有機電界発光素子
【課題】高効率、低電圧駆動及び高耐久性を兼備する有機電界発光素子を提供する。
【解決手段】陽極（透明電極１４）と陰極（金属電極１０）と、該陽極と該陰極との間に挟持され、発光層１２を含む有機化合物層とから構成され、発光層１２に下記一般式（１）に示されるインドロアザカルバゾール化合物が含まれることを特徴とする、有機電界発光素子１。
【解決手段】陽極（透明電極１４）と陰極（金属電極１０）と、該陽極と該陰極との間に挟持され、発光層１２を含む有機化合物層とから構成され、発光層１２に下記一般式（１）に示されるインドロアザカルバゾール化合物が含まれることを特徴とする、有機電界発光素子１。
【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。
【背景技術】
【０００２】
有機電界発光素子は、透明基板上に、上下２層の電極と、これらの電極の間に発光層を含む一層又は複数層の有機化合物層からなる積層体が挟持されている。有機電界発光素子は、高速応答性、高効率、フレキシブル性を有する次世代のフルカラーディスプレイ技術の一つとして注目されており、材料技術開発及び素子技術開発が精力的に行われている。
【０００３】
近年、高効率化を目的に、三重項励起子を経由したリン光発光を利用する形式の有機電界発光素子の開発が盛んに行われている。発光材料としては、材料安定性と発光効率の観点から、Ｉｒ（ｐｐｙ）3（ｆａｃ−Ｔｒｉｓ（２−（２−ｐｙｒｉｄｉｎｙｌ）ｐｈｅｎｙｌ）ｉｒｉｄｉｕｍ）等のイリジウム錯体が使用されている。
【０００４】
最近では、発光効率の他に、環境保全、特に、ディスプレイの低消費電力化のニーズが高まっていることから、素子の低電圧化を狙った開発が行われている。特に、素子の駆動電圧には発光層に含まれるホストの性能が大きく反映されることから、ホストの開発が活発に行われている。しかし実用レベルに至っていないのが現状である。
【０００５】
ところで、特許文献１にはインドロカルバゾール化合物を正孔輸送材料として使用した有機発光電界素子が開示されている。ここでインドロカルバゾール化合物は、基本骨格中にカルバゾール骨格を有しているので、化合物自体は正孔輸送能力を示す。しかしながら、インドロカルバゾール化合物は電子輸送能が大きくないので、正孔注入・輸送層への使用に限定されていた。上記の材料のように、一方のキャリア輸送能に偏った材料は、発光層のホストとして含ませるには不十分であり、高性能なバイポーラ性ＨＯＳＴが望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第５９４２３４０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上述した課題を解決するためのものであり、その目的は、高効率、低電圧駆動及び高耐久性を兼備する有機電界発光素子を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者等は、上述の従来課題を解決するために鋭意検討した結果、本発明を完成するに至った。即ち、本発明の有機発光素子は、陽極と陰極と、
該陽極と該陰極との間に挟持され、発光層を含む有機化合物層とから構成され、
該発光層に下記一般式（１）に示されるインドロアザカルバゾール化合物が含まれることを特徴とする。
【０００９】
【化１】
（式（１）において、Ｑ1及びＱ2のいずれかが窒素原子であり、Ｑ1及びＱ2のうち窒素原子ではないものはＣＨである。Ａｒ1及びＡｒ2は、それぞれ置換あるいは無置換のアリール基を表し、それぞれ同じであっても異なっていてもよい。Ｒ1乃至Ｒ8は、それぞれ水素原子、置換あるいは無置換のアルキル基又は置換あるいは無置換のアリール基を表し、それぞれ同じであっても異なっていてもよい。）
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、高効率、低電圧駆動及び高耐久性を兼備する有機電界発光素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の有機電界発光素子における実施形態の例を示す断面模式図であり、（ａ）は、第１の実施形態を示す図であり、（ｂ）は、第２の実施形態を示す図であり、（ｃ）は、第３の実施形態を示す図である。
【図２】表示装置の一形態である、本発明の有機電界発光素子と駆動手段とを備えた表示装置の構成例を模式的に示す図である。
【図３】図２の表示装置に配置されている１つの画素を構成する回路を示す回路図である。
【図４】図２の表示装置で使用されるＴＦＴ基板の断面構造の一例を示した模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の有機発光素子は、陽極と陰極と、該陽極と該陰極との間に挟持され、発光層を含む有機化合物層とから構成される。
【００１３】
以下、図面を参照しながら、本発明の有機発光素子について詳細に説明する。図１は、本発明の有機電界発光素子における実施形態の例を示す断面模式図である。図１において、（ａ）は、第１の実施形態を示す図であり、（ｂ）は、第２の実施形態を示す図であり、（ｃ）は、第３の実施形態を示す図である。
【００１４】
図１（ａ）の有機電界発光素子１ａは、上から、金属電極（陰極）１０、電子注入・輸送層１１、発光層１２、ホール注入・輸送層１３及び透明電極（陽極）１４の順で構成されている積層体が透明基板１５上に設けられている。
【００１５】
図１（ａ）の有機発光素子１ａは、電気的整流性を示し、金属電極１０を陰極に透明電極１４を陽極になるように電界を印加すると、金属電極１０からは電子が発光層１２に注入され、透明電極１４からはホールが発光層１２に注入される。注入されたホール及び電子は、発光層１２内で再結合することで励起子が生じ、生じた励起子が基底状態に戻るときに発光する。このとき、ホール注入・輸送層１３は、電子をブロックする役割も担う。こうすることで発光層１２とホール注入・輸送層１３との間の界面におけるホールと電子との再結合効率が向上するので、発光効率が向上する。
【００１６】
図１（ｂ）の有機発光素子１ｂは、図１（ａ）の有機発光素子において、発光層１２とホール注入・輸送層１３との間にインターレイヤー層１６が設けられている。インターレイヤー層１６を設けることにより、発光層１２からホール注入・輸送層１６へ移動しようとする電子を効果的にブロックすることができる。従って、このインターレイヤー層１６を電子ブロック層と称しても構わない。また、インターレイヤー層１６は、透明電極１４やホール注入・輸送層１３から染み出てくる拡散イオン（金属イオンも含む）をブロックする効果もある。このため素子の発光効率が向上するとともに、耐久性も向上する。
【００１７】
図１（ｃ）の有機発光素子１ｃは、図１（ｂ）の有機発光素子において、電子注入・輸送層１１と発光層１２との間にホールブロック層１７が設けられている。ホールブロック層１７を設けることにより、発光層１２から染み出てくるホールを効果的にブロックすることができる。また、ホールブロック層１７は、金属電極１０や電子注入・輸送層１１から染み出てくる拡散イオン（金属イオンも含む）をブロックして発光層１２までの拡散を防止する効果もある。従って、ホールブロック層１７を金属拡散防止層と称しても構わない。以上より、有機発光素子の発光効率が向上するとともに、耐久性も向上する。
【００１８】
ただし、図１（ａ）乃至図１（ｃ）はあくまでごく基本的な素子構成であり、本発明の有機発光素子の構成はこれらに限定されるものではない。例えば、電極と有機化合物層との界面に絶縁性層、接着層又は干渉層を設ける、ホール注入・輸送層又は電子注入・輸送層がイオン化ポテンシャルあるいはエネルギーバンドギャップの異なる２層から構成される等の多様な層構成をとることができる。
【００１９】
本発明の有機電界発光素子において、素子を構成する発光層には、下記一般式（１）に示されるインドロアザカルバゾール化合物が含まれている。
【００２０】
【化２】
（式（１）において、Ｑ1及びＱ2のいずれかが窒素原子であり、Ｑ1及びＱ2のうち窒素原子ではないものはＣＨである。Ａｒ1及びＡｒ2は、それぞれ置換あるいは無置換のアリール基を表し、それぞれ同じであっても異なっていてもよい。Ｒ1乃至Ｒ8は、それぞれ水素原子、置換あるいは無置換のアルキル基又は置換あるいは無置換のアリール基を表し、それぞれ同じであっても異なっていてもよい。）
【００２１】
一般式（１）に含まれる置換基について、以下に詳細に説明する。
【００２２】
Ａｒ1又はＡｒ2で表されるアリール基として、フェニル基、ｏ−ビフェニル基、ｍ−ビフェニル基等のビフェニル基、１−フルオレニル基、３−フルオレニル基、４−フルオレニル基等のフルオレニル基、ｏ−ターフェニル、ｍ−ターフェニル等のターフェニル基等が挙げられる。
【００２３】
上記アリール基が有してもよい置換基として、重水素原子、フッ素等のハロゲン原子、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｎ−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、ｉｓｏ−プロピル基、ｉｓｏ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｃｙｃｌｏ−ヘキシル基等のアルキル基、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基等のアルコキシ基等が挙げられる。
【００２４】
Ｒ1乃至Ｒ8で表されるアルキル基として、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｎ−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、ｉｓｏ−プロピル基、ｉｓｏ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｃｙｃｌｏ−ヘキシル基等が挙げられる。
【００２５】
