JP2004014440A

JP2004014440A - 有機エレクトロルミネッセンス素子及び表示装置

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Publication number: JP2004014440A
Application number: JP2002169802A
Authority: JP
Inventors: Taketoshi Yamada; 山田　岳俊; Hiroshi Kita; 北　弘志
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 2002-06-11
Filing date: 2002-06-11
Publication date: 2004-01-15
Anticipated expiration: 2022-06-11
Also published as: JP3994799B2

Abstract

【課題】発光輝度及び耐久性の高い有機エレクトロルミネッセンス素子及びそれを用いた表示装置を提供すること。
【解決手段】電子輸送層及び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、下記一般式（１）で表される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、Ｒ_１及びＲ_２はそれぞれ独立に置換基を表し、Ａｒは２価のアリーレン基を表し、ｎは０〜８の整数を表し、ｐは１〜４の整数を表し、ｑは１〜４の整数を表し、Ｒ_３〜Ｒ_６は水素原子または置換基を表し、Ａｒ_１及びＡｒ_２はそれぞれ独立にアリール基を表す。
【選択図】　　　　なし

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及び表示装置に関し、詳しくは、発光輝度に優れた有機エレクトロルミネッセンス素子及び表示装置に関する。
【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、一般的に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を有し、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・燐光）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。これまで、様々な有機ＥＬ素子が報告されている。例えば、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．Ｊｏｕｒｎａｌｏｆ　Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｐｈｉｓｙｃｓ，ｖｏｌ．１２７，Ｎｏ．２第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、より高輝度な有機ＥＬ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。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。
【０００４】
有機ＥＬ用の発光材料は有機化合物であるがゆえに非常に広範囲に渡る化合物が検討されており、炭素、窒素、酸素、硫黄という典型的な元素の組み合わせ以外にも、その他の特徴的な元素を含む化合物も検討されている。例えば、ホウ素を含有する化合物を使う例も報告されており、特開２０００−２９０６４５、同２０００−２９４３７３、同２００１−７２９７１、同２００１−９３６７０等に記載されているが、何れも発光寿命、発光輝度に問題があった。
【０００５】
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る高性能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−オキサジゾリル）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ことによりによ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。
【０００６】
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。これらの問題を解決する有機エレクトロルミネッセンス材料として、特開平９−８７６１６号、同９−１９４４８７号、特開２０００−１８６０９４において、分子内にケイ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。
【０００７】
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方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。
【０００８】
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）、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）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。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燐光発光を用いる有機ＥＬ素子が報告がされて以来（Ｍ．Ａ．Ｂａｌｄｏ　ｅｔ　ａｌ．，　ｎａｔｕｒｅ、３９５巻、１５１〜１５４ページ（１９９８年））、室温で燐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．Ｂａｌｄｏ　ｅｔ　ａｌ．，　ｎａｔｕｒｅ、４０３巻、１７号、７５０〜７５３ページ（２０００年）、ＵＳ特許６０９７１４７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。
