JP4259264B2 - 有機エレクトロルミネッセンス素子用材料および有機エレクトロルミネッセンス素子 - Google Patents

Description

本発明は平面光源や表示に使用される有機エレクトロルミネッセンス素子に関する。さらに詳しくは、低い駆動電圧で高い色純度と輝度を示す赤色発光を得るための長寿命の有機エレクトロルミネッセンス素子に関する。

陰極から注入された電子と陽極から注入された正孔とがこれら両極に挟まれた有機蛍光体内で再結合する際に発光するという有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子は、固体発光型の表示素子としての用途が有望視され、近年活発に研究開発が行われている。

この研究は、イーストマン・コダック社のＣ．Ｗ．Ｔａｎｇ氏らによりＡｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，第５１巻，９１３頁，１９８７年発行に報告された有機薄膜を積層したＥＬ素子に端を発しており、この報告では、金属キレート錯体を発光層、アミン系化合物を正孔注入層に使用することで、６〜１０Ｖの直流電圧での輝度が数１０００（ｃｄ／ｍ²）、最大発光効率が１．５（ｌｍ／Ｗ）の緑色発光を得ている。現在、様々な研究機関で開発が進められている有機ＥＬ素子は、基本的にこのイーストマン・コダック社の構成を踏襲しているといえる。

有機ＥＬ素子の中でも、特に赤色発光を示す有機ＥＬ素子は、その有用性から様々な材料を用いた素子の研究が進められてきたが、ホスト材料の中に微量のドーパントを共蒸着などの方法によって混入させて発光層を形成し、ドーパントからの発光を得るという方法が有効な方法として検討されている。そのような例として、Ｃ．Ｈ．Ｃｈｅｎら著，Ｍａｃｒｏｍｏｌ．Ｓｙｍｐ．，第１２５号，３４〜３６頁および４９〜５８頁，１９９７年発行に記載されている方法では、トリス（８−ヒドロキシキノリナート）アルミニウムをホスト材料に、ＤＣＭ、ＤＣＪ、ＤＣＪＴ、ＤＣＪＴＢといった４Ｈ−ピラン誘導体をドーパントに用いて橙色から赤色の発光が得られる有機ＥＬ素子を報告している。

また、ペリレン構造を有する有機ＥＬ素子については、例えば、特開平１０−２５１６３３号公報、特開平１１−１４４８６９号公報、特開２００１−１１０３１号公報、特開２００１−１７６６６４号公報、特開２００２−１２９０４３号公報、特開２００３−２０１４７２号公報が知られている。

さらに、ナフトフルオランテン構造を有する化合物をドーパントに用いた有機ＥＬ素子として、例えば、特開２００３−２７２８６６号公報が知られている。
Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，第５１巻，９１３頁，１９８７年 Ｍａｃｒｏｍｏｌ．Ｓｙｍｐ．，第１２５号，３４〜３６頁および４９〜５８頁，１９９７年 特開平１０−２５１６３３号公報 特開平１１−１４４８６９号公報 特開２００１−１１０３１号公報 特開２００１−１７６６６４号公報 特開２００２−１２９０４３号公報 特開２００３−２０１４７２号公報 特開２００３−２７２８６６号公報

従来の技術に述べた赤色の高輝度発光を得るための有機ＥＬ素子は、色純度が悪いことや寿命が短いという欠点があった。４Ｈ−ピラン誘導体をドーパントに用いた有機ＥＬ素子は、発光色が不十分であり、駆動電圧が高く発光輝度が低いというという問題があった。また、ペリレン構造を有する有機ＥＬ素子の場合、発光ピーク幅が広いため色純度の点で不十分であった。さらに、ナフトフルオランテン構造を有する化合物を用いた有機ＥＬ素子は、色純度の高い素子を作成することができるものの、駆動電圧が高く寿命が短いという欠点があった。そのため、より一層低い駆動電圧で高い色純度と輝度が得られる赤色発光を得ることができる長寿命の有機ＥＬ素子が求められていた。

本発明者らは、以上の諸問題を考慮し解決すべく鋭意研究を重ねた結果、本発明に至った。すなわち、本発明は、下記一般式［１］で表される化合物と、下記一般式［２］で表される化合物とを含んでなる有機エレクトロルミネッセンス素子用材料に関する。

一般式［１］

［式中、Ａｒ¹は、置換もしくは未置換のペリレニル基、
Ｒ¹およびＲ²は、それぞれ独立に、置換もしくは未置換の１価の芳香族炭化水素基、または置換もしくは未置換の１価の芳香族複素環基である。
Ａｒ¹とＲ¹、Ａｒ¹とＲ²、Ｒ¹とＲ²は、互いに結合して環を形成していても良い。］

一般式［２］

［式中、Ｘ²¹〜Ｘ³⁸は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは無置換の炭素数１〜１８のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数２〜２０のアルケニル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜１８のアルコキシ基、炭素数２〜１８のジアルキルアミノ基、置換もしくは無置換のジフェニルアミノ基、又は置換もしくは無置換の炭素数６〜２０のアリール基を表す。また、Ｘ³³〜Ｘ³⁸のうちの隣り合った基が一体となって、単環又は多環芳香環を形成してもよい。］

また、本発明は、陽極と陰極とからなる一対の電極間に、発光層または発光層を含む複数層の有機化合物薄膜を形成してなる有機エレクトロルミネッセンス素子において、少なくとも一層が、上記有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を含む有機エレクトロルミネッセンス素子に関する。

また、本発明は、陽極と陰極とからなる一対の電極間に、発光層または発光層を含む複数層の有機化合物薄膜を形成してなる有機エレクトロルミネッセンス素子において、発光層が、上記有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を含む有機エレクトロルミネッセンス素子に関する。

本発明の有機ＥＬ素子用材料に用いて作成した有機ＥＬ素子は、従来に比べて低い駆動電圧で発光し長寿命であるため、壁掛けテレビ等のフラットパネルディスプレイや平面発光体として好適に使用することができ、複写機やプリンター等の光源、液晶ディスプレイや計器類等の光源、表示板、標識灯等への応用が可能である。

以下、詳細にわたって本発明を説明する。本発明は、一般式［１］で表されるアミン化合物と、一般式［２］で表されるナフトフルオランテン構造を有する化合物とを含有する有機エレクトロルミネッセンス素子用材料であるが、まず、一般式［１］で表されるアミン化合物について説明する。

