JP4048792B2 - 有機エレクトロルミネッセンス素子及び表示装置 - 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（以下有機ＥＬとも略記する）素子及びそれを有する表示装置に関し、詳しくは、発光輝度に優れた有機ＥＬ素子及びそれを有する表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
発光型の電子ディスプレイデバイスとして、エレクトロルミネッセンスディスプレイ（ＥＬＤ）がある。ＥＬＤの構成要素としては、無機エレクトロルミネッセンス素子や有機ＥＬ素子が挙げられる。無機エレクトロルミネッセンス素子は平面型光源として使用されてきたが、発光素子を駆動させるためには交流の高電圧が必要である。有機ＥＬ素子は、発光する化合物を含有する発光層を、陰極と陽極で挟んだ構成で、発光層に電子及び正孔を注入して、再結合させることにより励起子（エキシトン）を生成させ、このエキシトンが失活する際の光の放出（蛍光、りん光）を利用して発光する素子であり、数Ｖ〜数十Ｖ程度の電圧で発光が可能であり、さらに、自己発光型であるために視野角に富み、視認性が高く、薄膜型の完全固体素子であるために、省スペース、携帯性等の観点から注目されている。
【０００３】
しかしながら、今後の実用化に向けた有機ＥＬ素子には、さらなる低消費電力で効率よく高輝度に発光する有機ＥＬ素子の開発が望まれている。
【０００４】
これまで、様々な有機ＥＬ素子が報告されている。たとえば、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，Ｖｏｌ．５１、９１３頁あるいは特開昭５９−１９４３９３号に記載の正孔注入層と有機発光体層とを組み合わせたもの、特開昭６３−２９５６９５号に記載の正孔注入層と電子注入輸送層とを組み合わせたもの、Ｊｐｎ．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｉｓｙｃｓ，ｖｏｌ．１２７，Ｎｏ．２，２６９〜２７１頁に記載の正孔移動層と発光層と電子移動層とを組み合わせたものがそれぞれ開示されている。しかしながら、より高輝度な素子が求められており、エネルギー変換効率、発光量子効率の更なる向上が期待されている。
【０００５】
また、発光寿命が短いという問題点も指摘されている。こうした経時での輝度劣化の要因は完全には解明されていないが、発光中の有機ＥＬ素子は自ら発する光、及びその時に発生する熱等によって薄膜を構成する有機化合物自体の分解、薄膜中での有機化合物の結晶化等、有機ＥＬ素子の材料である有機化合物に由来する要因も指摘されている。
【０００６】
また、電子輸送材料は、現在のところ知見が少なく、反結合軌道を利用することも相俟って、実用に耐える有用な高性能な電子輸送材料は見い出されていない。例えば、九州大学の研究グループは、オキサジアゾール系誘導体である２−（４−ビフェニル）−５−（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（ｔ−ＢｕＰＢＤ）をはじめ、薄膜安定性を向上させたオキサジアゾール２量体系誘導体の１，３−ビス（４−ｔ−ブチルフェニル−１，３，４−オキサジアゾジル）−ビフェニレン（ＯＸＤ−１）、１，３−ビス（４−ｔ−ブチルフェニル−１，３，４−オキサジアゾジル）−フェニレン（ＯＸＤ−７）（Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．ｖｏｌ．３１（１９９２），ｐ．１８１２）を提案している。また、山形大学の研究グループは、電子ブロック性に優れたトリアゾール系電子輸送材料を用いる白色発光の素子を作製している（Ｓｃｉｅｎｃｅ，３ Ｍａｒｃｈ １９９５，Ｖｏｌ．２６７，ｐ．１３３２）。さらに、特開平５−３３１４５９号公報には、フェナントロリン誘導体が電子輸送材料として有用であることが記載されている。
【０００７】
しかし、従来の電子輸送材料では、薄膜形成能が低く、容易に結晶化が起こるため、発光素子が破壊されてしまう問題があり、実用に耐える素子性能を発現できなかった。
【０００８】
これらの問題を解決する有機ＥＬ材料として、特開平９−８７６１６、特開平９−１９４４８７、特開２０００−１８６０９４には、分子内にけい素原子を含む化合物を発光材料または電子輸送材料として用いる例が記載されているが、発光効率及び発光寿命の両立については十分ではなかった。
【０００９】
また、発光層をホスト化合物及び微量の蛍光体で構成することにより、発光効率の向上を達成するという手法が報告されている。例えば、特許第３０９３７９６号では、スチルベン誘導体、ジスチリルアリーレン誘導体またはトリススチリルアリーレン誘導体に、微量の蛍光体をドープし、発光輝度の向上、素子の長寿命化を達成している。
【００１０】
また、８−ヒドロキシキノリンアルミニウム錯体をホスト化合物として、これに微量の蛍光体をドープした有機発光層を有する素子（特開昭６３−２６４６９２号公報）、８−ヒドロキシキノリンアルミニウム錯体をホスト化合物として、これにキナクリドン系色素をドープした有機発光層を有する素子（特開平３−２５５１９０号公報）が知られている。以上のように、蛍光量子収率の高い蛍光体をドープすることによって、従来の素子に比べて発光輝度を向上させている。
【００１１】
しかし、上記のドープされる微量の蛍光体からの発光は、励起一重項からの発光であり、励起一重項からの発光を用いる場合、一重項励起子と三重項励起子の生成比が１：３であるため、発光性励起種の生成確率が２５％であることと、光の取り出し効率が約２０％であるため、外部取り出し量子効率（ηｅｘｔ）の限界は５％とされている。ところが、プリンストン大から励起三重項からのりん光発光を用いる有機ＥＬ素子が報告され（Ｍ．Ａ．Ｂａｌｄｏ ｅｔ ａｌ．，Ｎａｔｕｒｅ、３９５巻、１５１−１５４ページ（１９９８年））、以来、室温でりん光を示す材料の研究が活発になってきている（例えば、Ｍ．Ａ．Ｂａｌｄｏｅｔ ａｌ．，Ｎａｔｕｒｅ、４０３巻、１７号、７５０−７５３ページ（２０００年）、米国特許６，０９７，１４７号等）。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最大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。
【００１２】
りん光性化合物をドーパントとして用いるときのホストは、りん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ることはもちろんであるが、その他にも満たすべき条件があることが分かってきた。
【００１３】
Ｔｈｅ １０ｔｈ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｗｏｒｋｓｈｏｐ ｏｎ Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ ａｎｄ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ（ＥＬ ’００、浜松）では、りん光性化合物についていくつかの報告がなされている。例えば、Ｉｋａｉ等はホール輸送性の化合物をりん光性化合物のホストとして用いている。また、Ｍ．Ｅ．Ｔｏｍｐｓｏｎ等は、各種電子輸送材料をりん光性化合物のホストとして、これらに新規なイリジウム錯体をドープして用いている。さらに、Ｔｓｕｔｓｕｉ等はホールブロック層の導入により高い発光効率を得ている。
【００１４】
りん光性化合物のホスト化合物については、例えば、Ｃ．Ａｄａｃｈｉ ｅｔａｌ．，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，７７巻、９０４ページ（２０００年）等に詳しく記載されているが、高輝度の有機ＥＬ素子を得るためにホスト化合物に必要とされる性質について、より新しい観点からのアプローチが必要である。
【００１５】
しかし、いずれの報告も、有機ＥＬ素子の発光輝度と耐久性を両立しうる構成は得られていない。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、発光輝度及び耐久性の高い有機ＥＬ素子、及び該有機ＥＬ素子を用いた発光輝度及び耐久性の高い表示装置を提供することである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記目的は、下記手段（１）〜（４）により達成される。尚、１〜１６は参考手段である。
（１）ホスト化合物及びりん光性化合物を含有する発光層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子において、該ホスト化合物が下記一般式（６）で表される化合物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。
【化Ｂ】

