JP2003249372A - 有機電界発光素子 - Google Patents

有機電界発光素子

Info

Publication number
JP2003249372A
JP2003249372A JP2002045359A JP2002045359A JP2003249372A JP 2003249372 A JP2003249372 A JP 2003249372A JP 2002045359 A JP2002045359 A JP 2002045359A JP 2002045359 A JP2002045359 A JP 2002045359A JP 2003249372 A JP2003249372 A JP 2003249372A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
group
general formula
organic
atom
embedded image
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2002045359A
Other languages
English (en)
Inventor
Makoto Satsuki
真 皐月
Natsuko Ishida
奈津子 石田
Sadaji Suga
貞治 菅
Hisayoshi Fujikawa
久喜 藤川
Yasunori Taga
康訓 多賀
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hayashibara Seibutsu Kagaku Kenkyujo KK
Toyota Central R&D Labs Inc
Original Assignee
Toyota Central R&D Labs Inc
Hayashibara Biochemical Laboratories Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Central R&D Labs Inc, Hayashibara Biochemical Laboratories Co Ltd filed Critical Toyota Central R&D Labs Inc
Priority to JP2002045359A priority Critical patent/JP2003249372A/ja
Priority to US10/505,097 priority patent/US7252892B2/en
Priority to DE60232375T priority patent/DE60232375D1/de
Priority to PCT/JP2002/004045 priority patent/WO2003070856A1/ja
Priority to TW091108379A priority patent/TW574344B/zh
Priority to KR1020047013075A priority patent/KR100879932B1/ko
Priority to EP02722721A priority patent/EP1489154B1/en
Publication of JP2003249372A publication Critical patent/JP2003249372A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/631Amine compounds having at least two aryl rest on at least one amine-nitrogen atom, e.g. triphenylamine
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/06Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing organic luminescent materials
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B33/00Electroluminescent light sources
    • H05B33/12Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces
    • H05B33/14Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces characterised by the chemical or physical composition or the arrangement of the electroluminescent material, or by the simultaneous addition of the electroluminescent material in or onto the light source
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/649Aromatic compounds comprising a hetero atom
    • H10K85/657Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/649Aromatic compounds comprising a hetero atom
    • H10K85/657Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons
    • H10K85/6574Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons comprising only oxygen in the heteroaromatic polycondensed ring system, e.g. cumarine dyes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1003Carbocyclic compounds
    • C09K2211/1011Condensed systems
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1003Carbocyclic compounds
    • C09K2211/1014Carbocyclic compounds bridged by heteroatoms, e.g. N, P, Si or B
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1018Heterocyclic compounds
    • C09K2211/1025Heterocyclic compounds characterised by ligands
    • C09K2211/1029Heterocyclic compounds characterised by ligands containing one nitrogen atom as the heteroatom
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1018Heterocyclic compounds
    • C09K2211/1025Heterocyclic compounds characterised by ligands
    • C09K2211/1029Heterocyclic compounds characterised by ligands containing one nitrogen atom as the heteroatom
    • C09K2211/1033Heterocyclic compounds characterised by ligands containing one nitrogen atom as the heteroatom with oxygen
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1018Heterocyclic compounds
    • C09K2211/1025Heterocyclic compounds characterised by ligands
    • C09K2211/1029Heterocyclic compounds characterised by ligands containing one nitrogen atom as the heteroatom
    • C09K2211/1037Heterocyclic compounds characterised by ligands containing one nitrogen atom as the heteroatom with sulfur
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1018Heterocyclic compounds
    • C09K2211/1025Heterocyclic compounds characterised by ligands
    • C09K2211/1044Heterocyclic compounds characterised by ligands containing two nitrogen atoms as heteroatoms
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1018Heterocyclic compounds
    • C09K2211/1025Heterocyclic compounds characterised by ligands
    • C09K2211/1074Heterocyclic compounds characterised by ligands containing more than three nitrogen atoms as heteroatoms
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1018Heterocyclic compounds
    • C09K2211/1025Heterocyclic compounds characterised by ligands
    • C09K2211/1088Heterocyclic compounds characterised by ligands containing oxygen as the only heteroatom
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/18Metal complexes
    • C09K2211/188Metal complexes of other metals not provided for in one of the previous groups
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K2102/00Constructional details relating to the organic devices covered by this subclass
    • H10K2102/10Transparent electrodes, e.g. using graphene
    • H10K2102/101Transparent electrodes, e.g. using graphene comprising transparent conductive oxides [TCO]
    • H10K2102/103Transparent electrodes, e.g. using graphene comprising transparent conductive oxides [TCO] comprising indium oxides, e.g. ITO
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00Organic light-emitting devices
    • H10K50/10OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/11OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/30Coordination compounds
    • H10K85/311Phthalocyanine
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/30Coordination compounds
    • H10K85/321Metal complexes comprising a group IIIA element, e.g. Tris (8-hydroxyquinoline) gallium [Gaq3]
    • H10K85/324Metal complexes comprising a group IIIA element, e.g. Tris (8-hydroxyquinoline) gallium [Gaq3] comprising aluminium, e.g. Alq3
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10S428/917Electroluminescent

