JP2003129044A - 有機エレクトロルミネッセンス素子用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】本発明は、黄色から赤色までの発光色を持ちな
がら、高い膜安定性を有し、長い発光寿命を持つ有機Ｅ
Ｌ素子用発光材料およびそれを用いた有機ＥＬ素子の提
供にある。 【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用材料。 【化１】 ［式中、Ｒ¹は置換もしくは未置換のアルキル基を表
し、Ｒ²は複素環を２つ以上有する有機残基を表す。］
一対の電極間に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、上記有機
エレクトロルミネッセンス素子用材料を含有することを
特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】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、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】特に、黄色から赤色の発光を得るための有
機ＥＬ素子用発光材料としては、電子輸送材料として、
トリス（８−キノリノール）アルミニウム（以下、Alq
３と略称）にＤＣＭ（４−ジシアノメチレン−６−（ｐ
−ジメチルアミノスチリル）−２−メチル−４Ｈ−ピラ
ジン）をドープした橙色発光の例（Chem. Funcl. Dyes.
Proc. Int. Symp., 2nd 536ページ1993年）等がある
が、最高輝度、色純度ともにデスプレイ材料として満足
行く物ではなく、さらに高輝度でかつ色純度の良い赤色
発光素子の実現が望まれているのが現状である。

【０００５】なお、１，１−ジシアノエテニル基を有す
る化合物を有する有機エレクトロルミネッセンス素子材
料としては、特開２０００−２５２０７１号公報、特開
２０００−２５６３５０号公報、特開２００１−６４６
４０号公報が、知られているが、これらの材料は、いず
れも、溶解性、耐久性などにさらに改善が求められてい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、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およびそれを用いた有機
ＥＬ素子を提供することである。

【０００７】

【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用
材料に関する。 一般式［１］

【化３】 ［式中、Ｒ¹は置換もしくは未置換のアルキル基を表
し、Ｒ²は複素環を２つ以上有する有機残基を表す。］ また本発明は、Ｒ²が下記一般式［２］である上記エレ
クトロルミネッセンス素子材料に関する。 一般式［２］

【化４】 ［式中、Ｘ及びＹは、それぞれ独立にＯ、Ｓ、ＳＯ、Ｓ
Ｏ₂またはＲ⁸−Ｎを表し、Ｒ³からＲ⁸は、それぞれ独立
にＨまたは置換もしくは未置換の、アルキル基、アリー
ル基または複素環基を表す。］

【０００８】また本発明は、Ｒ²が３つ以上の複素環を
有することを特徴とする上記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、前記いず
れかの層が、上記有機エレクトロルミネッセンス素子用
材料を単独もしくは混合物として含有することを特徴と
する有機エレクトロルミネッセンス素子に関する。

【００１０】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用材料を単独も
しくは混合物として含有することを特徴とする有機エレ
クトロルミネッセンス素子に関する。

【００１１】また本発明は、さらに、陽極と発光層との
間に正孔注入層を形成することを特徴とする上記有機エ
レクトロルミネッセンス素子に関する。

【００１２】また本発明は、正孔注入層が、アリールア
ミン誘導体、フタロシアニン化合物、およびトリフェニ
レン誘導体からなる群から選ばれる少なくとも１種を含
有する層であることを特徴とする上記有機エレクトロル
ミネッセンス素子に関する。

【００１３】また本発明は、さらに、陰極と発光層との
間に電子注入層を形成することを特徴とする上記有機エ
レクトロルミネッセンス素子に関する。

【００１４】また本発明は、電子注入層が、金属錯体化
合物または含窒素芳香環化合物を含有する層であること
を特徴とする上記有機エレクトロルミネッセンス素子に
関する。

【００１５】

【発明の実施の形態】即ち、本発明は、発光領域を有す
る有機層が陽極と陰極との間に設けられ、電流の注入に
より発光する有機物質を構成要素として含む有機エレク
トロルミネッセンス素子において、前記有機層に、一般
式［１］で示される新規な化合物が有機発光材料として
含まれることを特徴とする。

