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、表示装置及び照明装置
【課題】熱安定性に優れ、発光寿命が長い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、表示装置及び照明装置を提供する。
【解決手段】有機ＥＬ素子用材料は一般式（１）で表される。
（一般式（１）中、Ａｒ１及びＡｒ２はそれぞれ芳香族炭化水素基又は芳香族複素環基を表わし、Ｙ１〜Ｙ8はそれぞれ窒素原子又はＣＲ1〜ＣＲ8を表わし、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ4、Ｒ5、Ｒ7、Ｒ8は、それぞれ水素原子、アルキル基、芳香族炭化水素基、芳香族複素環基、アミノ基、シリル基、ゲルミル基、スタニル基を表わし、Ｒ3、Ｒ6はそれぞれ水素原子を表わす。Ｘは単結合、-ＣＲ9Ｒ10-、-ＣＲ11＝ＣＲ12-、-ＳｉＲ13Ｒ14-、-Ｏ-、-ＮＲ15-、-Ｓ-、-ＰＲ16-、-Ｐ（＝Ｏ）Ｒ17-、-ＧｅＲ18Ｒ19-、-ＳｎＲ20Ｒ21-を表わす。Ｒ9〜Ｒ21は水素原子又は芳香族炭化水素基、芳香族複素環基を表わす。）
【解決手段】有機ＥＬ素子用材料は一般式（１）で表される。
（一般式（１）中、Ａｒ１及びＡｒ２はそれぞれ芳香族炭化水素基又は芳香族複素環基を表わし、Ｙ１〜Ｙ8はそれぞれ窒素原子又はＣＲ1〜ＣＲ8を表わし、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ4、Ｒ5、Ｒ7、Ｒ8は、それぞれ水素原子、アルキル基、芳香族炭化水素基、芳香族複素環基、アミノ基、シリル基、ゲルミル基、スタニル基を表わし、Ｒ3、Ｒ6はそれぞれ水素原子を表わす。Ｘは単結合、-ＣＲ9Ｒ10-、-ＣＲ11＝ＣＲ12-、-ＳｉＲ13Ｒ14-、-Ｏ-、-ＮＲ15-、-Ｓ-、-ＰＲ16-、-Ｐ（＝Ｏ）Ｒ17-、-ＧｅＲ18Ｒ19-、-ＳｎＲ20Ｒ21-を表わす。Ｒ9〜Ｒ21は水素原子又は芳香族炭化水素基、芳香族複素環基を表わす。）
【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用材料、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（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。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。
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・燐光）を利用して発光する素子であり、数Ｖ〜数十Ｖ程度の電圧で発光が可能であり、更に自己発光型であるために視野角に富み、視認性が高く、薄膜型の完全固体素子であるために省スペース、携帯性等の観点から注目されている。
【０００３】
実用化に向けた有機ＥＬ素子の開発としては、Ｍ．Ａ．Ｂａｌｄｏ ｅｔ ａｌ．，ｎａｔｕｒｅ、３９５巻、１５１〜１５４ページ（１９９８年）により、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素子の報告がされて以来、Ｍ．Ａ．Ｂａｌｄｏ ｅｔ ａｌ．，ｎａｔｕｒｅ、４０３巻、１７号、７５０〜７５３頁（２０００年）、米国特許第６，０９７，１４７号明細書により、室温で燐光を示す材料の研究が活発になってきている。
さらに、最近発見されたリン光発光を利用する有機ＥＬ素子では、以前の蛍光発光を利用する素子に比べ原理的に約４倍の発光効率が実現可能であることから、その材料開発を初めとし、発光素子の層構成や電極の研究開発が世界中で行われている。例えば、Ｓ．Ｌａｍａｎｓｋｙ ｅｔ ａｌ．，Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，１２３巻、４３０４頁（２００１年）には、多くの化合物がイリジウム錯体系等重金属錯体を中心に合成検討がなされている。
これらリン光発光材料を用いた有機ＥＬ素子の発光層においては、ホスト材料として有機ゲルマニウム化合物を用いる技術が開示されている（例えば、特許文献１〜４参照）。しかしながら、本発明の様な化合物群に関しては記載が無く、開示されているこれらの材料は実用上の観点では化合物の安定性や発光寿命等の点でまだ不十分であり、更なる改良技術が求められていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開番号 ＷＯ０７／１１１１７６ Ａ１
【特許文献２】国際公開番号 ＷＯ０７／１４２０８３ Ａ１
【特許文献３】国際公開番号 ＷＯ０６／１７３５５２ Ａ１
【特許文献４】国際公開番号 ＷＯ０８／１５３０８８ Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記問題・状況に鑑みてなされたものであり、その解決課題は、熱安定性に優れ、発光寿命が長い有機エレクトロルミネッセンス素子用材料及び有機エレクトロルミネッセンス素子、特に白色有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することである。また、当該有機エレクトロルミネッセンス素子が具備され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】
【０００６】
上記課題を解決するため、請求項１の発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料であって、
下記一般式（１）で表されることを特徴とする。
【化１】
一般式（１）
（一般式（１）中、Ａｒ１及びＡｒ２は、それぞれ芳香族炭化水素基又は芳香族複素環基を表わし、Ｙ１〜Ｙ8は、それぞれ窒素原子又はＣＲ1〜ＣＲ8を表わし、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ4、Ｒ5、Ｒ7、Ｒ8は、それぞれ水素原子、アルキル基、芳香族炭化水素基、芳香族複素環基、アミノ基、シリル基、ゲルミル基、スタニル基を表わし、Ｒ3、Ｒ6はそれぞれ水素原子を表わす。Ｘは単結合、-ＣＲ9Ｒ10-、-ＣＲ11＝ＣＲ12-、-ＳｉＲ13Ｒ14-、-Ｏ-、-ＮＲ15-、-Ｓ-、-ＰＲ16-、-Ｐ（＝Ｏ）Ｒ17-、-ＧｅＲ18Ｒ19-、-ＳｎＲ20Ｒ21-を表わす。Ｒ9〜Ｒ21は、それぞれ水素原子あるいは芳香族炭化水素基、芳香族複素環基を表わす。）
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料において、
前記一般式（１）において、Ｘが単結合であることを特徴とする。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料において、
前記一般式（１）において、Ａｒ１とＡｒ２が互いに結合し縮合環を形成していることを特徴とする。
【０００９】
請求項４の発明は、陽極と陰極の間に、少なくともホスト化合物とリン光発光性化合物を含有する発光層を含む複数の有機機能層が挟持されてなる有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
前記ホスト化合物として、請求項１〜３のいずれか一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ことを特徴とする。
【００１０】
請求項５の発明は、請求項４に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
前記リン光発光性化合物の少なくとも１種が、下記一般式（２）で示されるイリジウム化合物であることを特徴とする。
【化２】
一般式（２）
（一般式（２）中、Ｑ１は、５員又は６員の芳香族環若しくは芳香族複素環を表す。Ａｒ３は、芳香族炭化水素基又は芳香族複素環基を表す。ｋは、２又は３の整数を示し、イリジウムの価数を満たすようにｍ個の副配位子Ｌを有する。ｍは０又は１を表す。）
【００１１】
請求項６の発明は、請求項４又は５に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
前記有機エレクトロルミネッセンス素子が、白色光を発光する白色有機エレクトロルミネッセンス素子であることを特徴とする。
【００１２】
請求項７の発明は、表示装置であって、
請求項４〜６のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子が具備されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項８の発明は、照明装置であって、
請求項４〜６のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子が具備されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、安定性に優れ、発光寿命が長い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、特に白色有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することができる。また、当該有機エレクトロルミネッセンス素子が具備された表示装置及び照明装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】有機ＥＬ素子から構成される表示装置の一例を示した模式図である。
【図２】表示部の模式図である。
【図３】画素の模式図である。
【図４】パッシブマトリクス方式フルカラー表示装置の模式図である。
【図５】照明装置の概略図である。
【図６】照明装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料（以下、有機ＥＬ素子用材料と言う）は、前記一般式（１）で表されることを特徴とする。この特徴は、請求項１から請求項８までの請求項に係る発明に共通する技術的特徴である。
本発明の実施態様としては、本発明の効果発現の観点から、前記一般式（１）において、Ｘが単結合であることが好ましく、更には、Ａｒ１とＡｒ２が互いに結合し縮合環を形成していることが好ましい。
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、有機ＥＬ素子と言う）は、陽極と陰極の間に、少なくともホスト化合物とリン光発光性化合物を含有する発光層を有する複数の有機化合物層が挟持されてなり、前記ホスト化合物として、前記一般式（１）で表される化合物である有機ＥＬ素子用材料を含有することが好ましい。また、前記リン光発光性化合物が、前記一般式（２）で示されるイリジウム化合物であることが好ましい。
本発明の実施態様としては、有機ＥＬ素子が、白色光を発光する白色有機ＥＬ素子であることが好ましい。
本発明の有機ＥＬ素子は、表示装置及び照明装置に好適に具備することができる。
以下、本発明とその構成要素、及び本発明を実施するための形態・態様について詳細な説明をする。なお、本願において、「〜」は、その前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用する。
【００１７】
［有機ＥＬ素子用材料］
《一般式（１）で表される化合物》
本発明の有機ＥＬ素子用材料は、下記一般式（１）で表される化合物である。
【化３】
一般式（１）
（一般式（１）中、Ａｒ１及びＡｒ２は、それぞれ芳香族炭化水素基又は芳香族複素環基を表わし、Ｙ１〜Ｙ8は、それぞれ窒素原子又はＣＲ1〜ＣＲ8を表わす。Ｒ1、Ｒ2、Ｒ4、Ｒ5、Ｒ7、Ｒ8は、それぞれ水素原子、アルキル基、芳香族炭化水素基、芳香族複素環基、アミノ基、シリル基、ゲルミル基、スタニル基を表わし、Ｒ3、Ｒ6はそれぞれ水素原子を表わす。Ｘは単結合、-ＣＲ9Ｒ10-、-ＣＲ11＝ＣＲ12-、-ＳｉＲ13Ｒ14-、-Ｏ-、-ＮＲ15-、-Ｓ-、-ＰＲ16-、-Ｐ（＝Ｏ）Ｒ17-、-ＧｅＲ18Ｒ19-、-ＳｎＲ20Ｒ21-を表わす。Ｒ9〜Ｒ21は、それぞれ水素原子又は芳香族炭化水素基、芳香族複素環基を表わす。）
本発明に係る一般式（１）で表される化合物は、後述する本発明の有機ＥＬ素子の構成層である有機機能層の少なくとも一層に含有されるが、高い外部取り出し量子効率及び発光寿命の向上の観点からは、発光層に含有されることが好ましく、更に好ましくは該発光層においてホスト化合物として含有されることが好ましい。
【００１８】
≪Ａｒ１及びＡｒ２の説明≫
上記一般式（１）において、Ａｒ１及びＡｒ２で表わされる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。
Ａｒ１及びＡｒ２で表わされる芳香族複素環基としては、ピリジル基、ピリダジニル基、ピリミジニル基、ピラジニル基、トリアジニル基、トリアゾリル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、チアゾリル基、キナゾリニル基、カルバゾリル基、カルボリニル基、ジアザカルバゾリル基、ピロリジル基、オキサゾリジル基、フリル基、ピロリル基、ベンゾイミダゾリル基、オキサゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、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、キノキサリニル基、フタラジニル基等が挙げられる。
より好ましい芳香族炭化水素基として、フェニル基、ナフチル基、フルオレニル基、フェナントリル基、ビフェニリル基、フルオレノニル基が挙げられ、同様に好ましい芳香族複素環基としては、ピリジル基、ピリミジル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、チエニル基、キノリル基、ジベンゾフリル基、カルバゾリル基、カルボリニル基、ジアザカルボリニル基が挙げられ、更に好ましくはフェニル基、ナフチル基、フルオレニル基、ジベンゾフリル基、カルバゾリル基、カルボリニル基が挙げられる。
【００１９】
Ａｒ１及びＡｒ２は、更に置換基によって置換されていてもよく、この様な置換基としては、アルキル基（例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基等）、シクロアルキル基（例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等）、アルケニル基（例えば、ビニル基、アリル基、１−プロペニル基、２−ブテニル基、１，３−ブタジエニル基、２−ペンテニル基、イソプロペニル基等）、アルキニル基（例えば、エチニル基、プロパルギル基等）、芳香族炭化水素基（芳香族炭化水素環基、芳香族炭素環基、アリル基等ともいい、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、フリル基、チエニル基、ピリジル基、ピリダジニル基、ピリミジニル基、ピラジニル基、トリアジニル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、チアゾリル基、キナゾリニル基、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任意の炭素原子の一つが窒素原子で置き換わったものを示す）、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又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、アミノ基、ナフチルアミノ基、２−ピリジルアミノ基、ジフェニルアミノ基等）、ハロゲン原子（例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子等）、フッ化炭化水素基（例えば、フルオロメチル基、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、ペンタフルオロフェニル基等）、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、メルカプト基、シリル基（例えば、トリメチルシリル基、トリイソプロピルシリル基、トリフェニルシリル基、フェニルジエチルシリル基等）、ホスホノ基等が挙げられる。それぞれの置換基はさらに置換基を有していても良い。
好ましい置換基としては、アルケニル基、アルキニル基、芳香族炭化水素基、芳香族複素環基、アミノ基であるが、更に好ましい置換基としては、芳香族炭化水素基、芳香族複素環基、アミノ基が挙げられる。
