JP3873720B2 - 有機エレクトロルミネッセンス素子材料、及びそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子および表示装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子材料、及びそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子および表示装置に関し、更に詳しくは発光輝度・寿命に優れた青〜青紫色に発光する有機エレクトロルミネッセンス素子材料、及びそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子および表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、有機ＥＬ素子と略記することもある）は、蛍光性有機化合物からなる単数または複数の薄膜、陰極、陽極等を有し、薄膜を陰極と陽極で挟持した構成である。
【０００３】
陰極と陽極に電界を印加すると、陰極から注入した電子と陽極から注入した正孔が結合して励起子（エキシトン）が生成される。生成されたエキシトンが失活する際に光の放出（蛍光・燐光）が起きて有機ＥＬ素子が発光する。
【０００４】
有機ＥＬ素子は、数Ｖ〜数十Ｖ程度の低電圧の印加で面発光が可能なため、低消費電力であって視認性が高い。さらに、薄膜型の完全固体素子であるので、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）の発光波長の異なる複数の有機ＥＬ素子を並べ、有機ＥＬ素子の発光により画像を表示するフルカラーの表示装置として、省スペース、携帯性等の観点からも注目されている。
【０００５】
Ｒ、Ｇ、Ｂの有機ＥＬ素子においては、発光輝度、発光寿命等の性能面でさらなる向上が望まれている。また、フルカラーの表示装置としては、特開平３−１５２８９７号で、青色発光する有機ＥＬ素子と、青色発光した光を蛍光変換により緑色や赤色の発光を得る方法でフルカラーの表示装置が開示されている。
【０００６】
ここで、青色の発光より短波な青紫色〜近紫外に発光する有機ＥＬ素子が得られれば、これを光源として、ユーロピウム錯体のようなストークスシフトの大きな蛍光体を用いることにより色純度の良い蛍光変換を行える。
【０００７】
また、素子の外部取り出し量子効率（ηｅｘｔ）を向上する手段として、プリンストン大より、励起三重項からの燐光発光を用いる有機ＥＬ素子の報告（Ｍ．Ａ．Ｂａｌｄｏ ｅｔ ａｌ．，ｎａｔｕｒｅ、３９５巻、１５１−１５４ページ（１９９８年））がされて以来、燐光発光を利用した有機ＥＬ素子の研究が活発になってきている（例えば、Ｍ．Ａ．Ｂａｌｄｏ ｅｔ ａｌ．，ｎａｔｕｒｅ、４０３巻、１７号、７５０−７５３ページ（２０００年）、ＵＳ特許６０９７１４７号など）。励起三重項を使用すると、内部量子効率の上限が１００％となるため、励起一重項の場合に比べて原理的に発光効率が４倍となり、冷陰極管とほぼ同等の性能が得られ照明用にも応用可能であり注目されている。
【０００８】
ここで、燐光性化合物をドーパントとして用いるときのホストは、燐光性化合物の発光極大波長よりも短波な領域に発光極大波長を有することが必要であり、これらの材料はまだまだ開発の余地がある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子の発光特性の改善を目的になされたものであり、発光特性に優れた有機エレクトロルミネッセンス素子、それを可能にする素子材料の提供、および本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた低消費電力、高輝度な表示装置を提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記の目的で鋭意検討した結果、特定の構造を有する化合物を有機ＥＬ素子に用いることで、発光輝度・寿命に優れた有機ＥＬ素子が得られることを見出した。また、本発明の化合物を電子輸送層に含有させることで、発光効率の向上した有機ＥＬ素子が得られることを見いだした。さらに、本発明の化合物を発光層に含有し、そこにリン光発光化合物をドープすることで、発光効率の向上した有機ＥＬ素子が得られることを見いだした。
【００１１】
本発明の上記目的は、以下の構成によって達成された。
１．電界の印加により発光する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、前記一般式（１）で表される有機化合物を含有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００１２】
２．一般式（１）のＡｒ₁が前記一般式（３）〜（５）の中から選ばれるいずれかひとつの２価のアリーレン基を表すことを特徴とする前記１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００１７】
３．前記一般式（１）で表されることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子材料。
【００１８】
４．一般式（１）のＡｒ₁が前記一般式（３）〜（５）の中から選ばれるいずれかひとつの２価のアリーレン基で表されることを特徴とする前記３に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子材料。
【００２３】
５．前記有機エレクトロルミネッセンス素子は、ＣＩＥ色度座標の紫青、青紫又は紫の領域で発光することを特徴とする前記１又は２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００２４】
６．電子が流入する陰極と、前記陰極と隣接する有機化合物からなる電子輸送層と、正孔が流入する陽極と、前記陽極と隣接する有機化合物からなる正孔輸送層とを有し、前記有機化合物が、前記電子輸送層と前記正孔輸送層の間に挟持される発光層を構成していることを特徴とする前記１又は２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００２５】
７．電子が流入する陰極と、前記陰極と隣接する有機化合物からなる電子輸送層と、正孔が流入する陽極と、電子と正孔が再結合して発光する発光層と、前記陽極と隣接する有機化合物からなる正孔輸送層とを有し、前記有機化合物は、前記陰極と前記発光層の間に挟持される電子輸送層に含有されることを特徴とする前記１又は２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００２６】
８．電子が流入する陰極と、前記陰極と隣接する有機化合物からなる電子輸送層と、正孔が流入する陽極と、電子と正孔が再結合して発光する発光層と、前記陽極と隣接する有機化合物からなる正孔輸送層とを有し、前記有機化合物は、前記発光層と前記電子輸送層の間に挟持される正孔ブロック層に含有されることを特徴とする前記１又は２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００２７】
９．陰極と電子輸送層の間に、バッファー層を有することを特徴とする前記５に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００２８】
１０．蛍光性化合物と燐光性化合物の両方を含有する発光層をもつ有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記蛍光性化合物が前記一般式（１）で表される化合物を含有し、かつ、素子となった状態での電界発光によって得られる発光波長は、前記蛍光性化合物の蛍光極大波長よりも長波であることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００２９】
１１．一般式（１）のＡｒ₁が前記一般式（３）〜（５）の中から選ばれるいずれかひとつの２価のアリーレン基で表されることを特徴とする前記１０に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００３４】
１２．燐光性化合物が、重金属錯体系化合物であることを特徴とする前記１０又は１１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００３５】
１３．燐光性化合物が、元素の周期律表におけるVIII属の金属を中心金属とする錯体系化合物であることを特徴とする前記１２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００３６】
１４．燐光性化合物が、オスミウム、イリジウム、または、白金錯体系化合物であることを特徴とする前記１３に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００３７】
１５．燐光性化合物からの発光の極大波長よりも更に長波な領域に、蛍光極大波長を有する蛍光性化合物を少なくとも１種含有することを特徴とする前記１０〜１４のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００３８】
１６．少なくとも、前記１、２、前記５〜１５のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を複数備えたことを特徴とする表示装置。
【００３９】
１７．表示装置が、発光の極大波長が異なる前記有機エレクトロルミネッセンス素子を同一基板上に２つ以上設けていることを特徴とする前記１６に記載の表示装置。
【００４０】
１８．光を吸収し、該吸収した光と異なる極大波長に変換して発光する変換層を有し、前記変換層は、前記有機エレクトロルミネッセンス素子の発光の極大波長を変換することを特徴とする前記１６又は１７に記載の表示装置。
【００４１】
本発明を更に詳しく説明する。
一般式（１）で表される化合物は、有機ＥＬ素子に含有させる化合物として有用であることはもちろんのこと、他にも蛍光発光を利用した医薬品用の標識化合物等の材料としても用いることができる。
【００４２】
以下に、本発明の一般式（１）で表される化合物について更に詳しく説明する。
【００４３】
一般式（１）において、Ｒ₁〜Ｒ₄各々は、水素原子、置換又は無置換のアルキル基（メチル基、エチル基、ｉ−プロピル基、ヒドロキシエチル基、メトキシメチル基、トリフルオロメチル基、ｔ−ブチル基等）、シクロアルキル基（シクロプロピル基、シクロヘキシル基等）、アルコキシ基（メトキシ基、エトキシ基、ｉ−プロポキシ基、ブトキシ基等）又はハロゲン原子（弗素原子、塩素原子等）のうちいずれか１つの基を表し、Ａｒ₁は２価の芳香族炭化水素基を表し、好ましくは一般式（３）、一般式（４）、一般式（５）のうちいずれか１つの基を表す。Ａｒ₂は一般式（２）で表されるアリール基を表す。
【００４４】
一般式（２）においてＲ₉は水素原子、置換又は無置換のアルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基又はハロゲン原子のうちいずれか一つの基を表し、Ｒ₅〜Ｒ₈各々は、水素原子を表す。
【００４６】
一般式（３）、一般式（４）、一般式（５）において、Ｒ₁₀〜Ｒ₂₅各々は、水素原子、置換又は無置換のアルキル基（メチル基、エチル基、ｉ−プロピル基、ヒドロキシエチル基、メトキシメチル基、トリフルオロメチル基、ｔ−ブチル基等）、シクロアルキル基（シクロプロピル基、シクロヘキシル基等）、アルコキシ基（メトキシ基、エトキシ基、ｉ−プロポキシ基、ブトキシ基等）、置換又は無置換のアリール基（フェニル基、ナフチル基、ｐ−トリル基、ｐ−クロロフェニル基、フェナンスリル基、アントリル基等）、ハロゲン原子（弗素原子、塩素原子等）のうちいずれか１つの基を表す。
【００５１】
次に本発明の一般式（１）で表される化合物の代表的な合成例を述べる。
【００５６】
［合成例−２］ 化合物（II）−３２の合成
【００５７】
【化１３】

