JP3898441B2 - 有機エレクトロルミネッセンス素子 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発光色の色純度が高い、発光特性に優れた有機エレクトロルミネッセンス素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、「有機ＥＬ素子」と略記することもある。）は、電界印加時に、陽極より注入された正孔と陰極より注入された電子との再結合エネルギーにより蛍光性物質が発光する原理を利用した自発光素子である。
【０００３】
イーストマン・コダック社のＣ．Ｗ．Ｔａｎｇらによって積層型素子による低電圧駆動有機ＥＬ素子の報告（C.W.Tang, S.A.VanSlyke, Applied Physics Letters，５１巻，９１３頁、１９８７年など）がなされて以来、有機材料を構成材料とする有機ＥＬ素子に関する研究が盛んに行われている。
【０００４】
Ｔａｎｇらは、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）を、正孔輸送層としてトリフェニルジアミン誘導体を用いている。積層構造の利点としては、発光層への正孔の注入効率を高めることができる、陰極より注入された電子をブロックして再結合により生成する励起子の生成効率を高めることができる、発光層内で生成した励起子を閉じこめることができる等を挙げることができる。この例のように、有機ＥＬ素子の素子構造としては、正孔輸送（注入）層、電子輸送性発光層の２層型、又は正孔輸送（注入）層、発光層、電子輸送（注入）層の３層型等がよく知られている。こうした積層構造型の有機ＥＬ素子では、注入された正孔と電子の再結合効率を高めるため、素子構造や各層の形成方法の工夫がなされている。
【０００５】
正孔輸送層に用いられる正孔輸送材料としては、例えば、スターバースト分子である４，４’，４”−トリス（３−メチルフェニルフェニルアミノ）トリフェニルアミンや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’−ジアミン等のトリフェニルアミン誘導体や芳香族ジアミン誘導体が特開平８−２０７７１号公報、特開平８−４０９９５号公報、特開平８−４０９９７号公報、特開平８−５３３９７号公報、特開平８−８７１２２号公報等に開示されている。
また、電子輸送層に用いられる電子輸送材料としては、例えば、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体等が知られている。
【０００６】
また、発光層に用いられる発光材料としては、例えば、トリス（８−キノリノラート）アルミニウム錯体等のキレート錯体、クマリン誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、ビススチリルアリーレン誘導体、オキサジアゾール誘導体等の発光材料が知られている。そして、これら発光材料によって、青色から赤色までの可視領域の発光が得られることが、特開平８−２３９６５５号公報、特開平７−１３８５６１号公報、特開平３−２００８８９号公報等に報告されており、カラー表示素子の実現が期待されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
近年、高輝度、高発光効率の有機ＥＬ素子が開示あるいは報告されている。しかしながら、高輝度、高発光効率の有機ＥＬ素子においては、電子輸送層等の発光層以外の層からの発光が観測される場合があり、その結果、発光色の色純度が低下することがあった。
この問題は特に、青色発光素子において顕著となっている。例えば、これまで、純青色発光を示す発光材料はいくつか報告されているが、純青色発光を示す発光材料により発光層を構成した有機ＥＬ素子では、発光材料からの発光に電子輸送層からの発光が重なり、結果として青色発光が得られないことがあった。
【０００８】
そこで、本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、発光色の色純度が高い、高輝度、高発光効率の有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは前記課題を解決するために鋭意検討した結果、陽極と陰極との間に、連結基として縮合多環式炭化水素を有する特定の化合物を含有する有機薄膜層を形成することにより、発光帯域（発光層）以外の層からの発光を抑制することができ、発光色の色純度が高い、高輝度、高発光効率の有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することができることを見出した。また、連結基として縮合多環式炭化水素を有する特定の化合物は良好な電子輸送特性を有し、この化合物を含有する有機薄膜層を電子輸送層の代わりに設け、電子輸送層の機能を持たせることができることを見出し、以下の本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子を発明するに到った。
【００１０】
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、陽極と陰極との間に、一層又は複数層の発光層からなる発光帯域を含む一層又は複数層の有機薄膜層を有し、前記有機薄膜層の少なくとも一層が下記一般式［I］、［II］、［III］のいずれかで表される化合物を含有することを特徴とする。
【化３】
（但し、式[I]において、ａは０または１、Ｘ1は縮合多環式炭化水素からなる１価もしくは２価の連結基、Ａ1とＡ2はそれぞれ独立に下記一般式［IV］で表される置換もしくは無置換のポリフェニレンユニット（但し、式［IV］において、ｂは０以上１８以下の整数）である。また、式[II]において、ＸNは２乃至４価の連結基で、（Ｙ）nはそれぞれ独立に式［I］で表されるｎ個の基（但し、ｎは２から４の整数）である。また、式［III］において、Ｙ1およびＹ2はそれぞれ独立に一般式［I］で表される基である。）
【化４】
【００１１】
前記一般式［I］において、Ｘ1はナフタレン、フルオレン、フェナンスロリンのうちいずれかから、水素原子を２個除いた２価の連結基であることが望ましい。
また、前記一般式［II］において、ＸNは非環式炭化水素、単環式炭化水素、縮合多環式炭化水素、橋かけ環式炭化水素、スピロ炭化水素、環集合炭化水素のうちいずれかから、水素原子を２乃至４個を除いた２価乃至４価の連結基であることが望ましく、これらの中でも特に、フルオレン、ベンゼン、ナフタレン、フェナンスレン、アダマンタン、シクロヘキサンのうちいずれかから、水素原子を２個除いた２価の連結基であることが好ましい。
【００１２】
また、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子において、発光帯域と陰極との間に、前記一般式［I］、［II］、［III］のいずれかで表される化合物を含有する有機薄膜層を設けることが望ましく、本発明者は、このような構成とすることにより、発光帯域以外の層からの発光をより抑制することができ、発光色の色純度をより向上させることができることを見出した。
【００１３】
また、本発明者は、従来の有機エレクトロルミネッセンス素子において、発光帯域以外の層からの発光としては電子輸送層からの発光が顕著であることを見出した。そして、電子輸送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は、発光帯域と電子輸送層との間、若しくは電子輸送層と陰極との間に、前記一般式［I］、［II］、［III］のいずれかで表される化合物を含有する有機薄膜層を設けることにより、電子輸送層からの発光を抑制することができ、効率よく発光色の色純度を向上させることができることを見出した。
【００１４】
また、本発明は、特に、発光帯域が陽極に隣接している場合に有効であり、発光色の色純度をより向上させることができることを見出した。
【００１５】
また、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記一般式［I］、［II］、［III］のいずれかで表される化合物（連結基として縮合多環式炭化水素を有する特定の化合物）を含有する有機薄膜層には金属をドープしやすいこと、前記化合物を含有する有機薄膜層に金属をドープすることにより、前記化合物と金属との相互作用により、発光帯域以外の層からの発光をより一層抑制することができるとともに、前記化合物を含有する有機薄膜層の電子輸送特性を向上させることができ、有機エレクトロルミネッセンス素子の発光特性（輝度や発光効率）を向上することができることを見出した。
【００１６】
なお、一般式［I］、［II］、［III］のいずれかで表される化合物を含有する有機薄膜層にドープさせる金属としては、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｆｒのアルカリ金属、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｒａのアルカリ土類金属、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｔｌのうち１種若しくは複数種を用いることが望ましい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の有機薄膜層に含有される化合物は、下記一般式［I］、［II］、［III］のいずれかで表される構造を有する化合物である。
【化５】
【００１８】
