有機発光素子
【課題】極めて耐久性のある有機発光素子を提供する。
【解決手段】陽極２と陰極４と、陽極２と陰極４との間に挟持され、発光層３を含む有機化合物層と、から構成され、発光層３に、ホストと、ゲストと、式（１）に示されるベンズインデノアセフェナントリレン誘導体からなるアシストドーパントと、が含まれることを特徴とする、有機発光素子１１。
【解決手段】陽極２と陰極４と、陽極２と陰極４との間に挟持され、発光層３を含む有機化合物層と、から構成され、発光層３に、ホストと、ゲストと、式（１）に示されるベンズインデノアセフェナントリレン誘導体からなるアシストドーパントと、が含まれることを特徴とする、有機発光素子１１。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機発光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機発光素子は、陽極と陰極との間に蛍光性有機化合物又は燐光性有機化合物を含む薄膜を挟持させてなる電子素子であり、各電極からホール（正孔）及び電子が当該薄膜へ向けて注入される。そして、注入されたホール（正孔）及び電子によって蛍光性化合物や燐光性化合物の励起子が生成され、この励起子が基底状態に戻る際に有機発光素子は光を放出する。
【０００３】
有機発光素子における最近の進歩は著しく、その特徴は低印加電圧で高輝度、発光波長の多様性、高速応答性、薄型、軽量の発光デバイス化が可能であることから、広汎な用途への可能性を示唆している。
【０００４】
しかしながら、現状では更なる高輝度の光出力あるいは高変換効率が必要である。そこで、ホスト−ゲスト系の複合膜を用いて、ホスト上でのキャリアの再結合によって生成したホストの励起子を、ゲストである蛍光性化合物や燐光性化合物へエネルギー移動させてゲストを発光させる方法が提案されている。この方法を採用する際には、ホストの発光スペクトルとゲストの吸収スペクトルの重なりが大きいことが重要である。
【０００５】
一方、さらなる変換効率を得る方法として、ホスト−ゲスト間のエネルギー移動を補完する別の色素（以下、アシストドーパントと称する）をドーピングする方法がある。即ち、アシストドーパントを介してホストからゲストへの高効率のエネルギー移動を起こし、高い変換効率を得る方法（アシストドーピング法）である。
【０００６】
このアシストドーピング法を採用した例として、ルブレン（Ｒｕｂｒｅｎｅ）をアシストドーパントとして用いる方法が提案されている（非特許文献１）。別例としては、発光層中に流れるホールのキャリアバランスを補完する目的で、フェニルアミン誘導体をアシストドーパントとして用いる方法が提案されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−１０８７２７号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ，Ｖｏｌ．７５，Ｎｏ．１２，２０，１６８２−１６８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、極めて耐久性のある有機発光素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の有機発光素子は、陽極と陰極と、
該陽極と該陰極との間に挟持され、発光層を含む有機化合物層と、から構成され、
該発光層に、ホストと、ゲストと、下記一般式［１］に示されるベンズインデノアセフェナントリレン誘導体からなるアシストドーパントと、が含まれることを特徴とする。
【００１１】
【化１】
（式［１］において、Ｘ1乃至Ｘ4は、それぞれ水素原子、置換あるいは無置換のアルキル基又は置換あるいは無置換のアリール基を表し、それぞれ同じであっても異なっていてもよい。）
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、極めて耐久性のある有機発光素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の有機発光素子における実施形態の例を示す断面模式図である。
【図２】表示装置の一形態である、本発明の有機電界発光素子と駆動手段とを具備した表示装置の構成例を模式的に示す図である。
【図３】図２の表示装置を構成する画素及び画素に接続する回路を示す模式図である。
【図４】図２の表示装置に配置されている１つの画素を構成する回路を示す回路図である。
【図５】図２の表示装置で使用されるＴＦＴ基板の断面構造の一例を示した模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の有機発光素子は、陽極と陰極と、該陽極と該陰極との間に挟持され、発光層を含む有機化合物層と、から構成される。
【００１５】
以下、図面を参照しながら、本発明の有機発光素子について詳細に説明する。図１は、本発明の有機発光素子における実施形態の例を示す断面模式図である。図１において、（ａ）乃至（ｃ）は、それぞれ本発明の有機発光素子における第一乃至第三の実施形態を示す。以下、各実施形態について説明する。
【００１６】
図１（ａ）の有機発光素子１１は、基板１上に陽極２、発光層３及び陰極４が順次設けられている。この有機発光素子１１は、発光層３が、正孔輸送能、電子輸送能及び発光性の性能を全て有する有機化合物で構成されている場合に有用である。また発光層３が、正孔輸送能、電子輸送能及び発光性の性能のいずれかの特性を有する有機化合物を混合して構成される場合にも有用である。
【００１７】
図１（ｂ）の有機発光素子１２は、基板１上に陽極２、正孔輸送層５、電子輸送層６及び陰極４が順次設けられている。この有機発光素子１２は、正孔輸送性及び電子輸送性のいずれかを備える発光性の有機化合物と電子輸送性のみ又は正孔輸送性のみを備える有機化合物とを組み合わせて用いる場合に有用である。また、有機発光素子１２は、正孔輸送層５又は電子輸送層６が発光層を兼ねている。尚、図１（ｂ）の有機発光素子１２において、後述するベンズインデノアセフェナントリレン誘導体は、ホール輸送層５あるいは電子輸送層６に含まれるのが好ましい。
【００１８】
図１（ｃ）の有機発光素子１３は、図１（ｂ）の有機発光素子１２において、正孔輸送層５と電子輸送層６との間に発光層３を挿入したものである。この有機発光素子１３は、キャリア輸送と発光の機能を分離したものであり、正孔輸送性、電子輸送性、発光性の各特性を有した有機化合物を適宜組み合わせて用いることができる。このため、極めて材料選択の自由度が増すとともに、発光波長を異にする種々の化合物が使用することができるので、発光色相の多様化が可能になる。さらに、中央の発光層３に各キャリアあるいは励起子を有効に閉じこめて有機発光素子１３の発光効率の向上を図ることも可能になる。尚、図１（ｃ）の有機発光素子１３において、後述するベンズインデノアセフェナントリレン誘導体は、発光層３に含まれるのが好ましい。
【００１９】
ただし、図１（ａ）乃至（ｃ）はあくまでごく基本的な素子構成であり、本発明の有機発光素子の構成はこれらに限定されるものではない。例えば、電極と有機層界面に絶縁性層、接着層又は干渉層を設ける、等の多様な層構成をとることができる。
【００２０】
本発明の有機発光素子は、発光層又は発光層に相当する層に、ホストと、ゲストと、下記一般式［１］に示されるベンズインデノアセフェナントリレン誘導体からなるアシストドーパントと、が含まれることを特徴とする。
【００２１】
【化２】
（式［１］において、Ｘ1乃至Ｘ4は、それぞれ水素原子、置換あるいは無置換のアルキル基又は置換あるいは無置換のアリール基を表し、それぞれ同じであっても異なっていてもよい。）
【００２２】
次に、式［１］のベンズインデノアセフェナントリレン誘導体で示されている置換基について詳細に説明する。
【００２３】