Ｒ1乃至Ｒ8で表されるアリール基として、フェニル基、ｏ−ビフェニル基、ｍ−ビフェニル基等のビフェニル基、１−フルオレニル基、３−フルオレニル基、４−フルオレニル基等のフルオレニル基、ｏ−ターフェニル、ｍ−ターフェニル等のターフェニル基等が挙げられる。
【００２６】
上記アルキル基及びアリール基がさらに有してもよい置換基として、重水素原子、フッ素等のハロゲン原子、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｎ−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、ｉｓｏ−プロピル基、ｉｓｏ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｃｙｃｌｏ−ヘキシル基等のアルキル基、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基等のアルコキシ基等が挙げられる。
【００２７】
本発明の有機電界発光素子が、高効率で低電圧駆動を示し、かつ高耐久性である理由は、発光層のホストとして使用されるインドロアザカルバゾール化合物の以下の特徴に起因する。以下に、その具体的な特徴を挙げる。
【００２８】
三重項エネルギー準位が高いという特徴を有する。このため、緑色発光（発光ピークが４８０ｎｍ〜５３０ｎｍ）のＩｒ金属錯体や青色発光（発光ピークが４５０ｎｍ〜４７０ｎｍ）のＩｒ金属錯体のホストとして使用することができる。尚、ここでいう三重項エネルギー準位は、トルエン溶液、７７Ｋにおけるリン光発光の０−０バンドとして定義されるものである。
【００２９】
ＨＯＭＯ（最高被占軌道）エネルギー準位（以下、ＨＯＭＯ準位と略す）が大きいという特徴を有する。即ち、一般式（１）のインドロアザカルバゾール化合物のＨＯＭＯ準位は−５．７ｅＶより大きな値である。一般的に、発光層に隣接する層（ホール注入・輸送層）に含まれる正孔輸送材料のＨＯＭＯ準位は−５．７ｅＶよりも大きい。従って、発光層に隣接する層から発光層へのホールの注入が効率的に行われるためには、ＨＯＭＯ準位が−５．７ｅＶよりも大きいことが好ましい。つまり、一般式（１）のインドロアザカルバゾール化合物は、必要とされるＨＯＭＯ準位の基準を満たしていると言える。
【００３０】
ＨＯＭＯ準位とＬＵＭＯ（最低空軌道）準位とのエネルギー差（バンドギャップ、以下ＢＧと称す）が小さいという特徴を有する。ここで発光層に電界がかかる有機電界発光素子の場合、ホストのＢＧが小さいことは、素子の低電圧化に直接寄与することになる。
【００３１】
一般式（１）のインドロアザカルバゾール化合物の主骨格は、ドナー性のカルバゾール環とアクセプター性のピリジン環から成る骨格である。よって、一般式（１）のインドロアザカルバゾール化合物は、ホール・電子の両キャリアの輸送性能が高い。
【００３２】
本発明のインドロアザカルバゾール化合物の具体的な例を列挙するが、本発明はこれに限らない。
【００３３】
【化３】
【００３４】
【化４】
【００３５】
発光材料は、常温で蛍光発光する材料（遅延蛍光材料）又は常温でリン光発光する材料でよく、特に限定されないが、発光効率（有機発光素子の外部量子効率）と熱又は環境（水や酸素）に対する安定性の点で、常温でリン光発光するＩｒ金属錯体が好ましい。
【００３６】
例えば、（独）日本学術振興会「情報科学用有機材料 第１４２委員会」Ｃ部会（有機エレクトロシクス），第９回研究会資料，２５項乃至３２項（２００５年）に記載のＩｒ金属錯体等が挙げられる。
【００３７】
ホール注入・輸送性材料としては、例えば、トリアリールアミン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、オキサゾール誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、フタロシアニン誘導体、ポルフィリン誘導体、ポリ（ビニルカルバゾール）、ポリ（シリレン）、ポリ（チオフェン）等が挙げられる。
【００３８】
また、電子輸送性材料としては、例えば、オキサジアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、チアゾール誘導体、チアジアゾール誘導体、ピラジン誘導体、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、フルオレノン誘導体、アントロン誘導体、フェナントロリン誘導体、キノリノールアルミニウム錯体等の有機金属錯体等の有機化合物が挙げられる。
【００３９】
電子注入・輸送層１１の構成材料として一般式（１）のインドロアザカルバゾール化合物を使用する場合は、必要に応じてこれまで知られている金属、金属塩あるいは金属酸化物等とを共存させて使用することもできる。
【００４０】
上記の金属、金属塩あるいは金属酸化物の具体例として、リチウム、ナトリウム、カリウム、セシウム、カルシウム、マグネシウム、アルミニウム、インジウム、銀、鉛、錫、クロム等の金属、フッ化リチウム、フッ化アルミニウム等の金属フッ化物、炭酸セシウム等の金属炭酸化物等が挙げられる。
【００４１】
本発明の有機発光素子において、陽極を構成する材料としては仕事関数がなるべく大きなものがよい。例えば、金、銀、白金、ニッケル、パラジウム、コバルト、セレン、バナジウム等の金属単体あるいはこれら金属単体を組み合わせた合金、酸化錫、酸化亜鉛、酸化錫インジウム（ＩＴＯ）、酸化亜鉛インジウム等の金属酸化物を使用することができる。また、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリフェニレンスルフィド等の導電性ポリマーも使用できる。これらの電極物質は一種類を単独で使用してもよく、複数種類を併用して使用してもよい。また、陽極は単一の層で構成されてもよいし、複数の層で構成されていてもよい。
【００４２】
一方、陰極を構成する材料としては仕事関数の小さなものがよい。例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム、セシウム、カルシウム、マグネシウム、アルミニウム、インジウム、銀、鉛、錫、クロム等の金属単体あるいはこれら金属単体を複数組み合わせて構成される合金又はこれらの塩等を使用することができる。酸化錫インジウム（ＩＴＯ）等の金属酸化物の利用も可能である。また、陰極は単一の層で構成されてもよいし、複数の層で構成されていてもよい。
【００４３】
本発明の有機発光素子で使用する基板は、特に限定するものではないが、金属製基板、セラミックス製基板等の不透明性基板、ガラス、石英、プラスチックシート等の透明性基板が用いられる。また、基板にカラーフィルター膜、蛍光色変換フィルター膜、誘電体反射膜等を用いて発色光をコントロールすることも可能である。
【００４４】
本発明の有機発光素子は、最終的に保護層で覆われていることが好ましい。保護層の素材としては水分や酸素等の素子劣化を促進するものが素子内に入ることを抑止する機能を有しているものであればよい。その具体例としては、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ａｕ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｎｉ等の金属単体、ＭｇＯ、ＳｉＯ、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＧｅＯ、ＮｉＯ、ＣａＯ、ＢａＯ、Ｆｅ2Ｏ3、Ｙ2Ｏ3、ＴｉＯ2等の金属酸化物、ＭｇＦ2、ＬｉＦ、ＡｌＦ3、ＣａＦ2等の金属フッ化物、ＳｉＮｘ、ＳｉＯｘＮｙ等の窒化物、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルメタクリレート、ポリイミド、ポリウレア、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリジクロロジフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレンとジクロロジフルオロエチレンとの共重合体、テトラフルオロエチレンと少なくとも一種のコモノマーとを含むモノマー混合物を共重合させて得られる共重合体、共重合主鎖に環状構造を有する含フッ素共重合体、吸水率１％以上の吸水性物質、吸水率０．１％以下の防湿性物質等が挙げられる。
【００４５】
有機発光素子を覆う保護層の形成方法についても特に限定はなく、例えば真空蒸着法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、ＭＢＥ（分子線エピタキシ）法、クラスターイオンビーム法、イオンプレーティング法、プラズマ重合法（高周波励起イオンプレーティング法）、プラズマＣＶＤ法、レーザーＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、ガスソースＣＶＤ法、コーティング法、印刷法、転写法を適用できる。
【００４６】
本発明の有機発光素子において、本発明の縮合多環芳香族化合物が含まれている層は、一般的に真空蒸着法、又は適当な溶媒に溶解させて塗布する塗布法により薄膜を形成する。塗布法による薄膜形成方法としては、例えば、スピンコート法、スリットコーター法、印刷法、インクジェット法、スプレー法等が挙げられる。
【００４７】
塗布法よって薄膜を形成する場合、インドロアザカルバゾール化合物又はＩｒ金属錯体等の有機物と溶媒とを含むインク組成物を調製する必要がある。このインク組成物に使用される溶媒としては、例えば、トルエン、キシレン、メシチレン、ジオキサン、テトラリン、メチルナフタレン、テトラヒドロフラン、ダイグライム等が挙げられる。
【００４８】
上記のインク組成物において、本発明の縮合多環芳香族化合物を含む固形成分の量は、インク組成物の全重量に対して、好ましくは、０．０５重量％以上２０重量％以下であり、より好ましくは、０．１重量％以上１０重量％以下である。０．０５重量％より小さいと、インク中の固形成分の濃度が極端に小さいので、製膜した際に膜質の安定性が損なわれる恐れがある。また、１０重量％より大きいと、インク中の固形成分が溶解しきれずに析出したり、成膜した際に厚膜化が起こったりするといった懸念がある。
