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】発光寿命の長く、駆動時の電圧上昇が抑えられた有機エレクトロルミネッセンス素子と、それを用いた表示装置及び照明装置を提供すること。
【解決手段】下記一般式（１）で表される部分構造を有する化合物を含有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化１】
【解決手段】下記一般式（１）で表される部分構造を有する化合物を含有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化１】
【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、およびそれを用いた表示装置及び照明装置に関するものである。
【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となる。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と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、リン光等）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、省スペースや携帯性等の観点から注目されている。
【０００４】
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がよく、高輝度で発光する有機ＥＬ素子の開発が望まれている。
【０００５】
上記課題に対し、例えば、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、また、８−ヒドロキシキノリンアルミニウム錯体を発光ホストとして、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発光ホストとして、これにキナクリドン系色素をドープした有機発光層を有する素子等が知られている。
【０００６】
しかし、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としては２５％であり、光の取り出し効率が約２０％であるため、外部取り出し量子効率（ηｅｘｔ）の限界は５％とされている。
【０００７】
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（非特許文献１）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。
【０００８】
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。
【０００９】
例えば、多くのリン光ドーパントは、イリジウム錯体または白金などの遷移金属錯体を中心に検討されている。
【００１０】
また、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、ドーパントとしてＬ２Ｉｒ（ａｃａｃ）、例えば、（ｐｐｙ）２Ｉｒ（ａｃａｃ）、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）等を用いた励起三重項の検討も行われている（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）。
【００１１】
これらの錯体は、下記でも示すが、発光ホスト（または単にホストともいう）と一緒に発光層内に分散、添加されて使用されるため、リン光ドーパントと呼ばれている。
【００１２】
有機ＥＬの性能（発光効率・発光寿命・発光色など）は、ドーパントのみならずホストによっても大きく変わるため、両者の開発は精力的に行われている。
【００１３】
例えば、高い発光効率を得るために、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ることや、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ることが知られている。
【００１４】
いずれの方法も、ドーパントとホストを適切に選択することにより、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はあるが、素子の発光寿命については、従来の蛍光方式の素子よりも短いという問題点を抱えていた。
【００１５】
特に、青色発光素子の場合、その発光寿命は極端に短くなり、発光効率と発光波長および発光寿命を全て満たす青色ドーパントは未だ見出されておらず、その創出が急務である。青色ドーパントの開発とともに、青色発光ホストの開発もさかんに行われており、特にカルバゾール誘導体が有望な材料として検討されている。また、発光寿命の改善のため、種々の解析もおこなわれており、例えば、非特許文献２ではカルバゾール誘導体ホストの解析が行われておりＬＣ−Ｍａｓｓによる劣化物の構造同定より、Ｃ−Ｎ結合開裂し、カルバゾール付加した化合物が検出された。
【００１６】
またカルバゾールの１，８位置換だけでなく３，６位に置換基を導入する事が知られている（参考特許文献１、２）が、これら化合物を発光層に用いた場合、通電中及び保存中に、これら化合物が部分的に配向や微結晶化して、駆動電圧が上昇したり、発光寿命が短くなるという不具合を生じる事がわかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】特開２００５−０９３１５９号公報
【特許文献２】特開２００８−１９５８４１号公報
【非特許文献】
【００１８】
【非特許文献１】Ｍ．Ａ．Ｂａｌｄｏ ｅｔ ａｌ．，Ｎａｔｕｒｅ、３９５巻、１５１〜１５４頁（１９９８年）
【非特許文献２】Ｄ．Ｙ．Ｋｏｎｄａｋｏｖ ｅｔ ａｌ．，Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｉｓｉｃｓ（１０１） ０２４５１２ （２００７）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、その目的は、発光寿命が長く、駆動時の電圧上昇が抑えられた有機エレクトロルミネッセンス素子と、それを用いた表示装置及び照明装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明の上記目的は、以下の構成により達成される。
【００２１】
１．下記一般式（１）で表される部分構造を有する化合物を含有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００２２】
【化１】
【００２３】
（式中、Ｒ１〜Ｒ９、ＲＡ、ＲＢ、Ｒｃ、Ｒｄは、それぞれ独立して水素原子又は置換基をあらわし、ＲＡ、ＲＢのうち少なくともどちらか１つ、またはＲｃ、Ｒｄのうち少なくともどちらか１つが置換基である。置換基：アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、芳香族炭化水素基、非芳香族複素環基、芳香族複素環基、ハロゲン原子、アルコキシル基、シクロアルコキシル基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、シクロアルキルチオ基、アリールチオ基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、スルファモイル基、ウレイド基、アシル基、アシルオキシ基、アミド基、カルバモイル基、スルフィニル基、アルキルスルホニル基またはアリールスルホニル基、アミノ基、シリル基、トリアルキルホウ素基、トリアリールホウ素基、ニトロ基、シアノ基、ヒドロキシル基から選ばれる何れかの基である。またＲ７〜Ｒ９、Ｒｃ、Ｒｄはベンゼン環と共に縮合環を形成しても良い。）
２．前記一般式（１）で表される部分構造を有する化合物において、Ｒｃ、Ｒｄのうち少なくともどちらか１つが前記置換基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。
【００２４】
３．前記一般式（１）で表される部分構造を有する化合物におけるＲ２またはＲ５の１つが芳香族炭化水素基、非芳香族複素環基、または芳香族複素環基で、他の１つが水素原子である事を特徴とする前記１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００２５】
４．前記一般式（１）で表される部分構造を有する化合物が、下記一般式（２）で表される部分構造を有する化合物であることを特徴とする前記１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００２６】
【化２】
【００２７】
（式中、Ｒ１〜Ｒ６、Ｒ１０〜Ｒ１４、ＲＡ、ＲＢ、Ｒｃ、Ｒｄはそれぞれ独立して水素原子又は置換基をあらわし、ＲＡ、ＲＢのうち少なくともどちらか１つ、またはＲｃ、Ｒｄのうち少なくともどちらか１つが置換基であり、ＸはＯ、Ｓ、−ＮＲａを表す。Ｒａはアルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、芳香族炭化水素基、非芳香族複素環基、芳香族複素環基を表し、置換基は一般式（１）の置換基と同義である。）
５．前記一般式（１）で表される部分構造を有する化合物が、下記一般式（３）で表される部分構造を有する化合物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。
【００２８】
【化３】
【００２９】
（式中、Ｒ１〜Ｒ６、Ｒ１１〜Ｒ１６、ＲＡ、ＲＢ、Ｒｃはそれぞれ独立して水素原子又は置換基をあらわし、ＲＡ、ＲＢ、Ｒｃのうち少なくともどちらか１つが置換基であり、ＸはＯ、Ｓ、−ＮＲａを表す。Ｒａはアルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、芳香族炭化水素基、非芳香族複素環基、芳香族複素環基を表し、置換基は一般式（１）の置換基と同義である。）
６．前記一般式（１）におけるＲ１〜Ｒ６のうち、Ｒ２またはＲ５が芳香族炭化水素基、非芳香族複素環基、または芳香族複素環基であり、前記Ｒ１〜Ｒ６の残りが水素原子である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。
【００３０】
７．前記有機エレクトロルミネッセンス素子の発光形式がりん光である事を特徴とする前記１から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。
【００３１】
８．発光色が青色であることを特徴とする前記１から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。
【００３２】
９．発光色が白色であることを特徴とする前記１から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。
【００３３】
１０．前記１から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を備えたことを特徴とする表示装置。
【００３４】
１１．前記１から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を備えたことを特徴とする照明装置。
【発明の効果】
【００３５】
本発明により、発光寿命が長く、駆動時の電圧上昇が抑えられた有機エレクトロルミネッセンス素子と、それを用いた表示装置及び照明装置を提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の表示装置の構成の一例を示した概略斜視図である。
【図２】図１に示す表示部Ａの構成の一例を示した概略斜視図である。
【図３】本発明の有機ＥＬ素子を用いた照明装置の一例を示す概略斜視図である。
【図４】本発明の有機ＥＬ素子を用いた照明装置の一例を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、本発明を実施するための形態について詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００３８】
《有機ＥＬ素子（有機エレクトロルミネッセンス素子）》
本発明の有機ＥＬ素子について説明する。
【００３９】
本発明者は、非特許文献２の結果を参考に、分子設計をし、発光ホストとしてカルバゾール骨格のＣ−Ｎ結合を立体的に保護することが重要であり、具体的には、カルバゾールの１，８位に置換基を導入、もしくはベンゼン環の２，６位に置換基を導入する事で、Ｃ−Ｎ結合開裂の生成を抑える事ができ、素子寿命の向上や駆動時の電圧上昇の抑制に繋がる事を見出し本発明に至った次第である。また、カルバゾールの３，６位のどちらかを無置換にして、対称性を崩す事で、配向や微結晶化を抑える事ができ、素子寿命の向上や駆動時の電圧上昇の抑制に効果があり、好ましい態様であることがわかった。
【００４０】
本発明の有機ＥＬ素子は、一般式（１）で表される化合物を含有することを特徴とする。
【００４１】
《一般式（１）で表される化合物》
本発明に係る一般式（１）で表される化合物について説明する。
【００４２】
一般式（１）で表される化合物は、本発明の有機ＥＬ素子の発光層に好ましく用いられ、特に好ましくは、発光層中のホストとして用いられる。尚、本発明の有機ＥＬ素子の構成層、ホスト等については後に詳細に説明する。
【００４３】
一般式（１）において、Ｒ１〜Ｒ９、ＲＡ、ＲＢ、Ｒｃ、Ｒｄは、それぞれ独立して水素原子又は置換基をあらわし、ＲＡ、ＲＢのうち少なくともどちらか１つ、またはＲｃ、Ｒｄのうち少なくともどちらか１つが置換基である。
【００４４】
置換基はアルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、芳香族炭化水素基、非芳香族複素環基、芳香族複素環基、ハロゲン原子、アルコキシル基、シクロアルコキシル基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、シクロアルキルチオ基、アリールチオ基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、スルファモイル基、ウレイド基、アシル基、アシルオキシ基、アミド基、カルバモイル基、スルフィニル基、アルキルスルホニル基またはアリールスルホニル基、アミノ基、シリル基、トリアルキルホウ素基、トリアリールホウ素基、ニトロ基、シアノ基、ヒドロキシル基から選ばれる何れかの基である。またＲ１〜Ｒ９はベンゼン環と共に縮合環を形成しても良い。
【００４５】
具体的には、一般式（１）における置換基としては、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、（ｔ）ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基等）、シクロアルキル基（例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等）、アルケニル基（例えば、ビニル基、アリル基等）、アルキニル基（例えば、プロパルギル基等）、芳香族炭化水素基（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）、非芳香族複素環基（例えば、エポキシ環、アジリジン環、チイラン環、オキセタン環、アゼチジン環、チエタン環、テトラヒドロフラン環、ジオキソラン環、ピロリジン環、ピラゾリジン環、イミダゾリジン環、オキサゾリジン環、テトラヒドロチオフェン環、スルホラン環、チアゾリジン環、ε−カプロラクトン環、ε−カプロラクタム環、ピペリジン環、ヘキサヒドロピリダジン環、ヘキサヒドロピリミジン環、ピペラジン環、モルホリン環、テトラヒドロピラン環、１，３−ジオキサン環、１，４−ジオキサン環、トリオキサン環、テトラヒドロチオピラン環、チオモルホリン環、チオモルホリン−１，１−ジオキシド環、ピラノース環、ジアザビシクロ［２，２，２］−オクタン環等）、芳香族複素環基（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）、ハロゲン原子（例えば、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、フッ素原子等）、アルコキシル基（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）、シクロアルコキシル基（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）、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）、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）、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またはアリールスルホニル基（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、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）、シリル基（例えば、トリフェニルシリル基、トリメチルシリル基等）、トリアルキルホウ素基（例えば、トリメチルホウ素基、トリエチルホウ素基、トリ−ｔ−ブチル基等）、トリアリールホウ素基（例えば、トリフェニルホウ素基、トリキシリルホウ素基、トリメシチルホウ素基、トリナフタレンホウ素基、トリピリジルホウ素基）、ニトロ基、シアノ基、ヒドロキシル基等が挙げられる。なおこれらの基は、さらに上記の置換基によって置換されていてもよいし、また、それらが互いに縮合してさらに環を形成してもよい。
【００４６】
好ましくは一般式（１）で表される部分構造を有する化合物において、Ｒｃ、Ｒｄのうち少なくともどちらか１つが前記置換基であることである。
【００４７】
一般式（１）において、Ｒ２またはＲ５の１つが芳香族炭化水素基、非芳香族複素環基、または芳香族複素環基で、他の１つが水素原子であることが、駆動電圧上昇を抑える点で好ましい。具体的には芳香族炭化水素基が好ましい。
【００４８】
好ましくは、一般式（１）で表される部分構造を有する化合物が、一般式（２）で表される部分構造を有する化合物であることである。
【００４９】
一般式（２）において、Ｒ１〜Ｒ６、Ｒ１０〜Ｒ１４、ＲＡ、ＲＢ、Ｒｃ、Ｒｄはそれぞれ独立して水素原子又は置換基をあらわし、ＲＡ、ＲＢのうち少なくともどちらか１つ、またはＲｃ、Ｒｄのうち少なくともどちらか１つが置換基であり、ＸはＯ、Ｓ、−ＮＲａを表す。Ｒａはアルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、芳香族炭化水素基、非芳香族複素環基、芳香族複素環基を表し、置換基は一般式（１）の置換基と同義である。
【００５０】
また好ましくは、一般式（１）で表される部分構造を有する化合物が、一般式（３）で表される部分構造を有する化合物であることである。
【００５１】
一般式（３）において、Ｒ１〜Ｒ６、Ｒ１１〜Ｒ１６、ＲＡ、ＲＢ、Ｒｃはそれぞれ独立して水素原子又は置換基をあらわし、ＲＡ、ＲＢ、Ｒｃのうち少なくともどちらか１つが置換基であり、ＸはＯ、Ｓ、−ＮＲａを表す。Ｒａはアルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、芳香族炭化水素基、非芳香族複素環基、芳香族複素環基を表し、置換基は一般式（１）の置換基と同義である。
【００５２】
上記一般式（２）、上記一般式（３）においてＸは窒素原子、酸素原子であることが特に好ましい。
【００５３】
好ましくは、一般式（１）におけるＲ１〜Ｒ６のうち、Ｒ２またはＲ５が芳香族炭化水素基、非芳香族複素環基、または芳香族複素環基であり、前記Ｒ１〜Ｒ６の残りが水素原子であることである。
【００５４】
以下に、本発明に係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。
【００５５】
【化４】
【００５６】
【化５】
【００５７】
【化６】
【００５８】
【化７】
【００５９】
【化８】
【００６０】
【化９】
【００６１】
【化１０】
【００６２】
【化１１】
【００６３】
【化１２】
【００６４】
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参照することにより合成可能である。
【００６５】
以下に、一般式（１）で表される部分構造を有する化合物の具体的な合成方法の一例を示す。
【００６６】
（例示化合物１の合成）
下記の合成フローに従って、例示化合物１を合成した。
【００６７】
【化１３】
【００６８】
（３，６−ジニトロカルバゾールの合成）
３００ｍｌ三頭フラスコに、カルバゾール１０ｇ、硝酸１００ｍｌを加え、９０℃まで加温し２時間撹拌した。
【００６９】
反応液を冷却後、氷水に反応液を注いだ。析出した結晶を濾過し、この結晶をシリカゲルクロマト（展開液 ヘキサン：酢酸エチル＝１０：１）により精製し、目的物を９．５ｇ得た。
【００７０】
（１，８−ジブロモ−３，６−ジニトロカルバゾールの合成）