【００５８】
【化１４】

【００５９】
１−ブロモー２−メチルナフタレン２０．０ｇを窒素雰囲気下脱水テトラヒドロフラン１００ｍｌに溶解し、−７８℃でｎ−ブチルリチウム−ヘキサン（１．５Ｍ／Ｌ）溶液を９０．５ｍｌ滴下し、３０分撹拌後、トリメトキシボラン２３．２ｍｌのテトラヒドロフラン１００ｍｌ溶液を滴下した後、反応溶液に酸を加え、ｐＨ＝２にした。反応溶液を抽出、乾燥、濃縮、再結晶することで化合物（Ｂ）を９．４１ｇ（収率５６％）得た。
【００６０】
化合物（Ｂ）４．６９ｇと１，４−ジブロモベンゼン１１．９ｇをトルエン６０ｍｌとエタノール１０ｍｌの混合溶媒に加え、そこにテトラキストリフェニルホスフィンパラジウム３００ｍｇと２Ｍ／Ｌの炭酸ナトリウム水溶液２５ｍｌを添加し、１８時間還流した。その後、抽出、乾燥、カラムクロマトグラフィーで精製、再結晶することで、化合物（Ｃ）を６．６０ｇ（収率８８％）得た。
【００６１】
次に化合物（Ｃ）６．３７ｇを窒素雰囲気下脱水テトラヒドロフラン５０ｍｌに溶解し、−７８℃でｎ−ブチルリチウム−ヘキサン（１．５Ｍ／Ｌ）溶液を２１．４ｍｌ滴下し、３０分撹拌後、トリメトキシボラン５．５０ｍｌのテトラヒドロフラン２０ｍｌ溶液を滴下した後、反応溶液に酸を加え、ｐＨ＝２にした。反応溶液を抽出、乾燥、濃縮、再結晶することで化合物（Ｄ）を３．９３ｇ（収率７０％）得た。
【００６２】
化合物（Ｄ）３．１４ｇと１，３−ジブロモベンゼン１．２８ｇをテトラヒドロフラン−水２層系の溶媒中、炭酸カリウム３．３１ｇ、テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム６２９ｍｇの存在下、２０時間還流することで化合物（II）−３２を１．５０ｇ（収率５４％）得た。
【００６３】
［合成例−３］ 化合物（II）−３９の合成
【００６４】
【化１５】

【００６５】
【化１６】

【００６６】
トリフェニルホスフィン３１．０ｇ、塩化ニッケル７．６５ｇ及び金属亜鉛１９．３ｇを窒素雰囲気下脱水ジメチルアセトン１００ｍｌに加えて撹拌下加熱し、１００度で１−ブロモナフチル６１．１ｇを５０ｍｌの脱水ジメチルアセトンに溶かした溶液を滴下した。続いて４時間１００度で加熱撹拌し、反応液を中和、抽出、乾燥、濃縮、再結晶することで、化合物（Ｅ）を８４ｇ（５６％）得た。
【００６７】
次に化合物（Ｅ）７０ｇを塩化メチレン８００ｍｌに溶かし、氷冷し、０度で臭素４３．９ｇを塩化メチレン１００ｍｌに溶かした溶液を液体クロマトグラフィーで反応追跡しながら滴下した。反応液を洗浄、抽出、乾燥、濃縮、再結晶することで化合物（Ｆ）を７９．２ｇ（収率８６％）得た。
【００６８】
化合物（Ｆ）５０ｇを窒素雰囲気下脱水テトラヒドロフラン２００ｍｌに溶解し、−７８℃でｎ−ブチルリチウム−ヘキサン（１．５Ｍ／Ｌ）溶液を１００ｍｌ滴下し、３０分撹拌後、トリメトキシボラン２０ｍｌのテトラヒドロフラン３０ｍｌ溶液を滴下した後、反応溶液に酸を加え、ｐＨ＝２にした。反応溶液を抽出、乾燥、濃縮、再結晶することで化合物（Ｇ）を３３．８ｇ（収率７６％）得た。
【００６９】
化合物（Ｇ）４．４７ｇと１，３−ジブロモベンゼン１．６１ｇをテトラヒドロフラン−水２層系の溶媒中、炭酸カリウム４．１４ｇ、テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム７９０ｍｇの存在下、２０時間還流することで化合物（II）−３９を２．３１ｇ（収率５８％）得た。
【００７０】
以下に、本発明における一般式（１）で表される化合物の具体例を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００９４】
【化４０】

【００９５】
【化４１】

【００９６】
【化４２】

【００９７】
【化４３】

【０１０７】
【化５３】

【０１０８】
【化５４】

【０１０９】
【化５５】

【０１１０】
上記有機化合物及び後述する蛍光体を用いて発光層を形成する方法としては、例えば蒸着法、スピンコート法、キャスト法、ＬＢ法等の公知の方法で薄膜化することにより形成することができるが、特に分子堆積膜であることが好ましい。ここで、分子堆積膜とは、上記化合物の気相状態から沈着され形成された薄膜や、化合物の溶融状態または液相状態から固体化され形成された膜のことである。通常、この分子堆積膜は、ＬＢ法により形成された薄膜（分子累積膜）と凝集構造、高次構造の相違や、それに起因する機能的な相違により区別することができる。
【０１１１】
また、この発光層は、特開昭５７−５１７８１号に記載されているように、樹脂等の結着材と共に上記有機化合物及び蛍光体を溶剤に溶かして溶液とした後、これをスピンコート法等により薄膜化して形成することができる。このようにして形成された発光層の膜厚については特に制限はなく、状況に応じて適宜選択することができるが、通常は５ｎｍ〜５μｍの範囲である。用いる蛍光体の濃度は、上記有機化合物に対して０．００１〜１０モル％が好ましい。
【０１１２】
有機ＥＬ素子は、電子が流入する陰極、陰極と隣接する有機化合物からなる電子輸送層、正孔が流入する陽極、陽極と隣接する有機化合物からなる正孔輸送層、電子輸送層と正孔輸送層で挾持された有機化合物からなる発光層等を有する。
【０１１３】
本発明の有機ＥＬ素子において、電子輸送層、正孔輸送層、発光層は単層でも多層積層でもよく、例えば多層構成の場合には有機物以外の層（例えばフッ化リチウム層や無機金属塩の層、またはそれらを含有する層など）を備えても良い。
【０１１４】
本明細書の有機化合物が発光する色は、「新編色彩科学ハンドブック」（日本色彩学会編、東京大学出版会、１９８５）に記載の、分光放射輝度計ＣＳ−１０００（ミノルタ製）で測定した結果をＣＩＥ色度座標に当てはめたときの色で決定され、測定結果がＣＩＥ色度座標の紫青の領域である「Ｐｕｒｐｌｉｓｈ Ｂｌｕｅ」、青紫の領域である「Ｂｌｕｉｓｈ Ｐｕｒｐｌｅ」又は紫の領域である「Ｐｕｒｐｌｅ」に入ることを言い、特に「Ｂｌｕｉｓｈ Ｐｕｒｐｌｅ」から「Ｐｕｒｐｌｅ」の領域であることが好ましい。
【０１１５】
以下に本発明の有機ＥＬ素子の具体的な層構成を示す。
（ｉ）陽極／発光層／陰極
（ii）陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
（iii）陽極／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極
（iv）陽極／正孔注入層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／電子注入層／陰極
（ｖ）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。
【０１１６】
本発明の有機化合物はいずれの層に含まれていても良いが、好ましくは発光層、正孔阻止層又は電子輸送層に含まれる。また、有機化合物は、熱的安定性の観点からＴｇは１００℃以上であることが好ましい。
【０１１７】
本発明の有機ＥＬ素子に好ましく用いられる基板は、ガラス、プラスチックなどの種類には特に限定はなく、また、透明のものであれば特に制限はない。本発明のエレクトロルミネッセンス素子に好ましく用いられる基板としては例えばガラス、石英、光透過性プラスチックフィルムを挙げることができる。特に携帯用途で有る場合落下等の衝撃による破壊を避けるためフレキシブル性を有する光透過性プラスチックフィルムであってもよい。
【０１１８】
光透過性プラスチックフィルムとしては、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンスルフィド、ポリアリレート、ポリイミド、ポリカーボネート（ＰＣ）、セルローストリアセテート（ＴＡＣ）、セルロースアセテートプロピオネート（ＣＡＰ）等からなるフィルム等が挙げられる。
【０１１９】
発光層は、
（１）電界印加時に、陽極、正孔注入層又は、正孔輸送層により正孔を注入することができ、かつ陰極、電子輸送層又は電子注入層より電子を注入することができる注入機能、
（２）注入した電荷（電子と正孔）を電界の力で移動させる輸送機能、
（３）電子と正孔の再結合の場を発光層内部に提供し、これを発光につなげる発光機能などを有している。ただし、正孔の注入されやすさと電子の注入されやすさに違いがあってもよく、また、正孔と電子の移動度で表される輸送機能に大小があってもよいが、どちらか一方の電荷を移動させる機能を有するものが好ましい。この発光層に用いられる発光材料の種類については特に制限はなく、従来有機ＥＬ素子における発光材料として公知のものを用いることができる。このような発光材料は主に有機化合物であり、所望の色調により、例えば、Ｍａｃｒｏｍｏｌ．Ｓｙｍｐ．１２５巻１７頁から２６頁に記載の化合物が挙げられる。
【０１２０】
発光材料は発光性能の他に、前記の正孔注入機能や電子注入機能を併せ持っていても良く、前記の正孔注入材料や電子注入材料の殆どが発光材料としても使用できる。
【０１２１】
発光材料はｐ−ポリフェニレンビニレンやポリフルオレンのような高分子材料でも良く、さらに前記発光材料を高分子鎖に導入した、または前記発光材料を高分子の主鎖とした高分子材料を使用しても良い。
【０１２２】
また、発光層にはドーパント（ゲスト物質）を併用してもよく、ＥＬ素子のドーパントとして使用される公知のものの中から任意のものを選択して用いることができる。
【０１２３】
ドーパントの具体例としては、例えばキナクリドン、ＤＣＭ、クマリン誘導体、ローダミン、ルブレン、デカシクレン、ピラゾリン誘導体、スクアリリウム誘導体、ユーロピウム錯体等がその代表例として挙げられる。
【０１２４】
また、ドーパントは３重項励起子の発光を示す燐光性化合物であってもよい。具体的には、重金属錯体系化合物であり、好ましくは元素の周期律表でVIII属の金属を中心金属とする錯体系化合物であり、さらに好ましくは、オスミウム、イリジウムまたは白金錯体系化合物である。
【０１２５】
以下に、本発明で用いられる燐光性化合物の具体例を示すが、これらに限定されるものではない。これらの化合物は、例えば、Ｉｎｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．４０巻、１７０４−１７１１に記載の方法等により合成できる。
【０１２６】
【化５６】

