(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記一般式（II）で表される構造を有する化合物を含有することを特徴とする、有機電界発光素子。
【化２】
0003601300.tif 000023
（式中、Ｘ1 及びＸ2 は、各々独立して、水素原子、あるいは置換基を有していてもよいアルキル基、芳香族炭化水素環基または芳香族複素環基を示し、Ｒ1〜Ｒ8は各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アラルキル基、アルケニル基、アリル基、シアノ基、アミノ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、カルボキシル基、アルコキシ基、アルキルスルホニル基、α−ハロアルキル基、水酸基、アミド基、芳香族炭化水素環基または芳香族複素環基を表し、これらはいずれも、更に置換されていてもよい。また、Ｒ1とＲ2、Ｒ3とＲ4、Ｒ5とＲ6またはＲ7とＲ8は、それぞれ結合して環を形成していてもよい。）
【請求項２】
基板上に、陽極及び陰極により挟持された発光層を少なくとも含む有機電界発光素子であって、該発光層が前記一般式（II）で表わされる化合物を含有することを特徴とする、請求項１に記載の有機電界発光素子。
【請求項３】
発光層と陰極の間に、金属錯体、スチリル化合物、トリアゾール誘導体およびフェナントロリン誘導体から選ばれる少なくとも１種の化合物を含有する正孔阻止層が設けられることを特徴とする、請求項２に記載の有機電界発光素子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は有機電界発光素子に関するものであり、詳しくは、有機化合物から成る発光層に電界をかけて光を放出する薄膜型デバイスに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、薄膜型の電界発光（ＥＬ）素子としては、無機材料のＩＩ−ＶＩ族化合物半導体であるＺｎＳ、ＣａＳ、ＳｒＳ等に、発光中心であるＭｎや希土類元素（Ｅｕ、Ｃｅ、Ｔｂ、Ｓｍ等）をドープしたものが一般的であるが、上記の無機材料から作製したＥＬ素子は、
１）交流駆動が必要（５０〜１０００Ｈｚ）、
２）駆動電圧が高い（〜２００  Ｖ）、
３）フルカラー化が困難（特に青色）、
４）周辺駆動回路のコストが高い、
という問題点を有している。
【０００３】
しかし、近年、上記問題点の改良のため、有機薄膜を用いたＥＬ素子の開発が行われるようになった。特に、発光効率を高めるため、電極からのキャリアー注入の効率向上を目的として電極の種類の最適化を行い、芳香族ジアミンから成る正孔輸送層と８−ヒドロキシキノリンのアルミニウム錯体から成る発光層とを設けた有機電界発光素子の開発（Ａｐｐｌ．  Ｐｈｙｓ．  Ｌｅｔｔ．，  ５１  巻，  ９１３  頁，１９８７年）により、従来のアントラセン等の単結晶を用いたＥＬ素子と比較して発光効率の大幅な改善がなされている。また、例えば、８−ヒドロキシキノリンのアルミニウム錯体をホスト材料として、クマリン等のレーザ用蛍光色素をドープすること（Ｊ．  Ａｐｐｌ．  Ｐｈｙｓ．，６５巻，３６１０頁，１９８９年）で、発光効率の向上や発光波長の変換等も行われている。
上記の様な低分子材料を用いた電界発光素子の他にも、発光層の材料として、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）、ポリ［２−メトキシ−５−（２−エチルヘキシルオキシ）−１，４−フェニレンビニレン］、ポリ（３−アルキルチオフェン）等の高分子材料を用いた電界発光素子の開発や、ポリビニルカルバゾール等の高分子に低分子の発光材料と電子移動材料を混合した素子の開発も行われている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
有機電界発光素子をフラットパネル・ディスプレイ等の表示素子に応用するためには、素子の信頼性を十分に確保する必要がある。しかしながら、従来の有機電界発光素子では耐熱性が不十分であり、素子の環境温度やプロセス温度の上昇により電流−電圧特性が高電圧側にシフトしたり、素子駆動時の局所的なジュール発熱により寿命が低下したり、非発光部分（ダークスポット）の発生及び増加等の劣化が避けられなかった。また、青色発光素子に関しては、８−ヒドロキシキノリンのアルミニウム錯体を用いた緑色発光素子と比較して、さらに素子の安定性が劣っているのが現状である。
【０００５】
上記の素子劣化の主原因は、有機層の薄膜形状の劣化である。この薄膜形状の劣化は、素子駆動時の発熱等による有機非晶質薄膜の結晶化（または凝集）等に起因すると考えられている。この耐熱性の低さは材料のガラス転移温度（以下Ｔｇと略す）の低さに由来すると考えられる。Ｔｇは一般的に融点と直線相関がある。また、青色発光素子に関しては、パイ電子共役を拡げられないとい制約から、発光層に用いられる化合物には、分子量が小さく融点及びＴｇが低いものが多い。また、化学的にも十分安定とは言えないのが現状である。
【０００６】
これまで、青色有機電界発光素子に用いられた化合物としては、アントラセン、テトラフェニルブタジエン、ペンタフェニルシクロペンタジエン、ジスチリルベンゼン誘導体、オキサジアゾール誘導体、アゾメチン亜鉛錯体、ベンズアゾール金属錯体（特開平８−  ８１４７２号公報）、混合配位子型アルミニウム錯体（Ｊ．
ＳＩＤ，    ５  巻，  １１頁，  １９９７年）、Ｎ，Ｎ’−  ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−（３−メチルフェニル）−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン、ポリビニルカルバゾール、１，２，４−トリアゾール誘導体、アミノピレン二量体、ジスチリルビフェニル誘導体（Ａｐｐｌ．  Ｐｈｙｓ．
Ｌｅｔｔ．，  ６７  巻，３８５３頁，１９９５年）、シロール誘導体等が報告されている。
上記の青色発光材料のなかで、素子特性がよく検討されている代表的化合物を以下に示す：
