(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の電極間に発光層または発光層を含む複数層の有機化合物薄層を備えた有機エレクトロルミネセンス素子において少なくとも一層が下記化学式（Ｉ）で表されるＡｌまたはＧａ錯体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センス素子;
【化１】
0004045683.tif 000043
（式中、Ｒ1、Ｒ2はそれぞれ水素原子、アルキル基、アルコキシ基またはハロゲン原子を表し、Ｒ1、Ｒ2はそれらが結合するベンゼン環とともに縮合環を形成してもよい；Ｒ3は水素原子、アルキル基、アルコキシ基またはアリール基を表す；Ｘは酸素原子、硫黄原子またはＮ−Ｒ4基を表す（Ｒ4はアルキル基、アリール基または水素原子を表す）；Ｒ’はそれぞれ置換基を有していてもよいアルキルカルボニル基、アリールカルボニル基、アルケニルカルボニル基、３−クマリンカルボニル基または１，３−ベンゾジオキソール−５−カルボニル基を表す；ＭはＡｌまたはＧａ金属を表す）。
【請求項２】
一対の電極間に発光層または発光層を含む複数層の有機化合物薄層を備えた有機エレクトロルミネセンス素子において少なくとも一層が下記化学式（ＩＩ）で表されるＡｌまたはＧａ錯体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センス素子;
【化２】
0004045683.tif 000044
（式中、Ｒ1、Ｒ2はそれぞれ水素原子、アルキル基、アルコキシ基またはハロゲン原子を表し、Ｒ1、Ｒ2はそれらが結合するベンゼン環とともに縮合環を形成してもよい；Ｒ3は水素原子、アルキル基、アルコキシ基またはアリール基を表す；Ｘは酸素原子、硫黄原子またはＮ−Ｒ4基を表す（Ｒ4は水素原子、アルキル基またはアリール基を表す）；Ｒ’’はジカルボニルポリメチレン基、ジカルボニルアリーレン基、ジカルボニルアルケニレン基、ジカルボニルアルキニレン基、ジカルボニル基、ジフェニルエーテル基、ジフェニルチオエーテル基、アリーレン基、ポリメチレン基、ジアリーレン基、ジフェニルアルキレン基、ジカルボニルアラルキレン基、ジカルボニルアルキルエーテル基、ジカルボニルアルキルチオエーテル基を表す；ＭはＡｌまたはＧａ金属を表す）。
【請求項３】
一対の電極間に発光層または発光層を含む複数層の有機化合物薄層を備えた有機エレクトロルミネセンス素子において発光層が下記化学式（Ｉ）で表されるＡｌまたはＧａ錯体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センス素子;
【化３】
0004045683.tif 000045
（式中、Ｒ1、Ｒ2はそれぞれ水素原子、アルキル基、アルコキシ基またはハロゲン原子を表し、Ｒ1、Ｒ2はそれらが結合するベンゼン環とともに縮合環を形成してもよい；Ｒ3は水素原子、アルキル基、アルコキシ基またはアリール基を表す；Ｘは酸素原子、硫黄原子またはＮ−Ｒ4基を表す（Ｒ4は水素原子、アルキル基またはアリール基を表す）；Ｒ’はそれぞれ置換基を有していてもよいアルキルカルボニル基、アリールカルボニル基、アルケニルカルボニル基、３−クマリンカルボニル基または１，３−ベンゾジオキソール−５−カルボニル基を表す；ＭはＡｌまたはＧａ金属を表す）。
【請求項４】
一対の電極間に発光層または発光層を含む複数層の有機化合物薄層を備えた有機エレクトロルミネセンス素子において発光層が下記化学式（ＩＩ）で表されるＡｌまたはＧａ錯体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センス素子;
【化４】
0004045683.tif 000046
（式中、Ｒ1、Ｒ2はそれぞれ水素原子、アルキル基、アルコキシ基またはハロゲン原子を表し、Ｒ1、Ｒ2はそれらが結合するベンゼン環とともに縮合環を形成してもよい；Ｒ3は水素原子、アルキル基、アルコキシ基またはアリール基を表す；Ｘは酸素原子、硫黄原子またはＮ−Ｒ4基を表す（Ｒ4は水素原子、アルキル基またはアリール基を表す）；Ｒ’’はジカルボニルポリメチレン基、ジカルボニルアリーレン基、ジカルボニルアルケニレン基、ジカルボニルアルキニレン基、ジカルボニル基、ジフェニルエーテル基、ジフェニルチオエーテル基、アリーレン基、ポリメチレン基、ジアリーレン基、ジフェニルアルキレン基、ジカルボニルアラルキレン基、ジカルボニルアルキルエーテル基、ジカルボニルアルキルチオエーテル基を表す；ＭはＡｌまたはＧａ金属を表す）。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一対の電極間に発光層または発光層を含む複数層の有機化合物薄層を備えた有機エレクトロルミネセンス素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、情報機器の多様化に伴って、ブラウン管（ＣＲＴ）より低消費電力で薄型の平面表示素子のニーズが高まっている。このような平面表示素子としては液晶、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ）等があるが、特に、最近は自己発光型で、表示が鮮明で視野角の広いエレクトロルミネセンス素子が注目されている。ここで、上記エレクトロルミネセンス素子は構成する材料により無機エレクトロルミネセンス素子と有機エレクトロルミネセンス素子に大別することができる。無機エレクトロルミネセンス素子は既に実用化され商品として市販されている。
【０００３】