但し、一般式[I]において、ａは０または１、Ｘ1は縮合多環式炭化水素からなる１価もしくは２価の連結基、Ａ1とＡ2はそれぞれ独立に下記一般式［IV］で表される置換もしくは無置換のポリフェニレンユニットである。但し、式［IV］において、ｂは０以上１８以下の整数である。式［IV］のｂが１８を超えると、化合物の合成、及びこの化合物を用いた本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造が困難になる等の理由のため好ましくない。また、一般式［I］において、Ｘ1はナフタレン、フルオレン、フェナンスロリンのうちいずれかから、水素原子を２個除いた２価の連結基であることが望ましい。
【００１９】
また、一般式[II]において、ＸNは２乃至４価の連結基で、（Ｙ）nはそれぞれ独立に一般式［I］で表されるｎ個の基（但し、ｎは２から４の整数）である。一般式［II］において、ＸNは非環式炭化水素、単環式炭化水素、縮合多環式炭化水素、橋かけ環式炭化水素、スピロ炭化水素、環集合炭化水素のうちいずれかから、水素原子を２乃至４個を除いた２価乃至４価の連結基であることが望ましく、これらの中でも特に、フルオレン、ベンゼン、ナフタレン、フェナンスレン、アダマンタン、シクロヘキサンのうちいずれかから、水素原子を２個除いた２価の連結基であることが望ましい。
また、一般式［III］において、Ｙ1およびＹ2はそれぞれ独立に一般式［I］で表される基である。
【化６】
【００２０】
一般式[IV]で表される置換もしくは無置換のポリフェニレン化合物における置換基としては、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、カルボニル基、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のアルケニル基、置換もしくは無置換のシクロアルキル基、置換もしくは無置換のアルコキシ基、置換もしくは無置換のアリールオキシ基、置換もしくは無置換のアルコキカルボニル基、アミノ基等が挙げられる。
【００２１】
置換も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。
【００２２】
置換も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、スチリル基、２，２−ジフェニルビニル基、１，２−ジフェニルビニル基、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。
【００２３】
置換も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。
【００２４】
置換もしくは無置換のアルコキシ基は一般式−ＯＫで表される基であり、Ｋ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。
【００２５】
置換もしくは無置換のアリールオキシ基は一般式−ＯＬで表され、Ｌ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。
【００２６】
置換もしくは無置換のアルコキシカルボニル基は一般式−ＣＯＯＭで表され、Ｍ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。
【００２７】
置換もしくは無置換のアミノ基は一般式−ＮＲ1Ｒ2で表され、Ｒ1、Ｒ2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等が挙げられる。
【００２８】
以下に、上記一般式［I］、［II］、［III］のいずれかで表される化合物例として、化合物（１）〜（１１）を挙げるが、本発明はその要旨を超えない限りこれらに限定されるものではない。なお、化合物（１）〜（１１）において、一般式［I］で表されるのは化合物（１）〜（６）、一般式［II］で表されるのは化合物（７）〜（９）、一般式［III］で表されるのは化合物（１０）〜（１１）である。
【化７】
【化８】
【化９】
【化１０】
【化１１】
【化１２】
【化１３】
【化１４】
【化１５】
【化１６】
【化１７】
【００２９】
次に、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ素子）の構造について説明する。
本発明の有機ＥＬ素子は、陽極と陰極との間に、発光帯域を含む一層又は複数層の有機薄膜層を挟持した構造を有する。
【００３０】
以下、図１〜図６に基づいて、本発明の有機ＥＬ素子の構成例について説明する。図１〜図６は、本発明の有機ＥＬ素子の概略断面図であり、同じ構成要素については同じ参照符号を付している。図１〜図６において、符号１は基板、符号２は陽極、符号３は正孔輸送層、符号４は発光帯域、符号５は電子輸送層、符号６は陰極、符号７は上記一般式［I］、［II］、［III］のいずれかで表される化合物（連結基として縮合多環式炭化水素を有する特定の化合物）を含有する有機薄膜層をそれぞれ示している。なお、本発明の有機ＥＬ素子において、正孔輸送層、電子輸送層は有機薄膜層から構成され、発光帯域は一層又は複数層の有機薄膜層（発光層）から構成されている。
【００３１】
本発明の有機ＥＬ素子は、図１〜図６に示すように、基板１の表面上に陽極２と発光帯域４と陰極６とを順次積層形成したものを基本構造としている。
図１に示す有機ＥＬ素子では、陽極２と発光帯域４との間、陰極６と発光帯域４との間に、それぞれ正孔輸送層３と電子輸送層５を設け、発光帯域４と電子輸送層５との間に、上記一般式［I］、［II］、［III］のいずれかで表される化合物を含有する有機薄膜層７を設ける構成としている。
【００３２】
図２に示す有機ＥＬ素子では、陽極２と発光帯域４との間に正孔輸送層を設けず、陰極６と発光帯域４との間に電子輸送層５を設け、発光帯域４と電子輸送層５との間に、上記一般式［I］、［II］、［III］のいずれかで表される化合物を含有する有機薄膜層７を設ける構成としている。
このように、発光帯域４と電子輸送層５との間に、上記一般式［I］、［II］、［III］のいずれかで表される化合物を含有する有機薄膜層７を挟持させる構成を採用することにより、電子輸送層５からの発光を抑制することができ、発光色の色純度が高い有機ＥＬ素子を提供することができる。
【００３３】
また、上記一般式［I］、［II］、［III］のいずれかで表される化合物を含有する有機薄膜層７は良好な電子輸送特性を有するため、電子輸送層５を設ける代わりに、上記化合物を含有する有機薄膜層７を電子輸送層として機能させてもよい。
電子輸送層５を設ける代わりに、上記一般式［I］、［II］、［III］のいずれかで表される化合物を含有する有機薄膜層７を電子輸送層として機能させた有機ＥＬ素子としては、図３、図４に示す構造のものを例示することができる。
【００３４】
図３に示す有機ＥＬ素子では、陽極２と発光帯域４との間に正孔輸送層３を設け、陰極６と発光帯域４との間に電子輸送層を設けず、発光帯域４と陰極６との間に、上記一般式［I］、［II］、［III］のいずれかで表される化合物を含有する有機薄膜層７を設ける構成としている。
また、図４に示す有機ＥＬ素子では、正孔輸送層と電子輸送層を設けず、発光帯域４と陰極６との間に、上記一般式［I］、［II］、［III］のいずれかで表される化合物を含有する有機薄膜層７を設ける構成としている。
【００３５】
また、電子輸送層５と陰極６との間に、上記一般式［I］、［II］、［III］のいずれかで表される化合物を含有する有機薄膜層７を挟持させる構成を採用することによっても、電子輸送層５からの発光を抑制することができ、発光色の色純度が高い有機ＥＬ素子を提供することができる。
電子輸送層５と陰極６との間に、上記一般式［I］、［II］、［III］のいずれかで表される化合物を含有する有機薄膜層７を挟持させた構造の有機ＥＬ素子としては図５、図６に示す構造のものを例示することができる。
【００３６】
図５に示す有機ＥＬ素子では、陽極２と発光帯域４との間に正孔輸送層３を設け、陰極６と発光帯域４との間に電子輸送層５を設け、電子輸送層５と陰極６との間に、上記一般式［I］、［II］、［III］のいずれかで表される化合物を含有する有機薄膜層７を設ける構成としている。
また、図６に示す有機ＥＬ素子では、陽極２と発光帯域４との間に正孔輸送層を設けず、陰極６と発光帯域４との間に電子輸送層５を設け、電子輸送層５と陰極６との間に、上記一般式［I］、［II］、［III］のいずれかで表される化合物を含有する有機薄膜層７を設ける構成としている。
【００３７】
本発明は、図１〜図６に示した有機ＥＬ素子の中でも、特に、発光帯域４が陽極２に隣接している構造のもの、すなわち陽極２と発光帯域４との間に正孔輸送層３を設けない構造のものに有効であり、発光色の色純度がより高い有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することができる。
【００３８】
また、図１〜図６に示す有機ＥＬ素子において、電荷注入特性の向上や絶縁破壊の抑制あるいは発光効率の向上を目的として、弗化リチウム、弗化マグネシウム、酸化珪素、二酸化珪素、窒化珪素等の無機の誘電体、絶縁体からなる有機薄膜層、有機材料と電極材料または金属との混合層、ポリアニリン、ポリアセチレン誘導体、ポリジアセチレン誘導体、ポリビニルカルバゾール誘導体、ポリパラフェニレンビニレン誘導体等の有機高分子薄膜層などを、陽極２と陰極６との間に挿入してもよい。
【００３９】
以下に、発光帯域４、正孔輸送層３、電子輸送層５、陽極２、陰極６を構成する材料の具体例について説明する。
