有機エレクトロルミネッセンス素子
陰極と陽極間に、少なくとも燐光性の発光材料とホスト材料からなる発光層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子において、発光層と陰極との間に、発光層と接合した電子注入層を有し、発光層が電子輸送性で、前記ホスト材料のイオン化ポテンシャルが５．９ｅＶ以下であり、電子注入層中の電子輸送材料のエネルギーギャップが、発光層中のホスト材料のエネルギーギャップより小さいか、又は電子注入層中の電子輸送材料の三重項エネルギーが、発光層中のホスト材料の三重項エネルギーより小さい有機エレクトロルミネッセンス素子であり、燐光性の発光を用い、発光効率が高い有機エレクトロルミネッセンス素子を提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子に関し、特に、燐光性の発光を利用し、低い駆動電圧で、発光効率が高い有機エレクトロルミネッセンス素子に関するものである。
【背景技術】
有機エレクトロルミネッセンス素子（以下エレクトロルミネッセンスをＥＬと略記することがある）は、電界を印加することより、陽極より注入された正孔と陰極より注入された電子の再結合エネルギーにより蛍光性物質が発光する原理を利用した自発光素子である。イーストマン・コダック社のＣ．Ｗ．Ｔａｎｇらによる積層型素子による低電圧駆動有機ＥＬ素子の報告（Ｃ．Ｗ．Ｔａｎｇ，Ｓ．Ａ．Ｖａｎｓｌｙｋｅ，アプライドフィジックスレターズ（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ），５１巻、９１３頁、１９８７年等）がなされて以来、有機材料を構成材料とする有機ＥＬ素子に関する研究が盛んに行われている。Ｔａｎｇらは、トリス（８−ヒドロキシキノリノールアルミニウム）を発光層に、トリフェニルジアミン誘導体を正孔輸送層に用いている。積層構造の利点としては、発光層への正孔の注入効率を高めること、陰極より注入された電子をブロックして再結合により生成する励起子の生成効率を高めること、発光層内で生成した励起子を閉じ込めること等が挙げられる。この例のように有機ＥＬ素子の素子構造としては、正孔輸送（注入）層、電子輸送発光層の２層型、又は正孔輸送（注入）層、発光層、電子輸送（注入）層の３層型等がよく知られている。こうした積層型構造素子では注入された正孔と電子の再結合効率を高めるため、素子構造や形成方法の工夫がなされている。
有機ＥＬ素子の発光材料としてはトリス（８−キノリノラート）アルミニウム錯体等のキレート錯体、クマリン誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、ビススチリルアリーレン誘導体、オキサジアゾール誘導体等の発光材料が知られており、それらからは青色から赤色までの可視領域の発光が得られることが報告されており、カラー表示素子の実現が期待されている（例えば、特開平８−２３９６５５号公報、特開平７−１３８５６１号公報等参照）。
また、近年、有機ＥＬ素子の発光層に、発光材料の他に有機リン光材料を利用することも提案されている（例えば、Ｄ．Ｆ．Ｏ’Ｂｒｉｅｎ ａｎｄ Ｍ．Ａ．Ｂａｌｄｏ ｅｔ ａｌ”Ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｅｎｅｒｇｙ ｔｒａｎｓｆｅｒｉｎ ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｓｐｈｏｒｅｓｃｅｎｔ ｄｅｖｉｃｅｓ”Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ ｌｅｔｔｅｒｓ Ｖｏｌ．７４ Ｎｏ．３，ｐｐ４４２−４４４，Ｊａｎｕａｒｙ １８，１９９９；Ｍ．Ａ．Ｂａｌｄｏ ｅｔ ａｌ”Ｖｅｒｙ ｈｉｇｈ−ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｇｒｅｅｎ ｏｒｇａｎｉｃ ｌｉｇｈｔ−ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅｓ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｓｐｈｏｒｅｓｃｅｎｃｅ”Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ ｌｅｔｔｅｒｓ Ｖｏｌ．７５ Ｎｏ．１，ｐｐ４−６，Ｊｕｌｙ ５，１９９９等参照）。
このように有機ＥＬ素子の発光層において、有機リン光材料の励起状態の一重項状態と三重項状態とを利用することにより、高い発光効率が達成されている。有機ＥＬ素子内で電子と正孔が再結合する際にはスピン多重度の違いから一重項励起子と三重項励起子とが１：３の割合で生成すると考えられているので、燐光性の発光材料を用いれば蛍光のみを使った素子の３〜４倍の発光効率の達成が考えられる。
このような有機ＥＬ素子においては、３重項の励起状態又は３重項の励起子が消光しないように順次、陽極、正孔輸送層、有機発光層、電子輸送層（正孔阻止層）、電子注入層、陰極のように層を積層する構成が用いられてきた（例えば、米国特許第６，０９７，１４７号明細書、国際特許公報ＷＯ０１／４１５１２号明細書参照）。この構成を有する有機ＥＬ素子には、以下のような特徴があった。
▲１▼電子注入層と発光層を接合すると、励起状態が消光するため、発光層よりエネルギーギャップが広いか又は発光層の三重項エネルギーより大きな三重項エネルギーを保有する正孔阻止層を用いた。
▲２▼正孔阻止層は有機発光層からの正孔の移動を制限し、正孔を発光層中に効率よく蓄積することによって、電子との再結合確率を向上させることが可能であった。
▲３▼正孔阻止層と陰極金属を直接接合すると寿命や効率などの性能が著しく低くなるため正孔阻止層と陰極の間にエネルギーギャップが正孔阻止層より小さい電子注入層を設ける必要があった。
しかしながら、これら従来の電子注入構成には問題があることが判明した。すなわち、正孔阻止層はエネルギーギャップが広く他層からの電荷注入輸送に対してはエネルギー障壁として働き抵抗が大きいため、駆動電圧が上昇した。さらに正孔阻止層に用いられる多くの化合物は、高い正孔阻止能を保有していたが劣化しやすく長寿命な素子を与えることができなかった。
また、従来の素子として、電子注入層と発光層を直接接合し、電子注入層を形成する電子輸送材料の三重項エネルギーを発光層を形成するホスト材料の三重項エネルギーより大きくするようにした素子も知られている（例えば、特開２００２−１００４７６号公報）。しかしながら、電子輸送材料の三重項エネルギーを大きくした素子は、消光を免れるものの一重項エネルギーが三重項エネルギーより一般的に０．３ｅＶ以上大きいため、結果として電子輸送材料のエネルギーギャップが極めて大きく３ｅＶ以上となる。このような場合、陰極からの電子注入のエネルギー障壁は極めて大きく駆動電圧の高電圧化が生じ、またエネルギー障壁が大きいと場合には、電流を注入しつづけると劣化が生じ易く、素子の寿命が短いなどの問題があった。
さらに、発光層のホスト材料を電子輸送材料で形成した素子も知られている。（例えば、国際特許公報ＷＯ０１／９３６４２号明細書）。しかしながら、この素子に用いられたホスト材料はイオン化ポテンシャル５．９ｅＶ以上であったため、ホスト材料に正孔を注入することができず、ホスト材料が正孔を輸送せず駆動電圧が高くなるという問題があった。
【発明の開示】
本発明は、前記の課題を解決するためになされたもので、燐光性の発光を用いた有機ＥＬ素子において、低い駆動電圧で、発光効率が高い有機ＥＬ素子を提供することを目的とする。
本発明者らは、前記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、第一の発明では、少なくとも燐光性の発光材料とホスト材料からなる発光層と陰極との間に、発光層と接合した電子注入層を設けて正孔阻止層は省略し、さらに、電子注入層中の電子輸送材料のエネルギーギャップを、発光層中のホスト材料のエネルギーギャップより小さくした。当業者の従来の理解では、このようにすることで、発光層で生じた励起状態が電子注入層により失活し、効率の極めて低い素子しか得られない。しかし、本発明ではさらに、発光層を電子輸送性とすることにより、電子と正孔が再結合する領域が電子注入層と発光層との界面から離れ失活が免れる。さらには、発光層中のホスト材料に良好に正孔が注入できるようにホスト材料のイオン化ポテンシャルを５．９ｅＶ以下としたことにより、従来の有機ＥＬ素子のように正孔阻止層を用いずに高効率な素子が得られ、さらに発光層中のホスト材料に正孔が注入でき輸送できるので駆動電圧を低下させることができ、劣化しやすい正孔阻止層を用いないので長寿命の素子を得ることができる。また、有機ＥＬ素子の構成が簡素になったため容易に作製可能となった。さらに、エネルギーギャップが発光層中のホスト材料のエネルギーギャップより小さい電子輸送材料を含有させたため、陰極からの電子注入が促進される効果もあり、低電圧化の効果もあることが確認された。
また、第二の発明では、少なくとも燐光性の発光材料とホスト材料からなる発光層と陰極との間に、発光層と接合した電子注入層を設け、電子注入層中の電子輸送材料の三重項エネルギーを、発光層中のホスト材料の三重項エネルギーより小さくした。これにより、電子輸送材料のエネルギーギャップを狭くし、陰極からの電子注入を良好とすることが可能となる。当業者の従来の理解では、このようにすることで、発光層で生じた励起状態が電子注入層により失活し、効率の極めて低い素子しか得られない。しかし、本発明ではさらに、発光層を電子輸送性とすることにより、電子と正孔が再結合する領域が電子注入層と発光層との界面から離れ失活が免れる。さらには、発光層中のホスト材料に良好に正孔が注入できるようにホスト材料のイオン化ポテンシャルを５．９ｅＶ以下としたことにより、従来の有機ＥＬ素子と異なり、エネルギーギャップが広い電子注入層を用いずに高効率な素子を得ることが可能になり、電子注入のエネルギー障壁を小さくした効果として素子の寿命が改善された。さらに発光層中のホスト材料に正孔が注入でき輸送できるので駆動電圧を低下させることができる。また、有機ＥＬ素子の構成が簡素になったため容易に作製可能となった。
すなわち、本第一発明は、陰極と陽極間に、少なくとも燐光性の発光材料とホスト材料からなる発光層を有する有機ＥＬ素子において、発光層と陰極との間に、発光層と接合した電子注入層を有し、発光層が電子輸送性で、前記ホスト材料のイオン化ポテンシャルが５．９ｅＶ以下であり、電子注入層中の電子輸送材料のエネルギーギャップが、発光層中のホスト材料のエネルギーギャップより小さいことを特徴とする有機ＥＬ素子を提供するものである。
また、本第二発明は、陰極と陽極間に、少なくとも燐光性の発光材料とホスト材料からなる発光層を有する有機ＥＬ素子において、発光層と陰極との間に、発光層と接合した電子注入層を有し、発光層が電子輸送性で、前記ホスト材料のイオン化ポテンシャルが５．９ｅＶ以下であり、電子注入層中の電子輸送材料の三重項エネルギーが、発光層中のホスト材料の三重項エネルギーより小さいことを特徴とする有機ＥＬ素子を提供するものである。
前述のように、本第一発明及び本第二発明（以下、本発明）においては、発光層が電子輸送性であることが必須であるが、本発明で電子輸送性であるとは、下記（１）又は（２）のいずれかであることをいう。
（１）発光層中のホスト材料の電子移動度が１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上（好ましくは、１０−５ｃｍ２／Ｖｓ以上）である化合物である。電子移動度に関しては飛行時間法（ＴＯＦ）又は空間電荷制限電流の過渡測定により計測することができる。ＴＯＦ法については、シンセティック メタルズ（Ｓｙｎｔｈ．Ｍｅｔ．）１１１／１１２，（２０００）３３１頁に記載され、空間電荷制限電流の過渡測定については、Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ ｉｎ Ｓｏｌｉｄｓ，Ｐｅｒｇａｍｏｎ Ｐｒｅｓｓ，１９８１年、第３４６〜３４８頁の記載がある。
（２）発光層の陽極側の領域における正孔と電子の再結合が陰極側における再結合より多い。これは発光層の領域を２分して、（陰極／電子注入層／陰極側発光層／陽極側発光層／正孔輸送層／陽極側）という層構成とした場合において、陽極側発光層のみに燐光発光性化合物を添加した素子ＡＮと陰極側発光層のみに燐光発光性化合物を添加した素子ＣＡを比較した場合、素子ＡＮの方が再結合が大きい場合に相当する。その際、電子注入層や正孔輸送層により発光層の励起状態が消光しない様に留意すべきである。また、発光層の陽極側界面のみに燐光発光性化合物を添加した素子ＡＮ’と陰極側界面のみに燐光発光性化合物を添加した素子ＣＡ’の効率を比較して素子ＡＮ’の効率が大きい場合に発光層は電子輸送性であると言える。
なお、本発明における電子輸送性とは正孔輸送性がないことを意味しない。したがって電子輸送性であるが、正孔移動度を計測した際、１０−７ｃｍ２／Ｖｓより大きい値を保有していても問題ない。
本発明の有機ＥＬ素子において、還元性ドーパントが、電子注入層に添加されているか、又は陰極と該陰極と接合する層との界面領域に添加されていると好ましい。このようにすることで素子の電圧を低くすることができる。
本発明の有機ＥＬ素子において、陰極と陽極間に、燐光性の発光材料が添加されている正孔輸送層を有すると好ましい。このようにすることで正孔輸送層で生じた励起状態も発光につながり一段と発光効率が高くなる。
また、前記正孔輸送層中の正孔輸送材料の三重項エネルギーが、前記発光層中の燐光性の発光材料の励起エネルギーより大きいと好ましい。このようにすることで、正孔輸送材料により発光層の励起状態が消光しなくなり一段と発光効率が高くなる。
【発明を実施するための最良の形態】
本第一発明の有機ＥＬ素子は、陰極と陽極間に、少なくとも燐光性の発光材料とホスト材料からなる発光層を有する有機ＥＬ素子において、発光層と陰極との間に、発光層と接合した電子注入層を有し、発光層が電子輸送性で、前記ホスト材料のイオン化ポテンシャルが５．９ｅＶ以下（好ましくは、５．８ｅＶ以下であり）であり、電子注入層中の電子輸送材料のエネルギーギャップが、発光層中のホスト材料のエネルギーギャップより小さい。
本第二発明の有機ＥＬ素子は、陰極と陽極間に、少なくとも燐光性の発光材料とホスト材料からなる発光層を有する有機ＥＬ素子において、発光層と陰極との間に、発光層と接合した電子注入層を有し、発光層が電子輸送性で、前記ホスト材料のイオン化ポテンシャルが５．９ｅＶ以下であり（好ましくは、５．８ｅＶ以下であり）、電子注入層中の電子輸送材料の三重項エネルギーが、発光層中のホスト材料の三重項エネルギーより小さい。
前記発光層中のホスト材料が電子輸送性であると好ましく、このホスト材料の電子輸送度は１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上であると好ましい。
発光層中のホスト材料については、従来から用いられてきたポリビニルカルバゾールやビスカルバゾゾールなどのポリカルバゾール化合物は、例外的な場合を除き正孔輸送性でありかつ電子の輸送能力は小さい。このような正孔輸送性材料をホスト材料として用いた際には、発光層の陰極側界面が主たる再結合領域となる。この時、発光層と陰極の間に電子注入層を介在させる共に電子注入層と発光層を接合させ、電子注入層にエネルギーギャップが発光層を形成するエネルギーギャップより小さい電子輸送材料を含有させると、発光層の陰極側界面を中心として生じた励起状態が電子注入層により失活し、効率の極めて低い素子しか得られない。また、電子注入層を形成する電子輸送材料の三重項エネルギーは発光層を形成するホスト材料の三重項エネルギーより小さい場合でも発光層の陰極側界面を中心として生じた励起状態が電子注入層により失活し、効率の極めて低い素子しか得られない。
一方、本発明では発光層が電子輸送性であるため、電子と正孔が再結合する領域が電子注入層と発光層との界面から離れ、生じた励起状態の失活を免れる。
また、本発明の発光層中のホスト材料は、イオン化ポテンシャルが５．９ｅＶ以下のものである。このようにすることにより、正孔輸送材料のイオン化ポテンシャルが５．３〜５．７ｅＶであることから、エネルギー障壁を−０．２〜０．６ｅＶとすることができホスト材料へ正孔が注入できるようになる。さらに、ホスト材料間で正孔が輸送されるようになるので、駆動電圧が低くなるような化合物を使用することもできる。
前記発光層中のホスト材料としては、カルバゾリル基もしくはアザカルバゾリル基が含窒素環に連結した化合物、又はカルバゾリル基もしくはアザカルバゾリル基がアリーレン基を介して含窒素環に連結した化合物であると好ましい。
このカルバゾリル基、アザカルバゾリル基、含窒素環及びアリーレン基は、それぞれ置換基を有していてもよく、置換基としては、例えば、水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、アミノ基、ニトロ基、シアノ基、アルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、芳香族炭化水素基、芳香族複素環基、アラルキル基、アリールオキシ基、アルコシキカルボニル基、カルボキシル基等が挙げられる。
また、前記発光層中のホスト材料としてさらに好ましくは、下記一般式（１）又は（２）で表される化合物である。
（式中、Ｃｚは、置換もしくは無置換のカルバゾリル基、又は置換もしくは無置換のアザカルバゾリル基である。Ａは、アリール置換含窒素環基、ジアリール置換含窒素環基、又はトリアリール置換含窒素環基である。ｍは１〜３の整数である。）
（式中、Ｃｚは、置換もしくは無置換のカルバゾリル基、又は置換もしくは無置換のアザカルバゾリル基である。Ａは、アリール置換含窒素環基、ジアリール置換含窒素環基、又はトリアリール置換含窒素環基である。ｎは１〜３の整数である。）
前記ホスト材料における好ましい含窒素環としては、ピリジン、キノリン、ピラジン、ピリミジン、キノキサリン、トリアジン、イミダゾール、イミダゾピリジン、ピリダジン、ベンズイミダゾール等が挙げられる。
また、一般式（１）及び（２）においては、Ｃｚの部位でイオン化ポテンシャルの値は５．６ｅＶ〜５．８ｅＶであることが判明している。
本発明の有機ＥＬ素子において、発光層中に含まれる燐光性の発光材料としては、素子の外部量子効率をより向上させることができる点で有機金属錯体が好ましく、有機金属錯体の金属原子として、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、銀、レニウム、オスミウム、イリジウム、白金、金を含有するものが挙げられる。これらの有機金属錯体は下記一般式（３）で表される有機金属錯体であるのが好ましい。
（式中、Ａ１は、置換もしくは無置換の芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基を表し、好ましくは、フェニル基、ビフェニル基、ナフチル基、アントリル基、チエニル基、ピリジル基、キノリル基、イソキノリル基であり、前記置換基としては、フッ素原子等のハロゲン原子；メチル基、エチル基等の炭素数１〜３０のアルキル基；ビニル基等のアルケニル基；メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基等の炭素数１〜３０のアルコキシカルボニル基；メトキシ基、エトキシ基等の炭素数１〜３０のアルコキシ基；フェノキシ基、ベンジルオキシ基などのアリールオキシ基；ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基等のジアルキルアミノ基、アセチル基等のアシル基、トリフルオロメチル基等のハロアルキル基、シアノ基を表す。
Ａ２は、窒素を複素環を形成する原子として含有する置換もしくは無置換の芳香族複素環基を表し、好ましくは、ピリジル基、ピリミジル基、ピラジン基、トリアジン基、ベンゾチアゾール基、ベンゾオキサゾール基、ベンゾイミダゾール基、キノリル基、イソキノリル基、キノキサリン基、フェナントリジン基であり、前記置換基としては、Ａ１と同様のものが挙げられる。
Ａ１を含む環とＡ２を含む環は一つの縮合環を形成してもよく、このようなものとしては、例えば、７，８−ベンゾキノリン基等が挙げられる。
Ｑは、周期表７〜１１族から選ばれる金属であり、好ましくは、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、銀、レニウム、オスミウム、イリジウム、白金、金を表す。
Ｌは、２座型の配子を表し、好ましくは、アセチルアセトナート等のβ−ジケト型の配位子又はピロメリット酸から選ばれる。
ｍ及びｎは整数を表し、Ｑが二価金属の場合は、ｎ＝２、ｍ＝０であり、Ｑが三価金属の場合は、ｎ＝３かつｍ＝０、又はｎ＝２かつｍ＝１である。）
前記一般式（３）で示される有機金属錯体の具体例を以下に示すが、何ら下記の化合物に限定されるものではない。
本発明の電子注入層に用いる電子輸送材料は、前述したように、電子輸送材料のエネルギーギャップが発光層中のホスト材料より小さいか、又は電子輸送材料の三重項エネルギーが発光層中のホスト材料より小さくしたことにより、電子注入性が向上している。
電子注入層中の電子輸送材料のエネルギーギャップは、２．８ｅＶ以下であると好ましく、２．７５ｅＶ以下であるとさらに好ましい。好ましい電子輸送材料としては、含窒素複素環化合物が挙げられる。これは、窒素原子を有する複素環を有する化合物と定義され、例えば、含窒素錯体や含窒素環化合物が挙げられる。
含窒素錯体としては下記（４）〜（６）のいずれかで表される化合物が好ましい。
（４）Ｍ＋Ｑ又はＭ＋Ｑ’（式中、Ｍ＋は一価金属イオン）
（５）Ｍ２＋Ｑ２、Ｍ２＋ＱＱ’又はＭ２＋Ｑ’２（式中、Ｍ２＋は二価金属イオン）
（６）Ｍ３＋Ｑ３、Ｍ３＋Ｑ２Ｑ’、Ｍ３＋ＱＱ’２又はＭ３＋Ｑ’３（式中、Ｍ３＋は三価金属イオン）
ここで、Ｑ及びＱ’は、それぞれ独立に、下記一般式（７）及び（８ａ）〜（８ｃ）で表される配位子である。
（式中、Ａ１及びＡ２は、置換もしくは無置換の芳香族環である）
（式中、ＺはＳｉ、Ｇｅ又はＳｎのいずれかの原子を表わし、Ａｒ７〜Ａｒ１０は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の芳香族炭化水素基又は芳香族複素環基を表す）
また、Ｑ及びＱ’は、それぞれベンゾアゾールであってもよく、例えば、ベンゾイミダゾール、ベンゾチアゾール、ベンゾオキサゾール誘導体等があげられる。
これらのうち、特に好ましいＱ及びＱ’は、下記一般式（９）で表されるものである。
（式中、Ｒ２〜Ｒ７は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、置換もしくは無置換のアミノ基、ニトロ基、シアノ基、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のアルケニル基、置換もしくは無置換のシクロアルキル基、置換もしくは無置換のアルコキシ基、置換もしくは無置換の芳香族炭化水素基、置換もしくは無置換の芳香族複素環基、置換もしくは無置換のアラルキル基、置換もしくは無置換のアリールオキシ基、置換もしくは無置換のアルコシキカルボニル基、又はカルボキシル基を表す。Ｒ２〜Ｒ７は、それらのうちの２つで環を形成していてもよい。）
前記Ｒ２〜Ｒ７の示す各基の具体例としては、以下に示すようなものが挙げられる。
ハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素が挙げられる。
置換もしくは無置換のアミノ基は−ＮＸ１Ｘ２と表され、Ｘ１及びＸ２の例としては、それぞれ独立に、水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｓ−ブチル基、イソブチル基、ｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基、ｎ−ヘプチル基、ｎ−オクチル基、ヒドロキシメチル基、１−ヒドロキシエチル基、２−ヒドロキシエチル基、２−ヒドロキシイソブチル基、１，２−ジヒドロキシエチル基、１，３−ジヒドロキシイソプロピル基、２，３−ジヒドロキシ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリヒドロキシプロピル基、クロロメチル基、１−クロロエチル基、２−クロロエチル基、２−クロロイソブチル基、１，２−ジクロロエチル基、１，３−ジクロロイソプロピル基、２，３−ジクロロ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリクロロプロピル基、ブロモメチル基、１−ブロモエチル基、２−ブロモエチル基、２−ブロモイソブチル基、１，２−ジブロモエチル基、１，３−ジブロモイソプロピル基、２，３−ジブロモ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリブロモプロピル基、ヨードメチル基、１−ヨードエチル基、２−ヨードエチル基、２−ヨードイソブチル基、１，２−ジヨードエチル基、１，３−ジヨードイソプロピル基、２，３−ジヨード−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリヨードプロピル基、アミノメチル基、１−アミノエチル基、２−アミノエチル基、２−アミノイソブチル基、１，２−ジアミノエチル基、１，３−ジアミノイソプロピル基、２，３−ジアミノ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリアミノプロピル基、シアノメチル基、１−シアノエチル基、２−シアノエチル基、２−シアノイソブチル基、１，２−ジシアノエチル基、１，３−ジシアノイソプロピル基、２，３−ジシアノ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリシアノプロピル基、ニトロメチル基、１−ニトロエチル基、２−ニトロエチル基、２−ニトロイソブチル基、１，２−ジニトロエチル基、１，３−ジニトロイソプロピル基、２，３−ジニトロ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリニトロプロピル基、フェニル基、１−ナフチル基、２−ナフチル基、１−アントリル基、２−アントリル基、９−アントリル基、１−フェナントリル基、２−フェナントリル基、３−フェナントリル基、４−フェナントリル基、９−フェナントリル基、１−ナフタセニル基、２−ナフタセニル基、９−ナフタセニル基、４−スチリルフェニル基、１−ピレニル基、２−ピレニル基、４−ピレニル基、２−ビフェニルイル基、３−ビフェニルイル基、４−ビフェニルイル基、ｐ−ターフェニル−４−イル基、ｐ−ターフェニル−３−イル基、ｐ−ターフェニル−２−イル基、ｍ−ターフェニル−４−イル基、ｍ−ターフェニル−３−イル基、ｍ−ターフェニル−２−イル基、ｏ−トリル基、ｍ−トリル基、ｐ−トリル基、ｐ−ｔ−ブチルフェニル基、ｐ−（２−フェニルプロピル）フェニル基、３−メチル−２−ナフチル基、４−メチル−１−ナフチル基、４−メチル−１−アントリル基、４’−メチルビフェニルイル基、４”−ｔ−ブチル−ｐ−ターフェニル−４−イル基、２−ピロリル基、３−ピロリル基、ピラジニル基、２−ピリジニル基、３−ピリジニル基、４−ピリジニル基、２−インドリル基、３−インドリル基、４−インドリル基、５−インドリル基、６−インドリル基、７−インドリル基、１−イソインドリル基、３−イソインドリル基、４−イソインドリル基、５−イソインドリル基、６−イソインドリル基、７−イソインドリル基、２−フリル基、３−フリル基、２−ベンゾフラニル基、３−ベンゾフラニル基、４−ベンゾフラニル基、５−ベンゾフラニル基、６−ベンゾフラニル基、７−ベンゾフラニル基、１−イソベンゾフラニル基、３−イソベンゾフラニル基、４−イソベンゾフラニル基、５−イソベンゾフラニル基、６−イソベンゾフラニル基、７−イソベンゾフラニル基、２−キノリル基、３−キノリル基、４−キノリル基、５−キノリル基、６−キノリル基、７−キノリル基、８−キノリル基、１−イソキノリル基、３−イソキノリル基、４−イソキノリル基、５−イソキノリル基、６−イソキノリル基、７−イソキノリル基、８−イソキノリル基、２−キノキサリニル基、５−キノキサリニル基、６−キノキサリニル基、１−カルバゾリル基、２−カルバゾリル基、３−カルバゾリル基、４−カルバゾリル基、１−フェナンスリジニル基、２−フェナンスリジニル基、３−フェナンスリジニル基、４−フェナンスリジニル基、６−フェナンスリジニル基、７−フェナンスリジニル基、８−フェナンスリジニル基、９−フェナンスリジニル基、１０−フェナンスリジニル基、１−アクリジニル基、２−アクリジニル基、３−アクリジニル基、４−アクリジニル基、９−アクリジニル基、１，７−フェナンスロリン−２−イル基、１，７−フェナンスロリン−３−イル基、１，７−フェナンスロリン−４−イル基、１，７−フェナンスロリン−５−イル基、１，７−フェナンスロリン−６−イル基、１，７−フェナンスロリン−８−イル基、１，７−フェナンスロリン−９−イル基、１，７−フェナンスロリン−１０−イル基、１，８−フェナンスロリン−２−イル基、１，８−フェナンスロリン−３−イル基、１，８−フェナンスロリン−４−イル基、１，８−フェナンスロリン−５−イル基、１，８−フェナンスロリン−６−イル基、１，８−フェナンスロリン−７−イル基、１，８−フェナンスロリン−９−イル基、１，８−フェナンスロリン−１０−イル基、１，９−フェナンスロリン−２−イル基、１，９−フェナンスロリン−３−イル基、１，９−フェナンスロリン−４−イル基、１，９−フェナンスロリン−５−イル基、１，９−フェナンスロリン−６−イル基、１，９−フェナンスロリン−７−イル基、１，９−フェナンスロリン−８−イル基、１，９−フェナンスロリン−１０−イル基、１，１０−フェナンスロリン−２−イル基、１，１０−フェナンスロリン−３−イル基、１，１０−フェナンスロリン−４−イル基、１，１０−フェナンスロリン−５−イル基、２，９−フェナンスロリン−１−イル基、２，９−フェナンスロリン−３−イル基、２，９−フェナンスロリン−４−イル基、２，９−フェナンスロリン−５−イル基、２，９−フェナンスロリン−６−イル基、２，９−フェナンスロリン−７−イル基、２，９−フェナンスロリン−８−イル基、２，９−フェナンスロリン−１０−イル基、２，８−フェナンスロリン−１−イル基、２，８−フェナンスロリン−３−イル基、２，８−フェナンスロリン−４−イル基、２，８−フェナンスロリン−５−イル基、２，８−フェナンスロリン−６−イル基、２，８−フェナンスロリン−７−イル基、２，８−フェナンスロリン−９−イル基、２，８−フェナンスロリン−１０−イル基、２，７−フェナンスロリン−１−イル基、２，７−フェナンスロリン−３−イル基、２，７−フェナンスロリン−４−イル基、２，７−フェナンスロリン−５−イル基、２，７−フェナンスロリン−６−イル基、２，７−フェナンスロリン−８−イル基、２，７−フェナンスロリン−９−イル基、２，７−フェナンスロリン−１０−イル基、１−フェナジニル基、２−フェナジニル基、１−フェノチアジニル基、２−フェノチアジニル基、３−フェノチアジニル基、４−フェノチアジニル基、１−フェノキサジニル基、２−フェノキサジニル基、３−フェノキサジニル基、４−フェノキサジニル基、２−オキサゾリル基、４−オキサゾリル基、５−オキサゾリル基、２−オキサジアゾリル基、５−オキサジアゾリル基、３−フラザニル基、２−チエニル基、３−チエニル基、２−メチルピロール−１−イル基、２−メチルピロール−３−イル基、２−メチルピロール−４−イル基、２−メチルピロール−５−イル基、３−メチルピロール−１−イル基、３−メチルピロール−２−イル基、３−メチルピロール−４−イル基、３−メチルピロール−５−イル基、２−ｔ−ブチルピロール−４−イル基、３−（２−フェニルプロピル）ピロール−１−イル基、２−メチル−１−インドリル基、４−メチル−１−インドリル基、２−メチル−３−インドリル基、４−メチル−３−インドリル基、２−ｔ−ブチル１−インドリル基、４−ｔ−ブチル１−インドリル基、２−ｔ−ブチル３−インドリル基、４−ｔ−ブチル３−インドリル基等が挙げられる。
