JP3816969B2 - 有機ｅｌ素子 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、有機ＥＬ（電界発光）素子に関し、詳しくは、有機化合物からなる積層構造薄膜に電界を印加して光を放出する素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
有機ＥＬ素子は、蛍光性有機化合物を含む薄膜を、陰極と陽極とで挟んだ構成を有し、前記薄膜に電子およ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る。
【０００３】
有機ＥＬ素子の特徴は、１０V 程度の低電圧で１００〜１００００cd/m2 程度の高輝度の面発光が可能であり、また蛍光物質の種類を選択することにより青色から赤色までの発光が可能なことである。
【０００４】
一方、有機ＥＬ素子の問題点は、発光寿命が短く、保存耐久性、信頼性が低いことであり、この原因としては、
▲１▼ 有機化合物の物理的変化
（結晶ドメインの成長などにより界面の不均一化が生じ、素子の電荷注入能の劣化・短絡・絶縁破壊の原因となる。特に分子量５００以下の低分子化合物を用いると結晶粒の出現・成長が起こり、膜性が著しく低下する。また、ＩＴＯ等の界面が荒れていても、顕著な結晶粒の出現・成長が起こり、発光効率の低下や、電流のリークを起こし、発光しなくなる。また、部分的非発光部であるダークスポットの原因にもなる。）
【０００５】
▲２▼ 陰極の酸化・剥離
（電子の注入を容易にするために仕事関数の小さな金属としてＮａ・Ｍｇ・Ａｌなどを用いてきたが、これらの金属は大気中の水分や酸素と反応したり、有機層と陰極の剥離が起こり、電荷注入ができなくなる。特に高分子化合物などを用い、スピンコートなどで成膜した場合、成膜時の残留溶媒や分解物が電極の酸化反応を促進し、電極の剥離が起こり部分的な非発光部を生じさせる。）
【０００６】
▲３▼ 発光効率が低く、発熱量が多いこと
（有機化合物中に電流を流すので、高い電界強度下に有機化合物を置かねばならず、発熱からは逃れられない。その熱のため、有機化合物の溶融・結晶化・熱分解などにより素子の劣化・破壊が起こる。）
【０００７】
▲４▼有機化合物層の光化学的変化・電気化学的変化
などが挙げられる。
【０００８】
特に、青色発光素子に関しては、信頼性が高く安定な素子を提供する青色発光材料は少ない。一般に、青色発光材料は結晶性が高い。例えば、ジフェニルアントラセンは高い蛍光量子収率を持つにも関わらず、結晶性が高く、この化合物を発光材料に用いて、素子を作製しても高輝度・高効率で信頼性の高い素子を提供できなかった〔 C.Adachi,et al., Appli.Phys.Lett,.56,799(1990) 〕。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、特に物理的変化や光化学的変化、電気化学的変化の少ない光・電子機能材料として新規なフェニルアントラセン誘導体を提供し、このフェニルアントラセン誘導体を用い、信頼性および発光効率の高い種々の発光色を持った、特に青色の発光色を持った有機ＥＬ素子を実現することである。特に、分子量の大きな化合物を蒸着法で形成した有機薄膜を用い、素子の駆動時の駆動電圧上昇や輝度の低下、電流のリーク、部分的な非発光部の出現・成長を抑えた高信頼性の高輝度発光素子を実現することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
このような目的は、下記（１）〜（５）の発明により達成される。
（１）下記化３または化４で表されるフェニルアントラセン誘導体を含む薄膜からなる、少なくとも１層の有機化合物層を有する有機ＥＬ素子。
【００１１】
【化３】
【００１２】
【化４】
【００１３】
〔化３において、Ｒ１ およびＲ２ は、各々アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アルケニル基、アルコキシ基、アリーロキシ基、アミノ基または複素環基を表し、これらは同一でも異なるものであってもよい。ｒ１およびｒ２は、各々、０または１〜５の整数を表す。ｒ１およびｒ２が、各々、２以上の整数であるとき、Ｒ１ 同士およびＲ２ 同士は各々同一でも異なるものであってもよく、Ｒ１ 同士またはＲ２ 同士は結合して環を形成してもよい。Ｌ１ は単結合またはアリーレン基を表し、アリーレン基はアルキレン基、−Ｏ−、−Ｓ−または−ＮＲ−（ここで、Ｒはアルキル基またはアリール基を表す。）が介在するものであってもよい。
化４において、Ｒ３ およびＲ４ は、各々アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アルケニル基、アルコキシ基、アリーロキシ基、アミノ基または複素環基を表し、これらは同一でも異なるものであってもよい。ｒ３およびｒ４は、各々、０または１〜５の整数を表す。ｒ３およびｒ４が、各々、２以上の整数であるとき、Ｒ３ 同士およびＲ４ 同士は各々同一でも異なるものであってもよく、Ｒ３ 同士またはＲ４ 同士は結合して環を形成してもよい。Ｌ２ は単結合またはアリーレン基を表し、アリーレン基はアルキレン基、−Ｏ−、−Ｓ−または−ＮＲ−（ここで、Ｒはアルキル基またはアリール基を表す。）が介在するものであってもよい。〕
（２）前記有機化合物層が発光層である上記（１）の有機ＥＬ素子。
（３）さらに、少なくとも１層の正孔注入層と、少なくとも１層の正孔輸送層と、少なくとも１層の電子注入輸送層とを有する上記（２）の有機ＥＬ素子。
（４）さらに、少なくとも１層の正孔注入層と、少なくとも１層の正孔輸送層と、少なくとも１層の電子輸送層と、少なくとも１層の電子注入層とを有する上記（２）の有機ＥＬ素子。
（５）前記有機化合物層が電子注入輸送層であり、さらに発光層を有する上記（１）の有機ＥＬ素子。
【００１４】
【作用】
本発明の有機ＥＬ素子は上記式（Ｉ）、好ましくは上記化３、化４に示される化合物を発光層に用いるため、１００００cdm-2 程度、あるいはそれ以上の高輝度が安定して得られる。また、耐熱性・耐久性が高く、素子電流密度も１０００mAcm-2程度でも安定した駆動が可能である。
【００１５】
上記化合物の蒸着膜は安定なアモルファス状態なので、薄膜の膜物性が良好となりムラがなく均一な発光が可能である。また、大気下で一年以上安定であり結晶化を起こさない。
【００１６】
また、クロロホルム溶液でスピンコートしても安定なアモルファス状態の薄膜を形成することが可能である。
【００１７】
また、本発明の有機ＥＬ素子は、低駆動電圧で効率よく発光する。
【００１８】
なお、本発明の有機ＥＬ素子の発光極大波長は、４００〜７００nm程度である。
【００１９】
【具体的構成】
以下、本発明の具体的構成について詳細に説明する。
【００２０】
本発明のフェニルアントラセン誘導体は式（Ｉ）で示されるものである。式（Ｉ）について説明すると、Ａ1 およびＡ2 は、各々モノフェニルアントリル基またはジフェニルアントリル基を表し、これらは同一でも異なるものであってもよい。
【００２１】
Ａ1 、Ａ2 で表されるモノフェニルアントリル基またはジフェニルアントリル基は、無置換でも置換基を有するものであってもよく、置換基を有する場合の置換基としては、アルキル基、アリール基、アルコキシ基、アリーロキシ基、アミノ基等が挙げられ、これらの置換基はさらに置換されていてもよい。これらの置換基については後述する。また、このような置換基の置換位置は特に限定されないが、アントラセン環ではなく、アントラセン環に結合したフェニル基であることが好ましい。
【００２２】
また、アントラセン環におけるフェニル基の結合位置はアントラセン環の９位、１０位であることが好ましい。
【００２３】
式（Ｉ）において、Ｌは単結合または二価の基を表すが、Ｌで表される二価の基としてはアルキレン基等が介在してもよいアリーレン基が好ましい。このようなアリーレン基については後述する。
【００２４】
式（Ｉ）で示されるフェニルアントラセン誘導体のなかでも、化３、化４で示されるものが好ましい。化３について説明すると、化３において、Ｒ1 およびＲ2 は、各々アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アルコキシ基、アリーロキシ基、アミノ基または複素環基を表す。
【００２５】
Ｒ1 、Ｒ2 で表されるアルキル基としては、直鎖状でも分岐を有するものであってもよく、炭素数１〜１０、さらには１〜４の置換もしくは無置換のアルキル基が好ましい。特に、炭素数１〜４の無置換のアルキル基が好ましく、具体的にはメチル基、エチル基、（ｎ−，ｉ−）プロピル基、（ｎ−，ｉ−，ｓ−，ｔ−）ブチル基等が挙げられる。
【００２６】
Ｒ1 、Ｒ2 で表されるシクロアルキル基としては、シクロヘキシル基、シクロペンチル基等が挙げられる。
【００２７】
Ｒ1 、Ｒ2 で表されるアリール基としては、炭素数６〜２０のものが好ましく、さらにはフェニル基、トリル基等の置換基を有するものであってもよい。具体的には、フェニル基、（ｏ−，ｍ−，ｐ−）トリル基、ピレニル基、ナフチル基、アントリル基、ビフェニル基、フェニルアントリル基、トリルアントリル基等が挙げられる。
【００２８】
Ｒ1 、Ｒ2 で表されるアルケニル基としては、総炭素数６〜５０のものが好ましく、無置換のものであってもよいが置換基を有するものであってもよく、置換基を有する方が好ましい。このときの置換基としては、フェニル基等のアリール基が好ましい。具体的には、トリフェニルビニル基、トリトリルビニル基、トリビフェニルビニル基等が挙げられる。
【００２９】
Ｒ1 、Ｒ2 で表されるアルコキシ基としては、アルキル基部分の炭素数が１〜６のものが好ましく、具体的にはメトキシ基、エトキシ基等が挙げられる。アルコキシ基は、さらに置換されていてもよい。
【００３０】
Ｒ1 、Ｒ2 で表されるアリーロキシ基としては、フェノキシ基等が挙げられる。
【００３１】
Ｒ1 、Ｒ2 で表されるアミノ基は、無置換でも置換基を有するものであってもよいが、置換基を有することが好ましく、この場合の置換基としてはアルキル基（メチル基、エチル基等）、アリール基（フェニル基等）などが挙げられる。具体的にはジエチルアミノ基、ジフェニルアミノ基、ジ（ｍ−トリル）アミノ基等が挙げられる。
【００３２】
Ｒ1 、Ｒ2 で表される複素環基としては、ビピリジル基、ピリミジル基、キノリル基、ピリジル基、チエニル基、フリル基、オキサジアゾイル基等が挙げられる。これらは、メチル基、フェニル基等の置換基を有していてもよい。
【００３３】
化３において、ｒ１およびｒ２は、各々、０または１〜５の整数を表し、特に、０または１であることが好ましい。ｒ１およびｒ２が、各々、１〜５の整数、特に１または２であるとき、Ｒ1 およびＲ2 は、各々、アルキル基、アリール基、アルケニル基、アルコキシ基、アリーロキシ基、アミノ基であることが好ましい。
【００３４】
化３において、Ｒ1 とＲ2 とは同一でも異なるものであってもよく、Ｒ1 とＲ2 とが各々複数存在するとき、Ｒ1 同士、Ｒ2 同士は各々同一でも異なるものであってもよく、Ｒ1 同士あるいはＲ2 同士は結合してベンゼン環等の環を形成してもよく、環を形成する場合も好ましい。
【００３５】
化３において、Ｌ1 は単結合またはアリーレン基を表す。Ｌ1 で表されるアリーレン基としては、無置換であることが好ましく、具体的にはフェニレン基、ビフェニレン基、アントリレン基等の通常のアリーレン基の他、２個ないしそれ以上のアリーレン基が直接連結したものが挙げられる。Ｌ1 としては、単結合、ｐ−フェニレン基、４，４′−ビフェニレン基等が好ましい。
【００３６】
また、Ｌ1 で表されるアリーレン基は、２個ないしそれ以上のアリーレン基がアルキレン基、−Ｏ−、−Ｓ−または−ＮＲ−が介在して連結するものであってもよい。ここで、Ｒはアルキル基またはアリール基を表す。アルキル基としてはメチル基、エチル基等が挙げられ、アリール基としてはフェニル基等が挙げられる。なかでも、アリール基が好ましく、上記のフェニル基のほか、Ａ1 、Ａ2 であってもよく、さらにはフェニル基にＡ1 またはＡ2 が置換したものであってもよい。
【００３７】
また、アルキレン基としてはメチレン基、エチレン基等がこの好ましい。このようなアリーレン基の具体例を以下に示す。
【００３８】
【化５】
【００３９】
次に、化４について説明すると、化４において、Ｒ3 およびＲ4 は化３におけるＲ1 およびＲ2 と、またｒ３およびｒ４は化３におけるｒ１およびｒ２と、さらにＬ2 は化３におけるＬ1 とそれぞれ同義であり、好ましいものも同様である。
【００４０】
化４において、Ｒ3 とＲ4 とは同一でも異なるものであってもよく、Ｒ3 とＲ4 が各々複数存在するとき、Ｒ3 同士、Ｒ4 同士は、各々同一でも異なるものであってもよく、Ｒ3 同士あるいはＲ4 同士は結合してベンゼン環等の環を形成してもよく、環を形成する場合も好ましい。
【００４１】
化３、化４で表される化合物を以下に例示するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、化６、化８、化１０、化１２、化１４、化１６、化１８では一般式を示し、化７、化９、化１１、化１３、化１５、化１７、化１９、化２０で、各々対応する具体例をＲ11〜Ｒ15、Ｒ21〜Ｒ25あるいはＲ31〜Ｒ35、Ｒ41〜Ｒ45の組合せで示している。
【００４２】