３００ｍｌ三頭フラスコに、３，６−ジニトロカルバゾール９ｇ、硫酸５０ｍｌを加え溶解させた。この溶液に、臭素３．３ｍｌを滴下した後、９０℃まで加温し２時間撹拌した。反応液を冷却後、氷水に反応液を注いだ。析出した結晶を濾過し、この析出物をシリカゲルクロマト（展開液 ヘキサン：酢酸エチル＝１０：１）により精製し、目的物を５．２ｇ得た。
【００７１】
（１，８−ジブロモ−３，６−ジアミノカルバゾールの合成）
１，８−ジブロモ−３，６−ジニトロカルバゾール ５ｇをＴＨＦ１００ｍｌに溶解し、Ｐｄ／Ｃ ０．５ｇを加えた後、水素添加反応を室温で５時間行った。
【００７２】
反応終了後、Ｐｄ／Ｃを濾過し、エバポレーターで濃縮した。この残渣をシリカゲルクロマト（展開液 ヘキサン：酢酸エチル＝４：１）により精製し、目的物を２．３ｇ得た。
【００７３】
（１，８−ジブロモカルバゾールの合成）
１００ｍｌ三頭フラスコに、１，８−ジブロモ−３，６−ジアミノカルバゾール１．５ｇ、水１２ｍｌ、ＥｔＯＨ１０ｍｌ、ＨＣｌ２ｍｌ加え、撹拌した。この溶液を１０℃まで冷却して、亜硝酸ナトリウム７ｇを水１０ｍｌに溶かした溶液を滴下し、３０分１０℃で撹拌した。その後、Ｈ３ＰＯ２を１０ｍｌ加え、更に１０℃で４時間撹拌した。
【００７４】
反応終了後、これに塩化メチレンを加えた。この溶液を分液ろうとに移し、有機層を水洗し、硫酸マグネシウムで乾燥後、硫酸マグネシウムを濾過後、ろ液を濃縮して、目的物を１ｇ得た。
【００７５】
（１，８−ジフェニルカルバゾールの合成）
三頭１００ｍｌフラスコに、１，８−ジブロモカルバゾール１ｇ、フェニルボロン酸１．５ｇ、ｐｄ（ｄｂａ）２０．１ｇ、ｄｐｐｆ０．１ｇ、炭酸カリウム１．８ｇを加え、更にジメトキシエタン３０ｍｌ、水１０ｍｌ加えた。窒素気流化にて、６時間加熱還流行った。
【００７６】
反応終了後、分液ろうとに移し、水と酢酸エチルを加えて、有機層を取りだした。更に有機層を水洗し、硫酸マグネシウムで乾燥後、硫酸マグネシウムを濾過後、ろ液を濃縮した。この残渣をシリカゲルクロマト（展開液 ヘキサン：酢酸エチル＝８：１）により精製し、目的物を１．１ｇ得た。
【００７７】
（１の合成）
三頭１００ｍｌフラスコに、１，８−ジフェニルカルバゾール０．６ｇ、１，３−ジヨードベンゼン０．１５ｇ、銅粉０．１２ｇ、炭酸カリウム０．７ｇを加え、ジメチルアセトアミド３０ｍｌ加えた。窒素気流化にて、内温１３５℃にて６時間加熱行った。
【００７８】
反応終了後、分液ろうとに移し、水と酢酸エチルを加えて、有機層を取りだした。更に有機層を水洗し、硫酸マグネシウムで乾燥後、硫酸マグネシウムを濾過後、ろ液を濃縮した。この残渣をシリカゲルクロマト（展開液 ヘキサン：酢酸エチル＝８：１）により精製し、目的物を０．３ｇ得た。
【００７９】
《有機ＥＬ素子の構成層》
次いで、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。
【００８０】
（ｉ）陽極／発光層／電子輸送層／陰極
（ii）陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
（iii）陽極／正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／陰極
（iv）陽極／正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／陰極バッファー層／陰極
（ｖ）陽極／陽極バッファー層／正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／陰極バッファー層／陰極
（vi）陽極／／正孔輸送層／陽極バッファー層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／陰極バッファー層／陰極
（vii）陽極／陽極バッファー層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極バッファー層／陰極
発光層は、ユニットを形成して発光層ユニットにすることもある。更に、発光層間には非発光性の中間層を有していてもよく、中間層は電荷発生層を含んでいてもよい。本発明の有機ＥＬ素子としては白色発光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。
【００８１】
以下、本発明の有機ＥＬ素子を構成する各層について説明する。
【００８２】
《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。電子輸送層は単層もしくは複数層を設けることができる。
【００８３】
電子輸送層に用いられる電子輸送材料（正孔阻止材料、電子注入材料も含む）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、電子輸送層の構成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可能である。
【００８４】
電子輸送層に用いられる従来公知の材料（以下、電子輸送材料という）の例としては、ニトロ置換フルオレン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、ナフタレンペリレン等の複素環テトラカルボン酸無水物、カルボジイミド、フレオレニリデンメタン誘導体、アントラキノジメタン及びアントロン誘導体、オキサジアゾール誘導体、カルボリン誘導体、を含むアザカルバゾール誘導体等が挙げられる。
【００８５】
ここで、アザカルバゾール誘導体とは、カルバゾール環を構成する炭素原子の１つ以上が窒素原子で置き換わったものを示す。
【００８６】
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、電子吸引性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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
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用いることができる。
【００９０】
また、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。
【００９１】
電子輸送層は電子輸送材料を、例えば、真空蒸着法、湿式法（ウェットプロセスともいい、例えば、スピンコート法、キャスト法、ダイコート法、ブレードコート法、ロールコート法、インクジェット法、印刷法、スプレーコート法、カーテンコート法、ＬＢ法（ラングミュア・ブロジェット（Ｌａｎｇｍｕｉｒ Ｂｌｏｄｇｅｔｔ法）等を挙げることができる。））等により、製膜して形成することが好ましい。
【００９２】
有機ＥＬ素子の構成層の形成法については、有機ＥＬ素子の作製方法のところで詳細に説明する。
【００９３】
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〜５０００ｎｍ程度、好ましくは５ｎｍ〜２００ｎｍである。この電子輸送層は上記材料の一種または二種以上からなる一層構造であってもよい。
【００９４】
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。
【００９５】
以下、本発明の有機ＥＬ素子の電子輸送層の形成に好ましく用いられる従来公知の化合物（電子輸送材料）の具体例を挙げるが、本発明はこれらに限定されない。
【００９６】
【化１４】
【００９７】
【化１５】
【００９８】
【化１６】
【００９９】
【化１７】
【０１００】
【化１８】
【０１０１】
【化１９】
【０１０２】
【化２０】
【０１０３】
【化２１】
【０１０４】
【化２２】
【０１０５】
尚、本発明の有機ＥＬ素子の電子輸送層形成に更に好ましく用いられるのは下記の一般式（Ｒ−１）で表される化合物である。
【０１０６】
【化２３】
【０１０７】
上記一般式（Ｒ−１）において、Ｒｒはアルキル基、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す。Ｒｓは置換基を表すが、Ｒｓとして好ましく用いられるのは、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であり、特に好ましく用いられるのは、芳香族炭化水素基または芳香族複素環基である。ｚは１〜７の整数を表す。
【０１０８】
《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。
【０１０９】
本発明に係る発光層においては、発光ホストとして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を含有することが好ましい。
【０１１０】
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、５ｎｍ〜１００ｎｍの範囲である。
【０１１１】
発光層の形成には、後述する発光ドーパントや発光ホストを、例えば、真空蒸着法、湿式塗布法（ウェットプロセスともいい、例えば、スピンコート法、キャスト法、ダイコート法、ブレードコート法、ロールコート法、インクジェット法、印刷法、スプレーコート法、カーテンコート法、ＬＢ法（ラングミュア・ブロジェット（Ｌａｎｇｍｕｉｒ Ｂｌｏｄｇｅｔｔ法））等により形成することができる。
【０１１２】
本発明に係る一般式（１）で表される化合物を発光層に含めるには、発光層を、上記湿式塗布法を用いて形成することが好ましい。
【０１１３】
本発明の有機ＥＬ素子の発光層には、発光ドーパント（ドーパントともいう）と、発光ホストとを含有することが好ましい。
【０１１４】
（発光ホスト（ホストともいう））
本発明に用いられる発光ホストとしては、一般式（１）で示される部分構造を有する化合物であることが好ましい。
【０１１５】
本発明では、本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の発光形式がりん光である事が好ましい。
【０１１６】
本発明において発光ホストは、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未満の化合物である。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。
【０１１７】
発光ホストとしては、上記の発光ホストを単独で用いてもよく、または複数種併用して用いてもよい。発光ホストを複数種用いることで、電荷の移動を調整することが可能であり、有機ＥＬ素子を高効率化することができる。また、前記の一般式（１）で表される部分構造を含む化合物、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。
【０１１８】
併用できる発光ホストとしては、構造的には特に制限はないが、代表的にはカルバゾール誘導体、トリアリールアミン誘導体、芳香族ボラン誘導体、含窒素複素環化合物、チオフェン誘導体、フラン誘導体、オリゴアリーレン化合物等の基本骨格を有するもの、または、カルボリン誘導体やジアザカルバゾール誘導体（ここで、ジアザカルバゾール誘導体とは、カルボリン誘導体のカルボリン環を構成する炭化水素環の少なくとも１つの炭素原子が窒素原子で置換されているものを表す。）等が挙げられる。
【０１１９】
また、本発明に用いられる発光ホストとしては、従来公知の低分子化合物でも、繰り返し単位をもつ高分子化合物でもよく、ビニル基やエポキシ基のような重合性基を有する低分子化合物（蒸着重合性発光ホスト）でも良い。
【０１２０】
併用してもよい公知の発光ホストとしては、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。
【０１２１】
公知の発光ホストの具体例としては、以下の文献に記載されている化合物が挙げられる。
【０１２２】
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
（発光ドーパント）
発光ドーパントについて説明する。
【０１２３】
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（リン光性化合物ともいう）を用いることができる。
【０１２４】
（リン光ドーパント）
リン光ドーパントについて説明する。
【０１２５】
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。
【０１２６】
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。
【０１２７】
リン光ドーパントの発光は原理としては２種挙げられ、１つはキャリアが輸送される発光ホスト上でキャリアの再結合が起こって発光ホスト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１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、リン光ドーパント化合物からの発光が得られるというキャリアトラップ型であるが、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発光ホストの励起状態のエネルギーよりも低いことが条件である。
【０１２８】
本発明の有機ＥＬ素子に係る発光ドーパントとして、以下の特許公報に記載されている化合物等を使用できる。また二種以上を併用しても良い。
【０１２９】
例えば、国際公開第００／７０６５５号、特開２００２−２８０１７８号公報、特開２００１−１８１６１６号公報、特開２００２−２８０１７９号公報、特開２００１−１８１６１７号公報、特開２００２−２８０１８０号公報、特開２００１−２４７８５９号公報、特開２００２−２９９０６０号公報、特開２００１−３１３１７８号公報、特開２００２−３０２６７１号公報、特開２００１−３４５１８３号公報、特開２００２−３２４６７９号公報、国際公開第０２／１５６４５号、特開２００２−３３２２９１号公報、特開２００２−５０４８４号公報、特開２００２−３３２２９２号公報、特開２００２−８３６８４号公報、特表２００２−５４０５７２号公報、特開２００２−１１７９７８号公報、特開２００２−３３８５８８号公報、特開２００２−１７０６８４号公報、特開２００２−３５２９６０号公報、国際公開第０１／９３６４２号、特開２００２−５０４８３号公報、特開２００２−１００４７６号公報、特開２００２−１７３６７４号公報、特開２００２−３５９０８２号公報、特開２００２−１７５８８４号公報、特開２００２−３６３５５２号公報、特開２００２−１８４５８２号公報、特開２００３−７４６９号公報、特表２００２−５２５８０８号公報、特開２００３−７４７１号公報、特表２００２−５２５８３３号公報、特開２００３−３１３６６号公報、特開２００２−２２６４９５号公報、特開２００２−２３４８９４号公報、特開２００２−２３５０７６号公報、特開２００２−２４１７５１号公報、特開２００１−３１９７７９号公報、特開２００１−３１９７８０号公報、特開２００２−６２８２４号公報、特開２００２−１００４７４号公報、特開２００２−２０３６７９号公報、特開２００２−３４３５７２号公報、特開２００２−２０３６７８号公報等である。
【０１３０】
（蛍光ドーパント）
蛍光ドーパント（蛍光性化合物ともいう）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や、レーザー色素に代表される蛍光量子収率が高い化合物が挙げられる。
【０１３１】
また、発光ドーパントは、複数種の化合物を併用して用いてもよく、構造の異なるリン光ドーパント同士の組み合わせや、リン光ドーパントと蛍光ドーパントを組み合わせて用いてもよい。
【０１３２】
ここで、従来公知の発光ドーパントの具体例を挙げるが、本発明はこれらに限定されない。
【０１３３】
【化２４】
【０１３４】
【化２５】
【０１３５】
【化２６】
【０１３６】
【化２７】
【０１３７】
【化２８】
【０１３８】
【化２９】
【０１３９】
【化３０】
【０１４０】
《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。
【０１４１】
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。
【０１４２】
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。
【０１４３】
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。
【０１４４】
芳香族第３級アミン化合物及びスチリルアミン化合物の代表例としては、Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラフェニル−４，４′−ジアミノフェニル；Ｎ，Ｎ′−ジフェニル−Ｎ，Ｎ′−ビス（３−メチルフェニル）−〔１，１′−ビフェニル〕−４，４′−ジアミン（ＴＰＤ）；２，２−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）プロパン；１，１−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）シクロヘキサン；Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラ−ｐ−トリル−４，４′−ジアミノビフェニル；１，１−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）−４−フェニルシクロヘキサン；ビス（４−ジメチルアミノ−２−メチルフェニル）フェニルメタン；ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）フェニルメタン；Ｎ，Ｎ′−ジフェニル−Ｎ，Ｎ′−ジ（４−メトキシフェニル）−４，４′−ジアミノビフェニル；Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラフェニル−４，４′−ジアミノジフェニルエーテル；４，４′−ビス（ジフェニルアミノ）クオードリフェニル；Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリ（ｐ−トリル）アミン；４−（ジ−ｐ−トリルアミノ）−４′−〔４−（ジ−ｐ−トリルアミノ）スチリル〕スチルベン；４−Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ−（２−ジフェニルビニル）ベンゼン；３−メトキシ−４′−Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノスチルベンゼン；Ｎ−フェニルカルバゾール、更には米国特許第５，０６１，５６９号明細書に記載されている２個の縮合芳香族環を分子内に有するもの、例えば、４，４′−ビス〔Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ〕ビフェニル（ＮＰＤ）、特開平４−３０８６８８号公報に記載されているトリフェニルアミンユニットが３つスターバースト型に連結された４，４′，４″−トリス〔Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ〕トリフェニルアミン（ＭＴＤＡＴＡ）等が挙げられる。
【０１４５】
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。
【０１４６】
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。
【０１４７】
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、いわゆるｐ型正孔輸送材料を用いることもできる。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。
【０１４８】
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。
【０１４９】
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一種または２種以上からなる一層構造であってもよい。
【０１５０】
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、特開２０００−１９６１４０号、同２００１−１０２１７５号の各公報、Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，９５，５７７３（２００４）等に記載されたものが挙げられる。
【０１５１】
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。
【０１５２】
以下、本発明の有機ＥＬ素子の正孔輸送層の形成に好ましく用いられる正孔輸送材料の具体例を挙げるが、本発明はこれらに限定されない。
【０１５３】
【化３１】
【０１５４】
【化３２】
【０１５５】
【化３３】
【０１５６】
【化３４】
【０１５７】
《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的な構成層の他に、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。
【０１５８】
