JP2001278889A

JP2001278889A - 新規ケイ素化合物、有機発光素子材料およびそれらを用いた有機発光素子

Info

Publication number: JP2001278889A
Application number: JP2000089273A
Authority: JP
Inventors: Toshiki Taguchi; 敏樹田口
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 2000-03-28
Filing date: 2000-03-28
Publication date: 2001-10-10

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】輝度が高く、保存耐久性に優れた有機発光素
子材料を提供する。【解決手段】一般式１のケイ素化合物。（Ｒ_ｍは置換もしくは無置換のアルキル基、アルケニル
基、アルキニル基、アリール基、またはヘテロ環基を表
す。Ｒ_１ｋ、Ｒ_２ｋはそれぞれ独立に置換もしくは無置
換のアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリー
ル基、またはヘテロ環基を表す。ｍ、ｋは１以上の整数
であり、ｍ＋ｋ＝４である。Ｒ_ｍ、Ｒ_１ｋ、Ｒ_２ｋは互
いに結合して環状構造を形成してもよい。）

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、特定の含ケイ素化
合物、有機発光素子材料、およびそれらを用いた有機発
光素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】今日、種々の表示素子に関する研究開発
が活発であり、中でも、有機電界発光(EL)素子は、低電
圧で高輝度の発光を得ることができ、有望な表示素子と
して注目されている。例えば、有機化合物の蒸着により
有機薄膜を形成するEL素子が知られている(Applied Phy
sics Letters, 51,p.913〜,(1987))。該文献記載の有機
電界発光素子は電子輸送材料と正孔輸送材料の積層構造
を有し、従来の単層型素子に比べてその発光特性が大幅
に向上している。この積層型素子で用いられている正孔
輸送材料としては、TPD(N,N'-ジ-m-トリル-N,N'-ジフェ
ニルベンジジン）に代表されるトリアリールアミン誘導
体や、ピロール、カルバゾール、チオフェンといったπ
電子過剰芳香族化合物が、優れた正孔輸送材料として知
られている。しかしながら、これらの化合物は結晶性が
高く、正孔輸送材料としてこれらの化合物を用いた有機
発光素子は、保存時、特に高温での保存時において、素
子性能が大きく劣化しやすいという問題があることがわ
かっていた。この問題を解決する手段として、トリアリ
ールアミン誘導体の場合には、縮合多環芳香族基を導入
したり、対称性を向上させた化合物群を使用したりする
技術が、Appl.Phys.Lett. 56,799(1990), Polymer Prep
rints(ACS) 349(1997)等に開示されている。また、カル
バゾール誘導体などの含窒素ヘテロ環化合物についても
同様の検討や、高分子化する技術がAppl.Phys.Lett. 6
3,2627(1993)等に開示されている。発明者らも、この正
孔輸送材料等有機発光素子材料由来の有機発光素子の保
存耐久性を改良する技術について、これまで検討を重ね
てきた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、良好
な電子及び正孔輸送能を有する含ケイ素化合物を開発
し、輝度が高く、素子の保存耐久性に優れた有機発光素
子を作製するに適した有機発光素子材料を開発すること
にある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、下記１１項記
載の化合物、有機発光素子材料および有機発光素子によ
って達成された。１）下記一般式（１）で表される化合物。

【０００５】

【化３】

【０００６】Ｒ_mは置換あるいは無置換のアルキル基、
アルケニル基、アルキニル基、アリール基、ヘテロ環基
を表す。Ｒ_1K、Ｒ_2Kはそれぞれ独立に置換あるいは無置
換のアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリー
ル基、ヘテロ環基を表す。m、kは１以上の整数であり、
m＋k＝４である。Ｒ_m、Ｒ_1k、Ｒ_2kは互いに結合して環
状構造を形成してもよい。２）下記一般式（２）で表される化合物。