【化６】
【００４３】
【化７】
【００４４】
【化８】
【００４５】
【化９】
【００４６】
【化１０】
【００４７】
【化１１】
【００４８】
【化１２】
【００４９】
【化１３】
【００５０】
【化１４】
【００５１】
【化１５】
【００５２】
【化１６】
【００５３】
【化１７】
【００５４】
【化１８】
【００５５】
【化１９】
【００５６】
【化２０】
【００５７】
【化２１】
【００５８】
【化２２】
【００５９】
【化２３】
【００６０】
【化２４】
【００６１】
本発明のフェニルアントラセン誘導体（以下、「本発明の化合物」ともいう。）は、
（１）ハロゲン化ジフェニルアントラセン化合物を、Ｎｉ（ｃｏｄ）2 〔ｃｏｄ：１，５−シクロオクタジエン〕でカップリング、もしくはジハロゲン化アリールをグリニャール化しＮｉＣｌ2 （ｄｐｐｅ）［ｄｐｐｅ：ジフェニルフォスフィノエタン］、ＮｉＣｌ2 （ｄｐｐｐ）〔ｄｐｐｐ：ジフェニルフォスフィノプロパン〕、などのＮｉ錯体などを用いてクロスカップリングする方法、
（２）アントラキノン、ベンゾキノン、フェニルアンスロンもしくはビアントロンとグリニャール化したアリールもしくはリチオ化したアリールとの反応および還元によりクロスカップリングする方法、
等により得られる。
【００６２】
このようにして得られた化合物は、元素分析、質量分析、赤外吸収スペクトル、 1Ｈまたは13Ｃ核磁気共鳴吸収（ＮＭＲ）スペクトルなどによって同定することができる。
【００６３】
本発明のフェニルアントラセン誘導体は、４００〜２０００程度、さらには４００〜１０００程度の分子量をもち、２００〜５００℃の高融点を有し、８０〜２５０℃、さらには１００〜２５０℃、よりさらには１３０〜２５０℃、特に１５０〜２５０℃のガラス転移温度（Ｔｇ）を示す。従って、通常の真空蒸着等により透明で室温以上でも安定なアモルファス状態の平滑で良好な膜を形成し、しかもその良好な膜の状態が長期間に渡って維持される。
【００６４】
本発明の有機ＥＬ素子（以下、「ＥＬ素子」ともいう。）は、少なくとも１層の有機化合物層を有し、少なくとも１層の有機化合物層が本発明の化合物を含有する。本発明の有機ＥＬ素子の構成例を図１に示す。同図に示される有機ＥＬ素子１は、基板２上に、陽極３、正孔注入輸送層４、発光層５、電子注入輸送層６、陰極７を順次有する。
【００６５】
発光層は、正孔および電子の注入機能、それらの輸送機能、正孔と電子の再結合により励起子を生成させる機能を有する。正孔注入輸送層は、陽極からの正孔の注入を容易にする機能、正孔を輸送する機能および電子の輸送を妨げる機能を有し、電子注入輸送層は、陰極からの電子の注入を容易にする機能、電子を輸送する機能および正孔の輸送を妨げる機能を有するものであり、これらの層は、発光層へ注入される正孔や電子を増大・閉じ込めさせ、再結合領域を最適化させ、発光効率を改善する。電子注入輸送層および正孔注入輸送層は、発光層に用いる化合物の電子注入、電子輸送、正孔注入、正孔輸送の各機能の高さを考慮し、必要に応じて設けられる。例えば、発光層に用いる化合物の正孔注入輸送機能または電子注入輸送機能が高い場合には、正孔注入輸送層または電子注入輸送層を設けずに、発光層が正孔注入輸送層または電子注入輸送層を兼ねる構成とすることができる。また、場合によっては正孔注入輸送層および電子注入輸送層のいずれも設けなくてよい。また、正孔注入輸送層および電子注入輸送層は、それぞれにおいて、注入機能をもつ層と輸送機能をもつ層とを別個に設けてもよい。
【００６６】
本発明の化合物は、比較的ニュートラルな化合物なので発光層に用いることが好ましいが、正孔注入輸送層や電子注入輸送層にも適用可能である。
【００６７】
また、組み合わせる発光層や電子注入輸送層や正孔注入輸送層のキャリア移動度やキャリア密度（イオン化ポテンシャル・電子親和力により決まる）を考慮しながら、膜厚をコントロールすることで、再結合領域・発光領域を自由に設計することが可能であり、発光色の設計や、両電極の干渉効果による発光輝度・発光スペクトルの制御や、発光の空間分布の制御を可能にできる。
【００６８】
本発明の化合物を発光層に用いる場合について説明する。発光層には本発明の化合物のほか、他の蛍光性物質を用いてもよく、他の蛍光性物質としては、例えば、特開昭６３−２６４６９２号公報に開示されているような化合物、例えば、キナクリドン、ルブレン、スチリル系色素等の化合物から選択される少なくとも１種が挙げられる。このような蛍光性物質の含有量は、本発明の化合物の１０モル％以下とすることが好ましい。このような化合物を適宜選択して添加することにより、発光光を長波長側にシフトすることができる。
【００６９】
また、発光層には、一重項酸素クエンチャーが含有されていてもよい。このようなクエンチャーとしては、ニッケル錯体や、ルブレン、ジフェニルイソベンゾフラン、三級アミン等が挙げられる。このようなクエンチャーの含有量は、本発明の化合物の１０モル％以下とすることが好ましい。
【００７０】
本発明の化合物を発光層に用いる場合、正孔注入輸送層および電子注入輸送層には、通常の有機ＥＬ素子に用いられている各種有機化合物、例えば、特開昭６３−２９５６９５号公報、特開平２−１９１６９４号公報、特開平３−７９２号公報等に記載されている各種有機化合物を用いることができる。例えば、正孔注入輸送層には、芳香族三級アミン、ヒドラゾン誘導体、カルバゾール誘導体、トリアゾール誘導体、イミダゾール誘導体等を用いることができ、また、電子注入輸送層には、アルミキノリノールなどの有機金属錯体誘導体、オキサジアゾール誘導体、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、キノリン誘導体、キノキサリン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、ペリレン誘導体、フルオレン誘導体等を用いることができる。
【００７１】
正孔注入輸送層を正孔注入層と正孔輸送層とに分けて設層する場合は、正孔注入輸送層用の化合物のなかから好ましい組合せを選択して用いることができる。このとき、陽極（ＩＴＯ等）側からイオン化ポテンシャルの小さい化合物の層の順に積層することが好ましい。また陽極表面には薄膜性の良好な化合物を用いることが好ましい。このような積層順については、正孔注入輸送層を２層以上設けるときも同様である。このような積層順とすることによって、駆動電圧が低下し、電流リークの発生やダークスポットの発生・成長を防ぐことができる。また、素子化する場合、蒸着を用いているので１〜１０nm程度の薄い膜も、均一かつピンホールフリーとすることができるため、正孔注入層にイオン化ポテンシャルが小さく、可視部に吸収をもつような化合物を用いても、発光色の色調変化や再吸収による効率の低下を防ぐことができる。
【００７２】
電子注入輸送層を電子注入層と電子輸送層とに分けて設層する場合は、電子注入輸送層用の化合物のなかから好ましい組合せを選択して用いることができる。このとき、陰極側から電子親和力の値の大きい化合物の層の順に積層することが好ましい。このような積層順については電子注入輸送層を２層以上設けるときも同様である。
【００７３】
なお、本発明では、発光層を電子注入輸送性化合物と正孔注入輸送性化合物との混合層とすることも好ましい。そして、このような混合層に本発明の化合物を含有させる。本発明の化合物は、通常、蛍光性物質として含有されるため、より具体的には、本発明の化合物が電子注入輸送性化合物であるとき、他の正孔注入輸送性化合物をさらに添加することが好ましく、本発明の化合物が正孔注入輸送性化合物であるときは、他の電子注入輸送性化合物をさらに添加することが好ましい。上記の混合層における電子注入輸送性化合物と正孔注入輸送性化合物との混合比は、重量比で、電子注入輸送性化合物：正孔注入輸送性化合物が６０：４０〜４０：６０であることが好ましく、特には５０：５０程度であることが好ましい。
【００７４】
この混合に供する電子注入輸送性化合物は、上記の電子注入輸送層用の化合物のなかから、また正孔注入輸送性化合物は、上記の正孔注入輸送層用の化合物のなかから選択して用いることができる。また、場合によっては本発明の化合物から選択して用いてもよい。さらに、混合層において、電子注入輸送性化合物、正孔注入輸送性化合物は各々１種のみ用いても２種以上を併用してもよい。また、混合層には発光強度を高めるために、本発明の化合物や他の蛍光性物質をドープして用いてもよい。
【００７５】
さらに、他の電子注入輸送性化合物および他の正孔注入輸送性化合物の混合層とし、このような混合層に本発明の化合物をドープして用いてもよい。
【００７６】
このような混合層をＥＬ素子に適用することによって、素子の安定性が向上する。
【００７７】
本発明の化合物は電子注入輸送層に用いることも好ましい。この場合、発光層に用いる蛍光性物質は、本発明の化合物より長波長もしくは同程度の波長の蛍光をもつものを用いることが好ましい。例えば、上記した、発光層において本発明の化合物と併用できる蛍光性物質のなかから選択して用いることができる。また、本発明の化合物は、このような構成において、さらに発光層にも用いることができる。また、本発明の化合物は電子注入輸送層を兼ねた発光層にも用いることができる。
【００７８】
本発明の化合物は正孔注入輸送層に用いることができる。
【００７９】
本発明の化合物を正孔注入輸送層に用いる場合、発光層に用いる蛍光性物質は、本発明の化合物より長波長の蛍光をもつものから選択すればよく、例えば、上記した、発光層において本発明の化合物と併用される蛍光性物質の１種以上から適宜選択すればよい。このような場合、発光層にも本発明の化合物を用いることができる。
【００８０】
なお、上記において、他の蛍光性物質を主に発光層に用いる場合、本発明の化合物を蛍光性物質として１０モル％以下添加して併用してもよい。
【００８１】
発光層の厚さ、正孔注入輸送層の厚さおよび電子注入輸送層の厚さは特に限定されず、形成方法によっても異なるが、通常、５〜１０００nm程度、特に８〜２００nmとすることが好ましい。
【００８２】
正孔注入輸送層の厚さおよび電子注入輸送層の厚さは、再結合・発光領域の設計によるが、発光層の厚さと同程度もしくは１／１０〜１０倍程度とすればよい。電子もしくは正孔の、各々の注入層と輸送層を分ける場合は、注入層は１nm以上、輸送層は２０nm以上とするのが好ましい。このときの注入層、輸送層の厚さの上限は、通常、注入層で１００nm程度、輸送層で１０００nm程度である。
【００８３】
陰極には、仕事関数の小さい材料、例えば、Ｌｉ、Ｎａ、Ｍｇ、Ａｌ、Ａｇ、Ｉｎあるいはこれらの１種以上を含む合金を用いることが好ましい。また、陰極は結晶粒が細かいことが好ましく、特に、アモルファス状態であることが好ましい。陰極の厚さは１０〜１０００nm程度とすることが好ましい。
【００８４】
ＥＬ素子を面発光させるためには、少なくとも一方の電極が透明ないし半透明である必要があり、上記したように陰極の材料には制限があるので、好ましくは発光光の透過率が８０％以上となるように陽極の材料および厚さを決定することが好ましい。具体的には、例えば、ＩＴＯ、ＳｎＯ2 、Ｎｉ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、ドーパントをドープしたポリピロールなどを陽極に用いることが好ましい。また、陽極の厚さは１０〜５００nm程度とすることが好ましい。また、素子の信頼性を向上するために駆動電圧が低いことが必要であるが、好ましいものとして１０〜３０Ω／□程度なしし１０Ω／□以下（通常５〜１０Ω／□）のＩＴＯが挙げられる。
【００８５】
基板材料に特に制限はないが、図示例では基板側から発光光を取り出すため、ガラスや樹脂等の透明ないし半透明材料を用いる。また、基板に色フィルター膜や誘電体反射膜を用いて発光色をコントロールしてもよい。
【００８６】
なお、基板に不透明な材料を用いる場合には、図１に示される積層順序を逆にしてもよい。
【００８７】
次に、本発明の有機ＥＬ素子の製造方法を説明する。
【００８８】
陰極および陽極は、蒸着法やスパッタ法等の気相成長法により形成することが好ましい。
【００８９】
正孔注入輸送層、発光層および電子注入輸送層の形成には、均質な薄膜が形成できることから真空蒸着法を用いることが好ましい。真空蒸着法を用いた場合、アモルファス状態または結晶粒径が０．１μm 以下（通常０．０１μm 以上）の均質な薄膜が得られる。結晶粒径が０．１μm を超えていると、不均一な発光となり、素子の駆動電圧を高くしなければならなくなり、電荷の注入効率も著しく低下する。
【００９０】
真空蒸着の条件は特に限定されないが、１０-5Torr以下の真空度とし、蒸着速度は０．１〜１nm／sec 程度とすることが好ましい。また、真空中で連続して各層を形成することが好ましい。真空中で連続して形成すれば、各層の界面に不純物が吸着することを防げるため、高特性が得られる。また、素子の駆動電圧を低くすることができる。
【００９１】
これら各層の形成に真空蒸着法を用いる場合において、１層に複数の化合物を含有させる場合、化合物を入れた各ボートを個別に温度制御して水晶振動子膜厚計でモニターしながら共蒸着することが好ましい。
【００９２】
本発明のＥＬ素子は、通常、直流駆動型のＥＬ素子として用いられるが、交流駆動またはパルス駆動することもできる。印加電圧は、通常、２〜２０V 程度とされる。
【００９３】
【実施例】