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。
【０１５９】
また、前述の電子輸送層の構成を必要に応じて、正孔阻止層として用いることができる。
【０１６０】
本発明の有機ＥＬ素子における正孔阻止層は、発光層に隣接して設けられていることが好ましい。
【０１６１】
正孔阻止層には、前述の発光ホストとして挙げた、カルバゾール誘導体、アザカルバゾール誘導体（ここで、アザカルバゾール誘導体とは、カルバゾール環を構成する炭素原子の１つ以上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。
【０１６２】
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。
【０１６３】
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発光ホスト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。
【０１６４】
イオン化ポテンシャルは、化合物のＨＯＭＯ（最高占有軌道）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。
【０１６５】
（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）として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。
【０１６６】
（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。
【０１６７】
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。
【０１６８】
また、前述の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。本発明において、正孔阻止層、電子阻止層の膜厚としては、好ましくは３ｎｍ〜１００ｎｍであり、更に好ましくは３ｎｍ〜３０ｎｍである。
【０１６９】
《注入層：電子注入層（陰極バッファー層）、正孔注入層》
注入層は必要に応じて設けられ、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との間、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。
【０１７０】
注入層とは、駆動電圧低下や発光輝度向上のため、電極と有機層との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頁〜１６６頁）にその詳細が記載されており、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。
【０１７１】
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。
【０１７２】
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、フッ化ナトリウムやフッ化カリウム等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。
【０１７３】
また、陽極バッファー層及び陰極バッファー層に用いられる材料は、他の材料と併用して用いることも可能であり、例えば、正孔輸送層や電子輸送層中に混合して用いることも可能である。
【０１７４】
《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。
【０１７５】
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。
【０１７６】
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。
【０１７７】
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。
【０１７８】
《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して用いられる。
【０１７９】
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。
【０１８０】
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。
【０１８１】
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の範囲が好ましく、更に好ましくは５０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲である。
【０１８２】
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は、透明または半透明であれば発光輝度が向上し好都合である。
【０１８３】
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。
【０１８４】
《基板》
本発明の有機ＥＬ素子に用いることのできる基板としては、ガラス、プラスチック等、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。基板側から光を取り出す場合には、基板は透明であることが好ましい。
【０１８５】
好ましく用いられる透明な基板としては、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。
【０１８６】
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。
【０１８７】
樹脂フィルムの表面には、無機物、有機物の皮膜またはその両者のハイブリッド皮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・ＭＰａ）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。
【０１８８】
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。
【０１８９】
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、プラズマ処理法、大気圧プラズマ処理法、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処理法によるものが特に好ましい。
【０１９０】
不透明な基板としては、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。
【０１９１】
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。
【０１９２】
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。
【０１９３】
《有機ＥＬ素子の製造方法》
有機ＥＬ素子の製造方法の一例として、陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／陰極バッファー層（電子注入層）／陰極から構成される有機ＥＬ素子の製造方法について説明する。
【０１９４】
まず、適当な基板上に所望の電極物質、例えば、陽極用物質からなる薄膜を１．０μｍ以下、好ましくは１０ｎｍ〜２００ｎｍの膜厚になるように形成させて、陽極を作製する。
【０１９５】
次に、この陽極上に素子材料である正孔注入層、正孔輸送層、発光層、正孔阻止層、電子輸送層、陰極バッファー層等の有機化合物を含有する薄膜を順次形成させる。
【０１９６】
本発明の有機ＥＬ素子においては、本発明に係る一般式（１）で表される化合物を発光層に用いる場合の発光層や、陰極と該陰極に隣接する電子輸送層は、湿式法により塗布・成膜されることが好ましい。
【０１９７】
湿式塗布法としては、スピンコート法、キャスト法、ダイコート法、ブレードコート法、ロールコート法、インクジェット法、印刷法、スプレーコート法、カーテンコート法、ＬＢ法等があるが、精密な薄膜が形成可能で、且つ高生産性の点から、ダイコート法、ロールコート法、インクジェット法、スプレーコート法などのロール・ツー・ロール方式適性の高い方法が好ましい。また、層ごとに異なる製膜法を適用してもよい。
【０１９８】
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、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルスルホオキシド（ＤＭＳＯ）等の有機溶媒を用いることができる。
【０１９９】
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。
【０２００】
これらの層を順次形成した後、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。
【０２０１】
また、順序を逆にして、陰極、陰極バッファー層、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。
【０２０２】
このようにして得られた多色の表示装置に、直流電圧を印加する場合には陽極を＋、陰極を−の極性として、電圧２Ｖ〜４０Ｖ程度を印加すると発光が観測できる。また交流電圧を印加してもよい。尚、印加する交流の波形は任意でよい。
【０２０３】
本発明の有機ＥＬ素子の作製は、一回の真空引きで一貫して正孔注入層から陰極まで作製するのが好ましいが、途中で取り出して異なる製膜法を施しても構わない。その際、作業を乾燥不活性ガス雰囲気下で行うことが好ましい。
【０２０４】
《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、基板とを接着剤で接着する方法を挙げることができる。
【０２０５】
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。
【０２０６】
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。
【０２０７】
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。
【０２０８】
本発明においては、有機ＥＬ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。
【０２０９】
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・ＭＰａ）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。
【０２１０】
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。
【０２１１】
接着剤として具体的には、アクリル酸系オリゴマー、メタクリル酸系オリゴマーの反応性ビニル基を有する光硬化及び熱硬化型接着剤、２−シアノアクリル酸エステル等の湿気硬化型等の接着剤を挙げることができる。また、エポキシ系等の熱及び化学硬化型（二液混合）を挙げることができる。また、ホットメルト型のポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィンを挙げることができる。また、カチオン硬化タイプの紫外線硬化型エポキシ樹脂接着剤を挙げることができる。
【０２１２】
尚、有機ＥＬ素子が熱処理により劣化する場合があるので、室温から８０℃までに接着硬化できるものが好ましい。また、前記接着剤中に乾燥剤を分散させておいてもよい。封止部分への接着剤の塗布は市販のディスペンサーを使ってもよいし、スクリーン印刷のように印刷してもよい。
【０２１３】
また、有機層を挟み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、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。
【０２１４】
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。
【０２１５】
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、プラズマ処理法、大気圧プラズマ処理法、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。
【０２１６】
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。
【０２１７】
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、中でも、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。
【０２１８】
《保護膜、保護板》
有機層を挟み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。
【０２１９】
《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。
【０２２０】
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。
【０２２１】
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。
【０２２２】
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。
【０２２３】
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。
【０２２４】
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。
【０２２５】
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。
【０２２６】
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。
【０２２７】
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。
【０２２８】
導入する回折格子は、二次元的な周期屈折率を持っていることが望ましい。これは発光層で発光する光はあらゆる方向にランダムに発生するので、ある方向にのみ周期的な屈折率分布を持っている一般的な１次元回折格子では、特定の方向に進む光しか回折されず、光の取り出し効率がさほど上がらない。
【０２２９】
しかしながら、屈折率分布を二次元的な分布にすることにより、あらゆる方向に進む光が回折され、光の取り出し効率が上がる。
【０２３０】
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。
【０２３１】
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。
【０２３２】
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、二次元的に配列が繰り返されることが好ましい。
【０２３３】
《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すること、あるいは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。
【０２３４】
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二次元に配列する。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。
【０２３５】
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。
【０２３６】
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。
【０２３７】
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。
【０２３８】
《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。
【０２３９】
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。
【０２４０】
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（株）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。
【０２４１】
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。
【０２４２】
《表示装置》
本発明の表示装置について説明する。本発明の表示装置は、本発明の有機ＥＬ素子を具備したものである。
【０２４３】
本発明の表示装置は単色でも多色でもよいが、ここでは多色表示装置について説明する。多色表示装置の場合は発光層形成時のみシャドーマスクを設け、一面に蒸着法、キャスト法、スピンコート法、インクジェット法、印刷法等で膜を形成できる。
【０２４４】
発光層のみパターニングを行う場合、その方法に限定はないが、好ましくは蒸着法、インクジェット法、スピンコート法、印刷法である。
【０２４５】
表示装置に具備される有機ＥＬ素子の構成は、必要に応じて上記の有機ＥＬ素子の構成例の中から選択される。また、有機ＥＬ素子の製造方法は、上記の本発明の有機ＥＬ素子の製造の一態様に示したとおりである。
【０２４６】
得られた多色表示装置に直流電圧を印加する場合には、陽極を＋、陰極を−の極性として電圧２Ｖ〜４０Ｖ程度を印加すると発光が観測できる。また、逆の極性で電圧を印加しても電流は流れずに発光は全く生じない。
【０２４７】
更に交流電圧を印加する場合には、陽極が＋、陰極が−の状態になったときのみ発光する。尚、印加する交流の波形は任意でよい。
【０２４８】
多色表示装置は、表示デバイス、ディスプレイ、各種発光光源として用いることができる。表示デバイス、ディスプレイにおいて、青、赤、緑発光の３種の有機ＥＬ素子を用いることによりフルカラーの表示が可能となる。
【０２４９】
表示デバイス、ディスプレイとしては、テレビ、パソコン、モバイル機器、ＡＶ機器、文字放送表示、自動車内の情報表示等が挙げられる。特に静止画像や動画像を再生する表示装置として使用してもよく、動画再生用の表示装置として使用する場合の駆動方式は単純マトリクス（パッシブマトリクス）方式でもアクティブマトリクス方式でもどちらでもよい。
【０２５０】
発光光源としては家庭用照明、車内照明、時計や液晶用のバックライト、看板広告、信号機、光記憶媒体の光源、電子写真複写機の光源、光通信処理機の光源、光センサーの光源等が挙げられるが、本発明はこれらに限定されない。
【０２５１】
以下、本発明の有機ＥＬ素子を有する表示装置の一例を図面に基づいて説明する。
【０２５２】
図１は、本発明の有機ＥＬ素子から構成される表示装置の構成の一例を示した概略斜視図で、有機ＥＬ素子の発光により画像情報の表示を行う、例えば、携帯電話等のディスプレイの模式図である。
【０２５３】
ディスプレイ１は複数の画素を有する表示部Ａ、画像情報に基づいて表示部Ａの画像走査を行う制御部Ｂ等からなる。
【０２５４】
制御部Ｂは表示部Ａと電気的に接続され、複数の画素それぞれに外部からの画像情報に基づいて走査信号と画像データ信号を送り、走査信号により走査線毎の画素が画像データ信号に応じて順次発光して画像走査を行って画像情報を表示部Ａに表示する。
【０２５５】
図２は、図１に記載の表示部Ａの構成の一例を示した概略斜視図である。表示部Ａは基板上に、複数の走査線５及びデータ線６を含む配線部と複数の画素３等とを有する。表示部Ａの主要な部材の説明を以下に行う。
【０２５６】
図２においては、画素３の発光した光７が白矢印方向（下方向）へ取り出される場合を示している。
【０２５７】
配線部の走査線５及び複数のデータ線６はそれぞれ導電材料からなり、走査線５とデータ線６は格子状に直交して、直交する位置で画素３に接続している（詳細は図示していない）。
【０２５８】
画素３は走査線５から走査信号が印加されると、データ線６から画像データ信号を受け取り、受け取った画像データに応じて発光する。
【０２５９】
発光の色が赤領域の画素、緑領域の画素、青領域の画素を適宜同一基板上に並置することによって、フルカラー表示が可能となる。
【０２６０】
《照明装置》
本発明の照明装置について説明する。本発明の照明装置は、本発明の有機ＥＬ素子を有する。
【０２６１】
本発明の有機ＥＬ素子に共振器構造を持たせた有機ＥＬ素子として用いてもよく、このような共振器構造を有した有機ＥＬ素子の使用目的としては、光記憶媒体の光源、電子写真複写機の光源、光通信処理機の光源、光センサーの光源等が挙げられるが、これらに限定されない。
【０２６２】