【０００７】

【化４】

【０００８】Ｒ_mは置換あるいは無置換のアルキル基、
アルケニル基、アルキニル基、アリール基、ヘテロ環基
を表す。Ｚ_1n、Ｚ_2nはそれぞれ独立に炭化水素環あるい
はヘテロ環基を表す。m 、n は１以上の整数であり、m
＋n＝４である。Ｒ_m、Ｚ_1n、Ｚ_2nは互いに結合して環
状構造を形成してもよい。３）第１、２項記載の一般式（１）あるいは（２）で表
される化合物、またはその前駆体を含有することを特徴
とする、有機発光素子材料。４）一般式（１）中のＲ_m、Ｒ_1k、Ｒ_2kもしくは一般式
（２）中のＲ_m、Ｚ_1n、Ｚ_2nの少なくとも１つに重合性
基を含有し、それから誘導されるポリマー化合物を含有
する第３項記載の有機発光素子材料。５）第３、４項に記載の有機発光素子材料を少なくとも
１つ有する有機発光素子。６）一対の電極間に少なくとも１層の正孔輸送層を有す
る有機発光素子において、第１〜４項記載の化合物のう
ち、少なくとも１つを正孔輸送層に含有することを特徴
とする有機発光素子。７）一対の電極間に少なくとも１層の正孔注入層を有す
る有機発光素子において、第１〜４項記載の化合物のう
ち、少なくとも１つを正孔注入層に含有することを特徴
とする有機発光素子。８）一対の電極間に少なくとも１層の電子輸送層を有す
る有機発光素子において、第１〜４項記載の化合物のう
ち、少なくとも１つを電子輸送層に含有することを特徴
とする有機発光素子。９）一対の電極間に少なくとも１層の電子注入層を有す
る有機発光素子において、第１〜４項記載の化合物のう
ち、少なくとも１つを電子注入層に含有することを特徴
とする有機発光素子。１０）一対の電極間に少なくとも１層の発光層を有する
有機発光素子において、第１〜４項記載の化合物のう
ち、少なくとも１つを発光層に含有することを特徴とす
る有機発光素子。１１）有機層の少なくとも１層が塗布により形成された
第５〜１０項に記載の有機発光素子。

【０００９】

【発明の実施の形態】一般式（１）、（２）で表される
化合物について説明する。一般式（１）、（２）で表さ
れる化合物は、電子及び正孔輸送性の基が、Ｎ原子を介
してケイ素原子に置換した構造の化合物である。まず一
般式（１）、（２）共通の置換基であるＲ_mについて説
明する。Ｒ_mは置換あるいは無置換のアルキル基（好ま
しくは炭素数１〜２０である。例えばメチル基、エチル
基、n-プロピル基、i-プロピル基、n-ブチル基、t-ブチ
ル基、オクチル基、ドデシル基、ベンジル基、シクロプ
ロピル基、シクロヘキシル基等である。）、アルケニル
基（好ましくは炭素数２〜２０である。例えばエチニル
基、プロペニル基、ブテニル基等である。）、アルキニ
ル基（好ましくは炭素数２〜２０である。例えばエチニ
ル基、プロピニル基、ブチニル基等である。）、アリー
ル基（好ましくは炭素数６〜２０である。例えばフェニ
ル基、1-ナフチル基、2-ナフチル基、4-メトキシフェニ
ル基、3-メチルフェニル基、9-フェナントリル基、9-ア
ントリル基、1-ピレニル基等である。）、またはヘテロ
環基（好ましくは炭素数１〜２０である。好ましいヘテ
ロ環の例としては、ピロール、チオフェン、フラン、イ
ミダゾール、ピラゾール、チアゾール、オキサゾール、
トリアゾール、オキサジアゾール、チアジアゾール等の
５員芳香族環、あるいはこれが縮環したものや、ピリジ
ン、ピリダジン、ピリミジン、ピラジン、トリアジン等
の６員芳香族環、あるいはこれが縮環したものを挙げる
ことができる。さらには、ピペリジン、テトラヒドロフ
ラン、テトラヒドロチオフェンに代表されるような、非
芳香族ヘテロ環であってもよい。）を表す。

【００１０】次に一般式（１）の置換基であるＲ_1k、Ｒ
_2kについて説明する。Ｒ_1k、Ｒ_2kはＮ原子に置換する置
換基であり、置換あるいは無置換のアルキル基（好まし
くは炭素数１〜２０である。例えばメチル基、エチル
基、n-プロピル基、i-プロピル基、n-ブチル基、t-ブチ
ル基、オクチル基、ドデシル基、ベンジル基、シクロプ
ロピル基、シクロヘキシル基等である。）、アルケニル
基（好ましくは炭素数２〜２０である。例えばエチニル
基、プロペニル基、ブテニル基等である。）、アルキニ
ル基（好ましくは炭素数２〜２０である。例えばエチニ
ル基、プロピニル基、ブチニル基等である。）、アリー
ル基（好ましくは炭素数６〜２０である。例えばフェニ
ル基、1-ナフチル基、2-ナフチル基、4-メトキシフェニ
ル基、3-メチルフェニル基、9-フェナントリル基、9-ア
ントリル基、1-ピレニル基等である。）、またはヘテロ
環基（好ましくは炭素数１〜２０である。好ましいヘテ
ロ環の例としては、ピロール、チオフェン、フラン、イ
ミダゾール、ピラゾール、チアゾール、オキサゾール、
トリアゾール、オキサジアゾール、チアジアゾール等の
５員芳香族環、あるいはこれが縮環したものや、ピリジ
ン、ピリダジン、ピリミジン、ピラジン、トリアジン等
の６員芳香族環、あるいはこれが縮環したものを挙げる
ことができる。さらには、ピペリジン、テトラヒドロフ
ラン、テトラヒドロチオフェンに代表されるような、非
芳香族ヘテロ環であってもよい。）を表す。

