(57)【要約】【課題】  新規な有機ＥＬ素子用化合物と、それを用いた高効率で高輝度な光出力を有する有機発光素子を提供する。【解決手段】  部分構造が下記一般式（１）で示され、Ｒ1、Ｒ21、Ｒ22の少なくとも一つが、下記一般式（２）に示す２−フルオレニル基またはその繰り返しである有機ＥＬ素子用化合物。  【化１】2005289914.tif 000031【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
部分構造が下記一般式（１）で示され、Ｒ1、Ｒ21、Ｒ22の少なくとも一つが、下記一般式（２）に示す２−フルオレニル基またはその繰り返しであることを特徴とする有機ＥＬ素子用化合物。
【化１】
2005289914.tif 000030
［Ｒ1，Ｒ21，Ｒ22は、それぞれ独立して水素原子、ハロゲン原子、炭素原子数１から２０の直鎖状または分岐状のアルキル基（該アルキル基の１つもしくは隣接しない２つ以上のメチレン基は−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｐ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられていてもよく、また、１つもしくは２つ以上のメチレン基は、置換基を有していてもよいアリーレン基または置換基を有していてもよい２価の複素環基で置き換えられていてもよく、該アルキル基中の水素原子はフッ素原子に置換されていてもよい。）、置換基を有していても良いアミノ基、置換基を有していても良いシリル基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよい複素環基、及び置換基を有していてもよいアダマンチル基から選ばれる。ただし、Ｒ1は、カルバゾール骨格を含む置換基ではない。
Ｒ3〜Ｒ11は，それぞれ独立して水素原子、ハロゲン原子、炭素原子数１から２０の直鎖状または分岐状のアルキル基（該アルキル基の１つもしくは隣接しない２つ以上のメチレン基は−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｐ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられていてもよく、また、１つもしくは２つ以上のメチレン基は、置換基を有していてもよいアリーレン基または置換基を有していてもよい２価の複素環基で置き換えられていてもよく、該アルキル基中の水素原子はフッ素原子に置換されていてもよい。）、置換基を有していても良いアミノ基、置換基を有していても良いシリル基、置換基を有していてもよいフェニル基、ナフチル基、ピレニル基、フェナントリル基、クリセニル基、フルオランテニル基及びトリフェニレニル基、置換基を有していてもよい複素環基、並びに置換基を有していてもよいアダマンチル基から選ばれる。また、Ｒ3〜Ｒ11のうちで隣接するものは結合して環構造を形成してもよい。］
【請求項２】
前記Ｒ21が、前記一般式（２）に示す２−フルオレニル基またはその繰り返しであることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ素子用化合物。
【請求項３】
前記Ｒ22が、前記一般式（２）に示す２−フルオレニル基またはその繰り返しであることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ素子用化合物。
【請求項４】
前記Ｒ21及びＲ22が、前記一般式（２）に示す２−フルオレニル基またはその繰り返しであることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ素子用化合物。
【請求項５】
前記Ｒ21と前記Ｒ22が同じであることを特徴とする請求項４に記載の有機ＥＬ素子用化合物。
【請求項６】
前記Ｒ1、Ｒ21及びＲ22が、前記一般式（２）に示す２−フルオレニル基またはその繰り返しであることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ素子用化合物。
【請求項７】
前記Ｒ21と前記Ｒ22が同じであることを特徴とする請求項６に記載の有機ＥＬ素子用化合物。
【請求項８】
前記Ｒ1が、前記一般式（２）に示す２−フルオレニル基またはその繰り返しであることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ素子用化合物。
【請求項９】
前記Ｒ21と前記Ｒ22が同じであることを特徴とする請求項８に記載の有機ＥＬ素子用化合物。
【請求項１０】
前記Ｒ1が、前記一般式（２）に示す２−フルオレニル基であり、該２−フルオレニル基のＲ4及びＲ5がメチル基であることを特徴とする請求項９に記載の有機ＥＬ素子用化合物。
【請求項１１】
陽極及び陰極からなる一対の電極と、該一対の電極間に挟持された一または複数の有機化合物を含む層を少なくとも有する有機発光素子において、前記有機化合物を含む層の少なくとも一層が請求項１〜１０のいずれかに記載の有機ＥＬ素子用化合物を含有することを特徴とする有機発光素子。
【請求項１２】
前記有機ＥＬ素子用化合物を含有する層が発光層であることを特徴とする請求項１１に記載の有機発光素子。