【００４９】
本発明の有機発光素子は、種々の公知の工夫により、光取り出し効率や色純度等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・ＩＴＯ層・有機層の屈折率を制御する、基板・ＩＴＯ層・有機層の膜厚を制御すること等により、光の取り出し効率及び外部量子効率を向上させることが可能である。また、マイクロキャビティ構造（微小共振器構造）を使用して余分な波長成分を低減したり、カラーフィルターを具備したりすることで所望の色を得る等により色純度を向上させることが可能である。
【００５０】
本発明の有機発光素子は、開口率を向上させる目的で陽極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よいし、光緩衝によって色純度を調整するキャビティー構造を使用してもよい。
【００５１】
本発明の有機電界発光素子は、省エネルギーや高輝度が必要な製品への応用が可能である。応用例としては表示装置、プリンターの光源、照明装置、液晶表示装置のバックライト等が考えられる。
【００５２】
表示装置としては、例えば、省エネルギーや高視認性・軽量なフラットパネルディスプレイが挙げられる。
【００５３】
また、プリンターの光源としては、例えば、現在広く用いられているレーザビームプリンタのレーザー光源部を、本発明の有機電界発光素子に置き換えることができる。置き換える方法として、例えば、独立にアドレスできる有機電界発光素子をアレイ上に配置する方法が挙げられる。レーザー光源部を本発明の有機電界発光素子に置き換えても、感光ドラムに所望の露光を行うことで、画像形成することについては従来と変わりがない。ここで本発明の有機電界発光素子を用いることで、装置体積を大幅に減少することができる。
【００５４】
照明装置やバックライトに関しては、本発明の有機電界発光素子を使用することで省エネルギー効果が期待できる。
【００５５】
次に、本発明の有機電界発光素子を使用した表示装置について説明する。以下、図面を参照して、アクティブマトリクス方式を例にとって、本発明の表示装置を詳細に説明する。
【００５６】
図２は、表示装置の一形態である、本発明の有機電界発光素子と駆動手段とを備えた表示装置の構成例を模式的に示す図である。図２の表示装置２０は、走査信号ドライバー２１、情報信号ドライバー２２、電流供給源２３が配置され、それぞれゲート選択線Ｇ、情報信号線Ｉ、電流供給線Ｃに接続される。ゲート選択線Ｇと情報信号線Ｉの交点には、画素回路４４が配置される。走査信号ドライバー４１は、ゲート選択線Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３・・・Ｇｎを順次選択し、これに同期して情報信号ドライバー４２から画像信号が情報信号線Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３・・・Ｉｎのいずれかを介して画素回路２４に印加される。
【００５７】
次に、画素の動作について説明する。図３は、図２の表示装置に配置されている１つの画素を構成する回路を示す回路図である。図３の画素回路３０においては、ゲート選択線Ｇｉに選択信号が印加されると、第一の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ１）３１がＯＮになり、コンデンサー（Ｃadd）３２に画像信号Ｉｉが供給され、第二の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ２）３３のゲート電圧を決定する。有機電界発光素子３４には第二の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ２）（３３）のゲート電圧に応じて電流供給線Ｃｉより電流が供給される。ここで、第二の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ２）３３のゲート電位は、第一の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ１）３１が次に走査選択されるまでコンデンサー（Ｃadd）３２に保持される。このため、有機電界発光素子３４には、次の走査が行われるまで電流が流れ続ける。これにより１フレーム期間中常に有機電界発光素子３４を発光させることが可能となる。
【００５８】
図４は、図２の表示装置で使用されるＴＦＴ基板の断面構造の一例を示した模式図である。ＴＦＴ基板の製造工程の一例を示しながら、構造の詳細を以下に説明する。図４の表示装置４０を製造する際には、まずガラス等の基板４１上に、上部に作られる部材（ＴＦＴ又は有機層）を保護するための防湿膜４２がコートされる。防湿膜４２を構成する材料として、酸化ケイ素又は酸化ケイ素と窒化ケイ素との複合体等が用いられる。次に、スパッタリングによりＣｒ等の金属を製膜することで、所定の回路形状にパターニングしてゲート電極４３を形成する。続いて、酸化シリコン等をプラズマＣＶＤ法又は触媒化学気相成長法（ｃａｔ−ＣＶＤ法）等により製膜し、パターニングしてゲート絶縁膜４４を形成する。次に、プラズマＣＶＤ法等により（場合によっては２９０℃以上の温度でアニールして）シリコン膜を製膜し、回路形状に従ってパターニングすることで半導体層４５を形成する。
【００５９】
さらに、この半導体膜４５にドレイン電極４６とソース電極４７を設けることでＴＦＴ素子４８を作製し、図３に示すような回路を形成する。次に、このＴＦＴ素子４８の上部に絶縁膜４９を形成する。次に、コンタクトホール（スルーホール）５０を、金属からなる有機電界発光素子用の陽極５１とソース電極４７が接続するように形成する。
【００６０】
この陽極５１の上に、多層あるいは単層の有機層５２と、陰極５３を順次積層することにより、表示装置４０を得ることができる。このとき、有機電界発光素子の劣化を防ぐために第一の保護層５４や第二の保護層５５を設けてもよい。本発明の有機電界発光素子を使用した表示装置を駆動することにより、良好な画質で、長時間表示にも安定な表示が可能になる。
【００６１】
尚、上記の表示装置は、スイッチング素子に特に限定はなく、単結晶シリコン基板やＭＩＭ素子、ａ−Ｓｉ型等でも容易に応用することができる。
【実施例】
【００６２】
以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明していくが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００６３】
［使用した化合物］
後述する実施例及び比較例で使用した化合物を下記に示す。尚、下記に示す例示化合物（４）および（６）は、後述する合成例に従って合成した。また下記に示すＣＢＰ（４，４’−Ｎ，Ｎ’−Ｄｉｃａｒｂａｚｏｌｙｌｂｉｐｈｅｎｙｌ）及びＣＤＢＰ（４，４’−Ｂｉｓ（９−ｃａｒｂａｚｏｌｙｌ）−２，２’−ｄｉｍｅｔｈｙｌｂｉｐｈｅｎｙｌ）は、市販品（Ｌｕｍｉｎｅｃｅｎｃｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏｒｐ．社（台湾）製）を昇華精製したものを使用した。
【００６４】
【化５】
【００６５】
［化合物の特性評価（ＨＯＭＯ準位、ＬＵＭＯ準位、バンドギャップ）］
上記化合物について、ＨＯＭＯ準位、ＬＵＭＯ準位及びバンドギャップの評価を行った。結果を表１に示す。
【００６６】
（１）シミュレーション計算による評価（計算値としての評価）
Ｇａｕｓｓｉａｎ０３を用い、基底関数として６−３１Ｇ＊と設定して、電子状態及び励起状態のシミュレーションを行い、ＨＯＭＯ準位、ＬＵＭＯ準位及びバンドギャップの評価を行った。
【００６７】
（２）吸収スペクトルを利用した評価（実測値としての評価）
まず測定用のサンプルとして、ガラス基板上に対象となる化合物の薄膜を膜厚１００ｎｍで成膜した。次に、この薄膜について、下記に示す測定・評価を行った。
【００６８】
（ｉ）ＨＯＭＯ準位
イオン化ポテンシャルの測定結果（機器名；ＡＣ−２，理研計器株式会社製）からＨＯＭＯ準位を求めた。
【００６９】
（ｉｉ）バンドギャップ
光学的吸収波長の端（吸収端）から算出した。
【００７０】
（ｉｉｉ）ＬＵＭＯ準位
上記（ｉ）及び（ｉｉ）によって得られたＨＯＭＯ準位及びバンドギャップの実測値を利用して、下記に示す式に基づいてＬＵＭＯ準位を求めた。
［ＬＵＭＯ準位］＝［ＨＯＭＯ準位］＋［バンドギャップ（ＢＧ）］
【００７１】
【表１】
【００７２】
表１に示されるように、インドロアザカルバゾール化合物である例示化合物（４）及び（６）は、他の化合物と比較してＨＯＭＯ準位が高いことが分かる。
【００７３】
一般に、正孔輸送層を構成する正孔輸送材料のＨＯＭＯ準位は−５．７ｅＶよりも高いい値であるので、正孔輸送層から発光層への正孔注入が効率的に行われるためには、発光層ＨＯＭＯ準位が−５．７ｅＶよりも高いことが好ましい。ここでＣＢＰやＣＤＢＰのようにＨＯＭＯ準位が低いと、正孔輸送層と発光層との間のエネルギー障壁が大きくなり、駆動電圧が高くなる原因になる。
【００７４】
またインドロアザカルバゾール化合物である例示化合物（４）及び（６）は、そのバンドギャップが、他の化合物よりも小さいことが分かる。特に、化合物Ｘのように、非アザタイプ（非Ｎ置換タイプ）の化合物の場合は、バンドギャップが大きくなってしまい好ましくない。有機電界発光素子において、発光層の電界強度を小さくし、かつ駆動電圧を低くするためには、バンドギャップが小さいことは必須である。
【００７５】
［合成例１］例示化合物（４）の合成
【００７６】
【化６】
【００７７】
（１）化合物Ａ−３の合成
３００ｍｌのフラスコ内に、下記に示す試薬、溶媒を仕込んだ後、フラスコ内を窒素置換した。
化合物Ａ−１：３．７９ｇ（１３．１ｍｍｏｌ）
