JPWO2005010012A1

JPWO2005010012A1 - 発光性有機化合物およびそれを用いた発光素子

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Publication number: JPWO2005010012A1
Application number: JP2005512004A
Authority: JP
Inventors: 野村　亮二; 亮二野村; 篤史徳田; 寛子安部; 瀬尾　哲史; 哲史瀬尾
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 2003-07-28
Filing date: 2004-07-15
Publication date: 2006-09-28
Anticipated expiration: 2024-07-15
Also published as: WO2005010012A1; US7541098B2; US20050095455A1; JP4737678B2

Abstract

化学的安定性、化学的安定性、熱的安定性のよい発光性有機化合物を提供することを課題とする。また、色純度のよい青色発光を示す材料を提供することも課題とする。そのため、本発明は、下記一般式（１）で表される発光性有機化合物を提供するものである。なお、式中、Ｘ１は、珪素に炭素数５から１０のアリール基が一以上結合したシリル基、または炭素数１から４のアルキル基を表す。また、Ａｒ１は、無置換または置換基を有する炭素数５から１５のアリール基を表す。また、Ａｒ２は、炭素数５から２０のアリール基を表し、Ａｒ１との結合部位と異なる部位に置換基を有していてもよい。

Description

本発明は発光性有機化合物およびその該発光性有機化合物を用いた発光素子に関する。

映像表示用ディスプレイは、近代生活には欠かせない発光素子の一つであり、いわゆるテレビモニターに始まり、近年急速に発展した液晶ディスプレイや、今後の発展が期待されている有機ＥＬディスプレイなど、用途に合わせて様々な形態をとる。なかでも有機ＥＬ（ＥｌｅｃｔｒｏＬｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイは、次世代のフラットパネルディスプレイ素子として最も注目されている。

有機ＥＬディスプレイを構成する発光素子の発光機構は、電極間に発光体組成物から構成される発光層を設置して電流を流すことにより、陰極から注入された電子および陽極から注入された正孔が発光層の発光中心で再結合して分子励起子を形成し、その分子励起子が基底状態に戻る際に放出する光子を利用するものである。原理的には、励起状態と基底状態のエネルギー差（以下、バンドギャップと記す）が発光の極大波長に相当する。従って、バンドギャップが発光色に最も寄与することになる。

発光素子をフルカラーの映像表示用ディスプレイとして利用するためには、少なくとも赤、青、緑の三原色を発光できる領域（以下、”画素”と記す）を独立に設け、適切かつ妥当なタイミングで個々の画素を発光させれば良い。このとき、個々の画素に用いられる発光体組成物の発光色が、ディスプレイの質を最も大きく左右することになる。従って、赤、青、あるいは緑色に発光可能であり、かつそれぞれの色純度が良い発光材料が求められている。なお、ここでいう良好な色純度とは、ＣＩＥ色度座標に於けるｘとｙ座標値によって評価される。青色としては、ｘとｙ値が０に近い正の値が理想である。緑としては、ｘは０．５程度、ｙ値は０．８程度が理想である。一方赤としては、ｘとして０．７程度、ｙとして０．２５程度が理想である。これらの理想的な値が必ずしも必要とされるわけではなく、また、実際には達成されていないが、より自然に近い色を再現するためには、これらの値が理想的である。

さらに個々の発光体には、様々な性能が要求されている。具体的には、電気化学的安定性、化学的安定性、熱的安定性、低い結晶性、高いキャリア輸送性などである。これらの要求が満たされなければ、色純度の良い発光が得られたとしても長寿命の発光素子を作製することができない。

本発明では、電気化学的安定性、化学的安定性、熱的安定性のよい発光性有機化合物を提供することを課題とする。また、色純度のよい青色発光を示す材料を提供することも課題とする。さらに、本発明の発光性有機化合物を用いることにより長寿命化する発光素子を提供することも課題とする。

本発明の発光性有機化合物は、珪素に炭素数５から１０のアリール基が一以上結合したシリル基を置換基として有する炭素数５から２０のアリール基を、骨格にもつことを特徴としている。

上記炭素数５から１０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、フェナンスリル基等の発光性を有するものが挙げられる。この他、窒素原子や硫黄原子をヘテロ原子として含むピリジル基やチエニル基等を用いてもよい。

上記炭素数５から１０のアリール基を一以上有するシリル基をより具体的に示すと、トリアリールシリル基またはジアリールシリル基等が挙げられる。

また、上記炭素数５から２０のアリール基としては、アントリル基、フェナンスリル基、ピレニル基、ペリリル基、キノキサリル基等の発光性を有する置換基が挙げられる。この他、窒素原子をヘテロ原子として含むフェナントロリル基等を用いてもよい。

