JPH0913026A - 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 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高輝度・高発光効率であり、発光劣化が少な
く信頼性の高い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。 【解決手段】 一対の電極間に、一層または複数層の有
機化合物薄膜よりなる発光層を備えた有機エレクトロル
ミネッセンス素子において、発光層が下記一般式［１］
で示される化合物を含有する層である有機エレクトロル
ミネッセンス素子。一般式［１］ 【化１】 ［式中、Ｒ¹ 〜Ｒ² のうち少なくとも１個は、アルキル
基又は芳香族環基を表す。Ｒ³ 〜Ｒ¹²は水素原子、ハロ
ゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、チオアルコキシ
基、シアノ基、アミノ基、モノまたはジ置換アミノ基、
水酸基、メルカプト基、アリールオキシ基、アリールチ
オ基、アルキル環基、芳香族環基、複素環基をそれぞれ
表す。］

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】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（ＥＬ）素子用
発光材料および高輝度の発光素子に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】有機物質を使用したＥＬ素子は、固体発
光型の安価な大面積フルカラー表示素子としての用途が
有望視され、多くの開発が行われている。一般にＥＬ
は、発光層および該層をはさんだ一対の対向電極から構
成されている。発光は、両電極間に電界が印加される
と、陰極側から電子が注入され、陽極側から正孔が注入
される。さらに、この電子が発光層において正孔と再結
合し、エネルギー準位が伝導帯から価電子帯に戻る際に
エネルギーを光として放出する現象である。

【０００３】従来の有機ＥＬ素子は、無機ＥＬ素子に比
べて駆動電圧が高く、発光輝度や発光効率も低かった。
また、特性劣化も著しく実用化には至っていなかった。
近年、１０Ｖ以下の低電圧で発光する高い蛍光量子効率
を持った有機化合物を含有した薄膜を積層した有機ＥＬ
素子が報告され、関心を集めている（アプライド・フィ
ジクス・レターズ、５１巻、９１３ページ、１９８７年
参照）。この方法は、金属キレート錯体を蛍光体層、ア
ミン系化合物を正孔注入層に使用して、高輝度の緑色発
光を得ており、６〜７Ｖの直流電圧で輝度は数１０００
ｃｄ／ｍ² 、最大発光効率は１．５ｌｍ／Ｗを達成し
て、実用領域に近い性能を持っている。

【０００４】しかしながら、現在までの有機ＥＬ素子
は、構成の改善により発光強度は改良されているが、未
だ充分な発光輝度は有していない。また、繰り返し使用
時の安定性に劣るという大きな問題を持っている。有機
ＥＬ素子の発光効率を向上させるために、発光層を発光
材料であるホスト物質にゲスト物質をドープして作製す
る技術が開示されている。例えば、発光層中にトリス
（８−ヒドロキシキノリン）アルミニウム錯体をホスト
物質に、クマリン色素もしくはＤＣＭ色素を蛍光性ゲス
ト物質としてドープした有機ＥＬ素子（ジャーナル・オ
ブ・アプライドフィジクス、６５巻、３６１０ページ、
１９８９年参照）があるが、これらの有機ＥＬ素子の発
光効率は十分ではなかった。また、発光層中にトリス
（８−ヒドロキシキノリン）アルミニウム錯体をホスト
物質に、キナクリドンもしくはキナゾリン化合物を蛍光
性ゲスト物質としてドーピングした有機ＥＬ素子が開示
されている（特開平０５−７０７７３号公報）。しかし
ながら、これらの有機ＥＬ素子の初期発光効率は向上し
ているが、連続して発光させた場合の劣化が著しく、実
用上大きな問題があった。これは、発光層に少量の蛍光
性ゲスト物質をドーピングする技術が困難なこと、およ
び、開示されたキナクリドンもしくはキナゾリン化合物
では、顔料分子同士が強固に凝集しているために、発光
層中へ均一にドーピングすることが困難である。このよ
うな理由から、発光層中へ均一にドーピングすることが
容易な蛍光性ゲスト材料、および、より高い発光効率を
持ち、繰り返し使用時での安定性の優れた有機ＥＬ素子
の開発が望まれているのが現状である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、発光
効率が高く、繰り返し使用時での安定性の優れた有機Ｅ
Ｌ素子の提供にある。本発明者らが鋭意検討した結果、
一般式［１］で示される化合物の少なくとも一種の有機
ＥＬ素子材料を少なくとも一層に使用した有機ＥＬ素子
の発光効率が高く、繰り返し使用時での安定性も優れて
いることを見いだし本発明に至った。

【０００６】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、下記一
般式［１］で示される化合物からなる有機エレクトロル
ミネッセンス素子材料である。

