JP2001081453A

JP2001081453A - 有機エレクトロルミネッセンス素子

Info

Publication number: JP2001081453A
Application number: JP26531299A
Authority: JP
Inventors: Noriko Ueda; 則子植田; Hiroshi Kita; 弘志北
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1999-09-20
Filing date: 1999-09-20
Publication date: 2001-03-27

Abstract

(57)【要約】【課題】高輝度に発光する有機エレクトロルミネッセ
ンス素子材料および有機エレクトロルミネッセンス素子
を提供する。【解決手段】互いに対向する陽極と陰極間に、単層ま
たは複数層の有機化合物薄膜によりなる発光層を挟持し
た有機エレクトロルミネッセンス素子において、該有機
化合物薄膜の少なくとも一層が、下記一般式（Ｉ）で表
される化合物のアニオンと金属カチオンの塩の少なくと
も一種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１】〔式中、Ｘは−Ｏ−、−Ｓ−または−Ｎ（Ｒ₈）を表
し、Ｒ₁、Ｒ₂、Ｒ₃、Ｒ₄、Ｒ₅、Ｒ₆、Ｒ₇およびＲ₈は水
素原子または置換基を表し、隣接する置換基は互いに結
合して縮合環を形成してもよい〕

Description

【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
ミネッセンス素子材料および有機エレクトロルミネッセ
ンス（以下有機ＥＬとも略記する）素子に関し、更に詳
しくは、発光輝度に優れた有機ＥＬ素子材料および有機
ＥＬ素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、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該発光素子を駆
動させるためには交流の高電圧が必要である。最近開発
された、有機エレクトロルミネッセンス素子は、蛍光性
有機化合物を含む薄膜を、陰極と陽極で挟んだ構成を有
し、前記薄膜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程度の低電圧で発光
が可能であり、自己発光型であるために視野角依存性に
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】これまで、様々な有機ＥＬ素子が報告され
ている。たとえば、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，
Ｖｏｌ．５１、９１３頁あるいは特開昭５９−１９４３
９３号に記載の正孔注入層と有機発光体層とを組み合わ
せたもの、特開昭６３−２９５６９５号に記載の正孔注
入層と電子注入輸送層とを組み合わせたもの、Ｊｐｎ．
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｐｐｌｉｅｄＰｈｉｓｙｃ
ｓ，ｖｏｌ．１２７，Ｎｏ．２第２６９〜２７１頁に記
載の正孔移動層と発光層と電子移動層とを組み合わせた
ものがそれぞれ開示されている。しかしながら、より高
輝度の素子が求められており、エネルギー変換効率、発
光量子効率の更なる向上が期待されている。また、発光
寿命が短い問題点が指摘されている。こうした経時での
輝度劣化の要因は完全には解明されていないが発光中の
エレクトロルミネッセンス素子は自ら発する光と高熱に
曝されており薄膜を構成する有機化合物自体の分解、薄
膜中での有機化合物の結晶化等、有機ＥＬ素子材料であ
る有機化合物に由来する要因も指摘されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、高輝
度に発光する有機エレクトロルミネッセンス素子材料お
よび有機エレクトロルミネッセンス素子を提供すること
にある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、下
記構成により達成された。

【０００６】（１）互いに対向する陽極と陰極間に、
単層または複数層の有機化合物薄膜によりなる発光層を
挟持した有機エレクトロルミネッセンス素子において、
該有機化合物薄膜の少なくとも一層が、下記一般式
（Ｉ）で表される化合物のアニオンと金属カチオンの塩
の少なくとも一種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。

【０００７】

【化２】

【０００８】〔式中、Ｘは−Ｏ−、−Ｓ−または−Ｎ
（Ｒ₈）を表し、Ｒ₁、Ｒ₂、Ｒ₃、Ｒ₄、Ｒ₅、Ｒ₆、Ｒ₇お
よびＲ₈は水素原子または置換基を表し、隣接する置換
基は互いに結合して縮合環を形成してもよい〕（２）有機金属錯体の金属カチオンの金属元素が、Ａ
ｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｔｌ、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｃ
ａ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｈｇ、ＰｄおよびＣｕのいずれかであ
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。

