JPH028287A - 有機薄膜ｅｌ素子用有機蛍光体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、有機薄膜ＥＬ素子用有機蛍光体に関し、ざら
に詳しくは平面光源やデイスプレィ等に利用される有機
簿膜Ｅｌ素子用の有機蛍光体に関するものである。

［従来の技術］ 有機物質を原料としたＥＬ（電界発光）素子は、安価な
大面積フルカラー表示素子を実現するものとして注目を
集めている。この有１１ＥＬ素子は、−時期、活発に研
究されたものの、ＺｎＳ　：　Ｈｎ系の無機薄膜ＥＬ素
子に比べて輝度が低く、特性劣下も激しかったため実用
に到らなかった。また、その駆動電圧がＤＣ１００Ｖ程
度と高かったことも実用化への障害になっていた。

ところが、最近有機薄膜を２層構造にした新しいタイプ
の有機薄膜ＥＬ素子が報告され、強い関心を集めている
（アプライド・フィジックス・レターズ、５１巻、９１
３ページ、　１９８７年）。報告によれば、この有機薄
膜ＥＬ素子は、第１図に示すように蛍光性金属キレート
錯体を有機蛍光体薄膜層４に、アミン系材料を電荷注入
層３に使用して２層構造とし、これを透明電極２および
背面電極５で挟むことにより、明るい緑色発光を得たこ
とが開示されており、６〜７ｖの直流電圧印加で数百ｃ
ｄ／ｍ２の輝度を得ている。また、最大発光効率は１．
５　Ｉｍ／Ｗと、実用レベルに近い性能を持っている。

［発明が解決しようとする課題］ 前述したように、有機蛍光体薄膜と電荷注入層との多層
構造をした有機薄膜ＥＬ素子は、非常に明るい緑色発光
が得られており、この素子を特徴づける有機蛍光体薄膜
材料は、トリス（８−オキシキノリナト）アルミニウム
である。このように、緑色発光では実用的輝度レベルが
得られる有機薄膜Ｅｌ素子用有機蛍光体がある。フルカ
ラー表示をするためには他に赤と青の発光が必要である
が、現在までに開発された有機蛍光体では種々の発光色
を実用的輝度レベルで発光させることは困難であった。

例えば、他の発光色を示す材料としてアントラセン等が
報告されているが、これを有機蛍光体として使用した有
機薄膜ＥＬ素子の発光は非常に弱かった（例えば、シン
・ソリッド・フィルムズ、９４巻、１７１ページ、　１
９８２年、およびジャパニーズ・アプライド・フィジッ
クス、２７巻。

し２６９ページ、　１９８８年）。従ってフルカラー有
機薄膜ＥＬ素子の実用化には是非とも新しい有機蛍光体
が必要であるにもかかわらず、従来の有機蛍光体の中に
は適当な物質がなかった。

本発明は、以上述べたような従来の事情に対処してなさ
れたもので、実用レベルでフルカラー表示の可能な有機
薄膜Ｅｌ素子用有機蛍光体を提供することを目的とする
。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、８−ヒドロキシキノリンに縮合環が少なくと
も１以上形成された化合物を配位子とする金属鏡体で構
成されてなることを特徴とする有機簿膜ＥＬ素子用有機
蛍光体である。

ここで、前記金属錯体を構成する中心金属は、アルミニ
ウム、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、亜鉛、
カドミウム、クロム、ニッケル、ビスマス、インジュウ
ム、タリウム、チタン、スズ、バナジウム、ロジウム、
鉛、鉄、銀、銅、スカンジウム、バリウム、スカンジウ
ム、ガリウム、イツトリウム、コバルトのうちの少なく
とも１種であることが好ましい。

８−ヒドロキシキノリンを配位子とする金属錯体か特に
強い発光を示す原因は、８−ヒドロキシキノリンの窒素
の孤立電子対が金属に流れ込み、錯体の最低励起−単項
状態および最低励起三重項状態か非常に純粋なπ−π−
励起状態に近くなっているためである。従って、８−ヒ
ドロキシキノリンと金属との錯体構造部分を保持してお
けば、ＥＬ発光における発光強度は保持される。本発明
者等は以上の研究結果をもとに、新しい有機薄膜ＥＬ素
子用有機蛍光体を探索した結果、上記の構成で特徴づけ
られる有機蛍光体が、発光強度を変化させることなく発
光波長を、８−ヒドロキシキノリンを配位子とする金属
錯体の発光波長から長波長側へ変化させることができる
ことを見い出した。

