JP2004200104A

JP2004200104A - 有機エレクトロルミネッセンス素子および表示装置

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Publication number: JP2004200104A
Application number: JP2002369677A
Authority: JP
Inventors: Motoi Kinoshita; 基木下; Mitsuhiro Fukuda; 光弘福田; Hiroshi Kita; 弘志北
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 2002-12-20
Filing date: 2002-12-20
Publication date: 2004-07-15
Anticipated expiration: 2022-12-20
Also published as: JP4265216B2

Abstract

【課題】発光輝度、発光効率が共に高く、かつ、耐久性に優れた有機エレクトロルミネッセンス素子、及びこれを有する表示装置を提供すること。
【解決手段】燐光性化合物をドーパント化合物として含有する発光層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子において、該有機エレクトロルミネッセンス素子を構成するいずれか１層に、分子量が３５０〜３０００である特定の構造を有するカルバゾール化合物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。
【選択図】なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子及び表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
発光型の電子ディスプレイデバイスとして、エレクトロルミネッセンスディスプレイ（ＥＬＤ）がある。ＥＬＤの構成要素としては、無機エレクトロルミネッセンス素子（無機ＥＬ素子）や有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、有機ＥＬ素子ともいう）が挙げられる。無機エレクトロルミネッセンス素子は平面型光源として使用されてきたが、発光素子を駆動させるためには交流の高電圧が必要である。
【０００３】
一方、有機ＥＬ素子は、発光する化合物を含有する発光層を、陰極と陽極で挟んだ構成を有し、発光層に電子及び正孔を注入して、再結合させることにより励起子（エキシトン）を生成させ、このエキシトンが失活する際の光の放出（蛍光・燐光）を利用して発光する素子であり、数Ｖ〜数十Ｖ程度の電圧で発光が可能であり、更に、自己発光型であるために視野角に富み、視認性が高く、薄膜型の完全固体素子であるために省スペース、携帯性等の観点から注目されている。
【０００４】
しかしながら、今後の実用化に向けた有機ＥＬ素子には、更なる低消費電力で効率よく高輝度に発光する有機ＥＬ素子の開発が望まれている。
【０００５】
例えば、スチルベン誘導体、ジスチリルアリーレン誘導体またはトリススチリルアリーレン誘導体に、微量の蛍光体をドープし、発光輝度の向上、素子の長寿命化を達成する技術（例えば、特許文献１参照。）、８−ヒドロキシキノリンアルミニウム錯体をホスト化合物として、これに微量の蛍光体をドープした有機発光層を有する素子（例えば、特許文献２参照。）、８−ヒドロキシキノリンアルミニウム錯体をホスト化合物として、これにキナクリドン系色素をドープした有機発光層を有する素子（例えば、特許文献３参照。）等が知られている。以上のように、蛍光量子収率の高い蛍光体をドープすることによって、従来の有機ＥＬ素子に比べて発光輝度を向上させている。
【０００６】
しかし、上記のドープされる微量の蛍光体からの発光は、励起一重項からの発光であり、励起一重項からの発光を用いる場合、一重項励起子と三重項励起子の生成比が１：３であるため発光性励起種の生成確率が２５％であることと、光の取り出し効率が約２０％であるため、外部取り出し量子効率（ηｅｘｔ）の限界は５％とされている。
【０００７】
ところが、プリンストン大より、励起三重項からの燐光発光を用いる有機ＥＬ素子の報告（例えば、非特許文献１参照。）がされて以来、室温で燐光を示す材料の研究が活発になってきている（例えば、非特許文献２及び特許文献４参照。）。
【０００８】
励起三重項を使用すると、内部量子効率の上限が１００％となるため、励起一重項の場合に比べて原理的に発光効率が４倍となり、冷陰極管とほぼ同等の性能が得られ照明用にも応用可能であり注目されている。
【０００９】
燐光性化合物をドーパントとして用いるときのホストは、燐光性化合物の発光極大波長よりも短波な領域に発光極大波長を有することが必要であることはもちろんであるが、その他にも満たすべき条件があることが分かってきた。
【００１０】
Ｔｈｅ１０ｔｈＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＷｏｒｋｓｈｏｐｏｎＩｎｏｒｇａｎｉｃａｎｄＯｒｇａｎｉｃＥｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ（ＥＬ’００、浜松）では、燐光性化合物についていくつかの報告がなされている。例えば、Ｉｋａｉ等はホール輸送性の化合物を燐光性化合物のホストとして用いている。また、Ｍ．Ｅ．Ｔｏｍｐｓｏｎ等は、各種電子輸送性材料を燐光性化合物のホストとして、これらに新規なイリジウム錯体をドープして用いている。更に、Ｔｓｕｔｓｕｉ等は、ホールブロック層の導入により高い発光効率を得ている。
【００１１】
燐光性化合物のホスト化合物については、例えば、Ｃ．Ａｄａｃｈｉｅｔａｌ．，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，７７巻、９０４頁（２０００年）等に詳しく記載されているが、高輝度の有機ＥＬ素子を得るためにホスト化合物に必要とされる性質について、より新しい観点からのアプローチが必要である。
【００１２】
しかし、何れの報告も、有機ＥＬ素子の発光輝度の向上及び耐久性を両立しうる構成は得られていない。
【００１３】
また、一方では、ホスト化合物及びドーパント化合物として燐光性化合物を各々含有する発光層を有する素子において、前記ホスト化合物としてカルバゾール誘導体を適用した例としては、４，４′−Ｎ，Ｎ′−ｄｉｃａｒｂａｚｏｌｅ−ｂｉｐｈｅｎｙｌ（ＣＢＰ）等が最も一般的であるが、これら従来のカルバゾール誘導体を用いても、発光効率及び耐久性の両立は達成されていない。特に、緑色より短波な発光については満足な発光効率が得られていない。
【００１４】
ＣＢＰ以外のカルバゾール誘導体としては、特開２００１−２５７０７６公報、同２００２−１０５４４５公報等に高分子タイプが、同２００１−３１３１７９公報、同２００２−７５６４５公報等、中でも特開２００２−１００４７６公報にはケイ素を有するカルバゾール誘導体が記載されているが、これらのカルバゾール誘導体を用いた素子においても、発光効率及び耐久性を両立しうる構成は得られていない。
【００１５】
【特許文献１】
特許第３０９３７９６号明細書
【００１６】
【特許文献２】
特開昭６３−２６４６９２号公報
【００１７】
【特許文献３】
特開平３−２５５１９０号公報
【００１８】
【特許文献４】
米国特許第６０９７１４７号明細書
【００１９】
【非特許文献１】
Ｍ．Ａ．Ｂａｌｄｏｅｔａｌ．，ｎａｔｕｒｅ、３９５巻、１５１−１５４ページ（１９９８年）
【００２０】
【非特許文献２】
Ｍ．Ａ．Ｂａｌｄｏｅｔａｌ．，ｎａｔｕｒｅ、４０３巻、１７号、７５０−７５３ページ（２０００年）
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、発光輝度、発光効率が共に高く、かつ、耐久性に優れた有機エレクトロルミネッセンス素子、及びこれを有する表示装置を提供することである。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記目的は下記構成により達成された。
【００２３】
（１）燐光性化合物をドーパント化合物として含有する発光層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子において、該有機エレクトロルミネッセンス素子を構成するいずれか１層に、分子量が３５０〜３０００である下記一般式（１）で表される化合物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。
【００２４】
一般式（１）Ｒ_4-n−Ｓｉ−［Ｌ−Ａ］_n
〔式中、Ｒは水素原子又は置換基を表し、Ｌは単なる結合手又は置換基を有さないフェニレン基を表し、Ａはカルバゾール残基を表し、Ｌとの結合部位がカルバゾール骨格のＮ位である場合は、カルバゾール残基の少なくとも一つ以上の置換箇所に、それぞれ置換基を有してもよいアルキル基（ただし、カルバゾール環の２位と７位に置換する場合はｔ−ブチル基であることはない）、アルキルオキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アルキルアミノ基、アリールアミノ基若しくは複素環基又は置換基を有するフェニル基又はアミノ基が置換されている。また、Ｌとの結合がカルバゾール骨格のＮ位以外である場合は、Ｎ位にはそれぞれ置換基を有してもよい分岐アルキル基、アルキルオキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アルキルアミノ基、アリールアミノ基若しくは複素環基又は置換フェニル基又はアミノ基が置換されている。ｎは３又は４の整数を表す。なお、複数のＡは同じでも異なってもよい。〕
（２）前記一般式（１）で表される化合物をホスト化合物として発光層に含有することを特徴とする（１）記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００２５】
（３）前記燐光性化合物がイリジウム化合物、オスミウム化合物又は白金化合物であることを特徴とする（１）又は（２）記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００２６】
（４）前記燐光性化合物がイリジウム化合物であることを特徴とする（３）記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００２７】
（５）（１）乃至（４）のいずれか１項記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を構成要素とする表示装置。
【００２８】
本発明者等は、燐光発光用の材料について鋭意検討を重ねた結果、Ｓｉと特定のカルバゾール誘導体から構成される化合物が、光化学的、あるいは電気化学的な安定性、耐熱性に優れ、かつ比較的短波長に燐光発光を示すことを見出すとともに、本発明の化合物を用いて有機ＥＬ素子を作製した場合に、有機ＥＬ素子の発光輝度及び寿命が改善されることを見出し本発明に至ったものである。
【００２９】
特に、青色発光において、発光輝度、発光効率の向上及び耐久性の両立を達成した有機ＥＬ素子、及びこれを用いた発光輝度の高い、耐久性の良好な表示装置を提供できることを見出した。
【００３０】
【発明の実施の形態】
《一般式（１）で表される化合物》
本発明に係る一般式（１）で表される化合物（Ｓｉとカルバゾール誘導体から構成される化合物）について説明する。
【００３１】
一般式（１）の式中、Ｒは水素原子又は置換基を表す。置換基としては脂肪族炭化水素基、芳香族基、芳香族ヘテロ環基を表し、好ましくは脂肪族炭化水素基であり、より好ましくはアルキル基（メチル基、エチル基、ｉ−プロピル基、ヒドロキシエチル基、メトキシメチル基、トリフルオロメチル基、ｔ−ブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等）、アルケニル基（ビニル基、プロペニル基、スチリル基等）である。これらのアルキル基は置換基を有してもよい。
【００３２】
Ｌは単なる結合手又は置換基を有さないフェニレン基を表す。
Ａはカルバゾール残基を表し、Ｌとの結合部位がカルバゾール骨格のＮ位である場合は、カルバゾール残基の少なくとも一つ以上の置換箇所に、それぞれ置換基を有してもよいアルキル基（メチル基、エチル基、ｉ−プロピル基、ヒドロキシエチル基、メトキシメチル基、トリフルオロメチル基、ｔ−ブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等。ただし、カルバゾール環の２位と７位に置換する場合はｔ−ブチル基であることはない）、アルキルオキシ基（メトキシ基、エトキシ基、ｉ−プロポキシ基、ブトキシ基等）、アリールオキシ基（フェノキシ基等）、アルキルチオ基（メチルチオ基、エチルチオ基、ｉ−プロピルキオ基等）、アリールチオ基（フェニルチオ基等）、アルキルアミノ基（ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、エチルメチルアミノ基等）、アリールアミノ基（アニリノ基、ジフェニルアミノ基等）若しくは複素環基（フリル基、チエニル基、ピロール基、ピリミジル基、ピラジン基、トリアジン基、ピロリジル基、ピラゾリル基、イミダゾリル基、ピリジル基、ベンズイミダゾリル基、ベンゾチアゾリル基、ベンゾオキサゾリル基等）又は置換基を有するフェニル基（トリル基、キシリル基、トリメチルフェニル基、テトラメチルフェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基等）又はアミノ基が置換されている。また、Ｌとの結合がカルバゾール骨格のＮ位以外である場合は、Ｎ位にはそれぞれ置換基を有してもよい分岐アルキル基（ｉ−プロピル基、ｓ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ｔ−アミル基等）、アルキルオキシ基（メトキシ基、エトキシ基、ｉ−プロポキシ基、ブトキシ基等）、アリールオキシ基（フェノキシ基等）、アルキルチオ基（メチルチオ基、エチルチオ基、ｉ−プロピルキオ基等）、アリールチオ基（フェニルチオ基等）、アルキルアミノ基（ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、エチルメチルアミノ基等）、アリールアミノ基（アニリノ基、ジフェニルアミノ基等）若しくは複素環基（フリル基、チエニル基、ピロール基、ピリミジル基、ピラジン基、トリアジン基、ピロリジル基、ピラゾリル基、イミダゾリル基、ピリジル基、ベンズイミダゾリル基、ベンゾチアゾリル基、ベンゾオキサゾリル基等）又は置換基を有するフェニル基（トリル基、キシリル基、トリメチルフェニル基、テトラメチルフェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基等）又はアミノ基が置換されている。ｎは３又は４の整数を表すが、４が好ましい。
【００３３】
高性能有機ＥＬ素子を作製するためには、一般的に真空蒸着法が可能で、かつ、均一なアモルファスガラスを形成する材料を使用することが望ましい。使用される材料の分子量が３５０未満であると、ガラス転移温度が低く耐熱性に乏しい素子しか作製できず、また、ガラス状態の安定性に欠けるために結晶化しやすいことから、安定な素子を作製できない等の問題がある。一方、分子量が３０００を超えるような高分子量では、真空蒸着による成膜ができない傾向があり、高性能有機ＥＬを作製する上では問題となっている。
【００３４】
以下に、具体的化合物例を示すが、本発明における化合物がこれらに限定されるものではない。
【００３５】
【化１】