複数の置換基を有していた場合、同一であっても異なっていても良く、上記の置換基によって更に置換していても良く、また置換基は互いに連結して環を形成していてもよい。
【００２０】
また本発明において、一般式（１）中のＡｒ１とＡｒ２は互いに結合し縮合環を形成している場合が好ましく、特に好ましくはＡｒ１とＡｒ２が単結合で結合し縮合環を形成している場合である。
Ａｒ１とＡｒ２が互いに結合し縮合環を形成することで、より化合物としての熱安定性に優れ、更には、Ｔ1（最低励起三重項エネルギー準位）をリン光発光性化合物よりも高くすることが容易になる。また、Ａｒ１とＡｒ２が互いに結合し縮環を形成することで、Ｇｅで接合されたスピロ構造を有することとなり、このスピロ構造もまた製膜後の膜のアモルファス性をより向上させ、より高い発光寿命を兼ね備えた素子の提供が可能になっていると考えられる。
【００２１】
≪Ｙ１〜Ｙ8の説明≫
Ｙ１〜Ｙ8は、それぞれ窒素原子またはＣＲ1〜ＣＲ8を表わし（Ｙの添え字とＲの添え字は同じ数字が対応する。例えばＹ５が炭素原子の場合ＣＲ５が対応する。）、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ4、Ｒ5、Ｒ7、Ｒ8は、それぞれ水素原子、アルキル基、芳香族炭化水素基、芳香族複素環基、アミノ基、シリル基、ゲルミル基、スタニル基を表わし、Ｒ3、Ｒ6はそれぞれ水素原子を表わす。Ｒ1、Ｒ2、Ｒ4、Ｒ5、Ｒ7、Ｒ8として、好ましくは、水素原子、芳香族炭化水素基、芳香族複素環基が挙げられる。
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。
芳香族複素環基としては、ピリジル基、ピリダジニル基、ピリミジニル基、ピラジニル基、トリアジニル基、トリアゾリル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、チアゾリル基、キナゾリニル基、カルバゾリル基、カルボリニル基、ジアザカルバゾリル基、ピロリジル基、オキサゾリジル基、フリル基、ピロリル基、ベンゾイミダゾリル基、オキサゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、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、キノキサリニル基、フタラジニル基等が挙げられるが、好ましい芳香族炭化水素基として、フェニル基、ナフチル基、フルオレニル基、フェナントリル基、ビフェニリル基、フルオレノニル基が挙げられ、同様に好ましい芳香族複素環基としては、ピリジル基、ピリミジル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、チエニル基、キノリル基、ジベンゾフリル基、カルバゾリル基、カルボリニル基、ジアザカルボリニル基が挙げられ、更に好ましくはフェニル基、ナフチル基、フルオレニル基、ジベンゾフリル基、カルバゾリル基、カルボリニル基が挙げられる。
【００２２】
Ｙ3、Ｙ6を窒素原子またはＣＨ（Ｒ3、Ｒ6はそれぞれ水素原子）とすることで、すなわち、一般式（１）中のＸを介して結合している縮環のＧｅに対してp位を無置換とすることで、製膜後の膜のアモルファス性は保ちつつも、化合物としての結晶性が向上し純度の高い化合物を単離可能となる為、一般式（１）で表わされる化合物を含有する本発明の有機ＥＬ素子は長寿命化が達成されたと予想される。
【００２３】
≪Ｘの説明≫
Ｘは単結合、-ＣＲ9Ｒ10-、-ＣＲ11＝ＣＲ12-、-ＳｉＲ13Ｒ14-、-Ｏ-、-ＮＲ15-、-Ｓ-、-ＰＲ16-、-Ｐ（＝Ｏ）Ｒ17-、-ＧｅＲ18Ｒ19-、-ＳｎＲ20Ｒ21-を表わし、好ましくは単結合、-ＣＲ9Ｒ10-、-ＣＲ11＝ＣＲ12-、-ＳｉＲ13Ｒ14-であり、更に好ましくは、単結合である。
本発明において、一般式（１）がＸを介した縮環構造を有することで、化合物としての安定性が向上し、また、Ｔ1（最低励起三重項エネルギー準位）をリン光発光性化合物に対して程良い高さに調整することが容易になっていると考えられる。特にＸが単結合の場合、より化合物としての熱安定性に優れる。
Ｒ9〜Ｒ21は水素原子あるいは置換基であって、この様な置換基として上述のＡｒ１及びＡｒ２に更に置換してもよい置換基が挙げられる。好ましい置換基としては、芳香族炭化水素基、芳香族複素環基である。Ｒ9とＲ10、Ｒ11とＲ12、Ｒ13とＲ14、Ｒ18とＲ19、Ｒ20とＲ21は互いに連結して環を形成していてもよい。
【００２４】
以下に、上記一般式（１）で表される化合物の具体例を示すが、本発明における化合物はこれらに限定されるものではない。
【化４】
【００２５】
【化５】
【００２６】
【化６】
【００２７】
【化７】
【００２８】
以下に上記一般式（１）で表される化合物Ｇ−１及びＧ−４の合成例を示すが、本発明の他の化合物も同様の方法により合成することができる。
《合成例》
合成例１ 例示化合物Ｇ-１の合成
【化８】
窒素雰囲気下、2,2‘-ジヨード-4-ブロモビフェニル 4.85ｇを50mlのテトラヒドロフランに溶解し-78℃に冷却した溶液に、n-ブチルリチウムヘキサン溶液（1.6M） 7.5mlを滴下した後、-78℃で１時間撹拌した。この溶液を、-78℃に冷却した四塩化ゲルマニウム 2.14ｇのテトラヒドロフラン溶液 50ml中に滴下し、滴下後室温まで昇温し、約４時間撹拌した。この反応溶液を減圧蒸留し、3-ブロモ-5,5-ジクロロジベンゾゲルモールを2.29ｇ（61％）得た。
窒素雰囲気下、-78℃にてフェニルリチウムブチルエーテル溶液（1.6M） 4.6mlを、上記で得られたジクロロゲルモール2.29ｇ中に滴下し、滴下後室温まで昇温し、約２時間撹拌した。この反応液に水 100mlを加え、酢酸エチルで抽出し濃縮した後、シリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製することで3-ブロモ-5,5-ジフェニルジベンゾゲルモールを2.18ｇ（78％）得た。
窒素雰囲気下、上記で得られた3-ブロモ-5,5-ジフェニルジベンゾゲルモール 2.18ｇ、及び、カルバゾール 0.89ｇ、酸化銅 0.10ｇ、ジピバロイルメタン 0.27ｇ、リン酸三カリウム 1.82ｇをジメチルスルホキシド 50ml中に加え、160℃で８時間加熱した。この反応液に水50mlを加え、濾過した後、シリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製することで例示化合物G-１を1.45ｇ（56％）得た。
【００２９】
合成例２ 例示化合物Ｇ-４の合成
【化９】
窒素雰囲気下、2,2‘-ジブロモビフェニル 3.12ｇを50mlのテトラヒドロフランに溶解し-78℃に冷却した溶液に、n-ブチルリチウムヘキサン溶液（1.6M） 7.5mlを滴下した後、-78℃で１時間撹拌した。この溶液を、-78℃に冷却した四塩化ゲルマニウム 2.14ｇのテトラヒドロフラン溶液 50ml中に滴下し、滴下後室温まで昇温し、約４時間撹拌した。この反応溶液を減圧蒸留し、5,5-ジクロロジベンゾゲルモールを2.25ｇ（76％）得た。
窒素雰囲気下、Ｎ-（3-ブロモフェニル）カルバゾール 4.89ｇを100mlのジエチルエーテルに溶解し-78℃に冷却した溶液に、n-ブチルリチウムヘキサン溶液（1.6M） 11.4mlを滴下した後、-78℃で１時間撹拌した。この溶液を-78℃で、上記で得られた5,5-ジクロロジベンゾゲルモール 2.25ｇ中に滴下し、滴下後室温まで昇温し、約２時間撹拌した。この反応液に水 100mlを加え、酢酸エチルで抽出し濃縮した後、シリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製することで例示化合物G-４を2.80ｇ（52％）得た。
【００３０】
［有機ＥＬ素子］
次に、本発明の有機ＥＬ素子の各構成要素の詳細について、順次説明する。
《有機ＥＬ素子の層構成》
本発明の有機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／発光層ユニット／電子輸送層／陰極
（ii）陽極／正孔輸送層／発光層ユニット／電子輸送層／陰極
（iii）陽極／正孔輸送層／発光層ユニット／正孔阻止層／電子輸送層／陰極
（iv）陽極／正孔輸送層／発光層ユニット／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／発光層ユニット／正孔阻止層／電子輸送層／陰極バッファー層／陰極
なお、本発明において陽極、陰極を除く層が本発明で言う有機機能層である。
本発明の有機ＥＬ素子において発光層ユニットは、発光層を少なくとも１層有していれば何層でもよいが、好ましくは発光層１層のみからなるものである。
【００３１】
《発光層》
本発明に係る発光層は、電極又は電子輸送層、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。
発光層の層厚は、特に制限はないが、形成する膜の均質性や、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、２〜２００ｎｍの範囲に調整することが好ましく、更に好ましくは５〜１００ｎｍの範囲に調整される。
本発明の有機ＥＬ素子の発光層には、発光ホスト化合物とゲスト材料としての発光ドーパントの少なくとも一種を含有することが好ましく、発光ホスト化合物と三種以上の発光ドーパントを含有することが更に好ましい。
以下において、発光層に含まれるホスト化合物（「発光ホスト」等ともいう。）と発光性ドーパント（「発光性ドーパント化合物」ともいう。）について説明する。
【００３２】
（ホスト化合物）
本願において「ホスト化合物」とは、発光層に含有される化合物の内でその層中での質量比が２０％以上であり、かつ室温（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。
ホスト化合物としては、上述の一般式（１）で表される本発明の有機ＥＬ素子用材料を用いることができ、具体的には上記Ｇ−１〜Ｇ−３６の化合物が挙げられる。また、本発明の有機ＥＬ素子用材料を単独で用いてもよく、公知のホスト化合物を複数種併用してもよい。ホスト化合物を複数種用いることで、電荷の移動を調整することが可能であり、有機ＥＬ素子を高効率化することができる。また、後述する発光ドーパントを複数種用いることで、異なる発光を混ぜることが可能となり、これにより任意の発光色を得ることができる。
併用してもよい公知のホスト化合物としては、正孔輸送能、電子輸送能を有しつつ、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。
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。
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。
以下、本発明の有機ＥＬ素子の発光層のホスト化合物として、上述のＧ−１〜Ｇ−３６以外の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。
【００３３】
【化１０】
【００３４】
【化１１】
【００３５】
【化１２】
【００３６】
（発光性ドーパント）
本発明に係る発光性ドーパントとしては、蛍光発光性ドーパント（「蛍光性化合物」ともいう。）、リン光発光性ドーパント（「リン光発光体」、「リン光性化合物」、「リン光発光性化合物」等ともいう。）を用いることができるが、より発光効率の高い有機ＥＬ素子を得る観点からは、本発明の白色有機ＥＬ素子の発光層や発光ユニットに使用される発光性ドーパント（単に、「発光材料」ということもある。）としては、上記のホスト化合物を含有すると同時に、リン光ドーパントを含有することが好ましい。
【００３７】
（リン光発光性ドーパント）
本発明に係るリン光発光性ドーパントは、励起三重項からの発光が観測される化合物であり、具体的には、室温（２５℃）にてリン光発光する化合物であり、リン光量子収率が、２５℃において０．０１以上の化合物であると定義されるが、好ましいリン光量子収率は０．１以上である。
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発光性ドーパントは、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。
リン光ドーパントの発光は原理としては二種挙げられ、一つはキャリアが輸送されるホスト化合物上でキャリアの再結合が起こってホスト化合物の励起状態が生成し、このエネルギーをリン光ドーパントに移動させることでリン光発光性ドーパントからの発光を得るというエネルギー移動型、もう一つはリン光発光性ドーパントがキャリアトラップとなり、リン光発光性ドーパント上でキャリアの再結合が起こりリン光発光性ドーパントからの発光が得られるというキャリアトラップ型であるが、いずれの場合においても、リン光発光性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。
リン光発光性ドーパントは、有機ＥＬ素子の発光層に使用される公知のものの中から適宜選択して用いることができる。
【００３８】
本発明に係るリン光発光性ドーパントとしては、好ましくは元素の周期表で８〜１０族の金属を含有する錯体系化合物であり、更に好ましくはイリジウム化合物、オスミウム化合物、又は白金化合物（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。
リン光発光性化合物としてのイリジウム化合物としては、下記一般式（２）で示されるイリジウム化合物であることが好ましい。
【化１３】
一般式（２）
（一般式（２）中、Ｑ１は、５員又は６員の芳香族環若しくは芳香族複素環を表す。Ａｒ３は、芳香族炭化水素基又は芳香族複素環基を表す。ｋは、２又は３の整数を示し、イリジウムの価数を満たすようにｍ個の副配位子Ｌを有する。ｍは０又は１を表す。）
好ましいイリジウム化合物の具体例については後述する。
【００３９】
（蛍光発光性ドーパント）
蛍光発光性ドーパント（「蛍光性化合物」ともいう。）としては、クマリン系色素、ピラン系色素、シアニン系色素、クロコニウム系色素、スクアリウム系色素、オキソベンツアントラセン系色素、フルオレセイン系色素、ローダミン系色素、ピリリウム系色素、ペリレン系色素、スチルベン系色素、ポリチオフェン系色素又は希土類錯体系蛍光体等が挙げられる。
【００４０】
以下、本発明の有機ＥＬ素子の発光層の形成に用いても良い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。
【化１４】
【００４１】
【化１５】
【００４２】
次に、本発明に係る有機ＥＬ素子の構成層として用いられる、電荷注入層、阻止層、電子輸送層等について説明する。
《電荷注入層：電子注入層、正孔注入層》
本発明に係る電荷注入層は、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又は正孔輸送層の間、及び陰極と発光層又は電子輸送層との間に存在させてもよい。
「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機能層間に設けられる層のことで、「有機ＥＬ素子とその工業化最前線（１９９８年１１月３０日エヌ・ティー・エス社発行）」の第２編第２章「電極材料」（１２３〜１６６頁）に詳細に記載されており、正孔注入層（陽極バッファー層）と電子注入層（陰極バッファー層）とがある。
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。
陰極バッファー層（電子注入層）は、特開平６−３２５８７１号公報、同９−１７５７４号公報、同１０−７４５８６号公報等にもその詳細が記載されており、具体的にはストロンチウムやアルミニウム等に代表される金属バッファー層、フッ化リチウムに代表されるアルカリ金属化合物バッファー層、フッ化マグネシウムに代表されるアルカリ土類金属化合物バッファー層、酸化アルミニウムに代表される酸化物バッファー層等が挙げられる。上記バッファー層（注入層）はごく薄い膜であることが望ましく、素材にもよるがその膜厚は０．１ｎｍ〜５μｍの範囲が好ましい。
【００４３】
《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。
【００４４】
「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。
また、後述する電子輸送層の構成を必要に応じて、本発明に係わる正孔阻止層として用いることができる。
本発明に係る有機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。
正孔阻止層には、前述のホスト化合物として挙げたアザカルバゾール誘導体を含有することが好ましい。
【００４５】
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、当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。
さらには、当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。
【００４６】
イオン化ポテンシャルは、化合物のＨＯＭＯ（最高被占分子軌道）レベルにある電子を真空準位に放出するのに必要なエネルギーで定義され、例えば下記に示すような方法により求めることができる。
（１）米国Ｇａｕｓｓｉａｎ社製の分子軌道計算用ソフトウェアであるＧａｕｓｓｉａｎ９８（Ｇａｕｓｓｉａｎ９８、Ｒｅｖｉｓｉｏｎ Ａ．１１．４，Ｍ．Ｊ．Ｆｒｉｓｃｈ，ｅｔ ａｌ，Ｇａｕｓｓｉａｎ，Ｉｎｃ．，Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇｈ ＰＡ，２００２．）を用い、キーワードとしてＢ３ＬＹＰ／６−３１Ｇ＊を用いて構造最適化を行うことにより算出した値（ｅＶ単位換算値）の小数点第２位を四捨五入した値としてイオン化ポテンシャルを求めることができる。この計算値が有効な背景には、この手法で求めた計算値と実験値の相関が高いためである。
（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。
【００４７】
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。また、後述する正孔輸送層の構成を必要に応じて電子阻止層として用いることができる。本発明に係る正孔阻止層、電子輸送層の膜厚としては、好ましくは３〜１００ｎｍであり、更に好ましくは５〜３０ｎｍである。
【００４８】
《電荷輸送層：電子輸送層、正孔輸送層》
本発明に係る電荷輸送層としては、電子輸送層、正孔輸送層等が挙げられる。以下、本発明に係る電子輸送層、正孔輸送層について詳細に説明する。
【００４９】
《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。正孔輸送層は単層又は複数層設けることができる。
正孔輸送材料としては、正孔の注入又は輸送、電子の障壁性のいずれかを有するものであり、有機物、無機物のいずれであってもよい。例えば、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体及びピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、オキサゾール誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、アニリン系共重合体、また導電性高分子オリゴマー、特にチオフェンオリゴマー等が挙げられる。
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。
【００５０】
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。
さらに、これらの材料を高分子鎖に導入した、又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。
【００５１】
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。
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、５ｎｍ〜５μｍの範囲であることが好ましく、更に好ましくは、５〜２００ｎｍである。この正孔輸送層は上記材料の一種又は二種以上からなる一層構造であってもよい。
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。
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。
【００５２】
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。
【化１６】
【００５３】
《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。電子輸送層は単層又は複数層設けることができる。
従来、単層の電子輸送層、及び複数層とする場合は発光層に対して陰極側に隣接する電子輸送層に用いられる電子輸送材料（正孔阻止材料を兼ねる。）としては、陰極より注入された電子を発光層に伝達する機能を有していればよく、その材料としては従来公知の化合物の中から任意のものを選択して用いることができ、例えば、ニトロ置換フルオレン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、カルボジイミド、フレオレニリデンメタン誘導体、アントラキノジメタン及びアントロン誘導体、オキサジアゾール誘導体等が挙げられる。
【００５４】
上記オキサジアゾール誘導体において、オキサジアゾール環の酸素原子を硫黄原子に置換したチアジアゾール誘導体、電子吸引基として知られているキノキサリン環を有するキノキサリン誘導体も、電子輸送材料として用いることができる。
さらに、これらの材料を高分子鎖に導入した、又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、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又は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。
その他、メタルフリーもしくはメタルフタロシアニン、又はそれらの末端がアルキル基やスルホン酸基等で置換されているものも、電子輸送材料として好ましく用いることができる。
また、発光層の材料として例示したジスチリルピラジン誘導体も、電子輸送材料として用いることができるし、正孔注入層、正孔輸送層と同様にｎ型−Ｓｉ、ｎ型−ＳｉＣ等の無機半導体も電子輸送材料として用いることができる。
【００５５】
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一種又は二種以上からなる一層構造であってもよい。
また、不純物をゲスト材料としてドープした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。
本発明においては、このようなｎ性の高い電子輸送層を用いることがより低消費電力の素子を作製することができるため好ましい。
【００５６】
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併用される化合物（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。
【化１７】
【００５７】
《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、インジウムティンオキシド（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。
あるいは、有機導電性化合物のように塗布可能な物質を用いる場合には、印刷方式、コーティング方式等湿式成膜法を用いることもできる。この陽極より発光を取り出す場合には、透過率を１０％より大きくすることが望ましく、また陽極としてのシート抵抗は数百Ω／□以下が好ましい。
さらに、膜厚は材料にもよるが、１０〜１０００ｎｍの範囲が好ましく、更に好ましくは１０〜２００ｎｍの範囲である。
【００５８】
《陰極》
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。
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、１０ｎｍ〜５μｍの範囲が好ましく、更に好ましくは、５０ｎｍ〜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素子の陽極又は陰極のいずれか一方が透明又は半透明であれば発光輝度が向上し好都合である。
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、透明又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。
【００５９】
《基板》
本発明に係る有機ＥＬ素子に用いることのできる基板（以下、「基体」、「基材」、「支持基板」、「支持体」等ともいう。）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。基板側から光を取り出す場合には、基板は透明であることが好ましい。好ましく用いられる透明な基板としては、ガラス、石英、透明樹脂フィルムを挙げることができる。特に好ましい基板は、有機ＥＬ素子にフレキシブル性を与えることが可能な樹脂フィルムである。
【００６０】
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又はそれらの誘導体、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。
樹脂フィルムの表面には、無機物、有機物の被膜又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、１×１０−３ｍｌ／（ｍ２・２４ｈ・ＭＰａ）以下、水蒸気透過度が、１×１０−５ｇ／（ｍ２・２４ｈ）以下の高バリア性フィルムであることが好ましい。
【００６１】
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。
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。
【００６２】
不透明な基板としては、例えば、アルミ、ステンレス等の金属板、フィルムや不透明樹脂基板、セラミック製の基板等が挙げられる。
本発明に係る有機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。
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。
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。
【００６３】
《封止》
本発明に用いられる有機ＥＬ素子の封止手段としては、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。
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。
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。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又は合金からなるものが挙げられる。
本発明においては、有機ＥＬ素子を薄膜化できるということからポリマーフィルム、金属フィルムを好ましく使用することができる。
さらには、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。
【００６４】
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。
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。
【００６５】
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。
また、有機機能層を挟み基板と対向する側の電極の外側に該電極と有機機能層を被覆し、基板と接する形で無機物、有機物の層を形成し封止膜とすることも好適にできる。この場合、該膜を形成する材料としては、水分や酸素等素子の劣化をもたらすものの浸入を抑制する機能を有する材料であればよく、例えば、酸化珪素、二酸化珪素、窒化珪素等を用いることができる。
さらに、当該膜の脆弱性を改良するために、これら無機層と有機材料からなる層の積層構造を持たせることが好ましい。これらの膜の形成方法については、特に限定はなく、例えば真空蒸着法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、分子線エピタキシ法、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ＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、コーティング法等を用いることができる。
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。
【００６６】
吸湿性化合物としては、例えば、金属酸化物（例えば、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化カルシウム、酸化バリウム、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム等）、硫酸塩（例えば、硫酸ナトリウム、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム、硫酸コバルト等）、金属ハロゲン化物（例えば、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、フッ化セシウム、フッ化タンタル、臭化セリウム、臭化マグネシウム、沃化バリウム、沃化マグネシウム等）、過塩素酸類（例えば、過塩素酸バリウム、過塩素酸マグネシウム等）等が挙げられ、硫酸塩、金属ハロゲン化物及び過塩素酸類においては無水塩が好適に用いられる。
【００６７】
《保護膜、保護板》
有機機能層を挟み基板と対向する側の前記封止膜、あるいは前記封止用フィルムの外側に、素子の機械的強度を高めるために保護膜、あるいは保護板を設けてもよい。特に封止が前記封止膜により行われている場合には、その機械的強度は必ずしも高くないため、このような保護膜、保護板を設けることが好ましい。これに使用することができる材料としては、前記封止に用いたのと同様なガラス板、ポリマー板・フィルム、金属板・フィルム等を用いることができるが、軽量か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。
【００６８】
《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。
【００６９】
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）、有機ＥＬ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。
本発明においては、これらの方法を本発明に係る有機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。
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有機ＥＬ素子を得ることができる。
【００７０】
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さで形成すると、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。
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く、更に好ましくは１．３５以下であることが好ましい。
また、低屈折率媒質の厚さは媒質中の波長の２倍以上となるのが望ましい。これは低屈折率媒質の厚さが、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。
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。
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。
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。
【００７１】
回折格子を導入する位置としては、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。