発光帯域４に用いられる発光材料は特に限定されるものではなく、通常、発光材料として使用されている化合物であればいかなる材料を使用してもよい。発光材料としては、例えば、下記のトリス（８−キノリノール）アルミニウム錯体（Ａｌｑ３）［２１］、ビスジフェニルビニルビフェニル（ＢＤＰＶＢｉ）［２２］、１，３−ビス（ｐ−ｔ−ブチルフェニル−１，３，４−オキサジアゾールイル）フェニル（ＯＸＤ−７）［２３］、Ｎ，Ｎ’−ビス（２，５−ジ−ｔ−ブチルフェニル）ペリレンテトラカルボン酸ジイミド（ＢＰＰＣ）［２４］、１，４−ビス（Ｎ−ｐ−トリル−Ｎ−４−（４−メチルスチリル）フェニルアミノ）ナフタレン［２５］等の低分子発光材料、あるいはポリフェニレンビニレン系ポリマー等の高分子系発光材料が挙げられる。
【００４０】
【化１８】
【化１９】
【化２０】
【化２１】
【化２２】
【００４１】
また、発光帯域４は、電荷輸送材料に蛍光材料をドープした層により構成することもできる。電荷輸送材料に蛍光材料をドープした層としては、例えば、前記のＡｌｑ３［２１］などのキノリノール金属錯体に、４−ジシアノメチレン−２−メチル−６−（ｐ−ジメチルアミノスチリル）−４Ｈ−ピラン（ＤＣＭ）［２６］、２，３−キナクリドン［２７］などのキナクリドン誘導体 、３−（２’−ベンゾチアゾール）−７−ジエチルアミノクマリン［２８］などのクマリン誘導体をドープした層、あるいは電子輸送材料であるビス（２−メチル−８−ヒドロキシキノリン）−４−フェニルフェノール−アルミニウム錯体［２９］にペリレン［３０］等の縮合多環芳香族をドープした層、あるいは正孔輸送材料である４，４’−ビス（ｍ−トリルフェニルアミノ）ビフェニル （ＴＰＤ）［３１］にルブレン［３２］等をドープした層等が挙げられる。
【００４２】
【化２３】
【化２４】
【化２５】
【化２６】
【化２７】
【化２８】
【化２９】
【００４３】
本発明における正孔輸送層３に用いられる正孔輸送材料は特に限定されるものではなく、通常、正孔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材料を使用してもよい。正孔輸送材料としては、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［３３］、ＴＰＤ［３１］、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（ＮＰＢ）［３４］等のトリフェニルジアミン類、スターバースト型分子（［３５］〜［３７］等）などが挙げられる。
【００４４】
【化３０】
【化３１】
【化３２】
【化３３】
【化３４】
【００４５】
本発明における電子輸送層５に用いられる電子輸送材料は特に限定されるものではなく、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材料を使用してもよい。電子輸送材料としては、例えば、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（Ｂｕ−ＰＢＤ）［３８］、ＯＸＤ−７［２３］等のオキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体（［３９］、［４０］等）、キノリノール系の金属錯体（［２１］、［２９］、［４１］〜［４４］等）などが挙げられる。
【００４６】
【化３５】
【化３６】
【化３７】
【化３８】
【化３９】
【化４０】
【化４１】
【００４７】
本発明の有機ＥＬ素子における陽極２は、正孔を正孔輸送層３に注入する役割を担うものであり、陽極材料としては４．５ｅＶ以上の仕事関数を有するものが好ましい。本発明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（ＮＥＳＡ）、金、銀、白金、銅等が挙げられる。
【００４８】
また、陰極６は、電子輸送層５または発光帯域４に電子を注入する役割を担うものであり、陰極材料としては仕事関数の小さい材料が好ましい。陰極材料としては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、アルミニウム−スカンジウム−リチウム合金、マグネシウム−銀合金等が挙げられる。
【００４９】
本発明の有機ＥＬ素子における各層の形成方法は、特に限定されない。各層の形成方法としては、従来公知の真空蒸着法、スピンコーティング法などを用いることができる。また、上記一般式［I］、［II］、［III］のいずれかで表される化合物を含有する有機薄膜層７は、上記化合物を基板上に蒸着する真空蒸着法、分子線蒸着法（ＭＢＥ法）、あるいは上記化合物を溶媒に溶解させた溶液を塗布するディッピング法、スピンコーティング法、キャスティング法、バーコート法、ロールコート法などの公知の方法により形成することができる。
【００５０】
本発明における有機ＥＬ素子の発光帯域４、正孔輸送層３、電子輸送層５の膜厚は、特に制限されないが、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が必要となり発光効率が低下するため、通常は数ｎｍ〜１μｍの範囲が好ましい。
【００５１】
なお、本発明は図１〜図６に示す有機ＥＬ素子に限定されるものではなく、陽極と陰極との間に、上記一般式［I］、［II］、［III］のいずれかで表される化合物を含有する有機薄膜層を少なくとも一層設ける構成とすればよく、このような構成とすることにより、発光帯域以外の有機薄膜層からの発光を抑制することができ、発光色の色純度が高い有機ＥＬ素子を提供することができる。
【００５２】
ただし、発光帯域と陰極との間に、上記一般式［I］、［II］、［III］のいずれかで表される化合物を含有する有機薄膜層を設けることが望ましく、このような構成とすることにより、発光帯域以外の層からの発光をより抑制することができ、発光色の色純度をより向上させることができる。
【００５３】
また、発光帯域以外の層からの発光としては、電子輸送層からの発光が顕著であるため、発光帯域と電子輸送層との間、若しくは電子輸送層と陰極との間に、上記一般式［I］、［II］、［III］のいずれかで表される化合物を含有する有機薄膜層を設けることが望ましく、このような構成とすることにより、電子輸送層からの発光を抑制することができ、発光色の色純度を効率よく向上させることができる。
【００５４】
また、本発明の有機ＥＬ素子において、上記一般式［I］、［II］、［III］のいずれかで表される化合物を含有する有機薄膜層に金属をドープすることが望ましく、このような構成とすることにより、上記化合物と金属との相互作用により、発光帯域以外の層からの発光をより一層抑制することができるとともに、上記化合物を含有する有機薄膜層の電子輸送特性を向上させることができ、有機エレクトロルミネッセンス素子の発光特性（輝度や発光効率）を向上することができる。
【００５５】
なお、上記一般式［I］、［II］、［III］のいずれかで表される化合物を含有する有機薄膜層にドープする金属としては、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｆｒのアルカリ金属、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｒａのアルカリ土類金属、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｔｌのうち１種若しくは複数種を用いることが望ましい。
【００５６】
【実施例】
以下、本発明を、実施例をもとに詳細に説明するが、本発明はその要旨を越えない限り、以下の実施例に限定されない。
（化合物１の合成）
１００ｍｌ三口フラスコに４−（ｐ−セキシフェニリル）ホウ酸７．５ｇ（１５ｍｍｏｌ）、２，６−ジブロモナフタレン１．０ｇ（７ｍｍｏｌ）、トリエチルアミン４．２ｍｌ（３０ｍｍｏｌ）、酢酸パラジウム０．０６７ｇ（０．３ｍｍｏｌ）、トリフェニルホスフィン０．１６ｇ（０．６２ｍｍｏｌ）およびＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド４０ｍｌを入れて１００℃で３時間攪拌した。反応終了後、溶媒を減圧で留去し、残査にジクロロメタンと１０％アンモニア水を加えた。有機層を分離して硫酸マグネシウムで乾燥後、シリカゲルカラムクロマトグラフィーで分離精製して、化合物（１）を合成した。
【００５７】
（実施例１）
図１に示した構造の有機ＥＬ素子を作製した。
まず、５０ｍｍ×２５ｍｍのガラス基板（ＨＯＹＡ製、ＮＡ４５、１．１ｍｍ厚）上にＩＴＯをスパッタリング法によって、シート抵抗が２０Ω／□になるように成膜し、陽極とした。陽極の上に化合物［３３］を真空蒸着して膜厚５０ｎｍの正孔輸送層を形成した。次いで化合物［２４］を真空蒸着して、膜厚６０ｎｍの発光層（発光帯域）を形成した。次いで、発光層の上に化合物（１）を真空蒸着して、化合物（１）を含有する膜厚５ｎｍの有機薄膜層を形成した。次いで、この有機薄膜層の上に化合物［３８］を真空蒸着して膜厚２５ｎｍの電子輸送層を形成した。次に、電子輸送層の上にマグネシウム−銀合金を真空蒸着して、膜厚２００ｎｍの陰極を形成し、有機ＥＬ素子を作製した。この有機ＥＬ素子に直流電圧を７Ｖ印加したところ、１３，０００ｃｄ／ｍ2の青色発光が得られた。
【００５８】
（実施例２）
図２に示した構造の有機ＥＬ素子を作製した。
