(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
陽極と陰極の間に、有機化合物からなる正孔輸送層、発光層および電子輸送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、発光層がフッ素置換アルミキノリノール錯体化合物からなり、電子輸送層がフッ素置換しないアルミキノリノール錯体化合物からなることを特徴とする有機ＥＬ素子。
【請求項２】
請求項１の有機ＥＬ素子において、発光層が下記一般式（１）で示されるフッ素置換アルミキノリノール錯体化合物からなる有機ＥＬ素子。
【化１】
0003890805.tif 000004
（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）
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フッ素置換アルミキノリノール錯体化合物によって発光層を形成した有機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構造も実用化されている。また発光効率を高めるためにドーパントを添加したものも知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の有機ＥＬ素子では、電子輸送層の材料としてアルミキノリノールが一般的に使用されているが、発光効率や素子寿命等を向上させるため、発光特性や電子輸送性に優れた材料が望まれている。
【０００４】
本発明は、従来の上記課題を解決したものであり、従来のアルミキノリノール錯体に代えて、そのフッ素置換体によって発光層を形成することにより、従来の有機ＥＬ素子に比べて、発光特性や電子輸送性に優れた有機ＥＬ素子を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は、陽極と陰極の間に、有機化合物からなる正孔輸送層、発光層および電子輸送層を順次積層してなる有機ＥＬ素子であって、発光層がフッ素置換アルミキノリノール錯体化合物からなり、電子輸送層がフッ素置換しないアルミキノリノール錯体化合物からなることを特徴とする有機ＥＬ素子に関するものである。
【０００６】
本発明の有機ＥＬ素子において、発光層に用いられる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(１)によって示されるものである。
【０００７】
【化２】
0003890805.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）
【０００８】
フッ素置換アルミキノリノール錯体化合物を用いて発光層を形成し、電子輸送層を従来のフッ素置換しない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り、従来の有機ＥＬ素子よりも電流特性に優れた有機ＥＬ素子を得ることができる。また、フッ素置換したアルミキノリノール錯体化合物を用いるので素子の多色化発光が可能である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を実施形態に即して詳細に説明する。
本発明の有機ＥＬ素子は、陽極と陰極の間に積層される正孔輸送層、発光層および電子輸送層について、発光層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、電子輸送層を従来の材料、例えば、フッ素置換しないアルミキノリノール錯体化合物によって形成したものである。
【００１０】
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（１）によって示されるものである。
【化３】
0003890805.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）
【００１１】
上記フッ素置換アルミキノリノール錯体化合物によって発光層を形成し、電子輸送層を従来の材料によって形成することにより、低コストでありながら電流効率に優れた有機ＥＬ素子を得ることができる。
【００１２】
基板としては、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(インジウム−スズ酸化膜)を蒸着やスパッタリングなどの方法により成膜する。さらに、このＩＴＯ膜の上に正孔輸送材料、発光材料、電子輪送材料、陰極を真空蒸着などによって順に成膜する。この正孔輸送材料としては、アミン系化合物、ヒドラゾン系化合物、スチルベン系化合物などを用いることができる。また陰極としては、アルカリ金属、アルカリ土類金属等が用いられる。
【００１３】
なお、上記(１)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に、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。
【００１４】
従来、２-アミノフェノール化合物とアクロレイン化合物とを酸触媒溶液中で反応させて、８-キノリノール誘導体を製造することが知られており、酸触媒としては一般に塩酸や硫酸などの強酸が用いられているが、この方法では反応が十分に進行せず収率が著しく低く、実用性が無かった。ところが、リン酸ないし砒酸を反応触媒に用いれば上記縮合反応が効果的に進行し、フッ素置換誘導体を用いることにより上記フッ素置換アルミキノリノール錯体化合物を収率よく得ることができる。
【００１５】
以下、本発明を実施例によって具体的に示す。
〔実施例１〕
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、正孔輸送材料としてN、N'-ジフェニル-N、N'-ジ(m-トリル)ベンジジン(ＴＰＤ)を真空蒸着によって５０nmの膜厚で成膜した。その上に、発光材料としてトリス(4-フルオロ-8-キノリノラト)アルミニウムを１０nmの膜厚で成膜し、さらに電子輸送材料としてトリス(8-キノリノラト)アルミニウムを４０nmの膜厚で成膜し、最後にＭｇとＡｇを共蒸着によって１５０nmの膜厚に成膜し、有機ＥＬ素子を作製した。なお、蒸着時の真空度は１０-4Paオーダーである。この素子の電流−電圧特性を測定し、結果を図１に示した。
【００１６】
〔実施例２〕
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、正孔輸送材料としてN、N'-ジフェニル-N、N'-ジ(m-トリル)ベンジジン(ＴＰＤ)を真空蒸着によって５０nmの膜厚で成膜した。その上に、発光材料としてトリス(5-フルオロ-8-キノリノラト)アルミニウムを１０nmの膜厚で成膜し、さらに電子輸送材料としてトリス(8-キノリノラト)アルミニウムを４０nmの膜厚で成膜し、最後にＭｇとＡｇを共蒸着によって１５０nmの膜厚に成膜し、有機ＥＬ素子を作製した。なお蒸着時の真空度は１０-4Paオーダーである。この素子の電流−電圧特性を測定し、結果を図１に示した。
【００１７】
〔実施例３〕
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、正孔輸送材料としてN、N'-ジフェニル-N、N'-ジ(m-トリル)ベンジジン(ＴＰＤ)を真空蒸着によって５０nmの膜厚で成膜した。その上に、発光材料としてトリス(7-フルオロ-8-キノリノラト)アルミニウムを１０nmの膜厚で成膜し、さらに電子輸送材料としてトリス(8-キノリノラト)アルミニウムを４０nmの膜厚で成膜し、最後にＭｇとＡｇを共蒸着によって１５０nmの膜厚に成膜し、有機ＥＬ素子を作製した。なお、蒸着時の真空度は１０-4Paオーダーである。この素子の電流−電圧特性を測定し、結果を図１に示した。
【００１８】
〔比較例〕
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、正孔輸送材料としてN、N'-ジフェニル-N、N'-ジ(m-トリル)ベンジジン（ＴＰＤ）を真空蒸着によって５０nmの膜厚で成膜した。その上に、発光層と電子輸送層の兼用材料としてトリス(8-キノリノラト)アルミニウムを５０nmの膜厚で成膜し、最後にＭｇとＡｇを共蒸着によって１５０nmの膜厚に成膜し、有機ＥＬ素子を作製した。なお、蒸着時の真空度は１０-4Paオーダーである。この素子の電流−電圧特性を測定し、結果を図１に示した。
【００１９】
図示するように、フッ素置換しないアルミキノリノール錯体化合物を発光層と電子輸送層に兼用した比較例に対して、本発明の実施例に係る有機ＥＬ素子は何れも比較例より電流特性が優れており、高性能の素子であることが分かる。
【００２０】
【発明の効果】
本発明の有機ＥＬ素子は、従来の素子よりも発光特性や電子輸送性が向上しており、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。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１、２、３で製造した素子の電圧−電流特性を示すグラフ
【図１】
0003890805.tif 000005