しかしながら、上記無機エレクトロルミネセンス素子の駆動電圧は高電界の印加によって、加速された電子が発光中心に衝突して発光させるという、いわゆる衝突型励起発光であるため、１００Ｖ以上の高電圧で駆動させる必要がある。このため、周辺機器の高コスト化を招来するという課題を有していた。また、青色発光の良好な発光体がないため、フルカラーの表示ができないという課題もあった。
【０００４】
これに対して、有機エレクトロルミネセンス素子は、電極から注入された電荷（正孔および電子）が発光体中で再結合して励起子を生成し、それが発光材料の分子を励起して発光するという、いわゆる注入型発光であるため低電圧で駆動することができる。しかも、有機化合物であるため、発光材料の分子構造を容易に変更することができ、任意の発光色を得ることができる。従って、有機エレクトロルミネセンス素子はこれからの表示素子として非常に有望である。
【０００５】
ここで、有機エレクトロルミネセンス素子は正孔輸送層と電子輸送性発光層の２層を備えた素子が、ＴangとＶanSlykeによって提案された（Ｃ. Ｗ. Ｔang and Ｓ. Ａ. ＶanSlyke； Ａpp. Ｐhys .Ｌett., ５１（１９８７）９１３）。素子の構成は、ガラス基板上に形成した陰極、正孔輸送層、電子輸送性発光層、陰極であった。
【０００６】
上記素子では、正孔輸送層が陽極から電子輸送性発光層へ正孔を注入する働きをするとともに、陰極から注入された電子が正孔と再結合することなく陽極へ逃げるのを防ぎ、電子輸送性発光層内へ電子を封じ込める役割をも果たしている。このため、この正孔輸送層による電子の封じ込め効果により、従来の単層構造の素子に比べてより効率良く電子と正孔の再結合が起こり、駆動電圧の大幅な低下が可能になった。
【０００７】
また、斎藤らは、２層構造の素子において、電子輸送層だけでなく、正孔輸送層も発光層と成り得ることを示した（Ｃ．Ａdachi, Ｔ. Ｔsutsui and Ｓ. Ｓaito； Ａppl. Ｐhys. Ｌett., ５５（１９８９）１４８９）。
【０００８】
２層構成の改良として正孔輸送層と電子輸送層の間に有機発光層が挾まれた３層構造の有機エレクトロルミネセンス素子を斎藤らが提案した（Ｃ. Ａdachi,  Ｓ. Ｔokito, Ｔ. Ｔsutsui and Ｓ. Ｓaito； Ｊpn. Ｊ. Ａppl. Ｐhys., ２７（１９８８）Ｌ２６９）。これは、ガラス基板上に形成した陽極、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、陰極からなり、正孔輸送層が電子を発光層に封じ込める働きをするとともに、電子輸送層が正孔を発光層に封じ込める働きをするため発光効率がさらに向上した。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
このように有機エレクトロルミネセンス素子の発光効率を向上させるために層構成からの改良が行われてきたが、まだまだ、発光の高輝度化や高効率化が必要なのが現状である。また、有機エレクトロルミネセンス素子を長時間発光させるためには、より低電圧で低電流密度で発光させることが必要となってくる。
【００１０】
そこで、本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、高輝度で高効率な発光を呈する有機エレクトロルミネセンス素子を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、一対の電極間に発光層または発光層を含む複数層の有機化合物薄層を備えた有機エレクトロルミネセンス素子において少なくとも一層が下記化学式（Ｉ）および／または下記化学式（ＩＩ）で表されるＡｌまたはＧａ錯体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センス素子に関する；
【化５】
0004045683.tif 000002
【化６】
0004045683.tif 000003
（式中、Ｒ1、Ｒ2はそれぞれ水素原子、アルキル基、アルコキシ基またはハロゲン原子を表し、Ｒ1、Ｒ2はそれらが結合するベンゼン環とともに縮合環を形成してもよい；Ｒ3は水素原子、アルキル基、アルコキシ基またはアリール基を表す；Ｘは酸素原子、硫黄原子またはＮ−Ｒ4基を表す（Ｒ4は水素原子、アルキル基またはアリール基を表す）；Ｒ’はそれぞれ置換基を有していてもよいアルキルカルボニル基、アリールカルボニル基、アルケニルカルボニル基、３−クマリンカルボニル基または１，３−ベンゾジオキソール−５−カルボニル基を表す；Ｒ’’はジカルボニルポリメチレン基、ジカルボニルアリーレン基、ジカルボニルアルケニレン基、ジカルボニルアルキニレン基、ジカルボニル基、ジフェニルエーテル基、ジフェニルチオエーテル基、アリーレン基、ポリメチレン基、ジアリーレン基、ジフェニルアルキレン基、ジカルボニルアラルキレン基、ジカルボニルアルキルエーテル基、ジカルボニルアルキルチオエーテル基を表す；ＭはＡｌまたはＧａ金属を表す）。
【００１２】
一般式（Ｉ）または（ＩＩ）で表される特定のＡｌまたはＧａ錯体化合物は良好な青色〜黄色発光体となる。これは、一般式（Ｉ）または（ＩＩ）で表される特定の化合物の固体での蛍光の量子収率が高いためであると考えられる。また、一般式（Ｉ）または（ＩＩ）で表される特定のＡｌまたはＧａ錯体化合物は電子輸送性が良好なため、電子輸送材料として電荷輸送層に含有することができる。
【００１３】
上記式（Ｉ）および（ＩＩ）中、Ｒ1、Ｒ2はそれぞれ水素原子、アルキル基、例えばメチル基、エチル基あるいはプロピル基等、アルコキシ基、例えばメトキシ基、エトキシ基あるいはプロポキシ基等、またはハロゲン原子、例えばフッ素原子、塩素原子あるいは臭素原子等を表す。好ましくは水素原子、アルキル基またはハロゲン原子である。より好ましくは水素原子、メチル基または塩素原子である。さらにより好ましくは水素原子またはメチル基である。
