(57)【要約】【課題】電子注入電極（陰極）と正孔注入電極（陽極）の間に発光層および正孔阻止層を含む有機電界発光素子において、有機電界発光素子の輝度および駆動特性を向上させる。【解決手段】電子注入電極（陰極）と正孔注入電極（陽極）の間に発光層および正孔阻止層を含む有機電界発光素子であって、該正孔阻止層の物質が下記の化学式１：    【化１】2005197262.tif 000016［式中、Ａは、置換されているか置換されていない芳香族基およびヘテロ環基からなる群より選択される。］で表される有機電界発光素子。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子注入電極（陰極）と正孔注入電極（陽極）の間に発光層および正孔阻止層を含む有機電界発光素子であって、該正孔阻止層の物質が下記の化学式１：
【化１】
2005197262.tif 000011
［式中、Ａは、置換されているか置換されていない芳香族基およびヘテロ環基からなる群より選択される。］で表される有機電界発光素子。
【請求項２】
Ａは、置換されているか置換されていないフェニル基、ビフェニル基、テルフェニル基、ピリジル基、ビピリジル基、ナフチル基、ビナフチル基、キノリン基、イソキノリン基、アントラセン基およびフェナントレン基からなる群より選択される、請求項１記載の有機電界発光素子。
【請求項３】
前記置換されている芳香族基またはヘテロ環基上の置換基は、アルキル基、アリル基、アルコキシ基、ハロゲン原子およびシアノ基からなる群より選択される、請求項１記載の有機電界発光素子。
【請求項４】
前記置換基は、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、フェニル基、ナフチル基、メトキシ基、エトキシ基、フッ素原子、塩素原子およびシアノ基からなる群より選択される、請求項３記載の有機電界発光素子。
【請求項５】
Ａは、下記の化学式２：
【化２】
2005197262.tif 000012
のうち何れか一つで表される、請求項１記載の有機電界発光素子。
【請求項６】
前記正孔阻止層の物質は、下記の化学式ＢＬ−０１ないしＢＬ−２８：
【化３】
2005197262.tif 000013
【化４】
2005197262.tif 000014
【化５】
2005197262.tif 000015
のうち何れか一つで表される、請求項１記載の有機電界発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子注入電極（陰極）と正孔注入電極（陽極）の間に発光層および正孔阻止層を含む有機電界発光素子であて、正孔阻止層の物質が下記の化学式１で表される有機電界発光素子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
最近、表示装置の大型化に伴い占有空間の少ない平面表示素子についての要求が増大しているが、このような平面表示素子のうち一つとして有機発光ダイオードとも呼ばれる有機電界発光素子の技術が急速に発展しており、既に様々な試作品が発表されている。
【０００３】
有機電界発光素子は、電子注入電極（陰極）と正孔注入電極（陽極）の間に形成された有機膜に電荷を注入すると、電子と正孔とが対を成した後、消滅しながら光を放つ素子である。プラスチックのようなフレキシブルな透明基板上にも素子を形成できるばかりでなく、プラズマディスプレイパネルや無機電界発光（ＥＬ）ディスプレイに比べて低い電圧（１０Ｖ以下）で駆動が可能で、また電力消耗が比較的少なく、色感に優れているという長所がある。
【０００４】
さらに、有機電界発光（ＥＬ）素子は、緑、青、赤の３つの色を表すことができ、次世代の完全なカラーディスプレイ素子として多くの人々の関心の対象となっている。
【０００５】
ここで、有機ＥＬ素子の製作過程を簡単に説明する：
（１）先ず、透明な基板上に陽極物質を被覆する。陽極物質としては主にＩＴＯ（インジウム錫酸化物）が用いられる。
（２）その上に正孔注入層（ＨＩＬ：hole injecting layer）を被覆する。正孔注入層としては主に銅フタロシアニン（ＣｕＰＣ）を１０ｎｍないし３０ｎｍの厚さで被覆する。（３）その後、正孔輸送層（ＨＴＬ：hole transport layer）を被覆する。このような正孔輸送層として、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］−ビフェニル（ＮＰＢ）を３０ないし６０ｎｍ程度蒸着して被覆する。
（４）その上に有機発光層を形成する。このとき、必要に応じてドーパントを添加する。緑色発光の場合、主に有機発光層としてトリス（８−ヒドロキシキノレート）アルミニウム（Ａｌｑ３）を３０ないし６０ｎｍの厚さで蒸着し、ドーパントとしてはＭＱＤ（Ｎ−メチルキナクリドン）を多用する。
