JP3092583B2

JP3092583B2 - 有機エレクトロルミネッセンス素子材料およびそれを使用した有機エレクトロルミネッセンス素子

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Publication number: JP3092583B2
Application number: JP10092223A
Authority: JP
Inventors: 泰三田中
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1998-03-23
Filing date: 1998-03-23
Publication date: 2000-09-25
Anticipated expiration: 2018-03-23
Also published as: JPH11273865A; TW417407B; KR19990078127A

Description

【発明の詳細な説明】

【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に関し、例えば、平面光源や表
示素子に用いて好適な有機エレクトロルミネッセンス素
子材料およびそれを使用した有機エレクトロルミネッセ
ンス素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】有機エレクトロルミネッセンス素子は、
陽極から注入された正孔と陰極から注入された電子が蛍
光能を有する発光層内で再結合し、励起状態から失括す
る際に光を放射する現象を利用するものである。これら
の研究は有機化合物の高い蛍光量子収率と、多種多様に
設計可能な分子構造に着目したところに端を発したもの
であったが、その発光輝度、発光効率は低く、実用レベ
ルとは言えなかった。

【０００３】しかし、その後、タング（Ｔａｎｇ）とバ
ンスリケ（Ｖａｎｓｌｙｋｅ）らは発光層のみの構成か
ら、正孔を輸送する能力に優れた材料（以下、正孔輸送
層という）とを組み合わせた積層構造をとることで、格
段にその性能が向上することを報告した（アプライド・
フィジックス・レター（ＡｐｐｌｉｅｄＰｈｙｓｉｃ
ｓＬｅｔｔｅｒ），５１巻，９１３ページ，１９８７
年）。これを機に、研究は正孔を注入する為のみの役割
を持った層（正孔注入層）、電子を輸送する為の役割を
持った層（電子輸送層）など、完全に機能分離するとい
う手法を基本としたものに集中され、各有機材料の高性
能化も相まって、表示装置としての実用化が近くなって
来ている。以下では、発光層、電子輸送層、正孔輸送
層、及び正孔注入層を総じて有機機能層という。

【０００４】最近では、緑色発光系としては、正孔注入
層にスターバースト系アミンを用いることで、輝度１０
万ｃｄ／ｍ²以上、発光効率１０ｌｍ／Ｗ以上（月刊デ
ィスプレイ、１９９５年９月号）、連続駆動時における
輝度の半減寿命１万時間以上が報告されている。また、
青色発光を呈する有機エレクトロルミネッセンス素子と
しては、ジスチリルアリーレン誘導体を発光材料に用い
て輝度２万ｃｄ／ｍ²以上、発光効率５ｌｍ／Ｗ、半減
寿命５千時間以上が報告されている。（日本化学会第７
０春季年会特別講演）。

【０００５】一方、赤色発光を呈する材料に関する研究
は、元々有機化合物が無機半導体材料よりも広いバンド
ギャップをもつという特徴を有する為、分子設計が容易
でないこと、また、合成された物質の成膜性が困難であ
ったり、高純度化の為の精製収率が悪い等の問題が発生
する理由上、実用レベルまでには至っていない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】こう言った背景のなか
で、赤色発光乃至多色化を図る方法として、特開平３−
１５２８９７に開示されたような試みがなされている。
これは、有機ＥＬ素子の前面に色変換層と呼ばれるフィ
ルタを挿入するものである。このフィルタは、有機ＥＬ
素子からの発光波長に吸収を持つと同時に、蛍光を発す
るような特性を持つものである。従って、ＥＬ素子から
の発光の一部がフィルタを透過する際に、色変換され、
赤色乃至多色発光として取り出されることになる。

【０００７】しかし、この方法ではＥＬ発光をフィルタ
で色変換する為の量子収率に限界がある為に、十分な発
光効率が得られないことや、フィルタ使用によるコスト
高を免れることができないといった問題があった。一
方、赤色発光を示すＥＬ材料を開示した例として、特開
平７−２８８１８４に示されたようなフタロシアニン系
化合物

【０００８】

【化２】

【０００９】（式中、Ｘは水素、Ｍはマグネシウム、リ
チウム、ナトリウム、カルシウム、亜鉛、アルミニウ
ム、ガリウムおよびインジウムよりなる群から選択され
る。（Ｙ）ＢはＢが０は又１であり、Ｂが１である場合
に、Ｙは塩素及びフッ素よりなる群から選択される。）

【００１０】特開平７−１６６１５９に示される、４−
ヒドロキシアクリジン化合物

【００１１】

【化３】

【００１２】（式中、Ｍは周期律表の２族、３族の金
属）

【００１３】特開平７−９０２５９に示されるような、
ビオラント類化合物

【００１４】

【化４】

【００１５】（式中、Ｒ₁、Ｒ₂、Ｒ₃、Ｒ₄、Ｒ₅、Ｒ
₆は、同一或いは異なっていて、水素原子、ハロゲン原
子、低級アルキル基、低級アルコキシ基、フェニル基、
ジアルキルアミノ基、ジフェニルアミノ基を示す。）

【００１６】特開平７−２３８２８０に示されるビオラ
ントロン誘導体

【００１７】

【化５】

【００１８】（式中、ＲはＨ、Ｃ_nＨ_2n+1、Ｃ
_nＨ_2n+1O、ＮＨ₂、Ｎ（Ｃ₆Ｈ₅）₂、ＮＯ₂、ＣＦ₃、ハロ
ゲン原子からなる群より選択される）などを挙げること
ができる。

