JP2003031370A

JP2003031370A - 有機ｅｌ素子

Info

Publication number: JP2003031370A
Application number: JP2001213892A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Enomoto; 和弘榎本; Kazuhito Nishimura; 和仁西村
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2001-07-13
Filing date: 2001-07-13
Publication date: 2003-01-31

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】発光効率が良好で、低消費電力で発光可能な
有機ＥＬ素子を提供することを課題とする。【解決手段】一般式（Ｉ）（式中、Ｒ₁〜Ｒ₃は、水素原子、ハロゲン原子、低級ア
ルキル基、低級アルコキシ基又はフェニル基、Ｍはアル
カリ金属、ｎは１又は２、Ｙは水素原子又は有機基）か
らなる電子障壁材料を含むことを特徴とする有機ＥＬ素
子により上記課題を解決する。

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ＥＬ素子に関
する。更に詳しくは、本発明は、発光効率が良好で、低
消費電力で発光可能な有機ＥＬ素子に関する。本発明に
よれば、フェノール系化合物のアルカリ金属塩を電界発
光層のドーピング剤、もしくは陰極からの電子（注入）
障壁層として用いることにより、低駆動電圧、高感度、
安定度の高い有機ＥＬ素子を提供することができる。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】有機化
合物の高い蛍光効率に注目し、有機化合物を用いたＥＬ
素子の研究が近年盛んに行われてきている。これら有機
ＥＬ素子は有機化合物からなる電界発光層を２つの電極
で挟んだ構造であり、陽極から注入された正孔と陰極か
ら注入された電子が電界発光層中で再結合し多種多様の
光を発する。これら有機ＥＬ素子には基本的には２つの
タイプがあるとされている。

【０００３】１つはＣ．Ｗ．Ｔａｎｇらによって発表さ
れた蛍光色素を電荷輸送層中に添加したもの（Ｊ．Ａｐ
ｐｌ．Ｐｈｙｓ．６５、３６１０（１９８９））、もう
1つは、蛍光色素を単独に用いたものである（Ｊｐｎ．
Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．２７、ｌ２６９（１９８
８）））。

【０００４】後者の素子では、蛍光色素が電荷の一つで
ある正孔（ホール）のみを輸送するホール輸送層及び／
又は電子のみを輸送する電子輸送層と積層されている場
合に発光効率が向上することが示されている。これまで
有機ＥＬ素子に使用されているホール輸送材料は、トリ
フェニルアミン誘導体を中心に多種多様の材料が知られ
ているにもかかわらず、電子輸送材料については、非常
に少ない。これら電子輸送材料については発光性を有す
る、多価の金属オキシネイト錯体が１９８７年に報告さ
れて以来、ディスプレイ等への応用を目指した研究が盛
んに検討されてきている。そして、高効率の発光を得る
ための材料開発が盛んに行われてきている。特に駆動電
圧を小さくすることは、電力消費等のコスト面及び通過
電流の減少による、経時安定面からも重要となってきて
いる。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
に、本発明者らは、種々検討を重ねた結果、フェノール
系化合物のアルカリ金属塩からなる電子障壁材料を電界
発光材料中にドープすることにより、又は電極と電界発
光層の間に電子障壁層として用いることにより、電子注
入におけるエネルギー障壁を下げることができ、その結
果、高い電子輸送性、高発光性、高輝度であり、更には
陰極材料に大きく作用されない、低駆動電圧が実現でき
ることを見出し、本発明に至ったものである。

【０００６】かくして本発明によれば、一般式（Ｉ）

【０００７】

【化３】

【０００８】（式中、Ｒ₁〜Ｒ₃は、水素原子、ハロゲン
原子、低級アルキル基、低級アルコキシ基又はフェニル
基（Ｒ₁とＲ₂は互いに結合し環を形成していてもよ
い）、Ｍはアルカリ金属、ｎは１又は２、Ｙは水素原子
又は

【０００９】

【化４】

【００１０】（式中、Ｒ₁〜Ｒ₃、Ｍ及びｎは前記と同
じ、Ｘは結合手、酸素原子、硫黄原子、カルボニル基、
スルホニル基、フェニレン基又は−（ＣＨ₂）_m−（ｍは
１〜４の整数）））からなる電子障壁材料を含むことを
特徴とする有機ＥＬ素子が提供される。

