有機エレクトロルミネッセンス素子用材料、有機エレクトロルミネッセンス素子、照明装置および表示装置
下記一般式（１）で表され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用材料。
【化１】
（式中、Ｒ１、Ｒ２は各々独立に置換基を表し、Ａ１は芳香族炭素環または複素環を形成するのに必要な残基を表し、Ｌは連結基を表し、Ｘは不対電子を持ちホウ素原子と配位結合可能な元素を表し、Ｒｘは水素原子、脂肪族基、芳香族基、複素環基を表し、ｎは０又は１を表し、ｍは１又は２を表し、ＲｘはＬの任意の元素と結合して環を形成してもよく、また、Ｒ１とＲ２は結合して環を形成してもよい。ＲｘはＡ１の任意の元素と結合して縮合環を形成してもよい。）
【化１】
（式中、Ｒ１、Ｒ２は各々独立に置換基を表し、Ａ１は芳香族炭素環または複素環を形成するのに必要な残基を表し、Ｌは連結基を表し、Ｘは不対電子を持ちホウ素原子と配位結合可能な元素を表し、Ｒｘは水素原子、脂肪族基、芳香族基、複素環基を表し、ｎは０又は１を表し、ｍは１又は２を表し、ＲｘはＬの任意の元素と結合して環を形成してもよく、また、Ｒ１とＲ２は結合して環を形成してもよい。ＲｘはＡ１の任意の元素と結合して縮合環を形成してもよい。）
【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、照明装置、表示装置に関し、詳しくは発光輝度、発光効率及び耐久性に優れた有機エレクトロルミネッセンス素子、照明装置、及びそれらを有する表示装置に関する。
【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（ＥＬＤ）がある。ＥＬＤの構成要素としては、無機エレクトロルミネッセンス素子や有機エレクトロルミネッセンス素子（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、さらに、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】
今後の実用化に向けた有機ＥＬ素子の開発としては、さらに低消費電力で効率よく高輝度に発光する有機ＥＬ素子が望まれているわけであり、例えば、スチルベン誘導体、ジスチリルアリーレン誘導体またはトリススチリルアリーレン誘導体に、微量の蛍光体をドープし、発光輝度の向上、素子の長寿命化を達成する技術（例えば、特許文献１参照。）、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、特許文献２参照。）、８−ヒドロキシキノリンアルミニウム錯体をホスト化合物として、これにキナクリドン系色素をドープした有機発光層を有する素子（例えば、特許文献３参照。）等が知られている。
【０００６】
上記特許文献に開示されている技術では、励起一重項からの発光を用いる場合、一重項励起子と三重項励起子の生成比が１：３であるため発光性励起種の生成確率が２５％であることと、光の取り出し効率が約２０％であるため、外部取り出し量子効率（ηｅｘｔ）の限界は５％とされている。
【０００７】
ところが、プリンストン大より、励起三重項からのリン光発光を用いる有機ＥＬ素子の報告（例えば、非特許文献１参照。）がされて以来、室温でリン光を示す材料の研究が活発になってきている（例えば、非特許文献２及び特許文献４参照。）。
【０００８】
励起三重項を使用すると、内部量子効率の上限が１００％となるため、励起一重項の場合に比べて原理的に発光効率が４倍となり、冷陰極管とほぼ同等の性能が得られ照明用にも応用可能であり注目されている。
【０００９】
例えば、多くの化合物がイリジウム錯体系等重金属錯体を中心に合成検討されている（例えば、非特許文献３参照。）。
【００１０】
また、ドーパントとして、トリス（２−フェニルピリジン）イリジウムを用いた検討がされている（例えば、非特許文献２参照。）。
【００１１】
その他、ドーパントとしてＬ２Ｉｒ（ａｃａｃ）、例えば（ｐｐｙ）２Ｉｒ（ａｃａｃ）（例えば、非特許文献４参照。）を、また、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）、Ｉｒ（ｂｚｑ）２ＣｌＰ（Ｂｕ）３等を用いた検討（例えば、非特許文献５参照。）が行われている。
【００１２】
また、高い発光効率を得るために、ホール輸送性の化合物をリン光性化合物のホストとして用いている（例えば、非特許文献６参照。）。
【００１３】
また、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（例えば、非特許文献４参照）。さらに、ホールブロック層の導入により高い発光効率を得ている（例えば、非特許文献５参照。）。
【００１４】
現在、このリン光発光を用いた有機ＥＬ素子の更なる発光の高効率化、長寿命化が検討されている。
【００１５】
しかし、緑色発光については理論限界である２０％近くの外部取り出し効率が達成されているものの、低電流領域（低輝度領域）のみであり、高電流領域（高輝度領域）では、いまだ理論限界は達成されていない。さらに、その他の発光色についてもまだ十分な効率が得られておらず改良が必要であり、また、今後の実用化に向けた有機ＥＬ素子では、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。特に青色リン光発光の有機ＥＬ素子において高効率に発光する素子が求められている。
【００１６】
これらの問題を解決するリン光発光の有機ＥＬ素子として、分子内にホウ素原子を含む化合物を発光材料または電子輸送材料として用いることが記載されている（例えば、特許文献５参照）が、更なる発光効率と発光寿命向上が求められている。
【００１７】
また、８−ヒドロキシキノリン誘導体のホウ素錯体を含む有機ＥＬ素子が記載されている（例えば、特許文献６参照）が、ホウ素化合物が不安定で、更なる長寿命化が要求されていた。
【特許文献１】特許第３０９３７９６号明細書
【特許文献２】特開昭６３−２６４６９２号公報
【特許文献３】特開平３−２５５１９０号公報
【特許文献４】米国特許第６，０９７，１４７号明細書
【特許文献５】特開２００３−２３４１９２号公報
【特許文献６】特開２０００−１５０１６３号公報
【非特許文献１】Ｍ．Ａ．Ｂａｌｄｏ ｅｔ ａｌ．，ｎａｔｕｒｅ、３９５巻、１５１−１５４ページ（１９９８年）
【非特許文献２】Ｍ．Ａ．Ｂａｌｄｏ ｅｔ ａｌ．，ｎａｔｕｒｅ、４０３巻、１７号、７５０−７５３ページ（２０００年）
【非特許文献３】Ｓ．Ｌａｍａｎｓｋｙ ｅｔ ａｌ．，Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，１２３巻、４３０４ページ（２００１年）
【非特許文献４】Ｍ．Ｅ．Ｔｏｍｐｓｏｎ ｅｔ ａｌ．，Ｔｈｅ １０ｔｈ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｗｏｒｋｓｈｏｐ ｏｎ Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ ａｎｄ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ（ＥＬ’００、浜松）
【非特許文献５】Ｍｏｏｎ−Ｊａｅ Ｙｏｕｎ．０ｇ，Ｔｅｔｓｕｏ Ｔｓｕｔｓｕｉｅｔ ａｌ．，Ｔｈｅ １０ｔｈ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｗｏｒｋｓｈｏｐ ｏｎ Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ ａｎｄ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ（ＥＬ’００、浜松）
【非特許文献６】Ｉｋａｉ ｅｔ ａｌ．，Ｔｈｅ １０ｔｈ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｗｏｒｋｓｈｏｐ ｏｎ Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ ａｎｄ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ（ＥＬ’００、浜松）
【発明の開示】
【００１８】
本発明は係る課題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、発光効率が高くなる有機ＥＬ素子用材料、該有機ＥＬ素子用材料を用いた有機ＥＬ素子、照明装置および表示装置を提供することである。さらに、長寿命となる有機ＥＬ素子用材料、該有機ＥＬ素子用材料を用いた有機ＥＬ素子、照明装置および表示装置を提供することである。
【００１９】
本発明の上記目的を達成するための一つの態様は、不対電子を持ちホウ素と配位結合可能な元素を含み、特定の構造を有する事を特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子用材料にある。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】アクティブマトリクス方式フルカラー表示装置を示す。
【図２】フルカラー表示装置の表示部Ａの模式図を示す。
【図３】画素の模式図を表す。
【図４】パッシブマトリクス方式による表示装置の模式図である。
【図５】照明装置の概略図である。
【図６】照明装置の断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明の上記目的は下記構成により達成された。
（１） 下記一般式（１）で表され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用材料。
【００２２】
【化１】
【００２３】
（式中、Ｒ１、Ｒ２は各々独立に置換基を表し、Ａ１は芳香族炭素環または複素環を形成するのに必要な残基を表し、Ｌは連結基を表し、Ｘは不対電子を持ちホウ素原子と配位結合可能な元素を表し、Ｒｘは水素原子、脂肪族基、芳香族基、複素環基を表し、ｎは０又は１を表し、ｍは１又は２を表し、ＲｘはＬの任意の元素と結合して環を形成してもよく、また、Ｒ１とＲ２は結合して環を形成してもよい。ＲｘはＡ１の任意の元素と結合して縮合環を形成してもよい。）
（２） 下記一般式（２）で表され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用材料。
【００２４】
【化２】
【００２５】
（式中、Ｒ１、Ｒ２は各々独立に置換基を表し、Ａ２は芳香族炭素環または複素環を形成するのに必要な残基を表し、Ｌは連結基を表し、Ｘは不対電子を持ちホウ素原子と配位結合可能な元素を表し、Ｒｘは水素原子、脂肪族基、芳香族基、複素環基を表し、ｎは０又は１を表し、ｍは１又は２を表し、ＲｘはＬの任意の元素と結合して環を形成してもよく、また、Ｒ１とＲ２は結合して環を形成してもよい。ＲｘはＡ２の任意の元素と結合して縮合環を形成してもよい。）
（３） 下記一般式（３）で表され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用材料。
【００２６】
【化３】
【００２７】
（式中、Ｒ１、Ｒ２は各々独立に置換基を表し、Ｌは連結基を表し、Ｘは不対電子を持ちホウ素原子と配位結合可能な元素を表し、Ｒｘは水素原子、脂肪族基、芳香族基、複素環基を表し、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６は各々独立に水素原子又は置換基を表し、ｎは０又は１を表し、ｍは１又は２を表し、ＲｘはＬの任意の元素と結合して環を形成してもよく、また、Ｒ１とＲ２は結合して環を形成してもよい。ＲｘはＲ６と結合して縮合環を形成してもよい。）
（４） 下記一般式（４）で表され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用材料。
【００２８】
【化４】
【００２９】
（式中、Ｒ１、Ｒ２は各々独立に置換基を表し、Ａ２は芳香族炭素環または複素環を形成するのに必要な残基を表し、Ａ３は複素環を形成するのに必要な残基を表し、Ａ２の任意の元素とＡ３の任意の元素が結合して環を形成してもよい。Ｒ１とＲ２は結合して環を形成してもよい。）
（５） 前記Ｒ１、Ｒ２が共に芳香族炭素環基または複素環基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用材料。
（６） 前記（１）〜（５）のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を用いたことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
（７） リン光性発光材料を含有する発光層を有す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。
（８） 前記（１）〜（５）のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を前記発光層に含有することを特徴とする請求項７に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
（９） 前記（１）〜（５）のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を含有する正孔阻止層を有することを特徴とする前記（６）〜（８）のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
（１０） 青色に発光す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。
（１１） 白色に発光す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。
（１２） 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を備えたことを特徴とする表示装置。
（１３） 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を備えたことを特徴とする照明装置。
（１４） 前記（１３）に記載の照明装置と、表示手段として液晶素子とを備えたことを特徴とする表示装置。
【００３０】
以下、本発明を更に詳細に説明する。
【００３１】
本発明において、前記一般式（１）で表されるボロン化合物は、有機ＥＬ素子材料において、ホスト化合物として又は正孔阻止材料として用いられるものである。
【００３２】
一般式（１）において、Ａ１は芳香族炭素環または複素環を形成するのに必要な残基を表し、Ａ１により形成される芳香族炭素環の例としては、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、アズレン環、フェナントレン環、トリフェニレン環、ピレン環、クリセン環、ナフタセン環、ペリレン環、ペンタセン環、ヘキサセン環等が挙げられ、これらは置換基を有してもよい。これらのうちで好ましいのは、ベンゼン環及びナフタレン環であり、更に好ましいのはベンゼン環である。
【００３３】
Ａ１により形成される複素環の例としては、カルバゾール環、ピリジン環、ピリミジン環、チオフェン環、フラン環、イミダゾール環、ピラゾール環、トリアゾール環、オキサゾール環、チアゾール環、イソオキサゾール、イソチアゾール環、インドール環、フェナントロリン環、キノリン環、イソキノリン環、キノリン環、オキサジアゾール環等が挙げられ、これらは置換基を有してもよい。これらのうちで好ましいのは、カルバゾール環、ピリジン環、ピリミジン環、トリアゾール環、オキサジアゾール環等であり、更に好ましくは、カルバゾール環及びピリジン環である。
【００３４】
一般式（１）において、Ｒ１、Ｒ２は各々独立に置換基を表し、Ｒ１、Ｒ２で表される置換基の例としては、脂肪族基（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、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、ビニル基、アリル基、エチニル基、プロパルギル基等）、芳香族炭素環基（例えば、フェニル基、ナフチル基等）、複素環基（例えば、フリル基、チエニル基、ピリジル基、ピリダジル基、ピリミジル基、ピラジル基、トリアジル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、チアゾリル基、ベンゾイミダゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、キナゾリル基、フタラジル基、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）、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）、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）、シアノ基等が挙げられる。
【００３５】
一般式（１）において、Ｌは連結基を表し、Ｌで表される連結基の例としては、アルキレン基（例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基等）、アルケニレン基（例えば、ビニレン基等）、アリーレン基（例えば、フェニレン基、ナフチレン基等）、複素環基（例えば、フリル基、チエニル基、ピリジル基、ピリダジル基、ピリミジル基、ピラジル基、トリアジル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、チアゾリル基、ベンゾイミダゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、キナゾリル基、フタラジル基、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から誘導される２価の基）等が挙げられる。
【００３６】
一般式（１）において、Ｘは不対電子を持ちホウ素原子と配位結合可能な元素を表し、Ｘで表される不対電子を持ちホウ素原子と配位結合可能な元素の例としては、窒素原子、酸素原子、硫黄原子等が挙げられる。
【００３７】
