(57)【要約】  陽極（２）及び陰極（９）間に発光層（５、６、７）が介在する有機ＥＬ素子において、発光層（５、６、７）が、青色光、緑色光及び赤色光を発し、発光層（６）が、式（１）で表される芳香族アミン化合物である緑色ドーパントを含む白色系有機ＥＬ素子（１）。【化１】2005117500.tif 000044［式中、Ａ１、Ａ２、Ｒ１２は、水素原子、アルキル基、アリール基、シクロアルキル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アリールアミノ基、アルキルアミノ基、又はハロゲン原子を表し、ｄ及びｅはそれぞれ１〜５であり、ｈは１〜９である。Ｒ１１は、２級又は３級のアルキル基又はシクロアルキル基を表し、ｆは１〜９である。ｇは０〜８である。ｆ＋ｇ＋ｈは２〜１０である。］【特許請求の範囲】
【請求項１】
陽極及び陰極間に発光層が介在する有機エレクトロルミネッセンス素子において、
前記発光層が、青色光、緑色光及び赤色光を発し、
前記発光層が、式（１）で表される芳香族アミン化合物である緑色ドーパントを含む白色系有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化２４】
2005117500.tif 000042
［式中、Ａ１〜Ａ２は、それぞれ独立に、水素原子、置換若しくは無置換の炭素数１〜１０のアルキル基、置換若しくは無置換の核炭素数５〜５０のアリール基、置換若しくは無置換の核炭素数３〜２０のシクロアルキル基、置換若しくは無置換の炭素数１〜１０のアルコキシ基、置換若しくは無置換の核炭素数５〜５０のアリールオキシ基、置換若しくは無置換の核炭素数５〜５０のアリールアミノ基、置換若しくは無置換の炭素数１〜１０のアルキルアミノ基、又はハロゲン原子を表し、ｄ及びｅはそれぞれ１〜５の整数であり、ｈは１〜９の整数である。ｄ、ｅがそれぞれ２以上の場合、複数のＡ１、Ａ２は、それぞれ同一でも異なっていてもよく、互いに連結して飽和若しくは不飽和の環を形成していてもよい。ただし、Ａ１及びＡ２の両方が水素原子である場合はない。
Ｒ１１は、置換若しくは無置換の炭素数３〜１０の２級又は３級のアルキル基、又は置換若しくは無置換の炭素数３〜１０の２級又は３級のシクロアルキル基を表し、ｆは１〜９の整数である。ｆが２以上の場合、複数のＲ１１は同一でも異なっていてもよい。Ｒ１２は、水素原子、置換若しくは無置換の炭素数１〜１０のアルキル基、置換若しくは無置換の核炭素数５〜５０のアリール基、置換若しくは無置換の核炭素数３〜２０のシクロアルキル基、置換若しくは無置換の炭素数１〜１０のアルコキシ基、置換若しくは無置換の核炭素数５〜５０のアリールオキシ基、置換若しくは無置換の核炭素数５〜５０のアリールアミノ基、置換若しくは無置換の炭素数１〜１０のアルキルアミノ基、又はハロゲン原子を表し、ｇは０〜８の整数である。ｇが２以上の場合、複数のＲ１２は同一でも異なっていてもよい。
ｆ＋ｇ＋ｈは２〜１０の整数である。］
【請求項２】
前記発光層が、青色光を発する青色系発光層、緑色光を発する緑色系発光層、及び赤色光を発する赤色系発光層の３層からなる請求項１記載の白色系有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項３】
前記発光層が、青色光を発する青色系発光層、緑色光及び赤色光を発する緑／赤色系発光層の２層からなる請求項１記載の白色系有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項４】
前記発光層が、非対称アントラセン系化合物であるホスト材料を含む請求項１記載の白色系有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項５】
前記非対称アントラセン系化合物が、式（２）で表される化合物である請求項４記載の白色系有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化２５】
2005117500.tif 000043
［式中、Ａｒ１及びＡｒ２は、それぞれ独立に、置換若しくは無置換の核炭素数６〜５０のアリール基である。ただし、Ａｒ１とＡｒ２は構造が同一ではない。
Ｒ１〜Ｒ８は、それぞれ独立に、水素原子、置換若しくは無置換の核炭素数６〜５０のアリール基、置換若しくは無置換の核原子数５〜５０の芳香族複素環基、置換若しくは無置換の炭素数１〜５０のアルキル基、置換若しくは無置換の炭素数１〜５０のアルコキシ基、置換若しくは無置換の炭素数６〜５０のアラルキル基、置換若しくは無置換の核原子数５〜５０のアリールオキシ基、置換若しくは無置換の核原子数５〜５０のアリールチオ基、置換若しくは無置換の炭素数２〜５０のアルコキシカルボニル基、置換若しくは無置換の炭素数１〜５０のシリル基、カルボキシル基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシル基である。］
【請求項６】
陽極、発光層、及び陰極を含み、
前記発光層を形成する緑色ドーパントのイオン化ポテンシャルが、前記発光層を形成する青色ドーパントのイオン化ポテンシャルと同等か、大きい白色系有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項７】
陽極、青色系発光層、緑色系発光層、赤色系発光層、及び陰極をこの順に積層して含み、
前記緑色系発光層を形成する緑色ドーパントのイオン化ポテンシャルが、前記青色系発光層を形成する青色ドーパントのイオン化ポテンシャルと同等か、大きい白色系有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項８】
陽極、青色系発光層、赤色系発光層、緑色系発光層、及び陰極をこの順に積層して含み、
前記緑色系発光層を形成する緑色ドーパントのイオン化ポテンシャルが、前記青色系発光層を形成する青色ドーパントのイオン化ポテンシャルと同等か、大きい白色系有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項９】
前記青色系発光層を形成する青色ドーパントが、スチリルアミン、アミン置換スチリル化合物、アミン置換縮合芳香族環及び縮合芳香族環含有化合物より選択される少なくとも一種類の化合物である請求項２〜５、７、８のいずれか一項記載の白色系有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１０】
前記赤色系発光層又は緑／赤色系発光層を形成する赤色ドーパントが、フルオランテン骨格又はペリレン骨格を有する化合物である請求項２〜５、７、８、９のいずれか一項記載の白色系有機エレクトロルミネッセンス素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、白色系有機エレクトロルミネッセンス素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、有機ＥＬ素子という）は、低電圧、高輝度、高視野角等の特性を有しており、この有機ＥＬ素子を含むディスプレイ（有機ＥＬディスプレイ）は、広範囲な用途への展開が期待されている。
また、このような有機ＥＬ素子の特徴として、原理的に青〜赤までの色相を任意に得られることが挙げられる。
中でも、白色系有機ＥＬ素子は、そのまま白色光源として用いることができるので、ＬＣＤ用薄膜光源バックライト、車内用又はオフィース用照明光源、ＴＶ等のフルカラーディスプレイ等への用途が期待されている。
しかし、照明光源やフルカラーディスプレイの用途を確立するためには、高効率・長寿命な白色系有機ＥＬ素子が必要とされ、特に、ディスプレイ用途を考えた場合、上記性能とともに、さらに光の三原色の波長領域においてそれぞれ発光ピークを持つ３波長型の白色系有機ＥＬ素子が必要とされる。【０００３】
白色系有機ＥＬ素子としては、例えば、正孔輸送層の隣に青色発光層、次いで、赤色蛍光層を含有する領域を有する緑色発光層を有するものが開示されている（特許文献１参照）。
また、青色光、緑色光、赤色光を発する、キャリヤ輸送特性の異なる３種の発光層を有する白色系有機ＥＬ素子が開示されている（非特許文献１参照）。
また、電子・正孔再結合に伴い、広範囲な青色発光と広範囲な赤色発光をする発光層がそれぞれ含有された白色系有機ＥＬ素子が開示されている（特許文献２参照）。
また、正孔遮断層により分離された赤色、青色及び緑色の発光層がそれぞれ含有された白色系有機ＥＬ素子が開示されている（非特許文献２参照）。
しかし、これらの素子では、極微量含まれるドーパントの濃度を制御することが必要であり、これを大規模な製造プロセスにおいて制御することは困難である。【０００４】
また、発光層が、陽極から、青色発光層、緑色発光層、赤色発光層の順に積層された３層からなり、青色発光層が、青色発光体に青色蛍光体を含有した構成、緑色発光層が、青色又は緑色発光体に緑色蛍光体を含有させた構成、赤色発光層が、青色発光体に赤色蛍光体を含有した構成からなることを特徴とする白色系有機ＥＬ素子が開示されている（特許文献３参照）。
しかし、この素子は、輝度２００ｃｄ／ｍ２での効率が３．７〜３．９ｌｍ／Ｗと十分でなかった。【０００５】
また、青色発光層に隣接する正孔輸送層側領域に黄色蛍光体がドープされており、さらに、青色発光層に接する電子輸送側の領域に緑色蛍光体がドープされている３波長型の白色系有機ＥＬ素子が開示されている（特許文献４参照）。
しかし、この素子も、効率が４〜５ｃｄ／Ａと十分ではなかった。【０００６】
また、発光層が、陽極側から赤色発光層、青色発光層、緑色発光層の順に積層され、中間の青色発光層に、赤色蛍光を示す補助ドーパントがドープされており、駆動電流の大きさにより発光の色相の変化を抑制する技術が開示されている（特許文献５参照）。
しかし、この技術では、発光色の変化が抑制されるかもしれないが、白色素子の発光効率等について開示されていないため、具体的な素子性能が不明である。また、青色発光層中の赤色蛍光体は、そのドーピング濃度を微量に制御しなければ、白色が得られず、素子作製の再現性等の確保が難しい。【０００７】