【００１６】本発明における一般式［１］のＲ¹は置換
もしくは未置換のアルキル基を表し、Ｒ²は複素環を２
つ以上有する有機残基を表す。

【００１７】本発明における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がある。

【００１８】本発明における複素環基としては、単環複
素環基もしくは縮合多環複素環基がある。単環複素環基
としては、チエニル基、フリル基、ピロリル基、イミダ
ゾリル基、ピラゾリル基、ピリジニル基、ピラジニル
基、ピリミジニル基、ピリダジニル基、トリアジニル
基、トリアゾリル基、オキサゾリル基、チアゾリル基、
オキサジアゾリル基、チアジアゾリル基、イミダジアゾ
リル基等がある。縮合多環複素環基としては、インドリ
ル基、キノリル基、イソキノリル基、フタラジニル基、
キノキサリニル基、キナゾリニル基、カルバゾリル基、
アクリジニル基、フェナジニル基、ベンゾフリル基、イ
ソチアゾリル基、イソキサゾリル基、フラザニル基、フ
ェノキサジニル基、ベンゾチアゾリル基、ベンゾオキサ
ゾリル基、ベンズイミダゾリル基、ベンゾトリアゾリル
基、ピラニル基等がある。その他の縮合多環基として、
１−テトラリル基、２−テトラリル基、テトラヒドロキ
ノリル基等がある。

【００１９】一般式［１］のＲ²は、上記複素環基が２
つ以上、直接結合または、炭素原子、水素原子、酸素原
子、硫黄原子、もしくは窒素原子などからなる原子もし
くは原子団である連結基を介して結合されたものであ
る。上記複素基および上記連結基は、さらにハロゲン原
子、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、アミノ
基、または、複素環基で置換されていても良い。

【００２０】アリール基としては、単環基もしくは縮合
多環基がある。

【００２１】単環基の具体例としては、単環シクロアル
キル基、単環アリール基がある。

【００２２】単環シクロアルキル基としては、シクロブ
チル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロ
ヘプチル基、シクロオクチル基等のシクロアルキル基が
ある。

【００２３】単環アリール基としては、フェニル基があ
る。

【００２４】置換もしくは未置換の縮合多環基として
は、縮合多環アリール基、縮合多環シクロアルキル基等
がある。

【００２５】縮合多環アリール基としては、ナフチル
基、アンスリル基、フェナンスリル基、フルオレニル
基、アセナフチル基、アズレニル基、ヘプタレニル基、
ピレニル基、ペリニル基、トリフェニレニル基等があ
る。

【００２６】さらに、上記単環基または縮合多環基は、
炭素原子、水素原子、酸素原子、窒素原子、硫黄原子か
らなる非芳香環構造単位を介して連結したしてもよい。
炭素原子、水素原子、酸素原子、窒素原子、硫黄原子か
らなる非芳香環構造単位は、２価以上であり、直線上、
分岐上または環状であり、芳香環を含まないものもあ
る。好ましくは、原子数１〜４０個である。非芳香環構
造単位を例示するならば、酸素原子、硫黄原子の他、ア
ルキル基、アルキレン基、アルキルオキシ基、アルキル
チオ基、シクロアルキル基、アミノ基、アルキルアミノ
基などの残基が例示出来る。芳香環構造単位が直接ない
しは非芳香環構造単位を介して連結する場合には、芳香
環構造単位の数は２〜１０個であり、２カ所以上でそれ
ぞれ結合する場合もあり得る。さらには、芳香環構造単
位は、少なくとも１つが縮合芳香環または縮合複素芳香
環であればよく、単環と縮合環との間の結合もありう
る。芳香環構造単位は、アルキル基などで置換されても
良い。

【００２７】具体的には、２個以上の芳香環構造単位が
直接結合した例としては、ビナフチル、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
ロプロパンの骨格を有する残基が挙げられる。また、２
個以上の芳香環構造単位が非芳香環構造単位を介して結
合した例としては、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
アミンの骨格を有する残基が挙げられる。。

【００２８】好ましくは、炭素数１０〜４０個からなる
縮合芳香環基、または、少なくとも１つの炭素数１０〜
４０個からなる縮合芳香環を含む芳香環構造単位２〜１
０個が直接連結した基である。その具体例は、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、ペンタセン、ペリレン、ア
ズレン、コロネン、ルビセン、デカシクレン、１，１−
ビナフタレン、９，９−ビアントラセン等がある。