【０００９】
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。
【００１０】
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、各種電子輸送性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。なお、ホールブロック層とは、通常の有機ＥＬ素子で使われている電子輸送層と構成的には同じものであるが、その機能が電子輸送機能よりも発光層から陰極側に漏れ出すホールの移動を阻止する機能が有力であるためにホールブロック層と名付けられているものであり、一種の電子輸送層と解釈することもできる。従って本願においてはホールブロック層も電子輸送層と称すこととし、その層で用いられる材料（ホールブロッカー）も電子輸送材料と称す。
【００１１】
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。
【００１２】
しかし、いずれの報告も、素子の発光輝度の向上及び耐久性を両立しうる構成は得られていない。
【００１３】
【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エレクトロルミネッセンス素子及びそれを用いた表示装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記目的は下記構成により達成された。
【００１５】
１．電子輸送層及び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、前記一般式（１）で表される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。
【００１６】
２．前記一般式（１）で表される化合物を電子輸送層に含有することを特徴とする上記１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）で表される化合物を発光層に含有することを特徴とする上記１記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００１８】
４．発光層がホスト化合物及びりん光性化合物を含有し、該ホスト化合物が前記一般式（１）で表される化合物であることを特徴とする上記３記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００１９】
５．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記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００２０】
６．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５記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００２１】
７．上記１〜６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。
【００２２】
以下本発明を詳細に説明する。
本発明者は発光輝度及び耐久性の両立について詳細に検討した結果、特定構造の含ホウ素カルバゾール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、及び／または特定構造の含ホウ素カルバゾール化合物を電子輸送材料（ホールブロッカー）として用いることにより、発光輝度及び耐久性の高い有機エレクトロルミネッセンス素子及びそれを用いた表示装置が得られることを見出した。
【００２３】
一般式（１）で表される化合物について説明する。
Ｒ_１及びＲ_２で表される置換基としては、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）、アルケニル基（ビニル基、プロペニル基、スチリル基等）、アルキニル基（エチニル基等）、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）、アミノ基（ジメチルアミノ基、メチルアミノ基、ジフェニルアミノ基等）、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、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、それぞれの置換基は更に任意の置換基で置換されていてもよい。また、隣接する置換基同士は互いに縮合し環を形成してもよい。
【００２４】
Ｒ_３〜Ｒ_６は水素原子または置換基を表すが、その具体例は前記Ｒ_１と同義である。Ｒ_３またはＲ_４の少なくとも一方は置換基を表すが、特に好ましい置換基はアルキル基である。
【００２５】
Ａｒで表される２価のアリーレン基は、任意の芳香族化合物の任意の位置から、水素原子または置換基を２個取り除いた残基のことであり、アリーレン基は炭化水素で構成されていても、ヘテロ原子を含む複素環であっても、縮合していてもよい。
【００２６】
Ａｒ_１及びＡｒ_２で表されるアリール基としては、芳香族炭化水素環基であっても芳香族複素環基であってもよく、さらに縮合環を形成していてもよい。具体例としては、フェニル基、１−ナフチル基、９−アントリル基、９−フェナンスリル基、２−ピリジル基、４−キノリル基、２−チエニル基等が挙げられる。なお、Ａｒ_１またはＡｒ_２のいずれか一方が、
【００２７】
【化２】

