JP2000068059A - 有機エレクトロルミネッセンス素子材料およびそれを使用した有機エレクトロルミネッセンス素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高輝度で高効率の発光が可能であり、発光劣
化が少なく信頼性の高い有機エレクトロルミネッセンス
素子材料およびそれを使用した有機エレクトロルミネッ
センス素子を提供する。 【解決手段】 一般式［１］で示される有機エレクトロ
ルミネッセンス素子材料。一対の電極間に発光層または
発光層を含む複数層の有機化合物薄膜を形成してなる有
機エレクトロルミネッセンス素子において、少なくとも
一層、好ましくは発光層が一般式［１］で示される有機
エレクトロルミネッセンス素子材料を含有する有機エレ
クトロルミネッセンス素子。 一般式［１］ 【化１】 ［式中、Ａｒ¹およびＡｒ²は、それぞれ独立に置換もし
くは未置換の酸素、窒素、または硫黄原子を含んでも良
いアリーレン基を表す。Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、およびＥは、
それぞれ独立に置換もしくは未置換のアルキル基、置換
もしくは未置換の酸素、窒素、または酸素原子を含んで
も良いアリール基を表し、ＡとＢ、ＣとＤはそれぞれ一
体となっても良い。］

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は平面光源や表示に使用さ
れる有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子用発光
材料および高輝度の発光素子に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】有機物質を使用したＥＬ素子は、固体発
光型の安価な大面積フルカラー表示素子としての用途が
有望視され、多くの開発が行われている。一般にＥＬ素
子は、発光層および該層をはさんだ一対の対向電極から
構成されている。発光は、両電極間に電界が印加される
と、陰極側から電子が注入され、陽極側から正孔が注入
される。さらに、この電子が発光層において正孔と再結
合し、エネルギー準位が伝導帯から価電子帯に戻る際に
エネルギーを光として放出する現象である。

【０００３】従来の有機ＥＬ素子は、無機ＥＬ素子に比
べて駆動電圧が高く、発光輝度や発光効率も低かった。
また、特性劣化も著しく実用化には至っていなかった。
近年、１０Ｖ以下の低電圧で発光する高い蛍光量子効率
を持った有機化合物を含有した薄膜を積層した有機ＥＬ
素子が報告され、関心を集めている（アプライド・フィ
ジクス・レターズ、５１巻、９１３ページ、１９８７年
参照）。この方法は、金属キレート錯体を発光層、アミ
ン系化合物を正孔注入層に使用して、高輝度の緑色発光
を得ており、６〜７Ｖの直流電圧で輝度は数１０００ｃ
ｄ／ｍ²、最大発光効率は１．５ｌｍ／Ｗを達成して、
実用領域に近い性能を持っている。

【０００４】しかしながら、現在までの有機ＥＬ素子
は、構成の改善により発光強度は改良されているが、未
だ充分な発光輝度は有していない。また、繰り返し使用
時の安定性に劣るという大きな問題を持っている。これ
は、例えば、トリス（８−ヒドロキシキノリナート）ア
ルミニウム錯体等の金属キレート錯体が、電界発光時に
化学的に不安定であり、陰極との密着性も悪く、短時間
の発光で大きく劣化していた。以上の理由により、高い
発光輝度、発光効率を持ち、繰り返し使用時での安定性
の優れた有機ＥＬ素子の開発のために、優れた発光能力
を有し、耐久性のある発光材料の開発が望まれている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、発光輝度が
高く、繰り返し使用時での安定性の優れた有機ＥＬ素子
の提供にある。本発明者らが鋭意検討した結果、一般式
［１］で示される有機ＥＬ素子用発光材料を発光層に使
用した有機ＥＬ素子の発光輝度および発光効率が高く、
繰り返し使用時での安定性も優れていることを見いだし
本発明を成すに至った。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、下記一般式
［１］で示される有機エレクトロルミネッセンス素子材
料に関する。 一般式［１］

【０００７】

【化２】

【０００８】［式中、Ａｒ¹およびＡｒ²は、それぞれ独
立に置換もしくは未置換の酸素、窒素、または硫黄原子
を含んでも良いアリーレン基を表す。Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、
およびＥはそれぞれ独立に置換もしくは未置換のアルキ
ル基、置換もしくは未置換の酸素、窒素、または酸素原
子を含んでも良いアリール基を表し、ＡとＢ、またはＣ
とＤはそれぞれ一体となっても良い。］ また、本発明はＡｒ¹およびＡｒ²がｐ−フェニレン基で
あり、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、およびＥは、それぞれ独立に置
換されても良いフェニル基である上記有機エレクトロル
ミネッセンス素子材料に関する。

【０００９】また、本発明は一対の電極間に発光層また
は発光層を含む複数層の有機化合物薄膜を形成してなる
有機エレクトロルミネッセンス素子において、少なくと
も一層が上記有機エレクトロルミネッセンス素子材料を
含有する層である有機エレクトロルミネッセンス素子に
関する。また、本発明は一対の電極間に発光層または発
光層を含む複数層の有機化合物薄膜を形成してなる有機
エレクトロルミネッセンス素子において、発光層が上記
有機エレクトロルミネッセンス素子材料を含有する層で
ある有機エレクトロルミネッセンス素子に関する。［式
中、Ａｒ¹〜Ａｒ²は、それぞれ独立に置換もしくは未置
換の酸素、窒素、または硫黄原子を含んでも良いアリー
レン基を表す。Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、およびＥは、それぞれ
独立に置換もしくは未置換のアルキル基、置換もしくは
未置換の酸素、窒素、または酸素原子を含んでも良いア
リール基を表し、ＡとＢ、ＣとＤはそれぞれ一体となっ
て、新たな環を形成して良い。］

