(57)【要約】      （修正有）【課題】  同一分子内にクマリン骨格を有し、有機電界発光素子におけるホスト化合物としても有用な有機材料とその用途を提供する。【解決手段】  同一分子内において、式１で表される原子団を１又は複数有するアミン誘導体を含んでなる有機電界発光素子用発光剤と、斯かるアミン誘導体を用いる有機電界発光素子とその用途を提供することによって前記課題を解決する。2005247976.tif 000065（Ｒ１〜Ｒ５は、水素又は置換基を表す。）【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一分子内において、一般式１で表される原子団を１又は複数有するアミン誘導体を含んでなる有機電界発光素子用発光剤。
一般式１：
【化１】
2005247976.tif 000063
（一般式１において、Ｒ１乃至Ｒ５は、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を表す。）
【請求項２】
同一分子内において、一般式１で表される原子団を１又は複数有するアミン誘導体を用いる有機電界発光素子。
一般式１：
【化２】
2005247976.tif 000064
（一般式１において、Ｒ１乃至Ｒ５は、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を表す。）
【請求項３】
請求項２に記載の有機電界発光素子を用いる表示パネル。
【請求項４】
請求項２に記載の有機電界発光素子を用いる情報表示機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は有機電界発光素子（以下、「有機ＥＬ素子」と略記する。）に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
情報表示の分野では、有機ＥＬ素子が次世代の表示素子として脚光を浴びている。現在、コンピューター端末機やテレビジョン受像機などの比較的大型の情報表示機器においては、主として、ブラウン管が用いられている。しかしながら、ブラウン管は体積、重量ともに大きく、動作電圧が高いので、携帯性を重視する機器には適しない。小形機器には、もっと薄く、軽量のパネル状であって、動作電圧が低く、消費電力の小さいものが必要とされている。現在では、液晶素子が動作電圧が低く、消費電力が比較的小さい点が買われて、多方面で頻用されている。しかしながら、液晶素子を用いる情報表示機器は、見る角度によってコントラストが変わるので、ある角度の範囲で読み取らないと明瞭な表示が得られないうえに、通常、バックライトを必要とするので、消費電力がそれほど小さくならないという問題がある。これらの問題を解決する表示素子として登場したのが有機ＥＬ素子である。
【０００３】
有機ＥＬ素子は、通常、陽極と陰極との間に発光性化合物を含有する発光層を介挿してなり、その陽極と陰極との間に直流電圧を印加して発光層へ正孔及び電子をそれぞれ注入し、それらを互いに結合させることによって発光性化合物の励起状態を作出し、その励起状態が基底状態に戻るときに放出される蛍光や燐光などの発光を利用する発光素子である。有機ＥＬ素子は、発光層を形成するに当たって、ホスト化合物として適切な有機化合物を用いるとともに、そのホスト化合物と組み合わせるゲスト化合物（ドーパント）を変更することにより、発光の色調を適宜に変えることができる特徴がある。また、ホスト化合物とゲスト化合物との組合わせによっては、発光の輝度や寿命を大幅に向上できる可能性がある。そもそも、有機ＥＬ素子は自ら発光する素子なので、消費電力を小さくできる利点があり、原理的に優れた発光素子であると言われている（例えば、非特許文献１及び２を参照）。
【０００４】
これまでに提案された発光性化合物のうち、例えば、クマリン骨格を有するものは、クマリンが天然に存在する物質であることから、有機ＥＬ素子においても、安全性が高く、取扱い易いという利点がある。ところが、従来公知のクマリン誘導体においては、例えば、キノリノール金属錯体などのホスト化合物と組み合わせることによって、はじめて、所期の電界発光をもたらし得るものが多く、それのみを用いるか、ゲスト化合物と組み合わせて発光層を構成したのでは、実用上支障のない有機ＥＬ素子を作製するのが難しいという問題があった（例えば、特許文献１乃至７を参照）。
【０００５】
【非特許文献１】雀部博之編集、『有機フォトニクス』、株式会社アグネ承風社、１９９５年３月２０日第１版発行、１３６乃至１６０頁
【非特許文献２】斎藤善範、『電子情報通信学会誌』、第８４巻、第１１号、７６７乃至７７４頁（２００１年）
【特許文献１】特開２００１−７６８７５号公報
【特許文献２】特開２００１−７６８７６号公報
【特許文献３】特開２００１−３２９２５７号公報
【特許文献４】特開２００２−２２６４８４号公報
【特許文献５】特開２００３−２４９３７１号公報
【特許文献６】特開２００３−２４９３７２号公報
【特許文献７】特開２００４−６２２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
斯かる状況に鑑み、この発明の課題は、分子内にクマリン骨格を有し、有機ＥＬ素子におけるホスト化合物としても有用な有機材料とその用途を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
斯かる状況に鑑み、本発明者がクマリン骨格を有する化合物に着目し、鋭意研究し、検索したところ、同一分子内において、一般式１で表される原子団を１又は複数有するアミン誘導体は、ホスト化合物、ゲスト化合物などの発光層用材として有機ＥＬ素子へ適用すると、高輝度の可視光を発光し、しかも、その発光は常温において長時間、安定に持続することを見出した。
【０００８】
一般式１：
【化１】
2005247976.tif 000002
【０００９】
（一般式１において、Ｒ１乃至Ｒ５は、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を表す。）
【００１０】
すなわち、この発明は、同一分子内において、一般式１で表される原子団を１又は複数有するアミン誘導体を用いる有機ＥＬ素子用発光剤を提供することによって前記課題を解決するものである。
【００１１】
一般式１：
【化２】
2005247976.tif 000003
【００１２】
（一般式１において、Ｒ１乃至Ｒ５は、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を表す。）
【００１３】
さらに、この発明は、同一分子内において、一般式１で表される原子団を１又は複数有するアミン誘導体を用いる有機ＥＬ素子を提供することによって前記課題を解決するものである。
【００１４】
一般式１：
【化３】
2005247976.tif 000004
【００１５】
（一般式１において、Ｒ１乃至Ｒ５は、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を表す。）
【００１６】
さらに、この発明は、斯かる有機ＥＬ素子を用いる表示パネルを提供することによって前記課題を解決するものである。
【００１７】
さらに、この発明は、斯かる有機ＥＬ素子を用いる情報表示機器を提供することによって前記課題を解決するものである。
【発明の効果】
【００１８】
この発明は新規な芳香族第三級アミン誘導体の創製と、その産業上有用な性質の発見に基づくものである。この発明で用いるアミン誘導体は可視領域に発光極大を有し、励起すると可視光を発光し、しかも、ガラス状態で安定な薄膜を形成するうえに、熱安定性も大きいことから、有機ＥＬ素子用発光剤として極めて有用である。また、この発明で用いるアミン誘導体は可視領域に吸収極大を有し、分子吸光係数も大きいので、有機ＥＬ素子による発光の色度を調節するための材料としても有用である。この発明の有機ＥＬ素子は発光効率や耐久性に優れているので、照明一般における発光体や、例えば、パネル状に形成することによって、画像情報や文字情報などの情報を視覚的に表示する多種多様の情報表示機器において極めて有利に用いることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
既述したとおり、この発明は、同一分子内において、一般式１で表される原子団を１又は複数有するアミン誘導体の有機ＥＬ素子における用途に関するものである。
【００２０】
一般式１：
【化４】
2005247976.tif 000005
【００２１】