Ｘ1乃至Ｘ4で表されるアルキル基として、メチル基、エチル基、ノルマルプロピル基、イソプロピル基、ノルマルブチル基、ターシャリーブチル基、セカンダリブチル基、オクチル基、１−アダマンチル基、２−アダマンチル基等が挙げられる。好ましくは、メチル基又はターシャリーブチル基である。ただし本発明においては、これらに限定されるものではない。
【００２４】
Ｘ1乃至Ｘ4で表されるアリール基として、フェニル基、ナフチル基、ペンタレニル基、インデニル基、アズレニル基、アントリル基、ピレニル基、インダセニル基、アセナフテニル基、フェナントリル基、フェナレニル基、フルオランテニル基、アセフェナントリル基、アセアントリル基、トリフェニレニル基、クリセニル基、ナフタセニル基、ペリレニル基、ペンタセニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、フルオレニル基等の芳香族炭化水素からなる置換基が挙げられる。好ましくは、フェニル基、ナフチル基、ピレニル基、フルオランテニル基、クリセニル基、ビフェニル基、ターフェニル基又はフルオレニル基である。ただし本発明においては、これらに限定されるものではない。
【００２５】
上記アルキル基及びアリール基がさらに有してもよい置換基として、メチル基、エチル基、ノルマルプロピル基、イソプロピル基、ノルマルブチル基、ターシャリーブチル基、セカンダリブチル基、オクチル基、１−アダマンチル基、２−アダマンチル基等のアルキル基、フェニル基、ナフチル基、ペンタレニル基、インデニル基、アズレニル基、アントリル基、ピレニル基、インダセニル基、アセナフテニル基、フェナントリル基、フェナレニル基、フルオランテニル基、アセフェナントリル基、アセアントリル基、トリフェニレニル基、クリセニル基、ナフタセニル基、ペリレニル基、ペンタセニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、フルオレニル基等のアリール基からなる置換基が挙げられる。ただし本発明においては、これらに限定されるものではない。
【００２６】
本発明は、以下のような考察のもとにアシストドーパントとなる化合物を分子設計し、発明がなされたものである。
【００２７】
アシストドーパントとして発光層３に含まれるベンズインデノアセフェナントリレン誘導体の特徴として、ＬＵＭＯが低いことが挙げられる。これにより、ベンズインデノアセフェナントリレン誘導体に電子をトラップさせて、電子の移動度を調節することにより、有機発光素子の耐久性を向上させることができる。
【００２８】
例えば、電子移動性が高く、かつＬＵＭＯが高いホストに対して、アシストドーパントであるベンズインデノアセフェナントリレン誘導体を少量ドープした発光層を有する有機発光素子を考える。ここでベンズインデノアセフェナントリレン誘導体とホストとのＬＵＭＯのエネルギー準位差は大きい。このため、発光層３に注入された電子はＬＵＭＯが低いベンズインデノアセフェナントリレン誘導体に優先的に注入される。これにより、低電圧化をもたらすと共に、電子トラップ性が増大することによるホール輸送層へのキャリア漏れに起因する発光効率の低下を防ぐことができる。特に、ホールの移動速度が電子の移動速度より低い時は効果的である。
【００２９】
また、ベンズインデノアセフェナントリレン誘導体が有する電子トラップ性により、このベンズインデノアセフェナントリレン誘導体上で励起子を作り出し、発光性のゲストへのエネルギー移動が容易になるので、素子を効率良く発光させることが可能になる。
【００３０】
以上の特徴を基に、ベンズインデノアセフェナントリレン誘導体は、アシストドーパントとして、耐久性が高い有機発光素子を得ることができる。
【００３１】
以下に、ベンズインデノアセフェナントリレン誘導体の具体例を示す。しかし、本発明はこれらに限られるものではない。
【００３２】
【化３】
【００３３】
【化４】
【００３４】
【化５】
【００３５】
【化６】
【００３６】
【化７】
【００３７】
ところでアシストドーパントは、ホストとゲストとの間のエネルギー移動を補完することを目的として使用される。本発明の有機発光素子においては、発光層には、少なくともホストと発光性のゲストと共に、少なくとも１種以上のアシストドーパントが含まれる。またこのアシストドーパントのうち少なくとも１つが一般式［１］に示されるベンズインデノアセフェナントリレン誘導体である。即ち、本発明の有機発光素子において、ベンズインデノアセフェナントリレン誘導体は少なくとも発光層（又は発光層に相当する層）に含まれる。ただアシストドーパントとして、ベンズインデノアセフェナントリレン誘導体以外にも１つ以上の別のアシストドーパントを使用してよい。
【００３８】
ここで、発光層３に含まれるベンズインデノアセフェナントリレン誘導体の濃度は、発光層３の構成材料の全体量を基準として、０．０１重量％乃至５０重量％であり、好ましくは０．０２重量％乃至３０重量％である。またベンズインデノアセフェナントリレン誘導体は、ホストからなる層全体に均一に含めてもよいし、濃度勾配を有して含めてもよいし、特定の領域に部分的に含ませてベンズインデノアセフェナントリレン誘導体を含まないホスト層の領域を設けてもよい。
【００３９】
一方、アシストドーパントとして、ベンズインデノアセフェナントリレン誘導体以外の化合物をも加える場合、使用される化合物としては、公知の材料でよく特に限定されるものではない。また、アシストドーパンとして、ベンズインデノアセフェナントリレン誘導体以外の化合物をも加える場合、その濃度は発光層３の構成材料の全体量を基準として、０．０１重量％乃至５０重量％であり、好ましくは０．０２重量％乃至３０重量％である。さらに、別のアシストドーパントは、ホストからなる層全体に均一に含めてもよい。また濃度勾配を有して含めてもよいし、特定の領域に部分的に含ませて別のアシストドーパントを含まないホスト層の領域を設けてもよい。
【００４０】
本発明は、特に発光層の構成材料として、ベンズインデノアセフェナントリレン誘導体を用いるものである。ただし、必要に応じて従来から公知のざいりょう、具体的には、低分子系及び高分子系のホール輸送性化合物、発光性化合物あるいは電子輸送性化合物等をも一緒に使用することもできる。
【００４１】
以下にこれらの化合物例を挙げる。
【００４２】
正孔注入層や正孔輸送層の構成材料である正孔注入輸送性材料は、陽極からの正孔の注入が容易で、注入された正孔を発光層へと輸送することができるように、ホール移動度が高い材料が好ましい。正孔注入輸送性能を有する低分子及び高分子系材料の具体例として、トリアリールアミン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、スチルベン誘導体、フタロシアニン誘導体、ポルフィリン誘導体、ポリ（ビニルカルバゾール）、ポリ（チオフェン）、その他導電性高分子が挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。
【００４３】
発光層の構成材料であって発光機能に関わる発光性材料（ゲスト）の具体例として、縮合環芳香族化合物（例えばフルオレン誘導体、ピレン誘導体、テトラセン誘導体、９，１０−ジフェニルアントラセン誘導体、ルブレン等）、キナクリドン誘導体、クマリン誘導体、スチルベン誘導体、トリス（８−キノリノラート）アルミニウム等の有機アルミニウム錯体、有機ベリリウム錯体、及びポリ（フェニレンビニレン）誘導体、ポリ（フルオレン）誘導体、ポリ（フェニレン）誘導体等の高分子誘導体が挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。
【００４４】