【００１０】

【発明の実施の形態】

【００１１】本発明における一般式［１］で示される化
合物のＡｒ¹およびＡｒ²はそれぞれ独立に、置換もしく
は未置換の酸素、窒素、硫黄原子を含むアリーレン基を
表す。 Ａｒ¹〜Ａｒ²の具体例は、ベンゼン、トルエ
ン、キシレン、エチルベンゼン、ナフタレン、アントラ
セン、フェナントレン、フルオレン、ピレン、クリセ
ン、ナフタセン、ペリレン、アズレン、フルオレノン、
アントラキノン、ジベンゾスベレノン、テトラシアノキ
ノジメタン等の置換もしくは未置換の芳香族環もしくは
縮合芳香環の２価の残基、または、フラン、チオフェ
ン、ピロール、ピリジン、ピロン、オキサゾール、ピラ
ジン、オキサジアゾール、トリアゾール、チアジアゾー
ル、インドール、キノリン、イソキノリン、カルバゾー
ル、アクリジン、チオキサントン、クマリン、アクリド
ン、ジフェニレンスルホン、キノキサリン、ベンゾチア
ゾール、フェナジン、フェナントロリン、フェノチアジ
ン、キナクリドン、フラバンスロン、インダンスロン等
の複素芳香環もしくは縮合複素芳香環の２価の残基であ
る。

【００１２】さらには、ビフェニル、ターフェニル、ビ
ナフチル、ビフルオレニリデン、ビピリジン、ビキノリ
ン、フラボン、フェニルトリアジン、ビスベンゾチアゾ
ール、ビチオフェン、フェニルベンゾトリアゾール、フ
ェニルベンズイミダゾール、フェニルアクリジン、ビス
（ベンゾオキサゾリル）チオフェン、ビス（フェニルオ
キサゾリル）ベンゼン、ビフェニリルフェニルオキサジ
アゾール、ジフェニルベンゾキノン、ジフェニルイソベ
ンゾフラン、ジフェニルピリジン、スチルベン、ジベン
ジル、ジフェニルメタン、ビス（フェニルイソプロピ
ル）ベンゼン、ジフェニルフルオレン、ジフェニルヘキ
サフルオロプロパン、ジベンジルナフチルケトン、ジベ
ンジリデンシクロヘキサノン、ジスチリルナフタレン、
（フェニルエチル）ベンジルナフタレン、ジフェニルエ
ーテル、メチルジフェニルアミン、ベンゾフェノン、安
息香酸フェニル、ジフェニル尿素、ジフェニルスルフィ
ド、ジフェニルスルホン、ジフェノキシビフェニル、ビ
ス（フェノキシフェニル）スルホン、ビス（フェノキシ
フェニル）プロパン、ジフェノキシベンゼン、エチレン
グリコールジフェニルエーテル、ネオペンチルグリコー
ルジフェニルエーテル、ジピコリルアミン、ジピリジル
アミン等の同種または異なる２種以上の環構造単位が２
個以上連結した骨格を有する２価の残基である。

【００１３】本発明における一般式［１］で示される化
合物のＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅは、それぞれ独立に、置換も
しくは未置換のアルキル基、置換もしくは未置換の酸
素、窒素、硫黄原子を含むアリール基を表す。これらの
具体例は、置換もしくは未置換のアルキル基としては、
メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ｓｅｃ−
ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル
基、ヘプチル基、オクチル基、ステアリル基２−フェニ
ルイソプロピル基、トリクロロメチル基、トリフルオロ
メチル基、ベンジル基、α−フェノキシベンジル基、
α，α−ジメチルベンジル基、α，α−メチルフェニル
ベンジル基、α，α−ジトリフルオロメチルベンジル
基、トリフェニルメチル基、α−ベンジルオキシベンジ
ル基等の炭素数１−２０のアルキル基の置換体がある。
置換もしくは未置換のアリール基としては、フェニル
基、２−メチルフェニル基、３−メチルフェニル基、４
−メチルフェニル基、４−エチルフェニル基、ビフェニ
ル基、４−メチルビフェニル基、４−エチルビフェニル
基、４−シクロヘキシルビフェニル基ターフェニル基、
３，５−ジクロロフェニル基、ナフチル基、５−メチル
ナフチル基、アントリル基、ピレニル基等の炭素数１−
２０のアリール基の置換体がある。

【００１４】さらに、アリール基は、窒素原子、酸素原
子およびまたは硫黄原子により芳香族炭素原子が置換さ
れていてもよい。このようなアリール基としては、フリ
ル基、チオフェニル基、ピロール基、ピラニル基、チオ
ピラニル基、チアゾリル基、イミダゾリール基、ピリミ
ジニル基、ピリジニル基、トリアジニル基、インドリニ
ル基、キノリル基、プリニル基等がある。また、ＡとＢ
とが、またはＣとＤとが、一体となって、置換もしくは
未置換の、シクロペンテン環、シクロヘキセン環、フェ
ニル環、ナフタレン環、アントラセン環、ピレン環、フ
ルオレン環、フラン環、チオフェン環、ピロール環、オ
キサゾール環、チアゾール環、イミダゾール環、ピリジ
ン環、ピラジン環、ピロリン環、ピラゾリン環、インド
ール環、キノリン環、キノキサリン環、キサンテン環、
カルバゾール環、アクリジン環、フェナントロリン環等
を形成しても良い。