【００１１】

【発明の実施の形態】ポリマー電界発光層中にアルカリ
金属塩（リチウム塩）をドープし、これにより駆動電圧
が下がることが報告されている（Ｓｃｉｅｎｃｅ、２６
９，１０８６（１９９５））。この報告には、電圧印加
によってポリマー電界発光層に分散したリチウム塩を解
離させることにより、電極近傍のポリマー分子を同時に
ドープできると記載されている。この場合、陰極近傍の
ポリマーは電子供与性ドーパントであるリチウムによっ
て還元されたラジカルイオン状態で存在するため、陰極
からの電子障壁は大幅に低くなる。このような発想に基
づく特許出願も、近年多々提出されている（特開平１０
−２７０１７１公報、特開平１１−２３３２６２公
報）。

【００１２】これら報告の電子供与性であるドーパント
は不規則な分散状態で存在しており、個々のドーパント
分子の整合性までは考慮にいれてはおらず、このためド
ーパント効果が半減する恐れがある。特に有機ＥＬ素子
における電界発光材料はアルミニウム金属を中核とした
いわゆるキレート錯体がほとんどの場合適用されている
（代表的化合物としてトリス（８−キノリノラート）ア
ルミニウム（以下、Ａｌｑ₃））。特に、これらキレー
ト錯体の中核金属に配位作用と障壁を下げるいわゆる仕
事関数の小さな金属（４．２ｅＶ以下）を安定に結合さ
せる化合物について検討した。

【００１３】これらを検討した結果、フェノール系化合
物のアルカリ金属塩からなる電子障壁材料を電界発光層
中にドープさせるか、又は陰極と電界発光層の間に蒸着
等の方法で積層させることが有効であることを見出すこ
とにより本発明に至ったものである。

【００１４】このようなフェノール系化合物のアルカリ
金属塩としては、一般式（Ｉ）

【００１５】

【化５】

【００１６】（式中、Ｒ₁〜Ｒ₃は、水素原子、ハロゲン
原子、低級アルキル基、低級アルコキシ基又はフェニル
基（Ｒ₁とＲ₂は互いに結合し環を形成していてもよ
い）、Ｍはアルカリ金属、ｎは１又は２、Ｙは水素原子
又は

【００１７】

【化６】

【００１８】（式中、Ｒ₁〜Ｒ₃、Ｍ及びｎは前記と同
じ、Ｘは結合手、酸素原子、硫黄原子、カルボニル基、
スルホニル基、フェニレン基又は−（ＣＨ₂）_m−（ｍは
１〜４の整数）））で示される電子障壁材料が挙げられ
る。

【００１９】一般式（Ｉ）の具体例としては、下記一般
式（１）〜（３）で示されるモノフェノール、ビスフェ
ノール、トリスフェノール、多価フェノール化合物が挙
げられる。

【００２０】

【化７】

【００２１】

【化８】

【００２２】

【化９】

【００２３】一般式（Ｉ）、（１）〜（３）中、ハロゲ
ン原子としては、塩素原子、臭素原子等が挙げられる。
低級アルキル基としては、メチル基、エチル基、ｎ−プ
ロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル
基、ｔｅｒｔ−ブチル基等が挙げられる。低級アルコキ
シ基としては、メトキシ基、エトキシ基、ｎ−プロポキ
シ基、イソプロポキシ基、ｎ−ブトキシ基、イソブトキ
シ基、ｔｅｒｔ−ブトキシ基等が挙げられる。Ｒ₁とＲ₂
が互いに結合して形成される環は、４〜７員の脂肪族の
環又は芳香族の環が挙げられる（酸素原子、窒素原子等
をこれら環の構成元素として含んでいてもよく、環中に
カルボニル基を含んでいてもよい）。アルカリ金属とし
ては、リチウム、ナトリウム、カリウム等が挙げられ
る。

