JP3548840B2 - 有機エレクトロルミネッセンス材料および該材料を用いたエレクトロルミネッセンス素子 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は平面光源やディスプレイに使用される有機エレクトロルミネッセンス(EL)素子およびこれに用いられる有機EL材料に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
有機EL素子は、自発光の面状表示素子としての利用が注目されている。この発光素子は、有機層を積層する事によって大幅に発光効率の改善がなされ、印加電圧10V弱で高輝度な発光が実現している(アプライド・フィジクス・レターズ(Applied Physics Letters)、51巻’87年913、56巻’90年799)。その基本となる素子構成は、陽極/正孔輸送帯域/EL発光帯域/電子輸送帯域/陰極となっているものがほとんどである。また、正孔輸送帯域、電子輸送帯域の片方または両方を設けない場合もある。各帯域は1層からなる場合もあるが複数層からなる場合もある。
【0003】
従来の有機EL素子の多くは、正孔輸送帯域にトリフェニルアミン多量体を用いている。その中でも特に1,1−ビス(4−ジパラトリルアミノフェニル)シクロヘキサン、または、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’−ジアミンは、正孔注入特性が良く、成膜性が良いため、好んで用いられている。これらの材料は形成直後は均一な膜であるが、数日後にはかなり凝集が進む事が報告されており(’93春応用物理学会予講集30a−SZK−1,’93年秋応用物理学会予講集29a−ZC−8)、そのため素子の輝度低下が早い(アプライド・フィジクス・レターズ(Applied Physics Letters)、68巻’96年1787)。
【0004】
これに対して、ポルフィリン系化合物を正孔輸送層に用いるという方法も開示されているが(特開昭57−51781号公報)、この場合でも素子作成後の正孔輸送層の結晶化や凝集が素子の性能の低下をもたらした。
また、正孔輸送材料としてスターバースト型の3級アミン誘導体を用いる方法が特公平7−110940、アプライド・フィジクス・レターズ(Applied Physics Letters)、65巻’94年807に開示されている。しかし、この構成においても十分な高輝度連続発光を得ることはできていない。
【0005】
また、ピンホールを減少させて素子の安定性を上げるために、正孔輸送層として、陽極側から正孔注入性ポルフィリン系化合物の層と正孔注入性芳香族3級アミンの層の2層を用いるという有機EL素子の構成が開示されている(特開昭63−295695号公報)。しかし、この構成でも素子の安定性の向上は不十分である。
また、フルカラーディスプレイ等の発光デバイスに用いる場合、従来の有機EL素子は輝度が不十分であり、高輝度化が望まれている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
前述のように、有機EL素子の寿命は他の発光素子と比べると短く、また輝度特性も不十分であるために、実用化の妨げとなっている。
本発明は、以上のような従来の事情に対処してなされたもので、長寿命、高輝度発光の有機EL素子を提供する事を目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明の有機EL材料は、下記一般式(I)で示される化合物を含むことを特徴とする。
【0008】
【化8】
(式中、A1〜A3はそれぞれ独立に一般式(II)で示される置換基を表す。A1〜A3は同一であっても異なっていても構わない。)
【0009】
【化9】
【0010】
(式中、Z1〜Z4、Z7〜Z10のうち1つ以上は、それぞれ独立に、ハロゲン原子、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(ただしスチリル基を除く)、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し、それ以外は水素原子を表す。また、Z1とZ2、Z3とZ4、Z7〜Z10は隣接する2つで結合して環を形成していても良い。Z5、Z6はそれぞれ独立に水素原子、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を表す。Ar1、Ar2はそれぞれ独立に置換基を有してもよいアリール基を表す。)
【0018】
また、本発明の有機EL素子は、一層または複数層の有機薄膜層を陽極および陰極で挟持してなるものであって、該有機薄膜が上記一般式(I)で示される化合物を含むことを特徴とする。
【0019】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について説明する。図1(a)は、本発明の有機EL材料を用いて製作される有機EL素子の断面図である。図1(a)において、11はガラス基板、12は陽極、13は正孔輸送層、14は発光層、15は電子輸送層、16は陰極である。本発明の有機EL材料は、正孔輸送層13、発光層14、電子輸送層15の中のいずれか1層または複数の層を形成するために用いられる。
正孔輸送層13、電子輸送層15についてはいずれか一方若しくはその双方を省略することができる。電子輸送層15を省略した例を図2(a)に、両者を省略した例を図3に示す。また、正孔輸送層13については、図1(b)、図2(b)に示されるように、陽極側の第1正孔輸送層13aと、発光層側の第2正孔輸送層13bとの2層に分けて形成するようにしてもよい。この場合、第1正孔輸送層13aが本発明に係る有機EL材料を用いて形成され、第2正孔輸送層13bは他の公知の正孔輸送層用有機材料を用いて形成される。
また、陽極12と正孔輸送層13との間若しくは陽極12と第1正孔輸送層13aとの間には陽極界面層を設けることができる。図2(a)に示した有機EL素子の陽極12と正孔輸送層13との間に陽極界面層を設けた例を図4に示す。
【0020】
一般式( II )において、ハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素が挙げられる。また、置換若しくは無置換のアミノ基は−NX1X2と表され、 X1、 