JP2924809B2 - 有機エレクトロルミネッセンス素子用発光材料 - Google Patents

有機エレクトロルミネッセンス素子用発光材料

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JP2924809B2
JP2924809B2 JP8244491A JP24449196A JP2924809B2 JP 2924809 B2 JP2924809 B2 JP 2924809B2 JP 8244491 A JP8244491 A JP 8244491A JP 24449196 A JP24449196 A JP 24449196A JP 2924809 B2 JP2924809 B2 JP 2924809B2
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年男 榎田
美智子 玉野
聡 奥津
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Artience Co Ltd
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Toyo Ink Mfg Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は平面光源や表示に使用さ
れる有機エレクトロルミネッセンス(EL)素子用発光
材料および高輝度の発光素子に関するものである。
【0002】
【従来の技術】有機物質を使用したEL素子は、固体発
光型の安価な大面積フルカラー表示素子としての用途が
有望視され、多くの開発が行われている。一般にEL
は、発光層および該層をはさんだ一対の対向電極から
構成されている。発光は、両電極間に電界が印加される
と、陰極側から電子が注入され、陽極側から正孔が注入
される。さらに、この電子が発光層において正孔と再結
合し、エネルギー準位が伝導帯から価電子帯に戻る際に
エネルギーを光として放出する現象である。
【0003】従来の有機EL素子は、無機EL素子に比
べて駆動電圧が高く、発光輝度や発光効率も低かった。
また、特性劣化も著しく実用化には至っていなかった。
近年、10V以下の低電圧で発光する高い蛍光量子効率
を持った有機化合物を含有した薄膜を積層した有機EL
素子が報告され、関心を集めている(アプライド・フィ
ジクス・レターズ、51巻、913ページ、1987年
参照)。この方法は、金属キレート錯体を発光層、アミ
ン系化合物を正孔注入層に使用して、高輝度の緑色発光
を得ており、6〜7Vの直流電圧で輝度は数100cd
/m2 、最大発光効率は1.5lm/Wを達成して、実
用領域に近い性能を持っている。
【0004】しかしながら、現在までの有機EL素子
は、構成の改善により発光強度は改良されているが、未
だ充分な発光輝度は有していない。また、繰り返し使用
時の安定性に劣るという大きな問題を持っている。これ
は、例えば、トリス(8−ヒドロキシキノリナート)ア
ルミニウム錯体等の金属キレート錯体が、電界発光時に
化学的に不安定であり、陰極との密着性も悪く、短時間
の発光で大きく劣化していた。以上の理由により、大き
な発光輝度を持ち、繰り返し使用時での安定性の優れた
有機EL素子の開発のために、優れた発光能力を有し、
耐久性のある発光材料の開発が望まれている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、発光輝度が
高く、繰り返し使用時での安定性の優れた有機EL素子
の提供にある。本発明者らが鋭意検討した結果、下記一
般式で示される有機EL素子用発光材料を発光層に使用
した有機EL素子の発光輝度が高く、繰り返し使用時で
の安定性も優れていることを見いだし本発明を成すに至
った。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、下記一般式
[1]で示される有機エレクトロルミネッセンス素子用
発光材料に関する。 一般式[1]
【0007】
【化4】
【0008】[式中、R1〜R8およびR29〜R48は、そ
れぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは
