JP4215145B2

JP4215145B2 - 発光素子用材料及び発光素子

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Publication number: JP4215145B2
Application number: JP2001045476A
Authority: JP
Inventors: 達也五十嵐
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2001-02-21
Filing date: 2001-02-21
Publication date: 2009-01-28
Anticipated expiration: 2021-02-21
Also published as: JP2002241751A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電気エネルギーを光に変換して発光する発光素子に関し、特に表示素子、ディスプレイ、バックライト、電子写真、照明光源、記録光源、露光光源、読み取り光源、標識、看板、インテリア、光通信デバイス等に好適に使用できる発光素子に関する。更に本発明はその発光素子に用いる発光素子用材料に関する。
【０００２】
【従来の技術】
今日、種々の表示素子に関する研究開発が活発に行われており、中でも有機電界発光（EL）素子は低電圧で高輝度の発光が可能であるため注目されている。例えば、有機化合物の蒸着により形成した有機薄膜を有する発光素子が知られている（アプライドフィジックスレターズ, 51巻, 913頁, 1987年）。この発光素子は、電子輸送材料（トリス(8-ヒドロキシキノリナト)アルミニウム錯体（Alq））と正孔輸送材料（アミン化合物）を積層した構造を有し、従来の単層型素子に比べて大幅に向上した発光特性を示す。
【０００３】
また、りん光性白金錯体（Pt(ppy)₂：Bis-Ortho-Metalated Complex of Pt(II) with 2-Phenylpyridine）からの発光を利用することにより、発光特性を改善した発光素子が報告されている（WO 00/057676）。この発光素子はりん光性発光材料を用いているが、発光輝度及び耐久性が低く改良が求められていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、高輝度発光が可能で耐久性に優れた発光素子を得るために使用する発光素子用材料、及びそれを用いた発光素子を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的に鑑み鋭意研究の結果、本発明者は、特定の構造を有する白金錯体を発光素子用材料として使用した発光素子は高輝度発光が可能であり、且つ耐久性に優れていることを発見し、本発明に想到した。
【０００７】
本発明の発光素子用材料は、下記一般式 (2) 又は (3) で表される化合物からなることを特徴とする。
【化５】

【化６】

一般式(2)中、L²¹は配位子を表し、Y²¹は対イオンを表す。n21は１〜５の整数を表し、n22は１〜５の整数を表し、n23は０〜５の整数を表す。一般式(3)中、L³¹は配位子を表し、Y³¹は対イオンを表す。n31は１〜５の整数を表し、n32は１〜５の整数を表し、n33は０〜５の整数を表す。R³¹は置換基を表す。
【０００８】
本発明の発光素子は一対の電極間に、発光層又は発光層を含む複数の有機化合物層を有し、この発光層又は複数の有機化合物層のうち少なくとも一層が上記本発明の発光素子用材料を含有することを特徴とする。発光素子用材料を含有する層は塗布プロセスで成膜するのが特に好ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
[1]発光素子用材料
発光素子用材料は、下記一般式(1)で表される部分構造を有する化合物からなる。以下本願では、「一般式(1)で表される部分構造を有する化合物」を「化合物(1)」と称する。
【化７】

