JPWO2005091686A1 - 有機電界発光素子 - Google Patents

Abstract

発光層が、下記の式（１）で表されるアントラセン誘導体をホストとして、ペリレン誘導体、ボラン誘導体、クマリン誘導体、ピラン誘導体、イリジウム錯体、および白金錯体から選ばれる少なくとも１つをドーパントとして含有する有機電界発光素子である。本発明の有機電界発光素子は高効率、長寿命で、駆動電圧が低く、保存時および駆動時の耐久性が高い。Ｒ１〜Ｒ４およびＲ１２は、独立して、水素または炭素数１〜１２のアルキルであり；Ｒ５〜Ｒ１１は、独立して、水素、炭素数１〜１２のアルキル、炭素数３〜１２のシクロアルキル、または炭素数６〜１２のアリールであり；Ａｒは式（３）で表される非縮合環系アリールであり；ｍは１〜３の整数であり；ｎは０〜５の整数であり；Ｒ１３〜Ｒ２１は、独立して、水素、炭素数１〜１２のアルキルまたは炭素数６〜１２のアリールである。

Description

本発明は、アントラセン骨格を有する化合物を発光層のホストとして用いた有機電界発光素子（以下、有機ＥＬ素子と略記する。）に関し、さらに詳しくは、高い発光効率、低い駆動電圧、優れた耐熱性、長い寿命等に寄与する有機ＥＬ素子に関するものである。

近年、次世代のフルカラーフラットパネルディスプレイとして有機ＥＬ素子が注目され、青色、緑色、赤色の発光材料の研究開発が活発になされている。発光材料のうち特に青色発光材料の改良が求められている。これまでに報告された青色発光材料は、ジスチリルアリーレン誘導体（例えば、特許文献１：特開平０２−２４７２７８号公報を参照）、亜鉛金属錯体（例えば、特許文献２：特開平０６−３３６５８６号公報を参照）、アルミニウム錯体（例えば、特許文献３：特開平０５−１９８３７８号公報を参照）、芳香族アミン誘導体（例えば、特許文献４：特開平０６−２４０２４８号公報を参照）およびアントラセン誘導体（例えば、特許文献５：特開平１１−３７８２号公報を参照）等である。アントラセン誘導体を発光材料に用いた例は、特許文献５の他に非特許文献１（Applied Physics Letters, 56(9), 799(1990)）、特許文献６（特開平１１−３１２５８８号公報）、特許文献７（特開平１１−３２３３２３号公報）および特許文献８（特開平１１−３２９７３２号公報）に開示されている。非特許文献１では、ジフェニルアントラセン化合物が用いられているが、結晶性が高く、成膜性が悪いという問題があった。特許文献６、特許文献７および特許文献８には、発光材料としてフェニルアントラセン構造を有する誘導体を用いた有機ＥＬ素子が開示されている。特許文献５には、発光材料としてナフタレン置換したアントラセン誘導体を用いた有機ＥＬ素子が開示されている。しかし、これらの化合物はいずれも対称的な分子構造を持っており、結晶性が高い可能性が懸念される。特許文献９（特開平８−１２６００号公報）、特許文献１０（特開平１１−１１１４５８号公報）、特許文献１１（特開２０００−３４４６９１公報）および特許文献１２（特開２００２−１５４９９３公報）には、結晶性を低下させアモルファス状態の良好な膜を形成するために、発光材料として２つ以上のアントラセン環を有する化合物を用いた有機ＥＬ素子が提案されている。これらの材料によって、青緑色の発光が得られたと報告されている。

より高輝度、長寿命の青色有機ＥＬ素子を得るために、発光層に少量の蛍光色素をドーピングする方法が提案されている。非特許文献２（Applied Physics Letters, 80(17), 3201(2002)）には、ナフタレン置換したアントラセン誘導体をホスト化合物、ペリレン誘導体をドーパントとして用いた有機ＥＬ素子が開示されている。特許文献１３（国際公開第０１／２１７２９号パンフレット）には、アントラセン誘導体をホスト化合物、アミン含有スチリル誘導体をドーパントとして用いた有機ＥＬ素子が開示されている。

この他、特許文献１４（特開２０００−１８２７７６公報）には、ナフタレン置換したフェニルアントラセン誘導体を正孔輸送材料として使用した例が開示されているが、発光材料としては使用されていない。
特開平０２−２４７２７８号公報 特開平０６−３３６５８６号公報 特開平０５−１９８３７８号公報 特開平０６−２４０２４８号公報 特開平１１−３７８２号公報 特開平１１−３１２５８８号公報 特開平１１−３２３３２３号公報 特開平１１−３２９７３２号公報 特開平８−１２６００号公報 特開平１１−１１１４５８号公報 特開２０００−３４４６９１公報 特開２００２−１５４９９３公報 国際公開０１／２１７２９号パンフレット 特開２０００−１８２７７６公報 Applied Physics Letters, 56(9), 799(1990) Applied Physics Letters, 80(17), 3201(2002)

本発明は、このような従来技術が有する課題に鑑みてなされたものである。本発明の目的は、有機ＥＬ素子において、素子の高い発光効率、低い駆動電圧、優れた耐熱性、長い寿命等に寄与する発光材料、特に青色発光に優れた発光材料を発光層のホストとして用いた有機ＥＬ素子を提供することである。

本発明者らは鋭意検討した結果、アントラセンを基本骨格とし非対称な構造を有する特定の化合物を、他の発光材料もしくは発光性ドーパントと組合せて、有機ＥＬ素子の発光層に用いることにより、高効率、高輝度、長寿命、かつ低電圧で駆動できる有機ＥＬ素子を得ることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成した。
本発明で用いる用語は、次のように定義される。アルキルは直鎖の基であってもよく、分岐された基であってもよい。このことは、この基において任意の−ＣＨ₂−が−Ｏ−またはアリーレン等で置き換えられた場合も同様である。本発明で用いる「任意の」は、位置のみならず個数も任意であることを示す。そして、複数の基または原子が別の基で置き換えられるときには、それぞれが異なる基で置き換えられてもよい。例えば、アルキルにおいて任意の−ＣＨ₂−が−Ｏ−またはフェニレンで置き換えられてもよい場合には、アルコキシフェニル、アルコキシフェニルアルキル、アルコキシアルキルフェニルアルキル、フェノキシ、フェニルアルコキシ、フェニルアルコキシアルキル、アルキルフェノキシ、アルキルフェニルアルコキシ、アルキルフェニルアルコキシアルキル等のいずれであってもよいことを示す。そして、これらの基におけるアルコキシおよびアルコキシアルキルの基も、直鎖の基であってもよく、分岐された基であってもよい。ただし、本発明において、任意の−ＣＨ₂−が−Ｏ−で置き換えられてよいと記述するときには、連続する複数の−ＣＨ₂−が−Ｏ−で置き換えられることを含まない。また、本明細書中では「式（１）で表される化合物」、「式（２−１）で表される基」、「式（４−１）で表される基」等のことを、それぞれ「化合物（１）」、「基（２−１）」、「基（４−１）」等のように表記することがある。
上記の課題は以下に示す各項によって解決される。

［１］ 基板上に、陽極及び陰極により挟持された、少なくとも正孔輸送層、発光層及び電子輸送層を有する有機電界発光素子であって、発光層が、下記の式（１）で表されるアントラセン誘導体をホストとして、ペリレン誘導体、ボラン誘導体、クマリン誘導体、ピラン誘導体、イリジウム錯体、および白金錯体から選ばれる少なくとも１つを、ドーパントとして含有する有機電界発光素子。

式（１）中、Ｒ¹〜Ｒ⁴は、独立して、水素または炭素数１〜１２のアルキルであり、この炭素数１〜１２のアルキルにおける任意の−ＣＨ₂−は−Ｏ−で置き換えられてもよく；Ｒ⁵〜Ｒ¹¹は、独立して、水素、炭素数１〜１２のアルキル、炭素数３〜１２のシクロアルキル、または炭素数６〜１２のアリールであり、この炭素数１〜１２のアルキルにおける任意の−ＣＨ₂−は−Ｏ−または炭素数６〜１２のアリーレンで置き換えられてもよく、この炭素数３〜１２のシクロアルキルにおける任意の水素は炭素数１〜１２のアルキルまたは炭素数６〜１２のアリールで置き換えられてもよく、この炭素数６〜１２のアリールにおける任意の水素は炭素数１〜１２のアルキル、炭素数３〜１２のシクロアルキル、炭素数６〜１２のアリールまたは炭素数１２〜１８の非縮合環系アリールで置き換えられてもよく；そして、Ｘは、下記の式（２−１）〜（２−１５）で表される基の群から選ばれる１つであり；

