有機エレクトロルミネッセンス素子、有機エレクトロルミネッセンス素子材料、表示装置及び照明装置
【課題】有機ＥＬ素子の構成層の形成に有用な有機ＥＬ素子材料を提供し、該素子材料を用いることにより、高い発光効率を示し、発光寿命が長く、初期劣化が抑制され、且つ、ダークスポットのない有機エレクトロルミネッセンス素子、及び該素子を用いた照明装置、表示装置を提供する。
【解決手段】陽極と陰極により挟まれた少なくとも１層の発光層を含有する有機エレクトロルミネッセンス素子において、該発光層が、５員の芳香族複素環と６員の芳香族炭化水素環または芳香族複素環からなる縮合環を持つ金属錯体化合物を少なくとも１つ含有する有機層を有す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。
【解決手段】陽極と陰極により挟まれた少なくとも１層の発光層を含有する有機エレクトロルミネッセンス素子において、該発光層が、５員の芳香族複素環と６員の芳香族炭化水素環または芳香族複素環からなる縮合環を持つ金属錯体化合物を少なくとも１つ含有する有機層を有す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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子、有機エレクトロルミネッセンス素子材料、表示装置及び照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、発光型の電子ディスプレイデバイスとして、エレクトロルミネッセンスディスプレイ（以下、ＥＬＤという）がある。ＥＬＤの構成要素としては、無機エレクトロルミネッセンス素子や有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、有機ＥＬ素子ともいう）が挙げられる。
【０００３】
無機エレクトロルミネッセンス素子は、平面型光源として使用されてきたが、発光素子を駆動させるためには交流の高電圧が必要である。
【０００４】
一方、有機ＥＬ素子は発光する化合物を含有する発光層を陰極と陽極で挟んだ構成を有し、発光層に電子及び正孔を注入して、再結合させることにより励起子（エキシトン）を生成させ、このエキシトンが失活する際の光の放出（蛍光・リン光）を利用して発光する素子であり、数Ｖ〜数十Ｖ程度の電圧で発光が可能であり、更に自己発光型であるために視野角に富み、視認性が高く、薄膜型の完全固体素子であるために省スペース、携帯性等の観点から注目されている。
【０００５】
しかしながら、今後の実用化に向けた有機ＥＬ素子においては、更に低消費電力で効率よく高輝度に発光する有機ＥＬ素子の開発が望まれている。
【０００６】
特許第３０９３７９６号公報では、スチルベン誘導体、ジスチリルアリーレン誘導体またはトリススチリルアリーレン誘導体に微量の蛍光体をドープし、発光輝度の向上、素子の長寿命化を達成している。
【０００７】
また、８−ヒドロキシキノリンアルミニウム錯体をホスト化合物として、これに微量の蛍光体をドープした有機発光層を有する素子（例えば、特開昭６３−２６４６９２号公報）、８−ヒドロキシキノリンアルミニウム錯体をホスト化合物として、これにキナクリドン系色素をドープした有機発光層を有する素子（例えば、特開平３−２５５１９０号公報）等が知られている。
【０００８】
以上のように、励起一重項からの発光を用いる場合、一重項励起子と三重項励起子の生成比が１：３であるため発光性励起種の生成確率が２５％であり、光の取り出し効率が約２０％であるため、外部取り出し量子効率（ηｅｘｔ）の限界は５％とされている。
【０００９】
ところが、プリンストン大より励起三重項からのリン光発光を用いる有機ＥＬ素子の報告（Ｍ．Ａ．Ｂａｌｄｏ ｅｔ ａｌ．，Ｎａｔｕｒｅ、３９５巻、１５１〜１５４頁（１９９８年））がされて以来、室温でリン光を示す材料の研究が活発になってきている。
【００１０】
例えば、Ｍ．Ａ．Ｂａｌｄｏ ｅｔ ａｌ．，Ｎａｔｕｒｅ、４０３巻、１７号、７５０〜７５３頁（２０００年）、また米国特許第６，０９７，１４７号明細書等にも開示されている。
【００１１】
励起三重項を使用すると、内部量子効率の上限が１００％となるため励起一重項の場合に比べて原理的に発光効率が４倍となり、冷陰極管とほぼ同等の性能が得られる可能性があることから照明用途としても注目されている。
【００１２】
例えば、Ｓ．Ｌａｍａｎｓｋｙ ｅｔ ａｌ．，Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，１２３巻、４３０４頁（２００１年）等においては、多くの化合物がイリジウム錯体系等重金属錯体を中心に合成検討されている。
【００１３】
また、前述のＭ．Ａ．Ｂａｌｄｏ ｅｔ ａｌ．，Ｎａｔｕｒｅ、４０３巻、１７号、７５０〜７５３頁（２０００年）においては、ドーパントとしてトリス（２−フェニルピリジン）イリジウムを用いた検討がされている。
【００１４】
その他、Ｍ．Ｅ．Ｔｏｍｐｓｏｎ等は、Ｔｈｅ １０ｔｈ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｗｏｒｋｓｈｏｐ ｏｎ Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ ａｎｄ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ（ＥＬ’００、浜松）において、ドーパントとしてＬ２Ｉｒ（ａｃａｃ）、例えば、（ｐｐｙ）２Ｉｒ（ａｃａｃ）を、またＭｏｏｎ−Ｊａｅ Ｙｏｕｎ．０ｇ、Ｔｅｔｓｕｏ Ｔｓｕｔｓｕｉ等は、Ｔｈｅ １０ｔｈ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｗｏｒｋｓｈｏｐ ｏｎ Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ ａｎｄ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ（ＥＬ’００、浜松）において、ドーパントとしてトリス（２−（ｐ−トリル）ピリジン）イリジウム（Ｉｒ（ｐｔｐｙ）３）、トリス（ベンゾ［ｈ］キノリン）イリジウム（Ｉｒ（ｂｚｑ）３）等を用いた検討を行っている（尚これらの金属錯体は一般にオルトメタル化イリジウム錯体と呼ばれている。）。
【００１５】
また、前記Ｓ．Ｌａｍａｎｓｋｙ ｅｔ ａｌ．，Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，１２３巻、４３０４頁（２００１年）や特開２００１−２４７８５９号公報等においても、各種イリジウム錯体を用いて素子化する試みがされている。
【００１６】
また、高い発光効率を得るためにＴｈｅ １０ｔｈ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｗｏｒｋｓｈｏｐ ｏｎ Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ ａｎｄ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ（ＥＬ’００、浜松）では、Ｉｋａｉ等はホール輸送性の化合物をリン光性化合物のホストとして用いている。また、Ｍ．Ｅ．Ｔｏｍｐｓｏｎ等は各種電子輸送性材料をリン光性化合物のホストとして、これらに新規なイリジウム錯体をドープして用いている。
【００１７】
中心金属をイリジウムの代わりに白金としたオルトメタル化錯体も注目されている。この種の錯体に関しては、配位子に特徴を持たせた例が多数知られている。
【００１８】
いずれの場合も発光素子とした場合の発光輝度や発光効率は、その発光する光がリン光に由来することから従来の素子に比べ大幅に改良されるものであるが、素子の発光寿命については従来の素子よりも低いという問題点があった。
【００１９】
このように、リン光性の高効率の発光材料は、発光波長の短波化と素子の発光寿命の改善が難しく、実用に耐えうる性能を十分に達成できていないのが現状である。
【００２０】
また、波長の短波化に関してはこれまでフェニルピリジンにフッ素原子、トリフルオロメチル基、シアノ基等の電子吸引基を置換基として導入すること、配位子としてピコリン酸やピラザボール系の配位子を導入することが知られている。
【００２１】
しかしながら、これらの配位子では発光材料の発光波長が短波化して青色を達成し、高効率の素子を達成できる一方、素子の発光寿命は大幅に劣化するため、そのトレードオフの改善が求められていた。
【００２２】
配位子としてフェニルピラゾールを有する金属錯体は発光波長が短波な発光材料であることが開示されている（例えば、特許文献１及び２参照。）。
【００２３】
更に、フェニルピラゾールの５員環に６員環が縮合した部分構造を有する配位子から形成される金属錯体が開示されている（例えば、特許文献３及び４参照。）。
【００２４】
また、近年、新たに青色発光を示す材料として、イミダゾフェナントリジン類が開示されている（例えば、特許文献５、６及び非特許文献１参照。）。
【００２５】
これらの化合物は、４６５ｎｍ付近にリン光発光極大ピークを有しており、有機エレクトロルミネッセンス素子用の青色ドーパントとして期待されている。
【００２６】
しかしながら、上記の有機ＥＬ素子の発光寿命と発光効率は、いまだ実用的に満足できるものではなく改善が求められている。
【００２７】
例えば、特許文献１によれば、フェナントリジン骨格を有する化合物を用いた素子の解析の結果、ホストラジカルと発光ドーパントの励起子との相互作用により、欠陥が生じることが報告されている。
【００２８】
その解決手段の一つとして、特許文献６には、特定位置に置換基を導入することで、発光ドーパント同士の相互作用が抑制されるとの記載がある。
【００２９】
しかしながら、いまだ、高効率化と長寿命化は両立しておらず、更なる改善が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３０】
【特許文献１】国際公開第０４／０８５４５０号パンフレット
【特許文献２】特開２００５−５３９１２号公報
【特許文献３】特開２００６−２８１０１号公報
【特許文献４】米国特許第７１４７９３７号明細書
【特許文献５】米国特許出願公開第２００７／０１９０５３９号明細書
【特許文献６】米国特許出願公開第２００８／０２９７０３３号明細書
【非特許文献】
【００３１】
【非特許文献１】Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ １０３， ０４４５０９（２００８）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００３２】
本発明の目的は、短波な発光が見られ、高い発光効率を示し、且つ、発光寿命の長い有機ＥＬ素子、該素子を備えた表示装置及び照明装置を提供し、併せて、前記素子に有用な有機ＥＬ素子材料を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００３３】
１．陽極と陰極により挟まれた少なくとも１層の発光層を含有する有機エレクトロルミネッセンス素子において、
該発光層が、下記一般式（１）または一般式（２）で表される部分構造を含む化合物を少なくとも１つ含有する有機層を有す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。
【００３４】
【化１】
【００３５】
〔式中、Ｅ１ｂ〜Ｅ１ｏ、Ｅ１ｑは、各々炭素原子、窒素原子、酸素原子または硫黄原子を表し、Ｅ１ａ〜Ｅ１ｑで構成される骨格は合計で１８π電子を有する。Ｅ１ａとＥ１ｐは各々異なり、炭素原子または窒素原子を表す。Ｒ１ａ〜Ｒ１ｉは、各々水素原子または置換基を表すが、Ｒ１ａ〜Ｒ１ｉの少なくとも１つは下記一般式（３）で表される置換基を表す。Ｍは元素周期表における８族〜１０族の遷移金属元素を表す。〕
一般式（３）
（Ｒ２ａ）ｍ
｜
−（Ｃ）ｏ−（Ａ）ｐ−（Ｒ２ｂ）ｎ
〔式中、Ｒ２ａは水素原子または置換基を表し、ｍは０〜２の整数を表す。ｏは１〜３の整数を表す。Ａは窒素原子、酸素原子、硫黄原子、ハロゲン原子または珪素原子を表し、ｐは１〜３の整数を表す。Ｒ２ｂは、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、芳香族炭化水素基、芳香族複素環基または複素環基を表し、ｎは０〜３の整数を表す。複数のＲ２ａが存在する場合、各々のＲ２ａは同一でもよく、異なっていてもよい。Ｒ２ａはＡまたはＲ２ｂと結合して環形成してもよい。複数のＲ２ｂが存在する場合、各々のＲ２ｂは同一でもよく、異なっていても良い。Ｒ２ｂはＡまたはＲ２ａと結合して環形成してもよい。〕
２．前記一般式（１）で表される部分構造が、下記一般式（４）または（５）で表される部分構造を表すことを特徴とする前記１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００３６】
【化２】
【００３７】
〔式中、Ｒ１ａ〜Ｒ１ｉは、前記一般式（１）のＲ１ａ〜Ｒ１ｉと同義である。Ｍは元素周期表における８族〜１０族の遷移金属元素を表す。〕
３．前記Ｒ１ｃ〜Ｒ１ｆの少なくとも１つは、前記一般式（３）で表される置換基を表すことを特徴とする前記１または２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００３８】
４．前記Ｒ１ｇ〜Ｒ１ｉの少なくとも１つは前記一般式（３）で表される置換基を表すことを特徴とする前記１〜３のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００３９】
５．前記一般式（３）のＡが酸素原子または硫黄原子を表すことを特徴とする前記１〜４のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００４０】
６．前記一般式（３）のＡがハロゲン原子を表すことを特徴とする前記１〜４のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００４１】
７．前記一般式（３）のＡがフッ素原子を表すことを特徴とする前記６に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００４２】
８．前記一般式（３）のｏが１を表すことを特徴とする前記６に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００４３】
９．前記Ｒ１ｂが、下記一般式（６）で表される基を表すことを特徴とする前記１〜８のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００４４】
【化３】
【００４５】
〔式中、式中、Ｚは、６員の芳香族炭化水素環または、５員または６員の芳香族複素環を形成するのに必要な原子群を表し、Ａは窒素原子または炭素原子を表す。Ｒａは立体パラメータ値（Ｅｓ値）が−０．５以下の置換基を表す。Ｒｂは水素原子または置換基を表し、ｎは１〜４の整数を表す。〕
１０．前記一般式（６）で表される基が、下記一般式（７）で表される基を表すことを特徴とする前記９に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００４６】
【化４】
【００４７】
〔式中、Ｒａは立体パラメータ値（Ｅｓ値）が−０．５以下の置換基を表し、Ｒｂは水素原子または置換基を表し、ｎは１〜４の整数を表す。〕
１１．前記一般式（７）で表される基が、下記一般式（８）で表される基を表すことを特徴とする前記１０に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００４８】
【化５】
【００４９】
〔式中、Ｒａ及びＲｃは立体パラメータ値（Ｅｓ値）が−０．５以下の置換基を表し、Ｒｂは水素原子または置換基を表し、ｎは１〜４の整数を表す。〕
１２．前記Ｍが白金またはイリジウムを表すことを特徴とする前記１〜１１のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００５０】
１３．構成層として、前記一般式（１）、（２）、（４）または（５）のいずれかで表される部分構造を含む化合物を少なくとも１種含有する有機層を有し、該有機層がウェットプロセスを用いて形成されたことを特徴とする前記１〜１２のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００５１】
１４．前記１〜１２のいずれか１項に記載の前記一般式（１）または（２）で表される部分構造を含む化合物または、前記２〜１２のいずれか１項に記載の前記一般式（４）または（５）で表される部分構造を含む化合物を少なくとも１種含有す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材料。
【００５２】
１５．前記Ｍが白金またはイリジウムであることを特徴とする前記１４に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子材料。
【００５３】
１６．前記１〜１３のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えたことを特徴とする表示装置。
【００５４】
１７．前記１〜１３のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えたことを特徴とする照明装置。
【発明の効果】
【００５５】
本発明により、有機ＥＬ素子の構成層の形成に有用な有機ＥＬ素子材料が得られ、該素子材料を用いることにより、高い発光効率を示し、発光寿命が長く、初期劣化が抑制され、且つ、ダークスポットのない有機エレクトロルミネッセンス素子、及び該素子を用いた照明装置、表示装置を提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】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２】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】照明装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００５７】
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子においては、請求項１〜１３のいずれか１項に規定される構成により、高い発光効率を示し、発光寿命が長く、初期劣化が抑制され、且つ、ダークスポットのない有機エレクトロルミネッセンス素子、該素子を用いた照明装置及び表示装置を提供することができた。
【００５８】
また、該素子の構成層の形成に有用な有機ＥＬ素子材料を分子設計することができた。
【００５９】
以下、本発明に係る各構成要素の詳細について、順次説明する。
【００６０】
《金属錯体（金属錯体化合物ともいう）》
本発明に係る金属錯体（金属錯体化合物ともいう）について説明する。
【００６１】
本発明者等は、有機ＥＬ素子の発光層に用いる有機ＥＬ素子材料に着目、特に発光ドーパントとして用いる金属錯体化合物について種々検討した。
【００６２】
その中で、従来公知の金属錯体化合物の配位子においては、金属錯体の基本骨格に電子吸引性の置換基を導入して得られた発光材料は、素子の発光寿命が大幅に劣化しやすくなるという問題点があることがわかったが、一方において、発光材料の発光波長が短波化して青色が達成され、且つ、高効率の素子を達成できるという効果が得られることがわかってきた。
【００６３】
そこで、本発明者らは、金属錯体の基本骨格に置換基を導入することで、波長のコントロールや寿命の改善を図るという、従来公知のアプローチではなく、置換基の導入と同様の効果が期待できる縮合環に着目した。
【００６４】
その結果、幾つかの構造で寿命の改善傾向が見出された。しかしながら、これまで知られているような縮合環を導入した場合には、発光波長のレッドシフトが著しく、緑、赤色発光となってしまっていた。
【００６５】
本発明者等は更に検討を進め、本発明に係る一般式（１）または（２）のいずれかで表される部分構造を含む化合物（金属錯体、金属錯体化合物等ともいう）に示されているような縮合環を導入した場合、発光材料の発光波長シフトが小さく、且つ、所望の発光波長で、長寿命化を実現した発光ドーパントの開発に成功した。
【００６６】
更に、これらの一般式（１）または（２）のいずれかで表される部分構造を含む化合物（金属錯体）に置換している原子の大きさと電子効果を組み合わせることにより、波長を変化させることなく、長寿命化と高効率化の両立を共に可能にする効果を見出した。
【００６７】
すなわち、一般式（１）または（２）で表される部分構造を有する化合物に上記一般式（３）で表される置換基を特定位置に置換させることで。化合物自体の凝集性を抑制すると共に、波長の変化を最小限に留めたまま、分子の結合距離を短くし、分子の堅牢性を向上させるというものである。
【００６８】
更に、分子の見かけの嵩高さが向上したことで分子の振動が抑えられるため、励起状態からの熱失活などの非発光成分が減少し、発光効率も大幅に向上するというものである。
【００６９】
また、本発明に係る一般式（１）または（２）のいずれかで示される部分構造に係る配位子であっても、その他組み合わせる補助配位子や置換基自身が長波なものを置換基として導入することにより、金属錯体の発光波長を所望の領域に制御できる。
【００７０】
従って、金属錯体の発光波長を長波な領域（緑〜赤）に制御する機能を付与するための分子設計は、本発明に係る一般式（１）または（２）のいずれかで表される部分構造を金属錯体の基本骨格設計の出発点とすることにより可能である。
【００７１】
本発明に係る一般式（１）または（２）のいずれかで示される部分構造を有する化合物（金属錯体）は、各々Ｍで表される遷移金属元素の価数により、複数の配位子を有することができるが、前記配位子は全て同一でもよく、また、各々異なる構造を有する配位子を有していてもよい。
【００７２】
しかしながら、本発明に記載の効果を好ましく得る観点から、錯体中の配位子の種類は、好ましくは１〜２種類から構成されることが好ましく、更に好ましくは１種類である。
【００７３】
本発明に係る金属錯体を形成する配位子としては、本発明に係る一般式（１）または（２）のいずれかで示される部分構造から遷移金属元素Ｍを除いた部分（配位子）のみから構成された化合物が最も好ましく用いられる。
【００７４】
ここで、配位子とは、本発明に係る一般式（１）または（２）のいずれかで示される部分構造から遷移金属元素Ｍを除いた部分が、各々配位子である。
【００７５】
また、本発明に係る金属錯体の形成に用いることのできる、従来公知の配位子については、後に詳細に説明する。
【００７６】
（Ｍで表される元素周期表における８族〜１０族の遷移金属元素）
また、本発明に係る一般式（１）または（２）のいずれかで表される部分構造を有する金属錯体の形成に用いられる金属としては、元素周期表の８〜１０族の遷移金属元素（単に遷移金属ともいう）が用いられるが、中でも、イリジウム、白金が好ましい遷移金属元素として挙げられる。
【００７７】
以下、本発明に係る一般式（１）または（２）のいずれかで表される部分構造を有する化合物（金属錯体）属錯体が有する部分構造について説明する。
【００７８】
《一般式（１）で表される部分構造》
まずは、合計で１８π電子を有する、Ｅ１ａ〜Ｅ１ｑで構成される骨格について説明する。
【００７９】
一般式（１）で表される部分構造において、Ｅ１ａ〜Ｅ１ｅにより形成される環は、５員の芳香族複素環を表し、例えば、オキサゾール環、チアゾール環、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、トリアゾール環等が挙げられる。
【００８０】
上記の中でも、ピラゾール環、イミダゾール環、オキサゾール環、チアゾール環が好ましく、特に好ましくは、イミダゾール環、ピラゾール環が挙げられる。
【００８１】
これらの各環は各々更に、後述する置換基を有していても良い。
【００８２】
一般式（１）で表される部分構造において、Ｅ１ｆ〜Ｅ１ｋにより形成される環は、６員の芳香族炭化水素環または６員の芳香族複素環を表す。
【００８３】
Ｅ１ｆ〜Ｅ１ｋにより形成される６員の芳香族炭化水素環としては、ベンゼン環が挙げられる。更に、後述する置換基を有していても良い。
【００８４】
Ｅ１ｆ〜Ｅ１ｋにより形成される６員の芳香族複素環としては、例えば、ピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環、トリアジン環等が挙げられる。
【００８５】
これらの各環は各々更に、後述する置換基を有していても良い。
【００８６】