まず、一般式［１］中のＡｒ¹は、置換もしくは未置換のペリレニル基を表し、未置換のペリレニル基としては、１−ペリレニル基、２−ペリレニル基、３−ペリレニル基があげられる。これらペリレニル基は、さらに他の置換基によって置換されていても良い。

本発明において、置換基としては、１価の脂肪族炭化水素基、１価の芳香族炭化水素基、１価の脂肪族複素環基、１価の芳香族複素環基、ハロゲン原子、シアノ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基等があげられる。

ここで、１価の脂肪族炭化水素基としては、炭素数１〜１８の１価の脂肪族炭化水素基を指し、そのようなものとしては、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、シクロアルキル基があげられる。

したがって、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、ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、デシル基、ドデシル基、ペンタデシル基、オクタデシル基といった炭素数１〜１８のアルキル基があげられる。

また、アルケニル基としては、ビニル基、１−プロペニル基、２−プロペニル基、イソプロペニル基、１−ブテニル基、２−ブテニル基、３−ブテニル基、１−オクテニル基、１−デセニル基、１−オクタデセニル基といった炭素数２〜１８のアルケニル基があげられる。

また、アルキニル基としては、エチニル基、１−プロピニル基、２−プロピニル基、１−ブチニル基、２−ブチニル基、３−ブチニル基、１−オクチニル基、１−デシニル基、１−オクタデシニル基といった炭素数２〜１８のアルキニル基があげられる。

また、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、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロオクタデシル基、２−ボルニル基、２−イソボルニル基、１−アダマンチル基といった炭素数３〜１８のシクロアルキル基があげられる。

さらに、１価の芳香族炭化水素基としては、炭素数６〜３０の１価の単環、縮合環、環集合芳香族炭化水素基があげられる。ここで、炭素数６〜３０の１価の単環芳香族炭化水素基としては、フェニル基、ｏ−トリル基、ｍ−トリル基、ｐ−トリル基、２，４−キシリル基、ｐ−クメニル基、メシチル基等の炭素数６〜３０の１価の単環芳香族炭化水素基があげられる。

また、１価の縮合環芳香族炭化水素基としては、１−ナフチル基、２−ナフチル基、１−アンスリル基、２−アンスリル基、５−アンスリル基、１−フェナンスリル基、９−フェナンスリル基、１−アセナフチル基、２−アズレニル基、１−ピレニル基、２−トリフェニレル基、１−ピレニル基、２−ピレニル基、１−ペリレニル基、２−ペリレニル基、３−ペリレニル基、２−トレフェニレニル基、２−インデニル基、１−アセナフチレニル基、２−ナフタセニル基、２−ペンタセニル基等の炭素数１０〜３０の１価の縮合環炭化水素基があげられる。

また、１価の環集合芳香族炭化水素基としては、ｏ−ビフェニリル基、ｍ−ビフェニリル基、ｐ−ビフェニリル基、テルフェニリル基、７−（２−ナフチル）−２−ナフチル基等の炭素数１２〜３０の１価の環集合炭化水素基があげられる。

また、１価の脂肪族複素環基としては、３−イソクロマニル基、７−クロマニル基、３−クマリニル基、ピペリジノ基、モルホリノ基、２−モルホリノ基等の炭素数３〜１８の１価の脂肪族複素環基があげられる。

また、１価の芳香族複素環基としては、２−フリル基、３−フリル基、２−チエニル基、３−チエニル基、２−ベンゾフリル基、２−ベンゾチエニル基、２−ピリジル基、３−ピリジル基、４−ピリジル基、２−キノリル、５−イソキノリル基等の炭素数３〜３０の１価の芳香族複素環基があげられる。

また、ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子があげられる。

また、アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ｔｅｒｔ−ブトキシ基、オクチルオキシ基、ｔｅｒｔ−オクチルオキシ基、２−ボルニルオキシ基、２−イソボルニルオキシ基、１−アダマンチルオキシ基等の炭素数１〜１８のアルコキシ基があげられる。

また、アリールオキシ基としては、フェノキシ基、４−ｔｅｒｔ−ブチルフェノキシ基、１−ナフチルオキシ基、２−ナフチルオキシ基、９−アンスリルオキシ基といった炭素数６〜３０のアリールオキシ基があげられる。

また、アルキルチオ基としては、メチルチオ基、エチルチオ基、ｔｅｒｔ−ブチルチオ基、ヘキシルチオ基、オクチルチオ基といった炭素数１〜１８のアルキルチオ基があげられる。

また、アリールチオ基としては、フェニルチオ基、２−メチルフェニルチオ基、４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニルチオ基といった炭素数６〜３０のアリールチオ基があげられる。

また、アシル基としては、アセチル基、プロピオニル基、ピバロイル基、シクロヘキシルカルボニル基、ベンゾイル基、トルオイル基、アニソイル基、シンナモイル基等の炭素数２〜１８のアシル基があげられる。

また、アルコキシカルボニル基としては、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、ベンジルオキシカルボニル基等の炭素数２〜１８のアルコキシカルボニル基があげられる。

また、アリールオキシカルボニル基としては、フェノキシカルボニル基、ナフチルオキシカルボニル基等の炭素数７〜３０のアリールオキシカルボニル基があげられる。

また、アルキルスルホニル基としては、メシル基、エチルスルホニル基、プロピルスルホニル基等の炭素数１〜１８のアルキルスルホニル基があげられる。

また、アリールスルホニル基としては、ベンゼンスルホニル基、ｐ−トルエンスルホニル基等の炭素数６〜３０のアリールスルホニル基があげられる。

これら置換基は、さらに他の置換基によって置換されていても良く、また、これら置換基同士が結合し、環を形成していても良い。

以上述べた一般式［１］中のＡｒ¹としては、置換もしくは未置換の１−ペリレニル基、置換もしくは未置換の２−ペリレニル基、置換もしくは未置換の３−ペリレニル基があげられるが、このうち、置換もしくは未置換の３−ペリレニル基が好ましく、未置換の３−ペリレニル基が特に好ましい。また、置換３−ペリレニル基の中で好ましい置換基としては、前述のアルキル基、１価の芳香族炭化水素基、１価の芳香族複素環基があげられ、特に好ましい置換基としては、１価の芳香族炭化水素基があげられる。

また、上に述べた置換基における炭素数としては１〜１８が好ましく、１〜１２がさらに好ましい。この理由として、これら置換基の炭素数が多くなると、蒸着によって素子を作成しようとした場合の蒸着性が悪くなるといった懸念があるためである。