電子注入層や電子輸送層の構成材料である電子注入輸送性材料は、陰極からの電子の注入が容易で、注入された電子を発光層へ輸送することができるものから任意に選ぶことができ、ホール輸送材料のキャリア移動度とのバランス等を考慮し選択される。電子注入輸送性能を有する材料の具体例として、オキサジアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、ピラジン誘導体、トリアゾール誘導体、トリアジン誘導体、キノリン誘導体、キノキサリン誘導体、フェナントロリン誘導体、有機アルミニウム錯体等が挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。
【００４５】
本発明の有機発光素子で用いる基板としては、特に限定するものではないが、金属製基板、セラミックス製基板等の不透明性基板、ガラス、石英、プラスチックシート等の透明性基板が用いられる。
【００４６】
また、基板にカラーフィルター膜、蛍光色変換フィルター膜、誘電体反射膜等を用いて発色光をコントロールする事も可能である。
【００４７】
本発明の有機発光素子は、開口率を向上させる目的で陽極側から発光を取り出す、いわゆる、トップエミッション方式であってもよいし、光緩衝によって色純度を調整するキャビティー構造を使用してもよい。
【００４８】
本発明の有機電界発光素子は、省エネルギーや高輝度が必要な製品への応用が可能である。応用例としては表示装置、プリンターの光源、照明装置、液晶表示装置のバックライト等が考えられる。
【００４９】
表示装置としては、例えば、省エネルギーや高視認性・軽量なフラットパネルディスプレイが挙げられる。
【００５０】
また、プリンターの光源としては、例えば、現在広く用いられているレーザビームプリンタのレーザー光源部を、本発明の有機電界発光素子に置き換えることができる。置き換える方法として、例えば、独立にアドレスできる有機電界発光素子をアレイ上に配置する方法が挙げられる。レーザー光源部を本発明の有機電界発光素子に置き換えても、感光ドラムに所望の露光を行うことで、画像形成することについては従来と変わりがない。ここで本発明の有機電界発光素子を用いることで、装置体積を大幅に減少することができる。
【００５１】
照明装置やバックライトに関しては、本発明の有機電界発光素子を使用することで省エネルギー効果が期待できる。
【００５２】
次に、本発明の有機電界発光素子を使用した表示装置について説明する。以下、図面を参照して、アクティブマトリクス方式を例にとって、本発明の表示装置を詳細に説明する。
【００５３】
図２は、表示装置の一形態である、本発明の有機電界発光素子と駆動手段とを具備した表示装置の構成例を模式的に示す図である。図２の表示装置２０は、走査信号ドライバー２１、情報信号ドライバー２２、電流供給源２３が配置され、それぞれゲート選択線Ｇ、情報信号線Ｉ、電流供給線Ｃに接続される。ゲート選択線Ｇと情報信号線Ｉの交点には、画素回路２４が配置される。走査信号ドライバー２１は、ゲート選択線Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３・・・Ｇｎを順次選択し、これに同期して情報信号ドライバー２２から画像信号が情報信号線Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３・・・Ｉｎのいずれかを介して画素回路２４に印加される。
【００５４】
図３は、図２の表示装置を構成する画素及び画素に接続する回路を示す模式図である。図３において、画素２５は、本発明の有機発光素子からなり、画素回路２４ごとに対応して設けられる。尚、図２及び３においては図示されていないが、画素２５を構成する有機発光素子に含まれる上部電極は、複数の有機発光素子に共通する電極として形成されていてもよいし、有機発光素子毎に個別に設けられるように形成されていてもよい。
【００５５】
次に、画素の動作について説明する。図４は、図２の表示装置に配置されている１つの画素を構成する回路を示す回路図である。図４の画素回路３０においては、ゲート選択線Ｇｉに選択信号が印加されると、第一の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ１）３１がＯＮになり、コンデンサー（Ｃadd）３２に画像信号Ｉｉが供給され、第二の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ２）３３のゲート電圧を決定する。有機電界発光素子３４には第二の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ２）（３３）のゲート電圧に応じて電流供給線Ｃｉより電流が供給される。ここで、第二の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ２）３３のゲート電位は、第一の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ１）３１が次に走査選択されるまでコンデンサー（Ｃadd）３２に保持される。このため、有機電界発光素子３４には、次の走査が行われるまで電流が流れ続ける。これにより１フレーム期間中常に有機電界発光素子３４を発光させることが可能となる。
【００５６】
図５は、図２の表示装置で使用されるＴＦＴ基板の断面構造の一例を示した模式図である。ＴＦＴ基板の製造工程の一例を示しながら、構造の詳細を以下に説明する。図５の表示装置４０を製造する際には、まずガラス等の基板４１上に、上部に作られる部材（ＴＦＴ又は有機層）を保護するための防湿膜４２がコートされる。防湿膜４２を構成する材料として、酸化ケイ素又は酸化ケイ素と窒化ケイ素との複合体等が用いられる。次に、スパッタリングによりＣｒ等の金属を製膜することで、所定の回路形状にパターニングしてゲート電極４３を形成する。続いて、酸化シリコン等をプラズマＣＶＤ法又は触媒化学気相成長法（ｃａｔ−ＣＶＤ法）等により製膜し、パターニングしてゲート絶縁膜４４を形成する。次に、プラズマＣＶＤ法等により（場合によっては２９０℃以上の温度でアニールして）シリコン膜を製膜し、回路形状に従ってパターニングすることで半導体層４５を形成する。
【００５７】
さらに、この半導体膜４５にドレイン電極４６とソース電極４７を設けることでＴＦＴ素子４８を作製し、図４に示すような回路を形成する。次に、このＴＦＴ素子４８の上部に絶縁膜４９を形成する。次に、コンタクトホール（スルーホール）５０を、金属からなる有機電界発光素子用の陽極５１とソース電極４７が接続するように形成する。
【００５８】
この陽極５１の上に、多層あるいは単層の有機層５２と、陰極５３を順次積層することにより、表示装置４０を得ることができる。このとき、有機電界発光素子の劣化を防ぐために第一の保護層５４や第二の保護層５５を設けてもよい。本発明の有機電界発光素子を使用した表示装置を駆動することにより、良好な画質で、長時間表示にも安定な表示が可能になる。
【００５９】
尚、上記の表示装置は、スイッチング素子に特に限定はなく、単結晶シリコン基板やＭＩＭ素子、ａ−Ｓｉ型等でも容易に応用することができる。
【実施例】
【００６０】
以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明していくが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００６１】
［合成例１］例示化合物１の合成
【００６２】
【化８】
【００６３】
５０ｍｌの三ツ口フラスコに、下記に示す試薬、溶媒を仕込んだ。
１，８−ジブロモフェナンスレン：０．１０ｇ（０．３０ｍｍｏｌ）
２−ブロモ−フェニルボロン酸（東京化成工業（株）製、商品名同じ）：０．１４ｇ（０．７１ｍｍｏｌ）
トリシクロヘキシルホスフィン（アルドリッチジャパン製、商品名同じ）：６７ｍｇ（０．２４ｍｍｏｌ）
【００６４】