【００２４】一般式（１）〜（３）中、−（ＣＨ₂）_m−
としては、ｍが１〜４のメチレン基、エチレン基、プロ
ピレン基、ブチレン基等が挙げられる。更には、これら
直鎖状のアルキレン基だけでなく、イソプロピレン基等
の分枝状のアルキレン基も挙げられる。

【００２５】なお、低級アルキル基、低級アルコキシ
基、フェニル基及び−（ＣＨ₂）_m−は、置換基（例え
ば、アルキル基、アルコキシ基、フェニル基等）を有し
ていてもよい。

【００２６】なお、フェノール性水酸基が複数存在する
場合、そのすべてがアルカリ金属塩である必要はない。
但し、イオン注入の点からは、分子内により多くのアル
カリ金属が存在すれば効率よくイオン注入できることが
予想されるため、できるだけ多くの水酸基がアルカリ金
属と塩を形成していることが好ましい。

【００２７】上記一般式（１）〜（３）で示される具体
的な化合物としては、次のようなものが挙げられる。

【００２８】

【表１】

【００２９】

【化１０】

【００３０】

【表２】

【００３１】

【化１１】

【００３２】

【表３】

【００３３】

【化１２】

【００３４】なお、アルカリ金属塩以外に、Ｍｇ、Ｃ
ａ、Ｓｒ、Ｂａ等のいわゆるアルカリ土類金属の金属塩
も有効であるが、駆動電圧を小さくする点からはアルカ
リ金属塩のほうが好ましい。理由は不明であるがリチウ
ム（Ｌｉ）金属塩が全般的によい傾向を有していた。こ
れは、リチウム（Ｌｉ）金属がイオン化傾向のもっとも
強い金属であることが影響しているのではないかと推測
される。

【００３５】少なくとも陰極表面に対し、リチウム金属
との接触面積が大きいこと、更には整合性のとれた分子
配列がおこなわれることは重要である。これらイオン導
電性の増大による電極から注入された電荷（ホール、電
子）輸送性の増大、更には溶融効果の結果からもたらさ
れるアモルファス性の増大による薄膜化、密着化等がよ
くなる。このことにより界面での剥離現象の防止によ
り、安定性の増大がもたらされるものと考えられる。界
面での剥離現象の防止の点からは、Ｃａ等の２価の金属
による多価構造の金属塩が好ましい傾向にある。

【００３６】特に有機ＥＬ素子の安定性を向上させるた
めに、素子を構成する各層間の密着性の向上は、重要な
点である。すなわち密着性の低下により引き起こされる
剥離現象の増大により、均一な電荷注入が破壊され、こ
の個所より局部的に過剰な電流が流れることになる。そ
の結果、剥離部分からの材料の分解が起り、これにより
有機ＥＬ素子の劣化が引き起こされる。

【００３７】次に、本発明の有機ＥＬ素子は、透明電極
（陽極）と、ホール輸送層、電界発光層及び／又は電子
輸送層と陰極とがこの順に基板上に積層された構成を有
することが好ましい。また、発色光を調整するために、
カラーフィルターを組み込んでもよい。

【００３８】また、素子の安定性を高めるために、素子
の一部又は全体を保護層で被覆してもよい。

【００３９】本発明の電子隔壁材料は、電界発光層又は
電子障壁層、あるいはその双方に含有させるのがよい。
電子隔壁材料は、複数種を混合してもよい。複数種の電
子隔壁材料の混合は混融効果による電極との密着性の向
上が期待できる。また、溶融効果を向上させるために、
本発明の効果を阻害しない範囲で、他のアルカリ金属化
合物（例えば安息香酸のリチウム塩、沃化リチウム等）
と混合してもよい。

【００４０】また、電極、ホール輸送層、電界発光層、
電子輸送層のそれぞれの膜厚は、素子の動作電圧等によ
って決められるものであり、後述の実施例に限定される
ものではない。また、素子の各層の成膜法も通常の真空
蒸着法、ラングミュアープロジェット法をはじめ、スピ
ンコート法等の塗布方式が採用可能である。