一般式１において、Ｒ１乃至Ｒ５は、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を表す。Ｒ１乃至Ｒ５における置換基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、イソプロペニル基、１−プロペニル基、１−プロピニル基、２−プロペニル基、ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、２−ブテニル、１，３−ブタジエニル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、ｔｅｒｔ−ペンチル基、１−メチルペンチル基、２−メチルペンチル基、２−ペンテニル基、２−ペンテン−４−イニル基、ヘキシル基、イソヘキシル基、５−メチルヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ドデシル基などの脂肪族炭化水素基、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロペンテニル基、シクロペンタジエニル基、シクロヘキシル基、シクロヘキセニル基、シクロヘキサジエニル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロオクタジエニル基などの脂環式炭化水素基、フェニル基、ｏ−トリル基、ｍ−トリル基、ｐ−トリル基、キシリル基、メシチル基、ｏ−クメニル基、ｍ−クメニル基、ｐ−クメニル基、ビフェニリル基、ナフチル基、アントリル基、フェナレニル基、フェナントリル基、ピレニル基などの芳香族炭化水素基、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、イソブトキシ基、ｓｅｃ−ブトキシ基、ｔｅｒｔ−ブトキシ基、ペンチルオキシ基、イソペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、アリルオキシ基、フェノキシ基、ナフチルオキシ基などのエーテル基、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、プロポキシカルボニル基、アセトキシ基、ベンゾイルオキシ基などのエステル基、メチルアミノ基、ジメチルアミノ基、エチルアミノ基、ジエチルアミノ基、プロピルアミノ基、ジプロピルアミノ基、イソプロピルアミノ基、ジイソプロピルアミノ基、ブチルアミノ基、ジブチルアミノ基、イソブチルアミノ基、ジイソブチルアミノ基、ｓｅｃ−ブチルアミノ基、ｔｅｒｔ−ブチルアミノ基、ペンチルアミノ基、ジペンチルアミノ基、ヘキシルアミノ基、シクロヘキシルアミノ基、ピペリジノ基、フェニルアミノ基、Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ基、ナフチルアミノ基、Ｎ，Ｎ−ナフチルフェニルアミノ基、Ｎ，Ｎ−ジナフチルアミノ基、Ｎ−カルバゾリル基などのアミノ基、フルオロ基、クロロ基、ブロモ基、ヨード基などのハロゲン基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、シアノ基、ニトロ基、さらには、それらの組合わせによる置換基が挙げられる。
【００２２】
なお、Ｒ２乃至Ｒ５が置換基である場合、隣接するもの同士が互いに結合し合い、それらが結合する炭素原子を含んで、例えば、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フェナントレン環、ピペリジン環、ピロリジン環、モルホリン環、ユロリジン環などの環状構造を形成することがある。この場合、Ｒ２乃至Ｒ５は、見掛け上、独立した置換基として存在しないこととなる。
【００２３】
この発明によるアミン誘導体の具体例としては、例えば、化学式１乃至５０で表されるものが挙げられる。これらは、いずれも、波長３００乃至５００ｎｍ付近、通常、４００乃至４７０ｎｍ付近に吸収極大を有し、吸収極大波長における分子吸光係数（以下、吸収極大波長における分子吸光係数を「ε」と略記する。）も１×１０４以上、詳細には、３×１０４以上と大きく、その結果として、同波長域の光を効率良く吸収することとなる。さらに、化学式１乃至５０で表されるアミン誘導体は、波長５００乃至６５０ｎｍ付近に蛍光極大などの発光極大を有し、励起すると、緑乃至赤色光を発光する。しかも、この発明のアミン誘導体は、その多くが４００℃を越える分解点を有し、ガラス転移点も１１０℃以上に達する。周知のとおり、有機化合物における分解点やガラス転移点は熱安定性の指標とされており、分解点やガラス転移点が高いものほど熱安定性も大きいとされている。然して、この発明のアミン誘導体は、発光能を有する熱安定性に優れた有機化合物を必要とする有機ＥＬ素子の分野において極めて有用である。ちなみに、この発明によるアミン誘導体の分解点及びガラス転移点は、例えば、汎用の示差走査熱量分析（以下、「ＤＳＣ分析」と略記する。）により決定することができる。
【００２４】
この発明のアミン誘導体は、同一分子内において、一般式１で表される原子団をただ一つ有するものだけに決して限定されてはならず、例えば、化学式２３乃至３１、化学式３３、化学式３４、化学式３７、化学式３８、化学式４４で表されるもののように、同一分子内において、一般式１で表される原子団を二つ以上有するものであってもよく、また、一般式１で表される原子団において、第三級アミノ基を構成する窒素原子へ結合するベンゼン環は、その一部又は全部に対して、Ｒ１乃至Ｒ５におけると同様の置換基が１又は複数結合してなるものであっても、ベンゼン環そのものが縮合多環式芳香族炭化水素基や複素環基の一部を構成するものであってもよい。とりわけ、同一分子内において、クマリン残基を複数有するこの発明のアミン誘導体は、クマリン残基をただ一つ有するものと比較して、吸光能、発光能が有意に大きい特徴がある。なお、一般式１で表される原子団において、クマリン残基がトリフェニルアミノ基のベンゼン環へ結合する位置は、第三級アミノ基を構成する窒素原子に対して、オルト位、メタ位、パラ位のいずれであっても構わないけれども、始発原料の入手し易さや、目的とするアミン誘導体の収率をはじめとする合成上の見地からみると、通常、パラ位が望ましい。
【００２５】
化学式１：
【化５】
2005247976.tif 000006
【００２６】
化学式２：
【化６】
2005247976.tif 000007
【００２７】
化学式３：
【化７】
2005247976.tif 000008
【００２８】
化学式４：
【化８】
2005247976.tif 000009
【００２９】
化学式５：
【化９】
2005247976.tif 000010
【００３０】
化学式６：
【化１０】
2005247976.tif 000011
【００３１】
化学式７：
【化１１】
2005247976.tif 000012
【００３２】
化学式８：
【化１２】
2005247976.tif 000013
【００３３】
化学式９：
【化１３】
2005247976.tif 000014
【００３４】
化学式１０：
【化１４】
2005247976.tif 000015
【００３５】
化学式１１：
【化１５】
2005247976.tif 000016
【００３６】
化学式１２：
【化１６】
2005247976.tif 000017
【００３７】
化学式１３：
【化１７】
2005247976.tif 000018
【００３８】
化学式１４：
【化１８】
2005247976.tif 000019
【００３９】
化学式１５：
【化１９】
2005247976.tif 000020
【００４０】
化学式１６：
【化２０】
2005247976.tif 000021
【００４１】
化学式１７：
【化２１】
2005247976.tif 000022
【００４２】
化学式１８：
【化２２】
2005247976.tif 000023
【００４３】
化学式１９：
【化２３】
2005247976.tif 000024
【００４４】
化学式２０：
【化２４】
2005247976.tif 000025
【００４５】
化学式２１：
【化２５】
2005247976.tif 000026
【００４６】
化学式２２：
【化２６】
2005247976.tif 000027
【００４７】
化学式２３：
【化２７】
2005247976.tif 000028
【００４８】
化学式２４：
【化２８】
2005247976.tif 000029
【００４９】
化学式２５：
