有機エレクトロルミネッセンス素子材料、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】駆動電圧、寿命、外部取り出し効率が優れ、且つ、所望の発光波長で発光をコントロール可能な有機エレクトロルミネッセンス素子を提供を提供。
【解決手段】下記一般式（１）で表される化合物を含有する有機エレクトロルミネッセンス素子材料。
【解決手段】下記一般式（１）で表される化合物を含有する有機エレクトロルミネッセンス素子材料。
【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材料、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（例えば、特開昭６３−２６４６９２号公報）、８−ヒドロキシキノリンアルミニウム錯体をホスト化合物として、これにキナクリドン系色素をドープした有機発光層を有する素子等が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００８】
以上のように、励起一重項からの発光を用いる場合、一重項励起子と三重項励起子の生成比が１：３であるため発光性励起種の生成確率が２５％であり、光の取り出し効率が約２０％であるため、外部取り出し量子効率（ηｅｘｔ）の限界は５％とされている。
【０００９】
ところが、プリンストン大より励起三重項からのリン光発光を用いる有機ＥＬ素子の報告（Ｍ．Ａ．Ｂａｌｄｏ ｅｔ ａｌ．，Ｎａｔｕｒｅ、３９５巻、１５１〜１５４頁（１９９８年））がされて以来、室温でリン光を示す材料の研究が活発になってきている。
【００１０】
例えば、Ｍ．Ａ．Ｂａｌｄｏ ｅｔ ａｌ．，Ｎａｔｕｒｅ、４０３巻、１７号、７５０〜７５３頁（２０００年）、また米国特許第６，０９７，１４７号明細書等にも開示されている。
【００１１】
励起三重項を使用すると、内部量子効率の上限が１００％となるため励起一重項の場合に比べて原理的に発光効率が４倍となり、冷陰極管とほぼ同等の性能が得られる可能性があることから照明用途としても注目されている。
【００１２】
例えば、Ｓ．Ｌａｍａｎｓｋｙ ｅｔ ａｌ．，Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，１２３巻、４３０４頁（２００１年）等のように、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。
【００１３】
また、前述のＭ．Ａ．Ｂａｌｄｏ ｅｔ ａｌ．，Ｎａｔｕｒｅ、４０３巻、１７号、７５０〜７５３頁（２０００年）のように、ドーパント（発光材料ともいう）の代表例としてトリス（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−ＪａｅＹｏｕｎ．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）等を用いた検討も行われている（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】
これらの錯体は下記でも示すが、発光ホスト材料（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。
【００１７】
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。例えば、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。
【００１８】
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。
【００１９】
いずれの場合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があった。
【００２０】
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及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。
【００２１】
青色リン光ドーパントと、例えば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。
【００２２】
しかしながら、これらの配位子を用いた錯体では発光波長が短波化して青色発光は実現され、高効率の発光を達成できる一方、素子の発光寿命は非常に短く、発光波長の短波化と発光寿命のトレードオフの改善が求められていた。
【００２３】
一方、新しい展開としては、配位子としてフェニルピラゾールを有する金属錯体が青色リン光発光に適用できることが知られている。
【００２４】
しかしながら、単純なフェニルピラゾールのイリジウム錯体は室温では全く発光せず、置換基にバンドギャップを小さくするような基を導入してはじめて発光するようになることが知られている（例えば、特許文献６参照）。
【００２５】
しかしながら、この方法は、上記トレードオフを改善するものではなく、結局発光性と発光寿命を改善する為には、π共役系を拡張して発光波長を長波化する必要があり、青色リン光ドーパントの要件を満たすものではなかった。
【００２６】
配位子としてフェニルイミダゾールを有する金属錯体は発光波長が比較的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２、３参照）。
【００２７】
しかし、更なる短波化と長寿命化が求められる現状においては、大きな課題があった。
【００２８】
配位子としてイミダゾフェナンスリジン錯体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４、５参照）。
【００２９】
しかし、発光効率が低く、低消費電力と長寿命化が求められる現状においては、大きな課題があった。
【００３０】
このように、リン光ドーパントに、（１）発光性、（２）短波長発光、（３）長寿命（＝高耐久性）を同時に満足することは至難の業である。
【００３１】
一方、フルオレン化合物は各種有機ＥＬ材料のコア部分、もしくは単独で広く利用されているようにその安定性、電荷輸送性は周知のとおりである。
【００３２】
ドーパントとして、骨格内の特定部位にフルオレン構造を有するか、フルオレンを置換基として有する例が知られている（例えば、特許文献７参照）。
【００３３】
しかし、この文献に示す化合物では、更なる長寿命化が求められる現状においては大きな問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３４】
【特許文献１】特開２００４−３１５５０９号公報
【特許文献２】国際公開第２００６／０４６９８０号
【特許文献３】米国特許公報第２００６／０２５１９２３号明細書
【特許文献４】国際公開第２００７／０９５１１８号
【特許文献５】国際公開第２００８／１５６８７９号
【特許文献６】国際公開第２００４／０８５４５０号
【特許文献７】特許第４３０７０００号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００３５】
本発明の目的は、新規な有機エレクトロルミネッセンス素子材料、該素子材料を用いて、初期駆動電圧が低く、半減寿命が長く、ダークスポットの生成がなく、外部取り出し量子効率が高く、且つ、所望の発光波長で発光をコントロール可能な、有機エレクトロルミネッセンス素子を提供し、併せて、該素子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】
【００３６】
本発明の目的は下記の構成により達成された。
【００３７】
１．下記一般式（１）で表される化合物を含有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子材料。
【００３８】
【化１】
【００３９】
〔式中、Ｃ、Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４及びＡ５で構成される環Ａは、６員の芳香族炭化水素基、または、５員または６員の芳香族複素環基を表し、Ａ１〜Ａ５は、各々炭素原子または窒素原子を表す。ｎは０または１の整数を表す。Ｒ１１は水素原子または置換基を表し、ｍは２から４の整数を表す。Ｂ０、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４で構成される環Ｂは５員の芳香族複素環基を表す。Ｂ０、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４は、各々炭素原子、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、ホウ素原子、リン原子またはケイ素原子を表す。Ｒ２１は、水素原子または置換基を表し、複数のＲ２１は互いに同一でもよく異なっていてもよい。但し、Ｒ２１のうち少なくとも一つはフルオレニル基を表す。０は１から３の整数を表す。Ｊは連結基を表し、ｑは０または１の整数を表す。Ｍは元素周期表における８族〜１０族の遷移金属元素を表し、ＬはＭと配位できる任意の配位子を表す。ｍ１は１から３の整数を表し、ｍ２は０から２の整数を表す。〕
２．前記一般式（１）で表される化合物が下記一般式（２）で表される化合物であることを特徴とする前記１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子材料。
【００４０】
【化２】
【００４１】
〔式中、Ｃ、Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４及びＡ５で構成される環Ａは、６員の芳香族炭化水素基、または、５員または６員の芳香族複素環基を表し、Ａ１〜Ａ５は、各々炭素原子または窒素原子を表す。ｎは０または１の整数を表す。Ｒ１１は水素原子または置換基を表し、ｍは２から４の整数を表す。Ｂ１、Ｂ２と２つの窒素原子及び炭素原子から構成される環Ｂは５員の芳香族複素環基を表す。Ｂ１、Ｂ２は、各々炭素原子、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、ホウ素原子、リン原子またはケイ素原子を表す。Ｒ２１は、水素原子または置換基を表し、複数のＲ２１は互いに同一でもよく異なっていてもよい。但し、Ｒ２１のうち少なくとも一つはフルオレニル基を表す。０は１から３の整数を表す。Ｊは連結基を表し、ｑは０または１の整数を表す。Ｍは元素周期表における８族〜１０族の遷移金属元素を表し、ＬはＭと配位できる任意の配位子を表す。ｍ１は１から３の整数を表し、ｍ２は０から２の整数を表す。〕
３．前記一般式（１）で表される化合物が、下記一般式（３）で表される化合物であることを特徴とする前記１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子材料。
【００４２】
【化３】
【００４３】
〔式中、Ｃ、Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４及びＡ５で構成される環Ａは、６員の芳香族炭化水素基、または、５員または６員の芳香族複素環基を表し、Ａ１〜Ａ５は、各々炭素原子または窒素原子を表す。ｎは０または１の整数を表す。Ｒ１１は水素原子または置換基を表し、ｍは２から４の整数を表す。Ｂ１、Ｂ２と２つの窒素原子及び炭素原子から構成される環Ｂは５員の芳香族複素環基を表す。Ｂ１、Ｂ２は、各々炭素原子、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、ホウ素原子、リン原子またはケイ素原子を表す。Ｒ２１は、水素原子または置換基を表し、複数のＲ２１は互いに同一でもよく異なっていてもよい。但し、Ｒ２１のうち少なくとも一つはフルオレニル基を表す。０は１から３の整数を表す。Ｊは連結基を表し、ｑは０または１の整数を表す。Ｒ２２は、置換基を表し、ｐは０〜２の整数を表す。Ｍは元素周期表における８族〜１０族の遷移金属元素を表し、ＬはＭと配位できる任意の配位子を表す。ｍ１は１から３の整数を表し、ｍ２は０から２の整数を表す。〕
４．前記一般式（１）で表される化合物が、下記一般式（４）で表される化合物であることを特徴とする前記１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子材料。
【００４４】
【化４】
【００４５】
〔式中、Ｒ１１は水素原子または置換基を表し、ｍは２から４の整数を表す。Ｒ２１は、水素原子または置換基を表し、複数のＲ２１は互いに同一でもよく異なっていてもよい。但し、Ｒ２１のうち少なくとも一つはフルオレニル基を表す。０は１から３の整数を表す。Ｊは連結基を表し、ｑは０または１の整数を表す。Ｒ２２は、置換基を表し、ｐは０〜２の整数を表す。Ｍは元素周期表における８族〜１０族の遷移金属元素を表し、ＬはＭと配位できる任意の配位子を表す。ｍ１は１から３の整数を表し、ｍ２は０から２の整数を表す。〕
５．前記１に記載の一般式（１）、前記２に記載の一般式（２）、前記３に記載の一般式（３）または前記４に記載の一般式（４）で表される化合物のいずれか一つのＭが、白金またはイリジウムであることを特徴とする前記１〜４のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子材料。
【００４６】
６．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、前記１に記載の一般式（１）で表される化合物を少なくとも１つ含有する有機層を有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００４７】
７．前記一般式（１）で表される化合物が、前記２に記載の一般式（２）で表される化合物であることを特徴とする前記６に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００４８】
８．前記一般式（１）で表される化合物が、前記３に記載の一般式（３）で表される化合物であることを特徴とする前記６に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００４９】
９．前記一般式（１）で表される化合物が、前記４に記載の一般式（４）で表される化合物であることを特徴とする前記６に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００５０】
１０．前記１に記載の一般式（１）、前記２に記載の一般式（２）、前記３に記載の一般式（３）または前記４に記載の一般式（４）で表される化合物のいずれか一つのＭが、白金またはイリジウムであることを特徴とする前記６〜９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。
【００５１】
１１．構成層として、前記１に記載の一般式（１）、前記２に記載の一般式（２）、前記３に記載の一般式（３）または前記４に記載の一般式（４）で表される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６〜１０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。
【００５２】
１２．構成層として、第２の発光層を有し、該第２の発光層が、前記１に記載の一般式（１）、前記２に記載の一般式（２）、前記３に記載の一般式（３）または前記４に記載の一般式（４）で表される化合物を少なくとも１種含有する有機層することを特徴とする前記６〜１１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。
【００５３】
１３．前記６〜１２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を備えたことを特徴とする表示装置。
【００５４】
１４．前記６〜１２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を備えたことを特徴とする照明装置。
【発明の効果】
【００５５】
本発明により、新規な有機エレクトロルミネッセンス素子材料、該素子材料を用いて、初期駆動電圧が低く、半減寿命が長く、ダークスポットの生成がなく、外部取り出し量子効率が高く、且つ、所望の発光波長で発光をコントロール可能な有機エレクトロルミネッセンス素子を提供し、併せて、該素子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】
【００５６】
【図１】本発明の表示装置の一例を示した模式図である。
【図２】表示部Ａの模式図である。
【図３】照明装置の概略図である。
【図４】照明装置の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００５７】
本発明においては、請求項１〜６のいずれか１項に規定される構成により、有機エレクトロルミネッセンス素子に有用な有機ＥＬ素子材料を分子設計することができた。
【００５８】
次いで、該素子材料を用いることにより、請求項６〜１３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、該素子を備えた表示装置及び照明装置を提供することができた。
【００５９】
以下、本発明に係る各構成要素の詳細について、順次説明する。
【００６０】
《有機エレクトロルミネッセンス素子材料》
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子材料（以下、有機ＥＬ素子材料ともいう）について説明する。
【００６１】
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子材料は、上記一般式（１）、（２）、（３）または（４）で表される化合物であり、更に詳しくは、金属錯体（金属錯体化合物ともいう）である。
【００６２】
《一般式（１）、（２）、（３）または（４）で表される化合物》
本発明の有機ＥＬ素子材料である、一般式（１）、（２）、（３）または（４）で表される化合物について説明する。
【００６３】
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。
【００６４】
従来知られているフェニルピラゾールのような骨格を有する金属錯体化合物においては、短波な発光は観測されるが、その発光が室温では非常に弱いかもしくは観測されないような所謂無輻射失活が発光性を支配する場合が多く見られていた。
【００６５】
その中で、本発明者等は、波長の制御と発光性の向上の観点から、分子軌道計算による検討を進め特定の構造もしくは置換基を有する配位子骨格を含有する金属錯体化合物が、非常に高い発光性かつ優れた電荷輸送性を示すことを見出した。
【００６６】
その一例を示せば、本発明にかかるフルオレンを発光ドーパントの置換基として有することにより、従来よりもＬＵＭＯ準位を容易に制御することが容易になり、そのため、電子輸送性が向上し、発光性の向上に繋がるものと考えられる。
【００６７】
更に、嵩高い置換基を分子内に有することにより、発光ドーパント自体がリジッドとなり、励起状態と基底状態の状態変化が少なくなることによって堅牢性が向上するものと考えられる。
【００６８】
以上のような考察を踏まえ、本発明者等は更に検討を進め、本発明に係る一般式（１）、（２）、（３）または（４）で表される化合物（金属錯体、金属錯体化合物ともいう）により、初期駆動電圧が低く、半減寿命が長く、ダークスポットの生成がなく、外部取り出し量子効率が高く、且つ、所望の発光波長で発光をコントロール可能な、有機ＥＬ素子材料である、発光ドーパントの開発に成功した。
【００６９】
また、本発明に係る一般式（１）、（２）、（３）または（４）で表される化合物（金属錯体、金属錯体化合物ともいう）においては、遷移金属元素Ｍに配位している配位子の組み合わせや、また、配位子に置換基を導入することにより、化合物の発光波長を所望の領域に制御することができる。
【００７０】
従って、金属錯体の発光波長を長波な領域（緑〜赤）に制御する機能を付与するための分子設計は、本発明に係る一般式（１）、（２）、（３）または（４）で表される化合物（金属錯体）の基本骨格設計の出発点とすることにより可能である。
【００７１】
本発明に係る一般式（１）、（２）、（３）または（４）で表される化合物（金属錯体）は、各々Ｍで表される遷移金属元素の価数により、複数の配位子を有することができるが、前記配位子は全て同一でもよく、また、各々異なる構造を有する配位子を有していてもよい。
【００７２】
しかしながら、本発明に記載の効果を好ましく得る観点から、錯体中の配位子の種類は、好ましくは１〜２種類から構成されることが好ましく、更に好ましくは１種類である。
【００７３】
本発明に係る金属錯体としては、一般式（１）、（２）、（３）または（４）で表される化合物の構造から、遷移金属元素Ｍを除いた部分（配位子）から構成された化合物が最も好ましく用いられる。
【００７４】
ここで、配位子とは、一般式（１）、（２）、（３）または（４）で表される化合物（金属錯体）から遷移金属元素Ｍを除いた部分が、各々配位子である。また、本発明に係る金属錯体の形成に用いることのできる、従来公知の配位子については、後に詳細に説明する。
【００７５】
また、本発明に係る一般式（１）で表される化合物（金属錯体）の中でも、好ましいのは、上記一般式（２）、（３）、または（４）で表される化合物（金属錯体）である。
【００７６】
このような金属錯体を有機ＥＬ素子材料として用いることにより、初期駆動電圧が低く、半減寿命が長く、ダークスポットの生成がなく、外部取り出し量子効率が高く、且つ、所望の発光波長で発光をコントロール可能な有機エレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ素子）、照明装置及び表示装置を提供することができた。
【００７７】
（電荷輸送層）
本発明に係る電荷輸送層について説明する。
【００７８】
更に、本発明に係る前記一般式（１）、（２）、（３）または（４）で表される化合物（金属錯体）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く、また、電荷輸送層は、発光層よりも陽極側に設けられる場合（第一電荷輸送層という）、発光層よりも陰極側に設けられている場合（第二電荷輸送層ともいう）のどちらの態様もとりうる。
【００７９】
電荷輸送層が発光層よりも陽極側に設けられる場合（第一電荷輸送層ともいう）は、該電荷輸送層が電子阻止層または発光層であることが好ましく、電荷輸送層が発光層よりも陰極側に設けられる場合（第二電荷輸送層ともいう）は、該電荷輸送層が発光層または正孔阻止層であるが好ましく、より好ましくは、該電荷輸送層が発光層または正孔阻止層である場合であり、特に好ましいのは、発光層である。
【００８０】
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。
【００８１】
尚、本発明の有機ＥＬ素子の構成層については後に詳細に説明する。
【００８２】
（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。
【００８３】
一般式（１）において、ＣからＡ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ５で構成される環Ａで表わされる６員の芳香族炭化水素基としては、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、ビフェニリル基等が挙げられる。
【００８４】
これらの基は、無置換でも後述する置換基を有していてもよい。
【００８５】
一般式（１）において、ＣからＡ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ５で構成される環Ａで表わされる５員の芳香族複素環基としては、フリル基、ピロリル基、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、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、イミダゾリニウムカルベニル基、等が挙げられる。
【００８６】
これらの基は、無置換でも後述する置換基を有していてもよい。
【００８７】
一般式（１）において、ＣからＡ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ５で構成される環Ａで表わされる６員の芳香族複素環基としては、ピリジル基、ピリミジニル基、ピラジニル基、トリアジニル基等が挙げられる。
【００８８】
尚、これらの基は、無置換でも後述する置換基を有していてもよい。
【００８９】