【００１９】これらの材料を用いた赤色発光素子の構造
を図６をもとに説明する。まず、透明絶縁性支持基板２
０１上に、陽極として透明導電性薄膜２０２を積層す
る。さらに、その上部に、正孔輸送層２０３、上記赤色
発光層２０４、電子輸送層２０５を積層し、最後に上部
陰極層２０６を成膜する。

【００２０】赤色発光層２０４は、正孔および電子の注
入、輸送能力が低い為、正孔輸送層２０３と電子輸送層
２０５で狭持することで高効率化を図ることができる。
しかし、上記赤色発光材料は蛍光の量子収率が低く、素
子内部に流れる電流量を増加させても、約１０００ｃｄ
／ｍ²程度の輝度でしか発光できず、実用性には欠ける
ものである。また、フルカラー表示のための青色乃至白
色発光のための技術として、クマリン誘導体を用いた例
としては、特開平８−１５７８１５に示される

【００２１】

【化６】

【００２２】ようなクマリン誘導体と特定構造化合物と
の混合材料（式中Ｒ₁〜Ｒ₅は独立に水素、フッ素、アル
キル基、アルコキシ基、ジアルキルアミノ基、アルカノ
イルオキシ基、アルキルオキシカルボニル基、アリール
基、シアノ基、アルカノイル基またはトリフルオロメチ
ル基から選択され、Ｘは、ＯまたはＮＹ（Ｙは水素、ア
ルキル基またはアリール基を示す）を示し、ｎは０、１
又は２を示し、Ｒ₆は水素またはメチル基を示す）。

【００２３】特開平７−１２６３３０、特開平７−１８
８３４０で示される

【００２４】

【化７】

【００２５】クマリン誘導体と特定構造を有する化合物
との混合材料、（式中Ｒ₁〜Ｒ₅は独立に水素、フッ素、
アルキル基、アルコキシ基、ジアルキルアミノ基、アル
カノイルオキシ基、アルキルオキシカルボニル基、アリ
ール基、シアノ基、アルカノイル基またはトリフルオロ
メチル基から選択され、Ｘは、ＯまたはＮＹ（Ｙは水
素、アルキル基またはアリール基を示す）を示し、ｎは
０、１又は２を示し、Ｒ₆は水素またはメチル基を示
す。）を挙げることができる。

【００２６】これらの有機材料を発光層として用いた場
合、安定な青色発光が得られ、さらに発光層に対して、
緑色系、赤色系のドーパント材料を混入することで、白
色発光が可能となる。しかし、いずれの赤色発光材料を
用いても、十分な輝度が得られず、多色化を試みた場
合、色バランス低下の要因となる。

【００２７】第二の問題点は、成膜性の問題が挙げられ
る。上記クマリン誘導体は分子量５０万程度の高分子で
あるため、通常の成膜法である抵抗加熱型の真空蒸着が
行えず、トルエン、アセトン等の有機溶剤に溶解しての
スピンコーティング法を取らざるを得ない。回転数６０
００ｒｐｍ程度でコーティングした場合、薄膜の均一性
が真空蒸着法と比較して数％から数十％劣るだけでな
く、膜中に数ミクロン単位で欠陥が発生するおそれがあ
り、ひいては有機ＥＬ素子の寿命をも短命化する要因と
も成りうる。

【００２８】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の有機エ
レクトロルミネッセンス素子材料は、下記一般式（１）

【化１】（式中、Ｒ₁、Ｒ₂はそれぞれ独立に水素原子、
ハロゲン基、ヒドロキシル基、置換若しくは無置換のア
ミノ基、ニトロ基、シアノ基、置換若しくは無置換のア
ルキル基、置換若しくは無置換のアルケニル基、置換若
しくは無置換のシクロアルキル基、置換若しくは無置換
のアルコキシ基、置換若しくは無置換の芳香族炭化水素
基、置換若しくは無置換の芳香族複素環基、置換若しく
は無置換のアラルキル基、置換若しくは無置換のアリー
ルオキシ基、置換若しくは無置換のアルコキシカルボニ
ル基、カルボキシル基を表す）で示されるオキサゾロン
誘導体からなることを特徴とする。請求項２に記載の有
機エレクトロルミネッセンス素子は、一対の電極間に、
少なくとも１層以上の発光層を含む有機機能層を狭持し
た有機エレクトロルミネッセンス素子において、有機機
能層の少なくとも１層を構成する材料が、一般式（１）
で示されるオキサゾロン誘導体からなる有機エレクトロ
ルミネッセンス素子材料を含有することを特徴とする。
請求項３に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子
は、一対の電極間に、少なくとも１層以上の発光層を含
む有機機能層を狭持した有機エレクトロルミネッセンス
素子において、発光層が、一般式（１）で示されるオキ
サゾロン誘導体からなる有機エレクトロルミネッセンス
素子材料を含有する層であることを特徴とする。また、
発光層は、４５０ナノメートル乃至５９０ナノメートル
の波長に電界発光のスペクトルを持つ緑色発光材料、お
よび一般式（１）で示されるオキサゾロン誘導体からな
る有機エレクトロルミネッセンス素子材料を含有する層
であるようにすることができる。また、発光層は、キノ
リン系金属錯体、および前記一般式（１）で示されるオ
キサゾロン誘導体からなる有機エレクトロルミネッセン
ス素子材料を含有する層であるようにすることができ
る。また、発光層は、キノリン系金属錯体、および前記
一般式（１）で示されるオキサゾロン誘導体からなる有
機エレクトロルミネッセンス素子材料を含有し、前記有
機エレクトロルミネッセンス素子材料を、前記キノリン
系金属錯体に対して、０．００１重量パーセント（ｗｔ
％）乃至５０重量パーセント（ｗｔ％）の範囲で含有す
るようにすることができる。また、所定の基板上に、上
方から、陰極、発光層、陽極の順に備えるようにするこ
とができる。また、所定の基板上に、上方から、陰極、
電子輸送層、発光層、正孔輸送層、陽極の順に備えるよ
うにすることができる。また、所定の基板上に、上方か
ら、陰極、発光層、正孔輸送層、陽極の順に備えるよう
にすることができる。また、所定の基板上に、上方か
ら、陰極、電子輸送層、発光層、陽極の順に備えるよう
にすることができる。本発明に係る有機エレクトロルミ
ネッセンス素子材料およびそれを使用した有機エレクト
ロルミネッセンス素子においては、有機エレクトロルミ
ネッセンス素子材料が、一般式（１）で示されるオキサ
ゾロン誘導体からなり、一対の電極間に、少なくとも１
層以上の発光層を含む有機機能層を狭持した有機エレク
トロルミネッセンス素子の有機機能層の少なくとも１層
を構成する材料が、上記有機エレクトロルミネッセンス
素子材料を含有する

