JPH10270167A

JPH10270167A - 新規発光材料、新規電子輸送材料およびそれを用いた有機ｅｌ素子

Info

Publication number: JPH10270167A
Application number: JP9088875A
Authority: JP
Inventors: Junji Kido; 淳二城戸; Naohiko Fukuoka; 直彦福岡; Takashi Takeda; 孝武田
Original assignee: CHEMPROKASEI KAISHA Ltd
Current assignee: CHEMPROKASEI KAISHA Ltd
Priority date: 1997-03-24
Filing date: 1997-03-24
Publication date: 1998-10-09

Abstract

(57)【要約】【課題】薄膜形成能に優れかつ、結晶性の低い新規発
光金属錯体、電子輸送金属錯体、新規発光兼電子輸送金
属錯体および、それを用いた高効率かつ長寿命な有機Ｅ
Ｌ素子の提供。【解決手段】下記一般式〔Ｉ〕【化１】（式中、Ｒはアルキル基、アルコキシ基、ジアルキルア
ミノ基、シアノ基、ハロゲン、置換基を有することもあ
るフェニル基、ジフェニル基、ナフチル基およびスチリ
ル基よりなる群から独立して選ばれた基である）で示さ
れる４位に置換基を有する８−キノリノラト誘導体を配
位子として少なくとも一つ有する金属錯体であることを
特徴とする発光材料。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、４位に置換基を有
する８−ヒドロキシキノリン類を配位子として少なくと
も１つ有する金属錯体よりなる発光材料、電子輸送材
料、発光材料兼電子輸送材料およびそれを用いた有機Ｅ
Ｌ素子に関する。

【０００２】

【従来技術】有機ＥＬ素子は１０００Å程度の有機化合
物の超薄膜で構成されており、使用できる有機化合物の
性質として均一な膜形成能力が第一条件である。結晶性
の材料ではピンホールができやすいうえ、基板との密着
性も悪いので一般にアモルファス性の材料が使用され
る。また、素子劣化の機構の１つに有機膜の結晶化など
の形態変化が挙げられており、蒸着膜の安定性が素子寿
命に大きな影響を与える〔Ｓａｔｏら、Ｍｏｌ．Ｃｒ
ｙｓｔ．Ｌｉｑ．Ｃｒｙｓｔ．，Ｖｏｌ．２５３，
ｐ１４３．（１９９４）〕。たとえば、成膜直後はアモ
ルファスの均一な膜であったものが、保存中あるいは駆
動中に徐々に結晶化し電極界面や有機／有機界面の剥離
などを起こし、素子劣化となることが報告されている
〔Ｅ．Ｍ．Ｈａｎら、Ｃｈｅｍ．Ｌｅｔｔ．，ｐ９６
９．（１９９４）〕。

【０００３】従来、下記式（Ａ）

【化２】で示されるトリス（８−キノリノラト）アルミニウム錯
体（以下Ａｌｑと略称することがある）が、有機ＥＬ素
子の発光材料や電子輸送材料として広く使用されてお
り、高輝度高効率素子が報告されている〔Ｃ．Ｗ．Ｔａ
ｎｇら、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，Ｖｏｌ．
５１，ｐ９１３．（１９８７）、Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈ
ｙｓ．，Ｖｏｌ．６５，ｐ３６１０．（１９８
９）〕。Ａｌｑは真空加熱蒸着法により成膜でき、Ａｌ
ｑ中に極微量の蛍光色素をドーピングすることにより、
２％を超える外部量子効率が得られている〔Ｃ．Ｗ．Ｔ
ａｎｇら、Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，Ｖｏｌ．６
５，ｐ３６１０（１９８９）〕。

【０００４】しかし、Ａｌｑを単独で発光層や電子輸送
層として用いた場合には、素子の連続駆動寿命が短い
〔Ｓａｔｏら、Ｍｏｌ．Ｃｒｙｓｔ．Ｌｉｑ．Ｃｒ
ｙｓｔ．，Ｖｏｌ．２５３，ｐ１４３．（１９９
４）〕。これはＡｌｑの結晶性が高く、その蒸着膜が平
均５００Åの微結晶から構成されるためピンホールが生
じやすく膜安定性が低いためである〔Ｃ．Ｗ．Ｔａｎｇ
ら、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，Ｖｏｌ．５
１，ｐ９１３．（１９８７）〕ことが判ってきた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は薄膜
形成能に優れかつ、結晶性の低い新規発光金属錯体、電
子輸送金属錯体、新規発光兼電子輸送金属錯体および、
それを用いた高効率かつ長寿命な有機ＥＬ素子を提供す
る点にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の第一は、下記式
〔Ｉ〕

【化３】（式中、Ｒはアルキル基、アルコキシ基、ジアルキルア
ミノ基、シアノ基、ハロゲン、置換基を有することもあ
るフェニル基、ジフェニル基、ナフチル基およびスチリ
ル基よりなる群から独立して選ばれた基である）で示さ
れる４位に置換基を有する８−キノリノラト誘導体を配
位子として少なくとも１つ有する金属錯体であることを
特徴とする発光材料に関する。