なお、発光性有機化合物とは、上記した炭素数５から２０のアリール基のような発光性を有する置換基を骨格にもつ有機化合物をいう。

以下、本発明の発光性有機化合物についてより具体的に説明する。

本発明は、下記一般式（１）で表される発光性有機化合物を提供するものである。

（式中、Ｘ^１は、珪素に炭素数５から１０のアリール基が一以上結合したシリル基、または炭素数１から４のアルキル基を表す。また、Ａｒ^１は、無置換または置換基を有する炭素数５から１５のアリール基を表す。また、Ａｒ^２は、炭素数５から２０のアリール基を表し、Ａｒ^１との結合部位と異なる部位に置換基を有していてもよい。）

本発明は、下記一般式（２）で表される発光性有機化合物を提供するものである。

（式中、Ｘ^１およびＸ^２は、それぞれ同一でも異なっていてもよく、珪素に炭素数５から１０のアリール基が一以上結合したシリル基、または炭素数１から４のアルキル基を表す。また、Ａｒ^１およびＡｒ^３は、それぞれ同一でも異なっていてもよく、無置換または置換基を有する炭素数５から１５のアリール基を表す。また、Ａｒ^２は、炭素数５から２０のアリール基を表し、Ａｒ^１およびＡｒ^３との結合部位と異なる部位に置換基を有していてもよい。）

本発明は、下記一般式（３）で表される発光性有機化合物を提供するものである。

（式中、Ａｒ^１は、無置換または置換基を有する炭素数５から１５のアリール基を表す。また、Ａｒ^２は、炭素数５から２０のアリール基を表し、Ａｒ^１との結合部位と異なる部位に置換基を有していてもよい。Ｒ^１からＲ^３は、それぞれ同一でも異なっていてもよく、水素原子、または炭素数１から６のアルキル基、または無置換または置換基を有する炭素数５から１５のアリール基のいずれかで表されるが、少なくとも一は無置換または置換基を有する炭素数５から１５のアリール基で表される。）

本発明は、下記一般式（４）で表される発光性有機化合物を提供するものである。

（式中、Ａｒ^１およびＡｒ^３は、それぞれ同一でも異なっていてもよく、無置換または置換基を有する炭素数５から１５のアリール基を表す。また、Ａｒ^２は、炭素数５から２０のアリール基を表し、Ａｒ^１およびＡｒ^３との結合部位と異なる部位に置換基を有していてもよい。Ｒ^１からＲ^６は、それぞれ同一でも異なっていてもよく、水素原子、または炭素数１から６のアルキル基、または無置換または置換基を有する炭素数５から１５のアリール基のいずれかで表されるが、Ｒ^１からＲ^３のうち少なくとも一、及びＲ^４からＲ^６のうち少なくとも一は、無置換または置換基を有する炭素数５から１５のアリール基で表される。）

本発明は、下記一般式（５）で表される発光性有機化合物を提供するものである。

（式中、Ｘ^１は、珪素に炭素数５から１０のアリール基が一以上結合したシリル基、または炭素数１から４のアルキル基を表す。また、Ａｒ^１は、無置換または置換基を有する炭素数５から１５のアリール基を表す。）

本発明は、一般式（６）で表される発光性有機化合物を提供するものである。

本発明は、下記一般式（７）で表される発光性有機化合物を提供するものである。

（式中、Ｘ^１およびＸ^２は、それぞれ同一でも異なっていてもよく、珪素に炭素数５から１０のアリール基が一以上結合したシリル基、または炭素数１から４のアルキル基を表す。Ａｒ^１およびＡｒ^３は、それぞれ同一でも異なっていてもよく、無置換または置換基を有する炭素数５から１５のアリール基を表す。）

本発明は、下記一般式（８）で表される発光性有機化合物を提供するものである。

本発明は、下記一般式（９）で表される発光性有機化合物を提供するものである。

（式中、Ｘ^１およびＸ^２は、それぞれ同一でも異なっていてもよく、炭素数５から１０のアリール基を一以上有するシリル基、または炭素数１から４のアルキル基を表す。Ａｒ^１およびＡｒ^３は、それぞれ同一でも異なっていてもよく、無置換または置換基を有する炭素数５から１５のアリール基を表す。）

本発明は、下記一般式（１０）で表される発光性有機化合物を提供するものである。

本発明は、一般式（１１）で表される発光性有機化合物を提供するものである。

本発明は、下記一般式（１２）で表される発光性有機化合物を提供するものである。

本発明は、下記一般式（１３）で表される発光性有機化合物を提供するものである。

（式中、Ｘ^１およびＸ^２は、それぞれ同一でも異なっていてもよく、珪素に炭素数５から１０のアリール基が一以上結合したシリル基、または炭素数１から４のアルキル基を表す。Ａｒ^１およびＡｒ^３は、それぞれ同一でも異なっていてもよく、無置換または置換基を有する炭素数５から１５のアリール基を表す。Ｙは、炭素数１から６のアルキル基、または炭素数６から１４のアリール基を表す。）

