CN101138107A

CN101138107A - 有机电致发光彩色发光装置

Info

Publication number: CN101138107A
Application number: CNA2006800079214A
Authority: CN
Inventors: 熊均; 细川地潮
Original assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Current assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Priority date: 2005-03-11
Filing date: 2006-03-07
Publication date: 2008-03-05
Also published as: KR20070117584A; TWI411350B; WO2006095728A1; JP2006253015A; US20090026921A1; US7956529B2; TW200704280A; KR101232592B1

Abstract

一种有机电致发光彩色发光装置，其中，在支撑基板上具有第1像素(10)和第2像素(20)，第1像素中设有发出发光峰波长为λ₁的光的第1有机电致发光元件，第2像素中设有发出发光峰波长为λ₂的光的第2有机电致发光元件，所述发光峰波长λ₂比所述发光峰波长λ₁长，所述第1和第2有机电致发光元件为在光取出方向上至少依次层叠有光反射性电极(11)(21)、有机发光介质层、光半透过性电极的元件，所述有机电致发光彩色发光装置中，下述式(1)所定义的m₁和m₂满足以下关系，m₂+1.3＞m₁＞m₂+0.7其中，m₁和/或m₂为0以上的近似整数。

Description

有机电致发光彩色发光装置

技术领域

本发明涉及有机电致发光彩色发光装置。更加详细地讲，本发明的有机电致发光彩色发光装置中，通过在构成彩色发光装置的象素中，将有机电致发光元件的上部和下部的电极间的光学距离调整为特定的范围，来防止电极间的短路、提高生产效率并增强特定的光强度，由此可以实现高效率发光。

背景技术

有机电致发光元件(以下，把电致发光简记为“EL”)的结构中，在第1电极和第2电极之间设置有通过层叠有机电荷输送层和有机发光层形成的有机发光介质层，这种有机EL元件作为通过低电压直流驱动可以实现高亮度发光的自发光型显示元件而引人注目。

有机EL元件的结构根据取出在有机发光层中产生的光的方向，区分为底部发射结构和顶部发射结构。所述的顶部发射结构是把以往从支撑有机EL元件结构的玻璃基板侧取出光的结构(底部发射结构)改为从与基板相反侧的上部取出光的结构而成的。由此，可以提高相对于发光部分的开口率，可以实现高亮度化。

针对顶部发射结构的有机EL元件探讨了如下的方案，即，在上部电极上采用含有薄膜状金属层(光反射层)的半透明的阴极，通过多重干涉效应，仅增强特定波长的光并在EL元件的外部取出，由此实现高的色再现性。

例如，公开了一种有机EL元件，其中依次层叠有光反射性电极、具有有机发光层的有机发光介质层、半透明的金属层和由透明材料组成的电极，使被光反射性电极和金属层挟持的有机发光介质层成为共振部分，当把需要取出的光的光谱波峰波长记为λ时，使其结构满足下式(例如，参考专利文献1)。

(2L)/λ+Ф/(2π)＝m

(式中，L是光学距离，λ是需要取出的光的波长，m是整数，φ是电极中的相位移，按照光学距离L最小的方式构成)

另外，公开了一种将顶部发射结构的有机EL元件和用于有源驱动有机EL元件的TFT阵列组合形成的彩色显示器(例如，参考专利文献2)。

可是，就专利文献1中记载的技术而言，由于按照光学距离L最小的方式构成，所以在对置的电极间设置的有机发光介质层的膜厚小。因此，受光反射性电极表面或者其底层的凹凸的影响，在两个电极间易于产生短路，存在有机EL元件的制造合格率变差的缺点。

作为防止该电极间短路的技术，有对光反射性电极表面进行研磨而使其光滑的技术。这对于底部发射结构的有机EL元件是有效的。但是，当在顶部发射结构、特别是如专利文献2的TFT阵列的上部设置顶部发射结构的有机EL元件时，由于在研磨工序时产生的静电，有可能产生破坏TFT阵列部分等的不良现象。

专利文献1：国际公开第WO01/39554号公开文本

专利文献2：特开2001-195008号公报

发明内容

本发明是鉴于上述问题提出的，目的是提供能防止对置的电极间导电短路、同时实现高的发光效率的有机EL彩色发光装置。

为了解决该课题，本发明者等进行了研究，结果发现通过在发射波长最短的光的象素和发射波长最长的光的象素中改变有机发光介质层的膜厚，可以防止短路，同时实现高的发光效率。

根据本发明，提供了以下有机EL彩色发光装置。

1.一种有机电致发光彩色发光装置，其中，

在支撑基板上具有第1象素和第2象素，第1象素中设有发出发光峰波长为λ₁的光的第1有机电致发光元件，第2象素中设有发出发光峰波长为λ₂的光的第2有机电致发光元件，

所述发光峰波长λ₂比所述发光峰波长λ₁长，

所述第1和第2有机电致发光元件为在光取出方向上至少依次层叠有光反射性电极、有机发光介质层、光半透过性电极的元件，

所述有机电致发光彩色发光装置中，下述式(1)所定义的m₁和m₂满足以下关系，

m₂+1.3>m₁>m₂+0.7

其中，m₁和/或m₂为0以上的近似整数，

[数学式1]

m_{x} = \frac{{2 L}_{x}}{λ_{x}} + \frac{Φ_{x}}{2 π} \cdot \cdot \cdot (1)

式中，Lx表示相对于波长λ_x的光的光反射性电极和光半透过性电极间的光学距离，φ_x表示波长λ_x的光在光反射性电极表面和光半透过性电极表面上反射时产生的相位移的合计值，x是1或2，x＝1时，表示第1有机电致发光元件的值，x＝2时，表示第2有机电致发光元件的值。

2.一种有机电致发光彩色发光装置，其中，

在支撑基板上具有第1象素、第2象素和第3象素，第1象素中设有发出发光峰波长为λ₁的光的第1有机电致发光元件，第2象素中设有发出发光峰波长为λ₂的光的第2有机电致发光元件，第3象素中设有发出发光峰波长为λ₃的光的第3有机电致发光元件，

所述发光峰波长λ₂比所述发光峰波长λ₁长，所述发光峰波长λ₃比所述发光峰波长λ₂长，

所述第1～第3有机电致发光元件为在光取出方向上至少依次层叠有光反射性电极、有机发光介质层、光半透过性电极的元件，所述有机电致发光彩色发光装置中，下述式(2)所定义的m₁和m₃满足以下关系，

[数学式2]

m₃+1.3>m₁>m₃+0.7，

其中，m₁和/或m₃为0以上的近似整数，

m_{x} = \frac{{2 L}_{x}}{λ_{x}} + \frac{Φ_{x}}{2 π} \cdot \cdot \cdot (2)

式中，Lx表示相对于波长λ_x的光的光反射性电极和光半透过性电极间的光学距离，φ_x表示波长λ_x的光在光反射性电极表面和光半透过性电极表面上反射时产生的相位移的合计值，x是1或3，x＝1时，表示第1有机电致发光元件的值，x＝3时，表示第3有机电致发光元件的值。

3.1或2中记载的有机电致发光彩色发光装置，其中，上述有机发光介质层是在光取出方向上至少依次层叠有第1电荷输送层、有机发光层、第2电荷输送层的元件，并且所述第1-第3象素中的有机发光层和光半透过性电极间的距离大致相同。

4.1或2中记载的有机电致发光彩色发光装置，其中，上述有机发光介质层是在光取出方向上至少依次层叠有第1电荷输送层、有机发光层、第2电荷输送层的元件，并且上述第1-第3象素中光反射性电极和有机发光层间的距离大致相同。

本发明的有机EL彩色发光装置由于可以保持电极间的膜厚足够厚，所以可以防止因电极间导电短路产生的合格率的下降，而且可以通过光干涉效果实现高的发光效率。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式1的有机EL元件的示意图。

图2是表示有机发光介质层的膜厚和式(1)的m的关系的图。

图3是表示本发明的实施方式2的有机EL元件的示意图。

图4是表示实施方式2的有机EL彩色发光装置的光反射性电极一光反射层间的光共振器的状态的模式图。

图5是表示第1有机EL元件中空穴输送层(HT)的膜厚(x)和发光效率以及CIE色度y座标的关系的图。

图6是表示第2有机EL元件中空穴输送层(HT)的膜厚(y)和发光效率以及CIE色度y座标的关系的图。

图7是表示第3有机EL元件中空穴输送层(HT)的膜厚(z)和发光效率以及CIE色度x座标的关系的图。

具体实施方式

实施方式1

下面，对本发明的有机EL彩色发光装置进行具体说明。

图1是表示本发明的实施方式1的有机EL彩色发光装置的示意图。

有机EL彩色发光装置1中，在基板100上具有并列设置的由第1有机EL元件组成的第1象素10和由第2有机EL元件组成的第2象素20。

第1象素10具有在基板100上依次层叠光反射性电极11、有机发光介质层(第1电荷输送层12、有机发光层13、第2电荷输送层14)、层叠了光反射层15和光透过性电极16的光半透过性电极的结构。