一般式（１）において、Ｒｘは水素原子、脂肪族基、芳香族炭素環基、複素環基を表し、Ｒｘで表される脂肪族基、芳香族炭素環基、複素環基の例としては、Ｒ１で挙げた例が挙げられる。
【００３８】
一般式（１）において、ｎは０又は１を表し、ｍは１又は２を表す。
【００３９】
また、ＲｘはＬの任意の元素と結合して環を形成してもよく、ＲｘとＬの任意の元素が形成した環の例としては、チオフェン環、フラン環、イソベンゾフラン環、クロメン環、イソクロメン環、ピロール環、イミダゾール環、ピリジン環、ピリミジン環、ピラジン環、インドール環、イソインドール環、キノリン環、イソキノリン環、カルバゾール環、カルボリン環等が挙げられる。
【００４０】
また、ＲｘはＡ１の任意の元素と結合して縮合環を形成してもよく、ＲｘとＡ１の任意の元素が形成した環の例としては、クロメン環、インドール環、キノリン環、キナゾリン環、カルバゾール環、カルボリン環、フェナントロリン環等が挙げられる。
【００４１】
一般式（２）において、Ａ２は芳香族炭素環または複素環を形成するのに必要な残基を表し、Ａ２により形成される芳香族炭素環の例としては、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、アズレン環、フェナントレン環、トリフェニレン環、ピレン環、クリセン環、ナフタセン環、ペリレン環、ペンタセン環、ヘキサセン環が挙げられ、これらは置換基を有してもよい。これらのうちで好ましいのは、ベンゼン環、ナフタレン環であり、更に好ましいのはベンゼン環である。
【００４２】
Ａ２により形成される複素環の例としては、カルバゾール環、ピリジン環、ピリミジン環、チオフェン環、フラン環、イミダゾール環、ピラゾール環、オキサゾール環、チアゾール環、イソオキサゾール、イソチアゾール環、インドール環、フェナントロリン環、キノリン環、イソキノリン環等が挙げられ、これらは置換基を有してもよい。これらのうちで好ましいのは、カルバゾール環、ピリジン環、ピリミジン環であり、更に好ましくは、カルバゾール環及びピリジン環である。
【００４３】
一般式（２）におけるＲ１，Ｒ２，Ｌ，Ｘ，Ｒｘ，ｍ，ｎは、各々前記一般式（１）におけるＲ１，Ｒ２，Ｌ，Ｘ，Ｒｘ，ｍ，ｎと同義である。
【００４４】
また、ＲｘはＬの任意の元素と結合して環を形成してもよく、ＲｘとＬの任意の元素が結合して形成した環の例としては、一般式（１）において挙げた例が挙げられる。
【００４５】
また、ＲｘはＡ２の任意の元素と結合して縮合環を形成してもよく、ＲｘとＡ２の任意の元素が結合して形成した環の例としては、一般式（１）において、ＲｘとＡ１の任意の元素が結合して形成した環の例を挙げられる。
【００４６】
一般式（３）におけるＲ１，Ｒ２，Ｌ，Ｘ，Ｒｘ，ｍ，ｎは、前記一般式（１）におけるＲ１，Ｒ２，Ｌ，Ｘ，Ｒｘ，ｍ，ｎと同義である。
【００４７】
一般式（３）において、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６は各々独立に水素原子又は置換基を表し、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６で表される置換基の例としては、脂肪族基（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、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、ビニル基、アリル基、エチニル基、プロパルギル基等）、芳香族基（例えば、フェニル基、ナフチル基等）、複素環基（例えば、フリル基、チエニル基、ピリジル基、ピリダジル基、ピリミジル基、ピラジル基、トリアジル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、チアゾリル基、ベンゾイミダゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、キナゾリル基、フタラジル基、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（フェニルスルホニル基、ナフチルスルホニル基、２−ピリジルスルホニル基等）、アミノ基（例えば、アミノ基、エチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ブチルアミノ基、シクロペンチルアミノ基、２−エチルヘキシルアミノ基、ドデシルアミノ基、アニリノ基、ナフチルアミノ基、２−ピリジルアミノ基等）、ハロゲン原子（例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子等）、フッ化炭化水素基（例えば、フルオロメチル基、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、ペンタフルオロフェニル基等）、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、メルカプト基、シリル基（例えば、トリメチルシリル基、トリイソプロピルシリル基、トリフェニルシリル基、フェニルジエチルシリル基等）等が挙げられる。
【００４８】
一般式（４）におけるＲ１，Ｒ２は、前記一般式（１）におけるＲ１，Ｒ２と同義である。
【００４９】
一般式（４）におけるＡ２は、前記一般式（２）におけるＡ２と同義である。
【００５０】
一般式（４）において、Ａ３は複素環を形成するのに必要な残基を表し、Ａ３で表される複素環の例としては、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、キノリン環、イソキノリン環、カルボリン環、フェナントロリン環等が挙げられる。
【００５１】
以下に本発明の有機ＥＬ素子用材料の例を示すが、これらに限定されるものではない。
【００５２】
【化５】
【００５３】
【化６】
【００５４】
【化７】
【００５５】
【化８】
【００５６】
【化９】
【００５７】
【化１０】
【００５８】
【化１１】
【００５９】
以下の本発明の化合物の合成例を記す。
【００６０】
（化合物１の合成）
【００６１】
【化１２】
【００６２】
２００ｍｌ三頭フラスコに中間体１ ２．５３ｇ（１０．８ｍｍｏｌ）を入れた後、窒素置換した。これにジエチルエーテル６０ｍｌ加え、−７８℃に冷却した後、ｎ−ＢｕＬｉ ６．８１ｍｌ（１０．８ｍｍｏｌ）を滴下し３０分攪拌した。この後、ＢＦ３・ＯＥｔ２ ０．４５ｍｌ（３．５９ｍｍｏｌ）加え、−７８℃で１時間、室温に昇温して更に２時間攪拌した。これを分液漏斗に移し、酢酸エチル１００ｍｌを加えてから、３回水洗した。この後、減圧下有機溶媒を除去して、残渣をシリカゲルクロマトグラフィーにて分離精製し、化合物１を１．０ｇ得た。
【００６３】
次に、本発明に係る有機ＥＬ素子の構成について説明する。
【００６４】
《有機ＥＬ素子の構成層》
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。
（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
《発光層》
本発明に係る発光層は、リン光性化合物を含有し、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。
【００６５】
本発明に係る発光層には、前記一般式（１）で表される化合物がホスト化合物（発光ホスト）として含有されることが好ましい。
【００６６】
また、本発明に係る発光層には、前記一般式（１）で表される化合物と共にリン光性ドーパントを用いることで、更に発光効率が高く、長寿命の有機ＥＬ素子とすることができる。
【００６７】
リン光性化合物の発光は、原理としては２種挙げられ、一つはキャリアが輸送されるホスト化合物上でキャリアの再結合が起こってホスト化合物の励起状態が生成し、このエネルギーをリン光性化合物に移動させることでリン光性化合物からの発光を得るというエネルギー移動型、もう一つはリン光性化合物がキャリアトラップとなり、リン光性化合物上でキャリアの再結合が起こりリン光性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、リン光性化合物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。
【００６８】
本発明においては、リン光性化合物のリン光発光極大波長としては特に制限されるものではなく、原理的には、中心金属、配位子、配位子の置換基等を選択することで得られる発光波長を変化させることができるが、リン光性化合物のリン光発光波長が３８０ｎｍ〜４８０ｎｍにリン光発光の極大波長を有することが好ましい。
【００６９】
このようなリン光発光波長を有するものとしては、青色に発光する有機ＥＬ素子や白色に発光する有機ＥＬ素子が挙げられるが、これらの素子はより発光電圧を抑え、低消費電力で作動させることができる。
【００７０】
また、リン光性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。リン光性化合物の種類、ドープ量を調整することで白色発光が可能であり、照明、バックライトへの応用もできる。
【００７１】
また、発光層には、リン光性化合物の他にホスト化合物を含有してもよい。
【００７２】
本発明に係る発光層においては、前記一般式（１）で表される化合物をホスト化合物として用い、更に、公知のホスト化合物を複数種併用して用いてもよい。ホスト化合物を複数種もちいることで、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。これらの公知のホスト化合物としては、正孔輸送能、電子輸送能を有しつつ、かつ、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。
【００７３】
公知のホスト化合物の具体例としては、以下の文献に記載されている化合物が挙げられる。
【００７４】
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号公報等である。
【００７５】
また、発光層は、ホスト化合物としてさらに蛍光極大波長を有するホスト化合物を含有していてもよい。この場合、他のホスト化合物とリン光性化合物から蛍光性化合物へのエネルギー移動で、有機ＥＬ素子としての電界発光は蛍光極大波長を有する他のホスト化合物からの発光も得られる。蛍光極大波長を有するホスト化合物として好ましいのは、溶液状態で蛍光量子収率が高いものである。ここで、蛍光量子収率は１０％以上、特に３０％以上が好ましい。具体的な蛍光極大波長を有するホスト化合物としては、クマリン系色素、ピラン系色素、シアニン系色素、クロコニウム系色素、スクアリウム系色素、オキソベンツアントラセン系色素、フルオレセイン系色素、ローダミン系色素、ピリリウム系色素、ペリレン系色素、スチルベン系色素、ポリチオフェン系色素等が挙げられる。蛍光量子収率は、前記第４版実験化学講座７の分光ＩＩの３６２頁（１９９２年版、丸善）に記載の方法により測定することができる。
【００７６】
本明細書の発光する色は、「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（ミノルタ製）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。
【００７７】
発光層は、上記化合物を、例えば真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、ＬＢ法、インクジェット法等の公知の薄膜化法により製膜して形成することができる。発光層としての膜厚は特に制限はないが、通常は５ｎｍ〜５μｍ、好ましくは５ｎｍ〜２００ｎｍの範囲で選ばれる。この発光層は、これらのリン光性化合物やホスト化合物が１種または２種以上からなる一層構造であってもよいし、あるいは、同一組成または異種組成の複数層からなる積層構造であってもよい。
【００７８】
《ドーパント（蛍光性、リン光性）》
本発明に係る発光層は、ドーパントを含有することが好ましく、更にドーパントしてはリン光性ドーパントを含有することが好ましい。その結果、更に高い発光効率を得ることができる。
【００７９】
本発明のホスト化合物と併用可能なドーパント（発光性ドーパントともいう）について述べる。
【００８０】
ドーパントは、大きくわけて、蛍光を発光する蛍光性ドーパントとリン光を発光するリン光性ドーパントの２種類がある。
【００８１】
前者（蛍光性ドーパント）の代表例としては、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、その他公知の蛍光性化合物等が挙げられる。
【００８２】
本発明に係る発光層に含有されるリン光性ドーパントとしては、有機ＥＬ素子の発光層に使用される公知のものの中から適宜選択して用いることができる。例えば、特開２００１−２４７８５９号公報に挙げられるイリジウム錯体、あるいは、国際公開第００／７０，６５５号パンフレット１６〜１８ページに挙げられるような式で表される、例えば、トリス（２−フェニルピリジン）イリジウム等やオスミウム錯体、あるいは２，３，７，８，１２，１３，１７，１８−オクタエチル−２１Ｈ，２３Ｈ−ポルフィリン白金錯体のような白金錯体もドーパントとして挙げられる。ドーパントとしてこのようなリン光性化合物を用いることにより、内部量子効率の高い発光有機ＥＬ素子を実現できる。
【００８３】
本発明で用いられるリン光性化合物としては、好ましくは元素周期表で８属、９属、１０属に属するいずれか１種の金属を含有する錯体系化合物であり、更に好ましくは、イリジウム化合物、オスミウム化合物、または白金化合物（白金錯体系化合物）、希土類錯体であり、中でも最も好ましいのはイリジウム化合物である。
【００８４】
これらの化合物は、例えば、Ｉｎｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．４０巻、１７０４〜１７１１に記載の方法等により合成できる。
【００８５】
このほかにも、例えば、Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．１２３巻４３０４〜４３１２頁（２００１年）、国際公開第００／７０６５５号パンフレット、同第０２／１５６４５号パンフレット、特開２００１−２４７８５９号公報、同２００１−３４５１８３号公報、同２００２−１１７９７８号公報、同２００２−１７０６８４号公報、同２００２−２０３６７８号公報、同２００２−２３５０７６号公報、同２００２−３０２６７１号公報、同２００２−３２４６７９号公報、同２００２−３３２２９１号公報、同２００２−３３２２９２号公報、同２００２−３３８５８８号公報等に記載の一般式であげられるイリジウム錯体、あるいは、具体的例として挙げられるイリジウム錯体、特開２００２−８８６０号公報記載の式（ＩＶ）で表されるイリジウム錯体等が挙げられる。
【００８６】
本発明に係るリン光性化合物は、溶液中のリン光量子収率が２５℃において０．００１以上であることが好ましく、更に好ましくは０．０１以上であり、特に好ましくは０．１以上である。
【００８７】
リン光量子収率は、第４版実験化学講座７の分光ＩＩの３９８ページ（１９９２年版、丸善）に記載の方法で測定することが出来る。
【００８８】
《阻止層：正孔阻止層、電子阻止層》
正孔阻止層とは広い意味では電子輸送層であり、電子を輸送する機能を有しつつ正孔を輸送する能力が著しく小さい材料からなり、電子を輸送しつつ正孔を阻止することで電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。
【００８９】
正孔阻止層は、正孔輸送層から移動してくる正孔を陰極に到達するのを阻止する役割と、陰極から注入された電子を効率よく発光層の方向に輸送することができる化合物により形成される。正孔阻止層を構成する材料に求められる物性としては、電子移動度が高く正孔移動度が低いこと、及び正孔を効率的に発光層内に閉じこめるために、発光層のイオン化ポテンシャルより大きいイオン化ポテンシャルの値を有するか、発光層のバンドギャップより大きいバンドギャップを有することが好ましい。
【００９０】
本発明の一般式（１）で表される化合物を正孔阻止材料として用いることが好ましい。又、公知の正孔阻止材料としては、スチリル化合物、トリアゾール誘導体、フェナントロリン誘導体、オキサジアゾール誘導体、ボロン誘導体の少なくとも１種を用いることも本発明の効果を得るうえで有効である。
【００９１】
その他の正孔阻止材料の例として、特開２００３−３１３６７号、同２００３−３１３６８号、特許第２７２１４４１号等に記載の例示化合物が挙げられる。
【００９２】
一方、電子阻止層とは広い意味では正孔輸送層であり、正孔を輸送する機能を有しつつ電子を輸送する能力が著しく小さい材料からなり、正孔を輸送しつつ電子を阻止することで電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。
【００９３】
この正孔阻止層、電子阻止層は、上記材料を、例えば、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法、ＬＢ法等の公知の方法により、薄膜化することにより形成することができる。
【００９４】
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。
【００９５】
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の従来公知の材料を用いてもよい。
【００９６】
正孔輸送材料としては、上記のものを使用することができるが、ポルフィリン化合物、芳香族第三級アミン化合物及びスチリルアミン化合物、特に芳香族第三級アミン化合物を用いることが好ましい。
【００９７】