【０００７】一般式［１］

【化４】 ［式中、Ｒ¹ 〜Ｒ² のうち少なくとも１個は、置換もし
くは未置換のアルキル基又は置換もしくは未置換の芳香
族環基を表す。Ｒ³ 〜Ｒ¹²は水素原子、ハロゲン原子、
置換もしくは未置換のアルキル基、置換もしくは未置換
のアルコキシ基、置換もしくは未置換のチオアルコキシ
基、シアノ基、アミノ基、モノまたはジ置換アミノ基、
水酸基、メルカプト基、置換もしくは未置換のアリール
オキシ基、置換もしくは未置換のアリールチオ基、置換
もしくは未置換のアルキル環基、置換もしくは未置換の
芳香族環基、置換もしくは未置換の複素環基をそれぞれ
表す（隣接した置換基同士で結合して置換もしくは未置
換のアルキル環、置換もしくは未置換の芳香族環、置換
もしくは未置換の複素環式芳香族環、置換もしくは未置
換の複素環を形成しても良い。）。］

【０００８】更に、本発明は、一対の電極間に発光層も
しくは発光層を含む複数層の有機化合物薄膜を形成した
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材料を
含有する層である有機エレクトロルミネッセンス素子で
ある。

【０００９】更に、本発明は、一対の電極間に発光層も
しくは発光層を含む複数層の有機化合物薄膜を形成した
有機エレクトロルミネッセンス素子において、発光層が
金属錯体化合物および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層である有機エレクトロルミネッ
センス素子である。

【００１０】更に、本発明は、一対の電極間に発光層も
しくは発光層を含む複数層の有機化合物薄膜を形成した
有機エレクトロルミネッセンス素子において、発光層が
芳香族三級アミン化合物および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層である有機エレクトロ
ルミネッセンス素子である。

【００１１】更に、本発明は、芳香族三級アミン誘導体
が、下記一般式［２］で示される化合物である有機エレ
クトロルミネッセンス素子である。一般式［２］

【化５】 ［式中、Ｂ¹ 〜Ｂ⁴ は、それぞれ独立に、置換もしくは
未置換の炭素原子数６〜２０のアリール基を表す。Ｇは
置換もしくは未置換のアリーレン基を表す。］

【００１２】更に、本発明は、一対の電極間に発光層も
しくは発光層を含む複数層の有機化合物薄膜を形成した
有機エレクトロルミネッセンス素子において、電子注入
層が金属錯体化合物および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層である有機エレクトロルミ
ネッセンス素子である。

【００１３】更に、本発明は、金属錯体化合物が、下記
一般式［３］で示される化合物である上記有機エレクト
ロルミネッセンス素子である。一般式［３］

【化６】 ［式中、Ｑ¹ およびＱ² は、それぞれ独立に、置換もし
くは未置換のヒドロキシキノリン誘導体、置換もしくは
未置換のヒドロキシベンゾキノリン誘導体を表し、Ｌ
は、ハロゲン原子、置換もしくは未置換のアルキル基、
置換もしくは未置換のシクロアルキル基、置換もしくは
未置換の窒素原子を含んでも良いアリール基、−ＯＲ
（Ｒは水素原子、置換もしくは未置換のアルキル基、置
換もしくは未置換のシクロアルキル基、置換もしくは未
置換の窒素原子を含んでも良いアリール基である。）、
−Ｏ−Ｇａ−Ｑ³ （Ｑ⁴ ）（Ｑ³ およびＱ⁴ は、Ｑ¹ お
よびＱ ² と同じ意味を表す。）で表される配位子を表
す。］

【発明の実施の形態】

【００１４】本発明の一般式［１］で示される化合物の
Ｒ¹ 〜Ｒ² の置換もしくは未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、ブチル基、ｓｅ
ｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキ
シル基、ヘプチル基、オクチル基、ステアリル基、トリ
クロロメチル基、トリフロロメチル基、シクロプロピル
基、シクロヘキシル基、１，３−シクロヘキサジエニル
基、２−シクロペンテン−１−イル基、２，４−シクロ
ペンタジエン−１−イリデニル基等がある。置換もしく
は未置換の芳香族環基としては、フェニル基、ビフェニ
レニル基、トリフェニレニル基、テトラフェニレニル
基、３−ニトロフェニル基、４−メチルチオフェニル
基、３，５−ジシアノフェニル基、ｏ−，ｍ−およびｐ
−トリル基、キシリル基、ｏ−，ｍ−およびｐ−クメニ
ル基、メシチル基、ペンタレニル基、インデニル基、ナ
フチル基、アズレニル基、ヘプタレニル基、アセナフチ
レニル基、フェナレニル基、フルオレニル基、アントリ
ル基、アントラキノニル基、３−メチルアントリル基、
フェナントリル基、トリフェニレニル基、ピレニル基、
クリセニル基、２−エチル−１−クリセニル基、ピセニ
ル基、ペリレニル基、６−クロロペリレニル基、ペンタ
フェニル基、ペンタセニル基、テトラフェニレニル基、
ヘキサフェニル基、ヘキサセニル基、ルビセニル基、コ
ロネニル基、トリナフチレニル基、ヘプタフェニル基、
ヘプタセニル基、ピラントレニル基、オバレニル基等が
ある。