まず、５０ｍｍ×２５ｍｍのガラス基板（ＨＯＹＡ製、ＮＡ４５、１．１ｍｍ厚）上にＩＴＯをスパッタリング法によって、シート抵抗が２０Ω／□になるように成膜し、陽極とした。陽極の上に化合物［２４］を真空蒸着して、膜厚６０ｎｍの発光層（発光帯域）を形成した。次に、発光層の上に化合物（４）を真空蒸着して、化合物（４）を含有する膜厚５ｎｍの有機薄膜層を形成した。次いで、この有機薄膜層の上に、化合物［３８］を真空蒸着して膜厚２５ｎｍの電子輸送層を形成した。次に、電子輸送層の上にマグネシウム−銀合金を真空蒸着して、膜厚２００ｎｍの陰極を形成し、有機ＥＬ素子を作製した。この有機ＥＬ素子に直流電圧を７Ｖ印加したところ、１２，０００ｃｄ／ｍ2の青色発光が得られた。
【００５９】
（実施例３）
図３に示した構造の有機ＥＬ素子を作製した。
まず、５０ｍｍ×２５ｍｍのガラス基板（ＨＯＹＡ製、ＮＡ４５、１．１ｍｍ厚）上にＩＴＯをスパッタリング法によって、シート抵抗が２０Ω／□になるように成膜し、陽極とした。陽極の上に化合物［３３］を真空蒸着して膜厚５０ｎｍの正孔輸送層を形成した。次いで化合物［２４］を真空蒸着して、膜厚６０ｎｍの発光層（発光帯域）を形成した。次いで、発光層の上に化合物（６）を真空蒸着して、化合物（６）を含有する膜厚５ｎｍの有機薄膜層を形成した。次に、この有機薄膜層の上にマグネシウム−銀合金を真空蒸着して、膜厚２００ｎｍの陰極を形成し、有機ＥＬ素子を作製した。この有機ＥＬ素子に直流電圧を７Ｖ印加したところ、１０，０００ｃｄ／ｍ2の青色発光が得られた。
【００６０】
（実施例４）
発光層の上に、化合物（６）とＣｓ（サエス・ゲッター社製Ｃｓディスペンサーを使用）を共蒸着して、化合物（６）とＣｓを含有する膜厚１５ｎｍの有機薄膜層を形成した以外は実施例３と同様の操作を行い、有機ＥＬ素子を作製した。この有機ＥＬ素子に直流電圧を７Ｖ印加したところ、８，５００ｃｄ／ｍ2の青色発光が得られた。
【００６１】
（実施例５）
図４に示した構造の有機ＥＬ素子を作製した。
まず、５０ｍｍ×２５ｍｍのガラス基板（ＨＯＹＡ製、ＮＡ４５、１．１ｍｍ厚）上にＩＴＯをスパッタリング法によって、シート抵抗が２０Ω／□になるように成膜し、陽極とした。陽極の上に化合物［２４］を真空蒸着して、膜厚６０ｎｍの発光層（発光帯域）を形成した。次に、発光層の上に化合物（１）を真空蒸着して、化合物（１）を含有する膜厚５ｎｍの有機薄膜層を形成した。次に、この有機薄膜層の上にマグネシウム−銀合金を真空蒸着して、膜厚２００ｎｍの陰極を形成し、有機ＥＬ素子を作製した。この有機ＥＬ素子に直流電圧を７Ｖ印加したところ、８，０００ｃｄ／ｍ2の青色発光が得られた。
【００６２】
（実施例６）
発光層の上に、化合物（１）とＣｓ（サエス・ゲッター社製Ｃｓディスペンサーを使用）を共蒸着して、化合物（１）とＣｓを含有する膜厚１５ｎｍの有機薄膜層を形成した以外は実施例４と同様の操作を行い、有機ＥＬ素子を作製した。この有機ＥＬ素子に直流電圧を７Ｖ印加したところ、７，０００ｃｄ／ｍ2の青色発光が得られた。
【００６３】
（実施例７）
図５に示した構造の有機ＥＬ素子を作製した。
まず、５０ｍｍ×２５ｍｍのガラス基板（ＨＯＹＡ製、ＮＡ４５、１．１ｍｍ厚）上にＩＴＯをスパッタリング法によって、シート抵抗が２０Ω／□になるように成膜し、陽極とした。陽極の上に化合物［３３］を真空蒸着して膜厚５０ｎｍの正孔輸送層を形成した。次いで化合物［２４］を真空蒸着して、膜厚６０ｎｍの発光層（発光帯域）を形成した。次いで、発光層の上に、化合物［３８］を真空蒸着して膜厚２５ｎｍの電子輸送層を形成した。次いで、電子輸送層の上に化合物（４）を真空蒸着して、化合物（４）を含有する膜厚５ｎｍの有機薄膜層を形成した。次に、この有機薄膜層の上にマグネシウム−銀合金を真空蒸着して、膜厚２００ｎｍの陰極を形成し、有機ＥＬ素子を作製した。この有機ＥＬ素子に直流電圧を７Ｖ印加したところ、１１，０００ｃｄ／ｍ2の青色発光が得られた。
【００６４】
（実施例８）
発光層の上に、化合物（４）とＣｓ（サエス・ゲッター社製Ｃｓディスペンサーを使用）を共蒸着して、化合物（４）とＣｓを含有する膜厚１５ｎｍの有機薄膜層を形成した以外は実施例５と同様の操作を行い、有機ＥＬ素子を作製した。この有機ＥＬ素子に直流電圧を７Ｖ印加したところ、９，５００ｃｄ／ｍ2の青色発光が得られた。
【００６５】
（実施例９）
図６に示した構造の有機ＥＬ素子を作製した。
まず、５０ｍｍ×２５ｍｍのガラス基板（ＨＯＹＡ製、ＮＡ４５、１．１ｍｍ厚）上にＩＴＯをスパッタリング法によって、シート抵抗が２０Ω／□になるように成膜し、陽極とした。陽極の上に化合物［２４］を真空蒸着して、膜厚６０ｎｍの発光層（発光帯域）を形成した。次いで、発光層の上に、化合物［３８］を真空蒸着して膜厚２５ｎｍの電子輸送層を形成した。次に、電子輸送層の上に化合物（１）を真空蒸着して、化合物（１）を含有する膜厚５ｎｍの有機薄膜層を形成した。次に、この有機薄膜層の上にマグネシウム−銀合金を真空蒸着して、膜厚２００ｎｍの陰極を形成し、有機ＥＬ素子を作製した。この有機ＥＬ素子に直流電圧を７Ｖ印加したところ、１１，０００ｃｄ／ｍ2の青色発光が得られた。
【００６６】
（実施例１０）
発光層の上に、化合物（１）とＣｓ（サエス・ゲッター社製Ｃｓディスペンサーを使用）を共蒸着して、化合物（１）とＣｓを含有する膜厚１５ｎｍの有機薄膜層を形成した以外は実施例６と同様の操作を行い、有機ＥＬ素子を作製した。この有機ＥＬ素子に直流電圧を７Ｖ印加したところ、１０，５００ｃｄ／ｍ2の青色発光が得られた。
【００６７】
（比較例１）
比較例として、発光層形成後、上記一般式［I］、［II］、［III］のいずれかで表される化合物を含有する有機薄膜層の形成を行わず電子輸送層を形成する以外は実施例２と同様の操作を行い、有機ＥＬ素子を作製した。この有機ＥＬ素子に直流電圧を７Ｖ印加したところ、７，０００ｃｄ／ｍ2の青緑色の発光が得られた。
【００６８】
（比較例２）
比較例として、発光層形成後、上記一般式［I］、［II］、［III］のいずれかで表される化合物を含有する有機薄膜層の形成を行わず電子輸送層を形成する以外は実施例３と同様の操作を行い、有機ＥＬ素子を作製した。この有機ＥＬ素子に直流電流を７Ｖ印加したところ、６，５００ｃｄ／ｍ2の青緑色の発光が得られた。
【００６９】
以上説明したように、上記一般式［I］、［II］、［III］のいずれかで表される化合物を含有する有機薄膜層を形成した実施例１〜１０では、発光色の色純度が高く、純青色発光の有機ＥＬ素子が得られたのに対し、上記一般式［I］、［II］、［III］のいずれかで表される化合物を含有する有機薄膜層を形成しなかった比較例１、２では、発光色の色純度が低く、純青色発光の有機ＥＬ素子が得られなかった。
【００７０】
【発明の効果】
本発明によれば、陽極と陰極との間に、連結基として縮合多環式炭化水素を有する特定の化合物を含有する有機薄膜層を形成することにより、発光帯域（発光層）以外の層からの発光を抑制することができ、発光色の色純度が高い有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することができる。
また、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子において、連結基として縮合多環式炭化水素を有する特定の化合物を含有する有機薄膜層に金属をドープすることが望ましく、このような構成とすることにより、前記化合物と金属との相互作用により、発光帯域以外の層からの発光をより一層抑制することができるとともに、前記化合物を含有する有機薄膜層の電子輸送特性を向上させることができ、有機エレクトロルミネッセンス素子の発光特性（輝度や発光効率）を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の一例を示す概略断面図である。
【図２】 図２は、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子のその他の例を示す概略断面図である。
【図３】 図３は、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子のその他の例を示す概略断面図である。
【図４】 図４は、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子のその他の例を示す概略断面図である。
【図５】 図５は、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子のその他の例を示す概略断面図である。
【図６】 図６は、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子のその他の例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１ 基板
２ 陽極
３ 正孔輸送層
４ 発光帯域
５ 電子輸送層
６ 陰極
７ 連結基として縮合多環式炭化水素を有する特定の化合物を含有する有機薄膜層
【発明の属する技術分野】
本発明は、発光色の色純度が高い、発光特性に優れた有機エレクトロルミネッセンス素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、「有機ＥＬ素子」と略記することもある。）は、電界印加時に、陽極より注入された正孔と陰極より注入された電子との再結合エネルギーにより蛍光性物質が発光する原理を利用した自発光素子である。
【０００３】
イーストマン・コダック社のＣ．Ｗ．Ｔａｎｇらによって積層型素子による低電圧駆動有機ＥＬ素子の報告（C.W.Tang, S.A.VanSlyke, Applied Physics Letters，５１巻，９１３頁、１９８７年など）がなされて以来、有機材料を構成材料とする有機ＥＬ素子に関する研究が盛んに行われている。