【０００９】以下に本発明を更に詳しく説明する。ま
ず、本発明の一般式（Ｉ）で表される化合物について説
明する。前記一般式（Ｉ）において、Ｒ₁〜Ｒ₈は水素原
子または置換基を表すが、置換基としては、ハロゲン原
子（例えばフッ素原子、塩素原子等）、アルキル基（例
えばメチル基、エチル基、イソプロピル基、ヒドロキシ
エチル基、メトキシメチル基、トリフルオロメチル基、
ｔ−ブチル基等）、シクロアルキル基（例えばシクロペ
ンチル基、シクロヘキシル基等）、アラルキル基（例え
ばベンジル基、２−フェネチル基等）、アリール基（例
えばフェニル基、ナフチル基、ｐ−トリル基、ｐ−クロ
ロフェニル基等）、アルコキシ基（例えばメトキシ基、
エトキシ基、イソプロポキシ基、ｎ−ブトキシ基等）、
アリールオキシ基（例えばフェノキシ基等）、シアノ
基、アシルアミノ基（例えばアセチルアミノ基、プロピ
オニルアミノ基等）、アルキルチオ基（例えばメチルチ
オ基、エチルチオ基、ｎ−ブチルチオ基等）、アリール
チオ基（例えばフェニルチオ基等）、スルホニルアミノ
基（例えばメタンスルホニルアミノ基、ベンゼンスルホ
ニルアミノ基等）、ウレイド基（例えば３−メチルウレ
イド基、３，３−ジメチルウレイド基、１，３−ジメチ
ルウレイド基等）、スルファモイルアミノ基（ジメチル
スルファモイルアミノ基等）、カルバモイル基（例えば
メチルカルバモイル基、エチルカルバモイル基、ジメチ
ルカルバモイル基等）、スルファモイル基（例えばエチ
ルスルファモイル基、ジメチルスルファモイル基等）、
アルコキシカルボニル基（例えばメトキシカルボニル
基、エトキシカルボニル基等）、アリールオキシカルボ
ニル基（例えばフェノキシカルボニル基等）、スルホニ
ル基（例えばメタンスルホニル基、ブタンスルホニル
基、フェニルスルホニル基等）、アシル基（例えばアセ
チル基、プロパノイル基、ブチロイル基等）、アミノ基
（メチルアミノ基、エチルアミノ基、ジメチルアミノ基
等）、シアノ基、ヒドロキシ基、ニトロ基、ニトロソ
基、アミンオキシド基（例えばピリジン−オキシド
基）、イミド基（例えばフタルイミド基等）、ジスルフ
ィド基（例えばベンゼンジスルフィド基、ベンゾチアゾ
リル−２−ジスルフィド基等）、カルボキシル基、スル
ホ基、複素環基（例えば、ピロール基、ピロリジル基、
ピラゾリル基、イミダゾリル基、ピリジル基、キノリル
基、ベンズイミダゾリル基、ベンズチアゾリル基、ベン
ズオキサゾリル基等）等が挙げられ、これらの基はさら
に置換されていてもよい。

【００１０】一般式（Ｉ）で表される化合物のアニオン
と有機金属錯体を形成する金属イオンは２価または３価
のものが好ましく、２価または３価の金属カチオンとし
ては、Ａｌ、Ｇａ、Ｂｅ、Ｚｎのカチオンが好ましい。
さらに好ましくはＡｌ、Ｂｅ、Ｚｎのカチオンであり、
特にＡｌのカチオンが好ましい。

【００１１】本発明でいう有機化合物のアニオンとは、
一般式（Ｉ）で表した解離性のプロトンを有する化合物
からそのプロトンを引き抜いたものを表す。

【００１２】以下に、本発明における一般式（Ｉ）で表
される化合物のアニオンと金属カチオンの塩の具体例を
示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。

【００１３】

【化３】

【００１４】

【化４】

【００１５】

【化５】

【００１６】

【化６】

【００１７】

【化７】

【００１８】

【化８】

【００１９】

【化９】

【００２０】

【化１０】

【００２１】

【化１１】

【００２２】

【化１２】

【００２３】

【化１３】

【００２４】

【化１４】

【００２５】

【化１５】

【００２６】

【化１６】

【００２７】上記本発明の化合物の一般的合成法には下
記１）〜３）が挙げられる。

【００２８】１）金属アルコキシド（アルミニウムイソ
プロポキシド等）の溶液に、解離性のプロトンを有する
一般式（Ｉ）で表される化合物の溶液を加え、加熱攪拌
後、生成物を再沈澱、再結晶などの方法で精製後、目的
物を得る。

【００２９】２）金属ハロゲン化物等の金属塩（塩化亜
鉛等）懸濁液に、解離性のプロトンを有する一般式
（Ｉ）で表される化合物の溶液を加え、加熱攪拌後、生
成物を再沈澱、再結晶などの方法で精製後、目的物を得
る。

【００３０】３）有機金属化合物（トリエチルアルミニ
ウム等）の溶液に、解離性のプロトンを有する一般式
（Ｉ）で表される化合物の溶液を加え、加熱攪拌後、生
成物を再沈澱、再結晶などの方法で精製後、目的物を得
る。

【００３１】以下に例示化合物Ｉ−１の合成法を示す。

【００３２】

【化１７】

【００３３】１．化合物（Ａ）の合成カテコール５．０ｇ、８−アミノ−７−ヒドロキシキノ
リン６．７ｇと８−アミノ−７−ヒドロキシキノリンの
塩酸塩０．６７ｇの混合物を、二酸化炭素を吹き込みな
がら２００℃から２１０℃に３０時間加熱した後、水を
加え、酢酸エチルで抽出した。有機層を硫酸ナトリウム
で乾燥後、濃縮し、エタノールで再結晶することで、化
合物（Ａ）８．０ｇを得た。ＮＭＲおよびマススペクト
ルにより、目的物であることを確認した。

【００３４】２．化合物Ｉ−１の合成トルエン１０ｍｌにアルミニウムイソプロポキシド１．
２０ｇを加え、７０℃に加熱し、溶解させた。ここにト
ルエン１０ｍｌに溶解させた４．１３ｇの化合物（Ａ）
を加え、７０℃に加熱下、４時間攪拌した。析出してく
る白色固体を、冷却後ろ別し、トルエンで再結晶するこ
とで、化合物Ｉ−１を３．２０ｇ得た。ＮＭＲおよびマ
ススペクトルにより、目的物であることを確認した。

【００３５】本発明において有機ＥＬ素子は、基本的に
は一対の電極の間に発光層を挾持し、必要に応じ正孔注
入層や電子注入層を介在させた構造を有する。

【００３６】具体的には、（ｉ）陽極／発光層／陰極（ii）陽極／正孔注入層／発光層／陰極（iii）陽極／発光層／電子注入層／陰極（iv）陽極／正孔注入層／発光層／電子注入層／陰極などの構造がある。

【００３７】上記発光層は（１）電界印加時に、陽極又
は正孔注入層により正孔を注入することができ、かつ陰
極又は電子注入層より電子を注入することができる注入
機能、（２）注入した電荷（電子と正孔）を電界の力で
移動させる輸送機能、（３）電子と正孔の再結合の場を
発光層内部に提供し、これを発光につなげる発光機能な
どを有している。ただし、正孔の注入されやすさと電子
の注入されやすさに違いがあってもよく、また、正孔と
電子の移動度で表される輸送機能に大小があってもよい
が、どちらか一方の電荷を移動させる機能を有するもの
が好ましい。この発光層に用いられる発光材料の種類に
ついては特に制限はなく、従来有機ＥＬ素子における発
光材料として公知のものを用いることができる。このよ
うな発光材料は主に有機化合物であり、所望の色調によ
り、例えば、Ｍａｃｒｏｍｏｌ．Ｓｙｍｐ．１２５巻１
７頁から２６頁に記載の化合物が挙げられる。

【００３８】上記材料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法など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、該化合物の気相状態
から沈着され形成された薄膜や、該化合物の溶融状態又
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。

【００３９】また、この発光層は、特開昭５７−５１７
８１号公報に記載されているように、樹脂などの結着材
と共に上記発光材料を溶剤に溶かして溶液としたのち、
これをスピンコート法など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。こ
のＥＬ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などの金
属、ＣｕＩ、インジウムチンオキシド（ＩＴＯ）、Ｓｎ
Ｏ₂、ＺｎＯなどの導電性透明材料が挙げられる。該陽
極は、これらの電極物質を蒸着やスパッタリングなどの
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。

【００４０】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、希土類金属などが挙げら
れる。これらの中で、電子注入性及び酸化などに対する
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などが好適である。該陰極は、こ
れらの電極物質を蒸着やスパッタリングなどの方法によ
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５
０〜２００ｎｍの範囲で選ばれる。なお、発光を透過さ
せるため、有機ＥＬ素子の陽極又は陰極のいずれか一方
が、透明又は半透明であれば発光効率が向上し好都合で
ある。

【００４１】次に、必要に応じて設けられる正孔注入層
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、この正孔注入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、そのうえ、発光層に陰極又は電子注入層より注入
された電子は、発光層と正孔注入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
向上するなど発光性能の優れた素子となる。この正孔注
入層の材料（以下、正孔注入材料という）については、
前記の好ましい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、正孔の電荷注入輸送材
料として慣用されているものやＥＬ素子の正孔注入層に
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。