【００４１】図１（ａ）は、本発明の有機ＥＬ素子の一
例を示したものである。具体的には、透明基板（例えば
ガラス基板）７上に、ＩＴＯ透明電極（陽極）６、ホー
ル輸送層５、電界発光層４、電子障壁層２、陰極（例え
ばアルミニウム系電極）１が真空蒸着法で順次成膜され
ている。

【００４２】そして、陽極である透明電極６と陰極１と
の間に直流電圧８を選択的に印加することによって、透
明電極６から注入されたホールが、ホール輸送層５を経
て、また陰極１から注入された電子が電子障壁層２を経
て、それぞれ電界発光層４に到達して電子−ホールの再
結合による発光９が生じ、これが透明基板７の側から観
察できる。

【００４３】電子障壁層を陰極層上に設けることによ
り、電子注入効果を高めることができる。電子障壁層の
膜厚は基本的には単分子配列を構成するに必要な厚さで
あればよいが、通常は１０Å程度以上の膜厚であること
が好ましい。

【００４４】本発明の電子障壁材料は、電界発光層に含
有させてもよいが、蒸着により電界発光層（例えばＡｌ
ｑ₃のような電界発光材料からなる層）を成膜する場
合、同時に電子障壁材料と電界発光材料を蒸着させる方
法、また複数回に分けて蒸着させる方法等が適用でき
る。電子障壁材料と電界発光材料（金属錯体）の間には
蒸着スピードに違いがあり、このためまず金属錯体を蒸
着した後に、本発明の電子障壁材料を蒸着させることが
好ましい。

【００４５】蒸着により電界発光層を成膜する場合、同
時に同じ、又は違った電界発光材料を違った方向から蒸
着させる方法、また数回に分けて蒸着させる方法等が適
用できる。

【００４６】更には、夫々の電界発光材料の蒸着スピー
ドの違いを利用して、２層構成に近い電界発光層を形成
することも可能である。

【００４７】また別の成膜法としては、電子障壁材料と
電界発光材料とを適当な有機溶剤（例えば、ＤＭＳＯ、
ＮＭＰ）に溶解、分散させてスピンコーター等により塗
布することによっても成膜できる。このような場合、溶
解性、密着性の点より、電界発光材料をアモルファス状
態にしたほうがよく、これによく適応させるために、直
鎖のアルキル、分岐のアルキル基からなる電界発光材料
にしたほうがよい。更には、電子障壁材料と電界発光材
料をそれぞれ２種類以上用いてもよい。

【００４８】電子障壁材料の電界発光層中の占める割合
は、電界発光材料１モルに対して１モル以下が好まし
く、これ以上になると、ガラス転移点が低くなり、少し
耐熱的機能の低下、更には発光開始電圧の上昇傾向が認
められる。また０．０１モル以下であればそのドープ効
果が小さい。このため０．１モル前後が大体最適なドー
プ量である。

【００４９】更には、一般的な蛍光物質をドープした層
であってもよい。これら蛍光物質としては、アントラセ
ン、ナフタレン、フェナントレン、ピレン、ペリレン、
クマリン、アクリジン、スチルベン及びその誘導体等が
挙げられる。これらの蛍光物質のドープ量は大体２重量
％以下であることが好ましい。

【００５０】電界発光材料としては特に限定はないが、
特にアルミニウムオキシネイト誘導体からなるもの、ま
た他のオキシネイト誘導体との混合体が代表的な化合物
として挙げられる。あるいは下記構造式の４−ジシアノ
メテレン−６−（ｐ−ジエチルアミノスチリル）−２−
メチル−４Ｈ−ピラン等の蛍光色素と混合してもよい。

【００５１】

【化１３】

【００５２】これらの層構成からなる有機ＥＬ素子の作
製順序について、まず透明電極の上にホール輸送層を成
膜し、次いで電界発光層（電子輸送の機能を有する）、
電子障壁層を順次成膜し、最後にアルミニウム（リチウ
ム金属、リチウム金属イオン化物をドープしたアルミニ
ウム）を主体とする陰極を設ける方法が一般的である。
基本的には電界発光層は電子輸送性を有するが、この作
用を別の材料によって電子輸送層として電界発光層、電
子障壁層の間に設けてもよい（図１（ｂ））。