（式中、Ｒ ₆₁ 、Ｒ ₆₂ 、Ｒ ₆₃ 、Ｒ ₆₄ 、Ｒ ₆₅ 、Ｒ ₆₆ 、Ｒ ₆₇ 、Ｒ ₆₈ 、Ｘ ₆ 及びＹ ₆ は水素原子または一価の置換基を表す。）
（２）りん光性化合物がイリジウム化合物、オスミウム化合物または白金化合物である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。
（３）りん光性化合物がイリジウム化合物であることを特徴とする前記（２）に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
（４）前記（１）〜（３）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有することを特徴とする表示装置。
【００１８】
１．前記一般式（１）で表される化合物の少なくとも１種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。
【００１９】
２．前記一般式（１）で表される化合物の少なくとも１種を発光層に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。
【００２０】
３．前記一般式（１）で表される化合物の少なくとも１種を電子輸送層に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。
【００２１】
４．ホスト化合物及びりん光性化合物を含有する発光層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子において、該ホスト化合物がけい素原子を含有する化合物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。
【００２２】
５．けい素原子を含有する化合物が前記一般式（２）で表される繰り返し構造単位を有するポリシランであることを特徴とする上記４に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００２３】
６．けい素原子を含有する化合物が前記一般式（３）で表される繰り返し構造単位を有するポリシランであることを特徴とする上記４に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００２４】
７．けい素原子を含有する化合物が前記一般式（４）で表される化合物であることを特徴とする上記４に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００２５】
８．前記一般式（４）において、Ｒ₄₁、Ｒ₄₂、Ｒ₄₃及びＲ₄₄の全てが芳香族基であることを特徴とする上記７に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００２６】
９．前記一般式（４）において、Ｒ₄₁、Ｒ₄₂、Ｒ₄₃及びＲ₄₄の少なくとも１つが縮合芳香族基であることを特徴とする上記７に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００２７】
１０．ホスト化合物が前記一般式（５）で表される化合物であることを特徴とする上記４に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００２８】
１１．ホスト化合物が前記一般式（６）で表される化合物であることを特徴とする上記４に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００２９】
１２．ホスト化合物が前記一般式（７）で表される化合物であることを特徴とする上記４に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００３０】
１３．前記一般式（７）において、Ｚ₇がＣＲ₇₅Ｒ₇₆、Ｏ、ＳｉＲ₇₈Ｒ₇₉であることを特徴とする上記１２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００３１】
１４．りん光性化合物がイリジウム化合物、オスミウム化合物または白金化合物であることを特徴とする上記４〜１３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。
【００３２】
１５．りん光性化合物がイリジウム化合物であることを特徴とする上記１４に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００３３】
１６．上記１〜１５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有することを特徴とする表示装置。
【００３４】
以下に本発明を詳細に説明する。
本発明は、特定構造のけい素化合物を用いて有機ＥＬ素子の発光輝度の向上及び耐久性の向上を目的になされたものであり、また、本発明は、けい素化合物をりん光発光用のホスト化合物として用いることにより、発光輝度の向上及び耐久性の向上を達成した有機ＥＬ素子、及び該有機ＥＬ素子を用いた発光輝度の高い、長寿命な表示装置を提供するものである。
【００３５】
まず、一般式（１）で表される化合物について説明する。
一般式（１）において、Ｒ₁₁、Ｒ₁₂、Ｒ₁₃、Ｒ₁₄、Ｘ₁及びＹ₁は水素原子または一価の置換基を表し、Ｚ₁はＣＲ₁₅Ｒ₁₆、Ｏ、Ｓ、ＳｉＲ₁₇Ｒ₁₈を表す。Ｒ₁₅、Ｒ₁₆、Ｒ₁₇及びＲ₁₈は水素原子または一価の置換基を表す。
【００３６】
Ｒ₁₁、Ｒ₁₂、Ｒ₁₃、Ｒ₁₄、Ｘ₁、Ｙ₁、Ｒ₁₅、Ｒ₁₆、Ｒ₁₇、Ｒ₁₈の一価の置換基としては、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、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、ベンジル基等）、アリール基（フェニル基、ナフチル基、ｐ−トリル基、ｐ−クロロフェニル基等）、アルキルオキシ基（メトキシ基、エトキシ基、ｉ−プロポキシ基、ブトキシ基等）、アリールオキシ基（フェノキシ基等）、アルキルチオ基（メチルチオ基、エチルチオ基、ｉ−プロピルチオ基等）、アリールチオ基（フェニルチオ基等）、ハロゲン原子（フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等）、シアノ基、ニトロ基、複素環基（ピロール基、ピロリジル基、ピラゾリル基、イミダゾリル基、ピリジル基、ベンズイミダゾリル基、ベンゾチアゾリル基、ベンゾオキサゾリル基等）、芳香族基等が挙げられる。芳香族基としては上記アリール基及びヘテロアリール基（ピロール基、ピラゾリル基、イミダゾリル基、ピリジル基等）が挙げられる。隣接する置換基同士は環を形成してもよい。好ましくは、Ｚ₁がＯまたはＳｉＲ₁₇Ｒ₁₈のときであり、一価の置換基の好ましい例としては、アルキル基または芳香族基である。
【００３７】
本発明の化合物は、固体状態において強い蛍光を持つ化合物であり、電場発光性にも優れており、発光材料として有効に使用できる。また、金属電極からの優れた電子注入性及び電子輸送性に非常に優れているため、他の発光材料を用いた有機ＥＬ素子に電子輸送材料として使用した場合、優れた発光効率を示す。
【００３８】
以下に具体的な化合物の例を挙げるが、本発明は、これらに限定されるものではない。
【００３９】
【化８】