【０００７】
【化３】
0003601300.tif 000002
【０００８】
【化４】
0003601300.tif 000003
【０００９】
【化５】
0003601300.tif 000004
【００１０】
ジスチリルビフェニル誘導体（Ｂ−１）は、蛍光強度が強く素子に用いた時にもエキサイプレックスを形成せず、青色発光が報告されているが（Ａｐｐｌ．  Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，  ６７巻，３８５３頁，１９９５年）、薄膜状態でのイオン化ポテンシャルが  ５．９ｅＶと高く、正孔輸送層から正孔が注入しにくく、また、ＥＬスペクトルでは  ４８０ｎｍ付近に発光極大を有するブロードなピークを示し、青色の色純度がよくないとう問題がある。この色純度はドーピングを行っても改善されていない。ビス（２−メチル−８−  キノリノラト）（ｐ−フェニルフェノラト）アルミニウム錯体（Ｂ−２）も青色の色純度が不十分で、ペリレンをドープすることで色純度は改善されるものの、駆動時の安定性が実用レベルには達していない（特開平５−１９８３７７号公報）。芳香族ジアミンであるＮ，Ｎ’−  ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−（３−メチルフェニル）−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン（通常ＴＰＤと呼ばれる）（Ｂ−３）は、正孔阻止
層としてのトリアゾール誘導体と組み合わせた時に  ４６４ｎｍに発光ピークを有するＥＬスペクトルを示すが（Ｊｐｎ．  Ｊ．  Ａｐｐｌ．  Ｐｈｙｓ．，  ３２  巻，Ｌ９１７頁，１９９３年）、
ＴＰＤのＴｇは６３℃と低いために結晶化等の熱的不安定性を有する。
【００１１】
上述の理由から、有機電界発光素子は実用化に向けて、素子の耐熱性さらには青色発光の色純度に大きな問題を抱えているのが実状である。
有機電界発光素子の耐熱性と駆動特性が不安定で、青色純度が改善されないことは、フルカラー化を目指すフラットパネル・ディスプレイ等の表示素子として望ましくない特性である。
本発明者は上記実状に鑑み、高い耐熱性を有し、さらには、色純度のよい青色発光を示す有機電界発光素子を提供することを目的として鋭意検討した結果、有機電界発光素子に特定の化合物を用いることで、上記課題を解決することができることを見い出し、本発明を完成するに至った。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明の要旨は、下記一般式（II）で表される構造を有する化合物を含有することを特徴とする有機電界発光素子に存する。
【００１３】
【化６】
0003601300.tif 000005
【００１４】
（式中、Ｘ1 及びＸ2 は、各々独立して、水素原子、あるいは置換基を有していてもよいアルキル基、芳香族炭化水素環基または芳香族複素環基を示し、Ｒ1〜Ｒ8は各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アラルキル基、アルケニル基、アリル基、シアノ基、アミノ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、カルボキシル基、アルコキシ基、アルキルスルホニル基、α−ハロアルキル基、水酸基、アミド基、芳香族炭化水素環基または芳香族複素環基を表し、これらはいずれも、更に置換されていてもよい。また、Ｒ1とＲ2、Ｒ3とＲ4、Ｒ5とＲ6またはＲ7とＲ8は、それぞれ結合して環を形成していてもよい。）
以下、本発明の有機電界発光素子について、図面を参照しながら説明する。図１は本発明に用いられる一般的な有機電界発光素子の構造例を模式的に示す断面図であり、１は基板、２は陽極、４は正孔輸送層、５は発光層、７は電子輸送層、８は陰極を各々表わす。
【００１５】
基板１は有機電界発光素子の支持体となるものであり、通常石英やガラスの板、金属板や金属箔、合成樹脂フィルムやシートなどが用いられる。特にガラス板や、例えばポリエステル、ポリメタクリレート、ポリカーボネート、ポリスルホンなどの透明な合成樹脂のフィルムやシートが好ましい。合成樹脂の基板を使用する場合には、ガスバリア性に留意する必要があり、基板のガスバリヤ性が小さすぎると、基板を通過した外気により有機電界発光素子が劣化することがあるので好ましくない。このため、合成樹脂基板の少なくとも片面に緻密なシリコン酸化膜等を設けてガスバリア性を確保する方法も好ましい方法の一つである。
【００１６】
基板１上には陽極２が設けられるが、陽極２は正孔輸送層への正孔注入の役割を果たすものである。この陽極は、通常、アルミニウム、金、銀、ニッケル、パラジウム、白金等の金属、インジウム及び／またはスズの酸化物などの金属酸化物、ヨウ化銅などのハロゲン化金属、カーボンブラック、あるいは、ポリ（３−メチルチオフェン）、ポリピロール、ポリアニリン等の導電性高分子などにより構成される。陽極２の形成は通常、スパッタリング法、真空蒸着法などにより行われることが多い。また、銀などの金属微粒子、ヨウ化銅などの微粒子、カーボンブラック、導電性の金属酸化物微粒子、導電性高分子微粉末などの場合には、適当なバインダー樹脂溶液に分散し、基板１上に塗布することにより陽極２を形成することもできる。さらに、導電性高分子の場合は電解重合により直接基板１上に薄膜を形成したり、基板１上に導電性高分子を塗布して陽極２を形成することもできる（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，６０巻，２７１１頁，１９９２年）。陽極２は異なる物質で積層して形成することも可能である。陽極２の厚みは、必要とする透明性により異なる。透明性が必要とされる場合は、可視光の透過率を、通常、６０％以上、好ましくは８０％以上とすることが望ましく、この場合、厚みは、通常、５〜１０００ｎｍ、  好ましくは１０〜５００ｎｍ  程度である。不透明でよい場合は陽極２は基板１と同一でもよい。また、さらには上記の陽極２の上に異なる導電材料を積層することも可能である。
【００１７】