【００２８】
で表されることが好ましい。
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、他の発光材料または本発明の化合物を発光材料として用いた素子において、本発明の化合物を電子輸送材料（またはホールブロッカー）として使用した場合優れた発光効率を示す。
【００２９】
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。
【００３０】
【化３】

【００３１】
【化４】

【００３２】
【化５】

【００３３】
【化６】

【００３４】
【化７】

【００３５】
【化８】

【００３６】
【化９】

【００３７】
【化１０】

【００３８】
【化１１】

【００３９】
本発明の化合物は、特開２００１−９３６７０及びＪ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．１２０，ｐ．９７１４（１９９８）記載の方法に準じて合成することができる。
【００４０】
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、本発明の含ホウ素カルバゾール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、素子の発光輝度及び寿命が改善されることを見出した。
【００４１】
本発明においてホスト化合物とは、２種以上の化合物で構成される発光層中において、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Ａ：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Ａ：Ｂ：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。
【００４２】
本発明の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以上であり、更に好ましくは０．１以上である。
【００４３】
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とは、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。
【００４４】
本発明に用いられるりん光性化合物は、好ましくは元素の周期律表で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り、より好ましくはイリジウム錯体系化合物である。
【００４５】
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、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。
【００４６】
【化１２】

【００４７】
【化１３】

【００４８】
【化１４】

【００４９】
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。ここで、蛍光量子収率は０．１以上、特に０．３以上が好ましい。具体的には、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。
【００５０】
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。
【００５１】
以下、有機ＥＬ素子について説明する。
有機ＥＬ素子における発光層は、広義の意味では、陰極と陽極からなる電極に電流を流した際に発光する層のことを指す。具体的には、陰極と陽極からなる電極に電流を流した際に発光する蛍光性化合物を含有する層のことを指す。通常、有機ＥＬ素子は一対の電極の間に発光層を挟持した構造をとる。本発明の有機ＥＬ素子は、必要に応じ発光層、電子輸送層の他に、正孔輸送層、陽極バッファー層及び陰極バッファー層等を有し、陰極と陽極で挟持された構造をとる。
【００５２】
具体的には、
（ｉ）陽極／発光層／電子輸送層／陰極
（ｉｉ）陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
（ｉｉｉ）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／陰極等で示される構造がある。
【００５３】
上記化合物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法等の公知の方法により薄膜を形成する方法があるが、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、該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。
【００５４】
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発光材料として上記化合物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塗布して薄膜形成することにより得ることができる。
【００５５】
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。
【００５６】
ここで、本発明に記載のりん光性化合物は、具体的には、前述のように、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。
【００５７】
これらのりん光性化合物としては、前記のようなりん光量子収率が、２５℃において０．００１以上、好ましくは０．０１以上である他、前記ホストとなる蛍光性化合物の蛍光極大波長よりも長いりん光発光極大波長を有するものであり、これにより、例えば、ホストとなる蛍光性化合物の発光極大波長より長波のりん光性化合物を用いてりん光性化合物の発光、即ち三重項状態を利用した、ホスト化合物の蛍光極大波長よりも長波において電界発光する有機ＥＬ素子を得ることができる。従って、用いられるりん光性化合物のりん光発光極大波長としては特に制限されるものではなく、原理的には、中心金属、配位子、配位子の置換基等を選択することで得られる発光波長を変化させることができる。
【００５８】
例えば、３５０〜４４０ｎｍの領域に蛍光極大波長を有する蛍光性化合物をホスト化合物として用い、例えば、緑の領域にりん光を持ったイリジウム錯体を用いることで緑領域に電界発光する有機ＥＬ素子を得ることができる。
【００５９】
また、別の形態では、前記のように、ホスト化合物としての蛍光性化合物Ａ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波な領域に、蛍光極大波長を有するもう一つの蛍光性化合物Ｂを少なくとも１種含有する場合もあり、蛍光性化合物Ａ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Ｂからの発光を得ることもできる。
【００６０】
本明細書の蛍光性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）の１０８頁の図４．１６において、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る。
【００６１】
ホスト化合物の分子量は６００〜２０００であることが好ましく、この分子量範囲にあると、Ｔｇ（ガラス転移温度）が上昇し、熱安定性が向上し、素子寿命が改善される。より好ましくは分子量が８００〜２０００である。また、Ｔｇは１００度以上であることが好ましい。また、この範囲内の分子量であると発光層を真空蒸着法により容易に作製することができ、有機ＥＬ素子の製造が容易になる。さらに、有機ＥＬ素子中における蛍光性化合物の熱安定性もよくなる。
【００６２】
次に正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層、電子輸送層等発光層と組み合わせて有機ＥＬ素子を構成するその他の層について説明する。
【００６３】
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、この正孔注入層、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、そのうえ、発光層に陰極、電子注入層または電子輸送層より注入された電子は、発光層と正孔注入層もしく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等発光性能の優れた素子となる。この正孔注入層、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、前記の陽極より注入された正孔を発光層に伝達する機能を有する性質を持つ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有機ＥＬ素子の正孔注入層、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。