【００１５】本発明の一般式［１］で示される化合物の
Ｒ³ 〜Ｒ¹²の代表例としては、以下の置換基がある。水
素原子、ハロゲン原子としてはフッ素、塩素、臭素、ヨ
ウ素、置換もしくは未置換の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、ｎ−ブトキシ
基、ｓｅｃ−ブトキシ基、ｔｅｒｔ−ブトキシ基、ペン
チルオキシ基、ヘキシルオキシ基、ステアリルオキシ
基、トリフロロメトキシ基等がある。置換もしくは未置
換のチオアルコキシ基としては、メチルチオ基、エチル
チオ基、プロピルチオ基、ブチルチオ基、ｓｅｃ−ブチ
ルチオ基、ｔｅｒｔ−ブチルチオ基、ペンチルチオ基、
ヘキシルチオ基、ヘプチルチオ基、オクチルチオ基等が
ある。

【００１６】モノまたはジ置換アミノ基としては、メチ
ルアミノ基、ジメチルアミノ基、エチルアミノ基、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、ジフェニルアミノ基、ビス（アセトオキシメチル）
アミノ基、ビス（アセトオキシエチル）アミノ基、ビス
（アセトオキシプロピル）アミノ基、ビス（アセトオキ
シブチル）アミノ基、ジベンジルアミノ基等がある。置
換もしくは未置換のアリールオキシ基としては、フェノ
キシ基、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニキシ基、３−フル
オロフェニキシ基等がある。置換もしくは未置換のアリ
ールチオ基としては、フェニルチオ基、３−フルオロフ
ェニルチオ基等がある。

【００１７】置換もしくは未置換の複素環基としては、
チオニル基、フリル基、ピロリル基、イミダゾリル基、
ピラゾリル基、ピリジル基、ピラジニル基、ピリミジニ
ル基、ピリダジニル基、インドリル基、キノリル基、イ
ソキノリル基、フタラジニル基、キノキサリニル基、キ
ナゾリニル基、カルバゾリル基、アクリジニル基、フェ
ナジニル基、フルフリル基、イソチアゾリル基、イソキ
サゾリル基、フラザニル基、フェノキサジニル基、ベン
ゾチアゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、ベンズイミダ
ゾリル基、２−メチルピリジル基、３−シアノピリジル
基等があるが、上記置換基に具体的に限定されるもので
はない。

【００１８】本発明の一般式［１］のキナクリドン系化
合物の合成方法は、一般式［４］で示される無置換キナ
クリドンにハロゲン化アルキルもしくはハロゲン化アリ
ールを置換させる方法（西ら、染料と薬品、１３巻、８
１ページ１９６８年）があるがこれに限定されるもので
はない。 一般式［４］

【化７】 ［式中、Ｒ³ 〜Ｒ¹²は上記と同じ意味を表す。］

【００１９】本発明のキナクリドン系化合物の代表例を
表１に具体的に例示するが、これらに限定されるもので
はない。

【００２０】

【表１】

【００２１】

【００２２】

【００２３】

【００２４】本発明における一般式［２］で示される化
合物のＢ¹ 〜Ｂ⁴ の具体例は、置換もしくは未置換の炭
素原子数６〜２０のアリール基である。具体的には、フ
ェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、ナフチル
基、アントリル基、フェナントリル基、フルオレニル
基、ピレニル基等の窒素原子を含有してもよいアリール
基であり、それぞれのアリール基は置換基を有しても良
い。Ｇは、二価のアリーレン基であり、フェニレン基、
ビフェニレン基、ターフェニレン基、ナフチレン基、ア
ントリレン基、フェナントリレン基、フルオレニレン
基、ピレニレン基等の窒素原子を含有してもよい二価の
アリーレン基であり、それぞれのアリール基は置換基を
有しても良い。

【００２５】以下に、効果的な発光材料である本発明の
一般式［２］の化合物および、その他の材料の具体例
を、表２に具体的に例示するが、本発明は、この代表例
に限定されるものではない。

【００２６】

【表２】

【００２７】

【００２８】

【００２９】

【００３０】本発明における一般式［３］で示される化
合物のＱ¹ 、Ｑ² は、８−ヒドロキシキノリン、８−ヒ
ドロキシキナルジン、８−ヒドロキシ−２−フェニルキ
ノリン、８−ヒドロキシ−５−メチルキノリン、８−ヒ
ドロキシ−３，５，７−トリフルオロキノリン等のヒド
ロキシキノリン誘導体、Ｌは、ハロゲン原子、置換もし
くは未置換のアルキル基、置換もしくは未置換のシクロ
アルキル基、置換もしくは未置換の窒素原子を含んでも
良いアリール基、−ＯＲ（Ｒは水素原子、置換もしくは
未置換のアルキル基、置換もしくは未置換のシクロアル
キル基、置換もしくは未置換の窒素原子を含んでも良い
アリール基である。）、−Ｏ−Ｇａ−Ｑ ³ （Ｑ⁴ ）（Ｑ
³ およびＱ⁴ は、Ｑ¹ およびＱ² と同じ意味を表す。）
を示す。ここで、ハロゲン原子、アルキル基、シクロア
ルキル基、窒素原子を含んでも良いアリール基、およ
び、−ＯＲ基のＲのアルキル基、シクロアルキル基、窒
素原子を含んでも良いアリール基は、前記の一般式
［１］で記述したＲ¹ 〜Ｒ¹²と同様の基を表す。