【０１２７】
【化５７】

【０１２８】
【化５８】

【０１２９】
この発光層は、上記化合物を、例えば真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、ＬＢ法などの公知の薄膜化法により製膜して形成することができる。発光層としての膜厚は、特に制限はないが、通常は５ｎｍ〜５μｍの範囲で選ばれる。この発光層は、これらの発光材料一種又は二種以上からなる一層構造であってもよいし、あるいは、同一組成又は異種組成の複数層からなる積層構造であってもよい。
【０１３０】
また、この発光層は、特開昭５７−５１７８１号公報に記載されているように、樹脂などの結着材と共に上記発光材料を溶剤に溶かして溶液としたのち、これをスピンコート法などにより薄膜化して形成することができる。このようにして形成された発光層の膜厚については特に制限はなく、状況に応じて適宜選択することができるが、通常は５ｎｍ〜５μｍの範囲である。
【０１３１】
さらに、陽極と発光層または正孔輸送層の間、および、陰極と発光層または電子輸送層との間には電荷注入層（バッファー層、電極界面層）を存在させてもよい。
【０１３２】
電荷注入層とは、駆動電圧低下や発光効率向上のために電極と有機層間に設けられる層のことで、「有機ＥＬ素子とその工業化最前線（１９９８年１１月３０日 エヌ・ティー・エス社発行）」の第２編第２章「電極材料」（第１２３頁〜第１６６頁）に詳細に記載されており、陽極バッファー層（正孔注入層）と陰極バッファー層（電子注入層）とがある。
【０１３３】
陽極バッファー層（正孔注入層）は、特開平９−４５４７９号、同９−２６００６２号、同８−２８８０６９号等にもその詳細が記載されており、具体例として、銅フタロシアニンに代表されるフタロシアニンバッファー層、酸化バナジウムに代表される酸化物バッファー層、アモルファスカーボンバッファー層、ポリアニリン（エメラルディン）やポリチオフェン等の導電性高分子を用いた高分子バッファー層等が挙げられる。
【０１３４】
陰極バッファー層（電子注入層）は、特開平６−３２５８７１号、同９−１７５７４号、同１０−７４５８６号等にもその詳細が記載されており、具体的にはストロンチウムやアルミニウム等に代表される金属バッファー層、フッ化リチウムに代表されるアルカリ金属化合物バッファー層、フッ化マグネシウムに代表されるアルカリ土類金属化合物バッファー層、酸化アルミニウムに代表される酸化物バッファー層等が挙げられる。
【０１３５】
上記バッファー層（電荷注入層）はごく薄い膜であることが望ましく、素材にもよるが、その膜厚は０．１〜１００ｎｍの範囲が好ましい。
【０１３６】
さらに上記基本構成層の他に必要に応じてその他の機能を有する層を積層してもよく、例えば特開平１１−２０４２５８号、同１１−２０４３５９号、および「有機ＥＬ素子とその工業化最前線（１９９８年１１月３０日 エヌ・ティー・エス社発行）」の第２３７頁等に記載されている正孔阻止（ホールブロック）層などのような機能層を有していても良い。
【０１３７】
本発明の有機ＥＬ素子においては、上記発光層、正孔輸送層、電子輸送層、正孔阻止層、陰極バッファー層（電子注入層）または陽極バッファー層（正孔注入層）の少なくとも何れか１つの層内に本発明の化合物の少なくとも１種が存在するものである。
【０１３８】
このＥＬ素子における陽極としては、仕事関数の大きい（４ｅＶ以上）金属、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが好ましく用いられる。このような電極物質の具体例としてはＡｕ等の金属、ＣｕＩ、インジウムチンオキシド（ＩＴＯ）、ＳｎＯ₂、ＺｎＯ等の導電性透明材料が挙げられる。
【０１３９】
該陽極は、これらの電極物質を蒸着やスパッタリングなどの方法により、薄膜を形成させ、フォトリソグラフィー法で所望の形状のパターンを形成してもよく、あるいはパターン精度を余り必要としない場合（１００μｍ以上程度）は、上記電極物質の蒸着やスパッタリング時に所望の形状のマスクを介してパターンを形成してもよい。この陽極より発光を取り出す場合には、透過率を１０％より大きくすることが望ましく、又、陽極としてのシート抵抗は数百Ω／□以下が好ましい。更に、膜厚は、材料にもよるが、通常１０ｎｍ〜１μｍ、好ましくは１０〜２００ｎｍの範囲で選ばれる。
【０１４０】
一方、陰極としては、仕事関数の小さい（４ｅＶ以下）金属（電子注入性金属と称する）、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが用いられる。このような電極物質の具体例としては、ナトリウム、ナトリウム−カリウム合金、マグネシウム、リチウム、マグネシウム／銅混合物、マグネシウム／銀混合物、マグネシウム／アルミニウム混合物、マグネシウム／インジウム混合物、アルミニウム／酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）混合物、インジウム、リチウム／アルミニウム混合物、希土類金属などが挙げられる。これらの中で、電子注入性及び酸化などに対する耐久性の点から、電子注入性金属と、これより仕事関数の値が大きく安定な金属である第２金属との混合物、例えばマグネシウム／銀混合物、マグネシウム／アルミニウム混合物、マグネシウム／インジウム混合物、アルミニウム／酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）混合物、リチウム／アルミニウム混合物などが好適である。
【０１４１】
該陰極は、これらの電極物質を、蒸着やスパッタリングなどの方法により薄膜を形成させることにより作製することができる。又、陰極としてのシート抵抗は数百Ω／□以下が好ましく、膜厚は通常１０ｎｍ〜１μｍ、好ましくは５０〜２００ｎｍの範囲で選ばれる。尚、発光を透過させるため、有機ＥＬ素子の陽極又は陰極の何れか一方が透明又は半透明であれば、発光効率が向上し好都合である。
【０１４２】
次に、必要に応じて設けられる正孔注入層又は正孔輸送層は、陽極より注入された正孔を発光層に伝達する機能を有し、この正孔注入層又は正孔輸送層を陽極と発光層の間に介在させることにより、より低い電界で多くの正孔が発光層に注入され、その上、発光層に陰極、電子注入層又は電子輸送層より注入された電子は、発光層と正孔注入層又は正孔輸送層の界面に存在する電子の障壁により発光層内の界面に累積され、発光効率が向上するなど、発光性能の優れた素子となる。
【０１４３】
この正孔注入層及び正孔輸送層の材料については、前記の好ましい性質を有するものであれば特に制限はなく、従来、光導伝材料において、正孔の電荷注入輸送材料として慣用されているものや、ＥＬ素子の正孔注入層及び正孔輸送層に使用される公知のものの中から任意のものを選択して用いることができる。
【０１４４】
上記正孔注入層及び正孔輸送層に用いられる材料は、正孔の注入、電子の障壁性の何れかを有するものであり、有機物、無機物の何れであってもよい。この材料としては、例えば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、ピラゾリン誘導体及びピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ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、シラザン誘導体、アニリン系共重合体、又、導電性高分子オリゴマー、特にチオフェンオリゴマー等が挙げられる。
【０１４５】
正孔注入材料及び正孔輸送材料としては上記のものを使用することができるが、ポルフィリン化合物、芳香族第３級アミン化合物及びスチリルアミン化合物、特に芳香族第３級アミン化合物を用いることが好ましい。上記芳香族第３級アミン化合物及びスチリルアミン化合物の代表例としては、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′−ビス（３−メチルフェニル）−〔１，１′−ビフェニル〕−４，４′−ジアミン（ＴＰＤ）；２，２−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）プロパン；１，１−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）シクロヘキサン；Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラ−ｐ−トリル−４，４′−ジアミノビフェニル；１，１−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）−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；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；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；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、更には、米国特許５，０６１，５６９号に記載されている２個の縮合芳香族環を分子内に有するもの、例えば４，４′−ビス〔Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ〕ビフェニル（ＮＰＤ）、特開平４−３０８６８８号に記載されるトリフェニルアミンユニットが三つスターバースト型に連結された４，４′，４″−トリス〔Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ〕トリフェニルアミン（ＭＴＤＡＴＡ）等が挙げられる。
