JP2000286056A - エレクトロルミネッセンス素子材料およびエレクトロルミネッセンス素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】良好なホール輸送能を有する化合物を含有し、
高輝度の塗布型有機ＥＬ素子の作製に好適なＥＬ素子材
料、および塗布型であっても輝度い有機ＥＬ素子を提供
する。 【解決手段】下記一般式（１）式で示されるカルバゾー
ル誘導体を含有するＥＬ素子材料、および該ＥＬ素子材
料からなるＥＬ素子。 【化１】 Ｒ₁は、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキ
ニル基、アリール基、ヘテロ環基を表す。Ｒ₂〜Ｒ₉は、
水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、
アルコキシ基、アルキルチオ基、アミノ基、アルキルア
ミノ基、ジアルキルアミノ基、アリール基、アリールオ
キシ基、アリールチオ基、アリールアミノ基、ジアリー
ルアミノ基、アルキルアリールアミノ基、ヘテロ環基を
表す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、特定のカルバゾー
ル誘導体またはその重合体を含有するエレクトロルミネ
ッセンス素子材料、および該材料を用いたエレクトロル
ミネッセンス素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】今日、種々の表示素子に関する研究開発
が活発であり、中でも、有機エレクトロルミネッセンス
素子（ＥＬ素子）は、低電圧で高輝度の発光を得ること
ができ、有望な表示素子として注目されている。例え
ば、有機化合物の蒸着により有機薄膜を形成するＥＬ素
子が知られている(Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ
Ｌｅｔｔｅｒｓ, ５１,ｐ.９１３〜,(１９８７))。該文
献記載の有機ＥＬ素子は電子輸送材料と正孔輸送材料の
積層構造を有し、従来の単層型素子に比べてその発光特
性が大幅に向上している。この積層型素子で用いられて
いるホール輸送材料としては、ＴＰＤ（Ｎ,Ｎ’−ジフ
ェニル−Ｎ，Ｎ’−ジトリル−ベンジジン）に代表され
るトリアリールアミン誘導体が一般的である。また、ヘ
テロ環型ホール輸送材料としてはＰＶＫ（ポリビニルカ
ルバゾール）が公知であり、現在まで様々な系でその応
用例が報告されている。発明者らも、上記ＴＰＤやＰＶ
Ｋを用いた有機ＥＬ素子について検討を行ってきたが、
トリアリールアミン誘導体は塗布型素子に用いた場合、
ポリマーに誘導したり、また、他のポリマーをバインダ
ーとして分散したりしても、ＰＶＫと比べると、高輝度
の素子が得られなかった。そのＰＶＫを用いた塗布型素
子の場合も、蒸着型素子におけるＴＰＤの性能に比べる
と満足のいく輝度の素子は得られなかった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、良好
なホール輸送能を有する化合物を含有し、輝度の高い有
機ＥＬ素子を作製するの好適なＥＬ素子材料を提供こと
にある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、下記有
機ＥＬ素子材料および有機ＥＬ素子が提供され、本発明
の上記目的が達成される。

【０００５】（１）下記一般式（１）で表されるカルバ
ゾール誘導体を含有するエレクトロルミネッセンス素子
材料。

【０００６】

【化２】

【０００７】式中：Ｒ₁は、水素原子、アルキル基、ア
ルケニル基、アルキニル基、アリール基、またはヘテロ
環基を表す。Ｒ₂〜Ｒ₉は、同一または異なって、水素原
子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコ
キシ基、アルキルチオ基、アミノ基、アルキルアミノ
基、ジアルキルアミノ基、アリール基、アリールオキシ
基、アリールチオ基、アリールアミノ基、ジアリールア
ミノ基、アルキルアリールアミノ基、ヘテロ環基を表
し、いずれか一つは水素原子以外の置換基である。Ｒ₂
〜Ｒ₉の内、隣接する２つの置換基が互いに結合して環
構造を形成してもよい。 （２）一般式（１）中のＲ₂〜Ｒ₉の内、隣接する２つの
置換基が互いに結合して形成する環構造が、芳香族炭化
水素環またはチオフェン環、フラン環、ピロール環およ
びセレノフェン環から選択される環骨格を有するヘテロ
芳香族環である上記（１）に記載のエレクトロルミネッ
センス素子材料。 （３）上記一般式（１）のＲ₁が重合性基であり、一般
式（１）で表されるカルバゾール誘導体が重合すること
によって生成する重合体を含有するエレクトロルミネッ
センス素子材料。 （４）上記一般式（１）のＲ₁がビニル基であり、重合
によって生成する重合体がポリＮ−ビニルカルバゾール
誘導体である上記（３）に記載のエレクトロルミネッセ
ンス素子材料。 （５）上記一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体
が一般式（１）のＲ₁〜Ｒ₉から選ばれる２つ以上の基を
介して分子間で結合することによって生成する重合体を
含有するエレクトロルミネッセンス素子材料。 （６）（ａ）上記（１）もしくは（２）に記載のカルバ
ゾール誘導体、または上記（３）〜（５）のいずれかに
記載のカルバゾール誘導体の重合体、および（ｂ）該重
合体以外のポリマーの少なくとも１種を含有するエレク
トロルミネッセンス素子材料。 （７）上記（ｂ）ポリマーが共役系ポリマーであるエレ
クトロルミネッセンス素子材料。 （８）陽極と陰極の間に位置する有機層の少なくとも１
層中に、請求項１〜７のいずれかに記載のエレクトロル
ミネッセンス素子材料が含有されているエレクトロルミ
ネッセンス素子。 （９）エレクトロルミネッセンス素子材料が存在する有
機層が塗布により形成されたものである上記（８）に記
載のエレクトロルミネッセンス素子。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明のエレクトロルミネッセン
ス素子材料に含有される化合物は、一般式（１）で表さ
れるカルバゾール誘導体である。まず、一般式（１）で
表されるカルバゾール誘導体を説明する。Ｒ₁は、水素
原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリ
ール基、またはヘテロ環基を表す。アルキル基として
は、炭素数１〜３０のものが好ましく、より好ましくは
炭素数１〜１５、さらに好ましくは炭素数１〜８であ
る。具体的には、例えばメチル、ｔ−ブチル、シクロヘ
キシル等が挙げられる。アルケニル基としては、炭素数
２〜３０のものが好ましく、より好ましくは炭素数２〜
１５、さらに好ましくは炭素数２〜８である。具体的に
は、例えばビニル、１−プロペニル、１−ブテン−２−
イル、シクロヘキセン−１−イル等が挙げられる。

