(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記一般式（１）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】
0004211267.tif 000055
（式中、Ｍ０はインジウム又はガリウムを表し、Ｒ１〜Ｒ１２は、水素原子又は置換基を表し、Ｌ１は水素原子又は置換基を表す。）
【請求項２】
前記一般式（１）において、Ｌ１がアリール基であることを特徴とする請求項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】
前記一般式（１）において、Ｌ１が複素環基であることを特徴とする請求項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】
前記一般式（１）において、Ｌ１が一般式（Ａ）で表される複素環基であることを特徴とする請求項３に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化２】
0004211267.tif 000056
（式中、Ｒａは水素原子又は置換基を表し、＊は硫黄原子又は酸素原子との結合部位を表す。）
【請求項５】
下記一般式（２’）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３】
0004211267.tif 000057
（式中、Ｒ２１〜Ｒ３２は水素原子又は置換基を表し、Ｌ２は下記一般式（Ａ）で表される複素環基を表す。
【化４】
0004211267.tif 000058
（式中、Ｒａは水素原子又は置換基を表し、＊は硫黄原子又は酸素原子との結合部位を表す。））
【請求項６】
下記一般式（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５】
0004211267.tif 000059
（式中、Ｍ１はガリウム、インジウムを表し、Ｒ４１〜Ｒ５２は水素原子又は置換基を表し、Ｌ３は下記一般式（Ａ）で表される複素環基を表す。
【化６】
0004211267.tif 000060
（式中、Ｒａは水素原子又は置換基を表し、＊は硫黄原子又は酸素原子との結合部位を表す。））
【請求項７】
前記一般式（１）において、Ｌ１が一般式（Ｂ）で表される複素環基であることを特徴とする請求項３に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化７】
0004211267.tif 000061
（式中、Ｒｂは水素原子又は置換基を表し、Ｚ１は環を形成するのに必要な原子群を表し、＊は硫黄原子又は酸素原子との結合部位を表す。）
【請求項８】
下記一般式（２”）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８】
0004211267.tif 000062
（式中、Ｒ２１〜Ｒ３２は水素原子又は置換基を表し、Ｌ２は下記一般式（Ｂ）で表される複素環基を表す。
【化９】
0004211267.tif 000063
（式中、Ｒｂは水素原子又は置換基を表し、Ｚ１は環を形成するのに必要な原子群を表し、＊は硫黄原子又は酸素原子との結合部位を表す。））
【請求項９】
下記一般式（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１０】
0004211267.tif 000064
（式中、Ｍ１はガリウム、インジウムを表し、Ｒ４１〜Ｒ５２は水素原子又は置換基を表し、Ｌ３は下記一般式（Ｂ）で表される複素環基を表す。
【化１１】
0004211267.tif 000065
（式中、Ｒｂは水素原子又は置換基を表し、Ｚ１は環を形成するのに必要な原子群を表し、＊は硫黄原子又は酸素原子との結合部位を表す。））
【請求項１０】
前記一般式（１）において、Ｌ１が一般式（Ｃ）で表される複素環基であることを特徴とする請求項３に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化１２】
0004211267.tif 000066
（式中、Ｒｃは水素原子又は置換基を表し、＊は硫黄原子又は酸素原子との結合部位を表す。）
【請求項１１】
下記一般式（２”’）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１３】
0004211267.tif 000067
（式中、Ｒ２１〜Ｒ３２は水素原子又は置換基を表し、Ｌ２は下記一般式（Ｃ）で表される複素環基を表す。
【化１４】
0004211267.tif 000068
（式中、Ｒｃはアルキル基を表し、＊は硫黄原子又は酸素原子との結合部位を表す。））
【請求項１２】
下記一般式（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１５】
0004211267.tif 000069
（式中、Ｍ１はインジウムを表し、Ｒ４１〜Ｒ５２は水素原子又は置換基を表し、Ｌ３は下記一般式（Ｃ）で表される複素環基を表す。
【化１６】
0004211267.tif 000070
（式中、Ｒｃは水素原子又は置換基を表し、＊は硫黄原子又は酸素原子との結合部位を表す。））
【請求項１３】
前記一般式（１）において、Ｌ１が一般式（Ｄ）で表される複素環基であることを特徴とする請求項３に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化１７】
0004211267.tif 000071
（式中、Ｒｄ、Ｒｅは水素原子又は置換基を表し、＊は硫黄原子又は酸素原子との結合部位を表す。）
【請求項１４】
下記一般式（２””）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１８】
0004211267.tif 000072
（式中、Ｒ２１〜Ｒ３２は水素原子又は置換基を表し、Ｌ２は下記一般式（Ｄ）で表される複素環基を表す。
【化１９】
0004211267.tif 000073
（式中、Ｒｄは水素原子又は置換基を表し、Ｒｅはアリール基を表し、＊は硫黄原子又は酸素原子との結合部位を表す。））
【請求項１５】
下記一般式（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２０】
0004211267.tif 000074
（式中、Ｍ１はインジウムを表し、Ｒ４１〜Ｒ５２は水素原子又は置換基を表し、Ｌ３は下記一般式（Ｄ）で表される複素環基を表す。
【化２１】
0004211267.tif 000075
（式中、Ｒｄ、Ｒｅは水素原子又は置換基を表し、＊は硫黄原子又は酸素原子との結合部位を表す。））
【請求項１６】
下記一般式（４）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２２】
0004211267.tif 000076
（式中、Ｍ２、Ｍ３はアルミニウム、インジウム又はガリウムを表し、Ｒａ１〜Ｒａ２４は水素原子又は置換基を表す。）
【請求項１７】
前記一般式（１）、（２’）、（２”）、（２”’）、（２””）、（３’）、（３”）、（３”’）、（３””）または（４）で表される化合物が、正孔ブロック層に含有されていることを特徴とする請求項１〜１６のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１８】
正孔ブロック層が電子輸送層と発光層の間に形成されたことを特徴とする請求項１７に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１９】
燐光性化合物を含有することを特徴とする請求項１〜１８のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項２０】
燐光性化合物が、オスミウム、イリジウム又は白金錯体系化合物であることを特徴とする請求項１９に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項２１】
請求項１〜２０に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を有することを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス（以下有機ＥＬとも略記する）素子および表示装置に関するものである。詳しくいえば、本発明は発光輝度に優れ、長寿命な有機エレクトロルミネッセンス素子、及び該有機エレクトロルミネッセンス素子を有する表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
