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】特異的に短波な発光を示し、高発光効率、低駆動電圧であり、且つ、発光寿命の長い有機ＥＬ素子、照明装置及び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、配位子部分の縮合環に特定の置換基を導入した金属錯体である部分構造を含む化合物を少なくとも１つ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。
【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、配位子部分の縮合環に特定の置換基を導入した金属錯体である部分構造を含む化合物を少なくとも１つ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。
【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、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（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）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（η）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、やはり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（なお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】
フェナントリジン骨格のような１８π電子系の縮合芳香族複素環配位子とする金属錯体についての開示がある。（例えば、特許文献５及び６参照。）。
【００２５】
しかしながら、上記公知文献に記載の金属錯体では、外部取り出し量子効率が改良されず、且つ、発光寿命にも実用的に十分な改善効果が得られていないのが現状であり、改良が求められている。
【００２６】
前出の特許文献においても明らかなように、種々のフェナントリジン化合物の使用においては、寿命、効率においてもまだ不十分であるのが現状であり、更なる改善が必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２７】
【特許文献１】国際公開第０４／０８５４５０号
【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】米国特許公開２００７／０１９０３５９号明細書
【特許文献６】国際公開第０７／０９５１１８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２８】
本発明の目的は、特異的に短波な発光を示し、高発光効率、低駆動電圧であり、且つ、発光寿命の長い有機ＥＬ素子、照明装置及び表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２９】
本発明の上記目的は、下記の構成により達成された。
【００３０】
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）で表される部分構造を含む化合物を少なくとも１つ含有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００３１】
【化１】
【００３２】
〔式中、Ｅ１ａとＥ１ｑは互いに異なり、炭素原子または窒素原子を表す。Ｅ１ｂとＥ１ｃは、各々独立に炭素原子、窒素原子、酸素原子または硫黄原子を表す。Ｅ１ｄ、Ｅ１ｅ、Ｅ１ｌ〜Ｅ１ｐは、各々独立に炭素原子または窒素原子を表す。Ｅ１ｆ〜Ｅ１ｋは、各々独立に炭素原子、窒素原子、酸素原子または硫黄原子を表し、少なくとも１つは窒素原子を表す。Ｅ１ａ〜Ｅ１ｑで構成される骨格は合計で１８π電子を有する。Ｒ１ａ〜Ｒ１ｈは、各々独立に水素原子または置換基を表すが、Ｒ１ａまたはＲ１ｂの少なくとも一方は置換基を表し、Ｒ１ｃ〜Ｒ１ｅのうち少なくとも１つは置換基を表す。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。〕
２．前記一般式（１）で表される部分構造が、下記一般式（２）〜（６）で表される部分構造のいずれか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２】
【００３４】
〔式中、Ｅ２ｂ、Ｅ２ｃは、各々独立に炭素原子、窒素原子、酸素原子または硫黄原子を表す。Ｅ２ｄ、Ｅ２ｅ、Ｅ２ｎ〜Ｅ２ｐは、各々独立に炭素原子または窒素原子を表す。Ｅ２ｆ〜Ｅ２ｋは窒素原子または炭素原子を表し、Ｅ２ｂ〜Ｅ２ｐ、２つの窒素原子と３つの炭素原子とで構成される骨格は合計で１８π電子を有する。Ｒ２ａ〜Ｒ２ｈは、各々独立に、水素原子または置換基を表すが、Ｒ２ａまたはＲ２ｂの少なくとも一方は置換基を表し、且つ、Ｒ２ｃ〜Ｒ２ｅのうち少なくとも１つは置換基を表す。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。〕
３．前記１に記載の前記一般式（１）のＲ１ａ〜Ｒ１ｈで表される置換基または前記２に記載の前記一般式（２）〜（６）のＲ２ａ〜Ｒ２ｈで表される置換基の少なくとも１つが、下記一般式（７）または一般式（８）で表される基である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。
【００３５】
【化３】
【００３６】
〔式中、Ｒ１、Ｒ２は、各々水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、芳香族炭化水素基または芳香族複素環基を表し、Ｒ１とＲ２が、互いに結合して環を形成しても良い。Ｒ３は水素原子または置換基を表す。１分子中に存在する複数個のＲ３は、各々同一でも異なっていてもよく、更に、隣り合った複数のＲ３が互いに結合して環を形成しても良い。Ｒ４は２級または３級の分岐アルキル基またはシクロアルキル基を表す。更に置換基を有していても良い。ｍ１、ｍ２は、各々１〜３の整数を表し、ｎは０〜５の整数を表す。＊は分子の他の部分との結合部位を示す。〕
４．前記１に記載の前記一般式（１）のＲ１ａ〜Ｒ１ｅで表される置換基または前記２に記載の前記一般式（２）〜（６）のＲ２ａ〜Ｒ２ｅで表される置換基のいずれか１つが、前記３に記載の前記一般式（７）または（８）で表される置換基である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。
【００３７】
５．前記一般式（７）のｍ１が１を表すまたは前記一般式（８）のｍ２が１を表すことを特徴とする前記３または４に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００３８】
６．前記１に記載の一般式（１）で表される部分構造のＥ１ｆ〜Ｅ１ｋで構成される５員環または前記２に記載の一般式（２）〜（６）のいずれかで表される部分構造の窒素原子とＥ２ｆ〜Ｅ２ｋで構成される５員環が、ピロール環を表すことを特徴とする前記１〜５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】
７．前記１に記載の一般式（１）で表される部分構造のＥ１ａ〜Ｅ１ｅで構成される５員環または前記２に記載の一般式（２）〜（６）のいずれからで表される部分構造の窒素原子とＥ２ｂ〜Ｅ２ｅで構成される５員環が、イミダゾール環またはピラゾール環を表すことを特徴とする前記１〜６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】
８．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１〜７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】
９．前記発光層が、カルバゾール誘導体または該カルバゾール誘導体のカルバゾール環を構成する炭化水素環の炭素原子の少なくとも一つが窒素原子で置換されている環構造を有する誘導体を含有する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。
【００４２】
１０．構成層として、前記一般式（１）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１〜９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。
【００４３】
１１．前記１に記載の一般式（１）で表される部分構造のＲ１ａ〜Ｒ１ｈで表される置換基の少なくとも１つまたは前記２に記載の一般式（２）〜（６）のいずれかで表される部分構造のＲ２ａ〜Ｒ２ｈで表される置換基の少なくとも１つが、重合性の置換基であることを特徴とする前記１〜１０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】
１２．前記一般式（１）で表される部分構造を含む化合物を部分構造とする重合体を少なくとも１種含有する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。
【００４５】
１３．白色発光する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。
【００４６】
１４．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。
【００４７】
１５．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】
【００４８】
本発明により、特異的に短波な発光を示し、高発光効率、低駆動電圧であり、且つ、発光寿命の長い有機ＥＬ素子、照明装置及び表示装置を提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【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】
【００５０】
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、且つ、発光寿命の長い有機エレクトロルミネッセンス素子を得ることができた。また、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。
【００５１】
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。
【００５２】
《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。
【００５３】
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。
【００５４】
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、縮合環のπ共役面を広げることが化合物の安定性を上げるという着目点の下に種々の錯体を検討した。
【００５５】
その結果、幾つかの縮合環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。
【００５６】
本発明者等は更に検討を進め、本発明に係る一般式（１）〜（６）のいずれかで表される部分構造に示されているような縮合環を導入した化合物（金属錯体、金属錯体化合物ともいう）を発光材料に適用した場合には、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を開発することに成功した。
【００５７】
この新しい基本骨格について、更に検討を進めるとπ共役平面が大きくなっていることにより、平面性が高くなるため金属錯体どうしの会合が問題となり、素子の寿命が著しく低下するという欠点を有することが分かった。
【００５８】
波形についても、長波側に副発光がみられ色純度の低下が問題になってきた。我々は種々検討した結果、配位子部分に少なくとも２つの置換基を導入することにより、分子間の会合が防止され、長波側の副発光が抑制でき、金属錯体（金属錯体化合物）の安定性も向上することが分かった。
【００５９】
また、本発明で開示している特定の置換基の導入によって、励起された金属錯体同士の相互作用による励起子の失活が抑制され、発光効率が向上し、同時に発光素子の発光寿命も延ばすことができた。
【００６０】
更に、予想外の効果として素子駆動開始時の初期劣化を大幅に低減する事が出来たうえ、更には発光素子のダークスポットも大幅に低減させる事に成功し、有用な有機ＥＬ素子を提供することが出来た。
【００６１】
本発明に係る一般式（１）で表される部分構造を含む遷移金属錯体化合物は、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。
【００６２】
ここで、配位子とは、一般式（１）のいずれかで表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。
【００６３】
（従来公知の配位子）
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。
【００６４】
本発明に記載の効果を好ましく得る観点からは、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。
【００６５】
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、フェナントロリン等）、ジケトン配位子なと）が挙げられる。
【００６６】
（元素周期表の８〜１０族の遷移金属元素）
本発明に係る、一般式（１）で表される部分構造を含む化合物（遷移金属錯体、金属錯体、金属錯体化合物ともいう）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。
【００６７】
（本発明に係る遷移金属錯体の含有層）
本発明に係る一般式（１）で表される部分構造を含む遷移金属錯体化合物の含有層としては、電荷を輸送する層（電荷輸送層）であれば特に制限はないが、正孔輸送層または発光層、発光層または電子阻止層が好ましく、より好ましくは発光層または電子阻止層であり、特に好ましくは発光層である。
【００６８】
また、発光層に含有する場合は、発光層中の発光ドーパントとして用いることにより、本発明の有機ＥＬ素子の外部取り出し量子効率の効率アップ（高輝度化）や発光寿命の長寿命化を達成することができる。尚、本発明の有機ＥＬ素子の構成層についてのは、後に詳細に説明する。
【００６９】
《一般式（１）で表される部分構造》
本発明に係る一般式（１）で表される部分構造について説明する。
【００７０】
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、炭素原子、窒素原子、酸素原子または硫黄原子からなる５員の芳香族複素環を表し、例えば、フラン環、チオフェン環、ピロール環、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、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。
【００７１】
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、特に好ましいのは、ピラゾール環、イミダゾール環である。
【００７２】
尚、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。
【００７３】
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、窒素原子、炭素原子、酸素原子または硫黄原子からなり少なくとも１つの窒素原子を含む５員の芳香族含窒素複素環を表す。
【００７４】
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５員の芳香族含窒素複素環としては、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、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。
【００７５】
好ましくは炭素原子と窒素原子のみからなる５員の芳香族含窒素複素環であり、例えば、ピロール環、イミダゾール環、ピラゾール環、トリアゾール環等である。
【００７６】
より好ましくは２つ以下の窒素原子と炭素原子からなる５員の芳香族含窒素複素環であり、ピロール環、イミダゾール環、ピラゾール環である。
【００７７】
中でも、最も好ましいのはピロール環である。
【００７８】
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。
【００７９】
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もしくは芳香族複素環を表し、例えば、ベンゼン環、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。
【００８０】
（置換基）
一般式（１）で表される部分構造において、Ｒ１ａ〜Ｒ１ｈで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、１−プロペニル基、２−ブテニル基、１，３−ブタジエニル基、２−ペンテニル基、イソプロペニル基等）、アルキニル基（例えば、エチニル基、プロパルギル基等）、芳香族炭化水素基（芳香族複素環基、アリール基ともいい、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（ヘテロアリール基ともいい、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）、ホスホノ基等が挙げられる。これらの置換基は上記の置換基によって更に置換されていてもよい。
【００８１】
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く、また、複数の置換基が存在する場合、各々の置換基は同一でも異なっていてもよく、お互いに連結して環を形成しても良い。
【００８２】
一般式（１）で表される部分構造において、Ｒ１ａまたはＲ１ｂの少なくとも一方は置換基である。Ｒ１ａまたはＲ１ｂの少なくとも一方が置換基となることで、一般式（１）で表される部分構造を含む遷移金属錯体化合物の安定性が大幅に向上する。
【００８３】
一般式（１）で表される部分構造において、Ｒ１ｃ〜Ｒ１ｅのうち少なくとも１つは置換基である。Ｒ１ｃ〜Ｒ１ｅのうち少なくとも１つが置換基となることで、一般式（１）で表される部分構造を含む遷移金属錯体化合物の安定性はより一層向上する。より好ましくは、Ｒ１ｃ〜Ｒ１ｅの内２つ以上が置換基となる場合である。
【００８４】
本発明に係る一般式（１）で表される部分構造の中でも、好ましいものは、上記一般式（２）〜（６）のいずれかで表される部分構造である。
【００８５】
《一般式（２）〜（６）のいずれかで表される部分構造》
本発明に係る一般式（２）〜（６）のいずれかで表される部分構造について説明する。
【００８６】
一般式（２）〜（６）のいずれかで表される部分構造において、窒素原子とＥ２ｂ〜Ｅ２ｅにより形成される環は、炭素原子、窒素原子、酸素原子または硫黄原子からなる５員の芳香族含窒素複素環を表し、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、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。
【００８７】
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、特に好ましいのは、ピラゾール環、イミダゾール環である。
【００８８】
尚、これらの各環は各々更に、一般式（１）で表される部分構造において、Ｒ１ａ〜Ｒ１ｈで各々表される置換基を有していても良い。
【００８９】
一般式（２）〜（６）のいずれかで表される部分構造において、３つの炭素原子とＥ２ｎ〜Ｅ２ｐにより形成される環は、６員の芳香族炭化水素環もしくは６員の芳香族複素環を表す。
【００９０】