【００２９】置換しても良い置換基の具体例は、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がある。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、ピレニル基等がある。
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、隣接する置換基同士
で、それぞれ互いに結合して、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新たに
形成しても良い。

【００３０】本発明における化合物は、溶液のみなら
ず、個体でも強い蛍光を有し、かつ、その蛍光色は黄色
から赤色の蛍光材料として有用である。かつ、ガラス転
移点や融点が高い為、電界発光時における有機層中、有
機層間もしくは、有機層と金属電極間で発生するジュー
ル熱に対する耐性（耐熱性）が向上するので、有機ＥＬ
素子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。また、一般式［２］
中のＸ及びＹの組み合わせやＲ³からＲ⁸の組み合わせを
調節することで、発光スペクトルを自由に調節すること
も可能である。

【００３１】本発明の化合物の一般的な合成方法を以下
に示す。下記一般式［３］で示される化合物と、マロノ
ニトリルとを、適当な溶媒中で、酸または塩基を触媒と
して、脱水縮合させることにより目的化合物を合成する
ことが出来る。適当な溶媒とは、メタノール、ｎ−プロ
パノール、ｉ−プロパノール、ｎ−ブタノール、ｔｅｒ
ｔ−ブタノール、ｎ−ペンチルアルコール、ｉｓｏ−ペ
ンタノール、アセトン、メチルエチルケトン、酢酸エチ
ル、ジクロロメタン、クロロホルム、１，２−ジクロロ
エタン等がある。酸としては、酢酸、塩酸、ｐ−トルエ
ンスルホン酸等がある。塩基としては、トリエチルアミ
ン、ピペリジン、ＤＢＵ等がある。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］

【化５】 ［式中、Ｒ¹及びＲ²は、一般式［１］のＲ¹及びＲ²と同
等である。］

【００３２】以下に、本発明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。

【００３３】本発明の化合物は、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。

【００３４】有機ＥＬ素子は、陽極と陰極間に一層もし
くは多層の有機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。本発明の化
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。

【００３５】発光層には、必要があれば、本発明の化合
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。

【００３６】本発明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。

【００３７】本発明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。

【００３８】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、オキサゾール、オキサジア
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。

【００３９】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、
アリールアミン誘導体、フタロシアニン化合物ないしは
トリフェニレン誘導体である。アリールアミン誘導体の
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−ｍ−トリル−４，４’−ビフェニルジア
ミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ（ｐ−トリル）−ｐ
−フェニレンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ−
ｐ−トリル−４，４’−ビフェニルジアミン、Ｎ，Ｎ’
−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ジ（１−ナフチル）−４，
４’−ビフェニルジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジ（４−ｎ−ブ
チルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジ−ｐ−トリル−９，１０
−フェナントレンジアミン、４，４’，４”−トリス
（Ｎ−フェニル−Ｎ−ｍ−トリルアミノ）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。

【００４０】フタロシアニン（Ｐｃ）化合物の具体例と
しては、Ｈ２Ｐｃ、ＣｕＰｃ、ＣｏＰｃ、ＮｉＰｃ、Ｚ
ｎＰｃ、ＰｄＰｃ、ＦｅＰｃ、ＭｎＰｃ、ＣｌＡｌＰ
ｃ、ＣｌＧａＰｃ、ＣｌＩｎＰｃ、ＣｌＳｎＰｃ、Ｃｌ
２ＳｉＰｃ、（ＨＯ）Ａ ｌＰｃ、（ＨＯ）ＧａＰｃ、
ＶＯＰｃ、ＴｉＯＰｃ、ＭｏＯＰｃ、ＧａＰｃ−Ｏ−Ｇ
ａＰｃ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。