次に、一般式［１］中のＲ¹およびＲ²について説明する。Ｒ¹およびＲ²は、置換もしくは未置換の１価の芳香族炭化水素基、または置換もしくは未置換の１価の芳香族複素環基より選ばれる１価の有機残基である。ここでいう置換基とは、Ａｒ¹の置換基で説明した置換基と同義である。また、未置換の１価の芳香族炭化水素基、未置換の１価の芳香族複素環基とは、それぞれＡｒ¹の置換基で説明した１価の芳香族炭化水素基、未置換の１価の芳香族複素環基と同義である。

上記一般式［１］で表されるアミン化合物の内、好ましいものとしては、下記一般式［４］で表されるアミン化合物があげられる。

一般式［４］

［式中、Ａｒ²は、置換もしくは未置換のペリレニル基、Ｒ³およびＡｒ⁴は、置換もしくは未置換の１価の芳香族炭化水素基、または置換もしくは未置換の１価の芳香族複素環基、Ａｒ³は、置換もしくは未置換の２価の芳香族炭化水素基、または置換もしくは未置換の２価の芳香族複素環基、Ｒ⁴は、直接結合、Ｏ、Ｓ、＝Ｃ（Ｒ⁵）Ｒ⁶、＝Ｓｉ（Ｒ⁷）Ｒ⁸のいずれかである（ここに、Ｒ⁵〜Ｒ⁸は、水素原子、置換もしくは未置換の１価の脂肪族炭化水素基、置換もしくは未置換の１価の芳香族炭化水素基のいずれかである）。Ａｒ²とＲ³、Ｒ³とＡｒ³、Ａｒ³とＡｒ²は、互いに結合して環を形成していても良い。］
ここでいう置換基、置換もしくは未置換のペリレニル基、置換もしくは未置換の１価の芳香族炭化水素基、置換もしくは未置換の１価の芳香族複素環基、置換もしくは未置換の１価の脂肪族炭化水素基とは、それぞれ、一般式［１］で説明した置換基、置換もしくは未置換のペリレニル基、置換もしくは未置換の１価の芳香族炭化水素基、置換もしくは未置換の１価の芳香族複素環基、置換もしくは未置換の１価の脂肪族炭化水素基と同義である。

上記一般式［４］における２価の芳香族炭化水素基とは、２価の単環もしくは縮合環、環集合芳香族炭化水素基を意味し、例えば、フェニレン基、ナフチレン基、アンスリレン基、ビフェニレン基、ｐ−テルフェニル−４，４’’−ジイル基、ｍ−テルフェニル−３，３’’−ジイル基、ｍ−テルフェニル−４，４’−ジイル基、［１，２’−ビナフタレン］−４，５’−ジイル等の炭素数６〜３０の２価の芳香族炭化水素基があげられる。また、一般式［４］における２価の芳香族複素環基とは、２価の単環もしくは縮合環、環集合芳香族複素環基を意味し、例えば、２，５−フリレン基、２，５−チエニレン基、２，５−ピリジレン基、２，５−ピラジレン基、２，６−キニリレン基、１，４−イソキノリレン基、２，３−キノキサリレン基等の炭素数４〜３０の２価の芳香族複素環基があげられる。

以上述べた２価の芳香族炭化水素基または芳香族複素環基の内、好ましいものとしては、フェニレン基、ナフチレン基、ビフェニレン基等の炭素数６〜１２の２価の芳香族炭化水素基があげられる。

さらに、上記一般式［４］で表されるアミン化合物の内、さらに好ましいものとして、下記一般式［５］で表されるアミン化合物があげられる。

一般式［５］

［式中、Ａｒ⁵は、置換もしくは未置換のペリレニル基、Ａｒ⁶およびＡｒ⁸は、置換もしくは未置換の２価の芳香族炭化水素基、または置換もしくは未置換の２価の芳香族複素環基、Ａｒ⁷およびＡｒ⁹は、置換もしくは未置換の１価の芳香族炭化水素基、または置換もしくは未置換の１価の芳香族複素環基、Ｒ⁹およびＲ¹⁰は、直接結合、Ｏ、Ｓ、＝Ｃ（Ｒ¹¹）Ｒ¹²、＝Ｓｉ（Ｒ¹³）Ｒ¹⁴のいずれかである（ここに、Ｒ¹¹〜Ｒ¹⁴は、水素原子、置換もしくは未置換の１価の脂肪族炭化水素基、置換もしくは未置換の１価の芳香族炭化水素基のいずれかである）。Ａｒ⁵とＡｒ⁶、Ａｒ⁶とＡｒ⁸、Ａｒ⁸とＡｒ⁵は、互いに結合して環を形成していても良い。］
ここでいう置換基、置換もしくは未置換のペリレニル基、置換もしくは未置換の１価の芳香族炭化水素基、置換もしくは未置換の１価の芳香族複素環基、置換もしくは未置換の１価の脂肪族炭化水素基、置換もしくは未置換の２価の芳香族炭化水素基、または置換もしくは未置換の２価の芳香族複素環基とは、それぞれ、一般式［１］および一般式［４］で説明した置換基、置換もしくは未置換のペリレニル基、置換もしくは未置換の１価の芳香族炭化水素基、置換もしくは未置換の１価の芳香族複素環基、置換もしくは未置換の１価の脂肪族炭化水素基、置換もしくは未置換の２価の芳香族炭化水素基、または置換もしくは未置換の２価の芳香族複素環基と同義である。