３つの炭素原子とＥ２ｎ〜Ｅ２ｐ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。これは更に、一般式（１）で表される部分構造において、Ｒ１ａ〜Ｒ１ｈで各々表される置換基を有していても良い。
【００９１】
３つの炭素原子とＥ２ｎ〜Ｅ２ｐによりにより形成される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、トリアジン等が挙げられる。
【００９２】
一般式（２）〜（６）のいずれかで表される部分構造において、Ｅ２ｆ〜Ｅ２ｋは窒素原子または炭素原子を表す。窒素原子とＥ２ｆ〜Ｅ２ｋにより形成される環は、炭素原子と窒素原子からなる５員の芳香族含窒素複素環を表し、例えば、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、テトラゾール環等が挙げられる。
【００９３】
上記の中でも、好ましくは、２つ以下の窒素原子と炭素原子からなる５員の芳香族含窒素複素環であり、ピロール環、イミダゾール環、ピラゾール環である。より好ましくは、ピロール環である。
【００９４】
これらの各環は各々更に、一般式（１）で表される部分構造において、Ｒ１ａ〜Ｒ１ｈで各々表される置換基を有していても良い。
【００９５】
一般式（２）〜（６）のいずれかで表される部分構造において、Ｒ２ａ〜Ｒ２ｈ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〜Ｒ１ｈで各々表される置換基として示したものと同じものが挙げられる。
【００９６】
一般式（２）〜（６）のいずれかで表される部分構造において、Ｒ２ａまたはＲ２ｂの少なくとも一方は置換基である。Ｒ２ａまたはＲ２ｂの少なくとも一方が置換基となることで、一般式（２）〜（６）のいずれかで表される部分構造を含む遷移金属錯体化合物の安定性が大幅に向上する。
【００９７】
一般式（２）〜（６）のいずれかで表される部分構造において、Ｒ２ｃ〜Ｒ２ｅのうち少なくとも１つは置換基である。Ｒ２ｃ〜Ｒ２ｅのうち少なくとも１つが置換基となることで、一般式（２）〜（６）のいずれかで表される部分構造を含む遷移金属錯体化合物の安定性がより一層向上する。より好ましくは、Ｒ１ｃ〜Ｒ１ｅの内２つ以上が置換基となる場合である。
【００９８】
本発明に係る一般式（２）〜（６）のいずれかで表される部分構造の中でも、更に好ましいのは、下記一般式（９）〜（２５）のいずれかで表される部分構造である。
【００９９】
《一般式（９）〜（２５）のいずれかで表される部分構造》
本発明に係る一般式（２）〜（６）のいずれかで表される部分構造の好ましい態様である一般式（９）〜（２５）のいずれかで表される部分構造について説明する。
【０１００】
【化４】
【０１０１】
【化５】
【０１０２】
【化６】
【０１０３】
一般式（９）〜（２５）のいずれかで表される部分構造において、Ｅ２ｂ〜Ｅ２ｐ、Ｒ２ａ〜Ｒ２ｈ、Ｍは、各々上記一般式（２）〜（６）のいずれかで表される部分構造におけるものと同義である。
【０１０４】
更に、本発明に係る一般式（１）で表される部分構造のＲ１ａ〜Ｒ１ｈで表される置換基、本発明に係る一般式（２）〜（６）のＲ２ａ〜Ｒ２ｈで表される置換基または一般式（９）〜（２５）のＲ２ａ〜Ｒ２ｈで表される置換基の少なくとも１つが、上記一般式（７）または一般式（８）で表される基であることが好ましい。
【０１０５】
《一般式（７）または（８）で表される基》
本発明に係る一般式（７）または（８）で表される基について説明する。
【０１０６】
一般式（７）または（８）において、Ｒ１、Ｒ２で各々表される基としては、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）、芳香族炭化水素基（芳香族炭化水素環基、アリール基ともいい、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（ヘテロアリール基ともいい、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）等が挙げられる。
【０１０７】
また、Ｒ１とＲ２は、互いに結合して環を形成しても良い。
【０１０８】
一般式（７）または（８）において、Ｒ３で表される置換基としては、一般式（１）で表される部分構造のＲ１ａ〜Ｒ１ｈで表される置換基と同様の基が挙げられる。尚、一分子中に存在する複数個のＲ３は、同一であっても異なっていてもよい。隣り合った複数のＲ３が互いに結合して環を形成しても良い。
【０１０９】
一般式（７）または（８）において、Ｒ４で表される２級または３級の分岐アルキル基としては、例えば、イソプロピル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、２−ペンチル基、３−ペンチル基、ｔｅｒｔ−ペンチル基等が挙げられる。
【０１１０】
一般式（７）または（８）において、Ｒ４で表されるシクロアルキル基としては、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、１−メチルシクロプロピル基、１−メチルシクロブチル基、１−メチルシクロペンチル基、１−メチルシクロヘキシル基などが挙げられる。
【０１１１】
また、Ｒ４は更に置換基を有していても良く、該置換基としては、一般式（１）で表される部分構造のＲ１ａ〜Ｒ１ｈで表される置換基と同様の基が挙げられる。
【０１１２】
一般式（７）または（８）において、ｍとしては、好ましくはｍ≦２であり、より好ましくはｍ＝１である。特に、ｍ＝１においては、本発明の効果以外にも、一般式（１）で表される部分構造を含む遷移金属錯体化合物の昇華性が向上するという副次効果も得られるため、蒸着によって有機エレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ素子）を作製する場合には特に好ましい。
【０１１３】
（本発明に係る一般式（７）または（８）で表される基の置換位置）
本発明に係る一般式（７）または（８）で表される基の置換位置としては、一般式（１）のＲ１ａ〜Ｒ１ｅのいずれか、一般式（２）〜（６）または一般式（９）〜（２５）のＲ２ａ〜Ｒ２ｅのいずれかであることが好ましく、更に好ましくは、Ｒ１ｃ〜Ｒ１ｅのいずれかまたはＲ２ｃ〜Ｒ２ｅのいずれかである。
【０１１４】
以下に、一般式（７）または（８）で表される置換基の例を示すが、本発明はこれらに限定されない。
【０１１５】
【化７】
【０１１６】
【化８】
【０１１７】
【化９】
【０１１８】
【化１０】
【０１１９】
【化１１】
【０１２０】
【化１２】
【０１２１】
【化１３】
【０１２２】
【化１４】
【０１２３】
【化１５】
【０１２４】
【化１６】
【０１２５】
《重合性の置換基》
また、本発明に係る一般式（１）で表される部分構造のＲ１ａ〜Ｒ１ｈ、一般式（２）〜（６）のいずれかで表される部分構造のＲ２ａ〜Ｒ２ｈまたは一般式（９）〜（２５）のいずれかで表される部分構造のＲ２ａ〜Ｒ２ｈで各々表される置換基としては、前述のアルケニル基以外にもスチリル基、エポキシ基、オキセタニル基、アクリロイル基、メタクリロイル基等の重合性基を有していても良い。
【０１２６】
更に、重合性基を有する、一般式（１）で表される部分構造を有する化合物、一般式（２）〜（６）のいずれかで表される部分構造を有する化合物または一般式（９）〜（２５）のいずれかで表される部分構造を有する化合物は、前記重合性基同士、もしくは他の重合性基を有する化合物（モノマーともいう）と反応して重合体を形成することができる。
【０１２７】
複数の部分構造が重合体中に存在する場合、各々の一般式（１）で表される部分構造、一般式（２）〜（６）のいずれかで表される部分構造または一般式（９）〜（２５）のいずれかで表される部分構造は、各々同一でも異なっていても良い。
【０１２８】
また、重合性基を有する、一般式（１）で表される部分構造を有する化合物、一般式（２）〜（６）のいずれかで表される部分構造を有する化合物または一般式（９）〜（２５）のいずれかで表される部分構造を有する化合物の重合方法としては、「改訂 高分子合成の化学」化学同人「高分子合成の実験法」化学同人「第４版 実験化学講座 ２８「高分子合成」丸善等に記載の方法を用いて合成することができる。
【０１２９】
中でも好ましい重合方法としては、
（１）重縮合、（２）ラジカル重合、（３）イオン重合、（４）重付加、付加縮合等が挙げられ、重合性基の種類によって使い分けることが可能である。
【０１３０】
本発明では、重合性基を有する、一般式（１）で表される部分構造を有する化合物、一般式（２）〜（６）のいずれかで表される部分構造を有する化合物または一般式（９）〜（２５）のいずれかで表される部分構造を有する化合物の重合体は、上記方法を用い、ホモポリマーとすることも可能であり、複数のモノマーと組み合わせたコポリマーとすることも可能である。
【０１３１】
以下、本発明に係る一般式（１）で表される部分構造を有する化合物、一般式（２）〜（６）のいずれかで表される部分構造を有する化合物または一般式（９）〜（２５）のいずれかで表される部分構造を有する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。
【０１３２】
【化１７】
【０１３３】
【化１８】
【０１３４】
【化１９】
【０１３５】
【化２０】
【０１３６】
【化２１】
【０１３７】
【化２２】
【０１３８】
【化２３】
【０１３９】
【化２４】
【０１４０】
【化２５】
【０１４１】
【化２６】
【０１４２】
【化２７】
【０１４３】
【化２８】
【０１４４】
【化２９】
【０１４５】
【化３０】
【０１４６】
【化３１】
【０１４７】
【化３２】
【０１４８】
【化３３】
【０１４９】
【化３４】
【０１５０】
【化３５】
【０１５１】
【化３６】
【０１５２】
【化３７】
【０１５３】
【化３８】
【０１５４】
【化３９】
【０１５５】
【化４０】
【０１５６】
【化４１】
【０１５７】
【化４２】
【０１５８】
【化４３】
【０１５９】
【化４４】
【０１６０】
【化４５】
【０１６１】
【化４６】
【０１６２】
【化４７】
【０１６３】
【化４８】
【０１６４】
【化４９】
【０１６５】
【化５０】
【０１６６】
【化５１】
【０１６７】
【化５２】
【０１６８】
【化５３】
【０１６９】
【化５４】
【０１７０】
【化５５】
【０１７１】
【化５６】
【０１７２】
【化５７】
【０１７３】
【化５８】
【０１７４】
【化５９】
【０１７５】
【化６０】
【０１７６】
【化６１】
【０１７７】
【化６２】
【０１７８】
【化６３】
【０１７９】
【化６４】
【０１８０】
【化６５】
【０１８１】
【化６６】
【０１８２】
【化６７】
【０１８３】
【化６８】
【０１８４】
【化６９】
【０１８５】
【化７０】
【０１８６】
【化７１】
【０１８７】
【化７２】
【０１８８】
【化７３】
【０１８９】
【化７４】
【０１９０】
【化７５】
【０１９１】
【化７６】
【０１９２】
【化７７】
【０１９３】
【化７８】
【０１９４】
【化７９】
【０１９５】
【化８０】
【０１９６】
【化８１】
【０１９７】
【化８２】
【０１９８】
【化８３】
【０１９９】
【化８４】
【０２００】
【化８５】
【０２０１】
尚、例示化合物において略号で示されている副配位子の構造を下記に示す。
【０２０２】
また、副配位子の構造を示すに当たり、配位する遷移金属元素Ｍ１に結合している形態で示した。
【０２０３】
【化８６】
【０２０４】
これらの金属錯体は、例えば、Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｅｔｔｅｒ誌、ｖｏｌ３、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、ｖｏｌ８、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。
【０２０５】
以下に、本発明に係る金属錯体の合成例を示すが、本発明はこれらに限定されない。
【０２０６】
《化合物４２の合成》
以下の工程１〜３を経て、化合物４２を合成した。
【０２０７】
【化８７】
【０２０８】
（工程１：錯体Ａの合成）
窒素雰囲気下で配位子Ａ ９１０ｍｇ（２．５ミリモル）を２−エトキシエタノール１２ｍｌに溶解した溶液に、塩化イリジウム３水和物、３５０ｍｇ（１．０ミリモル）及び４ｍｌの水を加え、窒素雰囲気下で５時間還流した。
【０２０９】
反応液を冷却し、メタノール１５ｍｌを加え、析出した結晶を濾取した。得られた結晶を更にメタノールで洗浄し、乾燥後６３５ｍｇ（収率６７％）の錯体Ａを得た。
【０２１０】
（工程２：錯体Ｂの合成）
窒素雰囲気下で錯体Ａ、６３０ｍｇ（０．３３ミリモル）及び炭酸ナトリウム、２．０を２−エトキシエタノール３０ｍｌに懸濁させた。この懸濁液にアセチルアセトン０．５ｇ（５．０ミリモル）を加え、窒素雰囲気下で５時間還流した。
【０２１１】
反応液を冷却後、減圧濾過によって固形物を濾取した。次いで、炭酸ナトリウム及び無機塩を水洗で除去すると、レモンイエローの結晶として錯体Ｂが得られた。
【０２１２】
得られた結晶を更にメタノール／水＝１／１混合溶液で洗浄し、乾燥後３７５ｍｇ（収率５６％）の錯体Ｂを得た。
【０２１３】
（工程３：化合物４２の合成）
窒素雰囲気下で錯体Ｂ、３６０ｍｇ（０．３５ミリモル）及びで配位子Ａ ４４０ｍｇ（１．２ミリモル）をエチレングリコール３０ｍｌに懸濁させた。窒素雰囲気下に反応温度１８０℃〜１９０℃の間で４時間反応させ、錯体Ｂの消失を確認したところで反応終了とした。
【０２１４】
反応液を冷却し、メタノール３０ｍｌを加え、析出した結晶を濾取した。得られた結晶を更にメタノールで洗浄し、乾燥後収量３７５ｍｇ（収率８４％）の粗生成物を得た。
【０２１５】
この粗生成物を少量のヘキサン−テトラヒドロフラン＝１：１に溶解し、シカゲルカラムクロマトグラフィー（ヘキサン−テトラヒドロフラン＝１：１）によって精製し３４５ｍｇ（収率７７％）の化合物４２を得た。
【０２１６】
精製した化合物が目的物であることをＭＡＳＳ（質量スペクトル）、１Ｈ−ＮＭＲ（核磁気共鳴スペクトル）により確認した。
【０２１７】
尚、１Ｈ−ＮＭＲにより得られたスペクトル情報を以下に示す。
【０２１８】
１Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ、ＴＨＦ−ｄ８）
（ケミカルシフトδ，ピーク形状，プロトン数）
δ＝０．９１〜０．９５（ｔ，１８Ｈ，ＣＨ３−）、
１．２〜２．０ （ｍ，２７Ｈ，ＣＨ２−）、
２．０〜２．３ （ｓ，２７Ｈ，ＣＨ３−）、
３．５〜４．０ （ｍ， ６Ｈ，ＣＨ２−）、
７．４５ （ｍ， ３Ｈ，芳香族複素環の＞ＣＨ）、
７．５５ （ｍ， ３Ｈ，芳香族複素環の＞ＣＨ）、
７．７５ （ｍ， ３Ｈ，芳香族複素環の＞ＣＨ）、
７．８２ （ｍ， ３Ｈ，芳香族複素環の＞ＣＨ）
尚、ピーク形状のｍは、マルチプレット、ｓはシングレットを表す。
【０２１９】
日立製作所製Ｆ−４５００を用いて測定した化合物４２の溶液におけるＰＬ（リン光）発光極大波長は、４５６ｎｍ（Ｔ＝７７Ｋ、２−メチルテトラヒドロフラン中）、４６３ｎｍ（室温、塩化メチレン中）であった。
【０２２０】
《化合物１０７の合成》
以下の工程１〜３を経て、化合物１０７を合成した。
【０２２１】
【化８８】
【０２２２】
（工程１：錯体Ｃの合成）
窒素雰囲気下で配位子Ｂ ７６０ｍｇ（２．５ミリモル）を２−エトキシエタノール１２ｍｌに溶解した溶液に、塩化イリジウム３水和物、３５０ｍｇ（１．０ミリモル）及び４ｍｌの水を加え、窒素雰囲気下で５時間還流した。反応液を冷却し、メタノール１５ｍｌを加え、析出した結晶を濾取した。
【０２２３】
得られた結晶を更にメタノールで洗浄し、乾燥後５７０ｍｇ（収率６８％）の錯体Ｃを得た。
【０２２４】
（工程２：錯体Ｄの合成）
窒素雰囲気下で錯体Ｃ、５７０ｍｇ（０．３４ミリモル）及び炭酸ナトリウム、２．０を２−エトキシエタノール３０ｍｌに懸濁させた。この懸濁液にアセチルアセトン０．５ｇ（５．０ミリモル）を加え、窒素雰囲気下で５時間還流した。
【０２２５】
反応液を冷却後、減圧濾過によって固形物を濾取した。次いで炭酸ナトリウム及び無機塩を水洗で除去すると、レモンイエローの結晶として錯体Ｄが得られた。
【０２２６】
得られた結晶を更にメタノール／水＝１／１混合溶液で洗浄し、乾燥後３７０ｍｇ（収率６０％）の錯体Ｄを得た。
【０２２７】
（工程３：化合物１０７の合成）
窒素雰囲気下で錯体Ｄ、３７０ｍｇ（０．４１ミリモル）及びで配位子Ｂ ３６５ｍｇ（１．２ミリモル）をエチレングリコール３０ｍｌに懸濁させた。窒素雰囲気下に反応温度１８０℃〜１９０℃の間で４時間反応させ、錯体Ｄの消失を確認したところで反応終了とした。
【０２２８】
反応液を冷却し、メタノール３０ｍｌを加え、析出した結晶を濾取した。得られた結晶を更にメタノールで洗浄し、乾燥後収量４００ｍｇ（収率８８％）の粗生成物を得た。
【０２２９】
この粗生成物を少量のヘキサン−テトラヒドロフラン＝１：１に溶解し、シカゲルカラムクロマトグラフィー（ヘキサン−テトラヒドロフラン＝１：１）によって精製し３７５ｍｇ（収率８３％）の化合物１０７を得た。
【０２３０】
精製した化合物が目的物であることをＭＡＳＳ（質量スペクトル）、１Ｈ−ＮＭＲ（核磁気共鳴スペクトル）により確認した。
【０２３１】
尚、１Ｈ−ＮＭＲにより得られたスペクトル情報を以下に示す。
【０２３２】
１Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ、ＴＨＦ−ｄ８）
（ケミカルシフトδ，ピーク形状，プロトン数）
δ＝２．２９ （ｓ， ９Ｈ，ＣＨ３−）、
２．６８ （ｓ， ９Ｈ，ＣＨ３−）、
６．０８ （ｓ， ３Ｈ，芳香族複素環の＞ＣＨ）、
７．６３ （ｍ， ３Ｈ，芳香族複素環の＞ＣＨ）、
７．６８ （ｍ， ３Ｈ，芳香族複素環の＞ＣＨ）、
７．７２ （ｍ， ３Ｈ，芳香族複素環の＞ＣＨ）
日立製作所製Ｆ−４５００を用いて測定した化合物１０７の溶液におけるＰＬ（リン光）発光極大波長は、４４５ｎｍ（Ｔ＝７７Ｋ、２−メチルテトラヒドロフラン中）、４５２ｎｍ（室温、塩化メチレン中）であった。
【０２３３】
《化合物２２７の合成》
以下の工程１〜３により化合物２２７を合成した。
【０２３４】
【化８９】
【０２３５】
（工程１：錯体Ｅの合成）
窒素雰囲気下で配位子Ｃ ９２０ｍｇ（２．５ミリモル）を２−エトキシエタノール１２ｍｌに溶解した溶液に、塩化イリジウム３水和物、３５０ｍｇ（１．０ミリモル）及び４ｍｌの水を加え、窒素雰囲気下で５時間還流した。
【０２３６】
反応液を冷却し、メタノール１５ｍｌを加え、析出した結晶を濾取した。得られた結晶を更にメタノールで洗浄し、乾燥後６９５ｍｇ（収率７２％）の錯体Ｅを得た。
【０２３７】
（工程２：錯体Ｆの合成）
窒素雰囲気下で錯体Ｅ、６８０ｍｇ（０．３５ミリモル）及び炭酸ナトリウム、２．０を２−エトキシエタノール３０ｍｌに懸濁させた。この懸濁液にアセチルアセトン０．５ｇ（５．０ミリモル）を加え、窒素雰囲気下で５時間還流した。
【０２３８】
反応液を冷却後、減圧濾過によって固形物を濾取した。次いで炭酸ナトリウム及び無機塩を水洗で除去すると、レモンイエローの結晶として錯体Ｂが得られた。
【０２３９】
得られた結晶を更にメタノール／水＝１／１混合溶液で洗浄し、乾燥後４５５ｍｇ（収率６３％）の錯体Ｆを得た。
【０２４０】
（工程３：化合物２２７の合成）
窒素雰囲気下で錯体Ｆ、４５０ｍｇ（０．３２ミリモル）及びで配位子Ｃ ４４０ｍｇ（１．２ミリモル）をエチレングリコール３０ｍｌに懸濁させた。窒素雰囲気下に反応温度１８０℃〜１９０℃の間で４時間反応させ、錯体Ｆの消失を確認したところで反応終了とした。反応液を冷却し、メタノール３０ｍｌを加え、析出した結晶を濾取した。
【０２４１】
得られた結晶を更にメタノールで洗浄し、乾燥後収量３４０ｍｇ（収率８２％）の粗生成物を得た。
【０２４２】
この粗生成物を少量のヘキサン−テトラヒドロフラン＝１：１に溶解し、シカゲルカラムクロマトグラフィー（ヘキサン−テトラヒドロフラン＝１：１）によって精製し３２０ｍｇ（収率７７％）の化合物２２７を得た。
【０２４３】
精製した化合物が目的物であることをＭＡＳＳ（質量スペクトル）、１Ｈ−ＮＭＲ（核磁気共鳴スペクトル）により確認した。
【０２４４】
１Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ、ＴＨＦ−ｄ８）