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高耐久性を目指す有機電界発光素子において
有用な有機電界発光素子用発光剤とその用途を提供す
る。 【解決手段】 特定のクマリン誘導体を用いる有機電界
発光素子用発光剤及び有機電界発光素子、さらには、そ
の有機電界発光素子を用いる表示パネル及び情報表示機
器を提供することによって上記課題を解決する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は有機電界発光素子
(以下、「有機EL素子」と言う。)に関するものであ
り、とりわけ、新規なクマリン誘導体を用いる有機EL
素子に関するものである。
【0002】情報表示の分野では、有機EL素子が次世
代の表示素子として脚光を浴びている。現在、コンピュ
ーター端末機やテレビジョン受像機などの比較的大型の
情報表示機器においては、主として、ブラウン管が用い
られている。しかしながら、ブラウン管は体積、重量と
もに大きく、動作電圧が高いので、民生用機器や携帯性
を重視する小形の機器には適しない。小形機器には、も
っと薄く、軽量のパネル状であって、動作電圧が低く、
消費電力の小さいものが必要とされている。現在では、
液晶素子が動作電圧が低く、消費電力が比較的小さい点
が買われて、多方面で頻用されている。しかしながら、
液晶素子を用いる情報表示機器は、見る角度によってコ
ントラストが変わるので、ある角度の範囲で読み取らな
いと明瞭な表示が得られないうえに、通常、バックライ
トを必要とするので、消費電力がそれほど小さくならな
いという問題がある。これらの問題を解決する表示素子
として登場したのが有機EL素子である。
【0003】有機EL素子は、通常、陽極と陰極との間
に発光性化合物を含有する発光層を介挿してなり、その
陽極と陰極との間に直流電圧を印加して発光層へ正孔及
び電子をそれぞれ注入し、それらを互いに再結合させる
ことによって発光性化合物の励起状態を作出し、その励
起状態が基底状態へ戻るときに放出される蛍光や燐光な
どの発光を利用する発光素子である。有機EL素子は、
発光層を形成するに当たって、ホスト化合物として適切
な有機化合物を用いるとともに、そのホスト化合物と組
み合わせるゲスト化合物(ドーパント)を変更すること
により、発光の色調を適宜に変えることができる特徴が
ある。また、ホスト化合物とゲスト化合物との組合わせ
によっては、発光の輝度や寿命を大幅に向上できる可能
性がある。そもそも、有機EL素子は自ら発光する素子
なので、消費電力を小さくできる利点があり、原理的に
優れた発光素子であると言われている。
【0004】ところが、これまでに提案された有機EL
素子は、その多くが耐久性が低く、例えば、振動や高温
が不可避の車輌へ搭載するなど、苛酷な環境で用いる
と、短時間で輝度が低下してしまうという問題があっ
た。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】斯かる状況に鑑み、こ
の発明の課題は、高耐久性を目指す有機EL素子におい
て有用な有機EL素子用発光剤とその用途を提供するこ
とにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】この課題を解決すべく、
本発明者がクマリン誘導体に着目し、鋭意研究し、検索
したところ、分子内に、クマリン環と、炭化水素基を1
又は複数有するナフタレン環と、そのナフタレン環と縮
合してなり、それらのクマリン環及びナフタレン環と電
子的に共鳴する複素五員環とを含んでなるクマリン誘導
体は、有機EL素子に用いると、色純度の良い可視光を
発光し、しかも、その発光は比較的高温においても長時
間、安定に持続することを見出した。
【0007】すなわち、この発明は、一般式1又は一般
式2のいずれかで表されるクマリン誘導体を含んでなる
有機EL素子を提供することによって前記課題を解決す
るものである。
【0008】
【化9】一般式1:
【0009】
【化10】一般式2:
【0010】(一般式1及び一般式2において、Xは炭
素原子又はヘテロ原子を表す。R乃至R14は、それ
ぞれ独立に、水素原子又は適宜の置換基を表す。ただ
し、R 及び/又はRは、それらが結合する窒素原子
と、R又はRが結合する炭素原子とを含んで環状構
造を形成することがあり、この場合、R及び/又はR
は見掛け上存在しないこととなる。また、R乃至R
14のいずれかは炭化水素基であるものとし、その炭化
水素基は置換基を有していてもよい。さらに、Xが二価
又は三価のヘテロ原子である場合には、R及び/又は
は存在しない。)
【0011】さらに、この発明は、斯かる有機EL素子
を用いる表示パネルを提供することによって前記課題を
解決するものである。
【0012】さらに、この発明は、斯かる有機EL素子
を用いる情報表示機器を提供することによって前記課題
を解決するものである。
【0013】さらに、この発明は、一般式1又は一般式
2のいずれかで表されるクマリン誘導体を含んでなる有
機EL素子用発光剤を提供することによって前記課題を
解決するものである。
【0014】
【化11】一般式1:
【0015】
【化12】一般式2:
【0016】(一般式1及び一般式2において、Xは炭
素原子又はヘテロ原子を表す。R乃至R14は、それ
ぞれ独立に、水素原子又は適宜の置換基を表す。ただ
し、R 及び/又はRは、それらが結合する窒素原子
と、R又はRが結合する炭素原子とを含んで環状構
造を形成することがあり、この場合、R及び/又はR
は見掛け上存在しないこととなる。また、R乃至R
14のいずれかは炭化水素基であるものとし、その炭化
水素基は置換基を有していてもよい。さらに、Xが二価
又は三価のヘテロ原子である場合には、R及び/又は
は存在しない。)
【0017】一般式1及び一般式2で表されるクマリン
誘導体は、いずれも、文献未記載の新規な有機化合物で
ある。この発明は、新規な有機化合物の創製と、その産
業上有用な性質の発見に基づくものである。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
き説明すると、既述のとおり、この発明は、一般式1又
は一般式2のいずれかで表されるクマリン誘導体を用い
る有機EL素子に関するものである。
【0019】
【化13】一般式1:
【0020】
【化14】一般式2:
【0021】一般式1及び一般式2において、Xは炭素
原子又はヘテロ原子を表す。Xにおけるヘテロ原子とし
ては、通常、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、セレン原
子、テルル原子などの周期律表における第15族又は第
16族の原子が選択される。これらの炭素原子及びヘテ
ロ原子のうち、光特性や製造し易さの点で、炭素原子、
窒素原子、酸素原子及び硫黄原子が好ましい。
【0022】一般式1及び一般式2におけるR乃至R
14は、それぞれ独立に、水素原子又は適宜の置換基を
表す。R乃至R14における置換基としては、例え
ば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル
基、イソプロペニル基、1−プロペニル基、2−プロペ
ニル基、ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、
tert−ブチル基、2−ブテニル基、1,3−ブタジ
エニル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル
基、tert−ペンチル基、1−メチルペンチル基、2
−メチルペンチル基、2−ペンテニル基、ヘキシル基、
イソヘキシル基、5−メチルヘキシル基、ヘプチル基、
オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデ
シル基、オクタデシル基などの炭素数20までの脂肪族
炭化水素基、シクロプロピル基、シクロブチル基、シク
ロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘキセニル
基、シクロヘプチル基などの脂環式炭化水素基、フェニ
ル基、o−トリル基、m−トリル基、p−トリル基、キ
シリル基、メシチル基、o−クメニル基、m−クメニル
基、p−クメニル基、ベンジル基、フェネチル基、ビフ
ェニリル基などの芳香族炭化水素基、メトキシ基、エト
キシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ
基、イソブトキシ基、sec−ブトキシ基、tert−
ブトキシ基、ペンチルオキシ基、フェノキシ基、ベンジ
ルオキシ基などのエーテル基、エトキシカルボニル基、
プロポキシカルボニル基、アセトキシ基、ベンゾイルオ
キシ基などのエステル基、フルオロ基、クロロ基、ブロ
モ基、ヨード基などのハロゲン基、ヒドロキシ基、カル
ボキシ基、シアノ基、ニトロ基、さらには、これらの組
合わせによる置換基が挙げられる。
【0023】用途にもよるけれども、R及びRにお
ける置換基としては脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素
基、芳香族炭化水素基及びそれらの組合わせによる炭化
水素基が、また、Rにおける置換基としては、例え
ば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル
基、ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、te
rt−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペ
ンチル基、tert−ペンチル基などの短鎖長脂肪族炭
化水素基、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イ
ソプロポキシ基、ブトキシ基、イソブトキシ基、sec
−ブトキシ基、tert−ブトキシ基、ペンチルオキシ
基、フェノキシ基、ベンジルオキシ基などのエーテル
基、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、プ
ロポキシカルボニル基、アセトキシ基、ベンゾイルオキ
シ基などのエステル基及びシアノ基が好ましく、これら
の置換基における水素原子は、その1又は複数がフルオ
ロ基などのハロゲン基によって置換されていてもよい。
乃至R14における置換基としては、既述のとお
り、そのいずれかは脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素
基、芳香族炭化水素基又はそれらの組合わせによる炭化
水素基であるものとし、このうち、脂肪族炭化水素基、
とりわけ、イソプロピル基、イソブチル基、sec−ブ
チル基、tert−ブチル基、イソペンチル基、ネオペ
ンチル基、tert−ペンチル基、1−メチルペンチル
基、2−メチルペンチル基、イソヘキシル基などの分岐
を有する炭素数6までのものが好ましい。R及びR
における置換基としては、R又はRにおけると同様
の脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基、芳香族炭化水
素基及びそれらの組合わせによる置換基が好ましい。た
だし、Xが二価又は三価のヘテロ原子である場合には、
及び/又はRは存在しない。なお、R及び/又
はRが結合する炭素原子がピペリジン環、ユロリジン
環などの環状構造を形成しない場合、R及び/又はR
は水素原子とするか、あるいは、用途に応じて、上記
した置換基から適宜のものを選択すればよい。また、R
としては、製造し易さの点で、水素原子又はヒドロキ
シ基とするか、用途を勘案しながら、上記したエーテル
基及びエステル基から適宜のものを選択する。
【0024】有機EL素子におけるがごとく発光能が重
視される用途においては、R及びRがいずれも脂肪
族炭化水素基であって、これらが、それぞれ、R又は
が結合する炭素原子に結合してユロリジン環を形成
してなる一般式3及び一般式4で表されるクマリン誘導
体が好ましい。一般式3及び一般式4において、Xは一
般式1又は一般式2におけると同様に炭素原子又はヘテ
ロ原子を表し、また、R乃至R14は一般式1又は一
般式2におけると同様に水素原子又は適宜の置換基を表
し、R乃至R14のいずれかは炭化水素基であるもの
とする。R15乃至R18は、それぞれ独立に、水素原
子又は脂肪族炭化水素基を表し、このうち、脂肪族炭化
水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピ
ル基、ブチル基、ペンチル基などの短鎖長脂肪族炭化水
素基が好ましい。一般式3又は一般式4で表されるクマ
リン誘導体のうち、R乃至R14のいずれかが、例え
ば、イソプロピル基、イソブチル基、sec−ブチル
基、tert−ブチル基、イソペンチル基、ネオペンチ
ル基、tert−ペンチル基、1−メチルペンチル基、
2−メチルペンチル基、イソヘキシル基などの、分岐を
有する脂肪族炭化水素基であるものは、発光能や汎用さ
れる有機溶剤における溶解度に優れているばかりではな
く、ガラス転移点が高く、その結果として、熱安定性が
高いので、高温が不可避の環境においても発光能が減弱
し難い特徴がある。
【0025】
【化15】一般式3:
【0026】
【化16】一般式4:
【0027】この発明で用いられるクマリン誘導体の例
としては、例えば、化学式1乃至化学式27で表される
ものが挙げられる。これらは、いずれも、波長520n
m付近の可視領域、通常、490乃至560nmに蛍光
極大などの発光極大を有し、励起すると、青緑色域乃至
黄緑色域の可視光を発光する。一般式1又は一般式2で
表される一群のクマリン誘導体は、その多くが、従来公
知の類縁化合物と比較して、ガラス転移点が130℃以
上と有意に高く、例えば、化学式18で表されるクマリ
ン誘導体に見られるがごとく、置換基によっては150
