有機電界発光素子
【課題】従来の材料を使用した素子に比して、初期耐久性が大幅に向上した有機電界発光素子を提供する。
【解決手段】基板上に、一対の電極と、該電極間に発光層を有する有機電界発光素子であって、前記発光層に燐光性金属錯体Ａを含有し、該燐光性金属錯体Ａと同じ化学式で表されながら、配位子の配位方法が立体的に異なる構造異性体群Ｂを含有しないか所定量含有し、さらに、前記発光層のホスト材料は、その分子構造中に含まれる、下記式（ＩＩ）で表されるＮ−フェニルカルバゾール構造の窒素原子の数と、ホスト材料の分子全体に含まれる全炭素原子数との比Ｎ／Ｃを所定の範囲とした有機電界発光素子。
【解決手段】基板上に、一対の電極と、該電極間に発光層を有する有機電界発光素子であって、前記発光層に燐光性金属錯体Ａを含有し、該燐光性金属錯体Ａと同じ化学式で表されながら、配位子の配位方法が立体的に異なる構造異性体群Ｂを含有しないか所定量含有し、さらに、前記発光層のホスト材料は、その分子構造中に含まれる、下記式（ＩＩ）で表されるＮ−フェニルカルバゾール構造の窒素原子の数と、ホスト材料の分子全体に含まれる全炭素原子数との比Ｎ／Ｃを所定の範囲とした有機電界発光素子。
【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（以下、「素子」、「有機ＥＬ素子」ともいう。）は、低電圧駆動で高輝度の発光が得られることから活発に研究開発が行われている。有機電界発光素子は、一対の電極間に有機層を有し、陰極から注入された電子と陽極から注入された正孔とが有機層において再結合し、生成した励起子のエネルギーを発光に利用するものである。
【０００３】
近年、燐光発光材料を用いることにより、素子の高効率化が進んでいる。例えば、燐光発光材料としてイリジウム錯体や白金錯体などを用い、発光効率及び耐熱性が向上した有機電界発光素子が研究されている。
また、発光材料をホスト材料中にドープした発光層を用いるドープ型素子が広く採用されている。
【０００４】
特許文献１には、特定の燐光性金属錯体ａと、該燐光性金属錯体ａと同じ化学式で表されながら、該配位子の配位方法が立体的に異なる構造異性体ｂとを含有する有機電界発光素子用材料であって、該構造異性体ｂを該燐光性金属錯体ａに対して０．０５質量％以上５質量％以下含む材料を使用してなる有機電界発光素子が記載されている。
一方、特許文献２には、特定の燐光性金属錯体（フェイシャル体＝ｆａｃ体）とその構造異性体（メリヂオナル体＝ｍｅｒ体）を、単体或いは混合体の状態で発光材料として使用した有機電界発光素子が記載されている。
しかしながら、これら従来の材料を使用してなる有機電界発光素子は、加熱試験後の輝度維持率や輝度半減時間については一定の性能を示すが、有機電界発光素子の初期耐久性の点では必ずしも十分な性能を示すものではなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−０６８８４８号公報
【特許文献２】特開２００８−１３７９９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の材料を使用した有機電界発光素子は、加熱試験後の輝度維持率や輝度半減時間が一定の性能を示せば十分使用に耐えうるものであった。
一方、近年の有機ＥＬディスプレイ（以下、「表示装置」ともいう。）の迅速な実用化に伴い、ディスプレイの焼きつきが問題となってきている。焼きつきとは、ディスプレイの一部の画素が劣化によって輝度が落ち、周辺画素より暗くなることである。画素の輝度は、周辺画素より数パーセントだけ落ちると使用者がそれに気づくことが可能になるため、有機ＥＬ素子の駆動初期の耐久性が重要な性能指標となる。