（ケミカルシフトδ，ピーク形状，プロトン数）
δ＝２．２７ （ｓ， ９Ｈ，ＣＨ３−）、
２．３３ （ｓ， ９Ｈ，ＣＨ３−）、
２．３５ （ｓ，１８Ｈ，ＣＨ３−）、
２．５０ （ｓ， ９Ｈ，ＣＨ３−）、
４．０３ （ｓ， ６Ｈ，ベンジル基のＣＨ２−）、
６．８２ （ｓ， ９Ｈ，ベンジル基のベンゼン環の＞ＣＨ）、
７．８３ （ｓ， ３Ｈ，芳香族複素環の＞ＣＨ）、
８．０７ （ｓ， ３Ｈ，芳香族複素環の＞ＣＨ）、
８．１８ （ｓ， ３Ｈ，芳香族複素環の＞ＣＨ）
日立製作所製Ｆ−４５００を用いて測定した化合物２２７の溶液におけるＰＬ（リン光）発光極大波長は４５３ｎｍ（Ｔ＝７７Ｋ、２−メチルテトラヒドロフラン中）、４６２ｎｍ（室温、塩化メチレン中）であった。
【０２４５】
《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。
【０２４６】
（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
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。
【０２４７】
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。
【０２４８】
本発明の有機ＥＬ素子で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。
【０２４９】
本発明の有機ＥＬ素子を構成する各層について説明する。
【０２５０】
《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。
【０２５１】
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。
【０２５２】
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。
【０２５３】
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。
【０２５４】
（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。
【０２５５】
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。
【０２５６】
ホスト化合物としては、公知のホスト化合物を単独で併用してもよく、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素子を更に高効率化することができる。
【０２５７】
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。
【０２５８】
また、本発明に用いられる発光ホストとしては、低分子化合物でも、繰り返し単位を有する高分子化合物でもよく、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、このような化合物を１種または複数種用いても良い。
【０２５９】
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。
【０２６０】
【化９０】
【０２６１】
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。
【０２６２】
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。
【０２６３】
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。
【０２６４】
（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。
【０２６５】
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。
【０２６６】
（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。
【０２６７】
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。
【０２６８】
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。
【０２６９】
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。
【０２７０】
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。
【０２７１】
本発明に係るリン光ドーパントは、好ましくは元素の周期表で８〜１０族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。
【０２７２】
本発明に係るリン光ドーパントとして用いられる化合物としては、上記の本発明に係る一般式（１）、一般式（２）〜（６）または一般式（９）〜（２５）のいずれかで表される部分構造を含む遷移金属錯体化合物が好ましい。
【０２７３】
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。
【０２７４】
【化９１】
【０２７５】
【化９２】
【０２７６】
【化９３】
【０２７７】
（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。
【０２７８】
次に、本発明の有機ＥＬ素子の構成層として用いられる、注入層、阻止層、電子輸送層等について説明する。
【０２７９】
《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。
【０２８０】
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。
【０２８１】
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。
【０２８２】
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。
【０２８３】
《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。
【０２８４】
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。
【０２８５】
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。
【０２８６】
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。
【０２８７】
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いずれか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。
【０２８８】
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。
【０２８９】
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。
【０２９０】
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。
【０２９１】
（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。
【０２９２】
（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。
【０２９３】
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。
【０２９４】
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。
【０２９５】
《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。
【０２９６】
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。
【０２９７】
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。
【０２９８】
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５０６１５６９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。
【０２９９】
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。
【０３００】
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。
【０３０１】
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。
【０３０２】
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。
【０３０３】
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。
【０３０４】
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。
【０３０５】
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。
【０３０６】
《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。
【０３０７】
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。
【０３０８】
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。
【０３０９】
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。
【０３１０】
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。
【０３１１】
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。
【０３１２】
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。
【０３１３】
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。
【０３１４】
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。
【０３１５】
《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。
【０３１６】
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。
【０３１７】
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。
【０３１８】
《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。
【０３１９】
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。
【０３２０】
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の範囲である。
【０３２１】
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の向上の観点から好ましい。
【０３２２】
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。
【０３２３】
《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。
【０３２４】
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。
【０３２５】
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。
【０３２６】
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。
【０３２７】
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。
【０３２８】
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。
【０３２９】
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。
【０３３０】
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。
【０３３１】
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。
【０３３２】
《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。
【０３３３】
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。
【０３３４】
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。
【０３３５】
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。
【０３３６】
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。
【０３３７】
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、１×１０−３ｇ／（ｍ２・２４ｈ）以下のものであることが好ましい。
【０３３８】
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。
【０３３９】
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。
【０３４０】
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。
【０３４１】
なお、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。
【０３４２】
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。
【０３４３】
また、有機層を挟み支持基板と対向する側の電極の外側に該電極と有機層を被覆し、支持基板と接する形で無機物、有機物の層を形成し封止膜とすることも好適にできる。この場合、該膜を形成する材料としては、水分や酸素等素子の劣化をもたらすものの浸入を抑制する機能を有する材料であればよく、例えば、酸化珪素、二酸化珪素、窒化珪素等を用いることができる。
【０３４４】
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。
【０３４５】
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。
【０３４６】
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。
【０３４７】
《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。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。
【０３４８】
《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。
【０３４９】
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。
【０３５０】
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。
【０３５１】
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。
【０３５２】
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。
【０３５３】
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。
【０３５４】
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。
【０３５５】
全反射を起こす界面もしくはいずれかの媒質中に回折格子を導入する方法は、光取り出し効率の向上効果が高いという特徴がある。この方法は回折格子が１次の回折や２次の回折といった所謂ブラッグ回折により、光の向きを屈折とは異なる特定の向きに変えることができる性質を利用して、発光層から発生した光のうち層間での全反射等により外に出ることができない光を、いずれかの層間もしくは、媒質中（透明基板内や透明電極内）に回折格子を導入することで光を回折させ、光を外に取り出そうとするものである。
【０３５６】
導入する回折格子は、２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。
【０３５７】
しかしながら、屈折率分布を２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。
【０３５８】
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。
【０３５９】
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。
【０３６０】
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。
【０３６１】
《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たり、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。
【０３６２】
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。
【０３６３】
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。
【０３６４】
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。
【０３６５】
《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。
【０３６６】
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。
【０３６７】
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。
【０３６８】
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。
【０３６９】
本発明に係る有機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。
【０３７０】
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。
【０３７１】
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、正孔注入層、陽極の順に作製することも可能である。このようにして得られた多色の表示装置に、直流電圧を印加する場合には陽極を＋、陰極を−の極性として電圧２Ｖ〜４０Ｖ程度を印加すると発光が観測できる。また交流電圧を印加してもよい。なお、印加する交流の波形は任意でよい。
【０３７２】