℃以上にも達する。なお、この発明によるクマリン誘導
体のガラス転移点は、例えば、後記する汎用の示差走査
熱量分析(以下、「DSC分析」と略記する。)によっ
て決定することができる。
【0028】
【化17】化学式1:
【0029】
【化18】化学式2:
【0030】
【化19】化学式3:
【0031】
【化20】化学式4:
【0032】
【化21】化学式5:
【0033】
【化22】化学式6:
【0034】
【化23】化学式7:
【0035】
【化24】化学式8:
【0036】
【化25】化学式9:
【0037】
【化26】化学式10:
【0038】
【化27】化学式11:
【0039】
【化28】化学式12:
【0040】
【化29】化学式13:
【0041】
【化30】化学式14:
【0042】
【化31】化学式15:
【0043】
【化32】化学式16:
【0044】
【化33】化学式17:
【0045】
【化34】化学式18:
【0046】
【化35】化学式19:
【0047】
【化36】化学式20:
【0048】
【化37】化学式21:
【0049】
【化38】化学式22:
【0050】
【化39】化学式23:
【0051】
【化40】化学式24:
【0052】
【化41】化学式25:
【0053】
【化42】化学式26:
【0054】
【化43】化学式27:
【0055】この発明で用いるクマリン誘導体は諸種の
方法によって製造できるけれども、経済性を重視するの
であれば、例えば、一般式1又は一般式2に対応するR
乃至Rを有する一般式5で表される化合物と、一般
式1又は一般式2に対応するR乃至R14を有する一
般式6又は一般式7のいずれかで表される化合物とを反
応させる工程を経由する方法が好適である。なお、一般
式6及び一般式7において、Xが二価又は三価のヘテロ
原子である場合には、H及びHは存在しない。
【0056】
【化44】一般式5:
【0057】
【化45】一般式6:
【0058】
【化46】一般式7:
【0059】すなわち、反応容器に一般式5で表される
化合物と、一般式6又は一般式7のいずれかで表される
化合物とをそれぞれ適量とり(通常等モル前後)、必要
に応じて、適宜溶剤に溶解し、例えば、水酸化ナトリウ
ム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、
炭酸水素ナトリウム、酢酸ナトリウム、アンモニア、ト
リエチルアミン、ピペリジン、ピリジン、ピロリジン、
アニリン、N,N−ジメチルアニリン、N,N−ジエチ
ルアニリンなどの塩基性化合物、塩酸、硫酸、硝酸、酢
酸、無水酢酸、トリフルオロ酢酸、p−トルエンスルホ
ン酸、メタンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン
酸などの酸性化合物、塩化アルミニウム、塩化亜鉛、四
塩化錫、四塩化チタンなどのルイス酸性化合物などを加
えた後、加熱還流などにより、撹拌しながら周囲温度か
周囲温度を上回る温度で反応させる。
【0060】溶剤としては、例えば、ペンタン、ヘキサ
ン、シクロヘキサン、オクタン、ベンゼン、トルエン、
キシレンなどの炭化水素類、四塩化炭素、クロロホル
ム、1,2−ジクロロエタン、1,2−ジブロモエタ
ン、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、クロ
ロベンゼン、ブロモベンゼン、α−ジクロロベンゼンな
どのハロゲン化物、メタノール、エタノール、1−プロ
パノール、2−プロパノール、1−ブタノール、2−ブ
タノール、イソブチルアルコール、イソペンチルアルコ
ール、シクロヘキサノール、エチレングリコール、プロ
ピレングリコール、2−メトキシエタノール、2−エト
キシエタノール、フェノール、ベンジルアルコール、ク
レゾール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコ
ール、グリセリンなどのアルコール類及びフェノール
類、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、テト
ラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、1,4−ジオキ
サン、アニソール、1,2−ジメトキシエタン、ジエチ
レングリコールジメチルエーテル、ジシクロヘキシル−
18−クラウン−6、メチルカルビトール、エチルカル
ビトールなどのエーテル類、酢酸、無水酢酸、トリクロ
ロ酢酸、トリフルオロ酢酸、無水プロピオン酸、酢酸エ
チル、炭酸ブチル、炭酸エチレン、炭酸プロピレン、ホ
ルムアミド、N−メチルホルムアミド、N,N−ジメチ
ルホルムアミド、N−メチルアセトアミド、N,N−ジ
メチルアセトアミド、ヘキサメチル燐酸トリアミド、燐
酸トリメチルなどの酸及び酸誘導体、アセトニトリル、
プロピオニトリル、スクシノニトリル、ベンゾニトリル
などのニトリル類、ニトロメタン、ニトロベンゼンなど
のニトロ化合物、ジメチルスルホキシド、スルホランな
どの含硫化合物、水などが挙げられ、必要に応じて、こ
れらは適宜組み合わせて用いられる。
【0061】溶剤を用いる場合、一般に、溶剤の量が多
くなると反応の効率が低下し、反対に、少なくなると、
均一に加熱・撹拌するのが困難になったり、副反応が起
こり易くなる。したがって、溶剤の量を重量比で原料化
合物全体の100倍まで、通常、5乃至50倍にするの
が望ましい。原料化合物の種類や反応条件にもよるけれ
ども、反応は10時間以内、通常、0.5乃至5時間で
完結する。反応の進行は、例えば、薄層クロマトグラフ
ィー、ガスクロマトグラフィー、高速液体クロマトグラ
フィーなどの汎用の方法によってモニターすることがで
きる。この発明で用いるクマリン誘導体は、この方法に
よるか、この方法に準じて所望量を得ることができる。
なお、一般式5乃至一般式7で表される化合物は、いず
れも、類縁化合物を調製するための汎用の方法によって
得ることができる。
【0062】斯くして得られるクマリン誘導体は、通
常、使用に先立って、例えば、溶解、抽出、分液、傾
斜、濾過、濃縮、薄層クロマトグラフィー、カラムクロ
マトグラフィー、ガスクロマトグラフィー、高速液体ク
ロマトグラフィー、蒸留、昇華、結晶化などの類縁化合
物を精製するための汎用の方法により精製され、必要に
応じて、これらの方法は適宜組み合わせて適用される。
クマリン誘導体の種類や有機EL素子の用途にもよるけ
れども、クマリン誘導体は、通常、使用に先立って、例
えば、蒸留、結晶化及び/又は昇華などの方法により高
度に精製しておくのが望ましい。
【0063】このうち、昇華は、1回の操作で高純度の
結晶が容易に得られるうえに、操作に伴うクマリン誘導
体の損失が少なく、しかも、溶剤が結晶中に取り込まれ
ることがないので、特に優れている。適用する昇華方法
は、常圧昇華法であっても減圧昇華法であってもよい
が、通常、後者の減圧昇華法が採用される。クマリン誘
導体を減圧昇華するには、例えば、適量のクマリン誘導
体を昇華精製装置内へ仕込み、装置内を10−2Tor
rを下回る減圧、好適には、10−3Torr以下に保
ちながら、クマリン誘導体が分解しないように、できる
だけ低い温度、好ましくは、融点を下回る温度で加熱す
る。昇華精製へ供するクマリン誘導体の純度が比較的低
い場合には、不純物が混入しないように、減圧度や加熱
温度を加減することによって昇華速度を抑え、また、ク
マリン誘導体が昇華し難い場合には、昇華精製装置内へ
希ガスなどの不活性ガスを通気することによって昇華を
促進する。昇華によって得られる結晶の大きさは、昇華
精製装置内における凝縮面の温度を加減することによっ
て調節することができ、凝縮面を加熱温度よりも僅かに
低い温度に保ち、徐々に結晶化させると比較的大きな結
晶が得られる。
【0064】この発明で用いるクマリン誘導体は、既述
のとおり、波長520nm付近の可視領域、通常、49
0乃至560nmに蛍光極大などの発光極大を有し、励
起すると青緑色域乃至黄緑色域の可視光を発光し、しか
も、ガラス状態で安定な薄膜を形成するうえに、その多
くが耐熱性が大きいことから、単独又は他の発光性化合
物と組み合わせることによって、緑色域の可視光を発光
するための有機EL素子用発光剤として極めて有利に用
いることができる。この発明でいう有機EL素子とは斯
かるクマリン誘導体を用いる電界発光素子全般を意味
し、とりわけ、正電圧を印加する陽極と、負電圧を印加
する陰極と、正孔と電子とを再結合させて発光を取り出
す発光層と、必要に応じて、さらに、陽極から正孔を注
入し輸送する正孔注入/輸送層と、陰極から電子を注入
し輸送する電子注入/輸送層と、正孔が発光層から電子
注入/輸送層へ移動するのを抑制する正孔ブロック層と
を設けてなる単層型及び積層型の有機EL素子が重要な
適用対象となる。
【0065】有機EL素子の動作は、周知のとおり、本
質的に、電子及び正孔を電極から注入する過程と、電子
及び正孔が固体中を移動する過程と、電子及び正孔が再
結合し、一重項励起子又は三重項励起子を生成する過程
と、その励起子が発光する過程とからなり、これらの過
程は単層型及び積層型有機EL素子のいずれにおいても
本質的に異なるところがない。しかしながら、単層型有
機EL素子においては、発光性化合物の分子構造を変え
ることによってのみ上記4過程の特性を改善し得るのに
対して、積層型有機EL素子においては、各過程におい
て要求される機能を複数の材料に分担させるとともに、
それぞれの材料を独立して最適化できることから、一般
的には、単層型に構成するよりも積層型に構成する方が
所期の性能を達成し易い。
【0066】そこで、この発明の有機EL素子につき、
積層型有機EL素子を例に挙げて説明すると、図1はこ
の発明による積層型有機EL素子の概略図であって、図
中、1は基板であり、通常、アルミノ珪酸塩ガラス、ア
ルミノ硼珪酸ガラス、石英ガラス、ソーダ石灰ガラス、
バリウム珪酸ガラス、バリウム硼珪酸ガラス、硼珪酸ガ
ラスなどのガラスか、あるいは、アラミド、ポリアクリ
レート、ポリアリレート、ポリイミド、ポリウレタン、
ポリエーテルケトン、ポリエーテルスルホン、ポリエス
テル、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポ
リオレフィン、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリ
塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリメチルアクリレー
ト、エポキシ樹脂、フェノール系樹脂、弗素系樹脂、メ
ラミン系樹脂などのプラスチック、アルミナ、シリコ
ン、石英、炭化珪素などのセラミックをはじめとする基
板材料を板状、シート状又はフィルム状に形成して用い
られ、必要に応じて、これらは適宜積層して用いられ
る。好ましい基板材料としては、例えば、アルミノ珪酸
塩ガラス、アルミノ硼珪酸ガラス、石英ガラス、硼珪酸
ガラス、バリウム硼珪酸ガラスなどの、アルカリ含量、
熱膨張係数がともに小さく、表面が平滑で傷がなく、研
磨し易いフォトマスク用ガラスや、隣接する電気伝導膜
との親和性に優れ、水分を透過し難い、例えば、アラミ
ド系、エポキシ系、フェノール系、ポリアリレート系、
ポリイミド系、ポリエステル系、芳香族ポリエーテル
系、ポリオレフィン系、メラミン系、弗素系のプラスチ
ックが挙げられ、シリコンなどの不透明なセラミック材
料は透明な電極用材と組み合わせて用いられる。発光の
色度を調節する必要があるときには、例えば、基板1の
適所にフィルター膜、色度変換膜、誘電体反射膜などの
色度調節手段を設ける。
【0067】2は陽極であり、電気的に低抵抗率であっ
て、しかも、全可視領域に亙って光透過率の大きい金属
若しくは電気伝導性化合物の1又は複数を、例えば、真
空蒸着、スパッタリング、化学蒸着(CVD)、原子層
エピタクシー(ALE)、塗布、浸漬などの方法によ
り、基板1の一側に密着させて、陽極2における抵抗率
が1kΩ/□以下、好ましくは、5乃至50Ω/□にな
るように、厚さ10乃至1,000nm、好ましくは、
50乃至500nmの単層又は多層に製膜することによ
って形成される。陽極2における電気伝導性材料として
は、例えば、金、白金、アルミニウム、ニッケルなどの
金属、酸化亜鉛、酸化錫、酸化インジウム、酸化錫と酸
化インジウムとの混合系(以下、「ITO」と略記す
る。)などの金属酸化物、さらには、アニリン、チオフ
ェン、ピロールなどを反復単位とする電気伝導性オリゴ
マー及び電気伝導性ポリマーが挙げられる。このうち、
ITOは、低抵抗率のものが容易に得られるうえに、酸
などを用いてエッチングすることにより、微細パターン
を容易に形成できる特徴がある。
【0068】3は正孔注入/輸送層であり、通常、陽極
2におけると同様の方法により、陽極2に密着させて、
正孔注入/輸送層用材を厚さ1乃至1,000nmに製
膜することによって形成される。正孔注入/輸送層用材
としては、陽極2からの正孔注入と輸送を容易ならしめ
るべく、イオン化電位が小さく、かつ、例えば、10
乃至10V/cmの電界下において、少なくとも、1
−6cm/V・秒の正孔移動度を発揮するものが好
ましい。個々の正孔注入/輸送層用材としては、有機E
L素子において汎用される、例えば、アリールアミン誘
導体、イミダゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、
オキサゾール誘導体、トリアゾール誘導体、カルコン誘
導体、スチリルアントラセン誘導体、スチルベン誘導
体、テトラアリールエテン誘導体、トリアリールアミン
誘導体、トリアリールエテン誘導体、トリアリールメタ
ン誘導体、フタロシアニン誘導体、フルオレノン誘導
体、ヒドラゾン誘導体、N−ビニルカルバゾール誘導
体、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、フェニルア
ントラセン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、ポリア
