(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
陽極と陰極との間に少なくとも発光層及び一層又は複数層の有機薄膜を有する有機エレクトロルミネッセンス素子において、該有機薄膜層が前記発光層と前記陰極との間に形成され、且つ該有機薄膜層が下記化学式１、２又は３で表される化合物を含有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化１】
0003977011.tif 000011
【化２】
0003977011.tif 000012
【化３】
0003977011.tif 000013
【請求項２】
発光層と陰極との界面に前記化学式１、２又は３で表される化合物を含有する請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項３】
少なくとも発光層と電子輸送層を有し、発光層と電子輸送層の界面に前記化学式１、２又は３で表される化合物を含有する請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項４】
少なくとも陽極、発光帯域及び陰極を含んでなり、該発光帯域は一層又は複数層の有機薄膜層から形成される有機エレクトロルミネッセンス素子において、該発光帯域は陽極に隣接し、発光帯域と陰極との界面に前記化学式１、２又は３で表される化合物を含有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項５】
少なくとも陽極、発光帯域、電子輸送層及び陰極を含んでなり、電子輸送層と陰極との界面に前記化学式１、２又は３で表される化合物を含有する請求項４に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項６】
陽極と陰極との間に少なくとも発光層及び一層又は複数層の有機薄膜を有する有機エレクトロルミネッセンス素子において、該有機薄膜層が前記化学式１、２又は３で表される化合物と金属との混合物を含有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項７】
発光層と陰極との界面に前記化学式１、２又は３で表される化合物と金属との混合物を含有する請求項６に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項８】
少なくとも発光層と電子輸送層を有し、電子輸送層と陰極との界面に前記化学式１、２又は３で表される化合物と金属との混合物を含有する請求項６に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項９】
少なくとも陽極、発光帯域及び陰極を含んでなり、該発光帯域は一層又は複数層の有機薄膜層から形成される有機エレクトロルミネッセンス素子において、該発光帯域は陽極に隣接し、該発光帯域と陰極との界面に前記化学式１、２又は３で表される化合物と金属との混合物を含有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１０】
少なくとも陽極、発光帯域、電子輸送層及び陰極を含んでなり、電子輸送層と陰極との界面に前記化学式１、２又は３で表される化合物と金属との混合物を含有する請求項９に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１１】
前記金属が、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｆｒのアルカリ金属、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｒａのアルカリ土類金属及びＡｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｔｌからなる群より選ばれる少なくとも１種である請求項６〜１０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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発光特性に優れた有機エレクトロルミネッセンス（以下有機ＥＬとする）素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
有機ＥＬ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との再結合エネルギーによって、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。