一般式（１）で表される部分構造において、Ｅ１ｌ〜Ｅ１ｑにより形成される環は、６員の芳香族炭化水素環または６員の芳香族複素環を表す。
【００８７】
一般式（１）または（２）のいずれかで表される部分構造において、Ｅ１ｌ〜Ｅ１ｑにより形成される６員の芳香族複素環としては、例えば、ピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環、トリアジン環等が挙げられる。これらの環は、更に後述する置換基を有していても良い。
【００８８】
一般式（１）で表される部分構造において、Ｅ１ｌ〜Ｅ１ｑにより形成される６員の芳香族炭化水素環は、ベンゼン環を表す。該ベンゼン環は更に後述する置換基を有していても良い。
【００８９】
一般式（１）または（２）のいずれかで表される部分構造において、Ｒ１ａ〜Ｒ１ｉにより各々表される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（芳香族炭素環基、アリール基等ともいい、例えば、フェニル基、ｐ−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）、芳香族複素環基（例えば、ピリジル基、ピリミジニル基、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、ジアザカルバゾリル基（前記カルボリニル基のカルボリン環を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を示す）、キノキサリニル基、ピリダジニル基、トリアジニル基、キナゾリニル基、フタラジニル基等）、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、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）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更に置換されていてもよい。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。
【００９０】
《一般式（２）で表される部分構造》
一般式（２）で表される部分構造において、Ｅ１ａ〜Ｅ１ｅにより形成される環は、５員の芳香族複素環を表し、例えば、オキサゾール環、チアゾール環、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、トリアゾール環等が挙げられる。
【００９１】
上記の中でも、ピラゾール環、イミダゾール環、オキサゾール環、チアゾール環が好ましい。これらの各環は各々更に、後述する置換基を有していても良い。
【００９２】
一般式（２）で表される部分構造において、Ｅ１ｆ〜Ｅ１ｋにより形成される５員の芳香族複素環としては、例えば、フラン環、チオフェン環、オキサゾール環、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、イソオキサゾール環、イソチアゾール環、オキサジアゾール環、チアジアゾール環等が挙げられる。
【００９３】
これらの各環は各々更に、後述する置換基を有していても良い。
【００９４】
一般式（２）で表される部分構造において、Ｅ１ｌ〜Ｅ１ｑにより形成される６員の芳香族炭化水素環または６員の芳香族複素環は、各々一般式（１）で表される部分構造において、Ｅ１ｌ〜Ｅ１ｑにより形成される環は、６員の芳香族炭化水素環または６員の芳香族複素環と同義である。
【００９５】
一般式（２）で表される部分構造において、Ｒ１ａ〜Ｒ１ｉで各々表される置換基としては、一般式（１）で表される部分構造において、Ｒ１ａ〜Ｒ１ｉにより各々表される置換基と同義である。尚、これらの各環は各々更に、前述の置換基を有していても良い。
【００９６】
一般式（１）または（２）で表される部分構造においてＲ１ａ〜Ｒ１ｉは水素原子または置換基を表すが、Ｒ１ａ〜Ｒ１ｉのうち、少なくとも１つは一般式（３）で表される置換基を表し、以下、一般式（３）で表される置換基について説明する。
【００９７】
（一般式（３）で表される置換基）
一般式（１）または（２）のいずれかで表される部分構造において、Ｒ１ａ〜Ｒｉは水素原子または置換基を表すが、Ｒ１ａ〜Ｒ１ｉの少なくとも１つは上記一般式（３）で表される置換基を表す。
【００９８】
一般式（３）において、Ｒ２ａで表される置換基は、一般式（１）または（２）のいずれかで表される部分構造において、Ｒ１ａ〜Ｒ１ｉにより各々表される置換基と同義である。
【００９９】
また、複数のＲ２ａで表される置換基が存在する場合、各々のＲ２ａは、同一でも良く、また、異なっていても良い。更に、Ｒ２ａは、後述するＡまたはＲ２ｂと結合して環を形成しても良い。
【０１００】
一般式（３）において、Ｒ２ｂで表されるアルキル基としては、Ｒ１ａ〜Ｒ１ｉにより各々表される置換基に記載のアルキル基と同義である。
【０１０１】
一般式（３）において、Ｒ２ｂで表されるシクロアルキル基としては、Ｒ１ａ〜Ｒ１ｉにより各々表される置換基に記載のシクロアルキル基と同義である。
【０１０２】
一般式（３）において、Ｒ２ｂで表される芳香族炭化水素基としては、Ｒ１ａ〜Ｒ１ｉにより各々表される置換基に記載の芳香族炭化水素基と同義である。
【０１０３】
一般式（３）において、Ｒ２ｂで表される芳香族複素環基としては、Ｒ１ａ〜Ｒ１ｉにより各々表される置換基に記載の芳香族複素環基と同義である。
【０１０４】
一般式（３）において、Ｒ２ｂで表される複素環基としては、Ｒ１ａ〜Ｒ１ｉにより各々表される置換基に記載の複素環基と同義である。
【０１０５】
また、複数のＲ２ｂで表される置換基が存在する場合、各々のＲ２ｂは、同一でも良く、また、異なっていても良い。更に、Ｒ２ｂは、ＡまたはＲ２ａと結合して環を形成しても良い。
【０１０６】
一般式（３）において、Ａは窒素原子、酸素原子、硫黄原子、ハロゲン原子または珪素原子を表すが、Ａの好ましい態様としては下記の３通りが挙げられる。
【０１０７】
（ａ）一般式（３）において、Ａが酸素原子または硫黄原子を表す場合、
（ｂ）一般式（３）において、Ａがハロゲン原子を表す場合、
等が挙げられる。
【０１０８】
また、該ハロゲン原子の中でも、Ａがフッ素原子を表す場合が更に好ましい態様として挙げられる。
【０１０９】
また、上記一般式（１）で表される部分構造の更に好ましい態様として、上記一般式（４）または（５）で表される部分構造が挙げられる。
【０１１０】
《一般式（４）または（５）で表される部分構造》
本発明に係る一般式（４）または（５）で表される部分構造について説明する。
【０１１１】
一般式（４）または（５）で表される部分構造において、Ｒ１ａ〜Ｒ１ｉで各々表される置換基としては、一般式（１）または（２）のいずれかで表される部分構造において、Ｒ１ａ〜Ｒ１ｉにより各々表される置換基と同義である。
【０１１２】
また、一般式（４）または（５）で表される部分構造において、Ｒ１ａ〜Ｒ１ｉの少なくとも１つは上記一般式（３）で表される置換基を表す。
【０１１３】
《Ｒ１ｂで表される基の好ましい態様》
更に、本発明に係る一般式（１）、（２）、（４）または（５）で表されるいずれかの部分構造において、Ｒ１ｂとしては、上記一般式（６）で表される基が好ましく、更に好ましくは、上記一般式（７）で表される基であり、特に好ましくは、上記一般式（８）で表される基である。
【０１１４】
以下、Ｒ１ｂで表される基の好ましい態様である、一般式（６）、（７）または（８）のいずれかで表される基について説明する。
【０１１５】
《一般式（６）で表される基》
一般式（６）において、Ｚにより形成される、６員の芳香族炭化水素環または６員の芳香族複素環は、一般式（１）で表される部分構造において、Ｅ１ｌ〜Ｅ１ｑにより形成される環は、６員の芳香族炭化水素環または６員の芳香族複素環と同義である。
【０１１６】
一般式（６）において、Ｚにより形成される５員の芳香族複素環は、一般式（２）で表される部分構造において、Ｅ１ａ〜Ｅ１ｅにより形成される５員の芳香族複素環と同義である。
【０１１７】
一般式（６）において、Ｒｂで表される置換基は、一般式（１）または（２）のいずれかで表される部分構造において、Ｒ１ａ〜Ｒ１ｉにより各々表される置換基と同義である。
【０１１８】
一般式（６）において、Ｒａで表される立体パラメータ値（Ｅｓ値）が−０．５以下の置換基については下記で詳細に説明する。また、該置換基は、該Ｚにより形成される、６員の芳香族炭化水素環または５員〜６員の芳香族複素環の構成原子であるＡ（Ａは窒素原子または炭素原子を表す。）の隣接位の原子に結合していることが好ましく、更に好ましくは、これも下記で詳細に説明する、電子供与性基であることが好ましい。
【０１１９】
以下、立体パラメータ値（Ｅｓ値）について説明する。
【０１２０】
（立体パラメータ値（Ｅｓ値））
本発明において、Ｅｓ値とは化学反応性より誘導された立体パラメータであり、この値が小さければ小さいほど立体的に嵩高い置換基ということができる。
【０１２１】
一般に、酸性条件下でのエステルの加水分解反応においては、置換基が反応の進行に対して及ぼす影響は立体障害だけと考えてよいことが知られており、この事を利用して置換基の立体障害を数値化したものがＥｓ値である。
【０１２２】
置換基ＸのＥｓ値は、次の化学反応式
Ｘ−ＣＨ２ＣＯＯＲＸ＋Ｈ２Ｏ→Ｘ−ＣＨ２ＣＯＯＨ＋ＲＸＯＨ で表される、酢酸のメチル基の水素原子１つを置換基Ｘで置換したα位モノ置換酢酸から誘導されるα位モノ置換酢酸エステルを酸性条件下で加水分解する際の反応速度定数ｋＸと、次の化学反応式
ＣＨ３ＣＯＯＲＹ＋Ｈ２Ｏ→ＣＨ３ＣＯＯＨ＋ＲＹＯＨ （ＲＸはＲＹと同一）で表される、上記のα位モノ置換酢酸エステルに対応する酢酸エステルを酸性条件下で加水分解する際の反応速度定数ｋＨから次の式で求められる。
【０１２３】
Ｅｓ＝ｌｏｇ（ｋＸ／ｋＨ）
置換基Ｘの立体障害により反応速度は低下し、その結果ｋＸ＜ｋＨとなるのでＥｓ値は通常負となる。実際にＥｓ値を求める場合には、上記の二つの反応速度定数ｋＸとｋＨを求め、上記の式により算出する。
【０１２４】
Ｅｓ値の具体的な例は、Ｕｎｇｅｒ，Ｓ．Ｈ．，Ｈａｎｓｃｈ，Ｃ．，Ｐｒｏｇ．Ｐｈｙｓ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．，１２，９１（１９７６）に詳しく記載されている。また、『薬物の構造活性相関』（化学の領域増刊１２２号、南江堂）、「Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ Ｐｒｏｆｅｓｓｉｏｎａｌ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｂｏｏｋ，‘Ｅｘｐｌｏｒｉｎｇ ＱＳＡＲ’ｐ．８１ Ｔａｂｌｅ ３−３」にも、その具体的な数値の記載がある。
【０１２５】
次にその一部を表１に示す。
【０１２６】
【表１】
【０１２７】
ここで、注意するのは本明細書で定義するところのＥｓ値は、メチル基のそれを０として定義したのではなく、水素原子を０としたものであり、メチル基を０としたＥｓ値から１．２４を差し引いたものである。
【０１２８】
本発明に係るＥｓ値は−０．５以下である。好ましくは−７．０〜−０．６である。最も好ましくは−７．０〜−１．０である。
【０１２９】
ここで、本発明においては、立体パラメータ値（Ｅｓ値）が−０．５以下の置換基、例えば、Ｚにケト−エノール互変異性体が存在し得る場合、ケト部分はエノールの異性体としてＥｓ値を換算している。他の互変異性が存在する場合も同様の換算方法においてＥｓ値を換算する。更にＥｓ値が−０．５以下の置換基は、電子的効果においては電子供与性の置換基であることが好ましい。
【０１３０】
（電子供与性基（電子供与性の置換基））
本発明において、電子供与性の置換基とは下記に記載のハメットのσｐ値が負の値を示す置換基のことであり、そのような置換基は水素原子と比べて結合原子側に電子を与えやすい特性を有する。
【０１３１】
電子供与性を示す置換基の具体例としては、ヒドロキシ基、アルコキシ基（例えば、メトキシ基、）、アセチルオキシ基、アミノ基、ジメチルアミノ基、アセチルアミノ基、アルキル基（例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ｔ−ブチル基等）、アリール基（例えば、フェニル基、メシチル基等）が挙げられる。またハメットのσｐ値については、例えば、下記文献等が参照できる。
【０１３２】
本発明に係るハメットのσｐ値とはハメットの置換基定数σｐを指す。ハメットのσｐの値は、Ｈａｍｍｅｔｔ等によって安息香酸エチルの加水分解に及ぼす置換基の電子的効果から求められた置換基定数であり、『薬物の構造活性相関』（南江堂：１９７９年）、『Ｓｕｂｓｔｉｔｕｅｎｔ Ｃｏｎｓｔａｎｔｓ ｆｏｒ Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｉｎ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｂｉｏｌｏｇｙ』（Ｃ．Ｈａｎｓｃｈ ａｎｄ Ａ．Ｌｅｏ，Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ＆Ｓｏｎｓ，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ，１９７９年）等に記載の基を引用することができる。
【０１３３】
本発明においては、上記一般式（６）で表される基の中でも、上記一般式（７）で表される基が好ましい。
【０１３４】
《一般式（７）》
一般式（７）において、Ｒａで表される、立体パラメータ値（Ｅｓ値）が−０．５以下の置換基は、一般式（６）において、Ｒａで表される立体パラメータ値（Ｅｓ値）が−０．５以下の置換基と同義である。
【０１３５】
一般式（７）において、Ｒｂで表される置換基は、一般式（６）において、Ｒｂで表される置換基と同義である。
【０１３６】
《一般式（８）》
一般式（８）において、Ｒａ、Ｒｃで各々表される、立体パラメータ値（Ｅｓ値）が−０．５以下の置換基は、一般式（６）において、Ｒａで表される立体パラメータ値（Ｅｓ値）が−０．５以下の置換基と同義である。
【０１３７】
一般式（８）において、Ｒｂで表される置換基は、一般式（６）において、Ｒｂで表される置換基と同義である。
【０１３８】
（本発明に係る金属錯体の形成に適用可能な配位子）
本発明に係る一般式（１）、（２）、（４）または（５）のいずれかで表される部分構造を含む化合物（金属錯体、金属錯体化合物ともいう）の形成には、従来公知の配位子を必要に応じて併用することが可能である。
【０１３９】
また、所謂配位子としては、当該業者が周知の配位子（配位化合物ともいう）を必要に応じて配位子として併用することができる。
【０１４０】
従来公知の金属錯体に用いられる配位子としては、種々の公知の配位子があるが、例えば、「Ｐｈｏｔｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｐｈｏｔｏｐｈｙｓｉｃｓ ｏｆ Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ Ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ」Ｓｐｒｉｎｇｅｒ−Ｖｅｒｌａｇ社 Ｈ．Ｙｅｒｓｉｎ著 １９８７年発行、「有機金属化学−基礎と応用−」 裳華房社 山本明夫著 １９８２年発行 等に記載の配位子（例えば、ハロゲン配位子（好ましくは塩素配位子）、含窒素ヘテロ環配位子（例えば、ビピリジル、フェナントロリンなど）、ジケトン配位子なと）が挙げられる。
【０１４１】
以下、本発明に係る一般式（１）、（２）、（４）または（５）のいずれかで表される部分構造のいずれか一つで表される部分構造を含む（有するともいう）化合物（金属錯体、金属錯体化合物ともいう）の具体例を示すが、本発明はこれらに限定されない。
【０１４２】
【化６】
【０１４３】
【化７】
【０１４４】
【化８】
【０１４５】
【化９】
【０１４６】
【化１０】
【０１４７】
【化１１】
【０１４８】
【化１２】
【０１４９】
【化１３】
【０１５０】
【化１４】
【０１５１】
【化１５】
【０１５２】
【化１６】
【０１５３】
【化１７】
【０１５４】
これらの金属錯体は、例えば、Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｅｔｔｅｒ誌、Ｖｏｌ．３、Ｎｏ．１６、２５７９〜２５８１頁（２００１）、Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，第３０巻、第８号、１６８５〜１６８７頁（１９９１年）、Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，１２３巻、４３０４頁（２００１年）、Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，第４０巻、第７号、１７０４〜１７１１頁（２００１年）、Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，第４１巻、第１２号、３０５５〜３０６６頁（２００２年）、Ｎｅｗ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ．，第２６巻、１１７１頁（２００２年）、Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｅｔｔｅｒ誌、Ｖｏｌ．８、Ｎｏ．３、４１５〜４１８頁（２００６）、更にこれらの文献中に記載の参考文献等の方法を適用することにより合成できる。
【０１５５】
本発明に係る一般式（１）、（２）、（４）または（５）のいずれかの部分構造を有する化合物（金属錯体）を有機ＥＬ素子材料として用いることにより、高い発光効率を示し、発光寿命が長く、初期劣化が抑制され、且つ、ダークスポットのない有機エレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ素子）、照明装置及び表示装置を提供することができた。
【０１５６】
本発明に係る一般式（１）、（２）、（４）または（５）のいずれかで示される部分構造を含む化合物（金属錯体）は、本発明の有機ＥＬ素子の少なくとも１層の発光層に含有されるが、該発光層以外の構成層に含まれていてもよい。
【０１５７】
尚、本発明の有機ＥＬ素子の構成層については後に詳細に説明する。
【０１５８】
《有機ＥＬ素子の構成層》
本発明の有機ＥＬ素子の構成層について説明する。本発明において、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。
【０１５９】
（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
（vi）陽極／正孔輸送層／電子阻止層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／陰極
本発明の有機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、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装置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層としたものであってもよい。更に、発光層間には非発光性の中間層を有していてもよい。本発明の有機ＥＬ素子としては白色発光層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。
【０１６０】
本発明の有機ＥＬ素子を構成する各層について説明する。
【０１６１】
《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及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よい。
【０１６２】
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、２ｎｍ〜５μｍの範囲に調整することが好ましく、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〜２０ｎｍの範囲である。
【０１６３】
発光層の作製には、後述する発光ドーパントやホスト化合物を、例えば、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、ＬＢ法、インクジェット法等の公知の薄膜化法により成膜して形成することができる。
【０１６４】
本発明の有機ＥＬ素子の発光層には、発光ホスト化合物と、発光ドーパント（リン光ドーパント（リン光発光性ドーパントともいう）や蛍光ドーパント等）の少なくとも１種類とを含有することが好ましい。
【０１６５】
（ホスト化合物（発光ホスト等ともいう））
本発明に用いられるホスト化合物について説明する。
【０１６６】
ここで、本発明においてホスト化合物とは、発光層に含有される化合物の内でその層中での質量比が２０％以上であり、且つ室温（２５℃）においてリン光発光のリン光量子収率が、０．１未満の化合物と定義される。好ましくはリン光量子収率が０．０１未満である。また、発光層に含有される化合物の中で、その層中での質量比が２０％以上であることが好ましい。
【０１６７】
ホスト化合物としては、公知のホスト化合物を単独で用いてもよく、または複数種併用して用いてもよい。ホスト化合物を複数種用いることで、電荷の移動を調整することが可能であり、有機ＥＬ素子を高効率化することができる。また、後述する発光ドーパントを複数種用いることで、異なる発光を混ぜ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。
【０１６８】
また、本発明に用いられる発光ホストとしては、従来公知の低分子化合物でも、繰り返し単位をもつ高分子化合物でもよく、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）でもよく、前記材料Ｃのような化合物を１種または複数種用いても良い。
【０１６９】
以下に、本発明に好ましく用いられるホスト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。
【０１７０】
【化１８】
【０１７１】
併用してもよ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、且つ発光の長波長化を防ぎ、なお且つ高Ｔｇ（ガラス転移温度）である化合物が好ましい。
【０１７２】
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が挙げられる。
【０１７３】
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。
【０１７４】
（発光ドーパント）
本発明に係る発光ドーパントについて説明する。
【０１７５】
本発明に係る発光ドーパントとしては、蛍光ドーパント（蛍光性化合物ともいう）、リン光ドーパント（リン光発光体、リン光性化合物、リン光発光性化合物等ともいう）を用いることができるが、より発光効率の高い有機ＥＬ素子を得る観点からは、本発明の有機ＥＬ素子の発光層や発光ユニットに使用される発光ドーパント（単に、発光材料ということもある）としては、上記のホスト化合物を含有すると同時に、リン光ドーパントを含有することが好ましい。
【０１７６】
尚、本発明に係る一般式（１）、（２）、（４）または（５）のいずれかで表される部分構造を含む（有するともいう）化合物（金属錯体、金属錯体化合物ともいう）は、本発明の有機ＥＬ素子の構成層において、発光層で用いられるが、好ましく、該発光層においては、発光ドーパントとして用いられることが好ましく、更に好ましくは、リン光ドーパントとして用いられることである。
【０１７７】
（リン光ドーパント）
本発明に係るリン光ドーパントについて説明する。
【０１７８】
本発明に係るリン光ドーパントは、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℃）にてリン光発光する化合物であり、リン光量子収率が、２５℃において０．０１以上の化合物であると定義されるが、好ましいリン光量子収率は０．１以上である。
【０１７９】
上記リン光量子収率は、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。溶液中でのリン光量子収率は種々の溶媒を用いて測定できるが、本発明に係るリン光ドーパントは、任意の溶媒のいずれかにおいて上記リン光量子収率（０．０１以上）が達成されればよい。
【０１８０】