リールアルカン誘導体、ポリシラン誘導体、ポリフェニ
レンビニレン誘導体、ポルフィリン誘導体などが挙げら
れ、必要に応じて、これらは適宜組み合わせて用いられ
る。このうち、芳香族第三級アミンである、例えば、モ
ノアリールアミン、ジアリールアミン、トリアリールア
ミン、テトラアリールアミンなどのアリールアミンの単
量体及び多量体が特に好ましい。
【0069】4は発光層であり、通常、陽極2における
と同様の方法により、正孔注入/輸送層3に密着させ
て、この発明によるクマリン誘導体の1又は複数を厚さ
10乃至1,000nm、好ましくは、10乃至200
nmに製膜することによって形成される。この発明のク
マリン誘導体は、一重項励起子、三重項励起子などの励
起子を形成し易く、しかも、蛍光、燐光などの発光のエ
ネルギー準位が好適であるうえに、いわゆる、発光層用
材自身による発光の「濃度消光」を招来し難いことか
ら、単独で発光層を形成しても実用に耐える有機EL素
子を得ることができる。ただし、この発明は用途に応じ
たホスト化合物との併用を決して妨げるものではなく、
その場合、この発明のクマリン誘導体と汎用のホスト化
合物とを単層又は多層に分離してそれぞれ厚さ1乃至
1,000nm、好ましくは、10乃至200nmに製
膜することによって発光層4を形成する。ホスト化合物
と組み合わせて用いる場合、ホスト化合物に対して、こ
の発明によるクマリン誘導体を等モルまで、通常、0.
1乃至10モル%、好ましくは、0.5乃至5モル%用
いる。
【0070】この発明によるクマリン誘導体をゲスト化
合物として用いる場合、この発明によるクマリン誘導体
と組み合わせる他の発光性化合物、すなわち、ホスト化
合物としては、有機EL素子に汎用されるキノリノール
金属錯体や、例えば、アントラセン、クリセン、コロネ
ン、トリフェニレン、ナフタセン、ナフタレン、フェナ
ントレン、ピセン、ピレン、フルオレン、ペリレン、ベ
ンゾピレンなどの縮合多環式芳香族炭化水素及びそれら
の誘導体、クォーターフェニル、1,4−ジフェニルブ
タジエン、ターフェニル、スチルベン、テトラフェニル
ブタジエン、ビフェニルなどの環集合式炭化水素及びそ
れらの誘導体、オキサジアゾール、カルバゾール、ピリ
ダジン、ベンゾイミダゾール、ベンゾオキサゾール、ベ
ンゾチアゾールなどの複素環化合物及びそれらの誘導
体、キナクリドン、ルブレン及びそれらの誘導体、さら
には、スチリル系のポリメチン色素などが挙げられる。
【0071】好ましいホスト化合物はキノリノール金属
錯体であり、この発明でいうキノリノール金属錯体と
は、分子内にピリジン残基とヒドロキシ基とを有する、
例えば、8−キノリノール類、ベンゾキノリン−10−
オール類などの配位子としてのキノリノール類と、その
ピリジン残基における窒素原子から電子対の供与を受け
て配位子と配位結合を形成する、通常、中心原子として
の一価、二価又は三価の、例えば、リチウム、ナトリウ
ム、カリウム、ベリリウム、マグネシウム、カルシウ
ム、亜鉛、硼素、アルミニウム、ガリウム、インジウム
などの周期律表における第1族、第2族、第12族又は
第13族に属する金属若しくはその酸化物からなる錯体
一般を意味する。配位子が8−キノリノール類又はベン
ゾキノリン−10−オール類のいずれかである場合に
は、それらは置換基を1又は複数有していてもよく、ヒ
ドロキシ基が結合している8位又は10位の炭素以外の
炭素へ、例えば、フルオロ基、クロロ基、ブロモ基、ヨ
ード基などのハロゲン基、メチル基、トリフルオロメチ
ル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル
基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチ
ル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、
tert−ペンチル基などの脂肪族炭化水素基、メトキ
シ基、トリフルオロメトキシ基、エトキシ基、プロポキ
シ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、イソブトキシ
基、sec−ブトキシ基、tert−ブトキシ基、ペン
チルオキシ基、イソペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ
基、フェノキシ基、ベンジルオキシ基などのエーテル
基、アセトキシ基、トリフルオロアセトキシ基、ベンゾ
イルオキシ基、メトキシカルボニル基、トリフルオロメ
トキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、プロポキ
シカルボニル基などのエステル基、さらには、シアノ
基、ニトロ基、スルホ基などの置換基が1又は複数結合
することを妨げない。キノリノール金属錯体が分子内に
2以上の配位子を有する場合、それらの配位子は互いに
同じものであっても異なるものであってもよい。
【0072】個々のキノリノール金属錯体としては、例
えば、トリス(8−キノリノラート)アルミニウム、ト
リス(3,4−ジメチル−8−キノリノラート)アルミ
ニウム、トリス(4−メチル−8−キノリノラート)ア
ルミニウム、トリス(4−メトキシ−8−キノリノラー
ト)アルミニウム、トリス(4,5−ジメチル−8−キ
ノリノラート)アルミニウム、トリス(4,6−ジメチ
ル−8−キノリノラート)アルミニウム、トリス(5−
クロロ−8−キノリノラート)アルミニウム、トリス
(5−ブロモ−8−キノリノラート)アルミニウム、ト
リス(5,7−ジクロロ−8−キノリノラート)アルミ
ニウム、トリス(5−シアノ−8−キノリノラート)ア
ルミニウム、トリス(5−スルホニル−8−キノリノラ
ート)アルミニウム、トリス(5−プロピル−8−キノ
リノラート)アルミニウム、ビス(2−メチル−8−キ
ノリノラート)アルミニウムオキシドなどのアルミニウ
ム錯体、ビス(8−キノリノラート)亜鉛、ビス(2−
メチル−8−キノリノラート)亜鉛、ビス(2,4−ジ
メチル−8−キノリノラート)亜鉛、ビス(2−メチル
−5−クロロ−8−キノリノラート)亜鉛、ビス(2−
メチル−5−シアノ−8−キノリノラート)亜鉛、ビス
(3,4−ジメチル−8−キノリノラート)亜鉛、ビス
(4,6−ジメチル−8−キノリノラート)亜鉛、ビス
(5−クロロ−8−キノリノラート)亜鉛、ビス(5,
7−ジクロロ−8−キノリノラート)亜鉛などの亜鉛錯
体、ビス(8−キノリノラート)ベリリウム、ビス(2
−メチル−8−キノリノラート)ベリリウム、ビス
(2,4−ジメチル−8−キノリノラート)ベリリウ
ム、ビス(2−メチル−5−クロロ−8−キノリノラー
ト)ベリリウム、ビス(2−メチル−5−シアノ−8−
キノリノラート)ベリリウム、ビス(3,4−ジメチル
−8−キノリノラート)ベリリウム、ビス(4,6−ジ
メチル−8−キノリノラート)ベリリウム、ビス(5−
クロロ−8−キノリノラート)ベリリウム、ビス(4,
6−ジメチル−8−キノリノラート)ベリリウム、ビス
(10−ヒドロキシベンゾ[h]キノリノラート)ベリ
リウムなどのベリリウム錯体、ビス(8−キノリノラー
ト)マグネシウム、ビス(2−メチル−8−キノリノラ
ート)マグネシウム、ビス(2,4−ジメチル−8−キ
ノリノラート)マグネシウム、ビス(2−メチル−5−
クロロ−8−キノリノラート)マグネシウム、ビス(2
−メチル−5−シアノ−8−キノリノラート)マグネシ
ウム、ビス(3,4−ジメチル−8−キノリノラート)
マグネシウム、ビス(4,6−ジメチル−8−キノリノ
ラート)マグネシウム、ビス(5−クロロ−8−キノリ
ノラート)マグネシウム、ビス(5,7−ジクロロ−8
−キノリノラート)マグネシウムなどのマグネシウム錯
体、トリス(8−キノリノラート)インジウムなどのイ
ンジウム錯体、トリス(5−クロロ−8−キノリノラー
ト)ガリウムなどのガリウム錯体、ビス(5−クロロ−
8−キノリノラート)カルシウムなどのカルシウム錯体
が挙げられ、必要に応じて、これらは適宜組み合わせて
用いられる。なお、上記したホスト化合物は単なる例示
であって、この発明で用いるホスト化合物は決してこれ
らに限定されてはならない。
【0073】5は電子注入/輸送層であり、通常、陽極
2におけると同様の方法により、発光層4に密着させ
て、電子親和力の大きい有機化合物か、アントラキノジ
メタン誘導体、アントロン誘導体、オキサジアゾール誘
導体、カルボジイミド、ジスチリルピラジン誘導体、ジ
フェニルキノン誘導体、シラザン誘導体、チオピランジ
オキシド誘導体、トリアゾール誘導体、複素環化合物の
テトラカルボン酸誘導体、フタロシアニン誘導体、フル
オレノン誘導体、発光層4におけると同様のキノリノー
ル金属錯体、さらには、アニリン、チオフェン、ピロー
ルなどを反復単位とする電気伝導性オリゴマー又は電気
伝導性ポリマーの1又は複数を厚さ10乃至500nm
に製膜することによって形成される。複数の電子注入/
輸送層用材を用いる場合には、その複数の電子注入/輸
送層用材を均一に混合して単層に形成しても、混合する
ことなく、電子注入/輸送層用材ごとに隣接する複数の
層に形成してもよい。正孔ブロック層を設けるときに
は、電子注入/輸送層5の形成に先立って、陽極2にお
けると同様の方法により、発光層4に密着させて、例え
ば、2−ビフェニル−4−イル−5−(4−tert−
ブチルフェニル)−[1,3,4]オキサジアゾール、
2,2−ビス[5−(4−ビフェニル)−1,3,4−
オキサジアゾール−2−イル−1,4−フェニレン]ヘ
キサフルオロプロパン、1,3,5−トリス−(2−ナ
フタレン−1−イル−[1,3,4]オキサジアゾール
−5−イル)ベンゼンなどのオキサジアゾール系化合物
をはじめとする正孔ブロック用材による薄膜を形成す
る。正孔ブロック層の厚さは、電子注入/輸送層5の厚
さや有機EL素子の動作特性などを勘案しながら、1乃
至100nm、通常、10乃至50nmの範囲に設定す
る。
【0074】6は陰極であり、通常、電子注入/輸送層
5に密着させて、電子注入/輸送層5において用いられ
る化合物よりも仕事関数の低い(通常、5eV以下)、
例えば、リチウム、マグネシウム、カルシウム、ナトリ
ウム、カリウム、銀、銅、アルミニウム、インジウム、
イッテルビウムなどの金属、合金若しくは金属酸化物又
は電気伝導性化合物を単独又は組み合わせて蒸着するこ
とによって形成する。陰極6の厚さについては特に制限
がなく、電気伝導性、製造コスト、素子全体の厚さ、光
透過性などを勘案しながら、通常、抵抗率が1kΩ/□
以下になるように、厚さを10nm以上、好ましくは、
50乃至500nmに設定する。なお、陰極6と、有機
化合物を含有する電子注入/輸送層5との間に、密着性
を高めるために、必要に応じて、例えば、芳香族ジアミ
ン化合物、キナクリドン化合物、ナフタセン化合物、有
機シリコン化合物、有機燐化合物などを含んでなる界面
層を設けてもよい。また、電子の陰極6から電子注入/
輸送層5への移動を容易ならしめるために、陽極2にお
けると同様の方法により、陰極6における電子注入/輸
送層5へ接する側に、例えば、弗化リチウム、酸化リチ
ウムなどのアルカリ金属化合物やアルカリ土類金属化合
物による厚さ0.1乃至2nmの薄膜を形成してもよ
い。
【0075】このように、この発明の有機EL素子は、
基板上に、陽極、発光層及び陰極、さらには、必要に応
じて、正孔注入/輸送層、電子注入/輸送層及び/又は
正孔ブロック層を隣接する層と互いに密着させながら一
体に形成することによって得ることができる。各層を形
成するに当たっては、有機化合物の酸化や分解、さらに
は、酸素や水分の吸着などを最小限に抑えるべく、高真
空下、詳細には、10 −5Torr以下で一貫作業する
のが望ましい。また、発光層を形成するに当たっては、
あらかじめ、ホスト化合物とゲスト化合物とを所定の割
合で混合しておくか、あるいは、真空蒸着における両者
の加熱速度を互いに独立して制御することによって、発
光層における両者の配合比を調節する。斯くして構築し
た有機EL素子は、使用環境における劣化を最小限に抑
えるべく、素子の一部又は全体を、例えば、不活性ガス
雰囲気下で封止ガラスや金属キャップにより封止する
か、あるいは、防湿塗料を塗布したり、紫外線硬化樹脂
などによる保護膜で覆うのが望ましい。さらには、有機
EL素子の構造にもよるけれども、発光層からの発光を
効率良く素子外へ取り出すために、必要に応じて、素子
内の適所へ、例えば、輪帯板や、一次元若しくは二次元
の反射型又は透過型の回折格子などの、素子における発
光取出面に対する発光の入射角を変化させる回折手段を
単独又は適宜組み合わせて設け、素子内の有機層と無機
層との界面、あるいは、発光取出面と大気との界面にお
ける全反射を抑制するようにしてもよい。
【0076】この発明による有機EL素子の使用方法に
ついて説明すると、この発明の有機EL素子は、用途に
応じて、比較的高電圧のパルス性電圧を間欠的に印加す
るか、あるいは、比較的低電圧の非パルス性電圧(通
常、2乃至50V)を連続的に印加して駆動する。この
発明の有機EL素子は、陽極の電位が陰極より高いとき
にのみ発光する。したがって、この発明の有機EL素子
へ印加する電圧は直流であっても交流であってもよく、
また、印加する電圧の波形、周期も適宜のものとすれば
よい。交流を印加すると、この発明の有機EL素子は、
原理上、印加する交流の波形及び周期に応じて輝度が増
減したり点滅を繰り返す。図1に示す有機EL素子の場
合、陽極2と陰極6との間に電圧を印加すると、陽極2
から注入された正孔が正孔注入/輸送層3を経て発光層
4へ、また、陰極6から注入された電子が電子注入/輸
送層5を経て発光層4へそれぞれ到達する。その結果、
発光層4において正孔と電子との再結合が生じ、それに
より生じた励起状態のクマリン誘導体から目的とする発
光が陽極2及び基板1を透過して放出されることとな
る。この発明の有機EL素子は、クマリン誘導体や組み