また、レーザー発振をさせることにより上記用途に使用してもよい。更にまた、本発明の有機ＥＬ素子は照明用や露光光源のような一種のランプとして使用してもよいし、画像を投影するタイプのプロジェクション装置や、静止画像や動画像を直接視認するタイプの表示装置（ディスプレイ）として使用してもよい。
【０２６３】
動画再生用の表示装置として使用する場合の駆動方式は、単純マトリクス（パッシブマトリクス）方式でもアクティブマトリクス方式でもどちらでもよい。または、異なる発光色を有する本発明の有機ＥＬ素子を２種以上使用することにより、フルカラー表示装置を作製することが可能である。
【０２６４】
また、本発明の有機ＥＬ材料は照明装置として、実質白色の発光を生じる有機ＥＬ素子に適用できる。複数の発光材料により複数の発光色を同時に発光させて混色により白色発光を得る。複数の発光色の組み合わせとしては、赤色、緑色、青色の３原色の３つの発光極大波長を含有させたものでもよいし、青色と黄色、青緑と橙色等の補色の関係を利用した２つの発光極大波長を含有したものでもよい。
【０２６５】
また複数の発光色を得るための発光材料の組み合わせは、複数のリン光または蛍光で発光する材料を複数組み合わせたもの、蛍光またはリン光で発光する発光材料と、発光材料からの光を励起光として発光する色素材料との組み合わせたもののいずれでもよいが、本発明に係る白色有機ＥＬ素子においては、発光ドーパントを複数組み合わせ混合するだけでよい。
【０２６６】
発光層、正孔輸送層あるいは電子輸送層等の形成時のみマスクを設け、マスクにより塗り分ける等単純に配置するだけでよく、他層は共通であるのでマスク等のパターニングは不要であり、一面に蒸着法、キャスト法、スピンコート法、インクジェット法、印刷法等で例えば電極膜を形成でき、生産性も向上する。
【０２６７】
この方法によれば、複数色の発光素子をアレー状に並列配置した白色有機ＥＬ装置と異なり、素子自体が発光白色である。
【０２６８】
発光層に用いる発光材料としては特に制限はなく、例えば、液晶表示素子におけるバックライトであれば、ＣＦ（カラーフィルター）特性に対応した波長範囲に適合するように、本発明に係る金属錯体、また公知の発光材料の中から任意のものを選択して組み合わせて白色化すればよい。
【０２６９】
《本発明の照明装置の一態様》
本発明の有機ＥＬ素子を具備した、本発明の照明装置の一態様について説明する。
【０２７０】
本発明の有機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、これを陰極上に重ねて透明基板と密着させ、ガラス基板側からＵＶ光を照射して、硬化させて、封止し、図３、図４に示すような照明装置を形成することができる。
【０２７１】
図３は、本発明の有機ＥＬ素子を用いた照明装置の一例を示す概略斜視図である。本発明の有機ＥＬ素子１０１はガラスカバー１０２で覆われている（尚、ガラスカバーでの封止作業は、有機ＥＬ素子１０１を大気に接触させることなく窒素雰囲気下のグローブボックス（純度９９．９９９％以上の高純度窒素ガスの雰囲気下）で行った。）。
【０２７２】
図４は、本発明の有機ＥＬ素子を用いた照明装置の一例を示す概略断面図である。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。
【実施例】
【０２７３】
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、実施例において「部」あるいは「％」の表示を用いるが、特に断りがない限り「質量部」あるいは「質量％」を表す。
【０２７４】
実施例１
《有機ＥＬ素子の作製》
〔有機ＥＬ素子１−１の作製〕
１００ｍｍ×１００ｍｍ、厚さ１．１ｍｍのガラス基板上に、陽極として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。
【０２７５】
この透明基板を、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発光ホストとして比較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ドーパントとしてＤ−２６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。
【０２７６】
次いで、真空槽を４×１０−４Ｐａまで減圧した後、α−ＮＰＤの入った上記抵抗加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度０．１ｎｍ／秒で透明基板上に蒸着し、膜厚４０ｎｍの正孔輸送層を設けた。
【０２７７】
次いで、比較１とＤ−２６の入った上記抵抗加熱ボートを通電して加熱し、それぞれ蒸着速度０．２ｎｍ／秒、０．０１２ｎｍ／秒で、上記正孔輸送層上に共蒸着して、厚さ４０ｎｍの発光層を形成した。尚、蒸着時の基板温度は室温であった。
【０２７８】
更に、ＢＡｌｑの入った上記抵抗加熱ボートを通電して加熱し、蒸着速度０．１ｎｍ／秒で、上記発光層上に蒸着して、厚さ１０ｎｍの正孔阻止層を設けた。
【０２７９】
更に、Ａｌｑ３の入った上記抵抗加熱ボートを通電して加熱し、蒸着速度０．１ｎｍ／秒で、上記正孔阻止層上に蒸着して、厚さ４０ｎｍの電子輸送層を形成した。尚、蒸着時の基板温度は室温であった。
【０２８０】
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。
【０２８１】
作製後、有機ＥＬ素子１−１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透明基板と密着させ、ガラス基板側からＵＶ光を照射して、硬化させて、封止して、前記図３、図４に示すような構成からなる照明装置を形成した。
【０２８２】
〔有機ＥＬ素子１−２〜１−２０の作製〕
上記有機ＥＬ素子１−１の作製において、発光層の形成に用いる発光ホストを比較１から表１に記載のように、比較２及び本発明に係る例示化合物にそれぞれ変更した以外は同様にして、有機ＥＬ素子１−２〜１−２０を作製した。
【０２８３】
なお、有機ＥＬ素子１−１〜１−２０の作製に用いた化合物の詳細は、以下の通りである。
【０２８４】
【化３５】
【０２８５】
【化３６】
【０２８６】
《有機ＥＬ素子の評価》
上記作製した有機ＥＬ素子１−１〜１−２０について、下記の各評価を行った。
【０２８７】
（発光効率の評価：外部取り出し量子効率の測定）
各有機ＥＬ素子を、室温（約２３℃〜２５℃）で、２．５ｍＡ／ｃｍ２の定電流条件下で発光させ、発光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。なお、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。
【０２８８】
発光効率（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。
【０２８９】
（発光寿命の測定）
有機ＥＬ素子を、室温（約２３℃〜２５℃）で、２．５ｍＡ／ｃｍ２の定電流条件下による連続発光を行い、初期輝度の１／２の輝度になるのに要する時間（半減期τ１／２）を測定し、これを発光寿命の尺度とした。なお、発光寿命は有機ＥＬ素子１−１を１００とする相対値で表した。
【０２９０】
（駆動時の電圧上昇の測定）
有機ＥＬ素子について、２．５ｍＡ／ｃｍ２の定電流条件下で発光させた時の駆動電圧と発光輝度５０％になった時の駆動電圧を測定し、ΔＶ＝（初期電圧−輝度５０％時電圧）を測定し、比較試料との相対値で示した。表１では有機ＥＬ素子１−１のΔＶを１００とする相対値で表した。この値が低い方が駆動時の電圧上昇が少なく好ましい。
【０２９１】
以上により得られた結果を、表１に示す。
【０２９２】
【表１】
【０２９３】
表１に記載の結果より明らかなように、本発明の有機ＥＬ素子は、比較例に対し、発光寿命が長く、駆動時の電圧上昇ΔＶが少なく発光させることができることが分かる。
【０２９４】
実施例２
《有機ＥＬ素子の作製》
〔有機ＥＬ素子２−１の作製〕
陽極として１００ｍｍ×１００ｍｍ、厚さ１．１ｍｍのガラス基板上に、ＩＴＯ（インジウムチンオキシド）を、厚さ１００ｎｍで製膜した基板（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。
【０２９５】
この透明基板上に、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％に希釈した溶液を用い、３０００ｒｐｍ、３０秒の条件でスピンコート法により薄膜を形成した後、２００℃にて１時間乾燥し、膜厚２０ｎｍの正孔輸送層を設けた。
【０２９６】
この基板を窒素雰囲気下に移し、正孔輸送層上に、３ｍｇの正孔輸送材料ＨＴ−２４と４０ｍｇの正孔輸送材料ＨＴ−２６とを１０ｍｌのトルエンに溶解した溶液を１５００ｒｐｍ、３０秒の条件で正孔輸送層上にスピンコーティングし、薄膜を形成した。更に１８０秒間紫外光を照射し、光重合・架橋を行い、膜厚約２０ｎｍの第２正孔輸送層とした。
【０２９７】
この第２正孔輸送層上に、発光ホストとして１００ｍｇの比較１と、ドーパントとして１０ｍｇのＤ−２６とを、１０ｍｌのトルエンに溶解した溶液を用いて、６００ｒｐｍ、３０秒の条件でスピンコート法により薄膜を形成した。６０℃で１時間真空乾燥し、膜厚約７０ｎｍの発光層とした。
【０２９８】
次に、この発光層上に、５０ｍｇのＥＴ−１０を１０ｍｌのブタノールに溶解した溶液を用いて、１０００ｒｐｍ、３０秒の条件でスピンコート法により薄膜を形成した。更に６０℃で１時間真空乾燥し、膜厚約３０ｎｍの電子輸送層とした。
【０２９９】
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、真空槽を４×１０−４Ｐａまで減圧した後、陰極バッファー層としてフッ化リチウムを０．４ｎｍ、更に、アルミニウムを１１０ｎｍ蒸着して陰極を形成し、有機ＥＬ素子２−１を作製した。
【０３００】
作製後、有機ＥＬ素子２−１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透明基板と密着させ、ガラス基板側からＵＶ光を照射して、硬化させて、封止して、前記図３、図４に示すような照明装置を形成した。
【０３０１】
〔有機ＥＬ素子２−２〜２−２０の作製〕
上記有機ＥＬ素子２−１の作製において、発光層の形成に用いる発光ホストを、比較１から表２に記載のように、比較２及び本発明に係る例示化合物にそれぞれ変更した以外は同様にして、有機ＥＬ素子２−２〜２−２０を作製した。
【０３０２】
《有機ＥＬ素子の評価》
上記作製した有機ＥＬ素子２−１〜２−２０について、実施例１に記載の方法と同様にして、発光効率の評価（外部取り出し量子効率の測定）、発光寿命の測定、駆動時の電圧上昇の測定を行い、得られた結果を表２に示す。なお、上記各評価においては、有機ＥＬ素子２−１の各特性値を１００とした相対値で表した。
【０３０３】
【表２】
【０３０４】
表２に記載の結果より明らかなように、湿式塗布法により各有機層を形成した本発明の有機ＥＬ素子は、比較例に対し、発光寿命が長く、駆動時の電圧上昇ΔＶが少なく発光させることができることが分かる。
【０３０５】
実施例３
《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で作製した有機ＥＬ素子１−１１を、青色発光素子として用いた。
【０３０６】
（緑色発光素子の作製）
実施例１に記載の有機ＥＬ素子１−１の作製において、発光ドーパントとして、Ｄ−２６に代えて、Ｄ−１を用いた以外は同様にして、緑色発光素子を作製した。
【０３０７】
（赤色発光素子の作製）
実施例１に記載の有機ＥＬ素子１−１の作製において、発光ドーパントとして、Ｄ−２６に代えて、Ｄ−１０を用いた以外は同様にして、赤色発光素子を作製した。
【０３０８】
上記作製した赤色発光素子、緑色発光素子、青色発光素子を同一基板上に並置し、前記図１、図２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。
【０３０９】
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。
【０３１０】
複数の画素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。
【０３１１】
得られたフルカラーの表示装置は、駆動することにより、輝度が高く、高耐久性を有し、且つ鮮明なフルカラー動画表示が得られることを確認することができた。
【０３１２】
実施例４
《白色発光素子及び白色照明装置の作製》
実施例１に記載の透明電極基板の電極を、２０ｍｍ×２０ｍｍにパターニングし、その上に実施例１と同様にして正孔輸送層としてα−ＮＰＤを２５ｎｍの厚さで成膜し、更に、発光ホストである例示化合物１６の入った加熱ボートと、Ｄ−２６の入ったボート及びＤ−１０の入ったボートをそれぞれ独立に通電して、発光ホストである例示化合物１６と発光ドーパントとしてＤ−２６、及びＤ−１０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。
【０３１３】
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。
【０３１４】
次に、実施例１と同様にして、電子注入層の上にステンレス鋼製の透明電極とほぼ同じ形状の正方形穴あきマスクを設置し、陰極バッファー層としてフッ化リチウム０．５ｎｍ及び陰極としてアルミニウム１５０ｎｍを蒸着、成膜した。
【０３１５】
この様にして作製した有機ＥＬ素子を、実施例１に記載の方法と同様にして封止缶を具備させ、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。
【０３１６】
実施例５
《白色の有機ＥＬ素子の作製》
陽極として１００ｍｍ×１００ｍｍ、厚さ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。
【０３１７】
この透明基板上に、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）−ポリスチレンスルホネート（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ、Ｂａｙｅｒ社製、Ｂａｙｔｒｏｎ Ｐ Ａｌ ４０８３）を純水で７０％に希釈した溶液を３０００ｒｐｍ、３０秒でスピンコート法により成膜した後、２００℃にて１時間乾燥し、膜厚３０ｎｍの第一正孔輸送層を設けた。
【０３１８】
この基板を窒素雰囲気下に移し、５０ｍｇの市販のＡＤＳ２５４ＢＥ（Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｄｙｅ Ｓｏｕｒｃｅ， Ｉｎｃ製）を１０ｍｌのトルエンに溶解した溶液を２５００ｒｐｍ、３０秒の条件で正孔輸送層上にスピンコーティングし、薄膜を形成した。６０℃で１時間真空乾燥し、第２正孔輸送層を形成した。
【０３１９】
次に、発光ホストとして例示化合物１６を１００ｍｇ、Ｄ−１０の０．５ｍｇ及びＤ−２６の１６ｍｇを、酢酸ブチル１０ｍｌに溶解した溶液を用い、１０００ｒｐｍ、３０秒の条件下、スピンコート法により成膜した。６０℃で１時間真空乾燥して、発光層とした。
【０３２０】
更に、ＥＴ−１０の２５ｍｇをヘキサフルオロイソプロパノール（ＨＦＩＰ）の５ｍｌに溶解した溶液を用い、２０００ｒｐｍ、３０秒の条件下、スピンコート法により成膜した後、６０℃で１時間真空乾燥して第一電子輸送層とした。
【０３２１】
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ＥＴ−７を２００ｍｇ入れ、真空蒸着装置に取付けた。
【０３２２】
真空槽を４×１０−４Ｐａまで減圧した後、ＥＴ−７の入った抵抗加熱ボートを通電して加熱し、蒸着速度０．１ｎｍ／秒で上記形成した電子輸送層上に蒸着して、膜厚２０ｎｍの第二電子輸送層を形成した。尚、蒸着時の基板温度は室温であった。
【０３２３】
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素子を作製した。
【０３２４】
この有機ＥＬ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。
【符号の説明】
【０３２５】
１ ディスプレイ
３ 画素
５ 走査線
６ データ線
７ 発光した光
Ａ 表示部
Ｂ 制御部
１０１ 有機ＥＬ素子
１０２ ガラスカバー
１０５ 陰極
１０６ 有機ＥＬ層
１０７ 透明電極付きガラス基板
１０８ 窒素ガス
１０９ 捕水剤
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子、およびそれを用いた表示装置及び照明装置に関するものである。
【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となる。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と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、リン光等）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、省スペースや携帯性等の観点から注目されている。
【０００４】
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がよく、高輝度で発光する有機ＥＬ素子の開発が望まれている。
【０００５】
上記課題に対し、例えば、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、また、８−ヒドロキシキノリンアルミニウム錯体を発光ホストとして、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発光ホストとして、これにキナクリドン系色素をドープした有機発光層を有する素子等が知られている。
【０００６】
しかし、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としては２５％であり、光の取り出し効率が約２０％であるため、外部取り出し量子効率（ηｅｘｔ）の限界は５％とされている。
【０００７】
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（非特許文献１）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。
【０００８】
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。
【０００９】
例えば、多くのリン光ドーパントは、イリジウム錯体または白金などの遷移金属錯体を中心に検討されている。
【００１０】
また、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、ドーパントとしてＬ２Ｉｒ（ａｃａｃ）、例えば、（ｐｐｙ）２Ｉｒ（ａｃａｃ）、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）等を用いた励起三重項の検討も行われている（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）。
【００１１】
これらの錯体は、下記でも示すが、発光ホスト（または単にホストともいう）と一緒に発光層内に分散、添加されて使用されるため、リン光ドーパントと呼ばれている。
【００１２】
有機ＥＬの性能（発光効率・発光寿命・発光色など）は、ドーパントのみならずホストによっても大きく変わるため、両者の開発は精力的に行われている。
【００１３】
例えば、高い発光効率を得るために、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ることや、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ることが知られている。
【００１４】
いずれの方法も、ドーパントとホストを適切に選択することにより、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はあるが、素子の発光寿命については、従来の蛍光方式の素子よりも短いという問題点を抱えていた。
【００１５】
特に、青色発光素子の場合、その発光寿命は極端に短くなり、発光効率と発光波長および発光寿命を全て満たす青色ドーパントは未だ見出されておらず、その創出が急務である。青色ドーパントの開発とともに、青色発光ホストの開発もさかんに行われており、特にカルバゾール誘導体が有望な材料として検討されている。また、発光寿命の改善のため、種々の解析もおこなわれており、例えば、非特許文献２ではカルバゾール誘導体ホストの解析が行われておりＬＣ−Ｍａｓｓによる劣化物の構造同定より、Ｃ−Ｎ結合開裂し、カルバゾール付加した化合物が検出された。
【００１６】
またカルバゾールの１，８位置換だけでなく３，６位に置換基を導入する事が知られている（参考特許文献１、２）が、これら化合物を発光層に用いた場合、通電中及び保存中に、これら化合物が部分的に配向や微結晶化して、駆動電圧が上昇したり、発光寿命が短くなるという不具合を生じる事がわかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】特開２００５−０９３１５９号公報
