JP4628435B2 - 有機エレクトロルミネッセンス素子 - Google Patents

Description

本発明は、青色発光材料を高い色純度で発光可能なｍ−フェニレン誘導体を含む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）に関する。

有機ＥＬ素子は、有機化合物を発光材料とする自己発光型素子であり、高速度での発光が可能であるため、動画の表示に好適であり、また、素子構造が簡単で、ディスプレイパネルの薄型化が可能である等の特性を有している。このような優れた特性を有していることから、有機ＥＬ素子は、携帯電話や車載用ディスプレイとして、日常生活において普及しつつある。
また、ＬＥＤと異なり、面発光が可能であり、薄型で軽量であるという特性を活かして、照明パネル光源としての技術開発も進められている。

前記有機ＥＬ素子において、ワイドギャップ材料は、青色から赤色にかけての蛍光または燐光発光を効率よく得る上で、重要な材料の一つである。中でも、演色性の高い高効率白色発光素子を得るためには、青色発光材料から高い色純度で青色発光を取り出すことができるワイドギャップ材料は、特に重要である。

青色発光用ワイドギャップ材料の候補としては、例えば、下記（化１）に示すようなアントラセン誘導体、下記（化２）に示すようなナフタレン誘導体、下記（化３）に示すようなジスチリルアリーレン誘導体等が挙げられる。また、下記（化４）に示すようなフェニレン系誘導体（特許文献１，２参照）、下記（化５）に示すようなカルバゾール誘導体（特許文献３参照）等が挙げられる。

しかしながら、これらの材料は、色純度が高い青色発光素子に用いるために十分なエネルギーギャップを持ち合わせていない。

最近、ワイドギャップ材料として、下記（化６）に示すようなトリフェニルベンゼン誘導体が開発された（特許文献４参照）。この材料を用いれば、高効率青色燐光発光が可能である。

特開２００４−５３４８６５号公報 国際公開第２００５／０３２２１６号パンフレット 国際公開第２００５／０７２０１７号パンフレット 特開２００７−１５９９３号公報

しかしながら、上記特許文献４記載のトリフェニルベンゼン誘導体は、電子不足のピリジン環を含むことから、Ｉｇ（イオン化ポテンシャル）、Ｅｇ（電子親和力）が深く、電子輸送の性質が強い。このため、発光層のワイドギャップホスト材料として用いた場合、正孔がブロックされて、電子に見合った正孔を注入し難く、また、青色発光材料のＩｇ、Ｅｇとの均衡を図ることが困難であることが予想される。

本発明は、上記技術的課題を解決するためになされたものであり、色純度に優れた青色発光が得られるワイドギャップ材料に好適なトリフェニルベンゼン誘導体を見出し、これを用いた有機ＥＬ素子を提供することを目的とするものである。

本発明に係る有機ＥＬ素子は、一対の電極間に発光層を含む１層または複数層の有機層を備えた有機ＥＬ素子において、前記有機層の少なくとも１層が、下記一般式（１）で表される化合物を単独または混合物として含有していることを特徴とする。

前記一般式（１）において、Ｒ₁ 〜Ｒ ₅ ，Ｒ ₁₁ は、水素、Ｒ ₆ 〜Ｒ ₁₀ ，Ｒ ₁₂ 〜Ｒ ₁₆ ，Ｒ ₁₇ 〜Ｒ₂₁は、それぞれ独立に、水素、アルキル基およびシクロアルキル基の中から選ばれた置換基である。Ａｒ１〜Ａｒ３は、それぞれ独立に、ＡまたはＢであり、少なくとも１つはＡである。Ｘは、中心ベンゼン核に対する結合部を示し、中心ベンゼン核に対してメタ位に結合している。
このような化合物を有機ＥＬ材料として用いることにより、色純度に優れた青色発光を呈する素子を構成することができる。

前記有機ＥＬ素子においては、前記有機層の少なくとも１層が、ホスト材料としての前記一般式（１）で表される化合物と、ゲスト材料としての蛍光または燐光性材料とを含む発光層であることが好ましい。

また、第１の電極と発光層との間に、正孔注入輸送材料としての前記一般式（１）で表される化合物に酸化性ドーパントが混合された領域を有する正孔注入輸送層を備えていてもよい。
前記一般式（１）で表される化合物は、酸化性ドーパントを作用させることにより、正孔注入輸送層に用いることもできる。

さらに、第２の電極と発光層の間に、電子注入輸送材料としての前記一般式（１）で表される化合物に還元性ドーパントが混合された領域を有する電子注入輸送層を備えていてもよい。
前記一般式（１）で表される化合物は、還元性ドーパントを作用させることにより、電子注入輸送層に用いることもできる。

前記酸化性ドーパントは、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、酸化タングステン、酸化バナジウム、酸化レニウム、酸化モリブデンまたは酸化ルテニウムであることが好ましい。

また、前記電極は、透明基板上に透明導電性薄膜が形成されたものであることが好ましい。

上述したとおり、本発明に係る有機ＥＬ素子によれば、色純度に優れた青色発光が得られ、高演色性の白色発光素子を提供することが可能となる。
したがって、本発明に係る有機ＥＬ素子は、近年、より優れた色再現性が求められるＯＡコンピュータ用や壁掛けテレビ用のフラットパネル・ディスプレイ、さらに、照明機器、複写機の光源、液晶ディスプレイや計器類のバックライト光源等の面発光体としての特徴を活かした光源、表示板、標識灯への応用が期待される。

