(57)【要約】一対の電極間に、２層以上の発光層と、含窒素複素環誘導体又は含珪素複素環誘導体からなる電子輸送層を有する白色系有機エレクトロルミネッセンス素子であって、発光層に含まれるホスト材料のエネルギーギャップを特定の範囲とし、電子輸送層に含まれる含窒素複素環誘導体又は含珪素複素環誘導体のエネルギーギャップを特定の範囲とし、電子輸送層の含窒素複素環誘導体又は含珪素複素環誘導体のイオン化ポテンシャルとそれに接する発光層のホスト材料のイオン化ポテンシャルとが特定の関係を満たす白色系有機エレクトロルミネッセンス素子。  低電圧でありながら発光効率が高く、寿命が長く、色度変化を起こさない白色系有機エレクトロルミネッセンス素子を提供する。
2005006816.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の電極間に、２層以上の発光層と、含窒素複素環誘導体又は含珪素複素環誘導体からなる電子輸送層を有する白色系有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
それぞれの発光層に含まれるホスト化合物のエネルギーギャップＥｇ（Ｈｏｓｔ−ｉ）が下記式（Ｉ）を満たし、
2005006816.tif 000046
（式中、Ｅｇ（Ｈｏｓｔ−ｉ）は、電子輸送層側から数えてｉ層目（ｉは１からｎの整数）の発光層に含まれるホスト化合物のエネルギーギャップを表わす。）かつ、電子輸送層に含まれる含窒素複素環誘導体又は含珪素複素環誘導体のエネルギーギャップ（Ｅｇ（ＥＴＭ））が下記式（ＩＩ）を満たし、
2005006816.tif 000047
かつ、電子輸送層に接する発光層に含まれるホスト化合物のイオン化ポテンシャル（Ｉｐ（Ｈｏｓｔ−１））と電子輸送層に含まれる含窒素複素環誘導体又は含珪素複素環誘導体のイオン化ポテンシャル（Ｉｐ（ＥＴＭ））が下記式（ＩＩＩ）
2005006816.tif 000048
の関係を満たすことを特徴とする白色系有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項２】
それぞれの発光層に含まれるホスト化合物のエネルギーギャップＥｇ（Ｈｏｓｔ−ｉ）及び電子輸送層に含まれる含窒素複素環誘導体又は含珪素複素環誘導体のエネルギーギャップ（Ｅｇ（ＥＴＭ））が、下記式（ＩＶ）
2005006816.tif 000049
の関係を満たす請求項１に記載の白色系有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項３】
少なくとも１つの発光層が、２．９ｅＶ以下のエネルギーギャップを有するドーパントを含む請求項１又は２に記載の白色系有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項４】
発光ピーク波長の異なる発光層を２層以上有する請求項１又は２に記載の白色系有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項５】
最大発光ピーク波長と２番目発光ピーク波長の差が５０ｎｍ以上である請求項１又は２に記載の白色系有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項６】
前記電子輸送層又は前記電子輸送層と陰極との界面領域に、仕事関数２．８ｅＶ以下の金属又はその金属の化合物を含有する請求項１に記載の白色系有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項７】
前記金属がＮａ，Ｋ，Ｒｂ，Ｃｓ，Ｃａ，Ｓｒ又はＢａである請求項６に記載の白色系有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項８】
前記電子輸送層が、下記一般式（１）
2005006816.tif 000050
（式中、ＨＡｒは置換もしくは無置換の含窒素複素環基、Ａｒ１は置換もしくは無置換の炭素数６〜４０の２価の芳香族炭化水素基、Ａｒ２は置換もしくは無置換の炭素数６〜４０のアリール基又は置換もしくは無置換の炭素数３〜４０のヘテロアリール基、Ｌは単結合又は置換もしくは無置換のアリーレン基を示す。）
で表される含窒素複素環誘導体を含む請求項１又は２に記載の白色系有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項９】
前記ＨＡｒが、下記一般式（２）〜（２４）、（Ａ）のいずれかで表される含窒素複素環基、
2005006816.tif 000051
（式中、Ｒは、置換もしくは無置換の炭素数６〜４０のアリール基、置換もしくは無置換の炭素数３〜４０のヘテロアリール基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルキル基又は置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルコキシル基であり、ｎは０〜５の整数であり、ｎが２以上の場合、複数のＲは互いに同一でも異なっていてもよく、複数のＲ同士が結合して環構造を形成してもよい。）
2005006816.tif 000052
（式中、Ｒ１は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数６〜４０のアリール基、置換もしくは無置換の炭素数３〜４０のヘテロアリール基、又は縮合芳香環形成基であり、Ｚは、酸素原子、硫黄原子又はＮＲ’（Ｒ’は前記Ｒ１と同様である。）であり、ｘは２〜８の整数である。）又は置換もしくは無置換のカルバゾリル基である請求項８に記載の白色系有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１０】
前記ＨＡｒが、下記（２５）〜（４４）
2005006816.tif 000053
のいずれかで表される基である請求項８に記載の白色系有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１１】
前記Ｌが、下記一般式（４５）又は（４６）
2005006816.tif 000054
（式中、Ｒ２は、置換もしくは無置換の炭素数６〜４０のアリール基、置換もしくは無置換の炭素数３〜４０のヘテロアリール基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルキル基又は置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルコキシル基であり、ｍは０〜４の整数であり、ｍが２以上の場合、複数のＲ２は互いに同一でも異なっていてもよく、複数のＲ２同士が結合して環構造を形成してもよい。）
で表される基である請求項８に記載の白色系有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１２】
前記Ａｒ２が、下記一般式（４７）〜（５３）
2005006816.tif 000055
（式中、Ｒ３は、置換もしくは無置換の炭素数６〜４０のアリール基、置換もしくは無置換の炭素数３〜４０のヘテロアリール基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルキル基又は置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルコキシル基であり、ｐは０〜９の整数、ｑは０〜５の整数であり、ｐ又はｐ＋ｑが２以上の場合、複数のＲ３は互いに同一でも異なっていてもよく、複数のＲ３同士が結合して環構造を形成してもよい。）
のいずれかで表される基である請求項８に記載の白色系有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１３】
前記Ａｒ１が、下記一般式（５４）又は（５５）
2005006816.tif 000056
（式中、Ｒ４〜Ｒ１７は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは無置換の炭素数６〜４０のアリール基、置換もしくは無置換の炭素数６〜４０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の炭素数３〜４０のヘテロアリール基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルキル基又は置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルコキシル基であり、Ａｒ３及びＡｒ４は、置換もしくは無置換の炭素数６〜４０のアリール基又は置換もしくは無置換の炭素数３〜４０のヘテロアリール基である。）
で表される基である請求項８に記載の白色系有機エレクトロルミネッセンス素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、白色系有機エレクトロルミネッセンス素子に関し、特に、低電圧でありながら発光効率が高く、寿命が長く、色度変化を起こさない白色系有機エレクトロルミネッセンス素子に関するものである。
【背景技術】  有機物質を使用した有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子は、固体発光型の安価な大面積フルカラー表示素子としての用途が有望視され、多くの開発が行われている。一般にＥＬ素子は、発光層及び該層をはさんだ一対の対向電極から構成されている。発光は、両電極間に電界が印加されると、陰極側から電子が注入され、陽極側から正孔が注入される。さらに、この電子が発光層において正孔と再結合し、励起状態を生成し、励起状態が基底状態に戻る際にエネルギーを光として放出する現象である。
また、最近では、白色系有機ＥＬ素子が、モノカラー表示用途、バックライトなどの照明用途の他、カラーフィルターによりフルカラー表示できる素子として注目を浴びている。
このような白色系有機ＥＬ素子を製造するために、特開２００２−０９３５８３号公報では複数の発光層を有する発光層積層型の素子が提案されている。この発光層積層型有機ＥＬ素子は、発光層ごとにドーパントをドーピングすることで白色発光させ、ドーパントの種類を変えることにより、白色以外の発光も可能な素子である。しかし、発光層積層型素子では、駆動電圧が高く、発光寿命が短く、また色度変化を起こしやすいといった問題があった。