陽極２の上には正孔輸送層４が設けられる。正孔輸送層の材料に要求される条件としては、陽極からの正孔注入効率が高く、かつ、注入された正孔を効率よく輸送することができる材料であることが必要である。そのためには、イオン化ポテンシャルが小さく、可視光の光に対して透明性が高く、しかも正孔移動度が大きく、さらに安定性に優れ、トラップとなる不純物が製造時や使用時に発生しにくいことが要求される。上記の一般的要求以外に、車載表示用の応用を考えた場合、素子にはさらに耐熱性が要求される。従って、Ｔｇとして８５℃以上の値を有する材料が望ましい。
【００１８】
このような正孔輸送層の材料としては、例えば、１，１−ビス（４−ジ−ｐ−  トリルアミノフェニル）シクロヘキサン、４，４’−  ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−  フェニルアミノ］ビフェニルで代表される２個以上の３級アミンを含み２個以上の縮合芳香族環が窒素原子に置換した芳香族アミン（特開平５−２３４６８１号公報）、トリフェニルベンゼンの誘導体でスターバースト構造を有する芳香族トリアミン（米国特許第４，９２３，７７４  号）、Ｎ，Ｎ’−  ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）ビフェニル−４，４’−ジアミン等、ピレニル基に芳香族ジアミノ基が複数個置換した化合物、スチリル構造を有する芳香族ジアミン（特開平４−２９０８５１号公報）、チオフェン基で芳香族３級アミンユニットを連結したもの（特開平４−３０４４６６号公報）、スターバースト型芳香族トリアミン（特開平４−３０８６８８号公報）、フルオレン基で３級アミンを連結したもの（特開平５−  ２５４７３号公報）、トリアミン化合物（特開平５−２３９４５５号公報）、ビスジピリジルアミノビフェニル、Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリフェニルアミン誘導体（特開平６−１９７２号公報）、フェノキサジン構造を有する芳香族ジアミン（特開平７−１３８５６２号公報）、ジアミノフェニルフェナントリジン誘導体（特開平７−２５２４７４号公報）、シラザン化合物（米国特許第  ４，９５０，９５０号公報）、シラナミン誘導体（特開平６−  ４９０７９号公報）、ホスファミン誘導体（特開平６−  ２５６５９号公報）等が挙げられる。これらの化合物は、単独で用いてもよいし、必要に応じて、各々、混合して用いてもよい。
【００１９】
上記の化合物以外に、正孔輸送層４の材料として、ポリビニルカルバゾールやポリシラン、ポリフォスファゼン（特開平５−３１０９４９号公報）、ポリアミド（特開平５−３１０９４９号公報）、ポリビニルトリフェニルアミン（特開平７−  ５３９５３号公報）、トリフェニルアミン骨格を有する高分子（特開平４−１３３０６５号公報）、芳香族アミンを含有するポリメタクリレート等の高分子材料が挙げられる。
【００２０】
上記の正孔輸送材料を塗布法あるいは真空蒸着法により前記陽極２上に積層することにより正孔輸送層４を形成する。
塗布法の場合は、正孔輸送材料を１種または２種以上と、必要により正孔のトラップにならないバインダー樹脂や塗布性改良剤などの添加剤とを添加し、溶解して塗布溶液を調製し、スピンコート法などの方法により陽極２上に塗布し、乾燥して正孔輸送層３ｂを形成する。バインダー樹脂としては、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエステル等が挙げられる。バインダー樹脂は添加量が多いと正孔移動度を低下させるので、少ない方が望ましく、通常、５０重量％以下が好ましい。
【００２１】
真空蒸着法の場合には、正孔輸送材料を真空容器内に設置されたルツボに入れ、真空容器内を適当な真空ポンプで１０−４Ｐａ程度にまで排気した後、ルツボを加熱して、正孔輸送材料を蒸発させ、ルツボと向き合って置かれた、陽極が形成された基板１上に正孔輸送層４を形成させる。
正孔輸送層４の膜厚は、通常、１０〜３００ｎｍ  、好ましくは３０〜１００ｎｍ  である。この様に薄い膜を一様に形成するためには、一般に真空蒸着法がよく用いられる。
正孔輸送層４の上に発光層５が形成される。
【００２２】
本発明の有機電界発光素子は、発光層として下記一般式（II）で表わされる構造を有する化合物を含有することを特徴とする。本発明においては、高融点を有する化合物を発光層に用いることで、素子の耐熱性を改善すると同時に青色発光を可能とした。下記一般式  （II）で表わされる構造を有する化合物は、パイ電子共役系の拡がりを抑えて青色領域での強い蛍光発光を可能とし、同時に、剛直な平面構造を導入することにより二量体形成による濃度消光を抑制し、さらには、高い融点、従って、高いTgを有し、安定な青色純度の高い発光素子の作製を可能とした。
【００２４】
【化７】
0003601300.tif 000006
【００２５】
一般式（II）において、Ｘ1 及びＸ2 は、好ましくは、各々独立して水素原子；置換基を有していてもよいメチル基、エチル基等の炭素数１〜６のアルキル基；置換基を有していてもよいフェニル基、ビフェニル基、ナフチル基、アントリル基、フェナントリル基、ピレニル基、等の芳香族炭化水素環基；置換基を有していてもよいピリジル基、トリアジル基、ピラジル基、キノキサリル基、チエニル等の芳香族複素環基を示す。前記置換基としてはフッ素原子等のハロゲン原子；メチル基、エチル基等の炭素数１〜６のアルキル基；ビニル基等のアルケニル基；メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基等の炭素数１〜６のアルコキシカルボニル基；メトキシ基、エトキシ基等の炭素数１〜６のアルコキシ基；フェノキシ基、ベンジルオキシ基などのアリールオキシ基；ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基等のジアルキルアミノ基、アセチル基等のアシル基、トリフルオロメチル基等のハロアルキル基、シアノ基を示す。前記置換基としては、特に好ましくは、メチル基、フェニル基、メトキシ基が挙げられる。
【００２６】