X2としてはそれぞれ独立に、水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、s−ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、ヒドロキシメチル基、1−ヒドロキシエチル基、2−ヒドロキシエチル基、2−ヒドロキシイソブチル基、1,2−ジヒドロキシエチル基、1,3−ジヒドロキシイソプロピル基、2,3−ジヒドロキシ−t−ブチル基、1,2,3−トリヒドロキシプロピル基、クロロメチル基、1−クロロエチル基、2−クロロエチル基、2−クロロイソブチル基、1,2−ジクロロエチル基、1,3−ジクロロイソプロピル基、2,3−ジクロロ−t−ブチル基、1,2,3−トリクロロプロピル基、ブロモメチル基、1−ブロモエチル基、2−ブロモエチル基、2−ブロモイソブチル基、1,2−ジブロモエチル基、1,3−ジブロモイソプロピル基、2,3−ジブロモt−ブチル基、1,2,3−トリブロモプロピル基、ヨードメチル基、1−ヨードエチル基、2−ヨードエチル基、2−ヨードイソブチル基、1,2−ジヨードエチル基、1,3−ジヨードイソプロピル基、2,3−ジヨードt−ブチル基、1,2,3−トリヨードプロピル基、アミノメチル基、1−アミノエチル基、2−アミノエチル基、2−アミノイソブチル基、1,2−ジアミノエチル基、1,3−ジアミノイソプロピル基、2,3−ジアミノt−ブチル基、1,2,3−トリアミノプロピル基、シアノメチル基、1−シアノエチル基、2−シアノエチル基、2−シアノイソブチル基、1,2−ジシアノエチル基、1,3−ジシアノイソプロピル基、2,3−ジシアノt−ブチル基、1,2,3−トリシアノプロピル基、ニトロメチル基、1−ニトロエチル基、2−ニトロエチル基、2−ニトロイソブチル基、1,2−ジニトロエチル基、1,3−ジニトロイソプロピル基、2,3−ジニトロt−ブチル基、1,2,3−トリニトロプロピル基、フェニル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基、1−アントリル基、2−アントリル基、9−アントリル基、1−フェナントリル基、2−フェナントリル基、3−フェナントリル基、4−フェナントリル基、9−フェナントリル基、1−ナフタセニル基、2−ナフタセニル基、9−ナフタセニル基、4−スチリルフェニル基、1−ピレニル基、2−ピレニル基、4−ピレニル基、2−ビフェニルイル基、3−ビフェニルイル基、4−ビフェニルイル基、p−ターフェニル−4−イル基、p−ターフェニル−3−イル基、p−ターフェニル−2−イル基、m−ターフェニル−4−イル基、m−ターフェニル−3−イル基、m−ターフェニル−2−イル基、o−トリル基、m−トリル基、p−トリル基、p−t−ブチルフェニル基、p−(2−フェニルプロピル)フェニル基、3-メチル−2−ナフチル基、4−メチル−1−ナフチル基、4−メチル−1−アントリル基、4'−メチルビフェニルイル基、4''−t−ブチル−p−ターフェニル−4−イル基、2−ピロリル基、3−ピロリル基、ピラジニル基、2−ピリジニル基、3−ピリジニル基、4−ピリジニル基、2−インドリル基、3−インドリル基、4−インドリル基、5−インドリル基、6−インドリル基、7−インドリル基、1−イソインドリル基、3−イソインドリル基、4−イソインドリル基、5−イソインドリル基、6−イソインドリル基、7−イソインドリル基、2−フリル基、3−フリル基、2−ベンゾフラニル基、3−ベンゾフラニル基、4−ベンゾフラニル基、5−ベンゾフラニル基、6−ベンゾフラニル基、7−ベンゾフラニル基、1−イソベンゾフラニル基、3−イソベンゾフラニル基、4−イソベンゾフラニル基、5−イソベンゾフラニル基、6−イソベンゾフラニル基、7−イソベンゾフラニル基、2−キノリル基、3−キノリル基、4−キノリル基、5−キノリル基、6−キノリル基、7−キノリル基、8−キノリル基、1−イソキノリル基、3−イソキノリル基、4−イソキノリル基、5−イソキノリル基、6−イソキノリル基、7−イソキノリル基、8−イソキノリル基、2−キノキサリニル基、5−キノキサリニル基、6−キノキサリニル基、1−カルバゾリル基、2−カルバゾリル基、3−カルバゾリル基、4−カルバゾリル基、1−フェナンスリジニル基、2−フェナンスリジニル基、3−フェナンスリジニル基、4−フェナンスリジニル基、6−フェナンスリジニル基、7−フェナンスリジニル基、8−フェナンスリジニル基、9−フェナンスリジニル基、10−フェナンスリジニル基、1−アクリジニル基、2−アクリジニル基、3−アクリジニル基、4−アクリジニル基、9−アクリジニル基、1,7−フェナンスロリン−2−イル基、1,7−フェナンスロリン−3−イル基、1,7−フェナンスロリン−4−イル基、1,7−フェナンスロリン−5−イル基、1,7−フェナンスロリン−6−イル基、1,7−フェナンスロリン−8−イル基、1,7−フェナンスロリン−9−イル基、1,7−フェナンスロリン−10−イル基、1,8−フェナンスロリン−2−イル基、1,8−フェナンスロリン−3−イル基、1,8−フェナンスロリン−4−イル基、1,8−フェナンスロリン−5−イル基、1,8−フェナンスロリン−6−イル基、1,8−フェナンスロリン−7−イル基、1,8−フェナンスロリン−9−イル基、1,8−フェナンスロリン−10−イル基、1,9−フェナンスロリン−2−イル基、1,9−フェナンスロリン−3−イル基、1,9−フェナンスロリン−4−イル基、1,9−フェナンスロリン−5−イル基、1,9−フェナンスロリン−6−イル基、1,9−フェナンスロリン−7−イル基、1,9−フェナンスロリン−8−イル基、1,9−フェナンスロリン−10−イル基、1,10−フェナンスロリン−2−イル基、1,10−フェナンスロリン−3−イル基、1,10−フェナンスロリン−4−イル基、1,10−フェナンスロリン−5−イル基、2,9−フェナンスロリン−1−イル基、2,9−フェナンスロリン−3−イル基、2,9−フェナンスロリン−4−イル基、2,9−フェナンスロリン−5−イル基、2,9−フェナンスロリン−6−イル基、2,9−フェナンスロリン−7−イル基、2,9−フェナンスロリン−8−イル基、2,9−フェナンスロリン−10−イル基、2,8−フェナンスロリン−1−イル基、2,8−フェナンスロリン−3−イル基、2,8−フェナンスロリン−4−イル基、2,8−フェナンスロリン−5−イル基、2,8−フェナンスロリン−6−イル基、2,8−フェナンスロリン−7−イル基、2,8−フェナンスロリン−9−イル基、2,8−フェナンスロリン−10−イル基、2,7−フェナンスロリン−1−イル基、2,7−フェナンスロリン−3−イル基、2,7−フェナンスロリン−4−イル基、2,7−フェナンスロリン−5−イル基、2,7−フェナンスロリン−6−イル基、2,7−フェナンスロリン−8−イル基、2,7−フェナンスロリン−9−イル基、2,7−フェナンスロリン−10−イル基、1−フェナジニル基、2−フェナジニル基、1−フェノチアジニル基、2−フェノチアジニル基、3−フェノチアジニル基、4−フェノチアジニル基、1−フェノキサジニル基、2−フェノキサジニル基、3−フェノキサジニル基、4−フェノキサジニル基、2−オキサゾリル基、4−オキサゾリル基、5−オキサゾリル基、2−オキサジアゾリル基、5−オキサジアゾリル基、3−フラザニル基、2−チエニル基、3−チエニル基、2−メチルピロール−1−イル基、2−メチルピロール−3−イル基、2−メチルピロール−4−イル基、2−メチルピロール−5−イル基、3−メチルピロール−1−イル基、3−メチルピロール−2−イル基、3−メチルピロール−4−イル基、3−メチルピロール−5−イル基、2−t−ブチルピロール−4−イル基、3−(2−フェニルプロピル)ピロール−1−イル基、2−メチル−1−インドリル基、4−メチル−1−インドリル基、2−メチル−3−インドリル基、4−メチル−3−インドリル基、2−t−ブチル1−インドリル基、4−t−ブチル1−インドリル基、2−t−ブチル3−インドリル基、4−t−ブチル3−インドリル基等が挙げられる。
【0021】
