有機電界発光素子
【課題】 高い発光効率、高い輝度、低駆動電圧での発光を保持し、かつ熱的劣化の小さい有機電界発光素子を実現する。
【解決手段】 本発明の有機電界発光素子は、陽極２と陰極８との間に少なくとも１層の有機層を有する有機電界発光素子において、該有機層のうち少なくとも１層に、アリール基が少なくとも１つ置換したエテニル基を少なくとも１つＮ位に置換した５，１０−ジヒドロ−フェナジン化合物を含有している。このため、発光特性及び熱的安定性に優れた有機電界発光素子を提供することができる。
【解決手段】 本発明の有機電界発光素子は、陽極２と陰極８との間に少なくとも１層の有機層を有する有機電界発光素子において、該有機層のうち少なくとも１層に、アリール基が少なくとも１つ置換したエテニル基を少なくとも１つＮ位に置換した５，１０−ジヒドロ−フェナジン化合物を含有している。このため、発光特性及び熱的安定性に優れた有機電界発光素子を提供することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機電界発光素子に関するものである。より詳しくは、光源やディスプレイ等に使用される有機電界発光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
電界発光素子は、自己発光のために液晶素子に比べて明るく、鮮明な表示が可能であるため、古くから多くの研究者によって研究されてきた。現在実用レベルに達した電界発光素子としては、無機材料のＺｎＳを用いた素子がある。しかしながら、このような無機の電界発光素子は、発光のための駆動電圧として５０Ｖ以上が必要であるため、広く使用されるには至っていない。
【０００３】
これに対して、有機材料を用いた電界発光素子である有機電界発光素子は、従来は実用的なレベルからはほど遠いものであったが、１９８７年にイーストマン・コダック社のシー・ダブリュ・タン（Ｃ．Ｗ．Ｔａｎｇ）らによって開発された積層構造素子により、その特性が飛躍的に進歩した（例えば、非特許文献１）。彼らは、蒸着膜の構造が安定で電子を輸送することのできる蛍光体からなる層（電子輸送性発光層）と、正孔を輸送することのできる有機物からなる層（正孔輸送層）とを積層した積層構造体に、正孔と電子とを蛍光体中に注入して発光させることに成功した。これによって、有機電界発光素子の発光効率が向上し、１０Ｖ以下の電圧で１０００ｃｄ／ｍ２以上の発光が得られるようになった。その後、電子輸送性発光層を発光層と電子輸送層とに分けるなど、素子を構成する層の機能分離が進められた。その結果、現在では１００００ｃｄ／ｍ２以上の発光特性が得られている。
【０００４】
このような有機電界発光素子は、発光層を構成する材料を変更することによりその発光色を任意に変更することが可能である。
【０００５】
上記有機電界発光素子に使用される蛍光性有機化合物としては、例えば、正孔注入輸送材料として、４，４’−ビス〔Ｎ−フェニル−Ｎ−（３”−メチルフェニル）アミノ〕ビフェニル（以下、ＴＰＤと記す）を用いることが提案されている（例えば、非特許文献２参照）。また、２−〔４’−〔Ｎ−フェニル−Ｎ−（４”−メチルフェニル）アミノ〕フェニル〕−３，４，５−トリフェニルチオフェンや２，５−ビス〔４’−〔Ｎ−フェニル−Ｎ−（３”−メチルフェニル）アミノ〕フェニル〕−３，４−ジフェニルチオフェンを、正孔注入輸送材料として用いることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。さらに、特定の芳香族ジアミン化合物を青色発光材料として用いることが提案されている（例えば、特許文献２、３参照）。
【特許文献１】特開平１０−１２５４６８号公報（平成１０年５月１５日公開）
【特許文献２】特開２００４−２１０７８５号公報（平成１６年７月２９日公開）
【特許文献３】特開２００４−２１０７８６号公報（平成１６年７月２９日公開）
【非特許文献１】C. W. Tang, S. A. Vanslyke, 〔Organic electroluminescent diodes〕 Applied Physics Letter, 51, 1987, p913-p915
【非特許文献２】C. Adachi, S. Tokito, T. Tsutui, S. Saito，〔Electroluminescence in Organic Films with Three-Layer Structure〕Jpn. Journal of Applied Physics, 27, 1988, L269-L271
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来の構成では、青・緑・赤の各色の発光輝度及びそれらの色純度が低いために、フルカラーディスプレイにおける高品位の表示を実現することは困難である。さらには熱及び水分に対する安定性が低いために素子の寿命が短いという問題を生じる。
【０００７】
具体的には、非特許文献２に示すように、ＴＰＤを正孔注入輸送材料として用いた有機電界発光素子は、安定性、耐久性に乏しく、発光寿命が短い。また、ＴＰＤは、正孔（ホール）の輸送効率が十分ではない。このため、消費エネルギーを低く抑えるためには、正孔の輸送効率のさらなる向上が求められる。
【０００８】
また、特許文献１に示すチオフェン誘導体のアミン化合物を、正孔注入輸送材料として用いた有機電界発光素子は、安定性、耐久性の向上が見られるが、発光効率が十分ではない。このため、消費エネルギーを低く抑えるためには、発光効率のさらなる向上が求められる。
【０００９】
さらに、特許文献２、３に示す芳香族ジアミン化合物は、青色発光性を有しているが、合成が困難であることに加えて、電子輸送性及び正孔輸送性があまり高くない。このため、発光効率が十分ではなく、該芳香族ジアミン化合物を青色発光材料として用いると、輝度（輝度強度）が低い電界発光素子しか得ることができない。これは、上記芳香族ジアミン化合物が、立体障害性の高い構造を有していることにより、芳香族ジアミン化合物と他の層との整合性不良が生じやすいことが原因と考えられる。芳香族ジアミン化合物と他の層との整合性不良とは、芳香族ジアミン化合物と他の層との密着性が悪いこと、さらには芳香族ジアミン化合物と他の層との間において、電子あるいはホール移動障壁が高く、電子あるいはホールの移動が起こりにくいことを意味する。
【００１０】
このため、発光寿命が長く、消費エネルギーが低い有機電界発光素子の開発が求められている。特に緑色及び赤色（場合によっては青色）へ発光を変換する発光変換材料をドープすることによりフルカラーディスプレイを実現する方法においては、発光の核となる短波長に発光（青色発光）を有する化合物の開発は非常に重要となる。
【００１１】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、素子寿命が長く、発光輝度及び色純度が高い発光を有する有機電界発光素子を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本願発明者は、上記課題に鑑み鋭意検討した結果、特定の短波長（４５０ｎｍ近傍）に発光を有する新規構造の有機化合物を発見し、有機電界発光素子にこの有機化合物を用い、さらに層構造（特に発光層）を改良することによって、発光特性及び安定性（特に熱安定性）に優れ、かつ色純度が改善されることを見出し、本発明を完成するに至った。また上記有機化合物を正孔輸送材料として用いることにより、高い発光性の有機電界発光素子を実現することも見出した。
【００１３】
本発明に係る有機電界発光素子は、上記課題を解決するために、陽極と陰極との間に、発光層を含む少なくとも１層の有機層を有する有機電界発光素子において、上記有機層のうち少なくとも１層に、アリール基が少なくとも１つ置換したエテニル基が、少なくとも１つＮ位に置換した５，１０−ジヒドロ−フェナジン化合物を含有することを特徴としている。
【００１４】
上記の構成によれば、上記５，１０−ジヒドロ−フェナジン化合物は、熱安定性及び発光特性に優れ、電子輸送性及び正孔輸送性が高い。このため、駆動電圧が低く、発光効率が高く、且つ耐久性に優れる有機電界発光素子を実現できるという効果を奏する。
【００１５】
本発明に係る有機電界発光素子では、上記５，１０−ジヒドロ−フェナジン化合物は、一般式（１）
【００１６】
【化１】
【００１７】
（ただし、式中、Ｒ１、Ｒ２はそれぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、低級アルキル基、低級アルコキシ基のいずれか１つであり、Ａｒ１は置換もしくは非置換のアリール基であり、Ａｒ２は水素原子、低級アルキル基、置換もしくは非置換のアリール基のいずれか１つであり、Ａｒ１及びＡｒ２は互いに結合して、芳香環と結合した５員環又は６員環を形成しても良い）
で表される構造を有していることが好ましい。
【００１８】
また、本発明に係る有機電界発光素子では、上記５，１０−ジヒドロ−フェナジン化合物は、一般式（２）
【００１９】
【化２】
【００２０】
（ただし、式中、Ａｒ３は置換もしくは非置換のアリール基である）
で表される構造を有していることが好ましい。
【００２１】
また、本発明に係る有機電界発光素子では、上記５，１０−ジヒドロ−フェナジン化合物は、一般式（３）
【００２２】
【化３】
【００２３】
（ただし、式中、ｎは０又は１である）
で表される構造を有していることが好ましい。
【００２４】
また、本発明に係る有機電界発光素子では、上記５，１０−ジヒドロ−フェナジン化合物は、一般式（４）
【００２５】
【化４】
【００２６】
（ただし、式中、Ｒ１、Ｒ２はそれぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、低級アルキル基、低級アルコキシ基のいずれか１つであり、Ａｒ１は置換もしくは非置換のアリール基であり、Ａｒ２は水素原子、低級アルキル基、置換もしくは非置換のアリール基のいずれか１つであり、Ａｒ４は置換もしくは非置換のアリール基であり、Ａｒ１及びＡｒ２は互いに結合して、芳香環と結合した５員環又は６員環を形成しても良い）
で表される構造を有していることが好ましい。
【００２７】
また、本発明に係る有機電界発光素子では、上記５，１０−ジヒドロ−フェナジン化合物は、一般式（５）
【００２８】
【化５】
【００２９】
（ただし、式中、Ａｒ１は置換もしくは非置換のアリール基であり、Ａｒ２は水素原子、低級アルキル基、置換もしくは非置換のアリール基のいずれか１つであり、Ａｒ１及びＡｒ２は互いに結合して、芳香環と結合した５員環又は６員環を形成しても良く、ｍは１、２又は３である）
で表される構造を有していることが好ましい。
【００３０】
また、本発明に係る有機電界発光素子では、上記５，１０−ジヒドロ−フェナジン化合物は、一般式（６）
【００３１】
【化６】
【００３２】
（ただし、式中、Ｒ１、Ｒ２はそれぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、低級アルキル基、低級アルコキシ基のいずれか１つであり、Ａｒ１は置換もしくは非置換のアリール基であり、Ａｒ２は水素原子、低級アルキル基、置換もしくは非置換のアリール基のいずれか１つであり、Ａｒ１及びＡｒ２は互いに結合して、芳香環と結合した５員環又は６員環を形成しても良く、Ａｒ５は置換もしくは非置換のアリーレン基、又はアルキレン基のいずれか１つである）
で表される構造を有していることが好ましい。
【００３３】
上記５，１０−ジヒドロ−フェナジン化合物が、一般式（１）〜（６）で表される構造のものであることにより、上記５，１０−ジヒドロ−フェナジン化合物は、より優れた熱安定性及び発光特性、さらにはより高い電子輸送性及び正孔輸送性を有する。このため、駆動電圧がより低く、発光効率がより高く、且つ耐久性により優れる有機電界発光素子を実現できるというさらなる効果を奏する。
【００３４】
また、本発明に係る有機電界発光素子では、上記５，１０−ジヒドロ−フェナジン化合物が、上記発光層に含有されていることが好ましい。
【００３５】
これにより、より高輝度で、色純度が高い青色発光する有機電界発光素子を実現できるというさらなる効果を奏する。
【００３６】
また、本発明に係る有機電界発光素子では、上記有機層として、さらに、陽極から発光層へ正孔を運ぶための、正孔注入層、正孔輸送層、正孔注入輸送層から選ばれる少なくとも１層を備え、上記陽極から発光層へ正孔を運ぶための有機層に、５，１０−ジヒドロ−フェナジン化合物が含有されていることが好ましい。
【００３７】
これにより、より高い効率で正孔が発光層に注入されるため、より高輝度で発光する有機電界発光素子を実現できるというさらなる効果を奏する。
【００３８】
また、本発明に係る有機電界発光素子では、上記発光層に、さらに正孔輸送性化合物が含有されていることが好ましい。
【００３９】
これにより、発光層への正孔の注入がより容易になり、より高い輝度の有機電界発光素子を実現できるというさらなる効果を奏する。
【００４０】
また、本発明に係る有機電界発光素子では、オキサジアゾール誘導体を含有する層が、上記発光層の陰極側に接していることが好ましい。
【００４１】
また、本発明に係る有機電界発光素子では、キノキサリン誘導体を含有する層が、上記発光層の陰極側に接していることが好ましい。
【００４２】
また、本発明に係る有機電界発光素子では、ベンゾイミダゾール誘導体を含有する層が、上記発光層の陰極側に接していることが好ましい。
【００４３】
また、本発明に係る有機電界発光素子では、アルミニウム錯体誘導体を含有する層が、上記発光層の陰極側に接していることが好ましい。
【００４４】
また、本発明に係る有機電界発光素子では、１，１０−フェナントロリン誘導体を含有する層が、上記発光層の陰極側に接していることが好ましい。
【００４５】
上記オキサジアゾ−ル誘導体、キノキサリン誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、アルミニウム錯体誘導体、１，１０−フェナントロリン誘導体のいずれか１つの化合物を含有する層が、上記発光層の陰極側に接することにより、上記化合物を含有する層が、陰極から発光層へ電子を運び、陰極からの電子をより効率良く発光層に注入する。このため、より高輝度で発光する有機電界発光素子を実現できるというさらなる効果を奏する。
【発明の効果】
【００４６】
本発明に係る有機電界発光素子は、以上のように、アリール基が少なくとも１つ置換したエテニル基を少なくとも１つＮ位に置換した５，１０−ジヒドロ−フェナジン化合物を有機層に含有しているので、発光効率が高く、発光寿命が長く、耐久性に優れるという効果を奏する。特に、上記５，１０−ジヒドロ−フェナジン化合物を発光材料として用いることにより、輝度に優れた色純度の高い青色の発光素子が得られる。さらには、上記５，１０−ジヒドロ−フェナジン化合物をホスト材料として発光層を形成することができ、輝度に優れた色純度の高い青色の発光素子が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４７】
以下、本発明についてより詳しく説明するが、本発明は、この記載に限定されるものではない。
【００４８】
本発明における５，１０−ジヒドロ−フェナジン化合物（以下、フェナジン化合物と記す）について、以下に詳細に説明する。
【００４９】
本発明におけるフェナジン化合物は、アリール基が少なくとも１つ置換したエテニル基（以下、アリール基置換エテニル基と記す）が、少なくとも１つＮ位に置換した５，１０−ジヒドロ−フェナジン化合物である。５，１０−ジヒドロ−フェナジンが有する２つのＮ位全てに、アリール基置換エテニル基が置換したものでも良いし、片方のみのＮ位に置換されたものでも良い。さらに、フェナジン化合物は、発光波長の調整、アモルファス性の向上、あるいは構造の安定性等を考慮して、アリール基置換エテニル基に加えて、様々な側鎖が置換されたものでも良い。
【００５０】
フェナジン化合物として、アリール基置換エテニル基が線対称に置換されている化合物、アリール基置換エテニル基が片側のＮ位にのみ置換されている化合物、分子内に５，１０−ジヒドロ−フェナジンを２つ有する化合物が挙げられる。
【００５１】
アリール基置換エテニル基が線対称に置換されている化合物としては、一般式（１）〜（３）
【００５２】
【化７】
【００５３】
（ただし、式中、Ｒ１、Ｒ２はそれぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、低級アルキル基、低級アルコキシ基のいずれか１つであり、Ａｒ１は置換もしくは非置換のアリール基であり、Ａｒ２は水素原子、低級アルキル基、置換もしくは非置換のアリール基のいずれか１つであり、Ａｒ１及びＡｒ２は互いに結合して、芳香環と結合した５員環又は６員環を形成しても良い）
【００５４】
【化８】
【００５５】
（ただし、式中、Ａｒ３は置換もしくは非置換のアリール基である）
【００５６】
【化９】
【００５７】
（ただし、式中、ｎは０又は１である）
で示される化合物が挙げられる。
【００５８】
アリール基置換エテニル基が片側のＮ位にのみ置換されているものとしては、一般式（４）及び（５）
【００５９】
【化１０】
【００６０】
（ただし、式中、Ｒ１、Ｒ２はそれぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、低級アルキル基、低級アルコキシ基のいずれか１つであり、Ａｒ１は置換もしくは非置換のアリール基であり、Ａｒ２は水素原子、低級アルキル基、置換もしくは非置換のアリール基のいずれか１つであり、Ａｒ４は置換もしくは非置換のアリール基であり、Ａｒ１及びＡｒ２は互いに結合して、芳香環と結合した５員環又は６員環を形成しても良い）
【００６１】
【化１１】
【００６２】
（ただし、式中、Ａｒ１は置換もしくは非置換のアリール基であり、Ａｒ２は水素原子、低級アルキル基、置換もしくは非置換のアリール基のいずれか１つであり、Ａｒ１及びＡｒ２は互いに結合して、芳香環と結合した５員環又は６員環を形成しても良く、ｍは１、２又は３である）
で示される化合物が挙げられる。
【００６３】
分子内に５，１０−ジヒドロ−フェナジン骨格を２つ有するものとしては、一般式（６）
【００６４】
【化１２】
【００６５】
（ただし、式中、Ｒ１、Ｒ２はそれぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、低級アルキル基、低級アルコキシ基のいずれか１つであり、Ａｒ１は置換もしくは非置換のアリール基であり、Ａｒ２は水素原子、低級アルキル基、置換もしくは非置換のアリール基のいずれか１つであり、Ａｒ１及びＡｒ２は互いに結合して、芳香環と結合した５員環又は６員環を形成しても良く、Ａｒ５は置換もしくは非置換のアリーレン基、又はアルキレン基のいずれか１つである）
で示される化合物が挙げられる。
【００６６】
上記一般式（１）、（４）、（６）において、Ｒ１及びＲ２はそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、低級アルキル基、低級アルコキシ基のいずれか１つである。ここでハロゲン原子としては、塩素、臭素、ヨウ素等が挙げられる。低級アルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等の炭素数が１〜６までの直鎖又は分岐状のものが挙げられる。低級アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等の炭素数が１〜６までの直鎖又は分岐状のものが挙げられる。Ｒ１及びＲ２として、より好ましくはハロゲン原子、低級アルキル基、低級アルコキシ基である。さらに好ましくは低級アルキル基又は低級アルコキシ基である。特に好ましくはtert−ブチル基、イソプロピル基、ブトキシ基である。Ｒ１及びＲ２がハロゲン原子、低級アルキル基、低級アルコキシ基であると、有機電界発光素子として用いる場合、他の有機層との密着性が向上するためより好ましい。
【００６７】
上記一般式（１）及び（４）〜（６）において、Ａｒ１は、置換もしくは非置換のアリール基であり、Ａｒ２は水素原子、低級アルキル基、置換もしくは非置換のアリール基のいずれか１つである。これらの中でＡｒ１及びＡｒ２が、それぞれ独立にアリール基であるものが好ましい。
【００６８】
また上記一般式（２）におけるＡｒ３及び上記一般式（４）におけるＡｒ４は、置換もしくは非置換のアリール基である。
【００６９】
Ａｒ１〜Ａｒ４において、アリール基としては炭素数が６〜２４のものがより好ましく、さらに好ましくは炭素数６〜１４である。炭素数が２４より大きいと、合成が困難であるため好ましくない。
【００７０】
Ａｒ１〜Ａｒ４として具体的には、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、クォーターフェニル基等の多環系集合物、ナフチル基、アンスリル基、フルオレニル基等の縮合多環式化合物等が挙げられる。またアリール基の置換基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基等の直鎖又は分岐状の炭素数１〜６のアルキル基、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペントキシ基、ヘキソキシ基等の直鎖又は分岐状の炭素数１〜６のアルコキシ基、Ｎ，Ｎ-ジフェニルアミノ基等のアリール基置換アミノ基、塩素、臭素、ヨウ素等のハロゲン基、ニトリル基等が挙げられる。
【００７１】
又、一般式（１）においてＡｒ１とＡｒ２が互いに結合することにより５員環、６員環構造を形成しても良い。
【００７２】
具体的にはフェナジン化合物のＮ位に置換する５員環、６員環を含む置換基として、以下のものが挙げられる。
【００７３】
【化１３】
【００７４】
【化１４】
【００７５】
【化１５】
【００７６】
【化１６】
【００７７】
これらＡｒ１、Ａｒ２の中では、輸送効率、熱的な安定性、更には発光波長（青色発光）、合成面等から総合的に判断すると、フェニル基、１−ナフチル基、また環構造としては、構造式Ａの置換基、構造式Ｄの置換基、及びこれらに電子供与性基（例えばメチル、メトキシ、エチル、ジメチル、メチレンジオキシ等）を置換した誘導体がより好ましい。
【００７８】
Ａｒ５は置換もしくは非置換のアリーレン基、又はアルキレン基のいずれか１つである。アリーレン基としては、炭素数が６〜２４のものがより好ましく、さらに好ましくは炭素数６〜１４である。炭素数が２４より大きいと、合成が困難であるため好ましくない。
【００７９】
Ａｒ５として具体的には、フェニレン基、ビフェニレン基、ターフェニレン基、クォーターフェニレン基等の多環系集合物、ナフタレンジイル基、アントラセンジイル基、フルオレンジイル基等の縮合多環式化合物等が挙げられる。またアリーレン基の置換基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基等の直鎖又は分岐状の炭素数１〜６のアルキル基、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペントキシ基、ヘキソキシ基等の直鎖又は分岐状の炭素数１〜６のアルコキシ基等が挙げられる。