以下、本発明について、より詳細に説明する。
本発明に係る有機ＥＬ素子において用いられるワイドギャップ材料は、前記一般式（１）で表される化合物である。
このようなｍ−フェニレン誘導体は、青色発光材料を高い色純度で発光させることができる化合物であり、これを用いれば、高演色性の白色発光素子を提供することができる。

前記一般式（１）において、Ｒ₁〜Ｒ₂₁は、それぞれ独立に、水素、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリールオキシ基およびアルキルシリル基の中から選ばれた置換基である。Ａｒ₁〜Ａｒ₃は、それぞれ独立に、ＡまたはＢであり、少なくとも１つはＡである。Ｘは、中心ベンゼン核に対する結合部を示し、中心ベンゼン核に対してメタ位に結合している。

上記置換基のうち、アルキル基とは、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等の飽和脂肪族炭化水素基を示し、直鎖状であっても分岐鎖状であってもよい。
シクロアルキル基とは、例えば、シクロヘキシル基、ノルボルニル基、アダマンチル基等の飽和脂環式炭化水素基を示し、無置換であっても置換されていてもよい。
アルコキシ基とは、例えば、メトキシ基等のエーテル結合を介した飽和脂肪族炭化水素基を示し、直鎖状であっても分岐鎖状であってもよい。
シクロアルコキシ基とは、例えば、シクロヘキシルオキシ基等のエーテル結合を介した環状飽和脂肪族炭化水素基を示し、無置換であっても置換されていてもよい。
アリールオキシ基とは、例えば、フェノキシ基等のエーテル結合を介した芳香族炭化水素基を示し、無置換であっても置換されていてもよい。
アルキルシリル基とは、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基等の飽和脂肪族炭化水素基を示し、直鎖状であっても、分岐鎖状であってもよい。
置換のフェニル基は、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基またはアリールオキシ基で置換されたフェニル基を示す。
置換または無置換のフェニル基は、中心のベンゼン核に対してメタ位で結合している。

以下、前記一般式（１）で表される化合物のうち、Ａｒ₁＝Ａ，Ａｒ₂＝Ｂ，Ａｒ₃＝Ｂの場合の具体的な化合物の構造を以下に例示する。

また、Ａｒ₁＝Ａ，Ａｒ₂＝Ａ，Ａｒ₃＝Ｂの場合の具体的な化合物の構造を以下に例示する。なお、下記（化９）に示す各化合物におけるＸは、下記（化１０）に示す無置換または置換フェニル基のうちのいずれかのＸに連結している。

また、Ａｒ₁＝Ａ，Ａｒ₂＝Ａ，Ａｒ₃＝Ａの場合の具体的な化合物の構造を以下に例示する。なお、下記（化１１）に示す各化合物におけるＸは、下記（化１２）に示す無置換または置換フェニル基のうちのいずれかのＸに連結している。

前記一般式（１）で表される化合物は、従来の既知の合成反応により合成することができる。
例えば、上記特許文献１を参考に合成した所望のｍ−フェニレン誘導体の前駆体を、対応するフェニルホウ酸と、Ｎｉ、Ｐｄ等の遷移金属触媒を用いて反応させることにより、所望のｍ−フェニレン誘導体が得られる。

上記のような色純度に優れた青色発光を得られる有機ＥＬ材料を含む層を備えた本発明に係る有機ＥＬ素子は、電極間に１層または複数層の有機層を積層した構造であり、具体的には、第１の電極／発光層／第２の電極、第１の電極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／第２の電極、第１の電極／正孔輸送層／発光層／第２の電極、第１の電極／発光層／電子輸送層／第２の電極等の構造が挙げられる。
さらに、正孔注入層、正孔輸送発光層、電子注入層、電子輸送発光層等をも含む公知の積層構造とすることもできる。

本発明に係る有機ＥＬ材料である前記一般式（１）で表される化合物は、上記のいずれの有機層に用いられてもよく、正孔輸送材料、発光材料、電子輸送材料とともに分散させて用いたり、さらに、この分散層中に発光色素をドープしたりすることもできる。
また、前記一般式（１）で表される化合物は、酸化性ドーパントを作用させることにより、正孔注入輸送層に、また、還元性ドーパントを作用させることにより、電子注入輸送層に用いることもできる。

本発明に係る有機ＥＬ素子の電極は、透明基板上に透明導電性薄膜が形成されたものであることが好ましい。
前記基板は、有機ＥＬ素子の支持体となるものであり、基板側が発光面となる場合、可視光において透光性を有する透明基板を用いることが好ましい。光透過率は８０％以上であることが好ましく、８５％以上であることが好ましい。より好ましくは、９０％以上である。
前記透明基板としては、一般に、ＢＫ７、ＢａＫ１、Ｆ２等の光学ガラス、石英ガラス、無アルカリガラス、ホウケイ酸ガラス、アルミノケイ酸ガラス等のガラス基板、ＰＭＭＡ等のアクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホネート、ポリスチレン、ポリオレフィン、エポキシ樹脂、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル等のポリマー基板が用いられる。
前記基板の厚さは、通常、０．１〜１０ｍｍ程度のものが用いられるが、機械的強度、重量等を考慮して、０．３〜５ｍｍであることが好ましく、０．５〜２ｍｍであることがより好ましい。

