プチセン系化合物、有機エレクトロルミネッセンス素子および照明装置
【課題】書面に垂直方向に対して傾斜した…目視可能とする。
【解決手段】有機エレクトロルミネッセンス素子は、１対の電極１０５，１０７と、１対の電極１０５，１０７間に配置され、発光層を含む少なくとも１層の有機層１０６と、を有する。有機層１０６のうちの少なくとも１層には、一般式１または一般式２で表わされるプチセン系化合物の少なくとも１種が含有されている。
【化１】
【解決手段】有機エレクトロルミネッセンス素子は、１対の電極１０５，１０７と、１対の電極１０５，１０７間に配置され、発光層を含む少なくとも１層の有機層１０６と、を有する。有機層１０６のうちの少なくとも１層には、一般式１または一般式２で表わされるプチセン系化合物の少なくとも１種が含有されている。
【化１】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はプチセン系化合物、有機エレクトロルミネッセンス素子および照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、ＯＬＥＤ素子、有機ＥＬ素子等と略称する）は数Ｖ〜数十Ｖ程度の低電圧で駆動可能であり、自己発光型であるために視野角に富み、視認性が高く、さらに薄膜型の完全素子固体であるため、ディスプレイ、或いは照明用途として、省スペース、省エネルギー、及び携帯性の観点から注目されており、携帯電話のメインディスプレイに採用されるなど、市場に普及し始めている。
しかしながら、大画面ディスプレイ、もしくは冷陰極管を代替する照明の実現、普及に対しては、現状より飛躍的に発光効率が高く、発光寿命が長く、発光色の経時での変色等の欠陥のない素子の開発が望まれている。
【０００３】
近年、発光効率を高める技術としてリン光材料の検討が盛んに行われている。
リン光材料は冷陰極管とほぼ同等の発光効率が得られる可能性があることから照明用途としても大いに注目されている。
一方、発光の高効率化を志向した、高度に縮環した含窒素複素環を有した化合物を用いた有機ＥＬ素子の報告（例えば、特許文献１参照）がなされているが、特に青色リン光発光素子に適用した場合には、発光効率、発光寿命、発光色の経時での変色等の欠陥等が満足するレベルではなかった。
また、窒素原子を他の原子で置き換えた材料として、ケイ素原子を用いた材料（例えば特許文献２、３及び４参照）や、リン原子を用いた材料（例えば、特許文献５参照）が報告されている。
これらの材料は、特に青色リン光発光素子に適用した場合に発光効率の点では若干の進歩がみられるが、発光寿命、発光色の経時での変色等の欠陥については満足のできるレベルではなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−８７４９６号公報
【特許文献２】特許２００３−２４３１７８公報
【特許文献３】特許第４１３６３５２号公報
【特許文献４】特開２０１０−６４９７６号公報
【特許文献５】特開２００９−１７９５８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、本発明の主な目的は、有機エレクトロルミネッセンス素子に用いられる新規化合物であって、発光効率および発光寿命を向上させ、発光色の経時での変色を防止しうるプチセン系化合物を提供することにあり、併せて当該化合物を用いた有機エレクトロルミネッセンス素子や照明装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため本発明によれば、
有機エレクトロルミネッセンス素子の有機層中に含有されるプチセン系化合物であって、
一般式１または一般式２で表わされることを特徴とするプチセン系化合物が提供される。
【０００７】
【化１】
【０００８】
一般式１または一般式２中、「Ｘ」はＣ−Ｒ１、「Ｙ」はＣ−Ｒ２、Ｎ、Ｐ＝ＺまたはＳｉ−Ｒ３を表わす。「Ｚ」は、Ｏ、Ｓ、ＳｅまたはＴｅを表わし、「Ｒ１」、「Ｒ２」および「Ｒ３」は、芳香族炭化水素環基または芳香族複素環基を表わす。「Ａ１〜Ａ４」はＮまたはＣ−Ｒ４を表わす。「Ｒ４」は、水素原子、アルキル基、芳香族炭化水素環基、芳香族複素環基、複素環基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、シクロアルキルチオ基、アリールチオ基またはシリル基を表す。「Ｅ１〜Ｅ３」はＸおよびＹに結合する２つの炭素原子とともに芳香族複素五員環を形成するのに必要な原子群を表わす。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、発光効率および発光寿命を向上させ、発光色の経時での変色を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】表示装置の一例を示した模式図である。
【図２】図１の表示装置の表示部の模式図である。
【図３】照明装置の概略図である。
【図４】図３の照明装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照しながら本発明の好ましい実施形態について説明する。
【００１２】
本発明のＯＬＥＤ素子は、１対の電極間（例えば、陽極と陰極との間）に、発光層を含む少なくとも１層の有機層を有するＯＬＥＤ素子であり、有機層のうちの少なくとも１層に一般式１または一般式２で表される新規プチセン系化合物が含有されている。
本発明の新規プチセン系化合物は、３つの芳香環（芳香族炭化水素環または芳香族複素環）が立体的に縮合した化合物である。
本発明のＯＬＥＤ素子が、一般式１または一般式２で表される新規プチセン系化合物を有機層の少なくとも１層に含有することによって得られる効果について、本発明者等は下記にように考えている。
ＯＬＥＤ素子に用いられる従来公知の３環以上の多重縮合環を含む化合物は平面的であり、分子のひずみが大きく、光や、熱的に不安定であるのに対して、本発明の新規プチセン系化合物は立体的に芳香環が縮合するため、より安定な縮合環を形成することが可能であり、ＯＬＥＤ素子発光の長寿命化が達成できると考えられる。
また、同時に縮合環が剛直過ぎず、柔軟過ぎず、立体構造を適切な程度に固定して維持することが可能であり、またπ共役に対しても共役の拡がりを適度に調整することができることから、本発明に係る新規プチセン系化合物は、高い安定性を有し、且つ、ＯＬＥＤ素子に含有せしめた場合、同じ層あるいは隣接層に含まれる材料と適度に相互作用し、電荷の移動を最適にコントロールすることが可能であると推定している。
以上から、本発明者等は、本発明に係る新規プチセン系化合物をＯＬＥＤ素子及びそれを具備する照明装置に用いた場合、高い発光効率、長い発光寿命、及び発光色の経時での変色等の欠陥低減が達成できるものと推測している。
【００１３】
《プチセン系化合物》
本発明の新規プチセン系化合物について詳細に説明する。
当該プチセン系化合物は一般式１または一般式２で表わされる。
【００１４】
【化２】
【００１５】
一般式１および一般式２において、「Ｘ」はＣ−Ｒ１を表わし、「Ｙ」は各々独立にＣ−Ｒ２、Ｎ、Ｐ＝ＺまたはＳｉ−Ｒ３を表わす。
一般式１および一般式２におけるＹにおいて、「Ｚ」はＯ、Ｓ、ＳｅまたはＴｅを表わし、好ましくはＯまたはＳを表す。
一般式１および一般式２におけるＸおよびＹにおいて、「Ｒ１」、「Ｒ２」および「Ｒ３」は芳香族炭化水素環基または芳香族複素環基を表わす。
芳香族炭化水素環基としては、例えば、フェニル基、クロロフェニル基、メシチル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、アントリル基、アズレニル基、アセナフテニル基、フルオレニル基、フェナントリル基、インデニル基、ピレニル基、ビフェニリル基等が挙げられる。
中でも好ましい芳香族炭化水素環基としては、フェニル基、ナフチル基、フルオレニル基、フェナントリル基、ビフェニリル基、フルオレノニル基が挙げられ、特に好ましくは、フェニル基、ナフチル基、フルオレニル基である。
尚、これらの基は、更に後述する置換基を有していてもよい。
芳香族複素環基としては、例えば、ピリジル基、ピリミジル基、フリル基、ピロリル基、イミダゾリル基、ベンゾイミダゾリル基、ピラゾリル基、ピラジニル基、トリアゾリル基（例えば、１，２，４−トリアゾール−１−イル基、１，２，３−トリアゾール−１−イル基等））、オキサゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、チアゾリル基、イソオキサゾリル基、イソチアゾリル基、フラザニル基、チエニル基、キノリル基、ベンゾフリル基、ジベンゾフリル基、ベンゾチエニル基、ジベンゾチエニル基、インドリル基、カルバゾリル基、カルボリニル基、ジアザカルボリル基（前記、カルボリニル基のカルボリン環構成する炭素原子の一つが窒素原子で置き換わったもの）、キノキサリニル基、トリアジニル基、キナゾリニル基、フタラジニル基等が挙げられる。
中でも好ましい芳香族複素環基としては、ピリジル基、ピリミジル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、チエニル基、キノリル基、ジベンゾフリル基、カルバゾリル基、カルボリニル基、ジアザカルボリニル基が挙げられ、特に好ましくは、ピリジル基、ピリミジル基、ピラゾリル基、ジベンゾフリル基、カルバゾリル基、カルボリニル基、ジアザカルバゾリル基が挙げられる。
尚、これらの基は更に後述する置換基を有していてもよい。
【００１６】
一般式１および一般式２において、Ｒ１〜Ｒ３で表される芳香族炭化水素環基、芳香族複素環基が各々有していてもよい置換基としては、アルキル基（例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基等）、シクロアルキル基（例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等）、アルケニル基（例えば、ビニル基、アリル基、１−プロペニル基、２−ブテニル基、１，３−ブタジエニル基、２−ペンテニル基、イソプロペニル基等）、アルキニル基（例えば、エチニル基、プロパルギル基等）、芳香族炭化水素基（芳香族炭化水素環基、芳香族炭素環基、アリール基等ともいい、例えば、フェニル基、クロロフェニル基、メシチル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、アントリル基、アズレニル基、アセナフテニル基、フルオレニル基、フェナントリル基、インデニル基、ピレニル基、トリフェニレニル基、ビフェニリル基等）、芳香族複素環基（例えば、フリル基、チエニル基、ピリジル基、ピリダジニル基、ピリミジニル基、ピラジニル基、トリアジニル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、チアゾリル基、キナゾリニル基、カルバゾリル基、カルボリニル基、アザカルバゾリル基（前記カルバゾリル基のカルバゾール環を構成する炭素原子の任意の一つ以上が窒素原子で置き換わったものを示す）、ベンゾフリル基、ジベンゾフリル基、アザジベンゾフリル基（前記ジベンゾフリル基のジベンゾフラン環を構成する炭素原子の任意の一つ以上が窒素原子で置き換わったものを示す）、ベンゾチエニル基、インドリル基、ジベンゾチエニル基、ベンゾイミダゾリル基、オキサゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、キノキサリニル基、イソオキサゾリル基、イソチアゾニル基、インドロカルバゾリル基、ヘキサアザトリフェニレニル基、ベンゾジフラニル基、ベンゾジチエニル基、ホスフォル基、シロリル基、ボリル基、ビピリジル基等）、複素環基（例えば、ピロリジル基、イミダゾリジル基、モルホリル基、オキサゾリジル基等）、アルコキシ基（例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、ドデシルオキシ基等）、シクロアルコキシ基（例えば、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基等）、アリールオキシ基（例えば、フェノキシ基、ナフチルオキシ基等）、アルキルチオ基（例えば、メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基、ペンチルチオ基、ヘキシルチオ基、オクチルチオ基、ドデシルチオ基等）、シクロアルキルチオ基（例えば、シクロペンチルチオ基、シクロヘキシルチオ基等）、アリールチオ基（例えば、フェニルチオ基、ナフチルチオ基等）、アルコキシカルボニル基（例えば、メチルオキシカルボニル基、エチルオキシカルボニル基、ブチルオキシカルボニル基、オクチルオキシカルボニル基、ドデシルオキシカルボニル基等）、アリールオキシカルボニル基（例えば、フェニルオキシカルボニル基、ナフチルオキシカルボニル基等）、スルファモイル基（例えば、アミノスルホニル基、メチルアミノスルホニル基、ジメチルアミノスルホニル基、ブチルアミノスルホニル基、ヘキシルアミノスルホニル基、シクロヘキシルアミノスルホニル基、オクチルアミノスルホニル基、ドデシルアミノスルホニル基、フェニルアミノスルホニル基、ナフチルアミノスルホニル基、２−ピリジルアミノスルホニル基等）、アシル基（例えば、アセチル基、エチルカルボニル基、プロピルカルボニル基、ペンチルカルボニル基、シクロヘキシルカルボニル基、オクチルカルボニル基、２−エチルヘキシルカルボニル基、ドデシルカルボニル基、フェニルカルボニル基、ナフチルカルボニル基、ピリジルカルボニル基等）、アシルオキシ基（例えば、アセチルオキシ基、エチルカルボニルオキシ基、ブチルカルボニルオキシ基、オクチルカルボニルオキシ基、ドデシルカルボニルオキシ基、フェニルカルボニルオキシ基、アクリロイル基、メタクリロイル基等）、アミド基（例えば、メチルカルボニルアミノ基、エチルカルボニルアミノ基、ジメチルカルボニルアミノ基、プロピルカルボニルアミノ基、ペンチルカルボニルアミノ基、シクロヘキシルカルボニルアミノ基、２−エチルヘキシルカルボニルアミノ基、オクチルカルボニルアミノ基、ドデシルカルボニルアミノ基、フェニルカルボニルアミノ基、ナフチルカルボニルアミノ基等）、カルバモイル基（例えば、アミノカルボニル基、メチルアミノカルボニル基、ジメチルアミノカルボニル基、プロピルアミノカルボニル基、ペンチルアミノカルボニル基、シクロヘキシルアミノカルボニル基、オクチルアミノカルボニル基、２−エチルヘキシルアミノカルボニル基、ドデシルアミノカルボニル基、フェニルアミノカルボニル基、ナフチルアミノカルボニル基、２−ピリジルアミノカルボニル基等）、ウレイド基（例えば、メチルウレイド基、エチルウレイド基、ペンチルウレイド基、シクロヘキシルウレイド基、オクチルウレイド基、ドデシルウレイド基、フェニルウレイド基ナフチルウレイド基、２−ピリジルアミノウレイド基等）、スルフィニル基（例えば、メチルスルフィニル基、エチルスルフィニル基、ブチルスルフィニル基、シクロヘキシルスルフィニル基、２−エチルヘキシルスルフィニル基、ドデシルスルフィニル基、フェニルスルフィニル基、ナフチルスルフィニル基、２−ピリジルスルフィニル基等）、アルキルスルホニル基（例えば、メチルスルホニル基、エチルスルホニル基、ブチルスルホニル基、シクロヘキシルスルホニル基、２−エチルヘキシルスルホニル基、ドデシルスルホニル基等）、アリールスルホニル基またはヘテロアリールスルホニル基（例えば、フェニルスルホニル基、ナフチルスルホニル基、２−ピリジルスルホニル基等）、アミノ基（例えば、アミノ基、エチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ブチルアミノ基、シクロペンチルアミノ基、２−エチルヘキシルアミノ基、ドデシルアミノ基、アニリノ基、フェニルアミノ基、ジフェニルアミノ基、ナフチルアミノ基、２−ピリジルアミノ基等）、ハロゲン原子（例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子等）、フッ化炭化水素基（例えば、フルオロメチル基、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、ペンタフルオロフェニル基等）、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、メルカプト基、シリル基（例えば、トリメチルシリル基、トリイソプロピルシリル基、トリフェニルシリル基、フェニルジエチルシリル基等）、ホスホノ基、ヒドロキシ基等が挙げられる。
これらの置換基は、上記の置換基によってさらに置換されていてもよい。また、これらの置換基は複数が互いに結合して環を形成していてもよい。
【００１７】
一般式１の「Ａ１〜Ａ４」はＮまたはＣ−Ｒ４を表わす。
Ｃ−Ｒ４の「Ｒ４」は、水素原子、アルキル基、芳香族炭化水素環基、芳香族複素環基、複素環基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、シクロアルキルチオ基、アリールチオ基またはシリル基を表わし、その具体例としては上記置換基の中で記載されているものを挙げることができる。
Ｒ４は好ましくは水素原子、アルキル基、芳香族炭化水素環基またはアルコキシ基である。
Ａ１〜Ａ４で表わされるＮの数は０、１または２であることが好ましい。
【００１８】
一般式２において、「Ｅ１〜Ｅ３」はＸおよびＹに結合する２つの炭素原子とともに芳香族複素五員環を形成するのに必要な原子群を表わす。
（ｉ）Ｅ１およびＥ３がＯまたはＳでかつＥ２がＣ−Ｒ５またはＮである場合、（ｉｉ）Ｅ１およびＥ３がＣ−Ｒ５またはＮでかつＥ２がＯまたはＳである場合、または（ｉｉｉ）Ｅ１〜Ｅ３がＮまたはＮ−Ｒ６である場合が好ましい。
一般式２において、Ｅ１〜Ｅ３の「Ｒ５」、「Ｒ６」は、水素原子、アルキル基、芳香族炭化水素環基、芳香族複素環基、複素環基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、シクロアルキルチオ基、アリールチオ基またはシリル基を表わし、各基の具体例としては上記の置換基に記載と同様の基が挙げられる。
また、複数のＲ３及びＲ４は互いに結合して環を形成することもできる。
一般式２における芳香族複素五員環としては、オキサゾール環、オキサジアゾール環、オキサトリアゾール環、イソオキサゾール環、テトラゾール環、チアジアゾール環、チアトリアゾール環、イソチアゾール環、チオフェン環、フラン環、ピロール環、イミダゾール環、ピラゾール環、トリアゾール環が挙げられる。
尚、これらの基は、更に上記の置換基を有していてもよい。
【００１９】
以下、一般式１または２で表される、本発明の新規プチセン系化合物の具体例を挙げるが、本発明はこれらに限定されない。
【００２０】
【化３】
【００２１】
【化４】
【００２２】
【化５】
【００２３】
以下、本発明の新規プチセン系化合物の合成例を挙げるが、本発明はこれらに限定されない。
《合成例１：化合物Ｐ−１の合成》
【００２４】
【化６】
【００２５】
原料Ａ ３．４７ｇ（１０．０ｍｍｏｌ）をＴＨＦ５０ｍｌに溶解し、ヘキサクロロエタン１．１８ｇ（５．００ｍｍｏｌ）および塩化パラジウム３０ｍｇ（０．１７ｍｍｏｌ）を加え、室温で４時間撹拌を行った。溶媒を減圧下に濃縮し、中間体Ｂを得た。
次に、中間体Ｂをジエチルエーテル５０ｍｌに溶解し、内温を−７０℃に冷却した。
次に、別途合成したカルバゾールリチオ体（１）のジエチルエーテル溶液（３０ｍｌ）（１０．０ｍｍｏｌ）を内温−６５℃以下を保ちながらゆっくりと滴下した。滴下後、成り行きで室温に戻し、さらに１時間撹拌を行った。溶媒を減圧下に留去し、残さをシリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒トルエン：メチレンクロライド＝１００：１）にて精製し、例示化合物Ｐ−１を５．４６ｇ（収率９３％）得た。
構造は、核磁気共鳴法（１Ｈ−ＮＭＲ、１３Ｃ−ＮＭＲ等）及びＭＡＳＳスペクトル（質量分析法）にて同定した。
【００２６】
《合成例２：化合物Ｐ−２の合成》
【００２７】
【化７】
【００２８】
原料Ｃ ２．８８ｇ（１０．０ｍｍｏｌ）をＴＨＦ５０ｍｌに溶解し、Ｎ−クロロコハク酸イミド１．３３ｇ（１０．０ｍｍｏｌ）を加え、室温で２時間撹拌を行った。溶媒を減圧下に濃縮し、中間体Ｄを得た。
次に、中間体Ｄをジエチルエーテル５０ｍｌに溶解し、内温を−７０℃に冷却した。
