is used for the electron transport material.
In addition to the above, tBu-PBD shown in the following chemical formula 13 and a triazole compound (TAZ) shown in the following chemical formula 14 were used.
【化１３】 Embedded image
【化１４】 Embedded image
【００４２】このようにして作製した素子に用いた発光
層４および電子輸送層５の材料と、１００ｍＡ／ｃｍ2
印加時の駆動電圧と発光輝度、初期輝度１０００ｃｄ／
ｍ2で連続駆動（定電流）したときの輝度半減期および
５００ｈ駆動後の電圧上昇分を実施例１２の結果と合わ
せて表３に示す。The material of the light emitting layer 4 and the electron transporting layer 5 used in the device thus manufactured was set to 100 mA / cm 2.
Drive voltage at the time of application, light emission luminance, initial luminance 1000 cd /
Table 3 shows the half-life of luminance when continuously driven (constant current) at m 2 and the amount of voltage rise after 500 hours of driving together with the results of Example 12.
【表３】 [Table 3]
【００４３】（比較例１〜６）比較例１として、電子輸
送層５に下記の化１５に示すキノリノール金属錯体
（６）を用いたこと以外はそれぞれ実施例１と同様に素
子を作製した。(Comparative Examples 1 to 6) As Comparative Example 1, devices were produced in the same manner as in Example 1 except that a quinolinol metal complex (6) shown in Chemical Formula 15 below was used for the electron transport layer 5.
【化１５】 Embedded image
【００４４】また、比較例２・３として、発光層４にＺ
ｎｑ、DPVBiを、電子輸送層５にＡｌｑを用いたこと以
外は、実施例１と同様に素子を作製した。さらに、比較
例４として、電子輸送層５にＡｌｑを用いたこと以外は
実施例２と同様に作製した。また、比較例５・６とし
て、発光層にＡｌｑ、Ｚｎｑを用いたこと以外は実施例
７と同様に素子を作製した。これらの素子の、１００ｍ
Ａ／ｃｍ2 印加時の駆動電圧と発光輝度、初期輝度１０
００ｃｄ／ｍ2 で連続駆動（定電流）したときの輝度半
減期および５００ｈ駆動後の電圧上昇分を表４に示す。Further, as Comparative Examples 2 and 3, Z
A device was produced in the same manner as in Example 1, except that nq, DPVBi, and Alq were used for the electron transport layer 5. Further, as Comparative Example 4, a device was manufactured in the same manner as in Example 2 except that Alq was used for the electron transport layer 5. Further, as Comparative Examples 5 and 6, devices were manufactured in the same manner as in Example 7, except that Alq and Znq were used for the light emitting layer. 100 m of these elements
A / cm 2 drive voltage and emission luminance, initial luminance 10
Table 4 shows the luminance half-life when continuously driven (constant current) at 00 cd / m 2 and the voltage rise after 500 hours of driving.
【表４】 [Table 4]
【００４５】表１から表４に示した結果より、本実施例
で得られた素子は比較例で得られた素子よりも発光効率
や駆動耐久性に優れていることが明らかになった。From the results shown in Tables 1 to 4, it was clarified that the device obtained in this example was superior in luminous efficiency and driving durability to the device obtained in the comparative example.
【００４６】[0046]
【発明の効果】以上のように本発明によれば、発光効率
が高く、駆動耐久性に優れた有機電界発光素子が得られ
るという有利な効果が得られる。As described above, according to the present invention, there is obtained an advantageous effect that an organic electroluminescent device having high luminous efficiency and excellent driving durability can be obtained.
【図１】本発明における電界発光素子の構成を示す模式
断面図FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a configuration of an electroluminescent device according to the present invention.
