JP2002110357A

JP2002110357A - 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用金属錯体の形成方法

Info

Publication number: JP2002110357A
Application number: JP2000298878A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Kita; 弘志北; Mitsuyoshi Matsuura; 光宜松浦; Yoshiyuki Suzurisato; 善幸硯里
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 2000-09-29
Filing date: 2000-09-29
Publication date: 2002-04-12
Anticipated expiration: 2020-09-29
Also published as: JP4211211B2

Abstract

(57)【要約】【課題】高輝度に発光しかつ発光寿命の長い有機エレ
クトロルミネッセンス素子の提供と、有機エレクトロル
ミネッセンス素子用材料として有用な金属錯体を有機エ
レクトロルミネッセンス素子内で形成させる新しい方法
を提供する。【解決手段】互いに対向する２つの電極間に、単層ま
たは複数層の有機化合物薄膜よりなる有機層を挟持し、
該有機化合物薄膜の少なくとも一層に、金属イオンと錯
体を形成しうる配位子を含有し、かつ２つの電極間の何
れかの場所に金属イオンを放出しうるメタルソースを含
有する有機エレクトロルミネッセンス素子において、該
素子を作製した際もしくは作製した後に該配位子と該メ
タルソースから放出される金属イオンとによって新たに
形成される金属錯体が電界により発光することを特徴と
する有機エレクトロルミネッセンス素子。

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（以下有機ＥＬとも略記する）素子および
有機エレクトロルミネッセンス素子用金属錯体の形成方
法に関し、更に詳しくは、安定性に優れかつ発光輝度に
優れた有機ＥＬ素子および有機ＥＬ素子用機能層の形成
方法に関する。

【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。近年Ｔａ
ｎｇらの発明により開発された、積層型の有機エレクト
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、前記有機薄膜に電
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、また
自己発光型であるために視野角依存性がなく、視認性が
高く、さらに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号に記載の正孔輸送層と有機発光体層とを組み合わ
せたもの、特開昭６３−２９５６９５号に記載の正孔輸
送層と電子輸送層とを組み合わせたもの、Ｊｐｎ．Ｊｏ
ｕｒｎａｌｏｆＡｐｐｌｉｅｄＰｈｉｓｙｃｓ，
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。

【０００４】発光層に使用される発光材料としては、ト
リス（８−キノリノラート）アルミニウム（III）（Ａ
ｌｑ３）やビス（８−キノリラート）亜鉛（II）（Ｚｎ
ｑ２）に代表される金属錯体、テトラフェニルブタジエ
ンやジスチリルアリーレンに代表される共役系炭化水素
化合物、オキサジアゾールやトリアゾールに代表される
芳香族複素環化合物、ペリレンイミドやトリフェニレン
に代表される多環縮合環式芳香族化合物等が知られてい
るが、この中でも特に金属錯体は良好な電子輸送性を併
せ持ち、さらに積層界面でのエキサイプレックス形成が
少なく、Ａｌｑ３類似体（８−ヒドロキシキノリンを基
本骨格とするキノリン誘導体と金属の錯体など）などに
おいてはガラス転移温度（Ｔｇ）が高く熱的にも安定で
あることなど他のタイプに勝る性能を数多く有すること
から、実際のディスプレイにも実用されている。

【０００５】しかしながら金属錯体は、Ａｌｑ３類似体
などの例外を除けば、錯体の錯安定度定数がそれほど大
きくなく、すなわち配位子と金属イオンとの脱着が起こ
りやすいため安定性に乏しいことがわかっている。

【０００６】例えば、Ａｌｑ３類似体以外の有機エレク
トロルミネッセンス素子用金属錯体としては、特開平６
−３３６５８６号に記載されている２−（ｏ−ヒドロキ
シフェニル）オキサゾール誘導体の金属錯体や、特開平
８−１１３５７６号に記載されている２−（ｏ−ヒドロ
キシフェニル）ベンゾチアゾール誘導体の亜鉛錯体、特
開平８−２２５５７９号に記載されている２−（ｏ−ヒ
ドロキシフェニル）ベンゾトリアゾール誘導体の金属錯
体などが知られているが、何れも寿命が短いという共通
の欠点がある。

【０００７】また、前記の金属錯体は何れも電荷輸送
（特に電子輸送）能を有し、その観点からも有機エレク
トロルミネッセンス素子用有機材料としては興味深い
が、Ａｌｑ３類似体以外はやはり安定性の点で問題があ
る。

【０００８】さらに、金属錯体はその化合物を製造する
際に、配位子と金属イオン供給化合物（以降メタルソー
スと称す）とを反応させた後、再結晶や昇華精製等の精
製手段を施して目的物を単離するが、Ａｌｑ３類似体を
除いては一般にそのような精製が難しく、精製時に構造
が変化してしまったり、複核錯体を形成して結晶状態が
変化したりという不都合が生じることが多く、さらに、
たとえ精製・単離ができたとしても真空プロセスで有機
エレクトロルミネッセンス素子を作製する際に蒸着時の
熱で分解してしまったり、ウエットプロセスで素子を作
製する場合でもコーティング液として溶剤に溶解した際
に配位子交換や溶媒和により分解したり変性したりして
しまうことが多く、Ａｌｑ３以外では実用に供するよう
な化合物がいまだに見つかっていない。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、高輝
度に発光しかつ発光寿命の長い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り、さらには有機エレク
トロルミネッセンス素子用材料として有用な金属錯体を
有機エレクトロルミネッセンス素子内で形成させる新し
い方法を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、以
下の構成によって達成された。

【００１１】１．互いに対向する２つの電極間に、単層
または複数層の有機化合物薄膜よりなる有機層を挟持し
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に、金属イオンと錯体を形
成しうる配位子を含有し、かつ２つの電極間の何れかの
場所に金属イオンを放出しうるメタルソースを含有する
有機エレクトロルミネッセンス素子であって、該素子を
作製した際もしくは作製した後に該配位子と該メタルソ
ースから放出される金属イオンとによって新たに形成さ
れる金属錯体が電界により発光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。

【００１２】２．互いに対向する２つの電極間に、単層
または複数層の有機化合物薄膜よりなる有機層を挟持し
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に、金属イオンと錯体を形
成しうる配位子を含有し、かつ２つの電極間の何れかの
場所に金属イオンを放出しうるメタルソースを含有する
有機エレクトロルミネッセンス素子であって、該素子を
作製した際もしくは作製した後に該配位子と該メタルソ
ースから放出される金属イオンとによって新たに形成さ
れる金属錯体が電荷輸送材料として機能することを特徴
とする有機エレクトロルミネッセンス素子。

