有機エレクトロルミネッセンス素子、表示装置、及び照明装置
【課題】高い発光輝度を示し、且つ長寿命で、低駆動電圧の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】下記一般式（１）で示される化合物を少なくとも１種含有する。
（式中、Ｚはｎ価の連結基または単なる結合手を表し、Ａは一般式（Ａ１）で表される基である。ｎは２以上６以下の整数を表す。Ｘ11、Ｘ12は窒素原子または−ＣＲ11を表すが、少なくともいずれか一方は窒素原子である。）
【解決手段】下記一般式（１）で示される化合物を少なくとも１種含有する。
（式中、Ｚはｎ価の連結基または単なる結合手を表し、Ａは一般式（Ａ１）で表される基である。ｎは２以上６以下の整数を表す。Ｘ11、Ｘ12は窒素原子または−ＣＲ11を表すが、少なくともいずれか一方は窒素原子である。）
【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（以下、有機ＥＬとも略記する）素子及びそれを用いた表示装置、照明装置に関するものであり、詳しくは、発光輝度に優れた有機エレクトロルミネッセンス素子及びそれを用いた表示装置、照明装置である。
【背景技術】
【０００２】
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（ＥＬＤ）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が挙げられる。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。有機エレクトロルミネッセンス素子は、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。
【０００３】
しかしながら、今後の実用化に向けた有機ＥＬ素子には、更なる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。
【０００４】
これまで、様々な有機ＥＬ素子が報告されている。例えば、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，Ｖｏｌ．５１、９１３頁、あるいは特開昭５９−１９４３９３号公報に記載の正孔注入層と有機発光体層とを組み合わせたもの、特開昭６３−２９５６９５号公報に記載の正孔注入層と電子注入輸送層とを組み合わせたもの、Ｊｐｎ．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｉｓｙｃｓ，ｖｏｌ．１２７，Ｎｏ．２、２６９〜２７１頁に記載の正孔移動層と発光層と電子移動層とを組み合わせたものがそれぞれ開示されている。しかしながら、より高輝度な素子が求められており、エネルギー変換効率、発光量子効率の更なる向上が期待されている。
【０００５】
また、発光寿命が短いという問題点も指摘されている。こうした経時での輝度劣化の要因は完全には解明されていないが、発光中のエレクトロルミネッセンス素子は自ら発する光、及びその時に発生する熱等によって薄膜を構成する有機化合物自体の分解や薄膜中での有機化合物の結晶化等、有機ＥＬ素子材料である有機化合物に由来する要因も指摘されている。
【０００６】
また、電子輸送材料は実用に耐える有用な高性能電子輸送材料は見出されていないのが現状である。例えば、九州大学の研究グループは、オキサジアゾール系誘導体である２−（４−ビフェニル）−５−（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（ｔ−ＢｕＰＢＤ）をはじめ、薄膜安定性を向上させたオキサジアゾール二量体系誘導体の１，３−ビス（４−ｔ−ブチルフェニル−１，３，４−オキサジゾリル）ビフェニレン（ＯＸＤ−１）、１，３−ビス（４−ｔ−ブチルフェニル−１，３，４−オキサジゾリル）フェニレン（ＯＸＤ−７）（Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．ｖｏｌ．３１（１９９２），ｐ．１８１２）を提案している。また、山形大学の研究グループは、電子ブロック性に優れたトリアゾール系電子輸送材料を用いることにより、白色発光の素子を作製している（Ｓｃｉｅｎｃｅ，３ Ｍａｒｃｈ １９９５，Ｖｏｌ．２６７，ｐ．１３３２）。更に特開平５−３３１４５９号公報には、フェナントロリン誘導体が電子輸送材料として有用であることが記載されている。
【０００７】
しかし、従来の電子輸送材料では薄膜形成能が低く、容易に結晶化が起こるため発光素子が破壊されてしまう問題があり、実用に耐える素子性能を発現できなかった。これらの問題を解決する有機エレクトロルミネッセンス材料として、特開平９−８７６１６号、特開平９−１９４４８７号、特開２０００−１８６０９４号の各公報において、分子内にケイ素原子を含む化合物を発光材料または電子輸送材料として用いる例が記載されているが、発光効率及び発光寿命の両立については十分ではなかった。
【０００８】
一方、発光層をホスト化合物及び微量の蛍光体で構成することにより、発光効率の向上を達成するという手法が報告されている。例えば、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。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（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（特開平３−２５５１９０号公報）が知られている。以上のように、蛍光量子収率の高い蛍光体をドープすることによって、従来の素子に比べて発光輝度を向上させている。
【０００９】
しかし、上記のドープされる微量の蛍光体からの発光は、励起一重項からの発光であり、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％であることと、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（η）の限界は５％とされている。
【００１０】
ところが、プリンストン大から励起三重項からのリン光発光を用いる有機ＥＬ素子が報告（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（例えば、Ｍ．Ａ．Ｂａｌｄｏ ｅｔ ａｌ．，Ｎａｔｕｒｅ、４０３巻、１７号、７５０〜７５３頁（２０００年）、米国特許第６，０９７，１４７号明細書等）。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最大４倍となり、冷陰極管とほぼ同等の性能が得られ照明用にも応用可能であり注目されている。
【００１１】
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。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。
【００１２】
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。
【００１３】
リン光性化合物をドーパントとして用いるときのホストは、リン光性化合物の発光極大波長よりも短波な領域に発光極大波長を有することが必要であることはもちろんであるが、その他にも満たすべき条件があることが分かってきた。リン光性化合物のホスト化合物：Ｃ．Ａｄａｃｈｉ ｅｔ ａｌ．，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，７７巻、９０４頁（２０００年）等に詳しく記載されているが、高輝度の有機エレクトロルミネッセンス素子を得るためにホスト化合物に必要とされる性質について、より新しい観点からのアプローチが必要である。これらリン光発光性ドーパントのホスト化合物として、ＣＢＰ、ｍ−ＣＰに代表されるカルバゾール誘導体がよく知られている（例えば、特許文献１、２参照）。特に青発光のホスト化合物としては、バンドギャップの大きなｍ−ＣＰやその誘導体が知られている。
【００１４】
一方、正孔阻止層（エキシトン阻止層）の導入により高い発光輝度を得る技術も開示されており、ある種のアルミニウム錯体を使用する例、フッ素置換化合物を用いることにより、高効率な発光を達成している（例えば、特許文献３、非特許文献１参照）。
【００１５】
ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体を電子輸送材料に使用する例が開示されている（例えば、特許文献４、５参照）。また、ピリジン誘導体を電子輸送材料に使用する例が開示されている（例えば、特許文献６、７、８参照）。
【特許文献１】国際公開第０３／８０７６０号パンフレット
【特許文献２】国際公開第０４／７４３９９号パンフレット
【特許文献３】特開２００２−８８６０号公報
【特許文献４】国際公開第０６／１０３９０９号パンフレット
【特許文献５】特開２００３−４５６６２号公報
【特許文献６】特開平４−６８０７６号公報
【特許文献７】米国特許第５，０７７，１４２号明細書
【特許文献８】特許第３９２５２６５号公報
【非特許文献１】Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，７９巻、１５６頁（２００１年）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
従って、本発明は、特定構造の含窒素複素環化合物を用いて素子の発光輝度の向上及び耐久性の両立を目的になされたものであり、また本発明は、該化合物をリン光発光用のホスト化合物として用いること、または該化合物を電子輸送材料（ホールブロッカー）として用いることにより、発光輝度の向上及び耐久性の両立を達成した有機エレクトロルミネッセンス素子、及びそれを用いた発光輝度の高く、長寿命で、低駆動電圧の表示装置、照明装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の上記目的は、以下の構成により達成された。
【００１８】
１．下記一般式（１）で示される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。
【００１９】
【化１】
【００２０】
（式中、Ｚはｎ価の連結基または単なる結合手を表し、Ａは一般式（Ａ１）で表される基である。ｎは２以上６以下の整数を表す。一般式（Ａ１）において、Ａｒはアリーレン基を表し、Ｒ1〜Ｒ6は各々水素原子または置換基を表す。Ｘ11、Ｘ12は窒素原子または−ＣＲ11を表すが、Ｘ11、Ｘ12のうち少なくともいずれか一方は窒素原子である。Ｒ11は水素原子または置換基を表す。Ｒ1〜Ｒ6、Ｒ11のうち、隣接する置換基同士は互いに縮合して環を形成してもよい。）
２．前記一般式（１）で表される化合物が下記一般式（２）で表される化合物である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。
【００２１】
【化２】
【００２２】
（式中、Ａは一般式（Ａ１）を表し、Ｚ１は下記を表す。ｎは２以上６以下の整数を表す。）
【００２３】
【化３】
【００２４】
（Ｚ１において、Ｒａ〜Ｒｅのうち少なくとも２つは一般式（Ａ１）で表される置換基であり、複数の該置換基は同一であっても異なっていてもよい。Ｒａ〜Ｒｅのうち、一般式（Ａ１）で表される置換基でないものは、各々水素原子または任意の置換基を表し、隣接する置換基同士は互いに縮合して環を形成してもよい。）
３．前記一般式（１）で表される化合物が下記一般式（３）で表される化合物である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。
【００２５】
【化４】
【００２６】
（式中、Ａは一般式（Ａ１）を表し、Ｚ２は下記を表す。ｎは２以上６以下の整数を表す。）
【００２７】
【化５】
【００２８】
（Ｚ２において、Ｒａ〜Ｒｆのうち少なくとも２つは一般式（Ａ１）で表される置換基であり、複数の該置換基は同一であっても異なっていてもよい。Ｒａ〜Ｒｆのうち、一般式（Ａ１）で表される置換基でないものは、各々水素原子または任意の置換基を表し、隣接する置換基同士は互いに縮合して環を形成してもよい。）
４．前記一般式（１）で表される化合物が下記一般式（４）で表される化合物である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。
【００２９】
【化６】
【００３０】
（式中、Ａは一般式（Ａ１）を表し、Ｚ３は下記を表す。ｎは２以上６以下の整数を表す。）
【００３１】
【化７】
【００３２】
（Ｚ３において、Ｒａ〜Ｒｆのうち少なくとも２つは一般式（Ａ１）で表される置換基であり、複数の該置換基は同一であっても違っていてもよい。Ｒａ〜Ｒｆのうち、一般式（Ａ１）で表される置換基でないものは、各々水素原子または任意の置換基を表し、隣接する置換基同士は互いに縮合して環を形成してもよい。）
５．前記一般式（１）で表される化合物が下記一般式（５）で表される化合物である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。
【００３３】
【化８】
【００３４】
（式中、Ａは一般式（Ａ１）を表し、Ｚ４は下記を表す。ｎは２または３を表す。）
【００３５】
【化９】
【００３６】
（Ｚ４において、Ｒａ〜Ｒｃのうち少なくとも２つは一般式（Ａ１）で表される置換基であり、複数の該置換基は同一であっても違っていてもよい。Ｒａ〜Ｒｃのうち、一般式（Ａ１）で表される置換基でないものは、各々水素原子または任意の置換基を表す。）
６．前記一般式（１）で表される化合物が下記一般式（６）で表される化合物である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。
【００３７】
【化１０】
【００３８】
（式中、Ａは一般式（Ａ１）を表し、Ｚ５は下記を表す。ｎは２または３を表す。）
【００３９】
【化１１】
【００４０】
（Ｚ５において、Ｒａ〜Ｒｃのうち少なくとも２つは一般式（Ａ１）で表される置換基であり、複数の該置換基は同一であっても違っていてもよい。Ｒａ〜Ｒｃのうち、一般式（Ａ１）で表される置換基でないものは、各々水素原子または任意の置換基を表す。）
７．前記一般式（１）で表される化合物が下記一般式（７）で表される化合物である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。
【００４１】
【化１２】
【００４２】
（式中、Ａは一般式（Ａ１）を表し、Ｚ６は下記を表す。ｎは３または４を表す。）
【００４３】
【化１３】
【００４４】
（Ｚ６において、Ｒａ〜Ｒｄのうち少なくとも２つは一般式（Ａ１）で表される置換基であり、複数の該置換基は同一であっても違っていてもよい。Ｒａ〜Ｒｄのうち、一般式（Ａ１）で表される置換基でないものは、各々水素原子または任意の置換基を表し、隣接する置換基同士は互いに縮合して環を形成してもよい。）
８．前記一般式（１）で表される化合物が下記一般式（８）で表される化合物である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。
【００４５】
【化１４】
【００４６】
（式中、Ａｒ１はｎ価のアリーレン基を表し、Ｒ1〜Ｒ6は各々水素原子または置換基を表す。Ｘ11、Ｘ12は窒素原子または−ＣＲ11を表すが、Ｘ11、Ｘ12のうち少なくともいずれか一方は窒素原子である。Ｒ11は水素原子または置換基を表す。ｎは２以上６以下の整数を表す。Ｒ1〜Ｒ6、Ｒ11のうち、隣接する置換基同士は互いに縮合して環を形成してもよい。）
９．電子輸送層が前記一般式（１）〜（８）で表される化合物から選ばれる少なくとも１種の化合物を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。
【００４７】
１０．発光層が前記一般式（１）〜（８）で表される化合物から選ばれる少なくとも１種の化合物を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。
【００４８】
１１．ホスト化合物及びリン光性化合物を含有する発光層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子において、該ホスト化合物が前記一般式（１）〜（８）で表される化合物から選ばれる少なくとも１種の化合物であ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。
【００４９】
１２．前記リン光性化合物がイリジウム化合物、オスミウム化合物または白金化合物であることを特徴とする前記１１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００５０】
１３．前記リン光性化合物がイリジウム化合物であることを特徴とする前記１２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００５１】
１４．有機層がウェットプロセスによって形成されることを特徴とする前記１〜１３のいずれか１項に有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００５２】
１５．前記１〜１４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有することを特徴とする表示装置。
【００５３】
１６．前記１〜１４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】
【００５４】
本発明により、高い発光輝度を示し、且つ長寿命で、低駆動電圧の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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５５】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００５６】
本発明者等は、鋭意検討の結果、前記一般式（１）〜（８）で表される化合物を少なくとも１種用いることにより、高い発光輝度を示し、且つ高い耐久性の有機エレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ素子とも言う）、及び該有機ＥＬ素子を有する照明装置、表示装置を提供できることを見出した。併せて、上記の化合物を組み合わせることにより、高効率なフルカラー画像表示装置が得られることが分かった。
【００５７】
本発明の有機ＥＬ素子とは、該有機ＥＬ素子を構成する少なくとも一つの層に、前記一般式（１）〜（８）で表される化合物の少なくとも１種を含有することが、本発明に記載の効果を得るための必須要件であるが、好ましくは上記の化合物を発光層、正孔阻止層または電子輸送層に含有せしめることである。
【００５８】
ピリジン、ピリミジン、トリアジンに代表される含窒素複素環の誘導体は電子輸送材料として知られているが、その分子構造を本発明の一般式（１）から（８）のある特定の形にして、且つ、少なくとも２つの窒素原子を特定の位置に含む形で複素環基を導入することにより、従来の素子の性能を大きく向上させることができることが分かった。これは窒素原子が２つ以上導入することにより、分子全体の電位が下がり、キャリアバランスが最適化された結果と推定される。
【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】
ここで、本発明に係る前記一般式（１）〜（８）で表される化合物について説明する。一般式（１）において、Ｚで表されるｎ価の連結基としては特に制限はないが、好ましくは一般式（２）〜（８）のＺ１〜Ｚ６で表される連結基である。
【００６１】
Ａは一般式（Ａ１）で表されるが、複数のＡは互いに同じでも異なってもよい。Ｘ11、Ｘ12は窒素原子またはＣＲ11を表すが、Ｘ11、Ｘ12のうち少なくともいずれか一方は窒素原子であるが、Ｘ11、Ｘ12のうち、いずれか一つが窒素原子である場合が好ましい。Ｒ11は水素原子または置換基を表し、Ｒ11が置換基を表す場合、一般式（１）のＲ1〜Ｒ6と同義である。