【０００３】
イーストマン・コダック社のＣ．Ｗ．Ｔａｎｇら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  など）がなされて以来、有機材料を構成材料とする有機エレクトロルミネッセンス素子に関する研究が盛んに行われている。
【０００４】
Ｔａｎｇらは、積層構造の有機ＥＬ素子の発光層としてトリス（８−キノリノール）アルミニウムを、正孔輸送層としてトリフェニルジアミン誘導体を用いている。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こ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２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、これまでに、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。
【０００５】
前記正孔輸送層に用いられる正孔輸送性材料としては、例えば、スターバースト分子である４，４’，４’’−トリス（３−メチルフェニルフェニルアミノ）トリフェニルアミンやＮ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミン等のトリフェニルアミン誘導体や芳香族ジアミン誘導体が、特開平８−２０７７１号公報、特開平８−４０９９５号公報、特開平８−４０９９７号公報、特開平８−５３３９７号公報及び特開平８−８７１２２号公報等に開示されている。
【０００６】
前記電子輸送層に用いられる電子輸送性材料としては、例えば、オキサジアゾール誘導体やトリアゾール誘導体等がよく知られている。また、前記発光層に用いられる発光材料としては、例えば、トリス（８−キノリノラート）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及びオキサジアゾール誘導体等の発光材料が知られている。そして、これら発光材料によって、青色から赤色までの可視領域の発光が得られることが、特開平８−２３９６５５号公報、特開平７−１３８５６１号公報及び特開平３−２００８８９号公報等に報告されており、カラー表示素子の実現が期待されている。
【０００７】
近年、高輝度・高効率な有機ＥＬ素子が開示あるいは報告されている。しかしながら、高輝度・高効率な有機ＥＬ素子においては、発光層のみならず電子輸送層中の材料からの発光が観測される場合が多く、カラー表示素子、特に青色発光素子においては、これまで純青色発光を示す発光材料はいくつか報告されているものの、これらを発光層として作製した有機ＥＬ素子では、発光材料からのＥＬ発光に電子輸送層からの発光が重なり、結果として青色発光が得られないという問題があった。
【０００８】
また、素子の性能向上のためには電荷の注入特性の向上が必要であり、注入特性に優れた材料の開発が求められている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、高効率かつ良好な色純度を有する青色の有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することにある。
【００１０】
本発明の別の目的は、電子注入特性に優れた材料を用いた有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明に従って、陽極と陰極との間に少なくとも発光層及び一層又は複数層の有機薄膜を有する有機エレクトロルミネッセンス素子において、該有機薄膜層が下記一般式［Ｉ］、［ＩＩ］又は［ＩＩＩ］で表される化合物、又は該化合物と金属との混合物を含有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子が提供される。
【００１２】
また、本発明に従って、少なくとも陽極、発光帯域及び陰極を含んでなり、該発光帯域は一層又は複数層の有機薄膜層から形成される有機エレクトロルミネッセンス素子において、該発光帯域は陽極に隣接し、発光帯域と陰極との界面に一般式［Ｉ］、［ＩＩ］又は［ＩＩＩ］で表される化合物、又は該化合物と金属との混合物を含有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子が提供される。
【００１３】
【化２】
0003977011.tif 000002