また、本発明においては、前記基板上に、第１の電極が設けられることが好ましい。この第１の電極は、通常、陽極であり、仕事関数の大きい（４ｅＶ以上）金属、合金、導電性化合物等により構成されるが、前記透明基板上に透明電極として形成されることが好ましい。
この透明電極には、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛、酸化亜鉛等の金属酸化物が一般的に用いられ、特に、透明性や導電性等の観点から、ＩＴＯが好適に用いられる。
この透明電極の膜厚は、透明性および導電性の確保のため、８０〜４００ｎｍであることが好ましく、１００〜２００ｎｍであることがより好ましい。
陽極の形成は、通常、スパッタリング法、真空蒸着法等により行われ、透明導電性薄膜として形成されることが好ましい。

一方、前記陽極が第１の電極である場合、これに対向する第２の電極の陰極は、仕事関数の小さい（４ｅＶ以下）金属、合金、導電性化合物により構成される。例えば、アルミニウム、アルミニウム−リチウム合金、マグネシウム−銀合金等が挙げられる。
前記陰極の膜厚は、１０〜５００ｎｍであることが好ましく、５０〜２００ｎｍであることがより好ましい。

前記陽極および陰極は、スパッタリング法やイオンプレーティング法、蒸着法等の通常用いられる方法で成膜することにより形成することができる。

前記正孔注入層、正孔輸送層、正孔輸送性発光層に用いられる材料は、特に限定されるものではなく、公知のものから適宜選択して用いることができる。
具体的には、ビス（ジ（ｐ−トリル）アミノフェニル）−１，１−シクロヘキサン（通称：ＴＡＰｃ）、Ｓｐｉｒｏ−ＴＰＤ（化１３）、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン（通称：ＴＰＤ）、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（１−ナフチル）−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン（通称：α−ＮＰＤ）、ＴＰＴＥ（化１４）、スターバーストアミン類（化１５）、スチリルアミン類（化１６）等のアリールアミン誘導体が挙げられる。

また、ビス（Ｎ−アリールカルバゾール）（通称：ＣＢＰ）（化１７）、ビス（Ｎ−アルケニルカルバゾール）、ビス（Ｎ−アルキルカルバゾール）等のカルバゾール誘導体、ピラゾリン誘導体、（化１８）、（化１９）等のスチリル化合物およびその誘導体も用いることができる。

あるいはまた、アントラセン、トリフェニレン、ペリレン、ナフタレン、ピレン、コロネン、クリセン、ナフタセン、テトラセン、フェナントレン等の縮合多環芳香族炭化水素化合物およびそれらの誘導体、パラテルフェニル、クアテルフェニル、ｍ−フェニレン等の多環化合物およびそれらの誘導体を用いることもできる。

さらに、正孔注入層、正孔輸送層、正孔輸送性発光層として、上記有機化合物をポリマー、オリゴマーまたはデンドリマー中に分散したものや、ポリマー化、オリゴマー化またはデンドリマー化したものを用いることもできる。
また、ポリパラフェニレンビニレン、ポリフルオレンやその誘導体等のいわゆるπ共役ポリマー、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）に代表される正孔輸送性非共役ポリマー、ポリシラン類に代表されるσ共役ポリマー等も用いることができる。さらに、フルオレンオリゴマーやその誘導体等のいわゆる共役系オリゴマー等も用いることができる。

また、正孔注入層としては、上記材料の他、金属フタロシアニン類および無金属フタロシアニン類、カーボン膜、フロロカーボン膜、ポリスチレンスルホン酸（ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ）、ポリアニリン等の導電性ポリマーも用いることができる。

さらに、上記有機化合物に、テトラシアノキノジメタン、トリニトロフルオレノン等の有機系酸化性ドーパント、酸化バナジウム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化アルミニウム等の無機系酸化性ドーパントを作用させ、ラジカルカチオンを形成させて、正孔注入輸送層として用いることもできる。正孔注入輸送層中の酸化性ドーパント濃度は、特に限定されないが、０．１〜９９重量％程度であることが好ましい。

なお、上述したように、本発明に係る有機ＥＬ材料である前記一般式（１）で表されるｍ−フェニレン誘導体は、酸化性ドーパントを作用させて、正孔注入輸送層として用いることもできる。この場合の酸化性ドーパントは、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、酸化タングステン、酸化バナジウム、酸化レニウム、酸化モリブデンまたは酸化ルテニウムであることが好ましい。