第2象素20具有在基板100上依次层叠光反射性电极21、有机发光介质层(第1电荷输送层22、有机发光层23、第2电荷输送层24)、以及层叠了光反射层25和光透过性电极26的光半透过性电极的结构。

光反射性电极11、21具有作为供给空穴或者电子的电极的作用，同时是将有机发光层13、23中产生的光沿光取出方向(图1中的上方)进行反射的层。第1和第2电荷输送层(12，22，14，24)是将由电极供给的电荷(空穴或者电子)输送、注入到有机发光层的层。有机发光层13、23是通过电子和空穴的复合产生光的层。光反射层15、25是将有机发光层13中产生的光进行反射和透过的层。光透过性电极层16、26是供给空穴或者电子的电极，而且是使有机发光层13、23中产生的光透过，将其取出至外部的层。

在有机EL彩色发光装置1中，第1象素10和第2象素20具有将光反射性电极11、21和光反射层15、25之间作为共振器的共振器结构。在具有共振器结构的元件中，在有机发光层中产生的光在两个光反射面(光反射性电极和光反射层)之间重复反射，当下述式(1)中的m为近似整数(整数±0.2)时相应波长附近的光被增强，其结果该光相对其它波长的光进一步被强调，从而被释放至外部。

[数学式3]

m_{x} = \frac{{2 L}_{x}}{λ_{x}} + \frac{Φ_{x}}{2 π} \cdot \cdot \cdot (1)

[式中，Lx表示相对于波长λ_x的光的光反射性电极和光半透过性电极间的光学距离，φ_x表示波长λ_x的光在光反射性电极表面和光半透过性电极表面上反射时产生的相位移的总计值。x是1或2，x＝1时，表示是第1有机EL元件的值，x＝2时，表示是第2有机EL元件的值。]

另外，光学距离Lx是光所通过的介质的折射率n和实际距离L_R之积(nL_R)。

此外，相位移φ_x，是在反射性电极(或者光反射层)的双折射率的实部为n₀、虚部为k、与反射性电极(或者光反射层)相临的有机发光介质层的折射率为n₁时，由下述式求出的值。

[数学式4]

Φ_{x} = \arctan (\frac{{2 n}_{1} k}{n_{1}^{2} - n_{0}^{2} - k^{2}})

本实施方式中，把第1象素10的光学距离(光学膜厚)记为L1，把第2象素20的光学距离记为L2。L1和L2中，光学距离的差异取决于第1电荷输送层12、22的膜厚。在第1象素10中，按照强调具有波长λ1的光并将其取出至元件外部的方式设定，在第2象素20中，按照强调波长比λ1波长长的λ2的光并将其取出至元件外部的方式设定，由于由这两个象素取出的光的发光光谱各不相同，所以可以发出多种颜色的光。还有，图1中的箭头表示光的取出方向。

本实施方式的彩色发光装置1中，按照使m成为1的方式设定第1象素10的光学距离(L1)，按照使m成为0的方式设定第2象素20的光学距离(L2)。下面，对其理由进行说明。

图2是表示有机发光介质层的膜厚和式(1)的m的关系的图。

另外，图2中，在由铝/ITO(10nm)/空穴输送层(xnm)/发光层(30nm)/电子输送层(20nm)/Mg：Ag合金层(10nm)/ITO(100nm)的层叠结构组成的有机EL元件中，相对于455nm(B)、520nm(G)、620nm(R)各自的波长，通过计算求出有机发光介质层的膜厚x+50(nm)和式(1)中的m的关系。

通过按照m的值接近于整数的方式设定有机发光介质层的膜厚，相应波长的光通过干涉效果得以增强，可获得高的发光效率。

例如，相对于对应蓝色光的波长455nm的光(图2中的B)，通过将有机发光介质层的膜厚设定为约80nm(m＝0)、约200nm(m＝1)，可以获得高的发光效率。另外，相对于对应绿色光的波长520nm的光(图2中的G)，通过将有机发光介质层的膜厚设定为约95nm(m＝0)、约245nm(m＝1)，可以获得高的发光效率。另外，相对于对应红色光的波长620nm的光(图2中的R)，通过将有机发光介质层的膜厚设定为约120nm(m＝0)、约300nm(m＝1)，可以获得高的发光效率。

如由图2可知，当m为最小的整数即0时，特别是520nm以下的短波长的光时，有机发光介质层的膜厚较薄，为100nm以下。根据经验可知，以这样的薄膜，二个电极间容易发生短路。

因此，本发明中，在强调短波长λ1的光并将其发射至元件外部的第1有机EL元件中，通过按照式(1)的m₁达到1的方式设定光学距离(L1)，可以边使有机发光介质层的膜厚变厚，边赋予光共振器的功能。另一方面，在强调长波长λ2的光并将其发射至元件外部的第2有机EL元件中，由于m₂为0的情况下有机发光介质层的膜厚也足够厚，因此按照使式(1)的m₂达到0的方式设定光学距离(L2)。

如上所述，即使在同一基板上形成发光颜色不同的有机EL元件的情况下，通过使各有机EL元件的式(1)的m值不同，也可以调整各元件有机发光介质层的膜厚，以防止导电短路的发生。

另外，在具有光共振器的有机EL元件中，式(1)的m为0以上的整数值时，能够最大限度地发挥作为共振器的功能，但是不是整数时，同样可以在近似于整数值的一定范围内发挥光共振功能。本发明中，该范围是上述式(1)定义的m₁和m₂满足m₂+1.3>m₁>m₂+0.7(m₁和/或m₂为0以上的近似整数)的关系的情况。即，m₁取比m₂大0.7-1.3的值(整数±0.3的范围)的情况。

实施方式2

图3是表示本发明的实施方式2的有机EL元件的示意图。

有机EL彩色发光装置2中，在基板100上具有并列设置的第1象素10、第2象素20和第3象素30。另外，第1象素10和第2象素20由于与上述的实施方式1相同，所以省略说明。

第3象素30由第3有机EL元件组成，具有在基板100上依次层叠光反射性电极31、有机发光介质层(第1电荷输送层32、有机发光层33、第2电荷输送层34)、以及层叠了光反射层35和光透过性电极36的光半透过性电极的结构。另外，各层的功能与上述的实施方式1相同。

有机EL彩色发光装置2中，第3象素30与第1象素10和第2象素20相同，具有使光反射性电极31和光反射层35之间成为共振器的共振器结构。

本实施方式中，把第1象素10的光学距离(光学膜厚)记为L1，把第2象素20的光学距离记为L2，把第3象素30的光学距离记为L3。L1-L3中，光学距离的差异取决于第1电荷输送层12、22、32的膜厚部分的不同。在第1象素10中，按照强调波长λ1的光(例如，蓝色区域的400nm-500nm)并将其取出至元件外部的方式设定，在第2象素20中，按照强调波长比λ1波长长的λ2的光(例如，绿色区域的500nm-570nm)并将其取出至元件外部的方式设定，第3象素30中，按照强调波长比λ2波长长的λ3的光(例如，红色区域的570nm-700nm)并将其取出至元件外部的方式设定。由于由这三个象素取出的光的发光光谱各不相同，所以可以发出多种颜色的光。

本实施方式中，第1象素10和第3象素30中，下述式(2)定义的m₁和m₃满足m₃+1.3>m₁>m₃+0.7(m₁和/或m₃为0以上的近似整数)的关系。

[数学式5]

m_{x} = \frac{{2 L}_{x}}{λ_{x}} + \frac{Φ_{x}}{2 π} \cdot \cdot \cdot (2)

[式中，Lx表示相对于波长λ_x的光的光反射性电极和光半透过性电极间的光学距离，φ_x表示波长λ_x的光在光反射性电极表面和光半透过性电极表面上反射时产生的相位移的总计值。x是1或3，x＝1时，表示第1有机电致发光元件的值，x＝3时，表示第3有机电致发光元件的值。]

本实施方式的彩色发光装置2中，按照使m₁达到1的方式设定第1象素10的光学距离(L1)，按照使m₃达到0的方式设定第3象素30的光学距离(L3)。

如上所述，通过使m₁比m₃大1左右，可以使发射波长最短的光(例如，蓝色)的第1有机EL元件的膜厚变厚，可以防止电极间短路，而且可以发挥光共振器的性能。

还有，将第2象素20的光学距离(L2)m₂设定为接近m₁或m₃的任何一个的整数值。本实施方式中，m₂设为1。但是，如果m₂为0的情况下有机发光介质层的膜厚也足够厚，则优选将m₂设为0，因为此时可以降低外加电压。