【００１０】
一般式(1)中、X¹¹は酸素原子又はN-R¹¹基を表す。ここでR¹¹は置換基を表し、該置換基の例としては、アルキル基（好ましくは炭素数１〜30、より好ましくは炭素数１〜20、特に好ましくは炭素数１〜10であり、例えばメチル基、エチル基、イソプロピル基、t-ブチル基、n-オクチル基、n-デシル基、n-ヘキサデシル基、シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等）、アルケニル基（好ましくは炭素数２〜30、より好ましくは炭素数２〜20、特に好ましくは炭素数２〜10であり、例えばビニル基、アリル基、2-ブテニル基、3-ペンテニル基等）、アルキニル基（好ましくは炭素数２〜30、より好ましくは炭素数２〜20、特に好ましくは炭素数２〜10であり、例えばプロパルギル基、3-ペンチニル基等）、アリール基（好ましくは炭素数６〜30、より好ましくは炭素数６〜20、特に好ましくは炭素数６〜12であり、例えばフェニル基、p-メチルフェニル基、ナフチル基、アンスリル基、フェナンスリル基、ピレニル基等）、アシル基（好ましくは炭素数１〜30、より好ましくは炭素数１〜20、特に好ましくは炭素数１〜12であり、例えばアセチル基、ベンゾイル基、ホルミル基、ピバロイル基等）、アルコキシカルボニル基（好ましくは炭素数２〜30、より好ましくは炭素数２〜20、特に好ましくは炭素数２〜12であり、例えばメトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基等）、アリールオキシカルボニル基（好ましくは炭素数７〜30、より好ましくは炭素数７〜20、特に好ましくは炭素数７〜12であり、例えばフェニルオキシカルボニル基等）、スルホニル基（好ましくは炭素数１〜30、より好ましくは炭素数１〜20、特に好ましくは炭素数１〜12であり、例えばメシル基、トシル基等）、スルフィニル基（好ましくは炭素数１〜30、より好ましくは炭素数１〜20、特に好ましくは炭素数１〜12であり、例えばメタンスルフィニル基、ベンゼンスルフィニル基等）、ヘテロ環基（好ましくは炭素数１〜30、より好ましくは炭素数１〜12であり、ヘテロ原子として窒素原子、酸素原子、硫黄原子等を含み、脂肪族ヘテロ環基であってもヘテロアリール基であってもよく、例えばイミダゾリル基、ピリジル基、キノリル基、フリル基、チエニル基、ピペリジル基、モルホリノ基、ベンゾオキサゾリル基、ベンゾイミダゾリル基、ベンゾチアゾリル基、カルバゾリル基、アゼピニル基等）等が挙げられる。これらの置換基は更に置換されていてもよい。
【００１１】
化合物(1)は白金イオン（白金原子）を１つ含んでいてもよいし、また複数含んでいてもよく、即ちいわゆる複核錯体であってよい。また白金イオン（白金原子）以外の金属原子を含有してもよい。白金イオンの価数は特に限定されないが、２価が好ましい。
【００１２】
化合物(1)は複数種の配位子を含んでいてもよいが、好ましくは１〜３種類、より好ましくは１又は２種類の配位子を含む。
【００１３】
化合物(1)は上記一般式(1)で表される部分構造に含まれる配位子以外に、他の配位子を有していてもよい。他の配位子は特に限定されず、例えばH.Yersin著「Photochemistry and Photophysics of Coordination Compounds」, Springer-Verlag社（1987年）、山本明夫著「有機金属化学−基礎と応用−」, 裳華房社（1982年）等に記載の配位子が使用できる。中でも、ハロゲン配位子（塩素配位子等）、含窒素ヘテロ環配位子（ビピリジル誘導体、フェナントロリン誘導体、フェニルピリジン誘導体等）、ジケトン配位子、シアノ配位子、CO配位子、イソニトリル配位子、リン配位子（ホスフィン誘導体、亜リン酸エステル誘導体、ホスフィニン誘導体等）、及びカルボン酸配位子（酢酸配位子等）が好ましく、ハロゲン配位子、ジケトン配位子及び含窒素ヘテロ環配位子がより好ましい。
【００１４】
化合物(1)は中性錯体であっても、対イオンを有するイオン性錯体であってもよい。対イオンは特に限定されず、好ましくはアルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオン、ハロゲンイオン、パークロレートイオン、PF₆イオン、アンモニウムイオン（テトラメチルアンモニウムイオン等）、ボレートイオン又はホスホニウムイオンであり、より好ましくはパークロレートイオン又はPF₆イオンである。化合物(1)は中性金属錯体であることが好ましい。
【００１５】
化合物(1)は、下記一般式(2)又は(3)で表されるのが好ましい。本発明の発光素子用材料は、下記一般式(2)又は(3)で表される化合物からなる。
【００１６】
【化８】

【００１７】
【化９】

【００１８】
以下一般式(2)について説明する。一般式(2)中、L²¹は配位子を表し、その例としては上記「他の配位子」として例示したもの等が挙げられる。配位子L²¹は、好ましくはハロゲン配位子、含窒素ヘテロ環配位子、ジケトン配位子、シアノ配位子、CO配位子、イソニトリル配位子、リン配位子又はカルボン酸配位子であり、より好ましくは含窒素へテロ環配位子（ビピリジル配位子、フェニルピリジン配位子、2-(ベンゾイミダゾ-2-イル)-ピリジン配位子、2-フェニルベンゾチアゾール配位子等）である。
【００１９】
Y²¹は対イオンを表し、その例としては上述した化合物(1)がイオン性錯体である場合に有する対イオンの例と同様のものが挙げられ、好ましい範囲も同じである。
【００２０】
n21は１〜５の整数を表し、好ましくは１又は２である。n22は１〜５の整数を表し、好ましくは１又は２である。n23は０〜５の整数を表す。n21が複数のとき、複数のL²¹は同じであっても異なっていてもよい。n23が複数のとき、複数のY²¹は同じであっても異なっていてもよい。n21及びn22は化合物(1)が中性錯体になる組み合わせであるのが好ましい。また、化合物(1)が４配位錯体になる組み合わせが好ましい。
【００２１】
一般式(3)中のL³¹、Y³¹、n31、n32、n33及びR³¹はそれぞれ上記L²¹、Y²¹、n21、n22、n23及びR¹¹と同義であり、好ましい範囲も同じである。
【００２２】
化合物(1)は、下記一般式(4)又は(5)で表されるのがより好ましい。
【００２３】
【化１０】