（５）その上に電子輸送層（ＥＴＬ：electron transport layer）および電子注入層（ＥＩＬ：electron injecting layer）を連続的に被覆するか、それとも電子注入輸送層を形成する。緑色発光の場合、前記（４）のＡｌｑ３が優れた電子輸送能力を有しているため、電子注入／輸送層を用いない場合も多い。
（６）続いて、陰極を被覆し、最後に保護膜を重ねて被覆する。
【０００６】
上記のような構造において発光層をどの様に形成するかによって、青、緑、赤の発光素子をそれぞれ実現できる。
【０００７】
有機電界発光素子では、正孔注入層から出た正孔が電子注入層から出た電子と結合してエキシトンを形成する。この際、エキシトンとは半導体や絶縁体の中で電荷の移動を伴わずに熱を伝導する量子である。このように生成されたエキシトンは、発光する前に比較的遠い距離に分散し、エキシトンの一部が発光前に発光層の外へ分散される可能性が増加する。場合によっては、該エキシトンは分散し、陰極によって消光する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
このような現象を減らすために、電子は分散させ、エキシトンの分散は実質的に阻止し、正孔の分散を実質的に防ぐことのできるブロッキング層が用いられている。しかしながら、従来技術による正孔阻止層はその安定性が低く、該エキシトンの消光を満足すべき水準で防止できないという問題があった。
【０００９】
従って、本発明の目的は、電子注入電極（陰極）と正孔注入電極（陽極）の間に安定性に優れた正孔阻止層を含ませ、燐光に適合し、かつ輝度および駆動特性に優れた有機電界発光素子を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明に係る有機電界発光素子は、陽極と、正孔注入層と、正孔輸送層と、発光層と、正孔阻止層と、電子輸送層と、電子注入層と、陰極とで構成される有機電界発光素子であって、正孔阻止層の物質が下記の化学式１：
【化１】
2005197262.tif 000002
で表される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る有機電界発光素子は、電子注入電極と正孔注入電極の間に上述した化学式ＢＬ−０１ないしＢＬ−２８のような安定性に優れた物質の正孔支持層を形成することで、従来の消光問題を完全に解消すると共に、輝度および駆動特性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
上記式中、Ａは置換されているか置換されていない芳香族基、ヘテロ環基、置換されているか置換されていないフェニル基、ビフェニル基、テルフェニル基、ピリジル基、ビピリジル基、ナフチル基、ビナフチル基、キノリン基、イソキノリン基、アントラセン基およびフェナントレン基から選択できる。
【００１３】
また、前記置換されている芳香族基またはヘテロ環基上の置換基は、アルキル基、アリル基、アルコキシ基、ハロゲン原子およびシアノ基から選択され、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、フェニル基、ナフチル基、メトキシ基、エトキシ基、フッ素原子、塩素原子およびシアノ基から選択できる。
【００１４】
前記Ａは、下記の化学式２のうち何れか一つであり得る：
【化２】
2005197262.tif 000003
【００１５】
前記正孔阻止層の物質は下記の化学式ＢＬ−０１ないしＢＬ−２８のうち何れか一つであり得る：
【化３】
2005197262.tif 000004
【化４】
2005197262.tif 000005
【化５】
2005197262.tif 000006
【００１６】
ここで、前記化学式に示した正孔阻止層物質のうち一部（ＢＬ−１、ＢＬ−２５）の合成方法を説明する。
１．フェナントリルホウ酸の合成
【化６】
2005197262.tif 000007
先ず、良く乾燥した３口丸底フラスコ中で、９−ブロモフェナントレン（２．５７ｇ、０．０１ｍｏｌ）を無水ジエチルエーテルに溶解し、そして−７８℃の容器を設置する。この混合物にヘキサン中で２．５Ｍのｎ−ＢｕＬｉ（４ｍＬ、０．０１ｍｏｌ）を１０分かけて徐々に添加し、そして室温で３０分間攪拌する。次いで−７８℃の容器を再び設置し、そしてトリメチルボレート（１．５９ｍＬ、０．０１４ｍｏｌ）を徐々に添加する。
【００１７】
添加後、混合物を再び室温で１２時間攪拌する。反応後、−０℃の容器を再び設置し、ここに１０％塩酸を徐々に添加してｐＨを２ないし３程度にする。次いで反応物をジエチルエーテルを用いて抽出し、そしてその後溶媒を減圧蒸留し、そして石油エーテルを用いて沈殿を濾過すると、フェナントリルホウ酸の白色固形物（１．９３ｇ、８７％）を得ることができる。
【００１８】