未置換のアルキル基、置換もしくは未置換のアルコキシ
基、置換もしくは未置換のアリール基、置換もしくは未
置換のアミノ基を表す。X1〜X4は、それぞれ独立に、
O、S、C=O、SO2、(CH2)x−O−(CH2
y、置換もしくは未置換のアルキレン基、置換もしくは
未置換の脂肪族環残基を表す。ここで、xおよびyは、
それぞれ0〜20の正の整数を表すが、x+y=0とな
ることはない。R1〜R4もしくはR5〜R8は隣接した置
換基同志で結合して新たな6員アリール環を形成しても
よい。]
【0009】さらに本発明は、下記一般式[2]で示さ
れる有機エレクトロルミネッセンス素子用発光材料であ
る。 一般式[2]
【0010】
【化5】
【0011】[式中、R1〜R8およびR29〜R48は、そ
れぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは
未置換のアルキル基、置換もしくは未置換のアルコキシ
基、置換もしくは未置換のアリール基、置換もしくは未
置換のアミノ基を表す。X1〜X4は、それぞれ独立に、
O、S、C=O、SO2、(CH2)x−O−(CH2
y、置換もしくは未置換のアルキレン基、置換もしくは
未置換の脂肪族環残基を表す。ここで、xおよびyは、
それぞれ0〜20の正の整数を表すが、x+y=0とな
ることはない。R1〜R4もしくはR5〜R8は隣接した置
換基同志で結合して新たな6員アリール環を形成しても
よい。]
【0012】さらに本発明は、下記一般式[3]で示さ
れる有機エレクトロルミネッセンス素子用発光材料であ
る。 一般式[3]
【0013】
【化6】
【0014】[式中、R1〜R8およびR29〜R48は、そ
れぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは
未置換のアルキル基、置換もしくは未置換のアルコキシ
基、置換もしくは未置換のアリール基、置換もしくは未
置換のアミノ基を表す。Y1〜Y8は、それぞれ独立に、
置換もしくは未置換の炭素数1〜20のアルキル基、置
換もしくは未置換の炭素数6〜16のアリール基を表
す。R1〜R4もしくはR5〜R8は隣接した置換基同志で
結合して新たな6員アリール環を形成してもよい。]
【0015】
【0016】
【0017】
【0018】
【0019】
【0020】
【0021】
【0022】
【0023】
【0024】
【発明の実施の形態】
【0025】 本発明においてアリール基の芳香族炭素原
子は窒素原子、酸素原子およびまたは硫黄原子により置
換されていてもよい。このような、異種原子を含むアリ
ール基としては、例えばフラニル基、チオフェニル基、
ピロニル基、ピリジン基等がある
【0026】本発明における一般式[1]〜[]で示
される化合物のR1 8 およびR 29 48は、それぞれ
独立に、水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは未置換
のアルキル基、置換もしくは未置換のアルコキシ基、置
換もしくは未置換のアリール基、置換もしくは未置換の
アミノ基を表す。 1 〜R 8 およびR 29 〜R48の具体例
は、ハロゲン原子としては弗素、塩素、臭素、ヨウ素で
あり、置換もしくは未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、n−ブチル基、sec−
ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル
基、へプチル基、オクチル基、ステアリル基等の炭素数
1〜20の未置換直鎖状又は分枝状アルキル基の他、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
ンジル基等の炭素数1〜20のアルキル基の置換体があ
り、置換もしくは未置換のアルコキ基としては、メト
キシ基、エトキシ基、プロポキシ基、n−ブトキシ基、
ert−ブトキシ基、n−オクチルオキシ基、ter
−オクチルオキシ基等の炭素数1〜20の未置換のア
ルコキ基の他、1,1,1−トリフルオロエトキシ
基、フェノキシ基、ベンジルオキシ基、オクチルフェノ
キシ基等の炭素数1〜20のアルコキ基の置換体があ
り、置換もしくは未置換のアリール基としては、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、ピレニル基等の芳香族