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の有機エレクトロル
ミネッセンス（ＥＬ）素子の実施の形態について説明す
る。本発明で用いられる有機ＥＬ素子材料を構成するオ
キサゾロン誘導体は、上記従来の問題点を解決するよう
な特徴を有する。すなわち、本発明の有機ＥＬ素子材料
は、高い量子収率を有する為に、有機ＥＬ素子の発光層
もしくは発光層中に微量混入することで、赤色領域にお
いて高い輝度で発光させることができる。また、本発明
の有機エレクトロルミネッセンス素子材料は、抵抗加熱
型の成膜法によって容易に薄膜化が可能である。加える
に、薄膜状態は極めて安定かつ平坦性に優れており、大
気中に放置された状態であっても、結晶化、凝集状態形
成といった膜構造の変化は認められず、有機ＥＬ素子の
長寿命化を図ることが容易である。

【００３０】本発明に係る有機ＥＬ素子において用いる
一般式（１）

【００３１】

【化１】

【００３２】で表される化合物の例を表１に挙げた。

【表１】

【００３３】一般式（１）で表される化合物は、これら
の例に限定されるものではない。また、本発明に係る有
機ＥＬ素子は、陰極と陽極の間に有機薄膜層を１層以上
積層した構造であり、その例として、図１乃至図４に示
すように、以下の４構造を挙げることができる。

【００３４】（１）陽極／発光層／陰極（図１）（２）陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
（図２）（３）陽極／発光層／電子輸送層／陰極（図３）（４）陽極／正孔輸送層／発光層／陰極（図４）

【００３５】一般式（１）で表される化合物は、上記の
有機ＥＬ素子における発光層に用いることができる。こ
の際、一般式（１）で表される化合物に加えて、他の正
孔輸送材料、電子輸送材料、発光材料との混合物として
用いることも可能である。本発明に係る有機ＥＬ素子に
用いられる正孔輸送材料は特に限定されず、通常、正孔
輸送材料として使用される化合物であればいかなる化合
物でも使用可能である。

【００３６】例えば、ビス（ジ（ｐ−トリル）アミノフ
ェニル）−１，１−シクロヘキサン、

【００３７】

【化８】

【００３８】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、

【００３９】

【化９】

【００４０】Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ−Ｎ−ビス（１
−ナフチル）−（１，１’−ビフェニル）−４，４’−
ジアミン、

【００４１】

【化１０】

【００４２】スターバースト型分子、

【００４３】

【化１１】

【００４４】等が挙げられる。

【００４５】また、本発明に係る有機ＥＬ素子に用いら
れる電子輸送材料は特に限定されず、通常、電子輸送材
料として使用されている化合物であればいかなる電子輸
送材料でも使用可能である。例えば、２−（４−ビフェ
ニル）−５−（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，３，４
−オキサジアゾール、

【００４６】

【化１２】

【００４７】ビス｛２−（４−ｔ−ブチルフェニル）−
１，３，４−オキサジアゾール｝−ｍ−フェニレン、

【００４８】

【化１３】

【００４９】等のオキサジアゾール誘導体、トリアゾー
ル誘導体、オキシン金属錯体等を挙げることができる。

【００５０】

【実施例】以下、本発明の実施例の製造方法または使用
方法に関して、具体的数値または具体的製造方法を特定
し、図面を参照して、本発明の実施例の動作を１つずつ
順を追って詳しく説明する。