【００４２】上記正孔注入材料は、正孔の注入、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。この正孔注入材料としては、
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
マーなどが挙げられる。正孔注入材料としては、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、
芳香族第三級アミン化合物及びスチリルアミン化合物、
特に芳香族第三級アミン化合物を用いることが好まし
い。

【００４３】上記芳香族第三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、さらには、米国特許第５，０６１，５６９号明細書
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号公報に記載されているトリフェニルア
ミンユニットが３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（ＭＴＤＡＴ
Ａ）などが挙げられる。

【００４４】また、ｐ型−Ｓｉ、ｐ型−ＳｉＣなどの無
機化合物も正孔注入材料として使用することができる。
この正孔注入層は、上記正孔注入材料を、例えば真空蒸
着法、スピンコート法、キャスト法、ＬＢ法などの公知
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。正孔注入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。この正孔注入層は、
上記材料の一種又は二種以上からなる一層構造であって
もよく、同一組成又は異種組成の複数層からなる積層構
造であってもよい。さらに、必要に応じて用いられる電
子注入層は、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。

【００４５】この電子注入層に用いられる材料（以下、
電子注入材料という）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、ペリレンなどのテトラカル
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などが挙げられる。また、
特開昭５９−１９４３９３号公報に記載されている一連
の電子伝達性化合物は、該公報では発光層を形成する材
料として開示されているが、本発明者らが検討の結果、
電子注入材料として用いうることが分かった。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、電子注入材料として用い
ることができる。

【００４６】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）など、及びこれらの金属錯体の中
心金属がＩｎ、Ｍｇ、Ｃｕ、Ｃａ、Ｓｎ、Ｇａ又はＰｂ
に置き替わった金属錯体も、電子注入材料として用いる
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、又はそれらの末端がアルキル基やスルホ
ン酸基などで置換されているものも、電子注入材料とし
て好ましく用いることができる。また、発光層の材料と
して例示したジスチリルピラジン誘導体も、電子注入材
料として用いることができるし、正孔注入層と同様に、
ｎ型−Ｓｉ、ｎ型−ＳｉＣなどの無機半導体も電子注入
材料として用いることができる。

【００４７】この電子注入層は、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法など
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。電子注入層としての膜厚は、特に制限はないが、通
常は５ｎｍ〜５μｍの範囲で選ばれる。この電子注入層
は、これらの電子注入材料一種又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、同一組成又は異種
組成の複数層からなる積層構造であってもよい。次に、
該有機ＥＬ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／正孔注入層／発光層／電子注入層／陰
極からなるＥＬ素子の作製法について説明すると、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１０〜２００ｎ
ｍの範囲の膜厚になるように、蒸着やスパッタリングな
どの方法により形成させ、陽極を作製する。次に、この
上に素子材料である正孔注入層、発光層、電子注入層の
材料からなる薄膜を形成させる。

【００４８】本発明の一般式（Ｉ）で表される化合物の
アニオンと金属カチオンの塩は、正孔注入層、正孔輸送
層、発光層、電子注入層、電子輸送層のいずれの層に含
まれてもよく、単独あるいは他の化合物と層を形成する
ことが出来る。

【００４９】こ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、蒸着法などがあるが、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な
どの点から、真空蒸着法が好ましい。この薄膜化に、こ
の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
造などにより異なるが、一般にボート加熱温度５０〜４
５０℃、真空度１０^-6〜１０^-3Ｐａ、蒸着速度０．０１
〜５０ｎｍ／秒、基板温度−５０〜３００℃、膜厚５ｎ
ｍ〜５μｍの範囲で適宜選ぶことが望ましい。

【００５０】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５０〜２００ｎ
ｍの範囲の膜厚になるように、例えば蒸着やスパッタリ
ングなど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ＥＬ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、作製順序を逆にして、陰
極、電子注入層、発光層、正孔注入層、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。

【００５１】

【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。

【００５２】実施例１（１−１）比較用有機ＥＬ素子の作製陽極としてガラス上にＩＴＯを１５０ｎｍ成膜した基板
（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
イソ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分間行なった。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、一方、モリブデン製抵抗加熱ボートに、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（ＴＰ
Ｄ）２００ｍｇを入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボー
トに化合物Ｑ−１を２００ｍｇ入れ、真空蒸着装置に取
付けた。次いで、真空槽を４×１０^-4Ｐａまで減圧した
後、ＴＰＤ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の正孔注入層を設
けた。さらに、化合物Ｑ−１の入った前記加熱ボートを
通電して２２０℃まで加熱し、蒸着速度０．１〜０．３
ｎｍ／ｓｅｃで前記正孔注入層上に蒸着して膜厚４０ｎ
ｍの電子注入性をもつ発光層を設けた。なお、蒸着時の
基板温度は室温であった。次に、真空槽をあけ、電子注
入性をもつ発光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^-4Ｐ
ａ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対向電極とすることによ
り、表１に示す比較用の有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ−１を作
製した。