本発明の発光性有機化合物の、具体例を以下（１４）から（１８）に列挙する。

上記に示した本発明の発光性有機化合物は、炭素数５から１０のアリール基を一以上有するシリル基、または炭素数１から４のアルキル基を置換基にもつアリール基を骨格にもつことにより、成膜時に結晶化しにくく、発光素子に用いる材料として良い成膜性を示す。なお、シリル基が熱的安定性が高い置換基であることにより、該置換基を骨格にもつ本発明の発光性有機化合物も熱的安定性の高いという特徴を有する。また、アルキル基の中でも特に炭素数１から４の低級アルキル基であることにより、熱的安定性は、比較的よいものとなる。

また、上記（１）から（１３）で表される発光性有機化合物において、Ａｒ^２は、炭素数５から２０のアリール基であることが好ましく、より好ましくは炭素数８から１６のアリール基である。なお、そのような置換基の具体例としては、アントリル基、フェナンスリル基、ピレニル基、ペリリル基、キノキサリル基等が挙げられる。この他、窒素原子をヘテロ原子として含むフェナントロリル基等を用いてもよい。

なお、上記一般式（１）から（４）で表される発光性有機化合物において、Ａｒ^２は、Ａｒ^１またはＡｒ^３よりも炭素数の大きいアリール基であることが好ましい。これにより、本発明の発光性有機化合物の合成が容易になる。

特にシリル基を有する場合には、シリル基が極性の低い置換基であり、化合物の蒸気圧の上昇が無視できることから、真空蒸着法による成膜が容易となる。また、とくに立体的にかさ高い置換基が導入されたシリル基では、炭素−ケイ素結合は化学的に安定であり、例えばトリフルオロメタンスルホン酸やトリフルオロ酢酸のような強酸に耐性がある。また、電気化学的に酸化された後でも電気化学的な還元反応により、元の状態に戻ることが可能であり電気的安定性に優れている。

本発明の別の構成は、本発明の発光性有機化合物を有する発光素子である。

発光素子としては、一対の電極間に発光性有機化合物を含む層を有する構成のものが代表例としてあげられるが、これ以外の構成を有する発光素子であっても構わない。

上述した本発明の発光性有機化合物は、熱的安定性、化学的安定性、電気化学的安定性を有するものであるため、本発明の発光性有機化合物を用いることで、発光素子の長寿命化ができる。

本発明の発光性有機化合物は、発光性を有し、またキャリア輸送性を有するため、ゲスト材料（発光体）としてホスト材料と組み合わせて用いることができる。また結晶化しにくく成膜性がよいことから、ホスト材料としてゲスト材料と組み合わせて用いることもできる。或いは、特にゲスト材料を含有することなく、単体で発光素子に用いることもできる。

本発明により、熱的安定性、化学的安定性、電気化学的安定性を有する発光性有機化合物が得られる。さらに、色純度の良い青色を発光する発光性有機化合物も得ることができる。また、本発明の発光物質を用いることにより、発光素子の長寿命化を図ることができる。

［図１］図１は、本発明の発光物質を用いた発光素子について説明する図である。
［図２］図２は、本発明の発光素子の輝度−電圧特性を示す図である。
［図３］図３は、本発明の発光物質の発光スペクトル特性を示す図である。
［図４］図４は、本発明の発光素子の輝度−電圧特性を示す図である。
［図５］図５は、本発明の発光物質の発光スペクトル特性を示す図である。
［図６］図６は、本発明の発光物質の発光装置について説明する図である。
［図７］図７は、本発明を適用した電子機器について説明する図である。

符号の説明

１１基板，１２陽極，１３正孔注入材料，１４正孔輸送材料，１５発光層，
１６電子輸送層，１７陰極，
４０１ソース側駆動回路，４０２画素部，４０３ゲート側駆動回路，４０４封止基板，４０５シール材，４０７空間，４０８配線，４０９ＦＰＣ，４１０基板，４１１スイッチング用ＴＦＴ，４１２電流制御用ＴＦＴ，４１３電極，
４１４絶縁物，４１６発光物質を含む層，４１７電極，４１８発光素子，４２３ｎチャネル型ＴＦＴ，４２４ｐチャネル型ＴＦＴ，
５５０１筐体，５５０２支持台，５５０３表示部，５５１１本体，５５１２表示部，
５５１３音声入力，５５１４操作スイッチ，５５１５バッテリー，５５１６受像部，５５２１本体，５５２２筐体，５５２３表示部，５５２４キーボード，
５５３１本体，５５３２スタイラス，５５３３表示部，５５３４操作ボタン，５５３５外部インターフェイス，５５５１本体，５５５２表示部（Ａ），
５５５３接眼部，５５５４操作スイッチ，５５５５表示部（Ｂ），５５５６バッテリー，５５６１本体，５５６２音声出力部，５５６３マイク，５５６４表示部，
５５６５操作スイッチ，５５６６アンテナ