【０１４６】
さらにこれらの材料を高分子鎖に導入した、またはこれらの材料を高分子の主鎖とした高分子材料を用いることもできる。
【０１４７】
又、ｐ型−Ｓｉ，ｐ型−ＳｉＣ等の無機化合物も正孔注入材料又は正孔輸送材料として使用することができる。この正孔注入層及び正孔輸送層は、上記材料を、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、ＬＢ法など、公知の方法により薄膜化することにより形成できる。正孔注入層及び正孔輸送層の膜厚については特に制限はないが、通常は５ｎｍ〜５μｍ程度である。
【０１４８】
この正孔注入層及び正孔輸送層は、上記材料の１種又は２種以上からなる１層構造であってもよく、同一組成又は異種組成の複数層からなる積層構造であってもよい。
【０１４９】
更に、必要に応じて用いられる電子注入層及び電子輸送層は、陰極より注入された電子を発光層に伝達する機能を有していればよく、その材料としては、従来公知の化合物の中から任意のものを選択して用いることができる。
【０１５０】
この電子注入層及び電子輸送層に用いられる材料の例としては、ニトロ置換フルオレン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、ナフタレンペリレン等の複素環テトラカルボン酸無水物、カルボジイミド、フルオレニリデンメタン誘導体、アントラキノジメタン及びアントロン誘導体、オキサジアゾール誘導体などが挙げられる。又、特開昭５９−１９４３９３号に記載される一連の電子伝達性化合物は、該公報では発光層を形成する材料として開示されているが、本発明者らが検討の結果、電子注入材料又は電子輸送材料として用い得ることが判った。更に、上記オキサジアゾール誘導体において、オキサジアゾール環の酸素原子を硫黄原子に置換したチアジアゾール誘導体、電子吸引性基として知られているキノキサリン環を有するキノキザリン誘導体なども、電子注入材料又は電子輸送材料として用いることができる。
【０１５１】
さらにこれらの材料を高分子鎖に導入した、またはこれらの材料を高分子の主鎖とした高分子材料を用いることもできる。
【０１５２】
又、８−キノリノール誘導体の金属錯体、例えばトリス（８−キノリノール）アルミニウム（Ａｌｑ）、トリス（５，７−ジクロロ−８−キノリノール）アルミニウム、トリス（５，７−ジブロモ−８−キノリノール）アルミニウム、トリス（２−メチル−８−キノリノール）アルミニウム、トリス（５−メチル−８−キノリノール）アルミニウム、ビス（８−キノリノール）亜鉛（Ｚｎｑ）等、及びこれらの金属錯体の中心金属がＩｎ、Ｍｇ、Ｃｕ、Ｃａ、Ｓｎ、Ｇａ又はＰｂに置き替わった金属錯体も電子注入材料又は電子輸送材料として用いることができる。その他、メタルフリーもしくはメタルフタロシアニン、又はそれらの末端がアルキル基やスルホ基などで置換されているものも、電子注入材料又は電子輸送材料として好ましく用いることができる。又、発光層の材料として例示したジスチリルピラジン誘導体も、電子注入材料又は電子輸送材料として用いることができるし、正孔注入層及び正孔輸送層と同様に、ｎ型−Ｓｉ，ｎ型−ＳｉＣ等の無機半導体も電子注入材料又は電子輸送材料として用いることができる。
【０１５３】
この電子注入層及び電子輸送層は、上記化合物を、例えば真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、ＬＢ法などの公知の薄膜化法により製膜して形成することができる。電子注入層及び電子輸送層としての膜厚は特に制限はないが、通常は５ｎｍ〜５μｍの範囲で選ばれる。
【０１５４】
この電子注入層及び電子輸送層は、これらの電子注入材料又は電子輸送材料１種又は２種以上からなる１層構造でもよいし、同一組成又は異種組成の複数層から成る積層構造でもよい。
【０１５５】
次に、該有機ＥＬ素子を作製する好適な例を説明する。例として、前記の陽極／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ＥＬ素子の作製法について説明すると、まず適当な基板上に、所望の電極物質、例えば陽極用物質からなる薄膜を、１μｍ以下、好ましくは１０〜２００ｎｍの範囲の膜厚になるように、蒸着やスパッタリングなどの方法により形成させ、陽極を作製する。次に、この上に素子材料である正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層／電子注入層、正孔阻止層、陰極バッファー層または陽極バッファー層等の有機または無機の材料からなる薄膜を形成させる。
【０１５６】
この有機薄膜層の薄膜化の方法としては、前記の如くスピンコート法、キャスト法、蒸着法などがあるが、均質な膜が得られやすく、かつピンホールが生成しにくいなどの点から、真空蒸着法またはスピンコート法が特に好ましい。さらに層ごとに異なる製膜法を適用しても良い。製膜に蒸着法を採用する場合、その蒸着条件は、使用する化合物の種類、分子堆積膜の目的とする結晶構造、会合構造などにより異なるが、一般にボート加熱温度５０〜４５０℃、真空度１０^-6〜１０^-2Ｐａ、蒸着速度０．０１〜５０ｎｍ／秒、基板温度−５０〜３００℃、膜厚５ｎｍ〜５μｍの範囲で適宜選ぶことが望ましい。
【０１５７】
これらの層の形成後、その上に陰極用物質からなる薄膜を、１μｍ以下好ましくは５０〜２００ｎｍの範囲の膜厚になるように、例えば蒸着やスパッタリングなどの方法により形成させ、陰極を設けることにより、所望のＥＬ素子が得られる。この有機ＥＬ素子の作製は、一回の真空引きで一貫して正孔注入層から陰極まで作製するのが好ましいが、途中で取り出して異なる製膜法を施してもかまわないが、その際には作業を乾燥不活性ガス雰囲気下で行う等の配慮が必要となる。また作製順序を逆にして、陰極、電子注入層、電子輸送層、発光層、正孔輸送層、正孔注入層、陽極の順に作製することも可能である。このようにして得られたＥＬ素子に、直流電圧を印加する場合には、陽極を＋、陰極を−の極性として電圧５〜４０Ｖ程度を印加すると、発光が観測できる。また、逆の極性で電圧を印加しても電流は流れずに発光は全く生じない。さらに、交流電圧を印加する場合には、陽極が＋、陰極が−の状態になったときのみ発光する。なお、印加する交流の波形は任意でよい。
【０１５８】
次に本発明において、色変換部を有する有機ＥＬ素子の説明をする。色変換部は有機ＥＬ素子の発光層からの発光を吸収して、波長変換し、異なる波長の蛍光を発光する蛍光色素を含有するものである。これにより有機ＥＬ素子が、発光層から発する光の色のみではなく、色変換層により変換された他の色も表示することが可能となる。色変換部としては、色変換層であることが好ましい。
【０１５９】
蛍光色素としては、有機蛍光体または無機蛍光体でもよく、変換したい波長によって使い分けることができる。
【０１６０】
有機蛍光体としては、クマリン系色素、ピラン系色素、シアニン系色素、クロコニウム系色素、スクアリウム系色素、オキソベンツアントラセン系色素、フルオレセイン系色素、ローダミン系色素、ピリリウム系色素、ペリレン系色素、スチルベン系色素、ポリチオフェン系色素などが挙げられる。
【０１６１】
無機蛍光体としては、粒径が３μｍ以下の微粒子のものが好ましく、さらにその製法が液相法を経由された合成された単分散に近い超微粒子蛍光体であることが好ましい。
【０１６２】
無機蛍光体は、結晶母体と賦活剤によって構成される無機系蛍光体、または希土類錯体系蛍光体が挙げられる。
【０１６３】
無機系蛍光体の組成は特に制限はないが、結晶母体であるＹ₂Ｏ₂Ｓ、Ｚｎ₂ＳｉＯ₄、Ｃａ₅（ＰＯ₄）₃Ｃｌ等に代表される金属酸化物及びＺｎＳ、ＳｒＳ、ＣａＳ等に代表される硫化物に、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ等の希土類金属のイオンやＡｇ、Ａｌ、Ｍｎ、Ｉｎ、Ｃｕ、Ｓｂ等の金属のイオンを賦活剤または共賦活剤として組み合わせたものが好ましい。
【０１６４】
結晶母体を更に詳しく説明すると、結晶母体としては金属酸化物が好ましく、例えば、（Ｘ）₃Ａｌ₁₆Ｏ₂₇、（Ｘ）₄Ａｌ₁₄Ｏ₂₅、（Ｘ）₃Ａｌ₂Ｓｉ₂Ｏ₁₀、（Ｘ）₄Ｓｉ₂Ｏ₈、（Ｘ）₂Ｓｉ₂Ｏ₆、（Ｘ）₂Ｐ₂Ｏ₇、（Ｘ）₂Ｐ₂Ｏ₅、（Ｘ）₅（ＰＯ₄）₃Ｃｌ、（Ｘ）₂Ｓｉ₃Ｏ₈−２（Ｘ）Ｃｌ₂〔ここで、Ｘはアルカリ土類金属を表す。なお、Ｘで表されるアルカリ土類金属は単一成分でも２種類以上の混合成分でもよく、その混合比率は任意でよい。〕のようなアルカリ土類金属で置換された酸化アルミニウム、酸化ケイ素、リン酸、ハロリン酸等が代表的な結晶母体として挙げられる。