一方、発光層のホスト材料として、非対称アントラセン化合物を用いた白色系有機ＥＬ素子が開発されている（特許文献６参照）。
また、緑色系発光層を形成する緑色ドーパントとして、アントラセン骨格を有する芳香族アミン誘導体を用いた有機ＥＬ素子が開発されている（特許文献７及び８参照）。
【特許文献１】特開平７−１４２１６９号公報
【特許文献２】米国特許第５４０５７０９号明細書
【特許文献３】特開平１０−３９９０号公報
【特許文献４】特開２００３−８６３８０号公報
【特許文献５】特開２００４−６１６５号公報
【特許文献６】特願２００４−０４２６９４号
【特許文献７】特願２００３−１０６２３１号
【特許文献８】特願２００３−７６７７２号
【非特許文献１】「サイエンス」，１９９５年，第２６７巻，Ｐ１３３２
【非特許文献２】「アプライド・フィジックス・レターズ」，１９９９年，第７５巻，Ｐ８８８
【０００８】
本発明は、高輝度、高効率、長寿命で演色性に優れた、３波長型の白色系有機ＥＬ素子を提供することを目的とする。
【発明の開示】
【０００９】
本発明によれば、以下の白色系有機ＥＬ素子が提供される。
１．陽極及び陰極間に発光層が介在する有機エレクトロルミネッセンス素子において、
前記発光層が、青色光、緑色光及び赤色光を発し、
前記発光層が、式（１）で表される芳香族アミン化合物である緑色ドーパントを含む白色系有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化１】
2005117500.tif 000002
［式中、Ａ１〜Ａ２は、それぞれ独立に、水素原子、置換若しくは無置換の炭素数１〜１０のアルキル基、置換若しくは無置換の核炭素数５〜５０のアリール基、置換若しくは無置換の核炭素数３〜２０のシクロアルキル基、置換若しくは無置換の炭素数１〜１０のアルコキシ基、置換若しくは無置換の核炭素数５〜５０のアリールオキシ基、置換若しくは無置換の核炭素数５〜５０のアリールアミノ基、置換若しくは無置換の炭素数１〜１０のアルキルアミノ基、又はハロゲン原子を表し、ｄ及びｅはそれぞれ１〜５の整数であり、ｈは１〜９の整数である。ｄ、ｅがそれぞれ２以上の場合、複数のＡ１、Ａ２は、それぞれ同一でも異なっていてもよく、互いに連結して飽和若しくは不飽和の環を形成していてもよい。ただし、Ａ１及びＡ２の両方が水素原子である場合はない。
Ｒ１１は、置換若しくは無置換の炭素数３〜１０の２級又は３級のアルキル基、又は置換若しくは無置換の炭素数３〜１０の２級又は３級のシクロアルキル基を表し、ｆは１〜９の整数である。ｆが２以上の場合、複数のＲ１１は同一でも異なっていてもよい。Ｒ１２は、水素原子、置換若しくは無置換の炭素数１〜１０のアルキル基、置換若しくは無置換の核炭素数５〜５０のアリール基、置換若しくは無置換の核炭素数３〜２０のシクロアルキル基、置換若しくは無置換の炭素数１〜１０のアルコキシ基、置換若しくは無置換の核炭素数５〜５０のアリールオキシ基、置換若しくは無置換の核炭素数５〜５０のアリールアミノ基、置換若しくは無置換の炭素数１〜１０のアルキルアミノ基、又はハロゲン原子を表し、ｇは０〜８の整数である。ｇが２以上の場合、複数のＲ１２は同一でも異なっていてもよい。
ｆ＋ｇ＋ｈは２〜１０の整数である。］
２．前記発光層が、青色光を発する青色系発光層、緑色光を発する緑色系発光層、及び赤色光を発する赤色系発光層の３層からなる１記載の白色系有機エレクトロルミネッセンス素子。
３．前記発光層が、青色光を発する青色系発光層、緑色光及び赤色光を発する緑／赤色系発光層の２層からなる１記載の白色系有機エレクトロルミネッセンス素子。
４．前記発光層が、非対称アントラセン系化合物であるホスト材料を含む１〜３のいずれか記載の白色系有機エレクトロルミネッセンス素子。
５．前記非対称アントラセン系化合物が、式（２）で表される化合物である４記載の白色系有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化２】
2005117500.tif 000003
［式中、Ａｒ１及びＡｒ２は、それぞれ独立に、置換若しくは無置換の核炭素数６〜５０のアリール基である。ただし、Ａｒ１とＡｒ２は構造が同一ではない。
Ｒ１〜Ｒ８は、それぞれ独立に、水素原子、置換若しくは無置換の核炭素数６〜５０のアリール基、置換若しくは無置換の核原子数５〜５０の芳香族複素環基、置換若しくは無置換の炭素数１〜５０のアルキル基、置換若しくは無置換の炭素数１〜５０のアルコキシ基、置換若しくは無置換の炭素数６〜５０のアラルキル基、置換若しくは無置換の核原子数５〜５０のアリールオキシ基、置換若しくは無置換の核原子数５〜５０のアリールチオ基、置換若しくは無置換の炭素数２〜５０のアルコキシカルボニル基、置換若しくは無置換の炭素数１〜５０のシリル基、カルボキシル基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシル基である。］
６．陽極、発光層、及び陰極を含み、
前記発光層を形成する緑色ドーパントのイオン化ポテンシャルが、前記発光層を形成する青色ドーパントのイオン化ポテンシャルと同等か、大きい白色系有機エレクトロルミネッセンス素子。
７．陽極、青色系発光層、緑色系発光層、赤色系発光層、及び陰極をこの順に積層して含み、
前記緑色系発光層を形成する緑色ドーパントのイオン化ポテンシャルが、前記青色系発光層を形成する青色ドーパントのイオン化ポテンシャルと同等か、大きい白色系有機エレクトロルミネッセンス素子。
８．陽極、青色系発光層、赤色系発光層、緑色系発光層、及び陰極をこの順に積層して含み、
前記緑色系発光層を形成する緑色ドーパントのイオン化ポテンシャルが、前記青色系発光層を形成する青色ドーパントのイオン化ポテンシャルと同等か、大きい白色系有機エレクトロルミネッセンス素子。
９．前記青色系発光層を形成する青色ドーパントが、スチリルアミン、アミン置換スチリル化合物、アミン置換縮合芳香族環及び縮合芳香族環含有化合物より選択される少なくとも一種類の化合物である２〜５、７、８のいずれか記載の白色系有機エレクトロルミネッセンス素子。
１０．前記赤色系発光層又は緑／赤色系発光層を形成する赤色ドーパントが、フルオランテン骨格又はペリレン骨格を有する化合物である２〜５、７、８、９のいずれか記載の白色系有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００１０】
本発明によれば、高輝度、高効率、長寿命で演色性に優れた、３波長型の白色系有機ＥＬ素子が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態１の白色系有機ＥＬ素子の構成を示す図である。
【図２】実施形態１の白色系有機ＥＬ素子における青色系発光層、緑色系発光層、赤色系発光層をそれぞれ形成する青色ドーパント、緑色ドーパント、赤色ドーパントのエネルギーレベル図である。
【図３】実施形態２の白色系有機ＥＬ素子の構成を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
実施形態１
図１は、本発明の一実施形態にかかる白色系有機ＥＬ素子の構成を示す図であり、図２は、この白色系有機ＥＬ素子における青色系発光層、緑色系発光層、赤色系発光層をそれぞれ形成する青色（Ｂ）ドーパント、緑色（Ｇ）ドーパント、赤色（Ｒ）ドーパントのエネルギーレベル図である。【００１３】
図１に示されるように、白色系有機ＥＬ素子１は、陽極２、正孔注入層３、正孔輸送層４、青色系発光層５、緑色系発光層６、赤色系発光層７、電子輸送層８及び陰極９を積層した構造を有している。
青色系発光層５は、ホスト材料と青色ドーパントを含み、緑色系発光層６は、ホスト材料と、下記式（１）で表わされる芳香族アミン化合物である緑色ドーパントを含み、赤色系発光層７は、ホスト材料と赤色ドーパントを含む。【００１４】
図２は、白色系有機ＥＬ素子１の青色系発光層５、緑色系発光層６、赤色系発光層７をそれぞれ形成する青色（Ｂ）ドーパント、緑色（Ｇ）ドーパント、赤色（Ｒ）ドーパントのエネルギーレベルを示し、この図において、上辺のレベルは発光層の各ドーパントのＬＵＭＯのレベル（アフィニティレベル：Ａｆ）、下辺は同様にＨＯＭＯのレベル（イオン化ポテンシャル：Ｉｐ）を示す。このエネルギーレベル図においては、矢印で示すように、正孔のエネルギーレベルで見ると、下方がより大きい値を示す。図２において、−は電子を＋正孔を示す。【００１５】
図２に示すように、緑色系発光層６を形成する緑色ドーパントのイオン化ポテンシャルは、青色系発光層５を形成する青色ドーパントのイオン化ポテンシャルより同等か、大きいことが好ましい。ここで、「同等」とは、下記式（１）で表わされる芳香族アミン化合物である緑色ドーパントに特有な、青色系発光層等からの正孔注入が良好なこと、あるいは青／緑色発光層間での電子の蓄積が適切に効くという意味で、具体的には、青色ドーパントよりも０．１〜０．２ｅＶ小さくてもよい。【００１６】
発光層中のドーパント濃度を大きくしていくと、そのイオン化ポテンシャル或いはアフィニティレベルによるが、ドーパントにも正孔あるいは電子のキャリア伝導を考える必要が出てくる場合がある。現在用いられているドーパントのキャリア濃度においては、これを考える必要があると考えられる。
図１、２において、陰極９からの電子の注入・輸送は、各ドーパントのＬＵＭＯ、即ち、図２のアフィニティレベルを伝導していく。ここで、本発明のように芳香族アミン化合物からなる緑色ドーパントの場合、イオン化ポテンシャルが大きいので、他に見られる緑色ドーパントと比べると、アフィニティレベルが大きい。つまり、ＬＵＭＯレベルが下がり、緑／赤色系発光層間の（赤色系発光層から緑色系発光層への）電子注入障壁は、比較的小さい値とすることができる。一方、青色ドーパントのアフィニティレベルは、一般に小さい値であるので、電子は、青／緑色系発光層間の（緑色系発光層から青色系発光層への）注入に関しては、大きな障壁を形成し、緑色系発光層あるいは青／緑色系発光層の中に効率よく蓄積される結果となる。【００１７】
