JP2002305083A

JP2002305083A - 有機電界発光素子

Info

Publication number: JP2002305083A
Application number: JP2001106022A
Authority: JP
Inventors: Hideki Sato; 秀樹佐藤; Yoshiharu Sato; 佳晴佐藤
Original assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Priority date: 2001-04-04
Filing date: 2001-04-04
Publication date: 2002-10-18

Abstract

(57)【要約】【課題】燐光発光を利用した有機電界発光素子におい
て、素子の発光効率を改善し、駆動安定性の良好な素子
を提供する。【解決手段】基板上に少なくとも、陽極、発光層、お
よび陰極が順次積層されてなる有機電界発光素子であっ
て、発光層が、周期表７ないし１１族から選ばれる少な
くとも一つの金属を含む有機金属錯体と、周期表１族、
２族、３族、１２族および１３族から選ばれる中心金属
を有する、特定構造の有機金属錯体とを含有することを
特徴とする、有機電界発光素子。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は有機電界発光素子に
関するものであり、詳しくは、有機化合物から成る発光
層に電界をかけて光を放出する薄膜型デバイスに関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、薄膜型の電界発光（ＥＬ）素子と
しては、無機材料のII−VI族化合物半導体であるＺｎ
Ｓ、ＣａＳ、ＳｒＳ等に、発光中心であるＭｎや希土類
元素（Ｅｕ、Ｃｅ、Ｔｂ、Ｓｍ等）をドープしたものが
一般的であるが、上記の無機材料から作製したＥＬ素子
は、１）交流駆動が必要（50〜1000Ｈｚ）、２）駆動電圧が高い（〜200Ｖ）、３）フルカラー化が困難（特に青色）、４）周辺駆動回路のコストが高い、という問題点を有している。

【０００３】しかし、近年、上記問題点の改良のため、
有機薄膜を用いたＥＬ素子の開発が行われるようになっ
た。特に、発光効率を高めるため、電極からのキャリア
ー注入の効率向上を目的として電極の種類の最適化を行
い、芳香族ジアミンから成る正孔輸送層と８−ヒドロキ
シキノリンのアルミニウム錯体から成る発光層とを設け
た有機電界発光素子の開発（Appl. Phys. Lett., 51巻,
913頁，1987年）により、従来のアントラセン等の単結
晶を用いたＥＬ素子と比較して発光効率の大幅な改善が
なされている。また、例えば、８−ヒドロキシキノリン
のアルミニウム錯体をホスト材料として、クマリン等の
レーザー用蛍光色素をドープすること（J. Appl. Phy
s., 65巻, 3610頁，1989年）で、発光効率の向上や発光
波長の変換等も行われており、実用特性に近づいてい
る。

【０００４】上記の様な低分子材料を用いた電界発光素
子の他にも、発光層の材料として、ポリ（ｐ−フェニレ
ンビニレン）、ポリ［2-メトキシ-5-(2-エチルヘキシル
オキシ)-1,4-フェニレンビニレン］、ポリ（3-アルキル
チオフェン）等の高分子材料を用いた電界発光素子の開
発や、ポリビニルカルバゾール等の高分子に低分子の発
光材料と電子移動材料を混合した素子の開発も行われて
いる。

【０００５】素子の発光効率を上げる試みとして、蛍光
ではなく燐光を用いることも検討されている。燐光を用
いる、即ち、三重項励起状態からの発光を利用すれば、
従来の蛍光（一重項）を用いた素子と比べて、３倍程度
の効率向上が期待される。この目的のためにクマリン誘
導体やベンゾフェノン誘導体を発光層とすることが検討
されたが（第51回応用物理学会連合講演会、28a-PB-7、
1990年）、極めて低い輝度しか得られなかった。その
後、三重項状態を利用する試みとして、ユーロピウム錯
体を用いることが検討されてきたが、これも高効率の発
光には至らなかった。

【０００６】最近、以下に示す白金錯体（Ｔ−１）を用
いることで、高効率の赤色発光が可能なことが報告され
た（Nature, 395巻，151頁，1998年）。その後、以下に
示すイリジウム錯体（Ｔ−２）を発光層にドープするこ
とで、さらに緑色発光で効率が大きく改善されている
（Appl. Phys. Lett., 75巻，4頁，1999年）。

【０００７】

【化８】

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】有機電界発光素子をフ
ラットパネル・ディスプレイ等の表示素子に応用するた
めには、素子の発光効率を改善すると同時に駆動時の安
定性を十分に確保する必要がある。しかしながら、前述
の文献に記載の燐光分子（Ｔ−２）を用いた有機電界発
光素子は、高効率発光ではあるが、駆動安定性が実用に
は不十分であり（Jpn. J. Appl. Phys., 38巻，L1502
頁，1999年）、高効率な表示素子の実現は困難な状況で
ある。

【０００９】上記の駆動劣化の主原因は、発光層の劣化
によると推定される。電極から注入された電荷はある確
率で電子−正孔対（励起子）となる。また、一般に三重
項励起子による発光（燐光）は一重項励起子による発光
（蛍光）に比べその寿命が長く、逆に、熱的な安定性は
一重項励起子の方が三重項励起子よりも高い。ここで素
子に引加する電流が増えると発光層に注入される電荷は
増え、それに伴い励起子とならない電荷の量も増加す
る。また励起子となったものの中でも発光層中で発光に
寄与せず熱失活するものが増加する。そのため発光層の
温度が上昇し、特に三重項励起子は一重項励起子と比較
して熱的安定性に劣ることから、素子が劣化すると考え
られる。このことは燐光分子（Ｔ−２）を用いた有機電
界発光素子の発光効率が注入電流の上昇とともに大きく
低下する事からも推定される（Appl. Phys. Lett., 75
巻，4頁，1999年）。

【００１０】これまでに開発された燐光分子を用いた有
機電界発光素子の多くは、発光層のホストとしてカルバ
ゾリル基を含む材料を用いることを特徴としている。例
えば、前記文献（Appl. Phys. Lett., 75巻，4頁，1999
年）ではホスト材料として以下に示すビフェニル誘導体
を用いている。

【００１１】

【化９】しかし、上記（Ｈ−１）は非常に結晶化しやすく、膜の
安定性が悪いことが知られている。上述の理由から、燐
光分子を用いた有機電界発光素子においては、実用化に
向けて素子の駆動安定性に大きな問題を抱えているのが
実状である。

【００１２】本発明者は上記実状に鑑み、高効率かつ高
い駆動安定性を有する有機電界発光素子を提供すること
を目的として鋭意検討した結果、発光層に特定の化合物
を用いることで、結晶化し難い安定な発光層を得ること
ができ、上記課題を解決することができることを見出
し、本発明を完成するに至った。

【００１３】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明の要旨
は、基板上に少なくとも、陽極、発光層、および陰極が
順次積層されてなる有機電界発光素子であって、発光層
が、周期表７ないし１１族から選ばれる少なくとも一つ
の金属を含む有機金属錯体と、下記一般式（Ｉ）で表わ
される有機金属錯体とを含有することを特徴とする、有
機電界発光素子。