本发明中，优选第1有机EL元件、第2有机EL元件和第3有机EL元件中的有机发光层和光半透过性电极(光反射层)间的距离大致相同。即，优选上述的实施方式中各第2电荷输送层(14，24，34)的膜厚大致相等。由此，可以在三种象素中通用成膜为有机发光层之后的蒸镀工序，从而可以提高彩色发光装置的生产效率。

在这里，所述的“大致相同”意味着相同或者包括在制造工序上产生的少量差异的范围。

还有，上述的实施方式中，均采用了通过调整第1电荷输送层的膜厚来使各有机EL元件具备不同的光学距离的方式，但是并不限于此，例如，也可以通过调整第2电荷输送层的膜厚来使各有机EL元件的光学距离互不相同。此时，从制造工序方面考虑，光反射性电极和有机发光层间的距离优选大致相等。即，优选使上述的实施方式中的各第1电荷输送层(12、22、32)的膜厚大致相等。由此，可以在三种象素中通用使有机发光层成膜的阶段之前的成膜工序，从而可以提高彩色发光装置的生产效率。

当在第1有机EL元件、第2有机EL元件和第3有机EL元件中，将有机发光层和光反射层间的距离、或者光反射性电极和有机发光层间的距离设定为大致相同时，优选如下所说明地调整各有机EL元件中的有机发光层的位置。

图4是表示实施方式2的有机EL彩色发光装置的、光反射性电极一光反射层间的光共振器的状态的模式图。

有机EL彩色发光装置2中，使第1象素10(蓝色象素)的m₁为1，使第2象素20(绿色象素)的m₂为1，使第3象素30(红色象素)的m₃为0。即使m₁和m₂同为1，由于第2象素20发射的光波长长，所以光反射性电极和光反射层间的距离也大。另外，在第3象素30中，由于设定m₃＝0，所以光反射性电极和光反射层间的距离最小。

如上所述，在有机发光层中产生的光在由光反射性电极和光反射层形成的光共振器中重复反射并增强。此时，在光共振器的内部，存在如图4所示的驻波。图中的实线表示在EL元件中沿光取出方向(图中向上的方向)行进的光的振幅情况，虚线表示沿与光取出方向相反的方向(图中向下的方向)行进的光的振幅情况。沿光取出方向行进的光(实线)和沿与光取出方向相反的方向行进的光(虚线)呈现出了在共振器内部互相干涉的状态。例如，在蓝色象素(m＝1)中，图中X1和X4的位置相当于干涉强度最大的位置即驻波的波腹的位置。另外，在绿色象素(m＝1)中，图中X2和X5的位置相当于驻波的波腹的位置。此外，在红色象素(m＝0)中，图中X3的位置相当于驻波的波腹的位置。

这意味着即使构成为满足式(1)或式(2)的有机EL元件，根据有机发光层在光共振器内部所处的位置，干涉强度也会发生较大的变化。例如，在蓝色象素的情况下，有机发光层位于包括位置X1或X4的场所时，可以获得最强的光。另外，在绿色象素的情况下，发光层位于包括位置X2或X5的场所时，可以获得最强的光。此外，在红色象素的情况下，发光层位于包括位置X3的场所时，可以获得最强的光。

基于以上，可以根据在有机发光层内哪个部分的光最强(在有机发光层内电子-空穴对的分布)、要求于彩色发光装置的性能(3原色的各CIE色度、亮度)，设定成各有机EL元件的有机发光介质层中有机发光层和光半透过性电极间的距离、或者光反射性电极和有机发光层间的距离相同。

以上，对本发明的实施方式进行了说明，而这些实施方式是以顶部发射型的彩色发光装置为例的。但是，本发明也适用于底部发射型的彩色发光装置。

下面，对形成本发明的彩色发光装置的各部件进行说明。

1.支撑基板

支撑基板被设置在光反射性电极的下方，是用于支撑有机EL元件或TFT的部件。因此，优选机械强度、尺寸稳定性优异的基板。作为这样的基板，具体地讲，可列举玻璃板、金属板、陶瓷基板、或者塑料板(聚碳酸酯、丙烯酸类树脂、氯乙烯树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺树脂、聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂、硅树脂、含氟树脂等)等。

另外，由这些材料组成的基板优选进一步形成无机膜，或者涂布含氟树脂，来进行防湿处理、疏水性处理，以便避免水分浸入彩色发光装置。特别优选降低基板中含水率和气体透过系数小，以便避免水分浸入有机发光介质层。具体地讲，分别优选将支撑基板的含水率设为0.0001重量％以下的值、气体透过系数设为1×10^-13cc·cm/cm²·sec·cmHg以下的值。另外，在顶部发射型的EL元件的情况下，由于从与支撑基板相反的一侧、即光半透过性电极侧取出EL发光，所以基板未必需要具有透明性。

2.光反射性电极

当光反射性电极是阳极时，由于需要具有将来自有机EL元件驱动用电源的电压供给至有机EL元件、并向空穴注入层注入空穴的功能，所以优选使用具有低电阻且高功函数(例如，4.0eV以上)的金属、合金、导电性化合物或者它们的混合物以及层叠体。

具体地讲，可以将铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)、CuI(碘化铜)、SnO₂(氧化锡)、氧化锌、金、银、铂、钯、铝、铬、镍、钕等单独1种或组合2种以上使用。

当光反射性电极作为阴极作用时，优选使用功函数小(例如不到4.0eV)的金属、合金、导电性化合物或它们的混合物，以使电子注入性良好。

具体而言，可以将镁、铝、铟、锂、钠、铯、银等单独1种或组合2种以上使用。

另外，还可以使用这些金属和氧化铝等金属氧化物的超薄膜、锂、铯等碱金属的卤化物的超薄膜。

阴极层的厚度没有特别限制，优选10～1000nm范围内的值，更优选10～200nm范围内的值。

光反射性电极相对于取出至元件外部的光的光反射率优选为30％以上，更优选为50％以上。

3.有机发光介质层

有机发光介质层包含有机发光层，根据需要还包括第1电荷输送层、第2电荷输送层等，但是并不限于此，也可以根据需要具有附着改善层等公知的功能层。另外，也可以包含由无机物组成的层。

(3-1)有机发光层

作为有机发光层的材料，优选同时具有以下三个功能：

(a)电荷的注入功能：在外加电场时可以由阳极或者空穴注入层注入空穴，另一方面，可以由阴极层或者电子注入层注入电子的功能；

(b)输送功能：使注入的空穴和电子在电场力下移动的功能；

(c)发光功能：提供电子和空穴复合的场所，并将其联系到发光的功能。

发光色只要是可见光即可，没有特别限制，无论何种颜色都可以适用本发明的技术。另外，有机发光层可以是单层结构，也可以是将同种颜色或者不同种颜色的发光层二种以上层叠形成的结构。下面，对各个颜色优选的发光层材料进行列举。

(A)蓝色系发光层

蓝色系发光层含有主体材料和蓝色系掺杂剂。

主体材料优选为苯乙烯衍生物、蒽衍生物或者芳香族胺。苯乙烯衍生物特别优选为选自二苯乙烯衍生物、三苯乙烯衍生物、四苯乙烯衍生物和苯乙烯胺衍生物中的至少一种。蒽衍生物优选为非对称蒽系化合物。芳香族胺优选为具有2-4个被芳香族取代的氮原子的化合物，特别优选为具有2-4个被芳香族取代的氮原子而且具有至少一个烯基的化合物。

作为优选的非对称蒽系化合物可列举下式中示出的化合物。这些化合物的制造方法等记载在特愿2004-042694中。

[化学式1]

[式中，Ar为取代或未取代的环碳原子数为10～50的稠合芳香族基。

Ar’为取代或未取代的环碳原子数为6～50的芳基。

X是取代或未取代的环碳原子数为6～50的芳基、取代或者未取代的环原子数为5～50的芳香族杂环基、取代或者未取代的碳原子数为1～50的烷基、取代或者未取代的碳原子数为1～50的烷氧基、取代或者未取代的碳原子数为6～50的芳烷基、取代或者未取代的环原子数为5～50的芳氧基、取代或者未取代的环原子数为5～50的芳硫基、取代或未取代的碳原子数为1～50的烷氧基羰基、羧基、卤原子、氰基、硝基、羟基。

a、b和c分别为0～4的整数，n为1～3的整数。]

作为上式中的Ar的取代或未取代的稠合芳香族基的例子，可以举出1-萘基、2-萘基、1-蒽基、2-蒽基、9-蒽基、1-菲基、2-菲基、3-菲基、4-菲基、9-菲基、1-并四苯基、2-并四苯基、9-并四苯基、1-芘基、2-芘基、4-芘基、3-甲基-2-萘基、4-甲基-1-萘基、4-甲基-1-蒽基等。