【００５１】有機薄膜ＥＬ素子の陽極は、正孔を正孔輸
送層に注入する役割を担うものであり、４．５ｅＶ以上
の仕事関数を有することが効果的である。本発明に係る
有機ＥＬ素子に用いられる陽極材料の具体例としては、
酸化インジウム錫合金（ＩＴＯ）、酸化錫（ＮＥＳ
Ａ），金、銀、白金、銅等がある。また、陰極として
は、電子輸送層または発光層に電子を効率よく注入する
為に、陽極よりも仕事関数が小さい材料が好ましい。陰
極材料について特に限定されないが、具体的には、イン
ジウム、アルミニウム、マグネシウム、マグネシウム−
インジウム合金、マグネシウム−アルミニウム合金、ア
ルミニウム−リチウム合金、マグネシウム−銀合金等を
使用することができる。

【００５２】本発明に係る有機ＥＬ素子に係る有機ＥＬ
素子の各有機層の形成方法は特に限定されない。従来公
知の真空蒸着、スピンコーティング法による形成方法を
挙げることができる。本発明の有機ＥＬ素子に用いる一
般式（１）で表される有機薄膜層は、真空蒸着法、分子
線蒸着法（ＭＢＥ）、あるいは溶媒に溶かした溶液のデ
ィップ法、スピンコーティング法、キャスティング法、
バーコード法、ロールコート法等の塗布法による公知の
成膜法で形成することができる。本発明に係る有機ＥＬ
素子の各有機層の膜厚は特に限定されないが、一般に膜
厚が薄すぎるとピンホール等の欠陥が生じやすく、逆に
厚すぎると高い印加電圧を必要となり、効率が低下す
る。このため、各有機層の膜厚は１ｎｍ乃至数ｎｍから
１μｍの範囲が好ましい。

【００５３】以下、本発明の実施例について説明する
が、本発明の要旨を変更しない限り、本発明の実施例に
限定されるものではない。

【００５４】（合成例）表１中、化合物（１）４−（４−ジメチルアミノベンジ
リデン）−２−フェニル−５−オキサゾロンの合成。

【００５５】酢酸ナトリウム（０．１ｍｏｌ）の存在
下、ｐ−ジメチルアミノベンズアルデヒド（０．１ｍｏ
ｌ）と馬尿酸（０．１ｍｏｌ）を無水酢酸中（５００ｍ
ｌ）で２時間環流した。混合物を冷却し、析出した結晶
をトルエン−ヘキサンより再結晶すると、８２％の収率
で４−（４−ジメチルアミノベンジリデン）−２−フェ
ニル−５−オキサゾロンが得られた。

【００５６】（実施例１）実施例１に係る有機ＥＬ素子
の断面構造を図５に示す。本実施例に係る有機ＥＬ素子
は、ガラス基板１と、ガラス基板１上に形成された陽極
２及び陰極３と、陽極２と陰極３との間に挟み込まれた
発光層４とからなる。

【００５７】以下、実施例１に係る有機ＥＬ素子の作製
手順について説明する。まず、ガラス基板１上にＩＴＯ
をスパッタリングによってシート抵抗１５Ω／□以下に
なるように成膜し、陽極２とした。そのＩＴＯ付きガラ
スを、純水とイソプロピルアルコールにて、それぞれ約
４０分間、超音波洗浄を行った後、さらに沸騰させたイ
ソプロピルアルコール上で乾燥させた。さらにＵＶオゾ
ン洗浄装置にてこの基板を１０分間洗浄し、真空蒸着装
置の基板ホルダに取り付ける。

【００５８】また、高純度グラファイト製のるつぼに、
発光材料である上記合成例で得た４−（４−ジメチルア
ミノベンジリデン）−２−フェニル−５−オキサゾロン
を１ｇ入れ、これを通電用端子に取り付けた後、真空層
内を２×１０−４Ｐａまで排気した。そして、発光材料
が入ったるつぼに通電し、０．２〜０．３ｎｍ／Ｓｅｃ
の蒸着速度で６０ｎｍの膜厚になるまで蒸着した。次
に、真空層を大気圧に戻し、支持基板／ＩＴＯ／４−
（４−ジメチルアミノベンジリデン）−２−フェニル−
５−オキサゾロン層の上部にステンレス製蒸着マスクを
取り付ける。ここで、ＢＮ製ボートにアルミニウムを３
ｇ入れ、通電用端子に取り付ける。

【００５９】同様に、タングステン製のフィラメント
に、Ｌｉを１ｇ入れ、別の通電用端子に取り付ける。真
空層を１×１０−４Ｐａまで排気した後、アルミニウム
の蒸着速度が０．２ｎｍ／Ｓｅｃとなるように通電し、
同時にリチウムの蒸着速度が０．０２ｎｍ／Ｓｅｃとな
るよう別の蒸着電源を用いて通電した。両材料の蒸着速
度が安定してきたところでシャッターを開放し、混合膜
の膜厚が２０ｎｍとなったところでリチウムの蒸着電源
を止め、アルミニウム膜を１７０ｎｍの膜厚になるまで
成膜した。再び、真空層を大気圧に戻し、支持基板／Ｉ
ＴＯ／４−（４−ジメチルアミノベンジリデン）−２−
フェニル−５−オキサゾロン層／ＡｌＬｉ／Ａｌよりな
るＥＬ素子を作製した。

【００６０】この素子のＩＴＯを正極、アルミニウム電
極を負極とし、８Ｖ印可した結果、電流が１０ｍＡ／ｃ
ｍ²流れ、輝度３００ｃｄ／ｍ²の赤色発光を得た。この
時の発光効率は１．１ルーメン／ワット（ｌｍ／Ｗ）で
あった。また、この素子を大気中で５０００時間保存し
た後、非発光部面積の観測した結果、発光面積に対する
割合は約９％であった。