【００２４】
【化１１】

【００２５】
以下一般式(4)について説明する。一般式(4)中、L⁴¹は１価の配位子を表し、ハロゲンイオン配位子（好ましくは塩素イオン配位子）、シアノイオン配位子、カルボン酸イオン配位子又はスルホン酸イオン配位子であるのが好ましい。
【００２６】
R⁴²及びR⁴³はそれぞれ置換基を表し、その例としては、アルキル基（好ましくは炭素数１〜30、より好ましくは炭素数１〜20、特に好ましくは炭素数１〜10であり、例えばメチル基、エチル基、イソプロピル基、t-ブチル基、n-オクチル基、n-デシル基、n-ヘキサデシル基、シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等）、アルケニル基（好ましくは炭素数２〜30、より好ましくは炭素数２〜20、特に好ましくは炭素数２〜10であり、例えばビニル基、アリル基、2-ブテニル基、3-ペンテニル基等）、アルキニル基（好ましくは炭素数２〜30、より好ましくは炭素数２〜20、特に好ましくは炭素数２〜10であり、例えばプロパルギル基、3-ペンチニル基等）、アリール基（好ましくは炭素数６〜30、より好ましくは炭素数６〜20、特に好ましくは炭素数６〜12であり、例えばフェニル基、p-メチルフェニル基、ナフチル基、アンスリル基、フェナンスリル基、ピレニル基等）、アミノ基（好ましくは炭素数０〜30、より好ましくは炭素数０〜20、特に好ましくは炭素数０〜10であり、例えばアミノ基、メチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジベンジルアミノ基、ジフェニルアミノ基、ジトリルアミノ基等）、アルコキシ基（好ましくは炭素数１〜30、より好ましくは炭素数１〜20、特に好ましくは炭素数１〜10であり、例えばメトキシ基、エトキシ基、ブトキシ基、2-エチルヘキシロキシ基等）、アリールオキシ基（好ましくは炭素数６〜30、より好ましくは炭素数６〜20、特に好ましくは炭素数６〜12であり、例えばフェニルオキシ基、1-ナフチルオキシ基、2-ナフチルオキシ基等）、ヘテロアリールオキシ基（好ましくは炭素数１〜30、より好ましくは炭素数１〜20、特に好ましくは炭素数１〜12であり、例えばピリジルオキシ基、ピラジルオキシ基、ピリミジルオキシ基、キノリルオキシ基等）、アシル基（好ましくは炭素数１〜30、より好ましくは炭素数１〜20、特に好ましくは炭素数１〜12であり、例えばアセチル基、ベンゾイル基、ホルミル基、ピバロイル基等）、アルコキシカルボニル基（好ましくは炭素数２〜30、より好ましくは炭素数２〜20、特に好ましくは炭素数２〜12であり、例えばメトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基等）、アリールオキシカルボニル基（好ましくは炭素数７〜30、より好ましくは炭素数７〜20、特に好ましくは炭素数７〜12であり、例えばフェニルオキシカルボニル基等）、アシルオキシ基（好ましくは炭素数２〜30、より好ましくは炭素数２〜20、特に好ましくは炭素数２〜10であり、例えばアセトキシ基、ベンゾイルオキシ基等）、アシルアミノ基（好ましくは炭素数２〜30、より好ましくは炭素数２〜20、特に好ましくは炭素数２〜10であり、例えばアセチルアミノ基、ベンゾイルアミノ基等）、アルコキシカルボニルアミノ基（好ましくは炭素数２〜30、より好ましくは炭素数２〜20、特に好ましくは炭素数２〜12であり、例えばメトキシカルボニルアミノ基等）、アリールオキシカルボニルアミノ基（好ましくは炭素数７〜30、より好ましくは炭素数７〜20、特に好ましくは炭素数７〜12であり、例えばフェニルオキシカルボニルアミノ基等）、スルホニルアミノ基（好ましくは炭素数１〜30、より好ましくは炭素数１〜20、特に好ましくは炭素数１〜12であり、例えばメタンスルホニルアミノ基、ベンゼンスルホニルアミノ基等）、スルファモイル基（好ましくは炭素数０〜30、より好ましくは炭素数０〜20、特に好ましくは炭素数０〜12であり、例えばスルファモイル基、メチルスルファモイル基、ジメチルスルファモイル基、フェニルスルファモイル基等）、カルバモイル基（好ましくは炭素数１〜30、より好ましくは炭素数１〜20、特に好ましくは炭素数１〜12であり、例えばカルバモイル基、メチルカルバモイル基、ジエチルカルバモイル基、フェニルカルバモイル基等）、アルキルチオ基（好ましくは炭素数１〜30、より好ましくは炭素数１〜20、特に好ましくは炭素数１〜12であり、例えばメチルチオ基、エチルチオ基等）、アリールチオ基（好ましくは炭素数６〜30、より好ましくは炭素数６〜20、特に好ましくは炭素数６〜12であり、例えばフェニルチオ基等）、ヘテロアリールチオ基（好ましくは炭素数１〜30、より好ましくは炭素数１〜20、特に好ましくは炭素数１〜12であり、例えばピリジルチオ基、2-ベンズイミゾリルチオ基、2-ベンズオキサゾリルチオ基、2-ベンズチアゾリルチオ基等）、スルホニル基（好ましくは炭素数１〜30、より好ましくは炭素数１〜20、特に好ましくは炭素数１〜12であり、例えばメシル基、トシル基等）、スルフィニル基（好ましくは炭素数１〜30、より好ましくは炭素数１〜20、特に好ましくは炭素数１〜12であり、例えばメタンスルフィニル基、ベンゼンスルフィニル基等）、ウレイド基（好ましくは炭素数１〜30、より好ましくは炭素数１〜20、特に好ましくは炭素数１〜12であり、例えばウレイド基、メチルウレイド基、フェニルウレイド基等）、リン酸アミド基（好ましくは炭素数１〜30、より好ましくは炭素数１〜20、特に好ましくは炭素数１〜12であり、例えばジエチルリン酸アミド基、フェニルリン酸アミド基等）、ヒドロキシ基、メルカプト基、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）、シアノ基、スルホ基、カルボキシル基、ニトロ基、ヒドロキサム酸基、スルフィノ基、ヒドラジノ基、イミノ基、ヘテロ環基（好ましくは炭素数１〜30、より好ましくは炭素数１〜12であり、ヘテロ原子として窒素原子、酸素原子、硫黄原子等を含み、脂肪族ヘテロ環基であってもヘテロアリール基であってもよく、例えばイミダゾリル基、ピリジル基、キノリル基、フリル基、チエニル基、ピペリジル基、モルホリノ基、ベンゾオキサゾリル基、ベンゾイミダゾリル基、ベンゾチアゾリル基、カルバゾリル基、アゼピニル基等）、シリル基（好ましくは炭素数３〜40、より好ましくは炭素数３〜30、特に好ましくは炭素数３〜24であり、例えばトリメチルシリル基、トリフェニルシリル基等）、ホスフィノ基（好ましくは炭素数２〜30、より好ましくは炭素数２〜12であり、例えばジメチルホスフィノ基、ジフェニルホスフィノ基等）等が挙げられる。これらの置換基は更に置換されていてもよい。また置換基を２つ以上有する場合は、それらは同じでも異なっていてもよく、互いに連結して環を形成していてもよい。
【００２７】
R⁴²及びR⁴³はそれぞれアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、アルコキシ基、アミノ基又はハロゲン原子であるのが好ましく、アルキル基又はフッ素原子であるのがより好ましい。
【００２８】
m41及びm42はそれぞれ０〜４の整数を表し、好ましくは０又は１である。m41が複数のとき、複数のR⁴²は同じであっても異なっていてもよい。m42が複数のとき、複数のR⁴³は同じであっても異なっていてもよい。
【００２９】
一般式(5)中のL⁵¹、R⁵¹、R⁵²、R⁵³、m51及びm52はそれぞれ上記L⁴¹、R¹¹、R⁴²、R⁴³、m41及びm42と同義であり、好ましい範囲も同じである。
【００３０】
本発明で用いる化合物(1)は低分子量であるのが好ましいが、繰り返し単位を有するいわゆるオリゴマーやポリマーであってもよい。オリゴマー又はポリマーである場合、その例としては上記一般式(1)で表される残基がポリマー主鎖に結合した高分子量化合物、一般式(1)で表される骨格を主鎖に持つ高分子量化合物等が挙げられ、質量平均分子量（ポリスチレン換算）は好ましくは1000〜5000000、より好ましくは2000〜1000000、特に好ましくは3000〜100000である。ここでポリマーはホモポリマーであっても、他のモノマーとの共重合体であってもよく、共重合体である場合はランダム共重合体であっても、ブロック共重合体であってもよい。
【００３１】
化合物(1)からなる発光素子用材料は正孔注入材料、正孔輸送材料、発光材料、電子輸送材料、電子注入材料等として機能するものであってよく、複数の機能を併せ持っていてもよい。発光素子用材料は発光材料又は電荷輸送材料として使用するのが好ましい。以下、化合物(1)の具体例を示すが、それらは本発明を限定するものではない。
【００３２】
【化１２】