また、電子注入層、電子輸送層、電子輸送性発光層に用いられる材料も、特に限定されるものではなく、公知のものから適宜選択して用いることができる。
具体的には、パラテルフェニル、クアテルフェニル、ｍ−フェニレン等の多環化合物およびそれらの誘導体、（化１８）、（化１９）等のスチリル化合物およびその誘導体が挙げられる。
また、アントラセン、トリフェニレン、ペリレン、ナフタレン、ピレン、コロネン、クリセン、ナフタセン、テトラセン、フェナントレン等の縮合多環芳香族炭化水素化合物およびそれらの誘導体、フェナントロリン、バソフェナントロリン、バソクプロイン、フェナントリジン、アクリジン、キノリン、キノキサリン、ピリジン（化２０）、ピリミジン、ピロール、ピラゾール、ピリダジン、ピラジン、フタラジン、ナフチリジン、キナゾリン、シンノリン、チアゾール、オキサジアゾール、オキサゾール、トリアジン、フェナジン、イミダゾール、ベンゾオキサゾール、ベンゾチアゾール、ベンゾイミダゾール、トリアゾール、ポルフィリン等の複素環化合物およびそれらの誘導体を用いることもできる。

また、例えば、アルミキノリノール錯体、ベンゾオキサゾール亜鉛錯体、ベンゾチアゾール亜鉛錯体、アゾメチン亜鉛錯体、ユーロピウム錯体、イリジウム錯体、プラチナ錯体等、中心金属にＡｌ、Ｚｎ、Ｂｅ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｔｂ、Ｅｕ等を有し、配位子にオキサジアゾール、チアジアゾール、フェニルピリジン、キノリン構造を有する金属キレート錯体材料も用いることができる。
シロール、シロキサン等の有機珪素化合物およびそれらの誘導体、トリアリールホウ素等の有機ホウ素化合物およびそれらの誘導体、トリアリールフォスフォキサイド等の５価のリン化合物およびその誘導体等も用いることができる。

さらに、電子注入層、電子輸送層、電子輸送性発光層として、上記有機化合物をポリマー、オリゴマーまたはデンドリマー中に分散したものや、ポリマー化、オリゴマー化またはデンドリマー化したものも用いることができる。
また、ポリパラフェニレンビニレン、ポリフルオレンやその誘導体等のいわゆるπ共役ポリマー、ポリビニルオキサジアゾールに代表される電子輸送性非共役ポリマー等も用いることができる。さらに、フルオレンオリゴマーやその誘導体等のいわゆる共役系オリゴマー等も用いることができる。

電子注入層の構成材料としては、上記有機化合物の他に、Ｂａ、Ｃａ、Ｌｉ、Ｃｓ、Ｍｇ、Ｓｒ、Ｗ等の金属の単体、フッ化マグネシウム、フッ化カルシウム、フッ化ストロンチウム、フッ化バリウム、フッ化リチウム、フッ化セシウム等の金属フッ化物、アルミリチウム合金等の金属の合金、酸化マグネシウム、酸化ストロンチウム、酸化アルミニウム等の金属酸化物、ポリメチルメタクリレートポリスチレンスルホン酸ナトリウム等の金属の有機錯体も用いることができる。

さらに、上記有機化合物に、８−ヒドロキシキノリン系Ｃｓ、Ｌｉ有機金属錯体等の有機系還元性ドーパントを作用させ、ラジカルアニオンを形成させて、電子注入輸送層として用いることもできる。
また、Ｂａ、Ｃａ、Ｌｉ、Ｃｓ、Ｍｇ、Ｓｒ、Ｗ等の金属の単体、酸化マグネシウム、酸化ストロンチウム、酸化アルミニウム等の金属酸化物、フッ化マグネシウム、フッ化カルシウム、フッ化ストロンチウム、フッ化バリウム、フッ化リチウム、フッ化セシウム、塩化セシウム、塩化ストロンチウム等の金属塩、無機系還元性ドーパントを混合または分散し、ラジカルアニオンを形成させて、電子注入輸送層として用いることもできる。
上記のような電子注入輸送層中の還元性ドーパント濃度は、特に限定されないが、０．１〜９９重量％程度であることが好ましい。

なお、上述したように、本発明に係る有機ＥＬ材料である前記一般式（１）で表されるｍ−フェニレン誘導体は、上記の還元性ドーパントを作用させて、電子注入輸送層として用いることもできる。

また、本発明に係る有機ＥＬ素子の有機層は、バイポーラ材料を用いて構成してもよい。バイポーラ材料とは、正孔および電子のいずれをも輸送することができ、それ自体も発光し得る材料である。
バイポーラ輸送層、バイポーラ性発光層に用いられる材料は、特に限定されるものではない。
例えば、（化１８）、（化１９）等のスチリル化合物およびその誘導体、パラテルフェニル、クアテルフェニル、ｍ−フェニレン等の多環状芳香族化合物およびその誘導体、アントラセン、トリフェニレン、ペリレン、ナフタレン、ピレン、コロネン、クリセン、ナフタセン、テトラセン、フェナントレン等の縮合多環芳香族炭化水素化合物およびそれらの誘導体、ビス（Ｎ−アリールカルバゾール）、ビス（Ｎ−アルケニルカルバゾール）、ビス（Ｎ−アルキルカルバゾール）等のカルバゾール誘導体（化１７）、チオフェン等の複素環化合物が挙げられる。
また、これらの誘導体等以外の具体例としては、４，４−ビス（２，２−ジフェニル−エテン−１−イル）ジフェニル（通称：ＤＰＶＢｉ）（化２１）、ｓｐｉｒｏ６（化２２）、２，２’，７，７’−テトラキス（カルバゾール−９−イル）−９，９’−スピロ−ビフルオレン（化２３）、４，４’−ジ（Ｎ−カルバゾリル）−２’，３’，５’，６’−テトラフェニル−ｐ−ターフェニル（化２４）、１，３−ビス（カルバゾール）−９−イル）−ベンゼン（化２５）、３−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（ナフタ−２−イル）アントラセン（通称：ＴＢＡＤＮ）（化２６）が挙げられる。