【００６１】次に、実施例１から得られる効果について
説明する。本発明の一例である４−（４−ジメチルアミ
ノベンジリデン）−２−フェニル−５−オキサゾロン
は、材料自体に赤色領域に高い蛍光の量子収率を持つ為
に、有機ＥＬ素子の発光材料として用いた場合、強い蛍
光を得ることができる。また、４−（４−ジメチルアミ
ノベンジリデン）−２−フェニル−５−オキサゾロンの
薄膜状態は安定であり、長時間有機ＥＬ素子を駆動する
ような熱的負荷を与えても、アモルファス状態を維持す
ることができる。すなわち有機ＥＬ素子のダークスポッ
ト（非発光部）形成は極力抑制すると言える。

【００６２】（実施例２）実施例１の場合と同様にして
用意したＩＴＯ付白板ガラスを蒸着機に装着した後、高
純度グラファイト製のるつぼに、正孔輸送層としてビス
（ジ（ｐ−トリル）アミノフェニル）−１，１−シクロ
ヘキサンを１ｇ入れ、別のるつぼに発光材料として４−
（４−ジメチルアミノベンジリデン）−２−フェニル−
５−オキサゾロンを１ｇ入れる。真空層を１×１０−４
Ｐａまで排気した後、ビス（ジ（ｐ−トリル）アミノフ
ェニル）−１，１−シクロヘキサンが入ったるつぼに通
電し、０．２〜０．３ｎｍ／Ｓｅｃの蒸着速度で５０ｎ
ｍの膜厚になるまで成膜した。

【００６３】つづいて、４−（４−ジメチルアミノベン
ジリデン）−２−フェニル−５−オキサゾロンが入った
るつぼに通電し、蒸着速度０．２〜０．４ｎｍで膜厚５
０ｎｍになるまで成膜した。次に真空層を大気圧に戻
し、支持基板／ＩＴＯ／ビス（ジ（ｐ−トリル）アミノ
フェニル）−１，１−シクロヘキサン層／４−（４−ジ
メチルアミノベンジリデン）−２−フェニル−５−オキ
サゾロン層の構造の素子に実施例１の方法と同様な手法
によって、陰極を形成した。

【００６４】ＥＬ素子を蒸着機から取り出したあと、実
施例１の場合と同様に通電試験を行った結果、電圧を６
Ｖ印可した時、１０ｍＡ／ｃｍ²の電流が流れ、輝度１
０００ｃｄ／ｍ²の赤色発光を得た。

【００６５】（実施例３）実施例１の場合と同様にして
用意したＩＴＯ付白板ガラスを蒸着機に装着した後、高
純度グラファイト製のるつぼに電子輸送材料としてビス
｛２−（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキ
サジアゾール｝−ｍ−フェニレンを１ｇ入れ、別のるつ
ぼに発光材料として４−（４−ジメチルアミノベンジリ
デン）−２−フェニル−５−オキサゾロンを１ｇ入れ
る。真空層を１×１０−４Ｐａまで排気した後、４−
（４−ジメチルアミノベンジリデン）−２−フェニル−
５−オキサゾロンが入ったるつぼに通電し、０．２〜
０．３ｎｍ／Ｓｅｃの蒸着速度で５０ｎｍの膜厚になる
まで成膜した。

【００６６】つづいて、ビス｛２−（４−ｔ−ブチルフ
ェニル）−１，３，４−オキサジアゾール｝−ｍ−フェ
ニレンが入ったるつぼに通電し、蒸着速度０．２〜０．
４ｎｍで膜厚５０ｎｍになるまで成膜した。次に、真空
層を大気圧に戻し、支持基板／ＩＴＯ／４−（４−ジメ
チルアミノベンジリデン）−２−フェニル−５−オキサ
ゾロン層／ビス｛２−（４−ｔ−ブチルフェニル）−
１，３，４−オキサジアゾール｝−ｍ−フェニレン層の
構造の素子に、実施例１の方法と同様の手法によって、
陰極を形成した。

【００６７】ＥＬ素子を蒸着機から取り出した後、実施
例１の場合と同様に通電試験を行った結果、電圧を６Ｖ
印可した時、６ｍＡ／ｃｍ²の電流が流れ、輝度２２０
ｃｄ／ｍ²の赤色発光を得た。

【００６８】（実施例４）実施例１の場合と同様にして
用意したＩＴＯ付白板ガラスを蒸着機に装着した後、高
純度グラファイト製のるつぼに、正孔輸送層としてビス
（ジ（ｐ−トリル）アミノフェニル）−１，１−シクロ
ヘキサンを１ｇ入れ、さらに別のるつぼに電子輸送材料
としてビス｛２−（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，
３，４−オキサジアゾール｝−ｍ−フェニレンを１ｇ入
れ、さらに別のるつぼに発光材料として４−（４−ジメ
チルアミノベンジリデン）−２−フェニル−５−オキサ
ゾロンを１ｇ入れる。

【００６９】真空層を１×１０−４Ｐａまで排気した
後、ビス（ジ（ｐ−トリル）アミノフェニル）−１，１
−シクロヘキサンが入ったるつぼに通電し、０．２〜
０．３ｎｍ／Ｓｅｃの蒸着速度で４０ｎｍの膜厚になる
まで成膜した。ついで、４−（４−ジメチルアミノベン
ジリデン）−２−フェニル−５−オキサゾロンが入った
るつぼに通電し、０．２〜０．３ｎｍ／Ｓｅｃの蒸着速
度で５０ｎｍの膜厚になるまで成膜した。

