JP2001052869A

JP2001052869A - 有機電界発光素子

Info

Publication number: JP2001052869A
Application number: JP11228022A
Authority: JP
Inventors: Morio Taniguchi; 彬雄谷口; Makoto Satsuki; 真皐月; Akira Jinpo; 昭神宝; Sadaji Suga; 貞治菅
Original assignee: Hayashibara Biochemical Laboratories Co Ltd
Current assignee: Hayashibara Seibutsu Kagaku Kenkyujo KK
Priority date: 1999-08-11
Filing date: 1999-08-11
Publication date: 2001-02-23
Anticipated expiration: 2019-08-11
Also published as: JP3840003B2

Abstract

(57)【要約】【課題】色純度の良い赤色光を発光する有機ＥＬ素
子と、その有機ＥＬ素子の用途を提供することを課題と
する。【解決手段】発光層におけるゲスト化合物としてキノリ
ノール金属錯体を用いる有機ＥＬ素子において、ゲスト
化合物として、特定のピラン誘導体をキノリノール金属
錯体に対して０．１モル％を上回り、１０モル％を下回
る量配合してなる赤色域で発光する有機ＥＬ素子と、そ
の有機ＥＬ素子を用いる情報表示機器及び発光体を提供
することによって解決する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は有機電界発光素子
（以下、「有機ＥＬ素子」と略記する。）に関するもの
であり、とりわけ、色純度の良い赤色光を発光する有機
ＥＬ素子に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】情報表示の分野においては、電界発光素
子が次世代の表示素子として脚光を浴びている。現在、
コンピューター端末機やテレビジョン受像機などの比較
的大型の情報表示機器においては、主として、ブラウン
管が用いられている。しかしながら、ブラウン管は体
積、重量ともに大きく、動作電圧も高いので、民生用機
器や携帯性を重視する小形の機器には適さない。小形機
器には、もっと薄く、軽量の平板状であって、動作電圧
が低く、消費電力の小さいものが必要とされている。現
在では、液晶素子が動作電圧が低く、消費電力の比較的
小さい点が買われて、多方面で頻用されている。しかし
ながら、液晶素子を用いる情報表示機器は、見る角度に
よってコントラストが変わるので、ある角度の範囲で読
み取らないと明瞭な表示が得られないうえに、通常、バ
ックライトを必要とするので、消費電力がそれほど小さ
くならないという問題がある。これらの問題を解決する
表示素子として登場したのが有機ＥＬ素子である。

【０００３】有機ＥＬ素子は、通常、陽極と陰極との間
に発光性化合物を含有する発光層を介挿してなり、その
陽極と陰極との間に直流電圧を印加して発光層に正孔及
び電子をそれぞれ注入し、それらを互いに再結合させる
ことによって発光性化合物の励起状態を作出し、その励
起状態が基底状態に戻るときに放出される蛍光や燐光な
どの発光を利用する発光素子である。有機ＥＬ素子は、
発光層を形成するに当って、ホスト化合物として適切な
有機化合物を選択するとともに、そのホスト化合物に組
合せるゲスト化合物（ドーパント）を変更することによ
り、発光の色調を適宜に変えることができる特徴があ
る。また、ホスト化合物とゲスト化合物の組合せによっ
ては、発光の輝度と寿命を大幅に向上できる可能性があ
る。そもそも、有機ＥＬ素子は自ら発光する素子なの
で、これを用いる情報表示機器は視野角依存性がないう
えに、バックライトが不要なので、消費電力を小さくで
きる利点があり、原理的に優れた発光素子であると言わ
れている。

【０００４】ところが、これまで、緑色域で発光する有
機ＥＬ素子においては、ゲスト化合物の配合による発光
効率や発光スペクトルの改善が報告されているけれど
も、赤色域で発光する有機ＥＬ素子においては、未だ効
果的なゲスト化合物が見出されていないことから、色純
度や輝度のみならず、耐久性においても信頼性において
も、依然、不充分な状況にある。例えば、特開平１０−
６０４２号公報及び米国特許第４７６９２９２号明細書
に開示された有機ＥＬ素子は、輝度が小さいうえに、発
光が純粋な赤色ではないことから、フルカラーを実現す
るうえでなお問題があると言わざるを得ない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】斯かる状況に鑑み、こ
の発明の課題は、色純度の良い赤色光を発光する有機Ｅ
Ｌ素子とその用途を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】これらの課題を解決すべ
く、本発明者が鋭意研究し、検索した結果、デヒドロ酢
酸に３−ホルミルクマリン骨格を有する化合物を反応さ
せる工程を経由して得ることのできる一連のピラン誘導
体は、ホスト化合物としてキノリノール金属錯体を用い
る有機ＥＬ素子において、ゲスト化合物として、キノリ
ノール金属錯体に対して０．１モル％を上回り、１０モ
ル％を下回る量配合すると、色純度の良い赤色光を発光
することを見出した。しかも、斯かる有機ＥＬ素子は、
発光の輝度が大きく、寿命も長いので、表示素子として
諸種の情報表示機器において極めて有用であることも見
出した。この発明は、新規なピラン誘導体の創製と、そ
の産業上有用な特性の発見に基づくものである。