【００１５】Ａｒ¹、Ａｒ²、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅの有す
る置換基の具体例は、ハロゲン原子としては弗素、塩
素、臭素、ヨウ素、置換もしくは未置換のアルキル基と
しては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、
ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、
ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ステアリル基、
２−フェニルイソプロピル基、トリクロロメチル基、ト
リフルオロメチル基、ベンジル基、α−フェノキシベン
ジル基、α，α−ジメチルベンジル基、α，α−メチル
フェニルベンジル基、α，α−ジトリフルオロメチルベ
ンジル基、トリフェニルメチル基、α−ベンジルオキシ
ベンジル基等の炭素数１〜２０のアルキル基の置換体が
ある。

【００１６】置換もしくは未置換のアルコキシル基とし
ては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ｎ−ブ
トキシ基、ｔ−ブトキシ基、ｎ−オクチルオキシ基、ｔ
−オクチルオキシ基、１，１，１−テトラフルオロエト
キシ基、フェノキシ基、ベンジルオキシ基、オクチルフ
ェノキシ基等の炭素数１〜２０のアルコキシル基の置換
体がある。置換もしくは未置換のアリール基としては、
フェニル基、２−メチルフェニル基、３−メチルフェニ
ル基、４−メチルフェニル基、４−エチルフェニル基、
ビフェニル基、４−メチルビフェニル基、４−エチルビ
フェニル基、４−シクロヘキシルビフェニル基ターフェ
ニル基、３，５−ジクロロフェニル基、ナフチル基、５
−メチルナフチル基、アントリル基、ピレニル基等の炭
素数１〜２０のアリール基の置換体がある。

【００１７】置換もしくは未置換のアミノ基としては、
アミノ基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、フェ
ニルメチルアミノ基、ジフェニルアミノ基、ジトリルア
ミノ基、ジベンジルアミノ基等がある。また、それぞれ
の置換基同士で一体となって、置換もしくは未置換の、
シクロペンテン環、シクロヘキセン環、フェニル環、ナ
フタレン環、アントラセン環、ピレン環、フルオレン
環、フラン環、チオフェン環、ピロール環、オキサゾー
ル環、チアゾール環、イミダゾール環、ピリジン環、ピ
ラジン環、ピロリン環、ピラゾリン環、インドール環、
キノリン環、キノキサリン環、キサンテン環、カルバゾ
ール環、アクリジン環、フェナントロリン環等を形成し
ても良い。

【００１８】本発明における化合物は分子中に電子輸送
性のトリアゾール環を有するため電子輸送材料として使
用しても良く、また、トリフェニル基の様な正孔輸送性
のアミン骨格を有するため、正孔輸送材料としての使用
も可能であるが、好ましくは、有機ＥＬ素子の発光材料
として使用した場合、高い発光輝度を示し、長時間発光
させる際にも有利である。

【００１９】本発明の一般式［１］で示される化合物の
一般的な合成方法を以下に示す。一般式［３］のジハロ
ゲン化物と、２級アミン誘導体を炭酸カリウムおよび触
媒を溶媒中で反応させて、一般式［１］の化合物を合成
することができる。炭酸カリウムに変えて、炭酸ナトリ
ウム、水酸化カリウム、水酸化ナトリウムまたはアンモ
ニア水等を使用することができる。触媒としては、銅
紛、塩化第一銅、スズ、塩化第一スズ、ピリジン、三塩
化アルミニウムまたは四塩化チタンがある。溶媒は、ベ
ンゼン、トルエンまたはキシレンがある。以上の合成法
は一例であり、特に限定されるものではない。 一般式［３］

【００２０】

【化３】

【００２１】［式中、Ａｒ¹、Ａｒ²およびＥは、一般式
［１］のそれらと同一である。］

【００２２】以下に、本発明の一般式［１］の化合物の
代表例を、表１に具体的に例示するが、本発明は、この
代表例に限定されるものではない。

【００２３】

【表１】

【００２４】

【００２５】

【００２６】

【００２７】

【００２８】

【００２９】

【００３０】

【００３１】本発明の一般式［１］で示される化合物
は、固体状態において強い蛍光を持つ化合物であり電場
発光性にも優れている。また、金属電極からの優れた正
孔注入性および正孔輸送性、金属電極からの優れた電子
注入性および電子輸送性を併せて持ち合わせているの
で、発光材料として有効に使用することができ、更に
は、他の正孔輸送性材料、電子輸送性材料もしくはドー
ピング材料を使用してもさしつかえない。

【００３２】有機ＥＬ素子は、陽極と陰極間に一層もし
くは多層の有機化合物薄膜を形成した素子である。一層
型の場合、陽極と陰極との間に発光層を設けている。発
光層は、発光材料を含有し、それに加えて陽極から注入
した正孔、もしくは陰極から注入した電子を発光材料ま
で輸送させるために、正孔注入材料もしくは電子注入材
料を含有しても良い。しかしながら、本発明の発光材料
は、極めて高い発光量子効率、高い正孔輸送能力および
電子輸送能力を併せ持ち、均一な薄膜を形成することが
できるので、本発明の発光材料のみで発光層を形成する
ことも可能である。多層型は、（陽極／正孔注入帯域／
発光層／陰極）、（陽極／発光層／電子注入帯域／陰
極）、（陽極／正孔注入帯域／発光層／電子注入帯域／
陰極）の多層構成で積層した有機ＥＬ素子がある。一般
式［１］の化合物は、高い発光特性を持ち、正孔注入
性、正孔輸送特性および電子注入性、電子輸送特性をも
っているので、発光材料として発光層に使用できる。