【００３３】
【化１３】

【００３４】
【化１４】

【００３５】
化合物(1)は種々の手法で合成することができる。例えば、配位子又はその解離体と白金化合物とを、室温以下又は加熱しながら混合して得ることができる。加熱する場合、通常の加熱以外にマイクロウェーブで加熱する手法も有効である。必要に応じて、溶媒（ハロゲン系溶媒、アルコール系溶媒、エーテル系溶媒、水等）や、塩基（無機塩基であっても有機塩基であってもよく、例えばナトリウムメトキサイド、t-ブトキシカリウム、トリエチルアミン、炭酸カリウム等）を用いてもよい。
【００３６】
例えば、化合物(1)の具体例(1-1)は、以下に示すように、白金錯体a（１当量）をクロロホルムに溶解し、これに(t)C₄H₉-NC（１当量）を加え反応させることにより合成することができる。また具体例(1-11)は白金錯体a（１当量）をクロロホルムに溶解し、これに一酸化炭素ガスを吹き込み反応させることにより合成することができる。
【００３７】
【化１５】

【００３８】
[2]発光素子
本発明の発光素子は、一対の電極（陽極及び陰極）間に、発光層又は発光層を含む複数の有機化合物層を有する。この発光層又は複数の有機化合物層のうち少なくとも一層は、前述した本発明の発光素子用材料を含有する。本発明の発光素子のシステム、駆動方法、利用形態等は特に問わないが、本発明の発光素子用材料を発光材料又は電荷輸送材料として利用したものであるのが好ましい。代表的な発光素子として、有機EL（エレクトロルミネッセンス）素子を挙げることができる。
【００３９】
本発明の発光素子用材料を含有する層の形成方法は特に限定されず、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム法、スパッタリング法、分子積層法、コーティング法、インクジェット法、印刷法、転写法等の方法が使用可能である。中でも、素子の特性及び製造面から抵抗加熱蒸着法及びコーティング法が好ましい。発光素子用材料を含有する層は塗布プロセスで成膜するのが特に好ましい。
【００４０】
本発明の発光素子は、発光層に加えて正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層、電子輸送層、保護層等を含んでいてよく、これらの各層はそれぞれ他の機能を備えたものであってもよい。前述の通り、本発明の発光素子用材料はこれらの層のいずれに含まれていてもよく、好ましくは発光層又は電荷輸送層に含まれる。以下、各層について詳述する。
【００４１】
(A)陽極
陽極は正孔注入層、正孔輸送層、発光層等に正孔を供給するものである。陽極を形成する材料としては、金属、合金、金属酸化物、電気伝導性化合物、これらの混合物等を用いることができ、好ましくは仕事関数が４eV以上の材料を用いる。具体例としては、金属（金、銀、クロム、ニッケル等）、導電性金属酸化物（酸化スズ、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化インジウムスズ（ITO）等）、これら金属と導電性金属酸化物との混合物又は積層物、無機導電性物質（ヨウ化銅、硫化銅等）、有機導電性材料（ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロール等）及びこれらとITOとの積層物等が挙げられる。陽極は導電性金属酸化物からなるのが好ましく、生産性、高導電性、透明性等の観点からITOが特に好ましい。
【００４２】
陽極の形成法は用いる材料に応じて適宜選択すればよく、例えばITOの場合、電子ビーム法、スパッタリング法、抵抗加熱蒸着法、化学反応法（ゾル−ゲル法等）、酸化インジウムスズ分散物の塗布等の方法を用いることができる。陽極に洗浄等の処理を施すことにより、発光素子の駆動電圧を下げたり、発光効率を高めたりすることも可能である。例えばITOからなる陽極の場合、UV-オゾン処理、プラズマ処理等が効果的である。陽極のシート抵抗は数百Ω／□以下とするのが好ましい。陽極の膜厚は材料に応じて適宜選択可能であるが、通常10nm〜５μmとするのが好ましく、50nm〜１μmとするのがより好ましく、100〜500nmとするのが特に好ましい。
【００４３】
陽極は通常、ソーダライムガラス、無アルカリガラス、透明樹脂等からなる基板上に形成する。ガラス基板の場合、ガラスからの溶出イオンを低減するためには無アルカリガラスを用いるのが好ましい。ソーダライムガラス基板を用いる場合は、予めその表面にシリカ等のバリアコートを形成するのが好ましい。基板の厚さは、機械的強度を保つのに十分であれば特に制限はないが、ガラス基板の場合は通常0.2mm以上、好ましくは0.7mm以上とする。
【００４４】
(B)陰極