【００７０】最後にビス｛２−（４−ｔ−ブチルフェニ
ル）−１，３，４−オキサジアゾール｝−ｍ−フェニレ
ンが入ったるつぼに通電し、蒸着速度０．２〜０．４ｎ
ｍで膜厚５０ｎｍになるまで成膜した。次に、真空層を
大気圧に戻し、支持基板／ＩＴＯ／ビス（ジ（ｐ−トリ
ル）アミノフェニル）−１，１−シクロヘキサン／４−
（４−ジメチルアミノベンジリデン）−２−フェニル−
５−オキサゾロン層／ビス｛２−（４−ｔ−ブチルフェ
ニル）−１，３，４−オキサジアゾール｝−ｍ−フェニ
レン層の構造の素子に、実施例１の方法と同様の手法に
よって、陰極を形成した。

【００７１】ＥＬ素子を蒸着機から取り出した後、実施
例１の場合と同様に通電試験を行った結果、電圧を６Ｖ
印可した時、１５ｍＡ／ｃｍ²の電流が流れ、輝度４６
００ｃｄ／ｍ²の赤色発光を得た。

【００７２】（実施例５）実施例１の場合と同様に、支
持基板を洗浄後、蒸着装置に装着し、高純度グラファイ
ト製のるつぼに、正孔輸送層としてビス（ジ（ｐ−トリ
ル）アミノフェニル）−１，１−シクロヘキサンを１ｇ
入れ、別のるつぼに発光ホスト材料としてビススチリル
アントラセン誘導体（ＢＳＡ）を１ｇ入れる。さらに別
のるつぼに発光ドーパント材として４−（４−ジメチル
アミノベンジリデン）−２−フェニル−５−オキサゾロ
ン層を１ｇ入れ、それぞれ別の通電用端子に取り付け
る。また、別のるつぼに電子輸送材料としてビス｛２−
（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジア
ゾール｝−ｍ−フェニレンを１ｇ入れ、先の通電用端子
とは別の端子に取り付ける。

【００７３】真空層内を１×１０−４Ｐａまで排気した
後、ビス（ジ（ｐ−トリル）アミノフェニル）−１，１
−シクロヘキサンが入ったるつぼに通電し、０．２〜
０．３ｎｍ／Ｓｅｃの蒸着速度で膜厚５０ｎｍになるま
で成膜した。次に、ＢＳＡおよび４−（４−ジメチルア
ミノベンジリデン）−２−フェニル−５−オキサゾロン
が入ったるつぼにそれぞれ通電し、ＢＳＡが０．２〜
０．３ｎｍ／Ｓｅｃ、そして４−（４−ジメチルアミノ
ベンジリデン）−２−フェニル−５−オキサゾロンが
０．０１〜Ｏ．Ｏ２ｎｍ／Ｓｅｃになるように電流を制
御し、両者が安定となったところで同時に蒸着を開始し
た。

【００７４】ＢＳＡの膜厚が２０ｎｍ成膜された段階
で、４−（４−ジメチルアミノベンジリデン）−２−フ
ェニル−５−オキサゾロン層の通電を止めて、ＢＳＡの
みの膜を引き続き３０ｎｍ成膜した。つぎに、ビス｛２
−（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジ
アゾール｝−ｍ−フェニレンが入ったるつぼに通電し、
蒸着速度０．２〜０．４ｎｍで膜厚５０ｎｍになるまで
成膜した。

【００７５】こうして作製された支持基板／ＩＴＯ／ビ
ス（ジ（ｐ−トリル）アミノフェニル）−１，１−シク
ロヘキサン層／ＢＳＡ＋４−（４−ジメチルアミノベン
ジリデン）−２−フェニル−５−オキサゾロン／ＢＳＡ
／ビス｛２−（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，３，４
−オキサジアゾール｝−ｍ−フェニレン層の構造を有す
る素子に、さらに実施例１の場合と同様の方法により、
陰極を形成した。

【００７６】そして、実施例１の場合と同様に通電試験
を行った結果、印可電圧５Ｖの時に、電流密度１０ｍＡ
／ｃｍ²に相当する電流が流れ、１２００ｃｄ／ｍ²の赤
色発光が得られた。この素子を窒素中において、５ｍＡ
／ｃｍ²の電流密度で駆動試験を行い、輝度の半減時間
を測定すると約１０００時間であった。

【００７７】（実施例６乃至１０）発光ホスト材料を、
８−キノリノールアルミ錯体とした以外は、実施例５の
場合と同様の方法でＥＬ素子を作製した。なお、このと
き、各実施例毎に、表２に示したような発光ホスト材料
とドーパント材料との重量比の条件下で作製した。これ
らの素子に対して、実施例１の場合と同様に通電試験を
行うと同時に、窒素中での電流密度５ｍＡ／ｃｍ²の駆
動条件で、輝度の半減時間を観測した。その結果、表２
に示したように、これらの作製条件下では、効率、駆動
寿命に優れた素子を得ることができる。