【化２９】
2005247976.tif 000030
【００５０】
化学式２６：
【化３０】
2005247976.tif 000031
【００５１】
化学式２７：
【化３１】
2005247976.tif 000032
【００５２】
化学式２８：
【化３２】
2005247976.tif 000033
【００５３】
化学式２９：
【化３３】
2005247976.tif 000034
【００５４】
化学式３０：
【化３４】
2005247976.tif 000035
【００５５】
化学式３１：
【化３５】
2005247976.tif 000036
【００５６】
化学式３２：
【化３６】
2005247976.tif 000037
【００５７】
化学式３３：
【化３７】
2005247976.tif 000038
【００５８】
化学式３４：
【化３８】
2005247976.tif 000039
【００５９】
化学式３５：
【化３９】
2005247976.tif 000040
【００６０】
化学式３６：
【化４０】
2005247976.tif 000041
【００６１】
化学式３７：
【化４１】
2005247976.tif 000042
【００６２】
化学式３８：
【化４２】
2005247976.tif 000043
【００６３】
化学式３９：
【化４３】
2005247976.tif 000044
【００６４】
化学式４０：
【化４４】
2005247976.tif 000045
【００６５】
化学式４１：
【化４５】
2005247976.tif 000046
【００６６】
化学式４２：
【化４６】
2005247976.tif 000047
【００６７】
化学式４３：
【化４７】
2005247976.tif 000048
【００６８】
化学式４４：
【化４８】
2005247976.tif 000049
【００６９】
化学式４５：
【化４９】
2005247976.tif 000050
【００７０】
化学式４６：
【化５０】
2005247976.tif 000051
【００７１】
化学式４７：
【化５１】
2005247976.tif 000052
【００７２】
化学式４８：
【化５２】
2005247976.tif 000053
【００７３】
化学式４９：
【化５３】
2005247976.tif 000054
【００７４】
化学式５０：
【化５４】
2005247976.tif 000055
【００７５】
この発明のアミン誘導体は諸種の方法により調製できるけれども、経済性を重視するのであれば、芳香族ハロゲン化物と、芳香族第一級若しくは第二級アミンとの求核置換反応を利用する方法が好適である。この方法によるときには、例えば、一般式１に対応するＲ１乃至Ｒ５を有する一般式２で表される化合物と、分子内に一般式３で表される原子団を有する化合物とを反応させることによって、この発明のアミン誘導体が好収量で生成する。なお、一般式２におけるＸはクロロ基、ブロモ基、ヨード基などのハロゲン基を、また、一般式３におけるＹは、水素原子か、あるいは、独立したフェニル基又は縮合多環式の芳香族炭化水素基若しくは複素環基の一部を構成するベンゼン環を表す。
【００７６】
一般式２：
【化５５】
2005247976.tif 000056
【００７７】
一般式３：
【化５６】
2005247976.tif 000057
【００７８】
より具体的には、反応容器に一般式２及び３で表される化合物をそれぞれ適量とり、必要に応じて、適宜溶剤に溶解し、例えば、白金などの金属触媒か、あるいは、酢酸パラジウム、カリウムｔｅｒｔ−ブトキシド、トリ−ｔｅｒｔ−ブチルホスファンなどの有機金属触媒を加えた後、加熱還流などにより加熱・撹拌しながら周囲温度か周囲温度を上回る温度で反応させる。
【００７９】
溶剤としては、例えば、ペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン、オクタン、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの炭化水素類、四塩化炭素、クロロホルム、１，２−ジクロロエタン、１，２−ジブロモエタン、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、クロロベンゼン、ブロモベンゼン、α−ジクロロベンゼンなどのハロゲン化物、メタノール、エタノール、２，２，２−トリフルオロエタノール、１−プロパノール、２−プロパノール、１−ブタノール、２−ブタノール、イソブチルアルコール、イソペンチルアルコール、シクロヘキサノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、２−メトキシエタノール、２−エトキシエタノール、フェノール、ベンジルアルコール、クレゾール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、グリセリンなどのアルコール類及びフェノール類、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、１，４−ジオキサン、アニソール、１，２−ジメトキシエタン、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジシクロヘキシル−１８−クラウン−６、メチルカルビトール、エチルカルビトールなどのエーテル類、アセトン、エチルメチルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン類、酢酸、無水酢酸、トリクロロ酢酸、トリフルオロ酢酸、無水プロピオン酸、酢酸エチル、酢酸ブチル、炭酸エチレン、炭酸プロピレン、ホルムアミド、Ｎ−メチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ−メチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、ヘキサメチル燐酸トリアミド、燐酸トリメチルなどの酸及び酸誘導体、アセトニトリル、プロピオニトリル、スクシノニトリル、ベンゾニトリルなどのニトリル類、ニトロメタン、ニトロベンゼンなどのニトロ化合物、ジメチルスルホキシド、スルホランなどの含硫化合物、水などが挙げられ、必要に応じて、これらは組み合わせて用いられる。
【００８０】
溶剤を用いる場合、一般に、溶剤の量が多くなると反応の効率が低下し、反対に、少なくなると、均一に加熱・撹拌するのが困難になったり、副反応が起こり易くなる。したがって、溶剤の量を重量比で原料化合物全体の１００倍まで、通常、５乃至５０倍にするのが望ましい。原料化合物の種類や反応条件にもよるけれども、反応は１０時間以内、通常、０．５乃至５時間で完結する。反応の進行は、例えば、薄層クロマトグラフィー、ガスクロマトグラフィー、高速液体クロマトグラフィーなどの汎用の方法によってモニターすることができる。この発明によるアミン誘導体は、この方法によるか、この方法に準じて所望量を製造することができる。なお、一般式２及び３で表される化合物は、いずれも、類縁化合物を調製するための汎用の方法によって得ることができ、市販品がある場合には、必要に応じて、それを精製して用いればよい。
【００８１】
斯くして得られるアミン誘導体は、用途によっては反応混合物のまま用いられることもあるけれども、通常、使用に先立って、例えば、溶解、分液、傾斜、濾過、抽出、濃縮、薄層クロマトグラフィー、カラムクロマトグラフィー、ガスクロマトグラフィー、高速液体クロマトグラフィー、蒸留、昇華、結晶化などの類縁化合物を精製するための汎用の方法によって精製され、必要に応じて、これらの方法は組み合わせて適用される。アミン誘導体の種類や有機ＥＬ素子の用途にもよるけれども、この発明の有機ＥＬ素子へ適用するアミン誘導体は、通常、使用に先立って、例えば、蒸留、結晶化及び／又は昇華などの方法により高度に精製しておくのが望ましい。
【００８２】
このうち、昇華は、１回の操作で高純度の結晶が容易に得られるうえに、操作に伴うアミン誘導体の損失が少なく、しかも、溶剤が結晶中に取り込まれることがないので、特に優れている。適用する昇華方法は、常圧昇華方法であっても減圧昇華方法であってもよいが、通常、後者の減圧昇華方法が適用される。この発明のアミン誘導体を減圧昇華するには、例えば、適量のアミン誘導体を昇華精製装置内へ仕込み、装置内を１０−２Ｔｏｒｒを下回る減圧、好ましくは、１０−３Ｔｏｒｒ以下に保ちながら、アミン誘導体が分解しないように、融点を下回るできるだけ低い温度で加熱する。昇華精製へ供するアミン誘導体の純度が比較的低い場合には、不純物が混入しないように、減圧度や加熱温度を加減することによって昇華速度を抑え、また、アミン誘導体が昇華し難い場合には、昇華精製装置内へ希ガスを通気することによって昇華を促進する。昇華によって得られる結晶の大きさは、昇華精製装置内における凝縮面の温度を加減することによって調節することができ、凝縮面を加熱温度よりも僅かに低い温度に保ち、徐々に結晶化させると比較的大きな結晶が得られる。