【００１４】
式［Ｉ］において、Ｘは縮合多環式炭化水素化合物を除くｎ価の連結有機基（ｎは２〜４の整数）を示し、Ａはそれぞれ独立に式［ＩＶ］で表されるｎ個の置換もしくは無置換のポリフェニレン基（ａは０〜１８の整数）、また、Ｘがベンゼン環の場合は、Ａはそれぞれ独立に式［ＩＶ］で表されるｎが３又は４の置換もしくは無置換のポリフェニレン基（ａは０〜１８の整数）、また、Ｘがビニレン基の場合は、Ａはそれぞれ独立に式［ＩＶ］で表されるｎが２の置換もしくは無置換のポリフェニレン基（ａは１〜１８の整数）を示す。また、式［ＩＩ］において、Ａ1及びＡ2はそれぞれ独立に式［ＩＶ］で表される置換もしくは無置換のポリフェニレン基を示す。また、式［ＩＩＩ］において、Ｂ1及びＢ2はそれぞれ独立に式［Ｉ］で表される基を示す。
【００１５】
本発明に用いられる式［Ｉ］のＸは、非環式炭化水素、単環式炭化水素、橋かけ環式炭化水素、スピロ炭化水素又は環集合炭化水素から水素原子を２〜４個を除いた２価〜４価の連結有機基が好ましく、特には、シクロヘキサン、アダマンタン又はベンゼンから水素原子を２〜４個を除いた２価〜４価の連結有機基が好ましい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１７】
本発明者は鋭意検討した結果、陽極と陰極間に少なくとも発光層、電子輸送層を有する有機ＥＬ素子において、発光層と電子輸送層との間にポリフェニレンユニットを有する特定の化合物からなる中間層を挿入することにより電子輸送層からの発光を抑制することができることを見出した。これを用いることにより電子輸送層を含有しない単層型素子の作製が可能となり発光層のみからの青色発光が得られることを見出し本発明に至った。
【００１８】
また、このアリーレンポリフェニレンユニットを有する特定の化合物を金属でドープした層が電子輸送特性を有し、発光層又は電子輸送層に混合することにより素子性能が向上することを見出し本発明に至った。
【００１９】
つまり本発明は、発光層と電子輸送層との界面部の中間層に含有されるポリフェニレンユニットを複数結合（直鎖状ではなく）させることによって、直鎖状で起こり易い結晶化を制御したものであり、また、単なる直鎖状のものに、縮合多環式炭化水素化合物以外の連結有機基や、分岐構造を導入することで結晶化を抑制するものである。
【００２０】
本発明における一般式[ＩＶ]で表されるＡは、置換もしくは無置換のポリフェニレン基である。この基が有してもよい置換基としては、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、カルボニル基、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ルケニル基、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ルコキシ基、置換もしくは無置換のアリールオキシ基、置換もしくは無置換のアルコキカルボニル基及び置換もしくは無置換のアミノ基が挙げられる。
【００２１】
置換もしくは無置換のアルキル基としては、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−ブチル基及び１，２，３−トリニトロプロピル基等が挙げられる。
【００２２】
置換もしくは無置換の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、１，２−ジフェニルビニル基、１−メチルアリル基、１，１−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−ブテニル基及び３−フェニル−１−ブテニル基等が挙げられる。
【００２３】
置換もしくは無置換の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、シクロヘキシル基及び４−メチルシクロヘキシル基等が挙げられる。
【００２４】
置換もしくは無置換のアルコキシ基は、−ＯＹで表される基であり、Ｙとしては、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−ブチル基及び１，２，３−トリニトロプロピル基等が挙げられる。
【００２５】