次に、反応溶液中に、ジメチルホルムアミド４ｍｌを投入した後、反応系内を窒素雰囲気にした。次に、反応溶液を室温下で攪拌しながら、１，８−ジアザビシクロ［５．４．０］ウンデカ−７−エン（東京化成（株）製、商品名同じ、以下ＤＢＵと称する）０．５ｍｌを添加した。次に、トリス（ジベンジリデンアセトン）ジパラジウム（東京化成（株）製、商品名同じ）６２ｍｇ（０．０６ｍｍｏｌ）を添加した。次に、反応系内をアルゴン雰囲気にした後、反応溶液を還流させながら３６時間攪拌した。反応終了後、反応溶液中にクロロベンゼンを加えた後、有機層を水洗した。次に、有機層を無水硫酸ナトリウムで乾燥させた後、金属除去用シリカ（富士シリシア化学（株）製、ＳＨ Ｓｉｌｉｃａ）により有機層に含まれている触媒を除去した。次に、溶媒を減圧留去することで得られた残渣をエタノール中で分散させて洗浄した後、クロロベンゼンで再結晶をすることにより、例示化合物１を黄色結晶として８３ｍｇ（収率８６％）得た。
【００６５】
ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ ＭＳ（マトリックス支援イオン化−飛行時間型質量分析法）により、この化合物のＭ+である３２５．７を確認した。また1Ｈ−ＮＭＲ測定（日本電子（株）製、ＥＣＡ−４００、溶媒：重クロロホルム）を行った。δ値（ｐｐｍ）を以下に示す。
【００６６】
1Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3） δ（ｐｐｍ）：８．６（２Ｈ、ｄｔ）、８．４７（２Ｈ、ｄ）、８．０５−８．０２（４Ｈ、ｍ）、７．８０（２Ｈ、ｔ）、７．５４（４Ｈ、ｄｄｄ）
【００６７】
紫外−可視光吸収スペクトルから例示化合物１のバンドギャップを求めた。ここで、紫外−可視光吸収スペクトルは、日立製分光光度計Ｕ−３０１０を用い、濃度１×１０-6ｍｏｌ／Ｌのトルエン溶液を調製し、光路長１ｃｍの石英セル中で測定した。またこの測定で得られた紫外−可視光吸収スペクトルの吸収端からバンドギャップを求めた。この方法で例示化合物１のバンドギャップを求めたところ、２．９７ｅＶであった。
【００６８】
またサイクリックボルタンメトリーによる酸化還元電位を測定しＬＵＭＯを評価した。具体的には、得られた化合物（例示化合物２）のトルエン溶液（濃度：１×１０-6ｍｏｌ／Ｌ）を調製し、下記条件で測定を行った。
支持電解物質：０．１ｍｏｌ／Ｌのテトラブチルアンモニウムパークロレイト
温度：２５℃
参照電極：Ａｇ／ＡｇＮＯ3
対向電極：白金電極
作用電極：グラシックカーボン
【００６９】
尚、還元電位（第一還元電位）が低い方が、電子注入性が高い（即ち、ＬＵＭＯが低い）ことになり、電子トラップ性が向上することになる。
【００７０】
例示化合物１について測定を行った結果、第一還元電位は−１．７４Ｖであった。
【００７１】
また、例示化合物２〜１３は、下記に示す合成スキームにより合成できる。
【００７２】
【化９】
【００７３】
上記合成スキームにおいて、５−クロロ−２−メトキシフェニルボロン酸を４−クロロ−２−メトキシフェニルボロン酸に替えると、例示化合物１４〜２５を合成することができる。
【００７４】
［実施例１］有機発光素子の作製
図１（ｃ）に示される構造の有機発光素子を以下に示す方法で製造した。
【００７５】
ガラス基板（基板１）上に、スパッタ法により、酸化錫インジウム（ＩＴＯ）を成膜し陽極２を形成した。このとき陽極２の膜厚を１２０ｎｍとした。次に、陽極２が形成されている基板１を、アセトン、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）で順次超音波洗浄し、次いでＩＰＡで煮沸洗浄後乾燥した。さらに、ＵＶ／オゾン洗浄した。以上の方法で処理した基板を透明導電性支持基板として、以下の工程で使用した。
【００７６】
次に、下記に示される化合物２−１とクロロホルムとを混合して、濃度０．１重量％のクロロホルム溶液を調製した。
【００７７】
【化１０】
【００７８】
次に、このクロロホルム溶液を、陽極２上に滴下し、最初に回転数５００ＲＰＭで１０秒、次に、回転数１０００ＲＰＭで１分間スピンコートを行い膜を形成した。次に、８０℃の真空オーブン内で１０分間乾燥し、薄膜中の溶剤を完全に除去して正孔輸送層５を形成した。このとき正孔輸送層５の膜厚は１１ｎｍであった。
【００７９】
次に、真空蒸着法により、正孔輸送層５上に、下記に示す化合物２−２及び化合物２−３、並びに例示化合物１を共蒸着して発光層３を形成した。このとき化合物２−２の割合を化合物２−３に対して５重量％とし、例示化合物１の割合を化合物２−３に対して２重量％とした。また発光層３の膜厚を２５ｎｍとした。
【００８０】
【化１１】
【００８１】
次に、真空蒸着法により、発光層３上に、２，９−［２−（９，９’−ジメチルフルオレニル）］−１，１０−フェナントロリンを成膜して電子輸送層６を形成した。このとき電子輸送層６の膜厚を２５ｎｍとし、蒸着時の真空度を１．０×１０-4Ｐａとし、成膜速度を０．２ｎｍ／ｓｅｃ以上０．３ｎｍ／ｓｅｃ以下の条件とした。
【００８２】
次に、真空蒸着法により、電子輸送層６上に、アルミニウム−リチウム合金（リチウム濃度１原子％）からなる蒸着材料を成膜して、Ａｌ−Ｌｉ合金膜を形成した。このときＡｌ−Ｌｉ合金膜の膜厚を０．５ｎｍとし、蒸着時の真空度を１．０×１０-4Ｐａとし、成膜速度を１．０ｎｍ／ｓｅｃ〜１．２ｎｍ／ｓｅｃの条件とした。次に、真空蒸着法により、Ａｌ−Ｌｉ合金膜上にアルミニウムを成膜してＡｌ膜を形成した。このときＡｌ膜の膜厚を１５０ｎｍとし、蒸着時の真空度を１．０×１０-4Ｐａとし、成膜速度を１．０ｎｍ／ｓｅｃ〜１．２ｎｍ／ｓｅｃの条件とした。尚、上記Ａｌ−Ｌｉ合金膜及びＡｌ膜は
電子注入電極（陰極４）として機能する。以上のようにして有機発光素子を作製した。
【００８３】
得られた素子について、ＩＴＯ電極（陽極２）を正極、Ａｌ電極（陰極４）を負極にして、４．０Ｖの印加電圧を加えたところ、良好な青色発光が観測された。
【００８４】
また得られた素子について、窒素雰囲気下で電流密度を１００ｍＡ／ｃｍ2に保ちながら、電圧を印加したところ、２００時間後の輝度は初期輝度に対し０．８４倍であり、劣化の度合いは小さかった。
【００８５】
［比較例１］
実施例１において、例示化合物２を使用しない以外は実施例１と同様に有機発光素子を製造した。
【００８６】
得られた素子について、実施例１と同様に評価を行った。その結果、２００時間後の輝度は初期輝度に対して０．７４倍であり、素子の劣化の度合いは実施例１より大きかった。
【００８７】
従って、発光層に、ベンズインデノアセフェナントリレン誘導体からなるアシストドーパントを含ませることにより、素子の駆動寿命の長時間化が図ることができることがわかった。
【符号の説明】
【００８８】
１：基板、２：陽極、３：発光層、４：陰極、５：正孔輸送層、６：電子輸送層、１１（１２，１３）：有機発光素子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機発光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機発光素子は、陽極と陰極との間に蛍光性有機化合物又は燐光性有機化合物を含む薄膜を挟持させてなる電子素子であり、各電極からホール（正孔）及び電子が当該薄膜へ向けて注入される。そして、注入されたホール（正孔）及び電子によって蛍光性化合物や燐光性化合物の励起子が生成され、この励起子が基底状態に戻る際に有機発光素子は光を放出する。
【０００３】
有機発光素子における最近の進歩は著しく、その特徴は低印加電圧で高輝度、発光波長の多様性、高速応答性、薄型、軽量の発光デバイス化が可能であることから、広汎な用途への可能性を示唆している。
【０００４】
しかしながら、現状では更なる高輝度の光出力あるいは高変換効率が必要である。そこで、ホスト−ゲスト系の複合膜を用いて、ホスト上でのキャリアの再結合によって生成したホストの励起子を、ゲストである蛍光性化合物や燐光性化合物へエネルギー移動させてゲストを発光させる方法が提案されている。この方法を採用する際には、ホストの発光スペクトルとゲストの吸収スペクトルの重なりが大きいことが重要である。