【００３６】
【化２】

【００３７】
【化３】

【００３８】
上記一般式（１）で表される化合物は、有機ＥＬ素子を構成する、下記に示すような何れかの層（例えば、正孔輸送層、発光層、正孔ブロック層、電子輸送層等）に含有していてもよいが、特に、後述するようにホスト化合物として発光層に含有する場合、または、発光層に隣接する層に含有する場合に、更に、高発光輝度、高発光効率を示し、かつ、耐久性が向上した有機ＥＬ素子が提供できることがわかった。
【００３９】
本発明に係る一般式（１）で表される化合物の、有機ＥＬ素子を構成するいずれか１層中での含有量としては、５０質量％以上であることが好ましく、更に好ましくは、８０〜９５質量％であり、特に好ましくは、９０〜９５質量％である。
【００４０】
本発明に係る、一般式（１）で表される化合物は従来公知の方法によって製造が可能である。以下に、例示した化合物Ａ−１について合成経路の一例を示すが、その他の化合物も同様の方法及び下記文献及び公知の合成法によって製造することが可能である。
【００４１】
【化４】

【００４２】
ＢｕｃｈａｎａｎＴｕｃｋｅｒ，Ｊ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，１９５８，２７５０
ＳｔｅｉｎｈｏｆｆＨｅｎｒｙ，Ｊ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．，２９，１９６４，２８０８
Ｓｐｉａｌｔｅｒｅｔａｌ，Ｊ．Ａｍｅｒ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，７７，１９５５，６２２７
各化合物は、ＮＭＲ（核磁気共鳴スペクトル）及びマススペクトルにより同定することができる。
【００４３】
《ホスト化合物》：発光層中の主成分
本発明に係るホスト化合物について説明する。
【００４４】
ここで、「ホスト化合物」とは、２種以上の化合物で構成される発光層中にて混合比（質量）の最も多い化合物のことを意味し、それ以外の化合物については「ドーパント化合物」という。例えば、発光層を化合物ａ、化合物ｂという２種で構成し、その混合比がａ：ｂ＝１０：９０であれば化合物Ａがドーパント化合物であり、化合物Ｂがホスト化合物である。更に、発光層を化合物ａ、化合物ｂ、化合物ｃの３種から構成し、その混合比がａ：ｂ：ｃ＝５：１０：８５であれば、化合物ａ、化合物ｂがドーパント化合物であり、化合物ｃがホスト化合物である。
【００４５】
ここで、本発明に係るホスト化合物としては、前記一般式（１）で表される化合物、従来公知の燐光性化合物、後述する蛍光性化合物等を用いることができる。
【００４６】
《燐光性化合物》：発光層中のドーパント化合物の一種
本発明に係る、ドーパント化合物として用いられる燐光性化合物について説明する。
【００４７】
「燐光性化合物」とは励起三重項からの発光が観測される化合物であり、燐光量子収率が、２５℃において０．００１以上の化合物である。燐光量子収率は好ましくは０．０１以上、更に好ましくは０．１以上である。
【００４８】
上記燐光量子収率は、第４版実験化学講座７の分光IIの３９８頁（１９９２年版、丸善）に記載の方法により測定できる。溶液中での燐光量子収率は種々の溶媒を用いて測定できるが、本発明に係る燐光性化合物は、任意の溶媒の何れかにおいて上記燐光量子収率が達成されることが好ましい。
【００４９】
本発明に係る燐光性化合物としては、元素周期表で８〜１０族の金属を含有する錯体系化合物が好ましく、更に好ましくは、イリジウム化合物、オスミウム化合物または白金化合物（白金錯体系化合物）等が挙げられ、中でも最も好ましく用いられるのはイリジウム化合物である。
【００５０】
ホスト化合物及びドーパント化合物として燐光性化合物を各々含有する発光層を有する本発明の有機ＥＬ素子において、有機ＥＬ素子を構成するいずれか１層には、前記一般式（１）で表される化合物を有し、発光極大波長が５００ｎｍ以下であることが好ましい。
【００５１】
本発明に用いられるホスト材料の最低励起三重項エネルギー準位は、発光材料の最低励起三重項エネルギー準位よりも高く、発光材料の最低励起三重項エネルギー準位の１．０５〜１．３８倍であることが好ましい。ホスト材料の最低励起三重項エネルギー準位は、６８ｋｃａｌ／ｍｏｌ（２８４．９ｋＪ／ｍｏｌ）〜９０ｋｃａｌ／ｍｏｌ（３７７．１ｋＪ／ｍｏｌ）であることが好ましい。
【００５２】
本発明の有機ＥＬ素子において、発光層に隣接する層に含まれる有機材料の最低励起三重項エネルギー準位は、発光層を構成する材料の最低励起三重項エネルギー準位よりも高く、発光層を構成する材料の最低励起三重項エネルギー準位の１．０５〜１．３８倍であることが好ましい。本発明の有機ＥＬ素子において、発光層に隣接する層に含まれる有機材料の最低励起三重項エネルギー準位が、６８ｋｃａｌ／ｍｏｌ（２８４．９ｋＪ／ｍｏｌ）〜９０ｋｃａｌ／ｍｏｌ（３７７．１ｋＪ／ｍｏｌ）であることが好ましい。
【００５３】
以下に、本発明に係る燐光性化合物の具体例を示すが、本発明はこれらに限定されない。また、これらの化合物は、例えば、Ｉｎｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．４０巻、１７０４〜１７１１に記載の方法等により合成できる。
【００５４】
【化５】