置換若しくは無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、イソプロピル基、n−ブチル基、s−ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、ヒドロキシメチル基、1−ヒドロキシエチル基、2−ヒドロキシエチル基、2−ヒドロキシイソブチル基、1,2−ジヒドロキシエチル基、1,3−ジヒドロキシイソプロピル基、2,3−ジヒドロキシ−t−ブチル基、1,2,3−トリヒドロキシプロピル基、クロロメチル基、1−クロロエチル基、2−クロロエチル基、2−クロロイソブチル基、1,2−ジクロロエチル基、1,3−ジクロロイソプロピル基、2,3−ジクロロ−t−ブチル基、1,2,3−トリクロロプロピル基、ブロモメチル基、1−ブロモエチル基、2−ブロモエチル基、2−ブロモイソブチル基、1,2−ジブロモエチル基、1,3−ジブロモイソプロピル基、2,3−ジブロモt−ブチル基、1,2,3−トリブロモプロピル基、ヨードメチル基、1−ヨードエチル基、2−ヨードエチル基、2−ヨードイソブチル基、1,2−ジヨードエチル基、1,3−ジヨードイソプロピル基、2,3−ジヨードt−ブチル基、1,2,3−トリヨードプロピル基、アミノメチル基、1−アミノエチル基、2−アミノエチル基、2−アミノイソブチル基、1,2−ジアミノエチル基、1,3−ジアミノイソプロピル基、2,3−ジアミノt−ブチル基、1,2,3−トリアミノプロピル基、シアノメチル基、1−シアノエチル基、2−シアノエチル基、2−シアノイソブチル基、1,2−ジシアノエチル基、1,3−ジシアノイソプロピル基、2,3−ジシアノt−ブチル基、1,2,3−トリシアノプロピル基、ニトロメチル基、1−ニトロエチル基、2−ニトロエチル基、2−ニトロイソブチル基、1,2−ジニトロエチル基、1,3−ジニトロイソプロピル基、2,3−ジニトロt−ブチル基、1,2,3−トリニトロプロピル基等が挙げられる。置換若しくは無置換のアルケニル基としては、ビニル基、アリル基、1−ブテニル基、2−ブテニル基、3−ブテニル基、1,3−ブタンジエニル基、1−メチルビニル基、1−メチルアリル基、1,1−ジメチルアリル基、2−メチルアリル基、1−フェニルアリル基、2−フェニルアリル基、3−フェニルアリル基、3,3−ジフェニルアリル基、1,2−ジメチルアリル基、1−フェニル−1−ブテニル基、3−フェニル−1−ブテニル基等が挙げられる。置換若しくは無置換のシクロアルキル基としては、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、4−メチルシクロヘキシル基等が挙げられる。置換若しくは無置換のアルコキシ基は、−OYで表される基であり、Yとしては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、s−ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、ヒドロキシメチル基、1−ヒドロキシエチル基、2−ヒドロキシエチル基、2−ヒドロキシイソブチル基、1,2−ジヒドロキシエチル基、1,3−ジヒドロキシイソプロピル基、2,3−ジヒドロキシ−t−ブチル基、1,2,3−トリヒドロキシプロピル基、クロロメチル基、1−クロロエチル基、2−クロロエチル基、2−クロロイソブチル基、1,2−ジクロロエチル基、1,3−ジクロロイソプロピル基、2,3−ジクロロ−t−ブチル基、1,2,3−トリクロロプロピル基、ブロモメチル基、1−ブロモエチル基、2−ブロモエチル基、2−ブロモイソブチル基、1,2−ジブロモエチル基、1,3−ジブロモイソプロピル基、2,3−ジブロモt−ブチル基、1,2,3−トリブロモプロピル基、ヨードメチル基、1−ヨードエチル基、2−ヨードエチル基、2−ヨードイソブチル基、1,2−ジヨードエチル基、1,3−ジヨードイソプロピル基、2,3−ジヨードt−ブチル基、1,2,3−トリヨードプロピル基、アミノメチル基、1−アミノエチル基、2−アミノエチル基、2−アミノイソブチル基、1,2−ジアミノエチル基、1,3−ジアミノイソプロピル基、2,3−ジアミノt−ブチル基、1,2,3−トリアミノプロピル基、シアノメチル基、1−シアノエチル基、2−シアノエチル基、2−シアノイソブチル基、1,2−ジシアノエチル基、1,3−ジシアノイソプロピル基、2,3−ジシアノt−ブチル基、1,2,3−トリシアノプロピル基、ニトロメチル基、1−ニトロエチル基、2−ニトロエチル基、2−ニトロイソブチル基、1,2−ジニトロエチル基、1,3−ジニトロイソプロピル基、2,3−ジニトロt−ブチル基、1,2,3−トリニトロプロピル基等が挙げられる。置換若しくは無置換の芳香族炭化水素基の例としては、フェニル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基、1−アントリル基、2−アントリル基、9−アントリル基、1−フェナントリル基、2−フェナントリル基、3−フェナントリル基、4−フェナントリル基、9−フェナントリル基、1−ナフタセニル基、2−ナフタセニル基、9−ナフタセニル基、1−ピレニル基、2−ピレニル基、4−ピレニル基、2−ビフェニルイル基、3−ビフェニルイル基、4−ビフェニルイル基、p−ターフェニル−4−イル基、p−ターフェニル−3−イル基、p−ターフェニル−2−イル基、m−ターフェニル−4−イル基、m−ターフェニル−3−イル基、m−ターフェニル−2−イル基、o−トリル基、m−トリル基、p−トリル基、p−t−ブチルフェニル基、p−(2−フェニルプロピル)フェニル基、3-メチル−2−ナフチル基、4−メチル−1−ナフチル基、4−メチル−1−アントリル基、4'−メチルビフェニルイル基、4''−t−ブチル−p−ターフェニル−4−イル基等が挙げられる。また、置換若しくは無置換の芳香族複素環基としては1−ピロリル基、2−ピロリル基、3−ピロリル基、ピラジニル基、2−ピリジニル基、3−ピリジニル基、4−ピリジニル基、1−インドリル基、2−インドリル基、3−インドリル基、4−インドリル基、5−インドリル基、6−インドリル基、7−インドリル基、1−イソインドリル基、2−イソインドリル基、3−イソインドリル基、4−イソインドリル基、5−イソインドリル基、6−イソインドリル基、7−イソインドリル基、2−フリル基、3−フリル基、2−ベンゾフラニル基、3−ベンゾフラニル基、4−ベンゾフラニル基、5−ベンゾフラニル基、6−ベンゾフラニル基、7−ベンゾフラニル基、1−イソベンゾフラニル基、3−イソベンゾフラニル基、4−イソベンゾフラニル基、5−イソベンゾフラニル基、6−イソベンゾフラニル基、7−イソベンゾフラニル基、2−キノリル基、3−キノリル基、4−キノリル基、5−キノリル基、6−キノリル基、7−キノリル基、8−キノリル基、1−イソキノリル基、3−イソキノリル基、4−イソキノリル基、5−イソキノリル基、6−イソキノリル基、7−イソキノリル基、8−イソキノリル基、2−キノキサリニル基、5−キノキサリニル基、6−キノキサリニル基、1−カルバゾリル基、2−カルバゾリル基、3−カルバゾリル基、4−カルバゾリル基、9−カルバゾリル基、1−フェナンスリジニル基、2−フェナンスリジニル基、3−フェナンスリジニル基、4−フェナンスリジニル基、6−フェナンスリジニル基、7−フェナンスリジニル基、8−フェナンスリジニル基、9−フェナンスリジニル基、10−フェナンスリジニル基、1−アクリジニル基、2−アクリジニル基、3−アクリジニル基、4−アクリジニル基、9−アクリジニル基、1,7−フェナンスロリン−2−イル基、1,7−フェナンスロリン−3−イル基、1,7−フェナンスロリン−4−イル基、1,7−フェナンスロリン−5−イル基、1,7−フェナンスロリン−6−イル基、1,7−フェナンスロリン−8−イル基、1,7−フェナンスロリン−9−イル基、1,7−フェナンスロリン−10−イル基、1,8−フェナンスロリン−2−イル基、1,8−フェナンスロリン−3−イル基、1,8−フェナンスロリン−4−イル基、1,8−フェナンスロリン−5−イル基、1,8−フェナンスロリン−6−イル基、1,8−フェナンスロリン−7−イル基、1,8−フェナンスロリン−9−イル基、1,8−フェナンスロリン−10−イル基、1,9−フェナンスロリン−2−イル基、1,9−フェナンスロリン−3−イル基、1,9−フェナンスロリン−4−イル基、1,9−フェナンスロリン−5−イル基、1,9−フェナンスロリン−6−イル基、1,9−フェナンスロリン−7−イル基、1,9−フェナンスロリン−8−イル基、1,9−フェナンスロリン−10−イル基、1,10−フェナンスロリン−2−イル基、1,10−フェナンスロリン−3−イル基、1,10−フェナンスロリン−4−イル基、1,10−フェナンスロリン−5−イル基、2,9−フェナンスロリン−1−イル基、2,9−フェナンスロリン−3−イル基、2,9−フェナンスロリン−4−イル基、2,9−フェナンスロリン−5−イル基、2,9−フェナンスロリン−6−イル基、2,9−フェナンスロリン−7−イル基、2,9−フェナンスロリン−8−イル基、2,9−フェナンスロリン−10−イル基、2,8−フェナンスロリン−1−イル基、2,8−フェナンスロリン−3−イル基、2,8−フェナンスロリン−4−イル基、2,8−フェナンスロリン−5−イル基、2,8−フェナンスロリン−6−イル基、2,8−フェナンスロリン−7−イル基、2,8−フェナンスロリン−9−イル基、2,8−フェナンスロリン−10−イル基、2,7−フェナンスロリン−1−イル基、2,7−フェナンスロリン−3−イル基、2,7−フェナンスロリン−4−イル基、2,7−フェナンスロリン−5−イル基、2,7−フェナンスロリン−6−イル基、2,7−フェナンスロリン−8−イル基、2,7−フェナンスロリン−9−イル基、2,7−フェナンスロリン−10−イル基、1−フェナジニル基、2−フェナジニル基、1−フェノチアジニル基、2−フェノチアジニル基、3−フェノチアジニル基、4−フェノチアジニル基、10−フェノチアジニル基、1−フェノキサジニル基、2−フェノキサジニル基、3−フェノキサジニル基、4−フェノキサジニル基、10−フェノキサジニル基、2−オキサゾリル基、4−オキサゾリル基、5−オキサゾリル基、2−オキサジアゾリル基、5−オキサジアゾリル基、3−フラザニル基、2−チエニル基、3−チエニル基、2−メチルピロール−1−イル基、2−メチルピロール−3−イル基、2−メチルピロール−4−イル基、2−メチルピロール−5−イル基、3−メチルピロール−1−イル基、3−メチルピロール−2−イル基、3−メチルピロール−4−イル基、3−メチルピロール−5−イル基、2−t−ブチルピロール−4−イル基、3−(2−フェニルプロピル)ピロール−1−イル基、2−メチル−1−インドリル基、4−メチル−1−インドリル基、2−メチル−3−インドリル基、4−メチル−3−インドリル基、2−t−ブチル1−インドリル基、4−t−ブチル1−インドリル基、2−t−ブチル3−インドリル基、4−t−ブチル3−インドリル基、等が挙げられる。置換若しくは無置換のアラルキル基としては、ベンジル基、1−フェニルエチル基、2−フェニルエチル基、1−フェニルイソプロピル基、2−フェニルイソプロピル基、フェニル−t−ブチル基、α−ナフチルメチル基、1−α−ナフチルエチル基、2−α−ナフチルエチル基、1−α−ナフチルイソプロピル基、2−α−ナフチルイソプロピル基、β−ナフチルメチル基、1−β−ナフチルエチル基、2−β−ナフチルエチル基、1−β−ナフチルイソプロピル基、2−β−ナフチルイソプロピル基、1−ピロリルメチル基、2−(1−ピロリル)エチル基、p−メチルベンジル基、m−メチルベンジル基、o−メチルベンジル基、 p−クロロベンジル基、m−クロロベンジル基、o−クロロベンジル基、 p−ブロモベンジル基、m−ブロモベンジル基、o−ブロモベンジル基、 p−ヨードベンジル基、m−ヨードベンジル基、o−ヨードベンジル基、p−ヒドロキシベンジル基、m−ヒドロキシベンジル基、o−ヒドロキシベンジル基、 p−アミノベンジル基、m−アミノベンジル基、o−アミノベンジル基、 p−ニトロベンジル基、m−ニトロベンジル基、o−ニトロベンジル基、 p−シアノベンジル基、m−シアノベンジル基、o−シアノベンジル基、1−ヒドロキシ−2−フェニルイソプロピル基、1−クロロ−2−フェニルイソプロピル基等が挙げられる。置換若しくは無置換のアリールオキシ基は、−OZと表され、Zとしてはフェニル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基、1−アントリル基、2−アントリル基、9−アントリル基、1−フェナントリル基、2−フェナントリル基、3−フェナントリル基、4−フェナントリル基、9−フェナントリル基、1−ナフタセニル基、2−ナフタセニル基、9−ナフタセニル基、1−ピレニル基、2−ピレニル基、4−ピレニル基、2−ビフェニルイル基、3−ビフェニルイル基、4−ビフェニルイル基、p−ターフェニル−4−イル基、p−ターフェニル−3−イル基、p−ターフェニル−2−イル基、m−ターフェニル−4−イル基、m−ターフェニル−3−イル基、m−ターフェニル−2−イル基、o−トリル基、m−トリル基、p−トリル基、p−t−ブチルフェニル基、p−(2−フェニルプロピル)フェニル基、3-メチル−2−ナフチル基、4−メチル−1−ナフチル基、4−メチル−1−アントリル基、4'−メチルビフェニルイル基、4''−t−ブチル−p−ターフェニル−4−イル基、2−ピロリル基、3−ピロリル基、ピラジニル基、2−ピリジニル基、3−ピリジニル基、4−ピリジニル基、2−インドリル基、3−インドリル基、4−インドリル基、5−インドリル基、6−インドリル基、7−インドリル基、1−イソインドリル基、3−イソインドリル基、4−イソインドリル基、5−イソインドリル基、6−イソインドリル基、7−イソインドリル基、2−フリル基、3−フリル基、2−ベンゾフラニル基、3−ベンゾフラニル基、4−ベンゾフラニル基、5−ベンゾフラニル基、6−ベンゾフラニル基、7−ベンゾフラニル基、1−イソベンゾフラニル基、3−イソベンゾフラニル基、4−イソベンゾフラニル基、5−イソベンゾフラニル基、6−イソベンゾフラニル基、7−イソベンゾフラニル基、2−キノリル基、3−キノリル基、4−キノリル基、5−キノリル基、6−キノリル基、7−キノリル基、8−キノリル基、1−イソキノリル基、3−イソキノリル基、4−イソキノリル基、5−イソキノリル基、6−イソキノリル基、7−イソキノリル基、8−イソキノリル基、2−キノキサリニル基、5−キノキサリニル基、6−キノキサリニル基、1−カルバゾリル基、2−カルバゾリル基、3−カルバゾリル基、4−カルバゾリル基、1−フェナンスリジニル基、2−フェナンスリジニル基、3−フェナンスリジニル基、4−フェナンスリジニル基、6−フェナンスリジニル基、7−フェナンスリジニル基、8−フェナンスリジニル基、9−フェナンスリジニル基、10−フェナンスリジニル基、1−アクリジニル基、2−アクリジニル基、3−アクリジニル基、4−アクリジニル基、9−アクリジニル基、1,7−フェナンスロリン−2−イル基、1,7−フェナンスロリン−3−イル基、1,7−フェナンスロリン−4−イル基、1,7−フェナンスロリン−5−イル基、1,7−フェナンスロリン−6−イル基、1,7−フェナンスロリン−8−イル基、1,7−フェナンスロリン−9−イル基、1,7−フェナンスロリン−10−イル基、1,8−フェナンスロリン−2−イル基、1,8−フェナンスロリン−3−イル基、1,8−フェナンスロリン−4−イル基、1,8−フェナンスロリン−5−イル基、1,8−フェナンスロリン−6−イル基、1,8−フェナンスロリン−7−イル基、1,8−フェナンスロリン−9−イル基、1,8−フェナンスロリン−10−イル基、1,9−フェナンスロリン−2−イル基、1,9−フェナンスロリン−3−イル基、1,9−フェナンスロリン−4−イル基、1,9−フェナンスロリン−5−イル基、1,9−フェナンスロリン−6−イル基、1,9−フェナンスロリン−7−イル基、1,9−フェナンスロリン−8−イル基、1,9−フェナンスロリン−10−イル基、1,10−フェナンスロリン−2−イル基、1,10−フェナンスロリン−3−イル基、1,10−フェナンスロリン−4−イル基、1,10−フェナンスロリン−5−イル基、2,9−フェナンスロリン−1−イル基、2,9−フェナンスロリン−3−イル基、2,9−フェナンスロリン−4−イル基、2,9−フェナンスロリン−5−イル基、2,9−フェナンスロリン−6−イル基、2,9−フェナンスロリン−7−イル基、2,9−フェナンスロリン−8−イル基、2,9−フェナンスロリン−10−イル基、2,8−フェナンスロリン−1−イル基、2,8−フェナンスロリン−3−イル基、2,8−フェナンスロリン−4−イル基、2,8−フェナンスロリン−5−イル基、2,8−フェナンスロリン−6−イル基、2,8−フェナンスロリン−7−イル基、2,8−フェナンスロリン−9−イル基、2,8−フェナンスロリン−10−イル基、2,7−フェナンスロリン−1−イル基、2,7−フェナンスロリン−3−イル基、2,7−フェナンスロリン−4−イル基、2,7−フェナンスロリン−5−イル基、2,7−フェナンスロリン−6−イル基、2,7−フェナンスロリン−8−イル基、2,7−フェナンスロリン−9−イル基、2,7−フェナンスロリン−10−イル基、1−フェナジニル基、2−フェナジニル基、1−フェノチアジニル基、2−フェノチアジニル基、3−フェノチアジニル基、4−フェノチアジニル基、1−フェノキサジニル基、2−フェノキサジニル基、3−フェノキサジニル基、4−フェノキサジニル基、2−オキサゾリル基、4−オキサゾリル基、5−オキサゾリル基、2−オキサジアゾリル基、5−オキサジアゾリル基、3−フラザニル基、2−チエニル基、3−チエニル基、2−メチルピロール−1−イル基、2−メチルピロール−3−イル基、2−メチルピロール−4−イル基、2−メチルピロール−5−イル基、3−メチルピロール−1−イル基、3−メチルピロール−2−イル基、3−メチルピロール−4−イル基、3−メチルピロール−5−イル基、2−t−ブチルピロール−4−イル基、3−(2−フェニルプロピル)ピロール−1−イル基、2−メチル−1−インドリル基、4−メチル−1−インドリル基、2−メチル−3−インドリル基、4−メチル−3−インドリル基、2−t−ブチル1−インドリル基、4−t−ブチル1−インドリル基、2−t−ブチル3−インドリル基、4−t−ブチル3−インドリル基等が挙げられる。置換若しくは無置換のアルコキシカルボニル基は−COOYと表され、Yとしてはメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、s−ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、ヒドロキシメチル基、1−ヒドロキシエチル基、2−ヒドロキシエチル基、2−ヒドロキシイソブチル基、1,2−ジヒドロキシエチル基、1,3−ジヒドロキシイソプロピル基、2,3−ジヒドロキシ−t−ブチル基、1,2,3−トリヒドロキシプロピル基、クロロメチル基、1−クロロエチル基、2−クロロエチル基、2−クロロイソブチル基、1,2−ジクロロエチル基、1,3−ジクロロイソプロピル基、2,3−ジクロロ−t−ブチル基、1,2,3−トリクロロプロピル基、ブロモメチル基、1−ブロモエチル基、2−ブロモエチル基、2−ブロモイソブチル基、1,2−ジブロモエチル基、1,3−ジブロモイソプロピル基、2,3−ジブロモt−ブチル基、1,2,3−トリブロモプロピル基、ヨードメチル基、1−ヨードエチル基、2−ヨードエチル基、2−ヨードイソブチル基、1,2−ジヨードエチル基、1,3−ジヨードイソプロピル基、2,3−ジヨードt−ブチル基、1,2,3−トリヨードプロピル基、アミノメチル基、1−アミノエチル基、2−アミノエチル基、2−アミノイソブチル基、1,2−ジアミノエチル基、1,3−ジアミノイソプロピル基、2,3−ジアミノt−ブチル基、1,2,3−トリアミノプロピル基、シアノメチル基、1−シアノエチル基、2−シアノエチル基、2−シアノイソブチル基、1,2−ジシアノエチル基、1,3−ジシアノイソプロピル基、2,3−ジシアノt−ブチル基、1,2,3−トリシアノプロピル基、ニトロメチル基、1−ニトロエチル基、2−ニトロエチル基、2−ニトロイソブチル基、1,2−ジニトロエチル基、1,3−ジニトロイソプロピル基、2,3−ジニトロt−ブチル基、1,2,3−トリニトロプロピル基等が挙げられる。
【0022】
また、環を形成する2価基の例としては、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、ジフェニルメタン−2,2'−ジイル基、ジフェニルエタン−3,3'−ジイル基、ジフェニルプロパン−4,4'−ジイル基、1,3−ブタジエン−1,4−ジイル基等が挙げられる。また、Ar1,Ar2が表すアリール基としては、フェニル基、ナフチル基、アントリル基、フェナントリル基、ナフタセニル基、ピレニル基等が挙げられる。また、これらアリール基の置換基としては、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、前記の置換若しくは無置換のアミノ基、ニトロ基、シアノ基、前記の置換若しくは無置換のアルキル基、前記の置換若しくは無置換のアルケニル基(ただしスチリル基を除く)、前記の置換若しくは無置換のシクロアルキル基、前記の置換若しくは無置換のアルコキシ基、前記の置換若しくは無置換の芳香族炭化水素基、前記の置換若しくは無置換の芳香族複素環基、前記の置換若しくは無置換のアラルキル基、前記の置換若しくは無置換のアリールオキシ基、前記の置換若しくは無置換のアルコキシカルボニル基、カルボキシル基が挙げられる。本発明者は鋭意検討を重ねた結果、一般式(I)で示される化合物は成膜性が非常に良好でありアモルファス性が強いために凝集を起こしにくいため、一般式(I)で示される化合物を含むことによってより安定な有機層を形成することができて、本発明の有機EL素子は非常に優れた耐久性を示す。
【0023】
一般式(I)で示される化合物において、置換基Z1〜Z4、Z7〜Z10をすべて水素原子としてかつZ5、Z6を水素原子またはメチル基とした化合物を用いた有機EL素子が特開平10−140146に開示されている。本発明者は、さらに鋭意検討を重ねた結果、置換基Z1〜Z4、Z7〜Z10のうちの1つ以上に水素原子以外の置換基を導入することによって平面性が崩れて分子構造がねじれることによってさらにアモルファス性が向上して有機層がより安定化することを見出した。
【0024】