【０００７】本発明の第二は、前記一般式〔Ｉ〕記載の
４位に置換基を有する８−キノリノラト誘導体を配位子
として少なくとも１つ有する金属錯体であることを特徴
とする電子輸送材料に関する。

【０００８】本発明の第三は、請求項１記載の発光材料
を用いた有機ＥＬ素子に関する。

【０００９】本発明の第四は、請求項２記載の電子輸送
材料を用いた有機ＥＬ素子に関する。

【００１０】本発明の第五は、請求項２記載の電子輸送
材料をホスト材料に使用し、微量の色素を発光中心とし
てドーピングした発光層を有する有機ＥＬ素子に関す
る。

【００１１】前記金属錯体を形成するための金属として
は、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、
Ｂａ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｃ、Ｙおよび希土類
金属を挙げることができる。

【００１２】本発明に用いる金属錯体は、結晶性を低下
させる目的で４位に置換基を導入した８−キノリノラト
誘導体を配位子として少なくとも１つ有することを特徴
とするものである。すなわち、１つの金属原子に配位す
る配位子が複数あるときは、少なくともその１つが、一
般式〔Ｉ〕で示される前記４位に置換基を導入した８−
キノリノラト誘導体であることが必要である。４位の置
換基は錯体の中心金属から見て外側に位置しており、こ
の置換基の立体障害ために錯体分子間の相互作用は低下
し、錯体の結晶性も低下することが予想される。このた
め、膜のアモルファス性が向上し、結晶化による素子劣
化が抑制されるので素子耐久性を高めると考えられる。
さらに、異なる構造の配位子とともに混合配位子錯体と
することにより、より錯体の対象性を低下させ、アモル
ファス性をさらに向上させることができたものと考えら
れる。その結果、結晶化による素子劣化を抑制でき、連
続駆動特性が飛躍的に向上した。

【００１３】本発明におけるＲがアルキル基の場合は、
通常炭素数が１〜１２の直鎖または分岐のものを挙げる
ことができるが、とくに炭素数が１〜４であることが好
ましい。

【００１４】本発明におけるＲがアルコキシ基の場合
は、そのアルキルが通常炭素数１〜１２の直鎖または分
岐のアルキルであることができるが、とくに炭素数１〜
４であることが好ましい。

【００１５】本発明におけるＲが、フェニル基、ジフェ
ニル基、ナフチル基あるいはスチリル基の場合は、これ
らに置換基があっても支障がない。この置換基として
は、前述のようなアルキル基、アルコキシ基、ジアルキ
ルアミノ基、シアノ基、ハロゲン基などであることがで
きる。

【００１６】前記一般式〔Ｉ〕で示される化合物の具体
例としては、下記式群（１）〜（２６）に示すことがで
きる。

【００１７】

【化４】

【００１８】

【化５】

【００１９】

【化６】

【００２０】本発明における１つの態様としては、前記
一般式〔Ｉ〕で示される４位に置換基を有する８−キノ
リノラト誘導体の１種類のみを配位子として有する金属
錯体である。例えば前記（１）のもののみを配位子とし
て有する金属錯体である（例えば実施例１参照）。

【００２１】また、本発明におけるその他の態様として
は、前記一般式〔Ｉ〕で示される４位に置換基を有す
る８−キノリノラト誘導体少なくとも１種と、前記一
般式〔Ｉ〕で示される化合物とは異る発光材料用化合物
あるいは電子輸送材料用化合物の少なくとも１種、とを
配位子として有する金属錯体である（実施例２、３、４
参照）。

【００２２】本発明における他の１つの態様としては、
前記一般式〔Ｉ〕で示される４位に置換基を有する８−
キノリノラト誘導体に含まれる２種以上の化合物を配位
子として有する金属錯体よりなる発光材料も包含してい
る。

【００２３】また、本発明の発光材料や電子輸送材料
は、前述の各種金属錯体を併用して使用することもでき
る。例えば、後記式〔II〕と〔Ｖ〕のものとの併用、後
記式〔II〕と〔VI〕のものとの併用、後記式〔II〕と
〔VII〕のものとの併用、後記式〔Ｖ〕と〔VI〕のもの
との併用、後記式〔Ｖ〕と式〔VII〕のものとの併用、
後記式〔VI〕と〔VII〕のものとの併用、後記式〔I
I〕、〔Ｖ〕、〔VI〕のものとの併用、後記式〔II〕、
〔VI〕、〔VII〕のものとの併用、後記式〔Ｖ〕、〔V
I〕、〔VII〕のものとの併用などのケースが挙げられ
る。

【００２４】前記式〔Ｉ〕で示される本発明にかかる配
位子と併用して使用できる他の配位子としてはつぎの化
学式（ａ）〜（ｒ）などが例示できる。

【００２５】

【化７】

【００２６】

【化８】

【００２７】さらには、前記他の配位子の例としては、
本出願人の出願にかかる特願平８−２５７４６４号の一
般式〔１〕，〔２〕，〔３〕，〔４〕，〔５〕で示され
る多縮合環型８−キノリノラト誘導体や二縮合環型８−
キノリノラト誘導体をも例示することができる。