リン光ドーパントの発光は原理としては２種挙げられ、一つはキャリアが輸送されるホスト化合物上でキャリアの再結合が起こってホスト化合物の励起状態が生成し、このエネルギーをリン光ドーパントに移動させることでリン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、もう一つはリン光ドーパントがキャリアトラップとなり、リン光ドーパント上でキャリアの再結合が起こりリン光ドーパント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が、いずれの場合においても、リン光ドーパント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条件である。
【０１８１】
リン光ドーパントは、有機ＥＬ素子の発光層に使用される公知のものの中から適宜選択して用いることができる。
【０１８２】
リン光ドーパントは、好ましくは元素周期表で８族〜１０族の遷移金属元素を中心金属として有する錯体系化合物であり、更に好ましくはイリジウム化合物、オスミウム化合物、または白金化合物（白金錯体系化合物）、希土類錯体であり、中でも最も好ましいのはイリジウム化合物である。
【０１８３】
また、本発明に係る前記一般式（１）、（２）、（４）または（５）のいずれかで表される部分構造を含む（有するともいう）化合物（金属錯体、金属錯体化合物ともいう）と併用することができる化合物としては、以下の特許公報に記載されている化合物が挙げられる。
【０１８４】
国際公開第００／７０６５５号パンフレット、特開２００２−２８０１７８号公報、特開２００１−１８１６１６号公報、特開２００２−２８０１７９号公報、特開２００１−１８１６１７号公報、特開２００２−２８０１８０号公報、特開２００１−２４７８５９号公報、特開２００２−２９９０６０号公報、特開２００１−３１３１７８号公報、特開２００２−３０２６７１号公報、特開２００１−３４５１８３号公報、特開２００２−３２４６７９号公報、国際公開第０２／１５６４５号パンフレット、特開２００２−３３２２９１号公報、特開２００２−５０４８４号公報、特開２００２−３３２２９２号公報、特開２００２−８３６８４号公報、特表２００２−５４０５７２号公報、特開２００２−１１７９７８号公報、特開２００２−３３８５８８号公報、特開２００２−１７０６８４号公報、特開２００２−３５２９６０号公報、国際公開第０１／９３６４２号パンフレット、特開２００２−５０４８３号公報、特開２００２−１００４７６号公報、特開２００２−１７３６７４号公報、特開２００２−３５９０８２号公報、特開２００２−１７５８８４号公報、特開２００２−３６３５５２号公報、特開２００２−１８４５８２号公報、特開２００３−７４６９号公報、特表２００２−５２５８０８号公報、特開２００３−７４７１号公報、特表２００２−５２５８３３号公報、特開２００３−３１３６６号公報、特開２００２−２２６４９５号公報、特開２００２−２３４８９４号公報、特開２００２−２３５０７６号公報、特開２００２−２４１７５１号公報、特開２００１−３１９７７９号公報、特開２００１−３１９７８０号公報、特開２００２−６２８２４号公報、特開２００２−１００４７４号公報、特開２００２−２０３６７９号公報、特開２００２−３４３５７２号公報、特開２００２−２０３６７８号公報等。
【０１８５】
以下に、具体例の一部を示す。
【０１８６】
【化１９】
【０１８７】
【化２０】
【０１８８】
【化２１】
【０１８９】
（蛍光ドーパント（蛍光性化合物ともいう））
蛍光ドーパント（蛍光性化合物）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、スクアリウム系色素、オキソベンツアントラセン系色素、フルオレセイン系色素、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。
【０１９０】
次に、本発明の有機ＥＬ素子の構成層として用いられる電荷輸送層、すなわち、注入層、阻止層、電子輸送層等について説明する。
【０１９１】
《注入層：電子注入層、正孔注入層》
注入層は必要に応じて設け、電子注入層と正孔注入層があり、上記の如く陽極と発光層または正孔輸送層の間、及び陰極と発光層または電子輸送層との間に存在させてもよい。
【０１９２】
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、「有機ＥＬ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。
【０１９３】
陽極バッファー層（正孔注入層）は、特開平９−４５４７９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等が挙げられる。
【０１９４】
陰極バッファー層（電子注入層）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望ましく、素材にもよるがその膜厚は０．１ｎｍ〜５μｍの範囲が好ましい。
【０１９５】
《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。例えば、特開平１１−２０４２５８号公報、同１１−２０４３５９号公報、及び「有機ＥＬ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頁等に記載されている正孔阻止（ホールブロック）層がある。
【０１９６】
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。
【０１９７】
また、後述する電子輸送層の構成を必要に応じて、本発明に係わる正孔阻止層として用いることができる。
【０１９８】
本発明の有機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。
【０１９９】
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、カルボリン誘導体、ジアザカルバゾール誘導体（カルボリン誘導体のカルボリン環を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を示す。）を含有することが好ましい。
【０２００】
また、本発明においては、複数の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にある発光層が、全発光層中、最も陽極に近いことが好ましいが、このような場合、該最短波層と該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ことが好ましい。更には、該位置に設けられる正孔阻止層に含有される化合物の５０質量％以上が、前記最短波発光層のホスト化合物に対しそのイオン化ポテンシャルが０．３ｅＶ以上大きいことが好ましい。
【０２０１】
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のに必要なエネルギーで定義され、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。
【０２０２】
（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。
【０２０３】
（２）イオン化ポテンシャルは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。例えば、理研計器社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。
【０２０４】
尚、本発明に係る前記一般式（１）から（５）、一般式（９）〜（１０）のいずれか一つで表される部分構造で表される部分構造を含む（有するともいう）化合物を正孔阻止層に含有することも可能である。
【０２０５】
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。
【０２０６】
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ことができる。本発明に係る正孔阻止層、電子輸送層の膜厚としては、好ましくは３ｎｍ〜１００ｎｍであり、更に好ましくは５ｎｍ〜３０ｎｍである。
【０２０７】
尚、本発明に係る前記一般式（１）から（５）、一般式（９）〜（１０）のいずれか一つで表される部分構造で表される部分構造を含む（有するともいう）化合物を電子阻止層に含有することも可能である。
【０２０８】
《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。正孔輸送層は単層または複数層設けることができる。
【０２０９】
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よい。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、ピラゾリン誘導体及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、また導電性高分子オリゴマー、特にチオフェンオリゴマー等が挙げられる。
【０２１０】
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級アミン化合物及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。
【０２１１】
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，Ｎ′，Ｎ′−テトラフェニル−４，４′−ジアミノフェニル；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）；２，２−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）プロパン；１，１−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）シクロヘキサン；Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラ−ｐ−トリル−４，４′−ジアミノビフェニル；１，１−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）−４−フェニルシクロヘキサン；ビス（４−ジメチルアミノ−２−メチルフェニル）フェニルメタン；ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）フェニルメタン；Ｎ，Ｎ′−ジフェニル−Ｎ，Ｎ′−ジ（４−メトキシフェニル）−４，４′−ジアミノビフェニル；Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラフェニル−４，４′−ジアミノジフェニルエーテル；４，４′−ビス（ジフェニルアミノ）クオードリフェニル；Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリ（ｐ−トリル）アミン；４−（ジ−ｐ−トリルアミノ）−４′−〔４−（ジ−ｐ−トリルアミノ）スチリル〕スチルベン；４−Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ−（２−ジフェニルビニル）ベンゼン；３−メトキシ−４′−Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノスチルベンゼン；Ｎ−フェニルカルバゾール、更には米国特許第５，０６１，５６９号明細書に記載されている２個の縮合芳香族環を分子内に有するもの、例えば、４，４′−ビス〔Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ〕ビフェニル（ＮＰＤ）、特開平４−３０８６８８号公報に記載されているトリフェニルアミンユニットが３つスターバースト型に連結された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。
【０２１２】
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、ｐ型−Ｓｉ、ｐ型−ＳｉＣ等の無機化合物も正孔注入材料、正孔輸送材料として使用することができる。
【０２１３】
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、所謂ｐ型正孔輸送材料を用いることもできる。
【０２１４】
本発明においては、より高効率の発光素子が得られることからこれらの材料を用いることが好ましい。
【０２１５】
正孔輸送層は上記正孔輸送材料を、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。正孔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。この正孔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。
【０２１６】
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。その例としては、特開平４−２９７０７６号公報、特開２０００−１９６１４０号公報、同２００１−１０２１７５号公報の各公報、Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，９５，５７７３（２００４）等に記載されたものが挙げられる。
【０２１７】
本発明においては、このようなｐ性の高い正孔輸送層を用いることが、より低消費電力の素子を作製することができるため好ましい。
【０２１８】
《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。
【０２１９】
従来、単層の電子輸送層、及び複数層とする場合は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。
【０２２０】
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。
【０２２１】
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。
【０２２２】
その他、メタルフリーもしくはメタルフタロシアニン、またはそれらの末端がアルキル基やスルホン酸基等で置換されているものも、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。
【０２２３】
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。
【０２２４】
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。その例としては、特開平４−２９７０７６号公報、同１０−２７０１７２号公報、特開２０００−１９６１４０号公報、同２００１−１０２１７５号公報、Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，９５，５７７３（２００４）等に記載されたものが挙げられる。
【０２２５】
本発明においては、このようなｎ性の高い電子輸送層を用いることがより低消費電力の素子を作製することができるため好ましい。
【０２２６】
《陽極》
有機ＥＬ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。
【０２２７】
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で所望の形状のパターンを形成してもよく、あるいはパターン精度をあまり必要としない場合は（１００μｍ以上程度）、上記電極物質の蒸着やスパッタリング時に所望の形状のマスクを介してパターンを形成してもよい。
【０２２８】
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１０ｎｍ〜１０００ｎｍ、好ましくは１０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲で選ばれる。
【０２２９】
《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。
【０２３０】
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。尚、発光した光を透過させるため、有機ＥＬ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。
【０２３１】
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。
【０２３２】
《支持基板》
本発明の有機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、支持体等とも言う）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、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。
【０２３３】
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、セロファン、セルロースジアセテート、セルローストリアセテート、セルロースアセテートブチレート、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のセルロースエステル類またはそれらの誘導体、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、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（商品名ＪＳＲ社製）あるいはアペル（商品名三井化学社製）といったシクロオレフィン系樹脂等を挙げられる。
【０２３４】
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、１０−３ｍｌ／（ｍ２・２４ｈ・ａｔｍ）以下、水蒸気透過度が、１０−５ｇ／（ｍ２・２４ｈ）以下の高バリア性フィルムであることが好ましい。
【０２３５】
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。
【０２３６】
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るが、特開２００４−６８１４３号公報に記載されているような大気圧プラズマ重合法によるものが特に好ましい。
【０２３７】
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。
【０２３８】
本発明の有機ＥＬ素子の発光の室温における外部取り出し効率は、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。
【０２３９】
ここに、外部取り出し量子効率（％）＝有機ＥＬ素子外部に発光した光子数／有機ＥＬ素子に流した電子数×１００である。
【０２４０】
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、有機ＥＬ素子からの発光色を蛍光体を用いて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、有機ＥＬ素子の発光のλｍａｘは４８０ｎｍ以下が好ましい。
【０２４１】
《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、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。
【０２４２】
封止部材としては、有機ＥＬ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。
【０２４３】
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。ガラス板としては、特にソーダ石灰ガラス、バリウム・ストロンチウム含有ガラス、鉛ガラス、アルミノケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス、バリウムホウケイ酸ガラス、石英等を挙げることができる。また、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、ポリサルフォ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。
【０２４４】
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。
【０２４５】
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１×１０−３ｍｌ／（ｍ２・２４ｈ・ａｔｍ）以下、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、１×１０−６ｇ／（ｍ２・２４ｈ）以下のものであることが好ましい。
【０２４６】
封止部材を凹状に加工するのは、サンドブラスト加工、化学エッチング加工等が使われる。
【０２４７】
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。
【０２４８】
尚、有機ＥＬ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。
【０２４９】
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。
【０２５０】
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。
【０２５１】
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。
【０２５２】
封止部材と有機ＥＬ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。
【０２５３】
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、酸化カルシウム、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、硫酸コバルト等）、金属ハロゲン化物（例えば、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、フッ化セシウム、フッ化タンタル、臭化セリウム、臭化マグネシウム、沃化バリウム、沃化マグネシウム等）、過塩素酸類（例えば、過塩素酸バリウム、過塩素酸マグネシウム等）等が挙げられ、硫酸塩、金属ハロゲン化物及び過塩素酸類においては無水塩が好適に用いられる。
【０２５４】
《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、その機械的強度は必ずしも高くないため、このような保護膜、保護板を設けることが好ましい。
【０２５５】
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。
【０２５６】
《光取り出し》
有機ＥＬ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。
【０２５７】
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。
【０２５８】
本発明においては、これらの方法を本発明の有機ＥＬ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。
【０２５９】
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。
【０２６０】
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。
【０２６１】
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。
【０２６２】
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。
【０２６３】
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。
【０２６４】
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。
【０２６５】
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。