以下、本発明の具体的実施例を比較例とともに示し、本発明をさらに詳細に説明する。
【００９４】
＜実施例１＞
化合物Ｉ−１の合成
ビス（１，５−シクロオクタジエン）ニッケル（Ｎｉ（ｃｏｄ）2 ）０．３７g （１．３５mmol）、２，２’−ビピリジン０．２０g （１．２８mmol）と、１，５−シクロオクタジエン０．２０mlを、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド２０mlに窒素雰囲気中で混合し、さらに２−クロロ−９，１０−ジフェニルアントラセン１．００g （２．７４mmol）を加え、６０℃で２４時間攪拌した。この反応溶液を１Ｎ塩酸水溶液に投入し、トルエンとクロロホルムで抽出し、水洗後、硫酸マグネシウムで乾燥した。得られた生成物をアセトンで再沈し、クロロホルムより３回再結晶し、トルエンを抽出溶媒としてシリカカラム精製し、０．５３g の黄白色固体を得た。得られた黄白色固体０．５g を昇華精製し、０．２３g の青色蛍光をもつ黄白色固体を得た。
【００９５】
質量分析：ｍ／ｅ ６５８（Ｍ+ ）
赤外吸収スペクトル：図２
ＮＭＲスペクトル： 図３
示差走査熱量測定（ＤＳＣ）：融点４５０℃、ガラス転移温度１８１℃
【００９６】
＜実施例２＞
化合物 II −１の合成
ビス（１，５−シクロオクタジエン）ニッケル（Ｎｉ（ｃｏｄ）2 ）０．３７g （１．３５mmol）、２，２’−ビピリジン０．２０g （１．２８mmol）と、１，５−シクロオクタジエン０．２０mlを、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド２０mlに窒素雰囲気中で混合し、さらに１−クロロ−９，１０−ジフェニルアントラセン１．００g （２．７４mmol）を加え、６０℃で２４時間攪拌した。この反応溶液を１Ｎ塩酸水溶液に投入し、トルエンとクロロホルムで抽出し、水洗後、硫酸マグネシウムで乾燥した。得られた生成物をアセトンで再沈し、クロロホルムより３回再結晶し、トルエンを抽出溶媒としてシリカカラム精製し、０．２０g の黄白色固体を得た。
【００９７】
質量分析：ｍ／ｅ ６５８（Ｍ+ ）
赤外吸収スペクトル：図４
ＮＭＲスペクトル： 図５
【００９８】
＜実施例３＞
化合物 III −１の合成
シュレンクフラスコにアルゴン下で活性化したマグネシウム０．２６７g （１０mmol）に、４，４’−ジ−ヨードビフェニル２．２２g （５．４６mmol）のテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）溶液５０mlを滴下しグリニャール化した。この反応溶液にＮｉＣｌ2 （ｄｐｐｅ）０．４g と２−クロロ−９，１０−ジフェニルアントラセン４．００g （１０mmol）を加え、６０℃で４時間還流した。この反応溶液を１Ｎ塩酸水溶液に投入しトルエンとクロロホルムで抽出し、水洗後、硫酸マグネシウムで乾燥した。溶媒を留去後、アセトン／ジクロロメタンにより再結晶し、さらにトルエンとヘキサンを抽出溶媒としてシリカカラム精製し、２．０g の青緑色蛍光を示す黄白色固体を得た。この黄白色固体１．０g を昇華精製し、０．６g の純粋な黄白色固体を得た。
【００９９】
元素分析： Ｃ Ｈ
計算値／％ ９４．７８ ５．２２
測定値／％ ９４．５０ ５．４０
示差走査熱量測定（ＤＳＣ）：融点３５０℃、ガラス転移温度１２０℃
イオン化ポテンシャル：５．９５eV
【０１００】
なお、赤外吸収スペクトル、ＮＭＲスペクトルの結果からも、上記化合物と同定した。
【０１０１】
＜実施例４＞
化合物Ｖ−１の合成
シュレンクフラスコにアルゴン下で活性化したマグネシウム０．２６７g （１０mmol）に、４，４’−ジ−ヨードビフェニル２．０２g （４．９７mmol）のＴＨＦ溶液５０mlを滴下しグリニャール化した。この反応溶液をアントラキノン１．０４g （５mmol）のＴＨＦ溶液中に滴下し１時間攪拌した。この後フェニルマグネシウムアイオダイドのＴＨＦ溶液を滴下し、６０℃で２時間還流した。反応溶液を１Ｎ塩酸水溶液に投入しトルエンとクロロホルムで抽出し、水洗後、硫酸マグネシウムで乾燥した。次に、この生成物を酢酸１００mlに溶解し沃化水素水溶液を滴下後４時間攪拌した。この溶液に二塩化スズ（ＳｎＣｌ2 ）の塩酸溶液を遊離した沃素が消えるまで入れた。クロロホルムとトルエンで抽出し硫酸マグネシウムで乾燥した。溶媒を留去後、トルエンを溶出溶媒としてシリカカラム精製した後、アセトン／トルエンより再結晶した。
質量分析：ｍ／ｅ ６５８（Ｍ+ ）
なお、赤外吸収スペクトル、ＮＭＲスペクトルの結果からも、上記化合物と同定した。
【０１０２】
＜実施例５＞
化合物 VII −２の合成
シュレンクフラスコにアルゴン下で、ビアントロン１．０g （２．６mmol）をＴＨＦ５０mlに溶解し、この溶液中に、４−メチルフェニルマグネシウムブロマイドのエーテル溶液（６．０mmol）を滴下し、４時間還流した。この反応溶液を、塩化アンモニウム水溶液に投入し、トルエンとクロロホルムで抽出し、水洗後、硫酸マグネシウムで乾燥した。次にこの生成物を酢酸１００mlに溶解し、沃化水素水溶液を滴下後、４時間攪拌し、二塩化スズ（ＳｎＣｌ2 ）の塩酸溶液を滴下し、さらに１００℃で１時間攪拌した。この後、水を加え、クロロホルムとトルエンで抽出し、硫酸マグネシウムで乾燥した。溶媒を留去した後、アセトン、メタノールで洗浄し、トルエンとヘキサン（１：４）を溶出溶媒としてシリカカラム精製後、トルエンより再結晶し、０．８g の白色固体を得た。
質量分析：ｍ／ｅ ５３５（Ｍ＋１）+
赤外吸収スペクトル：図６
ＮＭＲスペクトル： 図７
示差走査熱量測定（ＤＳＣ）：融点３６５℃、ガラス転移温度１６２℃
【０１０３】
なお、元素分析における計算値と測定値もよく一致した。
【０１０４】
＜実施例６＞
化合物 VII −１の合成
実施例５に準じて合成した。
質量分析：ｍ／ｅ ５０６（Ｍ+ ）
赤外吸収スペクトル：図８
ＮＭＲスペクトル： 図９
示差走査熱量測定（ＤＳＣ）：融点３５０℃、ガラス転移温度１３０℃
【０１０５】
なお、元素分析における計算値と測定値もよく一致した。
【０１０６】
＜実施例７＞
化合物 VII −３の合成
実施例５に準じて合成した。
質量分析：ｍ／ｅ ６１９（Ｍ＋１）+
赤外吸収スペクトル：図１０
ＮＭＲスペクトル： 図１１
示差走査熱量測定（ＤＳＣ）：融点４１１℃
【０１０７】
なお、元素分析における計算値と測定値もよく一致した。
【０１０８】
＜実施例８＞
化合物 VII−４の合成
実施例５に準じて合成した。
赤外吸収スペクトル：図１２
ＮＭＲスペクトル： 図１３
【０１０９】
なお、元素分析における計算値と測定値もよく一致した。
【０１１０】
＜実施例９＞
化合物 VII −８の合成
実施例５に準じて合成した。
質量分析：ｍ／ｅ ６５８（Ｍ+ ）
赤外吸収スペクトル：図１４
ＮＭＲスペクトル： 図１５
示差走査熱量測定（ＤＳＣ）：融点３４５℃、ガラス転移温度１８８℃
【０１１１】
なお、元素分析における計算値と測定値もよく一致した。
【０１１２】
＜実施例１０＞
化合物 VII −１２の合成
実施例５に準じて合成した。
質量分析：ｍ／ｅ ５３５（Ｍ＋１）+
赤外吸収スペクトル：図１６
ＮＭＲスペクトル： 図１７
示差走査熱量測定（ＤＳＣ）：融点３９１℃、ガラス転移温度１６６℃
【０１１３】
なお、元素分析における計算値と測定値もよく一致した。
【０１１４】
＜実施例１１＞
化合物 VII −１４の合成
実施例５に準じて合成した。
質量分析：ｍ／ｅ ６４７（Ｍ＋１）+
赤外吸収スペクトル：図１８
ＮＭＲスペクトル： 図１９
示差走査熱量測定（ＤＳＣ）：融点４１４℃で昇華
【０１１５】
なお、元素分析における計算値と測定値もよく一致した。
【０１１６】
＜実施例１２＞
化合物 VII −１５の合成
実施例５に準じて合成した。
質量分析：ｍ／ｅ ６５９（Ｍ＋１）+
赤外吸収スペクトル：図２０
ＮＭＲスペクトル： 図２１
示差走査熱量測定（ＤＳＣ）：融点３２３℃、ガラス転移温度１６５℃
【０１１７】
なお、元素分析における計算値と測定値もよく一致した。
【０１１８】
＜実施例１３＞
化合物 VII −１６の合成
実施例５に準じて合成した。
質量分析：ｍ／ｅ ６５９（Ｍ＋１）+
赤外吸収スペクトル：図２２
ＮＭＲスペクトル： 図２３
示差走査熱量測定（ＤＳＣ）：融点２９５℃、ガラス転移温度１４１℃
【０１１９】
なお、元素分析における計算値と測定値もよく一致した。
【０１２０】
＜実施例１４＞
化合物 VII −２４の合成
実施例５に準じて合成した。
質量分析：ｍ／ｅ ６１８（Ｍ+ ）
赤外吸収スペクトル：図２４
ＮＭＲスペクトル： 図２５
示差走査熱量測定（ＤＳＣ）：融点２７３℃、ガラス転移温度１０５℃
【０１２１】
なお、元素分析における計算値と測定値もよく一致した。
【０１２２】
＜実施例１５＞
化合物 VII −２５の合成
実施例５に準じて合成した。
質量分析：ｍ／ｅ ５６７（Ｍ＋１）+
赤外吸収スペクトル：図２６
ＮＭＲスペクトル： 図２７
【０１２３】
なお、元素分析における計算値と測定値もよく一致した。
【０１２４】
＜実施例１６＞
化合物 VII −２６の合成
実施例５に準じて合成した。
質量分析：ｍ／ｅ ６０６（Ｍ+ ）
赤外吸収スペクトル：図２８
ＮＭＲスペクトル： 図２９
示差走査熱量測定（ＤＳＣ）：融点４５３℃、ガラス転移温度２３５℃
【０１２５】
なお、元素分析における計算値と測定値もよく一致した。
【０１２６】
＜実施例１７＞
化合物 I −２０の合成
実施例１に準じて合成した。
質量分析：ｍ／ｅ ８８３（Ｍ＋１）+
赤外吸収スペクトル：図３０
ＮＭＲスペクトル： 図３１
示差走査熱量測定（ＤＳＣ）：融点３４２．６℃、ガラス転移温度１０３℃
【０１２７】
なお、元素分析における計算値と測定値もよく一致した。
【０１２８】
＜実施例１８＞
化合物 VII −２７の合成
実施例５に準じて合成した。
質量分析：ｍ／ｅ ８９６（Ｍ+ ）
赤外吸収スペクトル：図３２
ＮＭＲスペクトル： 図３３
示差走査熱量測定（ＤＳＣ）：融点３６１．５℃、ガラス転移温度１６４℃
【０１２９】
なお、元素分析における計算値と測定値もよく一致した。
【０１３０】
＜実施例１９＞
化合物 VII −２３の合成
実施例５に準じて合成した。
赤外吸収スペクトル：図３４
ＮＭＲスペクトル： 図３５
示差走査熱量測定（ＤＳＣ）：融点４２３℃、ガラス転移温度１９０℃
【０１３１】
なお、元素分析における計算値と測定値もよく一致した。
【０１３２】
＜実施例２０＞
化合物 I −１７の合成
実施例１に準じて合成した。
赤外吸収スペクトル：図３６
ＮＭＲスペクトル： 図３７
示差走査熱量測定（ＤＳＣ）：ガラス転移温度１７７℃
【０１３３】
なお、元素分析における計算値と測定値もよく一致した。
【０１３４】
化６〜化２４に示される他の例示化合物も実施例１〜２０に準じて合成した。これらの化合物は、元素分析、赤外吸収スペクトル、ＮＭＲスペクトル、質量分析等の結果から同定した。
【０１３５】
＜実施例２１＞
厚さ１００nmのＩＴＯ透明電極（陽極）を有するガラス基板を、中性洗剤、アセトン、エタノールを用いて超音波洗浄し、煮沸エタノール中から引き上げて乾燥し、蒸着装置の基板ホルダーに固定して、１×１０-6Torrまで減圧した。
【０１３６】
次いで、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ｍ−トリル−４，４’−ジアミノ−１，１’−ビフェニル（ＴＰＤ−１）を蒸着速度０．２nm/secで５０nmの厚さに蒸着し、正孔注入輸送層とした。
【０１３７】
次いで、実施例１の化合物Ｉ−１を蒸着速度０．２nm/secで５０nmの厚さに蒸着し、発光層とした。
【０１３８】
次いで、減圧状態を保ったまま、電子注入輸送層として、トリス（８−キノリノラト）アルミニウムを蒸着速度０．２nm/secで１０nmの厚さに蒸着した。
【０１３９】
さらに、減圧状態を保ったまま、ＭｇＡｇ（重量比１０：１）を蒸着速度０．２nm/secで２００nmの厚さに蒸着して陰極とし、有機ＥＬ素子を得た。
【０１４０】
この有機ＥＬ素子に電圧を印加して電流を流したところ、１５V 、２１７mA/cm2で４５００cd/m2 の青色（発光極大波長λmax ＝４８５nm）の発光が確認され、この発光は乾燥窒素雰囲気中で５００時間以上安定していた。部分的非発光部の出現および成長は全くなかった。輝度の半減期は１０mA/cm2の定電流駆動で１００時間であった。
【０１４１】
＜実施例２２＞
厚さ１００nmのＩＴＯ透明電極（陽極）を有するガラス基板を、中性洗剤、アセトン、エタノールを用いて超音波洗浄し、煮沸エタノール中から引き上げて乾燥し、蒸着装置の基板ホルダーに固定して、１×１０-6Torrまで減圧した。
【０１４２】
次いで、ポリ（チオフェン−２，５−ジイル）を１０nmの厚さに蒸着し、正孔注入層とした。
【０１４３】
次いで、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ｍ−トリル−４，４’−ジアミノ−１，１’−ビフェニル（ＴＰＤ−１）を蒸着速度０．２nm/secで５０nmの厚さに蒸着し、正孔輸送層とした。
【０１４４】
次いで、実施例１の化合物Ｉ−１を５０nmの厚さに蒸着し、発光層とした。
【０１４５】
次いで、減圧状態を保ったまま、電子注入輸送層として、トリス（８−キノリノラト）アルミニウムを蒸着速度０．２nm/secで１０nmの厚さに蒸着した。
【０１４６】