【００１１】次に、一般式（２）におけるＺ_1n、Ｚ_2nに
ついて説明する。Ｚ_1n、Ｚ_2nはそれぞれ独立にピロール
環に縮合した炭化水素あるいはヘテロ環であり、好まし
くは炭素数１〜２０の芳香族環もしくはヘテロ芳香族環
である。Ｚ_1n、Ｚ_2nで形成可能な芳香族環としてはベン
ゼン環、ナフタレン環、フェナントレン環、アントラセ
ン環、ピレン環等を挙げることができる。また、ヘテロ
芳香族環としては、ピロール、チオフェン、フラン、イ
ミダゾール、ピラゾール、チアゾール、オキサゾール、
トリアゾール、オキサジアゾール、チアジアゾール等の
５員芳香族環、あるいはこれが縮環したものや、ピリジ
ン、ピリダジン、ピリミジン、ピラジン、トリアジン等
の６員芳香族環、あるいはこれが縮環したものを挙げる
ことができる。一般式（１）の化合物において、m 、k
は１以上の整数であり、m＋k＝４である。m が２以上の
ときはＲ_mは同一でも異なってもよい。Ｒ_m、Ｒ_1k、Ｒ
_2kは互いに結合して環状構造を形成してもよい。一般式
（２）の化合物において、m 、n は１以上の整数であ
り、m＋n＝４である。m が２以上のときはＲ_mは同一で
も異なってもよい。Ｒ_m、Ｚ_1n、Ｚ_2nは互いに結合して
環状構造を形成してもよい。

【００１２】また、一般式（１）、（２）の化合物両者
において、Ｒ_m、Ｒ_1k、Ｒ_2k、Ｚ_1n、Ｚ_2nには水素原子
以外にさまざまな置換基が置換可能である。その例を列
挙すると、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）、シアノ基、ホルミル基、
もしくは置換あるいは無置換のアルキル基（好ましくは
炭素数１〜30、より好ましくは炭素数１〜15である。例
えば、メチル基、ｔ−ブチル基、シクロヘキシル基など
が挙げられる。）、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２〜15である。例えば、ビ
ニル基、1-プロペニル基、1-ブテン-2-イル基、シクロ
ヘキセン-1-イル基などが挙げられる。）、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
〜15である。例えばエチニル基、1-プロピニル基などが
挙げられる。）、アリール基（好ましくは炭素数６〜3
0、より好ましくは炭素数６〜15である。例えば、フェ
ニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、ビフェニ
リル基、ピレニル基などが挙げられる。）、ヘテロ環基
（好ましくは５または６員環であり、他の環と縮合して
も良い。ヘテロ原子としては、例えば窒素原子、酸素原
子、硫黄原子が挙げられる。好ましくは炭素数２〜30、
より好ましくは炭素数２〜15である。例えば、ピリジル
基、ピペリジル基、オキサゾリル基、オキサジアゾリル
基、テトラヒドロフリル基、カルバゾリル基、チエニル
基などが挙げられる。）、１〜３級アミノ基（アミノ
基、アルキルアミノ基、アリールアミノ基、ジアルキル
アミノ基、ジアリールアミノ基、アルキルアリールアミ
ノ基、ヘテロ環アミノ基、ビスヘテロ環アミノ基など。
好ましくは３級アミノ基であり、炭素数１〜30、より好
ましくは炭素数１〜16である。例えばジメチルアミノ
基、ジフェニルアミノ基、フェニルナフチルアミノ基な
どが挙げられる。）、イミノ基（-CR₁₁=NR₁₂または-N=C
R₁₃R ₁₄で表される基。ここでＲ₁₁〜Ｒ₁₄は水素原子、ア
ルキル基、アリール基、ヘテロ環基、アルコキシ基、ア
リールオキシ基、アシル基、１〜３級アミノ基から選ば
れる基である。好ましくは炭素数１〜30、より好ましく
は炭素数１〜15である。）、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１〜15である。例
えば、メトキシ基、エトキシ基、シクロヘキシルオキシ
基などが挙げられる。）、アリールオキシ基（ヘテロア
リールオキシ基も含む。好ましくは炭素数６〜30、より
好ましくは炭素数６〜15である。例えば、フェノキシ
基、1-ナ