発光型の電子ディスプレイデバイスとして、エレクトロルミネッセンスディスプレイ（ＥＬＤ）がある。ＥＬＤの構成要素としては、無機エレクトロルミネッセンス素子や有機エレクトロルミネッセンス素子が挙げられる。無機エレクトロルミネッセンス素子は平面型光源として使用されてきたが、発光素子を駆動させるためには交流の高電圧が必要である。有機エレクトロルミネッセンス素子は、発光する化合物を含有する発光層を、陰極と陽極で挟んだ構成を有し、発光層に電子及び正孔を注入して、再結合させることにより励起子（エキシトン）を生成させ、このエキシトンが失活する際の光の放出（蛍光・燐光）を利用して発光する素子であり、数Ｖ〜数十Ｖ程度の電圧で発光が可能であり、さらに、自己発光型であるために視野角に富み、視認性が高く、薄膜型の完全固体素子であるために省スペース、携帯性等の観点から注目されている。
【０００３】
しかしながら、今後の実用化に向けた有機ＥＬ素子においては、さらに低消費電力で効率よく高輝度に発光する有機ＥＬ素子の開発が望まれている。
【０００４】
米国特許第３，０９３，７９６号では、スチルベン誘導体、ジスチリルアリーレン誘導体又はトリススチリルアリーレン誘導体に、微量の蛍光体をドープし、発光輝度の向上、素子の長寿命化を達成している。
【０００５】
また、８−ヒドロキシキノリンアルミニウム錯体をホスト化合物として、これに微量の蛍光体をドープした有機発光層を有する素子（特開昭６３−２６４６９２号公報）、８−ヒドロキシキノリンアルミニウム錯体をホスト化合物として、これにキナクリドン系色素をドープした有機発光層を有する素子（特開平３−２５５１９０号公報）が知られている。
【０００６】
以上のように、励起一重項からの発光を用いる場合、一重項励起子と三重項励起子の生成比が１：３であるため発光性励起種の生成確率が２５％であることと、光の取り出し効率が約２０％であるため、外部取り出し量子効率（ηext）の限界は５％とされている。ところが、プリンストン大より、励起三重項からの燐光発光を用いる有機ＥＬ素子の報告（Ｍ．Ａ．Ｂａｌｄｏ  ｅｔ  ａｌ．，ｎａｔｕｒｅ、３９５巻、１５１−１５４ページ（１９９８年））がされて以来、室温で燐光を示す材料の研究が活発になってきている（例えば、Ｍ．Ａ．Ｂａｌｄｏ  ｅｔ  ａｌ．，ｎａｔｕｒｅ、４０３巻、１７号、７５０−７５３ページ（２０００年）、米国特許第６，０９７，１４７号など）。励起三重項を使用すると、内部量子効率の上限が１００％となるため、励起一重項の場合に比べて原理的に発光効率が４倍となり、冷陰極管とほぼ同等の性能が得られ照明用にも応用可能であり注目されている。
【０００７】
一方、有機ＥＬ素子の発光輝度と発光寿命の向上のために、発光層と陰極の間に、発光層からの正孔の移動を制限する正孔ブロック層を設けることが提案されている。この正孔ブロック層により正孔を発光層中に効率よく蓄積することによって、電子との再結合確率を向上させ、発光の高効率化を達成することができる。正孔ブロック材料としてフェナントロリン誘導体やトリアゾール誘導体の単独使用が有効であると報告されている（特開平８−１０９３７３号及び特開平１０−２３３２８４号公報参照）。特開２００１−２８４０５６号では、ある特定のアルミニウム錯体を正孔ブロック層に使用して、長寿命な有機ＥＬ素子を実現している。このように正孔ブロック層の導入により、燐光性化合物を使用した有機ＥＬ素子では、赤色、緑色では内部量子効率としてほぼ１００％、寿命についても２万時間が達成されている（例えば、第６２回応用物理学会学術講演会予稿集１２−ａ−Ｍ７、パイオニア技術情報誌、第１１巻、第１号）が、発光輝度については、まだ改善の余地が残っている。
【０００８】
一方、青〜青緑色の燐光性化合物をドーパントとして用いた場合、ＣＢＰのようなカルバゾール誘導体をホスト化合物として使用した例があるが、その外部取り出し量子効率が６％であり、燐光性化合物を使用している割には不十分な結果である（例えば、第６２回応用物理学会学術講演会予稿集１２−ａ−Ｍ８）。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、発光輝度の改善を目的になされたものであり、発光輝度に優れ、長寿命な有機エレクトロルミネッセンス素子、及び、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた低消費電力、高輝度な表示装置を提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、以下（１）〜（２１）の本発明の構成により解決された。
（１）下記一般式（１）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２３】
0004211267.tif 000002
（式中、Ｍ０はインジウム又はガリウムを表し、Ｒ１〜Ｒ１２は、水素原子又は置換基を表し、Ｌ１は水素原子又は置換基を表す。）
（２）前記一般式（１）において、Ｌ１がアリール基であることを特徴とする前記（１）に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
（３）前記一般式（１）において、Ｌ１が複素環基であることを特徴とする前記（１）に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
（４）前記一般式（１）において、Ｌ１が一般式（Ａ）で表される複素環基であることを特徴とする前記（３）に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化２４】
0004211267.tif 000003
（式中、Ｒａは水素原子又は置換基を表し、＊は硫黄原子又は酸素原子との結合部位を表す。）
（５）下記一般式（２’）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２５】
0004211267.tif 000004
（式中、Ｒ２１〜Ｒ３２は水素原子又は置換基を表し、Ｌ２は下記一般式（Ａ）で表される複素環基を表す。
【化２６】
0004211267.tif 000005
（式中、Ｒａは水素原子又は置換基を表し、＊は硫黄原子又は酸素原子との結合部位を表す。））
（６）下記一般式（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２７】
0004211267.tif 000006
（式中、Ｍ１はガリウム、インジウムを表し、Ｒ４１〜Ｒ５２は水素原子又は置換基を表し、Ｌ３は下記一般式（Ａ）で表される複素環基を表す。
【化２８】
0004211267.tif 000007
（式中、Ｒａは水素原子又は置換基を表し、＊は硫黄原子又は酸素原子との結合部位を表す。））
（７）前記一般式（１）において、Ｌ１が一般式（Ｂ）で表される複素環基であることを特徴とする前記（３）に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化２９】
0004211267.tif 000008
（式中、Ｒｂは水素原子又は置換基を表し、Ｚ１は環を形成するのに必要な原子群を表し、＊は硫黄原子又は酸素原子との結合部位を表す。）
（８）下記一般式（２”）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３０】
0004211267.tif 000009
（式中、Ｒ２１〜Ｒ３２は水素原子又は置換基を表し、Ｌ２は下記一般式（Ｂ）で表される複素環基を表す。
【化３１】
0004211267.tif 000010
（式中、Ｒｂは水素原子又は置換基を表し、Ｚ１は環を形成するのに必要な原子群を表し、＊は硫黄原子又は酸素原子との結合部位を表す。））
（９）下記一般式（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３２】
0004211267.tif 000011
（式中、Ｍ１はガリウム、インジウムを表し、Ｒ４１〜Ｒ５２は水素原子又は置換基を表し、Ｌ３は下記一般式（Ｂ）で表される複素環基を表す。