【００４０】
【化９】

【００４１】
【化１０】

【００４２】
また、本発明者等はりん光性化合物のホスト化合物について鋭意検討を重ねた結果、分子内にけい素原子を有する化合物をホスト化合物として用いて、有機ＥＬ素子を作製した場合に、有機ＥＬ素子の発光輝度及び寿命が改善されることを見出した。
【００４３】
本発明でホスト化合物とは、２種以上の化合物で構成される発光層において、混合比（質量）の最も多い化合物であり、それ以外の化合物はドーパント化合物という。例えば、発光層を化合物Ａ、化合物Ｂという２種で構成し、その混合比が化合物Ａ：化合物Ｂ＝１０：９０であれば化合物Ａがドーパント化合物であり、化合物Ｂがホスト化合物である。更に、発光層を化合物Ａ、化合物Ｂ、化合物Ｃの３種から構成し、その混合比が化合物Ａ：化合物Ｂ：化合物Ｃ＝５：１０：８５であれば、化合物Ａ、化合物Ｂがドーパント化合物であり、化合物Ｃがホスト化合物である。本発明におけるりん光性化合物は、ドーパント化合物の一種である。
【００４４】
本発明でりん光性化合物とは、励起三重項からの発光が観測される化合物であり、りん光量子収率が２５℃において０．００１以上の化合物である。りん光量子収率は好ましくは０．０１以上、更に好ましくは０．１以上である。
【００４５】
上記りん光量子収率は、第４版実験化学講座７の分光IIの３９８ページ（１９９２年版、丸善）に記載の方法により測定できる。溶液中でのりん光量子収率は種々の溶媒を用いて測定できるが、本発明に用いられるりん光性化合物は、任意の溶媒のいずれかにおいて上記りん光量子収率が達成されればよい。
【００４６】
本発明で用いられるりん光性化合物としては、好ましくは周期律表でVIII属の金属を含有する錯体系化合物であり、さらに好ましくは、イリジウム、オスミウムまたは白金錯体系化合物である。より好ましくはイリジウム錯体系化合物である。
【００４７】
以下に、本発明で用いられるりん光性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。これらの化合物は、例えば、Ｉｎｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．４０巻、１７０４−１７１１頁に記載の方法等により合成できる。
【００４８】
【化１１】