【０００９】アルキニル基としては、炭素数２〜３０の
ものが好ましく、より好ましくは炭素数２〜１５、さら
に好ましくは炭素数２〜８である。具体的には、例えば
エチニル、１−プロピニル等が挙げられる。アリール基
としては、炭素数６〜３０のものが好ましく、より好ま
しくは炭素数６〜１５、さらに好ましくは炭素数６〜１
２である。具体的には、例えばフェニル、トリル、キシ
リル、ナフチル、ビフェニリル、ピレニル等が挙げられ
る。ヘテロ環基としては、炭素数１〜３０のものが好ま
しく、より好ましくは炭素数２〜１５、さらに好ましく
は炭素数２〜８である。また、５または６員環のものが
好ましく、他の環と縮合しいててもよい。ヘテロ原子と
しては、例えば窒素原子、酸素原子、硫黄原子が挙げら
れる。ヘテロ環の具体例としては、例えばピリジル、ピ
ペリジル、オキサゾリル、オキサジアゾリル、テトラヒ
ドロフリル、チエニル等が挙げられる。

【００１０】なかでも、水素原子、アリール基およびヘ
テロ環基が特に好ましい。

【００１１】上記の基はさらに置換基を有していてもよ
い。該置換基が重合性基であって、一般式（１）で表さ
れる化合物を単量体の１つとする重合体は、ＥＬ素子材
料の構成成分となり得る。特にＲ₁がアルケニル基のと
き、一般式（１）のカルバゾール誘導体が重合したポリ
Ｎ−ビニルカルバゾール誘導体は、ＥＬ素子材料の構成
成分として好適である。また、重合する際に他の単量体
と共重合させて共重合体としたものも、ＥＬ素子材料の
構成成分となり得る。さらに、Ｒ₁〜Ｒ₉から選ばれる２
つ以上の基を介して分子間で結合することによって生成
する重合体もＥＬ素子材料の構成成分として好適であ
る。

【００１２】Ｒ₂〜Ｒ₉は、同一または異なって、水素原
子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリー
ル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アミノ基、アル
キルアミノ基、アリールオキシ基、アリールチオ基、ア
リールアミノ基、ジアリールアミノ基、アルキルアリー
ルアミノ基、またはヘテロ環基を表す。但し、Ｒ₂〜Ｒ₉
のいずれか一つは水素原子以外の基である。

【００１３】アルキル基としては、炭素数１〜３０のも
のが好ましく、より好ましくは炭素数１〜１５、さらに
好ましくは炭素数１〜８である。具体的には、例えばメ
チル、ｔ−ブチル、シクロヘキシル等が挙げられる。ア
ルケニル基としては、炭素数２〜３０のものが好まし
く、より好ましくは炭素数２〜１５、さらに好ましくは
炭素数２〜８である。具体的には、例えばビニル、１−
プロベニル、１−ブテン−２−イル、シクロヘキセン−
１−イル等が挙げられる。アルキニル基としては、炭素
教２〜３０のものが好ましく、より好ましくは炭素数２
〜１５、さらに好ましくは炭素数２〜８である。具体的
には、例えばエチニル、１−プロピニル等が挙げられ
る。アリール基としては、炭素数６〜３０のものが好ま
しく、より好ましくは炭素数６〜１５、さらに好ましく
は炭素数６〜１２である。具体的には、例えばフェニ
ル、トリル、キシリル、ナフチル、ピフェニリル、ピレ
ニル等が挙げられる。

【００１４】アルコキシ基としては、炭素数２〜３０の
ものが好ましく、より好ましくは炭素数２〜１５、さら
に好ましくは炭素数２〜８である。具体的には、例えば
メトキシ基、エトキシ基、ブトキシ基、オクチルオキシ
基、２−エチルヘキシルオキシ基等を挙げることができ
る。アルキルチオ基としては、炭素数２〜３０のものが
好ましく、より好ましくは炭素数２〜１５、さらに好ま
しくは炭素数２〜８である。具体的には、例えばメチル
チオ基、エチルチオ基、ブチルチオ基、オクチルチオ基
等を挙げることができる。アミノ基、アルキルアミノ基
としては、炭素数２〜３０のものが好ましく、より好ま
しくは炭素数２〜１５、さらに好ましくは炭素数２〜８
である。具体的には、例えばメチルアミノ基、エチルア
ミノ基、ブチルアミノ基、フェノキシプロピルアミノ
基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジブチルア
ミノ基、ピペリジノ基、モルホリノ基等を挙げることが
できる。