本実施の形態では、上記一般式（１）から（１８）で表される発光性有機化合物を用いた発光素子の基本構造を、図１を用いて説明する。なお、本実施の形態で示す素子構造は、陰極と陽極間に正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層を設けたものであるが、本発明はこれに限定するものではなく、種々の発光素子構造、例えば、陽極／正孔注入層／発光層／電子輸送層／陰極、陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極、陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／陰極、陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／電子注入層／陰極等の構造でも構わない。これらの発光素子において、正孔注入層、正孔輸送層、または発光層に前記化合物を用いることができる。

図１において、１１は発光素子を支持する基板であり、ガラス、石英、透明プラスチックなどからなるものを用いることができる。１２は陽極であり、仕事関数の大きい（仕事関数４．０ｅＶ以上）金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物などを用いることが好ましい。なお、陽極材料の具体例としては、ＩＴＯ、酸化インジウムに２〜２０％の酸化亜鉛（ＺｎＯ）を混合したＩＺＯ（ｉｎｄｉｕｍｚｉｎｃｏｘｉｄｅ）の他、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、または金属材料の窒化物（例えばＴｉＮ）等を用いることができる。

１３は正孔注入材料であり、公知の材料を用いることができる。具体的には、強酸でドープされたポリ（３、４−エチレンジオキシチオフェン）やポリアニリンなどの高分子材料や、銅フタロシアニン、４，４’，４’’−トリス（Ｎ，Ｎ−ジフェニル−アミノ）−トリフェニルアミン（以下、ＴＤＡＴＡと示す）などのスターバースト型アミンなどが用いることができる。１４は正孔輸送材料であり、公知の材料を用いることができる。典型的な例としては、芳香族アミン系化合物であり、例えば、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ］−ビフェニル（以下、α−ＮＰＤと示す）や、４，４’，４’’−トリス（Ｎ，Ｎ−ジフェニル−アミノ）−トリフェニルアミン（以下、ＴＤＡＴＡと示す）、４，４’，４’’−トリス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニル−アミノ］−トリフェニルアミン（以下、ＭＴＤＡＴＡと示す）などのスターバースト型芳香族アミン化合物が挙げられる。１５は発光層であり、一般式（１）から（１８）で表される本発明の発光性有機化合物が用いられる。なお、１６は電子輸送層であり、公知材料を使用することが可能である。具体的には、トリス（８−キノリノラート）アルミニウム錯体（以下、Ａｌｑ_３と示す）に代表されるような、キノリン骨格またはベンゾキノリン骨格を有する金属錯体やその混合配位子錯体などが好ましい。さらに、金属錯体以外にも、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（以下、ＰＢＤと示す）、１，３−ビス［５−（ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル］ベンゼン（以下、ＯＸＤ−７と示す）などのオキサジアゾール誘導体、３−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−４−フェニル−５−（４−ビフェニリル）−１，２，４−トリアゾール（以下、ＴＡＺと示す）、３−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−４−（４−エチルフェニル）−５−（４−ビフェニリル）−１，２，４−トリアゾール（以下、ｐ−ＥｔＴＡＺと示す）などのトリアゾール誘導体、バソフェナントロリン（以下、ＢＰｈｅｎと示す）、バソキュプロイン（以下、ＢＣＰと示す）などのフェナントロリン誘導体を用いることができる。

図１で示した素子においては、これらの各機能層の上に陰極１７が形成される。陰極としては仕事関数の小さい金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物などがよい。具体的には、１族または２族の典型元素、すなわちＬｉやＣｓ等のアルカリ金属、およびＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ等のアルカリ土類金属、およびこれらを含む合金（Ｍｇ：Ａｇ、Ａｌ：Ｌｉ）や化合物（ＬｉＦ、ＣｓＦ、ＣａＦ_２）の他、希土類金属を含む遷移金属を用いて形成することができるが、Ａｌ、Ａｇ、ＩＴＯ等の金属（合金を含む）との積層により形成することもできる。