【００８０】
アルキレン基としては、炭素数１〜２４のものが好ましく、具体的にはメチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンテン基、ヘキセン基等の鎖状化合物、シクロペンテンジイル基、シクロヘキサンジイル基等の環状化合物等が挙げられる。ここでアルキレン基は、直鎖状でも分岐状でもどちらでも良い。
【００８１】
一般式（３）において、ｎは０又は１である。ｎが０の場合は構造式Ｂで示される５員環を含む置換基を形成し、ｎが１の場合は構造式Ａで示される６員環を含む置換基を形成する。
【００８２】
一般式（５）において、ｍは１、２又は３である。ｍが１の場合はビフェニル基、ｍが２の場合はターフェニル基、ｍが３の場合はクォーターフェニル基を形成する。
【００８３】
一般式（１）〜（３）で表されるアリール基置換エテニル基が線対称に置換されている化合物は、対称性の高い分子構造を有している。よって分子同士が強く相互作用できるため、ガラス転移点が高くなり、優れた熱安定性を示す。また高い電子輸送効率及び正孔輸送効率を示す。特に一般式（２）、（３）で表される化合物は、５，１０−ジヒドロ−フェナジン環のベンゼン環部分に置換基がないため、対称性により優れている。このため、有機電界発光素子及び電子写真材料としての使用には、一般式（２）、（３）で表される化合物がより好ましい。
【００８４】
以下に、説明した一般式（１）〜（６）のフェナジン化合物の具体例を挙げる。
【００８５】
一般式（１）、（２）で表されるアリール基置換エテニル基が線対称に置換されているフェナジン化合物の具体例を表１に示す。
【００８６】
【表１】
【００８７】
また、一般式（１）において、Ａｒ１、Ａｒ２が互いに結合して５員環、６員環を構成したフェナジン化合物としては、以下の化合物が挙げられる。
【００８８】
【化１７】
【００８９】
【化１８】
【００９０】
【化１９】
【００９１】
【化２０】
【００９２】
一般式（３）で表されるアリール基置換エテニル基が線対称に置換されているフェナジン化合物としては、以下のものが挙げられる。
【００９３】
【化２１】
【００９４】
一般式（４）、（５）で表されるアリール基置換エテニル基が片側のＮ位にのみ置換されている化合物の具体例を表２に示す。
【００９５】
【表２】
【００９６】
一般式（６）で表される分子内に５，１０−ジヒドロ−フェナジン骨格を２つ有する化合物の具体例を表３に示す。
【００９７】
【表３】
【００９８】
上記表１〜３に例示のフェナジン化合物において、表１の化合物番号８及び９を除いては、Ｒ１及びＲ２は水素原子である。しかし、有機電界発光素子として用いる場合、他の有機層との密着性を向上させるために、Ｒ１及びＲ２は上述したハロゲン原子、低級アルキル基、低級アルコキシ基であることがより好ましい。さらに好ましくは、tert−ブチル基、イソプロピル基、ブトキシ基である。
【００９９】
フェナジン化合物の合成方法について以下に説明する。上記フェナジン化合物は、ＣＡ（ケミカルアブストラクト）に記載がない新規化合物であるが、公知の方法（参考文献：J.O.C.,11,812〜815P,1946、及び、Ann.Chim,115〜158P,1956参照）により得ることができる。
【０１００】
具体的には、Ｎ位に水素原子を有する５，１０−ジヒドロ−フェナジン化合物（以下、フェナジン化合物前駆体と記す）とアセトアルデヒド誘導体とを、酸触媒の微量存在下、非水系溶剤中で副生水を系外に取り除き、脱水反応を行うことで、本発明のフェナジン化合物を合成することができる。この方法では、ほぼ定量的に反応が進むため、容易にフェナジン化合物を得ることができる。
【０１０１】
【化２２】
【０１０２】
反応に用いられる非水系溶剤としては、ベンゼン、トルエン、クロルベンゼン、酢酸ブチル等が挙げられる。また反応に用いられる酸触媒としては、トルエンスルホン酸、酢酸、塩酸等が挙げられる。
【０１０３】
反応後の化合物の精製は、反応液中の溶剤を減圧蒸留で除き、残渣を有機溶剤（好ましくは酢酸エチル、アルコール）で再結晶することによって行う。場合によってはカラム精製、昇華精製等の精製操作を行っても良い。
【０１０４】
一般式（１）〜（６）のフェナジン化合物は、上記フェナジン化合物前駆体とアセトアルデヒド誘導体との組み合わせを変えることで、それぞれ合成することができる。
【０１０５】
フェナジン化合物前駆体は、一般式（１）〜（３）の化合物の前駆体（以下、前駆体Ａと記す）、一般式（４）及び（５）の化合物の前駆体（以下、前駆体Ｂと記す）、一般式（６）の化合物の前駆体（以下、前駆体Ｃと記す）の３種類に分類できる。前駆体Ａは、両方のＮ位に水素原子を有する５，１０−ジヒドロ−フェナジンである。前駆体Ｂは、片方のＮ位にのみ水素原子を有し、残りのＮ位にはアリール基が置換した５，１０−ジヒドロ−フェナジンである。前駆体Ｃは、２つの５，１０−ジヒドロ−フェナジンがアリーレン基もしくはアルキレン基で互いのＮ位同士が結合した骨格を有し、残りの２つのＮ位に水素原子を１つずつ有した化合物である。
【０１０６】
まず前駆体Ａの合成方法について以下に説明する。
【０１０７】
前駆体Ａは、下記反応式で示すように、２，２’−ジアミノジフェニルアミンを塩化鉄及び塩酸で酸化することにより、環化反応を行い、次いでＮａＨＳＯ３及びＲａｎｙ Ｎｉｋｅｌ等で還元することにより、合成することができる。そして、得られた前駆体Ａを、アセトアルデヒド誘導体と反応させて一般式（１）〜（３）のフェナジン化合物を合成することができる。
【０１０８】
【化２３】
【０１０９】
（式中Ｒ１、Ｒ２は式（１）と同義である。）
次に前駆体Ｂ及び前駆体Ｃの合成方法について説明する。
【０１１０】
前駆体Ｂ及び前駆体Ｃは、下記に示す構造を有しており、どちらも前駆体Ａを出発物質として合成される。合成は、Ullmann（ウルマン）反応として良く知られた反応を用いる。具体的には、前駆体Ａとハロゲン化物とを、ＮｉもしくはＣｕ等の反応触媒存在下、ニトロベンゼン等の溶剤中で加熱攪拌することにより合成することができる。また反応をさらに容易にするためにクラウンエーテル化合物を加えても良い。
【０１１１】
【化２４】
【０１１２】
（式中Ｒ１、Ｒ２、Ａｒ４、Ａｒ５は式（４）、（６）と同義である。）
そして、得られた前駆体Ｂ及び前駆体Ｃを、アセトアルデヒド誘導体と反応させることで、一般式（４）及び（５）のフェナジン化合物、一般式（６）のフェナジン化合物をそれぞれ合成することができる。
【０１１３】
前駆体Ｂの合成の場合、反応で用いるハロゲン化物は、モノハロゲン化芳香族化合物（好ましくはヨウ素化物）である。ここでモノハロゲン化芳香族化合物とは、前述したＡｒ４のアリール基にハロゲン原子が１つ結合したものである。
【０１１４】
前駆体Ｃの合成の場合、反応で用いるハロゲン化物は、ジハロゲン化芳香族化合物（好ましくはジヨウ素化物）もしくはジハロゲン化アルカン（好ましくはジヨウ素化物）である。ここでジハロゲン化芳香族化合物もしくはジハロゲン化アルカンとは、前述したＡｒ５の置換もしくは非置換のアリーレン基、又はアルキレン基にハロゲン原子が２つ結合したものである。
【０１１５】
以上のように、良く知られた反応により、本発明のフェナジン化合物は容易に合成することができる。
【０１１６】
次に、本発明の有機電界発光素子について以下に説明する。
【０１１７】
本実施の形態に係る有機電界発光素子の層構成は、特に限定されるものではなく、陽極及び陰極の電極間に、少なくとも１種の発光成分を含有する有機電界発光層（以下、発光層と記す）を少なくとも一層挟持してなるものである。発光層に使用する化合物の正孔注入及び正孔輸送、電子注入及び電子輸送の各機能レベルを考慮し、所望に応じて、正孔注入輸送成分を含有する正孔注入輸送層及び／又は電子注入輸送成分を含有する電子注入輸送層を設けることもできる。
【０１１８】
例えば、以下の層構成を採用することができる。
（Ａ）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極
（Ｂ）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子注入輸送層／陰極
（Ｃ）陽極／正孔注入輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極
（Ｄ）陽極／正孔注入輸送層／発光層／電子注入輸送層／陰極
（Ｅ）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／陰極
（Ｆ）陽極／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極
（Ｇ）陽極／正孔注入輸送層／発光層／陰極
（Ｈ）陽極／発光層／電子注入輸送層／陰極
（Ｉ）陽極／発光層／陰極
ここで上記（Ａ）から（Ｉ）の層構成で作成した素子を、それぞれ（Ａ）型素子、（Ｂ）型素子、（Ｃ）型素子、（Ｄ）型素子、（Ｅ）型素子、（Ｆ）型素子、（Ｇ）型素子、（Ｈ）型素子、（Ｉ）型素子とする。
【０１１９】
有機電界発光素子の一例として、図１に示す（Ａ）型素子について以下に説明する。
【０１２０】
図１において、１は基板、２は陽極、３は正孔注入層、４は正孔輸送層、５は発光層、６は電子輸送層、７は電子注入層、８は陰極、９は電源を示す。
【０１２１】
基板１は、有機電界発光素子の基体である。陽極２は正孔注入層３、正孔輸送層４、発光層５等に正孔を供給するものである。正孔注入層３は、陽極２からの正孔の注入を容易にする機能を有する化合物を含有する層である。正孔輸送層４は、注入された正孔を輸送する機能を有する化合物を含有する層である。発光層５は、正孔及び電子の注入機能、それらの輸送機能、正孔と電子との再結合により励起子を生成させる機能を有する化合物を含有する層である。電子輸送層６は、注入された電子を輸送する機能を有する化合物を含有する層である。電子注入層７は、陰極８からの電子の注入を容易にする機能を有する化合物を含有する層である。陰極８は、電子注入層６、電子輸送層７、発光層５等に電子を供給するものである。
【０１２２】
発光層５は、陽極２側の面に積層された正孔輸送層４と、陰極８側の面に積層された電子輸送層５とによって挟持されている。さらに正孔輸送層４の陽極２側の面には、正孔注入層３が積層されており、電子輸送層６の陰極８側の面には、電子注入層７が積層されている。すなわち、この有機電界発光素子の層構成は，陽極２と陰極８との間に、正孔注入層３、正孔輸送層４、発光層５、電子輸送層６、及び電子注入層７という複数の有機層が設けられている。そして、陽極２側から、正孔注入層３、正孔輸送層４、発光層５、電子輸送層６、及び電子注入層７の順に積層されている。そして、陽極２及び陰極８はそれぞれ、電源９に接続されている。また陽極２は基板１に接着されている。
【０１２３】
本発明の有機電界発光素子では、電源９により電界が印加されると、正孔注入層３は、正孔輸送層４を経て、陽極２側から発光層５へ正孔を運ぶ。また、電子注入層７は、電子輸送層６を経て、陰極８側から発光層５へ電子を運ぶ。そして、発光層５にて、陽極２側から運ばれた正孔と陰極８側から注入された電子とが再結合し、これにより発光層５が発光するようになっている。
【０１２４】
発光層５内への電子注入と正孔注入とを増加させることにより、高い確率で電子と正孔との再結合が生ずる。このことにより、より高効率な発光が得られる。
【０１２５】
正孔注入層３と正孔輸送層４とは、基本的には同じ機能と考えても良いが、エネルギーダイアグラムでの相対的にエネルギー準位の低い層を正孔輸送層４、高い層を正孔注入層３として区別される。電子輸送層６と電子注入層７とにおいても同様に区別される。
【０１２６】
正孔注入層３と正孔輸送層４とは、（Ｃ）型素子等のように、両方の機能を持った一つの層（正孔注入輸送層）としても良い。同様に、電子注入層７と電子輸送層６とは、（Ｂ）型素子等のように、両方の機能を持った一つの層（電子注入輸送層）としても良い。また正孔注入輸送層及び電子注入輸送層の両方を用いた（Ｄ）型素子とすることもできる。本発明の有機電界発光素子においては、正孔注入輸送層を含有していることがより好ましい。
【０１２７】
発光層５に使用する化合物の正孔注入機能、正孔輸送機能が良好な場合には、（Ｆ）型素子、（Ｈ）型素子のように、発光層５が正孔注入輸送層を兼ねた型の素子の構成とすることができる。また同様に、発光層５に使用する化合物の電子注入機能、電子輸送機能が良好な場合には、（Ｅ）型素子、（Ｇ）型素子のように、発光層５が電子注入輸送層を兼ねた型の素子の構成とすることができる。
【０１２８】
逆に、正孔注入輸送機能を有する層に使用する化合物が、発光性を有していれば発光性正孔注入輸送層とすることもできる。また同様に、電子注入輸送機能を有する層に使用する化合物が、発光性を有していれば発光性電子注入輸送層とすることができる。
【０１２９】
発光層５に使用する化合物の正孔注入輸送機能及び電子注入輸送機能が両方良好である場合は、正孔注入輸送層及び電子注入輸送層の両方の層を設けない型の（Ｉ）型素子の構成とすることもできる。
【０１３０】
正孔注入層３、正孔輸送層４、正孔注入輸送層の正孔注入輸送機能を有する層は、それぞれ一層構造であっても多層構造であっても良い。同様に、電子注入層７、電子輸送層６、電子注入輸送層の電子注入輸送機能を有する層は、それぞれ一層構造であっても多層構造であっても良い。発光層５もまた、一層構造であっても多層構造であっても良い。
【０１３１】
それぞれの型の素子において、正孔注入輸送機能を有する層と発光層５との間に、正孔注入輸送機能を有する層で使用する化合物と発光層５で使用する化合物との混合層を設けることができる。また、発光層５と電子注入輸送機能を有する層との間にも、発光層５で使用する化合物と電子注入輸送機能を有する層で使用する化合物との混合層を設けることもできる。
【０１３２】
上記各素子構成の中で、より好ましい有機電界発光素子の構成は、（Ａ）型素子、（Ｂ）型素子、（Ｃ）型素子、（Ｄ）型素子又は（Ｇ）型素子であり、さらに好ましくは、（Ａ）型素子、（Ｃ）型素子又は（Ｄ）型素子である。
【０１３３】
本発明の有機電界発光素子において、フェナジン化合物は、正孔注入輸送機能を有する層、発光層５に使用することがより好ましい。また、フェナジン化合物は、単独で使用しても良く、あるいは２種以上併用しても良い。
【０１３４】
本発明の有機電界発光素子は、種々の工夫により、光取り出し効率を向上させることができる。例えば、基板表面形状を加工する（例えば微細な凹凸パターンを形成する）、基板１・ＩＴＯ（インジウム・ティン・オキサイド）層・有機層の屈折率を制御する、基板１・ＩＴＯ層・有機層の膜厚を制御すること等により、光の取り出し効率を向上させ、外部量子効率を向上させることが可能である。
【０１３５】
更には、本発明の有機電界発光素子は、陽極２の側から発光を取り出す、いわゆる、トップエミッション方式であっても良い。
【０１３６】
以下、各種部材について、さらに詳細に説明する。
【０１３７】
基板１としては、特に限定されないが、ジルコニア安定化イットリウム、ガラス等の無機材料、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステルや、ポリエチレン、ポリカーボネート、ポリエーテルスルフォン、ポリアリレート、アリルジグリコールカーボネート、ポリイミド、ポリシクロオレフィン、ノルボルネン樹脂、ポリ（クロロトリフルオロエチレン）、ポリテトラフルオロエチレン、ポリテトラフルオロエチレン−ポリエチレン共重合体等の高分子材料であっても良い。又、これらを２種以上組み合わせた複合シートからなるものが挙げられる。さらに、基板１に、例えば、カラーフィルタ膜、色変換膜、誘電体反射膜を組み合わせて、発光色をコントロールすることもできる。
【０１３８】
陽極２に使用する物質は、隣接する層との密着性やイオン化ポテンシャル、安定性等を総合的に考慮して選ばれる。陽極２に使用する物質としては、金属、合金、金属酸化物、導電性化合物、又はこれらの２種以上を併用して用いることができる。具体例としては金、白金、銀、銅、コバルト、ニッケル、パラジウム、バナジウム、タングステン、酸化錫、酸化亜鉛、ＩＴＯ、ポリチオフェン、ポリピロール等が挙げられる。これら陽極２に使用する物質としては、単独で使用しても良く、あるいは２種以上併用しても良い。より好ましくは仕事関数が４ｅＶ以上である比較的仕事関数の大きい金属、合金又は導電性化合物である。
【０１３９】
陽極２は、これら陽極２に使用される物質を、例えば、蒸着法、スパッタリング法等の方法により、基板１の上に形成することができる。また、陽極２は一層構造であっても良く、あるいは多層構造であっても良い。陽極２のシート電気抵抗は、好ましくは、数百Ω／□以下、より好ましくは、５〜５０Ω／□程度に設定する。陽極２の厚さは、使用する物質にもよるが、一般に、５〜１０００ｎｍ程度、より好ましくは、１０〜５００ｎｍ程度に設定する。
【０１４０】
陰極８に使用する物質は、電子注入輸送の機能を有する層、発光層５等の陰極８と隣接する層との密着性や、イオン化ポテンシャル、安定性等を考慮して選ばれる。陰極８に使用する物質としては金属、合金、金属酸化物、導電性化合物、又はこれらの２種以上を併用して用いることができる。具体例としてはアルカリ金属（例えばＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｃｓ等）又はそのフッ化物、ナフトール等の有機塩、アルカリ土類金属（例えばＭｇ、Ｃａ等）又はそのフッ化物、金、銀、鉛、アルミニウム、ナトリウム−カリウム合金、又はそれらの２種以上を併用する金属、リチウム−アルミニウム合金、又はそれらの２種以上を併用する金属、マグネシウム−銀合金、又はそれらの２種以上を併用する金属、インジウム、イッテルビウム等の希土類金属が挙げられる。これら陰極８に使用する物質としては、単独で使用しても良く、あるいは２種以上併用しても良い。より好ましくは仕事関数が４ｅＶ以下の物質であり、さらに好ましくはアルミニウム、リチウム−アルミニウム合金、又はそれらの２種以上を併用する金属、マグネシウム−銀合金、又はそれらの２種以上を併用する金属等である。
【０１４１】
陰極８の膜厚は、使用する物質により適宜選択可能であるが、通常１０ｎｍ〜５μｍの範囲が好ましく、より好ましくは５０ｎｍ〜１μｍであり、さらに好ましくは１００ｎｍ〜１μｍである。
【０１４２】
陰極８の作製には電子ビーム法、スパッタリング法、抵抗加熱蒸着法、コーティング法等の方法が用いられ、金属を単体で蒸着することも、二成分以上を同時に蒸着することもできる。さらに、２種以上の金属を同時に蒸着して合金電極を形成することも可能である。また、あらかじめ調製した合金を蒸着させても良い。陰極８のシート抵抗は低い方が好ましく、数百Ω／□以下がより好ましい。
【０１４３】
正孔注入層３、正孔輸送層４、正孔注入輸送層等の正孔注入輸送機能を有する層で使用される正孔注入輸送機能を持つ化合物としては、フェナジン化合物が挙げられる。
【０１４４】
上記フェナジン化合物は単独で、もしくは他の正孔注入輸送機能を有する化合物を少なくとも１種用いて形成することができる。
【０１４５】
本発明のフェナジン化合物は正孔輸送効率が約１０−４（ｃｍ２／ＶＳ）のオーダーであり、正孔輸送性に優れている。特に、一般式（１）〜（３）で示される、アリール基置換エテニル基が線対称に置換したフェナジン化合物は、ガラス転移点、正孔輸送効率において特に優れている。
【０１４６】
フェナジン化合物以外の正孔注入輸送機能を有する化合物として具体的には、フタロシアニン誘導体、トリアリールメタン誘導体、トリアリールアミン誘導体、オキサゾール誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、ピラゾリン誘導体、ポリシラン誘導体、ポリフェニレンビニレン及びその誘導体、ポリチオフェン及びその誘導体、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール誘導体等が挙げられる。正孔注入輸送機能を有する化合物は、単独で使用しても良く、あるいは２種以上併用しても良い。
【０１４７】
上記トリアリールアミン誘導体として、具体的には、４，４’−ビス〔Ｎ−フェニル−Ｎ−（４”−メチルフェニル）アミノ〕ビフェニル、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ジ−（ｍ−メチルフェニル）−ベンジジン（ＴＰＤ）、４，４’−ビス〔Ｎ−フェニル−Ｎ−（３”−メトキシフェニル）アミノ〕ビフェニル、４，４’−ビス〔Ｎ−フェニル−Ｎ−（１”−ナフチル）アミノ〕ビフェニル（ＮＰＤ）、３，３’−ジメチル−４，４’−ビス〔Ｎ−フェニル−Ｎ−（３”−メチルフェニル）アミノ〕ビフェニル、１，１−ビス〔４’−〔Ｎ，Ｎ−ジ（４”−メチルフェニル）アミノ〕フェニル〕シクロヘキサン、９，１０−ビス〔Ｎ−（４’−メチルフェニル）−Ｎ−（４”−ｎ−ブチルフェニル）アミノ〕フェナントレン、３，８−ビス（Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ）−６−フェニルフェナントリジン、４−メチル−Ｎ，Ｎ−ビス〔４”，４”’−ビス〔Ｎ’，Ｎ’−ジ（４−メチルフェニル）アミノ〕ビフェニル−４−イル〕アニリン、Ｎ，Ｎ’−ビス〔４−（ジフェニルアミノ）フェニル〕−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−１，３−ジアミノベンゼン、Ｎ，Ｎ’−ビス〔４−（ジフェニルアミノ）フェニル〕−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−１，４−ジアミノベンゼン、５，５”−ビス〔４−（ビス〔４−メチルフェニル〕アミノ）フェニル〕−２，２’：５’，２”−ターチオフェン、１，３，５−トリス（ジフェニルアミノ）ベンゼン、４，４’，４”−トリス（Ｎ−カルバゾリイル）トリフェニルアミン、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、４，４’，４”−トリス〔Ｎ，Ｎ−ビス（４”’−tert−ブチルビフェニル−４””−イル）アミノ〕トリフェニルアミン、１，３，５−トリス〔Ｎ−（４’−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ〕ベンゼン等が挙げられる。
【０１４８】
上記フェナジン化合物以外の正孔注入輸送機能を有する化合物としては、トリアリールアミン誘導体、ポリチオフェン及びその誘導体、ビニルカルバゾール及びその誘導体から選ばれる２種以上の化合物からなる共重合体がより好ましい。
【０１４９】