前記一般式（II）において、Ｒ1 〜Ｒ8 は、好ましくは、各々独立して水素原子；フッ素原子等のハロゲン原子；メチル基、エチル基等の炭素数１〜６のアルキル基；シクロヘキシル基；ベンジル基、フェネチル基等のアラルキル基；ビニル基等のアルケニル基；メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基等の炭素数１〜６のアルコキシカルボニル基；メトキシ基、エトキシ基等の炭素数１〜６のアルコキシ基；フェノキシ基、ベンジルオキシ基などのアリールオキシ基；ジメチルアミノ基；ジエチルアミノ基等のジアルキルアミノ基；アセチル基等のアシル基；トリフルオロメチル基等のハロアルキル基；シアノ基；フェニル基、ビフェニル基、ナフチル基、アントリル基、フェナントリル基、ピレニル基等の芳香族炭化水素環基；カルバゾリル基、ピリジル基、トリアジル基、ピラジル基、キノキサリル基、チエニル基等の芳香族複素環基を示す。これらはいずれも、更に置換されていても良いが、中でも芳香族炭化水素基および芳香族複素環基は、置換基を有していても、特性の良い化合物が得られる。
【００２７】
前記置換基としてはフッ素原子等のハロゲン原子；メチル基、エチル基等の炭素数１〜６のアルキル基；ビニル基等のアルケニル基；メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基等の炭素数１〜６のアルコキシカルボニル基；メトキシ基、エトキシ基等の炭素数１  〜６のアルコキシ基；フェノキシ基、ベンジルオキシ基などのアリールオキシ基；ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基等のジアルキルアミノ基、アセチル基等のアシル基、トリフルオロメチル基等のハロアルキル基、シアノ基を示す。前記置換基としては、特に好ましくは、メチル基、フェニル基、メトキシ基が挙げられる。尚、Ｒ1 とＲ2 、Ｒ3 とＲ4 、Ｒ5 とＲ6 またはＲ7 とＲ8 は、それぞれ一緒になって環を形成していてもよい。
この場合、形成される環としては、好ましくは、ナフタレン環、アントラセン環が挙げられる。一般式（II）で表される構造を有する化合物は、例えば、下記一般式（III）で表される化合
【００２８】
【化８】
0003601300.tif 000007
【００２９】
物をJ. Org. Chem., 55 巻，4190頁（1990  年）に示される方法に従って合成した後、Annales de Chimie, 4巻、365 −426 頁、1959年に示される光酸化反応により一般式（II）で表わされる構造を有する化合物を得る。前記一般式（II）で表わされる構造を有する化合物の好ましい具体例を以下に示すが、これらに限定するものではない。
【００３０】
【化９】
0003601300.tif 000008
【００３１】
【化１０】
0003601300.tif 000009
【００３２】
【化１１】
0003601300.tif 000010
【００３３】
これらの化合物は、単独で用いてもよいし、必要に応じて、各々、混合して用いてもよい。
発光層５の膜厚は、通常、１０〜２００  ｎｍ、好ましくは３０〜１００  ｎｍである。
発光層５は、正孔輸送層４と同様にして塗布法あるいは真空蒸着法により正孔輸送層４上に積層することにより形成されるが、塗布方の場合にはすでに薄膜形成されている正孔輸送層を溶解させない溶媒を使用する必要がある。
青色の発光効率を向上させると同時に色純度を改善し、さらに素子の駆動寿命を改善するためには、前記発光層材料をホスト材料として、蛍光色素をドープすることは有効な方法である。青色の蛍光を有するドープ色素として、ペリレン等の縮合多環芳香族環（特開平５−１９８３７７号公報）、クマリン誘導体、ナフタル酸イミド誘導体（特開平４−３２０４８６号公報）、芳香族アミン誘導体（特開平８−
１９９１６２号公報）等が挙げられる。これらのドープ色素が、ホスト材料に含有される割合は  ０．１〜１０重量％の範囲にあることが好ましい。もちろん、緑色や赤色発光を得るために、緑色蛍光色素や赤色蛍光色素をドープすることも可能である。真空蒸着法で上記のドーピングを行う方法としては、共蒸着による方法と蒸着源を予め所定の濃度で混合しておく方法がある。
【００３４】
上記各ドーパントが発光層中にドープされる場合、発光層の膜厚方向において均一にドープされるが、膜厚方向において濃度分布があっても構わない。例えば、正孔輸送層との界面近傍にのみドープしたり、逆に、電子輸送層界面近傍にドープしてもよい。
発光層５の上には電子輸送層７が設けられる。電子輸送層７は、電界を与えられた電極間において陰極から注入された電子を効率よく発光層５の方向に輸送し、正孔との再結合を効率よく行うことができる化合物より形成される。
電子輸送層７に用いられる電子輸送性化合物としては、陰極８からの電子注入効率が高く、かつ、高い電子移動度を有し注入された電子を効率よく輸送することができる化合物であることが必要である。
【００３５】
このような条件を満たす材料としては、８−ヒドロキシキノリンのアルミニウム錯体などの金属錯体（特開昭５９−１９４３９３号公報）、１０−  ヒドロキシベンゾ［ｈ］  キノリンの金属錯体、オキサジアゾール誘導体、ジスチリルビフェニル誘導体、シロール誘導体、３−または５−ヒドロキシフラボン金属錯体、ベンズオキサゾール金属錯体、ベンゾチアゾール金属錯体、トリスベンズイミダゾリルベンゼン（米国特許第  ５，６４５，９４８号）、キノキサリン化合物（特開平６−２０７１６９号公報）、フェナントロリン誘導体（特開平５−３３１４５９号公報）、２−ｔ−ブチル−９，１０−Ｎ，Ｎ’−  ジシアノアントラキノンジイミン、ｎ型水素化非晶質炭化シリコン、ｎ型硫化亜鉛、ｎ型セレン化亜鉛などが挙げられる。電子輸送層６の膜厚は、通常、５  〜２００ｎｍ  、好ましくは１０〜１００  ｎｍである。
【００３６】
電子輸送層７は、正孔輸送層４と同様にして塗布法あるいは真空蒸着法により発光層５上に積層されるが、通常は、真空蒸着法が用いられる。
