(57)【要約】  陰極と陽極間に少なくとも発光層を含む一層又は複数層からなる有機薄膜層が挟持されている有機エレクトロルミネッセンス素子において、該発光層が、特定構造のピレン系誘導体と、特定構造のアミン化合物を含有することによって、耐熱性に優れ、寿命が長く、高発光効率で、青、緑及び赤色系発光が得られる有機エレクトロルミネッセンス素子を提供する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
陰極と陽極間に少なくとも発光層を含む一層又は複数層からなる有機薄膜層が挟持されている有機エレクトロルミネッセンス素子において、該有機薄膜層の少なくとも一層が、下記一般式（１）で表されるピレン系誘導体と、下記一般式（２）で表されるアミン化合物を含有する有機エレクトロルミネッセンス素子。
（Ａ）k−（Ｘ）m−（Ａｒ）n −（Ｙ）o−（Ｂ）p  ・・・（１）
［式中、Ｘは置換もしくは無置換のピレン残基である。
Ａ及びＢは、それぞれ独立に、水素原子、置換もしくは無置換の炭素数６〜５０の芳香族炭化水素基、置換もしくは無置換の炭素数５〜５０の芳香族複素環基、又は置換もしくは無置換の炭素数１〜５０の飽和あるいは不飽和のアルキレン基である。
Ａｒは、置換もしくは無置換の炭素数６〜５０の芳香族炭化水素基又は置換もしくは無置換の炭素数５〜５０の芳香族複素環基である。
Ｙは、置換もしくは無置換の炭素数４〜５０の縮合環基又は縮合複素環基である。
ｋ、ｏ及びｐは、それぞれ独立に、０から１０の整数である。
ｍは、1から１０の整数である。
ｎは、３以上の整数である。
複数のＸ、Ａ、Ｂ、Ａｒ又はＹは同一であっても、異なってもよい。
Ｘ、Ａｒ及びＹ間の結合の内、少なくとも１つはメタあるいはオルト結合である。］
【化１】
2007032162.tif 000080
［式中、Ｐは、置換もしくは無置換の炭素数６〜４０の芳香族炭化水素基、置換もしくは無置換の炭素数３〜４０の複素環基、置換もしくは無置換のスチリル基、又は置換もしくは無置換の炭素数１０〜４０の縮合芳香族環基を表す。
Ｙ1〜Ｙ4は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換のアルキレン基、アラルキレン基、アルケニレン基、アミノ基及びシリル基、置換もしくは無置換のアリーレン基又は二価の複素環基からなる連結基を有する無置換のカルボニル基、又はエーテル基及びチオエーテル基からなる群より選ばれた基であり、同じであっても異なっていてもよい。
ｒが２以上の場合は、Ｙ3及びＹ4は同一であっても異なっていても良い。
ｑは１〜２０の整数を表す。
ｒは０〜３の整数を示す。］
【請求項２】
前記一般式（１）のピレン系誘導体が、下記一般式（３）で表される請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
Ｘ−Ａｒ1−Ａｒ2−Ａｒ3 −Ｙ  ・・・（３）
［式中、Ｘは置換もしくは無置換のピレン残基である。
Ａｒ1〜Ａｒ3は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の炭素数６〜５０の芳香族炭化水素基又は置換もしくは無置換の炭素数５〜５０の芳香族複素環基である。
Ｙは、置換もしくは無置換の炭素数４〜５０の縮合環基又は縮合複素環基である。
Ｘ、Ａｒ1〜Ａｒ3及びＹの結合の内、少なくとも１つはメタあるいはオルト結合である。］
【請求項３】
前記一般式（２）のＰが下記一般式（４）で表される請求項１又は２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化２】
2007032162.tif 000081
［式中、Ｘ1、Ｘ2及びＸ3は、それぞれ独立に、単結合、置換もしくは無置換のアルキレン基、アラルキレン基、アリーレン基及び複素環基からなる群より選ばれた二価の基であり、同じであっても異なっていてもよく、また、アルケニレン基、アミノ基、シリル基、カルボニル基、エーテル基及びチオエーテル基であってもよい。
Ｘ1、Ｘ2及びＸ3のそれぞれは、Ｙ1、Ｙ2、Ｙ3及びＹ4のそれぞれと互いに結合して環を形成していても良い。
Ｌ1及びＬ2は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換のアルキル基、アラルキル基、アリール基及び複素環基からなる群より選ばれた２価の基であり、同じであっても異なっていてもよい。
ｓ及びｔは、それぞれ０〜１０の整数である。ただし、ｓ＋ｔ≧１である。］
【請求項４】
前記一般式（４）において、Ｌ1又はＬ2が、フルオレン、アントラセン、ナフタレン、フェナントレン、フルオランテン、ピレン、ペリレン、クリセン、フェニルアントラセンの残基、又はこれらの基を複数組み合わせた基からなる残基である請求項３に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項５】
一対の電極の少なくとも一方の表面に、カルコゲニド層、ハロゲン化金属層又は金属酸化物層を配置する請求項１〜４のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項６】
前記発光層が、前記ピレン系誘導体と前記アミン化合物を含有する請求項１〜５のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項７】
前記発光層中に、前記ピレン系誘導体と前記アミン化合物が、９９．９９：０．０１〜８０．００：２０．００重量％の比率で含有されている請求項１〜６のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項８】
前記発光層中に、金属錯体化合物を含有する請求項１〜７のいずれかに記載の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】
【０００１】
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス（以下エレクトロルミネッセンスをＥＬと略すことがある）素子に関し、特に、特定なピレン系誘導体と特定なアミン化合物を発光材料として用いることで、長寿命で、高発光効率であり、さらに製造コストが安価な有機ＥＬ素子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
有機エレクトロルミネッセンス素子は、電界を印加することにより、陽極より注入された正孔と陰極より注入された電子の再結合エネルギーにより蛍光性物質が発光する原理を利用した自発光素子である。イーストマン・コダック社のＣ．Ｗ．Ｔａｎｇ等による積層型素子による低電圧駆動有機ＥＬ素子の報告（Ｃ．Ｗ．Ｔａｎｇ，Ｓ．Ａ．Ｖａｎｓｌｙｋｅ，アプライドフィジックスレターズ（Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  Ｌｅｔｔｅｒｓ），５１巻、９１３頁、１９８７年等）がなされて以来、有機材料を構成材料とする有機ＥＬ素子に関する研究が盛んに行われている。Ｔａｎｇ等は、トリス（８−キノリノラト）アルミニウムを発光層に、トリフェニルジアミン誘導体を正孔輸送層に用いている。積層構造の利点としては、発光層への正孔の注入効率を高めること、陰極より注入された電子をブロックして再結合により生成する励起子の生成効率を高めること、発光層内で生成した励起子を閉じ込めること等が挙げられる。この例のように有機ＥＬ素子の素子構造としては、正孔輸送（注入）層、電子輸送性発光層の二層型、又は正孔輸送（注入）層、発光層、電子輸送（注入）層の３層型等がよく知られている。こうした積層型構造素子では注入された正孔と電子の再結合効率を高めるため、素子構造や形成方法の工夫がなされている。【０００３】
また、発光材料としてはトリス（８−キノリノラト）アルミニウム錯体等のキレート錯体、クマリン誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、ビススチリルアリーレン誘導体、オキサジアゾール誘導体等の発光材料が知られており、それからは青色から赤色までの可視領域の発光が得られることが報告されており、カラー表示素子の実現が期待されている（例えば、特許文献１〜３等）。
近年、燐光性化合物を発光材料として用い、三重項状態のエネルギーをＥＬ発光に用いる検討が多くなされている。プリンストン大学のグループにより、イリジウム錯体を発光材料として用いた有機発光素子が、高い発光効率を示すことが報告されている（非特許文献１）。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２）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。【０００４】
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。【０００５】
有機発光素子における著しい進歩に伴い、発光材料に対する要求性能も高まっており、特許文献４や特許文献５には、特定の構造を持つフルオレン化合物が低電圧で高輝度な発光を得られ、耐久性にも優れた材料として開示されている。
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。【０００６】
【特許文献１】特開平８−２３９６５５号公報
【特許文献２】特開平７−１８３５６１号公報
【特許文献３】特開平３−２００８８９号公報
【特許文献４】特開２００４−８３４８１
【特許文献５】特開２００４−４３３４９
【非特許文献１】Ｎａｔｕｒｅ，３９５，１５１（１９９８）
【非特許文献２】Ｎａｔｕｒｅ，３４７，５３９（１９９０）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、前記の課題を解決するためなされたもので、有機ＥＬ素子に用いられる発光材料として特に好適なピレン系誘導体とアミン化合物を提供することを目的とする。
さらには、発光効率が高く、長寿命の有機ＥＬ素子を提供することを目的とする。そして、このような有機ＥＬ素子を容易でかつ比較的安価に製造可能とすることをも目的とする。