置換もしくは無置換のアルキル基の例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｓ−ブチル基、イソブチル基、ｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基、ｎ−ヘプチル基、ｎ−オクチル基、ヒドロキシメチル基、１−ヒドロキシエチル基、２−ヒドロキシエチル基、２−ヒドロキシイソブチル基、１，２−ジヒドロキシエチル基、１，３−ジヒドロキシイソプロピル基、２，３−ジヒドロキシ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリヒドロキシプロピル基、クロロメチル基、１−クロロエチル基、２−クロロエチル基、２−クロロイソブチル基、１，２−ジクロロエチル基、１，３−ジクロロイソプロピル基、２，３−ジクロロ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリクロロプロピル基、ブロモメチル基、１−ブロモエチル基、２−ブロモエチル基、２−ブロモイソブチル基、１，２−ジブロモエチル基、１，３−ジブロモイソプロピル基、２，３−ジブロモ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリブロモプロピル基、ヨードメチル基、１−ヨードエチル基、２−ヨードエチル基、２−ヨードイソブチル基、１，２−ジヨードエチル基、１，３−ジヨードイソプロピル基、２，３−ジヨード−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリヨードプロピル基、アミノメチル基、１−アミノエチル基、２−アミノエチル基、２−アミノイソブチル基、１，２−ジアミノエチル基、１，３−ジアミノイソプロピル基、２，３−ジアミノ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリアミノプロピル基、シアノメチル基、１−シアノエチル基、２−シアノエチル基、２−シアノイソブチル基、１，２−ジシアノエチル基、１，３−ジシアノイソプロピル基、２，３−ジシアノ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリシアノプロピル基、ニトロメチル基、１−ニトロエチル基、２−ニトロエチル基、２−ニトロイソブチル基、１，２−ジニトロエチル基、１，３−ジニトロイソプロピル基、２，３−ジニトロ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリニトロプロピル基等が挙げられる。
置換もしくは無置換のアルケニル基の例としては、ビニル基、アリル基、１−ブテニル基、２−ブテニル基、３−ブテニル基、１，３−ブタンジエニル基、１−メチルビニル基、スチリル基、２，２−ジフェニルビニル基、１，２−ジフェニルビニル基、１−メチルアリル基、１，１−ジメチルアリル基、２−メチルアリル基、１−フェニルアリル基、２−フェニルアリル基、３−フェニルアリル基、３，３−ジフェニルアリル基、１，２−ジメチルアリル基、１−フェニル−１−ブテニル基、３−フェニル−１−ブテニル基等が挙げられる。
置換もしくは無置換のシクロアルキル基の例としては、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、４−メチルシクロヘキシル基等が挙げられる。
置換もしくは無置換のアルコキシ基は、−ＯＹで表される基であり、Ｙの例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｓ−ブチル基、イソブチル基、ｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基、ｎ−ヘプチル基、ｎ−オクチル基、ヒドロキシメチル基、１−ヒドロキシエチル基、２−ヒドロキシエチル基、２−ヒドロキシイソブチル基、１，２−ジヒドロキシエチル基、１，３−ジヒドロキシイソプロピル基、２，３−ジヒドロキシ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリヒドロキシプロピル基、クロロメチル基、１−クロロエチル基、２−クロロエチル基、２−クロロイソブチル基、１，２−ジクロロエチル基、１，３−ジクロロイソプロピル基、２，３−ジクロロ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリクロロプロピル基、ブロモメチル基、１−ブロモエチル基、２−ブロモエチル基、２−ブロモイソブチル基、１，２−ジブロモエチル基、１，３−ジブロモイソプロピル基、２，３−ジブロモ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリブロモプロピル基、ヨードメチル基、１−ヨードエチル基、２−ヨードエチル基、２−ヨードイソブチル基、１，２−ジヨードエチル基、１，３−ジヨードイソプロピル基、２，３−ジヨード−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリヨードプロピル基、アミノメチル基、１−アミノエチル基、２−アミノエチル基、２−アミノイソブチル基、１，２−ジアミノエチル基、１，３−ジアミノイソプロピル基、２，３−ジアミノ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリアミノプロピル基、シアノメチル基、１−シアノエチル基、２−シアノエチル基、２−シアノイソブチル基、１，２−ジシアノエチル基、１，３−ジシアノイソプロピル基、２，３−ジシアノ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリシアノプロピル基、ニトロメチル基、１−ニトロエチル基、２−ニトロエチル基、２−ニトロイソブチル基、１，２−ジニトロエチル基、１，３−ジニトロイソプロピル基、２，３−ジニトロ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリニトロプロピル基等が挙げられる。
置換もしくは無置換の芳香族炭化水素基の例としては、フェニル基、１−ナフチル基、２−ナフチル基、１−アントリル基、２−アントリル基、９−アントリル基、１−フェナントリル基、２−フェナントリル基、３−フェナントリル基、４−フェナントリル基、９−フェナントリル基、１−ナフタセニル基、２−ナフタセニル基、９−ナフタセニル基、１−ピレニル基、２−ピレニル基、４−ピレニル基、２−ビフェニルイル基、３−ビフェニルイル基、４−ビフェニルイル基、ｐ−ターフェニル−４−イル基、ｐ−ターフェニル−３−イル基、ｐ−ターフェニル−２−イル基、ｍ−ターフェニル−４−イル基、ｍ−ターフェニル−３−イル基、ｍ−ターフェニル−２−イル基、ｏ−トリル基、ｍ−トリル基、ｐ−トリル基、ｐ−ｔ−ブチルフェニル基、ｐ−（２−フェニルプロピル）フェニル基、３−メチル−２−ナフチル基、４−メチル−１−ナフチル基、４−メチル−１−アントリル基、４’−メチルビフェニルイル基、４”−ｔ−ブチル−ｐ−ターフェニル−４−イル基等が挙げられる。
置換もしくは無置換の芳香族複素環基の例としては、１−ピロリル基、２−ピロリル基、３−ピロリル基、ピラジニル基、２−ピリジニル基、３−ピリジニル基、４−ピリジニル基、１−インドリル基、２−インドリル基、３−インドリル基、４−インドリル基、５−インドリル基、６−インドリル基、７−インドリル基、１−イソインドリル基、２−イソインドリル基、３−イソインドリル基、４−イソインドリル基、５−イソインドリル基、６−イソインドリル基、７−イソインドリル基、２−フリル基、３−フリル基、２−ベンゾフラニル基、３−ベンゾフラニル基、４−ベンゾフラニル基、５−ベンゾフラニル基、６−ベンゾフラニル基、７−ベンゾフラニル基、１−イソベンゾフラニル基、３−イソベンゾフラニル基、４−イソベンゾフラニル基、５−イソベンゾフラニル基、６−イソベンゾフラニル基、７−イソベンゾフラニル基、２−キノリル基、３−キノリル基、４−キノリル基、５−キノリル基、６−キノリル基、７−キノリル基、８−キノリル基、１−イソキノリル基、３−イソキノリル基、４−イソキノリル基、５−イソキノリル基、６−イソキノリル基、７−イソキノリル基、８−イソキノリル基、２−キノキサリニル基、５−キノキサリニル基、６−キノキサリニル基、１−カルバゾリル基、２−カルバゾリル基、３−カルバゾリル基、４−カルバゾリル基、９−カルバゾリル基、１−フェナンスリジニル基、２−フェナンスリジニル基、３−フェナンスリジニル基、４−フェナンスリジニル基、６−フェナンスリジニル基、７−フェナンスリジニル基、８−フェナンスリジニル基、９−フェナンスリジニル基、１０−フェナンスリジニル基、１−アクリジニル基、２−アクリジニル基、３−アクリジニル基、４−アクリジニル基、９−アクリジニル基、１，７−フェナンスロリン−２−イル基、１，７−フェナンスロリン−３−イル基、１，７−フェナンスロリン−４−イル基、１，７−フェナンスロリン−５−イル基、１，７−フェナンスロリン−６−イル基、１，７−フェナンスロリン−８−イル基、１，７−フェナンスロリン−９−イル基、１，７−フェナンスロリン−１０−イル基、１，８−フェナンスロリン−２−イル基、１，８−フェナンスロリン−３−イル基、１，８−フェナンスロリン−４−イル基、１，８−フェナンスロリン−５−イル基、１，８−フェナンスロリン−６−イル基、１，８−フェナンスロリン−７−イル基、１，８−フェナンスロリン−９−イル基、１，８−フェナンスロリン−１０−イル基、１，９−フェナンスロリン−２−イル基、１，９−フェナンスロリン−３−イル基、１，９−フェナンスロリン−４−イル基、１，９−フェナンスロリン−５−イル基、１，９−フェナンスロリン−６−イル基、１，９−フェナンスロリン−７−イル基、１，９−フェナンスロリン−８−イル基、１，９−フェナンスロリン−１０−イル基、１，１０−フェナンスロリン−２−イル基、１，１０−フェナンスロリン−３−イル基、１，１０−フェナンスロリン−４−イル基、１，１０−フェナンスロリン−５−イル基、２，９−フェナンスロリン−１−イル基、２，９−フェナンスロリン−３−イル基、２，９−フェナンスロリン−４−イル基、２，９−フェナンスロリン−５−イル基、２，９−フェナンスロリン−６−イル基、２，９−フェナンスロリン−７−イル基、２，９−フェナンスロリン−８−イル基、２，９−フェナンスロリン−１０−イル基、２，８−フェナンスロリン−１−イル基、２，８−フェナンスロリン−３−イル基、２，８−フェナンスロリン−４−イル基、２，８−フェナンスロリン−５−イル基、２，８−フェナンスロリン−６−イル基、２，８−フェナンスロリン−７−イル基、２，８−フェナンスロリン−９−イル基、２，８−フェナンスロリン−１０−イル基、２，７−フェナンスロリン−１−イル基、２，７−フェナンスロリン−３−イル基、２，７−フェナンスロリン−４−イル基、２，７−フェナンスロリン−５−イル基、２，７−フェナンスロリン−６−イル基、２，７−フェナンスロリン−８−イル基、２，７−フェナンスロリン−９−イル基、２，７−フェナンスロリン−１０−イル基、１−フェナジニル基、２−フェナジニル基、１−フェノチアジニル基、２−フェノチアジニル基、３−フェノチアジニル基、４−フェノチアジニル基、１０−フェノチアジニル基、１−フェノキサジニル基、２−フェノキサジニル基、３−フェノキサジニル基、４−フェノキサジニル基、１０−フェノキサジニル基、２−オキサゾリル基、４−オキサゾリル基、５−オキサゾリル基、２−オキサジアゾリル基、５−オキサジアゾリル基、３−フラザニル基、２−チエニル基、３−チエニル基、２−メチルピロール−１−イル基、２−メチルピロール−３−イル基、２−メチルピロール−４−イル基、２−メチルピロール−５−イル基、３−メチルピロール−１−イル基、３−メチルピロール−２−イル基、３−メチルピロール−４−イル基、３−メチルピロール−５−イル基、２−ｔ−ブチルピロール−４−イル基、３−（２−フェニルプロピル）ピロール−１−イル基、２−メチル−１−インドリル基、４−メチル−１−インドリル基、２−メチル−３−インドリル基、４−メチル−３−インドリル基、２−ｔ−ブチル１−インドリル基、４−ｔ−ブチル１−インドリル基、２−ｔ−ブチル３−インドリル基、４−ｔ−ブチル３−インドリル基等が挙げられる。
置換もしくは無置換のアラルキル基の例としては、ベンジル基、１−フェニルエチル基、２−フェニルエチル基、１−フェニルイソプロピル基、２−フェニルイソプロピル基、フェニル−ｔ−ブチル基、α−ナフチルメチル基、１−α−ナフチルエチル基、２−α−ナフチルエチル基、１−α−ナフチルイソプロピル基、２−α−ナフチルイソプロピル基、β−ナフチルメチル基、１−β−ナフチルエチル基、２−β−ナフチルエチル基、１−β−ナフチルイソプロピル基、２−β−ナフチルイソプロピル基、１−ピロリルメチル基、２−（１−ピロリル）エチル基、ｐ−メチルベンジル基、ｍ−メチルベンジル基、ｏ−メチルベンジル基、ｐ−クロロベンジル基、ｍ−クロロベンジル基、ｏ−クロロベンジル基、ｐ−ブロモベンジル基、ｍ−ブロモベンジル基、ｏ−ブロモベンジル基、ｐ−ヨードベンジル基、ｍ−ヨードベンジル基、ｏ−ヨードベンジル基、ｐ−ヒドロキシベンジル基、ｍ−ヒドロキシベンジル基、ｏ−ヒドロキシベンジル基、ｐ−アミノベンジル基、ｍ−アミノベンジル基、ｏ−アミノベンジル基、ｐ−ニトロベンジル基、ｍ−ニトロベンジル基、ｏ−ニトロベンジル基、ｐ−シアノベンジル基、ｍ−シアノベンジル基、ｏ−シアノベンジル基、１−ヒドロキシ−２−フェニルイソプロピル基、１−クロロ−２−フェニルイソプロピル基等が挙げられる。
置換もしくは無置換のアリールオキシ基は、−ＯＺ’と表され、Ｚ’の例としてはフェニル基、１−ナフチル基、２−ナフチル基、１−アントリル基、２−アントリル基、９−アントリル基、１−フェナントリル基、２−フェナントリル基、３−フェナントリル基、４−フェナントリル基、９−フェナントリル基、１−ナフタセニル基、２−ナフタセニル基、９−ナフタセニル基、１−ピレニル基、２−ピレニル基、４−ピレニル基、２−ビフェニルイル基、３−ビフェニルイル基、４−ビフェニルイル基、ｐ−ターフェニル−４−イル基、ｐ−ターフェニル−３−イル基、ｐ−ターフェニル−２−イル基、ｍ−ターフェニル−４−イル基、ｍ−ターフェニル−３−イル基、ｍ−ターフェニル−２−イル基、ｏ−トリル基、ｍ−トリル基、ｐ−トリル基、ｐ−ｔ−ブチルフェニル基、ｐ−（２−フェニルプロピル）フェニル基、３−メチル−２−ナフチル基、４−メチル−１−ナフチル基、４−メチル−１−アントリル基、４’−メチルビフェニルイル基、４”−ｔ−ブチル−ｐ−ターフェニル−４−イル基、２−ピロリル基、３−ピロリル基、ピラジニル基、２−ピリジニル基、３−ピリジニル基、４−ピリジニル基、２−インドリル基、３−インドリル基、４−インドリル基、５−インドリル基、６−インドリル基、７−インドリル基、１−イソインドリル基、３−イソインドリル基、４−イソインドリル基、５−イソインドリル基、６−イソインドリル基、７−イソインドリル基、２−フリル基、３−フリル基、２−ベンゾフラニル基、３−ベンゾフラニル基、４−ベンゾフラニル基、５−ベンゾフラニル基、６−ベンゾフラニル基、７−ベンゾフラニル基、１−イソベンゾフラニル基、３−イソベンゾフラニル基、４−イソベンゾフラニル基、５−イソベンゾフラニル基、６−イソベンゾフラニル基、７−イソベンゾフラニル基、２−キノリル基、３−キノリル基、４−キノリル基、５−キノリル基、６−キノリル基、７−キノリル基、８−キノリル基、１−イソキノリル基、３−イソキノリル基、４−イソキノリル基、５−イソキノリル基、６−イソキノリル基、７−イソキノリル基、８−イソキノリル基、２−キノキサリニル基、５−キノキサリニル基、６−キノキサリニル基、１−カルバゾリル基、２−カルバゾリル基、３−カルバゾリル基、４−カルバゾリル基、１−フェナンスリジニル基、２−フェナンスリジニル基、３−フェナンスリジニル基、４−フェナンスリジニル基、６−フェナンスリジニル基、７−フェナンスリジニル基、８−フェナンスリジニル基、９−フェナンスリジニル基、１０−フェナンスリジニル基、１−アクリジニル基、２−アクリジニル基、３−アクリジニル基、４−アクリジニル基、９−アクリジニル基、１，７−フェナンスロリン−２−イル基、１，７−フェナンスロリン−３−イル基、１，７−フェナンスロリン−４−イル基、１，７−フェナンスロリン−５−イル基、１，７−フェナンスロリン−６−イル基、１，７−フェナンスロリン−８−イル基、１，７−フェナンスロリン−９−イル基、１，７−フェナンスロリン−１０−イル基、１，８−フェナンスロリン−２−イル基、１，８−フェナンスロリン−３−イル基、１，８−フェナンスロリン−４−イル基、１，８−フェナンスロリン−５−イル基、１，８−フェナンスロリン−６−イル基、１，８−フェナンスロリン−７−イル基、１，８−フェナンスロリン−９−イル基、１，８−フェナンスロリン−１０−イル基、１，９−フェナンスロリン−２−イル基、１，９−フェナンスロリン−３−イル基、１，９−フェナンスロリン−４−イル基、１，９−フェナンスロリン−５−イル基、１，９−フェナンスロリン−６−イル基、１，９−フェナンスロリン−７−イル基、１，９−フェナンスロリン−８−イル基、１，９−フェナンスロリン−１０−イル基、１，１０−フェナンスロリン−２−イル基、１，１０−フェナンスロリン−３−イル基、１，１０−フェナンスロリン−４−イル基、１，１０−フェナンスロリン−５−イル基、２，９−フェナンスロリン−１−イル基、２，９−フェナンスロリン−３−イル基、２，９−フェナンスロリン−４−イル基、２，９−フェナンスロリン−５−イル基、２，９−フェナンスロリン−６−イル基、２，９−フェナンスロリン−７−イル基、２，９−フェナンスロリン−８−イル基、２，９−フェナンスロリン−１０−イル基、２，８−フェナンスロリン−１−イル基、２，８−フェナンスロリン−３−イル基、２，８−フェナンスロリン−４−イル基、２，８−フェナンスロリン−５−イル基、２，８−フェナンスロリン−６−イル基、２，８−フェナンスロリン−７−イル基、２，８−フェナンスロリン−９−イル基、２，８−フェナンスロリン−１０−イル基、２，７−フェナンスロリン−１−イル基、２，７−フェナンスロリン−３−イル基、２，７−フェナンスロリン−４−イル基、２，７−フェナンスロリン−５−イル基、２，７−フェナンスロリン−６−イル基、２，７−フェナンスロリン−８−イル基、２，７−フェナンスロリン−９−イル基、２，７−フェナンスロリン−１０−イル基、１−フェナジニル基、２−フェナジニル基、１−フェノチアジニル基、２−フェノチアジニル基、３−フェノチアジニル基、４−フェノチアジニル基、１−フェノキサジニル基、２−フェノキサジニル基、３−フェノキサジニル基、４−フェノキサジニル基、２−オキサゾリル基、４−オキサゾリル基、５−オキサゾリル基、２−オキサジアゾリル基、５−オキサジアゾリル基、３−フラザニル基、２−チエニル基、３−チエニル基、２−メチルピロール−１−イル基、２−メチルピロール−３−イル基、２−メチルピロール−４−イル基、２−メチルピロール−５−イル基、３−メチルピロール−１−イル基、３−メチルピロール−２−イル基、３−メチルピロール−４−イル基、３−メチルピロール−５−イル基、２−ｔ−ブチルピロール−４−イル基、３−（２−フェニルプロピル）ピロール−１−イル基、２−メチル−１−インドリル基、４−メチル−１−インドリル基、２−メチル−３−インドリル基、４−メチル−３−インドリル基、２−ｔ−ブチル１−インドリル基、４−ｔ−ブチル１−インドリル基、２−ｔ−ブチル３−インドリル基、４−ｔ−ブチル３−インドリル基等が挙げられる。
置換もしくは無置換のアルコキシカルボニル基は−ＣＯＯＹと表され、Ｙの例としてはメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｓ−ブチル基、イソブチル基、ｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基、ｎ−ヘプチル基、ｎ−オクチル基、ヒドロキシメチル基、１−ヒドロキシエチル基、２−ヒドロキシエチル基、２−ヒドロキシイソブチル基、１，２−ジヒドロキシエチル基、１，３−ジヒドロキシイソプロピル基、２，３−ジヒドロキシ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリヒドロキシプロピル基、クロロメチル基、１−クロロエチル基、２−クロロエチル基、２−クロロイソブチル基、１，２−ジクロロエチル基、１，３−ジクロロイソプロピル基、２，３−ジクロロ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリクロロプロピル基、ブロモメチル基、１−ブロモエチル基、２−ブロモエチル基、２−ブロモイソブチル基、１，２−ジブロモエチル基、１，３−ジブロモイソプロピル基、２，３−ジブロモ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリブロモプロピル基、ヨードメチル基、１−ヨードエチル基、２−ヨードエチル基、２−ヨードイソブチル基、１，２−ジヨードエチル基、１，３−ジヨードイソプロピル基、２，３−ジヨード−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリヨードプロピル基、アミノメチル基、１−アミノエチル基、２−アミノエチル基、２−アミノイソブチル基、１，２−ジアミノエチル基、１，３−ジアミノイソプロピル基、２，３−ジアミノ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリアミノプロピル基、シアノメチル基、１−シアノエチル基、２−シアノエチル基、２−シアノイソブチル基、１，２−ジシアノエチル基、１，３−ジシアノイソプロピル基、２，３−ジシアノ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリシアノプロピル基、ニトロメチル基、１−ニトロエチル基、２−ニトロエチル基、２−ニトロイソブチル基、１，２−ジニトロエチル基、１，３−ジニトロイソプロピル基、２，３−ジニトロ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリニトロプロピル基等が挙げられる。
また、環を形成する場合の２価基の例としては、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、ジフェニルメタン−２，２’−ジイル基、ジフェニルエタン−３，３’−ジイル基、ジフェニルプロパン−４，４’−ジイル基等が挙げられる。
前記各置換基としては、例えば、水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、アミノ基、ニトロ基、シアノ基、アルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、芳香族炭化水素基、芳香族複素環基、アラルキル基、アリールオキシ基、アルコシキカルボニル基、又はカルボキシル基等が挙げられ、具体例としては前記と同様のものが挙げられる。
以上のうち、特に好ましい電子輸送材料の含窒素錯体としては、単一の種類の含窒素環誘導体が配位した金属錯体であり、前記含窒素環が、キノリン、フェニルピリジン、ベンゾキノリン又はフェナントロリンであると好ましい。また、前記金属錯体が、キノリノールの金属錯体又はその誘導体であると好ましい。具体的には８−キノリノール誘導体を配位子とする金属錯体、例えばトリス（８−キノリノール）Ａｌ錯体、トリス（５，７−ジクロロ−８−キノリノール）Ａｌ錯体、トリス（５，７−ジブロモ−８−キノリノール）Ａｌ錯体、トリス（２−メチル−８−キノリノール）Ａｌ錯体、トリス（５−メチル−８−キノリノール）Ａｌ錯体、トリス（８−キノリノール）Ｚｎ錯体、トリス（８−キノリノール）Ｉｎ錯体、トリス（８−キノリノール）Ｍｇ錯体、トリス（８−キノリノール）Ｃｕ錯体、トリス（８−キノリノール）Ｃａ錯体、トリス（８−キノリノール）Ｓｎ錯体、トリス（８−キノリノール）Ｇａ錯体、トリス（８−キノリノール）Ｐｂ錯体等の１種単独または２種以上の組み合わせが挙げられる。
これらの金属錯体は、エネルギーギャップが小さいので陰極からの電子注入性に優れ、電子輸送に対する耐久性も高く、長寿命の素子を与えることができる。
また、好ましい電子輸送材料の含窒素環化合物としては、含窒素環としてピリジン、キノリン、ピラジン、ピリミジン、キノキサリン、トリアジン、イミダゾール、イミダゾピリジン等を有する化合物が挙げられ、特にエネルギーギャップを小さくできることから含窒素環と縮合芳香族環が連結した化合物、又は含窒素環がアリーレン基を介して縮合芳香族環と連結した化合物が好ましい。この含窒素環、縮合芳香族環及びアリーレン基は、それぞれ置換基を有していてもよく、置換基としては、例えば、水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、アミノ基、ニトロ基、シアノ基、アルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、芳香族炭化水素基、芳香族複素環基、アラルキル基、アリールオキシ基、アルコシキカルボニル基、カルボキシル基等が挙げられる。
