WO2005062676A1 - 有機エレクトロルミネッセンス素子用材料、有機エレクトロルミネッセンス素子、照明装置および表示装置 - Google Patents

有機エレクトロルミネッセンス素子用材料、有機エレクトロルミネッセンス素子、照明装置および表示装置 Download PDF

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WO2005062676A1
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ring
organic
organic electroluminescent
electroluminescent device
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Shinya Otsu
Tomohiro Oshiyama
Eisaku Katoh
Hiroshi Kita
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Konica Minolta Holdings, Inc.
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Definitions

  • Organic electorifice luminescent element material organic electoral luminescent element, lighting device and display device
  • the present invention relates to an organic electroluminescent device, an illumination device, and a display device, and more particularly, to an organic electroluminescent device having excellent emission luminance, luminous efficiency, and durability, a lighting device, and a display device having the same.
  • ELD electoral luminescence display
  • ELD components include an inorganic electorescence luminescent element and an organic electorescence luminescence element (hereinafter also referred to as an organic EL element).
  • Inorganic electoluminescence devices require a high AC voltage to drive a power light emitting device that has been used as a planar light source.
  • an organic EL element has a configuration in which a light-emitting layer containing a compound that emits light is sandwiched between a cathode and an anode. (Exciton) is generated, and the device emits light by using the light emission (fluorescence phosphorescence) when this exciton is deactivated. It can emit light at a voltage of several volts to several tens of volts. Furthermore, since it is a self-luminous type, it has a wide viewing angle and is a thin-film type solid-state element with high visibility, it is attracting attention from the viewpoint of space saving and portability.
  • Non-Patent Document 1 Since Princeton University reported an organic EL device using phosphorescence emission from an excited triplet (for example, see Non-Patent Document 1), research on materials exhibiting phosphorescence at room temperature has been active. (See, for example, Non-Patent Document 2 and Patent Document 4).
  • the upper limit of the internal quantum efficiency is 100. / o, the emission efficiency is S4 times higher than that of singlet excitation, and the performance is almost the same as a cold cathode fluorescent lamp.
  • Non-Patent Document 3 many compounds have been studied for synthesis centering on iridium complex-based heavy metal complexes (for example, see Non-Patent Document 3).
  • L Ir (acac) such as (ppy) Ir (acac) (for example, a non-patent document)
  • Non-Patent Document 5 A review (for example, see Non-Patent Document 5) has been conducted.
  • Non-Patent Document 6 a compound having a hole transporting property is used as a host of a phosphorescent compound (for example, see Non-Patent Document 6).
  • Patent Document 1 Patent No. 3093796
  • Patent Document 2 JP-A-63-264692
  • Patent Document 3 JP-A-3-255190
  • Patent Document 4 U.S. Patent No. 6,097,147
  • Patent Document 5 JP-A-2003-234192
  • Patent Document 6 JP-A-2000-150163
  • Non-Patent Document 1 M.A. Baldo et al., Nature, vol. 395, 151-154 (1998)
  • Non-Patent Document 2 M. A. Baldo et al., Nature, vol. 403, No. 17, 750-753 (2000 years)
  • Non-Patent Document 3 S. Lamansky et al., J. Am. Chem. Soc., Vol. 123, pp. 4304 (2001)
  • Non-patent document 4 ME Tompson et al., The 10th International Workshop Inorganic and Organic Electroluminescence (u'00, Hamamatsu)
  • Non-patent document 5 Moon—Jae Youn. 0g, Tetsuo Tsutsuiet al., The 10th International Workshop on Inorganic and Organic Electroluminescence (EL'00, Hamamatsu)
  • Non-Patent Document 6 Ikai et al., The 10th International Workshop on Inorga nic and Organic Electroluminescence (EL '00, Hamamatsu)
  • the present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a material for an organic EL device having a high luminous efficiency, an organic EL device using the material for an organic EL device, a lighting device, and the like. And a display device. Another object of the present invention is to provide a material for an organic EL element having a long life, an organic EL element using the material for an organic EL element, a lighting device, and a display device.
  • One embodiment for achieving the above object of the present invention is an organic electroluminescent device comprising an element having an unpaired electron and capable of coordinate bonding with boron, and having a specific structure. Material.
  • FIG. 1 shows an active matrix type full color display device.
  • FIG. 2 is a schematic view of a display section A of a full-color display device.
  • FIG. 3 shows a schematic diagram of a pixel.
  • FIG. 4 is a schematic diagram of a display device using a passive matrix method.
  • FIG. 5 is a schematic diagram of a lighting device.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of a lighting device.
  • a material for an organic electroluminescent device characterized by being represented by the following general formula (1).
  • R and R each independently represent a substituent, and A forms an aromatic carbocyclic or heterocyclic ring
  • L represents a linking group
  • X represents an unpaired electron, and is coordinated with a boron atom.
  • Rx represents a hydrogen atom, an aliphatic group, an aromatic group, or a heterocyclic group, n represents 0 or 1, m represents 1 or 2, Rx represents any element of L And R may combine with each other to form a ring, or R and R may combine with each other to form a ring. Rx combines with any element of A
  • R and R each independently represent a substituent, and A forms an aromatic carbocyclic or heterocyclic ring
  • L represents a linking group
  • X represents an element having an unpaired electron and capable of coordinating with a boron atom
  • Rx represents a hydrogen atom, an aliphatic group, an aromatic group
  • n represents 0 or 1
  • m represents 1 or 2
  • Rx may combine with any element of L to form a ring
  • R and R combine to form a ring May be formed.
  • Rx combines with any element of A
  • a material for an organic electroluminescent device represented by the following general formula (3).
  • R and R each independently represent a substituent, L represents a linking group, and X has an unpaired electron.
  • Rx represents a hydrogen atom, an aliphatic group, an aromatic group, or a complex ring group; R, R, R, and R each independently represent a hydrogen atom or a substituent , N is 0 or
  • R and R each independently represent a substituent, and A forms an aromatic carbocyclic or heterocyclic ring
  • A represents a residue necessary to form a heterocyclic ring, and A represents
  • Any element of A and any element of A may combine to form a ring.
  • R and R combine to form a ring
  • R and R are both an aromatic carbocyclic group or a heterocyclic group
  • An organic electroluminescent device comprising the material for an organic electroluminescent device according to any one of (1) to (5).
  • the organic electroluminescent device according to the above (6) further comprising a light emitting layer containing a phosphorescent light emitting material.
  • a display device comprising the organic electroluminescent device according to any one of (6) to (11).
  • a lighting device comprising the organic electorophore luminescent element according to any one of (4) to (4) above.
  • a display device comprising: the lighting device according to (13); and a liquid crystal element as display means.
  • the boron compound represented by the general formula (1) is used as a host conjugate or a hole blocking material in an organic EL device material.
  • A represents a residue necessary for forming an aromatic carbocyclic or heterocyclic ring.
  • Pentacene ring, hexacene ring, etc. which may have a substituent.
  • a benzene ring and a naphthalene ring are preferred, and a benzene ring is more preferred.
  • Examples of the heterocyclic ring formed by A include a carbazole ring, a pyridine ring, and a pyrimidine ring.
  • R and R each independently represent a substituent, and the substituent represented by R or R
  • Examples of the group include an aliphatic group (for example, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a tert-butyl group, a pentyl group, a hexyl group, an octyl group, a dodecyl group, a tridecyl group, a tetradecyl group, and a pentadecyl group.
  • an aliphatic group for example, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a tert-butyl group, a pentyl group, a hexyl group, an octyl group, a dodecyl group, a tridecyl group, a tetradecyl group, and a pentadecyl group.
  • cyclopentyl group cyclohexyl group, butyl group, aryl group, ethur group, propargyl group, etc.
  • aromatic carbocyclic group for example, phenyl) Group, naphthyl group, etc.
  • heterocyclic group for example, furyl group, chenyl group, pyridyl group, pyridazyl group, pyrimidyl group, pyrazinole group, triazyl group, imidazolyl group, pyrazolyl group, thiazolyl group, benzimidazolyl group, benzoxo Xazolyl group, quinazolyl group, phthalazyl group, pyrrolidinole group, imidazolidinole group, morpholyl group, oxazolidyl group, etc., cycloalkoxy group (eg, cyclopentyloxy group, cyclohexyloxy group, etc.), aryl group
  • L represents a linking group
  • examples of the linking group represented by L include an alkylene group (eg, a methylene group, an ethylene group, a propylene group, etc.) and an alkenylene group (eg, , A vinylene group, etc.), an arylene group (eg, a phenylene group, a naphthylene group, etc.), a heterocyclic group (eg, a furyl group, a cyenyl group, a pyridyl group, a pyridazinole group, a pyrimidyl group, a pyrazinole group, a triazinole group, Divalent groups such as imidazolyl group, pyrazolyl group, thiazolyl group, benzimidazolyl group, benzoxazolyl group, quinazolyl group, phthalazyl group, pyrrolidinole group, imidazolidyl group, a alky
  • X represents an element having an unpaired electron and capable of forming a coordinate bond with a boron atom
  • X represents an element having an unpaired electron represented by X and capable of forming a coordinate bond with a boron atom. Examples include a nitrogen atom, an oxygen atom, a sulfur atom and the like.
  • Rx represents a hydrogen atom, an aliphatic group, an aromatic carbocyclic group, or a heterocyclic group, and an aliphatic group, an aromatic carbocyclic group, or a heterocyclic group represented by Rx Examples of are the examples given in R.
  • n 0 or 1
  • m 1 or 2.
  • Rx may be bonded to any element of L to form a ring.
  • the ring formed by Rx and any element of L include a thiophene ring, a furan ring, and an isobenzofuran ring.
  • Chromen ring Examples include a sochromene ring, a pyrrole ring, an imidazole ring, a pyridine ring, a pyrimidine ring, a pyrazine ring, an indole ring, an isoindole ring, a quinoline ring, an isoquinoline ring, a carbazole ring, and a carboline ring.
  • Rx may be bonded to any element of A to form a condensed ring.
  • Examples of the ring formed by the 11 elements include a chromene ring, an indole ring, a quinoline ring, a quinazoline ring, a carbazole ring, a canoleporin ring, and a phosphorus ring with a phenantophore.
  • A represents a residue necessary for forming an aromatic carbocyclic or heterocyclic ring.
  • a benzene ring and a naphthalene ring are preferred, and a benzene ring is more preferred.
  • Examples of the heterocyclic ring formed by A include a carbazole ring, a pyridine ring, and a pyrimidine ring.
  • a carbazole ring, a pyridine ring and a pyrimidine ring preferred are preferred.
  • R 1 R 2 L, X, Rx, m, and n in the general formula (2) are R 1,
  • Rx may be bonded to any element of L to form a ring.
  • Examples of the ring formed by bonding any element of Rx and L are those described in general formula (1). Examples are given below.
  • Rx may be bonded to any element of A to form a condensed ring.
  • Examples of the ring formed by combining 22 elements include, in general formula (1), any element of Rx and A
  • R, R, L, X, Rx, m, and n in the general formula (3) are R, R, and R in the general formula (1).
  • R, R, R, and R each independently represent a hydrogen atom or a substituent;
  • substituent represented by R, R, R, R include an aliphatic group (for example, a methyl group, an ethyl group).
  • R and R in the general formula (4) have the same meanings as R and R in the general formula (1).
  • a in the general formula (4) has the same meaning as A in the general formula (2).
  • A represents a residue necessary for forming a heterocyclic ring, and is represented by A
  • heterocyclic ring examples include a pyridine ring, a pyrazine ring, a pyrimidine ring, a quinoline ring, an isoquinoline ring, a carboline ring, a phosphorus ring with a phenanthate, and the like.
  • Examples of the material for an organic EL device of the present invention are shown below, but the invention is not limited thereto.
  • the light emitting layer according to the present invention contains a phosphorescent compound, and is a layer that emits light by recombination of electrons and holes injected from an electrode or an electron transport layer and a hole transport layer, and the light emitting portion is It may be inside the light emitting layer or at the interface between the light emitting layer and the adjacent layer.
  • the compound represented by the general formula (1) contains a host compound (light-emitting compound). It is preferably contained as a host.
  • a phosphorescent dopant together with the compound represented by the general formula (1) in the light emitting layer according to the present invention, a long-life organic EL device having higher luminous efficiency can be obtained. Can be done.
  • the principle of light emission of the phosphorescent compound is two types. One is that recombination of carriers occurs on the hostile conjugate where the carrier is transported, and the excited state of the hostile conjugate is generated.
  • the energy transfer type in which light is emitted from the phosphorescent compound by transferring this energy to the phosphorescent compound, and the other is that the phosphorescent compound becomes a carrier trap, and the carrier is regenerated on the phosphorescent compound.
  • the maximum phosphorescent emission wavelength of the phosphorescent compound is not particularly limited, and in principle, a central metal, a ligand, a substituent of the ligand, and the like are selected. Thus, the emission wavelength obtained can be changed, but the phosphorescent compound preferably has a maximum phosphorescence emission wavelength of 380 nm to 480 nm.
  • Examples of devices having such a phosphorescence emission wavelength include an organic EL device that emits blue light and an organic EL device that emits white light, and these devices further suppress the emission voltage and reduce power consumption. Can be operated with
  • the light emitting layer may contain a host compound in addition to the phosphorescent compound.
  • the compound represented by the general formula (1) may be used as a host conjugate, and a plurality of known host conjugates may be used in combination.
  • a plurality of types of host compounds it is possible to adjust the transfer of electric charges, and it is possible to increase the efficiency of the organic EL device.
  • these known host compounds compounds which have a hole transporting ability and an electron transporting ability, prevent a longer wavelength of light emission, and have a high Tg (glass transition temperature) are preferable.
  • Tg glass transition temperature
  • the light emitting layer may further contain a host compound having a maximum fluorescence wavelength as the host compound.
  • a host conjugate having a fluorescence maximum wavelength is one having a high fluorescence quantum yield in a solution state.
  • the fluorescence quantum yield is preferably at least 10%, particularly preferably at least 30%.
  • the host compound having the maximum fluorescence wavelength examples include coumarin dyes, pyran dyes, cyanine dyes, croconium dyes, squarium dyes, oxobenzantracene dyes, fluorescein dyes, rhodamine dyes, and pyrylium dyes. Dyes, perylene dyes, stilbene dyes, polythiophene dyes, and the like. The fluorescence quantum yield can be measured by the method described in Spectroscopy II, 4th edition, Spectroscopy II, p. 362 (1992 edition, Maruzen).
  • the light-emitting layer is formed by applying the above compound to, for example, a vacuum evaporation method, a spin coating method, a casting method, an LB method,
  • the film can be formed by a known thin film forming method such as an ink jet method.
  • the thickness of the light emitting layer is not particularly limited, but is usually selected in the range of 5 nm-5 / im, preferably in the range of 5 nm-200 nm.
  • the light-emitting layer may have a single-layer structure composed of one or more of these phosphorescent compounds and host conjugates, or may have a laminated structure composed of a plurality of layers having the same composition or different compositions. There may be.
  • the light emitting layer according to the present invention preferably contains a dopant, and further preferably contains a phosphorescent dopant as a dopant. As a result, higher luminous efficiency can be obtained.