《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。
【０３７３】
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。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。
【０３７４】
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。
【０３７５】
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】
【０３７６】
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、実施例において用いられる化合物の構造を下記に示す。
【０３７７】
【化９４】
【０３７８】
【化９５】
【０３７９】
【化９６】
【０３８０】
【化９７】
【０３８１】
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。
【０３８２】
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（Ｉｒ−１２）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、真空蒸着装置に取付けた。
【０３８３】
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。
【０３８４】
更に、Ｈ−１とＦＩｒｐｉｃ（Ｉｒ−１２）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。
【０３８５】
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。
【０３８６】
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。
【０３８７】
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。
【０３８８】
《有機ＥＬ素子１−２〜１−３６の作製》
有機ＥＬ素子１−１の作製において、発光層のホスト化合物であるＨ−１、ドーパント化合物であるＦＩｒｐｉｃ（Ｉｒ−１２）を表１に示す化合物に置き換えた以外は同様にして、有機ＥＬ素子１−２〜１−３６を作製した。
【０３８９】
《有機ＥＬ素子の評価》
得られた有機ＥＬ素子１−１〜１−３６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。
【０３９０】
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（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）。
【０３９１】
図４は照明装置の断面図を示し、図４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。
【０３９２】
（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。
【０３９３】
外部取り出し量子効率は有機ＥＬ素子１−１を１００とする相対値で表した。
【０３９４】
（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。
【０３９５】
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。
【０３９６】
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。
【０３９７】
（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。
【０３９８】
尚、初期劣化は比較の有機ＥＬ素子１−１を１００とし、更に、初期劣化は以下の計算式を基に計算した。
【０３９９】
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
即ち、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。
【０４００】
（ダークスポット（ＤＳともいう））
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。
【０４０１】
無作為に抽出した１０人による目視評価で連続点灯時間１０時間経過後の各素子において、
×：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
得られた結果を表１に示す。
【０４０２】
【表１】
【０４０３】
表１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、且つ、初期の輝度劣化が少なく、それに伴って長寿命であることがわかる。更に、ダークスポットの生成も抑えられていることもわかる。
【０４０４】
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素子有機ＥＬ素子１−６を青色発光素子として用いた。
【０４０５】
（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（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。
【０４０６】
（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（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。
【０４０７】
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。
【０４０８】
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）。
【０４０９】
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。
【０４１０】
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、且つ鮮明らかなフルカラー動画表示が得られることが分かった。
【０４１１】
実施例３
《白色発光素子及び白色照明装置の作製−１》
実施例１の透明電極基板の電極を５０ｍｍ×５０ｍｍ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−４の入った前記加熱ボートと例示化合物４２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−４と発光ドーパントとして例示化合物４２、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。
【０４１２】
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。
【０４１３】
次に、実施例１と同様に電子輸送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。
【０４１４】
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分かった。
【０４１５】
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製膜した基板（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。
【０４１６】
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製膜した後、２００℃にて１時間乾燥し、膜厚３０ｎｍの第１正孔輸送層を設けた。
【０４１７】
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。
【０４１８】
次に、化合物Ｅ（６０ｍｇ）、例示化合物５２（３．０ｍｇ）、Ｉｒ−１４（１．０ｍｇ）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製膜した。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。
【０４１９】
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製膜した。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。
【０４２０】
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。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。
【０４２１】
尚、蒸着時の基板温度は室温であった。
【０４２２】
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。
【０４２３】
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。
【０４２４】
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出来ることが判った。
【０４２５】
実施例５
《有機ＥＬ素子５−１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製膜した基板（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。
【０４２６】
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製膜した後、２００℃にて１時間乾燥し、膜厚３０ｎｍの第１正孔輸送層を設けた。
【０４２７】
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。
【０４２８】
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。
【０４２９】
次に、化合物Ｅ（６０ｍｇ）、ＦＩｒｐｉｃ（Ｉｒ−１２）（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製膜し、発光層を形成した。
【０４３０】
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。
【０４３１】
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。
【０４３２】
尚、蒸着時の基板温度は室温であった。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５−１を作製した。
【０４３３】
《有機ＥＬ素子５−２〜５−１１の作製》
有機ＥＬ素子５−１の作製において、発光層のホスト化合物である化合物Ｅ、ドーパント化合物であるＦＩｒｐｉｃ（Ｉｒ−１２）を表２に示す化合物に置き換えた以外は同様にして、有機ＥＬ素子５−２〜５−１１を作製した。
【０４３４】
《有機ＥＬ素子の評価》
得られた有機ＥＬ素子５−１〜５−１１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。
【０４３５】
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（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）。
【０４３６】
図４は照明装置の断面図を示し、図４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。
【０４３７】
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。
【０４３８】
（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。
【０４３９】
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比較の有機ＥＬ素子５−１を１００とする相対値で表した。
【０４４０】
（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。
【０４４１】
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。
【０４４２】
尚、半減寿命は比較の有機ＥＬ素子５−１を１００とする相対値で表した。
【０４４３】
（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、初期輝度の９０％になる時間を求め、これを初期劣化の尺度とした。
【０４４４】
尚、初期劣化は比較の有機ＥＬ素子５−１を１００とする相対値で表した。初期劣化は以下の計算式を基に計算した。
【０４４５】
初期劣化＝（有機ＥＬ素子５−１の輝度９０％到達時間）／（各素子の輝度９０％到達時間）×１００
即ち、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。
【０４４６】
（ダークスポット）
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。
【０４４７】
無作為に抽出した１０人による目視評価において、
×：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。
【０４４８】
得られた結果を表２に示す。
【０４４９】
【表２】
【０４５０】
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、且つ、初期の輝度劣化が少なく、それに伴って長寿命であることがわかる。更に、ダークスポットの生成も抑えられていることもわかる。
【符号の説明】
【０４５１】
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、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（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）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（η）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、やはり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（なお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】
フェナントリジン骨格のような１８π電子系の縮合芳香族複素環配位子とする金属錯体についての開示がある。（例えば、特許文献５及び６参照。）。
【００２５】
しかしながら、上記公知文献に記載の金属錯体では、外部取り出し量子効率が改良されず、且つ、発光寿命にも実用的に十分な改善効果が得られていないのが現状であり、改良が求められている。
【００２６】
前出の特許文献においても明らかなように、種々のフェナントリジン化合物の使用においては、寿命、効率においてもまだ不十分であるのが現状であり、更なる改善が必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２７】
【特許文献１】国際公開第０４／０８５４５０号
【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】米国特許公開２００７／０１９０３５９号明細書
【特許文献６】国際公開第０７／０９５１１８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２８】
本発明の目的は、特異的に短波な発光を示し、高発光効率、低駆動電圧であり、且つ、発光寿命の長い有機ＥＬ素子、照明装置及び表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２９】
本発明の上記目的は、下記の構成により達成された。
【００３０】
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）で表される部分構造を含む化合物を少なくとも１つ含有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００３１】
【化１】
【００３２】
〔式中、Ｅ１ａとＥ１ｑは互いに異なり、炭素原子または窒素原子を表す。Ｅ１ｂとＥ１ｃは、各々独立に炭素原子、窒素原子、酸素原子または硫黄原子を表す。Ｅ１ｄ、Ｅ１ｅ、Ｅ１ｌ〜Ｅ１ｐは、各々独立に炭素原子または窒素原子を表す。Ｅ１ｆ〜Ｅ１ｋは、各々独立に炭素原子、窒素原子、酸素原子または硫黄原子を表し、少なくとも１つは窒素原子を表す。Ｅ１ａ〜Ｅ１ｑで構成される骨格は合計で１８π電子を有する。Ｒ１ａ〜Ｒ１ｈは、各々独立に水素原子または置換基を表すが、Ｒ１ａまたはＲ１ｂの少なくとも一方は置換基を表し、Ｒ１ｃ〜Ｒ１ｅのうち少なくとも１つは置換基を表す。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。〕
２．前記一般式（１）で表される部分構造が、下記一般式（２）〜（６）で表される部分構造のいずれか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２】
【００３４】
〔式中、Ｅ２ｂ、Ｅ２ｃは、各々独立に炭素原子、窒素原子、酸素原子または硫黄原子を表す。Ｅ２ｄ、Ｅ２ｅ、Ｅ２ｎ〜Ｅ２ｐは、各々独立に炭素原子または窒素原子を表す。Ｅ２ｆ〜Ｅ２ｋは窒素原子または炭素原子を表し、Ｅ２ｂ〜Ｅ２ｐ、２つの窒素原子と３つの炭素原子とで構成される骨格は合計で１８π電子を有する。Ｒ２ａ〜Ｒ２ｈは、各々独立に、水素原子または置換基を表すが、Ｒ２ａまたはＲ２ｂの少なくとも一方は置換基を表し、且つ、Ｒ２ｃ〜Ｒ２ｅのうち少なくとも１つは置換基を表す。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。〕
３．前記１に記載の前記一般式（１）のＲ１ａ〜Ｒ１ｈで表される置換基または前記２に記載の前記一般式（２）〜（６）のＲ２ａ〜Ｒ２ｈで表される置換基の少なくとも１つが、下記一般式（７）または一般式（８）で表される基である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。
【００３５】
【化３】
【００３６】
〔式中、Ｒ１、Ｒ２は、各々水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、芳香族炭化水素基または芳香族複素環基を表し、Ｒ１とＲ２が、互いに結合して環を形成しても良い。Ｒ３は水素原子または置換基を表す。１分子中に存在する複数個のＲ３は、各々同一でも異なっていてもよく、更に、隣り合った複数のＲ３が互いに結合して環を形成しても良い。Ｒ４は２級または３級の分岐アルキル基またはシクロアルキル基を表す。更に置換基を有していても良い。ｍ１、ｍ２は、各々１〜３の整数を表し、ｎは０〜５の整数を表す。＊は分子の他の部分との結合部位を示す。〕
４．前記１に記載の前記一般式（１）のＲ１ａ〜Ｒ１ｅで表される置換基または前記２に記載の前記一般式（２）〜（６）のＲ２ａ〜Ｒ２ｅで表される置換基のいずれか１つが、前記３に記載の前記一般式（７）または（８）で表される置換基である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。
【００３７】
５．前記一般式（７）のｍ１が１を表すまたは前記一般式（８）のｍ２が１を表すことを特徴とする前記３または４に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００３８】
６．前記１に記載の一般式（１）で表される部分構造のＥ１ｆ〜Ｅ１ｋで構成される５員環または前記２に記載の一般式（２）〜（６）のいずれかで表される部分構造の窒素原子とＥ２ｆ〜Ｅ２ｋで構成される５員環が、ピロール環を表すことを特徴とする前記１〜５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】