図２における緑色ドーパントの好ましい電子レベルについて説明する。
緑色ドーパントのイオン化ポテンシャルをＩｐｇ、青色ドーパントのイオン化ポテンシャルをＩｐｂすると、Ｉｐｇは、青色ドーパント及びホスト材料からの正孔注入から考えて、Ｉｐｇ≧Ｉｐｂ−０．２を満たすことが好ましい。具体的には、Ｉｐｇは、５．４ｅＶ以上が好ましく、５．４〜５．８ｅＶがより好ましい。
また、緑色ドーパントのアフィニティレベルをＡｆｇ、青色ドーパントのアフィニティレベルをＡｆｂ、赤色ドーパントのアフィニティレベルをＡｆｒとすると、Ａｆｇは、Ａｆｂよりも大きく、Ａｆｒよりも小さい、即ち、Ａｆｂ＜Ａｆｇ＜Ａｆｒを満たすことが好ましい。具体的には、Ａｆｇは、２．８〜３．４ｅＶが好ましい。
また、緑色ドーパントのエネルギーギャップ（Ｅｇｇ）は、２．４〜２．６ｅＶが好ましい。【００１８】
図１、図２において、陽極２から、正孔注入層３、正孔輸送層４を通って輸送された正孔は、電界の力を借りてホスト材料あるいは青色ドーパントに直接注入される。このとき、緑色ドーパントは、正孔輸送性の芳香族アミン化合物からなっているので、イオン化ポテンシャルが大きく、青色ドーパントのそれと同じ程度である。そのため、青色系発光層から緑色系発光層への正孔注入には、ほとんど障壁が存在しないので、良好に注入される。次に、緑色系発光層から赤色系発光層への正孔注入に関しては、一般に障壁は存在せず良好である。
従って、このような緑色ドーパントを用いた場合、正孔注入・輸送に関する特徴として、特に大きな正孔注入障壁を形成せず、駆動電圧の上昇が避けられることが挙げられる。
以上、正孔・電子の注入・輸送の特徴から考えて、このような緑色ドーパントにより、駆動電圧を大きく上昇させることなく、電子・正孔の再結合中心（励起状態）を緑色ドーパントを含む緑色系発光層に適切に設定かつ局在化することができ、赤色、緑色、青色で視認度的に最も大きい緑色の高効率で、安定な発光を得ることができ、結果的に、高効率・長寿命な３波長型の白色系有機ＥＬ素子を得ることができる。【００１９】
尚、本実施形態の白色系有機ＥＬ素子１では、発光層が、陽極側から、青色系発光層５、緑色系発光層６、及び赤色系発光層７の順に積層されているが、陽極側から、青色系発光層５、赤色系発光層７、及び緑色系発光層６の順に積層されてもよい。
この場合、正孔の伝導については、赤色系発光層／緑色系発光層間に存在する正孔障壁が比較的小さくなる。一方、電子の伝導については、青色系発光層／赤色系発光層間の電子注入に関し、障壁が存在する。【００２０】
実施形態２
図３は、本発明の他の実施形態にかかる白色系有機ＥＬ素子の構成を示す図である。この図に示されるように、白色系有機ＥＬ素子１０は、陽極２、正孔注入層３、正孔輸送層４、青色系発光層５、緑／赤色系発光層１１、電子輸送層８及び陰極９を積層した構造を有している。即ち、本実施形態の白色系有機ＥＬ素子１０は、緑色系発光層６及び赤色系発光層７の代わりに、緑／赤色系発光層１１を設けた点が、実施形態１の白色系有機ＥＬ素子１と異なる。
青色系発光層５は、ホスト材料と青色ドーパントを含み、緑／赤色系発光層１１は、ホスト材料と、下記式（１）で表わされる芳香族アミン化合物である緑色ドーパントと、赤色ドーパントを含む。【００２１】
尚、本実施形態の白色系有機ＥＬ素子１０では、発光層が、陽極側から、青色系発光層５、緑／赤色系発光層１１の順に積層されているが、陽極側から、緑／赤色系発光層１１、青色系発光層５の順に積層されてもよい。【００２２】
上述したように、本発明の白色系有機ＥＬ素子は、陽極及び陰極間に発光層が介在しており、この発光層が、青色光、緑色光及び赤色光を発する。また、この発光層には、下記式（１）で表わされる芳香族アミン化合物である緑色ドーパントが含まれる。緑色ドーパントのイオン化ポテンシャルは、上述したように、青色ドーパントのイオン化ポテンシャルより同等か、大きいことが好ましい。発光層は単層でも複数層であってもよい。また、陽極と発光層の間、発光層と陰極の間、又は発光層と発光層の間に、他の有機層又は無機層を介在させることができる。介在層は、電子及び正孔を輸送でき、光透過性があれば特に制限されない。また、本発明の白色系有機ＥＬ素子では、光を陽極側から取り出すこともできるし、陰極側から取り出すこともできる。【００２３】
本発明の好適な白色系有機ＥＬ素子の例として、以下の構成が挙げられる。
（１）陽極、正孔注入層、正孔輸送層、青／緑／赤色系発光層、電子輸送層、電子注入層、陰極
（２）陽極、正孔注入層、正孔輸送層、青色系発光層、緑／赤色系発光層、電子輸送層、電子注入層、陰極
（３）陽極、正孔注入層、正孔輸送層、緑／赤色系発光層、青色系発光層、電子輸送層、電子注入層、陰極
（４）陽極、正孔注入層、正孔輸送層、青色系発光層、緑色系発光層、赤色系発光層、電子輸送層、電子注入層、陰極
（５）陽極、正孔注入層、正孔輸送層、青色系発光層、赤色系発光層、緑色系発光層、電子輸送層、電子注入層、陰極
（１）は、発光層が、青／緑／赤色系発光層の１層からなる素子であり、（２）、（３）は、発光層が、青色系発光層、緑／赤色系発光層の２層からなる素子であり、（４）、（５）は、発光層が、青色系発光層、緑色系発光層、赤色系発光層の３層からなる素子である。【００２４】
以下、本発明の特徴的な部分である緑色系発光層、青色系発光層、赤色系発光層及び緑／赤色系発光層について説明する。【００２５】
緑色系発光層は、好ましくは、発光の最大波長が５００〜５７０ｎｍである発光層であり、ホスト材料と、式（１）で表わされる芳香族アミン化合物である緑色ドーパントからなる。
【化３】
2005117500.tif 000004
【００２６】
式（１）において、Ａ１〜Ａ２は、それぞれ独立に、水素原子、置換若しくは無置換の炭素数１〜１０（好ましくは、炭素数１〜６）のアルキル基、置換若しくは無置換の核炭素数５〜５０（好ましくは、核炭素数５〜１０）のアリール基、置換若しくは無置換の核炭素数３〜２０（好ましくは、核炭素数５〜１０）のシクロアルキル基、置換若しくは無置換の炭素数１〜１０（好ましくは、炭素数１〜６）のアルコキシ基、置換若しくは無置換の核炭素数５〜５０（好ましくは、核炭素数５〜１０）のアリールオキシ基、置換若しくは無置換の核炭素数５〜５０（好ましくは、核炭素数５〜２０）のアリールアミノ基、置換若しくは無置換の炭素数１〜１０（好ましくは、炭素数１〜６）のアルキルアミノ基、又はハロゲン原子を表す。【００２７】
Ａ１〜Ａ２の置換若しくは無置換のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−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、２−フェニルイソプロピル基、トリクロロメチル基、トリフルオロメチル基、ベンジル基、α−フェノキシベンジル基、α，α−ジメチルベンジル基、α，α−メチルフェニルベンジル基、α，α−ジトリフルオロメチルベンジル基、トリフェニルメチル基、α−ベンジルオキシベンジル基等が挙げられる。【００２８】
Ａ１〜Ａ２の置換若しくは無置換のアリール基としては、例えば、フェニル基、２−メチルフェニル基、３−メチルフェニル基、４−メチルフェニル基、４−エチルフェニル基、ビフェニル基、４−メチルビフェニル基、４−エチルビフェニル基、４−シクロヘキシルビフェニル基、ターフェニル基、３，５−ジクロロフェニル基、ナフチル基、５−メチルナフチル基、アントリル基、ピレニル基等が挙げられる。【００２９】
Ａ１〜Ａ２の置換若しくは無置換のシクロアルキル基としては、例えば、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、ノルボルネル基、アダマンチル基等が挙げられる。【００３０】
Ａ１〜Ａ２の置換若しくは無置換のアルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、イソブトキシ基、ｓｅｃ−ブトキシ基、ｔｅｒｔ−ブトキシ基、各種ペンチルオキシ基、各種ヘキシルオキシ基等が挙げられる。【００３１】
Ａ１〜Ａ２の置換若しくは無置換のアリールオキシ基としては、例えば、フェノキシ基、トリルオキシ基、ナフチルオキシ基等が挙げられる。
Ａ１〜Ａ２の置換若しくは無置換のアリールアミノ基としては、例えば、ジフェニルアミノ基、ジトリルアミノ基、ジナフチルアミノ基、ナフチルフェニルアミノ基等が挙げられる。
Ａ１〜Ａ２の置換若しくは無置換のアルキルアミノ基としては、例えば、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジヘキシルアミノ基等が挙げられる。
Ａ１〜Ａ２のハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子等が挙げられる。
尚、式（１）において、Ａ１及びＡ２の両方が水素原子である場合はない。【００３２】
式（１）において、ｄ及びｅはそれぞれ１〜５の整数であり、１〜３であると好ましい。ｄ、ｅがそれぞれ２以上の場合、複数のＡ１、Ａ２は、それぞれ同一でも異なっていてもよく、互いに連結して飽和若しくは不飽和の環を形成していてもよい。また、ｈは１〜９の整数であり、１〜３であると好ましい。【００３３】
Ｒ１１は、置換若しくは無置換の炭素数３〜１０の２級又は３級のアルキル基、又は置換若しくは無置換の炭素数３〜１０の２級又は３級のシクロアルキル基を表す。
Ｒ１１の置換若しくは無置換の炭素数３〜１０の２級又は３級のアルキル基としては、例えば、イソプロピル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ペンチル基、１−メチルブチル基、１−メチルペンチル基、１，１’−ジメチルペンチル基、１，１’−ジエチルプロピル基、１−ベンジル−２−フェニルエチル基、１−メトキシエチル基、１−フェニル−１−メチルエチル基等が挙げられる。
Ｒ１１の置換若しくは無置換の炭素数３〜１０の２級又は３級のシクロアルキル基としては、例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、ノルボルネル基、アダマンチル基等が挙げられる。