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。
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。
【００７２】
《集光シート》
本発明に係る有機ＥＬ素子は基板の光取り出し側に、例えば、マイクロレンズアレイ状の構造を設けるように加工する、又は、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。
マイクロレンズアレイの例としては、基板の光取り出し側に一辺が３０μｍでその頂角が９０度となるような四角錐を２次元に配列する。一辺は１０μｍ〜１００μｍが好ましい。
これより小さくなると回折の効果が発生して色付く、大きすぎると厚さが厚くなり好ましくない。
【００７３】
集光シートとしては、例えば、液晶表示装置のＬＥＤバックライトで実用化されているものを用いることが可能である。このようなシートとして、例えば、住友スリーエム社製輝度上昇フィルム（ＢＥＦ）等を用いることができる。
プリズムシートの形状としては、例えば、基材に頂角９０度、ピッチ５０μｍの△状のストライプが形成されたものであってもよいし、頂角が丸みを帯びた形状、ピッチをランダムに変化させた形状、その他の形状であってもよい。
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。
【００７４】
《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。
【００７５】
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。
本発明の有機ＥＬ素子や本発明に係る化合物の発光する色は、「新編色彩科学ハンドブック」（日本色彩学会編、東京大学出版会、１９８５）の１０８頁の図４．１６において、分光放射輝度計ＣＳ−１０００（コニカミノルタセンシング社製）で測定した結果をＣＩＥ色度座標に当てはめた色で決定される。
また、本発明に係る有機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いう。
【００７６】
［表示装置］
本発明に係る表示装置は、本発明の有機ＥＬ素子を具備したものである。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。
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。
【００７７】
表示装置に具備される有機ＥＬ素子の構成は、必要に応じて上記の有機ＥＬ素子の構成例の中から選択される。
また、有機ＥＬ素子の製造方法は、上記の本発明の有機ＥＬ素子の製造の一態様に示したとおりである。
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−の状態になった時のみ発光する。なお、印加する交流の波形は任意でよい。
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、緑発光の三種の有機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。
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。
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。
【００７８】
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。
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。
ディスプレイ１は複数の画素を有する表示部Ａ、画像情報に基づいて表示部Ａの画像走査を行う制御部Ｂ等からなる。
制御部Ｂは表示部Ａと電気的に接続され、複数の画素それぞれに外部からの画像情報に基づいて走査信号と画像データ信号を送り、走査信号により走査線毎の画素が画像データ信号に応じて順次発光して画像走査を行って画像情報を表示部Ａに表示する。
【００７９】
図２は、表示部Ａの模式図である。
表示部Ａは基板上に、複数の走査線５及びデータ線６を含む配線部と複数の画素３等とを有する。表示部Ａの主要な部材の説明を以下に行う。
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。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）。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。
【００８０】
次に、画素の発光プロセスを説明する。
図３は、画素の模式図である。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。
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。
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。
制御部Ｂの順次走査により走査信号が次の走査線５に移ると、スイッチングトランジスタ１１の駆動がオフする。しかし、スイッチングトランジスタ１１の駆動がオフしてもコンデンサ１３は充電された画像データ信号の電位を保持するので、駆動トランジスタ１２の駆動はオン状態が保たれて、次の走査信号の印加が行われるまで有機ＥＬ素子１０の発光が継続する。順次走査により次に走査信号が印加されたとき、走査信号に同期した次の画像データ信号の電位に応じて駆動トランジスタ１２が駆動して有機ＥＬ素子１０が発光する。
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。
ここで、有機ＥＬ素子１０の発光は複数の階調電位を持つ多値の画像データ信号による複数の階調の発光でもよいし、２値の画像データ信号による所定の発光量のオン、オフでもよい。また、コンデンサ１３の電位の保持は次の走査信号の印加まで継続して保持してもよいし、次の走査信号が印加される直前に放電させてもよい。
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。
【００８１】
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。
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無く、製造コストの低減が計れる。
【００８２】
［照明装置］
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、レーザ発振をさせることにより上記用途に使用してもよい。
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。
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。又は、異なる発光色を有する本発明の有機ＥＬ素子を二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。
【００８３】
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二つの発光極大波長を含有したものでもよい。
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、複数のリン光又は蛍光で発光する材料を複数組み合わせたもの、蛍光又はリン光で発光する発光材料と、発光材料からの光を励起光として発光する色素材料との組み合わせたもののいずれでもよいが、本発明に係る白色有機ＥＬ素子においては、発光ドーパントを複数組み合わせ混合するだけでよい。
発光層、正孔輸送層あるいは電子輸送層等の形成時のみマスクを設け、マスクにより塗り分ける等単純に配置するだけでよく、他層は共通であるのでマスク等のパターニングは不要であり、一面に蒸着法、キャスト法、スピンコート法、インクジェット法、印刷法等で例えば電極膜を形成でき、生産性も向上する。
この方法によれば、複数色の発光素子をアレー状に並列配置した白色有機ＥＬ装置と異なり、素子自体が発光白色である。
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。
【００８４】
《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。
本発明の有機ＥＬ素子の非発光面をガラスカバーで覆い、厚さ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ガラス基板と密着させ、ガラス基板側からＵＶ光を照射して、硬化させて、封止し、図５、図６に示すような照明装置を形成することができる。
図５は、照明装置の概略図を示し、図６は、照明装置の断面図を示している。図５に示すように、照明装置１００は、有機ＥＬ素子１０１にガラスカバー１０２で覆われて構成されている。（なお、ガラスカバー１０２での封止作業は、有機ＥＬ素子１０１を大気に接触させることなく窒素雰囲気下のグローブボックス（純度９９．９９９％以上の高純度窒素ガスの雰囲気下）で行った。）。
図６に示すように、有機ＥＬ素子１０１は、ガラス基板１０３上に設けられた陽極１０７と、陰極１０５とを有し、陽極１０７と陰極１０５との間に設けられた発光層を含む有機機能層１０６と、を有する。なお、ガラスカバー１０１は、接着剤層１０４等を介してガラス基板１０３上に封止されている。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】
【００８５】
以下、実施例により本発明を説明するが、本発明はこれらに限定されない。
また、実施例で用いる化合物の構造を以下に示す。
【化１８】
比較化合物Ａ
【化１９】
比較化合物Ｂ
【００８６】
（１）実施例１
《有機ＥＬ素子１−１の作製》
陽極として１００ｍｍ×１００ｍｍ×１．１ｍｍのガラス基板上にＩＴＯ（インジウムティンオキシド）を１００ｎｍ成膜した基板（ＮＨテクノグラス社製ＮＡ−４５）に５０ｍｍ×５０ｍｍの発光面積が得られるよう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。
この透明支持基板を市販の真空蒸着装置に入れ、４×１０−４Ｐａ以下まで減圧した後、正孔注入層としてＣｕＰｃ（銅フタロシアニン）を蒸着し、２０ｎｍの正孔注入層を設けた。
さらに続けてＨＴ−２を２０ｎｍ蒸着し正孔輸送層とし、その上にホスト材料として本発明の化合物Ｇ−１とドーパント材料としてＰＤ−１２をドーパント濃度が６％となるようにした発光層を３０ｎｍ蒸着した。更にＥＴ−５を３０ｎｍ蒸着して電子輸送層とし、引き続きフッ化リチウムを０．５ｎｍ蒸着し電子注入層を形成し、アルミニウム１２０ｎｍを蒸着して陰極を製膜し、有機ＥＬ素子１−１とした。
【００８７】
《有機ＥＬ素子１−２〜１−２０の作製》
有機ＥＬ素子１−１の作製において、ホスト化合物と発光性ドーパント（リン光発光性化合物）を下記表１に記載の化合物（有機ＥＬ素子１−１のＧ−１及びＰＤ−１２それぞれと等重量）に変更した以外は同様にして、有機ＥＬ素子１−２〜１−２０を各々作製した。
【００８８】
《有機ＥＬ素子１−１〜１−２０の評価》
得られた有機ＥＬ素子１−１〜１−２０を評価するに際しては、作製後の各有機ＥＬ素子の非発光面をガラスケースで覆い、厚さ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５及び図６に示すような照明装置を形成して評価した。
【００８９】
《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（コニカミノルタセンシング社製）を用いた。測定結果を下記表１に示した。
【００９０】
《発光寿命》
２３℃、乾燥窒素ガス雰囲気下で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。得られた結果を下記表１に示した。
なお、測定には同様に、分光放射輝度計ＣＳ−１０００（コニカミノルタセンシング社製）を用いた。有機ＥＬ素子１−１〜１−２０の外部取り出し量子効率、発光寿命の結果は、有機ＥＬ素子１−１９を１００とした時の相対評価を行った。
【００９１】
《熱安定性》
８５℃で２４時間保存した後、保存前後における２．５ｍＡ／ｃｍ２の一定電流で駆動したときの輝度を測定し、保存前後の輝度比を下式に従って求め、これを耐熱性の尺度とした。
耐熱性（％）＝保存後の輝度（２．５ｍＡ／ｃｍ２）／保存前の輝度（２．５ｍＡ／ｃｍ２）×１００
得られた結果を下記表１に示した、
【００９２】
【表１】
表１の結果から、本発明に係る一般式（１）で表される化合物をホスト化合物として用いることで、とりわけ発光寿命と熱安定性が改善されていることがわかる。
【００９３】
（２）実施例２
《白色発光素子および白色発光照明装置の作製−１》
実施例１で作製した有機ＥＬ素子１−１の作製において、ＰＤ−１２をＰＤ−１、ＰＤ−１０及びＰＤ−１２の混合物に変更した以外は同様して、白色発光有機ＥＬ素子１−１Ｗを作製した。
得られた有機ＥＬ素子１−１Ｗを前述の実施例と同様に、非発光面をガラスケースで覆い、照明装置とした。この照明装置に通電したところ、ほぼ白色の光が得られ照明装置として使用することができることが分かった。
【００９４】
≪比較白色発光素子および白色照明装置の作製≫
白色発光素子および白色照明装置の作製−１において本発明の化合物Ｇ−１をそれぞれ比較化合物Ａ、比較化合物Ｂに置き換えた以外は同様にして白色発光素子の作製を行った。比較化合物Ａおよび比較化合物Ｂを用いた素子に通電したところ、白色の発光は得られず、赤色に近い発光が得られたのみであった。
【符号の説明】
【００９５】
１ ディスプレイ
３ 画素
５ 走査線
６ データ線
７ 電源ライン
１０ 有機ＥＬ素子
１１ スイッチングトランジスタ
１２ 駆動トランジスタ
１３ コンデンサ
Ａ 表示部
Ｂ 制御部
１００ 照明装置
１０１ 有機ＥＬ素子
１０２ ガラスカバー
１０３ ガラス基板
１０４ 接着剤層
１０５ 陰極
１０６ 有機機能層
１０７ 陽極
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用材料、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（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。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。
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・燐光）を利用して発光する素子であり、数Ｖ〜数十Ｖ程度の電圧で発光が可能であり、更に自己発光型であるために視野角に富み、視認性が高く、薄膜型の完全固体素子であるために省スペース、携帯性等の観点から注目されている。
【０００３】
実用化に向けた有機ＥＬ素子の開発としては、Ｍ．Ａ．Ｂａｌｄｏ ｅｔ ａｌ．，ｎａｔｕｒｅ、３９５巻、１５１〜１５４ページ（１９９８年）により、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素子の報告がされて以来、Ｍ．Ａ．Ｂａｌｄｏ ｅｔ ａｌ．，ｎａｔｕｒｅ、４０３巻、１７号、７５０〜７５３頁（２０００年）、米国特許第６，０９７，１４７号明細書により、室温で燐光を示す材料の研究が活発になってきている。
さらに、最近発見されたリン光発光を利用する有機ＥＬ素子では、以前の蛍光発光を利用する素子に比べ原理的に約４倍の発光効率が実現可能であることから、その材料開発を初めとし、発光素子の層構成や電極の研究開発が世界中で行われている。例えば、Ｓ．Ｌａｍａｎｓｋｙ ｅｔ ａｌ．，Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，１２３巻、４３０４頁（２００１年）には、多くの化合物がイリジウム錯体系等重金属錯体を中心に合成検討がなされている。
これらリン光発光材料を用いた有機ＥＬ素子の発光層においては、ホスト材料として有機ゲルマニウム化合物を用いる技術が開示されている（例えば、特許文献１〜４参照）。しかしながら、本発明の様な化合物群に関しては記載が無く、開示されているこれらの材料は実用上の観点では化合物の安定性や発光寿命等の点でまだ不十分であり、更なる改良技術が求められていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開番号 ＷＯ０７／１１１１７６ Ａ１