【００５５】
【化６】

【００５６】
【化７】

【００５７】
《蛍光性化合物》
本発明に用いられる蛍光性化合物について説明する。
【００５８】
本発明では、ホスト化合物と燐光性化合物の他に、燐光性化合物からの発光の極大波長よりも長波長領域に、蛍光極大波長を有する蛍光性化合物を少なくとも１種含有してもよい。この場合、ホスト化合物と燐光性化合物からのエネルギー移動で、有機ＥＬ素子としての電界発光は蛍光性化合物からの発光が得られる。蛍光性化合物として好ましいのは、溶液状態で蛍光量子収率が高いものである。ここで、蛍光量子収率は１０％以上であることが好ましく、更に好ましくは、３０％以上である。
【００５９】
具体的な蛍光性化合物としては、クマリン系色素、ピラン系色素、シアニン系色素、クロコニウム系色素、スクアリウム系色素、オキソベンツアントラセン系色素、フルオレセイン系色素、ローダミン系色素、ピリリウム系色素、ペリレン系色素、スチルベン系色素、ポリチオフェン系色素、または、希土類錯体系蛍光体等が挙げられる。
【００６０】
ここでの蛍光量子収率も、前記第４版実験化学講座７の分光IIの３６２頁（１９９２年版、丸善）に記載の方法により測定することができる。
【００６１】
前記燐光性化合物は、前記のような燐光量子収率が、２５℃において０．００１以上である他、前記ホストとなる蛍光性化合物の蛍光極大波長よりも長い燐光発光極大波長を有するものである。これにより、例えば、ホストとなる蛍光性化合物の発光極大波長より長波の燐光性化合物を用いて燐光性化合物の発光、即ち三重項状態を利用した、ホスト化合物の蛍光極大波長よりも長波において電界発光する有機ＥＬ素子を得ることができる。従って、用いられる燐光性化合物の燐光発光極大波長としては特に制限されるものではなく、原理的には、中心金属、配位子、配位子の置換基等を選択することで得られる発光波長を変化させることができる。
【００６２】
例えば、３５０〜４４０ｎｍの領域に蛍光極大波長を有する蛍光性化合物をホスト化合物として用い、緑の領域に燐光を有するイリジウム錯体を用いることで緑領域に電界発光する有機ＥＬ素子を得ることができる。
【００６３】
また、別の形態では、前記のように、ホスト化合物としての蛍光性化合物ａと燐光性化合物の他に、燐光性化合物からの発光の極大波長よりも長波な領域に、蛍光極大波長を有するもう一つの蛍光性化合物Ｂを少なくとも１種含有する場合もあり、蛍光性化合物ａと燐光性化合物Ｂからのエネルギー移動で、有機ＥＬ素子としての電界発光は蛍光性化合物Ｂからの発光を得ることもできる。
【００６４】
本発明に用いられる蛍光性化合物が発光する色は、「新編色彩科学ハンドブック」（日本色彩学会編、東京大学出版会、１９８５）の１０８頁の図４．１６において、分光放射輝度計ＣＳ−１０００（ミノルタ製）で測定した結果をＣＩＥ色度座標に当てはめたときの色で決定される。
【００６５】
《有機ＥＬ素子の層構成》
本発明に係る有機ＥＬ素子の層構成について説明する。
【００６６】
本発明の有機ＥＬ素子は、一対の電極（陽極、陰極）の間に、少なくとも１層の発光層を挟持した構造を有する。ここで、発光層は、広義の意味では、陰極と陽極からなる電極に電流を流した際に発光する層のことであり、具体的には、陰極と陽極からなる電極に電流を流した際に発光する化合物を含有する層のことを指す。
【００６７】
本発明の有機ＥＬ素子は、必要に応じ発光層の他に、正孔輸送層、電子輸送層、陽極バッファー層及び陰極バッファー層等を有し、陰極と陽極で挟持された構造をとる。具体的には以下に示される構造が挙げられる。
【００６８】
（ｉ）陽極／発光層／陰極
（ii）陽極／正孔輸送層／発光層／陰極
（iii）陽極／発光層／電子輸送層／陰極
（iv）陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
（ｖ）陽極／陽極バッファー層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極バッファー層／陰極
《発光層》
本発明に係る発光層について説明する。
【００６９】
本発明では、上記一般式（１）で表される化合物を用いて発光層を形成することが好ましい。その形成方法としては、例えば、蒸着法、スピンコート法、キャスト法、ＬＢ法等の公知の方法により薄膜を形成することができるが、本発明では、特に分子堆積膜が好ましい。ここで、分子堆積膜とは、上記化合物の気相状態から沈着され形成された薄膜や、該化合物の溶融状態、または液相状態から固体化され形成された膜のことである。通常、分子堆積膜はＬＢ法により形成された薄膜（分子累積膜）と、凝集構造、高次構造の相違やそれに起因する機能的な相違により区別することができる。
【００７０】
また、この発光層は、特開昭５７−５１７８１号公報に記載されているように、樹脂等の結着材と共に発光材料として上記化合物を溶剤に溶かして溶液とした後、これをスピンコート法等により塗布して薄膜形成することにより得ることができる。
【００７１】
（発光層の膜厚）
このようにして形成された発光層の膜厚については特に制限はなく、状況に応じて適宜選択することができるが、５ｎｍ〜５μｍの範囲に膜厚調整することが好ましい。
【００７２】
次に、正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層、電子輸送層等、発光層と組み合わせて有機ＥＬ素子を構成するその他の層について説明する。
【００７３】
《正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層、電子輸送層》
本発明に用いられる、正孔注入層、正孔輸送層は、陽極より注入された正孔を発光層に伝達する機能を有し、この正孔注入層、正孔輸送層を陽極と発光層の間に介在させることにより、より低い電界で多くの正孔が発光層に注入され、その上、発光層に陰極、電子注入層、または電子輸送層より注入された電子は、発光層と正孔注入層もしくは正孔輸送層の界面に存在する電子の障壁により、発光層内の界面に累積され発光効率が向上する等発光性能の優れた素子となる。
【００７４】
《正孔注入材料、正孔輸送材料》
この正孔注入層、正孔輸送層の材料（以下、正孔注入材料、正孔輸送材料という）については、前記の陽極より注入された正孔を発光層に伝達する機能を有する性質を有するものであれば特に制限はなく、従来、光導伝性材料において、正孔の電荷注入輸送材料として慣用されているものやＥＬ素子の正孔注入層、正孔輸送層に使用される公知のものの中から任意のものを選択して用いることができる。
【００７５】
上記正孔注入材料、正孔輸送材料は、正孔の注入もしくは輸送、電子の障壁性の何れかを有するものであり、有機物、無機物の何れであってもよい。この正孔注入材料、正孔輸送材料としては、例えばトリアゾール誘導体、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、ピラゾリン誘導体及びピラゾロン誘導体、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、オキサゾール誘導体、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、アニリン系共重合体、または、導電性高分子オリゴマー、特にチオフェンオリゴマー等が挙げられる。正孔注入材料、正孔輸送材料としては、上記のものを使用することができるが、ポルフィリン化合物、芳香族第三級アミン化合物及びスチリルアミン化合物、特に芳香族第三級アミン化合物を用いることが好ましい。
【００７６】