１ ガラス基板 ２ 陽極 ３ 正孔輸送層 ４ 発光層 ５ 電子輸送層 ６ 陰極 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Glass substrate 2 Anode 3 Hole transport layer 4 Light emitting layer 5 Electron transport layer 6 Cathode
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福山 正雄 神奈川県川崎市多摩区東三田３丁目10番１ 号 松下技研株式会社内 (72)発明者 堀 義和 神奈川県川崎市多摩区東三田３丁目10番１ 号 松下技研株式会社内 (72)発明者 工藤 祐治 神奈川県川崎市多摩区東三田３丁目10番１ 号 松下技研株式会社内 (72)発明者 木村 俊秀 茨城県つくば市御幸が丘45番地 保土谷化 学工業株式会社筑波研究所内 (72)発明者 三木 鉄蔵 茨城県つくば市御幸が丘45番地 保土谷化 学工業株式会社筑波研究所内 Ｆターム(参考） 3K007 AB00 AB03 CA01 CB01 DA00 DB03 EB00 FA01 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Masao Fukuyama 3-10-1, Higashi-Mita, Tama-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Prefecture Inside Matsushita Giken Co., Ltd. (72) Yoshikazu Hori 3-chome, Higashi-Mita, Tama-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa No. 10 No. 1 Matsushita Giken Co., Ltd. (72) Inventor Yuji Kudo 3-10-1, Higashi Mita, Tama-ku, Kawasaki City, Kanagawa Prefecture No. 10 Matsushita Giken Co., Ltd. (72) Inventor Toshihide Kimura 45 Miyukigaoka, Tsukuba City, Ibaraki Prefecture Address Hodogaya Kagaku Kogyo Co., Ltd., Tsukuba Research Laboratories (72) Inventor Tetsuzo Miki 45 Miyukigaoka, Tsukuba City, Ibaraki Pref.Hokkaido Kagaku Kogyo Co., Ltd. FA01
Claims (3)
も一層以上の有機層を有する有機電界発光素子におい
て、有機層の一つが電子輸送層であり、その構成材料が
下記化１で表される化合物からなることを特徴とする有
機電界発光素子。 【化１】 （Ｍは４価の金属を表す。Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ
５はそれぞれ独立に、水素原子、塩素原子、臭素原子、
ハロゲン化アルキル基、低級アルキル基、低級アルコキ
シ基、アラルキル基、アルケニル基、置換または無置換
のアリール基、置換または未置換のシクロアルキル基、
置換または未置換の複素環基、ジアルキルアミノ基、ジ
アリールアミノ基、ジフェニル基、ナフチル基を表
す。）1. An organic electroluminescent device having a pair of electrodes and at least one organic layer sandwiched between the electrodes, one of the organic layers is an electron transport layer, and the constituent material is represented by the following chemical formula 1. An organic electroluminescent device comprising a compound. Embedded image (M represents a tetravalent metal. R1, R2, R3, R4, R
5 is each independently a hydrogen atom, a chlorine atom, a bromine atom,
Halogenated alkyl group, lower alkyl group, lower alkoxy group, aralkyl group, alkenyl group, substituted or unsubstituted aryl group, substituted or unsubstituted cycloalkyl group,
Represents a substituted or unsubstituted heterocyclic group, dialkylamino group, diarylamino group, diphenyl group, or naphthyl group. )
も一層以上の有機層を有する有機電界発光素子におい
て、有機層の一つが発光層であり、その構成材料が下記
化２で表される化合物からなることを特徴とする有機電
界発光素子。 【化２】 （Ｍは４価の金属を表す。Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ
５はそれぞれ独立に、水素原子、塩素原子、臭素原子、
ハロゲン化アルキル基、低級アルキル基、低級アルコキ
シ基、アラルキル基、アルケニル基、置換または無置換
のアリール基、置換または未置換のシクロアルキル基、
置換または未置換の複素環基、ジアルキルアミノ基、ジ
アリールアミノ基、ジフェニル基、ナフチル基を表
す。）2. An organic electroluminescent device having a pair of electrodes and at least one organic layer sandwiched between the pair of electrodes, wherein one of the organic layers is a light emitting layer, and the constituent material is a compound represented by the following chemical formula 2. An organic electroluminescent device, comprising: Embedded image (M represents a tetravalent metal. R1, R2, R3, R4, R
5 is each independently a hydrogen atom, a chlorine atom, a bromine atom,
Halogenated alkyl group, lower alkyl group, lower alkoxy group, aralkyl group, alkenyl group, substituted or unsubstituted aryl group, substituted or unsubstituted cycloalkyl group,
Represents a substituted or unsubstituted heterocyclic group, dialkylamino group, diarylamino group, diphenyl group, or naphthyl group. )
原子がジルコニウムであることを特徴とする請求項１ま
たは２記載の有機電界発光素子。3. The organic electroluminescent device according to claim 1, wherein the metal atom represented by M in the compound is zirconium.
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| JP2006512436A (en) * | 2002-12-24 | 2006-04-13 | エラム−ティー リミテッド | Electroluminescent materials and equipment |
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| CN100415848C (en) * | 2002-11-21 | 2008-09-03 | 株式会社半导体能源研究所 | Electroluminescent element and light emitting device |
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