本発明のフェナジン化合物と他の正孔注入輸送機能を有する化合物とを併用する場合、正孔注入輸送機能を有する層中に占めるフェナジン化合物の割合は、好ましくは、０．１重量％以上、より好ましくは、０．１〜９９．９重量％程度、さらに好ましくは、１〜９９重量％程度、特に好ましくは、５〜９５重量％程度に調製する。ここで、フェナジン化合物の割合が０．１重量％未満であると、十分な効果が得られないため好ましくない。
【０１５０】
発光層５で使用される発光機能を有する化合物としては、フェナジン化合物が挙げられる。
【０１５１】
本発明のフェナジン化合物は４５０ｎｍ付近に強い発光特性を有しており、正孔輸送効率が約１０−４（ｃｍ２／ＶＳ）のオーダーであると同時に、電子輸送効率も正孔輸送効率に近く、正孔輸送性と同様に電子輸送性にも優れている。更には本発明のフェナジン化合物は、熱的安定性の目安となるガラス転移点も、代表的な輸送性材料である芳香族アミン系のＴＰＤ、更には芳香環が直接置換した５，１０−ジヒドロ−フェナジン化合物（特開２００４−１４６１１０号公報等）の値よりも高い。また電子輸送効率も、ＴＰＤ及び前記芳香環が直接置換した５，１０−ジヒドロ−フェナジン化合物と比較して、３倍から５倍程度高い。
【０１５２】
特に、一般式（１）〜（３）で示される、アリール基置換エテニル基が線対称に置換したフェナジン化合物はガラス転移点、電子及び正孔輸送効率において特に優れている。このように本発明のフェナジン化合物は、高い発光特性（４５０ｎｍ付近）のみならず、電子、正孔双方に高い輸送効率を有する。このため、本発明のフェナジン化合部を発光層５に用いれば、熱的安定性に優れる高輝度で色純度の高い青色発光素子を作製することができる。このため、フェナジン化合物は正孔注入輸送機能を有する層、発光層５の双方に適用できる。
【０１５３】
フェナジン化合物以外の発光機能を有する化合物としては例えば、アクリドン誘導体、キナクリドン誘導体、ジケトピロロピロール誘導体、多環芳香族化合物、トリアリールアミン誘導体、有機金属錯体、スチルベン誘導体、クマリン誘導体、ピラン誘導体、オキサゾン誘導体、ベンゾチアゾール誘導体、ベンゾオキサゾール誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、ピラジン誘導体、ケイ皮酸エステル誘導体、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール及びその誘導体、ポリチオフェン及びその誘導体、ポリフェニレン及びその誘導体、ポリフルオレン及びその誘導体、ポリフェニレンビニレン及びその誘導体、ポリビフェニレンビニレン及びその誘導体、ポリターフェニレンビニレン及びその誘導体、ポリナフチレンビニレン及びその誘導体、ポリチエニレンビニレン及びその誘導体、有機金属錯体化合物等が挙げられる。これら発光機能を有する化合物は単独で使用しても良く、あるいは２種以上併用しても良い。フェナジン化合物以外の発光機能を有する化合物としては、多環芳香族化合物、有機金属錯体化合物がより好ましい。
【０１５４】
上記多環芳香族化合物としては、例えば、ルブレン、アントラセン、テトラセン、ピレン、ペリレン、クリセン、デカシクレン、コロネン、テトラフェニルシクロペンタジエン、ペンタフェニルシクロペンタジエン、９，１０−ジフェニルアントラセン、９，１０−ビス（フェニルエチニル）アントラセン、１，４−ビス（９’−エチニルアントラセニル）ベンゼン、４，４’−ビス（９”−エチニルアントラセニル）ビフェニル等が挙げられる。
【０１５５】
上記トリアリールアミン誘導体としては、例えば、正孔注入輸送機能を有する化合物として前述した化合物等が挙げられる。
【０１５６】
上記有機金属錯体としては、例えば、トリス（８−キノリノラート）アルミニウム、ビス（１０−ベンゾ〔ｈ〕キノリノラート）ベリリウム、２−（２’−ヒドロキシフェニル）ベンゾオキゾールの亜鉛塩、２−（２’−ヒドロキシフェニル）ベンゾチアゾールの亜鉛塩、４−ヒドロキシアクリジンの亜鉛塩、３−ヒドロキシフラボンの亜鉛塩、５−ヒドロキシフラボンのベリリウム塩、５−ヒドロキシフラボンのアルミニウム塩等が挙げられる。
【０１５７】
上記スチルベン誘導体としては、例えば、１，１，４，４−テトラフェニル−１，３−ブタジエン、４，４’−ビス（２，２−ジフェニルビニル）ビフェニル、４，４’−ビス〔（１，１，２−トリフェニル）エテニル〕ビフェニル等が挙げられる。
【０１５８】
上記スチルベン誘導体として、例えば、１，１，４，４−テトラフェニル−１，３−ブタジエン、４，４’−ビス（２，２−ジフェニルビニル）ビフェニル、４，４’−ビス〔（１，１，２−トリフェニル）エテニル〕ビフェニル等が挙げられる。
【０１５９】
上記ピラン誘導体として、例えば、４−シアノメチレン−４Ｈ−ピラン等が挙げられる。
【０１６０】
上記有機金属錯体として、例えば、８−ヒドロキシキノリンのアルミニウム錯体等の金属錯体（特開昭５９−１９４３９３号公報）、１０−ヒドロキシベンゾ〔ｈ〕キノリンの金属錯体（特開平６−３２２３６２号公報）、混合配位子アルミニウムキレート錯体（特開平５−１９８３７７号公報）、希土類錯体（特開平１−２５６５８４号公報）、（２−ヒドロキシフェニル）ベンゾチアゾールの金属錯体（特開平８−３１５９８３号公報）等が挙げられる。
【０１６１】
上記発光層５で使用される化合物は、電子輸送効率が高いものが多く、発光層材料と同時に電子注入輸送機能を有する層の材料としても好ましい。
【０１６２】
発光層５は、フェナジン化合物と他の発光機能を有する化合物とを用いて形成することもできる。
【０１６３】
本発明の有機電界発光素子においては、発光層５に本発明のフェナジン化合物を含有していることがより好ましい。他の発光機能を有する化合物を併用する場合、発光層５中に占めるフェナジン化合物の割合は、好ましくは、０．００１〜９９．９９９重量％程度に調製する。
【０１６４】
また、発光層５をホスト化合物とゲスト化合物（ドーパント）とから構成することもできる。例えば、J. Appl. Phys., 65、3610 (1989)、特開平５−２１４３３２号公報に記載されているように、本発明のフェナジン化合物を、ホスト化合物として使用して、発光層５を形成することができる。さらにはフェナジン化合物を、ゲスト化合物として使用して、発光層５を形成することもできる。フェナジン化合物をホスト化合物として使用して発光層５を形成する場合、ゲスト化合物としては、例えば、上述したフェナジン化合物以外の発光機能を有する化合物を挙げることができる。この中でも多環芳香族化合物がより好ましい。この場合、フェナジン化合物に対して、フェナジン化合物以外の発光機能を有する化合物を、好ましくは、０．００１〜４０重量％程度、より好ましくは、０．０１〜３０重量％程度、さらに好ましくは、０．１〜２０重量％程度使用する。
【０１６５】
一般式（１）で表されるフェナジン化合物をゲスト化合物として用いて発光層５を形成する場合、ホスト化合物としては、発光性有機金属錯体が好ましい。この場合、発光性有機金属錯体に対して、一般式（１）で表されるフェナジン化合物を、好ましくは、０．００１〜４０重量％程度、より好ましくは、０．０１〜３０重量％程度、さらに好ましくは、０．１〜２０重量％程度使用する。
【０１６６】
上記発光性有機金属錯体としては、特に限定するものではないが、発光性有機アルミニウム錯体が好ましく、特に置換又は非置換の８−キノリノラート配位子を有する発光性有機アルミニウム錯体がより好ましい。例えば、一般式（ａ）〜（ｃ）で表される発光性有機アルミニウム錯体が挙げられる。
【０１６７】
Ｑ３−Ａｌ ・・・（ａ）
（式中、Ｑは置換又は未置換の８−キノリノラート配位子を表す）
Ｑ２−Ａｌ−Ｏ−Ｌ ・・・（ｂ）
（式中、Ｑは置換８−キノリノラート配位子を表し、Ｏ−Ｌはフェノラート配位子であり、Ｌはフェニル部分を含む炭素数６〜２４の炭化水素残基を表す）
Ｑ２−Ａｌ−Ｏ−Ａｌ−Ｑ２ ・・・（ｃ）
（式中、Ｑは置換８−キノリノラート配位子を表す）
これら発光性有機金属錯体の具体例としては以下のものが挙げられる。
【０１６８】
一般式（ａ）で表される発光性有機アルミニウム錯体としては、トリス（８−キノリノラート）アルミニウム、トリス（４−メチル−８−キノリノラート）アルミニウム、トリス（５−メチル−８−キノリノラート）アルミニウム、トリス（３，４−ジメチル−８−キノリノラート）アルミニウム、トリス（４，５−ジメチル−８−キノリノラート）アルミニウム、トリス（４，６−ジメチル−８−キノリノラート）アルミニウム等が挙げられる。
【０１６９】
一般式（ｂ）で表される発光性有機アルミニウム錯体としては、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（フェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（２−メチルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（３−メチルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（４−メチルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（２−フェニルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（３−フェニルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（４−フェニルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（２，３−ジメチルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（２，６−ジメチルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（３，４−ジメチルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（３，５−ジメチルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（３，５−ジ−tert−ブチルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（２，６−ジフェニルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（２，４，６−トリフェニルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（２，４，６−トリメチルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（２，４，５，６−テトラメチルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（１−ナフトラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（２−ナフトラート）アルミニウム、ビス（２，４−ジメチル−８−キノリノラート）（２−フェニルフェノラート）アルミニウム、ビス（２，４−ジメチル−８−キノリノラート）（３−フェニルフェノラート）アルミニウム、ビス（２，４−ジメチル−８−キノリノラート）（４−フェニルフェノラート）アルミニウム、ビス（２，４−ジメチル−８−キノリノラート）（３，５−ジメチルフェノラート）アルミニウム、ビス（２，４−ジメチル−８−キノリノラート）（３，５−ジ−tert−ブチルフェノラート）アルミニウム等が挙げられる。
【０１７０】
一般式（ｃ）で表される発光性有機アルミニウム錯体としては、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）アルミニウム−μ−オキソ−ビス（２−メチル−８−キノリノラート）アルミニウム、ビス（２，４−ジメチル−８−キノリノラート）アルミニウム−μ−オキソ−ビス（２，４−ジメチル−８−キノリノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−４−エチル−８−キノリノラート）アルミニウム−μ−オキソ−ビス（２−メチル−４−エチル−８−キノリノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−４−メトキシ−８−キノリノラート）アルミニウム−μ−オキソ−ビス（２−メチル−４−メトキシ−８−キノリノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−５−シアノ−８−キノリノラート）アルミニウム−μ−オキソ−ビス（２−メチル−５−シアノ−８−キノリノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−５−トリフルオロメチル−８−キノリノラート）アルミニウム−μ−オキソ−ビス（２−メチル−５−トリフルオロメチル−８−キノリノラート）アルミニウム等が挙げられる。発光性有機金属錯体は、単独で使用しても良く、あるいは２種以上併用しても良い。
【０１７１】
また、発光層５を構成する材料として、フェナジン化合物を用い、かつ正孔輸送性化合物が含まれていることが好ましい。これによって、正孔注入輸送機能を有する層と発光層５との間にある電気的なエネルギーの格差が軽減される。従って、正孔注入輸送機能を有する層と発光層５との間の正孔の注入が容易になる。その結果、効率的に正孔の注入が行われ、有機電界発光素子の輝度が上昇することになる。
【０１７２】
正孔輸送性化合物としては、フタロシアニン誘導体、トリアリールメタン誘導体、トリアリールアミン誘導体、オキサゾール誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、ピラゾリン誘導体、ポリシラン誘導体、ポリフェニレンビニレン及びその誘導体、ポリチオフェン及びその誘導体、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール誘導体等の前記正孔注入輸送機能を有する化合物に加えて、エナミン構造を有する化合物が挙げられる。
【０１７３】
発光層５として、本発明のフェナジン化合物を用いる場合において、上記正孔輸送性化合物は、エナミン構造を有する化合物であることがより好ましい。正孔輸送性化合物として、エナミン構造を有する合物を用いれば、他の正孔輸送性化合物を用いた場合よりも、正孔輸送性が強いため、発光効率の向上が大きい。
【０１７４】
上記エナミン構造を有する化合物としては、ビス体、トリス体構造のもの（特開平８−２９８１８３号公報、特開平８−３０６４９０号公報、特開平１１−２１４１５９号公報、特開平１１−２１４１６０号公報、特開平１１−３３５３２６号公報、特開２０００−７６２５号公報等）が挙げられる。具体的には、ビス体として以下の構造のものが挙げられる。
【０１７５】
【化２５】
【０１７６】
（ただし、式中、Ｒ３及びＲ４は低級アルキル基、置換もしくは非置換のアリール基又は複素環基であり、Ｒ５は置換もしくは非置換のアリール基又は複素環基であり、Ａｒ６はメチレン基又は置換もしくは非置換の炭素数６〜２０のアリーレン基である）
またトリス体としては以下の構造のものが挙げられる。
【０１７７】
【化２６】
【０１７８】
（ただし、式中、Ａｒ７は置換もしくは非置換のアリール基、Ｒ６は、水素原子、ハロゲン原子、低級アルキル基又は低級アルコキシ基であり、Ｒ７及びＲ８はそれぞれ独立して、水素原子、低級アルキル基又は置換もしくは非置換のアリール基であり、Ｒ７とＲ８とが互いに結合して環を形成しても良く、ｋは０又は１である）
これらビス体、トリス体構造の化合物は、正孔輸送効率が約１０−４（ｃｍ２／ＶＳ）のオーダーであり、前述の代表的な正孔輸送材料であるＴＰＤ等の芳香族アミン系の値より一桁程度高いのが特徴である。このため、正孔輸送性化合物としてエナミン構造を有する化合物を用いることにより、さらなる輝度の向上を付与することができる。
【０１７９】
更には、本発明のフェナジン化合物は、芳香族系エナミン化合物（特開平８−２９８１８３号公報、特開平８−３０６４９０号公報等）との間においても高い熱安定性を保持し、融和性も良好である。このため凝集も起こりにくく、かつ層間の密着性も良好である。このため、正孔輸送性化合物としてエナミン構造を有する化合物を用いることにより、優れた発光特性のみならず、熱的安定性にも優れた素子を提供することができる。
【０１８０】
芳香族系エナミン化合物としては、以下の構造のものが挙げられる。
【０１８１】
【化２７】
【０１８２】
（ただし、式中、Ｒ９は低級アルキル基、置換もしくは非置換のアリール基又は複素環基であり、Ｒ１０は水素原子、低級アルキル基、低級アルコキシ基又は第３級アミノ基であり、ｐは１、２又は３である）
【０１８３】
【化２８】
【０１８４】
（ただし、式中、Ａｒ８はメチレン基、ビニレン基又は置換もしくは非置換の炭素数６〜２０のアリーレン基であり、Ｒ１１は置換もしくは非置換のアリール基又は複素環基であり、Ｒ１２は水素原子、ハロゲン原子、低級アルキル基又は低級アルコキシ基であり、ｑは２又は３である）
電子注入輸送機能を有する層に使用される化合物としては、例えば、有機金属錯体、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、トリアジン誘導体、ペリレン誘導体、キノリン誘導体、キノキサリン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、ニトロ置換フルオレノン誘導体、チオピランジオキサイド誘導体、オキサジアゾール誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、１，１０−フェナントロリン誘導体等が挙げられる。
【０１８５】
上記有機金属錯体としては、例えば、発光機能を有する化合物として前述した化合物が挙げられる。
【０１８６】
上記オキサジアゾール誘導体としては、例えば、１，３−ビス〔５’−（ｐ−tert−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール−２’−イル〕ベンゼン等が挙げられる。
【０１８７】
上記トリアゾール誘導体としては、例えば、３−（４’−tert−ブチルフェニル）−４−フェニル−５−（４”−ビフェニル）−１，２，４−トリアゾール等が挙げられる。
【０１８８】
上記電子注入輸送機能を有する層に使用される化合物において、特に下記構造式で示されるキノキサリン３量体、オキサジアゾール３量体、ベンゾイミダゾール３量体等は、電子輸送性が高く、電子注入輸送機能を有する層としてより好ましい。これら電子輸送性化合物は必ずしも高い発光性は必要としない。尚、電子注入輸送機能を有する化合物は、単独で使用しても良く、あるいは２種以上併用しても良い。
【０１８９】
【化２９】
【０１９０】
【化３０】
【０１９１】
【化３１】
【０１９２】
更に、本発明の有機電界発光素子において、その少なくとも一層中に、一重項酸素クエンチャーが含有されていても良い。一重項酸素クエンチャーとしては、特に限定するものではなく、例えば、ルブレン、市販のニッケル錯体、白金錯体、ジフェニルイソベンゾフラン等が挙げられ、特に好ましくは、ルブレンである。一重項酸素クエンチャーが含有されている層としては、特に限定するものではないが、より好ましくは、発光層５又は正孔注入輸送機能を有する層であり、さらに好ましくは、正孔注入輸送機能を有する層である。尚、発光層５において、発光機能を有する化合物が、ルブレン等の一重項酸素クエンチャーと同じ化合物を使用している場合は、発光機能を有する化合物は一重項酸素クエンチャーとしての機能も兼ねている。
【０１９３】
尚、例えば、正孔注入輸送機能を有する層に一重項酸素クエンチャーを含有させる場合、正孔注入輸送機能を有する層中に均一に含有させても良く、正孔注入輸送機能を有する層と隣接する層（例えば、発光層５、発光機能を有する電子注入輸送機能を有する層）の近傍に含有させても良い。特に溶液塗布法により作成された正孔注入輸送機能を有する層において有効である。一重項酸素クエンチャーの含有量としては、含有される層（例えば、正孔注入輸送機能を有する層）を構成する全体量の０．０１〜５０重量％、好ましくは、０．０５〜３０重量％、より好ましくは、０．１〜２重量％である。ここで、一重項酸素クエンチャーの含有量が５０重量％を超えると他の機能が損なわれ、０．０１重量％未満では一重項酸素クエンチャーの効果が十分ではないため好ましくない。
【０１９４】
正孔注入輸送機能を有する層、発光層５、電子注入輸送機能を有する層等の形成方法に関しては、特に限定するものではなく、真空蒸着法、イオン化蒸着法、溶液塗布法（例えば、スピンコート法、キャスト法、ディップコート法、バーコート法、ロールコート法、ラングミュア・ブロゼット法、インクジェット法等）により薄膜を形成することにより作製することができる。
【０１９５】
真空蒸着法により、各層を形成する場合、真空蒸着の条件は、特に限定するものではないが、１０-5Torr程度以下の真空下で、５０〜６００℃程度のボート温度（蒸着源温度）、−５０〜３００℃程度の基板温度で、０．００５〜５０ｎｍ／sec程度の蒸着速度で実施することが好ましい。この場合、正孔注入輸送機能を有する層、発光層５、電子注入輸送機能を有する層等の各層は、真空下で、連続して形成することにより、より優れた有機電界発光素子を製造することができる。この場合、正孔注入輸送機能を有する層、発光層５、電子注入輸送機能を有する層等の各層を、２種以上の化合物を用いて形成する場合、化合物を入れた各ボートを個別に温度制御して、共蒸着することがより好ましい。
【０１９６】
溶液塗布法により、各層を形成する場合、各層を形成する成分、あるいはその成分とバインダー樹脂等とを、溶媒に溶解、又は分散させて塗布液とする。正孔注入輸送機能を有する層、発光層５、電子注入輸送機能を有する層等の各層に使用されるバインダー樹脂としては、例えば、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、ポリアリレート、ポリスチレン、ポリエステル、ポリシロキサン、ポリメチルアクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリエーテル、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリパラキシレン、ポリエチレン、ポリエチレンエーテル、ポリプロピレンエーテル、ポリフェニレンオキサイド、ポリエーテルスルフォン、ポリアニリン及びその誘導体、ポリチオフェン及びその誘導体、ポリフェニレンビニレン及びその誘導体、ポリフルオレン及びその誘導体、ポリチエニレンビニレン及びその誘導体等の高分子化合物が挙げられる。バインダー樹脂は、単独で使用しても良く、あるいは２種以上併用しても良い。
【０１９７】
溶液塗布法により、各層を形成する場合、各層を形成する成分、あるいはその成分とバインダー樹脂等を、適当な有機溶媒及び／又は水に溶解、又は分散させて塗布液とし、各種の塗布法により、薄膜を形成することができる。
【０１９８】