上記芳香族第三級アミン化合物及びスチリルアミン化合物の代表例としては、Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラフェニル−４，４′−ジアミノフェニル；Ｎ，Ｎ′−ジフェニル−Ｎ，Ｎ′−ビス（３−メチルフェニル）−〔１，１′−ビフェニル〕−４，４′−ジアミン（ＴＰＤ）；２，２−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）プロパン；１，１−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）シクロヘキサン；Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラ−ｐ−トリル−４，４′−ジアミノビフェニル；１，１−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）−４−フェニルシクロヘキサン；ビス（４−ジメチルアミノ−２−メチルフェニル）フェニルメタン；ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）フェニルメタン；Ｎ，Ｎ′−ジフェニル−Ｎ，Ｎ′−ジ（４−メトキシフェニル）−４，４′−ジアミノビフェニル；Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラフェニル−４，４′−ジアミノジフェニルエーテル；４，４′−ビス（ジフェニルアミノ）クオードリフェニル；Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリ（ｐ−トリル）アミン；４−（ジ−ｐ−トリルアミノ）−４′−〔４−（ジ−ｐ−トリルアミノ）スチリル〕スチルベン；４−Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ−（２−ジフェニルビニル）ベンゼン；３−メトキシ−４′−Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノスチルベンゼン；Ｎ−フェニルカルバゾール、更に、米国特許第５，０６１，５６９号明細書に記載されている２個の縮合芳香族環を分子内に有するもの、例えば、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）、特開平４−３０８６８８号公報に記載されているトリフェニルアミンユニットが３つスターバースト型に連結された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（ＭＴＤＡＴＡ）等が挙げられる。
【００７７】
更に、これらの材料を高分子鎖に導入した、または、これらの材料を高分子の主鎖とした高分子材料を用いることもできる。
【００７８】
または、ｐ型−Ｓｉ、ｐ型−ＳｉＣ等の無機化合物も正孔注入材料、正孔輸送材料として使用することができる。この正孔注入層、正孔輸送層は、上記正孔注入材料、正孔輸送材料を、例えば真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、ＬＢ法等の公知の方法により、薄膜化することにより形成することができる。
【００７９】
（正孔注入層の膜厚、正孔輸送層の膜厚）
正孔注入層、正孔輸送層の膜厚については特に制限はないが、５ｎｍ〜５μｍ程度での範囲に調整することが好ましい。この正孔注入層、正孔輸送層は、上記材料の一種または二種以上からなる一層構造であってもよく、同一組成または異種組成の複数層からなる積層構造であってもよい。
【００８０】
《電子輸送層、電子輸送材料》
本発明に係る電子輸送層は、陰極より注入された電子を発光層に伝達する機能を有していればよく、その材料としては従来公知の化合物の中から任意のものを選択して用いることができる。
【００８１】
この電子輸送層に用いられる材料（以下、電子輸送材料という）の例としては、ニトロ置換フルオレン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、ナフタレンペリレン等の複素環テトラカルボン酸無水物、カルボジイミド、フレオレニリデンメタン誘導体、アントラキノジメタン及びアントロン誘導体、オキサジアゾール誘導体等が挙げられる。更に、上記オキサジアゾール誘導体において、オキサジアゾール環の酸素原子を硫黄原子に置換したチアジアゾール誘導体、電子吸引基として知られているキノキサリン環を有するキノキサリン誘導体も、電子輸送材料として用いることができる。
【００８２】
更に、これらの材料を高分子鎖に導入した、またはこれらの材料を高分子の主鎖とした高分子材料を用いることもできる。
【００８３】
または、８−キノリノール誘導体の金属錯体、例えばトリス（８−キノリノール）アルミニウム（Ａｌｑ）、トリス（５，７−ジクロロ−８−キノリノール）アルミニウム、トリス（５，７−ジブロモ−８−キノリノール）アルミニウム、トリス（２−メチル−８−キノリノール）アルミニウム、トリス（５−メチル−８−キノリノール）アルミニウム、ビス（８−キノリノール）亜鉛（Ｚｎｑ）等、及びこれらの金属錯体の中心金属がＩｎ、Ｍｇ、Ｃｕ、Ｃａ、Ｓｎ、ＧａまたはＰｂに置き替わった金属錯体も、電子輸送材料として用いることができる。
【００８４】
その他、メタルフリーまたはメタルフタロシアニン、更には、それらの末端がアルキル基やスルホン酸基等で置換されているものも、電子輸送材料として好ましく用いることができる。または、発光層の材料として例示したジスチリルピラジン誘導体も、電子輸送材料として用いることができるし、正孔注入層、正孔輸送層と同様に、ｎ型−Ｓｉ、ｎ型−ＳｉＣ等の無機半導体も電子輸送材料として用いることができる。
【００８５】
この電子輸送層は、上記化合物を、例えば真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、ＬＢ法等の公知の薄膜形成法により製膜して形成することができる。
【００８６】
（電子輸送層の膜厚）
電子輸送層の膜厚は特に制限はないが、５ｎｍ〜５μｍの範囲に調整することが好ましい。この電子輸送層は、これらの電子輸送材料一種または二種以上からなる一層構造であってもよいし、或いは、同一組成または異種組成の複数層からなる積層構造であってもよい。
【００８７】
また、本発明においては、蛍光性化合物は発光層のみに限定することはなく、発光層に隣接した正孔輸送層、または電子輸送層に前記燐光性化合物のホスト化合物となる蛍光性化合物と同じ領域に蛍光極大波長を有する蛍光性化合物を少なくとも１種含有させてもよく、それにより更にＥＬ素子の発光効率を高めることができる。これらの正孔輸送層や電子輸送層に含有される蛍光性化合物としては、発光層に含有されるものと同様に蛍光極大波長が３３０〜４４０ｎｍ、更に好ましくは３６０〜４１０ｎｍの範囲にある蛍光性化合物が用いられる。
【００８８】
本発明においては、発光効率、及び耐久性の点から一般式（１）で表される化合物を電子輸送層に含有することが好ましい。
【００８９】
《基盤（支持体ともいう）》
本発明の有機ＥＬ素子に好ましく用いられる基盤は、ガラス、プラスチック等の種類には特に限定はなく、または、透明のものであれば特に制限はない。本発明の有機ＥＬ素子に好ましく用いられる基盤としては例えばガラス、石英、光透過性プラスチックフィルムを挙げることができる。
【００９０】
光透過性プラスチックフィルムとしては、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンスルフィド、ポリアリレート、ポリイミド、ポリカーボネート（ＰＣ）、セルローストリアセテート（ＴＡＣ）、セルロースアセテートプロピオネート（ＣＡＰ）等からなるフィルム等が挙げられる。
【００９１】
次に、有機ＥＬ素子を作製する好適な例を説明する。例として、前記の陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極からなるＥＬ素子の作製法について説明する。
【００９２】
まず適当な基板上に、所望の電極用物質、例えば陽極用物質からなる薄膜を、１μｍ以下、好ましくは１０〜２００ｎｍの範囲の膜厚になるように、蒸着やスパッタリング等の方法により形成させて陽極を作製する。次に、この上に素子材料である正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層／電子注入層からなる薄膜を形成させる。