【００６２】
一般式（１）〜（４）、（８）において、ｎは２以上６以下の整数を表し、一般式（５）、（６）において、ｎは２または３を表し、一般式（７）において、ｎは３または４を表す。
【００６３】
一般式（１）において、Ｒ1〜Ｒ6は各々水素原子または置換基を表すが、置換基としては、例えば、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、ｔ−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）、芳香族炭化水素環基（芳香族炭素環基、アリール基等とも言い、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く、隣接する置換基同士は互いに縮合し環を形成してもよい。
【００６４】
これらの置換基の中で、好ましくはアルキル基、芳香族炭化水素環基、芳香族複素環基である。
【００６５】
一般式（２）〜（７）において、Ｒａ〜Ｒｆは各々水素原子または置換基を表すが、その具体例は前記Ｒ1〜Ｒ6と同義である。
【００６６】
一般式（１）〜（７）において、Ａｒで表されるアリーレン基は、任意の芳香族化合物の任意の位置から水素原子または置換基を２個取り除いた残基のことであり、該アリーレン基は炭化水素で構成されていても、ヘテロ原子を含む複素環であっても、縮合していてもよい。
【００６７】
一般式（８）において、Ａｒ１で表されるｎ価のアリーレン基は、任意の芳香族化合物の任意の位置から水素原子または置換基をｎ個取り除いた残基のことであり、該アリーレン基は炭化水素で構成されていても、ヘテロ原子を含む複素環であっても、縮合していてもよい。
【００６８】
一般式（１）〜（８）で表される本発明に係る各化合物は、固体状態において強い蛍光を持つ化合物であり、電場発光性にも優れており、発光材料として有効に使用できる。また、金属電極からの優れた電子注入性及び電子輸送性が非常に優れているため、他の発光材料または本発明に係る上記化合物を発光材料として用いた素子において、本発明に係る化合物を電子輸送材料、またはホールブロッカーとして使用した場合、優れた発光効率を示す。
【００６９】
以下、一般式（１）〜（８）で表される化合物の具体的な例を以下に列挙するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００７０】
【化１５】
【００７１】
【化１６】
【００７２】
【化１７】
【００７３】
【化１８】
【００７４】
【化１９】
【００７５】
【化２０】
【００７６】
【化２１】
【００７７】
【化２２】
【００７８】
【化２３】
【００７９】
【化２４】
【００８０】
【化２５】
【００８１】
【化２６】
【００８２】
【化２７】
【００８３】
【化２８】
【００８４】
【化２９】
【００８５】
【化３０】
【００８６】
【化３１】
【００８７】
【化３２】
【００８８】
本発明に係る上記化合物は、既知の合成方法に従って容易に合成することができるが、以下に示す合成ルートにより、より簡便に合成することができる。
【００８９】
【化３３】
【００９０】
上記反応は、オーガニックレター誌、Ｖｏｌ．３，Ｎｏ．１６，ｐ２５７９〜２５８１（２００１年）に詳細に説明されている。
【００９１】
また、本発明者等は、リン光性化合物のホスト化合物について鋭意検討を重ねた結果、本発明に係るフェニルピリミジン化合物、フェニルトリアジン化合物をホスト化合物として用いて、有機エレクトロルミネッセンス素子を作製した場合に、素子の発光輝度及び寿命や駆動電圧が改善されることを見出した。
【００９２】
本発明に用いられるホスト化合物について説明する。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。
【００９３】
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。
【００９４】
また、本発明に用いられる発光ホストとしては、一般式（１）〜（８）で表される化合物が好ましく用いられる。また、以下に示すような従来公知の発光ドーパントを併用してもよい。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）でもよい。本発明に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。
【００９５】
以下に、本発明に併用可能な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。
【００９６】
【化３４】
【００９７】
【化３５】
【００９８】
【化３６】
【００９９】
【化３７】
【０１００】
【化３８】
【０１０１】
また、本発明に用いられ電子輸送材料（正孔阻止材料）としては、一般式（１）〜（８）で表される化合物が好ましく用いられる。
【０１０２】
本発明に係るリン光性化合物とは励起三重項からの発光が観測される化合物であり、リン光量子収率が２５℃において０．００１以上の化合物である。好ましくは０．０１以上である。更に好ましくは０．１以上である。
【０１０３】
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、本発明で用いられるリン光性化合物とは、任意の溶媒のいずれかにおいて上記リン光量子収率が達成されればよい。
【０１０４】
好ましくは、元素の周期律表でVIII属の金属を含有する錯体系化合物であり、更に好ましくは、イリジウム、オウミウム、または白金錯体系化合物であり、より好ましくはイリジウム錯体系化合物である。
【０１０５】
以下に本発明で用いられるリン光性化合物の具体例を示すが、これらに限定されるものではない。これらの化合物は、例えば、Ｉｎｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．４０巻、１７０４〜１７１１に記載の方法等により合成できる。
【０１０６】
【化３９】
【０１０７】
【化４０】
【０１０８】
【化４１】
【０１０９】
更に、下記化合物も本発明において用いられる。
【０１１０】
【化４２】
【０１１１】
【化４３】
【０１１２】
【化４４】
【０１１３】
【化４５】
【０１１４】
【化４６】
【０１１５】
【化４７】
【０１１６】
【化４８】
【０１１７】
【化４９】
【０１１８】
また、別の態様では、ホスト化合物とリン光性化合物の他に、リン光性化合物からの発光の極大波長よりも長波な領域に、蛍光極大波長を有する蛍光性化合物を少なくとも１種含有する場合もある。この場合、ホスト化合物とリン光性化合物からのエネルギー移動で、有機ＥＬ素子としての電界発光は蛍光性化合物からの発光が得られる。蛍光性化合物として好ましいのは、溶液状態で蛍光量子収率が高いものである。
【０１１９】
ここで、蛍光量子収率は０．１以上、特に０．３以上が好ましい。具体的には、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。ここで言う蛍光量子収率も、前記第４版実験化学講座７の分光IIの３６２頁（１９９２年版、丸善）に記載の方法により測定することができる。
【０１２０】
以下、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の構成要素について説明する。
【０１２１】
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、本発明これに限定されるものではない。
【０１２２】
（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
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。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。
【０１２３】
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。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１０〜１０００ｎｍ、好ましくは１０〜２００ｎｍの範囲で選ばれる。
【０１２４】
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。
【０１２５】
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。
【０１２６】
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１０〜１０００ｎｍ、好ましくは５０〜２００ｎｍの範囲で選ばれる。なお、発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。
【０１２７】
次に、注入層、正孔輸送層、電子輸送層、発光層等について説明する。
【０１２８】
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、上記のごと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。
【０１２９】
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。
【０１３０】
陽極バッファー層（正孔注入層）は、特開平９−４５４７９号、同９−２６００６２号、同８−２８８０６９号の各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。
【０１３１】
陰極バッファー層（電子注入層）は、特開平６−３２５８７１号、同９−１７５７４号、同１０−７４５８６号の各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。
【０１３２】
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０．１〜１００ｎｍの範囲が好ましい。
【０１３３】
阻止層は、上記のごと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、同１１−２０４３５９号の各公報及び「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。
【０１３４】
正孔阻止層とは広義では電子輸送層であり、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。
【０１３５】
一方、電子阻止層とは広義では正孔輸送層であり、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。
【０１３６】
正孔輸送層とは正孔を輸送する機能を有する材料からなり、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。
【０１３７】
正孔輸送層、電子輸送層は単層もしくは複数層設けることができる。
【０１３８】
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、発光層内であっても発光層と隣接層との界面であってもよい。
【０１３９】
発光層に使用される材料（以下、発光材料と言う）は、蛍光またはリン光を発する有機化合物または錯体であることが好ましく、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。このような発光材料は主に有機化合物であり、所望の色調により、例えば、Ｍａｃｒｏｍｏｌ．Ｓｙｎｔｈ．，１２５巻，１７〜２５頁に記載の化合物等を用いることができる。
【０１４０】
発光材料は、発光性能の他に正孔輸送機能や電子輸送機能を併せ持っていてもよく、正孔輸送材料や電子輸送材料の殆どが、発光材料としても使用できる。発光材料は、ｐ−ポリフェニレンビニレンやポリフルオレンのような高分子材料でもよく、更に前記発光材料を高分子鎖に導入した、または前記発光材料を高分子の主鎖とした高分子材料を使用してもよい。
【０１４１】
この発光層は上記化合物を、例えば、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、ＬＢ法等の公知の薄膜化法により製膜して形成することができる。発光層としての膜厚は特に制限はないが、通常は５ｎｍ〜５μｍの範囲で選ばれる。この発光層は、これらの発光材料１種または２種以上からなる単一層構造であってもよいし、あるいは同一組成または異種組成の複数層からなる積層構造であってもよい。本発明の有機ＥＬ素子の好ましい態様は、発光層が２種以上の材料からなり、その内の少なくとも１種が本発明に係る化合物の場合である。
【０１４２】
また、この発光層は、特開昭５７−５１７８１号公報に記載されているように、樹脂等の結着材と共に上記発光材料を溶剤に溶かして溶液とした後、これをスピンコート法等により薄膜化して形成することができる。このようにして形成された発光層の膜厚については特に制限はなく、状況に応じて適宜選択することができるが、通常は５ｎｍ〜５μｍの範囲である。
【０１４３】
前述のように、発光層の材料が２種以上であるとき、主成分をホスト、その他の成分をドーパントと言う。ドーパントの混合比は、好ましくは質量比で０．１％以上、１５％未満である。
【０１４４】
発光層のホスト化合物は、有機化合物または錯体であることが好ましく、本発明においては、好ましくは蛍光極大波長がドーパントよりも短波長であることである。ホスト化合物としては、有機ＥＬ素子に使用される公知のものの中から任意のものを選択して用いることができ、また後述の正孔輸送材料や電子輸送材料の殆どが発光層ホスト化合物としても使用できる。
【０１４５】
ポリビニルカルバゾールやポリフルオレンのような高分子材料でもよく、更に前記ホスト化合物を高分子鎖に導入した、または前記ホスト化合物を高分子の主鎖とした高分子材料を使用してもよい。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、且つ高Ｔｇ（ガラス転移温度）である化合物が好ましい。
【０１４６】
正孔輸送層とは正孔を輸送する機能を有する材料からなり、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。正孔輸送層は単層もしくは複数層設けることができる。
【０１４７】
正孔輸送材料としては特に制限はなく、従来、光導伝材料において、正孔の電荷注入輸送材料として慣用されているものやＥＬ素子の正孔注入層、正孔輸送層に使用される公知のものの中から任意のものを選択して用いることができる。
【０１４８】
正孔輸送材料は、正孔の注入もしくは輸送、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。
【０１４９】
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、芳香族第三級アミン化合物及びスチリルアミン化合物、特に芳香族第三級アミン化合物を用いることが好ましい。
【０１５０】
芳香族第三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。
【０１５１】
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。
【０１５２】
また、本発明においては、正孔輸送層の正孔輸送材料は発光層に用いられる化合物に比べ、蛍光極大波長がより短波長であり、且つ高Ｔｇである化合物が好ましい。
【０１５３】
この正孔輸送層は、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、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５〜５０００ｎｍ程度である。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。
【０１５４】
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。電子輸送層は単層もしくは複数層設けることができる。更に、必要に応じて用いられる電子輸送層は、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る。
【０１５５】
この電子輸送層に用いられる材料（以下、電子輸送材料と言う）の例としては、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、ナフタレンペリレン等の複素環テトラカルボン酸無水物、カルボジイミド、フレオレニリデンメタン誘導体、アントラキノジメタン及びアントロン誘導体、オキサジアゾール誘導体等が挙げられる。更に、上記オキサジアゾール誘導体において、オキサジアゾール環の酸素原子を硫黄原子に置換したチアジアゾール誘導体、電子吸引基として知られているキノキサリン環を有するキノキサリン誘導体も、電子輸送材料として用いることができる。
【０１５６】
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。
【０１５７】
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。
【０１５８】
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。
【０１５９】
電子輸送層に用いられる化合物も、正孔輸送層に用いられる化合物と同様に、発光層で用いられる化合物に比べ蛍光極大波長がより短波長であり、且つ高Ｔｇである化合物が好ましい。
【０１６０】
本発明の有機ＥＬ素子に係る基板としては、ガラス、プラスチック等の種類には特に限定はなく、また透明のものであれば特に制限はないが、好ましく用いられる基板としては、例えば、ガラス、石英、光透過性樹脂フィルムを挙げることができる。特に好ましい基体は、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。
【０１６１】
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）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンスルフィド、ポリアリレート、ポリイミド、ポリカーボネート（ＰＣ）、セルローストリアセテート（ＴＡＣ）、セルロースアセテートプロピオネート（ＣＡＰ）等からなるフィルム等が挙げられる。
【０１６２】
樹脂フィルムの表面には、無機物もしくは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、水蒸気透過率が０．０１ｇ／ｍ2・ｄａｙ以下の高バリア性フィルムであることが好ましい。
【０１６３】
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２％以上である。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。
【０１６４】
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よい。
【０１６５】
照明用途で用いる場合には、発光ムラを低減させるために粗面加工したフィルム（アンチグレアフィルム等）を併用することもできる。
【０１６６】
多色表示装置として用いる場合は、少なくとも２種類の異なる発光極大波長を有する有機ＥＬ素子からなるが、有機ＥＬ素子を作製する好適な例を説明する。
【０１６７】
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／陰極バッファー層／陰極からなる有機ＥＬ素子の作製法について説明する。
【０１６８】