【００５３】これら材料としてはテトラセン、ペンタセ
ン、テトラフェニレン等の縮合多環式炭化水素化合物が
代表的な材料として挙げられる。

【００５４】図２（ａ）は、本発明の有機ＥＬ素子の一
例を示したものである。具体的には、透明基板（例えば
ガラス基板）７上に、ＩＴＯ透明電極（陽極）６、ホー
ル輸送層５、電界発光層４、陰極（例えばアルミニウム
電極）１を真空蒸着法で順次成膜することで形成でき
る。そして、陽極である透明電極６と陰極１との間に直
流電圧８を選択的に印加することによって、透明電極６
から注入されたホールが、ホール輸送層５を経て、また
陰極１から注入された電子が、それぞれ電界発光層４に
到達して電子−ホールの再結合による発光１９が生じ、
これが透明基板７の側から観察できる。

【００５５】電界発光層に本発明の電子障壁材料を含有
させるが、蒸着により電界発光層を成膜する場合、同時
に電子障壁材料と電界発光材料を蒸着させる方法、また
複数回に分けて蒸着させる方法等が適用できる。電子障
壁材料と電界発光材料との間には蒸着スピードに違いが
あり、このためまず電界発光材料を蒸着した後に、本発
明の電子障壁材料を蒸着させることが好ましい。

【００５６】また別の成膜法としては、電子障壁材料と
電界発光材料とを適当な有機溶剤に溶解させてスピンコ
ーター等により塗布することによっても成膜できる。こ
れら電界発光材料と電子障壁材料を各々２種類以上用い
てもよい。

【００５７】電子障壁材料の電界発光層中の占める割合
は、電界発光材料１モルに対して１モル以下が好まし
い。これ以上になると、ガラス転移点が低くなり、熱的
な劣化が起りやすくなり、更には発光開始電圧の上昇傾
向が認められる。また０．０１モル以下であればそのド
ープ効果が小さい。このため０．１モル前後が大体最適
なドープ量である。

【００５８】更には、前述の電子性輸送物質をドープし
た層であってもよい。そのドープ量は大体２重量％以下
であればよい。更にはこれら材料を電子性輸送層３とし
て陰極１と電界発光層４の間に設けてもよい（図２
（ｂ））。

【００５９】上記層の厚さは電界発光層とほぼ同じであ
ることが好ましい。この電子輸送層を設けた場合には、
この層中にも電子障壁材料をドープしたほうがより駆動
開始電圧が小さくてよい。そのドープの割合については
３０％モル以上が効果的である。

【００６０】

【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明す
るが、これにより本発明の内容がなんら制限をうけるも
のではない。（合成例）例示化合物Ｎｏ．１−１５の合成９，９−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−フロレン
２．２当量をジオキサンに溶解し、攪拌下この溶液に２
当量のリチウム金属粒を徐々に加える。反応進行に伴っ
て水素ガスが発生し溶液全体が白濁してくる。

【００６１】約３時間反応させ、析出した粉末を取り出
し、水洗後アセトン洗浄を行い少し黄白色がかった粉末
を得る。融点は２５０℃以上である。

【００６２】なお、本結晶体は、炎色反応テストにより
紅色の炎色を示した。

【００６３】またリチウム金属粒のかわりに水酸化リチ
ウムを用いてもよい。

【００６４】他の電子障壁材料も上記合成例に準じて得
ることができる。

【００６５】（実施例１〜３及び参考例１）真空蒸着法
により、図２（ａ）に示したようにＩＴＯ（透明電極）
／下記構造式で示されるビスエナミン化合物（ホール輸
送層）／Ａｌｑ₃＋本発明の電子障壁材料（電界発光
層）／Ｍｇ−Ａｇ（陰極）を成膜した。このときの透明
電極の膜厚は５０ｎｍ、ホール輸送層の膜厚は６０ｎ
ｍ、電界発光層の膜厚は５０ｎｍであった。