また、一般式［１］で表されるアミン化合物の内、他の好ましいものとしては、下記一般式［６］で表されるアミン化合物があげられる。

一般式［６］

［式中、Ａｒ¹⁰は、置換もしくは未置換のペリレニル基、Ｒ¹⁵、Ａｒ¹²およびＡｒ¹³は、置換もしくは未置換の１価の芳香族炭化水素基、または置換もしくは未置換の１価の芳香族複素環基、Ａｒ¹¹は、置換もしくは未置換の２価の芳香族炭化水素基、または置換もしくは未置換の２価の芳香族複素環基、Ｒ¹⁶は、直接結合、Ｏ、Ｓ、＝Ｃ（Ｒ¹⁷）Ｒ¹⁸、＝Ｓｉ（Ｒ¹⁹）Ｒ²⁰のいずれかである（ここに、Ｒ¹⁷〜Ｒ²⁰は、水素原子、置換もしくは未置換の１価の脂肪族炭化水素基、置換もしくは未置換の１価の芳香族炭化水素基のいずれかである）。Ａｒ¹⁰とＲ¹⁵、Ｒ¹⁵とＡｒ¹¹、Ａｒ¹¹とＡｒ¹⁰、Ａｒ¹²とＡｒ¹³、Ａｒ¹³とＲ¹⁶、Ｒ¹⁶とＡｒ¹²は、互いに結合して環を形成していても良い。］
ここでいう置換基、置換もしくは未置換のペリレニル基、置換もしくは未置換の１価の芳香族炭化水素基、置換もしくは未置換の１価の芳香族複素環基、置換もしくは未置換の１価の脂肪族炭化水素基、置換もしくは未置換の２価の芳香族炭化水素基、または置換もしくは未置換の２価の芳香族複素環基とは、それぞれ、一般式［１］および一般式［４］で説明した置換基、置換もしくは未置換のペリレニル基、置換もしくは未置換の１価の芳香族炭化水素基、置換もしくは未置換の１価の芳香族複素環基、置換もしくは未置換の１価の脂肪族炭化水素基、置換もしくは未置換の２価の芳香族炭化水素基、または置換もしくは未置換の２価の芳香族複素環基と同義である。

さらに、上記一般式［６］で表されるアミン化合物の内、特に好ましいものとしては、下記一般式［７］で表されるアミン化合物があげられる。

一般式［７］

［式中、Ａｒ¹⁴は、置換もしくは未置換のペリレニル基、Ａｒ¹⁵およびＡｒ¹⁸は、置換もしくは未置換の２価の芳香族炭化水素基、または置換もしくは未置換の２価の芳香族複素環基、Ａｒ¹⁶、Ａｒ¹⁷、Ａｒ¹⁹およびＡｒ²⁰は、置換もしくは未置換の１価の芳香族炭化水素基、または置換もしくは未置換の１価の芳香族複素環基、Ｒ²¹およびＲ²²は、直接結合、Ｏ、Ｓ、＝Ｃ（Ｒ²³）Ｒ²⁴、＝Ｓｉ（Ｒ²⁵）Ｒ²⁶のいずれかである（ここに、Ｒ²³〜Ｒ²⁶は、水素原子、置換もしくは未置換の１価の脂肪族炭化水素基、置換もしくは未置換の１価の芳香族炭化水素基のいずれかである）。Ａｒ¹⁶とＡｒ¹⁷、Ａｒ¹⁷とＲ²¹、Ｒ²¹とＡｒ¹⁶、Ａｒ¹⁹とＡｒ²⁰、Ａｒ²⁰とＲ²²、Ｒ²²とＲ¹⁹、Ａｒ¹⁴とＡｒ¹⁵、Ａｒ¹⁵とＡｒ¹⁸、Ａｒ¹⁸とＡｒ¹⁴は、互いに結合して環を形成していても良い。］
ここでいう置換基、置換もしくは未置換のペリレニル基、置換もしくは未置換の１価の芳香族炭化水素基、置換もしくは未置換の１価の芳香族複素環基、置換もしくは未置換の１価の脂肪族炭化水素基、置換もしくは未置換の２価の芳香族炭化水素基、または置換もしくは未置換の２価の芳香族複素環基とは、それぞれ、一般式［１］および一般式［４］で説明した置換基、置換もしくは未置換のペリレニル基、置換もしくは未置換の１価の芳香族炭化水素基、置換もしくは未置換の１価の芳香族複素環基、置換もしくは未置換の１価の脂肪族炭化水素基、置換もしくは未置換の２価の芳香族炭化水素基、または置換もしくは未置換の２価の芳香族複素環基と同義である。

以上、本発明に用いる一般式［１］で表されるアミン化合物について説明したが、これらアミン化合物の分子量としては、２０００以下が好ましく、１５００以下がさらに好ましく、１０００以下が特に好ましい。この理由として、分子量が大きいと、蒸着によって素子を作成する場合の蒸着性が悪くなる懸念が考えられるためである。

以下、表１に本発明の有機ＥＬ素子用材料として用いることができる一般式［１］で表されるアミン化合物の代表例（例示化合物１〜８０）を示すが、本発明は、なんらこれらに限定されるものではない（ただし、表１中、ｔ−Ｂｕはｔｅｒｔ−ブチル基を、Ｐｈはフェニル基、ｔｏｌはｐ−トリル基を表す）。

つぎに、本発明で用いる一般式［２］で表されるナフトフルオランテン構造を有する化合物について説明する。

一般式［２］

[式中、Ｘ²¹〜Ｘ³⁸は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは無置換の炭素数１〜１８のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数２〜２０のアルケニル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜１８のアルコキシ基、炭素数２〜１８のジアルキルアミノ基、置換もしくは無置換のジフェニルアミノ基、又は置換もしくは無置換の炭素数６〜２０のアリール基を表す。また、Ｘ³³〜Ｘ³⁸のうちの隣り合った基が、単環又は多環芳香環を形成してもよく、形成された芳香環は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは無置換の炭素数１〜１８のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数２〜２０のアルケニル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜１８のアルコキシ基、炭素数２〜１８のジアルキルアミノ基、置換もしくは無置換のジフェニルアミノ基、又は置換もしくは無置換の炭素数６〜２０のアリール基が結合していてもよい。]

上記一般式[２]において、Ｘ²¹〜Ｘ³⁸は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは無置換の炭素数１〜１８のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数２〜２０のアルケニル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜１８のアルコキシ基、炭素数２〜１８のジアルキルアミノ基、置換もしくは無置換のジフェニルアミノ基、又は置換もしくは無置換の炭素数６〜２０のアリール基を表す。

ハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素等が挙げられ、フッ素、塩素が好ましい。
置換もしくは無置換の炭素数１〜１８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、ドデシル基、ヘキサデシル基、オクタデシル基、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、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、フェネチル基、α−メチルベンジル基、フェニルプロピル基、ベンジル基、ジフェニルメチル基、４−ビフェニルメチル基、シクロヘキシルメチル基等が挙げられる。これらの中でも、メチル基、ｔ−ブチル基、イソプロピル基が好ましい。

置換もしくは無置換の炭素数２〜２０のアルケニル基としては、エテニル基、１−プロペニル基、２−プロペニル基、１−メチルプロペニル基、２−メチルプロペニル基、１−ブテニル基、２−メチルアリル基、スチリル基、２−フェニルスチリル基等が挙げられる。これらの中でも、スチリル基、２−フェニルスチリル基が好ましい。