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１０〜２００ｎｍ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。次に、この上に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を含有する薄膜を形成させる。
【０１６９】
この有機化合物を含有する薄膜の薄膜化の方法としては、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法、蒸着法、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、真空蒸着法またはスピンコート法が特に好ましい。更に層ごとに異なる製膜法を適用してもよい。製膜に蒸着法を採用する場合、その蒸着条件は使用する化合物の種類等により異なるが、一般にボート加熱温度５０〜４５０℃、真空度１０-6〜１０-2Ｐａ、蒸着速度０．０１〜５０ｎｍ／秒、基板温度−５０〜３００℃、膜厚０．１〜５μｍの範囲で適宜選ぶことが望ましい。
【０１７０】
これらの層の形成後、その上に陰極用物質からなる薄膜を１μｍ以下、好ましくは５０〜２００ｎｍ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。この有機ＥＬ素子の作製は、一回の真空引きで一貫して正孔注入層から陰極まで作製するのが好ましいが、途中で取り出して異なる製膜法を施しても構わない。その際、作業を乾燥不活性ガス雰囲気下で行う等の配慮が必要となる。
【０１７１】
本発明の表示装置について説明する。本発明の表示装置は上記有機ＥＬ素子を有する。
【０１７２】
本発明の表示装置は単色でも多色でもよいが、ここでは多色表示装置について説明する。多色表示装置の場合は発光層形成時のみシャドーマスクを設け、一面に蒸着法、キャスト法、スピンコート法、インクジェット法、印刷法等で膜を形成できる。
【０１７３】
発光層のみパターニングを行う場合、その方法に限定はないが、好ましくは蒸着法、インクジェット法、印刷法である。蒸着法を用いる場合においては、シャドーマスクを用いたパターニングが好ましい。
【０１７４】
また、作製順序を逆にして、陰極、電子輸送層、正孔阻止層、発光層、正孔輸送層、陽極の順に作製することも可能である。
【０１７５】
このようにして得られた多色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２〜４０Ｖ程度を印加すると発光が観測できる。また、逆の極性で電圧を印加しても電流は流れずに発光は全く生じない。更に交流電圧を印加する場合には、陽極が＋、陰極が−の状態になったときのみ発光する。なお、印加する交流の波形は任意でよい。
【０１７６】
多色表示装置は表示デバイス、ディスプレイ、各種発光光源として用いることができる。表示デバイス、ディスプレイにおいて、青、赤、緑発光の３種の有機ＥＬ素子を用いることによりフルカラーの表示が可能となる。
【０１７７】
表示デバイス、ディスプレイとしては、テレビ、パソコン、モバイル機器、ＡＶ機器、文字放送表示、自動車内の情報表示等が挙げられる。特に静止画像や動画像を再生する表示装置として使用してもよく、動画再生用の表示装置として使用する場合の駆動方式は、単純マトリクス（パッシブマトリクス）方式でもアクティブマトリクス方式でもどちらでもよい。
【０１７８】
発光光源としては、家庭用照明、車内照明、時計や液晶用のバックライト、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。
【０１７９】
本発明の照明装置について説明する。本発明の照明装置は上記有機ＥＬ素子を有する。
【０１８０】
本発明の有機ＥＬ素子に共振器構造を持たせた有機ＥＬ素子として用いてもよく、このような共振器構造を有した有機ＥＬ素子の使用目的としては、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、これらに限定されない。また、レーザー発振をさせることにより上記用途に使用してもよい。
【０１８１】
また、本発明の有機ＥＬ素子は照明用や露光光源のような１種のランプとして使用してもよいし、画像を投影するタイプのプロジェクション装置や、静止画像や動画像を直接視認するタイプの表示装置（ディスプレイ）として使用してもよい。動画再生用の表示装置として使用する場合の駆動方式は、単純マトリクス（パッシブマトリクス）方式でもアクティブマトリクス方式でもどちらでもよい。または、異なる発光色を有する本発明の有機ＥＬ素子を２種以上使用することにより、フルカラー表示装置を作製することが可能である。
【０１８２】
以下、本発明の有機ＥＬ素子を有する表示装置の一例を図面に基づいて説明する。
【０１８３】
図１は有機ＥＬ素子から構成される表示装置の一例を示した模式図である。有機ＥＬ素子の発光により画像情報の表示を行う、例えば、携帯電話等のディスプレイの模式図である。
【０１８４】
ディスプレイ１は複数の画素を有する表示部Ａ、画像情報に基づいて表示部Ａの画像走査を行う制御部Ｂ等からなる。制御部Ｂは表示部Ａと電気的に接続され、複数の画素それぞれに外部からの画像情報に基づいて走査信号と画像データ信号を送り、走査信号により走査線毎の画素が画像データ信号に応じて順次発光して画像走査を行って、画像情報を表示部Ａに表示する。
【０１８５】
図２は表示部Ａの模式図である。
【０１８６】
表示部Ａは基板上に、複数の走査線５及びデータ線６を含む配線部と複数の画素３等とを有する。表示部Ａの主要な部材の説明を以下に行う。
【０１８７】
図においては、画素３の発光した光が白矢印方向（下方向）へ取り出される場合を示している。配線部の走査線５及び複数のデータ線６はそれぞれ導電材料からなり、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（詳細は図示していない）。
【０１８８】
画素３は走査線５から走査信号が印加されると、データ線６から画像データ信号を受け取り、受け取った画像データに応じて発光する。発光の色が赤領域の画素、緑領域の画素、青領域の画素を適宜同一基板上に並置することによって、フルカラー表示が可能となる。
【０１８９】
次に、画素の発光プロセスを説明する。
【０１９０】
図３は画素の模式図である。
【０１９１】
画素は有機ＥＬ素子１０、スイッチングトランジスタ１１、駆動トランジスタ１２、コンデンサ１３等を備えている。複数の画素に有機ＥＬ素子１０として、赤色、緑色、青色発光の有機ＥＬ素子を用い、これらを同一基板上に並置することでフルカラー表示を行うことができる。
【０１９２】
図３において、制御部Ｂからデータ線６を介してスイッチングトランジスタ１１のドレインに画像データ信号が印加される。そして、制御部Ｂから走査線５を介してスイッチングトランジスタ１１のゲートに走査信号が印加されると、スイッチングトランジスタ１１の駆動がオンし、ドレインに印加された画像データ信号がコンデンサ１３と駆動トランジスタ１２のゲートに伝達される。
【０１９３】
画像データ信号の伝達により、コンデンサ１３が画像データ信号の電位に応じて充電されるとともに、駆動トランジスタ１２の駆動がオンする。駆動トランジスタ１２は、ドレインが電源ライン７に接続され、ソースが有機ＥＬ素子１０の電極に接続されており、ゲートに印加された画像データ信号の電位に応じて、電源ライン７から有機ＥＬ素子１０に電流が供給される。
【０１９４】
制御部Ｂの順次走査により走査信号が次の走査線５に移ると、スイッチングトランジスタ１１の駆動がオフする。しかし、スイッチングトランジスタ１１の駆動がオフしてもコンデンサ１３は充電された画像データ信号の電位を保持するので、駆動トランジスタ１２の駆動はオン状態が保たれて、次の走査信号の印加が行われるまで有機ＥＬ素子１０の発光が継続する。順次走査により次に走査信号が印加されたとき、走査信号に同期した次の画像データ信号の電位に応じて、駆動トランジスタ１２が駆動して有機ＥＬ素子１０が発光する。
【０１９５】
即ち、有機ＥＬ素子１０の発光は複数の画素それぞれの有機ＥＬ素子１０に対して、アクティブ素子であるスイッチングトランジスタ１１と駆動トランジスタ１２を設けて、複数の画素３それぞれの有機ＥＬ素子１０の発光を行っている。このような発光方法をアクティブマトリクス方式と呼んでいる。
【０１９６】
ここで、有機ＥＬ素子１０の発光は複数の階調電位を持つ多値の画像データ信号による複数の階調の発光でもよいし、２値の画像データ信号による所定の発光量のオン、オフでもよい。また、コンデンサ１３の電位の保持は次の走査信号の印加まで継続して保持してもよいし、次の走査信号が印加される直前に放電させてもよい。
【０１９７】
本発明においては、上述したアクティブマトリクス方式に限らず、走査信号が走査されたときのみデータ信号に応じて有機ＥＬ素子を発光させるパッシブマトリクス方式の発光駆動でもよい。
【０１９８】
図４はパッシブマトリクス方式による表示装置の模式図である。図４において、複数の走査線５と複数の画像データ線６が画素３を挟んで対向して格子状に設けられている。
【０１９９】
順次走査により走査線５の走査信号が印加されたとき、印加された走査線５に接続している画素３が画像データ信号に応じて発光する。
【０２００】
パッシブマトリクス方式では画素３にアクティブ素子がなく、製造コストの低減が計れる。
【０２０１】
また、本発明の有機ＥＬ材料は照明装置として、実質白色の発光を生じる有機ＥＬ素子に適用できる。複数の発光材料により複数の発光色を同時に発光させて混色により白色発光を得る。複数の発光色の組み合わせとしては、青色、緑色、青色の３原色の３つの発光極大波長を含有させたものでもよいし、青色と黄色、青緑と橙色等の補色の関係を利用した２つの発光極大波長を含有したものでもよい。
【０２０２】
また、複数の発光色を得るための発光材料の組み合わせは、複数のリン光または蛍光で発光する材料を複数組み合わせたもの、蛍光またはリン光で発光する発光材料と、発光材料からの光を励起光として発光する色素材料との組み合わせたもののいずれでもよいが、本発明に係る白色有機ＥＬ素子においては、発光ドーパントを複数組み合わせ混合するだけでよい。発光層もしくは正孔輸送層あるいは電子輸送層等の形成時のみマスクを設け、マスクにより塗り分ける等単純に配置するだけでよく、他層は共通であるのでマスク等のパターニングは不要であり、一面に蒸着法、キャスト法、スピンコート法、インクジェット法、印刷法等で、例えば、電極膜を形成でき、生産性も向上する。この方法によれば、複数色の発光素子をアレー状に並列配置した白色有機ＥＬ装置と異なり、素子自体が発光白色である。
【０２０３】
発光層に用いる発光材料としては特に制限はなく、例えば、液晶表示素子におけるバックライトであれば、ＣＦ（カラーフィルター）特性に対応した波長範囲に適合するように、本発明に係る発光ドーパント、また公知の発光材料の中から任意のものを選択して組み合わせて白色化すればよい。
【０２０４】
このように、本発明に係る白色発光有機ＥＬ素子は、前記表示デバイス、ディスプレイに加えて、各種発光光源、照明装置として、家庭用照明、車内照明、また露光光源のような１種のランプとして、また液晶表示装置のバックライト等、表示装置にも有用に用いられる。その他、時計等のバックライト、看板広告、信号機、光記憶媒体等の光源、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、更には表示装置を必要とする一般の家庭用電気器具等広い範囲の用途が挙げられる。
【実施例】
【０２０５】
以下、実施例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明の態様はこれに限定されない。
【０２０６】
実施例１
《有機ＥＬ素子の作製》
陽極としてガラス上にＩＴＯ（インジウムチンオキシド）を厚さ１５０ｎｍで成膜した基板（ＮＨテクノグラス製：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ｉ−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た後、ＵＶオゾン洗浄を５分間行った。
【０２０７】
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比較化合物１を２００ｍｇ入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにバソキュプロイン（ＢＣＰ）を２００ｍｇ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。
【０２０８】
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０．１〜０．３ｎｍ／ｓｅｃで透明支持基板に膜厚５０ｎｍで蒸着し、正孔輸送層を設けた。蒸着時の基板温度は室温であった。
【０２０９】
次いで、比較化合物１の入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度０．１〜０．３ｎｍ／ｓｅｃで膜厚３０ｎｍの発光層を設けた。更に、ＢＣＰの入った前記加熱ボートを通電して加熱し、膜厚１０ｎｍの正孔阻止層を設けた。更にＡｌｑ3の入った前記加熱ボートを通電して加熱し、蒸着速度０．１〜０．３ｎｍ／ｓｅｃで膜厚２０ｎｍの電子輸送層を設けた。
【０２１０】
次に、真空槽をあけ、電子注入層の上にステンレス鋼製の長方形穴あきマスクを設置し、一方、モリブデン製抵抗加熱ボートにマグネシウム３ｇを入れ、タングステン製の蒸着用バスケットに銀を０．５ｇ入れ、再び真空槽を２×１０-4Ｐａまで減圧した後、マグネシウム入りのボートに通電して蒸着速度１．５〜２．０ｎｍ／ｓｅｃでマグネシウムを蒸着した。この際、同時に銀のバスケットを加熱し、蒸着速度０．１ｎｍ／ｓｅｃで銀を蒸着し、前記マグネシウムと銀との混合物からなる陰極とすることにより、表１に示す比較用の有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１−１を作製した。
【０２１１】
次いで、上記有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１−１の作製において、比較化合物１を表１に記載の各化合物に変更した以外は同様にして、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１−２〜１−２６を作製した。なお、各有機ＥＬ素子の発光色は青色から緑色を示した。
【０２１２】
【化５０】
【０２１３】
【化５１】
【０２１４】
《有機ＥＬ素子の評価》
（外部取り出し量子効率）
有機ＥＬ素子を室温（約２３〜２５℃）、２．５ｍＡ／ｃｍ2の定電流条件下による点灯を行い、点灯開始直後の発光輝度（Ｌ）［ｃｄ／ｍ2］及び輝度の半減する時間を測定することにより、外部取り出し量子効率（η）、半減寿命を算出した。ここで、発光輝度の測定はＣＳ−１０００（コニカミノルタセンシング製）を用いた。外部取り出し量子効率、半減寿命は有機ＥＬ素子１−１を１００とする相対値で表した。
【０２１５】
以上により得られた結果を表１に示す。
【０２１６】
【表１】
【０２１７】
表１より明らかなように、本発明に係る化合物を用いた有機ＥＬ素子は、比較に対して、点灯開始時の発光輝度及び発光輝度が半減するまでの時間が改善されているのが分かる。
【０２１８】
実施例２
実施例１の有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１−７の作製において、本発明に係る例示化合物Ｂ９とＤＣＭ２を１００：１の質量比で蒸着した膜厚３０ｎｍの発光層を用いた以外は同様にして、有機エレクトロルミネッセンス素子ＯＬＥＤ２−１を作製した。上記作製した有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２−１を、温度２３度、乾燥窒素ガス雰囲気下で１０Ｖ直流電圧印加すると赤色の発光が得られた。
【０２１９】
また、上記有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２−１の作製において、ＤＣＭ２をＱｄ２またはＢＣｚＶＢｉに代えることにより、それぞれ緑色または青色の発光が得られた。
【０２２０】
【化５２】
【０２２１】
実施例３
《有機ＥＬ素子の作製》
陽極としてガラス上にＩＴＯ（インジウムチンオキシド）を膜厚１５０ｎｍで成膜した基板（ＮＨテクノグラス製：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ｉ−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た後、ＵＶオゾン洗浄を５分間行った。
【０２２２】
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、ｍ−ＭＴＤＡＴＡを２００ｍｇ入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにＤＰＶＢｉを２００ｍｇ入れ、また、別のモリブデン製抵抗加熱ボートに比較化合物３を２００ｍｇを入れ真空蒸着装次いで、真空槽を４×１０-4Ｐａまで減圧した後、ｍ−ＭＴＤＡＴＡの入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度０．１〜０．３ｎｍ／ｓｅｃで透明支持基板に膜厚２５ｎｍで蒸着し、更に、ＤＰＶＢｉの入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度０．１〜０．３ｎｍ／ｓｅｃで膜厚２０ｎｍで蒸着し、発光層を設けた。蒸着時の基板温度は室温であった。
【０２２３】
次いで、比較化合物３の入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度０．１〜０．３ｎｍ／ｓｅｃで膜厚３０ｎｍの電子輸送層を設けた。
【０２２４】
次に、真空槽をあけ、電子輸送層の上にステンレス鋼製の長方形穴あきマスクを設置し、一方、モリブデン製抵抗加熱ボートにマグネシウム３ｇを入れ、タングステン製の蒸着用バスケットに銀を０．５ｇ入れ、再び真空槽を２×１０-4Ｐａまで減圧した後、マグネシウム入りのボートに通電して蒸着速度１．５〜２．０ｎｍ／ｓｅｃでマグネシウムを蒸着し、この際、同時に銀のバスケットを加熱し、蒸着速度０．１ｎｍ／ｓｅｃで銀を蒸着し、前記マグネシウムと銀との混合物からなる陰極とすることにより、比較用有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３−１を作製した。
【０２２５】
上記有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３−１の作製において、比較化合物３を表２に記載の各化合物に代えた以外は同様にして、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３−２〜３−３３を作製した。
【０２２６】
【化５３】
【０２２７】
【化５４】
【０２２８】
《有機ＥＬ素子の評価》
実施例１と同様の方法で外部取り出し量子効率（η）、半減寿命の評価を行った。なお、全ての有機ＥＬ素子の発光色は青色であった。
【０２２９】
【表２】
【０２３０】
表２より明らかなように、本発明に係る化合物を用いた有機ＥＬ素子は、比較例に対して点灯開始時の発光輝度、発光効率及び輝度の半減する時間が改善されて、特には輝度の半減する時間が改善されているのが分かる。
【０２３１】
実施例４
実施例３で作製した有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３−２９の陰極をＡｌに置き換え、電子輸送層と陰極の間にフッ化リチウムを膜厚０．５ｎｍとなるように蒸着して陰極バッファー層を設けた以外は同様にして、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ４−１を作製した。
【０２３２】