従って、本発明は、耐熱性に優れ、寿命が長く、高発光効率で、青色発光が得られる有機ＥＬ素子を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、前記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、陰極と陽極間に少なくとも発光層を含む一層または複数層からなる有機薄膜層が挟持されている有機ＥＬ素子において、該有機発光層の少なくとも一層が、下記一般式（１）で表されるピレン系誘導体と、下記一般式（２）で表されるアミン化合物を含有すると、発光効率が高く、長寿命の有機ＥＬ素子を製造できることを見出し、本発明を完成したものである。【０００９】
（Ａ）k−（Ｘ）m−（Ａｒ）n −（Ｙ）o−（Ｂ）p  ・・・（１）
［式中、Ｘは置換もしくは無置換のピレン残基である。
Ａ、及びＢは、それぞれ独立に、水素原子、置換もしくは無置換の炭素数６〜５０の芳香族炭化水素基、置換もしくは無置換の炭素数５〜５０の芳香族複素環基、又は置換もしくは無置換の炭素数１〜５０の飽和あるいは不飽和のアルキレン基である。
Ａｒは、置換もしくは無置換の炭素数６〜５０の芳香族炭化水素基又は置換もしくは無置換の炭素数５〜５０の芳香族複素環基である。
Ｙは、置換もしくは無置換の炭素数４〜５０の縮合環基又は縮合複素環基である。
ｋ、ｏ及びｐは、それぞれ独立に、０から１０の整数である。
ｍは、1から１０の整数である。
ｎは、３以上の整数である。
複数のＸ、Ａ、Ｂ、Ａｒ又はＹは同一であっても、異なってもよい。
Ｘ、Ａｒ及びＹ間の結合の内、少なくとも１つはメタあるいはオルト結合である。］【００１０】
【化１】
2007032162.tif 000002
［式中、Ｐは、置換もしくは無置換の炭素数６〜４０の芳香族炭化水素基、置換もしくは無置換の炭素数３〜４０の複素環基、置換もしくは無置換のスチリル基、又は置換もしくは無置換の炭素数１０〜４０の縮合芳香族環基を表す。
Ｙ1〜Ｙ4は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換のアルキレン基、アラルキレン基、アルケニレン基、アミノ基及びシリル基、置換もしくは無置換のアリーレン基又は二価の複素環基からなる連結基を有する無置換のカルボニル基、又はエーテル基及びチオエーテル基からなる群より選ばれた基であり、同じであっても異なっていてもよい。
ｒが２以上の場合は、Ｙ3及びＹ4は同一であっても異なっていても良い。
ｑは１〜２０の整数を表す。
ｒは０〜３の整数を示す。］
【発明の効果】
【００１１】
上記一般式（１）で表わされるピレン系誘導体と、一般式（２）（含（４））で表されるアミン化合物を発光材料として用いると、発光効率が高く、長寿命な有機ＥＬ素子を作製することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の有機ＥＬ素子は、陰極と陽極間に少なくとも発光層を含む一層または複数層からなる有機薄膜層が挟持されている有機ＥＬ素子において、該有機発光層の少なくとも一層が、下記一般式（１）で表されるピレン系誘導体と、下記一般式（２）で表されるアミン化合物を含有するものである。【００１３】
本発明のピレン系誘導体は下記一般式（１）で表される。
（Ａ）k−（Ｘ）m−（Ａｒ）n −（Ｙ）o−（Ｂ）p  ・・・（１）
式中、Ｘは置換もしくは無置換のピレン残基である。Ａ及びＢは、それぞれ独立に、水素原子、置換もしくは無置換の炭素数６〜５０の芳香族炭化水素基、置換もしくは無置換の炭素数５〜５０の芳香族複素環基、又は置換もしくは無置換の炭素数１〜５０の飽和あるいは不飽和のアルキレン基である。Ａｒは、置換もしくは無置換の炭素数６〜５０の芳香族炭化水素基又は置換もしくは無置換の炭素数５〜５０の芳香族複素環基である。Ｙは、置換もしくは無置換の炭素数４〜５０の縮合環基又は縮合複素環基である。ｋ、ｏ及びｐは、それぞれ独立に、０から１０の整数である。ｍは、1から１０の整数である。ｎは、３以上の整数である。複数のＸ、Ａ、Ｂ、Ａｒ又はＹは同一であっても、異なってもよい。Ｂ、Ａｒ及びＹ間の結合の内
、少なくとも１つはメタあるいはオルト結合である。【００１４】
また、前記一般式（１）の好ましい例は、下記一般式（３）である。
Ｘ−Ａｒ1−Ａｒ2−Ａｒ3 −Ｙ  ・・・（３）
式中、Ｘは置換もしくは無置換のピレン残基である。Ａ及びＢは、それぞれ独立に、水素原子、置換もしくは無置換の炭素数６〜５０の芳香族炭化水素基、置換もしくは無置換の炭素数５〜５０の芳香族複素環基、又は置換もしくは無置換の炭素数１〜５０の飽和あるいは不飽和のアルキレン基である。Ａｒ1〜Ａｒ3は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の炭素数６〜５０の芳香族炭化水素基又は置換もしくは無置換の炭素数５〜５０の芳香族複素環基である。Ｙは、置換もしくは無置換の炭素数４〜５０の縮合環基又は縮合複素環基である。ｋ及びｐは、それぞれ０から１０の整数である。Ｘ、Ａｒ及びＹの結合の内、少なくとも
１つはメタあるいはオルト結合である。【００１５】
前記芳香族炭化水素基の例としては、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−テルフェニル４−イル基、ｐ−テルフェニル３−イル基、ｐ−テルフェニル２−イル基、ｍ−テルフェニル４−イル基、ｍ−テルフェニル３−イル基、ｍ−テルフェニル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−テルフェニル４−イル基等、及びこれらの２価の基が挙げられる。【００１６】
前記複素環基の例としては、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、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−フェナントリジニル基、２−フェナントリジニル基、３−フェナントリジニル基、４−フェナントリジニル基、６−フェナントリジニル基、７−フェナントリジニル基、８−フェナントリジニル基、９−フェナントリジニル基、１０−フェナントリジニル基、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−フェナントロリン−２−イル基、１，７−フェナントロリン−３−イル基、１，７−フェナントロリン−４−イル基、１，７−フェナントロリン−５−イル基、１，７−フェナントロリン−６−イル基、１，７−フェナントロリン−８−イル基、１，７−フェナントロリン−９−イル基、１，７−フェナントロリン−１０−イル基、１，８−フェナントロリン−２−イル基、１，８−フェナントロリン−３−イル基、１，８−フェナントロリン−４−イル基、１，８−フェナントロリン−５−イル基、１，８−フェナントロリン−６−イル基、１，８−フェナントロリン−７−イル基、１，８−フェナントロリン−９−イル基、１，８−フェナントロリン−１０−イル基、１，９−フェナントロリン−２−イル基、１，９−フェナントロリン−３−イル基、１，９−フェナントロリン−４−イル基、１，９−フェナントロリン−５−イル基、１，９−フェナントロリン−６−イル基、１，９−フェナントロリン−７−イル基、１，９−フェナントロリン−８−イル基、１，９−フェナントロリン−１０−イル基、１，１０−フェナントロリン−２−イル基、１，１０−フェナントロリン−３−イル基、１，１０−フェナントロリン−４−イル基、１，１０−フェナントロリン−５−イル基、２，９−フェナントロリン−１−イル基、２，９−フェナントロリン−３−イル基、２，９−フェナントロリン−４−イル基、２，９−フェナントロリン−５−イル基、２，９−フェナントロリン−６−イル基、２，９−フェナントロリン−７−イル基、２，９−フェナントロリン−８−イル基、２，９−フェナントロリン−１０−イル基、２，８−フェナントロリン−１−イル基、２，８−フェナントロリン−３−イル基、２，８−フェナントロリン−４−イル基、２，８−フェナントロリン−５−イル基、２，８−フェナントロリン−６−イル基、２，８−フェナントロリン−７−イル基、２，８−フェナントロリン−９−イル基、２，８−フェナントロリン−１０−イル基、２，７−フェナントロリン−１−イル基、２，７−フェナントロリン−３−イル基、２，７−フェナントロリン−４−イル基、２，７−フェナントロリン−５−イル基、２，７−フェナントロリン−６−イル基、２，７−フェナントロリン−８−イル基、２，７−フェナントロリン−９−イル基、２，７−フェナントロリン−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、及びこれらの２価の基が挙げられる。【００１７】
一般式（１）及び（３）におけるＡｒ及びＡｒ1−Ａｒ2−Ａｒ3の代表的な例を下記するが、これに限定されるものではない。【００１８】
【化２】
2007032162.tif 000003
【００１９】
【化３】
2007032162.tif 000004
【００２０】
一般式（１）及び（３）におけるＸの例を下記するが、これらに限定されるものではない。
【化４】
2007032162.tif 000005
【００２１】
次に、一般式（１）又は（３）におけるＹである縮合環基及び縮合複素環基としては、ピレン、アントラセン、ベンツアントラセン、ナフタレン、フルオランテン、フルオレン、ベンツフルオレン、フェナントレン、テトラセン、コロネン、クリセン、フルオレセイン、ペリレン、フタロペリレン、ナフタロペリレン、ペリノン、フタロペリノン、ナフタロペリノン、ジフェニルブタジエン、テトラフェニルブタジエン、クマリン、オキサジアゾール、アルダジン、ビスベンゾキサゾリン、ビススチリル、ピラジン、シクロペンタジエン、イミン、ジフェニルエチレン、ビニルアントラセン、ジアミノカルバゾール、ピラン、チオピラン、ポリメチン、メロシアニン、イミダゾールキレート化オキシノイド化合物、キナクリドン、ルブレン、スチルベン系誘導体及び蛍光色素等が挙げられるが、ピレン、アントラセン、フルオランテンが好ましい。【００２２】
以下に一般式（１）によって表されるピレン系誘導体の代表例を例示するが、この代表例に限定されるものではない。【００２３】
【化５】
2007032162.tif 000006
【００２４】
【化６】
2007032162.tif 000007
【００２５】
【化７】
2007032162.tif 000008
【００２６】
【化８】
2007032162.tif 000009