【０００５】
一方、さらなる変換効率を得る方法として、ホスト−ゲスト間のエネルギー移動を補完する別の色素（以下、アシストドーパントと称する）をドーピングする方法がある。即ち、アシストドーパントを介してホストからゲストへの高効率のエネルギー移動を起こし、高い変換効率を得る方法（アシストドーピング法）である。
【０００６】
このアシストドーピング法を採用した例として、ルブレン（Ｒｕｂｒｅｎｅ）をアシストドーパントとして用いる方法が提案されている（非特許文献１）。別例としては、発光層中に流れるホールのキャリアバランスを補完する目的で、フェニルアミン誘導体をアシストドーパントとして用いる方法が提案されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−１０８７２７号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ，Ｖｏｌ．７５，Ｎｏ．１２，２０，１６８２−１６８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、極めて耐久性のある有機発光素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の有機発光素子は、陽極と陰極と、
該陽極と該陰極との間に挟持され、発光層を含む有機化合物層と、から構成され、
該発光層に、ホストと、ゲストと、下記一般式［１］に示されるベンズインデノアセフェナントリレン誘導体からなるアシストドーパントと、が含まれることを特徴とする。
【００１１】
【化１】
（式［１］において、Ｘ1乃至Ｘ4は、それぞれ水素原子、置換あるいは無置換のアルキル基又は置換あるいは無置換のアリール基を表し、それぞれ同じであっても異なっていてもよい。）
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、極めて耐久性のある有機発光素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の有機発光素子における実施形態の例を示す断面模式図である。
【図２】表示装置の一形態である、本発明の有機電界発光素子と駆動手段とを具備した表示装置の構成例を模式的に示す図である。
【図３】図２の表示装置を構成する画素及び画素に接続する回路を示す模式図である。
【図４】図２の表示装置に配置されている１つの画素を構成する回路を示す回路図である。
【図５】図２の表示装置で使用されるＴＦＴ基板の断面構造の一例を示した模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の有機発光素子は、陽極と陰極と、該陽極と該陰極との間に挟持され、発光層を含む有機化合物層と、から構成される。
【００１５】
以下、図面を参照しながら、本発明の有機発光素子について詳細に説明する。図１は、本発明の有機発光素子における実施形態の例を示す断面模式図である。図１において、（ａ）乃至（ｃ）は、それぞれ本発明の有機発光素子における第一乃至第三の実施形態を示す。以下、各実施形態について説明する。
【００１６】
図１（ａ）の有機発光素子１１は、基板１上に陽極２、発光層３及び陰極４が順次設けられている。この有機発光素子１１は、発光層３が、正孔輸送能、電子輸送能及び発光性の性能を全て有する有機化合物で構成されている場合に有用である。また発光層３が、正孔輸送能、電子輸送能及び発光性の性能のいずれかの特性を有する有機化合物を混合して構成される場合にも有用である。
【００１７】
図１（ｂ）の有機発光素子１２は、基板１上に陽極２、正孔輸送層５、電子輸送層６及び陰極４が順次設けられている。この有機発光素子１２は、正孔輸送性及び電子輸送性のいずれかを備える発光性の有機化合物と電子輸送性のみ又は正孔輸送性のみを備える有機化合物とを組み合わせて用いる場合に有用である。また、有機発光素子１２は、正孔輸送層５又は電子輸送層６が発光層を兼ねている。尚、図１（ｂ）の有機発光素子１２において、後述するベンズインデノアセフェナントリレン誘導体は、ホール輸送層５あるいは電子輸送層６に含まれるのが好ましい。
【００１８】
図１（ｃ）の有機発光素子１３は、図１（ｂ）の有機発光素子１２において、正孔輸送層５と電子輸送層６との間に発光層３を挿入したものである。この有機発光素子１３は、キャリア輸送と発光の機能を分離したものであり、正孔輸送性、電子輸送性、発光性の各特性を有した有機化合物を適宜組み合わせて用いることができる。このため、極めて材料選択の自由度が増すとともに、発光波長を異にする種々の化合物が使用することができるので、発光色相の多様化が可能になる。さらに、中央の発光層３に各キャリアあるいは励起子を有効に閉じこめて有機発光素子１３の発光効率の向上を図ることも可能になる。尚、図１（ｃ）の有機発光素子１３において、後述するベンズインデノアセフェナントリレン誘導体は、発光層３に含まれるのが好ましい。
【００１９】
ただし、図１（ａ）乃至（ｃ）はあくまでごく基本的な素子構成であり、本発明の有機発光素子の構成はこれらに限定されるものではない。例えば、電極と有機層界面に絶縁性層、接着層又は干渉層を設ける、等の多様な層構成をとることができる。
【００２０】
本発明の有機発光素子は、発光層又は発光層に相当する層に、ホストと、ゲストと、下記一般式［１］に示されるベンズインデノアセフェナントリレン誘導体からなるアシストドーパントと、が含まれることを特徴とする。
【００２１】
【化２】
（式［１］において、Ｘ1乃至Ｘ4は、それぞれ水素原子、置換あるいは無置換のアルキル基又は置換あるいは無置換のアリール基を表し、それぞれ同じであっても異なっていてもよい。）
【００２２】
次に、式［１］のベンズインデノアセフェナントリレン誘導体で示されている置換基について詳細に説明する。
【００２３】
Ｘ1乃至Ｘ4で表されるアルキル基として、メチル基、エチル基、ノルマルプロピル基、イソプロピル基、ノルマルブチル基、ターシャリーブチル基、セカンダリブチル基、オクチル基、１−アダマンチル基、２−アダマンチル基等が挙げられる。好ましくは、メチル基又はターシャリーブチル基である。ただし本発明においては、これらに限定されるものではない。
【００２４】
Ｘ1乃至Ｘ4で表されるアリール基として、フェニル基、ナフチル基、ペンタレニル基、インデニル基、アズレニル基、アントリル基、ピレニル基、インダセニル基、アセナフテニル基、フェナントリル基、フェナレニル基、フルオランテニル基、アセフェナントリル基、アセアントリル基、トリフェニレニル基、クリセニル基、ナフタセニル基、ペリレニル基、ペンタセニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、フルオレニル基等の芳香族炭化水素からなる置換基が挙げられる。好ましくは、フェニル基、ナフチル基、ピレニル基、フルオランテニル基、クリセニル基、ビフェニル基、ターフェニル基又はフルオレニル基である。ただし本発明においては、これらに限定されるものではない。
【００２５】
上記アルキル基及びアリール基がさらに有してもよい置換基として、メチル基、エチル基、ノルマルプロピル基、イソプロピル基、ノルマルブチル基、ターシャリーブチル基、セカンダリブチル基、オクチル基、１−アダマンチル基、２−アダマンチル基等のアルキル基、フェニル基、ナフチル基、ペンタレニル基、インデニル基、アズレニル基、アントリル基、ピレニル基、インダセニル基、アセナフテニル基、フェナントリル基、フェナレニル基、フルオランテニル基、アセフェナントリル基、アセアントリル基、トリフェニレニル基、クリセニル基、ナフタセニル基、ペリレニル基、ペンタセニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、フルオレニル基等のアリール基からなる置換基が挙げられる。ただし本発明においては、これらに限定されるものではない。
