KR101910030B1

KR101910030B1 - 벤조옥사졸 유도체, 발광 소자, 발광 장치, 전자기기 및 조명 장치

Info

Publication number: KR101910030B1
Application number: KR1020110123598A
Authority: KR
Inventors: 유코 카와타; 히로시 카도마; 노부하루 오사와; 사토시 세오
Original assignee: 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼
Priority date: 2010-11-30
Filing date: 2011-11-24
Publication date: 2018-10-19
Also published as: JP5996181B2; JP2012131782A; JP2016189471A; US20120132896A1; KR20120059377A; US8546584B2; JP6208812B2

Abstract

본 발명은 여기 에너지가 큰 물질, 특히, 삼중항 여기 에너지가 큰 물질로서, 신규의 벤조옥사졸 유도체를 제공하며, 신규의 벤조옥사졸 유도체를 발광 소자에 적용함으로써, 전류 효율이 높은 발광 소자를 제공하며, 그리고, 저소비 전력의 발광 장치, 전자기기 및 조명 장치를 제공하는 것을 과제로 한다.
일반식 (G1)으로 나타내어지는 벤조옥사졸 유도체를 제공한다. 식 중, R¹¹∼R¹⁴ 및 R²¹∼R²⁷은, 각각 독립적으로, 수소, 탄소수 1∼4의 알킬기, 또는 탄소수 6∼13의 치환 혹은 무치환의 아릴기의 어느 하나를 나타내고, Ar은 탄소수 6∼13의 치환 또는 무치환의 알릴렌기의 어느 하나를 나타내고, Z는 유황 원자 또는 산소 원자의 어느 하나를 나타낸다.
[일반식 (G1)]

Description

벤조옥사졸 유도체, 발광 소자, 발광 장치, 전자기기 및 조명 장치{BENZOXAZOLE DERIVATIVE, LIGHT-EMITTING ELEMENT, LIGHT-EMITTING DEVICE, ELECTRONIC DEVICE, AND LIGHTING DEVICE}

본 발명은, 벤조옥사졸 유도체 및 그것을 이용한 발광 소자에 관한 것이다. 또한, 이 발광 소자를 이용한 발광 장치, 전자기기 및 조명 장치에 관한 것이다.

근년, 일렉트로 루미네선스(EL；Electroluminescence)를 이용한 발광 소자의 연구개발이 활발히 행해지고 있다. 이들 발광 소자의 기본적인 구성은, 한쌍의 전극간에 발광성의 물질을 포함하는 층을 끼운 것이다. 이 소자에 전압을 인가함으로써, 발광성 물질로부터의 발광을 얻을 수 있다.

이러한 발광 소자는 자기 발광형이기 때문에, 액정 디스플레이에 비해 화소의 시인성이 높고, 백 라이트가 불필요하다는 등의 이점이 있어, 플랫 패널 디스플레이 소자로서 적합하다고 생각되고 있다. 또한, 이러한 발광 소자는, 박형 경량으로 제작할 수 있다는 것도 큰 이점이다. 또한, 응답 속도가 매우 빠른 것도 특징의 하나이다.

그리고, 이들 발광 소자는 막상으로 형성하는 것이 가능하기 때문에, 면상의 발광을 용이하게 얻을 수 있다. 따라서, 면상으로 발광하는 대면적의 소자를 용이하게 형성할 수 있다. 이것은, 백열전구나 LED로 대표되는 점광원, 혹은 형광등으로 대표되는 선광원에서는 얻기 어려운 특색이기 때문에, 조명 등에 응용할 수 있는 면광원으로서의 이용가치도 높다.

일렉트로 루미네선스를 이용한 발광 소자는, 발광성의 물질이 유기 화합물인지, 무기 화합물인지에 따라 크게 나눌 수 있다. 발광성의 물질에 유기 화합물을 이용하는 경우, 발광 소자에 전압을 인가함으로써, 한쌍의 전극으로부터 전자 및 홀(정공)이 각각 발광성의 유기 화합물을 포함하는 층에 주입되어 전류가 흐른다. 그리고, 그들 캐리어(전자 및 정공)가 재결합함으로써, 발광성의 유기 화합물이 여기 상태를 형성하고, 그 여기 상태가 기저 상태로 복귀할 때에 발광한다. 또한, 유기 화합물이 형성하는 여기 상태의 종류로서는, 일중항 여기 상태(S^*)와 삼중항 여기 상태(T^*)가 가능하고, 일중항 여기 상태로부터의 발광이 형광, 삼중항 여기 상태로부터의 발광이 인광이라고 불리고 있다.

통상, 일중항 여기 상태를 발광으로 변환하는 화합물(이하, 형광성 화합물이라고 칭함)은 실온에 있어서, 삼중항 여기 상태로부터의 발광(인광)은 관측되지 않고, 일중항 여기 상태로부터의 발광(형광)만이 관측된다. 따라서, 형광성 화합물을 이용한 발광 소자에 있어서의 내부 양자 효율(주입한 캐리어에 대하여 발생하는 포톤의 비율)의 이론적 한계는, S^*：T^* = 1：3인 것을 기초로 25%로 되어 있다.

한편, 삼중항 여기 상태를 발광으로 변환하는 화합물(이하, 인광성 화합물이라고 칭함)을 이용하면, 내부 양자 효율은 이론상 75∼100%까지 가능하게 된다. 즉, 형광성 화합물에 비해 3∼4배의 발광 효율을 얻는 것이 가능하게 된다. 이러한 이유로부터, 고효율의 발광 소자를 실현하기 위해, 인광성 화합물을 이용한 발광 소자의 개발이 근년 활발히 행해지고 있다. 예를 들면, 특허문헌 1에서는, 벤조옥사졸 골격을 가지는 인광성 화합물을 이용한 발광 소자가 개시되어 있다.

또한, 에너지 절약화의 요구에 따라, 소비 전력이 저감된 발광 소자의 개발이 요구되고 있다.

일본국 특개 2010-83876호 공보

따라서, 본 발명의 일양태는, 여기 에너지가 큰 물질, 특히, 삼중항 여기 에너지가 큰 물질로서 신규의 벤조옥사졸 유도체를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 본 발명의 일양태는, 신규의 벤조옥사졸 유도체를 발광 소자에 적용함으로써, 전류 효율이 높은 발광 소자를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 본 발명의 일양태는, 저소비 전력의 발광 장치, 전자기기, 및 조명 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일양태는, 하기 일반식 (G1)로 나타내어지는 벤조옥사졸 유도체이다.

[일반식 (G1)]

단, 일반식 (G1) 중, R¹¹∼R¹⁴ 및 R²¹∼R²⁷은, 각각 독립적으로, 수소, 탄소수 1∼4의 알킬기, 또는 탄소수 6∼13의 치환 혹은 무치환의 아릴기의 어느 하나를 나타내고, Ar은 탄소수 6∼13의 치환 또는 무치환의 알릴렌기의 어느 하나를 나타내고, Z는 유황 원자 또는 산소 원자의 어느 하나를 나타낸다.

본 발명의 일양태는, 상기 일반식 (G1) 중, Ar이 치환 혹은 무치환의 페닐렌기, 또는 치환 혹은 무치환의 비페닐디일기의 어느 하나를 나타내는 벤조옥사졸 유도체이다.

본 발명의 일양태는, 하기 일반식 (G2)로 나타내어지는 벤조옥사졸 유도체이다.

[일반식 (G2)]

단, 일반식 (G2) 중, R¹¹∼R¹⁴ 및 R²¹∼R²⁷은, 각각 독립적으로, 수소, 탄소수 1∼4의 알킬기, 또는 탄소수 6∼13의 치환 혹은 무치환의 아릴기의 어느 하나를 나타내고, Z는 유황 원자 또는 산소 원자의 어느 하나를 나타낸다.

또한, 상기 R¹¹∼R¹⁴ 및 R²¹∼R²⁷은, 각각 독립적으로, 하기 구조식 (11-1) 내지 구조식 (11-23)으로 나타내어지는 구조의 어느 하나여도 좋다.

[구조식 (11-1) 내지 구조식 (11-23)]

또한, 상기 일반식 (G1) 중의 Ar은, 하기 구조식 (12-1) 내지 구조식 (12-15)로 나타내어지는 구조의 어느 하나여도 좋다.

[구조식 (12-1) 내지 구조식 (12-15)]

또한, 본 발명의 다른 일양태는, 한쌍의 전극간에 EL층을 가지는 발광 소자에 있어서, 상기의 벤조옥사졸 유도체를 EL층에 이용한 발광 소자이다.

또한, 본 발명의 일양태인 벤조옥사졸 유도체는 큰 여기 에너지를 가지기 때문에, EL층이 발광성이 높은 재료(게스트 재료)와, 게스트 재료를 분산하는 재료(호스트 재료)를 포함하는 발광층을 구비하는 구성의 경우의 호스트 재료로서 적합하게 이용할 수 있다. 따라서, 본 발명의 다른 일양태는, 한쌍의 전극간에 EL층을 가지는 발광 소자이며, EL층에 포함되는 발광층은, 본 발명의 일양태인 벤조옥사졸 유도체와 게스트 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 소자이다.

또한, 본 발명의 다른 일양태는, 상기 발광 소자를 이용한 발광 장치이다.

또한, 본 발명의 다른 일양태는, 상기 발광 장치를 이용한 조명 장치이다.

또한, 본 발명의 다른 일양태는, 상기 발광 장치를 이용한 전자기기이다.

또한, 본 명세서 중에 있어서의 발광 장치란, 화상 표시 디바이스, 발광 디바이스, 광원을 포함한다. 또한, 패널에 커넥터, 예를 들면 FPC(Flexible Printed Circuit) 혹은 TAB(Tape Automated Bonding) 테이프 혹은 TCP(Tape Carrier Package)가 부착된 모듈, TAB 테이프나 TCP의 끝에 프린트 배선판이 설치된 모듈, 또는 발광 소자에 COG(Chip On Glass) 방식에 의해 IC(집적회로)가 직접 실장된 모듈도 모두 발광 장치에 포함하는 것으로 한다.

본 발명의 일양태에 의해, 여기 에너지가 크고, 특히, 삼중항 여기 에너지가 큰 물질로서, 신규의 벤조옥사졸 유도체를 제공할 수 있다. 또한, 본 발명의 일양태에 의해, 신규의 벤조옥사졸 유도체를 발광 소자에 적용함으로써, 전류 효율이 높은 발광 소자를 제공할 수 있다. 또한, 본 발명의 일양태에 의해, 저소비 전력인 발광 장치, 전자기기 및 조명 장치를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일양태의 발광 소자를 설명한 도면.
도 2는 본 발명의 일양태의 발광 소자를 설명한 도면.
도 3은 본 발명의 일양태의 발광 장치를 설명한 도면.
도 4는 본 발명의 일양태의 발광 장치를 설명한 도면.
도 5는 본 발명의 일양태의 발광 장치를 설명한 도면.
도 6은 본 발명의 일양태의 전자기기를 설명한 도면.
도 7은 본 발명의 일양태의 전자기기를 설명한 도면.
도 8은 본 발명의 일양태의 전자기기 및 조명 장치를 설명한 도면.
도 9는 DBTBOx-II의 NMR 차트도.
도 10은 DBTBOx-II의 톨루엔 용액의 흡수 스펙트럼을 나타낸 도면.
도 11은 DBTBOx-II의 박막의 흡수 스펙트럼을 나타낸 도면.
도 12는 DBTBOx-II의 톨루엔 용액의 발광 스펙트럼을 나타낸 도면.
도 13은 DBTBOx-II의 박막의 발광 스펙트럼을 나타낸 도면.
도 14는 DBTBOx-III의 NMR 차트도.
도 15는 DBTBOx-III의 톨루엔 용액의 흡수 스펙트럼을 나타낸 도면.
도 16은 DBTBOx-III의 박막의 흡수 스펙트럼을 나타낸 도면.
도 17은 DBTBOx-III의 톨루엔 용액의 발광 스펙트럼을 나타낸 도면.
도 18은 DBTBOx-III의 박막의 발광 스펙트럼을 나타낸 도면.
도 19는 실시예 3의 발광 소자를 설명한 도면.
도 20은 실시예 3의 발광 소자의 전류 밀도-휘도 특성을 나타낸 도면.
도 21은 실시예 3의 발광 소자의 전압-휘도 특성을 나타낸 도면.
도 22는 실시예 3의 발광 소자의 휘도-전류 효율 특성을 나타낸 도면.
도 23은 실시예 3의 발광 소자의 전압-전류 특성을 나타낸 도면.
도 24는 실시예 3의 발광 소자의 발광 스펙트럼을 나타낸 도면.
도 25는 식 (G1)으로 나타내어지는, 벤조옥사졸 유도체를 나타낸 도면.

이하, 본 발명의 실시 양태에 대하여 도면을 이용하여 상세하게 설명한다. 단, 본 발명은 이하의 설명에 한정되지 않고, 본 발명의 취지 및 그 범위로부터 벗어남이 없이 그 형태 및 상세한 사항을 다양하게 변경할 수 있다는 것은, 당업자라면 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 이하에 나타내는 실시형태의 기재 내용에 한정하여 해석되는 것은 아니다.

(실시형태 1)

본 실시형태에서는, 본 발명의 일양태에 관한 벤조옥사졸 유도체에 대하여 설명한다.

본 발명의 일양태에 관한 벤조옥사졸 유도체는, 하기 일반식 (G1)로 나타내어지는 벤조옥사졸 유도체이다.

[일반식 (G1)]

또한, 본 발명의 다른 일양태에 관한 벤조옥사졸 유도체는, 상기 일반식 (G1) 중, Ar이 치환 혹은 무치환의 페닐렌기, 또는 치환 혹은 무치환의 비페닐디일기의 어느 하나를 나타내는 벤조옥사졸 유도체이다.

또한, 본 발명의 다른 일양태에 관한 벤조옥사졸 유도체는, 하기 일반식 (G2)로 나타내어지는 벤조옥사졸 유도체이다.

[일반식 (G2)]

또한, 상기 R¹¹∼R¹⁴ 및 R²¹∼R²⁷은, 각각 독립적으로, 하기 구조식 (11-1) 내지 구조식(11-23)으로 나타내어지는 구조의 어느 하나여도 좋다.

[구조식 (11-1) 내지 구조식(11-23)]

[구조식 (12-1) 내지 구조식 (12-15)]

일반식 (G1)로 나타내어지는 벤조옥사졸 유도체의 구체예로서는, 구조식 (100)∼구조식 (179) 및 구조식 (200)∼구조식 (279)로 나타내어지는 벤조옥사졸 유도체를 들 수 있다. 단, 본 발명은 이것들에 한정되는 것은 아니다.