  • the dopant also referred to as a luminescent dopant
  • a luminescent dopant that can be used in combination with the hostile conjugate of the present invention is described below.
  • the dopant is roughly classified into two types, a fluorescent dopant that emits fluorescence and a phosphorescent dopant that emits phosphorescence.
  • fluorescent dopant examples include coumarin dyes, pyran dyes, cyanine dyes, croconium dyes, squarium dyes, oxobenzanthracene dyes, fluorescein dyes, and rhodamine dyes And a pyrylium-based dye, a perylene-based dye, a styrven-based dye, a polythiophene-based dye, a rare-earth complex-based phosphor, and other known fluorescent compounds.
  • the phosphorescent dopant contained in the light emitting layer according to the present invention can be appropriately selected and used as a known neutral force used in the light emitting layer of the organic EL device.
  • Platinum complexes such as lysine) iridium and osmium complexes and certain complexes such as 2,3,7,8,12,13,17,18-otataethyl-21H, 23H-porphyrin platinum complexes are also examples of dopant.
  • a phosphorescent compound as a dopant, a light emitting organic EL device having high internal quantum efficiency can be realized.
  • the phosphorescent compound used in the present invention is preferably a complex compound containing at least one of metals belonging to groups 8, 9, and 10 of the periodic table, a slip force, and one kind of metal, More preferably, An iridium compound, an osmium compound, a platinum compound (platinum complex compound), and a rare earth complex are preferable, and among them, an iridium compound is most preferable.
  • the phosphorescent compound according to the present invention has a phosphorescence quantum yield in a solution of preferably 0.001 or more at 25 ° C, more preferably 0.01 or more, and particularly preferably 0.1 or more.
  • the phosphorescence quantum yield can be measured by the method described in Spectroscopy II, pp. 398 (1992 edition, Maruzen) of the 4th edition of Experimental Chemistry Course 7.
  • Blocking Layer Hole Blocking Layer, Electron Blocking Layer
  • the hole blocking layer is, in a broad sense, an electron transporting layer, and is made of a material having a function of transporting electrons and having a very small ability to transport holes. And the recombination probability of holes can be improved.
  • the hole blocking layer serves to prevent holes moving from the hole transporting layer from reaching the cathode, and to efficiently transport electrons injected from the cathode toward the light emitting layer. It is formed by a possible compound.
  • the physical properties required of the material constituting the hole blocking layer are that the electron mobility is high and the hole mobility is low, and that the hole ionization potential of the light emitting layer is higher than that of the material. It is preferable to have a large gap, a force having an ionization potential value, and a band gap larger than the band gap of the light emitting layer.
  • the compound represented by the general formula (1) of the present invention is preferable to use as a hole blocking material. It is also effective to use the at least one of a styryl compound, a triazole derivative, a phenanthroline derivative, an oxadiazole derivative, and a boron derivative as a known hole blocking material in order to obtain the effects of the present invention.
  • Examples of other rows of materials for preventing mosquitoes include the exemplary compounds described in JP-A-2003-31367, JP-A-2003-31368, and Patent No. 2721441.
  • the electron blocking layer is a hole transporting layer in a broad sense, and is made of a material having a function of transporting holes and having an extremely small ability to transport electrons. Blocking can improve the recombination probability of electrons and holes.
  • the hole blocking layer and the electron blocking layer are formed by thinning the above material by a known method such as a vacuum deposition method, a spin coating method, a casting method, an ink jet method, and an LB method. That can be S.
  • the hole transporting material is capable of injecting or transporting holes and has a barrier property against electrons, and may be any of an organic substance and an inorganic substance.
  • triazole derivatives for example, triazole derivatives, oxadiazole derivatives, imidazole derivatives, polyarylalkane derivatives, pyrazoline derivatives and pyrazolone derivatives, phenylenediamine derivatives, arylamine derivatives, amino-substituted chalcone derivatives, oxazole derivatives, styryl anthracene derivatives, fluorenone derivatives,
  • Conventionally known materials such as hydrazone derivatives, stilbene derivatives, silazane derivatives, aniline-based copolymers, and conductive polymer oligomers, particularly thiophene oligomers, may be used.
  • the hole transporting material the above-mentioned materials can be used. It is preferable to use a porphyrin compound, an aromatic tertiary amine compound and a styrylamine compound, particularly an aromatic tertiary amine compound.
  • No. 5,061,569 for example, 4, —Bis [ ⁇ _ ( 1_naphthyl) _ ⁇ _ phenylamino] biphenyl (NPD), 4, A ', ⁇ "-tris [, in which three triphenylamine units described in JP-A-4-308688 are connected in a star-burst form ⁇ — (3-methylphenyl) - ⁇ -phenylamino] triphenylamine (MTDATA) and the like.
  • a polymer material in which these materials are introduced into a polymer chain, or in which these materials are used as a polymer main chain can also be used.
  • inorganic compounds such as ⁇ -type mono-Si and p-type mono-SiC can also be used as the hole injection material and the hole transport material.
  • the hole transport layer is formed by thinning the above hole transport material by a known method such as a vacuum deposition method, a spin coating method, a casting method, a printing method including an inkjet method, and an LB method. Can be formed.
  • the thickness of the hole transport layer is not particularly limited, but is usually! ! ! -! ! ! Degree, preferably 5 nm to 200 nm.
  • the hole transport layer may have a single-layer structure composed of one or more of the above materials.
  • the material of the electron transporting layer according to the present invention is not particularly limited as long as it has a function of transmitting electrons injected from the cathode to the light emitting layer. Can be.
  • electron transporting materials examples include heterocyclic tetracyclics such as nitro-substituted fluorene derivatives, diphenylquinone derivatives, thiopyrandioxide derivatives, and naphthalene perylene.
  • heterocyclic tetracyclics such as nitro-substituted fluorene derivatives, diphenylquinone derivatives, thiopyrandioxide derivatives, and naphthalene perylene.
  • a thiadiazole derivative in which an oxygen atom of the oxaziazono ring is substituted with a sulfur atom, and a quinoxaline derivative having a quinoxaline ring known as an electron-withdrawing group can also be used as the electron transport material.
  • a polymer material in which these materials are introduced into a polymer chain, or in which these materials are used as a polymer main chain, can also be used.
  • a metal complex of an 8_quinolinol derivative for example, tris (8-quinolinol) aluminum (Alq3), tris (5,7-dichloro-8-quinolinol) aluminum, tris (5,7_jib Mo-8-quinolinol) aluminum, tris (2-methyl-8-quinolinol) aluminum, tris (5-methyl_8_quinolinol) aluminum, bis (8-quinolinol) zinc (Znq), and the center of these metal complexes
  • Metal complexes in which the metal is replaced by In, Mg, Cu, Ca, Sn, Ga or Pb can also be used as an electron transport material.
  • metal-free or metal phthalocyanines and those whose terminals are substituted with an alkyl group-sulfonic acid group or the like can be preferably used as the electron transporting material.
  • the distyryl virazine derivative exemplified as a material for the light emitting layer can also be used as an electron transporting material, and like the hole injection layer and the hole transport layer, n-type Si, n-type SiC, etc. Can also be used as an electron transport material.
  • the electron transport layer can be formed by forming the above compound by a known thin film forming method such as a vacuum evaporation method, a spin coating method, a casting method, and an LB method.
  • a known thin film forming method such as a vacuum evaporation method, a spin coating method, a casting method, and an LB method.
  • the electron transporting layer can be formed by thinning the electron transporting material by a known method such as a vacuum deposition method, a spin coating method, a casting method, a printing method including an inkjet method, and an LB method. it can.
  • the thickness of the electron transport layer is not particularly limited, but is usually about 5 nm, preferably 5 nm to 200 nm.
  • the electron transport layer may have a single-layer structure composed of one or more of the above materials.
  • anode in the organic EL device a metal, an alloy, an electrically conductive compound, or a mixture thereof having a large work function (4 eV or more) as an electrode material is preferably used.
  • an electrode material include metals such as Au, and conductive transparent materials such as Cul, indium tin oxide (ITO), SnO, and Zn ⁇ . Also, IDIXO (In O Zn ⁇ ) etc.
  • a material that is amorphous and can form a transparent conductive film may be used.
  • the anode is formed by depositing these electrode materials into a thin film by vapor deposition, sputtering, or the like, and then using a photolithography method to form a pattern of the desired shape. (About 100 ⁇ m or more), a pattern may be formed through a mask having a desired shape at the time of vapor deposition or sputtering of the electrode material. When light emission is extracted from this anode, it is desirable that the transmittance be greater than 10%.
  • the sheet resistance of the anode is preferably several hundreds ⁇ / port or less.
  • the film thickness is selected in the range of usually 10 nm to 1000 nm, preferably 10 nm to 200 nm, depending on the material.
  • a cathode a metal having a small work function (4 eV or less) (referred to as an electron injecting metal), an alloy, an electrically conductive compound, and a mixture thereof are used as an electrode material.
  • electrode materials include sodium, sodium-potassium alloys, magnesium, lithium, magnesium / copper mixtures, magnesium / silver mixtures, magnesium / aluminum mixtures, magnesium / indium mixtures, aluminum / aluminum oxide (Al 2 O 3) ) Mixture, indium, lithium / aluminum mixture, rare earth metal, etc.
  • a mixture of an electron injecting metal and a second metal which is a stable metal having a larger work function value, such as a magnesium / silver mixture, magnesium / Aluminum mixture, magnesium / indium mixture, aluminum / aluminum oxide (Al 2 O 3) mixture, lithium / a
  • Luminum mixtures, aluminum and the like are preferred.
  • the cathode can be produced by forming a thin film of these electrode substances by a method such as evaporation or sputtering. Further, the sheet resistance as the cathode is preferably several hundred ⁇ / square or less, and the thickness is preferably selected in the range of usually 10 nm 5 ⁇ m, preferably 50 200 nm. Note that if one of the anode and the cathode of the organic EL element is transparent or translucent in order to transmit the emitted light, the emission luminance is advantageously improved.
  • a transparent or translucent cathode can be made by forming a conductive transparent material on it, and by applying this, it is possible to make a device in which both the anode and the cathode are transmissive. S can.
  • Buffer layer Anode buffer layer, cathode buffer layer
  • the injection layer is provided as necessary, and includes a cathode buffer layer (electron injection layer) and an anode buffer layer (hole injection layer). As described above, between the anode and the light emitting layer or the hole transport layer, and between the cathode and the cathode. It may be present between the light layer or the electron transport layer.
  • a cathode buffer layer electron injection layer
  • an anode buffer layer hole injection layer
  • the buffer layer is a layer provided between an electrode and an organic layer for lowering the driving voltage and improving the light emission luminance.
  • the "organic EL device and the forefront of its industrialization (November 30, 1998 This is described in detail in Chapter 2, Chapter 2, “Electrode Materials” (page 123, 166) of Volume 2 of “TS Inc.”, and includes an anode buffer layer and a cathode buffer layer.
  • anode buffer layer (hole injection layer)
  • JP-A-9-145479, JP-A-9-1260062, and JP-A-8-288069 Phthalocyanine buffer layer represented by copper phthalocyanine, oxide buffer layer represented by vanadium oxide, amorphous carbon buffer layer, polymer buffer layer using conductive polymers such as polyaniline (emeraldine) and polythiophene, etc. Is mentioned.
  • cathode buffer layer (electron injection layer) The details of the cathode buffer layer (electron injection layer) are described in JP-A-6-325871, JP-A-117-1574, and JP-A-10-74586, and specifically, strontium.
  • Buffer layer such as aluminum and aluminum, alkaline metal compound buffer layer such as lithium fluoride, alkaline earth metal compound buffer layer such as magnesium fluoride, and oxide buffer layer such as aluminum oxide And the like.
  • the buffer layer (injection layer) is preferably a very thin film, depending on the material to be used. The film thickness is preferably in the range of 0.1 nm and 5 ⁇ m.
  • Substrate also referred to as substrate, substrate, support, etc.
  • the organic EL device of the present invention is preferably formed on a substrate.
  • the substrate of the organic EL device of the present invention is not particularly limited as to the type of glass, plastic, and the like, and is not particularly limited as long as it is transparent. Glass, quartz, and a light-transmitting resin film can be used. Especially preferred The base is a resin film capable of providing flexibility to the organic EL element.
  • Examples of the resin film include polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polyether sulfone (PES), polyether imide, polyether ether ketone, polyphenylene sulfide, polyarylate, polyimide, polycarbonate (PC), Examples of the film include cellulose triacetate (TAC), cellulose acetate propionate (CAP), and the like.
  • an inorganic or organic coating or a hybrid coating of both may be formed on the surface of the resin film.
  • the organic light-emitting device of the present invention has an external extraction quantum efficiency of light emission at room temperature of preferably 1% or more, more preferably 5% or more.
  • the external extraction quantum efficiency (%) the number of photons emitted to the outside of the organic EL element / the number of electrons flowing to the organic EL element X I 00.
  • a hue improving filter such as a color filter or the like may be used in combination, or a color conversion filter that converts a color emitted from the organic EL element into multiple colors by using a phosphor may be used in combination.
  • the emission max of the organic EL element is preferably 480 nm or less.
  • anode / anode buffer layer / hole transport layer / emission layer / hole blocking layer / electron transport layer / cathode buffer layer / cathode Will be described.
  • the anode is formed by a method such as vapor deposition or sputtering so as to have a thickness of 1 / im or less, preferably 10 nm to 200 nm.
  • an organic compound thin film of an organic EL device material such as an anode buffer layer, a hole transport layer, a light emitting layer, a hole blocking layer, an electron transport layer, and a cathode buffer layer is formed thereon.
  • the vapor deposition method is used for film formation, the vapor deposition conditions vary depending on the type of compound used, etc., but generally the boat heating temperature is 50 ° C to 450 ° C, and the degree of vacuum is 10 to 6 Pa to 10 to 2 Pa. It is desirable to appropriately select an evaporation rate in the range of 0 to 50 nm / sec, substrate temperature of 50 to 300 ° C, and a film thickness of 0.1 to 5 / im, preferably 5 to 200 nm.
  • a cathode material for example, a thin film made of A1 is formed thereon by a method such as vapor deposition or sputtering so as to have a thickness of 1 ⁇ m or less, preferably 50 to 200 nm.
  • a desired organic EL device can be obtained by forming and providing a cathode. In the production of this organic EL device, it is preferable to consistently produce from the hole injection layer to the cathode by one evacuation, but it is also possible to take out the film and apply a different film forming method in the middle. At that time, it is necessary to consider that the work is performed in a dry inert gas atmosphere.
  • the method is not particularly limited, but is preferably an evaporation method, an inkjet method, or a printing method.
  • a vapor deposition method When using a vapor deposition method, a shadow mask is used, and patterning is preferred.
  • the cathode, the cathode buffer layer, the electron transporting layer, the hole transporting layer, the light emitting layer, the hole transporting layer, the anode buffer layer, and the anode in this order in reverse.
  • a DC voltage is applied to the multicolor display device obtained in this manner, light emission can be observed by applying a voltage of about 2 to 40 V with the anode being + and the cathode being of one polarity.