置換もしくは無置換の炭素数１〜１８のアルコキシ基としては、−ＯＹで表される基であり、Ｙの例としては、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、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、フェニル基、ビフェニル基、ベンジル基、フェニルエチル基、フェニルプロピル基等が挙げられる。これらの中でも、Ｙがメチル基、ｔ−ブチル基、フェニル基であるものが好ましい。

炭素数２〜１８のジアルキルアミノ基としては、ジメチルアミノ基，ジエチルアミノ基、ジプロピルアミノ基、ジブチルアミノ基、メチルエチルアミノ基、ジベンジルアミノ基、ジシクロヘキシルアミノ基、等が挙げられる。これらの中でも、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基が好ましい。置換もしくは無置換の炭素数６〜２０の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、フルオレニル基、フルオランテニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、スチルベン基等が挙げられる。これらの中でも、フェニル基、ビフェニル基、ナフチル基、スチルベン基が好ましい。

一般式［２］において、Ｘ³³〜Ｘ³⁸のうちの隣り合った基は、単環又は多環芳香環を形成してもよく例えば、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、アセナフチル環、フェナレン環、フェナンスレン環、フルオランテン環等が挙げられ、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環が好ましい。また、形成された芳香環は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、直鎖、分岐又は環状の炭素数１〜１８のアルキル基、直鎖、分岐又は環状の炭素数２〜２０のアルケニル基、直鎖、分岐又は環状の炭素数１〜１８のアルコキシ基、炭素数２〜１８のジアルキルアミノ基、置換もしくは無置換のジフェニルアミノ基、又は置換もしくは無置換の炭素数６〜２０のアリール基が結合していてもよい。これらの結合基の具体例としては、前述したものと同様のものが挙げられる。

一般式［２］における、各置換基としては、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、置換もしくは無置換アミノ基、ニトロ基、シアノ基、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芳香族炭化水素基、置換もしくは無置換の芳香族複素環基、置換もしくは無置換のアラルキル基、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シカルボニル基、カルボキシル基等が挙げられる。

一般式［２］の一例として、下記一般式［３］で示される化合物が挙げられる。

一般式［３］

[式中、Ｘ¹〜Ｘ²⁰は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは無置換の炭素数１〜１８のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数２〜２０のアルケニル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜１８のアルコキシ基、炭素数２〜１８のジアルキルアミノ基、置換もしくは無置換のジフェニルアミノ基、又は置換もしくは無置換の炭素数６〜２０のアリール基を表す。また、Ｘ¹⁵〜Ｘ¹⁸のうちの隣り合った基が、それぞれ単環又は多環芳香環を形成してもよく、形成された芳香環は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは無置換の炭素数１〜１８のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数２〜２０のアルケニル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜１８のアルコキシ基、炭素数２〜１８のジアルキルアミノ基、置換もしくは無置換のジフェニルアミノ基、又は置換もしくは無置換の炭素数６〜２０のアリール基が結合していてもよい。]

上記一般式［３］において、Ｘ¹〜Ｘ²⁰は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、直鎖、分岐又は環状の炭素数１〜１８のアルキル基、直鎖、分岐又は環状の炭素数２〜２０のアルケニル基、直鎖、分岐又は環状の炭素数１〜１８のアルコキシ基、炭素数２〜１８のジアルキルアミノ基、置換もしくは無置換のジフェニルアミノ基、又は置換もしくは無置換の炭素数６〜２０のアリール基を表す。一般式［３］において、Ｘ¹⁵〜Ｘ¹⁸のうちの隣り合った基が、それぞれ単環又は多環芳香環を形成してもよく、具体例としては、上記一般式［２］と同様のものが挙げられる。また、形成された芳香環は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、直鎖、分岐又は環状の炭素数１〜１８のアルキル基、直鎖、分岐又は環状の炭素数２〜２０のアルケニル基、直鎖、分岐又は環状の炭素数１〜１８のアルコキシ基、炭素数２〜１８のジアルキルアミノ基、置換もしくは無置換のジフェニルアミノ基、又は置換もしくは無置換の炭素数６〜２０のアリール基が結合していてもよい。これらの具体例としては、上記一般式［２］と同様のものが挙げられる。

前記一般式［３］における、各置換基としては、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、置換もしくは無置換アミノ基、ニトロ基、シアノ基、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芳香族炭化水素基、置換もしくは無置換の芳香族複素環基、置換もしくは無置換のアラルキル基、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シカルボニル基、カルボキシル基等が挙げられる。

以上、本発明に用いることができる一般式［２］で表される化合物について説明したが、これらナフトフルオランテン構造を有する化合物の分子量は、２０００以下が好ましく、１５００以下がさらに好ましく、１０００以下が特に好ましい。この理由として、分子量が大きいと、蒸着によって素子を作成しようとした場合の蒸着性が悪くなるといった懸念が考えられるためである。

以下、表２に本発明の有機ＥＬ素子に用いることができる一般式［２］で表されるナフトフルオランテン構造を有する化合物の代表例（例示化合物８１〜１０５）を示すが、本発明は、なんらこれらに限定されるものではない。

ところで、有機ＥＬ素子は、陽極と陰極間に一層または多層の有機層を形成した素子から構成されるが、ここで、一層型有機ＥＬ素子とは、陽極と陰極との間に発光層のみからなる素子を指す。一方、多層型有機ＥＬ素子とは、発光層の他に、発光層への正孔や電子の注入を容易にしたり、発光層内での正孔と電子との再結合を円滑に行わせたりすることを目的として、正孔注入層、正孔輸送層、正孔阻止層、電子注入層などを積層させたものを指す。したがって、多層型有機ＥＬ素子の代表的な素子構成としては、（１）陽極／正孔注入層／発光層／陰極、（２）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／陰極、（３）陽極／正孔注入層／発光層／電子注入層／陰極、（４）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子注入層／陰極、（５）陽極／正孔注入層／発光層／正孔阻止層／電子注入層／陰極、（６）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／電子注入層／陰極、（７）陽極／発光層／正孔阻止層／電子注入層／陰極、（８）陽極／発光層／電子注入層／陰極等の多層構成で積層した素子構成が考えられる。