また、さらに一般式(I)で示される化合物を発光帯域に含むことも可能である。一般式(I)で示される化合物は蛍光収率が非常に高く、有機EL素子の発光帯域に含有させた場合には高輝度なEL発光を得ることができることを見出した。特開平10−140146に開示されている化合物も発光特性を示すが、鋭意検討を重ねた結果、一般式(I)で示される化合物はさらに輝度特性が向上することを見出した。一般式(I)で示される化合物は単独で発光層を形成することができるが、発光ドーパントを混合することによって発光ドーパントからのEL発光を得ることも可能である。この場合、発光ドーパントには公知の材料が適用可能である。また、一般式(I)で示される化合物は発光ドーパントとしても適用可能である。この場合、発光ホストには公知の材料が適用可能である。
【0025】
一般式(I)で示される化合物を含む層の膜厚は、1nm〜1000nmが好ましいが、より望ましくは2nm〜500nmである。膜厚が厚すぎると有機EL素子の駆動電圧が高くなってしまい好ましくない。また、有機EL素子は電流注入型のデバイスであるために、駆動電圧が高いと素子内部での発熱量が大きくなり素子の劣化を早めてしまう。一般式(I)で示される化合物を含む層の成膜には公知の方法が適用できるが、例えば、真空蒸着法によって行うことができる。これは具体的には、抵抗加熱法,電子線加熱法,スパッタリング法,イオンプレーティング法,MBE法等である。
【0026】
また、湿式成膜法によっても形成できる。例えば、スピンコート法,スプレーコート法,バーコート法,ディップコート法,ローラーコート法等を用いて成膜する事ができる。
この場合、塗液の作成に使用する溶剤は公知の溶剤が適宜用いられる。例えば、アルコール類,芳香族炭化水素,ケトン類,エステル類,脂肪族ハロゲン化炭化水素,エーテル類,アミド類,スルホキシド類等が適用される。
【0027】
また、一般式(I)で示される化合物を含む層は、一般式(I)で示される化合物等の低分子化合物を高分子バインダー中に分散させた膜を用いることもできる。高分子バインダーは、公知の材料から適宜選択される。例えば、ビニル系樹脂,アクリル系樹脂,エポキシ系樹脂,シリコン系樹脂,スチリル系樹脂,ポリイミド,ポリシリレン,ポリビニルカルバゾール,ポリカーボネート,セルロース系樹脂,ポリオレフィン系樹脂等の他、にかわ,ゼラチン等の天然樹脂が適用できる。高分子バインダー分散膜を成膜する方法としては公知の方法が適用できるが、例えば、高分子バインダーを溶剤にとかして上記のような湿式成膜法を用いることができる。この場合の湿式成膜法及び溶剤は上記のような公知の方法及び材料が適宜選択される。
【0028】
表1〜表4に一般式(I)で示される化合物の例を示すが、本発明はこれらの具体例に限定されない。
【0029】
【表1】
【0030】
【表2】
【0031】
【表3】
【0032】
【表4】
【0035】
本発明の有機EL素子において、陽極側の第1正孔輸送層に一般式(I)で示される化合物を含み、発光層側の第2正孔輸送層に芳香族3級アミンを含む場合、該芳香族3級アミンには公知の材料を用いることができる。例えば、特公平6−32307号公報、特開平5−234681号公報、特公平7−110940号公報、特開平5−239455号公報、特開平6−312982号公報に開示されている材料が適用可能である。また、本発明の有機EL素子において、陽極に接して陽極界面層を導入する場合、該陽極界面層には公知の化合物を含むことができる。例えば、特公昭64−7635号公報に開示されているポルフィリン系化合物が適用可能である。また、スピロ化合物、ペリレン化合物、アゾ化合物、キノン化合物、インジゴ化合物、ポリメチン化合物、アクリジン化合物、キナクリドン化合物等も適用可能である。
【0036】
EL発光材料には、公知の有機蛍光剤を用いることができる。例えば、アントラセン系化合物をはじめ、8−キノリノールの金属錯体(特開昭59−194393号公報)やジスチリルアリーレン誘導体(特開平2−247278号公報、特開平5−17765号公報)は、発光材料として適用可能である。発光ホスト中に有機蛍光剤をドーピングすることも可能であるが、この場合、例えば、クマリン誘導体、ジシアノメチレンピラン誘導体、ペリレン誘導体(特開昭63−264692号公報)、また、キナクリドン誘導体(特開平5−70773号公報)は有用な発光ドーパントである。これらは、蒸着法、塗布法等の公知の成膜方法によって形成することができる。
【0037】
本発明においては、一般式(I)で示される化合物を含む層以外の部分は公知のいかなる構成も適用可能である。電子輸送帯域は設けられていても設けられていなくても構わない。また、陽極、陰極は公知の材料から適宜選択することができる。
【0038】
【実施例】
以下、本発明の実施例について詳細に説明する。
[合成例1]
【0039】
【化15】
【0040】
滴下ロート,窒素導入管,還流冷却器を付けた三口フラスコにN,N-ジメチルホルムアミドと3,3',3''-トリメチルトリフェニルアミンを入れ、氷冷,窒素雰囲気下で撹拌した。滴下ロートよりオキシ塩化リンをゆっくり滴下し、滴下終了後徐々に加熱し、80℃で10時間撹拌をした。反応終了後、水を加え、15分間撹拌を行った。反応混合物は、常法により精製を行い、3,3',3''-トリメチル-4,4',4''-トリホルミルトリフェニルアミンが得られた。
【0041】
【化16】
還流冷却器のついた三口フラスコに4-クロロメチル-4',4''-ジメチルトリフェニルアミンと亜リン酸トリエチルを入れた。トルエンを加え撹拌しながら加熱し、8時間還流を行った。常法により精製を行い、4-(4',4''-ジメチルジフェニルアミノ)ベンジルホスホン酸ジエチルが得られた。
【0042】
【化17】
水素化ナトリウムのN,N−ジメチルホルムアミド懸濁溶液に、3,3',3''-トリメチル-4,4',4''-トリホルミルトリフェニルアミンと4-(4',4''-ジメチルジフェニルアミノ)ベンジルホスホン酸ジエチルを加えて40℃で40時間反応させた。常法により精製を行い、3,3',3''-トリメチル-4,4',4''-トリス(4−(N,N−ジトリルアミノ)スチリル)トリフェニルアミンを得た。
[合成例2]
【0043】
【化18】
【0044】
還流冷却器のついた三口フラスコに3-ブロモベンジルクロライドと亜リン酸トリエチルを入れた。トルエンを加え撹拌しながら加熱し、8時間還流を行った。常法により精製を行い、3-ブロモベンジルホスホン酸ジエチルが得られた。
【0045】
【化19】
【0046】
水素化ナトリウムのN,N−ジメチルホルムアミド懸濁溶液に、3-ブロモベンジルホスホン酸ジエチルと4-ホルミルトリフェニルアミンを加えて40℃で40時間反応させた。常法により精製を行い、4-(3-ブロモスチリル)トリフェニルアミンを得た。
【0047】
【化20】
【0048】
滴下ロート、乾燥管をつけた三口フラスコに4-(3-ブロモスチリル)トリフェニルアミンとテトラヒドロフランを入れ、攪拌した。−78℃に冷却し、滴下ロートからブチルリチウムのヘキサン溶液を滴下した。反応温度を−78℃に保ちながらさらに1時間攪拌し、温度を−20℃まで上昇させた。滴下ロートから塩化窒素のトルエン溶液をゆっくり滴下し、滴下終了後さらに2時間攪拌した。常法により精製を行い、3,3',3''-トリス(4-ジフェニルアミノスチリル)トリフェニルアミンを得た。
【0049】
[実施例1]
