(57)【要約】【課題】発光輝度が高くしかも寿命の長い有機ＥＬ素子を提供する。【解決手段】陽極と陰極の間に、正孔輸送層もしくは正孔注入層と正孔輸送層、発光層、電子輸送層、および電子注入層を順次積層してなる有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子であって、互いに異なるフッ素置換アルミキノリノール錯体化合物によって電子注入層と電子輸送層を形成し、または電子注入層と電子輸送層の何れか一方をフッ素置換アルミキノリノール錯体化合物によって形成したことを特徴とする有機ＥＬ素子。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
陽極と陰極の間に、正孔輸送層もしくは正孔注入層と正孔輸送層、発光層、電子輸送層、および電子注入層を順次積層してなる有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子であって、電子注入層と電子輸送層の何れか一方をフッ素置換アルミキノリノール錯体化合物によって形成したことを特徴とする有機ＥＬ素子。
【請求項２】
陽極と陰極の間に、正孔輸送層もしくは正孔注入層と正孔輸送層、発光層、電子輸送層、および電子注入層を順次積層してなる有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子であって、電子注入層と電子輸送層の両方を互いに異なるフッ素置換アルミキノリノール錯体化合物によって形成したことを特徴とする有機ＥＬ素子。
【請求項３】
電子注入層と電子輸送層の何れか一方または両方を形成するフッ素置換アルミキノリノール錯体化合物が下記一般式（Ｉ）で表されるものである請求項１または２の有機ＥＬ素子。
【式Ｉ】
2004152641.tif 000007
（式中、ｍおよびｎは別個に０または１〜３の整数であって、ｍ＋ｎ≧１であり、ｍ＋ｎ＝１のときのフッ素結合位置は２〜７位である）
【請求項４】
電子注入層の膜厚が２０ｎｍ以下である請求項１、２または３の有機ＥＬ素子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子注入層と電子輸送層の何れか一方または両方をフッ素置換アルミキノリノール錯体化合物によって形成した発光輝度が高く実用性に優れた有機ＥＬ素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
有機ＥＬ素子は、低電圧駆動、高輝度、多色化が可能などの利点を有することから、その利用が広がっている。有機ＥＬ素子は、陽極と陰極の間に蛍光性有機化合物を含む薄膜を挟み込んだ構造を有し、この薄膜に電子およ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、この励起子が失活する際の光の放出を利用したものであり、その具体的な構造は、例えば、陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極のように積層し、正孔輸送と電子輸送を機能分離したタイプが一般的である。この他に、発光材料と電子輸送材料を同一化合物によって形成して両機能を兼用させた素子、発光効率を高めるためにドーパントを添加した素子も知られている（特開２００２−１１７９８０）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の上記有機ＥＬ素子は発光輝度が低いと云う欠点がある。そこで、電子輸送材料としてアルミキノリノール（Ａｌｑ３）、オキサジアゾール誘導体、ベリレン誘導体などが使用して発光効率や素子寿命等を向上させることが試みられており、発光層と電子輸送層の材料として互いに異なる化合物を用い、その何れか一方をフッ素置換アルミキノリノール錯体化合物によって形成した有機ＥＬ素子が提案されている（特開２０００−３０６６６７）。この素子は発光特性と電子輸送性に優れており、有機ＥＬディスプレイ材料として高い実用性を備えている。
【０００４】
この他に、陰極から電子輸送層への電子の注入効果を高めるため、陰極と電子輸送層の間に電子注入層を設けることが検討されており、この電子注入材料としてはフッ化リチウム（ＬｉＦ）を用いた素子が知られている（特開平１０−７４５８６）。しかし、この素子は発光輝度が低いうえに発光開始電圧が高いと云う問題がある。
【０００５】
本発明は、従来の上記課題を解決したものであり、電子注入層と電子輸送層の何れか一方または両方をフッ素置換アルミキノリノール錯体化合物によって形成することによって、従来の有機ＥＬ素子に比べて、発光特性や電子輸送性が高く実用性に優れた有機ＥＬ素子を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば以下の構成からなる有機ＥＬ素子が提供される。
（１）陽極と陰極の間に、正孔輸送層もしくは正孔注入層と正孔輸送層、発光層、電子輸送層、および電子注入層を順次積層してなる有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子であって、電子注入層と電子輸送層の何れか一方をフッ素置換アルミキノリノール錯体化合物によって形成したことを特徴とする有機ＥＬ素子。
（２）陽極と陰極の間に、正孔輸送層もしくは正孔注入層と正孔輸送層、発光層、電子輸送層、および電子注入層を順次積層してなる有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子であって、電子注入層と電子輸送層の両方を互いに異なるフッ素置換アルミキノリノール錯体化合物によって形成したことを特徴とする有機ＥＬ素子。