【化３３】
0004211267.tif 000012
（式中、Ｒｂは水素原子又は置換基を表し、Ｚ１は環を形成するのに必要な原子群を表し、＊は硫黄原子又は酸素原子との結合部位を表す。））
（１０）前記一般式（１）において、Ｌ１が一般式（Ｃ）で表される複素環基であることを特徴とする前記（３）に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化３４】
0004211267.tif 000013
（式中、Ｒｃは水素原子又は置換基を表し、＊は硫黄原子又は酸素原子との結合部位を表す。）
（１１）下記一般式（２”’）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３５】
0004211267.tif 000014
（式中、Ｒ２１〜Ｒ３２は水素原子又は置換基を表し、Ｌ２は下記一般式（Ｃ）で表される複素環基を表す。
【化３６】
0004211267.tif 000015
（式中、Ｒｃはアルキル基を表し、＊は硫黄原子又は酸素原子との結合部位を表す。））
（１２）下記一般式（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３７】
0004211267.tif 000016
（式中、Ｍ１はインジウムを表し、Ｒ４１〜Ｒ５２は水素原子又は置換基を表し、Ｌ３は下記一般式（Ｃ）で表される複素環基を表す。
【化３８】
0004211267.tif 000017
（式中、Ｒｃは水素原子又は置換基を表し、＊は硫黄原子又は酸素原子との結合部位を表す。））
（１３）前記一般式（１）において、Ｌ１が一般式（Ｄ）で表される複素環基であることを特徴とする前記（３）に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化３９】
0004211267.tif 000018
（式中、Ｒｄ、Ｒｅは水素原子又は置換基を表し、＊は硫黄原子又は酸素原子との結合部位を表す。）
（１４）下記一般式（２””）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４０】
0004211267.tif 000019
（式中、Ｒ２１〜Ｒ３２は水素原子又は置換基を表し、Ｌ２は下記一般式（Ｄ）で表される複素環基を表す。
【化４１】
0004211267.tif 000020
（式中、Ｒｄは水素原子又は置換基を表し、Ｒｅはアリール基を表し、＊は硫黄原子又は酸素原子との結合部位を表す。））
（１５）下記一般式（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４２】
0004211267.tif 000021
（式中、Ｍ１はインジウムを表し、Ｒ４１〜Ｒ５２は水素原子又は置換基を表し、Ｌ３は下記一般式（Ｄ）で表される複素環基を表す。
【化４３】
0004211267.tif 000022
（式中、Ｒｄ、Ｒｅは水素原子又は置換基を表し、＊は硫黄原子又は酸素原子との結合部位を表す。））
（１６）下記一般式（４）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４４】
0004211267.tif 000023
（式中、Ｍ２、Ｍ３はアルミニウム、インジウム又はガリウムを表し、Ｒａ１〜Ｒａ２４は水素原子又は置換基を表す。）
（１７）前記一般式（１）、（２’）、（２”）、（２”’）、（２””）、（３’）、（３”）、（３”’）、（３””）または（４）で表される化合物が、正孔ブロック層に含有されていることを特徴とする前記（１）〜（１６）のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
（１８）正孔ブロック層が電子輸送層と発光層の間に形成されたことを特徴とする前記（１７）に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
（１９）燐光性化合物を含有することを特徴とする前記（１）〜（１８）のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
（２０）燐光性化合物が、オスミウム、イリジウム又は白金錯体系化合物であることを特徴とする前記（１９）に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
（２１）前記（１）〜（２０）に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を有することを特徴とする表示装置。
なお、以下１〜２４は参考とされる構成である。
【００１１】
１．前記一般式（１）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。
【００１２】
２．下記一般式（２）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４５】
0004211267.tif 000024
（式中、Ｒ２１〜Ｒ３２は水素原子又は置換基を表し、Ｌ２は複素環基を表す。）
【００１３】
３．下記一般式（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４６】
0004211267.tif 000025
（式中、Ｍ１はガリウム、インジウムを表し、Ｒ４１〜Ｒ５２は水素原子又は置換基を表し、Ｌ３は複素環基を表す。）
【００１４】
４．前記一般式（１）において、Ｌ1がアリール基であることを特徴とする前記１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００１５】
５．前記一般式（１）において、Ｌ1が複素環基であることを特徴とする前記１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００１６】
６．前記一般式（１）において、Ｌ１が下記一般式（Ａ）で表される複素環基であることを特徴とする前記５に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化４７】
0004211267.tif 000026
（式中、Ｒａは水素原子又は置換基を表し、＊は硫黄原子又は酸素原子との結合部位を表す。）
【００１７】
７．前記一般式（２）において、Ｌ2が前記一般式（Ａ）で表される複素環基であることを特徴とする前記２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００１８】
８．前記一般式（３）において、Ｌ3が前記一般式（Ａ）で表される複素環基であることを特徴とする前記３に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００１９】
９．前記一般式（１）において、Ｌ１が下記一般式（Ｂ）で表される複素環基であることを特徴とする前記５に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化４８】
0004211267.tif 000027
（式中、Ｒｂは水素原子又は置換基を表し、Ｚ１は環を形成するのに必要な原子群を表し、＊は硫黄原子又は酸素原子との結合部位を表す。）
【００２０】
１０．前記一般式（２）において、Ｌ2が前記一般式（Ｂ）で表される複素環基であることを特徴とする前記２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００２１】
１１．前記一般式（３）において、Ｌ3が前記一般式（Ｂ）で表される複素環基であることを特徴とする前記３に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００２２】
１２．前記一般式（１）において、Ｌ１が下記一般式（Ｃ）で表される複素環基であることを特徴とする前記５に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化４９】
0004211267.tif 000028
（式中、Ｒｃは水素原子又は置換基を表し、＊は硫黄原子又は酸素原子との結合部位を表す。）
【００２３】
１３．前記一般式（２）において、Ｌ2が前記一般式（Ｃ）で表される複素環基であることを特徴とする前記２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００２４】
