JP2000077186A - 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】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素子を得ることを目的とする。 【解決手段】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、Ｒ¹〜Ｒ⁸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アルケニル
基、置換もしくは未置換のアルコキシル基、置換もしく
は未置換のアルキルチオ基、置換もしくは未置換のアミ
ノ基、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ル基を表し、Ｒ¹とＲ²、Ｒ³と
Ｒ⁴、Ｒ⁵とＲ⁶、またはＲ⁷とＲ⁸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］または［２］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３】

【０００８】［式中、Ｒ¹〜Ｒ⁸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
アルケニル基、置換もしくは未置換のアルコキシル基、
置換もしくは未置換のアルキルチオ基、置換もしくは未
置換のアミノ基、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ル基を表し、Ｒ¹と
Ｒ²、Ｒ³とＲ⁴、Ｒ⁵とＲ⁶、またはＲ⁷とＲ⁸はそれぞれ
一体となっても良い。］更に本発明は、下記一般式
［２］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［２］

【０００９】

【化４】

【００１０】［式中、Ｒ⁹〜Ｒ¹⁴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
換のアルケニル基、置換もしくは未置換のアルコキシル
基、置換もしくは未置換のアルキルチオ基、置換もしく
は未置換のアミノ基、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ル基を表し、Ｒ⁹
とＲ¹⁰、Ｒ¹¹とＲ¹²、またはＲ¹³とＲ¹⁴はそれぞれ一体
となっても良い。］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。

【００１１】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。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明における一般式［１］およ
び［２］で示される化合物のＲ¹〜Ｒ¹⁴ 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
置換のアルケニル基、置換もしくは未置換のアルコキシ
ル基、置換もしくは未置換のアルキルチオ基、置換もし
くは未置換のアミノ基、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ル基を表す。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、ｔ
ｅｒｔ−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のアルキル基およびその置換体がある。

【００１３】置換もしくは未置換のアルケニル基として
は、エチニル基、１−プロペニル基、１，３−ブタジエ
ニル基、２−ペンテンー４−イニル基、３−メチル−２
−ブテニル基、１−ペンチニル基、トリクロロエチニル
基、トリフルオロエチニル基、３−α，α−ジトリフル
オロメチル−２−ブテニル基等の炭素数１〜２０のアル
ケニル基およびその置換体がある。

【００１４】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のアルコキシル基および
その置換体がある。

【００１５】置換もしくは未置換のアルキルチオ基とし
ては、メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基、
ｎ−ブチルチオ基、ｔ−ブチルチオ基、ｎ−オクチルチ
オ基、ｔ−オクチルチオ基、１，１，１−テトラフルオ
ロエチルチオ基、フェニルチオ基、ベンジルチオ基、オ
クチルフェニルチオ基等の炭素数１〜２０のアルキルチ
オ基およびその置換体がある。

【００１６】置換もしくは未置換のアミノ基としては、
アミノ基、ビス（アセトキシメチル）アミノ基、ビス
（アセトキシエチル）アミノ基、ビス（アセトキシプロ
ピル）アミノ基、ビス（アセトキシブチル）アミノ基等
があり、メチルアミノ基、エチルアミノ基、ジエチルア
ミノ基、ジプロピルアミノ基、ジブチルアミノ基、ベン
ジルアミノ基、ジベンジルアミノ基等の炭素数１〜２０
のアルキルアミノ基およびその置換体があり、フェニル
アミノ基、（３−メチルフェニル）アミノ基、（４−メ
チルフェニル）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、ジビフェニルア
ミノ基、ジ（４−メチルビフェニル）アミノ基、ジ（３
−メチルフェニル）アミノ基、ジ（４−メチルフェニ
ル）アミノ基、ナフチルフェニルアミノ基、ビス［４−
（α，α’−ジメチルベンジル）フェニル］アミノ基等
のアリールアミノ基およびその置換体がある。

【００１７】また、アミノ基として−Ｃ＝ＮＨ基を含
む。また、アミノ基のＮ原子の２つの置換基は一体とな
ってもよい。

【００１８】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のアリール基およびその置換体があ
る。

【００１９】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、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。

【００２０】また、Ｒ¹とＲ²、Ｒ³とＲ⁴、Ｒ⁵とＲ⁶、Ｒ
⁷とＲ⁸、Ｒ⁹とＲ¹⁰、Ｒ¹¹とＲ¹²、またはＲ¹³とＲ¹⁴は
それぞれ一体となって、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、ベンゼン環、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の飽和もしく
は不飽和環を形成してもよい。

【００２１】Ｒ¹〜Ｒ¹⁴の有する置換基は、更にハロゲ
ン原子、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、アミ
ノ基などで置換されていてもよい。ハロゲン原子として
は弗素、塩素 、臭素、ヨウ素がある。アルキル基、ア
ルコキシ基、アリール基、アミノ基の具体例は、Ｒ¹〜
Ｒ¹⁴の具体例で示したものを挙げることができる。

【００２２】一般式［１］および［２］で示される化合
物は融点が非常に高く、強い青い蛍光を有するため、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。

【００２３】本発明の一般式［１］および［２］で示さ
れる化合物は、例えば、H.ErdmanがTetrahedron Letter
s,1970年,3389ページに報告した合成方法に準拠して得
る事が出来るが、一般的な合成方法を以下に示す。一般
式［３］のα−キノン化合物を、酢酸溶媒中、硫酸で脱
水縮合させるか、ニトロベンゼン中で、塩化アルミニウ
ムと反応させることにより合成することが可能である。
これら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］