【請求項１３】
前記発光層が燐光発光材料を含有することを特徴とする請求項１２に記載の有機発光素子。
【請求項１４】
前記燐光発光材料が金属配位化合物であることを特徴とする請求項１３に記載の有機発光素子。
【請求項１５】
前記金属配位化合物がイリジウム配位化合物であることを特徴とする請求項１４に記載の有機発光素子。
【請求項１６】
前記燐光発光材料の複数種を含有することを特徴とする請求項１３〜１５のいずれかに記載の有機発光素子。
【請求項１７】
前記有機ＥＬ素子用化合物を含有する層がホール輸送層、または電子輸送層であることを特徴とする請求項１０に記載の有機発光素子。
【請求項１８】
請求項１１〜１７のいずれかに記載の有機発光素子と、前記有機発光素子に電気信号を供給する手段とを具備することを特徴とする画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子用の新規な有機化合物と平面光源や平面状ディスプレイ等に使用される有機発光素子（有機エレクトロルミネッセンス素子、あるいは有機ＥＬ素子とも言う）に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機発光素子は、古くは、アントラセン蒸着膜に電圧を印加して発光させた例（非特許文献１）等が知られている。
【０００３】
近年、無機発光素子に比べて大面積化が容易であることや、各種新材料の開発によって所望の発色が得られることや、また低電圧で駆動可能であるなどの利点や、さらには高速応答性や高効率の発光素子として、材料開発を含めて、デバイス化のための応用研究が精力的に行われている。
【０００４】
一般に有機ＥＬ素子は、例えば、非特許文献２に詳述されているように、透明基板上に形成された、上下２層の電極と、この間に発光層を含む有機物層が形成された構成を持つ。
【０００５】
最近では、従来の１重項励起子から基底状態に遷移するときの蛍光を利用した発光だけでなく、非特許文献３，４に代表される三重項励起子を経由した燐光発光を利用する素子の検討もなされている。これらの文献では４層構成の有機層が主に用いられている。それは、陽極側からホール輸送層、発光層、励起子拡散防止層、電子輸送層からなる。用いられている材料は、キャリア輸送材料とりん光発光性材料Ｉｒ（ｐｐｙ）3である。
【０００６】
また、蛍光性有機化合物の種類を変えることにより、紫外から赤外までの発光が可能であり、最近では様々な化合物の研究が活発に行われている。
【０００７】
さらに、上記のような低分子材料を用いた有機発光素子の他にも、共役系高分子を用いた有機発光素子が、ケンブリッジ大学のグループ（非特許文献５）により報告されている。この報告ではポリフェニレンビニレン（ＰＰＶ）を塗工系で成膜することにより、単層で発光を確認している。
【０００８】
このように有機発光素子における最近の進歩は著しく、その特徴は低印加電圧で高輝度、発光波長の多様性、高速応答性、薄型、軽量の発光デバイス化が可能であることから、広汎な用途への可能性を示唆している。
【０００９】
しかしながら、現状では更なる高輝度の光出力あるいは高変換効率が必要である。また、長時間の使用による経時変化や酸素を含む雰囲気気体や湿気などによる劣化等の耐久性の面で未だ多くの問題がある。さらにはフルカラーディスプレイ等への応用を考えた場合の色純度の良い青、緑、赤の発光が必要となるが、これらの問題に関してもまだ十分でない。
【００１０】
また、電子輸送層や発光層などに用いる蛍光性有機化合物として、芳香族化合物や縮合多環芳香族化合物が数多く研究されているが、発光輝度や耐久性が十分に満足できるものが得られているとは言いがたい。
【００１１】
本発明に関連するカルバゾール化合物の特許文献として特許文献１が挙げられるが、本発明の有機化合物の開示はない。
【００１２】
【特許文献１】国際公開第０１／０７２９２７号パンフレット
【非特許文献１】Ｔｈｉｎ  Ｓｏｌｉｄ  Ｆｉｌｍｓ，９４（１９８２）１７１
【非特許文献２】Ｍａｃｒｏｍｏｌ．Ｓｙｍｐ．１２５，１〜４８（１９９７）
【非特許文献３】Ｉｍｐｒｏｖｅｄ  ｅｎｅｒｇｙ  ｔｒａｎｓｆｅｒ  ｉｎ  ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｓｐｈｏｒｅｓｃｅｎｔ  ｄｅｖｉｃｅ（Ｄ．Ｆ．Ｏ’Ｂｒｉｅｎ他，Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  Ｌｅｔｔｅｒｓ  Ｖｏｌ７４，Ｎｏ３  ｐ４２２（１９９９））
【非特許文献４】Ｖｅｒｙ  ｈｉｇｈ−ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ  ｇｒｅｅｎ  ｏｒｇａｎｉｃ  ｌｉｇｈｔ−ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｄｅｖｉｃｅｓ  ｂａｓｄ  ｏｎ  ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｓｐｈｏｒｅｓｃｅｎｃｅ（Ｍ．Ａ．Ｂａｌｄｏ他，Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  Ｌｅｔｔｅｒｓ  Ｖｏｌ７５，Ｎｏ１  ｐ４（１９９９））