【００４９】
【化１２】

【００５０】
【化１３】

【００５１】
また、別の形態では、ホスト化合物とりん光性化合物の他に、りん光性化合物からの発光の極大波長よりも長い波長領域に、蛍光極大波長を有する蛍光性化合物を少なくとも１種含有する場合もある。この場合、ホスト化合物とりん光性化合物からのエネルギー移動で、有機ＥＬ素子としての電界発光は蛍光性化合物からの発光が得られる。蛍光性化合物として好ましいのは、溶液状態で蛍光量子収率が高いものである。蛍光量子収率は１０％以上、特に３０％以上が好ましい。具体的な蛍光性化合物としては、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、または希土類錯体系蛍光体等が挙げられる。
【００５２】
ここでの蛍光量子収率も、前記第４版実験化学講座７の分光IIの３６２ページ（１９９２年版、丸善）に記載の方法により測定することができる。
【００５３】
以下，本発明に用いられるホスト化合物について説明する。
本発明のホスト化合物は分子内にけい素原子を含有する化合物であり、一般式（２）〜（７）で表される化合物のうち、一般式（６）で表される化合物である。
【００５４】
一般式（２）において、Ｒ₂₁及びＲ₂₂はアルキル基、芳香族基、アルコキシ基またはアリールオキシ基である。Ｒ₂₁及びＲ₂₂で表されるアルキル基の例としては、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、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、ベンジル基等が挙げられ、芳香族基の例としては、フェニル基、ナフチル基、ｐ−トリル基、ｐ−クロロフェニル基、ピロール基、ピラゾリル基、イミダゾリル基、ピリジル基、ベンズイミダゾリル基、ベンゾチアゾリル基、ベンゾオキサゾリル等が挙げられる。アルコキシ基の例としては、メトキシ基、エトキシ基、ｉ−プロポキシ基、ブトキシ基等が挙げられ、アリールオキシ基としてはフェノキシ基等が挙げられる。ｎは３以上の整数を表す。
【００５５】
また、一般式（３）においてＲ₃₁は一般式（２）中のＲ₂₁と同義であり、Ａｒ₃₁はアリーレン基を表す。Ａｒ₃₁で表されるアリーレン基の例としては、例えば１，４−フェニレン、１，５−ナフチレン基が挙げられ、Ｒ₃₂、Ｒ₃₃はそれぞれ独立に、アルキル基、芳香族基を表す。Ｒ₃₂、Ｒ₃₃で表されるアルキル基及び芳香族基は、前記Ｒ₂₁で表されるアルキル基及び芳香族基と同義である。
【００５６】
次に一般式（４）で表される化合物について説明する。一般式（４）においてＲ₄₁、Ｒ₄₂、Ｒ₄₃及びＲ₄₄は一価の置換基であり、少なくとも１個は芳香族基を表す。一価の置換基としては、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、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、ベンジル基等）、アリール基（フェニル基、ナフチル基、ｐ−トリル基、ｐ−クロロフェニル基等）、アルキルオキシ基（メトキシ基、エトキシ基、ｉ−プロポキシ基、ブトキシ基等）、アリールオキシ基（フェノキシ基等）、アルキルチオ基（メチルチオ基、エチルチオ基、ｉ−プロピルチオ基等）、アリールチオ基（フェニルチオ基等）、ハロゲン原子（フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等）、シアノ基、ニトロ基、複素環基（ピロール基、ピロリジル基、ピラゾリル基、イミダゾリル基、ピリジル基、ベンズイミダゾリル基、ベンゾチアゾリル基、ベンゾオキサゾリル基等）等が挙げられる。芳香族基としては、上記アリール基及びヘテロアリール基（ピロール基、ピラゾリル基、イミダゾリル基、ピリジル基等）が挙げられる。好ましくは、Ｒ₄₁、Ｒ₄₂、Ｒ₄₃及びＲ₄₄がすべて芳香族基である時である。一般式（４）において好ましくは全てが芳香族基である時であり、より好ましくはＲ₄₁、Ｒ₄₂、Ｒ₄₃及びＲ₄₄の少なくとも１つが縮合芳香族基であるときである。
【００５７】
次に一般式（５）について説明する。Ｒ₅₁、Ｒ₅₂、Ｘ₅及びＹ₅はそれぞれ独立に水素原子または一価の置換基を表す。Ｚ₅₁、Ｚ₅₂はそれぞれ独立に窒素原子またはＣＲ₅₃を表し、Ｒ₅₃は水素原子または一価の置換基を表す。一価の置換基の例としてはＲ₄₁で表される置換基と同様の置換基が挙げられる。隣接する置換基同士は環を形成してもよい。
【００５８】
また、一般式（６）においてＲ₆₁、Ｒ₆₂、Ｒ₆₃、Ｒ₆₄、Ｒ₆₅、Ｒ₆₆、Ｒ₆₇、Ｒ₆₈、Ｘ₆及びＹ₆は水素原子または一価の置換基を表し、一価の置換基の例としてはＲ₆₁で表される置換基と同様の置換基が挙げられる。
【００５９】
次に一般式（７）について説明する。Ｒ₇₁、Ｒ₇₂、Ｒ₇₃、Ｒ₇₄、Ｘ₇及びＹ₇は水素原子または一価の置換基を表す。一価の置換基の例としてはＲ₄₁で表された置換基と同様の置換基が挙げられる。Ｚ₇はＣＲ₇₅Ｒ₇₆、ＮＲ₇₇、Ｏ、ＳまたはＳｉＲ₇₈Ｒ₇₉を表す。Ｒ₇₅、Ｒ₇₆、Ｒ₇₇、Ｒ₇₈及びＲ₇₉は水素原子または一価の置換基を表す。一価の置換基の例としてはＲ₄₁で表される置換基と同様の置換基が挙げられる。好ましくはＺ₇がＣＲ₇₅Ｒ₇₆、ＯまたはＳｉＲ₇₈Ｒ₇₉である。
【００６０】
以下に、具体的化合物例を示すが、本発明のホスト化合物はこれらに限定されるものではない。
【００６１】
【化１４】