【００１４】

【化１０】（式中、Ｍは周期表１族、２族、３族、１２族、または
１３族から選ばれる金属を表し、ｎは該金属の価数を表
す。Ｌは任意の置換基を表し、ｊは置換基Ｌの数を表し
０または１である。Ｘは炭素原子または窒素原子を表
す。環Ａは含窒素複素環を示し、置換基を有していても
良い。環Ｂは芳香族炭化水素環または芳香族複素環を示
し、置換基を有していても良い。）に存する。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明は、発光層に、前記一般式
（Ｉ）で表わされる有機金属錯体と、周期表７ないし１
１族から選ばれる少なくとも１つの金属を含む有機金属
錯体とを含む、いわゆる燐光を利用した有機電界発光素
子に関するが、好ましくは主成分として前記一般式
（Ｉ）で表わされる有機金属錯体を、また副成分として
前記周期表７ないし１１族から選ばれる少なくとも１つ
の金属を含む有機金属錯体を含有する発光層を有する。

【００１６】ここで「主成分」とは該層を形成する材料
のうち５０重量％以上を占めるものを意味し、「副成
分」とは該層を形成する材料のうち５０重量％未満を占
めるものを意味する。本発明の有機電界発光素子におい
て、発光層に含まれる一般式（Ｉ）で表わされる有機金
属錯体は、該層に含まれる７ないし１１族から選ばれる
金属を含有する燐光性有機金属錯体の励起三重項準位よ
り、高いエネルギー状態の励起三重項準位を有すること
が基本的に必要である。また、安定な薄膜形状を与え、
高いガラス転移温度（Tg）を有し、正孔および／または
電子を効率よく輸送することができる化合物であること
が必要である。さらに電気化学的かつ化学的に安定であ
り、トラップとなったり発光を消光したりする不純物が
製造時や使用時に発生しにくい化合物であることが要求
される。

【００１７】これらの条件を満たす発光層を形成する材
料として、本発明では前記一般式（Ｉ）で表わされる有
機金属錯体化合物を用いる。特に前記一般式（Ｉ）で表
わされる有機金属錯体化合物として、有機金属錯体（下
記一般式（II））、混合配位子錯体（下記一般式（II
I））、または二核金属錯体（下記一般式（IV））で表
される有機金属錯体化合物が好ましい。［有機金属錯体］

【００１８】

【化１１】（式中、Ｍ¹は１ないし３価の金属であり、ｎ、Ｘ、環
Ａおよび環Ｂは式（Ｉ）におけると同義である。）［混合配位子錯体］

【００１９】

【化１２】（式中、Ｍ²は３価の金属を表す。Ｘ、環Ａおよび環Ｂ
は式（Ｉ）におけると同義である。Ｌ¹は下記一般式
（IIIａ）、（IIIｂ）または（IIIｃ）を表す。）

【００２０】

【化１３】（式中、Ａr¹〜Ａr⁵は、置換基を有していてもよい芳香
族炭化水素環基または置換基を有していてもよい芳香族
複素環基を表し、Ｚ¹はシリコンまたはゲルマニウムを
表す。）［２核金属錯体］

【００２１】

【化１４】（式中、Ｍ³およびＭ³′は３価の金属を表す。Ｘ、環Ａ
および環Ｂは式（Ｉ）におけると同義であり、Ｘ′はＸ
と、環Ａ′は環Ａと、また環Ｂ′は環Ｂと同義であ
る。）なお、一般式（Ｉ）〜（IV）で表される化合物１
分子中に含まれる、複数の下記構造部分

【００２２】

【化１５】

【００２３】（一般式（IV）においては、１化合物中に
２個ずつ存在する下記構造部分

【００２４】

【化１６】

【００２５】）、即ち環Ａ、環Ｂ、およびＸ（式（IV）
の場合は、環Ａ、環Ａ′、環Ｂ、環Ｂ′、Ｘ、および
Ｘ′）は、同じであっても良いし、異なっていてもよ
い。合成が容易である点からは、すべて同じであること
が好ましい。同様に、一般式（IV）で表される化合物に
おけるＭ³およびＭ³′も、同じであっても異なっていて
もよく、合成が容易である点からは、同じであることが
好ましい。前記一般式（Ｉ）ないし（IV）で表される化
合物の環Ａ、環Ａ′、環Ｂ、および環Ｂ′は、それぞれ
下記から選ばれることが好ましい。［環Ａおよび環Ａ′］置換基を有していてもよい５員環
または６員環の含窒素芳香族複素環であり、該環に５ま
たは６員環の芳香族炭化水素環または芳香族複素環が１
または２個縮合して縮合環を形成していてもよい。［環Ｂおよび環Ｂ′］置換基を有してもよい６員環の芳
香族炭化水素環または芳香族複素環であり、該環に５ま
たは６員環の芳香族炭化水素環または芳香族複素環が１
または２個縮合して縮合環を形成していてもよい。

【００２６】前記一般式（Ｉ）ないし（IV）で表される
化合物の環Ａ、環Ａ′、環Ｂ、および環Ｂ′として、よ
り好ましくは各々単環であり、中でもそれぞれ下記から
選ばれる環が好ましい。［環Ａおよび環Ａ′］それぞれ置換基を有していてもよ
い、ジアゾール環、チアゾール環、オキサゾール環、チ
アジアゾール環、オキサジアゾール環、トリアゾール
環、ピリジン環、ジアジン環、トリアジン環。［環Ｂおよび環Ｂ′］それぞれ置換基を有していてもよ
い、ベンゼン環、ピリジン環、ジアジン環、トリアジン
環。

【００２７】さらに前記一般式（Ｉ）ないし（IV）で表
される化合物の環Ａ、環Ａ′、環Ｂ、および環Ｂ′は、
それぞれ下記構造式から選ばれることが最も好ましい。［環Ａおよび環Ａ′］

【００２８】

【化１７】（式中、Ｒ₁〜Ｒ₇は各々独立に、水素原子、ハロゲン
原子、アルキル基、アラルキル基、アルケニル基、シア
ノ基、アミノ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、
カルボキシル基、アルコキシ基、アルキルアミノ基、ア
ラルキルアミノ基、ハロアルキル基、水酸基、アリール
オキシ基、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素環
基または置換基を有していてもよい芳香族複素環基を表
すか、あるいはＲ₁とＲ₂、Ｒ₁とＲ₃、Ｒ₄とＲ₅、
Ｒ₅とＲ₆、またはＲ₆とＲ₇が結合して環を形成して
いてもよい。）［環Ｂおよび環Ｂ′］

【００２９】

【化１８】（式中、Ｒ₈〜Ｒ₁₁は各々独立に、水素原子、ハロゲン
原子、アルキル基、アラルキル基、アルケニル基、シア
ノ基、アミノ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、
カルボキシル基、アルコキシ基、アルキルアミノ基、ア
ラルキルアミノ基、ハロアルキル基、水酸基、アリール
オキシ基、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素環
基または置換基を有していてもよい芳香族複素環基を表
すか、あるいは、Ｒ₈とＲ₉ 、Ｒ₉とＲ₁₀ 、またはＲ
₁₀ とＲ₁₁が結合して環を形成していてもよい。）なお
上記［環Ｂおよび環Ｂ′］の構造における２本の結合手
は、前記式［Ｉ］ないし［IV］における環Ｂおよび環
Ｂ′構造の定義を満たす限り、酸素原子、または環Ａお
よび環Ａ′における原子Ｘのうち、いずれがいずれに結
合していてもよい。