一般式（１）において、Ｒ１１で表わされる置換基としては、アルキル基（例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基等）、シクロアルキル基（例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等）、アルケニル基（例えば、ビニル基、アリル基等）、アルキニル基（例えば、エチニル基、プロパルギル基等）、芳香族炭化水素環基（芳香族炭素環基、アリール基等ともいい、例えば、フェニル基、ｐ−クロロフェニル基、メシチル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、アントリル基、アズレニル基、アセナフテニル基、フルオレニル基、フェナントリル基、インデニル基、ピレニル基、ビフェニリル基等）、芳香族複素環基（例えば、ピリジル基、ピリミジニル基、フリル基、ピロリル基、イミダゾリル基、ベンゾイミダゾリル基、ピラゾリル基、ピラジニル基、トリアゾリル基（例えば、１，２，４−トリアゾール−１−イル基、１，２，３−トリアゾール−１−イル基等）、オキサゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、チアゾリル基、イソオキサゾリル基、イソチアゾリル基、フラザニル基、チエニル基、キノリル基、ベンゾフリル基、ジベンゾフリル基、ベンゾチエニル基、ジベンゾチエニル基、インドリル基、カルバゾリル基、カルボリニル基、ジアザカルバゾリル基（前記カルボリニル基のカルボリン環を構成する炭素原子の一つが窒素原子で置き換わったものを示す）、キノキサリニル基、ピリダジニル基、トリアジニル基、キナゾリニル基、フタラジニル基等）、複素環基（例えば、ピロリジル基、イミダゾリジル基、モルホリル基、オキサゾリジル基等）、アルコキシ基（例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、ドデシルオキシ基等）、シクロアルコキシ基（例えば、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基等）、アリールオキシ基（例えば、フェノキシ基、ナフチルオキシ基等）、アルキルチオ基（例えば、メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基、ペンチルチオ基、ヘキシルチオ基、オクチルチオ基、ドデシルチオ基等）、シクロアルキルチオ基（例えば、シクロペンチルチオ基、シクロヘキシルチオ基等）、アリールチオ基（例えば、フェニルチオ基、ナフチルチオ基等）、アルコキシカルボニル基（例えば、メチルオキシカルボニル基、エチルオキシカルボニル基、ブチルオキシカルボニル基、オクチルオキシカルボニル基、ドデシルオキシカルボニル基等）、アリールオキシカルボニル基（例えば、フェニルオキシカルボニル基、ナフチルオキシカルボニル基等）、スルファモイル基（例えば、アミノスルホニル基、メチルアミノスルホニル基、ジメチルアミノスルホニル基、ブチルアミノスルホニル基、ヘキシルアミノスルホニル基、シクロヘキシルアミノスルホニル基、オクチルアミノスルホニル基、ドデシルアミノスルホニル基、フェニルアミノスルホニル基、ナフチルアミノスルホニル基、２−ピリジルアミノスルホニル基等）、アシル基（例えば、アセチル基、エチルカルボニル基、プロピルカルボニル基、ペンチルカルボニル基、シクロヘキシルカルボニル基、オクチルカルボニル基、２−エチルヘキシルカルボニル基、ドデシルカルボニル基、フェニルカルボニル基、ナフチルカルボニル基、ピリジルカルボニル基等）、アシルオキシ基（例えば、アセチルオキシ基、エチルカルボニルオキシ基、ブチルカルボニルオキシ基、オクチルカルボニルオキシ基、ドデシルカルボニルオキシ基、フェニルカルボニルオキシ基等）、アミド基（例えば、メチルカルボニルアミノ基、エチルカルボニルアミノ基、ジメチルカルボニルアミノ基、プロピルカルボニルアミノ基、ペンチルカルボニルアミノ基、シクロヘキシルカルボニルアミノ基、２−エチルヘキシルカルボニルアミノ基、オクチルカルボニルアミノ基、ドデシルカルボニルアミノ基、フェニルカルボニルアミノ基、ナフチルカルボニルアミノ基等）、カルバモイル基（例えば、アミノカルボニル基、メチルアミノカルボニル基、ジメチルアミノカルボニル基、プロピルアミノカルボニル基、ペンチルアミノカルボニル基、シクロヘキシルアミノカルボニル基、オクチルアミノカルボニル基、２−エチルヘキシルアミノカルボニル基、ドデシルアミノカルボニル基、フェニルアミノカルボニル基、ナフチルアミノカルボニル基、２−ピリジルアミノカルボニル基等）、ウレイド基（例えば、メチルウレイド基、エチルウレイド基、ペンチルウレイド基、シクロヘキシルウレイド基、オクチルウレイド基、ドデシルウレイド基、フェニルウレイド基ナフチルウレイド基、２−ピリジルアミノウレイド基等）、スルフィニル基（例えば、メチルスルフィニル基、エチルスルフィニル基、ブチルスルフィニル基、シクロヘキシルスルフィニル基、２−エチルヘキシルスルフィニル基、ドデシルスルフィニル基、フェニルスルフィニル基、ナフチルスルフィニル基、２−ピリジルスルフィニル基等）、アルキルスルホニル基（例えば、メチルスルホニル基、エチルスルホニル基、ブチルスルホニル基、シクロヘキシルスルホニル基、２−エチルヘキシルスルホニル基、ドデシルスルホニル基等）、アリールスルホニル基またはヘテロアリールスルホニル基（例えば、フェニルスルホニル基、ナフチルスルホニル基、２−ピリジルスルホニル基等）、アミノ基（例えば、アミノ基、エチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ブチルアミノ基、シクロペンチルアミノ基、２−エチルヘキシルアミノ基、ドデシルアミノ基、アニリノ基、ナフチルアミノ基、２−ピリジルアミノ基等）、ハロゲン原子（例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子等）、フッ化炭化水素基（例えば、フルオロメチル基、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、ペンタフルオロフェニル基等）、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、メルカプト基、シリル基（例えば、トリメチルシリル基、トリイソプロピルシリル基、トリフェニルシリル基、フェニルジエチルシリル基等）、ホスホノ基、フルオレニル基等が挙げられる。
【００９０】
尚、これらの置換基は上記の置換基によって更に置換されていてもよい。これらの置換基は複数が互いに結合して環を形成していてもよい。
【００９１】
一般式（１）において、Ｂ０からＢ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４で構成される環Ｂで表わされる５員の芳香族複素環基は、一般式（１）において、環Ａで表わされる５員の芳香族複素環基と同義である。
【００９２】
一般式（１）において、Ｒ２１は水素原子または置換基を表し、複数のＲ２１は互いに同一でもよく異なっていてもよい。但し、Ｒ２１のうち少なくとも一つはフルオレニル基を表す。また、Ｒ２１で表わされる置換基は、一般式（１）において、Ｒ１１で表される置換基と同義である。
【００９３】
一般式（１）において、Ｒ２１で表わされるフルオレニル基としては、下記一般式（５）または（６）で表わされる基が好ましい。
【００９４】
【化５】
【００９５】
式中、Ｒ３１、Ｒ３２、Ｒ３３は置換基を表すが、該置換基は、一般式（１）におけるＲ１１で表される置換基と同義である。ｒは０から７の整数を表す。＊は結合手を表す。
【００９６】
【化６】
【００９７】
式中、Ｒ３１、Ｒ３３は置換基を表すが、該置換基は、一般式（１）におけるＲ１１で表される置換基と同義である。ｒは０から８の整数を表す。＊は結合手を表す。
【００９８】
一般式（１）において、Ｊで表わされる連結基として好ましくは、アルキレン基（例えば、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、プロピレン基、エチルエチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基等）、シクロアルキレン基（例えば、シクロペンチレン基、シクロヘキシレン基等）、アルケニレン基（例えば、ビニレン基、プロペニレン基、ブテニレン基、ペンテニレン基、１−メチルビニレン基、１−メチルプロペニレン基、２−メチルプロペニレン基、１−メチルペンテニレン基、３−メチルペンテニレン基、１−エチルビニレン基、１−エチルプロペニレン基、１−エチルブテニレン基、３−エチルブテニレン基等）、アルキニレン基（例えば、エチニレン基、１−プロピニレン基、１−ブチニレン基、１−ペンチニレン基、１−ヘキシニレン基、２−ブチニレン基、２−ペンチニレン基、１−メチルエチニレン基、３−メチル−１−プロピニレン基、３−メチル−１−ブチニレン基等）、アリーレン基（例えば、ｏ−フェニレン基、ｍ−フェニレン基、ｐ−フェニレン基、ナフタレンジイル基、アントラセンジイル基、ナフタセンジイル基、ピレンジイル基、ナフチルナフタレンジイル基、ビフェニルジイル基（例えば、［１，１′−ビフェニル］−４，４′−ジイル基、３，３′−ビフェニルジイル基、３，６−ビフェニルジイル基等）、テルフェニルジイル基、クアテルフェニルジイル基、キンクフェニルジイル基、セキシフェニルジイル基、セプチフェニルジイル基、オクチフェニルジイル基、ノビフェニルジイル基、デシフェニルジイル基等）、ヘテロアリーレン基（例えば、カルバゾール環、カルボリン環、ジアザカルバゾール環（モノアザカルボリン環ともいい、カルボリン環を構成する炭素原子のひとつが窒素原子で置き換わった構成の環構成を示す）、トリアゾール環、ピロール環、ピリジン環、ピラジン環、キノキサリン環、チオフェン環、オキサジアゾール環、ジベンゾフラン環、ジベンゾチオフェン環、インドール環からなる群から導出される２価の基等）、アルキルオキシ基から導出される２価の基、アリールオキシ基から導出される２価の基、アルキルチオ基から導出される２価の基、アリールチオ基から導出される２価の基等が挙げられる。
【００９９】
これらの連結基は、一般式（１）で表わされる置換基によりさらに置換されていてもよく、お互いに連結して新たな連結基を形成してもよい。
【０１００】
一般式（１）において、ＬはＭと配位できる任意の配位子としては、置換または無置換のフェニルピリジン、フェニルピラゾール、フェニルイミダゾール、フェニルトリアゾール、フェニルテトラゾール、ピラザボール、ピコリン酸、カルベン等が挙げられる。
【０１０１】
また、当該業者が周知の配位子を用いることができるが、従来公知の金属錯体に用いられる配位子としては、種々の公知の配位子があるが、例えば、「Ｐｈｏｔｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｐｈｏｔｏｐｈｙｓｉｃｓ ｏｆ Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ Ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ」Ｓｐｒｉｎｇｅｒ−Ｖｅｒｌａｇ社 Ｈ．Ｙｅｒｓｉｎ著 １９８７年発行、「有機金属化学−基礎と応用−」 裳華房社 山本明夫著 １９８２年発行 等に記載の配位子（例えば、ハロゲン配位子（好ましくは塩素配位子）、含窒素ヘテロ環配位子（例えば、ビピリジル、フェナントロリンなど）、ジケトン配位子など）が挙げられる。
【０１０２】
一般式（１）において、Ｍで表される元素周期表における８族〜１０族の遷移金属元素の中でも、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。
【０１０３】
（一般式（２）で表される化合物）
本発明に係る、一般式（２）で表される化合物について説明する。
【０１０４】
一般式（２）において、Ｃ、Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４及びＡ５で構成される環Ａで表される６員の芳香族炭化水素基は、一般式（１）において、ＣからＡ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ５で構成される環Ａで表わされる６員の芳香族炭化水素基と同義である。
【０１０５】
一般式（２）において、Ｃ、Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４及びＡ５で構成される環Ａで表される５員の芳香族複素環基は、一般式（１）において、ＣからＡ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ５で構成される環Ａで表わされる５員の芳香族複素環基と同義である。
【０１０６】
一般式（２）において、Ｃ、Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４及びＡ５で構成される環Ａで表される６員の芳香族複素環基は、一般式（１）において、ＣからＡ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ５で構成される環Ａで表わされる６員の芳香族複素環基と同義である。
【０１０７】
一般式（２）において、Ｒ１１で表わされる置換基は、一般式（１）において、Ｒ１１で表わされる置換基と同義である。
【０１０８】
一般式（２）において、Ｂ１、Ｂ２と２つの窒素原子及び炭素原子から構成される環Ｂで表される５員の芳香族複素環基としては、イミダゾリル基、トリアゾリル基、テトラゾリル基等が挙げられる。
【０１０９】
これらの基は、無置換でもよく、一般式（１）において、Ｒ１１で表わされる置換基を有していてもよい。
【０１１０】
一般式（２）において、Ｒ２１で表わされる置換基は、一般式（１）において、Ｒ１１で表される置換基と同義であり、また、複数のＲ２１は互いに同一でもよく異なっていてもよいが、Ｒ２１のうち少なくとも一つはフルオレニル基を表す。
【０１１１】
更に、該フルオレニル基は、一般式（１）において、Ｒ２１で表わされるフルオレニル基の好ましい態様である、上記一般式（５）または（６）で表される基が好ましい。
【０１１２】
一般式（２）において、Ｊで表わされる連結基は、一般式（１）において、Ｊで表わされる連結基と同義である。
【０１１３】
一般式（２）において、Ｌで表される配位子は、一般式（１）において、Ｌで表される配位子と同義である。
【０１１４】
一般式（２）において、Ｍで表される元素周期表における８族〜１０族の遷移金属元素は、Ｍで表される元素周期表における８族〜１０族の遷移金属元素と同義である。
【０１１５】
（一般式（３）で表される化合物）
本発明に係る、一般式（３）で表される化合物について説明する。
【０１１６】
一般式（３）において、Ｃ、Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４及びＡ５で構成される環Ａで表される６員の芳香族炭化水素基は、一般式（１）において、ＣからＡ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ５で構成される環Ａで表わされる６員の芳香族炭化水素基と同義である。
【０１１７】
一般式（３）において、Ｃ、Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４及びＡ５で構成される環Ａで表される５員の芳香族複素環基は、一般式（１）において、ＣからＡ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ５で構成される環Ａで表わされる５員の芳香族複素環基と同義である。
【０１１８】
一般式（３）において、Ｃ、Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４及びＡ５で構成される環Ａで表される６員の芳香族複素環基は、一般式（１）において、ＣからＡ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ５で構成される環Ａで表わされる６員の芳香族複素環基と同義である。
【０１１９】
一般式（３）において、Ｒ１１で表わされる置換基は、一般式（１）において、Ｒ１１で表わされる置換基と同義である。
【０１２０】
一般式（３）において、Ｂ１、Ｂ２と２つの窒素原子及び炭素原子から構成される環Ｂで表される５員の芳香族複素環基としては、イミダゾリル基、トリアゾリル基、テトラゾリル基等が挙げられる。
【０１２１】
これらの基は、無置換でもよく、一般式（１）において、Ｒ１１で表わされる置換基を有していてもよい。
【０１２２】
一般式（３）において、Ｒ２１で表わされる置換基は、一般式（１）において、Ｒ１１で表される置換基と同義であり、また、複数のＲ２１は互いに同一でもよく異なっていてもよいが、Ｒ２１のうち少なくとも一つはフルオレニル基を表す。
【０１２３】
更に、該フルオレニル基は、一般式（１）において、Ｒ２１で表わされるフルオレニル基の好ましい態様である、上記一般式（５）または（６）で表される基が好ましい。
【０１２４】
一般式（３）において、Ｊで表わされる連結基は、一般式（１）において、Ｊで表わされる連結基と同義である。
【０１２５】
一般式（３）において、Ｌで表される配位子は、一般式（１）において、Ｌで表される配位子と同義である。
【０１２６】
一般式（３）において、Ｍで表される元素周期表における８族〜１０族の遷移金属元素は、Ｍで表される元素周期表における８族〜１０族の遷移金属元素と同義である。
【０１２７】
（一般式（４）で表される化合物）
本発明に係る、一般式（４）で表される化合物について説明する。
【０１２８】
一般式（４）において、Ｒ１１で表わされる置換基は、一般式（１）において、Ｒ１１で表わされる置換基と同義である。
【０１２９】
一般式（４）において、Ｒ２１で表わされる置換基は、一般式（１）において、Ｒ１１で表される置換基と同義であり、また、複数のＲ２１は互いに同一でもよく異なっていてもよいが、Ｒ２１のうち少なくとも一つはフルオレニル基を表す。
【０１３０】
更に、該フルオレニル基は、一般式（１）において、Ｒ２１で表わされるフルオレニル基の好ましい態様である、上記一般式（５）または（６）で表される基が好ましい。
【０１３１】
一般式（４）において、Ｊで表わされる連結基は、一般式（１）において、Ｊで表わされる連結基と同義である。
【０１３２】
一般式（４）において、Ｌで表される配位子は、一般式（１）において、Ｌで表される配位子と同義である。
【０１３３】
一般式（４）において、Ｍで表される元素周期表における８族〜１０族の遷移金属元素は、Ｍで表される元素周期表における８族〜１０族の遷移金属元素と同義である。
【０１３４】
以下、本発明に係る前記一般式（１）、（２）、（３）または（４）のいずれかひとつで表される化合物（金属錯体、金属錯体化合物ともいう）の具体例を示すが、本発明はこれらに限定されない。
【０１３５】
【化７】
【０１３６】
【化８】
【０１３７】
【化９】
【０１３８】
【化１０】
【０１３９】
【化１１】
【０１４０】
【化１２】
【０１４１】
【化１３】
【０１４２】
【化１４】
【０１４３】
【化１５】
【０１４４】
【化１６】
【０１４５】
【化１７】
【０１４６】
【化１８】
【０１４７】
【化１９】
【０１４８】
【化２０】
【０１４９】
【化２１】
【０１５０】
本発明に係る前記一般式（１）、（２）、（３）または（４）のいずれかひとつで表される化合物（金属錯体、金属錯体化合物ともいう）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。
【０１５１】
《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。
【０１５２】
（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。
【０１５３】
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。
【０１５４】
《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。
【０１５５】
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。
【０１５６】
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。
【０１５７】
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。
【０１５８】
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。
【０１５９】
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。
【０１６０】
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。
【０１６１】
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。
【０１６２】
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。
【０１６３】
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。
【０１６４】
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。
【０１６５】
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。
【０１６６】
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。
【０１６７】
以下、本発明の白色有機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。
【０１６８】
【化２２】
【０１６９】
【化２３】
【０１７０】
【化２４】
【０１７１】
【化２５】
【０１７２】
【化２６】
【０１７３】
【化２７】
【０１７４】
【化２８】
【０１７５】
【化２９】
【０１７６】
【化３０】
【０１７７】
【化３１】
【０１７８】
尚、本発明の有機ＥＬ素子の電子輸送層形成により好ましく用いられるのは下記の化合物（Ｒ−１）から導出される部分構造を有する化合物である。
【０１７９】
【化３２】
【０１８０】
式中、Ｒｒはアルキル基、シクロアルキル基、芳香族炭化水素基、芳香族複素環基を表し、詳細な説明は、一般式（１）において、Ｒ１１で表される置換基として挙げられているアルキル基、シクロアルキル基、芳香族炭化水素基、宝庫有象複素環基の具体例と同様なものが挙げられる。
【０１８１】
Ｇ１からＧ８は炭素原子もしくは窒素原子を表し、Ｇ１からＧ８のうち少なくとも一つは窒素原子である。Ｒｓは置換基を表し、該置換基は、一般式（１）において、Ｒ１１で表される置換基と同義である。
【０１８２】
Ｒｓとしては、アルキル基、シクロアルキル基、芳香族炭化水素基、芳香族複素環基が好ましく、更に好ましくは芳香族炭化水素基、芳香族複素環基である。
【０１８３】
ｚは１から７の整数を表す。
【０１８４】
《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。
【０１８５】
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。
【０１８６】
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、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できる。本発明の化合物を発光層に用いる場合、ウェットプロセスで作製することが好ましい。
【０１８７】
本発明の有機ＥＬ素子の発光層には、発光ドーパント（リン光発光性ドーパント（リン光ドーパント、リン光発光性ドーパント基ともいう）や蛍光ドーパント等）化合物と、発光ホスト化合物とを含有することが好ましい。
【０１８８】
（発光性ドーパント化合物）
発光性ドーパント化合物（発光ドーパントともいう）について説明する。
【０１８９】
発光性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。
【０１９０】
（リン光ドーパント（リン光発光ドーパントともいう））
本発明に係るリン光ドーパントについて説明する。
【０１９１】
本発明に係るリン光ドーパント化合物は、励起三重項からの発光が観測される化合物であり、具体的には室温（２５℃）にて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。
【０１９２】
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。
【０１９３】
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ホスト化合物上でキャリアの再結合が起こって発光性ホスト化合物の励起状態が生成し、このエネルギーを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。
【０１９４】
本発明の有機ＥＬ素子に係る発光ドーパントとして特に好ましいものは、上記一般式（１）で表される金属錯体であり、具体例としては、化合物ｄ−１〜ｄ−２５を挙げることができる。
【０１９５】
また、本発明に係る発光層には、以下の特許公報に記載されている化合物等を併用してもよい。
【０１９６】
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。
【０１９７】
（蛍光ドーパント（蛍光性化合物ともいう））
蛍光ドーパントとしては、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。
【０１９８】
また本発明に係る発光ドーパントは、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。
【０１９９】
ここで、発光ドーパントとして、本発明に係る一般式（１）で表される金属錯体と併用して用いてもよい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。
【０２００】
【化３３】
【０２０１】
【化３４】
【０２０２】
【化３５】
【０２０３】
【化３６】
【０２０４】
【化３７】
【０２０５】
【化３８】
【０２０６】
【化３９】
【０２０７】
（発光ホスト化合物（発光ホスト等ともいう））
本発明においてホスト化合物は、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。
【０２０８】
本発明に用いることができる発光ホストとしては、特に制限はなく、従来有機ＥＬ素子で用いられる化合物を用いることができる。代表的にはカルバゾール誘導体、トリアリールアミン誘導体、芳香族誘導体、含窒素複素環化合物、チオフェン誘導体、フラン誘導体、オリゴアリーレン化合物等の基本骨格を有するもの、または、カルボリン誘導体やジアザカルバゾール誘導体（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。
【０２０９】
本発明に用いることができる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、なおかつ高Ｔｇ（ガラス転移温度）である化合物が好ましい。
【０２１０】
また、本発明においては、発光ホストとして（本発明の化合物及び／または公知の発光ホスト）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。
【０２１１】
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。
【０２１２】
また、前記リン光ドーパントとして用いられる公知の化合物を複数種用いることで、異なる発光を混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。
【０２１３】
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（重合性発光ホスト）でもよく、このような化合物を一種または複数種用いても良い。
【０２１４】
公知の発光ホストの具体例としては、以下の文献に記載の化合物が挙げられる。
【０２１５】
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。
【０２１６】
以下、本発明の有機ＥＬ素子の発光層の発光ホストとして用いられる従来公知の化合物の具体例を挙げるが、本発明はこれらに限定されない。