【００９３】
更に、陽極と発光層または正孔注入層の間、及び、陰極と発光層または電子注入層との間にはバッファー層（電極界面層）を存在させてもよい。
【００９４】
バッファー層とは、駆動電圧低下や発光効率向上のために電極と有機層間に設けられる層のことで、「有機ＥＬ素子とその工業化最前線（１９９８年１１月３０日エヌ・ティー・エス社発行）」の第２編第２章「電極材料」（１２３〜１６６頁）に詳細に記載されており、陽極バッファー層と陰極バッファー層とがある。
【００９５】
陽極バッファー層は、特開平９−４５４７９号公報、同９−２６００６２号公報、同８−２８８０６９号公報等にもその詳細が記載されており、具体例として、銅フタロシアニンに代表されるフタロシアニンバッファー層、酸化バナジウムに代表される酸化物バッファー層、アモルファスカーボンバッファー層、ポリアニリン（エメラルディン）やポリチオフェン等の導電性高分子を用いた高分子バッファー層等が挙げられる。
【００９６】
陰極バッファー層は、特開平６−３２５８７１号公報、同９−１７５７４号公報、同１０−７４５８６号公報等にもその詳細が記載されており、具体的にはストロンチウムやアルミニウム等に代表される金属バッファー層、フッ化リチウムに代表されるアルカリ金属化合物バッファー層、フッ化マグネシウムに代表されるアルカリ土類金属化合物バッファー層、酸化アルミニウム、酸化リチウムに代表される酸化物バッファー層等が挙げられる。
【００９７】
上記バッファー層はごく薄い膜であることが望ましく、素材にもよるが、その膜厚は０．１〜１００ｎｍの範囲が好ましい。
【００９８】
更に上記基本構成層の他に必要に応じてその他の機能を有する層を積層してもよく、例えば特開平１１−２０４２５８号公報、同１１−２０４３５９号公報、及び「有機ＥＬ素子とその工業化最前線（１９９８年１１月３０日エヌ・ティー・エス社発行）」の第２３７頁等に記載されている正孔阻止（ホールブロック）層等のような機能層を有していてもよい。
【００９９】
バッファー層は、陰極バッファー層または陽極バッファー層の少なくとも何れか１つの層内に一般式（１）で表される化合物の少なくとも１種が存在して、発光層として機能してもよい。
【０１００】
《電極》
次に有機ＥＬ素子の電極について説明する。有機ＥＬ素子の電極は、陰極と陽極からなる。この有機ＥＬ素子における陽極としては、仕事関数の大きい（４ｅＶ以上）金属、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが好ましく用いられる。このような電極物質の具体例としてはＡｕ等の金属、ＣｕＩ、インジウムチンオキシド（ＩＴＯ）、ＳｎＯ₂、ＺｎＯ等の導電性透明材料が挙げられる。
【０１０１】
上記陽極は蒸着やスパッタリング等の方法によりこれらの電極物質の薄膜を形成させ、フォトリソグラフィー法で所望の形状のパターンを形成してもよく、或いはパターン精度をあまり必要としない場合（１００μｍ以上程度）は、上記電極物質の蒸着やスパッタリング時に所望の形状のマスクを介してパターンを形成してもよい。この陽極より発光を取り出す場合には、透過率を１０％より大きくすることが望ましく、または、陽極としてのシート抵抗は数百Ω／□以下が好ましい。更に膜厚は材料にもよるが、通常１０ｎｍ〜１μｍ、好ましくは１０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲で選ばれる。
【０１０２】
一方、陰極としては、仕事関数の小さい（４ｅＶ以下）金属（電子注入性金属と称する）、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが好ましく用いられる。このような電極物質の具体例としては、ナトリウム、ナトリウム−カリウム合金、マグネシウム、リチウム、マグネシウム／銅混合物、マグネシウム／銀混合物、マグネシウム／アルミニウム混合物、マグネシウム／インジウム混合物、アルミニウム／酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）混合物、インジウム、リチウム／アルミニウム混合物、希土類金属等が挙げられる。これらの中で、電子注入性及び酸化等に対する耐久性の点から、電子注入性金属とこれより仕事関数の値が大きく安定な金属である第二金属との混合物、例えばマグネシウム／銀混合物、マグネシウム／アルミニウム混合物、マグネシウム／インジウム混合物、アルミニウム／酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）混合物、リチウム／アルミニウム混合物等が好適である。上記陰極は、これらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法で薄膜を形成させることにより作製することができる。または、陰極としてのシート抵抗は数百Ω／□以下が好ましく、膜厚は通常１０ｎｍ〜１μｍ、好ましくは５０〜２００ｎｍの範囲で選ばれる。なお発光を透過させるため、有機ＥＬ素子の陽極または陰極の何れか一方が、透明または半透明であれば発光効率が向上するので好都合である。
【０１０３】
《有機ＥＬ素子の作製方法》
次に、有機ＥＬ素子の作製方法について説明する。
【０１０４】
薄膜化の方法としては、前記の如くスピンコート法、キャスト法、蒸着法等があるが、均質な膜が得られやすく、かつピンホールが生成しにくい等の点から、真空蒸着法が好ましい。薄膜化に真空蒸着法を採用する場合、その蒸着条件は、使用する化合物の種類、分子堆積膜の目的とする結晶構造、会合構造等により異なるが、一般にボート加熱温度５０〜４５０℃、真空度１０^-6〜１０^-3Ｐａ、蒸着速度０．０１ｎｍ／秒〜５０ｎｍ／秒、基板温度−５０℃〜３００℃、膜厚５ｎｍ〜５μｍの範囲で適宜選ぶことが望ましい。
【０１０５】
前記の様に、適当な基板上に所望の電極用物質、例えば陽極用物質からなる薄膜を１μｍ以下、好ましくは１０〜２００ｎｍの範囲の膜厚になるように、蒸着やスパッタリング等の方法により形成させて陽極を作製した後、該陽極上に前記の通り正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層／電子注入層からなる各層薄膜を形成させた後、その上に陰極用物質からなる薄膜を１μｍ以下、好ましくは５０〜２００ｎｍの範囲の膜厚になるように、例えば蒸着やスパッタリング等の方法により形成させて陰極を設け、所望の有機ＥＬ素子が得られる。この有機ＥＬ素子の作製は、一回の真空引きで一貫してこの様に正孔注入層から陰極まで作製するのが好ましいが、作製順序を逆にして、陰極、電子注入層、発光層、正孔注入層、陽極の順に作製することも可能である。このようにして得られた有機ＥＬ素子に、直流電圧を印加する場合には、陽極を＋、陰極を−の極性として電圧５〜４０Ｖ程度を印加すると、発光が観測できる。または、逆の極性で電圧を印加しても電流は流れずに発光は全く生じない。更に、交流電圧を印加する場合には、陽極が＋、陰極が−の状態になったときのみ発光する。なお印加する交流の波形は任意でよい。
【０１０６】
《表示装置》
本発明の有機ＥＬ素子は、照明用や露光光源のような一種のランプとして使用してもよいし、画像を投影するタイプのプロジェクション装置や、静止画像や動画像を直接視認するタイプの表示装置（ディスプレイ）として使用してもよい。動画再生用の表示装置として使用する場合の駆動方式は単純マトリクス（パッシブマトリクス）方式でもアクティブマトリクス方式でもどちらでもよい。または、異なる発光色を有する本発明の有機ＥＬ素子を２種以上使用することにより、フルカラー表示装置を作製することが可能である。
【０１０７】
本発明の有機ＥＬ素子から構成される表示装置の一例を図面に基づいて以下に説明する。