式（１）において、ｆは１〜９の整数であり、１〜３であると好ましい。ｆが２以上の場合、複数のＲ１１は同一でも異なっていてもよい。【００３４】
Ｒ１２は、水素原子、置換若しくは無置換の炭素数１〜１０のアルキル基（好ましくは、炭素数１〜６）、置換若しくは無置換の核炭素数５〜５０のアリール基（好ましくは、核炭素数５〜１０）、置換若しくは無置換の核炭素数３〜２０のシクロアルキル基（好ましくは、核炭素数５〜１０）、置換若しくは無置換の炭素数１〜１０のアルコキシ基（好ましくは、炭素数１〜６）、置換若しくは無置換の核炭素数５〜５０のアリールオキシ基（好ましくは、核炭素数５〜１０）、置換若しくは無置換の核炭素数５〜５０のアリールアミノ基（好ましくは、核炭素数５〜２０）、置換若しくは無置換の炭素数１〜１０のアルキルアミノ基（好ましくは、炭素数１〜６）、又はハロゲン原子を表す。
Ｒ１２の置換若しくは無置換のアルキル基、アリール基、シクロアルキル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アリールアミノ基、アルキルアミノ基及びハロゲン原子の具体例としては、上記Ａ１〜Ａ２と同様のものが挙げられる。
式（３）において、ｇは０〜８の整数であり、０〜２であると好ましい。
ｇが２以上の場合、複数のＲ１２は同一でも異なっていてもよい。
また、式（１）において、ｆ＋ｇ＋ｈは２〜１０の整数であり、２〜６であると好ましい。【００３５】
芳香族アミン化合物としては、式（１−１）〜（１−７）で表される化合物がより好ましい。
【化４】
2005117500.tif 000005
2005117500.tif 000006
［式（１−１）〜（１−７）中、Ａ１、Ａ２、ｐ、ｑ、Ｒ１１及びＲ１２は、式（１）と同じである。］【００３６】
芳香族アミン化合物の具体例を以下に示す。尚、本発明で用いる化合物は、これら例示化合物に限定されるものではない。また、Ｍｅはメチル基を示す。
【化５】
2005117500.tif 000007
2005117500.tif 000008
2005117500.tif 000009
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2005117500.tif 000017
【００３７】
上述した緑色ドーパントは、特願２００３−１０６２３１号等に記載の方法で製造することができる。【００３８】
緑色系発光層中に含まれる緑色ドーパントの割合は、好ましくは０．２５〜２５重量％、より好ましくは１．２５〜１２．５重量％である。【００３９】
ホスト材料としては特に制限されず、例えば、アントラセン化合物、ピレン化合物、クリセン化合物、非対称なこれらの化合物等を好適に用いることができる。
これらのうち、アントラセン化合物、特に、非対称アントラセン系化合物が好ましい。非対称アントラセン系化合物としては、式（２）で表される化合物が好ましい。
【化６】
2005117500.tif 000018
［式中、Ａｒ１及びＡｒ２は、それぞれ独立に、置換若しくは無置換の核炭素数６〜５０のアリール基である。ただし、Ａｒ１とＡｒ２は構造が同一ではない。
Ｒ１〜Ｒ８は、それぞれ独立に、水素原子、置換若しくは無置換の核炭素数６〜５０のアリール基、置換若しくは無置換の核原子数５〜５０の芳香族複素環基、置換若しくは無置換の炭素数１〜５０のアルキル基、置換若しくは無置換の炭素数１〜５０のアルコキシ基、置換若しくは無置換の炭素数６〜５０のアラルキル基、置換若しくは無置換の核原子数５〜５０のアリールオキシ基、置換若しくは無置換の核原子数５〜５０のアリールチオ基、置換若しくは無置換の炭素数２〜５０のアルコキシカルボニル基、置換若しくは無置換の炭素数１〜５０のシリル基、カルボキシル基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシル基である。］【００４０】
式（２）における置換若しくは無置換のＡｒ１及びＡｒ２のアリール基の例としては、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−ターフェニル−４−イル基、ｐ−ターフェニル−３−イル基、ｐ−ターフェニル−２−イル基、ｍ−ターフェニル−４−イル基、ｍ−ターフェニル−３−イル基、ｍ−ターフェニル−２−イル基、ｏ−トリル基、ｍ−トリル基、ｐ−トリル基、ｐ−ｔ−ブチルフェニル基、ｐ−（２−フェニルプロピル）フェニル基、３−メチル−２−ナフチル基、４−メチル−１−ナフチル基、４−メチル−１−アントリル基、４’−メチルビフェニルイル基、４”−ｔ−ブチル−ｐ−ターフェニル−４−イル基等が挙げられる。【００４１】
式（２）における置換若しくは無置換のＲ１〜Ｒ８のアリール基の例としては、上記置換若しくは無置換のＡｒ１及びＡｒ２と同様のものが挙げられる。
式（２）におけるＲ１〜Ｒ８の置換若しくは無置換の芳香族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−フェナンスリジニル基、２−フェナンスリジニル基、３−フェナンスリジニル基、４−フェナンスリジニル基、６−フェナンスリジニル基、７−フェナンスリジニル基、８−フェナンスリジニル基、９−フェナンスリジニル基、１０−フェナンスリジニル基、１−アクリジニル基、２−アクリジニル基、３−アクリジニル基、４−アクリジニル基、９−アクリジニル基、１，７−フェナンスロリン−２−イル基、１，７−フェナンスロリン−３−イル基、１，７−フェナンスロリン−４−イル基、１，７−フェナンスロリン−５−イル基、１，７−フェナンスロリン−６−イル基、１，７−フェナンスロリン−８−イル基、１，７−フェナンスロリン−９−イル基、１，７−フェナンスロリン−１０−イル基、１，８−フェナンスロリン−２−イル基、１，８−フェナンスロリン−３−イル基、１，８−フェナンスロリン−４−イル基、１，８−フェナンスロリン−５−イル基、１，８−フェナンスロリン−６−イル基、１，８−フェナンスロリン−７−イル基、１，８−フェナンスロリン−９−イル基、１，８−フェナンスロリン−１０−イル基、１，９−フェナンスロリン−２−イル基、１，９−フェナンスロリン−３−イル基、１，９−フェナンスロリン−４−イル基、１，９−フェナンスロリン−５−イル基、１，９−フェナンスロリン−６−イル基、１，９−フェナンスロリン−７−イル基、１，９−フェナンスロリン−８−イル基、１，９−フェナンスロリン−１０−イル基、１，１０−フェナンスロリン−２−イル基、１，１０−フェナンスロリン−３−イル基、１，１０−フェナンスロリン−４−イル基、１，１０−フェナンスロリン−５−イル基、２，９−フェナンスロリン−１−イル基、２，９−フェナンスロリン−３−イル基、２，９−フェナンスロリン−４−イル基、２，９−フェナンスロリン−５−イル基、２，９−フェナンスロリン−６−イル基、２，９−フェナンスロリン−７−イル基、２，９−フェナンスロリン−８−イル基、２，９−フェナンスロリン−１０−イル基、２，８−フェナンスロリン−１−イル基、２，８−フェナンスロリン−３−イル基、２，８−フェナンスロリン−４−イル基、２，８−フェナンスロリン−５−イル基、２，８−フェナンスロリン−６−イル基、２，８−フェナンスロリン−７−イル基、２，８−フェナンスロリン−９−イル基、２，８−フェナンスロリン−１０−イル基、２，７−フェナンスロリン−１−イル基、２，７−フェナンスロリン−３−イル基、２，７−フェナンスロリン−４−イル基、２，７−フェナンスロリン−５−イル基、２，７−フェナンスロリン−６−イル基、２，７−フェナンスロリン−８−イル基、２，７−フェナンスロリン−９−イル基、２，７−フェナンスロリン−１０−イル基、１−フェナジニル基、２−フェナジニル基、１−フェノチアジニル基、２−フェノチアジニル基、３−フェノチアジニル基、４−フェノチアジニル基、１０−フェノチアジニル基、１−フェノキサジニル基、２−フェノキサジニル基、３−フェノキサジニル基、４−フェノキサジニル基、１０−フェノキサジニル基、２−オキサゾリル基、４−オキサゾリル基、５−オキサゾリル基、２−オキサジアゾリル基、５−オキサジアゾリル基、３−フラザニル基、２−チエニル基、３−チエニル基、２−メチルピロール−１−イル基、２−メチルピロール−３−イル基、２−メチルピロール−４−イル基、２−メチルピロール−５−イル基、３−メチルピロール−１−イル基、３−メチルピロール−２−イル基、３−メチルピロール−４−イル基、３−メチルピロール−５−イル基、２−ｔ−ブチルピロール−４−イル基、３−（２−フェニルプロピル）ピロール−１−イル基、２−メチル−１−インドリル基、４−メチル−１−インドリル基、２−メチル−３−インドリル基、４−メチル−３−インドリル基、２−ｔ−ブチル１−インドリル基、４−ｔ−ブチル１−インドリル基、２−ｔ−ブチル３−インドリル基、４−ｔ−ブチル３−インドリル基等が挙げられる。【００４２】
式（２）におけるＲ１〜Ｒ８の置換若しくは無置換のアルキル基の例としては、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、１，２，３−トリニトロプロピル基、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、４−メチルシクロヘキシル基、１−アダマンチル基、２−アダマンチル基、１−ノルボルニル基、２−ノルボルニル基等が挙げられる。【００４３】
式（２）におけるＲ１〜Ｒ８の置換若しくは無置換のアルコキシ基は−ＯＹと表され、Ｙの例としては、上記置換若しくは無置換のアルキル基と同様のものが挙げられる。
式（２）におけるＲ１〜Ｒ８の置換若しくは無置換のアラルキル基の例としては、上記置換若しくは無置換のアリール基で置換された上記アルキル基等が挙げられる。
式（２）におけるＲ１〜Ｒ８の置換若しくは無置換のアリールオキシ基は−ＯＹ’と表され、Ｙ’の例としては、上記置換若しくは無置換のアリール基と同様のものが挙げられる。