炭素数6〜18の置換もしくは未置換のアリール基があ
り、窒素原子、酸素原子およびまたは硫黄原子により芳
香族炭素原子が置換されていてもよいアリール基として
は、フラニル基、チオフェニル基、ピロール基、ピラニ
ル基、チオピラニル基、ピリジニル基、チアゾリル基、
イミダゾール基、ピリミジニル基トリアジニル基、イ
ンドリニル基、キノリル基、プリニル基等があり、置換
もしくは未置換のアミノ基としては、アミノ基、ジメチ
ルアミノ基、ジエチルアミノ基等のジアルキルアミノ
基、フェニルメチルアミノ基、ジフェニルアミノ基、ジ
トリルアミノ基、ジベンジルアミノ基等がある。また、
隣接する置換基同士で、それぞれ互いに結合して、フェ
ニル基、ナフチル基、アントリル基、ピレニル基等を形
成しても良い。
【0027】本発明における一般式[]および[
で示される化合物のX1〜X4は、それぞれ独立に、O、
S、C=O、SO2、(CH2)x−O−(CH2)y、
置換もしくは未置換のアルキレン基、置換もしくは未置
換の脂肪族環残基を表す。ここで、xおよびyは、それ
0〜20の正の整数を表すが、x+y=0となるこ
とはない。置換または未置換のアルキレン基としては炭
素数1〜20のアルキレン基もしくはその置換体、置換
または未置換の脂肪族環残基としては、シクロペンチル
環、シクロヘキシル環、4−メチルシクロヘキシル環、
シクロへプチル環等の炭素数5〜7の脂肪族環の二価の
残基が挙げられる。X1〜X4の置換アルキレン基又は置
換脂肪族環残基の置換基としてはR1 8 およびR 29
48で示した置換基がある。X1〜X4の置換アルキレン
基として好ましいものは、2,2−プロピレン基、ジク
ロロメチレン基、ジフルオロメチレン基、フェノキシ
レン基、メチルフェニルメチレン基、ジフェニルメチ
レン基、ンジルオキシメチレン基などが挙げられる。
【0028】本発明における一般式[]で示される化
合物のY1〜Y8は、それぞれ独立に、置換もしくは未置
換の炭素数1〜20のアルキル基、置換もしくは未置換
の炭素数6〜16のアリール基を表す。アルキル基およ
びアリール基の具体例は、前記のR1 8 およびR 29
48で記述したアルキル基およびアリール基が挙げられ
る。
【0029】この化合物の中で、一般式[]〜[
で表されるような芳香族環を有している置換基を持つ化
合物、もしくは一般式[1]〜[]のR1 8 および
29 48の隣接する置換基同士で芳香族環を形成して
いる化合物は、ガラス転移点や融点が高くなり電界発光
時における有機層中、有機層間もしくは、有機層と金属
電極間で発生するジュール熱に対する耐性(耐熱性)が
向上するので、有機EL素子の発光材料として使用した
場合、高い発光輝度を示し、長時間発光させる際にも有
利である。本発明の化合物は、これらの置換基に限定さ
れるものではない。
【0030】以下に、本発明の一般式[1]〜[]の
化合物の代表例を、表1に具体的に例示するが、本発明
は、この代表例に限定されるものではない。表1
【0031】
【0032】
【0033】
【0034】
【0035】
【0036】
【0037】
【0038】
【0039】
【0040】
【0041】
【0042】
【0043】本発明の一般式で示される化合物の合成方
法の一例を以下に示す。9,10−ジハロゲノアントラ
セン、置換基を有するジフェニルアミン誘導体、炭酸カ
リウムおよび触媒を溶媒中で反応させ、一般式[1]
〜[3]の化合物を合成することができる。9,10−
ジハロゲノアントラセンに代えてアントラキノン誘導体
からも合成することができる。炭酸カリウムに代えて、
炭酸ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化ナトリウムま
たはアンモニア水等を使用することができる。触媒とし
ては、銅、塩化第一銅、スズ、塩化第一スズ、ピリジ
ン、三塩化アルミニウムまたは四塩化チタンがある。溶
媒は、ベンゼン、トルエンまたはキシレンがある。以上
の合成法は、限定されるものではない。
【0044】本発明の一般式で示される化合物は、固体
状態において強い蛍光を持つ化合物であり電場発光性に
優れている。また、優れた正孔注入性や正孔輸送性も併