[구조식 (100)∼구조식 (179)]

[구조식 (200)∼구조식 (279)]

본 실시형태의 벤조옥사졸 유도체의 합성 방법으로서는, 다양한 반응의 적용이 가능하다. 예를 들면, 하기 합성법 1에 나타낸 합성 반응을 행하는 것에 의해, 하기 일반식 (G1)로 나타내어지는 본 발명의 벤조옥사졸 유도체를 합성할 수 있다.

[일반식 (G1)]

＜합성법 1＞

반응 스킴 (A-1)에 나타낸 바와 같이, 벤조옥사졸 유도체의 할로겐화물 (a1)과, 디벤조푸란 유도체 혹은 디벤조티오펜 유도체의 유기 붕소 화합물, 또는 붕소산 (a2)를 스즈키·미야우라 반응에 의해 커플링시킴으로써, 목적 화합물인 벤조옥사졸 유도체 (G1)을 합성한다. 반응 스킴 (A-1)에 있어서, R³⁰ 및 R³¹은 수소, 탄소수 1∼6의 알킬기의 어느 하나를 나타낸다. R³⁰과 R³¹은 서로 결합하여 환(環)을 형성하고 있어도 좋다. 특별히 설명이 없는 부호(R¹¹∼R¹⁴, R²¹∼R²⁷, Ar, Z)에 관해서는, 앞의 일반식 (G1)에 관한 설명을 참작할 수 있다.

[반응 스킴 (A-1)]

또한, X는 할로겐을 나타낸다. 할로겐으로서는, 브롬 또는 요오드가 바람직하다.

반응 스킴 (A-1)의 스즈키·미야우라 커플링 반응에서는, 금속 촉매로서는 팔라듐 촉매를 이용할 수 있다. 팔라듐 촉매로서는 팔라듐 착체와 그 배위자의 혼합물을 이용할 수 있다.

팔라듐 촉매로서는, 초산 팔라듐(II), 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0), 비스(트리페닐포스핀)팔라듐(II) 디클로라이드 등을 이용할 수 있다. 단, 이용할 수 있는 팔라듐 촉매는 이것들에 한정되는 것은 아니다.

또한, 팔라듐 촉매의 배위자로서는, 트리(오르토-톨릴)포스핀이나, 트리페닐포스핀이나, 트리시클로헥실포스핀 등을 이용할 수 있다. 그러나, 이용할 수 있는 팔라듐 촉매의 배위자는 이것들에 한정되는 것은 아니다.

또한, 염기로서는, 나트륨 tert-부톡시드 등의 유기 염기나, 탄산칼륨, 탄산나트륨 등의 무기 염기 등을 이용할 수 있다. 단, 이용할 수 있는 염기는 이것들에 한정되는 것은 아니다.

또한, 이 반응은 용액 중에서 행하는 것이 바람직하고, 용매로서는, 톨루엔과 물의 혼합 용매, 톨루엔과 에탄올 등의 알코올과 물의 혼합 용매, 크실렌과 물의 혼합 용매, 크실렌과 에탄올 등의 알코올과 물의 혼합 용매, 벤젠과 물의 혼합 용매, 벤젠과 에탄올 등의 알코올과 물의 혼합 용매, 에틸렌 글리콜 디메틸 에테르 등의 에테르류와 물의 혼합 용매 등을 이용할 수 있다. 단, 이용할 수 있는 용매는 이것들에 한정되는 것은 아니다. 또한, 톨루엔과 물, 톨루엔과 에탄올과 물의 혼합 용매, 또는 에틸렌 글리콜 디메틸 에테르 등의 에테르류와 물의 혼합 용매가 보다 바람직하다.

또한, 이 반응 스킴 (A-1)에 나타내는 스즈키·미야우라 커플링 반응에 있어서, (a1)로 나타내어지는 할로겐 이외에도 트리플레이트기 등을 이용해도 좋다. 단, 이것들에 한정되는 것은 아니다. 또한, 반응 스킴 (A-1)에 나타내는 커플링 반응으로서는, (a2)로 나타내어지는 유기 붕소 화합물 또는 붕소산을 이용하는 스즈키·미야우라 반응 대신, 유기 알루미늄이나, 유기 지르코늄, 유기 아연, 유기 주석 화합물 등을 이용하는 크로스 커플링 반응을 이용해도 좋다. 단, 이것들에 한정되는 것은 아니다.

또한, 반응 스킴 (A-1)에서는, 화합물 (a1)의 할로겐화물 또는 트리플레이트 치환체와, 화합물 (a2)의 유기 붕소 화합물 또는 붕소산을 반응시키는 경우를 나타냈다. 그러나, 화합물 (a1)을 유기 붕소 화합물 또는 붕소산, 화합물 (a2)를 할로겐화물 또는 트리플레이트 치환체로서(할로겐화물 또는 트리플레이트 치환체와, 유기 붕소 화합물 또는 붕소산을 반대로 하여) 커플링시켜도, 상기 일반식 (G1)로 나타내어지는 벤조옥사졸 유도체를 얻을 수 있다.

본 실시형태에 나타낸 벤조옥사졸 유도체는, 큰 여기 에너지의 물질이다. 이 때문에, 적∼녹의 인광 게스트 재료 및 적∼청의 형광 게스트 재료를 분산하는 호스트 재료로서 적합하게 이용할 수 있다.

(실시형태 2)

본 실시형태에서는, 본 발명의 일양태로서 실시형태 1에 설명한 벤조옥사졸 유도체를 이용한 발광 소자에 대하여 도 1을 이용하여 설명한다.

본 실시형태의 발광 소자는, 한쌍의 전극간에, 적어도 발광층을 가지는 EL층을 협지하여 형성된다. EL층은 발광층 외에 복수의 층을 가져도 좋다. 이 복수의 층은 전극으로부터 떨어진 곳에 발광 영역이 형성되도록, 즉 전극으로부터 떨어진 부위에서 캐리어의 재결합이 행해지도록, 캐리어 주입성이 높은 물질이나 캐리어 수송성이 높은 물질로 이루어지는 층을 조합하여 적층된 것이다. 이 복수의 층으로서는, 예를 들면, 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 수송층, 전자 주입층 등을 가지고 있어도 좋다.

도 1(A)에 나타낸 본 실시형태의 발광 소자에 있어서, 제 1 전극(101) 및 제 2 전극(103)의 한쌍의 전극간에, EL층(102)이 형성되어 있다. 또한, EL층(102)은 정공 주입층(111), 정공 수송층(112), 발광층(113), 전자 수송층(114), 전자 주입층(115)을 가지고 있다. 또한, 본 실시형태에 나타내는 발광 소자에 있어서, 기판(100) 위에 설치된 제 1 전극(101)은 양극으로서 기능하고, 제 2 전극(103)은 음극으로서 기능한다.

기판(100)은 발광 소자의 지지체로서 이용된다. 기판(100)으로서는, 예를 들면 유리, 석영, 또는 플라스틱 등을 이용할 수 있다. 또한, 가요성 기판을 이용해도 좋다. 가요성 기판이란, 굽힐 수 있는(플렉서블(flexible)) 기판을 말하고, 예를 들면, 폴리카보네이트, 폴리아릴레이트, 폴리에테르술폰으로 이루어지는 플라스틱 기판 등을 들 수 있다. 또한, 필름(폴리프로필렌, 폴리에스테르, 폴리불화비닐, 폴리염화비닐 등으로 이루어진다), 무기 증착 필름 등을 이용할 수도 있다. 또한, 발광 소자의 제작 공정에 있어서 지지체로서 기능하는 것이면, 이것들 이외의 것이어도 좋다.

제 1 전극(101)으로서는, 일 함수가 큰(구체적으로는 4.0 eV 이상) 금속, 합금, 도전성 화합물, 및 이들의 혼합물 등을 이용하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 예를 들면, 인듐 주석 산화물(ITO：Indium Tin Oxide), 규소 혹은 산화규소를 함유한 인듐 주석 산화물, 인듐 아연 산화물(IZO：Indium Zinc Oxide), 산화텅스텐 및 산화아연을 함유한 산화인듐(IWZO) 등을 들 수 있다. 이들 도전성 금속 산화물막은 통상 스퍼터링법에 의해 성막되지만, 졸-겔법 등을 응용하여 제작해도 상관없다. 예를 들면, 인듐 아연 산화물(IZO)은, 산화인듐에 대하여 1∼20 wt%의 산화아연을 더한 타겟을 이용하여 스퍼터링법에 의해 형성할 수 있다. 또한, 산화텅스텐 및 산화아연을 함유한 산화인듐(IWZO)은 산화인듐에 대하여 산화텅스텐을 0.5∼5 wt%, 산화아연을 0.1∼1.5 wt% 함유한 타겟을 이용하여 스퍼터링법에 의해 형성할 수 있다. 이 외에, 금, 백금, 니켈, 텅스텐, 크롬, 몰리브덴, 철, 코발트, 구리, 팔라듐, 또는 금속 재료의 질화물(예를 들면, 질화티탄) 등을 들 수 있다.

단, EL층(102) 중, 제 1 전극(101)에 접하여 형성되는 층이, 후술하는 유기 화합물과 전자 수용체(억셉터)를 혼합하여 이루어지는 복합 재료를 이용하여 형성되는 경우에는, 제 1 전극(101)에 이용하는 물질은 일 함수의 대소에 상관없이, 다양한 금속, 합금, 도전성 화합물, 및 이들의 혼합물 등을 이용할 수 있다. 예를 들면, 알루미늄, 은, 알루미늄을 포함하는 합금(예를 들면, Al-Si) 등을 이용할 수도 있다.

제 1 전극(101) 위에 형성되는 EL층(102)은, 본 발명의 일양태인 벤조옥사졸 유도체를 포함하여 형성된다. EL층(102)의 일부에는 공지의 물질을 이용할 수도 있고, 저분자계 화합물 및 고분자계 화합물의 어느 것을 이용할 수도 있다. 또한, EL층(102)을 형성하는 물질에는, 유기 화합물만으로부터 이루어지는 것뿐만 아니라, 무기 화합물을 일부에 포함하는 구성도 포함시키는 것으로 한다.

정공 주입층(111)은, 정공 주입성이 높은 물질을 포함하는 층이다. 정공 주입성이 높은 물질로서는, 예를 들면, 몰리브덴 산화물, 티탄 산화물, 바나듐 산화물, 레늄 산화물, 루테늄 산화물, 크롬 산화물, 지르코늄 산화물, 하프늄 산화물, 탄탈 산화물, 은 산화물, 텅스텐 산화물, 망간 산화물 등의 금속 산화물을 이용할 수 있다. 또한, 프탈로시아닌(약칭：H₂Pc), 구리(II) 프탈로시아닌(약칭：CuPc) 등의 프탈로시아닌계의 화합물을 이용할 수 있다.

또한, 저분자의 유기 화합물인 4,4',4''-트리스(N,N-디페닐아미노)트리페닐아민(약칭：TDATA), 4,4',4''-트리스[N-(3-메틸페닐)-N-페닐아미노]트리페닐아민(약칭：MTDATA), 4,4'-비스[N-(4-디페닐아미노페닐)-N-페닐아미노]비페닐(약칭：DPAB), 4,4'-비스(N-{4-[N'-(3-메틸페닐)-N'-페닐아미노]페닐}-N-페닐아미노)비페닐(약칭：DNTPD), 1,3,5-트리스[N-(4-디페닐아미노페닐)-N-페닐아미노]벤젠(약칭：DPA3B), 3-[N-(9-페닐카르바졸-3-일)-N-페닐아미노]-9-페닐카르바졸(약칭：PCzPCA1), 3,6-비스[N-(9-페닐카르바졸-3-일)-N-페닐아미노]-9-페닐카르바졸(약칭：PCzPCA2), 3-[N-(1-나프틸)-N-(9-페닐카르바졸-3-일)아미노]-9-페닐카르바졸(약칭：PCzPCN1) 등의 방향족 아민 화합물 등을 이용할 수 있다.

또한, 고분자 화합물(올리고머, 덴드리머, 폴리머 등)을 이용할 수도 있다. 예를 들면, 폴리(N-비닐카르바졸)(약칭：PVK), 폴리(4-비닐트리페닐아민)(약칭：PVTPA), 폴리[N-(4-{N'-[4-(4-디페닐아미노)페닐]페닐-N'-페닐아미노}페닐)메타크릴아미드](약칭：PTPDMA), 폴리[N,N'-비스(4-부틸페닐)-N,N'-비스(페닐)벤지딘](약칭：Poly-TPD) 등의 고분자 화합물을 들 수 있다. 또한, 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)/폴리(스티렌술폰산)(약칭：PEDOT/PSS), 폴리아닐린/폴리(스티렌술폰산)(약칭：PAni/PSS) 등의 산을 첨가한 고분자 화합물을 이용할 수 있다.

또한, 정공 주입층(111)으로서 유기 화합물과 전자 수용체(억셉터)를 혼합하여 이루어지는 복합 재료를 이용해도 좋다. 이러한 복합 재료는, 전자 수용체에 의해 유기 화합물에 정공이 발생하기 때문에, 정공 주입성 및 정공 수송성이 우수하다. 이 경우, 유기 화합물은 발생한 정공의 수송이 우수한 재료(정공 수송성이 높은 물질)인 것이 바람직하다.

복합 재료에 이용하는 유기 화합물로서는, 방향족 아민 화합물, 카르바졸 유도체, 방향족 탄화수소, 고분자 화합물(올리고머, 덴드리머, 폴리머 등) 등, 다양한 화합물을 이용할 수 있다. 또한, 복합 재료에 이용하는 유기 화합물로서는, 정공 수송성이 높은 유기 화합물인 것이 바람직하다. 구체적으로는, 10^-6 cm²/Vs 이상의 정공 이동도를 가지는 물질인 것이 바람직하다. 단, 전자보다 정공의 수송성이 높은 물질이라면, 이것들 이외의 것을 이용해도 좋다. 이하에서는, 복합 재료에 이용할 수 있는 유기 화합물을 구체적으로 열거한다.

복합 재료에 이용할 수 있는 유기 화합물로서는, 예를 들면, TDATA, MTDATA, DPAB, DNTPD, DPA3B, PCzPCA1, PCzPCA2, PCzPCN1, 4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]비페닐(약칭：NPB), N,N'-비스(3-메틸페닐)-N,N'-디페닐-[1, 1'-비페닐]-4,4'-디아민(약칭：TPD), 4-페닐-4'-(9-페닐플루오렌-9-일)트리페닐아민(약칭：BPAFLP) 등의 방향족 아민 화합물이나, 4,4'-디(N-카르바졸릴)비페닐(약칭：CBP), 1,3,5-트리스[4-(N-카르바졸릴)페닐]벤젠(약칭：TCPB), 9-[4-(10-페닐-9-안트릴)페닐]-9H-카르바졸(약칭：CzPA), 9-페닐-3-[4-(10-페닐-9-안트릴)페닐]-9H-카르바졸(약칭：PCzPA), 1,4-비스[4-(N-카르바졸릴)페닐]-2,3,5,6-테트라페닐벤젠 등의 카르바졸 유도체를 이용할 수 있다.