【０１０８】
図１は、有機ＥＬ素子から構成される表示装置の一例を示した模式図である。有機ＥＬ素子の発光により画像情報の表示を行う、例えば、携帯電話等のディスプレイの模式図である。
【０１０９】
ディスプレイ１は、複数の画素を有する表示部Ａ、画像情報に基づいて表示部Ａの画像走査を行う制御部Ｂ等からなる。
【０１１０】
制御部Ｂは、表示部Ａと電気的に接続され、複数の画素それぞれに外部からの画像情報に基づいて走査信号と画像データ信号を送り、走査信号により走査線毎の画素が画像データ信号に応じて順次発光して画像走査を行って画像情報を表示部Ａに表示する。
【０１１１】
図２は、表示部Ａの模式図である。
表示部Ａは基板上に、複数の走査線５及びデータ線６を含む配線部と、複数の画素３等とを有する。表示部Ａの主要な部材の説明を以下に行う。
【０１１２】
図においては、画素３の発光した光が、白矢印方向（下方向）へ取り出される場合を示している。
【０１１３】
配線部の走査線５及び複数のデータ線６は、それぞれ導電材料からなり、走査線５とデータ線６は格子状に直交して、直交する位置で画素３に接続している（詳細は図示せず）。
【０１１４】
画素３は、走査線５から走査信号が印加されると、データ線６から画像データ信号を受け取り、受け取った画像データに応じて発光する。発光の色が赤領域の画素、緑領域の画素、青領域の画素を、適宜、同一基板上に並置することによって、フルカラー表示が可能となる。
【０１１５】
次に、画素の発光プロセスを説明する。
図３は、画素の模式図である。
【０１１６】
画素は、有機ＥＬ素子１０、スイッチングトランジスタ１１、駆動トランジスタ１２、コンデンサ１３等を備えている。複数の画素に有機ＥＬ素子１０として、赤色、緑色、青色発光の有機ＥＬ素子を用い、これらを同一基板上に並置することでフルカラー表示を行うことができる。
【０１１７】
図３において、制御部Ｂからデータ線６を介してスイッチングトランジスタ１１のドレインに画像データ信号が印加される。そして、制御部Ｂから走査線５を介してスイッチングトランジスタ１１のゲートに走査信号が印加されると、スイッチングトランジスタ１１の駆動がオンし、ドレインに印加された画像データ信号がコンデンサ１３と駆動トランジスタ１２のゲートに伝達される。
【０１１８】
画像データ信号の伝達により、コンデンサ１３が画像データ信号の電位に応じて充電されるとともに、駆動トランジスタ１２の駆動がオンする。駆動トランジスタ１２は、ドレインが電源ライン７に接続され、ソースが有機ＥＬ素子１０の電極に接続されており、ゲートに印加された画像データ信号の電位に応じて電源ライン７から有機ＥＬ素子１０に電流が供給される。
【０１１９】
制御部Ｂの順次走査により走査信号が次の走査線５に移ると、スイッチングトランジスタ１１の駆動がオフする。しかし、スイッチングトランジスタ１１の駆動がオフしてもコンデンサ１３は充電された画像データ信号の電位を保持するので、駆動トランジスタ１２の駆動はオン状態が保たれて、次の走査信号の印加が行われるまで有機ＥＬ素子１０の発光が継続する。順次走査により次に走査信号が印加されたとき、走査信号に同期した次の画像データ信号の電位に応じて駆動トランジスタ１２が駆動して有機ＥＬ素子１０が発光する。
【０１２０】
すなわち、有機ＥＬ素子１０の発光は、複数の画素それぞれの有機ＥＬ素子１０に対して、アクティブ素子であるスイッチングトランジスタ１１と駆動トランジスタ１２を設けて、複数の画素３それぞれの有機ＥＬ素子１０の発光を行っている。このような発光方法をアクティブマトリクス方式と呼んでいる。
【０１２１】
ここで、有機ＥＬ素子１０の発光は、複数の階調電位を持つ多値の画像データ信号による複数の階調の発光でもよいし、２値の画像データ信号による所定の発光量のオン、オフでもよい。
【０１２２】
また、コンデンサ１３の電位の保持は、次の走査信号の印加まで継続して保持してもよいし、次の走査信号が印加される直前に放電させてもよい。
【０１２３】
本発明においては、上述したアクティブマトリクス方式に限らず、走査信号が走査されたときのみデータ信号に応じて有機ＥＬ素子を発光させるパッシブマトリクス方式の発光駆動でもよい。
【０１２４】
図４は、パッシブマトリクス方式による表示装置の模式図である。図４において、複数の走査線５と複数の画像データ線６が画素３を挟んで対向して格子状に設けられている。
【０１２５】
順次走査により走査線５の走査信号が印加されたとき、印加された走査線５に接続している画素３が画像データ信号に応じて発光する。
【０１２６】
パッシブマトリクス方式では画素３にアクティブ素子がなく、製造コストの低減が計れる。
【０１２７】
【実施例】
以下、実施例により本発明を説明するが、本発明の実施態様はこれらに限定されるものではない。
【０１２８】
実施例１
《有機ＥＬ素子の作製》
有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１−１〜１−１０を以下のように作製した。
【０１２９】
（有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１−１の作製）
陽極として１００ｍｍ×１００ｍｍ×１．１ｍｍのガラス基板上にＩＴＯ（インジウムチンオキシド）を１５０ｎｍの膜厚で製膜した透明基板（ＮＨテクノグラス社製ＮＡ−４５）にパターニングを行った後、このＩＴＯ透明電極（陽極）を設けた透明支持基板をイソプロピルアルコール中で超音波洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥し、ＵＶオゾン洗浄を５分間行なった。
【０１３０】
この透明支持基板を市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに固定し、一方、モリブデン製抵抗加熱ボートにα−ＮＰＤを２００ｍｇ入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにカルバゾール誘導体（ＣＢＰ）を２００ｍｇ入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにバソクロイン（ＢＣＰ）を２００ｍｇ入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートに燐光性化合物（Ｉｒ−１２）を１００ｍｇ入れ、更に別のモリブデン製抵抗加熱ボートにＡｌｑ₃を２００ｍｇ入れ、真空蒸着装置に取付けた。
【０１３１】
次いで、真空槽を４×１０^-4Ｐａまで減圧した後、α−ＮＰＤの入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度０．１ｎｍ／秒で透明支持基板に蒸着し、膜厚４５ｎｍの正孔輸送層を設けた。更に、ＣＢＰ（ホスト化合物として使用）と燐光性化合物Ｉｒ−１２（ドーパント化合物として使用）の入った前記加熱ボートに通電して加熱し、各々蒸着速度０．１ｎｍ／秒、０．０１ｎｍ／秒で前記正孔輸送層上に共蒸着して膜厚２０ｎｍの発光層を設けた。なお蒸着時の基板温度は室温であった。更に、ＢＣＰの入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度０．１ｎｍ／秒で前記発光層の上に蒸着して膜厚１０ｎｍの正孔阻止の役割も兼ねた電子輸送層を設けた。その上に、更に、Ａｌｑ₃の入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度０．１ｎｍ／秒で前記電子輸送層の上に蒸着して更に膜厚４０ｎｍの電子注入層を設けた。なお蒸着時の基板温度は室温であった。
【０１３２】
引き続きフッ化リチウム０．５ｎｍ及びアルミニウム１１０ｎｍを蒸着して、陰極バッファー層、陰極を各々形成し、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１−１（比較例）を作製した。
【０１３３】
【化８】