【００１３】フトキシ基、4-フェニルフェノキシ基シな
どが挙げられる。）、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１〜15である。例え
ば、メチルチオ基、エチルチオ基、シクロヘキシルチオ
基などが挙げられる。）、アリールチオ基（ヘテロアリ
ールチオ基も含む。好ましくは炭素数６〜30、より好ま
しくは炭素数６〜15である。例えば、フェニルチオ基、
トリルチオ基などが挙げられる。）、カルボンアミド基
（好ましくは炭素数１〜30、より好ましくは炭素数１〜
15である。例えば、アセトアミド基、ベンゾイルアミド
基、N-メチルベンゾイルアミド基などが挙げられ
る。）、スルホンアミド基（好ましくは炭素数１〜30、
より好ましくは炭素数１〜15である。例えば、メタンス
ルホンアミド基、ベンゼンスルホンアミド基、p-トルエ
ンスルホンアミド基などが挙げられる。）、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
１〜15である。例えば、無置換のカルバモイル基、メチ
ルカルバモイル基、ジメチルカルバモイル基、フェニル
カルバモイル基、ジフェニルカルバモイル基、ジオクチ
ルカルバモイル基などが挙げられる。）、スルファモイ
ル基（好ましくは炭素数１〜30、より好ましくは炭素数
１〜15である。例えば、無置換のスルファモイル基、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、ジフェニルスルファモイル
基、ジオクチルスルファモイル基などが挙げられ
る。）、アルキルカルボニル基（好ましくは炭素数１〜
30、より好ましくは炭素数１〜15である。例えば、アセ
チル基、プロピオニル基、ブチロイル基、ラウロイル基
などが挙げられる。）、アリールカルボニル基（ヘテロ
アリールカルボニル基も含む。好ましくは炭素数６〜3
0、より好ましくは炭素数６〜15である。例えば、ベン
ゾイル基、ナフトイル基などが挙げられる。）、アルキ
ルスルホニル基

【００１４】（好ましくは炭素数１〜30、より好ましく
は炭素数１〜15である。例えば、メタンスルホニル基、
エタンスルホニル基などが挙げられる。）、アリールス
ルホニル基（ヘテロアリールスルホニル基も含む。好ま
しくは炭素数６〜30、より好ましくは炭素数６〜15であ
る。例えば、ベンゼンスルホニル基、p-トルエンスルホ
ニル基、1-ナフタレンスルホニル基などが挙げられ
る。）、アルコキシカルボニル基（好ましくは炭素数１
〜30、より好ましくは炭素数１〜15である。例えば、メ
トキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、ブトキシ
カルボニル基などが挙げられる。）、アリールオキシカ
ルボニル基（ヘテロアリールオキシカルボニル基も含
む。好ましくは炭素数６〜30、より好ましくは炭素数６
〜15である。例えばフェノキシカルボニル基、1-ナフト
キシカルボニル基などが挙げられる。）、アルキルカル
ボニルオキシ基（好ましくは炭素数１〜30、より好まし
くは炭素数１〜15である。例えば、アセトキシ基、プロ
ピオニルオキシ基、ブチロイルオキシ基などが挙げられ
る。）、アリールカルボニルオキシ基（ヘテロアリール
カルボニルオキシ基も含む。好ましくは炭素数６〜30、
より好ましくは炭素数６〜15である。例えばベンゾイル
オキシ基、1-ナフトイルオキシ基などが挙げられ
る。）、ウレタン基（好ましくは炭素数１〜30、より好
ましくは炭素数１〜15である。例えば、メトキシカルボ
ンアミド基、フェノキシカルボンアミド基、メチルアミ
ノカルボンアミド基などが挙げられる。）、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１〜1
5である。例えば、メチルアミノカルボンアミド基、ジ
メチルアミノカルボンアミド基、ジフェニルアミノカル
ボンアミド基などが挙げられる。）、炭酸エステル基
（好ましくは炭素数１〜30、より好ましくは炭素数１〜
15である。例えば、メトキシカルボニルオキシ基、フェ
ノキシカルボニルオキシ基などが挙げられる。）などで
ある。

【００１５】さらに、一般式（１）、（２）で表される
化合物は、低分子化合物であってもよいし、例示構造を
その繰り返し単位の一部に有する、高分子量化合物（好
ましくは平均分子量(Mw)1000〜5000000より好ましくは5
000〜1000000、さらに好ましくは10000〜1000000）もし
くは本発明の化合物を主鎖にもつ高分子量化合物を形成
してもよい。この場合、置換基であるＲ_m、Ｒ_k、
Ｚ_1n、Ｚ_2nの中にエチレン性不飽和結合などの重合性
基、もしくは縮重合を起こすようなカルボキシル基やア
ミノ基、エステル基といった重合性基を含有し、その基
が重合することによりポリマーを形成してもよいし、一
般式（１）、（２）で表される化合物の前駆体が一般式
（１）、（２）の化合物骨格を形成しつつポリマーを形
成してもよい。高分子量化合物の場合はホモポリマーで
あってもよいし、他のポリマーとの共重合体であっても
よく、共重合体の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。一般式（１）、
（２）で表される化合物は、低分子・高分子いずれの場
合であっても、最終的に機能を発現する構造となる化合
物をそのまま使用することも可能であるし、その前駆体
を有機発光素子に使用し、素子を構成した後、あるいは
その途中で、物理的あるいは化学的な後処理によって最
終的な構造に誘導してもよい。低分子化合物として使用
する場合、その分子量として好ましくは200〜5000、好
ましくは300〜2000の範囲である。高分子化合物として
使用する場合、平均分子量(Mw)として好ましくは2000〜
1000000、好ましくは5000〜100000の範囲である。

