JP3925265B2 - 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 - 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）素子及びそれを用いた表示装置に関するものであり、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それを用いた表示装置である。
【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。有機エレクトロルミネッセンス素子は、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。
【０００４】
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．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ 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、発光中のエレクトロルミネッセンス素子は自ら発する光、及びその時に発生する熱などによって薄膜を構成する有機化合物自体の分解や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。
【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電子輸送材料は見いだされていないのが現状である。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二量体系誘導体の１，３−ビス（４−ｔ−ブチルフェニル−１，３，４−オキサジゾリル）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、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エレクトロルミネッセンス材料として、特開平９−８７６１６、特開平９−１９４４８７、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。
【０００９】
一方、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又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。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。
【００１０】
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（η_ext）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（Ｍ．Ａ．Ｂａｌｄｏ ｅｔ ａｌ．， ｎａｔｕｒｅ、３９５巻、１５１〜１５４ページ（１９９８年））がされて以来、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。
【００１１】
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。
【００１２】
Ｔｈｅ １０ｔｈ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｗｏｒｋｓｈｏｐ ｏｎ Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ ａｎｄ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ（ＥＬ ’００、浜松）では、燐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らはホール輸送性の化合物を燐光性化合物のホストとして用いている。また、Ｍ．Ｅ．Ｔｏｍｐｓｏｎらは、各種電子輸送性材料を燐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らは、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。
【００１３】
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。
【００１４】
燐光性化合物のホスト化合物については、例えば、Ｃ．Ａｄａｃｈｉ ｅｔ ａｌ．，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，７７巻、９０４ページ（２０００年）等に詳しく記載されているが、高輝度の有機エレクトロルミネッセンス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、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のが現状である。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明は、特定構造のフェニルピリジン化合物を用いて素子の発光輝度の向上および耐久性の両立を目的になされたものであり、また、本発明は、フェニルピリジン化合物をリン光発光用のホスト化合物として用いること、または、フェニルピリジン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、発光輝度の向上および耐久性の両立を達成した有機エレクトロルミネッセンス素子及びそれ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。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記目的は、以下の構成により達成された。
【００１８】
１．前記一般式（１）で示される化合物を少なくとも１種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）で表される化合物が、前記一般式（２）で表される化合物であることを特徴とする前記１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００２０】
３．前記一般式（１）で表される化合物が、前記一般式（３）で表される化合物であることを特徴とする前記１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００２１】
４．前記一般式（１）で表される化合物が、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前記１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００２２】
５．前記一般式（１）で表される化合物が、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前記１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００２３】
６．前記一般式（１）で表される化合物が、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前記１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００２４】
７．前記一般式（１）で表される化合物が、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前記１項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（１）で表される化合物が、前記一般式（８）で表される化合物であることを特徴とする前記１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００２６】
９．電子輸送層が、前記一般式（１）〜（８）で表される化合物から選ばれる少なくとも１種の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。
【００２７】
１０．発光層が、前記一般式（１）〜（８）で表される化合物から選ばれる少なくとも１種の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。
【００２８】
１１．ホスト化合物及びリン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、該ホスト化合物が前記一般式（１）〜（８）で表される化合物から選ばれる少なくとも１種の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。
【００２９】
１２．前記リン光性化合物が、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１１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００３０】
１３．前記リン光性化合物が、イリジウム化合物であることを特徴とする前記１１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００３１】
１４．前記１〜１３項のいずれか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。
【００３２】
以下に本発明を詳細に説明する。
はじめに、一般式（１）で表される化合物について説明する。
【００３３】
前記一般式（１）において、Ｚで表されるｎ価の連結基としては、特に制限はないが、好ましくは一般式（２）〜一般式（７）のＺ₁〜Ｚ₆で表される連結基である。
【００３４】
前記一般式（１）において、Ｒ₁〜Ｒ₈は各々水素原子または置換基を表すが、置換基としては、例えば、アルキル基（例えば、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（例えば、ビニル基、プロペニル基、スチリル基等）、アルキニル基（例えば、エチニル基等）、アリール基（例えば、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（例えば、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（例えば、フェノキシ基等）、アルキルチオ基（例えば、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（例えば、フェニルチオ基等）、ハロゲン原子（例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等）、アミノ基（例えば、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（例えば、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、上記アリール基およびヘテロアリール基（例えば、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。隣接する置換基同士は互いに縮合し環を形成しても良い。
【００３５】
前記一般式（２）〜（７）において、Ｒ_a〜Ｒ_fは各々水素原子または置換基を表すが、その具体例は前記Ｒ₁〜Ｒ₈と同義である。
【００３６】
前記一般式（１）〜（７）において、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、該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。
【００３７】
前記一般式（８）において、Ａｒ₁で表されるｍ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ｍ個取り除いた残基のことであり、該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。
【００３８】
一般式（１）〜（８）で表される本発明に係る各化合物は、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および電子輸送性が非常に優れているため、他の発光材料又は本発明に係る上記化合物を発光材料として用いた素子において、本発明に係る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。
【００３９】
以下、一般式（１）〜（８）で表される化合物の具体的な例を以下に列挙するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００４０】
【化２１】