【００６２】
【化１５】

【００６３】
【化１６】

【００６４】
【化１７】

【００６５】
【化１８】

【００６６】
【化１９】

【００６７】
【化２０】

【００６８】
【化２１】

【００６９】
【化２２】

【００７０】
一般式（７）で表される化合物の例としては、上記化合物７−１〜７−４以外に前記化合物１−１〜１−２２が含まれる。
【００７１】
本発明の有機ＥＬ素子は、必要に応じ発光層の他に、正孔輸送層、電子輸送層、陽極バッファー層及び陰極バッファー層等を有し、陰極と陽極で狭持された構造を取る。
【００７２】
具体的には、
（ｉ）陽極／発光層／陰極
（ii）陽極／正孔輸送層／発光層／陰極
（iii）陽極／発光層／電子輸送層／陰極
（iv）陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
（ｖ）陽極／陽極バッファー層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極バッファー層／陰極等の構造がある。
【００７３】
本発明の化合物は、発光層に含有される。
【００７４】
上記発光層は、電極または電子輸送層、正孔輸送層から注入されてくる電子及び正孔が再結合して発光する層であり、発光する部分は発光層の層内であっても発光層と隣接層との界面であってもよい。
【００７５】
発光材料は、発光性能の他に正孔輸送機能や電子輸送機能を併せ持っていてもよく、正孔輸送材料や電子輸送材料の殆どが発光材料としても使用できる。
【００７６】
この発光層は、例えば真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、Ｌａｎｇｍｕｉｒ−Ｂｌｏｄｇｅｔｔ法（ＬＢ法）等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１種または２種以上からなる一層構造であってもよいし、あるいは、同一組成または異種組成の複数層からなる積層構造であってもよい。
【００７７】
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、樹脂等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。
【００７８】
次に正孔注入層、正孔輸送層及び電子注入層、電子輸送層について説明する。正孔注入層、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、陰極バッファー層、電子注入層または電子輸送層より注入された電子は、発光層と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等発光性能の優れた素子となる。この正孔輸送層の材料（以下、正孔注入材料、正孔輸送材料という）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。
【００７９】
上記正孔注入材料、正孔輸送材料は、正孔の注入もしくは輸送、電子の障壁性のいずれかを有するものであり、有機物，無機物のいずれであってもよい。この正孔輸送材料としては、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、また、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。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、芳香族第三級アミン化合物及びスチリルアミン化合物、特に芳香族第三級アミン化合物を用いることが好ましい。
【００８０】
上記芳香族第三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、さらには、米国特許第５０６１５６９号明細書に記載されている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号公報に記載されているトリフェニルアミンユニットが３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。
【００８１】
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。
【００８２】
また、ｐ型−Ｓｉ、ｐ型−ＳｉＣ等の無機化合物も正孔注入材料、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、正孔輸送層は、上記正孔注入材料、正孔正孔輸送材料を、例えば真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、ＬＢ法等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。正孔注入層、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。この正孔注入層、正孔輸送層は、上記材料の１種または２種以上からなる一層構造であってもよく、同一組成または異種組成の複数層からなる積層構造であってもよい。さらに、必要に応じて用いられる電子輸送層は、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。
【００８３】
この電子注入層、電子輸送層に用いられる材料（以下、電子注入材料、電子輸送材料という）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、フレ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、トリアゾール誘導体、フェナントロリン誘導体等が挙げられる。さらに、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、電子吸引基として知られているキノキサリン環を有するキノキサリン誘導体も、電子注入材料、電子輸送材料として用いることができる。
【００８４】
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。
【００８５】
また、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（Ａｌｑ₃）、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またはＰｂに置き換わった金属錯体も、電子注入材料、電子輸送材料として用いることができる。その他、メタルフリー若しくはメタルフタロシアニン、またはそれらの末端がアルキル基やスルホン酸基等で置換されているものも、電子注入材料、電子輸送材料として好ましく用いることができる。また、発光層の材料として用いられるジスチリルピラジン誘導体も、電子輸送材料として用いることができ、正孔注入層、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輸送材料として用いることができる。
【００８６】
この電子注入層、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法等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、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。この電子注入層、電子輸送層は、これらの電子注入材料、電子輸送材料１種または２種以上からなる一層構造であってもよいし、あるいは、同一組成または異種組成の複数層からなる積層構造であってもよい。
【００８７】
さらに、陽極と発光層または正孔注入層の間、及び、陰極と発光層または電子注入層との間にはバッファー層（電極界面層）を存在させてもよい。
【００８８】
バッファー層とは、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、陽極バッファー層と陰極バッファー層とがある。
【００８９】
陽極バッファー層は、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。
【００９０】
陰極バッファー層は、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。
【００９１】
特に、本発明の有機ＥＬ素子において、陰極バッファー層が存在した場合、駆動電圧低下や発光効率向上が大きく得られた。
【００９２】
上記バッファー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。
【００９３】
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、及び「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）層等のような機能層を有していてもよい。
【００９４】
次に有機ＥＬ素子の電極について説明する。有機ＥＬ素子の電極は、陰極と陽極からなる。
【００９５】
この有機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。
【００９６】
上記陽極は、これらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により、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あまり必要としない場合は（１００μｍ以上程度）、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、また、陽極としてのシート抵抗は数百Ω／□以下が好ましい。さらに膜厚は材料にもよるが、通常１０ｎｍ〜１μｍ、好ましくは１０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲で選ばれる。
【００９７】
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、希土類金属等が挙げられる。これらの中で、電子注入性及び酸化等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二金属との混合物、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等が好適である。
【００９８】
更に本発明の有機ＥＬ素子に用いる陰極としては、アルミニウム合金が好ましく、特にアルミニウム含有量が９０質量％以上１００質量％未満であることが好ましく、最も好ましくは９５質量％以上１００質量％未満である。これにより、有機ＥＬ素子の発光寿命や、最高到達輝度を非常に向上させることができる。