合わせて用いるホスト化合物の構造、配合割合にもよる
けれども、波長520nm付近の可視領域、通常、49
0乃至560nmの緑色域に蛍光極大などの発光極大を
有する。その発光は、国際照明委員会(CIE)による
xy色度図上において、通常、xが0.2乃至0.5の
範囲に、また、yが0.3乃至0.8の範囲にある。
【0077】この発明の有機EL素子は、耐久性に優れ
ているうえに、発光効率が高く、その結果として、輝度
を大きくすることが容易なので、発光体や情報を視覚的
に表示する情報表示機器において多種多様の用途を有す
ることとなる。この発明の有機EL素子を光源とする発
光体は、消費電力が小さいうえに、軽量のパネル状に構
成することができるので、一般照明の光源に加えて、例
えば、液晶素子、複写装置、印字装置、電子写真装置、
コンピューター及びその応用機器、工業制御機器、電子
計測装置、分析装置、計器一般、通信装置、医療用電子
計測機器、民生用及び業務用の電子機器一般、さらに
は、車輌、船舶、航空機、宇宙船などに搭載する機器一
般、航空機の管制機器、インテリア、看板、標識などに
おける省エネルギーにして省スペースな光源又は情報表
示素子として極めて有用である。この発明の有機EL素
子を、例えば、車輌、船舶、航空機、宇宙船などにおけ
る計測器、コンピューター端末機、テレビジョン受像
機、録画機、ゲーム機、時計、計算機、電話機、通信
機、カーナビゲーション装置、オシロスコープ、レーダ
ー、ソナー、看板、標識などの情報表示機器における表
示手段として用いる場合には、この発明による有機EL
素子を単用するか、あるいは、必要に応じて、青色域、
緑色域及び/又は赤色域の可視光を発光する他の有機E
L素子や、発光の色度、色調を調節するための適宜フィ
ルター類と組合わせつつ、斯界において汎用される単純
マトリックス方式やアクティブマトリックス方式の駆動
回路を適用して駆動する。
【0078】ところで、この発明によるクマリン誘導体
は波長470nm付近の可視領域、通常、440乃至5
00nmに吸収極大を有し、しかも、分子吸光係数(以
下、分子吸光係数を「ε」と略記することがある。)が
1×10以上、好ましくは、3×10以上と大きい
ことから、有機EL素子における発光層用材としての用
途に加えて、有機EL素子による発光の色度を所望のレ
ベルに調節するための色度調節用材としても有用であ
る。したがって、この発明でいう有機EL素子とは、特
定のクマリン誘導体を発光層用材として含んでなるもの
は言うにおよばず、それに加えて、発光性化合物による
電界発光の色度を調節する目的で、発光層以外の部分に
おいて特定のクマリン誘導体を単用したり、光吸収能を
有する他の化合物の1又は複数と併用する有機EL素子
全般を包含するものとする。
【0079】この発明の実施の形態につき、以下、実施
例に基づいて説明する。
【0080】
【実施例1】〈有機EL素子用発光剤〉反応容器に適量
のジメチルスルホキシドをとり、化学式28で表される
化合物0.21gと化学式29で表される化合物0.2
1gとを加え、加熱還流しながら2時間反応させた後、
反応混合物を室温まで冷却し、メタノールを適量加え
た。析出した結晶を採取し、クロロホルム/酢酸エチル
混液を展開溶剤とするカラムクロマトグラフィーにより
精製したところ、化学式18で表されるこの発明のクマ
リン誘導体の橙色結晶が0.2g得られた。
【0081】
【化47】化学式28:
【0082】
【化48】化学式29:
【0083】結晶の一部をとり、常法にしたがって測定
したところ、本例のクマリン誘導体は345乃至351
℃に融点を示した。また、常法にしたがって塩化メチレ
ン溶液における可視吸収スペクトル及び蛍光スペクトル
を測定したところ、それぞれ、波長491nm及び51
8nmに吸収極大(ε=5.8×10)及び蛍光極大
が観察された。さらに、常法にしたがってクロロホルム
−d溶液におけるH−核磁気共鳴スペクトル(以下、
H−NMRスペクトル」と略記する。)を測定した
ところ、化学シフトδ(ppm、TMS)が1.37
(6H、s)、1.56(9H、s)、1.62(6
H、s)、1.79(2H、s)、1.85(2H、
s)、3.30(2H、t)、3.39(2H、s)、
7.40(1H、s)、7.67(1H、dd)、7.
73(1H、d)、7.90(1H、d)、7.91
(1H、d)、8.91(1H、s)及び9.02(1
H、s)の位置にピークが観察された。
【0084】さらに、結晶の一部をとり、市販のDSC
分析装置(商品名『DSC220U型』、セイコーイン
スツルメンツ株式会社製造)を用い、常法にしたがって
DSC分析したところ、151℃にガラス転移点が観察
された。併行して、ナフトチアゾール環に炭化水素基を
有しない化学式30で表される公知の類縁化合物につ
き、同様にしてガラス転移点を測定したところ、129
℃であった。ちなみに、化学式30で表される公知の類
縁化合物は、化学式18で表されるこの発明のクマリン
誘導体と比較して、アセトン、クロロホルムなどの有機
溶剤における溶解度が有意に小さかったものの、化学式
18で表されるこの発明のクマリン誘導体と同様の波長
域に発光極大を示した。
【0085】
【化49】化学式30:
【0086】周知のとおり、ガラス転移点は有機化合物
の熱安定性を推測する重要な指標の一つであり、ガラス
転移点が高いものほど、熱安定性も大きいとされてい
る。上述の実験結果は、分子内に、炭化水素基を1又は
複数結合してなる縮合ナフタレン環を有するこの発明の
クマリン誘導体が、公知の類縁化合物における望ましい
光特性を実質的に変更することなく、耐熱性を著明に改
善するものであることを物語っている。
【0087】可視領域に吸収極大と蛍光極大とを有し、
励起すると緑色域の可視光を発光する、耐熱性に優れた
本例のクマリン誘導体は、有機EL素子における発光層
用材や色度調節用材として有用である。
【0088】
【実施例2】〈有機EL素子用発光剤〉化学式28で表
される化合物に代えて化学式31で表される化合物を用
いた以外は実施例1の方法に準じて反応させたところ、
化学式24で表されるこの発明のクマリン誘導体が得ら
れた。
【0089】
【化50】化学式31:
【0090】可視領域に吸収極大と発光極大とを有し、
励起すると可視光を発光する、耐熱性に優れた本例のク
マリン誘導体は、有機EL素子における発光層用材や色
度調節用材として有用である。
【0091】
【実施例3】〈有機EL素子用発光剤〉化学式28及び
化学式29で表される化合物に代えて、それぞれ、化学
式32及び化学式33で表される化合物を用いた以外は
実施例1の方法に準じて反応させたところ、化学式12
で表されるこの発明のクマリン誘導体が得られた。
【0092】
【化51】化学式32:
【0093】
【化52】化学式33:
【0094】可視領域に吸収極大と発光極大とを有し、
励起すると可視光を発光する、耐熱性に優れた本例のク
マリン誘導体は、有機EL素子における発光層用材や色
度調節用材として有用である。
【0095】
【実施例4】〈有機EL素子用発光剤〉化学式28及び
化学式29で表される化合物に代えて、それぞれ、化学
式34及び化学式33で表される化合物を用いた以外は
実施例1の方法に準じて反応させたところ、化学式11
で表されるこの発明のクマリン誘導体が得られた。
【0096】
【化53】化学式34:
【0097】可視領域に吸収極大と発光極大とを有し、
励起すると可視光を発光する、耐熱性に優れた本例のク
マリン誘導体は、有機EL素子における発光層用材や色
度調節用材として有用である。
【0098】
【実施例5】〈有機EL素子用発光剤〉化学式28及び
化学式29で表される化合物に代えて、それぞれ、化学
式35及び化学式36で表される化合物を用いた以外は
実施例1の方法に準じて反応させたところ、化学式2で
表されるこの発明のクマリン誘導体が得られた。
【0099】
【化54】化学式35:
【0100】
【化55】化学式36:
【0101】可視領域に吸収極大と発光極大とを有し、
励起すると可視光を発光する、耐熱性に優れた本例のク
マリン誘導体は、有機EL素子における発光層用材や色
度調節用材として有用である。
【0102】
【実施例6】〈有機EL素子用発光剤〉反応容器にN,
N−ジメチルホルムアミド50mlをとり、化学式37
で表される化合物13.4gと化学式28で表される化
合物11.0gとを加え、加熱還流しながら2時間反応
させた後、反応混合物を室温まで冷却し、メタノールを
適量加えた。析出した結晶を採取し、クロロホルムを展
開溶剤とするカラムクロマトグラフィーにより精製した
ところ、化学式20で表されるこの発明のクマリン誘導
体の黄橙色結晶が8.0g得られた。
【0103】
【化56】化学式37:
【0104】結晶の一部をとり、常法にしたがって測定
したところ、本例のクマリン誘導体は251乃至254
℃に融点を示し、実施例1におけると同様にしてDSC
分析したところ、131℃にガラス転移点が観察され
た。また、常法にしたがって塩化メチレン溶液における
可視吸収スペクトル及び蛍光スペクトルを測定したとこ
ろ、それぞれ、波長453nm及び519nmに吸収極
大(ε=4.2×10)及び蛍光極大が観察された。
さらに、常法にしたがってクロロホルム−d溶液におけ
H−NMRスペクトルを測定したところ、化学シフ
トδ(ppm、TMS)が1.37(6H、s)、1.
50(9H、s)、1.57(6H、s)、1.78乃
至1.87(4H、m)、3.11(3H、s)、3.
25乃至3.29(2H、m)、3.34乃至3.38
(2H、m)、7.57(1H、s)、7.66(1
H、dd)、7.75(1H、d)、7.89乃至7.
94(2H、m)及び8.84(1H、s)の位置にピ
ークが観察された。
【0105】可視領域に吸収極大と蛍光極大とを有し、
励起すると緑色域の可視光を発光する、耐熱性に優れた
本例のクマリン誘導体は、有機EL素子における発光層
用材や色度調節用材として有用である。
【0106】
【実施例7】〈有機EL素子用発光剤〉実施例1乃至実
施例6の方法により得た6種類のクマリン誘導体のいず
れかを水冷式昇華精製装置内へ仕込み、常法にしたがっ
て、装置内を減圧に保ちながら加熱することによってそ
れぞれ昇華精製した。
【0107】本例のクマリン誘導体は、いずれも、高純
度の発光性有機化合物を必要とする有機EL素子におけ
る発光層用材や色度調節用材として有用である。
【0108】なお、この発明で用いるクマリン誘導体
は、構造によって仕込条件や収率に若干の違いはあるも
のの、例えば、上記以外の化学式1乃至化学式27で表
されるものを含めて、いずれも、実施例1乃至実施例7
の方法によるか、あるいは、それらの方法に準じて所望
量を得ることができる。
【0109】
【実施例8】〈有機EL素子〉この発明による有機EL
素子用発光剤を用い、図1に示す構造の積層型有機EL
素子を作製した。すなわち、常法にしたがって、臭化水
素酸によりパターン化した厚さ160nmの透明ITO
電極を有するガラス製基板を有機アルカリ洗浄剤、純
水、アセトン及びエタノールを用いて順次超音波洗浄
し、乾燥し、紫外線オゾンによりITO電極表面の有機
物を除去した後、真空蒸着装置における前処理室内へ移
した。前処理室内を1×10−6Torrまで減圧した
後、アルゴン/酸素混合気を1×10−2Torrまで
導入し、ITO電極表面をプラズマ処理することによっ
て陽極2としてのITO電極を有する清浄な基板1を得
た。
【0110】基板1を5×10−7Torrまで減圧し
た真空蒸着装置の有機蒸着室内へ移し、陽極2としての
ITO電極へ有機膜形成用マスクを装着した後、カーボ
ン坩堝を加熱して、基板1におけるITO電極を有する
側に、正孔注入/輸送層用材として、化学式38で表さ
れる銅フタロシアニンと化学式39で表されるトリフェ
ニルアミン四量体(以下、「TPTE」と略記する。)
とをこの順序でそれぞれ厚さ10nm及び50nmまで
蒸着して正孔注入/輸送層3を形成した。引き続き、発
光層用材として、実施例1又は実施例6の方法により得
た化学式18又は化学式20で表されるこの発明のクマ
リン誘導体のいずれかと、トリス(8−キノリノラー
ト)アルミニウムを重量比0.5:100乃至1:10
0の範囲になるように厚さ20nmまで共蒸着して正孔
注入/輸送層3に密着する発光層4を形成した後、さら
に、トリス(8−キノリノラート)アルミニウムを厚さ
40nmまで蒸着して、発光層4に密着する電子注入/
輸送層5を形成した。
【0111】
【化57】化学式38:
【0112】
【化58】化学式39:
【0113】その後、基板1を真空蒸着装置における金
属蒸着室内へ移し、弗化リチウム及びアルミニウムをこ
の順序でそれぞれ厚さ0.5nm及び150nmまで蒸
着して、電子注入/輸送層5へ密着する陰極6を形成し
た後、窒素雰囲気下で、素子全体をガラス板及び紫外線
硬化樹脂により封止して有機EL素子を得た。
【0114】別途、比較のために、この発明のクマリン
誘導体に代えて、化学式40で表されるキナクリドン化
合物(N,N´−ジメチルキナクリドン)を用いた以外
は上記と同様にして有機EL素子を作製し、対照とし
た。ちなみに、化学式40で表されるキナクリドン化合
物は、実用的な発光特性と耐久性とを有し、緑色発光素
子における代表的な発光層用材の一つである。斯くして
得られた3種類の有機EL素子につき、常法にしたがっ
て電界発光特性及び寿命(初期輝度が半減する駆動時
間)をそれぞれ測定した。なお、寿命の測定に当って、
室温で測定する場合の初期輝度は4,000cd/m
に、また、85℃で測定する場合の初期輝度は3,60
0cd/mにそれぞれ設定した。結果を表1に示す。
【0115】
【化59】化学式40:
【0116】
【表1】
【0117】表1に見られるとおり、本例の有機EL素
子も対照の有機EL素子も、ともに、波長530nm付
近の緑色域に発光極大を有していた。本例の有機EL素
子は、いずれも、発光の半値幅が65乃至70nmと狭