芳香族第三級アミン化合物及びスチリルアミン化合物の代表例としては、Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラフェニル−４，４′−ジアミノフェニル；Ｎ，Ｎ′−ジフェニル−Ｎ，Ｎ′−ビス（３−メチルフェニル）−〔１，１′−ビフェニル〕−４，４′−ジアミン（ＴＰＤ）；２，２−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）プロパン；１，１−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）シクロヘキサン；Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラ−ｐ−トリル−４，４′−ジアミノビフェニル；１，１−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）−４−フェニルシクロヘキサン；ビス（４−ジメチルアミノ−２−メチルフェニル）フェニルメタン；ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）フェニルメタン；Ｎ，Ｎ′−ジフェニル−Ｎ，Ｎ′−ジ（４−メトキシフェニル）−４，４′−ジアミノビフェニル；Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラフェニル−４，４′−ジアミノジフェニルエーテル；４，４′−ビス（ジフェニルアミノ）クオードリフェニル；Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリ（ｐ−トリル）アミン；４−（ジ−ｐ−トリルアミノ）−４′−〔４−（ジ−ｐ−トリルアミノ）スチリル〕スチルベン；４−Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ−（２−ジフェニルビニル）ベンゼン；３−メトキシ−４′−Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノスチルベンゼン；Ｎ−フェニルカルバゾール、さらには、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。
【００９８】
さらに、これらの材料を高分子鎖に導入した、またはこれらの材料を高分子の主鎖とした高分子材料を用いることもできる。また、ｐ型−Ｓｉ，ｐ型−ＳｉＣ等の無機化合物も正孔注入材料、正孔輸送材料として使用することができる。
【００９９】
正孔輸送層は、上記正孔輸送材料を、例えば真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法を含む印刷法、ＬＢ法等の公知の方法により、薄膜化することにより形成することができる。正孔輸送層の膜厚については特に制限はないが、通常は５ｎｍ〜５μｍ程度、好ましくは５ｎｍ〜２００ｎｍである。この正孔輸送層は、上記材料の１種または２種以上からなる一層構造であってもよい。
【０１００】
《電子輸送層》
本発明に係る電子輸送層は、陰極より注入された電子を発光層に伝達する機能を有していればよく、その材料としては従来公知の化合物の中から任意のものを選択して用いることができる。
【０１０１】
この電子輸送層に用いられる材料（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等が挙げられる。更に、上記オキサジアゾール誘導体において、オキサジアゾール環の酸素原子を硫黄原子に置換したチアジアゾール誘導体、電子吸引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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
または、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（Ａｌｑ３）、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。
【０１０４】
その他、メタルフリーまたはメタルフタロシアニン、更には、それらの末端がアルキル基やスルホン酸基等で置換されているものも、電子輸送材料として好ましく用いることができる。または、発光層の材料として例示したジスチリルピラジン誘導体も、電子輸送材料として用いることができるし、正孔注入層、正孔輸送層と同様に、ｎ型−Ｓｉ、ｎ型−ＳｉＣ等の無機半導体も電子輸送材料として用いることができる。
【０１０５】
この電子輸送層は、上記化合物を、例えば真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、ＬＢ法等の公知の薄膜形成法により製膜して形成することができる。
【０１０６】
（電子輸送層の膜厚）
電子輸送層は、上記電子輸送材料を、例えば真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法を含む印刷法、ＬＢ法等の公知の方法により、薄膜化することにより形成することができる。電子輸送層の膜厚については特に制限はないが、通常は５ｎｍ〜５μｍ程度、好ましくは５ｎｍ〜２００ｎｍである。電子輸送層は、上記材料の１種または２種以上からなる一層構造であってもよい。
【０１０７】
《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。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。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。さら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。
【０１０８】
《陰極》
一方、陰極としては、仕事関数の小さい（４ｅＶ以下）金属（電子注入性金属と称する）、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが用いられる。このような電極物質の具体例としては、ナトリウム、ナトリウム−カリウム合金、マグネシウム、リチウム、マグネシウム／銅混合物、マグネシウム／銀混合物、マグネシウム／アルミニウム混合物、マグネシウム／インジウム混合物、アルミニウム／酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）混合物、インジウム、リチウム／アルミニウム混合物、希土類金属等が挙げられる。これらの中で、電子注入性及び酸化等に対する耐久性の点から、電子注入性金属とこれより仕事関数の値が大きく安定な金属である第二金属との混合物、例えばマグネシウム／銀混合物、マグネシウム／アルミニウム混合物、マグネシウム／インジウム混合物、アルミニウム／酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）混合物、リチウム／アルミニウム混合物、アルミニウム等が好適である。
【０１０９】
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５０〜２００ｎｍの範囲で選ばれる。なお、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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
《バッファ層》：陽極バッファ層、陰極バッファ層
注入層は必要に応じて設け、陰極バッファ層（電子注入層）と陽極バッファ層（正孔注入層）があり、上記のごとく陽極と発光層または正孔輸送層の間、及び、陰極と発光層または電子輸送層との間に存在させてもよい。
【０１１２】
バッファ層とは、駆動電圧低下や発光輝度向上のために電極と有機層間に設けられる層のことで、「有機ＥＬ素子とその工業化最前線（１９９８年１１月３０日エヌ・ティー・エス社発行）」の第２編第２章「電極材料」（１２３〜１６６頁）に詳細に記載されており、陽極バッファ層と陰極バッファ層とがある。
【０１１３】
陽極バッファ層（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層、酸化バナジウムに代表される酸化物バッファ層、アモルファスカーボンバッファ層、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層等が挙げられる。
【０１１４】
陰極バッファ層（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層、フッ化リチウムに代表されるアルカリ金属化合物バッファ層、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層、酸化アルミニウムに代表される酸化物バッファ層等が挙げられる。上記バッファ層（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。
【０１１５】
《基体（基板、基材、支持体等ともいう）》
本発明の有機ＥＬ素子は基体上に形成されているのが好ましい。
【０１１６】
本発明の有機ＥＬ素子に係る基体としては、ガラス、プラスチック等の種類には特に限定はなく、また、透明のものであれば特に制限はないが、好ましく用いられる基板としては例えばガラス、石英、光透過性樹脂フィルムを挙げることができる。特に好ましい基体は、有機ＥＬ素子にフレキシブル性を与えることが可能な樹脂フィルムである。
【０１１７】
樹脂フィルムとしては、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンスルフィド、ポリアリレート、ポリイミド、ポリカーボネート（ＰＣ）、セルローストリアセテート（ＴＡＣ）、セルロースアセテートプロピオネート（ＣＡＰ）等を有するフィルム等が挙げられる。また、樹脂フィルムの表面には、無機物または有機物の被膜またはその両者のハイブリッド被膜が形成されていてもよい。
【０１１８】
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の発光の室温における外部取り出し量子効率は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。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。
【０１１９】
また、カラーフィルタ等の色相改良フィルタ等を併用しても、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を併用してもよい。色変換フィルタ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。
【０１２０】
《有機ＥＬ素子の作製方法》
本発明の有機ＥＬ素子の作製方法の一例として、陽極／陽極バッファ層／正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／陰極バッファ層／陰極からなる有機ＥＬ素子の作製法について説明する。
【０１２１】
まず適当な基体上に、所望の電極物質、例えば陽極用物質ＩＴＯからなる薄膜を、１μｍ以下、好ましくは１０ｎｍ〜２００ｎｍの膜厚になるように、蒸着やスパッタリング等の方法により形成させ、陽極を作製する。次に、この上に有機ＥＬ素子材料である陽極バッファ層、正孔輸送層、発光層、正孔阻止層、電子輸送層、陰極バッファ層の有機化合物薄膜を形成させる。
【０１２２】
この有機化合物薄膜の薄膜化の方法としては、前記の如く蒸着法、ウェットプロセス（スピンコート法、キャスト法、インクジェット法、印刷法）等があるが、均質な膜が得られやすく、かつピンホールが生成しにくい等の点から、真空蒸着法、スピンコート法、インクジェット法、印刷法が特に好ましい。さらに層ごとに異なる製膜法を適用してもよい。製膜に蒸着法を採用する場合、その蒸着条件は、使用する化合物の種類等により異なるが、一般にボート加熱温度５０℃〜４５０℃、真空度１０−６Ｐａ〜１０−２Ｐａ、蒸着速度０．０１ｎｍ／秒〜５０ｎｍ／秒、基板温度−５０℃〜３００℃、膜厚０．１ｎｍ〜５μｍ、好ましくは５ｎｍ〜２００ｎｍの範囲で適宜選ぶことが望ましい。
【０１２３】
これらの層を形成後、その上に陰極用物質、例えばＡｌからなる薄膜を、１μｍ以下好ましくは５０〜２００ｎｍの範囲の膜厚になるように、例えば蒸着やスパッタリング等の方法により形成させ、陰極を設けることにより、所望の有機ＥＬ素子が得られる。この有機ＥＬ素子の作製は、一回の真空引きで一貫して正孔注入層から陰極まで作製するのが好ましいが、途中で取り出して異なる製膜法を施してもかまわない。その際、作業を乾燥不活性ガス雰囲気下で行う等の配慮が必要となる。
【０１２４】
本発明の多色の表示装置は、発光層形成時のみシャドーマスクを設け、他層は共通であるのでシャドー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、印刷法等で膜を形成できる。
【０１２５】
発光層のみパターニングを行う場合、その方法に限定はないが、好ましくは蒸着法、インクジェット法、印刷法である。蒸着法を用いる場合においてはシャドーマスクを用いたパターニングが好ましい。
【０１２６】
また作製順序を逆にして、陰極、陰極バッファ層、電子輸送層、正孔輸送層、発光層、正孔輸送層、陽極バッファ層、陽極の順に作製することも可能である。このようにして得られた多色の表示装置に、直流電圧を印加する場合には、陽極を＋、陰極を−の極性として電圧２〜４０Ｖ程度を印加すると、発光が観測できる。また交流電圧を印加してもよい。なお、印加する交流の波形は任意でよい。
【０１２７】
本発明の表示装置は、表示デバイス、ディスプレー、各種発光光源として用いることができる。表示デバイス、ディスプレーにおいて、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。
【０１２８】
表示デバイス、ディスプレーとしてはテレビ、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ックス（パッシブマトリックス）方式でもアクティブマトリックス方式でもどちらでもよい。
【０１２９】
本発明の照明装置は、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、光センサの光源等が挙げられるがこれに限定するものではない。
【０１３０】
また、本発明に係る有機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い。
【０１３１】
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、レーザ発振をさせることにより、上記用途に使用してもよい。
【０１３２】
《表示装置》
本発明の有機ＥＬ素子は、照明用や露光光源のような１種のランプとして使用してもよいし、画像を投影するタイプのプロジェクション装置や、静止画像や動画像を直接視認するタイプの表示装置（ディスプレイ）として使用してもよい。動画再生用の表示装置として使用する場合の駆動方式は単純マトリクス（パッシブマトリクス）方式でもアクティブマトリクス方式でもどちらでもよい。または、異なる発光色を有する本発明の有機ＥＬ素子を３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。または、一色の発光色、例えば白色発光をカラーフィルタを用いてＢＧＲにし、フルカラー化することも可能である。さらに、有機ＥＬの発光色を色変換フィルタを用いて他色に変換しフルカラー化することも可能であるが、その場合、有機ＥＬ発光のλｍａｘは４８０ｎｍ以下であることが好ましい。
【０１３３】
本発明の有機ＥＬ素子を構成として有する表示装置の一例を図面に基づいて説明する。
【０１３４】
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。
【０１３５】
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。
【０１３６】
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。
【０１３７】
図２は、表示部Ａの模式図を表す。
【０１３８】
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。図２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。
【０１３９】
配線部の走査線５及び複数のデータ線６は、各々導電材料からなり、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）。
【０１４０】
画素３は、走査線５から走査信号が印加されると、データ線６から画像データ信号を受け取り、受け取った画像データに応じて発光する。発光の色が赤領域の画素、緑領域の画素、青領域の画素を、適宜、同一基板上に並置することによって、フルカラー表示が可能となる。
【０１４１】
次に、画素の発光プロセスを説明する。
【０１４２】
図３は、画素の模式図を表す。
【０１４３】
画素は、有機ＥＬ素子１０、スイッチングトランジスタ１１、駆動トランジスタ１２、コンデンサ１３等を備えている。複数の画素に有機ＥＬ素子１０として、赤色、緑色、青色発光の有機ＥＬ素子を用い、これらを同一基板上に並置することでフルカラー表示を行うことができる。
【０１４４】
図３において、制御部Ｂからデータ線６を介してスイッチングトランジスタ１１のドレインに画像データ信号が印加される。そして、制御部Ｂから走査線５を介してスイッチングトランジスタ１１のゲートに走査信号が印加されると、スイッチングトランジスタ１１の駆動がオンし、ドレインに印加された画像データ信号がコンデンサ１３と駆動トランジスタ１２のゲートに伝達される。
【０１４５】
画像データ信号の伝達により、コンデンサ１３が画像データ信号の電位に応じて充電されるとともに、駆動トランジスタ１２の駆動がオンする。駆動トランジスタ１２は、ドレインが電源ライン７に接続され、ソースが有機ＥＬ素子１０の電極に接続されており、ゲートに印加された画像データ信号の電位に応じて電源ライン７から有機ＥＬ素子１０に電流が供給される。
【０１４６】
制御部Ｂの順次走査により走査信号が次の走査線５に移ると、スイッチングトランジスタ１１の駆動がオフする。しかし、スイッチングトランジスタ１１の駆動がオフしてもコンデンサ１３は充電された画像データ信号の電位を保持するので、駆動トランジスタ１２の駆動はオン状態が保たれて、次の走査信号の印加が行われるまで有機ＥＬ素子１０の発光が継続する。順次走査により次に走査信号が印加されたとき、走査信号に同期した次の画像データ信号の電位に応じで駆動トランジスタ１２が駆動して有機ＥＬ素子１０が発光する。