作製した有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ４−１を、実施例３に記載の方法と同様にして、点灯開始時の発光輝度（ｃｄ／ｍ2）、及び輝度の半減する時間を測定したところ、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３−１との相対比較で発光輝度１８３、輝度の半減する時間３５５となり、陰極バッファー層を導入した結果、その効果がより一層発揮されることを確認することができた。
【０２３３】
実施例５
実施例３で作製した各有機ＥＬ素子の発光層において、ＤＰＶＢｉからそれぞれＡｌｑ3またはＡｌｑ3とＤＣＭ２を１００：１の質量比で蒸着した発光層に変更した以外は同様にして、各有機ＥＬ素子を作製し、同様の方法で点灯開始時の発光輝度（ｃｄ／ｍ2）及び輝度の半減する時間を測定した。その結果、実施例３と同様に、本発明に係る化合物を電子輸送層に用いた有機ＥＬ素子は、比較例（有機ＥＬ素子３−１、３−２、３−３）に対して、点灯開始時の発光輝度（ｃｄ／ｍ2）及び輝度の半減する時間の改善が確認された。
【０２３４】
なお、Ａｌｑ3を発光層に用いた場合は緑色の発光が得られ、Ａｌｑ3とＤＣＭ２を１００：１で共蒸着した発光層では、赤色の発光が得られた。
【０２３５】
実施例６
《有機ＥＬ素子の作製》
陽極としてガラス上にＩＴＯを１５０ｎｍ成膜した基板（ＮＨテクノグラス製：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ｉｓｏ−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。
【０２３６】
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５つのタンタル製抵抗加熱ボートにα−ＮＰＤ、Ｈ４、Ｉｒ−１２、ＢＡｌｑ、Ａｌｑ3をそれぞれ入れ、真空蒸着装置（第１真空槽）に取り付けた。
【０２３７】
更に、タンタル製抵抗加熱ボートにフッ化リチウムをタングステン製抵抗加熱ボートにアルミニウムをそれぞれ入れ、真空蒸着装置の第２真空槽に取り付けた。
【０２３８】
まず、第１の真空槽を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０．１〜０．２ｎｍ／秒で透明支持基板に膜厚２０ｎｍの厚さになるように蒸着し、正孔注入／輸送層を設けた。
【０２３９】
更にＨ４の入った前記加熱ボートとＩｒ−１２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Ｈ４と発光ドーパントであるＩｒ−１２の蒸着速度が１００：６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。
【０２４０】
次いで、ＢＡｌｑの入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度０．１〜０．２ｎｍ／秒で厚さ１０ｎｍの正孔阻止層を設けた。更にＡｌｑ3の入った前記加熱ボートを通電して加熱し、蒸着速度０．１〜０．２ｎｍ／秒で膜厚２０ｎｍの電子輸送層を設けた。
【０２４１】
次に、電子輸送層まで成膜した素子を真空のまま第２真空槽に移した後、電子輸送層の上にステンレス鋼製の長方形穴あきマスクが配置されるように装置外部からリモートコントロールして設置した。
【０２４２】
第２真空槽を２×１０-4Ｐａまで減圧した後、フッ化リチウム入りのボートに通電して蒸着速度０．０１〜０．０２ｎｍ／秒で膜厚０．５ｎｍの陰極バッファー層を設け、次いでアルミニウムの入ったボートに通電して、蒸着速度１〜２ｎｍ／秒で膜厚１５０ｎｍの陰極をつけ、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ６−１を作製した。
【０２４３】
【化５５】
【０２４４】
有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ６−１の作製において、ホスト化合物のＨ４を表３に記載のホスト化合物に変更した以外は同様にして、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ６−２〜６−３２を作製した。
【０２４５】
《有機ＥＬ素子の評価》
得られた有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ６−１〜６−３２を評価するに際しては、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５、図６に示すような照明装置を形成して評価した。
【０２４６】
図５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（なお、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）。図６は照明装置の断面図を示し、図６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。なお、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。
【０２４７】
（外部取り出し量子効率）
有機ＥＬ素子を室温（約２３〜２５℃）、２．５ｍＡ／ｃｍ2の定電流条件下による点灯を行い、点灯開始直後の発光輝度（Ｌ）［ｃｄ／ｍ2］を測定することにより、外部取り出し量子効率（η）を算出した。ここで、発光輝度の測定はＣＳ−１０００（コニカミノルタセンシング製）を用いた。外部取り出し量子効率は有機ＥＬ素子６−１を１００とする相対値で表した。
【０２４８】
（駆動電圧）
有機ＥＬ素子を室温（約２３〜２５℃）、２．５ｍＡ／ｃｍ2の定電流条件下により駆動したときの電圧を各々測定し、測定結果を下記に示すように、有機ＥＬ素子１−１（比較例）を１００として各々相対値で示した。
【０２４９】
電圧＝（各素子の駆動電圧／有機ＥＬ素子１−１の駆動電圧）×１００
なお、値が小さいほうが比較に対して駆動電圧が低いことを示す。
【０２５０】
【表３】
【０２５１】
表３から、本発明に係る化合物を用いて作製した有機ＥＬ素子は、比較の有機ＥＬ素子に比べ、高い発光効率と駆動電圧の低下が達成できることが明らかである。
【０２５２】
実施例７
《有機ＥＬ素子の作製》
陽極としてガラス上にＩＴＯを１５０ｎｍ成膜した基板（ＮＨテクノグラス製：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ｉｓｏ−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。
【０２５３】
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５つのタンタル製抵抗加熱ボートにα−ＮＰＤ、Ｈ４、Ｉｒ−１３、比較化合物４、Ａｌｑ3をそれぞれ入れ、真空蒸着装置（第１真空槽）に取り付けた。
【０２５４】
更に、タンタル製抵抗加熱ボートにフッ化リチウムを、タングステン製抵抗加熱ボートにアルミニウムをそれぞれ入れ、真空蒸着装置の第２真空槽に取り付けた。
【０２５５】
まず、第１の真空槽を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０．１〜０．２ｎｍ／秒で透明支持基板に膜厚２０ｎｍの厚さになるように蒸着し、正孔注入／輸送層を設けた。
【０２５６】
更に、Ｈ４の入った前記加熱ボートとＩｒ−１３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Ｈ４と発光ドーパントであるＩｒ−１３の蒸着速度が１００：６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。
【０２５７】
次いで、比較化合物４の入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度０．１〜０．２ｎｍ／秒で厚さ１０ｎｍの正孔阻止層を設けた。更にＡｌｑ3の入った前記加熱ボートを通電して加熱し、蒸着速度０．１〜０．２ｎｍ／秒で膜厚２０ｎｍの電子輸送層を設けた。
【０２５８】
次に、電子輸送層まで成膜した素子を真空のまま第２真空槽に移した後、電子輸送層の上にステンレス鋼製の長方形穴あきマスクが配置されるように装置外部からリモートコントロールして設置した。
【０２５９】
第２真空槽を２×１０-4Ｐａまで減圧した後、フッ化リチウム入りのボートに通電して蒸着速度０．０１〜０．０２ｎｍ／秒で膜厚０．５ｎｍの陰極バッファー層を設け、次いでアルミニウムの入ったボートに通電して、蒸着速度１〜２ｎｍ／秒で膜厚１５０ｎｍの陰極をつけ、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ７−１を作製した。
【０２６０】
【化５６】
【０２６１】
有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ７−１の作製において、電子輸送層化合物の比較化合物４をそれぞれ表４に記載の化合物に変更した以外は同様にして、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ７−２〜７−３３を作製した。
【０２６２】
《有機ＥＬ素子の評価》
実施例６と同様の評価を行った。得られた結果を表４に示す。なお、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ７−１を１００とした相対値で各々示している。
【０２６３】
【表４】
【０２６４】
表４から、本発明に係る化合物を用いて作製した有機ＥＬ素子は、比較の有機ＥＬ素子に比べ、高い発光効率と駆動電圧の低下が達成できることが明らかである。
【０２６５】
また、発光ドーパントとしてＩｒ−１３の代わりにＩｒ−１、Ｉｒ−９、１−８を使用し、本発明に係る化合物を正孔阻止材料とした場合にも、発光効率の向上、駆動電圧の低下が見られることが分かった。
【０２６６】
実施例８
《フルカラー表示装置の作製》
（青色発光素子の作製）
実施例６の有機ＥＬ素子６−５を青色発光素子として用いた。
【０２６７】
（緑色発光素子の作製）
実施例６の有機ＥＬ素子６−５において、Ｉｒ−１２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。
【０２６８】
（赤色発光素子の作製）
実施例６の有機ＥＬ素子６−５において、Ｉｒ−１２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。
【０２６９】
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。
【０２７０】
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）。
【０２７１】
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。
【０２７２】
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分かった。
【０２７３】
実施例９
《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Ｈ４の入った前記加熱ボートと例示化合物Ｉｒ−１３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Ｈ４と発光ドーパントであるＩｒ−１３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。
【０２７４】
次いで、例示化合物Ａ３０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。
【０２７５】
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。
【０２７６】
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５、図６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分かった。
【０２７７】
例示化合物Ｂ３０、Ｃ３０を例示化合物Ａ３０の代わりに使用した場合にも、同様の効果が得られた。
【図面の簡単な説明】
【０２７８】
【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Ａの模式図である。
【図３】画素の模式図である。
【図４】パッシブマトリクス方式フルカラー表示装置の模式図である。
【図５】照明装置の概略図である。
【図６】照明装置の模式図である。
【符号の説明】
【０２７９】
１ ディスプレイ
３ 画素
５ 走査線
６ データ線
７ 電源ライン
１０ 有機ＥＬ素子
１１ スイッチングトランジスタ
１２ 駆動トランジスタ
１３ コンデンサ
Ａ 表示部
Ｂ 制御部
１０２ ガラスカバー
１０５ 陰極
１０６ 有機ＥＬ層
１０７ 透明電極付きガラス基板
１０８ 窒素ガス
１０９ 捕水剤
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス（以下、有機ＥＬとも略記する）素子及びそれを用いた表示装置、照明装置に関するものであり、詳しくは、発光輝度に優れた有機エレクトロルミネッセンス素子及びそれを用いた表示装置、照明装置である。
【背景技術】
【０００２】
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（ＥＬＤ）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が挙げられる。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。有機エレクトロルミネッセンス素子は、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。
【０００３】
しかしながら、今後の実用化に向けた有機ＥＬ素子には、更なる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。
【０００４】
これまで、様々な有機ＥＬ素子が報告されている。例えば、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，Ｖｏｌ．５１、９１３頁、あるいは特開昭５９−１９４３９３号公報に記載の正孔注入層と有機発光体層とを組み合わせたもの、特開昭６３−２９５６９５号公報に記載の正孔注入層と電子注入輸送層とを組み合わせたもの、Ｊｐｎ．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｉｓｙｃｓ，ｖｏｌ．１２７，Ｎｏ．２、２６９〜２７１頁に記載の正孔移動層と発光層と電子移動層とを組み合わせたものがそれぞれ開示されている。しかしながら、より高輝度な素子が求められており、エネルギー変換効率、発光量子効率の更なる向上が期待されている。
【０００５】
また、発光寿命が短いという問題点も指摘されている。こうした経時での輝度劣化の要因は完全には解明されていないが、発光中のエレクトロルミネッセンス素子は自ら発する光、及びその時に発生する熱等によって薄膜を構成する有機化合物自体の分解や薄膜中での有機化合物の結晶化等、有機ＥＬ素子材料である有機化合物に由来する要因も指摘されている。
【０００６】
また、電子輸送材料は実用に耐える有用な高性能電子輸送材料は見出されていないのが現状である。例えば、九州大学の研究グループは、オキサジアゾール系誘導体である２−（４−ビフェニル）−５−（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（ｔ−ＢｕＰＢＤ）をはじめ、薄膜安定性を向上させたオキサジアゾール二量体系誘導体の１，３−ビス（４−ｔ−ブチルフェニル−１，３，４−オキサジゾリル）ビフェニレン（ＯＸＤ−１）、１，３−ビス（４−ｔ−ブチルフェニル−１，３，４−オキサジゾリル）フェニレン（ＯＸＤ−７）（Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．ｖｏｌ．３１（１９９２），ｐ．１８１２）を提案している。また、山形大学の研究グループは、電子ブロック性に優れたトリアゾール系電子輸送材料を用いることにより、白色発光の素子を作製している（Ｓｃｉｅｎｃｅ，３ Ｍａｒｃｈ １９９５，Ｖｏｌ．２６７，ｐ．１３３２）。更に特開平５−３３１４５９号公報には、フェナントロリン誘導体が電子輸送材料として有用であることが記載されている。
【０００７】
しかし、従来の電子輸送材料では薄膜形成能が低く、容易に結晶化が起こるため発光素子が破壊されてしまう問題があり、実用に耐える素子性能を発現できなかった。これらの問題を解決する有機エレクトロルミネッセンス材料として、特開平９−８７６１６号、特開平９−１９４４８７号、特開２０００−１８６０９４号の各公報において、分子内にケイ素原子を含む化合物を発光材料または電子輸送材料として用いる例が記載されているが、発光効率及び発光寿命の両立については十分ではなかった。
【０００８】
一方、発光層をホスト化合物及び微量の蛍光体で構成することにより、発光効率の向上を達成するという手法が報告されている。例えば、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。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（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（特開平３−２５５１９０号公報）が知られている。以上のように、蛍光量子収率の高い蛍光体をドープすることによって、従来の素子に比べて発光輝度を向上させている。
【０００９】
しかし、上記のドープされる微量の蛍光体からの発光は、励起一重項からの発光であり、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％であることと、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（η）の限界は５％とされている。
【００１０】
ところが、プリンストン大から励起三重項からのリン光発光を用いる有機ＥＬ素子が報告（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（例えば、Ｍ．Ａ．Ｂａｌｄｏ ｅｔ ａｌ．，Ｎａｔｕｒｅ、４０３巻、１７号、７５０〜７５３頁（２０００年）、米国特許第６，０９７，１４７号明細書等）。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最大４倍となり、冷陰極管とほぼ同等の性能が得られ照明用にも応用可能であり注目されている。
【００１１】
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。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。
【００１２】
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。
【００１３】
リン光性化合物をドーパントとして用いるときのホストは、リン光性化合物の発光極大波長よりも短波な領域に発光極大波長を有することが必要であることはもちろんであるが、その他にも満たすべき条件があることが分かってきた。リン光性化合物のホスト化合物：Ｃ．Ａｄａｃｈｉ ｅｔ ａｌ．，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，７７巻、９０４頁（２０００年）等に詳しく記載されているが、高輝度の有機エレクトロルミネッセンス素子を得るためにホスト化合物に必要とされる性質について、より新しい観点からのアプローチが必要である。これらリン光発光性ドーパントのホスト化合物として、ＣＢＰ、ｍ−ＣＰに代表されるカルバゾール誘導体がよく知られている（例えば、特許文献１、２参照）。特に青発光のホスト化合物としては、バンドギャップの大きなｍ−ＣＰやその誘導体が知られている。