次に別途合成したカルバゾールリチオ体（１）のジエチルエーテル溶液（３０ｍｌ）（１０．０ｍｍｏｌ）を内温−６５℃以下を保ちながらゆっくりと滴下した。滴下後、成り行きで室温に戻し、さらに２時間撹拌を行った。溶媒を減圧下に留去し、残さをシリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒トルエン：メチレンクロライド＝５５：１）にて精製し、例示化合物Ｐ−２を５．１１ｇ（収率９７％）得た。
構造は、核磁気共鳴法（１Ｈ−ＮＭＲ、１３Ｃ−ＮＭＲ等）及びＭＡＳＳスペクトル（質量分析法）にて同定した。
【００２９】
《合成例３：化合物Ｐ−４の合成》
【００３０】
【化８】
【００３１】
原料Ｅ２．５５ｇ（１０．０ｍｍｏｌ）をクロロフォルム５０ｍｌに溶解し、Ｎ−クロロコハク酸イミド１．３３ｇ（１０．０ｍｍｏｌ）を加え、室温で２時間撹拌を行った。溶媒を減圧下に濃縮し、中間体Ｆを得た。
次に、中間体ＦをＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド５０ｍｌに溶解し、カルバゾール１．６７ｇ（１０．０ｍｍｏｌ）、銅粉３ｇ、炭酸カリウム２．７６ｇ（２０．０ｍｍｏｌ）を加え、内温１５４℃で１２時間加熱撹拌を行った。
溶媒を減圧下に留去し、残さをシリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒トルエン：メチレンクロライド＝８０：１）にて精製し、例示化合物Ｐ−４を４．０１ｇ（収率９５％）得た。
構造は、核磁気共鳴法（１Ｈ−ＮＭＲ、１３Ｃ−ＮＭＲ等）及びＭＡＳＳスペクトル（質量分析法）にて同定した。
【００３２】
《合成例４：化合物Ｐ−１３の合成》
【００３３】
【化９】
【００３４】
原料Ｇ２．３６ｇ（１０．００ｍｍｏｌ）をＴＨＦ５０ｍｌに溶解し、ヘキサクロロエタン１．７０ｇ（５．０１ｍｍｏｌ）および塩化パラジウム３０ｍｇ（０．１８ｍｍｏｌ）を加え、室温で１０時間撹拌を行った。溶媒を減圧下に濃縮し、中間体Ｈを得た。
次に、中間体Ｈをジエチルエーテル５０ｍｌに溶解し、内温を−７０℃に冷却した。
次に、別途合成したカルバゾールリチオ体（１）のジエチルエーテル溶液（３０ｍｌ）（１０．０ｍｍｏｌ）を内温−７５℃以下を保ちながらゆっくりと滴下した。滴下後、成り行きで室温に戻し、さらに１時間撹拌を行った。
溶媒を減圧下に留去し、残さをシリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒ｎ−ヘキサン：トルエン＝４：１）にて精製し、例示化合物Ｐ−１３を７．０３ｇ（収率９３％）得た。
構造は、核磁気共鳴法（１Ｈ−ＮＭＲ、１３Ｃ−ＮＭＲ等）及びＭＡＳＳスペクトル（質量分析法）にて同定した。
【００３５】
《合成例５：化合物Ｐ−１７の合成》
【００３６】
【化１０】
【００３７】
合成例１の中間体Ｂ３．８０ｇ（１０．０ｍｍｏｌ）をジエチルエーテル５０ｍｌに溶解し、内温を−７０℃に冷却した。
次に、別途合成したカルバゾールリチオ体（２）のジエチルエーテル溶液（５０ｍｌ）（１０．０ｍｍｏｌ）を内温−６８℃以下を保ちながらゆっくりと滴下した。滴下後、成り行きで室温に戻し、さらに１時間撹拌を行った。
溶媒を減圧下に留去し、残さをシリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒トルエン：メチレンクロライド＝１２０：１）にて精製し、例示化合物Ｐ−１７を５．４８ｇ（収率９３％）得た。
構造は、核磁気共鳴法（１Ｈ−ＮＭＲ、１３Ｃ−ＮＭＲ等）及びＭＡＳＳスペクトル（質量分析法）にて同定した。
【００３８】
《合成例６：化合物Ｐ−２２の合成》
【００３９】
【化１１】
【００４０】
原料Ｉ３．６４ｇ（１０．０ｍｍｏｌ）をＴＨＦ５０ｍｌに溶解し、ヘキサクロロエタン１．７０ｇ（５．０１ｍｍｏｌ）および塩化パラジウム３０ｍｇ（０．１８ｍｍｏｌ）を加え、室温で８時間撹拌を行った。溶媒を減圧下に濃縮し、中間体Ｊを得た。
次に、中間体Ｊをジエチルエーテル５０ｍｌに溶解し、内温を−７０℃に冷却した。
次に、別途合成したカルバゾールリチオ体（１）のジエチルエーテル溶液（３０ｍｌ）（１０．０ｍｍｏｌ）を内温−７５℃以下を保ちながらゆっくりと滴下した。滴下後、成り行きで室温に戻し、さらに１時間撹拌を行った。
溶媒を減圧下に留去し、残さをシリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒ｎ−ヘキサン：トルエン＝１０：１）にて精製し、例示化合物Ｐ−２２を６．０３ｇ（収率９９％）得た。
構造は、核磁気共鳴法（１Ｈ−ＮＭＲ、１３Ｃ−ＮＭＲ等）及びＭＡＳＳスペクトル（質量分析法）にて同定した。
【００４１】
《合成例７：化合物Ｐ−３８の合成》
【００４２】
【化１２】
【００４３】
原料Ｋ ４．８４ｇ（１０．０ｍｍｏｌ）をクロロフォルム７０ｍｌに溶解し、Ｎ−クロロコハク酸イミド１．３３ｇ（１０．０ｍｍｏｌ）を加え、室温で２時間撹拌を行った。溶媒を減圧下に濃縮し、中間体Ｌを得た。
次に中間体Ｌをジエチルエーテル６０ｍｌに溶解し、内温を−７８℃に冷却した。
次に、別途合成したカルバゾールリチオ体（１）のジエチルエーテル溶液（３０ｍｌ）（１０．０ｍｍｏｌ）を内温−６５℃以下を保ちながらゆっくりと滴下した。滴下後、成り行きで室温に戻し、さらに１時間撹拌を行った。
溶媒を減圧下に留去し、残さをシリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒ｎ−ヘキサン：トルエン＝１５：１）にて精製し、例示化合物Ｐ−３８を７．０２ｇ（収率９７％）得た。
構造は、核磁気共鳴法（１Ｈ−ＮＭＲ、１３Ｃ−ＮＭＲ等）及びＭＡＳＳスペクトル（質量分析法）にて同定した。
【００４４】
また、上記の合成例１〜７で示した以外のプチセン系化合物も同様にして合成した。
尚、本発明の新規プチセン系化合物の合成に当たり、参照した文献を下記に列挙する。
（ａ）Ａｎｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．ｉｎｔｅｒｎａｔ．Ｅｄｉt./Ｖｏｌ．２（１９６３）３９６頁
（ｂ）Ｊ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，Ｃｏｍｍｎ．，１９９３ １８５０−１８５２頁
（ｃ）Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ Ｌｅｔｔ．，５０ （２００９） ５０８０−５０８２頁
（ｄ）Ｃｈｅｍ． Ｂｅｒ．，１１８ ３８９２頁（１９８５）
（ｅ）Ｊ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．，１９３６, ＶＯＬ.１, １７０−１７５頁
【００４５】
本発明の有機ＥＬ素子を構成する有機層の少なくとも１層に含有される、一般式１または一般式２で表される本発明の新規プチセン系化合物は、その機能が限定されることはなく、有機層内のいずれの層に含有されてもよい。
当該プチセン系化合物は、本発明に記載の効果（高い発光効率、長い発光寿命、経時での変色が全くないまたは少ない）を得る観点からは、好ましくは発光層、正孔輸送層、電子輸送層または正孔阻止層のいずれかに含有され、正孔の輸送を担う観点からは、好ましくは発光層、正孔輸送層に含有され、最も好ましいのは発光層に含有される。
特に、当該プチセン系化合物が発光層に含有される場合には、本発明の新規プチセン系化合物は、好ましくは発光ホスト化合物（ホスト材料ともいう）として用いられる。
本発明の有機ＥＬ素子を構成する各有機層は、本発明の新規プチセン系化合物によって単独で構成されていても良いし、当該プチセン系化合物が他の材料と混合されその混合物によって構成されていても良い。
【００４６】
《ＯＬＥＤ素子（有機ＥＬ素子）の構成層》
本発明のＯＬＥＤ素子（有機ＥＬ素子）の構成層について説明する。
本発明のＯＬＥＤ素子（有機ＥＬ素子）は基板上に１対の電極（陰極と陽極）を有し、両電極の間に発光層を含む有機層を有する。発光素子の性質上、陽極及び陰極のうち少なくとも一方の電極は、透明であることが好ましい。
以下、本発明のＯＬＥＤ素子（有機ＥＬ素子）の層構成の好ましい具体例を以下に示すが、本発明はこれらに限定されない。
（ｉ）陽極／発光層／電子輸送層／陰極
（ｉｉ）陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
（ｉｉｉ）陽極／正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／陰極
（ｉｖ）陽極／正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／陰極バッファー層／陰極
（ｖ）陽極／陽極バッファー層／正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／陰極バッファー層／陰極
【００４７】
本発明のＯＬＥＤ素子（有機ＥＬ素子）においては、青色発光層の発光極大波長は４３０ｎｍ〜４８０ｎｍにあるものが好ましく、緑色発光層は発光極大波長が５１０ｎｍ〜５５０ｎｍにあるものが好ましく、赤色発光層は発光極大波長が６００ｎｍ〜６４０ｎｍの範囲にある単色発光層であることが好ましく、これらを用いた表示素子であることが好ましい。
また、これらの少なくとも３層の発光層を積層して白色発光素子としたものであっても良い。さらに発光層間には非発光性の中間層を有していても良い。
本発明のＯＬＥＤ素子としては白色発光素子であることが好ましく、これらを用いた照明装置であることが好ましい。
【００４８】
《発光層》
本発明に係る発光層は、電極または電子輸送層、正孔輸送層から注入されてくる電子および正孔が再結合して発光する層であり、発光する部分は発光層の層内であっても発光層と隣接層との界面であっても良い。
発光層の膜厚の総和は、特に制限はないが、膜の均質性や発光時に不必要な高電圧を印加するのを防止しかつ駆動電流に対する発光色の安定性向上の観点から、好ましくは２ｎｍ〜５μｍの範囲に調整され、更に好ましくは２ｎｍ〜２００ｎｍの範囲に調整され、特に好ましくは１０ｎｍ〜４０ｎｍの範囲に調整される。
【００４９】
本発明のＯＬＥＤ素子の発光層には、発光ドーパント（燐光ドーパント（燐光発光性ドーパント基ともいう）又は蛍光ドーパント等）化合物と、ホスト化合物とが含有される。
特に発光層には、青色燐光ドーパント化合物とホスト化合物とが含有されることが好ましい。
【００５０】
（１）発光性ドーパント化合物
発光性ドーパント化合物について説明する。
発光性ドーパント化合物としては、燐光ドーパント化合物、蛍光ドーパント化合物を用いる事ができる。本発明では燐光ドーパント化合物が好ましく用いられ、青色燐光ドーパント化合物がさらに好ましく用いられる。
【００５１】
（１．１）燐光ドーパント化合物
本発明に係る燐光ドーパント化合物について説明する。
本発明に係る燐光ドーパント化合物は、励起三重項からの発光が観測される化合物であり、具体的には室温（２５℃）にて燐光発光する化合物であり、燐光量子収率が２５℃において０．０１以上の化合物であると定義されるが、好ましい燐光量子収率は０．１以上である。
上記、燐光量子収率は、第４版実験化学講座７の分光ＩＩの３９８頁（１９９２年版、丸善）に記載の方法により測定できる。溶液中での燐光量子収率は種々の溶媒を用いて測定できるが、本発明に係る燐光ドーパント化合物は任意の溶媒のいずれかにおいれ上記燐光収率０．０１以上が達成されれば良い。
【００５２】
燐光ドーパント化合物の発光原理としては２種挙げられる。
その１つはキャリアが輸送されるホスト化合物上でのキャリアの再結合が起こって、発光性ホスト化合物の励起状態が生成し、このエネルギーを燐光ドーパントに移動させることで燐光ドーパントからの発光を得る、というエネルギー移動型である。
もう１つは燐光ドーパント化合物自身がキャリアトラップとなり、燐光ドーパント上でキャリアの再結合が生じ、燐光ドーパント化合物からの発光が得られるというキャリアトラップ型である。
いずれの場合においても、燐光ドーパント化合物の励起状態のエネルギーは、ホスト化合物の励起状態のエネルギーよりも低いことが良好な発光を得るための条件となる。
【００５３】
以下に、燐光ドーパントとして用いられる公知の化合物の具体例を示すが、本発明はこれらに限定されない。
【００５４】
【化１３】
【００５５】
【化１４】
【００５６】
【化１５】
【００５７】
【化１６】
【００５８】
【化１７】
【００５９】
（１．２）蛍光ドーパント化合物
蛍光ドーパント化合物としては、クマリン系色素、ピラン系色素、シアニン系色素、クロコニウム系色素、スクアリリウム系色素、オキソベンゾアントラセン系色素、フルオレッセイン系色素、ローダミン系色素、ピリリウム系色素、ペリレン系色素、スチルベン系色素、ポリチオフェン系色素または希土類錯体系蛍光体等が挙げられる。
【００６０】
（２）発光ホスト化合物（ホスト材料、ホスト化合物、発光ホスト等ともいう）
本発明のＯＬＥＤ素子の発光層や発光ユニットに使用される発光ホスト化合物は、発光層に含有される化合物のうち、その層中での質量比が２０％以上でかつ室温（２５℃）において燐光量子収率が０．１未満の化合物と定義され、好ましくは燐光量子収率が０．０１未満である。
発光ホスト化合物は、また、発光層に含有される化合物のうち、層中での質量比が２０％以上であることが好ましい。
ホスト化合物としては、本発明の新規プチセン系化合物を用いることが好ましい。ホスト化合物は、本発明の新規プチセン系化合物のうちの１種単独で構成されてもよいし、当該プチセン系化合物のうちの複数種が併用されて構成されてもよい。
ホスト化合物を複数種用いることで、キャリアの移動を調整することが可能であり、ＯＬＥＤ素子の性能をさらに高効率化することができる。また、前記燐光ドーパントとして用いられる公知の化合物を複数種用いることで、異なる発光を混合することが可能となり、これにより任意の発光色を得ることができる。
本発明に用いられる発光ホストとしては、低分子化合物でも、繰り返し単位を有する高分子化合物でも良く、ビニル基やエポキシ基のような重合性基を有する低分子化合物（蒸着重合性発光ホスト）でも良く、このような化合物を１種または複数種用いても良い。
【００６１】
ホスト化合物には、従来から公知のホスト化合物が併用されてもよい。
公知の発光ホスト化合物として、代表的にはカルバゾール誘導体、トリアリールアミン誘導体、芳香族誘導体、含窒素複素環化合物、チオフェン誘導体、フラン誘導体、オリゴアリーレン化合物等の基本骨格を有するもの、またはカルボリン誘導体やジアザカルバゾール誘導体等が挙げられる。
併用しても良い、公知のホスト化合物としては、正孔輸送能、電子輸送能を有しつつ、発光の長波長化を防ぎ、高Ｔｇ（ガラス転移温度）である化合物が好ましい。
公知のホスト化合物の具体例としては、以下の文献に記載されている化合物等が挙げられるがこれらに限定されるものではない。
特開２００１−２５７０７６号公報、同２００２−３０８８５５号公報、同２００１−３１３１７９号公報、同２００２−３１９４９１号公報、同２００１−３５７９７７号公報、同２００２−３３４７８６号公報、同２００２−８８６０号公報、同２００２−３３４７８７号公報、同２００２−１５８７１号公報、同２００２−３３４７８８号公報、同２００２−４３０５６号公報、同２００２−３３４７８９号公報、同２００２−７５６４５号公報、同２００２−３３８５７９号公報、同２００２−１０５４４５号公報、同２００２−３４３５６８号公報、同２００２−１４１１７３号公報、同２００２−３５２９５７号公報、同２００２−２０３６８３号公報、同２００２−３６３２２７号公報、同２００２−２３１４５３号公報、同２００３−３１６５号公報、同２００２−２３４８８８号公報、同２００３−２７０４８号公報、同２００２−２５５９３４号公報、同２００２−２６０８６１号公報、同２００２−２８０１８３号公報、同２００２−２９９０６０号公報、同２００２−３０２５１６号公報、同２００２−３０５０８３号公報、同２００２−３０５０８４号公報、同２００２−３０８８３７号公報等。
【００６２】
次に本発明のＯＬＥＤ素子の構成層として用いられる、注入層、阻止層、輸送層等について説明する。
《注入層：電子注入層、正孔輸送層》
注入層は必要に応じて設けることができ、電子注入層と正孔注入層とがあり、上記の如く陽極と発光層または正孔輸送層との間や、陰極と発光層または電子輸送層との間に存在させても良い。
注入層とは駆動電圧低下や発光輝度向上のために電極と有機層間に設けられる層のことで「ＯＬＥＤ素子とその工業化最前線（１９９８年１１月３０日、エヌ・ティー・エス社発行）」の第２編第２章「電極材料」（１２３〜１６６頁）に詳細に記載されており、正孔注入層（陽極バッファー層）と電子注入層（陰極バッファー層）とがある。
陽極バッファー層（正孔注入層）は、特開平９−４５５７９号公報、同９−２６００６２号公報、同８−２８８０６９号公報等にもその詳細が記載されており、具体例として銅フタロシアニンに代表されるフタロシアニンバッファー層、酸化バナジウムに代表される酸化物バッファー層、アモルファスカーボンバッファー層、ポリアニリン（エメラルディン）やポリチオフェン等の導電性高分子を用いた高分子バッファー層などが挙げられる。
陰極バッファー層（電子注入層は）は、特開平６−３２５８７１号公報、同９−１７５７４号公報、同１０−７４５８６号公報等にもその詳細が記載されており、具体的にはストロンチウムやアルミニウム等に代表される金属バッファー層、フッ化リチウムに代表されるアルカリ金属化合物バッファー層、フッ化マグネシウムに代表されるアルカリ土類金属化合物バッファー層、酸化アルミニウムに代表される酸化物バッファー層等が挙げられる。
上記バッファー層（注入層）は、ごく薄い膜であることが好ましく、素材にもよるがその膜厚は０．１ｎｍ〜５μｍの範囲が好ましい。
【００６３】
《阻止層：正孔阻止層、電子阻止層》
阻止層は上記の如く、有機化合物薄膜の基本構成層の他に必要に応じて設けられるものである。
阻止層は、例えば、特開平１１−２０４１５８号公報、同１１−２０４３５９号公報、および「ＯＬＥＤ素子とその工業化最前線（１９９８年１１月３０日、エヌ・ティー・エス社発行）」の２３７頁等に記載されており正孔阻止層（ホールブロック層）がある。
正孔阻止層とは広い意味では電子輸送層の機能を有し、電子を輸送する機能を有しつつ、正孔を輸送する能力が著しく小さい正孔阻止材料からなり、電子を輸送しつつ正孔輸送を阻止することで、電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。また後述する電子輸送層の構成を必要に応じて、本発明に係る正孔阻止層として用いる事ができる。
本発明のＯＬＥＤ素子（有機ＥＬ素子）の正孔阻止層は、発光層に隣接して設けられていることが好ましい。
正孔阻止層には、前述のホスト化合物として挙げたカルバゾール誘導体、またカルボリン誘導体やジアザカルバゾール誘導体等を含有することが好ましい。
【００６４】
また、発光色の異なる複数の発光層を有する場合、その発光極大波長が最も短波な発光層が、全発光層中、最も陽極に近いことが好ましい。このような場合、該最短波発光層と該発光層の次に陽極に近い発光層との間に正孔阻止層を追加して設ける事が好ましい。さらに、該位置に設けられる正孔阻止層の化合物の５０質量％以上が、前記最短波発光層のホスト化合物のイオン化ポテンシャルに対し、０．３ｅＶ以上大きいことが好ましい。
イオン化ポテンシャルは化合物のＨＯＭＯ（最高被占分子軌道）レベルにある電子を真空準位に放出するために必要なエネルギーと定義され、例えば、下記に示すような方法により求めることができる。
（１）米国Ｇａｕｓｓｉａｎ社製の分子軌道計算用ソフトウェアであるＧａｕｓｓｉａｎ９８（Ｇａｕｓｓｉａｎ９８、Ｒｅｖｉｓｉｏｎ Ａ．１１．４，Ｍ．Ｊ．Ｆｒｉｓｃｈ，ｅｔ ａｌ，Ｇａｕｓｓｉａｎ，Ｉｎｃ．，Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇｈ ＰＡ，２００２．）を用い、キーワードとしてＢ３ＬＹＰ／６−３１Ｇ＊を用いて構造最適化を行うことにより算出した値（ｅＶ単位換算値）の小数点第２位を四捨五入した値としてイオン化ポテンシャルを求めることができる。この計算値が有効な背景には、この手法で求めた計算値と実験値の相関が高いためである。
（２）光電子分光法で直接測定する方法により求めることもできる。きる。例えば、理研計器製の低エネルギー電子分光装置「Ｍｏｄｅｌ ＡＣ−１」を用いて、あるいは紫外光電子分光として知られている方法を好適に用いることができる。
【００６５】
一方、電子阻止層とは広い意味では正孔輸送層の機能を有し、正孔を輸送する機能を有しつつ電子を輸送する能力が著しく小さい材料からなり、正孔を輸送しつつ電子輸送を阻止することで電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。また、後述する正孔輸送層の構成を必要に応じて電子阻止層として用いる事ができる。