【００３３】発光層には、必要があれば、本発明の一般
式［１］の化合物に加えて、さらなる公知の発光材料、
ドーピング材料、正孔注入材料や電子注入材料を使用す
ることもできる。有機ＥＬ素子は、多層構造にすること
により、クエンチングによる輝度や寿命の低下を防ぐこ
とができる。必要があれば、発光材料、ドーピング材
料、正孔注入材料や電子注入材料を組み合わせて使用す
ることが出来る。また、ドーピング材料により、発光輝
度や発光効率の向上、赤色や青色の発光を得ることもで
きる。また、正孔注入帯域、発光層、電子注入帯域は、
それぞれ二層以上の層構成により形成されても良い。そ
の際には、正孔注入帯域の場合、電極から正孔を注入す
る層を正孔注入層、正孔注入層から正孔を受け取り発光
層まで正孔を輸送する層を正孔輸送層と呼ぶ。同様に、
電子注入帯域の場合、電極から電子を注入する層を電子
注入層、電子注入層から電子を受け取り発光層まで電子
を輸送する層を電子輸送層と呼ぶ。これらの各層は、材
料のエネルギー準位、耐熱性、有機層もしくは金属電極
との密着性等の各要因により選択されて使用される。

【００３４】一般式［１］の化合物と共に発光層に使用
できる発光材料またはドーピング材料としては、アント
ラセン、ナフタレン、フェナントレン、ピレン、テトラ
セン、コロネン、クリセン、フルオレセイン、ペリレ
ン、フタロペリレン、ナフタロペリレン、ペリノン、フ
タロペリノン、ナフタロペリノン、ジフェニルブタジエ
ン、テトラフェニルブタジエン、クマリン、オキサジア
ゾール、アルダジン、ビスベンゾキサゾリン、ビススチ
リル、ピラジン、シクロペンタジエン、キノリン金属錯
体、アミノキノリン金属錯体、ベンゾキノリン金属錯
体、イミン、ジフェニルエチレン、ビニルアントラセ
ン、ジアミノカルバゾール、ピラン、チオピラン、ポリ
メチン、メロシアニン、イミダゾールキレート化オキシ
ノイド化合物、キナクリドン、ルブレンおよび色素レー
ザー用や増白用の蛍光色素等があるが、これらに限定さ
れるものではない。

【００３５】一般式［１］の化合物および共に発光層に
使用できる上記の化合物の発光層中での存在比率はどれ
が主成分であってもよい。つまり、上記の化合物および
本発明における化合物のそれぞれの組み合わせにより、
本発明における化合物は発光層を形成する主材料にも他
の主材料中へのドーピンク材料にも成り得る。

【００３６】正孔注入材料としては、正孔を輸送する能
力を持ち、陽極からの正孔注入効果、発光層または発光
材料に対して優れた正孔注入効果を有し、発光層で生成
した励起子の電子注入帯域または電子注入材料への移動
を防止し、かつ薄膜形成能力の優れた化合物が挙げられ
る。具体的には、フタロシアニン誘導体、ナフタロシア
ニン誘導体、ポルフィリン誘導体、オキサゾール、オキ
サジアゾール、トリアゾール、イミダゾール、イミダゾ
ロン、イミダゾールチオン、ピラゾリン、ピラゾロン、
テトラヒドロイミダゾール、ヒドラゾン、アシルヒドラ
ゾン、ポリアリールアルカン、スチルベン、ブタジエ
ン、ベンジジン型トリフェニルアミン、スチリルアミン
型トリフェニルアミン、ジアミン型トリフェニルアミン
等と、それらの誘導体、およびポリビニルカルバゾー
ル、ポリシラン、導電性高分子等の高分子材料等がある
が、これらに限定されるものではない。

【００３７】本発明の有機ＥＬ素子において使用できる
正孔注入材料の中で、さらに効果的な正孔注入材料は、
芳香族三級アミン誘導体もしくはフタロシアニン誘導体
である。芳香族三級アミン誘導体の具体例としては、ト
リフェニルアミン、トリトリルアミン、トリルジフェニ
ルアミン、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ジ（３−
メチルフェニル）−１，１’−ビフェニル−４，４’−
ジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ（４−メチルフ
ェニル）−１，１’−フェニル−４，４’−ジアミン、
Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ（４−メチルフェニル）−
１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン、Ｎ，Ｎ’
−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ジ（１−ナフチル）−１，
１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジ
（メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジ（４−ｎ−ブチルフ
ェニル）フェナントレン−９，１０−ジアミン、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、１，１−ビス
（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）シクロヘキサン
等、もしくはこれらの芳香族三級アミン骨格を有したオ
リゴマーもしくはポリマー等があるが、これらに限定さ
れるものではない。

【００３８】フタロシアニン（Ｐｃ）誘導体の具体例と
しては、Ｈ₂Ｐｃ、ＣｕＰｃ、ＣｏＰｃ、ＮｉＰｃ、Ｚ
ｎＰｃ、ＰｄＰｃ、ＦｅＰｃ、ＭｎＰｃ、ＣｌＡｌＰ
ｃ、ＣｌＧａＰｃ、ＣｌＩｎＰｃ、ＣｌＳｎＰｃ、Ｃｌ
₂ＳｉＰｃ、（ＨＯ）ＡｌＰｃ、（ＨＯ）ＧａＰｃ、Ｖ
ＯＰｃ、ＴｉＯＰｃ、ＭｏＯＰｃ、ＧａＰｃ−Ｏ−Ｇａ
Ｐｃ等のフタロシアニン誘導体およびナフタロシアニン
誘導体等があるが、これらに限定されるものではない。