【００１５】アリールオキシ基としては、炭素数６〜３
０のものが好ましく、より好ましくは炭素数６〜１５、
さらに好ましくは炭素数６〜８である。具体的には、例
えばフェノキシ基、トリルオキシ基等が挙げられる。ア
リールチオ基としては、炭素数６〜３０のものが好まし
く、より好ましくは炭素数６〜１５、さらに好ましくは
炭素数６〜８である。具体的には、例えばフェニルチオ
基等を挙げることができる。アリールアミノ基として
は、炭素数６〜３０のものが好ましく、より好ましくは
炭素数６〜１５、さらに好ましくは炭素数６〜８であ
る。具体的には、例えばアニリノ基、トルイジノ基等を
挙げることができる。ジアリールアミノ基としては、炭
素数１２〜３０のものが好ましく、より好ましくは炭素
数１２〜２０、さらに好ましくは炭素数１２〜１５であ
る。具体的には、例えばジフェニルアミノ基等を挙げる
ことができる。

【００１６】アルキルアリールアミノ基(好ましくは炭
素数７〜３０、より好ましくは炭素数７〜１５、さらに
好ましくは炭素数７〜８、例えばＮ−メチルアニリノ
基、Ｎ−エチルアニリノ基等が挙げられる。ヘテロ環基
としては、炭素数２〜３０のものが好ましく、より好ま
しくは炭素数２〜１５、さらに好ましくは炭素数４〜８
である。具体的には、例えばピロール基、フラン基等が
挙げられる。

【００１７】Ｒ₂〜Ｒ₉の内、隣接する２つの置換基が互
いに結合して環状炭化水素、芳香族環、ヘテロ環、ヘテ
ロ芳香族環等の環構造を形成してもよい。特に好ましい
環構造は、芳香族炭化水素環あるいはチオフェン、フラ
ン、ピロール、およびセレノフェンから選ばれる環骨格
を有するヘテロ芳香族環である。

【００１８】Ｒ₁〜Ｒ₉には、さらに置換基が置換可能で
あり、その置換基としては、例えば下記の基を挙げるこ
とができる。 アルキル基：好ましくは炭素数１〜２０、より好ましく
は炭素数１〜１２、特に好ましくは炭素数１〜８であ
り、例えばメチル、エチル、ｉｓｏ−プロピル、ｔｅｒ
ｔ−ブチル、ｎ−オクチル、ｎ−デシル、ｎ−ヘキサデ
シル、シクロプロピル、シクロペンチル、シクロヘキシ
ル等が挙げられる。 アルケニル基：好ましくは炭素数２〜２０、より好まし
くは炭素数２〜１２、特に好ましくは炭素数２〜８であ
り、例えばビニル、アリル、２−ブテニル、３−ペンテ
ニル等が挙げられる。 アルキニル基：好ましくは炭素数２〜２０、より好まし
くは炭素数２〜１２、特に好ましくは炭素数２〜８であ
り、例えばプロパルギル、３−ペンチニル等が挙げられ
る。

【００１９】アリール基：好ましくは炭素数６〜３０、
より好ましくは炭素数６〜２０、特に好ましくは炭素数
６〜１２であり、例えばフェニル、Ｐ−メチルフェニ
ル、ナフチル等が挙げられる。 アルコキシ基：好ましくは炭素数１〜２０、より好まし
くは炭素数１〜１６、特に好ましくは炭素数１〜１２で
あり、例えばメトキシ、エトキシ、ブトキシ、ｔｅｒｔ
−ブトキシ、２−エチルヘキシルオキシ、ドデシルオキ
シ等が挙げられる。 アミノ基：好ましくは炭素数０〜２０、より好ましくは
炭素数２〜１６、特に好ましくは炭素数２〜１２であ
り、例えばジメチルアミノ、メチルカルバモイル、エチ
ルスルフオニルアミノ、ジメチルアミノカルボニルアミ
ノ、フタルイミド等が挙げられる。 ヘテロ環基：好ましくは、酵素原子、硫黄原子、窒素原
子のいずれかを含み、好ましくは炭素数１〜５０、より
好ましくは炭素数１〜３０、特に好ましくは炭素数２〜
１２であり、例えばイミダゾリル、ピリジル、フリル、
ピペリジル、モルホリノ、ベンズオキサソリル、トリア
ソリル等が挙げられる。

【００２０】アリールオキシ基：好ましくは炭素数６〜
２０、より好ましくは炭素数６〜１６、特に好ましくは
炭素数６〜１２であり、例えばフェノキシ、ナフチルオ
キシ等が挙げられる。 アルキルチオ基：好ましくは炭素数１〜２０、より好ま
しくは炭素数１〜１６、特に好ましくは炭素数１〜１２
であり、例えばメチルチオ基等が挙げられる。 アリールチオ基：好ましくは炭素数６〜２０、より好ま
しくは炭素数６〜１６、特に好ましくは炭素数６〜１２
であり、例えばフェニルチオ等が挙げられる。 その他：ヒドロキシ基、ハロゲン原子（好ましくはフッ
素原子、塩素原子、臭素原子、よう素索原子であり、こ
の中でも特にフッ素原子が好ましい）、チオール基等が
挙げられる。