式（２−１）〜（２−１５）中、Ｒ¹²は独立して式（１）におけるＲ¹〜Ｒ⁴と同一であり；そして、Ａｒは独立して式（３）で表される非縮合環系アリールであり；

式（３）中、ｎは０〜５の整数であり；そして、Ｒ¹³〜Ｒ²¹は、独立して、水素、炭素数１〜１２のアルキル、または炭素数６〜１２のアリールであり、この炭素数１〜１２のアルキルにおける任意の−ＣＨ₂−は−Ｏ−で置き換えられてもよく、この炭素数６〜１２のアリールにおける任意の水素は炭素数１〜１２のアルキル、炭素数３〜１２のシクロアルキルまたは炭素数６〜１２のアリールで置き換えられてもよい。

［２］ 発光層が、式（１）におけるＲ¹〜Ｒ⁴が、独立して、水素、メチルまたはｔ−ブチルであり；Ｒ⁵〜Ｒ¹¹が、独立して、水素、メチル、ｔ−ブチル、フェニル、１−ナフチル、２−ナフチル、４−ｔ−ブチルフェニル、またはｍ−ターフェニル−５’−イルであり；そして、Ｘが式（２−１）〜（２−１５）で表される基の群から選ばれる１つであり、式（２−１）〜（２−１５）中、Ｒ¹²が、独立して、水素、メチルまたはｔ−ブチルであるアントラセン誘導体をホストとして含有する、前記［１］項に記載の有機電界発光素子。

［３］ 発光層が、式（１）におけるＲ¹〜Ｒ⁴が水素であり；Ｒ⁵〜Ｒ¹¹が、独立して、水素、フェニル、１−ナフチル、２−ナフチル、またはｍ−ターフェニル−５’−イルであり；そして、Ｘが式（２−１）〜（２−１５）で表される基の群から選ばれる１つであり、式（２−１）〜（２−１５）中、Ｒ¹²が水素であるアントラセン誘導体をホストとして含有する、前記［１］項に記載の有機電界発光素子。

［４］ 発光層が、式（１）におけるＲ¹〜Ｒ⁴が水素であり；Ｒ⁵〜Ｒ¹¹が、独立して、水素、フェニル、１−ナフチル、２−ナフチル、またはｍ−ターフェニル−５’−イルであり；そして、Ｘが下記の式（２−１）、（２−２）、（２−４）〜（２−６）、および（２−１０）で表される基の群から選ばれる１つであるアントラセン誘導体をホストとして含有する、前記［１］項に記載の有機電界発光素子。

式（２−１）、（２−２）、（２−４）〜（２−６）、および（２−１０）中、Ｒ¹²は水素であり；そしてＡｒは独立して下記の式（４−１）〜（４−１６）で表される基の群から選ばれる１つである。

［５］ 発光層が、式（１）におけるＲ¹〜Ｒ⁴が水素であり；Ｒ⁵〜Ｒ¹¹が、独立して、水素、フェニル、１−ナフチル、２−ナフチル、またはｍ−ターフェニル−５’−イルであり；そして、Ｘが下記の式（２−１）、（２−２）、（２−４）〜（２−６）、および（２−１０）で表される基の群から選ばれる１つであるアントラセン誘導体をホストとして含有する、前記［１］項に記載の有機電界発光素子。

式（２−１）、（２−２）、（２−４）〜（２−６）、および（２−１０）中、Ｒ¹²は水素であり；そして、Ａｒは独立して下記の式（４−１）〜（４−１０）および（４−１４）〜（４−１６）で表される基の群から選ばれる１つである。

［６］ 発光層が、式（１）におけるＲ¹〜Ｒ⁴が水素であり；Ｒ⁵〜Ｒ¹¹が、独立して、水素、フェニル、１−ナフチル、２−ナフチル、またはｍ−ターフェニル−５’−イルであり；そして、Ｘが下記の式（２−１）、（２−２）、（２−４）および（２−５）で表される基の群から選ばれる１つであるアントラセン誘導体をホストとして含有する、前記［１］項に記載の有機電界発光素子。

式（２−１）、（２−２）、（２−４）および（２−５）中、Ｒ¹²は水素であり；そしてＡｒは独立して下記の式（４−１）〜（４−１０）および（４−１４）〜（４−１６）で表される基の群から選ばれる１つである。

［７］ 電子輸送層がキノリノール系金属錯体を含有する、前記［１］〜［６］項に記載の有機電界発光素子。
［８］ 電子輸送層がピリジン誘導体およびフェナントロリン誘導体の少なくとも１つを含有する、前記［１］〜［６］項に記載の有機電界発光素子。
［９］ 発光層がペリレン誘導体をドーパントとして含有する、前記［７］項に記載の有機電界発光素子。
［１０］ 発光層がペリレン誘導体をドーパントとして含有する、前記［８］項に記載の有機電界発光素子。
［１１］ 発光層がボラン誘導体をドーパントとして含有する、前記［７］項に記載の有機電界発光素子。
［１２］ 発光層がボラン誘導体をドーパントとして含有する、前記［８］項に記載の有機電界発光素子。
［１３］ 発光層がクマリン誘導体をドーパントとして含有する、前記［７］項に記載の有機電界発光素子。
［１４］ 発光層がクマリン誘導体をドーパントとして含有する、前記［８］項に記載の有機電界発光素子。
［１５］ 発光層がピラン誘導体をドーパントとして含有する、前記［７］項に記載の有機電界発光素子。
［１６］ 発光層がピラン誘導体をドーパントとして含有する、前記［８］項に記載の有機電界発光素子。
［１７］発光層がイリジウム錯体をドーパントとして含有する、前記［７］項に記載の有機電界発光素子。
［１８］ 発光層がイリジウム錯体をドーパントとして含有する、前記［８］項に記載の有機電界発光素子。
［１９］ 発光層が白金錯体をドーパントとして含有する、前記［７］項に記載の有機電界発光素子。
［２０］ 発光層が白金錯体をドーパントとして含有する、前記［８］項に記載の有機電界発光素子。

式（１）で表されるアントラセン誘導体は、蛍光量子収率が高いこと、耐熱性が高いこと等から、有機ＥＬ素子の発光層に用いる化合物、特に発光層のホストとして適している。式（１）で表されるアントラセン誘導体は、様々な色の発光に使用できるが、特に青色発光に優れている。この発光材料を発光層のホストとして、ペリレン誘導体、ボラン誘導体、クマリン誘導体、ピラン誘導体、イリジウム錯体、および白金錯体から選ばれる少なくとも１つを、発光性ドーパントとして用いることで、高い発光効率、低い駆動電圧、優れた耐熱性、長い寿命を有する有機ＥＬ素子を得ることができる。本発明の有機ＥＬ素子を用いることにより、フルカラー表示等の高性能のディスプレイ装置を作成できる。

以下、本発明をさらに詳細に説明する。
本発明の有機ＥＬ素子において発光層のホストに用いるアントラセン誘導体は、式（１）で表される。

式（１）中、Ｒ¹〜Ｒ⁴は、独立して、水素または炭素数１〜１２のアルキルである。炭素数１〜１２のアルキルの具体例は、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、イソブチル、ｓｅｃ−ブチル、ｔ−ブチル、ｎ−ペンチル、イソペンチル、ｔ−ペンチル、ネオペンチル、ｎ−ヘキシル、イソヘキシル、１−メチルペンチル、２−メチルペンチル、ｎ−ヘキシル、イソヘキシル、１−メチルペンチル、２−メチルペンチル、５−メチルへキシル等である。

この炭素数１〜１２のアルキルにおける任意の−ＣＨ₂−は−Ｏ−で置き換えられてもよい。任意の−ＣＨ₂−が−Ｏ−で置き換えられた炭素数１〜１２のアルキルの具体例は、メトキシ、エトキシ、プロピルオキシ、イソプロピルオキシ、ｎ−ブチルオキシ、イソブチルオキシ、ｓｅｃ−ブチルオキシ、ｔ−ブチルオキシ、ｎ−ペンチルオキシ、イソペンチルオキシ、ｔ−ペンチルオキシ、ネオペンチルオキシ、ｎ−ヘキシルオキシ、イソヘキシルオキシ、１−メチルペンチルオキシ、２−メチルペンチルオキシ、ｎ−ヘキシルオキシ等である。