또한, 2-tert-부틸-9,10-디(2-나프틸)안트라센(약칭：t-BuDNA), 2-tert-부틸-9,10-디(1-나프틸)안트라센, 9,10-비스(3,5-디페닐페닐)안트라센(약칭：DPPA), 2-tert-부틸-9,10-비스(4-페닐페닐)안트라센(약칭：t-BuDBA), 9,10-디(2-나프틸)안트라센(약칭：DNA), 9,10-디페닐안트라센(약칭：DPAnth), 2-tert-부틸안트라센(약칭：t-BuAnth), 9,10-비스(4-메틸-1-나프틸)안트라센(약칭：DMNA), 9,10-비스[2-(1-나프틸)페닐]-2-tert-부틸안트라센, 9,10-비스[2-(1-나프틸)페닐]안트라센, 2,3,6,7-테트라메틸-9,10-디(1-나프틸)안트라센 등의 방향족 탄화수소 화합물을 이용할 수 있다.

또한, 2,3,6,7-테트라메틸-9,10-디(2-나프틸)안트라센, 9,9'-비안트릴, 10,10'-디페닐-9,9'-비안트릴, 10,10'-비스(2-페닐페닐)-9,9'-비안트릴, 10,10'-비스[(2,3,4,5,6-펜타페닐)페닐]-9,9'-비안트릴, 안트라센, 테트라센, 루브렌, 페릴렌, 2,5,8,11-테트라(tert-부틸)페릴렌, 펜타센, 코로넨, 4,4'-비스(2,2-디페닐비닐)비페닐(약칭：DPVBi), 9,10-비스[4-(2,2-디페닐비닐)페닐]안트라센(약칭：DPVPA) 등의 방향족 탄화수소 화합물을 이용할 수 있다.

또한, 전자 수용체로서는, 7,7,8,8-테트라시아노-2,3,5,6-테트라플루오로퀴노디메탄(약칭：F₄-TCNQ), 클로라닐 등의 유기 화합물이나, 천이 금속 산화물을 들 수 있다. 또한, 원소 주기표에 있어서의 제 4 족 내지 제 8 족에 속하는 금속의 산화물을 들 수 있다. 구체적으로는, 산화바나듐, 산화니오브, 산화탄탈, 산화크롬, 산화몰리브덴, 산화텅스텐, 산화망간, 산화레늄은 전자 수용성이 높기 때문에 바람직하다. 그 중에서도 특히, 산화몰리브덴은 대기 중에서도 안정적이며, 흡습성이 낮고, 취급하기 쉽기 때문에 바람직하다.

또한, 상술한 PVK, PVTPA, PTPDMA, Poly-TPD 등의 고분자 화합물과, 상술한 전자 수용체를 이용하여 복합 재료를 형성하여, 정공 주입층(111)에 이용해도 좋다.

정공 수송층(112)은, 정공 수송성이 높은 물질을 포함하는 층이다. 정공 수송성이 높은 물질로서는, 저분자의 유기 화합물로서는, NPB, TPD, 4,4'-비스[N-(9,9-디메틸플루오렌-2-일)-N-페닐아미노]비페닐(약칭：DFLDPBi), 4,4'-비스[N-(스피로-9,9'-비플루오렌-2-일)-N―페닐아미노]비페닐(약칭：BSPB) 등의 방향족 아민 화합물을 이용할 수 있다. 여기에 설명한 물질은, 주로 10^-6 cm²/Vs 이상의 정공 이동도를 가지는 물질이다. 단, 전자보다 정공의 수송성이 높은 물질이라면, 이것들 이외의 것을 이용해도 좋다. 또한, 정공 수송성이 높은 물질을 포함하는 층은 단층의 것뿐만 아니라, 상기 물질로 이루어지는 층이 2층 이상 적층한 것으로 해도 좋다.

또한, 상술한 정공 수송성이 높은 물질에 전자 수용체를 함유시킨 복합 재료를 정공 수송층(112)에 이용해도 좋다.

또한, 정공 수송층(112)으로서 PVK, PVTPA, PTPDMA, Poly-TPD 등의 고분자 화합물을 이용할 수도 있다.

발광층(113)은 발광 물질을 포함하는 층이다. 발광 물질로서는, 예를 들면, 형광을 발광하는 형광성 화합물이나, 인광을 발광하는 인광성 화합물을 이용할 수 있다. 따라서, 본 실시형태에서는, 본 발명의 일양태인 벤조옥사졸 유도체를 발광층에 이용하는 경우에 대하여 설명한다. 또한, 본 발명의 일양태인 벤조옥사졸 유도체는 발광성이 높은 물질(게스트 재료)을 다른 물질(호스트 재료)에 분산시킨 구성의 발광층에 있어서, 호스트 재료로서 이용할 수 있다. 또한, 본 발명의 일양태인 벤조옥사졸 유도체는 삼중항 여기 에너지가 큰 물질이기 때문에, 호스트 재료로서 적합하게 이용할 수 있다.

본 발명의 일양태인 벤조옥사졸 유도체를 발광층에 있어서의 호스트 재료로서 이용하여 형광을 발광하는 물질을 게스트 재료로서 이용하는 경우에는, 벤조옥사졸 유도체보다 최저 공궤도 준위(LUMO 준위)가 낮고, 최고 피점유 궤도 준위(HOMO 준위)가 높은 물질을 게스트 재료로서 이용하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 청색계의 발광 재료로서, N,N'-비스[4-(9H-카르바졸-9-일)페닐]-N,N'-디페닐스틸벤-4,4'-디아민(약칭：YGA2S), 4-(9H-카르바졸-9-일)-4'-(10-페닐-9-안트릴)트리페닐아민(약칭：YGAPA), 4-(10-페닐-9-안트릴)-4'-(9-페닐-9H-카르바졸-3-일)트리페닐아민(약칭：PCBAPA) 등을 들 수 있다. 또한, 녹색계의 발광 재료로서, N-(9,10-디페닐-2-안트릴)-N,9-디페닐-9H-카르바졸-3-아민(약칭：2PCAPA), N-[9,10-비스(1,1'-비페닐-2-일)-2-안트릴]-N,9-디페닐-9H-카르바졸-3-아민(약칭：2PCABPhA), N-(9,10-디페닐-2-안트릴)-N,N',N'-트리페닐-1,4-페닐렌디아민(약칭：2DPAPA), N-[9,10-비스(1,1'-비페닐-2-일)-2-안트릴]-N,N',N'-트리페닐-1,4-페닐렌디아민(약칭：2DPABPhA), N-[9,10-비스(1,1'-비페닐-2-일)]-N-[4-(9H-카르바졸-9-일)페닐]-N-페닐안트라센-2-아민(약칭：2YGABPhA), N,N,9-트리페닐안트라센-9-아민(약칭：DPhAPhA) 등을 들 수 있다. 또한, 황색계의 발광 재료로서, 루브렌, 5,12-비스(1,1'-비페닐-4-일)-6,11-디페닐테트라센(약칭：BPT) 등을 들 수 있다. 또한, 적색계의 발광 재료로서, N,N,N',N'-테트라키스(4-메틸페닐)테트라센-5,11-디아민(약칭：p-mPhTD), 7,14-디페닐-N,N,N',N'-테트라키스(4-메틸페닐)아세나프토[1,2-a]플루오란텐-3,10-디아민(약칭：p-mPhAFD) 등을 들 수 있다.

또한, 발광층(113)에 이용할 수 있는 인광성 화합물로서는, 예를 들면, 녹색계의 발광 재료로서, 트리스(2-페닐피리디나토-N,C^2')이리듐(III)(약칭：Ir(ppy)₃), 비스(2-페닐피리디나토-N,C^2')이리듐(III) 아세틸아세토네이트(약칭：Ir(ppy)₂(acac)), 비스(1,2-디페닐-1H-벤조이미다졸라토)이리듐(III) 아세틸아세토네이트(약칭：Ir(pbi)₂(acac)), 비스(벤조[h]퀴놀리나토)이리듐(III) 아세틸아세토네이트(약칭：Ir(bzq)₂(acac)), 트리스(벤조[h]퀴놀리나토)이리듐(III)(약칭：Ir(bzq)₃) 등을 들 수 있다. 또한, 황색계의 발광 재료로서, 비스(2,4-디페닐-1,3-옥사졸라토-N,C^2')이리듐(III) 아세틸아세토네이트(약칭：Ir(dpo)₂(acac)), 비스[2-(4'-퍼플루오로페닐페닐)피리디나토]이리듐(III) 아세틸아세토네이트(약칭：Ir(p-PF-ph)₂(acac)), 비스(2-페닐벤조티아졸라토-N,C^2')이리듐(III) 아세틸아세토네이트(약칭：Ir(bt)₂(acac)), (아세틸아세토나토)비스[2,3-비스(4-플루오로페닐)-5-메틸피라지나토]이리듐(III)(약칭：Ir(Fdppr-Me)₂(acac)), (아세틸아세토나토)비스{2-(4-메톡시페닐)-3,5-디메틸피라지나토}이리듐(III)(약칭：Ir(dmmoppr)₂(acac)) 등을 들 수 있다. 또한, 오렌지색계의 발광 재료로서, 트리스(2-페닐퀴놀리나토-N,C^2')이리듐(III)(약칭：Ir(pq)₃), 비스(2-페닐퀴놀리나토-N,C^2')이리듐(III) 아세틸아세토네이트(약칭：Ir(pq)₂(acac)), (아세틸아세토나토)비스(3,5-디메틸-2-페닐피라지나토)이리듐(III)(약칭：Ir(mppr-Me)₂(acac)), (아세틸아세토나토)비스(5-이소프로필-3-메틸-2-페닐피라지나토)이리듐(III)(약칭：Ir(mppr-iPr)₂(acac)) 등을 들 수 있다. 또한, 적색계의 발광 재료로서, 비스[2-(2'-벤조[4,5-α]티에닐)피리지나토-N,C^3']이리듐(III) 아세틸아세토네이트(약칭：Ir(btp)₂(acac)), 비스(1-페닐이소퀴놀리나토-N,C^2')이리듐(III) 아세틸아세토네이트(약칭：Ir(piq)₂(acac)), (아세틸아세토나토)비스[2,3-비스(4-플루오로페닐)퀴녹살리나토]이리듐(III)(약칭：Ir(Fdpq)₂(acac)), (아세틸아세토나토)비스(2,3,5-트리페닐피라지나토)이리듐(III)(약칭：Ir(tppr)₂(acac)), (디피발로일메타나토)비스(2,3,5-트리페닐피라지나토)이리듐(III)(약칭：Ir(tppr)₂(dpm)), 2,3,7,8,12,13,17,18-옥타에틸-21H, 23H-포르피린 백금(II)(약칭：PtOEP) 등의 유기 금속 착체를 들 수 있다. 또한, 트리스(아세틸아세토나토)(모노페난트롤린)테르븀(III)(약칭：Tb(acac)₃(Phen)), 트리스(1,3-디페닐-1,3-프로판디오나토)(모노페난트롤린)유로퓸(III)(약칭：Eu(DBM)₃(Phen)), 트리스[1-(2-테노일)-3,3,3-트리플루오로아세토나토](모노페난트롤린)유로퓸(III)(약칭：Eu(TTA)₃(Phen)) 등의 희토류 금속 착체는 희토류 금속 이온으로부터의 발광(다른 다중도간의 전자 천이)이기 때문에, 인광성 화합물로서 이용할 수 있다.

또한, 발광 물질로서 고분자 화합물을 이용할 수 있다. 구체적으로는, 청색계의 발광 재료로서, 폴리(9,9-디옥틸플루오렌-2,7-디일)(약칭：PFO), 폴리[(9,9-디옥틸플루오렌-2,7-디일)-co-(2,5-디메톡시벤젠-1,4-디일)](약칭：PF-DMOP), 폴리{(9,9-디옥틸플루오렌-2,7-디일)-co-[N,N'-디(p-부틸페닐)-1,4-디아미노벤젠]}(약칭：TAB-PFH) 등을 들 수 있다. 또한, 녹색계의 발광 재료로서, 폴리(p-페닐렌비닐렌)(약칭：PPV), 폴리[(9,9-디헥실플루오렌-2,7-디일)-alt-co-(벤조[2,1,3]티아디아졸-4,7-디일)](약칭：PFBT), 폴리[(9,9-디옥틸-2,7-디비닐렌플루오레닐렌)-alt-co-(2-메톡시-5-(2-에틸헥실록시)-1,4-페닐렌)] 등을 들 수 있다. 또한, 오렌지색∼적색계의 발광 재료로서, 폴리[2-메톡시-5-(2'-에틸헥속시)-1,4-페닐렌비닐렌](약칭：MEH-PPV), 폴리(3-부틸티오펜-2,5-디일)(약칭：R4-PAT), 폴리{[9,9-디헥실-2,7-비스(1-시아노비닐렌)플루오레닐렌]-alt-co-[2,5-비스(N,N'-디페닐아미노)-1,4-페닐렌]}, 폴리{[2-메톡시-5-(2-에틸헥실록시)-1,4-비스(1-시아노비닐렌페닐렌)]-alt-co-[2,5-비스(N,N'-디페닐아미노)-1,4-페닐렌]}(약칭：CN-PPV-DPD) 등을 들 수 있다.

본 발명의 일양태의 벤조옥사졸 유도체는, 발광층(113)의 호스트 재료로서 적합하게 이용할 수 있다. 그러나, 호스트 재료는 본 발명의 일양태의 벤조옥사졸 유도체에만 한정되지 않고, 호스트 재료는 복수종 이용할 수 있다. 즉, 본 발명의 일양태의 벤조옥사졸 유도체와 다른 호스트 재료를 혼합하여 이용해도 좋고, 적층하여 이용해도 좋다. 예를 들면, 결정화를 억제하기 위해 루브렌등의 결정화를 억제하는 물질을 더 첨가해도 좋다. 또한, 게스트 재료로의 에너지 이동을 보다 효율 좋게 행하기 위해, NPB, 트리스(8-퀴놀리나토)알루미늄(III)(약칭：Alq), 혹은 4-페닐-4'-(9-페닐-9H-카르바졸-3-일)트리페닐아민(약칭：PCBA1BP)을 더 첨가해도 좋다.

