JPH10308277A - 有機エレクトロルミネッセント素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高輝度かつ安定性に優れた有機ＥＬ素子を提
供する。 【解決手段】 一般式（１） 【化１】 （式中、Ｍはｎ価の金属イオンを表す。Ｒ¹ 、Ｒ² は置
換または無置換のアルキル基、置換または無置換のアリ
ール基、ハロゲン、ニトロ基、シアノ基、アリル基、置
換または無置換のアミノ基、メルカプト基、ヒドロキシ
ル基、カルボキシル基、置換または無置換のアルコキシ
ル基、置換または無置換のアルコキシカルボニル基を表
す。ｎは１〜４、ｍは０〜４、ｌは０〜６のそれぞれい
づれか。）で表されるｏ−ヒドロキシフェニルイソキノ
リン金属錯体を含む薄膜層を用いて素子を作製する事に
より、高輝度発光が得られると共に、安定性に優れた有
機ＥＬ素子が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、平面光源や表示素
子に利用される有機エレクトロルミネッセント（ＥＬ）
素子に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ＥＬ素子は、自発光型の平面型表示素子
としての用途が有望視されている。中でも有機物質を用
いた有機ＥＬ素子は、無機ＥＬのような、交流駆動でか
つ高電圧が必要といった制約がなく、また有機化合物の
多様性により、多色化が容易であると考えられることか
ら、盛んに開発が行われている。

【０００３】しかし、従来の有機ＥＬ素子は、無機ＥＬ
素子に比べて発光輝度が低く、特性劣化が著しかったた
め、実用化には至っていなかった。近年、１０Ｖ以下の
低電圧で発光する高い発光効率を持った、有機化合物の
薄膜積層型の有機ＥＬ素子が報告され、感心を集めてい
る（アプライド・フィジックス・レターズ（Ａｐｐｌｉ
ｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ）、５１巻、９
１３頁、１９８７年参照）。

【０００４】この方法では、金属キレート錯体を蛍光体
薄膜層、アミン系化合物を正孔注入層に使用して、高輝
度の緑色発光を得ており、６〜７Ｖの直流電圧で輝度は
数１００ｃｄ／ｍ² 、最大発光効率は１．５１ｌｍ／Ｗ
を達成して、実用領域に近い性能を持っている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】現在までの有機ＥＬ素
子は構成、材料の改善により発光輝度は改良されている
が、未だ充分な発光輝度には達していない。また、素子
の寿命に関しても同様で、実用に十分な安定性を有する
ものは得られていない。従って、より大きな発光輝度と
優れた使用時安定性を併せ持つ、有機ＥＬ素子の開発が
望まれているのが現状である。

【０００６】本発明は、発光輝度が大きく、使用時の安
定性に優れた有機ＥＬ素子を提供することを目的とする
ものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、発光輝度
が大きく、使用時の安定性に優れた有機ＥＬ素子の構成
を見出すべく鋭意検討を重ねた結果、特定の化合物を有
機ＥＬ素子に含有させることにより、これらの要件を満
たした有機ＥＬ素子が得られる事を見出した。

【０００８】すなわち、本発明は一対の導電層間に、少
なくとも発光層を含有する有機エレクトロルミネッセン
ト素子において、導電層間に挟持される層に、一般式
（１）で示されるｏ−ヒドロキシフェニルイソキノリン
化合物を含むことを特徴とする有機エレクトロルミネッ
セント素子を提供する事を目的とするものである。

【０００９】

【化２】

【００１０】（式中、Ｍはｎ価の金属イオンを表す。Ｒ
¹ 、Ｒ² は置換または無置換のアルキル基、置換または
無置換のアリール基、ハロゲン、ニトロ基、シアノ基、
アリル基、置換または無置換のアミノ基、メルカプト
基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、置換または無置
換のアルコキシル基、置換または無置換のアルコキシカ
ルボニル基を表す。ｎは１〜４、ｍは０〜４、ｌは０〜
６のそれぞれいづれかを示す。）