【０２６６】
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。
【０２６７】
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。
【０２６８】
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。
【０２６９】
《集光シート》
本発明の有機ＥＬ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、あるいは所謂集光シートと組み合わせることにより、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。
【０２７０】
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。
【０２７１】
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。
【０２７２】
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。
【０２７３】
《有機ＥＬ素子の作製方法》
本発明の有機ＥＬ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／正孔阻止層／電子輸送層／陰極からなる有機ＥＬ素子の作製法を説明する。
【０２７４】
まず適当な基体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。
【０２７５】
次に、この上に有機ＥＬ素子材料である正孔注入層、正孔輸送層、発光層、正孔阻止層、電子輸送層等の有機化合物薄膜を形成させる。
【０２７６】
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。
【０２７７】
有機ＥＬ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。
【０２７８】
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有機ＥＬ素子が得られる。
【０２７９】
また、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。尚、印加する交流の波形は任意でよい。
【０２８０】
《用途》
本発明の有機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有効に用いることができる。
【０２８１】
本発明の有機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。
【０２８２】
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。
【０２８３】
本発明の有機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。
【０２８４】
また、本発明の有機ＥＬ素子が白色素子の場合には、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。
【実施例】
【０２８５】
以下、実施例により本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されない。また、以下の実施例において用いられる化合物の構造を下記に示す。
【０２８６】
【化２２】
【０２８７】
【化２３】
【０２８８】
【化２４】
【０２８９】
【化２５】
【０２９０】
実施例１
《有機ＥＬ素子１−１の作製》
陽極として１００ｍｍ×１００ｍｍ×１．１ｍｍのガラス基板上にＩＴＯ（インジウムチンオキシド）を１００ｎｍ成膜した基板（ＮＨテクノグラス社製ＮＡ４５）にパターニングを行った後、このＩＴＯ透明電極を設けた透明支持基板をイソプロピルアルコールで超音波洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥し、ＵＶオゾン洗浄を５分間行った。
【０２９１】
この透明支持基板を市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに固定し、一方、モリブデン製抵抗加熱ボートにα−ＮＰＤを２００ｍｇ入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにホスト化合物としてＨ−１を２００ｍｇ入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにＢＡｌｑを２００ｍｇ入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにＦＩｒｐｉｃを１００ｍｇ入れ、更に別のモリブデン製抵抗加熱ボートにＡｌｑ３を２００ｍｇ入れ、真空蒸着装置に取り付けた。
【０２９２】
次いで、真空槽を４×１０−４Ｐａまで減圧した後、α−ＮＰＤの入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度０．１ｎｍ／秒で透明支持基板に蒸着し、膜厚４０ｎｍの正孔輸送層を設けた。
【０２９３】
更に、Ｈ−１とＦＩｒｐｉｃの入った前記加熱ボートに通電して加熱し、それぞれ蒸着速度０．２ｎｍ／秒、０．０１２ｎｍ／秒で前記正孔輸送層上に共蒸着して、膜厚４０ｎｍの発光層を設けた。尚、蒸着時の基板温度は室温であった。
【０２９４】
更に、ＢＡｌｑの入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度０．１ｎｍ／秒で前記発光層の上に蒸着して膜厚１０ｎｍの正孔阻止層を設けた。
【０２９５】
その上に、更に、Ａｌｑ３の入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度０．１ｎｍ／秒で前記正孔阻止層の上に蒸着して更に膜厚４０ｎｍの電子輸送層を設けた。尚、蒸着時の基板温度は室温であった。
【０２９６】
引き続きフッ化リチウム０．５ｎｍ及びアルミニウム１１０ｎｍを蒸着して陰極を形成し、有機ＥＬ素子１−１を作製した。
【０２９７】
作製後の各有機ＥＬ素子の非発光面をガラスケースで覆い、厚み３００μｍのガラス基板を封止用基板として用いて、周囲にシール材として、エポキシ系光硬化型接着剤（東亞合成社製ラックストラックＬＣ０６２９Ｂ）を適用し、これを上記陰極上に重ねて前記透明支持基板と密着させ、ガラス基板側からＵＶ光を照射して、硬化させて、封止して、図３、図４に示すような照明装置を形成して評価した。
【０２９８】
図３は、照明装置の概略図を示し、有機ＥＬ素子１０１は、ガラスカバー１０２で覆われている（尚、ガラスカバーでの封止作業は、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）で行った）。
【０２９９】
図４は、照明装置の断面図を示し、図２において、１０５は陰極、１０６は有機ＥＬ層、１０７は透明電極付きガラス基板を示す。尚、ガラスカバー１０２内には窒素ガス１０８が充填され、捕水剤１０９が設けられている。
【０３００】
《有機ＥＬ素子１−２〜１−２６の作製》
有機ＥＬ素子１−１の作製において、表２に記載のように発光ホスト、発光ドーパント材料を変更した以外は同様にして、有機ＥＬ素子１−２〜１−２６を作製した。
【０３０１】
《有機ＥＬ素子１−１〜１−２６の評価》
以下のようにして作製した有機ＥＬ素子１−１〜１−２６の評価を行い、その結果を表２に示す。
【０３０２】
（外部取り出し量子効率）
作製した有機ＥＬ素子について、２３℃、乾燥窒素ガス雰囲気下で２．５ｍＡ／ｃｍ２定電流を印加した時の外部取り出し量子効率（％）を測定した。尚、測定には同様に分光放射輝度計ＣＳ−１０００（コニカミノルタセンシング社製）を用いた。
【０３０３】
表２の外部取りだし量子効率の測定結果は、有機ＥＬ素子１−１の測定値を１００とした時の相対値で表した。
【０３０４】
（半減寿命）
下記に示す測定法に従って、半減寿命の評価を行った。
【０３０５】
各有機ＥＬ素子を初期輝度１０００ｃｄ／ｍ２を与える電流で定電流駆動して、初期輝度の１／２（５００ｃｄ／ｍ２）になる時間を求め、これを半減寿命の尺度とした。尚、半減寿命は比較の有機ＥＬ素子１−１を１００とした時の相対値で表示した。
【０３０６】
（初期劣化）
下記に示す測定法に従って、初期劣化の評価を行った。前記半減寿命の測定時に、輝度が９０％に到達する時間を測定し、これを初期劣化の尺度とした。
【０３０７】
尚、初期劣化は比較の有機ＥＬ素子１−１を１００とした。
【０３０８】
初期劣化は以下の計算式を基に計算した。
【０３０９】
初期劣化＝（有機ＥＬ素子１−１の輝度９０％到達時間）／（各素子の輝度９０％到達時間）×１００すなわち、初期劣化の値は、小さいほど初期の劣化が小さいことを示す。
【０３１０】
（ダークスポット）
各有機ＥＬ素子を室温下、２．５ｍＡ／ｃｍ２の定電流条件下による連続点灯を行った際の発光面を目視で下記のようにランク評価した。
【０３１１】
連続点灯時間１０時間経過後の各素子を、無作為に抽出した１０人による目視評価を行い、
×：ダークスポットを確認した人数が５人以上の場合
△：ダークスポットを確認した人数が１〜４人の場合
○：ダークスポットを確認した人数が０人の場合
とした。
【０３１２】
評価結果を表２に示す。
【０３１３】
【表２】
【０３１４】
表２から、比較の素子に比べて、本発明の有機ＥＬ素子は、外部取り出し量子効率が高く、半減寿命が長く、初期劣化が抑制され、且つ、ダークスポットが全くないことが明らかである。
【０３１５】
特に、本発明に係る金属錯体化合物である、例示化合物３−１４、４−１８を用いた有機ＥＬ素子は、イミダゾフェナントリジン環の９位の置換基効果により、大幅に半減寿命が向上していることがわかる。
【０３１６】
また、これらの素子は、更に初期劣化が小さく、ダークスポットの生成も抑えられていることが明らかになった。
【０３１７】
実施例２
《フルカラー表示装置の作製》
（青色発光素子の作製）
実施例１の有機ＥＬ素子１−２１を青色発光素子として用いた。
【０３１８】
（緑色発光素子の作製）
実施例１の有機ＥＬ素子１−１において、ＦＩｒｐｉｃをＩｒ−１に変更した以外は同様にして、緑色発光素子を作製し、これを緑色発光素子として用いた。
【０３１９】
（赤色発光素子の作製）
実施例１の有機ＥＬ素子１−１において、ＦＩｒｐｉｃをＩｒ−９に変更した以外は同様にして、赤色発光素子を作製し、これを赤色発光素子として用いた。
【０３２０】
上記で作製した赤色、緑色、青色発光有機ＥＬ素子を同一基板上に並置し、図１に記載のような形態を有するアクティブマトリクス方式フルカラー表示装置を作製した。図２には、作製した前記表示装置の表示部Ａの模式図のみを示した。
【０３２１】
即ち、同一基板上に複数の走査線５及びデータ線６を含む配線部と並置した複数の画素３（発光の色が赤領域の画素、緑領域の画素、青領域の画素等）とを有し、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なり、走査線５とデータ線６は格子状に直交して、直交する位置で画素３に接続している（詳細は図示せず）。
【０３２２】
前記複数画素３は、それぞれの発光色に対応した有機ＥＬ素子、アクティブ素子であるスイッチングトランジスタと駆動トランジスタそれぞれが設けられたアクティブマトリクス方式で駆動されており、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。このように赤、緑、青の画素を適宜、並置することによって、フルカラー表示装置を作製した。
【０３２３】
このフルカラー表示装置は駆動することにより、輝度が高く、高耐久性を有し、且つ鮮明なフルカラー動画表示が得られることがわかった。
【０３２４】
実施例３
《白色発光素子及び白色照明装置の作製》
実施例１の透明電極基板の電極を２０ｍｍ×２０ｍｍにパターニングし、その上に実施例１と同様に正孔注入／輸送層としてα−ＮＰＤを２５ｎｍの厚さで成膜し、更に、Ｈ−１の入った前記加熱ボートと例示化合物１−３の入ったボート及びＩｒ−９の入ったボートをそれぞれ独立に通電して、発光ホストであるＨ−１と発光ドーパントとして例示化合物２−２、及びＩｒ−９の蒸着速度が１００：５：０．６になるように調節し、膜厚３０ｎｍの厚さになるように蒸着し、発光層を設けた。
【０３２５】
次いで、ＢＡｌｑを１０ｎｍ成膜して正孔阻止層を設けた。更に、Ａｌｑ３を４０ｎｍで成膜し電子輸送層を設けた。
【０３２６】
次に、実施例１と同様に電子注入層の上にステンレス鋼製の透明電極とほぼ同じ形状の正方形穴あきマスクを設置し、陰極バッファー層としてフッ化リチウム０．５ｎｍ及び陰極としてアルミニウム１５０ｎｍを蒸着、成膜した。
【０３２７】
この素子を実施例１と同様な方法及び同様な構造の封止缶を具備させ、図３、図４に示すような平面ランプを作製した。この平面ランプに通電したところほぼ白色の光が得られ、照明装置として使用できることがわかった。
【０３２８】
実施例４
《白色発光素子及び白色照明装置の作製−２》
陽極として１００ｍｍ×１００ｍｍ×１．１ｍｍのガラス基板上にＩＴＯ（インジウムチンオキシド）を１００ｎｍ成膜した基板（ＮＨテクノグラス社製ＮＡ−４５）にパターニングを行った後、このＩＴＯ透明電極を設けた透明支持基板をイソプロピルアルコールで超音波洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥し、ＵＶオゾン洗浄を５分間行った。
【０３２９】
この透明支持基板上に、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社製、Ｂａｙｔｒｏｎ Ｐ Ａｌ ４０８３）を純水で７０％に希釈した溶液を３０００ｒｐｍ、３０秒でスピンコート法により成膜した後、２００℃にて１時間乾燥し、膜厚３０ｎｍの第１正孔輸送層を設けた。
【０３３０】
この基板を窒素雰囲気下に移し、第１正孔輸送層上に、５０ｍｇの化合物Ａを１０ｍｌのトルエンに溶解した溶液を１０００ｒｐｍ、３０秒の条件下、スピンコート法により成膜した。１８０秒間紫外光を照射し、光重合・架橋を行った後、６０℃で１時間真空乾燥し第２正孔輸送層（電子阻止層）とした。
【０３３１】
次に、Ｈ−５（６０ｍｇ）、例示化合物５−３（３．０ｍｇ）、Ｉｒ−９（３．０ｍｇ）をトルエン６ｍｌに溶解した溶液を用い、１０００ｒｐｍ、３０秒の条件下、スピンコート法により成膜し、発光層を形成した。
【０３３２】
続いて、この基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに固定し、モリブデン製抵抗加熱ボートにＢＡｌｑを２００ｍｇ入れ、真空蒸着装置に取り付けた。
【０３３３】
真空槽を４×１０−４Ｐａまで減圧した後、ＢＡｌｑの入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度０．１ｎｍ／秒で前記発光層の上に蒸着して、更に膜厚４０ｎｍの電子輸送層を設けた。尚、蒸着時の基板温度は室温であった。
【０３３４】
引き続き、フッ化リチウム０．５ｎｍ及びアルミニウム１１０ｎｍを蒸着して陰極を形成し、白色発光有機ＥＬ素子を作製した。
【０３３５】
この素子に通電したところほぼ白色の光が得られ、照明装置として使用できることがわかった。
【０３３６】
更に、例示化合物５−３のかわりに例示化合物１−６、２−２、３−５、４−６を用い、同様の素子を作成した。発光材料が重合性基を有している場合は、１８０秒間紫外光を照射し、光重合・架橋を行った後、６０℃で１時間真空乾燥し発光層とした。
【０３３７】
これらの素子に通電したところほぼ白色の光が得られ、照明装置として使用出来ることがわかった。
【０３３８】
実施例５
《白色発光素子及び白色照明装置の作製−３》
陽極として１００ｍｍ×１００ｍｍ×１．１ｍｍのガラス基板上にＩＴＯ（インジウムチンオキシド）を１００ｎｍ成膜した基板（ＮＨテクノグラス社製ＮＡ−４５）にパターニングを行った後、このＩＴＯ透明電極を設けた透明支持基板をイソプロピルアルコールで超音波洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥し、ＵＶオゾン洗浄を５分間行った。
【０３３９】
この透明支持基板上に、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社製、Ｂａｙｔｒｏｎ Ｐ Ａｌ ４０８３）を純水で７０％に希釈した溶液を３０００ｒｐｍ、３０秒でスピンコート法により成膜した後、２００℃にて１時間乾燥し、膜厚３０ｎｍの第１正孔輸送層を設けた。
【０３４０】
この基板を窒素雰囲気下に移し、第１正孔輸送層上に、５０ｍｇの化合物Ｄを１０ｍｌのトルエンに溶解した溶液を１０００ｒｐｍ、３０秒の条件下、スピンコート法により製膜した。１８０秒間紫外光を照射し、光重合・架橋を行った後、６０℃で１時間真空乾燥し第２正孔輸送層とした。
【０３４１】
次に、化合物Ｅ（６０ｍｇ）、Ｉｒ−１４（３．０ｍｇ）、例示化合物４−１６（３．０ｍｇ）をトルエン６ｍｌに溶解した溶液を用い、１０００ｒｐｍ、３０秒の条件下、スピンコート法により成膜した。１５秒間紫外光を照射し、光重合・架橋を行わせ、更に真空中１５０℃で１時間加熱を行い、発光層とした。
【０３４２】
更に、化合物Ｆ（２０ｍｇ）をトルエン６ｍｌに溶解した溶液を用い、１０００ｒｐｍ、３０秒の条件下、スピンコート法により成膜した。１５秒間紫外光を照射し、光重合・架橋を行わせ、更に真空中８０℃で１時間加熱を行い、正孔阻止層とした。
【０３４３】
続いて、この基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに固定し、モリブデン製抵抗加熱ボートにＡｌｑ３を２００ｍｇ入れ、真空蒸着装置に取り付けた。
【０３４４】
真空槽を４×１０−４Ｐａまで減圧した後、Ａｌｑ３の入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度０．１ｎｍ／秒で前記正孔阻止層の上に蒸着して、更に膜厚４０ｎｍの電子輸送層を設けた。尚、蒸着時の基板温度は室温であった。
【０３４５】
引き続き、フッ化リチウム０．５ｎｍ及びアルミニウム１１０ｎｍを蒸着して陰極を形成し、白色発光有機ＥＬ素子を作製した。
【０３４６】
この素子に通電したところほぼ白色の光が得られ、照明装置として使用できることがわかった。
【符号の説明】
【０３４７】
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
１０７ 透明電極付きガラス基板
１０６ 有機ＥＬ層
１０５ 陰極
１０２ ガラスカバー
１０８ 窒素ガス
１０９ 捕水剤
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子、有機エレクトロルミネッセンス素子材料、表示装置及び照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、発光型の電子ディスプレイデバイスとして、エレクトロルミネッセンスディスプレイ（以下、ＥＬＤという）がある。ＥＬＤの構成要素としては、無機エレクトロルミネッセンス素子や有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、有機ＥＬ素子ともいう）が挙げられる。
【０００３】
無機エレクトロルミネッセンス素子は、平面型光源として使用されてきたが、発光素子を駆動させるためには交流の高電圧が必要である。
【０００４】
一方、有機ＥＬ素子は発光する化合物を含有する発光層を陰極と陽極で挟んだ構成を有し、発光層に電子及び正孔を注入して、再結合させることにより励起子（エキシトン）を生成させ、このエキシトンが失活する際の光の放出（蛍光・リン光）を利用して発光する素子であり、数Ｖ〜数十Ｖ程度の電圧で発光が可能であり、更に自己発光型であるために視野角に富み、視認性が高く、薄膜型の完全固体素子であるために省スペース、携帯性等の観点から注目されている。
【０００５】
しかしながら、今後の実用化に向けた有機ＥＬ素子においては、更に低消費電力で効率よく高輝度に発光する有機ＥＬ素子の開発が望まれている。
【０００６】
特許第３０９３７９６号公報では、スチルベン誘導体、ジスチリルアリーレン誘導体またはトリススチリルアリーレン誘導体に微量の蛍光体をドープし、発光輝度の向上、素子の長寿命化を達成している。
【０００７】
また、８−ヒドロキシキノリンアルミニウム錯体をホスト化合物として、これに微量の蛍光体をドープした有機発光層を有する素子（例えば、特開昭６３−２６４６９２号公報）、８−ヒドロキシキノリンアルミニウム錯体をホスト化合物として、これにキナクリドン系色素をドープした有機発光層を有する素子（例えば、特開平３−２５５１９０号公報）等が知られている。
【０００８】
以上のように、励起一重項からの発光を用いる場合、一重項励起子と三重項励起子の生成比が１：３であるため発光性励起種の生成確率が２５％であり、光の取り出し効率が約２０％であるため、外部取り出し量子効率（ηｅｘｔ）の限界は５％とされている。
【０００９】
ところが、プリンストン大より励起三重項からのリン光発光を用いる有機ＥＬ素子の報告（Ｍ．Ａ．Ｂａｌｄｏ ｅｔ ａｌ．，Ｎａｔｕｒｅ、３９５巻、１５１〜１５４頁（１９９８年））がされて以来、室温でリン光を示す材料の研究が活発になってきている。
【００１０】
例えば、Ｍ．Ａ．Ｂａｌｄｏ ｅｔ ａｌ．，Ｎａｔｕｒｅ、４０３巻、１７号、７５０〜７５３頁（２０００年）、また米国特許第６，０９７，１４７号明細書等にも開示されている。
【００１１】
励起三重項を使用すると、内部量子効率の上限が１００％となるため励起一重項の場合に比べて原理的に発光効率が４倍となり、冷陰極管とほぼ同等の性能が得られる可能性があることから照明用途としても注目されている。
【００１２】
例えば、Ｓ．Ｌａｍａｎｓｋｙ ｅｔ ａｌ．，Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，１２３巻、４３０４頁（２００１年）等においては、多くの化合物がイリジウム錯体系等重金属錯体を中心に合成検討されている。
【００１３】
また、前述のＭ．Ａ．Ｂａｌｄｏ ｅｔ ａｌ．，Ｎａｔｕｒｅ、４０３巻、１７号、７５０〜７５３頁（２０００年）においては、ドーパントとしてトリス（２−フェニルピリジン）イリジウムを用いた検討がされている。
【００１４】
その他、Ｍ．Ｅ．Ｔｏｍｐｓｏｎ等は、Ｔｈｅ １０ｔｈ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｗｏｒｋｓｈｏｐ ｏｎ Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ ａｎｄ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ（ＥＬ’００、浜松）において、ドーパントとしてＬ２Ｉｒ（ａｃａｃ）、例えば、（ｐｐｙ）２Ｉｒ（ａｃａｃ）を、またＭｏｏｎ−Ｊａｅ Ｙｏｕｎ．０ｇ、Ｔｅｔｓｕｏ Ｔｓｕｔｓｕｉ等は、Ｔｈｅ １０ｔｈ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｗｏｒｋｓｈｏｐ ｏｎ Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ ａｎｄ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ（ＥＬ’００、浜松）において、ドーパントとしてトリス（２−（ｐ−トリル）ピリジン）イリジウム（Ｉｒ（ｐｔｐｙ）３）、トリス（ベンゾ［ｈ］キノリン）イリジウム（Ｉｒ（ｂｚｑ）３）等を用いた検討を行っている（尚これらの金属錯体は一般にオルトメタル化イリジウム錯体と呼ばれている。）。
【００１５】
また、前記Ｓ．Ｌａｍａｎｓｋｙ ｅｔ ａｌ．，Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，１２３巻、４３０４頁（２００１年）や特開２００１−２４７８５９号公報等においても、各種イリジウム錯体を用いて素子化する試みがされている。
【００１６】
また、高い発光効率を得るためにＴｈｅ １０ｔｈ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｗｏｒｋｓｈｏｐ ｏｎ Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ ａｎｄ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ（ＥＬ’００、浜松）では、Ｉｋａｉ等はホール輸送性の化合物をリン光性化合物のホストとして用いている。また、Ｍ．Ｅ．Ｔｏｍｐｓｏｎ等は各種電子輸送性材料をリン光性化合物のホストとして、これらに新規なイリジウム錯体をドープして用いている。