（３）電子注入層と電子輸送層の何れか一方または両方を形成するフッ素置換アルミキノリノール錯体化合物が下記一般式（Ｉ）で表されるものである上記（１）または（２）の有機ＥＬ素子。
【式Ｉ】
2004152641.tif 000002
（式中、ｍおよびｎは別個に０または１〜３の整数であって、ｍ＋ｎ≧１であり、ｍ＋ｎ＝１のときのフッ素結合位置は２〜７位である）
（４）電子注入層の膜厚が２０ｎｍ以下である上記（１）、（２）または（３）の有機ＥＬ素子。
【０００７】
【具体的な説明】
本発明の有機ＥＬ素子は、陽極と陰極の間に、正孔輸送層もしくは正孔注入層と正孔輸送層、発光層、電子輸送層、および電子注入層を順次積層してなる有機ＥＬ素子であって、（イ）電子注入層と電子輸送層の何れか一方をフッ素置換アルミキノリノール錯体化合物によって形成した有機ＥＬ素子、または（ロ）電子注入層と電子輸送層の両方を互いに異なるフッ素置換アルミキノリノール錯体化合物によって形成した有機ＥＬ素子である。
【０００８】
本発明に係る有機ＥＬ素子の具体的な構成例は、陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極からなる積層構造、または陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極からなる積層構造において、電子注入層と電子輸送層の何れか一方がフッ素置換アルミキノリノール錯体化合物によって形成されており、あるいは電子注入層と電子輸送層の両方が互いに異なるフッ素置換アルミキノリノール錯体化合物によって電子注入層と電子輸送層が形成されているものである。
【０００９】
上記フッ素置換アルミキノリノール錯体化合物は、例えば、下記一般式（Ｉ）によって示されるものである。
【式Ｉ】
2004152641.tif 000003
（式中、ｍおよびｎは別個に０または１〜３の整数であって、ｍ＋ｎ≧１であり、ｍ＋ｎ＝１のときのフッ素結合位置は２〜７位である）
【００１０】
素子の基板にはガラス、各種のセラミックス、ポリエチレン等の透明樹脂などを用いることができる。この基板の上に陽極として例えばＩＴＯ膜（Ｉｎ−Ｓｎ酸化膜）を蒸着やスパッタリングなどの方法により成膜し、さらに、このＩＴＯ膜の上に、正孔輸送材料、または正孔注入材料と正孔輸送材料、発光材料、電子輪送材料、電子注入材料および陰極を真空蒸着などによって順次成膜する。
【００１１】
上記各材料の具体的な例は表１のとおりである。なお、上記（Ｉ）式に示すフッ素置換アルミキノリノール錯体化合物は、２−アミノフェノール化合物とアクロレイン化合物とを、リン酸および／または砒酸の水溶液中で縮合反応させる際、一方または両方の反応成分としてフッ素置換誘導体を用いることによって得ることができる。または、フッ素の結合位置にフッ素以外のハロゲンが結合した対応ハロゲン化誘導体を原料とし、これをフッ素置換することによっても得ることができる。電子輸送層、電子注入層に使用するフッ素置換アルミキノリノール錯体化合物は単一化合物でも混合物でも良い。電子注入層の膜厚が２０ｎｍを上回ると注入効率が低下するので、電子注入層の膜厚は２０ｎｍ以下が好ましい。
【００１２】
本発明の有機ＥＬ素子は、電子注入層と電子輸送層の何れか一方がフッ素置換アルミキノリノール錯体化合物によって形成されており、あるいは電子注入層と電子輸送層の両方が互いに異なるフッ素置換アルミキノリノール錯体化合物によって電子注入層と電子輸送層が形成されていればよく、電子注入層と電子輸送層の何れか一方がフッ素置換アルミキノリノール錯体化合物によって形成されている場合には、実施例（Ｎｏ．Ａ６、Ｎｏ．Ａ７）に示すように、他方はフッ素置換アルミキノリノール錯体化合物と異なる材料、例えばフッ化リチウム等、あるいはフッ素が置換しないアルミキノリノール錯体化合物を用いることができる。
【００１３】
【表１】
2004152641.tif 000004
【００１４】
以下、本発明を実施例によって具体的に示す。
洗浄したＩＴＯ膜付きガラス基板（ＩＴＯ膜厚：１４０〜１６０ｎｍ、表面抵抗：２０Ω／□）の膜上に各膜成分材料を真空蒸着（１０−４Ｐａオータ゛）によって成膜した。最後に陰極としてＭｇＡｇ層を共蒸着により成膜し、有機ＥＬ素子を形成した。素子の膜構成を表２に示した。なお、発光層材料はホスト材料としてアルミキノリノール錯体（Ａｌｑ３）を用い、このホスト材料に対してルブレン５重量％ドープしたものを用いた。なお、フッ素置換したアルミキノリノール錯体（Ｆ−Ａｌｑ３）を用いないものを比較例として示した。これらの有機ＥＬ素子の特性を表３に示した。
【００１５】
表３に示すように、フッ素置換したアルミキノリノール錯体化合物を用いない比較例は最大輝度および１０ｍＡ／ｃｍ２時の輝度が格段に低く、逆に発光開始電圧は大幅に高い。一方、本発明の実施例に係る有機ＥＬ素子は何れも最大発光輝度および１０ｍＡ／ｃｍ２時の輝度が比較例のそれぞれ２倍以上、１５倍以上であり、一方、発光開始電圧は何れも３．５Ｖ以下であり、格段に低い。従って輝度半減寿命が比較例の３倍程度であり、輝度寿命が長く実用性に優れる。
【００１６】
【表２】
2004152641.tif 000005
【００１７】
【表３】
2004152641.tif 000006
【００１８】
【発明の効果】
本発明の有機ＥＬ素子は、従来の素子よりも高い発光輝度を有しながらも輝度寿命は大幅に長く、実用性の高い有機ＥＬディスプレイ材料として利用することができる。また、この素子に用いられているフッ素置換アルミキノリノール錯体化合物は耐久性に優れており、かつフッ素の結合位置によって発光色が変化するので多色ディスプレイ材料として利用することができる。