【０１６５】
その他の好ましい結晶母体としては、亜鉛の酸化物および硫化物、イットリウムやガドリウム、ランタン等の希土類金属の酸化物およびその酸化物の酸素の一部を硫黄原子に換えた（硫化物）もの、および希土類金属の硫化物およびそれらの酸化物や硫化物に任意の金属元素を配合したもの等が挙げられる。
【０１６６】
結晶母体の好ましい例を以下に列挙する。
Ｍｇ₄ＧｅＯ_5.5Ｆ、Ｍｇ₄ＧｅＯ₆、ＺｎＳ、Ｙ₂Ｏ₂Ｓ、Ｙ₃Ａｌ₅Ｏ₁₂、Ｙ₂ＳｉＯ₁₀、Ｚｎ₂ＳｉＯ₄、Ｙ₂Ｏ₃、ＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇、ＢａＡｌ₁₂Ｏ₁₉、（Ｂａ、Ｓｒ、Ｍｇ）Ｏ・ａＡｌ₂Ｏ₃、（Ｙ、Ｇｄ）ＢＯ₃、（Ｚｎ、Ｃｄ）Ｓ、ＳｒＧａ₂Ｓ₄、ＳｒＳ、ＧａＳ、ＳｎＯ₂、Ｃａ₁₀（ＰＯ₄）₆（Ｆ、Ｃｌ）₂、（Ｂａ、Ｓｒ）（Ｍｇ、Ｍｎ）Ａｌ₁₀Ｏ₁₇、（Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｇ）₁₀（ＰＯ₄）₆Ｃｌ２、（Ｌａ、Ｃｅ）ＰＯ₄、ＣｅＭｇＡｌ₁₁Ｏ₁₉、ＧｄＭｇＢ₅Ｏ₁₀、Ｓｒ₂Ｐ₂Ｏ₇、Ｓｒ₄Ａｌ₁₄Ｏ₂₅、Ｙ₂ＳＯ₄、Ｇｄ₂Ｏ₂Ｓ、Ｇｄ₂Ｏ₃、ＹＶＯ₄、Ｙ（Ｐ，Ｖ）Ｏ₄等である。
【０１６７】
以上の結晶母体及び賦活剤または共賦活剤は、同族の元素と一部置き換えたものでも構わないし、とくに元素組成に制限はなく、青紫領域の光を吸収して可視光を発するものであればよい。
【０１６８】
本発明において、無機系蛍光体の賦活剤、共賦活剤として好ましいものは、Ｌａ、Ｅｕ、Ｔｂ、Ｃｅ、Ｙｂ、Ｐｒ等に代表されるランタノイド元素のイオン、Ａｇ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｉｎ、Ａｌ等の金属のイオンであり、そのドープ量は母体に対して０．００１〜１００モル％が好ましく、０．０１〜５０モル％がさらに好ましい。
【０１６９】
賦活剤、共賦活剤は結晶母体を構成するイオンの一部を上記ランタノイドのようなイオンに置き換えることでその結晶の中にドープされる。
【０１７０】
蛍光体結晶の実際の組成は、厳密に記載すれば以下のような組成式になるが、賦活剤の量の大小は本質的な蛍光特性に影響を及ぼさないことが多いので、以下特にことわりのない限り下記ｘやｙの数値は記載しないこととする。例えばＳｒ_4-xＡｌ₁₄Ｏ₂₅：Ｅｕ²⁺ _xは、本発明においてはＳｒ₄Ａｌ₁₄Ｏ₂₅：Ｅｕ²⁺と表記する。
【０１７１】
以下に代表的な無機系蛍光体（結晶母体と賦活剤によって構成される無機蛍光体）の組成式を記載するが、本発明はこれらに限定されるものではない。（Ｂａ_zＭｇ_1-z）_3-x-yＡｌ₁₆Ｏ₂₇：Ｅｕ²⁺ _x，Ｍｎ²⁺ _y、Ｓｒ^4- _xＡｌ₁₄Ｏ₂₅：Ｅｕ²⁺ _x、（Ｓｒ_1-zＢａ_z）_1-xＡｌ₂Ｓｉ₂Ｏ₈：Ｅｕ²⁺ _x、Ｂａ^2- _xＳｉＯ₄：Ｅｕ²⁺ _x、Ｓｒ^2- _xＳｉＯ₄：Ｅｕ²⁺ _x、Ｍｇ^2- _xＳｉＯ₄：Ｅｕ²⁺ _x、（ＢａＳｒ）_1-xＳｉＯ₄：Ｅｕ²⁺ _x、Ｙ_2-x-yＳｉＯ₅：Ｃｅ³⁺ _x，Ｔｂ³⁺ _y、Ｓｒ^2- _xＰ₂Ｏ₅：Ｅｕ²⁺ _x、Ｓｒ^2- _xＰ₂Ｏ₇：Ｅｕ²⁺ _x、（Ｂａ_yＣａ_zＭｇ_1-y-z）_5-x（ＰＯ₄）₃Ｃｌ：Ｅｕ²⁺ _x、Ｓｒ^2- _xＳｉ₃Ｏ₈−２ＳｒＣｌ₂：Ｅｕ²⁺ _x［ｘ，ｙ及びｚはそれぞれ１以下の任意の数を表す。］
以下に本発明に好ましく使用される無機系蛍光体を示すが、本発明はこれらの化合物に限定されるものではない。
［青色発光 無機系蛍光体］
（ＢＬ−１） Ｓｒ₂Ｐ₂Ｏ₇：Ｓｎ⁴⁺
（ＢＬ−２） Ｓｒ₄Ａｌ₁₄Ｏ₂₅：Ｅｕ²⁺
（ＢＬ−３） ＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ²⁺
（ＢＬ−４） ＳｒＧａ₂Ｓ₄：Ｃｅ³⁺
（ＢＬ−５） ＣａＧａ₂Ｓ₄：Ｃｅ³⁺
（ＢＬ−６） （Ｂａ、Ｓｒ）（Ｍｇ、Ｍｎ）Ａｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ²⁺
（ＢＬ−７） （Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｇ）₁₀（ＰＯ₄）₆Ｃｌ₂：Ｅｕ²⁺
（ＢＬ−８） ＢａＡｌ₂ＳｉＯ₈：Ｅｕ²⁺
（ＢＬ−９） Ｓｒ₂Ｐ₂Ｏ₇：Ｅｕ²⁺
（ＢＬ−１０） Ｓｒ₅（ＰＯ₄）₃Ｃｌ：Ｅｕ²⁺
（ＢＬ−１１） （Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ）₅（ＰＯ₄）₃Ｃｌ：Ｅｕ²⁺
（ＢＬ−１２） ＢａＭｇ₂Ａｌ₁₆Ｏ₂₇：Ｅｕ²⁺
（ＢＬ−１３） （Ｂａ，Ｃａ）₅（ＰＯ₄）₃Ｃｌ：Ｅｕ²⁺
（ＢＬ−１４） Ｂａ₃ＭｇＳｉ₂Ｏ₈：Ｅｕ²⁺
（ＢＬ−１５） Ｓｒ₃ＭｇＳｉ₂Ｏ₈：Ｅｕ²⁺
［緑色発光 無機系蛍光体］
（ＧＬ−１） （ＢａＭｇ）Ａｌ₁₆Ｏ₂₇：Ｅｕ²⁺，Ｍｎ²⁺
（ＧＬ−２） Ｓｒ₄Ａｌ₁₄Ｏ₂₅：Ｅｕ²⁺
（ＧＬ−３） （ＳｒＢａ）Ａｌ₂Ｓｉ₂Ｏ₈：Ｅｕ²⁺
（ＧＬ−４） （ＢａＭｇ）₂ＳｉＯ₄：Ｅｕ²⁺
（ＧＬ−５） Ｙ₂ＳｉＯ₅：Ｃｅ³⁺，Ｔｂ³⁺
（ＧＬ−６） Ｓｒ₂Ｐ₂Ｏ₇−Ｓｒ₂Ｂ₂Ｏ₅：Ｅｕ²⁺
（ＧＬ−７） （ＢａＣａＭｇ）₅（ＰＯ₄）₃Ｃｌ：Ｅｕ²⁺
（ＧＬ−８） Ｓｒ₂Ｓｉ₃Ｏ₈−２ＳｒＣｌ₂：Ｅｕ²⁺
（ＧＬ−９） Ｚｒ₂ＳｉＯ₄、ＭｇＡｌ₁₁Ｏ₁₉：Ｃｅ³⁺，Ｔｂ³⁺
（ＧＬ−１０） Ｂａ₂ＳｉＯ₄：Ｅｕ²⁺
（ＧＬ−１１） Ｓｒ₂ＳｉＯ₄：Ｅｕ²⁺
（ＧＬ−１２） （ＢａＳｒ）ＳｉＯ₄：Ｅｕ²⁺
［赤色発光 無機系蛍光体］
（ＲＬ−１） Ｙ₂Ｏ₂Ｓ：Ｅｕ³⁺
（ＲＬ−２） ＹＡｌＯ₃：Ｅｕ³⁺
（ＲＬ−３） Ｃａ₂Ｙ₂（ＳｉＯ₄）₆：Ｅｕ³⁺
（ＲＬ−４） ＬｉＹ₉（ＳｉＯ₄）₆Ｏ₂：Ｅｕ³⁺
（ＲＬ−５） ＹＶＯ₄：Ｅｕ³⁺
（ＲＬ−６） ＣａＳ：Ｅｕ³⁺
（ＲＬ−７） Ｇｄ₂Ｏ₃：Ｅｕ³⁺
（ＲＬ−８） Ｇｄ₂Ｏ₂Ｓ：Ｅｕ³⁺
（ＲＬ−９） Ｙ（Ｐ，Ｖ）Ｏ₄：Ｅｕ³⁺
（ＲＬ−１０） Ｍｇ₄ＧｅＯ_5.5Ｆ：Ｍｎ⁴⁺
（ＲＬ−１１） Ｍｇ₄ＧｅＯ₆：Ｍｎ⁴⁺
（ＲＬ−１２） Ｋ₅Ｅｕ_2.5（ＷＯ₄）_6.25
（ＲＬ−１３） Ｎａ₅Ｅｕ_2.5（ＷＯ₄）_6.25
（ＲＬ−１４） Ｋ₅Ｅｕ_2.5（ＭｏＯ₄）_6.25
（ＲＬ−１５） Ｎａ₅Ｅｕ_2.5（ＭｏＯ₄）_6.25
上記無機系蛍光体は、必要に応じて表面改質処理を施してもよく、その方法としてはシランカップリング剤等の化学的処理によるものや、サブミクロンオーダーの微粒子等の添加による物理的処理によるもの、さらにはそれらの併用によるもの等が挙げられる。
【０１７２】
希土類錯体系蛍光体としては、希土類金属としてＣｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ等を有するものが挙げられ、錯体を形成する有機配位子としては、芳香族系、非芳香族系のどちらでも良く、下記一般式（Ｂ）で表される化合物が好ましい。
【０１７３】
一般式（Ｂ） Ｘａ−（Ｌ_x）−（Ｌ_y）_n−（Ｌ_z）−Ｙａ
式中、Ｌ_x、Ｌ_y、Ｌ_zはそれぞれ独立に２個以上の結合手を持つ原子を表し、ｎは０または１を表し、ＸａはＬ_xの隣接位に配位可能な原子を有する置換基を表し、ＹａはＬ_zの隣接位に配位可能な原子を有する置換基を表す。さらにＸａの任意の部分とＬ_xとは互いに縮合して環を形成してもよく、Ｙａの任意の部分とＬ_zとは互いに縮合して環を形成してもよく、Ｌ_xとＬ_zとは互いに縮合して環を形成してもよく、さらに分子内に芳香族炭化水素環または芳香族複素環が少なくとも一つ存在する。ただし、Ｘａ−（Ｌ_x）−（Ｌ_y）_n−（Ｌ_z）−Ｙａがβ−ジケトン誘導体やβ−ケトエステル誘導体、β−ケトアミド誘導体または前記ケトンの酸素原子を硫黄原子または−Ｎ（Ｒ₂₀₁）−に置き換えたもの、クラウンエーテルやアザクラウンエーテルまたはチアクラウンエーテルまたはクラウンエーテルの酸素原子を任意の数だけ硫黄原子または−Ｎ（Ｒ₂₀₁）−に置き換えたクラウンエーテルを表す場合には芳香族炭化水素環または芳香族複素環は無くてもよい。−Ｎ（Ｒ₂₀₁）−において、Ｒ₂₀₁は、水素原子、置換または無置換のアルキル基、置換または無置換のアリール基を表す。
【０１７４】
一般式（Ｂ）において、ＸａおよびＹａで表される配位可能な原子とは、具体的には酸素原子、窒素原子、硫黄原子、セレン原子、テルル原子であり、特に酸素原子、窒素原子、硫黄原子であることが好ましい。
【０１７５】
一般式（Ｂ）において、Ｌｘ、Ｌｙ、Ｌｚで表される２個以上の結合手を持つ原子としては、特に制限はないが、代表的には炭素原子、酸素原子、窒素原子、シリコン原子、チタン原子等が挙げられるが、好ましいものは炭素原子である。
【０１７６】
以下に一般式（Ｂ）で表される希土類錯体系蛍光体の具体例を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【０１７７】
【化５９】