また、好ましい前記縮合芳香族環としては、ナフタレン、アントラセン、ピレン、フェナントレン、フルオランテン、クリセン、ペリレン、ナフタセン又はペンタセン等が挙げられる。
さらに好ましい電子輸送材料の含窒素環化合物としては、含窒素環が、イミダゾールや、これを縮環させたイミダゾピリジン，ベンゾイミダゾール等の６員環と５員環の縮合環であって、１〜４個の窒素原子を有するものであり、例えば、ベンゾイミダゾール構造を有するものとして、例えば下記一般式（Ａ）〜（Ｂ）で表されるものが挙げられる。
一般式（Ａ）及び（Ｂ）中、Ｌは一価又は二価の連結基を表し、例えば、炭素、ケイ素、窒素、ホウ素、酸素、硫黄、金属（例えば、バリウム、ベリリウム）、芳香族炭化水素環、芳香族複素環等が挙げられ、これらのうち炭素原子、窒素原子、ケイ素原子、ホウ素原子、酸素原子、硫黄原子、芳香族炭化水素基、芳香族複素基が好ましく、炭素原子、ケイ素原子、芳香族炭化水素基、芳香族複素基がさらに好ましい。
Ｌの芳香族炭化水素基及び芳香族複素基は置換基を有していてもよく、置換基として好ましくはアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、芳香族炭化水素基、アミノ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アシルオキシ基、アシルアミノ基、アルコキシカルボニルアミノ基、アリールオキシカルボニルアミノ基、スルホニルアミノ基、スルファモイル基、カルバモイル基、アルキルチオ基、アリールチオ基、スルホニル基、ハロゲン原子、シアノ基、芳香族複素環基であり、より好ましくはアルキル基、アリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、ハロゲン原子、シアノ基、芳香族複素環基であり、さらに好ましくはアルキル基、アリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、芳香族複素環基であり、特に好ましくはアルキル基、アリール基、アルコキシ基、芳香族複素環基である。
また、一般式（Ａ）及び（Ｂ）において、Ｌが一価の場合、Ｌは−Ｌ’−Ａｒ１−Ａｒ２で表され、Ｌ’、Ａｒ１、Ａｒ２としては、縮合芳香族環であるアントラセン、ナフタレン、クリセン、フェナントレン、フルオランテン、ピレン、ペリレンや、芳香族ヘテロ環であるピリジン、ピリミジン、トリアジン、さらに縮環していない芳香族環として、ベンゼン、ビフェニル、ターフェニル等の残基が好ましく挙げられる。これらの残基は置換されていてもよく、Ｌ’は単結合を表してもよい。Ａｒ１として特に好ましくは、アントラセン残基、ナフタレン残基、クリセン残基であり、Ａｒ２として特に好ましくは、ナフタレン残基、ビフェニル残基、ベンゼン残基である。
一般式（Ａ）及び（Ｂ）で表される化合物の具体例としては、以下の例示化合物等が挙げられるがこれら例示化合物に限定されるものではない。なお、下記例示において、一般式（Ａ）及び（Ｂ）における（ ）内の含窒素環残基の部分はＨＡｒと記載している。
Ｌが二価の場合、一般式（Ａ）及び（Ｂ）はＨＡｒ−Ｌ’−Ａｒ１−Ｌ’−ＨＡｒで表されるものが好ましい。Ｌ’及びＡｒ１の例は及び好ましい例は前記と同様であり、置換基を有していてもよく，Ｌ’は単結合でもよい。
Ｒ及びＲ’は、それぞれ水素原子、脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基又は複素環基を表す。
Ｒ及びＲ’の脂肪族炭化水素基は、直鎖、分岐又は環状のアルキル基（好ましくは炭素数１〜２０、より好ましくは炭素数１〜１２、特に好ましくは炭素数１〜８のアルキル基であり、例えば、メチル、エチル、ｉｓｏ−プロピル、ｔｅｒｔ−ブチル、ｎ−オクチル、ｎ−デシル、ｎ−ヘキサデシル、シクロプロピル、シクロペンチル、シクロヘキシル等が挙げられる。）、アルケニル基（好ましくは炭素数２〜２０、より好ましくは炭素数２〜１２、特に好ましくは炭素数２〜８のアルケニル基であり、例えば、ビニル、アリル、２−ブテニル、３−ペンテニル等が挙げられる。）、アルキニル基（好ましくは炭素数２〜２０、より好ましくは炭素数２〜１２、特に好ましくは炭素数２〜８のアルキニル基であり、例えば、プロパルギル、３−ペンチニル等が挙げられる。）であり、アルキル基であると好ましい。
Ｒ及びＲ’の芳香族炭化水素基は、単環又は縮合環であり、好ましくは炭素数６〜３０、より好ましくは炭素数６〜２０、さらに好ましくは炭素数６〜１２の芳香族炭化水素基であり、例えば、フェニル、２−メチルフェニル、３−メチルフェニル、４−メチルフェニル、２−メトキシフェニル、３−トリフルオロメチルフェニル、ペンタフルオロフェニル、１−ナフチル、２−ナフチル等が挙げられる。
Ｒ及びＲ’の複素環基は、単環又は縮合環であり、好ましくは炭素数１〜２０、より好ましくは炭素数１〜１２、さらに好ましくは炭素数２〜１０の複素環基であり、好ましくは窒素原子、酸素原子、硫黄原子、セレン原子の少なくとも一つを含む芳香族ヘテロ環基である。この複素環基の例としては、例えば、ピロリジン、ピペリジン、ピペラジン、モルフォリン、チオフェン、セレノフェン、フラン、ピロール、イミダゾール、ピラゾール、ピリジン、ピラジン、ピリダジン、ピリミジン、トリアゾール、トリアジン、インドール、インダゾール、プリン、チアゾリン、チアゾール、チアジアゾール、オキサゾリン、オキサゾール、オキサジアゾール、キノリン、イソキノリン、フタラジン、ナフチリジン、キノキサリン、キナゾリン、シンノリン、プテリジン、アクリジン、フェナントロリン、フェナジン、テトラゾール、ベンゾイミダゾール、ベンゾオキサゾール、ベンゾチアゾール、ベンゾトリアゾール、テトラザインデン、カルバゾール、アゼピン等が挙げられ、好ましくは、フラン、チオフェン、ピリジン、ピラジン、ピリミジン、ピリダジン、トリアジン、キノリン、フタラジン、ナフチリジン、キノキサリン、キナゾリンであり、より好ましくはフラン、チオフェン、ピリジン、キノリンであり、さらに好ましくはキノリンである。
Ｒ及びＲ’で表される脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基及び複素環基は置換基を有していてもよく、置換基としては前記Ｌで表される基の置換基として挙げたものと同様であり、また好ましい置換基も同様である。
Ｒ及びＲ’として好ましくは、脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基又は複素環基であり、より好ましくは脂肪族炭化水素基（好ましくは炭素数６〜３０、より好ましくは炭素数６〜２０、さらに好ましくは炭素数６〜１２のもの）又は芳香族炭化水素基であり、さらに好ましくは脂肪族炭化水素基（好ましくは炭素数１〜２０、より好ましくは炭素数１〜１２、さらに好ましくは炭素数２〜１０のもの）である。
ｎは、１〜２の整数である。
また、電子輸送材料の含窒素環化合物におけるイミダゾピリジン構造を有するものとして、例えば下記一般式（Ｃ）で表されるものが挙げられる。
一般式（Ｃ）において、Ａｒ１’は、置換もしくは無置換の核炭素数６〜６０の（好ましくは核炭素数６〜４０）アリール基、又は置換もしくは無置換の核炭素数３〜６０（好ましくは核炭素数３〜４０）のヘテロアリール基である。
Ａｒ１’の置換もしくは無置換のアリール基の例としては、フェニル基、１−ナフチル基、２−ナフチル基、１−アントリル基、２−アントリル基、９−アントリル基、１−フェナントリル基、２−フェナントリル基、３−フェナントリル基、４−フェナントリル基、９−フェナントリル基、１−ナフタセニル基、２−ナフタセニル基、９−ナフタセニル基、１−クリセニル基、２−クリセニル基、６−クリセニル基、１−ピレニル基、２−ピレニル基、４−ピレニル基、２−ビフェニルイル基、３−ビフェニルイル基、４−ビフェニルイル基、ｐ−ターフェニル−４−イル基、ｐ−ターフェニル−３−イル基、ｐ−ターフェニル−２−イル基、ｍ−ターフェニル−４−イル基、ｍ−ターフェニル−３−イル基、ｍ−ターフェニル−２−イル基、ｏ−トリル基、ｍ−トリル基、ｐ−トリル基、ｐ−ｔ−ブチルフェニル基、ｐ−（２−フェニルプロピル）フェニル基、３−メチル−２−ナフチル基、４−メチル−１−ナフチル基、４−メチル−１−アントリル基、４’−メチルビフェニルイル基、４”−ｔ−ブチル−ｐ−ターフェニル−４−イル基、フルオランテニル基、フルオレニル基、スピロビフルオレンからなる１価の基、パーフルオロフェニル基、パーフルオロナフチル基、パーフルオロアントリル基、パーフルオロビフェニルイル基、９−フェニルアントラセンからなる１価の基、９−（１’−ナフチル）アントラセンからなる１価の基、９−（２’−ナフチル）アントラセンからなる１価の基、６−フェニルクリセンからなる１価の基、９−［４−（ジフェニルアミノ）フェニル］アントラセンからなる１価の基等が挙げられ、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、ターフェニル基、９−（１０−フェニル）アントリル基、９−［１０−（１’−ナフチル）］アントリル基、９−［１０−（２’−ナフチル）］アントリル基等が好ましい。
Ａｒ１’の置換もしくは無置換のヘテロアリール基の例としては、ピローリル基、フリル基、チエニル基、シローリル基、ピリジル基、キノリル基、イソキノリル基、ベンゾフリル基、イミダゾリル基、ピリミジル基、カルバゾリル基、セレノフェニル基、オキサジアゾリル基、トリアゾーリル基等が挙げられ、ピリジル基、キノリル基、イソキノリル基が好ましい。
一般式（Ｃ）において、Ａｒ２’は、水素原子、置換もしくは無置換の核炭素数６〜６０（好ましくは核炭素数６〜４０）のアリール基、置換もしくは無置換の核炭素数３〜６０（好ましくは核炭素数３〜４０）のヘテロアリール基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０（好ましくは炭素数１〜６）のアルキル基、又は置換もしくは無置換の炭素数１〜２０（好ましくは炭素数１〜６）のアルコキシ基である。
Ａｒ２’の置換もしくは無置換のアリール基の例としては、前記Ａｒ１’と同様のものが挙げられる。
Ａｒ２’の置換もしくは無置換のヘテロアリール基の例としては、前記Ａｒ１’と同様のものが挙げられる。
Ａｒ２’の置換もしくは無置換のアルキル基の例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｓ−ブチル基、イソブチル基、ｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基、ｎ−ヘプチル基、ｎ−オクチル基、ヒドロキシメチル基、１−ヒドロキシエチル基、２−ヒドロキシエチル基、２−ヒドロキシイソブチル基、１，２−ジヒドロキシエチル基、１，３−ジヒドロキシイソプロピル基、２，３−ジヒドロキシ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリヒドロキシプロピル基、クロロメチル基、１−クロロエチル基、２−クロロエチル基、２−クロロイソブチル基、１，２−ジクロロエチル基、１，３−ジクロロイソプロピル基、２，３−ジクロロ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリクロロプロピル基、ブロモメチル基、１−ブロモエチル基、２−ブロモエチル基、２−ブロモイソブチル基、１，２−ジブロモエチル基、１，３−ジブロモイソプロピル基、２，３−ジブロモ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリブロモプロピル基、ヨードメチル基、１−ヨードエチル基、２−ヨードエチル基、２−ヨードイソブチル基、１，２−ジヨードエチル基、１，３−ジヨードイソプロピル基、２，３−ジヨード−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリヨードプロピル基、アミノメチル基、１−アミノエチル基、２−アミノエチル基、２−アミノイソブチル基、１，２−ジアミノエチル基、１，３−ジアミノイソプロピル基、２，３−ジアミノ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリアミノプロピル基、シアノメチル基、１−シアノエチル基、２−シアノエチル基、２−シアノイソブチル基、１，２−ジシアノエチル基、１，３−ジシアノイソプロピル基、２，３−ジシアノ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリシアノプロピル基、ニトロメチル基、１−ニトロエチル基、２−ニトロエチル基、２−ニトロイソブチル基、１，２−ジニトロエチル基、１，３−ジニトロイソプロピル基、２，３−ジニトロ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリニトロプロピル基、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、４−メチルシクロヘキシル基、１−アダマンチル基、２−アダマンチル基、１−ノルボルニル基、２−ノルボルニル基等が挙げられ、、メチル基、エチル基、ｔ−ブチル基が好ましい。
Ａｒ２’の置換もしくは無置換のアルコキシ基は−ＯＹで表される基であり、Ｙの例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｓ−ブチル基、イソブチル基、ｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基、ｎ−ヘプチル基、ｎ−オクチル基、ヒドロキシメチル基、１−ヒドロキシエチル基、２−ヒドロキシエチル基、２−ヒドロキシイソブチル基、１，２−ジヒドロキシエチル基、１，３−ジヒドロキシイソプロピル基、２，３−ジヒドロキシ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリヒドロキシプロピル基、クロロメチル基、１−クロロエチル基、２−クロロエチル基、２−クロロイソブチル基、１，２−ジクロロエチル基、１，３−ジクロロイソプロピル基、２，３−ジクロロ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリクロロプロピル基、ブロモメチル基、１−ブロモエチル基、２−ブロモエチル基、２−ブロモイソブチル基、１，２−ジブロモエチル基、１，３−ジブロモイソプロピル基、２，３−ジブロモ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリブロモプロピル基、ヨードメチル基、１−ヨードエチル基、２−ヨードエチル基、２−ヨードイソブチル基、１，２−ジヨードエチル基、１，３−ジヨードイソプロピル基、２，３−ジヨード−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリヨードプロピル基、アミノメチル基、１−アミノエチル基、２−アミノエチル基、２−アミノイソブチル基、１，２−ジアミノエチル基、１，３−ジアミノイソプロピル基、２，３−ジアミノ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリアミノプロピル基、シアノメチル基、１−シアノエチル基、２−シアノエチル基、２−シアノイソブチル基、１，２−ジシアノエチル基、１，３−ジシアノイソプロピル基、２，３−ジシアノ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリシアノプロピル基、ニトロメチル基、１−ニトロエチル基、２−ニトロエチル基、２−ニトロイソブチル基、１，２−ジニトロエチル基、１，３−ジニトロイソプロピル基、２，３−ジニトロ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリニトロプロピル基等が挙げられ、、メチル基、エチル基、ｔ−ブチル基が好ましい。
ただし、一般式（Ｃ）において、Ａｒ１’及びＡｒ２’のいずれか一方は、置換もしくは無置換の核炭素数１０〜６０の縮合環基、又は置換もしくは無置換の核炭素数３〜６０のモノヘテロ縮合環基である。
一般式（Ｃ）のＬ１及びＬ２は、それぞれ独立に、単結合、置換もしくは無置換の核炭素数６〜６０（好ましくは核炭素数６〜４０）のアリーレン基、置換もしくは無置換の核炭素数３〜６０（好ましくは核炭素数３〜４０）のヘテロアリーレン基、又は置換もしくは無置換のフルオレニレン基である。
Ｌ１及びＬ２の置換もしくは無置換のアリーレン基の例としては、前記Ａｒ１’と同様のアリール基からさらに水素原子を除き２価の基としたものが挙げられる。
Ｌ１及びＬ２の置換もしくは無置換のヘテロアリーレン基の例としては、前記Ａｒ１’と同様のヘテロアリール基からさらに水素原子を除き２価の基としたものが挙げられる。
また、一般式（Ｃ）において、Ｌ１及び／又はＬ２が、
からなる群から選ばれる基であると好ましい。
さらに、一般式（Ｃ）において、前記Ａｒ１’が、下記一般式（ａ）〜（ｊ）で表される基であると好ましい。
（式中、式中、Ｒ１〜Ｒ９２は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の核炭素数６〜４０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の核炭素数１２〜８０のジアリールアミノ基、置換もしくは無置換の核炭素数６〜４０のアリール基、置換もしくは無置換の核炭素数３〜４０のヘテロアリール基、又は置換もしくは無置換の核炭素数１８〜１２０のジアリールアミノアリール基、Ｌ３が、単結合及び
からなる群から選ばれる基である。）
一般式（Ｃ）のＲ’’は、水素原子、置換もしくは無置換の核炭素数６〜６０のアリール基、置換もしくは無置換の核炭素数３〜６０のヘテロアリール基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルキル基、又は置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルコキシ基である。
Ｒ’’の置換もしくは無置換のアリール基の例としては、前記Ａｒ１’と同様のものが挙げられる。
Ｒ’’の置換もしくは無置換のヘテロアリール基の例としては、前記Ａｒ１’と同様のものが挙げられる。
Ｒ’’の置換もしくは無置換のアルキル基の例としては、前記Ａｒ２’と同様のものが挙げられる。
Ｒ’’の置換もしくは無置換のアルコキシ基の例としては、前記Ａｒ２’と同様のものが挙げられる。
一般式（Ｃ）で表される化合物の具体例としては、以下の例示化合物等が挙げられるがこれら例示化合物に限定されるものではない。
また、一般式（Ｃ）で表される含窒素環化合物は置換基を有していてもよく、置換基として好ましくはアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、芳香族炭化水素基、アミノ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アシルオキシ基、アシルアミノ基、アルコキシカルボニルアミノ基、アリールオキシカルボニルアミノ基、スルホニルアミノ基、スルファモイル基、カルバモイル基、アルキルチオ基、アリールチオ基、スルホニル基、ハロゲン原子、シアノ基、芳香族複素環基であり、より好ましくはアルキル基、アリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、ハロゲン原子、シアノ基、芳香族複素環基であり、さらに好ましくはアルキル基、アリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、芳香族複素環基であり、特に好ましくはアルキル基、アリール基、アルコキシ基、芳香族複素環基である。
これらの含窒素環化合物は、エネルギーギャップが小さいので陰極からの電子注入性に優れ、電子輸送に対する耐久性も高く、長寿命の素子を与えることができる。
本発明においては、還元性ドーパントが、前記電子注入層に添加されているか、又は陰極と該陰極と接合する層との界面領域に添加されていると好ましく、還元性ドーパントの仕事関数が、２．９ｅＶ以下であると好ましい。この電子注入効率を上昇させる化合物と定義され。該還元性ドーパントは、含有される電子注入層又は界面領域の少なくとも一部を還元しアニオン化する。
界面領域への還元性ドーパントの添加形態としては、層状又は島状に形成すると好ましい。
この還元性ドーパントとしては、アルカリ金属、アルカリ金属錯体、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属、アルカリ土類金属錯体、アルカリ土類金属化合物、希土類金属、希土類金属錯体、希土類金属化合物から選ばれた少なくとも一種類を用いると好ましい。前記アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物、及び希土類金属化合物としては、それぞれの酸化物やハロゲン化物が挙げられる。
前記アルカリ金属としては、Ｎａ（仕事関数：２．３６ｅＶ）、Ｋ（仕事関数：２．２８ｅＶ）、Ｒｂ（仕事関数：２．１６ｅＶ）、Ｃｓ（仕事関数：１．９５ｅＶ）等が挙げられ、仕事関数が２．９ｅＶ以下のものが特に好ましい。これらのうち好ましくはＫ、Ｒｂ、Ｃｓ、さらに好ましくはＲｂ又はＣｓであり、最も好ましくはＣｓである。
前記アルカリ土類金属としては、Ｃａ（仕事関数：２．９ｅＶ）、Ｓｒ（仕事関数：２．０〜２．５ｅＶ）、Ｂａ（仕事関数：２．５２ｅＶ）等が挙げられ、仕事関数が２．９ｅＶ以下のものが特に好ましい。
前記、希土類金属としては、Ｓｃ、Ｙ、Ｃｅ、Ｔｂ、Ｙｂ等が挙げられ、仕事関数が２．９ｅＶ以下のものが特に好ましい。
以上の金属のうち好ましい金属は、特に還元能力が高く、電子注入域への比較的少量の添加により、有機ＥＬ素子における発光輝度の向上や長寿命化が可能である。
前記アルカリ金属化合物としては、Ｌｉ２Ｏ、Ｃｓ２Ｏ、Ｋ２Ｏ等のアルカリ酸化物、ＬｉＦ、ＮａＦ、ＣｓＦ、ＫＦ等のアルカリハロゲン化物等が挙げられ、ＬｉＦ、Ｌｉ２Ｏ、ＮａＦのアルカリ酸化物又はアルカリフッ化物が好ましい。
前記アルカリ土類金属化合物としては、ＢａＯ、ＳｒＯ、ＣａＯ及びこれらを混合したＢａｘＳｒ１−ｘＯ（０＜ｘ＜１）や、ＢａｘＣａ１−ｘＯ（０＜ｘ＜１）等が挙げられ、ＢａＯ、ＳｒＯ、ＣａＯが好ましい。
前記希土類金属化合物としては、ＹｂＦ３、ＳｃＦ３、ＳｃＯ３、Ｙ２Ｏ３、Ｃｅ２Ｏ３、ＧｄＦ３、ＴｂＦ３等が挙げられ、ＹｂＦ３、ＳｃＦ３、ＴｂＦ３が好ましい。
前記アルカリ金属錯体、アルカリ土類金属錯体、希土類金属錯体としては、それぞれ金属イオンとしてアルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオン、希土類金属イオンの少なくとも一つ含有するものであれば特に限定はない。また、配位子にはキノリノール、ベンゾキノリノール、アクリジノール、フェナントリジノール、ヒドロキシフェニルオキサゾール、ヒドロキシフェニルチアゾール、ヒドロキシジアリールオキサジアゾール、ヒドロキシジアリールチアジアゾール、ヒドロキシフェニルピリジン、ヒドロキシフェニルベンゾイミダゾール、ヒドロキシベンゾトリアゾール、ヒドロキシフルボラン、ビピリジル、フェナントロリン、フタロシアニン、ポルフィリン、シクロペンタジエン、β−ジケトン類、アゾメチン類、及びそれらの誘導体などが好ましいが、これらに限定されるものではない。
形成方法としては、抵抗加熱蒸着法により還元性ドーパントを蒸着しながら、界面領域を形成する発光材料や電子注入材料である有機物を同時に蒸着させ、有機物中に還元ドーパントを分散する方法が好ましい。分散濃度としてはモル比で有機物：還元性ドーパント＝１００：１〜１：１００、好ましくは５：１〜１：５である。
還元性ドーパントを層状に形成する場合は、界面の有機層である発光材料や電子注入材料を層状に形成した後に、還元ドーパントを単独で抵抗加熱蒸着法により蒸着し、好ましくは層の厚み０．１〜１５ｎｍで形成する。
還元性ドーパントを島状に形成する場合は、界面の有機層である発光材料や電子注入材料を島状に形成した後に、還元ドーパントを単独で抵抗加熱蒸着法により蒸着し、好ましくは島の厚み０．０５〜１ｎｍで形成する。
また、本発明の有機ＥＬ素子の電子注入層における、主成分と還元性ドーパントの割合としては、モル比で主成分：還元性ドーパント＝５：１〜１：５であると好ましく、２：１〜１：２であるとさらに好ましい。
本発明の有機ＥＬ素子において、陰極と陽極間に、燐光性の発光材料が添加されている正孔輸送層を有すると好ましい。この正孔輸送層に用いる正孔輸送材料は、その三重項エネルギーが、前記発光層中の燐光性の発光材料の励起エネルギーより大きいと好ましい。
また、従来用いられてきた下記ＴＰＤやＮＰＤ
は、三重項エネルギーがそれぞ２．４６ｅＶ，２．５１ｅＶであり、これに対し、本発明で用いる発光層中の燐光性の発光材料は、例えば前記した（Ｋ−１０）の三重項エネルギーは２．５５ｅＶであるので、発光層の励起状態を失活してしまう。すなわち、正孔輸送材料の三重項エネルギーが２．５５ｅＶより大きいものが失活程度が小さく発光効率が高くなる。
本発明で用いる三重項エネルギーが２．５５ｅＶより大きい正孔輸送材料の具体例としては、以下に示す一般式（１０）、（１２）、（１４）〜（１７）及び（１９）のものが好ましく、それらは縮合芳香族環を有しないことが好ましい。
［式中、ｎは０〜３の整数であり、Ｒ１〜Ｒ３は、それぞれ置換もしくは無置換の炭素数１〜３０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜３０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の核炭素数６〜３０のアリール基、置換もしくは無置換の核炭素数６〜３０のアリールアルキル基である。Ｂは、シクロヘキシレン、アダマンチルなどの脂肪族環残基であるが、好ましくは下記一般式（１１）で示される脂肪族環残基を表す。
（式中、Ｙは、置換もしくは未置換のアルキル基又は置換もしくは無置換のアリール基である。ｎは２〜７の整数、ｍは０〜２の整数を表す。）］
［式中、Ａは下記一般式（１３）で表されるジアミン誘導体残基、Ｂはアダマンチル脂肪族環状基であり、好ましくは前記一般式（１１）で示される脂肪族環残基をそれぞれ表す。］
［（式中、Ｒ１〜Ｒ９は、水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のアルコキシ基、置換もしくは無置換のチオアルコキシ基、シアノ基、アミノ基、モノ又はジ置換アミノ基、水酸基、メルカプト基、置換もしくは無置換のアリールオキシ基、置換もしくは無置換のアリールチオ基、置換もしくは無置換の芳香族環基、置換もしくは無置換の複素環基を表し（ただし、Ｒ１〜Ｒ３、Ｒ４〜Ｒ６及びＲ７〜Ｒ９のうち少なくとも１個は水素原子ではない。また、隣接した置換基同士で置換もしくは無置換の脂肪族式環、置換もしくは無置換の炭素環式芳香族環、置換もしくは無置換の複素環式芳香族環基、置換もしくは無置換の複素環を形成しても良い。）、Ｘはフェニル、ビフェニルイル、又はターフェニルイルである。］
（Ａｒ６〜Ａｒ９は、それぞれ無置換又はアルキル基，アルコキシ基で置換された炭素数６〜１８の芳香族基を表し、互いに同一でも異なっていてもよいが、Ａｒ６〜Ａｒ９のうち少なくとも一つはビフェニル又はターフェニル基であることが好ましく、Ｘは単結合、フェニレン、ビフェニルイル、Ｎ−アルキル又はＮ−アリールカルバゾールからなる２価の基である。）
（式中、Ａｒ１、Ａｒ２は置換もしくは無置換の核炭素数６〜１８のアリール基であり、Ｒは、置換もしくは無置換の炭素数１〜３０のアルキル基、置換もしくは無置換のアルコキシ基または核炭素数６〜１８のアリール基である。Ｘは単結合、アルキレン、−Ｏ−又は−Ｓ−で表される連結基を示し、Ｘはあってもなくてもよい。）で表されるジアミン化合物。
（式中、Ａｒ１は置換もしくは無置換の核炭素数６〜１８のアリール基、Ａｒ２〜Ａｒ５は、それぞれ置換もしくは無置換の核炭素数６〜１８のアリーレン基を示し、Ｘ１は、単結合，−Ｏ−、−Ｓ−、アルキレンである連結基を示し、これらの連結基はあってもなくてもよく、Ｘ２及びＸ３は、それぞれ単結合、−Ｏ−、−Ｓ−、アルキレン基を表し、それらは同一でも異なっていてもよい。〕で表されるトリアミン化合物。
（式中、Ｒ１〜Ｒ１２は、それぞれ、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アラルキル基、アルケニル基、シアノ基、アミノ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、カルボキシル基、アルコキシ基、アルキルアミノ基、アラルキルアミノ基、ハロアルキル基、水酸基、アリールオキシ基、置換もしくは無置換の芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基を表し、Ｒ１とＲ２、Ｒ３とＲ４、Ｒ５とＲ６、Ｒ７とＲ８、Ｒ９とＲ１０、Ｒ１１とＲ１２は、それぞれ隣接する置換基同士で環を形成してもよい。