く、CIEによるxy色度図上における色座標も、xが
0.33、yが0.61と、対照の有機EL素子におけ
る色座標の、xが0.38、yが0.56と比較して、
色純度において明らかに勝っていた。
【0118】本例の有機EL素子は、いずれも、直流電
圧を印可すると、3V前後から発光し、10Vで20,
000cd/mを超え、14V付近で最高輝度の13
0,000cd/mに達した。表1に見られるとお
り、本例の有機EL素子は、室温において、電流密度1
1mA/cmで定電流駆動すると1,200乃至1,
400cd/mもの高い発光輝度を示し、その結果と
して、電力効率及び電流効率も、それぞれ、約6lm/
W及び11乃至12cd/Aと著しく高かった。これに
対して、対照の有機EL素子は、同様に駆動すると、発
光輝度が800cd/m弱と、本例の有機EL素子に
遠くおよばす、電力効率及び電流効率も、それぞれ、
4.3lm/W及び7.3cd/Aと低かった。
【0119】寿命についてみると、表1に見られるとお
り、本例の有機EL素子は、初期輝度を4,000cd
/mに設定して室温で定電流駆動すると、200時間
を超える長寿命を示し、駆動時間が100時間を超えて
も、ダークスポットなどの非発光部分は観察されなかっ
た。さらに、初期輝度を3,600cd/mに設定し
て85℃で定電流駆動しても、寿命は10乃至44時間
と著しく長かった。これに対して、対照の有機EL素子
は、同様に試験したところ、室温における寿命は本例の
有機EL素子とほぼ同等であったものの、85℃におけ
る寿命は32時間と、化学式18で表されるクマリン誘
導体を用いる本例の有機EL素子と比較して明らかに短
かった。これらの結果から、実用輝度である300cd
/mにおける本例の有機EL素子の寿命は11,00
0乃至14,000時間と推定され、実用上全く支障が
ないものであった。ちなみに、化学式40で表される化
合物を用いる有機EL素子の寿命は、輝度300cd/
において13,000時間と推定された。また、8
5℃において実用輝度である300cd/mにおけ
る、対照の有機EL素子の寿命が800時間と推定され
たのに対して、化学式18で表されるクマリン誘導体を
用いる本例の有機EL素子の寿命は1,100時間と推
定され、対照のものより有意に長く、高温に対する耐久
性の大きいことが窺われた。
【0120】これらの事実は、この発明の有機EL素子
が色純度の良い緑色発光素子として有用であることとと
もに、この発明のクマリン誘導体を用いることによっ
て、苛酷な使用環境に耐え得る、長寿命にして高輝度、
高効率の有機EL素子を実現できることを物語ってい
る。
【0121】
【実施例9】〈有機EL素子〉実施例8におけると同様
にして調製した清浄な基板1を5×10−7Torrま
で減圧した真空蒸着装置の有機蒸着室内へ移し、陽極2
としてのITO電極へ有機膜形成用マスクを装着した
後、カーボン坩堝を加熱して、基板1におけるITO電
極を有する側に、正孔注入/輸送層用材として、化学式
38で表される銅フタロシアニンとTPTEとをこの順
序でそれぞれ厚さ10nm及び30nmまで蒸着して正
孔注入/輸送層3を形成した。引き続き、発光層用材と
して、実施例1又は実施例6の方法により得た化学式1
8又は化学式20で表されるこの発明のクマリン誘導体
のいずれかとTPTEとを重量比1:100で厚さ20
nmまで共蒸着して正孔注入/輸送層3に密着する発光
層4を形成した後、さらに、真空蒸着により、隣接する
層と密着させながら、化学式41で表されるフェナント
ロリン化合物による厚さ20nmの正孔ブロック層と、
トリス(8−キノリラート)アルミニウムによる厚さ4
0nmの電子注入/輸送層5をこの順序で形成した。
【0122】
【化60】化学式41:
【0123】その後、基板1を真空蒸着装置における金
属蒸着室内へ移し、弗化リチウム及びアルミニウムをこ
の順序でそれぞれ厚さ0.5nm及び150nmまで蒸
着して陰極6を形成した後、窒素雰囲気下で、素子全体
をガラス板及び紫外線硬化樹脂により封止して有機EL
素子を得た。
【0124】別途、比較のために、この発明のクマリン
誘導体に代えて、化学式40で表されるキナクリドン化
合物を用いる有機EL素子を作製し、対照とした。結果
を表2に示す。
【0125】
【表2】
【0126】表2に見られるとおり、本例の有機EL素
子は、いずれも、波長520nm付近の緑色域に発光極
大を有し、TPTEによる発光が観察されなかったこと
から、TPTEの励起エネルギーが円滑にクマリン誘導
体に移動したことが窺われた。発光の半値幅は85nm
と充分狭く、CIEによるxy色度図上における色座標
も、xが0.34、yが0.60と良好であった。これ
に対して、対照の有機EL素子は、色座標に見られると
おり、キナクリドン化合物の発光にTPTEからの発光
が混ざり、結果的に、白緑色の弱い発光が観察されるこ
ととなった。これは、TPTEの励起エネルギーがキナ
クリドン化合物に円滑に移動しなかったことを示唆して
いる。
【0127】表2に見られるとおり、本例の有機EL素
子は、いずれも、室温において11mA/cmで定電
流駆動すると1,100cd/mを超える発光輝度を
示し、電力効率及び電流効率も、それぞれ、約5lm/
W及び約11cd/Aと良好であった。これに対して、
対照の有機EL素子の発光輝度は121cd/mと弱
く、本例の有機EL素子の十分の一程度に過ぎず、その
結果として、電力効率及び電流効率も、それぞれ、0.
5lm/W及び1.1cd/Aと低かった。
【0128】寿命についてみると、本例の有機EL素子
は、初期輝度を2,400cd/m に設定して室温で
定電流駆動したところ、2時間強の寿命を示し、引き続
き数時間発光させても、ダークスポットなどの非発光部
分は観察されなかった。これに対して、対照の有機EL
素子は、同様に試験したところ、0.02時間と著しく
短寿命であった。
【0129】これらの事実は、この発明による有機EL
素子発光剤がホスト発光剤としてTPTEを用いる緑色
発光素子においても有用であることとともに、この発明
のクマリン誘導体を用いることによって、苛酷な使用環
境に耐え得る、長寿命にして高輝度、高効率の有機EL
素子を実現できることを物語っている。
【0130】
【実施例10】〈表示パネル〉図2に概略的に示すの
は、この発明の有機EL素子を主体とする単純マトリッ
クス方式による表示パネルの一例(水平方向に20電極
列、垂直方向に30電極列)であり、斯かる表示パネル
は次のようにして作製することができる。
【0131】すなわち、先ず、実施例8の方法に準じて
ガラス製基板10の一側にITO透明電極による陽極1
4を形成した後、湿式エッチング法により陽極14をス
トライプ状に加工する。次いで、実施例8の方法に準じ
て正孔注入/輸送層16、発光層18を順次形成し、メ
カニカルマスクを用いて陰極20をストライプ状に形成
した後、ガラス板(図示しない)と紫外線硬化樹脂によ
り有機EL素子を封止する。なお、本例の表示パネルに
おいては、使用時の温度上昇を抑えるべく、必要に応じ
て、陰極20の背面側に放熱板や冷却ファンなどの放熱
手段を設けてもよい。
【0132】
【実施例11】〈情報表示機器〉図3のブロックダイヤ
グラムに示すのは、実施例10の方法により作製した表
示パネルを用いる情報表示機器の一例である。図3にお
いて、30は出力電圧4.5Vの直流電源であり、その
出力端には二つの昇圧回路32、34が接続されてい
る。昇圧回路32は5乃至12Vの範囲の直流電圧を供
給することができ、その出力端はドライバ回路36へ接
続されている。もう一方の昇圧回路34は、5Vの定電
圧をマイクロコンピューター38へ供給するためのもの
である。
【0133】マイクロコンピューター38は、外部と信
号のやりとりをするI/Oインターフェース38aと、
プログラムなどを記録するROM38bと、各種のデー
タを記録するRAM38cと、各種の演算を実行するC
PU38dとを含んでなる。マイクロコンピューター3
8には、マイクロコンピューター38へ8MHzのクロ
ック信号を供給するクロック発生回路40と、二つの発
振回路42、44がそれぞれ接続されており、その二つ
の発振回路42、44は、マイクロコンピューター38
へ、それぞれ、表示速度を制御する5乃至50Hzの信
号と、走査周波数を制御する0.2乃至2kHzの信号
を供給するためのものである。
【0134】48はこの発明の有機EL素子を主体とす
る表示パネルであり、ドライバ回路36、46を介して
マイクロコンピューター38へ接続されている。ドライ
バ回路36は、昇圧回路32からの直流電圧が表示パネ
ルへ印加されるのを制御する回路であって、表示パネル
48における垂直方向の電極列へ個別に接続される複数
のトランジスタを含んでなる。したがって、このドライ
バ回路36におけるトランジスタのいずれかがオンする
と、そのトランジスタへ接続されている垂直方向の電極
列へ昇圧回路32からの電圧が印加されることとなる。
一方、ドライバ回路46は、表示パネル48の水平方向
の電極列へ個別に接続される複数のトランジスタを含ん
でなり、ドライバ回路46におけるトランジスタのいず
れかがオンすると、そのトランジスタへ接続されている
水平方向の電極列が接地されることとなる。
【0135】本例の情報表示機器は斯く構成されている
ので、マイクロコンピューター38の指示にしたがって
ドライバ回路36、46におけるトランジスタがオンす
ると、表示パネル48の垂直方向及び水平方向における
対応する電極列間へ所定の電圧が印加され、その交点に
位置する有機EL素子が発光することとなる。したがっ
て、例えば、ドライバ回路46を適宜制御することによ
って水平方向の電極列を1列選択し、その電極列を接地
しつつ、ドライバ回路36を適宜制御することによって
垂直方向の電極列へ接続されたトランジスタを順次オン
すれば、その選択された水平方向の電極列全体が水平方
向に走査され、所与の画素が表示されることとなる。斯
かる走査を垂直方向に順次繰り返すことによって、1画
面全体を表示できる。なお、本例におけるドライバ回路
36は、電極1列分のデータレジスタを有しているの
で、この記録されているデータに基づいてトランジスタ
を駆動するのが好適である。
【0136】表示する情報は、表示の速度と周期に合わ
せて外部から供給するか、あるいは、例えば、文字情報
などのように、一定のパターンを有する情報について
は、ROM38bにそのパターンをあらかじめ記憶させ
ておき、これをデータとしてもよい。また、通常のNT
SC方式によるテレビジョン放送を表示する場合には、
先ず、受信した信号を放送規格に基づく水平周波数、垂
直周波数にしたがって水平同期信号及び水平同期信号と
に分離するとともに、映像信号を表示パネル48の画素
数に対応したデジタル信号に変換する。これらの信号を
マイクロコンピューター38へ適宜同期させて供給する
ことにより、テレビジョン放送を表示パネル48へ表示
することができる。
【0137】
【発明の効果】以上説明したとおり、この発明は新規な
クマリン誘導体の創製と、その産業上有用な性質の発見
に基づくものである。この発明で用いるクマリン誘導体
は、可視領域に発光極大を有し、励起すると可視光を発
光し、しかも、ガラス状態において安定な薄膜を形成す
るうえに、熱安定性も大きいので、有機EL素子用発光
剤として極めて有用である。また、この発明で用いるク
マリン誘導体は、可視領域に吸収極大を有し、分子吸光
係数も大きいので、有機EL素子による発光の色度を調
節するための材料としても有用である。加えて、この発
明で用いるクマリン誘導体は、公知の類縁化合物と比較
して、いわゆる、発光の「濃度消光」を招来し難いこと
から、有機EL素子の発光層におけるホスト化合物との
配合比をより大きくすることによって素子の発光輝度を
高めたり、場合によっては、この発明によるクマリン誘
導体のみをもって有効な発光層を構成することが可能と
なり、その結果として、有機EL素子に不可欠の要素と
考えられていたゲスト化合物そのものを省略することに
よって、素子を構成する材料の点数や、素子を作製する
工程を減じることができる実益がある。斯かるクマリン
誘導体を用いるこの発明の有機EL素子は、発光効率や
耐久性に優れているので、照明一般における発光体や、
例えば、画像情報や文字情報などの情報を視覚的に表示
する多種多様の情報表示機器において極めて有利に用い
ることができる。
【0138】斯くも顕著な効果を奏するこの発明は、斯
界に貢献すること誠に多大な、意義のある発明であると
言える。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明による有機EL素子の概略図である。
【図2】この発明による表示パネルの概略図である。
【図3】この発明による情報表示機器のブロックダイヤ
グラムである。
【符号の説明】
1、10 基板 2、14 陽極 3、16 正孔注入/輸送層 4、18 発光層 5 電子注入/輸送層 6、20 陰極 30 直流電源 32、34 昇圧回路 36、46 ドライバ回路 38 マイクロコンピューター 40 クロック発生回路 42、44 発振回路 48 表示パネル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石田 奈津子 岡山県岡山市下石井1丁目2番3号 株式 会社林原生物化学研究所内 (72)発明者 菅 貞治 岡山県岡山市下石井1丁目2番3号 株式 会社林原生物化学研究所内 (72)発明者 藤川 久喜 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の1 株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 多賀 康訓 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の1 株式会社豊田中央研究所内 Fターム(参考) 3K007 AB02 AB03 AB11 AB14 DB03