【００３０】Ｒ₁ 〜Ｒ₁₁として、具体的には水素原子；
ハロゲン原子；メチル基、エチル基等の炭素数１〜６の
アルキル基；ベンジル基等のアラルキル基；ビニル基等
の炭素数２〜６のアルケニル基；シアノ基；アミノ基；
アシル基；カルボキシル基；メトキシ基、エトキシ基等
の炭素数１〜６のアルコキシ基；メトキシカルボニル
基、エトキシカルボニル基等の炭素数２〜６のアルコキ
シカルボニル基；フェノキシ基、ベンジルオキシ基など
のアリールオキシ基；ジエチルアミノ基、ジイソプロピ
ルアミノ基等のジアルキルアミノ基；ジベンジルアミノ
基、ジフェネチルアミノ基などのジアラルキルアミノ
基；トリフルオロメチル基等のα−ハロアルキル基；水
酸基；置換基を有していてもよいフェニル基、ナフチル
基等の芳香族炭化水素環基；置換基を有していてもよい
チエニル基、ピリジル基等の芳香族複素環基を表わす。

【００３１】前記芳香族炭化水素環基および芳香族複素
環基が有し得る置換基としては、フッ素原子等のハロゲ
ン原子；メチル基、エチル基等の炭素数１〜６のアルキ
ル基；ビニル基等の炭素数２〜６のアルケニル基；メト
キシカルボニル基、エトキシカルボニル基等の炭素数２
〜６のアルコキシカルボニル基；メトキシ基、エトキシ
基等の炭素数１〜６のアルコキシ基；フェノキシ基、ベ
ンジルオキシ基などのアリールオキシ基；ジメチルアミ
ノ基、ジエチルアミノ基等のジアルキルアミノ基；アセ
チル基等のアシル基；トリフルオロメチル基等のハロア
ルキル基；シアノ基などが挙げられる。

【００３２】なお、Ｒ₁とＲ₂ 、Ｒ₁とＲ₃、Ｒ₄とＲ
₅、Ｒ₅とＲ₆、Ｒ₆とＲ₇、Ｒ₈とＲ₉ 、Ｒ₉とＲ
₁₀ 、Ｒ₁₀とＲ₁₁がそれぞれ隣接する基同士で結合して
形成する環としては、ベンゼン環、またはシクロヘキサ
ン環等が挙げられる。Ｒ₁ないしＲ₁₁として好ましく
は、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ
基、ハロアルキル基または置換基を有していてもよい芳
香族炭化水素基であるか、または隣接する基同士で結合
して環を形成する。

【００３３】一般式（Ｉ）ないし（IV）で表される化合
物の金属Ｍ（Ｍ¹、Ｍ²、Ｍ³およびＭ³′）は、周期表１
族、２族、３族、１２族、１３族から選ばれる金属であ
れば特に限定されないが、好ましくは亜鉛、アルミニウ
ム、ガリウム、ベリリウム、及びマグネシウムが挙げら
れる。前記一般式（Ｉ）ないし（IV）で表わされる化合
物の好ましい具体例を以下に示すが、これらに限定する
ものではない。

【００３４】

【化１９】

【００３５】

【化２０】

【００３６】

【化２１】

【００３７】

【化２２】なお、これらの化合物は発光層中に、主成分として単独
で用いてもよいし、必要に応じて、各々混合して用いて
もよい。また本発明の有機電界発光素子は、発光層にお
ける副成分として、周期表７ないし１１族から選ばれる
金属を含む燐光性有機金属錯体を含有する。該金属とし
て好ましくは、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、
銀、レニウム、オスミウム、イリジウム、白金、および
金が挙げられる。これらの有機金属錯体として、好まし
くは下記一般式（Ｖａ）、（Ｖｂ）、（VI）で表される
化合物が挙げられる。

【００３８】

【化２３】（式中、Ｍ⁴は金属、ｎは該金属の価数を表す。環Ａ1
は芳香族炭化水素環または芳香族複素環を表わし、置換
基を有していてもよい。環Ａ2 は含窒素芳香族複素環を
表わし、置換基を有していてもよい。）

【００３９】

【化２４】（式中、Ｍ⁵は金属、ｎは該金属の価数を表す。環Ａ1
は芳香族炭化水素環または芳香族複素環を表わし、置換
基を有していてもよい。環Ａ2 は含窒素芳香族複素環を
表わし、置換基を有していてもよい。）

【００４０】

【化２５】（式中、Ｍ⁷は金属、Ｔは炭素または窒素を表わす。Ｔ
が窒素の場合はＲ₂₀ないしＲ₂₃は無く、Ｔが炭素の場合
はＲ₂₀ないしＲ₂₃は各々独立に水素原子、ハロゲン原
子、アルキル基、アラルキル基、アルケニル基、シアノ
基、アミノ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、カ
ルボキシル基、アルコキシ基、アルキルアミノ基、アラ
ルキルアミノ基、ハロアルキル基、水酸基、アリールオ
キシ基、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素環
基、または置換基を有していてもよい芳香族複素環基を
表わす。

【００４１】Ｒ₁₂ないしＲ₁₉は各々独立に、水素原子、
ハロゲン原子、アルキル基、アラルキル基、アルケニル
基、シアノ基、アミノ基、アシル基、アルコキシカルボ
ニル基、カルボキシル基、アルコキシ基、アルキルアミ
ノ基、アラルキルアミノ基、ハロアルキル基、水酸基、
アリールオキシ基、置換基を有していてもよい芳香族炭
化水素環基、または置換基を有していてもよい芳香族複
素環基を表すか、これらの内、隣接する基同士が互いに
連結して環を形成しても良い。）一般式（Ｖａ）、（Ｖｂ）における環Ａ１として好まし
くは、置換基を有していてもよい５または６員環の芳香
族炭化水素環または芳香族複素環であり、該環に５また
は６員環の芳香族炭化水素環または芳香族複素環が１ま
たは２個縮合して縮合環を形成していても良い。具体的
には、例えばベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン
環、チオフェン環、フラン環、ベンゾチオフェン環、ベ
ンゾフラン環、ピリジン環、キノリン環、およびイソキ
ノリン環等が挙げられる。

【００４２】また環Ａ２として好ましくは、置換基を有
していてもよい５または６員環の含窒素芳香族複素環で
あり、該環に５または６員環の芳香族炭化水素環または
芳香族複素環が１または２個縮合して縮合環を形成して
いても良い。具体的には、例えばピリジン環、ピリミジ
ン環、ピラジル環、トリアジン環、ベンゾチアゾール
環、ベンゾオキサゾール環、ベンズイミダゾール環、キ
ノリン環、イソキノリン環、キノキサリン環、およびフ
ェナントリジン環等が挙げられる。

【００４３】環Ａ１および環Ａ２が有していてもよい置
換基としては、フッ素原子等のハロゲン原子；メチル
基、エチル基等の炭素数１〜６のアルキル基；ビニル基
等の炭素数２〜６のアルケニル基；メトキシカルボニル
基、エトキシカルボニル基等の炭素数２〜６のアルコキ
シカルボニル基；メトキシ基、エトキシ基等の炭素数１
〜６のアルコキシ基；フェノキシ基、ベンジルオキシ基
などのアリールオキシ基；ジメチルアミノ基、ジエチル
アミノ基等のジアルキルアミノ基；アセチル基等のアシ
ル基；トリフルオロメチル基等のハロアルキル基；シア
ノ基；フェニル基等のアリール基等が挙げられ、これら
は互いに連結して環を形成しても良い。

【００４４】なお、環Ａ1 が有する置換基と環Ａ2が有
する置換基が結合して、一つの縮合環を形成してもよ
く、7,8-ベンゾキノリン基等が挙げられる。環Ａ1 およ
び環Ａ2 の置換基として、より好ましくはアルキル基、
アルコキシ基、芳香族炭化水素環基、シアノ基、ハロゲ
ン原子、またはハロアルキル基が挙げられる。