本発明に係る正孔阻止層、電子阻止層の膜厚として、好ましくは３ｎｍ〜１００ｎｍであり、さらに好ましくは５ｎｍ〜３０ｎｍである。
【００６６】
《正孔輸送層》
正孔輸送層とは正孔を輸送する機能を有する正孔輸送材料からなり、広い意味で正孔注入層、電子阻止層も正孔輸送層に含まれるとみなすことができる。
正孔輸送層は単層または複数層設けることができる。
正孔輸送材料としては、正孔の注入または輸送、電子の障壁性のいずれかを有するものであり、有機物、無機物のいずれであっても良い。例えば、トリアゾール誘導体、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、ピラゾリン誘導体およびピラゾロン誘導体、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、オキサゾール誘導体、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、アニリン系共重合体や導電性高分子（ポリマーやオリゴマー）、特にチオフェンオリゴマー等が挙げられる。
【００６７】
正孔輸送材料としては上記のものを使用することができるが、ポルフィリン化合物、芳香族第３級アミン化合物およびスチリルアミン化合物、特に芳香族第３級アミン化合物を用いることが好ましい。また、本発明のＯＬＥＤ素子用材料も同様に好ましく用いることができる。
芳香族第３級アミン化合物及びスチリルアミン化合物の代表例としては、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（ＴＰＤ）、４，４′−ビス〔Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ〕ビフェニル（α−ＮＰＤ）、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（ＭＴＤＡＴＡ）等が挙げられる。
さらにこれらの材料を高分子鎖に導入、または高分子の主鎖とした高分子材料を用いることもできる。
またｐ型−Ｓｉ、ｐ型−ＳｉＣ等の無機化合物も正孔輸送材料として使用することができる。
また、特開平１１−２５１０６７号公報、Ｊ．Ｈｕａｎｇ ｅｔ ａｌ．著文献（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ ８０（２００２），ｐ．１３９）に記載されているような、ｐ型正孔輸送材料を用いることもできる。
【００６８】
正孔輸送層は上記のような正孔輸送材料を、例えば、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法を含む印刷法、ＬＢ法などの公知の方法によって薄膜化することにより形成することができる。
正孔輸送層の膜厚について特に制限はないが、通常は５ｎｍ〜５μｍ、好ましくは５ｎｍ〜２００ｎｍである。
また、正孔輸送材料は複数種の材料からなる一層構造であっても良い。
また、不純物をドープしたｐ性の高い正孔輸送層を用いることもできる。
【００６９】
《電子輸送層》
電子輸送層とは電子を輸送する機能を有する材料からなり、広い意味で電子注入層、正孔阻止層も電子輸送層に含まれる。
電子輸送層は単層または複数層設けることができる。
発光層に対して陰極側に隣接する電子輸送層に用いられる電子輸送材料（正孔阻止材料を兼ねる）としては、陰極より注入された電子を発光層に伝達する機能を有していればよく、その材料としては従来公知の化合物の中から任意のものを選択して用いることができ、例えば、ニトロ置換フルオレン誘導体、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、フレオレニリデンメタン誘導体、アントラキノジメタン及びアントロン誘導体、オキサジアゾール誘導体等が挙げられる。
更に上記オキサジアゾール誘導体において、オキサジアゾール環の酸素原子を硫黄原子に置換したチアジアゾール誘導体、電子吸引基として知られているキノキサリン環を有するキノキサリン誘導体も、電子輸送材料として用いることができる。更にこれらの材料を高分子鎖に導入した、またはこれらの材料を高分子の主鎖とした高分子材料を用いることもできる。
また、８−キノリノール誘導体の金属錯体、例えば、トリス（８−キノリノール）アルミニウム（Ａｌｑ）、トリス（５，７−ジクロロ−８−キノリノール）アルミニウム、トリス（５，７−ジブロモ−８−キノリノール）アルミニウム、トリス（２−メチル−８−キノリノール）アルミニウム、トリス（５−メチル−８−キノリノール）アルミニウム、ビス（８−キノリノール）亜鉛（Ｚｎｑ）等、及びこれらの金属錯体の中心金属がＩｎ、Ｍｇ、Ｃｕ、Ｃａ、Ｓｎ、ＧａまたはＰｂに置き替わった金属錯体も、電子輸送材料として用いることができる。その他、フタロシアニン系材料やその誘導体も電子輸送材料として好ましく用いることができる。
また、発光層の材料として例示したジスチリルピラジン誘導体も、電子輸送材料として用いることができるし、正孔注入層、正孔輸送層と同様にｎ型−Ｓｉ、ｎ型−ＳｉＣ等の無機半導体も電子輸送材料として用いることができる。
【００７０】
電子輸送層は上記電子輸送材料を、例えば、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法を含む印刷法、ＬＢ法等の公知の方法により、薄膜化することにより形成することができる。
電子輸送層の膜厚については特に制限はないが、通常は５ｎｍ〜５μｍ程度、好ましくは５ｎｍ〜２００ｎｍである。
電子輸送層は上記材料の１種または２種以上からなる一層構造であってもよい。
また、不純物をドープしたｎ性の高い電子輸送層を用いることもできる。
【００７１】
《陽極》
ＯＬＥＤ素子における陽極としては、仕事関数の大きい（４ｅＶ以上）金属、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが好ましく用いられる。
このような電極物質の具体例としては、Ａｕ等の金属、ＣｕＩ、インジウムチンオキシド（ＩＴＯ）、ＳｎＯ２、ＺｎＯ等の導電性透明材料が挙げられる。
また、ＩＤＩＸＯ（Ｉｎ２Ｏ３−ＺｎＯ）等非晶質で透明導電膜を作製可能な材料を用いてもよい。
陽極はこれらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により薄膜を形成させ、フォトリソグラフィー法やマスクを介してパターンを形成してもよい。
あるいは、有機導電性化合物のように塗布可能な物質を用いる場合には、印刷方式、コーティング方式等湿式成膜法を用いることもできる。
この陽極より発光を取り出す場合には、透過率を１０％より大きくすることが望ましく、また陽極としてのシート抵抗は数百Ω／□以下が好ましい。
更に膜厚は材料にもよるが、通常は１０ｎｍ〜１０００ｎｍの範囲であり、好ましくは１０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲で選ばれる。
【００７２】
《陰極》
一方、陰極としては仕事関数の小さい（４ｅＶ以下）金属（電子注入性金属と称する）、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが用いられる。
このような電極物質の具体例としては、ナトリウム、ナトリウム−カリウム合金、マグネシウム、リチウム、マグネシウム／銅混合物、マグネシウム／銀混合物、マグネシウム／アルミニウム混合物、マグネシウム／インジウム混合物、アルミニウム／酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）混合物、インジウム、リチウム／アルミニウム混合物、希土類金属等が挙げられる。
これらの中で、電子注入性及び酸化等に対する耐久性の点から、電子注入性金属とこれより仕事関数の値が大きく安定な金属である第二金属との混合物、例えば、マグネシウム／銀混合物、マグネシウム／アルミニウム混合物、マグネシウム／インジウム混合物、アルミニウム／酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）混合物、リチウム／アルミニウム混合物、アルミニウム等が好適である。
陰極はこれらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により薄膜を形成させることにより、作製することができる。
また、陰極としてのシート抵抗は数百Ω／□以下が好ましく、膜厚は通常１０ｎｍ〜５μｍ、好ましくは５０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲で選ばれる。
なお、発光した光を透過させるため、ＯＬＥＤ素子の陽極または陰極のいずれか一方が透明または半透明であれば発光輝度が向上し好都合である。
また、陰極に上記金属を１ｎｍ〜２０ｎｍの膜厚で作製した後に、陽極の説明で挙げた導電性透明材料をその上に作製することで、透明または半透明の陰極を作製することができ、これを応用することで陽極と陰極の両方が透過性を有する素子を作製することができる。
【００７３】
《支持基板》
本発明のＯＬＥＤ素子（有機ＥＬ素子）に用いることのできる支持基板（以下、基体、基板、基材、支持体等ともいう）としては、ガラス、プラスチック等の種類には特に限定はなく、また透明であっても不透明であってもよい。
支持基板側から光を取り出す場合には、支持基板は透明であることが好ましい。
好ましく用いられる透明な支持基板としては、ガラス、石英、透明樹脂フィルムを挙げることができる。
特に好ましい支持基板は、ＯＬＥＤ素子（有機ＥＬ素子）にフレキシブル性を与えることが可能な樹脂フィルムである。
【００７４】
樹脂フィルムとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等のポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、セルロースエステル類（セルロースアセテートプロピオネート（ＣＡＰ）、セルロースアセテートフタレート（ＴＡＣ）、セルロースナイトレート等）またはそれらの誘導体、ポリ塩化ビニリデン、ポリエチレンビニルアルコール、シンジオタクティックポリスチレン、ポリカーボネート、ノルボルネン樹脂、ポリメチルペンテン、ポリエーテルケトン、ポリイミド、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリフェニレンスルフィド、ポリスルホン類、ポリエーテルイミド、ポリエーテルケトンイミド、ポリアミド、フッ素樹脂、ナイロン、ポリメチルメタクリレート、アクリルあるいはポリアリレート類、アートン（ＪＳＲ製）あるいはアペル（三井化学製）といったシクロオレフィン系樹脂等を挙げられる。
樹脂フィルムの表面には、無機物、有機物の被膜またはその両者のハイブリッド被膜が形成されていてもよく、ＪＩＳ Ｋ ７１２９−１９９２に準拠した方法で測定された、水蒸気透過度（２５±０．５℃、相対湿度（９０±２）％ＲＨ）が０．０１ｇ／（ｍ２・２４ｈ）以下のバリア性フィルムであることが好ましく、更には、ＪＩＳ Ｋ ７１２６−１９８７に準拠した方法で測定された酸素透過度が１０−３ｃｍ３／（ｍ２・２４ｈ・ａｔｍ）（１ａｔｍは、１．０１３２５×１０５Ｐａである）以下、水蒸気透過度が１０−３ｇ／（ｍ２・２４ｈ）以下の高バリア性フィルムであることが好ましく、さらには水蒸気透過度が１０−５ｇ／（ｍ２・２４ｈ）以下であることがより好ましい。
【００７５】
バリア膜を形成する材料としては、水分や酸素等、素子の劣化をもたらすものの浸入を抑制する機能を有する材料であればよく、例えば、酸化珪素、二酸化珪素、窒化珪素等を好適に用いることができる。更に該膜の脆弱性を改良するために、これら無機層と有機材料からなる層の積層構造を持たせることがより好ましい。無機層と有機層の積層順については特に制限はないが、両者を交互に複数回積層させることが好ましい。
バリア膜の形成方法については特に限定はなく、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、分子線エピタキシー法、クラスタ−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、大気圧プラズマ重合法、プラズマＣＶＤ法、レーザーＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、コーティング法等を用いることができ、大気圧プラズマ重合法によるものが特に好ましい。
【００７６】
不透明な支持基板としては、例えば、アルミ、ステンレス等の金属板、フィルムや不透明樹脂基板、セラミック製の基板等が挙げられる。
本発明のＯＬＥＤ素子（有機ＥＬ素子）の発光の室温における外部取り出し量子効率は、１％以上であることが好ましく、より好ましくは５％以上である。
ここに、外部取り出し量子効率（％）＝ＯＬＥＤ素子外部に発光した光子数／ＯＬＥＤ素子に流した電子数×１００である。
また、カラーフィルター等の色相改良フィルター等を併用しても、ＯＬＥＤ素子からの発光色を、蛍光体で多色へ変換する色変換フィルターを併用してもよい。色変換フィルターを用いる場合においては、ＯＬＥＤ素子の発光のλｍａｘは４８０ｎｍ以下が好ましい。
【００７７】
《封止》
本発明に用いられる封止手段としては、例えば、封止部材と電極または支持基板とを、接着剤で接着する方法を挙げることができる。
封止部材としては、ＯＬＥＤ素子の表示領域を覆うように配置されておればよく、凹板状でも平板状でもよい。また、透明性、電気絶縁性は特に問わない。
具体的には、ガラス板、ポリマー板・フィルム、金属板・フィルム等が挙げられる。ポリマー板としては、ポリカーボネート、アクリル、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルサルファイド、ポリスルホン等を挙げることができる。金属板としては、ステンレス、鉄、銅、アルミニウム、マグネシウム、ニッケル、亜鉛、クロム、チタン、モリブテン、シリコン、ゲルマニウム及びタンタルからなる群から選ばれる一種以上の金属または合金からなるものが挙げられる。
本発明においては、素子を薄膜化できるということからポリマーフィルム、金属フィルムを好ましく使用することができる。
更には、ポリマーフィルムは、ＪＩＳ Ｋ ７１２６−１９８７に準拠した方法で測定された酸素透過度が１×１０−３ｃｍ３／（ｍ２・２４ｈ・ａｔｍ）以下、ＪＩＳ Ｋ ７１２９−１９９２に準拠した方法で測定された水気透過度（２５±０．５℃、相対湿度（９０±２）％ＲＨ）が１×１０−３ｇ／（ｍ２・２４ｈ）以下のものであることが好ましい。
【００７８】
接着剤として具体的には、アクリル酸系オリゴマー、メタクリル酸系オリゴマーの反応性ビニル基を有する光硬化及び熱硬化型接着剤、２−シアノアクリル酸エステル等の湿気硬化型等の接着剤を挙げることができる。また、エポキシ系等の熱及び化学硬化型（二液混合）を挙げることができる。また、ホットメルト型のポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィンを挙げることができる。また、カチオン硬化タイプの紫外線硬化型エポキシ樹脂接着剤を挙げることができる。
尚、熱硬化型接着剤を用いる場合、ＯＬＥＤ素子が熱処理により劣化する場合があるので、室温から８０℃までに接着硬化できるものが好ましい。また、前記接着剤中に乾燥剤を分散させておいてもよい。封止部分への接着剤の塗布は市販のディスペンサーを使ってもよいし、スクリーン印刷のように印刷してもよい。
また、有機層を挟み支持基板と対向する側の電極の外側に該電極と有機層を被覆し、支持基板と接する形で無機物、有機物の層を形成し封止膜とすることも好適にできる。この場合、該膜を形成する材料としては、水分や酸素等素子の劣化をもたらすものの浸入を抑制する機能を有する材料であればよく、例えば、酸化珪素、二酸化珪素、窒化珪素等を用いることができる。
【００７９】
更に、該膜の脆弱性を改良するために、これら無機層と有機材料からなる層の積層構造を持たせることが好ましい。
これらの膜の形成方法については、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、分子線エピタキシー法、クラスタ−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、大気圧プラズマ重合法、プラズマＣＶＤ法、レーザーＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、コーティング法等を用いることができる。
封止部材とＯＬＥＤ素子の表示領域との間隙には、気相及び液相では、窒素、アルゴン等の不活性気体やフッ化炭化水素、シリコンオイルのような不活性液体を注入することが好ましい。また真空とすることも可能である。また、内部に吸湿性化合物を封入することもできる。
吸湿性化合物としては、例えば、金属酸化物（例えば、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化バリウム、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム等）、硫酸塩（例えば、硫酸ナトリウム、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム等）、金属ハロゲン化物、過塩素酸類等が挙げられ、無水塩が好適に用いられる。
【００８０】
《保護膜、保護板》
有機層を挟み支持基板と対向する側の前記封止膜、あるいは前記封止用フィルムの外側に、素子の機械的強度を高めるために保護膜、あるいは保護板を設けてもよい。特に封止が前記封止膜により行われている場合には、保護膜、保護板を設けることが好ましい。
これに使用することができる材料としては、前記封止に用いたのと同様なガラス板、ポリマー板・フィルム、金属板・フィルム等を用いることができるが、軽量、且つ薄膜化ということからポリマーフィルムを用いることが好ましい。
【００８１】
《光取り出し》
ＯＬＥＤ素子は空気よりも屈折率の高い（屈折率が１．７〜２．１程度）層の内部で発光し、発光層で発生した光のうち１５％から２０％程度の光しか取り出せないことが一般的に言われている。
これは、臨界角以上の角度θで界面（透明基板と空気との界面）に入射する光は、全反射を起こし素子外部に取り出すことができないことや、透明電極ないし発光層と透明基板との間で光が全反射を起こし、光が透明電極ないし発光層を導波し、結果として光が素子側面方向に逃げるためである。
この光の取り出しの効率を向上させる手法としては、例えば、透明基板表面に凹凸を形成し、透明基板と空気界面での全反射を防ぐ方法（米国特許第４，７７４，４３５号明細書）、基板に集光性を持たせることにより効率を向上させる方法（特開昭６３−３１４７９５号公報）、素子の側面等に反射面を形成する方法（特開平１−２２０３９４号公報）、基板と発光体の間に中間の屈折率を持つ平坦層を導入し、反射防止膜を形成する方法（特開昭６２−１７２６９１号公報）、基板と発光体の間に基板よりも低屈折率を持つ平坦層を導入する方法（特開２００１−２０２８２７号公報）、基板、透明電極層や発光層のいずれかの層間（含む、基板と外界間）に回折格子を形成する方法（特開平１１−２８３７５１号公報）等がある。
【００８２】
本発明においては、これらの方法を本発明のＯＬＥＤ素子と組み合わせて用いることができるが、基板と発光体の間に基板よりも低屈折率を持つ平坦層を導入する方法、あるいは基板、透明電極層や発光層のいずれかの層間（含む、基板と外界間）に回折格子を形成する方法を好適に用いることができる。本発明はこれらの手段を組み合わせることにより、更に高輝度あるいは耐久性に優れた素子を得ることができる。
透明電極と透明基板の間に低屈折率の媒質を光の波長よりも長い厚みで形成すると、透明電極から出てきた光は、媒質の屈折率が低いほど外部への取り出し効率が高くなる。
低屈折率層としては、例えば、エアロゲル、多孔質シリカ、フッ化マグネシウム、フッ素系ポリマー等が挙げられる。透明基板の屈折率は一般に１．５〜１．７程度であるので、低屈折率層は屈折率がおよそ１．５以下であることが好ましい。また、更に１．３５以下であることが好ましい。
また、低屈折率媒質の厚みは媒質中の波長の２倍以上となるのが望ましい。これは低屈折率媒質の厚みが、光の波長程度になってエバネッセントで染み出した電磁波が基板内に入り込む膜厚になると、低屈折率層の効果が薄れるからである。
【００８３】