【００６４】
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。この正孔注入材料、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。正孔注入材料、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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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法等の公知の方法により、薄膜化することにより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。
【００６８】
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。
【００６９】
この電子輸送層に用いられる材料（以下、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、電子輸送材料として用いることができる。
【００７０】
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。
【００７１】
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（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またはＰｂに置き替わった金属錯体も、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例示した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るし、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。
【００７２】
この電子輸送層は、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法等の公知の薄膜形成法により製膜して形成することができる。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。この電子輸送層は、これらの電子輸送材料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。
【００７３】
また、本発明においては、蛍光性化合物は発光層のみに限定することはなく、発光層に隣接した正孔輸送層、または電子輸送層に前記りん光性化合物のホスト化合物となる蛍光性化合物と同じ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種含有させてもよく、それにより更に有機ＥＬ素子の発光効率を高めることができる。これらの正孔輸送層や電子輸送層に含有される蛍光性化合物としては、発光層に含有されるものと同様に蛍光極大波長が３５０〜４４０ｎｍ、更に好ましくは３９０〜４１０ｎｍの範囲にある蛍光性化合物が用いられる。
【００７４】
本発明の有機ＥＬ素子に好ましく用いられる基盤は、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盤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。
【００７５】
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。
【００７６】
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／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極からなる有機ＥＬ素子の作製法について説明する。
【００７７】
まず適当な基板上に、所望の電極用物質、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て陽極を作製する。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／電子注入層からなる薄膜を形成させる。
【００７８】
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。
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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、酸化リチウムに代表される酸化物バッファー層等が挙げられる。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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）、ＳｎＯ_２、ＺｎＯ等の導電性透明材料が挙げられる。
【００８５】
上記陽極は、蒸着やスパッタリング等の方法により、これらの電極物質の薄膜を形成させ、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１０〜２００ｎｍの範囲で選ばれる。
【００８６】
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（Ａｌ_２Ｏ_３）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（Ａｌ_２Ｏ_３）混合物、リチウム／アルミニウム混合物等が好適である。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するので好都合である。
【００８７】
次に有機ＥＬ素子の作製方法について説明する。
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、真空蒸着法が好ましい。薄膜化に、真空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^−３Ｐａ、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。
【００８８】
前記の様に、適当な基板上に、所望の電極用物質、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て陽極を作製した後、該陽極上に前記の通り正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層／電子注入層からなる各層薄膜を形成させた後、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この様に正孔注入層から陰極まで作製するのが好ましいが、作製順序を逆にして、陰極、電子注入層、発光層、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。
【００８９】
【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。
【００９０】
実施例１（発光材料）
陽極としてガラス上にＩＴＯを１５０ｎｍ成膜した基板（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Ａｌｑ_３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０．１〜０．３ｎｍ／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。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、Ａｌｑ_３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。
【００９１】
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、有機ＥＬ素子１−１を作製した。
【００９２】
上記有機ＥＬ素子１−１の比較化合物１を表１に記載の化合物に替えた以外は有機ＥＬ素子１−１と同様にして、有機ＥＬ素子１−２〜１−１２を作製した。全ての有機ＥＬ素子の発光色は青色から緑色であった。
【００９３】
これらの有機ＥＬ素子を２３℃、乾燥窒素ガス雰囲気下で１０Ｖ直流電圧印加による連続点灯を行い、点灯開始時の発光輝度（ｃｄ／ｍ^２）及び耐久性の指標として輝度の半減時間を測定した。発光輝度は有機ＥＬ素子１−１を１００とした相対値で表し、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。測定結果を表１に示す。発光輝度［ｃｄ／ｍ^２］については、ミノルタ製ＣＳ−１０００を用いて測定した。
【００９４】
【化１５】