Ｘは以下に示す３価の連結基を表し、
Ａｒ１は、置換もしくは無置換の芳香族炭化水素環基、芳香族複素環基、又は、以下に示す一般式（１８）で表される基である。
（式中、Ｒ１３〜Ｒ１８は、それぞれ、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アラルキル基、アルケニル基、シアノ基、置換もしくは無置換のアミノ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、カルボキシル基、アルコキシ基、アルキルアミノ基、アラルキルアミノ基、ハロアルキル基、水酸基、アリールオキシ基、置換もしくは無置換の芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基を表わし、Ｒ１３とＲ１４、Ｒ１５とＲ１６、Ｒ１７とＲ１８は、それぞれ隣接する置換基同士で環を形成してもよい。）
（式中、Ｒは、アルキル基、アラルキル基、置換もしくは無置換のアミノ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、カルボキシル基、アルコキシ基、アルキルアミノ基、アラルキルアミノ基、ハロアルキル基、水酸基、アリールオキシ基、置換もしくは無置換の芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基である。）
本発明の有機ＥＬ素子の素子構成としては、陽極／発光層／電子注入層／陰極、陽極／正孔注入層／発光層／電子注入層／陰極、陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子注入層／陰極、陽極／絶縁層／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子注入層／陰極等の構造が挙げられる。
本発明の有機ＥＬ素子は、電子注入層と陰極との間に絶縁体や半導体で構成される無機化合物層や電子輸送層を設けてもよい。これらの層は、電流のリークを有効に防止して、電子注入性を向上させることができる。
このような絶縁体としては、アルカリ金属カルコゲナイド、アルカリ土類金属カルコゲナイド、アルカリ金属のハロゲン化物及びアルカリ土類金属のハロゲン化物からなる群から選択される少なくとも一つの金属化合物を使用するのが好ましい。電子輸送層がこれらのアルカリ金属カルコゲナイド等で構成されていれば、電子注入性をさらに向上させることができる点で好ましい。具体的に、好ましいアルカリ金属カルコゲナイドとしては、例えば、Ｌｉ２Ｏ、ＬｉＯ、Ｎａ２Ｓ、Ｎａ２Ｓｅ、ＮａＯ等が挙げられ、好ましいアルカリ土類金属カルコゲナイドとしては、例えば、ＣａＯ、ＢａＯ、ＳｒＯ、ＢｅＯ、ＢａＳ、ＣａＳｅが挙げられる。また、好ましいアルカリ金属のハロゲン化物としては、例えば、ＬｉＦ、ＮａＦ、ＫＦ、ＬｉＣｌ、ＫＣｌ、ＮａＣｌ等が挙げられる。また、好ましいアルカリ土類金属のハロゲン化物としては、例えば、ＣａＦ２、ＢａＦ２、ＳｒＦ２、ＭｇＦ２、ＢｅＦ２等のフッ化物や、フッ化物以外のハロゲン化物が挙げられる。
電子輸送層を構成する半導体としては、Ｂａ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｙｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｃｄ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｔａ、Ｓｂ及びＺｎの少なくとも一つの元素を含む酸化物、窒化物又は酸化窒化物等の一種単独又は二種以上の組み合わせが挙げられる。また、電子輸送層を構成する無機化合物が、微結晶又は非晶質の絶縁性薄膜であることが好ましい。電子輸送層がこれらの絶縁性薄膜で構成されていれば、より均質な薄膜が形成されるために、ダークスポット等の画素欠陥を減少させることができる。なお、このような無機化合物としては、上述したアルカリ金属カルコゲナイド、アルカリ土類金属カルコゲナイド、アルカリ金属のハロゲン化物及びアルカリ土類金属のハロゲン化物等が挙げられる。
正孔注入・輸送層は、発光層への正孔注入を助け、発光領域まで輸送する層であって、正孔移動度が大きく、イオン化エネルギーが通常５．５ｅＶ以下と小さい。このような正孔注入・輸送層としてはより低い電界強度で正孔を発光層に輸送する材料が好ましく、さらに正孔の移動度が、例えば１０４〜１０６Ｖ／ｃｍの電界印加時に、１０−６ｃｍ２／Ｖ・秒以上であるものが好ましく、１０−５ｃｍ２／Ｖ・秒以上であるものがさらに好ましい。
さらに、有機ＥＬ素子の陽極は、正孔を正孔輸送層又は発光層に注入する役割を担うものであり、４．５ｅＶ以上の仕事関数を有すると効果的である。本発明に用いられる陽極材料の具体例としては、酸化インジウム錫合金（ＩＴＯ）、酸化錫（ＮＥＳＡ）、金、銀、白金、銅等が挙げられる。また、陰極としては、電子輸送層又は発光層に電子を注入するために、仕事関数の小さい材料が好ましい。陰極の材料は特に限定されないが、具体的にはインジウム、アルミニウム、マグネシウム、マグネシウム−インジウム合金、マグネシウム−アルミニウム合金、アルミニウム−リチウム合金、アルミニウム−スカンジウム−リチウム合金、マグネシウム−銀合金等が挙げられる。
本発明の有機ＥＬ素子における各層の形成方法は特に限定されず、従来公知の真空蒸着法、スピンコーティング法等による形成方法を用いることができる。本発明の有機ＥＬ素子に用いる有機薄膜層は、真空蒸着法、分子線蒸着法（ＭＢＥ法）あるいは溶媒に解かした溶液のディッピング法、スピンコーティング法、キャスティング法、バーコート法、ロールコート法等の塗布法による公知の方法で形成することができる。
本発明の有機ＥＬ素子における各有機薄膜層の膜厚は特に制限されないが、一般に膜厚が薄すぎるとピンホール等の欠陥が生じやすく、逆に厚すぎると高い印加電圧が必要となり効率が悪くなるため、通常は数ｎｍから１μｍの範囲が好ましい。
次に、実施例を用いて本発明をさらに詳しく説明すが、本発明はこれらに限定されるものではない。
なお、化合物の三重項エネルギー、一重項エネルギー及びイオン化ポテンシャルは、以下のようにして測定した。
（１）三重項エネルギーの測定
最低励起三重項エネルギー準位Ｔ１を測定した。すなわち、試料の燐光スペクトルを測定し（１０μｍｏｌ／リットル ＥＰＡ（ジエチルエーテル：イソペンタン：エタノール＝５：５：２容積比）溶液、７７Ｋ、石英セル、ＳＰＥＸ社ＦＬＵＯＲＯＬＯＧＩＩ）、燐光スペクトルの短波長側の立ち上がりに対して接線を引き横軸との交点である波長（発光端）を求めた。この波長をエネルギー値に換算した。
（２）一重項エネルギー（エネルギーギャップ）の測定
励起一重項エネルギーの値を測定した。すなわち、試料のトルエン溶液（１０−５モル／リットル）を用い日立社製紫外可視吸光計を用い吸収スペクトルを測定した。スペクトルの長波長側の立ち上りに対し接線を引き横軸との交点である波長（吸収端）を求めた。この波長をエネルギー値に換算した。
（３）イオン化ポテンシャルの測定
理研計器社製、大気下光電子分光装置ＡＣ−１にて材料粉末を用い測定した。
【実施例１】
２５ｍｍ×７５ｍｍ×１．１ｍｍ厚のＩＴＯ透明電極付きガラス基板（ジオマティック社製）をイソプロピルアルコール中で超音波洗浄を５分間行なった後、ＵＶオゾン洗浄を３０分間行なった。洗浄後の透明電極付きガラス基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに装着し、まず透明電極が形成されている側の面上に前記透明電極を覆うようにして膜厚１０ｎｍの銅フタロシアニン膜（以下「ＣｕＰｃ膜」と略記する。）を成膜した。このＣｕＰｃ膜は、正孔注入層として機能する。ＣｕＰｃ膜上に膜厚３０ｎｍの下記ＴＰＡＣを成膜した。このＴＰＡＣ膜は正孔輸送層として機能する。さらに、ＴＰＡＣ膜上に膜厚３０ｎｍの下記化合物ＰＢ１０２を蒸着し発光層を成膜した。同時に燐光性のＩｒ金属錯体として前記（Ｋ−３）を添加した。（Ｋ−３）の濃度は発光層中７重量％である。この膜は、発光層として機能する。この膜上に膜厚２０ｎｍのトリス（８−キノリノール）Ａｌ錯体（以下、Ａｌｑという）を設けた。このＡｌｑ膜は、電子注入層として機能する。この後、還元性ドーパントであるＬｉ（Ｌｉ源：サエスゲッター社製）とＡｌｑとを、モル比でＡｌｑ：Ｌｉ＝１：１で二元蒸着させ、陰極側の電子注入層としてＡｌｑ：Ｌｉ膜を１０ｎｍ形成した。このＡｌｑ：Ｌｉ膜上に金属Ａｌを蒸着させ金属陰極を形成し有機ＥＬ素子を作製した。
発光層中のホスト材料の種類、イオン化ポテンシャル、エネルギーギャップ（一重項エネルギー）及び三重項エネルギー、発光層中の燐光性の発光材料（金属錯体）の種類及び三重項エネルギー、電子注入層中の電子輸送材料の種類、エネルギーギャップ及び三重項エネルギーの値、並びに正孔輸送層の材料を表１に示す。
また、得られた素子について、特性を評価したところ、直流電圧６．６Ｖで発光輝度８９ｃｄ／ｍ２、発光効率１５．０ｃｄ／Ａの青緑色発光が得られた。また、ＥＬスペクトルを計測したところ発光ピーク波長は４７７ｎｍであり、Ｉｒ金属錯体から発光が生じていることが示された。これらの結果を表１に示す。なお、後述するように電子注入層に用いたＡｌｑのエネルギーギャップは発光層のホスト材料及びＩｒ錯体のエネルギーギャップより小さく、電子注入層に用いるＡｌｑの三重項エネルギーは、発光層のホスト化合物及び三重項エネルギーより小さいにもかかわらず、低電圧で高効率な青緑色発光が得られた。
比較例１（正孔輸送性発光層と正孔阻止層を用いた比較例）
２５ｍｍ×７５ｍｍ×１．１ｍｍ厚のＩＴＯ透明電極付きガラス基板（ジオマティック社製）をイソプロピルアルコール中で超音波洗浄を５分間行なった後、ＵＶオゾン洗浄を３０分間行なった。洗浄後の透明電極付きガラス基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに装着し、まず透明電極が形成されている側の面上に前記透明電極を覆うようにして膜厚１０ｎｍの銅フタロシアニン膜（以下「ＣｕＰｃ膜」と略記する。）を成膜した。このＣｕＰｃ膜は、正孔注入層として機能する。ＣｕＰｃ膜の成膜に続けて、この膜上に膜厚３０ｎｍの前記ＮＰＤを成膜した。このＮＰＤ膜は正孔輸送層として機能する。さらに、ＮＰＤ膜の成膜に続けて膜上に膜厚３０ｎｍの正孔輸送性の下記ＣＢＰをホスト材料として蒸着し発光層を成膜した。同時に燐光性のＩｒ金属錯体として前記（Ｋ−３）を添加した。（Ｋ−３）の濃度は発光層中７重量％であった。この膜は、発光層として機能する。この膜上に膜厚１０ｎｍの（１，１’−ビスフェニル）−４−オラート）ビス（２−メチル−８−キノリノラート）アルミニウム（以下、ＢＡｌｑという）を設けた。このＢＡｌｑ膜は正孔阻止層として機能する。この後、還元性ドーパントであるＬｉ（Ｌｉ源：サエスゲッター社製）とＡｌｑとを、モル比でＡｌｑ：Ｌｉ＝１：１で二元蒸着させ、陰極側の電子注入層としてＡｌｑ：Ｌｉ膜を１０ｎｍ形成した。このＡｌｑ：Ｌｉ膜上に金属Ａｌを蒸着させ金属陰極を形成し有機ＥＬ素子を作製した。
発光層中のホスト材料の種類、イオン化ポテンシャル、エネルギーギャップ（一重項エネルギー）及び三重項エネルギー、発光層中の燐光性の発光材料（金属錯体）の種類及び三重項エネルギー、電子注入層中の電子輸送材料の種類、エネルギーギャップ及び三重項エネルギーの値、並びに正孔輸送層の材料を表１に示す。
また、得られた素子について、特性を評価したところ、直流電圧７．２Ｖで発光輝度９８ｃｄ／ｍ２、発光効率３．２ｃｄ／Ａの青緑色発光が得られたが、実施例に比較して非常に低い発光効率であった。これは、発光層に正孔輸送性の化合物をホスト材料として用いたため、発光層の励起状態が失活し、消光しているためである。これらの結果を表１に示す。
比較例２（正孔輸送性発光層を用いた比較例）
実施例１において、発光層のホスト材料として、化合物ＰＢ１０２の代わりに正孔輸送性の前記ＣＢＰを用いたこと以外は同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
発光層中のホスト材料の種類、イオン化ポテンシャル、エネルギーギャップ（一重項エネルギー）及び三重項エネルギー、発光層中の燐光性の発光材料（金属錯体）の種類及び三重項エネルギー、電子注入層中の電子輸送材料の種類、エネルギーギャップ及び三重項エネルギーの値、並びに正孔輸送層の材料を表１に示す。
また、得られた素子について、特性を評価したところ、直流電圧６．８Ｖで発光輝度１．２ｃｄ／ｍ２、発光効率０．３ｃｄ／Ａの青緑色発光しか得られず、発光効率が非常に低かった。これは、発光層に正孔輸送性の化合物をポスト材料として用いたため、発光層の励起状態が失活し、消光しているためである。また、比較例１と比較して、ある程度の発光効率を得るためには、正孔阻止層が必要であることも判明した。これらの結果を表１に示す。
【実施例２】
実施例１において、発光層のホスト材料として、化合物ＰＢ１０２の代わりに電子輸送性の下記ＰＢ１１５を用いたこと以外は同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
発光層中のホスト材料の種類、イオン化ポテンシャル、エネルギーギャップ（一重項エネルギー）及び三重項エネルギー、発光層中の燐光性の発光材料（金属錯体）の種類及び三重項エネルギー、電子注入層中の電子輸送材料の種類、エネルギーギャップ及び三重項エネルギーの値、並びに正孔輸送層の材料を表１に示す。
また、得られた素子について、特性を評価したところ、直流電圧６．５Ｖで発光輝度１０２ｃｄ／ｍ２、発光効率１４．８ｃｄ／Ａの青緑色発光という極めて高い効率が得られた。これらの結果を表１に示す。
【実施例３】
実施例１において、電子注入層を形成するＡｌｑ及びＡｌｑ：Ｌｉの代わりに前記ＢＡｌｑを用い、ＢＡｌｑの陰極側２０ｎｍにはＬｉを添加したこと以外は同様にして有機ＥＬ素子を作製した。この場合、発光層は電子注入層に直接接合し、さらにＢＡｌｑ層に陰極が接合している。
発光層中のホスト材料の種類、イオン化ポテンシャル、エネルギーギャップ（一重項エネルギー）及び三重項エネルギー、発光層中の燐光性の発光材料（金属錯体）の種類及び三重項エネルギー、電子注入層中の電子輸送材料の種類、エネルギーギャップ及び三重項エネルギーの値、並びに正孔輸送層の材料を表１に示す。
また、得られた素子について、特性を評価したところ、直流電圧７．８Ｖで発光輝度９３ｃｄ／ｍ２、発光効率１２．３ｃｄ／Ａの青緑色発光という極めて高い効率が得られた。これらの結果を表１に示す。
【実施例４】
２５ｍｍ×７５ｍｍ×１．１ｍｍ厚のＩＴＯ透明電極付きガラス基板（ジオマティック社製）をイソプロピルアルコール中で超音波洗浄を５分間行なった後、ＵＶオゾン洗浄を３０分間行なった。洗浄後の透明電極付きガラス基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに装着し、まず透明電極が形成されている側の面上に前記透明電極を覆うようにして膜厚５０ｎｍの前記ＮＰＤを成膜した。このＮＰＤ膜は正孔輸送層として機能する。さらに、ＮＰＤ膜上に膜厚３０ｎｍの電子輸送性の前記ＰＢ１１５をホスト材料として蒸着し発光層を成膜した。同時に燐光性のＩｒ金属錯体として前記（Ｋ−１０）を添加した。（Ｋ−１０）の濃度は発光層中５重量％である。この膜は、発光層として機能する。この膜上に膜厚１０ｎｍのＡｌｑを電子注入層として蒸着した。この後、還元性ドーパントであるＬｉ（Ｌｉ源：サエスゲッター社製）とＡｌｑとを、モル比でＡｌｑ：Ｌｉ＝１：１で二元蒸着させ、陰極側の電子注入層としてＡｌｑ：Ｌｉ膜を３０ｎｍ形成した。このＡｌｑ：Ｌｉ膜上に金属Ａｌを蒸着させ金属陰極を形成し有機ＥＬ素子を作製した。
発光層中のホスト材料の種類、イオン化ポテンシャル、エネルギーギャップ（一重項エネルギー）及び三重項エネルギー、発光層中の燐光性の発光材料（金属錯体）の種類及び三重項エネルギー、電子注入層中の電子輸送材料の種類、エネルギーギャップ及び三重項エネルギーの値、並びに正孔輸送層の材料を表１に示す。
また、得られた素子について、特性を評価したところ、直流電圧４．５Ｖで発光輝度６２０ｃｄ／ｍ２、発光効率３２．５ｃｄ／Ａの緑色発光が得られた。これらの結果を表１に示す。
比較例３（正孔輸送性発光層を用いた比較例）
実施例４において、発光層のホスト材料として、化合物ＰＢ１１５の代わりに正孔輸送性の前記ＣＢＰを用いたこと以外は同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
発光層中のホスト材料の種類、イオン化ポテンシャル、エネルギーギャップ（一重項エネルギー）及び三重項エネルギー、発光層中の燐光性の発光材料（金属錯体）の種類及び三重項エネルギー、電子注入層中の電子輸送材料の種類、エネルギーギャップ及び三重項エネルギーの値、並びに正孔輸送層の材料を表１に示す。
また、得られた素子について、特性を評価したところ、直流電圧５．１Ｖで発光輝度１０１ｃｄ／ｍ２、発光効率５．７ｃｄ／Ａの緑色発光しか得られず、発光効率が低かった。これは、発光層に正孔輸送性の化合物をホスト材料として用いたため、発光層の励起状態が失活し、消光しているためである。これらの結果を表１に示す。
比較例４（イオン化ポテンシャルが５．９ｅＶより大きいホスト材料を含む電子輸送性発光層を用いた比較例）
実施例４において、発光層のホスト材料として、化合物ＰＢ１１５の代わりに電子輸送性の下記ＢＣＰを用いたこと以外は同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
発光層中のホスト材料の種類、イオン化ポテンシャル、エネルギーギャップ（一重項エネルギー）及び三重項エネルギー、発光層中の燐光性の発光材料（金属錯体）の種類及び三重項エネルギー、電子注入層中の電子輸送材料の種類、エネルギーギャップ及び三重項エネルギーの値、並びに正孔輸送層の材料を表１に示す。
また、得られた素子について、特性を評価したところ、直流電圧６．２Ｖで発光輝度３２０ｃｄ／ｍ２、発光効率３０．２ｃｄ／Ａの緑色発光が得られ、発光層の消光は免れている。しかし、実施例４の有機ＥＬ素子と同程度の発光効率を得るために、１．７Ｖ高い電圧が必要であった。これは、ＢＣＰのイオン化ポテンシャルが高いため、正孔が注入できないためである。これらの結果を表１に示す。
【実施例５】
実施例２において、正孔輸送層の材料として、ＴＰＡＣの代わりに下記ＴＣＴＡを用い、燐光性のＩｒ金属錯体として（Ｋ−３）を添加したかわりに前記（Ｋ−２３）を用い、電子注入層中の電子輸送材料としてＡｌｑの代わりに前記（Ａ−７）を用いた以外は同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
発光層中のホスト材料の種類、イオン化ポテンシャル、エネルギーギャップ（一重項エネルギー）及び三重項エネルギー、発光層中の燐光性の発光材料（金属錯体）の種類及び三重項エネルギー、電子注入層中の電子輸送材料の種類、エネルギーギャップ及び三重項エネルギーの値、並びに正孔輸送層の材料を表１に示す。
また、得られた素子について、特性を評価したところ、直流電圧６．０Ｖで発光輝度１０４ｃｄ／ｍ２、発光効率２０．８ｃｄ／Ａの青緑色発光という極めて高い効率が得られた。これらの結果を表１に示す。
【実施例６】
実施例５において、電子注入層中の電子輸送材料として（Ａ−７）の代わりに前記（Ｃ−１５）を用いた以外は同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
発光層中のホスト材料の種類、イオン化ポテンシャル、エネルギーギャップ（一重項エネルギー）及び三重項エネルギー、発光層中の燐光性の発光材料（金属錯体）の種類及び三重項エネルギー、電子注入層中の電子輸送材料の種類、エネルギーギャップ及び三重項エネルギーの値、並びに正孔輸送層の材料を表１に示す。
また、得られた素子について、特性を評価したところ、直流電圧６．１Ｖで発光輝度１０５ｃｄ／ｍ２、発光効率２３．１ｃｄ／Ａの青緑色発光という極めて高い効率が得られた。これらの結果を表１に示す。
比較例５（正孔輸送性発光層を用いた比較例）
実施例５において、発光層のホスト材料として、化合物ＰＢ１１５の代わりに正孔輸送性の前記ＣＢＰを用いたこと以外は同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
発光層中のホスト材料の種類、イオン化ポテンシャル、エネルギーギャップ（一重項エネルギー）及び三重項エネルギー、発光層中の燐光性の発光材料（金属錯体）の種類及び三重項エネルギー、電子注入層中の電子輸送材料の種類、エネルギーギャップ及び三重項エネルギーの値、並びに正孔輸送層の材料を表１に示す。
また、得られた素子について、特性を評価したところ、直流電圧６．３Ｖで発光輝度１０２ｃｄ／ｍ２、発光効率９．２ｃｄ／Ａの青緑色発光しか得られず、実施例５に比べ著しく発光効率が低かった。これは、発光層に正孔輸送性の化合物をホスト材料として用いたため、発光層の励起状態が失活し、消光しているためである。これらの結果を表１に示す。
比較例６（イオン化ポテンシャルが５．９ｅＶより大きいホスト材料を含む電子輸送性発光層を用いた比較例）
実施例５において、発光層のホスト材料として、化合物ＰＢ１１５の代わりに電子輸送性の下記ＴＰＢＩ（２，２’，２’’−（１，３，５−フェニレン）トリス［１−フェニル−１Ｈ−ベンズイミダゾール］：特開平１０−１０６７４９号公報に合成法記載）を用いたこと以外は同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
発光層中のホスト材料の種類、イオン化ポテンシャル、エネルギーギャップ（一重項エネルギー）及び三重項エネルギー、発光層中の燐光性の発光材料（金属錯体）の種類及び三重項エネルギー、電子注入層中の電子輸送材料の種類、エネルギーギャップ及び三重項エネルギーの値、並びに正孔輸送層の材料を表１に示す。
また、得られた素子について、特性を評価したところ、直流電圧７．６Ｖで発光輝度１０２ｃｄ／ｍ２、発光効率１４．６ｃｄ／Ａの青緑色発光が得られ、発光層の消光は免れている。しかし、実施例５の有機ＥＬ素子と同程度の発光効率を得るために、１．６Ｖも高い電圧が必要であった。これは、ＴＰＢＩのイオン化ポテンシャルが高いため、正孔が注入されにくいためである。これらの結果を表１に示す。
表１に示したように、実施例１〜６の有機ＥＬ素子において、発光層中のホスト材料のエネルギーギャップは電子注入層中の電子輸送材料のエネルギーギャップより大きいのでエネルギー移動が生じ、励起状態が消光する可能性がある。また、発光層中のホスト材料の三重項エネルギー及び金属錯体の三重項エネルギーは、電子注入層中の電子輸送材料の三重項エネルギーより大きいのでエネルギー移動が生じ、励起状態が消光する可能性もある。しかし、電子輸送性の発光層を用いたことにより、高発光効率が可能になった。
また、実施例４と比較例４、及び実施例５と比較例６をそれぞれ比べると、発光層中のホスト材料のイオン化ポテンシャルが小さいので、低電圧駆動が可能になることが判明した。
これらに対し、比較例１〜３及び比較例５の素子は励起状態が消光していることを示し、発光効率が低い。
【産業上の利用可能性】
以上詳細に説明したように、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、素子を構成する発光層及び電子注入層が特定の条件を満たし、電子輸送性の発光層を用いているため、燐光性の発光を用い、発光効率が高い。このため、フルカラー用の有機エレクトロルミネッセンス素子として有用である。
【技術分野】
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子に関し、特に、燐光性の発光を利用し、低い駆動電圧で、発光効率が高い有機エレクトロルミネッセンス素子に関するものである。
【背景技術】
有機エレクトロルミネッセンス素子（以下エレクトロルミネッセンスをＥＬと略記することがある）は、電界を印加することより、陽極より注入された正孔と陰極より注入された電子の再結合エネルギーにより蛍光性物質が発光する原理を利用した自発光素子である。イーストマン・コダック社のＣ．Ｗ．Ｔａｎｇらによる積層型素子による低電圧駆動有機ＥＬ素子の報告（Ｃ．Ｗ．Ｔａｎｇ，Ｓ．Ａ．Ｖａｎｓｌｙｋｅ，アプライドフィジックスレターズ（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ），５１巻、９１３頁、１９８７年等）がなされて以来、有機材料を構成材料とする有機ＥＬ素子に関する研究が盛んに行われている。Ｔａｎｇらは、トリス（８−ヒドロキシキノリノールアルミニウム）を発光層に、トリフェニルジアミン誘導体を正孔輸送層に用いている。積層構造の利点としては、発光層への正孔の注入効率を高めること、陰極より注入された電子をブロックして再結合により生成する励起子の生成効率を高めること、発光層内で生成した励起子を閉じ込めること等が挙げられる。この例のように有機ＥＬ素子の素子構造としては、正孔輸送（注入）層、電子輸送発光層の２層型、又は正孔輸送（注入）層、発光層、電子輸送（注入）層の３層型等がよく知られている。こうした積層型構造素子では注入された正孔と電子の再結合効率を高めるため、素子構造や形成方法の工夫がなされている。
有機ＥＬ素子の発光材料としてはトリス（８−キノリノラート）アルミニウム錯体等のキレート錯体、クマリン誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、ビススチリルアリーレン誘導体、オキサジアゾール誘導体等の発光材料が知られており、それらからは青色から赤色までの可視領域の発光が得られることが報告されており、カラー表示素子の実現が期待されている（例えば、特開平８−２３９６５５号公報、特開平７−１３８５６１号公報等参照）。
また、近年、有機ＥＬ素子の発光層に、発光材料の他に有機リン光材料を利用することも提案されている（例えば、Ｄ．Ｆ．Ｏ’Ｂｒｉｅｎ ａｎｄ Ｍ．Ａ．Ｂａｌｄｏ ｅｔ ａｌ”Ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｅｎｅｒｇｙ ｔｒａｎｓｆｅｒｉｎ ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｓｐｈｏｒｅｓｃｅｎｔ ｄｅｖｉｃｅｓ”Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ ｌｅｔｔｅｒｓ Ｖｏｌ．７４ Ｎｏ．３，ｐｐ４４２−４４４，Ｊａｎｕａｒｙ １８，１９９９；Ｍ．Ａ．Ｂａｌｄｏ ｅｔ ａｌ”Ｖｅｒｙ ｈｉｇｈ−ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｇｒｅｅｎ ｏｒｇａｎｉｃ ｌｉｇｈｔ−ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅｓ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｓｐｈｏｒｅｓｃｅｎｃｅ”Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ ｌｅｔｔｅｒｓ Ｖｏｌ．７５ Ｎｏ．１，ｐｐ４−６，Ｊｕｌｙ ５，１９９９等参照）。
このように有機ＥＬ素子の発光層において、有機リン光材料の励起状態の一重項状態と三重項状態とを利用することにより、高い発光効率が達成されている。有機ＥＬ素子内で電子と正孔が再結合する際にはスピン多重度の違いから一重項励起子と三重項励起子とが１：３の割合で生成すると考えられているので、燐光性の発光材料を用いれば蛍光のみを使った素子の３〜４倍の発光効率の達成が考えられる。
このような有機ＥＬ素子においては、３重項の励起状態又は３重項の励起子が消光しないように順次、陽極、正孔輸送層、有機発光層、電子輸送層（正孔阻止層）、電子注入層、陰極のように層を積層する構成が用いられてきた（例えば、米国特許第６，０９７，１４７号明細書、国際特許公報ＷＯ０１／４１５１２号明細書参照）。この構成を有する有機ＥＬ素子には、以下のような特徴があった。
▲１▼電子注入層と発光層を接合すると、励起状態が消光するため、発光層よりエネルギーギャップが広いか又は発光層の三重項エネルギーより大きな三重項エネルギーを保有する正孔阻止層を用いた。
▲２▼正孔阻止層は有機発光層からの正孔の移動を制限し、正孔を発光層中に効率よく蓄積することによって、電子との再結合確率を向上させることが可能であった。
▲３▼正孔阻止層と陰極金属を直接接合すると寿命や効率などの性能が著しく低くなるため正孔阻止層と陰極の間にエネルギーギャップが正孔阻止層より小さい電子注入層を設ける必要があった。