【非特許文献５】Ｎａｔｕｒｅ，３４７，５３９（１９９０）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、新規な有機ＥＬ素子用化合物と、それを用いた高効率で高輝度な光出力を有する有機発光素子を提供することを目的とする。
【００１４】
また、高耐久性の有機発光素子を提供することを目的とする。
【００１５】
さらには、製造が容易でかつ比較的安価に作成可能な有機発光素子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
即ち、本発明の有機ＥＬ素子用化合物は、部分構造が下記一般式（１）で示され、Ｒ1、Ｒ21、Ｒ22の少なくとも一つが、下記一般式（２）に示す２−フルオレニル基またはその繰り返しであることを特徴とする。
【００１７】
【化１】
2005289914.tif 000002
【００１８】
［Ｒ1，Ｒ21，Ｒ22は、それぞれ独立して水素原子、ハロゲン原子、炭素原子数１から２０の直鎖状または分岐状のアルキル基（該アルキル基の１つもしくは隣接しない２つ以上のメチレン基は−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｐ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられていてもよく、また、１つもしくは２つ以上のメチレン基は、置換基を有していてもよいアリーレン基または置換基を有していてもよい２価の複素環基で置き換えられていてもよく、該アルキル基中の水素原子はフッ素原子に置換されていてもよい。）、置換基を有していても良いアミノ基、置換基を有していても良いシリル基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよい複素環基、及び置換基を有していてもよいアダマンチル基から選ばれる。ただし、Ｒ1は、カルバゾール骨格を含む置換基ではない。
【００１９】
Ｒ3〜Ｒ11は，それぞれ独立して水素原子、ハロゲン原子、炭素原子数１から２０の直鎖状または分岐状のアルキル基（該アルキル基の１つもしくは隣接しない２つ以上のメチレン基は−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｐ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられていてもよく、また、１つもしくは２つ以上のメチレン基は、置換基を有していてもよいアリーレン基または置換基を有していてもよい２価の複素環基で置き換えられていてもよく、該アルキル基中の水素原子はフッ素原子に置換されていてもよい。）、置換基を有していても良いアミノ基、置換基を有していても良いシリル基、置換基を有していてもよいフェニル基、ナフチル基、ピレニル基、フェナントリル基、クリセニル基、フルオランテニル基及びトリフェニレニル基、置換基を有していてもよい複素環基、並びに置換基を有していてもよいアダマンチル基から選ばれる。また、Ｒ3〜Ｒ11のうちで隣接するものは結合して環構造を形成してもよい。］
【００２０】
本発明の有機ＥＬ素子用化合物は、前記Ｒ21が、前記一般式（２）に示す２−フルオレニル基またはその繰り返しであることが好ましい。
【００２１】
また、前記Ｒ22が、前記一般式（２）に示す２−フルオレニル基またはその繰り返しであることが好ましい。
【００２２】
また、前記Ｒ21及びＲ22が、前記一般式（２）に示す２−フルオレニル基またはその繰り返しであることが好ましく、前記Ｒ21と前記Ｒ22が同じであることがより好ましい。
【００２３】
また、前記Ｒ1、Ｒ21及びＲ22が、前記一般式（２）に示す２−フルオレニル基またはその繰り返しであることが好ましく、前記Ｒ21と前記Ｒ22が同じであることがより好ましい。
【００２４】
また、前記Ｒ1が、前記一般式（２）に示す２−フルオレニル基またはその繰り返しであることが好ましく、前記Ｒ21と前記Ｒ22が同じであることがより好ましく、前記Ｒ1が、前記一般式（２）に示す２−フルオレニル基であり、該２−フルオレニル基のＲ4及びＲ5がメチル基であることがさらに好ましい。
【００２５】
本発明の有機発光素子は、陽極及び陰極からなる一対の電極と、該一対の電極間に挟持された一または複数の有機化合物を含む層を少なくとも有する有機発光素子において、前記有機化合物を含む層の少なくとも一層が上記有機ＥＬ素子用化合物を含有することを特徴とする。
【００２６】
本発明の有機発光素子は、前記有機ＥＬ素子用化合物を含有する層が発光層であることが好ましく、前記発光層が燐光発光材料を含有することがより好ましく、前記燐光発光材料が金属配位化合物、好ましくはイリジウム配位化合物であること、前記燐光発光材料の複数種を含有すること、がさらに好ましい。
【００２７】
また、前記Ｒ1が前記一般式（２）に示す２−フルオレニル基であり、前記Ｒ21と前記Ｒ22が同じであり、２−フルオレニル基のＲ4及びＲ5がメチル基である前記有機ＥＬ素子用化合物を含有する層がホール輸送層、または電子輸送層であることが好ましい。