【００４１】
【化２２】

【００４２】
【化２３】

【００４３】
【化２４】

【００４４】
【化２５】

【００４５】
【化２６】

【００４６】
本発明に係る上記化合物は、既知の合成方法に従って容易にごうせいすることができるが、以下に示す合成ルートにより、より簡便に合成することができる。
【００４７】
【化２７】

【００４８】
上記反応は、オーガニックレター誌、Ｖｏｌ．３，Ｎｏ．１６，ｐ２５７９〜２５８１（２００１年）に詳細に説明されている。
【００４９】
また、本発明者等は、リン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、本発明に係るフェニルピリジン化合物をホスト化合物として用いて、有機エレクトロルミネッセンス素子を作製した場合に、素子の発光輝度および寿命が改善されることを見出した。
【００５０】
本発明でいうホスト化合物とは、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（質量比）の最も高い化合物であり、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。
【００５１】
以上のような定義より、本発明に係るリン光性化合物は、ドーパント化合物の一種である。
【００５２】
本発明に係るリン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、リン光量子収率が、２５℃において０．００１以上の化合物である。好ましくは０．０１以上である。更に好ましくは０．１以上である。
【００５３】
上記リン光量子収率は、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。溶液中でのリン光量子収率は種々の溶媒を用いて測定できるが、本発明で用いられるリン光性化合物とは、任意の溶媒のいずれかにおいて上記リン光量子収率が達成されれば良い。
【００５４】
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、オウミウム、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。
【００５５】
以下に、本発明で用いられるリン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。
【００５６】
【化２８】