【００１４】
一方、正孔阻止層（エキシトン阻止層）の導入により高い発光輝度を得る技術も開示されており、ある種のアルミニウム錯体を使用する例、フッ素置換化合物を用いることにより、高効率な発光を達成している（例えば、特許文献３、非特許文献１参照）。
【００１５】
ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体を電子輸送材料に使用する例が開示されている（例えば、特許文献４、５参照）。また、ピリジン誘導体を電子輸送材料に使用する例が開示されている（例えば、特許文献６、７、８参照）。
【特許文献１】国際公開第０３／８０７６０号パンフレット
【特許文献２】国際公開第０４／７４３９９号パンフレット
【特許文献３】特開２００２−８８６０号公報
【特許文献４】国際公開第０６／１０３９０９号パンフレット
【特許文献５】特開２００３−４５６６２号公報
【特許文献６】特開平４−６８０７６号公報
【特許文献７】米国特許第５，０７７，１４２号明細書
【特許文献８】特許第３９２５２６５号公報
【非特許文献１】Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，７９巻、１５６頁（２００１年）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
従って、本発明は、特定構造の含窒素複素環化合物を用いて素子の発光輝度の向上及び耐久性の両立を目的になされたものであり、また本発明は、該化合物をリン光発光用のホスト化合物として用いること、または該化合物を電子輸送材料（ホールブロッカー）として用いることにより、発光輝度の向上及び耐久性の両立を達成した有機エレクトロルミネッセンス素子、及びそれを用いた発光輝度の高く、長寿命で、低駆動電圧の表示装置、照明装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の上記目的は、以下の構成により達成された。
【００１８】
１．下記一般式（１）で示される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。
【００１９】
【化１】
【００２０】
（式中、Ｚはｎ価の連結基または単なる結合手を表し、Ａは一般式（Ａ１）で表される基である。ｎは２以上６以下の整数を表す。一般式（Ａ１）において、Ａｒはアリーレン基を表し、Ｒ1〜Ｒ6は各々水素原子または置換基を表す。Ｘ11、Ｘ12は窒素原子または−ＣＲ11を表すが、Ｘ11、Ｘ12のうち少なくともいずれか一方は窒素原子である。Ｒ11は水素原子または置換基を表す。Ｒ1〜Ｒ6、Ｒ11のうち、隣接する置換基同士は互いに縮合して環を形成してもよい。）
２．前記一般式（１）で表される化合物が下記一般式（２）で表される化合物である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。
【００２１】
【化２】
【００２２】
（式中、Ａは一般式（Ａ１）を表し、Ｚ１は下記を表す。ｎは２以上６以下の整数を表す。）
【００２３】
【化３】
【００２４】
（Ｚ１において、Ｒａ〜Ｒｅのうち少なくとも２つは一般式（Ａ１）で表される置換基であり、複数の該置換基は同一であっても異なっていてもよい。Ｒａ〜Ｒｅのうち、一般式（Ａ１）で表される置換基でないものは、各々水素原子または任意の置換基を表し、隣接する置換基同士は互いに縮合して環を形成してもよい。）
３．前記一般式（１）で表される化合物が下記一般式（３）で表される化合物である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。
【００２５】
【化４】
【００２６】
（式中、Ａは一般式（Ａ１）を表し、Ｚ２は下記を表す。ｎは２以上６以下の整数を表す。）
【００２７】
【化５】
【００２８】
（Ｚ２において、Ｒａ〜Ｒｆのうち少なくとも２つは一般式（Ａ１）で表される置換基であり、複数の該置換基は同一であっても異なっていてもよい。Ｒａ〜Ｒｆのうち、一般式（Ａ１）で表される置換基でないものは、各々水素原子または任意の置換基を表し、隣接する置換基同士は互いに縮合して環を形成してもよい。）
４．前記一般式（１）で表される化合物が下記一般式（４）で表される化合物である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。
【００２９】
【化６】
【００３０】
（式中、Ａは一般式（Ａ１）を表し、Ｚ３は下記を表す。ｎは２以上６以下の整数を表す。）
【００３１】
【化７】
【００３２】
（Ｚ３において、Ｒａ〜Ｒｆのうち少なくとも２つは一般式（Ａ１）で表される置換基であり、複数の該置換基は同一であっても違っていてもよい。Ｒａ〜Ｒｆのうち、一般式（Ａ１）で表される置換基でないものは、各々水素原子または任意の置換基を表し、隣接する置換基同士は互いに縮合して環を形成してもよい。）
５．前記一般式（１）で表される化合物が下記一般式（５）で表される化合物である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。
【００３３】
【化８】
【００３４】
（式中、Ａは一般式（Ａ１）を表し、Ｚ４は下記を表す。ｎは２または３を表す。）
【００３５】
【化９】
【００３６】
（Ｚ４において、Ｒａ〜Ｒｃのうち少なくとも２つは一般式（Ａ１）で表される置換基であり、複数の該置換基は同一であっても違っていてもよい。Ｒａ〜Ｒｃのうち、一般式（Ａ１）で表される置換基でないものは、各々水素原子または任意の置換基を表す。）
６．前記一般式（１）で表される化合物が下記一般式（６）で表される化合物である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。
【００３７】
【化１０】
【００３８】
（式中、Ａは一般式（Ａ１）を表し、Ｚ５は下記を表す。ｎは２または３を表す。）
【００３９】
【化１１】
【００４０】
（Ｚ５において、Ｒａ〜Ｒｃのうち少なくとも２つは一般式（Ａ１）で表される置換基であり、複数の該置換基は同一であっても違っていてもよい。Ｒａ〜Ｒｃのうち、一般式（Ａ１）で表される置換基でないものは、各々水素原子または任意の置換基を表す。）
７．前記一般式（１）で表される化合物が下記一般式（７）で表される化合物である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。
【００４１】
【化１２】
【００４２】
（式中、Ａは一般式（Ａ１）を表し、Ｚ６は下記を表す。ｎは３または４を表す。）
【００４３】
【化１３】
【００４４】
（Ｚ６において、Ｒａ〜Ｒｄのうち少なくとも２つは一般式（Ａ１）で表される置換基であり、複数の該置換基は同一であっても違っていてもよい。Ｒａ〜Ｒｄのうち、一般式（Ａ１）で表される置換基でないものは、各々水素原子または任意の置換基を表し、隣接する置換基同士は互いに縮合して環を形成してもよい。）
８．前記一般式（１）で表される化合物が下記一般式（８）で表される化合物である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。
【００４５】
【化１４】
【００４６】
（式中、Ａｒ１はｎ価のアリーレン基を表し、Ｒ1〜Ｒ6は各々水素原子または置換基を表す。Ｘ11、Ｘ12は窒素原子または−ＣＲ11を表すが、Ｘ11、Ｘ12のうち少なくともいずれか一方は窒素原子である。Ｒ11は水素原子または置換基を表す。ｎは２以上６以下の整数を表す。Ｒ1〜Ｒ6、Ｒ11のうち、隣接する置換基同士は互いに縮合して環を形成してもよい。）
９．電子輸送層が前記一般式（１）〜（８）で表される化合物から選ばれる少なくとも１種の化合物を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。
【００４７】
１０．発光層が前記一般式（１）〜（８）で表される化合物から選ばれる少なくとも１種の化合物を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。
【００４８】
１１．ホスト化合物及びリン光性化合物を含有する発光層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子において、該ホスト化合物が前記一般式（１）〜（８）で表される化合物から選ばれる少なくとも１種の化合物であ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。
【００４９】
１２．前記リン光性化合物がイリジウム化合物、オスミウム化合物または白金化合物であることを特徴とする前記１１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００５０】
１３．前記リン光性化合物がイリジウム化合物であることを特徴とする前記１２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００５１】
１４．有機層がウェットプロセスによって形成されることを特徴とする前記１〜１３のいずれか１項に有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００５２】
１５．前記１〜１４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有することを特徴とする表示装置。
【００５３】
１６．前記１〜１４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】
【００５４】
本発明により、高い発光輝度を示し、且つ長寿命で、低駆動電圧の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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５５】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００５６】
本発明者等は、鋭意検討の結果、前記一般式（１）〜（８）で表される化合物を少なくとも１種用いることにより、高い発光輝度を示し、且つ高い耐久性の有機エレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ素子とも言う）、及び該有機ＥＬ素子を有する照明装置、表示装置を提供できることを見出した。併せて、上記の化合物を組み合わせることにより、高効率なフルカラー画像表示装置が得られることが分かった。
【００５７】
本発明の有機ＥＬ素子とは、該有機ＥＬ素子を構成する少なくとも一つの層に、前記一般式（１）〜（８）で表される化合物の少なくとも１種を含有することが、本発明に記載の効果を得るための必須要件であるが、好ましくは上記の化合物を発光層、正孔阻止層または電子輸送層に含有せしめることである。
【００５８】
ピリジン、ピリミジン、トリアジンに代表される含窒素複素環の誘導体は電子輸送材料として知られているが、その分子構造を本発明の一般式（１）から（８）のある特定の形にして、且つ、少なくとも２つの窒素原子を特定の位置に含む形で複素環基を導入することにより、従来の素子の性能を大きく向上させることができることが分かった。これは窒素原子が２つ以上導入することにより、分子全体の電位が下がり、キャリアバランスが最適化された結果と推定される。
【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】
ここで、本発明に係る前記一般式（１）〜（８）で表される化合物について説明する。一般式（１）において、Ｚで表されるｎ価の連結基としては特に制限はないが、好ましくは一般式（２）〜（８）のＺ１〜Ｚ６で表される連結基である。
【００６１】
Ａは一般式（Ａ１）で表されるが、複数のＡは互いに同じでも異なってもよい。Ｘ11、Ｘ12は窒素原子またはＣＲ11を表すが、Ｘ11、Ｘ12のうち少なくともいずれか一方は窒素原子であるが、Ｘ11、Ｘ12のうち、いずれか一つが窒素原子である場合が好ましい。Ｒ11は水素原子または置換基を表し、Ｒ11が置換基を表す場合、一般式（１）のＲ1〜Ｒ6と同義である。
【００６２】
一般式（１）〜（４）、（８）において、ｎは２以上６以下の整数を表し、一般式（５）、（６）において、ｎは２または３を表し、一般式（７）において、ｎは３または４を表す。
【００６３】
一般式（１）において、Ｒ1〜Ｒ6は各々水素原子または置換基を表すが、置換基としては、例えば、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、ｔ−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）、芳香族炭化水素環基（芳香族炭素環基、アリール基等とも言い、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く、隣接する置換基同士は互いに縮合し環を形成してもよい。
【００６４】
これらの置換基の中で、好ましくはアルキル基、芳香族炭化水素環基、芳香族複素環基である。
【００６５】
一般式（２）〜（７）において、Ｒａ〜Ｒｆは各々水素原子または置換基を表すが、その具体例は前記Ｒ1〜Ｒ6と同義である。
【００６６】
一般式（１）〜（７）において、Ａｒで表されるアリーレン基は、任意の芳香族化合物の任意の位置から水素原子または置換基を２個取り除いた残基のことであり、該アリーレン基は炭化水素で構成されていても、ヘテロ原子を含む複素環であっても、縮合していてもよい。
【００６７】
一般式（８）において、Ａｒ１で表されるｎ価のアリーレン基は、任意の芳香族化合物の任意の位置から水素原子または置換基をｎ個取り除いた残基のことであり、該アリーレン基は炭化水素で構成されていても、ヘテロ原子を含む複素環であっても、縮合していてもよい。
【００６８】
一般式（１）〜（８）で表される本発明に係る各化合物は、固体状態において強い蛍光を持つ化合物であり、電場発光性にも優れており、発光材料として有効に使用できる。また、金属電極からの優れた電子注入性及び電子輸送性が非常に優れているため、他の発光材料または本発明に係る上記化合物を発光材料として用いた素子において、本発明に係る化合物を電子輸送材料、またはホールブロッカーとして使用した場合、優れた発光効率を示す。
【００６９】
以下、一般式（１）〜（８）で表される化合物の具体的な例を以下に列挙するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００７０】
【化１５】
【００７１】
【化１６】
【００７２】
【化１７】
【００７３】
【化１８】
【００７４】
【化１９】
【００７５】
【化２０】
【００７６】
【化２１】
【００７７】
【化２２】
【００７８】
【化２３】
【００７９】
【化２４】
【００８０】
【化２５】
【００８１】
【化２６】
【００８２】
【化２７】
【００８３】
【化２８】
【００８４】
【化２９】
【００８５】
【化３０】
【００８６】
【化３１】
【００８７】
【化３２】
【００８８】
本発明に係る上記化合物は、既知の合成方法に従って容易に合成することができるが、以下に示す合成ルートにより、より簡便に合成することができる。
【００８９】
【化３３】
【００９０】
上記反応は、オーガニックレター誌、Ｖｏｌ．３，Ｎｏ．１６，ｐ２５７９〜２５８１（２００１年）に詳細に説明されている。
【００９１】
また、本発明者等は、リン光性化合物のホスト化合物について鋭意検討を重ねた結果、本発明に係るフェニルピリミジン化合物、フェニルトリアジン化合物をホスト化合物として用いて、有機エレクトロルミネッセンス素子を作製した場合に、素子の発光輝度及び寿命や駆動電圧が改善されることを見出した。
【００９２】
本発明に用いられるホスト化合物について説明する。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。
【００９３】
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。
【００９４】
また、本発明に用いられる発光ホストとしては、一般式（１）〜（８）で表される化合物が好ましく用いられる。また、以下に示すような従来公知の発光ドーパントを併用してもよい。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）でもよい。本発明に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。
【００９５】
以下に、本発明に併用可能な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。
【００９６】
【化３４】
【００９７】
【化３５】
【００９８】
【化３６】
【００９９】
【化３７】
【０１００】
【化３８】
【０１０１】
また、本発明に用いられ電子輸送材料（正孔阻止材料）としては、一般式（１）〜（８）で表される化合物が好ましく用いられる。
【０１０２】
本発明に係るリン光性化合物とは励起三重項からの発光が観測される化合物であり、リン光量子収率が２５℃において０．００１以上の化合物である。好ましくは０．０１以上である。更に好ましくは０．１以上である。
【０１０３】
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、本発明で用いられるリン光性化合物とは、任意の溶媒のいずれかにおいて上記リン光量子収率が達成されればよい。
【０１０４】
好ましくは、元素の周期律表でVIII属の金属を含有する錯体系化合物であり、更に好ましくは、イリジウム、オウミウム、または白金錯体系化合物であり、より好ましくはイリジウム錯体系化合物である。
【０１０５】
以下に本発明で用いられるリン光性化合物の具体例を示すが、これらに限定されるものではない。これらの化合物は、例えば、Ｉｎｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．４０巻、１７０４〜１７１１に記載の方法等により合成できる。
【０１０６】
【化３９】
【０１０７】
【化４０】
【０１０８】
【化４１】
【０１０９】
更に、下記化合物も本発明において用いられる。
【０１１０】
【化４２】
【０１１１】
【化４３】
【０１１２】
【化４４】
【０１１３】
【化４５】
【０１１４】
【化４６】
【０１１５】
【化４７】
【０１１６】
【化４８】
【０１１７】
【化４９】
【０１１８】
また、別の態様では、ホスト化合物とリン光性化合物の他に、リン光性化合物からの発光の極大波長よりも長波な領域に、蛍光極大波長を有する蛍光性化合物を少なくとも１種含有する場合もある。この場合、ホスト化合物とリン光性化合物からのエネルギー移動で、有機ＥＬ素子としての電界発光は蛍光性化合物からの発光が得られる。蛍光性化合物として好ましいのは、溶液状態で蛍光量子収率が高いものである。
【０１１９】
ここで、蛍光量子収率は０．１以上、特に０．３以上が好ましい。具体的には、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。ここで言う蛍光量子収率も、前記第４版実験化学講座７の分光IIの３６２頁（１９９２年版、丸善）に記載の方法により測定することができる。
【０１２０】
以下、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の構成要素について説明する。
【０１２１】
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、本発明これに限定されるものではない。
【０１２２】
（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
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。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。
【０１２３】