【００１１】以下、本発明を詳細に説明する。

【００１２】本発明に用いられるｏ−ヒドロキシフェニ
ルイソキノリンは、種々の金属イオンと金属錯体を形成
する。ｏ−ヒドロキシフェニル基の位置は特に限定され
るものではない。金属錯体を形成する金属としてはアル
ミニウム、マグネシウム、ベリリウム、ケイ素、スカン
ジウム、チタニウム、バナジウム、クロム、マンガン、
鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、ガリウム、ルテニ
ウム、パラジウム、銀、カドミウム、インジウム、ス
ズ、ランタノイド元素、アクチノイド元素が挙げられる
がこれらに限られるものではない。

【００１３】図１〜５に、本発明の有機ＥＬ素子の構造
例の断面図を模式的に示す。１は基板、２は陽極となる
伝導層、３は正孔輸送層、４は発光層、５は電子輸送
層、６は陰極となる導電層、７は正孔輸送性発光層、８
は電子輸送性発光層をそれぞれ表している。

【００１４】前記一般式（１）で表される金属錯体は、
発光層４、電子輸送層５、正孔輸送性発光層７、電子輸
送性発光層８のいずれにも用いても高輝度な安定性の高
い有機ＥＬ素子を得る事ができる。また、前記金属錯体
は発光層４、電子輸送層５、正孔輸送性発光層７、電子
輸送性発光層８のいずれかに含まれていれば、同一素子
内の別の層に含まれていなくても良い。

【００１５】基板１は本発明の有機ＥＬ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、樹脂フィ
ルムや樹脂プレート等が用いられる。

【００１６】基板１上の陽極となる導電層２には、通
常、アルミニウム、バナジウム、鉄、コバルト、ニッケ
ル、タングステン、パラジウム、テルル、銀、金等の金
属、およびそれらの合金、酸化インジウム、酸化スズ等
の金属酸化物やヨウ化銅、炭素、あるいは導電性高分子
などにより構成される。導電層の形成は真空蒸着法、ス
パッタリング法などの乾式成膜法で行われる事が多い
が、適当なバインダー樹脂溶液に上記電極材料を分散さ
せてディップコート法やスピンコート法などの湿式成膜
法も使用できる。この際、使用する溶剤には、特に制限
は無い。さらに、導電性高分子の場合は、電界重合によ
り直接基板上に薄膜を形成する事も可能である。この導
電層は複数の薄膜によって形成する事も可能である。

【００１７】陰極となる導電層６には、前記導電層２用
の材料を用いる事が可能であるが、効率よく電子注入を
行う必要があるため、スズ、マグネシウム、インジウ
ム、アルミニウム、銀等の金属またはそれらの合金が好
ましい。この導電層６も導電層２と同様、複数の薄膜に
よって形成する事も可能である。

【００１８】導電層２、６共に特に膜厚に制限は無い
が、発光した光を基板に垂直な方向に取り出す場合、少
なくとも一方の導電層の透光率は６０％以上、好ましく
は８０％以上であることが望ましい。この場合、厚みは
通常５〜１０００ｎｍ、好ましくは１０〜５００ｎｍ程
度である。

【００１９】正孔輸送層３には、種々の正孔輸送材料が
用いられる。この正孔輸送材料としては、導電層２から
の正孔の注入効率が高いと同時に、正孔を輸送する能力
も高いものが望ましい。このような正孔輸送材料として
は、公知の各種正孔輸送材料が使用可能である。例え
ば、低分子材料としてはトリフェニルアミン、ビストリ
フェニルアミンなどの芳香族アミン系化合物やヒドラゾ
ン系化合物等が挙げられる。また、高分子材料としては
ポリビニルカルバゾールや、特開平８−５４８３３号公
報、特開平８−２６９１３３号公報に示される芳香族ア
ミン系骨格を側鎖にもつ高分子も使用可能である。ま
た、正孔輸送性を持つ無機材料を使用する事もできる。
これらの材料、化合物は、単独でも混合でも用いる事が
できる。また、必要に応じて適当なバインダー樹脂中に
分散させた状態でも用いる事が可能である。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
リエステルなどが挙げられる。高分子正孔輸送材料をバ
インダーとして用いることも可能である。