【０２１７】
【化４０】
【０２１８】
【化４１】
【０２１９】
【化４２】
【０２２０】
【化４３】
【０２２１】
【化４４】
【０２２２】
【化４５】
【０２２３】
【化４６】
【０２２４】
【化４７】
【０２２５】
【化４８】
【０２２６】
【化４９】
【０２２７】
【化５０】
【０２２８】
本発明の有機ＥＬ素子の発光層の発光ホストとして特に好ましいものは、下記一般式（２）で表される化合物である。
【０２２９】
【化５１】
【０２３０】
〔式中、ＸはＯまたはＳを表し、Ｙ１〜Ｙ３は水素原子、置換基または下記一般式（Ａ）で表される基を表し、Ｙ１〜Ｙ３のうち少なくとも１つは下記一般式（Ａ）で表され、一般式（Ａ）で表される基のうち少なくとも１つはＡｒがカルバゾリル基である。〕
【０２３１】
【化５２】
【０２３２】
〔式中、Ｌは芳香族炭化水素環または芳香族複素環から導出される２価の連結基を表す。ｎは０または１〜３の整数を表し、ｎが２以上の場合複数のＬは同じでも異なっていてもよい。＊は一般式（１）との連結部位を表す。Ａｒは下記一般式（Ａ′）で表される基を表す。〕
【０２３３】
【化５３】
【０２３４】
〔式中、Ｘ０はＮ（Ｒ）、ＯまたはＳを表し、Ｅ１〜Ｅ８はＣ（Ｒ１）またはＮを表し、Ｒ及びＲ１は水素原子、置換基またはＬとの連結部位を表す。＊はＬとの連結部位を表す。〕
上記一般式（２）で表される化合物においては、好ましくは、Ｙ１〜Ｙ３のうち少なくとも２つは前記一般式（Ａ）で表され、より好ましくはＹ１が前記一般式（Ａ）で表されかつ前記一般式（Ａ）のＡｒが置換基を有していてもよいカルバゾリル基を表し、更に好ましくはＹ１が前記一般式（Ａ）で表されかつ前記一般式（Ａ）のＡｒが置換基を有していてもよいＮ位でＬと連結したカルバゾリル基を表す。
【０２３５】
また、Ｙ２が一般式（Ａ）で表されることが好ましく、更にＹ３が水素原子であることが好ましい。
【０２３６】
以下に、本発明の有機ＥＬ素子の発光層のホスト化合物（発光ホストともいう）として好ましく用いられる一般式（２）で表される化合物の具体例を挙げるが、本発明はこれらに限定されない。
【０２３７】
【化５４】
【０２３８】
【化５５】
【０２３９】
【化５６】
【０２４０】
【化５７】
【０２４１】
【化５８】
【０２４２】
【化５９】
【０２４３】
【化６０】
【０２４４】
【化６１】
【０２４５】
【化６２】
【０２４６】
【化６３】
【０２４７】
【化６４】
【０２４８】
【化６５】
【０２４９】
【化６６】
【０２５０】
《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。
【０２５１】
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。
【０２５２】
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。
【０２５３】
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。
【０２５４】
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。
【０２５５】
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。
【０２５６】
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。
【０２５７】
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。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。
【０２５８】
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。
【０２５９】
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。
【０２６０】
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。
【０２６１】
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。
【０２６２】
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化合物の具体例を挙げるが、本発明はこれらに限定されない。
【０２６３】
【化６７】
【０２６４】
【化６８】
【０２６５】
【化６９】
【０２６６】
【化７０】
【０２６７】
《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。
【０２６８】
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。
【０２６９】
また、前述の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。
【０２７０】
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。
【０２７１】
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、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。
【０２７２】
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。
【０２７３】
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。
【０２７４】
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。
【０２７５】
（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。
【０２７６】
（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。
【０２７７】
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。
【０２７８】
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。本発明に係る正孔阻止層、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。
【０２７９】
《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、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頁〜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、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。
【０２８３】
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。
【０２８４】
《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。
【０２８５】
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。
【０２８６】
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。
【０２８７】
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。
【０２８８】
《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。
【０２８９】
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。
【０２９０】
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。
【０２９１】
陰極はこれらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により薄膜を形成させることにより、作製することができる。また、陰極としてのシート抵抗は数百Ω／□以下が好ましく、膜厚は通常１０ｎｍ〜５μｍ、好ましくは５０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲で選ばれる。
【０２９２】
尚、発光した光を透過させるため、有機ＥＬ素子の陽極または陰極のいずれか一方が透明または半透明であれば発光輝度が向上し好都合である。
【０２９３】
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。
【０２９４】
《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。
【０２９５】
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。
【０２９６】
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。
【０２９７】
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・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。
【０２９８】
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。
【０２９９】
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。
【０３００】
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。
【０３０１】
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。
【０３０２】
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。
【０３０３】
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。
【０３０４】
《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）／陰極からなる素子の製造方法について説明する。
【０３０５】
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形成させ、陽極を作製する。
【０３０６】
次に、この上に素子材料である正孔注入層、正孔輸送層、発光層、正孔阻止層、電子輸送層、陰極バッファー層等の有機化合物を含有する薄膜を形成させる。
【０３０７】
本発明のリン光発光性の有機ＥＬ素子においては、少なくとも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。
【０３０８】
湿式法としては、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。
【０３０９】
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。
【０３１０】
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。
【０３１１】
これらの層の形成後、その上に陰極用物質からなる薄膜を１μｍ以下、好ましくは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。
【０３１２】
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。
【０３１３】
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。
【０３１４】
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。
【０３１５】
《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。
【０３１６】
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。
【０３１７】
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。
【０３１８】
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。
【０３１９】
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。
【０３２０】
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。
【０３２１】
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。
【０３２２】
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。
【０３２３】
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。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。
【０３２４】
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。
【０３２５】
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。
【０３２６】
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。
【０３２７】
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。
【０３２８】
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。
【０３２９】
《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。
【０３３０】
《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。
【０３３１】
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。
【０３３２】
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。
【０３３３】
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。
【０３３４】
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。
【０３３５】
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。
【０３３６】
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。
【０３３７】
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。
【０３３８】
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。
【０３３９】
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。
【０３４０】
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。
【０３４１】
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。
【０３４２】
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。
【０３４３】
《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。
【０３４４】
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。
【０３４５】
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。
【０３４６】
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。
【０３４７】
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。
【０３４８】
《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。
【０３４９】
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。
【０３５０】
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。
【０３５１】
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。
【０３５２】
《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。
【０３５３】
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。
【０３５４】
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。
【０３５５】
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。
【０３５６】
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。
【０３５７】
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。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。
【０３５８】
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。
【０３５９】
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。
【０３６０】
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。
【０３６１】
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。
【０３６２】
図１は有機ＥＬ素子から構成される表示装置の一例を示した模式図である。有機ＥＬ素子の発光により画像情報の表示を行う、例えば、携帯電話等のディスプレイの模式図である。
【０３６３】
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。
【０３６４】
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。
【０３６５】
図２は表示部Ａの模式図である。
【０３６６】
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。
【０３６７】
図においては、画素３の発光した光が白矢印方向（下方向）へ取り出される場合を示している。
【０３６８】
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）。
【０３６９】
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。
【０３７０】
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。
【０３７１】
《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上記有機ＥＬ素子を有する。
【０３７２】
本発明の有機ＥＬ素子に共振器構造を持たせた有機ＥＬ素子として用いてもよく、このような共振器構造を有した有機ＥＬ素子の使用目的としては、光記憶媒体の光源、電子写真複写機の光源、光通信処理機の光源、光センサーの光源等が挙げられるが、これらに限定されない。また、レーザー発振をさせることにより上記用途に使用してもよい。
【０３７３】
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。
【０３７４】
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。
【０３７５】
また、本発明の有機ＥＬ材料は照明装置として、実質白色の発光を生じる有機ＥＬ素子に適用できる。複数の発光材料により複数の発光色を同時に発光させて混色により白色発光を得る。複数の発光色の組み合わせとしては、青色、緑色、青色の３原色の３つの発光極大波長を含有させたものでもよいし、青色と黄色、青緑と橙色等の補色の関係を利用した２つの発光極大波長を含有したものでもよい。
【０３７６】
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。
【０３７７】
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。
【０３７８】
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。
【０３７９】
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。
【０３８０】
《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。
【０３８１】
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、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。
【０３８２】
図３は、照明装置の概略図を示し、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。）。
【０３８３】
図４は、照明装置の断面図を示し、図６において、１０５は陰極、１０６は有機ＥＬ層、１０７は透明電極付きガラス基板を示す。なお、ガラスカバー１０２内には窒素ガス１０８が充填され、捕水剤１０９が設けられている。
【実施例】
【０３８４】
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、実施例に用いる化合物の構造を以下に示す。
【０３８５】
【化７１】
【０３８６】
【化７２】
【０３８７】
【化７３】
【０３８８】
実施例１
《合成例１：例示化合物５−３の合成》
下記の工程（１−Ａ）、工程（１−Ｂ）、工程（１−Ｃ）、工程（２）工程（３）及び工程（４）を経て、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子材料の一例である例示化合物５−３を合成した。
【０３８９】
工程（１−Ａ）：１−（９−ｐｈｅｎｙｌ−９Ｈ−ｆｌｕｏｒｅｎ−９−ｙｌ）−１Ｈ−ｉｍｉｄａｚｏｌｅの合成
【０３９０】
【化７４】
【０３９１】
９−ブロモ−９−フェニルフルオレン２０ｇ（０．０６２２６モル）とイミダゾール１２．７ｇ（０．１８６８モル）をジオキサン１００ｍｌ中、３時間還流させた。
【０３９２】
反応液を冷却後、炭酸水素ナトリウム水溶液を加え、有機層をクロロホルムで抽出し、数回水洗後、抽出液を濃縮し、反応粗製物を得た。
【０３９３】
この粗製物をフラッシュクロマトグラフィー（クロロホルム／メタノール）で精製し、所望の１−（９−ｐｈｅｎｙｌ−９Ｈ−ｆｌｕｏｒｅｎ−９−ｙｌ）−１Ｈ−ｉｍｉｄａｚｏｌｅを６．１４ｇ得た。収率３１％
工程（１−Ｂ）：２−ｂｒｏｍｏ−１−（９−ｐｈｅｎｙｌ−９Ｈ−ｆｌｕｏｒｅｎ−９−ｙｌ）−１Ｈ−ｉｍｉｄａｚｏｌｅの合成
【０３９４】
【化７５】
【０３９５】
１−（９−ｐｈｅｎｙｌ−９Ｈ−ｆｌｕｏｒｅｎ−９−ｙｌ）−１Ｈ−ｉｍｉｄａｚｏｌｅ ６ｇ（０．０１９４６モル）を脱水テトラヒドロフランに溶解し、反応液を−７８℃まで冷却後、ｎ−ブチルリチウム１２ｍｌ（１．６Ｍ）を３０分かけて滴下し、滴下後さらに１時間、−７８℃で攪拌した。
【０３９６】
その反応溶液に臭素３．７３ｇ（０．０２３３５モル）を滴下した後、反応溶液を室温まで２時間かけて上昇させた。
【０３９７】
反応液をチオ硫酸ナトリウムおよび食塩水を加え、余分な臭素を除去した後、反応液を酢酸エチルで希釈し、有機層と水槽を分離した。有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥後、濃縮し、２−ｂｒｏｍｏ−１−（９−ｐｈｅｎｙｌ−９Ｈ−ｆｌｕｏｒｅｎ−９−ｙｌ）−１Ｈ−ｉｍｉｄａｚｏｌｅを６．１７ｇ得た。
【０３９８】
この化合物は特に分離精製の必要なく、次の工程（１−Ｃ）にそのまま用いた。
【０３９９】
工程（１−Ｃ）：２−ｐｈｅｎｙｌ−１−（９−ｐｈｅｎｙｌ−９Ｈ−ｆｌｕｏｒｅｎ−９−ｙｌ）−１Ｈ−ｉｍｉｄａｚｏｌｅ（配位子）の合成
【０４００】
【化７６】
【０４０１】
２−ｂｒｏｍｏ−１−（９−ｐｈｅｎｙｌ−９Ｈ−ｆｌｕｏｒｅｎ−９−ｙｌ）−１Ｈ−ｉｍｉｄａｚｏｌｅ ６ｇ（０．０１５４９モル）とフェニルボロン酸３．７８ｇ（０．０３０９９モル）をテトラキス（トリフェニルフォスフィン）パラジウム１．８ｇ共存下、エチレングリコールジメチルエーテルおよび水の混合溶媒中、炭酸カリウムを塩基として用い、５時間還流した。
【０４０２】
反応液を酢酸エチルで希釈し、有機層と水槽を分離した。
【０４０３】
有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥後、濃縮し、２−ｐｈｅｎｙｌ−１−（９−ｐｈｅｎｙｌ−９Ｈ−ｆｌｕｏｒｅｎ−９−ｙｌ）−１Ｈ−ｉｍｉｄａｚｏｌｅの粗製物を５．７ｇ得た。
【０４０４】
この粗製物をフラッシュクロマトグラフィー（酢酸エチル／トルエン）で精製し、所望の２−ｐｈｅｎｙｌ−１−（９−ｐｈｅｎｙｌ−９Ｈ−ｆｌｕｏｒｅｎ−９−ｙｌ）−１Ｈ−ｉｍｉｄａｚｏｌｅを４．６ｇ得た。収率７８％