式（２）におけるＲ１〜Ｒ８の置換若しくは無置換のアリールチオ基は−ＯＹ’と表され、Ｙ’の例としては、上記置換若しくは無置換のアリール基と同様のものが挙げられる。
式（２）におけるＲ１〜Ｒ８の置換若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の例としては、上記置換若しくは無置換のアルキル基と同様のものが挙げられる。
式（２）におけるＲ１〜Ｒ８の置換若しくは無置換のシリル基は−ＳｉＹ１Ｙ２Ｙ３と表され、Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３の例としては、上記置換若しくは無置換のアルキル基と同様のものが挙げられる。
ハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素等が挙げられる。【００４４】
非対称アントラセン系化合物としては、式（２−１）〜（２−３）で表される化合物がより好ましい。
【化７】
2005117500.tif 000019
【００４５】
［式中、Ａｒは置換若しくは無置換の核炭素数１０〜５０の縮合芳香族基である。
Ａｒ’は置換若しくは無置換の核炭素数６〜５０のアリール基である。
Ｘは、水素原子、置換若しくは無置換の核炭素数６〜５０のアリール基、置換若しくは無置換の核原子数５〜５０の芳香族複素環基、置換若しくは無置換の炭素数２〜５０のアルキル基、置換若しくは無置換の炭素数１〜５０のアルコキシ基、置換若しくは無置換の炭素数６〜５０のアラルキル基、置換若しくは無置換の核原子数５〜５０のアリールオキシ基、置換若しくは無置換の核原子数５〜５０のアリールチオ基、置換若しくは無置換の炭素数２〜５０のアルコキシカルボニル基、置換若しくは無置換の炭素数１〜５０のシリル基、カルボキシル基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシル基である。
ａ、ｂ及びｃは、それぞれ０〜４の整数であり、ｎは１〜３の整数である。］【００４６】
式（２−１）におけるＡｒの置換若しくは無置換の縮合芳香族基の例としては、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−フェナンスリル基、２−フェナンスリル基、３−フェナンスリル基、４−フェナンスリル基、９−フェナンスリル基、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、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−アントリル基等が挙げられる。
式（２−１）におけるＡｒ’の置換若しくは無置換のアリール基の例としては、上記と同様の例及びフェニル基が挙げられる。
式（２−１）におけるＸの置換若しくは無置換のアリール基、芳香族複素環基、アルキル基、アルコキシ基、アラルキル基、アリールオキシ基、アリールチオ基、アルコキシカルボニル基及びシリル基の例としては、それぞれ上記と同様の例が挙げられる。【００４７】
【化８】
2005117500.tif 000020
【００４８】
［式中、Ａｒ３及びＡｒ４は、それぞれ独立に、置換若しくは無置換の核炭素数１０〜２０の縮合芳香族環基である。
Ａｒ５及びＡｒ６は、それぞれ独立に、水素原子、又は置換若しくは無置換の核炭素数６〜５０のアリール基である。
Ｒ１〜Ｒ１０は、それぞれ独立に、水素原子、置換若しくは無置換の核炭素数６〜５０のアリール基、置換若しくは無置換の核原子数５〜５０の芳香族複素環基、置換若しくは無置換の炭素数１〜５０のアルキル基、置換若しくは無置換の炭素数１〜５０のアルコキシ基、置換若しくは無置換の炭素数６〜５０のアラルキル基、置換若しくは無置換の核原子数５〜５０のアリールオキシ基、置換若しくは無置換の核原子数５〜５０のアリールチオ基、置換若しくは無置換の炭素数２〜５０のアルコキシカルボニル基、置換若しくは無置換の炭素数１〜５０のシリル基、カルボキシル基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシル基である。
ただし、中心のアントラセンの９位及び１０位に、対称型となる基が結合する場合はない。］【００４９】
式（２−２）におけるＡｒ３及びＡｒ４の置換若しくは無置換の縮合芳香族基の例としては、上記と同様の例であって２価の基が挙げられる。
式（２−２）におけるＡｒ５及びＡｒ６の置換若しくは無置換のアリール基の例としては、それぞれ上記と同様の例が挙げられる。
式（２−２）におけるＲ１〜Ｒ１０の置換若しくは無置換のアリール基、芳香族複素環基、アルキル基、アルコキシ基、アラルキル基、アリールオキシ基、アリールチオ基、アルコキシカルボニル基及びシリル基の例としては、それぞれ上記と同様の例が挙げられる。【００５０】
【化９】
2005117500.tif 000021
［式中、Ａｒ１及びＡｒ２は、それぞれ独立に、置換若しくは無置換の核炭素数６〜５０のアリール基である。
Ｒ１〜Ｒ１０は、それぞれ独立に、水素原子、置換若しくは無置換の核炭素数６〜５０のアリール基、置換若しくは無置換の核原子数５〜５０の芳香族複素環基、置換若しくは無置換の炭素数１〜５０のアルキル基、置換若しくは無置換の炭素数１〜５０のアルコキシ基、置換若しくは無置換の炭素数６〜５０のアラルキル基、置換若しくは無置換の核原子数５〜５０のアリールオキシ基、置換若しくは無置換の核原子数５〜５０のアリールチオ基、置換若しくは無置換の炭素数２〜５０のアルコキシカルボニル基、置換若しくは無置換の炭素数１〜５０のシリル基、カルボキシル基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシル基である。］【００５１】
式（２−３）におけるＡｒ１及びＡｒ２の置換若しくは無置換のアリール基の例としては、それぞれ上記と同様の例が挙げられる。
式（２−３）におけるＲ１〜Ｒ１０の置換若しくは無置換のアリール基、芳香族複素環基、アルキル基、アルコキシ基、アラルキル基、アリールオキシ基、アリールチオ基、アルコキシカルボニル基及びシリル基の例としては、それぞれ上記と同様の例が挙げられる。
また、以上の各基の置換基の例としては、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、ニトロ基、シアノ基、アルキル基、アリール基、シクロアルキル基、アルコキシ基、芳香族複素環基、アラルキル基、アリールオキシ基、アリールチオ基、アルコキシカルボニル基、又はカルボキシル基などが挙げられる。
上述した非対称アントラセン化合物は、特願２００４−０４２６９４号等に記載の方法で製造することができる。【００５２】
緑色系発光層の膜厚は、好ましくは２〜５０ｎｍ、より好ましくは５〜３０ｎｍである。５ｎｍ未満では、薄すぎて、緑色発光が弱くなりすぎ、５０ｎｍを超えると、緑色発光が強くなり過ぎ、白色にならない場合がある。【００５３】
青色系発光層は、好ましくは、発光の最大波長が４００〜５００ｎｍである発光層であり、ホスト材料と、青色ドーパントからなる。
ホスト材料としては、緑色系発光層を形成する材料と同様のものを用いることができる。好ましくは、上記非アントラセン系化合物である。【００５４】
青色ドーパントは、特に限定されないが、スチリルアミン、アミン置換スチリル化合物、アミン置換縮合芳香族環及び縮合芳香族環含有化合物より選択される少なくとも一種類の化合物が好ましい。
スチリルアミン及びアミン置換スチリル化合物としては、例えば、式（３−１）及び（３−２）で示される化合物が、アミン置換縮合芳香族環及び縮合芳香族環含有化合物としては、例えば、式（３−３）で示される化合物が挙げられる。【００５５】
【化１０】
2005117500.tif 000022
［式中、Ａｒ１’’、Ａｒ２’’及びＡｒ３’’は、それぞれ独立に、炭素数６〜４０の置換若しくは無置換の芳香族基を示し、それらの中の少なくとも一つはスチリル基を含み、ｐは１〜３の整数を示す。］
置換若しくは無置換の芳香族基の具体例としては、上記と同様のものが挙げられる。【００５６】
【化１１】
2005117500.tif 000023
［式中、Ａｒ４’’及びＡｒ５’’は、それぞれ独立に、置換若しくは無置換の炭素数６〜３０のアリーレン基、Ｅ１及びＥ２は、それぞれ独立に、置換若しくは無置換の炭素数６〜３０のアリール基若しくはアルキル基、水素原子又はシアノ基を示し、ｑは１〜３の整数を示す。Ｕ及び／又はＶはアミノ基を含む置換基であり、該アミノ基がアリールアミノ基であると好ましい。］
アリール基及びアルキル基の具体例としては、上記と同様のものが挙げられ、アリーレン基の具体例としては、上記アリール基から水素原子を１つ除いた例が挙げられる。【００５７】
【化１２】
2005117500.tif 000024
［式中、Ａは、置換若しくは無置換の炭素数１〜１６のアルキル基若しくはアルコキシ基、炭素数６〜３０の置換若しくは無置換のアリール基、炭素数６〜３０の置換若しくは無置換のアルキルアミノ基、又は炭素数６〜３０の置換若しくは無置換のアリールアミノ基、Ｂは炭素数１０〜４０の縮合芳香族基を示し、ｒは１〜４の整数を示す。］
置換若しくは無置換のアルキル基等の各基の具体例としては、上記と同様のものが挙げられる。
上述した青色ドーパントは、国際公開第０２／２０４５９号パンフレット等に記載の方法で製造することができる。【００５８】
青色系発光層中に含まれる青色ドーパントの割合は、好ましくは０．５〜２５重量％、より好ましくは２．５〜５重量％である。【００５９】
青色系発光層の膜厚は、好ましくは２〜５０ｎｍ、より好ましくは５〜３０ｎｍである。２ｎｍ未満では、薄すぎて、青色発光が弱くなりすぎ、５０ｎｍを超えると、青色発光が強く、白色とならない場合がある。【００６０】
赤色系発光層は、好ましくは、発光の最大波長が５７０〜７００ｎｍである発光層であり、ホスト材料と、赤色ドーパントからなる。
ホスト材料としては、緑色系発光層を形成する材料と同様のものを用いることができる。好ましくは、上記非アントラセン系化合物である。