【００２４】

【化５】

【００２５】［式中、Ｒ¹⁵およびＲ¹⁶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
換のアルケニル基、置換もしくは未置換のアルコキシル
基、置換もしくは未置換のアルキルチオ基、置換もしく
は未置換のアミノ基、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ル基を表し、Ｒ¹
とＲ²一体となっても良い。］

【００２６】以下に、本発明の一般式［１］および
［２］で示される化合物の代表例を、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。

【００２７】

【表１】

【００２８】

【００２９】

【００３０】

【００３１】

【００３２】

【００３３】

【００３４】本発明の一般式［１］および［２］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。

【００３５】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。

【００３６】発光層には、必要があれば、本発明の一般
式［１］または［２］で示される化合物に加えて、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。

【００３７】一般式［１］または［２］で示される化合
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。

【００３８】一般式［１］または［２］で示される化合
物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
化合物と一般式［１］または［２］で示される化合物と
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。

【００３９】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。

【００４０】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。

【００４１】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。

【００４２】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。

【００４３】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。

【００４４】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。

【００４５】本有機ＥＬ素子においては、発光層中に、
一般式［１］または［２］で示される化合物の他に、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。

【００４６】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。

【００４７】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。

【００４８】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。

【００４９】本発明に係わる有機ＥＬ素子の各有機化合
物薄膜の形成は、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０．２
μｍの範囲がさらに好ましい。

【００５０】湿式成膜法の場合、各有機化合物薄膜を形
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、いずれの有機化合物薄膜においても、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。

【００５１】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。

【００５２】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。

【００５３】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。

【００５４】

【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。

【００５５】化合物（４）の合成方法 １，４−ナフトキノン５部を酢酸５０部に溶解し、濃硫
酸３０部と酢酸３５部の混合溶液を加えて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３部を得た。ＦＤ−ＭＳよる分子量分析によ
り、化合物（４）であることを確認した。

【００５６】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。

【００５７】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８０（ｃｄ／
ｍ²）、最高輝度１３００（ｃｄ／ｍ²）、発光効率０．
５０（ｌｍ／Ｗ）の発光が得られた。

【００５８】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１００（ｃｄ／ｍ²）、最大発光
輝度７０００（ｃｄ／ｍ²）、５Ｖの時の発光効率１．
０（ｌｍ／Ｗ）の青色発光が得られた。

【００５９】実施例３ 洗浄したＩＴＯ電極付きガラス板上に、化合物（７）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。発光層および電子注入層は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１５０（ｃｄ／ｍ
² ）、最高輝度１００００（ｃｄ／ｍ²）、発光効率
０．８０（ｌｍ／Ｗ）の青緑色発光が得ら れた。

【００６０】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
００（ｃｄ／ｍ²）、最高輝度１００００（ｃｄ／
ｍ²）、発光効率１．１０（ｌｍ／Ｗ）の発光が得られ
た。

【００６１】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２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。

【００６２】

【表２】

【００６３】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４１０（ｃ
ｄ／ｍ²）、最大発光輝度１８０００（ｃｄ／ｍ²）、発
光効率１．８（ｌｍ／Ｗ）の青色発光が得られた。

【００６４】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８００（ｃｄ／
ｍ²）、最高輝度１３０００（ｃ ｄ／ｍ ²）、発光効率
１．００（ｌｍ／Ｗ）の青緑色発光が得られた。

【００６５】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２５０（ｃｄ／
ｍ²）、最高輝度１５０００（ｃｄ／ｍ ²）、発光効率
１．５０（ｌｍ／Ｗ）の青緑色発光が得られた。

【００６６】実施例１９ 発光層として、化合物（３）：化合物（４）を１：５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９００（ｃｄ／
ｍ²）、最高 輝度１８０００（ｃｄ／ｍ²）、発光効率
１．８０（ｌｍ／Ｗ）の青緑色発光が 得られた。

【００６７】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２６０
（ｃｄ／ｍ²）、最高輝度２００００（ｃｄ／ｍ ²）、
発光効率１．９０（ｌｍ／Ｗ）の青色発光が得られた。

【００６８】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。

【００６９】

【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。

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、Ｒ¹〜Ｒ⁸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アルケニル
   基、置換もしくは未置換のアルコキシル基、置換もしく
   は未置換のアルキルチオ基、置換もしくは未置換のアミ
   ノ基、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ル基を表し、Ｒ¹とＲ²、Ｒ³と
   Ｒ⁴、Ｒ⁵とＲ⁶、またはＲ⁷とＲ⁸はそれぞれ一体となっ
   ても良い。］
2. 【請求項２】 下記一般式［２］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［２］ 【化２】 ［式中、Ｒ⁹〜Ｒ¹⁴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 もしくは未置換のアルケニ
   ル基、置換もしくは未置換のアルコキシル基、置換もし
   くは未置換のアルキルチオ基、置換もしくは未置換のア
   ミノ基、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ル基を表し、Ｒ⁹とＲ¹⁰、Ｒ¹¹
   とＲ¹²、またはＲ¹³とＲ¹⁴はそれぞれ一体となっても良
   い。］
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。