【００２０】上記の正孔輸送材料は、真空蒸着法、塗布
法により形成される。いずれの場合も、正孔輸送性、正
孔注入性、成膜性を向上させるために各種添加剤を添加
して用いても良い。

【００２１】一般式（１）で表される金属錯体材料は、
単独でも他の材料との混合でも、使用可能である。混合
する材料としては、種々の材料が使用可能である。発光
層４に用いる場合には、アントラセン、ナフタレン、ス
チルベン、テトラフェニルブタジエン、クマリン、ビフ
ェニル及びそれらの誘導体等の蛍光材料、ベンゾフラン
誘導体、クマリン誘導体等の色素があげられるが、これ
らに限定されるものではない。電子輸送層５に用いる場
合には、オキサジアゾール誘導体やトリアゾール誘導体
などの有機電子輸送材料、キノリノールアルミニウム錯
体等の金属錯体化合物、ｎ型水素化アモルファスシリコ
ンカーバイド、ｎ型硫化亜鉛などの無機電子輸送材料な
どが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
正孔輸送性発光層７に用いる場合には正孔輸送層３に用
いる材料と発光層４に混合可能な材料のいずれも用いる
ことが可能である。電子輸送性発光層８に用いる場合に
は、電子輸送層５に用いる材料と発光層４に用いる材料
のいずれも用いる事が可能である。

【００２２】発光層４、電子輸送層５、正孔輸送性発光
層７、電子輸送性発光層８はいずれも、正孔輸送層３と
同様の方法で形成される。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、実施例により本発明につい
て、更に具体的に説明するが、本発明は、その主旨を越
えない限り以下の実施例に限定されるものではない。

【００２４】（製造例１−１０） １−（ｏ−ヒドロキシフェニル）−イソキノリンはＧｅ
ｉｓｓｍａｎらの方法（ジャーナル・オブ・オーガニッ
ク・ケミストリ、１１巻、７４１頁、１９４６年）に従
い合成した。これを用い、Ｗ．Ｄ．Ｊｏｈｎｓｔｏｎと
Ｈ．Ｆｒｅｉｓｅｒの手法（ジャーナル・オブ・ザ・ア
メリカン・ケミカル・ソサイエティ、７４巻、５２３９
頁、１９５２年）に従って、表１に示した金属原子を含
有した、１−（ｏ−ヒドロキシフェニル）−イソキノリ
ン金属錯体を合成した。

【００２５】

【表１】

【００２６】

【実施例】

（実施例１）洗浄したＩＴＯ電極付きガラス板上に、
４、４‘−ビス（Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニル
アミノ）ビフェニルを真空蒸着して膜厚６０ｎｍの正孔
輸送層を得た。次いで、１−（ｏ−ヒドロキシフェニ
ル）−イソキノリンアルミニウム金属錯体を真空蒸着し
て２０ｎｍの発光層を得た。その上に８−ヒドロキシキ
ノリンアルミニウム金属錯体を真空蒸着して５０ｎｍの
電子輸送層を得た。さらにその上に、マグネシウムと銀
を１０：１で混合した合金で膜厚２００ｎｍの導電層を
形成して、図１に示す有機ＥＬ素子を得た。この素子は
良好な有機ＥＬ発光特性を示した。また１０００時間連
続発光させた後も、初期と変わらない良好な発光特性を
示した。

【００２７】（実施例２−１０）１−（ｏ−ヒドロキシ
フェニル）−イソキノリンアルミニウム金属錯体に代え
て発光層に製造例２〜１０で得られた１−（ｏ−ヒドロ
キシフェニル）−イソキノリン金属錯体を使用する以外
は、実施例１と同様の方法で有機ＥＬ素子を作製した。
これらの素子はいずれも良好な有機ＥＬ発光特性を示し
た。また１０００時間連続発光させた後も、初期と変わ
らない良好な発光特性を示した。