  • an AC voltage may be applied.
  • the alternating current waveform to be applied may be arbitrary.
  • the display device of the present invention can be used as a display device, a display, and various light-emitting light sources.
  • full-color display is possible by using three types of organic EL elements emitting blue, red and green light.
  • Examples of the display device and display include a television, a personal computer, a mopile device, an AV device, a character broadcast display, and information display in a car.
  • the drive method can be either a simple matrix (passive matrix) method or an active matrix method. May be either.
  • the lighting device of the present invention can be used for home lighting, car interior lighting, clocks and backlights for liquid crystals, billboard advertisements, traffic lights, light sources for optical storage media, light sources for electrophotographic copiers, light sources for optical communication processors, Examples include a light source of an optical sensor, but the present invention is not limited to this.
  • the organic EL device according to the present invention may be used as an organic EL device having a resonator structure.
  • the organic EL element of the present invention may be used as a kind of lamp for illumination or an exposure light source, a projection device of a type for projecting an image, or of a type for directly viewing a still image or a moving image. It may be used as a display device (display).
  • the driving method may be either a simple matrix (passive matrix) method or an active matrix method.
  • a full-color display device can be manufactured by using three or more kinds of the organic EL elements of the present invention having different emission colors.
  • a force S that can convert the emission color of the organic EL to another color by using a color conversion filter to obtain a full color, in which case the ⁇ max of the organic EL emission is preferably 480 nm or less.
  • FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an example of a display device including an organic EL element.
  • FIG. 2 is a schematic view of a display such as a mobile phone for displaying image information by light emission of an organic EL element.
  • the display 1 includes a display unit A having a plurality of pixels, a control unit B that performs image scanning of the display unit A based on image information, and the like.
  • the control unit B is electrically connected to the display unit A, sends a scanning signal and an image data signal to each of the plurality of pixels based on image information from the outside, and controls the pixels for each scanning line by the scanning signal. , Sequentially emit light according to the image data signal, perform image scanning, and display image information on the display unit A.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of the display unit A.
  • the display section A has a wiring section including a plurality of scanning lines 5 and data lines 6 and a plurality of pixels 3 and the like on a substrate.
  • the main members of the display unit A will be described below.
  • FIG. 2 shows a case where the light emitted from the pixel 3 is extracted in the direction of the white arrow (downward).
  • the scanning lines 5 and the plurality of data lines 6 of the wiring portion are each made of a conductive material, and the scanning lines 5 and the data lines 6 are orthogonal to each other in a grid and connected to the pixels 3 at orthogonal positions. (Details not shown).
  • the pixel 3 When the scan signal is applied from the scan line 5, the pixel 3 receives an image data signal from the data line 6, and emits light according to the received image data.
  • the pixel 3 By properly arranging pixels in the red, green, and blue light emission regions on the same substrate, full color display is possible.
  • FIG. 3 shows a schematic diagram of a pixel.
  • the pixel includes an organic EL element 10, a switching transistor 11, a driving transistor 12, a capacitor 13, and the like.
  • a full-color display can be performed by using red, green, and blue light emitting organic EL elements as the organic EL elements 10 for a plurality of pixels and juxtaposing them on the same substrate.
  • an image data signal is applied from the control unit B to the drain of the switching transistor 11 via the data line 6. Then, when a scan signal is applied from the control unit B to the gate of the switching transistor 11 via the scanning line 5, the drive of the switching transistor 11 is turned on, and the image data signal applied to the drain is driven by the capacitor 13 It is transmitted to the gate of transistor 12.
  • the capacitor 13 is charged according to the potential of the image data signal, and the driving of the drive transistor 12 is turned on.
  • Driving transistor 12 Is connected to the power supply line 7 and the source is connected to the electrode of the organic EL element 10.Current is supplied from the power supply line 7 to the organic EL element 10 according to the potential of the image data signal applied to the gate. Is done.
  • the driving of the switching transistor 11 is turned off. Even if the driving of the switching transistor 11 is turned off, the capacitor 13 holds the potential of the charged image data signal, so that the driving of the driving transistor 12 is kept on and the next scanning signal is output. The light emission of the organic EL element 10 continues until the application of is performed.
  • the drive transistor 12 is driven according to the potential of the next image data signal synchronized with the scan signal, and the organic EL element 10 emits light.
  • light emission of the organic EL element 10 is provided by providing a switching transistor 11 and a driving transistor 12 as active elements for the organic EL element 10 of each of the plurality of pixels, and The element 10 emits light.
  • a light emitting method is called an active matrix method.
  • the light emission of the organic EL element 10 may be light emission of a plurality of gradations by a multivalued image data signal having a plurality of gradation potentials, or light emission of a predetermined light emission amount by a binary image data signal. It may be on or off.
  • the potential of the capacitor 13 may be maintained until the next scan signal is applied, or may be discharged immediately before the next scan signal is applied.
  • a light emission drive of a passive matrix method in which an organic EL element emits light in response to a data signal only when a scanning signal is scanned may be used.
  • FIG. 4 is a schematic diagram of a display device using a passive matrix method.
  • a plurality of scanning lines 5 and a plurality of image data lines 6 are provided in a lattice shape so as to face each other with the pixel 3 interposed therebetween.
  • the pixels 3 connected to the applied scanning line 5 emit light according to the image data signal.
  • the manufacturing cost can be reduced because the active elements are connected to the pixels 3.
  • this ITO transparent electrode was provided.
  • the transparent support substrate was subjected to ultrasonic cleaning with isopropyl alcohol, dried with dry nitrogen gas, and subjected to UV ozone cleaning for 5 minutes.
  • This transparent support substrate was fixed to a substrate holder of a commercially available vacuum evaporation apparatus, while 200 mg of ⁇ NPD was placed in a molybdenum resistance heating boat, and Compound 1 was added to another molybdenum resistance heating boat as a host conjugate.
  • the heating boat containing BCP is energized and heated, and is deposited on the light emitting layer at a deposition rate of 0.1 nm / sec to form a 10 nm-thick electron transport layer also serving as a hole blocking layer. Provided. On top of that, the heating boat containing Alq was further energized and heated,
  • An electron injection layer having a thickness of 40 nm was further provided by vapor deposition on the electron transport layer at a deposition rate of 0. InmZsec.
  • the substrate temperature at the time of vapor deposition was room temperature.