【００１６】一般式（１）、（２）で表される化合物
は、公知の方法で合成可能である。最も一般的な方法と
しては、ハロゲノシラン化合物と２級アミン化合物ある
いはピロールのアニオンとの反応により骨格を形成する
方法を挙げることができる。以下に一般的な合成スキー
ムを開示し、その後に、本発明の化合物の具体例を例示
する。この具体例によって、本発明はもちろん限定され
るものではない。

【００１７】

【化５】

【００１８】（化合物HT-8の合成）温度計とガス導入管
を取り付けた1000mlの３つ口フラスコに、有機合成用脱
水テトラヒドロフラン(THF) 400mlを注ぎ入れ、窒素気
流下撹拌した。ここにカルバゾール33.4g(0.2モル)を加
え、撹拌しながら溶解した。この溶液をドライアイス-
メタノール浴を用いて、内温-50℃以下に冷却した。こ
の溶液を撹拌しながら、ここにn-ブチルリチウムの1.6m
ol/リットル、 n-ヘキサン溶液（和光純薬（株）製）125ml
を内温が-50℃を越えないように徐々に滴下した。滴下
終了後、そのまま１時間撹拌を続けた。内温を-50℃以
下に保ったまま、ここにジフェニルシリルジクロライド
25.3gを内温が-50℃を越えないように徐々に滴下した。
滴下終了後、そのまま２時間撹拌を続けた。さらに、冷
却浴をはずし、そのまま５時間撹拌した。反応混合物か
ら、THFを減圧か留去し、得られた固形状物をBuchi社製
昇華生成装置に入れ、真空ポンプを用いて減圧にしなが
ら加熱して、生成物を昇華法により取り出した。結晶は
温度条件160〜200℃の昇華成分を集めた。このようにし
て化合物HT-8の結晶28gを得た。以下に本発明の一般式
（１）及び（２）で表される化合物の具体例を示す。但
し、本発明はこれらに限定されるものではない。

【００１９】

【化６】

【００２０】

【化７】

【００２１】

【化８】

【００２２】

【化９】

【００２３】

【化１０】

【００２４】

【化１１】

【００２５】次に、本発明の化合物を含有する発光素子
に関して説明する。本発明の化合物を含有する発光素子
の有機層の形成方法は、特に限定されるものではない
が、抵抗加熱蒸着、電子ビーム、スパッタリング、分子
積層法、コーティング法、印刷法、インクジェット法な
どの方法が用いられ、特性面、製造面で抵抗加熱蒸着、
コーティング法が好ましい。

【００２６】本発明の発光素子は陽極、陰極の一対の電
極間に発光層もしくは発光層を含む複数の有機化合物薄
膜を形成した素子であり、発光層のほか正孔注入層、正
孔輸送層、電子注入層、電子輸送層、保護層などを有し
てもよく、また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。各層の形成にはそれぞれ種々の
材料を用いることができる。

【００２７】陽極は正孔注入層、正孔輸送層、発光層な
どに正孔を供給するものであり、金属、合金、金属酸化
物、電気伝導性化合物、またはこれらの混合物などを用
いることができ、好ましくは仕事関数が４ｅＶ以上の材
料である。具体例としては酸化スズ、酸化亜鉛、酸化イ
ンジウム、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）等の導電性金
属酸化物、あるいは金、銀、クロム、ニッケル等の金
属、さらにこれらの金属と導電性金属酸化物との混合物
または積層物、ヨウ化銅、硫化銅などの無機導電性物
質、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロールなど
の有機導電性材料、およびこれらとＩＴＯとの積層物な
どが挙げられ、好ましくは、導電性金属酸化物であり、
特に、生産性、高導電性、透明性等の点からＩＴＯが好
ましい。陽極の膜厚は材料により適宜選択可能である
が、通常１０ｎｍ〜５μｍの範囲のものが好ましく、よ
り好ましくは５０ｎｍ〜１μｍであり、更に好ましくは
１００ｎｍ〜５００ｎｍである。