上記有機溶媒としては例えば、ヘキサン、オクタン、デカン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、１−メチルナフタレン等の炭化水素系溶媒、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶媒、ジクロロメタン、クロロホルム、テトラクロロメタン、ジクロロエタン、トリクロロエタン、テトラクロロエタン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、クロロトルエン等のハロゲン化炭化水素系溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸アミル等のエステル系溶媒、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、シクロヘキサノール、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、エチレングリコール等のアルコール系溶媒、ジブチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、アニソール等のエーテル系溶媒、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、１−メチル−２−ピロリドン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、ジメチルスルフォキサイド等の極性溶媒が挙げられる。これら有機溶剤は、単独で使用しても良く、あるいは２種以上併用しても良い。
【０１９９】
尚、分散する方法としては、特に限定するものではないが、例えば、ボールミル、サンドミル、ペイントシェーカー、アトライター、ホモジナイザー等を用いて微粒子状に分散することができる。塗布液の濃度に関しては、特に限定するものではなく、実施する塗布法により、所望の厚さを作製するに適した濃度範囲に設定することができ、一般には、０．１〜５０重量％程度、より好ましくは、１〜３０重量％程度の溶液濃度である。
【０２００】
尚、バインダー樹脂を使用する場合、その使用量に関しては、特に限定するものではないが、一般には、各層を形成する成分に対して（一層型の素子を形成する場合には、各成分の総量に対して）、５〜９９．９重量％程度、より好ましくは、１０〜９９重量％程度、さらに好ましくは、１５〜８０重量％程度に設定する。
【０２０１】
正孔注入輸送機能を有する層、発光層５、電子注入輸送機能を有する層の膜厚に関しては、特に限定するものではないが、一般に、５ｎｍ〜５μｍ程度に設定することがより好ましい。
【０２０２】
尚、作製した素子に対し、酸素や水分等との接触を防止する目的で、保護液、保護層（封止層）を設けても良い。保護液は、不活性液体で素子を封入することで、素子を保護するものである。保護液に使用する材料としては、例えば、パラフィン、流動パラフィン、シリコーンオイル、フルオロカーボン油、ゼオライト含有フルオロカーボン油等の不活性液体等が挙げられる。保護液に使用する材料は、単独で使用しても良く、あるいは２種以上併用しても良い。
【０２０３】
保護層は、不活性固体で素子を封入することで、素子を保護するものである。保護層に使用する材料としては、例えば、有機高分子材料（例えば、フッ素化樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、エポキシシリコーン樹脂、ポリスチレン、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリパラキシレン、ポリエチレン、ポリフェニレンオキサイド）、無機材料（例えば、ダイヤモンド薄膜、アモルファスシリカ、電気絶縁性ガラス、金属酸化物、金属窒化物、金属炭素化物、金属硫化物）、さらには光硬化性樹脂等が挙げられる。保護層に使用する材料は、単独で使用しても良く、あるいは２種以上併用しても良い。保護層は、一層構造であっても良く、また多層構造であっても良い。保護液、保護層（封止層）は電極の外側、正孔注入輸送機能を有する層、発光層５、電子注入輸送機能を有する層の露出面に設けることがより好ましい。
【０２０４】
また、電極に保護膜として、例えば、金属酸化膜（例えば、酸化アルミニウム膜）、金属フッ化膜を設けることもできる。また、例えば、陽極２の表面に、例えば、有機リン化合物、ポリシラン、芳香族アミン誘導体、フタロシアニン誘導体（例えば、銅フタロシアニン）、カーボンから成る界面層（中間層）を設けることもできる。さらに、電極、例えば、陽極２はその表面を、例えば、酸、アンモニア／過酸化水素、あるいはプラズマで処理して使用することもできる。
【０２０５】
本発明の有機電界発光素子は、一般に、直流駆動型の素子として使用される。またパルス駆動型又は交流駆動型の素子としても使用することができる。
【０２０６】
尚、印加電圧は２〜３０Ｖ程度である。本発明の有機電界発光素子は、例えば、パネル型光源、各種の発光素子、各種の表示素子、各種の標識、各種のセンサー等に使用することができる。
【０２０７】
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【０２０８】
（実施例１）
厚さ２００ｎｍのＩＴＯ透明電極を有するガラス基板を、中性洗剤、アセトン、エタノールを用いて超音波洗浄した。その基板を窒素ガスで乾燥し、さらにＵＶ／オゾン洗浄した後、蒸着装置の基板ホルダーに固定して、蒸着槽を３×１０-6Torrに減圧した。そして、陽極上に、表１の化合物番号３で示されるフェナジン化合物を、蒸着速度０．２ｎｍ／secで４５ｎｍの厚さに蒸着し、正孔注入輸送層とした。次いで、その上に、トリス（８−キノリノラート）アルミニウムを、蒸着速度０．２ｎｍ／secで５０ｎｍの厚さに蒸着し、電子注入輸送層を兼ねた発光層とした。さらにその上に、陰極として、マグネシウムと銀を蒸着速度０．２ｎｍ／secで２００ｎｍの厚さに共蒸着（重量比１０：１）して陰極とし、有機電界発光素子を作製した。
【０２０９】
尚、蒸着は、蒸着槽の減圧状態を保ったまま実施した。作製した有機電界発光素子に直流電圧を印加し、５０℃、乾燥雰囲気下、１０ｍＡ／ｃｍ2の定電流密度で連続駆動させた。発光開始電位は、７．５Ｖであり、印加電圧１０Ｖ時で輝度９６０ｃｄ／ｍ2の緑色の発光が確認された。この輝度の半減期は５００時間以上であった。
【０２１０】
（実施例２〜７）
実施例１において、正孔注入輸送層の形成に際して、表１の化合物番号３の化合物を使用する代わりに、表１の化合物番号２の化合物（実施例２）、表１の化合物番号５の化合物（実施例３）、化合物番号１０の化合物（実施例４）、化合物番号１１の化合物（実施例５）、化合物番号１２の化合物（実施例６）、表２の化合物番号１５の化合物（実施例７）を使用した以外は実施例１に記載の方法により有機電界発光素子を作製した。これら各素子からは緑色の発光が確認された。さらにその特性を実施例１と同様にして調べ、その結果を表４に示した。
【０２１１】
【表４】
【０２１２】
表４の結果より、本発明のフェナジン化合物は正孔輸送材料としても優れた特性を有していることが分かる。特に化合物番号１０のように、アリール基置換エテニル基の２つのアリール基が互いに結合して環状となった化合物の輝度強度は相対的に大きい。
【０２１３】
これは高い熱特性（ガラス転移点：２８０℃以上）とアモルファス性に基づく皮膜性が良いこと、更には高い正孔輸送性によるものと推定される。
【０２１４】
（実施例８）
厚さ２００ｎｍのＩＴＯ透明電極を有するガラス基板を、中性洗剤、アセトン、エタノールを用いて超音波洗浄した。その基板を窒素ガスで乾燥し、さらにＵＶ／オゾン洗浄した後、蒸着装置の基板ホルダーに固定して、蒸着槽を３×１０-6Torrに減圧した。そして、陽極上に、４，４’−ビス〔Ｎ−フェニル−Ｎ−（１”−ナフチル）アミノ〕ビフェニル（ＮＰＤ）を蒸着速度０．１ｎｍ／secで、２０ｎｍの厚さに蒸着し、正孔注入輸送（正孔注入）層とした。次いで、化合物番号１４のフェナジン化合物を、蒸着速度０．２ｎｍ／secで４５ｎｍの厚さに蒸着し、発光層とした。次いで、その上に、トリス（８−キノリノラノート）アルミニウムを、蒸着速度０．２ｎｍ／secで５０ｎｍの厚さに蒸着し、電子注入輸送層とした。さらにその上に、マグネシウムと銀とを蒸着速度０．２ｎｍ／secで２００ｎｍの厚さに共蒸着（重量比１０：１）して陰極とし、有機電界発光素子を作製した。尚、蒸着は、蒸着槽の減圧状態を保ったまま実施した。このようにして作製した有機電界発光素子に直流電圧を印加し、乾燥雰囲気下、１０ｍＡ／ｃｍ２の定電流密度で連続駆動させた。
【０２１５】
発光開始電位は、７．５Ｖであり、印加電圧１０Ｖ時で輝度６６０ｃｄ／ｍ2の青色の発光が確認された。輝度の半減期は１２５０時間であった。
【０２１６】
（実施例９〜１２）
発光層の形成に際して、化合物番号１４の化合物を使用する代わりに、表１の化合物番号３の化合物（実施例９）、表１の化合物番号６の化合物（実施例１０）、化合物番号１１の化合物（実施例１１）、表３の化合物番号２４の化合物（実施例１２）を使用した以外は実施例８に記載の方法により有機電界発光素子を作製した。これら各素子の特性を実施例８と同様にして調べその結果を表５に示す。
【０２１７】
（比較例１）
特開２００４−１４６１１０号公報に記載されている芳香環が直接置換した５，１０−ジフェニル−ジヒドロ−フェナジン化合物（下記構造式）を発光層として用いた有機電界発光素子を、実施例８と同じ操作で作製した。そして、その特性について調べ、その結果を表５に示す。
【０２１８】
【化３２】
【０２１９】
【表５】
【０２２０】
表５において、本発明のフェナジン化合物を発光層に用いた有機電界発光素子は、すべて４５０〜４６５ｎｍに発光極大が認められるシャープな青色発光であった。これに対して、比較例１のジフェニル−ジヒドロ−フェナジン化合物を発光層に用いた有機電界発光素子は、５４０ｎｍに吸収極大を有する少し青味がかったブロードな緑色の発光であった。また、その輝度強度も４５（ｃｄ／ｍ2）であり、本発明のフェナジン化合物より一桁低い輝度であった。尚、発光開始電位においては大きな優位差は認められなかった。
【０２２１】
（実施例１３）
厚さ２００ｎｍのＩＴＯ透明電極を有するガラス基板を、中性洗剤、アセトン、エタノールを用いて超音波洗浄した。その基板を窒素ガスで乾燥し、さらにＵＶ／オゾン洗浄した後、蒸着装置の基板ホルダーに固定して、蒸着槽を３×１０-6Torrに減圧した。そして、陽極上に、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を蒸着速度０．１ｎｍ／secで、５０ｎｍの厚さに蒸着し、第一正孔注入輸送層とした。次いで、表１の化合物番号１の化合物とルブレンを、異なる蒸発源から、蒸着速度０．２ｎｍ／secで２０ｎｍの厚さに共蒸着（重量比１０：１）し、第２正孔注入輸送層を兼ねた発光層とした。次いで、その上に、トリス（８−キノリノラート）アルミニウムを蒸着速度０．２ｎｍ／secで５０ｎｍの厚さに蒸着し、電子注入輸送層とした。さらにその上に、マグネシウムと銀を蒸着速度０．２ｎｍ／secで２００ｎｍの厚さに共蒸着（重量比１０：１）して陰極とし、有機電界発光素子を作製した。
【０２２２】
尚、蒸着は、蒸着槽の減圧状態を保ったまま実施した。作製した有機電界発光素子に直流電圧を印加し、乾燥雰囲気下、１０ｍＡ／ｃｍ２の定電流密度で連続駆動させた。印加電圧１０Ｖの時、輝度７６０ｃｄ／ｍ2の橙色の発光が確認された。輝度の半減期は５００時間以上であった。この発光はルブレンの発光であり、本発明のフェナジン化合物はホスト材料として作用したと考えられる。
【０２２３】
（実施例１４）
厚さ２００ｎｍのＩＴＯ透明電極を有するガラス基板を、中性洗剤、アセトン、エタノールを用いて超音波洗浄した。その基板を窒素ガスで乾燥し、さらにＵＶ／オゾン洗浄した後、蒸着装置の基板ホルダーに固定して、蒸着槽を３×１０-6Torrに減圧した。そして、陽極上に、４，４’−ビス〔Ｎ−フェニル−Ｎ−（１”−ナフチル）アミノ〕ビフェニル（ＮＰＤ）を蒸着速度０．１ｎｍ／secで、２０ｎｍの厚さに蒸着し、正孔注入輸送層とした。次いで、表２の化合物番号１８で示されるフェナジン化合物とトリス（８−キノリノラート）アルミニウムを、異なる蒸発源から、蒸着速度０．２ｎｍ／secで６０ｎｍの厚さに共蒸着（重量比１０：１）し、電子輸送層を兼ねた発光層とした。さらに、その上に、前記記載のキノオキサリン３量体〔１，３，５−トリス（３−フェニル−２−イル）ベンゼン〕を蒸着速度０．２ｎｍ／secで５０ｎｍの厚さに蒸着し、電子注入輸送層とした。さらにその上に、マグネシウムと銀とを、蒸着速度０．２ｎｍ／secで２００ｎｍの厚さに共蒸着（重量比１０：１）して陰極とし、有機電界発光素子を作製した。
【０２２４】
尚、蒸着は、蒸着槽の減圧状態を保ったまま実施した。作製した有機電界発光素子に直流電圧を印加し、乾燥雰囲気下、１０ｍＡ／ｃｍ２の定電流密度で連続駆動させた。初期には、６．１Ｖ、輝度５５０ｃｄ／ｍ2の色純度の良い鮮明な青色発光が確認された。輝度の半減期は４００時間以上であった。
【０２２５】
（実施例１５）
実施例１４においてキノキサリン３量体の代わりに１，１０−フェナントロリンを電子注入輸送層に用いた以外は実施例１４に準じて有機電界発光素子を作成した。この有機電界発光素子に直流電圧を印加し、乾燥雰囲気下、１０ｍＡ／ｃｍ２の定電流密度で連続駆動させた。その結果、実施例１４とほぼ同じ輝度強度の４５５ｎｍの青色発光が確認された。
【０２２６】
（実施例１６）
実施例１４において４，４’−ビス〔Ｎ−フェニル−Ｎ−（１”−ナフチル）アミノ〕ビフェニル（ＮＰＤ）の代わりに表２の化合物番号１８のフェナジン化合物を正孔注入輸送層に用いた以外は実施例１４に準じて有機電界発光素子を作成した。すなわち正孔注入輸送層と発光層とに同じフェナジン化合物を用いた素子を作成した。この有機電界発光素子に直流電圧を印加し、乾燥雰囲気下、１０ｍＡ／ｃｍ２の定電流密度で連続駆動させた。輝度４５０ｃｄ／ｍ２の実施例１４と同じ４５０ｎｍの青色発光が確認された。輝度の半減期は３８０時間であった。
【０２２７】
（実施例１７）
実施例１４においてトリス（８−キノリノラート）アルミニウムの代わりにビス（２−メチル−８−キノリノラート）（３，４−ジメチルフェノラート）アルミニウムを発光層に用いた以外は実施例１４に準じて有機電界発光素子を作成した。この有機電界発光素子に直流電圧を印加し、乾燥雰囲気下、１０ｍＡ／ｃｍ２の定電流密度で連続駆動させた。輝度２８０ｃｄ／ｍ２の実施例１３と同じ４５０ｎｍの青色発光が確認された。輝度の半減期は４００時間であった。特にこの有機電界発光素子の青色発光は実施例１１と同様に鮮明な青色発光であった。
【０２２８】
（実施例１８）
厚さ２００ｎｍのＩＴＯ透明電極を有するガラス基板を、中性洗剤、アセトン、エタノールを用いて超音波洗浄した。その基板を窒素ガスで乾燥し、さらにＵＶ／オゾン洗浄した。そして、陽極上に、ポリカーボネート（重量平均分子量５００００）と表２の化合物番号１５の化合物とを、重量比１００：５０の割合で含有する３重量％ジクロロエタン溶液用いて、ディップコート法により、４０ｎｍの正孔注入輸送層とした。次に、この正孔注入輸送層を有するガラス基板を、蒸着装置の基板ホルダーに固定した後、蒸着槽を３×１０-6Torrに減圧した。次いで、その上に、トリス（８−キノリノラート）アルミニウムを、蒸着速度０．２ｎｍ／secで５０ｎｍの厚さに蒸着し、電子注入輸送層を兼ねた発光層とした。さらに、発光層の上に、マグネシウムと銀とを蒸着速度０．２ｎｍ／secで２００ｎｍの厚さに共蒸着（重量比１０：１）して陰極とし、有機電界発光素子を作製した。作製した有機電界発光素子に、乾燥雰囲気下、１０Ｖの直流電圧を印加したところ、９５ｍＡ／ｃｍ２の電流が流れた。輝度４５０ｃｄ／ｍ２の緑色の発光が確認された。輝度の半減期は２８０時間であった。本発明のフェナジン化合物は高い熱安定性（ガラス転移点２２５度）にもかかわらず良好な溶解性、アモルファス性を有しており溶液塗布法でも作成ができる。
【０２２９】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０２３０】
本発明に係る有機電界発光素子は、以上のように、発光効率が高く、発光寿命が長い。よって、耐久性、輝度に優れた色純度の高い電界発光素子を提供することができる。それゆえ、本発明の有機電界発光素子は、光源やディスプレイ等に好適に用いることができる。従って、本発明に係る有機電界発光素子は、家庭から工業設備にいたる様々な電気製品の分野に好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【０２３１】
【図１】本発明の一実施形態を示すものであり、有機電界発光素子の要部構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【０２３２】
１ 基板
２ 陽極
３ 正孔注入層
４ 正孔輸送層
５ 発光層
６ 電子輸送層
７ 電子注入層
８ 陰極
９ 電源
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機電界発光素子に関するものである。より詳しくは、光源やディスプレイ等に使用される有機電界発光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
電界発光素子は、自己発光のために液晶素子に比べて明るく、鮮明な表示が可能であるため、古くから多くの研究者によって研究されてきた。現在実用レベルに達した電界発光素子としては、無機材料のＺｎＳを用いた素子がある。しかしながら、このような無機の電界発光素子は、発光のための駆動電圧として５０Ｖ以上が必要であるため、広く使用されるには至っていない。
【０００３】
これに対して、有機材料を用いた電界発光素子である有機電界発光素子は、従来は実用的なレベルからはほど遠いものであったが、１９８７年にイーストマン・コダック社のシー・ダブリュ・タン（Ｃ．Ｗ．Ｔａｎｇ）らによって開発された積層構造素子により、その特性が飛躍的に進歩した（例えば、非特許文献１）。彼らは、蒸着膜の構造が安定で電子を輸送することのできる蛍光体からなる層（電子輸送性発光層）と、正孔を輸送することのできる有機物からなる層（正孔輸送層）とを積層した積層構造体に、正孔と電子とを蛍光体中に注入して発光させることに成功した。これによって、有機電界発光素子の発光効率が向上し、１０Ｖ以下の電圧で１０００ｃｄ／ｍ２以上の発光が得られるようになった。その後、電子輸送性発光層を発光層と電子輸送層とに分けるなど、素子を構成する層の機能分離が進められた。その結果、現在では１００００ｃｄ／ｍ２以上の発光特性が得られている。
【０００４】
このような有機電界発光素子は、発光層を構成する材料を変更することによりその発光色を任意に変更することが可能である。
【０００５】
上記有機電界発光素子に使用される蛍光性有機化合物としては、例えば、正孔注入輸送材料として、４，４’−ビス〔Ｎ−フェニル−Ｎ−（３”−メチルフェニル）アミノ〕ビフェニル（以下、ＴＰＤと記す）を用いることが提案されている（例えば、非特許文献２参照）。また、２−〔４’−〔Ｎ−フェニル−Ｎ−（４”−メチルフェニル）アミノ〕フェニル〕−３，４，５−トリフェニルチオフェンや２，５−ビス〔４’−〔Ｎ−フェニル−Ｎ−（３”−メチルフェニル）アミノ〕フェニル〕−３，４−ジフェニルチオフェンを、正孔注入輸送材料として用いることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。さらに、特定の芳香族ジアミン化合物を青色発光材料として用いることが提案されている（例えば、特許文献２、３参照）。
【特許文献１】特開平１０−１２５４６８号公報（平成１０年５月１５日公開）
【特許文献２】特開２００４−２１０７８５号公報（平成１６年７月２９日公開）
【特許文献３】特開２００４−２１０７８６号公報（平成１６年７月２９日公開）
【非特許文献１】C. W. Tang, S. A. Vanslyke, 〔Organic electroluminescent diodes〕 Applied Physics Letter, 51, 1987, p913-p915
【非特許文献２】C. Adachi, S. Tokito, T. Tsutui, S. Saito，〔Electroluminescence in Organic Films with Three-Layer Structure〕Jpn. Journal of Applied Physics, 27, 1988, L269-L271
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来の構成では、青・緑・赤の各色の発光輝度及びそれらの色純度が低いために、フルカラーディスプレイにおける高品位の表示を実現することは困難である。さらには熱及び水分に対する安定性が低いために素子の寿命が短いという問題を生じる。
【０００７】
具体的には、非特許文献２に示すように、ＴＰＤを正孔注入輸送材料として用いた有機電界発光素子は、安定性、耐久性に乏しく、発光寿命が短い。また、ＴＰＤは、正孔（ホール）の輸送効率が十分ではない。このため、消費エネルギーを低く抑えるためには、正孔の輸送効率のさらなる向上が求められる。
【０００８】
また、特許文献１に示すチオフェン誘導体のアミン化合物を、正孔注入輸送材料として用いた有機電界発光素子は、安定性、耐久性の向上が見られるが、発光効率が十分ではない。このため、消費エネルギーを低く抑えるためには、発光効率のさらなる向上が求められる。
【０００９】
さらに、特許文献２、３に示す芳香族ジアミン化合物は、青色発光性を有しているが、合成が困難であることに加えて、電子輸送性及び正孔輸送性があまり高くない。このため、発光効率が十分ではなく、該芳香族ジアミン化合物を青色発光材料として用いると、輝度（輝度強度）が低い電界発光素子しか得ることができない。これは、上記芳香族ジアミン化合物が、立体障害性の高い構造を有していることにより、芳香族ジアミン化合物と他の層との整合性不良が生じやすいことが原因と考えられる。芳香族ジアミン化合物と他の層との整合性不良とは、芳香族ジアミン化合物と他の層との密着性が悪いこと、さらには芳香族ジアミン化合物と他の層との間において、電子あるいはホール移動障壁が高く、電子あるいはホールの移動が起こりにくいことを意味する。
【００１０】
このため、発光寿命が長く、消費エネルギーが低い有機電界発光素子の開発が求められている。特に緑色及び赤色（場合によっては青色）へ発光を変換する発光変換材料をドープすることによりフルカラーディスプレイを実現する方法においては、発光の核となる短波長に発光（青色発光）を有する化合物の開発は非常に重要となる。