しかしながら、これら従来の電子注入構成には問題があることが判明した。すなわち、正孔阻止層はエネルギーギャップが広く他層からの電荷注入輸送に対してはエネルギー障壁として働き抵抗が大きいため、駆動電圧が上昇した。さらに正孔阻止層に用いられる多くの化合物は、高い正孔阻止能を保有していたが劣化しやすく長寿命な素子を与えることができなかった。
また、従来の素子として、電子注入層と発光層を直接接合し、電子注入層を形成する電子輸送材料の三重項エネルギーを発光層を形成するホスト材料の三重項エネルギーより大きくするようにした素子も知られている（例えば、特開２００２−１００４７６号公報）。しかしながら、電子輸送材料の三重項エネルギーを大きくした素子は、消光を免れるものの一重項エネルギーが三重項エネルギーより一般的に０．３ｅＶ以上大きいため、結果として電子輸送材料のエネルギーギャップが極めて大きく３ｅＶ以上となる。このような場合、陰極からの電子注入のエネルギー障壁は極めて大きく駆動電圧の高電圧化が生じ、またエネルギー障壁が大きいと場合には、電流を注入しつづけると劣化が生じ易く、素子の寿命が短いなどの問題があった。
さらに、発光層のホスト材料を電子輸送材料で形成した素子も知られている。（例えば、国際特許公報ＷＯ０１／９３６４２号明細書）。しかしながら、この素子に用いられたホスト材料はイオン化ポテンシャル５．９ｅＶ以上であったため、ホスト材料に正孔を注入することができず、ホスト材料が正孔を輸送せず駆動電圧が高くなるという問題があった。
【発明の開示】
本発明は、前記の課題を解決するためになされたもので、燐光性の発光を用いた有機ＥＬ素子において、低い駆動電圧で、発光効率が高い有機ＥＬ素子を提供することを目的とする。
本発明者らは、前記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、第一の発明では、少なくとも燐光性の発光材料とホスト材料からなる発光層と陰極との間に、発光層と接合した電子注入層を設けて正孔阻止層は省略し、さらに、電子注入層中の電子輸送材料のエネルギーギャップを、発光層中のホスト材料のエネルギーギャップより小さくした。当業者の従来の理解では、このようにすることで、発光層で生じた励起状態が電子注入層により失活し、効率の極めて低い素子しか得られない。しかし、本発明ではさらに、発光層を電子輸送性とすることにより、電子と正孔が再結合する領域が電子注入層と発光層との界面から離れ失活が免れる。さらには、発光層中のホスト材料に良好に正孔が注入できるようにホスト材料のイオン化ポテンシャルを５．９ｅＶ以下としたことにより、従来の有機ＥＬ素子のように正孔阻止層を用いずに高効率な素子が得られ、さらに発光層中のホスト材料に正孔が注入でき輸送できるので駆動電圧を低下させることができ、劣化しやすい正孔阻止層を用いないので長寿命の素子を得ることができる。また、有機ＥＬ素子の構成が簡素になったため容易に作製可能となった。さらに、エネルギーギャップが発光層中のホスト材料のエネルギーギャップより小さい電子輸送材料を含有させたため、陰極からの電子注入が促進される効果もあり、低電圧化の効果もあることが確認された。
また、第二の発明では、少なくとも燐光性の発光材料とホスト材料からなる発光層と陰極との間に、発光層と接合した電子注入層を設け、電子注入層中の電子輸送材料の三重項エネルギーを、発光層中のホスト材料の三重項エネルギーより小さくした。これにより、電子輸送材料のエネルギーギャップを狭くし、陰極からの電子注入を良好とすることが可能となる。当業者の従来の理解では、このようにすることで、発光層で生じた励起状態が電子注入層により失活し、効率の極めて低い素子しか得られない。しかし、本発明ではさらに、発光層を電子輸送性とすることにより、電子と正孔が再結合する領域が電子注入層と発光層との界面から離れ失活が免れる。さらには、発光層中のホスト材料に良好に正孔が注入できるようにホスト材料のイオン化ポテンシャルを５．９ｅＶ以下としたことにより、従来の有機ＥＬ素子と異なり、エネルギーギャップが広い電子注入層を用いずに高効率な素子を得ることが可能になり、電子注入のエネルギー障壁を小さくした効果として素子の寿命が改善された。さらに発光層中のホスト材料に正孔が注入でき輸送できるので駆動電圧を低下させることができる。また、有機ＥＬ素子の構成が簡素になったため容易に作製可能となった。
すなわち、本第一発明は、陰極と陽極間に、少なくとも燐光性の発光材料とホスト材料からなる発光層を有する有機ＥＬ素子において、発光層と陰極との間に、発光層と接合した電子注入層を有し、発光層が電子輸送性で、前記ホスト材料のイオン化ポテンシャルが５．９ｅＶ以下であり、電子注入層中の電子輸送材料のエネルギーギャップが、発光層中のホスト材料のエネルギーギャップより小さいことを特徴とする有機ＥＬ素子を提供するものである。
また、本第二発明は、陰極と陽極間に、少なくとも燐光性の発光材料とホスト材料からなる発光層を有する有機ＥＬ素子において、発光層と陰極との間に、発光層と接合した電子注入層を有し、発光層が電子輸送性で、前記ホスト材料のイオン化ポテンシャルが５．９ｅＶ以下であり、電子注入層中の電子輸送材料の三重項エネルギーが、発光層中のホスト材料の三重項エネルギーより小さいことを特徴とする有機ＥＬ素子を提供するものである。
前述のように、本第一発明及び本第二発明（以下、本発明）においては、発光層が電子輸送性であることが必須であるが、本発明で電子輸送性であるとは、下記（１）又は（２）のいずれかであることをいう。
（１）発光層中のホスト材料の電子移動度が１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上（好ましくは、１０−５ｃｍ２／Ｖｓ以上）である化合物である。電子移動度に関しては飛行時間法（ＴＯＦ）又は空間電荷制限電流の過渡測定により計測することができる。ＴＯＦ法については、シンセティック メタルズ（Ｓｙｎｔｈ．Ｍｅｔ．）１１１／１１２，（２０００）３３１頁に記載され、空間電荷制限電流の過渡測定については、Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ ｉｎ Ｓｏｌｉｄｓ，Ｐｅｒｇａｍｏｎ Ｐｒｅｓｓ，１９８１年、第３４６〜３４８頁の記載がある。
（２）発光層の陽極側の領域における正孔と電子の再結合が陰極側における再結合より多い。これは発光層の領域を２分して、（陰極／電子注入層／陰極側発光層／陽極側発光層／正孔輸送層／陽極側）という層構成とした場合において、陽極側発光層のみに燐光発光性化合物を添加した素子ＡＮと陰極側発光層のみに燐光発光性化合物を添加した素子ＣＡを比較した場合、素子ＡＮの方が再結合が大きい場合に相当する。その際、電子注入層や正孔輸送層により発光層の励起状態が消光しない様に留意すべきである。また、発光層の陽極側界面のみに燐光発光性化合物を添加した素子ＡＮ’と陰極側界面のみに燐光発光性化合物を添加した素子ＣＡ’の効率を比較して素子ＡＮ’の効率が大きい場合に発光層は電子輸送性であると言える。
なお、本発明における電子輸送性とは正孔輸送性がないことを意味しない。したがって電子輸送性であるが、正孔移動度を計測した際、１０−７ｃｍ２／Ｖｓより大きい値を保有していても問題ない。
本発明の有機ＥＬ素子において、還元性ドーパントが、電子注入層に添加されているか、又は陰極と該陰極と接合する層との界面領域に添加されていると好ましい。このようにすることで素子の電圧を低くすることができる。
本発明の有機ＥＬ素子において、陰極と陽極間に、燐光性の発光材料が添加されている正孔輸送層を有すると好ましい。このようにすることで正孔輸送層で生じた励起状態も発光につながり一段と発光効率が高くなる。
また、前記正孔輸送層中の正孔輸送材料の三重項エネルギーが、前記発光層中の燐光性の発光材料の励起エネルギーより大きいと好ましい。このようにすることで、正孔輸送材料により発光層の励起状態が消光しなくなり一段と発光効率が高くなる。
【発明を実施するための最良の形態】
本第一発明の有機ＥＬ素子は、陰極と陽極間に、少なくとも燐光性の発光材料とホスト材料からなる発光層を有する有機ＥＬ素子において、発光層と陰極との間に、発光層と接合した電子注入層を有し、発光層が電子輸送性で、前記ホスト材料のイオン化ポテンシャルが５．９ｅＶ以下（好ましくは、５．８ｅＶ以下であり）であり、電子注入層中の電子輸送材料のエネルギーギャップが、発光層中のホスト材料のエネルギーギャップより小さい。
本第二発明の有機ＥＬ素子は、陰極と陽極間に、少なくとも燐光性の発光材料とホスト材料からなる発光層を有する有機ＥＬ素子において、発光層と陰極との間に、発光層と接合した電子注入層を有し、発光層が電子輸送性で、前記ホスト材料のイオン化ポテンシャルが５．９ｅＶ以下であり（好ましくは、５．８ｅＶ以下であり）、電子注入層中の電子輸送材料の三重項エネルギーが、発光層中のホスト材料の三重項エネルギーより小さい。
前記発光層中のホスト材料が電子輸送性であると好ましく、このホスト材料の電子輸送度は１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上であると好ましい。
発光層中のホスト材料については、従来から用いられてきたポリビニルカルバゾールやビスカルバゾゾールなどのポリカルバゾール化合物は、例外的な場合を除き正孔輸送性でありかつ電子の輸送能力は小さい。このような正孔輸送性材料をホスト材料として用いた際には、発光層の陰極側界面が主たる再結合領域となる。この時、発光層と陰極の間に電子注入層を介在させる共に電子注入層と発光層を接合させ、電子注入層にエネルギーギャップが発光層を形成するエネルギーギャップより小さい電子輸送材料を含有させると、発光層の陰極側界面を中心として生じた励起状態が電子注入層により失活し、効率の極めて低い素子しか得られない。また、電子注入層を形成する電子輸送材料の三重項エネルギーは発光層を形成するホスト材料の三重項エネルギーより小さい場合でも発光層の陰極側界面を中心として生じた励起状態が電子注入層により失活し、効率の極めて低い素子しか得られない。
一方、本発明では発光層が電子輸送性であるため、電子と正孔が再結合する領域が電子注入層と発光層との界面から離れ、生じた励起状態の失活を免れる。
また、本発明の発光層中のホスト材料は、イオン化ポテンシャルが５．９ｅＶ以下のものである。このようにすることにより、正孔輸送材料のイオン化ポテンシャルが５．３〜５．７ｅＶであることから、エネルギー障壁を−０．２〜０．６ｅＶとすることができホスト材料へ正孔が注入できるようになる。さらに、ホスト材料間で正孔が輸送されるようになるので、駆動電圧が低くなるような化合物を使用することもできる。
前記発光層中のホスト材料としては、カルバゾリル基もしくはアザカルバゾリル基が含窒素環に連結した化合物、又はカルバゾリル基もしくはアザカルバゾリル基がアリーレン基を介して含窒素環に連結した化合物であると好ましい。
このカルバゾリル基、アザカルバゾリル基、含窒素環及びアリーレン基は、それぞれ置換基を有していてもよく、置換基としては、例えば、水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、アミノ基、ニトロ基、シアノ基、アルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、芳香族炭化水素基、芳香族複素環基、アラルキル基、アリールオキシ基、アルコシキカルボニル基、カルボキシル基等が挙げられる。
また、前記発光層中のホスト材料としてさらに好ましくは、下記一般式（１）又は（２）で表される化合物である。
（式中、Ｃｚは、置換もしくは無置換のカルバゾリル基、又は置換もしくは無置換のアザカルバゾリル基である。Ａは、アリール置換含窒素環基、ジアリール置換含窒素環基、又はトリアリール置換含窒素環基である。ｍは１〜３の整数である。）
（式中、Ｃｚは、置換もしくは無置換のカルバゾリル基、又は置換もしくは無置換のアザカルバゾリル基である。Ａは、アリール置換含窒素環基、ジアリール置換含窒素環基、又はトリアリール置換含窒素環基である。ｎは１〜３の整数である。）
前記ホスト材料における好ましい含窒素環としては、ピリジン、キノリン、ピラジン、ピリミジン、キノキサリン、トリアジン、イミダゾール、イミダゾピリジン、ピリダジン、ベンズイミダゾール等が挙げられる。
また、一般式（１）及び（２）においては、Ｃｚの部位でイオン化ポテンシャルの値は５．６ｅＶ〜５．８ｅＶであることが判明している。
本発明の有機ＥＬ素子において、発光層中に含まれる燐光性の発光材料としては、素子の外部量子効率をより向上させることができる点で有機金属錯体が好ましく、有機金属錯体の金属原子として、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、銀、レニウム、オスミウム、イリジウム、白金、金を含有するものが挙げられる。これらの有機金属錯体は下記一般式（３）で表される有機金属錯体であるのが好ましい。
（式中、Ａ１は、置換もしくは無置換の芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基を表し、好ましくは、フェニル基、ビフェニル基、ナフチル基、アントリル基、チエニル基、ピリジル基、キノリル基、イソキノリル基であり、前記置換基としては、フッ素原子等のハロゲン原子；メチル基、エチル基等の炭素数１〜３０のアルキル基；ビニル基等のアルケニル基；メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基等の炭素数１〜３０のアルコキシカルボニル基；メトキシ基、エトキシ基等の炭素数１〜３０のアルコキシ基；フェノキシ基、ベンジルオキシ基などのアリールオキシ基；ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基等のジアルキルアミノ基、アセチル基等のアシル基、トリフルオロメチル基等のハロアルキル基、シアノ基を表す。
Ａ２は、窒素を複素環を形成する原子として含有する置換もしくは無置換の芳香族複素環基を表し、好ましくは、ピリジル基、ピリミジル基、ピラジン基、トリアジン基、ベンゾチアゾール基、ベンゾオキサゾール基、ベンゾイミダゾール基、キノリル基、イソキノリル基、キノキサリン基、フェナントリジン基であり、前記置換基としては、Ａ１と同様のものが挙げられる。
Ａ１を含む環とＡ２を含む環は一つの縮合環を形成してもよく、このようなものとしては、例えば、７，８−ベンゾキノリン基等が挙げられる。
Ｑは、周期表７〜１１族から選ばれる金属であり、好ましくは、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、銀、レニウム、オスミウム、イリジウム、白金、金を表す。
Ｌは、２座型の配子を表し、好ましくは、アセチルアセトナート等のβ−ジケト型の配位子又はピロメリット酸から選ばれる。
ｍ及びｎは整数を表し、Ｑが二価金属の場合は、ｎ＝２、ｍ＝０であり、Ｑが三価金属の場合は、ｎ＝３かつｍ＝０、又はｎ＝２かつｍ＝１である。）
前記一般式（３）で示される有機金属錯体の具体例を以下に示すが、何ら下記の化合物に限定されるものではない。
本発明の電子注入層に用いる電子輸送材料は、前述したように、電子輸送材料のエネルギーギャップが発光層中のホスト材料より小さいか、又は電子輸送材料の三重項エネルギーが発光層中のホスト材料より小さくしたことにより、電子注入性が向上している。
電子注入層中の電子輸送材料のエネルギーギャップは、２．８ｅＶ以下であると好ましく、２．７５ｅＶ以下であるとさらに好ましい。好ましい電子輸送材料としては、含窒素複素環化合物が挙げられる。これは、窒素原子を有する複素環を有する化合物と定義され、例えば、含窒素錯体や含窒素環化合物が挙げられる。
含窒素錯体としては下記（４）〜（６）のいずれかで表される化合物が好ましい。
（４）Ｍ＋Ｑ又はＭ＋Ｑ’（式中、Ｍ＋は一価金属イオン）
（５）Ｍ２＋Ｑ２、Ｍ２＋ＱＱ’又はＭ２＋Ｑ’２（式中、Ｍ２＋は二価金属イオン）
（６）Ｍ３＋Ｑ３、Ｍ３＋Ｑ２Ｑ’、Ｍ３＋ＱＱ’２又はＭ３＋Ｑ’３（式中、Ｍ３＋は三価金属イオン）
ここで、Ｑ及びＱ’は、それぞれ独立に、下記一般式（７）及び（８ａ）〜（８ｃ）で表される配位子である。
（式中、Ａ１及びＡ２は、置換もしくは無置換の芳香族環である）
（式中、ＺはＳｉ、Ｇｅ又はＳｎのいずれかの原子を表わし、Ａｒ７〜Ａｒ１０は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の芳香族炭化水素基又は芳香族複素環基を表す）
また、Ｑ及びＱ’は、それぞれベンゾアゾールであってもよく、例えば、ベンゾイミダゾール、ベンゾチアゾール、ベンゾオキサゾール誘導体等があげられる。
これらのうち、特に好ましいＱ及びＱ’は、下記一般式（９）で表されるものである。
（式中、Ｒ２〜Ｒ７は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、置換もしくは無置換のアミノ基、ニトロ基、シアノ基、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のアルケニル基、置換もしくは無置換のシクロアルキル基、置換もしくは無置換のアルコキシ基、置換もしくは無置換の芳香族炭化水素基、置換もしくは無置換の芳香族複素環基、置換もしくは無置換のアラルキル基、置換もしくは無置換のアリールオキシ基、置換もしくは無置換のアルコシキカルボニル基、又はカルボキシル基を表す。Ｒ２〜Ｒ７は、それらのうちの２つで環を形成していてもよい。）
前記Ｒ２〜Ｒ７の示す各基の具体例としては、以下に示すようなものが挙げられる。
ハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素が挙げられる。
置換もしくは無置換のアミノ基は−ＮＸ１Ｘ２と表され、Ｘ１及びＸ２の例としては、それぞれ独立に、水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｓ−ブチル基、イソブチル基、ｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基、ｎ−ヘプチル基、ｎ−オクチル基、ヒドロキシメチル基、１−ヒドロキシエチル基、２−ヒドロキシエチル基、２−ヒドロキシイソブチル基、１，２−ジヒドロキシエチル基、１，３−ジヒドロキシイソプロピル基、２，３−ジヒドロキシ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリヒドロキシプロピル基、クロロメチル基、１−クロロエチル基、２−クロロエチル基、２−クロロイソブチル基、１，２−ジクロロエチル基、１，３−ジクロロイソプロピル基、２，３−ジクロロ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリクロロプロピル基、ブロモメチル基、１−ブロモエチル基、２−ブロモエチル基、２−ブロモイソブチル基、１，２−ジブロモエチル基、１，３−ジブロモイソプロピル基、２，３−ジブロモ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリブロモプロピル基、ヨードメチル基、１−ヨードエチル基、２−ヨードエチル基、２−ヨードイソブチル基、１，２−ジヨードエチル基、１，３−ジヨードイソプロピル基、２，３−ジヨード−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリヨードプロピル基、アミノメチル基、１−アミノエチル基、２−アミノエチル基、２−アミノイソブチル基、１，２−ジアミノエチル基、１，３−ジアミノイソプロピル基、２，３−ジアミノ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリアミノプロピル基、シアノメチル基、１−シアノエチル基、２−シアノエチル基、２−シアノイソブチル基、１，２−ジシアノエチル基、１，３−ジシアノイソプロピル基、２，３−ジシアノ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリシアノプロピル基、ニトロメチル基、１−ニトロエチル基、２−ニトロエチル基、２−ニトロイソブチル基、１，２−ジニトロエチル基、１，３−ジニトロイソプロピル基、２，３−ジニトロ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリニトロプロピル基、フェニル基、１−ナフチル基、２−ナフチル基、１−アントリル基、２−アントリル基、９−アントリル基、１−フェナントリル基、２−フェナントリル基、３−フェナントリル基、４−フェナントリル基、９−フェナントリル基、１−ナフタセニル基、２−ナフタセニル基、９−ナフタセニル基、４−スチリルフェニル基、１−ピレニル基、２−ピレニル基、４−ピレニル基、２−ビフェニルイル基、３−ビフェニルイル基、４−ビフェニルイル基、ｐ−ターフェニル−４−イル基、ｐ−ターフェニル−３−イル基、ｐ−ターフェニル−２−イル基、ｍ−ターフェニル−４−イル基、ｍ−ターフェニル−３−イル基、ｍ−ターフェニル−２−イル基、ｏ−トリル基、ｍ−トリル基、ｐ−トリル基、ｐ−ｔ−ブチルフェニル基、ｐ−（２−フェニルプロピル）フェニル基、３−メチル−２−ナフチル基、４−メチル−１−ナフチル基、４−メチル−１−アントリル基、４’−メチルビフェニルイル基、４”−ｔ−ブチル−ｐ−ターフェニル−４−イル基、２−ピロリル基、３−ピロリル基、ピラジニル基、２−ピリジニル基、３−ピリジニル基、４−ピリジニル基、２−インドリル基、３−インドリル基、４−インドリル基、５−インドリル基、６−インドリル基、７−インドリル基、１−イソインドリル基、３−イソインドリル基、４−イソインドリル基、５−イソインドリル基、６−イソインドリル基、７−イソインドリル基、２−フリル基、３−フリル基、２−ベンゾフラニル基、３−ベンゾフラニル基、４−ベンゾフラニル基、５−ベンゾフラニル基、６−ベンゾフラニル基、７−ベンゾフラニル基、１−イソベンゾフラニル基、３−イソベンゾフラニル基、４−イソベンゾフラニル基、５−イソベンゾフラニル基、６−イソベンゾフラニル基、７−イソベンゾフラニル基、２−キノリル基、３−キノリル基、４−キノリル基、５−キノリル基、６−キノリル基、７−キノリル基、８−キノリル基、１−イソキノリル基、３−イソキノリル基、４−イソキノリル基、５−イソキノリル基、６−イソキノリル基、７−イソキノリル基、８−イソキノリル基、２−キノキサリニル基、５−キノキサリニル基、６−キノキサリニル基、１−カルバゾリル基、２−カルバゾリル基、３−カルバゾリル基、４−カルバゾリル基、１−フェナンスリジニル基、２−フェナンスリジニル基、３−フェナンスリジニル基、４−フェナンスリジニル基、６−フェナンスリジニル基、７−フェナンスリジニル基、８−フェナンスリジニル基、９−フェナンスリジニル基、１０−フェナンスリジニル基、１−アクリジニル基、２−アクリジニル基、３−アクリジニル基、４−アクリジニル基、９−アクリジニル基、１，７−フェナンスロリン−２−イル基、１，７−フェナンスロリン−３−イル基、１，７−フェナンスロリン−４−イル基、１，７−フェナンスロリン−５−イル基、１，７−フェナンスロリン−６−イル基、１，７−フェナンスロリン−８−イル基、１，７−フェナンスロリン−９−イル基、１，７−フェナンスロリン−１０−イル基、１，８−フェナンスロリン−２−イル基、１，８−フェナンスロリン−３−イル基、１，８−フェナンスロリン−４−イル基、１，８−フェナンスロリン−５−イル基、１，８−フェナンスロリン−６−イル基、１，８−フェナンスロリン−７−イル基、１，８−フェナンスロリン−９−イル基、１，８−フェナンスロリン−１０−イル基、１，９−フェナンスロリン−２−イル基、１，９−フェナンスロリン−３−イル基、１，９−フェナンスロリン−４−イル基、１，９−フェナンスロリン−５−イル基、１，９−フェナンスロリン−６−イル基、１，９−フェナンスロリン−７−イル基、１，９−フェナンスロリン−８−イル基、１，９−フェナンスロリン−１０−イル基、１，１０−フェナンスロリン−２−イル基、１，１０−フェナンスロリン−３−イル基、１，１０−フェナンスロリン−４−イル基、１，１０−フェナンスロリン−５−イル基、２，９−フェナンスロリン−１−イル基、２，９−フェナンスロリン−３−イル基、２，９−フェナンスロリン−４−イル基、２，９−フェナンスロリン−５−イル基、２，９−フェナンスロリン−６−イル基、２，９−フェナンスロリン−７−イル基、２，９−フェナンスロリン−８−イル基、２，９−フェナンスロリン−１０−イル基、２，８−フェナンスロリン−１−イル基、２，８−フェナンスロリン−３−イル基、２，８−フェナンスロリン−４−イル基、２，８−フェナンスロリン−５−イル基、２，８−フェナンスロリン−６−イル基、２，８−フェナンスロリン−７−イル基、２，８−フェナンスロリン−９−イル基、２，８−フェナンスロリン−１０−イル基、２，７−フェナンスロリン−１−イル基、２，７−フェナンスロリン−３−イル基、２，７−フェナンスロリン−４−イル基、２，７−フェナンスロリン−５−イル基、２，７−フェナンスロリン−６−イル基、２，７−フェナンスロリン−８−イル基、２，７−フェナンスロリン−９−イル基、２，７−フェナンスロリン−１０−イル基、１−フェナジニル基、２−フェナジニル基、１−フェノチアジニル基、２−フェノチアジニル基、３−フェノチアジニル基、４−フェノチアジニル基、１−フェノキサジニル基、２−フェノキサジニル基、３−フェノキサジニル基、４−フェノキサジニル基、２−オキサゾリル基、４−オキサゾリル基、５−オキサゾリル基、２−オキサジアゾリル基、５−オキサジアゾリル基、３−フラザニル基、２−チエニル基、３−チエニル基、２−メチルピロール−１−イル基、２−メチルピロール−３−イル基、２−メチルピロール−４−イル基、２−メチルピロール−５−イル基、３−メチルピロール−１−イル基、３−メチルピロール−２−イル基、３−メチルピロール−４−イル基、３−メチルピロール−５−イル基、２−ｔ−ブチルピロール−４−イル基、３−（２−フェニルプロピル）ピロール−１−イル基、２−メチル−１−インドリル基、４−メチル−１−インドリル基、２−メチル−３−インドリル基、４−メチル−３−インドリル基、２−ｔ−ブチル１−インドリル基、４−ｔ−ブチル１−インドリル基、２−ｔ−ブチル３−インドリル基、４−ｔ−ブチル３−インドリル基等が挙げられる。
置換もしくは無置換のアルキル基の例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｓ−ブチル基、イソブチル基、ｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基、ｎ−ヘプチル基、ｎ−オクチル基、ヒドロキシメチル基、１−ヒドロキシエチル基、２−ヒドロキシエチル基、２−ヒドロキシイソブチル基、１，２−ジヒドロキシエチル基、１，３−ジヒドロキシイソプロピル基、２，３−ジヒドロキシ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリヒドロキシプロピル基、クロロメチル基、１−クロロエチル基、２−クロロエチル基、２−クロロイソブチル基、１，２−ジクロロエチル基、１，３−ジクロロイソプロピル基、２，３−ジクロロ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリクロロプロピル基、ブロモメチル基、１−ブロモエチル基、２−ブロモエチル基、２−ブロモイソブチル基、１，２−ジブロモエチル基、１，３−ジブロモイソプロピル基、２，３−ジブロモ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリブロモプロピル基、ヨードメチル基、１−ヨードエチル基、２−ヨードエチル基、２−ヨードイソブチル基、１，２−ジヨードエチル基、１，３−ジヨードイソプロピル基、２，３−ジヨード−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリヨードプロピル基、アミノメチル基、１−アミノエチル基、２−アミノエチル基、２−アミノイソブチル基、１，２−ジアミノエチル基、１，３−ジアミノイソプロピル基、２，３−ジアミノ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリアミノプロピル基、シアノメチル基、１−シアノエチル基、２−シアノエチル基、２−シアノイソブチル基、１，２−ジシアノエチル基、１，３−ジシアノイソプロピル基、２，３−ジシアノ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリシアノプロピル基、ニトロメチル基、１−ニトロエチル基、２−ニトロエチル基、２−ニトロイソブチル基、１，２−ジニトロエチル基、１，３−ジニトロイソプロピル基、２，３−ジニトロ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリニトロプロピル基等が挙げられる。