【特許文献２】国際公開番号 ＷＯ０７／１４２０８３ Ａ１
【特許文献３】国際公開番号 ＷＯ０６／１７３５５２ Ａ１
【特許文献４】国際公開番号 ＷＯ０８／１５３０８８ Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記問題・状況に鑑みてなされたものであり、その解決課題は、熱安定性に優れ、発光寿命が長い有機エレクトロルミネッセンス素子用材料及び有機エレクトロルミネッセンス素子、特に白色有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することである。また、当該有機エレクトロルミネッセンス素子が具備され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】
【０００６】
上記課題を解決するため、請求項１の発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料であって、
下記一般式（１）で表されることを特徴とする。
【化１】
一般式（１）
（一般式（１）中、Ａｒ１及びＡｒ２は、それぞれ芳香族炭化水素基又は芳香族複素環基を表わし、Ｙ１〜Ｙ8は、それぞれ窒素原子又はＣＲ1〜ＣＲ8を表わし、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ4、Ｒ5、Ｒ7、Ｒ8は、それぞれ水素原子、アルキル基、芳香族炭化水素基、芳香族複素環基、アミノ基、シリル基、ゲルミル基、スタニル基を表わし、Ｒ3、Ｒ6はそれぞれ水素原子を表わす。Ｘは単結合、-ＣＲ9Ｒ10-、-ＣＲ11＝ＣＲ12-、-ＳｉＲ13Ｒ14-、-Ｏ-、-ＮＲ15-、-Ｓ-、-ＰＲ16-、-Ｐ（＝Ｏ）Ｒ17-、-ＧｅＲ18Ｒ19-、-ＳｎＲ20Ｒ21-を表わす。Ｒ9〜Ｒ21は、それぞれ水素原子あるいは芳香族炭化水素基、芳香族複素環基を表わす。）
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料において、
前記一般式（１）において、Ｘが単結合であることを特徴とする。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料において、
前記一般式（１）において、Ａｒ１とＡｒ２が互いに結合し縮合環を形成していることを特徴とする。
【０００９】
請求項４の発明は、陽極と陰極の間に、少なくともホスト化合物とリン光発光性化合物を含有する発光層を含む複数の有機機能層が挟持されてなる有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
前記ホスト化合物として、請求項１〜３のいずれか一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ことを特徴とする。
【００１０】
請求項５の発明は、請求項４に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
前記リン光発光性化合物の少なくとも１種が、下記一般式（２）で示されるイリジウム化合物であることを特徴とする。
【化２】
一般式（２）
（一般式（２）中、Ｑ１は、５員又は６員の芳香族環若しくは芳香族複素環を表す。Ａｒ３は、芳香族炭化水素基又は芳香族複素環基を表す。ｋは、２又は３の整数を示し、イリジウムの価数を満たすようにｍ個の副配位子Ｌを有する。ｍは０又は１を表す。）
【００１１】
請求項６の発明は、請求項４又は５に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
前記有機エレクトロルミネッセンス素子が、白色光を発光する白色有機エレクトロルミネッセンス素子であることを特徴とする。
【００１２】
請求項７の発明は、表示装置であって、
請求項４〜６のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子が具備されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項８の発明は、照明装置であって、
請求項４〜６のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子が具備されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、安定性に優れ、発光寿命が長い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、特に白色有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することができる。また、当該有機エレクトロルミネッセンス素子が具備された表示装置及び照明装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】有機ＥＬ素子から構成される表示装置の一例を示した模式図である。
【図２】表示部の模式図である。
【図３】画素の模式図である。
【図４】パッシブマトリクス方式フルカラー表示装置の模式図である。
【図５】照明装置の概略図である。
【図６】照明装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料（以下、有機ＥＬ素子用材料と言う）は、前記一般式（１）で表されることを特徴とする。この特徴は、請求項１から請求項８までの請求項に係る発明に共通する技術的特徴である。
本発明の実施態様としては、本発明の効果発現の観点から、前記一般式（１）において、Ｘが単結合であることが好ましく、更には、Ａｒ１とＡｒ２が互いに結合し縮合環を形成していることが好ましい。
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、有機ＥＬ素子と言う）は、陽極と陰極の間に、少なくともホスト化合物とリン光発光性化合物を含有する発光層を有する複数の有機化合物層が挟持されてなり、前記ホスト化合物として、前記一般式（１）で表される化合物である有機ＥＬ素子用材料を含有することが好ましい。また、前記リン光発光性化合物が、前記一般式（２）で示されるイリジウム化合物であることが好ましい。
本発明の実施態様としては、有機ＥＬ素子が、白色光を発光する白色有機ＥＬ素子であることが好ましい。
本発明の有機ＥＬ素子は、表示装置及び照明装置に好適に具備することができる。
以下、本発明とその構成要素、及び本発明を実施するための形態・態様について詳細な説明をする。なお、本願において、「〜」は、その前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用する。
【００１７】
［有機ＥＬ素子用材料］
《一般式（１）で表される化合物》
本発明の有機ＥＬ素子用材料は、下記一般式（１）で表される化合物である。
【化３】
一般式（１）
（一般式（１）中、Ａｒ１及びＡｒ２は、それぞれ芳香族炭化水素基又は芳香族複素環基を表わし、Ｙ１〜Ｙ8は、それぞれ窒素原子又はＣＲ1〜ＣＲ8を表わす。Ｒ1、Ｒ2、Ｒ4、Ｒ5、Ｒ7、Ｒ8は、それぞれ水素原子、アルキル基、芳香族炭化水素基、芳香族複素環基、アミノ基、シリル基、ゲルミル基、スタニル基を表わし、Ｒ3、Ｒ6はそれぞれ水素原子を表わす。Ｘは単結合、-ＣＲ9Ｒ10-、-ＣＲ11＝ＣＲ12-、-ＳｉＲ13Ｒ14-、-Ｏ-、-ＮＲ15-、-Ｓ-、-ＰＲ16-、-Ｐ（＝Ｏ）Ｒ17-、-ＧｅＲ18Ｒ19-、-ＳｎＲ20Ｒ21-を表わす。Ｒ9〜Ｒ21は、それぞれ水素原子又は芳香族炭化水素基、芳香族複素環基を表わす。）
本発明に係る一般式（１）で表される化合物は、後述する本発明の有機ＥＬ素子の構成層である有機機能層の少なくとも一層に含有されるが、高い外部取り出し量子効率及び発光寿命の向上の観点からは、発光層に含有されることが好ましく、更に好ましくは該発光層においてホスト化合物として含有されることが好ましい。
【００１８】
≪Ａｒ１及びＡｒ２の説明≫
上記一般式（１）において、Ａｒ１及びＡｒ２で表わされる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。
Ａｒ１及びＡｒ２で表わされる芳香族複素環基としては、ピリジル基、ピリダジニル基、ピリミジニル基、ピラジニル基、トリアジニル基、トリアゾリル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、チアゾリル基、キナゾリニル基、カルバゾリル基、カルボリニル基、ジアザカルバゾリル基、ピロリジル基、オキサゾリジル基、フリル基、ピロリル基、ベンゾイミダゾリル基、オキサゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、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、キノキサリニル基、フタラジニル基等が挙げられる。
より好ましい芳香族炭化水素基として、フェニル基、ナフチル基、フルオレニル基、フェナントリル基、ビフェニリル基、フルオレノニル基が挙げられ、同様に好ましい芳香族複素環基としては、ピリジル基、ピリミジル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、チエニル基、キノリル基、ジベンゾフリル基、カルバゾリル基、カルボリニル基、ジアザカルボリニル基が挙げられ、更に好ましくはフェニル基、ナフチル基、フルオレニル基、ジベンゾフリル基、カルバゾリル基、カルボリニル基が挙げられる。
【００１９】
Ａｒ１及びＡｒ２は、更に置換基によって置換されていてもよく、この様な置換基としては、アルキル基（例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基等）、シクロアルキル基（例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等）、アルケニル基（例えば、ビニル基、アリル基、１−プロペニル基、２−ブテニル基、１，３−ブタジエニル基、２−ペンテニル基、イソプロペニル基等）、アルキニル基（例えば、エチニル基、プロパルギル基等）、芳香族炭化水素基（芳香族炭化水素環基、芳香族炭素環基、アリル基等ともいい、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、フリル基、チエニル基、ピリジル基、ピリダジニル基、ピリミジニル基、ピラジニル基、トリアジニル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、チアゾリル基、キナゾリニル基、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任意の炭素原子の一つが窒素原子で置き換わったものを示す）、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又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、アミノ基、ナフチルアミノ基、２−ピリジルアミノ基、ジフェニルアミノ基等）、ハロゲン原子（例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子等）、フッ化炭化水素基（例えば、フルオロメチル基、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、ペンタフルオロフェニル基等）、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、メルカプト基、シリル基（例えば、トリメチルシリル基、トリイソプロピルシリル基、トリフェニルシリル基、フェニルジエチルシリル基等）、ホスホノ基等が挙げられる。それぞれの置換基はさらに置換基を有していても良い。
好ましい置換基としては、アルケニル基、アルキニル基、芳香族炭化水素基、芳香族複素環基、アミノ基であるが、更に好ましい置換基としては、芳香族炭化水素基、芳香族複素環基、アミノ基が挙げられる。
複数の置換基を有していた場合、同一であっても異なっていても良く、上記の置換基によって更に置換していても良く、また置換基は互いに連結して環を形成していてもよい。
【００２０】
また本発明において、一般式（１）中のＡｒ１とＡｒ２は互いに結合し縮合環を形成している場合が好ましく、特に好ましくはＡｒ１とＡｒ２が単結合で結合し縮合環を形成している場合である。
Ａｒ１とＡｒ２が互いに結合し縮合環を形成することで、より化合物としての熱安定性に優れ、更には、Ｔ1（最低励起三重項エネルギー準位）をリン光発光性化合物よりも高くすることが容易になる。また、Ａｒ１とＡｒ２が互いに結合し縮環を形成することで、Ｇｅで接合されたスピロ構造を有することとなり、このスピロ構造もまた製膜後の膜のアモルファス性をより向上させ、より高い発光寿命を兼ね備えた素子の提供が可能になっていると考えられる。
【００２１】
≪Ｙ１〜Ｙ8の説明≫
Ｙ１〜Ｙ8は、それぞれ窒素原子またはＣＲ1〜ＣＲ8を表わし（Ｙの添え字とＲの添え字は同じ数字が対応する。例えばＹ５が炭素原子の場合ＣＲ５が対応する。）、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ4、Ｒ5、Ｒ7、Ｒ8は、それぞれ水素原子、アルキル基、芳香族炭化水素基、芳香族複素環基、アミノ基、シリル基、ゲルミル基、スタニル基を表わし、Ｒ3、Ｒ6はそれぞれ水素原子を表わす。Ｒ1、Ｒ2、Ｒ4、Ｒ5、Ｒ7、Ｒ8として、好ましくは、水素原子、芳香族炭化水素基、芳香族複素環基が挙げられる。
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。
芳香族複素環基としては、ピリジル基、ピリダジニル基、ピリミジニル基、ピラジニル基、トリアジニル基、トリアゾリル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、チアゾリル基、キナゾリニル基、カルバゾリル基、カルボリニル基、ジアザカルバゾリル基、ピロリジル基、オキサゾリジル基、フリル基、ピロリル基、ベンゾイミダゾリル基、オキサゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、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、キノキサリニル基、フタラジニル基等が挙げられるが、好ましい芳香族炭化水素基として、フェニル基、ナフチル基、フルオレニル基、フェナントリル基、ビフェニリル基、フルオレノニル基が挙げられ、同様に好ましい芳香族複素環基としては、ピリジル基、ピリミジル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、チエニル基、キノリル基、ジベンゾフリル基、カルバゾリル基、カルボリニル基、ジアザカルボリニル基が挙げられ、更に好ましくはフェニル基、ナフチル基、フルオレニル基、ジベンゾフリル基、カルバゾリル基、カルボリニル基が挙げられる。
【００２２】
Ｙ3、Ｙ6を窒素原子またはＣＨ（Ｒ3、Ｒ6はそれぞれ水素原子）とすることで、すなわち、一般式（１）中のＸを介して結合している縮環のＧｅに対してp位を無置換とすることで、製膜後の膜のアモルファス性は保ちつつも、化合物としての結晶性が向上し純度の高い化合物を単離可能となる為、一般式（１）で表わされる化合物を含有する本発明の有機ＥＬ素子は長寿命化が達成されたと予想される。
【００２３】
≪Ｘの説明≫
Ｘは単結合、-ＣＲ9Ｒ10-、-ＣＲ11＝ＣＲ12-、-ＳｉＲ13Ｒ14-、-Ｏ-、-ＮＲ15-、-Ｓ-、-ＰＲ16-、-Ｐ（＝Ｏ）Ｒ17-、-ＧｅＲ18Ｒ19-、-ＳｎＲ20Ｒ21-を表わし、好ましくは単結合、-ＣＲ9Ｒ10-、-ＣＲ11＝ＣＲ12-、-ＳｉＲ13Ｒ14-であり、更に好ましくは、単結合である。
本発明において、一般式（１）がＸを介した縮環構造を有することで、化合物としての安定性が向上し、また、Ｔ1（最低励起三重項エネルギー準位）をリン光発光性化合物に対して程良い高さに調整することが容易になっていると考えられる。特にＸが単結合の場合、より化合物としての熱安定性に優れる。
Ｒ9〜Ｒ21は水素原子あるいは置換基であって、この様な置換基として上述のＡｒ１及びＡｒ２に更に置換してもよい置換基が挙げられる。好ましい置換基としては、芳香族炭化水素基、芳香族複素環基である。Ｒ9とＲ10、Ｒ11とＲ12、Ｒ13とＲ14、Ｒ18とＲ19、Ｒ20とＲ21は互いに連結して環を形成していてもよい。
【００２４】