【００２１】これら置換基の中で好ましいものは、アル
キル基、アリール基、およびアルコキシ基である。

【００２２】一般式（１）で表されるカルバゾール誘導
体は、公知の方法で合成可能である。最も一般的には、
アリールヒドラジンとシクロヘキサノン誘導体とのＡｚ
ａ−Ｃｏｐｅ転位反応の後、脱水素芳香族化による合
成、ビフェニル−２−アジドの脱窒素環化反応による合
成、２−ニトロビフェニルの亜リン酸トリエチルによる
還元的環化反応による合成等を挙げることができる。以
下に一般的合成スキームを示す。その後に、一般的
（１）で表されるカルバゾール誘導体およびその重合体
の具体例を例示する。この具体例によって、本発明は制
限されない。

【００２３】

【化３】

【００２４】

【化４】

【００２５】

【化５】

【００２６】

【化６】

【００２７】

【化７】

【００２８】

【化８】

【００２９】

【化９】

【００３０】

【化１０】

【００３１】一般式（１）で表されるカルバゾール誘導
体およびその重合体は、それ自身単独で用いることもで
きるが、その他のポリマーと併用して使用することもで
きる。ポリマーの例としては、炭化水素系ポリマー、ポ
リエステル、ポリアミド、アクリル樹脂等種々のポリマ
ーが使用できるが、なかでも共役系ポリマーが好まし
い。共役系ポリマーとしては、ポリピロール系ポリマ
ー、ポリチオフェン系ポリマー、ポりフェニレン系ポリ
マー、ポリフルオレン系ポリマー、ポリフェニレンビニ
レン系ポリマー等が挙げられる。なかでも、Cambridge
Disp1ay Techno1ogy社より提案されているポリフェニレ
ンビニレン系ポリマーが好ましく使用できる。このポリ
フェニレンビニレン系ポリマーに関しては、ORGANIC EL
ECTROLUMINESCENT MATERIALS AND DEV1CES(Gordon and
Breach Publishers,1997)p.73〜に詳述されている。本
発明で使用できる共役系ポリマーの例を以下に列挙する
が、この具体例によって本発明は何ら制限されない。

【００３２】

【化１１】

【００３３】

【化１２】

【００３４】さらに、一般式（１）で表されるカルバゾ
ール誘導体は、塗布法により他のポリマーとの積層構造
となして使用することもできる。さらには、低分子化合
物と混合したり、積層する等の方法で使用することもで
きる。なお、積層構造となす場合、低分子化合物をポリ
マーバインダーと混合して塗布する方法が採用すること
ができる。また真空蒸着、スパッタリング等の方法で積
層することもできる。

【００３５】一般式（１）で表されるカルバゾール誘導
体を重合体とする場合、その分子量の好ましい範囲は、
５００〜１０，０００，０００であり、特に好ましくは
１，０００〜１，０００，０００の範囲である。

【００３６】次に、一般式（１）で表されるカルバゾー
ル誘導体またはその重合体を含有する有機層を有するＥ
Ｌ素子に関して説明する。ＥＬ素子の有機層の形成方法
は、特に限定されるものではないが、抵抗加熱蒸着、電
子ビーム、スパッタリング、分子積層法、コーティング
法等の方法が用いられ、ＥＬ素子の特性と製造の観点か
ら抵抗加熱蒸着、コーティング法が特に好ましい。

【００３７】本発明のＥＬ素子は陽極、陰極の一対の電
極間に有機層、具体的には発光層もしくは発光層を含む
複数の有機化合物薄膜を形成した素子であり、発光層の
ほか正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層、電子輸送
層、保護層等を有してもよく、またこれらの各層はそれ
ぞれ他の機能を備えたものであってもよい。各層の形成
にはそれぞれ種々の材料を用いることができる。

【００３８】陽極は正孔注入層、正孔輸送層、発光層等
に正孔を供給するものであり、金属、合金、金属酸化
物、電気伝導性化合物、またはこれらの混合物等を用い
ることができ、好ましくは仕事関数が４ｅＶ以上の材料
である。具体例としては酸化スズ、酸化亜鉛、酸化イン
ジウム、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）等の導電性金属
酸化物、あるいは金、銀、クロム、ニッケル等の金属、
さらにこれらの金属と導電性金属酸化物との混合物また
は積層物、ヨウ化銅、硫化銅等の無機導電性物質、ポリ
アニリン、ポリチオフェン、ポリピロール等の有機導電
性材料、およびこれらとＩＴＯとの積層物等が挙げら
れ、好ましくは、導電性金属酸化物であり、特に、生産
性、高導電性、透明性等の点からＩＴＯが好ましい。陽
極の膜厚は材料により適宜選択可能であるが、通常１０
ｎｍ〜４μｍの範囲のものが好ましく、より好ましくは
５０ｎｍ〜１μｍであり、更に好ましくは１００ｎｍ〜
５００ｎｍである。