【０００７】すなわち、この発明は、前記の課題を、発
光層におけるホスト化合物としてキノリノール金属錯体
を用いる有機ＥＬ素子において、ゲスト化合物として、
化１で表されるピラン誘導体をキノリノール金属錯体に
対して０．１モル％を上回り、１０モル％を下回る量配
合してなる赤色域で発光する有機ＥＬ発光素子を提供す
ることによって解決するものである。

【０００８】

【化１】

【０００９】化１において、Ｒ₁及びＲ₂は、それぞれ独
立に、水素原子、アルケニル基、アリール基又は直鎖状
若しくは分岐を有するアルキル基を表し、それらのアリ
ール基及びアルキル基は置換基を有していてもよい。Ｒ
₃は水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、カルボキシル
基、カルボキシル基から派生する１価基又は直鎖状若し
くは分岐を有するアルキル基を表し、そのアルキル基は
置換基を有していてもよい。なお、Ｒ₁及び／又はＲ
₂は、それらが結合している窒素原子を含むか、あるい
は、その窒素原子とその窒素原子が結合しているベンゼ
ン環をも含んで環状構造を形成していてもよい。

【００１０】また、この発明は、前記の課題を、斯かる
有機ＥＬ素子を用いる情報表示機器を提供することによ
って解決するものである。

【００１１】さらにまた、この発明は、前記の課題を、
斯かる有機ＥＬ素子を用いる発光体を提供することによ
って解決するものである。

【００１２】

【発明の実施の形態】この発明は、発光層におけるホス
ト化合物としてキノリノール金属錯体を用いる有機ＥＬ
発光素子において、ゲスト化合物として、化１で表され
るピラン誘導体をキノリノール金属錯体に対して０．１
モル％を上回り、１０モル％を下回る量配合してなる赤
色域で発光する有機ＥＬ発光素子に関するものである。

【００１３】化１において、Ｒ₁及びＲ₂は、それぞれ独
立に、水素原子、アルケニル基、アリール基又は直鎖状
若しくは分岐を有するアルキル基を表し、それらのアリ
ール基及びアルキル基は置換基を有していてもよい。Ｒ
₁及び／又はＲ₂がアルキル基である場合の鎖長として
は、通常、炭素数２０まで、望ましくは、炭素数１乃至
１８の範囲から選ばれる。個々のアルキル基としては、
例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピ
ル基、ブチル基、イソブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ
−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、イソペ
ンチル基、ｔｅｒｔ−ペンチル基、ネオペンチル基、１
−メチルペンチル基、２−メチルペンチル基、ヘキシル
基、イソヘキシル基、５−メチルヘキシル基、ヘプチル
基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ドデシル基、オ
クタデシル基などが挙げられる。アルケニル基として
は、例えば、ビニル基、１−プロペニル基、２−プロペ
ニル基、イソプロペニル基、３−ブテニル基、１，３−
ブタジエニル基、２−ペンテニル基などが、また、アリ
ール基としては、例えば、フェニル基、トリル基、キシ
リル基、ビフェニル基、ナフチル基、アントリル基、フ
ェナントリル基などが挙げられる。アルキル基及びアリ
ール基の置換基としては、例えば、メトキシ基、エトキ
シ基、プロポキシ基、ブトキシ基などのアルコシキ基、
カルボキシル基、アルキルカルボキシル基、アルコキシ
カルボキシル基、スルホニル基、アルキルスルホニル
基、アミノスルホニル基などの有機酸基、フェニル基、
トリル基、キシリル基、ビフェニル基、ナフチル基、ア
ントリル基、フエナントリル基などのアリール基、シク
ロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基な
どのシクロアルキル基、フェニルメチル基、４−ブチル
フェニルメチル基、４−ブトキシフェニルメチル基、２
−ヒドロキシエチル基、２−（２−エトキシ）エトキシ
エチル基、２−ブトキシエチル基、２−カルボキルシエ
チル基、２−シアノエチル基、４−スルホキシブチル
基、３−スルホキシプロピル基、６−ブロモヘキシル基
などの置換アルキル基が挙げられる。なお、Ｒ₁及び／
又はＲ₂は、それらの結合している窒素原子を含んで、
例えば、モルホニル基、ピペリジニル基、ピロリジニル
基をはじめとする五員環、六員環などの環状構造を形成
するか、あるいは、その窒素原子が結合しているベンゼ
ン環をも含んで五員環、六員環などの環状構造を形成し
ていてもよい。