【発明の開示】
本発明は、前記の課題を解決するためになされたもので、低電圧でありながら発光効率が高く、寿命が長く、色度変化を起こさない白色系有機ＥＬ素子を提供することを目的とする。
本発明らは、前記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、発光層に含まれるホスト材料のエネルギーギャップを特定の範囲とし、電子輸送層に含まれる含窒素複素環誘導体又は含珪素複素環誘導体のエネルギーギャップを特定の範囲とし、電子輸送層の含窒素複素環誘導体又は含珪素複素環誘導体のイオン化ポテンシャルとそれに接する発光層のホスト材料のイオン化ポテンシャルとが特定の関係を満たすことにより、前記の目的を達成することを見出し本発明を完成したものである。
すなわち、本発明は、一対の電極間に、２層以上の発光層と、含窒素複素環誘導体又は含珪素複素環誘導体からなる電子輸送層を有する白色系有機ＥＬ素子であって、
それぞれの発光層に含まれるホスト化合物のエネルギーギャップＥｇ（Ｈｏｓｔ−ｉ）が下記式（Ｉ）を満たし、
2005006816.tif 000003
（式中、Ｅｇ（Ｈｏｓｔ−ｉ）は、電子輸送層側から数えてｉ層目（ｉは１からｎの整数）の発光層に含まれるホスト化合物のエネルギーギャップを表わす。）かつ、電子輸送層に含まれる含窒素複素環誘導体又は含珪素複素環誘導体のエネルギーギャップ（Ｅｇ（ＥＴＭ））が下記式（ＩＩ）を満たし、
2005006816.tif 000004
かつ、電子輸送層に接する発光層に含まれるホスト化合物のイオン化ポテンシャル（Ｉｐ（Ｈｏｓｔ−１））と電子輸送層に含まれる含窒素複素環誘導体又は含珪素複素環誘導体のイオン化ポテンシャル（Ｉｐ（ＥＴＭ））が下記式（ＩＩＩ）
2005006816.tif 000005
の関係を満たすことを特徴とする白色系有機ＥＬ素子を提供するものである。
【図面の簡単な説明】  第１図は、本発明の白色系有機エレクトロルミネッセンス素子の構成の一例を示す図である。
第２図は、ＣＩＥ色度座標における白色光の定義領域を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】  本発明の白色系有機ＥＬ素子の層構成としては、第１図に示すような構成が挙げられ、例えば、
（１）陽極／発光層／電子輸送層（／電子注入層）／陰極
（２）陽極／（正孔注入層／）正孔輸送層／発光層／電子輸送層（／電子注入層）／陰極
（３）陽極／赤色系発光層／青色系発光層／電子輸送層（／電子注入層）／陰極
（４）陽極／（正孔注入層／）正孔輸送層／緑〜赤色系発光層／青色系発光層／電子輸送層（／電子注入層）／陰極
（５）陽極／（正孔注入層／）正孔輸送層／緑〜赤色系発光層／白色系発光層／電子輸送層（／電子注入層）／陰極
（６）陽極／青色系発光層／緑〜赤色系発光層／電子輸送層（／電子注入層）／陰極
（７）陽極／（正孔注入層／）正孔輸送層／青色系発光層／緑〜赤色系発光層／電子輸送層（／電子注入層）／陰極
（８）陽極／（正孔注入層／）正孔輸送層／白色系発光層／緑〜赤色系発光層／電子輸送層（／電子注入層）／陰極
（９）陽極／（正孔注入層／）正孔輸送層／青色系発光層／白色系発光層／電子輸送層（／電子注入層）／陰極
等が挙げられ、特に、（６）〜（９）の素子構成が好ましく、青色系発光層を陽極側、緑〜赤色系発光層を陰極側に積層した（６）の素子構成がさらに好ましい。なお、白色系発光層とは白色もしくはＣＩＥ色度座標での白色領域の発光を有する発光層を意味する。
なお、白色系発光層とは、半値幅の広い（８０ｎｍ以上）もしくはＣＩＥ色度座標における白色領域の発光を有する発光層を意味する。第２図に白色光の定義をＣＩＥ座標にて示した。具体例としては、先に記載した「青色系発光層／緑〜赤色発光層」や「緑〜赤色発光層／青色発光層」等の積層型や特開平８−３１５９８３号公報記載のような発光の半値幅の広い発光材料又はドーパントを発光層に用いたものなどが挙げられる。
以上のような素子構成において、本発明の有機ＥＬ素子は、それぞれの発光層に含まれるホスト化合物のエネルギーギャップＥｇ（Ｈｏｓｔ−ｉ）が下記式（Ｉ）を満たし、
2005006816.tif 000006
（式中、Ｅｇ（Ｈｏｓｔ−ｉ）は、電子輸送層側から数えてｉ層目（ｉは１からｎの整数）の発光層に含まれるホスト化合物のエネルギーギャップを表わす。）かつ、電子輸送層に含まれる含窒素複素環誘導体又は含珪素複素環誘導体のエネルギーギャップ（Ｅｇ（ＥＴＭ））が下記式（ＩＩ）を満たし、
2005006816.tif 000007
かつ、電子輸送層に接する発光層に含まれるホスト化合物のイオン化ポテンシャル（Ｉｐ（Ｈｏｓｔ−１））と電子輸送層に含まれる含窒素複素環誘導体又は含珪素複素環誘導体のイオン化ポテンシャル（Ｉｐ（ＥＴＭ））が下記式（ＩＩＩ）
2005006816.tif 000008
の関係を満たすものである。
また、Ｅｇ（Ｈｏｓｔ−ｉ）＜３．２ｅＶ、Ｅｇ（ＥＴＭ）＜３．２ｅＶであると好ましい。
前記エネルギーギャップは、対象有機物の希薄溶液（濃度１０−５Ｍ程度）を作成し、その吸収スペクトル最長端より算出できる。
前記イオン化ポテンシャルは、対象有機物にモノクロメーターで分光した重水素ランプの光を照射し、放出された光電子放出をエレクトロメータで測定し、得られた光電子放出の照射光子エネルギー曲線からの光電子放出の閾値を外挿法により求める等の方法で測定することができる。
本発明の有機ＥＬ素子は、発光層のホスト化合物が上記式（Ｉ）を満たし、電子輸送層の含窒素複素環誘導体又は含珪素複素環誘導体が上記式（ＩＩ）を満たし、特に、電子輸送層に接する発光層に含まれるホスト化合物のイオン化ポテンシャルと電子輸送層に含まれる含窒素複素環誘導体又は含珪素複素環誘導体のイオン化ポテンシャルが上記式（ＩＩＩ）を満たすことにより、正孔障壁が大きすぎたり小さすぎたりすることが無く最適化され、正孔及び電子注入性が低下することが無く、正孔と電子が極めて効率的に発光層内で再結合することから、低電圧でありながら発光効率が高く、寿命が長く、色度変化を起こさないのである。
式（ＩＩＩ）は、Ｉｐ（ＥＴＭ）≦Ｉｐ（Ｈｏｓｔ−１）＋０．２ｅＶであると好ましく、Ｉｐ（ＥＴＭ）≦Ｉｐ（Ｈｏｓｔ−１）＋０．１ｅＶであるとさらに好ましい。
本発明の有機ＥＬ素子は、上記式（Ｉ）〜（ＩＩＩ）に加え、それぞれの発光層に含まれるホスト化合物のエネルギーギャップＥｇ（Ｈｏｓｔ−ｉ）及び電子輸送層に含まれる含窒素複素環誘導体又は含珪素複素環誘導体のエネルギーギャップ（Ｅｇ（ＥＴＭ））が下記式（ＩＶ）
2005006816.tif 000009
の関係を満たすと好ましい。
本発明の有機ＥＬ素子は、少なくとも１つの発光層が２．９ｅＶ以下のエネルギーギャップＥｇ（Ｄｏｐ−ｉ）（ｉは１からｎの整数）を有するドーパントを含むことが好ましく、特に、電子輸送層と界面を形成する発光層のエネルギーギャップＥｇが２．６５ｅＶ未満であるか、又は電子輸送層と界面を形成していない電子輸送層と界面を形成していないｉが２以上である発光層のうち少なくとも１層がドーパントを含有し、下記式（Ｖ）
2005006816.tif 000010
の関係を満たすと好ましく、これにより安定的に素子を発光させることができる。
ここで、発光層へのドーパントのドーピング濃度には特に制限はないが、好ましくは０．０５〜１５重量％、より好ましくは０．１〜１０重量％である。また、１つの発光層に複数の種類のドーパントをドーピングしてもよい。
特に、白色発光素子では、２色又は３色の発光層の重ねあわせであり、そのためには少なくとも一種のドーパントを添加することが必要である。そして、電子輸送層と界面を形成していないｉが２以上である発光層のうち少なくとも１層におけるドーパントのエネルギーギャップが、上記（Ｖ）式を満たすことにより、陽極側に光が取り出される際にドーパントでの再吸収発光等により色味の変化を小さくすることができる。
ここで、本発明における各発光層に含有するドーパントは高効率化や色味調整のために必ずしも１種である必要はなく、必要に応じて複数のドーパントを有してもよい。その形態としては、▲１▼同一ホスト化合物の部分ドーピングの形態や、▲２▼異なるホスト化合物かつ異なるドーパントの組み合わせ、▲１▼及び▲２▼の組み合わせ等が挙げられる。
また、本発明の有機ＥＬ素子は、発光ピーク波長の異なる発光層を２層以上有すると好ましく、これら各層が前記ドーパントを含有するとさらに好ましい。さらに、本発明の有機ＥＬ素子は、最大発光ピーク波長と２番目発光ピーク波長の差が５０ｎｍ以上であると好ましい。
また、白色有機ＥＬ素子の低電圧駆動・高効率化のために、前記電子輸送又は前記電子輸送層と陰極との界面領域に、仕事関数２．８ｅＶ以下の金属又はその金属の化合物を設けると良い。そのような金属としては、アルカリ金属又はアルカリ土類金属、例えばＮａ，Ｋ，Ｒｂ，Ｃｓ，Ｃａ，Ｓｒ又はＢａが挙げられる。
更にまた、有機ＥＬ素子の安定発光や発光効率向上の目的で、電子輸送層を複数設けたり、陽極と発光層の間もしくは陰極と電子輸送層との間に無機化合物層を設けてもよい。無機化合物層に使用される無機化合物としては、アルカリ金属酸化物、アルカリ土類酸化物、希土類酸化物、アルカリ金属ハロゲン化物、アルカリ土類ハロゲン化物、希土類ハロゲン化物、ＳｉＯｘ、ＡｌＯｘ、ＳｉＮｘ、ＳｉＯＮ、ＡｌＯＮ、ＧｅＯｘ、ＬｉＯｘ、ＬｉＯＮ、ＴｉＯｘ、ＴｉＯＮ、ＴａＯｘ、ＴａＯＮ、ＴａＮｘ、Ｃ、ＬｉＦ、ＭｇＦ２、ＣａＦ２、ＭｇＦ２、ＮａＦなど各種酸化物、窒化物、酸化窒化物、ハロゲン化物を挙げることができる。
陽極と発光層の間に設ける層としては、ＳｉＯｘ、ＡｌＯｘ、ＳｉＮｘ、ＳｉＯＮ、ＡｌＯＮ、ＧｅＯｘ、Ｃが好ましい。また、陰極と電子輸送層の間に設ける層としては、ＬｉＦ、ＭｇＦ２、ＣａＦ２、ＭｇＦ２、ＮａＦが好ましい。
また、陽極に接する有機層には、酸化剤を添加していてもよい。好ましい酸化剤は電子吸引性または電子アクセプター性の酸化剤である。ルイス酸、各種キノン誘導体、ジシアノキノジメタン誘導体、芳香族アミンとルイス酸で形成された塩類等が挙げられる。ルイス酸としては、塩化鉄、塩化アンチモン、塩化アルミなどが挙げられる。陰極に接する有機層には、還元剤を添加しても良い。還元剤としては、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アルカリ金属酸化物、アルカリ土類酸化物、希土類酸化物、アルカリ金属ハロゲン化物、アルカリ土類ハロゲン化物、希土類ハロゲン化物が挙げられる。好ましいアルカリ金属はＣｓ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋである。