【００２８】陽極は通常、ソーダライムガラス、無アル
カリガラス、透明樹脂基板などの上に層形成したものが
用いられる。ガラスを用いる場合、その材質について
は、ガラスからの溶出イオンを少なくするため、無アル
カリガラスを用いることが好ましい。また、ソーダライ
ムガラスを用いる場合、シリカなどのバリアコートを施
したものを使用することが好ましい。基板の厚みは、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
ラスを用いる場合には、通常０．２ｍｍ以上、好ましく
は０．７ｍｍ以上のものを用いる。陽極の作製には材料
によって種々の方法が用いられるが、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−ゲル法など）、酸化インジウム
スズの分散物の塗布などの方法で膜形成される。陽極は
洗浄その他の処理により、素子の駆動電圧を下げたり、
発光効率を高めることも可能である。例えばＩＴＯの場
合、ＵＶ−オゾン処理、プラズマ処理などが効果的であ
る。陰極は電子注入層、電子輸送層、発光層などに電子
を供給するものであり、電子注入層、電子輸送層、発光
層などの負極と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ばれる。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、またはこれらの混合物を用いることがで
き、具体例としてはアルカリ金属（例えばＬｉ、Ｎａ、
Ｋ、Ｃｓ等）及びそのフッ化物、酸化物、アルカリ土類
金属（例えばＭｇ、Ｃａ等）及びそのフッ化物、酸化
物、金、銀、鉛、アルニウム、ナトリウム−カリウム合
金またはそれらの混合金属、リチウム−アルミニウム合
金またはそれらの混合金属、マグネシウム−銀合金また
はそれらの混合金属、インジウム、イッテリビウム等の
希土類金属等が挙げられ、好ましくは仕事関数が４ｅＶ
以下の材料であり、より好ましくはアルミニウム、リチ
ウム−アルミニウム合金またはそれらの混合金属、マグ
ネシウム−銀合金またはそれらの混合金属等である。陰
極は、上記化合物及び混合物の単層構造だけでなく、上
記化合物及び混合物を含む積層構造を取ることもでき
る。陰極の膜厚は材料により適宜選択可能であるが、通
常１０ｎｍ〜５μｍの範囲のものが好ましく、より好ま
しくは５０ｎｍ〜１μｍであり、更に好ましくは１００
ｎｍ〜１μｍである。陰極の作製には電子ビーム法、ス
パッタリング法、抵抗加熱蒸着法、コーティング法など
の方法が用いられ、金属を単体で蒸着することも、二成
分以上を同時に蒸着することもできる。さらに、複数の
金属を同時に蒸着して合金電極を形成することも可能で
あり、またあらかじめ調整した合金を蒸着させてもよ
い。陽極及び陰極のシート抵抗は低い方が好ましく、数
百Ω／□以下が好ましい。

【００２９】発光層の材料は、電界印加時に陽極または
正孔注入層、正孔輸送層から正孔を注入することができ
ると共に陰極または電子注入層、電子輸送層から電子を
注入することができる機能や、注入された電荷を移動さ
せる機能、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
何でもよい。例えばベンゾオキサゾール誘導体、ベンゾ
イミダゾール誘導体、ベンゾチアゾール誘導体、スチリ
ルベンゼン誘導体、ポリフェニル誘導体、ジフェニルブ
タジエン誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、ナ
フタルイミド誘導体、クマリン誘導体、ペリレン誘導
体、ペリノン誘導体、オキサジアゾール誘導体、アルダ
ジン誘導体、ピラリジン誘導体、シクロペンタジエン誘
導体、ビススチリルアントラセン誘導体、キナクリドン
誘導体、ピロロピリジン誘導体、チアジアゾロピリジン
誘導体、シクロペンタジエン誘導体、スチリルアミン誘
導体、芳香族ジメチリディン化合物、８−キノリノール
誘導体の金属錯体や希土類錯体に代表される各種金属錯
体、オルトメタル化錯体等、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のポリマー化合物等
が挙げられる。発光層の膜厚は特に限定されるものでは
ないが、通常１ｎｍ〜５μｍの範囲のものが好ましく、
より好ましくは５ｎｍ〜１μｍであり、更に好ましくは
１０ｎｍ〜５００ｎｍである。発光層の形成方法は、特
に限定されるものではないが、抵抗加熱蒸着、電子ビー
ム、スパッタリング、分子積層法、コーティング法（ス
ピンコート法、キャスト法、ディップコート法など）、
ＬＢ法、印刷法、インクジェット法などの方法が用いら
れ、好ましくは抵抗加熱蒸着、コーティング法である。