置換もしくは無置換のアルケニル基の例としては、ビニル基、アリル基、１−ブテニル基、２−ブテニル基、３−ブテニル基、１，３−ブタンジエニル基、１−メチルビニル基、スチリル基、２，２−ジフェニルビニル基、１，２−ジフェニルビニル基、１−メチルアリル基、１，１−ジメチルアリル基、２−メチルアリル基、１−フェニルアリル基、２−フェニルアリル基、３−フェニルアリル基、３，３−ジフェニルアリル基、１，２−ジメチルアリル基、１−フェニル−１−ブテニル基、３−フェニル−１−ブテニル基等が挙げられる。
置換もしくは無置換のシクロアルキル基の例としては、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、４−メチルシクロヘキシル基等が挙げられる。
置換もしくは無置換のアルコキシ基は、−ＯＹで表される基であり、Ｙの例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｓ−ブチル基、イソブチル基、ｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基、ｎ−ヘプチル基、ｎ−オクチル基、ヒドロキシメチル基、１−ヒドロキシエチル基、２−ヒドロキシエチル基、２−ヒドロキシイソブチル基、１，２−ジヒドロキシエチル基、１，３−ジヒドロキシイソプロピル基、２，３−ジヒドロキシ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリヒドロキシプロピル基、クロロメチル基、１−クロロエチル基、２−クロロエチル基、２−クロロイソブチル基、１，２−ジクロロエチル基、１，３−ジクロロイソプロピル基、２，３−ジクロロ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリクロロプロピル基、ブロモメチル基、１−ブロモエチル基、２−ブロモエチル基、２−ブロモイソブチル基、１，２−ジブロモエチル基、１，３−ジブロモイソプロピル基、２，３−ジブロモ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリブロモプロピル基、ヨードメチル基、１−ヨードエチル基、２−ヨードエチル基、２−ヨードイソブチル基、１，２−ジヨードエチル基、１，３−ジヨードイソプロピル基、２，３−ジヨード−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリヨードプロピル基、アミノメチル基、１−アミノエチル基、２−アミノエチル基、２−アミノイソブチル基、１，２−ジアミノエチル基、１，３−ジアミノイソプロピル基、２，３−ジアミノ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリアミノプロピル基、シアノメチル基、１−シアノエチル基、２−シアノエチル基、２−シアノイソブチル基、１，２−ジシアノエチル基、１，３−ジシアノイソプロピル基、２，３−ジシアノ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリシアノプロピル基、ニトロメチル基、１−ニトロエチル基、２−ニトロエチル基、２−ニトロイソブチル基、１，２−ジニトロエチル基、１，３−ジニトロイソプロピル基、２，３−ジニトロ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリニトロプロピル基等が挙げられる。
置換もしくは無置換の芳香族炭化水素基の例としては、フェニル基、１−ナフチル基、２−ナフチル基、１−アントリル基、２−アントリル基、９−アントリル基、１−フェナントリル基、２−フェナントリル基、３−フェナントリル基、４−フェナントリル基、９−フェナントリル基、１−ナフタセニル基、２−ナフタセニル基、９−ナフタセニル基、１−ピレニル基、２−ピレニル基、４−ピレニル基、２−ビフェニルイル基、３−ビフェニルイル基、４−ビフェニルイル基、ｐ−ターフェニル−４−イル基、ｐ−ターフェニル−３−イル基、ｐ−ターフェニル−２−イル基、ｍ−ターフェニル−４−イル基、ｍ−ターフェニル−３−イル基、ｍ−ターフェニル−２−イル基、ｏ−トリル基、ｍ−トリル基、ｐ−トリル基、ｐ−ｔ−ブチルフェニル基、ｐ−（２−フェニルプロピル）フェニル基、３−メチル−２−ナフチル基、４−メチル−１−ナフチル基、４−メチル−１−アントリル基、４’−メチルビフェニルイル基、４”−ｔ−ブチル−ｐ−ターフェニル−４−イル基等が挙げられる。
置換もしくは無置換の芳香族複素環基の例としては、１−ピロリル基、２−ピロリル基、３−ピロリル基、ピラジニル基、２−ピリジニル基、３−ピリジニル基、４−ピリジニル基、１−インドリル基、２−インドリル基、３−インドリル基、４−インドリル基、５−インドリル基、６−インドリル基、７−インドリル基、１−イソインドリル基、２−イソインドリル基、３−イソインドリル基、４−イソインドリル基、５−イソインドリル基、６−イソインドリル基、７−イソインドリル基、２−フリル基、３−フリル基、２−ベンゾフラニル基、３−ベンゾフラニル基、４−ベンゾフラニル基、５−ベンゾフラニル基、６−ベンゾフラニル基、７−ベンゾフラニル基、１−イソベンゾフラニル基、３−イソベンゾフラニル基、４−イソベンゾフラニル基、５−イソベンゾフラニル基、６−イソベンゾフラニル基、７−イソベンゾフラニル基、２−キノリル基、３−キノリル基、４−キノリル基、５−キノリル基、６−キノリル基、７−キノリル基、８−キノリル基、１−イソキノリル基、３−イソキノリル基、４−イソキノリル基、５−イソキノリル基、６−イソキノリル基、７−イソキノリル基、８−イソキノリル基、２−キノキサリニル基、５−キノキサリニル基、６−キノキサリニル基、１−カルバゾリル基、２−カルバゾリル基、３−カルバゾリル基、４−カルバゾリル基、９−カルバゾリル基、１−フェナンスリジニル基、２−フェナンスリジニル基、３−フェナンスリジニル基、４−フェナンスリジニル基、６−フェナンスリジニル基、７−フェナンスリジニル基、８−フェナンスリジニル基、９−フェナンスリジニル基、１０−フェナンスリジニル基、１−アクリジニル基、２−アクリジニル基、３−アクリジニル基、４−アクリジニル基、９−アクリジニル基、１，７−フェナンスロリン−２−イル基、１，７−フェナンスロリン−３−イル基、１，７−フェナンスロリン−４−イル基、１，７−フェナンスロリン−５−イル基、１，７−フェナンスロリン−６−イル基、１，７−フェナンスロリン−８−イル基、１，７−フェナンスロリン−９−イル基、１，７−フェナンスロリン−１０−イル基、１，８−フェナンスロリン−２−イル基、１，８−フェナンスロリン−３−イル基、１，８−フェナンスロリン−４−イル基、１，８−フェナンスロリン−５−イル基、１，８−フェナンスロリン−６−イル基、１，８−フェナンスロリン−７−イル基、１，８−フェナンスロリン−９−イル基、１，８−フェナンスロリン−１０−イル基、１，９−フェナンスロリン−２−イル基、１，９−フェナンスロリン−３−イル基、１，９−フェナンスロリン−４−イル基、１，９−フェナンスロリン−５−イル基、１，９−フェナンスロリン−６−イル基、１，９−フェナンスロリン−７−イル基、１，９−フェナンスロリン−８−イル基、１，９−フェナンスロリン−１０−イル基、１，１０−フェナンスロリン−２−イル基、１，１０−フェナンスロリン−３−イル基、１，１０−フェナンスロリン−４−イル基、１，１０−フェナンスロリン−５−イル基、２，９−フェナンスロリン−１−イル基、２，９−フェナンスロリン−３−イル基、２，９−フェナンスロリン−４−イル基、２，９−フェナンスロリン−５−イル基、２，９−フェナンスロリン−６−イル基、２，９−フェナンスロリン−７−イル基、２，９−フェナンスロリン−８−イル基、２，９−フェナンスロリン−１０−イル基、２，８−フェナンスロリン−１−イル基、２，８−フェナンスロリン−３−イル基、２，８−フェナンスロリン−４−イル基、２，８−フェナンスロリン−５−イル基、２，８−フェナンスロリン−６−イル基、２，８−フェナンスロリン−７−イル基、２，８−フェナンスロリン−９−イル基、２，８−フェナンスロリン−１０−イル基、２，７−フェナンスロリン−１−イル基、２，７−フェナンスロリン−３−イル基、２，７−フェナンスロリン−４−イル基、２，７−フェナンスロリン−５−イル基、２，７−フェナンスロリン−６−イル基、２，７−フェナンスロリン−８−イル基、２，７−フェナンスロリン−９−イル基、２，７−フェナンスロリン−１０−イル基、１−フェナジニル基、２−フェナジニル基、１−フェノチアジニル基、２−フェノチアジニル基、３−フェノチアジニル基、４−フェノチアジニル基、１０−フェノチアジニル基、１−フェノキサジニル基、２−フェノキサジニル基、３−フェノキサジニル基、４−フェノキサジニル基、１０−フェノキサジニル基、２−オキサゾリル基、４−オキサゾリル基、５−オキサゾリル基、２−オキサジアゾリル基、５−オキサジアゾリル基、３−フラザニル基、２−チエニル基、３−チエニル基、２−メチルピロール−１−イル基、２−メチルピロール−３−イル基、２−メチルピロール−４−イル基、２−メチルピロール−５−イル基、３−メチルピロール−１−イル基、３−メチルピロール−２−イル基、３−メチルピロール−４−イル基、３−メチルピロール−５−イル基、２−ｔ−ブチルピロール−４−イル基、３−（２−フェニルプロピル）ピロール−１−イル基、２−メチル−１−インドリル基、４−メチル−１−インドリル基、２−メチル−３−インドリル基、４−メチル−３−インドリル基、２−ｔ−ブチル１−インドリル基、４−ｔ−ブチル１−インドリル基、２−ｔ−ブチル３−インドリル基、４−ｔ−ブチル３−インドリル基等が挙げられる。
置換もしくは無置換のアラルキル基の例としては、ベンジル基、１−フェニルエチル基、２−フェニルエチル基、１−フェニルイソプロピル基、２−フェニルイソプロピル基、フェニル−ｔ−ブチル基、α−ナフチルメチル基、１−α−ナフチルエチル基、２−α−ナフチルエチル基、１−α−ナフチルイソプロピル基、２−α−ナフチルイソプロピル基、β−ナフチルメチル基、１−β−ナフチルエチル基、２−β−ナフチルエチル基、１−β−ナフチルイソプロピル基、２−β−ナフチルイソプロピル基、１−ピロリルメチル基、２−（１−ピロリル）エチル基、ｐ−メチルベンジル基、ｍ−メチルベンジル基、ｏ−メチルベンジル基、ｐ−クロロベンジル基、ｍ−クロロベンジル基、ｏ−クロロベンジル基、ｐ−ブロモベンジル基、ｍ−ブロモベンジル基、ｏ−ブロモベンジル基、ｐ−ヨードベンジル基、ｍ−ヨードベンジル基、ｏ−ヨードベンジル基、ｐ−ヒドロキシベンジル基、ｍ−ヒドロキシベンジル基、ｏ−ヒドロキシベンジル基、ｐ−アミノベンジル基、ｍ−アミノベンジル基、ｏ−アミノベンジル基、ｐ−ニトロベンジル基、ｍ−ニトロベンジル基、ｏ−ニトロベンジル基、ｐ−シアノベンジル基、ｍ−シアノベンジル基、ｏ−シアノベンジル基、１−ヒドロキシ−２−フェニルイソプロピル基、１−クロロ−２−フェニルイソプロピル基等が挙げられる。
置換もしくは無置換のアリールオキシ基は、−ＯＺ’と表され、Ｚ’の例としてはフェニル基、１−ナフチル基、２−ナフチル基、１−アントリル基、２−アントリル基、９−アントリル基、１−フェナントリル基、２−フェナントリル基、３−フェナントリル基、４−フェナントリル基、９−フェナントリル基、１−ナフタセニル基、２−ナフタセニル基、９−ナフタセニル基、１−ピレニル基、２−ピレニル基、４−ピレニル基、２−ビフェニルイル基、３−ビフェニルイル基、４−ビフェニルイル基、ｐ−ターフェニル−４−イル基、ｐ−ターフェニル−３−イル基、ｐ−ターフェニル−２−イル基、ｍ−ターフェニル−４−イル基、ｍ−ターフェニル−３−イル基、ｍ−ターフェニル−２−イル基、ｏ−トリル基、ｍ−トリル基、ｐ−トリル基、ｐ−ｔ−ブチルフェニル基、ｐ−（２−フェニルプロピル）フェニル基、３−メチル−２−ナフチル基、４−メチル−１−ナフチル基、４−メチル−１−アントリル基、４’−メチルビフェニルイル基、４”−ｔ−ブチル−ｐ−ターフェニル−４−イル基、２−ピロリル基、３−ピロリル基、ピラジニル基、２−ピリジニル基、３−ピリジニル基、４−ピリジニル基、２−インドリル基、３−インドリル基、４−インドリル基、５−インドリル基、６−インドリル基、７−インドリル基、１−イソインドリル基、３−イソインドリル基、４−イソインドリル基、５−イソインドリル基、６−イソインドリル基、７−イソインドリル基、２−フリル基、３−フリル基、２−ベンゾフラニル基、３−ベンゾフラニル基、４−ベンゾフラニル基、５−ベンゾフラニル基、６−ベンゾフラニル基、７−ベンゾフラニル基、１−イソベンゾフラニル基、３−イソベンゾフラニル基、４−イソベンゾフラニル基、５−イソベンゾフラニル基、６−イソベンゾフラニル基、７−イソベンゾフラニル基、２−キノリル基、３−キノリル基、４−キノリル基、５−キノリル基、６−キノリル基、７−キノリル基、８−キノリル基、１−イソキノリル基、３−イソキノリル基、４−イソキノリル基、５−イソキノリル基、６−イソキノリル基、７−イソキノリル基、８−イソキノリル基、２−キノキサリニル基、５−キノキサリニル基、６−キノキサリニル基、１−カルバゾリル基、２−カルバゾリル基、３−カルバゾリル基、４−カルバゾリル基、１−フェナンスリジニル基、２−フェナンスリジニル基、３−フェナンスリジニル基、４−フェナンスリジニル基、６−フェナンスリジニル基、７−フェナンスリジニル基、８−フェナンスリジニル基、９−フェナンスリジニル基、１０−フェナンスリジニル基、１−アクリジニル基、２−アクリジニル基、３−アクリジニル基、４−アクリジニル基、９−アクリジニル基、１，７−フェナンスロリン−２−イル基、１，７−フェナンスロリン−３−イル基、１，７−フェナンスロリン−４−イル基、１，７−フェナンスロリン−５−イル基、１，７−フェナンスロリン−６−イル基、１，７−フェナンスロリン−８−イル基、１，７−フェナンスロリン−９−イル基、１，７−フェナンスロリン−１０−イル基、１，８−フェナンスロリン−２−イル基、１，８−フェナンスロリン−３−イル基、１，８−フェナンスロリン−４−イル基、１，８−フェナンスロリン−５−イル基、１，８−フェナンスロリン−６−イル基、１，８−フェナンスロリン−７−イル基、１，８−フェナンスロリン−９−イル基、１，８−フェナンスロリン−１０−イル基、１，９−フェナンスロリン−２−イル基、１，９−フェナンスロリン−３−イル基、１，９−フェナンスロリン−４−イル基、１，９−フェナンスロリン−５−イル基、１，９−フェナンスロリン−６−イル基、１，９−フェナンスロリン−７−イル基、１，９−フェナンスロリン−８−イル基、１，９−フェナンスロリン−１０−イル基、１，１０−フェナンスロリン−２−イル基、１，１０−フェナンスロリン−３−イル基、１，１０−フェナンスロリン−４−イル基、１，１０−フェナンスロリン−５−イル基、２，９−フェナンスロリン−１−イル基、２，９−フェナンスロリン−３−イル基、２，９−フェナンスロリン−４−イル基、２，９−フェナンスロリン−５−イル基、２，９−フェナンスロリン−６−イル基、２，９−フェナンスロリン−７−イル基、２，９−フェナンスロリン−８−イル基、２，９−フェナンスロリン−１０−イル基、２，８−フェナンスロリン−１−イル基、２，８−フェナンスロリン−３−イル基、２，８−フェナンスロリン−４−イル基、２，８−フェナンスロリン−５−イル基、２，８−フェナンスロリン−６−イル基、２，８−フェナンスロリン−７−イル基、２，８−フェナンスロリン−９−イル基、２，８−フェナンスロリン−１０−イル基、２，７−フェナンスロリン−１−イル基、２，７−フェナンスロリン−３−イル基、２，７−フェナンスロリン−４−イル基、２，７−フェナンスロリン−５−イル基、２，７−フェナンスロリン−６−イル基、２，７−フェナンスロリン−８−イル基、２，７−フェナンスロリン−９−イル基、２，７−フェナンスロリン−１０−イル基、１−フェナジニル基、２−フェナジニル基、１−フェノチアジニル基、２−フェノチアジニル基、３−フェノチアジニル基、４−フェノチアジニル基、１−フェノキサジニル基、２−フェノキサジニル基、３−フェノキサジニル基、４−フェノキサジニル基、２−オキサゾリル基、４−オキサゾリル基、５−オキサゾリル基、２−オキサジアゾリル基、５−オキサジアゾリル基、３−フラザニル基、２−チエニル基、３−チエニル基、２−メチルピロール−１−イル基、２−メチルピロール−３−イル基、２−メチルピロール−４−イル基、２−メチルピロール−５−イル基、３−メチルピロール−１−イル基、３−メチルピロール−２−イル基、３−メチルピロール−４−イル基、３−メチルピロール−５−イル基、２−ｔ−ブチルピロール−４−イル基、３−（２−フェニルプロピル）ピロール−１−イル基、２−メチル−１−インドリル基、４−メチル−１−インドリル基、２−メチル−３−インドリル基、４−メチル−３−インドリル基、２−ｔ−ブチル１−インドリル基、４−ｔ−ブチル１−インドリル基、２−ｔ−ブチル３−インドリル基、４−ｔ−ブチル３−インドリル基等が挙げられる。
置換もしくは無置換のアルコキシカルボニル基は−ＣＯＯＹと表され、Ｙの例としてはメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｓ−ブチル基、イソブチル基、ｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基、ｎ−ヘプチル基、ｎ−オクチル基、ヒドロキシメチル基、１−ヒドロキシエチル基、２−ヒドロキシエチル基、２−ヒドロキシイソブチル基、１，２−ジヒドロキシエチル基、１，３−ジヒドロキシイソプロピル基、２，３−ジヒドロキシ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリヒドロキシプロピル基、クロロメチル基、１−クロロエチル基、２−クロロエチル基、２−クロロイソブチル基、１，２−ジクロロエチル基、１，３−ジクロロイソプロピル基、２，３−ジクロロ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリクロロプロピル基、ブロモメチル基、１−ブロモエチル基、２−ブロモエチル基、２−ブロモイソブチル基、１，２−ジブロモエチル基、１，３−ジブロモイソプロピル基、２，３−ジブロモ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリブロモプロピル基、ヨードメチル基、１−ヨードエチル基、２−ヨードエチル基、２−ヨードイソブチル基、１，２−ジヨードエチル基、１，３−ジヨードイソプロピル基、２，３−ジヨード−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリヨードプロピル基、アミノメチル基、１−アミノエチル基、２−アミノエチル基、２−アミノイソブチル基、１，２−ジアミノエチル基、１，３−ジアミノイソプロピル基、２，３−ジアミノ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリアミノプロピル基、シアノメチル基、１−シアノエチル基、２−シアノエチル基、２−シアノイソブチル基、１，２−ジシアノエチル基、１，３−ジシアノイソプロピル基、２，３−ジシアノ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリシアノプロピル基、ニトロメチル基、１−ニトロエチル基、２−ニトロエチル基、２−ニトロイソブチル基、１，２−ジニトロエチル基、１，３−ジニトロイソプロピル基、２，３−ジニトロ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリニトロプロピル基等が挙げられる。
また、環を形成する場合の２価基の例としては、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、ジフェニルメタン−２，２’−ジイル基、ジフェニルエタン−３，３’−ジイル基、ジフェニルプロパン−４，４’−ジイル基等が挙げられる。
前記各置換基としては、例えば、水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、アミノ基、ニトロ基、シアノ基、アルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、芳香族炭化水素基、芳香族複素環基、アラルキル基、アリールオキシ基、アルコシキカルボニル基、又はカルボキシル基等が挙げられ、具体例としては前記と同様のものが挙げられる。
以上のうち、特に好ましい電子輸送材料の含窒素錯体としては、単一の種類の含窒素環誘導体が配位した金属錯体であり、前記含窒素環が、キノリン、フェニルピリジン、ベンゾキノリン又はフェナントロリンであると好ましい。また、前記金属錯体が、キノリノールの金属錯体又はその誘導体であると好ましい。具体的には８−キノリノール誘導体を配位子とする金属錯体、例えばトリス（８−キノリノール）Ａｌ錯体、トリス（５，７−ジクロロ−８−キノリノール）Ａｌ錯体、トリス（５，７−ジブロモ−８−キノリノール）Ａｌ錯体、トリス（２−メチル−８−キノリノール）Ａｌ錯体、トリス（５−メチル−８−キノリノール）Ａｌ錯体、トリス（８−キノリノール）Ｚｎ錯体、トリス（８−キノリノール）Ｉｎ錯体、トリス（８−キノリノール）Ｍｇ錯体、トリス（８−キノリノール）Ｃｕ錯体、トリス（８−キノリノール）Ｃａ錯体、トリス（８−キノリノール）Ｓｎ錯体、トリス（８−キノリノール）Ｇａ錯体、トリス（８−キノリノール）Ｐｂ錯体等の１種単独または２種以上の組み合わせが挙げられる。
これらの金属錯体は、エネルギーギャップが小さいので陰極からの電子注入性に優れ、電子輸送に対する耐久性も高く、長寿命の素子を与えることができる。
また、好ましい電子輸送材料の含窒素環化合物としては、含窒素環としてピリジン、キノリン、ピラジン、ピリミジン、キノキサリン、トリアジン、イミダゾール、イミダゾピリジン等を有する化合物が挙げられ、特にエネルギーギャップを小さくできることから含窒素環と縮合芳香族環が連結した化合物、又は含窒素環がアリーレン基を介して縮合芳香族環と連結した化合物が好ましい。この含窒素環、縮合芳香族環及びアリーレン基は、それぞれ置換基を有していてもよく、置換基としては、例えば、水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、アミノ基、ニトロ基、シアノ基、アルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、芳香族炭化水素基、芳香族複素環基、アラルキル基、アリールオキシ基、アルコシキカルボニル基、カルボキシル基等が挙げられる。
また、好ましい前記縮合芳香族環としては、ナフタレン、アントラセン、ピレン、フェナントレン、フルオランテン、クリセン、ペリレン、ナフタセン又はペンタセン等が挙げられる。
さらに好ましい電子輸送材料の含窒素環化合物としては、含窒素環が、イミダゾールや、これを縮環させたイミダゾピリジン，ベンゾイミダゾール等の６員環と５員環の縮合環であって、１〜４個の窒素原子を有するものであり、例えば、ベンゾイミダゾール構造を有するものとして、例えば下記一般式（Ａ）〜（Ｂ）で表されるものが挙げられる。
一般式（Ａ）及び（Ｂ）中、Ｌは一価又は二価の連結基を表し、例えば、炭素、ケイ素、窒素、ホウ素、酸素、硫黄、金属（例えば、バリウム、ベリリウム）、芳香族炭化水素環、芳香族複素環等が挙げられ、これらのうち炭素原子、窒素原子、ケイ素原子、ホウ素原子、酸素原子、硫黄原子、芳香族炭化水素基、芳香族複素基が好ましく、炭素原子、ケイ素原子、芳香族炭化水素基、芳香族複素基がさらに好ましい。
Ｌの芳香族炭化水素基及び芳香族複素基は置換基を有していてもよく、置換基として好ましくはアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、芳香族炭化水素基、アミノ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アシルオキシ基、アシルアミノ基、アルコキシカルボニルアミノ基、アリールオキシカルボニルアミノ基、スルホニルアミノ基、スルファモイル基、カルバモイル基、アルキルチオ基、アリールチオ基、スルホニル基、ハロゲン原子、シアノ基、芳香族複素環基であり、より好ましくはアルキル基、アリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、ハロゲン原子、シアノ基、芳香族複素環基であり、さらに好ましくはアルキル基、アリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、芳香族複素環基であり、特に好ましくはアルキル基、アリール基、アルコキシ基、芳香族複素環基である。
また、一般式（Ａ）及び（Ｂ）において、Ｌが一価の場合、Ｌは−Ｌ’−Ａｒ１−Ａｒ２で表され、Ｌ’、Ａｒ１、Ａｒ２としては、縮合芳香族環であるアントラセン、ナフタレン、クリセン、フェナントレン、フルオランテン、ピレン、ペリレンや、芳香族ヘテロ環であるピリジン、ピリミジン、トリアジン、さらに縮環していない芳香族環として、ベンゼン、ビフェニル、ターフェニル等の残基が好ましく挙げられる。これらの残基は置換されていてもよく、Ｌ’は単結合を表してもよい。Ａｒ１として特に好ましくは、アントラセン残基、ナフタレン残基、クリセン残基であり、Ａｒ２として特に好ましくは、ナフタレン残基、ビフェニル残基、ベンゼン残基である。
一般式（Ａ）及び（Ｂ）で表される化合物の具体例としては、以下の例示化合物等が挙げられるがこれら例示化合物に限定されるものではない。なお、下記例示において、一般式（Ａ）及び（Ｂ）における（ ）内の含窒素環残基の部分はＨＡｒと記載している。
Ｌが二価の場合、一般式（Ａ）及び（Ｂ）はＨＡｒ−Ｌ’−Ａｒ１−Ｌ’−ＨＡｒで表されるものが好ましい。Ｌ’及びＡｒ１の例は及び好ましい例は前記と同様であり、置換基を有していてもよく，Ｌ’は単結合でもよい。
Ｒ及びＲ’は、それぞれ水素原子、脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基又は複素環基を表す。
Ｒ及びＲ’の脂肪族炭化水素基は、直鎖、分岐又は環状のアルキル基（好ましくは炭素数１〜２０、より好ましくは炭素数１〜１２、特に好ましくは炭素数１〜８のアルキル基であり、例えば、メチル、エチル、ｉｓｏ−プロピル、ｔｅｒｔ−ブチル、ｎ−オクチル、ｎ−デシル、ｎ−ヘキサデシル、シクロプロピル、シクロペンチル、シクロヘキシル等が挙げられる。）、アルケニル基（好ましくは炭素数２〜２０、より好ましくは炭素数２〜１２、特に好ましくは炭素数２〜８のアルケニル基であり、例えば、ビニル、アリル、２−ブテニル、３−ペンテニル等が挙げられる。）、アルキニル基（好ましくは炭素数２〜２０、より好ましくは炭素数２〜１２、特に好ましくは炭素数２〜８のアルキニル基であり、例えば、プロパルギル、３−ペンチニル等が挙げられる。）であり、アルキル基であると好ましい。
Ｒ及びＲ’の芳香族炭化水素基は、単環又は縮合環であり、好ましくは炭素数６〜３０、より好ましくは炭素数６〜２０、さらに好ましくは炭素数６〜１２の芳香族炭化水素基であり、例えば、フェニル、２−メチルフェニル、３−メチルフェニル、４−メチルフェニル、２−メトキシフェニル、３−トリフルオロメチルフェニル、ペンタフルオロフェニル、１−ナフチル、２−ナフチル等が挙げられる。
Ｒ及びＲ’の複素環基は、単環又は縮合環であり、好ましくは炭素数１〜２０、より好ましくは炭素数１〜１２、さらに好ましくは炭素数２〜１０の複素環基であり、好ましくは窒素原子、酸素原子、硫黄原子、セレン原子の少なくとも一つを含む芳香族ヘテロ環基である。この複素環基の例としては、例えば、ピロリジン、ピペリジン、ピペラジン、モルフォリン、チオフェン、セレノフェン、フラン、ピロール、イミダゾール、ピラゾール、ピリジン、ピラジン、ピリダジン、ピリミジン、トリアゾール、トリアジン、インドール、インダゾール、プリン、チアゾリン、チアゾール、チアジアゾール、オキサゾリン、オキサゾール、オキサジアゾール、キノリン、イソキノリン、フタラジン、ナフチリジン、キノキサリン、キナゾリン、シンノリン、プテリジン、アクリジン、フェナントロリン、フェナジン、テトラゾール、ベンゾイミダゾール、ベンゾオキサゾール、ベンゾチアゾール、ベンゾトリアゾール、テトラザインデン、カルバゾール、アゼピン等が挙げられ、好ましくは、フラン、チオフェン、ピリジン、ピラジン、ピリミジン、ピリダジン、トリアジン、キノリン、フタラジン、ナフチリジン、キノキサリン、キナゾリンであり、より好ましくはフラン、チオフェン、ピリジン、キノリンであり、さらに好ましくはキノリンである。