工程（２）：ジクロロダイマー（Ａ）の合成
【０４０５】
【化７７】
【０４０６】
２−ｐｈｅｎｙｌ−１−（９−ｐｈｅｎｙｌ−９Ｈ−ｆｌｕｏｒｅｎ−９−ｙｌ）−１Ｈ−ｉｍｉｄａｚｏｌｅ ３ｇ（０．００７８０３モル）、塩化イリジウム（III）３水和物１．１０ｇ（０．００３１２１モル）、２−エトキキシエタノール３０ｍｌおよび純水１０ｍｌを反応容器に加え、窒素バブリングを行いながら３６時間加熱還流した。
【０４０７】
反応溶液を冷却後、得られた結晶を濾別、メタノールで洗浄したのち乾燥し、目的のジクロロダイマー（Ａ）を２．６７ｇ（収率８６％）得た。
【０４０８】
工程（３）：アセチルアセトナト錯体（Ｂ）の合成
【０４０９】
【化７８】
【０４１０】
ジクロロダイマー（Ａ）２．６７ｇ（０．００２０１３モル）、アセチルアセトン ０．５４ｇ（０．００５３６９モル）、炭酸ナトリウム２．６７ｇ及び２−エトキキシエタノール４５ｍｌを反応容器に加え、窒素バブリングを行いながら２時間加熱還流した。
【０４１１】
反応溶液を冷却後、反応液をメタノールで希釈したのち得られた結晶を濾別した。
【０４１２】
結晶をよく水で洗い、炭酸ナトリウムの残査を除いた後、メタノールで洗浄、乾燥し目的のアセチルアセトナト錯体（２）を２．１３ｇ（収率７５％）得た。
【０４１３】
工程（４）：例示化合物５−３の合成
【０４１４】
【化７９】
【０４１５】
アセチルアセトナト錯体（２）１．０ｇ（０．０００９４５０モル）、２−ｐｈｅｎｙｌ−１−（９−ｐｈｅｎｙｌ−９Ｈ−ｆｌｕｏｒｅｎ−９−ｙｌ）−１Ｈ−ｉｍｉｄａｚｏｌｅ １．０９ｇ（０．００２８３５モル）およびグリセリン４５ｍｌを反応容器に加え、窒素バブリングを行いながら加熱し、内温１５０℃で３時間反応させた。
【０４１６】
反応終了後反応液を冷却し、反応液をメタノールで希釈したのち得られた結晶を濾別した。結晶をよくメタノールで洗浄、乾燥したのち、フラッシュカラムクロマトグラフィー（酢酸エチル／トルエン）により精製し、目的の例示化合物５−３を０．５３ｇ（４２％）得た。
【０４１７】
上記化合物の構造は、１Ｈ−ＮＭＲ、１３Ｃ−ＮＭＲ、ＭＡＳＳ（質量）スペクトルの測定により決定した。
【０４１８】
尚、その他の、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子材料である例示化合物についても同様の方法にて合成、構造を確認した。
【０４１９】
実施例２
《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。
【０４２０】
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ＨＯＳＴ−１４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比較化合物１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。
【０４２１】
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。
【０４２２】
更に、ＨＯＳＴ−１４と比較化合物１の入った前記加熱ボートに通電して加熱し、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。
【０４２３】
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。
【０４２４】
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。
【０４２５】
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。
【０４２６】
《有機ＥＬ素子１−２〜１−９の作製》
有機ＥＬ素子１−１の作製において、表１に記載のように発光ドーパント材料を変更した以外は同様にして、有機ＥＬ素子１−２〜１−９を作製した。
【０４２７】
《有機ＥＬ素子１−１〜１−９の評価》
作製後の各有機ＥＬ素子１−１〜１−９の評価は、各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。
【０４２８】
図３は、照明装置の概略図を示し、有機ＥＬ素子１０１は、ガラスカバー１０２で覆われている（尚、ガラスカバーでの封止作業は、有機ＥＬ素子１０１を大気に接触させることなく窒素雰囲気下のグローブボックス（純度９９．９９９％以上の高純度窒素ガスの雰囲気下）で行った）。
【０４２９】
図４は、照明装置の断面図を示し、図２において、１０５は陰極、１０６は有機ＥＬ層、１０７は透明電極付きガラス基板を示す。尚、ガラスカバー１０２内には窒素ガス１０８が充填され、捕水剤１０９が設けられている。
【０４３０】
有機ＥＬ素子１−１〜１−９を用いて得られた各照明装置について、下記に示すようにして、発光寿命及びダークスポットの評価を行った。
【０４３１】
《発光寿命》
有機ＥＬ素子１−１〜１−９を用いて得られた各照明装置を室温下、２．５ｍＡ／ｃｍ２の定電流条件下による連続発光を行い、初期輝度の半分の輝度になるのに要する時間（τ１／２）を測定した。
【０４３２】
尚、発光寿命は有機ＥＬ素子１−１を１００と設定する相対値で表した。
【０４３３】
《初期駆動電圧》
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た時の初期駆動電圧を測定した。初期駆動電圧は比較の有機ＥＬ素子１−１を１００とした時の相対値で表示した。値が小さいほど初期駆動電圧が低いことを示す。
【０４３４】
《ダークスポット》
有機ＥＬ素子１−１〜１−９を用いて得られた各照明装置を室温下、２．５ｍＡ／ｃｍ２の定電流条件下による連続点灯１０時間後の発光面を、無作為に抽出した１０人による目視により下記のようにランク評価を行った。
【０４３５】
×：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
得られた評価結果を表１に示す。
【０４３６】
【表１】
【０４３７】
表１から、比較の素子に比べて、本発明の有機ＥＬ素子は、寿命が長いことが明らかである。さらに、これらの素子は、初期駆動電圧も低く、ダークスポットの生成も抑えられていることがわかる。
【０４３８】
これは、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子材料である化合物を用いることで発光層内の電子注入、輸送性が上がったことにより、キャリアバランスが向上したためと考えられる。
【０４３９】
実施例３
《有機ＥＬ素子２−１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。
【０４４０】
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。
【０４４１】
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１と４０ｍｇの正孔輸送材料２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。
【０４４２】
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。
【０４４３】
この第２正孔輸送層上に、１００ｍｇのＨｏｓｔ−９と１０ｍｇの比較化合物１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。
【０４４４】
次に、この発光層上に、５０ｍｇのＥＴ−４０を１０ｍｌのヘキサフルオロイソプロパノール（ＨＦＩＰ）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。
【０４４５】
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。
【０４４６】
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。
【０４４７】
《有機ＥＬ素子２−２〜２−８の作製》
実施例２の有機ＥＬ素子１−１の作製において、Ｈｏｓｔ−９、比較化合物１及びＥＴ−４０を表２に記載の化合物に変えた以外は同様にして、有機ＥＬ素子２−２〜２−８を各々作製した。
【０４４８】
尚、有機ＥＬ素子２−８に関しては、１００ｍｇの例示化合物６−２を１０ｍｌのトルエンに溶解した溶液を用いて発光層を形成した。
【０４４９】
《有機ＥＬ素子２−１〜２−８の評価》
得られた有機ＥＬ素子２−１〜２−８を評価するに際しては、実施例１の有機ＥＬ素子１−１〜１−７と同様に、図３、図４に示すような照明装置を形成して評価した。
【０４５０】
次いで、下記の評価を行った。
【０４５１】
《発光寿命》
発光寿命については、実施例１と同様の方法で評価した。尚、有機ＥＬ素子２−１の発光寿命を１００と設定する相対値で表した。
【０４５２】
《電力効率》
分光放射輝度計ＣＳ−１０００（コニカミノルタセンシング社製）を用いて、各有機ＥＬ素子の中央部の正面輝度及び輝度角度依存性を測定し、正面輝度１０００ｃｄ／ｍ２における電力効率を求めた。尚、電力効率は有機ＥＬ素子２−１の電力効率を１００と設定する相対値で表した。
【０４５３】
以上の評価結果を表２に示す。
【０４５４】
【表２】
【０４５５】
表２から、比較の素子に比べて、本発明の有機ＥＬ素子は、発光寿命が長いことが明らかである。更に、これらの素子は、比較の素子に比べ、電力効率が高いことも明らかである。
【０４５６】
実施例４
《有機ＥＬ素子３−１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。
【０４５７】
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ＨＯＳＴ−２５を２００ｍｇ入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにＥＴ−１１を２００ｍｇ入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにＤ−２６を１００ｍｇ入れ、更に別のモリブデン製抵抗加熱ボートにＤ−６を１００ｍｇ入れ、真空蒸着装置に取付けた。
【０４５８】
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。
【０４５９】
更に、ＨＯＳＴ−２５とＤ−２６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の第１発光層を設けた。なお、蒸着時の基板温度は室温であった。
【０４６０】
更に、ＨＯＳＴ−２５とＤ−６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／秒で第１発光層上に共蒸着して、膜厚１０ｎｍの第２発光層を設けた。なお、蒸着時の基板温度は室温であった。
【０４６１】
更に、ＥＴ−１１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３０ｎｍの正孔阻止層兼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。
【０４６２】
引き続きフッ化リチウム２．０ｎｍ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３−１を作製した。
【０４６３】
《有機ＥＬ素子３−２〜３−４の作製》
有機ＥＬ素子３−１の作製において、ドーパントＤ−６を表３に記載の化合物に変えた以外は同様にして、有機ＥＬ素子３−２〜３−４を作製した。
【０４６４】
《有機ＥＬ素子３−１〜３−４の評価》
得られた有機ＥＬ素子３−１〜３−４を評価するに際しては、実施例１の有機ＥＬ素子と同様に封止し、図３、図４に示すような照明装置を形成して評価した。
【０４６５】
次いで、下記の評価を行った。
【０４６６】
《外部取り出し量子効率》
実施例３と同様の方法で外部取り出し量子効率（ηｅｘｔ）を算出した。外部取り出し量子効率は有機ＥＬ素子３−１を１００とする相対値で表した。
【０４６７】
《初期駆動電圧》
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た時の初期駆動電圧を測定した。初期駆動電圧は比較の有機ＥＬ素子１−１を１００とした時の相対値で表示した。
【０４６８】
《白色官能評価》
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た時に得られる発光を目視で評価し、白色発光が得られている場合には白色、赤色発光が強い場合には赤色と示した。
【０４６９】
得られた評価結果を表３に示す。
【０４７０】
【表３】
【０４７１】
表３から、比較の有機エレクトロルミネッセンス素子材料である、Ｄ−６、Ｄ−１０を各々用いて第２発光層を形成した比較の有機ＥＬ素子３−１、３−２は、ドーパントとして用いたＤ−６、Ｄ−１０の電子トラップ性が強く主に赤色発光しているのに対し、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子材料である、５−１３、５−１８を各々用いて第２発光層を形成した本発明の有機ＥＬ素子３−３、３−４は、第２発光層が良好な電子注入性と輸送性を示すことにより、外部取り出し量子効率が高く、駆動電圧が低く、且つ、白色発光する有機ＥＬ素子が得られていることが明らかである。
【０４７２】
実施例５
《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１−１において、比較化合物１を例示化合物１−１７に変更した以外は同様にして、青色発光素子を作製し、これを青色発光素子とした。
【０４７３】
（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、比較化合物１を例示化合物５−１７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。
【０４７４】
（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、比較化合物１を例示化合物５−１３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。
【０４７５】
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。
【０４７６】
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）。
【０４７７】
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。
【０４７８】
このフルカラー表示装置は駆動することにより、輝度が高く、高耐久性を有し、且つ鮮明なフルカラー動画表示が得られることが分かった。
【０４７９】
実施例６
《白色発光素子及び白色照明装置の作製》
実施例１の透明電極基板の電極を２０ｍｍ×２０ｍｍにパターニングし、その上に実施例１と同様に正孔注入／輸送層としてα−ＮＰＤを２５ｎｍの厚さで成膜し、更に、ＨＯＳＴ−２５の入った前記加熱ボートと例示化合物１−１７の入ったボート及びＤ−６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ＨＯＳＴ−２５と発光ドーパントとして例示化合物１−１７、及びＤ−６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。
【０４８０】
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。
【０４８１】
次に、実施例２と同様に電子注入層の上にステンレス鋼製の透明電極とほぼ同じ形状の正方形穴あきマスクを設置し、陰極バッファー層としてフッ化リチウム０．５ｎｍ及び陰極としてアルミニウム１５０ｎｍを蒸着、成膜した。
【０４８２】
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。
【０４８３】
実施例７
《白色の有機ＥＬ素子の作製》
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。
【０４８４】
この透明支持基板上に、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）−ポリスチレンスルホネート（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ、Ｂａｙｅｒ社製、Ｂａｙｔｒｏｎ Ｐ Ａｌ ４０８３）を純水で７０％に希釈した溶液を３０００ｒｐｍ、３０秒でスピンコート法により成膜した後、２００℃にて１時間乾燥し、膜厚３０ｎｍの第一正孔輸送層を設けた。
【０４８５】
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。
【０４８６】
次に、ＨＯＳＴ−１６（１００ｍｇ）、例示化合物５−１６（０．５ｍｇ）、比較化合物１（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時間真空乾燥し発光層とした。
【０４８７】
更に、ＥＴ−１０（２５ｍｇ）をヘキサフルオロイソプロパノール（ＨＦＩＰ） 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時間真空乾燥し第１電子輸送層とした。
【０４８８】
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、真空蒸着装置に取り付けた。真空槽を４×１０−４Ｐａまで減圧した後、ＥＴ−７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／秒で前記電子輸送層の上に蒸着して、更に膜厚２０ｎｍの第２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。
【０４８９】
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。
【０４９０】
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。
【符号の説明】
【０４９１】
１ ディスプレイ
３ 画素
５ 走査線
６ データ線
Ａ 表示部
Ｂ 制御部
１０１ 有機ＥＬ素子
１０２ ガラスカバー
１０５ 陰極
１０６ 有機ＥＬ層
１０７ 透明電極付きガラス基板
１０８ 窒素ガス
１０９ 捕水剤
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子材料、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（例えば、特開昭６３−２６４６９２号公報）、８−ヒドロキシキノリンアルミニウム錯体をホスト化合物として、これにキナクリドン系色素をドープした有機発光層を有する素子等が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００８】
以上のように、励起一重項からの発光を用いる場合、一重項励起子と三重項励起子の生成比が１：３であるため発光性励起種の生成確率が２５％であり、光の取り出し効率が約２０％であるため、外部取り出し量子効率（ηｅｘｔ）の限界は５％とされている。
【０００９】
ところが、プリンストン大より励起三重項からのリン光発光を用いる有機ＥＬ素子の報告（Ｍ．Ａ．Ｂａｌｄｏ ｅｔ ａｌ．，Ｎａｔｕｒｅ、３９５巻、１５１〜１５４頁（１９９８年））がされて以来、室温でリン光を示す材料の研究が活発になってきている。
【００１０】
例えば、Ｍ．Ａ．Ｂａｌｄｏ ｅｔ ａｌ．，Ｎａｔｕｒｅ、４０３巻、１７号、７５０〜７５３頁（２０００年）、また米国特許第６，０９７，１４７号明細書等にも開示されている。
【００１１】
励起三重項を使用すると、内部量子効率の上限が１００％となるため励起一重項の場合に比べて原理的に発光効率が４倍となり、冷陰極管とほぼ同等の性能が得られる可能性があることから照明用途としても注目されている。
【００１２】
例えば、Ｓ．Ｌａｍａｎｓｋｙ ｅｔ ａｌ．，Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，１２３巻、４３０４頁（２００１年）等のように、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。
【００１３】
また、前述のＭ．Ａ．Ｂａｌｄｏ ｅｔ ａｌ．，Ｎａｔｕｒｅ、４０３巻、１７号、７５０〜７５３頁（２０００年）のように、ドーパント（発光材料ともいう）の代表例としてトリス（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−ＪａｅＹｏｕｎ．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）等を用いた検討も行われている（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】
これらの錯体は下記でも示すが、発光ホスト材料（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。
【００１７】
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。例えば、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。
【００１８】
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。
【００１９】
いずれの場合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があった。
【００２０】
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及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。
【００２１】
青色リン光ドーパントと、例えば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。
【００２２】
しかしながら、これらの配位子を用いた錯体では発光波長が短波化して青色発光は実現され、高効率の発光を達成できる一方、素子の発光寿命は非常に短く、発光波長の短波化と発光寿命のトレードオフの改善が求められていた。
【００２３】
一方、新しい展開としては、配位子としてフェニルピラゾールを有する金属錯体が青色リン光発光に適用できることが知られている。
【００２４】
しかしながら、単純なフェニルピラゾールのイリジウム錯体は室温では全く発光せず、置換基にバンドギャップを小さくするような基を導入してはじめて発光するようになることが知られている（例えば、特許文献６参照）。
【００２５】
しかしながら、この方法は、上記トレードオフを改善するものではなく、結局発光性と発光寿命を改善する為には、π共役系を拡張して発光波長を長波化する必要があり、青色リン光ドーパントの要件を満たすものではなかった。
【００２６】
配位子としてフェニルイミダゾールを有する金属錯体は発光波長が比較的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２、３参照）。
【００２７】
しかし、更なる短波化と長寿命化が求められる現状においては、大きな課題があった。
【００２８】
配位子としてイミダゾフェナンスリジン錯体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４、５参照）。
【００２９】
しかし、発光効率が低く、低消費電力と長寿命化が求められる現状においては、大きな課題があった。
【００３０】
このように、リン光ドーパントに、（１）発光性、（２）短波長発光、（３）長寿命（＝高耐久性）を同時に満足することは至難の業である。
【００３１】
一方、フルオレン化合物は各種有機ＥＬ材料のコア部分、もしくは単独で広く利用されているようにその安定性、電荷輸送性は周知のとおりである。
【００３２】
ドーパントとして、骨格内の特定部位にフルオレン構造を有するか、フルオレンを置換基として有する例が知られている（例えば、特許文献７参照）。
【００３３】
しかし、この文献に示す化合物では、更なる長寿命化が求められる現状においては大きな問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３４】
【特許文献１】特開２００４−３１５５０９号公報
【特許文献２】国際公開第２００６／０４６９８０号
【特許文献３】米国特許公報第２００６／０２５１９２３号明細書
【特許文献４】国際公開第２００７／０９５１１８号
【特許文献５】国際公開第２００８／１５６８７９号
【特許文献６】国際公開第２００４／０８５４５０号
【特許文献７】特許第４３０７０００号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００３５】
本発明の目的は、新規な有機エレクトロルミネッセンス素子材料、該素子材料を用いて、初期駆動電圧が低く、半減寿命が長く、ダークスポットの生成がなく、外部取り出し量子効率が高く、且つ、所望の発光波長で発光をコントロール可能な、有機エレクトロルミネッセンス素子を提供し、併せて、該素子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】
【００３６】
本発明の目的は下記の構成により達成された。
【００３７】
１．下記一般式（１）で表される化合物を含有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子材料。
【００３８】
【化１】
【００３９】
〔式中、Ｃ、Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４及びＡ５で構成される環Ａは、６員の芳香族炭化水素基、または、５員または６員の芳香族複素環基を表し、Ａ１〜Ａ５は、各々炭素原子または窒素原子を表す。ｎは０または１の整数を表す。Ｒ１１は水素原子または置換基を表し、ｍは２から４の整数を表す。Ｂ０、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４で構成される環Ｂは５員の芳香族複素環基を表す。Ｂ０、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４は、各々炭素原子、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、ホウ素原子、リン原子またはケイ素原子を表す。Ｒ２１は、水素原子または置換基を表し、複数のＲ２１は互いに同一でもよく異なっていてもよい。但し、Ｒ２１のうち少なくとも一つはフルオレニル基を表す。０は１から３の整数を表す。Ｊは連結基を表し、ｑは０または１の整数を表す。Ｍは元素周期表における８族〜１０族の遷移金属元素を表し、ＬはＭと配位できる任意の配位子を表す。ｍ１は１から３の整数を表し、ｍ２は０から２の整数を表す。〕