さらに、減圧状態を保ったまま、ＭｇＡｇ（重量比１０：１）を蒸着速度０．２nm/secで２００nmの厚さに蒸着して陰極とし、有機ＥＬ素子を得た。
【０１４７】
この有機ＥＬ素子に電圧を印加して電流を流したところ、１２V 、６２５mA/cm2で１００００cd/m2 の青色（発光極大波長λmax ＝４８５nm）の発光が確認され、この発光は乾燥窒素雰囲気中で１０００時間以上安定していた。部分的非発光部の出現および成長は全くなかった。輝度の半減期は１０mA/cm2の定電流駆動で４００時間であった。
【０１４８】
＜実施例２３＞
実施例２２において、電子注入輸送層を設けないほかは同様にして有機ＥＬ素子を得た。
【０１４９】
この有機ＥＬ素子に電圧を印加して電流を流したところ、１２V 、８２５mA/cm2で２２６０cd/m2 の青色（発光極大波長λmax ＝４８５nm）の発光が確認され、この発光は乾燥窒素雰囲気中で５００時間以上安定していた。部分的非発光部の出現および成長は全くなかった。輝度の半減期は１０mA/cm2の定電流駆動で１００時間であった。
【０１５０】
＜実施例２４＞
実施例２２と同様に素子を作製した。ただし、ホール輸送材料ＴＰＤ−１の代わりに、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（３−ビフェニル）−４，４’−ジアミノ−１，１’−ビフェニル（ＴＰＤ−２）を用いた。
【０１５１】
この有機ＥＬ素子に電圧を印加して電流を流したところ、１２V 、６７５mA/cm2で５５００cd/m2 の青色（発光極大波長λmax ＝４８５nm）の発光が確認され、この発光は乾燥窒素雰囲気中で１０００時間以上安定していた。部分的非発光部の出現および成長は全くなかった。輝度の半減期は１０mA/cm2の定電流駆動で６００時間であった。
【０１５２】
＜実施例２５＞
実施例２４と同様に正孔輸送層を形成した後、次いで発光層として、ＴＰＤ−２と実施例１の化合物Ｉ−１とを１：１の比率（重量比）で蒸着速度０．２nm/secで２０nmの厚さに、共蒸着した。
【０１５３】
次いで、減圧状態を保ったまま、電子輸送層として、化合物Ｉ−１を５０nmの厚さに蒸着した。
【０１５４】
次いで、減圧状態を保ったまま、電子注入層として、トリス（８−キノリノナト）アルミニウムを蒸着速度０．２nm/secで１０nmの厚さに蒸着した。
【０１５５】
さらに、減圧状態を保ったまま、ＭｇＡｇ（重量比１０：１）を蒸着速度０．２nm/secで２００nmの厚さに蒸着して陰極とし、有機ＥＬ素子を得た。
【０１５６】
この素子に電圧を印加して電流を流したところ、１２V 、５４０mA/cm2で１２０００cd/m2 の青色（発光極大波長λmax ＝４８０nm）の発光が確認された。この発光は乾燥窒素雰囲気中で５０００時間以上安定していた。部分的非発光部の出現、成長および電流リークは全くなかった。輝度の半減期は１０mA/cm2の定電流駆動で１５００時間であった。
【０１５７】
＜実施例２６＞
厚さ１００nmのＩＴＯ透明電極（陽極）を有するガラス基板を、中性洗剤、アセトン、エタノールを用いて超音波洗浄し、煮沸エタノール中から引き上げて乾燥し、蒸着装置の基板ホルダーに固定して、１×１０-6Torrまで減圧した。
【０１５８】
次いで、ポリ（チオフェン−２，５−ジイル）を１０nmの厚さに蒸着し、正孔注入層とした。
【０１５９】
次いで、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ｍ−トリル−４，４’−ジアミノ−１，１’−ビフェニル（ＴＰＤ−１）を蒸着速度０．２nm/secで５０nmの厚さに蒸着し、正孔輸送層とした。
【０１６０】
次いで、実施例２の化合物II−１を５０nmの厚さに蒸着し、発光層とした。
【０１６１】
次いで、減圧状態を保ったまま、電子注入輸送層として、トリス（８−キノリノラト）アルミニウムを蒸着速度０．２nm/secで１０nmの厚さに蒸着した。
【０１６２】
さらに、減圧状態を保ったまま、ＭｇＡｇ（重量比１０：１）を蒸着速度０．２nm/secで２００nmの厚さに蒸着して陰極とし、有機ＥＬ素子を得た。
【０１６３】
この有機ＥＬ素子に電圧を印加して電流を流したところ、１２V 、６２５mA/cm2で１２０００cd/m2 の青緑色（発光極大波長λmax ＝４９５nm）の発光が確認され、この発光は乾燥窒素雰囲気中で１０００時間以上安定していた。部分的非発光部の出現および成長は全くなかった。輝度の半減期は１０mA/cm2の定電流駆動で１００時間であった。
【０１６４】
＜実施例２７＞
実施例２１において、化合物Ｉ−１のかわりに実施例５の化合物VII −２を用いて有機ＥＬ素子を得た。
【０１６５】
この素子に電圧を印加して電流を流したところ、１４V 、４５０mA/cm2で１９２１cdm-2 の青色発光（発光極大波長λmax ＝４６０nm）の発光が確認され、この発光は乾燥窒素雰囲気中で１０００時間以上安定していた。部分的非発光部の出現および成長は全くなかった。輝度の半減期は１０mA/cm2の定電流駆動で３００時間であった。
【０１６６】
＜実施例２８＞
実施例２２において、発光層を形成した後、トリス（８−キノリナト）アルミニウムを蒸着速度０．２nm/secで２０nmの厚さに蒸着し、電子輸送層とした。次いで、テトラブチルジフェノキノンを１０nmの厚さに蒸着し、電子注入層とした。その後、実施例２２と同様にして有機ＥＬ素子を得た。
【０１６７】
この有機ＥＬ素子に実施例２２と同様の条件で電圧を印加したところ、１２V 、６２５mA/cm2で１００００cd/m2 の青色（発光極大波長λmax ＝４８５nm）の発光が確認され、この発光は乾燥窒素雰囲気中で１０００時間以上安定していた。部分的非発光部の出現および成長は全くなかった。輝度の半減期は１０mA/cm2の定電流駆動で８０時間であった。
【０１６８】
＜実施例２９＞
厚さ１００nmのＩＴＯ透明電極（陽極）を有するガラス基板を、中性洗剤、アセトン、エタノールを用いて超音波洗浄し、煮沸エタノール中から引き上げて乾燥し、蒸着装置の基板ホルダーに固定して、１×１０-6Torrまで減圧した。
【０１６９】
次いで、ポリ（チオフェン−２，５−ジイル）を１０nmの厚さに蒸着し、正孔注入層とした。
【０１７０】
次いで、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ｍ−トリル−４，４’−ジアミノ−１，１’−ビフェニル（ＴＰＤ−１）を蒸着速度０．２nm/secで５０nmの厚さに蒸着し、正孔輸送層とした。
【０１７１】
次いで、テトラフェニルシクロペンタジエンを５０nmの厚さに蒸着し、発光層とした。
【０１７２】
次いで、減圧状態を保ったまま、電子注入輸送層として、実施例１の化合物Ｉ−１を蒸着速度０．２nm/secで１０nmの厚さに蒸着した。
【０１７３】
さらに、減圧状態を保ったまま、ＭｇＡｇ（重量比１０：１）を蒸着速度０．２nm/secで２００nmの厚さに蒸着して陰極とし、有機ＥＬ素子を得た。
【０１７４】
この有機ＥＬ素子に電圧を印加して電流を流したところ、１２V 、１００mA/cm2で８００cd/m2 の青色（発光極大波長λmax ＝４６０nm）の発光が確認され、この発光は乾燥窒素雰囲気中で１００時間以上安定していた。部分的非発光部の出現および成長は全くなかった。輝度の半減期は１０mA/cm2の定電流駆動で１０時間であった。
【０１７５】
実施例２１〜２９において、化６〜化２４に掲げた本発明の化合物の１種または２種以上を適宜選択して、上記実施例以外の組合せで、発光層や電子注入輸送層に用いたところ、有機ＥＬ素子の層構成等に応じて、上記実施例と同様の結果が得られた。
【０１７６】
＜比較例１＞
厚さ１００nmのＩＴＯ透明電極（陽極）を有するガラス基板を、中性洗剤、アセトン、エタノールを用いて超音波洗浄し、煮沸エタノール中から引き上げて乾燥し、蒸着装置の基板ホルダーに固定して、１×１０-6Torrまで減圧した。
【０１７７】
次いで、Ｎ，Ｎ’ビス（ｍ−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ−１）を５０nmの厚さに蒸着し、正孔注入輸送層とした。
【０１７８】
次いで、減圧状態を保ったまま、１，３−ビス（５−（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾ−２−イル）ベンゼン（ＯＸＤ−７）を蒸着速度０．２nm/secで５０nmの厚さに蒸着して、発光層とした。
【０１７９】
次いで、減圧状態を保ったまま、電子注入輸送層としてトリス（８−キノリノナト）アルミニウムを蒸着速度０．２nm/secで１０nmの厚さに蒸着した。
【０１８０】
さらに、減圧状態を保ったまま、ＭｇＡｇ（重量比１０：１）を蒸着速度０．２nm/secで２００nmの厚さに蒸着して陰極とし、ＥＬ素子を得た。
【０１８１】
このＥＬ素子に電圧を印加して電流を流したところ、１４V 、１２７mA/cm2で５５０cd/m2 の青色（発光極大波長λmax ＝４８０nm）の発光が確認され、この発光は乾燥窒素雰囲気中で１０時間にて、部分的非発光部の出現および成長がみられ、２０時間にて絶縁破壊を起こした。輝度の半減期は１０mA/cm2の定電流駆動で２０分であった。
【０１８２】
＜比較例２＞
C.Adachi et al., Appli. Phys. Lett.,56,799 (1990) に記載の９，１０−ジフェニルアントラセンを発光層に用いて、この文献と同構成の有機ＥＬ素子を組み立てた。すなわち、比較例１において、電子注入輸送層を設けることなく、９，１０−ジフェニルアントラセンを同様に５０nmの厚さに蒸着して、電子注入輸送層を兼ねる発光層とした。
【０１８３】
このＥＬ素子は、有機化合物層が結晶化しており、電気的にショートした状態で、電圧を印加したところ青色の発光はみられたものの絶縁破壊した。
【０１８４】
【発明の効果】
本発明のフェニルアントラセン誘導体は、結晶性が低く、アモルファス状態の良好な膜を形成することができるので、有機ＥＬ素子用化合物、特に青色発光材料や電子注入輸送材料として用いることができる。
実際、本発明のフェニルアントラセン誘導体を用いた本発明の有機ＥＬ素子は電流リークがなく、非発光部分（ダークスポット）の発生・成長がなく、膜中の結晶化が抑制されるので連続発光の信頼性の高い素子となる。特に発光層に用いた場合１万cd/m2 以上の高輝度の青色発光が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＥＬ素子の構成例を示す側面図である。
【図２】本発明の化合物の赤外吸収スペクトルを示すグラフである。
【図３】本発明の化合物のＮＭＲスペクトルを示すグラフである。
【図４】本発明の化合物の赤外吸収スペクトルを示すグラフである。
【図５】本発明の化合物のＮＭＲスペクトルを示すグラフである。
【図６】本発明の化合物の赤外吸収スペクトルを示すグラフである。
【図７】本発明の化合物のＮＭＲスペクトルを示すグラフである。
【図８】本発明の化合物の赤外吸収スペクトルを示すグラフである。
【図９】本発明の化合物のＮＭＲスペクトルを示すグラフである。
【図１０】本発明の化合物の赤外吸収スペクトルを示すグラフである。
【図１１】本発明の化合物のＮＭＲスペクトルを示すグラフである。
【図１２】本発明の化合物の赤外吸収スペクトルを示すグラフである。
【図１３】本発明の化合物のＮＭＲスペクトルを示すグラフである。
【図１４】本発明の化合物の赤外吸収スペクトルを示すグラフである。
【図１５】本発明の化合物のＮＭＲスペクトルを示すグラフである。
【図１６】本発明の化合物の赤外吸収スペクトルを示すグラフである。
【図１７】本発明の化合物のＮＭＲスペクトルを示すグラフである。
【図１８】本発明の化合物の赤外吸収スペクトルを示すグラフである。
【図１９】本発明の化合物のＮＭＲスペクトルを示すグラフである。
【図２０】本発明の化合物の赤外吸収スペクトルを示すグラフである。
【図２１】本発明の化合物のＮＭＲスペクトルを示すグラフである。
【図２２】本発明の化合物の赤外吸収スペクトルを示すグラフである。
【図２３】本発明の化合物のＮＭＲスペクトルを示すグラフである。
【図２４】本発明の化合物の赤外吸収スペクトルを示すグラフである。
【図２５】本発明の化合物のＮＭＲスペクトルを示すグラフである。
【図２６】本発明の化合物の赤外吸収スペクトルを示すグラフである。
【図２７】本発明の化合物のＮＭＲスペクトルを示すグラフである。
【図２８】本発明の化合物の赤外吸収スペクトルを示すグラフである。
【図２９】本発明の化合物のＮＭＲスペクトルを示すグラフである。
【図３０】本発明の化合物の赤外吸収スペクトルを示すグラフである。
【図３１】本発明の化合物のＮＭＲスペクトルを示すグラフである。
【図３２】本発明の化合物の赤外吸収スペクトルを示すグラフである。
【図３３】本発明の化合物のＮＭＲスペクトルを示すグラフである。
【図３４】本発明の化合物の赤外吸収スペクトルを示すグラフである。
【図３５】本発明の化合物のＮＭＲスペクトルを示すグラフである。
【図３６】本発明の化合物の赤外吸収スペクトルを示すグラフである。
【図３７】本発明の化合物のＮＭＲスペクトルを示すグラフである。
【符号の説明】
１ 有機ＥＬ素子
２ 基板
３ 陽極
４ 正孔注入輸送層
５ 発光層
６ 電子注入輸送層
７ 陰極
【産業上の利用分野】