【００１４】さらに、化１において、Ｒ₃は水素原子
か、あるいは、弗素原子、塩素原子、臭素原子、沃素原
子などのハロゲン原子、シアノ基、メチル基、エチル
基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチ
ル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブ
チル基、ペンチル基、イソペンチル基、ｔｅｒｔ−ペン
チル基、ネオペンチル基、１−メチルペンチル基、２−
メチルペンチル基、シクロペンチル基、ヘキシル基、イ
ソヘキシル基、シクロヘキシル基などの炭素数６までの
アルキル基、カルボキシル基又はアルコキシカルボキシ
ル基、アシル基、アミド基などのカルボキシル基から派
生する１価基を表し、そのアルキル基は弗素原子などに
よる置換基を１又は複数有していてもよい。化１で表さ
れるピラン誘導体としては、例えば、化２乃至化１３で
表される化合物が挙げられる。

【００１５】

【化２】

【００１６】

【化３】

【００１７】

【化４】

【００１８】

【化５】

【００１９】

【化６】

【００２０】

【化７】

【００２１】

【化８】

【００２２】

【化９】

【００２３】

【化１０】

【００２４】

【化１１】

【００２５】

【化１２】

【００２６】

【化１３】

【００２７】この発明で用いるピラン誘導体は種々の方
法で調製することができる。経済性を重視するのであれ
ば、化１に対応するＲ₁、Ｒ₂及びＲ₃を有する化１４で
表される３−ホルミルクマリン骨格を有する化合物にデ
ヒドロ酢酸を反応させる工程を経由する方法が好適であ
る。すなわち、先ず、特開平８−９５２４３号公報に記
載された方法に準じて化１４で表される化合物を調製
し、次いで、これにデヒドロ酢酸を加え、非水性溶剤
中、例えば、ピペリジン、トリエチルアミン、Ｎ，Ｎ−
ジメチルアニリン、ピリジンなどの塩基性触媒の存在下
で加熱することによって化１で表されるピラン誘導体を
得る。化２乃至化１３で表されるピラン誘導体は、いず
れも、この方法により所望量を容易に調製することがで
きる。

【００２８】

【化１４】

【００２９】斯くして得られるピラン誘導体は、通常、
使用に先立って、例えば、分液、傾斜、濾過、抽出、濃
縮、薄層クロマトグラフィー、カラムクロマトグラフィ
ー、ガスクロマトグラフィー、高速液体クロマトグラフ
ィー、蒸留、昇華、結晶化などの類縁化合物の精製に用
いられる通常一般の方法により精製され、必要に応じ
て、これらの方法は組合せて適用される。ピラン誘導体
の種類や有機ＥＬ素子の用途にもよるけれども、この発
明においてゲスト化合物として用いるピラン誘導体は、
使用に先立って、少なくとも、蒸留、結晶化及び／又は
昇華により精製しておくのが望ましい。

【００３０】この発明でいうキノリノール金属錯体は、
キノリノール類を配位子とし、有機ＥＬ素子においてホ
スト化合物として用い得る金属錯体全般を包含する。好
ましいキノリノール金属錯体としては、８−キノリノー
ル類を配位子とする金属錯体であって、アルミニウム、
亜鉛、ベリリウム、マグネシウム、インジウム、リチウ
ム、ガリウム、カルシウムなどの金属か、あるいは、そ
れらの金属の酸化物を中心原子とするものが望ましい。
なお、配位子としての８−キノリノール類は、ヒドロキ
シル基が結合している８位以外の部位に、例えば、弗素
原子、塩素原子、臭素原子などのハロゲン原子、メチル
基、エチル基、プロピル基などのアルキル基、メトキシ
基、エトキシ基、プロポキシ基などのアルコキシ基、さ
らには、ハロアルキル基、シアノ基、ニトロ基、スルホ
ニル基、カルボン酸エステル基などの置換基を１又は複
数有していてもよい。