以下に、上記一般式（１）で表される化合物の具体例を示すが、本発明における化合物はこれらに限定されるものではない。
【化４】
【００２５】
【化５】
【００２６】
【化６】
【００２７】
【化７】
【００２８】
以下に上記一般式（１）で表される化合物Ｇ−１及びＧ−４の合成例を示すが、本発明の他の化合物も同様の方法により合成することができる。
《合成例》
合成例１ 例示化合物Ｇ-１の合成
【化８】
窒素雰囲気下、2,2‘-ジヨード-4-ブロモビフェニル 4.85ｇを50mlのテトラヒドロフランに溶解し-78℃に冷却した溶液に、n-ブチルリチウムヘキサン溶液（1.6M） 7.5mlを滴下した後、-78℃で１時間撹拌した。この溶液を、-78℃に冷却した四塩化ゲルマニウム 2.14ｇのテトラヒドロフラン溶液 50ml中に滴下し、滴下後室温まで昇温し、約４時間撹拌した。この反応溶液を減圧蒸留し、3-ブロモ-5,5-ジクロロジベンゾゲルモールを2.29ｇ（61％）得た。
窒素雰囲気下、-78℃にてフェニルリチウムブチルエーテル溶液（1.6M） 4.6mlを、上記で得られたジクロロゲルモール2.29ｇ中に滴下し、滴下後室温まで昇温し、約２時間撹拌した。この反応液に水 100mlを加え、酢酸エチルで抽出し濃縮した後、シリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製することで3-ブロモ-5,5-ジフェニルジベンゾゲルモールを2.18ｇ（78％）得た。
窒素雰囲気下、上記で得られた3-ブロモ-5,5-ジフェニルジベンゾゲルモール 2.18ｇ、及び、カルバゾール 0.89ｇ、酸化銅 0.10ｇ、ジピバロイルメタン 0.27ｇ、リン酸三カリウム 1.82ｇをジメチルスルホキシド 50ml中に加え、160℃で８時間加熱した。この反応液に水50mlを加え、濾過した後、シリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製することで例示化合物G-１を1.45ｇ（56％）得た。
【００２９】
合成例２ 例示化合物Ｇ-４の合成
【化９】
窒素雰囲気下、2,2‘-ジブロモビフェニル 3.12ｇを50mlのテトラヒドロフランに溶解し-78℃に冷却した溶液に、n-ブチルリチウムヘキサン溶液（1.6M） 7.5mlを滴下した後、-78℃で１時間撹拌した。この溶液を、-78℃に冷却した四塩化ゲルマニウム 2.14ｇのテトラヒドロフラン溶液 50ml中に滴下し、滴下後室温まで昇温し、約４時間撹拌した。この反応溶液を減圧蒸留し、5,5-ジクロロジベンゾゲルモールを2.25ｇ（76％）得た。
窒素雰囲気下、Ｎ-（3-ブロモフェニル）カルバゾール 4.89ｇを100mlのジエチルエーテルに溶解し-78℃に冷却した溶液に、n-ブチルリチウムヘキサン溶液（1.6M） 11.4mlを滴下した後、-78℃で１時間撹拌した。この溶液を-78℃で、上記で得られた5,5-ジクロロジベンゾゲルモール 2.25ｇ中に滴下し、滴下後室温まで昇温し、約２時間撹拌した。この反応液に水 100mlを加え、酢酸エチルで抽出し濃縮した後、シリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製することで例示化合物G-４を2.80ｇ（52％）得た。
【００３０】
［有機ＥＬ素子］
次に、本発明の有機ＥＬ素子の各構成要素の詳細について、順次説明する。
《有機ＥＬ素子の層構成》
本発明の有機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／発光層ユニット／電子輸送層／陰極
（ii）陽極／正孔輸送層／発光層ユニット／電子輸送層／陰極
（iii）陽極／正孔輸送層／発光層ユニット／正孔阻止層／電子輸送層／陰極
（iv）陽極／正孔輸送層／発光層ユニット／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／発光層ユニット／正孔阻止層／電子輸送層／陰極バッファー層／陰極
なお、本発明において陽極、陰極を除く層が本発明で言う有機機能層である。
本発明の有機ＥＬ素子において発光層ユニットは、発光層を少なくとも１層有していれば何層でもよいが、好ましくは発光層１層のみからなるものである。
【００３１】
《発光層》
本発明に係る発光層は、電極又は電子輸送層、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。
発光層の層厚は、特に制限はないが、形成する膜の均質性や、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、２〜２００ｎｍの範囲に調整することが好ましく、更に好ましくは５〜１００ｎｍの範囲に調整される。
本発明の有機ＥＬ素子の発光層には、発光ホスト化合物とゲスト材料としての発光ドーパントの少なくとも一種を含有することが好ましく、発光ホスト化合物と三種以上の発光ドーパントを含有することが更に好ましい。
以下において、発光層に含まれるホスト化合物（「発光ホスト」等ともいう。）と発光性ドーパント（「発光性ドーパント化合物」ともいう。）について説明する。
【００３２】
（ホスト化合物）
本願において「ホスト化合物」とは、発光層に含有される化合物の内でその層中での質量比が２０％以上であり、かつ室温（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。
ホスト化合物としては、上述の一般式（１）で表される本発明の有機ＥＬ素子用材料を用いることができ、具体的には上記Ｇ−１〜Ｇ−３６の化合物が挙げられる。また、本発明の有機ＥＬ素子用材料を単独で用いてもよく、公知のホスト化合物を複数種併用してもよい。ホスト化合物を複数種用いることで、電荷の移動を調整することが可能であり、有機ＥＬ素子を高効率化することができる。また、後述する発光ドーパントを複数種用いることで、異なる発光を混ぜることが可能となり、これにより任意の発光色を得ることができる。
併用してもよい公知のホスト化合物としては、正孔輸送能、電子輸送能を有しつつ、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。
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。
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。
以下、本発明の有機ＥＬ素子の発光層のホスト化合物として、上述のＧ−１〜Ｇ−３６以外の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。
【００３３】
【化１０】
【００３４】
【化１１】
【００３５】
【化１２】
【００３６】
（発光性ドーパント）
本発明に係る発光性ドーパントとしては、蛍光発光性ドーパント（「蛍光性化合物」ともいう。）、リン光発光性ドーパント（「リン光発光体」、「リン光性化合物」、「リン光発光性化合物」等ともいう。）を用いることができるが、より発光効率の高い有機ＥＬ素子を得る観点からは、本発明の白色有機ＥＬ素子の発光層や発光ユニットに使用される発光性ドーパント（単に、「発光材料」ということもある。）としては、上記のホスト化合物を含有すると同時に、リン光ドーパントを含有することが好ましい。
【００３７】
（リン光発光性ドーパント）
本発明に係るリン光発光性ドーパントは、励起三重項からの発光が観測される化合物であり、具体的には、室温（２５℃）にてリン光発光する化合物であり、リン光量子収率が、２５℃において０．０１以上の化合物であると定義されるが、好ましいリン光量子収率は０．１以上である。
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発光性ドーパントは、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。
リン光ドーパントの発光は原理としては二種挙げられ、一つはキャリアが輸送されるホスト化合物上でキャリアの再結合が起こってホスト化合物の励起状態が生成し、このエネルギーをリン光ドーパントに移動させることでリン光発光性ドーパントからの発光を得るというエネルギー移動型、もう一つはリン光発光性ドーパントがキャリアトラップとなり、リン光発光性ドーパント上でキャリアの再結合が起こりリン光発光性ドーパントからの発光が得られるというキャリアトラップ型であるが、いずれの場合においても、リン光発光性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。
リン光発光性ドーパントは、有機ＥＬ素子の発光層に使用される公知のものの中から適宜選択して用いることができる。
【００３８】
本発明に係るリン光発光性ドーパントとしては、好ましくは元素の周期表で８〜１０族の金属を含有する錯体系化合物であり、更に好ましくはイリジウム化合物、オスミウム化合物、又は白金化合物（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。
リン光発光性化合物としてのイリジウム化合物としては、下記一般式（２）で示されるイリジウム化合物であることが好ましい。
【化１３】
一般式（２）
（一般式（２）中、Ｑ１は、５員又は６員の芳香族環若しくは芳香族複素環を表す。Ａｒ３は、芳香族炭化水素基又は芳香族複素環基を表す。ｋは、２又は３の整数を示し、イリジウムの価数を満たすようにｍ個の副配位子Ｌを有する。ｍは０又は１を表す。）
好ましいイリジウム化合物の具体例については後述する。
【００３９】
（蛍光発光性ドーパント）
蛍光発光性ドーパント（「蛍光性化合物」ともいう。）としては、クマリン系色素、ピラン系色素、シアニン系色素、クロコニウム系色素、スクアリウム系色素、オキソベンツアントラセン系色素、フルオレセイン系色素、ローダミン系色素、ピリリウム系色素、ペリレン系色素、スチルベン系色素、ポリチオフェン系色素又は希土類錯体系蛍光体等が挙げられる。
【００４０】
以下、本発明の有機ＥＬ素子の発光層の形成に用いても良い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。
【化１４】
【００４１】
【化１５】
【００４２】
次に、本発明に係る有機ＥＬ素子の構成層として用いられる、電荷注入層、阻止層、電子輸送層等について説明する。
《電荷注入層：電子注入層、正孔注入層》
本発明に係る電荷注入層は、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又は正孔輸送層の間、及び陰極と発光層又は電子輸送層との間に存在させてもよい。
「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機能層間に設けられる層のことで、「有機ＥＬ素子とその工業化最前線（１９９８年１１月３０日エヌ・ティー・エス社発行）」の第２編第２章「電極材料」（１２３〜１６６頁）に詳細に記載されており、正孔注入層（陽極バッファー層）と電子注入層（陰極バッファー層）とがある。
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。
陰極バッファー層（電子注入層）は、特開平６−３２５８７１号公報、同９−１７５７４号公報、同１０−７４５８６号公報等にもその詳細が記載されており、具体的にはストロンチウムやアルミニウム等に代表される金属バッファー層、フッ化リチウムに代表されるアルカリ金属化合物バッファー層、フッ化マグネシウムに代表されるアルカリ土類金属化合物バッファー層、酸化アルミニウムに代表される酸化物バッファー層等が挙げられる。上記バッファー層（注入層）はごく薄い膜であることが望ましく、素材にもよるがその膜厚は０．１ｎｍ〜５μｍの範囲が好ましい。
【００４３】
《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。
【００４４】
「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。
また、後述する電子輸送層の構成を必要に応じて、本発明に係わる正孔阻止層として用いることができる。
本発明に係る有機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。
正孔阻止層には、前述のホスト化合物として挙げたアザカルバゾール誘導体を含有することが好ましい。
【００４５】
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、当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。
さらには、当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。
【００４６】
イオン化ポテンシャルは、化合物のＨＯＭＯ（最高被占分子軌道）レベルにある電子を真空準位に放出するのに必要なエネルギーで定義され、例えば下記に示すような方法により求めることができる。
（１）米国Ｇａｕｓｓｉａｎ社製の分子軌道計算用ソフトウェアであるＧａｕｓｓｉａｎ９８（Ｇａｕｓｓｉａｎ９８、Ｒｅｖｉｓｉｏｎ Ａ．１１．４，Ｍ．Ｊ．Ｆｒｉｓｃｈ，ｅｔ ａｌ，Ｇａｕｓｓｉａｎ，Ｉｎｃ．，Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇｈ ＰＡ，２００２．）を用い、キーワードとしてＢ３ＬＹＰ／６−３１Ｇ＊を用いて構造最適化を行うことにより算出した値（ｅＶ単位換算値）の小数点第２位を四捨五入した値としてイオン化ポテンシャルを求めることができる。この計算値が有効な背景には、この手法で求めた計算値と実験値の相関が高いためである。
（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。
【００４７】
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。また、後述する正孔輸送層の構成を必要に応じて電子阻止層として用いることができる。本発明に係る正孔阻止層、電子輸送層の膜厚としては、好ましくは３〜１００ｎｍであり、更に好ましくは５〜３０ｎｍである。
【００４８】
《電荷輸送層：電子輸送層、正孔輸送層》
本発明に係る電荷輸送層としては、電子輸送層、正孔輸送層等が挙げられる。以下、本発明に係る電子輸送層、正孔輸送層について詳細に説明する。
【００４９】
《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。正孔輸送層は単層又は複数層設けることができる。
正孔輸送材料としては、正孔の注入又は輸送、電子の障壁性のいずれかを有するものであり、有機物、無機物のいずれであってもよい。例えば、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体及びピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、オキサゾール誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、アニリン系共重合体、また導電性高分子オリゴマー、特にチオフェンオリゴマー等が挙げられる。
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。
【００５０】
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。
さらに、これらの材料を高分子鎖に導入した、又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。
【００５１】
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。
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、５ｎｍ〜５μｍの範囲であることが好ましく、更に好ましくは、５〜２００ｎｍである。この正孔輸送層は上記材料の一種又は二種以上からなる一層構造であってもよい。
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。
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。
【００５２】
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。
【化１６】
【００５３】
《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。電子輸送層は単層又は複数層設けることができる。