【特許文献２】特開２００８−１９５８４１号公報
【非特許文献】
【００１８】
【非特許文献１】Ｍ．Ａ．Ｂａｌｄｏ ｅｔ ａｌ．，Ｎａｔｕｒｅ、３９５巻、１５１〜１５４頁（１９９８年）
【非特許文献２】Ｄ．Ｙ．Ｋｏｎｄａｋｏｖ ｅｔ ａｌ．，Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｉｓｉｃｓ（１０１） ０２４５１２ （２００７）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、その目的は、発光寿命が長く、駆動時の電圧上昇が抑えられた有機エレクトロルミネッセンス素子と、それを用いた表示装置及び照明装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明の上記目的は、以下の構成により達成される。
【００２１】
１．下記一般式（１）で表される部分構造を有する化合物を含有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００２２】
【化１】
【００２３】
（式中、Ｒ１〜Ｒ９、ＲＡ、ＲＢ、Ｒｃ、Ｒｄは、それぞれ独立して水素原子又は置換基をあらわし、ＲＡ、ＲＢのうち少なくともどちらか１つ、またはＲｃ、Ｒｄのうち少なくともどちらか１つが置換基である。置換基：アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、芳香族炭化水素基、非芳香族複素環基、芳香族複素環基、ハロゲン原子、アルコキシル基、シクロアルコキシル基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、シクロアルキルチオ基、アリールチオ基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、スルファモイル基、ウレイド基、アシル基、アシルオキシ基、アミド基、カルバモイル基、スルフィニル基、アルキルスルホニル基またはアリールスルホニル基、アミノ基、シリル基、トリアルキルホウ素基、トリアリールホウ素基、ニトロ基、シアノ基、ヒドロキシル基から選ばれる何れかの基である。またＲ７〜Ｒ９、Ｒｃ、Ｒｄはベンゼン環と共に縮合環を形成しても良い。）
２．前記一般式（１）で表される部分構造を有する化合物において、Ｒｃ、Ｒｄのうち少なくともどちらか１つが前記置換基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。
【００２４】
３．前記一般式（１）で表される部分構造を有する化合物におけるＲ２またはＲ５の１つが芳香族炭化水素基、非芳香族複素環基、または芳香族複素環基で、他の１つが水素原子である事を特徴とする前記１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００２５】
４．前記一般式（１）で表される部分構造を有する化合物が、下記一般式（２）で表される部分構造を有する化合物であることを特徴とする前記１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００２６】
【化２】
【００２７】
（式中、Ｒ１〜Ｒ６、Ｒ１０〜Ｒ１４、ＲＡ、ＲＢ、Ｒｃ、Ｒｄはそれぞれ独立して水素原子又は置換基をあらわし、ＲＡ、ＲＢのうち少なくともどちらか１つ、またはＲｃ、Ｒｄのうち少なくともどちらか１つが置換基であり、ＸはＯ、Ｓ、−ＮＲａを表す。Ｒａはアルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、芳香族炭化水素基、非芳香族複素環基、芳香族複素環基を表し、置換基は一般式（１）の置換基と同義である。）
５．前記一般式（１）で表される部分構造を有する化合物が、下記一般式（３）で表される部分構造を有する化合物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。
【００２８】
【化３】
【００２９】
（式中、Ｒ１〜Ｒ６、Ｒ１１〜Ｒ１６、ＲＡ、ＲＢ、Ｒｃはそれぞれ独立して水素原子又は置換基をあらわし、ＲＡ、ＲＢ、Ｒｃのうち少なくともどちらか１つが置換基であり、ＸはＯ、Ｓ、−ＮＲａを表す。Ｒａはアルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、芳香族炭化水素基、非芳香族複素環基、芳香族複素環基を表し、置換基は一般式（１）の置換基と同義である。）
６．前記一般式（１）におけるＲ１〜Ｒ６のうち、Ｒ２またはＲ５が芳香族炭化水素基、非芳香族複素環基、または芳香族複素環基であり、前記Ｒ１〜Ｒ６の残りが水素原子である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。
【００３０】
７．前記有機エレクトロルミネッセンス素子の発光形式がりん光である事を特徴とする前記１から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。
【００３１】
８．発光色が青色であることを特徴とする前記１から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。
【００３２】
９．発光色が白色であることを特徴とする前記１から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。
【００３３】
１０．前記１から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を備えたことを特徴とする表示装置。
【００３４】
１１．前記１から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を備えたことを特徴とする照明装置。
【発明の効果】
【００３５】
本発明により、発光寿命が長く、駆動時の電圧上昇が抑えられた有機エレクトロルミネッセンス素子と、それを用いた表示装置及び照明装置を提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の表示装置の構成の一例を示した概略斜視図である。
【図２】図１に示す表示部Ａの構成の一例を示した概略斜視図である。
【図３】本発明の有機ＥＬ素子を用いた照明装置の一例を示す概略斜視図である。
【図４】本発明の有機ＥＬ素子を用いた照明装置の一例を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、本発明を実施するための形態について詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００３８】
《有機ＥＬ素子（有機エレクトロルミネッセンス素子）》
本発明の有機ＥＬ素子について説明する。
【００３９】
本発明者は、非特許文献２の結果を参考に、分子設計をし、発光ホストとしてカルバゾール骨格のＣ−Ｎ結合を立体的に保護することが重要であり、具体的には、カルバゾールの１，８位に置換基を導入、もしくはベンゼン環の２，６位に置換基を導入する事で、Ｃ−Ｎ結合開裂の生成を抑える事ができ、素子寿命の向上や駆動時の電圧上昇の抑制に繋がる事を見出し本発明に至った次第である。また、カルバゾールの３，６位のどちらかを無置換にして、対称性を崩す事で、配向や微結晶化を抑える事ができ、素子寿命の向上や駆動時の電圧上昇の抑制に効果があり、好ましい態様であることがわかった。
【００４０】
本発明の有機ＥＬ素子は、一般式（１）で表される化合物を含有することを特徴とする。
【００４１】
《一般式（１）で表される化合物》
本発明に係る一般式（１）で表される化合物について説明する。
【００４２】
一般式（１）で表される化合物は、本発明の有機ＥＬ素子の発光層に好ましく用いられ、特に好ましくは、発光層中のホストとして用いられる。尚、本発明の有機ＥＬ素子の構成層、ホスト等については後に詳細に説明する。
【００４３】
一般式（１）において、Ｒ１〜Ｒ９、ＲＡ、ＲＢ、Ｒｃ、Ｒｄは、それぞれ独立して水素原子又は置換基をあらわし、ＲＡ、ＲＢのうち少なくともどちらか１つ、またはＲｃ、Ｒｄのうち少なくともどちらか１つが置換基である。
【００４４】
置換基はアルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、芳香族炭化水素基、非芳香族複素環基、芳香族複素環基、ハロゲン原子、アルコキシル基、シクロアルコキシル基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、シクロアルキルチオ基、アリールチオ基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、スルファモイル基、ウレイド基、アシル基、アシルオキシ基、アミド基、カルバモイル基、スルフィニル基、アルキルスルホニル基またはアリールスルホニル基、アミノ基、シリル基、トリアルキルホウ素基、トリアリールホウ素基、ニトロ基、シアノ基、ヒドロキシル基から選ばれる何れかの基である。またＲ１〜Ｒ９はベンゼン環と共に縮合環を形成しても良い。
【００４５】
具体的には、一般式（１）における置換基としては、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、（ｔ）ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基等）、シクロアルキル基（例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等）、アルケニル基（例えば、ビニル基、アリル基等）、アルキニル基（例えば、プロパルギル基等）、芳香族炭化水素基（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）、非芳香族複素環基（例えば、エポキシ環、アジリジン環、チイラン環、オキセタン環、アゼチジン環、チエタン環、テトラヒドロフラン環、ジオキソラン環、ピロリジン環、ピラゾリジン環、イミダゾリジン環、オキサゾリジン環、テトラヒドロチオフェン環、スルホラン環、チアゾリジン環、ε−カプロラクトン環、ε−カプロラクタム環、ピペリジン環、ヘキサヒドロピリダジン環、ヘキサヒドロピリミジン環、ピペラジン環、モルホリン環、テトラヒドロピラン環、１，３−ジオキサン環、１，４−ジオキサン環、トリオキサン環、テトラヒドロチオピラン環、チオモルホリン環、チオモルホリン−１，１−ジオキシド環、ピラノース環、ジアザビシクロ［２，２，２］−オクタン環等）、芳香族複素環基（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）、ハロゲン原子（例えば、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、フッ素原子等）、アルコキシル基（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）、シクロアルコキシル基（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）、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）、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）、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またはアリールスルホニル基（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、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）、シリル基（例えば、トリフェニルシリル基、トリメチルシリル基等）、トリアルキルホウ素基（例えば、トリメチルホウ素基、トリエチルホウ素基、トリ−ｔ−ブチル基等）、トリアリールホウ素基（例えば、トリフェニルホウ素基、トリキシリルホウ素基、トリメシチルホウ素基、トリナフタレンホウ素基、トリピリジルホウ素基）、ニトロ基、シアノ基、ヒドロキシル基等が挙げられる。なおこれらの基は、さらに上記の置換基によって置換されていてもよいし、また、それらが互いに縮合してさらに環を形成してもよい。
【００４６】
好ましくは一般式（１）で表される部分構造を有する化合物において、Ｒｃ、Ｒｄのうち少なくともどちらか１つが前記置換基であることである。
【００４７】
一般式（１）において、Ｒ２またはＲ５の１つが芳香族炭化水素基、非芳香族複素環基、または芳香族複素環基で、他の１つが水素原子であることが、駆動電圧上昇を抑える点で好ましい。具体的には芳香族炭化水素基が好ましい。
【００４８】
好ましくは、一般式（１）で表される部分構造を有する化合物が、一般式（２）で表される部分構造を有する化合物であることである。
【００４９】
一般式（２）において、Ｒ１〜Ｒ６、Ｒ１０〜Ｒ１４、ＲＡ、ＲＢ、Ｒｃ、Ｒｄはそれぞれ独立して水素原子又は置換基をあらわし、ＲＡ、ＲＢのうち少なくともどちらか１つ、またはＲｃ、Ｒｄのうち少なくともどちらか１つが置換基であり、ＸはＯ、Ｓ、−ＮＲａを表す。Ｒａはアルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、芳香族炭化水素基、非芳香族複素環基、芳香族複素環基を表し、置換基は一般式（１）の置換基と同義である。
【００５０】
また好ましくは、一般式（１）で表される部分構造を有する化合物が、一般式（３）で表される部分構造を有する化合物であることである。
【００５１】
一般式（３）において、Ｒ１〜Ｒ６、Ｒ１１〜Ｒ１６、ＲＡ、ＲＢ、Ｒｃはそれぞれ独立して水素原子又は置換基をあらわし、ＲＡ、ＲＢ、Ｒｃのうち少なくともどちらか１つが置換基であり、ＸはＯ、Ｓ、−ＮＲａを表す。Ｒａはアルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、芳香族炭化水素基、非芳香族複素環基、芳香族複素環基を表し、置換基は一般式（１）の置換基と同義である。
【００５２】
上記一般式（２）、上記一般式（３）においてＸは窒素原子、酸素原子であることが特に好ましい。
【００５３】
好ましくは、一般式（１）におけるＲ１〜Ｒ６のうち、Ｒ２またはＲ５が芳香族炭化水素基、非芳香族複素環基、または芳香族複素環基であり、前記Ｒ１〜Ｒ６の残りが水素原子であることである。
【００５４】
以下に、本発明に係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。
【００５５】
【化４】
【００５６】
【化５】
【００５７】
【化６】
【００５８】
【化７】
【００５９】
【化８】
【００６０】
【化９】
【００６１】
【化１０】
【００６２】
【化１１】
【００６３】
【化１２】
【００６４】
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参照することにより合成可能である。
【００６５】
以下に、一般式（１）で表される部分構造を有する化合物の具体的な合成方法の一例を示す。
【００６６】
（例示化合物１の合成）
下記の合成フローに従って、例示化合物１を合成した。
【００６７】
【化１３】
【００６８】
（３，６−ジニトロカルバゾールの合成）
３００ｍｌ三頭フラスコに、カルバゾール１０ｇ、硝酸１００ｍｌを加え、９０℃まで加温し２時間撹拌した。
【００６９】
反応液を冷却後、氷水に反応液を注いだ。析出した結晶を濾過し、この結晶をシリカゲルクロマト（展開液 ヘキサン：酢酸エチル＝１０：１）により精製し、目的物を９．５ｇ得た。
【００７０】
（１，８−ジブロモ−３，６−ジニトロカルバゾールの合成）
３００ｍｌ三頭フラスコに、３，６−ジニトロカルバゾール９ｇ、硫酸５０ｍｌを加え溶解させた。この溶液に、臭素３．３ｍｌを滴下した後、９０℃まで加温し２時間撹拌した。反応液を冷却後、氷水に反応液を注いだ。析出した結晶を濾過し、この析出物をシリカゲルクロマト（展開液 ヘキサン：酢酸エチル＝１０：１）により精製し、目的物を５．２ｇ得た。
【００７１】
（１，８−ジブロモ−３，６−ジアミノカルバゾールの合成）
１，８−ジブロモ−３，６−ジニトロカルバゾール ５ｇをＴＨＦ１００ｍｌに溶解し、Ｐｄ／Ｃ ０．５ｇを加えた後、水素添加反応を室温で５時間行った。
【００７２】
反応終了後、Ｐｄ／Ｃを濾過し、エバポレーターで濃縮した。この残渣をシリカゲルクロマト（展開液 ヘキサン：酢酸エチル＝４：１）により精製し、目的物を２．３ｇ得た。
【００７３】
（１，８−ジブロモカルバゾールの合成）
１００ｍｌ三頭フラスコに、１，８−ジブロモ−３，６−ジアミノカルバゾール１．５ｇ、水１２ｍｌ、ＥｔＯＨ１０ｍｌ、ＨＣｌ２ｍｌ加え、撹拌した。この溶液を１０℃まで冷却して、亜硝酸ナトリウム７ｇを水１０ｍｌに溶かした溶液を滴下し、３０分１０℃で撹拌した。その後、Ｈ３ＰＯ２を１０ｍｌ加え、更に１０℃で４時間撹拌した。
【００７４】
反応終了後、これに塩化メチレンを加えた。この溶液を分液ろうとに移し、有機層を水洗し、硫酸マグネシウムで乾燥後、硫酸マグネシウムを濾過後、ろ液を濃縮して、目的物を１ｇ得た。
【００７５】
（１，８−ジフェニルカルバゾールの合成）
三頭１００ｍｌフラスコに、１，８−ジブロモカルバゾール１ｇ、フェニルボロン酸１．５ｇ、ｐｄ（ｄｂａ）２０．１ｇ、ｄｐｐｆ０．１ｇ、炭酸カリウム１．８ｇを加え、更にジメトキシエタン３０ｍｌ、水１０ｍｌ加えた。窒素気流化にて、６時間加熱還流行った。
【００７６】
反応終了後、分液ろうとに移し、水と酢酸エチルを加えて、有機層を取りだした。更に有機層を水洗し、硫酸マグネシウムで乾燥後、硫酸マグネシウムを濾過後、ろ液を濃縮した。この残渣をシリカゲルクロマト（展開液 ヘキサン：酢酸エチル＝８：１）により精製し、目的物を１．１ｇ得た。
【００７７】
（１の合成）
三頭１００ｍｌフラスコに、１，８−ジフェニルカルバゾール０．６ｇ、１，３−ジヨードベンゼン０．１５ｇ、銅粉０．１２ｇ、炭酸カリウム０．７ｇを加え、ジメチルアセトアミド３０ｍｌ加えた。窒素気流化にて、内温１３５℃にて６時間加熱行った。
【００７８】
反応終了後、分液ろうとに移し、水と酢酸エチルを加えて、有機層を取りだした。更に有機層を水洗し、硫酸マグネシウムで乾燥後、硫酸マグネシウムを濾過後、ろ液を濃縮した。この残渣をシリカゲルクロマト（展開液 ヘキサン：酢酸エチル＝８：１）により精製し、目的物を０．３ｇ得た。
【００７９】
《有機ＥＬ素子の構成層》
次いで、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。
【００８０】
（ｉ）陽極／発光層／電子輸送層／陰極
（ii）陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
（iii）陽極／正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／陰極
（iv）陽極／正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／陰極バッファー層／陰極
（ｖ）陽極／陽極バッファー層／正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／陰極バッファー層／陰極
（vi）陽極／／正孔輸送層／陽極バッファー層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／陰極バッファー層／陰極
（vii）陽極／陽極バッファー層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極バッファー層／陰極
発光層は、ユニットを形成して発光層ユニットにすることもある。更に、発光層間には非発光性の中間層を有していてもよく、中間層は電荷発生層を含んでいてもよい。本発明の有機ＥＬ素子としては白色発光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。
【００８１】
以下、本発明の有機ＥＬ素子を構成する各層について説明する。
【００８２】
《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。電子輸送層は単層もしくは複数層を設けることができる。
【００８３】
電子輸送層に用いられる電子輸送材料（正孔阻止材料、電子注入材料も含む）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、電子輸送層の構成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可能である。
【００８４】
電子輸送層に用いられる従来公知の材料（以下、電子輸送材料という）の例としては、ニトロ置換フルオレン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、ナフタレンペリレン等の複素環テトラカルボン酸無水物、カルボジイミド、フレオレニリデンメタン誘導体、アントラキノジメタン及びアントロン誘導体、オキサジアゾール誘導体、カルボリン誘導体、を含むアザカルバゾール誘導体等が挙げられる。
【００８５】
ここで、アザカルバゾール誘導体とは、カルバゾール環を構成する炭素原子の１つ以上が窒素原子で置き換わったものを示す。
【００８６】