【００３１】以下に、本発明の有機ＥＬ素子に使用する
一般式［３］の化合物の代表例および電子注入材料の代
表例を、表３に具体的に例示するが、本発明は、この代
表例に限定されるものではない。

【００３２】

【表３】

【００３３】

【００３４】

【００３５】

【００３６】

【００３７】本発明の一般式［１］で示される化合物
は、固体状態において強い蛍光をもつ化合物であり、電
場発光性にも優れている。また、金属電極もしくは有機
薄膜層からの優れた正孔注入性および正孔輸送性、金属
電極もしくは有機薄膜層からの優れた電子注入性および
電子輸送性を併せて持ち合わせているので、発光材料と
して有効に使用することができ、更には、他の正孔輸送
性材、電子輸送性材料もしくはドーピング材料を使用し
てもさしつかえない。

【００３８】有機ＥＬ素子は、陽極と陰極間に一層もし
くは多層の有機薄膜を形成した素子である。一層型の場
合、陽極と陰極との間に発光層を設けている。発光層
は、発光材料を含有し、それに加えて陽極から注入した
正孔もしくは陰極から注入した電子を発光材料まで輸送
させるために正孔輸送材料もしくは電子輸送材料を含有
しても良い。多層型は、（陽極／正孔注入層／発光層／
陰極）、（陽極／発光層／電子注入層／陰極）、（陽極
／正孔注入層／発光層／電子注入層／陰極）の多層構成
で積層した有機ＥＬ素子がある。一般式［１］のキナク
リドン化合物は、電子輸送性化合物であるので、その電
子輸送性を使用して電子注入層、電子輸送層および電子
輸送性発光層等に使用出来る。また、この化合物は、強
い蛍光性を有しているので、発光材料として使用するこ
とも可能であるが、ドーピング材料として発光層中にて
最適の割合でドーピングすることにより、高い発光効率
および発光波長の最適な選択が可能になった。

【００３９】発光層の発光材料（ホスト物質）としてト
リス（８−ヒドロキシキノリン）アルミニウム錯体等の
金属錯体、ドーピング材料（ゲスト物質）として一般式
［１］の化合物を使用して、発光輝度が高く、繰り返し
使用時の安定性に優れた有機ＥＬ素子を得ることができ
る。一般式［１］の化合物は、発光層内において、ホス
ト物質に対して０．００１重量％〜５０重量％の範囲で
含有されていることが望ましく、更には０．０１重量％
〜５重量％の範囲が効果的である。本発明の一般式
［１］のキナクリドン化合物は、電子輸送性材料として
も使用可能である。例えば、発光層中で電子輸送材料と
しての使用もしくは電子注入層を構成する材料として使
用することもできる。本発明の一般式［１］のキナクリ
ドン化合物は、化学構造中に一般式［１］で規定したよ
うに、キナクリドン分子のＮ−Ｈ結合に代わって窒素原
子と置換基とが結合しているので、スピンコート法等の
湿式成膜法では、溶剤への溶解性が高く各層中で均一に
存在させることが可能になった。従って、発光層中で発
光材料にドーピングする際にも、それぞれの電極から注
入されたキャリアが、発光層内で均一に再結合すること
が可能になり、高輝度、長寿命の有機ＥＬ素子を作製す
るために極めて効果的である。

【００４０】発光層には、発光材料および発光補助材料
に加えて、必要があれば正孔輸送材料や電子輸送材料を
使用することもできる。

【００４１】有機ＥＬ素子は、多層構造にすることによ
り、クエンチングによる輝度や寿命の低下を防ぐことが
できる。また、必要があれば、発光材料、ドーピング材
料、キャリア輸送を行う正孔輸送材料や電子輸送材料を
二種類以上組み合わせて使用することも出来る。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く、正孔もしくは電子が
効率よく電極から注入され、層中で輸送される素子構造
が選択される。

【００４２】有機ＥＬ素子の陽極に使用される導電性材
料は、４ｅＶより大きな仕事関数を持つものが好適であ
り、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
およびそれらの合金、ＩＴＯ基板、ＮＥＳＡ基板と称さ
れる酸化スズ、酸化インジウム等の酸化金属、さらには
ポリチオフェンやポリピロール等の有機導電性樹脂が用
いられる。陰極に使用される導電性材料は、４ｅＶより
小さな仕事関数を持つものが好適であり、マグネシウ
ム、カルシウム、錫、鉛、チタニウム、イットリウム、
リチウム、ルテニウム、マンガン等およびそれらの合金
が用いられるが、これらに限定されるものではない。陽
極および陰極は、必要があれば二層以上の層構成により
形成されていても良い。

【００４３】有機ＥＬ素子では、効率良く発光させるた
めに、少なくとも一方は素子の発光波長領域において充
分透明であることが望ましい。また、基板も透明である
ことが望ましい。透明電極は、上記の導電性材料を使用
して、蒸着やスパッタリング等の方法で所定の透光性を
確保するように設定する。発光面の電極は、光透過率を
１０％以上にすることが望ましい。基板は、機械的、熱
的強度を有し、透明であれば限定されるものではない
が、例示すると、ガラス基板、ポリエチレン板、ポリエ
ーテルサルフォン板、ポリプロピレン板等の透明性樹脂
があげられる。