【００１４】
Ｒ1、Ｒ2はそれらが結合するベンゼン環とともに縮合環、例えばナフタリン環あるいはフェナントリン環等、好ましくはナフタリン環を形成してもよい。
【００１５】
Ｒ3は水素原子、アルキル基、例えばメチル基、エチル基あるいはプロピル基等、アルコキシ基、例えばメトキシ基、エトキシ基あるいはプロポキシ基等、またはアリール基、例えばフェニル基、トリル基あるいはナフチル基等を表す。好ましくは水素原子またはアリール基である。より好ましくは水素原子またはフェニル基である。さらにより好ましくは水素原子である。
【００１６】
Ｘは酸素原子、硫黄原子またはＮ−Ｒ4基を表す。Ｒ4は水素原子、アルキル基、例えばメチル基、エチル基あるいはプロピル基等、またはアリール基、例えばフェニル基、トリル基あるいはナフチル基等を表す。好ましくは、水素原子、メチル基、フェニル基である。より好ましくは水素原子である。
【００１７】
一般式（Ｉ）中Ｒ’はアルキルカルボニル基、例えばメチルカルボニル基、エチルカルボニル基、プロピルカルボニル基、ｎ−ブチルカルボニル基あるいはｔ−ブチルカルボニル基等、アリールカルボニル基、例えばフェニルカルボニル基、ジフェニルカルボニル基あるいはナフチルカルボニル基等、アルケニルカルボニル基、例えばビニルカルボニル基等、３−クマリンカルボニル基、１，３−ベンゾジオキソール−５−カルボニル基、フェノキシフェニル基、フェニルチオフェニル基、アリール基、例えばフェニル基、ジフェニル基あるいはナフチル基等、複素環式基、例えばピリミジル基、ピリジル基、チエニル基、フリル基、オキサジアゾール基、ベンゾオキサゾリル基、ジチエニル基を表す。好ましいものは、アルキルカルボニル基、アリールカルボニル基、フェノキシフェニル基、アリール基、複素環式基、３−クマリンカルボニル基または１，３−ベンゾジオキソール−５−カルボニル基である。より好ましくは、フェニル基、ジフェニル基、フェノキシフェニル基、ナフチル基、メチルカルボニル基、ｔ−ブチルカルボニル基、フェニルカルボニル基、３−クマリンカルボニル基または１，３−ベンゾジオキソール−５−カルボニル基である。さらにより好ましくは、フェニル基、ジフェニル基、メチルカルボニル基またはフェニルカルボニル基である。これらの基は置換基、例えばメチル基、エチル基、プロピル基あるいはブチル基等のアルキル基、フッ素原子、塩素原子あるいは臭素原子等のハロゲン原子、メトキシ基、エトキシ基あるいはプロポキシ基等のアルコキシ基、フルオロアルキル基、例えばトリフルオロメチル基等、複素環式基、例えば置換基を有していてもよいオキサジアゾール基またはニトロ基等を有していてもよい。好ましい置換基は塩素原子、メチル基、ｔ−ブチル基、フルオロメチル基、メトキシ基または置換基を有していてもよいオキサジアゾール基である。より好ましい置換基はメチル基またはトリフルオロメチル基である。
【００１８】
ＭはＡｌまたはＧａ金属を表す。
【００１９】
一般式（ＩＩ）中、Ｒ1〜Ｒ4は一般式（Ｉ）のそれと同義の基を意味するが、最も好ましくはＲ1〜Ｒ4は水素原子である。
【００２０】
一般式（ＩＩ）中、Ｒ’’はジカルボニルメチレン基、ジカルボニルエチレン基、ジカルボニルプロピレン基あるいはジカルボニルブチレン基等のジカルボニルポリメチレン基、（ｏ−、ｍ−、ｐ−）ジカルボニルフェニレン基、ジカルボニルビフェニレン基あるいはジカルボニルナフタレン基等のジカルボニルアリーレン基、ジカルボニルビニレン基、ジカルボニルブタジエン基あるいはジカルボニルペンタジエン基等のジカルボニルアルケニレン基、ジカルボニルエチン基、ジカルボニルブタンジイン基あるいはジカルボニルペンタジイン基等のジカルボニルアルキニレン基、ジカルボニル基、ジフェニルエーテル基、ジフェニルチオエーテル基、（ｏ−、ｍ−、ｐ−）フェニレン基等のアリーレン基、メチレン基、エチレン基、プロピレン基等のポリメチレン基、ジフェニレン等のジアリーレン基、ジフェニルメチレン基、ジフェニルエチレン基あるいはジフェニルプロピレン基等のジフェニルアルキレン基、（ｏ−、ｍ−、ｐ−）ジカルボニルキシリレン基等のジカルボニルアラルキレン基、ジカルボニルメチルエーテル基、ジカルボニルエチルエーテル基等のジカルボニルアルキルエーテル基、ジカルボニルメチルチオエーテル基等のジカルボニルアルキルチオエーテル基を表す。好ましくは、ジカルボニルポリメチレン基、ジカルボニルアリーレン基、ジカルボニルアルケニレン基、ジフェニルエーテル基、アリーレン基、ジカルボニル基である。より好ましくは、ジカルボニルエチレン基、ジカルボニルエテニレン基、ジカルボニルプロピレン基、ジカルボニルビフェニレン基、ジカルボニルフェニレン基、ジフェニルエーテル基、ジカルボニル基、ジフェニレン基である。さらにより好ましくはジカルボニルエチレン基、ジカルボニルエテニレン基またはジカルボニル基である。
【００２１】
本発明において使用する一般式（Ｉ）または（ＩＩ）で表されるＡｌまたはＧａ錯体化合物としては、より具体的には以下のものが挙げられる。下記化合物は、本発明で使用する一般式（Ｉ）または（ＩＩ）で表される化合物をそれらのものに限定する意図で例示するものではない。
【００２２】
【化７】
0004045683.tif 000004
【００２３】
【化８】
0004045683.tif 000005
【００２４】
【化９】
0004045683.tif 000006
【００２５】
【化１０】
0004045683.tif 000007
【００２６】
【化１１】
0004045683.tif 000008
【００２７】
【化１２】
0004045683.tif 000009
【００２８】
【化１３】
0004045683.tif 000010