全反射を起こす界面もしくはいずれかの媒質中に回折格子を導入する方法は、光取り出し効率の向上効果が高いという特徴がある。
この方法は回折格子が１次の回折や２次の回折といった、所謂ブラッグ回折により、光の向きを屈折とは異なる特定の向きに変えることができる性質を利用して、発光層から発生した光のうち層間での全反射等により外に出ることができない光を、いずれかの層間もしくは、媒質中（透明基板内や透明電極内）に回折格子を導入することで光を回折させ、光を外に取り出そうとするものである。
導入する回折格子は、二次元的な周期屈折率を持っていることが望ましい。これは発光層で発光する光はあらゆる方向にランダムに発生するので、ある方向にのみ周期的な屈折率分布を持っている一般的な１次元回折格子では、特定の方向に進む光しか回折されず、光の取り出し効率がさほど上がらない。
しかしながら、屈折率分布を二次元的な分布にすることにより、あらゆる方向に進む光が回折され、光の取り出し効率が上がる。
回折格子を導入する位置としては前述の通り、いずれかの層間もしくは媒質中（透明基板内や透明電極内）でもよいが、光が発生する場所である有機発光層の近傍が望ましい。このとき、回折格子の周期は媒質中の光の波長の約１／２〜３倍程度が好ましい。
回折格子の配列は正方形のラチス状、三角形のラチス状、ハニカムラチス状等、２次元的に配列が繰り返されることが好ましい。
【００８４】
《集光シート》
本発明のＯＬＥＤ素子は基板の光取り出し側に、例えば、マイクロレンズアレイ状の構造を設けるように加工したり、あるいは所謂集光シートと組み合わせたりすることにより、特定方向、例えば、素子発光面に対し正面方向に集光することにより、特定方向上の輝度を高めることができる。
マイクロレンズアレイの例としては、基板の光取り出し側に一辺が３０μｍでその頂角が９０度となるような四角錐を２次元に配列する。一辺は１０μｍ〜１００μｍが好ましい。これより小さくなると回折の効果が発生して色付く、大きすぎると厚みが厚くなり好ましくない。
集光シートとしては、例えば、液晶表示装置のＬＥＤバックライトで実用化されているものを用いることが可能である。このようなシートとして、例えば、住友スリーエム社製輝度上昇フィルム（ＢＥＦ）等を用いることができる。プリズムシートの形状としては、例えば、基材に頂角９０度、ピッチ５０μｍの△状のストライプが形成されたものであってもよいし、頂角が丸みを帯びた形状、ピッチをランダムに変化させた形状、その他の形状であってもよい。
また、発光素子からの光放射角を制御するために、光拡散板・フィルムを集光シートと併用してもよい。例えば、（株）きもと製拡散フィルム（ライトアップ）等を用いることができる。
【００８５】
《ＯＬＥＤ素子（有機ＥＬ素子）の作製方法》
本発明のＯＬＥＤ素子の作製方法の一例として、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／陰極からなるＯＬＥＤ素子の作製法を説明する。
まず、適当な支持基板上に所望の電極物質、例えば、陽極用物質からなる薄膜を１μｍ以下、好ましくは１０ｎｍ〜２００ｎｍの膜厚になるように、蒸着やスパッタリング等の方法により形成させ陽極を作製する。
【００８６】
次に、この上にＯＬＥＤ素子材料である正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層、正孔阻止層の有機化合物薄膜を形成させる。
これら各層の形成方法としては、前記の如く蒸着法、ウェットプロセス（スピンコート法、キャスト法、インクジェット法、印刷法）等があるが、均質な膜が得られやすく、且つピンホールが生成しにくい等の点から、本発明においてはウェットプロセスが好ましく、中でもスピンコート法、インクジェット法、印刷法等の塗布法による成膜が好ましい。
本発明のＯＬＥＤ素子材料を溶解または分散する液媒体としては、例えば、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、酢酸エチル等の脂肪酸エステル類、ジクロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素類、トルエン、キシレン、メシチレン、シクロヘキシルベンゼン等の芳香族炭化水素類、シクロヘキサン、デカリン、ドデカン等の脂肪族炭化水素類、ＤＭＦ、ＤＭＳＯ等の有機溶媒を用いることができる。
また、分散方法としては、超音波、高剪断力分散やメディア分散等の分散方法により分散することができる。
【００８７】
これらの層を形成後、その上に陰極用物質からなる薄膜を１μｍ以下、好ましくは５０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲の膜厚になるように、例えば、蒸着やスパッタリング等の方法により形成させ、陰極を設けることにより所望のＯＬＥＤ素子が得られる。
【００８８】
なお、作製順序を逆にして、陰極、電子注入層、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多色の表示装置に、直流電圧を印加する場合には陽極を＋、陰極を−の極性として電圧２Ｖ〜４０Ｖ程度を印加すると発光が観測できる。また、交流電圧を印加してもよい。なお、印加する交流の波形は任意でよい。
【００８９】
《用途》
本発明のＯＬＥＤ素子（有機ＥＬ素子）は、表示デバイス、ディスプレイ、各種発光光源として用いることができる。
発光光源として、例えば、照明装置（家庭用照明、車内照明）、時計や液晶用バックライト、看板広告、信号機、光記憶媒体の光源、電子写真複写機の光源、光通信処理機の光源、光センサーの光源等が挙げられるがこれに限定するものではないが、特に液晶表示装置のバックライト、照明用光源としての用途に好ましくに用いることができる。
本発明のＯＬＥＤ素子（有機ＥＬ素子）においては、必要に応じ成膜時にメタルマスクやインクジェットプリンティング法等でパターニングを施してもよい。パターニングする場合は、電極のみをパターニングしてもよいし、電極と発光層をパターニングしてもよいし、素子全層をパターニングしてもよく、素子の作製においては、従来公知の方法を用いることができる。
本発明のＯＬＥＤ素子（有機ＥＬ素子）や本発明に係る化合物の発光する色は、「新編色彩科学ハンドブック」（日本色彩学会編、東京大学出版会、１９８５）の１０８頁の図４．１６において、分光放射輝度計ＣＳ−１０００（コニカミノルタセンシング社製）で測定した結果をＣＩＥ色度座標に当てはめたときの色で決定される。
また、本発明のＯＬＥＤ素子（有機ＥＬ素子）が白色発光素子の場合には、白色とは、２度視野角正面輝度を上記方法により測定した際に、１０００ｃｄ／ｍ２でのＣＩＥ１９３１表色系における色度がＸ＝０．３３±０．０７、Ｙ＝０．３３±０．１の領域内にあることを言う。
【００９０】
《表示装置および照明装置》
本発明のＯＬＥＤ素子（有機ＥＬ素子）を用いた表示装置（図１および図２参照）と照明装置（図３および図４参照）との一例を、図面に基づいて説明する。
【００９１】
図１は有機ＥＬ素子から構成される表示装置の一例を示した模式図である。
図１は有機ＥＬ素子の発光により画像情報の表示を行う、例えば、携帯電話等のディスプレイの模式図である。
図１に示すとおり、ディスプレイ１は複数の画素を有する表示部Ａと、画像情報に基づいて表示部Ａの画像走査を行う制御部Ｂとを、有している。
制御部Ｂは表示部Ａと電気的に接続されている。
制御部Ｂは、複数の画素それぞれに外部からの画像情報に基づいて走査信号と画像データ信号を送り、走査信号により走査線毎の画素が画像データ信号に応じて順次発光して画像走査を行って画像情報を表示部Ａに表示させるようになっている。
【００９２】
図２は表示部Ａの模式図である。
図２に示すとおり、表示部Ａは基板上に、複数の走査線５及びデータ線６を含む配線部と、複数の画素３とを、有している。
表示部Ａの主要な部材の説明を以下に行う。
図２においては、画素３の発光した光が白矢印方向（下方向）へ取り出される場合を示している。
配線部の走査線５及び複数のデータ線６はそれぞれ導電材料から構成されている。
走査線５とデータ線６とは格子状に直交して、直交する位置で画素３に接続されている（詳細は図示していない）。
画素３は走査線５から走査信号が印加されると、データ線６から画像データ信号を受け取り、受け取った画像データに応じて発光する。
表示部Ａによれば、発光の色が赤領域の画素、緑領域の画素、青領域の画素を適宜同一基板上に並列配置することによって、フルカラー表示が可能となる。
【００９３】
図３は照明装置の概略図を示している。
図３に示すとおり、有機ＥＬ素子１０１はガラスカバー１０２で覆われている
ガラスカバー１０２での封止作業は、好ましくは有機ＥＬ素子１０１を大気に接触させることなく窒素雰囲気下のグローブボックス（純度９９．９９９％以上の高純度窒素ガスの雰囲気下）で行なわれる。
図４は照明装置の断面図を示している。
図４に示すとおり、当該照明装置は、陰極１０５、有機ＥＬ層１０６および透明電極付きガラス基板１０７を有している。
当該照明装置では、ガラスカバー１０２内に窒素ガス１０８が充填され、捕水剤１０９が設けられている。
【００９４】
以下、実施例により本発明を説明するが、本発明はこれらに限定されない。
尚、実施例において「％」の表示を用いるが、特に断りが無い限り「質量％」を表す。
また、素子の作製に用いた化合物を以下に示す。
【００９５】
【化１８】
【００９６】
【化１９】
【実施例１】
【００９７】
《サンプルの作製》
（１）ＯＬＥＤ素子１−１
１００ｍｍ×１００ｍｍ×１．１ｍｍのガラス基板上にＩＴＯ（インジウムチンオキサイド）を厚さ２００ｎｍで製膜した基板を用い、ＩＴＯ膜を５０ｍｍ×５０ｍｍの発光面積が得られるようパターニングして陽極電極（ＩＴＯ透明電極）を作製し、イソプロピルアルコールで超音波洗浄し、窒素ガスで乾燥、さらにＵＶオゾン洗浄を行い、透明支持基板を作製した。
この透明支持基板を市販の真空蒸着装置に入れ、４×１０−４Ｐａ以下まで減圧した後、正孔注入層としてＣｕＰｃ（銅フタロシアニン）を蒸着し、２０ｎｍの正孔注入層を設けた。
更に続けて正孔輸送材料ＨＴ−１を２０ｎｍ蒸着して正孔輸送層を形成し、その上にホスト材料としての本発明のプチセン系化合物Ｐ−１と、青色燐光ドーパントＤ−１とを、ドーパント濃度が６％となるようにした発光層を３０ｎｍ蒸着した。
更に、電子輸送材料ＥＴ−１を３０ｎｍ蒸着して電子輸送層を形成し、引き続きフッ化リチウムを０．５ｎｍ蒸着し電子注入層を形成し、アルミニウム１２０ｎｍを蒸着して陰極を製膜し、「ＯＬＥＤ素子１−１」を作製した。
【００９８】
（２）ＯＬＥＤ素子１−２〜１−２５
ＯＬＥＤ素子１−１の作製において、表１に記載の様に電子輸送材料、ホスト材料および正孔輸送材料をそれぞれ変更した。
それ以外は同様にして、「ＯＬＥＤ素子１−２〜１−２５」を作製した。
【００９９】
《サンプル（ＯＬＥＤ素子１−１〜１−２５）の評価》
ＯＬＥＤ素子１−１〜１−２５の各々において、非発光面をガラスケースで覆い、周縁部をエポキシ系接着剤で封止し、図３および図４に示すような照明装置（平面ランプ）を形成し、各素子ごとに、下記の発光効率、発光寿命および変色（発光色の経時での変色）を評価した。
【０１００】
（１）発光効率
ＯＬＥＤ素子１−１〜１−２５について、２．５ｍＡ／ｃｍ２の定電流を印加し、その際の外部取出し量子効率を測定した。測定には、分光放射輝度計ＣＳ−１０００（コニカミノルタセンシング社製）を用いた。
尚、効率の値は、ＯＬＥＤ素子１−１〜１−１２に対してはＯＬＥＤ素子１−１の測定値を１００とし、ＯＬＥＤ素子１−１３〜１−１８に対してはＯＬＥＤ素子１−１３の測定値を１００とし、ＯＬＥＤ素子１−１９〜１−２５に対してはＯＬＥＤ素子１−１９の測定値を１００とした場合の相対値で表１に示した。
【０１０１】
（２）発光寿命
ＯＬＥＤ素子１−１〜１−２５について、初期輝度６００ｃｄ／ｍ２を与える電流で定電流駆動させ、初期輝度の１／２（３００ｃｄ／ｍ２）になる時間を測定し、これを安定性の尺度とした。
尚、効率の評価と同様に、安定性の値は、ＯＬＥＤ素子１−１〜１−１２に対してはＯＬＥＤ素子１−１の測定値を１００とし、ＯＬＥＤ素子１−１３〜１−１８に対してはＯＬＥＤ素子１−１３の測定値を１００とし、ＯＬＥＤ素子１−１９〜１−２５に対してはＯＬＥＤ素子１−１９の測定値を１００とした場合の相対値で表１に示した。
【０１０２】
（３）発光色の経時での変色
ＯＬＥＤ素子１−１〜１−２５について、初期輝度６００ｃｄ／ｍ２を与える電流で定電流駆動させ、初期輝度の２／３（４００ｃｄ／ｍ２）になったときの発光色の変化を目視により観察し、その観察結果に対し下記のような４段階のランク評価を行った。得られた結果を表１に示す。
「◎」：変色は見られない
「○」：極わずかに黄色みを帯びている。
「△」：黄色みを帯びている。
「×」：著しく黄色みを帯びている。
【０１０３】
【表１】
【０１０４】
（４）まとめ
表１に示すとおり、ＯＬＥＤ素子１−１〜１−７，１−１３〜１−１６，１−１９〜１−２２とＯＬＥＤ素子１−８〜１−１２，１−１７〜１−１８，１−２３〜１−２５とを比較すると、本発明の実施例であるＯＬＥＤ素子１−１〜１−７，１−１３〜１−１６，１−１９〜１−２２は、発光効率、発光寿命および変色（経時での発光色の変色）のいずれの特性においても優れていた。
以上から、正孔輸送層や発光層、電子輸送層などの有機層中に、プチセン系化合物が含有されていることは、発光効率、発光寿命および変色防止の向上に有用であることがわかる。
【実施例２】
【０１０５】
《白色発光素子Ｘ及び白色照明装置Ｘの作製》：本発明の実施例
陽極として２０ｍｍ×２０ｍｍにパターニング済みのＩＴＯ付きガラス基板上に、上記実施例１と同様にして正孔注入／輸送層としてＨＴ−１を３０ｎｍの厚さで製膜し、さらにプチセン系化合物Ｐ−１とドーパントＤ−３４，Ｄ−３９とを、それぞれ蒸着速度が１００：０．５：８となるように調節し、膜厚４０ｎｍの発光層を設けた。
次に正孔阻止層としてＢＡｌｑを１０ｎｍ製膜し、続いてＡｌｑ３を３０ｎｍ製膜し電子輸送層を設けた。
引き続き電子注入層としてフッ化リチウムを０．５ｎｍの厚さに形成した後、陰極としてアルミニウム２００ｎｍを製膜して、「白色発光素子Ｘ」を作製した。
次いで、白色発光素子Ｘの非発光面をガラスケースで覆い、エポキシ系接着剤で封止し、図３および図４に示すような平面ランプ型の「白色照明装置Ｘ」を作製した。
白色照明装置Ｘに通電したところ、冷陰極管に匹敵する発光効率の白色の光が得られ、白色発光素子Ｘを照明装置として使用できることが分かった。この照明装置の発光寿命は良好であり、経時での発光色の変色は全く見られなかった。
【実施例３】
【０１０６】
《白色発光素子Ｙおよび白色照明装置Ｙの作製》：本発明の実施例
実施例２の白色発光素子Ｘ及び白色照明装置Ｘの作製に用いたのと同一のガラス基板上に、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）−ポリスチレンスルホネート（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ、Ｂａｙｅｒ製、Ｂａｙｔｒｏｎ Ｐ Ａｌ ４０８３）を純粋で７０％に希釈した溶液を３０００ｒｐｍ、３０秒スピンコートした後、乾燥し、膜厚３０ｎｍの正孔輸送層を設けた。
更に、正孔輸送層付き基板を窒素雰囲気下に移し、プチセン系化合物Ｐ−１６（１５０ｍｇ）と、ドーパントＤ−８（６．５ｍｇ），Ｄ−３４（４．０ｍｇ）とを、トルエン１０ｍｌに溶解した溶液を、１０００ｒｐｍ、３０秒スピンコートした後、１００℃で真空減圧乾燥して発光層とした。
続いて、この基板を真空蒸着装置に移し、真空度４．０×１０−４Ｐａで電子輸送層としてＡｌｑ３を４０ｎｍの厚さで製膜し、引き続き電子注入層としてフッ化リチウムを０．５ｎｍの厚さに形成した後、陰極としてアルミニウム１５０ｎｍを製膜して「白色発光素子Ｙ」を作製した。
次いで、白色発光素子Ｙの非発光面をガラスケースで覆い、エポキシ系接着剤で封止し、図３および図４に示すような平面ランプ型の「白色照明装置Ｙ」を作製した。
白色照明装置Ｙに通電したところ、ほぼ白色の光が得られ、白色発光素子Ｙを照明装置として使用できることがわかった。この照明装置の発光寿命は良好であり、経時での発光色の変色は全く見られなかった。
【０１０７】
《比較の白色発光素子ｙ１，ｙ２および比較の白色照明装置ｙ１，ｙ２の作製》
白色発光素子Ｙ及び白色照明装置Ｙの作製において、プチセン化合物Ｐ−１６を、各々比較の化合物１（１５０ｍｇ）、比較の化合物２（１５０ｍｇ）に置き換え、それ以外は同様にして、比較の白色発光素子ｙ１，ｙ２の作製を行い、次いで、比較の白色照明装置ｙ１，ｙ２の作製を各々行った。
比較の白色発光素子ｙ１，ｙ２に各々通電したところ、白色照明装置ｙ１，ｙ２から各々白色発光が得られたが、白色発光装置ｙ１，ｙ２は、発光効率が本発明の実施例である白色発光素子Ｙを有する白色照明装置Ｙの約８０％であり、且つ、経時で発光色が黄色く変色してしまうことが判った。
以上から、本発明の実施例である白色発光素子Ｙによれば、比較の白色発光素子ｙ１，ｙ２に比べて、発光効率、発光寿命及び経時での発光色の変色にも優れた白色照明装置を提供できることが明らかである。
【符号の説明】
【０１０８】
１ ディスプレイ
３ 画素
５ 走査線
６ データ線
Ａ 表示部
Ｂ 制御部
１０１ 有機ＥＬ素子
１０２ ガラスカバー
１０５ 陰極
１０６ 有機ＥＬ層
１０７ 透明電極付きガラス基板
１０８ 窒素ガス
１０９ 捕水剤
【技術分野】
【０００１】
本発明はプチセン系化合物、有機エレクトロルミネッセンス素子および照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、ＯＬＥＤ素子、有機ＥＬ素子等と略称する）は数Ｖ〜数十Ｖ程度の低電圧で駆動可能であり、自己発光型であるために視野角に富み、視認性が高く、さらに薄膜型の完全素子固体であるため、ディスプレイ、或いは照明用途として、省スペース、省エネルギー、及び携帯性の観点から注目されており、携帯電話のメインディスプレイに採用されるなど、市場に普及し始めている。
しかしながら、大画面ディスプレイ、もしくは冷陰極管を代替する照明の実現、普及に対しては、現状より飛躍的に発光効率が高く、発光寿命が長く、発光色の経時での変色等の欠陥のない素子の開発が望まれている。
【０００３】
近年、発光効率を高める技術としてリン光材料の検討が盛んに行われている。
リン光材料は冷陰極管とほぼ同等の発光効率が得られる可能性があることから照明用途としても大いに注目されている。
一方、発光の高効率化を志向した、高度に縮環した含窒素複素環を有した化合物を用いた有機ＥＬ素子の報告（例えば、特許文献１参照）がなされているが、特に青色リン光発光素子に適用した場合には、発光効率、発光寿命、発光色の経時での変色等の欠陥等が満足するレベルではなかった。
また、窒素原子を他の原子で置き換えた材料として、ケイ素原子を用いた材料（例えば特許文献２、３及び４参照）や、リン原子を用いた材料（例えば、特許文献５参照）が報告されている。
これらの材料は、特に青色リン光発光素子に適用した場合に発光効率の点では若干の進歩がみられるが、発光寿命、発光色の経時での変色等の欠陥については満足のできるレベルではなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−８７４９６号公報
【特許文献２】特許２００３−２４３１７８公報
【特許文献３】特許第４１３６３５２号公報
【特許文献４】特開２０１０−６４９７６号公報
【特許文献５】特開２００９−１７９５８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、本発明の主な目的は、有機エレクトロルミネッセンス素子に用いられる新規化合物であって、発光効率および発光寿命を向上させ、発光色の経時での変色を防止しうるプチセン系化合物を提供することにあり、併せて当該化合物を用いた有機エレクトロルミネッセンス素子や照明装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため本発明によれば、
有機エレクトロルミネッセンス素子の有機層中に含有されるプチセン系化合物であって、
一般式１または一般式２で表わされることを特徴とするプチセン系化合物が提供される。
【０００７】
【化１】
【０００８】