せて持ち合わせているので、正孔輸送型発光材料として
有効に使用することができ、他の正孔輸送性材料、電子
輸送性材料もしくはドーピング材料を使用してもさしつ
かえない。
【0045】有機EL素子は、陽極と陰極間に一層もし
くは多層の有機薄膜を形成した素子である。一層型の場
合、陽極と陰極との間に発光層を設けている。発光層
は、発光材料を含有し、それに加えて陽極から注入した
正孔、もしくは陰極から注入した電子を発光材料まで輸
送させるために正孔注入材料もしくは電子注入材料を含
有しても良い。多層型は、(陽極/正孔注入層/発光層
/陰極)、(陽極/発光層/電子注入層/陰極)、(陽
極/正孔注入層/発光層/電子注入層/陰極)の多層構
成で積層した有機EL素子がある。一般式[1]の化合
物は、高い発光特性を持ち、正孔注入性、正孔輸送特性
をもっているので、正孔注入型発光材料として発光層に
使用できる。
【0046】発光層には、必要があれば、本発明の一般
式の化合物に加えて、さらなる発光材料、発光補助材
料、正孔注入材料や電子注入材料を使用することもでき
る。有機EL素子は、多層構造にすることにより、クエ
ンチングによる輝度や寿命の低下を防ぐことができる。
必要があれば、発光材料、発光補助材料、正孔注入材料
や電子注入材料を組み合わせて使用することが出来る。
また、発光補助材料をドーピングして、発光輝度や発光
効率の向上、およびドーピング材料により赤色や青色の
発光を得ることもできる。また、正孔注入層、発光層、
電子注入層は、それぞれ二層以上の層構成により形成さ
れても良い。
【0047】有機EL素子の陽極に使用される導電性材
料としては、4eVより大きな仕事関数を持つものが適
しており、炭素、アルミニウム、バナジウム、鉄、コバ
ルト、ニッケル、タングステン、銀、金、白金、パラジ
ウム等およびそれらの合金、ITO基板、NESA基板
に使用される酸化スズ、酸化インジウム等の酸化金属、
さらにはポリチオフェンやポリピロール等の有機導電性
樹脂が用いられる。陰極に使用される導電性物質として
は、4eVより小さな仕事関数を持つものが適してお
り、マグネシウム、カルシウム、錫、鉛、チタニウム、
イットリウム、リチウム、ルテニウム、マンガン等およ
びそれらの合金が用いられるが、これらに限定されるも
のではない。陽極および陰極は、必要があれば二層以上
の層構成により形成されていても良い。
【0048】有機EL素子では、効率良く発光させるた
めに、少なくとも一方は素子の発光波長領域において充
分透明にすることが望ましい。また、基板も透明である
ことが望ましい。透明電極は、上記の導電性材料を使用
して、蒸着やスパッタリング等の方法で所定の透光性が
確保するように設定する。発光面の電極は、光透過率を
10%以上にすることが望ましい。基板は、機械的、熱
的強度を有し、透明なものであれば限定されるものでは
ないが、例示すると、ガラス基板、ポリエチレン板、ポ
リエーテルサルフォン板、ポリプロピレン板等の透明樹
脂があげられる。
【0049】本発明に係わる有機EL素子の各層の形成
は、真空蒸着、スパッタリング等の乾式成膜法やスピン
コーティング、ディッピング等の湿式成膜法のいずれの
方法を適用することができる。膜厚は特に限定されるも
のではないが、各層は適切な膜厚に設定する必要があ
る。膜厚が厚すぎると、一定の光出力を得るために大き
な印加電圧が必要になり効率が悪くなる。膜厚が薄すぎ
るとピンホール等が発生して、電界を印加しても充分な
発光輝度が得られない。通常の膜厚は5nmから10μ
mの範囲が好適であるが、10nmから0.2μmの範
囲がさらに好ましい。
【0050】湿式成膜法の場合、各層を形成する材料
を、エタノール、クロロホルム、テトラヒドロフラン、
ジオキサン等の適切な溶媒に溶解または分散させて薄膜
を形成するが、その溶媒はいずれであっても良い。ま
た、いずれの有機薄膜層においても、成膜性向上、膜の
ピンホール防止等のため適切な樹脂や添加剤を使用して
も良い。使用の可能な樹脂としては、ポリスチレン、ポ
リカーボネート、ポリアリレート、ポリエステル、ポリ
アミド、ポリウレタン、ポリスルフォン、ポリメチルメ
タクリレート、ポリメチルアクリレート、セルロース等
の絶縁性樹脂、ポリ−N−ビニルカルバゾール、ポリシ
ラン等の光導電性樹脂、ポリチオフェン、ポリピロール
等の導電性樹脂を挙げることができる。また、添加剤と
しては、酸化防止剤、紫外線吸収剤、可塑剤等を挙げる
ことができる。
【0051】本有機EL素子は、発光層、正孔注入層、
電子注入層において、必要があれば公知の発光材料、発
光補助材料、正孔注入材料、電子注入材料を使用するこ
とができる。
【0052】本発明の一般式の化合物を発光層に使用で
きる発光材料またはドーピング材料としては、アントラ
セン、ナフタレン、フェナントレン、ピレン、テトラセ
ン、コロネン、クリセン、フルオレセイン、ペリレン、
フタロペリレン、ナフタロペリレン、ペリノン、フタロ
ペリノン、ナフタロペリノン、ジフェニルブタジエン、
テトラフェニルブタジエン、クマリン、オキサジアゾー
ル、アルダジン、ビスベンゾキサゾリン、ビススチリ
ル、ピラジン、シクロペンタジエン、キノリン金属錯
体、アミノキノリン金属錯体、ベンゾキノリン金属錯
体、イミン、ジフェニルエチレン、ビニルアントラセ
ン、ジアミノカルバゾール、ピラン、チオピラン、ポリ
メチン、メロシアニン、イミダゾールキレート化オキシ
ノイド化合物、キナクリドン、ルブレンおよび蛍光色素
等があるが、これらに限定されるものではない。
【0053】正孔注入材料としては、正孔を輸送する能
力を持ち、陽極からの正孔注入効果、発光層または発光
材料に対して優れた正孔注入効果を有し、発光層で生成
した励起子の電子注入層または電子注入材料への移動を
防止し、かつ薄膜形成能力の優れた化合物が挙げられ
る。具体的には、フタロシアニン誘導体、ナフタロシア
ニン誘導体、ポルフィリン誘導体、オキサゾール、オキ
サジアゾール、トリアゾール、イミダゾール、イミダゾ
ロン、イミダゾールチオン、ピラゾリン、ピラゾロン、
テトラヒドロイミダゾール、オキサゾール、オキサジア
ゾール、ヒドラゾン、アシルヒドラゾン、ポリアリール
アルカン、スチルベン、ブタジエン、ベンジジン型トリ
フェニルアミン、スチリルアミン型トリフェニルアミ
ン、ジアミン型トリフェニルアミン等と、それらの誘導
体、およびポリビニルカルバゾール、ポリシラン、導電
性高分子等の高分子材料等があるが、これらに限定され
るものではない。
【0054】本発明の有機EL素子において、さらに効
果的な正孔注入材料は、芳香族三級アミン誘導体もしく
はフタロシアニン誘導体である。具体的には、芳香族三
級アミン誘導体としては、トリフェニルアミン、トリト
リルアミン、トリルジフェニルアミン、N,N’−ジフ
ェニル−N,N’−(3−メチルフェニル)−1,1’
−ビフェニル−4,4’−ジアミン、N,N,N’N’
−(4−メチルフェニル)−1,1’−フェニル−4,
4’−ジアミン、N,N,N’N’−(4−メチルフェ
ニル)−1,1’−ビフェニル−4,4’−ジアミン、
N,N’−ジフェニル−N,N’−ジナフチル−1,
1’−ビフェニル−4,4’−ジアミン、N,N’−
(メチルフェニル)−N,N’−(4−n−ブチルフェ
ニル)−フェナントレン−9,10−ジアミン、N,N
−ビス(4−ジ−4−トリルアミノフェニル)−4−フ
ェニル−シクロヘキサン等、もしくはこれらの芳香族三
級アミン骨格を有したオリゴマーもしくはポリマー等が
あるが、これらに限定されるものではない。フタロシア
ニン(Pc)誘導体としては、H2 Pc、CuPc、C
oPc、NiPc、ZnPc、PdPc、FePc、M
nPc、ClAlPc、ClGaPc、ClInPc、
ClSnPc、Cl2 SiPc、(HO)AlPc、
(HO)GaPc、VOPc、TiOPc、MoOP
c、GaPc−O−GaPc等のフタロシアニン誘導体
およびナフタロシアニン誘導体等があるが、これらに限
定されるものではない。
【0055】電子注入材料としては、電子を輸送する能
力を持ち、陰極からの電子注入効果、発光層または発光
材料に対して優れた電子輸送効果を有し、発光層で生成
した励起子の正孔注入層への移動を防止し、かつ薄膜形
成能力の優れた化合物が挙げられる。例えば、フルオレ
ノン、アントラキノジメタン、ジフェノキノン、チオピ
ランジオキシド、オキサゾール、オキサジアゾール、ト
リアゾール、イミダゾール、ペリレンテトラカルボン
酸、フレオレニリデンメタン、アントラキノジメタン、
アントロン等とそれらの誘導体があるが、これらに限定