【００４５】式（Ｖａ）、（Ｖｂ）におけるＭ⁴ないし
Ｍ⁵として好ましくは、ルテニウム、ロジウム、パラジ
ウム、銀、レニウム、オスミウム、イリジウム、白金ま
たは金が挙げられる。式（IV）におけるＭ⁷として好ま
しくは、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、銀、レニ
ウム、オスミウム、イリジウム、白金または金が挙げら
れ、特に好ましくは、白金、パラジウム等の２価の金属
が挙げられる。

【００４６】前記一般式（Ｖａ）、（Ｖｂ）で示される
有機金属錯体の具体例を以下に示すが、下記の化合物に
限定されるわけではない。

【００４７】

【化２６】前記一般式（IV）で表わされる有機金属錯体の具体例を
以下に示すが、下記の化合物に限定されるわけではな
い。

【００４８】

【化２７】以下、本発明の有機電界発光素子について、図面を参照
しながら説明する。図１は本発明に用いられる一般的な
有機電界発光素子の構造例を模式的に示す断面図であ
り、１は基板、２は陽極、４は正孔輸送層、５は発光
層、６は正孔阻止層、８は陰極を各々表わす。

【００４９】基板１は有機電界発光素子の支持体となる
ものであり、石英やガラスの板、金属板や金属箔、プラ
スチックフィルムやシートなどが用いられる。特にガラ
ス板や、ポリエステル、ポリメタクリレート、ポリカー
ボネート、ポリスルホンなどの透明な合成樹脂の板が好
ましい。合成樹脂基板を使用する場合にはガスバリア性
に留意する必要がある。基板のガスバリア性が小さすぎ
ると、基板を通過した外気により有機電界発光素子が劣
化することがあるので好ましくない。このため、合成樹
脂基板の少なくとも片面に緻密なシリコン酸化膜等を設
けてガスバリア性を確保する方法も好ましい方法の一つ
である。

【００５０】基板１上には陽極２が設けられるが、陽極
２は正孔輸送層への正孔注入の役割を果たすものであ
る。この陽極は、通常、アルミニウム、金、銀、ニッケ
ル、パラジウム、白金等の金属、インジウム及び／また
はスズの酸化物などの金属酸化物、ヨウ化銅などのハロ
ゲン化金属、カーボンブラック、あるいは、ポリ（3-メ
チルチオフェン）、ポリピロール、ポリアニリン等の導
電性高分子などにより構成される。陽極２の形成は通
常、スパッタリング法、真空蒸着法などにより行われる
ことが多い。また、銀などの金属微粒子、ヨウ化銅など
の微粒子、カーボンブラック、導電性の金属酸化物微粒
子、導電性高分子微粉末などの場合には、適当なバイン
ダー樹脂溶液に分散し、基板１上に塗布することにより
陽極２を形成することもできる。さらに、導電性高分子
の場合は電解重合により直接基板１上に薄膜を形成した
り、基板１上に導電性高分子を塗布して陽極２を形成す
ることもできる（Appl．Phys．Lett．，60巻，2711頁，
1992年）。陽極２は異なる物質で積層して形成すること
も可能である。陽極２の厚みは、必要とする透明性によ
り異なる。透明性が必要とされる場合は、可視光の透過
率を、通常、60％以上、好ましくは80％以上とすること
が望ましく、この場合、厚みは、通常、５〜1000nm、好
ましくは10〜500nm程度である。不透明でよい場合、陽
極２は基板１と同一でもよい。また、さらには上記の陽
極２の上に異なる導電材料を積層することも可能であ
る。

【００５１】陽極２の上には正孔輸送層４が設けられ
る。正孔輸送層の材料に要求される条件としては、陽極
からの正孔注入効率が高く、かつ、注入された正孔を効
率よく輸送することができる材料であることが必要であ
る。そのためには、イオン化ポテンシャルが小さく、可
視光の光に対して透明性が高く、しかも正孔移動度が大
きく、さらに安定性に優れ、トラップとなる不純物が製
造時や使用時に発生しにくいことが要求される。また、
発光層５に接するよう設ける場合は発光層からの発光を
消光したり、発光層との間でエキサイプレックスを形成
して効率を低下させないことが求められる。上記の一般
的要求以外に、車載表示用の応用を考えた場合、素子に
はさらに耐熱性が要求される。従って、Tgとして85℃以
上の値を有する材料が望ましい。

【００５２】このような正孔輸送材料としては、例え
ば、4,4'-ビス［N-（1-ナフチル）-N-フェニルアミノ］
ビフェニルで代表される２個以上の３級アミンを含み２
個以上の縮合芳香族環が窒素原子に置換した芳香族ジア
ミン（特開平５−234681号公報）、4,4',4"-トリス(1-
ナフチルフェニルアミノ)トリフェニルアミン等のスタ
ーバースト構造を有する芳香族アミン化合物（J. Lumi
n., 72-74巻、985頁、1997年）、トリフェニルアミンの
四量体から成る芳香族アミン化合物（Chem. Commun., 2
175頁、1996年）、2,2',7,7'-テトラキス-(ジフェニル
アミノ)-9,9'-スピロビフルオレン等のスピロ化合物（S
ynth. Metals, 91巻、209頁、1997年）等が挙げられ
る。これらの化合物は、単独で用いてもよいし、必要に
応じて、各々、混合して用いてもよい。

【００５３】上記の化合物以外に、正孔輸送層４の材料
として、ポリビニルカルバゾール、ポリビニルトリフェ
ニルアミン（特開平７− 53953号公報）、テトラフェニ
ルベンジジンを含有するポリアリーレンエーテルサルホ
ン（Polym. Adv. Tech., 7巻、33頁、1996年）等の高分
子材料が挙げられる。塗布法の場合は、正孔輸送材料を
１種または２種以上と、必要により正孔のトラップにな
らないバインダー樹脂や塗布性改良剤などの添加剤とを
添加し、溶解して塗布溶液を調製し、スピンコート法な
どの方法により陽極２上に塗布し、乾燥して正孔輸送層
４を形成する。バインダー樹脂としては、ポリカーボネ
ート、ポリアリレート、ポリエステル等が挙げられる。
バインダー樹脂は添加量が多いと正孔移動度を低下させ
るので、少ない方が望ましく、通常、５０重量％以下が
好ましい。

【００５４】真空蒸着法の場合には、正孔輸送材料を真
空容器内に設置されたルツボに入れ、真空容器内を適当
な真空ポンプで10^-4Pa程度にまで排気した後、ルツボを
加熱して、正孔輸送材料を蒸発させ、ルツボと向き合っ
て置かれた、陽極が形成された基板１上に正孔輸送層４
を形成させる。正孔輸送層４の膜厚は、通常、5〜300n
m、好ましくは 10〜100nmである。この様に薄い膜を一
様に形成するためには、一般に真空蒸着法がよく用いら
れる。

【００５５】正孔輸送層４の上には発光層５が設けられ
る。発光層５は、前記一般式（Ｉ）で表わされる有機金
属錯体と、前述した周期表７ないし１１族から選ばれる
金属を含む有機金属錯体を含有し、電界を与えられた電
極間において、陽極から注入されて正孔輸送層を移動す
る正孔と、陰極から注入されて正孔阻止層６を移動する
電子との再結合により励起されて、強い発光を示す。な
お発光層５は、本発明の性能を損なわない範囲で、他の
ホスト材料（一般式（Ｉ）と同様の働きを行う）など、
他成分を含んでいてもよい。