【００１７】
中心金属をイリジウムの代わりに白金としたオルトメタル化錯体も注目されている。この種の錯体に関しては、配位子に特徴を持たせた例が多数知られている。
【００１８】
いずれの場合も発光素子とした場合の発光輝度や発光効率は、その発光する光がリン光に由来することから従来の素子に比べ大幅に改良されるものであるが、素子の発光寿命については従来の素子よりも低いという問題点があった。
【００１９】
このように、リン光性の高効率の発光材料は、発光波長の短波化と素子の発光寿命の改善が難しく、実用に耐えうる性能を十分に達成できていないのが現状である。
【００２０】
また、波長の短波化に関してはこれまでフェニルピリジンにフッ素原子、トリフルオロメチル基、シアノ基等の電子吸引基を置換基として導入すること、配位子としてピコリン酸やピラザボール系の配位子を導入することが知られている。
【００２１】
しかしながら、これらの配位子では発光材料の発光波長が短波化して青色を達成し、高効率の素子を達成できる一方、素子の発光寿命は大幅に劣化するため、そのトレードオフの改善が求められていた。
【００２２】
配位子としてフェニルピラゾールを有する金属錯体は発光波長が短波な発光材料であることが開示されている（例えば、特許文献１及び２参照。）。
【００２３】
更に、フェニルピラゾールの５員環に６員環が縮合した部分構造を有する配位子から形成される金属錯体が開示されている（例えば、特許文献３及び４参照。）。
【００２４】
また、近年、新たに青色発光を示す材料として、イミダゾフェナントリジン類が開示されている（例えば、特許文献５、６及び非特許文献１参照。）。
【００２５】
これらの化合物は、４６５ｎｍ付近にリン光発光極大ピークを有しており、有機エレクトロルミネッセンス素子用の青色ドーパントとして期待されている。
【００２６】
しかしながら、上記の有機ＥＬ素子の発光寿命と発光効率は、いまだ実用的に満足できるものではなく改善が求められている。
【００２７】
例えば、特許文献１によれば、フェナントリジン骨格を有する化合物を用いた素子の解析の結果、ホストラジカルと発光ドーパントの励起子との相互作用により、欠陥が生じることが報告されている。
【００２８】
その解決手段の一つとして、特許文献６には、特定位置に置換基を導入することで、発光ドーパント同士の相互作用が抑制されるとの記載がある。
【００２９】
しかしながら、いまだ、高効率化と長寿命化は両立しておらず、更なる改善が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３０】
【特許文献１】国際公開第０４／０８５４５０号パンフレット
【特許文献２】特開２００５−５３９１２号公報
【特許文献３】特開２００６−２８１０１号公報
【特許文献４】米国特許第７１４７９３７号明細書
【特許文献５】米国特許出願公開第２００７／０１９０５３９号明細書
【特許文献６】米国特許出願公開第２００８／０２９７０３３号明細書
【非特許文献】
【００３１】
【非特許文献１】Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ １０３， ０４４５０９（２００８）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００３２】
本発明の目的は、短波な発光が見られ、高い発光効率を示し、且つ、発光寿命の長い有機ＥＬ素子、該素子を備えた表示装置及び照明装置を提供し、併せて、前記素子に有用な有機ＥＬ素子材料を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００３３】
１．陽極と陰極により挟まれた少なくとも１層の発光層を含有する有機エレクトロルミネッセンス素子において、
該発光層が、下記一般式（１）または一般式（２）で表される部分構造を含む化合物を少なくとも１つ含有する有機層を有す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。
【００３４】
【化１】
【００３５】
〔式中、Ｅ１ｂ〜Ｅ１ｏ、Ｅ１ｑは、各々炭素原子、窒素原子、酸素原子または硫黄原子を表し、Ｅ１ａ〜Ｅ１ｑで構成される骨格は合計で１８π電子を有する。Ｅ１ａとＥ１ｐは各々異なり、炭素原子または窒素原子を表す。Ｒ１ａ〜Ｒ１ｉは、各々水素原子または置換基を表すが、Ｒ１ａ〜Ｒ１ｉの少なくとも１つは下記一般式（３）で表される置換基を表す。Ｍは元素周期表における８族〜１０族の遷移金属元素を表す。〕
一般式（３）
（Ｒ２ａ）ｍ
｜
−（Ｃ）ｏ−（Ａ）ｐ−（Ｒ２ｂ）ｎ
〔式中、Ｒ２ａは水素原子または置換基を表し、ｍは０〜２の整数を表す。ｏは１〜３の整数を表す。Ａは窒素原子、酸素原子、硫黄原子、ハロゲン原子または珪素原子を表し、ｐは１〜３の整数を表す。Ｒ２ｂは、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、芳香族炭化水素基、芳香族複素環基または複素環基を表し、ｎは０〜３の整数を表す。複数のＲ２ａが存在する場合、各々のＲ２ａは同一でもよく、異なっていてもよい。Ｒ２ａはＡまたはＲ２ｂと結合して環形成してもよい。複数のＲ２ｂが存在する場合、各々のＲ２ｂは同一でもよく、異なっていても良い。Ｒ２ｂはＡまたはＲ２ａと結合して環形成してもよい。〕
２．前記一般式（１）で表される部分構造が、下記一般式（４）または（５）で表される部分構造を表すことを特徴とする前記１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００３６】
【化２】
【００３７】
〔式中、Ｒ１ａ〜Ｒ１ｉは、前記一般式（１）のＲ１ａ〜Ｒ１ｉと同義である。Ｍは元素周期表における８族〜１０族の遷移金属元素を表す。〕
３．前記Ｒ１ｃ〜Ｒ１ｆの少なくとも１つは、前記一般式（３）で表される置換基を表すことを特徴とする前記１または２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００３８】
４．前記Ｒ１ｇ〜Ｒ１ｉの少なくとも１つは前記一般式（３）で表される置換基を表すことを特徴とする前記１〜３のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００３９】
５．前記一般式（３）のＡが酸素原子または硫黄原子を表すことを特徴とする前記１〜４のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００４０】
６．前記一般式（３）のＡがハロゲン原子を表すことを特徴とする前記１〜４のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００４１】
７．前記一般式（３）のＡがフッ素原子を表すことを特徴とする前記６に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００４２】
８．前記一般式（３）のｏが１を表すことを特徴とする前記６に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００４３】
９．前記Ｒ１ｂが、下記一般式（６）で表される基を表すことを特徴とする前記１〜８のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００４４】
【化３】
【００４５】
〔式中、式中、Ｚは、６員の芳香族炭化水素環または、５員または６員の芳香族複素環を形成するのに必要な原子群を表し、Ａは窒素原子または炭素原子を表す。Ｒａは立体パラメータ値（Ｅｓ値）が−０．５以下の置換基を表す。Ｒｂは水素原子または置換基を表し、ｎは１〜４の整数を表す。〕
１０．前記一般式（６）で表される基が、下記一般式（７）で表される基を表すことを特徴とする前記９に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００４６】
【化４】
【００４７】
〔式中、Ｒａは立体パラメータ値（Ｅｓ値）が−０．５以下の置換基を表し、Ｒｂは水素原子または置換基を表し、ｎは１〜４の整数を表す。〕
１１．前記一般式（７）で表される基が、下記一般式（８）で表される基を表すことを特徴とする前記１０に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００４８】
【化５】
【００４９】
〔式中、Ｒａ及びＲｃは立体パラメータ値（Ｅｓ値）が−０．５以下の置換基を表し、Ｒｂは水素原子または置換基を表し、ｎは１〜４の整数を表す。〕
１２．前記Ｍが白金またはイリジウムを表すことを特徴とする前記１〜１１のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００５０】
１３．構成層として、前記一般式（１）、（２）、（４）または（５）のいずれかで表される部分構造を含む化合物を少なくとも１種含有する有機層を有し、該有機層がウェットプロセスを用いて形成されたことを特徴とする前記１〜１２のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００５１】
１４．前記１〜１２のいずれか１項に記載の前記一般式（１）または（２）で表される部分構造を含む化合物または、前記２〜１２のいずれか１項に記載の前記一般式（４）または（５）で表される部分構造を含む化合物を少なくとも１種含有す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材料。
【００５２】
１５．前記Ｍが白金またはイリジウムであることを特徴とする前記１４に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子材料。
【００５３】
１６．前記１〜１３のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えたことを特徴とする表示装置。
【００５４】
１７．前記１〜１３のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えたことを特徴とする照明装置。
【発明の効果】
【００５５】
本発明により、有機ＥＬ素子の構成層の形成に有用な有機ＥＬ素子材料が得られ、該素子材料を用いることにより、高い発光効率を示し、発光寿命が長く、初期劣化が抑制され、且つ、ダークスポットのない有機エレクトロルミネッセンス素子、及び該素子を用いた照明装置、表示装置を提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】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２】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】照明装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００５７】
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子においては、請求項１〜１３のいずれか１項に規定される構成により、高い発光効率を示し、発光寿命が長く、初期劣化が抑制され、且つ、ダークスポットのない有機エレクトロルミネッセンス素子、該素子を用いた照明装置及び表示装置を提供することができた。
【００５８】
また、該素子の構成層の形成に有用な有機ＥＬ素子材料を分子設計することができた。
【００５９】
以下、本発明に係る各構成要素の詳細について、順次説明する。
【００６０】
《金属錯体（金属錯体化合物ともいう）》
本発明に係る金属錯体（金属錯体化合物ともいう）について説明する。
【００６１】
本発明者等は、有機ＥＬ素子の発光層に用いる有機ＥＬ素子材料に着目、特に発光ドーパントとして用いる金属錯体化合物について種々検討した。
【００６２】
その中で、従来公知の金属錯体化合物の配位子においては、金属錯体の基本骨格に電子吸引性の置換基を導入して得られた発光材料は、素子の発光寿命が大幅に劣化しやすくなるという問題点があることがわかったが、一方において、発光材料の発光波長が短波化して青色が達成され、且つ、高効率の素子を達成できるという効果が得られることがわかってきた。
【００６３】
そこで、本発明者らは、金属錯体の基本骨格に置換基を導入することで、波長のコントロールや寿命の改善を図るという、従来公知のアプローチではなく、置換基の導入と同様の効果が期待できる縮合環に着目した。
【００６４】
その結果、幾つかの構造で寿命の改善傾向が見出された。しかしながら、これまで知られているような縮合環を導入した場合には、発光波長のレッドシフトが著しく、緑、赤色発光となってしまっていた。
【００６５】
本発明者等は更に検討を進め、本発明に係る一般式（１）または（２）のいずれかで表される部分構造を含む化合物（金属錯体、金属錯体化合物等ともいう）に示されているような縮合環を導入した場合、発光材料の発光波長シフトが小さく、且つ、所望の発光波長で、長寿命化を実現した発光ドーパントの開発に成功した。
【００６６】
更に、これらの一般式（１）または（２）のいずれかで表される部分構造を含む化合物（金属錯体）に置換している原子の大きさと電子効果を組み合わせることにより、波長を変化させることなく、長寿命化と高効率化の両立を共に可能にする効果を見出した。
【００６７】
すなわち、一般式（１）または（２）で表される部分構造を有する化合物に上記一般式（３）で表される置換基を特定位置に置換させることで。化合物自体の凝集性を抑制すると共に、波長の変化を最小限に留めたまま、分子の結合距離を短くし、分子の堅牢性を向上させるというものである。
【００６８】
更に、分子の見かけの嵩高さが向上したことで分子の振動が抑えられるため、励起状態からの熱失活などの非発光成分が減少し、発光効率も大幅に向上するというものである。
【００６９】
また、本発明に係る一般式（１）または（２）のいずれかで示される部分構造に係る配位子であっても、その他組み合わせる補助配位子や置換基自身が長波なものを置換基として導入することにより、金属錯体の発光波長を所望の領域に制御できる。
【００７０】
従って、金属錯体の発光波長を長波な領域（緑〜赤）に制御する機能を付与するための分子設計は、本発明に係る一般式（１）または（２）のいずれかで表される部分構造を金属錯体の基本骨格設計の出発点とすることにより可能である。
【００７１】
本発明に係る一般式（１）または（２）のいずれかで示される部分構造を有する化合物（金属錯体）は、各々Ｍで表される遷移金属元素の価数により、複数の配位子を有することができるが、前記配位子は全て同一でもよく、また、各々異なる構造を有する配位子を有していてもよい。
【００７２】
しかしながら、本発明に記載の効果を好ましく得る観点から、錯体中の配位子の種類は、好ましくは１〜２種類から構成されることが好ましく、更に好ましくは１種類である。
【００７３】
本発明に係る金属錯体を形成する配位子としては、本発明に係る一般式（１）または（２）のいずれかで示される部分構造から遷移金属元素Ｍを除いた部分（配位子）のみから構成された化合物が最も好ましく用いられる。
【００７４】
ここで、配位子とは、本発明に係る一般式（１）または（２）のいずれかで示される部分構造から遷移金属元素Ｍを除いた部分が、各々配位子である。
【００７５】
また、本発明に係る金属錯体の形成に用いることのできる、従来公知の配位子については、後に詳細に説明する。
【００７６】
（Ｍで表される元素周期表における８族〜１０族の遷移金属元素）
また、本発明に係る一般式（１）または（２）のいずれかで表される部分構造を有する金属錯体の形成に用いられる金属としては、元素周期表の８〜１０族の遷移金属元素（単に遷移金属ともいう）が用いられるが、中でも、イリジウム、白金が好ましい遷移金属元素として挙げられる。
【００７７】
以下、本発明に係る一般式（１）または（２）のいずれかで表される部分構造を有する化合物（金属錯体）属錯体が有する部分構造について説明する。
【００７８】
《一般式（１）で表される部分構造》
まずは、合計で１８π電子を有する、Ｅ１ａ〜Ｅ１ｑで構成される骨格について説明する。
【００７９】
一般式（１）で表される部分構造において、Ｅ１ａ〜Ｅ１ｅにより形成される環は、５員の芳香族複素環を表し、例えば、オキサゾール環、チアゾール環、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、トリアゾール環等が挙げられる。
【００８０】
上記の中でも、ピラゾール環、イミダゾール環、オキサゾール環、チアゾール環が好ましく、特に好ましくは、イミダゾール環、ピラゾール環が挙げられる。
【００８１】
これらの各環は各々更に、後述する置換基を有していても良い。
【００８２】
一般式（１）で表される部分構造において、Ｅ１ｆ〜Ｅ１ｋにより形成される環は、６員の芳香族炭化水素環または６員の芳香族複素環を表す。
【００８３】
Ｅ１ｆ〜Ｅ１ｋにより形成される６員の芳香族炭化水素環としては、ベンゼン環が挙げられる。更に、後述する置換基を有していても良い。
【００８４】
Ｅ１ｆ〜Ｅ１ｋにより形成される６員の芳香族複素環としては、例えば、ピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環、トリアジン環等が挙げられる。
【００８５】
これらの各環は各々更に、後述する置換基を有していても良い。
【００８６】
一般式（１）で表される部分構造において、Ｅ１ｌ〜Ｅ１ｑにより形成される環は、６員の芳香族炭化水素環または６員の芳香族複素環を表す。
【００８７】
一般式（１）または（２）のいずれかで表される部分構造において、Ｅ１ｌ〜Ｅ１ｑにより形成される６員の芳香族複素環としては、例えば、ピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環、トリアジン環等が挙げられる。これらの環は、更に後述する置換基を有していても良い。
【００８８】
一般式（１）で表される部分構造において、Ｅ１ｌ〜Ｅ１ｑにより形成される６員の芳香族炭化水素環は、ベンゼン環を表す。該ベンゼン環は更に後述する置換基を有していても良い。
【００８９】
一般式（１）または（２）のいずれかで表される部分構造において、Ｒ１ａ〜Ｒ１ｉにより各々表される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（芳香族炭素環基、アリール基等ともいい、例えば、フェニル基、ｐ−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）、芳香族複素環基（例えば、ピリジル基、ピリミジニル基、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、ジアザカルバゾリル基（前記カルボリニル基のカルボリン環を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を示す）、キノキサリニル基、ピリダジニル基、トリアジニル基、キナゾリニル基、フタラジニル基等）、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、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）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更に置換されていてもよい。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。
【００９０】
《一般式（２）で表される部分構造》
一般式（２）で表される部分構造において、Ｅ１ａ〜Ｅ１ｅにより形成される環は、５員の芳香族複素環を表し、例えば、オキサゾール環、チアゾール環、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、トリアゾール環等が挙げられる。
【００９１】
上記の中でも、ピラゾール環、イミダゾール環、オキサゾール環、チアゾール環が好ましい。これらの各環は各々更に、後述する置換基を有していても良い。
【００９２】
一般式（２）で表される部分構造において、Ｅ１ｆ〜Ｅ１ｋにより形成される５員の芳香族複素環としては、例えば、フラン環、チオフェン環、オキサゾール環、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、イソオキサゾール環、イソチアゾール環、オキサジアゾール環、チアジアゾール環等が挙げられる。
【００９３】
これらの各環は各々更に、後述する置換基を有していても良い。
【００９４】
一般式（２）で表される部分構造において、Ｅ１ｌ〜Ｅ１ｑにより形成される６員の芳香族炭化水素環または６員の芳香族複素環は、各々一般式（１）で表される部分構造において、Ｅ１ｌ〜Ｅ１ｑにより形成される環は、６員の芳香族炭化水素環または６員の芳香族複素環と同義である。
【００９５】
一般式（２）で表される部分構造において、Ｒ１ａ〜Ｒ１ｉで各々表される置換基としては、一般式（１）で表される部分構造において、Ｒ１ａ〜Ｒ１ｉにより各々表される置換基と同義である。尚、これらの各環は各々更に、前述の置換基を有していても良い。
【００９６】
一般式（１）または（２）で表される部分構造においてＲ１ａ〜Ｒ１ｉは水素原子または置換基を表すが、Ｒ１ａ〜Ｒ１ｉのうち、少なくとも１つは一般式（３）で表される置換基を表し、以下、一般式（３）で表される置換基について説明する。
【００９７】
（一般式（３）で表される置換基）
一般式（１）または（２）のいずれかで表される部分構造において、Ｒ１ａ〜Ｒｉは水素原子または置換基を表すが、Ｒ１ａ〜Ｒ１ｉの少なくとも１つは上記一般式（３）で表される置換基を表す。
【００９８】
一般式（３）において、Ｒ２ａで表される置換基は、一般式（１）または（２）のいずれかで表される部分構造において、Ｒ１ａ〜Ｒ１ｉにより各々表される置換基と同義である。
【００９９】
また、複数のＲ２ａで表される置換基が存在する場合、各々のＲ２ａは、同一でも良く、また、異なっていても良い。更に、Ｒ２ａは、後述するＡまたはＲ２ｂと結合して環を形成しても良い。
【０１００】
一般式（３）において、Ｒ２ｂで表されるアルキル基としては、Ｒ１ａ〜Ｒ１ｉにより各々表される置換基に記載のアルキル基と同義である。
【０１０１】
一般式（３）において、Ｒ２ｂで表されるシクロアルキル基としては、Ｒ１ａ〜Ｒ１ｉにより各々表される置換基に記載のシクロアルキル基と同義である。
【０１０２】
一般式（３）において、Ｒ２ｂで表される芳香族炭化水素基としては、Ｒ１ａ〜Ｒ１ｉにより各々表される置換基に記載の芳香族炭化水素基と同義である。
【０１０３】
一般式（３）において、Ｒ２ｂで表される芳香族複素環基としては、Ｒ１ａ〜Ｒ１ｉにより各々表される置換基に記載の芳香族複素環基と同義である。
【０１０４】
一般式（３）において、Ｒ２ｂで表される複素環基としては、Ｒ１ａ〜Ｒ１ｉにより各々表される置換基に記載の複素環基と同義である。
【０１０５】
また、複数のＲ２ｂで表される置換基が存在する場合、各々のＲ２ｂは、同一でも良く、また、異なっていても良い。更に、Ｒ２ｂは、ＡまたはＲ２ａと結合して環を形成しても良い。
【０１０６】
一般式（３）において、Ａは窒素原子、酸素原子、硫黄原子、ハロゲン原子または珪素原子を表すが、Ａの好ましい態様としては下記の３通りが挙げられる。
【０１０７】
（ａ）一般式（３）において、Ａが酸素原子または硫黄原子を表す場合、
（ｂ）一般式（３）において、Ａがハロゲン原子を表す場合、
等が挙げられる。
【０１０８】
また、該ハロゲン原子の中でも、Ａがフッ素原子を表す場合が更に好ましい態様として挙げられる。
【０１０９】
また、上記一般式（１）で表される部分構造の更に好ましい態様として、上記一般式（４）または（５）で表される部分構造が挙げられる。
【０１１０】
《一般式（４）または（５）で表される部分構造》
本発明に係る一般式（４）または（５）で表される部分構造について説明する。
【０１１１】
一般式（４）または（５）で表される部分構造において、Ｒ１ａ〜Ｒ１ｉで各々表される置換基としては、一般式（１）または（２）のいずれかで表される部分構造において、Ｒ１ａ〜Ｒ１ｉにより各々表される置換基と同義である。
【０１１２】
また、一般式（４）または（５）で表される部分構造において、Ｒ１ａ〜Ｒ１ｉの少なくとも１つは上記一般式（３）で表される置換基を表す。
【０１１３】
《Ｒ１ｂで表される基の好ましい態様》