一般式１または一般式２中、「Ｘ」はＣ−Ｒ１、「Ｙ」はＣ−Ｒ２、Ｎ、Ｐ＝ＺまたはＳｉ−Ｒ３を表わす。「Ｚ」は、Ｏ、Ｓ、ＳｅまたはＴｅを表わし、「Ｒ１」、「Ｒ２」および「Ｒ３」は、芳香族炭化水素環基または芳香族複素環基を表わす。「Ａ１〜Ａ４」はＮまたはＣ−Ｒ４を表わす。「Ｒ４」は、水素原子、アルキル基、芳香族炭化水素環基、芳香族複素環基、複素環基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、シクロアルキルチオ基、アリールチオ基またはシリル基を表す。「Ｅ１〜Ｅ３」はＸおよびＹに結合する２つの炭素原子とともに芳香族複素五員環を形成するのに必要な原子群を表わす。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、発光効率および発光寿命を向上させ、発光色の経時での変色を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】表示装置の一例を示した模式図である。
【図２】図１の表示装置の表示部の模式図である。
【図３】照明装置の概略図である。
【図４】図３の照明装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照しながら本発明の好ましい実施形態について説明する。
【００１２】
本発明のＯＬＥＤ素子は、１対の電極間（例えば、陽極と陰極との間）に、発光層を含む少なくとも１層の有機層を有するＯＬＥＤ素子であり、有機層のうちの少なくとも１層に一般式１または一般式２で表される新規プチセン系化合物が含有されている。
本発明の新規プチセン系化合物は、３つの芳香環（芳香族炭化水素環または芳香族複素環）が立体的に縮合した化合物である。
本発明のＯＬＥＤ素子が、一般式１または一般式２で表される新規プチセン系化合物を有機層の少なくとも１層に含有することによって得られる効果について、本発明者等は下記にように考えている。
ＯＬＥＤ素子に用いられる従来公知の３環以上の多重縮合環を含む化合物は平面的であり、分子のひずみが大きく、光や、熱的に不安定であるのに対して、本発明の新規プチセン系化合物は立体的に芳香環が縮合するため、より安定な縮合環を形成することが可能であり、ＯＬＥＤ素子発光の長寿命化が達成できると考えられる。
また、同時に縮合環が剛直過ぎず、柔軟過ぎず、立体構造を適切な程度に固定して維持することが可能であり、またπ共役に対しても共役の拡がりを適度に調整することができることから、本発明に係る新規プチセン系化合物は、高い安定性を有し、且つ、ＯＬＥＤ素子に含有せしめた場合、同じ層あるいは隣接層に含まれる材料と適度に相互作用し、電荷の移動を最適にコントロールすることが可能であると推定している。
以上から、本発明者等は、本発明に係る新規プチセン系化合物をＯＬＥＤ素子及びそれを具備する照明装置に用いた場合、高い発光効率、長い発光寿命、及び発光色の経時での変色等の欠陥低減が達成できるものと推測している。
【００１３】
《プチセン系化合物》
本発明の新規プチセン系化合物について詳細に説明する。
当該プチセン系化合物は一般式１または一般式２で表わされる。
【００１４】
【化２】
【００１５】
一般式１および一般式２において、「Ｘ」はＣ−Ｒ１を表わし、「Ｙ」は各々独立にＣ−Ｒ２、Ｎ、Ｐ＝ＺまたはＳｉ−Ｒ３を表わす。
一般式１および一般式２におけるＹにおいて、「Ｚ」はＯ、Ｓ、ＳｅまたはＴｅを表わし、好ましくはＯまたはＳを表す。
一般式１および一般式２におけるＸおよびＹにおいて、「Ｒ１」、「Ｒ２」および「Ｒ３」は芳香族炭化水素環基または芳香族複素環基を表わす。
芳香族炭化水素環基としては、例えば、フェニル基、クロロフェニル基、メシチル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、アントリル基、アズレニル基、アセナフテニル基、フルオレニル基、フェナントリル基、インデニル基、ピレニル基、ビフェニリル基等が挙げられる。
中でも好ましい芳香族炭化水素環基としては、フェニル基、ナフチル基、フルオレニル基、フェナントリル基、ビフェニリル基、フルオレノニル基が挙げられ、特に好ましくは、フェニル基、ナフチル基、フルオレニル基である。
尚、これらの基は、更に後述する置換基を有していてもよい。
芳香族複素環基としては、例えば、ピリジル基、ピリミジル基、フリル基、ピロリル基、イミダゾリル基、ベンゾイミダゾリル基、ピラゾリル基、ピラジニル基、トリアゾリル基（例えば、１，２，４−トリアゾール−１−イル基、１，２，３−トリアゾール−１−イル基等））、オキサゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、チアゾリル基、イソオキサゾリル基、イソチアゾリル基、フラザニル基、チエニル基、キノリル基、ベンゾフリル基、ジベンゾフリル基、ベンゾチエニル基、ジベンゾチエニル基、インドリル基、カルバゾリル基、カルボリニル基、ジアザカルボリル基（前記、カルボリニル基のカルボリン環構成する炭素原子の一つが窒素原子で置き換わったもの）、キノキサリニル基、トリアジニル基、キナゾリニル基、フタラジニル基等が挙げられる。
中でも好ましい芳香族複素環基としては、ピリジル基、ピリミジル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、チエニル基、キノリル基、ジベンゾフリル基、カルバゾリル基、カルボリニル基、ジアザカルボリニル基が挙げられ、特に好ましくは、ピリジル基、ピリミジル基、ピラゾリル基、ジベンゾフリル基、カルバゾリル基、カルボリニル基、ジアザカルバゾリル基が挙げられる。
尚、これらの基は更に後述する置換基を有していてもよい。
【００１６】
一般式１および一般式２において、Ｒ１〜Ｒ３で表される芳香族炭化水素環基、芳香族複素環基が各々有していてもよい置換基としては、アルキル基（例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基等）、シクロアルキル基（例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等）、アルケニル基（例えば、ビニル基、アリル基、１−プロペニル基、２−ブテニル基、１，３−ブタジエニル基、２−ペンテニル基、イソプロペニル基等）、アルキニル基（例えば、エチニル基、プロパルギル基等）、芳香族炭化水素基（芳香族炭化水素環基、芳香族炭素環基、アリール基等ともいい、例えば、フェニル基、クロロフェニル基、メシチル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、アントリル基、アズレニル基、アセナフテニル基、フルオレニル基、フェナントリル基、インデニル基、ピレニル基、トリフェニレニル基、ビフェニリル基等）、芳香族複素環基（例えば、フリル基、チエニル基、ピリジル基、ピリダジニル基、ピリミジニル基、ピラジニル基、トリアジニル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、チアゾリル基、キナゾリニル基、カルバゾリル基、カルボリニル基、アザカルバゾリル基（前記カルバゾリル基のカルバゾール環を構成する炭素原子の任意の一つ以上が窒素原子で置き換わったものを示す）、ベンゾフリル基、ジベンゾフリル基、アザジベンゾフリル基（前記ジベンゾフリル基のジベンゾフラン環を構成する炭素原子の任意の一つ以上が窒素原子で置き換わったものを示す）、ベンゾチエニル基、インドリル基、ジベンゾチエニル基、ベンゾイミダゾリル基、オキサゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、キノキサリニル基、イソオキサゾリル基、イソチアゾニル基、インドロカルバゾリル基、ヘキサアザトリフェニレニル基、ベンゾジフラニル基、ベンゾジチエニル基、ホスフォル基、シロリル基、ボリル基、ビピリジル基等）、複素環基（例えば、ピロリジル基、イミダゾリジル基、モルホリル基、オキサゾリジル基等）、アルコキシ基（例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、ドデシルオキシ基等）、シクロアルコキシ基（例えば、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基等）、アリールオキシ基（例えば、フェノキシ基、ナフチルオキシ基等）、アルキルチオ基（例えば、メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基、ペンチルチオ基、ヘキシルチオ基、オクチルチオ基、ドデシルチオ基等）、シクロアルキルチオ基（例えば、シクロペンチルチオ基、シクロヘキシルチオ基等）、アリールチオ基（例えば、フェニルチオ基、ナフチルチオ基等）、アルコキシカルボニル基（例えば、メチルオキシカルボニル基、エチルオキシカルボニル基、ブチルオキシカルボニル基、オクチルオキシカルボニル基、ドデシルオキシカルボニル基等）、アリールオキシカルボニル基（例えば、フェニルオキシカルボニル基、ナフチルオキシカルボニル基等）、スルファモイル基（例えば、アミノスルホニル基、メチルアミノスルホニル基、ジメチルアミノスルホニル基、ブチルアミノスルホニル基、ヘキシルアミノスルホニル基、シクロヘキシルアミノスルホニル基、オクチルアミノスルホニル基、ドデシルアミノスルホニル基、フェニルアミノスルホニル基、ナフチルアミノスルホニル基、２−ピリジルアミノスルホニル基等）、アシル基（例えば、アセチル基、エチルカルボニル基、プロピルカルボニル基、ペンチルカルボニル基、シクロヘキシルカルボニル基、オクチルカルボニル基、２−エチルヘキシルカルボニル基、ドデシルカルボニル基、フェニルカルボニル基、ナフチルカルボニル基、ピリジルカルボニル基等）、アシルオキシ基（例えば、アセチルオキシ基、エチルカルボニルオキシ基、ブチルカルボニルオキシ基、オクチルカルボニルオキシ基、ドデシルカルボニルオキシ基、フェニルカルボニルオキシ基、アクリロイル基、メタクリロイル基等）、アミド基（例えば、メチルカルボニルアミノ基、エチルカルボニルアミノ基、ジメチルカルボニルアミノ基、プロピルカルボニルアミノ基、ペンチルカルボニルアミノ基、シクロヘキシルカルボニルアミノ基、２−エチルヘキシルカルボニルアミノ基、オクチルカルボニルアミノ基、ドデシルカルボニルアミノ基、フェニルカルボニルアミノ基、ナフチルカルボニルアミノ基等）、カルバモイル基（例えば、アミノカルボニル基、メチルアミノカルボニル基、ジメチルアミノカルボニル基、プロピルアミノカルボニル基、ペンチルアミノカルボニル基、シクロヘキシルアミノカルボニル基、オクチルアミノカルボニル基、２−エチルヘキシルアミノカルボニル基、ドデシルアミノカルボニル基、フェニルアミノカルボニル基、ナフチルアミノカルボニル基、２−ピリジルアミノカルボニル基等）、ウレイド基（例えば、メチルウレイド基、エチルウレイド基、ペンチルウレイド基、シクロヘキシルウレイド基、オクチルウレイド基、ドデシルウレイド基、フェニルウレイド基ナフチルウレイド基、２−ピリジルアミノウレイド基等）、スルフィニル基（例えば、メチルスルフィニル基、エチルスルフィニル基、ブチルスルフィニル基、シクロヘキシルスルフィニル基、２−エチルヘキシルスルフィニル基、ドデシルスルフィニル基、フェニルスルフィニル基、ナフチルスルフィニル基、２−ピリジルスルフィニル基等）、アルキルスルホニル基（例えば、メチルスルホニル基、エチルスルホニル基、ブチルスルホニル基、シクロヘキシルスルホニル基、２−エチルヘキシルスルホニル基、ドデシルスルホニル基等）、アリールスルホニル基またはヘテロアリールスルホニル基（例えば、フェニルスルホニル基、ナフチルスルホニル基、２−ピリジルスルホニル基等）、アミノ基（例えば、アミノ基、エチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ブチルアミノ基、シクロペンチルアミノ基、２−エチルヘキシルアミノ基、ドデシルアミノ基、アニリノ基、フェニルアミノ基、ジフェニルアミノ基、ナフチルアミノ基、２−ピリジルアミノ基等）、ハロゲン原子（例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子等）、フッ化炭化水素基（例えば、フルオロメチル基、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、ペンタフルオロフェニル基等）、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、メルカプト基、シリル基（例えば、トリメチルシリル基、トリイソプロピルシリル基、トリフェニルシリル基、フェニルジエチルシリル基等）、ホスホノ基、ヒドロキシ基等が挙げられる。
これらの置換基は、上記の置換基によってさらに置換されていてもよい。また、これらの置換基は複数が互いに結合して環を形成していてもよい。
【００１７】
一般式１の「Ａ１〜Ａ４」はＮまたはＣ−Ｒ４を表わす。
Ｃ−Ｒ４の「Ｒ４」は、水素原子、アルキル基、芳香族炭化水素環基、芳香族複素環基、複素環基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、シクロアルキルチオ基、アリールチオ基またはシリル基を表わし、その具体例としては上記置換基の中で記載されているものを挙げることができる。
Ｒ４は好ましくは水素原子、アルキル基、芳香族炭化水素環基またはアルコキシ基である。
Ａ１〜Ａ４で表わされるＮの数は０、１または２であることが好ましい。
【００１８】
一般式２において、「Ｅ１〜Ｅ３」はＸおよびＹに結合する２つの炭素原子とともに芳香族複素五員環を形成するのに必要な原子群を表わす。
（ｉ）Ｅ１およびＥ３がＯまたはＳでかつＥ２がＣ−Ｒ５またはＮである場合、（ｉｉ）Ｅ１およびＥ３がＣ−Ｒ５またはＮでかつＥ２がＯまたはＳである場合、または（ｉｉｉ）Ｅ１〜Ｅ３がＮまたはＮ−Ｒ６である場合が好ましい。
一般式２において、Ｅ１〜Ｅ３の「Ｒ５」、「Ｒ６」は、水素原子、アルキル基、芳香族炭化水素環基、芳香族複素環基、複素環基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、シクロアルキルチオ基、アリールチオ基またはシリル基を表わし、各基の具体例としては上記の置換基に記載と同様の基が挙げられる。
また、複数のＲ３及びＲ４は互いに結合して環を形成することもできる。
一般式２における芳香族複素五員環としては、オキサゾール環、オキサジアゾール環、オキサトリアゾール環、イソオキサゾール環、テトラゾール環、チアジアゾール環、チアトリアゾール環、イソチアゾール環、チオフェン環、フラン環、ピロール環、イミダゾール環、ピラゾール環、トリアゾール環が挙げられる。
尚、これらの基は、更に上記の置換基を有していてもよい。
【００１９】
以下、一般式１または２で表される、本発明の新規プチセン系化合物の具体例を挙げるが、本発明はこれらに限定されない。
【００２０】
【化３】
【００２１】
【化４】
【００２２】
【化５】
【００２３】
以下、本発明の新規プチセン系化合物の合成例を挙げるが、本発明はこれらに限定されない。
《合成例１：化合物Ｐ−１の合成》
【００２４】
【化６】
【００２５】
原料Ａ ３．４７ｇ（１０．０ｍｍｏｌ）をＴＨＦ５０ｍｌに溶解し、ヘキサクロロエタン１．１８ｇ（５．００ｍｍｏｌ）および塩化パラジウム３０ｍｇ（０．１７ｍｍｏｌ）を加え、室温で４時間撹拌を行った。溶媒を減圧下に濃縮し、中間体Ｂを得た。
次に、中間体Ｂをジエチルエーテル５０ｍｌに溶解し、内温を−７０℃に冷却した。
次に、別途合成したカルバゾールリチオ体（１）のジエチルエーテル溶液（３０ｍｌ）（１０．０ｍｍｏｌ）を内温−６５℃以下を保ちながらゆっくりと滴下した。滴下後、成り行きで室温に戻し、さらに１時間撹拌を行った。溶媒を減圧下に留去し、残さをシリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒トルエン：メチレンクロライド＝１００：１）にて精製し、例示化合物Ｐ−１を５．４６ｇ（収率９３％）得た。
構造は、核磁気共鳴法（１Ｈ−ＮＭＲ、１３Ｃ−ＮＭＲ等）及びＭＡＳＳスペクトル（質量分析法）にて同定した。
【００２６】
《合成例２：化合物Ｐ−２の合成》
【００２７】
【化７】
【００２８】
原料Ｃ ２．８８ｇ（１０．０ｍｍｏｌ）をＴＨＦ５０ｍｌに溶解し、Ｎ−クロロコハク酸イミド１．３３ｇ（１０．０ｍｍｏｌ）を加え、室温で２時間撹拌を行った。溶媒を減圧下に濃縮し、中間体Ｄを得た。
次に、中間体Ｄをジエチルエーテル５０ｍｌに溶解し、内温を−７０℃に冷却した。
次に別途合成したカルバゾールリチオ体（１）のジエチルエーテル溶液（３０ｍｌ）（１０．０ｍｍｏｌ）を内温−６５℃以下を保ちながらゆっくりと滴下した。滴下後、成り行きで室温に戻し、さらに２時間撹拌を行った。溶媒を減圧下に留去し、残さをシリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒トルエン：メチレンクロライド＝５５：１）にて精製し、例示化合物Ｐ−２を５．１１ｇ（収率９７％）得た。
構造は、核磁気共鳴法（１Ｈ−ＮＭＲ、１３Ｃ−ＮＭＲ等）及びＭＡＳＳスペクトル（質量分析法）にて同定した。
【００２９】
《合成例３：化合物Ｐ−４の合成》
【００３０】
【化８】
【００３１】
原料Ｅ２．５５ｇ（１０．０ｍｍｏｌ）をクロロフォルム５０ｍｌに溶解し、Ｎ−クロロコハク酸イミド１．３３ｇ（１０．０ｍｍｏｌ）を加え、室温で２時間撹拌を行った。溶媒を減圧下に濃縮し、中間体Ｆを得た。
次に、中間体ＦをＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド５０ｍｌに溶解し、カルバゾール１．６７ｇ（１０．０ｍｍｏｌ）、銅粉３ｇ、炭酸カリウム２．７６ｇ（２０．０ｍｍｏｌ）を加え、内温１５４℃で１２時間加熱撹拌を行った。
溶媒を減圧下に留去し、残さをシリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒トルエン：メチレンクロライド＝８０：１）にて精製し、例示化合物Ｐ−４を４．０１ｇ（収率９５％）得た。
構造は、核磁気共鳴法（１Ｈ−ＮＭＲ、１３Ｃ−ＮＭＲ等）及びＭＡＳＳスペクトル（質量分析法）にて同定した。
【００３２】
《合成例４：化合物Ｐ−１３の合成》
【００３３】
【化９】
【００３４】
原料Ｇ２．３６ｇ（１０．００ｍｍｏｌ）をＴＨＦ５０ｍｌに溶解し、ヘキサクロロエタン１．７０ｇ（５．０１ｍｍｏｌ）および塩化パラジウム３０ｍｇ（０．１８ｍｍｏｌ）を加え、室温で１０時間撹拌を行った。溶媒を減圧下に濃縮し、中間体Ｈを得た。
次に、中間体Ｈをジエチルエーテル５０ｍｌに溶解し、内温を−７０℃に冷却した。
次に、別途合成したカルバゾールリチオ体（１）のジエチルエーテル溶液（３０ｍｌ）（１０．０ｍｍｏｌ）を内温−７５℃以下を保ちながらゆっくりと滴下した。滴下後、成り行きで室温に戻し、さらに１時間撹拌を行った。
溶媒を減圧下に留去し、残さをシリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒ｎ−ヘキサン：トルエン＝４：１）にて精製し、例示化合物Ｐ−１３を７．０３ｇ（収率９３％）得た。
構造は、核磁気共鳴法（１Ｈ−ＮＭＲ、１３Ｃ−ＮＭＲ等）及びＭＡＳＳスペクトル（質量分析法）にて同定した。
【００３５】
《合成例５：化合物Ｐ−１７の合成》
【００３６】
【化１０】
【００３７】
合成例１の中間体Ｂ３．８０ｇ（１０．０ｍｍｏｌ）をジエチルエーテル５０ｍｌに溶解し、内温を−７０℃に冷却した。
次に、別途合成したカルバゾールリチオ体（２）のジエチルエーテル溶液（５０ｍｌ）（１０．０ｍｍｏｌ）を内温−６８℃以下を保ちながらゆっくりと滴下した。滴下後、成り行きで室温に戻し、さらに１時間撹拌を行った。
溶媒を減圧下に留去し、残さをシリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒トルエン：メチレンクロライド＝１２０：１）にて精製し、例示化合物Ｐ−１７を５．４８ｇ（収率９３％）得た。
構造は、核磁気共鳴法（１Ｈ−ＮＭＲ、１３Ｃ−ＮＭＲ等）及びＭＡＳＳスペクトル（質量分析法）にて同定した。
【００３８】
《合成例６：化合物Ｐ−２２の合成》
【００３９】
【化１１】
【００４０】
原料Ｉ３．６４ｇ（１０．０ｍｍｏｌ）をＴＨＦ５０ｍｌに溶解し、ヘキサクロロエタン１．７０ｇ（５．０１ｍｍｏｌ）および塩化パラジウム３０ｍｇ（０．１８ｍｍｏｌ）を加え、室温で８時間撹拌を行った。溶媒を減圧下に濃縮し、中間体Ｊを得た。
次に、中間体Ｊをジエチルエーテル５０ｍｌに溶解し、内温を−７０℃に冷却した。
次に、別途合成したカルバゾールリチオ体（１）のジエチルエーテル溶液（３０ｍｌ）（１０．０ｍｍｏｌ）を内温−７５℃以下を保ちながらゆっくりと滴下した。滴下後、成り行きで室温に戻し、さらに１時間撹拌を行った。