【００４４】本発明に係わる有機ＥＬ素子の各層の形成
は、真空蒸着、スパッタリング等の乾式成膜法やスピン
コーティング、ディッピング等の湿式成膜法のいずれの
方法を適用することができる。膜厚は特に限定されるも
のではないが、各層は適切な膜厚に設定する必要があ
る。膜厚が厚すぎると、一定の光出力を得るために大き
な印加電圧が必要になり効率が悪くなる。膜厚が薄すぎ
るとピンホール等が発生して、電界を印加しても充分な
発光輝度が得られない。通常の膜厚は５ｎｍから１０μ
ｍの範囲が好適であるが、１０ｎｍから０．２μｍの範
囲がさらに好ましい。

【００４５】湿式成膜法の場合、各層を形成する材料
を、クロロホルム、テトラヒドロフラン、ジオキサン等
の適切な溶媒に溶解または分散して薄膜を形成するが、
その溶媒はいずれであっても良い。また、いずれの薄膜
においても、成膜性向上、膜のピンホール防止等のため
適切な樹脂や添加剤を使用しても良い。このような樹脂
としては、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリアリ
レート、ポリエステル、ポリアミド、ポリウレタン、ポ
リスルフォン、ポリメチルメタクリレート、ポリメチル
アクリレート、セルロース等の絶縁性樹脂、ポリ−Ｎ−
ビニルカルバゾール、ポリシラン等の光導電性樹脂、ポ
リチオフェン、ポリピロール等の導電性樹脂を挙げるこ
とができる。また、添加剤としては、酸化防止剤、紫外
線吸収剤、可塑剤等を挙げることができる。

【００４６】本発明の有機ＥＬ素子に使用できる発光材
料またはドーピング材料としては、アントラセン、ナフ
タレン、フェナントレン、ピレン、テトラセン、コロネ
ン、クリセン、フルオレセイン、ペリレン、フタロペリ
レン、ナフタロペリレン、ペリノン、フタロペリノン、
ナフタロペリノン、ジフェニルブタジエン、テトラフェ
ニルブタジエン、クマリン、オキサジアゾール、アルダ
ジン、ビスベンゾキサゾリン、ビススチリル、ピラジ
ン、シクロペンタジエン、キノリン金属錯体、アミノキ
ノリン金属錯体、イミン、ジフェニルエチレン、ビニル
アントラセン、ジアミノカルバゾール、ピラン、チオピ
ラン、ポリメチン、メロシアニン、イミダゾールキレー
ト化オキシノイド化合物、キナクリドン、ルブレン等お
よびそれらの誘導体があるが、これらに限定されるもの
ではない。さらに効果的な発光材料としては、本発明の
一般式［２］の化合物である。

【００４７】正孔輸送材料としては、正孔を輸送する能
力を持ち、発光層または発光材料に対して優れた正孔注
入効果を有し、発光層で生成した励起子の電子注入層ま
たは電子輸送材料への移動を防止し、かつ薄膜形成能の
優れた化合物が挙げられる。具体的には、フタロシアニ
ン系化合物、ナフタロシアニン系化合物、ポルフィリン
系化合物、オキサジアゾール、トリアゾール、イミダゾ
ール、イミダゾロン、イミダゾールチオン、ピラゾリ
ン、ピラゾロン、テトラヒドロイミダゾール、オキサゾ
ール、オキサジアゾール、ヒドラゾン、アシルヒドラゾ
ン、ポリアリールアルカン、スチルベン、ブタジエン、
ベンジジン型トリフェニルアミン、スチリルアミン型ト
リフェニルアミン、ジアミン型トリフェニルアミン等
と、それらの誘導体、およびポリビニルカルバゾール、
ポリシラン、導電性高分子等の高分子材料等があるが、
これらに限定されるものではない。

【００４８】電子輸送材料としては、電子を輸送する能
力を持ち、発光層または発光材料に対して優れた電子注
入効果を有し、発光層で生成した励起子の正孔注入層ま
たは正孔輸送材料への移動を防止し、かつ薄膜形成能の
優れた化合物が挙げられる。例えば、フルオレノン、ア
ントラキノジメタン、ジフェノキノン、チオピランジオ
キシド、オキサジアゾール、チアジアゾール、テトラゾ
ール、ペリレンテトラカルボン酸、フレオレニリデンメ
タン、アントラキノジメタン、アントロン等の他、金属
錯体化合物も電子輸送材料として使用出来、好ましい例
としては、トリス（８−ヒドロキシキノリン）アルミニ
ウム、ビス（８−ヒドロキシキノリン）亜鉛、ビス（８
−ヒドロキシキノリン）マグネシウム、ビス（ベンゾ
（ｆ）−８−ヒドロキシキノリン）銅、ビス（２−メチ
ル−８−ヒドロキシキノリン）アルミニウムオキサイ
ド、トリス（８−ヒドロキシキノリン）ガリウム、トリ
ス（８−ヒドロキシキノリン）インジウム、トリス（５
−メチル−８−ヒドロキシキノリン）アルミニウム、８
−ヒドロキシキノリンリチウム、トリス（５−クロロ−
８−ヒドロキシキノリン）アルミニウム、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（１０−ヒドロキシベンゾ「Ｈ］キノリナート）亜
鉛、ビス（２−メチル−８−キノリナート）クロロガリ
ウム、ビス（２−メチル−８−キノリナート）（Ｏ−ク
レゾラート）ガリウム、ビス（２−メチル−８−キノリ
ナート）（１−ナフトラート）アルミニウム、ビス（２
−メチル−８−キノリナート）（２−ナフトラート）ガ
リウム等が挙げられるが、これらに限定されるものでは
ない。さらに効果的な発光材料としては、本発明の一般
式［３］の化合物である。また、正孔輸送材料に電子受
容物質を、電子輸送材料に電子供与性物質を添加して増
感させることもできる。