【００３１】個々のキノリノール金属錯体としては、例
えば、トリス（８−キノリノラート）アルミニウム、ト
リス（３，４−ジメチル−８−キノリノラート）アルミ
ニウム、トリス（４−メチル−８−キノリノラート）ア
ルミニウム、トリス（４−メトキシ−８−キノリノラー
ト）アルミニウム、トリス（４，５−ジメチル−８−キ
ノリノラート）アルミニウム、トリス（４，６−ジメチ
ル−８−キノリノラート）アルミニウム、トリス（５−
クロロ−８−キノリノラート）アルミニウム、トリス
（５−ブロモ−８−キノリノラート）アルミニウム、ト
リス（５，７−ジクロロ−８−キノリノラート）アルミ
ニウム、トリス（５−シアノ−８−キノリノラート）ア
ルミニウム、トリス（５−スルホニル−８−キノリノラ
ート）アルミニウム、トリス（７−プロピル−８−キノ
リノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キ
ノリノラート）アルミニウムオキシドなどのアルミニウ
ム錯体、ビス（８−キノリノラート）亜鉛、ビス（２−
メチル−８−キノリノラート）亜鉛、ビス（２，４−ジ
メチル−８−キノリノラート）亜鉛、ビス（２−メチル
−５−クロロ−８−キノリノラート）亜鉛、ビス（２−
メチル−５−シアノ−８−キノリノラート）亜鉛、ビス
（３，４−ジメチル−８−キノリノラート）亜鉛、ビス
（４，６−ジメチル−８−キノリノラート）亜鉛、ビス
（５−クロロ−８−キノリノラート）亜鉛、ビス（５，
７−ジクロロ−８−キノリノラート）亜鉛などの亜鉛錯
体、ビス（８−キノリノラート）ベリリウム、ビス（２
−メチル−８−キノリノラート）ベリリウム、ビス
（２，４−ジメチル−８−キノリノラート）ベリリウ
ム、ビス（２−メチル−５−クロロ−８−キノリノラー
ト）ベリリウム、ビス（２−メチル−５−シアノ−キノ
リノラート）ベリリウム、ビス（３，４−ジメチル−８
−キノリノラート）ベリリウム、ビス（４，６−ジメチ
ル−８−キノリノラート）ベリリウム、ビス（５−クロ
ロ−８−キノリノラート）ベリリウム、ビス（５，７−
ジクロロ−８−キノリノラート）ベリリウムなどのベリ
リウム錯体、ビス（８−キノリノラート）マグネシウ
ム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）マグネシ
ウム、ビス（２，４−ジメチル−８−キノリノラート）
マグネシウム、ビス（２−メチル−５−クロロ−８−キ
ノリノラート）マグネシウム、ビス（２−メチル−５−
シアノ−８−キノリノラート）マグネシウム、ビス
（３，４−ジメチル−８−キノリノラート）マグネシウ
ム、ビス（４，６−ジメチル−８−キノリノラート）マ
グネシウム、ビス（５−クロロ−８−キノリノラート）
マグネシウム、ビス（５，７−ジクロロ−８−キノリノ
ラート）マグネシウムなどのマグネシウム錯体、トリス
（８−キノリノラート）インジウムなどのインジウム錯
体、トリス（５−クロロ−８−キノリノラート）ガリウ
ムなどのガリウム錯体、ビス（５−クロロ−８−キノリ
ノラート）カルシウムなどのカルシウム錯体などが挙げ
られるが、これらは単なる例示であって、この発明でい
うキノリノール金属錯体は決してこれらに限定されては
ならない。なお、キノリノール金属錯体が分子内に２以
上の配位子を有する場合、それらの配位子は互いに同じ
ものであっても異なるものであってもよい。

【００３２】この発明の有機ＥＬ素子は、本質的に、ホ
スト化合物として斯かるキノリノール金属錯体を用いる
有機ＥＬ素子であって、通常、正電圧を印加する陽極
と、負電圧を印加する陰極と、正孔と電子を再結合させ
発光を取り出す発光層と、必要に応じて、さらに、陽極
から正孔を注入し輸送する正孔注入／輸送層と、陰極か
ら電子を注入して輸送する電子注入／輸送層とを設けて
なる単層型及び積層型の有機ＥＬ素子が重要な適用対象
となる。この発明によるピラン誘導体は、ガラス状態で
安定な薄膜を形成するうえに、ホスト化合物を用いる有
機ＥＬ素子において、有機ＥＬ素子の発光を赤色域にシ
フトさせる性質が顕著であることから、色純度の良い赤
色光を目指す有機ＥＬ素子のゲスト化合物として極めて
有用である。斯かるピラン誘導体とキノリノール金属錯
体と組合せて用いるこの発明の有機ＥＬ素子は、陰極に
対して陽極を高電位にすると、キノリノール金属錯体に
よる波長５５０ｎｍ以下の発光を実質的に伴わない、色
純度の良い赤色光を発光する。なお、この発明の有機Ｅ
Ｌ素子において、キノリノール金属錯体及び／又はピラ
ン誘導体が正孔注入／輸送能及び／又は電子注入／輸送
能を有するか、あるいは、正孔注入／輸送層用材及び電
子注入／輸送層用材の一方が他方の機能を兼備する場合
には、電子注入／輸送層又は正孔注入／輸送層を省略す
ることがある。