図2(a)に示すように、ガラス基板11上にITO(インジウム錫酸化物)をスパッタリングによって成膜し、陽極12とした。その抵抗値は20Ω/□とした。その上に正孔輸送層13として化合物1を抵抗加熱式真空蒸着法によって50nm成膜した。その上に発光層14としてトリス−(8−ヒドロキシキノリノール)アルミニウム(化合物a)を60nm抵抗加熱式真空蒸着法によって成膜した。最後に陰極16として抵抗加熱式真空蒸着法によってMgAg(蒸着速度比10:1)を150nm成膜した。
【0050】
【化21】
【0051】
この素子の発光特性を測定したところ、非常に明るいトリス−(8−ヒドロキシキノリノール)アルミニウムからの緑色の面発光が得られた。また、乾燥窒素雰囲気下、10mA/cm2の一定電流密度で発光させたところ初期輝度は203cd/m2を示したが、1000時間後には、発光輝度は147cd/m2を維持していた。これは、比較例1、2と比べ本発明の有機EL素子において耐久性が向上していることを示している。
【0052】
[実施例2〜3]正孔輸送層の材料を変えた以外は実施例1と同様にして素子を作成した。これらの素子の発光特性を測定したところ、どの素子も非常に明るいトリス−(8−ヒドロキシキノリノール)アルミニウムからの緑色の発光が得られた。乾燥窒素雰囲気下、それぞれの素子を10mA/cm2の一定電流密度で連続して発光させたときの初期と1000時間後の発光輝度を表7に示す。
【0053】
【表7】
【0054】
[実施例4]図2(b)に示すように、ガラス基板11上にITOをスパッタリングによって成膜し、陽極12とした。その抵抗値は20Ω/□とした。その上に第1正孔輸送層13aとして化合物1を抵抗加熱式真空蒸着法によって40nm成膜した。その上に第2正孔輸送層13bとして化合物bを抵抗加熱式真空蒸着法によって20nm成膜した。その上に発光層14としてトリス−(8−ヒドロキシキノリノール)アルミニウム(化合物a)を50nm抵抗加熱式真空蒸着法によって成膜した。最後に陰極16として抵抗加熱式真空蒸着法によってMgAg(蒸着速度比10:1)を150nm成膜した。
【0055】
【化22】
この素子の発光特性を測定したところ、非常に明るいトリス−(8−ヒドロキシキノリノール)アルミニウムからの緑色の面発光が得られた。また、乾燥窒素雰囲気下、10mA/cm2の一定電流密度で発光させたところ初期輝度は273cd/m2を示したが、1000時間後には、発光輝度は225cd/m2を維持していた。
【0056】
[実施例5〜6]第1正孔輸送層の材料を変えた以外は実施例4と同様にして素子を作成した。これらの素子の発光特性を測定したところ、どの素子も非常に明るいトリス−(8−ヒドロキシキノリノール)アルミニウムからの緑色の発光が得られた。乾燥窒素雰囲気下、それぞれの素子を10mA/cm2の一定電流密度で連続して発光させたときの初期と1000時間後の発光輝度を表8に示す。
【0057】
【表8】
【0058】
[実施例7]図2(a)に示すように、ガラス基板11上にITOをスパッタリングによって成膜し、陽極12とした。その抵抗値は20Ω/□とした。その上に、化合物1とポリカーボネートZ200(三菱ガス化学)を重量比1:1にしてテトラヒドロフランに1.5重量%で溶かした塗液を作成し、これをディップコートによって膜厚50nmになるように成膜した後、80℃で1時間乾燥させ、正孔輸送層13とした。その上に発光層14としてトリス−(8−ヒドロキシキノリノール)アルミニウム(化合物a)を50nm抵抗加熱式真空蒸着法によって成膜した。最後に陰極16として抵抗加熱式真空蒸着法によってMgAg(蒸着速度比10:1)を150nm成膜した。この素子の発光特性を測定したところ、非常に明るいトリス−(8−ヒドロキシキノリノール)アルミニウムからの緑色の面発光が得られた。また、乾燥窒素雰囲気下、10mA/cm2の一定電流密度で発光させたところ初期輝度は212cd/m2を示したが、1000時間後には、発光輝度は180cd/m2を維持していた。
【0059】
[実施例8]図2(a)に示すように、ガラス基板11上にITOをスパッタリングによって成膜し、陽極12とした。その抵抗値は20Ω/□とした。その上に正孔輸送層13として化合物1と化合物bを抵抗加熱式真空蒸着法によって速度比7:3で共蒸着して50nm成膜した。その上に発光層14としてトリス−(8−ヒドロキシキノリノール)アルミニウム(化合物a)を50nm抵抗加熱式真空蒸着法によって成膜した。最後に陰極16として抵抗加熱式真空蒸着法によってMgAg(蒸着速度比10:1)を150nm成膜した。この素子の発光特性を測定したところ、非常に明るいトリス−(8−ヒドロキシキノリノール)アルミニウムからの緑色の面発光が得られた。また、乾燥窒素雰囲気下、10mA/cm2の一定電流密度で発光させたところ初期輝度は276cd/m2を示したが、1000時間後には、発光輝度は212cd/m2を維持していた。
【0060】
[実施例9]図1(a)に示すように、ガラス基板11上にITO(インジウム錫酸化物)をスパッタリングによって成膜し、陽極12とした。その抵抗値は20Ω/□とした。その上に正孔輸送層13として化合物1を抵抗加熱式真空蒸着法によって50nm成膜した。その上に発光層14としてトリス−(8−ヒドロキシキノリノール)アルミニウム(化合物a)とDCM(化合物c)を30nm抵抗加熱式真空蒸着法によって蒸着速度比100:2で共蒸着して成膜した。その上に電子輸送層15としてトリス−(8−ヒドロキシキノリノール)アルミニウムを抵抗加熱式真空蒸着法によって30nm成膜した。そして最後に、陰極16として抵抗加熱式真空蒸着法によってMgAg(蒸着速度比10:1)を150nm成膜した。
【0061】
【化23】
この素子の発光特性を測定したところ、非常に明るいDCMからのオレンジ色の面発光が得られた。また、乾燥窒素雰囲気下、10mA/cm2の一定電流密度で発光させたところ初期輝度は479cd/m2を示したが、1000時間後には、発光輝度は387cd/m2を維持していた。
【0062】
[実施例10]図4に示すように、ガラス基板11上にITOをスパッタリングによって成膜し、陽極12とした。その抵抗値は20Ω/□とした。その上に陽極界面層17として銅フタロシアニン(化合物d)を抵抗加熱式真空蒸着法によって10nm成膜した。その上に正孔輸送層13として化合物1を抵抗加熱式真空蒸着法によって50nm成膜した。その上に発光層14としてトリス−(8−ヒドロキシキノリノール)アルミニウム(化合物a)を50nm抵抗加熱式真空蒸着法によって成膜した。最後に陰極16として抵抗加熱式真空蒸着法によってMgAg(蒸着速度比10:1)を150nm成膜した。この素子の発光特性を測定したところ、非常に明るいトリス−(8−ヒドロキシキノリノール)アルミニウムからの緑色の面発光が得られた。また、乾燥窒素雰囲気下、10mA/cm2の一定電流密度で発光させたところ初期輝度は223cd/m2を示したが、1000時間後には、発光輝度は185cd/m2を維持していた。
【0063】
【化24】
【0064】
[実施例11]図2(a)に示すように、ガラス基板11上にITO(インジウム錫酸化物)をスパッタリングによって成膜し、陽極12とした。その抵抗値は20Ω/□とした。その上に正孔輸送層13として化合物bを抵抗加熱式真空蒸着法によって50nm成膜した。その上に発光層14として化合物1を50nm抵抗加熱式真空蒸着法によって成膜した。その上に電子輸送層としてt−Bu−PBD(化合物e)を30nm抵抗加熱式真空蒸着法によって成膜した。最後に陰極16として抵抗加熱式真空蒸着法によってMgAg(蒸着速度比10:1)を150nm成膜した。この素子の発光特性を測定したところ、印加電圧8Vで輝度711cd/m2の非常に明るい化合物1からの青色の面発光が得られた。これは、比較例3に比べて輝度特性が向上したことを示している。