本発明において、発光層に用いることができる発光材料（ホスト材料）としては、上記式（Ｉ）を満たすものであればよく限定されない。具体例には、一般に使用される青色系発光材料が挙げられる。また、これら発光材料の発光特性は限定されるものではなく、公知の蛍光性材料でも燐光性材料でもよい。
さらに具体例な青色系発光材料としては、アントラセン誘導体、スチリル誘導体、芳香族アミン、混合配位子アルミニウムキレート、カルバゾール誘導体が挙げられる。
前記アントラセン誘導体としては、フェニルアントラセン骨格を有する化合物が好ましい。
前記スチリル誘導体としては、ジスチリル誘導体、トリスチリル誘導体、テトラスチリル誘導体及びスチリルアミン誘導体が好ましい。
前記芳香族アミンとしては、芳香族置換された窒素原子を２〜４個有する化合物が好ましく、芳香族置換された窒素原子を２〜４個有し、かつアルケニル基を少なくとも一つ有する化合物が特に好ましい。
混合配位子アルミニウムキレートとしては、例えば下記式〔ｖｉｉｉ〕で示されるビス（Ｒｓ−８−キノリノラト）（フェノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）キレートを挙げることができる。
2005006816.tif 000011
式中、Ｑは、置換８−キノリノラト配位子であり、Ｒｓは８−キノリノラト環置換基であり、Ｏ−Ｌはフェノラト配位子であり、そしてＬはアリール部を含む炭化水素基である。
混合配位子アルミニウムキレートとしては、下記の化合物等が好ましい。
2005006816.tif 000012
また、カルバゾール誘導体としては、下記の化合物等が好ましい。
2005006816.tif 000013
前記アントラセン誘導体としては、例えば、下記一般式〔ｉ〕〜〔ｖ〕で示される化合物を挙げることができる。
2005006816.tif 000014
〔式中、Ｒ１’〜Ｒ１０’は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、置換もしくは無置換の炭素原子数１〜２０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素原子数１〜２０のアルコキシル基、置換もしくは無置換の炭素原子数６〜３０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の炭素原子数１〜２０のアルキルチオ基、置換もしくは無置換の炭素原子数６〜３０のアリールチオ基、置換もしくは無置換の炭素原子数７〜３０のアリールアルキル基、無置換の炭素原子数５〜３０の単環基、置換もしくは無置換の炭素原子数１０〜３０の縮合多環基又は置換もしくは無置換の炭素原子数５〜３０のヘテロアリール基である。
Ａｒ１’及びＡｒ２’は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の炭素原子数６〜３０のアリール基又は置換もしくは無置換の炭素原子数１〜２０のアルケニル基であり、置換基としては、置換もしくは無置換の炭素原子数１〜２０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素原子数１〜２０のアルコキシル基、置換もしくは無置換の炭素原子数６〜３０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の炭素原子数１〜２０のアルキルチオ基、置換もしくは無置換の炭素原子数６〜３０のアリールチオ基、置換もしくは無置換の炭素原子数７〜３０のアリールアルキル基、無置換の炭素原子数５〜３０の単環基、置換もしくは無置換の炭素原子数１０〜３０の縮合多環基又は置換もしくは無置換の炭素原子数５〜３０のヘテロアリール基である。〕
2005006816.tif 000015
〔式中、Ｒ１’〜Ｒ１０’は、前記と同じである。
Ａｒ３’及びＡｒ４’は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の炭素原子数６〜３０のアリール基又は置換もしくは無置換の炭素原子数１〜２０のアルケニル基であり、置換基としては、置換もしくは無置換の炭素原子数１〜２０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素原子数１〜２０のアルコキシル基、置換もしくは無置換の炭素原子数６〜３０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の炭素原子数１〜２０のアルキルチオ基、置換もしくは無置換の炭素原子数６〜３０のアリールチオ基、置換もしくは無置換の炭素原子数７〜３０のアリールアルキル基、無置換の炭素原子数５〜３０の単環基、置換もしくは無置換の炭素原子数１０〜３０の縮合多環基、置換もしくは無置換の炭素原子数５〜３０のヘテロアリール基又は置換もしくは無置換の炭素原子数４〜４０のアルケニル基である。ｎ’は１〜３、ｍ’は１〜３、かつｎ’＋ｍ’≧２である。〕
2005006816.tif 000016
〔式中、Ｒ１’〜Ｒ８’、Ａｒ３’及びＡｒ４’は、前記と同じである。〕
2005006816.tif 000017
〔式中、式中、Ｒ１’’〜Ｒ１０’’は、それぞれ独立に、水素原子、置換もしくは無置換の炭素原子数１〜２０のアルケニル基、置換もしくは無置換の炭素原子数１〜２０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素原子数３〜２０のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素原子数６〜３０のアリール基、置換もしくは無置換の炭素原子数１〜２０のアルコキシル基、置換もしくは無置換の炭素原子数６〜３０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の炭素原子数１〜２０のアルキルアミノ基、置換もしくは無置換の炭素原子数１〜４０アリールアミノ基又は置換もしくは無置換の炭素原子数５〜３０のヘテロアリール基を示し、ａ及びｂは、それぞれ１〜５の整数を示し、それらが２以上の場合、Ｒ１’’同士又はＲ２’’同士は、それぞれ、同一でも異なっていてもよく、またＲ１’’同士又はＲ２’’同士が結合して環を形成していてもよいし、Ｒ３’’とＲ４’’、Ｒ５’’とＲ６’’、Ｒ７’’とＲ８’’、Ｒ９’’とＲ１０’’がたがいに結合して環を形成していてもよい。Ｌ１は単結合、−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｎ（Ｒ）−（Ｒはアルキル基又は置換してもよいアリール基である）又はアリーレン基を示す。〕
2005006816.tif 000018
〔式中、Ｒ１１’’〜Ｒ２０’’は、それぞれ独立に、Ｒ１’’〜Ｒ１０’’と同様であり、ｃ、ｄ、ｅ及びｆは、それぞれ１〜５の整数を示し、それらが２以上の場合、Ｒ１１’’同士、Ｒ１２’’同士、Ｒ１６’’同士又はＲ１７’’同士は、それぞれにおいて、同一でも異なっていてもよく、またＲ１１’’同士、Ｒ１２’’同士、Ｒ１６’’同士又はＲ１７’’同士が結合して環を形成していてもよいし、Ｒ１３’’とＲ１４’’、Ｒ１８’’とＲ１９’’がたがいに結合して環を形成していてもよい。Ｌ２はＬ１と同様である。〕
上記一般式（ｉ）〜（ｖ）における、各基の具体例としては以下のようである。
アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｓ−ブチル基、イソブチル基、ｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基、ｎ−ヘプチル基、ｎ−オクチル基、ヒドロキシメチル基、１−ヒドロキシエチル基、２−ヒドロキシエチル基、２−ヒドロキシイソブチル基、１，２−ジヒドロキシエチル基、１，３−ジヒドロキシイソプロピル基、２，３−ジヒドロキシ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリヒドロキシプロピル基、クロロメチル基、１−クロロエチル基、２−クロロエチル基、２−クロロイソブチル基、１，２−ジクロロエチル基、１，３−ジクロロイソプロピル基、２，３−ジクロロ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリクロロプロピル基、ブロモメチル基、１−ブロモエチル基、２−ブロモエチル基、２−ブロモイソブチル基、１，２−ジブロモエチル基、１，３−ジブロモイソプロピル基、２，３−ジブロモ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリブロモプロピル基、ヨードメチル基、１−ヨードエチル基、２−ヨードエチル基、２−ヨードイソブチル基、１，２−ジヨードエチル基、１，３−ジヨードイソプロピル基、２，３−ジヨード−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリヨードプロピル基、アミノメチル基、１−アミノエチル基、２−アミノエチル基、２−アミノイソブチル基、１，２−ジアミノエチル基、１，３−ジアミノイソプロピル基、２，３−ジアミノ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリアミノプロピル基、シアノメチル基、１−シアノエチル基、２−シアノエチル基、２−シアノイソブチル基、１，２−ジシアノエチル基、１，３−ジシアノイソプロピル基、２，３−ジシアノ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリシアノプロピル基、ニトロメチル基、１−ニトロエチル基、２−ニトロエチル基、２−ニトロイソブチル基、１，２−ジニトロエチル基、１，３−ジニトロイソプロピル基、２，３−ジニトロ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリニトロプロピル基等が挙げられる。
アルコキシル基は−ＯＹで表される基であり、Ｙとしては前記アルキル基と同様である。
アルキルチオ基は−ＳＹで表される基であり、Ｙとしては前記アルキル基と同様である。