陰極は電子注入層、電子輸送層、発光層等に電子を供給するものである。陰極の材料としては、金属、合金、金属ハロゲン化物、金属酸化物、電気伝導性化合物、これらの混合物等を用いることができ、発光層等の隣接する層との密着性やイオン化ポテンシャル、安定性等を考慮して選択すればよい。具体例としては、アルカリ金属（Li、Na、K等）及びそのフッ化物や酸化物、アルカリ土類金属（Mg、Ca等）及びそのフッ化物や酸化物、金、銀、鉛、アルミニウム、ナトリウム及びカリウムを含む合金及び混合金属、リチウム及びアルミニウムを含む合金及び混合金属、マグネシウム及び銀を含む合金及び混合金属、希土類金属（インジウム、イッテリビウム等）、それらの混合物等が挙げられる。陰極は仕事関数が４eV以下の材料からなるのが好ましく、アルミニウム、リチウムとアルミニウムを含む合金又は混合金属、或いはマグネシウムと銀を含む合金又は混合金属からなるのがより好ましい。
【００４５】
陰極は、上記のような材料からなる単層構造であっても、上記材料からなる層を含む積層構造であってもよい。例えば、アルミニウム／フッ化リチウム、アルミニウム／酸化リチウム等の積層構造が好ましい。陰極は電子ビーム法、スパッタリング法、抵抗加熱蒸着法、コーティング法等により形成することができる。蒸着法の場合、材料を単独で蒸着することも、二種以上の材料を同時に蒸着することもできる。合金電極を形成する場合は、複数の金属を同時蒸着して形成することが可能であり、また予め調整した合金を蒸着してもよい。陰極のシート抵抗は数百Ω／□以下とするのが好ましい。陰極の膜厚は材料に応じて適宜選択可能であるが、通常10nm〜５μmとするのが好ましく、50nm〜１μmとするのがより好ましく、100nm〜１μmとするのが特に好ましい。
【００４６】
(C)正孔注入層及び正孔輸送層
正孔注入層及び正孔輸送層に用いる材料は、陽極から正孔を注入する機能、正孔を輸送する機能、及び陰極から注入された電子を障壁する機能のいずれかを有しているものであればよい。その具体例としては、カルバゾール、トリアゾール、オキサゾール、オキサジアゾール、イミダゾール、ポリアリールアルカン、ピラゾリン、ピラゾロン、フェニレンジアミン、アリールアミン、アミノ置換カルコン、スチリルアントラセン、フルオレノン、ヒドラゾン、スチルベン、シラザン、芳香族第三級アミン化合物、スチリルアミン化合物、芳香族ジメチリディン系化合物、ポルフィリン系化合物、ポリシラン系化合物、ポリ(N-ビニルカルバゾール)、アニリン系共重合体、チオフェンオリゴマーやポリチオフェン等の導電性高分子、有機シラン、これらの誘導体、カーボン、本発明の発光素子用材料等が挙げられる。
【００４７】
正孔注入層及び正孔輸送層は１種又は２種以上の上記材料からなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。正孔注入層及び正孔輸送層の形成方法としては、真空蒸着法、LB法、上記材料を溶媒中に溶解又は分散させてコーティングする方法（スピンコート法、キャスト法、ディップコート法等）、インクジェット法、印刷法、転写法等が用いられる。コーティング法の場合、上記材料を樹脂成分と共に溶解又は分散させて塗布液を調製してもよく、該樹脂成分としては、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリエステル、ポリスルホン、ポリフェニレンオキシド、ポリブタジエン、ポリ(N-ビニルカルバゾール)、炭化水素樹脂、ケトン樹脂、フェノキシ樹脂、ポリアミド、エチルセルロース、ポリ酢酸ビニル、ABS樹脂、ポリウレタン、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂等が使用できる。正孔注入層及び正孔輸送層の膜厚は特に限定されないが、通常１nm〜５μmとするのが好ましく、５nm〜１μmとするのがより好ましく、10〜500nmとするのが特に好ましい。
【００４８】
(D)発光層
発光素子に電界を印加すると、発光層において陽極、正孔注入層又は正孔輸送層から注入された正孔と、陰極、電子注入層又は電子輸送層から注入された電子とが再結合し、光を発する。発光層をなす材料は、電界印加時に陽極等から正孔を受け取る機能、陰極等から電子を受け取る機能、電荷を移動させる機能、及び正孔と電子の再結合の場を提供して発光させる機能を有する層を形成することができるものであれば特に限定されない。発光層の材料は一重項励起子及び三重項励起子のいずれから発光するものであってもよく、例えばベンゾオキサゾール、ベンゾイミダゾール、ベンゾチアゾール、スチリルベンゼン、ポリフェニル、ジフェニルブタジエン、テトラフェニルブタジエン、ナフタルイミド、クマリン、ペリレン、ペリノン、オキサジアゾール、アルダジン、ピラリジン、シクロペンタジエン、ビススチリルアントラセン、キナクリドン、ピロロピリジン、チアジアゾロピリジン、シクロペンタジエン、スチリルアミン、芳香族ジメチリディン化合物、金属錯体（8-キノリノール誘導体の金属錯体、希土類錯体、遷移金属錯体等）、高分子発光材料（ポリチオフェン、ポリフェニレン、ポリフェニレンビニレン等）、有機シラン、これらの誘導体、本発明の発光素子用材料等が使用できる。
【００４９】