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、電子吸引性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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
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用いることができる。
【００９０】
また、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。
【００９１】
電子輸送層は電子輸送材料を、例えば、真空蒸着法、湿式法（ウェットプロセスともいい、例えば、スピンコート法、キャスト法、ダイコート法、ブレードコート法、ロールコート法、インクジェット法、印刷法、スプレーコート法、カーテンコート法、ＬＢ法（ラングミュア・ブロジェット（Ｌａｎｇｍｕｉｒ Ｂｌｏｄｇｅｔｔ法）等を挙げることができる。））等により、製膜して形成することが好ましい。
【００９２】
有機ＥＬ素子の構成層の形成法については、有機ＥＬ素子の作製方法のところで詳細に説明する。
【００９３】
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〜５０００ｎｍ程度、好ましくは５ｎｍ〜２００ｎｍである。この電子輸送層は上記材料の一種または二種以上からなる一層構造であってもよい。
【００９４】
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。
【００９５】
以下、本発明の有機ＥＬ素子の電子輸送層の形成に好ましく用いられる従来公知の化合物（電子輸送材料）の具体例を挙げるが、本発明はこれらに限定されない。
【００９６】
【化１４】
【００９７】
【化１５】
【００９８】
【化１６】
【００９９】
【化１７】
【０１００】
【化１８】
【０１０１】
【化１９】
【０１０２】
【化２０】
【０１０３】
【化２１】
【０１０４】
【化２２】
【０１０５】
尚、本発明の有機ＥＬ素子の電子輸送層形成に更に好ましく用いられるのは下記の一般式（Ｒ−１）で表される化合物である。
【０１０６】
【化２３】
【０１０７】
上記一般式（Ｒ−１）において、Ｒｒはアルキル基、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す。Ｒｓは置換基を表すが、Ｒｓとして好ましく用いられるのは、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であり、特に好ましく用いられるのは、芳香族炭化水素基または芳香族複素環基である。ｚは１〜７の整数を表す。
【０１０８】
《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。
【０１０９】
本発明に係る発光層においては、発光ホストとして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を含有することが好ましい。
【０１１０】
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、５ｎｍ〜１００ｎｍの範囲である。
【０１１１】
発光層の形成には、後述する発光ドーパントや発光ホストを、例えば、真空蒸着法、湿式塗布法（ウェットプロセスともいい、例えば、スピンコート法、キャスト法、ダイコート法、ブレードコート法、ロールコート法、インクジェット法、印刷法、スプレーコート法、カーテンコート法、ＬＢ法（ラングミュア・ブロジェット（Ｌａｎｇｍｕｉｒ Ｂｌｏｄｇｅｔｔ法））等により形成することができる。
【０１１２】
本発明に係る一般式（１）で表される化合物を発光層に含めるには、発光層を、上記湿式塗布法を用いて形成することが好ましい。
【０１１３】
本発明の有機ＥＬ素子の発光層には、発光ドーパント（ドーパントともいう）と、発光ホストとを含有することが好ましい。
【０１１４】
（発光ホスト（ホストともいう））
本発明に用いられる発光ホストとしては、一般式（１）で示される部分構造を有する化合物であることが好ましい。
【０１１５】
本発明では、本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の発光形式がりん光である事が好ましい。
【０１１６】
本発明において発光ホストは、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未満の化合物である。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。
【０１１７】
発光ホストとしては、上記の発光ホストを単独で用いてもよく、または複数種併用して用いてもよい。発光ホストを複数種用いることで、電荷の移動を調整することが可能であり、有機ＥＬ素子を高効率化することができる。また、前記の一般式（１）で表される部分構造を含む化合物、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。
【０１１８】
併用できる発光ホストとしては、構造的には特に制限はないが、代表的にはカルバゾール誘導体、トリアリールアミン誘導体、芳香族ボラン誘導体、含窒素複素環化合物、チオフェン誘導体、フラン誘導体、オリゴアリーレン化合物等の基本骨格を有するもの、または、カルボリン誘導体やジアザカルバゾール誘導体（ここで、ジアザカルバゾール誘導体とは、カルボリン誘導体のカルボリン環を構成する炭化水素環の少なくとも１つの炭素原子が窒素原子で置換されているものを表す。）等が挙げられる。
【０１１９】
また、本発明に用いられる発光ホストとしては、従来公知の低分子化合物でも、繰り返し単位をもつ高分子化合物でもよく、ビニル基やエポキシ基のような重合性基を有する低分子化合物（蒸着重合性発光ホスト）でも良い。
【０１２０】
併用してもよい公知の発光ホストとしては、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。
【０１２１】
公知の発光ホストの具体例としては、以下の文献に記載されている化合物が挙げられる。
【０１２２】
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
（発光ドーパント）
発光ドーパントについて説明する。
【０１２３】
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（リン光性化合物ともいう）を用いることができる。
【０１２４】
（リン光ドーパント）
リン光ドーパントについて説明する。
【０１２５】
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。
【０１２６】
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。
【０１２７】
リン光ドーパントの発光は原理としては２種挙げられ、１つはキャリアが輸送される発光ホスト上でキャリアの再結合が起こって発光ホスト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１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、リン光ドーパント化合物からの発光が得られるというキャリアトラップ型であるが、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発光ホストの励起状態のエネルギーよりも低いことが条件である。
【０１２８】
本発明の有機ＥＬ素子に係る発光ドーパントとして、以下の特許公報に記載されている化合物等を使用できる。また二種以上を併用しても良い。
【０１２９】
例えば、国際公開第００／７０６５５号、特開２００２−２８０１７８号公報、特開２００１−１８１６１６号公報、特開２００２−２８０１７９号公報、特開２００１−１８１６１７号公報、特開２００２−２８０１８０号公報、特開２００１−２４７８５９号公報、特開２００２−２９９０６０号公報、特開２００１−３１３１７８号公報、特開２００２−３０２６７１号公報、特開２００１−３４５１８３号公報、特開２００２−３２４６７９号公報、国際公開第０２／１５６４５号、特開２００２−３３２２９１号公報、特開２００２−５０４８４号公報、特開２００２−３３２２９２号公報、特開２００２−８３６８４号公報、特表２００２−５４０５７２号公報、特開２００２−１１７９７８号公報、特開２００２−３３８５８８号公報、特開２００２−１７０６８４号公報、特開２００２−３５２９６０号公報、国際公開第０１／９３６４２号、特開２００２−５０４８３号公報、特開２００２−１００４７６号公報、特開２００２−１７３６７４号公報、特開２００２−３５９０８２号公報、特開２００２−１７５８８４号公報、特開２００２−３６３５５２号公報、特開２００２−１８４５８２号公報、特開２００３−７４６９号公報、特表２００２−５２５８０８号公報、特開２００３−７４７１号公報、特表２００２−５２５８３３号公報、特開２００３−３１３６６号公報、特開２００２−２２６４９５号公報、特開２００２−２３４８９４号公報、特開２００２−２３５０７６号公報、特開２００２−２４１７５１号公報、特開２００１−３１９７７９号公報、特開２００１−３１９７８０号公報、特開２００２−６２８２４号公報、特開２００２−１００４７４号公報、特開２００２−２０３６７９号公報、特開２００２−３４３５７２号公報、特開２００２−２０３６７８号公報等である。
【０１３０】
（蛍光ドーパント）
蛍光ドーパント（蛍光性化合物ともいう）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や、レーザー色素に代表される蛍光量子収率が高い化合物が挙げられる。
【０１３１】
また、発光ドーパントは、複数種の化合物を併用して用いてもよく、構造の異なるリン光ドーパント同士の組み合わせや、リン光ドーパントと蛍光ドーパントを組み合わせて用いてもよい。
【０１３２】
ここで、従来公知の発光ドーパントの具体例を挙げるが、本発明はこれらに限定されない。
【０１３３】
【化２４】
【０１３４】
【化２５】
【０１３５】
【化２６】
【０１３６】
【化２７】
【０１３７】
【化２８】
【０１３８】
【化２９】
【０１３９】
【化３０】
【０１４０】
《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。
【０１４１】
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。
【０１４２】
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。
【０１４３】
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。
【０１４４】
芳香族第３級アミン化合物及びスチリルアミン化合物の代表例としては、Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラフェニル−４，４′−ジアミノフェニル；Ｎ，Ｎ′−ジフェニル−Ｎ，Ｎ′−ビス（３−メチルフェニル）−〔１，１′−ビフェニル〕−４，４′−ジアミン（ＴＰＤ）；２，２−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）プロパン；１，１−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）シクロヘキサン；Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラ−ｐ−トリル−４，４′−ジアミノビフェニル；１，１−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）−４−フェニルシクロヘキサン；ビス（４−ジメチルアミノ−２−メチルフェニル）フェニルメタン；ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）フェニルメタン；Ｎ，Ｎ′−ジフェニル−Ｎ，Ｎ′−ジ（４−メトキシフェニル）−４，４′−ジアミノビフェニル；Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラフェニル−４，４′−ジアミノジフェニルエーテル；４，４′−ビス（ジフェニルアミノ）クオードリフェニル；Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリ（ｐ−トリル）アミン；４−（ジ−ｐ−トリルアミノ）−４′−〔４−（ジ−ｐ−トリルアミノ）スチリル〕スチルベン；４−Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ−（２−ジフェニルビニル）ベンゼン；３−メトキシ−４′−Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノスチルベンゼン；Ｎ−フェニルカルバゾール、更には米国特許第５，０６１，５６９号明細書に記載されている２個の縮合芳香族環を分子内に有するもの、例えば、４，４′−ビス〔Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ〕ビフェニル（ＮＰＤ）、特開平４−３０８６８８号公報に記載されているトリフェニルアミンユニットが３つスターバースト型に連結された４，４′，４″−トリス〔Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ〕トリフェニルアミン（ＭＴＤＡＴＡ）等が挙げられる。
【０１４５】
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。
【０１４６】
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。
【０１４７】
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、いわゆるｐ型正孔輸送材料を用いることもできる。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。
【０１４８】
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。
【０１４９】
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一種または２種以上からなる一層構造であってもよい。
【０１５０】
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、特開２０００−１９６１４０号、同２００１−１０２１７５号の各公報、Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，９５，５７７３（２００４）等に記載されたものが挙げられる。
【０１５１】
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。
【０１５２】
以下、本発明の有機ＥＬ素子の正孔輸送層の形成に好ましく用いられる正孔輸送材料の具体例を挙げるが、本発明はこれらに限定されない。
【０１５３】
【化３１】
【０１５４】
【化３２】
【０１５５】
【化３３】
【０１５６】
【化３４】
【０１５７】
《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的な構成層の他に、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。
【０１５８】
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。
【０１５９】
また、前述の電子輸送層の構成を必要に応じて、正孔阻止層として用いることができる。
【０１６０】
本発明の有機ＥＬ素子における正孔阻止層は、発光層に隣接して設けられていることが好ましい。
【０１６１】
正孔阻止層には、前述の発光ホストとして挙げた、カルバゾール誘導体、アザカルバゾール誘導体（ここで、アザカルバゾール誘導体とは、カルバゾール環を構成する炭素原子の１つ以上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。
【０１６２】
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。
【０１６３】
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発光ホスト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。
【０１６４】
イオン化ポテンシャルは、化合物のＨＯＭＯ（最高占有軌道）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。
【０１６５】
（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）として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。
【０１６６】
（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。
【０１６７】
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。
【０１６８】
また、前述の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。本発明において、正孔阻止層、電子阻止層の膜厚としては、好ましくは３ｎｍ〜１００ｎｍであり、更に好ましくは３ｎｍ〜３０ｎｍである。
【０１６９】
《注入層：電子注入層（陰極バッファー層）、正孔注入層》
注入層は必要に応じて設けられ、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との間、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。
【０１７０】
注入層とは、駆動電圧低下や発光輝度向上のため、電極と有機層との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頁〜１６６頁）にその詳細が記載されており、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。
【０１７１】
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。
【０１７２】
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、フッ化ナトリウムやフッ化カリウム等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。
【０１７３】
また、陽極バッファー層及び陰極バッファー層に用いられる材料は、他の材料と併用して用いることも可能であり、例えば、正孔輸送層や電子輸送層中に混合して用いることも可能である。
【０１７４】
《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。
【０１７５】
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。
【０１７６】
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。
【０１７７】
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。
【０１７８】
《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して用いられる。
【０１７９】
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。
【０１８０】
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。
【０１８１】
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の範囲が好ましく、更に好ましくは５０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲である。
【０１８２】
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は、透明または半透明であれば発光輝度が向上し好都合である。
【０１８３】
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。
【０１８４】
《基板》
本発明の有機ＥＬ素子に用いることのできる基板としては、ガラス、プラスチック等、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。基板側から光を取り出す場合には、基板は透明であることが好ましい。
【０１８５】