アリール基としては、例えば、フェニル基、１−ナフチル基、２−ナフチル基、１−アントリル基、２−アントリル基、９−アントリル基、１−フェナントリル基、２−フェナントリル基、３−フェナントリル基、４−フェナントリル基、９−フェナントリル基、１−ナフタセニル基、２−ナフタセニル基、９−ナフタセニル基、１−ピレニル基、２−ピレニル基、４−ピレニル基、２−ビフェニルイル基、３−ビフェニルイル基、４−ビフェニルイル基、ｐ−ターフェニル−４−イル基、ｐ−ターフェニル−３−イル基、ｐ−ターフェニル−２−イル基、ｍ−ターフェニル−４−イル基、ｍ−ターフェニル−３−イル基、ｍ−ターフェニル−２−イル基、ｏ−トリル基、ｍ−トリル基、ｐ−トリル基、ｐ−ｔ−ブチルフェニル基、ｐ−（２−フェニルプロピル）フェニル基、３−メチル−２−ナフチル基、４−メチル−１−ナフチル基、４−メチル−１−アントリル基、４’−メチルビフェニルイル基、４”−ｔ−ブチル−ｐ−ターフェニル−４−イル基等が挙げられる。
アリールオキシ基は−ＯＺ’で表される基であり、Ｚ’としては前記アリール基と同様である。
アルキルチオ基は−ＳＺ’で表される基であり、Ｚ’としては前記アリール基と同様である。
アリールアルキル基としては、ベンジル基、１−フェニルエチル基、２−フェニルエチル基、１−フェニルイソプロピル基、２−フェニルイソプロピル基、フェニル−ｔ−ブチル基、α−ナフチルメチル基、１−α−ナフチルエチル基、２−α−ナフチルエチル基、１−α−ナフチルイソプロピル基、２−α−ナフチルイソプロピル基、β−ナフチルメチル基、１−β−ナフチルエチル基、２−β−ナフチルエチル基、１−β−ナフチルイソプロピル基、２−β−ナフチルイソプロピル基、１−ピロリルメチル基、２−（１−ピロリル）エチル基、ｐ−メチルベンジル基、ｍ−メチルベンジル基、ｏ−メチルベンジル基、ｐ−クロロベンジル基、ｍ−クロロベンジル基、ｏ−クロロベンジル基、ｐ−ブロモベンジル基、ｍ−ブロモベンジル基、ｏ−ブロモベンジル基、ｐ−ヨードベンジル基、ｍ−ヨードベンジル基、ｏ−ヨードベンジル基、ｐ−ヒドロキシベンジル基、ｍ−ヒドロキシベンジル基、ｏ−ヒドロキシベンジル基、ｐ−アミノベンジル基、ｍ−アミノベンジル基、ｏ−アミノベンジル基、ｐ−ニトロベンジル基、ｍ−ニトロベンジル基、ｏ−ニトロベンジル基、ｐ−シアノベンジル基、ｍ−シアノベンジル基、ｏ−シアノベンジル基、１−ヒドロキシ−２−フェニルイソプロピル基、１−クロロ−２−フェニルイソプロピル基等が挙げられる。
単環基としては、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘフタン等が挙げられる。
縮合多環基としては、例えば、アントラセン、ナフタレン、フェナントレン、ピレン、テトラセン、コロネン、クリセン、フルオレセイン、ペリレン等が挙げられる。
ヘテロアリール基としては、１−アザ−インドリジン−２−イル基、１−アザ−インドリジン−３−イル基、１−アザ−インドリジン−５−イル基、１−アザ−インドリジン−６−イル基、１−アザ−インドリジン−７−イル基、１−アザ−インドリジン−８−イル基、２−アザ−インドリジン−１−イル基、２−アザ−インドリジン−３−イル基、２−アザ−インドリジン−５−イル基、２−アザ−インドリジン−６−イル基、２−アザ−インドリジン−７−イル基、２−アザ−インドリジン−８−イル基、６−アザ−インドリジン−１−イル基、６−アザ−インドリジン−２−イル基、６−アザ−インドリジン−３−イル基、６−アザ−インドリジン−５−イル基、６−アザ−インドリジン−７−イル基、６−アザ−インドリジン−８−イル基、７−アザ−インドリジン−１−イル基、７−アザ−インドリジン−２−イル基、７−アザ−インドリジン−３−イル基、７−アザ−インドリジン−５−イル基、７−アザ−インドリジン−６−イル基、７−アザ−インドリジン−７−イル基、７−アザ−インドリジン−８−イル基、８−アザ−インドリジン−１−イル基、８−アザ−インドリジン−２−イル基、８−アザ−イシドリジン−３−イル基、８−アザ−インドリジン−５−イル基、８−アザ−インドリジン−６−イル基、８−アザ−インドリジン−７−イル基、１−インドリジニル基、２−インドリジニル基、３−インドリジニル基、５−インドリジニル基、６−インドリジニル基、７−インドリジニル基、８−インドリジニル基、１−ピロリル基、２−ピロリル基、３−ピロリル基、ピラジニル基、２−ピリジニル基、３−ピリジニル基、４−ピリジニル基、１−インドリル基、２−インドリル基、３−インドリル基、４−インドリル基、５−インドリル基、６−インドリル基、７−インドリル基、１−イソインドリル基、２−イソインドリル基、３−イソインドリル基、４−イソインドリル基、５−イソインドリル基、６−イソインドリル基、７−イソインドリル基、２−フリル基、３−フリル基、２−ベンゾフラニル基、３−ベンゾフラニル基、４−ベンゾフラニル基、５−ベンゾフラニル基、６−ベンゾフラニル基、７−ベンゾフラニル基、１−イソベンゾフラニル基、３−イソベンゾフラニル基、４−イソベンゾフラニル基、５−イソベンゾフラニル基、６−イソベンゾフラニル基、７−イソベンゾフラニル基、２−キノリル基、３−キノリル基、４−キノリル基、５−キノリル基、６−キノリル基、７−キノリル基、８−キノリル基、１−イソキノリル基、３−イソキノリル基、４−イソキノリル基、５−イソキノリル基、６−イソキノリル基、７−イソキノリル基、８−イソキノリル基、２−キノキサリニル基、５−キノキサリニル基、６−キノキサリニル基、１−カルバゾリル基、２−カルバゾリル基、３−カルバゾリル基、４−カルバゾリル基、９−カルバゾリル基、１−フェナンスリジニル基、２−フェナンスリジニル基、３−フェナンスリジニル基、４−フェナンスリジニル基、６−フェナンスリジニル基、７−フェナンスリジニル基、８−フェナンスリジニル基、９−フェナンスリジニル基、１０−フェナンスリジニル基、１−アクリジニル基、２−アクリジニル基、３−アクリジニル基、４−アクリジニル基、９−アクリジニル基、１，７−フェナンスロリン−２−イル基、１，７−フェナンスロリン−３−イル基、１，７−フェナンスロリン−４−イル基、１，７−フェナンスロリン−５−イル基、１，７−フェナンスロリン−６−イル基、１，７−フェナンスロリン−８−イル基、１，７−フェナンスロリン−９−イル基、１，７−フェナンスロリン−１０−イル基、１，８−フェナンスロリン−２−イル基、１，８−フェナンスロリン−３−イル基、１，８−フェナンスロリン−４−イル基、１，８−フェナンスロリン−５−イル基、１，８−フェナンスロリン−６−イル基、１，８−フェナンスロリン−７−イル基、１，８−フェナンスロリン−９−イル基、１，８−フェナンスロリン−１０−イル基、１，９−フェナンスロリン−２−イル基、１，９−フェナンスロリン−３−イル基、１，９−フェナンスロリン−４−イル基、１，９−フェナンスロリン−５−イル基、１，９−フェナンスロリン−６−イル基、１，９−フェナンスロリン−７−イル基、１，９−フェナンスロリン−８−イル基、１，９−フェナンスロリン−１０−イル基、１，１０−フェナンスロリン−２−イル基、１，１０−フェナンスロリン−３−イル基、１，１０−フェナンスロリン−４−イル基、１，１０−フェナンスロリン−５−イル基、２，９−フェナンスロリン−１−イル基、２，９−フェナンスロリン−３−イル基、２，９−フェナンスロリン−４−イル基、２，９−フェナンスロリン−５−イル基、２，９−フェナンスロリン−６−イル基、２，９−フェナンスロリン−７−イル基、２，９−フェナンスロリン−８−イル基、２，９−フェナンスロリン−１０−イル基、２，８−フェナンスロリン−１−イル基、２，８−フェナンスロリン−３−イル基、２，８−フェナンスロリン−４−イル基、２，８−フェナンスロリン−５−イル基、２，８−フェナンスロリン−６−イル基、２，８−フェナンスロリン−７−イル基、２，８−フェナンスロリン−９−イル基、２，８−フェナンスロリン−１０−イル基、２，７−フェナンスロリン−１−イル基、２，７−フェナンスロリン−３−イル基、２，７−フェナンスロリン−４−イル基、２，７−フェナンスロリン−５−イル基、２，７−フェナンスロリン−６−イル基、２，７−フェナンスロリン−８−イル基、２，７−フェナンスロリン−９−イル基、２，７−フェナンスロリン−１０−イル基、１−フェナジニル基、２−フェナジニル基、１−フェノチアジニル基、２−フェノチアジニル基、３−フェノチアジニル基、４−フェノチアジニル基、１０−フェノチアジニル基、１−フェノキサジニル基、２−フェノキサジニル基、３−フェノキサジニル基、４−フェノキサジニル基、１０−フェノキサジニル基、２−オキサゾリル基、４−オキサゾリル基、５−オキサゾリル基、２−オキサジアゾリル基、５−オキサジアゾリル基、３−フラザニル基、２−チエニル基、３−チエニル基、２−メチルピロール−１−イル基、２−メチルピロール−３−イル基、２−メチルピロール−４−イル基、２−メチルピロール−５−イル基、３−メチルピロール−１−イル基、３−メチルピロール−２−イル基、３−メチルピロール−４−イル基、３−メチルピロール−５−イル基、２−ｔ−ブチルピロール−４−イル基、３−（２−フェニルプロピル）ピロール−１−イル基、２−メチル−１−インドリル基、４−メチル−１−インドリル基、２−メチル−３−インドリル基、４−メチル−３−インドリル基、２−ｔ−ブチル１−インドリル基、４−ｔ−ブチル１−インドリル基、２−ｔ−ブチル３−インドリル基、４−ｔ−ブチル３−インドリル基等が挙げられる。
アルケニル基としては、ビニル基、アリル基、１−ブテニル基、２−ブテニル基、３−ブテニル基、１，３−ブタンジエニル基、１−メチルビニル基、スチリル基、２，２−ジフェニルビニル基、２，２−ジトリルビニル基、１，２−ジトリルビニル基、１−メチルアリル基、１−ジメチルアリル基、２−メチルアリル基、１−フェニルアリル基、２−フェニルアリル基、３−フェニルアリル基、３，３−ジフェニルアリル基、１，２−ジメチルアリル基、１−フェニル−１−ブテニル基、３−フェニル−１−ブテニル基等が挙げられる。
シクロアルキル基としては、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、４−メチルシクロヘキシル基等が挙げられる。
アリールアミノ基としては、例えば、ジフェニルアミノ基，ジトリルアミノ基，ジナフチルアミノ基，ナフチルフェニルアミノ基等が挙げられる。