【００１３】３．互いに対向する２つの電極間に、複数
層の有機化合物薄膜よりなる有機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、金属イオンと錯体を形成しうる配
位子を含有し、かつその金属イオンと錯体を形成しうる
配位子を含有する層内、またはその層に隣接した別の層
に、金属イオンを放出しうるメタルソースを含有するこ
とを特徴とする前記１または前記２記載の有機エレクト
ロルミネッセンス素子。

【００１４】４．金属イオンと錯体を形成しうる配位子
を含有する層に、金属イオンを放出しうるメタルソース
を含有する層が隣接して積層されてなる２層を含有する
有機エレクトロルミネッセンス素子において、該メタル
ソースが有機化合物の金属塩であることを特徴とする前
記１〜３の何れか１項に記載の有機エレクトロルミネッ
センス素子。

【００１５】５．金属イオンと錯体を形成しうる配位子
を含有する層に、金属イオンを放出しうるメタルソース
を含有する層が隣接して積層されてなる２層を含有する
有機エレクトロルミネッセンス素子において、該メタル
ソースが金属錯体であることを特徴とする前記１〜３の
何れか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素
子。

【００１６】６．互いに対向する２つの電極間に、単層
または複数層の有機化合物薄膜よりなる有機層を挟持し
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に、金属イオンと錯体を形
成しうる配位子を含有し、かつ２つの電極間の任意の場
所に金属イオンを放出しうるメタルソースを含有する有
機エレクトロルミネッセンス素子であって、該配位子が
上記一般式（Ｉ）で表される部分構造を含有する化合物
であることを特徴とする前記１〜５の何れか１項に記載
の有機エレクトロルミネッセンス素子。

【００１７】７．メタルソースの金属種がＢ、Ａｌ、Ｇ
ａ、Ｉｎ、Ｚｎ、Ｇｅ、Ｓｂ、ＩｒまたはＰｔであるこ
とを特徴とする前記１〜６の何れか１項に記載の有機エ
レクトロルミネッセンス素子。

【００１８】８．互いに対向する２つの電極間に、複数
層の有機化合物薄膜よりなる有機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
の少なくとも一層に、金属錯体を含有し、かつその層と
隣接する層に前記金属錯体とは構造の異なる金属錯体を
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。

【００１９】９．有機化合物薄膜の少なくとも一層に、
金属錯体を含有し、かつその層と隣接する層に前記金属
錯体とは構造の異なる金属錯体を含有する有機エレクト
ロルミネッセンス素子において、該２種の金属錯体によ
り配位子交換が起きその結果として新たな錯体が形成さ
れ、該新たに形成された錯体が発光材料として機能する
ことを特徴とする前記８記載の有機エレクトロルミネッ
センス素子。

【００２０】１０．有機化合物薄膜の少なくとも一層
に、金属錯体を含有し、かつその層と隣接する層に前記
金属錯体系化合物とは構造の異なる金属錯体を含有する
有機エレクトロルミネッセンス素子において、該２種の
金属錯体により配位子交換が起きその結果として新たな
錯体が形成され、該新たに形成された錯体が電荷輸送材
料として機能することを特徴とする前記８記載の有機エ
レクトロルミネッセンス素子。

【００２１】１１．有機化合物薄膜の少なくとも一層
に、金属錯体を含有し、かつその層と隣接する層に前記
金属錯体とは構造の異なる金属錯体を含有する有機エレ
クトロルミネッセンス素子において、該２種の金属錯体
の錯安定度定数が共に、トリス（８−ヒドロキシキノリ
ラート）アルミニウム（III）のそれよりも低いことを
特徴とする前記８〜１０の何れか１項に記載の有機エレ
クトロルミネッセンス素子。

【００２２】１２．互いに対向する２つの電極間に、単
層または複数層の有機化合物薄膜よりなる有機層を挟持
した有機エレクトロルミネッセンス素子内に配位子とメ
タルソースとを共存させ、該素子の発光機能または電荷
輸送機能を司る金属錯体を素子作製時または作製後の放
置または後処理によって新たに素子内に形成させること
を特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子用金属
錯体の形成方法。

【００２３】１３．メタルソースが金属塩または金属錯
体であることを特徴とする前記１２記載の有機エレクト
ロルミネッセンス素子用金属錯体の形成方法。

【００２４】１４．メタルソースが金属であり、かつ素
子作製後に熱、電界または光を供与することを特徴とす
る前記１２又は１３記載の有機エレクトロルミネッセン
ス素子用金属錯体の形成方法。

【００２５】１５．互いに対向する２つの電極間に、複
数層の有機化合物薄膜よりなる有機層を挟持した有機エ
レクトロルミネッセンス素子内に構造の異なる２種類以
上の金属錯体を共存させ、該素子の発光機能または電荷
輸送機能を司る金属錯体を素子作製時または作製後の放
置または後処理によって新たに素子内に形成させること
を特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子用金属
錯体の形成方法。

【００２６】１６．２種類以上の金属錯体の錯安定度定
数が共に、トリス（８−ヒドロキシキノリラート）アル
ミニウム（III）のそれよりも低いことを特徴とする前
記１５記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用金属
錯体の形成方法。

【００２７】以下に本発明を詳細に説明する。本発明に
おいて、配位子とは金属イオンとの間でキレートを形成
できるものであれば特に制限はないが、少なくとも１分
子内の２ヶ所以上に配位性の元素を持っていることが好
ましく、配位性の元素としては、窒素原子、酸素原子、
硫黄原子、セレン原子およびテルル原子が挙げられる。
尚、該配位性の元素は解離性のプロトンを有していても
良い（例えば、−ＯＨ、−ＮＨ−、−ＳＨ、−ＳｅＨ、
−ＴｅＨ）。