【００２８】
本発明の画像表示装置は、上記有機発光素子と、前記有機発光素子に電気信号を供給する手段とを具備することを特徴とする。
【００２９】
本発明の有機ＥＬ素子用化合物は、安定なガラス状態を持ち、蒸着などにより安定なアモルファス膜を形成することができる。また、有機溶媒に対する溶解度が大きく、再結晶やカラムクロマトによる精製が容易である。
【００３０】
また、本発明の有機ＥＬ素子用化合物を用いた有機発光素子、特に発光層の発光材料やホスト材料として用いた有機発光素子は、高効率で高輝度な光出力を有し、また、高耐久性を有し、さらには製造が容易でかつ比較的安価に作成可能である。
【発明の効果】
【００３１】
カルバゾール−フルオレン骨格を有する本発明の有機ＥＬ素子用化合物を用いた発光素子は、高効率発光のみならず、長い期間高輝度を保ち、優れた素子である。また、本発明の発光素子は表示素子としても優れている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
本発明の有機ＥＬ素子用化合物は、カルバゾール環に対してフルオレニル基を置換基として導入したことを特徴としている。カルバゾール環をコアとすることで点対象性の低い化合物になるために結晶性が抑えられると共に、嵩高いフルオレニル基の導入することで分子間相互作用が調整され、結晶化が抑制されて、アモルファス性が高まったことなどにより、発光効率の増加や耐久性の向上が達成されたものと考えている。即ち、カルバゾール環を導入することで電荷輸送性を高める一方、カルバゾール環と隣接するフルオレニル基で点対象性がくずされる、かさ高い骨格である、という両面から結晶化を抑制し、アモルファス性を高めることに本発明の特徴があり、これを実現するためには、カルバゾール環に直結するフルオレニル基が少なくとも一つは必要であり、より多い方が好ましい。
【００３３】
また、溶解性や分子のＨＯＭＯ−ＬＵＭＯ，三重項レベルや移動度などは、カルバゾール環に導入される置換基や、フルオレニル基に導入される置換基を適宜選択する、もしくは本発明の化合物を２種類以上混合して用いること、等により調節することが可能である。よって、本発明の化合物は導入する置換基により、ホール注入材料、電子注入材料、ホール輸送材料、電子輸送材料、発光材料、発光材料を分散させるホスト材料、励起子拡散防止材料、電荷注入材料などに使用でき、蒸着や塗布、インクジェット、ラミネート法などによってアモルファス膜を作成することが可能である。
【００３４】
本発明の化合物は、高アモルファス性が期待できるが、フルオレニル基数の増加に伴い、フルオレニル基の９位の置環基が重要になってくる。アルキル基をフルオレニル基の９位に導入する際、フルオレニル基の数が少ない場合は溶解性が大きく低下しないため、導電性、ガラス転移温度の点で、９位のいずれの置環基もメチル基程度が好ましい。特に、カルバゾール環の窒素原子に結合したフルオレニル基がこの点では重要であり、フルオレニル基が一つの場合は、導電性、ガラス転移温度の点で、９位のいずれの置換基もメチル基であることが好ましく、フルオレニル基の繰り返しの場合には、溶解性の点でメチル基かそれより長い鎖長の置環基が好ましい。
【００３５】
また、本発明の化合物は、カルバゾール環の窒素原子同士を、共役を介して対向させない方が好ましい。
【００３６】
ここで、置換基を有していても良いアルキル基の例としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｎ−ヘキシル基、ｎ−デシル基、ｉｓｏ−プロピル基、ｉｓｏ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｔｅｒｔ−オクチル基、トリフルオロメチル基、シクロヘキシル基、シクロヘキシルメチル基等が挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。
【００３７】
置換基を有していても良いアミノ基の例としては、アミノ基、メチルアミノ基、エチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、メチルエチルアミノ基、ベンジルアミノ基、メチルベンジルアミノ基、ジベンジルアミノ基、アニリノ基、ジフェニルアミノ基、フェニルトリルアミノ基、ジトリルアミノ基、ジアニソリルアミノ基等が挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。
【００３８】
置換基を有していても良いシリル基の例としては、ジメチルシリル基、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、トリフェニルシリル基、ｔｅｒｔ−ブチルジメチルシリル基、ｔｅｒｔ−ブチルジフェニルシリル基等が挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。
【００３９】