【００２９】
【化１４】
0004045683.tif 000011
【００３０】
【化１５】
0004045683.tif 000012
【００３１】
【化１６】
0004045683.tif 000013
【００３２】
【化１７】
0004045683.tif 000014
【００３３】
【化１８】
0004045683.tif 000015
【００３４】
【化１９】
0004045683.tif 000016
【００３５】
【化２０】
0004045683.tif 000017
【００３６】
【化２１】
0004045683.tif 000018
【００３７】
【化２２】
0004045683.tif 000019
【００３８】
【化２３】
0004045683.tif 000020
【００３９】
【化２４】
0004045683.tif 000021
【００４０】
【化２５】
0004045683.tif 000022
【００４１】
【化２６】
0004045683.tif 000023
【００４２】
【化２７】
0004045683.tif 000024
【００４３】
【化２８】
0004045683.tif 000025
【００４４】
【化２９】
0004045683.tif 000026
【００４５】
【化３０】
0004045683.tif 000027
【００４６】
【化３１】
0004045683.tif 000028
【００４７】
【化３２】
0004045683.tif 000029
【００４８】
【化３３】
0004045683.tif 000030
【００４９】
【化３４】
0004045683.tif 000031
【００５０】
【化３５】
0004045683.tif 000032
【００５１】
【化３６】
0004045683.tif 000033
【００５２】
なお、一般式（ＩＩ）の各具体例においては、簡単のため化学式を途中で折り返した状態で記載してある。例えば、化合物（１７）、化合物（６８）は正確にはそれぞれ下記の化学式となる。
【化３７】
0004045683.tif 000034
【化３８】
0004045683.tif 000035
【００５３】
本発明で使用される一般式（Ｉ）または（ＩＩ）で表されるＡｌまたはＧａ錯体化合物は公知の方法で容易に製造することができる。例えば、一般式（Ｉ）で表される錯体化合物は以下に示すように、一般式（III）で表される錯体化合物を一旦形成させ、その後、一般式（IＶ）で表される化合物と反応させることによって製造することができる。また一般式（ＩＩ）で表される錯体化合物は以下に示すように、一般式（III）で表される錯体化合物を一旦形成させ、その後、一般式（Ｖ）で表される化合物と反応させることによって製造することができる。
【化３９】
0004045683.tif 000036
（式中、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｘ、Ｍは式（Ｉ）または式（ＩＩ）と同意義のものを表す；Ｙはアルコキシル基、ハロゲン原子、ヒドロキシル基またはイオン性基を表す；Ｒ’は式（Ｉ）と同意義のものを表す；Ｒ’’は式（ＩＩ）と同意義のものを表す）。式（Ｉ）および式（ＩＩ）で示される錯体化合物を混合して用いてもよい。
【００５４】
図１〜図４に本発明による有機エレクトロルミネセンス素子を模式的に示した。図１中、（１）は陽極であり、その上に、正孔注入輸送層（２）と有機発光層（３）および陰極（４）が順次積層された構成をとっており、有機発光層（３）に上記一般式（Ｉ）または一般式（ＩＩ）で表されるＡｌまたはＧａ錯体化合物を含有する。
【００５５】
図２において、（１）は陽極であり、その上に、正孔注入輸送層（２）と有機発光層（３）、電子注入輸送層（５）および陰極（４）が順次積層された構成をとっており、有機発光層（３）または／および電子注入輸送層（５）に上記一般式（Ｉ）または一般式（ＩＩ）で表されるＡｌまたはＧａ錯体化合物を含有する。
【００５６】
図３において、（１）は陽極であり、その上に、有機発光層（３）と電子注入輸送層（５）および陰極（４）が順次積層された構成をとっており、有機発光層（３）または／および電子注入輸送層（５）に上記一般式（Ｉ）または一般式（ＩＩ）で表されるＡｌまたはＧａ錯体化合物を含有する。
【００５７】
図４において、（１）は陽極であり、その上に、有機発光層（３）および陰極（４）が順次積層された構成をとっており、該有機発光層に有機発光材料（６）と電荷輸送材料（７）が含まれており、該有機発光材料または電荷輸送材料に上記一般式（Ｉ）または一般式（ＩＩ）で表されるＡｌまたはＧａ錯体化合物を使用する。
【００５８】
上記構成の有機エレクトロルミネセンス素子は陽極（１）と陰極（４）がリード線（８）により接続され、陽極（１）と陰極（４）に電圧を印加することにより有機発光層（３）が発光する。
【００５９】
有機エレクトロルミネセンス素子の陽極（１）として使用される導電性物質としては、４ｅＶよりも大きい仕事関数をもつものがよく、炭素、アルミニウム、バナジウム、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、タングステン、銀、錫、金などおよびそれらの合金、酸化錫、酸化インジウム、酸化アンチモン、酸化亜鉛、酸化ジルコニウムおよびそれらの複合酸化物などの導電性金属化合物が用いられる。
【００６０】
陰極（４）を形成する金属としては、４ｅＶよりも小さい仕事関数を持つものがよく、マグネシウム、カルシウム、チタニウム、イットリウム、リチウム、ガドリニウム、イッテルビウム、ルテニウム、マンガン、それらの合金、およびそれらと他の金属との合金が用いられる。
【００６１】