【０１４７】
すなわち、有機ＥＬ素子１０の発光は、複数の画素それぞれの有機ＥＬ素子１０に対して、アクティブ素子であるスイッチングトランジスタ１１と駆動トランジスタ１２を設けて、複数の画素３それぞれの有機ＥＬ素子１０の発光を行っている。このような発光方法をアクティブマトリクス方式と呼んでいる。
【０１４８】
ここで、有機ＥＬ素子１０の発光は、複数の階調電位を持つ多値の画像データ信号による複数の階調の発光でもよいし、２値の画像データ信号による所定の発光量のオン、オフでもよい。
【０１４９】
また、コンデンサ１３の電位の保持は、次の走査信号の印加まで継続して保持してもよいし、次の走査信号が印加される直前に放電させてもよい。
【０１５０】
本発明においては、上述したアクティブマトリクス方式に限らず、走査信号が走査されたときのみデータ信号に応じて有機ＥＬ素子を発光させるパッシブマトリクス方式の発光駆動でもよい。
【０１５１】
図４は、パッシブマトリクス方式による表示装置の模式図である。図４において、複数の走査線５と複数の画像データ線６が画素３を挟んで対向して格子状に設けられている。
【０１５２】
順次走査により走査線５の走査信号が印加されたとき、印加された走査線５に接続している画素３が画像データ信号に応じて発光する。パッシブマトリクス方式では画素３にアクティブ素子がなく、製造コストの低減が計れる。
【実施例】
【０１５３】
以下、実施例により本発明を説明するが、本発明の実施態様はこれらに限定されるものではない。
【０１５４】
実施例１
〈有機ＥＬ素子１−１〜１６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分間行なった。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化合物１を２００ｍｇ入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにバソキュプロイン（ＢＣＰ）を２００ｍｇ入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにＩｒ−１２を１００ｍｇ入れ、更に別のモリブデン製抵抗加熱ボートにＡｌｑ３を２００ｍｇ入れ、真空蒸着装置に取付けた。
【０１５５】
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／ｓｅｃで透明支持基板に蒸着して膜厚２５ｎｍの第一正孔輸送層を設けた。更に、化合物１とＩｒ−１２の入った前記加熱ボートに通電して加熱し、それぞれ蒸着速度０．２ｎｍ／ｓｅｃ、０．０１２ｎｍ／ｓｅｃで前記正孔輸送層上に共蒸着して膜厚３０ｎｍの発光層を設けた。なお、蒸着時の基板温度は室温であった。更に、ＢＣＰ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／ｓｅｃで前記発光層の上に蒸着して膜厚１０ｎｍの正孔阻止の役割も兼ねた電子輸送層を設けた。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／ｓｅｃで前記電子輸送層の上に蒸着して更に膜厚４０ｎｍの電子注入層を設けた。なお、蒸着時の基板温度は室温であった。
【０１５６】
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。
【０１５７】
有機ＥＬ素子１−１の作製において、発光層のホスト化合物として用いている例示化合物１を表１に示す化合物に置き換えてホスト化合物とした以外は有機ＥＬ素子１−１と同じ方法で１−２〜１−１６を作製した。上記で使用した各化合物の構造を以下に示す。
【０１５８】
【化１３】
【０１５９】
〈有機ＥＬ素子１−１〜１−１６の評価〉
以上のようにして作製した有機ＥＬ素子１−１〜１−１６の評価を行い、その結果を表１に示す。
【０１６０】
（外部取りだし量子効率）
作製した有機ＥＬ素子について、２３℃、乾燥窒素ガス雰囲気下で２．５ｍＡ／ｃｍ２定電流を印加した時の外部取り出し量子効率（％）を測定した。なお測定には分光放射輝度計ＣＳ−１０００（コニカミノルタ製）を用いた。
【０１６１】
表１の外部取りだし量子効率の測定結果は、有機ＥＬ素子１−１６の測定値を１００とした時の相対値で表した。
【０１６２】
【表１】
【０１６３】
表１から、本発明の有機ＥＬ素子は、外部取り出し量子効率に非常に優れていることが分かった。
【０１６４】
実施例２
〈有機ＥＬ素子２−１〜２−１６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分間行なった。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ＣＢＰを２００ｍｇ入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートに正孔阻止材料として化合物１を２００ｍｇ入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにＩｒ−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。
【０１６５】
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／ｓｅｃで透明支持基板に蒸着して膜厚２５ｎｍの第一正孔輸送層を設けた。更に、ＣＢＰ（実施例１における比較化合物１）とＩｒ−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／ｓｅｃ、０．０１２ｎｍ／ｓｅｃで前記正孔輸送層上に共蒸着して膜厚３０ｎｍの発光層を設けた。なお、蒸着時の基板温度は室温であった。更に、化合物１の入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度０．１ｎｍ／ｓｅｃで前記発光層の上に蒸着して膜厚１０ｎｍの正孔阻止層の役割も兼ねた電子輸送層を設けた。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／ｓｅｃで前記電子輸送層の上に蒸着して更に膜厚４０ｎｍの電子注入層を設けた。なお、蒸着時の基板温度は室温であった。
【０１６６】
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２−１を作製した。
【０１６７】
有機ＥＬ素子２−１の作製において、正孔阻止材料として用いている化合物１を表２に示す化合物に置き換えた以外は有機ＥＬ素子２−１と同じ方法で２−１〜２−１６を作製した。尚、比較化合物３は実施例１における正孔阻止化合物として用いたＢＣＰである。
【０１６８】
〈有機ＥＬ素子２−１〜２−１６の評価〉
実施例１と同様にして有機ＥＬ素子２−１〜２−１６の外部取り出し量子効率の評価を行った。さらに下記に示す測定法に従って、寿命の評価を行った。
【０１６９】
（寿命）
２．５ｍＡ／ｃｍ２の一定電流で駆動したときに、輝度が発光開始直後の輝度（初期輝度）の半分に低下するのに要した時間を測定し、これを半減寿命時間（τ０．５）として寿命の指標とした。なお測定には分光放射輝度計ＣＳ−１０００（コニカミノルタ製）を用いた。
【０１７０】
表２の外部取り出し量子効率、寿命の測定結果は、有機ＥＬ素子２−１５を１００とした時の相対値で表した。
【０１７１】
【表２】
【０１７２】
表２から、本発明の有機ＥＬ素子は、長寿命化が達成されていることが分かった。
【０１７３】
実施例３
実施例１で作製した本発明の有機ＥＬ素子１−１と、実施例２で作製した本発明の有機ＥＬ素子２−７と、本発明の有機ＥＬ素子２−７のリン光性化合物を下記Ｂｔｐ２Ｉｒ（ａｃａｃ）に置き換えた以外は同様にして作製した赤色発光有機ＥＬ素子を同一基板上に並置し、図１に示す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には作製したフルカラー表示装置の表示部Ａの模式図のみを示した。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）。前記複数の画素３は、それぞれの発光色に対応した有機ＥＬ素子、アクティブ素子であるスイッチングトランジスタと駆動トランジスタそれぞれが設けられたアクティブマトリクス方式で駆動されており、走査線５から走査信号が印加されると、データ線６から画像データ信号を受け取り、受け取った画像データに応じて発光する。このように各赤、緑、青の画素を適宜、並置することによって、フルカラー表示が可能となる。
【０１７４】
【化１４】
【０１７５】
フルカラー表示装置を駆動することにより、外部とりだし量子効率が高く耐久性の良好な、鮮明なフルカラー動画表示が得られた。
【０１７６】
実施例４
実施例１で作製した有機ＥＬ素子１−１において、化合物１の入った加熱ボートとＩｒ−１２の入ったボート、Ｂｔｐ２Ｉｒ（ａｃａｃ）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化合物１と発光ドーパントであるＩｒ−１２及びＢｔｐ２Ｉｒ（ａｃａｃ）の蒸着速度が１００：５：０．６になるように調節し、膜厚が３０ｎｍになるように発光層を設けた以外は有機ＥＬ素子１−１と同様の方法で有機ＥＬ素子１−１Ｗを作製した。得られた有機ＥＬ素子１−１Ｗの非発光面をガラスケースで覆い、図５及び図６で示す照明装置とした。照明装置は、発光効率が高く発光寿命の長い白色光を発する薄型の照明装置として使用することができた。図５は照明装置の概略図で、図６は照明装置の断面図である。有機ＥＬ素子１００は、ガラスカバー１０２で覆われ、透明電極付きガラス基板１０１とガラスカバー１０２とは封止剤１０７で封止され、電源線（陽極）１０３と、電源線（陰極）１０４が接続されている。１０５は陰極で１０６は有機ＥＬ層である。なおガラスカバー１０２内には窒素ガス１０８が充填され、補水剤１０９が設けられている。
【産業上の利用可能性】
【０１７７】
本発明により、発光効率が高い有機ＥＬ素子用材料、該有機ＥＬ素子用材料を用いた有機ＥＬ素子、照明装置および表示装置を提供することができた。さらに、長寿命となる有機ＥＬ素子用材料、該有機ＥＬ素子用材料を用いた有機ＥＬ素子、照明装置および表示装置を提供することができた。
【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、照明装置、表示装置に関し、詳しくは発光輝度、発光効率及び耐久性に優れた有機エレクトロルミネッセンス素子、照明装置、及びそれらを有する表示装置に関する。
【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（ＥＬＤ）がある。ＥＬＤの構成要素としては、無機エレクトロルミネッセンス素子や有機エレクトロルミネッセンス素子（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、さらに、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】
今後の実用化に向けた有機ＥＬ素子の開発としては、さらに低消費電力で効率よく高輝度に発光する有機ＥＬ素子が望まれているわけであり、例えば、スチルベン誘導体、ジスチリルアリーレン誘導体またはトリススチリルアリーレン誘導体に、微量の蛍光体をドープし、発光輝度の向上、素子の長寿命化を達成する技術（例えば、特許文献１参照。）、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、特許文献２参照。）、８−ヒドロキシキノリンアルミニウム錯体をホスト化合物として、これにキナクリドン系色素をドープした有機発光層を有する素子（例えば、特許文献３参照。）等が知られている。
【０００６】
上記特許文献に開示されている技術では、励起一重項からの発光を用いる場合、一重項励起子と三重項励起子の生成比が１：３であるため発光性励起種の生成確率が２５％であることと、光の取り出し効率が約２０％であるため、外部取り出し量子効率（ηｅｘｔ）の限界は５％とされている。
【０００７】
ところが、プリンストン大より、励起三重項からのリン光発光を用いる有機ＥＬ素子の報告（例えば、非特許文献１参照。）がされて以来、室温でリン光を示す材料の研究が活発になってきている（例えば、非特許文献２及び特許文献４参照。）。
【０００８】
励起三重項を使用すると、内部量子効率の上限が１００％となるため、励起一重項の場合に比べて原理的に発光効率が４倍となり、冷陰極管とほぼ同等の性能が得られ照明用にも応用可能であり注目されている。
【０００９】
例えば、多くの化合物がイリジウム錯体系等重金属錯体を中心に合成検討されている（例えば、非特許文献３参照。）。
【００１０】
また、ドーパントとして、トリス（２−フェニルピリジン）イリジウムを用いた検討がされている（例えば、非特許文献２参照。）。
【００１１】
その他、ドーパントとしてＬ２Ｉｒ（ａｃａｃ）、例えば（ｐｐｙ）２Ｉｒ（ａｃａｃ）（例えば、非特許文献４参照。）を、また、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）、Ｉｒ（ｂｚｑ）２ＣｌＰ（Ｂｕ）３等を用いた検討（例えば、非特許文献５参照。）が行われている。
【００１２】
また、高い発光効率を得るために、ホール輸送性の化合物をリン光性化合物のホストとして用いている（例えば、非特許文献６参照。）。
【００１３】
また、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（例えば、非特許文献４参照）。さらに、ホールブロック層の導入により高い発光効率を得ている（例えば、非特許文献５参照。）。
【００１４】
現在、このリン光発光を用いた有機ＥＬ素子の更なる発光の高効率化、長寿命化が検討されている。
【００１５】
しかし、緑色発光については理論限界である２０％近くの外部取り出し効率が達成されているものの、低電流領域（低輝度領域）のみであり、高電流領域（高輝度領域）では、いまだ理論限界は達成されていない。さらに、その他の発光色についてもまだ十分な効率が得られておらず改良が必要であり、また、今後の実用化に向けた有機ＥＬ素子では、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。特に青色リン光発光の有機ＥＬ素子において高効率に発光する素子が求められている。
【００１６】
これらの問題を解決するリン光発光の有機ＥＬ素子として、分子内にホウ素原子を含む化合物を発光材料または電子輸送材料として用いることが記載されている（例えば、特許文献５参照）が、更なる発光効率と発光寿命向上が求められている。
【００１７】
また、８−ヒドロキシキノリン誘導体のホウ素錯体を含む有機ＥＬ素子が記載されている（例えば、特許文献６参照）が、ホウ素化合物が不安定で、更なる長寿命化が要求されていた。
【特許文献１】特許第３０９３７９６号明細書
【特許文献２】特開昭６３−２６４６９２号公報
【特許文献３】特開平３−２５５１９０号公報
【特許文献４】米国特許第６，０９７，１４７号明細書
【特許文献５】特開２００３−２３４１９２号公報
【特許文献６】特開２０００−１５０１６３号公報
【非特許文献１】Ｍ．Ａ．Ｂａｌｄｏ ｅｔ ａｌ．，ｎａｔｕｒｅ、３９５巻、１５１−１５４ページ（１９９８年）
【非特許文献２】Ｍ．Ａ．Ｂａｌｄｏ ｅｔ ａｌ．，ｎａｔｕｒｅ、４０３巻、１７号、７５０−７５３ページ（２０００年）
【非特許文献３】Ｓ．Ｌａｍａｎｓｋｙ ｅｔ ａｌ．，Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，１２３巻、４３０４ページ（２００１年）
【非特許文献４】Ｍ．Ｅ．Ｔｏｍｐｓｏｎ ｅｔ ａｌ．，Ｔｈｅ １０ｔｈ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｗｏｒｋｓｈｏｐ ｏｎ Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ ａｎｄ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ（ＥＬ’００、浜松）
【非特許文献５】Ｍｏｏｎ−Ｊａｅ Ｙｏｕｎ．０ｇ，Ｔｅｔｓｕｏ Ｔｓｕｔｓｕｉｅｔ ａｌ．，Ｔｈｅ １０ｔｈ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｗｏｒｋｓｈｏｐ ｏｎ Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ ａｎｄ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ（ＥＬ’００、浜松）
【非特許文献６】Ｉｋａｉ ｅｔ ａｌ．，Ｔｈｅ １０ｔｈ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｗｏｒｋｓｈｏｐ ｏｎ Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ ａｎｄ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ（ＥＬ’００、浜松）
【発明の開示】
【００１８】
本発明は係る課題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、発光効率が高くなる有機ＥＬ素子用材料、該有機ＥＬ素子用材料を用いた有機ＥＬ素子、照明装置および表示装置を提供することである。さらに、長寿命となる有機ＥＬ素子用材料、該有機ＥＬ素子用材料を用いた有機ＥＬ素子、照明装置および表示装置を提供することである。
【００１９】
本発明の上記目的を達成するための一つの態様は、不対電子を持ちホウ素と配位結合可能な元素を含み、特定の構造を有する事を特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子用材料にある。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】アクティブマトリクス方式フルカラー表示装置を示す。
【図２】フルカラー表示装置の表示部Ａの模式図を示す。
【図３】画素の模式図を表す。
【図４】パッシブマトリクス方式による表示装置の模式図である。