１４．前記一般式（３）において、Ｌ3が前記一般式（Ｃ）で表される複素環基であることを特徴とする前記３に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００２５】
１５．前記一般式（１）において、Ｌ１が下記一般式（Ｄ）で表される複素環基であることを特徴とする前記５に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化５０】
0004211267.tif 000029
（式中、Ｒｄ、Ｒｅは水素原子又は置換基を表し、＊は硫黄原子又は酸素原子との結合部位を表す。）
【００２６】
１６．前記一般式（２）において、Ｌ2が前記一般式（Ｄ）で表される複素環基であることを特徴とする前記２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００２７】
１７．前記一般式（３）において、Ｌ3が前記一般式（Ｄ）で表される複素環基であることを特徴とする前記３に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００２８】
１８．前記一般式（４）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。
【００２９】
１９．下記一般式（５）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５１】
0004211267.tif 000030
（式中、Ｍ４、Ｍ５はインジウム又はガリウムを表し、Ｒｂ１〜Ｒｂ２４は水素原子又は置換基を表す。）
【００３０】
２０．前記一般式（１）〜（５）で表される化合物が、正孔ブロック層に含有されていることを特徴とする前記１〜１９のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００３１】
２１．正孔ブロック層が電子輸送層と発光層の間に形成されたことを特徴とする前記２０に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００３２】
２２．燐光性化合物を含有することを特徴とする前記１〜２１のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００３３】
２３．燐光性化合物が、オスミウム、イリジウム又は白金錯体系化合物であることを特徴とする前記２２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００３４】
２４．前記１〜２３に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を有することを特徴とする表示装置。
【００３５】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明において、蛍光性化合物は光励起により２個の電子スピンが反平行の状態である励起一重項からの発光が観測される化合物のことであり、燐光性化合物は光励起により２個の電子スピンが平行の状態である励起三重項からの発光が観測される化合物である。本発明に記載の燐光性化合物では、前記蛍光性化合物の励起一重項状態、または、励起三重項状態からのエネルギー移動で、室温（１５から３０℃）において、励起三重項状態が形成されると考えられている。通常、燐光発光は７７Ｋの低温でしか観測が不能と考えられていたが、近年室温で燐光発光を観測できる化合物が見出されてからは、多くの化合物がイリジウム錯体など重金属錯体系化合物を中心に合成検討されている（例えば、Ｓ．Ｌａｍａｎｓｋｙ  ｅｔ  ａｌ．，Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，１２３巻、４３０４ページ、２００１年）。
【００３６】
有機ＥＬ素子の発光輝度と発光寿命の向上のために、発光層と陰極の間に、発光層からの正孔の移動を制限する正孔ブロック層を設けることによって、正孔と電子との再結合確率を向上させ、発光の高効率化することができることは知られている。
【００３７】
５配位のアルミニウム錯体については、例えば特開平６−１７２７５１号及び米国特許第５，４８４，９２２号等に発光材料として使用されている例があるが、最近になってこれら５配位のアルミニウム錯体を、正孔ブロック層に使用することで、バソクプロインに比べて有機ＥＬ素子の発光寿命を著しく改善する技術が注目されている。しかしながら、発光輝度が低下する欠点があった。
【００３８】
本発明者らは鋭意検討を重ねた結果、一般式（１）〜（５）で表される化合物を正孔ブロック層に使用することにより、発光輝度と発光寿命が両立されて良好な性能を示す好ましい結果を得た。
【００３９】
本発明の化合物について更に詳細に説明する。
先ず、本発明において、一般式（１）〜（３）で表される化合物について説明する。式中、Ｍ0はインジウム又はガリウムを表す。又、一般式（１）〜（３）において、Ｒ1〜Ｒ12、Ｒ21〜Ｒ32、Ｒ41〜Ｒ52、Ｌ1は各々独立して、水素原子、または、置換基を表す。Ｒ1〜Ｒ12、Ｒ21〜Ｒ32、Ｒ41〜Ｒ52、Ｌ1が置換基を表す場合、その置換基としては、アルキル基（例えばメチル基、エチル基、イソプロピル基、ヒドロキシエチル基、メトキシメチル基、トリフルオロメチル基、パーフルオロプロピル基、パーフルオロ−ｎ−ブチル基、パーフルオロ−ｔ−ブチル基、ｔ−ブチル基等）、シクロアルキル基（例えばシクロペンチル基、シクロヘキシル基等）、アラルキル基（例えばベンジル基、２−フェネチル基等）、アリール基（例えばフェニル基、ナフチル基、ｐ−トリル基、ｐ−クロロフェニル基等）、アルコキシ基（例えばエトキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基等）、アリールオキシ基（例えばフェノキシ基等）、シアノ基、アミノ基（ジメチルアミノ基、ジアリールアミノ基）、水酸基、ハロゲン原子（フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等）等が挙げられる。
【００４０】
これらの基はさらに置換されていてもよく、置換基としては、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基、シアノ基、ニトロ基、アルキル基、アリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、ジベンジルアミノ基、ジアリールアミノ基、ジアルキルアミノ基等が挙げられる。
【００４１】
また、Ｒ1〜Ｒ12、Ｒ21〜Ｒ32、Ｒ41〜Ｒ52が置換基を表す場合、Ｒ1〜Ｒ12の置換基どうし、Ｒ21〜Ｒ32の置換基どうし、Ｒ41〜Ｒ52の置換基どうしは、各々連結して環を形成してもよい。
【００４２】
Ｌ1が置換基を表す場合、好ましくは、アリール基（例えばフェニル基、ビフェニル基、フェナンスリル基、ナフチル基、ｐ−トリル基、ｐ−クロロフェニル基等）又は複素環基である。
【００４３】
前記一般式（２）及び（３）において、Ｍ1はインジウム又はガリウムを表し、Ｌ2、Ｌ3は複素環基を表す。複素環基としては、ピロリル基、ピロリジニル基、ピラゾリル基、イミダゾリル基、ピリジル基、トリアゾリル基、ベンズイミダゾリル基、ベンゾチアゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、フリル基、チエニル基、チアゾリル基、テトラゾリル基、オキサジアゾリル基、トリアゾリル基等がある。
【００４４】
又、前記一般式（１）のＬ1が複素環基の場合、その複素環基として、又、一般式（２）及び（３）においてＬ2、Ｌ3で表される複素環基として、前記一般式（Ａ）〜（Ｄ）で表される基が好ましい。一般式（Ａ）〜（Ｄ）において、Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ、Ｒｄ、Ｒｅは水素原子又は置換基を表す。Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ、Ｒｄ、Ｒｅが置換基を表す場合、その置換基としては一般式（１）〜（３）において説明したものと同義であり、好ましくは、アルキル基、アリール基である。
【００４５】
又、これらの基はさらに置換されていてもよい。