有機エレクトロルミネセンス素子においては、発光が見られるように、少なくとも陽極（１）あるいは陰極（４）は透明電極にする必要がある。この際、陰極に透明電極を使用すると、透明性が損なわれやすいので、陽極を透明電極にすることが好ましい。
【００６２】
透明電極を形成する場合、透明基板上に、上記したような導電性物質を用い、スパッタリング等の手段やゾルゲル法あるいは樹脂等に分散させて塗布する等の手段を用いて、所望の透光性と導電性が確保されるように形成すればよい。
【００６３】
透明基板としては適度の強度を有し、有機エレクトロルミネセンス素子作製時、蒸着等による熱に悪影響を受けず、透明なものであれば特に限定されないが、係るものを例示すると、ガラス基板、透明な樹脂、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエーテルサルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエステル等を使用することも可能である。ガラス基板上に透明電極が形成されたものとしては、ＩＴＯ、ＮＥＳＡ等の市販品が知られているが、これらを使用してもよい。
【００６４】
上記電極を用いて図２の構成の有機エレクトロルミネセンス素子の作製を例示的に説明する。図２においては上記した陽極（１）上に正孔注入輸送層（２）が形成された構成をしている。正孔注入輸送層（２）は、正孔輸送材料を蒸着して形成してもよいし、正孔輸送材料を溶解した溶液や適当な樹脂とともに、溶解した液をディップコートやスピンコートして形成してもよい。
【００６５】
蒸着法で形成する場合、その厚さは、通常１〜５００ｎｍであり、塗布法で形成する場合は、５〜１０００ｎｍ程度に形成すればよい。形成する膜厚が厚いほど発光させるための印加電圧を高くする必要があり、発光効率が悪く有機エレクトロルミネセンス素子の劣化を招きやすい。また、膜厚が薄くなると発光効率はよくなるが、ブレイクダウンしやすくなり、有機エレクトロルミネセンス素子の寿命が短くなりやすい。
【００６６】
正孔注入輸送層に用いられる正孔輸送材料としては、公知のものが使用可能で、例えばＮ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−１，１’−ジフェニル−４，４’−ジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（４−メチルフェニル）−１，１’−ジフェニル−４，４’−ジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（１−ナフチル）−１，１’−ジフェニル−４，４’−ジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（２−ナフチル）−１，１’−ジフェニル−４，４’−ジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（４−メチルフェニル）−１，１’−ジフェニル−４，４’−ジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（４−メチルフェニル）−１，１’−ビス（３−メチルフェニル）−４，４’−ジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−１，１’−ビス（３−メチルフェニル）−４，４’−ジアミン、Ｎ，Ｎ’−ビス（Ｎ−カルバゾリル）−１，１’−ジフェニル−４，４’−ジアミン、４，４’，４”−トリス（Ｎ−カルバゾリル）トリフェニルアミン、Ｎ，Ｎ’，Ｎ”−トリフェニル−Ｎ，Ｎ’，Ｎ”−トリス（３−メチルフェニル）−１，３，５−トリ（４−アミノフェニル）ベンゼン、４，４’，４”−トリス〔Ｎ，Ｎ’，Ｎ”−トリフェニル−Ｎ，Ｎ’，Ｎ”−トリス（３−メチルフェニル）〕トリフェニルアミン、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（４−メチルフェニル）−１，１’−ビス（３−メチルフェニル）−４，４’−ジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（４−メチルフェニル）−１，１’−ビス（３−メチルフェニル）−４，４’−ジアミンなどを挙げることができる。これらのものは２種以上を混合して使用してもよい。
【００６７】
次に、正孔注入輸送層（２）の上に有機発光層（３）を形成する。有機発光層は上記一般式（Ｉ）または一般式（ＩＩ）で表されるＡｌまたはＧａ錯体化合物を含有する。あるいは、後述する電子注入輸送層（５）に上記一般式（Ｉ）または一般式（ＩＩ）で表される錯体化合物が用いられる場合は、有機発光層（３）には必ずしもこれらの錯体化合物を含有しなくてよく、従来公知の有機発光材料を用いて有機発光層を形成してもよい。
【００６８】
有機発光層は一般式（Ｉ）または一般式（ＩＩ）で表されるＡｌまたはＧａ錯体化合物の単層構成でもよいし、発光の色、発光の強度等の特性を調整するために、多層構成としてもよい。また、２種以上の発光物質を混合したり、発光層に他の発光物質をドープしてもよい。
【００６９】
有機発光層（３）は、一般式（Ｉ）または一般式（ＩＩ）で表されるＡｌまたはＧａ錯体化合物を蒸着して形成してもよいし、該発光物質を溶解した溶液や適当な樹脂とともに、溶解した液をディップコートやスピンコートして形成してもよい。
【００７０】
蒸着法で形成する場合、その厚さは、通常１〜５００ｎｍであり、塗布法で形成する場合は、５〜１０００ｎｍ程度に形成すればよい。形成する膜厚が厚いほど発光させるための印加電圧を高くする必要があり、発光効率が悪く、電界発光素子の劣化を招きやすい。また、膜厚が薄くなると発光効率はよくなるが、ブレイクダウンしやすくなり、電界発光素子の寿命が短くなる。