Ｒ¹〜Ｒ⁴の好ましい例は、水素、メチルおよびｔ−ブチルであり、特に好ましい例は水素である。

Ｒ⁵〜Ｒ¹¹は、独立して、水素、炭素数１〜１２のアルキル、炭素数３〜１２のシクロアルキル、または炭素数６〜１２のアリールである。炭素数１〜１２のアルキルの具体例は、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、イソブチル、ｓｅｃ−ブチル、ｔ−ブチル、ｎ−ペンチル、イソペンチル、ｔ−ペンチル、ネオペンチル、ｎ−ヘキシル、イソヘキシル、１−メチルペンチル、２−メチルペンチル、ｎ−ヘキシル、イソヘキシル、１−メチルペンチル、２−メチルペンチル、５−メチルへキシル等である。

この炭素数１〜１２のアルキルにおける任意の−ＣＨ₂−は−Ｏ−または炭素数６〜１２のアリーレンで置き換えられてもよい。任意の−ＣＨ₂−が−Ｏ−で置き換えられた炭素数１〜１２のアルキルの具体例は、メトキシ、エトキシ、プロピルオキシ、イソプロピルオキシ、ｎ−ブチルオキシ、イソブチルオキシ、ｓｅｃ−ブチルオキシ、ｔ−ブチルオキシ、ｎ−ペンチルオキシ、イソペンチルオキシ、ｔ−ペンチルオキシ、ネオペンチルオキシ、ｎ−ヘキシルオキシ、イソヘキシルオキシ、１−メチルペンチルオキシ、２−メチルペンチルオキシ、ｎ−ヘキシルオキシ等である。任意の−ＣＨ₂−が炭素数６〜１２のアリーレンで置き換えられた炭素数１〜１２のアルキルの具体例は、２−フェニルエチル、２−（４−メチルフェニル）エチル、１−メチル−１−フェニルエチル、1，1−ジメチル−２−フェニルエチル、トリチル等である。

任意の−ＣＨ₂−が−Ｏ−で置き換えられ、かつ任意の−ＣＨ₂−が炭素数６〜１２のアリーレンで置き換えられた炭素数１〜１２のアルキルの具体例は、フェノキシ、ｏ−トリルオキシ、ｍ−トリルオキシ、ｐ−トリルオキシ、１−ナフトキシ、２−ナフトキシ、２，４−ジメチルフェノキシ、２，６−ジメチルフェノキシ、２，４，６−トリメチルフェノキシ、４−ｔ−ブチルフェノキシ、２，４−ジｔ−ブチルフェノキシ、２，４，６−トリｔ−ブチルフェノキシ、２−フェニルエトキシ、２−（４−メチルフェニル）エトキシ等である。

炭素数３〜１２のシクロアルキルの具体例は、シクロプロピル、シクロブチル、シクロぺンチル、シクロヘキシル等である。

この炭素数３〜１２のシクロアルキルにおける任意の水素は炭素数１〜１２のアルキルまたは炭素数６〜１２のアリールで置き換えられてもよい。任意の水素が炭素数１〜１２のアルキルで置き換えられた炭素数３〜１２のシクロアルキルの具体例は、２−メチルシクロヘキシル、３−メチルシクロヘキシル、４−メチルシクロヘキシル、２，４、６−トリメチルシクロヘキシル、２−ｔ−ブチルシクロヘキシル、３−ｔ−ブチルシクロヘキシル、４−ｔ−ブチルシクロヘキシル、２，４、６−トリ−ｔ−ブチルシクロヘキシル等である。任意の水素が炭素数６〜１２のアリールで置き換えられた炭素数３〜１２のシクロアルキルの具体例は、４−フェニルシクロヘキシル等である。

炭素数６〜１２のアリールの具体例は、フェニル、１−ナフチル、２−ナフチル等である。

この炭素数６〜１２のアリールにおける任意の水素は炭素数１〜１２のアルキル、炭素数３〜１２のシクロアルキルまたは炭素数６〜１２のアリールで置き換えられてもよい。任意の水素が炭素数１〜１２のアルキルで置き換えられた炭素数６〜１２のアリールの具体例は、ｏ−トリル、ｍ−トリル、ｐ−トリル、２−ビフェニルイル、３−ビフェニルイル、４−ビフェニルイル、２，４−ジメチルフェニル、２，６−ジメチルフェニル、２，４，６−トリメチルフェニル、４−ｔ−ブチルフェニル、２，４−ジｔ−ブチルフェニル、２，４，６−トリｔ−ブチルフェニル等である。任意の水素が炭素数３〜１２のシクロアルキルで置き換えられた炭素数６〜１２のアリールの具体例は、４−シクロヘキシルフェニル等である。任意の水素が炭素数６〜１２のアリールで置き換えられた炭素数６〜１２のアリールの具体例は、ｍ−ターフェニル−２’−イル、ｍ−ターフェニル−４’−イル、ｍ−ターフェニル−５’−イル、ｏ−ターフェニル−３’−イル、ｏ−ターフェニル−４’−イル、ｐ−ターフェニル−２’−イル等である。任意の水素が炭素数１２〜１８の非縮合環系アリールで置き換えられた炭素数６〜１２のアリールの具体例は、ｍ−タ−フェニル−２−イル、ｍ−ターフェニル−３−イル、ｍ−ターフェニル−４−イル、ｏ−ターフェニル−２−イル、ｏ−ターフェニル−３−イル、ｏ−ターフェニル−４−イル、ｐ−ターフェニル−２−イル、ｐ−ターフェニル−３−イル、ｐ−ターフェニル−４−イル、５’−フェニル−ｍ−ターフェニル−２−イル、５’−フェニル−ｍ−ターフェニル−３−イル、５’−フェニル−ｍ−ターフェニル−４−イル、ｍ−クアテルフェニル等である。

Ｒ⁵〜Ｒ¹¹の好ましい例は、水素、メチル、ｔ−ブチル、フェニル、１−ナフチル、２−ナフチル、４−ｔ−ブチルフェニル、ｍ−ターフェニル−５’−イルである。より好ましい例は、水素、フェニル、１−ナフチル、２−ナフチル、ｍ−ターフェニル−５’−イルである。

Ｘは、下記の基（２−１）〜（２−１５）から選ばれる１つである。好ましいＸは、基（２−１）、（２−２）、（２−４）、（２−５）、（２−６）、または（２−１０）であり、特に好ましいＸは、基（２−１）、（２−２）、（２−４）、または（２−５）である。

基（２−１）〜（２−１５）におけるＡｒは後に詳しく説明する通り式（３）で表される非縮合環系アリールであり、化合物（１）の発光材料としての特徴を形成する重要な役割を持つ。Ｘのフェニルのアントラセンに連結している位置を基準にして、Ａｒがオルト位に置換すると、基本骨格に由来する青色の発光波長を維持できるので好ましい。Ａｒがパラ位に置換すると、化合物の剛直性が増し、耐熱性が優れ、寿命が長くなる。Ａｒがメタ位に置換すると、両者の中間の特徴を化合物にもたらす。素子の設計に基づき発光材料に期待される発光波長、耐熱性、寿命等を考慮して、Ａｒの置換する数やその位置を適宜選択することによって、目的に合致した化合物を得ることができる。

Ｒ¹²は式（１）におけるＲ¹〜Ｒ⁴と同一である。その具体例は前述のＲ¹〜Ｒ⁴の具体例と同一である。Ｒ¹²の好ましい例は、水素、メチルおよびｔ−ブチルであり、より好ましい例は水素である。

基（２−１）〜（２−１５）のいずれか１つにおいて、複数のＲ¹²は同一であってもよいし、または異なっていてもよい。基（２−４）〜（２−１５）のいずれか１つにおいて、複数のＡｒは同一であってもよいし、または異なっていてもよい。

Ａｒは式（３）で表される非縮合環系アリールである。

式（３）中、ｎは０〜５の整数であり、好ましくは０〜３である。

前記の、炭素数６〜１２のアリールの任意の水素を置き換える置換基としての非縮合環系アリールとは、少なくとも２つの単環芳香族基によって構成される１価の基である。その具体例は、ビフェニルやターフェニル等から導かれる１価の基である。Ａｒは前記の定義上フェニルも含むものとする。ｎが１〜５の整数である場合、中間のフェニレンは独立して１，２−フェニレン、１，３−フェニレンおよび１，４−フェニレンから任意に選択される。１，２−フェニレンを選択すると基本骨格に由来する青色の発光波長を維持できるので好ましい。１，４−フェニレンを選択すると化合物の剛直性が増し、耐熱性が優れ、寿命が長くなる特徴がある。１，３−フェニレンは両者の中間の特徴を化合物にもたらす。素子の設計に基づき発光材料に期待される波長、耐熱性、寿命等を考慮して、前述のＡｒの条件に、ｎの数やフェニレンの種類という条件を加味することによって、目的に合致した化合物を得ることができる。