されるものではない。また、正孔注入材料に電子受容物
質を、電子注入材料に電子供与性物質を添加することに
より増感させることもできる。
【0056】本発明の有機EL素子において、さらに効
果的な電子注入材料は、金属錯体化合物もしくは含窒素
五員環誘導体である。具体的には、金属錯体化合物とし
ては、8−ヒドロキシキノリナートリチウム、ビス(8
−ヒドロキシキノリナート)亜鉛、ビス(8−ヒドロキ
シキノリナート)銅、ビス(8−ヒドロキシキノリナー
ト)マンガン、トリス(8−ヒドロキシキノリナート)
アルミニウム、トリス(2−メチル−8−ヒドロキシキ
ノリナート)アルミニウム、トリス(8−ヒドロキシキ
ノリナート)ガリウム、ビス(10−ヒドロキシベンゾ
[h]キノリナート)ベリリウム、ビス(10−ヒドロ
キシベンゾ[h]キノリナート)亜鉛、ビス(2−メチ
ル−8−キノリナート)クロロガリウム、ビス(2−メ
チル−8−キノリナート)(o−クレゾラート)ガリウ
ム、ビス(2−メチル−8−キノリナート)(1−ナフ
トラート)アルミニウム、ビス(2−メチル−8−キノ
リナート)(2−ナフトラート)ガリウム等があるが、
これらに限定されるものではない。また、含窒素五員誘
導体としては、オキサゾール、チアゾール、オキサジア
ゾール、チアジアゾールもしくはトリアゾール誘導体が
好ましい。具体的には、2,5−ビス(1−フェニル)
−1,3,4−オキサゾール、ジメチルPOPOP、
2,5−ビス(1−フェニル)−1,3,4−チアゾー
ル、2,5−ビス(1−フェニル)−1,3,4−オキ
サジアゾール、2−(4’−tert−ブチルフェニ
ル)−5−( 4”−ビフェニル) 1,3,4−オキサジ
アゾール、2,5−ビス(1−ナフチル)−1,3,4
−オキサジアゾール、1,4−ビス[2−( 5−フェニ
ルオキサジアゾリル) ]ベンゼン、1,4−ビス[2−
( 5−フェニルオキサジアゾリル) −4−tert−ブ
チルベンゼン]、2−(4’−tert−ブチルフェニ
ル)−5−( 4”−ビフェニル) −1,3,4−チアジ
アゾール、2,5−ビス(1−ナフチル)−1,3,4
−チアジアゾール、1,4−ビス[2−( 5−フェニル
チアジアゾリル) ]ベンゼン、2−(4’−tert−
ブチルフェニル)−5−( 4”−ビフェニル) −1,
3,4−トリアゾール、2,5−ビス(1−ナフチル)
−1,3,4−トリアゾール、1,4−ビス[2−( 5
−フェニルトリアゾリル) ]ベンゼン等があるが、これ
らに限定されるものではない。
【0057】本発明の有機EL素子において、本発明の
一般式の化合物の他に、発光材料、発光補助材料、正孔
注入材料および電子注入材料の少なくとも1種が同一層
に含有されてもよい。また、本発明により得られた有機
EL素子の、温度、湿度、雰囲気等に対する安定性の向
上のために、素子の表面に保護層を設けたり、シリコン
オイル等を封入して素子全体を保護することも可能であ
る。
【0058】以上のように、本発明では有機EL素子に
一般式の化合物を用いたため、発光効率と発光輝度を高
くできた。また、この素子は熱や電流に対して非常に安
定であり、さらには低い駆動電圧で実用的に使用可能の
発光輝度が得られるため、従来まで大きな問題であった
劣化も大幅に低下させることができた。
【0059】本発明の有機EL素子は、壁掛けテレビ等
のフラットパネルディスプレイや、平面発光体として、
複写機やプリンター等の光源、液晶ディスプレイや計器
類等の光源、表示板、標識灯等へ応用が考えられ、その
工業的価値は非常に大きい。
【0060】本発明の材料は、有機EL素子、電子写真
感光体、光電変換素子、太陽電池、イメージセンサー等
の分野においても好適に使用できる。
【0061】以下、本発明を実施例に基づきさらに詳細
に説明する。
【0062】 化合物(23)の合成方法 9,10−ジヨードアントラセン15部、(4,4’−
ジ(2−フェニルイソプロピル))ジフェニルアミン2
7部、および炭酸カリウム12部、銅粉末0.8部を入
れ、200℃にて30時間加熱撹拌した。その後、50
0部の水で希釈し、クロロホルムを用いて、抽出をおこ
なった。このクロロホルム層を濃縮し、シリカゲルを用
いたカラムクロマトグラフィーにより精製を行い、n−
ヘキサンで再沈殿をして黄色の蛍光を有する粉末18部