【００２７】
【化９】
2007032162.tif 000010
【００２８】
【化１０】
2007032162.tif 000011
【００２９】
【化１１】
2007032162.tif 000012
【００３０】
【化１２】
2007032162.tif 000013
【００３１】
【化１３】
2007032162.tif 000014
【００３２】
【化１４】
2007032162.tif 000015
【００３３】
【化１５】
2007032162.tif 000016
【００３４】
【化１６】
2007032162.tif 000017
【００３５】
【化１７】
2007032162.tif 000018
【００３６】
【化１８】
2007032162.tif 000019
【００３７】
【化１９】
2007032162.tif 000020
【００３８】
【化２０】
2007032162.tif 000021
【００３９】
本発明のアミン化合物は下記一般式（２）で表される。
【化２１】
2007032162.tif 000022
式中、Ｐは、置換もしくは無置換の炭素数６〜４０の芳香族炭化水素基、置換もしくは無置換の炭素数３〜４０の複素環基、置換もしくは無置換のスチリル基、又は置換もしくは無置換の炭素数１０〜４０の縮合芳香族環基を表す。Ｙ1〜Ｙ4は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換のアルキレン基、アラルキレン基、アルケニレン基、アミノ基及びシリル基、置換もしくは無置換のアリーレン基又は二価の複素環基からなる連結基を有する無置換のカルボニル基、又はエーテル基及びチオエーテル基からなる群より選ばれた基であり、同じであっても異なっていてもよい。ｒが２以上の場合は、Ｙ3及びＹ4は同一であっても異なっていても良い。ｑは１〜２０の整数を表す。ｒは０〜３の整数を示す。【００４０】
また、本発明のアミン化合物は、好ましくは上記一般式（２）におけるＰが下記一般式（４）で表されるものである。
【化２２】
2007032162.tif 000023
式中、Ｘ1、Ｘ2及びＸ3は、それぞれ独立に、単結合、置換もしくは無置換のアルキレン基、アラルキレン基、アリーレン基及び複素環基からなる群より選ばれた二価の基であり、同じであっても異なっていてもよく、また、アルケニレン基、アミノ基、シリル基、カルボニル基、エーテル基及びチオエーテル基であってもよい。Ｘ1、Ｘ2及びＸ3のそれぞれは、Ｙ1、Ｙ2、Ｙ3及びＹ4のそれぞれと互いに結合して環を形成していても良い。Ｌ1及びＬ2は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換のアルキル基、アラルキル基、アリール基及び複素環基からなる群より選ばれた２価の基であり、同じであっても異なっていてもよい。ｓ及びｔは、それぞれ０〜１０の整数である。ただし、ｓ＋ｔ≧１である。
特に、上記一般式（２）及び（４）におけるＰ、Ｌ1、及びＬ2として好適な構造としては、フルオレン、アントラセン、ナフタレン、フェナントレン、フルオランテン、ピレン、ペリレン、クリセン、フェニルアントラセンの残基が挙げられる。【００４１】
一般式（２）で表されるアミン化合物の好ましい具体例を、以下の一般式（１０）〜（１７）で更に説明する。
【化２３】
2007032162.tif 000024
（式中、Ｒ13およびＲ14は、水素原子、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のアラルキル基、置換もしくは無置換のアリール基または置換もしくは無置換の複素環基を表わし、異なるフルオレン基に結合するＲ13同士、Ｒ14同士は、同じであっても異なっていてもよく、同じフルオレン基に結合するＲ13およびＲ14は、同じであっても異なっていてもよい。
Ｒ15およびＲ16は、水素原子、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のアラルキル基、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複素環基、シアノ基またはハロゲン原子を表わす。異なるフルオレン基に結合するＲ15同士、Ｒ16同士は、同じであっても異なっていてもよく、同じフルオレン基に結合するＲ15およびＲ16は、同じであっても異なっていてもよい。
Ａｒ3、Ａｒ4、Ａｒ5、及びＡｒ6は、置換もしくは無置換の芳香族炭化水素基、置換もしくは無置換の複素環基、置換もしくは無置換の縮合多環芳香族基または置換もしくは無置換の縮合多環複素環基を表わし、Ａｒ3、Ａｒ4、Ａｒ5、及びＡｒ6は、同じであっても異なっていてもよい。Ａｒ3、Ａｒ4、Ａｒ5、及びＡｒ6は、互いに結合し環を形成してもよい。
ｍは、１乃至１０の整数を表す。）【００４２】
【化２４】
2007032162.tif 000025
（式中、Ｒ17及びＲ18は、水素原子、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のアラルキル基、置換もしくは無置換のアリール基または置換もしくは無置換の複素環基を表わし、異なるフルオレン基に結合するＲ17同士、Ｒ18同士は、同じであっても異なっていてもよく、同じフルオレン基に結合するＲ17及びＲ18は、同じであっても異なっていてもよい。
Ｒ19及びＲ20は、水素原子、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のアラルキル基、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複素環基、シアノ基またはハロゲン原子を表わす。異なるフルオレン基に結合するＲ19同士、Ｒ20同士は、同じであっても異なっていてもよく、同じフルオレン基に結合するＲ19及びＲ20は、同じであっても異なっていてもよい。
Ａｒ7及びＡｒ8は、２価の置換もしくは無置換の芳香族炭化水素基または置換もしくは無置換の複素環基を表し、Ａｒ7及びＡｒ8は、同じであっても異なっていてもよい。
Ａｒ9、Ａｒ10、Ａｒ11及びＡｒ12は、置換もしくは無置換の芳香族炭化水素基、置換もしくは無置換の複素環基、置換もしくは無置換の縮合多環芳香族基または置換もしくは無置換の縮合多環複素環基を表わし、Ａｒ9、Ａｒ10、Ａｒ11及びＡｒ12は、同じであっても異なっていてもよい。Ａｒ9、Ａｒ10、Ａｒ11及びＡｒ12は、互いに結合し環を形成してもよい。
ｐは、１乃至１０の整数を表す。）【００４３】
【化２５】
2007032162.tif 000026
（式中、Ｒ21及びＲ22は、水素原子、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のアラルキル基、置換もしくは無置換のアリール基または置換もしくは無置換の複素環基を表わし、異なるフルオレン基に結合するＲ21同士、Ｒ22同士は、同じであっても異なっていてもよく、同じフルオレン基に結合するＲ21及びＲ22は、同じであっても異なっていてもよい。
Ｒ23及びＲ24は、水素原子、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のアラルキル基、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複素環基、シアノ基またはハロゲン原子を表わす。異なるフルオレン基に結合するＲ23同士、Ｒ24同士は、同じであっても異なっていてもよく、同じフルオレン基に結合するＲ23及びＲ24は、同じであっても異なっていてもよい。
Ａｒ13及びＡｒ14は、置換もしくは無置換の芳香族炭化水素基、置換もしくは無置換の複素環基、置換もしくは無置換の縮合多環芳香族基または置換もしくは無置換の縮合多環複素環基を表わし、Ａｒ13及びＡｒ14は、同じであっても異なっていてもよい。Ａｒ13及びＡｒ14は、互いに結合し環を形成してもよい。
Ａｒ15は、２価の置換もしくは無置換の芳香族炭化水素基または置換もしくは無置換の複素環基を表す。
ｑは、１乃至１０の整数を表す。）【００４４】
【化２６】
2007032162.tif 000027
（式中、Ｒ25及びＲ26は、水素原子、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のアラルキル基、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複素環基、シアノ基またはハロゲン原子を表わす。異なるフェニレン基に結合するＲ25同士、Ｒ26同士は、同じであっても異なっていてもよく、同じフェニレン基に結合するＲ25及びＲ26は、同じであっても異なっていてもよい。
Ａｒ16及びＡｒ17は、２価の置換もしくは無置換の芳香族炭化水素基または置換もしくは無置換の複素環基を表し、Ａｒ16及びＡｒ17は、同じであっても異なっていてもよい。
Ａｒ18、Ａｒ19、Ａｒ20及びＡｒ21は、置換もしくは無置換の芳香族炭化水素基、置換もしくは無置換の複素環基、置換もしくは無置換の縮合多環芳香族炭化水素基または置換もしくは無置換の縮合多環複素環基を表わし、Ａｒ18、Ａｒ19、Ａｒ20及びＡｒ21は、同じであっても異なっていてもよい。Ａｒ18、Ａｒ19、Ａｒ20及びＡｒ21は、互いに結合し環を形成してもよい。
ｒは、１乃至１０の整数を表す。）【００４５】
【化２７】
2007032162.tif 000028
（式中、Ｒ27及びＲ28は、水素原子、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のアラルキル基、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複素環基、シアノ基またはハロゲン原子を表わす。異なるフェニレン基に結合するＲ27同士、Ｒ28同士は、同じであっても異なっていてもよく、同じフェニレン基に結合するＲ27及びＲ28は、同じであっても異なっていてもよい。
Ａｒ22及びＡｒ23は、置換もしくは無置換の芳香族炭化水素基、置換もしくは無置換の複素環基、置換もしくは無置換の縮合多環芳香族基または置換もしくは無置換の縮合多環複素環基を表わし、Ａｒ22及びＡｒ23は、同じであっても異なっていてもよい。Ａｒ22及びＡｒ23は、互いに結合し環を形成してもよい。