作为上式中的Ar’的取代或未取代的芳基、X的芳基、芳香族杂环基、烷基、烷氧基、芳烷基、芳氧基、芳硫基和烷氧基羰基的例子，可分别列举以下的例子。

作为取代或未取代的芳基的例子，可列举苯基、1-萘基、2-萘基、1-蒽基、2-蒽基、9-蒽基、1-菲基、2-菲基、3-菲基、4-菲基、9-菲基、1-并四苯基、2-并四苯基、9-并四苯基、1-芘基、2-芘基、4-芘基、2-联苯基、3-联苯基、4-联苯基、对联三苯-4-基、对联三苯-3-基、对联三苯-2-基、间联三苯-4-基、间联三苯-3-基、间联三苯-2-基、邻甲苯基、间甲苯基、对甲苯基、邻叔丁基苯基、对(2-苯基丙基)苯基、3-甲基-2-萘基、4-甲基-1-萘基、4-甲基-1-蒽基、4’-甲基联苯基、4”一叔丁基一对三联苯-4-基等。

作为取代或未取代的芳香族杂环基的例子，可以举出1-吡咯基、2-吡咯基、3-吡咯基、吡嗪基、2-吡啶基、3-吡啶基、4-吡啶基、1-吲哚基、2-吲哚基、3-吲哚基、4-吲哚基、5-吲哚基、6-吲哚基、7-吲哚基、1-异吲哚基、2-异吲哚基、3-异吲哚基、4-异吲哚基、5-异吲哚基、6-异吲哚基、7-异吲哚基、2-呋喃基、3-呋喃基、2-苯并呋喃基、3-苯并呋喃基、4-苯并呋喃基、5-苯并呋喃基、6-苯并呋喃基、7-苯并呋喃基、1-异苯并呋喃基、3-异苯并呋喃基、4-异苯并呋喃基、5-异苯并呋喃基、6-异苯并呋喃基、7-异苯并呋喃基、喹啉基、3-喹啉基、4-喹啉基、5-喹啉基、6-喹啉基、7-喹啉基、8-喹啉基、1-异喹啉基、3-异喹啉基、4-异喹啉基、5-异喹啉基、6-异喹啉基、7-异喹啉基、8-异喹啉基、2-喹喔啉基、5-喹喔啉基、6-喹喔啉基、1-咔唑基、2-咔唑基、3-咔唑基、4-咔唑基、9-咔唑基、1-菲啶基、2-菲啶基、3-菲啶基、4-菲啶基、6-菲啶基、7-菲啶基、8-菲啶基、9-菲啶基、10-菲啶基、1-吖啶基、2-吖啶基、3-吖啶基、4-吖啶基、9-吖啶基、1，7-菲绕啉-2-基、1，7-菲绕啉-3-基、1，7-菲绕啉-4-基、1，7-菲绕啉-5-基、1，7-菲绕啉-6-基、1，7-菲绕啉-8-基、1，7-菲绕啉-9-基、1，7-菲绕啉-10-基、1，8-菲绕啉-2-基、1，8-菲绕啉-3-基、1，8-菲绕啉-4-基、1，8-菲绕啉-5-基、1，8-菲绕啉-6-基、1，8-菲绕啉-7-基、1，8-菲绕啉-9-基、1，8-菲绕啉-10-基、1，9-菲绕啉-2-基、1，9-菲绕啉-3-基、1，9-菲绕啉-4-基、1，9-菲绕啉-5-基、1，9-菲绕啉-6-基、1，9-菲绕啉-7-基、1，9-菲绕啉-8-基、1，9-菲绕啉-10-基、1，10-菲绕啉-2-基、1，10-菲绕啉一3一基、1，1O～菲绕啉一4一基、1，1O一菲绕啉一5一基、2，9一菲绕啉一1一基、2，9一菲绕啉一3一基、2，9一菲绕啉一4一基、2，9一菲绕啉一5一基、2，9一菲绕啉一6一基、2，9一菲绕啉一7一基、2，9一菲绕啉一8一基、2，9一菲绕啉一lO一基、2，8一菲绕啉一1一基、2，8一菲绕啉一3一基、2，8一菲绕啉一4一基、2，8一菲绕啉一5一基、2，8一菲绕啉一6一基、2，8一菲绕啉一7一基、2，8一菲绕啉一9一基、2，8一菲绕啉一10一基、2，7一菲绕啉一1一基、2，7一菲绕啉一3一基、2，7一菲绕啉一4一基、2，7一菲绕啉一5一基、2，7一菲绕啉～6一基、2，7一菲绕啉一8一基、2，7一菲绕啉一9一基、2，7一菲绕啉=10一基、1一吩嗪基、2一吩嗪基、1一吩噻嗪基、2一吩噻嗪基、3一吩噻嗪基、4一吩噻嗪基、10～吩噻嗪基、1一吩噁嗪基、2一吩噁嗪基、3一吩噁嗪基、4一吩噁嗪基、10一吩噁嗪基、2一噁唑基、4一噁唑基、5一噁唑基、2一噁二唑基、5一噁二唑基、3一呋咱基、2一噻吩基、3一噻吩基、2一甲基吡咯一1一基、2一甲基吡咯一3一基、2一甲基吡咯一4一基、2一甲基吡咯一5一基、3一甲基吡咯一1一基、3一甲基吡咯一2一基、3一甲基吡咯一4一基、3一甲基吡咯～5一基、2一叔丁基吡咯一4一基、3一(2一苯基丙基)吡咯一1一基、2一甲基一1一吲哚基、4一甲基一1一吲哚基、2一甲基一3一吲哚基、4一甲基一3一吲哚基、2一叔丁基一1一吲哚基、4一叔丁基一1一吲哚基、2一叔丁基一3一吲哚基、4一叔丁基一3一吲哚基等。

作为取代或未取代的烷基的例子，可以举出甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、正己基、正庚基、正辛基、羟甲基、1一羟乙基、2一羟乙基、2一羟基异丁基、1，2～二羟基乙基、1，3一二羟基异丙基、2，3一二羟基叔丁基、1，2，3一三羟基丙基、氯甲基、1一氯乙基、2一氯乙基、2一氯异丁基、1，2一二氯乙基、1，3一二氯异丙基、2，3一二氯叔丁基、1，2，3一三氯丙基、溴甲基、1一溴乙基、2一溴乙基、2一溴异丁基、1，2一二溴乙基、1，3一二溴异丙基、2，3一二溴叔丁基、1，2，3一三溴丙基、碘甲基、1一碘乙基、2一碘乙基、2一碘异丁基、1，2一二碘乙基、1，3一二碘异丙基、2，3一二碘叔丁基、1，2，3一三碘丙基、氨基甲基、1一氨基乙基、2一氨基乙基、2一氨基异丁基、1，2一二氨基乙基、1，3一二氨基异丙基、2，3一二氨基叔丁基、1，2，3-三氨基丙基、氰基甲基、1-氰基乙基、2-氰基乙基、2-氰基异丁基、1，2-二氰基乙基、1，3-二氰基异丙基、2，3-二氰基叔丁基、1，2，3-三氰基丙基、硝基甲基、1-硝基乙基、2-硝基乙基、2-硝基异丁基、1，2-二硝基乙基、1，3-二硝基异丙基、2，3-二硝基叔丁基、1，2，3-三硝基丙基、环丙基、环丁基、环戊基、环己基、4-甲基环己基、1-金刚烷基、2-金刚烷基、1-降冰片基(norbomyl)、2-降冰片基等。

取代或未取代的烷氧基是用-OY表示的基团，作为Y的例子，可以举出与上述取代或未取代的烷基相同的例子。

作为取代或未取代的芳烷基的例子，可以举出用上述取代或未取代的芳基取代的上述取代或未取代的烷基等。

取代或未取代的芳氧基是用-OY’表示的基团，作为Y’的例子，可以举出与上述取代或未取代的芳基相同的例子。

取代或未取代的芳硫基是用-SY’表示的基团，作为Y’的例子，可以举出与上述取代或未取代的芳基相同的例子。

取代或未取代的烷氧基羰基是用-COOY表示的基团，作为Y的例子，可以举出与上述取代或未取代的烷基相同的例子。

作为卤原子，可以举出氟、氯、溴、碘等。

[化学式2]

[式中，A¹和A²彼此独立，为取代或未取代的环碳原子数为10～20的稠合芳香族环基。

Ar¹和Ar²彼此独立，为氢原子、或者取代或未取代的环碳原子数为6～50的芳基。

R¹～R¹⁰彼此独立，是取代或未取代的环碳原子数为6～50的芳基、取代或者未取代的环原子数为5～50的芳香族杂环基、取代或者未取代的碳原子数为1～50的烷基、取代或者未取代的碳原子数为1～50的烷氧基、取代或者未取代的碳原子数为6～50的芳烷基、取代或者未取代的环原子数为5～50的芳氧基、取代或者未取代的环原子数为5～50的芳硫基、取代或未取代的碳原子数为1～50的烷氧基羰基、羧基、卤原子、氰基、硝基、羟基。

但是，不存在在中心的蒽的9位和10位结合对称型的基团的情况。]