【００２６】
本発明は、以下のような考察のもとにアシストドーパントとなる化合物を分子設計し、発明がなされたものである。
【００２７】
アシストドーパントとして発光層３に含まれるベンズインデノアセフェナントリレン誘導体の特徴として、ＬＵＭＯが低いことが挙げられる。これにより、ベンズインデノアセフェナントリレン誘導体に電子をトラップさせて、電子の移動度を調節することにより、有機発光素子の耐久性を向上させることができる。
【００２８】
例えば、電子移動性が高く、かつＬＵＭＯが高いホストに対して、アシストドーパントであるベンズインデノアセフェナントリレン誘導体を少量ドープした発光層を有する有機発光素子を考える。ここでベンズインデノアセフェナントリレン誘導体とホストとのＬＵＭＯのエネルギー準位差は大きい。このため、発光層３に注入された電子はＬＵＭＯが低いベンズインデノアセフェナントリレン誘導体に優先的に注入される。これにより、低電圧化をもたらすと共に、電子トラップ性が増大することによるホール輸送層へのキャリア漏れに起因する発光効率の低下を防ぐことができる。特に、ホールの移動速度が電子の移動速度より低い時は効果的である。
【００２９】
また、ベンズインデノアセフェナントリレン誘導体が有する電子トラップ性により、このベンズインデノアセフェナントリレン誘導体上で励起子を作り出し、発光性のゲストへのエネルギー移動が容易になるので、素子を効率良く発光させることが可能になる。
【００３０】
以上の特徴を基に、ベンズインデノアセフェナントリレン誘導体は、アシストドーパントとして、耐久性が高い有機発光素子を得ることができる。
【００３１】
以下に、ベンズインデノアセフェナントリレン誘導体の具体例を示す。しかし、本発明はこれらに限られるものではない。
【００３２】
【化３】
【００３３】
【化４】
【００３４】
【化５】
【００３５】
【化６】
【００３６】
【化７】
【００３７】
ところでアシストドーパントは、ホストとゲストとの間のエネルギー移動を補完することを目的として使用される。本発明の有機発光素子においては、発光層には、少なくともホストと発光性のゲストと共に、少なくとも１種以上のアシストドーパントが含まれる。またこのアシストドーパントのうち少なくとも１つが一般式［１］に示されるベンズインデノアセフェナントリレン誘導体である。即ち、本発明の有機発光素子において、ベンズインデノアセフェナントリレン誘導体は少なくとも発光層（又は発光層に相当する層）に含まれる。ただアシストドーパントとして、ベンズインデノアセフェナントリレン誘導体以外にも１つ以上の別のアシストドーパントを使用してよい。
【００３８】
ここで、発光層３に含まれるベンズインデノアセフェナントリレン誘導体の濃度は、発光層３の構成材料の全体量を基準として、０．０１重量％乃至５０重量％であり、好ましくは０．０２重量％乃至３０重量％である。またベンズインデノアセフェナントリレン誘導体は、ホストからなる層全体に均一に含めてもよいし、濃度勾配を有して含めてもよいし、特定の領域に部分的に含ませてベンズインデノアセフェナントリレン誘導体を含まないホスト層の領域を設けてもよい。
【００３９】
一方、アシストドーパントとして、ベンズインデノアセフェナントリレン誘導体以外の化合物をも加える場合、使用される化合物としては、公知の材料でよく特に限定されるものではない。また、アシストドーパンとして、ベンズインデノアセフェナントリレン誘導体以外の化合物をも加える場合、その濃度は発光層３の構成材料の全体量を基準として、０．０１重量％乃至５０重量％であり、好ましくは０．０２重量％乃至３０重量％である。さらに、別のアシストドーパントは、ホストからなる層全体に均一に含めてもよい。また濃度勾配を有して含めてもよいし、特定の領域に部分的に含ませて別のアシストドーパントを含まないホスト層の領域を設けてもよい。
【００４０】
本発明は、特に発光層の構成材料として、ベンズインデノアセフェナントリレン誘導体を用いるものである。ただし、必要に応じて従来から公知のざいりょう、具体的には、低分子系及び高分子系のホール輸送性化合物、発光性化合物あるいは電子輸送性化合物等をも一緒に使用することもできる。
【００４１】
以下にこれらの化合物例を挙げる。
【００４２】
正孔注入層や正孔輸送層の構成材料である正孔注入輸送性材料は、陽極からの正孔の注入が容易で、注入された正孔を発光層へと輸送することができるように、ホール移動度が高い材料が好ましい。正孔注入輸送性能を有する低分子及び高分子系材料の具体例として、トリアリールアミン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、スチルベン誘導体、フタロシアニン誘導体、ポルフィリン誘導体、ポリ（ビニルカルバゾール）、ポリ（チオフェン）、その他導電性高分子が挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。
【００４３】
発光層の構成材料であって発光機能に関わる発光性材料（ゲスト）の具体例として、縮合環芳香族化合物（例えばフルオレン誘導体、ピレン誘導体、テトラセン誘導体、９，１０−ジフェニルアントラセン誘導体、ルブレン等）、キナクリドン誘導体、クマリン誘導体、スチルベン誘導体、トリス（８−キノリノラート）アルミニウム等の有機アルミニウム錯体、有機ベリリウム錯体、及びポリ（フェニレンビニレン）誘導体、ポリ（フルオレン）誘導体、ポリ（フェニレン）誘導体等の高分子誘導体が挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。
【００４４】
電子注入層や電子輸送層の構成材料である電子注入輸送性材料は、陰極からの電子の注入が容易で、注入された電子を発光層へ輸送することができるものから任意に選ぶことができ、ホール輸送材料のキャリア移動度とのバランス等を考慮し選択される。電子注入輸送性能を有する材料の具体例として、オキサジアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、ピラジン誘導体、トリアゾール誘導体、トリアジン誘導体、キノリン誘導体、キノキサリン誘導体、フェナントロリン誘導体、有機アルミニウム錯体等が挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。
【００４５】
本発明の有機発光素子で用いる基板としては、特に限定するものではないが、金属製基板、セラミックス製基板等の不透明性基板、ガラス、石英、プラスチックシート等の透明性基板が用いられる。
【００４６】
また、基板にカラーフィルター膜、蛍光色変換フィルター膜、誘電体反射膜等を用いて発色光をコントロールする事も可能である。
【００４７】
本発明の有機発光素子は、開口率を向上させる目的で陽極側から発光を取り出す、いわゆる、トップエミッション方式であってもよいし、光緩衝によって色純度を調整するキャビティー構造を使用してもよい。
【００４８】
本発明の有機電界発光素子は、省エネルギーや高輝度が必要な製品への応用が可能である。応用例としては表示装置、プリンターの光源、照明装置、液晶表示装置のバックライト等が考えられる。
【００４９】
表示装置としては、例えば、省エネルギーや高視認性・軽量なフラットパネルディスプレイが挙げられる。
【００５０】
また、プリンターの光源としては、例えば、現在広く用いられているレーザビームプリンタのレーザー光源部を、本発明の有機電界発光素子に置き換えることができる。置き換える方法として、例えば、独立にアドレスできる有機電界発光素子をアレイ上に配置する方法が挙げられる。レーザー光源部を本発明の有機電界発光素子に置き換えても、感光ドラムに所望の露光を行うことで、画像形成することについては従来と変わりがない。ここで本発明の有機電界発光素子を用いることで、装置体積を大幅に減少することができる。