陰極８は、電子輸送層７に電子を注入する役割を果たす。陰極８として用いられる材料は、前記陽極２に使用される材料を用いることが可能であるが、効率よく電子注入を行なうには、仕事関数の低い金属が好ましく、スズ、マグネシウム、インジウム、カルシウム、アルミニウム、銀等の適当な金属またはそれらの合金が用いられる。具体例としては、マグネシウム−銀合金、マグネシウム−インジウム合金、アルミニウム−リチウム合金等の低仕事関数合金電極が挙げられる。さらに、陰極と発光層または電子輸送層の界面にＬｉＦ  、ＭｇＦ２、Ｌｉ２Ｏ等の極薄絶縁膜（０．１  〜５ｎｍ  ）を挿入することも、素子の効率を向上させる有効な方法である（Ａｐｐｌ．  Ｐｈｙｓ．  Ｌｅｔｔ．，  ７０  巻，１５２  頁，１９９７年；特開平１０−  ７４５８６号公報；ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ．  Ｄｅｖｉｃｅｓ  ，４４巻，１２４５頁，１９９７年）。陰極８の膜厚は通常、陽極２と同様である。低仕事関数金属から成る陰極を保護する目的で、この上にさらに、仕事関数が高く大気に対して安定な金属層を積層することは素子の安定性を増す。この目的のために、アルミニウム、銀、銅、ニッケル、クロム、金、白金等の金属が使われる。
【００３７】
本発明において、一般式（II）で表される構造を有する化合物を含む発光層を設けた素子の発光効率と色純度をさらに高めるために、図２に示すように、電子輸送層７と発光層５の間に正孔阻止層６を設けることは大変有効である。正孔阻止層６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、および、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いイオン化ポテンシャルの値を有するか、発光層の光学的バンドギャップより大きい光学的バ  ンドギャップを有することが好ましい。正孔阻止層は正孔と電子を発光層内に閉じこめて、発光効率を向上させる機能を有する。このような条件を満たす正孔阻止層材料としては、以下の一般式（IV）で表わされる混合配位子錯体、
【００３８】
【化１２】
0003601300.tif 000011
【００３９】
（式中、Ｒ９  〜Ｒ１４は、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アラルキル基、アルケニル基、アリル基、シアノ基、アミノ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、カルボキシル基、アルコキシ基、アルキルスルホニル基、α−ハロアルキル基、水酸基、置換基を有していてもよいアミド基、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素環基または置換基を有していてもよい芳香族複素環基を表し、ＭはＡｌ  原子またはＧａ  原子を示し、Ｌは以下に示す一般式（ＩＶａ）、（ＩＶｂ）、（ＩＶｃ）のいずれかで表わされる。）
【００４０】
【化１３】
0003601300.tif 000012
【００４１】
（式中、ＹはＳｉ  、Ｇｅ  、Ｓｎ  のいずれかの原子を表し、Ａｒ１〜Ａｒ５は、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素環基または芳香族複素環基を表わす。）
以下の一般式（Ｖ）で表される二核金属錯体、
【００４２】
【化１４】
0003601300.tif 000013
【００４３】
（式中、Ｒ９  〜Ｒ１４は、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アラルキル基、アルケニル基、アリル基、シアノ基、アミノ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、カルボキシル基、アルコキシ基、アルキルスルホニル基、α−ハロアルキル基、水酸基、置換基を有していてもよいアミド基、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素環基または芳香族複素環基を表し、ＭはＡｌ  原子またはＧａ  原子を示す。）
以下の一般式（ＶＩ）で示されるスチリル化合物、
【００４４】
【化１５】
0003601300.tif 000014
【００４５】
（式中、Ｚは置換基を有していてもよい２価の芳香族炭化水素環基または芳香族複素環基を表し、Ａｒ６〜Ａｒ９は、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素環基または芳香族複素環基を表す。）
以下の構造式で示される１，２，４−トリアゾール環を少なくとも１個有する化合物、
【００４６】
【化１６】
0003601300.tif 000015
【００４７】
以下の構造式で示されるフェナントロリン環を少なくとも１個有する化合物が挙げられる。
【００４８】
【化１７】
0003601300.tif 000016
【００４９】
前記一般式（ＩＶ）で示される混合配位子錯体の具体例として、ビス（２−メチル−８−  キノリノラト）（フェノラト）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−  キノリノラト）（オルト−クレゾラト）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−  キノリノラト）（メタ−クレゾラト）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−  キノリノラト）（パラ−クレゾラト）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−  キノリノラト）（オルト−フェニルフェノラト）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−  キノリノラト）（メタ−フェニルフェノラト）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−  キノリノラト）（パラ−フェニルフェノラト）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−  