【０００４】
Ｔａｎｇらは、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）を、正孔輸送層としてトリフェニルジアミン誘導体を用いている。積層構造の利点としては、発光層への正孔の注入効率を高めることができる、陰極より注入された電子をブロックして再結合により生成する励起子の生成効率を高めることができる、発光層内で生成した励起子を閉じこめることができる等を挙げることができる。この例のように、有機ＥＬ素子の素子構造としては、正孔輸送（注入）層、電子輸送性発光層の２層型、又は正孔輸送（注入）層、発光層、電子輸送（注入）層の３層型等がよく知られている。こうした積層構造型の有機ＥＬ素子では、注入された正孔と電子の再結合効率を高めるため、素子構造や各層の形成方法の工夫がなされている。
【０００５】
正孔輸送層に用いられる正孔輸送材料としては、例えば、スターバースト分子である４，４’，４”−トリス（３−メチルフェニルフェニルアミノ）トリフェニルアミンや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’−ジアミン等のトリフェニルアミン誘導体や芳香族ジアミン誘導体が特開平８−２０７７１号公報、特開平８−４０９９５号公報、特開平８−４０９９７号公報、特開平８−５３３９７号公報、特開平８−８７１２２号公報等に開示されている。
また、電子輸送層に用いられる電子輸送材料としては、例えば、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体等が知られている。
【０００６】
また、発光層に用いられる発光材料としては、例えば、トリス（８−キノリノラート）アルミニウム錯体等のキレート錯体、クマリン誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、ビススチリルアリーレン誘導体、オキサジアゾール誘導体等の発光材料が知られている。そして、これら発光材料によって、青色から赤色までの可視領域の発光が得られることが、特開平８−２３９６５５号公報、特開平７−１３８５６１号公報、特開平３−２００８８９号公報等に報告されており、カラー表示素子の実現が期待されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
近年、高輝度、高発光効率の有機ＥＬ素子が開示あるいは報告されている。しかしながら、高輝度、高発光効率の有機ＥＬ素子においては、電子輸送層等の発光層以外の層からの発光が観測される場合があり、その結果、発光色の色純度が低下することがあった。
この問題は特に、青色発光素子において顕著となっている。例えば、これまで、純青色発光を示す発光材料はいくつか報告されているが、純青色発光を示す発光材料により発光層を構成した有機ＥＬ素子では、発光材料からの発光に電子輸送層からの発光が重なり、結果として青色発光が得られないことがあった。
【０００８】
そこで、本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、発光色の色純度が高い、高輝度、高発光効率の有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは前記課題を解決するために鋭意検討した結果、陽極と陰極との間に、連結基として縮合多環式炭化水素を有する特定の化合物を含有する有機薄膜層を形成することにより、発光帯域（発光層）以外の層からの発光を抑制することができ、発光色の色純度が高い、高輝度、高発光効率の有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することができることを見出した。また、連結基として縮合多環式炭化水素を有する特定の化合物は良好な電子輸送特性を有し、この化合物を含有する有機薄膜層を電子輸送層の代わりに設け、電子輸送層の機能を持たせることができることを見出し、以下の本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子を発明するに到った。
【００１０】
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、陽極と陰極との間に、一層又は複数層の発光層からなる発光帯域を含む一層又は複数層の有機薄膜層を有し、前記有機薄膜層の少なくとも一層が下記一般式［I］、［II］、［III］のいずれかで表される化合物を含有することを特徴とする。
【化３】
【化４】
前記一般式［I］において、Ｘ1はナフタレン、フルオレン、フェナンスロリンのうちいずれかから、水素原子を２個除いた２価の連結基であることが望ましい。
また、前記一般式［II］において、ＸNは非環式炭化水素、単環式炭化水素、縮合多環式炭化水素、橋かけ環式炭化水素、スピロ炭化水素、環集合炭化水素のうちいずれかから、水素原子を２乃至４個を除いた２価乃至４価の連結基であることが望ましく、これらの中でも特に、フルオレン、ベンゼン、ナフタレン、フェナンスレン、アダマンタン、シクロヘキサンのうちいずれかから、水素原子を２個除いた２価の連結基であることが好ましい。
【００１２】
また、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子において、発光帯域と陰極との間に、前記一般式［I］、［II］、［III］のいずれかで表される化合物を含有する有機薄膜層を設けることが望ましく、本発明者は、このような構成とすることにより、発光帯域以外の層からの発光をより抑制することができ、発光色の色純度をより向上させることができることを見出した。
【００１３】
また、本発明者は、従来の有機エレクトロルミネッセンス素子において、発光帯域以外の層からの発光としては電子輸送層からの発光が顕著であることを見出した。そして、電子輸送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は、発光帯域と電子輸送層との間、若しくは電子輸送層と陰極との間に、前記一般式［I］、［II］、［III］のいずれかで表される化合物を含有する有機薄膜層を設けることにより、電子輸送層からの発光を抑制することができ、効率よく発光色の色純度を向上させることができることを見出した。
【００１４】
また、本発明は、特に、発光帯域が陽極に隣接している場合に有効であり、発光色の色純度をより向上させることができることを見出した。
【００１５】
また、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記一般式［I］、［II］、［III］のいずれかで表される化合物（連結基として縮合多環式炭化水素を有する特定の化合物）を含有する有機薄膜層には金属をドープしやすいこと、前記化合物を含有する有機薄膜層に金属をドープすることにより、前記化合物と金属との相互作用により、発光帯域以外の層からの発光をより一層抑制することができるとともに、前記化合物を含有する有機薄膜層の電子輸送特性を向上させることができ、有機エレクトロルミネッセンス素子の発光特性（輝度や発光効率）を向上することができることを見出した。
【００１６】
なお、一般式［I］、［II］、［III］のいずれかで表される化合物を含有する有機薄膜層にドープさせる金属としては、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｆｒのアルカリ金属、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｒａのアルカリ土類金属、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｔｌのうち１種若しくは複数種を用いることが望ましい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の有機薄膜層に含有される化合物は、下記一般式［I］、［II］、［III］のいずれかで表される構造を有する化合物である。
【化５】
但し、一般式[I]において、ａは０または１、Ｘ1は縮合多環式炭化水素からなる１価もしくは２価の連結基、Ａ1とＡ2はそれぞれ独立に下記一般式［IV］で表される置換もしくは無置換のポリフェニレンユニットである。但し、式［IV］において、ｂは０以上１８以下の整数である。式［IV］のｂが１８を超えると、化合物の合成、及びこの化合物を用いた本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造が困難になる等の理由のため好ましくない。また、一般式［I］において、Ｘ1はナフタレン、フルオレン、フェナンスロリンのうちいずれかから、水素原子を２個除いた２価の連結基であることが望ましい。
【００１９】
また、一般式[II]において、ＸNは２乃至４価の連結基で、（Ｙ）nはそれぞれ独立に一般式［I］で表されるｎ個の基（但し、ｎは２から４の整数）である。一般式［II］において、ＸNは非環式炭化水素、単環式炭化水素、縮合多環式炭化水素、橋かけ環式炭化水素、スピロ炭化水素、環集合炭化水素のうちいずれかから、水素原子を２乃至４個を除いた２価乃至４価の連結基であることが望ましく、これらの中でも特に、フルオレン、ベンゼン、ナフタレン、フェナンスレン、アダマンタン、シクロヘキサンのうちいずれかから、水素原子を２個除いた２価の連結基であることが望ましい。
また、一般式［III］において、Ｙ1およびＹ2はそれぞれ独立に一般式［I］で表される基である。
【化６】