【００２８】これらの金属錯体は、いずれも発光材料と
しても使用できるし、電子輸送材料としても使用できる
し、さらには、発光材料兼電子輸送材料としても使用で
きる。

【００２９】本発明で使用できる具体的な素子の構造と
しては何ら制限はないが具体例を示すと、陽極／発光層
／陰極、陽極／正孔輸送層／発光層／陰極、陽極／正孔
輸送層／発光層／電子輸送層／陰極／、陽極／正孔注入
層／発光層／陰極、陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発
光層／陰極、陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／
電子輸送層／陰極、などが挙げられる。

【００３０】本発明の金属錯体のほかに、本発明の有機
ＥＬ素子の発光層、電子輸送層として使用できる有機化
合物としては、特に限定はないが、ｐ−テルフェニルや
クアテルフェニルなどの多環化合物およびそれらの誘導
体；ナフタレン、テトラセン、ピレン、コロネン、クリ
セン、アントラセン、ジフェニルアントラセン、ナフタ
セン、フェナントレンなどの縮合多環炭化水素化合物お
よびそれらの誘導体；フェナントロリン、バソフェナン
トロリン、フェナントリジン、アクリジン、キノリン、
キノキサリン、フェナジンなどの縮合複素環化合物およ
びそれらの誘導体；フルオロセイン、ペリレン、フタロ
ペリレン、ナフタロペリレン、ペリノン、フタロペリノ
ン、ナフタロペリノン、ジフェニルブタジエン、テトラ
フェニルブタジエン、オキサジアゾール、アルダジン、
ビスベンゾキサゾリン、ビススチリル、ピラジン、シク
ロペンタジエン、オキシン、アミノキノリン、イミン、
ジフェニルエチレン、ビニルアントラセン、ジアミノカ
ルバゾール、ピラン、チオピラン、ポリメチン、メロシ
アニン、キナクリドン、ルブレン等およびそれらの誘導
体などを挙げることができる。

【００３１】また、特開昭６３−２９５６９５号公報、
特開平８−２２５５７号公報、特開平８−８１４７２号
公報、特開平５−９４７０号公報、特開平５−１７７６
４号公報に開示されている金属キレート錯体化合物、特
に金属キレート化オキサイド化合物では、トリス（８−
キノリノラト）アルミニウム、ビス（８−キノリノラ
ト）マグネシウム、ビス［ベンゾ（ｆ）−８−キノリノ
ラト］亜鉛、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）ア
ルミニウム、トリス（８−キノリノラト）インジウム、
トリス（５−メチル−８−キノリノラト）アミルニウ
ム、８−キノリノラトリチウム、トリス（５−クロロ−
８−キノリノラト）ガリウム、ビス（５−クロロ−８−
キノリノラト）カルシウムなどの８−キノリノラトある
いはその誘導体を配位子として少なくとも一つ有する金
属錯体も発光層および電子輸送層として好適に使用でき
る。

【００３２】特開平５−２０２０１１号公報、特開平７
−１７９３９４号公報、特開平７−２７８１２４号公
報、特開平７−２２８５７９号公報に開示されているオ
キサジアゾール類、特開平７−１５７４７３号公報に開
示されているトリアジン類、特開平６−２０３９６３号
公報に開示されているスチルベン誘導体およびジスチリ
ルアリーレン誘導体、特開平６−１３２０８０号公報や
特開平６−８８０７２号公報に開示されているスチリル
誘導体、特開平６−１００８５７号公報や特開平６−２
０７１７０号公報に開示されているジオレフィン誘導体
も発光層、電子輸送層として好適に使用できる。

【００３３】さらに、ベンゾオキサゾール系、ベンゾチ
アゾール系、ベンゾイミダゾール系などの蛍光増白剤も
使用でき、例えば、特開昭５９−１９４３９３号公報に
開示されているものが挙げられる。その代表例として
は、２，５−ビス（５，７−ジ−ｔ−ペンチル−２−ベ
ンゾオキサゾリル）−１，３，４−チアゾール、４，
４′−ビス（５，７−ジ−ｔ−ペンチル−２−ベンゾオ
キサゾリル）スチルベン、４，４′−ビス［５，７−ジ
−（２−メチル−２−ブチル）−２−ベンゾオキサゾリ
ル］スチルベン、２，５−ビス（５，７−ジ−ｔ−ペン
チル−２−ベンゾオキサゾリル）チオフェン、２，５−
ビス［５−（α，α−ジメチルベンジル）−２−ベンゾ
オキサゾリル］チオフェン、２，５−ビス［５，７−ジ
−（２−メチル−２−ブチル）−２−ベンゾオキサゾリ
ル］−３，４−ジフェニルチオフェン、２，５−ビス
（５−メチル−２−ベンゾオキサゾリル）チオフェン、
４，４′−ビス（２−ベンゾオキサゾリル）ビフェニ
ル、５−メチル−２−｛２−［４−（５−メチル−２−
ベンゾオキサゾリル）フェニル］ビニル｝ベンゾオキサ
ゾール、２−［２−（４−クロロフェニル）ビニル］ナ
フト（１，２−ｄ）オキサゾールなどのベンゾオキサゾ
ール系、２，２′（ｐ−フェニレンジビニレン）−ビス
ベンゾチアゾールなどのベンゾチアゾール系、２−｛２
−［４−（２−ベンゾイミダゾリル）フェニル］ビニ
ル｝ベンゾイミダゾール、２−［２−（４−カルボキシ
フェニル）ビニル］ベンゾイミダゾールなどのベンゾイ
ミダゾール系などの蛍光増白剤が挙げられる。