【００３９】電子注入材料としては、電子を輸送する能
力を持ち、陰極からの正孔注入効果、発光層または発光
材料に対して優れた電子注入効果を有し、発光層で生成
した励起子の正孔注入帯域への移動を防止し、かつ薄膜
形成能力の優れた化合物が挙げられる。例えば、フルオ
レノン、アントラキノジメタン、ジフェノキノン、チオ
ピランジオキシド、オキサゾール、オキサジアゾール、
トリアゾール、イミダゾール、ペリレンテトラカルボン
酸、フレオレニリデンメタン、アントラキノジメタン、
アントロン等とそれらの誘導体があるが、これらに限定
されるものではない。また、正孔注入材料に電子受容物
質を、電子注入材料に電子供与性物質を添加することに
より増感させることもできる。

【００４０】本発明の有機ＥＬ素子において、さらに効
果的な電子注入材料は、金属錯体化合物もしくは含窒素
五員環誘導体である。具体的には、金属錯体化合物とし
ては、８−ヒドロキシキノリナートリチウム、ビス（８
−ヒドロキシキノリナート）亜鉛、ビス（８−ヒドロキ
シキノリナート）銅、ビス（８−ヒドロキシキノリナー
ト）マンガン、トリス（８−ヒドロキシキノリナート）
アルミニウム、トリス（２−メチル−８−ヒドロキシキ
ノリナート）アルミニウム、トリス（８−ヒドロキシキ
ノリナート）ガリウム、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ
［ｈ］キノリナート）ベリリウム、ビス（１０−ヒドロ
キシベンゾ［ｈ］キノリナート）亜鉛、ビス（２−メチ
ル−８−ヒドロキシキノリナート）クロロガリウム、ビ
ス（２−メチル−８−ヒドロキシキノリナート）（ｏ−
クレゾラート）ガリウム、ビス（２−メチル−８−ヒド
ロキシキノリナート）（１−ナフトラート）アルミニウ
ム、ビス（２−メチル−８−ヒドロキシキノリナート）
（２−ナフトラート）ガリウム、ビス（２−メチル−８
−ヒドロキシキノリナート）フェノラートガリウム、ビ
ス（ｏ−（２−ベンゾオキサゾリル）フェノラート）亜
鉛、ビス（ｏ−（２−ベンゾチアゾリル）フェノラー
ト）亜鉛、ビス（ｏ−（２−ベンゾトリアゾリル）フェ
ノラート）亜鉛等があるが、これらに限定されるもので
はない。また、含窒素五員誘導体としては、オキサゾー
ル、チアゾール、オキサジアゾール、チアジアゾールも
しくはトリアゾール誘導体が好ましい。具体的には、
２，５−ビス（１−フェニル）−１，３，４−オキサゾ
ール、１，４−ビス（２−（４−メチル−５−フェニル
オキサゾリル））ベンゼン、２，５−ビス（１−フェニ
ル）−１，３，４−チアゾール、２，５−ビス（１−フ
ェニル）−１，３，４−オキサジアゾール、２−（４’
−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−５−(４”−ビフェニ
ル)１，３，４−オキサジアゾール、２，５−ビス（１
−ナフチル）−１，３，４−オキサジアゾール、１，４
−ビス［２−(５−フェニルオキサジアゾリル)］ベンゼ
ン、１，４−ビス［２−(５−フェニルオキサジアゾリ
ル)−４−ｔｅｒｔ−ブチルベンゼン］、２−（４’−
ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−５−(４”−ビフェニル)
−１，３，４−チアジアゾール、２，５−ビス（１−ナ
フチル）−１，３，４−チアジアゾール、１，４−ビス
［２−(５−フェニルチアジアゾリル)］ベンゼン、３−
（４’−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−５−(４”−ビ
フェニル)−４−フェニル−１，２，４−トリアゾー
ル、３，５−ビス（１−ナフチル）−４−ｍ−トリル−
１，２，４−トリアゾール等があるが、これらに限定さ
れるものではない。

【００４１】本有機ＥＬ素子においては、発光層中に、
一般式［１］の化合物の他に、発光材料、ドーピング材
料、正孔注入材料および電子注入材料の少なくとも１種
が同一層に含有されてもよい。また、本発明により得ら
れた有機ＥＬ素子の、温度、湿度、雰囲気等に対する安
定性の向上のために、素子の表面に保護層を設けたり、
シリコンオイル、樹脂等により素子全体を保護すること
も可能である。

【００４２】有機ＥＬ素子の陽極に使用される導電性材
料としては、４ｅＶより大きな仕事関数を持つものが適
しており、炭素、アルミニウム、バナジウム、鉄、コバ
ルト、ニッケル、タングステン、銀、金、白金、パラジ
ウム等およびそれらの合金、ＩＴＯ基板、ＮＥＳＡ基板
に使用される酸化スズ、酸化インジウム等の酸化金属、
さらにはポリチオフェンやポリピロール等の有機導電性
樹脂が用いられる。

【００４３】陰極に使用される導電性物質としては、４
ｅＶより小さな仕事関数を持つものが適しており、マグ
ネシウム、カルシウム、錫、鉛、チタニウム、イットリ
ウム、リチウム、ルテニウム、マンガン、アルミニウム
等およびそれらの合金が用いられるが、これらに限定さ
れるものではない。合金としては、マグネシウム／銀、
マグネシウム／インジウム、リチウム／アルミニウム等
が代表例として挙げられるが、これらに限定されるもの
ではない。合金の比率は、蒸着源の温度、雰囲気、真空
度等により制御され、適切な比率に選択される。陽極お
よび陰極は、必要があれば二層以上の層構成により形成
されていても良い。