【００５７】
【化２９】

【００５８】
【化３０】

【００５９】
また、別の態様では、ホスト化合物とリン光性化合物の他に、リン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、ホスト化合物とリン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などが挙げられる。ここでいう蛍光量子収率も、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。
【００６０】
以下、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の構成要素について説明する。
【００６１】
本発明において、有機ＥＬ素子の層構成の好ましい具体例を以下に示すが、本発明これに限定されるものではない。
【００６２】
（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／正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／陰極
（iv）陽極／正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／陰極バッファー層／陰極
（ｖ）陽極／陽極バッファー層／正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／陰極バッファー層／陰極
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。また、ＩＤＩＸＯ（Ｉｎ₂Ｏ₃−ＺｎＯ）等非晶質で透明導電膜を作製可能な材料を用いてもよい。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１０〜１０００ｎｍ、好ましくは１０〜２００ｎｍの範囲で選ばれる。
【００６３】
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、アルミニウム等が好適である。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１０〜１０００ｎｍ、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輝度が向上し好都合である。
【００６４】
次に、注入層、正孔輸送層、電子輸送層、発光層等について説明する。
注入層は必要に応じて設け、電子注入層と正孔注入層があり、上記のごとく陽極と発光層または正孔輸送層の間、及び、陰極と発光層または電子輸送層との間に存在させてもよい。
【００６５】
注入層とは、駆動電圧低下や発光輝度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」（１２３〜１６６頁）に詳細に記載されており、正孔注入層（陽極バッファー層）と電子注入層（陰極バッファー層）とがある。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
上記バッファー層（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。
【００６９】
阻止層は、上記のごとく、有機化合物薄膜の基本構成層の他に必要に応じて設けられるものである。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２３７頁等に記載されている正孔阻止（ホールブロック）層がある。
【００７０】
正孔阻止層とは広義では電子輸送層であり、電子を輸送する機能を有しつつ正孔を輸送する能力が著しく小さい材料からなり、電子を輸送しつつ正孔を阻止することで電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。
【００７１】
一方、電子阻止層とは広義では正孔輸送層であり、正孔を輸送する機能を有しつつ電子を輸送する能力が著しく小さい材料からなり、正孔を輸送しつつ電子を阻止することで電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。
【００７２】
正孔輸送層とは正孔を輸送する機能を有する材料からなり、広い意味で正孔注入層、電子阻止層も正孔輸送層に含まれる。
【００７３】
正孔輸送層、電子輸送層は単層もしくは複数層設けることができる。
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および正孔が再結合して発光する層であり、発光する部分は、発光層内であっても発光層と隣接層との界面であっても良い。
【００７４】
発光層に使用される材料（以下、発光材料という）は、蛍光または燐光を発する有機化合物または錯体であることが好ましく、有機ＥＬ素子の発光層に使用される公知のものの中から適宜選択して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．Ｓｙｎｔｈ．，１２５巻，１７〜２５頁に記載の化合物等を用いることができる。
【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良く、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】
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。
【００７７】
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１種又は２種以上からなる単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。本発明の有機ＥＬ素子の好ましい態様は、発光層が２種以上の材料からなり、その内の少なくとも１種が本発明に係る化合物の場合である。
【００７８】
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。
【００７９】
前述のように、発光層の材料が２種以上であるとき、主成分をホスト、その他の成分をドーパントという。ドーパントの混合比は、好ましくは質量比で０．１％以上、１５％未満である。
【００８０】
発光層のホスト化合物は、有機化合物または錯体であることが好ましく、本発明においては、好ましくは蛍光極大波長がドーパントよりも短波長であることである。
【００８１】
ホスト化合物としては、有機ＥＬ素子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、また後述の正孔輸送材料や電子輸送材料の殆どが発光層ホスト化合物としても使用できる。
【００８２】
ポリビニルカルバゾールやポリフルオレンのような高分子材料でもよく、さらに前記ホスト化合物を高分子鎖に導入した、または前記ホスト化合物を高分子の主鎖とした高分子材料を使用してもよい。
【００８３】
ホスト化合物としては、正孔輸送能、電子輸送能を有しつつ、かつ高Ｔｇ（ガラス転移温度）である化合物が好ましい。
【００８４】
正孔輸送層とは正孔を輸送する機能を有する材料からなり、広い意味で正孔注入層、電子阻止層も正孔輸送層に含まれる。正孔輸送層は単層もしくは複数層設けることができる。
【００８５】
正孔輸送材料としては、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、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。
【００８６】
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。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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
また、本発明においては、正孔輸送層の正孔輸送材料は発光層に用いられる化合物に比べ、蛍光極大波長がより短波長であり、かつ高Ｔｇである化合物が好ましい。
【００９２】
この正孔輸送層は、上記正孔輸送材料を、例えば、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法、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。正孔輸送層の膜厚については特に制限はないが、通常は５〜５０００ｎｍ程度である。この正孔輸送層は、上記材料の一種または二種以上からなる一層構造であってもよい。