【００４９】本発明の一般式［１］の化合物は、発光材
料として、もしくはドーピング材料として発光層内での
使用することが望ましく、発光材料、ドーピング材料、
正孔輸送材料および電子輸送材料の少なくとも一種が同
一層に含有されてもよい。また、一般式［１］の化合物
は、電子輸送能力を持っているので、電子注入層に使用
することも出来る。

【００５０】本発明により得られた有機ＥＬ素子の、温
度、湿度、雰囲気等に対する安定性の向上のために、素
子の表面に保護層を設けたり、シリコンオイル等を封入
して素子全体を保護することも可能である。

【００５１】以上のように、本発明では有機ＥＬ素子に
一般式［１］の化合物を用いたため発光効率を高くでき
た。また、この素子は熱や電流に対して非常に安定であ
り、さらには、低電圧で実用的に使用可能な発光輝度が
得られるので、従来まで大きな問題であった経時での劣
化、発光時間を大幅に向上させ、有機ＥＬ素子の寿命向
上に役立てることができた。。本発明の有機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、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、標識灯等へ応
用が考えられ、その工業的価値は非常に大きい。

【００５２】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づきさらに詳細に
説明する。化合物（１）の合成方法 化合物（２）２．４部とベンゼン５０部、５０％水酸化
ナトリウム水溶液１５０部、ベンジルトリエチルアンモ
ニウムクロリド２．１部、ヨウ化エチル５７．２部を８
０℃にて１２時間加熱撹拌し、析出した結晶を濾別、メ
タノール洗浄、乾燥することにより、オレンジ色結晶
２．５部を得た。元素分析、分子量分析、ＮＭＲスペク
トルにより化合物（１）であることを確認した。この化
合物の赤外吸収スペクトル（ＫＢｒ錠剤法）を図１に、
蛍光スペクトルを図２に示す。

【００５３】実施例１〜１６ 洗浄したＩＴＯ電極付きガラス板上に、Ｎ，Ｎ' ―（４
―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―ジアミンを真空蒸
着して、膜厚５０ｎｍの正孔注入層を得た。次いで、ト
リス（８−キノリナート）アルミニウム錯体と表４に記
載した化合物とを５０：１の重量比で真空共蒸着して膜
厚５０ｎｍの発光層を作成し、その上に、マグネシウム
と銀を１０：１で混合した合金で膜厚１５０ｎｍの膜厚
の電極を形成して有機ＥＬ素子を得た。正孔注入層、発
光層および陰極は、１０^-6Ｔｏｒｒの真空中で、基板温
度室温の条件下で蒸着した。この素子は直流電圧５Ｖで
表４に示す発光輝度が得られた。

【００５４】

【表４】

【００５５】比較例１〜３ キナクリドン化合物を実施例の化合物から表３に示すキ
ナクリドン化合物に変える以外は実施例１〜１６と同様
の方法で有機ＥＬ素子を作製して発光輝度を測定した。
この素子は直流電圧５Ｖで表５に示す発光輝度が得られ
た。

【００５６】

【表５】

【００５７】実施例１７ 洗浄したＩＴＯ電極付きガラス板上に、Ｎ，Ｎ' ―（４
―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―ジアミンを真空蒸
着して、膜厚５０ｎｍの正孔注入層を得た。次いで、キ
ナクリドン化合物（１４）をクロロホルムに溶解分散さ
せ、スピンコーティング法により膜厚５０ｎｍの発光層
を得た。その上に、マグネシウムと銀を１０：１で混合
した合金で膜厚１５０ｎｍの電極を形成して有機ＥＬ素
子を得た。正孔注入層および陰極は、１０^-6Ｔｏｒｒの
真空中で、基板温度室温の条件下で蒸着した。この素子
は直流電圧５Ｖで２０（ｃｄ／ｍ² ）の発光輝度が得ら
れた。