【００４４】有機ＥＬ素子では、効率良く発光させるた
めに、少なくとも一方は素子の発光波長領域において充
分透明にすることが望ましい。また、基板も透明である
ことが望ましい。透明電極は、上記の導電性材料を使用
して、蒸着やスパッタリング等の方法で所定の透光性が
確保するように設定する。発光面の電極は、光透過率を
１０％以上にすることが望ましい。基板は、機械的、熱
的強度を有し、透明性を有するものであれば限定される
ものではないが、例示すると、ガラス基板、ポリエチレ
ン板、ポリエチレンテレフテレート板、ポリエーテルサ
ルフォン板、ポリプロピレン板等の透明樹脂があげられ
る。

【００４５】本発明に係わる有機ＥＬ素子の各層の形成
は、真空蒸着、スパッタリング、プラズマ、イオンプレ
ーティング等の乾式成膜法やスピンコーティング、ディ
ッピング、フローコーティング等の湿式成膜法のいずれ
の方法を適用することができる。膜厚は特に限定される
ものではないが、適切な膜厚に設定する必要がある。膜
厚が厚すぎると、一定の光出力を得るために大きな印加
電圧が必要になり効率が悪くなる。膜厚が薄すぎるとピ
ンホール等が発生して、電界を印加しても充分な発光輝
度が得られない。通常の膜厚は５ｎｍから１０μｍの範
囲が適しているが、１０ｎｍから０．２μｍの範囲がさ
らに好ましい。

【００４６】湿式成膜法の場合、各層を形成する材料
を、エタノール、クロロホルム、テトラヒドロフラン、
ジオキサン等の適切な溶媒に溶解または分散させて薄膜
を形成するが、その溶媒はいずれであっても良い。ま
た、いずれの有機薄膜層においても、成膜性向上、膜の
ピンホール防止等のため適切な樹脂や添加剤を使用して
も良い。使用の可能な樹脂としては、ポリスチレン、ポ
リカーボネート、ポリアリレート、ポリエステル、ポリ
アミド、ポリウレタン、ポリスルフォン、ポリメチルメ
タクリレート、ポリメチルアクリレート、セルロース等
の絶縁性樹脂およびそれらの共重合体、ポリ−Ｎ−ビニ
ルカルバゾール、ポリシラン等の光導電性樹脂、ポリチ
オフェン、ポリピロール等の導電性樹脂を挙げることが
できる。また、添加剤としては、酸化防止剤、紫外線吸
収剤、可塑剤等を挙げることができる。

【００４７】以上のように、有機ＥＬ素子の発光層に本
発明の化合物を用いることにより、発光効率、最大発光
輝度等の有機ＥＬ素子特性を改良することができた。ま
た、この素子は熱や電流に対して非常に安定であり、さ
らには低い駆動電圧で実用的に使用可能の発光輝度が得
られるため、従来まで大きな問題であった劣化も大幅に
低下させることができた。

【００４８】本発明の有機ＥＬ素子は、壁掛けテレビ等
のフラットパネルディスプレイや、平面発光体として、
複写機やプリンター等の光源、液晶ディスプレイや計器
類等の光源、表示板、標識灯等へ応用が考えられ、その
工業的価値は非常に大きい。

【００４９】本発明の材料は、有機ＥＬ素子、電子写真
感光体、光電変換素子、太陽電池、イメージセンサー等
の分野においても使用できる。

【００５０】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づきさらに詳細に
説明する。化合物（１）の合成方法 １，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン５０部中に、
３，５−ジ(ｐ−ブロモフェニル）−４−フェニル−
１，２，４−トリアゾール８．２部、ジフェニルアミン
８．４５部、および炭酸カリウム１２部、銅粉０．５部
を入れ、２００℃にて５０時間加熱撹拌した。その後、
５００部の水で希釈した。酢酸エチルで抽出を行い、濃
縮して、シリカゲルを用いたカラムクロマトグラフィー
により精製を行ない白色の蛍光を有する粉末１１部を得
た。ＦＤ−ＭＳよる分子量分析により、化合物（１）で
あることを確認した。

【００５１】化合物（３）の合成方法 １，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン５０部中に、
３，５−ジ(ｐ−ブロモフェニル）−４−（ｐ−トリ
ル）−１，２，４−トリアゾール８．９部、ｐ，ｐ’−
ジトリルアミン１１．２部、および炭酸カリウム８部、
銅粉０．５部を入れ、２００℃にて５０時間加熱撹拌し
た。その後、５００部の水で希釈した。酢酸エチルで抽
出を行い、濃縮して、シリカゲルを用いたカラムクロマ
トグラフィーにより精製を行ない白色の蛍光を有する粉
末１３部を得た。ＦＤ−ＭＳよる分子量分析により、化
合物（３）であることを確認した。

【００５２】化合物（１１）の合成方法 １，３−ジメチル−２−イニダゾリジノン３０部中に、
３，５−ジ(ｐ−ブロモフェニル）−４−フェニル−
１，２，４−トリアゾール８．２部、４，４−ジイソプ
ロピル（２−フェニル）ジフェニルアミン２０．５部、
および炭酸カリウム１０部、銅粉０．５部を入れ、２０
０℃にて５０時間加熱撹拌した。その後、５００部の水
で希釈し、この後、酢酸エチルで抽出を行い、濃縮し、
シリカゲルを用いたカラムクロマトグラフィーにより精
製を行ない白色の蛍光を有する粉末１５部を得た。ＦＤ
−ＭＳよる分子量分析により、化合物（１１）であるこ
とを確認した。以下に本発明の化合物を用いた実施例を
示す。本例では、電極面積２ｍｍ×２ｍｍの有機ＥＬ素
子の特性を測定した。