置換基を有していても良いアリール基の例としては、フェニル基、４−メチルフェニル基、４−メトキシフェニル基、４−エチルフェニル基、４−フルオロフェニル基、３，５−ジメチルフェニル基、トリフェニルアミノ基、ビフェニル基、ターフェニル基、ナフチル基、アントラセニル基、フェナントリル基、ピレニル基、テトラセニル基、ペンタセニル基、フルオレニル基、トリフェニレニル基、ペリレニル基等が挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。
【００４０】
置換基を有していても良い複素環基の例としては、ピロリル基、ピリジル基、ビピリジル基、メチルピリジル基、ターピロリル基、チエニル基、ターチエニル基、プロピルチエニル基、フリル基、キノリル基、カルバゾリル基、オキサゾリル基、オキサジアゾリル基、チアゾリル基、チアジアゾリル基等が挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。
【００４１】
以下本発明に用いられる有機化合物の具体的な構造式を下記に示す。但し、これらは、代表例を例示しただけで、本発明は、これに限定されるものではない。
【００４２】
【化２】
2005289914.tif 000003
【００４３】
【化３】
2005289914.tif 000004
【００４４】
【化４】
2005289914.tif 000005
【００４５】
【化５】
2005289914.tif 000006
【００４６】
【化６】
2005289914.tif 000007
【００４７】
【化７】
2005289914.tif 000008
【００４８】
【化８】
2005289914.tif 000009
【００４９】
【化９】
2005289914.tif 000010
【００５０】
【化１０】
2005289914.tif 000011
【００５１】
【化１１】
2005289914.tif 000012
【００５２】
【化１２】
2005289914.tif 000013
【００５３】
次に、本発明の有機発光素子及び画像表示装置について説明する。
【００５４】
本発明の基本的な素子構成を図１に示した。
【００５５】
図１に示したように、一般に有機ＥＬ素子は透明基板１５上に、５０〜２００ｎｍの膜厚を持つ透明電極１４と、複数層の有機膜層と、及びこれを挟持するように金属電極１１が形成される。
【００５６】
図１（ａ）では，有機層が発光層１２とホール輸送層１３からなる例を示した。透明電極１４としては、仕事関数が大きなＩＴＯなどが用いられ、透明電極１４からホール輸送層１３へホール注入しやすくしている。金属電極１１には、アルミニウム、マグネシウムあるいはそれらを用いた合金など、仕事関数の小さな金属材料を用い、有機層への電子注入をしやすくしている。
【００５７】
発光層１２には、本発明の化合物を用いていることが好ましいが、ホール輸送層１３には，例えばトリフェニルジアミン誘導体、代表例としては以下に示すα−ＮＰＤなど、電子供与性を有する材料も適宜用いることができる。
【００５８】
【化１３】
2005289914.tif 000014
【００５９】
以上の構成をした素子は電気的整流性を示し、金属電極１１を陰極に透明電極１４を陽極になるように電界を印加すると、金属電極１１から電子が発光層１２に注入され、透明電極１５からはホールが注入される。
【００６０】
注入されたホールと電子は、発光層１２内で再結合して励起子が生じ、発光する。この時、ホール輸送層１３は電子のブロッキング層の役割を果たし，発光層１２とホール輸送層１３の間の界面における再結合効率が上がり，発光効率が上がる。
【００６１】
さらに図１（ｂ）では、図１（ａ）の金属電極１１と発光層１２の間に、電子輸送層１６が設けられている。発光機能と電子及びホール輸送機能を分離して、より効果的なキャリアブロッキング構成にすることで、発光効率を上げている。電子輸送層１６としては、例えばオキサジアゾール誘導体などを用いることができる。
【００６２】
また図１（ｃ）に示すように、陽極である透明電極１４側から、ホール輸送層１３、発光層１２、励起子拡散防止層１７、電子輸送層１６、及び金属電極１１からなる４層構成とすることも望ましい形態である。
【００６３】
本発明で示した高効率な発光素子は、省エネルギーや高輝度が必要な製品に応用が可能である。応用例としては表示装置・照明装置やプリンターの光源、液晶表示装置のバックライトなどが考えられる。表示装置としては、省エネルギーや高視認性・軽量なフラットパネルディスプレイが可能となる。また、プリンターの光源としては、現在広く用いられているレーザビームプリンタのレーザー光源部を、本発明の発光素子に置き換えることができる。独立にアドレスできる素子をアレイ上に配置し、感光ドラムに所望の露光を行うことで、画像形成する。本発明の素子を用いることで、装置体積を大幅に減少することができる。照明装置やバックライトに関しては、本発明による省エネルギー効果が期待できる。
【００６４】
ディスプレイへの応用では、アクティブマトリクス方式であるＴＦＴ駆動回路を用いて駆動する方式が考えられる。
【００６５】
以下、図２〜４を参照して、本発明の素子において、アクティブマトリクス基板を用いた例について説明する。
【００６６】