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。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１０〜１０００ｎｍ、好ましくは１０〜２００ｎｍの範囲で選ばれる。
【０１２４】
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。
【０１２５】
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。
【０１２６】
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１０〜１０００ｎｍ、好ましくは５０〜２００ｎｍの範囲で選ばれる。なお、発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。
【０１２７】
次に、注入層、正孔輸送層、電子輸送層、発光層等について説明する。
【０１２８】
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、上記のごと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。
【０１２９】
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。
【０１３０】
陽極バッファー層（正孔注入層）は、特開平９−４５４７９号、同９−２６００６２号、同８−２８８０６９号の各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。
【０１３１】
陰極バッファー層（電子注入層）は、特開平６−３２５８７１号、同９−１７５７４号、同１０−７４５８６号の各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。
【０１３２】
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０．１〜１００ｎｍの範囲が好ましい。
【０１３３】
阻止層は、上記のごと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、同１１−２０４３５９号の各公報及び「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。
【０１３４】
正孔阻止層とは広義では電子輸送層であり、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。
【０１３５】
一方、電子阻止層とは広義では正孔輸送層であり、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。
【０１３６】
正孔輸送層とは正孔を輸送する機能を有する材料からなり、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。
【０１３７】
正孔輸送層、電子輸送層は単層もしくは複数層設けることができる。
【０１３８】
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、発光層内であっても発光層と隣接層との界面であってもよい。
【０１３９】
発光層に使用される材料（以下、発光材料と言う）は、蛍光またはリン光を発する有機化合物または錯体であることが好ましく、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。このような発光材料は主に有機化合物であり、所望の色調により、例えば、Ｍａｃｒｏｍｏｌ．Ｓｙｎｔｈ．，１２５巻，１７〜２５頁に記載の化合物等を用いることができる。
【０１４０】
発光材料は、発光性能の他に正孔輸送機能や電子輸送機能を併せ持っていてもよく、正孔輸送材料や電子輸送材料の殆どが、発光材料としても使用できる。発光材料は、ｐ−ポリフェニレンビニレンやポリフルオレンのような高分子材料でもよく、更に前記発光材料を高分子鎖に導入した、または前記発光材料を高分子の主鎖とした高分子材料を使用してもよい。
【０１４１】
この発光層は上記化合物を、例えば、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、ＬＢ法等の公知の薄膜化法により製膜して形成することができる。発光層としての膜厚は特に制限はないが、通常は５ｎｍ〜５μｍの範囲で選ばれる。この発光層は、これらの発光材料１種または２種以上からなる単一層構造であってもよいし、あるいは同一組成または異種組成の複数層からなる積層構造であってもよい。本発明の有機ＥＬ素子の好ましい態様は、発光層が２種以上の材料からなり、その内の少なくとも１種が本発明に係る化合物の場合である。
【０１４２】
また、この発光層は、特開昭５７−５１７８１号公報に記載されているように、樹脂等の結着材と共に上記発光材料を溶剤に溶かして溶液とした後、これをスピンコート法等により薄膜化して形成することができる。このようにして形成された発光層の膜厚については特に制限はなく、状況に応じて適宜選択することができるが、通常は５ｎｍ〜５μｍの範囲である。
【０１４３】
前述のように、発光層の材料が２種以上であるとき、主成分をホスト、その他の成分をドーパントと言う。ドーパントの混合比は、好ましくは質量比で０．１％以上、１５％未満である。
【０１４４】
発光層のホスト化合物は、有機化合物または錯体であることが好ましく、本発明においては、好ましくは蛍光極大波長がドーパントよりも短波長であることである。ホスト化合物としては、有機ＥＬ素子に使用される公知のものの中から任意のものを選択して用いることができ、また後述の正孔輸送材料や電子輸送材料の殆どが発光層ホスト化合物としても使用できる。
【０１４５】
ポリビニルカルバゾールやポリフルオレンのような高分子材料でもよく、更に前記ホスト化合物を高分子鎖に導入した、または前記ホスト化合物を高分子の主鎖とした高分子材料を使用してもよい。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、且つ高Ｔｇ（ガラス転移温度）である化合物が好ましい。
【０１４６】
正孔輸送層とは正孔を輸送する機能を有する材料からなり、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。正孔輸送層は単層もしくは複数層設けることができる。
【０１４７】
正孔輸送材料としては特に制限はなく、従来、光導伝材料において、正孔の電荷注入輸送材料として慣用されているものやＥＬ素子の正孔注入層、正孔輸送層に使用される公知のものの中から任意のものを選択して用いることができる。
【０１４８】
正孔輸送材料は、正孔の注入もしくは輸送、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。
【０１４９】
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、芳香族第三級アミン化合物及びスチリルアミン化合物、特に芳香族第三級アミン化合物を用いることが好ましい。
【０１５０】
芳香族第三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。
【０１５１】
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。
【０１５２】
また、本発明においては、正孔輸送層の正孔輸送材料は発光層に用いられる化合物に比べ、蛍光極大波長がより短波長であり、且つ高Ｔｇである化合物が好ましい。
【０１５３】
この正孔輸送層は、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、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５〜５０００ｎｍ程度である。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。
【０１５４】
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。電子輸送層は単層もしくは複数層設けることができる。更に、必要に応じて用いられる電子輸送層は、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る。
【０１５５】
この電子輸送層に用いられる材料（以下、電子輸送材料と言う）の例としては、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、ナフタレンペリレン等の複素環テトラカルボン酸無水物、カルボジイミド、フレオレニリデンメタン誘導体、アントラキノジメタン及びアントロン誘導体、オキサジアゾール誘導体等が挙げられる。更に、上記オキサジアゾール誘導体において、オキサジアゾール環の酸素原子を硫黄原子に置換したチアジアゾール誘導体、電子吸引基として知られているキノキサリン環を有するキノキサリン誘導体も、電子輸送材料として用いることができる。
【０１５６】
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。
【０１５７】
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。
【０１５８】
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。
【０１５９】
電子輸送層に用いられる化合物も、正孔輸送層に用いられる化合物と同様に、発光層で用いられる化合物に比べ蛍光極大波長がより短波長であり、且つ高Ｔｇである化合物が好ましい。
【０１６０】
本発明の有機ＥＬ素子に係る基板としては、ガラス、プラスチック等の種類には特に限定はなく、また透明のものであれば特に制限はないが、好ましく用いられる基板としては、例えば、ガラス、石英、光透過性樹脂フィルムを挙げることができる。特に好ましい基体は、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。
【０１６１】
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）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンスルフィド、ポリアリレート、ポリイミド、ポリカーボネート（ＰＣ）、セルローストリアセテート（ＴＡＣ）、セルロースアセテートプロピオネート（ＣＡＰ）等からなるフィルム等が挙げられる。
【０１６２】
樹脂フィルムの表面には、無機物もしくは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、水蒸気透過率が０．０１ｇ／ｍ2・ｄａｙ以下の高バリア性フィルムであることが好ましい。
【０１６３】
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２％以上である。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。
【０１６４】
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よい。
【０１６５】
照明用途で用いる場合には、発光ムラを低減させるために粗面加工したフィルム（アンチグレアフィルム等）を併用することもできる。
【０１６６】
多色表示装置として用いる場合は、少なくとも２種類の異なる発光極大波長を有する有機ＥＬ素子からなるが、有機ＥＬ素子を作製する好適な例を説明する。
【０１６７】
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／陰極バッファー層／陰極からなる有機ＥＬ素子の作製法について説明する。
【０１６８】
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１０〜２００ｎｍ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。次に、この上に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を含有する薄膜を形成させる。
【０１６９】
この有機化合物を含有する薄膜の薄膜化の方法としては、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法、蒸着法、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、真空蒸着法またはスピンコート法が特に好ましい。更に層ごとに異なる製膜法を適用してもよい。製膜に蒸着法を採用する場合、その蒸着条件は使用する化合物の種類等により異なるが、一般にボート加熱温度５０〜４５０℃、真空度１０-6〜１０-2Ｐａ、蒸着速度０．０１〜５０ｎｍ／秒、基板温度−５０〜３００℃、膜厚０．１〜５μｍの範囲で適宜選ぶことが望ましい。
【０１７０】
これらの層の形成後、その上に陰極用物質からなる薄膜を１μｍ以下、好ましくは５０〜２００ｎｍ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。この有機ＥＬ素子の作製は、一回の真空引きで一貫して正孔注入層から陰極まで作製するのが好ましいが、途中で取り出して異なる製膜法を施しても構わない。その際、作業を乾燥不活性ガス雰囲気下で行う等の配慮が必要となる。
【０１７１】
本発明の表示装置について説明する。本発明の表示装置は上記有機ＥＬ素子を有する。
【０１７２】
本発明の表示装置は単色でも多色でもよいが、ここでは多色表示装置について説明する。多色表示装置の場合は発光層形成時のみシャドーマスクを設け、一面に蒸着法、キャスト法、スピンコート法、インクジェット法、印刷法等で膜を形成できる。
【０１７３】
発光層のみパターニングを行う場合、その方法に限定はないが、好ましくは蒸着法、インクジェット法、印刷法である。蒸着法を用いる場合においては、シャドーマスクを用いたパターニングが好ましい。
【０１７４】
また、作製順序を逆にして、陰極、電子輸送層、正孔阻止層、発光層、正孔輸送層、陽極の順に作製することも可能である。
【０１７５】
このようにして得られた多色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２〜４０Ｖ程度を印加すると発光が観測できる。また、逆の極性で電圧を印加しても電流は流れずに発光は全く生じない。更に交流電圧を印加する場合には、陽極が＋、陰極が−の状態になったときのみ発光する。なお、印加する交流の波形は任意でよい。
【０１７６】
多色表示装置は表示デバイス、ディスプレイ、各種発光光源として用いることができる。表示デバイス、ディスプレイにおいて、青、赤、緑発光の３種の有機ＥＬ素子を用いることによりフルカラーの表示が可能となる。
【０１７７】
表示デバイス、ディスプレイとしては、テレビ、パソコン、モバイル機器、ＡＶ機器、文字放送表示、自動車内の情報表示等が挙げられる。特に静止画像や動画像を再生する表示装置として使用してもよく、動画再生用の表示装置として使用する場合の駆動方式は、単純マトリクス（パッシブマトリクス）方式でもアクティブマトリクス方式でもどちらでもよい。
【０１７８】
発光光源としては、家庭用照明、車内照明、時計や液晶用のバックライト、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。
【０１７９】
本発明の照明装置について説明する。本発明の照明装置は上記有機ＥＬ素子を有する。
【０１８０】
本発明の有機ＥＬ素子に共振器構造を持たせた有機ＥＬ素子として用いてもよく、このような共振器構造を有した有機ＥＬ素子の使用目的としては、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、これらに限定されない。また、レーザー発振をさせることにより上記用途に使用してもよい。
【０１８１】
また、本発明の有機ＥＬ素子は照明用や露光光源のような１種のランプとして使用してもよいし、画像を投影するタイプのプロジェクション装置や、静止画像や動画像を直接視認するタイプの表示装置（ディスプレイ）として使用してもよい。動画再生用の表示装置として使用する場合の駆動方式は、単純マトリクス（パッシブマトリクス）方式でもアクティブマトリクス方式でもどちらでもよい。または、異なる発光色を有する本発明の有機ＥＬ素子を２種以上使用することにより、フルカラー表示装置を作製することが可能である。
【０１８２】
以下、本発明の有機ＥＬ素子を有する表示装置の一例を図面に基づいて説明する。
【０１８３】
図１は有機ＥＬ素子から構成される表示装置の一例を示した模式図である。有機ＥＬ素子の発光により画像情報の表示を行う、例えば、携帯電話等のディスプレイの模式図である。
【０１８４】
ディスプレイ１は複数の画素を有する表示部Ａ、画像情報に基づいて表示部Ａの画像走査を行う制御部Ｂ等からなる。制御部Ｂは表示部Ａと電気的に接続され、複数の画素それぞれに外部からの画像情報に基づいて走査信号と画像データ信号を送り、走査信号により走査線毎の画素が画像データ信号に応じて順次発光して画像走査を行って、画像情報を表示部Ａに表示する。
【０１８５】
図２は表示部Ａの模式図である。
【０１８６】
表示部Ａは基板上に、複数の走査線５及びデータ線６を含む配線部と複数の画素３等とを有する。表示部Ａの主要な部材の説明を以下に行う。
【０１８７】
図においては、画素３の発光した光が白矢印方向（下方向）へ取り出される場合を示している。配線部の走査線５及び複数のデータ線６はそれぞれ導電材料からなり、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（詳細は図示していない）。
【０１８８】
画素３は走査線５から走査信号が印加されると、データ線６から画像データ信号を受け取り、受け取った画像データに応じて発光する。発光の色が赤領域の画素、緑領域の画素、青領域の画素を適宜同一基板上に並置することによって、フルカラー表示が可能となる。
【０１８９】
次に、画素の発光プロセスを説明する。
【０１９０】
図３は画素の模式図である。
【０１９１】
画素は有機ＥＬ素子１０、スイッチングトランジスタ１１、駆動トランジスタ１２、コンデンサ１３等を備えている。複数の画素に有機ＥＬ素子１０として、赤色、緑色、青色発光の有機ＥＬ素子を用い、これらを同一基板上に並置することでフルカラー表示を行うことができる。
【０１９２】
図３において、制御部Ｂからデータ線６を介してスイッチングトランジスタ１１のドレインに画像データ信号が印加される。そして、制御部Ｂから走査線５を介してスイッチングトランジスタ１１のゲートに走査信号が印加されると、スイッチングトランジスタ１１の駆動がオンし、ドレインに印加された画像データ信号がコンデンサ１３と駆動トランジスタ１２のゲートに伝達される。
【０１９３】
画像データ信号の伝達により、コンデンサ１３が画像データ信号の電位に応じて充電されるとともに、駆動トランジスタ１２の駆動がオンする。駆動トランジスタ１２は、ドレインが電源ライン７に接続され、ソースが有機ＥＬ素子１０の電極に接続されており、ゲートに印加された画像データ信号の電位に応じて、電源ライン７から有機ＥＬ素子１０に電流が供給される。
【０１９４】
制御部Ｂの順次走査により走査信号が次の走査線５に移ると、スイッチングトランジスタ１１の駆動がオフする。しかし、スイッチングトランジスタ１１の駆動がオフしてもコンデンサ１３は充電された画像データ信号の電位を保持するので、駆動トランジスタ１２の駆動はオン状態が保たれて、次の走査信号の印加が行われるまで有機ＥＬ素子１０の発光が継続する。順次走査により次に走査信号が印加されたとき、走査信号に同期した次の画像データ信号の電位に応じて、駆動トランジスタ１２が駆動して有機ＥＬ素子１０が発光する。
【０１９５】