【０１３４】
図５に、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１−１の概略模式図を示す。
（有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１−２〜１−１０の作製）
上記有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１−１の作製において、発光層の形成に用いたホスト化合物ＣＢＰの代わりに、表１に示す化合物に置き換えた以外は全く同様にして、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１−２〜１−１０を作製した。
【０１３５】
得られた有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１−１〜ＯＬＥＤ１−１０の各々について下記のような評価を行った。
【０１３６】
《有機ＥＬ素子の評価》
以下のようにして有機ＥＬ素子の評価を行った。
【０１３７】
《発光輝度》
有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１−１では、初期駆動電圧３Ｖで電流が流れ始め、発光層のドーパントである燐光性化合物（Ｉｒ−１２）からの青色の発光を示した。
【０１３８】
次いで、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１−１を温度２３℃、乾燥窒素ガス雰囲気下において、１０Ｖ直流電圧を印加した時の発光輝度（ｃｄ／ｍ²）を測定した。発光輝度の測定はＣＳ−１０００（ミノルタ製）を用いた。
【０１３９】
次いで、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１−１の測定と同様にして、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１−２〜１−１０について発光輝度を測定した。発光輝度は、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１−１の発光輝度を１００とする相対値で示す。
【０１４０】
《耐久性》
有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１−１〜１−１０の各々において、１０ｍＡ／ｃｍ²の一定電流で駆動したときの初期輝度が半分に低下するのに要した時間、即ち、半減時間を耐久性の指標として示す。半減時間は、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１−１の半減時間を１００とする相対値で示す。
得られた結果を表１に示す。
【０１４１】
【表１】