なお、上述した陽極材料及び陰極材料は、蒸着法、スパッタリング法等によって形成される。

図１に示した発光素子の電極間に通電することにより、陰極から注入された電子と陽極から注入された正孔が再結合し、発光する。

（合成例１）
本合成例では、構造式（１４）で表される１−［（４−トリフェニルシリル）フェニル］ピレンの合成方法について説明する。

４−トリフェニルシリル−１−ブロモベンゼン（４．６８ｇ、１１．２ｍｍｏｌ）の無水ＴＨＦ溶液（４０ｍＬ）に１．６Ｎのブチルリチウムのヘキサン溶液（７．１ｍＬ、１１．２ｍｍｏｌ）を−７８℃で滴下した。滴下終了後、−７８℃で１時間攪拌した。反応混合物を窒素雰囲気下にて塩化亜鉛（１．８３ｇ、１３．５ｍｍｏｌ）へ加え、その後１時間室温で攪拌した。反応混合物に１−ブロモピレン（２．６ｇ、９．２５ｍｍｏｌ）、続いてテトラキストリフェニルホフフィンパラジウム（１３０ｍｇ、０．１１２ｍｍｏｌ）を加え、その後原料である１−ブロモピレンが消失するまで還流した。反応混合物に１Ｎ塩酸を加えた後エーテルで抽出し、エーテル層を飽和食塩水で洗浄した。有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥し、ろ過後、溶媒を溜去した。残渣を酢酸エチルで再結晶することにより、構造式（１４）で表される化合物を淡黄色結晶として得た。なお、淡黄色結晶をＮＭＲにより測定したところ、^１ＨＮＭＲ（３００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ_３）δ７．３０−８．２５（ｍ）：^１３ＣＮＭＲ（７５ＭＨｚ、ＣＤＣｌ_３）δ１４２．４、１３７．５、１３６．５、１３６．４、１３４．２、１３３．０、１３１．５、１３１．０、１３０．７、１３０．１、１２９．７、１２８．４、１２８．０、１２７．９、１２７．６、１２７．５、１２７．４、１２７．３、１２６．０、１２５．３、１２５．１、１２４．９、１２４．８、１２４．７という結果が得られ、１−［（４−トリフェニルシリル）フェニル］ピレンであることが確認できた。

（合成例２）
本合成例では、構造式（１６）で表される発光性有機化合物の合成方法について述べる。

４−メチル−１−ブロモナフタレン（２０．４ｇ、９２．３ｍｍｏｌ）の乾燥ＴＨＦ溶液（２００ｍＬ）に、１．５８Ｎのブチルリチウムのヘキサン溶液（６４ｍＬ、１０１ｍｍｏｌ）を−７８℃で滴下した。滴下終了後−７８℃にて１時間攪拌した。この溶液を窒素雰囲気下、塩化亜鉛（１３．８ｇ、１０１ｍｍｏｌ）に滴下した。室温で１時間攪拌した後、１−ブロモピレン（２０．４ｇ、７２．６ｍｍｏｌ）とテトラキストリフェニルホスフィンパラジウム（１．０７ｇ、０．９３ｍｍｏｌ）を加えた。反応混合物を４時間還流した。その後反応混合物を大量の希塩酸に投入し、析出した固体をろ過によって回収した。ろ過物はエタノール、続いてヘキサンで洗浄した。得られた固体を熱酢酸エチルに溶解し、不溶物を濾別した。得られた溶液を濃縮した後に室温で放置することによって再結晶操作を行った。析出した結晶を濾過により回収し、減圧下で乾燥することによって、構造式（１６）で表される化合物、１−（４’−メチル−１−ナフチル）ピレンを収率６７％で得た。なお、該化合物をＮＭＲによって測定した結果、^１ＨＮＭＲ（３００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ_３）δ７．２０−８．３０（ｍ、１５Ｈ）、２．８３（ｓ、３Ｈ）のようなスペクトルデータが得られた。

本実施例では、構造式（１４）で表される発光性有機化合物を用いた発光素子、ならびに該発光素子の特性について述べる。

ガラス基板上に成膜されたＩＴＯ上に、ホール注入材料である銅フタロシアニン、ホール輸送材料であるＮＰＢを順次真空蒸着法によって成膜した。膜厚はそれぞれ、２０ｎｍ、４０ｎｍである。この積層膜の上に構造式（１４）で表される化合物を３０ｎｍの膜厚で蒸着し、さらに電子輸送材料であるＡｌｑを２０ｎｍの膜厚で積層した。この上に電子注入材料であるＣａＦ_２を成膜し、さらにＡｌ電極を成膜した。

この素子の電圧−輝度曲線を図２に示す。発光は４Ｖ付近から始まり、１０Ｖ印加することで、３６００ｃｄ／ｍ^２であった。発光スペクトルを図３に示す。発光極大は４５０ｎｍにあり、青色に発光することを確認できる。ＣＩＥ色度座標としては、ｘ値は０．１７、ｙ値は０．２３であり、良好な青色発光であることが分かる。

本実施例では、構造式（１６）で表される化合物を用いた発光素子の作製、ならびに素子の特性について述べる。

ガラス基板上に成膜されたＩＴＯ上に、ホール注入材料である銅フタロシアニン、ホール輸送材料であるＮＰＢを順次真空蒸着法によって成膜した。膜厚はそれぞれ、２０ｎｍ、３０ｎｍである。この積層膜の上に構造式（１６）で表される化合物を３０ｎｍの膜厚で蒸着し、さらに電子輸送材料であるＡｌｑを２０ｎｍの膜厚で積層した。この上に電子注入材料であるＣａＦ_２を成膜し、さらにＡｌ電極を成膜した。

この素子の電圧−輝度曲線を図４に示す。発光は５Ｖあたりから始まり、１０Ｖ印加することで９０００ｃｄ／ｍ^２の発光が得られた。発光スペクトルを図５に示す。発光色は青色であり、発光極大は４５０ｎｍにあり、青色に発光することを確認できる。ＣＩＥ色度座標としては、ｘ値、ｙ値ともに０．１５程度であり、良好な青色発光であることが分かる。