キノリノラト）（２，３−ジメチルフェノラト）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−  キノリノラト）（２，６−ジメチルフェノラト）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−  キノリノラト）（３，４−ジメチルフェノラト）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−  キノリノラト）（３，５−ジメチルフェノラト）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−  キノリノラト）（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノラト）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−  キノリノ
ラト）（２，６−ジフェニルフェノラト）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−  キノリノラト）（２，４，６−トリフェニルフェノラト）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−  キノリノラト）（２，４，６−トリメチルフェノラト）アルミニウム、ビス（２−メチ
ル−８−  キノリノラト）（２，３，６−トリメチルフェノラト）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−  キノリノラト）（２，３，５，６−テトラメチルフェノラト）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−  キノリノラト）（１−ナフトラト）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−  キノリノラト）（２−ナフトラト）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−  キノリノラト）（トリフェニルシラノラト）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−  キノリノラト）（トリフェニルゲルマノラト）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−  キノリノラト）（トリス（４，４−ビフェニル）シラノラト）アルミニウム、ビス（２，４−ジメチル−８−  キノリノラト）（オルト−フェニルフェノラト）アルミニウム、ビス（２，４−ジメチル−８−  キノリノラト）（パラ−フェニルフェノラト）アルミニウム、ビス（２，４−ジメチル−８−  キノリノラト）（メタ−フェニルフェノラト）アルミニウム、ビス（２，４−ジメチル−８−  キノリノラト）（３，５−ジメチルフェノラト）アルミニウム、ビス（２，４−ジメチル−８−  キノリノラト）（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノラト）アルミニウム、ビス（２−メチル−４−  エチル−８−  キノリノラト）（パラ−クレゾラト）アルミニウム、ビス（２−メチル−４−  メトキシ−８−  キノリノラト）（パラ−フェニルフェノラト）アルミニウム、ビス（２−メチル−５−  シアノ−８−  キノリノラト）（オルト−クレゾラト）アルミニウム、ビス（２−メチル−６−  トリフルオロメチル−８−  キノリノラト）（２−ナフトラト）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−  キノリノラト）（フェノラト）ガリウム、ビス（２−メチル−８−  キノリノラト）（オルト−クレゾラト）ガリウム、ビス（２−メチル−８−  キノリノラト）（パラ−フェニルフェノラトガリウム、ビス（２−メチル−８−  キノリノラト）（１−ナフトラト）ガリウム、ビス（２−メチル−８−  キノリノラト）（２−ナフトラト）ガリウム、ビス（２−メチル−８−  キノリノラト）（トリフェニルシラノラト）ガリウム、ビス（２−メチル−８−  キノリノラト）（トリス（４，４−ビフェニル）シラノラト）ガリウム等が挙げられる。
特に好ましくは、ビス（２−メチル−８−  キノリノラト）（２−ナフトラト）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−  キノリノラト）（トリフェニルシラノラト）アルミニウムが挙げられる。
【００５０】
前記一般式（Ｖ）で表わされる二核金属錯体の具体例として、ビス（２−メチル−８−  キノラト）アルミニウム−  μ−  オキソ−ビス−（２−メチル−８−  キノリラト）アルミニウム、ビス（２，４−ジメチル−８−  キノラト）アルミニウム−  μ−  オキソ−ビス−（２，４−ジメチル−８−  キノリラト）アルミニウム、ビス（４−エチル−２−  メチル−８−  キノリノラト）アルミニウム−  μ−  オキソ−ビス−（４−エチル−２−  メチル−８−  キノリノラト）アルミニウム、ビス（２−メチル−４−  メトキシキノリノラト）アルミニウム−  μ−  オキソ−ビス−（２−メチル−４−  メトキシキノリノラト）アルミニウム、ビス（５−シアノ−２−  メチル−８−  キノリノラト）アルミニウム−  μ−  オキソ−ビス−（５−シアノ−２−  メチル−８−  キノリノラト）アルミニウム、ビス（５−クロロ−２−  メチル−８−  キノリノラト）アルミニウム−  μ−  オキソ−ビス−（５−クロロ−２−  メチル−８−  キノリノラト）アルミニウム、ビス（２−メチル−５−  トリフルオロメチル−８−  キノリノラト）アルミニウム−  μ−  オキソ−ビス−（２−メチル−５−  トリフルオロメチル−８−  キノリノラト）アルミニウム等が挙げられる。特に好ましくは、ビス（２−メチル−８−  キノラト）アルミニウム−  μ−  オキソ−ビス−（２−メチル−８−  キノリラト）アルミニウムが挙げられる。