【００９３】
電子輸送層とは電子を輸送する機能を有する材料からなり、広い意味で電子注入層、正孔阻止層も電子輸送層に含まれる。電子輸送層は単層もしくは複数層設けることができる。
【００９４】
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。
【００９５】
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など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などが挙げられる。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。
【００９６】
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。
【００９７】
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）など、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、又はそれらの末端がアルキル基やスルホン酸基など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など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。
【００９８】
電子輸送層に用いられる化合物も、正孔輸送層に用いられる化合物と同様に、発光層で用いられる化合物に比べ、蛍光極大波長がより短波長であり、かつ高Ｔｇである化合物が好ましい。
【００９９】
本発明の有機ＥＬ素子に好ましく用いられる基体は、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が、好ましく用いられる基板としては例えばガラス、石英、光透過性樹脂フィルムを挙げることができる。特に好ましい基体は、有機ＥＬ素子にフレキシブル性を与えることが可能な樹脂フィルムである。
【０１００】
樹脂フィルムとしては、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。
【０１０１】
樹脂フィルムの表面には、無機物もしくは有機物の被膜またはその両者のハイブリッド被膜が形成されていてもよい。
【０１０２】
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子において、室温における発光の外部取り出し効率は１％以上であることが好ましく、より好ましくは２％以上である。ここに、外部取り出し量子効率（％）＝有機ＥＬ素子外部に発光した光子数／有機ＥＬ素子に流した電子数×１００である。
【０１０３】
また、カラーフィルター等の色相改良フィルター等を併用してもよい。
本発明の表示装置は、少なくとも２種類の異なる発光極大波長を有する有機ＥＬ素子からなるが、有機ＥＬ素子を作製する好適な例を説明する。例として、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と、まず適当な基体上に、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、正孔阻止層の有機化合物薄膜を形成させる。
【０１０４】
この有機化合物薄膜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、インクジェット法、蒸着法、印刷法等があるが、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０．１ｎｍ〜５μｍの範囲で適宜選ぶことが望ましい。
【０１０５】
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。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。
【０１０６】
本発明の表示装置は、発光層形成時のみシャドーマスクを設け、他層は共通であるのでシャドーマスク等のパターニングは不要であり、一面に蒸着法、キャスト法、スピンコート法、インクジェット法、印刷法等で膜を形成できる。
【０１０７】
発光層のみパターニングを行う場合、その方法に限定はないが、好ましくは蒸着法、インクジェット法、印刷法である。蒸着法を用いる場合においてはシャドーマスクを用いたパターニングが好ましい。
【０１０８】
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。
【０１０９】
このようにして得られた多色の表示装置に、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２〜４０Ｖ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。
【０１１０】
本発明の表示装置は、表示デバイス、ディスプレー、各種発光光源として用いることができる。表示デバイス、ディスプレーにおいて、青、赤、緑発光の３種の有機ＥＬ素子を用いることにより、フルカラーの表示が可能となる。
【０１１１】
表示デバイス、ディスプレーとしてはテレビ、パソコン、モバイル機器、ＡＶ機器、文字放送表示、自動車内の情報表示等が挙げられる。特に、静止画像や動画像を再生する表示装置として使用してもよく、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ックス（パッシブマトリックス）方式でもアクティブマトリックス方式でもどちらでもよい。
【０１１２】
発光光源としては、家庭用照明、車内照明、時計や液晶用のバックライト、看板広告、信号機、光記憶媒体の光源、電子写真複写機の光源、光通信処理機の光源、光センサーの光源等が挙げられるがこれに限定するものではない。
【０１１３】
また、本発明の有機ＥＬ素子に共振器構造を持たせた有機ＥＬ素子として用いてもよい。このような共振器構造を有した有機ＥＬ素子の使用目的としては、光記憶媒体の光源、電子写真複写機の光源、光通信処理機の光源、光センサーの光源等が挙げられるがこれに限定するものではない。また、レーザー発振をさせることにより、上記用途に使用してもよい。
【０１１４】
【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。
【０１１５】
実施例１
《有機ＥＬ素子の作製》
陽極としてガラス上にＩＴＯ（インジウムチンオキシド）を厚さ１５０ｎｍで成膜した基板（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た後、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。
【０１１６】
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。
【０１１７】
次いで、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で膜厚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。
【０１１８】
次に、真空槽をあけ、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た。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、表１に示す比較用の有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１−１を作製した。
【０１１９】
次いで、上記有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１−１の作製において、比較化合物１を表１に記載の各化合物に変更した以外は同様にして、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１−２〜１−１０を作製した。なお、各有機ＥＬ素子の発光色は青色から緑色を示した。
【０１２０】
【化３１】