アルキルアミノ基としては、例えば、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジヘキシルアミノ基等が挙げられる。
上記スチリル誘導体及び芳香族アミンとしては、例えば下記一般式〔ｖｉ〕〜〔ｖｉｉ〕で示される化合物を挙げることができる。
2005006816.tif 000019
〔式中、Ａｒ５’，Ａｒ６’及びＡｒ７’は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の炭素原子数６〜４０の芳香族基を示し、それらの中の少なくとも一つはスチリル基を含んでいてもよく、ｇは１〜４の整数を示す。〕
2005006816.tif 000020
〔式中、Ａｒ８’，Ａｒ９’，Ａｒ１１’，Ａｒ１３’及びＡｒ１４’は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の炭素原子数６〜４０の一価の芳香族基を示し、Ａｒ１０’及びＡｒ１２’は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の炭素原子数６〜４０の二価の芳香族基を示し、Ａ８’〜Ａｒ１４’の少なくとも一つはスチリル基又はスチリレン基を含んでいてもよく、ｈ及びｋは、それぞれ０〜２の整数である。〕
芳香族基としては、例えば、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン、ピレン、コロネン、ビフェニル、ターフェニル、ピロール、フラン、チオフェン、ベンゾチオフェン、オキサジアゾリン、ジフェニルアントラセン、インドリン、カルバゾール、ピリジン、ベンゾキノン、フルオランテン、アセナフトフルオランテンなどを挙げることができる。
次に、本発明の有機ＥＬ素子において、発光層に添加することができるドーパントについて説明する。このようなドーパントとしては、青色系ドーパントや黄色〜赤色系ドーパント等が挙げられる。
青色系ドーパントとしては、特に制限はないが、上記式（Ｖ）を満たすものであることが好ましい。
具体例な青色系ドーパントの例としては、スチリルアミン、アミン置換スチリル化合物及び縮合芳香族環含有化合物等を挙げることができる。
スチリルアミン及びアミン置換スチリル化合物としては、例えば、下記一般式〔ｉｘ〕〜〔ｘ〕で示される化合物を、縮合芳香族環含有化合物としては、例えば、下記一般式〔ｉｘ〕で示される化合物を挙げることができる。
2005006816.tif 000021
〔式中、Ａｒ１’’，Ａｒ２’’及びＡｒ３’’は、それぞれ独立に、炭素原子数６〜４０の置換もしくは無置換の芳香族基を示し、それらの中の少なくとも一つはスチリル基を含み、ｐ’は１〜３の整数を示す。〕
芳香族基の具体例としては、前記したもの等が挙げられる。
2005006816.tif 000022
〔式中、Ａｒ４’’及びＡｒ５’’は、それぞれ独立に、炭素原子数６〜３０のアリーレン基、Ｅ１及びＥ２は、それぞれ独立に、炭素原子数６〜３０のアリール基もしくはアルキル基、水素原子又はシアノ基を示し、ｑ’は１〜３の整数を示す。Ｕ及び／又はＶはアミノ基を含む置換基であり、該アミノ基がアリールアミノ基であると好ましい。〕
アリーレン基の具体例としては、前記したアリール基の具体例を２価の基としたもの等が挙げられ、アリール基、アルキル基及びアリールアミノ基の具体例としては、前記したもの等が挙げられる。
2005006816.tif 000023
〔式中、Ａは、炭素原子数１〜１６のアルキル基もしくはアルコキシル基、炭素原子数６〜３０の置換もしくは無置換のアリール基、炭素原子数６〜３０の置換もしくは無置換のアルキルアミノ基、又は炭素原子数６〜３０の置換もしくは無置換のアリールアミノ基、Ｂは炭素原子数１０〜４０の縮合芳香族環基を示し、ｒは１〜４の整数を示す。〕
アルキル基、アルコキシル基、アリール基、アルキルアミノ基及びアリールアミノ基の具体例としては、前記したもの等が挙げられる。
また、その他化合物として、フルオレセイン誘導体，ペリレン誘導体又はクマリン誘導体なども使用できる。
さらに、下記の錯体もドーパントとして好ましい。
2005006816.tif 000024
緑色〜赤色系ドーパントとしては、特に制限はないが、そのエネルギーギャップＥｇが２．６５ｅＶ未満であるものが好ましい。このような緑色〜赤色系ドーパントしては、フルオランテン骨格又はペリレン骨格を有する蛍光性化合物が挙げられる。好ましくは、下記一般式〔１〕〜〔１８〕で示される化合物を挙げることができる。
2005006816.tif 000025
2005006816.tif 000026
2005006816.tif 000027
2005006816.tif 000028
〔一般式〔１〕〜〔１６〕式中、Ｘ１〜Ｘ２０は、それぞれ独立に、水素原子、直鎖、分岐もしくは環状の置換もしくは無置換の炭素原子数１〜２０のアルキル基、直鎖、分岐もしくは環状の置換もしくは無置換の炭素原子数１〜２０のアルコキシル基、置換もしくは無置換の炭素原子数６〜３０のアリール基、置換もしくは無置換の炭素原子数６〜３０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の炭素原子数６〜３０のアリールアミノ基、置換もしくは無置換の炭素原子数１〜３０のアルキルアミノ基、置換もしくは無置換の炭素原子数７〜３０のアリールアルキルアミノ基又は置換もしくは無置換炭素原子数８〜３０のアルケニル基であり、隣接する置換基及びＸ１〜Ｘ２０は結合して環状構造を形成していてもよい。隣接する置換基がアリール基の時は、置換基は同一であってもよい。〕
アルキル基、アルコキシル基、アリール基、アリールオキシ基、アリールアミノ基、アルキルアミノ基、アルケニル基の具体例としては、前記したもの等が挙げられる。アリールアルキルアミノ基の具体例としては、アミノ基の水素を前記したアルキル基及びアリール基で置換したもの等が挙げられる。
2005006816.tif 000029
〔一般式〔１７〕〜〔１８〕式中、Ｒ１’’’〜Ｒ４’’’は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の炭素原子数１〜２０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素原子数６〜３０のアリール基であり、Ｒ１’’’とＲ２’’’及び／又はＲ３’’’とＲ４’’’は、炭素−炭素結合又は−Ｏ−，−Ｓ−を介して結合していてもよい。Ｒ５’’’〜Ｒ１６’’’は、水素原子、直鎖、分岐もしくは環状の置換もしくは無置換の炭素原子数１〜２０のアルキル基、直鎖、分岐もしくは環状の置換もしくは無置換の炭素原子数１〜２０のアルコキシル基、置換もしくは無置換の炭素原子数６〜３０のアリール基、置換もしくは無置換の炭素原子数６〜３０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の炭素原子数６〜３０のアリールアミノ基、置換もしくは無置換の炭素原子数１〜３０のアルキルアミノ基、置換もしくは無置換の炭素原子数７〜３０のアリールアルキルアミノ基又は置換もしくは無置換の炭素原子数８〜３０のアルケニル基であり、隣接する置換基及びＲ５’’’〜Ｒ１６’’’は結合して環状構造を形成していてもよい。各式中の置換基Ｒ５’’’〜Ｒ１６’’’の少なくとも一つがアミン又はアルケニル基を含有すると好ましい。〕
アルキル基、アルコキシル基、アリール基、アリールオキシ基、アリールアミノ基、アルキルアミノ基、アルケニル基の具体例としては、前記したもの等が挙げられる。アリールアルキルアミノ基の具体例としては、アミノ基の水素を前記したアルキル基及びアリール基で置換したもの等が挙げられる。
また、黄色〜赤色系ドーパントとして使用できるその他の化合物として、例えばヨーロッパ公開特許第０２８１３８１号公報に記載されている赤色系発進レーザー色素として用いられるジシアノメチレンピラン誘導体、ジシアノメチレンチオピラン誘導体、フルオレセイン誘導体、ペリレン誘導体及びクマリン誘導体も好ましい。具体的な化合物としては、
2005006816.tif 000030
が挙げられ、さらに他の化合物として、
2005006816.tif 000031
も挙げられる。
以下、本発明における電子輸送層に含まれる含窒素複素環化合物について説明する。
本発明の有機ＥＬ素子における前記電子輸送層は、下記一般式（１）
2005006816.tif 000032
（式中、ＨＡｒは置換もしくは無置換の含窒素複素環基、Ａｒ１は置換もしくは無置換の炭素数６〜４０の２価の芳香族炭化水素基、Ａｒ２は置換もしくは無置換の炭素数６〜４０のアリール基又は置換もしくは無置換の炭素数３〜４０のヘテロアリール基、Ｌは単結合又は置換もしくは無置換のアリーレン基を示す。）で表される含窒素複素環誘導体を含むと好ましい。
一般式（１）において、前記ＨＡｒは、下記一般式（２）〜（２４）、（Ａ）のいずれかで表される含窒素複素環基、
2005006816.tif 000033
（式中、Ｒは、置換もしくは無置換の炭素数６〜４０のアリール基、置換もしくは無置換の炭素数３〜４０のヘテロアリール基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルキル基又は置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルコキシル基であり、ｎは０〜５の整数であり、ｎが２以上の場合、複数のＲは互いに同一でも異なっていてもよく、複数のＲ同士が結合して環構造を形成してもよい。）
2005006816.tif 000034
（式中、Ｒ１は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数６〜４０のアリール基、置換もしくは無置換の炭素数３〜４０のヘテロアリール基、又は縮合芳香環形成基であり、Ｚは、酸素原子、硫黄原子又はＮＲ’（Ｒ’は前記Ｒ１と同様である。）であり、ｘは２〜８の整数である。）又は置換もしくは無置換のカルバゾリル基であると好ましい。
アリール基、ヘテロアリール基、アルキル基及びアルコキシル基の具体例としては、前記したもの等が挙げられる。
また、カルバゾリル基の置換基としては、前記Ｒ’と同様のものが挙げられる。
前記ＨＡｒは、下記（２５）〜（４４）
2005006816.tif 000035