Ｚ1で表される環を形成するに必要な原子群としては、３員以上の環であれば特に限定されるものではなく、炭素原子と水素原子のみで構成された炭化水素環でもよく、またヘテロ原子を含んでいる複素環でも良い。好ましくは５〜７員の環である。また、これらは任意の置換基を複数個それぞれ独立に有していてもよい。
【００４６】
一般式（４）、（５）で表される化合物について説明する。式中、Ｍ2、Ｍ3はアルミニウム、インジウム又はガリウムを表し、Ｍ4、Ｍ5はインジウム又はガリウムを表す。Ｒａ1〜Ｒａ24、Ｒｂ1〜Ｒｂ24は各々独立して、水素原子、または、置換基を表す。Ｒａ1〜Ｒａ24、Ｒｂ1〜Ｒｂ24が置換基を表す場合、その置換基としては一般式（１）〜（３）において説明したものと同義である。好ましくは、アルキル基、アリール基である。これらの基はさらに置換されていてもよい。
【００４７】
また、Ｒａ１〜Ｒａ２４、Ｒｂ１〜Ｒｂ２４が置換基を表す場合、Ｒａ１〜Ｒａ２４の置換基どうし、Ｒｂ１〜Ｒｂ２４の置換基同士は、各々連結して環を形成してもよい。以下に、本発明の化合物の具体例を示すが、これらに限定されるものではない。なお、３−４、３−７、３−１３、また５−１〜５−７は参考化合物である。
【００４８】
【化１０】
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【００４９】
【化１１】
0004211267.tif 000032
【００５０】
【化１２】
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【００５１】
【化１３】
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【００５２】
【化１４】
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【００５３】
【化１５】
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【００５４】
【化１６】
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【００５５】
【化１７】
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【００５６】
【化１８】
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【００５７】
【化１９】
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【００５８】
【化２０】
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【００５９】
【化２１】
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【００６０】
【化２２】
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【００６１】
【化２３】
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【００６２】
【化２４】
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【００６３】
【化２５】
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【００６４】
【化２６】
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【００６５】
【化２７】
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【００６６】
【化２８】
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【００６７】
本発明の化合物の代表的製造例を以下に示す。その他の化合物についても同様の方法により製造することができる。
【００６８】
（合成例）
２−メチル−８−キノリノールの試料０．８ｇを、１．０ｇのインジウムイソプロポキシドを含む無水エタノール溶液４０ｍｌ中で加熱攪拌した。約３０分後、その溶液をセライトろ過して不溶物を除去した。ろ液に、更に２−メチル−８−キノリノールの試料０．８ｇとチオフェノール１．１ｇを含有するエタノール溶液を加え、４時間攪拌しながら加熱還流して室温に戻し、エタノールで洗浄した。風乾後の固体質量は、１．０ｇ（収率は３７％）となった。
【００６９】
マススペクトルにより化合物（１−１）であることを確認した。
本発明の有機ＥＬ素子は、必要に応じ発光層の他に、正孔輸送層、電子輸送層、正孔ブロック層、陽極バッファー層および陰極バッファー層等を有し、陰極と陽極で狭持された構造を取る。
【００７０】
具体的には、
（ｉ）陽極／発光層／陰極
（ii）陽極／正孔輸送層／発光層／陰極
（iii）陽極／発光層／電子輸送層／陰極
（iv）陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
（ｖ）陽極／陽極バッファー層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極バッファー層／陰極
（vi）陽極／陽極バッファー層／正孔輸送層／発光層／正孔ブロック層／電子輸送層／陰極バッファー層／陰極
などの構造がある。
【００７１】
本発明の化合物は、いずれの層中に含有されていてもかまわないが、特に正孔ブロック層に含有されていることが好ましい。
【００７２】
上記発光層は電極または電子輸送層、正孔輸送層から注入されてくる電子および正孔が再結合して発光する層であり、発光する部分は発光層の層内であっても発光層と隣接層との界面であっても良い。
【００７３】
発光層に使用される材料（以下、発光材料という）は、蛍光または燐光を発する有機化合物または錯体であることが好ましく、有機ＥＬ素子の発光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。このような発光材料は、主に有機化合物であり、所望の色調により例えばＭａｃｒｏｍｏｌ．Ｓｙｎｔｈ．，１２５巻，１７〜２５頁に記載の化合物が挙げられる。
【００７４】
発光材料は発光性能の他に、前記の正孔輸送機能や電子輸送機能を併せ持っていても良く、後述する正孔輸送材料や電子輸送材料の殆どが発光材料としても使用できる。
【００７５】
発光材料はｐ−ポリフェニレンビニレンやポリフルオレンのような高分子材料でも良く、さらに前記発光材料を高分子鎖に導入した、または前記発光材料を高分子の主鎖とした高分子材料を使用しても良い。
【００７６】
また、発光層にはドーパント（ゲスト物質）を併用することが好ましく、ＥＬ素子のドーパントとして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。
【００７７】
ドーパントの具体例としては、例えばキナクリドン、ＤＣＭ、クマリン誘導体、ローダミン、ルブレン、デカシクレン、ピラゾリン誘導体、スクアリリウム誘導体、ユーロピウム錯体等がその代表例として挙げられる。
【００７８】
また、例えば特開２００１−２４７８５９号明細書に挙げられるイリジウム錯体あるいはＷＯ００７０６５５号明細書１６〜１８ページに挙げられるような式で表される例えばトリス（２−フェニルピリジン）イリジウム等やオスミウム錯体、あるいは２，３，７，８，１２，１３，１７，１８−オクタエチル−２１Ｈ，２３Ｈ−ポルフィリン白金錯体のような白金錯体もドーパントとして挙げられる。ドーパントとしてこのような燐光性化合物を用いることにより、内部量子効率の高い発光有機ＥＬ素子を実現できる。
【００７９】
これらの燐光性化合物として具体的に好ましいのは、特に、元素の周期律表でVIII属の金属を中心金属とする錯体系化合物である。さらに好ましくは、中心金属がオスミウム、イリジウムまたは白金錯体系化合物である。最も、好ましくは、イリジウム錯体である。
【００８０】
これらの燐光性化合物ドーパントとしては、以下の化合物があげられる。
【００８１】
【化２９】
0004211267.tif 000050
【００８２】
【化３０】
0004211267.tif 000051
【００８３】
【化３１】
0004211267.tif 000052
【００８４】