【００５１】
照明装置やバックライトに関しては、本発明の有機電界発光素子を使用することで省エネルギー効果が期待できる。
【００５２】
次に、本発明の有機電界発光素子を使用した表示装置について説明する。以下、図面を参照して、アクティブマトリクス方式を例にとって、本発明の表示装置を詳細に説明する。
【００５３】
図２は、表示装置の一形態である、本発明の有機電界発光素子と駆動手段とを具備した表示装置の構成例を模式的に示す図である。図２の表示装置２０は、走査信号ドライバー２１、情報信号ドライバー２２、電流供給源２３が配置され、それぞれゲート選択線Ｇ、情報信号線Ｉ、電流供給線Ｃに接続される。ゲート選択線Ｇと情報信号線Ｉの交点には、画素回路２４が配置される。走査信号ドライバー２１は、ゲート選択線Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３・・・Ｇｎを順次選択し、これに同期して情報信号ドライバー２２から画像信号が情報信号線Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３・・・Ｉｎのいずれかを介して画素回路２４に印加される。
【００５４】
図３は、図２の表示装置を構成する画素及び画素に接続する回路を示す模式図である。図３において、画素２５は、本発明の有機発光素子からなり、画素回路２４ごとに対応して設けられる。尚、図２及び３においては図示されていないが、画素２５を構成する有機発光素子に含まれる上部電極は、複数の有機発光素子に共通する電極として形成されていてもよいし、有機発光素子毎に個別に設けられるように形成されていてもよい。
【００５５】
次に、画素の動作について説明する。図４は、図２の表示装置に配置されている１つの画素を構成する回路を示す回路図である。図４の画素回路３０においては、ゲート選択線Ｇｉに選択信号が印加されると、第一の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ１）３１がＯＮになり、コンデンサー（Ｃadd）３２に画像信号Ｉｉが供給され、第二の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ２）３３のゲート電圧を決定する。有機電界発光素子３４には第二の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ２）（３３）のゲート電圧に応じて電流供給線Ｃｉより電流が供給される。ここで、第二の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ２）３３のゲート電位は、第一の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ１）３１が次に走査選択されるまでコンデンサー（Ｃadd）３２に保持される。このため、有機電界発光素子３４には、次の走査が行われるまで電流が流れ続ける。これにより１フレーム期間中常に有機電界発光素子３４を発光させることが可能となる。
【００５６】
図５は、図２の表示装置で使用されるＴＦＴ基板の断面構造の一例を示した模式図である。ＴＦＴ基板の製造工程の一例を示しながら、構造の詳細を以下に説明する。図５の表示装置４０を製造する際には、まずガラス等の基板４１上に、上部に作られる部材（ＴＦＴ又は有機層）を保護するための防湿膜４２がコートされる。防湿膜４２を構成する材料として、酸化ケイ素又は酸化ケイ素と窒化ケイ素との複合体等が用いられる。次に、スパッタリングによりＣｒ等の金属を製膜することで、所定の回路形状にパターニングしてゲート電極４３を形成する。続いて、酸化シリコン等をプラズマＣＶＤ法又は触媒化学気相成長法（ｃａｔ−ＣＶＤ法）等により製膜し、パターニングしてゲート絶縁膜４４を形成する。次に、プラズマＣＶＤ法等により（場合によっては２９０℃以上の温度でアニールして）シリコン膜を製膜し、回路形状に従ってパターニングすることで半導体層４５を形成する。
【００５７】
さらに、この半導体膜４５にドレイン電極４６とソース電極４７を設けることでＴＦＴ素子４８を作製し、図４に示すような回路を形成する。次に、このＴＦＴ素子４８の上部に絶縁膜４９を形成する。次に、コンタクトホール（スルーホール）５０を、金属からなる有機電界発光素子用の陽極５１とソース電極４７が接続するように形成する。
【００５８】
この陽極５１の上に、多層あるいは単層の有機層５２と、陰極５３を順次積層することにより、表示装置４０を得ることができる。このとき、有機電界発光素子の劣化を防ぐために第一の保護層５４や第二の保護層５５を設けてもよい。本発明の有機電界発光素子を使用した表示装置を駆動することにより、良好な画質で、長時間表示にも安定な表示が可能になる。
【００５９】
尚、上記の表示装置は、スイッチング素子に特に限定はなく、単結晶シリコン基板やＭＩＭ素子、ａ−Ｓｉ型等でも容易に応用することができる。
【実施例】
【００６０】
以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明していくが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００６１】
［合成例１］例示化合物１の合成
【００６２】
【化８】
【００６３】
５０ｍｌの三ツ口フラスコに、下記に示す試薬、溶媒を仕込んだ。
１，８−ジブロモフェナンスレン：０．１０ｇ（０．３０ｍｍｏｌ）
２−ブロモ−フェニルボロン酸（東京化成工業（株）製、商品名同じ）：０．１４ｇ（０．７１ｍｍｏｌ）
トリシクロヘキシルホスフィン（アルドリッチジャパン製、商品名同じ）：６７ｍｇ（０．２４ｍｍｏｌ）
【００６４】
次に、反応溶液中に、ジメチルホルムアミド４ｍｌを投入した後、反応系内を窒素雰囲気にした。次に、反応溶液を室温下で攪拌しながら、１，８−ジアザビシクロ［５．４．０］ウンデカ−７−エン（東京化成（株）製、商品名同じ、以下ＤＢＵと称する）０．５ｍｌを添加した。次に、トリス（ジベンジリデンアセトン）ジパラジウム（東京化成（株）製、商品名同じ）６２ｍｇ（０．０６ｍｍｏｌ）を添加した。次に、反応系内をアルゴン雰囲気にした後、反応溶液を還流させながら３６時間攪拌した。反応終了後、反応溶液中にクロロベンゼンを加えた後、有機層を水洗した。次に、有機層を無水硫酸ナトリウムで乾燥させた後、金属除去用シリカ（富士シリシア化学（株）製、ＳＨ Ｓｉｌｉｃａ）により有機層に含まれている触媒を除去した。次に、溶媒を減圧留去することで得られた残渣をエタノール中で分散させて洗浄した後、クロロベンゼンで再結晶をすることにより、例示化合物１を黄色結晶として８３ｍｇ（収率８６％）得た。
【００６５】
ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ ＭＳ（マトリックス支援イオン化−飛行時間型質量分析法）により、この化合物のＭ+である３２５．７を確認した。また1Ｈ−ＮＭＲ測定（日本電子（株）製、ＥＣＡ−４００、溶媒：重クロロホルム）を行った。δ値（ｐｐｍ）を以下に示す。
【００６６】
1Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3） δ（ｐｐｍ）：８．６（２Ｈ、ｄｔ）、８．４７（２Ｈ、ｄ）、８．０５−８．０２（４Ｈ、ｍ）、７．８０（２Ｈ、ｔ）、７．５４（４Ｈ、ｄｄｄ）
【００６７】
紫外−可視光吸収スペクトルから例示化合物１のバンドギャップを求めた。ここで、紫外−可視光吸収スペクトルは、日立製分光光度計Ｕ−３０１０を用い、濃度１×１０-6ｍｏｌ／Ｌのトルエン溶液を調製し、光路長１ｃｍの石英セル中で測定した。またこの測定で得られた紫外−可視光吸収スペクトルの吸収端からバンドギャップを求めた。この方法で例示化合物１のバンドギャップを求めたところ、２．９７ｅＶであった。