Ｒ及びＲ’で表される脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基及び複素環基は置換基を有していてもよく、置換基としては前記Ｌで表される基の置換基として挙げたものと同様であり、また好ましい置換基も同様である。
Ｒ及びＲ’として好ましくは、脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基又は複素環基であり、より好ましくは脂肪族炭化水素基（好ましくは炭素数６〜３０、より好ましくは炭素数６〜２０、さらに好ましくは炭素数６〜１２のもの）又は芳香族炭化水素基であり、さらに好ましくは脂肪族炭化水素基（好ましくは炭素数１〜２０、より好ましくは炭素数１〜１２、さらに好ましくは炭素数２〜１０のもの）である。
ｎは、１〜２の整数である。
また、電子輸送材料の含窒素環化合物におけるイミダゾピリジン構造を有するものとして、例えば下記一般式（Ｃ）で表されるものが挙げられる。
一般式（Ｃ）において、Ａｒ１’は、置換もしくは無置換の核炭素数６〜６０の（好ましくは核炭素数６〜４０）アリール基、又は置換もしくは無置換の核炭素数３〜６０（好ましくは核炭素数３〜４０）のヘテロアリール基である。
Ａｒ１’の置換もしくは無置換のアリール基の例としては、フェニル基、１−ナフチル基、２−ナフチル基、１−アントリル基、２−アントリル基、９−アントリル基、１−フェナントリル基、２−フェナントリル基、３−フェナントリル基、４−フェナントリル基、９−フェナントリル基、１−ナフタセニル基、２−ナフタセニル基、９−ナフタセニル基、１−クリセニル基、２−クリセニル基、６−クリセニル基、１−ピレニル基、２−ピレニル基、４−ピレニル基、２−ビフェニルイル基、３−ビフェニルイル基、４−ビフェニルイル基、ｐ−ターフェニル−４−イル基、ｐ−ターフェニル−３−イル基、ｐ−ターフェニル−２−イル基、ｍ−ターフェニル−４−イル基、ｍ−ターフェニル−３−イル基、ｍ−ターフェニル−２−イル基、ｏ−トリル基、ｍ−トリル基、ｐ−トリル基、ｐ−ｔ−ブチルフェニル基、ｐ−（２−フェニルプロピル）フェニル基、３−メチル−２−ナフチル基、４−メチル−１−ナフチル基、４−メチル−１−アントリル基、４’−メチルビフェニルイル基、４”−ｔ−ブチル−ｐ−ターフェニル−４−イル基、フルオランテニル基、フルオレニル基、スピロビフルオレンからなる１価の基、パーフルオロフェニル基、パーフルオロナフチル基、パーフルオロアントリル基、パーフルオロビフェニルイル基、９−フェニルアントラセンからなる１価の基、９−（１’−ナフチル）アントラセンからなる１価の基、９−（２’−ナフチル）アントラセンからなる１価の基、６−フェニルクリセンからなる１価の基、９−［４−（ジフェニルアミノ）フェニル］アントラセンからなる１価の基等が挙げられ、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、ターフェニル基、９−（１０−フェニル）アントリル基、９−［１０−（１’−ナフチル）］アントリル基、９−［１０−（２’−ナフチル）］アントリル基等が好ましい。
Ａｒ１’の置換もしくは無置換のヘテロアリール基の例としては、ピローリル基、フリル基、チエニル基、シローリル基、ピリジル基、キノリル基、イソキノリル基、ベンゾフリル基、イミダゾリル基、ピリミジル基、カルバゾリル基、セレノフェニル基、オキサジアゾリル基、トリアゾーリル基等が挙げられ、ピリジル基、キノリル基、イソキノリル基が好ましい。
一般式（Ｃ）において、Ａｒ２’は、水素原子、置換もしくは無置換の核炭素数６〜６０（好ましくは核炭素数６〜４０）のアリール基、置換もしくは無置換の核炭素数３〜６０（好ましくは核炭素数３〜４０）のヘテロアリール基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０（好ましくは炭素数１〜６）のアルキル基、又は置換もしくは無置換の炭素数１〜２０（好ましくは炭素数１〜６）のアルコキシ基である。
Ａｒ２’の置換もしくは無置換のアリール基の例としては、前記Ａｒ１’と同様のものが挙げられる。
Ａｒ２’の置換もしくは無置換のヘテロアリール基の例としては、前記Ａｒ１’と同様のものが挙げられる。
Ａｒ２’の置換もしくは無置換のアルキル基の例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｓ−ブチル基、イソブチル基、ｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基、ｎ−ヘプチル基、ｎ−オクチル基、ヒドロキシメチル基、１−ヒドロキシエチル基、２−ヒドロキシエチル基、２−ヒドロキシイソブチル基、１，２−ジヒドロキシエチル基、１，３−ジヒドロキシイソプロピル基、２，３−ジヒドロキシ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリヒドロキシプロピル基、クロロメチル基、１−クロロエチル基、２−クロロエチル基、２−クロロイソブチル基、１，２−ジクロロエチル基、１，３−ジクロロイソプロピル基、２，３−ジクロロ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリクロロプロピル基、ブロモメチル基、１−ブロモエチル基、２−ブロモエチル基、２−ブロモイソブチル基、１，２−ジブロモエチル基、１，３−ジブロモイソプロピル基、２，３−ジブロモ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリブロモプロピル基、ヨードメチル基、１−ヨードエチル基、２−ヨードエチル基、２−ヨードイソブチル基、１，２−ジヨードエチル基、１，３−ジヨードイソプロピル基、２，３−ジヨード−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリヨードプロピル基、アミノメチル基、１−アミノエチル基、２−アミノエチル基、２−アミノイソブチル基、１，２−ジアミノエチル基、１，３−ジアミノイソプロピル基、２，３−ジアミノ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリアミノプロピル基、シアノメチル基、１−シアノエチル基、２−シアノエチル基、２−シアノイソブチル基、１，２−ジシアノエチル基、１，３−ジシアノイソプロピル基、２，３−ジシアノ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリシアノプロピル基、ニトロメチル基、１−ニトロエチル基、２−ニトロエチル基、２−ニトロイソブチル基、１，２−ジニトロエチル基、１，３−ジニトロイソプロピル基、２，３−ジニトロ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリニトロプロピル基、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、４−メチルシクロヘキシル基、１−アダマンチル基、２−アダマンチル基、１−ノルボルニル基、２−ノルボルニル基等が挙げられ、、メチル基、エチル基、ｔ−ブチル基が好ましい。
Ａｒ２’の置換もしくは無置換のアルコキシ基は−ＯＹで表される基であり、Ｙの例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｓ−ブチル基、イソブチル基、ｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基、ｎ−ヘプチル基、ｎ−オクチル基、ヒドロキシメチル基、１−ヒドロキシエチル基、２−ヒドロキシエチル基、２−ヒドロキシイソブチル基、１，２−ジヒドロキシエチル基、１，３−ジヒドロキシイソプロピル基、２，３−ジヒドロキシ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリヒドロキシプロピル基、クロロメチル基、１−クロロエチル基、２−クロロエチル基、２−クロロイソブチル基、１，２−ジクロロエチル基、１，３−ジクロロイソプロピル基、２，３−ジクロロ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリクロロプロピル基、ブロモメチル基、１−ブロモエチル基、２−ブロモエチル基、２−ブロモイソブチル基、１，２−ジブロモエチル基、１，３−ジブロモイソプロピル基、２，３−ジブロモ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリブロモプロピル基、ヨードメチル基、１−ヨードエチル基、２−ヨードエチル基、２−ヨードイソブチル基、１，２−ジヨードエチル基、１，３−ジヨードイソプロピル基、２，３−ジヨード−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリヨードプロピル基、アミノメチル基、１−アミノエチル基、２−アミノエチル基、２−アミノイソブチル基、１，２−ジアミノエチル基、１，３−ジアミノイソプロピル基、２，３−ジアミノ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリアミノプロピル基、シアノメチル基、１−シアノエチル基、２−シアノエチル基、２−シアノイソブチル基、１，２−ジシアノエチル基、１，３−ジシアノイソプロピル基、２，３−ジシアノ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリシアノプロピル基、ニトロメチル基、１−ニトロエチル基、２−ニトロエチル基、２−ニトロイソブチル基、１，２−ジニトロエチル基、１，３−ジニトロイソプロピル基、２，３−ジニトロ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリニトロプロピル基等が挙げられ、、メチル基、エチル基、ｔ−ブチル基が好ましい。
ただし、一般式（Ｃ）において、Ａｒ１’及びＡｒ２’のいずれか一方は、置換もしくは無置換の核炭素数１０〜６０の縮合環基、又は置換もしくは無置換の核炭素数３〜６０のモノヘテロ縮合環基である。
一般式（Ｃ）のＬ１及びＬ２は、それぞれ独立に、単結合、置換もしくは無置換の核炭素数６〜６０（好ましくは核炭素数６〜４０）のアリーレン基、置換もしくは無置換の核炭素数３〜６０（好ましくは核炭素数３〜４０）のヘテロアリーレン基、又は置換もしくは無置換のフルオレニレン基である。
Ｌ１及びＬ２の置換もしくは無置換のアリーレン基の例としては、前記Ａｒ１’と同様のアリール基からさらに水素原子を除き２価の基としたものが挙げられる。
Ｌ１及びＬ２の置換もしくは無置換のヘテロアリーレン基の例としては、前記Ａｒ１’と同様のヘテロアリール基からさらに水素原子を除き２価の基としたものが挙げられる。
また、一般式（Ｃ）において、Ｌ１及び／又はＬ２が、
からなる群から選ばれる基であると好ましい。
さらに、一般式（Ｃ）において、前記Ａｒ１’が、下記一般式（ａ）〜（ｊ）で表される基であると好ましい。
（式中、式中、Ｒ１〜Ｒ９２は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の核炭素数６〜４０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の核炭素数１２〜８０のジアリールアミノ基、置換もしくは無置換の核炭素数６〜４０のアリール基、置換もしくは無置換の核炭素数３〜４０のヘテロアリール基、又は置換もしくは無置換の核炭素数１８〜１２０のジアリールアミノアリール基、Ｌ３が、単結合及び
からなる群から選ばれる基である。）
一般式（Ｃ）のＲ’’は、水素原子、置換もしくは無置換の核炭素数６〜６０のアリール基、置換もしくは無置換の核炭素数３〜６０のヘテロアリール基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルキル基、又は置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルコキシ基である。
Ｒ’’の置換もしくは無置換のアリール基の例としては、前記Ａｒ１’と同様のものが挙げられる。
Ｒ’’の置換もしくは無置換のヘテロアリール基の例としては、前記Ａｒ１’と同様のものが挙げられる。
Ｒ’’の置換もしくは無置換のアルキル基の例としては、前記Ａｒ２’と同様のものが挙げられる。
Ｒ’’の置換もしくは無置換のアルコキシ基の例としては、前記Ａｒ２’と同様のものが挙げられる。
一般式（Ｃ）で表される化合物の具体例としては、以下の例示化合物等が挙げられるがこれら例示化合物に限定されるものではない。
また、一般式（Ｃ）で表される含窒素環化合物は置換基を有していてもよく、置換基として好ましくはアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、芳香族炭化水素基、アミノ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アシルオキシ基、アシルアミノ基、アルコキシカルボニルアミノ基、アリールオキシカルボニルアミノ基、スルホニルアミノ基、スルファモイル基、カルバモイル基、アルキルチオ基、アリールチオ基、スルホニル基、ハロゲン原子、シアノ基、芳香族複素環基であり、より好ましくはアルキル基、アリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、ハロゲン原子、シアノ基、芳香族複素環基であり、さらに好ましくはアルキル基、アリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、芳香族複素環基であり、特に好ましくはアルキル基、アリール基、アルコキシ基、芳香族複素環基である。
これらの含窒素環化合物は、エネルギーギャップが小さいので陰極からの電子注入性に優れ、電子輸送に対する耐久性も高く、長寿命の素子を与えることができる。
本発明においては、還元性ドーパントが、前記電子注入層に添加されているか、又は陰極と該陰極と接合する層との界面領域に添加されていると好ましく、還元性ドーパントの仕事関数が、２．９ｅＶ以下であると好ましい。この電子注入効率を上昇させる化合物と定義され。該還元性ドーパントは、含有される電子注入層又は界面領域の少なくとも一部を還元しアニオン化する。
界面領域への還元性ドーパントの添加形態としては、層状又は島状に形成すると好ましい。
この還元性ドーパントとしては、アルカリ金属、アルカリ金属錯体、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属、アルカリ土類金属錯体、アルカリ土類金属化合物、希土類金属、希土類金属錯体、希土類金属化合物から選ばれた少なくとも一種類を用いると好ましい。前記アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物、及び希土類金属化合物としては、それぞれの酸化物やハロゲン化物が挙げられる。
前記アルカリ金属としては、Ｎａ（仕事関数：２．３６ｅＶ）、Ｋ（仕事関数：２．２８ｅＶ）、Ｒｂ（仕事関数：２．１６ｅＶ）、Ｃｓ（仕事関数：１．９５ｅＶ）等が挙げられ、仕事関数が２．９ｅＶ以下のものが特に好ましい。これらのうち好ましくはＫ、Ｒｂ、Ｃｓ、さらに好ましくはＲｂ又はＣｓであり、最も好ましくはＣｓである。
前記アルカリ土類金属としては、Ｃａ（仕事関数：２．９ｅＶ）、Ｓｒ（仕事関数：２．０〜２．５ｅＶ）、Ｂａ（仕事関数：２．５２ｅＶ）等が挙げられ、仕事関数が２．９ｅＶ以下のものが特に好ましい。
前記、希土類金属としては、Ｓｃ、Ｙ、Ｃｅ、Ｔｂ、Ｙｂ等が挙げられ、仕事関数が２．９ｅＶ以下のものが特に好ましい。
以上の金属のうち好ましい金属は、特に還元能力が高く、電子注入域への比較的少量の添加により、有機ＥＬ素子における発光輝度の向上や長寿命化が可能である。
前記アルカリ金属化合物としては、Ｌｉ２Ｏ、Ｃｓ２Ｏ、Ｋ２Ｏ等のアルカリ酸化物、ＬｉＦ、ＮａＦ、ＣｓＦ、ＫＦ等のアルカリハロゲン化物等が挙げられ、ＬｉＦ、Ｌｉ２Ｏ、ＮａＦのアルカリ酸化物又はアルカリフッ化物が好ましい。
前記アルカリ土類金属化合物としては、ＢａＯ、ＳｒＯ、ＣａＯ及びこれらを混合したＢａｘＳｒ１−ｘＯ（０＜ｘ＜１）や、ＢａｘＣａ１−ｘＯ（０＜ｘ＜１）等が挙げられ、ＢａＯ、ＳｒＯ、ＣａＯが好ましい。
前記希土類金属化合物としては、ＹｂＦ３、ＳｃＦ３、ＳｃＯ３、Ｙ２Ｏ３、Ｃｅ２Ｏ３、ＧｄＦ３、ＴｂＦ３等が挙げられ、ＹｂＦ３、ＳｃＦ３、ＴｂＦ３が好ましい。
前記アルカリ金属錯体、アルカリ土類金属錯体、希土類金属錯体としては、それぞれ金属イオンとしてアルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオン、希土類金属イオンの少なくとも一つ含有するものであれば特に限定はない。また、配位子にはキノリノール、ベンゾキノリノール、アクリジノール、フェナントリジノール、ヒドロキシフェニルオキサゾール、ヒドロキシフェニルチアゾール、ヒドロキシジアリールオキサジアゾール、ヒドロキシジアリールチアジアゾール、ヒドロキシフェニルピリジン、ヒドロキシフェニルベンゾイミダゾール、ヒドロキシベンゾトリアゾール、ヒドロキシフルボラン、ビピリジル、フェナントロリン、フタロシアニン、ポルフィリン、シクロペンタジエン、β−ジケトン類、アゾメチン類、及びそれらの誘導体などが好ましいが、これらに限定されるものではない。
形成方法としては、抵抗加熱蒸着法により還元性ドーパントを蒸着しながら、界面領域を形成する発光材料や電子注入材料である有機物を同時に蒸着させ、有機物中に還元ドーパントを分散する方法が好ましい。分散濃度としてはモル比で有機物：還元性ドーパント＝１００：１〜１：１００、好ましくは５：１〜１：５である。
還元性ドーパントを層状に形成する場合は、界面の有機層である発光材料や電子注入材料を層状に形成した後に、還元ドーパントを単独で抵抗加熱蒸着法により蒸着し、好ましくは層の厚み０．１〜１５ｎｍで形成する。
還元性ドーパントを島状に形成する場合は、界面の有機層である発光材料や電子注入材料を島状に形成した後に、還元ドーパントを単独で抵抗加熱蒸着法により蒸着し、好ましくは島の厚み０．０５〜１ｎｍで形成する。
また、本発明の有機ＥＬ素子の電子注入層における、主成分と還元性ドーパントの割合としては、モル比で主成分：還元性ドーパント＝５：１〜１：５であると好ましく、２：１〜１：２であるとさらに好ましい。
本発明の有機ＥＬ素子において、陰極と陽極間に、燐光性の発光材料が添加されている正孔輸送層を有すると好ましい。この正孔輸送層に用いる正孔輸送材料は、その三重項エネルギーが、前記発光層中の燐光性の発光材料の励起エネルギーより大きいと好ましい。
また、従来用いられてきた下記ＴＰＤやＮＰＤ
は、三重項エネルギーがそれぞ２．４６ｅＶ，２．５１ｅＶであり、これに対し、本発明で用いる発光層中の燐光性の発光材料は、例えば前記した（Ｋ−１０）の三重項エネルギーは２．５５ｅＶであるので、発光層の励起状態を失活してしまう。すなわち、正孔輸送材料の三重項エネルギーが２．５５ｅＶより大きいものが失活程度が小さく発光効率が高くなる。
本発明で用いる三重項エネルギーが２．５５ｅＶより大きい正孔輸送材料の具体例としては、以下に示す一般式（１０）、（１２）、（１４）〜（１７）及び（１９）のものが好ましく、それらは縮合芳香族環を有しないことが好ましい。
［式中、ｎは０〜３の整数であり、Ｒ１〜Ｒ３は、それぞれ置換もしくは無置換の炭素数１〜３０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜３０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の核炭素数６〜３０のアリール基、置換もしくは無置換の核炭素数６〜３０のアリールアルキル基である。Ｂは、シクロヘキシレン、アダマンチルなどの脂肪族環残基であるが、好ましくは下記一般式（１１）で示される脂肪族環残基を表す。
（式中、Ｙは、置換もしくは未置換のアルキル基又は置換もしくは無置換のアリール基である。ｎは２〜７の整数、ｍは０〜２の整数を表す。）］
［式中、Ａは下記一般式（１３）で表されるジアミン誘導体残基、Ｂはアダマンチル脂肪族環状基であり、好ましくは前記一般式（１１）で示される脂肪族環残基をそれぞれ表す。］
［（式中、Ｒ１〜Ｒ９は、水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のアルコキシ基、置換もしくは無置換のチオアルコキシ基、シアノ基、アミノ基、モノ又はジ置換アミノ基、水酸基、メルカプト基、置換もしくは無置換のアリールオキシ基、置換もしくは無置換のアリールチオ基、置換もしくは無置換の芳香族環基、置換もしくは無置換の複素環基を表し（ただし、Ｒ１〜Ｒ３、Ｒ４〜Ｒ６及びＲ７〜Ｒ９のうち少なくとも１個は水素原子ではない。また、隣接した置換基同士で置換もしくは無置換の脂肪族式環、置換もしくは無置換の炭素環式芳香族環、置換もしくは無置換の複素環式芳香族環基、置換もしくは無置換の複素環を形成しても良い。）、Ｘはフェニル、ビフェニルイル、又はターフェニルイルである。］
（Ａｒ６〜Ａｒ９は、それぞれ無置換又はアルキル基，アルコキシ基で置換された炭素数６〜１８の芳香族基を表し、互いに同一でも異なっていてもよいが、Ａｒ６〜Ａｒ９のうち少なくとも一つはビフェニル又はターフェニル基であることが好ましく、Ｘは単結合、フェニレン、ビフェニルイル、Ｎ−アルキル又はＮ−アリールカルバゾールからなる２価の基である。）
（式中、Ａｒ１、Ａｒ２は置換もしくは無置換の核炭素数６〜１８のアリール基であり、Ｒは、置換もしくは無置換の炭素数１〜３０のアルキル基、置換もしくは無置換のアルコキシ基または核炭素数６〜１８のアリール基である。Ｘは単結合、アルキレン、−Ｏ−又は−Ｓ−で表される連結基を示し、Ｘはあってもなくてもよい。）で表されるジアミン化合物。
（式中、Ａｒ１は置換もしくは無置換の核炭素数６〜１８のアリール基、Ａｒ２〜Ａｒ５は、それぞれ置換もしくは無置換の核炭素数６〜１８のアリーレン基を示し、Ｘ１は、単結合，−Ｏ−、−Ｓ−、アルキレンである連結基を示し、これらの連結基はあってもなくてもよく、Ｘ２及びＸ３は、それぞれ単結合、−Ｏ−、−Ｓ−、アルキレン基を表し、それらは同一でも異なっていてもよい。〕で表されるトリアミン化合物。
（式中、Ｒ１〜Ｒ１２は、それぞれ、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アラルキル基、アルケニル基、シアノ基、アミノ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、カルボキシル基、アルコキシ基、アルキルアミノ基、アラルキルアミノ基、ハロアルキル基、水酸基、アリールオキシ基、置換もしくは無置換の芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基を表し、Ｒ１とＲ２、Ｒ３とＲ４、Ｒ５とＲ６、Ｒ７とＲ８、Ｒ９とＲ１０、Ｒ１１とＲ１２は、それぞれ隣接する置換基同士で環を形成してもよい。
Ｘは以下に示す３価の連結基を表し、
Ａｒ１は、置換もしくは無置換の芳香族炭化水素環基、芳香族複素環基、又は、以下に示す一般式（１８）で表される基である。
（式中、Ｒ１３〜Ｒ１８は、それぞれ、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アラルキル基、アルケニル基、シアノ基、置換もしくは無置換のアミノ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、カルボキシル基、アルコキシ基、アルキルアミノ基、アラルキルアミノ基、ハロアルキル基、水酸基、アリールオキシ基、置換もしくは無置換の芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基を表わし、Ｒ１３とＲ１４、Ｒ１５とＲ１６、Ｒ１７とＲ１８は、それぞれ隣接する置換基同士で環を形成してもよい。）
（式中、Ｒは、アルキル基、アラルキル基、置換もしくは無置換のアミノ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、カルボキシル基、アルコキシ基、アルキルアミノ基、アラルキルアミノ基、ハロアルキル基、水酸基、アリールオキシ基、置換もしくは無置換の芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基である。）
本発明の有機ＥＬ素子の素子構成としては、陽極／発光層／電子注入層／陰極、陽極／正孔注入層／発光層／電子注入層／陰極、陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子注入層／陰極、陽極／絶縁層／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子注入層／陰極等の構造が挙げられる。
本発明の有機ＥＬ素子は、電子注入層と陰極との間に絶縁体や半導体で構成される無機化合物層や電子輸送層を設けてもよい。これらの層は、電流のリークを有効に防止して、電子注入性を向上させることができる。
このような絶縁体としては、アルカリ金属カルコゲナイド、アルカリ土類金属カルコゲナイド、アルカリ金属のハロゲン化物及びアルカリ土類金属のハロゲン化物からなる群から選択される少なくとも一つの金属化合物を使用するのが好ましい。電子輸送層がこれらのアルカリ金属カルコゲナイド等で構成されていれば、電子注入性をさらに向上させることができる点で好ましい。具体的に、好ましいアルカリ金属カルコゲナイドとしては、例えば、Ｌｉ２Ｏ、ＬｉＯ、Ｎａ２Ｓ、Ｎａ２Ｓｅ、ＮａＯ等が挙げられ、好ましいアルカリ土類金属カルコゲナイドとしては、例えば、ＣａＯ、ＢａＯ、ＳｒＯ、ＢｅＯ、ＢａＳ、ＣａＳｅが挙げられる。また、好ましいアルカリ金属のハロゲン化物としては、例えば、ＬｉＦ、ＮａＦ、ＫＦ、ＬｉＣｌ、ＫＣｌ、ＮａＣｌ等が挙げられる。また、好ましいアルカリ土類金属のハロゲン化物としては、例えば、ＣａＦ２、ＢａＦ２、ＳｒＦ２、ＭｇＦ２、ＢｅＦ２等のフッ化物や、フッ化物以外のハロゲン化物が挙げられる。
電子輸送層を構成する半導体としては、Ｂａ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｙｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｃｄ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｔａ、Ｓｂ及びＺｎの少なくとも一つの元素を含む酸化物、窒化物又は酸化窒化物等の一種単独又は二種以上の組み合わせが挙げられる。また、電子輸送層を構成する無機化合物が、微結晶又は非晶質の絶縁性薄膜であることが好ましい。電子輸送層がこれらの絶縁性薄膜で構成されていれば、より均質な薄膜が形成されるために、ダークスポット等の画素欠陥を減少させることができる。なお、このような無機化合物としては、上述したアルカリ金属カルコゲナイド、アルカリ土類金属カルコゲナイド、アルカリ金属のハロゲン化物及びアルカリ土類金属のハロゲン化物等が挙げられる。
正孔注入・輸送層は、発光層への正孔注入を助け、発光領域まで輸送する層であって、正孔移動度が大きく、イオン化エネルギーが通常５．５ｅＶ以下と小さい。このような正孔注入・輸送層としてはより低い電界強度で正孔を発光層に輸送する材料が好ましく、さらに正孔の移動度が、例えば１０４〜１０６Ｖ／ｃｍの電界印加時に、１０−６ｃｍ２／Ｖ・秒以上であるものが好ましく、１０−５ｃｍ２／Ｖ・秒以上であるものがさらに好ましい。
さらに、有機ＥＬ素子の陽極は、正孔を正孔輸送層又は発光層に注入する役割を担うものであり、４．５ｅＶ以上の仕事関数を有すると効果的である。本発明に用いられる陽極材料の具体例としては、酸化インジウム錫合金（ＩＴＯ）、酸化錫（ＮＥＳＡ）、金、銀、白金、銅等が挙げられる。また、陰極としては、電子輸送層又は発光層に電子を注入するために、仕事関数の小さい材料が好ましい。陰極の材料は特に限定されないが、具体的にはインジウム、アルミニウム、マグネシウム、マグネシウム−インジウム合金、マグネシウム−アルミニウム合金、アルミニウム−リチウム合金、アルミニウム−スカンジウム−リチウム合金、マグネシウム−銀合金等が挙げられる。
本発明の有機ＥＬ素子における各層の形成方法は特に限定されず、従来公知の真空蒸着法、スピンコーティング法等による形成方法を用いることができる。本発明の有機ＥＬ素子に用いる有機薄膜層は、真空蒸着法、分子線蒸着法（ＭＢＥ法）あるいは溶媒に解かした溶液のディッピング法、スピンコーティング法、キャスティング法、バーコート法、ロールコート法等の塗布法による公知の方法で形成することができる。