これらの発光層は、上記化合物を、例えば真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、ＬＢ法などの公知の薄膜化法により製膜して形成することができる。発光層としての膜厚は、特に制限はないが、通常は５ｎｍ〜５μｍの範囲で選ばれる。
【００８５】
発光層は、これらの発光材料一種又は二種以上からなる一層構造であってもよいし、あるいは、同一組成又は異種組成の複数層からなる積層構造であってもよい。
【００８６】
また、これらの発光層は、特開昭５７−５１７８１号公報に記載されているように、樹脂などの結着材と共に上記発光材料を溶剤に溶かして溶液としたのち、これをスピンコート法などにより薄膜化して形成することができる。
【００８７】
又、例えば真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、Ｌａｎｇｍｕｉｒ−Ｂｌｏｄｇｅｔｔ法（ＬＢ法）などの公知の薄膜化法により製膜して形成することができる。
【００８８】
次に正孔注入層、正孔輸送層および電子注入層、電子輸送層について説明する。
【００８９】
正孔注入層、正孔輸送層は、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、この正孔輸送層を陽極と発光層の間に介在させることにより、より低い電界で多くの正孔が発光層に注入され、そのうえ、発光層に陰極、陰極バッファー層、電子注入層または電子輸送層より注入された電子は、発光層と正孔輸送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となる。この正孔輸送層の材料（以下、正孔注入材料、正孔輸送材料という）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ＥＬ素子の正孔輸送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。
【００９０】
上記正孔注入材料、正孔輸送材料は、正孔の注入もしくは輸送、電子の障壁性のいずれかを有するものであり、有機物、無機物のいずれであってもよい。この正孔輸送材料としては、例えばトリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体及びピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、オキサゾール誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、アニリン系共重合体、また、導電性高分子オリゴマー、特にチオフェンオリゴマーなどが挙げられる。正孔輸送材料としては、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、芳香族第三級アミン化合物及びスチリルアミン化合物、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。
【００９１】
上記芳香族第三級アミン化合物及びスチリルアミン化合物の代表例としては、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′−ビス（３−メチルフェニル）−〔１，１′−ビフェニル〕−４，４′−ジアミン（ＴＰＤ）；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；１，１−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）−４−フェニルシクロヘキサン；ビス（４−ジメチルアミノ−２−メチルフェニル）フェニルメタン；ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）フェニルメタン；Ｎ，Ｎ′−ジフェニル−Ｎ，Ｎ′−ジ（４−メトキシフェニル）−４，４′−ジアミノビフェニル；Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラフェニル−４，４′−ジアミノジフェニルエーテル；４，４′−ビス（ジフェニルアミノ）クオードリフェニル；Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリ（ｐ−トリル）アミン；４−（ジ−ｐ−トリルアミノ）−４′−〔４−（ジ−ｐ−トリルアミノ）スチリル〕スチルベン；４−Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ−（２−ジフェニルビニル）ベンゼン；３−メトキシ−４′−Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノスチルベンゼン；Ｎ−フェニルカルバゾール、さらには、米国特許第５，０６１，５６９号明細書に記載されている２個の縮合芳香族環を分子内に有するもの、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（ＮＰＤ）、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（ＭＴＤＡＴＡ）などが挙げられる。
【００９２】
さらにこれらの材料を高分子鎖に導入した、またはこれらの材料を高分子の主鎖とした高分子材料を用いることもできる。
【００９３】
また、ｐ型−Ｓｉ、ｐ型−ＳｉＣなどの無機化合物も正孔注入材料、正孔輸送材料として使用することができる。この正孔注入層、正孔輸送層は、上記正孔注入材料、正孔正孔輸送材料を、例えば真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、ＬＢ法など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。正孔注入層、正孔輸送層の膜厚については特に制限はないが、通常は５ｎｍ〜５μｍ程度である。この正孔注入層、正孔輸送層は、上記材料の一種又は二種以上からなる一層構造であってもよく、同一組成又は異種組成の複数層からなる積層構造であってもよい。さらに、必要に応じて用いられる電子輸送層は、陰極より注入された電子を発光層に伝達する機能を有していればよく、その材料としては従来公知の化合物の中から任意のものを選択して用いることができる。
【００９４】
この電子注入層、電子輸送層に用いられる材料（以下、電子注入材料、電子輸送材料という）の例としては、ニトロ置換フルオレン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、ナフタレンペリレンなどの複素環テトラカルボン酸無水物、カルボジイミド、フレオレニリデンメタン誘導体、アントラキノジメタン及びアントロン誘導体、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、フェナントロリン誘導体などが挙げられる。さらに、上記オキサジアゾール誘導体において、オキサジアゾール環の酸素原子を硫黄原子に置換したチアジアゾール誘導体、電子吸引基として知られているキノキサリン環を有するキノキサリン誘導体も、電子注入材料、電子輸送材料として用いることができる。
【００９５】
さらにこれらの材料を高分子鎖に導入した、またはこれらの材料を高分子の主鎖とした高分子材料を用いることもできる。
【００９６】
また、８−キノリノール誘導体の金属錯体、例えばトリス（８−キノリノール）アルミニウム（Ａｌｑ３）、トリス（５，７−ジクロロ−８−キノリノール）アルミニウム、トリス（５，７−ジブロモ−８−キノリノール）アルミニウム、トリス（２−メチル−８−キノリノール）アルミニウム、トリス（５−メチル−８−キノリノール）アルミニウム、ビス（８−キノリノール）亜鉛（Ｚｎｑ）など、及びこれらの金属錯体の中心金属がＩｎ、Ｍｇ、Ｃｕ、Ｃａ、Ｓｎ、Ｇａ又はＰｂに置き替わった金属錯体も、電子注入材料、電子輸送材料として用いることができる。その他、メタルフリー若しくはメタルフタロシアニン、又はそれらの末端がアルキル基やスルホン酸基などで置換されているものも、電子注入材料、電子輸送材料として好ましく用いることができる。また、発光層の材料として用いられるジスチリルピラジン誘導体も、電子輸送材料として用いることができるし、正孔注入層、正孔輸送層と同様に、ｎ型−Ｓｉ、ｎ型−ＳｉＣなどの無機半導体も電子輸送材料として用いることができる。
【００９７】