Ｒ¹³〜Ｒ²¹は、独立して、水素、炭素数１〜１２のアルキルまたは炭素数６〜１２のアリールである。炭素数１〜１２のアルキルの具体例は、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、イソブチル、ｓｅｃ−ブチル、ｔ−ブチル、ｎ−ペンチル、イソペンチル、ｔ−ペンチル、ネオペンチル、ｎ−ヘキシル、イソヘキシル、１−メチルペンチル、２−メチルペンチル、ｎ−ヘキシル、イソヘキシル、１−メチルペンチル、２−メチルペンチル、５−メチルへキシル等である。

この炭素数１〜１２のアルキルにおける任意の−ＣＨ₂−は−Ｏ−で置き換えられてもよい。任意の−ＣＨ₂−が−Ｏ−で置き換えられた炭素数１〜１２のアルキルの具体例は、メトキシ、エトキシ、プロピルオキシ、イソプロピルオキシ、ｎ−ブチルオキシ、イソブチルオキシ、ｓｅｃ−ブチルオキシ、ｔ−ブチルオキシ、ｎ−ペンチルオキシ、イソペンチルオキシ、ｔ−ペンチルオキシ、ネオペンチルオキシ、ｎ−ヘキシルオキシ、イソヘキシルオキシ、１−メチルペンチルオキシ、２−メチルペンチルオキシ、ｎ−ヘキシルオキシ等である。

炭素数６〜１２のアリールの具体例は、フェニル、１−ナフチル、２−ナフチル等である。

この炭素数６〜１２のアリールにおける任意の水素は炭素数１〜１２のアルキル、炭素数３〜１２のシクロアルキルまたは炭素数６〜１２のアリールで置き換えられてもよい。任意の水素が炭素数１〜１２のアルキルで置き換えられた炭素数６〜１２のアリールの具体例は、ｏ−トリル、ｍ−トリル、ｐ−トリル、２−ビフェニルイル、３−ビフェニルイル、４−ビフェニルイル、２，４−ジメチルフェニル、２，６−ジメチルフェニル、２，４，６−トリメチルフェニル、４−ｔ−ブチルフェニル、２，４−ジｔ−ブチルフェニル、２，４，６−トリｔ−ブチルフェニル等である。任意の水素が炭素数３〜１２のシクロアルキルで置き換えられた炭素数６〜１２のアリールの具体例は、４−シクロヘキシルフェニル等である。任意の水素が炭素数６〜１２のアリールで置き換えられた炭素数６〜１２のアリールの具体例は、ｍ−ターフェニル−２’−イル、ｍ−ターフェニル−４’−イル、ｍ−ターフェニル−５’−イル、ｏ−ターフェニル−３’−イル、ｏ−ターフェニル−４’−イル、ｐ−ターフェニル−２’−イル等である。

Ｒ¹³〜Ｒ²¹の好ましい例は、前述のＡｒがフェニル基に置換する位置によっても、Ａｒの中間のフェニレンが、１，２−フェニレンか、１，３−フェニレンか、１，４−フェニレンかによっても、また、ｎの数によっても異なる。フェニル、ナフチル等のアリールが、置換されるフェニレンの基本骨格側に連結している位置を基準として、オルト位に置換すると、基本骨格に由来する青色の発光波長を維持できる。アリールがパラ位に置換すると、化合物の剛直性が増し、耐熱性が優れ、寿命が長くなる。アリールがメタ位に置換すると、両者の中間の特徴を化合物にもたらす。素子の設計に基づき発光材料に期待される波長、耐熱性、寿命等を考慮して、前述のＡｒの条件、ｎの数およびフェニレンの種類に、Ｒ¹³〜Ｒ²¹の種類やその位置という条件を加味することによって、目的に合致した化合物を得ることができる。

Ａｒの具体例は下記の基（４−１）〜（４−１６）であるが、本発明はこれらの具体的な基の開示によって限定されることはない。好ましいＡｒは、基（４−１）〜（４−１０）および（４−１４）〜（４−１６）である。

本発明の有機ＥＬ素子の発光層に用いられる発光層ホストの具体例は以下の式（５）〜（８９）の化合物であるが、本発明はこれらの具体的な構造の開示によって限定されることはない。

上記の具体例の中で好ましい化合物は、化合物（１１）、（１２）、（１３）、（１４）、（１８）、（２３）、（２７）、（２８）、（４１）、（４４）、（５６）、（５９）、（６１）、（６８）、（８１）、および（８４）である。特に好ましい化合物は、化合物（１１）、（１２）、（１３）、（１４）、（２３）、（２７）、（４１）、（４４）、（５６）、（５９）、（６１）および（８１）である。

式（１）で表されるアントラセン誘導体は鈴木カップリング反応のような既知の合成法を利用して合成することができる。鈴木カップリング反応は、塩基の存在下パラジウム触媒を用いて、芳香族ハライドと芳香族ボロン酸とをカップリングする方法である。この方法で化合物（１）を得る反応経路の具体例は下記の通りである。

上式中、Ｒ¹〜Ｒ¹²およびＡｒは前記と同一であり、ｍは１〜３の整数である。

この反応で用いられるパラジウム触媒の具体例は、Ｐｄ（ＰＰｈ₃）₄、ＰｄＣｌ₂（ＰＰｈ₃）₂、Ｐｄ（ＯＡｃ）₂等である。この反応で用いられる塩基の具体例は、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸セシウム、炭酸水素ナトリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化バリウム、ナトリウムエトキシド、ナトリウムｔ−ブトキシド、酢酸ナトリウム、リン酸三カリウム、フッ化カリウム等である。さらに、この反応で用いられる溶媒の具体例は、ベンゼン、トルエン、キシレン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル、ｔ−ブチルメチルエ−テル、１，４−ジオキサン、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等である。これらの溶媒は、反応させる芳香族ハライドおよび芳香族ボロン酸の構造に応じて適宜選択できる。溶媒は単独で用いてもよく、混合溶媒として用いてもよい。

式（１）で表されるアントラセン誘導体は、固体状態において強い蛍光を持つ化合物であり様々な色の発光に使用できるが、特に青色発光に適している。これらのアントラセン誘導体は、非対称の分子構造を持っているため、有機ＥＬ素子作製時にアモルファス状態を形成しやすい。また、これらのアントラセン誘導体は、耐熱性に優れ、電界印加時においても安定である。

式（１）で表されるアントラセン誘導体は、高い発光量子効率、正孔注入性、正孔輸送性、電子注入性および電子輸送性を持っているので、発光材料として発光層に有効に使用できる。式（１）で表されるアントラセン誘導体は、ホスト発光材料として有効である。これらのアントラセン誘導体は、発光波長が短く青色ホスト発光材料として優れているが、青色以外の発光にも使用することが可能である。本発明で用いたアントラセン誘導体をホスト材料として使用すると、エネルギー移動が効率よく行われ、高効率、長寿命の発光素子が得られる。

本発明は、発光層が式（１）で表されるアントラセン誘導体をホストとして含有し、ペリレン誘導体、ボラン誘導体、クマリン誘導体、ピラン誘導体、イリジウム錯体、および白金錯体から選ばれる少なくとも１つをドーパントとして含有する有機ＥＬ素子である。本発明の有機ＥＬ素子は、高効率、長寿命であるばかりでなく、駆動電圧が低く、保存時および駆動時の耐久性が高い。

ペリレン誘導体の具体例は、３，１０−ジ（２，６−ジメチルフェニル）ペリレン、３，１０−ジ（２，４，６−トリメチルフェニル）ペリレン、３，１０−ジフェニルペリレン、３，４−ジフェニルペリレン、２，５，８，１１−テトラ−ｔ−ブチルペリレン、３，４，９，１０−テトラフェニルペリレン、３−（１’−ピレニル）−８，１１−ジ（ｔ−ブチル）ペリレン、３−（９’−アントリル）−８，１１−ジ（ｔ−ブチル）ペリレン、３，３’−ビス（８，１１−ジ（ｔ−ブチル）ペリレニル）等である。

ボラン誘導体は下記の式（Ｂ）で示される化合物である。

式（Ｂ）中、Ｑは、炭素数６〜５０のアリール、またはヘテロアリールであり、この炭素数６〜５０のアリールおよびヘテロアリールの任意の水素は、シアノ、炭素数１〜１２のアルキル、炭素数３〜１２のシクロアルキル、または炭素数６〜２４のアリールで置き換えられてもよく；Ｙは、炭素数１〜２４のアルキル、炭素数３〜２４のシクロアルキル、炭素数６〜５０のアリール、またはヘテロアリールであり；Ｚは、水素、、炭素数１〜２４のアルキル、炭素数３〜２４のシクロアルキル、炭素数６〜５０のアリール、またはヘテロアリールであり；Ｙ、Ｚは、隣接した基同士でそれぞれ互いに結合して新たな環を形成してもよい。