ここで、有機ＥＬは発光原理によって燐光性と蛍光性に分けられ、燐光ＥＬは原理的に蛍光ＥＬより３倍の発光効率を得ることが可能なので将来性が期待されているが、耐久性が蛍光ＥＬより劣ることが一般である。
そこで、本発明者らは、発光層に燐光性金属錯体Ａを含有し、該燐光性金属錯体Ａと同じ化学式で表されながら、配位子の配位方法が立体的に異なる構造異性体群Ｂを含有しないか所定量含有し、さらに、前記発光層のホスト材料は、その分子構造中に含まれる、後述の式（ＩＩ）で表されるＮ−フェニルカルバゾール構造の窒素原子の数と、ホスト材料の分子全体に含まれる全炭素原子数との比Ｎ／Ｃを所定の範囲とすることにより、初期耐久性が大幅に向上した有機電界発光素子が提供されることを見出した。
【０００７】
すなわち、本発明の目的は、従来の材料を使用した素子に比して、初期耐久性が大幅に向上した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】
本発明者は鋭意検討の結果、基板上に、一対の電極と、該電極間に発光層を有する有機電界発光素子であって、前記発光層が、後述する一般式（Ｉ−Ａ）又は（Ｉ−Ｂ）で表される燐光性金属錯体Ａとホスト材料とを含有し、前記燐光性金属錯体Ａの構造異性体群Ｂが発光層に含有される割合は、発光層中に含まれる化合物全体に対しＨＰＬＣ含有率で０．５％未満であり、前記ホスト材料は、その分子構造中に含まれる、後述の式（ＩＩ）で表されるＮ−フェニルカルバゾール構造の窒素原子の数と、ホスト材料の分子全体に含まれる全炭素原子数との比Ｎ／Ｃが、１／２２未満の化合物であることを特徴とする有機電界発光素子は、従来の素子に比して、初期耐久性が大幅に向上することを見出した。
【０００９】
すなわち、本発明は下記の手段により前記課題を解決した。
〔１〕基板上に、一対の電極と、該電極間に発光層を有する有機電界発光素子であって、
前記発光層が、下記一般式（Ｉ−Ａ）又は（Ｉ−Ｂ）で表される燐光性金属錯体Ａとホスト材料とを含有し、
前記燐光性金属錯体Ａの構造異性体群Ｂが発光層に含有される割合は、発光層中に含まれる化合物全体に対しＨＰＬＣ含有率で０．５％未満であり、
前記ホスト材料は、その分子構造中に含まれる、下記式（ＩＩ）で表されるＮ−フェニルカルバゾール構造の窒素原子の数と、ホスト材料の分子全体に含まれる全炭素原子数との比Ｎ／Ｃが、１／２２未満であることを特徴とする有機電界発光素子。
【００１０】
【化１】
【００１１】
【化２】
（一般式（Ｉ−Ａ）中、Ｌ１及びＬｎはＸ１及びＹ１を有する二座配位子を表す。ＬｎはＬ１又はＬ２である。Ｘ１は窒素原子、酸素原子又は硫黄原子を表す。Ｙ１は炭素原子、窒素原子、酸素原子、硫黄原子又はりん原子を表す。Ｘ１≠Ｙ１である。Ｍは３価の金属イオンを表す。一般式（Ｉ−Ｂ）中、Ｌ１はＸ１及びＹ１を有する二座配位子を表し、Ｌ２はＸ２及びＹ２を有する二座配位子を表す。Ｘ１及びＸ２は窒素原子、酸素原子又は硫黄原子を表す。Ｙ１及びＹ２は炭素原子、窒素原子、酸素原子、硫黄原子又はりん原子を表す。Ｘ１≠Ｙ１、Ｘ１≠Ｘ２、Ｘ１≠Ｙ２、Ｙ１≠Ｘ２である。Ｍは３価の金属イオンを表す。）
【００１２】
【化３】
〔２〕前記構造異性体群Ｂが発光層に含有される割合が、発光層中に含まれる化合物全体に対しＨＰＬＣ含有率で０．１質量％未満であることを特徴する上記〔１〕に記載の有機電界発光素子。
〔３〕前記一般式（Ｉ−Ａ）又は（Ｉ−Ｂ）のＭがＩｒであることを特徴とする上記〔１〕又は〔２〕に記載の有機電界発光素子。
〔４〕前記一般式（Ｉ−Ａ）又は（Ｉ−Ｂ）で表される燐光性金属錯体Ａが、下記一般式（Ｉ−Ｉ）で表される化合物であることを特徴とする上記〔１〕〜〔３〕の何れか一項に記載の有機電界発光素子。
【００１３】
【化４】
（一般式（Ｉ−Ｉ）中、ＲＴ３’、ＲＴ３、ＲＴ４、ＲＴ５及びＲＴ６は、各々独立に水素原子又は置換基を表す。ＲＴ３、ＲＴ４、ＲＴ５及びＲＴ６は隣り合う任意の２つが互いに結合して、ＲＴ３、ＲＴ４、ＲＴ５及びＲＴ６が置換しているベンゼン環とともに縮合環を形成してもよく、該縮合環は更に置換基を有していてもよい。