게스트 재료를 호스트 재료에 분산시킨 구성으로 함으로써, 발광층(113)의 결정화를 억제할 수 있다. 또한, 게스트 재료의 농도가 증대되는 것에 의한 농도 소광을 억제할 수 있다.

전자 수송층(114)은, 전자 수송성이 높은 물질을 포함하는 층이다. 전자 수송성이 높은 물질로서는, 예를 들면, 트리스(8-퀴놀리놀라토)알루미늄(약칭：Alq), 트리스(4-메틸-8-퀴놀리놀라토)알루미늄(약칭：Almq₃), 비스(10-하이드록시벤조[h]퀴놀리나토)베릴륨(약칭：BeBq₂), 비스(2-메틸-8-퀴놀리놀라토)(4-페닐페놀라토)알루미늄(약칭：BAlq) 등, 퀴놀린 골격 또는 벤조퀴놀린 골격을 가지는 금속 착체 등을 들 수 있다. 또한, 이 외에, 비스[2-(2-하이드록시페닐)벤조옥사졸라토]아연(약칭：Zn(BOX)₂), 비스[2-(2-하이드록시페닐)벤조티아졸라토]아연(약칭：Zn(BTZ)₂) 등의 옥사졸계, 티아졸계 배위자를 가지는 금속 착체 등도 이용할 수 있다. 또한, 금속 착체 이외에도, 2-(4-비페니릴)-5-(4-tert-부틸페닐)-1,3,4-옥사디아졸(약칭：PBD)이나, 1,3-비스[5-(p-tert-부틸페닐)-1,3,4-옥사디아졸-2-일]벤젠(약칭：OXD-7), 3-(4-비페니릴)-4-페닐-5-(4-tert-부틸페닐)-1,2,4-트리아졸(약칭：TAZ), 바소페난트롤린(약칭：BPhen), 바소큐프로인(약칭：BCP) 등도 이용할 수 있다. 여기에 설명한 물질은, 주로 10^-6 cm²/Vs 이상의 전자 이동도를 가지는 물질이다. 또한, 전자 수송층은, 단층의 것뿐만 아니라, 상기 물질로 이루어지는 층이 2층 이상 적층한 것으로 해도 좋다.

또한, 본 발명의 일양태인 벤조옥사졸 유도체는 전자 수송성을 가지기 때문에, 전자 수송층에도 이용할 수 있다.

전자 주입층(115)은 전자 주입성이 높은 물질을 포함하는 층이다. 전자 주입층(115)에는, 리튬, 세슘, 칼슘, 불화리튬, 불화세슘, 불화칼슘, 리튬 산화물 등과 같은 원소 주기표의 제 1 족 또는 제 2 족에 속하는 원소, 또는 그들의 화합물을 이용할 수 있다. 또한, 불화에르븀과 같은 희토류 금속 화합물을 이용할 수 있다. 또한, 상술한 전자 수송층(114)을 구성하는 물질을 이용할 수도 있다.

혹은, 전자 주입층(115)에, 유기 화합물과 전자 공여체(도너)를 혼합하여 이루어지는 복합 재료를 이용해도 좋다. 이러한 복합 재료는, 전자 공여체에 의해 유기 화합물에 전자가 발생하기 때문에, 전자 주입성 및 전자 수송성이 우수하다. 이 경우, 유기 화합물로서는, 발생한 전자의 수송이 우수한 재료인 것이 바람직하고, 구체적으로는, 예를 들면 상술한 전자 수송층(114)을 구성하는 물질(금속 착체나 복소 방향족 화합물 등)을 이용할 수 있다. 전자 공여체로서는, 유기 화합물에 대하여 전자 공여성을 나타내는 물질이면 좋다. 구체적으로는, 원소 주기표의 제 1 족 또는 제 2 족에 속하는 원소나 희토류 금속이 바람직하고, 리튬, 세슘, 마그네슘, 칼슘 등을 들 수 있다. 또한, 원소 주기표의 제 1 족 또는 제 2 족에 속하는 원소의 산화물이 바람직하고, 리튬 산화물, 칼슘 산화물, 바륨 산화물 등을 들 수 있다. 또한, 에르븀, 이테르븀 등의 금속이나, 산화마그네슘과 같은 루이스 염기를 이용할 수도 있다. 또한, 테트라티아풀발렌(약칭：TTF) 등의 유기 화합물을 이용할 수도 있다.

또한, 상술한 정공 주입층(111), 정공 수송층(112), 발광층(113), 전자 수송층(114), 전자 주입층(115)은, 각각, 증착법(진공 증착법을 포함함), 잉크젯법, 도포법 등의 방법으로 형성할 수 있다.

제 2 전극(103)은, 제 2 전극(103)이 음극으로서 기능할 때는 일 함수가 작은(바람직하게는 3.8 eV 이하) 금속, 합금, 도전성 화합물, 및 이들의 혼합물 등을 이용하여 형성하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 원소 주기표의 제 1 족 또는 제 2 족에 속하는 원소, 즉 리튬, 세슘, 마그네슘, 칼슘, 스트론튬 등, 및 이것들을 포함하는 합금(예를 들면, Mg-Ag, Al-Li), 유로퓸, 이테르븀 등의 희토류 금속 및 이것들을 포함하는 합금 외에, 알루미늄이나 은 등을 이용할 수 있다.

단, EL층(102) 중, 제 2 전극(103)에 접하여 형성되는 층이 상술한 유기 화합물과 전자 공여체(도너)를 혼합하여 이루어지는 복합 재료를 이용하는 경우에는, 일 함수의 대소에 상관없이, 알루미늄, 은, ITO, 규소 혹은 산화규소를 함유한 인듐 주석 산화물 등 다양한 도전성 재료를 이용할 수 있다.

또한, 제 2 전극(103)을 형성하는 경우에는, 진공 증착법이나 스퍼터링법을 이용할 수 있다. 또한, 은 페이스트 등을 이용하는 경우에는, 도포법이나 잉크젯법 등을 이용할 수 있다.

상술한 발광 소자는 제 1 전극(101)과 제 2 전극(103) 사이에 부여한 전위차에 의해 전류가 흘러, EL층(102)에서 정공과 전자가 재결합함으로써 발광한다. 그리고, 이 발광은 제 1 전극(101) 또는 제 2 전극(103)의 어느 한쪽 또는 양쪽 모두를 통하여 외부로 취출된다. 따라서, 제 1 전극(101) 또는 제 2 전극(103)의 어느 한쪽, 또는 양쪽 모두가 가시광에 대한 투광성을 가지는 전극이 된다.

또한, 제 1 전극(101)과 제 2 전극(103) 사이에 형성되는 층의 구성은 상기의 것에 한정되지 않는다. 발광 영역과 금속이 근접하는 것에 의해 생기는 소광을 막도록, 제 1 전극(101) 및 제 2 전극(103)으로부터 떨어진 부위에 정공과 전자가 재결합하는 발광 영역을 형성한 구성이라면 상기 이외의 것이어도 좋다.

즉, 층의 적층 구조에 대해서는 특별히 한정되지 않고, 전자 수송성이 높은 물질, 정공 수송성이 높은 물질, 전자 주입성이 높은 물질, 정공 주입성이 높은 물질, 바이폴러성(전자 및 정공의 수송성이 높은 물질)의 물질, 또는 정공 블록 재료 등으로 이루어지는 층을 발광층과 자유롭게 조합하여 구성하면 좋다.

도 1(B)에 나타낸 발광 소자는, 기판(100) 위에 있어서, 제 1 전극(101) 및 제 2 전극(103)의 한쌍의 전극간에, EL층(102)이 형성되어 있다. EL층(102)은, 정공 주입층(111), 정공 수송층(112), 발광층(113), 전자 수송층(114), 전자 주입층(115)을 가지고 있다. 도 1(B)에서의 발광 소자는, 기판(100) 위에, 음극으로서 기능하는 제 2 전극(103)과, 제 2 전극(103) 위에 순차로 적층한 전자 주입층(115), 전자 수송층(114), 발광층(113), 정공 수송층(112), 정공 주입층(111)과, 그 위에 더 제공된 양극으로서 기능하는 제 1 전극(101)으로 구성되어 있다.

이하, 구체적인 발광 소자의 형성 방법을 나타낸다.

본 실시형태의 발광 소자는 한쌍의 전극간에 EL층이 협지되는 구조로 되어 있다. 전극(제 1 전극 및 제 2 전극), 및 EL층은 액적 토출법(잉크젯법), 스핀 코트법, 인쇄법 등의 습식법을 이용하여 형성해도 좋고, 진공 증착법, CVD법, 스퍼터링법 등의 건식법을 이용하여 형성해도 좋다. 습식법을 이용하면, 대기압하에서 형성할 수 있기 때문에, 간이한 장치 및 공정으로 형성할 수 있고, 공정이 간략화되어, 생산성이 향상된다는 효과가 있다. 한편 건식법은, 재료를 용해시킬 필요가 없기 때문에 용액에 잘 용해되지 않는 재료도 이용할 수 있어, 재료의 선택의 폭이 넓다.

발광 소자를 구성하는 박막의 모든 형성을 습식법으로 행하여도 좋다. 이 경우, 습식법에 의해 필요한 설비만으로 발광 소자를 제작할 수 있다. 또한, 발광층을 형성할 때까지의 적층을 습식법으로 행하고, 발광층 위에 적층하는 전자 수송층 등의 기능층이나 제 1 전극 등을 건식법에 의해 형성해도 좋다. 또한, 발광층을 형성하기 전의 제 2 전극이나 기능층을 건식법에 의해 형성하고, 발광층, 및 발광층 위에 적층하는 기능층이나 제 1 전극을 습식법에 의해 형성해도 좋다. 물론, 본 실시형태는 이것에 한정되지 않고, 이용하는 재료나 필요로 하는 막두께, 계면 상태에 의해 적절히 습식법과 건식법을 선택하고, 조합하여 발광 소자를 제작할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명의 일양태의 벤조옥사졸 유도체를 이용하여 발광 소자가 제작된다. 본 발명의 일양태에서는, 전류 효율이 높은 발광 소자를 실현할 수 있다.

또한, 이와 같이 하여 얻어진 본 발명의 일양태의 발광 소자를 이용한 발광 장치(화상 표시 디바이스)는 저소비 전력을 실현할 수 있다.

또한, 본 실시형태에 나타낸 발광 소자를 이용하여, 면상의 발광 장치나, 패시브 매트릭스형의 발광 장치나, 박막 트랜지스터(TFT)에 의해 발광 소자의 구동이 제어된 액티브 매트릭스형의 발광 장치를 제작할 수 있다.

본 실시형태는, 다른 실시형태와 적절히 조합하여 이용할 수 있다.

(실시형태 3)

본 실시형태는, EL층을 복수 가지는 발광 소자(이하, 적층형 소자라고 함)에 대하여, 도 2를 참조하여 설명한다. 이 발광 소자는 제 1 전극(201)과 제 2 전극(203)의 사이에, 복수의 EL층을 가지는 적층형 발광 소자이다. 또한, 본 실시형태에서는, EL층이 2층 및 3층인 경우에 대하여 나타내지만, 4층 이상으로 해도 좋다.

도 2(A)에 있어서, 제 1 전극(201)과 제 2 전극(203) 사이에는, 제 1 EL층(211)과 제 2 EL층(212)이 적층되어 있다. 본 실시형태에 있어서, 제 1 전극(201)은 양극으로서 기능하는 전극이며, 제 2 전극(203)은 음극으로서 기능하는 전극이다. 또한, 제 1 전극(201)과 제 2 전극(203)은 실시형태 2와 같은 것을 적용할 수 있다. 또한, 제 1 EL층(211)과 제 2 EL층(212)은 같은 구성이어도 다른 구성이어도 좋다. 또한, 제 1 EL층(211)과 제 2 EL층(212)은 그 구성으로서 실시형태 2와 같은 것을 적용해도 좋고, 어느 것인가가 다른 구성이어도 좋다.

또한, 제 1 EL층(211)과 제 2 EL층(212) 사이에는, 전하 발생층(213)이 형성되어 있다. 전하 발생층(213)은 제 1 전극(201)과 제 2 전극(203)에 전압을 인가했을 때에, 한쪽의 EL층에 전자를 주입하고, 다른 한쪽의 EL층에 정공을 주입하는 기능을 가진다. 본 실시형태의 경우에는, 제 1 전극(201)에 제 2 전극(203)보다 전위가 높아지도록 전압을 인가하면, 전하 발생층(213)으로부터 제 1 EL층(211)에 전자가 주입되고, 제 2 EL층(212)에 정공이 주입된다.

또한, 전하 발생층(213)은, 광의 취출 효율의 점에서, 가시광에 대한 투광성을 가지는 것이 바람직하다. 또한, 전하 발생층(213)은 제 1 전극(201)이나 제 2 전극(203)보다 낮은 도전율이어도 기능한다.

전하 발생층(213)은 정공 수송성이 높은 유기 화합물과 전자 수용체(억셉터)를 포함하는 구성이어도, 전자 수송성이 높은 유기 화합물과 전자 공여체(도너)를 포함하는 구성이어도 좋다. 또한, 이들 양쪽의 구성이 적층되어 있어도 좋다. 또한, 전자 수용체나 전자 공여체는 적어도 전계의 어시스트에 의해 전자를 수수하는 것이면 좋다.

정공 수송성이 높은 유기 화합물과 전자 수용체를 포함하는 구성으로 하는 경우에 있어서, 정공 수송성이 높은 유기 화합물로서는, NPB나 TPD, TDATA, MTDATA, 4,4'-비스[N-(스피로-9,9'-비플루오렌-2-일)-N―페닐아미노]비페닐(약칭：BSPB) 등의 방향족 아민 화합물 등을 이용할 수 있다. 여기에 설명한 물질은, 주로 10^-6 cm²/Vs 이상의 정공 이동도를 가지는 물질이다. 단, 전자보다 정공의 수송성이 높은 유기 화합물이라면, 상기 이외의 물질을 이용해도 상관없다.

또한, 전자 수용체로서는, 7,7,8,8-테트라시아노-2,3,5,6-테트라플루오로퀴노디메탄(약칭：F₄-TCNQ), 클로라닐 등을 들 수 있다. 또한, 천이 금속 산화물을 들 수 있다. 또 원소 주기표의 제 4 족 내지 제 8 족에 속하는 금속의 산화물을 들 수 있다. 구체적으로는, 산화바나듐, 산화니오브, 산화탄탈, 산화크롬, 산화몰리브덴, 산화텅스텐, 산화망간, 산화레늄은 전자 수용성이 높기 때문에 바람직하다. 그 중에서도 특히, 산화몰리브덴은 대기중에서도 안정적이며, 흡습성이 낮고, 취급하기 쉽기 때문에 바람직하다.