発光層の形成方法は特に限定されず、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム法、スパッタリング法、分子積層法、コーティング法（スピンコート法、キャスト法、ディップコート法等）、インクジェット法、印刷法、LB法、転写法等が使用可能である。中でも抵抗加熱蒸着法及びコーティング法が好ましい。発光層の膜厚は特に限定されず、通常１nm〜５μmとするのが好ましく、５nm〜１μmとするのがより好ましく、10〜500nmとするのが特に好ましい。
【００５０】
(E)電子注入層及び電子輸送層
電子注入層及び電子輸送層をなす材料は、陰極から電子を注入する機能、電子を輸送する機能、並びに陽極から注入された正孔を障壁する機能のいずれかを有しているものであればよい。具体例としては、トリアゾール、オキサゾール、オキサジアゾール、イミダゾール、フルオレノン、アントラキノジメタン、アントロン、ジフェニルキノン、チオピランジオキシド、カルボジイミド、フルオレニリデンメタン、ジスチリルピラジン、ナフタレンやペリレン等の芳香環を有するテトラカルボン酸無水物、フタロシアニン、金属錯体（8-キノリノール誘導体の金属錯体、メタルフタロシアニン、ベンゾオキサゾールやベンゾチアゾールを配位子とする金属錯体等）、有機シラン、これらの誘導体、本発明の発光素子用材料等が挙げられる。
【００５１】
電子注入層及び電子輸送層は１種又は２種以上の上記材料からなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。電子注入層及び電子輸送層の形成方法としては、真空蒸着法、LB法、上記材料を溶媒中に溶解又は分散させてコーティングする方法（スピンコート法、キャスト法、ディップコート法等）、インクジェット法、印刷法、転写法等が用いられる。コーティング法の場合、上記材料を樹脂成分と共に溶解又は分散させて塗布液を調製してもよい。該樹脂成分としては、前述した正孔注入層及び正孔輸送層の場合と同様のものが使用できる。電子注入層及び電子輸送層の膜厚は特に限定されず、通常１nm〜５μmとするのが好ましく、５nm〜１μmとするのがより好ましく、10〜500nmとするのが特に好ましい。
【００５２】
(F)保護層
保護層は水分、酸素等の素子劣化を促進するものが素子内に入ることを抑止する機能を有する。保護層の材料としては、金属（In、Sn、Pb、Au、Cu、Ag、Al、Ti、Ni等）、金属酸化物（MgO、SiO、SiO₂、Al₂O₃、GeO、NiO、CaO、BaO、Fe₂O₃、Y₂O₃、TiO₂等）、金属フッ化物（MgF₂、LiF、AlF₃、CaF₂等）、窒化物（SiN、SiN_xO_y等）、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルメタクリレート、ポリイミド、ポリウレア、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリジクロロジフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレンとジクロロジフルオロエチレンとの共重合体、テトラフルオロエチレンと少なくとも１種のコモノマーとを含むモノマー混合物を共重合させて得られる共重合体、共重合主鎖に環状構造を有する含フッ素共重合体、吸水率１％以上の吸水性物質、吸水率0.1％以下の防湿性物質等が使用できる。
【００５３】
保護層の形成方法は特に限定されず、真空蒸着法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、MBE（分子線エピタキシ）法、クラスターイオンビーム法、イオンプレーティング法、プラズマ重合法（高周波励起イオンプレーティング法）、プラズマCVD法、レーザーCVD法、熱CVD法、ガスソースCVD法、コーティング法、印刷法、転写法等が適用できる。
【００５４】
【実施例】
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はそれらに限定されるものではない。
【００５５】
比較例１
40mgのポリ(N-ビニルカルバゾール)、12mgの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（PBD）及び１mgの下記化合物A（WO 00/057676に記載）を2.5mlのジクロロエタンに溶解し、得られた溶液を洗浄した基板上にスピンコート（1500rpm、20sec）して有機層を形成した。得られた有機層の膜厚は98nmであった。次に得られた有機層上に発光面積が４mm×５mmとなるようにパターニングしたマスクを設置し、蒸着装置内でマグネシウム及び銀（マグネシウム：銀＝10：１（質量比））を50nm共蒸着（１×10^-3Pa）し、更に銀を50nm蒸着し、比較例１の発光素子を作成した。
得られた発光素子に、東陽テクニカ製「ソースメジャーユニット2400型」を用いて直流定電圧を印加して発光させ、その発光輝度をトプコン社製「輝度計BM-8」を用いて測定した。その結果、微弱な青緑色発光が得られ、最高輝度は100cd/m²であった。また発光素子を１日大気下に放置し再度測定したところ、最高輝度は10cd/m²以下であった。
【００５６】
【化１６】