【図５】照明装置の概略図である。
【図６】照明装置の断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明の上記目的は下記構成により達成された。
（１） 下記一般式（１）で表され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用材料。
【００２２】
【化１】
【００２３】
（式中、Ｒ１、Ｒ２は各々独立に置換基を表し、Ａ１は芳香族炭素環または複素環を形成するのに必要な残基を表し、Ｌは連結基を表し、Ｘは不対電子を持ちホウ素原子と配位結合可能な元素を表し、Ｒｘは水素原子、脂肪族基、芳香族基、複素環基を表し、ｎは０又は１を表し、ｍは１又は２を表し、ＲｘはＬの任意の元素と結合して環を形成してもよく、また、Ｒ１とＲ２は結合して環を形成してもよい。ＲｘはＡ１の任意の元素と結合して縮合環を形成してもよい。）
（２） 下記一般式（２）で表され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用材料。
【００２４】
【化２】
【００２５】
（式中、Ｒ１、Ｒ２は各々独立に置換基を表し、Ａ２は芳香族炭素環または複素環を形成するのに必要な残基を表し、Ｌは連結基を表し、Ｘは不対電子を持ちホウ素原子と配位結合可能な元素を表し、Ｒｘは水素原子、脂肪族基、芳香族基、複素環基を表し、ｎは０又は１を表し、ｍは１又は２を表し、ＲｘはＬの任意の元素と結合して環を形成してもよく、また、Ｒ１とＲ２は結合して環を形成してもよい。ＲｘはＡ２の任意の元素と結合して縮合環を形成してもよい。）
（３） 下記一般式（３）で表され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用材料。
【００２６】
【化３】
【００２７】
（式中、Ｒ１、Ｒ２は各々独立に置換基を表し、Ｌは連結基を表し、Ｘは不対電子を持ちホウ素原子と配位結合可能な元素を表し、Ｒｘは水素原子、脂肪族基、芳香族基、複素環基を表し、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６は各々独立に水素原子又は置換基を表し、ｎは０又は１を表し、ｍは１又は２を表し、ＲｘはＬの任意の元素と結合して環を形成してもよく、また、Ｒ１とＲ２は結合して環を形成してもよい。ＲｘはＲ６と結合して縮合環を形成してもよい。）
（４） 下記一般式（４）で表され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用材料。
【００２８】
【化４】
【００２９】
（式中、Ｒ１、Ｒ２は各々独立に置換基を表し、Ａ２は芳香族炭素環または複素環を形成するのに必要な残基を表し、Ａ３は複素環を形成するのに必要な残基を表し、Ａ２の任意の元素とＡ３の任意の元素が結合して環を形成してもよい。Ｒ１とＲ２は結合して環を形成してもよい。）
（５） 前記Ｒ１、Ｒ２が共に芳香族炭素環基または複素環基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用材料。
（６） 前記（１）〜（５）のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を用いたことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
（７） リン光性発光材料を含有する発光層を有す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。
（８） 前記（１）〜（５）のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を前記発光層に含有することを特徴とする請求項７に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
（９） 前記（１）〜（５）のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を含有する正孔阻止層を有することを特徴とする前記（６）〜（８）のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
（１０） 青色に発光す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。
（１１） 白色に発光す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。
（１２） 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を備えたことを特徴とする表示装置。
（１３） 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を備えたことを特徴とする照明装置。
（１４） 前記（１３）に記載の照明装置と、表示手段として液晶素子とを備えたことを特徴とする表示装置。
【００３０】
以下、本発明を更に詳細に説明する。
【００３１】
本発明において、前記一般式（１）で表されるボロン化合物は、有機ＥＬ素子材料において、ホスト化合物として又は正孔阻止材料として用いられるものである。
【００３２】
一般式（１）において、Ａ１は芳香族炭素環または複素環を形成するのに必要な残基を表し、Ａ１により形成される芳香族炭素環の例としては、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、アズレン環、フェナントレン環、トリフェニレン環、ピレン環、クリセン環、ナフタセン環、ペリレン環、ペンタセン環、ヘキサセン環等が挙げられ、これらは置換基を有してもよい。これらのうちで好ましいのは、ベンゼン環及びナフタレン環であり、更に好ましいのはベンゼン環である。
【００３３】
Ａ１により形成される複素環の例としては、カルバゾール環、ピリジン環、ピリミジン環、チオフェン環、フラン環、イミダゾール環、ピラゾール環、トリアゾール環、オキサゾール環、チアゾール環、イソオキサゾール、イソチアゾール環、インドール環、フェナントロリン環、キノリン環、イソキノリン環、キノリン環、オキサジアゾール環等が挙げられ、これらは置換基を有してもよい。これらのうちで好ましいのは、カルバゾール環、ピリジン環、ピリミジン環、トリアゾール環、オキサジアゾール環等であり、更に好ましくは、カルバゾール環及びピリジン環である。
【００３４】
一般式（１）において、Ｒ１、Ｒ２は各々独立に置換基を表し、Ｒ１、Ｒ２で表される置換基の例としては、脂肪族基（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、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、ビニル基、アリル基、エチニル基、プロパルギル基等）、芳香族炭素環基（例えば、フェニル基、ナフチル基等）、複素環基（例えば、フリル基、チエニル基、ピリジル基、ピリダジル基、ピリミジル基、ピラジル基、トリアジル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、チアゾリル基、ベンゾイミダゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、キナゾリル基、フタラジル基、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）、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）、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）、シアノ基等が挙げられる。
【００３５】
一般式（１）において、Ｌは連結基を表し、Ｌで表される連結基の例としては、アルキレン基（例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基等）、アルケニレン基（例えば、ビニレン基等）、アリーレン基（例えば、フェニレン基、ナフチレン基等）、複素環基（例えば、フリル基、チエニル基、ピリジル基、ピリダジル基、ピリミジル基、ピラジル基、トリアジル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、チアゾリル基、ベンゾイミダゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、キナゾリル基、フタラジル基、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から誘導される２価の基）等が挙げられる。
【００３６】
一般式（１）において、Ｘは不対電子を持ちホウ素原子と配位結合可能な元素を表し、Ｘで表される不対電子を持ちホウ素原子と配位結合可能な元素の例としては、窒素原子、酸素原子、硫黄原子等が挙げられる。
【００３７】
一般式（１）において、Ｒｘは水素原子、脂肪族基、芳香族炭素環基、複素環基を表し、Ｒｘで表される脂肪族基、芳香族炭素環基、複素環基の例としては、Ｒ１で挙げた例が挙げられる。
【００３８】
一般式（１）において、ｎは０又は１を表し、ｍは１又は２を表す。
【００３９】
また、ＲｘはＬの任意の元素と結合して環を形成してもよく、ＲｘとＬの任意の元素が形成した環の例としては、チオフェン環、フラン環、イソベンゾフラン環、クロメン環、イソクロメン環、ピロール環、イミダゾール環、ピリジン環、ピリミジン環、ピラジン環、インドール環、イソインドール環、キノリン環、イソキノリン環、カルバゾール環、カルボリン環等が挙げられる。
【００４０】
また、ＲｘはＡ１の任意の元素と結合して縮合環を形成してもよく、ＲｘとＡ１の任意の元素が形成した環の例としては、クロメン環、インドール環、キノリン環、キナゾリン環、カルバゾール環、カルボリン環、フェナントロリン環等が挙げられる。
【００４１】
一般式（２）において、Ａ２は芳香族炭素環または複素環を形成するのに必要な残基を表し、Ａ２により形成される芳香族炭素環の例としては、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、アズレン環、フェナントレン環、トリフェニレン環、ピレン環、クリセン環、ナフタセン環、ペリレン環、ペンタセン環、ヘキサセン環が挙げられ、これらは置換基を有してもよい。これらのうちで好ましいのは、ベンゼン環、ナフタレン環であり、更に好ましいのはベンゼン環である。
【００４２】
Ａ２により形成される複素環の例としては、カルバゾール環、ピリジン環、ピリミジン環、チオフェン環、フラン環、イミダゾール環、ピラゾール環、オキサゾール環、チアゾール環、イソオキサゾール、イソチアゾール環、インドール環、フェナントロリン環、キノリン環、イソキノリン環等が挙げられ、これらは置換基を有してもよい。これらのうちで好ましいのは、カルバゾール環、ピリジン環、ピリミジン環であり、更に好ましくは、カルバゾール環及びピリジン環である。
【００４３】
一般式（２）におけるＲ１，Ｒ２，Ｌ，Ｘ，Ｒｘ，ｍ，ｎは、各々前記一般式（１）におけるＲ１，Ｒ２，Ｌ，Ｘ，Ｒｘ，ｍ，ｎと同義である。
【００４４】
また、ＲｘはＬの任意の元素と結合して環を形成してもよく、ＲｘとＬの任意の元素が結合して形成した環の例としては、一般式（１）において挙げた例が挙げられる。
【００４５】
また、ＲｘはＡ２の任意の元素と結合して縮合環を形成してもよく、ＲｘとＡ２の任意の元素が結合して形成した環の例としては、一般式（１）において、ＲｘとＡ１の任意の元素が結合して形成した環の例を挙げられる。
【００４６】
一般式（３）におけるＲ１，Ｒ２，Ｌ，Ｘ，Ｒｘ，ｍ，ｎは、前記一般式（１）におけるＲ１，Ｒ２，Ｌ，Ｘ，Ｒｘ，ｍ，ｎと同義である。
【００４７】
一般式（３）において、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６は各々独立に水素原子又は置換基を表し、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６で表される置換基の例としては、脂肪族基（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、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、ビニル基、アリル基、エチニル基、プロパルギル基等）、芳香族基（例えば、フェニル基、ナフチル基等）、複素環基（例えば、フリル基、チエニル基、ピリジル基、ピリダジル基、ピリミジル基、ピラジル基、トリアジル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、チアゾリル基、ベンゾイミダゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、キナゾリル基、フタラジル基、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（フェニルスルホニル基、ナフチルスルホニル基、２−ピリジルスルホニル基等）、アミノ基（例えば、アミノ基、エチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ブチルアミノ基、シクロペンチルアミノ基、２−エチルヘキシルアミノ基、ドデシルアミノ基、アニリノ基、ナフチルアミノ基、２−ピリジルアミノ基等）、ハロゲン原子（例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子等）、フッ化炭化水素基（例えば、フルオロメチル基、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、ペンタフルオロフェニル基等）、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、メルカプト基、シリル基（例えば、トリメチルシリル基、トリイソプロピルシリル基、トリフェニルシリル基、フェニルジエチルシリル基等）等が挙げられる。
【００４８】
一般式（４）におけるＲ１，Ｒ２は、前記一般式（１）におけるＲ１，Ｒ２と同義である。
【００４９】
一般式（４）におけるＡ２は、前記一般式（２）におけるＡ２と同義である。
【００５０】
一般式（４）において、Ａ３は複素環を形成するのに必要な残基を表し、Ａ３で表される複素環の例としては、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、キノリン環、イソキノリン環、カルボリン環、フェナントロリン環等が挙げられる。
【００５１】
以下に本発明の有機ＥＬ素子用材料の例を示すが、これらに限定されるものではない。
【００５２】
【化５】
【００５３】
【化６】
【００５４】
【化７】
【００５５】
【化８】
【００５６】
【化９】
【００５７】
【化１０】
【００５８】
【化１１】
【００５９】
以下の本発明の化合物の合成例を記す。
【００６０】
（化合物１の合成）
【００６１】
【化１２】
【００６２】
２００ｍｌ三頭フラスコに中間体１ ２．５３ｇ（１０．８ｍｍｏｌ）を入れた後、窒素置換した。これにジエチルエーテル６０ｍｌ加え、−７８℃に冷却した後、ｎ−ＢｕＬｉ ６．８１ｍｌ（１０．８ｍｍｏｌ）を滴下し３０分攪拌した。この後、ＢＦ３・ＯＥｔ２ ０．４５ｍｌ（３．５９ｍｍｏｌ）加え、−７８℃で１時間、室温に昇温して更に２時間攪拌した。これを分液漏斗に移し、酢酸エチル１００ｍｌを加えてから、３回水洗した。この後、減圧下有機溶媒を除去して、残渣をシリカゲルクロマトグラフィーにて分離精製し、化合物１を１．０ｇ得た。
【００６３】
次に、本発明に係る有機ＥＬ素子の構成について説明する。
【００６４】
《有機ＥＬ素子の構成層》
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。
（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
《発光層》
本発明に係る発光層は、リン光性化合物を含有し、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。
【００６５】
本発明に係る発光層には、前記一般式（１）で表される化合物がホスト化合物（発光ホスト）として含有されることが好ましい。
【００６６】
また、本発明に係る発光層には、前記一般式（１）で表される化合物と共にリン光性ドーパントを用いることで、更に発光効率が高く、長寿命の有機ＥＬ素子とすることができる。
【００６７】
リン光性化合物の発光は、原理としては２種挙げられ、一つはキャリアが輸送されるホスト化合物上でキャリアの再結合が起こってホスト化合物の励起状態が生成し、このエネルギーをリン光性化合物に移動させることでリン光性化合物からの発光を得るというエネルギー移動型、もう一つはリン光性化合物がキャリアトラップとなり、リン光性化合物上でキャリアの再結合が起こりリン光性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、リン光性化合物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。
【００６８】
本発明においては、リン光性化合物のリン光発光極大波長としては特に制限されるものではなく、原理的には、中心金属、配位子、配位子の置換基等を選択することで得られる発光波長を変化させることができるが、リン光性化合物のリン光発光波長が３８０ｎｍ〜４８０ｎｍにリン光発光の極大波長を有することが好ましい。
【００６９】
このようなリン光発光波長を有するものとしては、青色に発光する有機ＥＬ素子や白色に発光する有機ＥＬ素子が挙げられるが、これらの素子はより発光電圧を抑え、低消費電力で作動させることができる。
【００７０】
また、リン光性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。リン光性化合物の種類、ドープ量を調整することで白色発光が可能であり、照明、バックライトへの応用もできる。
【００７１】
また、発光層には、リン光性化合物の他にホスト化合物を含有してもよい。
【００７２】