【００３３】この発明の有機ＥＬ素子は、通常、発光層
に斯かるキノリノール金属錯体とピラン誘導体をそれぞ
れ含有せしめて構成され、必要に応じて、２種類以上の
キノリノール金属錯体及び／又はピラン誘導体が組合せ
て用いられる。キノリノール金属錯体に対するピラン誘
導体の配合量は、キノリノール金属錯体の種類にもよる
けれども、通常、０．１モル％を上回り、かつ、１０モ
ル％を下回る範囲、望ましくは、０．５乃至５モル％、
さらに望ましくは、１乃至３モル％の範囲が選ばれる。
ピラン誘導体の配合比が０．１モル％以下になると、キ
ノリノール金属錯体自体の発光が抑制されず、一方、１
０モル％以上になると、ピラン誘導体の発光強度が低下
するようになる。

【００３４】この発明の有機ＥＬ素子は、既述のとお
り、単層型にも積層型にも構成することができる。有機
ＥＬ素子の動作は、本質的に、電子及び正孔を電極から
注入する過程、電子及び正孔が固体中を移動する過程、
電子及び正孔が再結合し、一重項又は三重項励起子を生
成する過程、そして、その励起子が発光する過程からな
り、これらの過程は単層型及び積層型有機ＥＬ素子のい
ずれにおいても本質的に異なることがない。しかしなが
ら、単層型有機ＥＬ素子においては、発光性化合物の分
子構造を変えることによってのみ上記４過程の特性を改
善し得るのに対して、積層型有機ＥＬ素子においては、
各過程において要求される機能を複数の材料に分担させ
るとともに、それぞれの材料を独立して最適化すること
ができることから、一般的には、単層型に構成するより
も積層型に構成する方が所期の性能を達成し易い。

【００３５】そこで、この発明の有機ＥＬ素子につき、
積層型有機ＥＬ素子を例に挙げてさらに説明すると、図
１はこの発明の積層型有機ＥＬ素子の概略図であって、
図中、１は基板であり、通常、ソーダガラス、バリウム
シリケートガラス、アルミノシリケートガラスなどのガ
ラスか、あるいは、プラスチック、セラミックなどの汎
用の基板材料が用いられる。望ましい基板材料は透明な
ガラス及びプラスチックであり、シリコンなどの不透明
なセラミックは、透明な電極と組合せて用いられる。

【００３６】２は陽極であり、通常、真空蒸着、化学蒸
着（ＣＶＤ）、スパッタリングなどの方法により、基板
１の一側に密着させて、電気的に低抵抗率であって、し
かも、全可視領域に亙って光透過率の大きい金属又は電
導性化合物を、陽極２における抵抗率が１ｋΩ／□にな
るように、厚さ１０乃至１，０００ｎｍ、望ましくは、
５０乃至５００ｎｍに成膜することによって形成され
る。斯かる伝導材料としては、通常、金、白金、アルミ
ニウム、ニッケルなどの金属、酸化錫、酸化インジウ
ム、酸化錫と酸化インジウムの混合系（以下、「ＩＴ
Ｏ」と略記する。）などの金属酸化物か、あるいは、ア
ニリン、チオフェン、ピロールなどを反復単位とする電
導性オリゴマー又はポリマーが用いられる。このうち、
ＩＴＯは、低抵抗率のものが容易に得られるうえに、酸
を用いてエッチングすることにより、微細パターンを容
易に形成できる特徴がある。

【００３７】３は正孔注入／輸送層であり、通常、陽極
２におけると同様の方法により、陽極２に密着させて、
正孔注入／輸送層用材を厚さ１乃至１，０００ｎｍに成
膜することによって形成される。正孔注入／輸送層用材
としては、陽極２からの正孔注入と輸送を容易ならしめ
るべく、イオン化電位が小さく、かつ、例えば、１０ ⁴
乃至１０⁶Ｖ／ｃｍの電界下において、少なくとも１０
^-6ｃｍ²／Ｖ・秒の正孔移動度を発揮するものが望まし
い。個々の正孔注入／輸送層用材としては、有機ＥＬ素
子において汎用される、例えば、芳香族第三級アミン、
スチリルアミン、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、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、アミン置
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、スチルベン誘導体などが挙げられ、必要に応じて、
これらは組合せて用いられる。

【００３８】４は発光層であり、通常、陽極２における
と同様の方法により、正孔注入／輸送層３に密着させ
て、キノリノール金属錯体とこの発明によるピラン誘導
体を単層若しくは２層に分離して厚さ１０乃至１，００
０ｎｍ、望ましくは、１０乃至２００ｎｍに成膜するこ
とによって形成される。