【０１４２】
【化９】

【０１４３】
表１から得られた結果を詳細に説明すると、ＣＢＰや比較化合物１、２、４および５においては、カルバゾール環の活性部位が適切な置換基で置換されていないため、比較化合物３においては、ｔ−ブチル基で置換されてはいるが活性部位をカルバゾール環の活性部位を保護していないために、半減寿命が短くなっている。比較化合物６においては活性部位がフェニル基で置換されているもののフェニル基を使用しているためにカルバゾール環との共役が広がり、バンドギャップが狭くなったために、効率が低下していることがわかる。
【０１４４】
一方、本発明に係る前記一般式（１）で表される化合物をホスト化合物として用いた有機エレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ素子）は、発光輝度が高く、発光効率が向上し、且つ、耐久性が良好なことから、有機ＥＬ素子として非常に有用であることがわかった。
【０１４５】
また、燐光性化合物（Ｉｒ−１２）をＩｒ−１または、Ｉｒ−９に変更した以外は有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１−１〜１−１０と同様にして作製した有機ＥＬ素子においても上記と同様の効果が得られた。特に、耐久性については大幅な改善がみられた。尚、Ｉｒ−１を用いた素子からは緑色の発光が、Ｉｒ−９を用いた素子からは赤色の発光が得られた。
【０１４６】
実施例２
実施例１で作製したそれぞれ赤色、緑色、青色発光有機ＥＬ素子を同一基板上に並置し、図１に記載のような形態を有するアクティブマトリクス方式フルカラー表示装置を作製し、図２には、作製した前記表示装置の表示部Ａの模式図のみを示した。即ち同一基板上に、複数の走査線５及びデータ線６を含む配線部と、並置した複数の画素３（発光の色が赤領域の画素、緑領域の画素、青領域の画素等）とを有し、配線部の走査線５及び複数のデータ線６はそれぞれ導電材料からなり、走査線５とデータ線６は格子状に直交して、直交する位置で画素３に接続している（詳細は図示せず）。前記複数画素３は、それぞれの発光色に対応した有機ＥＬ素子、アクティブ素子であるスイッチングトランジスタと駆動トランジスタそれぞれが設けられたアクティブマトリクス方式で駆動されており、走査線５から走査信号が印加されると、データ線６から画像データ信号を受け取り、受け取った画像データに応じて発光する。この様に各赤、緑、青の画素を適宜、並置することによって、フルカラー表示が可能となる。
【０１４７】
該フルカラー表示装置を駆動することにより、輝度の高く耐久性の良好な、鮮明なフルカラー動画表示が得られた。
【０１４８】
【発明の効果】
本発明により、発光輝度、発光効率が共に高く、かつ、耐久性に優れた有機エレクトロルミネッセンス素子、及びこれを有する表示装置を提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】有機ＥＬ素子から構成される表示装置の一例を示した模式図である。
【図２】表示部Ａの模式図である。
【図３】画素の模式図である。
【図４】パッシブマトリクス方式による表示装置の模式図である。
【図５】有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１−１の概略模式図である。
【符号の説明】
１ディスプレイ
３画素
５走査線
６データ線
７電源ライン
１０有機ＥＬ素子
１１スイッチングトランジスタ
１２駆動トランジスタ
１３コンデンサ
Ａ表示部
Ｂ制御部

Claims

燐光性化合物をドーパント化合物として含有する発光層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子において、該有機エレクトロルミネッセンス素子を構成するいずれか１層に、分子量が３５０〜３０００である下記一般式（１）で表される化合物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。
一般式（１）Ｒ_4-n−Ｓｉ−［Ｌ−Ａ］_n
〔式中、Ｒは水素原子又は置換基を表し、Ｌは単なる結合手又は置換基を有さないフェニレン基を表し、Ａはカルバゾール残基を表し、Ｌとの結合部位がカルバゾール骨格のＮ位である場合は、カルバゾール残基の少なくとも一つ以上の置換箇所に、それぞれ置換基を有してもよいアルキル基（ただし、カルバゾール環の２位と７位に置換する場合はｔ−ブチル基であることはない）、アルキルオキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アルキルアミノ基、アリールアミノ基若しくは複素環基又は置換基を有するフェニル基又はアミノ基が置換されている。また、Ｌとの結合がカルバゾール骨格のＮ位以外である場合は、Ｎ位にはそれぞれ置換基を有してもよい分岐アルキル基、アルキルオキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アルキルアミノ基、アリールアミノ基若しくは複素環基又は置換フェニル基又はアミノ基が置換されている。ｎは３又は４の整数を表す。なお、複数のＡは同じでも異なってもよい。〕
前記一般式（１）で表される化合物をホスト化合物として発光層に含有することを特徴とする請求項１記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
前記燐光性化合物がイリジウム化合物、オスミウム化合物又は白金化合物であることを特徴とする請求項１又は２記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
前記燐光性化合物がイリジウム化合物であることを特徴とする請求項３記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
請求項１乃至４のいずれか１項記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を構成要素とする表示装置。