ボラン誘導体の具体例は、１，８−ジフェニル−１０−（ジメシチルボリル）アントラセン、９−フェニル−１０−（ジメシチルボリル）アントラセン、４−（９’−アントリル）ジメシチルボリルナフタレン、４−（１０’−フェニル−９’−アントリル）ジメシチルボリルナフタレン、９−（ジメシチルボリル）アントラセン、９−（４’−ビフェニル）−１０−（ジメシチルボリル）アントラセン、９−（４’−（Ｎ−カルバゾリル）フェニル）−１０−（ジメシチルボリル）アントラセン、９−（３’−ビフェニル）−１０−（ジメシチルボリル）アントラセン、９−（２’−ビフェニル）−１０−（ジメシチルボリル）アントラセン、９−（ジメシチルボリル）−１０−［４−（１０−ジメシチルボリル−９−アントリル）フェニル］アントラセン、９−（ジメシチルボリル）−１０−［２，５−ジメチル−４−（１０−ジメシチルボリル−９−アントリル）フェニル］アントラセン、２，８−ビス（ジメシチルボリル）−６，６’，１２，１２’−テトラフェニル−６，１２−ジヒドロインデノ［１，２ｂ］フルオレン、２，９−ビス（ジメシチルボリル）−６，６’，１４，１４’−テトラフェニル−６，１４−ジヒドロインデノ［１，２ｂ］− ベンゾ［ｉ］フルオレン、２，９−ビス（ジメシチルボリル）−７，７’，１４，１２’−テトラフェニル−７，１４−ジヒドロフルオレノ［２，１ａ］フルオレン、９−（２’−シアノフェニル）−１０−（ジメシチルボリル）アントラセン、９−（３’−シアノフェニル）−１０−（ジメシチルボリル）アントラセン、９−（４’−シアノフェニル）−１０−（ジメシチルボリル）アントラセン、９−（６’−シアノ−２’−フェニルフェニル）−１０−（ジメシチルボリル）アントラセン、９−（５’−シアノ−２’−フェニルフェニル）−１０−（ジメシチルボリル）アントラセン、９−（４’−シアノ−２’−フェニルフェニル）−１０−（ジメシチルボリル）アントラセン、９−（６’−シアノ−３’−フェニルフェニル）−１０−（ジメシチルボリル）アントラセン、９−（５’−シアノ−３’−フェニルフェニル）−１０−（ジメシチルボリル）アントラセン等である。

クマリン誘導体の具体例は、クマリン−６、クマリン−６Ｈ、クマリン−３０、クマリン−１０２、クマリン−１１０、クマリン−１５２、クマリン−３３４、クマリン−３４３、クマリン−４８０Ｄ等である。

ピラン誘導体の具体例は、下記のＤＣＭ、ＤＣＪＴＢ等である。

イリジウム錯体の具体例は、下記のＩｒ（ｐｐｙ）₃等である。

白金錯体の具体例は、下記のＰｔＯＥＰ等である。

ドーパントの使用量はドーパントによって異なり、そのドーパントの特性に合わせて決めれば良い。ドーパントの使用量の目安は発光材料全体の０．００１〜５０重量％であり、好ましくは０．１〜１０重量％である。

本発明の有機ＥＬ素子の構造は各種の態様があるが、基本的には陽極と陰極との間に少なくとも正孔輸送層、発光層、電子輸送層を挟持した多層構造である。素子の具体的な構成の例は、（１）陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極、（２）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極、（３）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極、等である。

本発明の有機ＥＬ素子に使用される電子輸送材料および電子注入材料は、光導電材料において電子伝達化合物として使用できる化合物、有機ＥＬ素子の電子注入層および電子輸送層に使用できる化合物の中から任意に選択して用いることができる。

このような電子伝達化合物の具体例は、キノリノール系金属錯体、ピリジン誘導体、フェナントロリン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、ペリレン誘導体、オキサジアゾール誘導体、チオフェン誘導体、トリアゾール誘導体、チアジアゾール誘導体、オキシン誘導体の金属錯体、キノキサリン誘導体、キノキサリン誘導体のポリマー、ベンザゾール類化合物、ガリウム錯体、ピラゾール誘導体、パーフルオロ化フェニレン誘導体、トリアジン誘導体、ピラジン誘導体、ベンゾキノリン誘導体、イミダゾピリジン誘導体、ボラン誘導体等である。

電子伝達化合物の好ましい例は、キノリノール系金属錯体、ピリジン誘導体またはフェナントロリン誘導体である。キノリノール系金属錯体の具体例は、トリス（８−ヒドロキシキノリン）アルミニウム（以下、ＡＬＱと略記する。）、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ[ｈ]キノリン）ベリリウム、トリス（４−メチル−８−ヒドロキシキノリン）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−ヒドロキシキノリン）−（４−フェニルフェノール）アルミニウム等である。ピリジン誘導体の具体例は、２，５−ビス（６’−（２’，２”−ビピリジル）−１，１−ジメチル−３，４−ジフェニルシロール（以下、ＰｙＰｙＳＰｙＰｙと略記する）、９，１０−ジ（２’，２”−ビピリジル）アントラセン、２，５−ジ（２’，２”−ビピリジル）チオフェン、２，５−ジ（３’，２”−ビピリジル）チオフェン、６’，６”−ジ（２−ピリジル）−２，２’：４’，３”：２”，２”’−クアテルピリジン等である。フェナントロリン誘導体の具体例は、４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン、２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン、９，１０−ジ（１，１０−フェナントロリン−２−イル）アントラセン、２，６−ジ（１，１０−フェナントロリン−５−イル）ピリジン、１，３，５−トリ（１，１０−フェナントロリン−５−イル）ベンゼン、９，９’−ジフルオル−ビス（１，１０−フェナントロリン−５−イル）等である。特にピリジン誘導体、フェナントロリン誘導体を電子輸送層または電子注入層に用いると、低電圧、高効率を実現できる。

本発明の有機ＥＬ素子に使用される正孔注入材料および正孔輸送材料については、光導電材料において、正孔の電荷輸送材料として従来から慣用されている化合物や、有機ＥＬ素子の正孔注入層および正孔輸送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。それらの具体例は、カルバゾール誘導体、トリアリールアミン誘導体、フタロシアニン誘導体等である。カルバゾール誘導体の具体例は、Ｎ−フェニルカルバゾール、ポリビニルカルバゾール等である。トリアリールアミン誘導体の具体例は、芳香族第３級アミンを主鎖あるいは側鎖に持つポリマー、１，１−ビス(４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル)シクロヘキサン、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ジ（３−メチルフェニル）−４，４'−ジアミノビフェニル、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ジナフチル−４，４'−ジアミノビフェニル（以下、ＮＰＤと略記する。）、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、スターバーストアミン誘導体等である。フタロシアニン誘導体の具体例は、無金属フタロシアニン、銅フタロシアニン等である。

本発明の有機ＥＬ素子を構成する各層は、各層を構成すべき材料を蒸着法、スピンコート法またはキャスト法等の方法で薄膜とすることにより、形成することができる。このようにして形成された各層の膜厚については特に限定はなく、材料の性質に応じて適宜設定することができるが、通常２ｎｍ〜５０００ｎｍの範囲である。なお、発光材料を薄膜化する方法は、均質な膜が得やすく、かつピンホールが生成しにくい等の点から蒸着法を採用するのが好ましい。蒸着法を用いて薄膜化する場合、その蒸着条件は、本発明の発光材料の種類、分子累積膜の目的とする結晶構造および会合構造等により異なる。蒸着条件は一般的に、ボート加熱温度５０〜４００℃、真空度１０^-6〜１０^-3Ｐａ、蒸着速度０．０１〜５０ｎｍ／秒、基板温度−１５０〜＋３００℃、膜厚５ｎｍ〜５μｍの範囲で適宜設定することが好ましい。

本発明の有機ＥＬ素子は、前記のいずれの構造であっても、基板に支持されていることが好ましい。基板は機械的強度、熱安定性および透明性を有するものであればよく、ガラス、透明プラスチックフィルム等を用いることができる。陽極物質は４ｅＶより大きな仕事関数を有する金属、合金、電気伝導性化合物およびこれらの混合物を用いることができる。その具体例は、Ａｕ等の金属、ＣｕＩ、インジウムチンオキシド（以下、ＩＴＯと略記する）、ＳｎＯ₂、ＺｎＯ等である。