  • Example 112-116 was produced in the same manner as in the organic EL element 111 except that Compound 1 was replaced with a compound shown in Table 1 to obtain a host conjugate.
  • the structure of each compound used above is shown below.
  • This ITO transparent electrode was provided after patterning on a 100 mm x 100 mm x 1.1 mm glass substrate (100 nm x 100 mm x 1.1 mm) made of ITO (indium tin oxide) with a lOOnm film thickness (NH Technoglass Co., Ltd., NA45).
  • the transparent support substrate was ultrasonically cleaned with isopropyl alcohol, dried with dry nitrogen gas, and subjected to UV ozone cleaning for 5 minutes.
  • This transparent support substrate was fixed to a substrate holder of a commercially available vacuum evaporation system, while 200 mg of NPD was placed in a molybdenum resistance heating boat, 200 mg of CBP was placed in another molybdenum resistance heating boat, and another 200 mg of compound 1 as a hole-blocking material in a molybdenum resistance heating boat, 100 mg of Ir ⁇ l in another molybdenum resistance heating boat, and 200 mg of Alq in another molybdenum resistance heating boat Attached to.
  • the heating boat containing Compound 1 was energized and heated, and a 10 nm-thick electron transporting layer serving also as a hole blocking layer was formed by vapor deposition on the light emitting layer at a deposition rate of 0.1 InmZsec. Was.
  • the heating boat was energized and heated, and was vapor-deposited on the electron transporting layer at a vapor deposition rate of 0.1 InmZsec to further provide an electron injection layer having a thickness of 40 nm.
  • the substrate temperature during the deposition was room temperature.
  • Example 2 In the same manner as in Example 1, the external extraction quantum efficiency of the organic EL device 2-1-2-16 was evaluated. Further, the life was evaluated according to the following measurement method.
  • the phosphorescent compounds of the organic EL device 1-1 of the present invention prepared in Example 1, the organic EL device 2_7 of the present invention prepared in Example 2, and the organic EL device 2_7 of the present invention were represented by the following Btp Ir ( acac
  • FIG. 2 shows only a schematic diagram of the display section A of the manufactured full-color display device. That is, on the same substrate, a wiring section including a plurality of scanning lines 5 and data lines 6 and a plurality of juxtaposed pixels 3 (pixels in a red region, pixels in a green region, pixels in a blue region, and the like) are arranged side by side.
  • the scanning line 5 and the plurality of data lines 6 in the wiring portion are each made of a conductive material, and the scanning line 5 and the data line 6 are orthogonal to each other in a grid and are connected to the pixel 3 at orthogonal positions ( Details are not shown).
  • the plurality of pixels 3 are driven by an active matrix method including an organic EL element corresponding to each emission color, a switching transistor as an active element, and a driving transistor, and a scanning signal from a scanning line 5. When is applied, an image data signal is received from the data line 6 and light is emitted according to the received image data.
  • An organic EL element 111W was produced in the same manner as the organic EL element 111 except that the light emitting layer was provided so as to have a thickness of 30 nm by adjusting the thickness to be 0: 5: 0.6.
  • the non-light-emitting surface of the obtained organic EL device 1-1W was covered with a glass case, and the lighting device shown in FIGS. 5 and 6 was obtained.
  • the lighting device was able to be used as a thin lighting device that emits white light with high luminous efficiency and long luminescent life.
  • FIG. 5 is a schematic diagram of the lighting device
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of the lighting device.
  • the organic EL element 100 is covered with a glass cover 102, the glass substrate 101 with a transparent electrode and the glass cover 102 are sealed with a sealing agent 107, and a power line (anode) 103 and a power line (cathode) 104 are formed. It is connected.
  • 105 is a cathode and 106 is an organic EL layer.
  • the glass cover 102 is filled with a nitrogen gas 108 and a rehydrating agent 109 is provided.
  • a material for an organic EL device having high luminous efficiency an organic EL device using the material for an organic EL device, a lighting device, and a display device can be provided. Further, it was possible to provide a material for an organic EL device having a long life, an organic EL device using the material for an organic EL device, a lighting device, and a display device.

Landscapes

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Abstract

 下記一般式（１）で表され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用材料。 　　【化１】 （式中、Ｒ１、Ｒ２は各々独立に置換基を表し、Ａ１は芳香族炭素環または複素環を形成するのに必要な残基を表し、Ｌは連結基を表し、Ｘは不対電子を持ちホウ素原子と配位結合可能な元素を表し、Ｒｘは水素原子、脂肪族基、芳香族基、複素環基を表し、ｎは０又は１を表し、ｍは１又は２を表し、ＲｘはＬの任意の元素と結合して環を形成してもよく、また、Ｒ１とＲ２は結合して環を形成してもよい。ＲｘはＡ１の任意の元素と結合して縮合環を形成してもよい。）

Description

明 細 書
有機エレクト口ルミネッセンス素子用材料、有機エレクト口ルミネッセンス素 子、照明装置および表示装置
技術分野
[0001] 本発明は、有機エレクト口ルミネッセンス素子、照明装置、表示装置に関し、詳しく は発光輝度、発光効率及び耐久性に優れた有機エレクト口ルミネッセンス素子、照明 装置、及びそれらを有する表示装置に関する。
背景技術
[0002] 従来、発光型の電子ディスプレイデバイスとして、エレクト口ルミネッセンスディスプレ ィ（ELD)がある。 ELDの構成要素としては、無機エレクト口ルミネッセンス素子や有 機エレクト口ルミネッセンス素子（以下、有機 EL素子ともいう）が挙げられる。
[0003] 無機エレクト口ルミネッセンス素子は平面型光源として使用されてきた力 発光素子 を駆動させるためには交流の高電圧が必要である。
[0004] 一方、有機 EL素子は、発光する化合物を含有する発光層を、陰極と陽極で挟んだ 構成を有し、発光層に電子及び正孔を注入して、再結合させることにより励起子 (ェ キシトン）を生成させ、このエキシトンが失活する際の光の放出（蛍光 'リン光）を利用 して発光する素子であり、数 V—数十 V程度の電圧で発光が可能であり、さらに、 自 己発光型であるために視野角に富み、視認性が高ぐ薄膜型の完全固体素子である ために省スペース、携帯性等の観点から注目されている。
[0005] 今後の実用化に向けた有機 EL素子の開発としては、さらに低消費電力で効率よく 高輝度に発光する有機 EL素子が望まれているわけであり、例えば、スチルベン誘導 体、ジスチリルァリーレン誘導体またはトリススチリルァリーレン誘導体に、微量の蛍 光体をドープし、発光輝度の向上、素子の長寿命化を達成する技術 (例えば、特許 文献 1参照。）、 8—ヒドロキシキノリンアルミニウム錯体をホストイ匕合物として、これに微 量の蛍光体をドープした有機発光層を有する素子 (例えば、特許文献 2参照。）、 8 - ヒドロキシキノリンアルミニウム錯体をホストイ匕合物として、これにキナクリドン系色素を ドープした有機発光層を有する素子 (例えば、特許文献 3参照。）等が知られている。 [0006] 上記特許文献に開示されている技術では、励起一重項からの発光を用いる場合、 一重項励起子と三重項励起子の生成比が 1： 3であるため発光性励起種の生成確率 力 S25%であることと、光の取り出し効率が約 20%であるため、外部取り出し量子効率 ( η ext)の限界は 5%とされている。
[0007] ところ力 プリンストン大より、励起三重項からのリン光発光を用いる有機 EL素子の 報告 (例えば、非特許文献 1参照。）がされて以来、室温でリン光を示す材料の研究 が活発になってきている（例えば、非特許文献 2及び特許文献 4参照。）。
[0008] 励起三重項を使用すると、内部量子効率の上限が 100。/oとなるため、励起一重項 の場合に比べて原理的に発光効率力 S4倍となり、冷陰極管とほぼ同等の性能が得ら れ照明用にも応用可能であり注目されている。
[0009] 例えば、多くの化合物がイリジウム錯体系等重金属錯体を中心に合成検討されて いる (例えば、非特許文献 3参照。）。
[0010] また、ドーパントとして、トリス（2—フエ二ルビリジン)イリジウムを用いた検討がされて いる (例えば、非特許文献 2参照。）。
[0011] その他、ドーパントとして L Ir (acac)、例えば（ppy) Ir (acac) (例えば、非特許文
2 2
献 4参照。）を、また、ドーパントとして、トリス（2- (p-トリル)ピリジン)イリジウム（Ir (pt py) )、トリス（ベンゾ [h]キノリン)イリジウム（Ir (bzq) )、Ir (bzq) ClP (Bu) 等を用
3 3 2 3 いた検討 (例えば、非特許文献 5参照。）が行われている。
[0012] また、高い発光効率を得るために、ホール輸送性の化合物をリン光性化合物のホス トとして用いている（例えば、非特許文献 6参照。）。
[0013] また、各種電子輸送性材料をリン光性化合物のホストとして、これらに新規なイリジ ゥム錯体をドープして用いている（例えば、非特許文献 4参照）。さらに、ホールブロッ ク層の導入により高い発光効率を得ている（例えば、非特許文献 5参照。）。
[0014] 現在、このリン光発光を用いた有機 EL素子の更なる発光の高効率化、長寿命化が 検討されている。
[0015] しかし、緑色発光については理論限界である 20%近くの外部取り出し効率が達成 されているものの、低電流領域 (低輝度領域）のみであり、高電流領域（高輝度領域） では、レ、まだ理論限界は達成されていなレ、。さらに、その他の発光色についてもまだ 十分な効率が得られておらず改良が必要であり、また、今後の実用化に向けた有機 EL素子では、更に、低消費電力で効率よく高輝度に発光する有機 EL素子の開発 が望まれている。特に青色リン光発光の有機 EL素子において高効率に発光する素 子が求められている。
[0016] これらの問題を解決するリン光発光の有機 EL素子として、分子内にホウ素原子を 含む化合物を発光材料または電子輸送材料として用いることが記載されている（例え ば、特許文献 5参照）が、更なる発光効率と発光寿命向上が求められている。
[0017] また、 8—ヒドロキシキノリン誘導体のホウ素錯体を含む有機 EL素子が記載されてい る（例えば、特許文献 6参照）が、ホウ素化合物が不安定で、更なる長寿命化が要求 されていた。
特許文献 1：特許第 3093796号明細書
特許文献 2：特開昭 63 - 264692号公報
特許文献 3 :特開平 3— 255190号公報
特許文献 4 :米国特許第 6, 097， 147号明細書
特許文献 5：特開 2003— 234192号公報
特許文献 6 :特開 2000— 150163号公報
非特許文献 1 : M. A. Baldo et al. , nature, 395卷、 151— 154ページ（1998年 )
非特許文献 2 : M. A. Baldo et al. , nature, 403卷、 17号、 750— 753ページ（2 000年）
非特許文献 3 : S. Lamansky et al. , J. Am. Chem. Soc. , 123卷、 4304ぺー ジ（2001年）
非特許文献 4 : M. E. Tompson et al. , The 10th International Worksho p on Inorganic and Organic Electroluminescence ( u' 00、浜松) 非特許文献 5 : Moon— Jae Youn. 0g, Tetsuo Tsutsuiet al.， The 10th Int ernational Workshop on Inorganic and Organic Electroluminescence (EL' 00、浜松）
非特許文献 6 : Ikai et al.， The 10th International Workshop on Inorga nic and Organic Electroluminescence (EL' 00、浜松)
発明の開示