Ａｒ24は、２価の置換もしくは無置換の芳香族炭化水素基または置換もしくは無置換の複素環基を表す。
ｓは、１乃至１０の整数を表す。）【００４６】
【化２８】
2007032162.tif 000029
（Ｘ1、Ｘ2及びＸ3は、直接結合、置換もしくは無置換のアルキレン基、アラルキレン基、アリーレン基及び複素環基からなる群より選ばれた二価の基であり、同じであっても異なっていてもよく、また、置換もしくは無置換のアリーレン基あるいは二価の複素環基からなる連結基を有するアルキレン基、アラルキレン基、アルケニレン基、アミノ基、シリル基、カルボニル基、エーテル基及びチオエーテル基であってもよい。
Ｙ1〜Ｙ4は、置換もしくは無置換のアルキル基、アラルキル基、アリール基及び複素環基、置換もしくは無置換のアリーレン基あるいは二価の複素環基からなる連結基を有する置換もしくは無置換のアルキレン基、アラルキレン基、アルケニレン基、アミノ基及びシリル基、置換もしくは無置換のアリーレン基あるいは二価の複素環基からなる連結基を有する無置換のカルボニル基、又はエーテル基及びチオエーテル基からなる群より選ばれた基であり、同じであっても異なっていてもよい。また、Ｙ1とＹ2、及びＹ3とＹ4は、互いに結合して環を形成していても良いし、Ｘ1、Ｙ1とＹ2、及びＸ3、Ｙ3とＹ4は、互いに結合して環を形成していても良い。
Ｒ1〜Ｒ8は、水素原子、ハロゲン基、置換もしくは無置換のアルキル基、アラルキル基及びアリール基からなる群より選ばれた基であり、同じであっても異なっていてもよい。
ｍ＋ｎは、０〜１０の整数である。）【００４７】
【化２９】
2007032162.tif 000030
（Ｘ1は、置換もしくは無置換のアルキレン基、アラルキレン基、アリーレン基及び複素環基、置換もしくは無置換のアリーレン基あるいは二価の複素環基からなる連結基を有するアルキレン基、アラルキレン基、アルケニレン基、アミノ基、シリル基、カルボニル基、エーテル基及びチオエーテル基からなる群より選ばれた二価の基であり、直接結合でもよい。
Ｘ2は、水素原子、ハロゲン基、置換もしくは無置換のアルキル基、アラルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アリール基、複素環基及びスルフィド基、置換シリル基、並びにシアノ基からなる群より選ばれた基である。
Ｙ1〜Ｙ2は、置換もしくは無置換のアルキル基、アラルキル基、アリール基及び複素環基、置換もしくは無置換のアリーレン基あるいは二価の複素環基からなる連結基を有する置換もしくは無置換のアルキレン基、アラルキレン基、アルケニレン基、アミノ基及びシリル基、置
換あるいは無置換のアリーレン基あるいは二価の複素環基からなる連結基を有する無置換のカルボニル基、又はエーテル基及びチオエーテル基からなる群より選ばれた基であり、同じであっても異なっていてもよい。また、Ｙ1とＹ2、又はＸ1、Ｙ1及びＹ2は、互いに結合して環を形成していても良い。
Ｒ1およびＲ2は、水素原子、置換もしくは無置換のアルキル基、アラルキル基及びアリール基からなる群より選ばれた基であり、同じであっても異なっていてもよい。
ｎは、Ｘ1が単結合で、Ｘ2が水素原子の場合、２〜１０の整数であり、その他は１〜１０の整数である。）【００４８】
【化３０】
2007032162.tif 000031
（Ｘ3〜Ｘ4は、置換もしくは無置換のアルキレン基、アラルキレン基、アリーレン基及び複素環基、置換もしくは無置換のアリーレン基あるいは二価の複素環基からなる連結基を有する置換もしくは無置換のアルキレン基、アラルキレン基、アルケニレン基、アミノ基及びシリル基、無置換のカルボニル基、エーテル基及びチオエーテル基からなる群より選ばれた二価の基であり、同じであっても異なっていてもよく、Ｘ3は単結合でもよい。
Ｘ5は、水素原子、ハロゲン基、置換もしくは無置換のアルキル基、アラルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アリール基、複素環基及びスルフィド基、置換シリル基、並びにシアノ基からなる群より選ばれた基である。
Ｙ3及びＹ4は、置換もしくは無置換のアルキル基、アラルキル基、アリール基及び複素環基、置換もしくは無置換のアリーレン基あるいは二価の複素環基からなる連結基を有する置換もしくは無置換のアルキレン基、アラルキレン基、アルケニレン基、アミノ基及びシリル基、置換もしくは無置換のアリーレン基あるいは二価の複素環基からなる連結基を有する無置換のカルボニル基、又はエーテル基及びチオエーテル基からなる群より選ばれた基であり、同じであっても異なっていてもよい。また、Ｙ3及びＹ4、又はＸ3、Ｙ3及びＹ4は、互いに結合して環を形成していても良い。
Ｒ3〜Ｒ6は、水素原子、置換もしくは無置換のアルキル基、アラルキル基及びアリール基からなる群より選ばれた基であり、同じであっても異なっていてもよい。
ｐ，ｑはそれぞれ１以上の整数で、ｐ＋ｑは２〜１０の整数である。）
一般式（２）で表されるアミン化合物の具体例を以下に例示するが、これに限定されるものではない。【００４９】
【化３１】
2007032162.tif 000032
【００５０】
【化３２】
2007032162.tif 000033
【００５１】
【化３３】
2007032162.tif 000034
【００５２】
【化３４】
2007032162.tif 000035
【００５３】
【化３５】
2007032162.tif 000036
【００５４】
【化３６】
2007032162.tif 000037
【００５５】
【化３７】
2007032162.tif 000038
【００５６】
【化３８】
2007032162.tif 000039
【００５７】
【化３９】
2007032162.tif 000040
【００５８】
【化４０】
2007032162.tif 000041
【００５９】
【化４１】
2007032162.tif 000042
【００６０】
【化４２】
2007032162.tif 000043
【００６１】
【化４３】
2007032162.tif 000044
【００６２】
【化４４】
2007032162.tif 000045
【００６３】
【化４５】
2007032162.tif 000046
【００６４】
【化４６】
2007032162.tif 000047
【００６５】
【化４７】
2007032162.tif 000048
【００６６】
【化４８】
2007032162.tif 000049
【００６７】
【化４９】
2007032162.tif 000050
【００６８】
【化５０】
2007032162.tif 000051
【００６９】
【化５１】
2007032162.tif 000052
【００７０】
【化５２】
2007032162.tif 000053
【００７１】
【化５３】
2007032162.tif 000054
【００７２】
【化５４】
2007032162.tif 000055
【００７３】
【化５５】
2007032162.tif 000056
【００７４】
【化５６】
2007032162.tif 000057
【００７５】
【化５７】
2007032162.tif 000058
【００７６】
【化５８】
2007032162.tif 000059
【００７７】
【化５９】
2007032162.tif 000060
【００７８】
【化６０】
2007032162.tif 000061
【００７９】
本発明は、一対の電極の少なくとも一方の表面に、カルコゲニド層、ハロゲン化金属層又は金属酸化物層を配置する有機エレクトロルミネッセンス素子を提供する。本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は前記発光層が、前記ピレン系誘導体と前記アミン化合物を含有する。0前記発光層中に、前記ピレン系誘導体と前記アミン化合物が、９９．９９：０．０１〜８０．００：２０．００重量％の比率で含有されている。本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、発光層中に金属錯体化合物を含有する。【００８０】
以下、本発明の有機ＥＬ素子構成について説明する。
本発明の有機ＥＬ素子の代表的な素子構成としては、
（１）陽極／発光層／陰極
（２）陽極／正孔注入層／発光層／陰極
（３）陽極／発光層／電子注入層／陰極
（４）陽極／正孔注入層／発光層／電子注入層／陰極
（５）陽極／有機半導体層／発光層／陰極
（６）陽極／有機半導体層／電子障壁層／発光層／陰極
（７）陽極／有機半導体層／発光層／付着改善層／陰極
（８）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子注入層／陰極
（９）陽極／絶縁層／発光層／絶縁層／陰極
（１０）陽極／無機半導体層／絶縁層／発光層／絶縁層／陰極
（１１）陽極／有機半導体層／絶縁層／発光層／絶縁層／陰極
（１２）陽極／絶縁層／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／絶縁層／陰極
（１３）陽極／絶縁層／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子注入層／陰極
などの構造を挙げることができる。
これらの中で通常（８）の構成が好ましく用いられるが、これらに限定されるものではない。
また、本発明の有機ＥＬ素子において、本発明のビフェニル化合物は、上記のどの有機層に用いられてもよいが、これらの構成要素の中の発光帯域もしくは正孔輸送帯域に含有されていることが好ましい。特に好ましくは発光層に含有されている場合である。含有させる量は３０〜１００モル％から選ばれる。【００８１】
この有機ＥＬ素子は、通常透光性の基板上に作製する。この透光性基板は有機ＥＬ素子を支持する基板であり、その透光性については、波長４００〜７００ｎｍの可視領域の光の透過率が５０％以上であるものが望ましく、さらに平滑な基板を用いるのが好ましい。
このような透光性基板としては、例えば、ガラス板、合成樹脂板などが好適に用いられる。ガラス板としては、特にソーダ石灰ガラス、バリウム・ストロンチウム含有ガラス、鉛ガラス、アルミノケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス、バリウムホウケイ酸ガラス、石英などで成形された板が挙げられる。また、合成樹脂板としては、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエーテルスルフィド樹脂、ポリスルホン樹脂などの板が挙げられる。【００８２】