この電子注入層、電子輸送層は、上記化合物を、例えば真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、ＬＢ法などの公知の薄膜化法により製膜して形成することができる。電子注入層、電子輸送層としての膜厚は、特に制限はないが、通常は５ｎｍ〜５μｍの範囲で選ばれる。この電子注入層、電子輸送層は、これらの電子注入材料、電子輸送材料一種又は二種以上からなる一層構造であってもよいし、あるいは、同一組成又は異種組成の複数層からなる積層構造であってもよい。
【００９８】
さらに、陽極と発光層または正孔注入層の間、および、陰極と発光層または電子注入層との間にはバッファー層（電極界面層）を存在させてもよい。
【００９９】
バッファー層とは、駆動電圧低下や発光効率向上のために電極と有機層間に設けられる層のことで、「有機ＥＬ素子とその工業化最前線（１９９８年１１月３０日  エヌ・ティー・エス社発行）」の第２編第２章「電極材料」（第１２３頁〜第１６６頁）に詳細に記載されており、陽極バッファー層と陰極バッファー層とがある。
【０１００】
陽極バッファー層は、特開平９−４５４７９号、同９−２６００６２号、同８−２８８０６９号等にもその詳細が記載されており、具体例として、銅フタロシアニンに代表されるフタロシアニンバッファー層、酸化バナジウムに代表される酸化物バッファー層、アモルファスカーボンバッファー層、ポリアニリン（エメラルディン）やポリチオフェン等の導電性高分子を用いた高分子バッファー層等が挙げられる。
【０１０１】
陰極バッファー層は、特開平６−３２５８７１号、同９−１７５７４号、同１０−７４５８６号等にもその詳細が記載されており、具体的にはストロンチウムやアルミニウム等に代表される金属バッファー層、フッ化リチウムに代表されるアルカリ金属化合物バッファー層、フッ化マグネシウムに代表されるアルカリ土類金属化合物バッファー層、酸化アルミニウム、酸化リチウムに代表される酸化物バッファー層等が挙げられる。
【０１０２】
特に、本発明の有機ＥＬ素子において、陰極バッファー層が存在した場合、駆動電圧低下や発光効率向上が大きく得られた。
【０１０３】
上記バッファー層はごく薄い膜であることが望ましく、素材にもよるが、その膜厚は０．１〜１００ｎｍの範囲が好ましい。
【０１０４】
さらに上記基本構成層の他に必要に応じてその他の機能を有する層を積層してもよく、本発明においては、例えば特開平１１−２０４２５８号、同１１−２０４３５９号、および「有機ＥＬ素子とその工業化最前線（１９９８年１１月３０日  エヌ・ティー・エス社発行）」の第２３７頁等に記載されている正孔ブロック層を有しているのが好ましい。
【０１０５】
正孔（ホール）ブロック層は、発光層と電子輸送層の間に、又、発光層を正孔輸送層が兼ねる場合には、正孔輸送層と電子輸送層の間に設けられ、正孔（ホール）の輸送を制御するためのものである。代表的にはバソクプロイン（ＢＣ）やフェナントロリン誘導体、トリアゾール誘導体等の化合物がもちいられているが（前記特開平８−１０９３７３号及び特開平１０−２３３２８４号等）、正孔ブロック層の存在により、注入されたホールは電子輸送層に移動しにくくなるため、正孔ブロック層に充満するようになり、正孔ブロック層に充満したホールによって、発光層中に正孔が効率よく蓄積し、発光層での電子−ホールの再結合確率を向上させ、発光の高効率化を達成する。
【０１０６】
次に有機ＥＬ素子の電極について説明する。有機ＥＬ素子の電極は、陰極と陽極からなる。
【０１０７】
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、インジウムチンオキシド（ＩＴＯ）、ＳｎＯ2、ＺｎＯなどの導電性透明材料が挙げられる。
【０１０８】
上記陽極は、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、フォトリソグラフィー法で所望の形状のパターンを形成してもよく、あるいはパターン精度をあまり必要としない場合は（１００μｍ以上程度）、上記電極物質の蒸着やスパッタリング時に所望の形状のマスクを介してパターンを形成してもよい。この陽極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、陽極としてのシート抵抗は数百Ω／□以下が好ましい。さらに膜厚は材料にもよるが、通常１０ｎｍ〜１μｍ、好ましくは１０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲で選ばれる。
【０１０９】
一方、陰極としては、仕事関数の小さい（４ｅＶ以下）金属（電子注入性金属と称する）、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、ナトリウムーカリウム合金、マグネシウム、リチウム、マグネシウム／銅混合物、マグネシウム／銀混合物、マグネシウム／アルミニウム混合物、マグネシウム／インジウム混合物、アルミニウム／酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）混合物、インジウム、リチウム／アルミニウム混合物、希土類金属などが挙げられる。これらの中で、電子注入性及び酸化などに対する耐久性の点から、電子注入性金属とこれより仕事関数の値が大きく安定な金属である第二金属との混合物、例えばマグネシウム／銀混合物、マグネシウム／アルミニウム混合物、マグネシウム／インジウム混合物、アルミニウム／酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）混合物、リチウム／アルミニウム混合物などが好適である。
【０１１０】
更に本発明の有機ＥＬ素子に用いる陰極としては、アルミニウム合金が好ましく、特にアルミニウム含有量が９０質量％以上１００質量％未満であることが好ましく、最も好ましくは９５質量％以上１００質量％未満である。これにより、有機ＥＬ素子の発光寿命や、最高到達輝度を非常に向上させることができる。
【０１１１】
上記陰極は、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、陰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１０ｎｍ〜１μｍ、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。
【０１１２】
本発明の有機ＥＬ素子に好ましく用いられる基板は、ガラス、プラスチックなどの種類には特に限定はなく、また、透明のものであれば特に制限はない。本発明のエレクトロルミネッセンス素子に好ましく用いられる基板としては例えばガラス、石英、光透過性プラスチックフィルムを挙げることができる。
【０１１３】
光透過性プラスチックフィルムとしては、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンスルフィド、ポリアリレート、ポリイミド、ポリカーボネート（ＰＣ）、セルローストリアセテート（ＴＡＣ）、セルロースアセテートプロピオネート（ＣＡＰ）等からなるフィルム等が挙げられる。
【０１１４】
次に、該有機ＥＬ素子を作製する好適な例を説明する。例として、前記の陽極／陽極バッファー層／正孔輸送層／発光層／正孔ブロック層／電子輸送層／陰極バッファー層／陰極からなる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させ、陽極を作製する。次に、この上に陽極バッファー層、正孔輸送層、発光層、正孔ブロック層、電子輸送層、陰極バッファー層の材料からなる薄膜を形成させる。
【０１１５】
この有機薄膜層の製膜法としては、前記の如くスピンコート法、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、真空蒸着法またはスピンコート法が特に好ましい。さらに層ごとに異なる製膜法を適用しても良い。製膜に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、一般にボート加熱温度５０〜４５０℃、真空度１０-6〜１０-2Ｐａ、蒸着速度０．０１〜５０ｎｍ／秒、基板温度−５０〜３００℃、膜厚５ｎｍ〜５μｍの範囲で適宜選ぶことが望ましい。
【０１１６】