[0018] 本発明は係る課題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、発光効率が高く なる有機 EL素子用材料、該有機 EL素子用材料を用いた有機 EL素子、照明装置お よび表示装置を提供することである。さらに、長寿命となる有機 EL素子用材料、該有 機 EL素子用材料を用いた有機 EL素子、照明装置および表示装置を提供すること である。
[0019] 本発明の上記目的を達成するための一つの態様は、不対電子を持ちホウ素と配位 結合可能な元素を含み、特定の構造を有する事を特徴とする有機エレクト口ルミネッ センス素子用材料にある。
図面の簡単な説明
[0020] [図 1]アクティブマトリクス方式フルカラー表示装置を示す。
[図 2]フルカラー表示装置の表示部 Aの模式図を示す。
[図 3]画素の模式図を表す。
[図 4]パッシブマトリクス方式による表示装置の模式図である。
[図 5]照明装置の概略図である。
[図 6]照明装置の断面図である。
発明を実施するための最良の形態
[0021] 本発明の上記目的は下記構成により達成された。
( 1 ) 下記一般式（1 )で表されることを特徴とする有機エレクト口ルミネッセンス素子用 材料。
[0022] [化 1]
一般式（1)
Figure imgf000005_0001
(式中、 R、 Rは各々独立に置換基を表し、 Aは芳香族炭素環または複素環を形成
1 2 1
するのに必要な残基を表し、 Lは連結基を表し、 Xは不対電子を持ちホウ素原子と配 位結合可能な元素を表し、 Rxは水素原子、脂肪族基、芳香族基、複素環基を表し、 nは 0又は 1を表し、 mは 1又は 2を表し、 Rxは Lの任意の元素と結合して環を形成し てもよく、また、 Rと Rは結合して環を形成してもよい。 Rxは Aの任意の元素と結合
1 2 1
して縮合環を形成してもよい。 )
(2) 下記一般式（2)で表されることを特徴とする有機エレクト口ルミネッセンス素子用 材料。
[0024] [化 2]
一般式 (2)
Figure imgf000006_0001
[0025] (式中、 R、 Rは各々独立に置換基を表し、 Aは芳香族炭素環または複素環を形成
1 2 2
するのに必要な残基を表し、 Lは連結基を表し、 Xは不対電子を持ちホウ素原子と配 位結合可能な元素を表し、 Rxは水素原子、脂肪族基、芳香族基、複素環基を表し、 nは 0又は 1を表し、 mは 1又は 2を表し、 Rxは Lの任意の元素と結合して環を形成し てもよく、また、 Rと Rは結合して環を形成してもよい。 Rxは Aの任意の元素と結合
1 2 2
して縮合環を形成してもよい。 )
(3) 下記一般式（3)で表されることを特徴とする有機エレクト口ルミネッセンス素子用 材料。
[0026] [化 3]
一般式 (3)
Figure imgf000006_0002
(式中、 R、 Rは各々独立に置換基を表し、 Lは連結基を表し、 Xは不対電子を持ち
1 2
ホウ素原子と配位結合可能な元素を表し、 Rxは水素原子、脂肪族基、芳香族基、複 素環基を表し、 R、 R、 R、 Rは各々独立に水素原子又は置換基を表し、 nは 0又
3 4 5 6
は 1を表し、 mは 1又は 2を表し、 Rxは Lの任意の元素と結合して環を形成してもよぐ また、 Rと Rは結合して環を形成してもよい。 Rxは Rと結合して縮合環を形成しても
1 2 6
よい。 )
(4) 下記一般式 (4)で表されることを特徴とする有機エレクト口ルミネッセンス素子用 材料。
[0028] [化 4]
一般式 (4)
Figure imgf000007_0001
[0029] (式中、 R、 Rは各々独立に置換基を表し、 Aは芳香族炭素環または複素環を形成
1 2 2
するのに必要な残基を表し、 Aは複素環を形成するのに必要な残基を表し、 Aの任
3 2 意の元素と Aの任意の元素が結合して環を形成してもよレ、。 Rと Rは結合して環を
3 1 2
形成してもよい。 )
(5) 前記 R、 Rが共に芳香族炭素環基または複素環基であることを特徴とする前
1 2
記（1)一（4)のいずれ力 1項に記載の有機エレクト口ルミネッセンス素子用材料。
(6) 前記（1)一（5)のいずれか 1項に記載の有機エレクト口ルミネッセンス素子用材 料を用いたことを特徴とする有機エレクト口ルミネッセンス素子。
(7) リン光性発光材料を含有する発光層を有することを特徴とする前記 (6)に記載 の有機エレクト口ルミネッセンス素子。
(8) 前記（1)一（5)のいずれか 1項に記載の有機エレクト口ルミネッセンス素子用材 料を前記発光層に含有することを特徴とする請求項 7に記載の有機エレクトロルミネ ッセンス素子。
(9) 前記（1)一（5)のいずれか 1項に記載の有機エレクト口ルミネッセンス素子用材 料を含有する正孔阻止層を有することを特徴とする前記（6)—（8)のいずれか 1項に 記載の有機エレクト口ルミネッセンス素子。
(10) 青色に発光することを特徴とする前記（6) (9)のいずれ力、 1項に記載の有 機エレクト口ルミネッセンス素子。
(11) 白色に発光することを特徴とする前記（6) (9)のいずれ力、 1項に記載の有 機エレクト口ルミネッセンス素子。
(12) 前記（6)—（11)のいずれか 1項に記載の有機エレクト口ルミネッセンス素子を 備えたことを特徴とする表示装置。
(13) 前記（6)—（11)のいずれ力 4項に記載の有機エレクト口ルミネッセンス素子を 備えたことを特徴とする照明装置。
(14) 前記（13)に記載の照明装置と、表示手段として液晶素子とを備えたことを特 徴とする表示装置。
[0030] 以下、本発明を更に詳細に説明する。
[0031] 本発明において、前記一般式（1)で表されるボロン化合物は、有機 EL素子材料に おいて、ホストイ匕合物として又は正孔阻止材料として用いられるものである。
[0032] 一般式（1)において、 Aは芳香族炭素環または複素環を形成するのに必要な残
1
基を表し、 Aにより形成される芳香族炭素環の例としては、ベンゼン環、ナフタレン 環、アントラセン環、ァズレン環、フエナントレン環、トリフエ二レン環、ピレン環、クリセ ン環、ナフタセン環、ペリレン環、ペンタセン環、へキサセン環等が挙げられ、これら は置換基を有してもよレ、。これらのうちで好ましいのは、ベンゼン環及びナフタレン環 であり、更に好ましいのはベンゼン環である。
[0033] Aにより形成される複素環の例としては、力ルバゾール環、ピリジン環、ピリミジン環
1
、チォフェン環、フラン環、イミダゾール環、ピラゾール環、トリァゾール環、ォキサゾ ール環、チアゾール環、イソォキサゾール、イソチアゾール環、インドール環、フヱナ ントロリン環、キノリン環、イソキノリン環、キノリン環、ォキサジァゾール環等が挙げら れ、これらは置換基を有してもよい。これらのうちで好ましいのは、力ルバゾール環、 ピリジン環、ピリミジン環、トリァゾール環、ォキサジァゾール環等であり、更に好ましく は、力ルバゾール環及びピリジン環である。
[0034] 一般式（1)において、 R、 Rは各々独立に置換基を表し、 R、 Rで表される置換
1 2 1 2
基の例としては、脂肪族基 (例えば、メチル基、ェチル基、プロピル基、イソプロピノレ 基、 tert_ブチル基、ペンチル基、へキシル基、ォクチル基、ドデシル基、トリデシル 基、テトラデシル基、ペンタデシル基、シクロペンチル基、シクロへキシル基、ビュル 基、ァリル基、ェチュル基、プロパルギル基等）、芳香族炭素環基 (例えば、フエニル 基、ナフチル基等）、複素環基 (例えば、フリル基、チェニル基、ピリジル基、ピリダジ ル基、ピリミジル基、ピラジノレ基、トリアジル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、チアゾリ ル基、ベンゾイミダゾリル基、ベンゾォキサゾリル基、キナゾリル基、フタラジル基、ピロ リジノレ基、イミダゾリジノレ基、モルホリル基、ォキサゾリジル基等）、シクロアルコキシ基 (例えば、シクロペンチルォキシ基、シクロへキシルォキシ基等）、ァリールォキシ基（ 例えば、フエノキシ基、ナフチルォキシ基等）、アシノレ基 (例えば、ァセチル基、ェチ ノレカルボニル基、プロピルカルボニル基、ペンチルカルボニル基、シクロへキシルカ ノレボニル基、ォクチルカルボニル基、 2_ェチルへキシルカルボニル基、ドデシルカ ノレボニル基、フエニルカルボニル基、ナフチルカルボニル基、ピリジルカルボニル基 等）、ハロゲン原子 (例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子等）、フッ化炭化水素 基（例えば、フルォロメチル基、トリフルォロメチル基、ペンタフルォロェチル基、ペン タフルオロフヱニル基等）、シァノ基等が挙げられる。
[0035] 一般式（1)において、 Lは連結基を表し、 Lで表される連結基の例としては、アルキ レン基（例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基等）、アルケニレン基（例えば、 ビニレン基等）、ァリーレン基（例えば、フエ二レン基、ナフチレン基等）、複素環基（例 えば、フリル基、チェニル基、ピリジル基、ピリダジノレ基、ピリミジル基、ピラジノレ基、ト リアジノレ基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、チアゾリル基、ベンゾイミダゾリル基、ベン ゾォキサゾリル基、キナゾリル基、フタラジル基、ピロリジノレ基、イミダゾリジル基、モル ホリル基、ォキサゾリジノレ基等力 誘導される 2価の基）等が挙げられる。
[0036] 一般式（1)において、 Xは不対電子を持ちホウ素原子と配位結合可能な元素を表 し、 Xで表される不対電子を持ちホウ素原子と配位結合可能な元素の例としては、窒 素原子、酸素原子、硫黄原子等が挙げられる。
[0037] 一般式（1)において、 Rxは水素原子、脂肪族基、芳香族炭素環基、複素環基を表 し、 Rxで表される脂肪族基、芳香族炭素環基、複素環基の例としては、 Rで挙げた 例が挙げられる。
[0038] 一般式（1)において、 nは 0又は 1を表し、 mは 1又は 2を表す。
[0039] また、 Rxは Lの任意の元素と結合して環を形成してもよぐ Rxと Lの任意の元素が 形成した環の例としては、チォフェン環、フラン環、イソべンゾフラン環、クロメン環、ィ ソクロメン環、ピロール環、イミダゾール環、ピリジン環、ピリミジン環、ピラジン環、イン ドール環、イソインドール環、キノリン環、イソキノリン環、力ルバゾール環、カルボリン 環等が挙げられる。
[0040] また、 Rxは Aの任意の元素と結合して縮合環を形成してもよぐ Rxと Aの任意の
1 1 元素が形成した環の例としては、クロメン環、インドール環、キノリン環、キナゾリン環、 力ルバゾール環、カノレポリン環、フヱナント口リン環等が挙げられる。
[0041] 一般式（2)において、 Aは芳香族炭素環または複素環を形成するのに必要な残
2
基を表し、 Aにより形成される芳香族炭素環の例としては、ベンゼン環、ナフタレン
2
環、アントラセン環、ァズレン環、フエナントレン環、トリフエ二レン環、ピレン環、クリセ ン環、ナフタセン環、ペリレン環、ペンタセン環、へキサセン環が挙げられ、これらは 置換基を有してもよい。これらのうちで好ましいのは、ベンゼン環、ナフタレン環であり 、更に好ましいのはベンゼン環である。
[0042] Aにより形成される複素環の例としては、力ルバゾール環、ピリジン環、ピリミジン環
2
、チォフェン環、フラン環、イミダゾール環、ピラゾール環、ォキサゾール環、チアゾー ル環、イソォキサゾール、イソチアゾール環、インドール環、フエナント口リン環、キノリ ン環、イソキノリン環等が挙げられ、これらは置換基を有してもよい。これらのうちで好 ましいのは、力ルバゾール環、ピリジン環、ピリミジン環であり、更に好ましくは、カル バゾール環及びピリジン環である。
[0043] —般式（2)における R , R , L, X, Rx, m, nは、各々前記一般式（1)における R ,
1 2 1
R , L, X, Rx, m, nと同義である。
2
[0044] また、 Rxは Lの任意の元素と結合して環を形成してもよぐ Rxと Lの任意の元素が 結合して形成した環の例としては、一般式（1)において挙げた例が挙げられる。
[0045] また、 Rxは Aの任意の元素と結合して縮合環を形成してもよぐ Rxと Aの任意の
2 2 元素が結合して形成した環の例としては、一般式（1)において、 Rxと Aの任意の元
1
素が結合して形成した環の例を挙げられる。
[0046] 一般式（3)における R， R , L, X， Rx, m， nは、前記一般式（1)における R， R ,
1 2 1 2
L, X， Rx, m， nと同義である。
[0047] 一般式（3)におレ、て、 R、 R、 R、 Rは各々独立に水素原子又は置換基を表し、 R、 R、 R、 Rで表される置換基の例としては、脂肪族基 (例えば、メチル基、ェチ
3 4 5 6
ル基、プロピル基、イソプロピル基、 tert—ブチル基、ペンチル基、へキシル基、オタ チル基、ドデシル基、トリデシノレ基、テトラデシノレ基、ペンタデシル基、シクロペンチル 基、シクロへキシル基、ビュル基、ァリル基、ェチュル基、プロパルギル基等）、芳香 族基 (例えば、フエニル基、ナフチル基等）、複素環基 (例えば、フリル基、チェニル 基、ピリジノレ基、ピリダジノレ基、ピリミジノレ基、ピラジノレ基、トリアジノレ基、イミダゾリル基 、ピラゾリル基、チアゾリル基、ベンゾイミダゾリル基、ベンゾォキサゾリル基、キナゾリ ル基、フタラジル基、ピロリジノレ基、イミダゾリジノレ基、モルホリル基、ォキサゾリジル基 等）、アルコキシ基（例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロピルォキシ基、ペンチルォキ シ基、へキシルォキシ基、ォクチルォキシ基、ドデシノレォキシ基等）、シクロアルコキ シ基（例えば、シクロペンチルォキシ基、シクロへキシルォキシ基等）、ァリールォキシ 基 (例えば、フエノキシ基、ナフチルォキシ基等）、アルキルチオ基 (例えば、メチルチ ォ基、ェチルチオ基、プロピルチオ基、ペンチルチオ基、へキシルチオ基、ォクチル チォ基、ドデシノレチォ基等）、シクロアルキルチオ基（例えば、シクロペンチルチオ基 、シクロへキシノレチォ基等）、ァリールチオ基（例えば、フエ二ルチオ基、ナフチルチ ォ基等）、アルコキシカルボニル基（例えば、メチルォキシカルボニル基、ェチルォキ シカルボニル基、ブチルォキシカルボニル基、ォクチルォキシカルボニル基、ドデシ ルォキシカルボニル基等）、ァリールォキシカルボニル基（例えば、フエニルォキシカ ルボニル基、ナフチルォキシカルボニル基等）、スルファモイル基（例えば、アミノスノレ ホニル基、メチルアミノスルホニル基、ジメチルアミノスルホニル基、ブチルアミノスル ホニル基、へキシルアミノスルホニル基、シクロへキシルアミノスルホニル基、ォクチル アミノスルホニル基、ドデシルアミノスルホニル基、フエニルアミノスルホニル基、ナフ チルアミノスルホニル基、 2_ピリジルアミノスルホニル基等）、ァシル基（例えば、ァセ チル基、ェチルカルボニル基、プロピルカルボニル基、ペンチルカルボニル基、シク 口へキシルカルボニル基、ォクチルカルボニル基、 2_ェチルへキシルカルボニル基 、ドデシルカルボ二ル基、フエニルカルボニル基、ナフチルカルボニル基、ピリジルカ ルボニル基等）、ァシルォキシ基（例えば、ァセチルォキシ基、ェチルカルボニルォ キシ基、ブチルカルボニルォキシ基、ォクチルカルボニルォキシ基、ドデシルカルボ ニルォキシ基、フエニルカルボニルォキシ基等）、アミド基（例えば、メチルカルボニル アミノ基、ェチルカルボニルァミノ基、ジメチルカルボニルァミノ基、プロピルカルボ二 ノレアミノ基、ペンチルカルボニルァミノ基、シクロへキシルカルボニルァミノ基、 2—ェ チルへキシルカルボニルァミノ基、ォクチルカルボニルァミノ基、ドデシルカルボニル アミノ基、フエニルカルボニルァミノ基、ナフチルカルボニルァミノ基等）、力ルバモイ ル基（例えば、ァミノカルボニル基、メチルァミノカルボニル基、ジメチルァミノカルボ 二ノレ基、プロピルアミノカルボニル基、ペンチルァミノカルボニル基、シクロへキシル ァミノカルボニル基、ォクチルァミノカルボニル基、 2—ェチルへキシルァミノカルボ二 ル基、ドデシルァミノカルボニル基、フエニルァミノカルボニル基、ナフチルァミノカル ボニル基、 2_ピリジルァミノカルボニル基等）、ウレイド基（例えば、メチノレウレイド基、 ェチルウレイド基、ペンチルゥレイド基、シクロへキシルウレイド基、ォクチルゥレイド 基、ドデシノレウレイド基、フエニルウレイド基、ナフチルウレイド基、 2—ピリジルアミノウ レイド基等）、スルフィエル基（例えば、メチルスルフィエル基、ェチルスルフィニル基 、ブチルスルフィニル基、シクロへキシルスルフィニル基、 2_ェチルへキシルスルフィ ニル基、ドデシルスルフィエル基、フエニルスルフィエル基、ナフチルスルフィエル基 、 2—ピリジルスルフィエル基等）、アルキルスルホニル基（例えば、メチルスルホニル 基、ェチルスルホニル基、ブチルスルホニル基、シクロへキシルスルホニル基、 2—ェ チルへキシルスルホニル基、ドデシルスルホニル基等）、ァリールスルホニル基（フエ ニルスルホニル基、ナフチルスルホニル基、 2—ピリジルスルホニル基等）、アミノ基（ 例えば、アミノ基、ェチルアミノ基、ジメチルァミノ基、ブチルァミノ基、シクロペンチル アミノ基、 2—ェチルへキシルァミノ基、ドデシルァミノ基、ァニリノ基、ナフチルァミノ基 、 2 -ピリジルァミノ基等）、ハロゲン原子 (例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子 等）、フッ化炭化水素基 (例えば、フルォロメチル基、トリフルォロメチル基、ペンタフ ルォロェチル基、ペンタフルオロフヱニル基等）、シァノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、メ ルカプト基、シリル基（例えば、トリメチルシリル基、トリイソプロビルシリル基、トリフエ二 ルシリル基、フエ二ルジェチルシリル基等）等が挙げられる。
[0048] 一般式 (4)における R ， Rは、前記一般式（1)における R ， Rと同義である。
1 2 1 2
[0049] 一般式 (4)における Aは、前記一般式（2)における Aと同義である。 [0050] 一般式 (4)において、 Aは複素環を形成するのに必要な残基を表し、 Aで表され
3 3 る複素環の例としては、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、キノリン環、イソキノリン 環、カルボリン環、フエナント口リン環等が挙げられる。