【００３９】陽極は通常、ソーダライムガラス、無アル
カリガラス、透明樹脂基板等の上に層形成したものが用
いられる。ガラスを用いる場合、その材質については、
ガラスからの溶出イオンを少なくするため、無アルカリ
ガラスを用いることが好ましい。また、ソーダライムガ
ラスを用いる場合、シリカ等のバリアコートを施したも
のを使用することが好ましい。基板の厚みは、機械的強
度を保つのに十分であれば特に制限はないが、ガラスを
用いる場合には、通常０．２ｍｍ以上、好ましくは０．
７ｍｍ以上のものを用いる。陽極の作製には材料によっ
て種々の方法が用いられるが、例えばＩＴＯの場合、電
子ビーム法、スパッタリング法、抵抗加熱蒸着法、化学
反応法（ゾルーゲル法等）、酸化インジウムスズの分散
物の塗布等の方法で膜形成される。陽極は洗浄その他の
処理により、素子の駆動電圧を下げたり、発光効率を高
めることも可能である。例えばＩＴＯの場合、ＵＶ−オ
ゾン処理、プラズマ処理等が効果的である。

【００４０】陰極は電子注入層、電子輸送層、発光層等
に電子を供給するものであり、電子注入層、電子輸送
層、発光層等の負極と隣接する層との密着性やイオン化
ポテンシャル、安定性等を考慮して選ばれる。陰極の材
料としては金属、合金、金属ハロゲン化物、金属酸化
物、電気伝導性化合物、またはこれらの混合物を用いる
ことができ、具体例としてはアルカリ金属（例えばＬ
ｉ，Ｎａ，Ｋ等）およびそのフッ化物、アルカリ土類金
属（例えばＭｇ，Ｃａ等）およびそのフッ化物、金、
銀、鉛、アルミニウム、ナトリウム−カリウム合金また
はそれらの混合金属、リチウム−アルミニウム合金また
はそれらの混合金属、マグネシウム−銀合金またはそれ
らの混合金属、インジウム、イッテリビウム等の希土類
金属等が挙げられ、好ましくは仕事関数が４ｅＶ以下の
材料であり、より好ましくはアルミニウム、リチウム−
アルミニウム合金またはそれらの混合金属、マグネシウ
ム−銀合金またはそれらの混合金属等である。陰極は、
上記化合物および混合物の単層構造だけでなく、上記化
合物および混合物を含む積層構造を取ることもできる。
陰極の膜厚は材料により適宜選択可能であるが、通常１
０ｎｍ〜４μｍの範囲のものが好ましく、より好ましく
は５０ｎｍ〜１μｍであり、更に好ましくは１００ｎｍ
〜１μｍである。陰極の作製には電子ビーム法、スパッ
タリング法、抵抗加熱蒸着法、コーティング法等の方法
が用いられ、金属を単体で蒸着することも、二成分以上
を同時に蒸着することもできる。さらに、複数の金属を
同時に蒸着して合金電極を形成することも可能であり、
またあらかじめ調整した合金を蒸着させてもよい。陽極
および陰極のシート抵抗は低い方が好ましく、数百Ω／
□以下が好ましい。

【００４１】発光層の材料は、電界印加時に陽極または
正孔注入層、正孔輸送層から正孔を注入することができ
ると共に陰極または電子注入層、電子輸送層から電子を
注入することができる機能や、注入された電荷を移動さ
せる機能、正孔と電子の再結合の場を提供して発光させ
る機能を有する層を形成することができるものであれば
何でもよい。好ましくは発光層に金属錯体を含有するも
のであるが、他の発光材料を用いることもできる。例え
ばベンゾオキサゾール誘導体、ベンゾイミダゾール誘導
体、ベンゾチアゾール誘導体、スチリルベンゼン誘導
体、ポリフェニル誘導体、ジフェニルブタジエン誘導
体、テトラフェニルブタジエン誘導体、ナフタルイミド
誘導体、クマリン誘導体、ペリレン誘導体、ペリノン誘
導体、オキサジアゾール誘導体、アルダジン誘導体、ピ
ラリジン誘導体、シクロペンタジエン誘導体、ビススチ
リルアントラセン誘導体、キナクリドン誘導体、ピロロ
ピリジン誘導体、チアジアゾロピリジン誘導体、シクロ
ペンタジエン誘導体、スチリルアミン誘導体、芳香族ジ
メチリディン化合物、８−キノリノール誘導体の金属錯
体や希土類錯体に代表される各種金属錯体等、ポリチオ
フェン、ポリフェニレン、ポリフェニレンビニレン等の
ポリマー化合物等が挙げられる。発光層の膜厚は特に限
定されるものではないが、通常１ｎｍ〜５μｍの範囲の
ものが好ましく、より好ましくは５ｎｍ〜１μｍであ
り、更に好ましくは１０ｎｍ〜５００ｎｍである。発光
層の形成方法は、特に限定されるものではないが、抵抗
加熱蒸着、電子ビーム、スパッタリング、分子積層法、
コーティング法（スピンコート法、キャスト法、ディッ
プコート法等）、ＬＢ法等の方法が用いられ、好ましく
は抵抗加熱蒸着、コーティング法である。