を得た。分子量分析の結果、化合物(23)であること
を確認した。以下に生成物の元素分析結果を示す。 元素分析の結果 C74682として 計算値(%):C:90.24 H:6.91 N:2.85 実測値(%):C:90.59 H:6.81 N:2.60
【0063】
【0064】
【0065】
【0066】
【0067】 実施例2 比較例1〜4 洗浄したITO電極付きガラス板上に、下記化学構造で
示される化合物(50)を真空蒸着して、膜厚20nm
の正孔注入層を得た。次いで、発光材料として表2の化
合物を真空蒸着して膜厚20nmの発光層を得た。さら
に、ビス(2−メチル−8−キノリナート)(1−フェ
ノラート)ガリウム錯体を真空蒸着して膜厚20nmの
電子注入層を作成し、その上に、マグネシウムと銀を1
0:1で混合した合金150nmの膜厚の電極を形成
して有機EL素子を得た。各層は10-6Torrの真空
中で、基板温度室温の条件下で蒸着した。この素子の発
光特性を表2に示す。ここでの発光輝度は、直流電圧5
V印時の輝度であ。化合物(50)
【0068】
【化11】
【0069】表2 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 実施例 化合物 発光輝度 最大発光輝度 発光効率 (cd/m2)(cd/m2) (lw/W) −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 1 (23) 750 43000 1.85 2 (14) 750 40000 1.75 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 比較例1 (1) 450 23000 1.20 比較例2 (2) 430 22000 1.15 比較例3 (3) 470 23500 1.11 比較例4 (4) 420 22000 1.05 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−表3 表2中の化合物(1)〜(4)
【0070】 実施例 洗浄したITO電極付きガラス板上に、化合物(50)
を真空蒸着して、膜厚20nmの正孔注入層を得た。次
いで、発光材料として化合物(23)を真空蒸着して膜
厚20nmの発光層を得た。さらに、2,5−ビス(1
−ナフチル)−1,3,4−オキサジアゾールを真空蒸
着して、膜厚20nmの電子注入層を得た。その上に、
マグネシウムと銀を10:1で混合した合金で膜厚15
0nmの電極を形成して有機EL素子を得た。この素子
は、直流電圧5Vで770cd/m2、最高輝度270
00cd/m2、発光効率1.80(lm/W)の緑色
発光が得られた。
【0071】 実施例 ITO電極と化合物(50)との間に、無金属フタロシ
アニンの膜厚5nmの正孔注入層を設ける以外は、実施
と同様の方法で有機EL素子を作製した。この素子
は、直流電圧5Vで1200cd/m2、最高輝度29
000cd/m2、発光効率1.70(lm/W)の緑
色発光が得られた。実施例の有機EL素子に比べて、
低電圧側での発光輝度が高かった。
【0072】 実施例 化合物(50)の代わりに無金属フタロシアニンの膜厚
20nmの正孔注入層を設ける以外は、実施例と同様
の方法で有機EL素子を作製した。この素子は、直流電
圧5Vで650cd/m2、最高輝度15000cd/
2、発光効率1.30(lm/W)の緑色発光が得ら
れた。
【0073】 実施例 発光層として、化合物(23):化合物(51)を10
0:1の重量比で蒸着した膜厚10nmの発光層を使用
する以外は、実施例と同様の方法で有機EL素子を作
製した。この素子は、直流電圧5Vで700cd/
2、最高輝度35000cd/m2、発光効率2.70
(lm/W)の緑色発光が得られた。化合物(51)
【0074】
【化12】
【0075】 実施例 発光層として、化合物(23):化合物(52)を10
0:1の重量比で蒸着した膜厚10nmの発光層を使用
する以外は、実施例と同様の方法で有機EL素子を作
製した。この素子は、直流電圧5Vで500cd/
2、最高輝度18000cd/m2、発光効率1.65
(lm/W)の化合物(2)からの橙色発光が得られ
た。 化合物(52)
【0076】
【化13】