【００８３】
この発明で用いるアミン誘導体は、既述したとおり、波長５００乃至６５０ｎｍ付近に蛍光極大などの発光極大を有し、励起すると緑乃至赤色域の可視光を発光し、しかも、ガラス状態で安定な薄膜を形成するうえに、その多くは耐熱性が大きいことから、単独又は他の発光性化合物と組み合わせることによって、緑乃至赤色光を発光する有機ＥＬ素子用発光剤として極めて有利に用いることができる。この発明でいう有機ＥＬ素子とは斯かるアミン誘導体を用いる電界発光素子全般を意味し、とりわけ、正電圧を印加する陽極と、負電圧を印加する陰極と、正孔と電子とを再結合させて発光を取り出す発光層と、必要に応じて、さらに、陽極から正孔を注入し輸送する正孔注入／輸送層、陰極から電子を注入し輸送する電子注入／輸送層と、正孔が発光層から電子注入／輸送層へ移動するのを抑制する正孔ブロック層とを設けてなる単層及び積層型の有機ＥＬ素子が重要な適用対象となる。
【００８４】
有機ＥＬ素子の動作は、周知のとおり、本質的に、電子及び正孔を電極から注入する過程と、電子及び正孔が固体中を移動する過程と、電子及び正孔が再結合し、一重項励起子又は三重項励起子を生成する過程と、その励起子が発光する過程とからなり、これらの過程は単層型及び積層型有機ＥＬ素子のいずれにおいても本質的に異なるところがない。しかしながら、単層型有機ＥＬ素子においては、発光性化合物の分子構造を変えることによってのみ上記４過程の特性を改善し得るのに対して、積層型有機ＥＬ素子においては、各過程において要求される機能を複数の材料に分担させるとともに、それぞれの材料を独立して最適化できることから、一般的には、単層型に構成するよりも積層型に構成する方が所期の性能を達成し易い。
【００８５】
そこで、この発明の有機ＥＬ素子につき、積層型有機ＥＬ素子を例に挙げて説明すると、図１はこの発明による積層型有機ＥＬ素子の概略図であって、図中、１は基板であり、通常、アルミノ珪酸塩ガラス、アルミノ硼珪酸ガラス、石英ガラス、ソーダ石灰ガラス、バリウム珪酸ガラス、バリウム硼珪酸ガラス、硼珪酸ガラスなどのガラスか、あるいは、アラミド、ポリアクリレート、ポリアリレート、ポリイミド、ポリウレタン、ポリエーテルケトン、ポリエーテルスルホン、ポリエステル、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリオレフィン、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリメチルアクリレート、エポキシ樹脂、フェノール系樹脂、弗素系樹脂、メラミン系樹脂などのプラスチック、アルミナ、シリコン、石英、炭化珪素などのセラミックをはじめとする基板材料を板状、シート状又はフィルム状に形成して用いられ、必要に応じて、これらは積層して用いられる。中でも、例えば、アルミノ珪酸塩ガラス、アルミノ硼珪酸ガラス、石英ガラス、硼珪酸ガラス、バリウム硼珪酸ガラスなどの、アルカリ含量、熱膨張係数がともに小さく、表面が平滑で傷がなく、研磨し易いフォトマスク用ガラスや、隣接する電気伝導膜との親和性に優れ、水分を透過し難い、例えば、アラミド系、エポキシ系、フェノール系、ポリアリレート系、ポリイミド系、ポリエステル系、芳香族ポリエーテル系、ポリオレフィン系、メラミン系、弗素系のプラスチックが好ましく、シリコンなどの不透明なセラミック材料は透明な電極用材と組み合わせて用いられる。
【００８６】
２は陽極であり、電気的に低抵抗率であって、しかも、全可視領域に亙って光透過率が大きい金属若しくは電気伝導性材料の１又は複数を、例えば、真空蒸着、スパッタリング、化学蒸着（ＣＶＤ）、原子層エピタクシー（ＡＬＥ）、塗布、浸漬などの方法により、基板１の一側に密着させて、陽極２における抵抗率が１ｋΩ／□以下、好ましくは、５乃至５０Ω／□になるように、厚さ１０乃至１，０００ｎｍ、好ましくは、５０乃至５００ｎｍの単層又は多層に製膜することによって形成される。陽極２における電気伝導性材料としては、例えば、金、白金、アルミニウム、ニッケルなどの金属、酸化亜鉛、酸化錫、酸化インジウム、酸化錫と酸化インジウムとの混合系（以下、「ＩＴＯ」と略記する。）などの金属酸化物、さらには、アニリン、チオフェン、ピロールなどを反復単位とする電気伝導性オリゴマー及びポリマーが挙げられる。このうち、ＩＴＯは、低抵抗率のものが容易に得られるうえに、酸などを用いてエッチングすることにより、微細パターンを容易に形成できる特徴がある。
【００８７】
３は正孔注入／輸送層であり、通常、陽極２におけると同様の方法により、陽極２に密着させて、正孔注入／輸送層用材を厚さ１乃至１，０００ｎｍに製膜することによって形成される。正孔注入／輸送層用材としては、陽極２からの正孔注入と輸送を容易ならしめるべく、イオン化電位が小さく、かつ、例えば、１０４乃至１０６Ｖ／ｃｍの電界下において、少なくとも、１０−６ｃｍ２／Ｖ・秒の正孔移動度を発揮するものが好ましい。個々の正孔注入／輸送層用材としては、有機ＥＬ素子において汎用される、例えば、アリールアミン誘導体、イミダゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、トリアゾール誘導体、カルコン誘導体、スチリルアントラセン誘導体、スチルベン誘導体、テトラアリールエテン誘導体、トリアリールアミン誘導体、トリアリールエテン誘導体、トリアリールメタン誘導体、フタロシアニン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、Ｎ−ビニルカルバゾール誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、フェニルアントラセン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ポリシラン誘導体、ポリフェニレンビニレン誘導体、ポルフィリン誘導体などが挙げられ、必要に応じて、これらは組み合わせて用いられる。このうち、芳香族第三級アミンである、例えば、モノアリールアミン、ジアリールアミン、トリアリールアミン、テトラアリールアミンなどのアリールアミンの単量体及び多量体が特に好ましい。
【００８８】
４は発光層であり、通常、陽極２におけると同様の方法により、正孔注入／輸送層３に密着させてこの発明によるアミン誘導体の１又は複数をそれ単独か、あるいは、適宜のホスト化合物若しくはゲスト化合物などの１又は複数とともに厚さ１乃至１，０００ｎｍ、好ましくは、１０乃至２００ｎｍに製膜することによって形成される。この発明のアミン誘導体は一重項励起子、三重項励起子などの励起子を形成し易く、しかも、蛍光、燐光などの発光のエネルギー準位が好適であることから、クマリン骨格を有する従来公知の発光層用材とは違って、それのみによっても、１又は複数のホスト化合物若しくはゲスト化合物と組み合わせることによっても有機ＥＬ素子の発光層を構成することができる。とりわけ、ホスト化合物としてのこの発明のアミン誘導体と適宜のゲスト化合物とを組み合わせるときには、従来公知のホスト化合物によっては容易に達成できない、極めて高レベルの発光輝度、電力効率、外部量子効率及び寿命を達成することができる。また、この発明のアミン誘導体をゲスト化合物として用いるときには、いわゆる、発光層用材自身による発光の「濃度消光」を招来し難いことから、発光層において、ホスト化合物に対する配合比をより大きくすることによって素子の発光輝度を高めることができる。ホスト化合物とゲスト化合物とを組み合わせて発光層を構成するこの発明による有機ＥＬ素子において、ホスト化合物に対してゲスト化合物を等モルまで、通常、０．１乃至１０モル％、好ましくは、０．５乃至５モル％用い、両者を単層又は多層に分離して厚さ１乃至１，０００ｎｍ、好ましくは、１０乃至２００ｎｍに製膜することによって発光層４を形成する。
【００８９】