【０１７８】
【化６０】

【０１７９】
【化６１】

【０１８０】
【化６２】

【０１８１】
色変換部を設ける場所は、前記光学的微小共振構造を有する有機ＥＬ部からの発光を吸収できる位置であれば特に限定はないが、透明電極と透明基体との間、または、透明基体の前記透明電極とは反対側（発光を取り出す前側）に設けることが好ましい。
【０１８２】
上記色変換部は、上記蛍光体を蒸着あるいはスパッタリング法による製膜や、適当な樹脂をバインダとしてその中に分散させた塗布膜等いずれの形態であっても構わない。膜厚は、１００ｎｍ〜５ｍｍ程度が適当である。ここで、適当な樹脂をバインダとしてその中に分散させた塗布膜とする場合、蛍光体の分散濃度は、蛍光の濃度消光を起こすことがなく、かつ、有機ＥＬ部からの発光を十分に吸収できる範囲であればよい。蛍光体の種類によるが、使用する樹脂１ｇに対して１０^-7〜１０^-3モル程度が適当である。無機蛍光体の場合は、濃度消光がほとんど問題とならないため、樹脂１ｇに対して０．１〜１０ｇ程度使用できる。
【０１８３】
本発明に用いられる封止手段としては、封止部材と、電極、透光性基板とを接着剤で接着する方法を挙げることができる。封止部材としては、有機ＥＬ素子の表示領域を覆うように配置されておればよく、凹板状でも、平板状でもよい。また、透明性、電気絶縁性を特に問わない。具体的には、ガラス板、ポリマー板、金属板等が挙げられる。ガラス板としては、特にソーダ石灰ガラス、バリウム・ストロンチウム含有ガラス、鉛ガラス、アルミノケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス、バリウムホウケイ酸ガラス、石英等を挙げることができる。また、ポリマー板としては、ポリカーボネート、アクリル、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルサルファイド、ポリサルフォン等を挙げることができる。金属板としては、ステンレス、鉄、銅、アルミニウム、マグネシウム、ニッケル、亜鉛、クロム、チタン、モリブテン、シリコン、ゲルマニウムおよびタンタルからなる群から選ばれる一種以上の金属または合金からなるものが挙げられる。なお、封止部材を凹状に加工するのは、サンドブラスト加工、化学エッチング加工等が使われる。
【０１８４】
接着剤として具体的には、アクリル酸系オリゴマー、メタクリル酸系オリゴマーの反応性ビニル基を有する光硬化および熱硬化型接着剤、２−シアノアクリル酸エステルなどの湿気硬化型等の接着剤を挙げることができる。また、エポキシ系などの熱および化学硬化型（二液混合）を挙げることができる。また、ホットメルト型のポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィンを挙げることができる。また、カチオン硬化タイプの紫外線硬化型エポキシ樹脂接着剤を挙げることができる。なお、有機ＥＬ素子が熱処理により劣化する場合があるので、室温から８０℃までに接着硬化できるものが好ましい。また、前記接着剤中に乾燥剤を分散させておいてもよい。封止部分への接着剤の塗布は、市販のディスペンサーを使ってもよいし、スクリーン印刷のように印刷してもよい。
【０１８５】
封止部材と有機ＥＬ素子の表示領域との間隙には、気相および液相では、窒素、アルゴン等の不活性気体や、フッ化炭化水素、シリコンオイルのような不活性液体を注入することが好ましい。また、真空とすることも可能である。また、内部に吸湿性化合物を封入することもできる。
【０１８６】
吸湿性化合物としては例えば金属酸化物（例えば、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化カルシウム、酸化バリウム、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム等）、硫酸塩（例えば、硫酸ナトリウム、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム、硫酸コバルト等）、金属ハロゲン化物（例えば、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、フッ化セシウム、フッ化タンタル、臭化セリウム、臭化マグネシウム、沃化バリウム、沃化マグネシウム等）、過塩素酸類（例えば過塩素酸バリウム、過塩素酸マグネシウム等）等があげられ、硫酸塩、金属ハロゲン化物および過塩素酸類においては無水塩が好適に用いられる。
【０１８７】
さらに、本発明の有機ＥＬ素子は、蛍光物質等を含有した色変換層または色変換フィルターを素子の内部または外部に有していても良く、また、カラーフィルター等の色相改良フィルターを有していても良い。
【０１８８】
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子から構成される表示装置の一例を図面に基づいて以下に説明する。
【０１８９】
図１は、有機エレクトロルミネッセンス素子から構成される表示装置の一例を示した模式図である。有機エレクトロルミネッセンス素子の発光により画像情報の表示を行う、例えば、携帯電話等のディスプレイの模式図である。
【０１９０】
ディスプレイ１は、複数の画素を有する表示部Ａ、画像情報に基づいて表示部Ａの画像走査を行う制御部Ｂ等からなる。
【０１９１】
制御部Ｂは、表示部Ａと電気的に接続され、複数の画素それぞれに外部からの画像情報に基づいて走査信号と画像データ信号を送り、走査信号により走査線毎の画素が画像データ信号に応じて順次発光して画像走査を行って画像情報を表示部Ａに表示する。
【０１９２】
図２は、表示部の模式図である。表示部Ａは基板上に、複数の走査線５及びデータ線６を含む配線部と、複数の画素３等とを有する。表示部Ａの主要な部材の説明を以下に行う。図においては、画素３の発光した光が、白矢印方向（下方向）へ取り出される場合を示している。配線部の走査線５及び複数のデータ線６は、それぞれ導電材料からなり、走査線５とデータ線６は格子状に直交して、直交する位置で画素３に接続している（詳細は図示せず）。
【０１９３】
画素３は、走査線５から走査信号が印加されると、データ線６から画像データ信号を受け取り、受け取った画像データに応じて発光する。発光の色が赤領域の画素、緑領域の画素、青領域の画素を、適宜、同一基板上に並置することによって、フルカラー表示が可能となる。
【０１９４】
次に、画素の発光プロセスを説明する。図３は、画素の模式図である。
画素は、有機エレクトロルミネッセンス素子１０、スイッチングトランジスタ１１、駆動トランジスタ１２、コンデンサ１３等を備えている。複数の画素に有機エレクトロルミネッセンス素子１０として、赤色、緑色、青色発光有機エレクトロルミネッセンス素子を用い、これらを同一基板上に並置することでフルカラー表示を行うことができる。
【０１９５】
図３において、制御部からデータ線６を介してスイッチングトランジスタ１１のドレインに画像データ信号が印加される。そして、制御部から走査線５を介してスイッチングトランジスタ１１のゲートに走査信号が印加されると、スイッチングトランジスタ１１の駆動がオンし、ドレインに印加された画像データ信号がコンデンサ１３と駆動トランジスタ１２のゲートに伝達される。
【０１９６】
画像データ信号の伝達により、コンデンサ１３が画像データ信号の電位に応じて充電されるとともに、駆動トランジスタ１２の駆動がオンする。駆動トランジスタ１２は、ドレインが電源ライン７に接続され、ソースが有機エレクトロルミネッセンス素子１０の電極に接続されており、ゲートに印加された画像データ信号の電位に応じて電源ライン７から有機エレクトロルミネッセンス素子１０に電流が供給される。
【０１９７】
制御部の順次走査により走査信号が次の走査線５に移ると、スイッチングトランジスタ１１の駆動がオフする。しかし、スイッチングトランジスタ１１の駆動がオフしてもコンデンサ１３は充電された画像データ信号の電位を保持するので、駆動トランジスタ１２の駆動はオン状態が保たれて、次の走査信号の印加が行われるまで有機エレクトロルミネッセンス素子１０の発光が継続する。順次走査により次に走査信号が印加されたとき、走査信号に同期した次の画像データ信号の電位に応じて駆動トランジスタ１２が駆動して有機エレクトロルミネッセンス素子１０が発光する。
【０１９８】
すなわち、有機エレクトロルミネッセンス素子１０の発光は、複数の画素それぞれの有機エレクトロルミネッセンス素子１０に対して、アクティブ素子であるスイッチングトランジスタ１１と駆動トランジスタ１２を設けて、複数の画素それぞれの有機エレクトロルミネッセンス素子１０の発光を行っている。このような発光方法をアクティブマトリクス方式と呼んでいる。
【０１９９】
ここで、有機エレクトロルミネッセンス素子１０の発光は、複数の階調電位を持つ多値の画像データ信号による複数の階調の発光でもよいし、２値の画像データ信号による所定の発光量のオン、オフでもよい。
【０２００】
また、コンデンサ１３の電位の保持は、次の走査信号の印加まで継続して保持してもよいし、次の走査信号が印加される直前に放電させてもよい。
【０２０１】
本発明においては、上述したアクティブマトリクス方式に限らず、走査信号が走査されたときのみデータ信号に応じて有機エレクトロルミネッセンス素子を発光させるパッシブマトリクス方式の発光駆動でもよい。
【０２０２】
図４は、パッシブマトリクス方式による表示装置の模式図である。図４において、複数の走査線５と複数の画像データ線６が画素３を挟んで対向して格子状に設けられている。
【０２０３】
順次走査により走査線５の走査信号が印加されたとき、印加された走査線５に接続している画素３が画像データ信号に応じて発光する。
【０２０４】
パッシブマトリクス方式では画素３にアクティブ素子が無く、製造コストの低減が計れる。
【０２０５】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明の態様はこれに限定されない。
【０２０６】
実施例１
発光材料としての評価
陽極として一方の表面にＩＴＯを１００ｎｍ製膜した透明ガラス基板（ミクロ技術研究所製、表面抵抗３０Ω）を、市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに固定し、一方、タンタル製抵抗加熱ボートに、化合物Ｈ−１を２００ｍｇ入れ、別のタンタル製抵抗加熱ボートに比較の化合物Ｌ−１を２００ｍｇ入れ、別のタンタル製抵抗加熱ボートにＢＣを２００ｍｇ入れ、別のタンタル製抵抗加熱ボートにＡｌｑ３を２００ｍｇ入れて真空蒸着装置に取付けた。
【０２０７】
次いで、真空槽を４×１０^-4Ｐａまで減圧した後、化合物Ｈ−１の入った前記加熱ボートに通電して、膜厚３０ｎｍの正孔輸送層を設けた。更に、化合物Ｌ−１の入った前記加熱ボートに通電して前記正孔輸送層上に蒸着して、膜厚４０ｎｍの発光層を設けた。更に、ＢＣの入った前記加熱ボートに通電して前記発光層上に蒸着して、膜厚１０ｎｍの正孔阻止層を設けた。更に、Ａｌｑ３の入った前記加熱ボートに通電して前記正孔阻止層上に膜厚２０ｎｍの電子輸送層を設けた。
【０２０８】
次に、真空槽をあけ、電子輸送層の上にステンレス鋼製の長方形穴あきマスクを設置し、一方、タンタル製抵抗加熱ボートにマグネシウム３ｇを入れ、タングステン製の蒸着用バスケットに銀を０．５ｇ入れ、再び真空槽を２×１０^-4Ｐａまで減圧した後、マグネシウム入りのボートに通電してマグネシウムを蒸着し、この際、同時に銀のバスケットを加熱し、銀を蒸着し、膜厚１１０ｎｍにして、前記マグネシウムと銀との混合物から成る対向電極とすることにより、比較用有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１−１を作製した。
【０２０９】
これと同様にして、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１−１の発光材料である化合物Ｌ−１のみを表１に示す化合物に置き換えた有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１−２〜ＯＬＥＤ１−１５を作製した。
【０２１０】
これらの素子のＩＴＯ電極を陽極、マグネシウムと銀からなる対向電極として温度２３度、乾燥窒素ガス雰囲気下で１０Ｖ直流電圧印加による連続点灯を行い、点灯開始時の発光輝度（ｃｄ／ｍ²）および輝度の半減する時間、発光効率（ルーメン／Ｗ）を測定した。結果を表１に示す。（但し、発光輝度、輝度の半減する時間、及び発光効率は、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１−１の発光輝度、輝度の半減する時間、及び発光効率をそれぞれ１００とした相対値で表した。）なお、発光輝度はミノルタ製ＣＳ−１０００を用いて測定した。
【０２１１】
【表１】