本発明に係る発光層においては、前記一般式（１）で表される化合物をホスト化合物として用い、更に、公知のホスト化合物を複数種併用して用いてもよい。ホスト化合物を複数種もちいることで、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。これらの公知のホスト化合物としては、正孔輸送能、電子輸送能を有しつつ、かつ、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。
【００７３】
公知のホスト化合物の具体例としては、以下の文献に記載されている化合物が挙げられる。
【００７４】
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号公報等である。
【００７５】
また、発光層は、ホスト化合物としてさらに蛍光極大波長を有するホスト化合物を含有していてもよい。この場合、他のホスト化合物とリン光性化合物から蛍光性化合物へのエネルギー移動で、有機ＥＬ素子としての電界発光は蛍光極大波長を有する他のホスト化合物からの発光も得られる。蛍光極大波長を有するホスト化合物として好ましいのは、溶液状態で蛍光量子収率が高いものである。ここで、蛍光量子収率は１０％以上、特に３０％以上が好ましい。具体的な蛍光極大波長を有するホスト化合物としては、クマリン系色素、ピラン系色素、シアニン系色素、クロコニウム系色素、スクアリウム系色素、オキソベンツアントラセン系色素、フルオレセイン系色素、ローダミン系色素、ピリリウム系色素、ペリレン系色素、スチルベン系色素、ポリチオフェン系色素等が挙げられる。蛍光量子収率は、前記第４版実験化学講座７の分光ＩＩの３６２頁（１９９２年版、丸善）に記載の方法により測定することができる。
【００７６】
本明細書の発光する色は、「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（ミノルタ製）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。
【００７７】
発光層は、上記化合物を、例えば真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、ＬＢ法、インクジェット法等の公知の薄膜化法により製膜して形成することができる。発光層としての膜厚は特に制限はないが、通常は５ｎｍ〜５μｍ、好ましくは５ｎｍ〜２００ｎｍの範囲で選ばれる。この発光層は、これらのリン光性化合物やホスト化合物が１種または２種以上からなる一層構造であってもよいし、あるいは、同一組成または異種組成の複数層からなる積層構造であってもよい。
【００７８】
《ドーパント（蛍光性、リン光性）》
本発明に係る発光層は、ドーパントを含有することが好ましく、更にドーパントしてはリン光性ドーパントを含有することが好ましい。その結果、更に高い発光効率を得ることができる。
【００７９】
本発明のホスト化合物と併用可能なドーパント（発光性ドーパントともいう）について述べる。
【００８０】
ドーパントは、大きくわけて、蛍光を発光する蛍光性ドーパントとリン光を発光するリン光性ドーパントの２種類がある。
【００８１】
前者（蛍光性ドーパント）の代表例としては、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、その他公知の蛍光性化合物等が挙げられる。
【００８２】
本発明に係る発光層に含有されるリン光性ドーパントとしては、有機ＥＬ素子の発光層に使用される公知のものの中から適宜選択して用いることができる。例えば、特開２００１−２４７８５９号公報に挙げられるイリジウム錯体、あるいは、国際公開第００／７０，６５５号パンフレット１６〜１８ページに挙げられるような式で表される、例えば、トリス（２−フェニルピリジン）イリジウム等やオスミウム錯体、あるいは２，３，７，８，１２，１３，１７，１８−オクタエチル−２１Ｈ，２３Ｈ−ポルフィリン白金錯体のような白金錯体もドーパントとして挙げられる。ドーパントとしてこのようなリン光性化合物を用いることにより、内部量子効率の高い発光有機ＥＬ素子を実現できる。
【００８３】
本発明で用いられるリン光性化合物としては、好ましくは元素周期表で８属、９属、１０属に属するいずれか１種の金属を含有する錯体系化合物であり、更に好ましくは、イリジウム化合物、オスミウム化合物、または白金化合物（白金錯体系化合物）、希土類錯体であり、中でも最も好ましいのはイリジウム化合物である。
【００８４】
これらの化合物は、例えば、Ｉｎｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．４０巻、１７０４〜１７１１に記載の方法等により合成できる。
【００８５】
このほかにも、例えば、Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．１２３巻４３０４〜４３１２頁（２００１年）、国際公開第００／７０６５５号パンフレット、同第０２／１５６４５号パンフレット、特開２００１−２４７８５９号公報、同２００１−３４５１８３号公報、同２００２−１１７９７８号公報、同２００２−１７０６８４号公報、同２００２−２０３６７８号公報、同２００２−２３５０７６号公報、同２００２−３０２６７１号公報、同２００２−３２４６７９号公報、同２００２−３３２２９１号公報、同２００２−３３２２９２号公報、同２００２−３３８５８８号公報等に記載の一般式であげられるイリジウム錯体、あるいは、具体的例として挙げられるイリジウム錯体、特開２００２−８８６０号公報記載の式（ＩＶ）で表されるイリジウム錯体等が挙げられる。
【００８６】
本発明に係るリン光性化合物は、溶液中のリン光量子収率が２５℃において０．００１以上であることが好ましく、更に好ましくは０．０１以上であり、特に好ましくは０．１以上である。
【００８７】
リン光量子収率は、第４版実験化学講座７の分光ＩＩの３９８ページ（１９９２年版、丸善）に記載の方法で測定することが出来る。
【００８８】
《阻止層：正孔阻止層、電子阻止層》
正孔阻止層とは広い意味では電子輸送層であり、電子を輸送する機能を有しつつ正孔を輸送する能力が著しく小さい材料からなり、電子を輸送しつつ正孔を阻止することで電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。
【００８９】
正孔阻止層は、正孔輸送層から移動してくる正孔を陰極に到達するのを阻止する役割と、陰極から注入された電子を効率よく発光層の方向に輸送することができる化合物により形成される。正孔阻止層を構成する材料に求められる物性としては、電子移動度が高く正孔移動度が低いこと、及び正孔を効率的に発光層内に閉じこめるために、発光層のイオン化ポテンシャルより大きいイオン化ポテンシャルの値を有するか、発光層のバンドギャップより大きいバンドギャップを有することが好ましい。
【００９０】
本発明の一般式（１）で表される化合物を正孔阻止材料として用いることが好ましい。又、公知の正孔阻止材料としては、スチリル化合物、トリアゾール誘導体、フェナントロリン誘導体、オキサジアゾール誘導体、ボロン誘導体の少なくとも１種を用いることも本発明の効果を得るうえで有効である。
【００９１】
その他の正孔阻止材料の例として、特開２００３−３１３６７号、同２００３−３１３６８号、特許第２７２１４４１号等に記載の例示化合物が挙げられる。
【００９２】
一方、電子阻止層とは広い意味では正孔輸送層であり、正孔を輸送する機能を有しつつ電子を輸送する能力が著しく小さい材料からなり、正孔を輸送しつつ電子を阻止することで電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。
【００９３】
この正孔阻止層、電子阻止層は、上記材料を、例えば、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法、ＬＢ法等の公知の方法により、薄膜化することにより形成することができる。
【００９４】
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。
【００９５】
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の従来公知の材料を用いてもよい。
【００９６】
正孔輸送材料としては、上記のものを使用することができるが、ポルフィリン化合物、芳香族第三級アミン化合物及びスチリルアミン化合物、特に芳香族第三級アミン化合物を用いることが好ましい。
【００９７】
芳香族第三級アミン化合物及びスチリルアミン化合物の代表例としては、Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラフェニル−４，４′−ジアミノフェニル；Ｎ，Ｎ′−ジフェニル−Ｎ，Ｎ′−ビス（３−メチルフェニル）−〔１，１′−ビフェニル〕−４，４′−ジアミン（ＴＰＤ）；２，２−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）プロパン；１，１−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）シクロヘキサン；Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラ−ｐ−トリル−４，４′−ジアミノビフェニル；１，１−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）−４−フェニルシクロヘキサン；ビス（４−ジメチルアミノ−２−メチルフェニル）フェニルメタン；ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）フェニルメタン；Ｎ，Ｎ′−ジフェニル−Ｎ，Ｎ′−ジ（４−メトキシフェニル）−４，４′−ジアミノビフェニル；Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラフェニル−４，４′−ジアミノジフェニルエーテル；４，４′−ビス（ジフェニルアミノ）クオードリフェニル；Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリ（ｐ−トリル）アミン；４−（ジ−ｐ−トリルアミノ）−４′−〔４−（ジ−ｐ−トリルアミノ）スチリル〕スチルベン；４−Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ−（２−ジフェニルビニル）ベンゼン；３−メトキシ−４′−Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノスチルベンゼン；Ｎ−フェニルカルバゾール、さらには、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。
【００９８】
さらに、これらの材料を高分子鎖に導入した、またはこれらの材料を高分子の主鎖とした高分子材料を用いることもできる。また、ｐ型−Ｓｉ，ｐ型−ＳｉＣ等の無機化合物も正孔注入材料、正孔輸送材料として使用することができる。
【００９９】
正孔輸送層は、上記正孔輸送材料を、例えば真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法を含む印刷法、ＬＢ法等の公知の方法により、薄膜化することにより形成することができる。正孔輸送層の膜厚については特に制限はないが、通常は５ｎｍ〜５μｍ程度、好ましくは５ｎｍ〜２００ｎｍである。この正孔輸送層は、上記材料の１種または２種以上からなる一層構造であってもよい。
【０１００】
《電子輸送層》
本発明に係る電子輸送層は、陰極より注入された電子を発光層に伝達する機能を有していればよく、その材料としては従来公知の化合物の中から任意のものを選択して用いることができる。
【０１０１】
この電子輸送層に用いられる材料（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等が挙げられる。更に、上記オキサジアゾール誘導体において、オキサジアゾール環の酸素原子を硫黄原子に置換したチアジアゾール誘導体、電子吸引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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
または、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（Ａｌｑ３）、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。
【０１０４】
その他、メタルフリーまたはメタルフタロシアニン、更には、それらの末端がアルキル基やスルホン酸基等で置換されているものも、電子輸送材料として好ましく用いることができる。または、発光層の材料として例示したジスチリルピラジン誘導体も、電子輸送材料として用いることができるし、正孔注入層、正孔輸送層と同様に、ｎ型−Ｓｉ、ｎ型−ＳｉＣ等の無機半導体も電子輸送材料として用いることができる。
【０１０５】
この電子輸送層は、上記化合物を、例えば真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、ＬＢ法等の公知の薄膜形成法により製膜して形成することができる。
【０１０６】
（電子輸送層の膜厚）
電子輸送層は、上記電子輸送材料を、例えば真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法を含む印刷法、ＬＢ法等の公知の方法により、薄膜化することにより形成することができる。電子輸送層の膜厚については特に制限はないが、通常は５ｎｍ〜５μｍ程度、好ましくは５ｎｍ〜２００ｎｍである。電子輸送層は、上記材料の１種または２種以上からなる一層構造であってもよい。
【０１０７】
《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。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。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。さら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。
【０１０８】
《陰極》
一方、陰極としては、仕事関数の小さい（４ｅＶ以下）金属（電子注入性金属と称する）、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが用いられる。このような電極物質の具体例としては、ナトリウム、ナトリウム−カリウム合金、マグネシウム、リチウム、マグネシウム／銅混合物、マグネシウム／銀混合物、マグネシウム／アルミニウム混合物、マグネシウム／インジウム混合物、アルミニウム／酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）混合物、インジウム、リチウム／アルミニウム混合物、希土類金属等が挙げられる。これらの中で、電子注入性及び酸化等に対する耐久性の点から、電子注入性金属とこれより仕事関数の値が大きく安定な金属である第二金属との混合物、例えばマグネシウム／銀混合物、マグネシウム／アルミニウム混合物、マグネシウム／インジウム混合物、アルミニウム／酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）混合物、リチウム／アルミニウム混合物、アルミニウム等が好適である。
【０１０９】
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５０〜２００ｎｍの範囲で選ばれる。なお、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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
《バッファ層》：陽極バッファ層、陰極バッファ層
注入層は必要に応じて設け、陰極バッファ層（電子注入層）と陽極バッファ層（正孔注入層）があり、上記のごとく陽極と発光層または正孔輸送層の間、及び、陰極と発光層または電子輸送層との間に存在させてもよい。
【０１１２】
バッファ層とは、駆動電圧低下や発光輝度向上のために電極と有機層間に設けられる層のことで、「有機ＥＬ素子とその工業化最前線（１９９８年１１月３０日エヌ・ティー・エス社発行）」の第２編第２章「電極材料」（１２３〜１６６頁）に詳細に記載されており、陽極バッファ層と陰極バッファ層とがある。
【０１１３】
陽極バッファ層（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層、酸化バナジウムに代表される酸化物バッファ層、アモルファスカーボンバッファ層、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層等が挙げられる。
【０１１４】
陰極バッファ層（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層、フッ化リチウムに代表されるアルカリ金属化合物バッファ層、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層、酸化アルミニウムに代表される酸化物バッファ層等が挙げられる。上記バッファ層（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。
【０１１５】
《基体（基板、基材、支持体等ともいう）》
本発明の有機ＥＬ素子は基体上に形成されているのが好ましい。
【０１１６】
本発明の有機ＥＬ素子に係る基体としては、ガラス、プラスチック等の種類には特に限定はなく、また、透明のものであれば特に制限はないが、好ましく用いられる基板としては例えばガラス、石英、光透過性樹脂フィルムを挙げることができる。特に好ましい基体は、有機ＥＬ素子にフレキシブル性を与えることが可能な樹脂フィルムである。
【０１１７】
樹脂フィルムとしては、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンスルフィド、ポリアリレート、ポリイミド、ポリカーボネート（ＰＣ）、セルローストリアセテート（ＴＡＣ）、セルロースアセテートプロピオネート（ＣＡＰ）等を有するフィルム等が挙げられる。また、樹脂フィルムの表面には、無機物または有機物の被膜またはその両者のハイブリッド被膜が形成されていてもよい。