化合物Ａ−２：３５ｇ（０．３２６ｍｏｌ）
【００７８】
次に、反応溶液を１９５℃に加熱し、この温度（１９５℃）で４時間攪拌した。次に、反応溶液を室温に戻し、カラムクロマトグラフィーによる精製（展開溶媒：クロロホルム／アセトン＝６／４）を行った。次に、ヘプタンによる抽出を２回行うことにより、化合物Ａ−３を１．５２ｇ（収率４５．１％）得た。
【００７９】
下記に、ＮＭＲの測定結果を示す。
【００８０】
1Ｈ−ＮＭＲ（ＤＭＳＯ−ｄ6）；δ１１．５−１２．０（２Ｈ）、δ８．７−８．８（２Ｈ）、δ８．１（１Ｈ）、δ７．２−７．６（６Ｈ）．
【００８１】
（２）例示化合物（４）の合成
２００ｍｌのフラスコ内に、下記に示す試薬、溶媒を仕込んだ。
化合物Ａ−３：０．７ｇ（２．７ｍｍｏｌ）
化合物Ａ−４：１．８ｇ（５．８ｍｍｏｌ）
酢酸パラジウム（ＩＩ）（Ｐｄ（ＯＡｃ）2）：０．０４ｇ（０．１８ｍｍｏｌ）
トリ（ｔ−ブチル）ホスフィン（（ｔ−Ｂｕ）3Ｐ）：０．１４８ｍｌ（０．７２ｍｍｏｌ））
ｔ−ブトキシナトリウム（ｔ−ＢｕＯＮａ）：０．６５ｇ（６．８ｍｍｏｌ）
トルエン：２０ｍｌ
【００８２】
次に、反応溶液を１３５℃に加熱し、この温度（１３５℃）で１５時間攪拌した。反応終了後、溶媒を減圧留去して粗生成物を得た。次に、この粗生成物をカラムクロマトグラフィーにより精製を行い（展開溶媒：ヘプタン／酢酸エチル＝４／１）、メタノールで再結晶することにより、例示化合物（４）を０．５２ｇ（収率２６．８％）得た。尚、得られた結晶については、さらに、昇華精製（１０-4Ｐａ，３３０℃）を行った。
【００８３】
下記に、ＮＭＲの測定結果を示す。
【００８４】
1Ｈ−ＮＭＲ（ＤＭＳＯ−ｄ6）；δ８．８（１Ｈ）、δ７．７（２Ｈ）、δ７．０−７．５（３２Ｈ）。
【００８５】
また下記に、ＭＳの測定結果を示す。
【００８６】
ＭＳ：７１４（Ｍ+1）
さらに、得られた化合物についてトルエン溶液（濃度；１０-3ｍｏｌ／ｌ）における燐光を測定した（測定温度：７７Ｋ）。その結果、燐光の０−０バンド（Ｔ1エネルギー準位）は４４８ｎｍだった。
【００８７】
［合成例２］例示化合物（６）の合成
【００８８】
【化７】
【００８９】
２００ｍｌのフラスコ内に、下記に示す試薬、溶媒を仕込んだ。
化合物Ａ−３：０．７ｇ（２．７ｍｍｏｌ）
化合物Ａ−５：１．６ｇ（５．９ｍｍｏｌ）
酢酸パラジウム（ＩＩ）（Ｐｄ（ＯＡｃ）2）：０．０４ｇ（０．１８ｍｍｏｌ）
トリ（ｔ−ブチル）ホスフィン（（ｔ−Ｂｕ）3Ｐ）：０．１４８ｍｌ（０．７２ｍｍｏｌ））
ｔ−ブトキシナトリウム（ｔ−ＢｕＯＮａ）：０．６５ｇ（６．８ｍｍｏｌ）
トルエン：２０ｍｌ
【００９０】
次に、反応溶液を１３５℃に加熱し、この温度（１３５℃）で１５時間攪拌した。反応終了後、溶媒を減圧留去して粗生成物を得た。次に、この粗生成物をカラムクロマトグラフィーにより精製を行い（展開溶媒：ヘプタン／酢酸エチル＝４／１）、メタノールで再結晶することにより、例示化合物（６）を０．６２ｇ（収率３５．６％）得た。尚、得られた結晶については、さらに、昇華精製（１０-4Ｐａ，３３０℃）を行った。
【００９１】
下記に、ＮＭＲの測定結果を示す。
【００９２】
1Ｈ−ＮＭＲ（ＤＭＳＯ−ｄ6）：δ８．８（１Ｈ）、δ８．２−８．３（３Ｈ）、δ７．８−８．０（４Ｈ）、δ７．３−７．７（１３Ｈ）、δ６．７（１Ｈ）、δ５．８（１Ｈ）、δ１．５（１２Ｈ）。
【００９３】
また下記に、ＭＳの測定結果を示す。
【００９４】
ＭＳ：６４２（Ｍ+1）
さらに、得られた化合物についてトルエン溶液（濃度；１０-3ｍｏｌ／ｌ）における燐光を測定した（測定温度：７７Ｋ）。その結果、燐光の０−０バンド（Ｔ1エネルギー準位）は４５０ｎｍだった。
【００９５】
［実施例１］
図１（ａ）に示される構造の有機発光素子を以下に示す方法で作製した。
【００９６】
ガラス基板（透明基板１５）上に、スパッタ法により、酸化錫インジウム（ＩＴＯ）を成膜して透明電極（陽極）１４を形成した。このとき透明電極（陽極）１４の膜厚を１２０ｎｍとした。次に、透明電極（陽極）１４が形成されている基板をアセトン、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）で順次超音波洗浄し、次いでＩＰＡで煮沸洗浄後乾燥した。さらに、ＵＶ／オゾン洗浄を行った。以上のようにして処理した基板を透明導電性支持基板として以下の工程で使用した。
【００９７】
次に、真空蒸着法により、透明電極（陽極）１４上に、下記式に示されるＴＣＴＡ（ＡＬＤＲＩＣＨ社（ＵＳＡ）製）を成膜し、ホール注入・輸送層１３を形成した。このときホール注入・輸送層１３の膜厚を５０ｎｍとした。
【００９８】
【化８】
【００９９】
次に真空蒸着法により、ホール注入・輸送層１３上に、例示化合物（４）と下記式に示されるＩｒ金属錯体（ＡＬＤＲＩＣＨ社（ＵＳＡ）製）とを、層内のＩｒ金属錯体の濃度が５重量％になるように蒸着レートを調整しながら共蒸着して発光層１２を形成した。このとき発光層１２の膜厚を４０ｎｍとし、蒸着時の真空度を１．０×１０-4Ｐａとし、成膜速度を０．２ｎｍ／ｓｅｃ乃至０．３ｎｍ／ｓｅｃの条件とした。
【０１００】
【化９】
【０１０１】
次に、真空蒸着法により、発光層１２上に、下記式に示されるバソフェナントロリン化合物（ＢＣＰ、ＡＬＤＲＩＣＨ社（ＵＳＡ）製）を蒸着して、電子注入・輸送層１１を形成した。このとき電子注入輸送層１１の膜厚を３０ｎｍとし、蒸着時の真空度を１．０×１０-4Ｐａとし、成膜速度を０．２ｎｍ／ｓｅｃ乃至０．３ｎｍ／ｓｅｃの条件とした。
【０１０２】
【化１０】
【０１０３】
次に、真空蒸着法により、電子注入・輸送層１１上に、アルミニウム−リチウム合金（リチウム濃度１原子％）からなる蒸着材料を成膜して、Ａｌ−Ｌｉ薄膜を形成した。このときＡｌ−Ｌｉ薄膜の膜厚を１ｎｍとし、蒸着時の真空度を１．０×１０-4Ｐａとし、成膜速度を１．０ｎｍ／ｓｅｃ乃至１．２ｎｍ／ｓｅｃの条件とした。次に、真空蒸着法により、Ａｌ−Ｌｉ薄膜上に、アルミニウムを成膜してＡｌ膜を形成した。このときＡｌ膜の膜厚を１５０ｎｍとし、蒸着時の真空度を１．０×１０-4Ｐａとし、成膜速度を１．０〜１．２ｎｍ／ｓｅｃの条件とした。尚、Ａｌ−Ｌｉ薄膜及びＡｌ膜は、金属電極（陰極、電子注入電極、Ａｌ−Ｌｉ電極）１０として機能する。
【０１０４】
最後に、水分の吸着による劣化が起こらないように、乾燥空気雰囲気中で保護用ガラス板をかぶせ、アクリル樹脂系接着材で封止した。以上により有機電界発光素子を得た。
【０１０５】
得られた素子について、ＩＴＯ電極（陽極１４）を正極、Ａｌ−Ｌｉ電極（陰極１０）を負極にして、電圧を印加したところ、発光輝度５００ｃｄ／ｍ2における印加電圧は３．９Ｖであり、発光効率２７ｌｍ／Ｗの緑色の発光が観測された。
【０１０６】
さらに、窒素雰囲気下で初期輝度２００ｃｄ／ｍ2に設定した素子の耐久試験を行った結果、輝度が半分になるまでの時間（輝度半減時間）は、３５０時間だった。
【０１０７】
［実施例２］
実施例１において、例示化合物（４）の代わりに例示化合物（６）を使用する以外は、実施例１と同様の方法で有機電界発光素子を作製した。また得られた素子について、実施例１と同様に評価した。その結果、発光輝度５００ｃｄ／ｍ2における印加電圧は３．８Ｖであり、発光効率２６ｌｍ／Ｗの緑色の発光が観測された。また、窒素雰囲気下で初期輝度２００ｃｄ／ｍ2に設定した素子の耐久試験を行った結果、輝度が半分になるまでの時間（輝度半減時間）は、３４５時間だった。
【０１０８】
［比較例１］
実施例１において、例示化合物（４）の代わりにＣＢＰを使用する以外は、実施例１と同様の方法で有機電界発光素子を作製した。また得られた素子について、実施例１と同様に評価した。その結果、発光輝度５００ｃｄ／ｍ2における印加電圧は４．８Ｖであり、発光効率２４ｌｍ／Ｗの緑色の発光が観測された。また、窒素雰囲気下で初期輝度２００ｃｄ／ｍ2に設定した素子の耐久試験を行った結果、輝度が半分になるまでの時間（輝度半減時間）は、１２１時間だった。
【産業上の利用可能性】
【０１０９】
本発明の技術は、フルカラーディスプレイ等の表示装置だけでなく、照明機器、光電変換素子を使用した機器や電子写真機器等への応用が可能性である。
【符号の説明】
【０１１０】
１（２，３）：有機電界発光素子、１０：金属電極（陰極）、１１：電子注入・輸送層、１２：発光層、１３：ホール注入・輸送層、１４：透明電極（陽極）、１５：透明基板、１６：インターレイヤー層、１７：多機能発光層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機電界発光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機電界発光素子は、透明基板上に、上下２層の電極と、これらの電極の間に発光層を含む一層又は複数層の有機化合物層からなる積層体が挟持されている。有機電界発光素子は、高速応答性、高効率、フレキシブル性を有する次世代のフルカラーディスプレイ技術の一つとして注目されており、材料技術開発及び素子技術開発が精力的に行われている。
【０００３】
近年、高効率化を目的に、三重項励起子を経由したリン光発光を利用する形式の有機電界発光素子の開発が盛んに行われている。発光材料としては、材料安定性と発光効率の観点から、Ｉｒ（ｐｐｙ）3（ｆａｃ−Ｔｒｉｓ（２−（２−ｐｙｒｉｄｉｎｙｌ）ｐｈｅｎｙｌ）ｉｒｉｄｉｕｍ）等のイリジウム錯体が使用されている。
【０００４】
最近では、発光効率の他に、環境保全、特に、ディスプレイの低消費電力化のニーズが高まっていることから、素子の低電圧化を狙った開発が行われている。特に、素子の駆動電圧には発光層に含まれるホストの性能が大きく反映されることから、ホストの開発が活発に行われている。しかし実用レベルに至っていないのが現状である。
【０００５】