一般式[IV]で表される置換もしくは無置換のポリフェニレン化合物における置換基としては、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、カルボニル基、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のアルケニル基、置換もしくは無置換のシクロアルキル基、置換もしくは無置換のアルコキシ基、置換もしくは無置換のアリールオキシ基、置換もしくは無置換のアルコキカルボニル基、アミノ基等が挙げられる。
【００２１】
置換も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。
【００２２】
置換も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、スチリル基、２，２−ジフェニルビニル基、１，２−ジフェニルビニル基、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。
【００２３】
置換も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。
【００２４】
置換もしくは無置換のアルコキシ基は一般式−ＯＫで表される基であり、Ｋ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。
【００２５】
置換もしくは無置換のアリールオキシ基は一般式−ＯＬで表され、Ｌ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。
【００２６】
置換もしくは無置換のアルコキシカルボニル基は一般式−ＣＯＯＭで表され、Ｍ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。
【００２７】
置換もしくは無置換のアミノ基は一般式−ＮＲ1Ｒ2で表され、Ｒ1、Ｒ2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等が挙げられる。
【００２８】
以下に、上記一般式［I］、［II］、［III］のいずれかで表される化合物例として、化合物（１）〜（１１）を挙げるが、本発明はその要旨を超えない限りこれらに限定されるものではない。なお、化合物（１）〜（１１）において、一般式［I］で表されるのは化合物（１）〜（６）、一般式［II］で表されるのは化合物（７）〜（９）、一般式［III］で表されるのは化合物（１０）〜（１１）である。
【化７】
次に、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ素子）の構造について説明する。
本発明の有機ＥＬ素子は、陽極と陰極との間に、発光帯域を含む一層又は複数層の有機薄膜層を挟持した構造を有する。
【００３０】
以下、図１〜図６に基づいて、本発明の有機ＥＬ素子の構成例について説明する。図１〜図６は、本発明の有機ＥＬ素子の概略断面図であり、同じ構成要素については同じ参照符号を付している。図１〜図６において、符号１は基板、符号２は陽極、符号３は正孔輸送層、符号４は発光帯域、符号５は電子輸送層、符号６は陰極、符号７は上記一般式［I］、［II］、［III］のいずれかで表される化合物（連結基として縮合多環式炭化水素を有する特定の化合物）を含有する有機薄膜層をそれぞれ示している。なお、本発明の有機ＥＬ素子において、正孔輸送層、電子輸送層は有機薄膜層から構成され、発光帯域は一層又は複数層の有機薄膜層（発光層）から構成されている。
【００３１】
本発明の有機ＥＬ素子は、図１〜図６に示すように、基板１の表面上に陽極２と発光帯域４と陰極６とを順次積層形成したものを基本構造としている。
図１に示す有機ＥＬ素子では、陽極２と発光帯域４との間、陰極６と発光帯域４との間に、それぞれ正孔輸送層３と電子輸送層５を設け、発光帯域４と電子輸送層５との間に、上記一般式［I］、［II］、［III］のいずれかで表される化合物を含有する有機薄膜層７を設ける構成としている。
【００３２】
図２に示す有機ＥＬ素子では、陽極２と発光帯域４との間に正孔輸送層を設けず、陰極６と発光帯域４との間に電子輸送層５を設け、発光帯域４と電子輸送層５との間に、上記一般式［I］、［II］、［III］のいずれかで表される化合物を含有する有機薄膜層７を設ける構成としている。
このように、発光帯域４と電子輸送層５との間に、上記一般式［I］、［II］、［III］のいずれかで表される化合物を含有する有機薄膜層７を挟持させる構成を採用することにより、電子輸送層５からの発光を抑制することができ、発光色の色純度が高い有機ＥＬ素子を提供することができる。
【００３３】
また、上記一般式［I］、［II］、［III］のいずれかで表される化合物を含有する有機薄膜層７は良好な電子輸送特性を有するため、電子輸送層５を設ける代わりに、上記化合物を含有する有機薄膜層７を電子輸送層として機能させてもよい。
電子輸送層５を設ける代わりに、上記一般式［I］、［II］、［III］のいずれかで表される化合物を含有する有機薄膜層７を電子輸送層として機能させた有機ＥＬ素子としては、図３、図４に示す構造のものを例示することができる。
【００３４】
図３に示す有機ＥＬ素子では、陽極２と発光帯域４との間に正孔輸送層３を設け、陰極６と発光帯域４との間に電子輸送層を設けず、発光帯域４と陰極６との間に、上記一般式［I］、［II］、［III］のいずれかで表される化合物を含有する有機薄膜層７を設ける構成としている。
また、図４に示す有機ＥＬ素子では、正孔輸送層と電子輸送層を設けず、発光帯域４と陰極６との間に、上記一般式［I］、［II］、［III］のいずれかで表される化合物を含有する有機薄膜層７を設ける構成としている。
【００３５】
また、電子輸送層５と陰極６との間に、上記一般式［I］、［II］、［III］のいずれかで表される化合物を含有する有機薄膜層７を挟持させる構成を採用することによっても、電子輸送層５からの発光を抑制することができ、発光色の色純度が高い有機ＥＬ素子を提供することができる。
電子輸送層５と陰極６との間に、上記一般式［I］、［II］、［III］のいずれかで表される化合物を含有する有機薄膜層７を挟持させた構造の有機ＥＬ素子としては図５、図６に示す構造のものを例示することができる。
【００３６】
図５に示す有機ＥＬ素子では、陽極２と発光帯域４との間に正孔輸送層３を設け、陰極６と発光帯域４との間に電子輸送層５を設け、電子輸送層５と陰極６との間に、上記一般式［I］、［II］、［III］のいずれかで表される化合物を含有する有機薄膜層７を設ける構成としている。
また、図６に示す有機ＥＬ素子では、陽極２と発光帯域４との間に正孔輸送層を設けず、陰極６と発光帯域４との間に電子輸送層５を設け、電子輸送層５と陰極６との間に、上記一般式［I］、［II］、［III］のいずれかで表される化合物を含有する有機薄膜層７を設ける構成としている。
【００３７】
本発明は、図１〜図６に示した有機ＥＬ素子の中でも、特に、発光帯域４が陽極２に隣接している構造のもの、すなわち陽極２と発光帯域４との間に正孔輸送層３を設けない構造のものに有効であり、発光色の色純度がより高い有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することができる。
【００３８】
また、図１〜図６に示す有機ＥＬ素子において、電荷注入特性の向上や絶縁破壊の抑制あるいは発光効率の向上を目的として、弗化リチウム、弗化マグネシウム、酸化珪素、二酸化珪素、窒化珪素等の無機の誘電体、絶縁体からなる有機薄膜層、有機材料と電極材料または金属との混合層、ポリアニリン、ポリアセチレン誘導体、ポリジアセチレン誘導体、ポリビニルカルバゾール誘導体、ポリパラフェニレンビニレン誘導体等の有機高分子薄膜層などを、陽極２と陰極６との間に挿入してもよい。
【００３９】
以下に、発光帯域４、正孔輸送層３、電子輸送層５、陽極２、陰極６を構成する材料の具体例について説明する。
発光帯域４に用いられる発光材料は特に限定されるものではなく、通常、発光材料として使用されている化合物であればいかなる材料を使用してもよい。発光材料としては、例えば、下記のトリス（８−キノリノール）アルミニウム錯体（Ａｌｑ３）［２１］、ビスジフェニルビニルビフェニル（ＢＤＰＶＢｉ）［２２］、１，３−ビス（ｐ−ｔ−ブチルフェニル−１，３，４−オキサジアゾールイル）フェニル（ＯＸＤ−７）［２３］、Ｎ，Ｎ’−ビス（２，５−ジ−ｔ−ブチルフェニル）ペリレンテトラカルボン酸ジイミド（ＢＰＰＣ）［２４］、１，４−ビス（Ｎ−ｐ−トリル−Ｎ−４−（４−メチルスチリル）フェニルアミノ）ナフタレン［２５］等の低分子発光材料、あるいはポリフェニレンビニレン系ポリマー等の高分子系発光材料が挙げられる。
【００４０】
【化１８】
また、発光帯域４は、電荷輸送材料に蛍光材料をドープした層により構成することもできる。電荷輸送材料に蛍光材料をドープした層としては、例えば、前記のＡｌｑ３［２１］などのキノリノール金属錯体に、４−ジシアノメチレン−２−メチル−６−（ｐ−ジメチルアミノスチリル）−４Ｈ−ピラン（ＤＣＭ）［２６］、２，３−キナクリドン［２７］などのキナクリドン誘導体 、３−（２’−ベンゾチアゾール）−７−ジエチルアミノクマリン［２８］などのクマリン誘導体をドープした層、あるいは電子輸送材料であるビス（２−メチル−８−ヒドロキシキノリン）−４−フェニルフェノール−アルミニウム錯体［２９］にペリレン［３０］等の縮合多環芳香族をドープした層、あるいは正孔輸送材料である４，４’−ビス（ｍ−トリルフェニルアミノ）ビフェニル （ＴＰＤ）［３１］にルブレン［３２］等をドープした層等が挙げられる。
【００４２】
【化２３】