置換もしくは無置換のアリールオキシ基は、−ＯＺと表され、Ｚ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−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、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、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、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、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、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、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−インドリル及び４−ｔ−ブチル−３−インドリル基等が挙げられる。
【００２６】
置換もしくは無置換のアルコキシカルボニル基は−ＣＯＯＹと表され、Ｙとしては、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−ブチル基及び１，２，３−トリニトロプロピル基等が挙げられる。
【００２７】
置換もしくは無置換のアミノ基は−ＮＸ1Ｘ2と表され、Ｘ1、Ｘ2としては、それぞれ独立に、水素原子、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−ブチル基及び１，２，３−トリニトロプロピル基等が挙げられる。
【００２８】
本発明の化合物は、一般式［Ｉ］、［ＩＩ］又は［ＩＩＩ］で表される化合物である。具体的な例として以下に挙げるが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００２９】
【化３】
0003977011.tif 000003
【００３０】
【化４】
0003977011.tif 000004
【００３１】
上記本発明の化合部（１）〜（６）において、化合物（１）は式[Ｉ]で表されるＸがシクロヘキシリデン基、ｎ＝２、ａ＝２であり、化合物（２）は式[Ｉ]で表されるＸがアダマンチリデン基、ｎ＝２、ａ＝１であり、化合物（３）は式[Ｉ]で表されるＸがアダマンチリデン基、ｎ＝２、ａ＝４であり、化合物（４）は式[ＩＩ]で表されるＡ１及びＡ２が共にａ＝３であり、化合物（５）は式[ＩＩＩ]で表されるＢ１及びＢ２が共にシクロヘキシリデン基、ｎ＝２、ａ＝１であり、化合物（６）は式[Ｉ]で表されるＸがベンゼン環、ｎ＝３、ａ＝４である。
【００３２】
本発明における一般式［Ｉ］、［ＩＩ］又は［ＩＩＩ］で表される化合物との混合に用いられる金属は、該化合物との混合により電子注入性が向上するような金属であるＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ及びＦｒ等のアルカリ金属、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ及びＲａ等のアルカリ土類金属や、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ及びＴｌ等の金属が好ましい。
【００３３】
本発明の有機ＥＬ素子としては、例えば、図１に示すような、基板１、陽極２、正孔輸送層３、発光層４、中間層７、電子輸送層５及び陰極６からなる積層構造のものや、図２に示すような、基板１、陽極２、発光層４、中間層７、電子輸送層５及び陰極６からなる積層構造のもの、図３に示すような、基板１、陽極２、発光層４、中間層７及び陰極６からなる単層構造のもの等が挙げられる。中でも、図２及び図４に示すように発光層４が陽極２に隣接して配置されている積層構造の有機ＥＬ素子が、より色純度の高い発光が得られることから好ましい。
【００３４】
また、電荷注入特性の向上や絶縁破壊の抑制あるいは発光効率のを向上を目的として、弗化リチウム、弗化マグネシウム、酸化珪素、二酸化珪素及び窒化珪素等の無機の誘電体、絶縁体からなる薄膜層；有機層と電極材料又は金属との混合層；ポリアニリン、ポリアセチレン誘導体、ポリジアセチレン誘導体、ポリビニルカルバゾール誘導体及びポリパラフェニレンビニレン誘導体等の有機高分子薄膜等を、発光層４、中間層７及び電子輸送層５の各層間以外に挿入しても構わない。
【００３５】
本発明における発光層４に用いられる発光材料は、特に限定されず、通常、発光材料として使用されている化合物であれば何を使用してもよい。例えば、下記のビスジフェニルビニルビフェニル（ＢＤＰＶＢｉ）［１］、１，３−ビス（ｐ−ｔ−ブチルフェニル−１，３，４−オキサジアゾールイル）フェニル（ＯＸＤ−７）［２］、Ｎ，Ｎ’−ビス（２，５−ジ−ｔ−ブチルフェニル）ペリレンテトラカルボン酸ジイミド（ＢＰＰＣ）［３］、１，４−ビス（Ｎ−ｐ−トリル−Ｎ−４−（４−メチルスチリル）フェニルアミノ）ナフタレン[４]等の低分子発光材料や、ポリフェニレンビニレン系ポリマー等の高分子系発光材料が使用可能である。