２．前記一般式（１）で表される化合物が下記一般式（２）で表される化合物であることを特徴とする前記１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子材料。
【００４０】
【化２】
【００４１】
〔式中、Ｃ、Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４及びＡ５で構成される環Ａは、６員の芳香族炭化水素基、または、５員または６員の芳香族複素環基を表し、Ａ１〜Ａ５は、各々炭素原子または窒素原子を表す。ｎは０または１の整数を表す。Ｒ１１は水素原子または置換基を表し、ｍは２から４の整数を表す。Ｂ１、Ｂ２と２つの窒素原子及び炭素原子から構成される環Ｂは５員の芳香族複素環基を表す。Ｂ１、Ｂ２は、各々炭素原子、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、ホウ素原子、リン原子またはケイ素原子を表す。Ｒ２１は、水素原子または置換基を表し、複数のＲ２１は互いに同一でもよく異なっていてもよい。但し、Ｒ２１のうち少なくとも一つはフルオレニル基を表す。０は１から３の整数を表す。Ｊは連結基を表し、ｑは０または１の整数を表す。Ｍは元素周期表における８族〜１０族の遷移金属元素を表し、ＬはＭと配位できる任意の配位子を表す。ｍ１は１から３の整数を表し、ｍ２は０から２の整数を表す。〕
３．前記一般式（１）で表される化合物が、下記一般式（３）で表される化合物であることを特徴とする前記１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子材料。
【００４２】
【化３】
【００４３】
〔式中、Ｃ、Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４及びＡ５で構成される環Ａは、６員の芳香族炭化水素基、または、５員または６員の芳香族複素環基を表し、Ａ１〜Ａ５は、各々炭素原子または窒素原子を表す。ｎは０または１の整数を表す。Ｒ１１は水素原子または置換基を表し、ｍは２から４の整数を表す。Ｂ１、Ｂ２と２つの窒素原子及び炭素原子から構成される環Ｂは５員の芳香族複素環基を表す。Ｂ１、Ｂ２は、各々炭素原子、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、ホウ素原子、リン原子またはケイ素原子を表す。Ｒ２１は、水素原子または置換基を表し、複数のＲ２１は互いに同一でもよく異なっていてもよい。但し、Ｒ２１のうち少なくとも一つはフルオレニル基を表す。０は１から３の整数を表す。Ｊは連結基を表し、ｑは０または１の整数を表す。Ｒ２２は、置換基を表し、ｐは０〜２の整数を表す。Ｍは元素周期表における８族〜１０族の遷移金属元素を表し、ＬはＭと配位できる任意の配位子を表す。ｍ１は１から３の整数を表し、ｍ２は０から２の整数を表す。〕
４．前記一般式（１）で表される化合物が、下記一般式（４）で表される化合物であることを特徴とする前記１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子材料。
【００４４】
【化４】
【００４５】
〔式中、Ｒ１１は水素原子または置換基を表し、ｍは２から４の整数を表す。Ｒ２１は、水素原子または置換基を表し、複数のＲ２１は互いに同一でもよく異なっていてもよい。但し、Ｒ２１のうち少なくとも一つはフルオレニル基を表す。０は１から３の整数を表す。Ｊは連結基を表し、ｑは０または１の整数を表す。Ｒ２２は、置換基を表し、ｐは０〜２の整数を表す。Ｍは元素周期表における８族〜１０族の遷移金属元素を表し、ＬはＭと配位できる任意の配位子を表す。ｍ１は１から３の整数を表し、ｍ２は０から２の整数を表す。〕
５．前記１に記載の一般式（１）、前記２に記載の一般式（２）、前記３に記載の一般式（３）または前記４に記載の一般式（４）で表される化合物のいずれか一つのＭが、白金またはイリジウムであることを特徴とする前記１〜４のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子材料。
【００４６】
６．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、前記１に記載の一般式（１）で表される化合物を少なくとも１つ含有する有機層を有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００４７】
７．前記一般式（１）で表される化合物が、前記２に記載の一般式（２）で表される化合物であることを特徴とする前記６に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００４８】
８．前記一般式（１）で表される化合物が、前記３に記載の一般式（３）で表される化合物であることを特徴とする前記６に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００４９】
９．前記一般式（１）で表される化合物が、前記４に記載の一般式（４）で表される化合物であることを特徴とする前記６に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００５０】
１０．前記１に記載の一般式（１）、前記２に記載の一般式（２）、前記３に記載の一般式（３）または前記４に記載の一般式（４）で表される化合物のいずれか一つのＭが、白金またはイリジウムであることを特徴とする前記６〜９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。
【００５１】
１１．構成層として、前記１に記載の一般式（１）、前記２に記載の一般式（２）、前記３に記載の一般式（３）または前記４に記載の一般式（４）で表される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６〜１０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。
【００５２】
１２．構成層として、第２の発光層を有し、該第２の発光層が、前記１に記載の一般式（１）、前記２に記載の一般式（２）、前記３に記載の一般式（３）または前記４に記載の一般式（４）で表される化合物を少なくとも１種含有する有機層することを特徴とする前記６〜１１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。
【００５３】
１３．前記６〜１２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を備えたことを特徴とする表示装置。
【００５４】
１４．前記６〜１２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を備えたことを特徴とする照明装置。
【発明の効果】
【００５５】
本発明により、新規な有機エレクトロルミネッセンス素子材料、該素子材料を用いて、初期駆動電圧が低く、半減寿命が長く、ダークスポットの生成がなく、外部取り出し量子効率が高く、且つ、所望の発光波長で発光をコントロール可能な有機エレクトロルミネッセンス素子を提供し、併せて、該素子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】
【００５６】
【図１】本発明の表示装置の一例を示した模式図である。
【図２】表示部Ａの模式図である。
【図３】照明装置の概略図である。
【図４】照明装置の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００５７】
本発明においては、請求項１〜６のいずれか１項に規定される構成により、有機エレクトロルミネッセンス素子に有用な有機ＥＬ素子材料を分子設計することができた。
【００５８】
次いで、該素子材料を用いることにより、請求項６〜１３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、該素子を備えた表示装置及び照明装置を提供することができた。
【００５９】
以下、本発明に係る各構成要素の詳細について、順次説明する。
【００６０】
《有機エレクトロルミネッセンス素子材料》
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子材料（以下、有機ＥＬ素子材料ともいう）について説明する。
【００６１】
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子材料は、上記一般式（１）、（２）、（３）または（４）で表される化合物であり、更に詳しくは、金属錯体（金属錯体化合物ともいう）である。
【００６２】
《一般式（１）、（２）、（３）または（４）で表される化合物》
本発明の有機ＥＬ素子材料である、一般式（１）、（２）、（３）または（４）で表される化合物について説明する。
【００６３】
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。
【００６４】
従来知られているフェニルピラゾールのような骨格を有する金属錯体化合物においては、短波な発光は観測されるが、その発光が室温では非常に弱いかもしくは観測されないような所謂無輻射失活が発光性を支配する場合が多く見られていた。
【００６５】
その中で、本発明者等は、波長の制御と発光性の向上の観点から、分子軌道計算による検討を進め特定の構造もしくは置換基を有する配位子骨格を含有する金属錯体化合物が、非常に高い発光性かつ優れた電荷輸送性を示すことを見出した。
【００６６】
その一例を示せば、本発明にかかるフルオレンを発光ドーパントの置換基として有することにより、従来よりもＬＵＭＯ準位を容易に制御することが容易になり、そのため、電子輸送性が向上し、発光性の向上に繋がるものと考えられる。
【００６７】
更に、嵩高い置換基を分子内に有することにより、発光ドーパント自体がリジッドとなり、励起状態と基底状態の状態変化が少なくなることによって堅牢性が向上するものと考えられる。
【００６８】
以上のような考察を踏まえ、本発明者等は更に検討を進め、本発明に係る一般式（１）、（２）、（３）または（４）で表される化合物（金属錯体、金属錯体化合物ともいう）により、初期駆動電圧が低く、半減寿命が長く、ダークスポットの生成がなく、外部取り出し量子効率が高く、且つ、所望の発光波長で発光をコントロール可能な、有機ＥＬ素子材料である、発光ドーパントの開発に成功した。
【００６９】
また、本発明に係る一般式（１）、（２）、（３）または（４）で表される化合物（金属錯体、金属錯体化合物ともいう）においては、遷移金属元素Ｍに配位している配位子の組み合わせや、また、配位子に置換基を導入することにより、化合物の発光波長を所望の領域に制御することができる。
【００７０】
従って、金属錯体の発光波長を長波な領域（緑〜赤）に制御する機能を付与するための分子設計は、本発明に係る一般式（１）、（２）、（３）または（４）で表される化合物（金属錯体）の基本骨格設計の出発点とすることにより可能である。
【００７１】
本発明に係る一般式（１）、（２）、（３）または（４）で表される化合物（金属錯体）は、各々Ｍで表される遷移金属元素の価数により、複数の配位子を有することができるが、前記配位子は全て同一でもよく、また、各々異なる構造を有する配位子を有していてもよい。
【００７２】
しかしながら、本発明に記載の効果を好ましく得る観点から、錯体中の配位子の種類は、好ましくは１〜２種類から構成されることが好ましく、更に好ましくは１種類である。
【００７３】
本発明に係る金属錯体としては、一般式（１）、（２）、（３）または（４）で表される化合物の構造から、遷移金属元素Ｍを除いた部分（配位子）から構成された化合物が最も好ましく用いられる。
【００７４】
ここで、配位子とは、一般式（１）、（２）、（３）または（４）で表される化合物（金属錯体）から遷移金属元素Ｍを除いた部分が、各々配位子である。また、本発明に係る金属錯体の形成に用いることのできる、従来公知の配位子については、後に詳細に説明する。
【００７５】
また、本発明に係る一般式（１）で表される化合物（金属錯体）の中でも、好ましいのは、上記一般式（２）、（３）、または（４）で表される化合物（金属錯体）である。
【００７６】
このような金属錯体を有機ＥＬ素子材料として用いることにより、初期駆動電圧が低く、半減寿命が長く、ダークスポットの生成がなく、外部取り出し量子効率が高く、且つ、所望の発光波長で発光をコントロール可能な有機エレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ素子）、照明装置及び表示装置を提供することができた。
【００７７】
（電荷輸送層）
本発明に係る電荷輸送層について説明する。
【００７８】
更に、本発明に係る前記一般式（１）、（２）、（３）または（４）で表される化合物（金属錯体）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く、また、電荷輸送層は、発光層よりも陽極側に設けられる場合（第一電荷輸送層という）、発光層よりも陰極側に設けられている場合（第二電荷輸送層ともいう）のどちらの態様もとりうる。
【００７９】
電荷輸送層が発光層よりも陽極側に設けられる場合（第一電荷輸送層ともいう）は、該電荷輸送層が電子阻止層または発光層であることが好ましく、電荷輸送層が発光層よりも陰極側に設けられる場合（第二電荷輸送層ともいう）は、該電荷輸送層が発光層または正孔阻止層であるが好ましく、より好ましくは、該電荷輸送層が発光層または正孔阻止層である場合であり、特に好ましいのは、発光層である。
【００８０】
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。
【００８１】
尚、本発明の有機ＥＬ素子の構成層については後に詳細に説明する。
【００８２】
（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。
【００８３】
一般式（１）において、ＣからＡ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ５で構成される環Ａで表わされる６員の芳香族炭化水素基としては、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、ビフェニリル基等が挙げられる。
【００８４】
これらの基は、無置換でも後述する置換基を有していてもよい。
【００８５】
一般式（１）において、ＣからＡ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ５で構成される環Ａで表わされる５員の芳香族複素環基としては、フリル基、ピロリル基、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、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、イミダゾリニウムカルベニル基、等が挙げられる。
【００８６】
これらの基は、無置換でも後述する置換基を有していてもよい。
【００８７】
一般式（１）において、ＣからＡ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ５で構成される環Ａで表わされる６員の芳香族複素環基としては、ピリジル基、ピリミジニル基、ピラジニル基、トリアジニル基等が挙げられる。
【００８８】
尚、これらの基は、無置換でも後述する置換基を有していてもよい。
【００８９】
一般式（１）において、Ｒ１１で表わされる置換基としては、アルキル基（例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基等）、シクロアルキル基（例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等）、アルケニル基（例えば、ビニル基、アリル基等）、アルキニル基（例えば、エチニル基、プロパルギル基等）、芳香族炭化水素環基（芳香族炭素環基、アリール基等ともいい、例えば、フェニル基、ｐ−クロロフェニル基、メシチル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、アントリル基、アズレニル基、アセナフテニル基、フルオレニル基、フェナントリル基、インデニル基、ピレニル基、ビフェニリル基等）、芳香族複素環基（例えば、ピリジル基、ピリミジニル基、フリル基、ピロリル基、イミダゾリル基、ベンゾイミダゾリル基、ピラゾリル基、ピラジニル基、トリアゾリル基（例えば、１，２，４−トリアゾール−１−イル基、１，２，３−トリアゾール−１−イル基等）、オキサゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、チアゾリル基、イソオキサゾリル基、イソチアゾリル基、フラザニル基、チエニル基、キノリル基、ベンゾフリル基、ジベンゾフリル基、ベンゾチエニル基、ジベンゾチエニル基、インドリル基、カルバゾリル基、カルボリニル基、ジアザカルバゾリル基（前記カルボリニル基のカルボリン環を構成する炭素原子の一つが窒素原子で置き換わったものを示す）、キノキサリニル基、ピリダジニル基、トリアジニル基、キナゾリニル基、フタラジニル基等）、複素環基（例えば、ピロリジル基、イミダゾリジル基、モルホリル基、オキサゾリジル基等）、アルコキシ基（例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、ドデシルオキシ基等）、シクロアルコキシ基（例えば、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基等）、アリールオキシ基（例えば、フェノキシ基、ナフチルオキシ基等）、アルキルチオ基（例えば、メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基、ペンチルチオ基、ヘキシルチオ基、オクチルチオ基、ドデシルチオ基等）、シクロアルキルチオ基（例えば、シクロペンチルチオ基、シクロヘキシルチオ基等）、アリールチオ基（例えば、フェニルチオ基、ナフチルチオ基等）、アルコキシカルボニル基（例えば、メチルオキシカルボニル基、エチルオキシカルボニル基、ブチルオキシカルボニル基、オクチルオキシカルボニル基、ドデシルオキシカルボニル基等）、アリールオキシカルボニル基（例えば、フェニルオキシカルボニル基、ナフチルオキシカルボニル基等）、スルファモイル基（例えば、アミノスルホニル基、メチルアミノスルホニル基、ジメチルアミノスルホニル基、ブチルアミノスルホニル基、ヘキシルアミノスルホニル基、シクロヘキシルアミノスルホニル基、オクチルアミノスルホニル基、ドデシルアミノスルホニル基、フェニルアミノスルホニル基、ナフチルアミノスルホニル基、２−ピリジルアミノスルホニル基等）、アシル基（例えば、アセチル基、エチルカルボニル基、プロピルカルボニル基、ペンチルカルボニル基、シクロヘキシルカルボニル基、オクチルカルボニル基、２−エチルヘキシルカルボニル基、ドデシルカルボニル基、フェニルカルボニル基、ナフチルカルボニル基、ピリジルカルボニル基等）、アシルオキシ基（例えば、アセチルオキシ基、エチルカルボニルオキシ基、ブチルカルボニルオキシ基、オクチルカルボニルオキシ基、ドデシルカルボニルオキシ基、フェニルカルボニルオキシ基等）、アミド基（例えば、メチルカルボニルアミノ基、エチルカルボニルアミノ基、ジメチルカルボニルアミノ基、プロピルカルボニルアミノ基、ペンチルカルボニルアミノ基、シクロヘキシルカルボニルアミノ基、２−エチルヘキシルカルボニルアミノ基、オクチルカルボニルアミノ基、ドデシルカルボニルアミノ基、フェニルカルボニルアミノ基、ナフチルカルボニルアミノ基等）、カルバモイル基（例えば、アミノカルボニル基、メチルアミノカルボニル基、ジメチルアミノカルボニル基、プロピルアミノカルボニル基、ペンチルアミノカルボニル基、シクロヘキシルアミノカルボニル基、オクチルアミノカルボニル基、２−エチルヘキシルアミノカルボニル基、ドデシルアミノカルボニル基、フェニルアミノカルボニル基、ナフチルアミノカルボニル基、２−ピリジルアミノカルボニル基等）、ウレイド基（例えば、メチルウレイド基、エチルウレイド基、ペンチルウレイド基、シクロヘキシルウレイド基、オクチルウレイド基、ドデシルウレイド基、フェニルウレイド基ナフチルウレイド基、２−ピリジルアミノウレイド基等）、スルフィニル基（例えば、メチルスルフィニル基、エチルスルフィニル基、ブチルスルフィニル基、シクロヘキシルスルフィニル基、２−エチルヘキシルスルフィニル基、ドデシルスルフィニル基、フェニルスルフィニル基、ナフチルスルフィニル基、２−ピリジルスルフィニル基等）、アルキルスルホニル基（例えば、メチルスルホニル基、エチルスルホニル基、ブチルスルホニル基、シクロヘキシルスルホニル基、２−エチルヘキシルスルホニル基、ドデシルスルホニル基等）、アリールスルホニル基またはヘテロアリールスルホニル基（例えば、フェニルスルホニル基、ナフチルスルホニル基、２−ピリジルスルホニル基等）、アミノ基（例えば、アミノ基、エチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ブチルアミノ基、シクロペンチルアミノ基、２−エチルヘキシルアミノ基、ドデシルアミノ基、アニリノ基、ナフチルアミノ基、２−ピリジルアミノ基等）、ハロゲン原子（例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子等）、フッ化炭化水素基（例えば、フルオロメチル基、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、ペンタフルオロフェニル基等）、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、メルカプト基、シリル基（例えば、トリメチルシリル基、トリイソプロピルシリル基、トリフェニルシリル基、フェニルジエチルシリル基等）、ホスホノ基、フルオレニル基等が挙げられる。
【００９０】
尚、これらの置換基は上記の置換基によって更に置換されていてもよい。これらの置換基は複数が互いに結合して環を形成していてもよい。
【００９１】
一般式（１）において、Ｂ０からＢ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４で構成される環Ｂで表わされる５員の芳香族複素環基は、一般式（１）において、環Ａで表わされる５員の芳香族複素環基と同義である。
【００９２】
一般式（１）において、Ｒ２１は水素原子または置換基を表し、複数のＲ２１は互いに同一でもよく異なっていてもよい。但し、Ｒ２１のうち少なくとも一つはフルオレニル基を表す。また、Ｒ２１で表わされる置換基は、一般式（１）において、Ｒ１１で表される置換基と同義である。
【００９３】
一般式（１）において、Ｒ２１で表わされるフルオレニル基としては、下記一般式（５）または（６）で表わされる基が好ましい。
【００９４】
【化５】
【００９５】
式中、Ｒ３１、Ｒ３２、Ｒ３３は置換基を表すが、該置換基は、一般式（１）におけるＲ１１で表される置換基と同義である。ｒは０から７の整数を表す。＊は結合手を表す。
【００９６】
【化６】
【００９７】
式中、Ｒ３１、Ｒ３３は置換基を表すが、該置換基は、一般式（１）におけるＲ１１で表される置換基と同義である。ｒは０から８の整数を表す。＊は結合手を表す。
【００９８】
一般式（１）において、Ｊで表わされる連結基として好ましくは、アルキレン基（例えば、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、プロピレン基、エチルエチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基等）、シクロアルキレン基（例えば、シクロペンチレン基、シクロヘキシレン基等）、アルケニレン基（例えば、ビニレン基、プロペニレン基、ブテニレン基、ペンテニレン基、１−メチルビニレン基、１−メチルプロペニレン基、２−メチルプロペニレン基、１−メチルペンテニレン基、３−メチルペンテニレン基、１−エチルビニレン基、１−エチルプロペニレン基、１−エチルブテニレン基、３−エチルブテニレン基等）、アルキニレン基（例えば、エチニレン基、１−プロピニレン基、１−ブチニレン基、１−ペンチニレン基、１−ヘキシニレン基、２−ブチニレン基、２−ペンチニレン基、１−メチルエチニレン基、３−メチル−１−プロピニレン基、３−メチル−１−ブチニレン基等）、アリーレン基（例えば、ｏ−フェニレン基、ｍ−フェニレン基、ｐ−フェニレン基、ナフタレンジイル基、アントラセンジイル基、ナフタセンジイル基、ピレンジイル基、ナフチルナフタレンジイル基、ビフェニルジイル基（例えば、［１，１′−ビフェニル］−４，４′−ジイル基、３，３′−ビフェニルジイル基、３，６−ビフェニルジイル基等）、テルフェニルジイル基、クアテルフェニルジイル基、キンクフェニルジイル基、セキシフェニルジイル基、セプチフェニルジイル基、オクチフェニルジイル基、ノビフェニルジイル基、デシフェニルジイル基等）、ヘテロアリーレン基（例えば、カルバゾール環、カルボリン環、ジアザカルバゾール環（モノアザカルボリン環ともいい、カルボリン環を構成する炭素原子のひとつが窒素原子で置き換わった構成の環構成を示す）、トリアゾール環、ピロール環、ピリジン環、ピラジン環、キノキサリン環、チオフェン環、オキサジアゾール環、ジベンゾフラン環、ジベンゾチオフェン環、インドール環からなる群から導出される２価の基等）、アルキルオキシ基から導出される２価の基、アリールオキシ基から導出される２価の基、アルキルチオ基から導出される２価の基、アリールチオ基から導出される２価の基等が挙げられる。
【００９９】
これらの連結基は、一般式（１）で表わされる置換基によりさらに置換されていてもよく、お互いに連結して新たな連結基を形成してもよい。
【０１００】
一般式（１）において、ＬはＭと配位できる任意の配位子としては、置換または無置換のフェニルピリジン、フェニルピラゾール、フェニルイミダゾール、フェニルトリアゾール、フェニルテトラゾール、ピラザボール、ピコリン酸、カルベン等が挙げられる。
【０１０１】