ここで、正孔注入層には、発光層に対して優れた正孔注入効果を示し、かつ陽極界面との密着性と薄膜形成性に優れた正孔注入層を形成できる正孔注入材料が用いられる。また、このような材料を多層積層させ、正孔注入効果の高い材料と正孔輸送効果の高い材料とを多層積層させた場合、それぞれに用いる材料を正孔注入材料、正孔輸送材料と呼ぶことがある。そのような正孔注入材料あるいは正孔輸送材料の例としては、フタロシアニン誘導体、ナフタロシアニン誘導体、ポルフィリン誘導体、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、イミダゾロン誘導体、イミダゾールチオン誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、テトラヒドロイミダゾール誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、ヒドラゾン誘導体、アシルヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、芳香族三級アミン誘導体、ポリビニルカルバゾール誘導体、ポリシラン誘導体等があげられるが、素子作成に必要な薄膜を形成し、陽極からの正孔を注入ができて、正孔を輸送できる材料であれば、特にこれらに限定されるものではない。

上記材料の中でも特に好適に使用することのできる正孔注入材料あるいは正孔輸送材料としては、芳香族三級アミン誘導体およびフタロシアニン誘導体があげられる。芳香族三級アミン誘導体としては、例えば、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−（３−メチルフェニル）−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−（４−メチルフェニル）−１，１’−フェニル−４，４’−ジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−（４−メチルフェニル）−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ジナフチル−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン、Ｎ，Ｎ’−（メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−（４−ｎ−ブチルフェニル）−フェナントレン−９，１０−ジアミン、Ｎ，Ｎ−ビス（４−ジ−４−トリルアミノフェニル）−４−フェニル−シクロヘキサン、およびこれら芳香族三級アミン骨格を有するオリゴマーまたはポリマーがあげられ、これらは正孔注入材料、正孔輸送材料いずれにも好適に使用することができる。また、フタロシアニン（Ｐｃ）誘導体としては、例えば、Ｈ２Ｐｃ、ＣｕＰｃ、ＣｏＰｃ、ＮｉＰｃ、ＺｎＰｃ、ＰｄＰｃ、ＦｅＰｃ、ＭｎＰｃ、ＣｌＡｌＰｃ、ＣｌＧａＰｃ、ＣｌＩｎＰｃ、ＣｌＳｎＰｃ、Ｃｌ２ＳｉＰｃ、（ＨＯ）ＡｌＰｃ、（ＨＯ）ＧａＰｃ、ＶＯＰｃ、ＴｉＯＰｃ、ＭｏＯＰｃ、ＧａＰｃ−Ｏ−ＧａＰｃ等のフタロシアニン誘導体があげられ、これらは特に正孔注入材料に好適に使用することができる。

一方、電子注入層には、発光層に対して優れた電子注入効果を示し、かつ陰極界面との密着性と薄膜形成性に優れた電子注入層を形成できる電子注入材料が用いられる。そのような電子注入材料の例としては、金属錯体化合物、含窒素五員環誘導体、フルオレノン誘導体、アントラキノジメタン誘導体、ジフェノキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、ペリレンテトラカルボン酸誘導体、フレオレニリデンメタン誘導体、アントロン誘導体、シロール誘導体、カルシウムアセチルアセトナート、酢酸ナトリウムなどがあげられる。また、セシウム等の金属をバソフェナントロリンにドープした無機／有機複合材料（高分子学会予稿集，第５０巻，４号，６６０頁，２００１年発行に記載）や第５０回応用物理学関連連合講演会講演予稿集、Ｎｏ．３、１４０２頁、２００３年発行記載のＢＣＰ、ＴＰＰ、Ｔ５ＭＰｙＴＺ等も電子注入材料の例としてあげられるが、素子作成に必要な薄膜を形成し、陰極からの電子を注入できて、電子を輸送できる材料であれば、特にこれらに限定されるものではない。

上記電子注入材料の中でも特に効果的な電子注入材料としては、金属錯体化合物または含窒素五員環誘導体があげられる。本発明に使用可能な電子注入材料の内、好ましい金属錯体化合物としては、トリス（８−ヒドロキシキノリナート）アルミニウム、トリス（２−メチル−８−ヒドロキシキノリナート）アルミニウム、トリス（５−フェニル−８−ヒドロキシキノリナート）アルミニウム、ビス（８−ヒドロキシキノリナート）（１−ナフトラート）アルミニウム、ビス（８−ヒドロキシキノリナート）（２−ナフトラート）アルミニウム、ビス（８−ヒドロキシキノリナート）（フェノラート）アルミニウム、ビス（８−ヒドロキシキノリナート）（４−シアノ−１−ナフトラート）アルミニウム、ビス（４−メチル−８−ヒドロキシキノリナート）（１−ナフトラート）アルミニウム、ビス（５−メチル−８−ヒドロキシキノリナート）（２−ナフトラート）アルミニウム、ビス（５−フェニル−８−ヒドロキシキノリナート）（フェノラート）アルミニウム、ビス（５−シアノ−８−ヒドロキシキノリナート）（４−シアノ−１−ナフトラート）アルミニウム、ビス（８−ヒドロキシキノリナート）クロロアルミニウム、ビス（８−ヒドロキシキノリナート）（ｏ−クレゾラート）アルミニウム等のアルミニウム錯体化合物、トリス（８−ヒドロキシキノリナート）ガリウム、トリス（２−メチル−８−ヒドロキシキノリナート）ガリウム、トリス（２−メチル−５−フェニル−８−ヒドロキシキノリナート）ガリウム、ビス（２−メチル−８−ヒドロキシキノリナート）（１−ナフトラート）ガリウム、ビス（２−メチル−８−ヒドロキシキノリナート）（２−ナフトラート）ガリウム、ビス（２−メチル−８−ヒドロキシキノリナート）（フェノラート）ガリウム、ビス（２−メチル−８−ヒドロキシキノリナート）（４−シアノ−１−ナフトラート）ガリウム、ビス（２、４−ジメチル−８−ヒドロキシキノリナート）（１−ナフトラート）ガリウム、ビス（２、５−ジメチル−８−ヒドロキシキノリナート）（２−ナフトラート）ガリウム、ビス（２−メチル−５−フェニル−８−ヒドロキシキノリナート）（フェノラート）ガリウム、ビス（２−メチル−５−シアノ−８−ヒドロキシキノリナート）（４−シアノ−１−ナフトラート）ガリウム、ビス（２−メチル−８−ヒドロキシキノリナート）クロロガリウム、ビス（２−メチル−８−ヒドロキシキノリナート）（ｏ−クレゾラート）ガリウム等のガリウム錯体化合物の他、８−ヒドロキシキノリナートリチウム、ビス（８−ヒドロキシキノリナート）銅、ビス（８−ヒドロキシキノリナート）マンガン、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナート）ベリリウム、ビス（８−ヒドロキシキノリナート）亜鉛、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナート）亜鉛等の金属錯体化合物があげられる。