これらの層の形成後、その上に陰極用物質からなる薄膜を、１μｍ以下好ましくは５０〜２００ｎｍの範囲の膜厚になるように、例えば蒸着やスパッタリングなどの方法により形成させ、陰極を設けることにより、所望のＥＬ素子が得られる。この有機ＥＬ素子の作製は、一回の真空引きで一貫して正孔注入層から陰極まで作製するのが好ましいが、途中で取り出して異なる製膜法を施してもかまわないが、その際には作業を乾燥不活性ガス雰囲気下で行う等の配慮が必要となる。
【０１１７】
また作製順序を逆にして、陰極、陰極バッファー層、電子輸送層、正孔ブロック層、発光層、正孔輸送層、陽極バッファー層、陽極の順に作製することも可能である。このようにして得られたＥＬ素子に、直流電圧を印加する場合には、陽極を＋、陰極を−の極性として電圧５〜４０Ｖ程度を印加すると、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に発光は全く生じない。さらに、交流電圧を印加する場合には、陽極が＋、陰極が−の状態になったときのみ発光する。なお、印加する交流の波形は任意でよい。
【０１１８】
本発明の有機ＥＬ素子は、照明用や露光光源のような一種のランプとして使用しても良いし、画像を投影するタイプのプロジェクション装置や、静止画像や動画像を直接視認するタイプの表示装置（ディスプレイ）として使用しても良い。動画再生用の表示装置として使用する場合の駆動方式は単純マトリクス（パッシブマトリクス）方式でもアクティブマトリクス方式でもどちらでも良い。また、異なる発光色を有する本発明の有機ＥＬ素子を２種以上使用することにより、フルカラー表示装置を作製することが可能である。
【０１１９】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明の態様はこれに限定されない。
【０１２０】
実施例１
陽極としてガラス上にＩＴＯを１５０ｎｍ製膜した基板（ＮＨテクノグラス社製：ＮＡ−４５）にパターニングを行った後、このＩＴＯ透明電極を設けた透明支持基板をｉ−プロピルアルコールで超音波洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥し、ＵＶオゾン洗浄を５分間行った。この透明支持基板を、市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに固定し、α−ＮＰＤ、ＣＢＰ、Ｉｒ−１、ＢＣ、Ａｌｑ3をそれぞれモリブデン製抵抗加熱ボートに入れ真空蒸着装置に取り付けた。
【０１２１】
次いで、真空槽を４×１０-4Ｐａまで減圧した後、α―ＮＰＤの入った前記加熱ボートに通電して加熱し、ＩＴＯ上に正孔輸送層としてα−ＮＰＤを蒸着速度０．１〜０．２ｎｍ／ｓｅｃで４０ｎｍの厚さに蒸着した。さらに、ＣＢＰの入った前記加熱ボートとＩｒ−１の入ったボートをそれぞれ独立に通電してＣＢＰとＩｒ−１の蒸着速度が１００：７になるように調節し、２０ｎｍの厚さに蒸着し発光層を設けた。
【０１２２】
次いで、ＢＣの入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度０．１〜０．２ｎｍ／ｓｅｃで厚さ１０ｎｍの正孔ブロック層を設けた。更に、Ａｌｑ3の入った前記加熱ボートを通電して加熱し、蒸着速度０．１〜０．２ｎｍ／ｓｅｃで膜厚４０ｎｍの電子輸送層を設けた。さらに、酸化リチウム（Ｌｉ2Ｏ）を０．５ｎｍ蒸着し、さらにその上に陰極としてアルミニウムを１１０ｎｍ積層し、比較用有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１−１を作製した。
【０１２３】
この素子からは、Ｉｒ−１からの緑色の発光が得られた。
上記有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１−１の正孔ブロック層の化合物であるＢＣを表１に記載の化合物に替えた以外は有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１−１と同様にして、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１−２〜１８を作製した。
【０１２４】
上記で使用した化合物の構造を以下に示す。
【０１２５】
【化３２】
0004211267.tif 000053
【０１２６】
これらの素子を温度２３度、乾燥窒素ガス雰囲気下で１０Ｖ直流電圧印加による連続点灯を行い発光輝度（ｃｄ／ｍ2）、および、輝度の半減する時間（τ）を測定した。各有機ＥＬ素子について、発光輝度を有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１−１を１００とした時の相対値で表し、発光寿命を有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１−１の輝度が半減する時間を１００とした相対値で表した。結果を表１に示す。
【０１２７】
【表１】
0004211267.tif 000054
【０１２８】
表１より、本発明の化合物を正孔ブロック層に用いた有機ＥＬ素子は、発光輝度と発光寿命が両立し良好な性能を示しているのがわかる。
【０１２９】
更に、燐光性化合物であるＩｒ−１を、Ｉｒ−９又はＩｒ−１０に替えた以外は、ＯＬＥＤ１−４からＯＬＥＤ１−１８と同様にして作製した有機ＥＬ素子においても同様の効果が得られた。尚、Ｉｒ−１０を用いた素子からは青色の発光が、Ｉｒ−９を用いた素子からは赤色の発光が得られた。
【０１３０】
実施例２
実施例１で作製した有機ＥＬ素子の陽極（ＩＴＯ）と正孔輸送層（α−ＮＰＤ）の間に、銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）を２５ｎｍ蒸着して正孔注入層を設けた以外は、実施例１における有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１−４と全く同様にして有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２−１を作製した。実施例１と同様に発光輝度、発光寿命を測定したところ、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２−１は、前記有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１−４との相対比較で、発光輝度１０５、発光寿命１５５となり、特に、発光寿命に大きな効果が見られた。また、その他の有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１−５〜１−１８についても、同様に、銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）による正孔注入層を設けたところ、同様に効果的であった。
【０１３１】
実施例３
実施例１で作製したそれぞれ赤色、緑色、青色発光有機ＥＬ素子を同一基板上に並置し、図１に示すアクティブマトリクス方式フルカラー表示装置を作製した。
【０１３２】
図１には作製したフルカラー表示装置の表示部Ａの模式図のみを示した。即ち同一基板上に、複数の走査線５及びデータ線６を含む配線部と、並置した複数の画素３（発光の色が赤領域の画素、緑領域の画素、青領域の画素等）とを有し、配線部の走査線５及び複数のデータ線６は、それぞれ導電材料からなり、走査線５とデータ線６を格子状に直交して、直交する位置で画素３に接続している（詳細は図示せず）。前記複数画素３は、それぞれの発光色に対応した有機ＥＬ素子、アクティブ素子であるスイッチングトランジスタと駆動トランジスタそれぞれが設けられたアクティブマトリクス方式で駆動されており、走査線５から走査信号が印加されると、データ線６から画像データ信号を受け取り、受け取った画像データに応じて発光する。この様に各赤、緑、青の画素を適宜、並置することによって、フルカラー表示が可能となる。
【０１３３】
該フルカラー表示装置を駆動することにより、輝度の高い鮮明なフルカラー動画表示が得られた。
【０１３４】
【発明の効果】
発光輝度に優れ、長寿命な有機エレクトロルミネッセンス素子および該有機エレクトロルミネッセンス素子を有する表示装置が得られた。
【図面の簡単な説明】
【図１】フルカラー表示装置の表示部の模式図。
【符号の説明】
Ａ  表示部
３  画素
５  走査線
６  データ線
【図１】
0004211267.tif 000077