【００１１】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、素子寿命が長く、発光輝度及び色純度が高い発光を有する有機電界発光素子を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本願発明者は、上記課題に鑑み鋭意検討した結果、特定の短波長（４５０ｎｍ近傍）に発光を有する新規構造の有機化合物を発見し、有機電界発光素子にこの有機化合物を用い、さらに層構造（特に発光層）を改良することによって、発光特性及び安定性（特に熱安定性）に優れ、かつ色純度が改善されることを見出し、本発明を完成するに至った。また上記有機化合物を正孔輸送材料として用いることにより、高い発光性の有機電界発光素子を実現することも見出した。
【００１３】
本発明に係る有機電界発光素子は、上記課題を解決するために、陽極と陰極との間に、発光層を含む少なくとも１層の有機層を有する有機電界発光素子において、上記有機層のうち少なくとも１層に、アリール基が少なくとも１つ置換したエテニル基が、少なくとも１つＮ位に置換した５，１０−ジヒドロ−フェナジン化合物を含有することを特徴としている。
【００１４】
上記の構成によれば、上記５，１０−ジヒドロ−フェナジン化合物は、熱安定性及び発光特性に優れ、電子輸送性及び正孔輸送性が高い。このため、駆動電圧が低く、発光効率が高く、且つ耐久性に優れる有機電界発光素子を実現できるという効果を奏する。
【００１５】
本発明に係る有機電界発光素子では、上記５，１０−ジヒドロ−フェナジン化合物は、一般式（１）
【００１６】
【化１】
【００１７】
（ただし、式中、Ｒ１、Ｒ２はそれぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、低級アルキル基、低級アルコキシ基のいずれか１つであり、Ａｒ１は置換もしくは非置換のアリール基であり、Ａｒ２は水素原子、低級アルキル基、置換もしくは非置換のアリール基のいずれか１つであり、Ａｒ１及びＡｒ２は互いに結合して、芳香環と結合した５員環又は６員環を形成しても良い）
で表される構造を有していることが好ましい。
【００１８】
また、本発明に係る有機電界発光素子では、上記５，１０−ジヒドロ−フェナジン化合物は、一般式（２）
【００１９】
【化２】
【００２０】
（ただし、式中、Ａｒ３は置換もしくは非置換のアリール基である）
で表される構造を有していることが好ましい。
【００２１】
また、本発明に係る有機電界発光素子では、上記５，１０−ジヒドロ−フェナジン化合物は、一般式（３）
【００２２】
【化３】
【００２３】
（ただし、式中、ｎは０又は１である）
で表される構造を有していることが好ましい。
【００２４】
また、本発明に係る有機電界発光素子では、上記５，１０−ジヒドロ−フェナジン化合物は、一般式（４）
【００２５】
【化４】
【００２６】
（ただし、式中、Ｒ１、Ｒ２はそれぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、低級アルキル基、低級アルコキシ基のいずれか１つであり、Ａｒ１は置換もしくは非置換のアリール基であり、Ａｒ２は水素原子、低級アルキル基、置換もしくは非置換のアリール基のいずれか１つであり、Ａｒ４は置換もしくは非置換のアリール基であり、Ａｒ１及びＡｒ２は互いに結合して、芳香環と結合した５員環又は６員環を形成しても良い）
で表される構造を有していることが好ましい。
【００２７】
また、本発明に係る有機電界発光素子では、上記５，１０−ジヒドロ−フェナジン化合物は、一般式（５）
【００２８】
【化５】
【００２９】
（ただし、式中、Ａｒ１は置換もしくは非置換のアリール基であり、Ａｒ２は水素原子、低級アルキル基、置換もしくは非置換のアリール基のいずれか１つであり、Ａｒ１及びＡｒ２は互いに結合して、芳香環と結合した５員環又は６員環を形成しても良く、ｍは１、２又は３である）
で表される構造を有していることが好ましい。
【００３０】
また、本発明に係る有機電界発光素子では、上記５，１０−ジヒドロ−フェナジン化合物は、一般式（６）
【００３１】
【化６】
【００３２】
（ただし、式中、Ｒ１、Ｒ２はそれぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、低級アルキル基、低級アルコキシ基のいずれか１つであり、Ａｒ１は置換もしくは非置換のアリール基であり、Ａｒ２は水素原子、低級アルキル基、置換もしくは非置換のアリール基のいずれか１つであり、Ａｒ１及びＡｒ２は互いに結合して、芳香環と結合した５員環又は６員環を形成しても良く、Ａｒ５は置換もしくは非置換のアリーレン基、又はアルキレン基のいずれか１つである）
で表される構造を有していることが好ましい。
【００３３】
上記５，１０−ジヒドロ−フェナジン化合物が、一般式（１）〜（６）で表される構造のものであることにより、上記５，１０−ジヒドロ−フェナジン化合物は、より優れた熱安定性及び発光特性、さらにはより高い電子輸送性及び正孔輸送性を有する。このため、駆動電圧がより低く、発光効率がより高く、且つ耐久性により優れる有機電界発光素子を実現できるというさらなる効果を奏する。
【００３４】
また、本発明に係る有機電界発光素子では、上記５，１０−ジヒドロ−フェナジン化合物が、上記発光層に含有されていることが好ましい。
【００３５】
これにより、より高輝度で、色純度が高い青色発光する有機電界発光素子を実現できるというさらなる効果を奏する。
【００３６】
また、本発明に係る有機電界発光素子では、上記有機層として、さらに、陽極から発光層へ正孔を運ぶための、正孔注入層、正孔輸送層、正孔注入輸送層から選ばれる少なくとも１層を備え、上記陽極から発光層へ正孔を運ぶための有機層に、５，１０−ジヒドロ−フェナジン化合物が含有されていることが好ましい。
【００３７】
これにより、より高い効率で正孔が発光層に注入されるため、より高輝度で発光する有機電界発光素子を実現できるというさらなる効果を奏する。
【００３８】
また、本発明に係る有機電界発光素子では、上記発光層に、さらに正孔輸送性化合物が含有されていることが好ましい。
【００３９】
これにより、発光層への正孔の注入がより容易になり、より高い輝度の有機電界発光素子を実現できるというさらなる効果を奏する。
【００４０】
また、本発明に係る有機電界発光素子では、オキサジアゾール誘導体を含有する層が、上記発光層の陰極側に接していることが好ましい。
【００４１】
また、本発明に係る有機電界発光素子では、キノキサリン誘導体を含有する層が、上記発光層の陰極側に接していることが好ましい。
【００４２】
また、本発明に係る有機電界発光素子では、ベンゾイミダゾール誘導体を含有する層が、上記発光層の陰極側に接していることが好ましい。
【００４３】
また、本発明に係る有機電界発光素子では、アルミニウム錯体誘導体を含有する層が、上記発光層の陰極側に接していることが好ましい。
【００４４】
また、本発明に係る有機電界発光素子では、１，１０−フェナントロリン誘導体を含有する層が、上記発光層の陰極側に接していることが好ましい。
【００４５】
上記オキサジアゾ−ル誘導体、キノキサリン誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、アルミニウム錯体誘導体、１，１０−フェナントロリン誘導体のいずれか１つの化合物を含有する層が、上記発光層の陰極側に接することにより、上記化合物を含有する層が、陰極から発光層へ電子を運び、陰極からの電子をより効率良く発光層に注入する。このため、より高輝度で発光する有機電界発光素子を実現できるというさらなる効果を奏する。
【発明の効果】
【００４６】
本発明に係る有機電界発光素子は、以上のように、アリール基が少なくとも１つ置換したエテニル基を少なくとも１つＮ位に置換した５，１０−ジヒドロ−フェナジン化合物を有機層に含有しているので、発光効率が高く、発光寿命が長く、耐久性に優れるという効果を奏する。特に、上記５，１０−ジヒドロ−フェナジン化合物を発光材料として用いることにより、輝度に優れた色純度の高い青色の発光素子が得られる。さらには、上記５，１０−ジヒドロ−フェナジン化合物をホスト材料として発光層を形成することができ、輝度に優れた色純度の高い青色の発光素子が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４７】
以下、本発明についてより詳しく説明するが、本発明は、この記載に限定されるものではない。
【００４８】
本発明における５，１０−ジヒドロ−フェナジン化合物（以下、フェナジン化合物と記す）について、以下に詳細に説明する。
【００４９】
本発明におけるフェナジン化合物は、アリール基が少なくとも１つ置換したエテニル基（以下、アリール基置換エテニル基と記す）が、少なくとも１つＮ位に置換した５，１０−ジヒドロ−フェナジン化合物である。５，１０−ジヒドロ−フェナジンが有する２つのＮ位全てに、アリール基置換エテニル基が置換したものでも良いし、片方のみのＮ位に置換されたものでも良い。さらに、フェナジン化合物は、発光波長の調整、アモルファス性の向上、あるいは構造の安定性等を考慮して、アリール基置換エテニル基に加えて、様々な側鎖が置換されたものでも良い。
【００５０】
フェナジン化合物として、アリール基置換エテニル基が線対称に置換されている化合物、アリール基置換エテニル基が片側のＮ位にのみ置換されている化合物、分子内に５，１０−ジヒドロ−フェナジンを２つ有する化合物が挙げられる。
【００５１】
アリール基置換エテニル基が線対称に置換されている化合物としては、一般式（１）〜（３）
【００５２】
【化７】
【００５３】
（ただし、式中、Ｒ１、Ｒ２はそれぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、低級アルキル基、低級アルコキシ基のいずれか１つであり、Ａｒ１は置換もしくは非置換のアリール基であり、Ａｒ２は水素原子、低級アルキル基、置換もしくは非置換のアリール基のいずれか１つであり、Ａｒ１及びＡｒ２は互いに結合して、芳香環と結合した５員環又は６員環を形成しても良い）
【００５４】
【化８】
【００５５】
（ただし、式中、Ａｒ３は置換もしくは非置換のアリール基である）
【００５６】
【化９】
【００５７】
（ただし、式中、ｎは０又は１である）
で示される化合物が挙げられる。
【００５８】
アリール基置換エテニル基が片側のＮ位にのみ置換されているものとしては、一般式（４）及び（５）
【００５９】
【化１０】
【００６０】
（ただし、式中、Ｒ１、Ｒ２はそれぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、低級アルキル基、低級アルコキシ基のいずれか１つであり、Ａｒ１は置換もしくは非置換のアリール基であり、Ａｒ２は水素原子、低級アルキル基、置換もしくは非置換のアリール基のいずれか１つであり、Ａｒ４は置換もしくは非置換のアリール基であり、Ａｒ１及びＡｒ２は互いに結合して、芳香環と結合した５員環又は６員環を形成しても良い）
【００６１】
【化１１】
【００６２】
（ただし、式中、Ａｒ１は置換もしくは非置換のアリール基であり、Ａｒ２は水素原子、低級アルキル基、置換もしくは非置換のアリール基のいずれか１つであり、Ａｒ１及びＡｒ２は互いに結合して、芳香環と結合した５員環又は６員環を形成しても良く、ｍは１、２又は３である）
で示される化合物が挙げられる。
【００６３】
分子内に５，１０−ジヒドロ−フェナジン骨格を２つ有するものとしては、一般式（６）
【００６４】
【化１２】
【００６５】
（ただし、式中、Ｒ１、Ｒ２はそれぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、低級アルキル基、低級アルコキシ基のいずれか１つであり、Ａｒ１は置換もしくは非置換のアリール基であり、Ａｒ２は水素原子、低級アルキル基、置換もしくは非置換のアリール基のいずれか１つであり、Ａｒ１及びＡｒ２は互いに結合して、芳香環と結合した５員環又は６員環を形成しても良く、Ａｒ５は置換もしくは非置換のアリーレン基、又はアルキレン基のいずれか１つである）
で示される化合物が挙げられる。
【００６６】
上記一般式（１）、（４）、（６）において、Ｒ１及びＲ２はそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、低級アルキル基、低級アルコキシ基のいずれか１つである。ここでハロゲン原子としては、塩素、臭素、ヨウ素等が挙げられる。低級アルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等の炭素数が１〜６までの直鎖又は分岐状のものが挙げられる。低級アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等の炭素数が１〜６までの直鎖又は分岐状のものが挙げられる。Ｒ１及びＲ２として、より好ましくはハロゲン原子、低級アルキル基、低級アルコキシ基である。さらに好ましくは低級アルキル基又は低級アルコキシ基である。特に好ましくはtert−ブチル基、イソプロピル基、ブトキシ基である。Ｒ１及びＲ２がハロゲン原子、低級アルキル基、低級アルコキシ基であると、有機電界発光素子として用いる場合、他の有機層との密着性が向上するためより好ましい。
【００６７】
上記一般式（１）及び（４）〜（６）において、Ａｒ１は、置換もしくは非置換のアリール基であり、Ａｒ２は水素原子、低級アルキル基、置換もしくは非置換のアリール基のいずれか１つである。これらの中でＡｒ１及びＡｒ２が、それぞれ独立にアリール基であるものが好ましい。
【００６８】
また上記一般式（２）におけるＡｒ３及び上記一般式（４）におけるＡｒ４は、置換もしくは非置換のアリール基である。
【００６９】
Ａｒ１〜Ａｒ４において、アリール基としては炭素数が６〜２４のものがより好ましく、さらに好ましくは炭素数６〜１４である。炭素数が２４より大きいと、合成が困難であるため好ましくない。
【００７０】
Ａｒ１〜Ａｒ４として具体的には、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、クォーターフェニル基等の多環系集合物、ナフチル基、アンスリル基、フルオレニル基等の縮合多環式化合物等が挙げられる。またアリール基の置換基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基等の直鎖又は分岐状の炭素数１〜６のアルキル基、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペントキシ基、ヘキソキシ基等の直鎖又は分岐状の炭素数１〜６のアルコキシ基、Ｎ，Ｎ-ジフェニルアミノ基等のアリール基置換アミノ基、塩素、臭素、ヨウ素等のハロゲン基、ニトリル基等が挙げられる。
【００７１】
又、一般式（１）においてＡｒ１とＡｒ２が互いに結合することにより５員環、６員環構造を形成しても良い。
【００７２】
具体的にはフェナジン化合物のＮ位に置換する５員環、６員環を含む置換基として、以下のものが挙げられる。
【００７３】
【化１３】
【００７４】
【化１４】
【００７５】
【化１５】
【００７６】
【化１６】
【００７７】
これらＡｒ１、Ａｒ２の中では、輸送効率、熱的な安定性、更には発光波長（青色発光）、合成面等から総合的に判断すると、フェニル基、１−ナフチル基、また環構造としては、構造式Ａの置換基、構造式Ｄの置換基、及びこれらに電子供与性基（例えばメチル、メトキシ、エチル、ジメチル、メチレンジオキシ等）を置換した誘導体がより好ましい。
【００７８】
Ａｒ５は置換もしくは非置換のアリーレン基、又はアルキレン基のいずれか１つである。アリーレン基としては、炭素数が６〜２４のものがより好ましく、さらに好ましくは炭素数６〜１４である。炭素数が２４より大きいと、合成が困難であるため好ましくない。
【００７９】
Ａｒ５として具体的には、フェニレン基、ビフェニレン基、ターフェニレン基、クォーターフェニレン基等の多環系集合物、ナフタレンジイル基、アントラセンジイル基、フルオレンジイル基等の縮合多環式化合物等が挙げられる。またアリーレン基の置換基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基等の直鎖又は分岐状の炭素数１〜６のアルキル基、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペントキシ基、ヘキソキシ基等の直鎖又は分岐状の炭素数１〜６のアルコキシ基等が挙げられる。
【００８０】
アルキレン基としては、炭素数１〜２４のものが好ましく、具体的にはメチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンテン基、ヘキセン基等の鎖状化合物、シクロペンテンジイル基、シクロヘキサンジイル基等の環状化合物等が挙げられる。ここでアルキレン基は、直鎖状でも分岐状でもどちらでも良い。
【００８１】
一般式（３）において、ｎは０又は１である。ｎが０の場合は構造式Ｂで示される５員環を含む置換基を形成し、ｎが１の場合は構造式Ａで示される６員環を含む置換基を形成する。
【００８２】
一般式（５）において、ｍは１、２又は３である。ｍが１の場合はビフェニル基、ｍが２の場合はターフェニル基、ｍが３の場合はクォーターフェニル基を形成する。
【００８３】
一般式（１）〜（３）で表されるアリール基置換エテニル基が線対称に置換されている化合物は、対称性の高い分子構造を有している。よって分子同士が強く相互作用できるため、ガラス転移点が高くなり、優れた熱安定性を示す。また高い電子輸送効率及び正孔輸送効率を示す。特に一般式（２）、（３）で表される化合物は、５，１０−ジヒドロ−フェナジン環のベンゼン環部分に置換基がないため、対称性により優れている。このため、有機電界発光素子及び電子写真材料としての使用には、一般式（２）、（３）で表される化合物がより好ましい。
【００８４】
以下に、説明した一般式（１）〜（６）のフェナジン化合物の具体例を挙げる。
【００８５】
一般式（１）、（２）で表されるアリール基置換エテニル基が線対称に置換されているフェナジン化合物の具体例を表１に示す。
【００８６】
【表１】
【００８７】
また、一般式（１）において、Ａｒ１、Ａｒ２が互いに結合して５員環、６員環を構成したフェナジン化合物としては、以下の化合物が挙げられる。
【００８８】
【化１７】
【００８９】
【化１８】
【００９０】
【化１９】
【００９１】
【化２０】
【００９２】
一般式（３）で表されるアリール基置換エテニル基が線対称に置換されているフェナジン化合物としては、以下のものが挙げられる。
【００９３】
【化２１】
【００９４】
一般式（４）、（５）で表されるアリール基置換エテニル基が片側のＮ位にのみ置換されている化合物の具体例を表２に示す。
【００９５】
【表２】
【００９６】
一般式（６）で表される分子内に５，１０−ジヒドロ−フェナジン骨格を２つ有する化合物の具体例を表３に示す。
【００９７】
【表３】
【００９８】
上記表１〜３に例示のフェナジン化合物において、表１の化合物番号８及び９を除いては、Ｒ１及びＲ２は水素原子である。しかし、有機電界発光素子として用いる場合、他の有機層との密着性を向上させるために、Ｒ１及びＲ２は上述したハロゲン原子、低級アルキル基、低級アルコキシ基であることがより好ましい。さらに好ましくは、tert−ブチル基、イソプロピル基、ブトキシ基である。
【００９９】
フェナジン化合物の合成方法について以下に説明する。上記フェナジン化合物は、ＣＡ（ケミカルアブストラクト）に記載がない新規化合物であるが、公知の方法（参考文献：J.O.C.,11,812〜815P,1946、及び、Ann.Chim,115〜158P,1956参照）により得ることができる。
【０１００】
具体的には、Ｎ位に水素原子を有する５，１０−ジヒドロ−フェナジン化合物（以下、フェナジン化合物前駆体と記す）とアセトアルデヒド誘導体とを、酸触媒の微量存在下、非水系溶剤中で副生水を系外に取り除き、脱水反応を行うことで、本発明のフェナジン化合物を合成することができる。この方法では、ほぼ定量的に反応が進むため、容易にフェナジン化合物を得ることができる。
【０１０１】
【化２２】
【０１０２】
反応に用いられる非水系溶剤としては、ベンゼン、トルエン、クロルベンゼン、酢酸ブチル等が挙げられる。また反応に用いられる酸触媒としては、トルエンスルホン酸、酢酸、塩酸等が挙げられる。
【０１０３】
反応後の化合物の精製は、反応液中の溶剤を減圧蒸留で除き、残渣を有機溶剤（好ましくは酢酸エチル、アルコール）で再結晶することによって行う。場合によってはカラム精製、昇華精製等の精製操作を行っても良い。
【０１０４】
一般式（１）〜（６）のフェナジン化合物は、上記フェナジン化合物前駆体とアセトアルデヒド誘導体との組み合わせを変えることで、それぞれ合成することができる。
【０１０５】
フェナジン化合物前駆体は、一般式（１）〜（３）の化合物の前駆体（以下、前駆体Ａと記す）、一般式（４）及び（５）の化合物の前駆体（以下、前駆体Ｂと記す）、一般式（６）の化合物の前駆体（以下、前駆体Ｃと記す）の３種類に分類できる。前駆体Ａは、両方のＮ位に水素原子を有する５，１０−ジヒドロ−フェナジンである。前駆体Ｂは、片方のＮ位にのみ水素原子を有し、残りのＮ位にはアリール基が置換した５，１０−ジヒドロ−フェナジンである。前駆体Ｃは、２つの５，１０−ジヒドロ−フェナジンがアリーレン基もしくはアルキレン基で互いのＮ位同士が結合した骨格を有し、残りの２つのＮ位に水素原子を１つずつ有した化合物である。
【０１０６】
まず前駆体Ａの合成方法について以下に説明する。
【０１０７】
前駆体Ａは、下記反応式で示すように、２，２’−ジアミノジフェニルアミンを塩化鉄及び塩酸で酸化することにより、環化反応を行い、次いでＮａＨＳＯ３及びＲａｎｙ Ｎｉｋｅｌ等で還元することにより、合成することができる。そして、得られた前駆体Ａを、アセトアルデヒド誘導体と反応させて一般式（１）〜（３）のフェナジン化合物を合成することができる。
【０１０８】
【化２３】
【０１０９】
（式中Ｒ１、Ｒ２は式（１）と同義である。）
次に前駆体Ｂ及び前駆体Ｃの合成方法について説明する。
【０１１０】
前駆体Ｂ及び前駆体Ｃは、下記に示す構造を有しており、どちらも前駆体Ａを出発物質として合成される。合成は、Ullmann（ウルマン）反応として良く知られた反応を用いる。具体的には、前駆体Ａとハロゲン化物とを、ＮｉもしくはＣｕ等の反応触媒存在下、ニトロベンゼン等の溶剤中で加熱攪拌することにより合成することができる。また反応をさらに容易にするためにクラウンエーテル化合物を加えても良い。
【０１１１】
【化２４】
【０１１２】
（式中Ｒ１、Ｒ２、Ａｒ４、Ａｒ５は式（４）、（６）と同義である。）
そして、得られた前駆体Ｂ及び前駆体Ｃを、アセトアルデヒド誘導体と反応させることで、一般式（４）及び（５）のフェナジン化合物、一般式（６）のフェナジン化合物をそれぞれ合成することができる。
【０１１３】
前駆体Ｂの合成の場合、反応で用いるハロゲン化物は、モノハロゲン化芳香族化合物（好ましくはヨウ素化物）である。ここでモノハロゲン化芳香族化合物とは、前述したＡｒ４のアリール基にハロゲン原子が１つ結合したものである。
【０１１４】