本実施例では、画素部に本発明の発光素子を有する発光装置について図６を用いて説明する。なお、図６（Ａ）は、発光装置を示す上面図、図６（Ｂ）は図６（Ａ）をＡ−Ａ’で切断した断面図である。点線で示された４０１は駆動回路部（ソース側駆動回路）、４０２は画素部、４０３は駆動回路部（ゲート側駆動回路）である。また、４０４は封止基板、４０５はシール材であり、シール材４０５で囲まれた内側は、空間４０７になっている。

なお、ソース側駆動回路４０１及びゲート側駆動回路４０３に入力される信号を伝送するための配線４０８は、外部入力端子となるＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）４０９からビデオ信号、クロック信号、スタート信号、リセット信号等を受け取る。なお、ここではＦＰＣしか図示されていないが、このＦＰＣにはプリント配線基盤（ＰＷＢ）が取り付けられていてもよい。本実施例における発光装置には、発光装置本体だけでなく、それにＦＰＣもしくはＰＷＢが取り付けられた状態をも含むものとする。

次に、断面構造について図６（Ｂ）を用いて説明する。基板４１０上には駆動回路部及び画素部が形成されているが、ここでは、駆動回路部であるソース側駆動回路４０１と、画素部４０２が示されている。

なお、ソース側駆動回路４０１はｎチャネル型ＴＦＴ４２３とｐチャネル型ＴＦＴ４２４とを組み合わせたＣＭＯＳ回路が形成される。また、駆動回路を形成するＴＦＴは、公知のＣＭＯＳ回路、ＰＭＯＳ回路もしくはＮＭＯＳ回路で形成しても良い。また、本実施の形態では、基板上に駆動回路を形成したドライバー一体型を示すが、必ずしもそのような構成にする必要はなく、駆動回路を基板上ではなく外部に形成することもできる。

また、画素部４０２はスイッチング用ＴＦＴ４１１と、電流制御用ＴＦＴ４１２とそのドレインに電気的に接続された第１の電極４１３とを含む複数の画素により形成される。なお、第１の電極４１３の端部を覆って絶縁物４１４が形成されている。ここでは、ポジ型の感光性アクリル樹脂膜を用いることにより形成する。

また、カバレッジを良好なものとするため、絶縁物４１４の上端部または下端部に曲率を有する曲面が形成されるようにする。例えば、絶縁物４１４の材料としてポジ型の感光性アクリルを用いた場合、絶縁物４１４の上端部のみに曲率半径（０．２μｍ〜３μｍ）を有する曲面を持たせることが好ましい。また、絶縁物４１４として、感光性の光によってエッチャントに不溶解性となるネガ型、或いは光によってエッチャントに溶解性となるポジ型のいずれも使用することができる。

第１の電極４１３上には、発光物質を含む層４１６、および第２の電極４１７がそれぞれ形成されている。ここで、陽極として機能する第１の電極４１３に用いる材料としては、仕事関数の大きい材料を用いることが望ましい。例えば、ＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）膜、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）膜、窒化チタン膜、クロム膜、タングステン膜、Ｚｎ膜、Ｐｔ膜などの単層膜の他、窒化チタンとアルミニウムを主成分とする膜との積層、窒化チタン膜とアルミニウムを主成分とする膜と窒化チタン膜との３層構造等を用いることができる。なお、積層構造とすると、配線としての抵抗も低く、良好なオーミックコンタクトがとれ、さらに陽極として機能させることができる。

また、発光物質を含む層４１６は、蒸着マスクを用いた蒸着法、またはインクジェット法によって形成される。発光物質を含む層４１６には、本発明の発光性有機化合物をその一部に用いることとする。その他、発光物質を含む層４１６に用いることのできる材料としては、低分子系材料であっても高分子系材料であってもよい。また、発光物質を含む層４１６に用いる材料としては、通常、有機化合物を単層もしくは積層で用いる場合が多いが、本実施例においては、有機化合物からなる膜の一部に無機化合物を用いる構成も含めることとする。

なお、複数の色からなる表示画像を得たい場合には、マスクや隔壁層などを利用し、本発明の有機化合物を発光物質として含む層を、発光色の異なるものごとにそれぞれ分離して形成すればよい。この場合、各発光色を呈する発光物質を含む層ごとに、異なる積層構造を有しても構わない。

さらに、発光物質を含む層４１６上に形成される第２の電極（陰極）４１７に用いる材料としては、仕事関数の小さい材料（Ａｌ、Ａｇ、Ｌｉ、Ｃａ、またはこれらの合金ＭｇＡｇ、ＭｇＩｎ、Ａｌ−Ｌｉ、ＣａＦ_２、またはＣａＮ）を用いればよい。なお、発光物質を含む層４１６で生じた光が第２の電極４１７を透過するようにさせる場合には、第２の電極（陰極）４１７として、膜厚を薄くした金属薄膜と、透明導電膜（ＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）、酸化インジウム酸化亜鉛合金（Ｉｎ_２Ｏ_３−ＺｎＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）等）との積層を用いるのがよい。