【００９５】
【化１６】

【００９６】
【化１７】

【００９７】
【表１】

【００９８】
表１より、本発明の化合物を用いた有機ＥＬ素子は、類似構造を有する比較化合物を用いた有機ＥＬ素子に比べ、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。
【００９９】
実施例２（ホスト化合物）
本発明の化合物１とＤＣＭ−２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、実施例１と同様の方法で有機ＥＬ素子２−１を作製した。
【０１００】
この有機ＥＬ素子を２３℃度、乾燥窒素ガス雰囲気下で１０Ｖ直流電圧印加すると、赤色の発光が得られた。
【０１０１】
上記有機ＥＬ素子２−１の、ＤＣＭ−２をＱｄ−２またはＢＣｚＶＢｉに替えることによって作製した有機ＥＬ素子２−２、２−３からはそれぞれ、緑色または青色の発光が得られた。
【０１０２】
【化１８】

【０１０３】
実施例３（電子輸送材料）
陽極としてガラス上にＩＴＯを１５０ｎｍ成膜した基板（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−ＭＴＤＡＴＸＡ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。
【０１０４】
次いで、真空槽を４×１０^−４Ｐａまで減圧した後、ｍ−ＭＴＤＡＴＸＡ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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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なる陰極とすることにより、有機ＥＬ素子３−１を作製した。
【０１０７】
有機ＥＬ素子３−１のＢＣＰを表２に記載の化合物に替えた以外は有機ＥＬ素子３−１と同様にして、有機ＥＬ素子３−２〜３−１２を作製した。
【０１０８】
これらの有機ＥＬ素子を２３℃、乾燥窒素ガス雰囲気下で１０Ｖ直流電圧印加による連続点灯を行い、点灯開始時の発光輝度（ｃｄ／ｍ^２）、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を１００とした相対値で表し、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。測定結果を表２に示す。なお全ての素子において発光色は青色だった。
【０１０９】
【化１９】

【０１１０】
【表２】

【０１１１】
表２より、本発明の化合物を用いた有機ＥＬ素子は、類似構造を有する比較化合物を用いた有機ＥＬ素子に比べ、点灯開始時の発光輝度及び輝度の半減する時間が改善されているのが分かる。
【０１１２】
実施例４（陰極バッファー層）
実施例３で作製した有機ＥＬ素子３−５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。
【０１１３】
実施例３と同様にこの有機ＥＬ素子を点灯開始時の発光輝度（ｃｄ／ｍ^２）、及び輝度の半減時間を測定したところ、有機ＥＬ素子３−１を１００とした相対値の比較で、発光輝度３１５、輝度の半減時間４２０となった。また、有機ＥＬ素子３−６〜３−１２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。
【０１１４】
実施例５（三色の発光）
実施例３で用いた有機ＥＬ素子の発光層をＤＰＶＢｉから、それぞれＡｌｑ_３またはＡｌｑ_３とＤＣＭ−２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／ｍ^２）及び輝度の半減時間を測定した。その結果、実施例３と同様に、本発明の化合物を電子輸送層に用いた有機ＥＬ素子は点灯開始時の発光輝度（ｃｄ／ｍ^２）及び輝度の半減時間の改善が確認された。
【０１１５】
なお、Ａｌｑ_３を発光層に用いた場合は緑色の発光が得られ、Ａｌｑ_３とＤＣＭ−２を１００：１で共蒸着した発光層からは赤色の発光が得られた。
【０１１６】
実施例６
有機ＥＬ素子６−１〜６−８を以下のようにして作製した。
【０１１７】
〈有機ＥＬ素子の作製〉
陽極として１００ｍｍ×１００ｍｍ×１．１ｍｍのガラス基板上にＩＴＯ（インジウムチンオキシド）を１５０ｎｍ成膜した基板（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。
【０１１８】
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Ｉｒ−１（りん光性化合物）を１００ｍｇ入れ、さらに別のモリブデン製抵抗加熱ボートにＡｌｑ_３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、Ａｌｑ_３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の電子注入層を設けた。なお、蒸着時の基板温度は室温であった。
【０１１９】
次に、フッ化リチウム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。
【０１２０】
発光層のＣＢＰを表３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６−２〜６−９を作製した。
【０１２１】
【化２０】

【０１２２】
〈有機ＥＬ素子６−１〜６−９の発光輝度及び半減時間の評価〉
有機ＥＬ素子６−１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。作製した有機ＥＬ素子について、２３℃、乾燥窒素ガス雰囲気下で９Ｖ直流電圧を印加した時の発光輝度及び発光寿命の指標として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とした相対値で表し、輝度の半減時間は有機ＥＬ素子６−１を１００とした相対値で表した。測定結果を表３に示す。発光輝度［ｃｄ／ｍ^２］については、ミノルタ製ＣＳ−１０００を用いて測定した。
【０１２３】
【表３】