前駆体Ｃの合成の場合、反応で用いるハロゲン化物は、ジハロゲン化芳香族化合物（好ましくはジヨウ素化物）もしくはジハロゲン化アルカン（好ましくはジヨウ素化物）である。ここでジハロゲン化芳香族化合物もしくはジハロゲン化アルカンとは、前述したＡｒ５の置換もしくは非置換のアリーレン基、又はアルキレン基にハロゲン原子が２つ結合したものである。
【０１１５】
以上のように、良く知られた反応により、本発明のフェナジン化合物は容易に合成することができる。
【０１１６】
次に、本発明の有機電界発光素子について以下に説明する。
【０１１７】
本実施の形態に係る有機電界発光素子の層構成は、特に限定されるものではなく、陽極及び陰極の電極間に、少なくとも１種の発光成分を含有する有機電界発光層（以下、発光層と記す）を少なくとも一層挟持してなるものである。発光層に使用する化合物の正孔注入及び正孔輸送、電子注入及び電子輸送の各機能レベルを考慮し、所望に応じて、正孔注入輸送成分を含有する正孔注入輸送層及び／又は電子注入輸送成分を含有する電子注入輸送層を設けることもできる。
【０１１８】
例えば、以下の層構成を採用することができる。
（Ａ）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極
（Ｂ）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子注入輸送層／陰極
（Ｃ）陽極／正孔注入輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極
（Ｄ）陽極／正孔注入輸送層／発光層／電子注入輸送層／陰極
（Ｅ）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／陰極
（Ｆ）陽極／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極
（Ｇ）陽極／正孔注入輸送層／発光層／陰極
（Ｈ）陽極／発光層／電子注入輸送層／陰極
（Ｉ）陽極／発光層／陰極
ここで上記（Ａ）から（Ｉ）の層構成で作成した素子を、それぞれ（Ａ）型素子、（Ｂ）型素子、（Ｃ）型素子、（Ｄ）型素子、（Ｅ）型素子、（Ｆ）型素子、（Ｇ）型素子、（Ｈ）型素子、（Ｉ）型素子とする。
【０１１９】
有機電界発光素子の一例として、図１に示す（Ａ）型素子について以下に説明する。
【０１２０】
図１において、１は基板、２は陽極、３は正孔注入層、４は正孔輸送層、５は発光層、６は電子輸送層、７は電子注入層、８は陰極、９は電源を示す。
【０１２１】
基板１は、有機電界発光素子の基体である。陽極２は正孔注入層３、正孔輸送層４、発光層５等に正孔を供給するものである。正孔注入層３は、陽極２からの正孔の注入を容易にする機能を有する化合物を含有する層である。正孔輸送層４は、注入された正孔を輸送する機能を有する化合物を含有する層である。発光層５は、正孔及び電子の注入機能、それらの輸送機能、正孔と電子との再結合により励起子を生成させる機能を有する化合物を含有する層である。電子輸送層６は、注入された電子を輸送する機能を有する化合物を含有する層である。電子注入層７は、陰極８からの電子の注入を容易にする機能を有する化合物を含有する層である。陰極８は、電子注入層６、電子輸送層７、発光層５等に電子を供給するものである。
【０１２２】
発光層５は、陽極２側の面に積層された正孔輸送層４と、陰極８側の面に積層された電子輸送層５とによって挟持されている。さらに正孔輸送層４の陽極２側の面には、正孔注入層３が積層されており、電子輸送層６の陰極８側の面には、電子注入層７が積層されている。すなわち、この有機電界発光素子の層構成は，陽極２と陰極８との間に、正孔注入層３、正孔輸送層４、発光層５、電子輸送層６、及び電子注入層７という複数の有機層が設けられている。そして、陽極２側から、正孔注入層３、正孔輸送層４、発光層５、電子輸送層６、及び電子注入層７の順に積層されている。そして、陽極２及び陰極８はそれぞれ、電源９に接続されている。また陽極２は基板１に接着されている。
【０１２３】
本発明の有機電界発光素子では、電源９により電界が印加されると、正孔注入層３は、正孔輸送層４を経て、陽極２側から発光層５へ正孔を運ぶ。また、電子注入層７は、電子輸送層６を経て、陰極８側から発光層５へ電子を運ぶ。そして、発光層５にて、陽極２側から運ばれた正孔と陰極８側から注入された電子とが再結合し、これにより発光層５が発光するようになっている。
【０１２４】
発光層５内への電子注入と正孔注入とを増加させることにより、高い確率で電子と正孔との再結合が生ずる。このことにより、より高効率な発光が得られる。
【０１２５】
正孔注入層３と正孔輸送層４とは、基本的には同じ機能と考えても良いが、エネルギーダイアグラムでの相対的にエネルギー準位の低い層を正孔輸送層４、高い層を正孔注入層３として区別される。電子輸送層６と電子注入層７とにおいても同様に区別される。
【０１２６】
正孔注入層３と正孔輸送層４とは、（Ｃ）型素子等のように、両方の機能を持った一つの層（正孔注入輸送層）としても良い。同様に、電子注入層７と電子輸送層６とは、（Ｂ）型素子等のように、両方の機能を持った一つの層（電子注入輸送層）としても良い。また正孔注入輸送層及び電子注入輸送層の両方を用いた（Ｄ）型素子とすることもできる。本発明の有機電界発光素子においては、正孔注入輸送層を含有していることがより好ましい。
【０１２７】
発光層５に使用する化合物の正孔注入機能、正孔輸送機能が良好な場合には、（Ｆ）型素子、（Ｈ）型素子のように、発光層５が正孔注入輸送層を兼ねた型の素子の構成とすることができる。また同様に、発光層５に使用する化合物の電子注入機能、電子輸送機能が良好な場合には、（Ｅ）型素子、（Ｇ）型素子のように、発光層５が電子注入輸送層を兼ねた型の素子の構成とすることができる。
【０１２８】
逆に、正孔注入輸送機能を有する層に使用する化合物が、発光性を有していれば発光性正孔注入輸送層とすることもできる。また同様に、電子注入輸送機能を有する層に使用する化合物が、発光性を有していれば発光性電子注入輸送層とすることができる。
【０１２９】
発光層５に使用する化合物の正孔注入輸送機能及び電子注入輸送機能が両方良好である場合は、正孔注入輸送層及び電子注入輸送層の両方の層を設けない型の（Ｉ）型素子の構成とすることもできる。
【０１３０】
正孔注入層３、正孔輸送層４、正孔注入輸送層の正孔注入輸送機能を有する層は、それぞれ一層構造であっても多層構造であっても良い。同様に、電子注入層７、電子輸送層６、電子注入輸送層の電子注入輸送機能を有する層は、それぞれ一層構造であっても多層構造であっても良い。発光層５もまた、一層構造であっても多層構造であっても良い。
【０１３１】
それぞれの型の素子において、正孔注入輸送機能を有する層と発光層５との間に、正孔注入輸送機能を有する層で使用する化合物と発光層５で使用する化合物との混合層を設けることができる。また、発光層５と電子注入輸送機能を有する層との間にも、発光層５で使用する化合物と電子注入輸送機能を有する層で使用する化合物との混合層を設けることもできる。
【０１３２】
上記各素子構成の中で、より好ましい有機電界発光素子の構成は、（Ａ）型素子、（Ｂ）型素子、（Ｃ）型素子、（Ｄ）型素子又は（Ｇ）型素子であり、さらに好ましくは、（Ａ）型素子、（Ｃ）型素子又は（Ｄ）型素子である。
【０１３３】
本発明の有機電界発光素子において、フェナジン化合物は、正孔注入輸送機能を有する層、発光層５に使用することがより好ましい。また、フェナジン化合物は、単独で使用しても良く、あるいは２種以上併用しても良い。
【０１３４】
本発明の有機電界発光素子は、種々の工夫により、光取り出し効率を向上させることができる。例えば、基板表面形状を加工する（例えば微細な凹凸パターンを形成する）、基板１・ＩＴＯ（インジウム・ティン・オキサイド）層・有機層の屈折率を制御する、基板１・ＩＴＯ層・有機層の膜厚を制御すること等により、光の取り出し効率を向上させ、外部量子効率を向上させることが可能である。
【０１３５】
更には、本発明の有機電界発光素子は、陽極２の側から発光を取り出す、いわゆる、トップエミッション方式であっても良い。
【０１３６】
以下、各種部材について、さらに詳細に説明する。
【０１３７】
基板１としては、特に限定されないが、ジルコニア安定化イットリウム、ガラス等の無機材料、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステルや、ポリエチレン、ポリカーボネート、ポリエーテルスルフォン、ポリアリレート、アリルジグリコールカーボネート、ポリイミド、ポリシクロオレフィン、ノルボルネン樹脂、ポリ（クロロトリフルオロエチレン）、ポリテトラフルオロエチレン、ポリテトラフルオロエチレン−ポリエチレン共重合体等の高分子材料であっても良い。又、これらを２種以上組み合わせた複合シートからなるものが挙げられる。さらに、基板１に、例えば、カラーフィルタ膜、色変換膜、誘電体反射膜を組み合わせて、発光色をコントロールすることもできる。
【０１３８】
陽極２に使用する物質は、隣接する層との密着性やイオン化ポテンシャル、安定性等を総合的に考慮して選ばれる。陽極２に使用する物質としては、金属、合金、金属酸化物、導電性化合物、又はこれらの２種以上を併用して用いることができる。具体例としては金、白金、銀、銅、コバルト、ニッケル、パラジウム、バナジウム、タングステン、酸化錫、酸化亜鉛、ＩＴＯ、ポリチオフェン、ポリピロール等が挙げられる。これら陽極２に使用する物質としては、単独で使用しても良く、あるいは２種以上併用しても良い。より好ましくは仕事関数が４ｅＶ以上である比較的仕事関数の大きい金属、合金又は導電性化合物である。
【０１３９】
陽極２は、これら陽極２に使用される物質を、例えば、蒸着法、スパッタリング法等の方法により、基板１の上に形成することができる。また、陽極２は一層構造であっても良く、あるいは多層構造であっても良い。陽極２のシート電気抵抗は、好ましくは、数百Ω／□以下、より好ましくは、５〜５０Ω／□程度に設定する。陽極２の厚さは、使用する物質にもよるが、一般に、５〜１０００ｎｍ程度、より好ましくは、１０〜５００ｎｍ程度に設定する。
【０１４０】
陰極８に使用する物質は、電子注入輸送の機能を有する層、発光層５等の陰極８と隣接する層との密着性や、イオン化ポテンシャル、安定性等を考慮して選ばれる。陰極８に使用する物質としては金属、合金、金属酸化物、導電性化合物、又はこれらの２種以上を併用して用いることができる。具体例としてはアルカリ金属（例えばＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｃｓ等）又はそのフッ化物、ナフトール等の有機塩、アルカリ土類金属（例えばＭｇ、Ｃａ等）又はそのフッ化物、金、銀、鉛、アルミニウム、ナトリウム−カリウム合金、又はそれらの２種以上を併用する金属、リチウム−アルミニウム合金、又はそれらの２種以上を併用する金属、マグネシウム−銀合金、又はそれらの２種以上を併用する金属、インジウム、イッテルビウム等の希土類金属が挙げられる。これら陰極８に使用する物質としては、単独で使用しても良く、あるいは２種以上併用しても良い。より好ましくは仕事関数が４ｅＶ以下の物質であり、さらに好ましくはアルミニウム、リチウム−アルミニウム合金、又はそれらの２種以上を併用する金属、マグネシウム−銀合金、又はそれらの２種以上を併用する金属等である。
【０１４１】
陰極８の膜厚は、使用する物質により適宜選択可能であるが、通常１０ｎｍ〜５μｍの範囲が好ましく、より好ましくは５０ｎｍ〜１μｍであり、さらに好ましくは１００ｎｍ〜１μｍである。
【０１４２】
陰極８の作製には電子ビーム法、スパッタリング法、抵抗加熱蒸着法、コーティング法等の方法が用いられ、金属を単体で蒸着することも、二成分以上を同時に蒸着することもできる。さらに、２種以上の金属を同時に蒸着して合金電極を形成することも可能である。また、あらかじめ調製した合金を蒸着させても良い。陰極８のシート抵抗は低い方が好ましく、数百Ω／□以下がより好ましい。
【０１４３】
正孔注入層３、正孔輸送層４、正孔注入輸送層等の正孔注入輸送機能を有する層で使用される正孔注入輸送機能を持つ化合物としては、フェナジン化合物が挙げられる。
【０１４４】
上記フェナジン化合物は単独で、もしくは他の正孔注入輸送機能を有する化合物を少なくとも１種用いて形成することができる。
【０１４５】
本発明のフェナジン化合物は正孔輸送効率が約１０−４（ｃｍ２／ＶＳ）のオーダーであり、正孔輸送性に優れている。特に、一般式（１）〜（３）で示される、アリール基置換エテニル基が線対称に置換したフェナジン化合物は、ガラス転移点、正孔輸送効率において特に優れている。
【０１４６】
フェナジン化合物以外の正孔注入輸送機能を有する化合物として具体的には、フタロシアニン誘導体、トリアリールメタン誘導体、トリアリールアミン誘導体、オキサゾール誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、ピラゾリン誘導体、ポリシラン誘導体、ポリフェニレンビニレン及びその誘導体、ポリチオフェン及びその誘導体、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール誘導体等が挙げられる。正孔注入輸送機能を有する化合物は、単独で使用しても良く、あるいは２種以上併用しても良い。
【０１４７】
上記トリアリールアミン誘導体として、具体的には、４，４’−ビス〔Ｎ−フェニル−Ｎ−（４”−メチルフェニル）アミノ〕ビフェニル、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ジ−（ｍ−メチルフェニル）−ベンジジン（ＴＰＤ）、４，４’−ビス〔Ｎ−フェニル−Ｎ−（３”−メトキシフェニル）アミノ〕ビフェニル、４，４’−ビス〔Ｎ−フェニル−Ｎ−（１”−ナフチル）アミノ〕ビフェニル（ＮＰＤ）、３，３’−ジメチル−４，４’−ビス〔Ｎ−フェニル−Ｎ−（３”−メチルフェニル）アミノ〕ビフェニル、１，１−ビス〔４’−〔Ｎ，Ｎ−ジ（４”−メチルフェニル）アミノ〕フェニル〕シクロヘキサン、９，１０−ビス〔Ｎ−（４’−メチルフェニル）−Ｎ−（４”−ｎ−ブチルフェニル）アミノ〕フェナントレン、３，８−ビス（Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ）−６−フェニルフェナントリジン、４−メチル−Ｎ，Ｎ−ビス〔４”，４”’−ビス〔Ｎ’，Ｎ’−ジ（４−メチルフェニル）アミノ〕ビフェニル−４−イル〕アニリン、Ｎ，Ｎ’−ビス〔４−（ジフェニルアミノ）フェニル〕−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−１，３−ジアミノベンゼン、Ｎ，Ｎ’−ビス〔４−（ジフェニルアミノ）フェニル〕−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−１，４−ジアミノベンゼン、５，５”−ビス〔４−（ビス〔４−メチルフェニル〕アミノ）フェニル〕−２，２’：５’，２”−ターチオフェン、１，３，５−トリス（ジフェニルアミノ）ベンゼン、４，４’，４”−トリス（Ｎ−カルバゾリイル）トリフェニルアミン、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、４，４’，４”−トリス〔Ｎ，Ｎ−ビス（４”’−tert−ブチルビフェニル−４””−イル）アミノ〕トリフェニルアミン、１，３，５−トリス〔Ｎ−（４’−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ〕ベンゼン等が挙げられる。
【０１４８】
上記フェナジン化合物以外の正孔注入輸送機能を有する化合物としては、トリアリールアミン誘導体、ポリチオフェン及びその誘導体、ビニルカルバゾール及びその誘導体から選ばれる２種以上の化合物からなる共重合体がより好ましい。
【０１４９】
本発明のフェナジン化合物と他の正孔注入輸送機能を有する化合物とを併用する場合、正孔注入輸送機能を有する層中に占めるフェナジン化合物の割合は、好ましくは、０．１重量％以上、より好ましくは、０．１〜９９．９重量％程度、さらに好ましくは、１〜９９重量％程度、特に好ましくは、５〜９５重量％程度に調製する。ここで、フェナジン化合物の割合が０．１重量％未満であると、十分な効果が得られないため好ましくない。
【０１５０】
発光層５で使用される発光機能を有する化合物としては、フェナジン化合物が挙げられる。
【０１５１】
本発明のフェナジン化合物は４５０ｎｍ付近に強い発光特性を有しており、正孔輸送効率が約１０−４（ｃｍ２／ＶＳ）のオーダーであると同時に、電子輸送効率も正孔輸送効率に近く、正孔輸送性と同様に電子輸送性にも優れている。更には本発明のフェナジン化合物は、熱的安定性の目安となるガラス転移点も、代表的な輸送性材料である芳香族アミン系のＴＰＤ、更には芳香環が直接置換した５，１０−ジヒドロ−フェナジン化合物（特開２００４−１４６１１０号公報等）の値よりも高い。また電子輸送効率も、ＴＰＤ及び前記芳香環が直接置換した５，１０−ジヒドロ−フェナジン化合物と比較して、３倍から５倍程度高い。
【０１５２】
特に、一般式（１）〜（３）で示される、アリール基置換エテニル基が線対称に置換したフェナジン化合物はガラス転移点、電子及び正孔輸送効率において特に優れている。このように本発明のフェナジン化合物は、高い発光特性（４５０ｎｍ付近）のみならず、電子、正孔双方に高い輸送効率を有する。このため、本発明のフェナジン化合部を発光層５に用いれば、熱的安定性に優れる高輝度で色純度の高い青色発光素子を作製することができる。このため、フェナジン化合物は正孔注入輸送機能を有する層、発光層５の双方に適用できる。
【０１５３】
フェナジン化合物以外の発光機能を有する化合物としては例えば、アクリドン誘導体、キナクリドン誘導体、ジケトピロロピロール誘導体、多環芳香族化合物、トリアリールアミン誘導体、有機金属錯体、スチルベン誘導体、クマリン誘導体、ピラン誘導体、オキサゾン誘導体、ベンゾチアゾール誘導体、ベンゾオキサゾール誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、ピラジン誘導体、ケイ皮酸エステル誘導体、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール及びその誘導体、ポリチオフェン及びその誘導体、ポリフェニレン及びその誘導体、ポリフルオレン及びその誘導体、ポリフェニレンビニレン及びその誘導体、ポリビフェニレンビニレン及びその誘導体、ポリターフェニレンビニレン及びその誘導体、ポリナフチレンビニレン及びその誘導体、ポリチエニレンビニレン及びその誘導体、有機金属錯体化合物等が挙げられる。これら発光機能を有する化合物は単独で使用しても良く、あるいは２種以上併用しても良い。フェナジン化合物以外の発光機能を有する化合物としては、多環芳香族化合物、有機金属錯体化合物がより好ましい。
【０１５４】
上記多環芳香族化合物としては、例えば、ルブレン、アントラセン、テトラセン、ピレン、ペリレン、クリセン、デカシクレン、コロネン、テトラフェニルシクロペンタジエン、ペンタフェニルシクロペンタジエン、９，１０−ジフェニルアントラセン、９，１０−ビス（フェニルエチニル）アントラセン、１，４−ビス（９’−エチニルアントラセニル）ベンゼン、４，４’−ビス（９”−エチニルアントラセニル）ビフェニル等が挙げられる。
【０１５５】
上記トリアリールアミン誘導体としては、例えば、正孔注入輸送機能を有する化合物として前述した化合物等が挙げられる。
【０１５６】
上記有機金属錯体としては、例えば、トリス（８−キノリノラート）アルミニウム、ビス（１０−ベンゾ〔ｈ〕キノリノラート）ベリリウム、２−（２’−ヒドロキシフェニル）ベンゾオキゾールの亜鉛塩、２−（２’−ヒドロキシフェニル）ベンゾチアゾールの亜鉛塩、４−ヒドロキシアクリジンの亜鉛塩、３−ヒドロキシフラボンの亜鉛塩、５−ヒドロキシフラボンのベリリウム塩、５−ヒドロキシフラボンのアルミニウム塩等が挙げられる。
【０１５７】
上記スチルベン誘導体としては、例えば、１，１，４，４−テトラフェニル−１，３−ブタジエン、４，４’−ビス（２，２−ジフェニルビニル）ビフェニル、４，４’−ビス〔（１，１，２−トリフェニル）エテニル〕ビフェニル等が挙げられる。
【０１５８】
上記スチルベン誘導体として、例えば、１，１，４，４−テトラフェニル−１，３−ブタジエン、４，４’−ビス（２，２−ジフェニルビニル）ビフェニル、４，４’−ビス〔（１，１，２−トリフェニル）エテニル〕ビフェニル等が挙げられる。
【０１５９】
上記ピラン誘導体として、例えば、４−シアノメチレン−４Ｈ−ピラン等が挙げられる。
【０１６０】
上記有機金属錯体として、例えば、８−ヒドロキシキノリンのアルミニウム錯体等の金属錯体（特開昭５９−１９４３９３号公報）、１０−ヒドロキシベンゾ〔ｈ〕キノリンの金属錯体（特開平６−３２２３６２号公報）、混合配位子アルミニウムキレート錯体（特開平５−１９８３７７号公報）、希土類錯体（特開平１−２５６５８４号公報）、（２−ヒドロキシフェニル）ベンゾチアゾールの金属錯体（特開平８−３１５９８３号公報）等が挙げられる。
【０１６１】
上記発光層５で使用される化合物は、電子輸送効率が高いものが多く、発光層材料と同時に電子注入輸送機能を有する層の材料としても好ましい。
【０１６２】
発光層５は、フェナジン化合物と他の発光機能を有する化合物とを用いて形成することもできる。
【０１６３】
本発明の有機電界発光素子においては、発光層５に本発明のフェナジン化合物を含有していることがより好ましい。他の発光機能を有する化合物を併用する場合、発光層５中に占めるフェナジン化合物の割合は、好ましくは、０．００１〜９９．９９９重量％程度に調製する。
【０１６４】
また、発光層５をホスト化合物とゲスト化合物（ドーパント）とから構成することもできる。例えば、J. Appl. Phys., 65、3610 (1989)、特開平５−２１４３３２号公報に記載されているように、本発明のフェナジン化合物を、ホスト化合物として使用して、発光層５を形成することができる。さらにはフェナジン化合物を、ゲスト化合物として使用して、発光層５を形成することもできる。フェナジン化合物をホスト化合物として使用して発光層５を形成する場合、ゲスト化合物としては、例えば、上述したフェナジン化合物以外の発光機能を有する化合物を挙げることができる。この中でも多環芳香族化合物がより好ましい。この場合、フェナジン化合物に対して、フェナジン化合物以外の発光機能を有する化合物を、好ましくは、０．００１〜４０重量％程度、より好ましくは、０．０１〜３０重量％程度、さらに好ましくは、０．１〜２０重量％程度使用する。
【０１６５】
一般式（１）で表されるフェナジン化合物をゲスト化合物として用いて発光層５を形成する場合、ホスト化合物としては、発光性有機金属錯体が好ましい。この場合、発光性有機金属錯体に対して、一般式（１）で表されるフェナジン化合物を、好ましくは、０．００１〜４０重量％程度、より好ましくは、０．０１〜３０重量％程度、さらに好ましくは、０．１〜２０重量％程度使用する。