本発明の有機薄膜ＥＬ素子用有機発光物質としては、ア
ルミニウムを中心金属とする金属錯体が望ましい。それ
はアルミニウム錯体が特別に発光強度が強いからである
。ただし中心金属を変化させることにより、ざらに、基
本の発光波長を微妙に変化させることも可能でおる。

次に、本発明による有機蛍光体の例としていくつかの一
般式を挙げる。

（式中、Ｍはｎ価の金属イオン、Ｘはｎ／ｍ価の陰イオ
ンを示す） 本発明において、電荷注入層として用いられる物質は、
例えば有機化合物としては、ホール移動層として芳香族
アミンおよび芳香族ポリアミン化合物が挙げられ、電子
移動層としてキノン構造を有する化合物、テトラシアノ
キノジメタンならびにテトラシアノエチレン等を挙げる
ことができる。

また、無機化合物の電荷注入層としては、Ｐ型あるいは
Ｎ型のＩＶ族、■−Ｖ族、ＩＩ　−Ｖｌ族化合物半導体
等を挙げることができる。電荷注入層として用いられる
有機物あるいは無機物は、これらの化合物の中より必要
に応じて選んで用いることができる。

［実施例１ 以下、実施例を用いて本発明を説明する。

実施例１ 硝酸アルミニウム・９水塩の水溶液中に、エタノールに
溶解させた３倍等量の１−アザ−１０−ヒドロキシ−ア
ントラセンを滴下した。この溶液を３時間攪拌した後、
希薄水酸化ナトリウムをｆ）Ｈが８になるまで滴下した
。この場合に沈澱してきた沈澱物を濾過した後、希薄水
酸化ナトリウム水溶液でよく洗浄した。得られた化合物
は減圧中、７０℃でよく乾燥させた。このようにして得
られた金属錯体の溶液は、５１０止に中心を有する蛍光
を示した。

次いで、ガラス基板上に形成された透明電極上に電荷注
入層として８００人の１，１−ビス（４−Ｎ、Ｎ−ジト
リルアミノフェニル）シクロヘキサンを蒸着し、その後
、上記の手順で得られた金属錯体を有機蛍光体層として
５００人蒸着した。その上に、負電極としてマグネシウ
ム／アルミニウム合金を蒸着した。得られた有機薄膜Ｅ
Ｌ素子の発光特性を調べたところ、０．０５ｍＷ／Ｃｍ
２の発光が３　ｍＡ／ｃｍ２で得られた。発光色はやや
黄緑色であり、トリス（８−オキシキノリナト）アルミ
ニウムの有機蛍光材料を用いた場合に比べて長波長側に
シフトさせることができた。

参考例 硝酸アルミニウム・９水塩の水溶液中に、エタノールに
溶解させた３倍等間の８−キノリツールを滴下した。こ
の溶液を３時間攪拌した後、希薄水酸化ナトリウムをｐ
Ｈが８になるまで滴下した。

この場合に沈澱してきた沈澱物を濾過した後、希薄水酸
化ナトリウム水溶液でよく洗浄した。得られた化合物は
減圧中、７０℃でよく乾燥させた。このようにして得ら
れた金属錯体の溶液は、４７５ｎｌｌｌに中心を有する
蛍光を示し、物性値は文献値（Ｒ，Ｂａ１ｌａｒｄｉｒ
ｉ等、インオーガニック・ケミストリー、２５巻、　３
８５８ページ、　１９８６年）とよく一致していた。

ガラス基板上に形成された透明電極上に電荷注入層とし
て８００人の１，１−ビス（４−Ｎ、Ｎ−ジトリルアミ
ノフェニル）シクロヘキサンを蒸着した後、上記の手順
で得られた金属錯体を有機蛍光体層として５００人蒸着
した。その上に、負電極としてマグネシウム／アルミニ
ウム合金を蒸着した。得られた有機薄膜ＥＬ素子の発光
特性を調べたところ、０．０５ｍＷ／Ｃｍ２の発光が３
　ｍＡ／ｃｍ２で得られた。発光色は緑色であった。

実施例２ 硝酸アルミニウム・９水塩の水溶液中に、エタノールに
溶解させた３倍等量の１２−アザ−１１−ヒドロキシナ
フタセンを滴下した。この溶液を３時間攪拌した後、希
薄水酸化ナトリウムをｐＨが８になるまで滴下した。こ
の場合に沈澱してきた沈澱物を濾過した後、希薄水酸化
ナトリウム水溶液でよく洗浄した。得られた化合物は減
圧中、７０℃でよく乾燥させた。