また、本発明に使用可能な電子注入材料の内、好ましい含窒素五員環誘導体としては、オキサゾール誘導体、チアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、チアジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体があげられ、具体的には、２，５−ビス（１−フェニル）−１，３，４−オキサゾール、２，５−ビス（１−フェニル）−１，３，４−チアゾール、２，５−ビス（１−フェニル）−１，３，４−オキサジアゾール、２−（４’−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−５−(４”−ビフェニル)１，３，４−オキサジアゾール、２，５−ビス（１−ナフチル）−１，３，４−オキサジアゾール、１，４−ビス［２−(５ −フェニルオキサジアゾリル)］ベンゼン、１，４−ビス［２−(５−フェニルオキサジアゾリル)−４−ｔｅｒｔ−ブチルベンゼン］、２−（４’−ｔｅｒｔ− ブチルフェニル）−５−(４”−ビフェニル)−１，３，４−チアジアゾール、２，５−ビス（１−ナフチル）−１，３，４−チアジアゾール、１，４−ビス［２−(５−フェニルチアジアゾリル)］ベンゼン、２−（４’−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−５−(４”−ビフェニル)−１，３，４−トリアゾール、２，５−ビス（１−ナフチル）−１，３，４−トリアゾール、１，４−ビス［２−(５−フェニルトリアゾリル)］ベンゼン等があげられる。

さらに、正孔阻止層には、発光層を経由した正孔が電子注入層に達するのを防ぎ、薄膜形成性に優れた層を形成できる正孔阻止材料が用いられる。そのような正孔阻止材料の例としては、ビス（８−ヒドロキシキノリナート）（４−フェニルフェノラート）アルミニウム等のアルミニウム錯体化合物や、ビス（２−メチル−８−ヒドロキシキノリナート）（４−フェニルフェノラート）ガリウム等のガリウム錯体化合物、２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（ＢＣＰ）等の含窒素縮合芳香族化合物があげられる。

また、本発明の有機ＥＬ素子の発光層は、一般式［１］で表されるアミン化合物と、一般式［２］で表されるナフトフルオランテン構造を有する化合物を特徴としているが、他のホスト材料やドーパントを含有していても構わない。この場合、ドーパントの濃度はホスト材料に対して０．００１〜３０重量％の範囲で含有されることが好ましく、０．０１〜１０重量％の範囲で含有されることがより好ましく、０．１〜５重量％の範囲で含有されることがさらに好ましい。

本有機ＥＬ素子における発光層中には、本発明の有機ＥＬ素子用材料の他に、必要に応じて、他の発光材料やドーピング材料のみならず、先に述べた正孔注入材料や電子注入材料を二種類以上組み合わせて使用することもできる。また、正孔注入層、発光層、電子注入層は、それぞれ二層以上の層構成により形成されても良い。

さらに、本発明の有機ＥＬ素子の陽極に使用される材料は、炭素、アルミニウム、バナジウム、鉄、コバルト、ニッケル、タングステン、銀、金、白金、パラジウム等の金属およびそれらの合金、酸化亜鉛、酸化錫、酸化インジウム、酸化錫インジウム（ＩＴＯ）等の導電性金属酸化物、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリアニリン等の導電性ポリマー等があげられる。特に本発明の有機ＥＬ素子の陽極に使用される導電性材料としては、できるだけ抵抗値の低いものが好ましく、ＩＴＯガラス、ＮＥＳＡガラスが好適に使用される。

また、本発明の有機ＥＬ素子の陰極に使用される材料は、電子を効率よく有機ＥＬ素子に注入できる材料であれば特に限定されないが、一般に、白金、金、銀、銅、鉄、錫、亜鉛、アルミニウム、インジウム、クロム、リチウム、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウムおよびこれらの合金があげられる。ここで、合金としては、マグネシウム／銀、マグネシウム／インジウム、リチウム／アルミニウム等が代表例としてあげられるが、リチウム、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウムなどの低仕事関数金属を含む合金が好ましい。また、フッ化リチウムのような無機塩を上記低仕事関数金属の替わりに使用することも可能である。また、これら陰極の作成方法としては、抵抗加熱、電子線ピーム照射、スパッタリング、イオンプレーティング、コーティングなどの業界公知の方法で作成することができる。以上述べた陽極および陰極は、必要に応じて二層以上の層構成により形成されていても良い。

本発明の有機ＥＬ素子からの発光を効率よく取り出すためには、発光を取り出す面の基板の材質が充分透明であることが望ましく、具体的には素子からの発光の発光波長領域における透過率が５０％以上、好ましくは９０％以上であることが望ましい。これら基板は、機械的、熱的強度を有し、透明であれば特に限定されるものではないが、例えば、ガラスの他、ポリエチレン、ポリエーテルスルホン、ポリプロピレン等の透明性ポリマーが推奨される。

また、本発明の有機ＥＬ素子の各層の形成方法としては、真空蒸着、電子線ピーム照射、スパッタリング、プラズマ、イオンプレーティング等の乾式成膜法、もしくはスピンコーティング、ディッピング、フローコーティング等の湿式成膜法のいずれかの方法を適用することができる。各層の膜厚は特に限定されるものではないが、膜厚が厚すぎると一定の光出力を得るために大きな印加電圧が必要となり効率が悪くなり、逆に膜厚が薄すぎるとピンホール等が発生し、電界を印加しても充分な発光輝度が得にくくなる。したがって、各層の膜厚は、１ｎｍから１μｍの範囲が適しているが、１０ｎｍから０．２μｍの範囲がより好ましい。

また、有機ＥＬ素子の温度、湿度、雰囲気等に対する安定性向上のために、素子の表面に保護層を設けたり、樹脂等により素子全体を被覆や封止を施したりしても良い。特に素子全体を被覆や封止する際には、光によって硬化する光硬化性樹脂が好適に使用される。

以上述べたように、本有機ＥＬ素子は、低い駆動電圧で高い色純度と輝度を示す赤色発光を得ることが可能である。故に、本有機ＥＬ素子は、壁掛けテレビ等のフラットパネルディスプレイや平面発光体として、さらには、複写機やプリンター等の光源、液晶ディスプレイや計器類等の光源、表示板、標識灯等への応用が考えられる。