한편, 전자 수송성이 높은 유기 화합물과 전자 공여체를 포함하는 구성으로 하는 경우에 있어서, 전자 수송성이 높은 유기 화합물로서는, 예를 들면, Alq, Almq₃, BeBq₂, BAlq 등 퀴놀린 골격 또는 벤조퀴놀린 골격을 가지는 금속 착체 등을 이용할 수 있다. 또한, Zn(BOX)₂, Zn(BTZ)₂ 등의 옥사졸계, 티아졸계 배위자를 가지는 금속 착체 등도 이용할 수 있다. 또한, 금속 착체 이외에도, PBD나 OXD-7, TAZ, BPhen, BCP 등도 이용할 수 있다. 여기에 설명한 물질은, 주로 10^-6 cm²/Vs 이상의 전자 이동도를 가지는 물질이다. 또한, 정공보다 전자의 수송성이 높은 유기 화합물이라면, 상기 이외의 물질을 이용해도 상관없다.

또한, 전자 공여체로서는, 원소 주기표의 제 1 족 또는 제 2 족에 속하는 원소, 희토류 금속, 또는 원소 주기표의 제 13 족에 속하는 금속 및 그 산화물, 탄산염 등을 이용할 수 있다. 구체적으로는, 리튬, 세슘, 마그네슘, 칼슘, 이테르븀, 인듐, 산화리튬, 탄산세슘 등을 이용하는 것이 바람직하다. 또한, 테트라티아나프타센과 같은 유기 화합물을 전자 공여체로서 이용해도 좋다.

또한, 상술한 재료를 이용하여 전하 발생층(213)을 형성함으로써, EL층이 적층된 경우에 있어서의, 여분의 구동 전압의 상승을 억제할 수 있다.

도 2(A)에서는, 2개의 EL층을 가지는 발광 소자에 대하여 설명했지만, 마찬가지로, 도 2(B)에 나타낸 바와 같이, 3개 이상의 EL층을 적층한 발광 소자도 적용하는 것이 가능하다. 본 실시형태에 관한 발광 소자와 같이, 한쌍의 전극간에 복수의 EL층(제 1에서 제 n EL층(212))을 전하 발생층(213)에 의해 구분하여 배치함으로써, 전류 밀도를 낮게 유지한 채로, 고휘도로 발광하는 장수명 소자를 실현할 수 있다.

또한, 각각의 EL층의 발광색을 다른 것으로 함으로써, 발광 소자 전체적으로, 소망의 색의 발광을 얻을 수 있다. 예를 들면, 2개의 EL층을 가지는 발광 소자에 있어서, 제 1 EL층의 발광색과 제 2 EL층의 발광색을 보색의 관계가 되도록 함으로써, 발광 소자 전체적으로 백색 발광하는 발광 소자를 얻는 것도 가능하다. 또한, 보색이란, 혼합하면 무채색이 되는 색들간의 관계를 말한다. 즉, 보색의 관계에 있는 색을 발광하는 물질로부터 얻어진 광을 혼합하면, 백색 발광을 얻을 수 있다. 또한, 3개의 EL층을 가지는 발광 소자의 경우에도 마찬가지이고, 예를 들면, 제 1 EL층의 발광색이 적색이며, 제 2 EL층의 발광색이 녹색이며, 제 3 EL층의 발광색이 청색인 경우, 발광 소자 전체적으로는, 백색 발광을 얻을 수 있다.

또한, 본 실시형태는, 다른 실시형태와 적절히 조합하는 것이 가능하다.

(실시형태 4)

본 실시형태에서는, 본 발명의 일양태인 발광 소자를 가지는 발광 장치이며, 주로 조명 장치에 이용할 수 있는 발광 장치에 대하여, 도 3을 이용하여 설명한다. 또한, 도 3(A)은, 발광 장치(300)를 나타낸 상면도, 도 3(B)은 도 3(A)을 A-B로 절단한 단면도이다.

도 3(A) 및 도 3(B)에 나타낸 발광 장치(300)는 제 1 기판(301) 위에, 제 1 전극(305), EL층(306), 및 제 2 전극(307)을 포함하는 발광 소자(308)를 가진다. 발광 소자(308)에는 본 발명의 일양태인 발광 소자를 이용한다.

도 3(B)에 나타낸 바와 같이 제 1 단자(303)는 보조 배선(310) 및 제 1 전극(305)에 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 제 2 단자(304)는 제 2 전극(307)과 전기적으로 접속되어 있다. 또, 제 1 전극(305)의 단부, 및 보조 배선(310) 위에 적층한 제 1 전극(305)의 볼록부 위에는 절연층(309)이 형성되어 있다. 또한, 도 3(B)에 있어서는, 보조 배선(310)의 위에 제 1 전극(305)이 형성되어 있지만, 제 1 전극(305)의 위에 보조 배선(310)이 형성되어 있어도 좋다.

또한, 제 1 기판(301)과 제 2 기판(302)은 시일재(312)에 의해 접착되어 있다. 또한, 제 1 기판(301)과 제 2 기판(302) 사이에는, 건조제(311)를 가진다.

또한, 굴절률이 높은 제 1 전극(305)과 그것보다 굴절률이 낮은 제 1 기판(301)의 사이에 미세한 요철 구조를 가지는 광 취출 구조(313a)를 제공하고, 제 1 기판(301)과 대기 사이에 광 취출 구조(313a)보다 큰 요철 구조를 가지는 광 취출 구조(313b)를 제공한다. 또한, 이러한 광 취출 구조는, 도 3(B)과 같이 제 1 기판(301)의 상부 및 하부의 양쪽 모두에 제공해도 좋고, 한쪽에만 제공해도 좋다.

도 3(B)에 나타낸 발광 장치는 발광 소자(308)로부터의 발광을 발광 소자(308)의 제 1 전극(305)측으로부터 취출하는, 소위 보텀 에미션형의 발광 장치이지만, 도 3(C)에 나타낸 바와 같이, 발광 소자(308)의 제 2 전극(307)측으로부터 광을 취출하는 탑 에미션형의 발광 장치로 해도 좋다.

탑 에미션형의 발광 장치(300)는 제 1 기판(301) 위에, 제 1 전극(305), EL층(306), 및 제 2 전극(307)을 포함하는 발광 소자(308)를 가진다.

도 3(C)에 나타낸 바와 같이, 제 1 단자(303)는 제 1 전극(305)에 전기적으로 접속되고, 제 2 단자(304)는 제 2 전극(307)과 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 제 1 전극(305)의 단부에는 절연층(309)이 형성되어 있다. 또한, 제 2 전극(307) 위에 보조 배선(310)이 형성되어 있다.

또한, 제 1 기판(301)과 제 2 기판(302)은 시일재(312)에 의해 접착되어 있다. 또한, 제 1 기판(301)과 제 2 기판(302) 사이에는, 건조제(311)를 가진다. 또한, 건조제(311)는 EL층(306)이 제 1 전극(305)과 제 2 전극(307)의 양쪽 모두와 동시에 접촉하는 영역으로서 정의되는 발광 에리어와 서로 중첩되지 않게 배치하거나, 투명한 것을 이용하는 것이 바람직하다.

또한, 발광 소자(308) 위에는, 광 취출 구조(313a)가 제공되어 있다.

또한, 도 3(A)에 나타낸 발광 장치(300)의 형상은 팔각형이지만, 그 외의 다각형 또는 곡선을 가지는 형상으로 해도 좋고, 특히, 삼각형, 사각형, 육각형 등이 바람직하다. 삼각형, 사각형, 육각형의 발광 장치(300)의 경우, 한정된 면적에 복수의 발광 장치(300)를 간극 없이 형성할 수 있기 때문이다.

이상과 같이 하여, 본 발명의 일양태인 발광 소자를 가지는 발광 장치를 얻을 수 있다. 또한, 본 실시형태에 나타내는 구성은, 다른 실시형태에 나타낸 구성과 적절히 조합하여 이용할 수 있다.

(실시형태 5)

본 실시형태에서는, 본 발명의 일양태인 발광 소자를 가지는 발광 장치에 대하여 도 4를 이용하여 설명한다. 또한, 도 4(A)는 발광 장치를 나타내는 상면도, 도 4(B)는 도 4(A)를 A-B 및 C-D로 절단한 단면도이다.

도 4(A)에 있어서, 점선으로 나타낸 부호 401은 구동 회로부(소스측 구동 회로), 부호 402는 화소부, 부호 403은 구동 회로부(게이트측 구동 회로)이다. 또한, 부호 404는 봉지 기판, 부호 405는 시일재이며, 시일재(405)로 둘러싸인 내측은 공간으로 되어 있다.

또한, 도 4(B)에 있어서의 리드 배선(408)은 소스측 구동 회로(401) 및 게이트측 구동 회로(403)에 입력되는 신호를 전송하기 위한 배선이며, 외부 입력 단자가 되는 FPC(Flexible Printed Circuit)(409)로부터 비디오 신호, 클록 신호, 스타트 신호, 리셋 신호 등을 받는다. 또한, 여기에서는 FPC밖에 도시하지 않았지만, 이 FPC에는 프린트 배선 기판(PWB)이 장착되어 있어도 좋다. 본 명세서에서의 발광 장치에는, 발광 장치 본체뿐만 아니라, 거기에 FPC 또는 PWB가 부착된 상태도 포함하는 것으로 한다.

다음에, 단면 구조에 대하여 도 4(B)를 이용하여 설명한다. 소자 기판(410) 위에는 구동 회로부 및 화소부가 형성되어 있지만, 여기에서는, 구동 회로부인 소스측 구동 회로(401)와, 화소부(402) 중의 하나의 화소가 도시되어 있다.

또한, 소스측 구동 회로(401)에는 n 채널형 TFT(423)와 p 채널형 TFT(424)를 조합한 CMOS 회로가 형성된다. 또한, 구동 회로는, TFT로 형성되는 다양한 CMOS 회로, PMOS 회로 또는 NMOS 회로로 형성해도 좋다. 또한, 본 실시형태에서는, 기판 위에 구동 회로를 형성한 드라이버 일체형을 나타내었지만, 구동 회로를 기판 위가 아니라 외부에 형성할 수도 있다.

또한, 화소부(402)는 스위칭용 TFT(411)와, 전류 제어용 TFT(412)와, 그 드레인에 전기적으로 접속된 제 1 전극(413)을 포함하는 복수의 화소에 의해 형성된다. 또한, 제 1 전극(413)의 단부를 덮어 절연물(414)이 형성되어 있다. 여기에서는, 포지티브형의 감광성 아크릴 수지막을 이용하여 형성한다.

또한, EL층(416)의 피복성을 양호한 것으로 하기 위해, 절연물(414)의 상단부 또는 하단부에 곡률을 가지는 곡면이 형성되도록 한다. 예를 들면, 절연물(414)의 재료로서 포지티브형의 감광성 아크릴을 이용한 경우, 절연물(414)의 상단부에만 곡률 반경 0.2μm∼3μm를 가지는 곡면을 갖게 하는 것이 바람직하다. 또한, 절연물(414)로서, 광의 조사에 의해 에천트에 불용해성이 되는 네거티브형의 감광성 수지, 혹은 광의 조사에 의해 에천트에 용해성이 되는 포지티브형의 감광성 수지의 어느 것도 사용할 수 있다.

제 1 전극(413) 위에는, EL층(416), 및 제 2 전극(417)이 각각 형성되고, 발광 소자(418)가 형성된다. 여기서, 양극으로서 기능하는 제 1 전극(413)에 이용하는 재료로서는, 일 함수가 큰 재료를 이용하는 것이 바람직하다. 예를 들면, ITO막, 또는 규소를 함유한 인듐 주석 산화물막, 2∼20 wt%의 산화아연을 포함하는 산화인듐막, 질화티탄막, 크롬막, 텅스텐막, 아연막, 플라티나막 등의 단층막 외에, 질화티탄막과 알루미늄을 주성분으로 하는 막과의 적층, 질화티탄막과 알루미늄을 주성분으로 하는 막과 질화티탄막과의 3층 구조 등을 이용할 수 있다. 또한, EL층(416)과 오믹 콘택트를 취하는 재료를 제 1 전극(413)으로서 이용하고, 제 1 전극(413)과 전류 제어용 TFT(412)를 저저항의 재료를 이용하여 접속함으로써, 오믹 콘택트를 취하고, 또한 배선의 저항을 낮게 할 수 있다.

또한, EL층(416)은 증착 마스크를 이용한 증착법, 잉크젯법 등의 액적 토출법, 인쇄법, 스핀 코트법 등의 여러가지의 방법에 따라 형성된다. EL층(416)은, 실시형태 1에 나타낸 벤조옥사졸 유도체를 포함하고 있다. 또한, EL층(416)을 구성하는 다른 재료로서는, 저분자 재료, 올리고머, 덴드리머, 또는 고분자 재료여도 좋다.

또한, EL층(416) 위에 형성되어 음극으로서 기능하는 제 2 전극(417)에 이용하는 재료로서는, 일 함수가 작은 재료(알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 리튬(Li), 칼슘(Ca), 또는 이들의 합금이나 화합물인, 마그네슘-은(Mg-Ag), 마그네슘-인듐(Mg-In), 알루미늄-리튬(Al-Li) 등)을 이용하는 것이 바람직하다. 또한, EL층(416)에서 생긴 광이 제 2 전극(417)을 투과하기 위해서는, 제 2 전극(417)으로서, 막두께를 얇게 한 금속 박막과 투명 도전막(ITO, 2∼20 wt%의 산화아연을 포함하는 산화인듐, 규소 혹은 산화규소를 함유한 인듐 주석 산화물, 산화아연 등)과의 적층을 이용하는 것이 좋다.

또한, 시일재(405)로 봉지 기판(404)을 소자 기판(410)과 부착시킴으로써, 소자 기판(410), 봉지 기판(404), 및 시일재(405)로 둘러싸인 공간(407)이 생긴다. 또한, 공간(407)에는 충전재 또는 불활성 기체가 충전되어 있고, 충전제로서 시일재(405)를 이용하는 경우도 있다.

또한, 시일재(405)에는 에폭시계 수지를 이용하는 것이 바람직하다. 또한, 봉지 기판(404)에 이용하는 재료로서, 유리 기판이나 석영 기판 외에, FRP(Fiberglass-Reinforced Plastics), PVF(폴리비닐플로라이드), 폴리에스테르 또는 아크릴 수지 등으로 이루어지는 플라스틱 기판을 이용할 수 있다. 또한, 이들 재료는 가능한 한 수분이나 산소를 투과하지 않는 재료인 것이 바람직하다.