【００７１】
有機発光層（３）の上に電子注入輸送層（５）を形成する。電子注入輸送層に使用される電子輸送材料としては、公知のものが使用可能で、例えば、２−（４−ビフェニルイル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール、２−（１−ナフチル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール、１，４−ビス｛２−〔５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾリル〕｝ベンゼン、１，３−ビス｛２−〔５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾリル〕｝ベンゼン、４，４’−ビス｛２−〔５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾリル〕｝ビフェニル、２−（４−ビフェニルイル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−チアジアゾール、２−（１−ナフチル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−チアジアゾール、１，４−ビス｛２−〔５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−チアジアゾリル〕｝ベンゼン、１，３−ビス｛２−〔５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−チアジアゾリル〕｝ベンゼン、４，４’−ビス｛２−〔５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−チアジアゾリル〕｝ビフェニル、３−（４−ビフェニルイル）−４−フェニル−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，２，４−トリアゾール、３−（１−ナフチル）−４−フェニル−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，２，４−トリアゾール、１，４−ビス｛３−〔４−フェニル−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，２，４−トリアゾリル〕｝ベンゼン、１，３−ビス｛２−〔４−フェニル−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−トリアゾリル〕｝ベンゼン、４，４’−ビス｛２−〔４−フェニル−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−トリアゾリル〕｝ビフェニル、１，３，５−トリス｛２−〔５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾリル〕｝ベンゼンなどが挙げることができる。これらのものは、２種以上を混合して使用してもよい。
【００７２】
また、電子注入輸送層として本発明の一般式（Ｉ）または（ＩＩ）で表されるＡｌまたはＧａ錯体化合物を単独で用いてもよいし、他のものと混合して使用してもよい。
【００７３】
次に、電子注入輸送層（５）の上に、前記した陰極（４）を形成し、有機エレクトロルミネセンス素子とする。
【００７４】
以上、陽極（１）上に正孔注入輸送層（２）、有機発光層（３）および電子注入輸送層（５）、陰極（４）を順次積層して有機エレクトロルミネセンス素子を作製する場合について説明したが、陽極（１）上に有機発光層（３）、電子輸送層（５）および陰極（４）を順次積層したり（図３）、陰極（４）上に、電子注入輸送層（５）、有機発光層（３）および陽極（１）を順次積層したり、陽極（１）上に正孔注入輸送層（２）、有機発光層（３）および陰極（４）を順次積層したり（図１）、陰極（４）上に電子注入輸送層（５）、有機発光層（３）および正孔注入輸送層（２）、陽極（１）を順次積層したりしてももちろん構わない。いずれの場合も図２について説明したのと同様にして各層を順次形成すればよい。さらに、正孔注入輸送層は、正孔注入機能と正孔輸送機能を分離して、正孔注入層と正孔輸送層の２層構成としても良い。電子注入輸送層も、電子注入機能と電子輸送機能を分離して、電子注入層と電子輸送層の２層構成としても良い。
【００７５】
図４に示したような単層構成の有機発光層を形成するためには、有機発光材料と電荷輸送材料とを共蒸着法により混合形成してもよいし、有機発光材料と電荷輸送材料とを溶解した溶液や適当な樹脂とともに溶解した液を用いてディップコートやスピンコートすることにより形成してもよい。電荷輸送材料としては上述した電子輸送材料または正孔輸送材料が用いられ、これらは混合して用いてもよいし、同じ輸送性の材料を２種以上混合して用いてもよい。蒸着法で有機発光層を形成する場合、その厚さは通常５〜２００ｎｍであり、塗布法で形成する場合、１０〜５００ｎｍ程度に形成すればよい。塗布法の場合、混合して使用する樹脂としては、ポリビニルカルバゾールやポリビニルアセチレンのような光導電性樹脂を用いると特に良好な特性を得ることができる。
【００７６】
陰極と陽極にニクロム線、金線、銅線、白金線等の適当なリード線（８）を接続し、両電極間に適当な電圧（Ｖｓ）を印加することにより有機エレクトロルミネセンス素子は発光する。
【００７７】
本発明の有機エレクトロルミネセンス素子は、各種の表示装置、あるいはディスプレイ装置等に適用可能である。
【００７８】
以下に実施例を記載し、本発明を説明する。
【００７９】
合成例１  （化合物（２）の合成）