本発明は、有機ＥＬ（電界発光）素子に関し、詳しくは、有機化合物からなる積層構造薄膜に電界を印加して光を放出する素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
有機ＥＬ素子は、蛍光性有機化合物を含む薄膜を、陰極と陽極とで挟んだ構成を有し、前記薄膜に電子およ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る。
【０００３】
有機ＥＬ素子の特徴は、１０V 程度の低電圧で１００〜１００００cd/m2 程度の高輝度の面発光が可能であり、また蛍光物質の種類を選択することにより青色から赤色までの発光が可能なことである。
【０００４】
一方、有機ＥＬ素子の問題点は、発光寿命が短く、保存耐久性、信頼性が低いことであり、この原因としては、
▲１▼ 有機化合物の物理的変化
（結晶ドメインの成長などにより界面の不均一化が生じ、素子の電荷注入能の劣化・短絡・絶縁破壊の原因となる。特に分子量５００以下の低分子化合物を用いると結晶粒の出現・成長が起こり、膜性が著しく低下する。また、ＩＴＯ等の界面が荒れていても、顕著な結晶粒の出現・成長が起こり、発光効率の低下や、電流のリークを起こし、発光しなくなる。また、部分的非発光部であるダークスポットの原因にもなる。）
【０００５】
▲２▼ 陰極の酸化・剥離
（電子の注入を容易にするために仕事関数の小さな金属としてＮａ・Ｍｇ・Ａｌなどを用いてきたが、これらの金属は大気中の水分や酸素と反応したり、有機層と陰極の剥離が起こり、電荷注入ができなくなる。特に高分子化合物などを用い、スピンコートなどで成膜した場合、成膜時の残留溶媒や分解物が電極の酸化反応を促進し、電極の剥離が起こり部分的な非発光部を生じさせる。）
【０００６】
▲３▼ 発光効率が低く、発熱量が多いこと
（有機化合物中に電流を流すので、高い電界強度下に有機化合物を置かねばならず、発熱からは逃れられない。その熱のため、有機化合物の溶融・結晶化・熱分解などにより素子の劣化・破壊が起こる。）
【０００７】
▲４▼有機化合物層の光化学的変化・電気化学的変化
などが挙げられる。
【０００８】
特に、青色発光素子に関しては、信頼性が高く安定な素子を提供する青色発光材料は少ない。一般に、青色発光材料は結晶性が高い。例えば、ジフェニルアントラセンは高い蛍光量子収率を持つにも関わらず、結晶性が高く、この化合物を発光材料に用いて、素子を作製しても高輝度・高効率で信頼性の高い素子を提供できなかった〔 C.Adachi,et al., Appli.Phys.Lett,.56,799(1990) 〕。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、特に物理的変化や光化学的変化、電気化学的変化の少ない光・電子機能材料として新規なフェニルアントラセン誘導体を提供し、このフェニルアントラセン誘導体を用い、信頼性および発光効率の高い種々の発光色を持った、特に青色の発光色を持った有機ＥＬ素子を実現することである。特に、分子量の大きな化合物を蒸着法で形成した有機薄膜を用い、素子の駆動時の駆動電圧上昇や輝度の低下、電流のリーク、部分的な非発光部の出現・成長を抑えた高信頼性の高輝度発光素子を実現することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
このような目的は、下記（１）〜（５）の発明により達成される。
（１）下記化３または化４で表されるフェニルアントラセン誘導体を含む薄膜からなる、少なくとも１層の有機化合物層を有する有機ＥＬ素子。
【００１１】
【化３】
【化４】
〔化３において、Ｒ１ およびＲ２ は、各々アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アルケニル基、アルコキシ基、アリーロキシ基、アミノ基または複素環基を表し、これらは同一でも異なるものであってもよい。ｒ１およびｒ２は、各々、０または１〜５の整数を表す。ｒ１およびｒ２が、各々、２以上の整数であるとき、Ｒ１ 同士およびＲ２ 同士は各々同一でも異なるものであってもよく、Ｒ１ 同士またはＲ２ 同士は結合して環を形成してもよい。Ｌ１ は単結合またはアリーレン基を表し、アリーレン基はアルキレン基、−Ｏ−、−Ｓ−または−ＮＲ−（ここで、Ｒはアルキル基またはアリール基を表す。）が介在するものであってもよい。
化４において、Ｒ３ およびＲ４ は、各々アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アルケニル基、アルコキシ基、アリーロキシ基、アミノ基または複素環基を表し、これらは同一でも異なるものであってもよい。ｒ３およびｒ４は、各々、０または１〜５の整数を表す。ｒ３およびｒ４が、各々、２以上の整数であるとき、Ｒ３ 同士およびＲ４ 同士は各々同一でも異なるものであってもよく、Ｒ３ 同士またはＲ４ 同士は結合して環を形成してもよい。Ｌ２ は単結合またはアリーレン基を表し、アリーレン基はアルキレン基、−Ｏ−、−Ｓ−または−ＮＲ−（ここで、Ｒはアルキル基またはアリール基を表す。）が介在するものであってもよい。〕
（２）前記有機化合物層が発光層である上記（１）の有機ＥＬ素子。
（３）さらに、少なくとも１層の正孔注入層と、少なくとも１層の正孔輸送層と、少なくとも１層の電子注入輸送層とを有する上記（２）の有機ＥＬ素子。
（４）さらに、少なくとも１層の正孔注入層と、少なくとも１層の正孔輸送層と、少なくとも１層の電子輸送層と、少なくとも１層の電子注入層とを有する上記（２）の有機ＥＬ素子。
（５）前記有機化合物層が電子注入輸送層であり、さらに発光層を有する上記（１）の有機ＥＬ素子。
【００１４】
【作用】
本発明の有機ＥＬ素子は上記式（Ｉ）、好ましくは上記化３、化４に示される化合物を発光層に用いるため、１００００cdm-2 程度、あるいはそれ以上の高輝度が安定して得られる。また、耐熱性・耐久性が高く、素子電流密度も１０００mAcm-2程度でも安定した駆動が可能である。
【００１５】
上記化合物の蒸着膜は安定なアモルファス状態なので、薄膜の膜物性が良好となりムラがなく均一な発光が可能である。また、大気下で一年以上安定であり結晶化を起こさない。
【００１６】
また、クロロホルム溶液でスピンコートしても安定なアモルファス状態の薄膜を形成することが可能である。
【００１７】
また、本発明の有機ＥＬ素子は、低駆動電圧で効率よく発光する。
【００１８】
なお、本発明の有機ＥＬ素子の発光極大波長は、４００〜７００nm程度である。
【００１９】
【具体的構成】
以下、本発明の具体的構成について詳細に説明する。
【００２０】
本発明のフェニルアントラセン誘導体は式（Ｉ）で示されるものである。式（Ｉ）について説明すると、Ａ1 およびＡ2 は、各々モノフェニルアントリル基またはジフェニルアントリル基を表し、これらは同一でも異なるものであってもよい。
【００２１】
Ａ1 、Ａ2 で表されるモノフェニルアントリル基またはジフェニルアントリル基は、無置換でも置換基を有するものであってもよく、置換基を有する場合の置換基としては、アルキル基、アリール基、アルコキシ基、アリーロキシ基、アミノ基等が挙げられ、これらの置換基はさらに置換されていてもよい。これらの置換基については後述する。また、このような置換基の置換位置は特に限定されないが、アントラセン環ではなく、アントラセン環に結合したフェニル基であることが好ましい。
【００２２】
また、アントラセン環におけるフェニル基の結合位置はアントラセン環の９位、１０位であることが好ましい。
【００２３】
式（Ｉ）において、Ｌは単結合または二価の基を表すが、Ｌで表される二価の基としてはアルキレン基等が介在してもよいアリーレン基が好ましい。このようなアリーレン基については後述する。
【００２４】
式（Ｉ）で示されるフェニルアントラセン誘導体のなかでも、化３、化４で示されるものが好ましい。化３について説明すると、化３において、Ｒ1 およびＲ2 は、各々アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アルコキシ基、アリーロキシ基、アミノ基または複素環基を表す。
【００２５】
Ｒ1 、Ｒ2 で表されるアルキル基としては、直鎖状でも分岐を有するものであってもよく、炭素数１〜１０、さらには１〜４の置換もしくは無置換のアルキル基が好ましい。特に、炭素数１〜４の無置換のアルキル基が好ましく、具体的にはメチル基、エチル基、（ｎ−，ｉ−）プロピル基、（ｎ−，ｉ−，ｓ−，ｔ−）ブチル基等が挙げられる。
【００２６】
Ｒ1 、Ｒ2 で表されるシクロアルキル基としては、シクロヘキシル基、シクロペンチル基等が挙げられる。
【００２７】
Ｒ1 、Ｒ2 で表されるアリール基としては、炭素数６〜２０のものが好ましく、さらにはフェニル基、トリル基等の置換基を有するものであってもよい。具体的には、フェニル基、（ｏ−，ｍ−，ｐ−）トリル基、ピレニル基、ナフチル基、アントリル基、ビフェニル基、フェニルアントリル基、トリルアントリル基等が挙げられる。
【００２８】
Ｒ1 、Ｒ2 で表されるアルケニル基としては、総炭素数６〜５０のものが好ましく、無置換のものであってもよいが置換基を有するものであってもよく、置換基を有する方が好ましい。このときの置換基としては、フェニル基等のアリール基が好ましい。具体的には、トリフェニルビニル基、トリトリルビニル基、トリビフェニルビニル基等が挙げられる。
【００２９】
Ｒ1 、Ｒ2 で表されるアルコキシ基としては、アルキル基部分の炭素数が１〜６のものが好ましく、具体的にはメトキシ基、エトキシ基等が挙げられる。アルコキシ基は、さらに置換されていてもよい。
【００３０】
Ｒ1 、Ｒ2 で表されるアリーロキシ基としては、フェノキシ基等が挙げられる。
【００３１】
Ｒ1 、Ｒ2 で表されるアミノ基は、無置換でも置換基を有するものであってもよいが、置換基を有することが好ましく、この場合の置換基としてはアルキル基（メチル基、エチル基等）、アリール基（フェニル基等）などが挙げられる。具体的にはジエチルアミノ基、ジフェニルアミノ基、ジ（ｍ−トリル）アミノ基等が挙げられる。
【００３２】
Ｒ1 、Ｒ2 で表される複素環基としては、ビピリジル基、ピリミジル基、キノリル基、ピリジル基、チエニル基、フリル基、オキサジアゾイル基等が挙げられる。これらは、メチル基、フェニル基等の置換基を有していてもよい。
【００３３】
化３において、ｒ１およびｒ２は、各々、０または１〜５の整数を表し、特に、０または１であることが好ましい。ｒ１およびｒ２が、各々、１〜５の整数、特に１または２であるとき、Ｒ1 およびＲ2 は、各々、アルキル基、アリール基、アルケニル基、アルコキシ基、アリーロキシ基、アミノ基であることが好ましい。
【００３４】
化３において、Ｒ1 とＲ2 とは同一でも異なるものであってもよく、Ｒ1 とＲ2 とが各々複数存在するとき、Ｒ1 同士、Ｒ2 同士は各々同一でも異なるものであってもよく、Ｒ1 同士あるいはＲ2 同士は結合してベンゼン環等の環を形成してもよく、環を形成する場合も好ましい。
【００３５】
化３において、Ｌ1 は単結合またはアリーレン基を表す。Ｌ1 で表されるアリーレン基としては、無置換であることが好ましく、具体的にはフェニレン基、ビフェニレン基、アントリレン基等の通常のアリーレン基の他、２個ないしそれ以上のアリーレン基が直接連結したものが挙げられる。Ｌ1 としては、単結合、ｐ−フェニレン基、４，４′−ビフェニレン基等が好ましい。
【００３６】
また、Ｌ1 で表されるアリーレン基は、２個ないしそれ以上のアリーレン基がアルキレン基、−Ｏ−、−Ｓ−または−ＮＲ−が介在して連結するものであってもよい。ここで、Ｒはアルキル基またはアリール基を表す。アルキル基としてはメチル基、エチル基等が挙げられ、アリール基としてはフェニル基等が挙げられる。なかでも、アリール基が好ましく、上記のフェニル基のほか、Ａ1 、Ａ2 であってもよく、さらにはフェニル基にＡ1 またはＡ2 が置換したものであってもよい。
【００３７】
また、アルキレン基としてはメチレン基、エチレン基等がこの好ましい。このようなアリーレン基の具体例を以下に示す。
【００３８】
【化５】
次に、化４について説明すると、化４において、Ｒ3 およびＲ4 は化３におけるＲ1 およびＲ2 と、またｒ３およびｒ４は化３におけるｒ１およびｒ２と、さらにＬ2 は化３におけるＬ1 とそれぞれ同義であり、好ましいものも同様である。
【００４０】
化４において、Ｒ3 とＲ4 とは同一でも異なるものであってもよく、Ｒ3 とＲ4 が各々複数存在するとき、Ｒ3 同士、Ｒ4 同士は、各々同一でも異なるものであってもよく、Ｒ3 同士あるいはＲ4 同士は結合してベンゼン環等の環を形成してもよく、環を形成する場合も好ましい。
【００４１】
化３、化４で表される化合物を以下に例示するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、化６、化８、化１０、化１２、化１４、化１６、化１８では一般式を示し、化７、化９、化１１、化１３、化１５、化１７、化１９、化２０で、各々対応する具体例をＲ11〜Ｒ15、Ｒ21〜Ｒ25あるいはＲ31〜Ｒ35、Ｒ41〜Ｒ45の組合せで示している。
【００４２】
【化６】
【化７】
【化８】
【化９】
【化１０】
【化１１】
【化１２】
【化１３】
【化１４】
【化１５】
【化１６】
【化１７】
【化１８】
【化１９】
【化２０】
【化２１】
【化２２】
【化２３】
【化２４】