溶媒を減圧下に留去し、残さをシリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒ｎ−ヘキサン：トルエン＝１０：１）にて精製し、例示化合物Ｐ−２２を６．０３ｇ（収率９９％）得た。
構造は、核磁気共鳴法（１Ｈ−ＮＭＲ、１３Ｃ−ＮＭＲ等）及びＭＡＳＳスペクトル（質量分析法）にて同定した。
【００４１】
《合成例７：化合物Ｐ−３８の合成》
【００４２】
【化１２】
【００４３】
原料Ｋ ４．８４ｇ（１０．０ｍｍｏｌ）をクロロフォルム７０ｍｌに溶解し、Ｎ−クロロコハク酸イミド１．３３ｇ（１０．０ｍｍｏｌ）を加え、室温で２時間撹拌を行った。溶媒を減圧下に濃縮し、中間体Ｌを得た。
次に中間体Ｌをジエチルエーテル６０ｍｌに溶解し、内温を−７８℃に冷却した。
次に、別途合成したカルバゾールリチオ体（１）のジエチルエーテル溶液（３０ｍｌ）（１０．０ｍｍｏｌ）を内温−６５℃以下を保ちながらゆっくりと滴下した。滴下後、成り行きで室温に戻し、さらに１時間撹拌を行った。
溶媒を減圧下に留去し、残さをシリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒ｎ−ヘキサン：トルエン＝１５：１）にて精製し、例示化合物Ｐ−３８を７．０２ｇ（収率９７％）得た。
構造は、核磁気共鳴法（１Ｈ−ＮＭＲ、１３Ｃ−ＮＭＲ等）及びＭＡＳＳスペクトル（質量分析法）にて同定した。
【００４４】
また、上記の合成例１〜７で示した以外のプチセン系化合物も同様にして合成した。
尚、本発明の新規プチセン系化合物の合成に当たり、参照した文献を下記に列挙する。
（ａ）Ａｎｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．ｉｎｔｅｒｎａｔ．Ｅｄｉt./Ｖｏｌ．２（１９６３）３９６頁
（ｂ）Ｊ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，Ｃｏｍｍｎ．，１９９３ １８５０−１８５２頁
（ｃ）Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ Ｌｅｔｔ．，５０ （２００９） ５０８０−５０８２頁
（ｄ）Ｃｈｅｍ． Ｂｅｒ．，１１８ ３８９２頁（１９８５）
（ｅ）Ｊ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．，１９３６, ＶＯＬ.１, １７０−１７５頁
【００４５】
本発明の有機ＥＬ素子を構成する有機層の少なくとも１層に含有される、一般式１または一般式２で表される本発明の新規プチセン系化合物は、その機能が限定されることはなく、有機層内のいずれの層に含有されてもよい。
当該プチセン系化合物は、本発明に記載の効果（高い発光効率、長い発光寿命、経時での変色が全くないまたは少ない）を得る観点からは、好ましくは発光層、正孔輸送層、電子輸送層または正孔阻止層のいずれかに含有され、正孔の輸送を担う観点からは、好ましくは発光層、正孔輸送層に含有され、最も好ましいのは発光層に含有される。
特に、当該プチセン系化合物が発光層に含有される場合には、本発明の新規プチセン系化合物は、好ましくは発光ホスト化合物（ホスト材料ともいう）として用いられる。
本発明の有機ＥＬ素子を構成する各有機層は、本発明の新規プチセン系化合物によって単独で構成されていても良いし、当該プチセン系化合物が他の材料と混合されその混合物によって構成されていても良い。
【００４６】
《ＯＬＥＤ素子（有機ＥＬ素子）の構成層》
本発明のＯＬＥＤ素子（有機ＥＬ素子）の構成層について説明する。
本発明のＯＬＥＤ素子（有機ＥＬ素子）は基板上に１対の電極（陰極と陽極）を有し、両電極の間に発光層を含む有機層を有する。発光素子の性質上、陽極及び陰極のうち少なくとも一方の電極は、透明であることが好ましい。
以下、本発明のＯＬＥＤ素子（有機ＥＬ素子）の層構成の好ましい具体例を以下に示すが、本発明はこれらに限定されない。
（ｉ）陽極／発光層／電子輸送層／陰極
（ｉｉ）陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
（ｉｉｉ）陽極／正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／陰極
（ｉｖ）陽極／正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／陰極バッファー層／陰極
（ｖ）陽極／陽極バッファー層／正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／陰極バッファー層／陰極
【００４７】
本発明のＯＬＥＤ素子（有機ＥＬ素子）においては、青色発光層の発光極大波長は４３０ｎｍ〜４８０ｎｍにあるものが好ましく、緑色発光層は発光極大波長が５１０ｎｍ〜５５０ｎｍにあるものが好ましく、赤色発光層は発光極大波長が６００ｎｍ〜６４０ｎｍの範囲にある単色発光層であることが好ましく、これらを用いた表示素子であることが好ましい。
また、これらの少なくとも３層の発光層を積層して白色発光素子としたものであっても良い。さらに発光層間には非発光性の中間層を有していても良い。
本発明のＯＬＥＤ素子としては白色発光素子であることが好ましく、これらを用いた照明装置であることが好ましい。
【００４８】
《発光層》
本発明に係る発光層は、電極または電子輸送層、正孔輸送層から注入されてくる電子および正孔が再結合して発光する層であり、発光する部分は発光層の層内であっても発光層と隣接層との界面であっても良い。
発光層の膜厚の総和は、特に制限はないが、膜の均質性や発光時に不必要な高電圧を印加するのを防止しかつ駆動電流に対する発光色の安定性向上の観点から、好ましくは２ｎｍ〜５μｍの範囲に調整され、更に好ましくは２ｎｍ〜２００ｎｍの範囲に調整され、特に好ましくは１０ｎｍ〜４０ｎｍの範囲に調整される。
【００４９】
本発明のＯＬＥＤ素子の発光層には、発光ドーパント（燐光ドーパント（燐光発光性ドーパント基ともいう）又は蛍光ドーパント等）化合物と、ホスト化合物とが含有される。
特に発光層には、青色燐光ドーパント化合物とホスト化合物とが含有されることが好ましい。
【００５０】
（１）発光性ドーパント化合物
発光性ドーパント化合物について説明する。
発光性ドーパント化合物としては、燐光ドーパント化合物、蛍光ドーパント化合物を用いる事ができる。本発明では燐光ドーパント化合物が好ましく用いられ、青色燐光ドーパント化合物がさらに好ましく用いられる。
【００５１】
（１．１）燐光ドーパント化合物
本発明に係る燐光ドーパント化合物について説明する。
本発明に係る燐光ドーパント化合物は、励起三重項からの発光が観測される化合物であり、具体的には室温（２５℃）にて燐光発光する化合物であり、燐光量子収率が２５℃において０．０１以上の化合物であると定義されるが、好ましい燐光量子収率は０．１以上である。
上記、燐光量子収率は、第４版実験化学講座７の分光ＩＩの３９８頁（１９９２年版、丸善）に記載の方法により測定できる。溶液中での燐光量子収率は種々の溶媒を用いて測定できるが、本発明に係る燐光ドーパント化合物は任意の溶媒のいずれかにおいれ上記燐光収率０．０１以上が達成されれば良い。
【００５２】
燐光ドーパント化合物の発光原理としては２種挙げられる。
その１つはキャリアが輸送されるホスト化合物上でのキャリアの再結合が起こって、発光性ホスト化合物の励起状態が生成し、このエネルギーを燐光ドーパントに移動させることで燐光ドーパントからの発光を得る、というエネルギー移動型である。
もう１つは燐光ドーパント化合物自身がキャリアトラップとなり、燐光ドーパント上でキャリアの再結合が生じ、燐光ドーパント化合物からの発光が得られるというキャリアトラップ型である。
いずれの場合においても、燐光ドーパント化合物の励起状態のエネルギーは、ホスト化合物の励起状態のエネルギーよりも低いことが良好な発光を得るための条件となる。
【００５３】
以下に、燐光ドーパントとして用いられる公知の化合物の具体例を示すが、本発明はこれらに限定されない。
【００５４】
【化１３】
【００５５】
【化１４】
【００５６】
【化１５】
【００５７】
【化１６】
【００５８】
【化１７】
【００５９】
（１．２）蛍光ドーパント化合物
蛍光ドーパント化合物としては、クマリン系色素、ピラン系色素、シアニン系色素、クロコニウム系色素、スクアリリウム系色素、オキソベンゾアントラセン系色素、フルオレッセイン系色素、ローダミン系色素、ピリリウム系色素、ペリレン系色素、スチルベン系色素、ポリチオフェン系色素または希土類錯体系蛍光体等が挙げられる。
【００６０】
（２）発光ホスト化合物（ホスト材料、ホスト化合物、発光ホスト等ともいう）
本発明のＯＬＥＤ素子の発光層や発光ユニットに使用される発光ホスト化合物は、発光層に含有される化合物のうち、その層中での質量比が２０％以上でかつ室温（２５℃）において燐光量子収率が０．１未満の化合物と定義され、好ましくは燐光量子収率が０．０１未満である。
発光ホスト化合物は、また、発光層に含有される化合物のうち、層中での質量比が２０％以上であることが好ましい。
ホスト化合物としては、本発明の新規プチセン系化合物を用いることが好ましい。ホスト化合物は、本発明の新規プチセン系化合物のうちの１種単独で構成されてもよいし、当該プチセン系化合物のうちの複数種が併用されて構成されてもよい。
ホスト化合物を複数種用いることで、キャリアの移動を調整することが可能であり、ＯＬＥＤ素子の性能をさらに高効率化することができる。また、前記燐光ドーパントとして用いられる公知の化合物を複数種用いることで、異なる発光を混合することが可能となり、これにより任意の発光色を得ることができる。
本発明に用いられる発光ホストとしては、低分子化合物でも、繰り返し単位を有する高分子化合物でも良く、ビニル基やエポキシ基のような重合性基を有する低分子化合物（蒸着重合性発光ホスト）でも良く、このような化合物を１種または複数種用いても良い。
【００６１】
ホスト化合物には、従来から公知のホスト化合物が併用されてもよい。
公知の発光ホスト化合物として、代表的にはカルバゾール誘導体、トリアリールアミン誘導体、芳香族誘導体、含窒素複素環化合物、チオフェン誘導体、フラン誘導体、オリゴアリーレン化合物等の基本骨格を有するもの、またはカルボリン誘導体やジアザカルバゾール誘導体等が挙げられる。
併用しても良い、公知のホスト化合物としては、正孔輸送能、電子輸送能を有しつつ、発光の長波長化を防ぎ、高Ｔｇ（ガラス転移温度）である化合物が好ましい。
公知のホスト化合物の具体例としては、以下の文献に記載されている化合物等が挙げられるがこれらに限定されるものではない。
特開２００１−２５７０７６号公報、同２００２−３０８８５５号公報、同２００１−３１３１７９号公報、同２００２−３１９４９１号公報、同２００１−３５７９７７号公報、同２００２−３３４７８６号公報、同２００２−８８６０号公報、同２００２−３３４７８７号公報、同２００２−１５８７１号公報、同２００２−３３４７８８号公報、同２００２−４３０５６号公報、同２００２−３３４７８９号公報、同２００２−７５６４５号公報、同２００２−３３８５７９号公報、同２００２−１０５４４５号公報、同２００２−３４３５６８号公報、同２００２−１４１１７３号公報、同２００２−３５２９５７号公報、同２００２−２０３６８３号公報、同２００２−３６３２２７号公報、同２００２−２３１４５３号公報、同２００３−３１６５号公報、同２００２−２３４８８８号公報、同２００３−２７０４８号公報、同２００２−２５５９３４号公報、同２００２−２６０８６１号公報、同２００２−２８０１８３号公報、同２００２−２９９０６０号公報、同２００２−３０２５１６号公報、同２００２−３０５０８３号公報、同２００２−３０５０８４号公報、同２００２−３０８８３７号公報等。
【００６２】
次に本発明のＯＬＥＤ素子の構成層として用いられる、注入層、阻止層、輸送層等について説明する。
《注入層：電子注入層、正孔輸送層》
注入層は必要に応じて設けることができ、電子注入層と正孔注入層とがあり、上記の如く陽極と発光層または正孔輸送層との間や、陰極と発光層または電子輸送層との間に存在させても良い。
注入層とは駆動電圧低下や発光輝度向上のために電極と有機層間に設けられる層のことで「ＯＬＥＤ素子とその工業化最前線（１９９８年１１月３０日、エヌ・ティー・エス社発行）」の第２編第２章「電極材料」（１２３〜１６６頁）に詳細に記載されており、正孔注入層（陽極バッファー層）と電子注入層（陰極バッファー層）とがある。
陽極バッファー層（正孔注入層）は、特開平９−４５５７９号公報、同９−２６００６２号公報、同８−２８８０６９号公報等にもその詳細が記載されており、具体例として銅フタロシアニンに代表されるフタロシアニンバッファー層、酸化バナジウムに代表される酸化物バッファー層、アモルファスカーボンバッファー層、ポリアニリン（エメラルディン）やポリチオフェン等の導電性高分子を用いた高分子バッファー層などが挙げられる。
陰極バッファー層（電子注入層は）は、特開平６−３２５８７１号公報、同９−１７５７４号公報、同１０−７４５８６号公報等にもその詳細が記載されており、具体的にはストロンチウムやアルミニウム等に代表される金属バッファー層、フッ化リチウムに代表されるアルカリ金属化合物バッファー層、フッ化マグネシウムに代表されるアルカリ土類金属化合物バッファー層、酸化アルミニウムに代表される酸化物バッファー層等が挙げられる。
上記バッファー層（注入層）は、ごく薄い膜であることが好ましく、素材にもよるがその膜厚は０．１ｎｍ〜５μｍの範囲が好ましい。
【００６３】
《阻止層：正孔阻止層、電子阻止層》
阻止層は上記の如く、有機化合物薄膜の基本構成層の他に必要に応じて設けられるものである。
阻止層は、例えば、特開平１１−２０４１５８号公報、同１１−２０４３５９号公報、および「ＯＬＥＤ素子とその工業化最前線（１９９８年１１月３０日、エヌ・ティー・エス社発行）」の２３７頁等に記載されており正孔阻止層（ホールブロック層）がある。
正孔阻止層とは広い意味では電子輸送層の機能を有し、電子を輸送する機能を有しつつ、正孔を輸送する能力が著しく小さい正孔阻止材料からなり、電子を輸送しつつ正孔輸送を阻止することで、電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。また後述する電子輸送層の構成を必要に応じて、本発明に係る正孔阻止層として用いる事ができる。
本発明のＯＬＥＤ素子（有機ＥＬ素子）の正孔阻止層は、発光層に隣接して設けられていることが好ましい。
正孔阻止層には、前述のホスト化合物として挙げたカルバゾール誘導体、またカルボリン誘導体やジアザカルバゾール誘導体等を含有することが好ましい。
【００６４】
また、発光色の異なる複数の発光層を有する場合、その発光極大波長が最も短波な発光層が、全発光層中、最も陽極に近いことが好ましい。このような場合、該最短波発光層と該発光層の次に陽極に近い発光層との間に正孔阻止層を追加して設ける事が好ましい。さらに、該位置に設けられる正孔阻止層の化合物の５０質量％以上が、前記最短波発光層のホスト化合物のイオン化ポテンシャルに対し、０．３ｅＶ以上大きいことが好ましい。
イオン化ポテンシャルは化合物のＨＯＭＯ（最高被占分子軌道）レベルにある電子を真空準位に放出するために必要なエネルギーと定義され、例えば、下記に示すような方法により求めることができる。
（１）米国Ｇａｕｓｓｉａｎ社製の分子軌道計算用ソフトウェアであるＧａｕｓｓｉａｎ９８（Ｇａｕｓｓｉａｎ９８、Ｒｅｖｉｓｉｏｎ Ａ．１１．４，Ｍ．Ｊ．Ｆｒｉｓｃｈ，ｅｔ ａｌ，Ｇａｕｓｓｉａｎ，Ｉｎｃ．，Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇｈ ＰＡ，２００２．）を用い、キーワードとしてＢ３ＬＹＰ／６−３１Ｇ＊を用いて構造最適化を行うことにより算出した値（ｅＶ単位換算値）の小数点第２位を四捨五入した値としてイオン化ポテンシャルを求めることができる。この計算値が有効な背景には、この手法で求めた計算値と実験値の相関が高いためである。
（２）光電子分光法で直接測定する方法により求めることもできる。きる。例えば、理研計器製の低エネルギー電子分光装置「Ｍｏｄｅｌ ＡＣ−１」を用いて、あるいは紫外光電子分光として知られている方法を好適に用いることができる。
【００６５】
一方、電子阻止層とは広い意味では正孔輸送層の機能を有し、正孔を輸送する機能を有しつつ電子を輸送する能力が著しく小さい材料からなり、正孔を輸送しつつ電子輸送を阻止することで電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。また、後述する正孔輸送層の構成を必要に応じて電子阻止層として用いる事ができる。
本発明に係る正孔阻止層、電子阻止層の膜厚として、好ましくは３ｎｍ〜１００ｎｍであり、さらに好ましくは５ｎｍ〜３０ｎｍである。
【００６６】
《正孔輸送層》
正孔輸送層とは正孔を輸送する機能を有する正孔輸送材料からなり、広い意味で正孔注入層、電子阻止層も正孔輸送層に含まれるとみなすことができる。
正孔輸送層は単層または複数層設けることができる。
正孔輸送材料としては、正孔の注入または輸送、電子の障壁性のいずれかを有するものであり、有機物、無機物のいずれであっても良い。例えば、トリアゾール誘導体、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、ピラゾリン誘導体およびピラゾロン誘導体、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、オキサゾール誘導体、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、アニリン系共重合体や導電性高分子（ポリマーやオリゴマー）、特にチオフェンオリゴマー等が挙げられる。
【００６７】
正孔輸送材料としては上記のものを使用することができるが、ポルフィリン化合物、芳香族第３級アミン化合物およびスチリルアミン化合物、特に芳香族第３級アミン化合物を用いることが好ましい。また、本発明のＯＬＥＤ素子用材料も同様に好ましく用いることができる。
芳香族第３級アミン化合物及びスチリルアミン化合物の代表例としては、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（ＴＰＤ）、４，４′−ビス〔Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ〕ビフェニル（α−ＮＰＤ）、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（ＭＴＤＡＴＡ）等が挙げられる。
さらにこれらの材料を高分子鎖に導入、または高分子の主鎖とした高分子材料を用いることもできる。
またｐ型−Ｓｉ、ｐ型−ＳｉＣ等の無機化合物も正孔輸送材料として使用することができる。
また、特開平１１−２５１０６７号公報、Ｊ．Ｈｕａｎｇ ｅｔ ａｌ．著文献（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ ８０（２００２），ｐ．１３９）に記載されているような、ｐ型正孔輸送材料を用いることもできる。
【００６８】
正孔輸送層は上記のような正孔輸送材料を、例えば、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法を含む印刷法、ＬＢ法などの公知の方法によって薄膜化することにより形成することができる。
正孔輸送層の膜厚について特に制限はないが、通常は５ｎｍ〜５μｍ、好ましくは５ｎｍ〜２００ｎｍである。
また、正孔輸送材料は複数種の材料からなる一層構造であっても良い。
また、不純物をドープしたｐ性の高い正孔輸送層を用いることもできる。
【００６９】
《電子輸送層》
電子輸送層とは電子を輸送する機能を有する材料からなり、広い意味で電子注入層、正孔阻止層も電子輸送層に含まれる。
電子輸送層は単層または複数層設けることができる。
発光層に対して陰極側に隣接する電子輸送層に用いられる電子輸送材料（正孔阻止材料を兼ねる）としては、陰極より注入された電子を発光層に伝達する機能を有していればよく、その材料としては従来公知の化合物の中から任意のものを選択して用いることができ、例えば、ニトロ置換フルオレン誘導体、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、フレオレニリデンメタン誘導体、アントラキノジメタン及びアントロン誘導体、オキサジアゾール誘導体等が挙げられる。