【００３４】また、ジスチリルベンゼン系化合物として
は、例えば欧州特許第０３７３５８２号明細書に開示さ
れているものを用いることができる。その代表例として
は、１，４−ビス（２−メチルスチリル）ベンゼン、
１，４−ビス（３−メチルスチリル）ベンゼン、１，４
−ビス（４−メチルスチリル）ベンゼン、ジスチリルベ
ンゼン、１，４−ビス（２−エチルスチリル）ベンゼ
ン、１，４−ビス（３−エチルスチリル）ベンゼン、
１，４−ビス（２−メチルスチリル）−２−メチルベン
ゼン、１，４−ビス（２−メチルスチリル）−２−エチ
ルベンゼンなどが挙げられる。

【００３５】特開平２−２５２７９３号公報に開示され
ているジスチリルピラジン誘導体も発光層、電子輸送層
として用いることができる。その代表例としては、２，
５−ビス（４−メチルスチリル）ピラジン、２，５−ビ
ス（４−エチルスチリル）ピラジン、２，５−ビス［２
−（１−ナフチル）ビニル］ピラジン、２，５−ビス
（４−メトキシスチリル）ピラジン、２，５−ビス［２
−（４−ビフェニル）ビニル］ピラジン、２，５−ビス
［２−（１−ピレニル）ビニル］ピラジンなどが挙げら
れる。

【００３６】その他、欧州特許第３８８７６８号明細書
や特開平３−２３１９７０号公報に開示されているジメ
チリディン誘導体を本発明の発光層や電子輸送層の材料
として用いることもできる。その代表例としては、１，
４−フェニレンジメチリディン、４，４′−フェニレン
ジメチリディン、２，５−キシリレンジメチリディン、
２，６−ナフチレンジメチリディン、１，４−ビフェニ
ルレンジメチリディン、１，４−ｐ−テレフェニレンジ
メチリディン、９，１０−アントラセンジイルジメチリ
ディン、４，４′−（２，２−ジ−ｔ−ブチルフェニル
ビニル）ビフェニル、４，４′−（２，２−ジフェニル
ビニル）ビフェニルなど、およびこれらの誘導体や、特
開平６−４９０７９号公報、特開平６−２９３７７８号
公報に開示されているシラナミン誘導体、特開平６−２
７９３２２号公報、特開平６−２７９３２３号公報に開
示されている多官能スチリル化合物、特開平６−１０７
６４８号公報や特開平６−９２９４７号公報に開示され
ているオキサジアゾール誘導体、特開平６−２０６８６
５号公報に開示されているアントラセン化合物、特開平
６−１４５１４６号公報に開示されているオキシネイト
誘導体、特開平４−９６９９０号公報に開示されている
テトラフェニルブタジエン化合物、特開平３−２９６５
９５号公報に開示されている有機三官能化合物、さらに
は、特開平２−１９１６９４号公報に開示されているク
マリン誘導体、特開平２−１９６８８５号公報に開示さ
れているペリレン誘導体、特開平２−２５５７８９号公
報に開示されているナフタレン誘導体、特開平２−２８
９６７６号公報および特開平２−８８６８９号公報に開
示されているフタロペリノン誘導体、特開平２−２５０
２９２号公報に開示されているスチリルアミン誘導体な
どをあげることができる。