【０１２４】
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、半減時間が長いことから、有機ＥＬ素子として非常に有用であることが分かった。
【０１２５】
りん光性化合物をＩｒ−１１またはＩｒ−９に変更した以外は有機ＥＬ素子６−１〜６−９と同様にして作製した有機ＥＬ素子６−１０、６−１１においても同様の効果が得られた。なお、Ｉｒ−１１を用いた有機ＥＬ素子６−１０からは青色の発光が、Ｉｒ−９を用いた有機ＥＬ素子６−１１からは赤色の発光が得られた。
【０１２６】
実施例７
実施例６で作製した有機ＥＬ素子６−１の電子輸送層に用いたＢＣＰを表４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７−１〜７−９を作製した。
【０１２７】
〈有機ＥＬ素子６−１、７−１〜７−９の発光輝度及び半減時間の評価〉
有機ＥＬ素子６−１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。発光輝度は有機エレクトロルミネッセンス素子６−１を１００とした相対値で表し、輝度の半減時間も有機ＥＬ素子６−１を１００とした相対値で表した。測定結果を表４に示す。発光輝度［ｃｄ／ｍ^２］については、ミノルタ製ＣＳ−１０００を用いて測定した。
【０１２８】
【表４】

【０１２９】
表４から明らかなように、本発明の化合物を電子輸送層（正孔阻止層）に用いた有機ＥＬ素子は、発光輝度が高く、半減時間が長いことから、有機ＥＬ素子として非常に有用であることが分かった。
【０１３０】
りん光性化合物をＩｒ−１１またはＩｒ−９に変更した以外は有機ＥＬ素子７−１〜７−９と同様にして作製した有機ＥＬ素子７−１０、７−１１においても同様の効果が得られた。なお、Ｉｒ−１１を用いた有機ＥＬ素子７−１０からは青色の発光が、Ｉｒ−９を用いた有機ＥＬ素子７−１１からは赤色の発光が得られた。
【０１３１】
実施例８
実施例６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。
【０１３２】
図１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）。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る。
【０１３３】
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。
【０１３４】
【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エレクトロルミネッセンス素子及びそれを用いた表示装置を提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】フルカラー表示装置の表示部の模式図である。
【符号の説明】
３　画素
５　走査線
６　データ線

Claims

電子輸送層及び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、下記一般式（１）で表される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、Ｒ_１及びＲ_２はそれぞれ独立に置換基を表し、Ａｒは２価のアリーレン基を表し、ｎは０〜８の整数を表し、ｐは１〜４の整数を表し、ｑは１〜４の整数を表す。ｐが２以上の整数を表す場合、複数のＲ_１は同一であっても異なっていてもよく、ｑが２以上の整数を表す場合、複数のＲ_２は同一であっても異なっていてもよい。ｐが２以上の場合で、かつ複数のＲ_１が隣接する場合は互いに縮合して環を形成していてもよく、ｑが２以上の場合で、かつ複数のＲ_２が隣接する場合は互いに縮合して環を形成していてもよく、さらにＲ_１とＲ_２とで環を形成してもよい。Ｒ_３〜Ｒ_６は水素原子または置換基を表し、Ｒ_３とＲ_５及び／またはＲ_４とＲ_６とで環を形成してもよい。ただし、Ｒ_３またはＲ_４の少なくとも一方は置換基を表す。Ａｒ_１及びＡｒ_２はそれぞれ独立にアリール基を表す。）
前記一般式（１）で表される化合物を電子輸送層に含有することを特徴とする請求項１記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
前記一般式（１）で表される化合物を発光層に含有することを特徴とする請求項１記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
発光層がホスト化合物及びりん光性化合物を含有し、該ホスト化合物が前記一般式（１）で表される化合物であることを特徴とする請求項３記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
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４記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
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５記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
請求項１〜６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。