【００３９】５は電子注入／輸送層であり、通常、陽極
２におけると同様の方法により、発光層４に密着させ
て、電子親和力の大きい有機化合物であって、赤色域の
光を吸収しない、例えば、発光層４におけると同様の化
合物か、あるいは、ベンゾキノン、アントラキノン、フ
ルオレノンなどの環状ケトン又はその誘導体、シラザン
誘導体、さらには、アニリン、チオフェン、ピロールな
どを反復単位とする電導性オリゴマー又はポリマーの１
又は複数を厚さ１０乃至５００ｎｍに成膜することによ
って形成される。複数の電子注入／輸送層用材を用いる
場合には、その複数の電子注入／輸送層用材を均一に混
合して１層に形成しても、混合することなく、電子注入
／輸送層用材ごとに隣接する複数の層に形成してもよ
い。

【００４０】６は陰極であり、通常、電子注入／輸送層
５に密着させて、電子注入／輸送層５において用いられ
る化合物より仕事関数の低い（通常、６ｅＶ以下）、例
えば、リチウム、マグネシウム、カルシウム、ナトリウ
ム、リチウム、銀、銅、アルミニウム、インジウムなど
の金属若しくは金属酸化物又は電導性化合物を単独又は
組合せて蒸着することによって形成する。陰極６の厚み
については特に制限がなく、電導性、製造コスト、素子
全体の厚み、光透過性などを勘案しながら、通常、抵抗
率が１ｋΩ／□以下になるように、１０ｎｍ以上、望ま
しくは、５０乃至５００ｎｍに設定される。なお、陰極
６と、有機化合物を含有する電子注入／輸送層５との間
に、密着性を高めるために、必要に応じて、例えば、芳
香族ジアミン化合物、キナクリドン化合物、ナフタセン
化合物、有機シリコン化合物、有機燐化合物などを含ん
でなる界面層を設けてもよい。

【００４１】このように、この発明の有機ＥＬ素子は、
基板１上に、陽極２、陰極６、発光層４、さらに、必要
に応じて、正孔注入／輸送層３及び電子注入／輸送層５
を隣接する層と互いに密着させながら一体に形成するこ
とにより得ることができる。各層を形成するに当って
は、有機化合物の酸化や分解、さらには、酸素や水分の
吸着などを最少限に抑えるべく、高真空下、詳細には、
１０^-5Ｔｏｒｒ以下で一貫作業するのが望ましい。ま
た、発光層を形成するに当っては、あらかじめ、キノリ
ノール金属錯体とピラン誘導体を所定の割合で混合して
おくか、あるいは、真空蒸着における両者の加熱速度を
互いに独立して制御することによって、発光層に蒸着さ
せる両者の配合比を調節する。斯くして構築した有機Ｅ
Ｌ素子は、使用環境における劣化を最少限に抑えるべ
く、素子の一部又は全体を、例えば、不活性ガス雰囲気
下で封止ガラスや金属キャップにより封止するか、ある
いは、紫外線硬化樹脂などによる保護層で覆うのが望ま
しい。

【００４２】この発明による有機ＥＬ素子の使用方法に
ついて説明すると、この発明の有機ＥＬ素子は、用途に
応じて、比較的高電圧のパルス性電圧を間欠的に印加す
るか、あるいは、比較的低電圧の非パルス性電圧（通
常、３乃至５０Ｖ）を連続的に印加して駆動する。この
発明の有機ＥＬ素子は、陽極の電位が陰極の電位より高
いときにのみ発光する。したがって、この発明の有機Ｅ
Ｌ素子に印加する電圧は直流であっても交流であっても
よく、印加する電圧の波形、周期も適宜のものとすれば
よい。交流を印加すると、この発明の有機ＥＬ素子は、
原理上、印加する交流の波形及び周期に応じて輝度が増
減したり点滅を繰返す。図１に示す有機ＥＬ素子の場
合、陽極２と陰極３との間に電圧を印加すると、陽極２
から注入された正孔が正孔注入／輸送層３を経て発光層
４に、また、陰極６から注入された電子が電子注入／輸
送層５を経て発光層４にそれぞれ到達する。その結果、
発光層４において、正孔と電子の再結合が生じ、それに
より生じた励起状態のピラン誘導体から目的とする赤色
光が陽極２及び基板１を透過して放出されることとな
る。この発明の有機ＥＬ素子は、組合せて用いるキノリ
ノール金属錯体とピラン誘導体にもよるけれども、通
常、波長６００乃至６７０ｎｍ、望ましくは、６２０乃
至６６０ｎｍの赤色域に発光極大を有する。また、その
発光は、ｘｙ色度図上において、通常、ｘが０．５０乃
至０．７２の範囲に、また、ｙが０．２０乃至０．３６
の範囲にある。