環Ｑは窒素を１つ以上含む５員又は６員の芳香族複素環又は縮合芳香族複素環である。
（Ｘ−Ｌ３−Ｙ）は、補助配位子を表す。
ｍは２又は３の整数を表す。ｎは０又は１の整数を表す。ｍ＋ｎ＝３である。）
〔５〕前記燐光性金属錯体の発光ピーク波長が、４００〜５５０ｎｍの範囲内にあることを特徴とする上記〔１〕〜〔４〕の何れか一項に記載の有機電界発光素子。
〔６〕前記ホスト材料が、下記一般式（１）、（Ｔｐ−１）、（４−１）、（４−２）又は（４−３）で表される化合物であることを特徴とする上記〔１〕〜〔５〕の何れか一項に記載の有機電界発光素子。
【００１４】
【化５】
（Ｘ１０１は酸素原子又は硫黄原子を表す。Ｒ１０１〜Ｒ１０９はそれぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。
ｎは１以上の整数を表す。
ｎが１のとき、Ｌａはアリール基、ヘテロアリール基又はアリール基とヘテロアリール基とを組み合わせてなる１価の基である。Ｒ１０８がＲ１０９と隣接するとき、Ｒ１０８とＲ１０９は結合して脂環構造を形成してもよい。
ｎが２以上の整数のとき、Ｌａは、単結合又はｎ価の芳香族炭化水素基を表す。Ｒ１０８がＲ１０９と隣接するとき、Ｒ１０８とＲ１０９は結合して脂環構造を形成してもよい。）
【００１５】
【化６】
（ＺはＮ又はＣ（Ｒ１３）を表し、Ｒ１２〜Ｒ２３はそれぞれ独立に水素原子；アルキル基；アルキル基、フェニル基、フルオレニル基、ナフチル基、トリフェニレニル基、２−アザ−トリフェニレニル基、ピリジル基、ピロリル基、フリル基、チエニル基、インドリル基、ピリミジル基又はトリアジニル基で置換されていてもよいフェニル基、フルオレニル基、ナフチル基、トリフェニレニル基、２−アザ−トリフェニレニル基、ピリジル基、ピロリル基、フリル基、チエニル基、インドリル基、ピリミジル基又はトリアジニル基若しくはこれらを組み合わせてなる基を表す。ただし、Ｒ１２〜Ｒ２３が全て水素原子になることはない。）
【００１６】
【化７】
【００１７】
【化８】
（ｄ、ｅ、ｈ、iはそれぞれ独立して０〜３の整数を表し、ｄとｅ又はｈとiの組み合わせにおいて少なくとも一方は１以上である。ｆは１〜４の整数を表す。Ｒ’８はそれぞれ独立に置換基を表し、ｄ、ｅ、ｆ、ｈ、ｉが２以上である場合Ｒ’８は互いに異なっていても同じでも良い。ｎＣＺは１以上の整数を表す。
また、Ｒ’８の少なくとも１つは下記一般式（５）で表されるカルバゾール基を表す。）
【００１８】
【化９】
（一般式（５）中、Ｒ’９はそれぞれ独立に置換基を表す。ｇは０〜８の整数を表す。）
〔７〕上記〔１〕〜〔６〕の何れか一項に記載の、前記一般式（Ｉ−Ａ）又は（Ｉ−Ｂ）で表される燐光性金属錯体Ａと前記一般式（１）、（Ｔｐ−１）、（４−１）、（４−２）又は（４−３）で表されるホスト材料とを含有する、有機電界発光素子用の膜。
〔８〕上記〔１〕〜〔６〕の何れか一項に記載の有機電界発光素子を用いた発光装置。
〔９〕上記〔１〕〜〔６〕の何れか一項に記載の有機電界発光素子を用いた表示装置。
〔１０〕上記〔１〕〜〔６〕の何れか一項に記載の有機電界発光素子を用いた照明装置。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、従来の素子に比して、初期耐久性が大幅に向上した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】
【００２０】
【図１】本発明に係る有機電界発光素子の構成の一例を示す概略図である。
【図２】本発明に係る発光装置の一例を示す概略図である。
【図３】本発明に係る照明装置の一例を示す概略図である。