【0077】本実施例で示された有機EL素子は、二層
型以上の素子構成において、最大発光輝度10000c
d/m2 以上の発光が得られ、全て高い発光効率を得る
ことができた。本実施例で示された有機EL素子につい
て、3mA/cm2 で連続発光させたところ、1000
時間以上安定な発光を観測することができた。本発明の
有機EL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材料、発光
補助材料、正孔輸送材料、電子輸送材料、増感剤、樹
脂、電極材料等および素子作製方法を限定するものでは
ない。
【発明の効果】本発明の有機EL素子材料を発光材料と
して使用した有機EL素子は、従来に比べて高い発光効
率で高輝度の発光を示し、長寿命の有機EL素子を得る
ことができた。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平8−3122(JP,A) 特開 平7−331238(JP,A) 欧州特許出願公開650955(EP,A 1) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C09K 11/06 620 H05B 33/14 CA(STN) REGISTRY(STN)

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記一般式[1]で示される有機エレク
    トロルミネッセンス素子用発光材料。 一般式[1] 【化1】 [式中、R1〜R8およびR29〜R48は、それぞれ独立
    に、水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは未置換のア
    ルキル基、置換もしくは未置換のアルコキシ基、置換も
    しくは未置換のアリール基、置換もしくは未置換のアミ
    ノ基を表す。X1〜X4は、それぞれ独立に、O、S、C
    =O、SO2、(CH2)x−O−(CH2)y、置換も
    しくは未置換のアルキレン基、置換もしくは未置換の脂
    肪族環残基を表す。ここで、xおよびyは、それぞれ0
    〜20の正の整数を表すが、x+y=0となることはな
    い。R1〜R4もしくはR5〜R8は隣接した置換基同志で
    結合して新たな6員アリール環を形成してもよい。]
  2. 【請求項2】 下記一般式[2]で示される有機エレク
    トロルミネッセンス素子用発光材料。 一般式[2] 【化2】 [式中、R1〜R8およびR29〜R48は、それぞれ独立
    に、水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは未置換のア
    ルキル基、置換もしくは未置換のアルコキシ基、置換も
    しくは未置換のアリール基、置換もしくは未置換のアミ
    ノ基を表す。X1〜X4は、それぞれ独立に、O、S、C
    =O、SO2、(CH2)x−O−(CH2)y、置換も
    しくは未置換のアルキレン基、置換もしくは未置換の脂
    肪族環残基を表す。ここで、xおよびyは、それぞれ0
    〜20の正の整数を表すが、x+y=0となることはな
    い。R1〜R4もしくはR5〜R8は隣接した置換基同志で
    結合して新たな6員アリール環を形成してもよい。]
  3. 【請求項3】 下記一般式[3]で示される有機エレク
    トロルミネッセンス素子用発光材料。 一般式[3] 【化3】 [式中、R1〜R8およびR29〜R48は、それぞれ独立
    に、水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは未置換のア
    ルキル基、置換もしくは未置換のアルコキシ基、置換も
    しくは未置換のアリール基、置換もしくは未置換のアミ
    ノ基を表す。Y1〜Y8は、それぞれ独立に、置換もしく
    は未置換の炭素数1〜20のアルキル基、置換もしくは
    未置換の炭素数6〜16のアリール基を表す。R1〜R4
    もしくはR5〜R8は隣接した置換基同志で結合して新た
    な6員アリール環を形成してもよい。]
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