この発明によるアミン誘導体をホスト化合物として用いる場合、この発明のアミン誘導体と組み合わせて用いる他のホスト化合物としては、有機ＥＬ素子において汎用されるキノリノール金属錯体や、例えば、アントラセン、クリセン、コロネン、トリフェニレン、ナフタセン、ナフタレン、フェナントレン、ピセン、ピレン、フルオレン、ペリレン、ベンゾピレンなどの縮合多環式芳香族炭化水素及びそれらの誘導体、クォーターフェニル、ジスチリルアリーレン、１，４−ジフェニルブタジエン、スチルベン、ターフェニル、テトラフェニルブタジエン、ビフェニルなどの環集合式炭化水素及びそれらの誘導体、オキサジアゾール、カルバゾール、ピリダジン、ベンゾイミダゾール、ベンゾオキサゾール、ベンゾチアゾールなどの複素環化合物及びそれらの誘導体、キナクリドン、ルブレン及びそれらの誘導体、さらには、スチリル系のポリメチン色素、アダマンタン誘導体などが挙げられる。
【００９０】
これらのホスト化合物のうちで、特に好ましいものの一つとして、例えば、キノリノール金属錯体を挙げることができる。この発明でいうキノリノール金属錯体とは、分子内にピリジン残基とヒドロキシ基とを有する、例えば、８−キノリノール類、ベンゾキノリン−１０−オール類などの配位子としてのキノリノール類と、そのピリジン残基における窒素原子から電子対の供与を受けて配位子と配位結合を形成する、通常、中心原子としての一価、二価又は三価の、例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、亜鉛、硼素、アルミニウム、ガリウム、インジウムなどの周期律表における第１族、第２族、第１２族又は第１３族に属する金属若しくはその酸化物からなる錯体一般を意味する。配位子が８−キノリノール類又はベンゾキノリン−１０−オール類のいずれかである場合には、それらは置換基を１又は複数有していてもよく、ヒドロキシ基が結合している８又は１０位の炭素以外の炭素へ、例えば、フルオロ基、クロロ基、ブロモ基、ヨード基などのハロゲン基、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、ｔｅｒｔ−ペンチル基などの脂肪族炭化水素基、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、イソブトキシ基、ｓｅｃ−ブトキシ基、ｔｅｒｔ−ブトキシ基、ペンチルオキシ基、イソペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、フェノキシ基、ベンジルオキシ基などのエーテル基、アセトキシ基、ベンゾイルオキシ基、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、プロポキシカルボニル基などのエステル基、シアノ基、ニトロ基、スルホ基、さらには、これらの組合わせによる置換基の１又は複数が結合することを妨げない。キノリノール金属錯体が同一分子内に２以上の配位子を有する場合、それらの配位子は互いに同じものであっても異なるものであってもよい。
【００９１】
個々のキノリノール金属錯体としては、例えば、トリス（８−キノリノラート）アルミニウム、トリス（３，４−ジメチル−８−キノリノラート）アルミニウム、トリス（４−メチル−８−キノリノラート）アルミニウム、トリス（４−メトキシ−８−キノリノラート）アルミニウム、トリス（４，５−ジメチル−８−キノリノラート）アルミニウム、トリス（４，６−ジメチル−８−キノリノラート）アルミニウム、トリス（５−クロロ−８−キノリノラート）アルミニウム、トリス（５−ブロモ−８−キノリノラート）アルミニウム、トリス（５，７−ジクロロ−８−キノリノラート）アルミニウム、トリス（５−シアノ−８−キノリノラート）アルミニウム、トリス（５−スルホニル−８−キノリノラート）アルミニウム、トリス（５−プロピル−８−キノリノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）アルミニウムオキシドなどのアルミニウム錯体、ビス（８−キノリノラート）亜鉛、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）亜鉛、ビス（２，４−ジメチル−８−キノリノラート）亜鉛、ビス（２−メチル−５−クロロ−８−キノリノラート）亜鉛、ビス（２−メチル−５−シアノ−８−キノリノラート）亜鉛、ビス（３，４−ジメチル−８−キノリノラート）亜鉛、ビス（４，６−ジメチル−８−キノリノラート）亜鉛、ビス（５−クロロ−８−キノリノラート）亜鉛、ビス（５，７−ジクロロ−８−キノリノラート）亜鉛などの亜鉛錯体、ビス（８−キノリノラート）ベリリウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）ベリリウム、ビス（２，４−ジメチル−８−キノリノラート）ベリリウム、ビス（２−メチル−５−クロロ−８−キノリノラート）ベリリウム、ビス（２−メチル−５−シアノ−８−キノリノラート）ベリリウム、ビス（３，４−ジメチル−８−キノリノラート）ベリリウム、ビス（４，６−ジメチル−８−キノリノラート）ベリリウム、ビス（５−クロロ−８−キノリノラート）ベリリウム、ビス（４，６−ジメチル−８−キノリノラート）ベリリウム、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリノラート）ベリリウムなどのベリリウム錯体、ビス（８−キノリノラート）マグネシウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）マグネシウム、ビス（２，４−ジメチル−８−キノリノラート）マグネシウム、ビス（２−メチル−５−クロロ−８−キノリノラート）マグネシウム、ビス（２−メチル−５−シアノ−８−キノリノラート）マグネシウム、ビス（３，４−ジメチル−８−キノリノラート）マグネシウム、ビス（４，６−ジメチル−８−キノリノラート）マグネシウム、ビス（５−クロロ−８−キノリノラート）マグネシウム、ビス（５，７−ジクロロ−８−キノリノラート）マグネシウムなどのマグネシウム錯体、トリス（８−キノリノラート）インジウムなどのインジウム錯体、トリス（５−クロロ−８−キノリノラート）ガリウムなどのガリウム錯体、ビス（５−クロロ−８−キノリノラート）カルシウムなどのカルシウム錯体が挙げられ、必要に応じて、これらは組み合わせて用いられる。
【００９２】
この発明で用いるゲスト化合物としては、有機ＥＬ素子において汎用される、例えば、アクリドン誘導体、ナイルレッドなどのオキサゾン誘導体、キナクリドン誘導体、特開２００１−７６８７５号公報、特開２００１−７６８７６号公報、特開２００１−３２９２５７号公報、特開２００２−２２６４８４号公報、特開２００３−２４９３７１号公報、特開２００３−２４９３７２号公報、特開２００４−６２２２号公報などに開示されたクマリン誘導体、桂皮酸エステル誘導体、ジケトピロロピロール誘導体、１，１，４，４−テトラフェニル−１，３−ブタジエン、４，４′−ビス（２，２−ジフェニルビニル）ビフェニル、４，４′−ビス［（１，１，２−トリフェニル）エテニル］ビフェニルなどのスチルベン誘導体、アントラセン、９，１０−ジフェニルアントラセン、９，１０−ビス（フェニルエチル）アントラセン、クリセン、コロネン、デカサイクレン、テトラセン、テトラフェニルシクロペンタジエン、４，４−ビス（９″−エチニルアントラセニル）ビフェニル、ピレン、ペリレン、ジベンゾ［ｆ，ｆ］ジインデノ［１，２，３−ｃｄ：１′，２′，３′−ｌｍ］ペリレン、１，４−ビス（９′−エチニルアントセニル）ベンゼン、ペンタフェニルシクロペンタジエン、ルブレンなどの多環式芳香族化合物及びそれらの誘導体、トリアリールアミン誘導体、ピラジン誘導体、４−（ジシアノメチレン）−２−ｔｅｒｔ−ブチル−６−（１，１，７，７−テトラメチルユロリジル−９−エニル）−４Ｈ−ピランなどのピラン誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、ベンゾオキサゾール誘導体、ベンゾチアゾール誘導体、ポリターフェニレンビニレン及びその誘導体、ポリチエニレンビニレン及びその誘導体、ポリチオフェン及びその誘導体、ポリナフチレンビニレン及びその誘導体、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール及びその誘導体、ポリフェニレンビニレン及びその誘導体、ポリフルオレン及びその誘導体などが挙げられ、必要に応じて、これらは組み合わせて用いられる。なお、既述したとおり、この発明によるアミン誘導体は、有機ＥＬ素子において、ホスト化合物としてのみならず、ゲスト化合物としても有効に機能する。この発明によるアミン誘導体をゲスト化合物として用いる場合、この発明によるアミン誘導体と、既述したごときホスト化合物のうちの、この発明によるアミン誘導体以外のものとを適宜組み合わせ、有機ＥＬ素子の発光層を構成する。