【００２８】本発明に用いられる配位子は、前記の如く
金属イオンとの間でキレートを形成できるものであれば
特に制限はないが、公知のものでは、例えば、公開特許
に記載された金属錯体の配位子をそのまま使用すること
ができる。具体的には、特開平５−９４７０号、同５−
１７７６４号、同５−１７７６６号、同５−１０５８７
２号、同５−１９８３７７号、同５−１９８３７８号、
同５−３１１１６４号、同５−３２０６３９号、同５−
３３１４６０号、同５−２１４３３２号、同５−２１４
３３３号、同６−３３０５０号、同６−１４５１４６
号、同６−１５８０４０号、同６−１７２７５１号、同
６−１９２６５３号、同６−２１２１５２号、同６−２
１２１５３号、同６−２２０４３９号、同６−２２０４
４３号、同６−２８３２６７号、同６−２８３２６８
号、同６−３２２３６２号、同６−３３６５８６号、同
７−４８３８５号、同７−５３９５２号、同７−１３３
２８１号、同７−１３３４８１号、同７−１３３４８２
号、同７−１３３４８３号、同７−１３８２６６号、同
７−１５０１３９号、同７−１６６１５９号、同７−２
５２４７５号、同７−３１２２８９号、同８−１１３５
７６号、同８−２２５５７９号、同８−２８８０６７
号、同８−３０１８７７号、同８−３０６４８９号、同
８−３１５９８２号、同８−３１５９８３号、同９−３
４４７号、同９−１３０２４号、同９−５０８８７号、
同９−６３７６８号、同９−９５６２０号、同９−１１
１２３４号、同９−１１８８８０号、同９−１５７６４
２号、同９−１６５３９０号、同９−１６５３９１号、
同９−１７６６２９号、同９−１９４８３１号、同９−
２０８９４６号、同９−２２７５７６号、同９−２３５
５４６号、同９−２４１２５５号、同９−２７２８６５
号、同９−２７９１３４号、同９−２７９１３６号、同
９−２８９０８１号、同９−２９６１６６号、同９−３
１６４４１号、同９−３２８６７８号、同９−３２８６
７９号、同１０−３６８２８号、同１０−４５７２２
号、同１０−５３７５９号、同１０−８８１２１号、同
１０−１４０１４５号、同１０−１５８６３９号、同１
０−２２３３７２号、同１０−２２６６９１号、同１０
−２３１４７７号、同１０−２３１４７８号、同１０−
２３１４７９号、同１０−２５１２６１号、同１０−２
６１４８９号、同１０−２６５４７８号、同１０−２７
０１６７号、同１０−２９８５４５号、同１０−３０８
２７７号、同１０−３３０７４４号、同１１−５７８５
号、同１１−１６６７８号、同１１−１６６８０号、同
１１−３１５８８号、同１１−４０３５５号、同１１−
４０３６３号、同１１−４０３６７号、同１１−５４２
７７号、同１１−６７４４９号、同１１−８７０６７
号、同１１−９７１８０号、同１１−１１６５６９号、
同１１−１４００８０号、同１１−１４４８７２号、同
１１−１４９９８１号、同１１−１４９９８３号、同１
１−１６２６４３号、同１１−１７６５７２号、同１１
−１９９８６５号、同１１−２０４２６３号、同１１−
２３３２６２号、同１１−２５１６２８号、同１１−２
５５７００号、同１１−２６０５５２号、同１１−２６
０５５８号、同１１−２７９１５２号、同１１−２８３
７４９号、同１１−３１７２９１号、同１１−３２９７
３３号、同１１−３３９９６２等が挙げられる。

【００２９】本発明において、好ましい配位子とは、上
記一般式（Ｉ）で表される部分構造を有する化合物であ
る。

【００３０】本発明において、配位子は異なった化合物
を複数種併用してもよく、さらに配位子は配位性原子に
解離性のプロトンが付いていてもよく（アニオン性の配
位子であってもよく）、配位性原子に解離性のプロトン
が付いていなくてもよい（中性の配位子であってもよ
い）。

【００３１】さらに、本発明に用いられる配位子は、金
属錯体になった状態では昇華できない化合物の配位子を
金属イオンとは別に昇華製膜することが可能となるた
め、従来の錯体には用いられていない新しい配位子を使
用することもできる。

【００３２】以下に本発明に用いられる好ましい配位子
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。

【００３３】

【化１】

【００３４】

【化２】

【００３５】

【化３】

【００３６】

【化４】

【００３７】

【化５】

【００３８】

【化６】

【００３９】

【化７】

【００４０】本発明において、金属イオンを放出しうる
メタルソース（以降、単にメタルソースと略す）として
は、金属錯体や金属塩（有機化合物の金属塩、無機金属
塩）のように特に外部刺激を与えなくても化学平衡など
の自然摂理により金属イオンが放出されるものでもよい
し、金属や金属クラスター、金属合金、金属酸化物や金
属窒化物、有機金属化合物のように化学的、熱的、電気
的刺激または光、超音波等の外部エネルギーの関与によ
り金属イオンが放出されるものでもよい。

【００４１】本発明で使用されるメタルソースは前記何
れでも良く、また２種以上を併用しても良いが、金属錯
体、金属塩、金属または金属合金であることが好まし
い。

【００４２】以下に本発明のメタルソースとして好まし
いものの具体例を挙げるが、本発明はこれらに限定され
るものではない。

【００４３】金属塩としては、Ｓ−１ＣＨ₃ＣＯＯＬｉＳ−２Ｃ₁₁Ｈ₂₃ＣＯＯＫＳ−３ｓｅｃ−Ｃ₇Ｈ₁₅ＣＯＯＣｓＳ−４（Ｃ₆Ｈ₅ＳＯ₃）₂ＭｇＳ−５（Ｃ₁₇Ｈ₃₅ＣＯＯ）₂ＺｎＳ−６ＥｕＣｌ₃ Ｓ−７ＢａＳＯ₄ Ｓ−８ＣＦ₃ＳＯ₂Ｎ^-−ＳＯ₂ＣＦ₃−Ｌｉ⁺ Ｓ−９（ｐ−ＣＨ₃−Ｃ₆Ｈ₄ＳＯ₃）₂Ｂａ

【００４４】

【化８】

【００４５】

【化９】

【００４６】等が挙げられる。金属としては、Ｌｉ、Ｎ
ａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、
Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｔｌ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐ
ｂ、Ｓｂ、Ｙ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｒ
ｕ、Ｏｓ、Ｃｏ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｃ
ｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｈｇ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｎ
ｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ等を挙げることができる。更に、
金属錯体としては、

【００４７】

【化１０】

【００４８】

【化１１】

【００４９】

【化１２】

【００５０】

【化１３】

【００５１】

【化１４】

【００５２】

【化１５】

【００５３】又、金属錯体については前記配位子と前記
メタルソースとして記載した金属（厳密に言えばそのイ
オン）とを任意に組み合わせたものもメタルソースとし
て使用することができる。またその場合複数の配位子を
混合して使用することも可能である。その一例を下表１
に示す。

【００５４】

【表１】

【００５５】本発明において、メタルソースが金属錯体
である場合には該金属錯体の錯安定度定数が、該メタル
ソースから放出される金属イオンと配位子とで形成され
る錯体のそれよりも小さいことが望ましい。具体的に
は、メタルソースを金属イオン（Ｍ₁）と配位子（Ｌ₁）
とからなる（Ｍ₁）−（Ｌ₁）で表される金属錯体、配位
子を（Ｌ₂）で表される化合物とした時、（Ｍ₁）−（Ｌ
₁）の錯安定度定数をｋ₁、（Ｍ₁）−（Ｌ₂）の錯安定度
定数をｋ₂とした場合、下式ｋ₁＜ｋ₂ の関係になることを意味し、現象的には、（Ｍ₁）−
（Ｌ₁）の溶液に（Ｌ₂）を加えた際に配位子の交換が起
こり（Ｍ₁）−（Ｌ₂）の新たな錯体が生成するような関
係であることを意味する。