【００４１】トリフェニレン誘導体の具体例としては、
ヘキサメトキシトリフェニレン、ヘキサエトキシトリフ
ェニレン、ヘキサヘキシルオキシトリフェニレン、ヘキ
サベンジルオキシトリフェニレン、トリメチレンジオキ
シトリフェニレン、トリエチレンジオキシトリフェニレ
ンなどのヘキサアルコキシトリフェニレン類、ヘキサフ
ェノキシトリフェニレン、ヘキサナフチルオキシトリフ
ェニレン、ヘキサビフェニリルオキシトリフェニレン、
トリフェニレンジオキシトリフェニレンなどのヘキサア
リールオキシトリフェニレン類、ヘキサアセトキシトリ
フェニレン、ヘキサベンゾイルオキシトリフェニレンな
どのヘキサアシロキシトリフェニレン類等があるが、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、ジメチルＰＯＰＯＰ、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、２−（４’−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−５
−(４”−ビフェニル)−１，３，４−トリアゾール、
２，５−ビス（１−ナフチル）−１，３，４−トリアゾ
ール、１，４−ビス［２−(５−フェニルトリアゾリ
ル)］ベンゼン等があるが、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、
本発明の化合物の他に、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。

【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。

【００５０】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。

【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。化合物（２４）の合成方法 特開２０００−２５２０７１号公報の実施例に従い下記
化合物ａを合成した。

【００５５】化合物ａ

【化６】

【００５６】窒素雰囲気下、化合物ａ（０．５２ｇ）を
テトラヒドロフラン８０ｍｌに溶解させ−７８度まで冷
却した。１．６Ｍヘキサン溶液のｎ−ブチルリチウム
（１．３ｍｌ）を滴下した。１５分攪拌した後、Ｎ，Ｎ
−ジメチルアセトアミド（０．１７ｇ）を滴下し２時間
反応させた。室温に昇温した後、２時間攪拌させた。水
（１００ｍｌ）を加えて反応を停止した後、クロロホル
ム（１００ｍｌ×３）で抽出、乾燥後減圧濃縮した。カ
ラムクロマトグラフィー（シリカゲル、クロロホルム）
により下記化合物ｂを得た（０．５５ｇ）。

【００５７】化合物ｂ

【化７】

【００５８】化合物ｂ（０．５０ｇ）をメタノール（１
０ｍｌ）とクロロホルム（２０ｍｌ）に溶解させ、マロ
ノニトリル（０．１５ｇ）、トリエチルアミン２滴を加
えた。室温で５時間反応させた後、水（１００ｍｌ）を
加え、クロロホルム（１００ｍｌ×３）で抽出、乾燥後
減圧濃縮した。カラムクロマトグラフィー（シリカゲ
ル、クロロホルム）により化合物（２４）を得た（０．
３３ｇ）。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。

【００５９】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（２４）、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１：２：１
０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での発光輝度５５
（ｃｄ／ｍ²）、最大発光輝度１１００（ｃｄ／ｍ²）、
発光効率０．３０（ｌｍ／Ｗ）の黄橙色発光が得られ
た。

【００６０】実施例２ 洗浄したＩＴＯ電極付きガラス板上に、Ｎ，Ｎ’―（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（２４）を蒸着し膜厚４０ｎｍの発光層を作成し、次
いでトリス（８−ヒドロキシキノリナート）アルミニウ
ム錯体（Ａｌｑ３）を蒸着して膜厚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での発光輝度１３０（ｃｄ／ｍ²）、
最大発光輝度１５５００（ｃｄ／ｍ²）、発光効率１．
７（ｌｍ／Ｗ）の赤橙色発光が得られた。

【００６１】実施例３ 洗浄したＩＴＯ電極付きガラス板上に、化合物（１６）
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４０ｎ
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での発光輝度１１０
（ｃｄ／ｍ²）、最大発光輝度５８００（ｃｄ／ｍ²）、
発光効率０．４３（ｌｍ／Ｗ）の赤橙色発光が得られ
た。

【００６２】実施例４ 洗浄したＩＴＯ電極付きガラス板上に、化合物（１９）
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）（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、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での発光
輝度９０（ｃｄ／ｍ²）、最大発光輝度７１００（ｃｄ
／ｍ²）、発光効率０．６（ｌｍ／Ｗ）の橙色発光が得
られた。