次に、陽極は、正孔を正孔輸送層又は発光層に注入する役割を担うものであり、４．５ｅＶ以上の仕事関数を有することが効果的である。本発明に用いられる陽極材料の具体例としては、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化インジウムと酸化亜鉛の混合物（ＩＺＯ）、ＩＴＯと酸化セリウムの混合物（ＩＴＣＯ）、ＩＺＯと酸化セリウムの混合物（ＩＺＣＯ）、酸化インジウムと酸化セリウムの混合物（ＩＣＯ）、酸化亜鉛と酸化アルミニウムの混合物（ＡＺＯ）、酸化錫（ＮＥＳＡ）、金、銀、白金、銅等が適用できる。
陽極はこれらの電極物質を蒸着法やスパッタリング法等の方法で薄膜を形成させることにより作製することができる。
このように発光層からの発光を陽極から取り出す場合、陽極の発光に対する透過率が１０％より大きくすることが好ましい。また陽極のシート抵抗は、数百Ω／□以下が好ましい。陽極の膜厚は材料にもよるが、通常１０ｎｍ〜１μｍ、好ましくは１０〜２００ｎｍの範囲で選択される。【００８３】
本発明の有機ＥＬ素子においては、発光層は、
（ｉ）注入機能；電界印加時に陽極又は正孔注入層より正孔を注入することができ、陰極又は電子注入層より電子を注入することができる機能
（ii）輸送機能；注入した電荷（電子と正孔）を電界の力で移動させる機能
（iii) 発光機能；電子と正孔の再結合の場を提供し、これを発光につなげる機能
を有する。
この発光層を形成する方法としては、例えば蒸着法、スピンコート法、ＬＢ法等の公知の方法を適用することができる。発光層は、特に分子堆積膜であることが好ましい。ここで分子堆積膜とは、気相状態の材料化合物から沈着され形成された薄膜や、溶液状態又は液相状態の材料化合物から固体化され形成された膜のことであり、通常この分子堆積膜は、ＬＢ法により形成された薄膜（分子累積膜）とは凝集構造、高次構造の相違や、それに起因する機能的な相違により区分することができる。
また特開昭５７−５１７８１号公報に開示されているように、樹脂等の結着剤と材料化合物とを溶剤に溶かして溶液とした後、これをスピンコート法等により薄膜化することによっても、発光層を形成することができる。
本発明においては、本発明の目的が損なわれない範囲で、所望により発光層に、ピレン系誘導体及びアミン化合物からなる発光材料以外の他の公知の金属錯体化合物を含有させてもよく、また、本発明に係る化合物を含む発光層に、他の公知の金属錯体化合物を含む発光層を積層してもよい。
前記金属錯体化合物としては、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｏｓ及びＲｅの中から選ばれる少なくとも一つの金属を含む金属錯体化合物であることが好ましく、配位子は、フェニルピリジン骨格、ビピリジル骨格及びフェナントロリン骨格から選ばれる少なくとも一つの骨格を有することが好ましい。このような金属錯体の具体例は、トリス（２−フェニルピリジン）イリジウム、トリス（２−フェニルピリジン）ルテニウム、トリス（２−フェニルピリジン）パラジウム、ビス（２−フェニルピリジン）白金、トリス（２−フェニルピリジン）オスミウム、トリス（２−フェニルピリジン）レニウム、オクタエチル白金ポルフィリン、オクタフェニル白金ポルフィリン、オクタエチルパラジウムポルフィリン、オクタフェニルパラジウムポルフィリン等が挙げられるが、これらに限定されるものではなく、要求される発光色、素子性能、ホスト化合物との関係から適切な錯体が選ばれる。【００８４】
次に、正孔注入・輸送層は、発光層への正孔注入を助け、発光領域まで輸送する層であって、正孔移動度が大きく、イオン化エネルギーが通常５．５ｅＶ以下と小さい。このような正孔注入・輸送層としてはより低い電界強度で正孔を発光層に輸送する材料が好ましく、さらに正孔の移動度が、例えば１０4〜１０6Ｖ／ｃｍの電界印加時に、少なくとも１０-4ｃｍ2／Ｖ・秒以上であれば好ましい。
正孔注入・輸送層を形成する材料としては、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素子の正孔注入層に使用されてい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。芳香族アミン誘導体として下記一般式で表される化合物が考えられる。
【化６１】
2007032162.tif 000062
Ａｒ11〜Ａｒ13、Ａｒ21〜Ａｒ23及びＡｒ3〜Ａｒ8は置換もしくは無置換の核炭素数６〜５０の芳香族炭化水素基、又は核原子数５〜５０の芳香族複素環基である。ａ〜ｃ及びｐ〜ｒはそれぞれ０〜３の整数である。Ａｒ3とＡｒ4、Ａｒ5とＡｒ6、Ａｒ7とＡｒ8はそれぞれ互いに連結して飽和もしくは不飽和の環を形成しても良い。核炭素数６〜５０の芳香族炭化水素基及び核原子数５〜５０の芳香族複素環基の具体例としては、前記一般式（１）及び（３）におけるものと同様のものがあげられる。
【化６２】
2007032162.tif 000063
Ａｒ1〜Ａｒ4は置換もしくは無置換の核炭素数６〜５０の芳香族炭化水素基、又は核原子数５〜５０の芳香族複素環基である。Ｌは連結基であり、単結合、もしくは置換もしくは無置換の核炭素数６〜５０の芳香族炭化水素基、又は核原子数５〜５０の芳香族複素環基である。ｘは０〜５の整数である。Ａｒ2とＡｒ3は互いに連結して飽和もしくは不飽和の環を形成しても良い。ここで核炭素数６〜５０の芳香族炭化水素基及び核原子数５〜５０の芳香族複素環基の具体例としては、前記一般式（１）及び（３）におけるものと同様のものがあげられる。【００８５】
具体例としては、例えば、トリアゾール誘導体（米国特許３，１１２，１９７号明細書等参照）、オキサジアゾール誘導体（米国特許３，１８９，４４７号明細書等参照）、イミダゾール誘導体（特公昭３７−１６０９６号公報等参照）、ポリアリールアルカン誘導体（米国特許３，６１５，４０２号明細書、同第３，８２０，９８９号明細書、同第３，５４２，５４４号明細書、特公昭４５−５５５号公報、同５１−１０９８３号公報、特開昭５１−９３２２４号公報、同５５−１７１０５号公報、同５６−４１４８号公報、同５５−１０８６６７号公報、同５５−１５６９５３号公報、同５６−３６６５６号公報等参照）、ピラゾリン誘導体及びピラゾロン誘導体（米国特許第３，１８０，７２９号明細書、同第４，２７８，７４６号明細書、特開昭５５−８８０６４号公報、同５５−８８０６５号公報、同４９−１０５５３７号公報、同５５−５１０８６号公報、同５６−８００５１号公報、同５６−８８１４１号公報、同５７−４５５４５号公報、同５４−１１２６３７号公報、同５５−７４５４６号公報等参照）、フェニレンジアミン誘導体（米国特許第３，６１５，４０４号明細書、特公昭５１−１０１０５号公報、同４６−３７１２号公報、同４７−２５３３６号公報、特開昭５４−５３４３５号公報、同５４−１１０５３６号公報、同５４−１１９９２５号公報等参照）、アリールアミン誘導体（米国特許第３，５６７，４５０号明細書、同第３，１８０，７０３号明細書、同第３，２４０，５９７号明細書、同第３，６５８，５２０号明細書、同第４，２３２，１０３号明細書、同第４，１７５，９６１号明細書、同第４，０１２，３７６号明細書、特公昭４９−３５７０２号公報、同３９−２７５７７号公報、特開昭５５−１４４２５０号公報、同５６−１１９１３２号公報、同５６−２２４３７号公報、西独特許第１，１１０，５１８号明細書等参照）、アミノ置換カルコン誘導体（米国特許第３，５２６，５０１号明細書等参照）、オキサゾール誘導体（米国特許第３，２５７，２０３号明細書等に開示のもの）、スチリルアントラセン誘導体（特開昭５６−４６２３４号公報等参照）、フルオレノン誘導体（特開昭５４−１１０８３７号公報等参照）、ヒドラゾン誘導体（米国特許第３，７１７，４６２号明細書、特開昭５４−５９１４３号公報、同５５−５２０６３号公報、同５５−５２０６４号公報、同５５−４６７６０号公報、同５５−８５４９５号公報、同５７−１１３５０号公報、同５７−１４８７４９号公報、特開平２−３１１５９１号公報等参照）、スチルベン誘導体（特開昭６１−２１０３６３号公報、同第６１−２２８４５１号公報、同６１−１４６４２号公報、同６１−７２２５５号公報、同６２−４７６４６号公報、同６２−３６６７４号公報、同６２−１０６５２号公報、同６２−３０２５５号公報、同６０−９３４５５号公報、同６０−９４４６２号公報、同６０−１７４７４９号公報、同６０−１７５０５２号公報等参照）、シラザン誘導体（米国特許第４，９５０，９５０号明細書）、ポリシラン系（特開平２−２０４９９６号公報）、アニリン系共重合体（特開平２−２８２２６３号公報）、特開平１−２１１３９９号公報に開示されている導電性高分子オリゴマー（特にチオフェンオリゴマー）等を挙げることができる。
正孔注入層の材料としては上記のものを使用することができるが、ポルフィリン化合物（特開昭６３−２９５６９６５号公報等に開示のもの）、芳香族第三級アミン化合物及びスチリルアミン化合物（米国特許第４，１２７，４１２号明細書、特開昭５３−２７０３３号公報、同５４−５８４４５号公報、同５４−１４９６３４号公報、同５４−６４２９９号公報、同５５−７９４５０号公報、同５５−１４４２５０号公報、同５６−１１９１３２号公報、同６１−２９５５５８号公報、同６１−９８３５３号公報、同６３−２９５６９５号公報等参照）、特に芳香族第三級アミン化合物を用いることが好ましい。
また米国特許第５，０６１，５６９号に記載されている２個の縮合芳香族環を分子内に有する、例えば４，４’−ビス（Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ）ビフェニル（以下ＮＰＤと略記する）、また特開平４−３０８６８８号公報に記載されているトリフェニルアミンユニットが３つスターバースト型に連結された４，４',４''−トリス（Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ）トリフェニルアミン（以下ＭＴＤＡＴＡと略記する）等を挙げることができる。【００８６】
この他に特許‐３５７１９７７で開示されている下記一般式で表される含窒素か化合物も用いることができる。