のいずれかで表される基であるとさらに好ましい。
一般式（１）において、前記Ｌは、下記一般式（４５）又は（４６）
2005006816.tif 000036
（式中、Ｒ２は、置換もしくは無置換の炭素数６〜４０のアリール基、置換もしくは無置換の炭素数３〜４０のヘテロアリール基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルキル基又は置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルコキシル基であり、ｍは０〜４の整数であり、ｍが２以上の場合、複数のＲ２は互いに同一でも異なっていてもよく、複数のＲ２同士が結合して環構造を形成してもよい。）で表される基であると好ましい。
アリール基、ヘテロアリール基、アルキル基及びアルコキシル基の具体例としては、前記したもの等が挙げられる。
一般式（１）において、前記Ａｒ２は、下記一般式（４７）〜（５３）
2005006816.tif 000037
（式中、Ｒ３は、置換もしくは無置換の炭素数６〜４０のアリール基、置換もしくは無置換の炭素数３〜４０のヘテロアリール基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルキル基又は置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルコキシル基であり、ｐは０〜９の整数、ｑは０〜５の整数であり、ｐ又はｐ＋ｑが２以上の場合、複数のＲ３は互いに同一でも異なっていてもよく、複数のＲ３同士が結合して環構造を形成してもよい。）のいずれかで表される基であると好ましい。
アリール基、ヘテロアリール基、アルキル基及びアルコキシル基の具体例としては、前記したもの等が挙げられる。
一般式（１）において、前記Ａｒ１が、下記一般式（５４）又は（５５）
2005006816.tif 000038
（式中、Ｒ４〜Ｒ１７は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは無置換の炭素数６〜４０のアリール基、置換もしくは無置換の炭素数６〜４０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の炭素数３〜４０のヘテロアリール基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルキル基又は置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルコキシル基であり、Ａｒ３及びＡｒ４は、置換もしくは無置換の炭素数６〜４０のアリール基又は置換もしくは無置換の炭素数３〜４０のヘテロアリール基である。）で表される基であると好ましい。
アリール基、ヘテロアリール基、アルキル基及びアルコキシル基の具体例としては、前記したもの等が挙げられる。ハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素等が挙げられる。
また、本発明における電子輸送層に含まれる含珪素複素環誘導体の具体例としては、特開平０９−１９４４８７号公報に記載の化合物等が挙げられる。
例えば、下記に示すようなシラシクロペンタジエン誘導体等が挙げられる。
2005006816.tif 000039
［式中、Ｘ及びＹは、それぞれ独立に、炭素数１から６までの飽和もしくは不飽和の炭化水素基、アルコキシ基、アルケニルオキシ基、アルキニルオキシ基、置換もしくは無置換のアリール基、置換もしくは無置換のヘテロ環又はＸとＹが結合して飽和もしくは不飽和の環を形成した構造であり、Ｒ１〜Ｒ４は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは無置換の炭素数１〜６までのアルキル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、パーフルオロアルキル基、パーフルオロアルコキシ基、アミノ基、アルキルカルボニル基、アリールカルボニル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アゾ基、アルキルカルボニルオキシ基、アリールカルボニルオキシ基、アルコキシカルボニルオキシ基、アリールオキシカルボニルオキシ基、スルフィニル基、スルフォニル基、スルファニル基、シリル基、カルバモイル基、アリール基、ヘテロ環基、アルケニル基、アルキニル基、ニトロ基、ホルミル基、ニトロソ基、ホルミルオキシ基、イソシアノ基、シアネート基、イソシアネート基、チオシアネート基、イソチオシアネート基、もしくはシアノ基又は隣接した場合には置換もしくは無置換の環が縮合した構造である（ただし、Ｒ１及びＲ４がフェニル基の場合、Ｘ及びＹは、アルキル基及びフェニル基ではなく、Ｒ１及びＲ４がチエニル基の場合、Ｘ及びＹは、一価炭化水素基を、Ｒ２及びＲ３は、アルキル基、アリール基、アルケニル基又はＲ２とＲ３が結合して環を形成する脂肪族基を同時に満たさない構造であり、Ｒ１及びＲ４がシリル基の場合、Ｒ２、Ｒ３、Ｘ及びＹは、それぞれ独立に、炭素数１〜６の一価炭化水素基又は水素原子でなく、Ｒ１及びＲ２でベンゼン環が縮合した構造の場合、Ｘ及びＹは、アルキル基及びフェニル基ではない）。］
本発明の有機ＥＬ素子構成においては、正孔注入層や電子注入層は、必ずしも必要ではないが、これらの層を有する素子は発光性能が向上する利点を有している。また、一対の電極間に、正孔輸送層（正孔注入層）、発光層、電子注入層を混合させた形で挟持させてもよい。さらに、各構成成分を安定に存在させるため、高分子化合物などのバインダーを用いて混合層を作製してもよい。
ここでは、陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極型を例として、本発明の有機ＥＬ素子について説明する。本発明の有機ＥＬ素子は、基板に支持されていることが好ましい。この基板については、特に制限はなく、従来から有機ＥＬ素子に慣用されているものであればよく、例えば、ガラス、透明プラスチック、石英などからなるものを用いることができる。
この有機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などの金属、ＣｕＩ、ＩＴＯ、ＳｎＯ２、ＺｎＯなどの導電性透明材料が挙げられる。陽極は、これらの電極物質を蒸着やスパッタリングなどの方法により、薄膜を形成させることにより作製することができる。陽極側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く、また、電極としてのシート抵抗は、数百Ω／□以下であることが好ましい。さらに、陽極の膜厚は材料にもよるが、通常１０ｎｍ〜１μｍ、好ましくは１０〜２００ｎｍの範囲で選ばれる。
陰極としては、仕事関数の小さい（４ｅＶ以下）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、マグネシウム、マグネシウム−銀合金、リチウム、マグネシウム／銅混合物、マグネシウム−インジウム合金、Ａｌ／Ａｌ２Ｏ３、インジウム、アルミニウム−リチウム合金などが挙げられる。該陰極は、これらの電極物質を蒸着やスパッタリングなどの方法により、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、電極としてのシート抵抗は、数百Ω／□以下が好ましく、膜厚は、通常１０〜５００ｎｍ、好ましくは５０〜２００ｎｍの範囲で選ばれる。なお、発光を透過させるため、有機ＥＬ素子の陽極又は陰極のいずれか一方が透明又は半透明であれば、発光効率が向上し好都合である。
本発明の有機ＥＬ素子における発光層を構成する発光材料としては、上記したようなホスト材料を用いる。ホスト材料には前記したドーパントの他に、従来公知の発光材料の中から任意のものを選択して用いることができる。このような発光材料としては、例えば、多環縮合芳香族化合物、ベンゾオキサゾール系、ベンゾチアゾール系、ベンゾイミダゾール系などの蛍光増白剤、金属キレート化オキサノイド化合物、ジスチリルベンゼン系化合物などの薄膜形成性の良い化合物を用いることができる。ここで、上記多環縮合芳香族化合物としては、例えば、アントラセン、ナフタレン、フェナントレン、ピレン、クリセン、ペリレン骨格を含む縮合環発光物質や、約８個の縮合環を含む他の縮合環発光物質などを挙げることができる。具体的には、１，１，４，４−テトラフェニル−１，３−ブタジエン、４，４’−（２，２−ジフェニルビニル）ビフェニルなどを用いることができる。この発光層は、これらの発光材料の１種又は２種以上からなる１層で構成されてもよいし、あるいは該発光層とは別種の化合物からなる発光層を積層したものであってもよい。
本発明の有機ＥＬ素子における正孔輸送層（正孔注入層）は、正孔伝達化合物からなるものであって、陽極より注入された正孔を発光層に伝達する機能を有し、この正孔注入層を陽極と発光層との間に介在させることにより、より低い電界印加で多くの正孔が発光層に注入される。そのうえ、発光層に陰極又は電子注入層より注入された電子は、発光層と正孔輸送層（正孔注入層）の界面に存在する電子の障壁により、発光層内の界面に累積され、発光効率が向上するなど発光性能の優れた素子が得られる。このような正孔輸送層（正孔注入層）に用いられる正孔伝達化合物は、電界が印加された２個の電極間に配置されて、陽極から正孔が注入されたときに、正孔を適切に発光層へ伝達しうるものであり、例えば、１０４〜１０６Ｖ／ｃｍの電界印加時に少なくとも１０−６ｃｍ２／Ｖ・秒の正孔移動度を有するものが好適である。この正孔伝達化合物については、前記の好ましい性質を有するものであれば特に制限はなく、従来、光導伝材料において、正孔の電荷注入・輸送材料として慣用されているものや、有機ＥＬ素子の正孔輸送層（正孔注入層）に使用される公知のものの中から任意のものを選択して用いることができる。