【００５６】つまり、本発明においては、メタルソース
が金属錯体である場合には、該金属錯体の錯安定度定数
はあまり大き過ぎるとメタルソースとしての機能を果た
しづらくなり、例えば安定な錯体として知られているＡ
ｌｑ３やＺｎｑ２を本発明のメタルソースとして用いる
にはその安定性が高すぎるため多量の使用が余儀なくさ
れる。従って、メタルソースとして金属錯体を用いる場
合にはその錯安定度定数はＡｌｑ３のそれよりも小さい
ことが好ましい。

【００５７】本発明において、有機エレクトロルミネッ
センス素子の有機層の層構成は単層でも多層積層でもよ
く、例えば多層構成の場合には有機物以外の層（例えば
フッ化リチウム層や無機金属塩の層や金属単体等の本発
明のメタルソースにより形成される層、またはそれらを
含有する層など）が任意の位置に配置されていてもよ
い。

【００５８】本発明において、配位子を含有する層とメ
タルソースを含有する層は同一層であっても異なる層で
あってもよいが、異なる層に両者が存在する場合にはそ
れらの層は互いに隣接していることが好ましい。

【００５９】本発明において、配位子とメタルソースの
添加比率には特に制限はないが、配位子とメタルソース
が異なる層に存在する場合には配位子１モルに対しメタ
ルソースは０．００１モル〜１０００モルの範囲である
ことが好ましく、配位子とメタルソースとが同一の層に
存在する場合は配位子１モルに対してメタルソース１０
モル以上、またはメタルソース１モルに対して有機配位
子１０モル以上のどちらかであること（どちらかが大過
剰に存在すること）が好ましい。

【００６０】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、必要に応じ正孔輸
送層や電子輸送層を介在させた構造を有する。具体的に
は、（ｉ）陽極／発光層／陰極（ii）陽極／正孔輸送層／発光層／陰極（iii）陽極／発光層／電子輸送層／陰極（iv）陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極などの構造がある。

【００６１】上記発光層は（１）電界印加時に、陽極又
は正孔輸送層により正孔を注入することができ、かつ陰
極又は電子輸送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、少なくとも、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．Ｓｙｍ
ｐ．１２５巻１７頁から２６頁に記載の化合物が挙げら
れる。

【００６２】さらに、陽極と発光層または正孔輸送層の
間、および、陰極と発光層または電子輸送層との間には
バッファー層（電極界面層）を存在させてもよい。

【００６３】バッファー層とは、駆動電圧低下や発光効
率向上のために電極と有機層間に設けられる層のこと
で、「有機ＥＬ素子とその工業化最前線（１９９８年１
１月３０日エヌ・ティー・エス社発行）」の第２編第
２章「電極材料」（第１２３頁〜第１６６頁）に詳細に
記載されており、陽極バッファー層と陰極バッファー層
とがある。

【００６４】陽極バッファー層は、特開平９−４５４７
９号、同９−２６００６２号、同８−２８８０６９号等
にもその詳細が記載されており、具体例として、銅フタ
ロシアニンに代表されるフタロシアニンバッファー層、
酸化バナジウムに代表される酸化物バッファー層、アモ
ルファスカーボンバッファー層、ポリアニリン（エメラ
ルディン）やポリチオフェン等の導電性高分子を用いた
高分子バッファー層等が挙げられる。

【００６５】陰極バッファー層は、特開平６−３２５８
７１号、同９−１７５７４号、同１０−７４５８６号等
にもその詳細が記載されており、具体的にはストロンチ
ウムやアルミニウム等に代表される金属バッファー層、
フッ化リチウムに代表されるアルカリ金属化合物バッフ
ァー層、フッ化マグネシウムに代表されるアルカリ土類
金属化合物バッファー層、酸化アルミニウムに代表され
る酸化物バッファー層等が挙げられる。

【００６６】上記バッファー層はごく薄い膜であること
が望ましく、素材にもよるが、その膜厚は０．１〜１０
０ｎｍの範囲が好ましい。

【００６７】さらに上記基本構成層の他に必要に応じて
その他の機能を有する層を積層してもよく、例えば特開
平１１−２０４２５８号、同１１−２０４３５９号、お
よび「有機ＥＬ素子とその工業化最前線（１９９８年１
１月３０日エヌ・ティー・エス社発行）」の第２３７
頁等に記載されている正孔阻止（ホールブロック）層な
どのような機能層を有していても良い。

【００６８】本発明においては、上記発光層、正孔輸送
層、電子輸送層、正孔阻止層、陰極バッファー層または
陽極バッファー層の少なくとも何れか１つの層内に本発
明の方法で形成された金属錯体の少なくとも１種が存在
するものである。

【００６９】この有機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）、ＳｎＯ₂、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〜１μ
ｍ、好ましくは１０〜２００ｎｍの範囲で選ばれる。

【００７０】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。

【００７１】次に、必要に応じて設けられる正孔輸送層
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、この正孔輸送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輸送層より注入
された電子は、発光層と正孔輸送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。この正孔輸
送層の材料（以下、正孔輸送材料という）については、
従来、光導伝材料において、正孔の電荷輸送材料として
慣用されているものや有機ＥＬ素子の正孔輸送層に使用
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。

【００７２】上記正孔輸送材料は、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。この正孔輸送材料としては、
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。正孔輸送材料としては、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。

【００７３】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。

【００７４】さらにこれらの材料を高分子鎖に導入し
た、またはこれらの材料を高分子の主鎖とした高分子材
料を用いることもできる。

【００７５】また、ｐ型−Ｓｉ、ｐ型−ＳｉＣなどの無
機化合物も正孔輸送材料として使用することができる。
この正孔輸送層は、上記正孔輸送材料を、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。正孔輸送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。この正孔輸送層は、
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。

【００７６】必要に応じて用いられる電子輸送層は、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。

【００７７】この電子輸送層に用いられる材料（以下、
電子輸送材料という）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複素環テトラ
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、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、キノキサリン誘導体も、電子輸送材料として
用いることができる。