【００３６】
【化５】
0003977011.tif 000005
【００３７】
また、発光層４には電荷輸送材料に蛍光材料をドープしたものを発光材料として用いることもできる。例えば、Ａｌｑ3等のキノリノール金属錯体に、４−ジシアノメチレン−２−メチル−６−（ｐ−ジメチルアミノスチリル）−４Ｈ−ピラン（ＤＣＭ）［５］、２，３−キナクリドン［６］等のキナクリドン誘導体 、３−（２’−ベンゾチアゾール）−７−ジエチルアミノクマリン［７］等のクマリン誘導体をドープした層；電子輸送材料であるビス（２−メチル−８−ヒドロキシキノリン）−４−フェニルフェノール−アルミニウム錯体［８］にペリレン［９］等の縮合多環芳香族をドープした層；正孔輸送材料である４，４’−ビス（ｍ−トリルフェニルアミノ）ビフェニル （ＴＰＤ）［１０］にルブレン［１１］等をドープしたもの等を用いることができる。
【００３８】
【化６】
0003977011.tif 000006
【００３９】
本発明における正孔輸送層３に用いられる正孔輸送材料は、特に限定されず、通常、正孔輸送材料として使用されている化合物であれば何を使用してもよい。例えば、ビス（ジ（ｐ−トリル）アミノフェニル）−１，１−シクロヘキサン［１２］、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ、Ｎ’−ビス（１−ナフチル）−１，１’−ビフェニル）−４，４’−ジアミン（ＮＰＢ）［１３］等のトリフェニルジアミン類；スターバースト型分子（［１４］〜［１６］等）等が挙げられる。
【００４０】
【化７】
0003977011.tif 000007
【００４１】
【化８】
0003977011.tif 000008
【００４２】
本発明における電子輸送層５に用いられる電子輸送材料は、特に限定されず、通常、電子輸送材料として使用されている化合物であれば何を使用してもよい。例えば、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（Ｂｕ−ＰＢＤ）［１７］、ＯＸＤ−７［２］等のオキサジアゾール誘導体；トリアゾール誘導体（［１８］、［１９］等）；キノリノール系の金属錯体（Ａｌｑ3、［９］、［２０］〜［２３］等）等が挙げられる。
【００４３】
【化９】
0003977011.tif 000009
【００４４】
【化１０】
0003977011.tif 000010
【００４５】
本発明の有機ＥＬ素子における陽極２は、正孔輸送層３に正孔を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ものが効果的である。本発明に用いられる陽極材料の具体例としては、酸化インジウム錫合金（ＩＴＯ）、酸化錫（ＮＥＳＡ）、金、銀、白金及び銅等が挙げられる。
【００４６】
また、陰極６は、電子輸送層５、金属ドープ層あるいは発光層４に電子を注入する役割を担うものであり、その材料としては、仕事関数の小さい材料が好ましい。陰極材料としては、特に限定されないが、具体的には、インジウム、アルミニウム、マグネシウム、マグネシウム−インジウム合金、マグネシウム−アルミニウム合金、アルミニウム−リチウム合金、アルミニウム−スカンジウム−リチウム合金又はマグネシウム−銀合金等が使用できる。
【００４７】
本発明の有機ＥＬ素子における各層の形成方法は、特に限定されない。各層の形成方法としては、従来公知の真空蒸着法又はスピンコーティング法等を用いることができる。特に、前記の化合物を含有する有機層は、真空蒸着法、分子線蒸着法（ＭＢＥ法）あるいは溶媒に溶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、バーコート法及びロールコート法等の公知の方法で形成することができる。
【００４８】
本発明における有機ＥＬ素子の発光層４、正孔輸送層３、電子輸送層５の膜厚は、特に制限されないが、一般に膜厚が薄すぎるとピンホール等の欠陥が生じ易く、逆に厚すぎると高い印加電圧が必要となり効率が悪くなるため、通常は数ｎｍ〜１μｍの範囲が好ましい。
【００４９】
【実施例】
以下、実施例をもとに、本発明を詳細に説明するが、本発明はその要旨を越えない限り、以下の実施例に限定されない。
【００５０】