２．１，４−ジフェナントリルベンゼン（ＢＬ−０１）の合成
【化７】
2005197262.tif 000008
２口丸底フラスコ中で、フェナントリルホウ酸（６．３ｇ、０．０２８ｍｏｌ）、１，４−ジブロモベンゼン（２．６８ｇ、０．０１１ｍｏｌ）、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（Ｏ）（０．１９ｇ、０．０５当量）および炭酸カリウム（６．２１ｇ、０．０４５ｍｏｌ）をトルエン（８０ｍＬ）、ＴＨＦ（５０ｍＬ）および水（５０ｍＬ）に溶解し、そして容器を１００℃として２４時間攪拌する。反応後、ＴＨＦとトルエンを除去し、そして反応物をジクロロメタンと水を使用して抽出し、減圧蒸留し、そしてシリカゲルカラムで精製する。その後溶媒を減圧蒸留し、そしてジクロロメテインとメタノールを用いて再結晶し、そして濾過すると、生成物の１，４−ジフェナントリルベンゼン（３．５７ｇ、７３％）の白色固形物を得ることができる。
【００１９】
３．１，４−ジフェナントリルキノリン（ＢＬ−２５）の合成
【化８】
2005197262.tif 000009
２口丸底フラスコ中で、フェナントリルホウ酸（３．２５ｇ、０．０１５ｍｏｌ）、１，４−ジブロモキノリン（１．４ｇ、０．００５ｍｏｌ）、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（Ｏ）（０．１ｇ、０．０５当量）および炭酸カリウム（３．３６ｇ、０．０２５ｍｏｌ）をトルエン（４０ｍＬ）、ＴＨＦ（２０ｍＬ）および水（２０ｍＬ）に溶解し、そして容器を１００℃として２４時間攪拌する。反応後、ＴＨＦとトルエンを除去し、そして反応物をジクロロメタンと水を使用して抽出し、減圧蒸留し、そしてシリカゲルカラムで精製する。その後溶媒を減圧蒸留し、そしてジクロロメタンとメタノールを用いて再結晶し、そして濾過すると、生成物の１，４−ジフェナントリルキノリン（１．６１ｇ、６９％）の白色固形物を得ることができる。
【００２０】
以下、本発明に係る有機電界発光素子の製造実施例およびそれによる駆動電圧および輝度特性を説明する。
【実施例１】
【００２１】
ＩＴＯガラスを発光面積が３ｍｍ×３ｍｍの大きさとなるようにパターニングし、そして洗浄した。
その後、基板を真空チャンバーに装着し、基礎圧力を１×１０-6Ｔｏｒｒに設定し、そしてその後、有機物質をＩＴＯ上にＨＩＬ（６００Å）／ＮＰＤ（３００Å）／ＣＢＰ＋１ｒ（ｐｐｙ）3（８％）（２００Å）／ＢＬ−０１（１００Å）（正孔阻止層）／Ａｌｑ３（３００Å）／ＬｉＦ（５Å）／Ａｌ（１０００Å）の順序で成膜した。
１ｍＡで２６２５ｃｄ／ｍ2（８．１６Ｖ）の輝度を表し、このときＣＩＥ色度図はそれぞれｘ＝０．２８６、ｙ＝０．６２８であった。
【実施例２】
【００２２】
ＩＴＯガラスを発光面積が３ｍｍ×３ｍｍの大きさとなるようにパターニングし、そして洗浄した。
その後、基板を真空チャンバーに装着し、基礎圧力を１×１０-6Ｔｏｒｒに設定し、そしてその後、有機物質をＩＴＯ上にＨＩＬ（６００Å）／ＮＰＤ（３００Å）／ＣＢＰ＋１ｒ（ｐｐｙ）3（８％）（２００Å）／ＢＬ−２５（１００Å）（正孔阻止層）／Ａｌｑ３（３００Å）／ＬｉＦ（５Å）／Ａｌ（１０００Å）の順序で成膜した。
１ｍＡで３２０９ｃｄ／ｍ2（８．１８Ｖ）の輝度を表し、このときＣＩＥ色度図はそれぞれｘ＝０．２８７、ｙ＝０．６２７であった。
【００２３】
比較例
ＩＴＯガラスを発光面積が３ｍｍ×３ｍｍの大きさとなるようにパターニングし、そして洗浄した。
その後、基板を真空チャンバーに装着し、基礎圧力を１×１０-6Ｔｏｒｒに設定し、有機物質をＩＴＯ上にＨＩＬ（６００Å）／ＮＰＤ（３００Å）／ＣＢＰ＋１ｒ（ｐｐｙ）3（８％）（２００Å）／ＢＡ１ｑ（１００Å）（正孔阻止層）／Ａｌｑ３（３００Å）／Ａｌｑ３（３００Å）／ＬｉＦ（５Å）／Ａｌ（１０００Å）の順序で成膜した。
１ｍＡで２８９３ｃｄ／ｍ2（９．７３Ｖ）の輝度を表し、このときＣＩＥ色度図はそれぞれｘ＝０．３１８、ｙ＝０．６１７であった。下記にＣｕＰＣ、ＮＰＢ、ＣＢＰ、Ｉｒ（ｐｐｙ）3、ＢＡｌｑ、Ａｌｑ３の構造式を表す。
【化９】
2005197262.tif 000010
【００２４】
この時、本発明に係る実施例１および実施例２は、それぞれ正孔阻止層としてＢＬ−１とＢＬ−２５を使用しており、その比較例で説明された従来技術では、正孔阻止層としてＢＡｌｑを使用したもので、本発明の実施例が比較例に比べて輝度および駆動特性に優れていることが分かる。
【００２５】
以上説明した内容を通じて当業者であれば本発明の技術思想を逸脱しない範囲で多様な変更および修正が可能なことが分かるだろう。
従って、本発明の技術的範囲は実施例に記載された内容に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって定められなければならない。