【００２８】（実施例１１）洗浄したＩＴＯ電極付きガ
ラス板上に、４、４‘−ビス（Ｎ−（１−ナフチル）−
Ｎ−フェニルアミノ）ビフェニルを真空蒸着して膜厚６
０ｎｍの正孔輸送層を得た。次いで、１−（ｏ−ヒドロ
キシフェニル）−イソキノリンアルミニウム金属錯体を
真空蒸着して５０ｎｍの電子輸送性発光層を得た。その
上に、マグネシウムと銀を１０：１で混合した合金で膜
厚２００ｎｍの導電層を形成して、図２に示す有機ＥＬ
素子を得た。この素子は良好な有機ＥＬ発光特性を示し
た。また１０００時間連続発光させた後も、初期と変わ
らない良好な発光特性を示した。

【００２９】（実施例１２−２０）１−（ｏ−ヒドロキ
シフェニル）−イソキノリンアルミニウム金属錯体に代
えて発光層に製造例２〜１０で得られた１−（ｏ−ヒド
ロキシフェニル）−イソキノリン金属錯体を使用する以
外は、実施例１１と同様の方法で有機ＥＬ素子を作製し
た。これらの素子はいずれも良好な有機ＥＬ発光特性を
示した。また１０００時間連続発光させた後も、初期と
変わらない良好な発光特性を示した。

【００３０】（実施例２１）洗浄したＩＴＯ電極付きガ
ラス板上に、４、４‘−ビス（Ｎ−（１−ナフチル）−
Ｎ−フェニルアミノ）ビフェニルと１−（ｏ−ヒドロキ
シフェニル）−イソキノリンアルミニウム金属錯体を真
空蒸着して膜厚６０ｎｍの正孔輸送性発光層を得た。次
いで８−ヒドロキシキノリンアルミニウム金属錯体を真
空蒸着して５０ｎｍの電子輸送層を得た。さらにその上
に、マグネシウムと銀を１０：１で混合した合金で膜厚
２００ｎｍの導電層を形成して、図３に示す有機ＥＬ素
子を得た。この素子は良好な有機ＥＬ発光特性を示し
た。また１０００時間連続発光させた後も、初期と変わ
らない良好な発光特性を示した。

【００３１】（実施例２２−３０）１−（ｏ−ヒドロキ
シフェニル）−イソキノリンアルミニウム金属錯体に代
えて発光層に製造例２〜１０で得られた１−（ｏ−ヒド
ロキシフェニル）−イソキノリン金属錯体を使用する以
外は、実施例２１と同様の方法で有機ＥＬ素子を作製し
た。これらの素子はいずれも良好な有機ＥＬ発光特性を
示した。また１０００時間連続発光させた後も、初期と
変わらない良好な発光特性を示した。

【００３２】（実施例３１）洗浄したＩＴＯ電極付きガ
ラス板上に、４、４‘−ビス（Ｎ−（１−ナフチル）−
Ｎ−フェニルアミノ）ビフェニルと１−（ｏ−ヒドロキ
シフェニル）−イソキノリンアルミニウム金属錯体を真
空蒸着して膜厚７０ｎｍの正孔輸送性発光層を得た。次
いでマグネシウムと銀を１０：１で混合した合金で膜厚
２００ｎｍの導電層を形成して、図４に示す有機ＥＬ素
子を得た。この素子は良好な有機ＥＬ発光特性を示し
た。また１０００時間連続発光させた後も、初期と変わ
らない良好な発光特性を示した。