バイポーラ材料として、上記有機化合物をポリマー、オリゴマーまたはデンドリマー中に分散したものや、ポリマー化、オリゴマー化またはデンドリマー化したものも用いることができる。
また、ポリパラフェニレンビニレン、ポリフルオレンやその誘導体等のいわゆるπ共役ポリマー、ポリビニルカルバゾールに代表される非共役ポリマー等も用いることができる。さらに、フルオレンオリゴマーやその誘導体等のいわゆる共役系オリゴマー等も用いることができる。
また、正孔輸送性機能、電子輸送性機能を持つモノマーの同一分子内に存在させたポリ（ビニルトリアリールアミンビニルオキサジアゾール）等の共重合体、デンドリマーを用いることもできる。
さらに、上記のバイポーラ材料に、上述したような酸化性ドーパントまたは還元性ドーパントを作用させたものを用いて、正孔注入層または電子注入層を形成してもよい。酸化性ドーパントは、特に、酸化モリブデン、酸化バナジウムが好ましい。

前記一般式（１）で表される有機ＥＬ材料は、発光層に単独で用いることができるが、それ以外の正孔輸送材料、発光材料、電子輸送材料等とともに分散したり、ドープしたりして、上記のいずれかの有機層と組み合わせて用いることもできる。
本発明に係る有機ＥＬ素子においては、特に、青色発光材料をゲスト材料として用い、前記一般式（１）で表される有機ＥＬ材料をホスト材料として含む発光層を形成していることが好ましい。

前記一般式（１）で表される有機ＥＬ材料を発光層のホスト材料として用いた場合、該発光層のゲスト材料は、蛍光または燐光性発光材料であってもよい。
例えば、パラテルフェニル、クアテルフェニル等の多環化合物およびそれらの誘導体、（化１８）、（化１９）等のスチリル化合物およびその誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、ピラゾリン誘導体、オキサジアゾール誘導体、クマリン誘導体、スチリルアミン誘導体（化１６）、アントラセン（化２７）、トリフェニレン、ペリレン、ナフタレン（化２８）（通称：ＴＰＮ１４５８）、ピレン、コロネン、クリセン、ナフタセン、テトラセン、フェナントレン等の縮合多環芳香族炭化水素化合物およびそれらの誘導体が挙げられる。
また、例えば、アルミキノリノール錯体、ベンゾオキサゾール亜鉛錯体、ベンゾチアゾール亜鉛錯体、アゾメチン亜鉛錯体、ユーロピウム錯体、テルビウム錯体、イリジウム錯体、プラチナ錯体等、中心金属にＡｌ、Ｚｎ、Ｂｅ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｔｂ、Ｅｕ等を有し、配位子にオキサジアゾール、チアジアゾール、フェニルピリジン、キノリン構造を有する金属キレート錯体材料も用いることができる。具体的には、ＦＩｒｐｉｃ（化２９）に代表される金属キレート錯体およびその誘導体が挙げられる。

なお、発光層は、上述したようなバイポーラ材料により構成されていてもよい。バイポーラ材料により形成した層内に、前記一般式（１）で表される有機ＥＬ材料を単独または混合物として含有させることにより、青色発光を取り出すこともできる。
この発光層に用いられるバイポーラ材料は、それ自体が蛍光または燐光発光する材料であってもよい。バイポーラ材料は、正孔注入輸送層、発光層および電子注入輸送層のいずれにも含有されていてもよい。

上記各有機層の形成は、真空蒸着法、スパッタリング法等などの乾式法、インクジェット法、キャスティング法、ディップコート法、バーコート法、ブレードコート法、ロールコート法、グラビアコート法、フレキソ印刷法、スプレーコート法等の湿式法により行うことができる。好ましくは、真空蒸着により膜形成を行う。
また、前記各層の膜厚は、各層同士の適応性や求められる全体の層厚さ等を考慮して、適宜状況に応じて定められるが、通常、５ｎｍ〜５μｍの範囲内であることが好ましい。

前記一般式（１）で表される有機ＥＬ材料を単独または混合物として含有する層を備えた有機ＥＬ素子においては、前記一般式（１）で表される有機ＥＬ材料により得られる高色純度の青色発光と、緑色および赤色発光とを組み合わせることにより、演色性の高い白色発光を得ることができる。
高演色性の白色発光を得る具体的な方法としては、前記一般式（１）で表される有機ＥＬ材料による青色発光に、緑色発光および黄色から橙色発光を補色として加える方法や、前記一般式（１）で表される材料を含む各青色、緑色、赤色発光材料を独立に発光させる方法等がある。