【図４】Ｔ９０とｍｅｒ体のＨＰＬＣ含有率との関係をプロットしたグラフである。
【図５】Ｔ５０とｍｅｒ体のＨＰＬＣ含有率との関係をプロットしたグラフである。
【図６】外部量子効率とｍｅｒ体のＨＰＬＣ含有率との関係をプロットしたグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の一般式の説明における水素原子は同位体（重水素原子等）も含み、また更に置換基を構成する原子は、その同位体も含んでいることを表す。
本発明において、上記アルキル基等の置換基の「炭素数」とは、アルキル基等の置換基が他の置換基によって置換されてもよい場合も含み、当該他の置換基の炭素数も包含する意味で用いる。
【００２２】
本発明において、置換基群Ａを以下のように定義する。
（置換基群Ａ）
アルキル基（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数１〜２０、特に好ましくは炭素数１〜１０であり、例えばメチル、エチル、イソプロピル、ｔｅｒｔ−ブチル、ｎ−オクチル、ｎ−デシル、ｎ−ヘキサデシル、シクロプロピル、シクロペンチル、シクロヘキシルなどが挙げられる。）、アルケニル基（好ましくは炭素数２〜３０、より好ましくは炭素数２〜２０、特に好ましくは炭素数２〜１０であり、例えばビニル、アリル、２−ブテニル、３−ペンテニルなどが挙げられる。）、アルキニル基（好ましくは炭素数２〜３０、より好ましくは炭素数２〜２０、特に好ましくは炭素数２〜１０であり、例えばプロパルギル、３−ペンチニルなどが挙げられる。）、アリール基（好ましくは炭素数６〜３０、より好ましくは炭素数６〜２０、特に好ましくは炭素数６〜１２であり、例えばフェニル、ｐ−メチルフェニル、ナフチル、アントラニルなどが挙げられる。）、アミノ基（好ましくは炭素数０〜３０、より好ましくは炭素数０〜２０、特に好ましくは炭素数０〜１０であり、例えば、ジメチルアミノ、ジエチルアミノ、ジベンジルアミノ、ジフェニルアミノ、ジトリルアミノなどが挙げられる。）、アルコキシ基（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数１〜２０、特に好ましくは炭素数１〜１０であり、例えばメトキシ、エトキシ、ブトキシ、２−エチルヘキシロキシなどが挙げられる。）、アリールオキシ基（好ましくは炭素数６〜３０、より好ましくは炭素数６〜２０、特に好ましくは炭素数６〜１２であり、例えばフェニルオキシ、１−ナフチルオキシ、２−ナフチルオキシなどが挙げられる。）、ヘテロ環オキシ基（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数１〜２０、特に好ましくは炭素数１〜１２であり、例えばピリジルオキシ、ピラジルオキシ、ピリミジルオキシ、キノリルオキシなどが挙げられる。）、アシル基（好ましくは炭素数２〜３０、より好ましくは炭素数２〜２０、特に好ましくは炭素数２〜１２であり、例えばアセチル、ベンゾイル、ホルミル、ピバロイルなどが挙げられる。）、アルコキシカルボニル基（好ましくは炭素数２〜３０、より好ましくは炭素数２〜２０、特に好ましくは炭素数２〜１２であり、例えばメトキシカルボニル、エトキシカルボニルなどが挙げられる。）、アリールオキシカルボニル基（好ましくは炭素数７〜３０、より好ましくは炭素数７〜２０、特に好ましくは炭素数７〜１２であり、例えばフェニルオキシカルボニルなどが挙げられる。）、アシルオキシ基（好ましくは炭素数２〜３０、より好ましくは炭素数２〜２０、特に好ましくは炭素数２〜１０であり、例えばアセトキシ、ベンゾイルオキシなどが挙げられる。）、アルキルチオ基（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数１〜２０、特に好ましくは炭素数１〜１２であり、例えばメチルチオ、エチルチオなどが挙げられる。）