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一般式1又は一般式2のいずれかで表さ
    れるクマリン誘導体を含んでなる有機電界発光素子。 【化1】一般式1: 【化2】一般式2: (一般式1及び一般式2において、Xは炭素原子又はヘ
    テロ原子を表す。R乃至R14は、それぞれ独立に、
    水素原子又は適宜の置換基を表す。ただし、R 及び/
    又はRは、それらが結合する窒素原子と、R又はR
    が結合する炭素原子とを含んで環状構造を形成するこ
    とがあり、この場合、R及び/又はR は見掛け上存
    在しないこととなる。また、R乃至R14のいずれか
    は炭化水素基であるものとし、その炭化水素基は置換基
    を有していてもよい。ただし、Xが二価又は三価のヘテ
    ロ原子である場合には、R及び/又はRは存在しな
    い。)
  2. 【請求項2】 クマリン誘導体が一般式3又は一般式4
    のいずれかで表される請求項1に記載の有機電界発光素
    子。 【化3】一般式3: 【化4】一般式4: (一般式3及び一般式4において、Xは一般式1又は一
    般式2におけると同様に炭素原子又はヘテロ原子を表
    す。R乃至R14は一般式1又は一般式2におけると
    同様に水素原子又は適宜の置換基を表し、R乃至R
    14のいずれかは炭化水素基であるものとし、その炭化
    水素基は置換基を有していてもよい。ただし、Xが二価
    又は三価のヘテロ原子である場合には、R及び/又は
    は存在しない。R15乃至R18は、それぞれ独立
    に、水素原子又は適宜の置換基を表す。)
  3. 【請求項3】 一般式1乃至一般式4のいずれかで表さ
    れるクマリン誘導体を発光層用材として用いる請求項1
    又は2に記載の有機電界発光素子。
  4. 【請求項4】 請求項1乃至3のいずれかに記載の有機
    電界発光素子を用いる表示パネル。
  5. 【請求項5】 請求項1乃至3のいずれかに記載の有機
    電界発光素子を用いる情報表示機器。
  6. 【請求項6】 一般式1又は一般式2のいずれかで表さ
    れるクマリン誘導体を含んでなる有機電界発光素子用発
    光剤。 【化5】一般式1: 【化6】一般式2: (一般式1及び一般式2において、Xは炭素原子又はヘ
    テロ原子を表す。R乃至R14は、それぞれ独立に、
    水素原子又は適宜の置換基を表す。ただし、R 又は/
    又はRは、それらが結合する窒素原子と、R又はR
    が結合する炭素原子とを含んで環状構造を形成するこ
    とがあり、この場合、R及び/又はR は見掛け上存
    在しないこととなる。また、R乃至R14のいずれか
    は炭化水素基であるものとし、その炭化水素基は置換基
    を有していてもよい。ただし、Xが二価又は三価のヘテ
    ロ原子である場合には、R及び/又はRは存在しな
    い。)
  7. 【請求項7】 クマリン誘導体が一般式3又は一般式4
    のいずれかで表される請求項6に記載の有機電界発光素
    子用発光剤。 【化7】一般式3: 【化8】一般式4: (一般式3及び一般式4において、Xは一般式1又は一
    般式2におけると同様に炭素原子又はヘテロ原子を表
    す。R乃至R14は一般式1又は一般式2におけると
    同様に水素原子又は適宜の置換基を表し、R乃至R
    14のいずれかは炭化水素基であるものとし、その炭化
    水素基は置換基を有していてもよい。ただし、Xが二価
    又は三価のヘテロ原子である場合には、R及び/又は
    は存在しない。R15乃至R18は、それぞれ独立
    に、水素原子又は適宜の置換基を表す。)
JP2002045359A 2002-02-21 2002-02-21 有機電界発光素子 Pending JP2003249372A (ja)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002045359A JP2003249372A (ja) 2002-02-21 2002-02-21 有機電界発光素子
US10/505,097 US7252892B2 (en) 2002-02-21 2002-04-23 Organic electroluminescence device
DE60232375T DE60232375D1 (de) 2002-02-21 2002-04-23 Organische elektrolumineszenzvorrichtung
PCT/JP2002/004045 WO2003070856A1 (fr) 2002-02-21 2002-04-23 Dispositif electroluminescent organique
TW091108379A TW574344B (en) 2002-02-21 2002-04-23 Organic electroluminescence device
KR1020047013075A KR100879932B1 (ko) 2002-02-21 2002-04-23 유기전계발광소자
EP02722721A EP1489154B1 (en) 2002-02-21 2002-04-23 Organic electroluminescence device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002045359A JP2003249372A (ja) 2002-02-21 2002-02-21 有機電界発光素子