本発明のフェニルアントラセン誘導体（以下、「本発明の化合物」ともいう。）は、
（１）ハロゲン化ジフェニルアントラセン化合物を、Ｎｉ（ｃｏｄ）2 〔ｃｏｄ：１，５−シクロオクタジエン〕でカップリング、もしくはジハロゲン化アリールをグリニャール化しＮｉＣｌ2 （ｄｐｐｅ）［ｄｐｐｅ：ジフェニルフォスフィノエタン］、ＮｉＣｌ2 （ｄｐｐｐ）〔ｄｐｐｐ：ジフェニルフォスフィノプロパン〕、などのＮｉ錯体などを用いてクロスカップリングする方法、
（２）アントラキノン、ベンゾキノン、フェニルアンスロンもしくはビアントロンとグリニャール化したアリールもしくはリチオ化したアリールとの反応および還元によりクロスカップリングする方法、
等により得られる。
【００６２】
このようにして得られた化合物は、元素分析、質量分析、赤外吸収スペクトル、 1Ｈまたは13Ｃ核磁気共鳴吸収（ＮＭＲ）スペクトルなどによって同定することができる。
【００６３】
本発明のフェニルアントラセン誘導体は、４００〜２０００程度、さらには４００〜１０００程度の分子量をもち、２００〜５００℃の高融点を有し、８０〜２５０℃、さらには１００〜２５０℃、よりさらには１３０〜２５０℃、特に１５０〜２５０℃のガラス転移温度（Ｔｇ）を示す。従って、通常の真空蒸着等により透明で室温以上でも安定なアモルファス状態の平滑で良好な膜を形成し、しかもその良好な膜の状態が長期間に渡って維持される。
【００６４】
本発明の有機ＥＬ素子（以下、「ＥＬ素子」ともいう。）は、少なくとも１層の有機化合物層を有し、少なくとも１層の有機化合物層が本発明の化合物を含有する。本発明の有機ＥＬ素子の構成例を図１に示す。同図に示される有機ＥＬ素子１は、基板２上に、陽極３、正孔注入輸送層４、発光層５、電子注入輸送層６、陰極７を順次有する。
【００６５】
発光層は、正孔および電子の注入機能、それらの輸送機能、正孔と電子の再結合により励起子を生成させる機能を有する。正孔注入輸送層は、陽極からの正孔の注入を容易にする機能、正孔を輸送する機能および電子の輸送を妨げる機能を有し、電子注入輸送層は、陰極からの電子の注入を容易にする機能、電子を輸送する機能および正孔の輸送を妨げる機能を有するものであり、これらの層は、発光層へ注入される正孔や電子を増大・閉じ込めさせ、再結合領域を最適化させ、発光効率を改善する。電子注入輸送層および正孔注入輸送層は、発光層に用いる化合物の電子注入、電子輸送、正孔注入、正孔輸送の各機能の高さを考慮し、必要に応じて設けられる。例えば、発光層に用いる化合物の正孔注入輸送機能または電子注入輸送機能が高い場合には、正孔注入輸送層または電子注入輸送層を設けずに、発光層が正孔注入輸送層または電子注入輸送層を兼ねる構成とすることができる。また、場合によっては正孔注入輸送層および電子注入輸送層のいずれも設けなくてよい。また、正孔注入輸送層および電子注入輸送層は、それぞれにおいて、注入機能をもつ層と輸送機能をもつ層とを別個に設けてもよい。
【００６６】
本発明の化合物は、比較的ニュートラルな化合物なので発光層に用いることが好ましいが、正孔注入輸送層や電子注入輸送層にも適用可能である。
【００６７】
また、組み合わせる発光層や電子注入輸送層や正孔注入輸送層のキャリア移動度やキャリア密度（イオン化ポテンシャル・電子親和力により決まる）を考慮しながら、膜厚をコントロールすることで、再結合領域・発光領域を自由に設計することが可能であり、発光色の設計や、両電極の干渉効果による発光輝度・発光スペクトルの制御や、発光の空間分布の制御を可能にできる。
【００６８】
本発明の化合物を発光層に用いる場合について説明する。発光層には本発明の化合物のほか、他の蛍光性物質を用いてもよく、他の蛍光性物質としては、例えば、特開昭６３−２６４６９２号公報に開示されているような化合物、例えば、キナクリドン、ルブレン、スチリル系色素等の化合物から選択される少なくとも１種が挙げられる。このような蛍光性物質の含有量は、本発明の化合物の１０モル％以下とすることが好ましい。このような化合物を適宜選択して添加することにより、発光光を長波長側にシフトすることができる。
【００６９】
また、発光層には、一重項酸素クエンチャーが含有されていてもよい。このようなクエンチャーとしては、ニッケル錯体や、ルブレン、ジフェニルイソベンゾフラン、三級アミン等が挙げられる。このようなクエンチャーの含有量は、本発明の化合物の１０モル％以下とすることが好ましい。
【００７０】
本発明の化合物を発光層に用いる場合、正孔注入輸送層および電子注入輸送層には、通常の有機ＥＬ素子に用いられている各種有機化合物、例えば、特開昭６３−２９５６９５号公報、特開平２−１９１６９４号公報、特開平３−７９２号公報等に記載されている各種有機化合物を用いることができる。例えば、正孔注入輸送層には、芳香族三級アミン、ヒドラゾン誘導体、カルバゾール誘導体、トリアゾール誘導体、イミダゾール誘導体等を用いることができ、また、電子注入輸送層には、アルミキノリノールなどの有機金属錯体誘導体、オキサジアゾール誘導体、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、キノリン誘導体、キノキサリン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、ペリレン誘導体、フルオレン誘導体等を用いることができる。
【００７１】
正孔注入輸送層を正孔注入層と正孔輸送層とに分けて設層する場合は、正孔注入輸送層用の化合物のなかから好ましい組合せを選択して用いることができる。このとき、陽極（ＩＴＯ等）側からイオン化ポテンシャルの小さい化合物の層の順に積層することが好ましい。また陽極表面には薄膜性の良好な化合物を用いることが好ましい。このような積層順については、正孔注入輸送層を２層以上設けるときも同様である。このような積層順とすることによって、駆動電圧が低下し、電流リークの発生やダークスポットの発生・成長を防ぐことができる。また、素子化する場合、蒸着を用いているので１〜１０nm程度の薄い膜も、均一かつピンホールフリーとすることができるため、正孔注入層にイオン化ポテンシャルが小さく、可視部に吸収をもつような化合物を用いても、発光色の色調変化や再吸収による効率の低下を防ぐことができる。
【００７２】
電子注入輸送層を電子注入層と電子輸送層とに分けて設層する場合は、電子注入輸送層用の化合物のなかから好ましい組合せを選択して用いることができる。このとき、陰極側から電子親和力の値の大きい化合物の層の順に積層することが好ましい。このような積層順については電子注入輸送層を２層以上設けるときも同様である。
【００７３】
なお、本発明では、発光層を電子注入輸送性化合物と正孔注入輸送性化合物との混合層とすることも好ましい。そして、このような混合層に本発明の化合物を含有させる。本発明の化合物は、通常、蛍光性物質として含有されるため、より具体的には、本発明の化合物が電子注入輸送性化合物であるとき、他の正孔注入輸送性化合物をさらに添加することが好ましく、本発明の化合物が正孔注入輸送性化合物であるときは、他の電子注入輸送性化合物をさらに添加することが好ましい。上記の混合層における電子注入輸送性化合物と正孔注入輸送性化合物との混合比は、重量比で、電子注入輸送性化合物：正孔注入輸送性化合物が６０：４０〜４０：６０であることが好ましく、特には５０：５０程度であることが好ましい。
【００７４】
この混合に供する電子注入輸送性化合物は、上記の電子注入輸送層用の化合物のなかから、また正孔注入輸送性化合物は、上記の正孔注入輸送層用の化合物のなかから選択して用いることができる。また、場合によっては本発明の化合物から選択して用いてもよい。さらに、混合層において、電子注入輸送性化合物、正孔注入輸送性化合物は各々１種のみ用いても２種以上を併用してもよい。また、混合層には発光強度を高めるために、本発明の化合物や他の蛍光性物質をドープして用いてもよい。
【００７５】
さらに、他の電子注入輸送性化合物および他の正孔注入輸送性化合物の混合層とし、このような混合層に本発明の化合物をドープして用いてもよい。
【００７６】
このような混合層をＥＬ素子に適用することによって、素子の安定性が向上する。
【００７７】
本発明の化合物は電子注入輸送層に用いることも好ましい。この場合、発光層に用いる蛍光性物質は、本発明の化合物より長波長もしくは同程度の波長の蛍光をもつものを用いることが好ましい。例えば、上記した、発光層において本発明の化合物と併用できる蛍光性物質のなかから選択して用いることができる。また、本発明の化合物は、このような構成において、さらに発光層にも用いることができる。また、本発明の化合物は電子注入輸送層を兼ねた発光層にも用いることができる。
【００７８】
本発明の化合物は正孔注入輸送層に用いることができる。
【００７９】
本発明の化合物を正孔注入輸送層に用いる場合、発光層に用いる蛍光性物質は、本発明の化合物より長波長の蛍光をもつものから選択すればよく、例えば、上記した、発光層において本発明の化合物と併用される蛍光性物質の１種以上から適宜選択すればよい。このような場合、発光層にも本発明の化合物を用いることができる。
【００８０】
なお、上記において、他の蛍光性物質を主に発光層に用いる場合、本発明の化合物を蛍光性物質として１０モル％以下添加して併用してもよい。
【００８１】
発光層の厚さ、正孔注入輸送層の厚さおよび電子注入輸送層の厚さは特に限定されず、形成方法によっても異なるが、通常、５〜１０００nm程度、特に８〜２００nmとすることが好ましい。
【００８２】
正孔注入輸送層の厚さおよび電子注入輸送層の厚さは、再結合・発光領域の設計によるが、発光層の厚さと同程度もしくは１／１０〜１０倍程度とすればよい。電子もしくは正孔の、各々の注入層と輸送層を分ける場合は、注入層は１nm以上、輸送層は２０nm以上とするのが好ましい。このときの注入層、輸送層の厚さの上限は、通常、注入層で１００nm程度、輸送層で１０００nm程度である。
【００８３】
陰極には、仕事関数の小さい材料、例えば、Ｌｉ、Ｎａ、Ｍｇ、Ａｌ、Ａｇ、Ｉｎあるいはこれらの１種以上を含む合金を用いることが好ましい。また、陰極は結晶粒が細かいことが好ましく、特に、アモルファス状態であることが好ましい。陰極の厚さは１０〜１０００nm程度とすることが好ましい。
【００８４】
ＥＬ素子を面発光させるためには、少なくとも一方の電極が透明ないし半透明である必要があり、上記したように陰極の材料には制限があるので、好ましくは発光光の透過率が８０％以上となるように陽極の材料および厚さを決定することが好ましい。具体的には、例えば、ＩＴＯ、ＳｎＯ2 、Ｎｉ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、ドーパントをドープしたポリピロールなどを陽極に用いることが好ましい。また、陽極の厚さは１０〜５００nm程度とすることが好ましい。また、素子の信頼性を向上するために駆動電圧が低いことが必要であるが、好ましいものとして１０〜３０Ω／□程度なしし１０Ω／□以下（通常５〜１０Ω／□）のＩＴＯが挙げられる。
【００８５】
基板材料に特に制限はないが、図示例では基板側から発光光を取り出すため、ガラスや樹脂等の透明ないし半透明材料を用いる。また、基板に色フィルター膜や誘電体反射膜を用いて発光色をコントロールしてもよい。
【００８６】
なお、基板に不透明な材料を用いる場合には、図１に示される積層順序を逆にしてもよい。
【００８７】
次に、本発明の有機ＥＬ素子の製造方法を説明する。
【００８８】
陰極および陽極は、蒸着法やスパッタ法等の気相成長法により形成することが好ましい。
【００８９】
正孔注入輸送層、発光層および電子注入輸送層の形成には、均質な薄膜が形成できることから真空蒸着法を用いることが好ましい。真空蒸着法を用いた場合、アモルファス状態または結晶粒径が０．１μm 以下（通常０．０１μm 以上）の均質な薄膜が得られる。結晶粒径が０．１μm を超えていると、不均一な発光となり、素子の駆動電圧を高くしなければならなくなり、電荷の注入効率も著しく低下する。
【００９０】
真空蒸着の条件は特に限定されないが、１０-5Torr以下の真空度とし、蒸着速度は０．１〜１nm／sec 程度とすることが好ましい。また、真空中で連続して各層を形成することが好ましい。真空中で連続して形成すれば、各層の界面に不純物が吸着することを防げるため、高特性が得られる。また、素子の駆動電圧を低くすることができる。
【００９１】
これら各層の形成に真空蒸着法を用いる場合において、１層に複数の化合物を含有させる場合、化合物を入れた各ボートを個別に温度制御して水晶振動子膜厚計でモニターしながら共蒸着することが好ましい。
【００９２】
本発明のＥＬ素子は、通常、直流駆動型のＥＬ素子として用いられるが、交流駆動またはパルス駆動することもできる。印加電圧は、通常、２〜２０V 程度とされる。
【００９３】
【実施例】
以下、本発明の具体的実施例を比較例とともに示し、本発明をさらに詳細に説明する。
【００９４】
＜実施例１＞
化合物Ｉ−１の合成
ビス（１，５−シクロオクタジエン）ニッケル（Ｎｉ（ｃｏｄ）2 ）０．３７g （１．３５mmol）、２，２’−ビピリジン０．２０g （１．２８mmol）と、１，５−シクロオクタジエン０．２０mlを、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド２０mlに窒素雰囲気中で混合し、さらに２−クロロ−９，１０−ジフェニルアントラセン１．００g （２．７４mmol）を加え、６０℃で２４時間攪拌した。この反応溶液を１Ｎ塩酸水溶液に投入し、トルエンとクロロホルムで抽出し、水洗後、硫酸マグネシウムで乾燥した。得られた生成物をアセトンで再沈し、クロロホルムより３回再結晶し、トルエンを抽出溶媒としてシリカカラム精製し、０．５３g の黄白色固体を得た。得られた黄白色固体０．５g を昇華精製し、０．２３g の青色蛍光をもつ黄白色固体を得た。