陰極物質は４ｅＶより小さな仕事関数の金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物を使用できる。その具体例は、アルミニウム、カルシウム、マグネシウム、リチウム、マグネシウム合金、アルミニウム合金等である。合金の具体例は、アルミニウム／弗化リチウム、アルミニウム／リチウム、マグネシウム／銀、マグネシウム／インジウム等である。有機ＥＬ素子の発光を効率よく取り出すために、電極の少なくとも一方は光透過率を１０％以上にすることが望ましい。電極としてのシート抵抗は数百Ω／□以下にすることが好ましい。なお、膜厚は電極材料の性質にもよるが、通常１０ｎｍ〜１μｍ、好ましくは１０〜４００ｎｍの範囲に設定される。このような電極は、上述の電極物質を使用して、蒸着やスパッタリング等の方法で薄膜を形成させることにより作製することができる。

次に、本発明の発光材料を用いて有機ＥＬ素子を作成する方法の一例として、前述の陽極／正孔注入層／正孔輸送層／本発明のアントラセン誘導体＋ドーパント（発光層）／電子輸送層／陰極からなる有機ＥＬ素子の作成法について説明する。適当な基板上に、陽極材料の薄膜を蒸着法により形成させて陽極を作製した後、この陽極上に正孔注入層および正孔輸送層の薄膜を形成させる。この上に本発明のアントラセン誘導体とドーパントを共蒸着し薄膜を形成させて発光層とし、この発光層の上に電子輸送層を形成させ、さらに陰極用物質からなる薄膜を蒸着法により形成させて陰極とすることにより、目的の有機ＥＬ素子が得られる。なお、上述の有機ＥＬ素子の作製においては、作製順序を逆にして、陰極、電子輸送層、発光層、正孔輸送層、正孔注入層、陽極の順に作製することも可能である。

このようにして得られた有機ＥＬ素子に直流電圧を印加する場合には、陽極を＋、陰極を−の極性として印加すればよく、電圧２〜４０Ｖ程度を印加すると、透明又は半透明の電極側（陽極又は陰極、および両方）より発光が観測できる。また、この有機ＥＬ素子は、交流電圧を印加した場合にも発光する。なお、印加する交流の波形は任意でよい。

本発明を実施例に基づいて更に詳しく説明する。
［実施例１］ 化合物（５６）の合成
窒素雰囲気下、９−ブロモ−１０−（ｍ−ターフェニル）アントラセン４．８５ｇ、β−ナフチレンボロン酸２．５８ｇをトルエンとエタノールの混合溶媒１００ｍｌ（トルエン／エタノール＝４／１）に溶かし、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）０．５８ｇを加えて５分間攪拌し、その後、２Ｍの炭酸ナトリウム水溶液１０ｍｌを加えて３時間還流した。加熱終了後反応液を冷却し、有機層を分取して、これを飽和食塩水で洗浄後、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。乾燥剤を除去し、溶媒を減圧留去して得られた固体を、シリカゲルでカラム精製（溶媒：へプタン／トルエン＝３／１）を行った後、昇華精製して、目的の化合物３.５ｇを得た。ＭＳスペクトルおよびＮＭＲ測定により化合物（５６）の構造を確認した。他の物性は以下の通りであった。
融点：３０４℃、結晶温度：１８５℃ ［測定機器：UNIX−DSC7 （PERKIN−ELMER社製）； 測定条件： 冷却速度200℃／Min.、昇温速度40℃／Min.]
蛍光量子収率／トルエン溶液： ０．８ ［測定機器：V−560（日本分光株式会社製）、FP-777W （日本分光株式会社製）］

［実施例２］ 化合物（２３）の合成
窒素雰囲気下、９−ブロモ−１０−（β−ナフチル）アントラセン３．８３ｇ、ｍ−クアテルフェニル−３−ボロン酸３.８５ｇをトルエンとエタノールの混合溶媒１００ｍｌ（トルエン／エタノール＝４／１）に溶かし、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）０．５８ｇを加えて５分間攪拌し、その後、２Ｍの炭酸ナトリウム水溶液１０ｍｌを加えて１０時間還流した。加熱終了後反応液を冷却し、有機層を分取して、これを飽和食塩水で洗浄後、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。乾燥剤を除去し、溶媒を減圧留去して得られた固体を、シリカゲルでカラム精製（溶媒：へプタン／トルエン＝３／１）を行った後、昇華精製して、目的の化合物４ｇを得た。ＭＳスペクトルおよびＮＭＲ測定により化合物（２３）の構造を確認した。融点：２２０℃。

［実施例３］ 化合物（２７）の合成
窒素雰囲気下、９−ブロモ−１０−（β−ナフチル）アントラセン３．８３ｇ、ｏ−クアテルフェニル−３−ボロン酸３.８５ｇをトルエンとエタノールの混合溶媒１００ｍｌ（トルエン／エタノール＝４／１）に溶かし、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）０．５８ｇを加えて５分間攪拌し、その後、２Ｍの炭酸ナトリウム水溶液１０ｍｌを加えて１０時間還流した。加熱終了後反応液を冷却し、有機層を分取して、これを飽和食塩水で洗浄後、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。乾燥剤を除去し、溶媒を減圧留去して得られた固体を、シリカゲルでカラム精製（溶媒：へプタン／トルエン＝３／１）を行った後、昇華精製して、目的の化合物３ｇを得た。ＭＳスペクトルおよびＮＭＲ測定により化合物（２７）の構造を確認した。融点：２１０℃。

原料化合物を適宜選択することにより、上記の合成例に準じた方法で、本発明の他の発光材料を合成することができる。

［実施例４］
ＩＴＯを１５０ｎｍの厚さに蒸着した２５ｍｍ×７５ｍｍ×１.１ｍｍのガラス基板（東京三容真空（株）製）を透明支持基板とした。この透明支持基板を市販の蒸着装置（真空機工（株）製）の基板ホルダーに固定し、銅フタロシアニンを入れたモリブデン製蒸着用ボート、ＮＰＤを入れたモリブデン製蒸着用ボート、化合物（５６）を入れたモリブデン製蒸着用ボート、下記式（９０）で表されるペリレン誘導体を入れたモリブデン製蒸着用ボート、ＡＬＱを入れたモリブデン製蒸着用ボート、弗化リチウムを入れたモリブデン製蒸着用ボート、およびアルミニウムを入れたタングステン製蒸着用ボートを装着した。真空槽を１×１０^-3Ｐａまで減圧し、銅フタロシアニンが入った蒸着用ボートを加熱して、膜厚２０ｎｍになるように蒸着して正孔注入層を形成し、次いで、ＮＰＤ入りの蒸着用ボートを加熱して、膜厚３０ｎｍになるようにＮＰＤを蒸着して正孔輸送層を形成した。次に、化合物（５６）を入れたモリブデン製蒸着用ボートおよび下記式（９０）で表されるペリレン誘導体を入れたモリブデン製蒸着用ボートを加熱して、膜厚３５ｎｍになるように共蒸着して発光層を形成した。このときのドープ濃度は、約１重量％であった。次にＡＬＱ入りの蒸着用ボートを加熱して、膜厚１５ｎｍになるようにＡＬＱを蒸着して電子輸送層を形成した。以上の蒸着速度は０.１〜０.２ｎｍ／秒であった。その後、弗化リチウム入りの蒸着用ボートを加熱して、膜厚０.５ｎｍになるように０.００３〜０.０１ｎｍ／秒の蒸着速度で蒸着し、次いで、アルミニウム入りの蒸着用ボートを加熱して、膜厚１００ｎｍになるように０.２〜０.５ｎｍ／秒の蒸着速度で蒸着することにより、有機ＥＬ素子を得た。ＩＴＯ電極を陽極、弗化リチウム／アルミニウム電極を陰極として、約４．７Ｖの直流電圧を印加すると、約１．８ｍＡ／ｃｍ²の電流が流れ、発光効率４ｌｍ／Ｗで波長４６８ｎｍの青色の発光を得た。また、５０ｍＡ／ｃｍ²の定電流駆動を行ったところ、初期輝度１８００ｃｄ／ｍ²で、輝度半減時間は４１０時間の寿命特性を示した。