【0065】
【化25】
【0066】
[実施例12〜13]発光層の材料を変えた以外は実施例11と同様にして素子を作成した。これらの素子の発光特性を測定したところ、どの素子も非常に明るい発光層からの発光が得られた。それぞれの素子に8V印加したときの発光輝度を表9に示す。
【0067】
【表9】
【0068】
[実施例14]図1(a)に示すように、ガラス基板11上にITO(インジウム錫酸化物)をスパッタリングによって成膜し、陽極12とした。その抵抗値は20Ω/□とした。その上に正孔輸送層13として化合物bを抵抗加熱式真空蒸着法によって50nm成膜した。その上に発光層14として化合物1とルブレン(化合物f)を50nm抵抗加熱式真空蒸着法によって蒸着速度比100:2で共蒸着して成膜した。その上に電子輸送層15としてt−Bu−PBD(化合物e)を抵抗加熱式真空蒸着法によって30nm成膜した。そして最後に、陰極16として抵抗加熱式真空蒸着法によってMgAg(蒸着速度比10:1)を150nm成膜した。この素子の発光特性を測定したところ、印加電圧8Vで輝度1835cd/m2の非常に明るい化合物fからの黄色の面発光が得られた。
【0069】
【化26】
【0070】
[比較例1]
ガラス基板上にITO(インジウム錫酸化物)を成膜し、陽極とした。その抵抗値は20Ω/□とした。その上に正孔注入輸送層として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’−ジアミンを50nm、さらに発光層としてトリス−(8−ヒドロキシキノリノール)アルミニウム(化合物a)を60nm真空蒸着によって成膜し、最後に陰極として真空蒸着によってMgAg(蒸着速度比10:1)を150nm成膜した。
この素子の発光特性を測定したところ、非常に明るいトリス−(8−ヒドロキシキノリノール)アルミニウムからの緑色の発光が得られた。また、乾燥窒素雰囲気下、10mA/cm2の一定電流密度で連続して発光させたところ、630時間後に、発光輝度が212cd/m2から51cd/m2に落ちたところで素子が破壊した。
【0071】
[比較例2]
ガラス基板上にITO(インジウム錫酸化物)をスパッタリングによって成膜し、陽極とした。その抵抗値は20Ω/□とした。その上に正孔輸送層として化合物gを抵抗加熱式真空蒸着法によって50nm成膜した。その上に発光層としてトリス−(8−ヒドロキシキノリノール)アルミニウム(化合物a)を60nm抵抗加熱式真空蒸着法によって成膜した。最後に陰極として抵抗加熱式真空蒸着法によってMgAg(蒸着速度比10:1)を150nm成膜した。
【0072】
【化27】
【0073】
この素子の発光特性を測定したところ、非常に明るいトリス−(8−ヒドロキシキノリノール)アルミニウムからの緑色の面発光が得られた。また、乾燥窒素雰囲気下、10mA/cm2の一定電流密度で発光させたところ初期輝度は223cd/m2を示したが、1000時間後には、発光輝度は125cd/m2を維持していた。
【0074】
[比較例3]
ガラス基板上にITO(インジウム錫酸化物)をスパッタリングによって成膜し、陽極とした。その抵抗値は20Ω/□とした。その上に正孔輸送層として化合物bを抵抗加熱式真空蒸着法によって50nm成膜した。その上に発光層として化合物gを50nm抵抗加熱式真空蒸着法によって成膜した。その上に電子輸送層としてt−Bu−PBD(化合物e)を30nm抵抗加熱式真空蒸着法によって成膜した。最後に陰極として抵抗加熱式真空蒸着法によってMgAg(蒸着速度比10:1)を150nm成膜した。
この素子の発光特性を測定したところ、印加電圧8Vで輝度184cd/m2の化合物1からの青色の面発光が得られた。
【0075】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、長寿命、高輝度発光の有機EL素子が得られる。従って本発明によれば、フルカラーEL表示装置用の優れたEL材料とEL素子とを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による有機EL素子の断面図。
【図2】本発明による有機EL素子の断面図。
【図3】本発明による有機EL素子の断面図。
【図4】本発明による有機EL素子の断面図。
【符号の説明】
11 ガラス基板
12 陽極
13 正孔輸送層
13a 第1正孔輸送層
13b 第2正孔輸送層
14 発光層
15 電子輸送層
16 陰極
17 陽極界面層
Claims (9)
- 下記一般式(I)で示される化合物を含むことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス材料。
- 請求項1に記載された有機エレクトロルミネッセンス材料が他の高分子バインダ内に分散されていることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス材料。
- 一層または複数層の有機薄膜層を陽極および陰極で挟持してなる有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記有機薄膜層の内の少なくとも1層が請求項1に記載された有機エレクトロルミネッセンス材料により形成されてい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。
- 前記有機エレクトロルミネッセンス材料により形成された層の膜厚が、2〜500nm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。
- 正孔輸送層、発光層または電子輸送層の内のいずれか1層が前記有機エレクトロルミネッセンス材料を含む材料により形成されていることを特徴とする請求項3または4記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 発光層には有機蛍光剤が、ドーパントとして添加されていることを特徴とする請求項3または5記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 正孔輸送層が、陽極側に位置する第1正孔輸送層と発光層側に位置する第2正孔輸送層を含んでおり、前記第1正孔輸送層が前記有機エレクトロルミネッセンス材料により形成されてい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。
- 前記第2正孔輸送層が芳香族3級アミン化合物を含むことを特徴とする請求項7記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記陽極と前記正孔輸送層との間、または、前記陽極と前記第1正孔輸送層との間には、陽極界面層設けられていることを特徴とする請求項5、7または8記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
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