好ましく用いられる透明な基板としては、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。
【０１８６】
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。
【０１８７】
樹脂フィルムの表面には、無機物、有機物の皮膜またはその両者のハイブリッド皮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・ＭＰａ）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。
【０１８８】
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。
【０１８９】
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、プラズマ処理法、大気圧プラズマ処理法、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処理法によるものが特に好ましい。
【０１９０】
不透明な基板としては、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。
【０１９１】
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。
【０１９２】
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。
【０１９３】
《有機ＥＬ素子の製造方法》
有機ＥＬ素子の製造方法の一例として、陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／陰極バッファー層（電子注入層）／陰極から構成される有機ＥＬ素子の製造方法について説明する。
【０１９４】
まず、適当な基板上に所望の電極物質、例えば、陽極用物質からなる薄膜を１．０μｍ以下、好ましくは１０ｎｍ〜２００ｎｍの膜厚になるように形成させて、陽極を作製する。
【０１９５】
次に、この陽極上に素子材料である正孔注入層、正孔輸送層、発光層、正孔阻止層、電子輸送層、陰極バッファー層等の有機化合物を含有する薄膜を順次形成させる。
【０１９６】
本発明の有機ＥＬ素子においては、本発明に係る一般式（１）で表される化合物を発光層に用いる場合の発光層や、陰極と該陰極に隣接する電子輸送層は、湿式法により塗布・成膜されることが好ましい。
【０１９７】
湿式塗布法としては、スピンコート法、キャスト法、ダイコート法、ブレードコート法、ロールコート法、インクジェット法、印刷法、スプレーコート法、カーテンコート法、ＬＢ法等があるが、精密な薄膜が形成可能で、且つ高生産性の点から、ダイコート法、ロールコート法、インクジェット法、スプレーコート法などのロール・ツー・ロール方式適性の高い方法が好ましい。また、層ごとに異なる製膜法を適用してもよい。
【０１９８】
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、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルスルホオキシド（ＤＭＳＯ）等の有機溶媒を用いることができる。
【０１９９】
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。
【０２００】
これらの層を順次形成した後、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。
【０２０１】
また、順序を逆にして、陰極、陰極バッファー層、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。
【０２０２】
このようにして得られた多色の表示装置に、直流電圧を印加する場合には陽極を＋、陰極を−の極性として、電圧２Ｖ〜４０Ｖ程度を印加すると発光が観測できる。また交流電圧を印加してもよい。尚、印加する交流の波形は任意でよい。
【０２０３】
本発明の有機ＥＬ素子の作製は、一回の真空引きで一貫して正孔注入層から陰極まで作製するのが好ましいが、途中で取り出して異なる製膜法を施しても構わない。その際、作業を乾燥不活性ガス雰囲気下で行うことが好ましい。
【０２０４】
《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、基板とを接着剤で接着する方法を挙げることができる。
【０２０５】
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。
【０２０６】
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。
【０２０７】
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。
【０２０８】
本発明においては、有機ＥＬ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。
【０２０９】
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・ＭＰａ）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。
【０２１０】
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。
【０２１１】
接着剤として具体的には、アクリル酸系オリゴマー、メタクリル酸系オリゴマーの反応性ビニル基を有する光硬化及び熱硬化型接着剤、２−シアノアクリル酸エステル等の湿気硬化型等の接着剤を挙げることができる。また、エポキシ系等の熱及び化学硬化型（二液混合）を挙げることができる。また、ホットメルト型のポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィンを挙げることができる。また、カチオン硬化タイプの紫外線硬化型エポキシ樹脂接着剤を挙げることができる。
【０２１２】
尚、有機ＥＬ素子が熱処理により劣化する場合があるので、室温から８０℃までに接着硬化できるものが好ましい。また、前記接着剤中に乾燥剤を分散させておいてもよい。封止部分への接着剤の塗布は市販のディスペンサーを使ってもよいし、スクリーン印刷のように印刷してもよい。
【０２１３】
また、有機層を挟み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、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。
【０２１４】
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。
【０２１５】
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、プラズマ処理法、大気圧プラズマ処理法、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。
【０２１６】
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。
【０２１７】
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、中でも、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。
【０２１８】
《保護膜、保護板》
有機層を挟み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。
【０２１９】
《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。
【０２２０】
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。
【０２２１】
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。
【０２２２】
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。
【０２２３】
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。
【０２２４】
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。
【０２２５】
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。
【０２２６】
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。
【０２２７】
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。
【０２２８】
導入する回折格子は、二次元的な周期屈折率を持っていることが望ましい。これは発光層で発光する光はあらゆる方向にランダムに発生するので、ある方向にのみ周期的な屈折率分布を持っている一般的な１次元回折格子では、特定の方向に進む光しか回折されず、光の取り出し効率がさほど上がらない。
【０２２９】
しかしながら、屈折率分布を二次元的な分布にすることにより、あらゆる方向に進む光が回折され、光の取り出し効率が上がる。
【０２３０】
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。
【０２３１】
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。
【０２３２】
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、二次元的に配列が繰り返されることが好ましい。
【０２３３】
《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すること、あるいは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。
【０２３４】
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二次元に配列する。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。
【０２３５】
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。
【０２３６】
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。
【０２３７】
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。
【０２３８】
《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。
【０２３９】
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。
【０２４０】
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（株）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。
【０２４１】
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。
【０２４２】
《表示装置》
本発明の表示装置について説明する。本発明の表示装置は、本発明の有機ＥＬ素子を具備したものである。
【０２４３】
本発明の表示装置は単色でも多色でもよいが、ここでは多色表示装置について説明する。多色表示装置の場合は発光層形成時のみシャドーマスクを設け、一面に蒸着法、キャスト法、スピンコート法、インクジェット法、印刷法等で膜を形成できる。
【０２４４】
発光層のみパターニングを行う場合、その方法に限定はないが、好ましくは蒸着法、インクジェット法、スピンコート法、印刷法である。
【０２４５】
表示装置に具備される有機ＥＬ素子の構成は、必要に応じて上記の有機ＥＬ素子の構成例の中から選択される。また、有機ＥＬ素子の製造方法は、上記の本発明の有機ＥＬ素子の製造の一態様に示したとおりである。
【０２４６】
得られた多色表示装置に直流電圧を印加する場合には、陽極を＋、陰極を−の極性として電圧２Ｖ〜４０Ｖ程度を印加すると発光が観測できる。また、逆の極性で電圧を印加しても電流は流れずに発光は全く生じない。
【０２４７】
更に交流電圧を印加する場合には、陽極が＋、陰極が−の状態になったときのみ発光する。尚、印加する交流の波形は任意でよい。
【０２４８】
多色表示装置は、表示デバイス、ディスプレイ、各種発光光源として用いることができる。表示デバイス、ディスプレイにおいて、青、赤、緑発光の３種の有機ＥＬ素子を用いることによりフルカラーの表示が可能となる。
【０２４９】
表示デバイス、ディスプレイとしては、テレビ、パソコン、モバイル機器、ＡＶ機器、文字放送表示、自動車内の情報表示等が挙げられる。特に静止画像や動画像を再生する表示装置として使用してもよく、動画再生用の表示装置として使用する場合の駆動方式は単純マトリクス（パッシブマトリクス）方式でもアクティブマトリクス方式でもどちらでもよい。
【０２５０】
発光光源としては家庭用照明、車内照明、時計や液晶用のバックライト、看板広告、信号機、光記憶媒体の光源、電子写真複写機の光源、光通信処理機の光源、光センサーの光源等が挙げられるが、本発明はこれらに限定されない。
【０２５１】
以下、本発明の有機ＥＬ素子を有する表示装置の一例を図面に基づいて説明する。
【０２５２】
図１は、本発明の有機ＥＬ素子から構成される表示装置の構成の一例を示した概略斜視図で、有機ＥＬ素子の発光により画像情報の表示を行う、例えば、携帯電話等のディスプレイの模式図である。
【０２５３】
ディスプレイ１は複数の画素を有する表示部Ａ、画像情報に基づいて表示部Ａの画像走査を行う制御部Ｂ等からなる。
【０２５４】
制御部Ｂは表示部Ａと電気的に接続され、複数の画素それぞれに外部からの画像情報に基づいて走査信号と画像データ信号を送り、走査信号により走査線毎の画素が画像データ信号に応じて順次発光して画像走査を行って画像情報を表示部Ａに表示する。
【０２５５】
図２は、図１に記載の表示部Ａの構成の一例を示した概略斜視図である。表示部Ａは基板上に、複数の走査線５及びデータ線６を含む配線部と複数の画素３等とを有する。表示部Ａの主要な部材の説明を以下に行う。
【０２５６】
図２においては、画素３の発光した光７が白矢印方向（下方向）へ取り出される場合を示している。
【０２５７】
配線部の走査線５及び複数のデータ線６はそれぞれ導電材料からなり、走査線５とデータ線６は格子状に直交して、直交する位置で画素３に接続している（詳細は図示していない）。
【０２５８】
画素３は走査線５から走査信号が印加されると、データ線６から画像データ信号を受け取り、受け取った画像データに応じて発光する。
【０２５９】
発光の色が赤領域の画素、緑領域の画素、青領域の画素を適宜同一基板上に並置することによって、フルカラー表示が可能となる。
【０２６０】
《照明装置》
本発明の照明装置について説明する。本発明の照明装置は、本発明の有機ＥＬ素子を有する。
【０２６１】
本発明の有機ＥＬ素子に共振器構造を持たせた有機ＥＬ素子として用いてもよく、このような共振器構造を有した有機ＥＬ素子の使用目的としては、光記憶媒体の光源、電子写真複写機の光源、光通信処理機の光源、光センサーの光源等が挙げられるが、これらに限定されない。
【０２６２】
また、レーザー発振をさせることにより上記用途に使用してもよい。更にまた、本発明の有機ＥＬ素子は照明用や露光光源のような一種のランプとして使用してもよいし、画像を投影するタイプのプロジェクション装置や、静止画像や動画像を直接視認するタイプの表示装置（ディスプレイ）として使用してもよい。
【０２６３】
動画再生用の表示装置として使用する場合の駆動方式は、単純マトリクス（パッシブマトリクス）方式でもアクティブマトリクス方式でもどちらでもよい。または、異なる発光色を有する本発明の有機ＥＬ素子を２種以上使用することにより、フルカラー表示装置を作製することが可能である。
【０２６４】
また、本発明の有機ＥＬ材料は照明装置として、実質白色の発光を生じる有機ＥＬ素子に適用できる。複数の発光材料により複数の発光色を同時に発光させて混色により白色発光を得る。複数の発光色の組み合わせとしては、赤色、緑色、青色の３原色の３つの発光極大波長を含有させたものでもよいし、青色と黄色、青緑と橙色等の補色の関係を利用した２つの発光極大波長を含有したものでもよい。
【０２６５】
また複数の発光色を得るための発光材料の組み合わせは、複数のリン光または蛍光で発光する材料を複数組み合わせたもの、蛍光またはリン光で発光する発光材料と、発光材料からの光を励起光として発光する色素材料との組み合わせたもののいずれでもよいが、本発明に係る白色有機ＥＬ素子においては、発光ドーパントを複数組み合わせ混合するだけでよい。
【０２６６】
発光層、正孔輸送層あるいは電子輸送層等の形成時のみマスクを設け、マスクにより塗り分ける等単純に配置するだけでよく、他層は共通であるのでマスク等のパターニングは不要であり、一面に蒸着法、キャスト法、スピンコート法、インクジェット法、印刷法等で例えば電極膜を形成でき、生産性も向上する。
【０２６７】
この方法によれば、複数色の発光素子をアレー状に並列配置した白色有機ＥＬ装置と異なり、素子自体が発光白色である。
【０２６８】
発光層に用いる発光材料としては特に制限はなく、例えば、液晶表示素子におけるバックライトであれば、ＣＦ（カラーフィルター）特性に対応した波長範囲に適合するように、本発明に係る金属錯体、また公知の発光材料の中から任意のものを選択して組み合わせて白色化すればよい。
【０２６９】
《本発明の照明装置の一態様》
本発明の有機ＥＬ素子を具備した、本発明の照明装置の一態様について説明する。
【０２７０】
本発明の有機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、これを陰極上に重ねて透明基板と密着させ、ガラス基板側からＵＶ光を照射して、硬化させて、封止し、図３、図４に示すような照明装置を形成することができる。
【０２７１】
図３は、本発明の有機ＥＬ素子を用いた照明装置の一例を示す概略斜視図である。本発明の有機ＥＬ素子１０１はガラスカバー１０２で覆われている（尚、ガラスカバーでの封止作業は、有機ＥＬ素子１０１を大気に接触させることなく窒素雰囲気下のグローブボックス（純度９９．９９９％以上の高純度窒素ガスの雰囲気下）で行った。）。
【０２７２】
図４は、本発明の有機ＥＬ素子を用いた照明装置の一例を示す概略断面図である。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。
【実施例】
【０２７３】
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、実施例において「部」あるいは「％」の表示を用いるが、特に断りがない限り「質量部」あるいは「質量％」を表す。
【０２７４】
実施例１
《有機ＥＬ素子の作製》
〔有機ＥＬ素子１−１の作製〕
１００ｍｍ×１００ｍｍ、厚さ１．１ｍｍのガラス基板上に、陽極として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。
【０２７５】
この透明基板を、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発光ホストとして比較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ドーパントとしてＤ−２６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。
【０２７６】
次いで、真空槽を４×１０−４Ｐａまで減圧した後、α−ＮＰＤの入った上記抵抗加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度０．１ｎｍ／秒で透明基板上に蒸着し、膜厚４０ｎｍの正孔輸送層を設けた。
【０２７７】
次いで、比較１とＤ−２６の入った上記抵抗加熱ボートを通電して加熱し、それぞれ蒸着速度０．２ｎｍ／秒、０．０１２ｎｍ／秒で、上記正孔輸送層上に共蒸着して、厚さ４０ｎｍの発光層を形成した。尚、蒸着時の基板温度は室温であった。
【０２７８】
更に、ＢＡｌｑの入った上記抵抗加熱ボートを通電して加熱し、蒸着速度０．１ｎｍ／秒で、上記発光層上に蒸着して、厚さ１０ｎｍの正孔阻止層を設けた。
【０２７９】
更に、Ａｌｑ３の入った上記抵抗加熱ボートを通電して加熱し、蒸着速度０．１ｎｍ／秒で、上記正孔阻止層上に蒸着して、厚さ４０ｎｍの電子輸送層を形成した。尚、蒸着時の基板温度は室温であった。
【０２８０】
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。
【０２８１】
作製後、有機ＥＬ素子１−１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透明基板と密着させ、ガラス基板側からＵＶ光を照射して、硬化させて、封止して、前記図３、図４に示すような構成からなる照明装置を形成した。