【００５８】実施例１８ 洗浄したＩＴＯ電極付きガラス板上に、トリス（８−キ
ノリナート）アルミニウム錯体、キナクリドン化合物
（１）、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、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾールを３：０．０５：
２：５の比率でクロロホルムに溶解分散させ、スピンコ
ーティング法により膜厚１００ｎｍの発光層を得た。そ
の上に、マグネシウムと銀を１０：１で混合した合金で
膜厚１５０ｎｍの電極を形成して有機ＥＬ素子を得た。
発光層および陰極は、１０^-6Ｔｏｒｒの真空中で、基板
温度室温の条件下で蒸着した。この素子は直流電圧５Ｖ
で５４０（ｃｄ／ｍ² ）の発光輝度が得られた。

【００５９】比較例４ キナクリドン化合物を除く以外は実施例１８と同様の方
法で有機ＥＬ素子を作製して発光輝度を測定した。この
素子は直流電圧５Ｖで１８０（ｃｄ／ｍ² ）の発光輝度
が得られた。

【００６０】実施例１９ 洗浄したＩＴＯ電極付きガラス板上に、Ｎ，Ｎ' ―（４
―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―ジアミンを真空蒸
着して、膜厚５０ｎｍの正孔注入層を得た。次いで、表
２の化合物（Ａ−４）を真空蒸着して、膜圧４０ｎｍの
発光材料を得た。次いで、トリス（８−キノリナート）
アルミニウム錯体とキナクリドン化合物（３）とを５
０：１の重量比で蒸着して、膜厚３０ｎｍの電子注入層
を作成し、その上に、マグネシウムと銀を１０：１で混
合した合金で膜厚１００ｎｍの電極を形成して有機ＥＬ
素子を得た。正孔注入層および発光層は１０^-6Ｔｏｒｒ
の真空中で、基板温度室温の条件下で蒸着した。この素
子は直流電圧５Ｖで２１０（ｃｄ／ｍ² ）の発光輝度が
得られた。

【００６１】実施例２０ 発光材料として、トリス（８−キノリナート）アルミニ
ウム錯体に代えて、ビス（２−メチル−８−キノリナー
ト）（１−ナフトラート）ガリウム錯体にする以外は実
施例１９と同様の方法で有機ＥＬ素子を作成した。この
素子は直流電圧５Ｖで２５０（ｃｄ／ｍ² ）の発光輝度
が得られた。

【００６２】実施例２１ 洗浄したＩＴＯ電極付きガラス板上に、Ｎ，Ｎ' ―（４
―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―ジアミンを真空蒸
着して、膜厚３０ｎｍの正孔注入層を得た。次いで、ト
リス（８−ヒドロキシキノリン）アルミニウム錯体とキ
ナクリドン化合物（１０）とを５０：１の重量比で蒸着
して、の膜厚３０ｎｍの発光層を作成し、さらに真空蒸
着法により［２−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−
５−（ビフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール］
の膜厚２０ｎｍの電子注入層を得た。その上に、マグネ
シウムと銀を１０：１で混合した合金で膜厚１５０ｎｍ
の電極を形成して有機ＥＬ素子を得た。正孔注入層、発
光層、電子注入層および陰極は、１０−⁶ Ｔｏｒｒの真
空中で、基板温度室温の条件下で蒸着した。この素子は
直流電圧５Ｖで約１４５０（ｃｄ／ｍ² ）の発光輝度が
得られた。

【００６３】実施例２２ 洗浄したＩＴＯ電極付きガラス板上に、Ｎ，Ｎ' ―（４
―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―ジアミンを真空蒸
着して、膜厚５０ｎｍの正孔注入層を得た。次いで、発
光層として、表２の化合物（Ａ−１１）とキナクリドン
化合物（３）とを５０：１の重量比で蒸着して、膜厚３
０ｎｍの発光層を作成し、その上に、マグネシウムと銀
を１０：１で混合した合金で膜厚１００ｎｍの電極を形
成して有機ＥＬ素子を得た。正孔注入層および発光層は
１０^-6Ｔｏｒｒの真空中で、基板温度室温の条件下で蒸
着した。この素子は直流電圧５Ｖで１１０（ｃｄ／
ｍ² ）の発光輝度が得られた。

【００６４】実施例２３ 洗浄したＩＴＯ電極付きガラス板上に、Ｎ，Ｎ' ―（４
―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―ジアミンを真空蒸
着して、膜厚３０ｎｍの正孔注入層を得た。次いで、表
２の化合物（Ａ−８）を真空蒸着して、膜厚３０ｎｍの
発光層を作成し、その上に、表３の化合物（Ｂ−１２）
とキナクリドン化合物（１０）とを５０：１の重量比で
蒸着して、膜厚３０ｎｍの電子注入層を得た。その上
に、マグネシウムと銀を１０：１で混合した合金で膜厚
１５０ｎｍの電極を形成して有機ＥＬ素子を得た。正孔
注入層、発光層、電子注入層および陰極は、１０^-6Ｔｏ
ｒｒの真空中で、基板温度室温の条件下で蒸着した。こ
の素子は直流電圧５Ｖで約１４５０（ｃｄ／ｍ² ）の発
光輝度が得られた。