、アリールチオ基（好ましくは炭素数６〜３０、より好ましくは炭素数６〜２０、特に好ましくは炭素数６〜１２であり、例えばフェニルチオなどが挙げられる。）、ヘテロ環チオ基（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数１〜２０、特に好ましくは炭素数１〜１２であり、例えばピリジルチオ、２−ベンズイミゾリルチオ、２−ベンズオキサゾリルチオ、２−ベンズチアゾリルチオなどが挙げられる。）、スルホニル基（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数１〜２０、特に好ましくは炭素数１〜１２であり、例えばメシル、トシルなどが挙げられる。）、スルフィニル基（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数１〜２０、特に好ましくは炭素数１〜１２であり、例えばメタンスルフィニル、ベンゼンスルフィニルなどが挙げられる。）、ハロゲン原子（例えばフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子）、シアノ基、スルホ基、カルボキシル基、ニトロ基、スルフィノ基、イミノ基、ヘテロ環基（芳香族ヘテロ環基も包含し、好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数１〜１２であり、ヘテロ原子としては、例えば窒素原子、酸素原子、硫黄原子、リン原子、ケイ素原子、セレン原子、テルル原子であり、具体的にはピリジル、ピラジニル、ピリミジル、ピリダジニル、ピロリル、ピラゾリル、トリアゾリル、イミダゾリル、オキサゾリル、チアゾリル、イソキサゾリル、イソチアゾリル、キノリル、フリル、チエニル、セレノフェニル、テルロフェニル、ピペリジル、ピペリジノ、モルホリノ、ピロリジル、ピロリジノ、ベンゾオキサゾリル、ベンゾイミダゾリル、ベンゾチアゾリル、カルバゾリル基、アゼピニル基、シロリル基などが挙げられる。）、シリル基（好ましくは炭素数３〜４０、より好ましくは炭素数３〜３０、特に好ましくは炭素数３〜２４であり、例えばトリメチルシリル、トリフェニルシリルなどが挙げられる。）、シリルオキシ基（好ましくは炭素数３〜４０、より好ましくは炭素数３〜３０、特に好ましくは炭素数３〜２４であり、例えばトリメチルシリルオキシ、トリフェニルシリルオキシなどが挙げられる。）、ホスホリル基（例えばジフェニルホスホリル基、ジメチルホスホリル基などが挙げられる。）が挙げられる。これらの置換基は更に置換されてもよく、更なる置換基としては、以上に説明した置換基群Ａから選択される基を挙げることができる。
【００２３】
本発明の有機電界発光素子は、基板上に、一対の電極と、該電極間に発光層を有する有機電界発光素子であって、前記発光層が、後述する一般式（Ｉ−Ａ）又は（Ｉ−Ｂ）で表される燐光性金属錯体Ａとホスト材料とを含有し、前記燐光性金属錯体Ａの構造異性体群Ｂが発光層に含有される割合は、発光層中に含まれる化合物全体に対しＨＰＬＣ含有率で０．５％未満であり、前記ホスト材料は、その分子構造中に含まれる、後述の式（ＩＩ）で表されるＮ−フェニルカルバゾール構造の窒素原子の数と、ホスト材料の分子全体に含まれる全炭素原子数との比Ｎ／Ｃが、１／２２未満の化合物であることを特徴とする。
【００２４】
そして、有機電界発光素子の発光層における燐光性金属錯体Ａ、構造異性体群Ｂ及びホスト材料を本願所定のものとすることにより、構造異性体群Ｂの分解等によって生ずる消光物質の発生が相乗的に抑制され、初期耐久性が大幅に向上した有機電界発光素子が得られると推察される。
【００２５】
〔一般式（Ｉ−Ａ）又は（Ｉ−Ｂ）で表される燐光性金属錯体〕