【００３０】正孔注入層、正孔輸送層の材料は、陽極か
ら正孔を注入する機能、正孔を輸送する機能、陰極から
注入された電子を障壁する機能のいずれか有しているも
のであればよい。その具体例としては、カルバゾール誘
導体、トリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、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、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、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、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）誘導体、アニリン系共
重合体、チオフェンオリゴマー、ポリチオフェン等の導
電性高分子オリゴマー等が挙げられる。正孔注入層、正
孔輸送層の膜厚は特に限定されるものではないが、通常
１ｎｍ〜５μｍの範囲のものが好ましく、より好ましく
は５ｎｍ〜１μｍであり、更に好ましくは１０ｎｍ〜５
００ｎｍである。正孔注入層、正孔輸送層は上述した材
料の１種または２種以上からなる単層構造であってもよ
いし、同一組成また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、正孔輸送層の形成方法
としては、真空蒸着法やＬＢ法やインクジェット法、前
記正孔注入輸送剤を溶媒に溶解また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
プコート法など）、印刷法が用いられる。コーティング
法の場合、樹脂成分と共に溶解または分散することがで
き、樹脂成分としては例えば、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、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、シリコン樹脂などが挙げられる。

【００３１】電子注入層、電子輸送層の材料は、陰極か
ら電子を注入する機能、電子を輸送する機能、陽極から
注入された正孔を障壁する機能のいずれか有しているも
のであればよい。電子注入層、電子輸送層の膜厚は特に
限定されるものではないが、通常１ｎｍ〜５μｍの範囲
のものが好ましく、より好ましくは５ｎｍ〜１μｍであ
り、更に好ましくは１０ｎｍ〜５００ｎｍである。電子
注入層、電子輸送層は上述した材料の１種または２種以
上からなる単層構造であってもよいし、同一組成または
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、電子輸送層の形成方法としては、真空蒸着法
やＬＢ法やインクジェット法、前記電子注入輸送剤を溶
媒に溶解また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、ディップコート法など）、印
刷法などが用いられる。コーティング法の場合、樹脂成
分と共に溶解または分散することができ、樹脂成分とし
ては例えば、正孔注入輸送層の場合に例示したものが適
用できる。

【００３２】保護層の材料としては水分や酸素等の素子
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
を有しているものであればよい。その具体例としては、
Ｉｎ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ａｕ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｎ
ｉ等の金属、ＭｇＯ、ＳｉＯ、ＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、Ｇ
ｅＯ、ＮｉＯ、ＣａＯ、ＢａＯ、Ｆｅ₂Ｏ₃、Ｙ₂Ｏ₃、Ｔ
ｉＯ₂等の金属酸化物、ＭｇＦ₂、ＬｉＦ、ＡｌＦ₃、Ｃ
ａＦ₂等の金属フッ化物、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挙げられる。保護層の形
成方法についても特に限定はなく、例えば真空蒸着法、
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、インクジェット法、印刷法を適用できる。

【００３３】

【実施例】以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明
するが、本発明はこれにより限定されるものではない。（実施例１）25mm×25mm×0.7mmのガラス基板上にITOを
150nmの厚さで製膜したもの（東京三容真空（株）製）
を透明支持基板とした。この透明支持基板をエッチン
グ、洗浄後、銅フタロシアニンを約10nm蒸着した。次に
TPD(N,N'-ビス（3-メチルフェニル）-N,N'-ジフェニル
ベンジジン）約40nm、および第３層としてAlq（トリス
（8-ヒドロキシキノリナト）アルミニウム）約60nmを順
に10^-3〜10^-4Paの真空中で、基板温度室温の条件下蒸着
した。有機薄膜上にパターニングしたマスク（発光面積
が5mm×5mmとなるマスク）を設置し、蒸着装置内でマグ
ネシウム：銀＝10:1を250nm共蒸着した後、銀300nmを蒸
着し、素子101を作製した。素子101に対して、TPDの代
わりに比較化合物３種と本発明の化合物６種を用いた以
外は、101と全く同じ組成のEL素子102〜110を作製し
た。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EL素子に印加し発光させ、その輝度
をトプコン社の輝度計BM-8、また発光波長については浜
松ホトニクス社製スペクトルアナライザーPMA-11を用い
て測定した。その結果を表１に示す。

【００３４】

【表１】

【００３５】

【化１２】

【００３６】また、これらの素子をアルゴンガスで置換
したオートクレーブ中に封入し、85℃の加熱条件下、１
０日間保存した後に、同様の輝度測定・および発光面状
観察を行った結果を表２に示す。さらに、これらの素子
を窒素ガスで置換したグローブボックス中で、電圧を10
Vとした定電圧駆動を100時間行った際の輝度の維持率
（初期値に対する百分率）を表３に示す。