[0051] 以下に本発明の有機 EL素子用材料の例を示すが、これらに限定されるものではな レ、。
[0052] [化 5]
Figure imgf000013_0001
Figure imgf000014_0001
Figure imgf000015_0001
U98請 OOZdf/ェ:) d I 9.9Z90/S00Z OAV
Figure imgf000016_0001
U98請 OOZdf/ェ:) d
Figure imgf000017_0001
U98請 OOZdf/ェ:) d
Figure imgf000018_0001
[0058] [化 11]
Figure imgf000019_0001
[0059] 以下の本発明の化合物の合成例を記す。
[0060] (化合物 1の合成） [0061] [化 12]
Figure imgf000020_0001
[0062] 200ml三頭フラスコに中間体 1 2. 53g (10. 8mmol)を入れた後、窒素置換した 。これにジェチルエーテル 60mlカ卩え、 _78°Cに冷却した後、 n_BuLi 6. 81ml (10 . 8mmol)を滴下し 30分攪拌した。この後、 BF - OEt 0. 45ml (3. 59mmol)カロ
3 2
え、 -78°Cで 1時間、室温に昇温して更に 2時間攪拌した。これを分液漏斗に移し、 酢酸ェチル 100mlをカ卩えてから、 3回水洗した。この後、減圧下有機溶媒を除去して 、残渣をシリカゲルクロマトグラフィーにて分離精製し、化合物 1を 1 · 0g得た。
[0063] 次に、本発明に係る有機 EL素子の構成にっレ、て説明する。
[0064] 《有機 EL素子の構成層》
本発明において、有機 EL素子の層構成の好ましい具体例を以下に示すが、本発 明はこれらに限定されない。
(i)陽極 Z発光層 Z電子輸送層 Z陰極
(ii)陽極/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/陰極
(iii)陽極/正孔輸送層/発光層/正孔阻止層/電子輸送層/陰極
(iv)陽極/正孔輸送層/発光層/正孔阻止層 Z電子輸送層 Z陰極バッファ一層 /陰極
(V)陽極/陽極バッファ一層/正孔輸送層/発光層/正孔阻止層/電子輸送層/ 陰極バッファー層/陰極
《発光層》
本発明に係る発光層は、リン光性化合物を含有し、電極または電子輸送層、正孔 輸送層から注入されてくる電子及び正孔が再結合して発光する層であり、発光する 部分は発光層の層内であっても発光層と隣接層との界面であってもよい。
[0065] 本発明に係る発光層には、前記一般式（1)で表される化合物がホスト化合物 (発光 ホスト）として含有されることが好ましい。
[0066] また、本発明に係る発光層には、前記一般式（1)で表される化合物と共にリン光性 ドーパントを用いることで、更に発光効率が高ぐ長寿命の有機 EL素子とすることが できる。
[0067] リン光性化合物の発光は、原理としては 2種挙げられ、一つはキャリアが輸送される ホストイ匕合物上でキャリアの再結合が起こってホストイ匕合物の励起状態が生成し、こ のエネルギーをリン光性化合物に移動させることでリン光性化合物からの発光を得る というエネルギー移動型、もう一つはリン光性化合物がキャリアトラップとなり、リン光 性化合物上でキャリアの再結合が起こりリン光性化合物からの発光が得られるという キャリアトラップ型であるが、いずれの場合においても、リン光性化合物の励起状態の エネルギーはホストイ匕合物の励起状態のエネルギーよりも低いことが条件である。
[0068] 本発明においては、リン光性化合物のリン光発光極大波長としては特に制限される ものではなく、原理的には、中心金属、配位子、配位子の置換基等を選択することで 得られる発光波長を変化させることができるが、リン光性化合物のリン光発光波長が 3 80nm— 480nmにリン光発光の極大波長を有することが好ましい。
[0069] このようなリン光発光波長を有するものとしては、青色に発光する有機 EL素子や白 色に発光する有機 EL素子が挙げられるが、これらの素子はより発光電圧を抑え、低 消費電力で作動させることができる。
[0070] また、リン光性化合物を複数種用いることで、異なる発光を混ぜることが可能となり、 これにより任意の発光色を得ることができる。リン光性化合物の種類、ドープ量を調整 することで白色発光が可能であり、照明、ノくックライトへの応用もできる。
[0071] また、発光層には、リン光性化合物の他にホスト化合物を含有してもよい。
[0072] 本発明に係る発光層においては、前記一般式（1)で表される化合物をホストイ匕合 物として用い、更に、公知のホストイ匕合物を複数種併用して用いてもよい。ホスト化合 物を複数種もちいることで、電荷の移動を調整することが可能であり、有機 EL素子を 高効率化することができる。これらの公知のホスト化合物としては、正孔輸送能、電子 輸送能を有しつつ、かつ、発光の長波長化を防ぎ、なおかつ高 Tg (ガラス転移温度） である化合物が好ましい。 [0073] 公知のホス H匕合物の具体例としては、以下の文献に記載されている化合物が挙 げられる。
[0074] 特開 2001-257076号公報、同 2002—308855号公報、同 2001—313179号公 報、同 2002— 319491号公報、同 2001— 357977号公報、同 2002— 334786号公 報、同 2002— 8860号公報、同 2002— 334787号公報、同 2002— 15871号公報、 同 2002— 334788号公報、同 2002— 43056号公報、同 2002— 334789号公報、 同 2002— 75645号公報、同 2002— 338579号公報、同 2002— 105445号公報、 同 2002— 343568号公報、同 2002— 141173号公報、同 2002— 352957号公報、 同 2002— 203683号公報、同 2002— 363227号公報、同 2002— 231453号公報、 同 2003— 3165号公報、同 2002— 234888号公報、同 2003— 27048号公報、同 2 002— 255934号公報、同 2002— 260861号公報、同 2002— 280183号公報、同 2 002— 299060号公報、同 2002— 302516号公報、同 2002— 305083号公報、同 2 002— 305084号公報、同 2002— 308837号公報等である。
[0075] また、発光層は、ホスト化合物としてさらに蛍光極大波長を有するホスト化合物を含 有していてもよい。この場合、他のホス H匕合物とリン光性化合物から蛍光性化合物 へのエネルギー移動で、有機 EL素子としての電界発光は蛍光極大波長を有する他 のホストイ匕合物からの発光も得られる。蛍光極大波長を有するホストイ匕合物として好 ましいのは、溶液状態で蛍光量子収率が高レ、ものである。ここで、蛍光量子収率は 1 0%以上、特に 30%以上が好ましい。具体的な蛍光極大波長を有するホスト化合物 としては、クマリン系色素、ピラン系色素、シァニン系色素、クロコニゥム系色素、スク ァリウム系色素、ォキソベンツアントラセン系色素、フルォレセイン系色素、ローダミン 系色素、ピリリウム系色素、ペリレン系色素、スチルベン系色素、ポリチォフェン系色 素等が挙げられる。蛍光量子収率は、前記第 4版実験化学講座 7の分光 IIの 362頁 ( 1992年版、丸善）に記載の方法により測定することができる。
[0076] 本明細書の発光する色は、「新編色彩科学ハンドブック」 (日本色彩学会編、東京 大学出版会、 1985)の 108頁の図 4. 16において、分光放射輝度計 CS—1000 (ミノ ルタ製）で測定した結果を CIE色度座標に当てはめたときの色で決定される。
[0077] 発光層は、上記化合物を、例えば真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、 LB法、 インクジェット法等の公知の薄膜ィ匕法により製膜して形成することができる。発光層と しての膜厚は特に制限はないが、通常は 5nm— 5 /i m、好ましくは 5nm— 200nmの 範囲で選ばれる。この発光層は、これらのリン光性化合物やホストイ匕合物が 1種また は 2種以上からなる一層構造であってもよいし、あるいは、同一組成または異種組成 の複数層からなる積層構造であってもよい。
[0078] 《ドーパント（蛍光性、リン光性)》
本発明に係る発光層は、ドーパントを含有することが好ましぐ更にドーパントしては リン光性ドーパントを含有することが好ましい。その結果、更に高い発光効率を得るこ とができる。
[0079] 本発明のホストイ匕合物と併用可能なドーパント（発光性ドーパントともいう）について Mベる。
[0080] ドーパントは、大きくわけて、蛍光を発光する蛍光性ドーパントとリン光を発光するリ ン光性ドーパントの 2種類がある。
[0081] 前者（蛍光性ドーパント）の代表例としては、クマリン系色素、ピラン系色素、シァニ ン系色素、クロコニゥム系色素、スクァリウム系色素、ォキソベンツアントラセン系色素 、フルォレセイン系色素、ローダミン系色素、ピリリウム系色素、ペリレン系色素、スチ ルベン系色素、ポリチォフェン系色素、または、希土類錯体系蛍光体、その他公知 の蛍光性化合物等が挙げられる。
[0082] 本発明に係る発光層に含有されるリン光性ドーパントとしては、有機 EL素子の発光 層に使用される公知のものの中力 適宜選択して用いることができる。例えば、特開 2001-247859号公報に挙げられるイリジウム錯体、あるいは、国際公開第 00/70 , 655号パンフレット 16— 18ページに挙げられるような式で表される、例えば、トリス（ 2_フエニノレヒ。リジン）イリジウム等やオスミウム錯体、あるレヽ fま 2, 3， 7, 8, 12, 13， 1 7, 18—オタタエチル— 21H, 23H—ポルフィリン白金錯体のような白金錯体もドーパ ントとして挙げられる。ドーパントとしてこのようなリン光性化合物を用いることにより、 内部量子効率の高レ、発光有機 EL素子を実現できる。
[0083] 本発明で用いられるリン光性化合物としては、好ましくは元素周期表で 8属、 9属、 1 0属に属するレ、ずれ力、 1種の金属を含有する錯体系化合物であり、更に好ましくは、 イリジウム化合物、オスミウム化合物、または白金化合物（白金錯体系化合物）、希土 類錯体であり、中でも最も好ましいのはイリジウム化合物である。
[0084] これらの化合物は、例えば、 Inorg. Chem. 40卷、 1704— 1711に記載の方法等 により合成できる。
[0085] このほ力 こも、 ί列えは、、 J. Am. Chem. So 123卷 4304 4312頁（2001年）、 国際公開第 00/70655号パンフレット、同第 02Z15645号パンフレット、特開 200
1— 247859号公報、同 2001— 345183号公報、同 2002— 117978号公報、同 200
2— 170684号公報、同 2002— 203678号公報、同 2002— 235076号公報、同 200 2— 302671号公報、同 2002— 324679号公報、同 2002— 332291号公報、同 200 2_332292号公報、同 2002—338588号公報等に記載の一般式であげられるイリ ジゥム錯体、あるいは、具体的例として挙げられるイリジウム錯体、特開 2002— 8860 号公報記載の式 (IV)で表されるイリジウム錯体等が挙げられる。
[0086] 本発明に係るリン光性化合物は、溶液中のリン光量子収率が 25°Cにおいて 0. 00 1以上であることが好ましぐ更に好ましくは 0. 01以上であり、特に好ましくは 0. 1以 上である。
[0087] リン光量子収率は、第 4版実験化学講座 7の分光 IIの 398ページ（1992年版、丸善 )に記載の方法で測定することが出来る。
[0088] 《阻止層：正孔阻止層、電子阻止層》
正孔阻止層とは広い意味では電子輸送層であり、電子を輸送する機能を有しつつ 正孔を輸送する能力が著しく小さい材料からなり、電子を輸送しつつ正孔を阻止する ことで電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。
[0089] 正孔阻止層は、正孔輸送層から移動してくる正孔を陰極に到達するのを阻止する 役割と、陰極から注入された電子を効率よく発光層の方向に輸送することができる化 合物により形成される。正孔阻止層を構成する材料に求められる物性としては、電子 移動度が高く正孔移動度が低いこと、及び正孔を効率的に発光層内に閉じこめるた めに、発光層のイオン化ポテンシャルより大きレ、イオン化ポテンシャルの値を有する 力、、発光層のバンドギャップより大きいバンドギャップを有することが好ましい。
[0090] 本発明の一般式（1)で表される化合物を正孔阻止材料として用いることが好ましい 。又、公知の正孔阻止材料としては、スチリル化合物、トリァゾール誘導体、フエナン トロリン誘導体、ォキサジァゾール誘導体、ボロン誘導体の少なくとも 1種を用いること も本発明の効果を得るうえで有効である。
[0091] その他の正孑し阻止材料の列として、特開 2003—31367号、同 2003—31368号、 特許第 2721441号等に記載の例示化合物が挙げられる。
[0092] 一方、電子阻止層とは広い意味では正孔輸送層であり、正孔を輸送する機能を有 しつつ電子を輸送する能力が著しく小さい材料からなり、正孔を輸送しつつ電子を阻 止することで電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。
[0093] この正孔阻止層、電子阻止層は、上記材料を、例えば、真空蒸着法、スピンコート 法、キャスト法、インクジェット法、 LB法等の公知の方法により、薄膜化することにより 形成すること力 Sできる。
[0094] 正孔輸送材料としては、正孔の注入または輸送、電子の障壁性のいずれ力、を有す るものであり、有機物、無機物のいずれであってもよい。
[0095] 例えば、トリァゾール誘導体、ォキサジァゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリ ァリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体及びピラゾロン誘導体、フエ二レンジアミ ン誘導体、ァリールァミン誘導体、ァミノ置換カルコン誘導体、ォキサゾール誘導体、 スチリルアントラセン誘導体、フルォレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導 体、シラザン誘導体、ァニリン系共重合体、また、導電性高分子オリゴマー、特にチ ォフェンオリゴマー等の従来公知の材料を用いてもょレ、。
[0096] 正孔輸送材料としては、上記のものを使用することができる力 ポルフィリン化合物 、芳香族第三級ァミン化合物及びスチリルァミン化合物、特に芳香族第三級ァミン化 合物を用いることが好ましい。
[0097] 芳香族第三級ァミン化合物及びスチリルァミン化合物の代表例としては、 N, N, N ' , Nr —テトラフェニル _4, A' —ジァミノフエニル； Ν， Ν' —ジフエニル一 N， N' - ビス（3—メチルフエ二ル）—〔1 , 1' —ビフエ二ル〕— 4， 4' —ジァミン（TPD) ; 2， 2—ビ ス（4—ジ _ρ—トリルァミノフエニル）プロパン； 1 , 1—ビス（4—ジ— ρ—トリルァミノフエニル )シクロへキサン； Ν， Ν， Ν' , Nr —テトラ— p_トリル— 4, —ジアミノビフエニル； 1 , 1—ビス（4—ジ— p—トリルァミノフエニル）—4—フエニルシクロへキサン；ビス（4—ジメチ ノレアミノ一 2—メチルフエ二ノレ）フエニルメタン；ビス（4—ジ一p—トリルァミノフエ二ノレ）フエ ニルメタン； N, N' —ジフエニル一N, N' —ジ（4—メトキシフエ二ル）一 4, Α' —ジァミノ ビフエ二ノレ； Ν, Ν, Ν' , N' —テトラフエニノレー 4, 一ジアミノジフエニルエーテル； 4, —ビス（ジフエニルァミノ）クオードリフエニル； Ν， Ν， Ν—トリ（ρ—トリル）ァミン； 4 —(ジ _ρ—トリルァミノ）— _〔4—(ジ _ρ—トリルァミノ）スチリル〕スチルベン； 4_Ν, Ν —ジフエニルァミノ—（2—ジフエ二ルビニル）ベンゼン；3_メトキシ― — Ν, Ν—ジフエ ニルアミノスチルベンゼン； Ν—フエ二ルカルバゾール、さらには、米国特許第 5， 061 , 569号明細書に記載されている 2個の縮合芳香族環を分子内に有するもの、例え ば 4, —ビス〔Ν_ (1_ナフチル） _Ν_フエニルァミノ〕ビフヱニル（NPD)、特開平 4 —308688号に記載されているトリフエニルァミンユニットが 3つスターバースト型に連 結された 4, A' ， Α" —トリス〔^^— (3—メチルフエ二ル）— Ν—フエニルァミノ〕トリフエ二 ノレアミン（MTDATA)等が挙げられる。
[0098] さらに、これらの材料を高分子鎖に導入した、またはこれらの材料を高分子の主鎖 とした高分子材料を用いることもできる。また、 ρ型一 Si, p型一 SiC等の無機化合物も 正孔注入材料、正孔輸送材料として使用することができる。
[0099] 正孔輸送層は、上記正孔輸送材料を、例えば真空蒸着法、スピンコート法、キャス ト法、インクジェット法を含む印刷法、 LB法等の公知の方法により、薄膜化することに より形成することができる。正孔輸送層の膜厚については特に制限はないが、通常は ！！！ー ！！！程度、好ましくは 5nm— 200nmである。この正孔輸送層は、上記材料 の 1種または 2種以上からなる一層構造であってもよい。
[0100] 《電子輸送層》
本発明に係る電子輸送層は、陰極より注入された電子を発光層に伝達する機能を 有していればよぐその材料としては従来公知の化合物の中力 任意のものを選択し て用いることができる。
[0101] この電子輸送層に用いられる材料 (以下、電子輸送材料という）の例としては、ニト 口置換フルオレン誘導体、ジフヱ二ルキノン誘導体、チォピランジオキシド誘導体、ナ フタレンペリレン等の複素環テトラカルボン酸無水物、力ノレポジイミド、フレオレニリデ ンメタン誘導体、アントラキノジメタン及びアントロン誘導体、ォキサジァゾール誘導体 等が挙げられる。更に、上記ォキサジァゾール誘導体において、ォキサジァゾ一ノレ 環の酸素原子を硫黄原子に置換したチアジアゾール誘導体、電子吸引性基として 知られているキノキサリン環を有するキノキサリン誘導体も、電子輸送材料として用い ること力 Sできる。