更に上記オキサジアゾール誘導体において、オキサジアゾール環の酸素原子を硫黄原子に置換したチアジアゾール誘導体、電子吸引基として知られているキノキサリン環を有するキノキサリン誘導体も、電子輸送材料として用いることができる。更にこれらの材料を高分子鎖に導入した、またはこれらの材料を高分子の主鎖とした高分子材料を用いることもできる。
また、８−キノリノール誘導体の金属錯体、例えば、トリス（８−キノリノール）アルミニウム（Ａｌｑ）、トリス（５，７−ジクロロ−８−キノリノール）アルミニウム、トリス（５，７−ジブロモ−８−キノリノール）アルミニウム、トリス（２−メチル−８−キノリノール）アルミニウム、トリス（５−メチル−８−キノリノール）アルミニウム、ビス（８−キノリノール）亜鉛（Ｚｎｑ）等、及びこれらの金属錯体の中心金属がＩｎ、Ｍｇ、Ｃｕ、Ｃａ、Ｓｎ、ＧａまたはＰｂに置き替わった金属錯体も、電子輸送材料として用いることができる。その他、フタロシアニン系材料やその誘導体も電子輸送材料として好ましく用いることができる。
また、発光層の材料として例示したジスチリルピラジン誘導体も、電子輸送材料として用いることができるし、正孔注入層、正孔輸送層と同様にｎ型−Ｓｉ、ｎ型−ＳｉＣ等の無機半導体も電子輸送材料として用いることができる。
【００７０】
電子輸送層は上記電子輸送材料を、例えば、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法を含む印刷法、ＬＢ法等の公知の方法により、薄膜化することにより形成することができる。
電子輸送層の膜厚については特に制限はないが、通常は５ｎｍ〜５μｍ程度、好ましくは５ｎｍ〜２００ｎｍである。
電子輸送層は上記材料の１種または２種以上からなる一層構造であってもよい。
また、不純物をドープしたｎ性の高い電子輸送層を用いることもできる。
【００７１】
《陽極》
ＯＬＥＤ素子における陽極としては、仕事関数の大きい（４ｅＶ以上）金属、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが好ましく用いられる。
このような電極物質の具体例としては、Ａｕ等の金属、ＣｕＩ、インジウムチンオキシド（ＩＴＯ）、ＳｎＯ２、ＺｎＯ等の導電性透明材料が挙げられる。
また、ＩＤＩＸＯ（Ｉｎ２Ｏ３−ＺｎＯ）等非晶質で透明導電膜を作製可能な材料を用いてもよい。
陽極はこれらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により薄膜を形成させ、フォトリソグラフィー法やマスクを介してパターンを形成してもよい。
あるいは、有機導電性化合物のように塗布可能な物質を用いる場合には、印刷方式、コーティング方式等湿式成膜法を用いることもできる。
この陽極より発光を取り出す場合には、透過率を１０％より大きくすることが望ましく、また陽極としてのシート抵抗は数百Ω／□以下が好ましい。
更に膜厚は材料にもよるが、通常は１０ｎｍ〜１０００ｎｍの範囲であり、好ましくは１０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲で選ばれる。
【００７２】
《陰極》
一方、陰極としては仕事関数の小さい（４ｅＶ以下）金属（電子注入性金属と称する）、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが用いられる。
このような電極物質の具体例としては、ナトリウム、ナトリウム−カリウム合金、マグネシウム、リチウム、マグネシウム／銅混合物、マグネシウム／銀混合物、マグネシウム／アルミニウム混合物、マグネシウム／インジウム混合物、アルミニウム／酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）混合物、インジウム、リチウム／アルミニウム混合物、希土類金属等が挙げられる。
これらの中で、電子注入性及び酸化等に対する耐久性の点から、電子注入性金属とこれより仕事関数の値が大きく安定な金属である第二金属との混合物、例えば、マグネシウム／銀混合物、マグネシウム／アルミニウム混合物、マグネシウム／インジウム混合物、アルミニウム／酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）混合物、リチウム／アルミニウム混合物、アルミニウム等が好適である。
陰極はこれらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により薄膜を形成させることにより、作製することができる。
また、陰極としてのシート抵抗は数百Ω／□以下が好ましく、膜厚は通常１０ｎｍ〜５μｍ、好ましくは５０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲で選ばれる。
なお、発光した光を透過させるため、ＯＬＥＤ素子の陽極または陰極のいずれか一方が透明または半透明であれば発光輝度が向上し好都合である。
また、陰極に上記金属を１ｎｍ〜２０ｎｍの膜厚で作製した後に、陽極の説明で挙げた導電性透明材料をその上に作製することで、透明または半透明の陰極を作製することができ、これを応用することで陽極と陰極の両方が透過性を有する素子を作製することができる。
【００７３】
《支持基板》
本発明のＯＬＥＤ素子（有機ＥＬ素子）に用いることのできる支持基板（以下、基体、基板、基材、支持体等ともいう）としては、ガラス、プラスチック等の種類には特に限定はなく、また透明であっても不透明であってもよい。
支持基板側から光を取り出す場合には、支持基板は透明であることが好ましい。
好ましく用いられる透明な支持基板としては、ガラス、石英、透明樹脂フィルムを挙げることができる。
特に好ましい支持基板は、ＯＬＥＤ素子（有機ＥＬ素子）にフレキシブル性を与えることが可能な樹脂フィルムである。
【００７４】
樹脂フィルムとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等のポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、セルロースエステル類（セルロースアセテートプロピオネート（ＣＡＰ）、セルロースアセテートフタレート（ＴＡＣ）、セルロースナイトレート等）またはそれらの誘導体、ポリ塩化ビニリデン、ポリエチレンビニルアルコール、シンジオタクティックポリスチレン、ポリカーボネート、ノルボルネン樹脂、ポリメチルペンテン、ポリエーテルケトン、ポリイミド、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリフェニレンスルフィド、ポリスルホン類、ポリエーテルイミド、ポリエーテルケトンイミド、ポリアミド、フッ素樹脂、ナイロン、ポリメチルメタクリレート、アクリルあるいはポリアリレート類、アートン（ＪＳＲ製）あるいはアペル（三井化学製）といったシクロオレフィン系樹脂等を挙げられる。
樹脂フィルムの表面には、無機物、有機物の被膜またはその両者のハイブリッド被膜が形成されていてもよく、ＪＩＳ Ｋ ７１２９−１９９２に準拠した方法で測定された、水蒸気透過度（２５±０．５℃、相対湿度（９０±２）％ＲＨ）が０．０１ｇ／（ｍ２・２４ｈ）以下のバリア性フィルムであることが好ましく、更には、ＪＩＳ Ｋ ７１２６−１９８７に準拠した方法で測定された酸素透過度が１０−３ｃｍ３／（ｍ２・２４ｈ・ａｔｍ）（１ａｔｍは、１．０１３２５×１０５Ｐａである）以下、水蒸気透過度が１０−３ｇ／（ｍ２・２４ｈ）以下の高バリア性フィルムであることが好ましく、さらには水蒸気透過度が１０−５ｇ／（ｍ２・２４ｈ）以下であることがより好ましい。
【００７５】
バリア膜を形成する材料としては、水分や酸素等、素子の劣化をもたらすものの浸入を抑制する機能を有する材料であればよく、例えば、酸化珪素、二酸化珪素、窒化珪素等を好適に用いることができる。更に該膜の脆弱性を改良するために、これら無機層と有機材料からなる層の積層構造を持たせることがより好ましい。無機層と有機層の積層順については特に制限はないが、両者を交互に複数回積層させることが好ましい。
バリア膜の形成方法については特に限定はなく、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、分子線エピタキシー法、クラスタ−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、大気圧プラズマ重合法、プラズマＣＶＤ法、レーザーＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、コーティング法等を用いることができ、大気圧プラズマ重合法によるものが特に好ましい。
【００７６】
不透明な支持基板としては、例えば、アルミ、ステンレス等の金属板、フィルムや不透明樹脂基板、セラミック製の基板等が挙げられる。
本発明のＯＬＥＤ素子（有機ＥＬ素子）の発光の室温における外部取り出し量子効率は、１％以上であることが好ましく、より好ましくは５％以上である。
ここに、外部取り出し量子効率（％）＝ＯＬＥＤ素子外部に発光した光子数／ＯＬＥＤ素子に流した電子数×１００である。
また、カラーフィルター等の色相改良フィルター等を併用しても、ＯＬＥＤ素子からの発光色を、蛍光体で多色へ変換する色変換フィルターを併用してもよい。色変換フィルターを用いる場合においては、ＯＬＥＤ素子の発光のλｍａｘは４８０ｎｍ以下が好ましい。
【００７７】
《封止》
本発明に用いられる封止手段としては、例えば、封止部材と電極または支持基板とを、接着剤で接着する方法を挙げることができる。
封止部材としては、ＯＬＥＤ素子の表示領域を覆うように配置されておればよく、凹板状でも平板状でもよい。また、透明性、電気絶縁性は特に問わない。
具体的には、ガラス板、ポリマー板・フィルム、金属板・フィルム等が挙げられる。ポリマー板としては、ポリカーボネート、アクリル、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルサルファイド、ポリスルホン等を挙げることができる。金属板としては、ステンレス、鉄、銅、アルミニウム、マグネシウム、ニッケル、亜鉛、クロム、チタン、モリブテン、シリコン、ゲルマニウム及びタンタルからなる群から選ばれる一種以上の金属または合金からなるものが挙げられる。
本発明においては、素子を薄膜化できるということからポリマーフィルム、金属フィルムを好ましく使用することができる。
更には、ポリマーフィルムは、ＪＩＳ Ｋ ７１２６−１９８７に準拠した方法で測定された酸素透過度が１×１０−３ｃｍ３／（ｍ２・２４ｈ・ａｔｍ）以下、ＪＩＳ Ｋ ７１２９−１９９２に準拠した方法で測定された水気透過度（２５±０．５℃、相対湿度（９０±２）％ＲＨ）が１×１０−３ｇ／（ｍ２・２４ｈ）以下のものであることが好ましい。
【００７８】
接着剤として具体的には、アクリル酸系オリゴマー、メタクリル酸系オリゴマーの反応性ビニル基を有する光硬化及び熱硬化型接着剤、２−シアノアクリル酸エステル等の湿気硬化型等の接着剤を挙げることができる。また、エポキシ系等の熱及び化学硬化型（二液混合）を挙げることができる。また、ホットメルト型のポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィンを挙げることができる。また、カチオン硬化タイプの紫外線硬化型エポキシ樹脂接着剤を挙げることができる。
尚、熱硬化型接着剤を用いる場合、ＯＬＥＤ素子が熱処理により劣化する場合があるので、室温から８０℃までに接着硬化できるものが好ましい。また、前記接着剤中に乾燥剤を分散させておいてもよい。封止部分への接着剤の塗布は市販のディスペンサーを使ってもよいし、スクリーン印刷のように印刷してもよい。
また、有機層を挟み支持基板と対向する側の電極の外側に該電極と有機層を被覆し、支持基板と接する形で無機物、有機物の層を形成し封止膜とすることも好適にできる。この場合、該膜を形成する材料としては、水分や酸素等素子の劣化をもたらすものの浸入を抑制する機能を有する材料であればよく、例えば、酸化珪素、二酸化珪素、窒化珪素等を用いることができる。
【００７９】
更に、該膜の脆弱性を改良するために、これら無機層と有機材料からなる層の積層構造を持たせることが好ましい。
これらの膜の形成方法については、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、分子線エピタキシー法、クラスタ−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、大気圧プラズマ重合法、プラズマＣＶＤ法、レーザーＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、コーティング法等を用いることができる。
封止部材とＯＬＥＤ素子の表示領域との間隙には、気相及び液相では、窒素、アルゴン等の不活性気体やフッ化炭化水素、シリコンオイルのような不活性液体を注入することが好ましい。また真空とすることも可能である。また、内部に吸湿性化合物を封入することもできる。
吸湿性化合物としては、例えば、金属酸化物（例えば、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化バリウム、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム等）、硫酸塩（例えば、硫酸ナトリウム、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム等）、金属ハロゲン化物、過塩素酸類等が挙げられ、無水塩が好適に用いられる。
【００８０】
《保護膜、保護板》
有機層を挟み支持基板と対向する側の前記封止膜、あるいは前記封止用フィルムの外側に、素子の機械的強度を高めるために保護膜、あるいは保護板を設けてもよい。特に封止が前記封止膜により行われている場合には、保護膜、保護板を設けることが好ましい。
これに使用することができる材料としては、前記封止に用いたのと同様なガラス板、ポリマー板・フィルム、金属板・フィルム等を用いることができるが、軽量、且つ薄膜化ということからポリマーフィルムを用いることが好ましい。
【００８１】
《光取り出し》
ＯＬＥＤ素子は空気よりも屈折率の高い（屈折率が１．７〜２．１程度）層の内部で発光し、発光層で発生した光のうち１５％から２０％程度の光しか取り出せないことが一般的に言われている。
これは、臨界角以上の角度θで界面（透明基板と空気との界面）に入射する光は、全反射を起こし素子外部に取り出すことができないことや、透明電極ないし発光層と透明基板との間で光が全反射を起こし、光が透明電極ないし発光層を導波し、結果として光が素子側面方向に逃げるためである。
この光の取り出しの効率を向上させる手法としては、例えば、透明基板表面に凹凸を形成し、透明基板と空気界面での全反射を防ぐ方法（米国特許第４，７７４，４３５号明細書）、基板に集光性を持たせることにより効率を向上させる方法（特開昭６３−３１４７９５号公報）、素子の側面等に反射面を形成する方法（特開平１−２２０３９４号公報）、基板と発光体の間に中間の屈折率を持つ平坦層を導入し、反射防止膜を形成する方法（特開昭６２−１７２６９１号公報）、基板と発光体の間に基板よりも低屈折率を持つ平坦層を導入する方法（特開２００１−２０２８２７号公報）、基板、透明電極層や発光層のいずれかの層間（含む、基板と外界間）に回折格子を形成する方法（特開平１１−２８３７５１号公報）等がある。
【００８２】
本発明においては、これらの方法を本発明のＯＬＥＤ素子と組み合わせて用いることができるが、基板と発光体の間に基板よりも低屈折率を持つ平坦層を導入する方法、あるいは基板、透明電極層や発光層のいずれかの層間（含む、基板と外界間）に回折格子を形成する方法を好適に用いることができる。本発明はこれらの手段を組み合わせることにより、更に高輝度あるいは耐久性に優れた素子を得ることができる。
透明電極と透明基板の間に低屈折率の媒質を光の波長よりも長い厚みで形成すると、透明電極から出てきた光は、媒質の屈折率が低いほど外部への取り出し効率が高くなる。
低屈折率層としては、例えば、エアロゲル、多孔質シリカ、フッ化マグネシウム、フッ素系ポリマー等が挙げられる。透明基板の屈折率は一般に１．５〜１．７程度であるので、低屈折率層は屈折率がおよそ１．５以下であることが好ましい。また、更に１．３５以下であることが好ましい。
また、低屈折率媒質の厚みは媒質中の波長の２倍以上となるのが望ましい。これは低屈折率媒質の厚みが、光の波長程度になってエバネッセントで染み出した電磁波が基板内に入り込む膜厚になると、低屈折率層の効果が薄れるからである。
【００８３】
全反射を起こす界面もしくはいずれかの媒質中に回折格子を導入する方法は、光取り出し効率の向上効果が高いという特徴がある。
この方法は回折格子が１次の回折や２次の回折といった、所謂ブラッグ回折により、光の向きを屈折とは異なる特定の向きに変えることができる性質を利用して、発光層から発生した光のうち層間での全反射等により外に出ることができない光を、いずれかの層間もしくは、媒質中（透明基板内や透明電極内）に回折格子を導入することで光を回折させ、光を外に取り出そうとするものである。
導入する回折格子は、二次元的な周期屈折率を持っていることが望ましい。これは発光層で発光する光はあらゆる方向にランダムに発生するので、ある方向にのみ周期的な屈折率分布を持っている一般的な１次元回折格子では、特定の方向に進む光しか回折されず、光の取り出し効率がさほど上がらない。
しかしながら、屈折率分布を二次元的な分布にすることにより、あらゆる方向に進む光が回折され、光の取り出し効率が上がる。
回折格子を導入する位置としては前述の通り、いずれかの層間もしくは媒質中（透明基板内や透明電極内）でもよいが、光が発生する場所である有機発光層の近傍が望ましい。このとき、回折格子の周期は媒質中の光の波長の約１／２〜３倍程度が好ましい。
回折格子の配列は正方形のラチス状、三角形のラチス状、ハニカムラチス状等、２次元的に配列が繰り返されることが好ましい。
【００８４】
《集光シート》
本発明のＯＬＥＤ素子は基板の光取り出し側に、例えば、マイクロレンズアレイ状の構造を設けるように加工したり、あるいは所謂集光シートと組み合わせたりすることにより、特定方向、例えば、素子発光面に対し正面方向に集光することにより、特定方向上の輝度を高めることができる。
マイクロレンズアレイの例としては、基板の光取り出し側に一辺が３０μｍでその頂角が９０度となるような四角錐を２次元に配列する。一辺は１０μｍ〜１００μｍが好ましい。これより小さくなると回折の効果が発生して色付く、大きすぎると厚みが厚くなり好ましくない。
集光シートとしては、例えば、液晶表示装置のＬＥＤバックライトで実用化されているものを用いることが可能である。このようなシートとして、例えば、住友スリーエム社製輝度上昇フィルム（ＢＥＦ）等を用いることができる。プリズムシートの形状としては、例えば、基材に頂角９０度、ピッチ５０μｍの△状のストライプが形成されたものであってもよいし、頂角が丸みを帯びた形状、ピッチをランダムに変化させた形状、その他の形状であってもよい。
また、発光素子からの光放射角を制御するために、光拡散板・フィルムを集光シートと併用してもよい。例えば、（株）きもと製拡散フィルム（ライトアップ）等を用いることができる。
【００８５】
《ＯＬＥＤ素子（有機ＥＬ素子）の作製方法》
本発明のＯＬＥＤ素子の作製方法の一例として、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／陰極からなるＯＬＥＤ素子の作製法を説明する。
まず、適当な支持基板上に所望の電極物質、例えば、陽極用物質からなる薄膜を１μｍ以下、好ましくは１０ｎｍ〜２００ｎｍの膜厚になるように、蒸着やスパッタリング等の方法により形成させ陽極を作製する。
【００８６】
次に、この上にＯＬＥＤ素子材料である正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層、正孔阻止層の有機化合物薄膜を形成させる。
これら各層の形成方法としては、前記の如く蒸着法、ウェットプロセス（スピンコート法、キャスト法、インクジェット法、印刷法）等があるが、均質な膜が得られやすく、且つピンホールが生成しにくい等の点から、本発明においてはウェットプロセスが好ましく、中でもスピンコート法、インクジェット法、印刷法等の塗布法による成膜が好ましい。