【００４２】正孔注入層、正孔輸送層の材料は、陽極か
ら正孔を注入する機能、正孔を輸送する機能、陰極から
注入された電子を障壁する機能のいずれか有しているも
のであればよい。その具体例としては、カルバゾール誘
導体、トリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、オキ
サジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリー
ルアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導
体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導
体、アミノ置換カルコン誘導体、スチリルアントラセン
誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチ
ルベン誘導体、シラザン誘導体、芳香族第三級アミン化
合物、スチリルアミン化合物、芳香族ジメチリディン系
化合物、ポルフィリン系化合物、ポリシラン系化合物、
ポリ-(Ｎ-ビニルカルバゾール）誘導体、アニリン系共
重合体、チオフェンオリゴマー、ポリチオフェン等の導
電性高分子オリゴマー等が挙げられる。本発明では、一
般式（１）で表されるカルバゾール誘導体あるいはその
重合体が好ましく用いられる。

【００４３】正孔注入層、正孔輸送層の膜厚は特に限定
されるものではないが、通常１ｎｍ〜５μｍの範囲のも
のが好ましく、より好ましくは５ｎｍ〜１μｍであり、
更に好ましくは１０ｎｍ〜５００ｎｍである。正孔注入
層、正孔輸送層は上述した材料の１種または２種以上か
らなる単層構造であってもよいし、同一組成または異種
組成の複数層からなる多層構造であってもよい。正孔注
入層、正孔輸送層の形成方法としては、真空蒸着法やＬ
Ｂ法、前記正孔注入輸送剤を溶媒に溶解または分散させ
てコーティングする方法（スピンコート法、キャスト
法、ディップコート法等）が用いられる。コーティング
法の場合、樹脂成分と共に溶解または分散することがで
き、樹脂成分としては例えば、ポリ塩化ビニル、ポリカ
ーボネート、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレー
ト、ポリブチルメタクリレート、ポリエステル、ポリス
ルホン、ポリフェニレンオキシド、ポリブタジエン、ポ
リ-(Ｎ-ビニルカルバゾール)、炭化水素樹脂、ケトン樹
脂、フェノキシ樹脂、ポリアミド、エチルセルロース、
酢酸ビニル、ＡＢＳ樹脂、ポリウレタン、メラミン樹
脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、エポキシ
樹脂、シリコン樹脂等が挙げられる。

【００４４】電子注入層、電子輸送層の材料は、陰極か
ら電子を注入する機能、電子を輸送する機能、陽極から
注入された正孔を障壁する機能のいずれか有しているも
のであればよい。その具体例としては、金属錯体、トリ
アゾール誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾー
ル誘導体、フルオレノン誘導体、アントラキノジメタン
誘導体、アントロン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、
チオピランジオキシド誘導体、カルボジイミド誘導体、
フルオレニリデンメタン誘導体、ジスチリルピラジン誘
導体、ナフタレンペリレン等の複素環テトラカルボン酸
無水物、フタロシアニン誘導体、８-キノリノール誘導
体の金属錯体やメタルフタロシアニン、ベンゾオキサゾ
ールやベンゾチアゾールを配位子とする金属錯体に代表
される各種金属錯体等が公知の化合物として挙げること
ができる。一般式（１）のカルバゾール誘導体およびそ
の重合体は、この電子輸送材料または電子注入材料とし
て使用できる。電子注入層、電子輸送層の膜厚は特に限
定されるものではないが、通常１ｎｍ〜５μｍの範囲の
ものが好ましく、より好ましくは５ｎｍ〜１μｍであ
り、更に好ましくは１０ｎｍ〜５００ｎｍである。電子
注入層、電子輸送層は上記カルバゾール誘導体またはそ
の重合体１種または２種以上、さらには上記カルバゾー
ル誘導体またはその重合体と、上述の公知の化合物の組
み合わせからなる単層構造であってもよいし、同一組成
または異種組成の複数層からなる多層構造であってもよ
い。

【００４５】電子注入層、電子輸送層の形成方法として
は、真空蒸着法やＬＢ法、前記電子注入輸送剤を溶媒に
溶解または分散させてコーティングする方法（スピンコ
ート法、キャスト法、ディップコート法等）等が用いら
れる。コーティング法の場合、上記カルバゾール誘導体
の重合体を用いることもできるし、樹脂成分と共に溶解
または分散することも可能であり、この場合の樹脂成分
としては例えば、正孔注入輸送層の場合に例示したもの
が適用できる。

【００４６】保護層の材料としては水分や酸素等の素子
劣化を促進するものが素子内に入ることを抑止する機能
を有しているものであればよい。その具体例としては、
Ｉｎ，Ｓｎ，Ｐｂ，Ａｕ，Ｃｕ，Ａｇ，Ａｌ，Ｔｉ，Ｎ
ｉ等の金属、ＭｇＯ，ＳｉＯ，ＳｉＯ₂ ，Ａｌ₂ Ｏ₃ ，
ＧｅＯ，Ｆｅ₂ Ｏ₃ ，Ｙ₂ Ｏ₃ ，ＴｉＯ₂ 等の金属酸化
物、ＭｇＦ₂ ，ＬｉＦ，ＡｌＦ₃ ，ＣａＦ₂ 等の金属フ
ッ化物、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルメ
タクリレート、ポリイミド、ポリウレア、ポリテトラフ
ルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポ
リジクロロジフルオロエチレン、クロロトリフルオロエ
チレンとジクロロジフルオロエチレンとの共重合体、テ
トラフルオロエチレンと少なくとも１種のコモノマーと
を含むモノマー混合物を共重合させて得られる共重合
体、共重合主鎖に環状構造を有する含フッ素共重合体、
吸水率１％以上の吸水性物質、吸水率０．１％以下の防
湿性物質等が挙げられる。