作为上述式中的A¹和A²的取代或未取代的稠合芳香族环基的例子，可以举出与上述相同的例子。

作为上述式中的Ar¹和Ar²的取代或未取代的芳基的例子，可以分别举出与上述相同的例子。

作为上述式中的R¹～R¹⁰的取代或未取代的芳基、芳香族杂环基、烷基、烷氧基、芳烷基、芳氧基、芳硫基和烷氧基羰基的例子，可以分别举出与上述相同的例子。

[化学式3]

[式中，Ar^1’和Ar^2’彼此独立，为取代或未取代的环碳原子数为6～50的芳基。

R¹～R¹⁰彼此独立，是取代或未取代的环碳原子数为6～50的芳基、取代或者未取代的环原子数为5～50的芳香族杂环基、取代或者未取代的碳原子数为1～50的烷基、取代或者未取代的碳原子数为1～50的烷氧基、取代或者未取代的碳原子数为6～50的芳烷基、取代或者未取代的环原子数为5～50的芳氧基、取代或者未取代的环原子数为5～50的芳硫基、取代或未取代的碳原子数为1～50的烷氧基羰基、羧基、卤原子、氰基、硝基、羟基。]

作为上述式中的Ar^1’和Ar^2’的取代或未取代的芳基的例子，可以分别举出与上述相同的例子。

另外，作为上述三个式中的各基团的取代基的例子，可以举出卤原子、羟基、硝基、氰基、烷基、芳基、环烷基、烷氧基、芳香族杂环基、芳烷基、芳氧基、芳硫基、烷氧基羰基、或羧基等。

作为蓝色系掺杂剂，蓝色系掺杂剂优选为选自苯乙烯胺、胺取代苯乙烯化合物、含有胺取代稠合芳香族环以及稠合芳香族环的化合物中的至少一种。此时，蓝色系掺杂剂也可以由不同的多种化合物构成。作为上述苯乙烯胺和胺取代苯乙烯化合物，可列举例如下述式(1)、(2)表示的化合物，作为上述含有稠合芳香族环的化合物，可列举例如下述式(3)表示的化合物。

[化学式4]

[式中，Ar³、Ar⁴和Ar⁵彼此独立，表示碳原子数为6～40的取代或未取代的芳香族基，其中至少一个含有苯乙烯基，p是1～3的整数。]

[化学式5]

[式中，Ar⁶和Ar⁷彼此独立，表示碳原子数为6～30的亚芳基，E¹和E²彼此独立，表示碳原子数为6～30的芳基或烷基、氢原子或氰基，q表示1～3的整数。U和/或V为含有氨基的取代基，该氨基优选为芳氨基。]

[化学式6]

[式中，A表示碳原子数为1～16的烷基或烷氧基、碳原子数为6～30的取代或未取代的芳基、碳原子数为6～30的取代或未取代的烷基氨基或碳原子数为6～30的取代或未取代的芳氨基，B表示碳原子数为10～40的稠合芳香族环基，r表示1～4的整数。]

(B)绿色系发光层

绿色系发光层含有主体材料和绿色系掺杂剂。

作为主体材料，优选使用与在蓝色系发光层中使用的主体材料相同的材料。

作为掺杂剂，没有特别限制，可以使用例如欧洲公开专利第0281381号公报、公开公报2003-249372号公报等中公开的香豆素衍生物、和取代蒽结构和胺结构连接形成的芳香族胺衍生物等。

(C)橙色一红色系发光层

橙色一红色系发光层含有主体材料和橙色一红色系掺杂剂。

作为掺杂剂，可以使用具有至少一个荧蒽骨架或苝骨架的荧光性化合物，例如有下述式化合物。

[化学式7]

[式中，X²¹～X²⁴彼此独立，为碳原子数为1～20的烷基、取代或未取代的碳原子数为6～30的芳基，X²¹与X²²和/或X²³与X²⁴也可以借助碳一碳键或-O-、-S-结合。X²⁵～X³⁶为氢原子，直链、分支或环状的碳原子数为1～20的烷基，直链、分支或环状的碳原子数为1～20的烷氧基，取代或未取代的碳原子数为6～30的芳基，取代或未取代的碳原子数为6～30的芳氧基，取代或未取代的碳原子数为6～30的芳氨基，取代或未取代的碳原子数为1～30的烷氨基，取代或未取代的碳原子数为7～30的芳基烷基氨基，或者取代或未取代的碳原子数为8～30的烯基，相邻的取代基和X²⁵～X³⁶也可以结合形成环状结构。优选各式中的取代基X²⁵～X³⁶的至少一个含有胺或烯基。]

关于有机发光层的厚度，可以优选设定在5nm-5μm的范围内。其理由是有机发光层的厚度低于5nm时，有时发光亮度和耐久性下降，另一方面，有机发光层的厚度超过5μm时，有时外加电压值变高。因此，更优选使有机发光层的厚度为10nm-3μm的范围内，进一步优选为20nm-1μm的范围内的值。

(3-2)第1电荷输送层和第2电荷输送层

第1电荷输送层和第2电荷输送层是空穴输送层或者电子输送层中的任何一种。如上所述，当光反射性电极是阳极时，第1电荷输送层具有空穴输送层的功能，第2电荷输送层具有电子输送层的功能。相反，当光反射性电极是阴极时，第1电荷输送层具有电子输送层的功能，第2电荷输送层具有空穴输送层的功能。

还有，第1电荷输送层和第2电荷输送层分别可以是单层结构，或者也可以是二层以上的层叠结构。例如，也可以使电荷输送层形成为空穴(电子)输送层和空穴(电子)注入层两层结构。

作为空穴输送层的材料，可以任意地选择使用以往在光传导材料中作为空穴输送材料而惯用的材料、或有机EL元件的空穴输送层中使用的公知的材料。空穴输送层的材料是具有空穴输送性、电子阻碍性中的任何一种功能的材料，可以是有机物、或者无机物的任何一种。

空穴输送层优选能以较低的电场强度向发光层输送空穴的材料。即，优选空穴的迁移率在施加10⁴～10⁶V/cm的电场时，为10^-4cm²/V·秒以上。

作为具体例，可以举出三唑衍生物(参考美国专利3，112，197号说明书等)、二唑衍生物(参考美国专利3，189，447号说明书等)、咪唑衍生物(参考特公昭37-16096号公报等)、多芳基烷烃衍生物(参考美国专利3，615，402号说明书、美国专利第3，820，989号说明书、美国专利第3，542，544号说明书、特公昭45-555号公报、特公昭51-10983号公报、特开昭51-93224号公报、特开昭55-17105号公报、特开昭56-4148号公报、特开昭55-108667号公报、特开昭55-156953号公报、特开昭56-36656号公报等)、吡唑啉衍生物以及吡唑啉酮衍生物(参考美国专利第3，180，729号说明书、美国专利第4，278，746号说明书、特开昭55-88064号公报、特开昭55-88065号公报、特开昭49-105537号公报、特开昭55-51086号公报、特开昭56-80051号公报、特开昭56-88141号公报、特开昭57-45545号公报、特开昭54-112637号公报、特开昭55-74546号公报等)、苯二胺衍生物(参考美国专利第3，615，404号说明书、特公昭51-10105号公报、特公昭46-3712号公报、特公昭47-25336号公报、特开昭54-53435号公报、特开昭54-110536号公报、特开昭54-119925号公报等)、芳基胺衍生物(参考美国专利第3，567，450号说明书、美国专利第3，180，703号说明书、美国专利第3，240，597号说明书、美国专利第3，658，520号说明书、美国专利第4，232，103号说明书、美国专利第4，175，961号说明书、美国专利第4，012，376号说明书、特公昭49-35702号公报、特公昭39-27577号公报、特开昭55-144250号公报、特开昭56-119132号公报、特开昭56-22437号公报、西德专利第1，110，518号说明书等)、氨基取代查耳酮衍生物(参考美国专利第3，526，501号说明书等)、唑衍生物(公开于美国专利第3，257，203号说明书等中的化合物)、苯乙烯蒽衍生物(参考特开昭56-46234号公报等)、芴酮衍生物(参考特开昭54-110837号公报等)、腙衍生物(参考美国专利第3，717，462号说明书、特开昭54-591 43号公报、特开昭55-52063号公报、特开昭55-52064号公报、特开昭55-46760号公报、特开昭55-85495号公报、特开昭57-11350号公报、特开昭57-148749号公报、特开平2-311591号公报等)、茋衍生物(参考特开昭61-210363号公报、特开昭第61-228451号公报、特开昭61一14642号公报、特开昭61-72255号公报、特开昭62-47646号公报、特开昭62-36674号公报、特开昭62-10652号公报、特开昭62-30255号公报、特开昭60-93455号公报、特开昭60-94462号公报、特开昭60-174749号公报、特开昭60-175052号公报等)、硅氨烷(silazane)衍生物(美国专利第4，950，950号说明书)、聚硅烷系(特开平2-204996号公报)、苯胺系共聚物(特开平2-282263号公报)、公开于特开平1-211399号公报的导电性高分子低聚物(特别是噻吩低聚物)等。