７．前記１に記載の一般式（１）で表される部分構造のＥ１ａ〜Ｅ１ｅで構成される５員環または前記２に記載の一般式（２）〜（６）のいずれからで表される部分構造の窒素原子とＥ２ｂ〜Ｅ２ｅで構成される５員環が、イミダゾール環またはピラゾール環を表すことを特徴とする前記１〜６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】
８．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１〜７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】
９．前記発光層が、カルバゾール誘導体または該カルバゾール誘導体のカルバゾール環を構成する炭化水素環の炭素原子の少なくとも一つが窒素原子で置換されている環構造を有する誘導体を含有する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。
【００４２】
１０．構成層として、前記一般式（１）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１〜９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。
【００４３】
１１．前記１に記載の一般式（１）で表される部分構造のＲ１ａ〜Ｒ１ｈで表される置換基の少なくとも１つまたは前記２に記載の一般式（２）〜（６）のいずれかで表される部分構造のＲ２ａ〜Ｒ２ｈで表される置換基の少なくとも１つが、重合性の置換基であることを特徴とする前記１〜１０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】
１２．前記一般式（１）で表される部分構造を含む化合物を部分構造とする重合体を少なくとも１種含有する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。
【００４５】
１３．白色発光する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。
【００４６】
１４．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。
【００４７】
１５．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】
【００４８】
本発明により、特異的に短波な発光を示し、高発光効率、低駆動電圧であり、且つ、発光寿命の長い有機ＥＬ素子、照明装置及び表示装置を提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【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】
【００５０】
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、且つ、発光寿命の長い有機エレクトロルミネッセンス素子を得ることができた。また、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。
【００５１】
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。
【００５２】
《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。
【００５３】
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。
【００５４】
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、縮合環のπ共役面を広げることが化合物の安定性を上げるという着目点の下に種々の錯体を検討した。
【００５５】
その結果、幾つかの縮合環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。
【００５６】
本発明者等は更に検討を進め、本発明に係る一般式（１）〜（６）のいずれかで表される部分構造に示されているような縮合環を導入した化合物（金属錯体、金属錯体化合物ともいう）を発光材料に適用した場合には、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を開発することに成功した。
【００５７】
この新しい基本骨格について、更に検討を進めるとπ共役平面が大きくなっていることにより、平面性が高くなるため金属錯体どうしの会合が問題となり、素子の寿命が著しく低下するという欠点を有することが分かった。
【００５８】
波形についても、長波側に副発光がみられ色純度の低下が問題になってきた。我々は種々検討した結果、配位子部分に少なくとも２つの置換基を導入することにより、分子間の会合が防止され、長波側の副発光が抑制でき、金属錯体（金属錯体化合物）の安定性も向上することが分かった。
【００５９】
また、本発明で開示している特定の置換基の導入によって、励起された金属錯体同士の相互作用による励起子の失活が抑制され、発光効率が向上し、同時に発光素子の発光寿命も延ばすことができた。
【００６０】
更に、予想外の効果として素子駆動開始時の初期劣化を大幅に低減する事が出来たうえ、更には発光素子のダークスポットも大幅に低減させる事に成功し、有用な有機ＥＬ素子を提供することが出来た。
【００６１】
本発明に係る一般式（１）で表される部分構造を含む遷移金属錯体化合物は、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。
【００６２】
ここで、配位子とは、一般式（１）のいずれかで表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。
【００６３】
（従来公知の配位子）
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。
【００６４】
本発明に記載の効果を好ましく得る観点からは、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。
【００６５】
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、フェナントロリン等）、ジケトン配位子なと）が挙げられる。
【００６６】
（元素周期表の８〜１０族の遷移金属元素）
本発明に係る、一般式（１）で表される部分構造を含む化合物（遷移金属錯体、金属錯体、金属錯体化合物ともいう）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。
【００６７】
（本発明に係る遷移金属錯体の含有層）
本発明に係る一般式（１）で表される部分構造を含む遷移金属錯体化合物の含有層としては、電荷を輸送する層（電荷輸送層）であれば特に制限はないが、正孔輸送層または発光層、発光層または電子阻止層が好ましく、より好ましくは発光層または電子阻止層であり、特に好ましくは発光層である。
【００６８】
また、発光層に含有する場合は、発光層中の発光ドーパントとして用いることにより、本発明の有機ＥＬ素子の外部取り出し量子効率の効率アップ（高輝度化）や発光寿命の長寿命化を達成することができる。尚、本発明の有機ＥＬ素子の構成層についてのは、後に詳細に説明する。
【００６９】
《一般式（１）で表される部分構造》
本発明に係る一般式（１）で表される部分構造について説明する。
【００７０】
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、炭素原子、窒素原子、酸素原子または硫黄原子からなる５員の芳香族複素環を表し、例えば、フラン環、チオフェン環、ピロール環、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、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。
【００７１】
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、特に好ましいのは、ピラゾール環、イミダゾール環である。
【００７２】
尚、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。
【００７３】
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、窒素原子、炭素原子、酸素原子または硫黄原子からなり少なくとも１つの窒素原子を含む５員の芳香族含窒素複素環を表す。
【００７４】
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５員の芳香族含窒素複素環としては、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、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。
【００７５】
好ましくは炭素原子と窒素原子のみからなる５員の芳香族含窒素複素環であり、例えば、ピロール環、イミダゾール環、ピラゾール環、トリアゾール環等である。
【００７６】
より好ましくは２つ以下の窒素原子と炭素原子からなる５員の芳香族含窒素複素環であり、ピロール環、イミダゾール環、ピラゾール環である。
【００７７】
中でも、最も好ましいのはピロール環である。
【００７８】
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。
【００７９】
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もしくは芳香族複素環を表し、例えば、ベンゼン環、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。
【００８０】
（置換基）
一般式（１）で表される部分構造において、Ｒ１ａ〜Ｒ１ｈで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、１−プロペニル基、２−ブテニル基、１，３−ブタジエニル基、２−ペンテニル基、イソプロペニル基等）、アルキニル基（例えば、エチニル基、プロパルギル基等）、芳香族炭化水素基（芳香族複素環基、アリール基ともいい、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（ヘテロアリール基ともいい、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）、ホスホノ基等が挙げられる。これらの置換基は上記の置換基によって更に置換されていてもよい。
【００８１】
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く、また、複数の置換基が存在する場合、各々の置換基は同一でも異なっていてもよく、お互いに連結して環を形成しても良い。
【００８２】
一般式（１）で表される部分構造において、Ｒ１ａまたはＲ１ｂの少なくとも一方は置換基である。Ｒ１ａまたはＲ１ｂの少なくとも一方が置換基となることで、一般式（１）で表される部分構造を含む遷移金属錯体化合物の安定性が大幅に向上する。
【００８３】
一般式（１）で表される部分構造において、Ｒ１ｃ〜Ｒ１ｅのうち少なくとも１つは置換基である。Ｒ１ｃ〜Ｒ１ｅのうち少なくとも１つが置換基となることで、一般式（１）で表される部分構造を含む遷移金属錯体化合物の安定性はより一層向上する。より好ましくは、Ｒ１ｃ〜Ｒ１ｅの内２つ以上が置換基となる場合である。
【００８４】
本発明に係る一般式（１）で表される部分構造の中でも、好ましいものは、上記一般式（２）〜（６）のいずれかで表される部分構造である。
【００８５】
《一般式（２）〜（６）のいずれかで表される部分構造》
本発明に係る一般式（２）〜（６）のいずれかで表される部分構造について説明する。
【００８６】
一般式（２）〜（６）のいずれかで表される部分構造において、窒素原子とＥ２ｂ〜Ｅ２ｅにより形成される環は、炭素原子、窒素原子、酸素原子または硫黄原子からなる５員の芳香族含窒素複素環を表し、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、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。
【００８７】
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、特に好ましいのは、ピラゾール環、イミダゾール環である。
【００８８】
尚、これらの各環は各々更に、一般式（１）で表される部分構造において、Ｒ１ａ〜Ｒ１ｈで各々表される置換基を有していても良い。
【００８９】
一般式（２）〜（６）のいずれかで表される部分構造において、３つの炭素原子とＥ２ｎ〜Ｅ２ｐにより形成される環は、６員の芳香族炭化水素環もしくは６員の芳香族複素環を表す。
【００９０】
３つの炭素原子とＥ２ｎ〜Ｅ２ｐ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。これは更に、一般式（１）で表される部分構造において、Ｒ１ａ〜Ｒ１ｈで各々表される置換基を有していても良い。
【００９１】
３つの炭素原子とＥ２ｎ〜Ｅ２ｐによりにより形成される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、トリアジン等が挙げられる。
【００９２】
一般式（２）〜（６）のいずれかで表される部分構造において、Ｅ２ｆ〜Ｅ２ｋは窒素原子または炭素原子を表す。窒素原子とＥ２ｆ〜Ｅ２ｋにより形成される環は、炭素原子と窒素原子からなる５員の芳香族含窒素複素環を表し、例えば、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、テトラゾール環等が挙げられる。
【００９３】
上記の中でも、好ましくは、２つ以下の窒素原子と炭素原子からなる５員の芳香族含窒素複素環であり、ピロール環、イミダゾール環、ピラゾール環である。より好ましくは、ピロール環である。
【００９４】
これらの各環は各々更に、一般式（１）で表される部分構造において、Ｒ１ａ〜Ｒ１ｈで各々表される置換基を有していても良い。
【００９５】
一般式（２）〜（６）のいずれかで表される部分構造において、Ｒ２ａ〜Ｒ２ｈ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〜Ｒ１ｈで各々表される置換基として示したものと同じものが挙げられる。
【００９６】
一般式（２）〜（６）のいずれかで表される部分構造において、Ｒ２ａまたはＲ２ｂの少なくとも一方は置換基である。Ｒ２ａまたはＲ２ｂの少なくとも一方が置換基となることで、一般式（２）〜（６）のいずれかで表される部分構造を含む遷移金属錯体化合物の安定性が大幅に向上する。
【００９７】
一般式（２）〜（６）のいずれかで表される部分構造において、Ｒ２ｃ〜Ｒ２ｅのうち少なくとも１つは置換基である。Ｒ２ｃ〜Ｒ２ｅのうち少なくとも１つが置換基となることで、一般式（２）〜（６）のいずれかで表される部分構造を含む遷移金属錯体化合物の安定性がより一層向上する。より好ましくは、Ｒ１ｃ〜Ｒ１ｅの内２つ以上が置換基となる場合である。
【００９８】
本発明に係る一般式（２）〜（６）のいずれかで表される部分構造の中でも、更に好ましいのは、下記一般式（９）〜（２５）のいずれかで表される部分構造である。
【００９９】
《一般式（９）〜（２５）のいずれかで表される部分構造》
本発明に係る一般式（２）〜（６）のいずれかで表される部分構造の好ましい態様である一般式（９）〜（２５）のいずれかで表される部分構造について説明する。
【０１００】
【化４】
【０１０１】
【化５】
【０１０２】
【化６】
【０１０３】
一般式（９）〜（２５）のいずれかで表される部分構造において、Ｅ２ｂ〜Ｅ２ｐ、Ｒ２ａ〜Ｒ２ｈ、Ｍは、各々上記一般式（２）〜（６）のいずれかで表される部分構造におけるものと同義である。
【０１０４】
更に、本発明に係る一般式（１）で表される部分構造のＲ１ａ〜Ｒ１ｈで表される置換基、本発明に係る一般式（２）〜（６）のＲ２ａ〜Ｒ２ｈで表される置換基または一般式（９）〜（２５）のＲ２ａ〜Ｒ２ｈで表される置換基の少なくとも１つが、上記一般式（７）または一般式（８）で表される基であることが好ましい。
【０１０５】
《一般式（７）または（８）で表される基》
本発明に係る一般式（７）または（８）で表される基について説明する。
【０１０６】
一般式（７）または（８）において、Ｒ１、Ｒ２で各々表される基としては、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）、芳香族炭化水素基（芳香族炭化水素環基、アリール基ともいい、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（ヘテロアリール基ともいい、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）等が挙げられる。
【０１０７】
また、Ｒ１とＲ２は、互いに結合して環を形成しても良い。
【０１０８】
一般式（７）または（８）において、Ｒ３で表される置換基としては、一般式（１）で表される部分構造のＲ１ａ〜Ｒ１ｈで表される置換基と同様の基が挙げられる。尚、一分子中に存在する複数個のＲ３は、同一であっても異なっていてもよい。隣り合った複数のＲ３が互いに結合して環を形成しても良い。
【０１０９】
一般式（７）または（８）において、Ｒ４で表される２級または３級の分岐アルキル基としては、例えば、イソプロピル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、２−ペンチル基、３−ペンチル基、ｔｅｒｔ−ペンチル基等が挙げられる。
【０１１０】
一般式（７）または（８）において、Ｒ４で表されるシクロアルキル基としては、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、１−メチルシクロプロピル基、１−メチルシクロブチル基、１−メチルシクロペンチル基、１−メチルシクロヘキシル基などが挙げられる。
【０１１１】
また、Ｒ４は更に置換基を有していても良く、該置換基としては、一般式（１）で表される部分構造のＲ１ａ〜Ｒ１ｈで表される置換基と同様の基が挙げられる。
【０１１２】
一般式（７）または（８）において、ｍとしては、好ましくはｍ≦２であり、より好ましくはｍ＝１である。特に、ｍ＝１においては、本発明の効果以外にも、一般式（１）で表される部分構造を含む遷移金属錯体化合物の昇華性が向上するという副次効果も得られるため、蒸着によって有機エレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ素子）を作製する場合には特に好ましい。
【０１１３】
（本発明に係る一般式（７）または（８）で表される基の置換位置）
本発明に係る一般式（７）または（８）で表される基の置換位置としては、一般式（１）のＲ１ａ〜Ｒ１ｅのいずれか、一般式（２）〜（６）または一般式（９）〜（２５）のＲ２ａ〜Ｒ２ｅのいずれかであることが好ましく、更に好ましくは、Ｒ１ｃ〜Ｒ１ｅのいずれかまたはＲ２ｃ〜Ｒ２ｅのいずれかである。
【０１１４】
以下に、一般式（７）または（８）で表される置換基の例を示すが、本発明はこれらに限定されない。
【０１１５】
【化７】
【０１１６】
【化８】
【０１１７】
【化９】
【０１１８】
【化１０】
【０１１９】
【化１１】
【０１２０】
【化１２】
【０１２１】
【化１３】
【０１２２】
【化１４】
【０１２３】
【化１５】
【０１２４】
【化１６】
【０１２５】
《重合性の置換基》
また、本発明に係る一般式（１）で表される部分構造のＲ１ａ〜Ｒ１ｈ、一般式（２）〜（６）のいずれかで表される部分構造のＲ２ａ〜Ｒ２ｈまたは一般式（９）〜（２５）のいずれかで表される部分構造のＲ２ａ〜Ｒ２ｈで各々表される置換基としては、前述のアルケニル基以外にもスチリル基、エポキシ基、オキセタニル基、アクリロイル基、メタクリロイル基等の重合性基を有していても良い。
【０１２６】