【００５６】さらに本発明の有機電界発光素子は、発光
層における副成分の１つとして、蛍光色素を含有しても
よい。ここで言う蛍光色素とは、クマリン等のレーザー
用蛍光色素などであり、たとえば青色発光を与える蛍光
色素としては、ペリレン、ピレン、アントラセンおよび
それらの誘導体等、緑色蛍光色素としては、キナクリド
ン誘導体、クマリン誘導体等、黄色蛍光色素としては、
ルブレン、ペリミドン誘導体等、赤色蛍光色素として
は、クマリン誘導体、ベンゾピラン誘導体、ローダミン
誘導体、フェノキサゾン誘導体、ベンゾチオキサンテン
誘導体、アザベンゾチオキサンテン等が挙げられる。

【００５７】上記のドープ用蛍光色素以外にも、ホスト
材料、有機金属錯体に応じて、レーザー研究，８巻， 6
94頁， 803頁， 958頁（1980年）；同９巻，85頁（1981
年）、に列挙されている蛍光色素が発光層用のドープ材
料として使用することができる。発光層中に副成分とし
て含有される有機金属錯体の量は、0.1〜30重量％の範
囲にあることが好ましい。 0.1重量％未満では素子の発
光効率向上に寄与できない場合があり、30重量％を越え
ると有機金属錯体同士が２量体を形成する等の理由で濃
度消光が起き、発光効率の低下に至る可能性がある。従
来の蛍光（１重項）を用いた素子において、発光層に含
有される蛍光性色素（ドーパント）の量より、若干多い
方が好ましい傾向がある。また既知の蛍光色素が発光層
中に含有される場合その量は、0.05〜10重量％が好まし
く、0.05〜2重量％の範囲にあることがより好ましい。
これら有機金属錯体や蛍光色素は、発光層中に膜厚方向
に対して部分的に含まれたり、不均一に分布してもよ
い。

【００５８】発光層５の膜厚は、通常１０〜２００ｎ
ｍ、好ましくは２０〜１００ｎｍである。正孔輸送層４
と同様の方法にて薄膜形成される。正孔阻止層６は発光
層５の上に、発光層５の陰極側の界面に接するように積
層されるが、正孔輸送層から移動してくる正孔を陰極に
到達するのを阻止する役割と、陰極から注入された電子
を効率よく発光層の方向に輸送することができる化合物
より形成される。正孔阻止層を構成する材料に求められ
る物性としては、電子移動度が高く正孔移動度が低いこ
とが必要とされる。正孔阻止層６は正孔と電子を発光層
内に閉じこめて、発光効率を向上させる機能を有する。
このような条件を満たす正孔阻止材料として、好ましく
は、下記一般式（VII）で表わされる混合配位子錯体が
挙げられる。

【００５９】

【化２８】（式中、Ｒ₂₄〜Ｒ₂₉は、水素原子または任意の置換基を
表す。Ｍ⁸はアルミニウム、ガリウム、インジウムから
選ばれる金属原子を表す。Ｌ³は以下に示す一般式（VII
ａ）、（VIIｂ）、（VIIｃ）のいずれかで表される。

【００６０】

【化２９】（式中、Ａr¹¹〜Ａr¹⁵は、置換基を有していてもよい芳
香族炭化水素環基または置換基を有していてもよい芳香
族複素環基を表し、Ｚ³はシリコンまたはゲルマニウム
を表す。）前記一般式（VII）において、Ｒ₂₄〜Ｒ₂₉は水素原子ま
たは任意の置換基を表すが、好ましくは水素原子；塩
素、臭素等のハロゲン原子；メチル基、エチル基等の炭
素数１〜６のアルキル基；ベンジル基等のアラルキル
基；ビニル基等の炭素数２〜６のアルケニル基；シアノ
基；アミノ基；アシル基；メトキシ基、エトキシ基等の
炭素数１〜６のアルコキシ基；メトキシカルボニル基、
エトキシカルボニル基等の炭素数２〜６のアルコキシカ
ルボニル基；カルボキシル基；フェノキシ基、ベンジル
オキシ基などのアリールオキシ基；ジエチルアミノ基、
ジイソプロピルアミノ基等のジアルキルアミノ基；ジベ
ンジルアミノ基、ジフェネチルアミノ基などのジアラル
キルアミノ基；トリフルオロメチル基等のα−ハロアル
キル基；水酸基；置換基を有していてもよいフェニル
基、ナフチル基等の芳香族炭化水素環基；置換基を有し
ていてもよいチエニル基、ピリジル基等の芳香族複素環
基を表わす。

【００６１】前記芳香族炭化水素環基および芳香族複素
環基が有しうる置換基としては、フッ素原子等のハロゲ
ン原子；メチル基、エチル基等の炭素数１〜６のアルキ
ル基；ビニル基等の炭素数２〜６のアルケニル基；メト
キシカルボニル基、エトキシカルボニル基等の炭素数２
〜６のアルコキシカルボニル基；メトキシ基、エトキシ
基等の炭素数１〜６のアルコキシ基；フェノキシ基、ベ
ンジルオキシ基などのアリールオキシ基；ジメチルアミ
ノ基、ジエチルアミノ基等のジアルキルアミノ基；アセ
チル基等のアシル基；トリフルオロメチル基等のハロア
ルキル基；シアノ基等が挙げられる。Ｒ₂₄〜Ｒ₂₉として
より好ましくは水素原子、アルキル基、ハロゲン原子ま
たはシアノ基が挙げられる。またＲ₂₇としては、シアノ
基が特に好ましい。

【００６２】上記式（VII）中、Ａr¹¹〜Ａr¹⁵として、
具体的には、置換基を有していてもよいフェニル基、ビ
フェニル基、ナフチル基等の芳香族炭化水素環基または
チエニル基、ピリジル基等の芳香族複素環基を表わす。
前記一般式（VII）で表わされる化合物の好ましい具体
例を以下に示すが、これらに限定するものではない。

【００６３】

【化３０】

【００６４】

【化３１】なお、これらの化合物は正孔阻止層中に、単独で用いて
もよいし、必要に応じて、各々混合して用いてもよい。
正孔阻止材料としては、前記一般式（VII）の混合配位
子錯体の他に、以下の構造式で示される１，２，４−ト
リアゾール環残基を少なくとも１個有する化合物を用い
ることができる。

【００６５】

【化３２】前記構造式で表わされる１，２，４−トリアゾール環残
基を少なくとも１個有する化合物の具体例を以下に示
す。

【００６６】

【化３３】正孔阻止材料として、さらに、以下の構造式で示される
フェナントロリン環を少なくとも１個有する化合物が挙
げられる。

【００６７】

【化３４】前記構造式で表わされるフェナントロリン環を少なくと
も１個有する化合物の具体例を以下に示す。

【００６８】

【化３５】正孔阻止層６の膜厚は、通常、 0.3〜 100nm、好ましく
は 0.5〜50nmである。正孔阻止層も正孔輸送層と同様の
方法で形成することができるが、通常は真空蒸着法が用
いられる。