前記緑色発光材料または赤色発光材料は、蛍光または燐光性発光材料であってもよい。
例えば、キナクリドン誘導体、スクアリリウム誘導体、ポルフィリン誘導体、クマリン誘導体、ジシアノピラン誘導体、アントラセンジアミン等のアリールアミン化合物およびそれらの誘導体、ペリレン、ルブレン、テトラセン、デカシクレン等の縮合多環芳香族炭化水素化合物およびそれらの誘導体、フェノキサゾン、キノサリン誘導体、カルバゾール誘導体、フルオレン誘導体が挙げられる。
また、例えば、アルミキノリノール錯体、ベンゾオキサゾール亜鉛錯体、ベンゾチアゾール亜鉛錯体、アゾメチン亜鉛錯体、ユーロピウム錯体、テルビウム錯体、イリジウム錯体、プラチナ錯体等、中心金属にＡｌ、Ｚｎ、Ｂｅ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｔｂ、Ｅｕ等を有し、配位子にオキサジアゾール、チアジアゾール、フェニルピリジン、キノリン構造を有する金属キレート錯体材料を用いることもできる。具体的には、Ｉｒ（ｐｐｙ）₃（化３０）、Ｉｒｐｉｑ₃（化３１）に代表される金属キレート錯体およびその誘導体が挙げられる。

以下、本発明を実施例に基づきさらに具体的に説明するが、本発明は下記の実施例により制限されるものではない。
［実施例１］
（１−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−３，５−ジ（３，５−ジ（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）フェニル）ベンゼン（通称：ＴＰＢＰ５）の合成）
下記に示すように、上記特許文献１を参考に合成したＴＰＢＰ５前駆体を、４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニルホウ酸と反応させて、ＴＰＢＰ５を合成した。

ＴＰＢＰ５前駆体である１−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−３，５−ジ（３，５−ジブロモフェニル）ベンゼン１．７ｇ（２．７３ｍｍｏｌ）、４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニルホウ酸２．４３ｇ（１３．７ｍｍｏｌ）、トルエン、ＴＨＦ、２ｍｏｌ／ｌ炭酸ナトリウム水溶液１４ｍｌおよびＰｄ（ＰＰｈ₃）₄１０ｍｏｌ％を反応容器に仕込み入れ、窒素雰囲気下、還流温度で７２時間反応させた。
反応後、溶媒を除去し、水に分散させた。有機成分はクロロホルムにて抽出し、クロロホルム層を水にて２回洗浄した。洗浄後、クロロホルム層を回収し、粗製を得た。粗製をクロロホルム：ｎ−ヘキサン混合溶媒を用いてシリカゲルカラム精製した。
精製物は、外観が白色粉末状であり、ＭＳ、¹Ｈ−ＮＭＲにて構造分析の結果、目的物であると同定された。収量２．２ｇ（収率８３．７％）であった。
さらに、これを、３３５℃、２．５×１０^-4Ｐａで昇華精製した。

（ＴＰＢＰ５蒸着膜の蛍光スペクトル測定）
上記において合成したＴＰＢＰ５の蒸着膜の蛍光極大波長は３６０ｎｍであった。
燐光用ホスト材料として知られている前記（化１７）に示す化合物（ＣＢＰ）の蛍光極大波長３８０ｎｍに比べて、短波長であることから、ＴＰＢＰ５は、ワイドギャップ材料として期待される。

［実施例２］
ＴＰＢＰ５を正孔注入輸送材料およびホスト材料として用い、短波長青色発光材料である前記（化２８）に示す化合物（ＴＰＮ１４５８）をドープした発光層を有する図１に示すような層構成からなる有機ＥＬ素子を、以下の方法により作製した。

（第１の電極）
まず、パターニング済みの透明導電膜（ＩＴＯ）が厚さ１５０ｎｍで成膜されたガラス基板を、純水と界面活性剤による超音波洗浄、純水による流水洗浄、純水とイソプロピルアルコールの１：１混合溶液による超音波洗浄、イソプロピルアルコールによる煮沸洗浄の順で洗浄処理した。この基板を沸騰中のイソプロピルアルコールからゆっくり引き上げ、イソプロピルアルコール蒸気中で乾燥させ、最後に、紫外線オゾン洗浄を行った。
この基板を陽極１とし、真空チャンバ内に配置し、１×１０^-6Ｔｏｒｒまで真空排気し、該真空チャンバ内には、蒸着材料をそれぞれ充填した各モリブデン製ボートと、所定のパターンで成膜するための蒸着用マスクを設置しておき、前記ボートの通電加熱し、蒸着材料を蒸発させることにより、順次、各有機層の成膜を行った。

（正孔注入輸送層）
正孔輸送性材料としてＴＰＢＰ５を用い、三酸化モリブデン（ＭｏＯ₃）とともに、各ボートを同時に通電加熱して、共蒸着した。ＴＰＢＰ５：ＭｏＯ₃＝８６：１４の正孔注入層２を膜厚６１ｎｍで形成した。
次に、ＴＰＢＰ５のみからなる正孔輸送層３を膜厚１０ｎｍで形成した。
（発光層）
ホスト材料としてＴＰＢＰ５を用い、ＴＰＢＰ５：ＴＰＮ１４５８＝９７：３の発光層４を膜厚２０ｎｍで形成した。
（電子注入輸送層）
前記（化２１）に示す化合物（ＴＰＰＢ）を用いて、電子輸送層５を膜厚１０ｎｍで形成した。
その上に、ＴＰＰＢ：Ｃｓ＝８５：１５の電子注入層６を膜厚４５ｎｍで形成した。