【００９５】
赤外吸収スペクトル：図２
ＮＭＲスペクトル： 図３
示差走査熱量測定（ＤＳＣ）：融点４５０℃、ガラス転移温度１８１℃
【００９６】
＜実施例２＞
化合物 II −１の合成
ビス（１，５−シクロオクタジエン）ニッケル（Ｎｉ（ｃｏｄ）2 ）０．３７g （１．３５mmol）、２，２’−ビピリジン０．２０g （１．２８mmol）と、１，５−シクロオクタジエン０．２０mlを、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド２０mlに窒素雰囲気中で混合し、さらに１−クロロ−９，１０−ジフェニルアントラセン１．００g （２．７４mmol）を加え、６０℃で２４時間攪拌した。この反応溶液を１Ｎ塩酸水溶液に投入し、トルエンとクロロホルムで抽出し、水洗後、硫酸マグネシウムで乾燥した。得られた生成物をアセトンで再沈し、クロロホルムより３回再結晶し、トルエンを抽出溶媒としてシリカカラム精製し、０．２０g の黄白色固体を得た。
【００９７】
赤外吸収スペクトル：図４
ＮＭＲスペクトル： 図５
【００９８】
＜実施例３＞
化合物 III −１の合成
シュレンクフラスコにアルゴン下で活性化したマグネシウム０．２６７g （１０mmol）に、４，４’−ジ−ヨードビフェニル２．２２g （５．４６mmol）のテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）溶液５０mlを滴下しグリニャール化した。この反応溶液にＮｉＣｌ2 （ｄｐｐｅ）０．４g と２−クロロ−９，１０−ジフェニルアントラセン４．００g （１０mmol）を加え、６０℃で４時間還流した。この反応溶液を１Ｎ塩酸水溶液に投入しトルエンとクロロホルムで抽出し、水洗後、硫酸マグネシウムで乾燥した。溶媒を留去後、アセトン／ジクロロメタンにより再結晶し、さらにトルエンとヘキサンを抽出溶媒としてシリカカラム精製し、２．０g の青緑色蛍光を示す黄白色固体を得た。この黄白色固体１．０g を昇華精製し、０．６g の純粋な黄白色固体を得た。
【００９９】
元素分析： Ｃ Ｈ
計算値／％ ９４．７８ ５．２２
測定値／％ ９４．５０ ５．４０
示差走査熱量測定（ＤＳＣ）：融点３５０℃、ガラス転移温度１２０℃
イオン化ポテンシャル：５．９５eV
【０１００】
なお、赤外吸収スペクトル、ＮＭＲスペクトルの結果からも、上記化合物と同定した。
【０１０１】
＜実施例４＞
化合物Ｖ−１の合成
シュレンクフラスコにアルゴン下で活性化したマグネシウム０．２６７g （１０mmol）に、４，４’−ジ−ヨードビフェニル２．０２g （４．９７mmol）のＴＨＦ溶液５０mlを滴下しグリニャール化した。この反応溶液をアントラキノン１．０４g （５mmol）のＴＨＦ溶液中に滴下し１時間攪拌した。この後フェニルマグネシウムアイオダイドのＴＨＦ溶液を滴下し、６０℃で２時間還流した。反応溶液を１Ｎ塩酸水溶液に投入しトルエンとクロロホルムで抽出し、水洗後、硫酸マグネシウムで乾燥した。次に、この生成物を酢酸１００mlに溶解し沃化水素水溶液を滴下後４時間攪拌した。この溶液に二塩化スズ（ＳｎＣｌ2 ）の塩酸溶液を遊離した沃素が消えるまで入れた。クロロホルムとトルエンで抽出し硫酸マグネシウムで乾燥した。溶媒を留去後、トルエンを溶出溶媒としてシリカカラム精製した後、アセトン／トルエンより再結晶した。
なお、赤外吸収スペクトル、ＮＭＲスペクトルの結果からも、上記化合物と同定した。
【０１０２】
＜実施例５＞
化合物 VII −２の合成
シュレンクフラスコにアルゴン下で、ビアントロン１．０g （２．６mmol）をＴＨＦ５０mlに溶解し、この溶液中に、４−メチルフェニルマグネシウムブロマイドのエーテル溶液（６．０mmol）を滴下し、４時間還流した。この反応溶液を、塩化アンモニウム水溶液に投入し、トルエンとクロロホルムで抽出し、水洗後、硫酸マグネシウムで乾燥した。次にこの生成物を酢酸１００mlに溶解し、沃化水素水溶液を滴下後、４時間攪拌し、二塩化スズ（ＳｎＣｌ2 ）の塩酸溶液を滴下し、さらに１００℃で１時間攪拌した。この後、水を加え、クロロホルムとトルエンで抽出し、硫酸マグネシウムで乾燥した。溶媒を留去した後、アセトン、メタノールで洗浄し、トルエンとヘキサン（１：４）を溶出溶媒としてシリカカラム精製後、トルエンより再結晶し、０．８g の白色固体を得た。
質量分析：ｍ／ｅ ５３５（Ｍ＋１）+
赤外吸収スペクトル：図６
ＮＭＲスペクトル： 図７
示差走査熱量測定（ＤＳＣ）：融点３６５℃、ガラス転移温度１６２℃
【０１０３】
なお、元素分析における計算値と測定値もよく一致した。
【０１０４】
＜実施例６＞
化合物 VII −１の合成
実施例５に準じて合成した。
質量分析：ｍ／ｅ ５０６（Ｍ+ ）
赤外吸収スペクトル：図８
ＮＭＲスペクトル： 図９
示差走査熱量測定（ＤＳＣ）：融点３５０℃、ガラス転移温度１３０℃
【０１０５】
なお、元素分析における計算値と測定値もよく一致した。
【０１０６】
＜実施例７＞
化合物 VII −３の合成
実施例５に準じて合成した。
質量分析：ｍ／ｅ ６１９（Ｍ＋１）+
赤外吸収スペクトル：図１０
ＮＭＲスペクトル： 図１１
示差走査熱量測定（ＤＳＣ）：融点４１１℃
【０１０７】
なお、元素分析における計算値と測定値もよく一致した。
【０１０８】
＜実施例８＞
化合物 VII−４の合成
実施例５に準じて合成した。
赤外吸収スペクトル：図１２
ＮＭＲスペクトル： 図１３
【０１０９】
なお、元素分析における計算値と測定値もよく一致した。
【０１１０】
＜実施例９＞
化合物 VII −８の合成
実施例５に準じて合成した。
質量分析：ｍ／ｅ ６５８（Ｍ+ ）
赤外吸収スペクトル：図１４
ＮＭＲスペクトル： 図１５
示差走査熱量測定（ＤＳＣ）：融点３４５℃、ガラス転移温度１８８℃
【０１１１】
なお、元素分析における計算値と測定値もよく一致した。
【０１１２】
＜実施例１０＞
化合物 VII −１２の合成
実施例５に準じて合成した。
質量分析：ｍ／ｅ ５３５（Ｍ＋１）+
赤外吸収スペクトル：図１６
ＮＭＲスペクトル： 図１７
示差走査熱量測定（ＤＳＣ）：融点３９１℃、ガラス転移温度１６６℃
【０１１３】
なお、元素分析における計算値と測定値もよく一致した。
【０１１４】
＜実施例１１＞
化合物 VII −１４の合成
実施例５に準じて合成した。
質量分析：ｍ／ｅ ６４７（Ｍ＋１）+
赤外吸収スペクトル：図１８
ＮＭＲスペクトル： 図１９
示差走査熱量測定（ＤＳＣ）：融点４１４℃で昇華
【０１１５】
なお、元素分析における計算値と測定値もよく一致した。
【０１１６】
＜実施例１２＞
化合物 VII −１５の合成
実施例５に準じて合成した。
質量分析：ｍ／ｅ ６５９（Ｍ＋１）+
赤外吸収スペクトル：図２０
ＮＭＲスペクトル： 図２１
示差走査熱量測定（ＤＳＣ）：融点３２３℃、ガラス転移温度１６５℃
【０１１７】
なお、元素分析における計算値と測定値もよく一致した。
【０１１８】
＜実施例１３＞
化合物 VII −１６の合成
実施例５に準じて合成した。
質量分析：ｍ／ｅ ６５９（Ｍ＋１）+
赤外吸収スペクトル：図２２
ＮＭＲスペクトル： 図２３
示差走査熱量測定（ＤＳＣ）：融点２９５℃、ガラス転移温度１４１℃
【０１１９】
なお、元素分析における計算値と測定値もよく一致した。
【０１２０】
＜実施例１４＞
化合物 VII −２４の合成
実施例５に準じて合成した。
質量分析：ｍ／ｅ ６１８（Ｍ+ ）
赤外吸収スペクトル：図２４
ＮＭＲスペクトル： 図２５
示差走査熱量測定（ＤＳＣ）：融点２７３℃、ガラス転移温度１０５℃
【０１２１】
なお、元素分析における計算値と測定値もよく一致した。
【０１２２】
＜実施例１５＞
化合物 VII −２５の合成
実施例５に準じて合成した。
質量分析：ｍ／ｅ ５６７（Ｍ＋１）+
赤外吸収スペクトル：図２６
ＮＭＲスペクトル： 図２７
【０１２３】
なお、元素分析における計算値と測定値もよく一致した。
【０１２４】
＜実施例１６＞
化合物 VII −２６の合成
実施例５に準じて合成した。
質量分析：ｍ／ｅ ６０６（Ｍ+ ）
赤外吸収スペクトル：図２８
ＮＭＲスペクトル： 図２９
示差走査熱量測定（ＤＳＣ）：融点４５３℃、ガラス転移温度２３５℃
【０１２５】
なお、元素分析における計算値と測定値もよく一致した。
【０１２６】
＜実施例１７＞
化合物 I −２０の合成
実施例１に準じて合成した。
質量分析：ｍ／ｅ ８８３（Ｍ＋１）+
赤外吸収スペクトル：図３０
ＮＭＲスペクトル： 図３１
示差走査熱量測定（ＤＳＣ）：融点３４２．６℃、ガラス転移温度１０３℃
【０１２７】
なお、元素分析における計算値と測定値もよく一致した。
【０１２８】
＜実施例１８＞
化合物 VII −２７の合成
実施例５に準じて合成した。
質量分析：ｍ／ｅ ８９６（Ｍ+ ）
赤外吸収スペクトル：図３２
ＮＭＲスペクトル： 図３３
示差走査熱量測定（ＤＳＣ）：融点３６１．５℃、ガラス転移温度１６４℃
【０１２９】
なお、元素分析における計算値と測定値もよく一致した。
【０１３０】
＜実施例１９＞
化合物 VII −２３の合成
実施例５に準じて合成した。
赤外吸収スペクトル：図３４
ＮＭＲスペクトル： 図３５
示差走査熱量測定（ＤＳＣ）：融点４２３℃、ガラス転移温度１９０℃
【０１３１】
なお、元素分析における計算値と測定値もよく一致した。
【０１３２】
＜実施例２０＞
化合物 I −１７の合成
実施例１に準じて合成した。
赤外吸収スペクトル：図３６
ＮＭＲスペクトル： 図３７
示差走査熱量測定（ＤＳＣ）：ガラス転移温度１７７℃
【０１３３】
なお、元素分析における計算値と測定値もよく一致した。
【０１３４】
化６〜化２４に示される他の例示化合物も実施例１〜２０に準じて合成した。これらの化合物は、元素分析、赤外吸収スペクトル、ＮＭＲスペクトル、質量分析等の結果から同定した。
【０１３５】
＜実施例２１＞
厚さ１００nmのＩＴＯ透明電極（陽極）を有するガラス基板を、中性洗剤、アセトン、エタノールを用いて超音波洗浄し、煮沸エタノール中から引き上げて乾燥し、蒸着装置の基板ホルダーに固定して、１×１０-6Torrまで減圧した。
【０１３６】
次いで、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ｍ−トリル−４，４’−ジアミノ−１，１’−ビフェニル（ＴＰＤ−１）を蒸着速度０．２nm/secで５０nmの厚さに蒸着し、正孔注入輸送層とした。
【０１３７】
次いで、実施例１の化合物Ｉ−１を蒸着速度０．２nm/secで５０nmの厚さに蒸着し、発光層とした。
【０１３８】
次いで、減圧状態を保ったまま、電子注入輸送層として、トリス（８−キノリノラト）アルミニウムを蒸着速度０．２nm/secで１０nmの厚さに蒸着した。
【０１３９】
さらに、減圧状態を保ったまま、ＭｇＡｇ（重量比１０：１）を蒸着速度０．２nm/secで２００nmの厚さに蒸着して陰極とし、有機ＥＬ素子を得た。
【０１４０】
この有機ＥＬ素子に電圧を印加して電流を流したところ、１５V 、２１７mA/cm2で４５００cd/m2 の青色（発光極大波長λmax ＝４８５nm）の発光が確認され、この発光は乾燥窒素雰囲気中で５００時間以上安定していた。部分的非発光部の出現および成長は全くなかった。輝度の半減期は１０mA/cm2の定電流駆動で１００時間であった。
【０１４１】
＜実施例２２＞
厚さ１００nmのＩＴＯ透明電極（陽極）を有するガラス基板を、中性洗剤、アセトン、エタノールを用いて超音波洗浄し、煮沸エタノール中から引き上げて乾燥し、蒸着装置の基板ホルダーに固定して、１×１０-6Torrまで減圧した。
【０１４２】
次いで、ポリ（チオフェン−２，５−ジイル）を１０nmの厚さに蒸着し、正孔注入層とした。
【０１４３】
次いで、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ｍ−トリル−４，４’−ジアミノ−１，１’−ビフェニル（ＴＰＤ−１）を蒸着速度０．２nm/secで５０nmの厚さに蒸着し、正孔輸送層とした。
【０１４４】
次いで、実施例１の化合物Ｉ−１を５０nmの厚さに蒸着し、発光層とした。
【０１４５】
次いで、減圧状態を保ったまま、電子注入輸送層として、トリス（８−キノリノラト）アルミニウムを蒸着速度０．２nm/secで１０nmの厚さに蒸着した。
【０１４６】
さらに、減圧状態を保ったまま、ＭｇＡｇ（重量比１０：１）を蒸着速度０．２nm/secで２００nmの厚さに蒸着して陰極とし、有機ＥＬ素子を得た。
【０１４７】
この有機ＥＬ素子に電圧を印加して電流を流したところ、１２V 、６２５mA/cm2で１００００cd/m2 の青色（発光極大波長λmax ＝４８５nm）の発光が確認され、この発光は乾燥窒素雰囲気中で１０００時間以上安定していた。部分的非発光部の出現および成長は全くなかった。輝度の半減期は１０mA/cm2の定電流駆動で４００時間であった。
【０１４８】
＜実施例２３＞
実施例２２において、電子注入輸送層を設けないほかは同様にして有機ＥＬ素子を得た。
【０１４９】