【００６９】陰極８は、正孔阻止層６を介して発光層５
に電子を注入する役割を果たす。陰極８として用いられ
る材料は、前記陽極２に使用される材料を用いることが
可能であるが、効率よく電子注入を行うには、仕事関数
の低い金属が好ましく、スズ、マグネシウム、インジウ
ム、カルシウム、アルミニウム、銀等の適当な金属また
はそれらの合金が用いられる。具体例としては、マグネ
シウム−銀合金、マグネシウム−インジウム合金、アル
ミニウム−リチウム合金等の低仕事関数合金電極が挙げ
られる。

【００７０】なお、陰極の発光層側界面にLiF 、MgF₂、
Li₂O等の極薄絶縁膜（0.1〜5nm）を挿入することも、素
子の効率を向上させる有効な方法である（Appl. Phys.
Lett., 70巻，152頁，1997年；特開平10−74586号公
報；IEEETrans. Electron. Devices，44巻，1245頁，19
97年）。陰極８の膜厚は通常、陽極２と同様である。低
仕事関数金属から成る陰極を保護する目的で、この上に
さらに、仕事関数が高く大気に対して安定な金属層を積
層することは素子の安定性を増すため好ましい。この目
的のために、アルミニウム、銀、銅、ニッケル、クロ
ム、金、白金等の金属が使われる。

【００７１】素子の発光効率をさらに向上させることを
目的として、正孔阻止層６と陰極８の間に電子輸送層７
を設けることが考えられる（図２参照）。電子輸送層７
は、電界を与えられた電極間において陰極から注入され
た電子を効率よく正孔阻止層６の方向に輸送することが
できる化合物より形成される。電子輸送層７に用いられ
る電子輸送性化合物としては、陰極８からの電子注入効
率が高く、かつ、高い電子移動度を有し注入された電子
を効率よく輸送することができる化合物であることが必
要である。

【００７２】このような条件を満たす材料としては、８
−ヒドロキシキノリンのアルミニウム錯体などの金属錯
体（特開昭59−194393号公報）、10-ヒドロキシベンゾ
[h]キノリンの金属錯体、オキサジアゾール誘導体、ジ
スチリルビフェニル誘導体、シロール誘導体、3-または
5-ヒドロキシフラボン金属錯体、ベンズオキサゾール金
属錯体、ベンゾチアゾール金属錯体、トリスベンズイミ
ダゾリルベンゼン（米国特許第 5,645,948号）、キノキ
サリン化合物（特開平６−207169号公報）、フェナント
ロリン誘導体（特開平５−331459号公報）、2-t-ブチル
-9,10-N,N'-ジシアノアントラキノンジイミン、ｎ型水
素化非晶質炭化シリコン、ｎ型硫化亜鉛、ｎ型セレン化
亜鉛などが挙げられる。また、フェナントロリン誘導体
や金属錯体にアルカリ金属をドープしたり、オキサジア
ゾール誘導体、キノキサリン化合物、フェナントロリン
誘導体等の電子輸送性が高く分子量の小さい有機物をド
ープする等して電子輸送能を高めた電子輸送層を形成す
ることもできる。電子輸送層６の膜厚は、通常、5〜200
nm、好ましくは10〜100 nmである。

【００７３】電子輸送層７は、正孔輸送層４と同様にし
て塗布法あるいは真空蒸着法により正孔阻止層６上に積
層することにより形成される。通常は、真空蒸着法が用
いられる。正孔注入の効率をさらに向上させ、かつ、有
機層全体の陽極への付着力を改善させる目的で、正孔輸
送層４と陽極２との間に陽極バッファ層３を挿入するこ
とも行われている（図３参照）。陽極バッファ層３を挿
入することで、初期の素子の駆動電圧が下がると同時
に、素子を定電流で連続駆動した時の電圧上昇も抑制さ
れる効果がある。陽極バッファ層に用いられる材料に要
求される条件としては、陽極とのコンタクトがよく均一
な薄膜が形成でき、熱的に安定、すなわち、融点及びガ
ラス転移温度が高く、融点としては 300℃以上、ガラス
転移温度としては 100℃以上が要求される。さらに、イ
オン化ポテンシャルが低く陽極からの正孔注入が容易な
こと、正孔移動度が大きいことが挙げられる。

【００７４】この目的のために、これまでに銅フタロシ
アニン等のタロシアニン化合物（特開昭63−295695号公
報）、ポリアニリン（Appl. Phys. Lett., 64巻、1245
頁,1994年）、ポリチオフェン（Optical Materials, 9
巻、125頁、1998年）等の有機化合物や、スパッタ・カ
ーボン膜（Synth. Met., 91巻、73頁、1997年）や、バ
ナジウム酸化物、ルテニウム酸化物、モリブデン酸化物
等の金属酸化物（J.Phys. D, 29巻、2750頁、1996年）
が報告されている。また、芳香族ジアミン含有ポリエー
テルにＤＤＱ等の電子受容性基をドーピングする等して
正孔注入を容易にすることもできる。

【００７５】陽極バッファ層の場合も、正孔輸送層と同
様にして薄膜形成可能であるが、無機物の場合には、さ
らに、スパッタ法や電子ビーム蒸着法、プラズマＣＶＤ
法が用いられる。以上の様にして形成される陽極バッフ
ァ層３の膜厚は、通常、3〜100nm、好ましくは 5〜50nm
である。

【００７６】尚、図１とは逆の構造、すなわち、基板上
に陰極８、正孔阻止層６、発光層５、正孔輸送層４、陽
極２の順に積層することも可能であり、既述したように
少なくとも一方が透明性の高い２枚の基板の間に本発明
の有機電界発光素子を設けることも可能である。同様
に、図２および図３に示した前記各層構成とは逆の構造
に積層することも可能である。

【００７７】本発明は、有機電界発光素子が、単一の素
子、アレイ状に配置された構造からなる素子、陽極と陰
極がＸ−Ｙマトリックス状に配置された構造のいずれに
おいても適用することができる。本発明の有機電界発光
素子によれば、発光層に特定の骨格を有する化合物と、
燐光性の金属錯体を含有させることにより、発光効率が
高くかつ駆動安定性においても大きく改善された素子が
得られ、フルカラーあるいはマルチカラーのパネルへの
応用において優れた性能を発揮できる。

【００７８】

【実施例】次に、本発明を実施例によって更に具体的に
説明するが、本発明はその要旨を越えない限り、以下の
実施例の記載に限定されるものではない。実施例１図３に示す構造を有する有機電界発光素子を以下の方法
で作製した。

【００７９】ガラス基板上にインジウム・スズ酸化物
（ＩＴＯ）透明導電膜を 150nm堆積したもの（ジオマテ
ック社製；電子ビーム成膜品；シート抵抗15Ω）を通常
のフォトリソグラフィ技術と塩酸エッチングを用いて 2
mm幅のストライプにパターニングして陽極２を形成し
た。パターン形成したＩＴＯ基板を、アセトンによる超
音波洗浄、純水による水洗、イソプロピルアルコールに
よる超音波洗浄の順で洗浄後、窒素ブローで乾燥させ、
最後に紫外線オゾン洗浄を行って、真空蒸着装置内に設
置した。上記装置の粗排気を油回転ポンプにより行った
後、装置内の真空度が2x10^-6Torr（約2,7x10^-4Pa）以下
になるまで液体窒素トラップを備えた油拡散ポンプを用
いて排気した。陽極バッファ層３の材料として、下記に
示す構造式の銅フタロシアニン（ＨＩ−１）