【０１２１】
【化３２】

【０１２２】
《有機ＥＬ素子の評価》
上記作製した各有機ＥＬ素子を、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を測定した。発光輝度は、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１−１の発光輝度を１００とした時の相対値で表し、輝度の半減する時間は有機エレクトロルミネッセンス素子ＯＬＥＤ１−１の発光輝度が半減する時間を１００とした相対値で表した。なお、発光輝度（ｃｄ／ｍ²）は、ミノルタ製ＣＳ−１０００を用いて測定した。
【０１２３】
以上により得られた結果を表１に示す。
【０１２４】
【表１】

【０１２５】
表１より明らかなように、本発明に係る化合物を用いた有機ＥＬ素子は、比較例に対して、点灯開始時の発光輝度及び発光輝度が半減するまでの時間が改善されているのが分かる。
【０１２６】
実施例２
実施例１に記載の有機ＥＬ素子の作製において、本発明に係る例示化合物２４とＤＣＭ２を１００：１の質量比で蒸着した膜厚３０ｎｍの発光層を用いた以外は同様にして、有機エレクトロルミネッセンス素子ＯＬＥＤ２−１を作製した。上記作製した有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２−１を、温度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。
【０１２７】
また、上記有機エレクトロルミネッセンス素子ＯＬＥＤ２−１の作製において、ＤＣＭ２をＱｄ２またはＢＣｚＶＢｉに代えることにより、それぞれ、緑色または青色の発光が得られた。
【０１２８】
【化３３】

【０１２９】
実施例３
《有機ＥＬ素子の作製》
陽極としてガラス上にＩＴＯ（インジウムチンオキシド）を膜厚１５０ｎｍで成膜した基板（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た後、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を入れ真空蒸着装置に取付けた。
【０１３０】
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、更に、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。
【０１３１】
次いで、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で膜厚３０ｎｍの電子輸送層を設けた。
【０１３２】
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ＯＬＥＤ３−１を作製した。
【０１３３】
上記有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３−１の作製において、ＢＣＰを表２に記載の各化合物に代えた以外は同様にして、有機エレクトロルミネッセンス素子ＯＬＥＤ３−２〜１２を作製した。
【０１３４】
【化３４】

【０１３５】
《有機ＥＬ素子の評価》
上記作製した各有機ＥＬ素子を、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を測定した。発光輝度は、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３−１の発光輝度を１００とした時の相対値で表し、輝度の半減する時間は有機エレクトロルミネッセンス素子ＯＬＥＤ３−１の発光輝度が半減する時間を１００とした相対値で表した。発光輝度（ｃｄ／ｍ²）は、ミノルタ製ＣＳ−１０００を用いて測定した。なお、全ての有機ＥＬ素子の発光色は、青色であった。
【０１３６】
【表２】