ところで、特許文献１にはインドロカルバゾール化合物を正孔輸送材料として使用した有機発光電界素子が開示されている。ここでインドロカルバゾール化合物は、基本骨格中にカルバゾール骨格を有しているので、化合物自体は正孔輸送能力を示す。しかしながら、インドロカルバゾール化合物は電子輸送能が大きくないので、正孔注入・輸送層への使用に限定されていた。上記の材料のように、一方のキャリア輸送能に偏った材料は、発光層のホストとして含ませるには不十分であり、高性能なバイポーラ性ＨＯＳＴが望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第５９４２３４０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上述した課題を解決するためのものであり、その目的は、高効率、低電圧駆動及び高耐久性を兼備する有機電界発光素子を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者等は、上述の従来課題を解決するために鋭意検討した結果、本発明を完成するに至った。即ち、本発明の有機発光素子は、陽極と陰極と、
該陽極と該陰極との間に挟持され、発光層を含む有機化合物層とから構成され、
該発光層に下記一般式（１）に示されるインドロアザカルバゾール化合物が含まれることを特徴とする。
【０００９】
【化１】
（式（１）において、Ｑ1及びＱ2のいずれかが窒素原子であり、Ｑ1及びＱ2のうち窒素原子ではないものはＣＨである。Ａｒ1及びＡｒ2は、それぞれ置換あるいは無置換のアリール基を表し、それぞれ同じであっても異なっていてもよい。Ｒ1乃至Ｒ8は、それぞれ水素原子、置換あるいは無置換のアルキル基又は置換あるいは無置換のアリール基を表し、それぞれ同じであっても異なっていてもよい。）
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、高効率、低電圧駆動及び高耐久性を兼備する有機電界発光素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の有機電界発光素子における実施形態の例を示す断面模式図であり、（ａ）は、第１の実施形態を示す図であり、（ｂ）は、第２の実施形態を示す図であり、（ｃ）は、第３の実施形態を示す図である。
【図２】表示装置の一形態である、本発明の有機電界発光素子と駆動手段とを備えた表示装置の構成例を模式的に示す図である。
【図３】図２の表示装置に配置されている１つの画素を構成する回路を示す回路図である。
【図４】図２の表示装置で使用されるＴＦＴ基板の断面構造の一例を示した模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の有機発光素子は、陽極と陰極と、該陽極と該陰極との間に挟持され、発光層を含む有機化合物層とから構成される。
【００１３】
以下、図面を参照しながら、本発明の有機発光素子について詳細に説明する。図１は、本発明の有機電界発光素子における実施形態の例を示す断面模式図である。図１において、（ａ）は、第１の実施形態を示す図であり、（ｂ）は、第２の実施形態を示す図であり、（ｃ）は、第３の実施形態を示す図である。
【００１４】
図１（ａ）の有機電界発光素子１ａは、上から、金属電極（陰極）１０、電子注入・輸送層１１、発光層１２、ホール注入・輸送層１３及び透明電極（陽極）１４の順で構成されている積層体が透明基板１５上に設けられている。
【００１５】
図１（ａ）の有機発光素子１ａは、電気的整流性を示し、金属電極１０を陰極に透明電極１４を陽極になるように電界を印加すると、金属電極１０からは電子が発光層１２に注入され、透明電極１４からはホールが発光層１２に注入される。注入されたホール及び電子は、発光層１２内で再結合することで励起子が生じ、生じた励起子が基底状態に戻るときに発光する。このとき、ホール注入・輸送層１３は、電子をブロックする役割も担う。こうすることで発光層１２とホール注入・輸送層１３との間の界面におけるホールと電子との再結合効率が向上するので、発光効率が向上する。
【００１６】
図１（ｂ）の有機発光素子１ｂは、図１（ａ）の有機発光素子において、発光層１２とホール注入・輸送層１３との間にインターレイヤー層１６が設けられている。インターレイヤー層１６を設けることにより、発光層１２からホール注入・輸送層１６へ移動しようとする電子を効果的にブロックすることができる。従って、このインターレイヤー層１６を電子ブロック層と称しても構わない。また、インターレイヤー層１６は、透明電極１４やホール注入・輸送層１３から染み出てくる拡散イオン（金属イオンも含む）をブロックする効果もある。このため素子の発光効率が向上するとともに、耐久性も向上する。
【００１７】
図１（ｃ）の有機発光素子１ｃは、図１（ｂ）の有機発光素子において、電子注入・輸送層１１と発光層１２との間にホールブロック層１７が設けられている。ホールブロック層１７を設けることにより、発光層１２から染み出てくるホールを効果的にブロックすることができる。また、ホールブロック層１７は、金属電極１０や電子注入・輸送層１１から染み出てくる拡散イオン（金属イオンも含む）をブロックして発光層１２までの拡散を防止する効果もある。従って、ホールブロック層１７を金属拡散防止層と称しても構わない。以上より、有機発光素子の発光効率が向上するとともに、耐久性も向上する。
【００１８】
ただし、図１（ａ）乃至図１（ｃ）はあくまでごく基本的な素子構成であり、本発明の有機発光素子の構成はこれらに限定されるものではない。例えば、電極と有機化合物層との界面に絶縁性層、接着層又は干渉層を設ける、ホール注入・輸送層又は電子注入・輸送層がイオン化ポテンシャルあるいはエネルギーバンドギャップの異なる２層から構成される等の多様な層構成をとることができる。
【００１９】
本発明の有機電界発光素子において、素子を構成する発光層には、下記一般式（１）に示されるインドロアザカルバゾール化合物が含まれている。
【００２０】
【化２】
（式（１）において、Ｑ1及びＱ2のいずれかが窒素原子であり、Ｑ1及びＱ2のうち窒素原子ではないものはＣＨである。Ａｒ1及びＡｒ2は、それぞれ置換あるいは無置換のアリール基を表し、それぞれ同じであっても異なっていてもよい。Ｒ1乃至Ｒ8は、それぞれ水素原子、置換あるいは無置換のアルキル基又は置換あるいは無置換のアリール基を表し、それぞれ同じであっても異なっていてもよい。）
【００２１】
一般式（１）に含まれる置換基について、以下に詳細に説明する。
【００２２】
Ａｒ1又はＡｒ2で表されるアリール基として、フェニル基、ｏ−ビフェニル基、ｍ−ビフェニル基等のビフェニル基、１−フルオレニル基、３−フルオレニル基、４−フルオレニル基等のフルオレニル基、ｏ−ターフェニル、ｍ−ターフェニル等のターフェニル基等が挙げられる。
【００２３】
上記アリール基が有してもよい置換基として、重水素原子、フッ素等のハロゲン原子、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｎ−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、ｉｓｏ−プロピル基、ｉｓｏ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｃｙｃｌｏ−ヘキシル基等のアルキル基、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基等のアルコキシ基等が挙げられる。
【００２４】
Ｒ1乃至Ｒ8で表されるアルキル基として、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｎ−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、ｉｓｏ−プロピル基、ｉｓｏ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｃｙｃｌｏ−ヘキシル基等が挙げられる。
【００２５】
Ｒ1乃至Ｒ8で表されるアリール基として、フェニル基、ｏ−ビフェニル基、ｍ−ビフェニル基等のビフェニル基、１−フルオレニル基、３−フルオレニル基、４−フルオレニル基等のフルオレニル基、ｏ−ターフェニル、ｍ−ターフェニル等のターフェニル基等が挙げられる。
【００２６】
上記アルキル基及びアリール基がさらに有してもよい置換基として、重水素原子、フッ素等のハロゲン原子、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｎ−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、ｉｓｏ−プロピル基、ｉｓｏ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｃｙｃｌｏ−ヘキシル基等のアルキル基、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基等のアルコキシ基等が挙げられる。
【００２７】
本発明の有機電界発光素子が、高効率で低電圧駆動を示し、かつ高耐久性である理由は、発光層のホストとして使用されるインドロアザカルバゾール化合物の以下の特徴に起因する。以下に、その具体的な特徴を挙げる。
【００２８】
三重項エネルギー準位が高いという特徴を有する。このため、緑色発光（発光ピークが４８０ｎｍ〜５３０ｎｍ）のＩｒ金属錯体や青色発光（発光ピークが４５０ｎｍ〜４７０ｎｍ）のＩｒ金属錯体のホストとして使用することができる。尚、ここでいう三重項エネルギー準位は、トルエン溶液、７７Ｋにおけるリン光発光の０−０バンドとして定義されるものである。
【００２９】
ＨＯＭＯ（最高被占軌道）エネルギー準位（以下、ＨＯＭＯ準位と略す）が大きいという特徴を有する。即ち、一般式（１）のインドロアザカルバゾール化合物のＨＯＭＯ準位は−５．７ｅＶより大きな値である。一般的に、発光層に隣接する層（ホール注入・輸送層）に含まれる正孔輸送材料のＨＯＭＯ準位は−５．７ｅＶよりも大きい。従って、発光層に隣接する層から発光層へのホールの注入が効率的に行われるためには、ＨＯＭＯ準位が−５．７ｅＶよりも大きいことが好ましい。つまり、一般式（１）のインドロアザカルバゾール化合物は、必要とされるＨＯＭＯ準位の基準を満たしていると言える。