アルミニウムトリイソプロポキシド0.51ｇを無水トルエン３５ｍｌに溶解させた後、２−（2-ヒドロキシフェニル）ベンゾオキサゾール1.06ｇを無水トルエン15ｍｌに溶解させた溶液を撹拌しながら混合した。混合後、６０℃で３０分反応させた。得られた溶液にｐ−フェニルフェノール0.85ｇを無水トルエン１５ｍｌに溶解させた溶液を滴下した。６０℃で4時間撹拌を続け、その後、溶液を冷暗所に一晩放置した。
溶剤を留去して濃縮後、粗結晶を濾別した。濾別物をジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）とエタノールの混合溶媒で再結晶精製し、0.83ｇの白色結晶を得た（収率53.9％）。この結晶を分析したところ、以下の結果を得た。
【００８０】
0004045683.tif 000037
分子式の分析はＣＨＮ分析装置やＥＰＭＡを用いて行った。以下の合成例についても同様である。
【００８１】
合成例２  （化合物（３４）の合成）
アルミニウムトリイソプロポキシド0.51ｇを無水トルエン３５ｍｌに溶解させた後、２−（2-ヒドロキシフェニル）ベンゾチアゾール1.41ｇを無水トルエン15ｍｌに溶解させた溶液を撹拌しながら混合した。混合後、６０℃で３０分反応させた。得られた溶液にピバリン酸0.51ｇを無水トルエン１５ｍｌに溶解させた溶液を滴下した。６０℃で4時間撹拌を続け、その後、溶液を冷暗所に一晩放置した。
溶剤を留去して濃縮後、粗結晶を濾別した。濾別物をジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）とエタノールの混合溶媒で再結晶精製し、0.87ｇの白色結晶を得た（収率60.0％）。この結晶を分析したところ、以下の結果を得た。
【００８２】
0004045683.tif 000038
【００８３】
合成例３  （化合物（３５）の合成）
アルミニウムトリイソプロポキシド1.02ｇを無水トルエン７０ｍｌに溶解させた後、２−（2-ヒドロキシフェニル）ベンゾチアゾール2.82ｇを無水トルエン30ｍｌに溶解させた溶液を撹拌しながら混合した。混合後、６０℃で３０分反応させた。得られた溶液にマレイン酸0.58ｇを無水トルエン１５ｍｌに溶解させた溶液を滴下した。６０℃で4時間撹拌を続け、その後、溶液を冷暗所に一晩放置した。
溶剤を留去して濃縮後、粗結晶を濾別した。濾別物をジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）とエタノールの混合溶媒で再結晶精製し、1.24ｇの白色結晶を得た（収率46.3％）。この結晶を分析したところ、以下の結果を得た。
【００８４】
0004045683.tif 000039
【００８５】
合成例４  （化合物（６８）の合成）
硝酸ガリウム９水和物0.37ｇをエタノール水１００ｍｌに溶解させた後、シュウ酸（ＨＯＯＣＣＯＯＨ）9.9ｇと２−（2-ヒドロキシフェニル）ベンゾオキサゾール0.37ｇをエタノール１００ｍｌに溶解させた溶液を撹拌しながら混合した。混合後、28％アンモニア水を数ｍｌ滴下した。得られた溶液を室温で2時間撹拌を続けた。その後、溶液を冷暗所に一晩放置した。
粗結晶を濾別後、濾別物をジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）とエタノールの混合溶媒で再結晶精製し、0.21ｇの灰白色結晶を得た（収率44.2％）。この結晶を分析したところ、以下の結果を得た。
【００８６】
0004045683.tif 000040
【００８７】
参考例１
インジウムスズ酸化物被覆ガラスの基板上に正孔注入輸送層としてＮ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（４−メチルフェニル）−１，１’−ビス（３−メチルフェニル）−４，４’−ジアミン化合物を蒸着により厚さ６０ｎｍの薄膜を形成した。
その上に有機発光層として、化合物（１）を蒸着により６０ｎｍの厚さになるように薄膜を形成した。
次に、陰極として１０：１の原子比のＭｇおよびＡｇを蒸着により２００ｎｍの厚さになるように薄膜を形成した。
このようにして、有機エレクトロルミネセンス素子を作製した。
【００８８】
参考例２〜４
参考例１において、化合物（１）を使用する代わりに、化合物（２）、（４）、（８）に代えること以外は参考例１と全く同様にして有機エレクトロルミネセンス素子を作製した。
【００８９】
実施例１
インジウムスズ酸化物被覆ガラスの基板上に正孔注入輸送層として、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（１−ナフチル）−１，１’−ジフェニル−４，４’−ジアミンを蒸着により、厚さ５５ｎｍの薄膜を形成した。
その上に有機発光層として、化合物（１４）を蒸着により６０ｎｍの厚さになるように薄膜を形成した。
次に、陰極として１０：１の原子比のＭｇおよびＡｇを蒸着により２００ｎｍの厚さになるように薄膜を形成した。
このようにして、有機エレクトロルミネセンス素子を作製した。
【００９０】
実施例２
インジウムスズ酸化物被覆ガラスの基板上に正孔注入輸送層として、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（１−ナフチル）−１，１’−ジフェニル−４，４’−ジアミンを蒸着により、厚さ５５ｎｍの薄膜を形成した。
その上に有機発光層として、化合物（１７）にルブレンを５重量％ドープさせたものを共蒸着により２０ｎｍの厚さになるように薄膜を形成した。
【００９１】
次に、電子輸送層として化合物（１）を蒸着により４０ｎｍの厚さになるように薄膜を形成した。