[0102] 更に、これらの材料を高分子鎖に導入した、またはこれらの材料を高分子の主鎖と した高分子材料を用いることもできる。
[0103] または、 8_キノリノール誘導体の金属錯体、例えばトリス（8—キノリノール）アルミ二 ゥム（Alq3)、トリス（5， 7—ジクロロ— 8—キノリノール）アルミニウム、トリス（5， 7_ジブ口 モ— 8—キノリノール）アルミニウム、トリス（2—メチル—8—キノリノール）アルミニウム、トリ ス（5—メチル _8_キノリノール）アルミニウム、ビス（8—キノリノール）亜鉛（Znq)等、及 びこれらの金属錯体の中心金属が In、 Mg、 Cu、 Ca、 Sn、 Gaまたは Pbに置き替わ つた金属錯体も、電子輸送材料として用いることができる。
[0104] その他、メタルフリーまたはメタルフタロシアニン、更には、それらの末端がアルキル 基ゃスルホン酸基等で置換されているものも、電子輸送材料として好ましく用いること ができる。または、発光層の材料として例示したジスチリルビラジン誘導体も、電子輸 送材料として用いることができるし、正孔注入層、正孔輸送層と同様に、 n型- Si、 n 型一 SiC等の無機半導体も電子輸送材料として用いることができる。
[0105] この電子輸送層は、上記化合物を、例えば真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法 、LB法等の公知の薄膜形成法により製膜して形成することができる。
[0106] (電子輸送層の膜厚）
電子輸送層は、上記電子輸送材料を、例えば真空蒸着法、スピンコート法、キャス ト法、インクジェット法を含む印刷法、 LB法等の公知の方法により、薄膜化することに より形成することができる。電子輸送層の膜厚については特に制限はないが、通常は 5nm 程度、好ましくは 5nm 200nmである。電子輸送層は、上記材料の 1 種または 2種以上からなる一層構造であってもよい。
[0107] 《陽極》
有機 EL素子における陽極としては、仕事関数の大きい（4eV以上)金属、合金、電 気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが好ましく用いられる。こ のような電極物質の具体例としては Au等の金属、 Cul、インジウムチンォキシド（ITO )、 SnO 、 Zn〇等の導電性透明材料が挙げられる。また、 IDIXO (In O Zn〇）等
2 2 3 非晶質で透明導電膜を作製可能な材料を用いてもよい。陽極は、これらの電極物質 を蒸着やスパッタリング等の方法により、薄膜を形成させ、フォトリソグラフィ一法で所 望の形状のパターンを形成してもよぐあるいはパターン精度をあまり必要としない場 合は（100 μ m以上程度）、上記電極物質の蒸着やスパッタリング時に所望の形状の マスクを介してパターンを形成してもよい。この陽極より発光を取り出す場合には、透 過率を 10%より大きくすることが望ましぐまた、陽極としてのシート抵抗は数百 Ω / 口以下が好ましい。さらに膜厚は材料にもよる力 通常 10nm— 1000nm、好ましく は 10nm— 200nmの範囲で選ばれる。
[0108] 《陰極》
一方、陰極としては、仕事関数の小さい (4eV以下)金属（電子注入性金属と称する )、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが用いられる 。このような電極物質の具体例としては、ナトリウム、ナトリウム カリウム合金、マグネ シゥム、リチウム、マグネシウム/銅混合物、マグネシウム/銀混合物、マグネシウム /アルミニウム混合物、マグネシウム/インジウム混合物、アルミニウム/酸化アルミ ニゥム (Al O )混合物、インジウム、リチウム/アルミニウム混合物、希土類金属等が
2 3
挙げられる。これらの中で、電子注入性及び酸化等に対する耐久性の点から、電子 注入性金属とこれより仕事関数の値が大きく安定な金属である第二金属との混合物 、例えばマグネシウム/銀混合物、マグネシウム/アルミニウム混合物、マグネシウム /インジウム混合物、アルミニウム/酸化アルミニウム (Al O )混合物、リチウム/ァ
2 3
ルミニゥム混合物、アルミニウム等が好適である。
[0109] 陰極は、これらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により薄膜を形成させ ることにより、作製することができる。また、陰極としてのシート抵抗は数百 Ω Ζ口以下 が好ましぐ膜厚は通常 10nm 5 x m、好ましくは 50 200nmの範囲で選ばれる。 なお、発光した光を透過させるため、有機 EL素子の陽極または陰極のいずれか一 方が、透明または半透明であれば発光輝度が向上し好都合である。
[0110] また、陰極に上記金属を lnm 20nmの膜厚で作製した後に、陽極の説明で挙げ た導電性透明材料をその上に作製することで、透明または半透明の陰極を作製する ことができ、これを応用することで陽極と陰極の両方が透過性を有する素子を作製す ること力 Sできる。
[0111] 《バッファ層》：陽極バッファ層、陰極バッファ層
注入層は必要に応じて設け、陰極バッファ層（電子注入層）と陽極バッファ層（正孔 注入層）があり、上記のごとく陽極と発光層または正孔輸送層の間、及び、陰極と発 光層または電子輸送層との間に存在させてもよい。
[0112] バッファ層とは、駆動電圧低下や発光輝度向上のために電極と有機層間に設けら れる層のことで、「有機 EL素子とその工業化最前線（1998年 11月 30日ェヌ 'ティー •エス社発行）」の第 2編第 2章「電極材料」（123 166頁）に詳細に記載されており 、陽極バッファ層と陰極バッファ層とがある。
[0113] 陽極バッファ層（正孔注入層）は、特開平 9一 45479号公報、同 9一 260062号公報 、同 8-288069号公報等にもその詳細が記載されており、具体例として、銅フタロシ ァニンに代表されるフタロシアニンバッファ層、酸化バナジウムに代表される酸化物 バッファ層、アモルファスカーボンバッファ層、ポリア二リン（ェメラルディン）やポリチォ フェン等の導電性高分子を用いた高分子バッファ層等が挙げられる。
[0114] 陰極バッファ層（電子注入層）は、特開平 6— 325871号公報、同 9一 17574号公報 、同 10-74586号公報等にもその詳細が記載されており、具体的にはストロンチウム やアルミニウム等に代表される金属バッファ層、フッ化リチウムに代表されるアルカリ 金属化合物バッファ層、フッ化マグネシウムに代表されるアルカリ土類金属化合物バ ッファ層、酸化アルミニウムに代表される酸化物バッファ層等が挙げられる。上記バッ ファ層（注入層）はごく薄い膜であることが望ましぐ素材にもよる力 その膜厚は 0. 1 nm 5 μ mの範囲が好ましい。
[0115] 《基体 (基板、基材、支持体等ともいう)》
本発明の有機 EL素子は基体上に形成されているのが好ましい。
[0116] 本発明の有機 EL素子に係る基体としては、ガラス、プラスチック等の種類には特に 限定はなぐまた、透明のものであれば特に制限はないが、好ましく用いられる基板と しては例えばガラス、石英、光透過性樹脂フィルムを挙げることができる。特に好まし い基体は、有機 EL素子にフレキシブル性を与えることが可能な樹脂フィルムである。
[0117] 樹脂フィルムとしては、例えばポリエチレンテレフタレート（PET)、ポリエチレンナフ タレート（PEN)、ポリエーテルスルホン（PES)、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエ ーテルケトン、ポリフエ二レンスルフイド、ポリアリレート、ポリイミド、ポリカーボネート（P C)、セルローストリアセテート（TAC)、セルロースアセテートプロピオネート（CAP) 等を有するフィルム等が挙げられる。また、樹脂フィルムの表面には、無機物または 有機物の被膜またはその両者のハイブリッド被膜が形成されていてもよい。
[0118] 本発明の有機エレクト口ルミネッセンス素子の発光の室温における外部取り出し量 子効率は 1%以上であることが好ましぐより好ましくは 5%以上である。ここに、外部 取り出し量子効率（％) =有機 EL素子外部に発光した光子数/有機 EL素子に流し た電子数 X I 00である。
[0119] また、カラーフィルタ等の色相改良フィルタ等を併用しても、有機 EL素子からの発 光色を蛍光体を用いて多色へ変換する色変換フィルタを併用してもよい。色変換フィ ルタを用いる場合においては、有機 EL素子の発光のえ maxは 480nm以下が好まし レ、。
[0120] 《有機 EL素子の作製方法》
本発明の有機 EL素子の作製方法の一例として、陽極/陽極バッファ層/正孔輸 送層/発光層/正孔阻止層/電子輸送層/陰極バッファ層/陰極からなる有機 E L素子の作製法について説明する。
[0121] まず適当な基体上に、所望の電極物質、例えば陽極用物質 ITOからなる薄膜を、
1 /i m以下、好ましくは 10nm— 200nmの膜厚になるように、蒸着やスパッタリング等 の方法により形成させ、陽極を作製する。次に、この上に有機 EL素子材料である陽 極バッファ層、正孔輸送層、発光層、正孔阻止層、電子輸送層、陰極バッファ層の有 機化合物薄膜を形成させる。
[0122] この有機化合物薄膜の薄膜ィ匕の方法としては、前記の如く蒸着法、ウエットプロセス
(スピンコート法、キャスト法、インクジェット法、印刷法)等があるが、均質な膜が得ら れやすぐかつピンホールが生成しにくい等の点から、真空蒸着法、スピンコート法、 インクジェット法、印刷法が特に好ましい。さらに層ごとに異なる製膜法を適用してもよ レ、。製膜に蒸着法を採用する場合、その蒸着条件は、使用する化合物の種類等によ り異なるが、一般にボート加熱温度 50°C— 450°C、真空度 10— 6Pa— 10— 2Pa、蒸着 速度 0. Olnm/秒一 50nm/秒、基板温度一 50°C— 300°C、膜厚 0. lnm— 5 /i m 、好ましくは 5nm— 200nmの範囲で適宜選ぶことが望ましい。
[0123] これらの層を形成後、その上に陰極用物質、例えば A1からなる薄膜を、 1 μ m以下 好ましくは 50 200nmの範囲の膜厚になるように、例えば蒸着やスパッタリング等の 方法により形成させ、陰極を設けることにより、所望の有機 EL素子が得られる。この 有機 EL素子の作製は、一回の真空引きで一貫して正孔注入層から陰極まで作製す るのが好ましいが、途中で取り出して異なる製膜法を施してもかまわない。その際、作 業を乾燥不活性ガス雰囲気下で行う等の配慮が必要となる。
[0124] 本発明の多色の表示装置は、発光層形成時のみシャドーマスクを設け、他層は共 通であるのでシャドーマスク等のパターユングは不要であり、一面に蒸着法、キャスト 法、スピンコート法、インクジェット法、印刷法等で膜を形成できる。
[0125] 発光層のみパターニングを行う場合、その方法に限定はないが、好ましくは蒸着法 、インクジェット法、印刷法である。蒸着法を用いる場合においてはシャドーマスクを 用レ、たパターニングが好ましレ、。
[0126] また作製順序を逆にして、陰極、陰極バッファ層、電子輸送層、正孔輸送層、発光 層、正孔輸送層、陽極バッファ層、陽極の順に作製することも可能である。このように して得られた多色の表示装置に、直流電圧を印加する場合には、陽極を +、陰極を 一の極性として電圧 2— 40V程度を印加すると、発光が観測できる。また交流電圧を 印加してもよい。なお、印加する交流の波形は任意でよい。
[0127] 本発明の表示装置は、表示デバイス、ディスプレー、各種発光光源として用いるこ とができる。表示デバイス、ディスプレーにおいて、青、赤、緑発光の 3種の有機 EL 素子を用いることにより、フルカラーの表示が可能となる。
[0128] 表示デバイス、ディスプレーとしてはテレビ、パソコン、モパイル機器、 AV機器、文 字放送表示、自動車内の情報表示等が挙げられる。特に静止画像や動画像を再生 する表示装置として使用してもよぐ動画再生用の表示装置として使用する場合の駆 動方式は単純マトリックス（パッシブマトリックス）方式でもアクティブマトリックス方式で もどちらでもよい。
[0129] 本発明の照明装置は、家庭用照明、車内照明、時計や液晶用のバックライト、看板 広告、信号機、光記憶媒体の光源、電子写真複写機の光源、光通信処理機の光源 、光センサの光源等が挙げられるがこれに限定するものではない。
[0130] また、本発明に係る有機 EL素子に共振器構造を持たせた有機 EL素子として用い てもよい。
[0131] このような共振器構造を有した有機 EL素子の使用目的としては、光記憶媒体の光 源、電子写真複写機の光源、光通信処理機の光源、光センサの光源等が挙げられ るが、これらに限定されない。また、レーザ発振をさせることにより、上記用途に使用し てもよい。
[0132] 《表示装置》
本発明の有機 EL素子は、照明用や露光光源のような 1種のランプとして使用しても よいし、画像を投影するタイプのプロジェクシヨン装置や、静止画像や動画像を直接 視認するタイプの表示装置（ディスプレイ）として使用してもよい。動画再生用の表示 装置として使用する場合の駆動方式は単純マトリクス (パッシブマトリクス）方式でもァ クティブマトリクス方式でもどちらでもよい。または、異なる発光色を有する本発明の有 機 EL素子を 3種以上使用することにより、フルカラー表示装置を作製することが可能 である。または、一色の発光色、例えば白色発光をカラーフィルタを用いて BGRにし 、フルカラー化することも可能である。さらに、有機 ELの発光色を色変換フィルタを用 いて他色に変換しフルカラー化することも可能である力 S、その場合、有機 EL発光の λ maxは 480nm以下であることが好ましい。
[0133] 本発明の有機 EL素子を構成として有する表示装置の一例を図面に基づいて説明 する。
[0134] 図 1は、有機 EL素子から構成される表示装置の一例を示した模式図である。有機 EL素子の発光により画像情報の表示を行う、例えば、携帯電話等のディスプレイの 模式図である。
[0135] ディスプレイ 1は、複数の画素を有する表示部 A、画像情報に基づいて表示部 Aの 画像走查を行う制御部 B等からなる。 [0136] 制御部 Bは、表示部 Aと電気的に接続され、複数の画素それぞれに外部からの画 像情報に基づいて走査信号と画像データ信号を送り、走査信号により走査線毎の画 素が画像データ信号に応じて順次発光して画像走査を行って画像情報を表示部 A に表示する。
[0137] 図 2は、表示部 Aの模式図を表す。
[0138] 表示部 Aは基板上に、複数の走査線 5及びデータ線 6を含む配線部と、複数の画 素 3等とを有する。表示部 Aの主要な部材の説明を以下に行う。図 2においては、画 素 3の発光した光が、白矢印方向（下方向）へ取り出される場合を示している。
[0139] 配線部の走査線 5及び複数のデータ線 6は、各々導電材料からなり、走査線 5とデ ータ線 6は格子状に直交して、直交する位置で画素 3に接続している（詳細は図示せ ず)。
[0140] 画素 3は、走査線 5から走查信号が印加されると、データ線 6から画像データ信号を 受け取り、受け取った画像データに応じて発光する。発光の色が赤領域の画素、緑 領域の画素、青領域の画素を、適宜、同一基板上に並置することによって、フルカラ 一表示が可能となる。
[0141] 次に、画素の発光プロセスを説明する。
[0142] 図 3は、画素の模式図を表す。
[0143] 画素は、有機 EL素子 10、スイッチングトランジスタ 11、駆動トランジスタ 12、コンデ ンサ 13等を備えている。複数の画素に有機 EL素子 10として、赤色、緑色、青色発 光の有機 EL素子を用い、これらを同一基板上に並置することでフルカラー表示を行 うことができる。
[0144] 図 3において、制御部 Bからデータ線 6を介してスイッチングトランジスタ 11のドレイ ンに画像データ信号が印加される。そして、制御部 Bから走査線 5を介してスィッチン グトランジスタ 11のゲートに走查信号が印加されると、スイッチングトランジスタ 11の 駆動がオンし、ドレインに印加された画像データ信号がコンデンサ 13と駆動トランジ スタ 12のゲートに伝達される。
[0145] 画像データ信号の伝達により、コンデンサ 13が画像データ信号の電位に応じて充 電されるとともに、駆動トランジスタ 12の駆動がオンする。駆動トランジスタ 12は、ドレ インが電源ライン 7に接続され、ソースが有機 EL素子 10の電極に接続されており、ゲ 一トに印加された画像データ信号の電位に応じて電源ライン 7から有機 EL素子 10に 電流が供給される。
[0146] 制御部 Bの順次走查により走查信号が次の走査線 5に移ると、スイッチングトランジ スタ 11の駆動がオフする。し力、し、スイッチングトランジスタ 11の駆動がオフしてもコン デンサ 13は充電された画像データ信号の電位を保持するので、駆動トランジスタ 12 の駆動はオン状態が保たれて、次の走查信号の印加が行われるまで有機 EL素子 1 0の発光が継続する。順次走查により次に走查信号が印加されたとき、走查信号に 同期した次の画像データ信号の電位に応じて駆動トランジスタ 12が駆動して有機 E L素子 10が発光する。
[0147] すなわち、有機 EL素子 10の発光は、複数の画素それぞれの有機 EL素子 10に対 して、アクティブ素子であるスイッチングトランジスタ 11と駆動トランジスタ 12を設けて 、複数の画素 3それぞれの有機 EL素子 10の発光を行っている。このような発光方法 をアクティブマトリクス方式と呼んでレ、る。
[0148] ここで、有機 EL素子 10の発光は、複数の階調電位を持つ多値の画像データ信号 による複数の階調の発光でもよいし、 2値の画像データ信号による所定の発光量の オン、オフでもよい。
[0149] また、コンデンサ 13の電位の保持は、次の走査信号の印加まで継続して保持して もよレ、し、次の走査信号が印加される直前に放電させてもょレ、。
[0150] 本発明においては、上述したアクティブマトリクス方式に限らず、走査信号が走査さ れたときのみデータ信号に応じて有機 EL素子を発光させるパッシブマトリクス方式の 発光駆動でもよい。
[0151] 図 4は、パッシブマトリクス方式による表示装置の模式図である。図 4におレ、て、複 数の走査線 5と複数の画像データ線 6が画素 3を挟んで対向して格子状に設けられ ている。
[0152] 順次走查により走査線 5の走查信号が印加されたとき、印加された走査線 5に接続 している画素 3が画像データ信号に応じて発光する。パッシブマトリクス方式では画 素 3にアクティブ素子がなぐ製造コストの低減が計れる。 実施例