本発明のＯＬＥＤ素子材料を溶解または分散する液媒体としては、例えば、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、酢酸エチル等の脂肪酸エステル類、ジクロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素類、トルエン、キシレン、メシチレン、シクロヘキシルベンゼン等の芳香族炭化水素類、シクロヘキサン、デカリン、ドデカン等の脂肪族炭化水素類、ＤＭＦ、ＤＭＳＯ等の有機溶媒を用いることができる。
また、分散方法としては、超音波、高剪断力分散やメディア分散等の分散方法により分散することができる。
【００８７】
これらの層を形成後、その上に陰極用物質からなる薄膜を１μｍ以下、好ましくは５０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲の膜厚になるように、例えば、蒸着やスパッタリング等の方法により形成させ、陰極を設けることにより所望のＯＬＥＤ素子が得られる。
【００８８】
なお、作製順序を逆にして、陰極、電子注入層、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多色の表示装置に、直流電圧を印加する場合には陽極を＋、陰極を−の極性として電圧２Ｖ〜４０Ｖ程度を印加すると発光が観測できる。また、交流電圧を印加してもよい。なお、印加する交流の波形は任意でよい。
【００８９】
《用途》
本発明のＯＬＥＤ素子（有機ＥＬ素子）は、表示デバイス、ディスプレイ、各種発光光源として用いることができる。
発光光源として、例えば、照明装置（家庭用照明、車内照明）、時計や液晶用バックライト、看板広告、信号機、光記憶媒体の光源、電子写真複写機の光源、光通信処理機の光源、光センサーの光源等が挙げられるがこれに限定するものではないが、特に液晶表示装置のバックライト、照明用光源としての用途に好ましくに用いることができる。
本発明のＯＬＥＤ素子（有機ＥＬ素子）においては、必要に応じ成膜時にメタルマスクやインクジェットプリンティング法等でパターニングを施してもよい。パターニングする場合は、電極のみをパターニングしてもよいし、電極と発光層をパターニングしてもよいし、素子全層をパターニングしてもよく、素子の作製においては、従来公知の方法を用いることができる。
本発明のＯＬＥＤ素子（有機ＥＬ素子）や本発明に係る化合物の発光する色は、「新編色彩科学ハンドブック」（日本色彩学会編、東京大学出版会、１９８５）の１０８頁の図４．１６において、分光放射輝度計ＣＳ−１０００（コニカミノルタセンシング社製）で測定した結果をＣＩＥ色度座標に当てはめたときの色で決定される。
また、本発明のＯＬＥＤ素子（有機ＥＬ素子）が白色発光素子の場合には、白色とは、２度視野角正面輝度を上記方法により測定した際に、１０００ｃｄ／ｍ２でのＣＩＥ１９３１表色系における色度がＸ＝０．３３±０．０７、Ｙ＝０．３３±０．１の領域内にあることを言う。
【００９０】
《表示装置および照明装置》
本発明のＯＬＥＤ素子（有機ＥＬ素子）を用いた表示装置（図１および図２参照）と照明装置（図３および図４参照）との一例を、図面に基づいて説明する。
【００９１】
図１は有機ＥＬ素子から構成される表示装置の一例を示した模式図である。
図１は有機ＥＬ素子の発光により画像情報の表示を行う、例えば、携帯電話等のディスプレイの模式図である。
図１に示すとおり、ディスプレイ１は複数の画素を有する表示部Ａと、画像情報に基づいて表示部Ａの画像走査を行う制御部Ｂとを、有している。
制御部Ｂは表示部Ａと電気的に接続されている。
制御部Ｂは、複数の画素それぞれに外部からの画像情報に基づいて走査信号と画像データ信号を送り、走査信号により走査線毎の画素が画像データ信号に応じて順次発光して画像走査を行って画像情報を表示部Ａに表示させるようになっている。
【００９２】
図２は表示部Ａの模式図である。
図２に示すとおり、表示部Ａは基板上に、複数の走査線５及びデータ線６を含む配線部と、複数の画素３とを、有している。
表示部Ａの主要な部材の説明を以下に行う。
図２においては、画素３の発光した光が白矢印方向（下方向）へ取り出される場合を示している。
配線部の走査線５及び複数のデータ線６はそれぞれ導電材料から構成されている。
走査線５とデータ線６とは格子状に直交して、直交する位置で画素３に接続されている（詳細は図示していない）。
画素３は走査線５から走査信号が印加されると、データ線６から画像データ信号を受け取り、受け取った画像データに応じて発光する。
表示部Ａによれば、発光の色が赤領域の画素、緑領域の画素、青領域の画素を適宜同一基板上に並列配置することによって、フルカラー表示が可能となる。
【００９３】
図３は照明装置の概略図を示している。
図３に示すとおり、有機ＥＬ素子１０１はガラスカバー１０２で覆われている
ガラスカバー１０２での封止作業は、好ましくは有機ＥＬ素子１０１を大気に接触させることなく窒素雰囲気下のグローブボックス（純度９９．９９９％以上の高純度窒素ガスの雰囲気下）で行なわれる。
図４は照明装置の断面図を示している。
図４に示すとおり、当該照明装置は、陰極１０５、有機ＥＬ層１０６および透明電極付きガラス基板１０７を有している。
当該照明装置では、ガラスカバー１０２内に窒素ガス１０８が充填され、捕水剤１０９が設けられている。
【００９４】
以下、実施例により本発明を説明するが、本発明はこれらに限定されない。
尚、実施例において「％」の表示を用いるが、特に断りが無い限り「質量％」を表す。
また、素子の作製に用いた化合物を以下に示す。
【００９５】
【化１８】
【００９６】
【化１９】
【実施例１】
【００９７】
《サンプルの作製》
（１）ＯＬＥＤ素子１−１
１００ｍｍ×１００ｍｍ×１．１ｍｍのガラス基板上にＩＴＯ（インジウムチンオキサイド）を厚さ２００ｎｍで製膜した基板を用い、ＩＴＯ膜を５０ｍｍ×５０ｍｍの発光面積が得られるようパターニングして陽極電極（ＩＴＯ透明電極）を作製し、イソプロピルアルコールで超音波洗浄し、窒素ガスで乾燥、さらにＵＶオゾン洗浄を行い、透明支持基板を作製した。
この透明支持基板を市販の真空蒸着装置に入れ、４×１０−４Ｐａ以下まで減圧した後、正孔注入層としてＣｕＰｃ（銅フタロシアニン）を蒸着し、２０ｎｍの正孔注入層を設けた。
更に続けて正孔輸送材料ＨＴ−１を２０ｎｍ蒸着して正孔輸送層を形成し、その上にホスト材料としての本発明のプチセン系化合物Ｐ−１と、青色燐光ドーパントＤ−１とを、ドーパント濃度が６％となるようにした発光層を３０ｎｍ蒸着した。
更に、電子輸送材料ＥＴ−１を３０ｎｍ蒸着して電子輸送層を形成し、引き続きフッ化リチウムを０．５ｎｍ蒸着し電子注入層を形成し、アルミニウム１２０ｎｍを蒸着して陰極を製膜し、「ＯＬＥＤ素子１−１」を作製した。
【００９８】
（２）ＯＬＥＤ素子１−２〜１−２５
ＯＬＥＤ素子１−１の作製において、表１に記載の様に電子輸送材料、ホスト材料および正孔輸送材料をそれぞれ変更した。
それ以外は同様にして、「ＯＬＥＤ素子１−２〜１−２５」を作製した。
【００９９】
《サンプル（ＯＬＥＤ素子１−１〜１−２５）の評価》
ＯＬＥＤ素子１−１〜１−２５の各々において、非発光面をガラスケースで覆い、周縁部をエポキシ系接着剤で封止し、図３および図４に示すような照明装置（平面ランプ）を形成し、各素子ごとに、下記の発光効率、発光寿命および変色（発光色の経時での変色）を評価した。
【０１００】
（１）発光効率
ＯＬＥＤ素子１−１〜１−２５について、２．５ｍＡ／ｃｍ２の定電流を印加し、その際の外部取出し量子効率を測定した。測定には、分光放射輝度計ＣＳ−１０００（コニカミノルタセンシング社製）を用いた。
尚、効率の値は、ＯＬＥＤ素子１−１〜１−１２に対してはＯＬＥＤ素子１−１の測定値を１００とし、ＯＬＥＤ素子１−１３〜１−１８に対してはＯＬＥＤ素子１−１３の測定値を１００とし、ＯＬＥＤ素子１−１９〜１−２５に対してはＯＬＥＤ素子１−１９の測定値を１００とした場合の相対値で表１に示した。
【０１０１】
（２）発光寿命
ＯＬＥＤ素子１−１〜１−２５について、初期輝度６００ｃｄ／ｍ２を与える電流で定電流駆動させ、初期輝度の１／２（３００ｃｄ／ｍ２）になる時間を測定し、これを安定性の尺度とした。
尚、効率の評価と同様に、安定性の値は、ＯＬＥＤ素子１−１〜１−１２に対してはＯＬＥＤ素子１−１の測定値を１００とし、ＯＬＥＤ素子１−１３〜１−１８に対してはＯＬＥＤ素子１−１３の測定値を１００とし、ＯＬＥＤ素子１−１９〜１−２５に対してはＯＬＥＤ素子１−１９の測定値を１００とした場合の相対値で表１に示した。
【０１０２】
（３）発光色の経時での変色
ＯＬＥＤ素子１−１〜１−２５について、初期輝度６００ｃｄ／ｍ２を与える電流で定電流駆動させ、初期輝度の２／３（４００ｃｄ／ｍ２）になったときの発光色の変化を目視により観察し、その観察結果に対し下記のような４段階のランク評価を行った。得られた結果を表１に示す。
「◎」：変色は見られない
「○」：極わずかに黄色みを帯びている。
「△」：黄色みを帯びている。
「×」：著しく黄色みを帯びている。
【０１０３】
【表１】
【０１０４】
（４）まとめ
表１に示すとおり、ＯＬＥＤ素子１−１〜１−７，１−１３〜１−１６，１−１９〜１−２２とＯＬＥＤ素子１−８〜１−１２，１−１７〜１−１８，１−２３〜１−２５とを比較すると、本発明の実施例であるＯＬＥＤ素子１−１〜１−７，１−１３〜１−１６，１−１９〜１−２２は、発光効率、発光寿命および変色（経時での発光色の変色）のいずれの特性においても優れていた。
以上から、正孔輸送層や発光層、電子輸送層などの有機層中に、プチセン系化合物が含有されていることは、発光効率、発光寿命および変色防止の向上に有用であることがわかる。
【実施例２】
【０１０５】
《白色発光素子Ｘ及び白色照明装置Ｘの作製》：本発明の実施例
陽極として２０ｍｍ×２０ｍｍにパターニング済みのＩＴＯ付きガラス基板上に、上記実施例１と同様にして正孔注入／輸送層としてＨＴ−１を３０ｎｍの厚さで製膜し、さらにプチセン系化合物Ｐ−１とドーパントＤ−３４，Ｄ−３９とを、それぞれ蒸着速度が１００：０．５：８となるように調節し、膜厚４０ｎｍの発光層を設けた。
次に正孔阻止層としてＢＡｌｑを１０ｎｍ製膜し、続いてＡｌｑ３を３０ｎｍ製膜し電子輸送層を設けた。
引き続き電子注入層としてフッ化リチウムを０．５ｎｍの厚さに形成した後、陰極としてアルミニウム２００ｎｍを製膜して、「白色発光素子Ｘ」を作製した。
次いで、白色発光素子Ｘの非発光面をガラスケースで覆い、エポキシ系接着剤で封止し、図３および図４に示すような平面ランプ型の「白色照明装置Ｘ」を作製した。
白色照明装置Ｘに通電したところ、冷陰極管に匹敵する発光効率の白色の光が得られ、白色発光素子Ｘを照明装置として使用できることが分かった。この照明装置の発光寿命は良好であり、経時での発光色の変色は全く見られなかった。
【実施例３】
【０１０６】
《白色発光素子Ｙおよび白色照明装置Ｙの作製》：本発明の実施例
実施例２の白色発光素子Ｘ及び白色照明装置Ｘの作製に用いたのと同一のガラス基板上に、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）−ポリスチレンスルホネート（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ、Ｂａｙｅｒ製、Ｂａｙｔｒｏｎ Ｐ Ａｌ ４０８３）を純粋で７０％に希釈した溶液を３０００ｒｐｍ、３０秒スピンコートした後、乾燥し、膜厚３０ｎｍの正孔輸送層を設けた。
更に、正孔輸送層付き基板を窒素雰囲気下に移し、プチセン系化合物Ｐ−１６（１５０ｍｇ）と、ドーパントＤ−８（６．５ｍｇ），Ｄ−３４（４．０ｍｇ）とを、トルエン１０ｍｌに溶解した溶液を、１０００ｒｐｍ、３０秒スピンコートした後、１００℃で真空減圧乾燥して発光層とした。
続いて、この基板を真空蒸着装置に移し、真空度４．０×１０−４Ｐａで電子輸送層としてＡｌｑ３を４０ｎｍの厚さで製膜し、引き続き電子注入層としてフッ化リチウムを０．５ｎｍの厚さに形成した後、陰極としてアルミニウム１５０ｎｍを製膜して「白色発光素子Ｙ」を作製した。
次いで、白色発光素子Ｙの非発光面をガラスケースで覆い、エポキシ系接着剤で封止し、図３および図４に示すような平面ランプ型の「白色照明装置Ｙ」を作製した。
白色照明装置Ｙに通電したところ、ほぼ白色の光が得られ、白色発光素子Ｙを照明装置として使用できることがわかった。この照明装置の発光寿命は良好であり、経時での発光色の変色は全く見られなかった。
【０１０７】
《比較の白色発光素子ｙ１，ｙ２および比較の白色照明装置ｙ１，ｙ２の作製》
白色発光素子Ｙ及び白色照明装置Ｙの作製において、プチセン化合物Ｐ−１６を、各々比較の化合物１（１５０ｍｇ）、比較の化合物２（１５０ｍｇ）に置き換え、それ以外は同様にして、比較の白色発光素子ｙ１，ｙ２の作製を行い、次いで、比較の白色照明装置ｙ１，ｙ２の作製を各々行った。
比較の白色発光素子ｙ１，ｙ２に各々通電したところ、白色照明装置ｙ１，ｙ２から各々白色発光が得られたが、白色発光装置ｙ１，ｙ２は、発光効率が本発明の実施例である白色発光素子Ｙを有する白色照明装置Ｙの約８０％であり、且つ、経時で発光色が黄色く変色してしまうことが判った。
以上から、本発明の実施例である白色発光素子Ｙによれば、比較の白色発光素子ｙ１，ｙ２に比べて、発光効率、発光寿命及び経時での発光色の変色にも優れた白色照明装置を提供できることが明らかである。
【符号の説明】
【０１０８】
１ ディスプレイ
３ 画素
５ 走査線
６ データ線
Ａ 表示部
Ｂ 制御部
１０１ 有機ＥＬ素子
１０２ ガラスカバー
１０５ 陰極
１０６ 有機ＥＬ層
１０７ 透明電極付きガラス基板
１０８ 窒素ガス
１０９ 捕水剤
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機エレクトロルミネッセンス素子の有機層中に含有されるプチセン系化合物であって、
一般式１または一般式２で表わされることを特徴とするプチセン系化合物。
【化１】
〔一般式１または一般式２中、「Ｘ」はＣ−Ｒ１を表わし、「Ｙ」はＣ−Ｒ２、Ｎ、Ｐ＝ＺまたはＳｉ−Ｒ３を表わす。「Ｚ」は、Ｏ、Ｓ、ＳｅまたはＴｅを表わし、「Ｒ１」、「Ｒ２」および「Ｒ３」は、芳香族炭化水素環基または芳香族複素環基を表わす。「Ａ１〜Ａ４」はＮまたはＣ−Ｒ４を表わす。「Ｒ４」は、水素原子、アルキル基、芳香族炭化水素環基、芳香族複素環基、複素環基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、シクロアルキルチオ基、アリールチオ基またはシリル基を表す。「Ｅ１〜Ｅ３」はＸおよびＹに結合する２つの炭素原子とともに芳香族複素五員環を形成するのに必要な原子群を表わす。〕
【請求項２】
１対の電極と、
前記１対の電極間に配置され、発光層を含む少なくとも１層の有機層と、
を有する有機エレクトロルミネッセンス素子において、
前記有機層のうちの少なくとも１層には、一般式１または一般式２で表わされるプチセン系化合物の少なくとも１種が含有され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。
【化２】
〔一般式１または一般式２中、「Ｘ」はＣ−Ｒ１を表わし、「Ｙ」はＣ−Ｒ２、Ｎ、Ｐ＝ＺまたはＳｉ−Ｒ３を表わす。「Ｚ」は、Ｏ、Ｓ、ＳｅまたはＴｅを表わし、「Ｒ１」、「Ｒ２」および「Ｒ３」は、芳香族炭化水素環基または芳香族複素環基を表わす。「Ａ１〜Ａ４」はＮまたはＣ−Ｒ４を表わす。「Ｒ４」は、水素原子、アルキル基、芳香族炭化水素環基、芳香族複素環基、複素環基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、シクロアルキルチオ基、アリールチオ基またはシリル基を表す。「Ｅ１〜Ｅ３」はＸおよびＹに結合する２つの炭素原子とともに芳香族複素五員環を形成するのに必要な原子群を表わす。〕
【請求項３】
請求項２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
前記発光層には、前記一般式１または前記一般式２で表わされるプチセン系化合物の少なくとも１種が含有され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。
【請求項４】
請求項２または３に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
前記発光層には、青色燐光ドーパント化合物が含有され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。
【請求項５】
請求項２〜４のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を具備することを特徴とする照明装置。
【請求項１】
有機エレクトロルミネッセンス素子の有機層中に含有されるプチセン系化合物であって、
一般式１または一般式２で表わされることを特徴とするプチセン系化合物。
【化１】
〔一般式１または一般式２中、「Ｘ」はＣ−Ｒ１を表わし、「Ｙ」はＣ−Ｒ２、Ｎ、Ｐ＝ＺまたはＳｉ−Ｒ３を表わす。「Ｚ」は、Ｏ、Ｓ、ＳｅまたはＴｅを表わし、「Ｒ１」、「Ｒ２」および「Ｒ３」は、芳香族炭化水素環基または芳香族複素環基を表わす。「Ａ１〜Ａ４」はＮまたはＣ−Ｒ４を表わす。「Ｒ４」は、水素原子、アルキル基、芳香族炭化水素環基、芳香族複素環基、複素環基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、シクロアルキルチオ基、アリールチオ基またはシリル基を表す。「Ｅ１〜Ｅ３」はＸおよびＹに結合する２つの炭素原子とともに芳香族複素五員環を形成するのに必要な原子群を表わす。〕
【請求項２】
１対の電極と、
前記１対の電極間に配置され、発光層を含む少なくとも１層の有機層と、
を有する有機エレクトロルミネッセンス素子において、
前記有機層のうちの少なくとも１層には、一般式１または一般式２で表わされるプチセン系化合物の少なくとも１種が含有され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。
【化２】
〔一般式１または一般式２中、「Ｘ」はＣ−Ｒ１を表わし、「Ｙ」はＣ−Ｒ２、Ｎ、Ｐ＝ＺまたはＳｉ−Ｒ３を表わす。「Ｚ」は、Ｏ、Ｓ、ＳｅまたはＴｅを表わし、「Ｒ１」、「Ｒ２」および「Ｒ３」は、芳香族炭化水素環基または芳香族複素環基を表わす。「Ａ１〜Ａ４」はＮまたはＣ−Ｒ４を表わす。「Ｒ４」は、水素原子、アルキル基、芳香族炭化水素環基、芳香族複素環基、複素環基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、シクロアルキルチオ基、アリールチオ基またはシリル基を表す。「Ｅ１〜Ｅ３」はＸおよびＹに結合する２つの炭素原子とともに芳香族複素五員環を形成するのに必要な原子群を表わす。〕
【請求項３】
請求項２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
前記発光層には、前記一般式１または前記一般式２で表わされるプチセン系化合物の少なくとも１種が含有され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。
【請求項４】
請求項２または３に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
前記発光層には、青色燐光ドーパント化合物が含有され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。
【請求項５】
請求項２〜４のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を具備することを特徴とする照明装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−２３６７８６（Ｐ２０１２−２３６７８６Ａ）
【公開日】平成２４年１２月６日（２０１２．１２．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１０５７６９（Ｐ２０１１−１０５７６９）
【出願日】平成２３年５月１１日（２０１１．５．１１）
【出願人】（０００００１２７０）コニカミノルタホールディングス株式会社 (4,463)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月６日（２０１２．１２．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月１１日（２０１１．５．１１）
【出願人】（０００００１２７０）コニカミノルタホールディングス株式会社 (4,463)
【Ｆターム（参考）】
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