赤色ドーパントとしては、特に限定されないが、フルオランテン骨格又はペリレン骨格を有する化合物が好ましい。より好ましくは、フルオランテン骨格を複数有する化合物である。以下、具体例を例示する。【００６１】
【化１３】
2005117500.tif 000025
2005117500.tif 000026
2005117500.tif 000027
［式中、Ｘ１〜Ｘ２０は、それぞれ独立に、水素原子、直鎖、分岐若しくは環状の炭素原子数１〜２０のアルキル基、直鎖、分岐若しくは環状の炭素原子数１〜２０のアルコキシ基、置換若しくは無置換の炭素原子数６〜３０のアリール基、置換若しくは無置換の炭素原子数６〜３０のアリールオキシ基、置換若しくは無置換の炭素原子数６〜３０のアリールアミノ基、置換若しくは無置換の炭素原子数１〜３０のアルキルアミノ基、置換若しくは無置換の炭素原子数７〜３０のアリールアルキルアミノ基又は置換若しくは無置換の炭素原子数８〜３０のアルケニル基であり、隣り合う置換基及びＸ１〜Ｘ２０は、結合して環状構造を形成していてもよい。隣り合う置換基がアリール基のときは、置換基は同一であってもよい。］
アルキル基等の各基の具体例としては、上記と同様のものが挙げられ、アルケニル基としては、アルキル基の具体例が二重結合を有するものが挙げられる。
また、上記例示化合物は、アミノ基又はアルケニル基を含有すると好ましい。【００６２】
【化１４】
2005117500.tif 000028
2005117500.tif 000029
［式中、Ｘ２１〜Ｘ２４は、それぞれ独立に、炭素数１〜２０のアルキル基、置換若しくは無置換の炭素数６〜３０のアリール基であり、Ｘ２１とＸ２２及び／又はＸ２３とＸ２４は、炭素−炭素結合又は−Ｏ−、−Ｓ−を介して結合していてもよい。Ｘ２５〜Ｘ３６は、水素原子、直鎖、分岐若しくは環状の炭素数１〜２０のアルキル基、直鎖、分岐若しくは環状の炭素数１〜２０のアルコキシ基、置換若しくは無置換の炭素数６〜３０のアリール基、置換若しくは無置換の炭素数６〜３０のアリールオキシ基、置換若しくは無置換の炭素数６〜３０のアリールアミノ基、置換若しくは無置換の炭素数１〜３０のアルキルアミノ基、置換若しくは無置換の炭素数７〜３０のアリールアルキルアミノ基又は置換若しくは無置換の炭素数８〜３０のアルケニル基であり、隣り合う置換基及びＸ２５〜Ｘ３６は結合して環状構造を形成していてもよい。各式中の置換基Ｘ２５〜Ｘ３６の少なくとも一つがアミン又はアルケニル基を含有すると好ましい。］
アルキル基等の各基の具体例としては、上記と同様のものが挙げられ、アルケニル基としては、アルキル基の具体例が二重結合を有するものが挙げられる。【００６３】
また、上記のようなフルオランテン骨格を有する蛍光性化合物は、高効率及び長寿命を得るために電子供与性基を含有することが好ましく、好ましい電子供与性基は置換若しくは無置換のアリールアミノ基である。さらに、フルオランテン骨格を有する蛍光性化合物は、縮合環数５以上が好ましく、６以上が特に好ましい。これは、蛍光性化合物が５４０〜７００ｎｍの蛍光ピーク波長を示し、青色系及び緑色系発光材料と蛍光性化合物からの発光が重なって白色を呈するからである。上記蛍光性化合物は、フルオランテン骨格を複数有すると好ましく、特に好ましい蛍光性化合物は、電子供与性基とフルオランテン骨格又はペリレン骨格を有し、５４０〜７００ｎｍの蛍光ピーク波長を示すものである。
上述した赤色ドーパントは、国際公開第０１／２３４９７号パンフレット等に記載の方法で製造することができる。【００６４】
赤色系発光層中に含まれる赤色ドーパントの割合は、好ましくは０．２５〜２５重量％、より好ましくは０．５〜５重量％である。【００６５】
赤色系発光層の膜厚は、好ましくは２〜５０ｎｍ、より好ましくは５〜３０ｎｍである。２ｎｍ未満では、青色、緑色の場合と同様に赤色発光成分が弱すぎ、５０ｎｍを超えると、赤色発光が強くなり過ぎ、白色にならない場合がある。【００６６】
緑／赤色系発光層は、好ましくは、発光の最大波長が５００〜７００ｎｍである発光層であり、ホスト材料と、式（１）で表わされる芳香族アミン化合物である緑色ドーパントと、赤色ドーパントからなる。ホスト材料、緑色ドーパント、赤色ドーパントの具体例については、上記と同様であるため、説明を省略する。ホスト材料は、好ましくは、青色系及び緑色系発光層同様上記非アントラセン系化合物である。青、緑、赤色の各発光層で同一のホスト材料を用いると、製造が簡便になる。【００６７】
緑／赤色系発光層中に含まれる各ドーパントの割合は、それぞれを単独層で形成する場合と同様でよい。【００６８】
緑／赤色系発光層の膜厚は、好ましくは５〜５０ｎｍ、より好ましくは２０〜４０ｎｍである。５ｎｍ未満では、緑あるいは赤色の成分のいずれかの発光強度が弱くなる場合があり、５０ｎｍを超えると、青色系発光層との膜厚の関係によるが、極端に緑あるいは赤色の発光が強くなり、白色とならない場合がある。【００６９】
以下、本発明の白色系有機ＥＬ素子を構成する発光層以外の層について説明する。
本発明の白色系有機ＥＬ素子は、透光性の基板上に作製する。ここでいう透光性基板は、有機ＥＬ素子を支持する基板であり、４００〜７００ｎｍの可視領域の光の透過率が５０％以上で、平滑な基板が好ましく、具体的には、ガラス板、ポリマー板等が挙げられる。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、石英等が挙げられる。ポリマー板としては、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルサルファイド、ポリサルフォン等を挙げることができる。
尚、本発明では、支持基板と反対側から光を取り出す場合（トップエミッションの場合）、不透明な支持基板上に白色系有機ＥＬ素子を作製してもよい。【００７０】
本発明の白色系有機ＥＬ素子では、陽極と発光層の間に、正孔注入層、正孔輸送層、有機半導体層等を設けることができる。正孔注入層及び正孔輸送層は、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。正孔注入層は、エネルギーレベルの急な変化を緩和する等、エネルギーレベルを調整するために設ける。このような正孔注入層及び正孔輸送層としては、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１０−６ｃｍ２／Ｖ・秒以上であるものが好ましい。正孔注入層及び正孔輸送層を形成する材料としては、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。【００７１】
このような正孔注入層及び正孔輸送層の形成材料としては、具体的には、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）、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）、芳香族第三級アミン化合物、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、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等を挙げることができる。さらに、ｐ型Ｓｉ、ｐ型ＳｉＣ等の無機化合物も使用することができる。【００７２】
正孔注入層又は正孔輸送層は、上述した材料の１種又は２種以上からなる一層で構成されてもよいし、また、別種の化合物からなる正孔注入層又は正孔輸送層を積層したものであってもよい。
正孔注入層又は正孔輸送層の膜厚は、特に限定されないが、好ましくは、２０〜２００ｎｍである。【００７３】
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号公報に記載の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。
有機半導体層の膜厚は、特に限定されないが、好ましくは、１０〜１，０００ｎｍである。【００７４】
本発明の白色系有機ＥＬ素子では、陰極と発光層の間に、電子注入層、電子輸送層、付着改善層等を設けることができる。電子注入層及び電子輸送層は、発光層への電子の注入を助ける層であって、電子移動度が大きい。電子注入層は、エネルギーレベルの急な変化を緩和する等、エネルギーレベルを調整するために設ける。尚、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よい材料からなる層をいう。【００７５】
電子注入層又は電子輸送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、オキサジアゾール誘導体が好適である。【００７６】
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−キノリノール）アルミニウム（Ａｌｑ）等を用いることができる。【００７７】
オキサジアゾール誘導体の例としては、下記式で表わされる電子伝達性化合物が挙げられる。
【化１５】
2005117500.tif 000030
［式中、Ａｒ７、Ａｒ８、Ａｒ９、Ａｒ１１、Ａｒ１２、Ａｒ１５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、Ａｒ１０、Ａｒ１３、Ａｒ１４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］【００７８】
ここで、アリール基の例としては、フェニル基、ビフェニル基、アントラニル基、ペリレニル基、ピレニル基等が挙げられる。また、アリーレン基の例としては、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、ピレニレン基等が挙げられる。また、置換基の例としては、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。【００７９】
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１６】
2005117500.tif 000031