【００９９】
上記陰極は、これらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により、薄膜を形成させることにより作製することができる。また、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。なお、発光を透過させるため、有機ＥＬ素子の陽極または陰極のいずれか一方が、透明または半透明であれば発光効率が向上し好都合である。
【０１００】
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、プラスチック等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。本発明の有機ＥＬ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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
次に、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／陽極バッファー層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極バッファー層／陰極からなる有機ＥＬ素子の作製法について説明する。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等の方法により形成させ、陽極を作製する。次に、この上に陽極バッファー層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、陰極バッファー層の材料からなる薄膜を形成させる。
【０１０３】
この有機薄膜層の製膜法としては、前記の如くスピンコート法、キャスト法、蒸着法等があるが、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等の点から、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よい。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、会合構造等により異なるが、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。
【０１０４】
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等の方法により形成させ、陰極を設けることにより、所望の有機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。
【０１０５】
また作製順序を逆にして、陰極、陰極バッファー層、電子輸送層、発光層、正孔輸送層、陽極バッファー層、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有機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。
【０１０６】
本発明の有機ＥＬ素子は、照明用や露光光源のような一種のランプとして使用してもよいし、画像を投影するタイプのプロジェクション装置や、静止画像や動画像を直接視認するタイプの表示装置（ディスプレイ）として使用してもよい。動画再生用の表示装置として使用する場合の駆動方式は、単純マトリクス（パッシブマトリクス）方式でもアクティブマトリクス方式でもよい。また、異なる発光色を有する本発明の有機ＥＬ素子を２種以上使用することにより、フルカラー表示装置を作製することが可能である。
【０１０７】
本発明の有機ＥＬ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。
【０１０８】
図１は、有機ＥＬ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ＥＬ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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
図２は、表示部Ａ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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
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）。
【０１１４】
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。
【０１１５】
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。
【０１１６】
画素は、有機ＥＬ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ＥＬ素子１０として、赤色、緑色、青色発光の有機ＥＬ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。
【０１１７】
図３において、制御部Ｂ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Ｂ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。
【０１１８】
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ＥＬ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ＥＬ素子１０に電流が供給される。
【０１１９】
制御部Ｂ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ＥＬ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ＥＬ素子１０が発光する。
【０１２０】
すなわち、有機ＥＬ素子１０の発光は、複数の画素それぞれの有機ＥＬ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３それぞれの有機ＥＬ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。
【０１２１】
ここで、有機ＥＬ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。
【０１２２】
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。
【０１２３】
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ＥＬ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。
【０１２４】
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。
【０１２５】
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。
【０１２６】
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。
【０１２７】
【実施例】
以下本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されない。
【０１２８】
参考例１
陽極としてガラス上にＩＴＯ（インジウムチンオキシド）を１５０ｎｍ製膜した基板（ＮＨテクノグラス社製：ＮＡ−４５）にパターニングを行った後、このＩＴＯ透明電極を設けた透明支持基板をｉ−プロピルアルコールで超音波洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥し、ＵＶオゾン洗浄を５分間行った。この透明支持基板を、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α−ＮＰＤを２００ｍｇ入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートに比較化合物１を２００ｍｇ入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにバソキュプロイン（ＢＣＰ）を２００ｍｇ入れ、さらに別のモリブデン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。
【０１２９】
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加熱し、蒸着速度０．１〜０．３ｎｍ／ｓｅｃで透明支持基板に膜厚５０ｎｍで蒸着し、正孔輸送層を設けた。蒸着時の基板温度は室温であった。
【０１３０】
ついで、比較化合物１の入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度０．１〜０．３ｎｍ／ｓｅｃで３０ｎｍの発光層を設けた。更に、ＢＣＰの入った前記加熱ボートを通電して加熱し、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を通電して加熱し、蒸着速度０．１〜０．３ｎｍ／ｓｅｃで膜厚２０ｎｍの電子輸送層を設けた。
【０１３１】
次に、真空槽を開け、電子注入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を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、マグネシウムと銀との混合物からなる陰極とすることにより、比較用の有機ＥＬ素子１−１を作製した。なお、図５に有機ＥＬ素子１−１の断面図を示す。
【０１３２】
上記有機ＥＬ素子１−１の発光層に用いた比較化合物１を表１に記載の化合物に置き換えた以外は有機ＥＬ素子１−１と同様にして、有機ＥＬ素子１−２〜９を作製した。これらの有機ＥＬ素子の発光色は青色から緑色であった。
【０１３３】
次に、これらの有機ＥＬ素子を２３℃、乾燥窒素ガス雰囲気下で１０Ｖ直流電圧を印可して連続点灯を行い、点灯開始時の発光輝度（ｃｄ／ｍ²）及び輝度の半減時間を測定した。発光輝度は有機ＥＬ素子１−１の発光輝度を１００とする相対値で表し、輝度の半減時間は有機ＥＬ素子１−１の輝度の半減時間を１００とした相対値で表した。その結果を表１に示す。なお、発光輝度はミノルタ製ＣＳ−１０００を用いて測定した。
【０１３４】
【化２３】