【００３７】本発明において、正孔注入層、正孔輸送
層、正孔輸送性発光層として使用されるアリールアミン
化合物類としては、特に限定はないが、特開平６−２５
６５９号公報、特開平６−２０３９６３号公報、特開平
６−２１５８７４号公報、特開平７−１４５１１６号公
報、特開平７−２２４０１２号公報、特開平７−１５７
４７３号公報、特開平８−４８６５６号公報、特開平７
−１２６２２６号公報、特開平７−１８８１３０号公
報、特開平８−４０９９５号公報、特開平８−４０９９
６号公報、特開平８−４０９９７号公報、特開平７−１
２６２２５号公報、特開平７−１０１９１１号公報、特
開平７−９７３５５号公報に開示されているアリールア
ミン化合物類が好ましく、例えば、Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′
−テトラフェニル−４，４′−ジアミノフェニル、Ｎ，
Ｎ′−ジフェニル−Ｎ，Ｎ′−ジ（３−メチルフェニ
ル）−４，４′−ジアミノビフェニル、２，２−ビス
（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）プロパン、Ｎ，
Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラ−ｐ−トリル−４，４′−ジア
ミノビフェニル、ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェ
ニル）フェニルメタン、Ｎ，Ｎ′−ジフェニル−Ｎ，
Ｎ′−ジ（４−メトキシフェニル）−４，４′−ジアミ
ノビフェニル、Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラフェニル−
４，４′−ジアミノジフェニルエーテル、４，４′−ビ
ス（ジフェニルアミノ）クオードリフェニル、４−Ｎ，
Ｎ−ジフェニルアミノ−（２−ジフェニルビニル）ベン
ゼン、３−メトキシ−４′−Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ
スチルベンゼン、Ｎ−フェニルカルバゾール、１，１−
ビス（４−ジ−ｐ−トリアミノフェニル）−シクロヘキ
サシ、１，１−ビス（４−ジ−ｐ−トリアミノフェニ
ル）−４−フェニルシクロヘキサン、ビス（４−ジメチ
ルアミノ−２−メチルフェニル）−フェニルメタン、
Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリ（ｐ−トリル）アミン、４−（ジ−ｐ
−トリルアミノ）−４′−［４（ジ−ｐ−トリルアミ
ノ）スチリル］スチルベン、Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テト
ラ−ｐ−トリル−４，４′−ジアミノ−ビフェニル、
Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラフェニル−４，４′−ジア
ミノ−ビフェニルＮ−フェニルカルバゾール、４，４′
−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミ
ノ］ビフェニル、４，４″−ビス［Ｎ−（１−ナフチ
ル）−Ｎ−フェニル−アミノ］ｐ−ターフェニル、４，
４′−ビス［Ｎ−（２−ナフチル）−Ｎ−フェニル−ア
ミノ］ビフェニル、４，４′−ビス［Ｎ−（３−アセナ
フテニル）−Ｎ−フェニル−アミノ］ビフェニル、１，
５−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミ
ノ］ナフタレン、４、４′−ビス［Ｎ−（９−アントリ
ル）−Ｎ−フェニル−アミノ］ビフェニル、４，４″−
ビス［Ｎ−（１−アントリル）−Ｎ−フェニル−アミ
ノ］ｐ−ターフェニル、４，４′−ビス［Ｎ−（２−フ
ェナントリル）−Ｎ−フェニル−アミノ］ビフェニル、
４，４′−ビス［Ｎ−（８−フルオランテニル）−Ｎ−
フェニル−アミノ］ビフェニル、４，４′−ビス［Ｎ−
（２−ピレニル）−Ｎ−フェニル−アミノ］ビフェニ
ル、４，４′−ビス［Ｎ−（２−ペリレニル）−Ｎ−フ
ェニル−アミノ］ビフェニル、４，４′−ビス［Ｎ−
（１−コロネニル）−Ｎ−フェニル−アミノ］ビフェニ
ル、２，６−ビス（ジ−ｐ−トリルアミノ）ナフタレ
ン、２，６−ビス［ジ−（１−ナフチル）アミノ］ナフ
タレン、２，６−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−
（２−ナフチル）アミノ］ナフタレン、４，４″−ビス
［Ｎ，Ｎ−ジ（２−ナフチル）アミノ］ターフェニル、
４，４′−ビス｛Ｎ−フェニル−Ｎ−［４−（１−ナフ
チル）フェニル］アミノ｝ビフェニル、４，４′−ビス
［Ｎ−フェニル−Ｎ−（２−ピレニル）−アミノ］ビフ
ェニル、２，６−ビス［Ｎ，Ｎ−ジ（２−ナフチル）ア
ミノ］フルオレン、４，４″−ビス（Ｎ，Ｎ−ジ−ｐ−
トリルアミノ）ターフェニル、ビス（Ｎ−１−ナフチ
ル）（Ｎ−２−ナフチル）アミンなどがある。さらに、
その他従来有機ＥＬ素子の作製に使用されている公知の
ものを適宜用いることができる。

【００３８】さらに本発明の正孔注入層、正孔輸送層、
正孔輸送性発光層として、前述の有機化合物をポリマー
中に分散したものや、ポリマー化したものも使用でき
る。ポリパラフェニレンビニレンやその誘導体などのい
わゆるπ共役ポリマー、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾー
ル）に代表されるホール輸送性非共役ポリマー、ポリシ
ラン類のシグマ共役ポリマーも用いることができる。

【００３９】ＩＴＯ電極上に形成する正孔注入層として
は、特に限定はないが、銅フタロシアニンなどの金属フ
タロシアニン類および無金属フタロシアニン類、カーボ
ン膜、ポリアニリンなどの導電性ポリマーが好適に使用
できる。さらに、前述のアリールアミン類に酸化剤とし
てルイス酸を作用させ、ラジカルカチオンを形成させて
正孔注入層として用いることもできる。

【００４０】

【実施例】以下に実施例を挙げて本発明を説明するが、
本発明はこれにより限定されるものではない。

【００４１】有機化合物および金属の蒸着には、真空機
工社製ＶＰＣ−４００真空蒸着機を使用し、膜厚の測定
および膜表面形状の測定はスローン社製ＤｅｋＴａｋ３
ＳＴ触針式段差計を用いた。