【００８０】
尚、Ｍｅはメチルを、Ｂｕはブチルを示す。
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、以下のものも用いることができる。
下記式で表される含窒素複素環誘導体
【化１７】
2005117500.tif 000032
［式中、Ａ３〜Ａ５は、それぞれ独立に、窒素原子又は炭素原子である。
Ａｒ１６は、置換若しくは無置換の核炭素数６〜６０のアリール基、又は置換若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、Ａｒ１７は、水素原子、置換若しくは無置換の核炭素数６〜６０のアリール基、置換若しくは無置換の核炭素数３〜６０のヘテロアリール基、置換若しくは無置換の炭素数１〜２０のアルキル基、又は置換若しくは無置換の炭素数１〜２０のアルコキシ基である。ただし、Ａｒ１６及びＡｒ１７のいずれか一方は、置換若しくは無置換の核炭素数１０〜６０の縮合環基、又は置換若しくは無置換の核炭素数３〜６０のモノヘテロ縮合環基である。
Ｌ１及びＬ２は、それぞれ独立に、単結合、置換若しくは無置換の核炭素数６〜６０のアリーレン基、置換若しくは無置換の核炭素数３〜６０のヘテロアリーレン基、又は置換若しくは無置換のフルオレニレン基である。
Ｒは、水素原子、置換若しくは無置換の核炭素数６〜６０のアリール基、置換若しくは無置換の核炭素数３〜６０のヘテロアリール基、置換若しくは無置換の炭素数１〜２０のアルキル基、又は置換若しくは無置換の炭素数１〜２０のアルコキシ基であり、ｍは０〜５の整数であり、ｍ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、隣り合う複数の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。］
アルキル基等の各基の具体例としては、上記と同様のものが挙げられる。【００８１】
下記式で表される含窒素複素環誘導体
ＨＡｒ−Ｌ３−Ａｒ１８−Ａｒ１９
［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、
Ｌ３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、
Ａｒ１８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、
Ａｒ１９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。］
アリール基等の各基の具体例としては、上記と同様のものが挙げられる。【００８２】
特開平０９−０８７６１６号公報に示されている、下記式で表されるシラシクロペンタジエン誘導体を用いた電界発光素子
【化１８】
2005117500.tif 000033
［式中、Ｑ１及びＱ２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Ｑ１とＱ２が結合して飽和又は不飽和の環を形成した構造であり、Ｒ１３〜Ｒ１６は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、置換若しくは無置換の炭素数１〜６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、若しくはシアノ基又は隣り合う置換若しくは無置換の環が縮合した構造である。］【００８３】
特再２０００−０４０５８６号公報に示されている下記式で表されるボラン誘導体
【化１９】
2005117500.tif 000034
［式中、Ｒ１７〜Ｒ２４及びＱ６は、それぞれ独立に、水素原子、飽和若しくは不飽和の炭化水素基、芳香族基、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、Ｑ３、Ｑ４及びＱ５は、それぞれ独立に、飽和若しくは不飽和の炭化水素基、芳香族基、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、Ｑ５とＱ６の置換基は、相互に結合して縮合環を形成してもよく、ｉは１〜３の整数を示し、ｉが２以上の場合、Ｑ５は異なってもよい。但し、ｉが１、Ｑ３、Ｑ４及びＲ１８がメチル基であって、Ｒ２４が水素原子又は置換ボリル基の場合、及びｉが３でＱ５がメチル基の場合を含まない。］【００８４】
特開平１０−０８８１２１号公報に示されている下記式で示される化合物
【化２０】
2005117500.tif 000035
［式中、Ｑ７、Ｑ８は、それぞれ独立に、下記式（Ｉ）で示される配位子を表し、Ｌ３は、ハロゲン原子、置換若しくは無置換のアルキル基、置換若しくは無置換のシクロアルキル基、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複素環基、−ＯＲ２５（Ｒ２５は水素原子、置換若しくは無置換のアルキル基、置換若しくは無置換のシクロアルキル基、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複素環基である。）又は−Ｏ−Ｇａ−Ｑ９（Ｑ１０）（Ｑ９及びＱ１０は、Ｑ７及びＱ８と同じ意味を表す。）で示される配位子を表す。
【化２１】
2005117500.tif 000036
［式中、環Ａ６及びＡ７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。］］【００８５】
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。【００８６】
上記式の配位子を形成する環Ａ６及びＡ７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、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−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若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若しくは無置換のアリール基、メトキシ基、ｎ−ブトキシ基、ｔｅｒｔ−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若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−ｔｅｒｔ−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若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、ｔｅｒｔ−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若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−ｔｅｒｔ−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若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、ジメチルアミノ基、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、シクロペンチル基、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員アリール環若しくは複素環を形成してもよい。【００８７】
電子注入層又は電子輸送層は、上述した材料の１種又は２種以上からなる一層で構成されてもよいし、また、別種の化合物からなる電子注入層又は電子輸送層を積層したものであってもよい。
電子注入層又は電子輸送層の膜厚は、特に限定されないが、好ましくは１〜１００ｎｍである。【００８８】
本発明の白色系有機ＥＬ素子では、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してもよい。ここで、還元性ドーパントとは、電子輸送性化合物を還元できる物質と定義される。従って、一定の還元性を有するものであれば、様々なものが用いられ、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。【００８９】
好ましい還元性ドーパントの具体例としては、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及びＣｓであり、最も好ましいのは、Ｃｓである。これらのアルカリ金属は、特に還元能力が高く、電子注入域への比較的少量の添加により、有機ＥＬ素子における発光輝度の向上や長寿命化が図られる。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。【００９０】
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、電子輸送層をさらに設けてもよい。これらの層を設けることにより、電流のリークを有効に防止して、電子注入性を向上させることができる。また、この絶縁体や半導体の無機化合物が、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。
このような絶縁体としては、アルカリ金属カルコゲナイド、アルカリ土類金属カルコゲナイド、アルカリ金属のハロゲン化物及びアルカリ土類金属のハロゲン化物からなる群から選択される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ナイ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ナイドとしては、例えば、Ｌｉ２Ｏ、ＬｉＯ、Ｎａ２Ｓ、Ｎａ２Ｓｅ及びＮａＯが挙げられ、好ましいアルカリ土類金属カルコゲナイドとしては、例えば、ＣａＯ、ＢａＯ、ＳｒＯ、ＢｅＯ、ＢａＳ、及びＣａＳｅが挙げられる。また、好ましいアルカリ金属のハロゲン化物としては、例えば、ＬｉＦ、ＮａＦ、ＫＦ、ＬｉＣｌ、ＫＣｌ及びＮａＣｌ等が挙げられる。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。【００９１】