次いで、ガラス基板上に形成された透明電極上に電荷注
入層として８００人の１，１−ビス（４−Ｎ、Ｎ−ジト
リルアミノフェニル）シクロヘキサンを蒸着した後、上
記の手順で得られた金属鏡体を有機蛍光体層として５０
０人蒸着した。その上に、負電極としてマグネシウム／
アルミニウム合金を蒸着した。得られた有機薄膜ＥＬ素
子の発光特性を調べたところ、０．０５ｍＷ／ｃｍ２の
１が３ｍＡ／ｃｍ２で得られた。発光色はオレンジ色で
あった。

実施例３ 硝酸アルミニウム・９水塩の水溶液中に、エタノールに
溶解させた３倍等量の１３−アザ−１４−ヒドロキシペ
ンタセンを滴下した。この溶液を３時間攪拌した後、希
薄水酸化ナトリウムをｐＨか８になるまで滴下した。こ
の場合に沈澱してきた沈澱物を濾過した後、希薄水酸化
ナトリウム水溶液でよく洗浄した。得られた化合物は減
圧中、７０℃でよく乾燥させた。

次いで、ガラス基板上に形成された透明電極上に電荷注
入層として８００へのＮ、Ｎ”−メタメチルフェニルベ
ンジジンを蒸着した後、上記の手順で得られた金属錯体
を有機蛍光体層として５００人蒸着した。その上に、負
電極としてマグネシウム／アルミニウム合金を蒸着した
。得られた有機薄膜ＥＬ素子の発光特性を調べたところ
、０．０４ｍＷ／ｃｍ２の発光が３　ｍＡ／ｃｍ２で得
られた。発光色は赤色であった。

実施例４ 硝酸ビスマス・５水塩の水溶液中に、エタノールに溶解
させた３倍等量の１−アザ−１０−ヒドロキシアントラ
センを滴下した。この溶液を３時間攪拌した後、希薄水
酸化ナトリウムをｌ）Ｈが８になるまで滴下した。この
場合に沈澱してきた沈澱物を濾過した後、希薄水酸化ナ
トリウム水溶液でよく洗浄した。得られた化合物は減圧
中、７０℃でよく乾燥させた。

ガラス基板上に形成された透明電極上に電荷注入層とし
て８００へのＮ、Ｎ−−メタメチルフェニルベンジジン
を蒸着し、その後、上記の手順で得られた金属錯体を有
機蛍光体層として５００人蒸着した。その上に、負電極
としてマグネシウム／銀の合金を蒸着した。得られた有
機薄膜ＥＬ素子の発光特性を調べたところ、０．０４ｍ
Ｗ／ｃｍ２の発光が３　ｍＡ／ｃｍ２で得られた。発光
色はやや黄色がかった緑色であった。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明による有機薄膜ＥＬ素子用
有機蛍光体を用いれば、良好な発光効率を変化させるこ
となく、発光波長を変化させることができるので、有機
薄膜ＥＬ素子のフルカラ化に極めて有用である。このよ
うに本発明により有機薄膜ＥＬ素子を実用レベルまで引
き上げることができ、安価でかつ大面積のフルカラー表
示素子の提供が可能になり、その工業的価値は高い。

【図面の簡単な説明】

第１図は代表的な有機薄膜ＥＬ素子の断面図である。 １・・・ガラス基板　　　２・・・透明電極３・・・電
荷注入層　　　４・・・有機蛍光体薄膜層５・・・背面
電極

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　８−ヒドロキシキノリンに縮合環が少なくとも
   １以上形成された化合物を配位子とする金属錯体で構成
   されてなることを特徴とする有機薄膜ＥＬ素子用有機蛍
   光体。
2. （２）　金属錯体を構成する中心金属は、アルミニウム
   、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、亜鉛、カド
   ミウム、クロム、ニッケル、ビスマス、インジュウム、
   タリウム、チタン、スズ、バナジウム、ロジウム、鉛、
   鉄、銀、銅、ストロンチユウム、バリウム、スカンジウ
   ム、ガリウム、イツトリウム、コバルトのうちの少なく
   とも１種である請求項（１）記載の有機薄膜ＥＬ素子用
   有機蛍光体。