以下、一般式（Ｉ−Ａ）又は（Ｉ−Ｂ）で表される燐光性金属錯体について説明する。
本発明において、構造異性体とは、同じ構造式で表されながら、錯体を構成する配位子の配位が立体的に異なるという関係にあるものをいう。
下記一般式（Ｉ−Ａ）又は（Ｉ−Ｂ）で表される燐光性金属錯体はフェイシャル体（以下、「ｆａｃ体」或いは、単に「ｆａｃ」という。）であり、その構造異性体としてはメリジオナル体（以下、「ｍｅｒ体」或いは、単に「ｍｅｒ」という。）が挙げられる。
【００２６】
【化１０】
【００２７】
【化１１】
【００２８】
（一般式（Ｉ−Ａ）中、Ｌ１及びＬｎはＸ１及びＹ１を有する二座配位子を表す。ＬｎはＬ１又はＬ２である。Ｘ１は窒素原子、酸素原子又は硫黄原子を表す。Ｙ１は炭素原子、窒素原子、酸素原子、硫黄原子又はりん原子を表す。Ｘ１≠Ｙ１である。Ｍは３価の金属イオンを表す。）
【００２９】
（一般式（Ｉ−Ｂ）中、Ｌ１はＸ１及びＹ１を有する二座配位子を表し、Ｌ２はＸ２及びＹ２を有する二座配位子を表す。Ｘ１及びＸ２は窒素原子、酸素原子又は硫黄原子を表す。Ｙ１及びＹ２は炭素原子、窒素原子、酸素原子、硫黄原子又はりん原子を表す。Ｘ１≠Ｙ１、Ｘ１≠Ｘ２、Ｘ１≠Ｙ２、Ｙ１≠Ｘ２である。Ｍは３価の金属イオンを表す。）
【００３０】
上記一般式（Ｉ−Ａ）又は（Ｉ−Ｂ）中、ＭはＩｒ、Ｐｔ又はＲｅであることが好ましく、Ｉｒ又はＰｔであることがより好ましく、Ｉｒであることが特に好ましい。
【００３１】
上記一般式（Ｉ−Ａ）又は（Ｉ−Ｂ）において、Ｘ1とＭを結んだ線の延長上に必ずＹ1が存在する構造を有するものがフェイシャル体である。そして、Ｘ1とＭを結んだ線の延長上にＸ1が存在したり、Ｙ1とＭを結んだ線の延長上にＹ1が存在する構造を有するものがメリジオナル体である。一般的に、フェイシャル体はメリジオナル体よりも対称性が高い。
【００３２】
例を挙げて具体的に説明すると、上記一般式（Ｉ−Ａ）において、Ｌｎ＝Ｌ１のときは、下記Ａ１がフェイシャル体であり、Ｂ１がメリジオナル体である。一方、Ｌｎ＝Ｌ２のときは、下記Ａ１’がフェイシャル体であり、Ｂ１’〜Ｂ３’がメリジオナル体である。
燐光性金属錯体Ａである一般式（Ｉ−Ａ）で表される化合物は下記Ａ１又はＡ１’となり、その構造異性体群ＢはＢ１又はＢ１’〜Ｂ３’となる。
【００３３】
（１）一般式（Ｉ−Ａ）、Ｌｎ＝Ｌ１のとき
【００３４】
【化１２】
【００３５】
（２）一般式（Ｉ−Ａ）、Ｌｎ＝Ｌ２のとき
【００３６】
【化１３】
【００３７】
また、上記一般式（Ｉ−Ｂ）において、下記Ａ１”がフェイシャル体であり、Ｂ１”〜Ｂ２”がメリジオナル体である。
燐光性金属錯体Ａである一般式（Ｉ−Ｂ）で表される化合物は下記Ａ１”となり、その構造異性体群ＢはＢ１”〜Ｂ２”となる。
【００３８】
【化１４】
【００３９】
フェイシャル体とメリジオナル体は、例えばＪ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．１２５巻，２４号，７３７７−７３８７頁（２００３年）に記載されているような方法を用いてそれぞれを選択的に合成することが可能である。また、混合物で得られたとしてもカラムクロマトグラフィーによりそれぞれを単離することができ、その構造を１Ｈ−ＮＭＲや１３Ｃ−ＮＭＲにより確認することができる。
【００４０】
（発光材料）
本発明において、上記一般式（Ｉ−Ａ）又は（Ｉ−Ｂ）で表される燐光性金属錯体Ａの構造異性体群Ｂが発光層に含有される割合は、発光層中に含まれる化合物全体に対しＨＰＬＣ含有率で０．５％未満である。
【００４１】
ＨＰＬＣ含有率とは、複数の化合物を含む混合物を溶剤に溶かし、所定の測定温度及び検出波長における各化合物のピーク面積をＨＰＬＣ（高速液体クロマトグラフィー）にて検出し（以下、「ＨＰＬＣ測定」ともいう。）、上記混合物に含まれる化合物全体のピーク面積の和に対する、ＨＰＬＣ含有率を求めたい化合物のピーク面積の比率（％）により求まる値である。