【００８０】

【化３６】をモリブデンボートを用いて、蒸着速度0.1nm／秒、真
空度1.0x10−６Torr（約1.3x10−４Pa）で、10nmの膜厚
で陽極２の上に成膜した。上記装置内に配置されたセラ
ミックるつぼに入れた、以下に示す、4,4'-ビス［N-（1
-ナフチル）-N-フェニルアミノ］ビフェニル

【００８１】

【化３７】をるつぼの周囲のタンタル線ヒーターで加熱して蒸着を
行った。この時のるつぼの温度は、240〜260℃の範囲で
制御した。蒸着時の真空度0.8x10^-6Torr（約1.1x10^-4P
a）、蒸着速度は0.2nm/秒で膜厚60nmの正孔輸送層４を
得た。引続き、発光層５の主成分として例示化合物（Ｈ
−４）を、副成分の燐光性有機金属錯体として、本文中
に（Ｔ−２）で示したイリジウム錯体を別々のセラミッ
クるつぼに設置し、２元同時蒸着法により成膜を行っ
た。化合物（Ｈ−４）のるつぼ温度は 350℃に、蒸着速
度は 0.2nm／秒に制御し、イリジウム錯体（Ｔ−２）は
290〜300℃の温度範囲に制御し、膜厚30nmでイリジウム
錯体（Ｔ−２）が５重量％含有された発光層５を正孔輸
送層４の上に積層した。蒸着時の真空度は1.0x10^-6Torr
（約1.3x10^-4Pa）であった。

【００８２】さらに、正孔阻止層６として例示化合物
（ＨＢ−１２）をるつぼ温度を 240℃として、蒸着速度
0.1nm/秒で10nmの膜厚で積層した。蒸着時の真空度は0.
7x10^-6Torr（約0.9x10^-4Pa）であった。正孔阻止層６の
上に、電子輸送層７として以下の構造式（ＥＴ−１）に
示すアルミニウムの８−ヒドロキシキノリン錯体、Al(C
₉H₆NO)₃

【００８３】

【化３８】を同様にして蒸着した。この時のアルミニウムの８−ヒ
ドロキシキノリン錯体のるつぼ温度は 270〜 290℃の範
囲で制御し、蒸着時の真空度は0.7x10^-6Torr（約0.9x10
^-4Pa）、蒸着速度は0.2nm/秒で膜厚は35nmとした。

【００８４】上記の正孔輸送層、発光層、正孔阻止層及
び電子輸送層を真空蒸着する時の基板温度は室温に保持
した。ここで、電子輸送層７までの蒸着を行った素子を
一度前記真空蒸着装置内より大気中に取り出して、陰極
蒸着用のマスクとして 2mm幅のストライプ状シャドーマ
スクを、陽極２のＩＴＯストライプとは直交するように
素子に密着させて、別の真空蒸着装置内に設置して有機
層と同様にして装置内の真空度が2x10^-6Torr（約2.7x10
^-4Pa）以下になるまで排気した。陰極８として、先ず、
フッ化マグネシウム（MgF₂）をモリブデンボートを用い
て、蒸着速度0.1nm／秒、真空度7.0x10^- ⁶Torr（約9.3x1
0^-4Pa）で、1.5nmの膜厚で電子輸送層７の上に成膜し
た。次に、アルミニウムを同様にモリブデンボートによ
り加熱して、蒸着速度0.5nm/秒、真空度1x10^-5Torr（約
1.3x10^-3Pa）で膜厚40nmのアルミニウム層を形成した。
さらに、その上に、陰極の導電性を高めるために銀を、
同様にモリブデンボートにより加熱して、蒸着速度0.3n
m/秒、真空度1x10^-5Torr（約1.3x10^-3Pa）で膜厚40nmの
銀層を形成して陰極８を完成させた。以上の３層型陰極
８の蒸着時の基板温度は室温に保持した。

【００８５】以上の様にして、2mmx2mm のサイズの発光
面積部分を有する有機電界発光素子が得られた。この素
子の発光特性を表−１に示す。表−１において、発光効
率は100cd／m²での値、輝度／電流は輝度−電流密度特
性の傾きを、電圧は 100cd／m ²での値を各々示す。素子
の発光スペクトルの極大波長は 518nmであり、イリジウ
ム錯体（Ｔ−２）からのものと同定された。

【００８６】この素子を封止した後、85℃の環境で 500
時間保存したところ、 500時間保存後も非発光部は発光
部全体の１％未満で素子として実用に耐えるものであっ
た。比較例１発光層の主成分である（Ｈ−４）を（Ｈ−１）に代えた
他は実施例１と同様にして素子を作製した。この素子の
発光特性を表−１に示す。素子の発光スペクトルの極大
波長は実施例１とほぼ同じ 512nmであり、イリジウム錯
体（Ｔ−２）からのものと同定された。実施例１と比較
して発光効率が低く、駆動電圧が高い。

【００８７】実施例２発光層の主成分を（Ｈ−１２）、副成分を白金錯体（Ｔ
−８）に代えた他は実施例１と同様にして素子を作製し
た。この素子の発光特性を表−１に示す。素子の発光ス
ペクトルの極大波長は588nmおよび637nmであり、白金錯
体（Ｔ−８）からのものと同定された。

【００８８】比較例２発光層の主成分である（Ｈ−１２）を（Ｈ−１）に代え
た他は実施例２と同様にして素子を作製した。この素子
の発光特性を表−１に示す。素子の発光スペクトルの極
大波長は実施例３とほぼ同じ 585nmおよび634nmであ
り、白金錯体（Ｔ−８）からのものと同定された。実施
例２と比較して、駆動電圧が高く、発光効率も低い。

【００８９】実施例３発光層の副成分を白金錯体（Ｔ−１）に代えた他は実施
例２と同様にして素子を作製した。この素子の発光特性
を表−１に示す。素子の発光スペクトルは、極大波長が
651nmの鋭いピークを示すものであり、白金錯体（Ｔ−
１）からのものと同定された。

【００９０】比較例３発光層の主成分である（Ｈ−１２）を実施例１で電子輸
送層として用いた（ＥＴ−１）に代えた他は実施例３と
同様にして素子を作製した。この素子の発光特性を表−
１に示す。素子の発光スペクトルの極大波長は実施例３
と同じ 651nmであり、白金錯体（Ｔ−１）からのものと
同定された。実施例３と比較して、発光効率が低い。

【００９１】

【表１】

【００９２】

【発明の効果】本発明の有機電界発光素子の発光層によ
れば、低電圧において高輝度・高効率で発光させること
が可能となり、さらには素子の安定性が向上する。従っ
て、本発明による有機電界発光素子はフラットパネル・
ディスプレイ（例えばＯＡコンピュータ用や壁掛けテレ
ビ）、車載表示素子、携帯電話表示や面発光体としての
特徴を生かした光源（例えば、複写機の光源、液晶ディ
スプレイや計器類のバックライト光源）、表示板、標識
灯への応用が考えられ、その技術的価値は大きいもので
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】有機電界発光素子の一例を示した模式断面図。