[0153] 以下、実施例により本発明を説明するが、本発明の実施態様はこれらに限定される ものではない。
[0154] 実施例 1
〈有機 EL素子 1 - 1一 16の作製〉
陽極として 100mm X 100mm X 1. 1mmのガラス基板上に IT〇（インジウムチンォ キシド）を lOOnm製膜した基板 (NHテクノグラス社製 NA45)にパターニングを行つ た後、この ITO透明電極を設けた透明支持基板をイソプロピルアルコールで超音波 洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥し、 UVオゾン洗浄を 5分間行なった。この透明支持基 板を市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに固定し、一方、モリブデン製抵抗加熱ボ ートに α NPDを 200mg入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにホストイ匕合物とし て化合物 1を 200mg入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにバソキュプロイン（BC P)を 200mg入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートに Ir-12を lOOmg入れ、更に 別のモリブデン製抵抗加熱ボートに Alqを 200mg入れ、真空蒸着装置に取付けた
3
[0155] 次いで、真空槽を 4 X 10— 4Paまで減圧した後、 ひ—NPDの入った前記加熱ボート に通電して加熱し、蒸着速度 0. lnm/secで透明支持基板に蒸着して膜厚 25nm の第一正孔輸送層を設けた。更に、化合物 1と Ir-12の入った前記加熱ボートに通 電して加熱し、それぞれ蒸着速度 0. 2nm/sec、 0. 012nm/secで前記正孔輸送 層上に共蒸着して膜厚 30nmの発光層を設けた。なお、蒸着時の基板温度は室温 であった。更に、 BCPの入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度 0. lnm /secで前記発光層の上に蒸着して膜厚 10nmの正孔阻止の役割も兼ねた電子輸 送層を設けた。その上に、更に、 Alqの入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸
3
着速度 0. InmZsecで前記電子輸送層の上に蒸着して更に膜厚 40nmの電子注 入層を設けた。なお、蒸着時の基板温度は室温であった。
[0156] 引き続きフッ化リチウム 0. 5nm及びアルミニウム 11 Onmを蒸着して陰極を形成し、 有機 EL素子 1 1を作製した。
[0157] 有機 EL素子 1 1の作製において、発光層のホストイ匕合物として用いている例示化 合物 1を表 1に示す化合物に置き換えてホストイ匕合物とした以外は有機 EL素子 1一 1 と同じ方法で 1一 2— 1一 16を作製した。上記で使用した各化合物の構造を以下に示 す。
[化 13]
ff -NPD
Figure imgf000036_0001
[0159] 〈有機 EL素子 1—1一 1—16の評価〉
以上のようにして作製した有機 EL素子 1一 1一 1—16の評価を行レ、、その結果を表 1 に示す。
[0160] (外部取りだし量子効率）
作製した有機 EL素子について、 23°C、乾燥窒素ガス雰囲気下で 2. 5mA/cm2 定電流を印加した時の外部取り出し量子効率（％)を測定した。なお測定には分光放 射輝度計 CS—1000 (コニ力ミカレタ製）を用いた。
[0161] 表 1の外部取りだし量子効率の測定結果は、有機 EL素子 1-16の測定値を 100と した時の相対値で表した。
[0162] [表 1]
Figure imgf000037_0001
[0163] 表 1から、本発明の有機 EL素子は、外部取り出し量子効率に非常に優れているこ とが分かった。
[0164] 実施例 2
〈有機 EL素子 2-1— 2-16の作製〉
陽極として 100mm X 100mm X 1. 1mmのガラス基板上に ITO (インジウムチンォ キシド）を lOOnm製膜した基板 (NHテクノグラス社製 NA45)にパターニングを行つ た後、この ITO透明電極を設けた透明支持基板をイソプロピルアルコールで超音波 洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥し、 UVオゾン洗浄を 5分間行なった。この透明支持基 板を市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに固定し、一方、モリブデン製抵抗加熱ボ 一トにひ—NPDを 200mg入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートに CBPを 200mg 入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートに正孔阻止材料として化合物 1を 200mg入 れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートに Ir~lを lOOmg入れ、更に別のモリブデン製 抵抗加熱ボートに Alqを 200mg入れ、真空蒸着装置に取付けた。
3
[0165] 次いで、真空槽を 4 X 10— 4Paまで減圧した後、 ひ— NPDの入った前記加熱ボート に通電して加熱し、蒸着速度 0. lnm/secで透明支持基板に蒸着して膜厚 25nm の第一正孔輸送層を設けた。更に、 CBP (実施例 1における比較化合物 1)と Ir一 1の 入った前記加熱ボートに通電して加熱し、それぞれ蒸着速度 0. 2nm/sec、 0. 012 nmZsecで前記正孔輸送層上に共蒸着して膜厚 30nmの発光層を設けた。なお、 蒸着時の基板温度は室温であった。更に、化合物 1の入った前記加熱ボートに通電 して加熱し、蒸着速度 0. InmZsecで前記発光層の上に蒸着して膜厚 10nmの正 孔阻止層の役割も兼ねた電子輸送層を設けた。その上に、更に、 Alqの入った前記
3
加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度 0. InmZsecで前記電子輸送層の上に蒸 着して更に膜厚 40nmの電子注入層を設けた。なお、蒸着時の基板温度は室温であ つた。
[0166] 引き続きフッ化リチウム 0. 5nm及びアルミニウム 11 Onmを蒸着して陰極を形成し、 有機 EL素子 2— 1を作製した。
[0167] 有機 EL素子 2— 1の作製において、正孔阻止材料として用いている化合物 1を表 2 に示す化合物に置き換えた以外は有機 EL素子 2— 1と同じ方法で 2— 1一 2-16を作 製した。尚、比較化合物 3は実施例 1における正孔阻止化合物として用いた BCPで ある。
[0168] 〈有機 EL素子 2-1— 2-16の評価〉
実施例 1と同様にして有機 EL素子 2-1— 2-16の外部取り出し量子効率の評価を 行った。さらに下記に示す測定法に従って、寿命の評価を行った。
[0169] (寿命）
2. 5mA/cm2の一定電流で駆動したときに、輝度が発光開始直後の輝度（初期 輝度）の半分に低下するのに要した時間を測定し、これを半減寿命時間（ τ 0. 5)と して寿命の指標とした。なお測定には分光放射輝度計 CS—1000 (コニ力ミノルタ製） を用いた。
[0170] 表 2の外部取り出し量子効率、寿命の測定結果は、有機 EL素子 2—15を 100とした 時の相対値で表した。
[0171] [表 2] 有機 EL素子 正孔阻止化合物 外部取り出し収率 備考
素子 2 - 1 1 131 450 本発明
素子 2 - 2 2 130 430 本発明
素子 2 - 3 3 127 390 本発明
素子 2 - 4 5 123 410 本発明
素子 2 - 5 8 120 430 本発明
素子 2 - 6 11 113 290 本発明
素子 2 - 7 15 120 390 本発明
素子 2 - 8 17 119 250 本発明
素子 2 - 9 28 119 350 本発明
素子 2— 10 30 126 440 本発明
素子 2— 11 32 130 250 本発明
素子 2— 12 33 130 435 本発明
素子 2— 13 39 121 295 本発明
素子 2— 14 42 127 375 本発明
素子 2 - 15 比較化合物 3 100 100 比較例
素子 2— I S 比較化合物 2 95 90 比較例
比較化合物 3 ： BCP
[0172] 表 2から、本発明の有機 EL素子は、長寿命化が達成されていることが分かった。
[0173] 実施例 3
実施例 1で作製した本発明の有機 EL素子 1 - 1と、実施例 2で作製した本発明の有 機 EL素子 2_7と、本発明の有機 EL素子 2_7のリン光性化合物を下記 Btp Ir (acac
2
)に置き換えた以外は同様にして作製した赤色発光有機 EL素子を同一基板上に並 置し、図 1に示すアクティブマトリクス方式フルカラー表示装置を作製した。図 2には 作製したフルカラー表示装置の表示部 Aの模式図のみを示した。即ち同一基板上に 、複数の走査線 5及びデータ線 6を含む配線部と、並置した複数の画素 3 (発光の色 が赤領域の画素、緑領域の画素、青領域の画素等）とを有し、配線部の走査線 5及 び複数のデータ線 6はそれぞれ導電材料からなり、走査線 5とデータ線 6は格子状に 直交して、直交する位置で画素 3に接続している（詳細は図示せず)。前記複数の画 素 3は、それぞれの発光色に対応した有機 EL素子、アクティブ素子であるスィッチン グトランジスタと駆動トランジスタそれぞれが設けられたアクティブマトリクス方式で駆 動されており、走査線 5から走査信号が印加されると、データ線 6から画像データ信 号を受け取り、受け取った画像データに応じて発光する。このように各赤、緑、青の画 素を適宜、並置することによって、フルカラー表示が可能となる。 [0174] [化 14]
Btp2lr(acac)
Figure imgf000040_0001
[0175] フルカラー表示装置を駆動することにより、外部とりだし量子効率が高く耐久性の良 好な、鮮明なフルカラー動画表示が得られた。
[0176] 実施例 4
実施例 1で作製した有機 EL素子 1—1において、化合物 1の入った加熱ボートと Ir一 12の入ったボート、 Btp Ir (acac)の入ったボートをそれぞれ独立に通電して発光ホ
2
ストである化合物 1と発光ドーパントである Ir_l 2及び Btp Ir (acac)の蒸着速度が 10
2
0 : 5 : 0. 6になるように調節し、膜厚が 30nmになるように発光層を設けた以外は有機 EL素子 1一 1と同様の方法で有機 EL素子 1一 1Wを作製した。得られた有機 EL素子 1—1Wの非発光面をガラスケースで覆レ、、図 5及び図 6で示す照明装置とした。照明 装置は、発光効率が高く発光寿命の長い白色光を発する薄型の照明装置として使 用することができた。図 5は照明装置の概略図で、図 6は照明装置の断面図である。 有機 EL素子 100は、ガラスカバー 102で覆われ、透明電極付きガラス基板 101とガ ラスカバー 102とは封止剤 107で封止され、電源線（陽極） 103と、電源線（陰極） 10 4が接続されている。 105は陰極で 106は有機 EL層である。なおガラスカバー 102 内には窒素ガス 108が充填され、補水剤 109が設けられている。
産業上の利用可能性
[0177] 本発明により、発光効率が高い有機 EL素子用材料、該有機 EL素子用材料を用い た有機 EL素子、照明装置および表示装置を提供することができた。さらに、長寿命と なる有機 EL素子用材料、該有機 EL素子用材料を用いた有機 EL素子、照明装置お よび表示装置を提供することができた。

Claims

請求の範囲 下記一般式（1)一 (4)のレ、ずれか一つで表されることを特徴とする有機エレクトロル ミネッセンス素子用材料。
[化 1]
一般式（1)
Figure imgf000041_0001
(式中、 R、 Rは各々独立に置換基を表し、 Aは芳香族炭素環または複素環を形成
1 2 1
するのに必要な残基を表し、 Lは連結基を表し、 Xは不対電子を持ちホウ素原子と配 位結合可能な元素を表し、 Rxは水素原子、脂肪族基、芳香族基、複素環基を表し、 nは 0又は 1を表し、 mは 1又は 2を表し、 Rxは Lの任意の元素と結合して環を形成し てもよく、また、 Rと Rは結合して環を形成してもよい。 Rxは Aの任意の元素と結合
1 2 1
して縮合環を形成してもよい。 )
[化 2]
一般式 (2)
(Rx)m
(L)n~X
, " 9 R2 1
.ノ
(式中、 R、 Rは各々独立に置換基を表し、 Aは芳香族炭素環または複素環を形成
1 2 2
するのに必要な残基を表し、 Lは連結基を表し、 Xは不対電子を持ちホウ素原子と配 位結合可能な元素を表し、 Rxは水素原子、脂肪族基、芳香族基、複素環基を表し、 nは 0又は 1を表し、 mは 1又は 2を表し、 Rxは Lの任意の元素と結合して環を形成し てもよく、また、 Rと Rは結合して環を形成してもよレ、。 Rxは Aの任意の元素と結合
1 2 2
して縮合環を形成してもよい。 )
[化 3] 一般式 (3)
Figure imgf000042_0001
(式中、 R、 Rは各々独立に置換基を表し、 Lは連結基を表し、 Xは不対電子を持ち
1 2
ホウ素原子と配位結合可能な元素を表し、 Rxは水素原子、脂肪族基、芳香族基、複 素環基を表し、 R、 R、 R、 Rは各々独立に水素原子又は置換基を表し、 nは 0又
3 4 5 6
は 1を表し、 mは 1又は 2を表し、 Rxは Lの任意の元素と結合して環を形成してもよぐ また、 Rと Rは結合して環を形成してもよい。 Rxは Rと結合して縮合環を形成しても
1 2 6
よい。 )
[化 4]
一般式 (4)
Figure imgf000042_0002
(式中、 R、 Rは各々独立に置換基を表し、 Aは芳香族炭素環または複素環を形成
1 2 2
するのに必要な残基を表し、 Aは複素環を形成するのに必要な残基を表し、 Aの任
3 2 意の元素と Aの任意の元素が結合して環を形成してもよい。 Rと Rは結合して環を
3 1 2
形成してもよい。 )
[2] 請求の範囲第 1項に記載の有機エレクト口ルミネッセンス素子用材料が、一般式（1
)で表されることを特徴とする有機エレクト口ルミネッセンス素子用材料。
[3] 請求の範囲第 1項に記載の有機エレ外口ルミネッセンス素子用材料が、一般式 (2
)で表されることを特徴とする有機エレクト口ルミネッセンス素子用材料。
[4] 請求の範囲第 1項に記載の有機エレ外口ルミネッセンス素子用材料が、一般式 (3
)で表されることを特徴とする有機エレクト口ルミネッセンス素子用材料。
[5] 請求の範囲第 1項に記載の有機エレクト口ルミネッセンス素子用材料が、一般式 (4
)で表されることを特徴とする有機エレクト口ルミネッセンス素子用材料。
[6] 前記 R、 Rが共に芳香族炭素環基または複素環基であることを特徴とする請求の
1 2
範囲第 1項に記載の有機エレクト口ルミネッセンス素子用材料。
[7] 請求の範囲第 1項に記載の有機エレクト口ルミネッセンス素子用材料を用いたことを 特徴とする有機エレクト口ルミネッセンス素子。
[8] リン光性発光材料を含有する発光層を有することを特徴とする請求の範囲第 7項に 記載の有機エレクト口ルミネッセンス素子。
[9] リン光性発光材料、および、請求の範囲第 1項に記載の有機エレクト口ルミネッセン ス素子用材料を含有する発光層を有することを特徴とする有機エレクト口ルミネッセン ス素子。
[10] 請求の範囲第 1項に記載の有機エレクト口ルミネッセンス素子用材料を含有する正 孔阻止層を有することを特徴とする有機エレクト口ルミネッセンス素子。
[11] 青色に発光することを特徴とする請求の範囲第 7項に記載の有機エレクト口ルミネッ センス素子。
[12] 青色に発光することを特徴とする請求の範囲第 8項に記載の有機エレクト口ルミネッ センス素子。
[13] 青色に発光することを特徴とする請求の範囲第 9項に記載の有機エレクト口ルミネッ センス素子。
[14] 青色に発光することを特徴とする請求の範囲第 10項に記載の有機エレクトロルミネ ッセンス素子。
[15] 白色に発光することを特徴とする請求の範囲第 7項に記載の有機エレクト口ルミネッ センス素子。
[16] 白色に発光することを特徴とする請求の範囲第 8項に記載の有機エレクト口ルミネッ センス素子。
[17] 白色に発光することを特徴とする請求の範囲第 9項に記載の有機エレクト口ルミネッ センス素子。
[18] 白色に発光することを特徴とする請求の範囲第 10項に記載の有機エレクトロルミネ ッセンス素子。
[19] 請求の範囲第 7項に記載の有機エレクト口ルミネッセンス素子を備えたことを特徴と する表示装置。
[20] 請求の範囲第 8項に記載の有機エレクト口ルミネッセンス素子を備えたことを特徴と する表示装置。
[21] 請求の範囲第 9項に記載の有機エレクト口ルミネッセンス素子を備えたことを特徴と する表示装置。
[22] 請求の範囲第 10項に記載の有機エレクト口ルミネッセンス素子を備えたことを特徴 とする表示装置。
[23] 請求の範囲第 11項に記載の有機エレクト口ルミネッセンス素子を備えたことを特徴 とする表示装置。
[24] 請求の範囲第 15項に記載の有機エレクト口ルミネッセンス素子を備えたことを特徴 とする表示装置。
[25] 請求の範囲第 7項に記載の有機エレクト口ルミネッセンス素子を備えたことを特徴と する照明装置。
[26] 請求の範囲第 8項に記載の有機エレクト口ルミネッセンス素子を備えたことを特徴と する照明装置。
[27] 請求の範囲第 9項に記載の有機エレクト口ルミネッセンス素子を備えたことを特徴と する照明装置。
[28] 請求の範囲第 10項に記載の有機エレクト口ルミネッセンス素子を備えたことを特徴 とする照明装置。
[29] 請求の範囲第 11項に記載の有機エレクト口ルミネッセンス素子を備えたことを特徴 とする照明装置。
[30] 請求の範囲第 15項に記載の有機エレクト口ルミネッセンス素子を備えたことを特徴 とする照明装置。
[31] 請求の範囲第 25項に記載の照明装置と、表示手段として液晶素子とを備えたこと を特徴とする表示装置。
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