更に、本発明に係る一般式（１）、（２）、（４）または（５）で表されるいずれかの部分構造において、Ｒ１ｂとしては、上記一般式（６）で表される基が好ましく、更に好ましくは、上記一般式（７）で表される基であり、特に好ましくは、上記一般式（８）で表される基である。
【０１１４】
以下、Ｒ１ｂで表される基の好ましい態様である、一般式（６）、（７）または（８）のいずれかで表される基について説明する。
【０１１５】
《一般式（６）で表される基》
一般式（６）において、Ｚにより形成される、６員の芳香族炭化水素環または６員の芳香族複素環は、一般式（１）で表される部分構造において、Ｅ１ｌ〜Ｅ１ｑにより形成される環は、６員の芳香族炭化水素環または６員の芳香族複素環と同義である。
【０１１６】
一般式（６）において、Ｚにより形成される５員の芳香族複素環は、一般式（２）で表される部分構造において、Ｅ１ａ〜Ｅ１ｅにより形成される５員の芳香族複素環と同義である。
【０１１７】
一般式（６）において、Ｒｂで表される置換基は、一般式（１）または（２）のいずれかで表される部分構造において、Ｒ１ａ〜Ｒ１ｉにより各々表される置換基と同義である。
【０１１８】
一般式（６）において、Ｒａで表される立体パラメータ値（Ｅｓ値）が−０．５以下の置換基については下記で詳細に説明する。また、該置換基は、該Ｚにより形成される、６員の芳香族炭化水素環または５員〜６員の芳香族複素環の構成原子であるＡ（Ａは窒素原子または炭素原子を表す。）の隣接位の原子に結合していることが好ましく、更に好ましくは、これも下記で詳細に説明する、電子供与性基であることが好ましい。
【０１１９】
以下、立体パラメータ値（Ｅｓ値）について説明する。
【０１２０】
（立体パラメータ値（Ｅｓ値））
本発明において、Ｅｓ値とは化学反応性より誘導された立体パラメータであり、この値が小さければ小さいほど立体的に嵩高い置換基ということができる。
【０１２１】
一般に、酸性条件下でのエステルの加水分解反応においては、置換基が反応の進行に対して及ぼす影響は立体障害だけと考えてよいことが知られており、この事を利用して置換基の立体障害を数値化したものがＥｓ値である。
【０１２２】
置換基ＸのＥｓ値は、次の化学反応式
Ｘ−ＣＨ２ＣＯＯＲＸ＋Ｈ２Ｏ→Ｘ−ＣＨ２ＣＯＯＨ＋ＲＸＯＨ で表される、酢酸のメチル基の水素原子１つを置換基Ｘで置換したα位モノ置換酢酸から誘導されるα位モノ置換酢酸エステルを酸性条件下で加水分解する際の反応速度定数ｋＸと、次の化学反応式
ＣＨ３ＣＯＯＲＹ＋Ｈ２Ｏ→ＣＨ３ＣＯＯＨ＋ＲＹＯＨ （ＲＸはＲＹと同一）で表される、上記のα位モノ置換酢酸エステルに対応する酢酸エステルを酸性条件下で加水分解する際の反応速度定数ｋＨから次の式で求められる。
【０１２３】
Ｅｓ＝ｌｏｇ（ｋＸ／ｋＨ）
置換基Ｘの立体障害により反応速度は低下し、その結果ｋＸ＜ｋＨとなるのでＥｓ値は通常負となる。実際にＥｓ値を求める場合には、上記の二つの反応速度定数ｋＸとｋＨを求め、上記の式により算出する。
【０１２４】
Ｅｓ値の具体的な例は、Ｕｎｇｅｒ，Ｓ．Ｈ．，Ｈａｎｓｃｈ，Ｃ．，Ｐｒｏｇ．Ｐｈｙｓ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．，１２，９１（１９７６）に詳しく記載されている。また、『薬物の構造活性相関』（化学の領域増刊１２２号、南江堂）、「Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ Ｐｒｏｆｅｓｓｉｏｎａｌ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｂｏｏｋ，‘Ｅｘｐｌｏｒｉｎｇ ＱＳＡＲ’ｐ．８１ Ｔａｂｌｅ ３−３」にも、その具体的な数値の記載がある。
【０１２５】
次にその一部を表１に示す。
【０１２６】
【表１】
【０１２７】
ここで、注意するのは本明細書で定義するところのＥｓ値は、メチル基のそれを０として定義したのではなく、水素原子を０としたものであり、メチル基を０としたＥｓ値から１．２４を差し引いたものである。
【０１２８】
本発明に係るＥｓ値は−０．５以下である。好ましくは−７．０〜−０．６である。最も好ましくは−７．０〜−１．０である。
【０１２９】
ここで、本発明においては、立体パラメータ値（Ｅｓ値）が−０．５以下の置換基、例えば、Ｚにケト−エノール互変異性体が存在し得る場合、ケト部分はエノールの異性体としてＥｓ値を換算している。他の互変異性が存在する場合も同様の換算方法においてＥｓ値を換算する。更にＥｓ値が−０．５以下の置換基は、電子的効果においては電子供与性の置換基であることが好ましい。
【０１３０】
（電子供与性基（電子供与性の置換基））
本発明において、電子供与性の置換基とは下記に記載のハメットのσｐ値が負の値を示す置換基のことであり、そのような置換基は水素原子と比べて結合原子側に電子を与えやすい特性を有する。
【０１３１】
電子供与性を示す置換基の具体例としては、ヒドロキシ基、アルコキシ基（例えば、メトキシ基、）、アセチルオキシ基、アミノ基、ジメチルアミノ基、アセチルアミノ基、アルキル基（例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ｔ−ブチル基等）、アリール基（例えば、フェニル基、メシチル基等）が挙げられる。またハメットのσｐ値については、例えば、下記文献等が参照できる。
【０１３２】
本発明に係るハメットのσｐ値とはハメットの置換基定数σｐを指す。ハメットのσｐの値は、Ｈａｍｍｅｔｔ等によって安息香酸エチルの加水分解に及ぼす置換基の電子的効果から求められた置換基定数であり、『薬物の構造活性相関』（南江堂：１９７９年）、『Ｓｕｂｓｔｉｔｕｅｎｔ Ｃｏｎｓｔａｎｔｓ ｆｏｒ Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｉｎ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｂｉｏｌｏｇｙ』（Ｃ．Ｈａｎｓｃｈ ａｎｄ Ａ．Ｌｅｏ，Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ＆Ｓｏｎｓ，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ，１９７９年）等に記載の基を引用することができる。
【０１３３】
本発明においては、上記一般式（６）で表される基の中でも、上記一般式（７）で表される基が好ましい。
【０１３４】
《一般式（７）》
一般式（７）において、Ｒａで表される、立体パラメータ値（Ｅｓ値）が−０．５以下の置換基は、一般式（６）において、Ｒａで表される立体パラメータ値（Ｅｓ値）が−０．５以下の置換基と同義である。
【０１３５】
一般式（７）において、Ｒｂで表される置換基は、一般式（６）において、Ｒｂで表される置換基と同義である。
【０１３６】
《一般式（８）》
一般式（８）において、Ｒａ、Ｒｃで各々表される、立体パラメータ値（Ｅｓ値）が−０．５以下の置換基は、一般式（６）において、Ｒａで表される立体パラメータ値（Ｅｓ値）が−０．５以下の置換基と同義である。
【０１３７】
一般式（８）において、Ｒｂで表される置換基は、一般式（６）において、Ｒｂで表される置換基と同義である。
【０１３８】
（本発明に係る金属錯体の形成に適用可能な配位子）
本発明に係る一般式（１）、（２）、（４）または（５）のいずれかで表される部分構造を含む化合物（金属錯体、金属錯体化合物ともいう）の形成には、従来公知の配位子を必要に応じて併用することが可能である。
【０１３９】
また、所謂配位子としては、当該業者が周知の配位子（配位化合物ともいう）を必要に応じて配位子として併用することができる。
【０１４０】
従来公知の金属錯体に用いられる配位子としては、種々の公知の配位子があるが、例えば、「Ｐｈｏｔｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｐｈｏｔｏｐｈｙｓｉｃｓ ｏｆ Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ Ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ」Ｓｐｒｉｎｇｅｒ−Ｖｅｒｌａｇ社 Ｈ．Ｙｅｒｓｉｎ著 １９８７年発行、「有機金属化学−基礎と応用−」 裳華房社 山本明夫著 １９８２年発行 等に記載の配位子（例えば、ハロゲン配位子（好ましくは塩素配位子）、含窒素ヘテロ環配位子（例えば、ビピリジル、フェナントロリンなど）、ジケトン配位子なと）が挙げられる。
【０１４１】
以下、本発明に係る一般式（１）、（２）、（４）または（５）のいずれかで表される部分構造のいずれか一つで表される部分構造を含む（有するともいう）化合物（金属錯体、金属錯体化合物ともいう）の具体例を示すが、本発明はこれらに限定されない。
【０１４２】
【化６】
【０１４３】
【化７】
【０１４４】
【化８】
【０１４５】
【化９】
【０１４６】
【化１０】
【０１４７】
【化１１】
【０１４８】
【化１２】
【０１４９】
【化１３】
【０１５０】
【化１４】
【０１５１】
【化１５】
【０１５２】
【化１６】
【０１５３】
【化１７】
【０１５４】
これらの金属錯体は、例えば、Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｅｔｔｅｒ誌、Ｖｏｌ．３、Ｎｏ．１６、２５７９〜２５８１頁（２００１）、Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，第３０巻、第８号、１６８５〜１６８７頁（１９９１年）、Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，１２３巻、４３０４頁（２００１年）、Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，第４０巻、第７号、１７０４〜１７１１頁（２００１年）、Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，第４１巻、第１２号、３０５５〜３０６６頁（２００２年）、Ｎｅｗ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ．，第２６巻、１１７１頁（２００２年）、Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｅｔｔｅｒ誌、Ｖｏｌ．８、Ｎｏ．３、４１５〜４１８頁（２００６）、更にこれらの文献中に記載の参考文献等の方法を適用することにより合成できる。
【０１５５】
本発明に係る一般式（１）、（２）、（４）または（５）のいずれかの部分構造を有する化合物（金属錯体）を有機ＥＬ素子材料として用いることにより、高い発光効率を示し、発光寿命が長く、初期劣化が抑制され、且つ、ダークスポットのない有機エレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ素子）、照明装置及び表示装置を提供することができた。
【０１５６】
本発明に係る一般式（１）、（２）、（４）または（５）のいずれかで示される部分構造を含む化合物（金属錯体）は、本発明の有機ＥＬ素子の少なくとも１層の発光層に含有されるが、該発光層以外の構成層に含まれていてもよい。
【０１５７】
尚、本発明の有機ＥＬ素子の構成層については後に詳細に説明する。
【０１５８】
《有機ＥＬ素子の構成層》
本発明の有機ＥＬ素子の構成層について説明する。本発明において、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。
【０１５９】
（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
（vi）陽極／正孔輸送層／電子阻止層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／陰極
本発明の有機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、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装置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層としたものであってもよい。更に、発光層間には非発光性の中間層を有していてもよい。本発明の有機ＥＬ素子としては白色発光層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。
【０１６０】
本発明の有機ＥＬ素子を構成する各層について説明する。
【０１６１】
《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及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よい。
【０１６２】
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、２ｎｍ〜５μｍの範囲に調整することが好ましく、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〜２０ｎｍの範囲である。
【０１６３】
発光層の作製には、後述する発光ドーパントやホスト化合物を、例えば、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、ＬＢ法、インクジェット法等の公知の薄膜化法により成膜して形成することができる。
【０１６４】
本発明の有機ＥＬ素子の発光層には、発光ホスト化合物と、発光ドーパント（リン光ドーパント（リン光発光性ドーパントともいう）や蛍光ドーパント等）の少なくとも１種類とを含有することが好ましい。
【０１６５】
（ホスト化合物（発光ホスト等ともいう））
本発明に用いられるホスト化合物について説明する。
【０１６６】
ここで、本発明においてホスト化合物とは、発光層に含有される化合物の内でその層中での質量比が２０％以上であり、且つ室温（２５℃）においてリン光発光のリン光量子収率が、０．１未満の化合物と定義される。好ましくはリン光量子収率が０．０１未満である。また、発光層に含有される化合物の中で、その層中での質量比が２０％以上であることが好ましい。
【０１６７】
ホスト化合物としては、公知のホスト化合物を単独で用いてもよく、または複数種併用して用いてもよい。ホスト化合物を複数種用いることで、電荷の移動を調整することが可能であり、有機ＥＬ素子を高効率化することができる。また、後述する発光ドーパントを複数種用いることで、異なる発光を混ぜ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。
【０１６８】
また、本発明に用いられる発光ホストとしては、従来公知の低分子化合物でも、繰り返し単位をもつ高分子化合物でもよく、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）でもよく、前記材料Ｃのような化合物を１種または複数種用いても良い。
【０１６９】
以下に、本発明に好ましく用いられるホスト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。
【０１７０】
【化１８】
【０１７１】
併用してもよ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、且つ発光の長波長化を防ぎ、なお且つ高Ｔｇ（ガラス転移温度）である化合物が好ましい。
【０１７２】
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が挙げられる。
【０１７３】
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。
【０１７４】
（発光ドーパント）
本発明に係る発光ドーパントについて説明する。
【０１７５】
本発明に係る発光ドーパントとしては、蛍光ドーパント（蛍光性化合物ともいう）、リン光ドーパント（リン光発光体、リン光性化合物、リン光発光性化合物等ともいう）を用いることができるが、より発光効率の高い有機ＥＬ素子を得る観点からは、本発明の有機ＥＬ素子の発光層や発光ユニットに使用される発光ドーパント（単に、発光材料ということもある）としては、上記のホスト化合物を含有すると同時に、リン光ドーパントを含有することが好ましい。
【０１７６】
尚、本発明に係る一般式（１）、（２）、（４）または（５）のいずれかで表される部分構造を含む（有するともいう）化合物（金属錯体、金属錯体化合物ともいう）は、本発明の有機ＥＬ素子の構成層において、発光層で用いられるが、好ましく、該発光層においては、発光ドーパントとして用いられることが好ましく、更に好ましくは、リン光ドーパントとして用いられることである。
【０１７７】
（リン光ドーパント）
本発明に係るリン光ドーパントについて説明する。
【０１７８】
本発明に係るリン光ドーパントは、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℃）にてリン光発光する化合物であり、リン光量子収率が、２５℃において０．０１以上の化合物であると定義されるが、好ましいリン光量子収率は０．１以上である。
【０１７９】
上記リン光量子収率は、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。溶液中でのリン光量子収率は種々の溶媒を用いて測定できるが、本発明に係るリン光ドーパントは、任意の溶媒のいずれかにおいて上記リン光量子収率（０．０１以上）が達成されればよい。
【０１８０】
リン光ドーパントの発光は原理としては２種挙げられ、一つはキャリアが輸送されるホスト化合物上でキャリアの再結合が起こってホスト化合物の励起状態が生成し、このエネルギーをリン光ドーパントに移動させることでリン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、もう一つはリン光ドーパントがキャリアトラップとなり、リン光ドーパント上でキャリアの再結合が起こりリン光ドーパント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が、いずれの場合においても、リン光ドーパント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条件である。
【０１８１】
リン光ドーパントは、有機ＥＬ素子の発光層に使用される公知のものの中から適宜選択して用いることができる。
【０１８２】
リン光ドーパントは、好ましくは元素周期表で８族〜１０族の遷移金属元素を中心金属として有する錯体系化合物であり、更に好ましくはイリジウム化合物、オスミウム化合物、または白金化合物（白金錯体系化合物）、希土類錯体であり、中でも最も好ましいのはイリジウム化合物である。
【０１８３】
また、本発明に係る前記一般式（１）、（２）、（４）または（５）のいずれかで表される部分構造を含む（有するともいう）化合物（金属錯体、金属錯体化合物ともいう）と併用することができる化合物としては、以下の特許公報に記載されている化合物が挙げられる。
【０１８４】
国際公開第００／７０６５５号パンフレット、特開２００２−２８０１７８号公報、特開２００１−１８１６１６号公報、特開２００２−２８０１７９号公報、特開２００１−１８１６１７号公報、特開２００２−２８０１８０号公報、特開２００１−２４７８５９号公報、特開２００２−２９９０６０号公報、特開２００１−３１３１７８号公報、特開２００２−３０２６７１号公報、特開２００１−３４５１８３号公報、特開２００２−３２４６７９号公報、国際公開第０２／１５６４５号パンフレット、特開２００２−３３２２９１号公報、特開２００２−５０４８４号公報、特開２００２−３３２２９２号公報、特開２００２−８３６８４号公報、特表２００２−５４０５７２号公報、特開２００２−１１７９７８号公報、特開２００２−３３８５８８号公報、特開２００２−１７０６８４号公報、特開２００２−３５２９６０号公報、国際公開第０１／９３６４２号パンフレット、特開２００２−５０４８３号公報、特開２００２−１００４７６号公報、特開２００２−１７３６７４号公報、特開２００２−３５９０８２号公報、特開２００２−１７５８８４号公報、特開２００２−３６３５５２号公報、特開２００２−１８４５８２号公報、特開２００３−７４６９号公報、特表２００２−５２５８０８号公報、特開２００３−７４７１号公報、特表２００２−５２５８３３号公報、特開２００３−３１３６６号公報、特開２００２−２２６４９５号公報、特開２００２−２３４８９４号公報、特開２００２−２３５０７６号公報、特開２００２−２４１７５１号公報、特開２００１−３１９７７９号公報、特開２００１−３１９７８０号公報、特開２００２−６２８２４号公報、特開２００２−１００４７４号公報、特開２００２−２０３６７９号公報、特開２００２−３４３５７２号公報、特開２００２−２０３６７８号公報等。
【０１８５】
以下に、具体例の一部を示す。
【０１８６】
【化１９】
【０１８７】
【化２０】
【０１８８】
【化２１】
【０１８９】
（蛍光ドーパント（蛍光性化合物ともいう））
蛍光ドーパント（蛍光性化合物）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、スクアリウム系色素、オキソベンツアントラセン系色素、フルオレセイン系色素、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。
【０１９０】
次に、本発明の有機ＥＬ素子の構成層として用いられる電荷輸送層、すなわち、注入層、阻止層、電子輸送層等について説明する。
【０１９１】
《注入層：電子注入層、正孔注入層》
注入層は必要に応じて設け、電子注入層と正孔注入層があり、上記の如く陽極と発光層または正孔輸送層の間、及び陰極と発光層または電子輸送層との間に存在させてもよい。
【０１９２】
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、「有機ＥＬ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。
【０１９３】
陽極バッファー層（正孔注入層）は、特開平９−４５４７９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等が挙げられる。
【０１９４】
陰極バッファー層（電子注入層）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望ましく、素材にもよるがその膜厚は０．１ｎｍ〜５μｍの範囲が好ましい。
【０１９５】
《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。例えば、特開平１１−２０４２５８号公報、同１１−２０４３５９号公報、及び「有機ＥＬ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頁等に記載されている正孔阻止（ホールブロック）層がある。
【０１９６】
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。
【０１９７】
また、後述する電子輸送層の構成を必要に応じて、本発明に係わる正孔阻止層として用いることができる。
【０１９８】
本発明の有機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。
【０１９９】
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、カルボリン誘導体、ジアザカルバゾール誘導体（カルボリン誘導体のカルボリン環を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を示す。）を含有することが好ましい。
【０２００】
また、本発明においては、複数の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にある発光層が、全発光層中、最も陽極に近いことが好ましいが、このような場合、該最短波層と該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ことが好ましい。更には、該位置に設けられる正孔阻止層に含有される化合物の５０質量％以上が、前記最短波発光層のホスト化合物に対しそのイオン化ポテンシャルが０．３ｅＶ以上大きいことが好ましい。
【０２０１】
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のに必要なエネルギーで定義され、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。
【０２０２】