【００７８】（実施例１１）正孔輸送材料を、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’−ジアミンとした以外
は実施例２の場合と同様の方法で有機ＥＬ素子を作製し
た。この素子に対して実施例１の場合と同様に通電試験
を行うと、６Ｖ印加時に電流密度１５ｍＡ／ｃｍ²に相
当する電流が流れ、輝度約２８００ｃｄ／ｍ²の赤色発
光が得られた。

【００７９】（実施例１２）正孔輸送材料を、Ｎ，Ｎ’
−ジフェニル−Ｎ−Ｎ−ビス（１−ナフチル）−（１，
１’−ビフェニル）−４，４’−ジアミンとした以外は
実施例２の場合と同様の方法で有機ＥＬ素子を作製し
た。この素子に対して実施例１の場合と同様に通電試験
を行うと、６Ｖ印加時に電流密度１０ｍＡ／ｃｍ²に相
当する電流が流れ、輝度約２４００ｃｄ／ｍ²の赤色発
光が得られた。

【００８０】（実施例１３）電子輸送材料を、２−（４
−ビフェニル）−５−（４−ｔ−ブチルフェニル）−
１，３，４−オキサジアゾールとした以外は実施例３の
場合と同様の方法で有機ＥＬ素子を作製した。この素子
に対して実施例１の場合と同様に通電試験を行うと、６
Ｖ印加時に電流密度１０ｍＡ／ｃｍ²に相当する電流が
流れ、輝度約２４００ｃｄ／ｍ²の赤色発光が得られ
た。

【００８１】（実施例１４）正孔輸送材料を、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、電子輸送
材料を、２−（４−ビフェニル）−５−（４−ｔ−ブチ
ルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾールとした以
外は実施例４の場合と同様の方法で有機ＥＬ素子を作製
した。この素子に対して実施例１の場合と同様に通電試
験を行うと、６Ｖ印加時に電流密度２０ｍＡ／ｃｍ²に
相当する電流が流れ、輝度約４８００ｃｄ／ｍ²の赤色
発光が得られた。

【００８２】（実施例１５）正孔輸送材料を、Ｎ，Ｎ’
−ジフェニル−Ｎ−Ｎ−ビス（１−ナフチル）−（１，
１’−ビフェニル）−４，４’−ジアミン、電子輸送材
料を、２−（４−ビフェニル）−５−（４−ｔ−ブチル
フェニル）−１，３，４−オキサジアゾ−ルとした以外
は実施例４の場合と同様の方法で有機ＥＬ素子を作製し
た。この素子に対して実施例１の場合と同様に通電試験
を行うと、６Ｖ印加時に電流密度２０ｍＡ／ｃｍ²に相
当する電流が流れ、輝度約３６００ｃｄ／ｍ²の赤色発
光が得られた。

【００８３】（実施例１６）発光材料を、４−（４−ジ
メチルアミノベンジリデン）−２−メチル−５−オキサ
ゾロンとした以外は実施例１の場合と同様の方法で有機
ＥＬ素子を作製した。この素子に対して実施例１の場合
と同様に通電試験を行うと、６Ｖ印加時に電流密度２ｍ
Ａ／ｃｍ²に相当する電流が流れ、輝度約４０ｃｄ／ｍ²
の赤色発光が得られた。

【００８４】（実施例１７）発光材料を、４−（４−ジ
メチルアミノベンジリデン）−２−メチル−５−オキサ
ゾロンとした以外は実施例２の場合と同様の方法で有機
ＥＬ素子を作製した。この素子に対して実施例１の場合
と同様に通電試験を行うと、６Ｖ印加時に電流密度５ｍ
Ａ／ｃｍ²に相当する電流が流れ、輝度約５５ｃｄ／ｍ²
の赤色発光が得られた。

【００８５】（実施例１８）発光材料を、４−（４−ジ
メチルアミノベンジリデン）−２−メチル−５−オキサ
ゾロンとした以外は実施例３の場合と同様の方法で有機
ＥＬ素子を作製した。この素子に対して実施例１の場合
と同様に通電試験を行うと、６Ｖ印加時に電流密度２ｍ
Ａ／ｃｍ²に相当する電流が流れ、輝度約７０ｃｄ／ｍ²
の赤色発光が得られた。

【００８６】（実施例１９）発光材料を、４−（４−ジ
メチルアミノベンジリデン）−２−メチル−５−オキサ
ゾロンとした以外は実施例４の場合と同様の方法で有機
ＥＬ素子を作製した。この素子に対して実施例１の場合
と同様に通電試験を行うと、６Ｖ印加時に電流密度２ｍ
Ａ／ｃｍ²に相当する電流が流れ、輝度約４０ｃｄ／ｍ²
の赤色発光が得られた。

【００８７】（実施例２０）発光材料を、４−（４−ジ
メチルアミノベンジリデン）−２−メチル−５−オキサ
ゾロンとし、正孔輸送材料を、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’−ジアミンとした以外は実施例２の場合
と同様の方法で有機ＥＬ素子を作製した。この素子に対
して実施例１の場合と同様に通電試験を行うと、６Ｖ印
加時に電流密度４ｍＡ／ｃｍ²に相当する電流が流れ、
輝度約８０ｃｄ／ｍ²の赤色発光が得られた。