【化６３】
2007032162.tif 000064
式中、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5及びＲ6は置換もしくは無置換のアルキル基、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アラルキル基、置換もしくは無置換の複素環基のいずれかを示す。ただし、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5及びＲ6は同じでも異なってもよい。Ｒ1とＲ2、Ｒ3とＲ4、Ｒ5とＲ6又はＲ1とＲ6、Ｒ2とＲ3、Ｒ4とＲ5が縮合環を形成していてもよい。
さらに、米国特許２００４−０１１３５４７に記載されている下記一般式の化合物も用いることができる。
【化６４】
2007032162.tif 000065
Ｒ1〜Ｒ6は置換基であり、好ましくはシアノ基、ニトロ基、スルホニル基、カルボニル基、トリフルオロメチル基、ハロゲン等の電子吸引基である。
また、ｐ型Ｓｉ、ｐ型ＳｉＣ等の無機化合物も正孔注入層の材料として使用することができる。
正孔注入、輸送層は上述した化合物を、例えば真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、ＬＢ法等の公知の方法により薄膜化することにより形成することができる。正孔注入、輸送層としての膜厚は特に制限はないが、通常は５ｎｍ〜５μｍである。この正孔注入、輸送層は正孔輸送帯域に本発明の化合物を含有していれば、上述した材料の一種又は二種以上からなる一層で構成されてもよいし、又は前記正孔注入、輸送層とは別種の化合物からなる正孔注入、輸送層を積層したものであってもよい。
また、有機半導体層は発光層への正孔注入又は電子注入を助ける層であって、１０-10Ｓ／ｃｍ以上の導電率を有するものが好適である。このような有機半導体層の材料としては、含チオフェンオリゴマーや特開平８−１９３１９１号公報に開示してある含アリールアミンオリゴマー等の導電性オリゴマー、含アリールアミンデンドリマー等の導電性デンドリマー等を用いることができる。【００８７】
次に、電子注入層・輸送層は、発光層への電子の注入を助け、発光領域まで輸送する層であって、電子移動度が大きく、また付着改善層は、この電子注入層の中で特に陰極との付着が良い材料からなる層である。
また、有機ＥＬ素子は発光した光が電極（この場合は陰極）により反射するため、直接陽極から取り出される発光と、電極による反射を経由して取り出される発光とが干渉することが知られている。この干渉効果を効率的に利用するため、電子輸送層は数ｎｍ〜数μｍの膜厚で適宜選ばれるが、特に膜厚が厚いとき、電圧上昇を避けるために、１０4〜１０6Ｖ／ｃｍの電界印加時に電子移動度が少なくとも１０-5ｃｍ2／Ｖｓ以上であることが好ましい。
電子注入層に用いられる材料としては、８−ヒドロキシキノリン又はその誘導体の金属錯体やオキサジアゾール誘導体が好適である。上記８−ヒドロキシキノリン又はその誘導体の金属錯体の具体例としては、オキシン（一般に８−キノリノール又は８−ヒドロキシキノリン）のキレートを含む金属キレートオキシノイド化合物、例えばトリス（８−キノリノラト）アルミニウムを電子注入材料として用いることができる。【００８８】
一方、オキサジアゾール誘導体としては、以下の一般式で表される電子伝達化合物が挙げられる。
【化６５】
2007032162.tif 000066
（式中、Ａｒ1、Ａｒ2、Ａｒ3、Ａｒ5、Ａｒ6、及びＡｒ9はそれぞれ置換又は無置換のアリール基を示し、それぞれ互いに同一であっても異なっていてもよい。またＡｒ4、Ａｒ7、Ａｒ8は置換又は無置換のアリーレン基を示し、それぞれ同一であっても異なっていてもよい）
ここでアリール基としてはフェニル基、ビフェニル基、アントラニル基、ペリレニル基、ピレニル基が挙げられる。また、アリーレン基としてはフェニレン基、ナフチレン基、ビフェニレン基、アントラニレン基、ペリレニレン基、ピレニレン基などが挙げられる。また、置換基としては炭素数１〜１０のアルキル基、炭素数１〜１０のアルコキシ基又はシアノ基等が挙げられる。この電子伝達化合物は薄膜形成性のものが好ましい。【００８９】
上記電子伝達性化合物の具体例としては下記のものを挙げることができる。
【化６６】
2007032162.tif 000067
さらに、電子注入層及び電子輸送層に用いられる材料として、下記一般式（Ｅ）〜（Ｊ）で表されるものも用いることができる。
【化６７】
2007032162.tif 000068
【００９０】
（一般式（Ｅ）及び（Ｆ）中、Ａ1〜Ａ3は、それぞれ独立に、窒素原子又は炭素原子である。
Ａｒ1は、置換もしくは無置換の核炭素数６〜６０のアリール基、又は置換もしくは無置換の核炭素数３〜６０のヘテロアリール基であり、Ａｒ2は、水素原子、置換もしくは無置換の核炭素数６〜６０のアリール基、置換もしくは無置換の核炭素数３〜６０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のアルコキシ基、あるいはこれらの２価の基である。ただし、Ａｒ1及びＡｒ2のいずれか一方は、置換もしくは無置換の核炭素数１０〜６０の縮合環基、又は置換もしくは無置換の核炭素数３〜６０のモノヘテロ縮合環基、あるいはこれらの２価の基である。
Ｌ1、Ｌ2及びＬは、それぞれ独立に、単結合、置換もしくは無置換の核炭素数６〜６０のアリーレン基、置換もしくは無置換の核炭素数３〜６０のヘテロアリーレン基、又は置換もしくは無置換のフルオレニレン基である。
Ｒは、水素原子、置換もしくは無置換の核炭素数６〜６０のアリール基、置換もしくは無置換の核炭素数３〜６０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は同一でも異なっていてもよく、また、隣接する複数のＲ基同士で結合して、炭素環式脂肪族環又は炭素環式芳香族環を形成していてもよい。
Ｒ1は、水素原子、置換もしくは無置換の核炭素数６〜６０のアリール基、置換もしくは無置換の核炭素数３〜６０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、置換もしくは無置換の核炭素数１〜２０のアルコキシ基、又は―Ｌ―Ａｒ1―Ａｒ2である。）で表される含窒素複素環誘導体。【００９１】
ＨＡｒ−Ｌ−Ａｒ1−Ａｒ2      （Ｇ）
（式中、ＨＡｒは、置換基を有していてもよい炭素数３〜４０の含窒素複素環であり、Ｌは、単結合、置換基を有していてもよい炭素数６〜６０のアリーレン基、置換基を有していてもよい炭素数３〜６０のヘテロアリーレン基又は置換基を有していてもよいフルオレニレン基であり、Ａｒ1は、置換基を有していてもよい炭素数６〜６０の２価の芳香族炭化水素基であり、Ａｒ2は、置換基を有していてもよい炭素数６〜６０のアリール基又は置換基を有していてもよい炭素数３〜６０のヘテロアリール基である。）で表される含窒素複素環誘導体。【００９２】
【化６８】
2007032162.tif 000069
【００９３】
（式中、Ｘ及びＹは、それぞれ独立に炭素数１〜６の飽和若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、ヒドロキシ基、置換若しくは無置換のアリール基、置換若しくは無置換のヘテロ環又はＸとＹが結合して飽和又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から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若しくは無置換の環が縮合した構造である。）で表されるシラシクロペンタジエン誘導体。【００９４】
【化６９】
2007032162.tif 000070
【００９５】
（式中、Ｒ1〜Ｒ8及びＺ2は、それぞれ独立に、水素原子、飽和もしくは不飽和の炭化水素基、芳香族炭化水素基、ヘテロ環基、置換アミノ基、置換ボリル基、アルコキシ基又はアリールオキシ基を示し、Ｘ、Ｙ及びＺ1は、それぞれ独立に、飽和もしくは不飽和の炭化水素基、芳香族炭化水素基、ヘテロ環基、置換アミノ基、アルコキシ基又はアリールオキシ基を示し、Ｚ1とＺ2の置換基は相互に結合して縮合環を形成してもよく、ｎは１〜３の整数を示し、ｎが２以上の場合、Ｚ1は異なってもよい。但し、ｎが１、Ｘ、Ｙ及びＲ2がメチル基であって、Ｒ8が、水素原子又は置換ボリル基の場合、及びｎが３でＺ1がメチル基の場合を含まない。）で表されるボラン誘導体。【００９６】
【化７０】
2007032162.tif 000071
【００９７】
［式中、Ｑ1及びＱ2は、それぞれ独立に、下記一般式（Ｋ）で示される配位子を表し、Ｌは、ハロゲン原子、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のシクロアルキル基、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複素環基、−ＯＲ1（Ｒ1は、水素原子、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のシクロアルキル基、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複素環基である。）又は−Ｏ−Ｇａ−Ｑ3（Ｑ4）（Ｑ3及びＱ4は、Ｑ1及びＱ2と同じ）で示される配位子を表す。］【００９８】
【化７１】
2007032162.tif 000072
［式中、環Ａ1及びＡ2は、置換基を有してよい互いに縮合した６員アリール環構造である。］【００９９】
この金属錯体は、ｎ型半導体としての性質が強く、電子注入能力が大きい。さらには、錯体形成時の生成エネルギーも低いために、形成した金属錯体の金属と配位子との結合性も強固になり、発光材料としての蛍光量子効率も大きくなっている。