図２は、ＥＬ素子と駆動手段を備えたパネルの構成の一例を模式的に示したものである。パネルには、走査信号ドライバー、情報信号ドライバー、電流供給源が配置され、それぞれゲート選択線、情報信号線、電流供給線に接続される。ゲート選択線と情報信号線の交点には図３に示す画素回路が配置される。走査信号ドライバーは、ゲート選択線Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３．．．Ｇｎを順次選択し、これに同期して情報信号ドライバーから画像信号が印加される。
【００６７】
次に画素回路の動作について説明する。この画素回路においては、ゲート選択線に選択信号が印加されると、ＴＦＴ１がＯＮとなり、Ｃａｄｄに画像信号が供給され、ＴＦＴ２のゲート電位を決定する。ＥＬ素子には、ＴＦＴ２のゲート電位に応じて、電流供給線より電流が供給される。ＴＦＴ２のゲート電位は、ＴＦＴ１が次に走査選択されるまでＣａｄｄに保持されるため、ＥＬ素子には次の走査が行われるまで流れつづける。これにより１フレーム期間常に発光させることが可能となる。
【００６８】
図４は、本発明で用いられるＴＦＴ基板の断面構造の一例を示した模式図である。ガラス基板上にｐ−Ｓｉ層が設けられ、チャネル、ドレイン、ソース領域にはそれぞれ必要な不純物がドープされる。この上にゲート絶縁膜を介してゲート電極が設けられると共に、上記ドレイン領域、ソース領域に接続するドレイン電極、ソース電極が形成されている。これらの上に絶縁層、及び画素電極としてＩＴＯ電極を積層し、コンタクトホールにより、ＩＴＯとドレイン電極が接続される。
【００６９】
本発明は、スイッチング素子に特に限定はなく、単結晶シリコン基板やＭＩＭ素子、ａ−Ｓｉ型等でも容易に応用することができる。
【００７０】
上記ＩＴＯ電極の上に多層あるいは単層の有機ＥＬ層／陰極層を順次積層し有機ＥＬ表示パネルを得ることができる。本発明の化合物を用いた表示パネルを駆動することにより、良好な画質で、長時間表示にも安定な表示が可能になる。
【実施例】
【００７１】
以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。但し、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００７２】
＜合成例１（例示化合物Ｎｏ．Ａ１の合成）＞
【００７３】
【化１４】
2005289914.tif 000015
【００７４】
化合物（１）３．３２ｇ（１０．２ｍｍｏｌｅ），化合物（２）５．３４ｇ（２２．４ｍｍｏｌｅ），テトラキストリフェニルフォスフィンパラジウム０．２２ｇ（０．１７ｍｍｏｌｅ），２Ｍ−炭酸ナトリウム水溶液１０ｍｌ、エタノール５ｍｌ、トルエン１０ｍｌを１００ｍｌのナスフラスコに入れ、窒素気流下６時間、加熱還流下で攪拌を行う。反応溶液を冷水１００ｍｌに注ぎ、トルエンを５０ｍｌ加えて分液を行い有機層を単離後、濃縮を行う。得られた固形物をシリカゲルカラム（溶離液：トルエン）で精製し、トルエンで再結晶して化合物（３）の結晶３．８ｇ（収率６８％）を得ることができる。
【００７５】
【化１５】
2005289914.tif 000016
【００７６】
窒素気流下、化合物（３）３．３ｇ（６．０ｍｍｏｌｅ），化合物（４）２．３ｇ（７．２ｍｍｏｌｅ），ｔ−ブトキシナトリウム１．４ｇ（１５ｍｍｏｌｅ），ｏ−キシレン５０ｍｌを１００ｍｌの３つ口フラスコに入れ、溶液を５０度に加熱後、ｏ−キシレン４ｍｌに酢酸パラジウム２０ｍｇとｔ−ブチルホスフィン８０ｍｇを溶解した溶液をゆっくり滴下した後、加熱還流下、６時間攪拌する。反応終了後、反応液に水を加え、トルエンで抽出する。有機層を水洗し、硫酸マグネシウムで乾燥後に溶媒を減圧留去し、シリカゲルカラムクロマト（溶離液：トルエン）で精製後、トルエンで再結晶して例示化合物Ｎｏ．Ａ１の結晶３．２ｇ（収率７２％）を得ることができる。
【００７７】
ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ  ＭＳ（マトリックス支援イオン化−飛行時間型質量分析）によりこの化合物のＭ＋である７４３．４を確認した。
【００７８】
＜合成例２（例示化合物Ｎｏ．Ａ１０２の合成）＞
【００７９】
【化１６】
2005289914.tif 000017
【００８０】
窒素気流下、化合物（６）２．１ｇ（１２ｍｍｏｌｅ），化合物（７）４．５ｇ（１４．４ｍｍｏｌｅ），ｔ−ブトキシナトリウム２．８ｇ（３０ｍｍｏｌｅ），ｏ−キシレン１００ｍｌを２００ｍｌの３つ口フラスコに入れ、溶液を５０度に加熱の後に、ｏ−キシレン８ｍｌに酢酸パラジウム４０ｍｇとｔ−ブチルホスフィン１６０ｍｇを溶解した溶液をゆっくり滴下後、加熱還流下、６時間攪拌した。反応終了後、反応液に水を加え、トルエンで抽出する。有機層を水洗し、硫酸マグネシウムで乾燥後に溶媒を減圧留去し、シリカゲルカラムクロマト（溶離液：トルエン／メタノール）で精製後、トルエンで再結晶して化合物（８）の結晶３．５ｇ（収率８０％）を得ることができる。
【００８１】
【化１７】
2005289914.tif 000018
【００８２】