【０１３５】
【表１】

【０１３６】
表１より、発光層に本発明の化合物を用いた有機ＥＬ素子１−２〜９は、点灯開始時の発光輝度及び輝度の半減時間が改善されているのが分かる。
【０１３７】
参考例２
本発明の化合物１−１３とＤＣＭ２を１００：１の質量比で蒸着した膜厚３０ｎｍの発光層を使用する以外は、参考例１と同様の方法で有機ＥＬ素子２−１を作製した。
【０１３８】
この有機ＥＬ素子２−１を２３℃、乾燥窒素ガス雰囲気下で１０Ｖ直流電圧を印可すると、赤色の発光が得られた。
【０１３９】
上記有機ＥＬ素子２−１の発光層のドーパント化合物に用いたＤＣＭ２をＱｄ−２またはＢＣｚＶＢｉに置き換えた以外は有機ＥＬ素子２−１と同様にして、それぞれ有機ＥＬ素子２−２、２−３を作製した。これらの本発明の化合物１−１３をホスト化合物に用いた有機ＥＬ素子の発光色はそれぞれ青色、緑色であった。
【０１４０】
【化２４】

【０１４１】
参考例３
陽極としてガラス上にＩＴＯを１５０ｎｍ製膜した基板（ＮＨテクノグラス社製：ＮＡ−４５）にパターニングを行った後、このＩＴＯ透明電極を設けた透明支持基板をｉ−プロピルアルコールで超音波洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥し、ＵＶオゾン洗浄を５分間行った。この透明支持基板を、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ＢＣＰを２００ｍｇ入れ真空蒸着装置に取付けた。
【０１４２】
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加熱し、蒸着速度０．１〜０．３ｎｍ／ｓｅｃで透明支持基板に膜厚２５ｎｍで蒸着し、さらに、ＤＰＶＢｉの入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度０．１〜０．３ｎｍ／ｓｅｃで膜厚２０ｎｍ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。
【０１４３】
ついで、ＢＣＰの入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度０．１〜０．３ｎｍ／ｓｅｃで３０ｎｍの電子輸送層を設けた。
【０１４４】
次に、真空槽を開け、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を３ｇ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、マグネシウムと銀との混合物からなる陰極とすることにより、表２に示す有機ＥＬ素子３−１を作製した。
【０１４５】
上記有機ＥＬ素子３−１の電子輸送材料に用いたＢＣＰを表２に記載の化合物に置き換えた以外は有機ＥＬ素子３−１と同様にして、有機ＥＬ素子３−２〜１４を作製した。
【０１４６】
これらの有機ＥＬ素子を２３℃、乾燥窒素ガス雰囲気下で１０Ｖの直流電圧を印可して連続点灯を行い、点灯開始時の発光輝度（ｃｄ／ｍ²）、発光効率（ｌｎ／Ｗ）及び輝度の半減時間を測定した。発光輝度は有機ＥＬ素子３−１の発光輝度を１００とした時の相対値で表し、輝度の半減時間は有機ＥＬ素子３−１の輝度の半減時間を１００とした相対値で表した。その結果を表２に示す。発光色は青色だった。
【０１４７】
【化２５】

【０１４８】
【表２】

【０１４９】
表２より、電子輸送材料として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及び輝度の半減時間が改善されているのが分かる。特に、輝度の半減時間が改善されているのが分かる。
【０１５０】
参考例４
参考例３で作製した有機ＥＬ素子３−１１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４−１を作製した。
【０１５１】
参考例３と同様に点灯開始時の発光輝度（ｃｄ／ｍ²）及び輝度の半減時間を測定したところ、有機ＥＬ素子３−１との相対比較で、発光輝度２５５、輝度の半減時間５２５となった。また、電子輸送材料として本発明の化合物を用いた有機ＥＬ素子３−３〜１０、３−１２〜１４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。
【０１５２】
参考例５
参考例３で用いた有機ＥＬ素子の発光層をＤＰＶＢｉからそれぞれＡｌｑ₃またはＡｌｑ₃とＤＣＭ２を１００：１の質量比で蒸着した発光層に置き替えた以外は同様にして、有機ＥＬ素子を作製し、点灯開始時の発光輝度（ｃｄ／ｍ²）及び輝度の半減時間を測定した。その結果、参考例３と同様に、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（ｃｄ／ｍ²）及び輝度の半減時間の改善が確認された。
【０１５３】
なお、Ａｌｑ₃を発光層として用いた場合は緑色の発光が得られ、Ａｌｑ₃とＤＣＭ２を１００：１とした発光層からは赤色の発光が得られた。実施例３で作製した青色発光の有機ＥＬ素子と合わせると、本発明の化合物を用いて青、緑、赤の三色発光の有機ＥＬ素子が得られた。
【０１５４】
参考例６
陽極として１００ｍｍ×１００ｍｍ×１．１ｍｍのガラス基板上にＩＴＯを１５０ｎｍ製膜した基板（ＮＨテクノグラス社製ＮＡ−４５）にパターニングを行った後、このＩＴＯ透明電極を設けた透明支持基板をイソプロピルアルコールで超音波洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥し、ＵＶオゾン洗浄を５分間行なった。
【０１５５】
ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）−ポリスチレンスルホネート〔Ｐｏｌｙ（３，４）ｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉｏｘｙｔｈｉｏｐｈｅｎ−ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅｓｕｌｐｈｏｎａｔｅ（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）〕をＩＴＯ基板上にスピンコー卜法により５０ｎｍ製膜した後、１１０℃にて１時間真空乾燥し、ホール注入電極を作製した。正孔輸送材料であるポリビニルカルバゾール〔Ｐｏｌｙｖｉｎｙｌｃａｒｂａｚｏｌｅ（ＰＶＫ）〕に電子輸送材料としてＰＢＤを３０質量％の割合で添加し、さらにりん光性化合物であるイリジウム錯体Ｉｒ−１を１ｍｏｌ％の割合でドーピングし、トルエンに２０ｍｇ／ｍｌの濃度となるように溶解させた。この溶液をＰＥＤＯＴを製膜したＩＴＯ基板上にスピンコー卜法により１００ｎｍ製膜し、５０℃にて１時間真空乾燥し、発光層とした。
【０１５６】
次に、ＬｉＦを０．５ｎｍ及びＡｌを１１０ｎｍ蒸着して陰極を形成し、有機ＥＬ素子６−１を作製した。
【０１５７】
有機ＥＬ素子６−１のホストに用いたＰＶＫを表３に記載の化合物に置き換えた以外は同様にして有機ＥＬ素子６−２〜８を作製した。
【０１５８】
〈有機ＥＬ素子６−１〜８の発光輝度及び発光寿命の評価〉
有機ＥＬ素子６−１では、初期駆動電圧５Ｖで電流が流れ始め、発光層のドーパントであるりん光性化合物からの緑色の発光を示した。これらの有機ＥＬ素子に２３℃、乾燥窒素ガス雰囲気下で９Ｖの直流電圧を印加した時の発光輝度及び輝度の半減時間を測定した。発光輝度は有機ＥＬ素子６−１を１００とした時の相対値で表し、輝度の半減時間も有機ＥＬ素子６−１を１００とした時の相対値で表した。発光輝度については、ミノルタ製ＣＳ−１０００を用いて測定した。その結果を表３に示す。
【０１５９】
【化２６】