（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。
【０２０３】
（２）イオン化ポテンシャルは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。例えば、理研計器社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。
【０２０４】
尚、本発明に係る前記一般式（１）から（５）、一般式（９）〜（１０）のいずれか一つで表される部分構造で表される部分構造を含む（有するともいう）化合物を正孔阻止層に含有することも可能である。
【０２０５】
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。
【０２０６】
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ことができる。本発明に係る正孔阻止層、電子輸送層の膜厚としては、好ましくは３ｎｍ〜１００ｎｍであり、更に好ましくは５ｎｍ〜３０ｎｍである。
【０２０７】
尚、本発明に係る前記一般式（１）から（５）、一般式（９）〜（１０）のいずれか一つで表される部分構造で表される部分構造を含む（有するともいう）化合物を電子阻止層に含有することも可能である。
【０２０８】
《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。正孔輸送層は単層または複数層設けることができる。
【０２０９】
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よい。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、ピラゾリン誘導体及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、また導電性高分子オリゴマー、特にチオフェンオリゴマー等が挙げられる。
【０２１０】
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級アミン化合物及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。
【０２１１】
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，Ｎ′，Ｎ′−テトラフェニル−４，４′−ジアミノフェニル；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）；２，２−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）プロパン；１，１−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）シクロヘキサン；Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラ−ｐ−トリル−４，４′−ジアミノビフェニル；１，１−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）−４−フェニルシクロヘキサン；ビス（４−ジメチルアミノ−２−メチルフェニル）フェニルメタン；ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）フェニルメタン；Ｎ，Ｎ′−ジフェニル−Ｎ，Ｎ′−ジ（４−メトキシフェニル）−４，４′−ジアミノビフェニル；Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラフェニル−４，４′−ジアミノジフェニルエーテル；４，４′−ビス（ジフェニルアミノ）クオードリフェニル；Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリ（ｐ−トリル）アミン；４−（ジ−ｐ−トリルアミノ）−４′−〔４−（ジ−ｐ−トリルアミノ）スチリル〕スチルベン；４−Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ−（２−ジフェニルビニル）ベンゼン；３−メトキシ−４′−Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノスチルベンゼン；Ｎ−フェニルカルバゾール、更には米国特許第５，０６１，５６９号明細書に記載されている２個の縮合芳香族環を分子内に有するもの、例えば、４，４′−ビス〔Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ〕ビフェニル（ＮＰＤ）、特開平４−３０８６８８号公報に記載されているトリフェニルアミンユニットが３つスターバースト型に連結された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。
【０２１２】
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、ｐ型−Ｓｉ、ｐ型−ＳｉＣ等の無機化合物も正孔注入材料、正孔輸送材料として使用することができる。
【０２１３】
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、所謂ｐ型正孔輸送材料を用いることもできる。
【０２１４】
本発明においては、より高効率の発光素子が得られることからこれらの材料を用いることが好ましい。
【０２１５】
正孔輸送層は上記正孔輸送材料を、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。正孔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。この正孔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。
【０２１６】
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。その例としては、特開平４−２９７０７６号公報、特開２０００−１９６１４０号公報、同２００１−１０２１７５号公報の各公報、Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，９５，５７７３（２００４）等に記載されたものが挙げられる。
【０２１７】
本発明においては、このようなｐ性の高い正孔輸送層を用いることが、より低消費電力の素子を作製することができるため好ましい。
【０２１８】
《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。
【０２１９】
従来、単層の電子輸送層、及び複数層とする場合は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。
【０２２０】
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。
【０２２１】
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。
【０２２２】
その他、メタルフリーもしくはメタルフタロシアニン、またはそれらの末端がアルキル基やスルホン酸基等で置換されているものも、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。
【０２２３】
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。
【０２２４】
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。その例としては、特開平４−２９７０７６号公報、同１０−２７０１７２号公報、特開２０００−１９６１４０号公報、同２００１−１０２１７５号公報、Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，９５，５７７３（２００４）等に記載されたものが挙げられる。
【０２２５】
本発明においては、このようなｎ性の高い電子輸送層を用いることがより低消費電力の素子を作製することができるため好ましい。
【０２２６】
《陽極》
有機ＥＬ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。
【０２２７】
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で所望の形状のパターンを形成してもよく、あるいはパターン精度をあまり必要としない場合は（１００μｍ以上程度）、上記電極物質の蒸着やスパッタリング時に所望の形状のマスクを介してパターンを形成してもよい。
【０２２８】
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１０ｎｍ〜１０００ｎｍ、好ましくは１０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲で選ばれる。
【０２２９】
《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。
【０２３０】
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。尚、発光した光を透過させるため、有機ＥＬ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。
【０２３１】
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。
【０２３２】
《支持基板》
本発明の有機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、支持体等とも言う）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、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。
【０２３３】
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、セロファン、セルロースジアセテート、セルローストリアセテート、セルロースアセテートブチレート、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のセルロースエステル類またはそれらの誘導体、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、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（商品名ＪＳＲ社製）あるいはアペル（商品名三井化学社製）といったシクロオレフィン系樹脂等を挙げられる。
【０２３４】
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、１０−３ｍｌ／（ｍ２・２４ｈ・ａｔｍ）以下、水蒸気透過度が、１０−５ｇ／（ｍ２・２４ｈ）以下の高バリア性フィルムであることが好ましい。
【０２３５】
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。
【０２３６】
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るが、特開２００４−６８１４３号公報に記載されているような大気圧プラズマ重合法によるものが特に好ましい。
【０２３７】
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。
【０２３８】
本発明の有機ＥＬ素子の発光の室温における外部取り出し効率は、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。
【０２３９】
ここに、外部取り出し量子効率（％）＝有機ＥＬ素子外部に発光した光子数／有機ＥＬ素子に流した電子数×１００である。
【０２４０】
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、有機ＥＬ素子からの発光色を蛍光体を用いて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、有機ＥＬ素子の発光のλｍａｘは４８０ｎｍ以下が好ましい。
【０２４１】
《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、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。
【０２４２】
封止部材としては、有機ＥＬ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。
【０２４３】
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。ガラス板としては、特にソーダ石灰ガラス、バリウム・ストロンチウム含有ガラス、鉛ガラス、アルミノケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス、バリウムホウケイ酸ガラス、石英等を挙げることができる。また、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、ポリサルフォ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。
【０２４４】
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。
【０２４５】
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１×１０−３ｍｌ／（ｍ２・２４ｈ・ａｔｍ）以下、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、１×１０−６ｇ／（ｍ２・２４ｈ）以下のものであることが好ましい。
【０２４６】
封止部材を凹状に加工するのは、サンドブラスト加工、化学エッチング加工等が使われる。
【０２４７】
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。
【０２４８】
尚、有機ＥＬ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。
【０２４９】
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。
【０２５０】
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。
【０２５１】
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。
【０２５２】
封止部材と有機ＥＬ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。
【０２５３】
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、酸化カルシウム、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、硫酸コバルト等）、金属ハロゲン化物（例えば、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、フッ化セシウム、フッ化タンタル、臭化セリウム、臭化マグネシウム、沃化バリウム、沃化マグネシウム等）、過塩素酸類（例えば、過塩素酸バリウム、過塩素酸マグネシウム等）等が挙げられ、硫酸塩、金属ハロゲン化物及び過塩素酸類においては無水塩が好適に用いられる。
【０２５４】
《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、その機械的強度は必ずしも高くないため、このような保護膜、保護板を設けることが好ましい。
【０２５５】
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。
【０２５６】
《光取り出し》
有機ＥＬ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。
【０２５７】
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。
【０２５８】
本発明においては、これらの方法を本発明の有機ＥＬ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。
【０２５９】
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。
【０２６０】
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。
【０２６１】
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。
【０２６２】
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。
【０２６３】
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。
【０２６４】
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。
【０２６５】
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。
【０２６６】
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。
【０２６７】
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。
【０２６８】
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。
【０２６９】
《集光シート》
本発明の有機ＥＬ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、あるいは所謂集光シートと組み合わせることにより、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。
【０２７０】
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。
【０２７１】
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。
【０２７２】
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。
【０２７３】
《有機ＥＬ素子の作製方法》
本発明の有機ＥＬ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／正孔阻止層／電子輸送層／陰極からなる有機ＥＬ素子の作製法を説明する。
【０２７４】
まず適当な基体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。
【０２７５】
次に、この上に有機ＥＬ素子材料である正孔注入層、正孔輸送層、発光層、正孔阻止層、電子輸送層等の有機化合物薄膜を形成させる。
【０２７６】
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。
【０２７７】
有機ＥＬ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。
【０２７８】
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有機ＥＬ素子が得られる。
【０２７９】
また、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。尚、印加する交流の波形は任意でよい。
【０２８０】
《用途》
本発明の有機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有効に用いることができる。
【０２８１】
本発明の有機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。
【０２８２】
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。
【０２８３】
本発明の有機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。
【０２８４】
また、本発明の有機ＥＬ素子が白色素子の場合には、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。
【実施例】
【０２８５】
以下、実施例により本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されない。また、以下の実施例において用いられる化合物の構造を下記に示す。
【０２８６】
【化２２】
【０２８７】
【化２３】
【０２８８】
【化２４】
【０２８９】
【化２５】
【０２９０】
実施例１
《有機ＥＬ素子１−１の作製》
陽極として１００ｍｍ×１００ｍｍ×１．１ｍｍのガラス基板上にＩＴＯ（インジウムチンオキシド）を１００ｎｍ成膜した基板（ＮＨテクノグラス社製ＮＡ４５）にパターニングを行った後、このＩＴＯ透明電極を設けた透明支持基板をイソプロピルアルコールで超音波洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥し、ＵＶオゾン洗浄を５分間行った。
【０２９１】
この透明支持基板を市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに固定し、一方、モリブデン製抵抗加熱ボートにα−ＮＰＤを２００ｍｇ入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにホスト化合物としてＨ−１を２００ｍｇ入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにＢＡｌｑを２００ｍｇ入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにＦＩｒｐｉｃを１００ｍｇ入れ、更に別のモリブデン製抵抗加熱ボートにＡｌｑ３を２００ｍｇ入れ、真空蒸着装置に取り付けた。
【０２９２】
次いで、真空槽を４×１０−４Ｐａまで減圧した後、α−ＮＰＤの入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度０．１ｎｍ／秒で透明支持基板に蒸着し、膜厚４０ｎｍの正孔輸送層を設けた。
【０２９３】
更に、Ｈ−１とＦＩｒｐｉｃの入った前記加熱ボートに通電して加熱し、それぞれ蒸着速度０．２ｎｍ／秒、０．０１２ｎｍ／秒で前記正孔輸送層上に共蒸着して、膜厚４０ｎｍの発光層を設けた。尚、蒸着時の基板温度は室温であった。
【０２９４】
更に、ＢＡｌｑの入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度０．１ｎｍ／秒で前記発光層の上に蒸着して膜厚１０ｎｍの正孔阻止層を設けた。
【０２９５】
その上に、更に、Ａｌｑ３の入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度０．１ｎｍ／秒で前記正孔阻止層の上に蒸着して更に膜厚４０ｎｍの電子輸送層を設けた。尚、蒸着時の基板温度は室温であった。
【０２９６】
引き続きフッ化リチウム０．５ｎｍ及びアルミニウム１１０ｎｍを蒸着して陰極を形成し、有機ＥＬ素子１−１を作製した。
【０２９７】
作製後の各有機ＥＬ素子の非発光面をガラスケースで覆い、厚み３００μｍのガラス基板を封止用基板として用いて、周囲にシール材として、エポキシ系光硬化型接着剤（東亞合成社製ラックストラックＬＣ０６２９Ｂ）を適用し、これを上記陰極上に重ねて前記透明支持基板と密着させ、ガラス基板側からＵＶ光を照射して、硬化させて、封止して、図３、図４に示すような照明装置を形成して評価した。
【０２９８】
図３は、照明装置の概略図を示し、有機ＥＬ素子１０１は、ガラスカバー１０２で覆われている（尚、ガラスカバーでの封止作業は、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）で行った）。
【０２９９】
図４は、照明装置の断面図を示し、図２において、１０５は陰極、１０６は有機ＥＬ層、１０７は透明電極付きガラス基板を示す。尚、ガラスカバー１０２内には窒素ガス１０８が充填され、捕水剤１０９が設けられている。