【０１３７】
表２より明らかなように、本発明に係る化合物を用いた有機ＥＬ素子は、比較例に対して、点灯開始時の発光輝度、発光効率及び輝度の半減する時間が改善されて、特には、輝度の半減する時間が改善されているのが分かる。
【０１３８】
実施例４
実施例３で作製した有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３−１１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となるように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ＯＬＥＤ４−１を作製した。
【０１３９】
上記作製した有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ４−１を、実施例３に記載の方法と同様にして、点灯開始時の発光輝度（ｃｄ／ｍ²）、および輝度の半減する時間を測定したところ、有機エレクトロルミネッセンス素子ＯＬＥＤ３−１との相対比較で、発光輝度２１４、輝度の半減する時間４０５となった。また、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３−３〜１０、３−１２についても、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ４−１と同様にして、陰極バッファー層を導入した結果、その効果がより一層発揮されることを確認することができた。
【０１４０】
実施例５
実施例３で作製した各有機ＥＬ素子の発光層において、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変更した以外は同様にして、各有機エレクトロルミネッセンス素子を作製し、同様の方法で点灯開始時の発光輝度（ｃｄ／ｍ²）および輝度の半減する時間を測定した。その結果、実施例３と同様に、本発明に係る化合物を電子輸送層に用いた有機ＥＬ素子は、比較例（有機ＥＬ素子３−１、３−２）に対して、点灯開始時の発光輝度（ｃｄ／ｍ²）および輝度の半減する時間の改善が確認された。
【０１４１】
なお、Ａｌｑ₃を発光層に用いた場合は緑色の発光が得られ、Ａｌｑ₃とＤＣＭ２を１００：１で共蒸着した発光層では、赤色の発光が得られた。
【０１４２】
実施例６
《有機ＥＬ素子の作製》
有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ６−１〜６−８を、以下の記載の方法に準じて作製した。
【０１４３】
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）を膜厚１５０ｎｍで成膜した基板（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た後、ＵＶオゾン洗浄を５分間行なった。
【０１４４】
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例示化合物Ｉｒ−１（燐光性化合物）を１００ｍｇ入れ、さらに別のモリブデン製抵抗加熱ボートにＡｌｑ₃を２００ｍｇ入れ、真空蒸着装置に取付けた。
【０１４５】
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の電子注入層を設けた。なお、蒸着時の基板温度は室温であった。
【０１４６】
次に、ＬｉＦを膜厚０．５ｎｍで、またＡｌを膜厚１１０ｎｍで蒸着して陰極を形成し、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ６−１を作製した。
【０１４７】
上記有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ６−１の作製において、発光層のホスト化合物としてＣＢＰに代えて、表３に記載の各化合物を用いた以外は全く同様にして、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ６−２〜６−１２を作製した。
【０１４８】
【化３５】

【０１４９】
《有機ＥＬ素子の評価》
上記作製した有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ６−１〜６−１２について、発光輝度および発光寿命の評価を行った。各有機ＥＬ素子を、温度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および輝度の半減時間（発光寿命）を測定した。発光輝度は有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ６−１の発光輝度を１００とした時の相対値で表し、輝度の半減する時間も有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ６−１を１００とした時の相対値で表し、得られた結果を表３に示す。なお、発光輝度（ｃｄ／ｍ²）については、ミノルタ製ＣＳ−１０００を用いて測定した。なお、各有機ＥＬ素子は、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燐光性化合物からの緑色の発光を示した。
【０１５０】
【表３】

【０１５１】
表３から明らかなように、本発明に係る化合物をホスト化合物とした有機ＥＬ素子は、比較例に対して、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を確認することができた。
【０１５２】
更に、上記作製した各有機ＥＬ素子について、燐光性化合物Ｉｒ−１に代えて、例示化合物Ｉｒ−１１またはＩｒ−９を用いて、各有機ＥＬ素子を作製し、同様の評価を行った結果、上記と同様の効果が得られた。なお、例示化合物Ｉｒ−１１を用いた素子は青色の発光を、また例示化合物Ｉｒ−９を用いた素子では赤色の発光が得られた。
【０１５３】
実施例７
《有機ＥＬ素子の作製》
上記実施例６で作製した有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ６−１において、電子輸送層で用いたＢＣＰを、表４に記載の各化合物に変更した以外は同様にして、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ７−１〜７−１１を作製した。
【０１５４】
《有機ＥＬ素子の評価》
上記作製した有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ７−１〜７−１１及び実施例６で作製した有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ６−１について、発光輝度および発光寿命の評価を行った。各有機ＥＬ素子を、温度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および輝度の半減時間を測定した。発光輝度は有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ６−１の発光輝度を１００とした時の相対値で表し、輝度の半減する時間も有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ６−１を１００とした時の相対値で表し、得られた結果を表４に示した。なお、発光輝度（ｃｄ／ｍ²）については、ミノルタ製ＣＳ−１０００を用いて測定し、得られた結果を表４に示す。なお、各有機ＥＬ素子は、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燐光性化合物からの緑色の発光を示した。
【０１５５】
【表４】