【０１６６】
上記発光性有機金属錯体としては、特に限定するものではないが、発光性有機アルミニウム錯体が好ましく、特に置換又は非置換の８−キノリノラート配位子を有する発光性有機アルミニウム錯体がより好ましい。例えば、一般式（ａ）〜（ｃ）で表される発光性有機アルミニウム錯体が挙げられる。
【０１６７】
Ｑ３−Ａｌ ・・・（ａ）
（式中、Ｑは置換又は未置換の８−キノリノラート配位子を表す）
Ｑ２−Ａｌ−Ｏ−Ｌ ・・・（ｂ）
（式中、Ｑは置換８−キノリノラート配位子を表し、Ｏ−Ｌはフェノラート配位子であり、Ｌはフェニル部分を含む炭素数６〜２４の炭化水素残基を表す）
Ｑ２−Ａｌ−Ｏ−Ａｌ−Ｑ２ ・・・（ｃ）
（式中、Ｑは置換８−キノリノラート配位子を表す）
これら発光性有機金属錯体の具体例としては以下のものが挙げられる。
【０１６８】
一般式（ａ）で表される発光性有機アルミニウム錯体としては、トリス（８−キノリノラート）アルミニウム、トリス（４−メチル−８−キノリノラート）アルミニウム、トリス（５−メチル−８−キノリノラート）アルミニウム、トリス（３，４−ジメチル−８−キノリノラート）アルミニウム、トリス（４，５−ジメチル−８−キノリノラート）アルミニウム、トリス（４，６−ジメチル−８−キノリノラート）アルミニウム等が挙げられる。
【０１６９】
一般式（ｂ）で表される発光性有機アルミニウム錯体としては、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（フェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（２−メチルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（３−メチルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（４−メチルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（２−フェニルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（３−フェニルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（４−フェニルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（２，３−ジメチルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（２，６−ジメチルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（３，４−ジメチルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（３，５−ジメチルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（３，５−ジ−tert−ブチルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（２，６−ジフェニルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（２，４，６−トリフェニルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（２，４，６−トリメチルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（２，４，５，６−テトラメチルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（１−ナフトラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（２−ナフトラート）アルミニウム、ビス（２，４−ジメチル−８−キノリノラート）（２−フェニルフェノラート）アルミニウム、ビス（２，４−ジメチル−８−キノリノラート）（３−フェニルフェノラート）アルミニウム、ビス（２，４−ジメチル−８−キノリノラート）（４−フェニルフェノラート）アルミニウム、ビス（２，４−ジメチル−８−キノリノラート）（３，５−ジメチルフェノラート）アルミニウム、ビス（２，４−ジメチル−８−キノリノラート）（３，５−ジ−tert−ブチルフェノラート）アルミニウム等が挙げられる。
【０１７０】
一般式（ｃ）で表される発光性有機アルミニウム錯体としては、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）アルミニウム−μ−オキソ−ビス（２−メチル−８−キノリノラート）アルミニウム、ビス（２，４−ジメチル−８−キノリノラート）アルミニウム−μ−オキソ−ビス（２，４−ジメチル−８−キノリノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−４−エチル−８−キノリノラート）アルミニウム−μ−オキソ−ビス（２−メチル−４−エチル−８−キノリノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−４−メトキシ−８−キノリノラート）アルミニウム−μ−オキソ−ビス（２−メチル−４−メトキシ−８−キノリノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−５−シアノ−８−キノリノラート）アルミニウム−μ−オキソ−ビス（２−メチル−５−シアノ−８−キノリノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−５−トリフルオロメチル−８−キノリノラート）アルミニウム−μ−オキソ−ビス（２−メチル−５−トリフルオロメチル−８−キノリノラート）アルミニウム等が挙げられる。発光性有機金属錯体は、単独で使用しても良く、あるいは２種以上併用しても良い。
【０１７１】
また、発光層５を構成する材料として、フェナジン化合物を用い、かつ正孔輸送性化合物が含まれていることが好ましい。これによって、正孔注入輸送機能を有する層と発光層５との間にある電気的なエネルギーの格差が軽減される。従って、正孔注入輸送機能を有する層と発光層５との間の正孔の注入が容易になる。その結果、効率的に正孔の注入が行われ、有機電界発光素子の輝度が上昇することになる。
【０１７２】
正孔輸送性化合物としては、フタロシアニン誘導体、トリアリールメタン誘導体、トリアリールアミン誘導体、オキサゾール誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、ピラゾリン誘導体、ポリシラン誘導体、ポリフェニレンビニレン及びその誘導体、ポリチオフェン及びその誘導体、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール誘導体等の前記正孔注入輸送機能を有する化合物に加えて、エナミン構造を有する化合物が挙げられる。
【０１７３】
発光層５として、本発明のフェナジン化合物を用いる場合において、上記正孔輸送性化合物は、エナミン構造を有する化合物であることがより好ましい。正孔輸送性化合物として、エナミン構造を有する合物を用いれば、他の正孔輸送性化合物を用いた場合よりも、正孔輸送性が強いため、発光効率の向上が大きい。
【０１７４】
上記エナミン構造を有する化合物としては、ビス体、トリス体構造のもの（特開平８−２９８１８３号公報、特開平８−３０６４９０号公報、特開平１１−２１４１５９号公報、特開平１１−２１４１６０号公報、特開平１１−３３５３２６号公報、特開２０００−７６２５号公報等）が挙げられる。具体的には、ビス体として以下の構造のものが挙げられる。
【０１７５】
【化２５】
【０１７６】
（ただし、式中、Ｒ３及びＲ４は低級アルキル基、置換もしくは非置換のアリール基又は複素環基であり、Ｒ５は置換もしくは非置換のアリール基又は複素環基であり、Ａｒ６はメチレン基又は置換もしくは非置換の炭素数６〜２０のアリーレン基である）
またトリス体としては以下の構造のものが挙げられる。
【０１７７】
【化２６】
【０１７８】
（ただし、式中、Ａｒ７は置換もしくは非置換のアリール基、Ｒ６は、水素原子、ハロゲン原子、低級アルキル基又は低級アルコキシ基であり、Ｒ７及びＲ８はそれぞれ独立して、水素原子、低級アルキル基又は置換もしくは非置換のアリール基であり、Ｒ７とＲ８とが互いに結合して環を形成しても良く、ｋは０又は１である）
これらビス体、トリス体構造の化合物は、正孔輸送効率が約１０−４（ｃｍ２／ＶＳ）のオーダーであり、前述の代表的な正孔輸送材料であるＴＰＤ等の芳香族アミン系の値より一桁程度高いのが特徴である。このため、正孔輸送性化合物としてエナミン構造を有する化合物を用いることにより、さらなる輝度の向上を付与することができる。
【０１７９】
更には、本発明のフェナジン化合物は、芳香族系エナミン化合物（特開平８−２９８１８３号公報、特開平８−３０６４９０号公報等）との間においても高い熱安定性を保持し、融和性も良好である。このため凝集も起こりにくく、かつ層間の密着性も良好である。このため、正孔輸送性化合物としてエナミン構造を有する化合物を用いることにより、優れた発光特性のみならず、熱的安定性にも優れた素子を提供することができる。
【０１８０】
芳香族系エナミン化合物としては、以下の構造のものが挙げられる。
【０１８１】
【化２７】
【０１８２】
（ただし、式中、Ｒ９は低級アルキル基、置換もしくは非置換のアリール基又は複素環基であり、Ｒ１０は水素原子、低級アルキル基、低級アルコキシ基又は第３級アミノ基であり、ｐは１、２又は３である）
【０１８３】
【化２８】
【０１８４】
（ただし、式中、Ａｒ８はメチレン基、ビニレン基又は置換もしくは非置換の炭素数６〜２０のアリーレン基であり、Ｒ１１は置換もしくは非置換のアリール基又は複素環基であり、Ｒ１２は水素原子、ハロゲン原子、低級アルキル基又は低級アルコキシ基であり、ｑは２又は３である）
電子注入輸送機能を有する層に使用される化合物としては、例えば、有機金属錯体、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、トリアジン誘導体、ペリレン誘導体、キノリン誘導体、キノキサリン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、ニトロ置換フルオレノン誘導体、チオピランジオキサイド誘導体、オキサジアゾール誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、１，１０−フェナントロリン誘導体等が挙げられる。
【０１８５】
上記有機金属錯体としては、例えば、発光機能を有する化合物として前述した化合物が挙げられる。
【０１８６】
上記オキサジアゾール誘導体としては、例えば、１，３−ビス〔５’−（ｐ−tert−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール−２’−イル〕ベンゼン等が挙げられる。
【０１８７】
上記トリアゾール誘導体としては、例えば、３−（４’−tert−ブチルフェニル）−４−フェニル−５−（４”−ビフェニル）−１，２，４−トリアゾール等が挙げられる。
【０１８８】
上記電子注入輸送機能を有する層に使用される化合物において、特に下記構造式で示されるキノキサリン３量体、オキサジアゾール３量体、ベンゾイミダゾール３量体等は、電子輸送性が高く、電子注入輸送機能を有する層としてより好ましい。これら電子輸送性化合物は必ずしも高い発光性は必要としない。尚、電子注入輸送機能を有する化合物は、単独で使用しても良く、あるいは２種以上併用しても良い。
【０１８９】
【化２９】
【０１９０】
【化３０】
【０１９１】
【化３１】
【０１９２】
更に、本発明の有機電界発光素子において、その少なくとも一層中に、一重項酸素クエンチャーが含有されていても良い。一重項酸素クエンチャーとしては、特に限定するものではなく、例えば、ルブレン、市販のニッケル錯体、白金錯体、ジフェニルイソベンゾフラン等が挙げられ、特に好ましくは、ルブレンである。一重項酸素クエンチャーが含有されている層としては、特に限定するものではないが、より好ましくは、発光層５又は正孔注入輸送機能を有する層であり、さらに好ましくは、正孔注入輸送機能を有する層である。尚、発光層５において、発光機能を有する化合物が、ルブレン等の一重項酸素クエンチャーと同じ化合物を使用している場合は、発光機能を有する化合物は一重項酸素クエンチャーとしての機能も兼ねている。
【０１９３】
尚、例えば、正孔注入輸送機能を有する層に一重項酸素クエンチャーを含有させる場合、正孔注入輸送機能を有する層中に均一に含有させても良く、正孔注入輸送機能を有する層と隣接する層（例えば、発光層５、発光機能を有する電子注入輸送機能を有する層）の近傍に含有させても良い。特に溶液塗布法により作成された正孔注入輸送機能を有する層において有効である。一重項酸素クエンチャーの含有量としては、含有される層（例えば、正孔注入輸送機能を有する層）を構成する全体量の０．０１〜５０重量％、好ましくは、０．０５〜３０重量％、より好ましくは、０．１〜２重量％である。ここで、一重項酸素クエンチャーの含有量が５０重量％を超えると他の機能が損なわれ、０．０１重量％未満では一重項酸素クエンチャーの効果が十分ではないため好ましくない。
【０１９４】
正孔注入輸送機能を有する層、発光層５、電子注入輸送機能を有する層等の形成方法に関しては、特に限定するものではなく、真空蒸着法、イオン化蒸着法、溶液塗布法（例えば、スピンコート法、キャスト法、ディップコート法、バーコート法、ロールコート法、ラングミュア・ブロゼット法、インクジェット法等）により薄膜を形成することにより作製することができる。
【０１９５】
真空蒸着法により、各層を形成する場合、真空蒸着の条件は、特に限定するものではないが、１０-5Torr程度以下の真空下で、５０〜６００℃程度のボート温度（蒸着源温度）、−５０〜３００℃程度の基板温度で、０．００５〜５０ｎｍ／sec程度の蒸着速度で実施することが好ましい。この場合、正孔注入輸送機能を有する層、発光層５、電子注入輸送機能を有する層等の各層は、真空下で、連続して形成することにより、より優れた有機電界発光素子を製造することができる。この場合、正孔注入輸送機能を有する層、発光層５、電子注入輸送機能を有する層等の各層を、２種以上の化合物を用いて形成する場合、化合物を入れた各ボートを個別に温度制御して、共蒸着することがより好ましい。
【０１９６】
溶液塗布法により、各層を形成する場合、各層を形成する成分、あるいはその成分とバインダー樹脂等とを、溶媒に溶解、又は分散させて塗布液とする。正孔注入輸送機能を有する層、発光層５、電子注入輸送機能を有する層等の各層に使用されるバインダー樹脂としては、例えば、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、ポリアリレート、ポリスチレン、ポリエステル、ポリシロキサン、ポリメチルアクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリエーテル、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリパラキシレン、ポリエチレン、ポリエチレンエーテル、ポリプロピレンエーテル、ポリフェニレンオキサイド、ポリエーテルスルフォン、ポリアニリン及びその誘導体、ポリチオフェン及びその誘導体、ポリフェニレンビニレン及びその誘導体、ポリフルオレン及びその誘導体、ポリチエニレンビニレン及びその誘導体等の高分子化合物が挙げられる。バインダー樹脂は、単独で使用しても良く、あるいは２種以上併用しても良い。
【０１９７】
溶液塗布法により、各層を形成する場合、各層を形成する成分、あるいはその成分とバインダー樹脂等を、適当な有機溶媒及び／又は水に溶解、又は分散させて塗布液とし、各種の塗布法により、薄膜を形成することができる。
【０１９８】
上記有機溶媒としては例えば、ヘキサン、オクタン、デカン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、１−メチルナフタレン等の炭化水素系溶媒、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶媒、ジクロロメタン、クロロホルム、テトラクロロメタン、ジクロロエタン、トリクロロエタン、テトラクロロエタン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、クロロトルエン等のハロゲン化炭化水素系溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸アミル等のエステル系溶媒、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、シクロヘキサノール、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、エチレングリコール等のアルコール系溶媒、ジブチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、アニソール等のエーテル系溶媒、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、１−メチル−２−ピロリドン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、ジメチルスルフォキサイド等の極性溶媒が挙げられる。これら有機溶剤は、単独で使用しても良く、あるいは２種以上併用しても良い。
【０１９９】
尚、分散する方法としては、特に限定するものではないが、例えば、ボールミル、サンドミル、ペイントシェーカー、アトライター、ホモジナイザー等を用いて微粒子状に分散することができる。塗布液の濃度に関しては、特に限定するものではなく、実施する塗布法により、所望の厚さを作製するに適した濃度範囲に設定することができ、一般には、０．１〜５０重量％程度、より好ましくは、１〜３０重量％程度の溶液濃度である。
【０２００】
尚、バインダー樹脂を使用する場合、その使用量に関しては、特に限定するものではないが、一般には、各層を形成する成分に対して（一層型の素子を形成する場合には、各成分の総量に対して）、５〜９９．９重量％程度、より好ましくは、１０〜９９重量％程度、さらに好ましくは、１５〜８０重量％程度に設定する。
【０２０１】
正孔注入輸送機能を有する層、発光層５、電子注入輸送機能を有する層の膜厚に関しては、特に限定するものではないが、一般に、５ｎｍ〜５μｍ程度に設定することがより好ましい。
【０２０２】
尚、作製した素子に対し、酸素や水分等との接触を防止する目的で、保護液、保護層（封止層）を設けても良い。保護液は、不活性液体で素子を封入することで、素子を保護するものである。保護液に使用する材料としては、例えば、パラフィン、流動パラフィン、シリコーンオイル、フルオロカーボン油、ゼオライト含有フルオロカーボン油等の不活性液体等が挙げられる。保護液に使用する材料は、単独で使用しても良く、あるいは２種以上併用しても良い。
【０２０３】
保護層は、不活性固体で素子を封入することで、素子を保護するものである。保護層に使用する材料としては、例えば、有機高分子材料（例えば、フッ素化樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、エポキシシリコーン樹脂、ポリスチレン、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリパラキシレン、ポリエチレン、ポリフェニレンオキサイド）、無機材料（例えば、ダイヤモンド薄膜、アモルファスシリカ、電気絶縁性ガラス、金属酸化物、金属窒化物、金属炭素化物、金属硫化物）、さらには光硬化性樹脂等が挙げられる。保護層に使用する材料は、単独で使用しても良く、あるいは２種以上併用しても良い。保護層は、一層構造であっても良く、また多層構造であっても良い。保護液、保護層（封止層）は電極の外側、正孔注入輸送機能を有する層、発光層５、電子注入輸送機能を有する層の露出面に設けることがより好ましい。
【０２０４】
また、電極に保護膜として、例えば、金属酸化膜（例えば、酸化アルミニウム膜）、金属フッ化膜を設けることもできる。また、例えば、陽極２の表面に、例えば、有機リン化合物、ポリシラン、芳香族アミン誘導体、フタロシアニン誘導体（例えば、銅フタロシアニン）、カーボンから成る界面層（中間層）を設けることもできる。さらに、電極、例えば、陽極２はその表面を、例えば、酸、アンモニア／過酸化水素、あるいはプラズマで処理して使用することもできる。
【０２０５】
本発明の有機電界発光素子は、一般に、直流駆動型の素子として使用される。またパルス駆動型又は交流駆動型の素子としても使用することができる。
【０２０６】
尚、印加電圧は２〜３０Ｖ程度である。本発明の有機電界発光素子は、例えば、パネル型光源、各種の発光素子、各種の表示素子、各種の標識、各種のセンサー等に使用することができる。
【０２０７】
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【０２０８】
（実施例１）
厚さ２００ｎｍのＩＴＯ透明電極を有するガラス基板を、中性洗剤、アセトン、エタノールを用いて超音波洗浄した。その基板を窒素ガスで乾燥し、さらにＵＶ／オゾン洗浄した後、蒸着装置の基板ホルダーに固定して、蒸着槽を３×１０-6Torrに減圧した。そして、陽極上に、表１の化合物番号３で示されるフェナジン化合物を、蒸着速度０．２ｎｍ／secで４５ｎｍの厚さに蒸着し、正孔注入輸送層とした。次いで、その上に、トリス（８−キノリノラート）アルミニウムを、蒸着速度０．２ｎｍ／secで５０ｎｍの厚さに蒸着し、電子注入輸送層を兼ねた発光層とした。さらにその上に、陰極として、マグネシウムと銀を蒸着速度０．２ｎｍ／secで２００ｎｍの厚さに共蒸着（重量比１０：１）して陰極とし、有機電界発光素子を作製した。
【０２０９】
尚、蒸着は、蒸着槽の減圧状態を保ったまま実施した。作製した有機電界発光素子に直流電圧を印加し、５０℃、乾燥雰囲気下、１０ｍＡ／ｃｍ2の定電流密度で連続駆動させた。発光開始電位は、７．５Ｖであり、印加電圧１０Ｖ時で輝度９６０ｃｄ／ｍ2の緑色の発光が確認された。この輝度の半減期は５００時間以上であった。
【０２１０】
（実施例２〜７）
実施例１において、正孔注入輸送層の形成に際して、表１の化合物番号３の化合物を使用する代わりに、表１の化合物番号２の化合物（実施例２）、表１の化合物番号５の化合物（実施例３）、化合物番号１０の化合物（実施例４）、化合物番号１１の化合物（実施例５）、化合物番号１２の化合物（実施例６）、表２の化合物番号１５の化合物（実施例７）を使用した以外は実施例１に記載の方法により有機電界発光素子を作製した。これら各素子からは緑色の発光が確認された。さらにその特性を実施例１と同様にして調べ、その結果を表４に示した。