前記正孔伝達化合物としては、例えば、銅フタロシアニンや、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラフェニル−４，４’−ジアミノフェニル、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ジ（３−メチルフェニル）−４，４’−ジアミノビフェニル（ＴＰＤＡ）、２，２−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）プロパン、１，１−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）シクロヘキサン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ−ｐ−トリル−４，４’−ジアミノビフェニルなどが挙げられる。また、Ｓｉ、ＳｉＣ、ＣｄＳなどの無機物半導体の結晶、非晶材料も用いることができる。この正孔注入層は、これらの正孔注入材料１種又は２種以上からなる１層で構成されてもよいし、あるいは、前記正孔注入層とは別種の化合物からなる正孔注入層を積層したものであってもよい。
本発明の有機ＥＬ素子の好ましい実施形態として、電子を輸送する領域又は陰極と有機化合物層の界面領域に、還元性ドーパントを含有する素子がある。本発明では、本発明化合物に還元性ドーパントを含有する有機ＥＬ素子が好ましい。ここで、還元性ドーパントとは、電子輸送性化合物を還元できる物質と定義される。従って、一定の還元性を有するものであれば様々なものを用いることができ、例えば、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、アルカリ金属の酸化物、アルカリ金属のハロゲン化物、アルカリ土類金属の酸化物、アルカリ土類金属のハロゲン化物、希土類金属の酸化物、希土類金属のハロゲン化物、アルカリ金属の有機錯体、アルカリ土類金属の有機錯体及び希土類金属の有機錯体からなる群から選択される少なくとも一種類の物質であることが好ましい。
また、好ましい還元性ドーパントとしては仕事関数が２．９ｅＶ以下のものが好ましく、より具体的には、Ｎａ（仕事関数：２．３６ｅＶ）、Ｋ（仕事関数：２．２８ｅＶ）、Ｒｂ（仕事関数：２．１６ｅＶ）及びＣｓ（仕事関数：１．９５ｅＶ）からなる群から選択される１種又は２種以上のアルカリ金属や、Ｃａ（仕事関数：２．９ｅＶ）、Ｓｒ（仕事関数：２．０〜２．５ｅＶ）及びＢａ（仕事関数：２．５２ｅＶ）からなる群から選択される１種又は２種以上のアルカリ土類金属が挙げられる。これらのうち、より好ましい還元性ドーパントは、Ｋ、Ｒｂ及びＣｓからなる群から選択される１種又は２種以上のアルカリ金属であり、さらに好ましくはＲｂ又はＣｓであり、最も好ましいのはＣｓである。これらのアルカリ金属は、特に還元能力が高く、電子注入域への比較的少量の添加により、有機ＥＬ素子における発光輝度の向上や長寿命化を達成することができる。また、仕事関数が２．９ｅＶ以下の還元性ドーパントとして、これら２種以上のアルカリ金属の組み合わせも好ましく、特に、Ｃｓを含んだ組み合わせ、例えば、ＣｓとＮａ、ＣｓとＫ、ＣｓとＲｂあるいはＣｓとＮａとＫとの組み合わせであることが好ましい。Ｃｓを組み合わせて含むことにより、還元能力を効率的に発揮させることができ、電子注入域への添加により、有機ＥＬ素子における発光輝度の向上や長寿命化が達成される。また、アルカリ金属の他にアルカリ金属カルコゲナイド、アルカリ土類金属カルコゲナイド、アルカリ金属のハロゲン化物及びアルカリ土類金属のハロゲン化物からなる群から選択される１種又は２種以上の金属化合物を使用しても同様の効果が得られるし、アルカリ金属有機錯体、アルカリ土類金属有機錯体を用いても同様の効果が得られる。
本発明の有機ＥＬ素子においては、陰極と有機層の間に絶縁体や半導体で構成される電子注入層をさらに設けてもよい。電子注入層を設けることにより、電流のリークを有効に防止して、電子注入性を向上させることができる。このような絶縁体としては、アルカリ金属カルコゲナイド、アルカリ土類金属カルコゲナイド、アルカリ金属のハロゲン化物及びアルカリ土類金属のハロゲン化物からなる群から選択される１種又は２種以上の金属化合物を使用することが好ましい。電子注入層がこれらの金属化合物で構成されていれば、電子注入性をさらに向上させることができる点で好ましい。好ましいアルカリ金属カルコゲナイドとしては、具体的には、例えば、Ｌｉ２Ｏ、ＬｉＯ、Ｎａ２Ｓ、Ｎａ２Ｓｅ及びＮａＯが挙げられる。好ましいアルカリ土類金属カルコゲナイドとしては、例えば、ＣａＯ、ＢａＯ、ＳｒＯ、ＢｅＯ、ＢａＳ及びＣａＳｅが挙げられる。また、好ましいアルカリ金属のハロゲン化物としては、例えば、ＬｉＦ、ＮａＦ、ＫＦ、ＬｉＣｌ、ＫＣｌ及びＮａＣｌ等が挙げられる。好ましいアルカリ土類金属のハロゲン化物としては、例えば、ＣａＦ２、ＢａＦ２、ＳｒＦ２、ＭｇＦ２及びＢｅＦ２などのフッ化物や、フッ化物以外のハロゲン化物が挙げられる。
また、電子注入層を構成する半導体としては、Ｂａ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｙｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｃｄ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｔａ、Ｓｂ及びＺｎからなる群から選択される１種又は２種以上の元素を含む酸化物、窒化物又は酸化窒化物等の１種単独又は２種以上の組み合わせが挙げられる。また、電子注入層を構成する無機化合物は、微結晶性又は非晶質の絶縁性薄膜であることが好ましい。電子注入層がこれらの無機化合物で構成されていれば、より均質な薄膜が形成できるため、ダークスポット等の画素欠陥を減少させることができる。なお、このような無機化合物としては、上述したアルカリ金属カルコゲナイド、アルカリ土類金属カルコゲナイド、アルカリ金属のハロゲン化物及びアルカリ土類金属のハロゲン化物等が挙げられる。
次に、本発明の有機ＥＬ素子の作製方法について説明する。好適な例として、前記の陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極型の有機ＥＬ素子の作製法について説明する。まず、適当な基板上に所望の電極物質、例えば、陽極用物質からなる薄膜を、１μｍ以下、好ましくは１０〜２００ｎｍの範囲の膜厚になるように、蒸着やスパッタリングなどの方法により形成し、陽極とする。次に、この上にＥＬ素子構成要素である正孔輸送層、複数の発光層、電子輸送層を、順次、各構成材料からなる薄膜を形成することにより積層して作製する。ここで用いる薄膜形成方法としては、前記のようなスピンコート法、キャスト法、蒸着法などがあるが、均質な膜が得られやすく、かつピンホールが生成しにくいなどの点から真空蒸着法が好ましい。この薄膜化に、真空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、分子堆積膜の目的とする結晶構造、会合構造などにより異なるが、一般に、ポート加熱温度５０〜４００℃、真空度１０−６〜１０−３Ｐａ、蒸着速度０．０１〜５０ｎｍ／秒、基板温度−５０〜３００℃、膜厚５ｎｍ〜５μｍの範囲で適宜選択することが望ましい。これらの層の形成後、その上に、例えば、蒸着やスパッタリングなどの方法により、陰極用物質からなる、膜厚１μｍ以下、好ましくは５０〜２００ｎｍの範囲の薄膜を形成し、陰極とすることにより、所望の有機ＥＬ素子が得られる。なお、この有機ＥＬ素子の作製においては、作製順序を逆にして、陰極、電子輸送層、発光層、正孔輸送層、陽極の順に作製することもできる。
【実施例】  次に、実施例を用いて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
なお、化合物のエネルギーギャップ及びイオン化ポテンシャルは、以下のようにして測定した。
（１）エネルギーギャップ（Ｅｇ）の測定
励起１重項エネルギーギャップの値を測定した。すなわち、試料のトルエン溶液（１０−５モル／リットル）を用い日立社製紫外可視吸光計を用い吸収スペクトルを測定した。スペクトルの長波長側の立ち上りに対し接線を引き横軸との交点である波長（吸収端）を求めた。この波長をエネルギー値に換算した。
（２）イオン化ポテンシャル（Ｉｐ）の測定
理研計器社製、大気下光電子分光装置ＡＣ−１を用い、測定化合物について得られた光電子放出の照射光子エネルギー曲線からの光電子放出の閾値を外挿法により求めた。
［実施例１］（青色系発光層／黄色系発光層の積層型有機ＥＬ素子の作製）
２５ｍｍ×７５ｍｍ×１．１ｍｍ厚のＩＴＯ透明電極付きガラス基板（ジオマティック社製）をイソプロピルアルコール中で超音波洗浄を５分間行なった後、ＵＶオゾン洗浄を３０分間行なった。洗浄後の透明電極ライン付きガラス基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに装着し、まず透明電極ラインが形成されている側の面上に前記透明電極を覆うようにして膜厚６０ｎｍのＮ，Ｎ’−ビス（Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−４−アミノフェニル）−Ｎ，Ｎ−ジフェニル−４，４’−ジアミノ−１，１’−ビフェニル膜（以下「ＴＰＤ２３２膜」と略記する。）を成膜した。このＴＰＤ２３２膜は、正孔注入層として機能する。このＴＰＤ２３２膜上に膜厚２０ｎｍのＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ（４−ビフェニル）−ジアミノビフェニル膜（以下「ＴＢＴＢ膜」と略記する。：Ｉｐ＝５．５ｅＶ，Ｅｇ＝３．１ｅＶ）を成膜した。このＴＢＴＢ膜は正孔輸送層として機能する。さらに、ＴＢＴＢ膜上に、膜厚１０ｎｍにてスチリル誘導体として４’，４”−ビス（２，２−ジフェニルビニル）−９，１０−ジフェニルアントラセン（ＤＰＶＤＰＡＮ）（Ｉｐ＝５．７ｅＶ，Ｅｇ＝３．０ｅＶ）と下記化合物Ｂ１（発光ピーク４７０ｎｍ，Ｉｐ＝５．５ｅＶ，Ｅｇ＝２．８ｅＶ）をドーパント化合物として４０：２の膜厚比で共蒸着して成膜し、第一発光層（青色系発光層）とした。さらに、膜厚３０ｎｍにてスチリル誘導体ＤＰＶＤＰＡＮ（Ｉｐ＝５．７ｅＶ，Ｅｇ＝３．０ｅＶ）と下記化合物Ｒ１（発光ピーク５６０ｎｍ，Ｉｐ＝５．６ｅＶ，Ｅｇ＝２．６ｅＶ）をドーパント化合物として４０：２の膜厚比で共蒸着し成膜し、第二発光層（黄色系発光層）とした。この膜上に電子輸送層として膜厚２０ｎｍのＥＴＭ２０（Ｉｐ＝５．７ｅＶ，Ｅｇ＝３．０ｅＶ）を成膜した。この後、ＬｉＦを膜厚１ｎｍにて抵抗加熱蒸着させ、電子注入陰極を形成した。この薄膜上に金属Ａｌを１５０ｎｍ蒸着させ金属陰極を形成し白色系有機ＥＬ素子を作製した。