さらにシール材４０５で封止基板４０４を素子基板４１０と貼り合わせることにより、素子基板４１０、封止基板４０４、およびシール材４０５で囲まれた空間４０７に発光素子４１８が備えられた構造になっている。なお、空間４０７には、不活性気体（窒素やアルゴン等）が充填される場合の他、シール材４０５で充填される構成も含むものとする。

なお、シール材４０５にはエポキシ系樹脂を用いるのが好ましい。また、これらの材料はできるだけ水分や酸素を透過しない材料であることが望ましい。また、封止基板４０４に用いる材料としてガラス基板や石英基板の他、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒｇｌａｓｓ−ＲｅｉｎｆｏｒｃｅｄＰｌａｓｔｉｃｓ）、ＰＶＦ（ポリビニルフロライド）、マイラー、ポリエステルまたはアクリル等からなるプラスチック基板を用いることができる。

以上のような、本発明の発光素子を有する発光装置においても長寿命化を図ることができる。

本実施例では、本発明を適用した電子機器について、図７を用いて説明する。本発明を適用することにより、例えば下記に示すような電子機器において、長期間使用しても発光素子の寿命に起因した不良が抑制された良好な表示画像を得ることができる。

図７（Ａ）は表示装置であり、筐体５５０１、支持台５５０２、表示部５５０３を含む。実施例４に示した発光装置を表示装置に組み込むことで表示装置を完成できる。

図７（Ｂ）はビデオカメラであり、本体５５１１、表示部５５１２、音声入力５５１３、操作スイッチ５５１４、バッテリー５５１５、受像部５５１６などによって構成されている。実施例４に示した発光装置をビデオカメラに組み込むことで表示装置を完成できる。

図７（Ｃ）は、本発明を適用して作製したノート型のパーソナルコンピュータであり、本体５５２１、筐体５５２２、表示部５５２３、キーボード５５２４などによって構成されている。実施例４に示した発光装置をパーソナルコンピュータに組み込むことで表示装置を完成できる。

図７（Ｄ）は、本発明を適用して作製した携帯情報端末（ＰＤＡ）であり、本体５５３１には表示部５５３３と、外部インターフェイス５５３５と、操作ボタン５５３４等が設けられている。また操作用の付属品としてスタイラス５５３２がある。実施例４に示した発光装置を携帯情報端末（ＰＤＡ）に組み込むことで表示装置を完成できる。

図７（Ｅ）はデジタルカメラであり、本体５５５１、表示部（Ａ）５５５２、接眼部５５５３、操作スイッチ５５５４、表示部（Ｂ）５５５５、バッテリー５５５６などによって構成されている。実施例４に示した発光装置をデジタルビデオカメラに組み込むことで表示装置を完成できる。

図７（Ｆ）は、本発明を適用して作製した携帯電話である。本体５５６１には表示部５５６４と、音声出力部５５６２、マイク５５６３、操作スイッチ５５６５、アンテナ５５６６等が設けられている。実施例４に示した発光装置を携帯電話に組み込むことで表示装置を完成できる。

以上の様に、本発明を実施して得た発光装置は、あらゆる電子機器の表示部として用いても良い。

Claims

珪素に炭素数５から１０のアリール基が一以上結合したシリル基を置換基として有する、炭素数５から２０のアリール基を骨格にもつ発光性有機化合物。
トリアリールシリル基またはジアリールシリル基を一以上有する炭素数５から２０のアリール基を骨格にもつ発光性有機化合物。
一般式（１）で表される発光性有機化合物。

（式中、Ｘ^１は、珪素に炭素数５から１０のアリール基が一以上結合したシリル基、または炭素数１から４のアルキル基を表す。また、Ａｒ^１は、無置換または置換基を有する炭素数５から１０のアリール基を表す。また、Ａｒ^２は、炭素数５から２０のアリール基を表し、Ａｒ^１との結合部位と異なる部位に置換基を有していてもよい。）
一般式（２）で表される発光性有機化合物。

（式中、Ｘ^１およびＸ^２は、それぞれ同一でも異なっていてもよく、珪素に炭素数５から１０のアリール基が一以上結合したシリル基、または炭素数１から４のアルキル基を表す。また、Ａｒ^１およびＡｒ^３は、それぞれ同一でも異なっていてもよく、無置換または置換基を有する炭素数５から１０のアリール基を表す。また、Ａｒ^２は、炭素数５から２０のアリール基を表し、Ａｒ^１およびＡｒ^３との結合部位と異なる部位に置換基を有していてもよい。）
一般式（３）で表される発光性有機化合物。