この有機ＥＬ素子に電圧を印加して電流を流したところ、１２V 、８２５mA/cm2で２２６０cd/m2 の青色（発光極大波長λmax ＝４８５nm）の発光が確認され、この発光は乾燥窒素雰囲気中で５００時間以上安定していた。部分的非発光部の出現および成長は全くなかった。輝度の半減期は１０mA/cm2の定電流駆動で１００時間であった。
【０１５０】
＜実施例２４＞
実施例２２と同様に素子を作製した。ただし、ホール輸送材料ＴＰＤ−１の代わりに、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（３−ビフェニル）−４，４’−ジアミノ−１，１’−ビフェニル（ＴＰＤ−２）を用いた。
【０１５１】
この有機ＥＬ素子に電圧を印加して電流を流したところ、１２V 、６７５mA/cm2で５５００cd/m2 の青色（発光極大波長λmax ＝４８５nm）の発光が確認され、この発光は乾燥窒素雰囲気中で１０００時間以上安定していた。部分的非発光部の出現および成長は全くなかった。輝度の半減期は１０mA/cm2の定電流駆動で６００時間であった。
【０１５２】
＜実施例２５＞
実施例２４と同様に正孔輸送層を形成した後、次いで発光層として、ＴＰＤ−２と実施例１の化合物Ｉ−１とを１：１の比率（重量比）で蒸着速度０．２nm/secで２０nmの厚さに、共蒸着した。
【０１５３】
次いで、減圧状態を保ったまま、電子輸送層として、化合物Ｉ−１を５０nmの厚さに蒸着した。
【０１５４】
次いで、減圧状態を保ったまま、電子注入層として、トリス（８−キノリノナト）アルミニウムを蒸着速度０．２nm/secで１０nmの厚さに蒸着した。
【０１５５】
さらに、減圧状態を保ったまま、ＭｇＡｇ（重量比１０：１）を蒸着速度０．２nm/secで２００nmの厚さに蒸着して陰極とし、有機ＥＬ素子を得た。
【０１５６】
この素子に電圧を印加して電流を流したところ、１２V 、５４０mA/cm2で１２０００cd/m2 の青色（発光極大波長λmax ＝４８０nm）の発光が確認された。この発光は乾燥窒素雰囲気中で５０００時間以上安定していた。部分的非発光部の出現、成長および電流リークは全くなかった。輝度の半減期は１０mA/cm2の定電流駆動で１５００時間であった。
【０１５７】
＜実施例２６＞
厚さ１００nmのＩＴＯ透明電極（陽極）を有するガラス基板を、中性洗剤、アセトン、エタノールを用いて超音波洗浄し、煮沸エタノール中から引き上げて乾燥し、蒸着装置の基板ホルダーに固定して、１×１０-6Torrまで減圧した。
【０１５８】
次いで、ポリ（チオフェン−２，５−ジイル）を１０nmの厚さに蒸着し、正孔注入層とした。
【０１５９】
次いで、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ｍ−トリル−４，４’−ジアミノ−１，１’−ビフェニル（ＴＰＤ−１）を蒸着速度０．２nm/secで５０nmの厚さに蒸着し、正孔輸送層とした。
【０１６０】
次いで、実施例２の化合物II−１を５０nmの厚さに蒸着し、発光層とした。
【０１６１】
次いで、減圧状態を保ったまま、電子注入輸送層として、トリス（８−キノリノラト）アルミニウムを蒸着速度０．２nm/secで１０nmの厚さに蒸着した。
【０１６２】
さらに、減圧状態を保ったまま、ＭｇＡｇ（重量比１０：１）を蒸着速度０．２nm/secで２００nmの厚さに蒸着して陰極とし、有機ＥＬ素子を得た。
【０１６３】
この有機ＥＬ素子に電圧を印加して電流を流したところ、１２V 、６２５mA/cm2で１２０００cd/m2 の青緑色（発光極大波長λmax ＝４９５nm）の発光が確認され、この発光は乾燥窒素雰囲気中で１０００時間以上安定していた。部分的非発光部の出現および成長は全くなかった。輝度の半減期は１０mA/cm2の定電流駆動で１００時間であった。
【０１６４】
＜実施例２７＞
実施例２１において、化合物Ｉ−１のかわりに実施例５の化合物VII −２を用いて有機ＥＬ素子を得た。
【０１６５】
この素子に電圧を印加して電流を流したところ、１４V 、４５０mA/cm2で１９２１cdm-2 の青色発光（発光極大波長λmax ＝４６０nm）の発光が確認され、この発光は乾燥窒素雰囲気中で１０００時間以上安定していた。部分的非発光部の出現および成長は全くなかった。輝度の半減期は１０mA/cm2の定電流駆動で３００時間であった。
【０１６６】
＜実施例２８＞
実施例２２において、発光層を形成した後、トリス（８−キノリナト）アルミニウムを蒸着速度０．２nm/secで２０nmの厚さに蒸着し、電子輸送層とした。次いで、テトラブチルジフェノキノンを１０nmの厚さに蒸着し、電子注入層とした。その後、実施例２２と同様にして有機ＥＬ素子を得た。
【０１６７】
この有機ＥＬ素子に実施例２２と同様の条件で電圧を印加したところ、１２V 、６２５mA/cm2で１００００cd/m2 の青色（発光極大波長λmax ＝４８５nm）の発光が確認され、この発光は乾燥窒素雰囲気中で１０００時間以上安定していた。部分的非発光部の出現および成長は全くなかった。輝度の半減期は１０mA/cm2の定電流駆動で８０時間であった。
【０１６８】
＜実施例２９＞
厚さ１００nmのＩＴＯ透明電極（陽極）を有するガラス基板を、中性洗剤、アセトン、エタノールを用いて超音波洗浄し、煮沸エタノール中から引き上げて乾燥し、蒸着装置の基板ホルダーに固定して、１×１０-6Torrまで減圧した。
【０１６９】
次いで、ポリ（チオフェン−２，５−ジイル）を１０nmの厚さに蒸着し、正孔注入層とした。
【０１７０】
次いで、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ｍ−トリル−４，４’−ジアミノ−１，１’−ビフェニル（ＴＰＤ−１）を蒸着速度０．２nm/secで５０nmの厚さに蒸着し、正孔輸送層とした。
【０１７１】
次いで、テトラフェニルシクロペンタジエンを５０nmの厚さに蒸着し、発光層とした。
【０１７２】
次いで、減圧状態を保ったまま、電子注入輸送層として、実施例１の化合物Ｉ−１を蒸着速度０．２nm/secで１０nmの厚さに蒸着した。
【０１７３】
さらに、減圧状態を保ったまま、ＭｇＡｇ（重量比１０：１）を蒸着速度０．２nm/secで２００nmの厚さに蒸着して陰極とし、有機ＥＬ素子を得た。
【０１７４】
この有機ＥＬ素子に電圧を印加して電流を流したところ、１２V 、１００mA/cm2で８００cd/m2 の青色（発光極大波長λmax ＝４６０nm）の発光が確認され、この発光は乾燥窒素雰囲気中で１００時間以上安定していた。部分的非発光部の出現および成長は全くなかった。輝度の半減期は１０mA/cm2の定電流駆動で１０時間であった。
【０１７５】
実施例２１〜２９において、化６〜化２４に掲げた本発明の化合物の１種または２種以上を適宜選択して、上記実施例以外の組合せで、発光層や電子注入輸送層に用いたところ、有機ＥＬ素子の層構成等に応じて、上記実施例と同様の結果が得られた。
【０１７６】
＜比較例１＞
厚さ１００nmのＩＴＯ透明電極（陽極）を有するガラス基板を、中性洗剤、アセトン、エタノールを用いて超音波洗浄し、煮沸エタノール中から引き上げて乾燥し、蒸着装置の基板ホルダーに固定して、１×１０-6Torrまで減圧した。
【０１７７】
次いで、Ｎ，Ｎ’ビス（ｍ−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ−１）を５０nmの厚さに蒸着し、正孔注入輸送層とした。
【０１７８】
次いで、減圧状態を保ったまま、１，３−ビス（５−（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾ−２−イル）ベンゼン（ＯＸＤ−７）を蒸着速度０．２nm/secで５０nmの厚さに蒸着して、発光層とした。
【０１７９】
次いで、減圧状態を保ったまま、電子注入輸送層としてトリス（８−キノリノナト）アルミニウムを蒸着速度０．２nm/secで１０nmの厚さに蒸着した。
【０１８０】
さらに、減圧状態を保ったまま、ＭｇＡｇ（重量比１０：１）を蒸着速度０．２nm/secで２００nmの厚さに蒸着して陰極とし、ＥＬ素子を得た。
【０１８１】
このＥＬ素子に電圧を印加して電流を流したところ、１４V 、１２７mA/cm2で５５０cd/m2 の青色（発光極大波長λmax ＝４８０nm）の発光が確認され、この発光は乾燥窒素雰囲気中で１０時間にて、部分的非発光部の出現および成長がみられ、２０時間にて絶縁破壊を起こした。輝度の半減期は１０mA/cm2の定電流駆動で２０分であった。
【０１８２】
＜比較例２＞
C.Adachi et al., Appli. Phys. Lett.,56,799 (1990) に記載の９，１０−ジフェニルアントラセンを発光層に用いて、この文献と同構成の有機ＥＬ素子を組み立てた。すなわち、比較例１において、電子注入輸送層を設けることなく、９，１０−ジフェニルアントラセンを同様に５０nmの厚さに蒸着して、電子注入輸送層を兼ねる発光層とした。
【０１８３】
このＥＬ素子は、有機化合物層が結晶化しており、電気的にショートした状態で、電圧を印加したところ青色の発光はみられたものの絶縁破壊した。
【０１８４】
【発明の効果】
本発明のフェニルアントラセン誘導体は、結晶性が低く、アモルファス状態の良好な膜を形成することができるので、有機ＥＬ素子用化合物、特に青色発光材料や電子注入輸送材料として用いることができる。
実際、本発明のフェニルアントラセン誘導体を用いた本発明の有機ＥＬ素子は電流リークがなく、非発光部分（ダークスポット）の発生・成長がなく、膜中の結晶化が抑制されるので連続発光の信頼性の高い素子となる。特に発光層に用いた場合１万cd/m2 以上の高輝度の青色発光が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＥＬ素子の構成例を示す側面図である。
【図２】本発明の化合物の赤外吸収スペクトルを示すグラフである。
【図３】本発明の化合物のＮＭＲスペクトルを示すグラフである。
【図４】本発明の化合物の赤外吸収スペクトルを示すグラフである。
【図５】本発明の化合物のＮＭＲスペクトルを示すグラフである。
【図６】本発明の化合物の赤外吸収スペクトルを示すグラフである。
【図７】本発明の化合物のＮＭＲスペクトルを示すグラフである。
【図８】本発明の化合物の赤外吸収スペクトルを示すグラフである。
【図９】本発明の化合物のＮＭＲスペクトルを示すグラフである。
【図１０】本発明の化合物の赤外吸収スペクトルを示すグラフである。
【図１１】本発明の化合物のＮＭＲスペクトルを示すグラフである。
【図１２】本発明の化合物の赤外吸収スペクトルを示すグラフである。
【図１３】本発明の化合物のＮＭＲスペクトルを示すグラフである。
【図１４】本発明の化合物の赤外吸収スペクトルを示すグラフである。
【図１５】本発明の化合物のＮＭＲスペクトルを示すグラフである。
【図１６】本発明の化合物の赤外吸収スペクトルを示すグラフである。
【図１７】本発明の化合物のＮＭＲスペクトルを示すグラフである。
【図１８】本発明の化合物の赤外吸収スペクトルを示すグラフである。
【図１９】本発明の化合物のＮＭＲスペクトルを示すグラフである。
【図２０】本発明の化合物の赤外吸収スペクトルを示すグラフである。
【図２１】本発明の化合物のＮＭＲスペクトルを示すグラフである。
【図２２】本発明の化合物の赤外吸収スペクトルを示すグラフである。
【図２３】本発明の化合物のＮＭＲスペクトルを示すグラフである。
【図２４】本発明の化合物の赤外吸収スペクトルを示すグラフである。
【図２５】本発明の化合物のＮＭＲスペクトルを示すグラフである。
【図２６】本発明の化合物の赤外吸収スペクトルを示すグラフである。
【図２７】本発明の化合物のＮＭＲスペクトルを示すグラフである。
【図２８】本発明の化合物の赤外吸収スペクトルを示すグラフである。
【図２９】本発明の化合物のＮＭＲスペクトルを示すグラフである。
【図３０】本発明の化合物の赤外吸収スペクトルを示すグラフである。
【図３１】本発明の化合物のＮＭＲスペクトルを示すグラフである。
【図３２】本発明の化合物の赤外吸収スペクトルを示すグラフである。
【図３３】本発明の化合物のＮＭＲスペクトルを示すグラフである。
【図３４】本発明の化合物の赤外吸収スペクトルを示すグラフである。
【図３５】本発明の化合物のＮＭＲスペクトルを示すグラフである。
【図３６】本発明の化合物の赤外吸収スペクトルを示すグラフである。
【図３７】本発明の化合物のＮＭＲスペクトルを示すグラフである。
【符号の説明】
１ 有機ＥＬ素子
２ 基板
３ 陽極
４ 正孔注入輸送層
５ 発光層
６ 電子注入輸送層
７ 陰極
Claims (5)
- 下記化１または化２で表されるフェニルアントラセン誘導体を含む薄膜からなる、少なくとも１層の有機化合物層を有する有機ＥＬ素子。
- 前記有機化合物層が発光層である請求項１の有機ＥＬ素子。
- さらに、少なくとも１層の正孔注入層と、少なくとも１層の正孔輸送層と、少なくとも１層の電子注入輸送層とを有する請求項２の有機ＥＬ素子。
- さらに、少なくとも１層の正孔注入層と、少なくとも１層の正孔輸送層と、少なくとも１層の電子輸送層と、少なくとも１層の電子注入層とを有する請求項２の有機ＥＬ素子。
- 前記有機化合物層が電子注入輸送層であり、さらに発光層を有する請求項１の有機ＥＬ素子。
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