【０２８２】
〔有機ＥＬ素子１−２〜１−２０の作製〕
上記有機ＥＬ素子１−１の作製において、発光層の形成に用いる発光ホストを比較１から表１に記載のように、比較２及び本発明に係る例示化合物にそれぞれ変更した以外は同様にして、有機ＥＬ素子１−２〜１−２０を作製した。
【０２８３】
なお、有機ＥＬ素子１−１〜１−２０の作製に用いた化合物の詳細は、以下の通りである。
【０２８４】
【化３５】
【０２８５】
【化３６】
【０２８６】
《有機ＥＬ素子の評価》
上記作製した有機ＥＬ素子１−１〜１−２０について、下記の各評価を行った。
【０２８７】
（発光効率の評価：外部取り出し量子効率の測定）
各有機ＥＬ素子を、室温（約２３℃〜２５℃）で、２．５ｍＡ／ｃｍ２の定電流条件下で発光させ、発光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。なお、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。
【０２８８】
発光効率（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。
【０２８９】
（発光寿命の測定）
有機ＥＬ素子を、室温（約２３℃〜２５℃）で、２．５ｍＡ／ｃｍ２の定電流条件下による連続発光を行い、初期輝度の１／２の輝度になるのに要する時間（半減期τ１／２）を測定し、これを発光寿命の尺度とした。なお、発光寿命は有機ＥＬ素子１−１を１００とする相対値で表した。
【０２９０】
（駆動時の電圧上昇の測定）
有機ＥＬ素子について、２．５ｍＡ／ｃｍ２の定電流条件下で発光させた時の駆動電圧と発光輝度５０％になった時の駆動電圧を測定し、ΔＶ＝（初期電圧−輝度５０％時電圧）を測定し、比較試料との相対値で示した。表１では有機ＥＬ素子１−１のΔＶを１００とする相対値で表した。この値が低い方が駆動時の電圧上昇が少なく好ましい。
【０２９１】
以上により得られた結果を、表１に示す。
【０２９２】
【表１】
【０２９３】
表１に記載の結果より明らかなように、本発明の有機ＥＬ素子は、比較例に対し、発光寿命が長く、駆動時の電圧上昇ΔＶが少なく発光させることができることが分かる。
【０２９４】
実施例２
《有機ＥＬ素子の作製》
〔有機ＥＬ素子２−１の作製〕
陽極として１００ｍｍ×１００ｍｍ、厚さ１．１ｍｍのガラス基板上に、ＩＴＯ（インジウムチンオキシド）を、厚さ１００ｎｍで製膜した基板（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。
【０２９５】
この透明基板上に、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％に希釈した溶液を用い、３０００ｒｐｍ、３０秒の条件でスピンコート法により薄膜を形成した後、２００℃にて１時間乾燥し、膜厚２０ｎｍの正孔輸送層を設けた。
【０２９６】
この基板を窒素雰囲気下に移し、正孔輸送層上に、３ｍｇの正孔輸送材料ＨＴ−２４と４０ｍｇの正孔輸送材料ＨＴ−２６とを１０ｍｌのトルエンに溶解した溶液を１５００ｒｐｍ、３０秒の条件で正孔輸送層上にスピンコーティングし、薄膜を形成した。更に１８０秒間紫外光を照射し、光重合・架橋を行い、膜厚約２０ｎｍの第２正孔輸送層とした。
【０２９７】
この第２正孔輸送層上に、発光ホストとして１００ｍｇの比較１と、ドーパントとして１０ｍｇのＤ−２６とを、１０ｍｌのトルエンに溶解した溶液を用いて、６００ｒｐｍ、３０秒の条件でスピンコート法により薄膜を形成した。６０℃で１時間真空乾燥し、膜厚約７０ｎｍの発光層とした。
【０２９８】
次に、この発光層上に、５０ｍｇのＥＴ−１０を１０ｍｌのブタノールに溶解した溶液を用いて、１０００ｒｐｍ、３０秒の条件でスピンコート法により薄膜を形成した。更に６０℃で１時間真空乾燥し、膜厚約３０ｎｍの電子輸送層とした。
【０２９９】
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、真空槽を４×１０−４Ｐａまで減圧した後、陰極バッファー層としてフッ化リチウムを０．４ｎｍ、更に、アルミニウムを１１０ｎｍ蒸着して陰極を形成し、有機ＥＬ素子２−１を作製した。
【０３００】
作製後、有機ＥＬ素子２−１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透明基板と密着させ、ガラス基板側からＵＶ光を照射して、硬化させて、封止して、前記図３、図４に示すような照明装置を形成した。
【０３０１】
〔有機ＥＬ素子２−２〜２−２０の作製〕
上記有機ＥＬ素子２−１の作製において、発光層の形成に用いる発光ホストを、比較１から表２に記載のように、比較２及び本発明に係る例示化合物にそれぞれ変更した以外は同様にして、有機ＥＬ素子２−２〜２−２０を作製した。
【０３０２】
《有機ＥＬ素子の評価》
上記作製した有機ＥＬ素子２−１〜２−２０について、実施例１に記載の方法と同様にして、発光効率の評価（外部取り出し量子効率の測定）、発光寿命の測定、駆動時の電圧上昇の測定を行い、得られた結果を表２に示す。なお、上記各評価においては、有機ＥＬ素子２−１の各特性値を１００とした相対値で表した。
【０３０３】
【表２】
【０３０４】
表２に記載の結果より明らかなように、湿式塗布法により各有機層を形成した本発明の有機ＥＬ素子は、比較例に対し、発光寿命が長く、駆動時の電圧上昇ΔＶが少なく発光させることができることが分かる。
【０３０５】
実施例３
《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で作製した有機ＥＬ素子１−１１を、青色発光素子として用いた。
【０３０６】
（緑色発光素子の作製）
実施例１に記載の有機ＥＬ素子１−１の作製において、発光ドーパントとして、Ｄ−２６に代えて、Ｄ−１を用いた以外は同様にして、緑色発光素子を作製した。
【０３０７】
（赤色発光素子の作製）
実施例１に記載の有機ＥＬ素子１−１の作製において、発光ドーパントとして、Ｄ−２６に代えて、Ｄ−１０を用いた以外は同様にして、赤色発光素子を作製した。
【０３０８】
上記作製した赤色発光素子、緑色発光素子、青色発光素子を同一基板上に並置し、前記図１、図２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。
【０３０９】
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。
【０３１０】
複数の画素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。
【０３１１】
得られたフルカラーの表示装置は、駆動することにより、輝度が高く、高耐久性を有し、且つ鮮明なフルカラー動画表示が得られることを確認することができた。
【０３１２】
実施例４
《白色発光素子及び白色照明装置の作製》
実施例１に記載の透明電極基板の電極を、２０ｍｍ×２０ｍｍにパターニングし、その上に実施例１と同様にして正孔輸送層としてα−ＮＰＤを２５ｎｍの厚さで成膜し、更に、発光ホストである例示化合物１６の入った加熱ボートと、Ｄ−２６の入ったボート及びＤ−１０の入ったボートをそれぞれ独立に通電して、発光ホストである例示化合物１６と発光ドーパントとしてＤ−２６、及びＤ−１０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。
【０３１３】
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。
【０３１４】
次に、実施例１と同様にして、電子注入層の上にステンレス鋼製の透明電極とほぼ同じ形状の正方形穴あきマスクを設置し、陰極バッファー層としてフッ化リチウム０．５ｎｍ及び陰極としてアルミニウム１５０ｎｍを蒸着、成膜した。
【０３１５】
この様にして作製した有機ＥＬ素子を、実施例１に記載の方法と同様にして封止缶を具備させ、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。
【０３１６】
実施例５
《白色の有機ＥＬ素子の作製》
陽極として１００ｍｍ×１００ｍｍ、厚さ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。
【０３１７】
この透明基板上に、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）−ポリスチレンスルホネート（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ、Ｂａｙｅｒ社製、Ｂａｙｔｒｏｎ Ｐ Ａｌ ４０８３）を純水で７０％に希釈した溶液を３０００ｒｐｍ、３０秒でスピンコート法により成膜した後、２００℃にて１時間乾燥し、膜厚３０ｎｍの第一正孔輸送層を設けた。
【０３１８】
この基板を窒素雰囲気下に移し、５０ｍｇの市販のＡＤＳ２５４ＢＥ（Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｄｙｅ Ｓｏｕｒｃｅ， Ｉｎｃ製）を１０ｍｌのトルエンに溶解した溶液を２５００ｒｐｍ、３０秒の条件で正孔輸送層上にスピンコーティングし、薄膜を形成した。６０℃で１時間真空乾燥し、第２正孔輸送層を形成した。
【０３１９】
次に、発光ホストとして例示化合物１６を１００ｍｇ、Ｄ−１０の０．５ｍｇ及びＤ−２６の１６ｍｇを、酢酸ブチル１０ｍｌに溶解した溶液を用い、１０００ｒｐｍ、３０秒の条件下、スピンコート法により成膜した。６０℃で１時間真空乾燥して、発光層とした。
【０３２０】
更に、ＥＴ−１０の２５ｍｇをヘキサフルオロイソプロパノール（ＨＦＩＰ）の５ｍｌに溶解した溶液を用い、２０００ｒｐｍ、３０秒の条件下、スピンコート法により成膜した後、６０℃で１時間真空乾燥して第一電子輸送層とした。
【０３２１】
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ＥＴ−７を２００ｍｇ入れ、真空蒸着装置に取付けた。
【０３２２】
真空槽を４×１０−４Ｐａまで減圧した後、ＥＴ−７の入った抵抗加熱ボートを通電して加熱し、蒸着速度０．１ｎｍ／秒で上記形成した電子輸送層上に蒸着して、膜厚２０ｎｍの第二電子輸送層を形成した。尚、蒸着時の基板温度は室温であった。
【０３２３】
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素子を作製した。
【０３２４】
この有機ＥＬ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。
【符号の説明】
【０３２５】
１ ディスプレイ
３ 画素
５ 走査線
６ データ線
７ 発光した光
Ａ 表示部
Ｂ 制御部
１０１ 有機ＥＬ素子
１０２ ガラスカバー
１０５ 陰極
１０６ 有機ＥＬ層
１０７ 透明電極付きガラス基板
１０８ 窒素ガス
１０９ 捕水剤
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記一般式（１）で表される部分構造を有する化合物を含有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化１】
（式中、Ｒ１〜Ｒ９、ＲＡ、ＲＢ、Ｒｃ、Ｒｄは、それぞれ独立して水素原子又は置換基をあらわし、ＲＡ、ＲＢのうち少なくともどちらか１つ、またはＲｃ、Ｒｄのうち少なくともどちらか１つが置換基である。置換基：アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、芳香族炭化水素基、非芳香族複素環基、芳香族複素環基、ハロゲン原子、アルコキシル基、シクロアルコキシル基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、シクロアルキルチオ基、アリールチオ基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、スルファモイル基、ウレイド基、アシル基、アシルオキシ基、アミド基、カルバモイル基、スルフィニル基、アルキルスルホニル基またはアリールスルホニル基、アミノ基、シリル基、トリアルキルホウ素基、トリアリールホウ素基、ニトロ基、シアノ基、ヒドロキシル基から選ばれる何れかの基である。またＲ７〜Ｒ９、Ｒｃ、Ｒｄはベンゼン環と共に縮合環を形成しても良い。）
【請求項２】
前記一般式（１）で表される部分構造を有する化合物において、Ｒｃ、Ｒｄのうち少なくともどちらか１つが前記置換基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。
【請求項３】
前記一般式（１）で表される部分構造を有する化合物におけるＲ２またはＲ５の１つが芳香族炭化水素基、非芳香族複素環基、または芳香族複素環基で、他の１つが水素原子である事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。
【請求項４】
前記一般式（１）で表される部分構造を有する化合物が、下記一般式（２）で表される部分構造を有する化合物であることを特徴とする請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化２】
（式中、Ｒ１〜Ｒ６、Ｒ１０〜Ｒ１４、ＲＡ、ＲＢ、Ｒｃ、Ｒｄはそれぞれ独立して水素原子又は置換基をあらわし、ＲＡ、ＲＢのうち少なくともどちらか１つ、またはＲｃ、Ｒｄのうち少なくともどちらか１つが置換基であり、ＸはＯ、Ｓ、−ＮＲａを表す。Ｒａはアルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、芳香族炭化水素基、非芳香族複素環基、芳香族複素環基を表し、置換基は一般式（１）の置換基と同義である。）
【請求項５】
前記一般式（１）で表される部分構造を有する化合物が、下記一般式（３）で表される部分構造を有する化合物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〜Ｒ６、Ｒ１１〜Ｒ１６、ＲＡ、ＲＢ、Ｒｃはそれぞれ独立して水素原子又は置換基をあらわし、ＲＡ、ＲＢ、Ｒｃのうち少なくともどちらか１つが置換基であり、ＸはＯ、Ｓ、−ＮＲａを表す。Ｒａはアルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、芳香族炭化水素基、非芳香族複素環基、芳香族複素環基を表し、置換基は一般式（１）の置換基と同義である。）
【請求項６】
前記一般式（１）におけるＲ１〜Ｒ６のうち、Ｒ２またはＲ５が芳香族炭化水素基、非芳香族複素環基、または芳香族複素環基であり、前記Ｒ１〜Ｒ６の残りが水素原子である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】
前記有機エレクトロルミネッセンス素子の発光形式がりん光である事を特徴とする請求項１から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】
発光色が青色であることを特徴とする請求項１から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】
発光色が白色であることを特徴とする請求項１から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１０】
請求項１から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を備えたことを特徴とする表示装置。
【請求項１１】
請求項１から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を備えたことを特徴とする照明装置。
【請求項１】
下記一般式（１）で表される部分構造を有する化合物を含有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化１】
（式中、Ｒ１〜Ｒ９、ＲＡ、ＲＢ、Ｒｃ、Ｒｄは、それぞれ独立して水素原子又は置換基をあらわし、ＲＡ、ＲＢのうち少なくともどちらか１つ、またはＲｃ、Ｒｄのうち少なくともどちらか１つが置換基である。置換基：アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、芳香族炭化水素基、非芳香族複素環基、芳香族複素環基、ハロゲン原子、アルコキシル基、シクロアルコキシル基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、シクロアルキルチオ基、アリールチオ基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、スルファモイル基、ウレイド基、アシル基、アシルオキシ基、アミド基、カルバモイル基、スルフィニル基、アルキルスルホニル基またはアリールスルホニル基、アミノ基、シリル基、トリアルキルホウ素基、トリアリールホウ素基、ニトロ基、シアノ基、ヒドロキシル基から選ばれる何れかの基である。またＲ７〜Ｒ９、Ｒｃ、Ｒｄはベンゼン環と共に縮合環を形成しても良い。）
【請求項２】
前記一般式（１）で表される部分構造を有する化合物において、Ｒｃ、Ｒｄのうち少なくともどちらか１つが前記置換基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。
【請求項３】
前記一般式（１）で表される部分構造を有する化合物におけるＲ２またはＲ５の１つが芳香族炭化水素基、非芳香族複素環基、または芳香族複素環基で、他の１つが水素原子である事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。
【請求項４】
前記一般式（１）で表される部分構造を有する化合物が、下記一般式（２）で表される部分構造を有する化合物であることを特徴とする請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化２】
（式中、Ｒ１〜Ｒ６、Ｒ１０〜Ｒ１４、ＲＡ、ＲＢ、Ｒｃ、Ｒｄはそれぞれ独立して水素原子又は置換基をあらわし、ＲＡ、ＲＢのうち少なくともどちらか１つ、またはＲｃ、Ｒｄのうち少なくともどちらか１つが置換基であり、ＸはＯ、Ｓ、−ＮＲａを表す。Ｒａはアルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、芳香族炭化水素基、非芳香族複素環基、芳香族複素環基を表し、置換基は一般式（１）の置換基と同義である。）
【請求項５】
前記一般式（１）で表される部分構造を有する化合物が、下記一般式（３）で表される部分構造を有する化合物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〜Ｒ６、Ｒ１１〜Ｒ１６、ＲＡ、ＲＢ、Ｒｃはそれぞれ独立して水素原子又は置換基をあらわし、ＲＡ、ＲＢ、Ｒｃのうち少なくともどちらか１つが置換基であり、ＸはＯ、Ｓ、−ＮＲａを表す。Ｒａはアルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、芳香族炭化水素基、非芳香族複素環基、芳香族複素環基を表し、置換基は一般式（１）の置換基と同義である。）
【請求項６】
前記一般式（１）におけるＲ１〜Ｒ６のうち、Ｒ２またはＲ５が芳香族炭化水素基、非芳香族複素環基、または芳香族複素環基であり、前記Ｒ１〜Ｒ６の残りが水素原子である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】
前記有機エレクトロルミネッセンス素子の発光形式がりん光である事を特徴とする請求項１から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】
発光色が青色であることを特徴とする請求項１から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】
発光色が白色であることを特徴とする請求項１から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１０】
請求項１から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を備えたことを特徴とする表示装置。
【請求項１１】
請求項１から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２０１２−１６９３２５（Ｐ２０１２−１６９３２５Ａ）
【公開日】平成２４年９月６日（２０１２．９．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２６８３８（Ｐ２０１１−２６８３８）
【出願日】平成２３年２月１０日（２０１１．２．１０）
【出願人】（０００００１２７０）コニカミノルタホールディングス株式会社 (4,463)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月６日（２０１２．９．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月１０日（２０１１．２．１０）
【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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