【００７８】さらにこれらの材料を高分子鎖に導入し
た、またはこれらの材料を高分子の主鎖とした高分子材
料を用いることもできる。

【００７９】また、８−キノリノール誘導体の金属錯
体、例えばトリス（８−キノリノラート）アルミニウム
（Ａｌｑ３）、トリス（５，７−ジクロロ−８−キノリ
トラート）アルミニウム、トリス（５，７−ジブロモ−
８−キノリラート）アルミニウム、トリス（２−メチル
−８−キノリラート）アルミニウム、トリス（５−メチ
ル−８−キノリラート）アルミニウム、ビス（８−キノ
リラート）亜鉛（Ｚｎｑ２）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、電子輸送材料として
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、電子輸送材
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
輸送材料として用いることができるし、正孔輸送層と同
様に、ｎ型−Ｓｉ、ｎ型−ＳｉＣなどの無機半導体も電
子輸送材料として用いることができる。

【００８０】この電子輸送層は、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。電子輸送層としての膜厚は、特に制限はないが、通
常は５ｎｍ〜５μｍの範囲で選ばれる。この電子輸送層
は、これらの電子輸送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。

【００８１】次に発光層について説明する。発光層は電
極または電子輸送層、正孔輸送層から注入されてくる電
子および正孔が再結合して発光する層であり、発光する
部分は発光層の層内であっても発光層と隣接層との界面
であっても良い。

【００８２】発光層に使用される材料（以下、発光材料
という）は、蛍光または燐光を発する有機化合物または
錯体であることが好ましく、有機ＥＬ素子の発光層に使
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。

【００８３】発光材料は発光性能の他に、前記の正孔注
入機能や電子注入機能を併せ持っていても良く、前記の
正孔輸送材料や電子輸送材料の殆どが発光材料としても
使用できる。

【００８４】発光材料はｐ−ポリフェニレンビニレンや
ポリフルオレンのような高分子材料でも良く、さらに前
記発光材料を高分子鎖に導入した、または前記発光材料
を高分子の主鎖とした高分子材料を使用しても良い。

【００８５】また、発光層にはドーパント（ゲスト物
質）を併用してもよく、有機ＥＬ素子のドーパントとし
て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。

【００８６】ドーパントの具体例としては、例えばキナ
クリドン、ＤＣＭ、クマリン誘導体、ローダミン、ルブ
レン、デカシクレン、ピラゾリン誘導体、スクアリリウ
ム誘導体、ユーロピウム錯体等がその代表例として挙げ
られる。

【００８７】この発光層は、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。発
光層としての膜厚は、特に制限はないが、通常は５ｎｍ
〜５μｍの範囲で選ばれる。この発光層は、これらの発
光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。

【００８８】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。

【００８９】本発明の有機ＥＬ素子に好ましく用いられ
る基盤は、ガラス、プラスチックなどの種類には特に限
定はなく、また、透明のものであれば特に制限はない。
本発明のエレクトロルミネッセンス素子に好ましく用い
られる基盤としては例えばガラス、石英、光透過性プラ
スチックフィルムを挙げることができる。

【００９０】光透過性プラスチックフィルムとしては、
例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエ
チレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルスルホン
（ＰＥＳ）、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテ
ルケトン、ポリフェニレンスルフィド、ポリアリレー
ト、ポリイミド、ポリカーボネート（ＰＣ）、セルロー
ストリアセテート（ＴＡＣ）、セルロースアセテートプ
ロピオネート（ＣＡＰ）等からなるフィルム等が挙げら
れる。

【００９１】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／正孔輸送層／発光
層／電子輸送層／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１０〜２００ｎｍ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輸送層、発
光層、電子輸送層、正孔阻止層、陰極バッファー層また
は陽極バッファー層等の有機または無機の材料からなる
薄膜を形成させる。

【００９２】この有機薄膜層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、真空蒸着法またはスピンコー
ト法が特に好ましい。さらに層ごとに異なる製膜法を適
用しても良い。製膜に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５０〜４５０℃、真空度１０^-6〜１０^-3Ｐ
ａ、蒸着速度０．０１〜５０ｎｍ／秒、基板温度−５０
〜３００℃、膜厚５ｎｍ〜５μｍの範囲で適宜選ぶこと
が望ましい。

【００９３】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輸送層から陰極ま
で作製するのが好ましいが、途中で取り出して異なる製
膜法を施してもかまわない。ただしその際には作業を乾
燥不活性ガス雰囲気下で行う等の配慮が必要となる。

【００９４】また作製順序を逆にして、陰極、電子輸送
層、発光層、正孔輸送層、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。

【００９５】さらに、本発明の有機ＥＬ素子は、蛍光物
質等を含有した色変換層または色変換フィルターを素子
の内部または外部に有していても良く、また、カラーフ
ィルター等の色相改良フィルターを有していても良い。

【００９６】また、本発明の有機ＥＬ素子は、照明用や
露光光源のような一種のランプとして使用しても良い
し、静止画像や動画像を再生する表示装置として使用し
ても良い。特に、動画再生用の表示装置として使用する
場合の駆動方式は単純マトリックス（パッシブマトリッ
クス）方式でもアクティブマトリックス方式でもどちら
でも良い。

【００９７】

【実施例】実施例１（比較用素子Ｘ−１の作製）実施例１に係る有機ＥＬ素
子の断面構造を表２に示す。以下、実施例１に係る有機
ＥＬ素子の作製手順について説明する。まず、シート抵
抗約１５Ω／□のＩＴＯ付きガラス（ミクロ技研社製）
を、純水とイソプロピルアルコールにて、それぞれ約２
０分間、超音波洗浄を行った後、さらにアセトン蒸気で
洗浄後乾燥させた。さらにＵＶオゾン洗浄装置にてこの
基板を５分間洗浄し、真空蒸着装置の基板ホルダに取り
付けた。

【００９８】３つのタンタル製ボート上に、正孔輸送材
料ＴＰＤおよび発光材料Ｚｎ（ＢＯＸ）₂をそれぞれ乗
せ、これを通電用端子に取り付けた後、真空層内を２×
１０^- ⁴Ｐａまで排気した。そして、正孔輸送材料、発光
材料の順にボートに通電し、０．２〜０．３ｎｍ／ｓｅ
ｃの蒸着速度でそれぞれ５０ｎｍの膜厚になるまで蒸着
した（表２参照）。

【００９９】

【化１６】

【０１００】次に、前記の如く製膜した有機層と蒸着源
の間（有機層のできるだけ近く）にステンレス製蒸着マ
スクを取り付けた。ここで、タンタル製ボートにアルミ
ニウムを３ｇ入れ、通電用端子に取り付けた。