本発明における正孔輸送層３に用いられる正孔輸送材料は特に限定されるものではなく、通常、正孔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材料を使用してもよい。正孔輸送材料としては、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［３３］、ＴＰＤ［３１］、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（ＮＰＢ）［３４］等のトリフェニルジアミン類、スターバースト型分子（［３５］〜［３７］等）などが挙げられる。
【００４４】
【化３０】
本発明における電子輸送層５に用いられる電子輸送材料は特に限定されるものではなく、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材料を使用してもよい。電子輸送材料としては、例えば、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（Ｂｕ−ＰＢＤ）［３８］、ＯＸＤ−７［２３］等のオキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体（［３９］、［４０］等）、キノリノール系の金属錯体（［２１］、［２９］、［４１］〜［４４］等）などが挙げられる。
【００４６】
【化３５】
本発明の有機ＥＬ素子における陽極２は、正孔を正孔輸送層３に注入する役割を担うものであり、陽極材料としては４．５ｅＶ以上の仕事関数を有するものが好ましい。本発明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（ＮＥＳＡ）、金、銀、白金、銅等が挙げられる。
【００４８】
また、陰極６は、電子輸送層５または発光帯域４に電子を注入する役割を担うものであり、陰極材料としては仕事関数の小さい材料が好ましい。陰極材料としては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、アルミニウム−スカンジウム−リチウム合金、マグネシウム−銀合金等が挙げられる。
【００４９】
本発明の有機ＥＬ素子における各層の形成方法は、特に限定されない。各層の形成方法としては、従来公知の真空蒸着法、スピンコーティング法などを用いることができる。また、上記一般式［I］、［II］、［III］のいずれかで表される化合物を含有する有機薄膜層７は、上記化合物を基板上に蒸着する真空蒸着法、分子線蒸着法（ＭＢＥ法）、あるいは上記化合物を溶媒に溶解させた溶液を塗布するディッピング法、スピンコーティング法、キャスティング法、バーコート法、ロールコート法などの公知の方法により形成することができる。
【００５０】
本発明における有機ＥＬ素子の発光帯域４、正孔輸送層３、電子輸送層５の膜厚は、特に制限されないが、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が必要となり発光効率が低下するため、通常は数ｎｍ〜１μｍの範囲が好ましい。
【００５１】
なお、本発明は図１〜図６に示す有機ＥＬ素子に限定されるものではなく、陽極と陰極との間に、上記一般式［I］、［II］、［III］のいずれかで表される化合物を含有する有機薄膜層を少なくとも一層設ける構成とすればよく、このような構成とすることにより、発光帯域以外の有機薄膜層からの発光を抑制することができ、発光色の色純度が高い有機ＥＬ素子を提供することができる。
【００５２】
ただし、発光帯域と陰極との間に、上記一般式［I］、［II］、［III］のいずれかで表される化合物を含有する有機薄膜層を設けることが望ましく、このような構成とすることにより、発光帯域以外の層からの発光をより抑制することができ、発光色の色純度をより向上させることができる。
【００５３】
また、発光帯域以外の層からの発光としては、電子輸送層からの発光が顕著であるため、発光帯域と電子輸送層との間、若しくは電子輸送層と陰極との間に、上記一般式［I］、［II］、［III］のいずれかで表される化合物を含有する有機薄膜層を設けることが望ましく、このような構成とすることにより、電子輸送層からの発光を抑制することができ、発光色の色純度を効率よく向上させることができる。
【００５４】
また、本発明の有機ＥＬ素子において、上記一般式［I］、［II］、［III］のいずれかで表される化合物を含有する有機薄膜層に金属をドープすることが望ましく、このような構成とすることにより、上記化合物と金属との相互作用により、発光帯域以外の層からの発光をより一層抑制することができるとともに、上記化合物を含有する有機薄膜層の電子輸送特性を向上させることができ、有機エレクトロルミネッセンス素子の発光特性（輝度や発光効率）を向上することができる。
【００５５】
なお、上記一般式［I］、［II］、［III］のいずれかで表される化合物を含有する有機薄膜層にドープする金属としては、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｆｒのアルカリ金属、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｒａのアルカリ土類金属、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｔｌのうち１種若しくは複数種を用いることが望ましい。
【００５６】
【実施例】
以下、本発明を、実施例をもとに詳細に説明するが、本発明はその要旨を越えない限り、以下の実施例に限定されない。
（化合物１の合成）
１００ｍｌ三口フラスコに４−（ｐ−セキシフェニリル）ホウ酸７．５ｇ（１５ｍｍｏｌ）、２，６−ジブロモナフタレン１．０ｇ（７ｍｍｏｌ）、トリエチルアミン４．２ｍｌ（３０ｍｍｏｌ）、酢酸パラジウム０．０６７ｇ（０．３ｍｍｏｌ）、トリフェニルホスフィン０．１６ｇ（０．６２ｍｍｏｌ）およびＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド４０ｍｌを入れて１００℃で３時間攪拌した。反応終了後、溶媒を減圧で留去し、残査にジクロロメタンと１０％アンモニア水を加えた。有機層を分離して硫酸マグネシウムで乾燥後、シリカゲルカラムクロマトグラフィーで分離精製して、化合物（１）を合成した。
【００５７】
（実施例１）
図１に示した構造の有機ＥＬ素子を作製した。
まず、５０ｍｍ×２５ｍｍのガラス基板（ＨＯＹＡ製、ＮＡ４５、１．１ｍｍ厚）上にＩＴＯをスパッタリング法によって、シート抵抗が２０Ω／□になるように成膜し、陽極とした。陽極の上に化合物［３３］を真空蒸着して膜厚５０ｎｍの正孔輸送層を形成した。次いで化合物［２４］を真空蒸着して、膜厚６０ｎｍの発光層（発光帯域）を形成した。次いで、発光層の上に化合物（１）を真空蒸着して、化合物（１）を含有する膜厚５ｎｍの有機薄膜層を形成した。次いで、この有機薄膜層の上に化合物［３８］を真空蒸着して膜厚２５ｎｍの電子輸送層を形成した。次に、電子輸送層の上にマグネシウム−銀合金を真空蒸着して、膜厚２００ｎｍの陰極を形成し、有機ＥＬ素子を作製した。この有機ＥＬ素子に直流電圧を７Ｖ印加したところ、１３，０００ｃｄ／ｍ2の青色発光が得られた。
【００５８】
（実施例２）
図２に示した構造の有機ＥＬ素子を作製した。
まず、５０ｍｍ×２５ｍｍのガラス基板（ＨＯＹＡ製、ＮＡ４５、１．１ｍｍ厚）上にＩＴＯをスパッタリング法によって、シート抵抗が２０Ω／□になるように成膜し、陽極とした。陽極の上に化合物［２４］を真空蒸着して、膜厚６０ｎｍの発光層（発光帯域）を形成した。次に、発光層の上に化合物（４）を真空蒸着して、化合物（４）を含有する膜厚５ｎｍの有機薄膜層を形成した。次いで、この有機薄膜層の上に、化合物［３８］を真空蒸着して膜厚２５ｎｍの電子輸送層を形成した。次に、電子輸送層の上にマグネシウム−銀合金を真空蒸着して、膜厚２００ｎｍの陰極を形成し、有機ＥＬ素子を作製した。この有機ＥＬ素子に直流電圧を７Ｖ印加したところ、１２，０００ｃｄ／ｍ2の青色発光が得られた。
【００５９】
（実施例３）
図３に示した構造の有機ＥＬ素子を作製した。
まず、５０ｍｍ×２５ｍｍのガラス基板（ＨＯＹＡ製、ＮＡ４５、１．１ｍｍ厚）上にＩＴＯをスパッタリング法によって、シート抵抗が２０Ω／□になるように成膜し、陽極とした。陽極の上に化合物［３３］を真空蒸着して膜厚５０ｎｍの正孔輸送層を形成した。次いで化合物［２４］を真空蒸着して、膜厚６０ｎｍの発光層（発光帯域）を形成した。次いで、発光層の上に化合物（６）を真空蒸着して、化合物（６）を含有する膜厚５ｎｍの有機薄膜層を形成した。次に、この有機薄膜層の上にマグネシウム−銀合金を真空蒸着して、膜厚２００ｎｍの陰極を形成し、有機ＥＬ素子を作製した。この有機ＥＬ素子に直流電圧を７Ｖ印加したところ、１０，０００ｃｄ／ｍ2の青色発光が得られた。
【００６０】
（実施例４）
発光層の上に、化合物（６）とＣｓ（サエス・ゲッター社製Ｃｓディスペンサーを使用）を共蒸着して、化合物（６）とＣｓを含有する膜厚１５ｎｍの有機薄膜層を形成した以外は実施例３と同様の操作を行い、有機ＥＬ素子を作製した。この有機ＥＬ素子に直流電圧を７Ｖ印加したところ、８，５００ｃｄ／ｍ2の青色発光が得られた。
【００６１】
（実施例５）
図４に示した構造の有機ＥＬ素子を作製した。