【００４３】この発明の有機ＥＬ素子は、赤色域におけ
る発光の色純度が良いうえに、発光効率及び耐久性に優
れているので、発光体や、情報を視覚的に表示する情報
表示機器において多種多様の用途を有する。この発明の
有機ＥＬ素子を光源とする発光体は、消費電力が小さい
うえに、軽量な平板状に構成することができるので、一
般照明の光源に加えて、例えば、液晶素子、複写装置、
印字装置、電子写真装置、コンピューター及びその応用
機器、工業制御機器、電子計測機器、分析機器、計器一
般、通信機器、医療用電子計測機器、自動車、船舶、航
空機、宇宙船などに搭載する機器、航空機の管制機器、
インテリア、看板、標識などの省エネルギーにして省ス
ペースな光源として有用である。この発明の有機ＥＬ素
子を、例えば、コンピューター、テレビジョン、ビデ
オ、ゲーム、時計、カーナビゲーション、オシロスコー
プ、レーダー、ソナーなどの情報表示機器に用いる場合
には、単独又は緑色域若しくは青色域で発光する有機Ｅ
Ｌ素子と組合せつつ、必要に応じて、汎用の単純マトリ
ックス方式やアクティブマトリックス方式を適用して駆
動する。

【００４４】以下、この発明の実施の形態につき、先
ず、参考例において、この発明で用いるピラン誘導体の
調製について説明し、次いで、実施例において、そのピ
ラン誘導体を用いる有機ＥＬ素子について説明する。

【００４５】

【参考例】〈ピラン誘導体〉デヒドロ酢酸３．０９ｇと
公知の方法により得た化１５で表される化合物５．０２
ｇをクロロホルム２０ｍｌに溶解し、ピペリジン０．２
ｍｌを加え、４時間加熱還流した後、反応物を、室温ま
で冷却し、濃縮して、析出した結晶を濾取した。この結
晶を、エタノール／アセトン混液で再結晶したところ、
化１２で表されるピラン誘導体の暗緑色結晶が１．０２
ｇ得られた。

【００４６】本例のピラン誘導体の融点は２５０乃至２
５１℃であり、塩化メチレン中で測定すると、波長５２
２ｎｍ及び６４０ｎｍにそれぞれ吸収極大及び蛍光極大
を示した。

【００４７】

【化１５】

【００４８】なお、参考例において、蛍光極大は、塩化
メチレン中、濃度１０^-7Ｍに溶解して測定したものであ
る。また、この発明で用いるピラン誘導体は、構造によ
って原料、反応条件及び収量に若干の違いはあるもの
の、化１２で表されるものも含めて、参考例に記載され
た方法によるか、あるいは、それらの方法に準じて容易
に調製することができる。

【００４９】

【実施例】〈有機ＥＬ素子〉王水蒸気によりパターン化
した厚さ１００ｎｍの透明ＩＴＯ電極を有するガラス基
板を中性洗剤、純水及びイソプロピルアルコールを用い
て超音波洗浄し、煮沸したイソプロピルアルコールから
引上げ、乾燥し、紫外線オゾンにより洗浄し、蒸着装置
に固定した後、１０^-7Ｔｏｒｒまで減圧した。次いで、
ガラス基板における陽極としてのＩＴＯ電極を有する面
に対してＮ，Ｎ´−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，
Ｎ´−ジフェニル−［１，１´−ビフェニル］−４，４
´−ジアミンを厚さ５０ｎｍまで蒸着して正孔注入／輸
送層を形成した。その後、膜厚センサーでモニターしな
がら、ホスト化合物としてのトリス（８−キノリノラー
ト）アルミニウム（以下、「Ａｌｑ３」と略記する）
と、参考例の方法により得た化１２で表されるピラン誘
導体をＡｌｑ３に対して１．５モル％になるように、厚
さ１５ｎｍまで共蒸着して発光層を形成し、さらに、化
１６で表されるオキサジアゾール誘導体及びＡｌｑ３を
それぞれ厚さ２０ｎｍ及び２５ｎｍまで順次蒸着して電
子注入／輸送層を形成した後、マグネシウムと銀を厚さ
２００ｎｍまで共蒸着して陰極を形成した。その後、窒
素雰囲気下で、素子全体をガラス板及び紫外線硬化樹脂
を用いて封止して有機ＥＬ素子を得た。

【００５０】

【化１６】

【００５１】対照として、化１２で表されるピラン誘導
体につき、Ａｌｑ３に対するピラン誘導体の配合比を
０．１モル％及び１０モル％に変更した以外は、上記と
同様にして２種類の有機ＥＬ素子を作製した。斯くして
得られた有機ＥＬ素子につき、常法にしたがって発光特
性を試験した。図２に示すのは、ゲスト化合物として化
１２で表されるピラン誘導体を１．５モル％含んでなる
有機ＥＬ素子の電界発光スペクトルである。