次に、陰極として１０：１の原子比のＭｇおよびＡｇを蒸着により２００ｎｍの厚さになるように薄膜を形成した。
このようにして、有機エレクトロルミネセンス素子を作製した。
【００９２】
参考例５、実施例３〜４
実施例２において、化合物（１７）を使用する代わりに、化合物（２１）（参考例５）、（２６）、（３３）（実施例３〜４）に代えること以外は実施例２と全く同様にして有機エレクトロルミネセンス素子を作製した。
【００９３】
実施例５
インジウムスズ酸化物被覆ガラスの基板上に正孔注入層として、４，４’，４”−トリス〔Ｎ，Ｎ’，Ｎ”−トリフェニル−Ｎ，Ｎ’，Ｎ”−トリス（３−メチルフェニル）〕トリフェニルアミンを蒸着により厚さ１５ｎｍの薄膜を形成した。
次に、正孔注入層の上に、正孔輸送層としてＮ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（４−メチルフェニル）−１，１’−ビス（３−メチルフェニル）−４，４’−ジアミンを蒸着により、厚さ４５ｎｍの薄膜を形成した。
その上に有機発光層として、化合物（３５）にルブレンを５重量％ドープさせたものを共蒸着により３０ｎｍの厚さになるように薄膜を形成した。
次に、電子輸送層として化合物（３１）を蒸着により３０ｎｍの厚さになるように薄膜を形成した。
次に、陰極として１０：１の原子比のＭｇおよびＡｇを蒸着により２００ｎｍの厚さになるように薄膜を形成した。
このようにして、有機エレクトロルミネセンス素子を作製した。
【００９４】
参考例６〜７、実施例６
実施例５において、化合物（３５）を使用する代わりに、化合物（４１）、（５１）（参考例６〜７）、（５６）（実施例６）に代えること以外は実施例５と全く同様にして有機エレクトロルミネセンス素子を作製した。
【００９５】
参考例８
インジウムスズ酸化物被覆ガラスの基板上に正孔注入輸送層として、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（４−メチルフェニル）−１，１’−ビス（３−メチルフェニル）−４，４’−ジアミン化合物を蒸着により厚さ６０ｎｍの薄膜を形成した。
その上に有機発光層として、化合物（５７）を蒸着により６０ｎｍの厚さになるように薄膜を形成した。
次に、陰極として１０：１の原子比のＭｇおよびＡｇを蒸着により２００ｎｍの厚さになるように薄膜を形成した。
このようにして、有機エレクトロルミネセンス素子を作製した。
【００９６】
実施例７〜８、参考例９
参考例８において、化合物（５７）を使用する代わりに、化合物（６８）（実施例７）、（７３）（参考例９）、（８７）（実施例８）に代えること以外は参考例８と全く同様にして有機エレクトロルミネセンス素子を作製した。
【００９７】
比較例１
インジウムスズ酸化物被覆ガラスの基板上に正孔注入輸送層としてＮ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（４−メチルフェニル）−１，１’−ビス（３−メチルフェニル）−４，４’−ジアミン化合物を蒸着により厚さ６０ｎｍの薄膜を形成した。
その上に有機発光層として、化合物（Ａ）を蒸着により６０ｎｍの厚さになるように薄膜を形成した。
【化４０】
0004045683.tif 000041
次に、陰極として１０：１の原子比のＭｇおよびＡｇを蒸着により２００ｎｍの厚さになるように薄膜を形成した。
このようにして、有機エレクトロルミネセンス素子を作製した。
【００９８】
評価
実施例１〜８、参考例１〜９および比較例１で得られた有機エレクトロルミネセンス素子を、そのガラス基板上の透明電極を陽極として、直流電圧を徐々に電圧を印加した時に発光を開始する電圧および最高発光輝度とその時の電圧を測定した。
また、参考例１で得られた素子を、窒素ガス不活性雰囲気下で初期５mＡ/cm2で連続発光させて、その発光輝度の半減期（輝度が半分になるまでの時間）を測定したところ３００時間であった。
結果を表１にまとめて示す。
【００９９】
【表１】
0004045683.tif 000042
【０１００】
表１からわかるように、本実施例の有機エレクトロルミネセンス素子は低電位で発光を開始し、良好な発光輝度を示した。
また、本実施例の有機エレクトロルミネセンス素子は出力低下が少なく、寿命の長い安定な発光を観測することができた。
【０１０１】
本発明の有機エレクトロルミネセンス素子は発光効率、発光輝度の向上と長寿命化を達成するものであり、併せて使用される発光物質、発光補助材料、電荷輸送材料、樹脂、電極材料等および素子作製方法に限定されるものではない。
【０１０２】
【発明の効果】
本発明により、一対の電極間に発光層または発光層を含む複数層の有機化合物薄層を備えた有機エレクトロルミネセンス素子において少なくとも一層に上記化学式（Ｉ）または（ＩＩ）で表されるＡｌまたはＧａ錯体化合物を含有させることにより、発光輝度が大きく発光開始電圧が低い、耐久性に優れた有機エレクトロルミネセンス素子を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の有機エレクトロルミネセンス素子の一構成例の概略断面図。
【図２】  本発明の有機エレクトロルミネセンス素子の一構成例の概略断面図。
【図３】  本発明の有機エレクトロルミネセンス素子の一構成例の概略断面図。
【図４】  本発明の有機エレクトロルミネセンス素子の一構成例の概略断面図。
【符号の説明】
１：陽極、２：正孔注入輸送層、３：有機発光層、４：陰極、５：電子注入輸送層、６：有機発光材料、７：電荷輸送材料、８：リード線
【図１】
0004045683.tif 000047
【図２】
0004045683.tif 000048
【図３】
0004045683.tif 000049
【図４】
0004045683.tif 000050