【０２１２】
【化６３】

【０２１３】
【化６４】

【０２１４】
表１から明らかなように、本発明の化合物を有機ＥＬ素子の発光材料として使用した試料（ＯＬＥＤ１−６〜ＯＬＥＤ１−１５）はいずれも発光色が青紫で、発光輝度が高く高効率・長寿命であることがわかる。
【０２１５】
実施例２
発光層のホスト材料としての評価１
本発明の化合物（Ｉ）−３２とＤＣＭ−２を１００：１の質量比で蒸着した膜厚４０ｎｍの発光層を使用する以外は、実施例１と同様の方法で有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２−１を作製した。この素子を温度２３度、乾燥窒素ガス雰囲気下で１５Ｖ直流電圧印加すると、赤色の発光が得られた。
【０２１６】
上記有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２−１の、ＤＣＭ−２をＱｄ−２またはＢＣｚＶＢｉに替えることによって、それぞれ、緑色または青色の発光が得られた。
【０２１７】
【化６５】

【０２１８】
実施例３
発光層のホスト材料としての評価２
陽極として一方の表面にＩＴＯを１００ｎｍ製膜した透明ガラス基板（ミクロ技術研究所製、表面抵抗３０Ω）を、市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに固定し、一方、タンタル製抵抗加熱ボートに、α−ＮＰＤを２００ｍｇ入れ、別のタンタル製抵抗加熱ボートにＣＢＰを２００ｍｇ入れ、別のタンタル製抵抗加熱ボートにＢＣを２００ｍｇ入れ、さらに別のタンタル製抵抗加熱ボートにＡｌｑ３を２００ｍｇ入れ、真空蒸着装置に取付けた。
【０２１９】
【化６６】

【０２２０】
次いで、真空槽を４×１０^-4Ｐａまで減圧した後、α−ＮＰＤの入った前記加熱ボートに通電して、膜厚３０ｎｍの正孔輸送層を設けた。更に、ＣＢＰとＩｒ−１の入った前記加熱ボートに通電して前記正孔輸送層上に共蒸着して、膜厚２０ｎｍの発光層を設けた。更に、ＢＣの入った前記加熱ボートに通電して前記発光層上に蒸着して、膜厚１０ｎｍの正孔阻止層を設けた。さらにその上にＡｌｑ３の入った前記ボートに通電して前記正孔阻止層上に蒸着して膜厚４０ｎｍの電子輸送層を設けた。
【０２２１】
次に、真空槽をあけ、電子輸送層の上にステンレス鋼製の長方形穴あきマスクを設置し、一方、タンタル製抵抗加熱ボートにマグネシウム３ｇを入れ、タングステン製の蒸着用バスケットに銀を０．５ｇ入れ、再び真空槽を２×１０^-4Ｐａまで減圧した後、マグネシウム入りのボートに通電してマグネシウムを蒸着し、この際、同時に銀のバスケットを加熱し、銀を蒸着し、膜厚１１０ｎｍにして、前記マグネシウムと銀との混合物から成る対向電極とすることにより、比較用有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３−１を作製した。
【０２２２】
上記において、発光層のホスト材料であるＣＢＰを表２に示す化合物に置き換えた以外は、全く同じ方法で、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３−２〜ＯＬＥＤ３−１４を作製した。
【０２２３】
これらの素子のＩＴＯ電極を陽極、マグネシウムと銀からなる対向電極を陰極として温度２３度、乾燥窒素ガス雰囲気下で１１Ｖ直流電圧印加による連続点灯を行い、点灯開始時の発光輝度（ｃｄ／ｍ²）、輝度の半減する時間及び発光効率（ルーメン／Ｗ）を測定した。結果を表２に示す。（但し、発光輝度、輝度の半減する時間、及び発光効率は、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３−１の発光輝度、輝度の半減する時間、及び発光効率をそれぞれ１００とした相対値で表した。）なお、発光色は緑色であった。
【０２２４】
【表２】

【０２２５】
【化６７】

【０２２６】
表２から明らかなように、本発明の化合物を有機ＥＬ素子の発光層のホスト材料として使用した試料（ＯＬＥＤ３−５〜ＯＬＥＤ３−１４）は、燐光発光性化合物をドーパントにしても、高効率・長寿命の素子を実現できる。
【０２２７】
実施例４
電子輸送層としての評価
陽極として一方の表面にＩＴＯを１００ｎｍ製膜した透明ガラス基板（ミクロ技術研究所製、表面抵抗３０Ω）を、市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに固定し、一方、モリブデン製抵抗加熱ボートに、ｍ−ＭＴＤＡＴＡを２００ｍｇ入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにＤＰＶＢｉを２００ｍｇ入れ、また別のモリブデン製抵抗加熱ボートにＢＣを２００ｍｇ入れ真空蒸着装置に取付けた。
【０２２８】
【化６８】

【０２２９】
次いで、真空槽を４×１０^-4Ｐａまで減圧した後、ｍ−ＭＴＤＡＴＡの入った前記加熱ボートに通電して、２２０℃まで加熱し、蒸着速度０．１〜０．３ｎｍ／ｓｅｃで透明支持基板に膜厚４０ｎｍで蒸着し、さらに、ＤＰＶＢｉの入った前記加熱ボートに通電して、２２０℃まで加熱し、蒸着速度０．１〜０．３ｎｍ／ｓｅｃで膜厚４０ｎｍで蒸着し、発光層を設けた。蒸着時の基板温度は室温であった。
【０２３０】
ついで、ＢＣの入った前記加熱ボートに通電して、２２０℃まで加熱し、蒸着速度０．１〜０．３ｎｍ／ｓｅｃで膜厚２０ｎｍの電子輸送層を設けた。
【０２３１】
次に、真空槽をあけ、電子輸送層の上にステンレス鋼製の長方形穴あきマスクを設置し、一方、モリブデン製抵抗加熱ボートにマグネシウム３ｇを入れ、タングステン製の蒸着用バスケットに銀を０．５ｇ入れ、再び真空槽を２×１０^-4Ｐａまで減圧した後、マグネシウム入りのボートに通電して蒸着速度１．５〜２．０ｎｍ／ｓｅｃでマグネシウムを蒸着し、この際、同時に銀のバスケットを加熱し、蒸着速度０．１ｎｍ／ｓｅｃで銀を蒸着し、前記マグネシウムと銀との混合物から成る陰極とすることにより、比較用有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ４−１を作製した。
【０２３２】
上記有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ４−１の電子輸送材料であるＢＣを表３に記載の化合物に替えた以外は有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ４−１と同様にして、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ４−２〜ＯＬＥＤ４−１６を作製した。これらの素子を温度２３度、乾燥窒素ガス雰囲気下で１５Ｖ直流電圧印加による連続点灯を行い、点灯開始時の発光輝度（ｃｄ／ｍ²）、輝度の半減する時間及び発光効率（ルーメン／Ｗ）を測定した。発光輝度は有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ４−１の輝度を１００とした時の相対値で表し、輝度の半減する時間は有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ４−１の輝度が半減する時間を１００とした相対値で表し、発光効率は有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ４−１の発光効率を１００とした相対値で表した。結果を表３に示す。発光色は青色であった。
【０２３３】
【表３】