従来、単層の電子輸送層、及び複数層とする場合は発光層に対して陰極側に隣接する電子輸送層に用いられる電子輸送材料（正孔阻止材料を兼ねる。）としては、陰極より注入された電子を発光層に伝達する機能を有していればよく、その材料としては従来公知の化合物の中から任意のものを選択して用いることができ、例えば、ニトロ置換フルオレン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、カルボジイミド、フレオレニリデンメタン誘導体、アントラキノジメタン及びアントロン誘導体、オキサジアゾール誘導体等が挙げられる。
【００５４】
上記オキサジアゾール誘導体において、オキサジアゾール環の酸素原子を硫黄原子に置換したチアジアゾール誘導体、電子吸引基として知られているキノキサリン環を有するキノキサリン誘導体も、電子輸送材料として用いることができる。
さらに、これらの材料を高分子鎖に導入した、又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、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又は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。
その他、メタルフリーもしくはメタルフタロシアニン、又はそれらの末端がアルキル基やスルホン酸基等で置換されているものも、電子輸送材料として好ましく用いることができる。
また、発光層の材料として例示したジスチリルピラジン誘導体も、電子輸送材料として用いることができるし、正孔注入層、正孔輸送層と同様にｎ型−Ｓｉ、ｎ型−ＳｉＣ等の無機半導体も電子輸送材料として用いることができる。
【００５５】
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一種又は二種以上からなる一層構造であってもよい。
また、不純物をゲスト材料としてドープした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。
本発明においては、このようなｎ性の高い電子輸送層を用いることがより低消費電力の素子を作製することができるため好ましい。
【００５６】
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併用される化合物（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。
【化１７】
【００５７】
《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、インジウムティンオキシド（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。
あるいは、有機導電性化合物のように塗布可能な物質を用いる場合には、印刷方式、コーティング方式等湿式成膜法を用いることもできる。この陽極より発光を取り出す場合には、透過率を１０％より大きくすることが望ましく、また陽極としてのシート抵抗は数百Ω／□以下が好ましい。
さらに、膜厚は材料にもよるが、１０〜１０００ｎｍの範囲が好ましく、更に好ましくは１０〜２００ｎｍの範囲である。
【００５８】
《陰極》
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。
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、１０ｎｍ〜５μｍの範囲が好ましく、更に好ましくは、５０ｎｍ〜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素子の陽極又は陰極のいずれか一方が透明又は半透明であれば発光輝度が向上し好都合である。
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、透明又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。
【００５９】
《基板》
本発明に係る有機ＥＬ素子に用いることのできる基板（以下、「基体」、「基材」、「支持基板」、「支持体」等ともいう。）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。基板側から光を取り出す場合には、基板は透明であることが好ましい。好ましく用いられる透明な基板としては、ガラス、石英、透明樹脂フィルムを挙げることができる。特に好ましい基板は、有機ＥＬ素子にフレキシブル性を与えることが可能な樹脂フィルムである。
【００６０】
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又はそれらの誘導体、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。
樹脂フィルムの表面には、無機物、有機物の被膜又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、１×１０−３ｍｌ／（ｍ２・２４ｈ・ＭＰａ）以下、水蒸気透過度が、１×１０−５ｇ／（ｍ２・２４ｈ）以下の高バリア性フィルムであることが好ましい。
【００６１】
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。
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。
【００６２】
不透明な基板としては、例えば、アルミ、ステンレス等の金属板、フィルムや不透明樹脂基板、セラミック製の基板等が挙げられる。
本発明に係る有機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。
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。
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。
【００６３】
《封止》
本発明に用いられる有機ＥＬ素子の封止手段としては、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。
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。
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。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又は合金からなるものが挙げられる。
本発明においては、有機ＥＬ素子を薄膜化できるということからポリマーフィルム、金属フィルムを好ましく使用することができる。
さらには、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。
【００６４】
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。
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。
【００６５】
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。
また、有機機能層を挟み基板と対向する側の電極の外側に該電極と有機機能層を被覆し、基板と接する形で無機物、有機物の層を形成し封止膜とすることも好適にできる。この場合、該膜を形成する材料としては、水分や酸素等素子の劣化をもたらすものの浸入を抑制する機能を有する材料であればよく、例えば、酸化珪素、二酸化珪素、窒化珪素等を用いることができる。
さらに、当該膜の脆弱性を改良するために、これら無機層と有機材料からなる層の積層構造を持たせることが好ましい。これらの膜の形成方法については、特に限定はなく、例えば真空蒸着法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、分子線エピタキシ法、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ＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、コーティング法等を用いることができる。
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。
【００６６】
吸湿性化合物としては、例えば、金属酸化物（例えば、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化カルシウム、酸化バリウム、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム等）、硫酸塩（例えば、硫酸ナトリウム、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム、硫酸コバルト等）、金属ハロゲン化物（例えば、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、フッ化セシウム、フッ化タンタル、臭化セリウム、臭化マグネシウム、沃化バリウム、沃化マグネシウム等）、過塩素酸類（例えば、過塩素酸バリウム、過塩素酸マグネシウム等）等が挙げられ、硫酸塩、金属ハロゲン化物及び過塩素酸類においては無水塩が好適に用いられる。
【００６７】
《保護膜、保護板》
有機機能層を挟み基板と対向する側の前記封止膜、あるいは前記封止用フィルムの外側に、素子の機械的強度を高めるために保護膜、あるいは保護板を設けてもよい。特に封止が前記封止膜により行われている場合には、その機械的強度は必ずしも高くないため、このような保護膜、保護板を設けることが好ましい。これに使用することができる材料としては、前記封止に用いたのと同様なガラス板、ポリマー板・フィルム、金属板・フィルム等を用いることができるが、軽量か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。
【００６８】
《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。
【００６９】
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）、有機ＥＬ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。
本発明においては、これらの方法を本発明に係る有機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。
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有機ＥＬ素子を得ることができる。
【００７０】
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さで形成すると、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。
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く、更に好ましくは１．３５以下であることが好ましい。
また、低屈折率媒質の厚さは媒質中の波長の２倍以上となるのが望ましい。これは低屈折率媒質の厚さが、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。
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。
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。
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。
【００７１】
回折格子を導入する位置としては、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。
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。
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。
【００７２】
《集光シート》
本発明に係る有機ＥＬ素子は基板の光取り出し側に、例えば、マイクロレンズアレイ状の構造を設けるように加工する、又は、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。
マイクロレンズアレイの例としては、基板の光取り出し側に一辺が３０μｍでその頂角が９０度となるような四角錐を２次元に配列する。一辺は１０μｍ〜１００μｍが好ましい。
これより小さくなると回折の効果が発生して色付く、大きすぎると厚さが厚くなり好ましくない。
【００７３】
集光シートとしては、例えば、液晶表示装置のＬＥＤバックライトで実用化されているものを用いることが可能である。このようなシートとして、例えば、住友スリーエム社製輝度上昇フィルム（ＢＥＦ）等を用いることができる。
プリズムシートの形状としては、例えば、基材に頂角９０度、ピッチ５０μｍの△状のストライプが形成されたものであってもよいし、頂角が丸みを帯びた形状、ピッチをランダムに変化させた形状、その他の形状であってもよい。
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。
【００７４】
《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。
【００７５】
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。
本発明の有機ＥＬ素子や本発明に係る化合物の発光する色は、「新編色彩科学ハンドブック」（日本色彩学会編、東京大学出版会、１９８５）の１０８頁の図４．１６において、分光放射輝度計ＣＳ−１０００（コニカミノルタセンシング社製）で測定した結果をＣＩＥ色度座標に当てはめた色で決定される。
また、本発明に係る有機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いう。
【００７６】
［表示装置］
本発明に係る表示装置は、本発明の有機ＥＬ素子を具備したものである。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。
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。
【００７７】
表示装置に具備される有機ＥＬ素子の構成は、必要に応じて上記の有機ＥＬ素子の構成例の中から選択される。
また、有機ＥＬ素子の製造方法は、上記の本発明の有機ＥＬ素子の製造の一態様に示したとおりである。
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−の状態になった時のみ発光する。なお、印加する交流の波形は任意でよい。
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、緑発光の三種の有機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。
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。
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。
【００７８】
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。
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。
ディスプレイ１は複数の画素を有する表示部Ａ、画像情報に基づいて表示部Ａの画像走査を行う制御部Ｂ等からなる。
制御部Ｂは表示部Ａと電気的に接続され、複数の画素それぞれに外部からの画像情報に基づいて走査信号と画像データ信号を送り、走査信号により走査線毎の画素が画像データ信号に応じて順次発光して画像走査を行って画像情報を表示部Ａに表示する。
【００７９】
図２は、表示部Ａの模式図である。
表示部Ａは基板上に、複数の走査線５及びデータ線６を含む配線部と複数の画素３等とを有する。表示部Ａの主要な部材の説明を以下に行う。
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。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）。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。