【００９３】
５は電子注入／輸送層であり、通常、陽極２におけると同様の方法により、発光層４に密着させて、電子親和力の大きい有機化合物か、あるいは、例えば、アントラキノジメタン誘導体、アントロン誘導体、オキサジアゾール誘導体、カルボジイミド、ジスチリルピラジン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、シラザン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、トリアゾール誘導体、複素環化合物のテトラカルボン酸誘導体、フタロシアニン誘導体、フルオレノン誘導体、発光層４におけると同様のキノリノール金属錯体、さらには、アニリン、チオフェン、ピロールなどを反復単位とする電気伝導性オリゴマー若しくはポリマーの１又は複数を厚さ１０乃至５００ｎｍに製膜することによって形成される。複数の電子注入／輸送層用材を用いる場合には、その複数の電子注入／輸送層用材を均一に混合して単層に形成しても、混合することなく、電子注入／輸送層用材ごとに隣接する複数層に形成してもよい。正孔ブロック層を設けるときには、電子注入／輸送層５の形成に先立って、陽極２におけると同様の方法により、発光層４に密着させて、例えば、２−ビフェニル−４−イル−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−［１，３，４］オキサジアゾール、２，２−ビス［５−（４−ビフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル−１，４−フェニレン］ヘキサフルオロプロパン、１，３，５−トリス−（２−ナフタレン−１−イル−［１，３，４］オキサジアゾール−５−イル）ベンゼンなどのオキサジアゾール系化合物をはじめとする正孔ブロック層用材による薄膜を形成する。正孔ブロック層の厚さは、電子注入／輸送層５の厚さや有機ＥＬ素子の動作特性などを勘案しながら、１乃至１００ｎｍ、通常、５乃至５０ｎｍの範囲に設定する。
【００９４】
６は陰極であり、通常、電子注入／輸送層５に密着させて、電子注入／輸送層５において用いられる化合物よりも仕事関数が低い（通常、５ｅＶ以下）、例えば、リチウム、マグネシウム、カルシウム、ナトリウム、カリウム、銀、銅、アルミニウム、インジウム、イッテルビウムなどの金属、合金若しくは金属酸化物又は電気伝導性化合物を単独又は組み合わせて蒸着することによって形成する。陰極６の厚さについては特に制限がなく、電気伝導性、製造コスト、素子全体の厚さ、光透過性などを勘案しながら、通常、抵抗率が１ｋΩ／□以下になるように、厚さを１０ｎｍ以上、好ましくは、５０乃至５００ｎｍに設定する。なお、陰極６と、有機化合物を含有する電子注入／輸送層５との間に、密着性を高めるために、必要に応じて、例えば、芳香族ジアミン化合物、キナクリドン化合物、ナフタセン化合物、有機シリコン化合物、有機燐化合物などを含んでなる界面層を設けてもよい。また、電子の陰極６からの電子注入／輸送層５への移動を容易ならしめるために、陽極２におけると同様の方法により、陰極６における電子注入／輸送層５へ接する側へ、例えば、弗化リチウム、酸化リチウムなどのアルカリ金属化合物やアルカリ土類金属化合物による厚さ０．１乃至２ｎｍの薄膜を形成してもよい。
【００９５】
このように、この発明の有機ＥＬ素子は、基板上に、陽極、発光層及び陰極、さらには、必要に応じて、正孔注入／輸送層、電子注入／輸送層、正孔ブロック層などを隣接する層と互いに密着させながら一体に形成することによって得ることができる。各層を形成するに当たっては、有機化合物の酸化や分解、さらには、酸素や水分の吸着などを最小限に抑えるべく、高真空下、詳細には、１０−５Ｔｏｒｒ以下で一貫作業するのが望ましい。また、発光層を形成するに当たっては、例えば、あらかじめ、ホスト化合物とゲスト化合物とを所定の割合で混合しておくか、あるいは、真空蒸着における両者の蒸着速度を互いに独立して制御することによって、発光層における両者の配合比を調節する。斯くして構築した有機ＥＬ素子は、使用環境における劣化を最小限に抑えるべく、素子の一部又は全体を、例えば、不活性ガス雰囲気下で封止ガラスや金属キャップにより封止するか、保護層を形成したり、あるいは、防湿塗料を塗布したり、紫外線硬化樹脂などによる保護層で覆うのが望ましい。さらには、有機ＥＬ素子の構造にもよるけれども、発光層からの発光を効率良く素子外へ取り出すために、必要に応じて、素子内の適所へ、例えば、輪帯板や、一次元若しくは二次元の反射型又は透過型の回折格子などの、素子における発光取出面に対する発光の入射角を変化させる回折手段を単独又は組み合わせて設け、素子内の有機層と無機層との界面、あるいは、発光取出面と大気との界面における全反射を抑制するようにしてもよい。
【００９６】
この発明による有機ＥＬ素子の使用方法について説明すると、この発明の有機ＥＬ素子は、用途に応じて、比較的高電圧のパルス性電圧を間欠的に印加するか、あるいは、比較的低電圧の非パルス性電圧（通常、２乃至５０Ｖ）を連続的に印加して駆動する。この発明の有機ＥＬ素子は、陽極の電位が陰極より高いときにのみ発光する。したがって、この発明の有機ＥＬ素子へ印加する電圧は直流であっても交流であってもよく、また、印加する電圧の波形、周期も適宜のものとすればよい。交流を印加すると、この発明の有機ＥＬ素子は、原理上、印加する交流の波形及び周期に応じて輝度が増減したり点滅を繰り返す。図１に示す有機ＥＬ素子の場合、陽極２と陰極６との間に電圧を印加すると、陽極２から注入された正孔が正孔注入／輸送層３を経て発光層４へ、また、陰極６から注入された電子が電子注入／輸送層５を経て発光層４へそれぞれ到達する。その結果、発光層４において正孔と電子との再結合が生じ、それにより生じた励起状態の発光層用材から目的とする発光が陽極２及び基板１を透過して放出されることとなる。この発明の有機ＥＬ素子は、アミン誘導体や組み合わせて用いるホスト化合物、ゲスト化合物の構造、配合割合にもよるけれども、通常、５００乃至６５０ｎｍの緑乃至赤色域に蛍光極大などの発光極大を有する。その発光は、国際照明委員会（ＣＩＥ）によるｘｙ色度図上において、通常、ｘが０．０１乃至０．７３の範囲に、また、ｙが０．２６乃至０．８３の範囲にある。
【００９７】
この発明の有機ＥＬ素子は、耐久性に優れているうえに、発光効率が高く、その結果として、消費電力を抑えつつ、輝度を大きくするのが容易であることから、文字情報、画像情報などの情報を視覚的に表示する情報表示機器や、照明一般における光源（発光体）として多種多様の用途を有することとなる。すなわち、情報表示機器においては、常法により、この発明の有機ＥＬ素子を、例えば、軽量にして所望の形状、大きさのパネル状に形成し、コンピューター関連機器におけるビデオディスプレー、テレビ受像機、電話機、ゲーム機、計算機、写真機、時計、カーナビゲーション装置をはじめとする、情報の視覚的表示を必要とする民生用及び業務用の電気機械器具、電子機器、光学機器一般、さらには、計器一般、標識、案内板、広告パネルなどへ適用する。この場合、この発明による有機ＥＬ素子を単用するか、あるいは、必要に応じて、青色、緑色及び／又は赤色域の可視光を発光する他の有機ＥＬ素子や、発光の色度、色調を調節するための適宜フィルター類と組合わせつつ、斯界において汎用される単純マトリックス方式やアクティブマトリックス方式の駆動回路を適用して駆動する。照明の用途においては、常法により、この発明の有機ＥＬ素子を、例えば、軽量にして所望の形状、大きさのパネル状に形成し、省エネルギーにして省スペースな光源として、屋内照明、屋外照明をはじめとする一般照明へ適用したり、液晶素子のバックライト照明、鬱病などを治療するための物理療法に用いられる照明、さらには、家畜、家禽、魚介、昆虫、果樹、穀物、野菜、花卉をはじめとする動植物の光周性、走光性を制御するための照明などへ適用する。なお、陽極及び陰極に、微小光共振器として機能する反射鏡を用いるこの発明の有機ＥＬ素子は、例えば、小電流域で動作する無閾値レーザーとして有用である。
【００９８】