得られた有機ＥＬ素子について、通電試験を行なったところ、電圧５．０Ｖ、電流密度１１．０ｍＡ／ｃｍ２にて、発光輝度１０００ｎｉｔの白色発光が得られ、色度座標は（０．３３，０．３３）、発光効率は９．１ｃｄ／Ａ、５．７ルーメン／Ｗであった。また、初期輝度１０００ｎｉｔにて室温下、１５００時間駆動後の輝度を測定したところ７００ｎｉｔであった。
2005006816.tif 000040
［実施例２］（青色系発光層／黄色系発光層／青色系発光層の積層型有機ＥＬ素子の作製）
実施例１において、発光層を以下のようにして形成した以外は同様にして、白色系有機ＥＬ素子を作製した。
すなわち、ＴＢＴＢ膜上に、膜厚１０ｎｍにてスチリル誘導体ＤＰＶＤＰＡＮ（Ｉｐ＝５．７ｅＶ，Ｅｇ＝３．０ｅＶ）と上記化合物Ｂ１（発光ピーク４７０ｎｍ，Ｉｐ＝５．５ｅＶ，Ｅｇ＝２．８ｅＶ）をドーパント化合物として４０：２の膜厚比で共蒸着して成膜し、第一発光層（青色系発光層）とした。さらに、膜厚１０ｎｍにてスチリル誘導体ＤＰＶＤＰＡＮ（Ｉｐ＝５．７ｅＶ，Ｅｇ＝３．０ｅＶ）と上記化合物Ｒ１（発光ピーク５６０ｎｍ，Ｉｐ＝５．６ｅＶ，Ｅｇ＝２．６ｅＶ）をドーパント化合物として４０：２の膜厚比で共蒸着し成膜し、第二発光層（黄色系発光層）とした。この後、膜厚２０ｎｍにてスチリル誘導体ＤＰＶＤＰＡＮ（Ｉｐ＝５．７ｅＶ，Ｅｇ＝３．０ｅＶ）と上記化合物Ｂ１（発光ピーク４７０ｎｍ，Ｉｐ＝５．５ｅＶ，Ｅｇ＝２．８ｅＶ）をドーパント化合物として４０：２の膜厚比で共蒸着して成膜し、第三発光層（青色系発光層）とした。
得られた有機ＥＬ素子について、通電試験を行なったところ、電圧４．５Ｖ、電流密度１０．０ｍＡ／ｃｍ２にて、発光輝度１０００ｎｉｔの白色発光が得られ、色度座標は（０．２８，０．３５）、発光効率は１０．０ｃｄ／Ａ、７．０ルーメン／Ｗであった。また、初期輝度１０００ｎｉｔにて室温下、１５００時間駆動後の輝度を測定したところ６００ｎｉｔであった。
［実施例３］（黄色系発光層／青色系発光層／黄色系発光層の積層型有機ＥＬ素子の作製）
実施例１において、発光層を以下のようにして形成した以外は同様にして、白色系有機ＥＬ素子を作製した。
すなわち、ＴＢＴＢ膜上に、膜厚１０ｎｍにてスチリル誘導体ＤＰＶＤＰＡＮ（Ｉｐ＝５．７ｅＶ，Ｅｇ＝３．０ｅＶ）と上記化合物Ｒ１（発光ピーク５６０ｎｍ，Ｉｐ＝５．６ｅＶ，Ｅｇ＝２．６ｅＶ）をドーパント化合物として４０：２の膜厚比で共蒸着し成膜し、第一発光層（黄色系発光層）とした。さらに、膜厚１０ｎｍにてスチリル誘導体ＤＰＶＤＰＡＮ（Ｉｐ＝５．７ｅＶ，Ｅｇ＝３．０ｅＶ）と上記化合物Ｂ１（発光ピーク４７０ｎｍ，Ｉｐ＝５．５ｅＶ，Ｅｇ＝２．８ｅＶ）をドーパント化合物として４０：２の膜厚比で共蒸着して成膜し、第二発光層（青色系発光層）とした。この後、膜厚２０ｎｍにてスチリル誘導体ＤＰＶＤＰＡＮ（Ｉｐ＝５．７ｅＶ，Ｅｇ＝３．０ｅＶ）と上記化合物Ｒ１（Ｉｐ＝５．６ｅＶ，Ｅｇ＝２．６ｅＶ）をドーパント化合物として４０：２の膜厚比で共蒸着し成膜し、第三発光層（黄色系発光層）とした。
得られた有機ＥＬ素子について、通電試験を行なったところ、電圧５．３Ｖ、電流密度１１．０ｍＡ／ｃｍ２にて、発光輝度１０００ｎｉｔの白色発光が得られ、色度座標は（０．３２，０．３５）、発光効率は９．１ｃｄ／Ａ、５．４ルーメン／Ｗであった。また、初期輝度１０００ｎｉｔにて室温下、１５００時間駆動後の璋度を測定したところ８００ｎｉｔであった。
比較例１（青色系発光層／緑色〜赤色系発光層の積層型有機ＥＬ素子の作製）
２５ｍｍ×７５ｍｍ×１．１ｍｍ厚のＩＴＯ透明電極付きガラス基板（ジオマティック社製）をイソプロピルアルコール中で超音波洗浄を５分間行なった後、ＵＶオゾン洗浄を３０分間行なった。洗浄後の透明電極ライン付きガラス基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに装着し、まず透明電極ラインが形成されている側の面上に前記透明電極を覆うようにして膜厚６０ｎｍのＴＰＤ２３２膜を成膜した。このＴＰＤ２３２膜は、正孔注入層として機能する。このＴＰＤ２３２膜上に膜厚２０ｎｍの４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル膜（以下「ＮＰＤ膜」と略記する。）を成膜した。このＮＰＤ膜は正孔輸送層として機能する。さらに、ＮＰＤ膜上に、膜厚２０ｎｍにてスチリル誘導体ＤＰＶＰＤＡＮ（Ｉｐ＝５．７ｅＶ，Ｅｇ＝３．０ｅＶ）と上記化合物Ｂ１（Ｉｐ＝５．５ｅＶ，Ｅｇ＝２．８ｅＶ）を２０：１．５の膜厚比で蒸着し成膜し、青色系発光層とした。次いで、２０ｎｍにてスチリル誘導体ＤＰＶＰＤＡＮと上記化合物Ｒ１を２０：１の膜厚比で蒸着し成膜し、緑色〜赤色系発光層とした。この膜上に電子輸送層として膜厚２０ｎｍの下記ｔ−ＢｕＰＢＤ（Ｉｐ＝６．１ｅＶ，Ｅｇ＝３．１ｅＶ）を成膜した。この後、ＬｉＦ（Ｌｉ源：サエスゲッター社製）を１ｎｍ成膜した。この薄膜上に金属Ａｌを１５０ｎｍ蒸着させ金属陰極を形成し有機ＥＬ素子を作製した。
得られた有機ＥＬ素子について、通電試験を行なったところ、電圧７Ｖ、電流密度２．０ｍＡ／ｃｍ２にて、発光輝度１１０ｎｉｔの発光が得られ、色度座標は（０．２５，０．３３）、発光効率は５．５ｃｄ／Ａ、２．５ルーメン／Ｗであった。また、初期輝度１０００ｎｉｔにて室温下、１５００時間駆動後の輝度を測定したところ３００ｎｉｔであった。
2005006816.tif 000041
［実施例４］（青色系発光層／黄色系発光層の積層型有機ＥＬ素子の作製）
実施例１において、電子輸送層としてＥＴＭ２０の代わりにＥＴＭ３０（ベンゾイミダゾール系）（Ｉｐ＝５．７ｅＶ，Ｅｇ＝３．０ｅＶ）を用いた以外は全く同様に白色系有機ＥＬ素子を作製した。
得られた有機ＥＬ素子について、通電試験を行ったところ、電圧５．３Ｖ、電流密度１０ｍＡ／ｃｍ２にて、発光輝度１１５０ｎｉｔの白色発光が得られ、色度座標は（０．２８、０．３３）、発光効率は１１．５ｃｄ／Ａ、６．８ルーメン／Ｗであった。また初期輝度１０００ｎｉｔにて室温下、定電流駆動時、１５００時間後の輝度は７８０ｎｉｔであった。
2005006816.tif 000042
比較例２（青色系発光層／緑色〜赤色系発光層の積層型有機ＥＬ素子の作製）
実施例１と第二発光層の蒸着までは全く同様とし、この後、電子輸送層としてＴＰＢＩ（Ｉｐ＝６．１ｅＶ，Ｅｇ＝３．６ｅＶ）を膜厚１０ｎｍ積層し、この後サエスゲッターズ社製アルカリディスペンサーから、Ｎａを膜厚０．５ｎｍ蒸着させ、電子注入陰極を形成した。その後は実施例１と同様、金属Ａｌを１５０ｎｍ蒸着させ金属陰極を形成し白色系有機ＥＬ素子を作製した。
得られた有機ＥＬ素子について、通電試験を行ったところ、電圧５．０Ｖ、電流密度１０ｍＡ／ｃｍ２にて、発光輝度１０５０ｎｉｔの白色発光が得られ、色度座標は（０．２７，０．３３）、発光効率は１０．５ｃｄ／Ａ、６．６ルーメン／Ｗであった。また初期輝度１０００ｎｉｔにて室温下、定電流駆動時、時間後の輝度は３００ｎｉｔであった。
2005006816.tif 000043
［実施例５］（青色系発光層／黄色系発光層／青色系発光層の積層型有機ＥＬ素子の作製）
実施例１と第二発光層の蒸着までは全く同様とし、この後、電子輸送層としてＥＴＭ３０（Ｉｐ＝５．７ｅＶ，Ｅｇ＝３．０ｅＶ）を膜厚１０ｎｍ積層し、この後サエスゲッターズ社製アルカリディスペンサーから、Ｎａを膜厚０．５ｎｍ蒸着させ、電子注入陰極を形成した。
その後は実施例１と同様、金属Ａｌを１５０ｎｍ蒸着させ金属陰極を形成し白色系有機ＥＬ素子を作製した。
得られた有機ＥＬ素子について電流密度１０ｍＡ／ｃｍ２にて通電試験を行い、初期輝度１０００ｎｉｔからの寿命試験を行い、表１に示す結果を得た。
［実施例６］（青色系発光層／黄色系発光層／青色系発光層の積層型有機ＥＬ素子の作製）
実施例１と第二発光層の蒸着までは全く同様とし、この後、電子輸送層としてＥＴＭ３０を膜厚１０ｎｍ積層し、さらにその上にＥＴＭ３０を１．０Å／ｓにて、同時にＣｓを０．１Å／ｓにてサエスゲッターズ社製アルカリディスペンサーで共蒸着を行い、膜厚１０ｎｍの電子注入混合陰極を形成した。その後は実施例１と同様、金属Ａｌを１５０ｎｍ蒸着させ金属陰極を形成し白色系有機ＥＬ素子を作製した。
得られた有機ＥＬ素子について電流密度１０ｍＡ／ｃｍ２にて通電試験を行い、初期輝度１０００ｎｉｔからの寿命試験を行い、表１に示す結果を得た。
比較例３（青色系発光層／緑色〜赤色系発光層の積層型有機ＥＬ素子の作製）
実施例案１において、電子輸送層としてＥＴＭ２０の代わりにＢＣＰを用いた以外は全く同様に白色系有機ＥＬ素子を作製した。
得られた有機ＥＬ素子について通電試験および寿命試験を行い、表１に示す結果を得た。
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表１から明らかなように、本発明の要件（Ｉ）、（ＩＩ）及び（ＩＩＩ）を満たしている実施例１〜４では駆動１５００時間後の輝度はいずれも６００ｎｉｔ以上であり、要件（ＩＩＩ）を満たしていない比較例１、２における３００ｎｉｔの２倍以上になっていたことが分かる。特に実施例４では電子輸送層としてＥＴＭ３０が優れていることが判明した。
また、実施例５では本発明の要件（Ｉ）、（ＩＩ）及び（ＩＩＩ）を満たした上で電子注入陰極としてＮａを用いたものが駆動１５００時間後の輝度が８５０ｎｉｔと更に優れた特性値を示し、比較例２では電子注入陰極としてＮａを用いても、要件（ＩＩＩ）を満たしていない場合には駆動１５００時間後の輝度が実用的でないことが判明した。
また、実施例６では本発明の要件（Ｉ）、（ＩＩ）及び（ＩＩＩ）を満たした上で電子注入陰極としてＣｓを用いたものが駆動１５００時間後の輝度が８６０ｎｉｔと更に優れた特性値を示し、比較例３では電子注入陰極としてＣｓを用いても、要件（ＩＩＩ）を満たしていない場合には駆動１５００時間後の輝度が実用的でないことが判明した。
【産業上の利用可能性】  本発明の白色系有機ＥＬ素子は、低電圧でありながら発光効率が高く、寿命が長く、色度変化を起こさない。このため、本発明の白色系有機ＥＬ素子は、実用性が高く、各種電子機器の光源等として極めて有用である。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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