【００６５】実施例２４ 電子注入層に表３の化合物（Ｂ−３）とキナクリドン化
合物（１６）を５０：１の重量比で蒸着して、膜厚３０
ｎｍの電子注入層を作成する以外は実施例２０と同様の
方法で有機ＥＬ素子を作製して発光輝度を測定した。こ
の素子は直流電圧５Ｖで１５１０（ｃｄ／ｍ² ）の発光
輝度が得られた。

【００６６】本実施例で示された全ての有機ＥＬ素子に
ついて、３（ｍＡ／ｃｍ² ）で連続発光させたところ、
１００００時間以上安定な発光を観測することができた
が、同条件で作製した比較例の有機ＥＬ素子は、５００
時間以下の発光時間で初期の発光輝度の半分以下にな
り、本発明の有機ＥＬ素子の効果は明確であった。本発
明の有機ＥＬ素子は発光効率、発光輝度の向上と長寿命
化を達成するものであり、併せて使用される発光材料、
ドーピング材料、正孔輸送材料、電子輸送材料、増感
剤、樹脂、電極材料等および素子作製方法を限定するも
のではない。

【００６７】

【発明の効果】本発明により、従来に比べて高発光効
率、高輝度であり、長寿命の有機ＥＬ素子を得ることが
できた。これは、本発明で示した化合物を有機ＥＬ素子
に使用することにより、湿式および乾式成膜法が容易で
あり、発光材料に対して均一に存在し、濃度消光による
発光効率の低下も解決でき、高い発光効率を持つ有機Ｅ
Ｌ素子を容易に作製することが可能になった。

【図面の簡単な説明】

【図１】化合物１の赤外線吸収スペクトル

【図２】化合物１の蛍光スペクトル

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下記一般式［１］で示される化合物であ
   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
   材料。 一般式［１］ 【化１】 ［式中、Ｒ¹ 〜Ｒ² のうち少なくとも１個は、置換もし
   くは未置換のアルキル基又は置換もしくは未置換の芳香
   族環基を表す。Ｒ³ 〜Ｒ¹²は水素原子、ハロゲン原子、
   置換もしくは未置換のアルキル基、置換もしくは未置換
   のアルコキシ基、置換もしくは未置換のチオアルコキシ
   基、シアノ基、アミノ基、モノまたはジ置換アミノ基、
   水酸基、メルカプト基、置換もしくは未置換のアリール
   オキシ基、置換もしくは未置換のアリールチオ基、置換
   もしくは未置換の脂環基、置換もしくは未置換の芳香族
   環基、置換もしくは未置換の複素環基をそれぞれ表す
   （隣接した置換基同士で結合して置換もしくは未置換の
   アルキル環、置換もしくは未置換の芳香族環、置換もし
   くは未置換の複素環式芳香族環、置換もしくは未置換の
   複素環を形成しても良い。）。］
2. 【請求項２】 一対の電極間に発光層もしくは発光層を
   含む複数層の有機化合物薄膜を形成した有機エレクトロ
   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。
3. 【請求項３】 一対の電極間に発光層もしくは発光層を
   含む複数層の有機化合物薄膜を形成した有機エレクトロ
   ルミネッセンス素子において、発光層が金属錯体化合物
   および請求項１記載の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。
4. 【請求項４】 一対の電極間に発光層もしくは発光層を
   含む複数層の有機化合物薄膜を形成した有機エレクトロ
   ルミネッセンス素子において、発光層が芳香族三級アミ
   ン化合物および請求項１記載の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。
5. 【請求項５】 芳香族三級アミン化合物が、下記一般式
   ［２］で示される化合物であることを特徴とする請求項
   ４記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。 一般式［２］ 【化２】 ［式中、Ｂ¹ 〜Ｂ⁴ は、それぞれ独立に、置換もしくは
   未置換の炭素原子数６〜２０のアリール基を表す。Ｇは
   置換もしくは未置換のアリーレン基を表す。］
6. 【請求項６】 一対の電極間に発光層もしくは発光層を
   含む複数層の有機化合物薄膜を形成した有機エレクトロ
   ルミネッセンス素子において、電子注入層が金属錯体化
   合物および請求項１記載の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。
7. 【請求項７】 金属錯体化合物が、下記一般式［３］で
   示される化合物である請求項３もしくは６記載の有機エ
   レクトロルミネッセンス素子。 一般式［３］ 【化３】 ［式中、Ｑ¹ およびＱ² は、それぞれ独立に、置換もし
   くは未置換のヒドロキシキノリン誘導体、置換もしくは
   未置換のヒドロキシベンゾキノリン誘導体を表し、Ｌ
   は、ハロゲン原子、置換もしくは未置換のアルキル基、
   置換もしくは未置換のシクロアルキル基、置換もしくは
   未置換の窒素原子を含んでも良いアリール基、−ＯＲ
   （Ｒは水素原子、置換もしくは未置換のアルキル基、置
   換もしくは未置換のシクロアルキル基、置換もしくは未
   置換の窒素原子を含んでも良いアリール基である。）、
   −Ｏ−Ｇａ−Ｑ³ （Ｑ⁴ ）（Ｑ³ およびＱ⁴ は、Ｑ¹ お
   よびＱ ² と同じ意味を表す。）で表される配位子を表
   す。］