また、当該業者が周知の配位子を用いることができるが、従来公知の金属錯体に用いられる配位子としては、種々の公知の配位子があるが、例えば、「Ｐｈｏｔｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｐｈｏｔｏｐｈｙｓｉｃｓ ｏｆ Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ Ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ」Ｓｐｒｉｎｇｅｒ−Ｖｅｒｌａｇ社 Ｈ．Ｙｅｒｓｉｎ著 １９８７年発行、「有機金属化学−基礎と応用−」 裳華房社 山本明夫著 １９８２年発行 等に記載の配位子（例えば、ハロゲン配位子（好ましくは塩素配位子）、含窒素ヘテロ環配位子（例えば、ビピリジル、フェナントロリンなど）、ジケトン配位子など）が挙げられる。
【０１０２】
一般式（１）において、Ｍで表される元素周期表における８族〜１０族の遷移金属元素の中でも、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。
【０１０３】
（一般式（２）で表される化合物）
本発明に係る、一般式（２）で表される化合物について説明する。
【０１０４】
一般式（２）において、Ｃ、Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４及びＡ５で構成される環Ａで表される６員の芳香族炭化水素基は、一般式（１）において、ＣからＡ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ５で構成される環Ａで表わされる６員の芳香族炭化水素基と同義である。
【０１０５】
一般式（２）において、Ｃ、Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４及びＡ５で構成される環Ａで表される５員の芳香族複素環基は、一般式（１）において、ＣからＡ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ５で構成される環Ａで表わされる５員の芳香族複素環基と同義である。
【０１０６】
一般式（２）において、Ｃ、Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４及びＡ５で構成される環Ａで表される６員の芳香族複素環基は、一般式（１）において、ＣからＡ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ５で構成される環Ａで表わされる６員の芳香族複素環基と同義である。
【０１０７】
一般式（２）において、Ｒ１１で表わされる置換基は、一般式（１）において、Ｒ１１で表わされる置換基と同義である。
【０１０８】
一般式（２）において、Ｂ１、Ｂ２と２つの窒素原子及び炭素原子から構成される環Ｂで表される５員の芳香族複素環基としては、イミダゾリル基、トリアゾリル基、テトラゾリル基等が挙げられる。
【０１０９】
これらの基は、無置換でもよく、一般式（１）において、Ｒ１１で表わされる置換基を有していてもよい。
【０１１０】
一般式（２）において、Ｒ２１で表わされる置換基は、一般式（１）において、Ｒ１１で表される置換基と同義であり、また、複数のＲ２１は互いに同一でもよく異なっていてもよいが、Ｒ２１のうち少なくとも一つはフルオレニル基を表す。
【０１１１】
更に、該フルオレニル基は、一般式（１）において、Ｒ２１で表わされるフルオレニル基の好ましい態様である、上記一般式（５）または（６）で表される基が好ましい。
【０１１２】
一般式（２）において、Ｊで表わされる連結基は、一般式（１）において、Ｊで表わされる連結基と同義である。
【０１１３】
一般式（２）において、Ｌで表される配位子は、一般式（１）において、Ｌで表される配位子と同義である。
【０１１４】
一般式（２）において、Ｍで表される元素周期表における８族〜１０族の遷移金属元素は、Ｍで表される元素周期表における８族〜１０族の遷移金属元素と同義である。
【０１１５】
（一般式（３）で表される化合物）
本発明に係る、一般式（３）で表される化合物について説明する。
【０１１６】
一般式（３）において、Ｃ、Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４及びＡ５で構成される環Ａで表される６員の芳香族炭化水素基は、一般式（１）において、ＣからＡ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ５で構成される環Ａで表わされる６員の芳香族炭化水素基と同義である。
【０１１７】
一般式（３）において、Ｃ、Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４及びＡ５で構成される環Ａで表される５員の芳香族複素環基は、一般式（１）において、ＣからＡ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ５で構成される環Ａで表わされる５員の芳香族複素環基と同義である。
【０１１８】
一般式（３）において、Ｃ、Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４及びＡ５で構成される環Ａで表される６員の芳香族複素環基は、一般式（１）において、ＣからＡ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ５で構成される環Ａで表わされる６員の芳香族複素環基と同義である。
【０１１９】
一般式（３）において、Ｒ１１で表わされる置換基は、一般式（１）において、Ｒ１１で表わされる置換基と同義である。
【０１２０】
一般式（３）において、Ｂ１、Ｂ２と２つの窒素原子及び炭素原子から構成される環Ｂで表される５員の芳香族複素環基としては、イミダゾリル基、トリアゾリル基、テトラゾリル基等が挙げられる。
【０１２１】
これらの基は、無置換でもよく、一般式（１）において、Ｒ１１で表わされる置換基を有していてもよい。
【０１２２】
一般式（３）において、Ｒ２１で表わされる置換基は、一般式（１）において、Ｒ１１で表される置換基と同義であり、また、複数のＲ２１は互いに同一でもよく異なっていてもよいが、Ｒ２１のうち少なくとも一つはフルオレニル基を表す。
【０１２３】
更に、該フルオレニル基は、一般式（１）において、Ｒ２１で表わされるフルオレニル基の好ましい態様である、上記一般式（５）または（６）で表される基が好ましい。
【０１２４】
一般式（３）において、Ｊで表わされる連結基は、一般式（１）において、Ｊで表わされる連結基と同義である。
【０１２５】
一般式（３）において、Ｌで表される配位子は、一般式（１）において、Ｌで表される配位子と同義である。
【０１２６】
一般式（３）において、Ｍで表される元素周期表における８族〜１０族の遷移金属元素は、Ｍで表される元素周期表における８族〜１０族の遷移金属元素と同義である。
【０１２７】
（一般式（４）で表される化合物）
本発明に係る、一般式（４）で表される化合物について説明する。
【０１２８】
一般式（４）において、Ｒ１１で表わされる置換基は、一般式（１）において、Ｒ１１で表わされる置換基と同義である。
【０１２９】
一般式（４）において、Ｒ２１で表わされる置換基は、一般式（１）において、Ｒ１１で表される置換基と同義であり、また、複数のＲ２１は互いに同一でもよく異なっていてもよいが、Ｒ２１のうち少なくとも一つはフルオレニル基を表す。
【０１３０】
更に、該フルオレニル基は、一般式（１）において、Ｒ２１で表わされるフルオレニル基の好ましい態様である、上記一般式（５）または（６）で表される基が好ましい。
【０１３１】
一般式（４）において、Ｊで表わされる連結基は、一般式（１）において、Ｊで表わされる連結基と同義である。
【０１３２】
一般式（４）において、Ｌで表される配位子は、一般式（１）において、Ｌで表される配位子と同義である。
【０１３３】
一般式（４）において、Ｍで表される元素周期表における８族〜１０族の遷移金属元素は、Ｍで表される元素周期表における８族〜１０族の遷移金属元素と同義である。
【０１３４】
以下、本発明に係る前記一般式（１）、（２）、（３）または（４）のいずれかひとつで表される化合物（金属錯体、金属錯体化合物ともいう）の具体例を示すが、本発明はこれらに限定されない。
【０１３５】
【化７】
【０１３６】
【化８】
【０１３７】
【化９】
【０１３８】
【化１０】
【０１３９】
【化１１】
【０１４０】
【化１２】
【０１４１】
【化１３】
【０１４２】
【化１４】
【０１４３】
【化１５】
【０１４４】
【化１６】
【０１４５】
【化１７】
【０１４６】
【化１８】
【０１４７】
【化１９】
【０１４８】
【化２０】
【０１４９】
【化２１】
【０１５０】
本発明に係る前記一般式（１）、（２）、（３）または（４）のいずれかひとつで表される化合物（金属錯体、金属錯体化合物ともいう）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。
【０１５１】
《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。
【０１５２】
（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。
【０１５３】
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。
【０１５４】
《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。
【０１５５】
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。
【０１５６】
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。
【０１５７】
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。
【０１５８】
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。
【０１５９】
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。
【０１６０】
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。
【０１６１】
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。
【０１６２】
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。
【０１６３】
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。
【０１６４】
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。
【０１６５】
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。
【０１６６】
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。
【０１６７】
以下、本発明の白色有機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。
【０１６８】
【化２２】
【０１６９】
【化２３】
【０１７０】
【化２４】
【０１７１】
【化２５】
【０１７２】
【化２６】
【０１７３】
【化２７】
【０１７４】
【化２８】
【０１７５】
【化２９】
【０１７６】
【化３０】
【０１７７】
【化３１】
【０１７８】
尚、本発明の有機ＥＬ素子の電子輸送層形成により好ましく用いられるのは下記の化合物（Ｒ−１）から導出される部分構造を有する化合物である。
【０１７９】
【化３２】
【０１８０】
式中、Ｒｒはアルキル基、シクロアルキル基、芳香族炭化水素基、芳香族複素環基を表し、詳細な説明は、一般式（１）において、Ｒ１１で表される置換基として挙げられているアルキル基、シクロアルキル基、芳香族炭化水素基、宝庫有象複素環基の具体例と同様なものが挙げられる。
【０１８１】
Ｇ１からＧ８は炭素原子もしくは窒素原子を表し、Ｇ１からＧ８のうち少なくとも一つは窒素原子である。Ｒｓは置換基を表し、該置換基は、一般式（１）において、Ｒ１１で表される置換基と同義である。
【０１８２】
Ｒｓとしては、アルキル基、シクロアルキル基、芳香族炭化水素基、芳香族複素環基が好ましく、更に好ましくは芳香族炭化水素基、芳香族複素環基である。
【０１８３】
ｚは１から７の整数を表す。
【０１８４】
《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。
【０１８５】
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。
【０１８６】
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、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できる。本発明の化合物を発光層に用いる場合、ウェットプロセスで作製することが好ましい。
【０１８７】
本発明の有機ＥＬ素子の発光層には、発光ドーパント（リン光発光性ドーパント（リン光ドーパント、リン光発光性ドーパント基ともいう）や蛍光ドーパント等）化合物と、発光ホスト化合物とを含有することが好ましい。
【０１８８】
（発光性ドーパント化合物）
発光性ドーパント化合物（発光ドーパントともいう）について説明する。
【０１８９】
発光性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。
【０１９０】
（リン光ドーパント（リン光発光ドーパントともいう））
本発明に係るリン光ドーパントについて説明する。
【０１９１】
本発明に係るリン光ドーパント化合物は、励起三重項からの発光が観測される化合物であり、具体的には室温（２５℃）にて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。
【０１９２】
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。
【０１９３】
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ホスト化合物上でキャリアの再結合が起こって発光性ホスト化合物の励起状態が生成し、このエネルギーを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。
【０１９４】
本発明の有機ＥＬ素子に係る発光ドーパントとして特に好ましいものは、上記一般式（１）で表される金属錯体であり、具体例としては、化合物ｄ−１〜ｄ−２５を挙げることができる。
【０１９５】
また、本発明に係る発光層には、以下の特許公報に記載されている化合物等を併用してもよい。
【０１９６】
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。
【０１９７】
（蛍光ドーパント（蛍光性化合物ともいう））
蛍光ドーパントとしては、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。
【０１９８】
また本発明に係る発光ドーパントは、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。
【０１９９】
ここで、発光ドーパントとして、本発明に係る一般式（１）で表される金属錯体と併用して用いてもよい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。
【０２００】
【化３３】
【０２０１】
【化３４】
【０２０２】
【化３５】
【０２０３】
【化３６】
【０２０４】
【化３７】
【０２０５】
【化３８】
【０２０６】
【化３９】
【０２０７】
（発光ホスト化合物（発光ホスト等ともいう））
本発明においてホスト化合物は、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。
【０２０８】
本発明に用いることができる発光ホストとしては、特に制限はなく、従来有機ＥＬ素子で用いられる化合物を用いることができる。代表的にはカルバゾール誘導体、トリアリールアミン誘導体、芳香族誘導体、含窒素複素環化合物、チオフェン誘導体、フラン誘導体、オリゴアリーレン化合物等の基本骨格を有するもの、または、カルボリン誘導体やジアザカルバゾール誘導体（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。
【０２０９】
本発明に用いることができる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、なおかつ高Ｔｇ（ガラス転移温度）である化合物が好ましい。
【０２１０】
また、本発明においては、発光ホストとして（本発明の化合物及び／または公知の発光ホスト）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。
【０２１１】
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。
【０２１２】
また、前記リン光ドーパントとして用いられる公知の化合物を複数種用いることで、異なる発光を混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。
【０２１３】
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（重合性発光ホスト）でもよく、このような化合物を一種または複数種用いても良い。
【０２１４】
公知の発光ホストの具体例としては、以下の文献に記載の化合物が挙げられる。
【０２１５】
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。
【０２１６】
以下、本発明の有機ＥＬ素子の発光層の発光ホストとして用いられる従来公知の化合物の具体例を挙げるが、本発明はこれらに限定されない。
【０２１７】
【化４０】
【０２１８】
【化４１】
【０２１９】
【化４２】
【０２２０】
【化４３】
【０２２１】
【化４４】
【０２２２】
【化４５】
【０２２３】
【化４６】
【０２２４】
【化４７】
【０２２５】
【化４８】
【０２２６】
【化４９】
【０２２７】
【化５０】
【０２２８】
本発明の有機ＥＬ素子の発光層の発光ホストとして特に好ましいものは、下記一般式（２）で表される化合物である。
【０２２９】
【化５１】
【０２３０】
〔式中、ＸはＯまたはＳを表し、Ｙ１〜Ｙ３は水素原子、置換基または下記一般式（Ａ）で表される基を表し、Ｙ１〜Ｙ３のうち少なくとも１つは下記一般式（Ａ）で表され、一般式（Ａ）で表される基のうち少なくとも１つはＡｒがカルバゾリル基である。〕
【０２３１】
【化５２】
【０２３２】
〔式中、Ｌは芳香族炭化水素環または芳香族複素環から導出される２価の連結基を表す。ｎは０または１〜３の整数を表し、ｎが２以上の場合複数のＬは同じでも異なっていてもよい。＊は一般式（１）との連結部位を表す。Ａｒは下記一般式（Ａ′）で表される基を表す。〕
【０２３３】
【化５３】
【０２３４】
〔式中、Ｘ０はＮ（Ｒ）、ＯまたはＳを表し、Ｅ１〜Ｅ８はＣ（Ｒ１）またはＮを表し、Ｒ及びＲ１は水素原子、置換基またはＬとの連結部位を表す。＊はＬとの連結部位を表す。〕
上記一般式（２）で表される化合物においては、好ましくは、Ｙ１〜Ｙ３のうち少なくとも２つは前記一般式（Ａ）で表され、より好ましくはＹ１が前記一般式（Ａ）で表されかつ前記一般式（Ａ）のＡｒが置換基を有していてもよいカルバゾリル基を表し、更に好ましくはＹ１が前記一般式（Ａ）で表されかつ前記一般式（Ａ）のＡｒが置換基を有していてもよいＮ位でＬと連結したカルバゾリル基を表す。
【０２３５】
また、Ｙ２が一般式（Ａ）で表されることが好ましく、更にＹ３が水素原子であることが好ましい。
【０２３６】
以下に、本発明の有機ＥＬ素子の発光層のホスト化合物（発光ホストともいう）として好ましく用いられる一般式（２）で表される化合物の具体例を挙げるが、本発明はこれらに限定されない。
【０２３７】
【化５４】
【０２３８】
【化５５】
【０２３９】
【化５６】
【０２４０】
【化５７】
【０２４１】
【化５８】
【０２４２】
【化５９】
【０２４３】
【化６０】
【０２４４】
【化６１】
【０２４５】
【化６２】
【０２４６】
【化６３】
【０２４７】
【化６４】
【０２４８】
【化６５】
【０２４９】
【化６６】
【０２５０】
《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。
【０２５１】
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。
【０２５２】
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。
【０２５３】
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。
【０２５４】
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。
【０２５５】
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。
【０２５６】
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。
【０２５７】
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。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。
【０２５８】
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。
【０２５９】
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。
【０２６０】
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。
【０２６１】
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。
【０２６２】
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化合物の具体例を挙げるが、本発明はこれらに限定されない。
【０２６３】
【化６７】
【０２６４】
【化６８】
【０２６５】
【化６９】
【０２６６】
【化７０】
【０２６７】
《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。
【０２６８】
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。
【０２６９】
また、前述の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。
【０２７０】
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。
【０２７１】
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、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。
【０２７２】
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。
【０２７３】
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。
【０２７４】
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。
【０２７５】
（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。
【０２７６】
（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。
【０２７７】
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。
【０２７８】
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。本発明に係る正孔阻止層、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。
【０２７９】
《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、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頁〜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、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。
【０２８３】
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。
【０２８４】
《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。
【０２８５】
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。
【０２８６】
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。
【０２８７】
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。
【０２８８】
《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。
【０２８９】
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。
【０２９０】
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。
【０２９１】
陰極はこれらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により薄膜を形成させることにより、作製することができる。また、陰極としてのシート抵抗は数百Ω／□以下が好ましく、膜厚は通常１０ｎｍ〜５μｍ、好ましくは５０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲で選ばれる。
【０２９２】