【０１５６】
表４から明らかなように、本発明に係る化合物を電子輸送層（正孔阻止層）に用いた各有機ＥＬ素子は、比較例に対して、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。
【０１５７】
更に、上記作製した各有機ＥＬ素子７−１〜７−１１について、燐光性化合物Ｉｒ−１に代えて、例示化合物Ｉｒ−１１またはＩｒ−９を用いて、各有機ＥＬ素子を作製し、同様の評価を行った結果、上記と同様の効果が得られた。なお、例示化合物Ｉｒ−１１を用いた素子は青色の発光を、また例示化合物Ｉｒ−９を用いた素子では赤色の発光が得られた。
【０１５８】
実施例８
実施例６で作製したそれぞれ赤色、緑色、青色発光の各有機エレクトロルミネッセンス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。
【０１５９】
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）。前記複数画素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る。図２は、１画素当たりの回路図である。
【０１６０】
上記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。
【０１６１】
【発明の効果】
本発明により、特定構造のフェニルピリジン化合物を用いて素子の発光輝度の向上および耐久性の両立ができ、また、フェニルピリジン化合物を燐光性発光用のホスト化合物として用いること、または、フェニルピリジン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、発光輝度の向上および耐久性を両立した有機エレクトロルミネッセンス素子及びそれを用いた発光輝度の高い、長寿命な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】本発明の有機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】本発明の有機ＥＬ素子の１画像当たりの回路の一例を示した回路図である。
【符号の説明】
１ ガラス基板
２ 配線部
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
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
１０１ 表示部

Claims (14)

1. 下記一般式（１）で示される化合物を少なくとも１種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、Ｚはｎ価の連結基または単なる結合手を表し、Ａｒは２価のアリーレン基を表し、Ｒ₁〜Ｒ₈は各々水素原子または置換基を表す。ｎは２以上６以下の整数を表す。Ｒ₁〜Ｒ₈のうち、隣接する置換基同士は互いに縮合して環を形成してもよい。〕
2. 前記一般式（１）で表される化合物が、下記一般式（２）で表される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。
   

   

   〔式中、Ｚ₁は
   

   

   を表し、ｎは２以上６以下の置換基を表す。Ｒ_a〜Ｒ_eのうち少なくとも２つは、
   

   

   で表される置換基であり、複数の該置換基は同一であっても違っていてもよい。Ｒ_a〜Ｒ_eのうち、該置換基でないものは、各々水素原子または任意の置換基を表し、隣接する置換基同士は互いに縮合して環を形成してもよい。また、Ａｒは２価のアリーレン基を表し、Ｒ₁〜Ｒ₈は各々水素原子または置換基を表す。Ｒ₁〜Ｒ₈のうち、隣接する置換基同士は互いに縮合して環を形成してもよい。〕
3. 前記一般式（１）で表される化合物が、下記一般式（３）で表される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。
   

   

   〔式中、Ｚ₂は
   

   

   を表し、ｎは２以上６以下の置換基を表す。Ｒ_a〜Ｒ_fのうち少なくとも２つは
   

   

   で表される置換基であり、複数の該置換基は同一であっても違っていてもよい。Ｒ_a〜Ｒ_fのうち、該置換基でないものは、各々水素原子または任意の置換基を表し、隣接する置換基同士は互いに縮合して環を形成してもよい。また、Ａｒは２価のアリーレン基を表し、Ｒ₁〜Ｒ₈は各々水素原子または置換基を表す。Ｒ₁〜Ｒ₈のうち、隣接する置換基同士は互いに縮合して環を形成してもよい。〕
4. 前記一般式（１）で表される化合物が、下記一般式（４）で表される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。
   