【００３７】

【表２】

【００３８】

【表３】

【００３９】表１の結果ではどの素子も素子101と同等
の輝度が得られている。しかしながら、表２、３の結果
を見ると、本発明の化合物を用いた素子105〜110は、比
較素子101〜104に比べて、高温条件下の保存における、
生保存耐久性の面においても、連続駆動試験における、
駆動耐久性の面においてもタイプを越える性能が得られ
ていることがわかる。この結果は比較化合物に比べ、本
発明の化合物が有効であるという本発明の効果を現して
いる。（実施例２）実施例１と同様にエッチング、洗浄したIT
Oガラス基板上に、ポリカーボネート30mg、TPD 30mgを
1,2-ジクロロエタン3mlに溶解した溶液をスピンコート
した。このときの有機層の膜厚は約60nmであった。次い
で実施例１と同様にAlqおよび陰極を蒸着し、EL素子201
を作製した。素子201に対して、TPDの代わりに比較化合
物２種と本発明の化合物２種を用いた以外は、201と全
く同じ組成のEL素子202〜205を作製した。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EL素子に印加し発光させ、その輝度をトプコン社の輝
度計BM-8、また発光波長については浜松ホトニクス社製
スペクトルアナライザーPMA-11を用いて測定した。その
結果を表４に示す。

【００４０】

【表４】

【００４１】

【化１３】

【００４２】また、これらの素子をアルゴンガスで置換
したオートクレーブ中に封入し、85℃の加熱条件下、１
０日間保存した後に、同様の輝度測定・および発光面状
観察を行った結果を表５に示す。さらに、これらの素子
を窒素ガスで置換したグローブボックス中で、電圧を10
Vとした定電圧駆動を100時間行った際の輝度の維持率
（初期値に対する百分率）を表６に示す。

【００４３】

【表５】

【００４４】

【表６】

【００４５】表４の結果ではどの素子も素子201と同等
の輝度が得られている。しかしながら、表５、６の結果
を見ると、本発明の化合物を用いた素子 204〜205 は、
比較素子201〜203に比べて、高温条件下の保存における
耐久性の面においても、また連続駆動試験における駆動
耐久性の面においても比較例を越える性能が得られてい
ることがわかる。この結果は比較化合物に比べ、本発明
の化合物が有効であることを示している。

【００４６】

【発明の効果】本発明のケイ素化合物を用いることによ
って輝度が高く、且つ保存耐久性や駆動耐久性に優れ、
更に発光面状にも優れた発光素子が得られる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】下記一般式（１）で表される化合物。【化１】Ｒ_mは置換もしくは無置換のアルキル基、アルケニル
基、アルキニル基、アリール基、またはヘテロ環基を表
す。Ｒ_1k、Ｒ_2kはそれぞれ独立に置換もしくは無置換の
アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール
基、またはヘテロ環基を表す。m 、k は１以上の整数で
あり、m＋k＝４である。Ｒ_m、Ｒ_1k、Ｒ_2kは互いに結合
して環状構造を形成してもよい。
【請求項２】下記一般式（２）で表される化合物。【化２】Ｒ_mは置換もしくは無置換のアルキル基、アルケニル
基、アルキニル基、アリール基、またはヘテロ環基を表
す。Ｚ_1n、Ｚ_2nはそれぞれ独立に炭化水素環またはヘテ
ロ環基を表す。m 、nは１以上の整数であり、m＋n＝４
である。Ｒ_m、Ｚ_1n、Ｚ_2nは互いに結合して環状構造を
形成してもよい。
【請求項３】請求項１または２記載の一般式（１）ま
たは（２）で表される化合物、またはその前駆体を含有
することを特徴とする、有機発光素子材料。
【請求項４】一般式（１）中のＲ_m、Ｒ_1k、Ｒ_2kもし
くは一般式（２）中のＲ_m、Ｚ_1n、Ｚ_2nの少なくとも１
つに重合性基を含有し、それから誘導されるポリマー化
合物を含有する請求項３記載の有機発光素子材料。
【請求項５】請求項３、４に記載の有機発光素子材料
を少なくとも１つ有する有機発光素子。
【請求項６】一対の電極間に少なくとも１層の正孔輸
送層を有する有機発光素子において、請求項１〜４記載
の化合物のうち、少なくとも１つを正孔輸送層に含有す
ることを特徴とする有機発光素子。
【請求項７】一対の電極間に少なくとも１層の正孔注
入層を有する有機発光素子において、請求項１〜４記載
の化合物のうち、少なくとも１つを正孔注入層に含有す
ることを特徴とする有機発光素子。
【請求項８】一対の電極間に少なくとも１層の電子輸
送層を有する有機発光素子において、請求項１〜４記載
の化合物のうち、少なくとも１つを電子輸送層に含有す
ることを特徴とする有機発光素子。
【請求項９】一対の電極間に少なくとも１層の電子注
入層を有する有機発光素子において、請求項１〜４記載
の化合物のうち、少なくとも１つを電子注入層に含有す
ることを特徴とする有機発光素子。
【請求項１０】一対の電極間に少なくとも１層の発光
層を有する有機発光素子において、請求項１〜４記載の
化合物のうち、少なくとも１つを発光層に含有すること
を特徴とする有機発光素子。
【請求項１１】有機層の少なくとも１層が塗布により
形成された請求項５〜１０に記載の有機発光素子。