更に、重合性基を有する、一般式（１）で表される部分構造を有する化合物、一般式（２）〜（６）のいずれかで表される部分構造を有する化合物または一般式（９）〜（２５）のいずれかで表される部分構造を有する化合物は、前記重合性基同士、もしくは他の重合性基を有する化合物（モノマーともいう）と反応して重合体を形成することができる。
【０１２７】
複数の部分構造が重合体中に存在する場合、各々の一般式（１）で表される部分構造、一般式（２）〜（６）のいずれかで表される部分構造または一般式（９）〜（２５）のいずれかで表される部分構造は、各々同一でも異なっていても良い。
【０１２８】
また、重合性基を有する、一般式（１）で表される部分構造を有する化合物、一般式（２）〜（６）のいずれかで表される部分構造を有する化合物または一般式（９）〜（２５）のいずれかで表される部分構造を有する化合物の重合方法としては、「改訂 高分子合成の化学」化学同人「高分子合成の実験法」化学同人「第４版 実験化学講座 ２８「高分子合成」丸善等に記載の方法を用いて合成することができる。
【０１２９】
中でも好ましい重合方法としては、
（１）重縮合、（２）ラジカル重合、（３）イオン重合、（４）重付加、付加縮合等が挙げられ、重合性基の種類によって使い分けることが可能である。
【０１３０】
本発明では、重合性基を有する、一般式（１）で表される部分構造を有する化合物、一般式（２）〜（６）のいずれかで表される部分構造を有する化合物または一般式（９）〜（２５）のいずれかで表される部分構造を有する化合物の重合体は、上記方法を用い、ホモポリマーとすることも可能であり、複数のモノマーと組み合わせたコポリマーとすることも可能である。
【０１３１】
以下、本発明に係る一般式（１）で表される部分構造を有する化合物、一般式（２）〜（６）のいずれかで表される部分構造を有する化合物または一般式（９）〜（２５）のいずれかで表される部分構造を有する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。
【０１３２】
【化１７】
【０１３３】
【化１８】
【０１３４】
【化１９】
【０１３５】
【化２０】
【０１３６】
【化２１】
【０１３７】
【化２２】
【０１３８】
【化２３】
【０１３９】
【化２４】
【０１４０】
【化２５】
【０１４１】
【化２６】
【０１４２】
【化２７】
【０１４３】
【化２８】
【０１４４】
【化２９】
【０１４５】
【化３０】
【０１４６】
【化３１】
【０１４７】
【化３２】
【０１４８】
【化３３】
【０１４９】
【化３４】
【０１５０】
【化３５】
【０１５１】
【化３６】
【０１５２】
【化３７】
【０１５３】
【化３８】
【０１５４】
【化３９】
【０１５５】
【化４０】
【０１５６】
【化４１】
【０１５７】
【化４２】
【０１５８】
【化４３】
【０１５９】
【化４４】
【０１６０】
【化４５】
【０１６１】
【化４６】
【０１６２】
【化４７】
【０１６３】
【化４８】
【０１６４】
【化４９】
【０１６５】
【化５０】
【０１６６】
【化５１】
【０１６７】
【化５２】
【０１６８】
【化５３】
【０１６９】
【化５４】
【０１７０】
【化５５】
【０１７１】
【化５６】
【０１７２】
【化５７】
【０１７３】
【化５８】
【０１７４】
【化５９】
【０１７５】
【化６０】
【０１７６】
【化６１】
【０１７７】
【化６２】
【０１７８】
【化６３】
【０１７９】
【化６４】
【０１８０】
【化６５】
【０１８１】
【化６６】
【０１８２】
【化６７】
【０１８３】
【化６８】
【０１８４】
【化６９】
【０１８５】
【化７０】
【０１８６】
【化７１】
【０１８７】
【化７２】
【０１８８】
【化７３】
【０１８９】
【化７４】
【０１９０】
【化７５】
【０１９１】
【化７６】
【０１９２】
【化７７】
【０１９３】
【化７８】
【０１９４】
【化７９】
【０１９５】
【化８０】
【０１９６】
【化８１】
【０１９７】
【化８２】
【０１９８】
【化８３】
【０１９９】
【化８４】
【０２００】
【化８５】
【０２０１】
尚、例示化合物において略号で示されている副配位子の構造を下記に示す。
【０２０２】
また、副配位子の構造を示すに当たり、配位する遷移金属元素Ｍ１に結合している形態で示した。
【０２０３】
【化８６】
【０２０４】
これらの金属錯体は、例えば、Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｅｔｔｅｒ誌、ｖｏｌ３、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、ｖｏｌ８、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。
【０２０５】
以下に、本発明に係る金属錯体の合成例を示すが、本発明はこれらに限定されない。
【０２０６】
《化合物４２の合成》
以下の工程１〜３を経て、化合物４２を合成した。
【０２０７】
【化８７】
【０２０８】
（工程１：錯体Ａの合成）
窒素雰囲気下で配位子Ａ ９１０ｍｇ（２．５ミリモル）を２−エトキシエタノール１２ｍｌに溶解した溶液に、塩化イリジウム３水和物、３５０ｍｇ（１．０ミリモル）及び４ｍｌの水を加え、窒素雰囲気下で５時間還流した。
【０２０９】
反応液を冷却し、メタノール１５ｍｌを加え、析出した結晶を濾取した。得られた結晶を更にメタノールで洗浄し、乾燥後６３５ｍｇ（収率６７％）の錯体Ａを得た。
【０２１０】
（工程２：錯体Ｂの合成）
窒素雰囲気下で錯体Ａ、６３０ｍｇ（０．３３ミリモル）及び炭酸ナトリウム、２．０を２−エトキシエタノール３０ｍｌに懸濁させた。この懸濁液にアセチルアセトン０．５ｇ（５．０ミリモル）を加え、窒素雰囲気下で５時間還流した。
【０２１１】
反応液を冷却後、減圧濾過によって固形物を濾取した。次いで、炭酸ナトリウム及び無機塩を水洗で除去すると、レモンイエローの結晶として錯体Ｂが得られた。
【０２１２】
得られた結晶を更にメタノール／水＝１／１混合溶液で洗浄し、乾燥後３７５ｍｇ（収率５６％）の錯体Ｂを得た。
【０２１３】
（工程３：化合物４２の合成）
窒素雰囲気下で錯体Ｂ、３６０ｍｇ（０．３５ミリモル）及びで配位子Ａ ４４０ｍｇ（１．２ミリモル）をエチレングリコール３０ｍｌに懸濁させた。窒素雰囲気下に反応温度１８０℃〜１９０℃の間で４時間反応させ、錯体Ｂの消失を確認したところで反応終了とした。
【０２１４】
反応液を冷却し、メタノール３０ｍｌを加え、析出した結晶を濾取した。得られた結晶を更にメタノールで洗浄し、乾燥後収量３７５ｍｇ（収率８４％）の粗生成物を得た。
【０２１５】
この粗生成物を少量のヘキサン−テトラヒドロフラン＝１：１に溶解し、シカゲルカラムクロマトグラフィー（ヘキサン−テトラヒドロフラン＝１：１）によって精製し３４５ｍｇ（収率７７％）の化合物４２を得た。
【０２１６】
精製した化合物が目的物であることをＭＡＳＳ（質量スペクトル）、１Ｈ−ＮＭＲ（核磁気共鳴スペクトル）により確認した。
【０２１７】
尚、１Ｈ−ＮＭＲにより得られたスペクトル情報を以下に示す。
【０２１８】
１Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ、ＴＨＦ−ｄ８）
（ケミカルシフトδ，ピーク形状，プロトン数）
δ＝０．９１〜０．９５（ｔ，１８Ｈ，ＣＨ３−）、
１．２〜２．０ （ｍ，２７Ｈ，ＣＨ２−）、
２．０〜２．３ （ｓ，２７Ｈ，ＣＨ３−）、
３．５〜４．０ （ｍ， ６Ｈ，ＣＨ２−）、
７．４５ （ｍ， ３Ｈ，芳香族複素環の＞ＣＨ）、
７．５５ （ｍ， ３Ｈ，芳香族複素環の＞ＣＨ）、
７．７５ （ｍ， ３Ｈ，芳香族複素環の＞ＣＨ）、
７．８２ （ｍ， ３Ｈ，芳香族複素環の＞ＣＨ）
尚、ピーク形状のｍは、マルチプレット、ｓはシングレットを表す。
【０２１９】
日立製作所製Ｆ−４５００を用いて測定した化合物４２の溶液におけるＰＬ（リン光）発光極大波長は、４５６ｎｍ（Ｔ＝７７Ｋ、２−メチルテトラヒドロフラン中）、４６３ｎｍ（室温、塩化メチレン中）であった。
【０２２０】
《化合物１０７の合成》
以下の工程１〜３を経て、化合物１０７を合成した。
【０２２１】
【化８８】
【０２２２】
（工程１：錯体Ｃの合成）
窒素雰囲気下で配位子Ｂ ７６０ｍｇ（２．５ミリモル）を２−エトキシエタノール１２ｍｌに溶解した溶液に、塩化イリジウム３水和物、３５０ｍｇ（１．０ミリモル）及び４ｍｌの水を加え、窒素雰囲気下で５時間還流した。反応液を冷却し、メタノール１５ｍｌを加え、析出した結晶を濾取した。
【０２２３】
得られた結晶を更にメタノールで洗浄し、乾燥後５７０ｍｇ（収率６８％）の錯体Ｃを得た。
【０２２４】
（工程２：錯体Ｄの合成）
窒素雰囲気下で錯体Ｃ、５７０ｍｇ（０．３４ミリモル）及び炭酸ナトリウム、２．０を２−エトキシエタノール３０ｍｌに懸濁させた。この懸濁液にアセチルアセトン０．５ｇ（５．０ミリモル）を加え、窒素雰囲気下で５時間還流した。
【０２２５】
反応液を冷却後、減圧濾過によって固形物を濾取した。次いで炭酸ナトリウム及び無機塩を水洗で除去すると、レモンイエローの結晶として錯体Ｄが得られた。
【０２２６】
得られた結晶を更にメタノール／水＝１／１混合溶液で洗浄し、乾燥後３７０ｍｇ（収率６０％）の錯体Ｄを得た。
【０２２７】
（工程３：化合物１０７の合成）
窒素雰囲気下で錯体Ｄ、３７０ｍｇ（０．４１ミリモル）及びで配位子Ｂ ３６５ｍｇ（１．２ミリモル）をエチレングリコール３０ｍｌに懸濁させた。窒素雰囲気下に反応温度１８０℃〜１９０℃の間で４時間反応させ、錯体Ｄの消失を確認したところで反応終了とした。
【０２２８】
反応液を冷却し、メタノール３０ｍｌを加え、析出した結晶を濾取した。得られた結晶を更にメタノールで洗浄し、乾燥後収量４００ｍｇ（収率８８％）の粗生成物を得た。
【０２２９】
この粗生成物を少量のヘキサン−テトラヒドロフラン＝１：１に溶解し、シカゲルカラムクロマトグラフィー（ヘキサン−テトラヒドロフラン＝１：１）によって精製し３７５ｍｇ（収率８３％）の化合物１０７を得た。
【０２３０】
精製した化合物が目的物であることをＭＡＳＳ（質量スペクトル）、１Ｈ−ＮＭＲ（核磁気共鳴スペクトル）により確認した。
【０２３１】
尚、１Ｈ−ＮＭＲにより得られたスペクトル情報を以下に示す。
【０２３２】
１Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ、ＴＨＦ−ｄ８）
（ケミカルシフトδ，ピーク形状，プロトン数）
δ＝２．２９ （ｓ， ９Ｈ，ＣＨ３−）、
２．６８ （ｓ， ９Ｈ，ＣＨ３−）、
６．０８ （ｓ， ３Ｈ，芳香族複素環の＞ＣＨ）、
７．６３ （ｍ， ３Ｈ，芳香族複素環の＞ＣＨ）、
７．６８ （ｍ， ３Ｈ，芳香族複素環の＞ＣＨ）、
７．７２ （ｍ， ３Ｈ，芳香族複素環の＞ＣＨ）
日立製作所製Ｆ−４５００を用いて測定した化合物１０７の溶液におけるＰＬ（リン光）発光極大波長は、４４５ｎｍ（Ｔ＝７７Ｋ、２−メチルテトラヒドロフラン中）、４５２ｎｍ（室温、塩化メチレン中）であった。
【０２３３】
《化合物２２７の合成》
以下の工程１〜３により化合物２２７を合成した。
【０２３４】
【化８９】
【０２３５】
（工程１：錯体Ｅの合成）
窒素雰囲気下で配位子Ｃ ９２０ｍｇ（２．５ミリモル）を２−エトキシエタノール１２ｍｌに溶解した溶液に、塩化イリジウム３水和物、３５０ｍｇ（１．０ミリモル）及び４ｍｌの水を加え、窒素雰囲気下で５時間還流した。
【０２３６】
反応液を冷却し、メタノール１５ｍｌを加え、析出した結晶を濾取した。得られた結晶を更にメタノールで洗浄し、乾燥後６９５ｍｇ（収率７２％）の錯体Ｅを得た。
【０２３７】
（工程２：錯体Ｆの合成）
窒素雰囲気下で錯体Ｅ、６８０ｍｇ（０．３５ミリモル）及び炭酸ナトリウム、２．０を２−エトキシエタノール３０ｍｌに懸濁させた。この懸濁液にアセチルアセトン０．５ｇ（５．０ミリモル）を加え、窒素雰囲気下で５時間還流した。
【０２３８】
反応液を冷却後、減圧濾過によって固形物を濾取した。次いで炭酸ナトリウム及び無機塩を水洗で除去すると、レモンイエローの結晶として錯体Ｂが得られた。
【０２３９】
得られた結晶を更にメタノール／水＝１／１混合溶液で洗浄し、乾燥後４５５ｍｇ（収率６３％）の錯体Ｆを得た。
【０２４０】
（工程３：化合物２２７の合成）
窒素雰囲気下で錯体Ｆ、４５０ｍｇ（０．３２ミリモル）及びで配位子Ｃ ４４０ｍｇ（１．２ミリモル）をエチレングリコール３０ｍｌに懸濁させた。窒素雰囲気下に反応温度１８０℃〜１９０℃の間で４時間反応させ、錯体Ｆの消失を確認したところで反応終了とした。反応液を冷却し、メタノール３０ｍｌを加え、析出した結晶を濾取した。
【０２４１】
得られた結晶を更にメタノールで洗浄し、乾燥後収量３４０ｍｇ（収率８２％）の粗生成物を得た。
【０２４２】
この粗生成物を少量のヘキサン−テトラヒドロフラン＝１：１に溶解し、シカゲルカラムクロマトグラフィー（ヘキサン−テトラヒドロフラン＝１：１）によって精製し３２０ｍｇ（収率７７％）の化合物２２７を得た。
【０２４３】
精製した化合物が目的物であることをＭＡＳＳ（質量スペクトル）、１Ｈ−ＮＭＲ（核磁気共鳴スペクトル）により確認した。
【０２４４】
１Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ、ＴＨＦ−ｄ８）
（ケミカルシフトδ，ピーク形状，プロトン数）
δ＝２．２７ （ｓ， ９Ｈ，ＣＨ３−）、
２．３３ （ｓ， ９Ｈ，ＣＨ３−）、
２．３５ （ｓ，１８Ｈ，ＣＨ３−）、
２．５０ （ｓ， ９Ｈ，ＣＨ３−）、
４．０３ （ｓ， ６Ｈ，ベンジル基のＣＨ２−）、
６．８２ （ｓ， ９Ｈ，ベンジル基のベンゼン環の＞ＣＨ）、
７．８３ （ｓ， ３Ｈ，芳香族複素環の＞ＣＨ）、
８．０７ （ｓ， ３Ｈ，芳香族複素環の＞ＣＨ）、
８．１８ （ｓ， ３Ｈ，芳香族複素環の＞ＣＨ）
日立製作所製Ｆ−４５００を用いて測定した化合物２２７の溶液におけるＰＬ（リン光）発光極大波長は４５３ｎｍ（Ｔ＝７７Ｋ、２−メチルテトラヒドロフラン中）、４６２ｎｍ（室温、塩化メチレン中）であった。
【０２４５】
《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。
【０２４６】
（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
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。
【０２４７】
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。
【０２４８】
本発明の有機ＥＬ素子で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。
【０２４９】
本発明の有機ＥＬ素子を構成する各層について説明する。
【０２５０】
《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。
【０２５１】
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。
【０２５２】
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。
【０２５３】
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。
【０２５４】
（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。
【０２５５】
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。
【０２５６】
ホスト化合物としては、公知のホスト化合物を単独で併用してもよく、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素子を更に高効率化することができる。
【０２５７】
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。
【０２５８】
また、本発明に用いられる発光ホストとしては、低分子化合物でも、繰り返し単位を有する高分子化合物でもよく、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、このような化合物を１種または複数種用いても良い。
【０２５９】
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。
【０２６０】
【化９０】
【０２６１】
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。
【０２６２】
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。
【０２６３】
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。
【０２６４】
（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。
【０２６５】
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。
【０２６６】
（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。
【０２６７】
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。
【０２６８】
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。
【０２６９】
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。
【０２７０】
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。
【０２７１】
本発明に係るリン光ドーパントは、好ましくは元素の周期表で８〜１０族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。
【０２７２】
本発明に係るリン光ドーパントとして用いられる化合物としては、上記の本発明に係る一般式（１）、一般式（２）〜（６）または一般式（９）〜（２５）のいずれかで表される部分構造を含む遷移金属錯体化合物が好ましい。
【０２７３】
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。
【０２７４】
【化９１】
【０２７５】
【化９２】
【０２７６】
【化９３】
【０２７７】
（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。
【０２７８】
次に、本発明の有機ＥＬ素子の構成層として用いられる、注入層、阻止層、電子輸送層等について説明する。
【０２７９】
《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。
【０２８０】
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。
【０２８１】
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。
【０２８２】
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。
【０２８３】
《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。
【０２８４】
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。
【０２８５】
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。
【０２８６】
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。
【０２８７】
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いずれか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。
【０２８８】
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。
【０２８９】