窒素気流下、化合物（８）２．８ｇ（８．０ｍｍｏｌｅ），Ｎ−ブロモスクシイミド（ＮＢＳ）２．８ｇ（１６ｍｍｏｌｅ），ジメチルフォルムアミド５０ｍｌを２００ｍｌの３つ口フラスコに入れ、氷冷下、６時間攪拌する。反応終了後、反応液をろ過し、１Ｎ塩酸を加え、トルエンで抽出する。有機層を水洗し、硫酸マグネシウムで乾燥後に溶媒を減圧留去し、シリカゲルカラムクロマト（溶離液：トルエン）で精製後、トルエンで再結晶して化合物（９）の結晶２．９ｇ（収率７１％）を得ることができる。
【００８３】
【化１８】
2005289914.tif 000019
【００８４】
窒素気流下、化合物（９）２．６ｇ（５ｍｍｏｌｅ），化合物（１０）２．０ｇ（１２ｍｍｏｌｅ），ｔ−ブトキシナトリウム５．６ｇ（２５ｍｍｏｌｅ），ｏ−キシレン１００ｍｌを２００ｍｌの３つ口フラスコに入れ、溶液を５０度に加熱後、ｏ−キシレン８ｍｌに酢酸パラジウム７０ｍｇとｔ−ブチルホスフィン３００ｍｇを溶解した溶液をゆっくり滴下した後、加熱還流下、６時間攪拌する。反応終了後、反応液に水を加え、トルエンで抽出する。有機層を水洗し、硫酸マグネシウムで乾燥後に溶媒を減圧留去し、シリカゲルカラムクロマト（溶離液：トルエン／メタノール）で精製後、トルエンで再結晶して例示化合物Ｎｏ．Ａ１０２である化合物（１１）の結晶３．５ｇ（収率８４％）を得ることができる。
【００８５】
ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ  ＭＳ（マトリックス支援イオン化−飛行時間型質量分析）  によりこの化合物のＭ＋である６８９．３を確認した。
【００８６】
＜合成例３（例示化合物Ｎｏ．Ａ８９の合成）＞
本例では、化合物（９）を出発物質とする。
【００８７】
【化１９】
2005289914.tif 000020
【００８８】
窒素気流下、化合物（９）２．６ｇ（５ｍｍｏｌｅ），テトラヒフドロフラン５０ｍｌを２００ｍｌの３つ口フラスコに入れ、溶液を−７８度に冷却した後、ｎ−ブチルリチウム９．４ｍｌ（１．６ｍｏｌ／Ｌ，１５ｍｍｏｌ）をゆっくりと滴下する。滴下後、０度にした後、３０分攪拌を行う。再度溶液を−７８度に冷却後、トリメチルボレート２．６ｇ（２５ｍｍｏｌｅ）をテトラヒドロフラン２０ｍｌに溶解した溶液をゆっくり滴下した後、室温下、１２時間攪拌する。反応終了後、２Ｎ−塩酸を加え反応液を酸性にし２時間攪拌する。溶液を酢酸エチルで抽出後、有機層を飽和食塩水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥する。その後、濃縮、再結晶により化合物（１２）の結晶１．３ｇ（収率６０％）を得ることができる。
【００８９】
【化２０】
2005289914.tif 000021
【００９０】
窒素気流下、化合物（３）３．３ｇ（６．０ｍｍｏｌｅ），化合物（４）２．３ｇ（７．２ｍｍｏｌｅ），ｔ−ブトキシナトリウム１．４ｇ（１５ｍｍｏｌｅ），ｏ−キシレン５０ｍｌを１００ｍｌの３つ口フラスコに入れ、溶液を５０度に加熱後、ｏ−キシレン４ｍｌに酢酸パラジウム２０ｍｇとｔ−ブチルホスフィン８０ｍｇを溶解した溶液をゆっくり滴下した後、加熱還流下、６時間攪拌する。反応終了後、反応液に水を加え、トルエンで抽出する。有機層を水洗し、硫酸マグネシウムで乾燥後に溶媒を減圧留去し、シリカゲルカラムクロマト（溶離液：トルエン）で精製後、トルエンで再結晶して例示化合物Ｎｏ．Ａ８９の結晶３．２ｇ（収率７２％）を得ることができる。
【００９１】
ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ  ＭＳ（マトリックス支援イオン化−飛行時間型質量分析）によりこの化合物のＭ＋である６１３．３を確認した。
【００９２】
＜実施例１〜１０８＞
化合物（２），（４），（７），（１０），（１３）を、表１〜３の様にかえる以外は合成例１〜３を同様にして、他の化合物を合成することができる。
【００９３】
【表１】
2005289914.tif 000022
【００９４】
【表２】
2005289914.tif 000023
【００９５】
【表３】
2005289914.tif 000024
【００９６】
＜実施例１０９＞
本例では素子構成として、図１（ｂ）に示す有機層が３層の素子を使用する。
【００９７】
ガラス基板（透明基板１５）上に厚み１００ｎｍのＩＴＯ（透明電極１４）を電極面積が３．１４ｍｍ2になるようにパターニングする。そのＩＴＯ基板上に、以下の有機層と電極層を１０-4Ｐａの真空チャンバー内で抵抗加熱による真空蒸着し、連続製膜する事によって、素子を作製する。
ホール輸送層１３（４０ｎｍ）：化合物Ａ
発光層１２（４０ｎｍ）：例示化合物Ｎｏ．Ａ１＋化合物Ｂ１０重量％
電子輸送層１６（３０ｎｍ）：Ｂｐｈｅｎ
金属電極層（１５ｎｍ）：ＫＦ
金属電極層（１００ｎｍ）：Ａｌ
【００９８】
【化２１】
2005289914.tif 000025
【００９９】
この素子において輝度が６００ｃｄ／ｍ2における電流効率は９Ｃｄ／Ａ、電力効率では５．７ｌｍ／Ｗを得ることができた。このときの発光スペクトルのピークは６２０ｎｍであり、ＣＩＥ色度座標は（０．６８，０．３２）である。
【０１００】
＜比較例１＞
例示化合物Ｎｏ．Ａ１の代わりにＣＢＰを用いた以外は実施例１０９と同様にして素子を作製する。
【０１０１】
【化２２】
2005289914.tif 000026
【０１０２】