即ち、有機ＥＬ素子１０の発光は複数の画素それぞれの有機ＥＬ素子１０に対して、アクティブ素子であるスイッチングトランジスタ１１と駆動トランジスタ１２を設けて、複数の画素３それぞれの有機ＥＬ素子１０の発光を行っている。このような発光方法をアクティブマトリクス方式と呼んでいる。
【０１９６】
ここで、有機ＥＬ素子１０の発光は複数の階調電位を持つ多値の画像データ信号による複数の階調の発光でもよいし、２値の画像データ信号による所定の発光量のオン、オフでもよい。また、コンデンサ１３の電位の保持は次の走査信号の印加まで継続して保持してもよいし、次の走査信号が印加される直前に放電させてもよい。
【０１９７】
本発明においては、上述したアクティブマトリクス方式に限らず、走査信号が走査されたときのみデータ信号に応じて有機ＥＬ素子を発光させるパッシブマトリクス方式の発光駆動でもよい。
【０１９８】
図４はパッシブマトリクス方式による表示装置の模式図である。図４において、複数の走査線５と複数の画像データ線６が画素３を挟んで対向して格子状に設けられている。
【０１９９】
順次走査により走査線５の走査信号が印加されたとき、印加された走査線５に接続している画素３が画像データ信号に応じて発光する。
【０２００】
パッシブマトリクス方式では画素３にアクティブ素子がなく、製造コストの低減が計れる。
【０２０１】
また、本発明の有機ＥＬ材料は照明装置として、実質白色の発光を生じる有機ＥＬ素子に適用できる。複数の発光材料により複数の発光色を同時に発光させて混色により白色発光を得る。複数の発光色の組み合わせとしては、青色、緑色、青色の３原色の３つの発光極大波長を含有させたものでもよいし、青色と黄色、青緑と橙色等の補色の関係を利用した２つの発光極大波長を含有したものでもよい。
【０２０２】
また、複数の発光色を得るための発光材料の組み合わせは、複数のリン光または蛍光で発光する材料を複数組み合わせたもの、蛍光またはリン光で発光する発光材料と、発光材料からの光を励起光として発光する色素材料との組み合わせたもののいずれでもよいが、本発明に係る白色有機ＥＬ素子においては、発光ドーパントを複数組み合わせ混合するだけでよい。発光層もしくは正孔輸送層あるいは電子輸送層等の形成時のみマスクを設け、マスクにより塗り分ける等単純に配置するだけでよく、他層は共通であるのでマスク等のパターニングは不要であり、一面に蒸着法、キャスト法、スピンコート法、インクジェット法、印刷法等で、例えば、電極膜を形成でき、生産性も向上する。この方法によれば、複数色の発光素子をアレー状に並列配置した白色有機ＥＬ装置と異なり、素子自体が発光白色である。
【０２０３】
発光層に用いる発光材料としては特に制限はなく、例えば、液晶表示素子におけるバックライトであれば、ＣＦ（カラーフィルター）特性に対応した波長範囲に適合するように、本発明に係る発光ドーパント、また公知の発光材料の中から任意のものを選択して組み合わせて白色化すればよい。
【０２０４】
このように、本発明に係る白色発光有機ＥＬ素子は、前記表示デバイス、ディスプレイに加えて、各種発光光源、照明装置として、家庭用照明、車内照明、また露光光源のような１種のランプとして、また液晶表示装置のバックライト等、表示装置にも有用に用いられる。その他、時計等のバックライト、看板広告、信号機、光記憶媒体等の光源、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、更には表示装置を必要とする一般の家庭用電気器具等広い範囲の用途が挙げられる。
【実施例】
【０２０５】
以下、実施例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明の態様はこれに限定されない。
【０２０６】
実施例１
《有機ＥＬ素子の作製》
陽極としてガラス上にＩＴＯ（インジウムチンオキシド）を厚さ１５０ｎｍで成膜した基板（ＮＨテクノグラス製：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ｉ−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た後、ＵＶオゾン洗浄を５分間行った。
【０２０７】
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比較化合物１を２００ｍｇ入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにバソキュプロイン（ＢＣＰ）を２００ｍｇ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。
【０２０８】
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０．１〜０．３ｎｍ／ｓｅｃで透明支持基板に膜厚５０ｎｍで蒸着し、正孔輸送層を設けた。蒸着時の基板温度は室温であった。
【０２０９】
次いで、比較化合物１の入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度０．１〜０．３ｎｍ／ｓｅｃで膜厚３０ｎｍの発光層を設けた。更に、ＢＣＰの入った前記加熱ボートを通電して加熱し、膜厚１０ｎｍの正孔阻止層を設けた。更にＡｌｑ3の入った前記加熱ボートを通電して加熱し、蒸着速度０．１〜０．３ｎｍ／ｓｅｃで膜厚２０ｎｍの電子輸送層を設けた。
【０２１０】
次に、真空槽をあけ、電子注入層の上にステンレス鋼製の長方形穴あきマスクを設置し、一方、モリブデン製抵抗加熱ボートにマグネシウム３ｇを入れ、タングステン製の蒸着用バスケットに銀を０．５ｇ入れ、再び真空槽を２×１０-4Ｐａまで減圧した後、マグネシウム入りのボートに通電して蒸着速度１．５〜２．０ｎｍ／ｓｅｃでマグネシウムを蒸着した。この際、同時に銀のバスケットを加熱し、蒸着速度０．１ｎｍ／ｓｅｃで銀を蒸着し、前記マグネシウムと銀との混合物からなる陰極とすることにより、表１に示す比較用の有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１−１を作製した。
【０２１１】
次いで、上記有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１−１の作製において、比較化合物１を表１に記載の各化合物に変更した以外は同様にして、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１−２〜１−２６を作製した。なお、各有機ＥＬ素子の発光色は青色から緑色を示した。
【０２１２】
【化５０】
【０２１３】
【化５１】
【０２１４】
《有機ＥＬ素子の評価》
（外部取り出し量子効率）
有機ＥＬ素子を室温（約２３〜２５℃）、２．５ｍＡ／ｃｍ2の定電流条件下による点灯を行い、点灯開始直後の発光輝度（Ｌ）［ｃｄ／ｍ2］及び輝度の半減する時間を測定することにより、外部取り出し量子効率（η）、半減寿命を算出した。ここで、発光輝度の測定はＣＳ−１０００（コニカミノルタセンシング製）を用いた。外部取り出し量子効率、半減寿命は有機ＥＬ素子１−１を１００とする相対値で表した。
【０２１５】
以上により得られた結果を表１に示す。
【０２１６】
【表１】
【０２１７】
表１より明らかなように、本発明に係る化合物を用いた有機ＥＬ素子は、比較に対して、点灯開始時の発光輝度及び発光輝度が半減するまでの時間が改善されているのが分かる。
【０２１８】
実施例２
実施例１の有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１−７の作製において、本発明に係る例示化合物Ｂ９とＤＣＭ２を１００：１の質量比で蒸着した膜厚３０ｎｍの発光層を用いた以外は同様にして、有機エレクトロルミネッセンス素子ＯＬＥＤ２−１を作製した。上記作製した有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２−１を、温度２３度、乾燥窒素ガス雰囲気下で１０Ｖ直流電圧印加すると赤色の発光が得られた。
【０２１９】
また、上記有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２−１の作製において、ＤＣＭ２をＱｄ２またはＢＣｚＶＢｉに代えることにより、それぞれ緑色または青色の発光が得られた。
【０２２０】
【化５２】
【０２２１】
実施例３
《有機ＥＬ素子の作製》
陽極としてガラス上にＩＴＯ（インジウムチンオキシド）を膜厚１５０ｎｍで成膜した基板（ＮＨテクノグラス製：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ｉ−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た後、ＵＶオゾン洗浄を５分間行った。
【０２２２】
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、ｍ−ＭＴＤＡＴＡを２００ｍｇ入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにＤＰＶＢｉを２００ｍｇ入れ、また、別のモリブデン製抵抗加熱ボートに比較化合物３を２００ｍｇを入れ真空蒸着装次いで、真空槽を４×１０-4Ｐａまで減圧した後、ｍ−ＭＴＤＡＴＡの入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度０．１〜０．３ｎｍ／ｓｅｃで透明支持基板に膜厚２５ｎｍで蒸着し、更に、ＤＰＶＢｉの入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度０．１〜０．３ｎｍ／ｓｅｃで膜厚２０ｎｍで蒸着し、発光層を設けた。蒸着時の基板温度は室温であった。
【０２２３】
次いで、比較化合物３の入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度０．１〜０．３ｎｍ／ｓｅｃで膜厚３０ｎｍの電子輸送層を設けた。
【０２２４】
次に、真空槽をあけ、電子輸送層の上にステンレス鋼製の長方形穴あきマスクを設置し、一方、モリブデン製抵抗加熱ボートにマグネシウム３ｇを入れ、タングステン製の蒸着用バスケットに銀を０．５ｇ入れ、再び真空槽を２×１０-4Ｐａまで減圧した後、マグネシウム入りのボートに通電して蒸着速度１．５〜２．０ｎｍ／ｓｅｃでマグネシウムを蒸着し、この際、同時に銀のバスケットを加熱し、蒸着速度０．１ｎｍ／ｓｅｃで銀を蒸着し、前記マグネシウムと銀との混合物からなる陰極とすることにより、比較用有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３−１を作製した。
【０２２５】
上記有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３−１の作製において、比較化合物３を表２に記載の各化合物に代えた以外は同様にして、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３−２〜３−３３を作製した。
【０２２６】
【化５３】
【０２２７】
【化５４】
【０２２８】
《有機ＥＬ素子の評価》
実施例１と同様の方法で外部取り出し量子効率（η）、半減寿命の評価を行った。なお、全ての有機ＥＬ素子の発光色は青色であった。
【０２２９】
【表２】
【０２３０】
表２より明らかなように、本発明に係る化合物を用いた有機ＥＬ素子は、比較例に対して点灯開始時の発光輝度、発光効率及び輝度の半減する時間が改善されて、特には輝度の半減する時間が改善されているのが分かる。
【０２３１】
実施例４
実施例３で作製した有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３−２９の陰極をＡｌに置き換え、電子輸送層と陰極の間にフッ化リチウムを膜厚０．５ｎｍとなるように蒸着して陰極バッファー層を設けた以外は同様にして、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ４−１を作製した。
【０２３２】
作製した有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ４−１を、実施例３に記載の方法と同様にして、点灯開始時の発光輝度（ｃｄ／ｍ2）、及び輝度の半減する時間を測定したところ、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３−１との相対比較で発光輝度１８３、輝度の半減する時間３５５となり、陰極バッファー層を導入した結果、その効果がより一層発揮されることを確認することができた。
【０２３３】
実施例５
実施例３で作製した各有機ＥＬ素子の発光層において、ＤＰＶＢｉからそれぞれＡｌｑ3またはＡｌｑ3とＤＣＭ２を１００：１の質量比で蒸着した発光層に変更した以外は同様にして、各有機ＥＬ素子を作製し、同様の方法で点灯開始時の発光輝度（ｃｄ／ｍ2）及び輝度の半減する時間を測定した。その結果、実施例３と同様に、本発明に係る化合物を電子輸送層に用いた有機ＥＬ素子は、比較例（有機ＥＬ素子３−１、３−２、３−３）に対して、点灯開始時の発光輝度（ｃｄ／ｍ2）及び輝度の半減する時間の改善が確認された。
【０２３４】
なお、Ａｌｑ3を発光層に用いた場合は緑色の発光が得られ、Ａｌｑ3とＤＣＭ２を１００：１で共蒸着した発光層では、赤色の発光が得られた。
【０２３５】
実施例６
《有機ＥＬ素子の作製》
陽極としてガラス上にＩＴＯを１５０ｎｍ成膜した基板（ＮＨテクノグラス製：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ｉｓｏ−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。
【０２３６】
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５つのタンタル製抵抗加熱ボートにα−ＮＰＤ、Ｈ４、Ｉｒ−１２、ＢＡｌｑ、Ａｌｑ3をそれぞれ入れ、真空蒸着装置（第１真空槽）に取り付けた。
【０２３７】
更に、タンタル製抵抗加熱ボートにフッ化リチウムをタングステン製抵抗加熱ボートにアルミニウムをそれぞれ入れ、真空蒸着装置の第２真空槽に取り付けた。
【０２３８】
まず、第１の真空槽を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０．１〜０．２ｎｍ／秒で透明支持基板に膜厚２０ｎｍの厚さになるように蒸着し、正孔注入／輸送層を設けた。
【０２３９】
更にＨ４の入った前記加熱ボートとＩｒ−１２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Ｈ４と発光ドーパントであるＩｒ−１２の蒸着速度が１００：６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。
【０２４０】
次いで、ＢＡｌｑの入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度０．１〜０．２ｎｍ／秒で厚さ１０ｎｍの正孔阻止層を設けた。更にＡｌｑ3の入った前記加熱ボートを通電して加熱し、蒸着速度０．１〜０．２ｎｍ／秒で膜厚２０ｎｍの電子輸送層を設けた。
【０２４１】
次に、電子輸送層まで成膜した素子を真空のまま第２真空槽に移した後、電子輸送層の上にステンレス鋼製の長方形穴あきマスクが配置されるように装置外部からリモートコントロールして設置した。
【０２４２】
第２真空槽を２×１０-4Ｐａまで減圧した後、フッ化リチウム入りのボートに通電して蒸着速度０．０１〜０．０２ｎｍ／秒で膜厚０．５ｎｍの陰極バッファー層を設け、次いでアルミニウムの入ったボートに通電して、蒸着速度１〜２ｎｍ／秒で膜厚１５０ｎｍの陰極をつけ、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ６−１を作製した。
【０２４３】
【化５５】
【０２４４】
有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ６−１の作製において、ホスト化合物のＨ４を表３に記載のホスト化合物に変更した以外は同様にして、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ６−２〜６−３２を作製した。
【０２４５】
《有機ＥＬ素子の評価》
得られた有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ６−１〜６−３２を評価するに際しては、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５、図６に示すような照明装置を形成して評価した。
【０２４６】
図５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（なお、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）。図６は照明装置の断面図を示し、図６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。なお、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。
【０２４７】
（外部取り出し量子効率）
有機ＥＬ素子を室温（約２３〜２５℃）、２．５ｍＡ／ｃｍ2の定電流条件下による点灯を行い、点灯開始直後の発光輝度（Ｌ）［ｃｄ／ｍ2］を測定することにより、外部取り出し量子効率（η）を算出した。ここで、発光輝度の測定はＣＳ−１０００（コニカミノルタセンシング製）を用いた。外部取り出し量子効率は有機ＥＬ素子６−１を１００とする相対値で表した。
【０２４８】
（駆動電圧）
有機ＥＬ素子を室温（約２３〜２５℃）、２．５ｍＡ／ｃｍ2の定電流条件下により駆動したときの電圧を各々測定し、測定結果を下記に示すように、有機ＥＬ素子１−１（比較例）を１００として各々相対値で示した。
【０２４９】
電圧＝（各素子の駆動電圧／有機ＥＬ素子１−１の駆動電圧）×１００
なお、値が小さいほうが比較に対して駆動電圧が低いことを示す。
【０２５０】
【表３】
【０２５１】
表３から、本発明に係る化合物を用いて作製した有機ＥＬ素子は、比較の有機ＥＬ素子に比べ、高い発光効率と駆動電圧の低下が達成できることが明らかである。
【０２５２】
実施例７
《有機ＥＬ素子の作製》
陽極としてガラス上にＩＴＯを１５０ｎｍ成膜した基板（ＮＨテクノグラス製：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ｉｓｏ−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。
【０２５３】
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５つのタンタル製抵抗加熱ボートにα−ＮＰＤ、Ｈ４、Ｉｒ−１３、比較化合物４、Ａｌｑ3をそれぞれ入れ、真空蒸着装置（第１真空槽）に取り付けた。
【０２５４】
更に、タンタル製抵抗加熱ボートにフッ化リチウムを、タングステン製抵抗加熱ボートにアルミニウムをそれぞれ入れ、真空蒸着装置の第２真空槽に取り付けた。
【０２５５】
まず、第１の真空槽を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０．１〜０．２ｎｍ／秒で透明支持基板に膜厚２０ｎｍの厚さになるように蒸着し、正孔注入／輸送層を設けた。
【０２５６】
更に、Ｈ４の入った前記加熱ボートとＩｒ−１３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Ｈ４と発光ドーパントであるＩｒ−１３の蒸着速度が１００：６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。
【０２５７】
次いで、比較化合物４の入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度０．１〜０．２ｎｍ／秒で厚さ１０ｎｍの正孔阻止層を設けた。更にＡｌｑ3の入った前記加熱ボートを通電して加熱し、蒸着速度０．１〜０．２ｎｍ／秒で膜厚２０ｎｍの電子輸送層を設けた。