【００４７】保護層の形成方法についても特に限定はな
く、例えば真空蒸着法、スパッタリング法、反応性スパ
ッタリング法、ＭＢＥ（分子線エピタキシ）法、クラス
ターイオンビーム法、イオンプレーティング法、プラズ
マ重合法（高周波励起イオンプレーティング法）、プラ
ズマＣＶＤ 法、レーザーＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、ガス
ソースＣＶＤ法、コーティング法を適用できる。

【００４８】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説
明するが、本発明の範囲は実施例に限定されるものでは
ない。

【００４９】＜有機ＥＬ素子の作製、評価＞ 比較例１ 洗浄したＩＴＯ基板を蒸着装置内に設置し、ＴＰＤ
（Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ジトリル−ベンジ
ジン）を４０ｎｍ、Ａｌｑ（トリス−（８−ヒドロキシ
キノリナト）アルミニウム）を６０ｎｍ蒸着した。有機
薄膜上にパターニングしたマスク（発光面積が５ｍｍ×
５ｍｍとなるマスク）を設置し、蒸着装置内でマグネシ
ウム：銀＝１０：１を５０ｎｍ共蒸着した後、銀５０ｎ
ｍを蒸着した。東陽テクニカ製ソースメジャーユニット
２４００型を用いて、直流定電圧をこの有機ＥＬ素子に
印加し発光させ、その輝度をトプコン社の輝度計ＢＭ−
８、発光波長を浜松フォトニクス社製スペクトルアナラ
イザーＰＭＡ−１１を用いて測定した。１２Ｖの電圧を
印加したところ、ＥＬｍａｘ：５２０ｎｍの緑色発光を
得、その最高輝度は５５００ｃｄ／ｍ² （８Ｖ）であっ
た。

【００５０】

【化１３】

【００５１】比較例２ 洗浄したＩＴＯ 基板を蒸着装置内に設置し、比較化合
物Ａを４０ｎｍ、Ａｌｑを６０ｎｍ蒸着した。有機薄膜
上にパターニングしたマスク（発光面積が５ｍｍ×５ｍ
ｍとなるマスク）を設置し、蒸着装置内でマグネシウ
ム：銀＝１０：１を５０ｎｍ共蒸着した後、銀５０ｎｍ
を蒸着した。１２Ｖの電圧を印加したところ、ＥＬｍａ
ｘ：５２０ｎｍの緑色発光を得、その最高輝度は１２２
０ｃｄ／ｍ ² （１２Ｖ）であった。

【００５２】

【化１４】

【００５３】比較例３ ＰＶＫ（ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール）４０ｍｇ、ク
マリン６０.５ｍｇ、ＰＢＤ１２ｍｇを１,２−ジクロロ
エタン２ｍｌに溶解し、この溶液を洗浄したＩＴＯ基板
にスピンコーターを用いて、回転速度を調節しながら、
膜厚が１００ｎｍになるように塗布した。この塗布した
基板を蒸着装置内に設置し、有機薄膜上にパターニング
したマスク（発光面積が５ｍｍ×５ｍｍとなるマスク）
を設置して、蒸着装置内でマグネシウム：銀＝１０：１
を５０ｎｍ共蒸着した後、銀５０ｎｍを蒸着した。１８
Ｖの電圧を印加したところ、ＥＬｍａｘ：５２５ｎｍの
緑色発光を得、その最高輝度は１０５５ｃｄ／ｍ² （１
８Ｖ）であった。

【００５４】

【化１５】

【００５５】比較例４ 本明細書記載の共役ポリマーＨＴ−４４０ｍｇをクロロ
ホルム２ｍｌに溶解し、この溶液を洗浄したＩＴＯ基板
にスピンコーターを用いて比較例３と同様にして膜厚が
１００μｍになるように塗布した。比較例３と同様に基
板にマグネシウム、銀を蒸着した後、素子を評価する
と、１０Ｖの電圧と印加するとＥＬｍａｘ：５９５ｎｍ
の燈色発光を得、その最高輝度は２２００ｃｄ／ｍ
² （１０Ｖ）であった。

【００５６】実施例１ 比較例２の化合物Ａの代わりに、前記一般式（１）のカ
ルバゾール誘導体ＣＺ−４を用い、比較例１と同様に素
子作製、評価した。１０Ｖの電圧を印加したところ、Ｅ
Ｌｍａｘ：５２０ｎｍの緑色発光を得、その最高輝度は
３９５０ｃｄ／ｍ² （１０Ｖ）であった。

【００５７】実施例２ 比較例２の化合物Ａの代わりに、前記一般式（１）のカ
ルバゾール誘導体ＣＺ−１３用い、比較例２と同様に素
子作製、評価した。９Ｖの電圧を印加したところ、ＥＬ
ｍａｘ：５２０ｎｍの緑色発光を得、その最高輝度は４
９５０ｃｄ／ｍ ² （９Ｖ）であった。

【００５８】実施例３ 比較例２の化合物Ａの代わりに、前記一般式（１）のカ
ルバゾール誘導体ＣＺ−１７を用い、比較例１と同様に
素子作製、評価した。９Ｖの電圧を印加したところ、Ｅ
Ｌｍａｘ：５２０ｎｍの緑色発光を得、その最高輝度は
５８９０ｃｄ／ｍ² （８Ｖ）であった。