【０１１８】
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の発光の室温における外部取り出し量子効率は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。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。
【０１１９】
また、カラーフィルタ等の色相改良フィルタ等を併用しても、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を併用してもよい。色変換フィルタ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。
【０１２０】
《有機ＥＬ素子の作製方法》
本発明の有機ＥＬ素子の作製方法の一例として、陽極／陽極バッファ層／正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／陰極バッファ層／陰極からなる有機ＥＬ素子の作製法について説明する。
【０１２１】
まず適当な基体上に、所望の電極物質、例えば陽極用物質ＩＴＯからなる薄膜を、１μｍ以下、好ましくは１０ｎｍ〜２００ｎｍの膜厚になるように、蒸着やスパッタリング等の方法により形成させ、陽極を作製する。次に、この上に有機ＥＬ素子材料である陽極バッファ層、正孔輸送層、発光層、正孔阻止層、電子輸送層、陰極バッファ層の有機化合物薄膜を形成させる。
【０１２２】
この有機化合物薄膜の薄膜化の方法としては、前記の如く蒸着法、ウェットプロセス（スピンコート法、キャスト法、インクジェット法、印刷法）等があるが、均質な膜が得られやすく、かつピンホールが生成しにくい等の点から、真空蒸着法、スピンコート法、インクジェット法、印刷法が特に好ましい。さらに層ごとに異なる製膜法を適用してもよい。製膜に蒸着法を採用する場合、その蒸着条件は、使用する化合物の種類等により異なるが、一般にボート加熱温度５０℃〜４５０℃、真空度１０−６Ｐａ〜１０−２Ｐａ、蒸着速度０．０１ｎｍ／秒〜５０ｎｍ／秒、基板温度−５０℃〜３００℃、膜厚０．１ｎｍ〜５μｍ、好ましくは５ｎｍ〜２００ｎｍの範囲で適宜選ぶことが望ましい。
【０１２３】
これらの層を形成後、その上に陰極用物質、例えばＡｌからなる薄膜を、１μｍ以下好ましくは５０〜２００ｎｍの範囲の膜厚になるように、例えば蒸着やスパッタリング等の方法により形成させ、陰極を設けることにより、所望の有機ＥＬ素子が得られる。この有機ＥＬ素子の作製は、一回の真空引きで一貫して正孔注入層から陰極まで作製するのが好ましいが、途中で取り出して異なる製膜法を施してもかまわない。その際、作業を乾燥不活性ガス雰囲気下で行う等の配慮が必要となる。
【０１２４】
本発明の多色の表示装置は、発光層形成時のみシャドーマスクを設け、他層は共通であるのでシャドー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、印刷法等で膜を形成できる。
【０１２５】
発光層のみパターニングを行う場合、その方法に限定はないが、好ましくは蒸着法、インクジェット法、印刷法である。蒸着法を用いる場合においてはシャドーマスクを用いたパターニングが好ましい。
【０１２６】
また作製順序を逆にして、陰極、陰極バッファ層、電子輸送層、正孔輸送層、発光層、正孔輸送層、陽極バッファ層、陽極の順に作製することも可能である。このようにして得られた多色の表示装置に、直流電圧を印加する場合には、陽極を＋、陰極を−の極性として電圧２〜４０Ｖ程度を印加すると、発光が観測できる。また交流電圧を印加してもよい。なお、印加する交流の波形は任意でよい。
【０１２７】
本発明の表示装置は、表示デバイス、ディスプレー、各種発光光源として用いることができる。表示デバイス、ディスプレーにおいて、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。
【０１２８】
表示デバイス、ディスプレーとしてはテレビ、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ックス（パッシブマトリックス）方式でもアクティブマトリックス方式でもどちらでもよい。
【０１２９】
本発明の照明装置は、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、光センサの光源等が挙げられるがこれに限定するものではない。
【０１３０】
また、本発明に係る有機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い。
【０１３１】
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、レーザ発振をさせることにより、上記用途に使用してもよい。
【０１３２】
《表示装置》
本発明の有機ＥＬ素子は、照明用や露光光源のような１種のランプとして使用してもよいし、画像を投影するタイプのプロジェクション装置や、静止画像や動画像を直接視認するタイプの表示装置（ディスプレイ）として使用してもよい。動画再生用の表示装置として使用する場合の駆動方式は単純マトリクス（パッシブマトリクス）方式でもアクティブマトリクス方式でもどちらでもよい。または、異なる発光色を有する本発明の有機ＥＬ素子を３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。または、一色の発光色、例えば白色発光をカラーフィルタを用いてＢＧＲにし、フルカラー化することも可能である。さらに、有機ＥＬの発光色を色変換フィルタを用いて他色に変換しフルカラー化することも可能であるが、その場合、有機ＥＬ発光のλｍａｘは４８０ｎｍ以下であることが好ましい。
【０１３３】
本発明の有機ＥＬ素子を構成として有する表示装置の一例を図面に基づいて説明する。
【０１３４】
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。
【０１３５】
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。
【０１３６】
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。
【０１３７】
図２は、表示部Ａの模式図を表す。
【０１３８】
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。図２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。
【０１３９】
配線部の走査線５及び複数のデータ線６は、各々導電材料からなり、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）。
【０１４０】
画素３は、走査線５から走査信号が印加されると、データ線６から画像データ信号を受け取り、受け取った画像データに応じて発光する。発光の色が赤領域の画素、緑領域の画素、青領域の画素を、適宜、同一基板上に並置することによって、フルカラー表示が可能となる。
【０１４１】
次に、画素の発光プロセスを説明する。
【０１４２】
図３は、画素の模式図を表す。
【０１４３】
画素は、有機ＥＬ素子１０、スイッチングトランジスタ１１、駆動トランジスタ１２、コンデンサ１３等を備えている。複数の画素に有機ＥＬ素子１０として、赤色、緑色、青色発光の有機ＥＬ素子を用い、これらを同一基板上に並置することでフルカラー表示を行うことができる。
【０１４４】
図３において、制御部Ｂからデータ線６を介してスイッチングトランジスタ１１のドレインに画像データ信号が印加される。そして、制御部Ｂから走査線５を介してスイッチングトランジスタ１１のゲートに走査信号が印加されると、スイッチングトランジスタ１１の駆動がオンし、ドレインに印加された画像データ信号がコンデンサ１３と駆動トランジスタ１２のゲートに伝達される。
【０１４５】
画像データ信号の伝達により、コンデンサ１３が画像データ信号の電位に応じて充電されるとともに、駆動トランジスタ１２の駆動がオンする。駆動トランジスタ１２は、ドレインが電源ライン７に接続され、ソースが有機ＥＬ素子１０の電極に接続されており、ゲートに印加された画像データ信号の電位に応じて電源ライン７から有機ＥＬ素子１０に電流が供給される。
【０１４６】
制御部Ｂの順次走査により走査信号が次の走査線５に移ると、スイッチングトランジスタ１１の駆動がオフする。しかし、スイッチングトランジスタ１１の駆動がオフしてもコンデンサ１３は充電された画像データ信号の電位を保持するので、駆動トランジスタ１２の駆動はオン状態が保たれて、次の走査信号の印加が行われるまで有機ＥＬ素子１０の発光が継続する。順次走査により次に走査信号が印加されたとき、走査信号に同期した次の画像データ信号の電位に応じで駆動トランジスタ１２が駆動して有機ＥＬ素子１０が発光する。
【０１４７】
すなわち、有機ＥＬ素子１０の発光は、複数の画素それぞれの有機ＥＬ素子１０に対して、アクティブ素子であるスイッチングトランジスタ１１と駆動トランジスタ１２を設けて、複数の画素３それぞれの有機ＥＬ素子１０の発光を行っている。このような発光方法をアクティブマトリクス方式と呼んでいる。
【０１４８】
ここで、有機ＥＬ素子１０の発光は、複数の階調電位を持つ多値の画像データ信号による複数の階調の発光でもよいし、２値の画像データ信号による所定の発光量のオン、オフでもよい。
【０１４９】
また、コンデンサ１３の電位の保持は、次の走査信号の印加まで継続して保持してもよいし、次の走査信号が印加される直前に放電させてもよい。
【０１５０】
本発明においては、上述したアクティブマトリクス方式に限らず、走査信号が走査されたときのみデータ信号に応じて有機ＥＬ素子を発光させるパッシブマトリクス方式の発光駆動でもよい。
【０１５１】
図４は、パッシブマトリクス方式による表示装置の模式図である。図４において、複数の走査線５と複数の画像データ線６が画素３を挟んで対向して格子状に設けられている。
【０１５２】
順次走査により走査線５の走査信号が印加されたとき、印加された走査線５に接続している画素３が画像データ信号に応じて発光する。パッシブマトリクス方式では画素３にアクティブ素子がなく、製造コストの低減が計れる。
【実施例】
【０１５３】
以下、実施例により本発明を説明するが、本発明の実施態様はこれらに限定されるものではない。
【０１５４】
実施例１
〈有機ＥＬ素子１−１〜１６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分間行なった。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化合物１を２００ｍｇ入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにバソキュプロイン（ＢＣＰ）を２００ｍｇ入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにＩｒ−１２を１００ｍｇ入れ、更に別のモリブデン製抵抗加熱ボートにＡｌｑ３を２００ｍｇ入れ、真空蒸着装置に取付けた。
【０１５５】
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／ｓｅｃで透明支持基板に蒸着して膜厚２５ｎｍの第一正孔輸送層を設けた。更に、化合物１とＩｒ−１２の入った前記加熱ボートに通電して加熱し、それぞれ蒸着速度０．２ｎｍ／ｓｅｃ、０．０１２ｎｍ／ｓｅｃで前記正孔輸送層上に共蒸着して膜厚３０ｎｍの発光層を設けた。なお、蒸着時の基板温度は室温であった。更に、ＢＣＰ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／ｓｅｃで前記発光層の上に蒸着して膜厚１０ｎｍの正孔阻止の役割も兼ねた電子輸送層を設けた。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／ｓｅｃで前記電子輸送層の上に蒸着して更に膜厚４０ｎｍの電子注入層を設けた。なお、蒸着時の基板温度は室温であった。
【０１５６】
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。
【０１５７】
有機ＥＬ素子１−１の作製において、発光層のホスト化合物として用いている例示化合物１を表１に示す化合物に置き換えてホスト化合物とした以外は有機ＥＬ素子１−１と同じ方法で１−２〜１−１６を作製した。上記で使用した各化合物の構造を以下に示す。
【０１５８】
【化１３】
【０１５９】
〈有機ＥＬ素子１−１〜１−１６の評価〉
以上のようにして作製した有機ＥＬ素子１−１〜１−１６の評価を行い、その結果を表１に示す。
【０１６０】
（外部取りだし量子効率）
作製した有機ＥＬ素子について、２３℃、乾燥窒素ガス雰囲気下で２．５ｍＡ／ｃｍ２定電流を印加した時の外部取り出し量子効率（％）を測定した。なお測定には分光放射輝度計ＣＳ−１０００（コニカミノルタ製）を用いた。
【０１６１】
表１の外部取りだし量子効率の測定結果は、有機ＥＬ素子１−１６の測定値を１００とした時の相対値で表した。
【０１６２】
【表１】
【０１６３】
表１から、本発明の有機ＥＬ素子は、外部取り出し量子効率に非常に優れていることが分かった。
【０１６４】
実施例２
〈有機ＥＬ素子２−１〜２−１６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分間行なった。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ＣＢＰを２００ｍｇ入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートに正孔阻止材料として化合物１を２００ｍｇ入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにＩｒ−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。
【０１６５】
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／ｓｅｃで透明支持基板に蒸着して膜厚２５ｎｍの第一正孔輸送層を設けた。更に、ＣＢＰ（実施例１における比較化合物１）とＩｒ−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／ｓｅｃ、０．０１２ｎｍ／ｓｅｃで前記正孔輸送層上に共蒸着して膜厚３０ｎｍの発光層を設けた。なお、蒸着時の基板温度は室温であった。更に、化合物１の入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度０．１ｎｍ／ｓｅｃで前記発光層の上に蒸着して膜厚１０ｎｍの正孔阻止層の役割も兼ねた電子輸送層を設けた。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／ｓｅｃで前記電子輸送層の上に蒸着して更に膜厚４０ｎｍの電子注入層を設けた。なお、蒸着時の基板温度は室温であった。
【０１６６】
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２−１を作製した。
【０１６７】
有機ＥＬ素子２−１の作製において、正孔阻止材料として用いている化合物１を表２に示す化合物に置き換えた以外は有機ＥＬ素子２−１と同じ方法で２−１〜２−１６を作製した。尚、比較化合物３は実施例１における正孔阻止化合物として用いたＢＣＰである。
【０１６８】
〈有機ＥＬ素子２−１〜２−１６の評価〉
実施例１と同様にして有機ＥＬ素子２−１〜２−１６の外部取り出し量子効率の評価を行った。さらに下記に示す測定法に従って、寿命の評価を行った。
【０１６９】
（寿命）
２．５ｍＡ／ｃｍ２の一定電流で駆動したときに、輝度が発光開始直後の輝度（初期輝度）の半分に低下するのに要した時間を測定し、これを半減寿命時間（τ０．５）として寿命の指標とした。なお測定には分光放射輝度計ＣＳ−１０００（コニカミノルタ製）を用いた。
【０１７０】
表２の外部取り出し量子効率、寿命の測定結果は、有機ＥＬ素子２−１５を１００とした時の相対値で表した。
【０１７１】
【表２】
【０１７２】
表２から、本発明の有機ＥＬ素子は、長寿命化が達成されていることが分かった。
【０１７３】
実施例３
実施例１で作製した本発明の有機ＥＬ素子１−１と、実施例２で作製した本発明の有機ＥＬ素子２−７と、本発明の有機ＥＬ素子２−７のリン光性化合物を下記Ｂｔｐ２Ｉｒ（ａｃａｃ）に置き換えた以外は同様にして作製した赤色発光有機ＥＬ素子を同一基板上に並置し、図１に示す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には作製したフルカラー表示装置の表示部Ａの模式図のみを示した。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）。前記複数の画素３は、それぞれの発光色に対応した有機ＥＬ素子、アクティブ素子であるスイッチングトランジスタと駆動トランジスタそれぞれが設けられたアクティブマトリクス方式で駆動されており、走査線５から走査信号が印加されると、データ線６から画像データ信号を受け取り、受け取った画像データに応じて発光する。このように各赤、緑、青の画素を適宜、並置することによって、フルカラー表示が可能となる。
【０１７４】
【化１４】
【０１７５】
フルカラー表示装置を駆動することにより、外部とりだし量子効率が高く耐久性の良好な、鮮明なフルカラー動画表示が得られた。
【０１７６】
実施例４