【００８８】（実施例２１）発光材料を、４−（４−ジ
メチルアミノベンジリデン）−２−メチル−５−オキサ
ゾロンとし、電子輸送材料を、２−（４−ビフェニル）
−５−（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキ
サジアゾ−ルとした以外は実施例３の場合と同様の方法
で有機ＥＬ素子を作製した。この素子に対して実施例１
の場合と同様に通電試験を行うと、６Ｖ印加時に電流密
度４ｍＡ／ｃｍ²に相当する電流が流れ、輝度約１００
ｃｄ／ｍ²の赤色発光が得られた。

【００８９】なお、一般式（１）で示される有機ＥＬ素
子材料は、発光層内において、キノリン系金属錯体等の
ホスト物質に対して、０．００１重量パーセント（ｗｔ
％）乃至５０重量パーセント（ｗｔ％）の範囲で含有す
るようにすることが望ましい。

【００９０】

【発明の効果】以上の如く、本発明に係る有機エレクト
ロルミネッセンス素子材料およびそれを使用した有機エ
レクトロルミネッセンス素子によれば、有機エレクトロ
ルミネッセンス素子材料が、一般式（１）で示されるオ
キサゾロン誘導体からなり、一対の電極間に、少なくと
も１層以上の発光層を含む有機機能層を狭持した有機エ
レクトロルミネッセンス素子の有機機能層の少なくとも
１層を構成する材料が、上記有機エレクトロルミネッセ
ンス素子材料を含有するようにしたので、発光層を赤色
領域において高い輝度で発光させるとともに、長寿命化
することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る有機ＥＬ素子の断面図である。

【図２】本発明に係る有機ＥＬ素子の断面図である。

【図３】本発明に係る有機ＥＬ素子の断面図である。

【図４】本発明に係る有機ＥＬ素子の断面図である。

【図５】本発明に係る有機ＥＬ素子の断面図である。

【図６】従来の有機ＥＬ素子の一例の構成を示す斜視図
である。

【符号の説明】

１ガラス基板２陽極３陰極４発光層５正孔輸送層６電子輸送層２０１透明支持基板２０２透明導電性薄膜２０３正孔輸送層２０４赤色発光層２０５電子輸送層２０６上部陰極層

【表２】

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】下記一般式（１）【化１】（式中、Ｒ₁、Ｒ₂はそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン
基、ヒドロキシル基、置換若しくは無置換のアミノ基、
ニトロ基、シアノ基、置換若しくは無置換のアルキル
基、置換若しくは無置換のアルケニル基、置換若しくは
無置換のシクロアルキル基、置換若しくは無置換のアル
コキシ基、置換若しくは無置換の芳香族炭化水素基、置
換若しくは無置換の芳香族複素環基、置換若しくは無置
換のアラルキル基、置換若しくは無置換のアリールオキ
シ基、置換若しくは無置換のアルコキシカルボニル基、
カルボキシル基を表す）で示されるオキサゾロン誘導体
からなることを特徴とする有機エレクトロルミネッセン
ス素子材料。
【請求項２】一対の電極間に、少なくとも１層以上の
発光層を含む有機機能層を狭持した有機エレクトロルミ
ネッセンス素子において、前記有機機能層の少なくとも
１層を構成する材料が、前記一般式（１）で示されるオ
キサゾロン誘導体からなる有機エレクトロルミネッセン
ス素子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。
【請求項３】一対の電極間に、少なくとも１層以上の
発光層を含む有機機能層を狭持した有機エレクトロルミ
ネッセンス素子において、前記発光層が、前記一般式（１）で示されるオキサゾロ
ン誘導体からなる有機エレクトロルミネッセンス素子材
料を含有する層であることを特徴とする有機エレクトロ
ルミネッセンス素子。
【請求項４】前記発光層は、４５０ナノメートル乃至
５９０ナノメートルの波長に電界発光のスペクトルを持
つ緑色発光材料、および前記一般式（１）で示されるオ
キサゾロン誘導体からなる有機エレクトロルミネッセン
ス素子材料を含有する層であることを特徴とする請求項
２または請求項３に記載の有機エレクトロルミネッセン
ス素子。
【請求項５】前記発光層は、キノリン系金属錯体、お
よび前記一般式（１）で示されるオキサゾロン誘導体か
らなる有機エレクトロルミネッセンス素子材料を含有す
る層であることを特徴とする請求項２または請求項３に
記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項６】前記発光層は、キノリン系金属錯体、お
よび前記一般式（１）で示されるオキサゾロン誘導体か
らなる有機エレクトロルミネッセンス素子材料を含有
し、前記有機エレクトロルミネッセンス素子材料を、前
記キノリン系金属錯体に対して、０．００１重量パーセ
ント（ｗｔ％）乃至５０重量パーセント（ｗｔ％）の範
囲で含有することを特徴とする請求項２または請求項３
に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項７】所定の基板上に、上方から、陰極、発光
層、陽極の順に備えたことを特徴とする請求項２または
請求項３に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項８】所定の基板上に、上方から、陰極、電子
輸送層、発光層、正孔輸送層、陽極の順に備えたことを
特徴とする請求項２または請求項３に記載の有機エレク
トロルミネッセンス素子。
【請求項９】所定の基板上に、上方から、陰極、発光
層、正孔輸送層、陽極の順に備えたことを特徴とする請
求項２または請求項３に記載の有機エレクトロルミネッ
センス素子。
【請求項１０】所定の基板上に、上方から、陰極、電
子輸送層、発光層、陽極の順に備えたことを特徴とする
請求項２または請求項３に記載の有機エレクトロルミネ
ッセンス素子。