尚、発光した光を透過させるため、有機ＥＬ素子の陽極または陰極のいずれか一方が透明または半透明であれば発光輝度が向上し好都合である。
【０２９３】
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。
【０２９４】
《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。
【０２９５】
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。
【０２９６】
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。
【０２９７】
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・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。
【０２９８】
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。
【０２９９】
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。
【０３００】
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。
【０３０１】
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。
【０３０２】
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。
【０３０３】
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。
【０３０４】
《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）／陰極からなる素子の製造方法について説明する。
【０３０５】
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形成させ、陽極を作製する。
【０３０６】
次に、この上に素子材料である正孔注入層、正孔輸送層、発光層、正孔阻止層、電子輸送層、陰極バッファー層等の有機化合物を含有する薄膜を形成させる。
【０３０７】
本発明のリン光発光性の有機ＥＬ素子においては、少なくとも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。
【０３０８】
湿式法としては、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。
【０３０９】
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。
【０３１０】
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。
【０３１１】
これらの層の形成後、その上に陰極用物質からなる薄膜を１μｍ以下、好ましくは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。
【０３１２】
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。
【０３１３】
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。
【０３１４】
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。
【０３１５】
《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。
【０３１６】
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。
【０３１７】
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。
【０３１８】
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。
【０３１９】
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。
【０３２０】
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。
【０３２１】
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。
【０３２２】
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。
【０３２３】
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。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。
【０３２４】
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。
【０３２５】
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。
【０３２６】
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。
【０３２７】
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。
【０３２８】
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。
【０３２９】
《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。
【０３３０】
《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。
【０３３１】
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。
【０３３２】
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。
【０３３３】
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。
【０３３４】
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。
【０３３５】
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。
【０３３６】
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。
【０３３７】
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。
【０３３８】
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。
【０３３９】
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。
【０３４０】
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。
【０３４１】
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。
【０３４２】
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。
【０３４３】
《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。
【０３４４】
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。
【０３４５】
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。
【０３４６】
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。
【０３４７】
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。
【０３４８】
《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。
【０３４９】
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。
【０３５０】
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。
【０３５１】
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。
【０３５２】
《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。
【０３５３】
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。
【０３５４】
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。
【０３５５】
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。
【０３５６】
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。
【０３５７】
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。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。
【０３５８】
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。
【０３５９】
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。
【０３６０】
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。
【０３６１】
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。
【０３６２】
図１は有機ＥＬ素子から構成される表示装置の一例を示した模式図である。有機ＥＬ素子の発光により画像情報の表示を行う、例えば、携帯電話等のディスプレイの模式図である。
【０３６３】
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。
【０３６４】
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。
【０３６５】
図２は表示部Ａの模式図である。
【０３６６】
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。
【０３６７】
図においては、画素３の発光した光が白矢印方向（下方向）へ取り出される場合を示している。
【０３６８】
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）。
【０３６９】
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。
【０３７０】
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。
【０３７１】
《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上記有機ＥＬ素子を有する。
【０３７２】
本発明の有機ＥＬ素子に共振器構造を持たせた有機ＥＬ素子として用いてもよく、このような共振器構造を有した有機ＥＬ素子の使用目的としては、光記憶媒体の光源、電子写真複写機の光源、光通信処理機の光源、光センサーの光源等が挙げられるが、これらに限定されない。また、レーザー発振をさせることにより上記用途に使用してもよい。
【０３７３】
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。
【０３７４】
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。
【０３７５】
また、本発明の有機ＥＬ材料は照明装置として、実質白色の発光を生じる有機ＥＬ素子に適用できる。複数の発光材料により複数の発光色を同時に発光させて混色により白色発光を得る。複数の発光色の組み合わせとしては、青色、緑色、青色の３原色の３つの発光極大波長を含有させたものでもよいし、青色と黄色、青緑と橙色等の補色の関係を利用した２つの発光極大波長を含有したものでもよい。
【０３７６】
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。
【０３７７】
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。
【０３７８】
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。
【０３７９】
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。
【０３８０】
《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。
【０３８１】
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、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。
【０３８２】
図３は、照明装置の概略図を示し、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。）。
【０３８３】
図４は、照明装置の断面図を示し、図６において、１０５は陰極、１０６は有機ＥＬ層、１０７は透明電極付きガラス基板を示す。なお、ガラスカバー１０２内には窒素ガス１０８が充填され、捕水剤１０９が設けられている。
【実施例】
【０３８４】
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、実施例に用いる化合物の構造を以下に示す。
【０３８５】
【化７１】
【０３８６】
【化７２】
【０３８７】
【化７３】
【０３８８】
実施例１
《合成例１：例示化合物５−３の合成》
下記の工程（１−Ａ）、工程（１−Ｂ）、工程（１−Ｃ）、工程（２）工程（３）及び工程（４）を経て、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子材料の一例である例示化合物５−３を合成した。
【０３８９】
工程（１−Ａ）：１−（９−ｐｈｅｎｙｌ−９Ｈ−ｆｌｕｏｒｅｎ−９−ｙｌ）−１Ｈ−ｉｍｉｄａｚｏｌｅの合成
【０３９０】
【化７４】
【０３９１】
９−ブロモ−９−フェニルフルオレン２０ｇ（０．０６２２６モル）とイミダゾール１２．７ｇ（０．１８６８モル）をジオキサン１００ｍｌ中、３時間還流させた。
【０３９２】
反応液を冷却後、炭酸水素ナトリウム水溶液を加え、有機層をクロロホルムで抽出し、数回水洗後、抽出液を濃縮し、反応粗製物を得た。
【０３９３】
この粗製物をフラッシュクロマトグラフィー（クロロホルム／メタノール）で精製し、所望の１−（９−ｐｈｅｎｙｌ−９Ｈ−ｆｌｕｏｒｅｎ−９−ｙｌ）−１Ｈ−ｉｍｉｄａｚｏｌｅを６．１４ｇ得た。収率３１％
工程（１−Ｂ）：２−ｂｒｏｍｏ−１−（９−ｐｈｅｎｙｌ−９Ｈ−ｆｌｕｏｒｅｎ−９−ｙｌ）−１Ｈ−ｉｍｉｄａｚｏｌｅの合成
【０３９４】
【化７５】
【０３９５】
１−（９−ｐｈｅｎｙｌ−９Ｈ−ｆｌｕｏｒｅｎ−９−ｙｌ）−１Ｈ−ｉｍｉｄａｚｏｌｅ ６ｇ（０．０１９４６モル）を脱水テトラヒドロフランに溶解し、反応液を−７８℃まで冷却後、ｎ−ブチルリチウム１２ｍｌ（１．６Ｍ）を３０分かけて滴下し、滴下後さらに１時間、−７８℃で攪拌した。
【０３９６】
その反応溶液に臭素３．７３ｇ（０．０２３３５モル）を滴下した後、反応溶液を室温まで２時間かけて上昇させた。
【０３９７】
反応液をチオ硫酸ナトリウムおよび食塩水を加え、余分な臭素を除去した後、反応液を酢酸エチルで希釈し、有機層と水槽を分離した。有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥後、濃縮し、２−ｂｒｏｍｏ−１−（９−ｐｈｅｎｙｌ−９Ｈ−ｆｌｕｏｒｅｎ−９−ｙｌ）−１Ｈ−ｉｍｉｄａｚｏｌｅを６．１７ｇ得た。
【０３９８】
この化合物は特に分離精製の必要なく、次の工程（１−Ｃ）にそのまま用いた。
【０３９９】
工程（１−Ｃ）：２−ｐｈｅｎｙｌ−１−（９−ｐｈｅｎｙｌ−９Ｈ−ｆｌｕｏｒｅｎ−９−ｙｌ）−１Ｈ−ｉｍｉｄａｚｏｌｅ（配位子）の合成
【０４００】
【化７６】
【０４０１】
２−ｂｒｏｍｏ−１−（９−ｐｈｅｎｙｌ−９Ｈ−ｆｌｕｏｒｅｎ−９−ｙｌ）−１Ｈ−ｉｍｉｄａｚｏｌｅ ６ｇ（０．０１５４９モル）とフェニルボロン酸３．７８ｇ（０．０３０９９モル）をテトラキス（トリフェニルフォスフィン）パラジウム１．８ｇ共存下、エチレングリコールジメチルエーテルおよび水の混合溶媒中、炭酸カリウムを塩基として用い、５時間還流した。
【０４０２】
反応液を酢酸エチルで希釈し、有機層と水槽を分離した。
【０４０３】
有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥後、濃縮し、２−ｐｈｅｎｙｌ−１−（９−ｐｈｅｎｙｌ−９Ｈ−ｆｌｕｏｒｅｎ−９−ｙｌ）−１Ｈ−ｉｍｉｄａｚｏｌｅの粗製物を５．７ｇ得た。
【０４０４】
この粗製物をフラッシュクロマトグラフィー（酢酸エチル／トルエン）で精製し、所望の２−ｐｈｅｎｙｌ−１−（９−ｐｈｅｎｙｌ−９Ｈ−ｆｌｕｏｒｅｎ−９−ｙｌ）−１Ｈ−ｉｍｉｄａｚｏｌｅを４．６ｇ得た。収率７８％
工程（２）：ジクロロダイマー（Ａ）の合成
【０４０５】
【化７７】
【０４０６】
２−ｐｈｅｎｙｌ−１−（９−ｐｈｅｎｙｌ−９Ｈ−ｆｌｕｏｒｅｎ−９−ｙｌ）−１Ｈ−ｉｍｉｄａｚｏｌｅ ３ｇ（０．００７８０３モル）、塩化イリジウム（III）３水和物１．１０ｇ（０．００３１２１モル）、２−エトキキシエタノール３０ｍｌおよび純水１０ｍｌを反応容器に加え、窒素バブリングを行いながら３６時間加熱還流した。
【０４０７】
反応溶液を冷却後、得られた結晶を濾別、メタノールで洗浄したのち乾燥し、目的のジクロロダイマー（Ａ）を２．６７ｇ（収率８６％）得た。
【０４０８】
工程（３）：アセチルアセトナト錯体（Ｂ）の合成
【０４０９】
【化７８】
【０４１０】
ジクロロダイマー（Ａ）２．６７ｇ（０．００２０１３モル）、アセチルアセトン ０．５４ｇ（０．００５３６９モル）、炭酸ナトリウム２．６７ｇ及び２−エトキキシエタノール４５ｍｌを反応容器に加え、窒素バブリングを行いながら２時間加熱還流した。
【０４１１】
反応溶液を冷却後、反応液をメタノールで希釈したのち得られた結晶を濾別した。
【０４１２】
結晶をよく水で洗い、炭酸ナトリウムの残査を除いた後、メタノールで洗浄、乾燥し目的のアセチルアセトナト錯体（２）を２．１３ｇ（収率７５％）得た。
【０４１３】
工程（４）：例示化合物５−３の合成
【０４１４】
【化７９】
【０４１５】
アセチルアセトナト錯体（２）１．０ｇ（０．０００９４５０モル）、２−ｐｈｅｎｙｌ−１−（９−ｐｈｅｎｙｌ−９Ｈ−ｆｌｕｏｒｅｎ−９−ｙｌ）−１Ｈ−ｉｍｉｄａｚｏｌｅ １．０９ｇ（０．００２８３５モル）およびグリセリン４５ｍｌを反応容器に加え、窒素バブリングを行いながら加熱し、内温１５０℃で３時間反応させた。
【０４１６】
反応終了後反応液を冷却し、反応液をメタノールで希釈したのち得られた結晶を濾別した。結晶をよくメタノールで洗浄、乾燥したのち、フラッシュカラムクロマトグラフィー（酢酸エチル／トルエン）により精製し、目的の例示化合物５−３を０．５３ｇ（４２％）得た。
【０４１７】
上記化合物の構造は、１Ｈ−ＮＭＲ、１３Ｃ−ＮＭＲ、ＭＡＳＳ（質量）スペクトルの測定により決定した。
【０４１８】
尚、その他の、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子材料である例示化合物についても同様の方法にて合成、構造を確認した。
【０４１９】
実施例２
《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。
【０４２０】
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ＨＯＳＴ−１４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比較化合物１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。
【０４２１】
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。
【０４２２】
更に、ＨＯＳＴ−１４と比較化合物１の入った前記加熱ボートに通電して加熱し、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。
【０４２３】
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。
【０４２４】
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。
【０４２５】
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。
【０４２６】
《有機ＥＬ素子１−２〜１−９の作製》
有機ＥＬ素子１−１の作製において、表１に記載のように発光ドーパント材料を変更した以外は同様にして、有機ＥＬ素子１−２〜１−９を作製した。
【０４２７】
《有機ＥＬ素子１−１〜１−９の評価》
作製後の各有機ＥＬ素子１−１〜１−９の評価は、各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。
【０４２８】
図３は、照明装置の概略図を示し、有機ＥＬ素子１０１は、ガラスカバー１０２で覆われている（尚、ガラスカバーでの封止作業は、有機ＥＬ素子１０１を大気に接触させることなく窒素雰囲気下のグローブボックス（純度９９．９９９％以上の高純度窒素ガスの雰囲気下）で行った）。
【０４２９】
図４は、照明装置の断面図を示し、図２において、１０５は陰極、１０６は有機ＥＬ層、１０７は透明電極付きガラス基板を示す。尚、ガラスカバー１０２内には窒素ガス１０８が充填され、捕水剤１０９が設けられている。
【０４３０】
有機ＥＬ素子１−１〜１−９を用いて得られた各照明装置について、下記に示すようにして、発光寿命及びダークスポットの評価を行った。
【０４３１】
《発光寿命》
有機ＥＬ素子１−１〜１−９を用いて得られた各照明装置を室温下、２．５ｍＡ／ｃｍ２の定電流条件下による連続発光を行い、初期輝度の半分の輝度になるのに要する時間（τ１／２）を測定した。
【０４３２】
尚、発光寿命は有機ＥＬ素子１−１を１００と設定する相対値で表した。
【０４３３】
《初期駆動電圧》
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た時の初期駆動電圧を測定した。初期駆動電圧は比較の有機ＥＬ素子１−１を１００とした時の相対値で表示した。値が小さいほど初期駆動電圧が低いことを示す。
【０４３４】
《ダークスポット》
有機ＥＬ素子１−１〜１−９を用いて得られた各照明装置を室温下、２．５ｍＡ／ｃｍ２の定電流条件下による連続点灯１０時間後の発光面を、無作為に抽出した１０人による目視により下記のようにランク評価を行った。
【０４３５】
×：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
得られた評価結果を表１に示す。
【０４３６】
【表１】
【０４３７】
表１から、比較の素子に比べて、本発明の有機ＥＬ素子は、寿命が長いことが明らかである。さらに、これらの素子は、初期駆動電圧も低く、ダークスポットの生成も抑えられていることがわかる。
【０４３８】
これは、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子材料である化合物を用いることで発光層内の電子注入、輸送性が上がったことにより、キャリアバランスが向上したためと考えられる。
【０４３９】
実施例３
《有機ＥＬ素子２−１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。
【０４４０】
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。
【０４４１】
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１と４０ｍｇの正孔輸送材料２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。
【０４４２】
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。
【０４４３】
この第２正孔輸送層上に、１００ｍｇのＨｏｓｔ−９と１０ｍｇの比較化合物１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。
【０４４４】
次に、この発光層上に、５０ｍｇのＥＴ−４０を１０ｍｌのヘキサフルオロイソプロパノール（ＨＦＩＰ）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。
【０４４５】
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。
【０４４６】
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。
【０４４７】
《有機ＥＬ素子２−２〜２−８の作製》
実施例２の有機ＥＬ素子１−１の作製において、Ｈｏｓｔ−９、比較化合物１及びＥＴ−４０を表２に記載の化合物に変えた以外は同様にして、有機ＥＬ素子２−２〜２−８を各々作製した。
【０４４８】
尚、有機ＥＬ素子２−８に関しては、１００ｍｇの例示化合物６−２を１０ｍｌのトルエンに溶解した溶液を用いて発光層を形成した。
【０４４９】
《有機ＥＬ素子２−１〜２−８の評価》
得られた有機ＥＬ素子２−１〜２−８を評価するに際しては、実施例１の有機ＥＬ素子１−１〜１−７と同様に、図３、図４に示すような照明装置を形成して評価した。
【０４５０】
次いで、下記の評価を行った。
【０４５１】
《発光寿命》