【００３０】
ＨＯＭＯ準位とＬＵＭＯ（最低空軌道）準位とのエネルギー差（バンドギャップ、以下ＢＧと称す）が小さいという特徴を有する。ここで発光層に電界がかかる有機電界発光素子の場合、ホストのＢＧが小さいことは、素子の低電圧化に直接寄与することになる。
【００３１】
一般式（１）のインドロアザカルバゾール化合物の主骨格は、ドナー性のカルバゾール環とアクセプター性のピリジン環から成る骨格である。よって、一般式（１）のインドロアザカルバゾール化合物は、ホール・電子の両キャリアの輸送性能が高い。
【００３２】
本発明のインドロアザカルバゾール化合物の具体的な例を列挙するが、本発明はこれに限らない。
【００３３】
【化３】
【００３４】
【化４】
【００３５】
発光材料は、常温で蛍光発光する材料（遅延蛍光材料）又は常温でリン光発光する材料でよく、特に限定されないが、発光効率（有機発光素子の外部量子効率）と熱又は環境（水や酸素）に対する安定性の点で、常温でリン光発光するＩｒ金属錯体が好ましい。
【００３６】
例えば、（独）日本学術振興会「情報科学用有機材料 第１４２委員会」Ｃ部会（有機エレクトロシクス），第９回研究会資料，２５項乃至３２項（２００５年）に記載のＩｒ金属錯体等が挙げられる。
【００３７】
ホール注入・輸送性材料としては、例えば、トリアリールアミン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、オキサゾール誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、フタロシアニン誘導体、ポルフィリン誘導体、ポリ（ビニルカルバゾール）、ポリ（シリレン）、ポリ（チオフェン）等が挙げられる。
【００３８】
また、電子輸送性材料としては、例えば、オキサジアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、チアゾール誘導体、チアジアゾール誘導体、ピラジン誘導体、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、フルオレノン誘導体、アントロン誘導体、フェナントロリン誘導体、キノリノールアルミニウム錯体等の有機金属錯体等の有機化合物が挙げられる。
【００３９】
電子注入・輸送層１１の構成材料として一般式（１）のインドロアザカルバゾール化合物を使用する場合は、必要に応じてこれまで知られている金属、金属塩あるいは金属酸化物等とを共存させて使用することもできる。
【００４０】
上記の金属、金属塩あるいは金属酸化物の具体例として、リチウム、ナトリウム、カリウム、セシウム、カルシウム、マグネシウム、アルミニウム、インジウム、銀、鉛、錫、クロム等の金属、フッ化リチウム、フッ化アルミニウム等の金属フッ化物、炭酸セシウム等の金属炭酸化物等が挙げられる。
【００４１】
本発明の有機発光素子において、陽極を構成する材料としては仕事関数がなるべく大きなものがよい。例えば、金、銀、白金、ニッケル、パラジウム、コバルト、セレン、バナジウム等の金属単体あるいはこれら金属単体を組み合わせた合金、酸化錫、酸化亜鉛、酸化錫インジウム（ＩＴＯ）、酸化亜鉛インジウム等の金属酸化物を使用することができる。また、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリフェニレンスルフィド等の導電性ポリマーも使用できる。これらの電極物質は一種類を単独で使用してもよく、複数種類を併用して使用してもよい。また、陽極は単一の層で構成されてもよいし、複数の層で構成されていてもよい。
【００４２】
一方、陰極を構成する材料としては仕事関数の小さなものがよい。例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム、セシウム、カルシウム、マグネシウム、アルミニウム、インジウム、銀、鉛、錫、クロム等の金属単体あるいはこれら金属単体を複数組み合わせて構成される合金又はこれらの塩等を使用することができる。酸化錫インジウム（ＩＴＯ）等の金属酸化物の利用も可能である。また、陰極は単一の層で構成されてもよいし、複数の層で構成されていてもよい。
【００４３】
本発明の有機発光素子で使用する基板は、特に限定するものではないが、金属製基板、セラミックス製基板等の不透明性基板、ガラス、石英、プラスチックシート等の透明性基板が用いられる。また、基板にカラーフィルター膜、蛍光色変換フィルター膜、誘電体反射膜等を用いて発色光をコントロールすることも可能である。
【００４４】
本発明の有機発光素子は、最終的に保護層で覆われていることが好ましい。保護層の素材としては水分や酸素等の素子劣化を促進するものが素子内に入ることを抑止する機能を有しているものであればよい。その具体例としては、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ａｕ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｎｉ等の金属単体、ＭｇＯ、ＳｉＯ、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＧｅＯ、ＮｉＯ、ＣａＯ、ＢａＯ、Ｆｅ2Ｏ3、Ｙ2Ｏ3、ＴｉＯ2等の金属酸化物、ＭｇＦ2、ＬｉＦ、ＡｌＦ3、ＣａＦ2等の金属フッ化物、ＳｉＮｘ、ＳｉＯｘＮｙ等の窒化物、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルメタクリレート、ポリイミド、ポリウレア、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリジクロロジフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレンとジクロロジフルオロエチレンとの共重合体、テトラフルオロエチレンと少なくとも一種のコモノマーとを含むモノマー混合物を共重合させて得られる共重合体、共重合主鎖に環状構造を有する含フッ素共重合体、吸水率１％以上の吸水性物質、吸水率０．１％以下の防湿性物質等が挙げられる。
【００４５】
有機発光素子を覆う保護層の形成方法についても特に限定はなく、例えば真空蒸着法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、ＭＢＥ（分子線エピタキシ）法、クラスターイオンビーム法、イオンプレーティング法、プラズマ重合法（高周波励起イオンプレーティング法）、プラズマＣＶＤ法、レーザーＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、ガスソースＣＶＤ法、コーティング法、印刷法、転写法を適用できる。
【００４６】
本発明の有機発光素子において、本発明の縮合多環芳香族化合物が含まれている層は、一般的に真空蒸着法、又は適当な溶媒に溶解させて塗布する塗布法により薄膜を形成する。塗布法による薄膜形成方法としては、例えば、スピンコート法、スリットコーター法、印刷法、インクジェット法、スプレー法等が挙げられる。
【００４７】
塗布法よって薄膜を形成する場合、インドロアザカルバゾール化合物又はＩｒ金属錯体等の有機物と溶媒とを含むインク組成物を調製する必要がある。このインク組成物に使用される溶媒としては、例えば、トルエン、キシレン、メシチレン、ジオキサン、テトラリン、メチルナフタレン、テトラヒドロフラン、ダイグライム等が挙げられる。
【００４８】
上記のインク組成物において、本発明の縮合多環芳香族化合物を含む固形成分の量は、インク組成物の全重量に対して、好ましくは、０．０５重量％以上２０重量％以下であり、より好ましくは、０．１重量％以上１０重量％以下である。０．０５重量％より小さいと、インク中の固形成分の濃度が極端に小さいので、製膜した際に膜質の安定性が損なわれる恐れがある。また、１０重量％より大きいと、インク中の固形成分が溶解しきれずに析出したり、成膜した際に厚膜化が起こったりするといった懸念がある。
【００４９】
本発明の有機発光素子は、種々の公知の工夫により、光取り出し効率や色純度等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・ＩＴＯ層・有機層の屈折率を制御する、基板・ＩＴＯ層・有機層の膜厚を制御すること等により、光の取り出し効率及び外部量子効率を向上させることが可能である。また、マイクロキャビティ構造（微小共振器構造）を使用して余分な波長成分を低減したり、カラーフィルターを具備したりすることで所望の色を得る等により色純度を向上させることが可能である。
【００５０】
本発明の有機発光素子は、開口率を向上させる目的で陽極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よいし、光緩衝によって色純度を調整するキャビティー構造を使用してもよい。
【００５１】
本発明の有機電界発光素子は、省エネルギーや高輝度が必要な製品への応用が可能である。応用例としては表示装置、プリンターの光源、照明装置、液晶表示装置のバックライト等が考えられる。
【００５２】
表示装置としては、例えば、省エネルギーや高視認性・軽量なフラットパネルディスプレイが挙げられる。
【００５３】
また、プリンターの光源としては、例えば、現在広く用いられているレーザビームプリンタのレーザー光源部を、本発明の有機電界発光素子に置き換えることができる。置き換える方法として、例えば、独立にアドレスできる有機電界発光素子をアレイ上に配置する方法が挙げられる。レーザー光源部を本発明の有機電界発光素子に置き換えても、感光ドラムに所望の露光を行うことで、画像形成することについては従来と変わりがない。ここで本発明の有機電界発光素子を用いることで、装置体積を大幅に減少することができる。
【００５４】
照明装置やバックライトに関しては、本発明の有機電界発光素子を使用することで省エネルギー効果が期待できる。
【００５５】