作为电子输送层的材料，具有将由阴极注入的电子传输至发光层的功能即可，作为其材料可以任意选择使用以往公知的化合物。

电子输送层可以按照数nm-数μm的膜厚适当选择，优选在施加10⁴～10⁶V/cm的电场时，电子迁移率为10^-5cm²/V·秒以上。

作为在电子输送层中使用的材料，适合的是8-羟基喹啉或者其衍生物的金属配位化合物。

作为上述8-羟基喹啉或其衍生物的金属配位化合物的具体例子，可以举出含有喔星(oxine)(通常为8-喹啉醇或8-羟基喹啉)的螯合物的金属螯合喔星类(oxynoid)化合物(例如，Alq)。

另一方面，作为噁二唑衍生物，可以举出用下述式表示的电子传递性化合物。

[化学式8]

(式中，Ar^5’,Ar^6’,Ar^7’,Ar^9’，Ar^10’，Ar^13’分别表示取代或未取代的芳基，彼此可以相同也可以不同。另外，Ar^8’,Ar^11’,Ar^12’表示取代或未取代的亚芳基，彼此可以相同也可以不同。)

这里，作为芳基，可以举出苯基、联苯基、蒽基、苝基、芘基等。另外，作为亚芳基，可以举出亚苯基、亚萘基、亚联苯基、亚蒽基、亚苝基、亚芘基等。另外，作为取代基，可以举出碳原子数为1～10的烷基、碳原子数为1～10的烷氧基或氰基等。该电子传递化合物优选具有薄膜形成性。

作为上述电子传递性化合物的具体例子，可以举出下述的化合物。

[化学式9]

Me表示甲基，tBu表示叔丁基；

用下述式表示的含氮杂环衍生物；

[化学式10]

(式中，A^3’～A^5’是氮原子或碳原子。

R为可以具有取代基的碳原子数为6～60的芳基、可以具有取代基的碳原子数为3～60的杂芳基、碳原子数为1～20的烷基、碳原子数为1～20的卤代烷基、碳原子数为1～20的烷氧基，n为0～5的整数，在n为2以上整数的情况下，多个R可以相同也可以不同。

另外，相邻的多个R基团可以彼此结合，形成取代或未取代的碳环式脂肪族环、或取代或未取代的碳环式芳香族环。

Ar¹⁴为可以具有取代基的碳原子数为6～60的芳基、可以具有取代基的碳原子数为3～60的杂芳基。

Ar¹⁵是氢原子、碳原子数为1～20的烷基、碳原子数为1～20的卤代烷基、碳原子数为1～20的烷氧基、可以具有取代基的碳原子数为6～60的芳基、可以具有取代基的碳原子数为3～60的杂芳基。

其中，Ar¹⁴、Ar¹⁵中的任意一方为可以具有取代基的碳原子数为10～60的稠环基、可以具有取代基的碳原子数为3～60的杂稠环基。

L¹、L²分别是单键、可以具有取代基的碳原子数为6～60的稠环、可以具有取代基的碳原子数为3～60的杂稠环或者可以具有取代基的亚芴基。)

用下述式表示的含氮杂环衍生物；

HAr-L³-Ar¹⁶-Ar¹⁷

[式中，HAr是可以具有取代基的碳原子数为3～40的含氮杂环，

L³是单键、可以具有取代基的碳原子数为6～60的亚芳基、可以具有取代基的碳原子数为3～60的杂亚芳基或可以具有取代基的亚芴基，

Ar¹⁶是可以具有取代基的碳原子数为6～60的2价芳香族烃基，

Ar¹⁷是可以具有取代基的碳原子数为6～60的芳基、或可以具有取代基的碳原子数为3～60的杂芳基。]

特开平第09-087616号公报所示的、使用了用下述式表示的硅杂环戊二烯衍生物的电场发光元件；

[化学式11]

(式中，Q¹和Q²相互独立，是碳原子数为1～6的饱和或不饱和的烃基、烷氧基、烯氧基、炔氧基、羟基、取代或未取代的芳基、取代或未取代的杂环，或者Q¹和Q²相结合而形成饱和或不饱和的环，R¹¹～R¹⁴相互独立，表示氢原子、卤原子、取代或未取代的碳原子数为1～6的烷基、烷氧基、芳氧基、全氟代烷基、全氟代烷氧基、氨基、烷基羰基、芳基羰基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、偶氮基、烷基羰基氧基、芳基羰基氧基、烷氧基羰基氧基、芳氧基羰基氧基、亚磺酰基、磺酰基、氨磺酰基(スルフアニル)、甲硅烷基、氨基甲酰基、芳基、杂环基、烯基、炔基、硝基、甲酰基、亚硝基、甲酰氧基、异氰基、氰酸酯基、异氰酸酯基、硫氰酸酯基、异硫氰酸酯基或者氰基或者相邻时为取代或者未取代的环进行稠合形成的结构。)

特开平第09-194487号公报所示的下述式表示的硅杂环戊二烯衍生物；

[化学式12]

(式中，Q³和Q⁴相互独立，是碳原子数为1～6的饱和或不饱和的烃基、烷氧基、烯氧基、炔氧基、取代或未取代的芳基、取代或未取代的杂环，或者Q³和Q⁴相结合而形成饱和或不饱和的环，R¹⁵～R¹⁸相互独立，表示氢原子、卤原子、取代或未取代的碳原子数为1～6的烷基、烷氧基、芳氧基、全氟代烷基、全氟代烷氧基、氨基、烷基羰基、芳基羰基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、偶氮基、烷基羰基氧基、芳基羰基氧基、烷氧基羰基氧基、芳氧基羰基氧基、亚磺酰基、磺酰基、氨磺酰基(スルフアニル)、甲硅烷基、氨基甲酰基、芳基、杂环基、烯基、炔基、硝基、甲酰基、亚硝基、甲酰氧基、异氰基、氰酸酯基、异氰酸酯基、硫氰酸酯基、异硫氰酸酯基或者氰基或者相邻时为取代或者未取代的环进行稠合形成的结构。(其中，当R¹⁵和R¹⁸是苯基时，Q³和Q⁴不是烷基和苯基；当R¹⁵和R¹⁸是噻吩基时，Q³和Q⁴不同时为一价烃基，R¹⁶和R¹⁷不同时为烷基、芳基、烯基或者R¹⁶和R¹⁷结合形成环的脂肪族基；当R¹⁵和R¹⁸是甲硅烷基时，R¹⁶、R¹⁷、Q³和Q⁴彼此独立地不是碳原子数1-6的一价烃基或者氢原子；当R¹⁵和R¹⁶是苯环经稠合形成的结构时，Q³和Q⁴不是烷基和苯基。))

特再第2000-040586号公报所示的用下述式表示的硼烷衍生物；

[化学式13]

(式中，R¹⁹～R²⁶和Q⁸相互独立，表示氢原子、饱和或不饱和的烃基、芳香族基、杂环基、取代氨基、取代氧硼基、烷氧基或芳氧基，Q⁵、Q⁶和Q⁷相互独立，表示饱和或不饱和的烃基、芳香族基、杂环基、取代氨基、烷氧基或芳氧基，Q⁷和Q⁸的取代基可以相互结合而形成稠环，r表示1～3的整数，当r为2以上时，Q⁷可以不同。其中，不包括r是1且Q⁵、Q⁶和R²⁰是甲基并且R²⁶是氢原子或取代氧硼基的情况；和r为3且Q⁷为甲基的情况。)

特开平10-088121号公报所示的用下述式表示的化合物；

[化学式14]

[式中，Q⁹和Q¹⁰相互独立，表示用下述式表示的配位基，L⁴表示卤原子、取代或者未取代的烷基、取代或者未取代的环烷基、取代或者未取代的芳基、取代或者未取代的杂环基、或者用-OR²⁷(R²⁷是氢原子、取代或者未取代的烷基、取代或者未取代的环烷基、取代或者未取代的芳基、取代或者未取代的杂环基)或-O-Ga-Q¹¹(Q¹²)(Q¹¹和Q¹²与Q⁹和Q¹⁰同义)表示的配位基。]

[化学式15]

(式中，环A⁴和A⁵是可以具有取代基的已相互稠合的六员芳环结构。)

这种金属配位化合物，作为n型半导体的性质较强，电子注入能力大。进而，形成配位化合物时的生成能量也低，所以已形成的金属配位化合物的金属和配位基的键合性也变得牢固，作为发光材料的荧光量子效率也会增大。