（第２の電極）
真空チャンバを真空に保ったまま、マスクを交換し、陰極蒸着用のマスクを設置し、アルミニウム（Ａｌ）層を膜厚１００ｎｍで形成し、陰極７とした。

真空チャンバを大気圧に戻し、上記により各層を蒸着させた基板を取り出し、窒素置換されたグローブボックスに移し、ＵＶ硬化樹脂を用いて、別のガラス板により封止し、有機ＥＬ素子を得た。
この素子の層構成を簡略化して示すと、ＩＴＯ（１５０ｎｍ）／ＴＰＢＰ５：ＭｏＯ₃（６１ｎｍ，８６：１４）／ＴＰＢＰ５（１０ｎｍ）／ＴＰＢＰ５：ＴＰＮ１４５８（２０ｎｍ，９７：３）／ＴＰＰＢ（１０ｎｍ）／ＴＰＰＢ：Ｃｓ（４５ｎｍ，８５：１５）／Ａｌ（１００ｎｍ）である。

この有機ＥＬ素子に、１０Ｖの直流電圧を印加したところ、ＴＰＮ１４５８からの純青色発光が得られた。この有機ＥＬ素子の発光スペクトルを図２に示す。
また、この発光色の色度は、ＣＩＥ座標（１００Ａ／ｍ²）において、（ｘ，ｙ）＝（０．１５５，０．０４８）であり、色純度の高い青色発光であることが認められた。

［実施例３］
（１，３，５−トリ（３，５−ジフェニル）フェニルベンゼン（通称：ＤＰＰＢ）の合成）
下記に示すように、上記特許文献１を参考に合成したＤＰＰＢ前駆体を、フェニルホウ酸と反応させて、ＤＰＰＢを合成した。

ＤＰＰＢ前駆体であるトリ（３，５−ジブロモフェニル）ベンゼン２．０ｇ（２．５６２ｍｍｏｌ）、フェニルホウ酸２．５ｇ（２０．５１ｍｍｏｌ）、トルエン、ＴＨＦおよび炭酸ナトリウム水溶液を順にフラスコ内に仕込み入れた。フラスコ内を窒素置換した後、Ｐｄ（ＰＰｈ₃）₄を仕込み入れ、還流温度で４８時間反応させた。
反応後、トルエンを加えて有機成分を抽出し、トルエン層を水にて２回洗浄した。洗浄後トルエン層を回収し、粗製を得た。粗製をクロロホルム：ｎ−ヘキサン混合溶媒を用いてシリカゲルカラム精製した。
精製物は、外観が白色粉末状であり、ＭＳ、¹Ｈ−ＮＭＲにて構造分析の結果、目的物であると同定された。収量１．６３ｇ（収率８３．５％）であった。
さらに、これを、３４０℃、５．０×１０^-4Ｐａで昇華精製した。

（ＤＰＰＢ蒸着膜の蛍光スペクトル測定）
上記において合成したＤＰＰＢの蒸着膜の蛍光極大波長は３６０ｎｍであった。
燐光用ホスト材料として知られている前記（化１７）に示す化合物（ＣＢＰ）の蛍光極大波長３８０ｎｍに比べて、短波長であることから、ＤＰＰＢは、ワイドギャップ材料として期待される。

［実施例４］
ＤＰＰＢを正孔注入輸送材料およびホスト材料として用い、短波長青色発光材料であるＴＰＮ１４５８（化２８）をドープした発光層を有する図１に示すような層構成からなる有機ＥＬ素子を、実施例１と同様にして作製した。

この素子の層構成を簡略化して示すと、ＩＴＯ（１５０ｎｍ）／ＤＰＰＢ：ＭｏＯ₃（３９ｎｍ，８４：１６）／ＤＰＰＢ（１０ｎｍ）／ＤＰＰＢ：ＴＰＮ１４５８（２０ｎｍ，９７：３）／ＴＰＰＢ（１０ｎｍ）／ＴＰＰＢ：Ｃｓ（４５ｎｍ，８５：１５）／Ａｌ（１００ｎｍ）である。

この有機ＥＬ素子に、１０Ｖの直流電圧を印加したところ、１１００ｃｄ／ｍ²のＴＰＮ１４５８由来の純青色発光が得られた。この有機ＥＬ素子の発光スペクトルを図３に示す。
また、この発光色の色度は、ＣＩＥ座標（１００Ａ／ｍ²）において、（ｘ，ｙ）＝（０．１５７，０．０４９）であり、色純度の高い青色発光であることが認められた。

［比較例１］
ＴＢＡＤＮ（化２６）をホスト材料とし、下記（化３４）に示す化合物（ＴＢＰ）をドープした発光層を有する有機ＥＬ素子を作製した。
この素子の層構成を簡略化して示すと、ＩＴＯ（１５０ｎｍ）／ＣｕＰｃ（２０ｎｍ）／ＮＰＤ（４０ｎｍ）／ＴＢＡＤＮ：ＴＢＰ（３５ｎｍ，９９．１５：０．８５）／ＢＡｌｑ（１２ｎｍ）／Ａｌｑ（２０ｎｍ）／ＬｉＦ／Ａｌ（１００ｎｍ）である。