以下、実施例にて本発明を具体的に説明するが、本発明は下記実施例に何ら限定されるものではない。本例では、特に断りのない限り、混合比は全て重量比を示す。

実施例１
厚さ２００ｎｍのＩＴＯ透明電極（陽極）を有するガラス基板を、中性洗剤、アセトン、エタノールを用いて超音波洗浄した。その基板を窒素ガスを用いて乾燥し、さらにＵＶ／オゾン洗浄した後、蒸着装置の基板ホルダーに固定した後、蒸着槽を３×１０−６Ｔｏｒｒに減圧した。まず、ＩＴＯ透明電極上に、４，４’−ビス〔Ｎ−フェニル−Ｎ−（３”−メチルフェニル）アミノ〕ビフェニルを、蒸着速度０．２ｎｍ／sec で７５ｎｍの厚さに蒸着し、正孔輸送層とした。次いで、アミン化合物として表１の化合物３と、ナフトフルオランテン構造を有する化合物として表２の化合物８７を、異なる蒸着源から、蒸着速度０．２ｎｍ／ｓｅｃで５０ｎｍの厚さに共蒸着（重量比１００：０．５）し、発光層とした。次に、トリス（８−キノリノラート）アルミニウムを、蒸着速度０．２ｎｍ／ｓｅｃ で５０ｎｍの厚さに蒸着し、電子輸送層とした。さらにその上に、マグネシウムと銀を、蒸着速度０．２ｎｍ／ｓｅｃで２００ｎｍの厚さに共蒸着（重量比１０：１）して陰極とし、有機エレクトロルミネッセンス素子を作製した。尚、蒸着は、蒸着槽の減圧状態を保ったまま実施した。作製した有機電界発光素子に、直流電圧を印下したところ、最高輝度４００００ｃｄ／ｍ² の赤色の発光が確認された。この素子は駆動電圧５Ｖでの輝度が４００ｃｄ／ｍ²であった。さらに発光輝度５００ｃｄ／ｍ²で定電流駆動したときの半減寿命は５０００時間であった。

実施例２〜実施例１８
化合物３の代わりに表３に示すアミン化合物を用いる以外は、全て実施例１と同様の方法で有機ＥＬ素子を作製した。それぞれの素子に、乾燥雰囲気下、直流電圧を印下したところ、橙赤色〜赤の発光が確認された。これらの素子における、最高輝度および駆動電圧５Ｖでの輝度および発光輝度５００ｃｄ／ｍ²で定電流駆動したときの半減寿命を併せて表３に示す。これらの素子はいずれも、駆動電圧５Ｖでの輝度が２５０ｃｄ／ｍ²以上であり、発光輝度５００ｃｄ／ｍ²で定電流駆動したときの半減寿命は２５００時間以上であった。

表３

比較例１〜比較例３
化合物３の代わりに公知の化合物であるトリス（８−キノリノラート）アルミニウム（Ａｌｑ３）（比較例１）、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（４−フェニルフェノラート）アルミニウム（ＢＡｌｑ）（比較例２）、４，４’−ビス〔Ｎ−フェニル−Ｎ−（１”−ナフチル）アミノ〕ビフェニル（α−ＮＰＤ）（比較例３）を成膜して用いる以外は、実施例１と同様の方法で有機ＥＬ素子を作製した。それぞれの素子に、乾燥雰囲気下、直流電圧を印下したところ、橙赤色〜赤の発光が確認された。これらの素子における、最高輝度および駆動電圧５Ｖでの輝度および発光輝度５００ｃｄ／ｍ²で定電流駆動したときの半減寿命を表４に示す。これらの素子はいずれも、駆動電圧５Ｖでの輝度が１００ｃｄ／ｍ²未満であり、発光輝度５００ｃｄ／ｍ²で定電流駆動したときの半減寿命は６００時間未満であった。

表４

実施例１９〜実施例３６
化合物８７の代わりに表５に示すナフトフルオランテン構造を有する化合物を用いる以外は、全て実施例１と同様の方法で有機ＥＬ素子を作製した。それぞれの素子に、直流電圧を印下したところ、橙赤色〜赤の発光が確認された。これらの素子における、最高輝度および駆動電圧５Ｖでの輝度および発光輝度５００ｃｄ／ｍ²で定電流駆動したときの半減寿命を併せて表５に示す。これらの素子はいずれも、駆動電圧５Ｖでの輝度が３５０ｃｄ／ｍ²以上であり、発光輝度５００ｃｄ／ｍ²で定電流駆動したときの半減寿命は２５００時間以上であった。

比較例４
化合物８７の代わりに下記に示すＤＣＪＴＢを用いる以外は、実施例１と同様の方法で有機ＥＬ素子を作製した。この素子における駆動電圧５Ｖでの輝度は２．３ｃｄ／ｍ²であり、発光輝度５００ｃｄ／ｍ²で定電流駆動したときの半減寿命は２１０時間であった。

以上述べた実施例から明らかなように、本発明の有機ＥＬ素子は低電圧駆動時での発光輝度の向上と長寿命化を達成することが可能である。

Claims (3)

1. 下記一般式［１］で表される化合物と、下記一般式［２］で表される化合物とを含んでなる有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
   一般式［１］
   

   

   ［式中、Ａｒ¹は、置換もしくは未置換のペリレニル基、
   Ｒ¹およびＲ²は、それぞれ独立に、置換もしくは未置換の１価の芳香族炭化水素基、または置換もしくは未置換の１価の芳香族複素環基である。
   Ａｒ¹とＲ¹、Ａｒ¹とＲ²、Ｒ¹とＲ²は、互いに結合して環を形成していても良い。］
   一般式［２］
   

   

   ［式中、Ｘ²¹〜Ｘ³⁸は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは無置換の炭素数１〜１８のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数２〜２０のアルケニル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜１８のアルコキシ基、炭素数２〜１８のジアルキルアミノ基、置換もしくは無置換のジフェニルアミノ基、又は置換もしくは無置換の炭素数６〜２０のアリール基を表す。また、Ｘ³³〜Ｘ³⁸のうちの隣り合った基が一体となって、単環又は多環芳香環を形成してもよい。］
2. 陽極と陰極とからなる一対の電極間に、発光層または発光層を含む複数層の有機化合物薄膜を形成してなる有機エレクトロルミネッセンス素子において、少なくとも一層が、請求項１記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を含む有機エレクトロルミネッセンス素子。
3. 陽極と陰極とからなる一対の電極間に、発光層または発光層を含む複数層の有機化合物薄膜を形成してなる有機エレクトロルミネッセンス素子において、発光層が、請求項１記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を含む有機エレクトロルミネッセンス素子。