如果列举形成上述式的配位基的环A⁴和A⁵的取代基的具体例子，有氯、溴、碘、氟等卤原子；甲基、乙基、丙基、丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、辛基、硬脂基、三氯甲基等取代或者未取代的烷基；苯基、萘基、3-甲基苯基、3-甲氧基苯基、3-氟苯基、3-三氯甲基苯基、3-三氟甲基苯基、3-硝基苯基等取代或者未取代的芳基；甲氧基、正丁氧基、叔丁氧基、三氯甲氧基、三氟乙氧基、五氟丙氧基、2，2，3，3-四氟丙氧基、1，1，1，3，3，3-六氟-2-丙氧基、6-(全氟乙基)己氧基等取代或者未取代的烷氧基；苯氧基、对硝基苯氧基、对叔丁基苯氧基、3-氟苯氧基、五氟苯基、3-三氟甲基苯氧基等取代或者未取代的芳氧基；甲硫基、乙硫基、叔丁基硫基、己基硫基、辛基硫基、三氟甲基硫基等取代或者未取代的烷硫基；苯硫基、对硝基苯硫基、对叔丁基苯硫基、3-氟苯硫基、五氟苯硫基、3-三氟甲基苯硫基等取代或者未取代的芳硫基；氰基、硝基、氨基、甲基氨基、二甲基氨基、乙基氨基、二乙基氨基、二丙基氨基、二丁基氨基、二苯基氨基等单或二取代氨基；双(乙酰氧基甲基)氨基、双(乙酰氧基乙基)氨基、双(乙酰氧基丙基)氨基、双(乙酰氧基丁基)氨基等酰基氨基；羟基，甲硅烷氧基，酰基，甲基氨基甲酰基、二甲基氨基甲酰基、乙基氨基甲酰基、二乙基氨基甲酰基、丙基氨基甲酰基、丁基氨基甲酰基、苯基氨基甲酰基等氨基甲酰基；羧酸基，磺酸基，亚胺基，环戊烷基、环己基等环烷基；苯基、萘基、联苯基、蒽基、菲基、芴基、芘基等芳基；吡啶基、吡嗪基、嘧啶基、哒嗪基、三嗪基、吲哚基、喹啉基、吖啶基、吡咯烷基、二噁烷基、哌啶基、morpholidinyl基(モルフ才リジニル)、哌嗪基、triathinyl基(トリアチニル)、咔唑基、呋喃基、苯硫基、唑基、噁二唑基、苯并噁唑基、噻唑基、噻二唑基、苯并噻唑基、三唑基、咪唑基、苯并咪唑基、puranyl基(プラニル)等杂环基等。另外，以上的取代基之间也可以再通过键合形成六员芳环或者杂环。

4.光半透过性电极

作为光半透过性电极，可以使用将由在光反射性电极中列举的材料组成的光反射层和光反射透过层层叠形成的材料、以及光反射单层材料。当光反射性电极是阳极时，光半透过性电极是阴极。当光反射性电极是阴极时，光半透过性电极是阳极。

光反射层由于具有由其一面接受电荷并由另一面放出电荷的功能，所以需要具有光反射性的同时具有导电性。因此，光反射层优选为金属膜、半导体膜。其中，基于可以在从蓝色至红色的可见光区域的宽的范围内实现高的反射率的观点，优选为金属膜。

金属膜的反射率由其膜厚d、双折射率n-i·k、表面粗糙度(RMS粗糙度)σ决定。作为优选的金属膜的材料，优选双折射率的实部n、虚部k(相当于光吸收系数)都小的材料。具体地讲，可列举Au，Nd，Ag，Cu，Mg，Al，Ni，Pd以及它们的合金等。膜厚d薄时，光会透过，反射率变小。

光反射层的膜厚与所使用的金属种类的双折射率虚部k值有关，优选为5nm以上。

另外，当表面粗糙度o大时，由于光进行乱反射，向与有机EL元件的发光面垂直的方向反射的成分变少，因此作为表面粗糙度o，优选低于10nm，更优选低于5nm。

光半透过性电极对于取出至元件外部的光的光透过率优选为30％以上，更优选为50％以上。

光半透过性电极对于取出至元件外部的光的光反射率优选为20％以上，更优选为40％以上。

5.气体阻挡层

为了防止水分和氧浸入有机发光层内部，优选设置气体阻挡层，以便覆盖第2电极。气体阻挡层通常由透明绝缘体组成，具体地讲，优选是封入了干燥剂、干燥气体、氟化烃等惰性液体形成的结构。另外，只要是防湿性优异的材料即可，优选为无机氧化物层、无机氮化物层、无机氮氧化物层。例如，可列举二氧化硅、氧化铝、AlON、SiAlON、SiNx等。

本发明的有机EL彩色发光装置可以用公知的技术制造。具体地讲，可以通过将上述的各结构层用溅射法或真空蒸镀法成膜为规定膜厚，然后，用光刻法等，按照所希望的形状进行图案化来制造。

实施例

下面，根据实施例对本发明进行进一步的说明。

实施例1

制作了在厚0.7mm的玻璃基板上形成有发出蓝色、绿色和红色的各有机EL元件的彩色发光装置。此时，改变空穴输送层(第1电荷输送层)和电子输送层(第2电荷输送层)的膜厚，评价了改变有机发光介质层内的有机发光层的位置的情况。

还有，元件中使用的化合物的结构如下所示。

[化学式16]

[光反射性电极的制作]

在厚0.7mm的玻璃支撑基板上，将作为密接层的ITO通过溅射按照100nm的厚度成膜。然后，将铝通过溅射按照150nm的厚度成膜，进而将ITO通过贱射按照10nm的厚度成膜。该铝/ITO膜具有作为第1、第2、第3有机EL元件都通用的光反射性电极的功能。

[真空蒸镀装置的准备]

将该带有光反射性电极的基板在异丙醇中进行5分钟超声波洗涤后，进行UV臭氧洗涤30分钟。将洗涤后的带有光反射性电极的基板安装在真空蒸镀装置的基板架上。

另外，预先在各自的钼制的加热台上，分别安装作为空穴输送材料的HT、作为发光层的主体材料的BH、作为蓝色发光材料的BD、作为绿色发光材料的GD、作为红色发光材料的RD、作为电子输送材料的三(8-羟基喹啉)合铝(Alq₃)、作为缓冲层材料的LiF、作为光反射层材料的Mg和Ag，另外，将作为光透光性电极的ITO靶安装在另一个溅射装置上。

[第1有机EL元件的制作]

首先，使具有空穴输送层功能的HT膜形成x[nm]。在HT膜的成膜后，作为蓝色发光层，将化合物BH和化合物BD按照30∶1.5的膜厚比以30nm膜厚进行共蒸镀。在该膜上使作为电子输送层的Alq₃膜以175-x[nm]膜厚成膜。然后，将作为缓冲层的LiF以1nm膜厚进行蒸镀，在该膜上，将具有光反射层功能的Mg∶Ag膜按照Mg和Ag成膜速度比为9∶1的条件蒸镀10nm，再将具有光透过性电极功能的ITO以100nm厚度成膜。在这里，按照有机发光介质层的总膜厚为205nm的方式，将x从20nm到160nm以10nm为间隔改变15个阶段，制作了作为第1有机EL元件的15种元件。

[第2有机EL元件的制作]

首先，使具有空穴输送层功能的HT膜形成y[nm]。在HT膜的成膜后，作为绿色发光层将化合物BH和化合物GD按照30∶2.3的膜厚比以30nm膜厚进行共蒸镀。在该膜上使作为电子输送层的Alq₃膜以220-y[nm]膜厚成膜。然后，将作为缓冲层的LiF以1nm膜厚进行蒸镀，在该膜上，将具有光反射层功能的Mg∶Ag膜按照Mg和Ag成膜速度比为9∶1的条件蒸镀10nm，再将具有光透过性电极功能的ITO以100nm厚度成膜。在这里，由Mg∶Ag组成的光反射层和由ITO组成的光透过性电极与第1有机EL元件可以通用。另外，按照有机发光介质层的总膜厚为250nm的方式，将y从20nm到210nm以10nm为间隔改变20个阶段，制作作为第2有机EL元件的20种元件。

[第3有机EL元件的制作]

首先，使具有空穴输送层功能的HT膜形成z[nm。在HT膜的成膜后，作为红色发光层将化合物BH和化合物RD按照30∶1.5的膜厚比以30nm膜厚进行共蒸镀。在该膜上使作为电子输送层的Alq₃膜以90-z[nm]膜厚成膜。然后，将作为缓冲层的LiF以1nm膜厚进行蒸镀，在该膜上，将具有光反射层功能的Mg∶Ag膜按照Mg和Ag成膜速度比为9∶1的条件蒸镀10nm，再将具有光透过性电极功能的ITO以100nm厚度成膜。在这里，由Mg∶Ag组成的光反射层和由ITO组成的光透过性电极与第1和第2有机EL元件可以通用。另外，按照有机发光介质层的总膜厚为120nm的方式，将z从25nm到80nm以5nm为间隔改变12个阶段，制作作为第3有机EL元件的12种元件。