また、半導体の例としては、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。【００９２】
本発明の白色系有機ＥＬ素子では、発光層又は発光層と陽極の間の有機層が、酸化剤を含むことが好ましい。好ましい酸化剤は、電子吸引性又は電子アクセプターである。例えば、ルイス酸、各種キノン誘導体、ジシアノキノジメタン誘導体、芳香族アミンとルイス酸で形成された塩類が挙げられる。ルイス酸の例としては、塩化鉄、塩化アンチモン、塩化アルミニウム等が挙げられる。【００９３】
本発明の白色系有機ＥＬ素子では、発光層又は発光層と陰極の間の有機層が、還元剤を含むことが好ましい。好ましい還元剤は、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アルカリ金属酸化物、アルカリ土類酸化物、希土類酸化物、アルカリ金属ハロゲン化物、アルカリ土類ハロゲン化物、希土類ハロゲン化物、アルカリ金属と芳香族化合物で形成される錯体である。特に好ましいアルカリ金属はＣｓ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋである。【００９４】
本発明の白色系有機ＥＬ素子では、陽極及び／又は陰極に接して無機化合物層を有していてもよい。無機化合物層は、付着改善層として機能する。無機化合物層に使用される好ましい無機化合物は、アルカリ金属酸化物、アルカリ土類酸化物、希土類酸化物、アルカリ金属ハロゲン化物、アルカリ土類ハロゲン化物、希土類ハロゲン化物、ＳｉＯＸ、ＡｌＯＸ、ＳｉＮＸ、ＳｉＯＮ、ＡｌＯＮ、ＧｅＯＸ、ＬｉＯＸ、ＬｉＯＮ、ＴｉＯＸ、ＴｉＯＮ、ＴａＯＸ、ＴａＯＮ、ＴａＮＸ、Ｃ等各種酸化物、窒化物、酸化窒化物である。特に陽極に接する層の成分としては、ＳｉＯＸ、ＡｌＯＸ、ＳｉＮＸ、ＳｉＯＮ、ＡｌＯＮ、ＧｅＯＸ、Ｃが安定な注入界面層を形成して好ましい。また、特に陰極に接する層の成分としては、ＬｉＦ、ＭｇＦ２、ＣａＦ２、ＭｇＦ２、ＮａＦが好ましい。
無機化合物層の膜厚は、特に限定されないが、好ましくは、０．１ｎｍ〜１００ｎｍである。【００９５】
発光層を含む各有機層及び無機化合物層を形成する方法は、特に限定されないが、例えば、蒸着法、スピンコート法、キャスト法、ＬＢ法等の公知の方法を適用することができる。また、得られる有機ＥＬ素子の特性が均一となり、また、製造時間が短縮できることから、電子注入層と発光層とは同一方法で形成することが好ましく、例えば、電子注入層を蒸着法で製膜する場合には、発光層も蒸着法で製膜することが好ましい。【００９６】
陽極としては、仕事関数の大きい（例えば、４．０ｅＶ以上）金属、合金、電気伝導性化合物又はこれらの混合物を使用することが好ましい。具体的には、インジウムチンオキサイド（ＩＴＯ）、インジウムジンクオキサイド、スズ、酸化亜鉛、金、白金、パラジウム等の１種を単独で、又は２種以上を組み合わせて使用することができる。
陽極の厚さは、特に制限されないが、１０〜１，０００ｎｍが好ましく、１０〜２００ｎｍがより好ましい。【００９７】
陰極には、仕事関数の小さい（例えば、４．０ｅＶ未満）金属、合金、電気電導性化合物又はこれらの混合物を使用することが好ましい。具体的には、マグネシウム、アルミニウム、インジウム、リチウム、ナトリウム、銀等の１種を単独で、又は２種以上を組み合わせて使用することができる。
陰極の厚さは、特に制限されないが、１０〜１，０００ｎｍが好ましく、１０〜２００ｎｍがより好ましい。【００９８】
陽極又は陰極の少なくとも一方は、発光層から放射された光を外部に有効に取り出すことができるように、光透過率が１０％以上であることが好ましい。【００９９】
電極は、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、電子ビーム蒸着法、ＣＶＤ法、ＭＯＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等により製造できる。
［実施例］【０１００】
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。
試験例
（イオン化ポテンシャル測定）
下記に示す粉末状のドーパントＧＤ１（０．３ｇ）を、１辺が１ｃｍである正方形のプレパラート上、直径３ｍｍの円形領域に、均一に下地が見えないように伸ばしたものを、大気光電子分光装置ＡＣ−１（理研計器社製）のサンプルホルダーにセットし、イオン化ポテンシャル（Ｉｐ）を測定した。この結果、イオン化ポテンシャルは５．５ｅＶとなり、光学吸収から決めたエネルギーギャップ（Ｅｇ）が２．５ｅＶであるので、アフィニティー（Ａｆ）は３．０ｅＶとなった。
同様に、一般的な緑色ドーパントＧＤ２（クマリン５）のイオン化ポテンシャルは５．３ｅＶ、Ｅｇが２．６ｅＶ、アフィニティーは２．７ｅＶであった。
さらに同様な測定により、青色ドーパント（ＢＤ１）、赤色ドーパント（ＲＤ１）及び非対称アントラセン化合物（ＢＨ１）のイオン化ポテンシャル、Ｅｇ及びアフィニティーを測定した。結果を表１に示す。
【化２２】
2005117500.tif 000037
2005117500.tif 000038
【０１０１】
【表１】
2005117500.tif 000039
【０１０２】
実施例１
２５ｍｍ×７５ｍｍ×１．１ｍｍ厚のＩＴＯ透明電極付きガラス基板（ジオマティック社製）をイソプロピルアルコール中で超音波洗浄を５分間行なった後、ＵＶオゾン洗浄を３０分間行なった。洗浄後の透明電極ライン付きガラス基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに装着し、まず透明電極ラインが形成されている側の面上に前記透明電極を覆うようにして下記化合物（ＨＩ）を膜厚６０ｎｍ蒸着した（以下これを「ＨＩ膜」と略記する）。このＨＩ膜は、正孔注入層として機能する。
ＨＩ膜の成膜に続けて、下記化合物（ＨＴ）を２０ｎｍ蒸着した。（以下これを「ＨＴ膜」と略記する。）このＨＴ膜は正孔輸送層として機能する。さらに、ＨＴ膜の成膜に続けて、膜厚１０ｎｍにてＢＨ１とＢＤ１を４０：２の重量比で蒸着し成膜し、青色系発光層とした。次いで、１０ｎｍにてＢＨ１とＧＤ１を４０：３の重量比で蒸着し成膜し、緑色系発光層とした。さらに、この膜上に２０ｎｍにてＢＨ１とＲＤ１を４０：１の重量比で蒸着し成膜し、赤色系発光層とした。
この膜上に、電子輸送層として膜厚２０ｎｍのトリス（８−キノリノール）アルミニウム膜（以下「Ａｌｑ膜」と略記する）を成膜した。この後ＬｉＦを電子注入層として１ｎｍ蒸着し、さらにＡｌを陰極として１５０ｎｍ蒸着し、有機ＥＬ発光素子を形成した。
【化２３】
2005117500.tif 000040
【０１０３】
この素子へ電流密度１０ｍＡ／ｃｍ２を通電した場合の直流電圧は６．８Ｖであり、発光輝度１，１４０ｃｄ／ｍ２、発光効率１１．４ｃｄ／Ａの白色発光が得られた。白色発光であることは、ＣＩＥ１９３１色度座標において（ｘ，ｙ）＝（０．２８３，０．３３８）となることから確認した。また、この素子を初期輝度５，０００ｃｄ／ｍ２で定電流駆動したところ、輝度が半減するのに要する半減寿命は９８０時間であり優れていた。【０１０４】
比較例１
緑色発光層の部分のドーパントをＧＤ１からＧＤ２に替えた以外は実施例１と全く同様に素子を作製した。即ち、実施例１において青色発光層を１０ｎｍ積層した後、緑色発光層として、１０ｎｍにてＢＨ１とＧＤ２を４０：３の重量比にて蒸着し、あとは実施例１と全く同様に蒸着を行い、素子を作製した。
この素子へ電流密度１０ｍＡ／ｃｍ２を通電した場合の直流電圧は７．８Ｖであり、発光輝度８５０ｃｄ／ｍ２、発光効率８．５ｃｄ／Ａの白色発光が得られた。白色発光であることは、ＣＩＥ１９３１色度座標において（ｘ，ｙ）＝（０．２６９，０．３５２）となることから確認した。また、この素子を初期輝度５０００ｃｄ／ｍ２で定電流駆動したところ、輝度が半減するのに要する半減寿命は３５０時間であり実施例１に比べ短かった。【０１０５】
実施例２（青色発光層／緑／赤色発光層（青色／緑・赤色混合発光層））
実施例１において、青色発光層までは、全く同様に作製し、次に、緑／赤色発光層として、ＢＨ１とＧＤ１とＲＤ１を、それぞれ４０：３：１の重量比で、膜厚３０ｎｍ蒸着し、緑／赤色発光層とした。また、電子輸送層以降の蒸着は実施例１と全く同様に行った。
この素子へ電流密度１０ｍＡ／ｃｍ２を通電した場合の電圧、輝度、色度、初期輝度５０００ｃｄ／ｍ２で定電流駆動した場合の輝度半減時間を表２に示す。【０１０６】
実施例３（青色発光層／赤色発光層／緑色発光層）
実施例１において、青色発光層までは、全く同様に作製し、次に、赤色発光層を実施例１と同様な条件で１０ｎｍ蒸着し、次に、緑色発光層を実施例１と同様な条件で２０ｎｍ蒸着した。また、電子輸送層以降の蒸着は実施例１と全く同様に行った。
この素子へ電流密度１０ｍＡ／ｃｍ２を通電した場合の電圧、輝度、色度、初期輝度５０００ｃｄ／ｍ２で定電流駆動した場合の輝度半減時間を表２に示す。【０１０７】
【表２】
2005117500.tif 000041
【産業上の利用可能性】
【０１０８】
本発明の白色系有機ＥＬ素子は、ＬＣＤ用薄膜光源バックライト、車内用又はオフィース用照明光源、ＰＤＡ、カーナビ、ＴＶ等のフルカラーディスプレイ等に好適に用いることができる。
【図１】
2005117500.tif 000045
【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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2005117500.tif 000049
2005117500.tif 000050
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