まず、５０ｍｍ×２５ｍｍのガラス基板（ＨＯＹＡ製、ＮＡ４５、１．１ｍｍ厚）上にＩＴＯをスパッタリング法によって、シート抵抗が２０Ω／□になるように成膜し、陽極とした。陽極の上に化合物［２４］を真空蒸着して、膜厚６０ｎｍの発光層（発光帯域）を形成した。次に、発光層の上に化合物（１）を真空蒸着して、化合物（１）を含有する膜厚５ｎｍの有機薄膜層を形成した。次に、この有機薄膜層の上にマグネシウム−銀合金を真空蒸着して、膜厚２００ｎｍの陰極を形成し、有機ＥＬ素子を作製した。この有機ＥＬ素子に直流電圧を７Ｖ印加したところ、８，０００ｃｄ／ｍ2の青色発光が得られた。
【００６２】
（実施例６）
発光層の上に、化合物（１）とＣｓ（サエス・ゲッター社製Ｃｓディスペンサーを使用）を共蒸着して、化合物（１）とＣｓを含有する膜厚１５ｎｍの有機薄膜層を形成した以外は実施例４と同様の操作を行い、有機ＥＬ素子を作製した。この有機ＥＬ素子に直流電圧を７Ｖ印加したところ、７，０００ｃｄ／ｍ2の青色発光が得られた。
【００６３】
（実施例７）
図５に示した構造の有機ＥＬ素子を作製した。
まず、５０ｍｍ×２５ｍｍのガラス基板（ＨＯＹＡ製、ＮＡ４５、１．１ｍｍ厚）上にＩＴＯをスパッタリング法によって、シート抵抗が２０Ω／□になるように成膜し、陽極とした。陽極の上に化合物［３３］を真空蒸着して膜厚５０ｎｍの正孔輸送層を形成した。次いで化合物［２４］を真空蒸着して、膜厚６０ｎｍの発光層（発光帯域）を形成した。次いで、発光層の上に、化合物［３８］を真空蒸着して膜厚２５ｎｍの電子輸送層を形成した。次いで、電子輸送層の上に化合物（４）を真空蒸着して、化合物（４）を含有する膜厚５ｎｍの有機薄膜層を形成した。次に、この有機薄膜層の上にマグネシウム−銀合金を真空蒸着して、膜厚２００ｎｍの陰極を形成し、有機ＥＬ素子を作製した。この有機ＥＬ素子に直流電圧を７Ｖ印加したところ、１１，０００ｃｄ／ｍ2の青色発光が得られた。
【００６４】
（実施例８）
発光層の上に、化合物（４）とＣｓ（サエス・ゲッター社製Ｃｓディスペンサーを使用）を共蒸着して、化合物（４）とＣｓを含有する膜厚１５ｎｍの有機薄膜層を形成した以外は実施例５と同様の操作を行い、有機ＥＬ素子を作製した。この有機ＥＬ素子に直流電圧を７Ｖ印加したところ、９，５００ｃｄ／ｍ2の青色発光が得られた。
【００６５】
（実施例９）
図６に示した構造の有機ＥＬ素子を作製した。
まず、５０ｍｍ×２５ｍｍのガラス基板（ＨＯＹＡ製、ＮＡ４５、１．１ｍｍ厚）上にＩＴＯをスパッタリング法によって、シート抵抗が２０Ω／□になるように成膜し、陽極とした。陽極の上に化合物［２４］を真空蒸着して、膜厚６０ｎｍの発光層（発光帯域）を形成した。次いで、発光層の上に、化合物［３８］を真空蒸着して膜厚２５ｎｍの電子輸送層を形成した。次に、電子輸送層の上に化合物（１）を真空蒸着して、化合物（１）を含有する膜厚５ｎｍの有機薄膜層を形成した。次に、この有機薄膜層の上にマグネシウム−銀合金を真空蒸着して、膜厚２００ｎｍの陰極を形成し、有機ＥＬ素子を作製した。この有機ＥＬ素子に直流電圧を７Ｖ印加したところ、１１，０００ｃｄ／ｍ2の青色発光が得られた。
【００６６】
（実施例１０）
発光層の上に、化合物（１）とＣｓ（サエス・ゲッター社製Ｃｓディスペンサーを使用）を共蒸着して、化合物（１）とＣｓを含有する膜厚１５ｎｍの有機薄膜層を形成した以外は実施例６と同様の操作を行い、有機ＥＬ素子を作製した。この有機ＥＬ素子に直流電圧を７Ｖ印加したところ、１０，５００ｃｄ／ｍ2の青色発光が得られた。
【００６７】
（比較例１）
比較例として、発光層形成後、上記一般式［I］、［II］、［III］のいずれかで表される化合物を含有する有機薄膜層の形成を行わず電子輸送層を形成する以外は実施例２と同様の操作を行い、有機ＥＬ素子を作製した。この有機ＥＬ素子に直流電圧を７Ｖ印加したところ、７，０００ｃｄ／ｍ2の青緑色の発光が得られた。
【００６８】
（比較例２）
比較例として、発光層形成後、上記一般式［I］、［II］、［III］のいずれかで表される化合物を含有する有機薄膜層の形成を行わず電子輸送層を形成する以外は実施例３と同様の操作を行い、有機ＥＬ素子を作製した。この有機ＥＬ素子に直流電流を７Ｖ印加したところ、６，５００ｃｄ／ｍ2の青緑色の発光が得られた。
【００６９】
以上説明したように、上記一般式［I］、［II］、［III］のいずれかで表される化合物を含有する有機薄膜層を形成した実施例１〜１０では、発光色の色純度が高く、純青色発光の有機ＥＬ素子が得られたのに対し、上記一般式［I］、［II］、［III］のいずれかで表される化合物を含有する有機薄膜層を形成しなかった比較例１、２では、発光色の色純度が低く、純青色発光の有機ＥＬ素子が得られなかった。
【００７０】
【発明の効果】
本発明によれば、陽極と陰極との間に、連結基として縮合多環式炭化水素を有する特定の化合物を含有する有機薄膜層を形成することにより、発光帯域（発光層）以外の層からの発光を抑制することができ、発光色の色純度が高い有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することができる。
また、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子において、連結基として縮合多環式炭化水素を有する特定の化合物を含有する有機薄膜層に金属をドープすることが望ましく、このような構成とすることにより、前記化合物と金属との相互作用により、発光帯域以外の層からの発光をより一層抑制することができるとともに、前記化合物を含有する有機薄膜層の電子輸送特性を向上させることができ、有機エレクトロルミネッセンス素子の発光特性（輝度や発光効率）を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の一例を示す概略断面図である。
【図２】 図２は、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子のその他の例を示す概略断面図である。
【図３】 図３は、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子のその他の例を示す概略断面図である。
【図４】 図４は、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子のその他の例を示す概略断面図である。
【図５】 図５は、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子のその他の例を示す概略断面図である。
【図６】 図６は、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子のその他の例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１ 基板
２ 陽極
３ 正孔輸送層
４ 発光帯域
５ 電子輸送層
６ 陰極
７ 連結基として縮合多環式炭化水素を有する特定の化合物を含有する有機薄膜層
Claims (8)
- 陽極と陰極との間に、一層又は複数層の発光層からなる発光帯域を含む一層又は複数層の有機薄膜層を有し、前記有機薄膜層の少なくとも一層が下記一般式［Ｉ］、［ＩＩ］、［ＩＩＩ］のいずれか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。
- 前記発光帯域と前記陰極との間に、前記一般式［Ｉ］、［ＩＩ］、［ＩＩＩ］のいずれかで表される化合物を含有する前記有機薄膜層が挟持されたことを特徴とする請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記有機薄膜層として電子輸送層を有するとともに、前記発光帯域と前記電子輸送層との間に、前記一般式［Ｉ］、［ＩＩ］、［ＩＩＩ］のいずれかで表される化合物を含有する前記有機薄膜層が挟持された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。
- 前記有機薄膜層として電子輸送層を有するとともに、前記電子輸送層と前記陰極との間に、前記一般式［Ｉ］、［ＩＩ］、［ＩＩＩ］のいずれかで表される化合物を含有する有機薄膜層が挟持された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。
- 前記発光帯域が前記陽極に隣接していることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記一般式［Ｉ］、［ＩＩ］、［ＩＩＩ］のいずれかで表される化合物を含有する前記有機薄膜層が更に金属を含有することを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記金属がＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｆｒのアルカリ金属、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｒａのアルカリ土類金属、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｔｌのうち１種若しくは複数種であることを特徴とする請求項６に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記一般式［ＩＩ］において、ＸＮが非環式炭化水素、単環式炭化水素、縮合多環式炭化水素、橋かけ環式炭化水素、スピロ炭化水素、環集合炭化水素のうちいずれかから、水素原子を２乃至４個を除いた２価乃至４価の連結基であることを特徴とする請求項１から請求項７に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
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