【００６３】比較例１ 洗浄したＩＴＯ電極付きガラス板上に、発光材料として
下記化合物ｃ、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１：２：１０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での発光輝度６０（ｃ
ｄ／ｍ²）、最大発光輝度１０００（ｃｄ／ｍ²）、発光
効率０．２５０（ｌｍ／Ｗ）の赤橙色発光が得られた。
しかし、スピンコート法を用いた場合、化合物の溶解度
が十分でないため、さらに厚い膜を作製することは付加
のであり、さらに、そのスピンコート膜は容易に凝集し
結晶下を起こしてしまうといった欠点を持っていた。

【００６４】化合物ｃ

【化８】

【００６５】比較例２ 洗浄したＩＴＯ電極付きガラス板上に、Ｎ，Ｎ’―（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、下記
化合物ｄを蒸着し膜厚４０ｎｍの発光層を作成し、次い
でトリス（８−ヒドロキシキノリナート）アルミニウム
錯体（Ａｌｑ３）を蒸着して膜厚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。

【００６６】化合物ｄ

【化９】

【００６７】比較例１と実施例１を比較して明らかなよ
うに、一般式［１］で示された化合物の一方にアルキル
基を導入することにより、その溶解度が向上した。それ
によって、容易に膜厚を調整することが可能になった。
さらに膜の安定性も向上することが分かった。

【００６８】比較例２及び実施例２で作製した素子を５
（ｍＡ／ｃｍ²）で連続発光させた時の、初期輝度に対
する半減寿命はそれぞれ１２００時間、２５００時間で
あった。よって、発光素子のさらなる長寿命化に成功し
た。

【００６９】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７０００（ｃ
ｄ／ｍ²）以上の発光が得られ、全て高い発光効率を得
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、５（ｍＡ／ｃｍ²）で連続発光させたところ、２
０００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。

【００７０】

【発明の効果】本発明の有機ＥＬ素子材料を発光材料と
して使用した有機ＥＬ素子は、黄橙色から赤色の領域の
発光ができ、かつ、従来に比べて高い膜安定性を有し、
長い発光寿命を持つ有機ＥＬ素子である。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下記一般式［１］で示されるエレクトロ
   ルミネッセンス素子材料。 一般式［１］ 【化１】 ［式中、Ｒ¹は置換もしくは未置換のアルキル基を表
   し、Ｒ²は複素環を２つ以上有する有機残基を表す。］
2. 【請求項２】 Ｒ²が下記一般式［２］である請求項１
   記載のエレクトロルミネッセンス素子材料。 一般式［２］ 【化２】 ［式中、Ｘ及びＹは、それぞれ独立にＯ、Ｓ、ＳＯ、Ｓ
   Ｏ₂またはＲ⁸−Ｎを表し、Ｒ³からＲ⁸は、それぞれ独立
   にＨまたは置換もしくは未置換の、アルキル基、アリー
   ル基または複素環基を表す。］
3. 【請求項３】 Ｒ²が３つ以上の複素環を有することを
   特徴とする請求項１記載のエレクトロルミネッセンス素
   子材料。
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、前記いずれかの層が、
   請求項１ないし３いずれか記載の有機エレクトロルミネ
   ッセンス素子用材料を単独もしくは混合物として含有す
   ることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素
   子。
5. 【請求項５】 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ない
   し３いずれか記載の有機エレクトロルミネッセンス素子
   用材料を単独もしくは混合物として含有することを特徴
   とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
6. 【請求項６】 さらに、陽極と発光層との間に正孔注入
   層を形成することを特徴とする請求項４または５記載の
   有機エレクトロルミネッセンス素子。
7. 【請求項７】 正孔注入層が、アリールアミン誘導体、
   フタロシアニン化合物、およびトリフェニレン誘導体か
   らなる群から選ばれる少なくとも１種を含有する層であ
   ることを特徴とする請求項６記載の有機エレクトロルミ
   ネッセンス素子。
8. 【請求項８】 さらに、陰極と発光層との間に電子注入
   層を形成することを特徴とする請求項４ないし７いずれ
   か記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
9. 【請求項９】 電子注入層が、金属錯体化合物または含
   窒素芳香環化合物を含有する層であることを特徴とする
   請求項８記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。