（実施例１）
以下に実施例１に用いる有機ＥＬ素子の作製手順について説明する。この有機ＥＬ素子は、図１に示す断面構造を有するものである。まず、５０ｍｍ×２５ｍｍのガラス基板（ＨＯＹＡ製、ＮＡ４５、１．１ｍｍ 厚）上にＩＴＯをスパッタリングによってシート抵抗が２０Ω／□になるように製膜し、陽極とした。陽極の上に化合物[１３]を真空蒸着して５０ｎｍ膜厚の正孔輸送層を形成した。次いで化合物[４]を真空蒸着して、６０ｎｍ膜厚の発光層を形成した。次いで、発光層の上に化合物（１）を真空蒸着して、５ｎｍ膜厚の中間層を形成した。次いで、中間層の上に、化合物［１８］を真空蒸着して２５ｎｍ膜厚の電子輸送層を形成した。次に、電子輸送層の上にマグネシウム−銀合金を真空蒸着して、２００ｎｍ膜厚の陰極を形成し、有機ＥＬ素子を作製した。この有機ＥＬ素子に直流電圧を７Ｖ印加したところ、１３，０００ｃｄ／ｍ2の青色発光が得られた。
【００５１】
（実施例２）
以下に実施例２に用いる有機ＥＬ素子の作製手順について説明する。この有機ＥＬ素子は、図２に示す断面構造を有するものである。まず、５０ｍｍ×２５ｍｍのガラス基板（ＨＯＹＡ製、ＮＡ４５、１．１ｍｍ 厚）上にＩＴＯをスパッタリングによってシート抵抗が２０Ω／□になるように製膜し、陽極とした。陽極の上に化合物[４]を真空蒸着して、６０ｎｍ膜厚の発光層を形成した。次に、発光層の上に化合物（２）を真空蒸着して、５ｎｍ膜厚の中間層を形成した。次いで、中間層の上に、化合物［１８］を真空蒸着して２５ｎｍ膜厚の電子輸送層を形成した。次に、電子輸送層の上にマグネシウム−銀合金を真空蒸着して、２００ｎｍ膜厚の陰極を形成し、有機ＥＬ素子を作製した。この有機ＥＬ素子に直流電圧を７Ｖ印加したところ、１１，０００ｃｄ／ｍ2の青色発光が得られた。
【００５２】
（実施例３）
以下に実施例３に用いる有機ＥＬ素子の作製手順について説明する。この有機ＥＬ素子は、図３に示す断面構造を有するものである。まず、５０ｍｍ×２５ｍｍのガラス基板（ＨＯＹＡ製、ＮＡ４５、１．１ｍｍ 厚）上にＩＴＯをスパッタリングによってシート抵抗が２０Ω／□になるように製膜し、陽極とした。陽極の上に化合物[１３]を真空蒸着して５０ｎｍ膜厚の正孔輸送層を形成した。次いで化合物[４]を真空蒸着して、６０ｎｍ膜厚の発光層を形成した。次いで、発光層の上に化合物（４）を真空蒸着して、５ｎｍ膜厚の中間層を形成した。次に、中間層の上にマグネシウム−銀合金を真空蒸着して、２００ｎｍ膜厚の陰極を形成し、有機ＥＬ素子を作製した。この有機ＥＬ素子に直流電圧を７Ｖ印加したところ、９，０００ｃｄ／ｍ2の青色発光が得られた。
【００５３】
（実施例４）
中間層として、化合物（４）とＣｓ（サエス・ゲッター社製、Ｃｓディスペンサーを使用）を共蒸着して１５ｎｍ膜厚の金属ドープ層を形成した以外は、実施例３と同様の操作を行い有機ＥＬ素子を作製した。この有機ＥＬ素子に直流電圧を７Ｖ印加したところ、８，０００ｃｄ／ｍ2の青色発光が得られた。
【００５４】
（実施例５）
以下に実施例５に用いる有機ＥＬ素子の作製手順について説明する。この有機ＥＬ素子は、図４に示す断面構造を有するものである。まず、５０ｍｍ×２５ｍｍのガラス基板（ＨＯＹＡ製、ＮＡ４５、１．１ｍｍ厚）上にＩＴＯをスパッタリングによってシート抵抗が２０Ω／□になるように製膜し、陽極とした。陽極の上に化合物[４]を真空蒸着して、６０ｎｍ膜厚の発光層を形成した。次に、発光層の上に化合物（１）を真空蒸着して、５ｎｍ膜厚の中間層を形成した。次に、中間層の上にマグネシウム−銀合金を真空蒸着して、２００ｎｍ膜厚の陰極を形成し、有機ＥＬ素子を作製した。この有機ＥＬ素子に直流電圧を７Ｖ印加したところ、７，０００ｃｄ／ｍ2の青色発光が得られた。
【００５５】
（実施例６）
中間層として化合物（１）とＣｓ（サエス・ゲッター社製Ｃｓディスペンサーを使用）を共蒸着して１５ｎｍ膜厚の金属ドープ層を形成した以外は、実施例５と同様の操作を行い有機ＥＬ素子を作製した。この有機ＥＬ素子に直流電圧を７Ｖ印加したところ、６，０００ｃｄ／ｍ2の青色発光が得られた。
【００５６】
（実施例７）
以下に実施例７に用いる有機ＥＬ素子の作製手順について説明する。この有機ＥＬ素子は、図５に示す断面構造を有するものである。まず、５０ｍｍ×２５ｍｍのガラス基板（ＨＯＹＡ製、ＮＡ４５、１．１ｍｍ厚）上にＩＴＯをスパッタリングによってシート抵抗が２０Ω／□になるように製膜し、陽極とした。陽極の上に化合物[１３]を真空蒸着して５０ｎｍ膜厚の正孔輸送層を形成した。次いで化合物[４]を真空蒸着して、６０ｎｍ膜厚の発光層を形成した。次いで、発光層の上に、化合物［１８］を真空蒸着して２５ｎｍ膜厚の電子輸送層を形成した。次いで、電子輸送層の上に化合物（２）を真空蒸着して、５ｎｍ膜厚の中間層を形成した。次に、中間層の上にマグネシウム−銀合金を真空蒸着して、２００ｎｍ膜厚の陰極を形成し、有機ＥＬ素子を作製した。この有機ＥＬ素子に直流電圧を７Ｖ印加したところ、９，０００ｃｄ／ｍ2の青色発光が得られた。