另外，用以下方法测量各有机EL元件中设置的有机发光层的荧光光谱。

在0.7mm厚的玻璃基板上，作为蓝色发光层将化合物BH和化合物BD按照100∶5的膜厚比以100nm膜厚进行共蒸镀。接着，在另外的0.7mm厚的玻璃基板上，作为绿色发光层将化合物BH和化合物GD按照100∶7.5的膜厚比以100nm膜厚进行共蒸镀。此外，在另外的0.7mm厚的玻璃基板上，作为红色发光层将化合物BH和化合物RD按照100∶5的膜厚比以100nm膜厚进行共蒸镀。

然后，将波长410nm的单色光照射在蓝色发光层表面上，用分光光度计测量由发光层发出的荧光，结果来自蓝色发光层的荧光峰波长是454nm。另外，将波长410nm的单色光照射在绿色发光层表面上，用分光光度计测量由发光层发出的荧光，结果来自绿色发光层的荧光峰波长是528nm。此外，将波长520nm的单色光照射在绿色发光层表面上，用分光光度计测量由发光层发出的荧光，结果来自红色发光层的荧光峰波长是599nm。

另外，将仅由用于有机EL元件的各层组成的单层膜在玻璃基板上成膜，使用分光椭圆计测量其折射率和电极表面上的相位移(在由蓝色、绿色、红色的各发光层发出的荧光峰波长下的值)。在这里，各有机EL元件中使用的构成材料的折射率和光反射性电极(Al/ITO)、光反射层(Mg∶Ag)界面上的相位移的值如表1所示。

[表1]

元件	发光峰波长[nm]	HT的折射率	BH的折射率	Alq₃的折射率	Al/ITO相位移[弧度]	Mg：Ag相位移[弧度]
元件	发光峰波长[nm]	HT的折射率	BH的折射率	Alq₃的折射率	Al/ITO相位移[弧度]	Mg：Ag相位移[弧度]	第1(蓝色)	454	1.93	1.90	1.83	-3.83	-0.95
第2(绿色)	528	1.85	1.80	1.72	-3.71	-0.91	第1(蓝色)	454	1.93	1.90	1.83	-3.83	-0.95
第2(绿色)	528	1.85	1.80	1.72	-3.71	-0.91	第3(红色)	599	1.80	1.75	1.67	-3.62	-0.88

另外，此时，由于HT和Alq₃的折射率不同，所以式(2)中有机发光介质层的光学膜厚Lx和mx的值根据空穴输送层膜厚和电子输送层的膜厚而发生变化。该范围如表2所示。

[表2]

元件	有机发光介质层总膜厚[nm]	HT的最小膜厚[nm]	HT的最大膜厚[nm]	Lx最小值[nm]	Lx最大值[nm]	mx最小值	mx最大值
元件	有机发光介质层总膜厚[nm]	HT的最小膜厚[nm]	HT的最大膜厚[nm]	Lx最小值[nm]	Lx最大值[nm]	mx最小值	mx最大值	第1(蓝色)	205	20	160	370	385	0.87	0.93
第2(绿色)	260	20	210	436	459	0.92	1.01	第1(蓝色)	205	20	160	370	385	0.87	0.93
第2(绿色)	260	20	210	436	459	0.92	1.01	第3(红色)	120	25	80	206	213	-0.03	-0.01

HT：空穴输送层

Lx：第x有机EL元件中有机发光介质层的光学膜厚

Mx：第x有机EL元件中式(2)的m值

以下示出了各有机EL元件的层叠结构。

·第1有机EL元件(蓝色发光)

Al(150nm)/ITO(10nm)/HT(xnm)/BH：BD(30∶1.5、膜厚比：30nm)/Alq3(175-xnm)/LiF(1nm)/Mg：Ag(10nm)/ITO(100nm)

·第2有机EL元件(绿色发光)

Al(150nm)/ITO(10nm)/HT(ynm)/BH：GD(30∶2.3、膜厚比：30nm)/Alq3(220-ynm)/LiF(1nm)/Mg：Ag(10nm)/ITO(100nm)

·第3有机EL元件(红色发光)

Al(150nm)/ITO(10nm)/HT(znm)/BH：RD(30∶1.5、膜厚比：30nm)/Alq₃(90-znm)/LiF(1nm)/Mg：Ag(10nm)/ITO(100nm)

在制作的各有机EL元件中，按照电流密度为10mA/cm²的方式通电，使用分光放射亮度计CS1000A(コニカミノルタ社制)，测量亮度、色度。由测量的亮度计算出发光效率(单位：cd/A)。

图5-7中用网线部分示出的区域表示发光效率高而且蓝色、绿色、红色各颜色的色度良好的区域。例如，在图5(蓝色发光)中，示出了发光效率为3cd/A以上而且CIE色度y座标为0.15以下的区域。在图6(绿色发光)中，示出了发光效率为20cd/A以上而且CIE色度y座标为0.65以上的区域。在图7(红色发光)中，示出了发光效率为10cd/A以上而且CIE色度x座标为0.60以上的区域。

由图5-7可知，在该实施例中，通过在35nm-65nm之间将各有机EL元件的空穴输送层(HT)的膜厚(x、y、z)统一化，或者在10nm-30nm之间将电子输送层(Alq₃)的膜厚(175-x、220-y、90-z)统一化，可以利用由光共振器产生的干涉效果，从而可以在发光效率高且色纯度高的状态下使用各元件。

另外，在发红色光的第3有机EL元件和发出其它波长短的光的元件中，由于使式(1)的值不相同，所以可以使这些元件的有机发光介质层的总膜厚变厚。其结果，可以抑制电极间的短路。

上述的彩色发光装置中，当将电子输送层的膜厚统一为20nm时，即，使第1有机EL元件的空穴输送层(HT)的膜厚(x)为150nm，使第2有机EL元件的空穴输送层(HT)的膜厚(y)为200nm，使第3有机EL元件的空穴输送层(HT)的膜厚(z)为70nm时，CIE色度和发光效率(L/J)如表3所示。

[表3]

	CIEx	CIEy	L/J[cd/A]
	CIEx	CIEy	L/J[cd/A]	蓝色	0.123	0.108	4.2
绿色	0.287	0.683	31.0	蓝色	0.123	0.108	4.2
绿色	0.287	0.683	31.0	红色	0.610	0.389	11.9

如上所述，即使将电子输送层的膜厚统一，也可以制作蓝色、绿色、红色的色纯度良好而且亮度平衡良好的彩色发光装置。

工业上的可利用性

本发明的有机EL彩色发光装置可以用于民用TV、大型显示设备、手提电话用显示画面等各种显示装置。

Claims

1.一种有机电致发光彩色发光装置，其中，

所述发光峰波长λ₂比所述发光峰波长λ₁长，

m₂+1.3＞m₁＞m₂+0.7

其中，m₁和/或m₂为0以上的近似整数，

[数学式1]

m_{x} = \frac{{2 L}_{x}}{λ_{x}} + \frac{Φ_{x}}{2 π} \cdot \cdot \cdot (1)

2.一种有机电致发光彩色发光装置，其中，

所述第1～第3有机电致发光元件为在光取出方向上至少依次层叠有光反射性电极、有机发光介质层、光半透过性电极的元件，

所述有机电致发光彩色发光装置中，下述式(2)所定义的m₁和m₃满足以下关系，

m₃+1.3＞m₁＞m₃+0.7，

其中，m₁和/或m₃为0以上的近似整数，

[数学式2]

m_{x} = \frac{{2 L}_{x}}{λ_{x}} + \frac{Φ_{x}}{2 π} \cdot \cdot \cdot (2)

3.根据权利要求1所述的有机电致发光彩色发光装置，其中，所述有机发光介质层是在光取出方向上至少依次层叠有第1电荷输送层、有机发光层、第2电荷输送层的元件，并且所述第1和第2象素中的有机发光层和光半透过性电极间的距离大致相同。

4.根据权利要求2所述的有机电致发光彩色发光装置，其中，所述有机发光介质层是在光取出方向上至少依次层叠有第1电荷输送层、有机发光层、第2电荷输送层的元件，并且所述第1～第3象素中的有机发光层和光半透过性电极间的距离大致相同。

5.根据权利要求1所述的有机电致发光彩色发光装置，其中，所述有机发光介质层是在光取出方向上至少依次层叠有第1电荷输送层、有机发光层、第2电荷输送层的元件，并且所述第1和第2象素中的光反射性电极和有机发光层间的距离大致相同。

6.根据权利要求2所述的有机电致发光彩色发光装置，其中，所述有机发光介质层是在光取出方向上至少依次层叠有第1电荷输送层、有机发光层、第2电荷输送层的元件，并且所述第1～第3象素中的光反射性电极和有机发光层间的距离大致相同。