この有機ＥＬ素子に、１０Ｖの直流電圧を印加したところ、２０００ｃｄ／ｍ²の淡青色の発光が得られた。また、この有機ＥＬ素子の発光スペクトルを図４に示す。
また、この発光色の色度は、ＣＩＥ座標（１００Ａ／ｍ²）において、（ｘ，ｙ）＝（０．１５，０．１９）であり、青色発光の色純度は低いものであった。

以上から、本発明に係る一般式（１）で表される化合物を用いた有機ＥＬ素子によれば、色純度が高い青色発光が得られることが認められた。
また、酸化性ドーパントをドープした一般式（１）で表わされる化合物を含む層を設けることにより、正孔注入層として利用可能であることも認められた。
したがって、本発明に係る有機ＥＬ素子は、高い色純度が求められる表示素子や光源としての有効利用が期待される。

［実施例５］
ホスト材料としてＤＰＰＢ、ゲスト材料として青色燐光発光を示すＦＩｒｐｉｃ（化２９）を用いて青色燐光素子を作製した。

この素子の層構成を簡略化して示すと、ＩＴＯ（１５０ｎｍ）／ポリマー層（２０ｎｍ）／ＴＰＡｃ（２０ｎｍ）／ＤＰＰＢ：ＦＩｒｐｉｃ（１０ｎｍ，５５：４５）／ＴＰＰＢ（６５ｎｍ）／ＬｉＦ（５ｎｍ）／Ａｌ（１００ｎｍ）である。
なお、ＴＰＡｃとは、下記（化３５）に示す化合物であり、また、前記ポリマー層とは、下記（化３６）の左に示す化合物（ＰＴＰＤＥＳ）に対して右に示す化合物（ＴＢＰＡＨ）が１０重量％分散しているものである。

この素子の発光スペクトルを図５に示す。

［比較例２］
実施例５において、ホスト材料として、ＤＰＰＢに代えて、下記（化３７）に示す化合物（ＣｚＴＴ）を用い、それ以外は実施例５と同様にして、青色燐光素子を作製した。

この素子の層構成を簡略化して示すと、ＩＴＯ（１５０ｎｍ）／ポリマー層（２０ｎｍ）／ＴＰＡｃ（２０ｎｍ）／ＣｚＴＴ：ＦＩｒｐｉｃ（１０ｎｍ，９４：６）／ＴＰＰＢ（６５ｎｍ）／ＬｉＦ（５ｎｍ）／Ａｌ（１００ｎｍ）である。

上記実施例５および比較例２で作製した素子のデータを下記表１にまとめて示す。

表１の素子データに示したように、ＤＰＰＢを青色燐光素子のホスト材料として用いれば、ＣｚＴＴを用いた素子に比べて、発光効率が向上することが認められた。
したがって、本発明に係る一般式（１）で表される化合物は、青色燐光素子のホスト材料として有用であり、これを用いた素子は、効率の高い青色燐光発光が得られることが認められた。

実施例２に係る有機ＥＬ素子の層構成を模式的に示した断面図である。 実施例２に係る有機ＥＬ素子の発光スペクトルを示したグラフである。 実施例４に係る有機ＥＬ素子の発光スペクトルを示したグラフである。 比較例１に係る有機ＥＬ素子の発光スペクトルを示したグラフである。 実施例５に係る有機ＥＬ素子の発光スペクトルを示したグラフである。

符号の説明

１ 第１の電極（陽極）
２ 正孔注入層
３ 正孔輸送層
４ 発光層
５ 電子輸送層
６ 電子注入層
７ 第２の電極（陰極）

Claims (6)

1. 一対の電極間に発光層を含む１層または複数層の有機層を備えた有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記有機層の少なくとも１層が、下記一般式（１）で表される化合物を単独または混合物として含有していることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
   

   

   
   （ここで、Ｒ₁ 〜Ｒ ₅ ，Ｒ ₁₁ は、水素、Ｒ ₆ 〜Ｒ ₁₀ ，Ｒ ₁₂ 〜Ｒ ₁₆ ，Ｒ ₁₇ 〜Ｒ₂₁は、それぞれ独立に、水素、アルキル基およびシクロアルキル基の中から選ばれた置換基である。Ａｒ₁〜Ａｒ₃は、それぞれ独立に、ＡまたはＢであり、少なくとも１つはＡである。Ｘは、中心ベンゼン核に対する結合部を示し、中心ベンゼン核に対してメタ位に結合している。）
2. 前記有機層の少なくとも１層が、ホスト材料としての前記一般式（１）で表される化合物と、ゲスト材料としての蛍光または燐光性材料とを含む発光層であることを特徴とする請求項１記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
3. 第１の電極と発光層との間に、正孔注入輸送材料としての前記一般式（１）で表される化合物に酸化性ドーパントが混合された領域を有する正孔注入輸送層を備えていることを特徴とする請求項１または２記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
4. 第２の電極と発光層の間に、電子注入輸送材料としての前記一般式（１）で表される化合物に還元性ドーパントが混合された領域を有する電子注入輸送層を備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
5. 前記酸化性ドーパントが、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、酸化タングステン、酸化バナジウム、酸化レニウム、酸化モリブデンまたは酸化ルテニウムであることを特徴とする請求項３または４記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
6. 前記電極が、透明基板上に透明導電性薄膜が形成されたものであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。

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