次に、本発明の有機電界発光素子を使用した表示装置について説明する。以下、図面を参照して、アクティブマトリクス方式を例にとって、本発明の表示装置を詳細に説明する。
【００５６】
図２は、表示装置の一形態である、本発明の有機電界発光素子と駆動手段とを備えた表示装置の構成例を模式的に示す図である。図２の表示装置２０は、走査信号ドライバー２１、情報信号ドライバー２２、電流供給源２３が配置され、それぞれゲート選択線Ｇ、情報信号線Ｉ、電流供給線Ｃに接続される。ゲート選択線Ｇと情報信号線Ｉの交点には、画素回路４４が配置される。走査信号ドライバー４１は、ゲート選択線Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３・・・Ｇｎを順次選択し、これに同期して情報信号ドライバー４２から画像信号が情報信号線Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３・・・Ｉｎのいずれかを介して画素回路２４に印加される。
【００５７】
次に、画素の動作について説明する。図３は、図２の表示装置に配置されている１つの画素を構成する回路を示す回路図である。図３の画素回路３０においては、ゲート選択線Ｇｉに選択信号が印加されると、第一の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ１）３１がＯＮになり、コンデンサー（Ｃadd）３２に画像信号Ｉｉが供給され、第二の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ２）３３のゲート電圧を決定する。有機電界発光素子３４には第二の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ２）（３３）のゲート電圧に応じて電流供給線Ｃｉより電流が供給される。ここで、第二の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ２）３３のゲート電位は、第一の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ１）３１が次に走査選択されるまでコンデンサー（Ｃadd）３２に保持される。このため、有機電界発光素子３４には、次の走査が行われるまで電流が流れ続ける。これにより１フレーム期間中常に有機電界発光素子３４を発光させることが可能となる。
【００５８】
図４は、図２の表示装置で使用されるＴＦＴ基板の断面構造の一例を示した模式図である。ＴＦＴ基板の製造工程の一例を示しながら、構造の詳細を以下に説明する。図４の表示装置４０を製造する際には、まずガラス等の基板４１上に、上部に作られる部材（ＴＦＴ又は有機層）を保護するための防湿膜４２がコートされる。防湿膜４２を構成する材料として、酸化ケイ素又は酸化ケイ素と窒化ケイ素との複合体等が用いられる。次に、スパッタリングによりＣｒ等の金属を製膜することで、所定の回路形状にパターニングしてゲート電極４３を形成する。続いて、酸化シリコン等をプラズマＣＶＤ法又は触媒化学気相成長法（ｃａｔ−ＣＶＤ法）等により製膜し、パターニングしてゲート絶縁膜４４を形成する。次に、プラズマＣＶＤ法等により（場合によっては２９０℃以上の温度でアニールして）シリコン膜を製膜し、回路形状に従ってパターニングすることで半導体層４５を形成する。
【００５９】
さらに、この半導体膜４５にドレイン電極４６とソース電極４７を設けることでＴＦＴ素子４８を作製し、図３に示すような回路を形成する。次に、このＴＦＴ素子４８の上部に絶縁膜４９を形成する。次に、コンタクトホール（スルーホール）５０を、金属からなる有機電界発光素子用の陽極５１とソース電極４７が接続するように形成する。
【００６０】
この陽極５１の上に、多層あるいは単層の有機層５２と、陰極５３を順次積層することにより、表示装置４０を得ることができる。このとき、有機電界発光素子の劣化を防ぐために第一の保護層５４や第二の保護層５５を設けてもよい。本発明の有機電界発光素子を使用した表示装置を駆動することにより、良好な画質で、長時間表示にも安定な表示が可能になる。
【００６１】
尚、上記の表示装置は、スイッチング素子に特に限定はなく、単結晶シリコン基板やＭＩＭ素子、ａ−Ｓｉ型等でも容易に応用することができる。
【実施例】
【００６２】
以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明していくが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００６３】
［使用した化合物］
後述する実施例及び比較例で使用した化合物を下記に示す。尚、下記に示す例示化合物（４）および（６）は、後述する合成例に従って合成した。また下記に示すＣＢＰ（４，４’−Ｎ，Ｎ’−Ｄｉｃａｒｂａｚｏｌｙｌｂｉｐｈｅｎｙｌ）及びＣＤＢＰ（４，４’−Ｂｉｓ（９−ｃａｒｂａｚｏｌｙｌ）−２，２’−ｄｉｍｅｔｈｙｌｂｉｐｈｅｎｙｌ）は、市販品（Ｌｕｍｉｎｅｃｅｎｃｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏｒｐ．社（台湾）製）を昇華精製したものを使用した。
【００６４】
【化５】
【００６５】
［化合物の特性評価（ＨＯＭＯ準位、ＬＵＭＯ準位、バンドギャップ）］
上記化合物について、ＨＯＭＯ準位、ＬＵＭＯ準位及びバンドギャップの評価を行った。結果を表１に示す。
【００６６】
（１）シミュレーション計算による評価（計算値としての評価）
Ｇａｕｓｓｉａｎ０３を用い、基底関数として６−３１Ｇ＊と設定して、電子状態及び励起状態のシミュレーションを行い、ＨＯＭＯ準位、ＬＵＭＯ準位及びバンドギャップの評価を行った。
【００６７】
（２）吸収スペクトルを利用した評価（実測値としての評価）
まず測定用のサンプルとして、ガラス基板上に対象となる化合物の薄膜を膜厚１００ｎｍで成膜した。次に、この薄膜について、下記に示す測定・評価を行った。
【００６８】
（ｉ）ＨＯＭＯ準位
イオン化ポテンシャルの測定結果（機器名；ＡＣ−２，理研計器株式会社製）からＨＯＭＯ準位を求めた。
【００６９】
（ｉｉ）バンドギャップ
光学的吸収波長の端（吸収端）から算出した。
【００７０】
（ｉｉｉ）ＬＵＭＯ準位
上記（ｉ）及び（ｉｉ）によって得られたＨＯＭＯ準位及びバンドギャップの実測値を利用して、下記に示す式に基づいてＬＵＭＯ準位を求めた。
［ＬＵＭＯ準位］＝［ＨＯＭＯ準位］＋［バンドギャップ（ＢＧ）］
【００７１】
【表１】
【００７２】
表１に示されるように、インドロアザカルバゾール化合物である例示化合物（４）及び（６）は、他の化合物と比較してＨＯＭＯ準位が高いことが分かる。
【００７３】
一般に、正孔輸送層を構成する正孔輸送材料のＨＯＭＯ準位は−５．７ｅＶよりも高いい値であるので、正孔輸送層から発光層への正孔注入が効率的に行われるためには、発光層ＨＯＭＯ準位が−５．７ｅＶよりも高いことが好ましい。ここでＣＢＰやＣＤＢＰのようにＨＯＭＯ準位が低いと、正孔輸送層と発光層との間のエネルギー障壁が大きくなり、駆動電圧が高くなる原因になる。
【００７４】
またインドロアザカルバゾール化合物である例示化合物（４）及び（６）は、そのバンドギャップが、他の化合物よりも小さいことが分かる。特に、化合物Ｘのように、非アザタイプ（非Ｎ置換タイプ）の化合物の場合は、バンドギャップが大きくなってしまい好ましくない。有機電界発光素子において、発光層の電界強度を小さくし、かつ駆動電圧を低くするためには、バンドギャップが小さいことは必須である。
【００７５】
［合成例１］例示化合物（４）の合成
【００７６】
【化６】
【００７７】
（１）化合物Ａ−３の合成
３００ｍｌのフラスコ内に、下記に示す試薬、溶媒を仕込んだ後、フラスコ内を窒素置換した。
化合物Ａ−１：３．７９ｇ（１３．１ｍｍｏｌ）
化合物Ａ−２：３５ｇ（０．３２６ｍｏｌ）
【００７８】
次に、反応溶液を１９５℃に加熱し、この温度（１９５℃）で４時間攪拌した。次に、反応溶液を室温に戻し、カラムクロマトグラフィーによる精製（展開溶媒：クロロホルム／アセトン＝６／４）を行った。次に、ヘプタンによる抽出を２回行うことにより、化合物Ａ−３を１．５２ｇ（収率４５．１％）得た。
【００７９】
下記に、ＮＭＲの測定結果を示す。
【００８０】
1Ｈ−ＮＭＲ（ＤＭＳＯ−ｄ6）；δ１１．５−１２．０（２Ｈ）、δ８．７−８．８（２Ｈ）、δ８．１（１Ｈ）、δ７．２−７．６（６Ｈ）．
【００８１】
（２）例示化合物（４）の合成
２００ｍｌのフラスコ内に、下記に示す試薬、溶媒を仕込んだ。
化合物Ａ−３：０．７ｇ（２．７ｍｍｏｌ）
化合物Ａ−４：１．８ｇ（５．８ｍｍｏｌ）
酢酸パラジウム（ＩＩ）（Ｐｄ（ＯＡｃ）2）：０．０４ｇ（０．１８ｍｍｏｌ）
トリ（ｔ−ブチル）ホスフィン（（ｔ−Ｂｕ）3Ｐ）：０．１４８ｍｌ（０．７２ｍｍｏｌ））
ｔ−ブトキシナトリウム（ｔ−ＢｕＯＮａ）：０．６５ｇ（６．８ｍｍｏｌ）
トルエン：２０ｍｌ
【００８２】
次に、反応溶液を１３５℃に加熱し、この温度（１３５℃）で１５時間攪拌した。反応終了後、溶媒を減圧留去して粗生成物を得た。次に、この粗生成物をカラムクロマトグラフィーにより精製を行い（展開溶媒：ヘプタン／酢酸エチル＝４／１）、メタノールで再結晶することにより、例示化合物（４）を０．５２ｇ（収率２６．８％）得た。尚、得られた結晶については、さらに、昇華精製（１０-4Ｐａ，３３０℃）を行った。
【００８３】
下記に、ＮＭＲの測定結果を示す。
【００８４】
1Ｈ−ＮＭＲ（ＤＭＳＯ−ｄ6）；δ８．８（１Ｈ）、δ７．７（２Ｈ）、δ７．０−７．５（３２Ｈ）。
【００８５】
また下記に、ＭＳの測定結果を示す。
【００８６】
ＭＳ：７１４（Ｍ+1）
さらに、得られた化合物についてトルエン溶液（濃度；１０-3ｍｏｌ／ｌ）における燐光を測定した（測定温度：７７Ｋ）。その結果、燐光の０−０バンド（Ｔ1エネルギー準位）は４４８ｎｍだった。
【００８７】
［合成例２］例示化合物（６）の合成
【００８８】
【化７】
【００８９】
２００ｍｌのフラスコ内に、下記に示す試薬、溶媒を仕込んだ。