【００５３】実施例１ 洗浄したＩＴＯ電極付きガラス板上に、発光材料として
表１の化合物（３）、２，５−ビス（１−ナフチル）−
１，３，４−オキサジアゾール、ポリカーボネート樹脂
（帝人化成：パンライトＫ−１３００）を５：３：２の
重量比でテトラヒドロフランに溶解させ、スピンコーテ
ィング法により膜厚１００ｎｍの発光層を得た。その上
に、マグネシウムと銀を１０：１で混合した合金で膜厚
１５０ｎｍの電極を形成して有機ＥＬ素子を得た。この
素子の発光特性は、直流電圧５Ｖで１００（ｃｄ／
ｍ²）、最高輝度１２００（ｃｄ／ｍ²）、発光効率０．
５０（ｌｍ／Ｗ）の発光が得られた。

【００５４】実施例２ 洗浄したＩＴＯ電極付きガラス板上に、Ｎ，Ｎ'―ジ
（３―メチルフェニル）―Ｎ，Ｎ'―ジフェニル―１，
１―ビフェニル-４，４―ジアミン（ＴＰＤ）を真空蒸
着して、膜厚２０ｎｍの正孔注入層を得た。次いで、化
合物（２）を蒸着し膜厚４０ｎｍの発光層を作成し、ト
リス（８−ヒドロキシキノリナート）アルミニウム錯体
（Ａｌｑ３）を蒸着し、膜厚３０ｎｍの電子注入層を得
た。その上に、マグネシウムと銀を１０：１で混合した
合金で膜厚１００ｎｍの電極を形成して有機ＥＬ素子を
得た。正孔注入層および発光層は１０^-6Ｔｏｒｒの真空
中で、基板温度室温の条件下で蒸着した。この素子は直
流電圧５Ｖで発光輝度１２０（ｃｄ／ｍ²）、最大発光
輝度９０００（ｃｄ／ｍ²）、５Ｖの時の発光効率１．
０（ｌｍ／Ｗ）の青色発光が得られた。

【００５５】実施例３ 洗浄したＩＴＯ電極付きガラス板上に、化合物（１１）
を塩化メチレンに溶解させ、スピンコーティング法によ
り膜厚５０ｎｍの正孔注入型発光層を得た。次いで、ビ
ス（２−メチル−８−ヒドロキシキノリナート）（１−
ナフトラート）ガリウム錯体を真空蒸着して膜厚１０ｎ
ｍの電子注入層を作成し、その上に、マグネシウムと銀
を１０：１で混合した合金で膜厚１００ｎｍの電極を形
成して有機ＥＬ素子を得た。発光層および電子注入層は
１０^-6Ｔｏｒｒの真空中で、基板温度室温の条件下で蒸
着した。この素子は、直流電圧５Ｖで２５０（ｃｄ／ｍ
²）、最高輝度１１０００（ｃｄ／ｍ²）、発光効率０．
８０（ｌｍ／Ｗ）の青緑色発光が得ら れた。

【００５６】実施例４ 洗浄したＩＴＯ電極付きガラス板上に、化合物（３）を
真空蒸着して、膜厚５０ｎｍの正孔注入型発光層を得
た。次いで、ビス（２−メチル−８−ヒドロキシキノリ
ナート）（１−ナフトラート）ガリウム錯体を真空蒸着
して膜厚１０ｎｍの電子注入層を作成し、その上に、マ
グネシウムと銀を１０：１で混合した合金で膜厚１００
ｎｍの電極を形成して有機ＥＬ素子を得た。発光層およ
び電子注入層は１０^-6Ｔｏｒｒの真空中で、基板温度室
温の条件下で蒸着した。この素子は、直流電圧５Ｖで２
５０（ｃｄ／ｍ²）、最高輝度１０２００（ｃｄ／
ｍ²）、発光効率１．４０（ｌｍ／Ｗ）の発光が得られ
た。

【００５７】実施例５〜１５ 洗浄したＩＴＯ電極付きガラス板上に、４，４’−ビス
［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェ
ニル（α−ＮＰＤ）を真空蒸着して、膜厚２０ｎｍに正
孔注入層を形成した。次いで、発光材料として、表１の
化合物を真空蒸着して膜厚２０ｎｍの発光層を得た。次
いで、ビス（２−メチル−８−ヒドロキシキノリナー
ト）（１−ナフトラート）ガリウム錯体を真空蒸着して
膜厚１０ｎｍの電子注入層を作成し、その上に、マグネ
シウムと銀を１０：１で混合した合金で膜厚１００ｎｍ
の電極を形成して有機ＥＬ素子を得た。正孔注入層およ
び発光層は１０^-6Ｔｏｒｒの真空中で、基板温度室温の
条件下で蒸着した。この素子の発光特性を表２に示す。
ここでの発光輝度は、直流電圧５Ｖ印可時の輝度であ
る。本実施例の有機ＥＬ素子は、全て最高輝度１０００
０（ｃｄ／ｍ²）以上の高輝度特性を有し、また、青色
から緑色の発光色を得ることができた。