［実施例５］
実施例４で用いた化合物（９０）を下記式（９１）で表されるボラン誘導体に替えた以外は、実施例４に準じた方法で有機ＥＬ素子を得た。ＩＴＯ電極を陽極、弗化リチウム／アルミニウム電極を陰極として、約５Ｖの直流電圧を印加すると、約１．５ｍＡ／ｃｍ²の電流が流れ、発光効率５ｌｍ／Ｗで波長４７２ｎｍの青色の発光を得た。また、５０ｍＡ／ｃｍ²の定電流駆動を行ったところ、初期輝度３２００ｃｄ／ｍ²で、輝度半減時間は２２０時間の寿命特性を示した。

［実施例６］
実施例４で用いた化合物（５６）を化合物（２３）に替えた以外は、実施例４に準じた方法で有機ＥＬ素子を得た。ＩＴＯ電極を陽極、弗化リチウム／アルミニウム電極を陰極として、約４．５Ｖの直流電圧を印加すると、約１．９ｍＡ／ｃｍ²の電流が流れ、発光効率３．８ｌｍ／Ｗで波長４６８ｎｍの青色の発光を得た。また、５０ｍＡ／ｃｍ²の定電流駆動を行ったところ、初期輝度１７８０ｃｄ／ｍ²で、輝度半減時間は４００時間の寿命特性を示した。

［実施例７］
実施例４で用いたＡＬＱをＰｙＰｙＳＰｙＰｙに替えた以外は、実施例４に準じた方法で有機ＥＬ素子を得た。ＩＴＯ電極を陽極、弗化リチウム／アルミニウム電極を陰極として、約３Ｖの直流電圧を印加すると、約１ｍＡ／ｃｍ²の電流が流れ、発光効率６.５ｌｍ／Ｗで波長４６７ｎｍの青色の発光を得た。また、５０ｍＡ／ｃｍ²の定電流駆動を行ったところ、初期輝度２６００ｃｄ／ｍ²で、輝度半減時間は２３０時間の寿命特性を示した。

［実施例８］
実施例７で用いた化合物（９０）を前記の式（９１）で表されるボラン誘導体に替えた以外は、実施例７に準じた方法で有機ＥＬ素子を得た。ＩＴＯ電極を陽極、弗化リチウム／アルミニウム電極を陰極として、約３．２Ｖの直流電圧を印加すると、約１ｍＡ／ｃｍ²の電流が流れ、発光効率８ｌｍ／Ｗで波長４７３ｎｍの青色の発光を得た。また、５０ｍＡ／ｃｍ²の定電流駆動を行ったところ、初期輝度４７００ｃｄ／ｍ²で、輝度半減時間は１００時間の寿命特性を示した。

［実施例９］
実施例６で用いたＡＬＱをＰｙＰｙＳＰｙＰｙに替えた以外は、実施例６に準じた方法で有機ＥＬ素子を得た。ＩＴＯ電極を陽極、弗化リチウム／アルミニウム電極を陰極として、約３．１Ｖの直流電圧を印加すると、約１．２ｍＡ／ｃｍ²の電流が流れ、発光効率６ｌｍ／Ｗで波長４６８ｎｍの青色の発光を得た。また、５０ｍＡ／ｃｍ²の定電流駆動を行ったところ、初期輝度２６２０ｃｄ／ｍ²で、輝度半減時間は２４０時間の寿命特性を示した。

［実施例１０］
実施例８で用いた化合物（５６）を化合物（２７）に替えた以外は、実施例８に準じた方法で有機ＥＬ素子を得た。ＩＴＯ電極を陽極、弗化リチウム／アルミニウム電極を陰極として、約３．４Ｖの直流電圧を印加すると、約１．１ｍＡ／ｃｍ²の電流が流れ、発光効率７．８ｌｍ／Ｗで波長４７３ｎｍの青色の発光を得た。また、５０ｍＡ／ｃｍ²の定電流駆動を行ったところ、初期輝度４６７０ｃｄ／ｍ²で、輝度半減時間は１０５時間の寿命特性を示した。

［比較例１］
ＩＴＯを１５０ｎｍの厚さに蒸着した２５ｍｍ×７５ｍｍ×１.１ｍｍのガラス基板（東京三容真空（株）製）を透明支持基板とした。この透明支持基板を市販の蒸着装置（真空機工（株）製）の基板ホルダーに固定し、銅フタロシアニンを入れたモリブデン製蒸着用ボート、ＮＰＤを入れたモリブデン製蒸着用ボート、下記式（９２）で表されるアントラセン誘導体を入れたモリブデン製蒸着用ボート、ＡＬＱを入れたモリブデン製蒸着用ボート、弗化リチウムを入れたモリブデン製蒸着用ボート、およびアルミニウムを入れたタングステン製蒸着用ボートを装着した。真空槽を１×１０^-3Ｐａまで減圧し、銅フタロシアニンが入った蒸着用ボートを加熱して、膜厚２０ｎｍになるように蒸着して正孔注入層を形成し、次いで、ＮＰＤ入りの蒸着用ボートを加熱して、膜厚３０ｎｍになるようにＮＰＤを蒸着して正孔輸送層を形成した。次に、化合物（９２）を入れたモリブデン製蒸着用ボートを加熱して、膜厚３５ｎｍになるように蒸着して発光層を形成した。次にＡＬＱ入りの蒸着用ボートを加熱して、膜厚１５ｎｍになるようにＡＬＱを蒸着して電子輸送層を形成した。以上の蒸着速度は０.１〜０.２ｎｍ／秒であった。その後、弗化リチウム入りの蒸着用ボートを加熱して、膜厚０.５ｎｍになるように０.００３〜０.０１ｎｍ／秒の蒸着速度で蒸着し、次いで、アルミニウム入りの蒸着用ボートを加熱して、膜厚１００ｎｍになるように０.２〜０.５ｎｍ／秒の蒸着速度で蒸着することにより、有機ＥＬ素子を得た。ＩＴＯ電極を陽極、弗化リチウム／アルミニウム電極を陰極として、約６Ｖの直流電圧を印加すると、約５ｍＡ／ｃｍ²の電流が流れ、発光効率１．２ｌｍ／Ｗで波長４４０ｎｍの青色の発光を得た。また、５０ｍＡ／ｃｍ²の定電流駆動を行ったところ、初期輝度９５０ｃｄ／ｍ²で、輝度半減時間は５０時間の寿命特性を示した。

［比較例２］
比較例１で用いたＡＬＱをＰｙＰｙＳＰｙＰｙに替えた以外は、比較例１に準じた方法で有機ＥＬ素子を作成した。ＩＴＯ電極を陽極、弗化リチウム／アルミニウム電極を陰極として、約４．２Ｖの直流電圧を印加すると、約５.１ｍＡ／ｃｍ²の電流が流れ、発光効率１．５ｌｍ／Ｗで波長４４１ｎｍの青色の発光を得た。また、５０ｍＡ／ｃｍ²の定電流駆動を行ったところ、初期輝度１０００ｃｄ／ｍ²で、輝度半減時間は３１時間の寿命特性を示した。

［比較例３］
実施例７で用いた化合物（５６）を前記の式（９２）で表されるアントラセン誘導体に替えた以外は、実施例７に準じた方法で有機ＥＬ素子を得た。ＩＴＯ電極を陽極、弗化リチウム／アルミニウム電極を陰極として、約４Ｖの直流電圧を印加すると、約２ｍＡ／ｃｍ²の電流が流れ、発光効率４ｌｍ／Ｗで波長４６４ｎｍの青色の発光が得られた。また、５０ｍＡ／ｃｍ²の定電流駆動を行ったところ、初期輝度２４００ｃｄ／ｍ²で、輝度半減時間は７５時間の寿命特性を示した。

［比較例４］
実施例４で用いた化合物（５６）を下記式（９３）で表されるアントラセン誘導体に替えた以外は、実施例４に準じた方法で有機ＥＬ素子を得た。ＩＴＯ電極を陽極、弗化リチウム／アルミニウム電極を陰極として、約５Ｖの直流電圧を印加すると、約３．５ｍＡ／ｃｍ²の電流が流れ、発光効率２ｌｍ／Ｗで波長４６７ｎｍの青色の発光が得られた。また、５０ｍＡ／ｃｍ²の定電流駆動を行ったところ、初期輝度１４００ｃｄ／ｍ²で、輝度半減時間は１２５時間の寿命特性を示した。

［比較例５］
実施例７で用いた化合物（９０）を下記式（９４）で表されるアミン含有スチリル誘導体に替えた以外は、実施例７に準じた方法で有機ＥＬ素子を得た。ＩＴＯ電極を陽極、弗化リチウム／アルミニウム電極を陰極として、約４Ｖの直流電圧を印加すると、約１．８ｍＡ／ｃｍ²の電流が流れ、発光効率５．２ｌｍ／Ｗで波長４５５ｎｍの青色の発光を得た。また、５０ｍＡ／ｃｍ²の定電流駆動を行ったところ、初期輝度２８００ｃｄ／ｍ²で、輝度半減時間は１０時間の寿命特性を示した。