発光寿命については、実施例１と同様の方法で評価した。尚、有機ＥＬ素子２−１の発光寿命を１００と設定する相対値で表した。
【０４５２】
《電力効率》
分光放射輝度計ＣＳ−１０００（コニカミノルタセンシング社製）を用いて、各有機ＥＬ素子の中央部の正面輝度及び輝度角度依存性を測定し、正面輝度１０００ｃｄ／ｍ２における電力効率を求めた。尚、電力効率は有機ＥＬ素子２−１の電力効率を１００と設定する相対値で表した。
【０４５３】
以上の評価結果を表２に示す。
【０４５４】
【表２】
【０４５５】
表２から、比較の素子に比べて、本発明の有機ＥＬ素子は、発光寿命が長いことが明らかである。更に、これらの素子は、比較の素子に比べ、電力効率が高いことも明らかである。
【０４５６】
実施例４
《有機ＥＬ素子３−１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。
【０４５７】
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ＨＯＳＴ−２５を２００ｍｇ入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにＥＴ−１１を２００ｍｇ入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにＤ−２６を１００ｍｇ入れ、更に別のモリブデン製抵抗加熱ボートにＤ−６を１００ｍｇ入れ、真空蒸着装置に取付けた。
【０４５８】
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。
【０４５９】
更に、ＨＯＳＴ−２５とＤ−２６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の第１発光層を設けた。なお、蒸着時の基板温度は室温であった。
【０４６０】
更に、ＨＯＳＴ−２５とＤ−６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／秒で第１発光層上に共蒸着して、膜厚１０ｎｍの第２発光層を設けた。なお、蒸着時の基板温度は室温であった。
【０４６１】
更に、ＥＴ−１１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３０ｎｍの正孔阻止層兼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。
【０４６２】
引き続きフッ化リチウム２．０ｎｍ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３−１を作製した。
【０４６３】
《有機ＥＬ素子３−２〜３−４の作製》
有機ＥＬ素子３−１の作製において、ドーパントＤ−６を表３に記載の化合物に変えた以外は同様にして、有機ＥＬ素子３−２〜３−４を作製した。
【０４６４】
《有機ＥＬ素子３−１〜３−４の評価》
得られた有機ＥＬ素子３−１〜３−４を評価するに際しては、実施例１の有機ＥＬ素子と同様に封止し、図３、図４に示すような照明装置を形成して評価した。
【０４６５】
次いで、下記の評価を行った。
【０４６６】
《外部取り出し量子効率》
実施例３と同様の方法で外部取り出し量子効率（ηｅｘｔ）を算出した。外部取り出し量子効率は有機ＥＬ素子３−１を１００とする相対値で表した。
【０４６７】
《初期駆動電圧》
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た時の初期駆動電圧を測定した。初期駆動電圧は比較の有機ＥＬ素子１−１を１００とした時の相対値で表示した。
【０４６８】
《白色官能評価》
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た時に得られる発光を目視で評価し、白色発光が得られている場合には白色、赤色発光が強い場合には赤色と示した。
【０４６９】
得られた評価結果を表３に示す。
【０４７０】
【表３】
【０４７１】
表３から、比較の有機エレクトロルミネッセンス素子材料である、Ｄ−６、Ｄ−１０を各々用いて第２発光層を形成した比較の有機ＥＬ素子３−１、３−２は、ドーパントとして用いたＤ−６、Ｄ−１０の電子トラップ性が強く主に赤色発光しているのに対し、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子材料である、５−１３、５−１８を各々用いて第２発光層を形成した本発明の有機ＥＬ素子３−３、３−４は、第２発光層が良好な電子注入性と輸送性を示すことにより、外部取り出し量子効率が高く、駆動電圧が低く、且つ、白色発光する有機ＥＬ素子が得られていることが明らかである。
【０４７２】
実施例５
《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１−１において、比較化合物１を例示化合物１−１７に変更した以外は同様にして、青色発光素子を作製し、これを青色発光素子とした。
【０４７３】
（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、比較化合物１を例示化合物５−１７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。
【０４７４】
（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、比較化合物１を例示化合物５−１３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。
【０４７５】
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。
【０４７６】
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）。
【０４７７】
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。
【０４７８】
このフルカラー表示装置は駆動することにより、輝度が高く、高耐久性を有し、且つ鮮明なフルカラー動画表示が得られることが分かった。
【０４７９】
実施例６
《白色発光素子及び白色照明装置の作製》
実施例１の透明電極基板の電極を２０ｍｍ×２０ｍｍにパターニングし、その上に実施例１と同様に正孔注入／輸送層としてα−ＮＰＤを２５ｎｍの厚さで成膜し、更に、ＨＯＳＴ−２５の入った前記加熱ボートと例示化合物１−１７の入ったボート及びＤ−６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ＨＯＳＴ−２５と発光ドーパントとして例示化合物１−１７、及びＤ−６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。
【０４８０】
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。
【０４８１】
次に、実施例２と同様に電子注入層の上にステンレス鋼製の透明電極とほぼ同じ形状の正方形穴あきマスクを設置し、陰極バッファー層としてフッ化リチウム０．５ｎｍ及び陰極としてアルミニウム１５０ｎｍを蒸着、成膜した。
【０４８２】
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。
【０４８３】
実施例７
《白色の有機ＥＬ素子の作製》
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。
【０４８４】
この透明支持基板上に、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）−ポリスチレンスルホネート（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ、Ｂａｙｅｒ社製、Ｂａｙｔｒｏｎ Ｐ Ａｌ ４０８３）を純水で７０％に希釈した溶液を３０００ｒｐｍ、３０秒でスピンコート法により成膜した後、２００℃にて１時間乾燥し、膜厚３０ｎｍの第一正孔輸送層を設けた。
【０４８５】
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。
【０４８６】
次に、ＨＯＳＴ−１６（１００ｍｇ）、例示化合物５−１６（０．５ｍｇ）、比較化合物１（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時間真空乾燥し発光層とした。
【０４８７】
更に、ＥＴ−１０（２５ｍｇ）をヘキサフルオロイソプロパノール（ＨＦＩＰ） 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時間真空乾燥し第１電子輸送層とした。
【０４８８】
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、真空蒸着装置に取り付けた。真空槽を４×１０−４Ｐａまで減圧した後、ＥＴ−７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／秒で前記電子輸送層の上に蒸着して、更に膜厚２０ｎｍの第２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。
【０４８９】
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。
【０４９０】
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。
【符号の説明】
【０４９１】
１ ディスプレイ
３ 画素
５ 走査線
６ データ線
Ａ 表示部
Ｂ 制御部
１０１ 有機ＥＬ素子
１０２ ガラスカバー
１０５ 陰極
１０６ 有機ＥＬ層
１０７ 透明電極付きガラス基板
１０８ 窒素ガス
１０９ 捕水剤
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記一般式（１）で表される化合物を含有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子材料。
【化１】
〔式中、Ｃ、Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４及びＡ５で構成される環Ａは、６員の芳香族炭化水素基、または、５員または６員の芳香族複素環基を表し、Ａ１〜Ａ５は、各々炭素原子または窒素原子を表す。ｎは０または１の整数を表す。Ｒ１１は水素原子または置換基を表し、ｍは２から４の整数を表す。Ｂ０、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４で構成される環Ｂは５員の芳香族複素環基を表す。Ｂ０、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４は、各々炭素原子、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、ホウ素原子、リン原子またはケイ素原子を表す。Ｒ２１は、水素原子または置換基を表し、複数のＲ２１は互いに同一でもよく異なっていてもよい。但し、Ｒ２１のうち少なくとも一つはフルオレニル基を表す。０は１から３の整数を表す。Ｊは連結基を表し、ｑは０または１の整数を表す。Ｍは元素周期表における８族〜１０族の遷移金属元素を表し、ＬはＭと配位できる任意の配位子を表す。ｍ１は１から３の整数を表し、ｍ２は０から２の整数を表す。〕
【請求項２】
前記一般式（１）で表される化合物が下記一般式（２）で表される化合物であることを特徴とする請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子材料。
【化２】
〔式中、Ｃ、Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４及びＡ５で構成される環Ａは、６員の芳香族炭化水素基、または、５員または６員の芳香族複素環基を表し、Ａ１〜Ａ５は、各々炭素原子または窒素原子を表す。ｎは０または１の整数を表す。Ｒ１１は水素原子または置換基を表し、ｍは２から４の整数を表す。Ｂ１、Ｂ２と２つの窒素原子及び炭素原子から構成される環Ｂは５員の芳香族複素環基を表す。Ｂ１、Ｂ２は、各々炭素原子、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、ホウ素原子、リン原子またはケイ素原子を表す。Ｒ２１は、水素原子または置換基を表し、複数のＲ２１は互いに同一でもよく異なっていてもよい。但し、Ｒ２１のうち少なくとも一つはフルオレニル基を表す。０は１から３の整数を表す。Ｊは連結基を表し、ｑは０または１の整数を表す。Ｍは元素周期表における８族〜１０族の遷移金属元素を表し、ＬはＭと配位できる任意の配位子を表す。ｍ１は１から３の整数を表し、ｍ２は０から２の整数を表す。〕
【請求項３】
前記一般式（１）で表される化合物が、下記一般式（３）で表される化合物であることを特徴とする請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子材料。
【化３】
〔式中、Ｃ、Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４及びＡ５で構成される環Ａは、６員の芳香族炭化水素基、または、５員または６員の芳香族複素環基を表し、Ａ１〜Ａ５は、各々炭素原子または窒素原子を表す。ｎは０または１の整数を表す。Ｒ１１は水素原子または置換基を表し、ｍは２から４の整数を表す。Ｂ１、Ｂ２と２つの窒素原子及び炭素原子から構成される環Ｂは５員の芳香族複素環基を表す。Ｂ１、Ｂ２は、各々炭素原子、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、ホウ素原子、リン原子またはケイ素原子を表す。Ｒ２１は、水素原子または置換基を表し、複数のＲ２１は互いに同一でもよく異なっていてもよい。但し、Ｒ２１のうち少なくとも一つはフルオレニル基を表す。０は１から３の整数を表す。Ｊは連結基を表し、ｑは０または１の整数を表す。Ｒ２２は、置換基を表し、ｐは０〜２の整数を表す。Ｍは元素周期表における８族〜１０族の遷移金属元素を表し、ＬはＭと配位できる任意の配位子を表す。ｍ１は１から３の整数を表し、ｍ２は０から２の整数を表す。〕
【請求項４】
前記一般式（１）で表される化合物が、下記一般式（４）で表される化合物であることを特徴とする請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子材料。
【化４】
〔式中、Ｒ１１は水素原子または置換基を表し、ｍは２から４の整数を表す。Ｒ２１は、水素原子または置換基を表し、複数のＲ２１は互いに同一でもよく異なっていてもよい。但し、Ｒ２１のうち少なくとも一つはフルオレニル基を表す。０は１から３の整数を表す。Ｊは連結基を表し、ｑは０または１の整数を表す。Ｒ２２は、置換基を表し、ｐは０〜２の整数を表す。Ｍは元素周期表における８族〜１０族の遷移金属元素を表し、ＬはＭと配位できる任意の配位子を表す。ｍ１は１から３の整数を表し、ｍ２は０から２の整数を表す。〕
【請求項５】
請求項１に記載の一般式（１）、請求項２に記載の一般式（２）、請求項３に記載の一般式（３）または請求項４に記載の一般式（４）で表される化合物のいずれか一つのＭが、白金またはイリジウムであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子材料。
【請求項６】
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、請求項１に記載の一般式（１）で表される化合物を少なくとも１つ含有する有機層を有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項７】
前記一般式（１）で表される化合物が、請求項２に記載の一般式（２）で表される化合物であることを特徴とする請求項６に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項８】
前記一般式（１）で表される化合物が、請求項３に記載の一般式（３）で表される化合物であることを特徴とする請求項６に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項９】
前記一般式（１）で表される化合物が、請求項４に記載の一般式（４）で表される化合物であることを特徴とする、請求項６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に記載の一般式（１）、請求項２に記載の一般式（２）、請求項３に記載の一般式（３）または請求項４に記載の一般式（４）で表される化合物のいずれか一つのＭが、白金またはイリジウムであることを特徴とする請求項６〜９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】
構成層として、請求項１に記載の一般式（１）、請求項２に記載の一般式（２）、請求項３に記載の一般式（３）または請求項４に記載の一般式（４）で表される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６〜１０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】
構成層として、第２の発光層を有し、該第２の発光層が、請求項１に記載の一般式（１）、請求項２に記載の一般式（２）、請求項３に記載の一般式（３）または請求項４に記載の一般式（４）で表される化合物を少なくとも１種含有する有機層することを特徴とする請求項６〜１１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】
請求項６〜１２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を備えたことを特徴とする表示装置。
【請求項１４】
請求項６〜１２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材料。
【化１】
〔式中、Ｃ、Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４及びＡ５で構成される環Ａは、６員の芳香族炭化水素基、または、５員または６員の芳香族複素環基を表し、Ａ１〜Ａ５は、各々炭素原子または窒素原子を表す。ｎは０または１の整数を表す。Ｒ１１は水素原子または置換基を表し、ｍは２から４の整数を表す。Ｂ０、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４で構成される環Ｂは５員の芳香族複素環基を表す。Ｂ０、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４は、各々炭素原子、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、ホウ素原子、リン原子またはケイ素原子を表す。Ｒ２１は、水素原子または置換基を表し、複数のＲ２１は互いに同一でもよく異なっていてもよい。但し、Ｒ２１のうち少なくとも一つはフルオレニル基を表す。０は１から３の整数を表す。Ｊは連結基を表し、ｑは０または１の整数を表す。Ｍは元素周期表における８族〜１０族の遷移金属元素を表し、ＬはＭと配位できる任意の配位子を表す。ｍ１は１から３の整数を表し、ｍ２は０から２の整数を表す。〕
【請求項２】
前記一般式（１）で表される化合物が下記一般式（２）で表される化合物であることを特徴とする請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子材料。
【化２】
〔式中、Ｃ、Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４及びＡ５で構成される環Ａは、６員の芳香族炭化水素基、または、５員または６員の芳香族複素環基を表し、Ａ１〜Ａ５は、各々炭素原子または窒素原子を表す。ｎは０または１の整数を表す。Ｒ１１は水素原子または置換基を表し、ｍは２から４の整数を表す。Ｂ１、Ｂ２と２つの窒素原子及び炭素原子から構成される環Ｂは５員の芳香族複素環基を表す。Ｂ１、Ｂ２は、各々炭素原子、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、ホウ素原子、リン原子またはケイ素原子を表す。Ｒ２１は、水素原子または置換基を表し、複数のＲ２１は互いに同一でもよく異なっていてもよい。但し、Ｒ２１のうち少なくとも一つはフルオレニル基を表す。０は１から３の整数を表す。Ｊは連結基を表し、ｑは０または１の整数を表す。Ｍは元素周期表における８族〜１０族の遷移金属元素を表し、ＬはＭと配位できる任意の配位子を表す。ｍ１は１から３の整数を表し、ｍ２は０から２の整数を表す。〕
【請求項３】
前記一般式（１）で表される化合物が、下記一般式（３）で表される化合物であることを特徴とする請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子材料。
【化３】
〔式中、Ｃ、Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４及びＡ５で構成される環Ａは、６員の芳香族炭化水素基、または、５員または６員の芳香族複素環基を表し、Ａ１〜Ａ５は、各々炭素原子または窒素原子を表す。ｎは０または１の整数を表す。Ｒ１１は水素原子または置換基を表し、ｍは２から４の整数を表す。Ｂ１、Ｂ２と２つの窒素原子及び炭素原子から構成される環Ｂは５員の芳香族複素環基を表す。Ｂ１、Ｂ２は、各々炭素原子、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、ホウ素原子、リン原子またはケイ素原子を表す。Ｒ２１は、水素原子または置換基を表し、複数のＲ２１は互いに同一でもよく異なっていてもよい。但し、Ｒ２１のうち少なくとも一つはフルオレニル基を表す。０は１から３の整数を表す。Ｊは連結基を表し、ｑは０または１の整数を表す。Ｒ２２は、置換基を表し、ｐは０〜２の整数を表す。Ｍは元素周期表における８族〜１０族の遷移金属元素を表し、ＬはＭと配位できる任意の配位子を表す。ｍ１は１から３の整数を表し、ｍ２は０から２の整数を表す。〕
【請求項４】
前記一般式（１）で表される化合物が、下記一般式（４）で表される化合物であることを特徴とする請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子材料。
【化４】
〔式中、Ｒ１１は水素原子または置換基を表し、ｍは２から４の整数を表す。Ｒ２１は、水素原子または置換基を表し、複数のＲ２１は互いに同一でもよく異なっていてもよい。但し、Ｒ２１のうち少なくとも一つはフルオレニル基を表す。０は１から３の整数を表す。Ｊは連結基を表し、ｑは０または１の整数を表す。Ｒ２２は、置換基を表し、ｐは０〜２の整数を表す。Ｍは元素周期表における８族〜１０族の遷移金属元素を表し、ＬはＭと配位できる任意の配位子を表す。ｍ１は１から３の整数を表し、ｍ２は０から２の整数を表す。〕
【請求項５】
請求項１に記載の一般式（１）、請求項２に記載の一般式（２）、請求項３に記載の一般式（３）または請求項４に記載の一般式（４）で表される化合物のいずれか一つのＭが、白金またはイリジウムであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子材料。
【請求項６】
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、請求項１に記載の一般式（１）で表される化合物を少なくとも１つ含有する有機層を有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項７】
前記一般式（１）で表される化合物が、請求項２に記載の一般式（２）で表される化合物であることを特徴とする請求項６に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項８】
前記一般式（１）で表される化合物が、請求項３に記載の一般式（３）で表される化合物であることを特徴とする請求項６に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項９】
前記一般式（１）で表される化合物が、請求項４に記載の一般式（４）で表される化合物であることを特徴とする、請求項６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に記載の一般式（１）、請求項２に記載の一般式（２）、請求項３に記載の一般式（３）または請求項４に記載の一般式（４）で表される化合物のいずれか一つのＭが、白金またはイリジウムであることを特徴とする請求項６〜９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】
構成層として、請求項１に記載の一般式（１）、請求項２に記載の一般式（２）、請求項３に記載の一般式（３）または請求項４に記載の一般式（４）で表される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６〜１０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】
構成層として、第２の発光層を有し、該第２の発光層が、請求項１に記載の一般式（１）、請求項２に記載の一般式（２）、請求項３に記載の一般式（３）または請求項４に記載の一般式（４）で表される化合物を少なくとも１種含有する有機層することを特徴とする請求項６〜１１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】
請求項６〜１２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を備えたことを特徴とする表示装置。
【請求項１４】
請求項６〜１２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２０１２−２２２２６８（Ｐ２０１２−２２２２６８Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−８８９００（Ｐ２０１１−８８９００）
【出願日】平成２３年４月１３日（２０１１．４．１３）
【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１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月１３日（２０１１．４．１３）
【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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