【００５８】

【表２】

【００５９】実施例１６ 洗浄したＩＴＯ電極付きガラス板上に、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を真空蒸着して、膜厚４０
ｎｍの正孔注入層を得た。次いで、４，４’−ビス［Ｎ
−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル
（α−ＮＰＤ）を真空蒸着して、膜厚１０ｎｍの第二正
孔注入層を得た。さらに、化合物（１）を真空蒸着し
て、膜厚３０ｎｍの発光層を作成し、さらにビス（２−
メチル−８−ヒドロキシキノリナト）（１−フェノラー
ト）ガリウム錯体を真空蒸着して膜厚３０ｎｍの電子注
入層を作成し、その上に、アルミニウムとリチウムを２
５：１で混合した合金で膜厚１５０ｎｍの電極を形成し
て、有機ＥＬ素子を得た。正孔注入層および発光層は１
０^-6Ｔｏｒｒの真空中で、基板温度室温の条件下で蒸着
した。この素子は、直流電圧５Ｖで発光輝度６１０（ｃ
ｄ／ｍ²）、最大発光輝度２５０００（ｃｄ／ｍ²）、発
光効率２．１（ｌｍ／Ｗ）の青色発光が得られた。

【００６０】実施例１７ ＩＴＯ電極と４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−
Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（α−ＮＰＤ）との間
に、無金属フタロシアニンの膜厚５ｎｍの正孔注入層を
設ける以外は、実施例３と同様の方法で有機ＥＬ素子を
作製した。この素子は、直流電圧５Ｖで１０００（ｃｄ
／ｍ²）、最高輝度１３０００（ｃ ｄ／ｍ²）、発光効
率１．００（ｌｍ／Ｗ）の青緑色発光が得られた。

【００６１】実施例１８ 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の代わりに
無金属フタロシアニンの膜厚２０ｎｍの正孔注入層を設
ける以外は、実施例１６と同様の方法で有機ＥＬ素子を
作製した。この素子は、直流電圧５Ｖで２００（ｃｄ／
ｍ²）、最高輝度１２０００（ｃｄ／ｍ ²）、発光効率
１．１０（ｌｍ／Ｗ）の青緑色発光が得られた。

【００６２】実施例１９ 発光層として、化合物（１）：化合物（１０）を１：１
００の割合で蒸着した膜厚１０ｎｍの正孔注入層を設け
る以外は、実施例１６と同様の方法で有機ＥＬ素子を作
製した。この素子は、直流電圧５Ｖで１０００（ｃｄ／
ｍ²）、最高 輝度２００００（ｃｄ／ｍ²）、発光効率
１．８０（ｌｍ／Ｗ）の青緑色発光が 得られた。

【００６３】実施例２０ 発光層として、化合物（３）：ビス（２−メチル−８−
ヒドロキシキノリナート）（フェノラート）ガリウム錯
体を１：１００の割合で蒸着した膜厚１０ｎｍの正孔注
入層を設ける以外は、実施例１６と同様の方法で有機Ｅ
Ｌ素子を作製した。この素子は、直流電圧５Ｖで２００
（ｃｄ／ｍ²）、最高輝度１８０００（ｃｄ／ｍ ²）、
発光効率１．１０（ｌｍ／Ｗ）の青色発光が得られた。

【００６４】本実施例で示された有機ＥＬ素子は、二層
型以上の素子構成において、最大発光輝度１００００
（ｃｄ／ｍ²）以上の発光が得られ、高い発光効率を得
る ことができた。本実施例で示された有機ＥＬ素子に
ついて、３（ｍＡ／ｃｍ²） で連続発光させたところ、
１０００時間以上安定な発光を観測することができた。
本発明の有機ＥＬ素子は発光効率、発光輝度の向上と長
寿命化を達成するものであり、併せて使用される発光材
料、ドーピング材料、正孔注入材料、電子注入材料、増
感剤、樹脂、電極材料等および素子作製方法を限定する
ものではない。

【００６５】

【発明の効果】本発明の有機ＥＬ用発光材料を発光材料
として使用した有機ＥＬ素子は、従来に比べて高い発光
効率で高輝度の発光を示し、長寿命の有機ＥＬ素子を得
ることができた。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3K007 AB00 AB02 AB03 AB04 AB06 BB00 CA01 CA05 CB01 DA00 DA01 DB03 EB00 FA01

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下記一般式［１］で示される有機エレク
   トロルミネッセンス素子材料。 一般式［１］ 【化１】 ［式中、Ａｒ¹およびＡｒ²は、それぞれ独立に置換もし
   くは未置換の酸素、窒素、または硫黄原子を含んでも良
   いアリーレン基を表す。Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、およびＥは、
   それぞれ独立に置換もしくは未置換のアルキル基、置換
   もしくは未置換の酸素、窒素、または酸素原子を含んで
   も良いアリール基を表し、ＡとＢ、またはＣとＤはそれ
   ぞれ一体となっても良い。］
2. 【請求項２】 Ａｒ¹およびＡｒ²がｐ−フェニレン基で
   あり、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、およびＥがそれぞれ独立に置換
   されても良いフェニル基である請求項１記載の有機エレ
   クトロルミネッセンス素子材料。
3. 【請求項３】 一対の電極間に発光層または発光層を含
   む複数層の有機化合物薄膜を形成してなる有機エレクト
   ロルミネッセンス素子において、少なくとも一層が請求
   項１または２記載の有機エレクトロルミネッセンス素子
   材料を含有する層である有機エレクトロルミネッセンス
   素子。
4. 【請求項４】 一対の電極間に発光層または発光層を含
   む複数層の有機化合物薄膜を形成してなる有機エレクト
   ロルミネッセンス素子において、発光層が請求項１また
   は２記載の有機エレクトロルミネッセンス素子材料を含
   有する層である有機エレクトロルミネッセンス素子。