ところで、この発明のアミン誘導体は、既述したとおり、波長３００乃至５００ｎｍ付近、通常、４００乃至４７０ｎｍ付近に吸収極大を有し、しかも、吸収極大波長における分子吸光係数が１×１０４以上、好ましくは、３×１０４以上と大きいことから、有機ＥＬ素子における発光層用材としての用途に加えて、有機ＥＬ素子による発光の色度を所望のレベルに調節するための色度調節用材としても有用である。斯くして、この発明でいう有機ＥＬ素子とは、特定のアミン誘導体を発光層用材として含んでなるものは言うにおよばず、それに加えて、発光性化合物による電界発光の色度を調節する目的で、発光層以外の部分において特定のアミン誘導体を単用したり、特定のアミン誘導体と、光吸収能を有する他の化合物の１又は複数とを併用する有機ＥＬ素子全般を包含することとなる。
【００９９】
この発明の実施の形態につき、以下、実施例に基づいて説明する。
【実施例１】
【０１００】
〈有機ＥＬ素子用発光剤〉
反応容器にトルエン５０ｍｌをとり、Ｎ，Ｎ´−ジフェニルベンジジン２．５０ｇ、化学式５１で表されるクマリン化合物６．８６ｇ、酢酸パラジウム０．１７ｇ、カリウムｔｅｒｔ−ブトキシド２．０ｇ及びトリ−ｔｅｒｔ−ブチルホスファン０．３６ｍｌを加えた後、４時間加熱環流して反応させた。反応混合物を冷却した後、クロロホルム／酢酸エチル混液を展開溶剤とするシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製したところ、化学式２９で表されるこの発明によるアミン誘導体の紛状黄色結晶が３．２０ｇ得られた。
【０１０１】
化学式５１：
【化５７】
2005247976.tif 000058
【０１０２】
結晶の一部をとり、常法により塩化メチレン溶液における可視吸収スペクトル及び蛍光スペクトルを測定したところ、それぞれ、波長４２７及び５１２ｎｍ付近に吸収極大（ε＝９．１８×１０４）及び蛍光極大が観察された。また、通常のＤＳＣ分析により融点、分解点及びガラス転移点を測定したところ、本例のアミン誘導体は３６８℃付近に融点を、２０４℃付近にガラス転移点を、また、４５８℃付近に分解点を示した。さらに、常法によりクロロホルム−ｄ溶液における１Ｈ−核磁気共鳴スペクトル（以下、「１Ｈ−ＮＭＲスペクトル」と略記する。）を測定したところ、化学シフトδ（ｐｐｍ、ＴＭＳ）が１．３１（１２Ｈ、ｓ）、１．５９（１２Ｈ、ｓ）、１．７５乃至１．８４（８Ｈ、ｍ）、３．２０乃至３．２３（４Ｈ、ｍ）、３．２７乃至３．３１（４Ｈ、ｍ）、７．０２乃至７．０７（２Ｈ、ｍ）、７．１２乃至７．１９（１２Ｈ、ｍ）、７．２５乃至７．３１（６Ｈ、ｍ）、７．４７乃至７．４９（４Ｈ、ｍ）及び７．６３乃至７．６５（４Ｈ、ｍ）の位置にピークが観察された。
【０１０３】
熱安定性に優れ、励起すると緑色域の蛍光を発する本例のアミン誘導体は、単用でも、他のホスト化合物やゲスト化合物との併用でも、有機ＥＬ素子用発光剤として極めて有用である。
【実施例２】
【０１０４】
〈有機ＥＬ素子用発光剤〉
Ｎ，Ｎ´−ジフェニルベンジジン及び化学式５１で表される化合物に代えて、それぞれ、４−メトキシアニリン及び化学式５２で表される化合物を用いた以外は実施例１におけると同様に反応させたところ、化学式２で表されるこの発明によるアミン誘導体の紛状黄色結晶が得られた。
【０１０５】
化学式５２：
【化５８】
2005247976.tif 000059
【０１０６】
結晶の一部をとり、常法により塩化メチレン溶液における可視吸収スペクトル及び蛍光スペクトルを測定したところ、それぞれ、波長４１５及び５６２ｎｍ付近に吸収極大（ε＝４．０６×１０４）及び蛍光極大が観察された。また、通常のＤＳＣ分析により融点、分解点及びガラス転移点を測定したところ、本例のアミン誘導体は３０５℃付近に融点を、１４１℃付近にガラス転移点を、また、４８７℃付近に分解点を示した。さらに、常法によりクロロホルム−ｄ溶液における１Ｈ−ＮＭＲスペクトルを測定したところ、化学シフトδ（ｐｐｍ、ＴＭＳ）が３．７８（３Ｈ、ｓ）、６．７８乃至６．８３（４Ｈ、ｍ）、７．２２乃至７．２７（４Ｈ、ｍ）、７．５０乃至７．６１（４Ｈ、ｍ）、７．６８乃至７．７７（６Ｈ、ｍ）、７．９４（２Ｈ、ｄ）、７．９８（２Ｈ、ｄ）、８．３４（２Ｈ、ｄ）及び８．６０（２Ｈ、ｓ）の位置にピークが観察された。
【０１０７】
熱安定性に優れ、励起すると黄緑色域の蛍光を発する本例のアミン誘導体は、単用でも、他のホスト化合物やゲスト化合物との併用でも、有機ＥＬ素子用発光剤として極めて有用である。
【実施例３】
【０１０８】
〈有機ＥＬ素子用発光剤〉
Ｎ，Ｎ´−ジフェニルベンジジン及び化学式５１で表される化合物に代えて、それぞれ、アニリン及び化学式５２で表される化合物を用いた以外は実施例１におけると同様に反応させたところ、化学式３で表されるこの発明によるアミン誘導体の紛状黄色結晶が得られた。
【０１０９】
結晶の一部をとり、常法により塩化メチレン溶液における可視吸収スペクトル及び蛍光スペクトルを測定したところ、それぞれ、波長４１７及び５６３ｎｍ付近の吸収極大（ε＝４．１０×１０４）及び蛍光極大が観察された。また、通常のＤＳＣ分析により融点、分解点及びガラス転移点を測定したところ、本例のアミン誘導体は３５８℃付近に融点を、１５３℃付近にガラス転移点を、また、４９５℃付近に分解点を示した。さらに、常法によりクロロホルム−ｄ溶液における１Ｈ−ＮＭＲスペクトルを測定したところ、化学シフトδ（ｐｐｍ、ＴＭＳ）が７．１４（２Ｈ、ｔ）、７．２４乃至７．３７（６Ｈ、ｍ）、７．５０乃至７．６１（４Ｈ、ｍ）、７．６８乃至７．７７（７Ｈ、ｍ）、７．９４（２Ｈ、ｄ）、７．９９（２Ｈ、ｄ）、８．３４（２Ｈ、ｄ）及び８．６０（２Ｈ、ｓ）の位置にピークが観察された。
【０１１０】
熱安定性に優れ、励起すると黄緑色域の蛍光を発する本例のアミン誘導体は、単用でも、他のホスト化合物やゲスト化合物との併用でも、有機ＥＬ素子用発光剤として極めて有用である。
【実施例４】
【０１１１】
〈有機ＥＬ素子用発光剤〉
実施例１乃至３の方法により得た、この発明による３種類のアミン誘導体のいずれかを水冷式昇華精製装置内へ仕込み、常法により、装置内を減圧に保ちながら加熱することによってそれぞれ昇華精製した。
【０１１２】
本例のアミン誘導体は、いずれも、高純度の発光性有機化合物を必要とする有機ＥＬ素子において極めて有用である。
【０１１３】
この発明で用いるアミン誘導体は、構造によって仕込条件や収量に若干の違いはあるものの、例えば、上記以外の化学式１乃至５０で表されるものを含めて、いずれも、実施例１乃至４の方法によるか、あるいは、それらの方法に準じて所望量を得ることができる。
【実施例５】
【０１１４】
〈有機ＥＬ素子〉
この発明による有機ＥＬ素子用発光剤を用い、図１に示す構造の積層型有機ＥＬ素子を作製した。すなわち、常法により、臭化水素酸によりパターン化した厚さ１６０ｎｍの透明ＩＴＯ電極を有するガラス製基板を有機アルカリ洗浄剤、純水、アセトン及びエタノールを用いて超音波洗浄し、乾燥し、紫外線オゾンによりＩＴＯ電極表面の有機物を除去した後、真空蒸着装置における前処理室へ移した。前処理室内を１×１０−６Ｔｏｒｒまで減圧した後、アルゴン／酸素混合気を１×１０−２Ｔｏｒｒまで導入し、ＩＴＯ電極表面をプラズマ処理することによって、陽極２としてのＩＴＯ電極を有する清浄な基板１を得た。
【０１１５】
基板１を１×１０−６Ｔｏｒｒまで減圧した真空蒸着装置の有機蒸着室内へ移し、陽極２としてのＩＴＯ電極へ有機膜成形用マスクを装着した後、カーボン坩堝を加熱して、基板１におけるＩＴＯ電極を有する側へ、正孔注入／輸送層用材として、化学式５３で表されるトリフェニルアミン四量体（以下、「ＴＰＴＥ」と略記する。）を４０ｎｍまで蒸着して正孔注入／輸送層３を形成した。引き続き、ホスト化合物として、化学式２又は３で表されるこの発明によるアミン誘導体のいずれかと、ゲスト化合物として、化学式５４で表される赤色発光色素である４−（ジシアノメチレン）−２−ｔｅｒｔ−ブチル−６−（１，１，７，７−テトラメチルユロリジル−９−エニル）−４Ｈ−ピラン（以下、「ＤＣＪＴＢ」と略記する。）とを重量比で１００：１になるように厚さ４０ｎｍまで共蒸着して正孔注入／輸送層３に密着する発光層４を形成した後、さらに、トリス（８−キノリノラート）アルミニウム（以下、「ＡｌＱ３」と略記する。）を厚さ４０ｎｍまで蒸着して、発光層４へ密着する電子注入／輸送層５を形成した。
【０１１６】
化学式５３：
【化５９】
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【０１１７】
化学式５４：
【化６０】
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【０１１８】