前記一般式（ＶＩ）で表わされるスチリル化合物の具体例としては、従来の青色発光材料で例示したジスチリルビフェニル化合物（Ｂ−１）が例えば挙げられる。
前記構造式で表わされる１，２，４−トリアゾール環を少なくとも１個有する化合物の具体例を以下に示す。
【００５１】
【化１８】
0003601300.tif 000017
【００５２】
前記構造式で表わされるフェナントロリン環を少なくとも１個有する化合物の具体例を以下に示す。
【００５３】
【化１９】
0003601300.tif 000018
【００５４】
正孔阻止層６の膜厚は、通常、  ０．３〜  １００ｎｍ、好ましくは  ０．５〜１０ｎｍである。正孔阻止層も正孔輸送層と同様の方法で形成することができるが、通常は真空蒸着法が用いられる。
素子の駆動電圧の低下と駆動安定性の向上を図るために、図３に示す様に、陽極２と正孔輸送層４のコンタクトを向上させるために、陽極バッファ層３を設けることが考えられる。陽極バッファ層に用いられる材料に要求される条件としては、陽極とのコンタクトがよく均一な薄膜が形成でき、熱的に安定、すなわち、融点及びガラス転移温度が高く、融点としては  ３００℃以上、ガラス転移温度としては  １００℃以上が要求される。さらに、イオン化ポテンシャルが低く陽極からの正孔注入が容易なこと、正孔移動度が大きいことが挙げられる。この目的のために、これまでにポルフィリン誘導体やフタロシアニン化合物（特開昭６３−２９５６９５号公報）、スターバスト型芳香族トリアミン（特開平４−３０８６８８号公報）、ヒドラゾン化合物、アルコキシ置換の芳香族ジアミン誘導体、ｐ−（９−アントリル）−Ｎ，Ｎ−  ジ−ｐ−  トリルアニリン、ポリチエニレンビニレンやポリ−ｐ−フェニレンビニレン、ポリアニリン等の有機化合物や、スパッタ・カーボン膜や、バナジウム酸化物、ルテニウム酸化物、モリブデン酸化物等の金属酸化物が報告されている。  上記陽極バッファ層材料としてよく使用される化合物としては、ポルフィリン化合物またはフタロシアニン化合物が挙げられる。これらの化合物は中心金属を有していてもよいし、無金属のものでもよい。
【００５５】
好ましいこれらの化合物の具体例としては、以下の化合物が挙げられる：
ポルフィン
５，１０，１５，２０−  テトラフェニル−２１Ｈ，２３Ｈ−  ポルフィン
５，１０，１５，２０−  テトラフェニル−２１Ｈ，２３Ｈ−  ポルフィンコバルト（ＩＩ）
５，１０，１５，２０−  テトラフェニル−２１Ｈ，２３Ｈ−  ポルフィン銅（ＩＩ）
５，１０，１５，２０−  テトラフェニル−２１Ｈ，２３Ｈ−  ポルフィン亜鉛（ＩＩ）
５，１０，１５，２０−  テトラフェニル−２１Ｈ，２３Ｈ−  ポルフィンバナジウム（ＩＶ）オキシド
５，１０，１５，２０−  テトラ（４−ピリジル）−２１Ｈ，２３Ｈ−  ポルフィン
２９Ｈ，３１Ｈ−フタロシアニン
銅（ＩＩ）フタロシアニン
亜鉛（ＩＩ）フタロシアニン
チタンフタロシアニンオキシド
マグネシウムフタロシアニン
鉛フタロシアニン
銅（ＩＩ）４，４’，４’’，４’’’−テトラアザ−２９Ｈ，３１Ｈ−  フタロシアニン
陽極バッファ層の場合も、正孔輸送層と同様にして薄膜形成可能であるが、無機物の場合には、さらに、スパッタ法や電子ビーム蒸着法、プラズマＣＶＤ法が用いられる。
【００５６】
以上の様にして形成される陽極バッファ層３の膜厚は、通常、３  〜１００ｎｍ  、好ましくは１０〜５０ｎｍである。
尚、図１とは逆の構造、すなわち、基板上に陰極８、電子輸送層７、発光層５、正孔輸送層４、陽極２の順に積層することも可能であり、既述したように少なくとも一方が透明性の高い２枚の基板の間に本発明の有機電界発光素子を設けることも可能である。同様に、図２および図３に示した前記各層構成とは逆の構造に積層することも可能である。
本発明の有機電界発光素子によれば、高い融点を有する特定の骨格を有する化合物を発光層または正孔阻止層に用いているため、素子の耐熱性が向上し、色純度のよい青色発光を得ることも可能となり、フルカラーあるいはマルチカラーの青色のサブ画素として機能するばかりでなく、蛍光変換色素と組み合わせることによりフルカラー表示素子を作製することも可能である（特開平３−１５２８９７号公報）。
【００５７】
【実施例】
次に、本発明を実施例によって更に具体的に説明するが、本発明はその要旨を越えない限り、以下の実施例の記載に限定されるものではない。
合成例１
化合物（３）の合成
ルブレン０．５１ｇ  をＤＭＦ２５ｍｌに１２０  ℃に加熱して溶かし、Ｎ−ブロモコハク酸イミド０．２ｇのＤＭＦ溶液を滴下後、８時間１２０  ℃で加熱攪拌した。
反応終了後、放冷し、生じた白色沈殿をメタノールで洗浄し、乾燥後、昇華精製を行い、０．２７ｇの白色粉末を得た（収率５４％）。この化合物の質量分析を行ったところ、分子量が  ５３０であり、さらにＮＭＲスペクトルにより目的化合物であることを確認した。この化合物（３）の粉末試料についてセイコーインスツルメンツ（株）社製ＴＧ／ＤＴＡ−３２０により示差熱分析測定したところ、融点は  ４３２℃と高い値を示した。
【００５８】
参考例１
ガラス基板をアセトンで超音波洗浄、純水で水洗、イソプロピルアルコールで超音波洗浄、乾燥窒素で乾燥、ＵＶ／オゾン洗浄を行った後、真空蒸着装置内に設置して、装置内の真空度が２  ×１０−６Ｔｏｒｒ以下になるまで油拡散ポンプを用いて排気した。
例示化合物（３）をセラミックるつぼに入れ、るつぼの周囲のタンタル線ヒーターで加熱して蒸着を行った。この時のるつぼの温度は、２９０  〜３００  ℃の範囲で制御した。蒸着時の真空度は７  ×１０−７Ｔｏｒｒ（約９．３ｘ１０−５Ｐａ）で、蒸着速度０．３ｎｍ  ／秒で膜厚７３ｎｍの一様で透明な膜を得た。この薄膜試料のイオン化ポテンシャルを理研計器（株）製の紫外線電子分析装置（ＡＣ−１）を用いて測定したところ、５．３２ｅＶの値を示した。この蒸着膜を水銀ランプ（波長  ３５０ｎｍ）で励起して測定した蛍光波長の極大は  ４３０ｎｍで、青紫色の蛍光であった。
【００５９】
実施例１
図２に示す構造を有する有機電界発光素子を以下の方法で作製した。