이상과 같이 하여, 본 발명의 일양태의 발광 소자를 가지는 액티브 매트릭스형의 발광 장치를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명의 발광 소자는, 상술한 액티브 매트릭스형의 발광 장치뿐만 아니라 패시브 매트릭스형의 발광 장치에 이용할 수도 있다. 도 5에 본 발명의 발광 소자를 이용한 패시브 매트릭스형의 발광 장치의 사시도 및 단면도를 나타낸다. 또한, 도 5(A)는, 발광 장치를 나타낸 사시도, 도 5(B)는 도 5(A)를 X-Y로 절단한 단면도이다.

도 5에 있어서, 기판(501) 위의 제 1 전극(502)과 제 2 전극(503) 사이에는 EL층(504)이 형성되어 있다. 제 1 전극(502)의 단부는 절연층(505)으로 덮여 있다. 그리고, 절연층(505) 위에는 격벽층(506)이 형성되어 있다. 격벽층(506)의 측벽은, 기판면에 가까워짐에 따라, 한쪽의 측벽과 다른 한쪽의 측벽의 간격이 좁아지는 경사를 가진다. 즉, 격벽층(506)의 단변 방향의 단면은 사다리꼴 형상이며, 바닥변(절연층(505)의 면과 평행이고, 또한, 절연층(505)과 접하는 변)이 상변(절연층(505)의 면과 평행이고, 또한, 절연층(505)과 접하지 않는 변)보다 짧다. 이와 같이, 격벽층(506)을 형성함으로써, 크로스토크(crosstalk) 등에 기인한 발광 소자의 불량을 막을 수 있다.

이상에 의해, 본 발명의 일양태의 발광 소자를 가지는 패시브 매트릭스형의 발광 장치를 얻을 수 있다.

또한, 본 실시형태에 나타낸 발광 장치는, 모두 본 발명의 일양태의 발광 소자를 이용하여 형성되기 때문에, 저소비 전력의 발광 장치로 할 수 있다.

(실시형태 6)

본 실시형태에서는, 본 발명의 일양태인 발광 장치를 이용하여 완성시킨 다양한 전자기기 및 조명기구의 일례에 대하여, 도 6 내지 도 8을 이용하여 설명한다.

발광 장치를 적용한 전자기기로서, 예를 들면, 텔레비전 장치(텔레비전, 또는 텔레비전 수신기라고도 함), 컴퓨터용 등의 모니터, 디지털 카메라, 디지털 비디오 카메라, 디지털 포토 프레임, 휴대전화기(휴대전화, 휴대전화 장치라고도 함), 휴대형 게임기, 휴대 정보 단말, 음향 재생 장치, 파친코기 등의 대형 게임기 등을 들 수 있다. 이러한 전자기기 및 조명기구의 구체예를 도 6에 나타낸다.

도 6(A)는, 텔레비전 장치의 일례를 나타낸다. 텔레비전 장치(6100)는 케이스(6101)에 표시부(6103)가 조립되어 있다. 표시부(6103)에 의해, 영상을 표시하는 것이 가능하고, 본 발명의 일양태의 발광 장치를 표시부(6103)에 이용할 수 있다. 또한, 여기에서는, 스탠드(6105)에 의해 케이스(6101)를 지지한 구성을 나타내고 있다.

텔레비전 장치(6100)의 조작은 케이스(6101)가 구비하는 조작 스위치나, 별체의 리모콘 조작기(6110)에 의해 행할 수 있다. 리모콘 조작기(6110)가 구비하는 조작 키(6109)에 의해, 채널이나 음량의 조작을 행할 수 있고, 표시부(6103)에 표시되는 영상을 조작할 수 있다. 또한, 리모콘 조작기(6110)에, 이 리모콘 조작기(6110)로부터 출력하는 정보를 표시하는 표시부(6107)를 제공하는 구성으로 해도 좋다.

또한, 텔레비전 장치(6100)는, 수신기나 모뎀 등을 구비한 구성으로 한다. 수신기에 의해 일반 텔레비전 방송의 수신을 행할 수 있고, 또한, 모뎀을 통하여 유선 또는 무선에 의한 통신 네트워크에 접속함으로써, 한방향(송신자로부터 수신자) 또는 쌍방향(송신자와 수신자간, 혹은 수신자들간 등)의 정보통신을 행하는 것도 가능하다.

도 6(B)는 컴퓨터이며, 본체(6201), 케이스(6202), 표시부(6203), 키보드(6204), 외부 접속 포트(6205), 포인팅 디바이스(6206) 등을 포함한다. 또한, 컴퓨터는 본 발명의 일양태의 발광 장치를 그 표시부(6203)에 이용하여 제작된다.

도 6(C)는 휴대형 유기기이며, 케이스(6301)와 케이스(6302)의 2개의 케이스로 구성되어 있고, 연결부(6303)에 의해 개폐 가능하게 연결되어 있다. 케이스(6301)에는 표시부(6304)가 조립되어 있고, 케이스(6302)에는 표시부(6305)가 조립되어 있다. 또한, 도 6(C)에 나타낸 휴대형 유기기는, 그 외에, 스피커부(6306), 기록 매체 삽입부(6307), LED 램프(6308), 입력 수단(조작 키(6309), 접속 단자(6310), 센서(6311)(힘, 변위, 위치, 속도, 가속도, 각속도, 회전수, 거리, 광, 액, 자기, 온도, 화학 물질, 음성, 시간, 경도, 전장, 전류, 전압, 전력, 방사선, 유량, 습도, 경도, 진동, 냄새 또는 적외선을 측정하는 기능을 포함하는 것), 마이크로폰(6312) 등을 구비하고 있다. 물론, 휴대형 유기기의 구성은 상술한 것에 한정되지 않고, 적어도 표시부(6304) 및 표시부(6305)의 양쪽, 또는 한쪽에 본 발명의 일양태의 발광 장치를 이용하고 있으면 좋고, 그 외 부속설비가 적절히 설치된 구성으로 할 수 있다. 도 6(C)에 나타낸 휴대형 유기기는, 기록 매체에 기록되어 있는 프로그램 또는 데이터를 판독하여 표시부에 표시하는 기능이나, 다른 휴대형 유기기와 무선 통신을 행하여 정보를 공유하는 기능을 가진다. 또한, 도 6(C)에 나타낸 휴대형 유기기가 가지는 기능은 이것에 한정되지 않고, 여러가지 기능을 가질 수 있다.

도 6(D)는 휴대전화기의 일례를 나타낸다. 휴대전화기(6400)는 케이스(6401)에 조립된 표시부(6402) 외에, 조작 버튼(6403), 외부 접속 포트(6404), 스피커(6405), 마이크(6406) 등을 구비하고 있다. 또한, 휴대전화기(6400)는 본 발명의 일양태의 발광 장치를 표시부(6402)에 이용함으로써 제작된다.

도 6(D)에 나타낸 휴대전화기(6400)는 표시부(6402)를 손가락 등으로 터치함으로써, 정보를 입력할 수 있다. 또한, 전화를 걸거나, 혹은 메세지를 작성하는 등의 조작은 표시부(6402)를 손가락 등으로 터치함으로서 행할 수 있다.

표시부(6402)의 화면은 주로 3개의 모드가 있다. 제 1은, 화상의 표시를 주로 하는 표시 모드이며, 제 2는, 문자 등의 정보의 입력을 주로 하는 입력 모드이다. 제 3은 표시 모드와 입력 모드의 2개의 모드가 혼합된 표시＋입력 모드이다.

예를 들면, 전화를 걸거나, 혹은 메일을 작성하는 경우는, 표시부(6402)를 문자의 입력을 주로 하는 문자 입력 모드로 하고, 화면에 표시시킨 문자의 입력 조작을 행하면 좋다. 이 경우, 표시부(6402)의 화면의 대부분에 키보드 또는 번호 버튼을 표시시키는 것이 바람직하다.

또한, 휴대전화기(6400) 내부에, 자이로스코프, 가속도 센서 등의 기울기를 검출하는 센서를 가지는 검출 장치를 제공함으로써, 휴대전화기(6400)의 방향(세로인지 가로인지)을 판단하여, 표시부(6402)의 화면 표시를 자동적으로 바꾸도록 할 수 있다.

또한, 화면 모드의 변환은 표시부(6402)를 터치하는 것, 또는 케이스(6401)의 조작 버튼(6403)의 조작에 의해 행해진다. 또한, 표시부(6402)에 표시되는 화상의 종류에 따라 전환하도록 할 수도 있다. 예를 들면, 표시부에 표시하는 화상 신호가 동영상의 데이터라면 표시 모드, 텍스트 데이터라면 입력 모드로 전환한다.

또한, 입력 모드에 있어서, 표시부(6402)의 광 센서에 의해 검출되는 신호를 검지하여, 표시부(6402)의 터치 조작에 의한 입력이 일정기간 없는 경우에는, 화면의 모드를 입력 모드로부터 표시 모드로 전환하도록 제어해도 좋다.

표시부(6402)는, 이미지 센서로서 기능시킬 수도 있다. 예를 들면, 표시부(6402)에 손바닥이나 손가락으로 터치하고, 장문(掌紋), 지문(指紋) 등을 촬상함으로써, 본인 인증을 행할 수 있다. 또한, 표시부에 근적외광을 발광하는 백 라이트 또는 근적외광을 발광하는 센싱용 광원을 이용하면, 손가락 정맥, 손바닥 정맥 등을 촬상할 수도 있다.

또한, 본 발명의 일양태의 발광 장치는, 발광 소자가 박막 형상이기 때문에, 곡면을 가지는 기체(基體)에 부착함으로써, 곡면을 가지는 발광 장치로 할 수 있다. 또한, 그 발광 장치를, 곡면을 가지는 케이스에 배치함으로써, 곡면을 가지는 전자기기 또는 조명 장치를 실현할 수 있다.

도 7은 차량의 운전석 주변의 내부도이며, 계기반에 표시장치(700)가 설치되고, 자동차 앞유리에 표시장치(702)가 설치된 예를 나타낸다. 도 7에 나타낸 표시장치(700)는 곡면을 가지는 케이스에 표시부(704)가 조립되어 있고, 표시부(704)에 의해 영상을 표시하는 것이 가능하다. 표시장치(700)에 있어서, 본 발명의 일양태의 발광 장치를 표시부(704)에 이용할 수 있다.

또한, 도 7에 나타낸 표시장치(702)는, 곡면을 가지는 케이스에 표시부(706)가 조립되어 있고, 본 발명의 일양태의 발광 장치를 표시부(706)에 이용할 수 있다. 본 발명의 일양태에 관한 발광 장치는, 발광 장치에 포함되는 발광 소자의 한쌍의 전극 및 그 지지체에, 투광성을 가지는 재료를 이용함으로써, 발광 장치의 상면 및 하면에서 외부로 발광을 취출할 수 있다. 따라서, 이 발광 장치를 표시부(706)에 적용함으로써, 표시부(706)로부터 자동차 앞유리를 통하여 외부를 시인할 수 있다. 마찬가지로, 외부로부터 자동차 앞유리를 통해 표시부(706)에 표시되는 화상을 시인할 수도 있다.

또한, 도 7에 나타낸 표시장치(700) 또는 표시장치(702) 대신에, 본 발명의 일양태의 발광 장치를 이용한 조명 장치를 적용할 수 있다. 이러한 조명 장치는 얇고 가볍기 때문에 차량의 경량화, 공간의 유효 활용, 및 연비 성능 향상에 있어서 유리하다.

도 8은, 본 발명의 일양태의 발광 장치를 이용한 조명 장치를, 실내의 조명 장치(801)로서 이용한 예이다. 발광 장치는 대면적화도 가능하기 때문에, 대면적의 조명 장치로서 이용할 수 있다. 그 외, 곡면을 가지는 케이스를 이용함으로써, 발광 영역이 곡면을 가지는 조명 장치(803)로 할 수도 있다. 본 실시형태에 나타내는 조명 장치에 포함되는 발광 소자는 박막 형상이며, 케이스의 디자인의 자유도가 높다. 따라서, 다양한 의장을 집중시킨 조명 장치로 할 수 있다.

또한, 본 발명의 일양태를 적용한 조명 장치를 이용한 방에, 도 6(A)에 일례를 나타낸 바와 같은, 텔레비전 장치(6100a)를 설치하는 것도 가능하다. 텔레비전 장치(6100a)는, 통상의 2 차원 표시에 더하여 3 차원 표시 기능을 가지고 있어도 좋다. 도 8에 있어서는, 3 차원 표시 감상용의 안경(805)을 이용하여 3 차원 표시된 화상을 감상할 수 있다.

이상과 같이 하여, 발광 소자 및 발광 장치를 적용하여 전자기기나 조명기구를 얻을 수 있다. 발광 소자 및 발광 장치의 적용 범위는 매우 넓고, 모든 분야의 전자기기나 조명기구에 적용하는 것이 가능하다.

또한, 본 실시형태에 나타내는 구성은, 실시형태 1 내지 실시형태 4에 나타낸 구성을 적절히 조합하여 이용할 수 있다.

[실시예 1]

본 실시예에서는, 실시형태 1에 있어서 구조식 (100)으로 나타내는, 2-[4-(디벤조티오펜-4-일)페닐]벤조옥사졸(약칭：DBTBOx-II)을 합성하는 합성예 1을 나타낸다.

[구조식 (100)]

＜합성예 1＞

300 mL의 3구 플라스크에서, 2-(4-브로모페닐)벤조옥사졸 1.1 g(4.0 mmol), 디벤조티오펜-4-붕소산 1.0 g(4.2 mmol), 트리(오르토-톨릴)포스핀 0.14 g(0.46 mmol), 에틸렌 글리콜 디메틸 에테르 40 mL, 2 M의 탄산칼륨 수용액 4.0 mL의 혼합물을, 감압하에서 교반하면서 탈기한 후, 플라스크 내를 질소 치환했다. 이 혼합물에, 초산 팔라듐(II) 28 mg(0.13 mmol)을 첨가하여 질소 분위기하, 80℃에서 6시간 교반했다.

교반 후, 이 혼합물에 물을 더하여 수층(水層)을 톨루엔으로 추출했다. 얻어진 추출액과 유기층을 합하여, 포화 식염수에 의해 세정하고, 유기층을 황산마그네슘에 의해 건조했다. 이 혼합물을 자연 여과하고, 얻어진 여과액을 농축하여 고체를 얻었다. 얻어진 고체를 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피에 의해 정제했다. 이 때, 크로마토그래피의 전개 용매로서 톨루엔과 헥산의 혼합 용매(톨루엔：헥산 = 2：1)를 이용했다. 얻어진 프랙션(fraction)을 농축하여, 톨루엔과 헥산의 혼합 용매를 더 첨가하여 결정을 석출시키고, 목적물인 백색 분말을 수량 1.4 g, 수율 90%로 얻었다.