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。
【０２９０】
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。
【０２９１】
（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。
【０２９２】
（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。
【０２９３】
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。
【０２９４】
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。
【０２９５】
《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。
【０２９６】
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。
【０２９７】
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。
【０２９８】
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５０６１５６９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。
【０２９９】
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。
【０３００】
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。
【０３０１】
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。
【０３０２】
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。
【０３０３】
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。
【０３０４】
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。
【０３０５】
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。
【０３０６】
《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。
【０３０７】
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。
【０３０８】
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。
【０３０９】
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。
【０３１０】
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。
【０３１１】
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。
【０３１２】
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。
【０３１３】
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。
【０３１４】
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。
【０３１５】
《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。
【０３１６】
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。
【０３１７】
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。
【０３１８】
《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。
【０３１９】
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。
【０３２０】
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の範囲である。
【０３２１】
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の向上の観点から好ましい。
【０３２２】
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。
【０３２３】
《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。
【０３２４】
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。
【０３２５】
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。
【０３２６】
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。
【０３２７】
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。
【０３２８】
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。
【０３２９】
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。
【０３３０】
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。
【０３３１】
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。
【０３３２】
《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。
【０３３３】
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。
【０３３４】
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。
【０３３５】
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。
【０３３６】
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。
【０３３７】
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、１×１０−３ｇ／（ｍ２・２４ｈ）以下のものであることが好ましい。
【０３３８】
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。
【０３３９】
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。
【０３４０】
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。
【０３４１】
なお、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。
【０３４２】
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。
【０３４３】
また、有機層を挟み支持基板と対向する側の電極の外側に該電極と有機層を被覆し、支持基板と接する形で無機物、有機物の層を形成し封止膜とすることも好適にできる。この場合、該膜を形成する材料としては、水分や酸素等素子の劣化をもたらすものの浸入を抑制する機能を有する材料であればよく、例えば、酸化珪素、二酸化珪素、窒化珪素等を用いることができる。
【０３４４】
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。
【０３４５】
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。
【０３４６】
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。
【０３４７】
《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。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。
【０３４８】
《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。
【０３４９】
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。
【０３５０】
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。
【０３５１】
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。
【０３５２】
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。
【０３５３】
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。
【０３５４】
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。
【０３５５】
全反射を起こす界面もしくはいずれかの媒質中に回折格子を導入する方法は、光取り出し効率の向上効果が高いという特徴がある。この方法は回折格子が１次の回折や２次の回折といった所謂ブラッグ回折により、光の向きを屈折とは異なる特定の向きに変えることができる性質を利用して、発光層から発生した光のうち層間での全反射等により外に出ることができない光を、いずれかの層間もしくは、媒質中（透明基板内や透明電極内）に回折格子を導入することで光を回折させ、光を外に取り出そうとするものである。
【０３５６】
導入する回折格子は、２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。
【０３５７】
しかしながら、屈折率分布を２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。
【０３５８】
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。
【０３５９】
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。
【０３６０】
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。
【０３６１】
《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たり、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。
【０３６２】
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。
【０３６３】
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。
【０３６４】
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。
【０３６５】
《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。
【０３６６】
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。
【０３６７】
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。
【０３６８】
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。
【０３６９】
本発明に係る有機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。
【０３７０】
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。
【０３７１】
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、正孔注入層、陽極の順に作製することも可能である。このようにして得られた多色の表示装置に、直流電圧を印加する場合には陽極を＋、陰極を−の極性として電圧２Ｖ〜４０Ｖ程度を印加すると発光が観測できる。また交流電圧を印加してもよい。なお、印加する交流の波形は任意でよい。
【０３７２】
《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。
【０３７３】
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。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。
【０３７４】
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。
【０３７５】
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】
【０３７６】
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、実施例において用いられる化合物の構造を下記に示す。
【０３７７】
【化９４】
【０３７８】
【化９５】
【０３７９】
【化９６】
【０３８０】
【化９７】
【０３８１】
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。
【０３８２】
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（Ｉｒ−１２）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、真空蒸着装置に取付けた。
【０３８３】
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。
【０３８４】
更に、Ｈ−１とＦＩｒｐｉｃ（Ｉｒ−１２）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。
【０３８５】
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。
【０３８６】
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。
【０３８７】
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。
【０３８８】
《有機ＥＬ素子１−２〜１−３６の作製》
有機ＥＬ素子１−１の作製において、発光層のホスト化合物であるＨ−１、ドーパント化合物であるＦＩｒｐｉｃ（Ｉｒ−１２）を表１に示す化合物に置き換えた以外は同様にして、有機ＥＬ素子１−２〜１−３６を作製した。
【０３８９】
《有機ＥＬ素子の評価》
得られた有機ＥＬ素子１−１〜１−３６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。
【０３９０】
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（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）。
【０３９１】
図４は照明装置の断面図を示し、図４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。
【０３９２】
（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。
【０３９３】
外部取り出し量子効率は有機ＥＬ素子１−１を１００とする相対値で表した。
【０３９４】
（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。
【０３９５】
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。
【０３９６】
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。
【０３９７】
（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。
【０３９８】
尚、初期劣化は比較の有機ＥＬ素子１−１を１００とし、更に、初期劣化は以下の計算式を基に計算した。
【０３９９】
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
即ち、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。
【０４００】
（ダークスポット（ＤＳともいう））
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。
【０４０１】
無作為に抽出した１０人による目視評価で連続点灯時間１０時間経過後の各素子において、
×：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
得られた結果を表１に示す。
【０４０２】
【表１】
【０４０３】
表１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、且つ、初期の輝度劣化が少なく、それに伴って長寿命であることがわかる。更に、ダークスポットの生成も抑えられていることもわかる。
【０４０４】
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素子有機ＥＬ素子１−６を青色発光素子として用いた。
【０４０５】
（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（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。
【０４０６】
（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（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。
【０４０７】
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。
【０４０８】
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）。
【０４０９】
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。
【０４１０】
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、且つ鮮明らかなフルカラー動画表示が得られることが分かった。
【０４１１】
実施例３
《白色発光素子及び白色照明装置の作製−１》
実施例１の透明電極基板の電極を５０ｍｍ×５０ｍｍ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−４の入った前記加熱ボートと例示化合物４２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−４と発光ドーパントとして例示化合物４２、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。
【０４１２】
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。
【０４１３】