一般式（Ｋ）の配位子を形成する環Ａ1及びＡ2の置換基の具体的な例を挙げると、塩素、臭素、ヨウ素、フッ素のハロゲン原子、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ｓ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ステアリル基、トリクロロメチル基等の置換もしくは無置換のアルキル基、フェニル基、ナフチル基、３−メチルフェニル基、３−メトキシフェニル基、３−フルオロフェニル基、３−トリクロロメチルフェニル基、３−トリフルオロメチルフェニル基、３−ニトロフェニル基等の置換もしくは無置換のアリール基、メトキシ基、ｎ−ブトキシ基、ｔ−ブトキシ基、トリクロロメトキシ基、トリフルオロエトキシ基、ペンタフルオロプロポキシ基、２，２，３，３−テトラフルオロプロポキシ基、１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロ−２−プロポキシ基、６−（パーフルオロエチル）ヘキシルオキシ基等の置換もしくは無置換のアルコキシ基、フェノキシ基、ｐ−ニトロフェノキシ基、ｐ−ｔ−ブチルフェノキシ基、３−フルオロフェノキシ基、ペンタフルオロフェニル基、３−トリフルオロメチルフェノキシ基等の置換もしくは無置換のアリールオキシ基、メチルチオ基、エチルチオ基、ｔ−ブチルチオ基、ヘキシルチオ基、オクチルチオ基、トリフルオロメチルチオ基等の置換もしくは無置換のアルキルチオ基、フェニルチオ基、ｐ−ニトロフェニルチオ基、ｐ−ｔ−ブチルフェニルチオ基、３−フルオロフェニルチオ基、ペンタフルオロフェニルチオ基、３−トリフルオロメチルフェニルチオ基等の置換もしくは無置換のアリールチオ基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、メチルアミノ基、ジエチルアミノ基、エチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジプロピルアミノ基、ジブチルアミノ基、ジフェニルアミノ基等のモノ又はジ置換アミノ基、ビス（アセトキシメチル）アミノ基、ビス（アセトキシエチル）アミノ基、ビスアセトキシプロピル）アミノ基、ビス（アセトキシブチル）アミノ基等のアシルアミノ基、水酸基、シロキシ基、アシル基、メチルカルバモイル基、ジメチルカルバモイル基、エチルカルバモイル基、ジエチルカルバモイル基、プロイピルカルバモイル基、ブチルカルバモイル基、フェニルカルバモイル基等のカルバモイル基、カルボン酸基、スルフォン酸基、イミド基、シクロペンタン基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、アントラニル基、フェナントリル基、フルオレニル基、ピレニル基等のアリール基、ピリジニル基、ピラジニル基、ピリミジニル基、ピリダジニル基、トリアジニル基、インドリニル基、キノリニル基、アクリジニル基、ピロリジニル基、ジオキサニル基、ピペリジニル基、モルフォリジニル基、ピペラジニル基、トリアチニル基、カルバゾリル基、フラニル基、チオフェニル基、オキサゾリル基、オキサジアゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、チアゾリル基、チアジアゾリル基、ベンゾチアゾリル基、トリアゾリル基、イミダゾリル基、ベンゾイミダゾリル基、プラニル基等の複素環基等がある。また、以上の置換基同士が結合してさらなる６員アリール環もしくは複素環を形成しても良い。【０１００】
本発明の有機ＥＬ素子の好ましい形態に、電子を輸送する領域又は陰極と有機層の界面領域に、還元性ドーパントを含有する素子がある。ここで、還元性ドーパントとは、電子輸送性化合物を還元ができる物質と定義される。したがって、一定の還元性を有するものであれば、様々なものが用いられ、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又は希土類金属のハロゲン化物、アルカリ金属の炭酸塩、アルカリ土類金属の炭酸塩、アルカリ金属の有機錯体、アルカリ土類金属の有機錯体、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つの物質を好適に使用することができる。
また、より具体的に、好ましい還元性ドーパントとしては、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少なくとも一つのアルカリ金属や、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少なくとも一つのアルカリ土類金属が挙げられる仕事関数が２．９ｅＶ以下のものが特に好ましい。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少なくとも一つ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が図られる。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することができ、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図られる。【０１０１】
本発明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良い。この時、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ニド、アルカリ土類金属カルコゲニド、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少なくとも一つの金属化合物を使用するのが好ましい。電子注入層がこれらのアルカリ金属カルコゲニド等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。具体的に、好ましいアルカリ金属カルコゲニドとしては、例えば、Ｌｉ2Ｏ、Ｋ2Ｏ、Ｎａ2Ｓ、Ｎａ2Ｓｅ及びＮａ2Ｏが挙げられ、好ましいアルカリ土類金属カルコゲニドとしては、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、ＣｓＦ、ＬｉＣｌ、ＫＣｌ及びＮａＣｌ等が挙げられる。また、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といったフッ化物や、フッ化物以外のハロゲン化物が挙げられる。
また、電子輸送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の少なくとも一つの元素を含む酸化物、窒化物又は酸化窒化物等の一種単独又は二種以上の組み合わせが挙げられる。また、電子輸送層を構成する無機化合物が、微結晶又は非晶質の絶縁性薄膜であることが好ましい。電子輸送層がこれらの絶縁性薄膜で構成されていれば、より均質な薄膜が形成されるために、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ニド、アルカリ土類金属カルコゲニド、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。【０１０２】
次に、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、リチウム、セシウム、マグネシウム・銀合金、アルミニウム／酸化アルミニウム、Ａｌ／Ｌｉ2Ｏ、Ａｌ／ＬｉＯ、Ａｌ／ＬｉＦ、アルミニウム・リチウム合金、インジウム、希土類金属などが挙げられる。
この陰極はこれらの電極物質を蒸着やスパッタリング等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。
ここで、発光層からの発光を陰極から取り出す場合、陰極の発光に対する透過率は１０％より大きくすることが好ましい。また、陰極としてのシート抵抗は数百Ω／□以下が好ましく、さらに、膜厚は通常１０ｎｍ〜１μｍ、好ましくは５０〜２００ｎｍである。【０１０３】
また、一般に、有機ＥＬ素子は、超薄膜に電界を印加するために、リークやショートによる画素欠陥が生じやすい。これを防止するために、一対の電極間に絶縁性の薄膜層を挿入しても良い。
絶縁層に用いられる材料としては、例えば、酸化アルミニウム、弗化リチウム、酸化リチウム、弗化セシウム、酸化セシウム、酸化マグネシウム、弗化マグネシウム、酸化カルシウム、弗化カルシウム、窒化アルミニウム、酸化チタン、酸化珪素、酸化ゲルマニウム、窒化珪素、窒化ホウ素、酸化モリブデン、酸化ルテニウム、酸化バナジウム等が挙げられる。これらの混合物や積層物を用いてもよい。【０１０４】
次に、本発明の有機ＥＬ素子を作製する方法については、例えば上記の材料及び方法により陽極、発光層、必要に応じて正孔注入層、及び必要に応じて電子注入層を形成し、最後に陰極を形成すればよい。また、陰極から陽極へ、前記と逆の順序で有機ＥＬ素子を作製することもできる。
以下、透光性基板上に、陽極／正孔注入層／発光層／電子注入層／陰極が順次設けられた構成の有機ＥＬ素子の作製例について説明する。
まず、適当な透光性基板上に、陽極材料からなる薄膜を１μｍ以下、好ましくは１０〜２００ｎｍの範囲の膜厚になるように、蒸着法あるいはスパッタリング法により形成し、陽極とする。次に、この陽極上に正孔注入層を設ける。正孔注入層の形成は、前述したように真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、ＬＢ法等の方法により行うことができるが、均質な膜が得られやすく、かつピンホールが発生しにくい等の点から真空蒸着法により形成することが好ましい。真空蒸着法により正孔注入層を形成する場合、その蒸着条件は使用する化合物（正孔注入層の材料）、目的とする正孔注入層の結晶構造や再結合構造等により異なるが、一般に蒸着源温度５０〜４５０℃、真空度１０-7〜１０-3Ｔｏｒｒ、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好ましい。【０１０５】
次に、この正孔注入層上に発光層を設ける。この発光層の形成も、本発明に係る発光材料を用いて真空蒸着法、スパッタリング、スピンコート法、キャスト法等の方法により、発光材料を薄膜化することにより形成できるが、均質な膜が得られやすく、かつピンホールが発生しにくい等の点から真空蒸着法により形成することが好ましい。真空蒸着法により発光層を形成する場合、その蒸着条件は使用する化合物により異なるが、一般的に正孔注入層の形成と同様な条件範囲の中から選択することができる。膜厚は１０〜４０ｎｍの範囲が好ましい。【０１０６】
次に、この発光層上に電子注入層を設ける。この場合にも正孔注入層、発光層と同様、均質な膜を得る必要から真空蒸着法により形成することが好ましい。蒸着条件は正孔注入層、発光層と同様の条件範囲から選択することができる。