【００３３】（実施例３２−４０）１−（ｏ−ヒドロキ
シフェニル）−イソキノリンアルミニウム金属錯体に代
えて発光層に製造例２〜１０で得られた１−（ｏ−ヒド
ロキシフェニル）−イソキノリン金属錯体を使用する以
外は、実施例３１と同様の方法で有機ＥＬ素子を作製し
た。これらの素子はいずれも良好な有機ＥＬ発光特性を
示した。また１０００時間連続発光させた後も、初期と
変わらない良好な発光特性を示した。

【００３４】（実施例４１）洗浄したＩＴＯ電極付きガ
ラス板上に、４、４‘−ビス（Ｎ−（１−ナフチル）−
Ｎ−フェニルアミノ）ビフェニルを真空蒸着して膜厚６
０ｎｍの正孔輸送層を得た。次いで、８−ヒドロキシキ
ノリンアルミニウム金属錯体とテトラフェニルブタジエ
ンを真空蒸着して２０ｎｍの発光層を得た。その上に１
−（ｏ−ヒドロキシフェニル）−イソキノリンアルミニ
ウム金属錯体を真空蒸着して５０ｎｍの電子輸送層を得
た。さらにその上に、マグネシウムと銀を１０：１で混
合した合金で膜厚２００ｎｍの導電層を形成して、図１
に示す有機ＥＬ素子を得た。この素子は良好な有機ＥＬ
発光特性を示した。また１０００時間連続発光させた後
も、初期と変わらない良好な発光特性を示した。

【００３５】（実施例４２−５０）１−（ｏ−ヒドロキ
シフェニル）−イソキノリンアルミニウム金属錯体に代
えて発光層に製造例２〜１０で得られた１−（ｏ−ヒド
ロキシフェニル）−イソキノリン金属錯体を使用する以
外は、実施例２１と同様の方法で有機ＥＬ素子を作製し
た。これらの素子はいずれも良好な有機ＥＬ発光特性を
示した。また１０００時間連続発光させた後も、初期と
変わらない良好な発光特性を示した。

【００３６】

【発明の効果】本発明により、高輝度であり安定性に優
れた有機ＥＬ素子を得る事ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】有機ＥＬ素子の概略構造を表す断面図である。

【図２】有機ＥＬ素子の概略構造を表す断面図である。

【図３】有機ＥＬ素子の概略構造を表す断面図である。

【図４】有機ＥＬ素子の概略構造を表す断面図である。

【図５】有機ＥＬ素子の概略構造を表す断面図である。

【符号の説明】

１ 支持基板 ２ 陽極となる導電層 ３ 正孔輸送層 ４ 発光層 ５ 電子輸送層 ６ 陰極となる導電層 ７ 正孔輸送性発光層 ８ 電子輸送性発光層

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一対の導電層間に、少なくとも発光層を含
   有する有機エレクトロルミネッセント素子において、前
   記導電層間に挟持される層に、一般式（１）で示される
   ｏ−ヒドロキシフェニルイソキノリン化合物を単独、も
   しくは他の材料と混合して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ト素子。 【化１】 （式中、Ｍはｎ価の金属イオンを表す。Ｒ¹ 、Ｒ² は置
   換または無置換のアルキル基、置換または無置換のアリ
   ール基、ハロゲン、ニトロ基、シアノ基、アリル基、置
   換または無置換のアミノ基、メルカプト基、ヒドロキシ
   ル基、カルボキシル基、置換または無置換のアルコキシ
   ル基、置換または無置換のアルコキシカルボニル基を表
   す。ｎは１〜４、ｍは０〜４、ｌは０〜６のそれぞれい
   づれかを示す。）
2. 【請求項２】金属錯体を形成する金属としてはアルミニ
   ウム、マグネシウム、ベリリウム、ケイ素、スカンジウ
   ム、チタニウム、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、
   コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、ガリウム、ルテニウ
   ム、パラジウム、銀、カドミウム、インジウム、スズ、
   ランタノイド元素、アクチノイド元素のいずれかより選
   ばれる材料であることを特徴とする請求項１記載の有機
   エレクトロルミネッセント素子。