【００５９】実施例４ 比較例３のＰＶＫの代わりに、前記一般式（１）のカル
バゾール誘導体の重合体ＰＣＺ−１を用い、比較例３と
同様に素子作製、評価した。１６Ｖの電圧を印加したと
ころ、ＥＬｍａｘ：５２５ｎｍの緑色発光を得、その最
高輝度は３１５０ｃｄ／ｍ² （１６Ｖ）であった。

【００６０】実施例５ 比較例３のＰＶＫの代わりに、前記一般式（１）のカル
バゾール誘導体の重合体ＰＣＺ−７を用い、比較例３と
同様に素子作製、評価した。１５Ｖの電圧を印加したと
ころ、ＥＬｍａｘ：５２５ｎｍの緑色発光を得、その最
高輝度は４２００ｃｄ／ｍ² （１５Ｖ）であった。

【００６１】実施例６ 比較例４のＨＴ−４の代わりに、前記一般式（１）のカ
ルバゾール誘導体の重合体ＰＣＺ−１と上記共役ポリマ
ーＨＴ−４を等重量づつ溶解した混合溶液を１００ｎｍ
塗布したものを用い、比較例３と同様に素子作製、評価
した。１０Ｖの電圧を印加したところ、ＥＬｍａｘ：５
９５ｎｍの橙色発光を得、その最高輝度は６７２０ｃｄ
／ｍ² （１０Ｖ）であった。

【００６２】実施例７ 比較例３のＰＶＫの代わりに、前記一般式（１）のカル
バゾール誘導体の重合体ＰＣＺ−１７と上記共役ポリマ
ーＨＴ−４を等重量づつ溶解した混合溶液を１００ｎｍ
塗布したものを用い、比較例３と同様に素子作製、評価
した。９Ｖの電圧を印加したところ、Ｅｌｍａｘ：５９
５ｎｍの橙色発光を得、その最高輝度は５３００ｃｄ／
ｍ² （９Ｖ）であった。

【００６３】以上の実施例、比較例に示される結果よ
り、一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体あるい
はその重合体を含有するＥＬ素子材料を用いたＥＬ素子
は高輝度であること、さらにＥＬ素子が塗布型であって
も高輝度であることが明らかである。

【００６４】

【発明の効果】本発明のＥＬ素子材料は、良好なホール
輸送能を有する一般式（１）で表されるカルバゾール誘
導体あるいはその重合体を含有しており、それを用いて
高輝度の有機ＥＬ素子を作製することができる。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下記一般式（１）で表されるカルバゾー
   ル誘導体を含有するエレクトロルミネッセンス素子材
   料。 【化１】 式中：Ｒ₁は、水素原子、アルキル基、アルケニル基、
   アルキニル基、アリール基、またはヘテロ環基を表す。
   Ｒ₂〜Ｒ₉は、同一または異なって、水素原子、アルキル
   基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アル
   キルチオ基、アミノ基、アルキルアミノ基、ジアルキル
   アミノ基、アリール基、アリールオキシ基、アリールチ
   オ基、アリールアミノ基、ジアリールアミノ基、アルキ
   ルアリールアミノ基、ヘテロ環基を表し、いずれか一つ
   は水素原子以外の置換基である。Ｒ₂〜Ｒ₉の内、隣接す
   る２つの置換基が互いに結合して環構造を形成してもよ
   い。
2. 【請求項２】 一般式（１）中のＲ₂〜Ｒ₉の内、隣接す
   る２つの置換基が互いに結合して形成する環構造が、芳
   香族炭化水素環またはチオフェン環、フラン環、ピロー
   ル環およびセレノフェン環から選択される環骨格を有す
   るヘテロ芳香族環である請求項１に記載のエレクトロル
   ミネッセンス素子材料。
3. 【請求項３】 上記一般式（１）のＲ₁が重合性基であ
   り、一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体が重合
   することによって生成する重合体を含有するエレクトロ
   ルミネッセンス素子材料。
4. 【請求項４】 上記一般式（１）のＲ₁がビニル基であ
   り、重合によって生成する重合体がポリＮ−ビニルカル
   バゾール誘導体である請求項３に記載のエレクトロルミ
   ネッセンス素子材料。
5. 【請求項５】 上記一般式（１）で表されるカルバゾー
   ル誘導体が一般式（１）のＲ₁〜Ｒ₉から選ばれる２つ以
   上の基を介して分子間で結合することによって生成する
   重合体を含有するエレクトロルミネッセンス素子材料。
6. 【請求項６】 （ａ）請求項１もしくは２に記載のカル
   バゾール誘導体、または請求項３〜５のいずれかに記載
   のカルバゾール誘導体の重合体、および（ｂ）該重合体
   以外のポリマーの少なくとも１種を含有するエレクトロ
   ルミネッセンス素子材料。
7. 【請求項７】 上記（ｂ）ポリマーが共役系ポリマーで
   あるエレクトロルミネッセンス素子材料。
8. 【請求項８】 陽極と陰極の間に位置する有機層の少な
   くとも１層中に、請求項１〜７のいずれかに記載のエレ
   クトロルミネッセンス素子材料が含有されているエレク
   トロルミネッセンス素子。
9. 【請求項９】 エレクトロルミネッセンス素子材料が存
   在する有機層が塗布により形成されたものである請求項
   ８に記載のエレクトロルミネッセンス素子。