そして、最後に陰極を積層して有機ＥＬ素子を得ることができる。陰極は金属から構成されるもので、蒸着法、スパッタリングを用いることができる。しかし、下地の有機物層を製膜時の損傷から守るためには真空蒸着法が好ましい。
以上の有機ＥＬ素子の作製は、一回の真空引きで、一貫して陽極から陰極まで作製することが好ましい。【０１０７】
本発明の有機ＥＬ素子の各層の形成方法は特に限定されない。従来公知の真空蒸着法、スピンコーティング法等による形成方法を用いることができる。本発明の有機ＥＬ素子に用いる、前記一般式（１）で示される化合物を含有する有機薄膜層は、真空蒸着法、分子線蒸着法（ＭＢＥ法）あるいは溶媒に解かした溶液のディッピング法、スピンコーティング法、キャスティング法、バーコート法、ロールコート法等の塗布法による公知の方法で形成することができる。
本発明の有機ＥＬ素子の各有機層の膜厚は特に制限されないが、ピンホール等の欠陥や、効率を良くするため、通常は数ｎｍから１μｍの範囲が好ましい。
なお、有機ＥＬ素子に直流電圧を印加する場合、陽極を＋、陰極を−の極性にして、５〜４０Ｖの電圧を印加すると発光が観測できる。また逆の極性で電圧を印加しても電流は流れず、発光は全く生じない。さらに交流電圧を印加した場合には陽極が＋、陰極が−の極性になった時のみ均一な発光が観測される。印加する交流の波形は任意でよい。
【実施例】
【０１０８】
以下、本発明の実施例を説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。なお、各例で得られた有機ＥＬ素子の評価は下記の通りである。
（１）初期性能：所定の電圧を印可し、その時の電流値を測定すると同時に、輝度計（ミノルタ社製分光輝度放射計ＣＳ−１０００）で発光輝度値とＣＩＥ１９３１色度座標を測定し評価した。
（２）寿命：特定の初期輝度で定電流駆動し、輝度の半減期、及び色度の変化で評価した。【０１０９】
実施例１
２５×７５×１．１ｍｍサイズのガラス基板上に、膜厚１３０ｎｍのインジウムスズ酸化物からなる透明電極を設けた。このガラス基板に紫外線及びオゾンを照射して洗浄したのち、真空蒸着装置にこの基板を設置した。
まず、正孔注入層として、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 ６０ｎｍの厚さに蒸着したのち、その上に正孔輸送層として、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ（４−ビフェニル）−ジアミノビフェニレン層 （以下「ＴＢＤＢ層」）を２０ｎｍの厚さに蒸着した。次いで、下記化合物（Ｈ−６３）と（Ｄ−１５７）を、重量比４０：２で同時蒸着し、厚さ４０ｎｍの発光層を形成した。
次に、電子注入層として、トリス（８−ヒドロキシキノリナト）アルミニウムを２０ｎｍの厚さに蒸着した。次に弗化リチウムを０．３ｎｍの厚さに蒸着し、次いでアルミニウムを１５０ｎｍの厚さに蒸着した。このアルミニウム／弗化リチウムは陰極として働く。このようにして有機EL素子を作製した。
次に、この素子に通電試験を行ったところ、電圧６．２V、電流密度１０ｍＡ／ｃｍ2にて６５０ｃｄ／ｍ2の青色発光が得られた。
また、初期輝度１０００ｃｄ／ｍ2で直流の連続通電試験を行ったところ、半減寿命は１７８００時間であった。素子評価の結果を表１にまとめた。
【化７２】
2007032162.tif 000073
【０１１０】
実施例２〜９
実施例１において（Ｈ−６３）、（Ｄ−１５７）のかわりに表１に記載の発光材料を用いた以外は実施例１と同様に有機ＥＬ素子を作成した。
素子評価の結果を表１にまとめた。
【化７３】
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【０１１１】
比較例１、２
実施例１において、（Ｈ−６３）の代わりに、下記比較化合物−１、２を用いた以外は実施例１と同様に有機ＥＬ素子を作製した。
素子評価の結果を表１にまとめた。
実施例１と比較例１を比べると、無置換のドーパント化合物を用いても、本発明のように特定の構造を持つピレン系誘導体を用いると、長寿命な青色発光素子が得られることが判明した。
【化７４】
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【０１１２】
比較例３
２５×７５×１．１ｍｍサイズのガラス基板上に、膜厚１３０ｎｍのインジウムスズ酸化物からなる透明電極を設けた。このガラス基板に紫外線及びオゾンを照射して洗浄したのち、真空蒸着装置にこの基板を設置した。
まず、正孔注入層として、ＴＰＤ２３２を ６０ｎｍの厚さに蒸着したのち、その上に正孔輸送層として、ＴＢＤＢを２０ｎｍの厚さに蒸着した。次いで、ＴＢＤＢと上記化合物（Ｈ−６３）を、重量比１：１で同時蒸着し、厚さ４０ｎｍの発光層を形成し、更に、上記化合物（Ｈ−６３）を２０ｎｍの厚さに蒸着した。
次に、電子注入層として、トリス（８−ヒドロキシキノリナト）アルミニウムを２０ｎｍの厚さに蒸着した。次に弗化リチウムを０．３ｎｍの厚さに蒸着し、次いでアルミニウムを１５０ｎｍの厚さに蒸着した。このアルミニウム／弗化リチウムは陰極として働く。このようにして有機EL素子を作製した。素子評価の結果を表１にまとめた。【０１１３】
【表１】
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【０１１４】
実施例１０
２５×７５×１．１ｍｍサイズのガラス基板上に、膜厚８０ｎｍのインジウムスズ酸化物からなる透明電極を設けた。このガラス基板に紫外線及びオゾンを照射して洗浄したのち、真空蒸着装置にこの基板を設置した。
まず、正孔注入層として、４，４’−ビス（Ｎ，Ｎ−ジ−（３−トリル）−４−アミノフェニル）−４’’−  フェニルトリフェニルアミンを ６０ｎｍの厚さに蒸着したのち、その上に正孔輸送層として、Ｎ’，Ｎ’’−ビス［４−（ジフェニルアミノ）フェニル］−Ｎ’，Ｎ’’−ジフェニルビフェニル−４，４’−ジアミンを２０ｎｍの厚さに蒸着した。次いで、上記 化合物（Ｈ−６３）と（Ｄ−１００）を、重量比４０：３で同時蒸着し、厚さ４０ｎｍの発光層を形成した。
次に、電子注入層として、トリス（８−ヒドロキシキノリナト）アルミニウムを２０ｎｍの厚さに蒸着した。次に弗化リチウムを０．３ｎｍの厚さに蒸着し、次いでアルミニウムを１５０ｎｍの厚さに蒸着した。このアルミニウム／弗化リチウムは陰極として働く。このようにして有機EL素子を作製した。
次にこの素子に通電試験を行ったところ、電圧６．３Ｖ、電流密度１０ｍＡ／ｃｍ2にて２，０００ｃｄ／ｍ2の緑色発光が得られた。
【化７５】
2007032162.tif 000077
【０１１５】
比較例４
実施例３において、発光層を化合物（Ｄ−３８）のかわりに、３−（２’−ベンゾチアゾイル）−７−ジエチルアミノクマリンを用いて有機ＥＬ素子を作製した。
この素子に通電試験を行ったところ、電圧６．５V、電流密度１０ｍＡ／ｃｍ2にて８７０ｃｄ／ｍ2の緑色発光が得られた。
実施例１０と比較例４を比べると、従来のクマリン誘導体をドーパントと用いるよりも、本発明のピレン系誘導体を用いると、高効率かつ長寿命な緑色発光素子が得られることが明らかになった。
【化７６】
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【０１１６】
実施例１１
２５×７５×１．１ｍｍサイズのガラス基板上に、膜厚１８０ｎｍのインジウムスズ酸化物からなる透明電極を設けた。このガラス基板に紫外線及びオゾンを照射して洗浄したのち、真空蒸着装置にこの基板を設置した。
まず、正孔注入層として、４，４’−ビス（Ｎ，Ｎ−ジ−（３−トリル）−４−アミノフェニル）−４’’−  フェニルトリフェニルアミンを６０ｎｍの厚さに蒸着したのち、その上に正孔輸送層としてＮ，Ｎ，Ｎ'，Ｎ'−テトラキス（４−ビフェニル）−４，４'−ベンジジンを２０ｎｍの厚さに蒸着した。次いで、上記化合物（Ｈ−６３）と（Ｄ−２４０）を、重量比４０：１０で同時蒸着し、厚さ４０ｎｍの発光層を形成した。
次に、電子注入層として、トリス（８−ヒドロキシキノリナト）アルミニウムを２０ｎｍの厚さに蒸着した。次に弗化リチウムを０．３ｎｍの厚さに蒸着し、次いでアルミニウムを１５０ｎｍの厚さに蒸着した。このアルミニウム／弗化リチウムは陰極として働く。このようにして有機EL素子を作製した。
次にこの素子に通電試験を行ったところ、電圧７．８Ｖ、電流密度１０ｍＡ／ｃｍ2にて４９０ｃｄ／ｍ2の赤色発光が得られた。
【化７７】
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【０１１７】
比較例５
実施例１１において、発光層を化合物Ｄ−２４０のかわりに、４−ジシアノメチレン−６−ジュロリジノスチリル−２−ｔ−ブチル−４Ｈ−ピラン（ＤＣＪＴＢ）を用いて有機ＥＬ素子を作製した。
この素子に通電試験を行ったところ、電圧８．５Ｖ、電流密度１０ｍＡ／ｃｍ2にて３００ｃｄ／ｍ2の赤色発光が得られた。
実施例６と比較例４を比べると、従来のＤＣＪＴＢをドーパントとして用いフルオレン化合物をホストとして用いる組合せよりも、本発明のピレン系誘導体をホストとして用い、特定の構造のドーパントを用いる組合せの方が、高効率かつ長寿命な赤色発光素子が得られることが明らかになった。
このように本発明は、特定の構造のピレン系誘導体と特定の構造のアミン化合物から発光層を形成したことにより従来よりも長寿命かつ高効率な青色発光が得られた。また、緑、赤系発光についても高効率な発光が得られた。
【産業上の利用可能性】
【０１１８】
以上詳細に説明したように、特定のピレン系誘導体とアミン化合物を発光材料として利用した本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、色純度が高く、耐熱性に優れ、寿命が長く、かつ高効率な、青、緑及び赤色系発光が得られる。
本発明の有機ＥＬ素子は、壁掛けテレビのフラットパネルディスプレイ等の平面発光体、複写機、プリンター、液晶ディスプレイのバックライト又は計器類等の光源、表示板、標識灯等に利用できる。
【国際調査報告】
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