（式中、Ａｒ^１は、無置換または置換基を有する炭素数５から１０のアリール基を表す。また、Ａｒ^２は、炭素数５から２０のアリール基を表し、Ａｒ^１との結合部位と異なる部位に置換基を有していてもよい。Ｒ^１からＲ^３は、それぞれ同一でも異なっていてもよく、水素原子、または炭素数１から６のアルキル基、または無置換または置換基を有する炭素数５から１０のアリール基のいずれかで表されるが、少なくとも一は無置換または置換基を有する炭素数５から１０のアリール基で表される。）
一般式（４）で表される発光性有機化合物。

（式中、Ａｒ^１およびＡｒ^３は、それぞれ同一でも異なっていてもよく、無置換または置換基を有する炭素数５から１０のアリール基を表す。また、Ａｒ^２は、炭素数５から２０のアリール基を表し、Ａｒ^１およびＡｒ^３との結合部位と異なる部位に置換基を有していてもよい。Ｒ^１からＲ^６は、それぞれ同一でも異なっていてもよく、水素原子、または炭素数１から６のアルキル基、または無置換または置換基を有する炭素数５から１０のアリール基のいずれかで表されるが、Ｒ^１からＲ^３のうち少なくとも一、及びＲ^４からＲ^６のうち少なくとも一は、無置換または置換基を有する炭素数５から１０のアリール基で表される。）
一般式（５）で表される発光性有機化合物。

（式中、Ｘ^１は、珪素に炭素数５から１０のアリール基が一以上結合したシリル基、または炭素数１から４のアルキル基を表す。また、Ａｒ^１は、無置換または置換基を有する炭素数５から１０のアリール基を表す。）
一般式（６）で表される発光性有機化合物。

（式中、Ｘ^１は、珪素に炭素数５から１０のアリール基が一以上結合したシリル基、または炭素数１から４のアルキル基を表す。また、Ａｒ^１は、無置換または置換基を有する炭素数５から１０のアリール基を表す。）
一般式（７）で表される発光性有機化合物。

（式中、Ｘ^１およびＸ^２は、それぞれ珪素に炭素数５から１０のアリール基が一以上結合したシリル基、または炭素数１から４のアルキル基を表す。Ａｒ^１およびＡｒ^３は、それぞれ同一でも異なっていてもよく、無置換または置換基を有する炭素数５から１０のアリール基を表す。）
一般式（８）で表される発光性有機化合物。

（式中、Ｘ^１およびＸ^２は、それぞれ同一でも異なっていてもよく、珪素に炭素数５から１０のアリール基が一以上結合したシリル基、または炭素数１から４のアルキル基を表す。Ａｒ^１およびＡｒ^３は、それぞれ同一でも異なっていてもよく、無置換または置換基を有する炭素数５から１０のアリール基を表す。）
一般式（９）で表される発光性有機化合物。

（式中、Ｘ^１およびＸ^２は、それぞれ同一でも異なっていてもよく、珪素に炭素数５から１０のアリール基が一以上結合したシリル基、または炭素数１から４のアルキル基を表す。Ａｒ^１およびＡｒ^３は、それぞれ同一でも異なっていてもよく、無置換または置換基を有する炭素数５から１０のアリール基を表す。）
一般式（１０）で表される発光性有機化合物。

（式中、Ｘ^１は、珪素に炭素数５から１０のアリール基が一以上結合したシリル基、または炭素数１から４のアルキル基を表す。また、Ａｒ^１は、無置換または置換基を有する炭素数５から１５のアリール基を表す。）
一般式（１１）で表される発光性有機化合物。

（式中、Ｘ^１は、珪素に炭素数５から１０のアリール基が一以上結合したシリル基、または炭素数１から４のアルキル基を表す。また、Ａｒ^１は、無置換または置換基を有する炭素数５から１５のアリール基を表す。）
一般式（１２）で表される発光性有機化合物。

（式中、Ｘ^１およびＸ^２は、それぞれ同一でも異なっていてもよく、珪素に炭素数５から１０のアリール基が一以上結合したシリル基、または炭素数１から４のアルキル基を表す。Ａｒ^１およびＡｒ^３は、それぞれ同一でも異なっていてもよく、無置換または置換基を有する炭素数５から１５のアリール基を表す。）
一般式（１３）で表される発光性有機化合物。

（式中、Ｘ^１およびＸ^２は、それぞれ同一でも異なっていてもよく、炭素数５から１０のアリール基を一以上有するシリル基、または炭素数１から４のアルキル基を表す。Ａｒ^１およびＡｒ^３は、それぞれ同一でも異なっていてもよく、無置換または置換基を有する炭素数５から１５のアリール基を表す。）
請求項１乃至請求項１５のいずれかひとつに記載の発光性有機化合物を有する発光素子。
一対の電極間に、請求項１乃至請求項１５のいずれかひとつに記載の発光性有機化合物を含む層を有することを特徴とする発光素子。
請求項１乃至請求項１５のいずれかひとつに記載の発光性有機化合物を発光体として用いていることを特徴とする発光素子。
請求項１乃至請求項１５のいずれかひとつに記載の発光性有機化合物をホスト材料として用いていることを特徴とする発光素子。