化合物Ａ−３：０．７ｇ（２．７ｍｍｏｌ）
化合物Ａ−５：１．６ｇ（５．９ｍｍｏｌ）
酢酸パラジウム（ＩＩ）（Ｐｄ（ＯＡｃ）2）：０．０４ｇ（０．１８ｍｍｏｌ）
トリ（ｔ−ブチル）ホスフィン（（ｔ−Ｂｕ）3Ｐ）：０．１４８ｍｌ（０．７２ｍｍｏｌ））
ｔ−ブトキシナトリウム（ｔ−ＢｕＯＮａ）：０．６５ｇ（６．８ｍｍｏｌ）
トルエン：２０ｍｌ
【００９０】
次に、反応溶液を１３５℃に加熱し、この温度（１３５℃）で１５時間攪拌した。反応終了後、溶媒を減圧留去して粗生成物を得た。次に、この粗生成物をカラムクロマトグラフィーにより精製を行い（展開溶媒：ヘプタン／酢酸エチル＝４／１）、メタノールで再結晶することにより、例示化合物（６）を０．６２ｇ（収率３５．６％）得た。尚、得られた結晶については、さらに、昇華精製（１０-4Ｐａ，３３０℃）を行った。
【００９１】
下記に、ＮＭＲの測定結果を示す。
【００９２】
1Ｈ−ＮＭＲ（ＤＭＳＯ−ｄ6）：δ８．８（１Ｈ）、δ８．２−８．３（３Ｈ）、δ７．８−８．０（４Ｈ）、δ７．３−７．７（１３Ｈ）、δ６．７（１Ｈ）、δ５．８（１Ｈ）、δ１．５（１２Ｈ）。
【００９３】
また下記に、ＭＳの測定結果を示す。
【００９４】
ＭＳ：６４２（Ｍ+1）
さらに、得られた化合物についてトルエン溶液（濃度；１０-3ｍｏｌ／ｌ）における燐光を測定した（測定温度：７７Ｋ）。その結果、燐光の０−０バンド（Ｔ1エネルギー準位）は４５０ｎｍだった。
【００９５】
［実施例１］
図１（ａ）に示される構造の有機発光素子を以下に示す方法で作製した。
【００９６】
ガラス基板（透明基板１５）上に、スパッタ法により、酸化錫インジウム（ＩＴＯ）を成膜して透明電極（陽極）１４を形成した。このとき透明電極（陽極）１４の膜厚を１２０ｎｍとした。次に、透明電極（陽極）１４が形成されている基板をアセトン、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）で順次超音波洗浄し、次いでＩＰＡで煮沸洗浄後乾燥した。さらに、ＵＶ／オゾン洗浄を行った。以上のようにして処理した基板を透明導電性支持基板として以下の工程で使用した。
【００９７】
次に、真空蒸着法により、透明電極（陽極）１４上に、下記式に示されるＴＣＴＡ（ＡＬＤＲＩＣＨ社（ＵＳＡ）製）を成膜し、ホール注入・輸送層１３を形成した。このときホール注入・輸送層１３の膜厚を５０ｎｍとした。
【００９８】
【化８】
【００９９】
次に真空蒸着法により、ホール注入・輸送層１３上に、例示化合物（４）と下記式に示されるＩｒ金属錯体（ＡＬＤＲＩＣＨ社（ＵＳＡ）製）とを、層内のＩｒ金属錯体の濃度が５重量％になるように蒸着レートを調整しながら共蒸着して発光層１２を形成した。このとき発光層１２の膜厚を４０ｎｍとし、蒸着時の真空度を１．０×１０-4Ｐａとし、成膜速度を０．２ｎｍ／ｓｅｃ乃至０．３ｎｍ／ｓｅｃの条件とした。
【０１００】
【化９】
【０１０１】
次に、真空蒸着法により、発光層１２上に、下記式に示されるバソフェナントロリン化合物（ＢＣＰ、ＡＬＤＲＩＣＨ社（ＵＳＡ）製）を蒸着して、電子注入・輸送層１１を形成した。このとき電子注入輸送層１１の膜厚を３０ｎｍとし、蒸着時の真空度を１．０×１０-4Ｐａとし、成膜速度を０．２ｎｍ／ｓｅｃ乃至０．３ｎｍ／ｓｅｃの条件とした。
【０１０２】
【化１０】
【０１０３】
次に、真空蒸着法により、電子注入・輸送層１１上に、アルミニウム−リチウム合金（リチウム濃度１原子％）からなる蒸着材料を成膜して、Ａｌ−Ｌｉ薄膜を形成した。このときＡｌ−Ｌｉ薄膜の膜厚を１ｎｍとし、蒸着時の真空度を１．０×１０-4Ｐａとし、成膜速度を１．０ｎｍ／ｓｅｃ乃至１．２ｎｍ／ｓｅｃの条件とした。次に、真空蒸着法により、Ａｌ−Ｌｉ薄膜上に、アルミニウムを成膜してＡｌ膜を形成した。このときＡｌ膜の膜厚を１５０ｎｍとし、蒸着時の真空度を１．０×１０-4Ｐａとし、成膜速度を１．０〜１．２ｎｍ／ｓｅｃの条件とした。尚、Ａｌ−Ｌｉ薄膜及びＡｌ膜は、金属電極（陰極、電子注入電極、Ａｌ−Ｌｉ電極）１０として機能する。
【０１０４】
最後に、水分の吸着による劣化が起こらないように、乾燥空気雰囲気中で保護用ガラス板をかぶせ、アクリル樹脂系接着材で封止した。以上により有機電界発光素子を得た。
【０１０５】
得られた素子について、ＩＴＯ電極（陽極１４）を正極、Ａｌ−Ｌｉ電極（陰極１０）を負極にして、電圧を印加したところ、発光輝度５００ｃｄ／ｍ2における印加電圧は３．９Ｖであり、発光効率２７ｌｍ／Ｗの緑色の発光が観測された。
【０１０６】
さらに、窒素雰囲気下で初期輝度２００ｃｄ／ｍ2に設定した素子の耐久試験を行った結果、輝度が半分になるまでの時間（輝度半減時間）は、３５０時間だった。
【０１０７】
［実施例２］
実施例１において、例示化合物（４）の代わりに例示化合物（６）を使用する以外は、実施例１と同様の方法で有機電界発光素子を作製した。また得られた素子について、実施例１と同様に評価した。その結果、発光輝度５００ｃｄ／ｍ2における印加電圧は３．８Ｖであり、発光効率２６ｌｍ／Ｗの緑色の発光が観測された。また、窒素雰囲気下で初期輝度２００ｃｄ／ｍ2に設定した素子の耐久試験を行った結果、輝度が半分になるまでの時間（輝度半減時間）は、３４５時間だった。
【０１０８】
［比較例１］
実施例１において、例示化合物（４）の代わりにＣＢＰを使用する以外は、実施例１と同様の方法で有機電界発光素子を作製した。また得られた素子について、実施例１と同様に評価した。その結果、発光輝度５００ｃｄ／ｍ2における印加電圧は４．８Ｖであり、発光効率２４ｌｍ／Ｗの緑色の発光が観測された。また、窒素雰囲気下で初期輝度２００ｃｄ／ｍ2に設定した素子の耐久試験を行った結果、輝度が半分になるまでの時間（輝度半減時間）は、１２１時間だった。
【産業上の利用可能性】
【０１０９】
本発明の技術は、フルカラーディスプレイ等の表示装置だけでなく、照明機器、光電変換素子を使用した機器や電子写真機器等への応用が可能性である。
【符号の説明】
【０１１０】
１（２，３）：有機電界発光素子、１０：金属電極（陰極）、１１：電子注入・輸送層、１２：発光層、１３：ホール注入・輸送層、１４：透明電極（陽極）、１５：透明基板、１６：インターレイヤー層、１７：多機能発光層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
陽極と陰極と、
該陽極と該陰極との間に挟持され、発光層を含む有機化合物層とから構成され、
該発光層に下記一般式（１）に示されるインドロアザカルバゾール化合物が含まれることを特徴とする、有機電界発光素子。
【化１】
（式（１）において、Ｑ1及びＱ2のいずれかが窒素原子であり、Ｑ1及びＱ2のうち窒素原子ではないものはＣＨである。Ａｒ1及びＡｒ2は、それぞれ置換あるいは無置換のアリール基を表し、それぞれ同じであっても異なっていてもよい。Ｒ1乃至Ｒ8は、それぞれ水素原子、置換あるいは無置換のアルキル基又は置換あるいは無置換のアリール基を表し、それぞれ同じであっても異なっていてもよい。）
【請求項２】
前記発光層に、常温でリン光発光するＩｒ金属錯体がさらに含まれ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】
前記Ａｒ1及びＡｒ2が、フェニル基、ビフェニル基、フルオレニル基又はターフェニル基であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の有機電界発光素子。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の有機電界発光素子と、薄膜トランジスタと、を備えることを特徴とする、表示装置。
【請求項１】
陽極と陰極と、
該陽極と該陰極との間に挟持され、発光層を含む有機化合物層とから構成され、
該発光層に下記一般式（１）に示されるインドロアザカルバゾール化合物が含まれることを特徴とする、有機電界発光素子。
【化１】
（式（１）において、Ｑ1及びＱ2のいずれかが窒素原子であり、Ｑ1及びＱ2のうち窒素原子ではないものはＣＨである。Ａｒ1及びＡｒ2は、それぞれ置換あるいは無置換のアリール基を表し、それぞれ同じであっても異なっていてもよい。Ｒ1乃至Ｒ8は、それぞれ水素原子、置換あるいは無置換のアルキル基又は置換あるいは無置換のアリール基を表し、それぞれ同じであっても異なっていてもよい。）
【請求項２】
前記発光層に、常温でリン光発光するＩｒ金属錯体がさらに含まれ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】
前記Ａｒ1及びＡｒ2が、フェニル基、ビフェニル基、フルオレニル基又はターフェニル基であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の有機電界発光素子。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の有機電界発光素子と、薄膜トランジスタと、を備えることを特徴とする、表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１１−１７６２０５（Ｐ２０１１−１７６２０５Ａ）
【公開日】平成２３年９月８日（２０１１．９．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−４０１８３（Ｐ２０１０−４０１８３）
【出願日】平成２２年２月２５日（２０１０．２．２５）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月８日（２０１１．９．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月２５日（２０１０．２．２５）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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