【０２５８】
次に、電子輸送層まで成膜した素子を真空のまま第２真空槽に移した後、電子輸送層の上にステンレス鋼製の長方形穴あきマスクが配置されるように装置外部からリモートコントロールして設置した。
【０２５９】
第２真空槽を２×１０-4Ｐａまで減圧した後、フッ化リチウム入りのボートに通電して蒸着速度０．０１〜０．０２ｎｍ／秒で膜厚０．５ｎｍの陰極バッファー層を設け、次いでアルミニウムの入ったボートに通電して、蒸着速度１〜２ｎｍ／秒で膜厚１５０ｎｍの陰極をつけ、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ７−１を作製した。
【０２６０】
【化５６】
【０２６１】
有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ７−１の作製において、電子輸送層化合物の比較化合物４をそれぞれ表４に記載の化合物に変更した以外は同様にして、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ７−２〜７−３３を作製した。
【０２６２】
《有機ＥＬ素子の評価》
実施例６と同様の評価を行った。得られた結果を表４に示す。なお、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ７−１を１００とした相対値で各々示している。
【０２６３】
【表４】
【０２６４】
表４から、本発明に係る化合物を用いて作製した有機ＥＬ素子は、比較の有機ＥＬ素子に比べ、高い発光効率と駆動電圧の低下が達成できることが明らかである。
【０２６５】
また、発光ドーパントとしてＩｒ−１３の代わりにＩｒ−１、Ｉｒ−９、１−８を使用し、本発明に係る化合物を正孔阻止材料とした場合にも、発光効率の向上、駆動電圧の低下が見られることが分かった。
【０２６６】
実施例８
《フルカラー表示装置の作製》
（青色発光素子の作製）
実施例６の有機ＥＬ素子６−５を青色発光素子として用いた。
【０２６７】
（緑色発光素子の作製）
実施例６の有機ＥＬ素子６−５において、Ｉｒ−１２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。
【０２６８】
（赤色発光素子の作製）
実施例６の有機ＥＬ素子６−５において、Ｉｒ−１２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。
【０２６９】
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。
【０２７０】
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）。
【０２７１】
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。
【０２７２】
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分かった。
【０２７３】
実施例９
《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Ｈ４の入った前記加熱ボートと例示化合物Ｉｒ−１３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Ｈ４と発光ドーパントであるＩｒ−１３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。
【０２７４】
次いで、例示化合物Ａ３０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。
【０２７５】
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。
【０２７６】
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５、図６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分かった。
【０２７７】
例示化合物Ｂ３０、Ｃ３０を例示化合物Ａ３０の代わりに使用した場合にも、同様の効果が得られた。
【図面の簡単な説明】
【０２７８】
【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Ａの模式図である。
【図３】画素の模式図である。
【図４】パッシブマトリクス方式フルカラー表示装置の模式図である。
【図５】照明装置の概略図である。
【図６】照明装置の模式図である。
【符号の説明】
【０２７９】
１ ディスプレイ
３ 画素
５ 走査線
６ データ線
７ 電源ライン
１０ 有機ＥＬ素子
１１ スイッチングトランジスタ
１２ 駆動トランジスタ
１３ コンデンサ
Ａ 表示部
Ｂ 制御部
１０２ ガラスカバー
１０５ 陰極
１０６ 有機ＥＬ層
１０７ 透明電極付きガラス基板
１０８ 窒素ガス
１０９ 捕水剤
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記一般式（１）で示される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。
【化１】
（式中、Ｚはｎ価の連結基または単なる結合手を表し、Ａは一般式（Ａ１）で表される基である。ｎは２以上６以下の整数を表す。一般式（Ａ１）において、Ａｒはアリーレン基を表し、Ｒ1〜Ｒ6は各々水素原子または置換基を表す。Ｘ11、Ｘ12は窒素原子または−ＣＲ11を表すが、Ｘ11、Ｘ12のうち少なくともいずれか一方は窒素原子である。Ｒ11は水素原子または置換基を表す。Ｒ1〜Ｒ6、Ｒ11のうち、隣接する置換基同士は互いに縮合して環を形成してもよい。）
【請求項２】
前記一般式（１）で表される化合物が下記一般式（２）で表される化合物である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、Ａは一般式（Ａ１）を表し、Ｚ１は下記を表す。ｎは２以上６以下の整数を表す。）
【化３】
（Ｚ１において、Ｒａ〜Ｒｅのうち少なくとも２つは一般式（Ａ１）で表される置換基であり、複数の該置換基は同一であっても異なっていてもよい。Ｒａ〜Ｒｅのうち、一般式（Ａ１）で表される置換基でないものは、各々水素原子または任意の置換基を表し、隣接する置換基同士は互いに縮合して環を形成してもよい。）
【請求項３】
前記一般式（１）で表される化合物が下記一般式（３）で表される化合物である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４】
（式中、Ａは一般式（Ａ１）を表し、Ｚ２は下記を表す。ｎは２以上６以下の整数を表す。）
【化５】
（Ｚ２において、Ｒａ〜Ｒｆのうち少なくとも２つは一般式（Ａ１）で表される置換基であり、複数の該置換基は同一であっても異なっていてもよい。Ｒａ〜Ｒｆのうち、一般式（Ａ１）で表される置換基でないものは、各々水素原子または任意の置換基を表し、隣接する置換基同士は互いに縮合して環を形成してもよい。）
【請求項４】
前記一般式（１）で表される化合物が下記一般式（４）で表される化合物である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６】
（式中、Ａは一般式（Ａ１）を表し、Ｚ３は下記を表す。ｎは２以上６以下の整数を表す。）
【化７】
（Ｚ３において、Ｒａ〜Ｒｆのうち少なくとも２つは一般式（Ａ１）で表される置換基であり、複数の該置換基は同一であっても違っていてもよい。Ｒａ〜Ｒｆのうち、一般式（Ａ１）で表される置換基でないものは、各々水素原子または任意の置換基を表し、隣接する置換基同士は互いに縮合して環を形成してもよい。）
【請求項５】
前記一般式（１）で表される化合物が下記一般式（５）で表される化合物である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８】
（式中、Ａは一般式（Ａ１）を表し、Ｚ４は下記を表す。ｎは２または３を表す。）
【化９】
（Ｚ４において、Ｒａ〜Ｒｃのうち少なくとも２つは一般式（Ａ１）で表される置換基であり、複数の該置換基は同一であっても違っていてもよい。Ｒａ〜Ｒｃのうち、一般式（Ａ１）で表される置換基でないものは、各々水素原子または任意の置換基を表す。）
【請求項６】
前記一般式（１）で表される化合物が下記一般式（６）で表される化合物である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１０】
（式中、Ａは一般式（Ａ１）を表し、Ｚ５は下記を表す。ｎは２または３を表す。）
【化１１】
（Ｚ５において、Ｒａ〜Ｒｃのうち少なくとも２つは一般式（Ａ１）で表される置換基であり、複数の該置換基は同一であっても違っていてもよい。Ｒａ〜Ｒｃのうち、一般式（Ａ１）で表される置換基でないものは、各々水素原子または任意の置換基を表す。）
【請求項７】
前記一般式（１）で表される化合物が下記一般式（７）で表される化合物である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１２】
（式中、Ａは一般式（Ａ１）を表し、Ｚ６は下記を表す。ｎは３または４を表す。）
【化１３】
（Ｚ６において、Ｒａ〜Ｒｄのうち少なくとも２つは一般式（Ａ１）で表される置換基であり、複数の該置換基は同一であっても違っていてもよい。Ｒａ〜Ｒｄのうち、一般式（Ａ１）で表される置換基でないものは、各々水素原子または任意の置換基を表し、隣接する置換基同士は互いに縮合して環を形成してもよい。）
【請求項８】
前記一般式（１）で表される化合物が下記一般式（８）で表される化合物である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１４】
（式中、Ａｒ１はｎ価のアリーレン基を表し、Ｒ1〜Ｒ6は各々水素原子または置換基を表す。Ｘ11、Ｘ12は窒素原子または−ＣＲ11を表すが、Ｘ11、Ｘ12のうち少なくともいずれか一方は窒素原子である。Ｒ11は水素原子または置換基を表す。ｎは２以上６以下の整数を表す。Ｒ1〜Ｒ6、Ｒ11のうち、隣接する置換基同士は互いに縮合して環を形成してもよい。）
【請求項９】
電子輸送層が前記一般式（１）〜（８）で表される化合物から選ばれる少なくとも１種の化合物を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。
【請求項１０】
発光層が前記一般式（１）〜（８）で表される化合物から選ばれる少なくとも１種の化合物を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。
【請求項１１】
ホスト化合物及びリン光性化合物を含有する発光層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子において、該ホスト化合物が前記一般式（１）〜（８）で表される化合物から選ばれる少なくとも１種の化合物であることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１２】
前記リン光性化合物がイリジウム化合物、オスミウム化合物または白金化合物であることを特徴とする請求項１１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１３】
前記リン光性化合物がイリジウム化合物であることを特徴とする請求項１２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１４】
有機層がウェットプロセスによって形成されることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１５】
請求項１〜１４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有することを特徴とする表示装置。
【請求項１６】
請求項１〜１４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】
下記一般式（１）で示される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。
【化１】
（式中、Ｚはｎ価の連結基または単なる結合手を表し、Ａは一般式（Ａ１）で表される基である。ｎは２以上６以下の整数を表す。一般式（Ａ１）において、Ａｒはアリーレン基を表し、Ｒ1〜Ｒ6は各々水素原子または置換基を表す。Ｘ11、Ｘ12は窒素原子または−ＣＲ11を表すが、Ｘ11、Ｘ12のうち少なくともいずれか一方は窒素原子である。Ｒ11は水素原子または置換基を表す。Ｒ1〜Ｒ6、Ｒ11のうち、隣接する置換基同士は互いに縮合して環を形成してもよい。）
【請求項２】
前記一般式（１）で表される化合物が下記一般式（２）で表される化合物である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、Ａは一般式（Ａ１）を表し、Ｚ１は下記を表す。ｎは２以上６以下の整数を表す。）
【化３】
（Ｚ１において、Ｒａ〜Ｒｅのうち少なくとも２つは一般式（Ａ１）で表される置換基であり、複数の該置換基は同一であっても異なっていてもよい。Ｒａ〜Ｒｅのうち、一般式（Ａ１）で表される置換基でないものは、各々水素原子または任意の置換基を表し、隣接する置換基同士は互いに縮合して環を形成してもよい。）
【請求項３】
前記一般式（１）で表される化合物が下記一般式（３）で表される化合物である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４】
（式中、Ａは一般式（Ａ１）を表し、Ｚ２は下記を表す。ｎは２以上６以下の整数を表す。）
【化５】
（Ｚ２において、Ｒａ〜Ｒｆのうち少なくとも２つは一般式（Ａ１）で表される置換基であり、複数の該置換基は同一であっても異なっていてもよい。Ｒａ〜Ｒｆのうち、一般式（Ａ１）で表される置換基でないものは、各々水素原子または任意の置換基を表し、隣接する置換基同士は互いに縮合して環を形成してもよい。）
【請求項４】
前記一般式（１）で表される化合物が下記一般式（４）で表される化合物である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６】
（式中、Ａは一般式（Ａ１）を表し、Ｚ３は下記を表す。ｎは２以上６以下の整数を表す。）
【化７】
（Ｚ３において、Ｒａ〜Ｒｆのうち少なくとも２つは一般式（Ａ１）で表される置換基であり、複数の該置換基は同一であっても違っていてもよい。Ｒａ〜Ｒｆのうち、一般式（Ａ１）で表される置換基でないものは、各々水素原子または任意の置換基を表し、隣接する置換基同士は互いに縮合して環を形成してもよい。）
【請求項５】
前記一般式（１）で表される化合物が下記一般式（５）で表される化合物である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８】
（式中、Ａは一般式（Ａ１）を表し、Ｚ４は下記を表す。ｎは２または３を表す。）
【化９】
（Ｚ４において、Ｒａ〜Ｒｃのうち少なくとも２つは一般式（Ａ１）で表される置換基であり、複数の該置換基は同一であっても違っていてもよい。Ｒａ〜Ｒｃのうち、一般式（Ａ１）で表される置換基でないものは、各々水素原子または任意の置換基を表す。）
【請求項６】
前記一般式（１）で表される化合物が下記一般式（６）で表される化合物である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１０】
（式中、Ａは一般式（Ａ１）を表し、Ｚ５は下記を表す。ｎは２または３を表す。）
【化１１】
（Ｚ５において、Ｒａ〜Ｒｃのうち少なくとも２つは一般式（Ａ１）で表される置換基であり、複数の該置換基は同一であっても違っていてもよい。Ｒａ〜Ｒｃのうち、一般式（Ａ１）で表される置換基でないものは、各々水素原子または任意の置換基を表す。）
【請求項７】
前記一般式（１）で表される化合物が下記一般式（７）で表される化合物である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１２】
（式中、Ａは一般式（Ａ１）を表し、Ｚ６は下記を表す。ｎは３または４を表す。）
【化１３】
（Ｚ６において、Ｒａ〜Ｒｄのうち少なくとも２つは一般式（Ａ１）で表される置換基であり、複数の該置換基は同一であっても違っていてもよい。Ｒａ〜Ｒｄのうち、一般式（Ａ１）で表される置換基でないものは、各々水素原子または任意の置換基を表し、隣接する置換基同士は互いに縮合して環を形成してもよい。）
【請求項８】
前記一般式（１）で表される化合物が下記一般式（８）で表される化合物である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１４】
（式中、Ａｒ１はｎ価のアリーレン基を表し、Ｒ1〜Ｒ6は各々水素原子または置換基を表す。Ｘ11、Ｘ12は窒素原子または−ＣＲ11を表すが、Ｘ11、Ｘ12のうち少なくともいずれか一方は窒素原子である。Ｒ11は水素原子または置換基を表す。ｎは２以上６以下の整数を表す。Ｒ1〜Ｒ6、Ｒ11のうち、隣接する置換基同士は互いに縮合して環を形成してもよい。）
【請求項９】
電子輸送層が前記一般式（１）〜（８）で表される化合物から選ばれる少なくとも１種の化合物を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。
【請求項１０】
発光層が前記一般式（１）〜（８）で表される化合物から選ばれる少なくとも１種の化合物を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。
【請求項１１】
ホスト化合物及びリン光性化合物を含有する発光層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子において、該ホスト化合物が前記一般式（１）〜（８）で表される化合物から選ばれる少なくとも１種の化合物であることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１２】
前記リン光性化合物がイリジウム化合物、オスミウム化合物または白金化合物であることを特徴とする請求項１１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１３】
前記リン光性化合物がイリジウム化合物であることを特徴とする請求項１２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１４】
有機層がウェットプロセスによって形成されることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１５】
請求項１〜１４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有することを特徴とする表示装置。
【請求項１６】
請求項１〜１４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５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００９−２４６０９７（Ｐ２００９−２４６０９７Ａ）
【公開日】平成２１年１０月２２日（２００９．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−８９９９９（Ｐ２００８−８９９９９）
【出願日】平成２０年３月３１日（２００８．３．３１）
【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２１年１０月２２日（２００９．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月３１日（２００８．３．３１）
【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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