【０１０１】同様に、タングステン製のフィラメント
に、Ｌｉを１ｇ入れ、別の通電用端子に取り付けた。真
空層を１×１０^-4Ｐａまで排気した後、アルミニウムの
蒸着速度が０．２ｎｍ／ｓｅｃとなるように通電し、同
時にリチウムの蒸着速度が０．０２ｎｍ／ｓｅｃとなる
よう別の蒸着電源を用いて通電した。両材料の蒸着速度
が安定してきたところでシャッターを開放し、混合膜の
膜厚が２０ｎｍとなったところでリチウムの蒸着電源を
止め、アルミニウム膜を１７０ｎｍの膜厚になるまで成
膜した。真空層を大気圧に戻し、支持基板／ＩＴＯ／Ｔ
ＰＤ／Ｚｎ（ＢＯＸ）₂／ＡｌＬｉ／Ａｌよりなる比較
用有機ＥＬ素子Ｘ−１を作製した。

【０１０２】この素子のＩＴＯを正極、アルミニウム電
極を負極とし、１０Ｖ印加した結果、青色の発光を得
た。

【０１０３】

【表２】

【０１０４】（本発明の素子の作製）比較用素子Ｘ−１
の発光層部分を本発明の配位子Ｌ−２２（膜厚４０ｎ
ｍ）と本発明のメタルソースＣｈ−４（膜厚１０ｎｍ）
に変更した以外はＸ−１と同条件で作製した本発明の素
子Ａ−１を作製した（表３に断面構造を示す）。

【０１０５】この素子のＩＴＯを正極、アルミニウム電
極を負極とし、１０Ｖ印加した結果、青色の発光を得
た。

【０１０６】

【表３】

【０１０７】得られた２種類の素子（Ｘ−１、Ａ−１）
について、最大発光輝度を測定し、Ｘ−１の最大発光輝
度を１００とした時のＡ−１の相対最大発光輝度を調べ
た。さらに、乾燥窒素雰囲気中で、発光輝度が１／２に
なるのに要する時間を測定し、Ｘ−１の半減寿命を１０
０とした時のＡ−１の相対半減寿命を調べた。なお初期
輝度は１００ｃｄ／ｍ²とし定電圧で発光させた。結果
を表４に示す。

【０１０８】

【表４】

【０１０９】表４から明らかなように、本発明の素子で
は比較素子Ｘ−１に比べ最大発光輝度および半減寿命の
両方で優れており、特に寿命の向上に著しい効果を示す
ことがわかった。

【０１１０】なお、Ｘ−１とＡ−１の発光スペクトル
（発光色）がほとんど同様であったことから、配位子と
メタルソース（金属錯体）との積層により素子内で新た
に錯体の形成がおこり、結果としてＺｎ（ＢＯＸ）₂が
生成し、それが発光したものであることが証明された。

【０１１１】実施例２実施例１の場合と同様にして表５に示す比較用素子Ｘ−
２と表６に示す本発明の素子Ａ−２を作製した。なお膜
厚は表に記載した膜厚になるように設定した。

【０１１２】得られた両素子を実施例１の時と同じ評価
を行った。結果を表７に示す。

【０１１３】

【表５】

【０１１４】

【表６】

【０１１５】

【化１７】

【０１１６】

【表７】

【０１１７】表７から明らかなように、本発明の素子で
は比較素子に比べ発光輝度、半減寿命ともに大幅な向上
が認められた。また、Ｘ−２とＡ−２とで発光スペクト
ル（発光色）がほぼ同様であったことから、メタルソー
スに金属塩を用いた場合でも、配位子と積層することに
より新たに錯体が形成されることが確認され、目的とす
る効果が発揮されることがわかった。

【０１１８】実施例３実施例１の場合と同様にして表８に示す比較用素子Ｘ−
３と表９に示す本発明の素子Ａ−３を作製した。なお膜
厚は表に記載した膜厚になるように設定した。本発明の
素子Ａ−３においては、発光層は本発明の配位子Ｌ−１
３と本発明の金属錯体Ｃｈ−５を質量比で２０／１にな
るように共蒸着した。

【０１１９】得られた両素子を実施例１の時と同じ評価
を行った。結果を表１０に示す。

【０１２０】

【表８】

【０１２１】

【表９】

【０１２２】

【化１８】

【０１２３】

【表１０】

【０１２４】表１０から明らかなように、本発明の素子
では比較素子に比べ発光輝度、半減寿命ともに大幅な向
上が認められた。また、メタルソースと配位子とを同一
層に添加しても新たに錯体が形成されることが確認さ
れ、目的とする効果が発揮されることがわかった。

【０１２５】実施例４実施例１の場合と同様にして表１１に示す比較用素子Ｘ
−４、表１２に示す比較用素子Ｘ−５、表１３に示す比
較用素子Ｘ−６、ならびに表１４に示す本発明の素子Ａ
−４を作製した。なお膜厚は表に記載した膜厚になるよ
うに設定した。

【０１２６】得られた素子を実施例１の時と同じ評価を
行った。結果を表１５に示す。なお、発光色はＸ−４と
Ｘ−５が青色、Ｘ−６とＡ−４は青紫色であり、Ｘ−６
とＡ−４の発光スペクトルはほぼ一致した。

【０１２７】

【表１１】

【０１２８】

【表１２】

【０１２９】

【表１３】

【０１３０】

【表１４】

【０１３１】

【化１９】

【０１３２】

【表１５】

【０１３３】表１５から明らかなように、本発明の素子
では比較素子に比べ発光輝度、半減寿命ともに大幅な向
上が認められた。また、発光スペクトルから考えて本発
明の素子Ａ−４のＣｈ−３２とＣｈ−３５との間で錯体
の再編成がおこりＺｎ（ＰｈＢｏｘＩｍ）₂が生成した
ことが予想され、結果としてＸ−６とＡ−４とは同じ発
光色を示したと解釈される。最高発光輝度がＸ−６より
も高い要因は錯体再編成の時に複製するＣｈ−３２の配
位子とＡｌイオンとで形成された錯体が良好な電子輸送
層として機能したためと考えられる。

【０１３４】実施例５実施例１の場合と同様にして表１６に示す比較用素子Ｘ
−７と表１７に示す比較用素子Ｘ−８および表１８に示
す本発明の素子Ａ−５を作製した。なお本発明の素子Ａ
−５は素子作製直後に５０Ｈｚ、１０Ｖの交流電圧を１
０秒間印加した。発光色は何れも青色であったが、Ｘ−
８とＡ−５では発光スペクトルがほぼ一致した。

【０１３５】得られた素子を実施例１の時と同じ評価を
行った。結果を表１９に示す。

【０１３６】

【表１６】

【０１３７】

【表１７】

【０１３８】

【表１８】

【０１３９】

【化２０】

【０１４０】

【表１９】

【０１４１】表１９から明らかなように、本発明の素子
は比較素子に比べ最大発光輝度、半減寿命ともに良好な
結果が得られた。Ｘ−８とＡ−５とで発光スペクトルが
一致したことから、メタルソースを金属とした場合でも
交流電界をかける等の後処理を施すことにより、素子中
で錯体の新たな形成が起こることが証明され、あらかじ
め錯体を積層する場合よりも輝度、寿命の両方が改良さ
れることがわかった。