【０２１１】
【表４】
【０２１２】
表４の結果より、本発明のフェナジン化合物は正孔輸送材料としても優れた特性を有していることが分かる。特に化合物番号１０のように、アリール基置換エテニル基の２つのアリール基が互いに結合して環状となった化合物の輝度強度は相対的に大きい。
【０２１３】
これは高い熱特性（ガラス転移点：２８０℃以上）とアモルファス性に基づく皮膜性が良いこと、更には高い正孔輸送性によるものと推定される。
【０２１４】
（実施例８）
厚さ２００ｎｍのＩＴＯ透明電極を有するガラス基板を、中性洗剤、アセトン、エタノールを用いて超音波洗浄した。その基板を窒素ガスで乾燥し、さらにＵＶ／オゾン洗浄した後、蒸着装置の基板ホルダーに固定して、蒸着槽を３×１０-6Torrに減圧した。そして、陽極上に、４，４’−ビス〔Ｎ−フェニル−Ｎ−（１”−ナフチル）アミノ〕ビフェニル（ＮＰＤ）を蒸着速度０．１ｎｍ／secで、２０ｎｍの厚さに蒸着し、正孔注入輸送（正孔注入）層とした。次いで、化合物番号１４のフェナジン化合物を、蒸着速度０．２ｎｍ／secで４５ｎｍの厚さに蒸着し、発光層とした。次いで、その上に、トリス（８−キノリノラノート）アルミニウムを、蒸着速度０．２ｎｍ／secで５０ｎｍの厚さに蒸着し、電子注入輸送層とした。さらにその上に、マグネシウムと銀とを蒸着速度０．２ｎｍ／secで２００ｎｍの厚さに共蒸着（重量比１０：１）して陰極とし、有機電界発光素子を作製した。尚、蒸着は、蒸着槽の減圧状態を保ったまま実施した。このようにして作製した有機電界発光素子に直流電圧を印加し、乾燥雰囲気下、１０ｍＡ／ｃｍ２の定電流密度で連続駆動させた。
【０２１５】
発光開始電位は、７．５Ｖであり、印加電圧１０Ｖ時で輝度６６０ｃｄ／ｍ2の青色の発光が確認された。輝度の半減期は１２５０時間であった。
【０２１６】
（実施例９〜１２）
発光層の形成に際して、化合物番号１４の化合物を使用する代わりに、表１の化合物番号３の化合物（実施例９）、表１の化合物番号６の化合物（実施例１０）、化合物番号１１の化合物（実施例１１）、表３の化合物番号２４の化合物（実施例１２）を使用した以外は実施例８に記載の方法により有機電界発光素子を作製した。これら各素子の特性を実施例８と同様にして調べその結果を表５に示す。
【０２１７】
（比較例１）
特開２００４−１４６１１０号公報に記載されている芳香環が直接置換した５，１０−ジフェニル−ジヒドロ−フェナジン化合物（下記構造式）を発光層として用いた有機電界発光素子を、実施例８と同じ操作で作製した。そして、その特性について調べ、その結果を表５に示す。
【０２１８】
【化３２】
【０２１９】
【表５】
【０２２０】
表５において、本発明のフェナジン化合物を発光層に用いた有機電界発光素子は、すべて４５０〜４６５ｎｍに発光極大が認められるシャープな青色発光であった。これに対して、比較例１のジフェニル−ジヒドロ−フェナジン化合物を発光層に用いた有機電界発光素子は、５４０ｎｍに吸収極大を有する少し青味がかったブロードな緑色の発光であった。また、その輝度強度も４５（ｃｄ／ｍ2）であり、本発明のフェナジン化合物より一桁低い輝度であった。尚、発光開始電位においては大きな優位差は認められなかった。
【０２２１】
（実施例１３）
厚さ２００ｎｍのＩＴＯ透明電極を有するガラス基板を、中性洗剤、アセトン、エタノールを用いて超音波洗浄した。その基板を窒素ガスで乾燥し、さらにＵＶ／オゾン洗浄した後、蒸着装置の基板ホルダーに固定して、蒸着槽を３×１０-6Torrに減圧した。そして、陽極上に、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を蒸着速度０．１ｎｍ／secで、５０ｎｍの厚さに蒸着し、第一正孔注入輸送層とした。次いで、表１の化合物番号１の化合物とルブレンを、異なる蒸発源から、蒸着速度０．２ｎｍ／secで２０ｎｍの厚さに共蒸着（重量比１０：１）し、第２正孔注入輸送層を兼ねた発光層とした。次いで、その上に、トリス（８−キノリノラート）アルミニウムを蒸着速度０．２ｎｍ／secで５０ｎｍの厚さに蒸着し、電子注入輸送層とした。さらにその上に、マグネシウムと銀を蒸着速度０．２ｎｍ／secで２００ｎｍの厚さに共蒸着（重量比１０：１）して陰極とし、有機電界発光素子を作製した。
【０２２２】
尚、蒸着は、蒸着槽の減圧状態を保ったまま実施した。作製した有機電界発光素子に直流電圧を印加し、乾燥雰囲気下、１０ｍＡ／ｃｍ２の定電流密度で連続駆動させた。印加電圧１０Ｖの時、輝度７６０ｃｄ／ｍ2の橙色の発光が確認された。輝度の半減期は５００時間以上であった。この発光はルブレンの発光であり、本発明のフェナジン化合物はホスト材料として作用したと考えられる。
【０２２３】
（実施例１４）
厚さ２００ｎｍのＩＴＯ透明電極を有するガラス基板を、中性洗剤、アセトン、エタノールを用いて超音波洗浄した。その基板を窒素ガスで乾燥し、さらにＵＶ／オゾン洗浄した後、蒸着装置の基板ホルダーに固定して、蒸着槽を３×１０-6Torrに減圧した。そして、陽極上に、４，４’−ビス〔Ｎ−フェニル−Ｎ−（１”−ナフチル）アミノ〕ビフェニル（ＮＰＤ）を蒸着速度０．１ｎｍ／secで、２０ｎｍの厚さに蒸着し、正孔注入輸送層とした。次いで、表２の化合物番号１８で示されるフェナジン化合物とトリス（８−キノリノラート）アルミニウムを、異なる蒸発源から、蒸着速度０．２ｎｍ／secで６０ｎｍの厚さに共蒸着（重量比１０：１）し、電子輸送層を兼ねた発光層とした。さらに、その上に、前記記載のキノオキサリン３量体〔１，３，５−トリス（３−フェニル−２−イル）ベンゼン〕を蒸着速度０．２ｎｍ／secで５０ｎｍの厚さに蒸着し、電子注入輸送層とした。さらにその上に、マグネシウムと銀とを、蒸着速度０．２ｎｍ／secで２００ｎｍの厚さに共蒸着（重量比１０：１）して陰極とし、有機電界発光素子を作製した。
【０２２４】
尚、蒸着は、蒸着槽の減圧状態を保ったまま実施した。作製した有機電界発光素子に直流電圧を印加し、乾燥雰囲気下、１０ｍＡ／ｃｍ２の定電流密度で連続駆動させた。初期には、６．１Ｖ、輝度５５０ｃｄ／ｍ2の色純度の良い鮮明な青色発光が確認された。輝度の半減期は４００時間以上であった。
【０２２５】
（実施例１５）
実施例１４においてキノキサリン３量体の代わりに１，１０−フェナントロリンを電子注入輸送層に用いた以外は実施例１４に準じて有機電界発光素子を作成した。この有機電界発光素子に直流電圧を印加し、乾燥雰囲気下、１０ｍＡ／ｃｍ２の定電流密度で連続駆動させた。その結果、実施例１４とほぼ同じ輝度強度の４５５ｎｍの青色発光が確認された。
【０２２６】
（実施例１６）
実施例１４において４，４’−ビス〔Ｎ−フェニル−Ｎ−（１”−ナフチル）アミノ〕ビフェニル（ＮＰＤ）の代わりに表２の化合物番号１８のフェナジン化合物を正孔注入輸送層に用いた以外は実施例１４に準じて有機電界発光素子を作成した。すなわち正孔注入輸送層と発光層とに同じフェナジン化合物を用いた素子を作成した。この有機電界発光素子に直流電圧を印加し、乾燥雰囲気下、１０ｍＡ／ｃｍ２の定電流密度で連続駆動させた。輝度４５０ｃｄ／ｍ２の実施例１４と同じ４５０ｎｍの青色発光が確認された。輝度の半減期は３８０時間であった。
【０２２７】
（実施例１７）
実施例１４においてトリス（８−キノリノラート）アルミニウムの代わりにビス（２−メチル−８−キノリノラート）（３，４−ジメチルフェノラート）アルミニウムを発光層に用いた以外は実施例１４に準じて有機電界発光素子を作成した。この有機電界発光素子に直流電圧を印加し、乾燥雰囲気下、１０ｍＡ／ｃｍ２の定電流密度で連続駆動させた。輝度２８０ｃｄ／ｍ２の実施例１３と同じ４５０ｎｍの青色発光が確認された。輝度の半減期は４００時間であった。特にこの有機電界発光素子の青色発光は実施例１１と同様に鮮明な青色発光であった。
【０２２８】
（実施例１８）
厚さ２００ｎｍのＩＴＯ透明電極を有するガラス基板を、中性洗剤、アセトン、エタノールを用いて超音波洗浄した。その基板を窒素ガスで乾燥し、さらにＵＶ／オゾン洗浄した。そして、陽極上に、ポリカーボネート（重量平均分子量５００００）と表２の化合物番号１５の化合物とを、重量比１００：５０の割合で含有する３重量％ジクロロエタン溶液用いて、ディップコート法により、４０ｎｍの正孔注入輸送層とした。次に、この正孔注入輸送層を有するガラス基板を、蒸着装置の基板ホルダーに固定した後、蒸着槽を３×１０-6Torrに減圧した。次いで、その上に、トリス（８−キノリノラート）アルミニウムを、蒸着速度０．２ｎｍ／secで５０ｎｍの厚さに蒸着し、電子注入輸送層を兼ねた発光層とした。さらに、発光層の上に、マグネシウムと銀とを蒸着速度０．２ｎｍ／secで２００ｎｍの厚さに共蒸着（重量比１０：１）して陰極とし、有機電界発光素子を作製した。作製した有機電界発光素子に、乾燥雰囲気下、１０Ｖの直流電圧を印加したところ、９５ｍＡ／ｃｍ２の電流が流れた。輝度４５０ｃｄ／ｍ２の緑色の発光が確認された。輝度の半減期は２８０時間であった。本発明のフェナジン化合物は高い熱安定性（ガラス転移点２２５度）にもかかわらず良好な溶解性、アモルファス性を有しており溶液塗布法でも作成ができる。
【０２２９】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０２３０】
本発明に係る有機電界発光素子は、以上のように、発光効率が高く、発光寿命が長い。よって、耐久性、輝度に優れた色純度の高い電界発光素子を提供することができる。それゆえ、本発明の有機電界発光素子は、光源やディスプレイ等に好適に用いることができる。従って、本発明に係る有機電界発光素子は、家庭から工業設備にいたる様々な電気製品の分野に好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【０２３１】
【図１】本発明の一実施形態を示すものであり、有機電界発光素子の要部構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【０２３２】
１ 基板
２ 陽極
３ 正孔注入層
４ 正孔輸送層
５ 発光層
６ 電子輸送層
７ 電子注入層
８ 陰極
９ 電源
【特許請求の範囲】
【請求項１】
陽極と陰極との間に、発光層を含む少なくとも１層の有機層を有する有機電界発光素子において、
上記有機層のうち少なくとも１層に、アリール基が少なくとも１つ置換したエテニル基が、少なくとも１つＮ位に置換した５，１０−ジヒドロ−フェナジン化合物を含有することを特徴とする有機電界発光素子。
【請求項２】
５，１０−ジヒドロ−フェナジン化合物が、一般式（１）
【化１】
（ただし、式中、Ｒ１、Ｒ２はそれぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、低級アルキル基、低級アルコキシ基のいずれか１つであり、Ａｒ１は置換もしくは非置換のアリール基であり、Ａｒ２は水素原子、低級アルキル基、置換もしくは非置換のアリール基のいずれか１つであり、Ａｒ１及びＡｒ２は互いに結合して、芳香環と結合した５員環又は６員環を形成しても良い）
で表される構造を有していることを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光素子。
【請求項３】
５，１０−ジヒドロ−フェナジン化合物が、一般式（２）
【化２】
（ただし、式中、Ａｒ３は置換もしくは非置換のアリール基である）
で表される構造を有していることを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光素子。
【請求項４】
５，１０−ジヒドロ−フェナジン化合物が、一般式（３）
【化３】
（ただし、式中、ｎは０又は１である）
で表される構造を有していることを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光素子。
【請求項５】
５，１０−ジヒドロ−フェナジン化合物が、一般式（４）
【化４】
（ただし、式中、Ｒ１、Ｒ２はそれぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、低級アルキル基、低級アルコキシ基のいずれか１つであり、Ａｒ１は置換もしくは非置換のアリール基であり、Ａｒ２は水素原子、低級アルキル基、置換もしくは非置換のアリール基のいずれか１つであり、Ａｒ４は置換もしくは非置換のアリール基であり、Ａｒ１及びＡｒ２は互いに結合して、芳香環と結合した５員環又は６員環を形成しても良い）
で表される構造を有していることを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光素子。
【請求項６】
５，１０−ジヒドロ−フェナジン化合物が、一般式（５）
【化５】
（ただし、式中、Ａｒ１は置換もしくは非置換のアリール基であり、Ａｒ２は水素原子、低級アルキル基、置換もしくは非置換のアリール基のいずれか１つであり、Ａｒ１及びＡｒ２は互いに結合して、芳香環と結合した５員環又は６員環を形成しても良く、ｍは１、２又は３である）
で表される構造を有していることを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光素子。
【請求項７】
５，１０−ジヒドロ−フェナジン化合物が、一般式（６）
【化６】
（ただし、式中、Ｒ１、Ｒ２はそれぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、低級アルキル基、低級アルコキシ基のいずれか１つであり、Ａｒ１は置換もしくは非置換のアリール基であり、Ａｒ２は水素原子、低級アルキル基、置換もしくは非置換のアリール基のいずれか１つであり、Ａｒ１及びＡｒ２は互いに結合して、芳香環と結合した５員環又は６員環を形成しても良く、Ａｒ５は置換もしくは非置換のアリーレン基、又はアルキレン基のいずれか１つである）
で表される構造を有していることを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光素子。
【請求項８】
５，１０−ジヒドロ−フェナジン化合物が、上記発光層に含有されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の有機電界発光素子。
【請求項９】
上記有機層として、さらに、陽極から発光層へ正孔を運ぶための、正孔注入層、正孔輸送層、正孔注入輸送層から選ばれる少なくとも１層を備え、
上記陽極から発光層へ正孔を運ぶための有機層に、５，１０−ジヒドロ−フェナジン化合物が含有されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の有機電界発光素子。
【請求項１０】
上記発光層に、さらに正孔輸送性化合物が含有されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の有機電界発光素子。
【請求項１１】
オキサジアゾール誘導体を含有する有機層が、上記発光層の陰極側に接して設けられていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の有機電界発光素子。
【請求項１２】
キノキサリン誘導体を含有する有機層が、上記発光層の陰極側に接していることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の有機電界発光素子。
【請求項１３】
ベンゾイミダゾール誘導体を含有する有機層が、上記発光層の陰極側に接して設けられていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の有機電界発光素子。
【請求項１４】
アルミニウム錯体誘導体を含有する有機層が、上記発光層の陰極側に接して設けられていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の有機電界発光素子。
【請求項１５】
１，１０−フェナントロリン誘導体を含有する層が、上記発光層の陰極側に接して設けられていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の有機電界発光素子。
【請求項１】
陽極と陰極との間に、発光層を含む少なくとも１層の有機層を有する有機電界発光素子において、
上記有機層のうち少なくとも１層に、アリール基が少なくとも１つ置換したエテニル基が、少なくとも１つＮ位に置換した５，１０−ジヒドロ−フェナジン化合物を含有することを特徴とする有機電界発光素子。
【請求項２】
５，１０−ジヒドロ−フェナジン化合物が、一般式（１）
【化１】
（ただし、式中、Ｒ１、Ｒ２はそれぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、低級アルキル基、低級アルコキシ基のいずれか１つであり、Ａｒ１は置換もしくは非置換のアリール基であり、Ａｒ２は水素原子、低級アルキル基、置換もしくは非置換のアリール基のいずれか１つであり、Ａｒ１及びＡｒ２は互いに結合して、芳香環と結合した５員環又は６員環を形成しても良い）
で表される構造を有していることを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光素子。
【請求項３】
５，１０−ジヒドロ−フェナジン化合物が、一般式（２）
【化２】
（ただし、式中、Ａｒ３は置換もしくは非置換のアリール基である）
で表される構造を有していることを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光素子。
【請求項４】
５，１０−ジヒドロ−フェナジン化合物が、一般式（３）
【化３】
（ただし、式中、ｎは０又は１である）
で表される構造を有していることを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光素子。
【請求項５】
５，１０−ジヒドロ−フェナジン化合物が、一般式（４）
【化４】
（ただし、式中、Ｒ１、Ｒ２はそれぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、低級アルキル基、低級アルコキシ基のいずれか１つであり、Ａｒ１は置換もしくは非置換のアリール基であり、Ａｒ２は水素原子、低級アルキル基、置換もしくは非置換のアリール基のいずれか１つであり、Ａｒ４は置換もしくは非置換のアリール基であり、Ａｒ１及びＡｒ２は互いに結合して、芳香環と結合した５員環又は６員環を形成しても良い）
で表される構造を有していることを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光素子。
【請求項６】
５，１０−ジヒドロ−フェナジン化合物が、一般式（５）
【化５】
（ただし、式中、Ａｒ１は置換もしくは非置換のアリール基であり、Ａｒ２は水素原子、低級アルキル基、置換もしくは非置換のアリール基のいずれか１つであり、Ａｒ１及びＡｒ２は互いに結合して、芳香環と結合した５員環又は６員環を形成しても良く、ｍは１、２又は３である）
で表される構造を有していることを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光素子。
【請求項７】
５，１０−ジヒドロ−フェナジン化合物が、一般式（６）
【化６】
（ただし、式中、Ｒ１、Ｒ２はそれぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、低級アルキル基、低級アルコキシ基のいずれか１つであり、Ａｒ１は置換もしくは非置換のアリール基であり、Ａｒ２は水素原子、低級アルキル基、置換もしくは非置換のアリール基のいずれか１つであり、Ａｒ１及びＡｒ２は互いに結合して、芳香環と結合した５員環又は６員環を形成しても良く、Ａｒ５は置換もしくは非置換のアリーレン基、又はアルキレン基のいずれか１つである）
で表される構造を有していることを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光素子。
【請求項８】
５，１０−ジヒドロ−フェナジン化合物が、上記発光層に含有されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の有機電界発光素子。
【請求項９】
上記有機層として、さらに、陽極から発光層へ正孔を運ぶための、正孔注入層、正孔輸送層、正孔注入輸送層から選ばれる少なくとも１層を備え、
上記陽極から発光層へ正孔を運ぶための有機層に、５，１０−ジヒドロ−フェナジン化合物が含有されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の有機電界発光素子。
【請求項１０】
上記発光層に、さらに正孔輸送性化合物が含有されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の有機電界発光素子。
【請求項１１】
オキサジアゾール誘導体を含有する有機層が、上記発光層の陰極側に接して設けられていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の有機電界発光素子。
【請求項１２】
キノキサリン誘導体を含有する有機層が、上記発光層の陰極側に接していることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の有機電界発光素子。
【請求項１３】
ベンゾイミダゾール誘導体を含有する有機層が、上記発光層の陰極側に接して設けられていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の有機電界発光素子。
【請求項１４】
アルミニウム錯体誘導体を含有する有機層が、上記発光層の陰極側に接して設けられていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の有機電界発光素子。
【請求項１５】
１，１０−フェナントロリン誘導体を含有する層が、上記発光層の陰極側に接して設けられていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の有機電界発光素子。
【図１】
【公開番号】特開２００６−３５１６４４（Ｐ２００６−３５１６４４Ａ）
【公開日】平成１８年１２月２８日（２００６．１２．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１７２９８６（Ｐ２００５−１７２９８６）
【出願日】平成１７年６月１３日（２００５．６．１３）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１２月２８日（２００６．１２．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年６月１３日（２００５．６．１３）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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