【００６６】

【化１４】

【００６７】なお、電界発光層はまずＡｌｑ₃を蒸着さ
せた後、直ちに本発明の電子障壁材料を蒸着させた。そ
ののち陰極を蒸着により成膜した。また参考として電子
障壁材料を蒸着しない系での有機ＥＬ素子も作製した。
なお、上記の各層の真空蒸着の条件は次の通りであっ
た。

【００６８】蒸着条件：ホール輸送層２〜４Å／ｓｅｃ電界発光層（注）２〜４Å／ｓｅｃ陰極１２〜１４Å／ｓｅｃ（注）電子障壁材料及びＡｌｑ₃とも同一条件ＳＥＭ断面写真より電界発光層は２層化というより１
層化の形態を示しており、電子障壁材料はＡｌｑ₃のな
かに組み込まれたものと推定される。

【００６９】このようにして電子障壁材料を変えた３種
類及び参考例1種類の有機ＥＬ素子を作製した。これら
各有機ＥＬ素子の発光スペクトルの最大波長について光
電子増倍管により測定した。

【００７０】なお、印加電圧はどれも１８（Ｖ）であ
る。更に発光開始印加電圧を測定し、そのときの輝度強
度（ｃｄ／ｍ²）のこれら測定値を表４に記載した。

【００７１】

【表４】

【００７２】表４の結果より、本発明の電子障壁材料を
電界発光層に添加することにより、少し短波長シフトで
の発光がおこり、かつより低電圧での発色可能な有機Ｅ
Ｌ素子が得られることがわかる。これは一部のＡｌｑ₃
が電子障壁材料のフェノール基に対してなんらかの影響
をうけ、Ａｌｑ₃の配位結合性が弱まり短波長化が起っ
たものと考えられる。それと連動してＡｌｑ₃がラジカ
ルアニオン状態となり、陰極からの電子障壁を下げさせ
ることになり、より低電圧での発光がもたらされたと考
えられる。更には陰極界面での密着性の向上にもよい影
響を与えていることが次の実施例からもいえる。

【００７３】実施例４下記構造式のオキシナイト錯体化合物１×１０^-3に対し
て本発明のＮｏ．３−９の電子障壁材料を０．１×１０
^-3モルドープした３０ｎｍの電界発光層に変えたこと以
外は上記実施例と同様にして有機ＥＬ素子を得た。

【００７４】

【化１５】

【００７５】この有機ＥＬ素子と前記参考例の有機ＥＬ
素子について印加電圧を１８（Ｖ）にして、その時の初
期発光強度、及びその半減時間について測定した。

【００７６】その結果、初期発光強度は５４００（ｃｄ
／ｍ²）及び５１００（ｃｄ／ｍ²）でありさほどの有意
差は認められなかった。しかし、発光強度の半減時間は
ドープした素子が２００時間以上に対して参考例の有機
ＥＬ素子のそれは１５０時間程度であり、劣化作用に対
して著しい効果があることがわかった。

【００７７】この理由は、オキシナイト誘導体をドープ
することにより、電界発光層と電極との密着性がより強
化されたためと考えられる。これにより密着不良による
層間の間隙部発生に伴う過電流の防止に効果があったた
めと思われる。更には導電率のアップによる電流値の向
上（電子輸送性のアップ）もこの一因と考えられる。

【００７８】実施例５〜９真空蒸着法により、図１（ａ）に示したようにＩＴＯ
（透明電極）／Ｎ，Ｎ’−ジ（３−メチルフェニル）、
Ｎ，Ｎ’−ジフェニル、１，１’−ビフェニル−４，
４’−ジアミン（ホール輸送層）／Ａｌｑ₃＋５％ペン
タセン（電界発光層）／６０％ペンタセン＋４０％の表
１記載の各電子障壁材料の混合体（電子障壁層）／Ｌｉ
−Ａｇ（陰極）を成膜した。

【００７９】この時の透明電極の膜厚は５０ｎｍ、ホー
ル輸送層の膜厚は８０ｎｍ、電界発光層の膜厚は４０ｎ
ｍ、電子障壁層の膜厚は５０ｎｍであった。

【００８０】なお、電界発光層は、まずＡｌｑ₃を蒸着
させた後、本発明の電子障壁材料とペンタセンを蒸着さ
せた。そののち陰極を蒸着により成膜した。また参考と
して電子障壁材料を蒸着しない系（電子障壁層フリー）
での有機ＥＬ素子も作製した。