【０１６０】
【表３】

【０１６１】
表３から明らかなように、本発明の化合物をホストに用いた有機ＥＬ素子は、発光輝度が高く、発光寿命が長いことから、有機ＥＬ素子として非常に有用であることがわかった。
【０１６２】
有機ＥＬ素子６−１のりん光性化合物に用いたＩｒ−１をＩｒ−９またはＩｒ−１２に置き換えた以外は有機ＥＬ素子６−１と同様にして作製した有機ＥＬ素子においても同様の効果が得られた。なお、Ｉｒ−９を用いた有機ＥＬ素子からは赤色の発光が、Ｉｒ−１２を用いた有機ＥＬ素子からは青色の発光が得られた。
【０１６３】
実施例１
陽極として１００ｍｍ×１００ｍｍ×１．１ｍｍのガラス基板上にＩＴＯを１５０ｎｍ製膜した基板（ＮＨテクノグラス社製ＮＡ−４５）にパターニングを行った後、このＩＴＯ透明電極を設けた透明支持基板をイソプロピルアルコールで超音波洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥し、ＵＶオゾン洗浄を５分間行なった。
【０１６４】
この透明支持基板を、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、α−ＮＰＤを２００ｍｇ入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにＣＢＰを２００ｍｇ入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにバソキュプロイン（ＢＣＰ）を２００ｍｇ入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにりん光性化合物Ｉｒ−１を１００ｍｇ入れ、さらに別のモリブデン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。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加熱し、蒸着速度０．１ｎｍ／ｓｅｃで透明支持基板に蒸着し、膜厚４５ｎｍの正孔輸送層を設けた。さらに、ＣＢＰとＩｒ−１の入った前記加熱ボートに通電して加熱し、それぞれ蒸着速度０．１ｎｍ／ｓｅｃ、０．０１ｎｍ／ｓｅｃで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。なお、蒸着時の基板温度は室温であった。さらに、ＢＣＰの入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度０．１ｎｍ／ｓｅｃで前記発光層の上に蒸着して膜厚１０ｎｍの正孔阻止の役割も兼ねた電子輸送層を設けた。その上に、さらに、Ａｌｑ₃の入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度０．１ｎｍ／ｓｅｃで前記電子輸送層の上に蒸着して更に膜厚４０ｎｍの電子輸送層を設けた。なお、蒸着時の基板温度は室温であった。
【０１６５】
次に、次に、ＬｉＦを０．５ｎｍ及びＡｌを１１０ｎｍ蒸着して陰極を形成し、有機ＥＬ素子７−１を作製した。
【０１６６】
有機ＥＬ素子７−１の発光層に用いたＣＢＰを表４に示す化合物に置き換えた以外は同様にして、有機ＥＬ素子７−２〜２７を作製した。
【０１６７】
【化２７】

【０１６８】
〈有機ＥＬ素子７−１〜２７の発光輝度及び発光寿命の評価〉
有機ＥＬ素子７−１では、初期駆動電圧３Ｖで電流が流れ始め、発光層のドーパントであるりん光性化合物からの緑色の発光を示した。これらの有機ＥＬ素子を２３℃、乾燥窒素ガス雰囲気下で９Ｖの直流電圧を印加した時の発光輝度及び輝度の半減時間を測定した。発光輝度は有機ＥＬ素子７−１の発光輝度を１００とした時の相対値で表し、輝度の半減時間も有機ＥＬ素子７−１の輝度の半減時間を１００とした時の相対値で表した。発光輝度については、ミノルタ製ＣＳ−１０００を用いて測定した。測定結果を表４に示す。
【０１６９】
【表４】

【０１７０】
表４から明らかなように、本発明の化合物をホストに用いた有機ＥＬ素子は、発光輝度が高く、発光寿命が長いことから、有機ＥＬ素子として非常に有用であることがわかった。
【０１７１】
りん光性化合物Ｉｒ−１をＩｒ−９またはＩｒ−１２に変更した以外は有機ＥＬ素子７−１〜２７と同様にして作製した有機ＥＬ素子においても同様の効果が得られた。なお、Ｉｒ−９を用いた素子からは赤色の発光が、Ｉｒ−１２を用いた素子からは青色の発光が得られた。
【０１７２】
実施例２
実施例１で作製したそれぞれ赤色、緑色、青色発光の有機ＥＬ素子を同一基板上に並置し、図１に示すアクティブマトリクス方式フルカラー表示装置を作製した。
【０１７３】
図２には作製したフルカラー表示装置の表示部の模式図のみを示した。即ち同一基板上に、複数の走査線５及びデータ線６を含む配線部と、並置した複数の画素３（発光の色が赤領域の画素、緑領域の画素、青領域の画素等）とを有し、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）。前記複数の画素３は、それぞれの発光色に対応した有機ＥＬ素子、アクティブ素子であるスイッチングトランジスタと駆動トランジスタそれぞれが設けられたアクティブマトリクス方式で駆動されており、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。この様に各赤、緑、青の画素を適宜、並置することによって、フルカラー表示が可能となった。
【０１７４】
このフルカラー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。
【０１７５】
【発明の効果】
本発明により、発光輝度及び耐久性の高い有機ＥＬ素子、及び該有機ＥＬ素子を用いた発光輝度及び耐久性の高い表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】有機ＥＬ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フルカラー表示装置の模式図である。
【図５】有機ＥＬ素子１−１の断面図である。
【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ＥＬ素子
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

Claims (4)

1. ホスト化合物及びりん光性化合物を含有する発光層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子において、該ホスト化合物が下記一般式（６）で表される化合物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。
   

   

   （式中、Ｒ ₆₁ 、Ｒ ₆₂ 、Ｒ ₆₃ 、Ｒ ₆₄ 、Ｒ ₆₅ 、Ｒ ₆₆ 、Ｒ ₆₇ 、Ｒ ₆₈ 、Ｘ ₆ 及びＹ ₆ は水素原子または一価の置換基を表す。）
2. りん光性化合物がイリジウム化合物、オスミウム化合物または白金化合物である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。
3. りん光性化合物がイリジウム化合物であることを特徴とする請求項２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
4. 請求項１〜３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有することを特徴とする表示装置。

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