【００８０】
次に、画素の発光プロセスを説明する。
図３は、画素の模式図である。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。
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。
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。
制御部Ｂの順次走査により走査信号が次の走査線５に移ると、スイッチングトランジスタ１１の駆動がオフする。しかし、スイッチングトランジスタ１１の駆動がオフしてもコンデンサ１３は充電された画像データ信号の電位を保持するので、駆動トランジスタ１２の駆動はオン状態が保たれて、次の走査信号の印加が行われるまで有機ＥＬ素子１０の発光が継続する。順次走査により次に走査信号が印加されたとき、走査信号に同期した次の画像データ信号の電位に応じて駆動トランジスタ１２が駆動して有機ＥＬ素子１０が発光する。
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。
ここで、有機ＥＬ素子１０の発光は複数の階調電位を持つ多値の画像データ信号による複数の階調の発光でもよいし、２値の画像データ信号による所定の発光量のオン、オフでもよい。また、コンデンサ１３の電位の保持は次の走査信号の印加まで継続して保持してもよいし、次の走査信号が印加される直前に放電させてもよい。
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。
【００８１】
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。
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無く、製造コストの低減が計れる。
【００８２】
［照明装置］
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、レーザ発振をさせることにより上記用途に使用してもよい。
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。
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。又は、異なる発光色を有する本発明の有機ＥＬ素子を二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。
【００８３】
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二つの発光極大波長を含有したものでもよい。
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、複数のリン光又は蛍光で発光する材料を複数組み合わせたもの、蛍光又はリン光で発光する発光材料と、発光材料からの光を励起光として発光する色素材料との組み合わせたもののいずれでもよいが、本発明に係る白色有機ＥＬ素子においては、発光ドーパントを複数組み合わせ混合するだけでよい。
発光層、正孔輸送層あるいは電子輸送層等の形成時のみマスクを設け、マスクにより塗り分ける等単純に配置するだけでよく、他層は共通であるのでマスク等のパターニングは不要であり、一面に蒸着法、キャスト法、スピンコート法、インクジェット法、印刷法等で例えば電極膜を形成でき、生産性も向上する。
この方法によれば、複数色の発光素子をアレー状に並列配置した白色有機ＥＬ装置と異なり、素子自体が発光白色である。
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。
【００８４】
《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。
本発明の有機ＥＬ素子の非発光面をガラスカバーで覆い、厚さ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ガラス基板と密着させ、ガラス基板側からＵＶ光を照射して、硬化させて、封止し、図５、図６に示すような照明装置を形成することができる。
図５は、照明装置の概略図を示し、図６は、照明装置の断面図を示している。図５に示すように、照明装置１００は、有機ＥＬ素子１０１にガラスカバー１０２で覆われて構成されている。（なお、ガラスカバー１０２での封止作業は、有機ＥＬ素子１０１を大気に接触させることなく窒素雰囲気下のグローブボックス（純度９９．９９９％以上の高純度窒素ガスの雰囲気下）で行った。）。
図６に示すように、有機ＥＬ素子１０１は、ガラス基板１０３上に設けられた陽極１０７と、陰極１０５とを有し、陽極１０７と陰極１０５との間に設けられた発光層を含む有機機能層１０６と、を有する。なお、ガラスカバー１０１は、接着剤層１０４等を介してガラス基板１０３上に封止されている。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】
【００８５】
以下、実施例により本発明を説明するが、本発明はこれらに限定されない。
また、実施例で用いる化合物の構造を以下に示す。
【化１８】
比較化合物Ａ
【化１９】
比較化合物Ｂ
【００８６】
（１）実施例１
《有機ＥＬ素子１−１の作製》
陽極として１００ｍｍ×１００ｍｍ×１．１ｍｍのガラス基板上にＩＴＯ（インジウムティンオキシド）を１００ｎｍ成膜した基板（ＮＨテクノグラス社製ＮＡ−４５）に５０ｍｍ×５０ｍｍの発光面積が得られるよう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。
この透明支持基板を市販の真空蒸着装置に入れ、４×１０−４Ｐａ以下まで減圧した後、正孔注入層としてＣｕＰｃ（銅フタロシアニン）を蒸着し、２０ｎｍの正孔注入層を設けた。
さらに続けてＨＴ−２を２０ｎｍ蒸着し正孔輸送層とし、その上にホスト材料として本発明の化合物Ｇ−１とドーパント材料としてＰＤ−１２をドーパント濃度が６％となるようにした発光層を３０ｎｍ蒸着した。更にＥＴ−５を３０ｎｍ蒸着して電子輸送層とし、引き続きフッ化リチウムを０．５ｎｍ蒸着し電子注入層を形成し、アルミニウム１２０ｎｍを蒸着して陰極を製膜し、有機ＥＬ素子１−１とした。
【００８７】
《有機ＥＬ素子１−２〜１−２０の作製》
有機ＥＬ素子１−１の作製において、ホスト化合物と発光性ドーパント（リン光発光性化合物）を下記表１に記載の化合物（有機ＥＬ素子１−１のＧ−１及びＰＤ−１２それぞれと等重量）に変更した以外は同様にして、有機ＥＬ素子１−２〜１−２０を各々作製した。
【００８８】
《有機ＥＬ素子１−１〜１−２０の評価》
得られた有機ＥＬ素子１−１〜１−２０を評価するに際しては、作製後の各有機ＥＬ素子の非発光面をガラスケースで覆い、厚さ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５及び図６に示すような照明装置を形成して評価した。
【００８９】
《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（コニカミノルタセンシング社製）を用いた。測定結果を下記表１に示した。
【００９０】
《発光寿命》
２３℃、乾燥窒素ガス雰囲気下で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。得られた結果を下記表１に示した。
なお、測定には同様に、分光放射輝度計ＣＳ−１０００（コニカミノルタセンシング社製）を用いた。有機ＥＬ素子１−１〜１−２０の外部取り出し量子効率、発光寿命の結果は、有機ＥＬ素子１−１９を１００とした時の相対評価を行った。
【００９１】
《熱安定性》
８５℃で２４時間保存した後、保存前後における２．５ｍＡ／ｃｍ２の一定電流で駆動したときの輝度を測定し、保存前後の輝度比を下式に従って求め、これを耐熱性の尺度とした。
耐熱性（％）＝保存後の輝度（２．５ｍＡ／ｃｍ２）／保存前の輝度（２．５ｍＡ／ｃｍ２）×１００
得られた結果を下記表１に示した、
【００９２】
【表１】
表１の結果から、本発明に係る一般式（１）で表される化合物をホスト化合物として用いることで、とりわけ発光寿命と熱安定性が改善されていることがわかる。
【００９３】
（２）実施例２
《白色発光素子および白色発光照明装置の作製−１》
実施例１で作製した有機ＥＬ素子１−１の作製において、ＰＤ−１２をＰＤ−１、ＰＤ−１０及びＰＤ−１２の混合物に変更した以外は同様して、白色発光有機ＥＬ素子１−１Ｗを作製した。
得られた有機ＥＬ素子１−１Ｗを前述の実施例と同様に、非発光面をガラスケースで覆い、照明装置とした。この照明装置に通電したところ、ほぼ白色の光が得られ照明装置として使用することができることが分かった。
【００９４】
≪比較白色発光素子および白色照明装置の作製≫
白色発光素子および白色照明装置の作製−１において本発明の化合物Ｇ−１をそれぞれ比較化合物Ａ、比較化合物Ｂに置き換えた以外は同様にして白色発光素子の作製を行った。比較化合物Ａおよび比較化合物Ｂを用いた素子に通電したところ、白色の発光は得られず、赤色に近い発光が得られたのみであった。
【符号の説明】
【００９５】
１ ディスプレイ
３ 画素
５ 走査線
６ データ線
７ 電源ライン
１０ 有機ＥＬ素子
１１ スイッチングトランジスタ
１２ 駆動トランジスタ
１３ コンデンサ
Ａ 表示部
Ｂ 制御部
１００ 照明装置
１０１ 有機ＥＬ素子
１０２ ガラスカバー
１０３ ガラス基板
１０４ 接着剤層
１０５ 陰極
１０６ 有機機能層
１０７ 陽極
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】
一般式（１）
（一般式（１）中、Ａｒ１及びＡｒ２は、それぞれ芳香族炭化水素基又は芳香族複素環基を表わし、Ｙ１〜Ｙ8は、それぞれ窒素原子又はＣＲ1〜ＣＲ8を表わし、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ4、Ｒ5、Ｒ7、Ｒ8は、それぞれ水素原子、アルキル基、芳香族炭化水素基、芳香族複素環基、アミノ基、シリル基、ゲルミル基、スタニル基を表わし、Ｒ3、Ｒ6はそれぞれ水素原子を表わす。Ｘは単結合、-ＣＲ9Ｒ10-、-ＣＲ11＝ＣＲ12-、-ＳｉＲ13Ｒ14-、-Ｏ-、-ＮＲ15-、-Ｓ-、-ＰＲ16-、-Ｐ（＝Ｏ）Ｒ17-、-ＧｅＲ18Ｒ19-、-ＳｎＲ20Ｒ21-を表わす。Ｒ9〜Ｒ21は、それぞれ水素原子あるいは芳香族炭化水素基、芳香族複素環基を表わす。）
【請求項２】
前記一般式（１）において、Ｘが単結合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用材料。
【請求項３】
前記一般式（１）において、Ａｒ１とＡｒ２が互いに結合し縮合環を形成していることを特徴とする請求項１又は２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４】
陽極と陰極の間に、少なくともホスト化合物とリン光発光性化合物を含有する発光層を含む複数の有機機能層が挟持されてなる有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
前記ホスト化合物として、請求項１〜３のいずれか一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５】
前記リン光発光性化合物の少なくとも１種が、下記一般式（２）で示されるイリジウム化合物であることを特徴とする請求項４に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化２】
一般式（２）
（一般式（２）中、Ｑ１は、５員又は６員の芳香族環若しくは芳香族複素環を表す。Ａｒ３は、芳香族炭化水素基又は芳香族複素環基を表す。ｋは、２又は３の整数を示し、イリジウムの価数を満たすようにｍ個の副配位子Ｌを有する。ｍは０又は１を表す。）
【請求項６】
前記有機エレクトロルミネッセンス素子が、白色光を発光する白色有機エレクトロルミネッセンス素子であることを特徴とする請求項４又は５に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項７】
請求項４〜６のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子が具備されていることを特徴とする表示装置。
【請求項８】
請求項４〜６のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子が具備されている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】
一般式（１）
（一般式（１）中、Ａｒ１及びＡｒ２は、それぞれ芳香族炭化水素基又は芳香族複素環基を表わし、Ｙ１〜Ｙ8は、それぞれ窒素原子又はＣＲ1〜ＣＲ8を表わし、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ4、Ｒ5、Ｒ7、Ｒ8は、それぞれ水素原子、アルキル基、芳香族炭化水素基、芳香族複素環基、アミノ基、シリル基、ゲルミル基、スタニル基を表わし、Ｒ3、Ｒ6はそれぞれ水素原子を表わす。Ｘは単結合、-ＣＲ9Ｒ10-、-ＣＲ11＝ＣＲ12-、-ＳｉＲ13Ｒ14-、-Ｏ-、-ＮＲ15-、-Ｓ-、-ＰＲ16-、-Ｐ（＝Ｏ）Ｒ17-、-ＧｅＲ18Ｒ19-、-ＳｎＲ20Ｒ21-を表わす。Ｒ9〜Ｒ21は、それぞれ水素原子あるいは芳香族炭化水素基、芳香族複素環基を表わす。）
【請求項２】
前記一般式（１）において、Ｘが単結合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用材料。
【請求項３】
前記一般式（１）において、Ａｒ１とＡｒ２が互いに結合し縮合環を形成していることを特徴とする請求項１又は２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４】
陽極と陰極の間に、少なくともホスト化合物とリン光発光性化合物を含有する発光層を含む複数の有機機能層が挟持されてなる有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
前記ホスト化合物として、請求項１〜３のいずれか一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５】
前記リン光発光性化合物の少なくとも１種が、下記一般式（２）で示されるイリジウム化合物であることを特徴とする請求項４に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化２】
一般式（２）
（一般式（２）中、Ｑ１は、５員又は６員の芳香族環若しくは芳香族複素環を表す。Ａｒ３は、芳香族炭化水素基又は芳香族複素環基を表す。ｋは、２又は３の整数を示し、イリジウムの価数を満たすようにｍ個の副配位子Ｌを有する。ｍは０又は１を表す。）
【請求項６】
前記有機エレクトロルミネッセンス素子が、白色光を発光する白色有機エレクトロルミネッセンス素子であることを特徴とする請求項４又は５に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項７】
請求項４〜６のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子が具備されていることを特徴とする表示装置。
【請求項８】
請求項４〜６のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子が具備されていることを特徴とする照明装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−２２４５９７（Ｐ２０１２−２２４５９７Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−９４９９８（Ｐ２０１１−９４９９８）
【出願日】平成２３年４月２１日（２０１１．４．２１）
【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１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月２１日（２０１１．４．２１）
【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）】
[ Back to top ]