【図２】有機電界発光素子の別の例を示した模式断面
図。

【図３】有機電界発光素子の別の例を示した模式断面
図。

【符号の説明】

１基板２陽極３陽極バッファ層４正孔輸送層５発光層６正孔阻止層７電子輸送層８陰極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ０７Ｄ 233/64 １０１Ｃ０７Ｄ 233/64 １０１４Ｃ０５５ 235/12 235/12 ４Ｃ０５６ 249/08 ５１２ 249/08 ５１２４Ｃ０６３５３５５３５４Ｃ０６５５３７５３７ 249/20 ５０３ 249/20 ５０３ 261/08 261/08 263/32 263/32 263/56 263/56 275/02 275/02 277/10 277/10 277/66 277/66 401/04 401/04 405/04 405/04 409/04 409/04 471/04 １１２ 471/04 １１２Ｔ 487/22 487/22 Ｃ０９Ｋ 11/06 ６６０Ｃ０９Ｋ 11/06 ６６０Ｈ０５Ｂ 33/22 Ｈ０５Ｂ 33/22 ＢＤＦターム(参考） 3K007 AB02 AB03 AB04 AB06 AB11 BA06 CA01 CB01 DA01 DB03 EB00 4C031 AA01 4C033 AA17 4C034 CE01 4C050 PA12 4C055 AA01 BA02 BA11 BA13 BB04 BB14 CA01 DA01 4C056 AA01 AB01 AC01 AC02 AD01 AE03 AF04 BA08 BB01 BC01 FA08 FB01 FC01 4C063 AA01 BB01 CC76 CC94 DD12 EE10 4C065 AA04 BB09 CC01 DD02 EE02 HH02 KK02 PP03 QQ04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に少なくとも、陽極、発光層、お
よび陰極が順次積層されてなる有機電界発光素子であっ
て、発光層が、周期表７ないし１１族から選ばれる少なくと
も一つの金属を含む有機金属錯体と、下記一般式（Ｉ）
で表わされる有機金属錯体とを含有することを特徴とす
る、有機電界発光素子。【化１】（式中、Ｍは周期表１族、２族、３族、１２族、または
１３族から選ばれる金属を表し、ｎは該金属の価数を表
す。Ｌは任意の置換基を表し、ｊは置換基Ｌの数を表し
０または１である。Ｘは炭素原子または窒素原子を表
す。環Ａは含窒素複素環を示し、置換基を有していても
良い。環Ｂは芳香族炭化水素環または芳香族複素環を示
し、置換基を有していても良い。）
【請求項２】一般式（Ｉ）で表される化合物が、下記
一般式（II）ないし（IV）のいずれかで表わされる化合
物であることを特徴とする、請求項１記載の有機電界発
光素子。［有機金属錯体］【化２】（式中、Ｍ¹は１ないし３価の金属であり、ｎ、Ｘ、環
Ａおよび環Ｂは式（Ｉ）におけると同義である。）［混合配位子錯体］【化３】（式中、Ｍ²は３価の金属を表す。Ｘ、環Ａおよび環Ｂ
は式（Ｉ）におけると同義である。Ｌ¹は下記一般式
（IIIａ）、（IIIｂ）または（IIIｃ）を表す。）【化４】（式中、Ａr¹〜Ａr⁵は、置換基を有していてもよい芳香
族炭化水素環基または置換基を有していてもよい芳香族
複素環基を表し、Ｚ¹はシリコンまたはゲルマニウムを
表す。）［２核金属錯体］【化５】（式中、Ｍ³およびＭ³′は３価の金属を表す。Ｘ、環Ａ
および環Ｂは式（Ｉ）におけると同義であり、Ｘ′はＸ
と、環Ａ′は環Ａと、環Ｂ′は環Ｂと同義である。）
【請求項３】一般式（Ｉ）ないし（IV）で表される化
合物の環Ａ、環Ａ′、環Ｂ、および環Ｂ′がそれぞれ下
記から選ばれ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。［環Ａおよび環Ａ′］置換基を有していてもよい５員環
または６員環の含窒素芳香族複素環であり、該環に５ま
たは６員環の芳香族炭化水素環または芳香族複素環が、
１または２個縮合して縮合環を形成していてもよい。［環Ｂおよび環Ｂ′］置換基を有していてもよい６員環
の芳香族炭化水素環または芳香族複素環であり、該環に
５または６員環の芳香族炭化水素環または芳香族複素環
が、１または２個縮合して縮合環を形成していてもよ
い。
【請求項４】一般式（Ｉ）ないし（IV）で表される化
合物の環Ａ、環Ａ′、環Ｂ、および環Ｂ′がそれぞれ下
記から選ばれることを特徴とする、請求項１ないし３記
載の有機電界発光素子。［環Ａおよび環Ａ′］それぞれ置換基を有していてもよ
い、ジアゾール環、チアゾール環、オキサゾール環、チ
アジアゾール環、オキサジアゾール環、トリアゾール
環、ピリジン環、ジアジン環、トリアジン環。［環Ｂおよび環Ｂ′］それぞれ置換基を有していてもよ
い、ベンゼン環、ピリジン環、ジアジン環、トリアジン
環。
【請求項５】一般式（Ｉ）ないし（IV）で表される化
合物の環Ａ、環Ａ′、環Ｂ、および環Ｂ′がそれぞれ下
記構造式から選ばれることを特徴とする、請求項１ない
し４記載の有機電界発光素子。［環Ａおよび環Ａ′］【化６】（式中、Ｒ₁ 〜Ｒ₇は各々独立に、水素原子、ハロゲン
原子、アルキル基、アラルキル基、アルケニル基、シア
ノ基、アミノ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、
カルボキシル基、アルコキシ基、アルキルアミノ基、ア
ラルキルアミノ基、ハロアルキル基、水酸基、アリール
オキシ基、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素環
基または置換基を有していてもよい芳香族複素環基を表
すか、あるいはＲ₁ とＲ₂ 、Ｒ₁ とＲ₃ 、Ｒ₄ とＲ₅ 、
Ｒ₅ とＲ₆ 、またはＲ₆ とＲ₇が結合して環を形成して
いてもよい。）［環Ｂおよび環Ｂ′］【化７】（式中、Ｒ₈〜Ｒ₁₁は各々独立に、水素原子、ハロゲン
原子、アルキル基、アラルキル基、アルケニル基、シア
ノ基、アミノ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、
カルボキシル基、アルコキシ基、アルキルアミノ基、ア
ラルキルアミノ基、ハロアルキル基、水酸基、アリール
オキシ基、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素環
基または置換基を有していてもよい芳香族複素環基を表
すか、あるいはＲ₈ とＲ₉、Ｒ₉とＲ₁₀ 、またはＲ₁₀
とＲ₁₁が結合して環を形成していてもよい。）
【請求項６】一般式（Ｉ）におけるＭ、一般式（II）
におけるＭ¹、一般式（III）におけるＭ²、一般式（I
V）におけるＭ³およびＭ³′が亜鉛、アルミニウム、ガ
リウム、ベリリウム、およびマグネシウムから選ばれる
ことを特徴とする、請求項１ないし５のいずれかに記載
の有機電界発光素子。
【請求項７】周期表７ないし１１族の金属が、ルテニ
ウム、ロジウム、パラジウム、銀、レニウム、オスミウ
ム、イリジウム、白金、および金から選ばれることを特
徴とする、請求項１ないし６のいずれかに記載の有機電
界発光素子。
【請求項８】発光層の陰極側界面に接して正孔阻止層
を有することを特徴とする、請求項１ないし７のいずれ
か一項に記載の有機電界発光素子。
【請求項９】発光層と陽極との間に正孔輸送層を有す
るこを特徴とする、請求項１ないし８のいずれか一項に
記載の有機電界発光素子。
【請求項１０】発光層と陰極との間に電子輸送層を有
することを特徴とする、請求項１ないし９のいずれか一
項に記載の有機電界発光素子。