   

   〔式中、Ｚ₃は
   

   

   を表し、ｎは２以上６以下の置換基を表す。Ｒ_a〜Ｒ_fのうち少なくとも２つは
   

   

   で表される置換基であり、複数の該置換基は同一であっても違っていてもよい。Ｒ_a〜Ｒ_fのうち、該置換基でないものは、各々水素原子または任意の置換基を表し、隣接する置換基同士は互いに縮合して環を形成してもよい。また、Ａｒは２価のアリーレン基を表し、Ｒ₁〜Ｒ₈は各々水素原子または置換基を表す。Ｒ₁〜Ｒ₈のうち、隣接する置換基同士は互いに縮合して環を形成してもよい。〕
5. 前記一般式（１）で表される化合物が、下記一般式（５）で表される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。
   

   

   〔式中、Ｚ₄は
   

   

   を表し、ｎは２または３を表す。Ｒ_a〜Ｒ_cのうち少なくとも２つは
   

   

   で表される置換基であり、複数の該置換基は同一であっても違っていてもよい。Ｒ_a〜Ｒ_cのうち、該置換基でないものは、各々水素原子または任意の置換基を表す。また、Ａｒは２価のアリーレン基を表し、Ｒ₁〜Ｒ₈は各々水素原子または置換基を表す。Ｒ₁〜Ｒ₈のうち、隣接する置換基同士は互いに縮合して環を形成してもよい。〕
6. 前記一般式（１）で表される化合物が、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、Ｚ₅は
   

   

   を表し、ｎは２または３を表す。Ｒ_a〜Ｒ_cのうち少なくとも２つは
   

   

   で表される置換基であり、複数の該置換基は同一であっても違っていてもよい。Ｒ_a〜Ｒ_cのうち、該置換基でないものは、各々水素原子または任意の置換基を表す。また、Ａｒは２価のアリーレン基を表し、Ｒ₁〜Ｒ₈は各々水素原子または置換基を表す。Ｒ₁〜Ｒ₈のうち、隣接する置換基同士は互いに縮合して環を形成してもよい。〕
7. 前記一般式（１）で表される化合物が、下記一般式（７）で表される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。
   

   

   〔式中、Ｚ₆は
   

   

   を表し、ｎは２または３を表す。Ｒ_a〜Ｒ_dのうち少なくとも２つは
   

   

   で表される置換基であり、複数の該置換基は同一であっても違っていてもよい。Ｒ_a〜Ｒ_dのうち、該置換基でないものは、各々水素原子または任意の置換基を表し、隣接する置換基同士は互いに縮合して環を形成してもよい。また、Ａｒは２価のアリーレン基を表し、Ｒ₁〜Ｒ₈は各々水素原子または置換基を表す。Ｒ₁〜Ｒ₈のうち、隣接する置換基同士は互いに縮合して環を形成してもよい。〕
8. 前記一般式（１）で表される化合物が、下記一般式（８）で表される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。
   

   

   〔式中、Ａｒ₁はｍ価のアリーレン基を表し、Ｒ₁〜Ｒ₈は各々水素原子または置換基を表す。ｎは２以上６以下の整数を表す。Ｒ₁〜Ｒ₈のうち、隣接する置換基同士は互いに縮合して環を形成してもよい。〕
9. 電子輸送層が、前記一般式（１）〜（８）で表される化合物から選ばれる少なくとも１種の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。
10. 発光層が、前記一般式（１）〜（８）で表される化合物から選ばれる少なくとも１種の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。
11. ホスト化合物及びリン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、該ホスト化合物が前記一般式（１）〜（８）で表される化合物から選ばれる少なくとも１種の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。
12. 前記リン光性化合物が、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１１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
13. 前記リン光性化合物が、イリジウム化合物であることを特徴とする請求項１１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
14. 請求項１〜１３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を有することを特徴とする表示装置。

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