本発明の有機ＥＬ素子における各有機薄膜層の膜厚は特に制限されないが、一般に膜厚が薄すぎるとピンホール等の欠陥が生じやすく、逆に厚すぎると高い印加電圧が必要となり効率が悪くなるため、通常は数ｎｍから１μｍの範囲が好ましい。
次に、実施例を用いて本発明をさらに詳しく説明すが、本発明はこれらに限定されるものではない。
なお、化合物の三重項エネルギー、一重項エネルギー及びイオン化ポテンシャルは、以下のようにして測定した。
（１）三重項エネルギーの測定
最低励起三重項エネルギー準位Ｔ１を測定した。すなわち、試料の燐光スペクトルを測定し（１０μｍｏｌ／リットル ＥＰＡ（ジエチルエーテル：イソペンタン：エタノール＝５：５：２容積比）溶液、７７Ｋ、石英セル、ＳＰＥＸ社ＦＬＵＯＲＯＬＯＧＩＩ）、燐光スペクトルの短波長側の立ち上がりに対して接線を引き横軸との交点である波長（発光端）を求めた。この波長をエネルギー値に換算した。
（２）一重項エネルギー（エネルギーギャップ）の測定
励起一重項エネルギーの値を測定した。すなわち、試料のトルエン溶液（１０−５モル／リットル）を用い日立社製紫外可視吸光計を用い吸収スペクトルを測定した。スペクトルの長波長側の立ち上りに対し接線を引き横軸との交点である波長（吸収端）を求めた。この波長をエネルギー値に換算した。
（３）イオン化ポテンシャルの測定
理研計器社製、大気下光電子分光装置ＡＣ−１にて材料粉末を用い測定した。
【実施例１】
２５ｍｍ×７５ｍｍ×１．１ｍｍ厚のＩＴＯ透明電極付きガラス基板（ジオマティック社製）をイソプロピルアルコール中で超音波洗浄を５分間行なった後、ＵＶオゾン洗浄を３０分間行なった。洗浄後の透明電極付きガラス基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに装着し、まず透明電極が形成されている側の面上に前記透明電極を覆うようにして膜厚１０ｎｍの銅フタロシアニン膜（以下「ＣｕＰｃ膜」と略記する。）を成膜した。このＣｕＰｃ膜は、正孔注入層として機能する。ＣｕＰｃ膜上に膜厚３０ｎｍの下記ＴＰＡＣを成膜した。このＴＰＡＣ膜は正孔輸送層として機能する。さらに、ＴＰＡＣ膜上に膜厚３０ｎｍの下記化合物ＰＢ１０２を蒸着し発光層を成膜した。同時に燐光性のＩｒ金属錯体として前記（Ｋ−３）を添加した。（Ｋ−３）の濃度は発光層中７重量％である。この膜は、発光層として機能する。この膜上に膜厚２０ｎｍのトリス（８−キノリノール）Ａｌ錯体（以下、Ａｌｑという）を設けた。このＡｌｑ膜は、電子注入層として機能する。この後、還元性ドーパントであるＬｉ（Ｌｉ源：サエスゲッター社製）とＡｌｑとを、モル比でＡｌｑ：Ｌｉ＝１：１で二元蒸着させ、陰極側の電子注入層としてＡｌｑ：Ｌｉ膜を１０ｎｍ形成した。このＡｌｑ：Ｌｉ膜上に金属Ａｌを蒸着させ金属陰極を形成し有機ＥＬ素子を作製した。
発光層中のホスト材料の種類、イオン化ポテンシャル、エネルギーギャップ（一重項エネルギー）及び三重項エネルギー、発光層中の燐光性の発光材料（金属錯体）の種類及び三重項エネルギー、電子注入層中の電子輸送材料の種類、エネルギーギャップ及び三重項エネルギーの値、並びに正孔輸送層の材料を表１に示す。
また、得られた素子について、特性を評価したところ、直流電圧６．６Ｖで発光輝度８９ｃｄ／ｍ２、発光効率１５．０ｃｄ／Ａの青緑色発光が得られた。また、ＥＬスペクトルを計測したところ発光ピーク波長は４７７ｎｍであり、Ｉｒ金属錯体から発光が生じていることが示された。これらの結果を表１に示す。なお、後述するように電子注入層に用いたＡｌｑのエネルギーギャップは発光層のホスト材料及びＩｒ錯体のエネルギーギャップより小さく、電子注入層に用いるＡｌｑの三重項エネルギーは、発光層のホスト化合物及び三重項エネルギーより小さいにもかかわらず、低電圧で高効率な青緑色発光が得られた。
比較例１（正孔輸送性発光層と正孔阻止層を用いた比較例）
２５ｍｍ×７５ｍｍ×１．１ｍｍ厚のＩＴＯ透明電極付きガラス基板（ジオマティック社製）をイソプロピルアルコール中で超音波洗浄を５分間行なった後、ＵＶオゾン洗浄を３０分間行なった。洗浄後の透明電極付きガラス基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに装着し、まず透明電極が形成されている側の面上に前記透明電極を覆うようにして膜厚１０ｎｍの銅フタロシアニン膜（以下「ＣｕＰｃ膜」と略記する。）を成膜した。このＣｕＰｃ膜は、正孔注入層として機能する。ＣｕＰｃ膜の成膜に続けて、この膜上に膜厚３０ｎｍの前記ＮＰＤを成膜した。このＮＰＤ膜は正孔輸送層として機能する。さらに、ＮＰＤ膜の成膜に続けて膜上に膜厚３０ｎｍの正孔輸送性の下記ＣＢＰをホスト材料として蒸着し発光層を成膜した。同時に燐光性のＩｒ金属錯体として前記（Ｋ−３）を添加した。（Ｋ−３）の濃度は発光層中７重量％であった。この膜は、発光層として機能する。この膜上に膜厚１０ｎｍの（１，１’−ビスフェニル）−４−オラート）ビス（２−メチル−８−キノリノラート）アルミニウム（以下、ＢＡｌｑという）を設けた。このＢＡｌｑ膜は正孔阻止層として機能する。この後、還元性ドーパントであるＬｉ（Ｌｉ源：サエスゲッター社製）とＡｌｑとを、モル比でＡｌｑ：Ｌｉ＝１：１で二元蒸着させ、陰極側の電子注入層としてＡｌｑ：Ｌｉ膜を１０ｎｍ形成した。このＡｌｑ：Ｌｉ膜上に金属Ａｌを蒸着させ金属陰極を形成し有機ＥＬ素子を作製した。
発光層中のホスト材料の種類、イオン化ポテンシャル、エネルギーギャップ（一重項エネルギー）及び三重項エネルギー、発光層中の燐光性の発光材料（金属錯体）の種類及び三重項エネルギー、電子注入層中の電子輸送材料の種類、エネルギーギャップ及び三重項エネルギーの値、並びに正孔輸送層の材料を表１に示す。
また、得られた素子について、特性を評価したところ、直流電圧７．２Ｖで発光輝度９８ｃｄ／ｍ２、発光効率３．２ｃｄ／Ａの青緑色発光が得られたが、実施例に比較して非常に低い発光効率であった。これは、発光層に正孔輸送性の化合物をホスト材料として用いたため、発光層の励起状態が失活し、消光しているためである。これらの結果を表１に示す。
比較例２（正孔輸送性発光層を用いた比較例）
実施例１において、発光層のホスト材料として、化合物ＰＢ１０２の代わりに正孔輸送性の前記ＣＢＰを用いたこと以外は同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
発光層中のホスト材料の種類、イオン化ポテンシャル、エネルギーギャップ（一重項エネルギー）及び三重項エネルギー、発光層中の燐光性の発光材料（金属錯体）の種類及び三重項エネルギー、電子注入層中の電子輸送材料の種類、エネルギーギャップ及び三重項エネルギーの値、並びに正孔輸送層の材料を表１に示す。
また、得られた素子について、特性を評価したところ、直流電圧６．８Ｖで発光輝度１．２ｃｄ／ｍ２、発光効率０．３ｃｄ／Ａの青緑色発光しか得られず、発光効率が非常に低かった。これは、発光層に正孔輸送性の化合物をポスト材料として用いたため、発光層の励起状態が失活し、消光しているためである。また、比較例１と比較して、ある程度の発光効率を得るためには、正孔阻止層が必要であることも判明した。これらの結果を表１に示す。
【実施例２】
実施例１において、発光層のホスト材料として、化合物ＰＢ１０２の代わりに電子輸送性の下記ＰＢ１１５を用いたこと以外は同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
発光層中のホスト材料の種類、イオン化ポテンシャル、エネルギーギャップ（一重項エネルギー）及び三重項エネルギー、発光層中の燐光性の発光材料（金属錯体）の種類及び三重項エネルギー、電子注入層中の電子輸送材料の種類、エネルギーギャップ及び三重項エネルギーの値、並びに正孔輸送層の材料を表１に示す。
また、得られた素子について、特性を評価したところ、直流電圧６．５Ｖで発光輝度１０２ｃｄ／ｍ２、発光効率１４．８ｃｄ／Ａの青緑色発光という極めて高い効率が得られた。これらの結果を表１に示す。
【実施例３】
実施例１において、電子注入層を形成するＡｌｑ及びＡｌｑ：Ｌｉの代わりに前記ＢＡｌｑを用い、ＢＡｌｑの陰極側２０ｎｍにはＬｉを添加したこと以外は同様にして有機ＥＬ素子を作製した。この場合、発光層は電子注入層に直接接合し、さらにＢＡｌｑ層に陰極が接合している。
発光層中のホスト材料の種類、イオン化ポテンシャル、エネルギーギャップ（一重項エネルギー）及び三重項エネルギー、発光層中の燐光性の発光材料（金属錯体）の種類及び三重項エネルギー、電子注入層中の電子輸送材料の種類、エネルギーギャップ及び三重項エネルギーの値、並びに正孔輸送層の材料を表１に示す。
また、得られた素子について、特性を評価したところ、直流電圧７．８Ｖで発光輝度９３ｃｄ／ｍ２、発光効率１２．３ｃｄ／Ａの青緑色発光という極めて高い効率が得られた。これらの結果を表１に示す。
【実施例４】
２５ｍｍ×７５ｍｍ×１．１ｍｍ厚のＩＴＯ透明電極付きガラス基板（ジオマティック社製）をイソプロピルアルコール中で超音波洗浄を５分間行なった後、ＵＶオゾン洗浄を３０分間行なった。洗浄後の透明電極付きガラス基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに装着し、まず透明電極が形成されている側の面上に前記透明電極を覆うようにして膜厚５０ｎｍの前記ＮＰＤを成膜した。このＮＰＤ膜は正孔輸送層として機能する。さらに、ＮＰＤ膜上に膜厚３０ｎｍの電子輸送性の前記ＰＢ１１５をホスト材料として蒸着し発光層を成膜した。同時に燐光性のＩｒ金属錯体として前記（Ｋ−１０）を添加した。（Ｋ−１０）の濃度は発光層中５重量％である。この膜は、発光層として機能する。この膜上に膜厚１０ｎｍのＡｌｑを電子注入層として蒸着した。この後、還元性ドーパントであるＬｉ（Ｌｉ源：サエスゲッター社製）とＡｌｑとを、モル比でＡｌｑ：Ｌｉ＝１：１で二元蒸着させ、陰極側の電子注入層としてＡｌｑ：Ｌｉ膜を３０ｎｍ形成した。このＡｌｑ：Ｌｉ膜上に金属Ａｌを蒸着させ金属陰極を形成し有機ＥＬ素子を作製した。
発光層中のホスト材料の種類、イオン化ポテンシャル、エネルギーギャップ（一重項エネルギー）及び三重項エネルギー、発光層中の燐光性の発光材料（金属錯体）の種類及び三重項エネルギー、電子注入層中の電子輸送材料の種類、エネルギーギャップ及び三重項エネルギーの値、並びに正孔輸送層の材料を表１に示す。
また、得られた素子について、特性を評価したところ、直流電圧４．５Ｖで発光輝度６２０ｃｄ／ｍ２、発光効率３２．５ｃｄ／Ａの緑色発光が得られた。これらの結果を表１に示す。
比較例３（正孔輸送性発光層を用いた比較例）
実施例４において、発光層のホスト材料として、化合物ＰＢ１１５の代わりに正孔輸送性の前記ＣＢＰを用いたこと以外は同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
発光層中のホスト材料の種類、イオン化ポテンシャル、エネルギーギャップ（一重項エネルギー）及び三重項エネルギー、発光層中の燐光性の発光材料（金属錯体）の種類及び三重項エネルギー、電子注入層中の電子輸送材料の種類、エネルギーギャップ及び三重項エネルギーの値、並びに正孔輸送層の材料を表１に示す。
また、得られた素子について、特性を評価したところ、直流電圧５．１Ｖで発光輝度１０１ｃｄ／ｍ２、発光効率５．７ｃｄ／Ａの緑色発光しか得られず、発光効率が低かった。これは、発光層に正孔輸送性の化合物をホスト材料として用いたため、発光層の励起状態が失活し、消光しているためである。これらの結果を表１に示す。
比較例４（イオン化ポテンシャルが５．９ｅＶより大きいホスト材料を含む電子輸送性発光層を用いた比較例）
実施例４において、発光層のホスト材料として、化合物ＰＢ１１５の代わりに電子輸送性の下記ＢＣＰを用いたこと以外は同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
発光層中のホスト材料の種類、イオン化ポテンシャル、エネルギーギャップ（一重項エネルギー）及び三重項エネルギー、発光層中の燐光性の発光材料（金属錯体）の種類及び三重項エネルギー、電子注入層中の電子輸送材料の種類、エネルギーギャップ及び三重項エネルギーの値、並びに正孔輸送層の材料を表１に示す。
また、得られた素子について、特性を評価したところ、直流電圧６．２Ｖで発光輝度３２０ｃｄ／ｍ２、発光効率３０．２ｃｄ／Ａの緑色発光が得られ、発光層の消光は免れている。しかし、実施例４の有機ＥＬ素子と同程度の発光効率を得るために、１．７Ｖ高い電圧が必要であった。これは、ＢＣＰのイオン化ポテンシャルが高いため、正孔が注入できないためである。これらの結果を表１に示す。
【実施例５】
実施例２において、正孔輸送層の材料として、ＴＰＡＣの代わりに下記ＴＣＴＡを用い、燐光性のＩｒ金属錯体として（Ｋ−３）を添加したかわりに前記（Ｋ−２３）を用い、電子注入層中の電子輸送材料としてＡｌｑの代わりに前記（Ａ−７）を用いた以外は同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
発光層中のホスト材料の種類、イオン化ポテンシャル、エネルギーギャップ（一重項エネルギー）及び三重項エネルギー、発光層中の燐光性の発光材料（金属錯体）の種類及び三重項エネルギー、電子注入層中の電子輸送材料の種類、エネルギーギャップ及び三重項エネルギーの値、並びに正孔輸送層の材料を表１に示す。
また、得られた素子について、特性を評価したところ、直流電圧６．０Ｖで発光輝度１０４ｃｄ／ｍ２、発光効率２０．８ｃｄ／Ａの青緑色発光という極めて高い効率が得られた。これらの結果を表１に示す。
【実施例６】
実施例５において、電子注入層中の電子輸送材料として（Ａ−７）の代わりに前記（Ｃ−１５）を用いた以外は同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
発光層中のホスト材料の種類、イオン化ポテンシャル、エネルギーギャップ（一重項エネルギー）及び三重項エネルギー、発光層中の燐光性の発光材料（金属錯体）の種類及び三重項エネルギー、電子注入層中の電子輸送材料の種類、エネルギーギャップ及び三重項エネルギーの値、並びに正孔輸送層の材料を表１に示す。
また、得られた素子について、特性を評価したところ、直流電圧６．１Ｖで発光輝度１０５ｃｄ／ｍ２、発光効率２３．１ｃｄ／Ａの青緑色発光という極めて高い効率が得られた。これらの結果を表１に示す。
比較例５（正孔輸送性発光層を用いた比較例）
実施例５において、発光層のホスト材料として、化合物ＰＢ１１５の代わりに正孔輸送性の前記ＣＢＰを用いたこと以外は同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
発光層中のホスト材料の種類、イオン化ポテンシャル、エネルギーギャップ（一重項エネルギー）及び三重項エネルギー、発光層中の燐光性の発光材料（金属錯体）の種類及び三重項エネルギー、電子注入層中の電子輸送材料の種類、エネルギーギャップ及び三重項エネルギーの値、並びに正孔輸送層の材料を表１に示す。
また、得られた素子について、特性を評価したところ、直流電圧６．３Ｖで発光輝度１０２ｃｄ／ｍ２、発光効率９．２ｃｄ／Ａの青緑色発光しか得られず、実施例５に比べ著しく発光効率が低かった。これは、発光層に正孔輸送性の化合物をホスト材料として用いたため、発光層の励起状態が失活し、消光しているためである。これらの結果を表１に示す。
比較例６（イオン化ポテンシャルが５．９ｅＶより大きいホスト材料を含む電子輸送性発光層を用いた比較例）
実施例５において、発光層のホスト材料として、化合物ＰＢ１１５の代わりに電子輸送性の下記ＴＰＢＩ（２，２’，２’’−（１，３，５−フェニレン）トリス［１−フェニル−１Ｈ−ベンズイミダゾール］：特開平１０−１０６７４９号公報に合成法記載）を用いたこと以外は同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
発光層中のホスト材料の種類、イオン化ポテンシャル、エネルギーギャップ（一重項エネルギー）及び三重項エネルギー、発光層中の燐光性の発光材料（金属錯体）の種類及び三重項エネルギー、電子注入層中の電子輸送材料の種類、エネルギーギャップ及び三重項エネルギーの値、並びに正孔輸送層の材料を表１に示す。
また、得られた素子について、特性を評価したところ、直流電圧７．６Ｖで発光輝度１０２ｃｄ／ｍ２、発光効率１４．６ｃｄ／Ａの青緑色発光が得られ、発光層の消光は免れている。しかし、実施例５の有機ＥＬ素子と同程度の発光効率を得るために、１．６Ｖも高い電圧が必要であった。これは、ＴＰＢＩのイオン化ポテンシャルが高いため、正孔が注入されにくいためである。これらの結果を表１に示す。
表１に示したように、実施例１〜６の有機ＥＬ素子において、発光層中のホスト材料のエネルギーギャップは電子注入層中の電子輸送材料のエネルギーギャップより大きいのでエネルギー移動が生じ、励起状態が消光する可能性がある。また、発光層中のホスト材料の三重項エネルギー及び金属錯体の三重項エネルギーは、電子注入層中の電子輸送材料の三重項エネルギーより大きいのでエネルギー移動が生じ、励起状態が消光する可能性もある。しかし、電子輸送性の発光層を用いたことにより、高発光効率が可能になった。
また、実施例４と比較例４、及び実施例５と比較例６をそれぞれ比べると、発光層中のホスト材料のイオン化ポテンシャルが小さいので、低電圧駆動が可能になることが判明した。
これらに対し、比較例１〜３及び比較例５の素子は励起状態が消光していることを示し、発光効率が低い。
【産業上の利用可能性】
以上詳細に説明したように、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、素子を構成する発光層及び電子注入層が特定の条件を満たし、電子輸送性の発光層を用いているため、燐光性の発光を用い、発光効率が高い。このため、フルカラー用の有機エレクトロルミネッセンス素子として有用である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
陰極と陽極間に、少なくとも燐光性の発光材料とホスト材料からなる発光層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子において、発光層と陰極との間に、発光層と接合した電子注入層を有し、
発光層が電子輸送性で、前記ホスト材料のイオン化ポテンシャルが５．９ｅＶ以下であり、
電子注入層中の電子輸送材料のエネルギーギャップが、発光層中のホスト材料のエネルギーギャップより小さい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２】
陰極と陽極間に、少なくとも燐光性の発光材料とホスト材料からなる発光層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子において、発光層と陰極との間に、発光層と接合した電子注入層を有し、
発光層が電子輸送性で、前記ホスト材料のイオン化ポテンシャルが５．９ｅＶ以下であり、
電子注入層中の電子輸送材料の三重項エネルギーが、発光層中のホスト材料の三重項エネルギーより小さい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３】
還元性ドーパントが、電子注入層に添加されているか、又は陰極と該陰極と接合する層との界面領域に添加され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。
【請求項４】
陰極と陽極間に、燐光性の発光材料が添加されている正孔輸送層を有す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。
【請求項５】
前記正孔輸送層中の正孔輸送材料の三重項エネルギーが、発光層中の燐光性の発光材料の励起エネルギーより大きい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。
【請求項６】
前記発光層中のホスト材料が電子輸送性である請求項１又は２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項７】
前記発光層中のホスト材料の電子輸送度が１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上である請求項６に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項８】
前記電子輸送材料が、単一種の含窒素環誘導体が配位した金属錯体である請求項１又は２のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項９】
前記含窒素環が、キノリン、フェニルピリジン、ベンゾキノリン又はフェナントロリンである請求項８に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１０】
前記金属錯体が、キノリノールの金属錯体又はその誘導体である請求項８に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１１】
前記電子輸送材料が、含窒素環と縮合芳香族環が連結した化合物、又は含窒素環がアリーレン基を介して縮合芳香族環と連結した化合物（含窒素環、縮合芳香族環及びアリーレン基は、それぞれ置換基を有していてもよい）である請求項１又は２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１２】
前記縮合芳香族環が、ナフタレン、アントラセン、ピレン、フェナントレン、フルオランテン、クリセン、ペリレン、ナフタセン又はペンタセンである請求項１１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１３】
前記含窒素環が、６員環と５員環の縮合環であり、１〜４個の窒素原子を有する請求項１１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１４】
前記ホスト材料が、カルバゾリル基もしくはアザカルバゾリル基が含窒素環に連結した化合物、又はカルバゾリル基もしくはアザカルバゾリル基がアリーレン基を介して含窒素環に連結した化合物（カルバゾリル基、アザカルバゾリル基、含窒素環及びアリーレン基は、それぞれ置換基を有していてもよい）である請求項１又は２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１５】
前記含窒素環が、ピリジン、キノリン、ピラジン、ピリミジン、キノキサリン、トリアジン、イミダゾール、イミダゾピリジン、ピリダジン又はベンズイミダゾールである請求項１４に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１】
陰極と陽極間に、少なくとも燐光性の発光材料とホスト材料からなる発光層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子において、発光層と陰極との間に、発光層と接合した電子注入層を有し、
発光層が電子輸送性で、前記ホスト材料のイオン化ポテンシャルが５．９ｅＶ以下であり、
電子注入層中の電子輸送材料のエネルギーギャップが、発光層中のホスト材料のエネルギーギャップより小さい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２】
陰極と陽極間に、少なくとも燐光性の発光材料とホスト材料からなる発光層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子において、発光層と陰極との間に、発光層と接合した電子注入層を有し、
発光層が電子輸送性で、前記ホスト材料のイオン化ポテンシャルが５．９ｅＶ以下であり、
電子注入層中の電子輸送材料の三重項エネルギーが、発光層中のホスト材料の三重項エネルギーより小さい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３】
還元性ドーパントが、電子注入層に添加されているか、又は陰極と該陰極と接合する層との界面領域に添加され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。
【請求項４】
陰極と陽極間に、燐光性の発光材料が添加されている正孔輸送層を有す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。
【請求項５】
前記正孔輸送層中の正孔輸送材料の三重項エネルギーが、発光層中の燐光性の発光材料の励起エネルギーより大きい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。
【請求項６】
前記発光層中のホスト材料が電子輸送性である請求項１又は２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項７】
前記発光層中のホスト材料の電子輸送度が１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上である請求項６に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項８】
前記電子輸送材料が、単一種の含窒素環誘導体が配位した金属錯体である請求項１又は２のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項９】
前記含窒素環が、キノリン、フェニルピリジン、ベンゾキノリン又はフェナントロリンである請求項８に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１０】
前記金属錯体が、キノリノールの金属錯体又はその誘導体である請求項８に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１１】
前記電子輸送材料が、含窒素環と縮合芳香族環が連結した化合物、又は含窒素環がアリーレン基を介して縮合芳香族環と連結した化合物（含窒素環、縮合芳香族環及びアリーレン基は、それぞれ置換基を有していてもよい）である請求項１又は２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１２】
前記縮合芳香族環が、ナフタレン、アントラセン、ピレン、フェナントレン、フルオランテン、クリセン、ペリレン、ナフタセン又はペンタセンである請求項１１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１３】
前記含窒素環が、６員環と５員環の縮合環であり、１〜４個の窒素原子を有する請求項１１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１４】
前記ホスト材料が、カルバゾリル基もしくはアザカルバゾリル基が含窒素環に連結した化合物、又はカルバゾリル基もしくはアザカルバゾリル基がアリーレン基を介して含窒素環に連結した化合物（カルバゾリル基、アザカルバゾリル基、含窒素環及びアリーレン基は、それぞれ置換基を有していてもよい）である請求項１又は２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１５】
前記含窒素環が、ピリジン、キノリン、ピラジン、ピリミジン、キノキサリン、トリアジン、イミダゾール、イミダゾピリジン、ピリダジン又はベンズイミダゾールである請求項１４に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【国際公開番号】ＷＯ２００４／０３４７５１
【国際公開日】平成１６年４月２２日（２００４．４．２２）
【発行日】平成１８年２月９日（２００６．２．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−５４２８２０（Ｐ２００４−５４２８２０）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＪＰ２００３／０１２５９８
【国際出願日】平成１５年１０月１日（２００３．１０．１）
【出願人】（０００１８３６４６）出光興産株式会社 (2,069)
【Ｆターム（参考）】
【国際公開日】平成１６年４月２２日（２００４．４．２２）
【発行日】平成１８年２月９日（２００６．２．９）
【国際特許分類】
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＪＰ２００３／０１２５９８
【国際出願日】平成１５年１０月１日（２００３．１０．１）
【出願人】（０００１８３６４６）出光興産株式会社 (2,069)
【Ｆターム（参考）】
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