【０１４２】実施例６実施例１で用いたＩＴＯ付きガラス基板上に下記の塗布
液をスピナ回転数２５００ｒｐｍ、スピナ回転時間２５
秒でスピンコートし、９０分間窒素雰囲気下にて乾燥さ
せた（膜厚はおよそ３０ｎｍであった）。この塗布基板
上に実施例１の場合と同様にして表２０に示す構成の有
機層および陰極を蒸着し本発明の素子Ａ−６を作製し
た。溶液処方溶媒ジクロロエタンポリマーポリＴＰＤＢＰＯ：３０ｍｇ添加剤１ＤＤＱ：２ｍｇメタルソースＳ−１７：２ｍｇ塗布液濃度３０ｍｇ／ｍｌ

【０１４３】

【化２１】

【０１４４】

【表２０】

【０１４５】次に素子Ａ−６を作製した時に使用した塗
布液中からメタルソースＳ−１７のみを取り除いた溶液
をＡ−６と同様にスピンコートし、さらにＡ−６と同様
の有機層および陰極を蒸着した比較用素子Ｘ−９（表２
１）を作製した。

【０１４６】さらに、Ｘ−９のＬ−１３の層のみをＡｌ
（ＰｈＰｙＩｍ）３に置き換えた比較用素子Ｘ−１０
（表２２）を作製した。

【０１４７】

【表２１】

【０１４８】

【表２２】

【０１４９】得られた素子を実施例１の時と同じ評価を
行った。結果を表２３に示す。なお、本発明の素子Ａ−
６と比較素子Ｘ−１０は青色に発光し、それらの発光ス
ペクトルはほぼ一致したが、比較素子Ｘ−９は全く発光
せず、評価ができなかった。

【０１５０】

【表２３】

【０１５１】表２３から明らかなように、本発明の素子
は比較素子に比べ最大発光輝度、半減寿命ともに良好な
結果が得られた。つまり、メタルソースをスピンコート
した場合でも素子中で新たに錯体が形成されたものと解
釈される。

【０１５２】実施例７実施例６と同様の条件で下記塗布液をスピンコートし、
９０分間窒素雰囲気下にて乾燥させた（膜厚はおよそ３
０ｎｍであった）。この塗布基板上に実施例１の場合と
同様にして表２４に示す構成の有機層および陰極を蒸着
し本発明の素子Ａ−７を作製した。溶液処方溶媒ジクロロエタンポリマーポリＴＰＤＢＰＯ：３０ｍｇ添加剤１ＤＤＱ：２ｍｇメタルソースＣｈ−６：２ｍｇ塗布液濃度３０ｍｇ／ｍｌ次に素子Ａ−７を作製した時に使用した塗布液中からメ
タルソースＣｈ−６のみを取り除いた溶液をＡ−７と同
様にスピンコートし、さらにＡ−７と同様の有機層およ
び陰極を蒸着した比較用素子Ｘ−１１（表２５）を作製
した。

【０１５３】さらに、Ｘ−１１の発光層中に添加したＬ
−３をＥｕ（ＴＴＡ）ｐｈｅｎに置き換えた比較用素子
Ｘ−１２（表２６）を作製した。

【０１５４】なお、Ａ−７、Ｘ−１１およびＸ−１２の
発光層はＡｌｑ３とＬ−３またはＥｕ（ＴＴＡ）ｐｈｅ
ｎを質量比１００／５になるように共蒸着し膜厚を５０
ｎｍとした。

【０１５５】得られた素子を実施例１の時と同じ評価を
行った。結果を表２７に示す。本発明の素子Ａ−７と比
較素子Ｘ−１２は赤色に発光し、それらの発光スペクト
ルはほぼ一致したが、比較素子Ｘ−１１は緑色に発光し
たため、性能比較はＡ−７とＸ−１２の間で行った。

【０１５６】

【表２４】

【０１５７】

【表２５】

【０１５８】

【表２６】

【０１５９】

【化２２】

【０１６０】

【表２７】

【０１６１】表２７から明らかなように、本発明の素子
は比較素子に比べ最大発光輝度、半減寿命ともに良好な
結果が得られた。またＡ−７とＸ−１２は同じ発光スペ
クトルが得られたことから、Ａ−７の素子中でＥｕ（Ｔ
ＴＡ）ｐｈｅｎが生成し、それがＡｌｑ３のドーパント
として機能したと考えられる。

【０１６２】実施例８錯安定度の比較トリス（８−ヒドロキシキノリラート）アルミニウム
（III）（Ａｌｑ３）を１，４−ジオキサンに溶解し
０．００５ｍｏｌ／ｌの溶液を作製した。次にＣｈ−４
を１，４−ジオキサンに溶解し０．００５ｍｏｌ／ｌの
溶液を作製し、両溶液１ｍｌずつを取り混合し室温で１
時間静置した。

【０１６３】その混合溶液を高速液体クロマトグラフィ
ーで分析したところ、Ａｌｑ３とＣｈ−４に起因するピ
ークのみが得られた。

【０１６４】従って、Ｃｈ−４とＡｌｑ３との間では配
位子交換が起こっておらず、Ｃｈ−４の錯安定度定数は
Ａｌｑ３のそれよりも小さいことが確認された。

【０１６５】Ｃｈ−４の替わりにＣｈ−３５、Ｃｈ−３
２、Ｃｈ−６、Ｃｈ−５でも同様の実験を行ったが、や
はりＡｌｑ３との間に配位子交換は起こっておらず、各
錯体の錯安定度定数はＡｌｑ３のそれよりも低いことが
示唆された。