【０３００】
《有機ＥＬ素子１−２〜１−２６の作製》
有機ＥＬ素子１−１の作製において、表２に記載のように発光ホスト、発光ドーパント材料を変更した以外は同様にして、有機ＥＬ素子１−２〜１−２６を作製した。
【０３０１】
《有機ＥＬ素子１−１〜１−２６の評価》
以下のようにして作製した有機ＥＬ素子１−１〜１−２６の評価を行い、その結果を表２に示す。
【０３０２】
（外部取り出し量子効率）
作製した有機ＥＬ素子について、２３℃、乾燥窒素ガス雰囲気下で２．５ｍＡ／ｃｍ２定電流を印加した時の外部取り出し量子効率（％）を測定した。尚、測定には同様に分光放射輝度計ＣＳ−１０００（コニカミノルタセンシング社製）を用いた。
【０３０３】
表２の外部取りだし量子効率の測定結果は、有機ＥＬ素子１−１の測定値を１００とした時の相対値で表した。
【０３０４】
（半減寿命）
下記に示す測定法に従って、半減寿命の評価を行った。
【０３０５】
各有機ＥＬ素子を初期輝度１０００ｃｄ／ｍ２を与える電流で定電流駆動して、初期輝度の１／２（５００ｃｄ／ｍ２）になる時間を求め、これを半減寿命の尺度とした。尚、半減寿命は比較の有機ＥＬ素子１−１を１００とした時の相対値で表示した。
【０３０６】
（初期劣化）
下記に示す測定法に従って、初期劣化の評価を行った。前記半減寿命の測定時に、輝度が９０％に到達する時間を測定し、これを初期劣化の尺度とした。
【０３０７】
尚、初期劣化は比較の有機ＥＬ素子１−１を１００とした。
【０３０８】
初期劣化は以下の計算式を基に計算した。
【０３０９】
初期劣化＝（有機ＥＬ素子１−１の輝度９０％到達時間）／（各素子の輝度９０％到達時間）×１００すなわち、初期劣化の値は、小さいほど初期の劣化が小さいことを示す。
【０３１０】
（ダークスポット）
各有機ＥＬ素子を室温下、２．５ｍＡ／ｃｍ２の定電流条件下による連続点灯を行った際の発光面を目視で下記のようにランク評価した。
【０３１１】
連続点灯時間１０時間経過後の各素子を、無作為に抽出した１０人による目視評価を行い、
×：ダークスポットを確認した人数が５人以上の場合
△：ダークスポットを確認した人数が１〜４人の場合
○：ダークスポットを確認した人数が０人の場合
とした。
【０３１２】
評価結果を表２に示す。
【０３１３】
【表２】
【０３１４】
表２から、比較の素子に比べて、本発明の有機ＥＬ素子は、外部取り出し量子効率が高く、半減寿命が長く、初期劣化が抑制され、且つ、ダークスポットが全くないことが明らかである。
【０３１５】
特に、本発明に係る金属錯体化合物である、例示化合物３−１４、４−１８を用いた有機ＥＬ素子は、イミダゾフェナントリジン環の９位の置換基効果により、大幅に半減寿命が向上していることがわかる。
【０３１６】
また、これらの素子は、更に初期劣化が小さく、ダークスポットの生成も抑えられていることが明らかになった。
【０３１７】
実施例２
《フルカラー表示装置の作製》
（青色発光素子の作製）
実施例１の有機ＥＬ素子１−２１を青色発光素子として用いた。
【０３１８】
（緑色発光素子の作製）
実施例１の有機ＥＬ素子１−１において、ＦＩｒｐｉｃをＩｒ−１に変更した以外は同様にして、緑色発光素子を作製し、これを緑色発光素子として用いた。
【０３１９】
（赤色発光素子の作製）
実施例１の有機ＥＬ素子１−１において、ＦＩｒｐｉｃをＩｒ−９に変更した以外は同様にして、赤色発光素子を作製し、これを赤色発光素子として用いた。
【０３２０】
上記で作製した赤色、緑色、青色発光有機ＥＬ素子を同一基板上に並置し、図１に記載のような形態を有するアクティブマトリクス方式フルカラー表示装置を作製した。図２には、作製した前記表示装置の表示部Ａの模式図のみを示した。
【０３２１】
即ち、同一基板上に複数の走査線５及びデータ線６を含む配線部と並置した複数の画素３（発光の色が赤領域の画素、緑領域の画素、青領域の画素等）とを有し、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なり、走査線５とデータ線６は格子状に直交して、直交する位置で画素３に接続している（詳細は図示せず）。
【０３２２】
前記複数画素３は、それぞれの発光色に対応した有機ＥＬ素子、アクティブ素子であるスイッチングトランジスタと駆動トランジスタそれぞれが設けられたアクティブマトリクス方式で駆動されており、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。このように赤、緑、青の画素を適宜、並置することによって、フルカラー表示装置を作製した。
【０３２３】
このフルカラー表示装置は駆動することにより、輝度が高く、高耐久性を有し、且つ鮮明なフルカラー動画表示が得られることがわかった。
【０３２４】
実施例３
《白色発光素子及び白色照明装置の作製》
実施例１の透明電極基板の電極を２０ｍｍ×２０ｍｍにパターニングし、その上に実施例１と同様に正孔注入／輸送層としてα−ＮＰＤを２５ｎｍの厚さで成膜し、更に、Ｈ−１の入った前記加熱ボートと例示化合物１−３の入ったボート及びＩｒ−９の入ったボートをそれぞれ独立に通電して、発光ホストであるＨ−１と発光ドーパントとして例示化合物２−２、及びＩｒ−９の蒸着速度が１００：５：０．６になるように調節し、膜厚３０ｎｍの厚さになるように蒸着し、発光層を設けた。
【０３２５】
次いで、ＢＡｌｑを１０ｎｍ成膜して正孔阻止層を設けた。更に、Ａｌｑ３を４０ｎｍで成膜し電子輸送層を設けた。
【０３２６】
次に、実施例１と同様に電子注入層の上にステンレス鋼製の透明電極とほぼ同じ形状の正方形穴あきマスクを設置し、陰極バッファー層としてフッ化リチウム０．５ｎｍ及び陰極としてアルミニウム１５０ｎｍを蒸着、成膜した。
【０３２７】
この素子を実施例１と同様な方法及び同様な構造の封止缶を具備させ、図３、図４に示すような平面ランプを作製した。この平面ランプに通電したところほぼ白色の光が得られ、照明装置として使用できることがわかった。
【０３２８】
実施例４
《白色発光素子及び白色照明装置の作製−２》
陽極として１００ｍｍ×１００ｍｍ×１．１ｍｍのガラス基板上にＩＴＯ（インジウムチンオキシド）を１００ｎｍ成膜した基板（ＮＨテクノグラス社製ＮＡ−４５）にパターニングを行った後、このＩＴＯ透明電極を設けた透明支持基板をイソプロピルアルコールで超音波洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥し、ＵＶオゾン洗浄を５分間行った。
【０３２９】
この透明支持基板上に、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社製、Ｂａｙｔｒｏｎ Ｐ Ａｌ ４０８３）を純水で７０％に希釈した溶液を３０００ｒｐｍ、３０秒でスピンコート法により成膜した後、２００℃にて１時間乾燥し、膜厚３０ｎｍの第１正孔輸送層を設けた。
【０３３０】
この基板を窒素雰囲気下に移し、第１正孔輸送層上に、５０ｍｇの化合物Ａを１０ｍｌのトルエンに溶解した溶液を１０００ｒｐｍ、３０秒の条件下、スピンコート法により成膜した。１８０秒間紫外光を照射し、光重合・架橋を行った後、６０℃で１時間真空乾燥し第２正孔輸送層（電子阻止層）とした。
【０３３１】
次に、Ｈ−５（６０ｍｇ）、例示化合物５−３（３．０ｍｇ）、Ｉｒ−９（３．０ｍｇ）をトルエン６ｍｌに溶解した溶液を用い、１０００ｒｐｍ、３０秒の条件下、スピンコート法により成膜し、発光層を形成した。
【０３３２】
続いて、この基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに固定し、モリブデン製抵抗加熱ボートにＢＡｌｑを２００ｍｇ入れ、真空蒸着装置に取り付けた。
【０３３３】
真空槽を４×１０−４Ｐａまで減圧した後、ＢＡｌｑの入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度０．１ｎｍ／秒で前記発光層の上に蒸着して、更に膜厚４０ｎｍの電子輸送層を設けた。尚、蒸着時の基板温度は室温であった。
【０３３４】
引き続き、フッ化リチウム０．５ｎｍ及びアルミニウム１１０ｎｍを蒸着して陰極を形成し、白色発光有機ＥＬ素子を作製した。
【０３３５】
この素子に通電したところほぼ白色の光が得られ、照明装置として使用できることがわかった。
【０３３６】
更に、例示化合物５−３のかわりに例示化合物１−６、２−２、３−５、４−６を用い、同様の素子を作成した。発光材料が重合性基を有している場合は、１８０秒間紫外光を照射し、光重合・架橋を行った後、６０℃で１時間真空乾燥し発光層とした。
【０３３７】
これらの素子に通電したところほぼ白色の光が得られ、照明装置として使用出来ることがわかった。
【０３３８】
実施例５
《白色発光素子及び白色照明装置の作製−３》
陽極として１００ｍｍ×１００ｍｍ×１．１ｍｍのガラス基板上にＩＴＯ（インジウムチンオキシド）を１００ｎｍ成膜した基板（ＮＨテクノグラス社製ＮＡ−４５）にパターニングを行った後、このＩＴＯ透明電極を設けた透明支持基板をイソプロピルアルコールで超音波洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥し、ＵＶオゾン洗浄を５分間行った。
【０３３９】
この透明支持基板上に、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社製、Ｂａｙｔｒｏｎ Ｐ Ａｌ ４０８３）を純水で７０％に希釈した溶液を３０００ｒｐｍ、３０秒でスピンコート法により成膜した後、２００℃にて１時間乾燥し、膜厚３０ｎｍの第１正孔輸送層を設けた。
【０３４０】
この基板を窒素雰囲気下に移し、第１正孔輸送層上に、５０ｍｇの化合物Ｄを１０ｍｌのトルエンに溶解した溶液を１０００ｒｐｍ、３０秒の条件下、スピンコート法により製膜した。１８０秒間紫外光を照射し、光重合・架橋を行った後、６０℃で１時間真空乾燥し第２正孔輸送層とした。
【０３４１】
次に、化合物Ｅ（６０ｍｇ）、Ｉｒ−１４（３．０ｍｇ）、例示化合物４−１６（３．０ｍｇ）をトルエン６ｍｌに溶解した溶液を用い、１０００ｒｐｍ、３０秒の条件下、スピンコート法により成膜した。１５秒間紫外光を照射し、光重合・架橋を行わせ、更に真空中１５０℃で１時間加熱を行い、発光層とした。
【０３４２】
更に、化合物Ｆ（２０ｍｇ）をトルエン６ｍｌに溶解した溶液を用い、１０００ｒｐｍ、３０秒の条件下、スピンコート法により成膜した。１５秒間紫外光を照射し、光重合・架橋を行わせ、更に真空中８０℃で１時間加熱を行い、正孔阻止層とした。
【０３４３】
続いて、この基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに固定し、モリブデン製抵抗加熱ボートにＡｌｑ３を２００ｍｇ入れ、真空蒸着装置に取り付けた。
【０３４４】
真空槽を４×１０−４Ｐａまで減圧した後、Ａｌｑ３の入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度０．１ｎｍ／秒で前記正孔阻止層の上に蒸着して、更に膜厚４０ｎｍの電子輸送層を設けた。尚、蒸着時の基板温度は室温であった。
【０３４５】
引き続き、フッ化リチウム０．５ｎｍ及びアルミニウム１１０ｎｍを蒸着して陰極を形成し、白色発光有機ＥＬ素子を作製した。
【０３４６】
この素子に通電したところほぼ白色の光が得られ、照明装置として使用できることがわかった。
【符号の説明】
【０３４７】
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
１０７ 透明電極付きガラス基板
１０６ 有機ＥＬ層
１０５ 陰極
１０２ ガラスカバー
１０８ 窒素ガス
１０９ 捕水剤
【特許請求の範囲】
【請求項１】
陽極と陰極により挟まれた少なくとも１層の発光層を含有する有機エレクトロルミネッセンス素子において、
該発光層が、下記一般式（１）または一般式（２）で表される部分構造を含む化合物を少なくとも１つ含有する有機層を有す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１】
〔式中、Ｅ１ｂ〜Ｅ１ｏ、Ｅ１ｑは、各々炭素原子、窒素原子、酸素原子または硫黄原子を表し、Ｅ１ａ〜Ｅ１ｑで構成される骨格は合計で１８π電子を有する。Ｅ１ａとＥ１ｐは各々異なり、炭素原子または窒素原子を表す。Ｒ１ａ〜Ｒ１ｉは、各々水素原子または置換基を表すが、Ｒ１ａ〜Ｒ１ｉの少なくとも１つは下記一般式（３）で表される置換基を表す。Ｍは元素周期表における８族〜１０族の遷移金属元素を表す。〕
一般式（３）
（Ｒ２ａ）ｍ
｜
−（Ｃ）ｏ−（Ａ）ｐ−（Ｒ２ｂ）ｎ
〔式中、Ｒ２ａは水素原子または置換基を表し、ｍは０〜２の整数を表す。ｏは１〜３の整数を表す。Ａは窒素原子、酸素原子、硫黄原子、ハロゲン原子または珪素原子を表し、ｐは１〜３の整数を表す。Ｒ２ｂは、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、芳香族炭化水素基、芳香族複素環基または複素環基を表し、ｎは０〜３の整数を表す。複数のＲ２ａが存在する場合、各々のＲ２ａは同一でもよく、異なっていてもよい。Ｒ２ａはＡまたはＲ２ｂと結合して環形成してもよい。複数のＲ２ｂが存在する場合、各々のＲ２ｂは同一でもよく、異なっていても良い。Ｒ２ｂはＡまたはＲ２ａと結合して環形成してもよい。〕
【請求項２】
前記一般式（１）で表される部分構造が、下記一般式（４）または（５）で表される部分構造を表すことを特徴とする請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化２】
〔式中、Ｒ１ａ〜Ｒ１ｉは、前記一般式（１）のＲ１ａ〜Ｒ１ｉと同義である。Ｍは元素周期表における８族〜１０族の遷移金属元素を表す。〕
【請求項３】
前記Ｒ１ｃ〜Ｒ１ｆの少なくとも１つは、前記一般式（３）で表される置換基を表すことを特徴とする請求項１または２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項４】
前記Ｒ１ｇ〜Ｒ１ｉの少なくとも１つは前記一般式（３）で表される置換基を表すことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項５】
前記一般式（３）のＡが酸素原子または硫黄原子を表すことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項６】
前記一般式（３）のＡがハロゲン原子を表すことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項７】
前記一般式（３）のＡがフッ素原子を表すことを特徴とする請求項６に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項８】
前記一般式（３）のｏが１を表すことを特徴とする請求項６に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項９】
前記Ｒ１ｂが、下記一般式（６）で表される基を表すことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化３】
〔式中、Ｚは、６員の芳香族炭化水素環または、５員または６員の芳香族複素環を形成するのに必要な原子群を表し、Ａは窒素原子または炭素原子を表す。Ｒａは立体パラメータ値（Ｅｓ値）が−０．５以下の置換基を表す。Ｒｂは水素原子または置換基を表し、ｎは１〜４の整数を表す。〕
【請求項１０】
前記一般式（６）で表される基が、下記一般式（７）で表される基を表すことを特徴とする請求項９に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化４】
〔式中、Ｒａは立体パラメータ値（Ｅｓ値）が−０．５以下の置換基を表し、Ｒｂは水素原子または置換基を表し、ｎは１〜４の整数を表す。〕
【請求項１１】
前記一般式（７）で表される基が、下記一般式（８）で表される基を表すことを特徴とする請求項１０に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化５】
〔式中、Ｒａ及びＲｃは立体パラメータ値（Ｅｓ値）が−０．５以下の置換基を表し、Ｒｂは水素原子または置換基を表し、ｎは１〜４の整数を表す。〕
【請求項１２】
前記Ｍが白金またはイリジウムを表すことを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１３】
構成層として、前記一般式（１）、（２）、（４）または（５）のいずれかで表される部分構造を含む化合物を少なくとも１種含有する有機層を有し、該有機層がウェットプロセスを用いて形成されたことを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１４】
請求項１〜１２のいずれか１項に記載の前記一般式（１）または（２）で表される部分構造を含む化合物または、請求項２〜１２のいずれか１項に記載の前記一般式（４）または（５）で表される部分構造を含む化合物を少なくとも１種含有す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材料。
【請求項１５】
前記Ｍが白金またはイリジウムであることを特徴とする請求項１４に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子材料。
【請求項１６】
請求項１〜１３のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えたことを特徴とする表示装置。
【請求項１７】
請求項１〜１３のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えたことを特徴とする照明装置。
【請求項１】
陽極と陰極により挟まれた少なくとも１層の発光層を含有する有機エレクトロルミネッセンス素子において、
該発光層が、下記一般式（１）または一般式（２）で表される部分構造を含む化合物を少なくとも１つ含有する有機層を有す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１】
〔式中、Ｅ１ｂ〜Ｅ１ｏ、Ｅ１ｑは、各々炭素原子、窒素原子、酸素原子または硫黄原子を表し、Ｅ１ａ〜Ｅ１ｑで構成される骨格は合計で１８π電子を有する。Ｅ１ａとＥ１ｐは各々異なり、炭素原子または窒素原子を表す。Ｒ１ａ〜Ｒ１ｉは、各々水素原子または置換基を表すが、Ｒ１ａ〜Ｒ１ｉの少なくとも１つは下記一般式（３）で表される置換基を表す。Ｍは元素周期表における８族〜１０族の遷移金属元素を表す。〕
一般式（３）
（Ｒ２ａ）ｍ
｜
−（Ｃ）ｏ−（Ａ）ｐ−（Ｒ２ｂ）ｎ
〔式中、Ｒ２ａは水素原子または置換基を表し、ｍは０〜２の整数を表す。ｏは１〜３の整数を表す。Ａは窒素原子、酸素原子、硫黄原子、ハロゲン原子または珪素原子を表し、ｐは１〜３の整数を表す。Ｒ２ｂは、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、芳香族炭化水素基、芳香族複素環基または複素環基を表し、ｎは０〜３の整数を表す。複数のＲ２ａが存在する場合、各々のＲ２ａは同一でもよく、異なっていてもよい。Ｒ２ａはＡまたはＲ２ｂと結合して環形成してもよい。複数のＲ２ｂが存在する場合、各々のＲ２ｂは同一でもよく、異なっていても良い。Ｒ２ｂはＡまたはＲ２ａと結合して環形成してもよい。〕
【請求項２】
前記一般式（１）で表される部分構造が、下記一般式（４）または（５）で表される部分構造を表すことを特徴とする請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化２】
〔式中、Ｒ１ａ〜Ｒ１ｉは、前記一般式（１）のＲ１ａ〜Ｒ１ｉと同義である。Ｍは元素周期表における８族〜１０族の遷移金属元素を表す。〕
【請求項３】
前記Ｒ１ｃ〜Ｒ１ｆの少なくとも１つは、前記一般式（３）で表される置換基を表すことを特徴とする請求項１または２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項４】
前記Ｒ１ｇ〜Ｒ１ｉの少なくとも１つは前記一般式（３）で表される置換基を表すことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項５】
前記一般式（３）のＡが酸素原子または硫黄原子を表すことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項６】
前記一般式（３）のＡがハロゲン原子を表すことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項７】
前記一般式（３）のＡがフッ素原子を表すことを特徴とする請求項６に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項８】
前記一般式（３）のｏが１を表すことを特徴とする請求項６に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項９】
前記Ｒ１ｂが、下記一般式（６）で表される基を表すことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化３】
〔式中、Ｚは、６員の芳香族炭化水素環または、５員または６員の芳香族複素環を形成するのに必要な原子群を表し、Ａは窒素原子または炭素原子を表す。Ｒａは立体パラメータ値（Ｅｓ値）が−０．５以下の置換基を表す。Ｒｂは水素原子または置換基を表し、ｎは１〜４の整数を表す。〕
【請求項１０】
前記一般式（６）で表される基が、下記一般式（７）で表される基を表すことを特徴とする請求項９に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化４】
〔式中、Ｒａは立体パラメータ値（Ｅｓ値）が−０．５以下の置換基を表し、Ｒｂは水素原子または置換基を表し、ｎは１〜４の整数を表す。〕
【請求項１１】
前記一般式（７）で表される基が、下記一般式（８）で表される基を表すことを特徴とする請求項１０に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化５】
〔式中、Ｒａ及びＲｃは立体パラメータ値（Ｅｓ値）が−０．５以下の置換基を表し、Ｒｂは水素原子または置換基を表し、ｎは１〜４の整数を表す。〕
【請求項１２】
前記Ｍが白金またはイリジウムを表すことを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１３】
構成層として、前記一般式（１）、（２）、（４）または（５）のいずれかで表される部分構造を含む化合物を少なくとも１種含有する有機層を有し、該有機層がウェットプロセスを用いて形成されたことを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１４】
請求項１〜１２のいずれか１項に記載の前記一般式（１）または（２）で表される部分構造を含む化合物または、請求項２〜１２のいずれか１項に記載の前記一般式（４）または（５）で表される部分構造を含む化合物を少なくとも１種含有す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材料。
【請求項１５】
前記Ｍが白金またはイリジウムであることを特徴とする請求項１４に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子材料。
【請求項１６】
請求項１〜１３のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えたことを特徴とする表示装置。
【請求項１７】
請求項１〜１３のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えた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２０１０−２１９２７５（Ｐ２０１０−２１９２７５Ａ）
【公開日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−６４１０１（Ｐ２００９−６４１０１）
【出願日】平成２１年３月１７日（２００９．３．１７）
【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２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月１７日（２００９．３．１７）
【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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