実施例１０９の素子と比較例１の素子を４０００ｃｄ／ｃｍ2にて輝度半減寿命の測定を行う。結果を表４に示すが、実施例１０９の素子は半減寿命が２倍以上長くなり、この材料が素子において高い安定性を有することが確認される。
【０１０３】
【表４】
2005289914.tif 000027
【０１０４】
＜実施例１１０＞
発光材料として、化合物Ｂの代わりに化合物Ｃ：４重量％と化合物Ｄ：８重量％をホスト中にダブルドーピングした以外は、実施例１０９と同様にして素子を作製する。
【０１０５】
【化２３】
2005289914.tif 000028
【０１０６】
この素子において輝度が６００ｃｄ／ｍ2における電流効率は１４Ｃｄ／Ａ、電力効率では１１ｌｍ／Ｗを得ることができた。このときの発光スペクトルのピークは６０８ｎｍであり、ＣＩＥ色度座標は（０．６５，０．３６）である。
【０１０７】
＜比較例２＞
例示化合物Ｎｏ．Ａ１の代わりにＣＢＰを用いた以外は実施例１１０と同様にして素子を作製する。
【０１０８】
【表５】
2005289914.tif 000029
【０１０９】
実施例１１０の素子と比較例２の素子を４０００ｃｄ／ｃｍ2にて輝度半減寿命の測定を行う。結果を表５に示すが、実施例１１０の素子は半減寿命が明らかに長くなり、この材料がダブルドーピングした素子において高い安定性を有することが確認される。
【０１１０】
＜実施例１１１＞
化合物Ａの代わりに例示化合物Ｎｏ．Ａ１０１を用いてホール輸送層１３を成膜する以外は実施例１０９と同様にして素子を作製する。
【０１１１】
この素子において輝度が６００ｃｄ／ｍ2における電流効率は４Ｃｄ／Ａ、電力効率では３．２ｌｍ／Ｗを得ることができる。このときの発光スペクトルのピークは６２０ｎｍであり、ＣＩＥ色度座標は（０．６８，０．３２）である。
【０１１２】
＜実施例１１２＞
例示化合物Ｎｏ．Ａ１の代わりに例示化合物Ｎｏ．Ａ４１を用いて発光層１２を製膜し、Ｂｐｈｅｎの代わりに例示化合物Ｎｏ．Ａ９１を用いて電子輸送層１６を製膜する以外は実施例１０９と同様にして素子を作製する。
【０１１３】
この素子において輝度が６００ｃｄ／ｍ2における電流効率は５Ｃｄ／Ａ、電力効率では３．８ｌｍ／Ｗを得ることができる。このときの発光スペクトルのピークは６２０ｎｍであり、ＣＩＥ色度座標は（０．６８，０．３２）である。
【０１１４】
＜実施例１１３＞
本例では素子構成として、図１（ｂ）に示す有機層が３層の素子を使用する。
【０１１５】
実施例１０９と同様のＩＴＯ基板上に、バイエル社製のＰＥＤＯＴ（有機ＥＬ用）を１０００ｒｐｍ（２０秒）でスピンコートし、１２０℃の真空チャンバーで１時間乾燥して、４０ｎｍの膜厚のホール輸送層１３を形成する。その上に、以下の溶液を、窒素雰囲気下で２０００ｒｐｍ（２０秒間）でスピンコートすし、１２０℃の真空チャンバーで１時間乾燥して、５０ｎｍの膜厚の発光層１２を形成する。
【０１１６】
脱水クロロベンゼン：１０ｇ
例示化合物Ｎｏ．Ａ３３：９２ｍｇ
化合物Ｂ：８ｍｇ
【０１１７】
この基板を真空蒸着チャンバーに装着して、Ｂｐｈｅｎを４０ｎｍの膜厚に真空蒸着製膜し、電子輸送層１６を形成する。有機層の総膜厚は１３０ｎｍである。
【０１１８】
次に、以下のような構成の陰極（金属電極１１）を形成する。
【０１１９】
金属電極層１（１５ｎｍ）：ＡｌＬｉ合金（Ｌｉ含有量１．８重量％）
金属電極層２（１００ｎｍ）：Ａｌ
以上の製膜が終わった後、素子を取り出して、金属電極１１をマイナス、透明電極１４をプラスにしてＤＣ電圧を印加して素子特性を評価する。
【０１２０】
この素子において輝度が６００ｃｄ／ｍ2における電流効率は１．５Ｃｄ／Ａ、電力効率では１．６ｌｍ／Ｗを得ることができる。このときの発光スペクトルのピークは６２０ｎｍであり、ＣＩＥ色度座標は（０．６８，０．３２）である。
【０１２１】
＜実施例１１４＞
例示化合物Ｎｏ．Ａ３３の代わりに例示化合物Ｎｏ．Ａ３４を用いて発光層１２を製膜し、Ｂｐｈｅｎの代わりに例示化合物Ｎｏ．Ａ６８を用いて電子輸送層１６を製膜する以外は実施例１１３と同様にして素子を作製する。
【０１２２】
この素子において輝度が６００ｃｄ／ｍ2における電流効率は３Ｃｄ／Ａ、電力効率では２．４ｌｍ／Ｗを得ることができる。このときの発光スペクトルのピークは６２０ｎｍであり、ＣＩＥ色度座標は（０．６８，０．３２）である。
【図面の簡単な説明】
【０１２３】
【図１】本発明の発光素子の一例を示す図である。
【図２】ＥＬ素子と駆動手段を備えたパネルの構成の一例を模式的に示した図である。
【図３】画素回路の一例を示す図である。
【図４】ＴＦＴ基板の断面構造の一例を示した模式図である。
【符号の説明】
【０１２４】
１１  金属電極
１２  発光層
１３  ホール輸送層
１４  透明電極
１５  透明基板
１６  電子輸送層
１７  励起子拡散防止層
２１  ガラス基板
２２  ＩＴＯ電極（透明電極）
２３  有機化合物層
２４  陰極
【図１】
2005289914.tif 000032
【図２】
2005289914.tif 000033
【図３】
2005289914.tif 000034
【図４】
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