［比較例6］
実施例７で用いた化合物（９０）を下記式（９５）で表されるアミン含有スチリル誘導体に替えた以外は、実施例７に準じた方法で有機ＥＬ素子を得た。ＩＴＯ電極を陽極、弗化リチウム／アルミニウム電極を陰極として、約４．２Ｖの直流電圧を印加すると、約４．７ｍＡ／ｃｍ²の電流が流れ、発光効率１．６ｌｍ／Ｗで波長４４８ｎｍの青色の発光を得た。また、５０ｍＡ／ｃｍ²の定電流駆動を行ったところ、初期輝度１０００ｃｄ／ｍ²で、輝度半減時間は８時間の寿命特性を示した。

本発明の有機ＥＬ素子を用いることにより、フルカラー表示等の高性能のディスプレイ装置を作成できる。

Claims (20)

1. 基板上に、陽極及び陰極により挟持された、少なくとも正孔輸送層、発光層及び電子輸送層を有する有機電界発光素子であって、発光層が、下記の式（１）で表されるアントラセン誘導体をホストとして、ペリレン誘導体、ボラン誘導体、クマリン誘導体、ピラン誘導体、イリジウム錯体、および白金錯体から選ばれる少なくとも１つをドーパントとして含有する有機電界発光素子。
   
   

   

   式（１）中、Ｒ¹〜Ｒ⁴は、独立して、水素または炭素数１〜１２のアルキルであり、この炭素数１〜１２のアルキルにおける任意の−ＣＨ₂−は−Ｏ−で置き換えられてもよく；Ｒ⁵〜Ｒ¹¹は、独立して、水素、炭素数１〜１２のアルキル、炭素数３〜１２のシクロアルキル、または炭素数６〜１２のアリールであり、この炭素数１〜１２のアルキルにおける任意の−ＣＨ₂−は−Ｏ−または炭素数６〜１２のアリーレンで置き換えられてもよく、この炭素数３〜１２のシクロアルキルにおける任意の水素は炭素数１〜１２のアルキルまたは炭素数６〜１２のアリールで置き換えられてもよく、この炭素数６〜１２のアリールにおける任意の水素は炭素数１〜１２のアルキル、炭素数３〜１２のシクロアルキル、炭素数６〜１２のアリールまたは炭素数１２〜１８の非縮合環系アリールで置き換えられてもよく；そして、Ｘは、下記の式（２−１）〜（２−１５）で表される基の群から選ばれる１つであり；
   
   

   

   式（２−１）〜（２−１５）中、Ｒ¹²は独立して式（１）におけるＲ¹〜Ｒ⁴と同一であり；そして、Ａｒは独立して式（３）で表される非縮合環系アリールであり；
   
   

   

   式（３）中、ｎは０〜５の整数であり；そして、Ｒ¹³〜Ｒ²¹は、独立して、水素、炭素数１〜１２のアルキル、または炭素数６〜１２のアリールであり、この炭素数１〜１２のアルキルにおける任意の−ＣＨ₂−は−Ｏ−で置き換えられてもよく、この炭素数６〜１２のアリールにおける任意の水素は炭素数１〜１２のアルキル、炭素数３〜１２のシクロアルキルまたは炭素数６〜１２のアリールで置き換えられてもよい。
2. 発光層が、式（１）におけるＲ¹〜Ｒ⁴が、独立して、水素、メチルまたはｔ−ブチルであり；Ｒ⁵〜Ｒ¹¹が、独立して、水素、メチル、ｔ−ブチル、フェニル、１−ナフチル、２−ナフチル、４−ｔ−ブチルフェニル、またはｍ−ターフェニル−５’−イルであり；そして、Ｘが式（２−１）〜（２−１５）で表される基の群から選ばれる１つであり、式（２−１）〜（２−１５）中、Ｒ¹²が、独立して、水素、メチルまたはｔ−ブチルであるアントラセン誘導体をホストとして含有する、請求項１に記載の有機電界発光素子。
3. 発光層が、式（１）におけるＲ¹〜Ｒ⁴が水素であり；Ｒ⁵〜Ｒ¹¹が、独立して、水素、フェニル、１−ナフチル、２−ナフチル、またはｍ−ターフェニル−５’−イルであり；そして、Ｘが式（２−１）〜（２−１５）で表される基の群から選ばれる１つであり、式（２−１）〜（２−１５）中、Ｒ¹²が水素であるアントラセン誘導体をホストとして含有する、請求項１に記載の有機電界発光素子。
4. 発光層が、式（１）におけるＲ¹〜Ｒ⁴が水素であり；Ｒ⁵〜Ｒ¹¹が、独立して、水素、フェニル、１−ナフチル、２−ナフチル、またはｍ−ターフェニル−５’−イルであり；そして、Ｘが下記の式（２−１）、（２−２）、（２−４）〜（２−６）、および（２−１０）で表される基の群から選ばれる１つであるアントラセン誘導体をホストとして含有する、請求項１に記載の有機電界発光素子。
   
   

   

   式（２−１）、（２−２）、（２−４）〜（２−６）、および（２−１０）中、Ｒ¹²は水素であり；そしてＡｒは独立して下記の式（４−１）〜（４−１６）で表される基の群から選ばれる１つである。
   
   

   
5. 発光層が、式（１）におけるＲ¹〜Ｒ⁴が水素であり、；Ｒ⁵〜Ｒ¹¹が、独立して、水素、フェニル、１−ナフチル、２−ナフチル、またはｍ−ターフェニル−５’−イルであり；そして、Ｘが下記の式（２−１）、（２−２）、（２−４）〜（２−６）、および（２−１０）で表される基の群から選ばれる１つであるアントラセン誘導体をホストとして含有する、請求項１に記載の有機電界発光素子。
   
   

   

   式（２−１）、（２−２）、（２−４）〜（２−６）、および（２−１０）中、Ｒ¹²は水素であり；そして、Ａｒは独立して下記の式（４−１）〜（４−１０）および（４−１４）〜（４−１６）で表される基の群から選ばれる１つである。
   
   

   
6. 発光層が、式（１）におけるＲ¹〜Ｒ⁴が水素であり；Ｒ⁵〜Ｒ¹¹が、独立して、水素、フェニル、１−ナフチル、２−ナフチル、またはｍ−ターフェニル−５’−イルであり；そして、Ｘが下記の式（２−１）、（２−２）、（２−４）および（２−５）で表される基の群から選ばれる１つであるアントラセン誘導体をホストとして含有する、請求項１に記載の有機電界発光素子。
   
   

   

   式（２−１）、（２−２）、（２−４）および（２−５）中、Ｒ¹²は水素であり；そして、Ａｒは独立して下記の式（４−１）〜（４−１０）および（４−１４）〜（４−１６）で表される基の群から選ばれる１つである。
   
   

   
7. 電子輸送層がキノリノール系金属錯体を含有する、請求項１〜６に記載の有機電界発光素子。
8. 電子輸送層がピリジン誘導体およびフェナントロリン誘導体の少なくとも１つを含有する、請求項１〜６に記載の有機電界発光素子。
9. 発光層がペリレン誘導体をドーパントとして含有する、請求項７に記載の有機電界発光素子。
10. 発光層がペリレン誘導体をドーパントとして含有する、請求項８に記載の有機電界発光素子。
11. 発光層がボラン誘導体をドーパントとして含有する、請求項７に記載の有機電界発光素子。
12. 発光層がボラン誘導体をドーパントとして含有する、請求項８に記載の有機電界発光素子。
13. 発光層がクマリン誘導体をドーパントとして含有する、請求項７に記載の有機電界発光素子。
14. 発光層がクマリン誘導体をドーパントとして含有する、請求項８に記載の有機電界発光素子。
15. 発光層がピラン誘導体をドーパントとして含有する、請求項７に記載の有機電界発光素子。
16. 発光層がピラン誘導体をドーパントとして含有する、請求項８に記載の有機電界発光素子。
17. 発光層がイリジウム錯体をドーパントとして含有する、請求項７に記載の有機電界発光素子。
18. 発光層がイリジウム錯体をドーパントとして含有する、請求項８に記載の有機電界発光素子。
19. 発光層が白金錯体をドーパントとして含有する、請求項７に記載の有機電界発光素子。
20. 発光層が白金錯体をドーパントとして含有する、請求項８に記載の有機電界発光素子。