【００５２】化１２で表されるピラン誘導体を１．５モ
ル％含んでなる本例の有機ＥＬ素子は、陰極に対して陽
極を高電位にすると、波長６００乃至６７０ｎｍの赤色
域、詳細には、波長６５０ｎｍ付近に発光極大を有する
赤色光をもたらした。直流を印加すると、４Ｖ前後から
発光が確認され、１３Ｖ付近で最高輝度に達した。発光
は安定して持続し、発光開始から１００時間経過した時
点においても部分的暗黒部（ダークスポット）は観察さ
れなかった。また、図２の電界発光スペクトルに見られ
るとおり、ピラン誘導体を１．５モル％用いる有機ＥＬ
素子においては、Ａｌｑ３による波長５５０ｎｍ以下の
発光が全く観察されなかった。

【００５３】これに対して、化１２で表されるピラン誘
導体を０．１モル％用いる対照の有機ＥＬ素子は、輝度
が有意に低いうえに、Ａｌｑ３の発光が抑制されず、肉
眼観察によると、発光は橙色に近かった。また、ピラン
誘導体を１０モル％用いる対照の有機ＥＬ素子は、Ａｌ
ｑ３の発光こそ観察されなかったものの、輝度が５０％
以下に低下していた。

【００５４】

【発明の効果】叙上のとおり、この発明は新規なピラン
誘導体の創製と、その産業上有用な特性の発見に基づく
ものである。発光層に斯かるピラン誘導体とキノリノー
ル金属錯体を配合してなるこの発明の有機ＥＬ素子は、
キノリノール金属錯体による波長５５０ｎｍ以下の発光
を実質的に伴わないことから、赤色域における発光の色
純度が良い。また、この発明の有機ＥＬ素子は発光効率
と耐久性にも優れているので、照明一般における光源と
しての発光体や、情報を視覚的に表示する多種多様の情
報表示機器において極めて有利に用いることができる。

【００５５】斯くも顕著な作用効果を奏するこの発明
は、斯界に貢献すること誠に多大な、意義のある発明で
あると言える。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による有機ＥＬ素子の概略図である。

【図２】この発明による有機ＥＬ素子の電界発光スペク
ルである。

【符号の説明】

１基板２陽極３正孔注入／輸送層４発光層５電子注入／輸送層６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 407/06 Ｃ０７Ｄ 407/06 Ｆターム(参考） 3K007 AB00 AB03 AB04 CA01 CA02 CA05 CB01 DA00 DB03 EB00 FA01 4C063 AA01 BB04 CC79 DD78 EE10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】発光層におけるホスト化合物としてキノ
リノール金属錯体を用いる有機電界発光素子において、
ゲスト化合物として、化１で表されるピラン誘導体をキ
ノリノール金属錯体に対して０．１モル％を上回り、１
０モル％を下回る量配合してなる赤色域で発光する有機
電界発光素子。【化１】化１において、Ｒ₁及びＲ₂は、それぞれ独立に、水素原
子、アルケニル基、アリール基又は直鎖状若しくは分岐
を有するアルキル基を表し、それらのアリール基及びア
ルキル基は置換基を有していてもよい。Ｒ₃は水素原
子、ハロゲン原子、シアノ基、カルボキシル基、カルボ
キシル基から派生する１価基又は直鎖状若しくは分岐を
有するアルキル基を表し、そのアルキル基は置換基を有
していてもよい。なお、Ｒ₁及び／又はＲ₂は、それらが
結合している窒素原子を含むか、あるいは、その窒素原
子とその窒素原子が結合しているベンゼン環をも含んで
環状構造を形成していてもよい。
【請求項２】キノリノール金属錯体が８−キノリノー
ル類を配位子とし、中心原子がアルミニウム、亜鉛、ベ
リリウム、マグネシウム、インジウム、リチウム、ガリ
ウム及びカルシウムから選ばれる金属か、あるいは、そ
れらの金属の酸化物である請求項１に記載の有機電界発
光素子。
【請求項３】陽極、発光層及び陰極とともに、必要に
応じて、正孔注入／輸送層及び／又は電子注入／輸送層
を設けてなる構造を有し、その発光層に、キノリノール
金属錯体とともに、ピラン誘導体をキノリノール金属錯
体に対して０．１モル％を上回り、１０モル％を下回る
量配合してなる請求項１又は２に記載の有機電界発光素
子。
【請求項４】赤色域の発光の発光極大が波長６００乃
至６７０ｎｍの範囲にある請求項１、２又は３に記載の
有機電界発光素子。
【請求項５】キノリノール金属錯体が実質的に発光し
ない請求項１、２、３又は４に記載の有機電界発光素
子。
【請求項６】請求項１乃至５のいずれかに記載の有機
電界発光素子を用いる情報表示機器。
【請求項７】請求項１乃至５のいずれかに記載の有機
電界発光素子を用いる発光体。