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2003249372A true JP2003249372A (ja) 2003-09-05

Family

ID=27750577

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002045359A Pending JP2003249372A (ja) 2002-02-21 2002-02-21 有機電界発光素子

Country Status (7)

Country Link
US (1) US7252892B2 (ja)
EP (1) EP1489154B1 (ja)
JP (1) JP2003249372A (ja)
KR (1) KR100879932B1 (ja)
DE (1) DE60232375D1 (ja)
TW (1) TW574344B (ja)
WO (1) WO2003070856A1 (ja)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005055864A1 (ja) * 2003-12-15 2005-06-23 Showa Yakuhin Kako Co., Ltd. 口腔用光照射装置
WO2007052432A1 (ja) 2005-10-31 2007-05-10 Idemitsu Kosan Co., Ltd. 有機el発光装置
JP2007204395A (ja) * 2006-01-31 2007-08-16 Chisso Corp クマリン系化合物、発光素子用材料及び有機電界発光素子
US7521567B2 (en) 2003-07-11 2009-04-21 Kabushiki Kaisha Hayashibara Seibutsu Kagaku Kenkyujo Amine compound and uses thereof
JP2009538841A (ja) * 2006-05-31 2009-11-12 メルク パテント ゲーエムベーハー 有機エレクトロルミネセンス素子のための新規な材料
WO2020039708A1 (ja) 2018-08-23 2020-02-27 国立大学法人九州大学 有機エレクトロルミネッセンス素子

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070097139A (ko) * 2006-03-23 2007-10-04 엘지전자 주식회사 적색 인광 화합물 및 이를 사용한 유기전계발광소자
TWI346655B (en) * 2006-08-10 2011-08-11 E Ray Optoelectronics Tech Co Novel amine compounds, their preparation processes and the organic electroluminescent devices using the same
KR102354818B1 (ko) * 2017-07-28 2022-01-24 도레이 카부시키가이샤 색 변환 조성물, 색 변환 필름, 그리고 그것을 포함하는 광원 유닛, 디스플레이 및 조명

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6020078A (en) 1998-12-18 2000-02-01 Eastman Kodak Company Green organic electroluminescent devices
US6573380B2 (en) * 1999-03-09 2003-06-03 Kabushiki Kaisha Hayashibara Seibutsu Kagaku Kenkyujo 4-cyanocoumarin derivatives and uses thereof
JP2001072683A (ja) * 1999-03-09 2001-03-21 Hayashibara Biochem Lab Inc 4−シアノクマリン誘導体
US6440586B1 (en) * 1999-03-26 2002-08-27 Fuji Photo Film Co., Ltd. Benzopyran compound, material for luminous device, and luminous device using the same
JP3604596B2 (ja) 1999-09-01 2004-12-22 株式会社林原生物化学研究所 有機電界発光素子
JP4075293B2 (ja) 2000-07-28 2008-04-16 三菱化学株式会社 クマリン系化合物及びその製造方法

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7521567B2 (en) 2003-07-11 2009-04-21 Kabushiki Kaisha Hayashibara Seibutsu Kagaku Kenkyujo Amine compound and uses thereof
WO2005055864A1 (ja) * 2003-12-15 2005-06-23 Showa Yakuhin Kako Co., Ltd. 口腔用光照射装置
JPWO2005055864A1 (ja) * 2003-12-15 2007-07-05 昭和薬品化工株式会社 口腔用光照射装置
WO2007052432A1 (ja) 2005-10-31 2007-05-10 Idemitsu Kosan Co., Ltd. 有機el発光装置
JP2007204395A (ja) * 2006-01-31 2007-08-16 Chisso Corp クマリン系化合物、発光素子用材料及び有機電界発光素子
JP2009538841A (ja) * 2006-05-31 2009-11-12 メルク パテント ゲーエムベーハー 有機エレクトロルミネセンス素子のための新規な材料
WO2020039708A1 (ja) 2018-08-23 2020-02-27 国立大学法人九州大学 有機エレクトロルミネッセンス素子

Also Published As

Publication number Publication date
US7252892B2 (en) 2007-08-07
US20050084707A1 (en) 2005-04-21
EP1489154B1 (en) 2009-05-13
KR20040093722A (ko) 2004-11-08
WO2003070856A1 (fr) 2003-08-28
EP1489154A1 (en) 2004-12-22
KR100879932B1 (ko) 2009-01-23
EP1489154A4 (en) 2007-04-18
TW574344B (en) 2004-02-01
DE60232375D1 (de) 2009-06-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7419727B2 (en) Organic electroluminescent device
JP3891858B2 (ja) 有機電界発光素子
JP2003249372A (ja) 有機電界発光素子
JP2014086463A (ja) 新規縮合多環化合物
JP3796468B2 (ja) 有機電界発光素子
KR20010030126A (ko) 유기전계발광소자
JP4837174B2 (ja) クマリン誘導体およびその製造方法、それを利用した発光剤、発光素子
JP4524070B2 (ja) 有機電界発光素子
JP2005272805A (ja) 有機材料および有機電界発光素子
JP4754699B2 (ja) ピラン誘導体
KR101079607B1 (ko) 쿠마린 화합물
JP5495606B2 (ja) 新規縮合多環化合物およびそれを有する有機発光素子
JP2004055258A (ja) 発光素子
WO2006046416A1 (ja) アリールシラン化合物とその用途
JP2012017272A (ja) 新規有機化合物およびそれを有する有機発光素子
JP4521207B2 (ja) 有機電界発光素子
TW507002B (en) Organic electroluminescent device
JP2001329257A (ja) 有機電界発光素子用発光剤とその用途
KR100943535B1 (ko) 스파이로형 유기 재료 및 이를 이용한 유기 전기 발광소자
JP2005272803A (ja) 有機材料および有機電界発光素子
JP2010248133A (ja) 新規縮合多環化合物および有機発光素子
WO2001090098A1 (fr) Derive de coumarine et son utilisation

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20050204

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20070612

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20071106