実施例１で作製した有機ＥＬ素子１−１において、化合物１の入った加熱ボートとＩｒ−１２の入ったボート、Ｂｔｐ２Ｉｒ（ａｃａｃ）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化合物１と発光ドーパントであるＩｒ−１２及びＢｔｐ２Ｉｒ（ａｃａｃ）の蒸着速度が１００：５：０．６になるように調節し、膜厚が３０ｎｍになるように発光層を設けた以外は有機ＥＬ素子１−１と同様の方法で有機ＥＬ素子１−１Ｗを作製した。得られた有機ＥＬ素子１−１Ｗの非発光面をガラスケースで覆い、図５及び図６で示す照明装置とした。照明装置は、発光効率が高く発光寿命の長い白色光を発する薄型の照明装置として使用することができた。図５は照明装置の概略図で、図６は照明装置の断面図である。有機ＥＬ素子１００は、ガラスカバー１０２で覆われ、透明電極付きガラス基板１０１とガラスカバー１０２とは封止剤１０７で封止され、電源線（陽極）１０３と、電源線（陰極）１０４が接続されている。１０５は陰極で１０６は有機ＥＬ層である。なおガラスカバー１０２内には窒素ガス１０８が充填され、補水剤１０９が設けられている。
【産業上の利用可能性】
【０１７７】
本発明により、発光効率が高い有機ＥＬ素子用材料、該有機ＥＬ素子用材料を用いた有機ＥＬ素子、照明装置および表示装置を提供することができた。さらに、長寿命となる有機ＥＬ素子用材料、該有機ＥＬ素子用材料を用いた有機ＥＬ素子、照明装置および表示装置を提供することができた。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記一般式（１）〜（４）のいずれか一つで表され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用材料。
【化１】
（式中、Ｒ１、Ｒ２は各々独立に置換基を表し、Ａ１は芳香族炭素環または複素環を形成するのに必要な残基を表し、Ｌは連結基を表し、Ｘは不対電子を持ちホウ素原子と配位結合可能な元素を表し、Ｒｘは水素原子、脂肪族基、芳香族基、複素環基を表し、ｎは０又は１を表し、ｍは１又は２を表し、ＲｘはＬの任意の元素と結合して環を形成してもよく、また、Ｒ１とＲ２は結合して環を形成してもよい。ＲｘはＡ１の任意の元素と結合して縮合環を形成してもよい。）
【化２】
（式中、Ｒ１、Ｒ２は各々独立に置換基を表し、Ａ２は芳香族炭素環または複素環を形成するのに必要な残基を表し、Ｌは連結基を表し、Ｘは不対電子を持ちホウ素原子と配位結合可能な元素を表し、Ｒｘは水素原子、脂肪族基、芳香族基、複素環基を表し、ｎは０又は１を表し、ｍは１又は２を表し、ＲｘはＬの任意の元素と結合して環を形成してもよく、また、Ｒ１とＲ２は結合して環を形成してもよい。ＲｘはＡ２の任意の元素と結合して縮合環を形成してもよい。）
【化３】
（式中、Ｒ１、Ｒ２は各々独立に置換基を表し、Ｌは連結基を表し、Ｘは不対電子を持ちホウ素原子と配位結合可能な元素を表し、Ｒｘは水素原子、脂肪族基、芳香族基、複素環基を表し、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６は各々独立に水素原子又は置換基を表し、ｎは０又は１を表し、ｍは１又は２を表し、ＲｘはＬの任意の元素と結合して環を形成してもよく、また、Ｒ１とＲ２は結合して環を形成してもよい。ＲｘはＲ６と結合して縮合環を形成してもよい。）
【化４】
（式中、Ｒ１、Ｒ２は各々独立に置換基を表し、Ａ２は芳香族炭素環または複素環を形成するのに必要な残基を表し、Ａ３は複素環を形成するのに必要な残基を表し、Ａ２の任意の元素とＡ３の任意の元素が結合して環を形成してもよい。Ｒ１とＲ２は結合して環を形成してもよい。）
【請求項２】
請求の範囲第１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料が、一般式（１）で表され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用材料。
【請求項３】
請求の範囲第１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料が、一般式（２）で表され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用材料。
【請求項４】
請求の範囲第１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料が、一般式（３）で表され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用材料。
【請求項５】
請求の範囲第１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料が、一般式（４）で表され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用材料。
【請求項６】
前記Ｒ１、Ｒ２が共に芳香族炭素環基または複素環基であることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
【請求項７】
請求の範囲第１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を用いた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８】
リン光性発光材料を含有する発光層を有することを特徴とする請求の範囲第７項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項９】
リン光性発光材料、および、請求の範囲第１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を含有する発光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１０】
請求の範囲第１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を含有する正孔阻止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１１】
青色に発光することを特徴とする請求の範囲第７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】
青色に発光することを特徴とする請求の範囲第８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】
青色に発光することを特徴とする請求の範囲第９項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１４】
青色に発光することを特徴とする請求の範囲第１０項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１５】
白色に発光することを特徴とする請求の範囲第７項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１６】
白色に発光することを特徴とする請求の範囲第８項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１７】
白色に発光することを特徴とする請求の範囲第９項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１８】
白色に発光することを特徴とする請求の範囲第１０項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１９】
請求の範囲第７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２０】
請求の範囲第８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２１】
請求の範囲第９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２２】
請求の範囲第１０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２３】
請求の範囲第１１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２４】
請求の範囲第１５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２５】
請求の範囲第７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２６】
請求の範囲第８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２７】
請求の範囲第９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２８】
請求の範囲第１０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２９】
請求の範囲第１１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３０】
請求の範囲第１５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３１】
請求の範囲第２５項に記載の照明装置と、表示手段として液晶素子とを備えたことを特徴とする表示装置。
【請求項１】
下記一般式（１）〜（４）のいずれか一つで表され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用材料。
【化１】
（式中、Ｒ１、Ｒ２は各々独立に置換基を表し、Ａ１は芳香族炭素環または複素環を形成するのに必要な残基を表し、Ｌは連結基を表し、Ｘは不対電子を持ちホウ素原子と配位結合可能な元素を表し、Ｒｘは水素原子、脂肪族基、芳香族基、複素環基を表し、ｎは０又は１を表し、ｍは１又は２を表し、ＲｘはＬの任意の元素と結合して環を形成してもよく、また、Ｒ１とＲ２は結合して環を形成してもよい。ＲｘはＡ１の任意の元素と結合して縮合環を形成してもよい。）
【化２】
（式中、Ｒ１、Ｒ２は各々独立に置換基を表し、Ａ２は芳香族炭素環または複素環を形成するのに必要な残基を表し、Ｌは連結基を表し、Ｘは不対電子を持ちホウ素原子と配位結合可能な元素を表し、Ｒｘは水素原子、脂肪族基、芳香族基、複素環基を表し、ｎは０又は１を表し、ｍは１又は２を表し、ＲｘはＬの任意の元素と結合して環を形成してもよく、また、Ｒ１とＲ２は結合して環を形成してもよい。ＲｘはＡ２の任意の元素と結合して縮合環を形成してもよい。）
【化３】
（式中、Ｒ１、Ｒ２は各々独立に置換基を表し、Ｌは連結基を表し、Ｘは不対電子を持ちホウ素原子と配位結合可能な元素を表し、Ｒｘは水素原子、脂肪族基、芳香族基、複素環基を表し、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６は各々独立に水素原子又は置換基を表し、ｎは０又は１を表し、ｍは１又は２を表し、ＲｘはＬの任意の元素と結合して環を形成してもよく、また、Ｒ１とＲ２は結合して環を形成してもよい。ＲｘはＲ６と結合して縮合環を形成してもよい。）
【化４】
（式中、Ｒ１、Ｒ２は各々独立に置換基を表し、Ａ２は芳香族炭素環または複素環を形成するのに必要な残基を表し、Ａ３は複素環を形成するのに必要な残基を表し、Ａ２の任意の元素とＡ３の任意の元素が結合して環を形成してもよい。Ｒ１とＲ２は結合して環を形成してもよい。）
【請求項２】
請求の範囲第１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料が、一般式（１）で表され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用材料。
【請求項３】
請求の範囲第１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料が、一般式（２）で表され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用材料。
【請求項４】
請求の範囲第１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料が、一般式（３）で表され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用材料。
【請求項５】
請求の範囲第１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料が、一般式（４）で表され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用材料。
【請求項６】
前記Ｒ１、Ｒ２が共に芳香族炭素環基または複素環基であることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
【請求項７】
請求の範囲第１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を用いた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８】
リン光性発光材料を含有する発光層を有することを特徴とする請求の範囲第７項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項９】
リン光性発光材料、および、請求の範囲第１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を含有する発光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１０】
請求の範囲第１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を含有する正孔阻止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１１】
青色に発光することを特徴とする請求の範囲第７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】
青色に発光することを特徴とする請求の範囲第８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】
青色に発光することを特徴とする請求の範囲第９項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１４】
青色に発光することを特徴とする請求の範囲第１０項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１５】
白色に発光することを特徴とする請求の範囲第７項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１６】
白色に発光することを特徴とする請求の範囲第８項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１７】
白色に発光することを特徴とする請求の範囲第９項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１８】
白色に発光することを特徴とする請求の範囲第１０項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１９】
請求の範囲第７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２０】
請求の範囲第８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２１】
請求の範囲第９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２２】
請求の範囲第１０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２３】
請求の範囲第１１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２４】
請求の範囲第１５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２５】
請求の範囲第７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２６】
請求の範囲第８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２７】
請求の範囲第９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２８】
請求の範囲第１０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２９】
請求の範囲第１１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３０】
請求の範囲第１５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３１】
請求の範囲第２５項に記載の照明装置と、表示手段として液晶素子とを備えたことを特徴とする表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０６２６７６
【国際公開日】平成１７年７月７日（２００５．７．７）
【発行日】平成１９年１２月１３日（２００７．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−５１６４６６（Ｐ２００５−５１６４６６）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＪＰ２００４／０１８６２１
【国際出願日】平成１６年１２月１４日（２００４．１２．１４）
【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）】
【国際公開日】平成１７年７月７日（２００５．７．７）
【発行日】平成１９年１２月１３日（２００７．１２．１３）
【国際特許分類】
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＪＰ２００４／０１８６２１
【国際出願日】平成１６年１２月１４日（２００４．１２．１４）
【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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