【００５３】さらに上記において、化合物Ｑ−１を化合
物Ｑ−２〜Ｑ−５に置き換えた以外は全く同じ方法で比
較用有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ−２〜ＯＬＥＤ−５を作製し
た。

【００５４】化合物Ｑ−１、Ｑ−２〜Ｑ−５の構造を以
下に示す。

【００５５】

【化１８】

【００５６】（１−２）本発明の有機ＥＬ素子の作製（１−１）において化合物Ｑ−１を表１及び表２に示し
た本発明の化合物に置き換えた以外は（１−１）と全く
同じ方法で有機ＥＬ素子（ＯＬＥＤ−６〜ＯＬＥＤ−５
０）を作製した。

【００５７】本発明の有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ−６〜ＯＬ
ＥＤ−５０および比較の有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ−１〜Ｏ
ＬＥＤ−５に素子のＩＴＯ電極を陽極、マグネシウムと
銀からなる対向電極を陰極として直流１０ボルトを印加
し発光輝度を評価した。結果を比較の有機ＥＬ素子ＯＬ
ＥＤ−１の最高発光輝度を１.０としたときのそれぞれ
の最高発光輝度の比の値を表１及び表２に示す。

【００５８】

【表１】

【００５９】

【表２】

【００６０】表１及び表２より、本発明の化合物により
高輝度の発光を示すことが明らかである。

【００６１】実施例２（２−１）本発明の有機ＥＬ素子の作製陽極としてガラス上にＩＴＯを１５０ｎｍ成膜した基板
（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
イソ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分間行なった。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、一方、モリブデン製抵抗加熱ボートに、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（ＴＰ
Ｄ）２００ｍｇを入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボー
トに本発明の化合物（Ｉ−１）２００ｍｇを入れ、さら
に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２０
０ｍｇ入れ、真空蒸着装置に取付けた。次いで、真空槽
を４×１０^-4Ｐａまで減圧した後、ＴＰＤ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の正孔注入層を設けた。さらに、本発明の
化合物Ｉ−１の入った前記加熱ボートを通電して２２０
℃まで加熱し、蒸着速度０．１〜０．３ｎｍ／ｓｅｃで
前記正孔注入層上に蒸着して膜厚４０ｎｍの発光層を設
けた。さらに、Ａｌｑ３の入った前記加熱ボートを通電
して２５０℃まで加熱し、蒸着速度０．１ｎｍ／ｓｅｃ
で前記発光層の上に蒸着して膜厚２０ｎｍの電子注入層
を設けた。なお、蒸着時の基板温度は室温であった。次
に、真空槽をあけ、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対向電極とす
ることにより、有機ＥＬ素子（ＯＬＥＤ−５１）を作製
した。この素子のＩＴＯ電極を陽極、マグネシウムと銀
からなる対向電極を陰極として直流１２ボルトを印加し
たところ、高輝度の発光を得た。

【００６２】

【発明の効果】本発明により、高輝度に発光する有機エ
レクトロルミネッセンス素子材料および有機エレクトロ
ルミネッセンス素子を得た。

フロントページの続きＦターム(参考） 3K007 AB02 AB03 CA01 CB01 DA00 DB03 EB00 FA01 4C065 AA04 AA19 BB12 CC09 DD03 EE02 HH01 JJ01 KK09 PP03 4C072 AA01 AA07 CC02 CC11 CC16 EE07 EE17 FF07 GG01 UU05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】互いに対向する陽極と陰極間に、単層ま
たは複数層の有機化合物薄膜によりなる発光層を挟持し
た有機エレクトロルミネッセンス素子において、該有機
化合物薄膜の少なくとも一層が、下記一般式（Ｉ）で表
される化合物のアニオンと金属カチオンの塩の少なくと
も一種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１】〔式中、Ｘは−Ｏ−、−Ｓ−または−Ｎ（Ｒ₈）を表
し、Ｒ₁、Ｒ₂、Ｒ₃、Ｒ₄、Ｒ₅、Ｒ₆、Ｒ₇およびＲ₈は水
素原子または置換基を表し、隣接する置換基は互いに結
合して縮合環を形成してもよい〕
【請求項２】有機金属錯体の金属カチオンの金属元素
が、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｔｌ、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｓｒ、Ｂ
ａ、Ｃａ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｈｇ、ＰｄおよびＣｕのいずれ
かであ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。