얻어진 백색 분말 1.4 g을 트레인 서블리메이션(train sublimation)법에 의해 승화 정제했다. 승화 정제는, 압력 2.6 Pa, 아르곤 유량 5 mL/min의 조건으로, 목적물을 200℃에서 20시간 가열하여 행하였다. 승화 정제 후, 목적물인 백색 분말을 0.79 g, 수율 58%로 얻었다. 상기 합성예 1의 반응 스킴을 하기 (F1-1)에 나타낸다.

[반응 스킴 (F1-1)]

상기 합성예 1에 의해 얻어진 화합물을 핵자기 공명법(NMR)에 의해 동정(同定)했다. 이하에 측정 데이터를 나타낸다.

¹H NMR(CDCl₃, 300 MHz)：δ(ppm) = 7.36-7.42(m, 2H), 7.46-7.51(m, 2H), 7.54-7.65(m, 3H), 7.81-7.88(m, 2H), 7.93(d, J = 9.0 Hz, 2H), 8.19-8.23(m, 2H), 8.42(d, J = 8.7 Hz, 2H).

또한, ¹H NMR 차트를 도 9(A), 도 9(B)에 나타낸다. 또한, 도 9(B)는, 도 9(A)에 있어서의 7.0 ppm으로부터 9.0 ppm의 범위를 확대하여 나타낸 차트이다. 측정 결과로부터, 상기 합성예 1에 의해 얻어진 화합물이 DBTBOx-II인 것을 확인했다.

또한, DBTBOx-II의 톨루엔 용액의 흡수 스펙트럼을 도 10에 나타낸다. 또한, DBTBOx-II의 박막의 흡수 스펙트럼을 도 11에 나타낸다. 측정에는 자외 가시 분광 광도계(일본 분광 주식회사(JASCO Corporation)제, V550형)를 이용했다. 용액은 석영 셀에 넣고, 박막은 석영 기판에 증착하여 샘플을 제작하고, 용액의 스펙트럼은 석영 셀에 톨루엔만을 넣어 측정한 흡수 스펙트럼을 원자료에서 뺀 흡수 스펙트럼, 박막의 스펙트럼은 석영 기판의 흡수 스펙트럼을 원자료에서 뺀 흡수 스펙트럼을 도 10 및 도 11에 나타냈다. 도 10 및 도 11에 있어서 횡축은 파장(nm), 종축은 흡수 강도(임의 단위)를 나타낸다. 톨루엔 용액의 경우에는, 316, 338 nm에 흡수 극대가 보여지고, 박막의 경우에는 236, 300, 320, 342 nm에 흡수 극대가 보여졌다. 또한, DBTBOx-II의 톨루엔 용액의 발광 스펙트럼을 도 12에 나타낸다. 또한, DBTBOx-II의 박막의 발광 스펙트럼을 도 13에 나타낸다. 도 12 및 도 13에 있어서 횡축은 파장(nm), 종축은 발광 강도(임의 단위)를 나타낸다. 최대 발광 파장은 톨루엔 용액의 경우에는 386 nm(여기 파장 318 nm), 박막의 경우에 409 nm(여기 파장 321 nm)였다.

또한, 박막 상태의 DBTBOx-II를 대기 중에서 광전자 분광법으로 평가했다. 평가에는 리켄 케이키사(Riken Keiki Co., Ltd.)제, AC-2를 이용했다. 그 결과, HOMO 준위는 -5.66 eV였다. 또한, 도 11의 DBTBOx-II의 박막의 흡수 스펙트럼의 데이터를 이용하여 직접 천이를 가정한 Tauc 플롯으로부터 흡수단을 구하고, 그 흡수단을 광학적 에너지 갭으로서 추측한 결과, 그 에너지 갭은 3.33 eV였다. HOMO 준위의 값과 에너지 갭으로부터 LUMO 준위를 추측한 결과, -2.33 eV였다.

상기의 HOMO 준위와 LUMO 준위로부터, DBTBOx-II는 여기 에너지가 큰 물질인 것을 알 수 있었다.

얻어진 DBTBOx-II의 열중량 측정-시차열 분석(TG-DTA：Thermogravimetry-Differential Thermal Analysis)을 행하였다. 측정에는 고진공 차동형 시차열 천칭(부루커 에이엑스에스 주식회사(Bruker AXS K.K.)제, TG-DTA2410SA)을 이용했다. 상압, 승온 속도 10℃／min, 질소 기류하(유속 200 mL/min)의 조건에서 측정한 결과, 중량과 온도의 관계(열중량 측정)로부터, 5% 중량 감소 온도는 332℃였다.

[실시예 2]

본 실시예에서는, 실시형태 1에 있어서 구조식 (128)로 나타내는, 2-[4-(2,8-디페닐디벤조티오펜-4-일)페닐]벤조옥사졸(약칭：DBTBOx-III)을 합성하는 합성예 2를 나타낸다.

[구조식 (128)]

＜합성예 2＞

100 mL의 3구 플라스크에서, 2-(4-브로모페닐)벤조옥사졸 0.82 g(3.0 mmol), 2,8-디페닐디벤조티오펜-4-붕소산 1.1 g(3.0 mmol), 트리(오르토-톨릴)포스핀 0.13 g(0.43 mmol), 에틸렌 글리콜 디메틸 에테르 30 mL, 2 M의 탄산칼륨 수용액 3.0 mL의 혼합물을 감압하에서 교반하면서 탈기한 후, 플라스크 내를 질소 치환했다. 이 혼합물에, 초산 팔라듐(II) 26 mg(0.12 mmol)을 첨가하여 질소 분위기하, 80℃에서 4시간 교반했다.

교반 후, 이 혼합물에 물을 첨가하고, 수층을 톨루엔에 의해 추출했다. 얻어진 추출 용액과 유기층을 합하여 포화 식염수로 세정하고, 유기층을 황산마그네슘으로 건조했다. 얻어진 혼합물을 자연 여과하고, 여과액을 농축하여 유상물을 얻었다. 얻어진 유상물을 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피에 의해 정제했다. 이때, 크로마토그래피의 전개 용매로서 톨루엔을 이용했다. 얻어진 프랙션을 농축하여, 잔사(殘渣)에 톨루엔을 첨가하고 결정을 석출시켜, 목적물인 백색 분말을 수량 1.2 g, 수율 73%로 얻었다.

얻어진 백색 분말 1.1 g을 트레인 서블리메이션법에 의해 승화 정제했다. 승화 정제는 압력 2.9 Pa, 아르곤 유량 5 mL/min의 조건으로, 목적물을 270℃에서 16시간 가열하여 행하였다. 승화 정제 후 목적물인 백색 분말을 1.0 g, 수율 90%로 얻었다. 상기 합성예 2의 반응 스킴을 하기 (F1-2)에 나타낸다.

[반응 스킴 (F1-2)]

상기 합성예 2에 의해 얻어진 화합물을 핵자기 공명법(NMR)에 의해 동정(同定)했다. 이하에 측정 데이터를 나타낸다.

¹H NMR(CDCl₃, 300 MHz)：δ(ppm) = 7.37-7.45(m, 4H), 7.49-7.56(m, 4H), 7.63-7.66(m, 1H), 7.74-7.84(m, 7H), 7.93(d, J = 8.1 Hz, 1H), 8.00(d, J = 8.4 Hz, 2H), 8.44-8.47(m, 4H).

또한, ¹H NMR 차트를 도 14(A), 도 14(B)에 나타낸다. 또한, 도 14(B)는, 도 14(A)의 7.0 ppm로부터 9.0 ppm의 범위를 확대하여 나타낸 차트이다. 측정 결과로부터, 상기 합성예 2에 의해 얻어진 화합물이 DBTBOx-III인 것을 확인했다.

또한, DBTBOx-III의 톨루엔 용액의 흡수 스펙트럼을 도 15에 나타낸다. 또한, DBTBOx-III의 박막의 흡수 스펙트럼을 도 16에 나타낸다. 측정에는 자외 가시 분광 광도계(일본 분광 주식회사제, V550형)를 이용했다. 용액은 석영 셀에 넣고, 박막은 석영 기판에 증착하여 샘플을 제작하고, 용액의 스펙트럼은 석영 셀에 톨루엔만을 넣어 측정한 흡수 스펙트럼을 원자료에서 뺀 흡수 스펙트럼, 박막의 스펙트럼은 석영 기판의 흡수 스펙트럼을 원자료에서 뺀 흡수 스펙트럼을 도 15 및 도 16에 나타냈다. 도 15 및 도 16에 있어서 횡축은 파장(nm), 종축은 흡수 강도(임의 단위)를 나타낸다. 톨루엔 용액의 경우에는, 299, 320, 351 nm에 흡수 극대가 보여지고, 박막의 경우에는 268, 301, 362 nm에 흡수 극대가 보여졌다. 또 DBTBOx-III의 톨루엔 용액의 발광 스펙트럼을 도 17에 나타낸다. 또한, DBTBOx-III의 박막의 발광 스펙트럼을 도 18에 나타낸다. 도 17 및 도 18에 있어서 횡축은 파장(nm), 종축은 발광 강도(임의 단위)를 나타낸다. 최대 발광 파장은 톨루엔 용액의 경우에는 393 nm(여기 파장 300 nm), 박막의 경우에 429 nm(여기 파장 364 nm)였다.

또한, 박막 상태의 DBTBOx-III을 대기 중에서 광전자 분광법으로 평가했다. 평가에는 리켄 케이키사제, AC-2를 이용했다. 그 결과, HOMO 준위는 -5.88 eV였다. 또한, 도 16의 DBTBOx-III의 박막의 흡수 스펙트럼의 데이터를 이용하여 직접 천이를 가정한 Tauc 플롯으로부터 흡수단을 구하고, 그 흡수단을 광학적 에너지 갭으로서 추측한 결과, 그 에너지 갭은 3.19 eV였다. HOMO 준위의 값과 에너지 갭으로부터, LUMO 준위를 추측한 결과, -2.69 eV였다.

상기의 HOMO 준위와 LUMO 준위로부터, DBTBOx-III는 여기 에너지가 큰 물질인 것을 알 수 있었다.

[실시예 3]

본 실시예에서는, 본 발명의 일양태의 발광 소자의 제작 방법 및 소자 특성의 측정 결과를 나타낸다. 구체적으로는, 실시예 2에 설명한 2-[4-(2,8-디페닐디벤조티오펜-4-일)페닐]벤조옥사졸(약칭：DBTBOx-III)을 이용하여 형성한 발광 소자 1에 대하여 나타낸다.

이하에, 본 실시예의 발광 소자 1의 제작 방법을 도 19를 이용하여 설명한다. 또한, 본 실시예에서 이용한 유기 화합물의 구조식을 이하에 나타낸다.

[구조식 (128)]

(발광 소자 1)

먼저, 기판(1100) 위에, 산화규소를 포함하는 인듐 주석 산화물(ITSO)을 스퍼터링법으로 성막하고, 제 1 전극(1101)을 형성했다. 또한, 그 막두께는 110 nm로 하고, 전극 면적은 2 mm×2 mm로 했다. 본 실시예에 있어서, 제 1 전극(1101)은 양극으로서 이용했다.

다음에, 제 1 전극(1101)이 형성된 면이 하방이 되도록, 제 1 전극(1101)이 형성된 기판(1100)을 진공 증착 장치 내에 설치된 기판 홀더에 고정하고, 10^-4 Pa 정도까지 감압한 후, 제 1 전극(1101) 위에, 4-페닐-4'-(9-페닐플루오렌-9-일)트리페닐아민(약칭：BPAFLP)과 산화몰리브덴(VI)을 공증착함으로써, 정공 주입층(1111)을 형성했다. 그 막두께는 50 nm로 하고, BPAFLP와 산화몰리브덴의 비율은 중량비로 4：2(= BPAFLP：산화몰리브덴)가 되도록 조절했다. 또한, 공증착법이란, 하나의 처리실 내에서, 복수의 증발원으로부터 동시에 증착을 행하는 증착법이다.

다음에, 정공 주입층(1111) 위에, BPAFLP를 10 nm의 막두께가 되도록 성막하여, 정공 수송층(1112)을 형성했다.

또한, 정공 수송층(1112) 위에 발광층(1113)을 형성했다. 발광층(1113)은, 제 1 막(1113a)과 제 2 막(1113b)을 순차로 적층하여 형성했다.

발광층(1113)의 제 1 막(1113a)은 제 1 호스트 재료로서 DBTBOx-III과, 제 2 호스트 재료로서 제 1 호스트 재료와 다른 물질인, 4-페닐-4'-(9-페닐-9H-카르바졸-3-일)트리페닐아민(약칭：PCBA1BP)과, 게스트 재료로서 트리스(2-페닐피리디나토-N,C^2')이리듐(III)(약칭：Ir(ppy)₃)을 공증착하여 형성했다. 여기서, DBTBOx-III, PCBA1BP 및 Ir(ppy)₃의 중량비는, 1：0.2：0.08( = DBTBOx-III：PCBA1BP：Ir(ppy)₃)이 되도록 조절했다. 또한, 제 1 막(1113a)의 막두께는 20 nm로 했다.

발광층(1113)의 제 2 막(1113b)은 호스트 재료로서 DBTBOx-III과, 게스트 재료로서 Ir(ppy)₃을 공증착하여 형성했다. 여기서, DBTBOx-III과 Ir(ppy)₃의 중량비는 1：0.08(= DBTBOx-III：Ir(ppy)₃)이 되도록 조절했다. 또한, 제 2 막(1113b)의 막두께는 20 nm로 했다.

다음에, 발광층(1113) 위에, 전자 수송층(1114)을 형성했다. 전자 수송층(1114)은, 제 1 막(1114a)과 제 2 막(1114b)을 순차로 적층하여 형성했다.

전자 수송층(1114)의 제 1 막(1114a)은 DBTBOx-III을 증착하여 형성했다. 제 1 막(1114a)의 막두께는 15 nm로 했다.

전자 수송층(1114)의 제 2 막(1114b)은 바소페난트롤린(약칭：BPhen)을 증착하여 형성했다. 제 2 막(1114b)의 막두께는 15 nm로 했다.

또한, 전자 수송층(1114) 위에, 불화리튬(LiF)을 1 nm의 막두께로 증착 하여, 전자 주입층(1115)을 형성했다.

마지막으로, 음극으로서 기능하는 제 2 전극(1103)으로서 알루미늄을 200 nm의 막두께가 되도록 증착함으로써, 본 실시예의 발광 소자 1을 제작했다.