【００５７】
（実施例８）
中間層として化合物（２）とＣｓ（サエス・ゲッター社製、Ｃｓディスペンサーを使用）を共蒸着して１５ｎｍ膜厚の金属ドープ層を形成した以外は、実施例７と同様の操作を行い有機ＥＬ素子を作製した。この有機ＥＬ素子に直流電圧を７Ｖ印加したところ、８，０００ｃｄ／ｍ2の青色発光が得られた。
【００５８】
（実施例９）
以下に実施例９に用いる有機ＥＬ素子の作製手順について説明する。この有機ＥＬ素子は、図６に示す断面構造を有するものである。まず、５０ｍｍ×２５ｍｍのガラス基板（ＨＯＹＡ製、ＮＡ４５、１．１ｍｍ厚）上にＩＴＯをスパッタリングによってシート抵抗が２０Ω／□になるように製膜し、陽極とした。陽極の上に化合物[４]を真空蒸着して、６０ｎｍ膜厚の発光層を形成した。次いで、発光層の上に、化合物［１８］を真空蒸着して２５ｎｍ膜厚の電子輸送層を形成した。次に、電子輸送層の上に化合物（１）を真空蒸着して、５ｎｍ膜厚の中間層を形成した。次に、中間層の上にマグネシウム−銀合金を真空蒸着して、２００ｎｍ膜厚の陰極を形成し、有機ＥＬ素子を作製した。この有機ＥＬ素子に直流電圧を７Ｖ印加したところ、１２，０００ｃｄ／ｍ2の青色発光が得られた。
【００５９】
（実施例１０）
中間層として化合物（１）とＣｓ（サエス・ゲッター社製、Ｃｓディスペンサーを使用）を共蒸着して１５ｎｍ膜厚の金属ドープ層を形成した以外は、実施例９と同様の操作を行い有機ＥＬ素子を作製した。この有機ＥＬ素子に直流電圧を７Ｖ印加したところ、１０，０００ｃｄ／ｍ2の青色発光が得られた。
【００６０】
（比較例１）
比較例として、発光層形成後、中間層の形成を行わず電子輸送層を形成する以外は、実施例２と同様の操作を行い有機ＥＬ素子を作製した。この有機ＥＬ素子に直流電圧を７Ｖ印加したところ、８，０００ｃｄ／ｍ2の青緑色の発光が得られた。
【００６１】
（比較例２）
比較例として、実施例４において発光層形成後、金属ドープ層の形成を行わず、化合物［１８］を真空蒸着して２５ｎｍ膜厚の電子輸送層を形成する以外は、実施例４と同様の操作を行い有機ＥＬ素子を作製した。この有機ＥＬ素子に直流電流を７Ｖ印加したところ、６，０００ｃｄ／ｍ2の青緑色の発光が得られた。
【００６２】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明のポリフェニレンユニットを有する化合物からなる層を発光層と電子輸送層との間に挿入することにより電子輸送層からの発光が抑制され、発光材料本来の青色発光が得られた。また、本発明のポリフェニレンユニットを有する化合物あるいは同化合物を金属でドープした化合物は、電子輸送性を示しこれらを発光層に混合することにより素子性能が向上し、本発明の効果は大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の一例を示す模式的断面図である。
【図２】本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の他の例を示す模式的断面図である。
【図３】本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の他の例を示す模式的断面図である。
【図４】本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の他の例を示す模式的断面図である。
【図５】本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の他の例を示す模式的断面図である。
【図６】本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の他の例を示す模式的断面図である。
【符号の説明】
１  基板
２  陽極
３  正孔輸送層
４  発光層
５  電子輸送層
６  陰極
７  界面部分（中間層）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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