その後、基板１を真空蒸着装置における金属蒸着室内へ移し、弗化リチウム及びアルミニウムをこの順序でそれぞれ厚さ０．５及び１５０ｎｍまで蒸着して、電子注入／輸送層５へ密着する陰極６を形成した後、窒素雰囲気下で素子全体をガラス板及び紫外線硬化樹脂により封止して有機ＥＬ素子を得た。斯くして得られた有機ＥＬ素子につき、常法により電界発光特性及び寿命（初期輝度が半減する駆動時間）をそれぞれ求めた。なお、寿命は、室温において、初期輝度を２，４００ｃｄ／ｍ２に設定して求めた。別途、比較のために、この発明によるアミン誘導体に代えて、ホスト化合物として頻用されるＡｌＱ３を用いる有機ＥＬ素子を作製し、同様に試験して対照とした。結果を表１に示す。
【０１１９】
【表１】
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【０１２０】
表１に見られるとおり、本例の有機ＥＬ素子も対照の有機ＥＬ素子も、ともに、波長６２７乃至６３０ｎｍ付近の橙乃至赤色域に発光極大を有していた。ＣＩＥによるｘｙ色度図上における発光の座標は、対照の有機ＥＬ素子の場合、ｘが０．６４、ｙが０．３５であり、また、本例の有機ＥＬ素子は、いずれも、ｘが０．６５、ｙが０．３５であった。本例の有機ＥＬ素子においても対照の有機ＥＬ素子においても、ホスト化合物に特有の発光は認められず、このことは、励起エネルギーがホスト化合物からゲスト化合物へ効率良く移動したことを物語っている。
【０１２１】
ところが、表１における「発光輝度」の欄に見られるとおり、本例の有機ＥＬ素子は、電流密度１１ｍＡ／ｃｍ２で定電流駆動すると、いずれも、室温において対照の有機ＥＬ素子の２倍を越える高輝度（５４７ｃｄ／ｍ２以上）を示し、そのときの電力効率及び外部量子効率も対照の有機ＥＬ素子を上回っていた。本例の有機ＥＬ素子は、いずれも、発光が安定して持続し、高輝度（２，４００ｃｄ／ｍ２）で１００時間駆動しても、ダークスポットなどの非発光部は認められなかったのに対して、同様に試験したときの対照の有機ＥＬ素子の寿命は高々１８時間であった。化学式３で表されるアミン誘導体を用いる有機ＥＬ素子の寿命は著しく長く、実用輝度である３００ｃｄ／ｍ２で駆動したときの寿命は２０，０００時間以上と推定され、実用上全く支障のないものであった。ちなみに、本例の有機ＥＬ素子につき、対照の有機ＥＬ素子に印可したのと同程度の７Ｖ強の直流電圧を印可して駆動したときの寿命を調べたところ、いずれも、７００時間以上であった。
【０１２２】
これらの結果は、この発明のアミン誘導体を発光剤として用いることによって、橙乃至赤色域で発光する、長寿命にして高輝度、高効率の有機ＥＬ素子を実現できることを物語っている。
【実施例６】
【０１２３】
〈表示パネル〉
図２に示すのは、この発明の有機ＥＬ素子を主体とする単純マトリックス方式による表示パネルの１例（水平方向に２０電極列、垂直方向に３０電極列）であり、斯かる表示パネルは次のようにして作製することができる。
【０１２４】
すなわち、実施例５の方法に準じてガラス製基板１０の一側へＩＴＯ透明電極による陽極１４を形成した後、湿式エッチング法により陽極１４をストライプ状に加工する。次いで、実施例５の方法に準じて正孔注入／輸送層１６、発光層１８などを順次形成し、メカニカルマスクを用いて陰極２０をストライプ状に形成した後、ガラス板（図示しない）と紫外線硬化樹脂により有機ＥＬ素子を封止する。なお、本例の表示パネルにおいては、使用時の温度上昇を抑えるべく、必要に応じて、陰極２０の背面側へ放熱板や冷却ファンなどの放熱手段を設けてもよい。
【実施例７】
【０１２５】
〈情報表示機器〉
図３のブロックダイアグラムに示すのは、実施例６の方法により作製した表示パネルを用いる情報表示機器の１例である。図３において、３０は出力電圧４．５Ｖの直流電源であり、その出力端には二つの昇圧回路３２、３４が接続されている。昇圧回路３２は５乃至１２Ｖの範囲の直流電圧を供給することができ、その出力端はドライバ回路３６へ接続されている。もう一方の昇圧回路３４は、５Ｖの定電圧をマイクロコンピューター３８へ供給するためのものである。
【０１２６】
マイクロコンピューター３８は、外部と信号のやりとりをするＩ／Ｏインターフェース３８ａと、プログラムなどを記録するＲＯＭ３８ｂと、各種のデータを記録するＲＡＭ３８ｃと、各種の演算を実行するＣＰＵ３８ｄとを含んでなる。マイクロコンピューター３８には、マイクロコンピューター３８へ８ＭＨｚのクロック信号を供給するクロック発生回路と、二つの発振回路４２、４４がそれぞれ接続されており、その二つの発振回路４２、４４は、マイクロコンピューター３８へ、それぞれ、表示速度を制御する５乃至５０Ｈｚの信号と、走査周波数を制御する０．２乃至２ｋＨｚの信号を供給するためのものである。
【０１２７】
４８はこの発明の有機ＥＬ素子を主体とする表示パネルであり、ドライバ回路３６、４６を介してマイクロコンピューター３８へ接続されている。ドライバ回路３６は、昇圧回路からの直流電圧が表示パネル４８へ印加されるのを制御する回路であって、表示パネル４８における垂直方向の電極列へ個別に接続される複数のトランジスタを含んでなる。したがって、このドライバ回路３６におけるトランジスタのいずれかがオンすると、そのトランジスタへ接続されている垂直方向の電極列へ昇圧回路３６からの電圧が印加されることとなる。一方、ドライバ回路４６は、表示パネル４８の水平方向の電極列へ個別に接続される複数のトランジスタを含んでなり、ドライバ回路４６におけるトランジスタのいずれかがオンすると、そのトランジスタへ接続されている水平方向の電極列が接地されることとなる。
【０１２８】
本例の情報表示機器は斯く構成されているので、マイクロコンピューター３８の指示にしたがってドライバ回路３６、４６におけるトランジスタがオンすると、表示パネル４８の垂直方向及び水平方向における対応する電極列間へ所定の電圧が印加され、その交点に位置する有機ＥＬ素子が発光することとなる。したがって、例えば、ドライバ回路４６を適宜制御することによって水平方向の電極列を１列選択し、その電極列を接地しつつ、ドライバ回路３６を適宜制御することによって垂直方向の電極列へ接続されたトランジスタを順次オンすれば、その選択された水平方向の電極列全体が水平方向に走査され、所与の画素が表示されることとなる。斯かる走査を垂直方向に順次繰り返すことによって、１画面全体を表示できる。なお、本例におけるドライバ回路３６は、電極１列分のデータレジスタを有しているので、この記録されているデータに基づいてトランジスタを駆動するのが好適である。
【０１２９】
表示する情報は、表示の速度と周期に合わせて外部から供給するか、あるいは、例えば、文字情報などのように、一定のパターンを有する情報については、ＲＯＭ３８ｂにそのパターンをあらかじめ記憶させておき、これをデータとしてもよい。また、通常のＮＴＳＣ方式によるテレビジョン放送を表示する場合には、先ず、受信した信号を放送規格に基づく水平周波数、垂直周波数にしたがって水平同期信号と垂直同期信号とに分離するとともに、映像信号を表示パネル４８の画素数に対応したデジタル信号に変換する。これらの信号をマイクロコンピューター３８へ適宜同期させて供給することによって、テレビジョン放送を表示パネル４８へ表示することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１３０】
叙上のごとく、同一分子内において、特定の原子団を１又は複数有するこの発明のアミン誘導体は、次世代の表示素子として注目を浴びている有機ＥＬ素子の分野において、発光層を構成するホスト化合物、ゲスト化合物などの発光剤として、さらには、電界発光の色度を所望のレベルに調節するための色度調節用材として有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１３１】
【図１】この発明による有機ＥＬ素子の概略図である。
【図２】この発明による表示パネルの概略図である。
【図３】この発明による情報表示機器の概略図である。
【符号の説明】
【０１３２】
１、１０    基板
２、１４    陽極
３、１６    正孔注入／輸送層
４、１８    発光層
５          電子注入／輸送層
６、２０    陰極
３０        直流電源
３２、３４  昇圧回路
３６、４６  ドライバ回路
３８        マイクロコンピューター
４０        クロック発生回路
４２、４４  発振回路
４８        表示パネル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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