ガラス基板上にインジウム・スズ酸化物（ＩＴＯ）透明導電膜を  １２０ｎｍ堆積したもの（ジオマテック社製；電子ビーム成膜品；シート抵抗１５Ω）を通常のフォトリソグラフィ技術と塩酸エッチングを用いて  ２ｍｍ幅のストライプにパターニングして陽極を形成した。パターン形成したＩＴＯ基板を、アセトンによる超音波洗浄、純水による水洗、イソプロピルアルコールによる超音波洗浄の順で洗浄後、窒素ブローで乾燥させ、最後に紫外線オゾン洗浄を行って、真空蒸着装置内に設置した。上記装置の粗排気を油回転ポンプにより行った後、装置内の真空度が２×１０−６Ｔｏｒｒ（約２．７  ×１０−４Ｐａ）以下になるまで液体窒素トラップを備えた油拡散ポンプを用いて排気した。
正孔輸送層４の材料として、下記に示す構造式の４，４’−  ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（Ｈ−１）をセラミックるつぼに入れ、るつぼの
【００６０】
【化２０】
0003601300.tif 000019
【００６１】
周囲のタンタル線ヒーターで加熱して蒸着を行った。この時のるつぼの温度は、２５５  〜２７０  ℃の範囲で制御した。蒸着時の真空度は１．５  ×１０−６Ｔｏｒｒ（約２．０  ×１０−４Ｐａ）で、蒸着速度０．４ｎｍ  ／秒で膜厚６０ｎｍの正孔輸送層４を得た。
次に、発光層５の材料として、例示化合物（３）を上記正孔輸送層４の上に同様にして蒸着を行なった。この時のるつぼの温度は２９０  〜２９５  ℃の範囲で制御した。蒸着時の真空度は１．１  ×１０−６Ｔｏｒｒ（約１．５  ×１０−４Ｐａ）で、蒸着速度０．３ｎｍ  ／秒で、膜厚は３０ｎｍであった。
次に、正孔阻止層６の材料として、下記に構造式を示すビス（２−メチル−８−キノリノラト）（トリフェニルシラノラト）アルミニウム錯体（ＨＢ−１）を
【００６２】
【化２１】
0003601300.tif 000020
【００６３】
発光層５の上に蒸着を行なった。正孔阻止層形成時のるつぼの温度は  ２４５℃とし、真空度は１．１  ×１０−６Ｔｏｒｒ（約１．５  ×１０−４Ｐａ）で、蒸着速度  ０．２ｎｍ／秒で、膜厚は２０ｎｍであった。Ｅ
続いて、電子輸送層７の材料として以下に示すアルミニウムの８−ヒドリキシキノリン錯体（Ｅ−１）を上記正孔阻止層の上に同様にして蒸着を行った。
【００６４】
【化２２】
0003601300.tif 000021
【００６５】
この時のるつぼの温度は２７０  〜２８０  ℃の範囲で制御した。蒸着時の真空度は９．０  ×１０−７Ｔｏｒｒ（約１．２ｘ１０−４Ｐａ）で、蒸着速度０．３ｎｍ  ／秒で、膜厚は２５ｎｍであった。上記の正孔輸送層４から電子輸送層７を真空蒸着する時の基板温度は室温に保持した。
ここで、電子輸送層７までの蒸着を行った素子を一度前記真空蒸着装置内より大気中に取り出して、陰極蒸着用のマスクとして  ２ｍｍ幅のストライプ状シャドーマスクを、陽極２のＩＴＯストライプとは直交するように素子に密着させて、別の真空蒸着装置内に設置して有機層と同様にして装置内の真空度が２×１０−６Ｔｏｒｒ（約２．７  ×１０−４Ｐａ）以下になるまで排気した。陰極８として、先ず、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ２）をモリブデンボートを用いて、蒸着速度０．１ｎｍ  ／秒、真空度６．０  ×１０−６Ｔｏｒｒ（約８．０  ×１０−４Ｐａ）で、１．５ｎｍ  の膜厚で電子輸送層７の上に成膜した。次に、アルミニウムを同様にモリブデンボートにより加熱して、蒸着速度  ０．４ｎｍ／秒、真空度１．０  ×１０−５Ｔｏｒｒ（約１．３  ×１０−３Ｐａ）で膜厚４０ｎｍのアルミニウム層を形成した。さらに、その上に、陰極の導電性を高めるために銅を、同様にモリブデンボートを用いて加熱して、蒸着速度  ０．５ｎｍ／秒、真空度８．０  ×１０−６Ｔｏｒｒ（約１．１  ×１０−３Ｐａ）で膜厚４０ｎｍの銅層を形成して陰極８を完成させた。以上の３層型陰極８の蒸着時の基板温度は室温に保持した。
【００６６】
以上の様にして、２ｍｍ  ×２ｍｍ  のサイズの発光面積部分を有する有機電界発光素子を作製した。この素子の発光特性を表−１に示す。表−１において、発光輝度は２５０ｍＡ  ／ｃｍ２  の電流密度での値、発光効率は  １００ｃｄ／ｍ２での値、輝度／電流は輝度−電流密度特性の傾きを、電圧は  １００ｃｄ／ｍ２での値を各々示す。この素子は６ヶ月間保存後も、駆動電圧の顕著な上昇はみられず、発光効率や輝度の低下もなく、安定した素子の保存安定性が得られた。温度６０℃、湿度９０％の条件で９６時間保存しても。素子の発光特性は実用上となる劣化はみられなかった。
【００６７】
比較例１
発光層として、ジスチリルビフェニル誘導体（Ｂ−１）を用いた他は実施例１と同様に素子を作製した。この素子の発光特性を表−１に示す。青色純度は低下し、駆動電圧の上昇もみられた。
【００６８】
【表１】
0003601300.tif 000022
【００６９】
【発明の効果】
本発明の有機電界発光素子によれば、特定の化合物を含有する発光層を有するために、青色発光を達成でき、また安定性の向上した素子を得ることができる。従って、本発明による有機電界発光素子はフラットパネル・ディスプレイ（例えばＯＡコンピュータ用や壁掛けテレビ）やマルチカラー表示素子、あるいは面発光体としての特徴を生かした光源（例えば、複写機の光源、液晶ディスプレイや計器類のバックライト光源）、表示板、標識灯への応用が考えられ、特に、高耐熱性が要求される車載用、屋外用表示素子としては、その技術的価値は大きいものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】有機電界発光素子の一例を示した模式断面図。
【図２】有機電界発光素子の別の例を示した模式断面図。
【図３】有機電界発光素子の別の例を示した模式断面図。
【符号の説明】
１    基板
２    陽極
３    陽極バッファ層
４    正孔輸送層
５    発光層
６    正孔阻止層
７    電子輸送層
８    陰極
【図１】
0003601300.tif 000024
【図２】
0003601300.tif 000025
【図３】
0003601300.tif 000026