【００４２】素子の特性評価には、菊水ＰＢＸ４０−
２．５直流電源、岩通ＶＯＡＣ−７５１０マルチメータ
ー、トプコンＢＭ−８輝度計を使用した。素子のＩＴＯ
を陽極、Ｍｇ：Ａｇを陰極として直流電圧を１Ｖ／２秒
の割合でステップ状に印加し、電圧上昇１秒後の輝度お
よび電流値を測定した。また、ＥＬスペクトルは浜松ホ
トニクスＰＭＡ−１０オプチカルマルチチャンネルアナ
ライザーを使用して定電流駆動し測定した。

【００４３】実施例１下記式〔II〕

【化９】で表されるトリス（４−メチル−８−キノリノラト）ア
ルミニウム（Ａｌｍｑ₃）の合成は以下の手順に従って
行った。

【００４４】三塩化アルミニウム六水和物（ＡｌＣｌ₃
・６Ｈ₂Ｏ）０．２１ｍｍｏｌを水に溶解し、そこに７
ｍｌのテトラヒドロフランに溶解させた下記式〔III〕

【化１０】で示される４−メチル−８−ヒドロキシキノリン０．６
３ｍｍｏｌを滴下した。３０分撹拌後、１ＮのＮａＯＨ
を４−メチル−８−ヒドロキシキノリンに対して当量滴
下した。３０分撹拌後、ロータリーエバポレーターを用
いてテトラヒドロフランを留去し、析出した粗トリス
（４−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム〔II
I〕（以下、Ａｌｍｑ₃と略称することがある）をろ別
し、減圧下で乾燥した。精製はトレインサブリメーショ
ン法で行い、黄色粉末状Ａｌｍｑ₃を得た。収率２９
％、元素分析値、理論値Ｃ＝７１．８５％、Ｈ＝４．８
３％、Ｎ＝８．３８％、分析値Ｃ＝７１．７０％、Ｈ＝
４．８０％、Ｎ＝８．２８％。

【００４５】二層型有機ＥＬ素子の作製このＡｌｍｑ₃を発光層として、二層型有機ＥＬ素子を
作製した。ホール輸送層には下記式〔IV〕

【化１１】で示されるアリールアミン誘導体（ＮＰＤ）を蒸着速度
３Å／秒でＩＴＯ基板上に４００Å形成し、その上から
Ａｌｍｑ₃を発光層兼電子輸送層として蒸着速度３Å／
秒で６００Å形成した。陰極となるＭｇ：Ａｇ合金電極
はＭｇ：Ａｇ重量比が１０：１となるように別々の蒸着
源から蒸着速度を制御しながら１５００Å蒸着して、二
層型有機ＥＬ素子を作った。

【００４６】ＩＴＯを陽極、Ｍｇ：Ａｇを陰極として直
流電圧を素子に印加すると、ガラス基板をとおして素子
から緑色発光が観測された。その発光スペクトルを図１
に示す。これは、Ａｌｍｑ₃の蛍光スペクトルと同一
で、素子からの発光がＡｌｍｑ₃層からのものであり、
Ａｌｍｑ₃が発光層として機能していることが確認され
た。

【００４７】図２にはこの素子の輝度−電圧（○プロッ
ト）、電流密度−電圧（△プロット）の関係を示す。輝
度は１２Ｖで最高に達し、２７，０００ｃｄ／ｍ²の輝
度が得られた。また、２．８％の発光効率が１１Ｖのと
き観測され、そのときの輝度は１４，７００ｃｄ／ｍ²
であった。

【００４８】乾燥窒素雰囲気中にて素子の連続駆動を行
ったところ、輝度の半減期は５０００時間と長かった。
表面段差計ＤｅｋＴａｋを用いてＩＴＯ上に成膜したＡ
ｌｍｑ₃膜の断面プロフィールを図３に示すが、予想し
たようにＡｌｍｑ₃膜表面は極めて平滑で、基板に用い
たＩＴＯ表面よりも平滑であった。これは配位子の８−
キノリノラトの４位にメチル基を導入したため、結晶性
が低下し成膜性が向上したことを裏付けるものである。

【００４９】比較例１実施例１の素子構造において、発光層を従来使用されて
いるＡｌｑ〔前記式（Ａ）で示される〕を使用し同じ条
件で素子を作製した。このＮＰＤ／Ａｌｑ二層型素子は
最高輝度１３，０００ｃｄ／ｍ²（実施例１の約半
分）、外部量子効率１．３％しか示さなかった。この結
果から本発明実施例１のＡｌｍｑ₃を用いた素子の方
が、輝度、効率の点で従来の発光材料であるＡｌｑより
優れていることがわかる。また、連続駆動における輝度
半減期は２０時間（実施例１の２５０分の１）と短く、
素子寿命の点においても実施例１の素子がはるかに優れ
ていることがわかった