【００８１】なお、上記の各層の真空蒸着の条件は次の
通りであった。蒸着条件：ホール輸送層２〜４Å/ｓｅｃ電界発光層２〜４Å/ｓｅｃ電子障壁層１〜２Å/ｓｅｃ陰極１２〜１４Å／ｓｅｃこのようにして作製した５種の有機ＥＬ素子の発光開始
電圧（Ｖ）及びその時の輝度、更には印加電圧１８
（Ｖ）での輝度について夫々測定した。

【００８２】その結果を表５に示す。

【００８３】

【表５】

【００８４】上記の結果から、電子障壁材料を電子障壁
層として用いた有機ＥＬ素子はすべて発光開始駆動電圧
が低いことがわかる。更にアルカリ金属がリチウム金属
である塩のものは陰極からの有機電界発光層への電子注
入におけるエネルギー障壁低下の効果が大きい事もわか
る。更に電子障壁材料の内、より共役系が多い多面的で
かつ対象構造の置換体が、輝度が大きい傾向にある。こ
のような構造は、より電子の輸送作用に好ましい影響を
あたえているものと考えられる。

【００８５】

【発明の効果】本発明の電子障壁材料を電界発光層中に
ドープすることにより、また電子障壁層として、電界発
光層と電極との間に設けることによって、電界発光層の
電子注入におけるエネルギー障壁低下の効果が大きくな
り、低電圧での発光が可能となる。このことは低電圧で
の発光効率の向上をもたし、更には、発光素子の経時安
定性にも効果を有する。

【００８６】これらの効果は、電極と電界発光層との密
着性の向上、また電界発光材料の電子輸送効率向上によ
りもたらされたものと考えられる。

【００８７】更に、電子障壁材料の電極界面へのドープ
又は接触により、発光領域を短波長側にシフトさせる効
果も有している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に基づく有機ＥＬ素子の一例の概略断面
図である。

【図２】本発明に基づく有機ＥＬ素子の他の例の概略断
面図である。

【符号の説明】

１…陰極２…電子障壁層３…電子輸送層４…電界発光層５…ホール輸送層６…透明電極（陽極）７…透明基板８…直流電圧９，１９…発光

───────────────────────────────────────────────────── 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）Ｈ０５Ｂ 33/14 Ｈ０５Ｂ 33/14 Ｂ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一般式（Ｉ）【化１】（式中、Ｒ₁〜Ｒ₃は、水素原子、ハロゲン原子、低級ア
ルキル基、低級アルコキシ基又はフェニル基（Ｒ₁とＲ₂
は互いに結合し環を形成していてもよい）、Ｍはアルカ
リ金属、ｎは１又は２、Ｙは水素原子又は【化２】（式中、Ｒ₁〜Ｒ₃、Ｍ及びｎは前記と同じ、Ｘは結合
手、酸素原子、硫黄原子、カルボニル基、スルホニル
基、フェニレン基又は−（ＣＨ₂）_m−（ｍは１〜４の整
数）））からなる電子障壁材料を含むことを特徴とする
有機ＥＬ素子。
【請求項２】アルカリ金属がリチウムである請求項１
に記載の素子。
【請求項３】有機ＥＬ素子が、陽極、電界発光層、電
子障壁材料を含む層及び陰極の積層体からなる請求項１
又は２に記載の素子。
【請求項４】有機ＥＬ素子が、陽極、電子障壁材料を
含む電界発光層及び陰極の積層体からなる請求項１又は
２に記載の素子。
【請求項５】電界発光層が、電界発光材料と電子障壁
材料とを含み、電子障壁材料が、０．０１モル以上、電
界発光材料と等モル以下含まれる請求項４に記載の素
子。
【請求項６】電界発光層が、電界発光材料と電子障壁
材料とを共蒸着させることにより形成された層である請
求項５に記載の素子。
【請求項７】電界発光層が、多価金属からなるキレー
ト化合物を含む請求項１〜６のいずれか１つに記載の素
子。