【００６８】
またサイクリックボルタンメトリーによる酸化還元電位を測定しＬＵＭＯを評価した。具体的には、得られた化合物（例示化合物２）のトルエン溶液（濃度：１×１０-6ｍｏｌ／Ｌ）を調製し、下記条件で測定を行った。
支持電解物質：０．１ｍｏｌ／Ｌのテトラブチルアンモニウムパークロレイト
温度：２５℃
参照電極：Ａｇ／ＡｇＮＯ3
対向電極：白金電極
作用電極：グラシックカーボン
【００６９】
尚、還元電位（第一還元電位）が低い方が、電子注入性が高い（即ち、ＬＵＭＯが低い）ことになり、電子トラップ性が向上することになる。
【００７０】
例示化合物１について測定を行った結果、第一還元電位は−１．７４Ｖであった。
【００７１】
また、例示化合物２〜１３は、下記に示す合成スキームにより合成できる。
【００７２】
【化９】
【００７３】
上記合成スキームにおいて、５−クロロ−２−メトキシフェニルボロン酸を４−クロロ−２−メトキシフェニルボロン酸に替えると、例示化合物１４〜２５を合成することができる。
【００７４】
［実施例１］有機発光素子の作製
図１（ｃ）に示される構造の有機発光素子を以下に示す方法で製造した。
【００７５】
ガラス基板（基板１）上に、スパッタ法により、酸化錫インジウム（ＩＴＯ）を成膜し陽極２を形成した。このとき陽極２の膜厚を１２０ｎｍとした。次に、陽極２が形成されている基板１を、アセトン、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）で順次超音波洗浄し、次いでＩＰＡで煮沸洗浄後乾燥した。さらに、ＵＶ／オゾン洗浄した。以上の方法で処理した基板を透明導電性支持基板として、以下の工程で使用した。
【００７６】
次に、下記に示される化合物２−１とクロロホルムとを混合して、濃度０．１重量％のクロロホルム溶液を調製した。
【００７７】
【化１０】
【００７８】
次に、このクロロホルム溶液を、陽極２上に滴下し、最初に回転数５００ＲＰＭで１０秒、次に、回転数１０００ＲＰＭで１分間スピンコートを行い膜を形成した。次に、８０℃の真空オーブン内で１０分間乾燥し、薄膜中の溶剤を完全に除去して正孔輸送層５を形成した。このとき正孔輸送層５の膜厚は１１ｎｍであった。
【００７９】
次に、真空蒸着法により、正孔輸送層５上に、下記に示す化合物２−２及び化合物２−３、並びに例示化合物１を共蒸着して発光層３を形成した。このとき化合物２−２の割合を化合物２−３に対して５重量％とし、例示化合物１の割合を化合物２−３に対して２重量％とした。また発光層３の膜厚を２５ｎｍとした。
【００８０】
【化１１】
【００８１】
次に、真空蒸着法により、発光層３上に、２，９−［２−（９，９’−ジメチルフルオレニル）］−１，１０−フェナントロリンを成膜して電子輸送層６を形成した。このとき電子輸送層６の膜厚を２５ｎｍとし、蒸着時の真空度を１．０×１０-4Ｐａとし、成膜速度を０．２ｎｍ／ｓｅｃ以上０．３ｎｍ／ｓｅｃ以下の条件とした。
【００８２】
次に、真空蒸着法により、電子輸送層６上に、アルミニウム−リチウム合金（リチウム濃度１原子％）からなる蒸着材料を成膜して、Ａｌ−Ｌｉ合金膜を形成した。このときＡｌ−Ｌｉ合金膜の膜厚を０．５ｎｍとし、蒸着時の真空度を１．０×１０-4Ｐａとし、成膜速度を１．０ｎｍ／ｓｅｃ〜１．２ｎｍ／ｓｅｃの条件とした。次に、真空蒸着法により、Ａｌ−Ｌｉ合金膜上にアルミニウムを成膜してＡｌ膜を形成した。このときＡｌ膜の膜厚を１５０ｎｍとし、蒸着時の真空度を１．０×１０-4Ｐａとし、成膜速度を１．０ｎｍ／ｓｅｃ〜１．２ｎｍ／ｓｅｃの条件とした。尚、上記Ａｌ−Ｌｉ合金膜及びＡｌ膜は
電子注入電極（陰極４）として機能する。以上のようにして有機発光素子を作製した。
【００８３】
得られた素子について、ＩＴＯ電極（陽極２）を正極、Ａｌ電極（陰極４）を負極にして、４．０Ｖの印加電圧を加えたところ、良好な青色発光が観測された。
【００８４】
また得られた素子について、窒素雰囲気下で電流密度を１００ｍＡ／ｃｍ2に保ちながら、電圧を印加したところ、２００時間後の輝度は初期輝度に対し０．８４倍であり、劣化の度合いは小さかった。
【００８５】
［比較例１］
実施例１において、例示化合物２を使用しない以外は実施例１と同様に有機発光素子を製造した。
【００８６】
得られた素子について、実施例１と同様に評価を行った。その結果、２００時間後の輝度は初期輝度に対して０．７４倍であり、素子の劣化の度合いは実施例１より大きかった。
【００８７】
従って、発光層に、ベンズインデノアセフェナントリレン誘導体からなるアシストドーパントを含ませることにより、素子の駆動寿命の長時間化が図ることができることがわかった。
【符号の説明】
【００８８】
１：基板、２：陽極、３：発光層、４：陰極、５：正孔輸送層、６：電子輸送層、１１（１２，１３）：有機発光素子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
陽極と陰極と、
該陽極と該陰極との間に挟持され、発光層を含む有機化合物層と、から構成され、
該発光層に、ホストと、ゲストと、下記一般式［１］に示されるベンズインデノアセフェナントリレン誘導体からなるアシストドーパントと、が含まれることを特徴とする、有機発光素子。
【化１】
（式［１］において、Ｘ1乃至Ｘ4は、それぞれ水素原子、置換あるいは無置換のアルキル基又は置換あるいは無置換のアリール基を表し、それぞれ同じであっても異なっていてもよい。）
【請求項２】
前記アルキル基が、メチル基又はターシャリーブチル基であることを特徴とする、請求項１に記載の有機発光素子。
【請求項３】
前記アリール基が、フェニル基、ナフチル基、ピレニル基、フルオランテニル基、クリセニル基、ビフェニル基、ターフェニル基又はフルオレニル基であることを特徴とする、請求項１に記載の有機発光素子。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の有機発光素子を具備することを特徴とする、表示装置。
【請求項１】
陽極と陰極と、
該陽極と該陰極との間に挟持され、発光層を含む有機化合物層と、から構成され、
該発光層に、ホストと、ゲストと、下記一般式［１］に示されるベンズインデノアセフェナントリレン誘導体からなるアシストドーパントと、が含まれることを特徴とする、有機発光素子。
【化１】
（式［１］において、Ｘ1乃至Ｘ4は、それぞれ水素原子、置換あるいは無置換のアルキル基又は置換あるいは無置換のアリール基を表し、それぞれ同じであっても異なっていてもよい。）
【請求項２】
前記アルキル基が、メチル基又はターシャリーブチル基であることを特徴とする、請求項１に記載の有機発光素子。
【請求項３】
前記アリール基が、フェニル基、ナフチル基、ピレニル基、フルオランテニル基、クリセニル基、ビフェニル基、ターフェニル基又はフルオレニル基であることを特徴とする、請求項１に記載の有機発光素子。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の有機発光素子を具備することを特徴とする、表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−２１６８１５（Ｐ２０１１−２１６８１５Ａ）
【公開日】平成２３年１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−８５９４４（Ｐ２０１０−８５９４４）
【出願日】平成２２年４月２日（２０１０．４．２）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月２日（２０１０．４．２）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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