【０１６６】

【発明の効果】以上記述したとおり、メタルソースと配
位子とを共存させた本発明の有機ＥＬ素子では、素子中
で金属錯体が生成し、かつ金属錯体をあらかじめ素子中
に添加する従来の方法に比べ最高発光輝度の上昇と素子
寿命の向上が認められた。また、メタルソースとしては
金属でも金属塩でも金属錯体でもこのような現象が起こ
ることがわかった。このことは通常では単離精製が困難
な金属錯体や、蒸着時に分解してしまうような金属錯体
でも安定に素子中で形成させることができることを証明
したものであり、その技術的価値は大きいものであると
考えられる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】互いに対向する２つの電極間に、単層ま
たは複数層の有機化合物薄膜よりなる有機層を挟持した
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に、金属イオンと錯体を形成
しうる配位子を含有し、かつ２つの電極間の何れかの場
所に金属イオンを放出しうるメタルソースを含有する有
機エレクトロルミネッセンス素子であって、該素子を作
製した際もしくは作製した後に該配位子と該メタルソー
スから放出される金属イオンとによって新たに形成され
る金属錯体が電界により発光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。
【請求項２】互いに対向する２つの電極間に、単層ま
たは複数層の有機化合物薄膜よりなる有機層を挟持した
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に、金属イオンと錯体を形成
しうる配位子を含有し、かつ２つの電極間の何れかの場
所に金属イオンを放出しうるメタルソースを含有する有
機エレクトロルミネッセンス素子であって、該素子を作
製した際もしくは作製した後に該配位子と該メタルソー
スから放出される金属イオンとによって新たに形成され
る金属錯体が電荷輸送材料として機能することを特徴と
する有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項３】互いに対向する２つの電極間に、複数層
の有機化合物薄膜よりなる有機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、金属イオンと錯体を形成しうる配位
子を含有し、かつその金属イオンと錯体を形成しうる配
位子を含有する層内、またはその層に隣接した別の層
に、金属イオンを放出しうるメタルソースを含有するこ
とを特徴とする請求項１または請求項２記載の有機エレ
クトロルミネッセンス素子。
【請求項４】金属イオンと錯体を形成しうる配位子を
含有する層に、金属イオンを放出しうるメタルソースを
含有する層が隣接して積層されてなる２層を含有する有
機エレクトロルミネッセンス素子において、該メタルソ
ースが有機化合物の金属塩であることを特徴とする請求
項１〜３の何れか１項に記載の有機エレクトロルミネッ
センス素子。
【請求項５】金属イオンと錯体を形成しうる配位子を
含有する層に、金属イオンを放出しうるメタルソースを
含有する層が隣接して積層されてなる２層を含有する有
機エレクトロルミネッセンス素子において、該メタルソ
ースが金属錯体であることを特徴とする請求項１〜３の
何れか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素
子。
【請求項６】互いに対向する２つの電極間に、単層ま
たは複数層の有機化合物薄膜よりなる有機層を挟持した
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に、金属イオンと錯体を形成
しうる配位子を含有し、かつ２つの電極間の任意の場所
に金属イオンを放出しうるメタルソースを含有する有機
エレクトロルミネッセンス素子であって、該配位子が下
記一般式（Ｉ）で表される部分構造を含有する化合物で
あることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載
の有機エレクトロルミネッセンス素子。一般式（Ｉ）Ｘ₁・・・ａ₁・・・（ｂ₁）_n・・・ａ₂・・・Ｙ₁ 〔式中、Ｘ₁およびＹ₁はそれぞれ独立に窒素原子、酸素
原子、硫黄原子、セレン原子またはテルル原子を表し、
ａ₁はＸ₁と結合可能な原子を表し、ａ₂はＹ₁と結合可能
な原子を表し、ｂ₁はａ₁およびａ₂と結合可能な原子を
表し、ｎは０または１を表す。尚、各原子間をつなぐ・
・・は共有結合を表し、該共有結合は単結合であっても
二重結合であっても良く、一般式（Ｉ）で表される部分
構造は分子の末端にあっても内部にあっても良い。〕
【請求項７】メタルソースの金属種がＢ、Ａｌ、Ｇ
ａ、Ｉｎ、Ｚｎ、Ｇｅ、Ｓｂ、ＩｒまたはＰｔであるこ
とを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の有機
エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項８】互いに対向する２つの電極間に、複数層
の有機化合物薄膜よりなる有機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
少なくとも一層に、金属錯体を含有し、かつその層と隣
接する層に前記金属錯体とは構造の異なる金属錯体を含
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。
【請求項９】有機化合物薄膜の少なくとも一層に、金
属錯体を含有し、かつその層と隣接する層に前記金属錯
体とは構造の異なる金属錯体を含有する有機エレクトロ
ルミネッセンス素子において、該２種の金属錯体により
配位子交換が起きその結果として新たな錯体が形成さ
れ、該新たに形成された錯体が発光材料として機能する
ことを特徴とする請求項８記載の有機エレクトロルミネ
ッセンス素子。
【請求項１０】有機化合物薄膜の少なくとも一層に、
金属錯体を含有し、かつその層と隣接する層に前記金属
錯体系化合物とは構造の異なる金属錯体を含有する有機
エレクトロルミネッセンス素子において、該２種の金属
錯体により配位子交換が起きその結果として新たな錯体
が形成され、該新たに形成された錯体が電荷輸送材料と
して機能することを特徴とする請求項８記載の有機エレ
クトロルミネッセンス素子。
【請求項１１】有機化合物薄膜の少なくとも一層に、
金属錯体を含有し、かつその層と隣接する層に前記金属
錯体とは構造の異なる金属錯体を含有する有機エレクト
ロルミネッセンス素子において、該２種の金属錯体の錯
安定度定数が共に、トリス（８−ヒドロキシキノリラー
ト）アルミニウム（III）のそれよりも低いことを特徴
とする請求項８〜１０の何れか１項に記載の有機エレク
トロルミネッセンス素子。
【請求項１２】互いに対向する２つの電極間に、単層
または複数層の有機化合物薄膜よりなる有機層を挟持し
た有機エレクトロルミネッセンス素子内に配位子とメタ
ルソースとを共存させ、該素子の発光機能または電荷輸
送機能を司る金属錯体を素子作製時または作製後の放置
または後処理によって新たに素子内に形成させることを
特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子用金属錯
体の形成方法。
【請求項１３】メタルソースが金属塩または金属錯体
であることを特徴とする請求項１２記載の有機エレクト
ロルミネッセンス素子用金属錯体の形成方法。
【請求項１４】メタルソースが金属であり、かつ素子
作製後に熱、電界または光を供与することを特徴とする
請求項１２又は１３記載の有機エレクトロルミネッセン
ス素子用金属錯体の形成方法。
【請求項１５】互いに対向する２つの電極間に、複数
層の有機化合物薄膜よりなる有機層を挟持した有機エレ
クトロルミネッセンス素子内に構造の異なる２種類以上
の金属錯体を共存させ、該素子の発光機能または電荷輸
送機能を司る金属錯体を素子作製時または作製後の放置
または後処理によって新たに素子内に形成させることを
特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子用金属錯
体の形成方法。
【請求項１６】２種類以上の金属錯体の錯安定度定数
が共に、トリス（８−ヒドロキシキノリラート）アルミ
ニウム（III）のそれよりも低いことを特徴とする請求
項１５記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用金属
錯体の形成方法。