【０２３４】
【化６９】

【０２３５】
表３より、本発明の化合物を用いた有機ＥＬ素子は、点灯開始時の発光輝度、輝度の半減する時間及び発光効率が改善されているのが分かる。
【０２３６】
実施例５
陰極バッファー層との積層
実施例１で作製した有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１−１６の陰極をＡｌに置き換え、電子輸送層と陰極の間にフッ化リチウムを膜厚０．５ｎｍ蒸着して陰極バッファー層を設けた以外は同様にして有機ＥＬ素子（ＯＬＥＤ５−１）を作製した。
【０２３７】
実施例１と同様に点灯開始時の発光輝度（ｃｄ／ｍ²）、発光効率（ルーメン／Ｗ）および輝度の半減する時間を測定したところ、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１−１５との相対比較で、発光輝度２３１、発光効率２０５、輝度の半減する時間２７５となった。また、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１−６〜１−１４についても、同様に、陰極バッファー層を導入するとさらに効果的であった。
【０２３８】
実施例６
色変換層を有する表示装置
実施例１で作製した有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１−１５の、陰極をＡｌ、陰極バッファー層をＬｉＦに置き換えた以外は、同様の方法により、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ６−１を作製した。
【０２３９】
〈無機蛍光体を用いた色変換フィルターの作製〉
平均粒径５ｎｍのアエロジル０．１６ｇにエタノール１５ｇ及びγ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン０．２２ｇを加えて開放系室温下１時間攪拌した。この混合物と（ＲＬ−１２）２０ｇとを乳鉢に移し、よくすり混ぜた後、７０℃のオーブンで２時間、さらに１２０℃のオーブンで２時間加熱し、表面改質した（ＲＬ−１２）を得た。
【０２４０】
また、同様にして、（ＧＬ−１０）と（ＢＬ−３）の表面改質も行った。
上記の表面改質を施した（ＲＬ−１２）１０ｇに、トルエン／エタノール＝１／１の混合溶液（３００ｇ）に溶解したブチラール樹脂（エスレックＢＸ−１）３０ｇを加え、攪拌した後、Ｗｅｔ膜厚２００μｍでガラス上に塗布した。得られた塗布済みガラスを１００℃のオーブンで４時間加熱乾燥し、ガラス上に色変換層が形成された赤色変換フィルター（Ｆ−１）を作製した。
【０２４１】
また、これと同じ方法で（ＧＬ−１０）を塗設した緑色変換フィルター（Ｆ−２）及び（ＢＬ−３）を塗設した青色変換フィルター（Ｆ−３）を作製した。
【０２４２】
続いて、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ６−１の透明基板の下側に、色変換部として青色変換フィルター（Ｆ−３）をストライプ状に貼り付けた。本実施例の有機エレクトロルミネッセンス素子は、以下のような構成である。
【０２４３】
色変換部／透明基板／陽極／有機化合物薄膜／陰極
この素子に１５Ｖの電圧を印加したところ、３２０ｃｄ／ｍ²鮮明な青色の発光が得られた。発光スペクトルの極大発光波長は４４８ｎｍ、ＣＩＥ色度座標上で、（０．１５、０．０６）となった。
【０２４４】
さらに、上記色変換部の青色変換フィルター（Ｆ−３）を、緑色変換フィルター（Ｆ−２）または赤色変換フィルター（Ｆ−１）に代えた有機エレクトロルミネッセンス素子を作製した。その結果、緑色変換フィルター（Ｆ−２）を設けた有機エレクトロルミネッセンス素子からは、２５０ｃｄ／ｍ²、極大発光波長５３２ｎｍ、ＣＩＥ色度座標上（０．２４、０．６３）の緑色光が、赤色変換フィルター（Ｆ−１）を設けた有機エレクトロルミネッセンス素子からは、１７０ｃｄ／ｍ²、極大発光波長６１５ｎｍ、ＣＩＥ色度座標上（０．６３、０．３３）の赤色光が、それぞれ得られた。
【０２４５】
上記、青色光、緑色光及び赤色光の発光輝度は、いずれも特許第２７９５９３２号の実施例に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の発光輝度より優れたものである。
【０２４６】
また、以下のような色変換部の位置を透明基板の上側に変更した以下の層構成の有機エレクトロルミネッセンス素子を作製した。
【０２４７】
透明基板／色変換部／陽極／有機化合物薄膜／陰極
この場合も、上記青、緑、赤色とほぼ同様の極大発光波長、ＣＩＥ色度座標の発光スペクトルが得られた。
【０２４８】
実施例７
フルカラー表示装置
図２の複数の画素３を有する表示部Ａにおいて、複数の画素３が備えている複数の有機エレクトロルミネッセンス素子をすべて、実施例６に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子（ＯＬＥＤ６−１）とした表示装置を作製した。この時点で表示装置に電圧を印加すると、すべての画素３から青紫色の発光が得られた。
【０２４９】
次に、実施例６に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子（図５（ａ））及びこれとは透明基板と色変換層の位置が異なる有機エレクトロルミネッセンス素子（図５（ｂ））を作製した。図５は、色変換層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子を厚さ方向から見た断面図である。図５（ａ）において有機エレクトロルミネッセンス素子１０は、ガラス製の透明基板１０ｄの上側に有機ＥＬ部Ｙを、下側に色変換部Ｘを積層している。
【０２５０】
図中、参照符号の１０ａはＡｌ製の陰極、１０ｂは発光層を含む有機化合物薄膜、１０ｃは陽極（ＩＴＯ透明電極）、１０ｄは透明基板、１０ｅは実施例６で作製した赤色変換フィルター（Ｆ−１）、緑色変換フィルター（Ｆ−２）、青色変換フィルター（Ｆ−３）をストライプ状に並置した色変換層である。
【０２５１】
陰極１０ａ及び透明電極１０ｃを介して有機化合物薄膜１０ｂに電流が供給されると電流量に応じて発光した。このときの発光は、図中の下側方向へ取り出した。そして、発光した光は透明基板１０ｄを介して色変換層１０ｅに吸収され、色変換層が赤色変換能を有する場合（赤色変換フィルター（Ｆ−１）部分）には赤領域の、緑色変換能（緑色変換フィルター（Ｆ−２）部分）を有する場合には緑領域の、青色変換能を有する場合（青色変換フィルター（Ｆ−３）部分）には青領域の色の発光を、図中白矢印のような方向に取り出すことができた。
【０２５２】
図５（ｂ）に示すように、透明基板１０ｄの上側に色変換部Ｘと有機ＥＬ部Ｙをこの順序で積層した場合でも、図５（ａ）の場合と同様に、赤色、緑色及び青色の発光が得られた該表示装置を駆動することにより、輝度の高い鮮明なフルカラー動画表示が得られた。
【０２５３】
【発明の効果】
本発明の化合物により、発光輝度・寿命に優れた有機ＥＬ素子を提供できた。また、発光輝度・寿命に優れた青〜青紫色に発光する有機ＥＬ素子を提供できた。
【図面の簡単な説明】
【図１】有機エレクトロルミネッセンス素子から構成される表示装置の一例を示した模式図である。
【図２】表示部の模式図である。
【図３】画素の模式図である。
【図４】パッシブマトリクス方式による表示装置の模式図である。
【図５】色変換層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子を厚さ方向から見た断面図である。
【符号の説明】
１ ディスプレイ
３ 画素
５ 走査線
６ データ線
７ 電源ライン
１０ 有機エレクトロルミネッセンス素子
１０ａ 陰極
１０ｂ 有機化合物薄膜
１０ｃ 透明電極
１０ｄ 透明基板
１０ｅ 色変換層
１１ スイッチングトランジスタ
１２ 駆動トランジスタ
１３ コンデンサ
Ａ 表示部
Ｂ 制御部
Ｘ 色変換部
Ｙ 有機ＥＬ部

Claims (18)

1. 電界の印加により発光する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、下記一般式（１）で表される有機化合物を含有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
   

   

   〔式中、Ｒ₁〜Ｒ₄はそれぞれ独立に水素原子、置換又は無置換のアルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基又はハロゲン原子を表し、Ａｒ₁は２価の芳香族炭化水素基を表し、Ａｒ₂は下記の一般式（２）で表されるアリール基を表す。〕
   

   

   〔式中、Ｒ₉は水素原子、置換又は無置換のアルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基又はハロゲン原子を表し、Ｒ₅〜Ｒ₈はそれぞれ独立に水素原子、を表す。〕
2. 一般式（１）のＡｒ₁が下記一般式（３）〜（５）の中から選ばれるいずれかひとつの２価のアリーレン基を表すことを特徴とする請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
   

   

   〔式中、Ｒ₁₀〜Ｒ₂₅はそれぞれ独立に水素原子、アルキル基、アルコキシ基またはハロゲン原子を表す。〕
3. 前記一般式（１）で表されることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子材料。
4. 一般式（１）のＡｒ ₁ が前記一般式（３）〜（５）の中から選ばれるいずれかひとつの２価のアリーレン基で表されることを特徴とする請求項３に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子材料。
5. 前記有機エレクトロルミネッセンス素子は、ＣＩＥ色度座標の紫青、青紫又は紫の領域で発光することを特徴とする請求項１又は２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
6. 電子が流入する陰極と、前記陰極と隣接する有機化合物からなる電子輸送層と、正孔が流入する陽極と、前記陽極と隣接する有機化合物からなる正孔輸送層とを有し、前記有機化合物が、前記電子輸送層と前記正孔輸送層の間に挟持される発光層を構成していることを特徴とする請求項１又は２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
7. 電子が流入する陰極と、前記陰極と隣接する有機化合物からなる電子輸送層と、正孔が流入する陽極と、電子と正孔が再結合して発光する発光層と、前記陽極と隣接する有機化合物からなる正孔輸送層とを有し、前記有機化合物は、前記陰極と前記発光層の間に挟持される電子輸送層に含有されることを特徴とする請求項１又は２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
8. 電子が流入する陰極と、前記陰極と隣接する有機化合物からなる電子輸送層と、正孔が流入する陽極と、電子と正孔が再結合して発光する発光層と、前記陽極と隣接する有機化合物からなる正孔輸送層とを有し、前記有機化合物は、前記発光層と前記電子輸送層の間に挟持される正孔ブロック層に含有されることを特徴とする請求項１又は２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
9. 陰極と電子輸送層の間に、バッファー層を有することを特徴とする請求項５に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
10. 蛍光性化合物と燐光性化合物の両方を含有する発光層をもつ有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記蛍光性化合物が前記一般式（１）で表される化合物を含有し、かつ、素子となった状態での電界発光によって得られる発光波長は、前記蛍光性化合物の蛍光極大波長よりも長波であることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
11. 一般式（１）のＡｒ ₁ が前記一般式（３）〜（５）の中から選ばれるいずれかひとつの２価のアリーレン基で表されることを特徴とする請求項１０に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
12. 燐光性化合物が、重金属錯体系化合物であることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
13. 燐光性化合物が、元素の周期律表における VIII 属の金属を中心金属とする錯体系化合物であることを特徴とする請求項１２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
14. 燐光性化合物が、オスミウム、イリジウム、または、白金錯体系化合物であることを特徴とする請求項１３に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
15. 燐光性化合物からの発光の極大波長よりも更に長波な領域に、蛍光極大波長を有する蛍光性化合物を少なくとも１種含有することを特徴とする請求項１０〜１４のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
16. 少なくとも、請求項１、２、請求項５〜１５のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を複数備えたことを特徴とする表示装置。
17. 表示装置が、発光の極大波長が異なる前記有機エレクトロルミネッセンス素子を同一基板上に２つ以上設けていることを特徴とする請求項１６に記載の表示装置。
18. 光を吸収し、該吸収した光と異なる極大波長に変換して発光する変換層を有し、前記変換層は、前記有機エレクトロルミネッセンス素子の発光の極大波長を変換することを特徴とする請求項１６又は１７に記載の表示装置。

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