【００５０】比較例２実施例１の素子構造においては、発光層に４位にメチル
基を有するＡｌｍｑ₃を用いたが、この比較例２では、
発光層に下記式（Ｂ）

【化１２】で表される２位にメチル基を有するトリス（２−メチル
−８−キノリノラト）アルミニウム（Ａｌ２ｍｑ₃）を
使用し、実施例１と同じ条件で素子を作製した。なお、
この２位にメチル基を有するＡｌ２ｍｑ₃はＭａｔｓｕ
ｍｕｒａらの方法に従って合成した〔Ｍ．Ｍａｔｓｕｍ
ｕｒａ，Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，Ｖ
ｏｌ．３５，Ｐ５３５７．（１９９６）〕。このＮＰ
Ｄ／Ａｌ２ｍｑ₃二層型素子からは５００ｎｍにピーク
を有する青緑色発光が観測されたが、最高輝度は９，０
００ｃｄ／ｍ²（実施例１の３分の１）と低く、外部量
子効率０．９％であった。また、連続駆動における輝度
半減期は１０時間（実施例１の５００分の１）と短かか
った。以上の結果から本発明の実施例１で用いた４位に
メチル基を置換したＡｌｍｑ₃の方が、２位にメチル基
を有するＡｌ２ｍｑ₃より輝度、効率の点で優れてお
り、配位子の置換基の位置が極めて重要であることがわ
かる。

【００５１】実施例２実施例１の方法と類似の方法で、下記式〔Ｖ〕

【化１３】で示されるビス（４−メチル−８−キノリノラト）モノ
（８−キノリノラト）アルミニウム（Ａｌｍｑ₂ｑ₁）を
合成した（この化合物は２つの配位子が本発明にかかる
化合物であり、他の１つの配位子は従来型のものであ
る）。トレインサブリメーション後、黄色粉末状化合物
を得た。収率２５％、元素分析値、理論値Ｃ＝７１．４
５％、Ｈ＝４．５５％、Ｎ＝８．６２％、分析値Ｃ＝７
１．４２％、Ｈ＝４．３６％、Ｎ＝８．５８％。

【００５２】このＡｌｍｑ₂ｑ₁を実施例１と同様の素子
構成でＮＰＤをホール輸送層して用い、素子化した。素
子構成はＩＴＯ／ＮＰＤ（４００Å）／Ａｌｍｑ₂ｑ
₁（６００Å）／Ｍｇ：Ａｇとした。直流電圧印加によ
りこの素子からも錯体からの緑色の発光が観測され、最
高輝度１９，０００ｃｄ／ｍ²、外部量子効率２．３％
と共に高かった。また、輝度半減期は２０００時間と長
かった。

【００５３】実施例３実施例１の方法と類似の方法で、下記式〔VI〕

【化１４】で表されるモノ（４−メチル−８−キノリノラト）ビス
（８−キノリノラト）アルミニウム（Ａｌｍｑ₁ｑ₂）を
合成した（この化合物は１つの配位子が本発明にかかる
化合物であり、２つの配位子は従来型のものである）。
トレインサブリメーション後、黄色粉末状化合物を得
た。収率２５％、元素分析値、理論値Ｃ＝７１．０３
％、Ｈ＝４．２６％、Ｎ＝８．８７％、分析値Ｃ＝７
１．２０％、Ｈ＝４．２１％、Ｎ＝８．７８％。

【００５４】次に、合成したＡｌｍｑ₁ｑ₂を実施例１と
同様の素子構成でＮＰＤをホール輸送層して用い素子化
した。素子構成はＩＴＯ／ＮＰＤ（４００Å）／Ａｌｍ
ｑ₁ｑ₂（６００Å）／Ｍｇ：Ａｇとした。この素子から
も錯体からの緑色の発光が観測された。この素子からは
最高輝度１８，０００ｃｄ／ｍ²、外部量子効率２．６
％が得られた。また、輝度半減期は２２００時間と長か
った。

【００５５】実施例４実施例１記載の方法に準拠して下記式〔VII〕

【化１５】で表わされるモノ（４−エチル−８−キノリノラト）モ
ノ（４−メチル−８−キノリノラト）モノ（８−キノリ
ノラト）アルミニウム（Ａｌｅｑ₁ｍｑ₁ｑ₁）を合成し
た。トレインサブリメーション後、黄色粉末状化合物を
得た。収率２２％、元素分析値、理論値Ｃ＝７１．８５
％、Ｈ＝４．８２％、Ｎ＝８．３８％、分析値Ｃ＝７
１．８３％、Ｈ＝４．８１％、Ｎ＝８．３２％。

【００５６】次に、合成したＡｌｅｑ₁ｍｑ₁ｑ₁を実施
例１と同様の素子構成でＮＰＤをホール輸送層して用い
素子化した。素子構成はＩＴＯ／ＮＰＤ（４００Å）／
Ａｌｅｑ₁ｍｑ₁ｑ₁（６００Å）／Ｍｇ：Ａｇとした。
この素子からも錯体からの緑色の発光が観測された。こ
の素子からは最高輝度１９，０００ｃｄ／ｍ²、外部量
子効率２．５％が得られた。また、輝度半減期は２３０
０時間と長かった。