【００５７】
実施例１
化合物Aの代わりに化合物(1-1)を用いて比較例１と同様に素子作成すると、比較例１に比べ、高輝度発光可能かつ高い耐久性を有する素子を作成することができた。
【００５８】
実施例２
化合物Aの代わりに化合物(1-11)を用いて比較例１と同様に素子作成すると、比較例１に比べ、高輝度発光可能かつ高い耐久性を有する素子を作成することができた。
同様に、使用する化合物(1)を適宜選択することにより、種々の発光色を示す高輝度・高耐久発光素子を作成することが可能である。
【００５９】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の発光素子用材料を用いた発光素子は高輝度発光が可能であり、耐久性に優れている。そのため本発明の発光素子は表示素子、ディスプレイ、バックライト、電子写真、照明光源、記録光源、露光光源、読み取り光源、標識、看板、インテリア、光通信デバイス等に好適に使用できる。また、本発明の発光素子用材料をなす化合物(1)は、医療用途、蛍光増白剤、写真用材料、UV吸収材料、レーザー色素、カラーフィルター用染料、色変換フィルター、記録材料等として適用可能である。

Claims

下記一般式 (2) で表される化合物からなることを特徴とする発光素子用材料。

一般式(2)中、L²¹は配位子を表し、Y²¹は対イオンを表す。n21は１〜５の整数を表し、n22は１〜５の整数を表し、n23は０〜５の整数を表す。
下記一般式 (3) で表される化合物からなることを特徴とする発光素子用材料。

一般式(3)中、L³¹は配位子を表し、Y³¹は対イオンを表す。n31は１〜５の整数を表し、n32は１〜５の整数を表し、n33は０〜５の整数を表す。R³¹は置換基を表す。
一対の電極間に、発光層又は発光層を含む複数の有機化合物層を有する発光素子において、前記発光層又は前記複数の有機化合物層のうち少なくとも一層が、請求項１又は２に記載の発光素子用材料を含有することを特徴とする発光素子。
請求項３に記載の発光素子において、前記発光素子用材料を含有する層が塗布プロセスで成膜した層であることを特徴とする発光素子。