次に、実施例１と同様に電子輸送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。
【０４１４】
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分かった。
【０４１５】
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製膜した基板（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。
【０４１６】
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製膜した後、２００℃にて１時間乾燥し、膜厚３０ｎｍの第１正孔輸送層を設けた。
【０４１７】
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。
【０４１８】
次に、化合物Ｅ（６０ｍｇ）、例示化合物５２（３．０ｍｇ）、Ｉｒ−１４（１．０ｍｇ）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製膜した。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。
【０４１９】
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製膜した。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。
【０４２０】
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。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。
【０４２１】
尚、蒸着時の基板温度は室温であった。
【０４２２】
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。
【０４２３】
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。
【０４２４】
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出来ることが判った。
【０４２５】
実施例５
《有機ＥＬ素子５−１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製膜した基板（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。
【０４２６】
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製膜した後、２００℃にて１時間乾燥し、膜厚３０ｎｍの第１正孔輸送層を設けた。
【０４２７】
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。
【０４２８】
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。
【０４２９】
次に、化合物Ｅ（６０ｍｇ）、ＦＩｒｐｉｃ（Ｉｒ−１２）（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製膜し、発光層を形成した。
【０４３０】
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。
【０４３１】
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。
【０４３２】
尚、蒸着時の基板温度は室温であった。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５−１を作製した。
【０４３３】
《有機ＥＬ素子５−２〜５−１１の作製》
有機ＥＬ素子５−１の作製において、発光層のホスト化合物である化合物Ｅ、ドーパント化合物であるＦＩｒｐｉｃ（Ｉｒ−１２）を表２に示す化合物に置き換えた以外は同様にして、有機ＥＬ素子５−２〜５−１１を作製した。
【０４３４】
《有機ＥＬ素子の評価》
得られた有機ＥＬ素子５−１〜５−１１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。
【０４３５】
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（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）。
【０４３６】
図４は照明装置の断面図を示し、図４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。
【０４３７】
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。
【０４３８】
（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。
【０４３９】
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比較の有機ＥＬ素子５−１を１００とする相対値で表した。
【０４４０】
（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。
【０４４１】
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。
【０４４２】
尚、半減寿命は比較の有機ＥＬ素子５−１を１００とする相対値で表した。
【０４４３】
（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、初期輝度の９０％になる時間を求め、これを初期劣化の尺度とした。
【０４４４】
尚、初期劣化は比較の有機ＥＬ素子５−１を１００とする相対値で表した。初期劣化は以下の計算式を基に計算した。
【０４４５】
初期劣化＝（有機ＥＬ素子５−１の輝度９０％到達時間）／（各素子の輝度９０％到達時間）×１００
即ち、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。
【０４４６】
（ダークスポット）
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。
【０４４７】
無作為に抽出した１０人による目視評価において、
×：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。
【０４４８】
得られた結果を表２に示す。
【０４４９】
【表２】
【０４５０】
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、且つ、初期の輝度劣化が少なく、それに伴って長寿命であることがわかる。更に、ダークスポットの生成も抑えられていることもわかる。
【符号の説明】
【０４５１】
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）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、Ｅ１ａとＥ１ｑは互いに異なり、炭素原子または窒素原子を表す。Ｅ１ｂとＥ１ｃは、各々独立に炭素原子、窒素原子、酸素原子または硫黄原子を表す。Ｅ１ｄ、Ｅ１ｅ、Ｅ１ｌ〜Ｅ１ｐは、各々独立に炭素原子または窒素原子を表す。Ｅ１ｆ〜Ｅ１ｋは、各々独立に炭素原子、窒素原子、酸素原子または硫黄原子を表し、少なくとも１つは窒素原子を表す。Ｅ１ａ〜Ｅ１ｑで構成される骨格は合計で１８π電子を有する。Ｒ１ａ〜Ｒ１ｈは、各々独立に水素原子または置換基を表すが、Ｒ１ａまたはＲ１ｂの少なくとも一方は置換基を表し、Ｒ１ｃ〜Ｒ１ｅのうち少なくとも１つは置換基を表す。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。〕
【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（２）〜（６）で表される部分構造のいずれか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、Ｅ２ｂ、Ｅ２ｃは、各々独立に炭素原子、窒素原子、酸素原子または硫黄原子を表す。Ｅ２ｄ、Ｅ２ｅ、Ｅ２ｎ〜Ｅ２ｐは、各々独立に炭素原子または窒素原子を表す。Ｅ２ｆ〜Ｅ２ｋは窒素原子または炭素原子を表し、Ｅ２ｂ〜Ｅ２ｐ、２つの窒素原子と３つの炭素原子とで構成される骨格は合計で１８π電子を有する。Ｒ２ａ〜Ｒ２ｈは、各々独立に、水素原子または置換基を表すが、Ｒ２ａまたはＲ２ｂの少なくとも一方は置換基を表し、且つ、Ｒ２ｃ〜Ｒ２ｅのうち少なくとも１つは置換基を表す。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。〕
【請求項３】
請求項１に記載の前記一般式（１）のＲ１ａ〜Ｒ１ｈで表される置換基または請求項２に記載の前記一般式（２）〜（６）のＲ２ａ〜Ｒ２ｈで表される置換基の少なくとも１つが、下記一般式（７）または一般式（８）で表される基である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。
【化３】
〔式中、Ｒ１、Ｒ２は、各々水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、芳香族炭化水素基または芳香族複素環基を表し、Ｒ１とＲ２が、互いに結合して環を形成しても良い。Ｒ３は水素原子または置換基を表す。１分子中に存在する複数個のＲ３は、各々同一でも異なっていてもよく、更に、隣り合った複数のＲ３が互いに結合して環を形成しても良い。Ｒ４は２級または３級の分岐アルキル基またはシクロアルキル基を表す。更に置換基を有していても良い。ｍ１、ｍ２は、各々１〜３の整数を表し、ｎは０〜５の整数を表す。＊は分子の他の部分との結合部位を示す。〕
【請求項４】
請求項１に記載の前記一般式（１）のＲ１ａ〜Ｒ１ｅで表される置換基または請求項２に記載の前記一般式（２）〜（６）のＲ２ａ〜Ｒ２ｅで表される置換基のいずれか１つが、請求項３に記載の前記一般式（７）または（８）で表される置換基である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（７）のｍ１が１を表すまたは前記一般式（８）のｍ２が１を表すことを特徴とする請求項３または４に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項６】
請求項１に記載の一般式（１）で表される部分構造のＥ１ｆ〜Ｅ１ｋで構成される５員環または請求項２に記載の一般式（２）〜（６）のいずれかで表される部分構造の窒素原子とＥ２ｆ〜Ｅ２ｋで構成される５員環が、ピロール環を表すことを特徴とする請求項１〜５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】
請求項１に記載の一般式（１）で表される部分構造のＥ１ａ〜Ｅ１ｅで構成される５員環または請求項２に記載の一般式（２）〜（６）のいずれからで表される部分構造の窒素原子とＥ２ｂ〜Ｅ２ｅで構成される５員環が、イミダゾール環またはピラゾール環を表すことを特徴とする請求項１〜６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８】
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１〜７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９】
前記発光層が、カルバゾール誘導体または該カルバゾール誘導体のカルバゾール環を構成する炭化水素環の炭素原子の少なくとも一つが窒素原子で置換されている環構造を有する誘導体を含有する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。
【請求項１０】
構成層として、前記一般式（１）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１〜９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１１】
請求項１に記載の一般式（１）で表される部分構造のＲ１ａ〜Ｒ１ｈで表される置換基の少なくとも１つまたは請求項２に記載の一般式（２）〜（６）のいずれかで表される部分構造のＲ２ａ〜Ｒ２ｈで表される置換基の少なくとも１つが、重合性の置換基であることを特徴とする請求項１〜１０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１２】
前記一般式（１）で表される部分構造を含む化合物を部分構造とする重合体を少なくとも１種含有する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】
白色発光する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１〜１３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１５】
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）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、Ｅ１ａとＥ１ｑは互いに異なり、炭素原子または窒素原子を表す。Ｅ１ｂとＥ１ｃは、各々独立に炭素原子、窒素原子、酸素原子または硫黄原子を表す。Ｅ１ｄ、Ｅ１ｅ、Ｅ１ｌ〜Ｅ１ｐは、各々独立に炭素原子または窒素原子を表す。Ｅ１ｆ〜Ｅ１ｋは、各々独立に炭素原子、窒素原子、酸素原子または硫黄原子を表し、少なくとも１つは窒素原子を表す。Ｅ１ａ〜Ｅ１ｑで構成される骨格は合計で１８π電子を有する。Ｒ１ａ〜Ｒ１ｈは、各々独立に水素原子または置換基を表すが、Ｒ１ａまたはＲ１ｂの少なくとも一方は置換基を表し、Ｒ１ｃ〜Ｒ１ｅのうち少なくとも１つは置換基を表す。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。〕
【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（２）〜（６）で表される部分構造のいずれか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、Ｅ２ｂ、Ｅ２ｃは、各々独立に炭素原子、窒素原子、酸素原子または硫黄原子を表す。Ｅ２ｄ、Ｅ２ｅ、Ｅ２ｎ〜Ｅ２ｐは、各々独立に炭素原子または窒素原子を表す。Ｅ２ｆ〜Ｅ２ｋは窒素原子または炭素原子を表し、Ｅ２ｂ〜Ｅ２ｐ、２つの窒素原子と３つの炭素原子とで構成される骨格は合計で１８π電子を有する。Ｒ２ａ〜Ｒ２ｈは、各々独立に、水素原子または置換基を表すが、Ｒ２ａまたはＲ２ｂの少なくとも一方は置換基を表し、且つ、Ｒ２ｃ〜Ｒ２ｅのうち少なくとも１つは置換基を表す。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。〕
【請求項３】
請求項１に記載の前記一般式（１）のＲ１ａ〜Ｒ１ｈで表される置換基または請求項２に記載の前記一般式（２）〜（６）のＲ２ａ〜Ｒ２ｈで表される置換基の少なくとも１つが、下記一般式（７）または一般式（８）で表される基である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。
【化３】
〔式中、Ｒ１、Ｒ２は、各々水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、芳香族炭化水素基または芳香族複素環基を表し、Ｒ１とＲ２が、互いに結合して環を形成しても良い。Ｒ３は水素原子または置換基を表す。１分子中に存在する複数個のＲ３は、各々同一でも異なっていてもよく、更に、隣り合った複数のＲ３が互いに結合して環を形成しても良い。Ｒ４は２級または３級の分岐アルキル基またはシクロアルキル基を表す。更に置換基を有していても良い。ｍ１、ｍ２は、各々１〜３の整数を表し、ｎは０〜５の整数を表す。＊は分子の他の部分との結合部位を示す。〕
【請求項４】
請求項１に記載の前記一般式（１）のＲ１ａ〜Ｒ１ｅで表される置換基または請求項２に記載の前記一般式（２）〜（６）のＲ２ａ〜Ｒ２ｅで表される置換基のいずれか１つが、請求項３に記載の前記一般式（７）または（８）で表される置換基である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（７）のｍ１が１を表すまたは前記一般式（８）のｍ２が１を表すことを特徴とする請求項３または４に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項６】
請求項１に記載の一般式（１）で表される部分構造のＥ１ｆ〜Ｅ１ｋで構成される５員環または請求項２に記載の一般式（２）〜（６）のいずれかで表される部分構造の窒素原子とＥ２ｆ〜Ｅ２ｋで構成される５員環が、ピロール環を表すことを特徴とする請求項１〜５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】
請求項１に記載の一般式（１）で表される部分構造のＥ１ａ〜Ｅ１ｅで構成される５員環または請求項２に記載の一般式（２）〜（６）のいずれからで表される部分構造の窒素原子とＥ２ｂ〜Ｅ２ｅで構成される５員環が、イミダゾール環またはピラゾール環を表すことを特徴とする請求項１〜６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８】
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１〜７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９】
前記発光層が、カルバゾール誘導体または該カルバゾール誘導体のカルバゾール環を構成する炭化水素環の炭素原子の少なくとも一つが窒素原子で置換されている環構造を有する誘導体を含有する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。
【請求項１０】
構成層として、前記一般式（１）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１〜９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１１】
請求項１に記載の一般式（１）で表される部分構造のＲ１ａ〜Ｒ１ｈで表される置換基の少なくとも１つまたは請求項２に記載の一般式（２）〜（６）のいずれかで表される部分構造のＲ２ａ〜Ｒ２ｈで表される置換基の少なくとも１つが、重合性の置換基であることを特徴とする請求項１〜１０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１２】
前記一般式（１）で表される部分構造を含む化合物を部分構造とする重合体を少なくとも１種含有する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】
白色発光する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１〜１３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１５】
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２０１１−２２２６５０（Ｐ２０１１−２２２６５０Ａ）
【公開日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−８８５０６（Ｐ２０１０−８８５０６）
【出願日】平成２２年４月７日（２０１０．４．７）
【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２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月７日（２０１０．４．７）
【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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