【００５７】実施例５Ａｌｍｑ₃中にクマリン６を１ｗｔ％ドーピングした素
子を作製した。素子作製法は共蒸着法でクマリン６をＡ
ｌｍｑ₃層中にドーピングする以外は実施例１と同様で
あり、素子構成はＩＴＯ／ＮＰＤ（４００Å）／クマリ
ン６をドーピングしたＡｌｍｑ₃（６００Å）／Ｍｇ：
Ａｇとした。この素子からはクマリン６の青緑色の発光
が観測され、最高輝度は１２Ｖで６２，０００ｃｄ／ｍ
²、１１Ｖのとき外部量子効率は５．２％と非常に高い
値を示した。また、輝度半減期は８，０００時間と長か
った。

【００５８】本発明の実施態様項を以下に列記する。（１）下記一般式〔Ｉ〕

【化１６】（式中、Ｒはアルキル基、アルコキシ基、ジアルキルア
ミノ基、、シアノ基、ハロゲン、置換基を有することも
あるフェニル基、ジフェニル基、ナフチル基およびスチ
リル基よりなる群から独立して選ばれた基である）で示
される４位に置換基を有する８−キノリノラト誘導体を
配位子として少なくとも１つ有する金属錯体であること
を特徴とする発光材料。（２）前記一般式〔Ｉ〕で示される４位に置換基を有す
る８−キノリノラト誘導体に含まれる２種以上の化合物
を配位子として有する金属錯体であることを特徴とする
発光材料。（３）前記一般式〔Ｉ〕で示される４位に置換基を有
する８−キノリノラト誘導体少なくとも１種と、前記
一般式〔Ｉ〕で示される化合物とは異なる発光材料用の
他の配位子少なくとも１種、とを配位子として有する金
属錯体であることを特徴とする発光材料。（４）前記一般式〔Ｉ〕記載の４位に置換基を有する８
−キノリノラト誘導体を配位子として少なくとも１つ有
する金属錯体であることを特徴とする電子輸送材料。（５）前記一般式〔Ｉ〕で示される４位に置換基を有す
る８−キノリノラト誘導体に含まれる２種以上の化合物
を配位子として有する金属錯体であることを特徴とする
電子輸送材料。（６）前記一般式〔Ｉ〕で示される４位に置換基を有
する８−キノリノラト誘導体少なくとも１種と、前記
一般式〔Ｉ〕で示される化合物とは異なる電子輸送材料
用の他の配位子少なくとも１種、とを配位子として有す
る金属錯体であることを特徴とする電子輸送材料。（７）前項（１）、（２）または（３）記載の発光材料
を用いた有機ＥＬ素子。（８）前項（４）、（５）または（６）記載の電子輸送
材料を用いた有機ＥＬ素子。（９）前項（４）、（５）または（６）記載の電子輸送
材料をホスト材料に使用し、微量の色素を発光中心とし
てドーピングした発光層を有する有機ＥＬ素子。

【００５９】

【効果】以上説明したとおり、本発明によれば４位に置
換基をもつ８−キノリノラト誘導体を配位子として少な
くとも１つ有する金属錯体は、高輝度かつ高効率の有機
ＥＬ素子の活性層として極めて有効である。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１のＩＴＯ／ＮＰＤ（４００Å）／Ａｌ
ｍｑ₃（６００Å）／Ｍｇ：Ａｇよりなる構成の素子に
おける発光スペクトル図である。

【図２】実施例１のＩＴＯ／ＮＰＤ（４００Å）／Ａｌ
ｍｑ₃（６００Å）／Ｍｇ：Ａｇよりなる構成の素子に
おける輝度−電圧（○印）、電流密度−電圧（△印）の
関係をプロットした図面である。

【図３】ＩＴＯ膜表面の断面プロフィールとＡｌｍｑ₃
膜表面の断面プロフィールを示す。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】下記一般式〔Ｉ〕【化１】（式中、Ｒはアルキル基、アルコキシ基、ジアルキルア
ミノ基、シアノ基、ハロゲン、置換基を有することもあ
るフェニル基、ジフェニル基、ナフチル基およびスチリ
ル基よりなる群から独立して選ばれた基である）で示さ
れる４位に置換基を有する８−キノリノラト誘導体を配
位子として少なくとも１つ有する金属錯体であることを
特徴とする発光材料。
【請求項２】前記一般式〔Ｉ〕記載の４位に置換基を
有する８−キノリノラト誘導体を配位子として少なくと
も１つ有する金属錯体であることを特徴とする電子輸送
材料。
【請求項３】請求項１記載の発光材料を用いた有機Ｅ
Ｌ素子。
【請求項４】請求項２記載の電子輸送材料を用いた有
機ＥＬ素子。
【請求項５】請求項２記載の電子輸送材料をホスト材
料に使用し、微量の色素を発光中心としてドーピングし
た発光層を有する有機ＥＬ素子。