또한, 상술한 증착 과정에 있어서, 증착은 모두 저항 가열법을 이용했다.

이상에 의해 얻어진 발광 소자 1의 소자 구조를 표 1에 나타낸다.

발광 소자 1을 질소 분위기의 글로브 박스 내에서, 발광 소자가 대기에 노출되지 않도록 봉지하는 작업을 행한 후, 발광 소자의 동작 특성에 대하여 측정을 행하였다. 또한, 측정은 실온(25℃로 유지된 분위기)에서 행하였다.

발광 소자 1에 있어서, 휘도 800 cd/m² 부근 시의 전압(V), 전류 밀도(mA/cm²), CIE 색도 좌표(x, y), 휘도(cd/m²), 전류 효율(cd/A), 파워 효율(lm/W)을 표 2에 나타낸다.

	전압 (V)	전류밀도 (mA/cm²)	색도 (x, y)	휘도 (cd/m²)	전류효율 (cd/A)	파워 효율 (lm/W)
발광 소자 1	3.0	1.34	(0.34, 0.61)	774	57.9	60.6

발광 소자 1의 전류 밀도-휘도 특성을 도 20, 전압-휘도 특성을 도 21, 휘도-전류 효율 특성을 도 22, 전압-전류 특성을 도 23에 각각 나타낸다. 도 20에서는 종축에 휘도(cd/m²), 횡축에 전류 밀도(mA/cm²)를 나타낸다. 도 21에서는 종축에 휘도(cd/m²), 횡축에 전압(V)을 나타낸다. 도 22에서는 종축에 전류 효율(cd/A), 횡축에 휘도(cd/m²)를 나타낸다. 도 23에서는 종축에 전류(mA), 횡축에 전압(V)을 나타낸다.

또한, 도 22에 있어서, 발광 소자 1은 최대 57.9 cd/A의 전류 효율을 나타냈다. 따라서, 본 발명의 일양태인 벤조옥사졸 유도체를 이용한 발광 소자는 전류 효율이 매우 높은 소자라는 것을 알 수 있다.

또한, 도 20 내지 도 23, 및 표 2로부터, 발광 소자 1은 저전압으로 구동 가능하고, 또한 전류 효율이 높은 발광 소자인 것을 알 수 있었다.

또한, 발광 소자 1의 발광 스펙트럼을 도 24에 나타낸다. 도 24에서는 종축에 발광 강도(임의 단위), 횡축에 파장(nm)을 나타낸다. 도 24에 나타낸 바와 같이 발광 소자 1에서는, 게스트 재료인 Ir(ppy)₃ 유래의 발광 파장이 관측되고, 제 1 호스트 재료로서 이용한 본 발명의 일양태인 벤조옥사졸 유도체(DBTBOx-III) 외에, 제 2 호스트 재료로서 이용한 PCBA1BP 유래의 발광 파장은 관측되지 않았다. 따라서, 본 발명의 일양태인 벤조옥사졸 유도체는 발광 소자의 발광층에 있어서, 호스트 재료로서 기능하고 있다는 것을 알 수 있었다. 또한, DBTBOx-III은 삼중항 여기 에너지가 큰 물질인 것을 알 수 있었다.

(참고예)

본 참고예에서는, 발광 소자 1의 재료에 이용한 4-페닐-4'-(9-페닐플루오렌-9-일)트리페닐아민(약칭：BPAFLP)을 합성하는 예를 나타낸다.

[스텝 1：9-(4-브로모페닐)-9-페닐플루오렌의 합성법]

100 mL의 3구 플라스크에서, 마그네슘을 1.2 g(50 mmol) 감압하에서 30분 가열 교반하여, 마그네슘을 활성화시켰다. 이것을 실온에 식혀 질소 분위기로 한 후, 디브로모에탄 몇 방울을 첨가하여 발포, 발열하는 것을 확인했다. 여기에 탈수 디에틸 에테르 10 mL 중에 녹인 2-브로모비페닐을 12 g(50 mmol) 천천히 적하한 후, 2.5 시간 가열 환류 교반하여 그리냐르 시약으로 했다.

4-브로모벤조페논을 10 g(40 mmol), 탈수 디에틸 에테르 100 mL를 500 mL의 3구 플라스크에 넣었다. 여기에 먼저 합성한 그리냐르 시약(Grignard reagent)을 천천히 적하한 후, 9시간 가열 환류 교반했다.

반응 후, 이 혼합액을 여과하여 여과물을 얻었다. 얻어진 여과물을 초산에틸 150 mL에 녹이고, 여기에 1N-염산을 수층이 산성이 될 때까지 첨가하여, 2시간 교반했다. 유기층을 물로 세정하고, 황산마그네슘을 첨가하여 수분을 제거했다. 이 현탁액을 여과하고, 얻어진 여과액을 농축하여 점성이 높은 액체를 얻었다. 계속하여, 500 mL의 가지형 플라스크에, 이 점성이 높은 액체와, 빙초산 50 mL와, 염산 1.0 mL를 넣어, 질소 분위기하, 130℃에서 1.5 시간 가열 교반하여, 반응시켰다.

반응 후, 이 반응 혼합액을 여과하여 여과물을 얻었다. 얻어진 여과물을 물, 수산화나트륨 수용액, 물, 메탄올의 순으로 세정한 후 건조시켜, 목적물인 백색 분말을 수량 11 g, 수율 69%로 얻었다. 상술한 스텝 1의 반응 스킴을 하기 (J-1)에 나타낸다.

[반응 스킴 (J-1)]

[스텝 2：4-페닐-4'-(9-페닐플루오렌-9-일)트리페닐아민(약칭：BPAFLP)의 합성법]

100 mL의 3구 플라스크에, 9-(4-브로모페닐)-9-페닐플루오렌을 3.2 g(8.0 mmol), 4-페닐-디페닐아민을 2.0 g(8.0 mmol), 나트륨 tert-부톡시드를 1.0 g(10 mmol), 비스(디벤질리덴아세톤)팔라듐(0)을 23 mg(0.04 mmol) 더하여, 플라스크 내의 분위기를 질소 치환했다. 이 혼합물에 탈수 크실렌 20 mL를 첨가했다. 이 혼합물을, 감압하에서 교반하면서 탈기한 후, 트리(tert-부틸)포스핀(10 wt% 헥산 용액) 0.2 mL(0.1 mmol)를 더했다. 이 혼합물을 질소 분위기하, 110℃에서 2시간 가열 교반하여 반응시켰다.

반응 후, 이 반응 혼합액에 톨루엔 200 mL를 더하여, 이 현탁액을 플로리실(와코 순약 공업 주식회사(Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), 카탈로그 번호：540-00135), 셀라이트(와코 순약 공업 주식회사, 카탈로그 번호：531-16855)를 통해 여과했다. 얻어진 여과액을 농축하고, 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피에 의해 정제했다. 이 때, 크로마토그래피의 전개 용매로서 톨루엔과 헥산의 혼합 용매(톨루엔：헥산 = 1：4)를 이용했다. 얻어진 프랙션을 농축하여, 아세톤과 메탄올을 더하여 초음파를 처리한 후, 결정을 석출시켜, 목적물인 백색 분말을 수량 4.1 g, 수율 92%로 얻었다. 상술한 스텝 2의 반응 스킴을 하기 (J-2)에 나타낸다.

[반응 스킴 (J-2)]

실리카 겔 박층 크로마토그래피(TLC)에서의 Rf값(전개 용매 초산에틸：헥산 = 1：10)은, 목적물은 0.41, 9-(4-브로모페닐)-9-페닐플루오렌은 0.51이며, 4-페닐-디페닐아민은 0.27이었다.

핵자기 공명법(NMR)에 의해, 이 화합물이 목적물인 4-페닐-4'-(9-페닐플루오렌-9-일)트리페닐아민(약칭：BPAFLP)인 것을 확인했다.

얻어진 화합물의 ¹H NMR 데이터를 이하에 나타낸다.

¹H NMR(CDCl₃, 300 MHz)：δ(ppm) = 6.63-7.02(m, 3H), 7.06-7.11(m, 6H), 7.19-7.45(m, 18H), 7.53-7.55(m, 2H), 7.75(d, J = 6.9, 2H).

100：기판 101：제 1 전극
102：EL층 103：제 2 전극
111：정공 주입층 112：정공 수송층
113：발광층 114：전자 수송층
115：전자 주입층 201：제 1 전극
203：제 2 전극 211：EL층
212：EL층 213：전하 발생층
300：발광 장치 301：제 1 기판
302：제 2 기판 303：제 1 단자
304：제 2 단자 305：제 1 전극
306：EL층 307：제 2 전극
308：발광 소자 309：절연층
310：보조 배선 311：건조제
312：시일재 313a：구조
313b：구조 314：발광면
401：소스측 구동 회로 402：화소부
403：게이트측 구동 회로 404：봉지 기판
405：시일재 407：공간
408：배선 409：FPC(Flexible Printed Circuit)
410：소자 기판 411：스위칭용 TFT
412：전류 제어용 TFT 413：제 1 전극
414：절연물 416：EL층
417：제 2 전극 418：발광 소자
423：n 채널형 TFT 424：p 채널형 TFT
501：기판 502：제 1 전극
503：제 2 전극 504：EL층
505：절연층 506：격벽층
700：표시장치 702：표시장치
704：표시부 706：표시부
801：조명 장치 803：조명 장치
805：안경 1100：기판
1101：제 1 전극 1103：제 2 전극
1111：정공 주입층 1112：정공 수송층
1113：발광층 1113a：제 1 막
1113b：제 2 막 1114：전자 수송층
1114a：제 1 막 1114b：제 2 막
1115：전자 주입층 6100：텔레비전 장치
6100a：텔레비전 장치 6101：케이스
6103：표시부 6105：스탠드
6107：표시부 6109：조작 키
6110：리모콘 조작기 6201：본체
6202：케이스 6203：표시부
6204：키보드 6205：외부 접속 포트
6206：포인팅 디바이스 6301：케이스
6302：케이스 6303：연결부
6304：표시부 6305：표시부
6306：스피커부 6307：기록 매체 삽입부
6308：LED 램프 6309：조작 키
6310：접속 단자 6311：센서
6312：마이크로폰 6400：휴대전화기
6401：케이스 6402：표시부
6403：조작 버튼 6404：외부 접속 포트
6405：스피커 6406：마이크

Claims

식 (G1)으로 나타내어지는, 벤조옥사졸 유도체:

(단, 상기 식 (G1) 중, R¹¹∼R¹⁴ 및 R²¹∼R²⁷은, 각각 독립적으로, 수소, 탄소수 1∼4의 알킬기, 및 탄소수 6∼13의 치환 혹은 무치환의 아릴기 중 어느 하나를 나타내고,
Ar은 탄소수 6∼13의 치환 또는 무치환의 알릴렌기를 나타내고,
Z는 유황 원자 또는 산소 원자 중의 어느 하나를 나타낸다.)
제 1 항에 있어서,
Ar은 치환 혹은 무치환의 페닐렌기, 또는 치환 혹은 무치환의 비페닐디일기 중 어느 하나를 나타내는, 벤조옥사졸 유도체.
제 1 항에 있어서,
상기 벤조옥사졸 유도체는 식 (G2)로 나타내어지는, 벤조옥사졸 유도체:
제 1 항에 있어서,
상기 벤조옥사졸 유도체는 다음 식

과

중 어느 하나로 나타내어지는, 벤조옥사졸 유도체.
발광 소자로서,
제 1 전극;
상기 제 1 전극 위의 EL층(전계발광층); 및
상기 EL층 위의 제 2 전극을 포함하고,
상기 EL층은 식 (G1)으로 나타내어지는 벤조옥사졸 유도체를 포함하는, 발광 소자:

(단, 상기 식 (G1) 중, R¹¹∼R¹⁴ 및 R²¹∼R²⁷은, 각각 독립적으로, 수소, 탄소수 1∼4의 알킬기, 및 탄소수 6∼13의 치환 혹은 무치환의 아릴기 중 어느 하나를 나타내고,
Ar은 탄소수 6∼13의 치환 또는 무치환의 알릴렌기를 나타내고,
Z는 유황 원자 또는 산소 원자 중의 어느 하나를 나타낸다.)
제 5 항에 있어서,
Ar은 치환 혹은 무치환의 페닐렌기, 또는 치환 혹은 무치환의 비페닐디일기의 어느 하나를 나타내는, 발광 소자.
제 5 항에 있어서,
상기 벤조옥사졸 유도체는 식 (G2)로 나타내어지는, 발광 소자:
[식 (G2)]
제 5 항에 있어서,
상기 벤조옥사졸 유도체는 다음 식

과

중 어느 하나로 나타내어지는, 발광 소자.
제 5 항에 있어서,
상기 EL층은 인광성 화합물을 더 포함하는, 발광 소자.
제 5 항에 기재된 발광 소자를 포함하는 조명 장치.
제 5 항에 기재된 발광 소자를 포함하는 전자기기.
제 5 항에 있어서,
상기 EL층은 상기 벤조옥사졸 유도체가 포함된 발광층을 포함하는, 발광 소자.
제 12 항에 있어서,
상기 발광층은 제 1 막과 상기 제 1 막과 접촉하여 상기 제 1 막 위에 제공된 제 2 막을 포함하고,
상기 제 1 막 및 상기 제 2 막은 각각 제 1 호스트 재료 및 인광성 화합물로서 상기 벤조옥사졸 유도체를 포함하는, 발광 소자.
제 13 항에 있어서,
상기 제 1 막은 상기 제 1 호스트 재료와 상이한 제 2 호스트 재료를 더 포함하는, 발광 소자.
제 12 항에 있어서,
상기 EL층은 상기 발광층에 접촉하여 상기 발광층 위에 있는 전자 수송층을 더 포함하고,
상기 전자 수송층은 상기 벤조옥사졸 유도체를 포함하는, 발광 소자.
제 15 항에 있어서,
상기 전자 수송층은 제 1 막과 상기 제 1 막과 접촉하여 상기 제 1 막 위에 제공되는 제 2 막을 포함하고,
상기 제 1 막은 상기 벤조옥사졸 유도체를 포함하는, 발광 소자.
제 16 항에 있어서,
상기 제 1 막은 상기 벤조옥사졸 유도체로 구성된, 발광 소자.
제 16 항에 있어서,
상기 제 2 막은 상기 벤조옥사졸 유도체와 상이한 재료를 포함하는, 발광 소자.
제 12 항에 기재된 발광 소자를 포함하는, 조명 장치.
제 12 항에 기재된 발광 소자를 포함하는, 전자기기.
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