【００４２】
本発明において、発光層中に含まれる化合物全体に対する構造異性体群ＢのＨＰＬＣ含有率は、以下の方法で求めた。
まず、発光層に使用する各材料を素子の発光層を形成する場合と同じ蒸着条件で、面積が５ｃｍ２の基板に対して膜厚が１００ｎｍとなるように積層した。次いで、得られた膜を以下の条件（溶剤：ＴＨＦと水の１：１混合溶剤、測定温度：４０℃、検出波長：２５４ｎｍ）でＨＰＬＣ測定し、上記膜に含まれる化合物全体のピーク面積の和に対する、構造異性体群Ｂに相当する化合物のピーク面積の比率（％）を求め、発光層中に含まれる化合物全体に対する構造異性体群ＢのＨＰＬＣ含有率（以下、「構造異性体群ＢのＨＰＬＣ含有率」又は「ｍｅｒ体のＨＰＬＣ含有率」ともいう。）とした。
なお、上記構造異性体群ＢのＨＰＬＣ含有率は、溶剤をＴＨＦと水の１：１混合溶剤に代えて該混合溶剤と極性が等しい溶剤を用いても、測定温度を４０±１０℃としても、検出波長を２００〜４００ｎｍの範囲で変えても、等しい結果が得られる。
【００４３】
発光層における構造異性体群ＢのＨＰＬＣ含有率は０．５％未満であることが好ましく、０．３％未満であることがより好ましく、０．１％未満であることが最も好ましい。
また、構造異性体群Ｂを除去するための操作に伴う生産性の低下を勘案すると、発光層における構造異性体群ＢのＨＰＬＣ含有率は０％でなくてもよい。構造異性体群ＢのＨＰＬＣ含有率が０．５％未満であれば、当該含有率が０．０１％以上、０．０３％以上、又は０．０５％以上であっても本願発明の効果は十分に発揮される。
構造異性体群ＢのＨＰＬＣ含有率は、再結晶及びカラムクロマトグラフィーによる燐光性金属錯体の精製の回数により調節することができる。
【００４４】
ここで、本願の燐光性金属錯体Ａに相当するｆａｃ体は、本願の構造異性体群Ｂに相当するｍｅｒ体と比べて、熱や光に対して安定であることが一般的である。例えば、ｍｅｒ体は熱や光で配位子が脱離し、ｆａｃ体への異性化反応が起こることが一般に知られている。
構造異性体群ＢのＨＰＬＣ含有率が上記のとおりであることが好ましい理由として、以下のことが考えられる。有機ＥＬの燐光性金属錯体として６座金属錯体を使用する場合、一般に高い発光効率の観点からｆａｃ体が使われるが、その中に混入している微量なｍｅｒ体は駆動初期に分解し、何らかの反応を経由して消光物質が生成されることにより、素子の駆動初期における輝度の急激な低下を起こすと推察される。
【００４５】
ｆａｃ体の中に微量なｍｅｒ体が混入していることは、ＬＣ−ＭＳ（液体クロマトグラフ質量分析）測定において、分子量が同じで保持時間が異なるピークが出現することによっても確認することができる。
【００４６】
一般式（Ｉ−Ａ）又は（Ｉ−Ｂ）で表される燐光性金属錯体としては、以下に示す一般式（Ｉ−Ｉ）で表されるイリジウム錯体を用いることが好ましい。
【００４７】
【化１５】
【００４８】
（一般式（Ｉ−Ｉ）中、ＲＴ３’、ＲＴ３、ＲＴ４、ＲＴ５及びＲＴ６は、各々独立に水素原子又は置換基を表す。
ＲＴ３、ＲＴ４、ＲＴ５及びＲＴ６は隣り合う任意の２つが互いに結合して、ＲＴ３、ＲＴ４、ＲＴ５及びＲＴ６が置換しているベンゼン環とともに縮合環を形成してもよく、該縮合環は更に置換基を有していてもよい。
ＲＴ３’とＲＴ６は、−Ｃ（ＲＴ）２−Ｃ（ＲＴ）２−、−ＣＲＴ＝ＣＲＴ−、−Ｃ（ＲＴ）２−、−Ｏ−、−ＮＲＴ−、−Ｏ−Ｃ（ＲＴ）２−、−ＮＲＴ−Ｃ（ＲＴ）２−及び−Ｎ＝ＣＲＴ−から選択される連結基によって連結されて環を形成してもよく、ＲＴはそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、又はヘテロアリール基を表し、更に置換基を有していてもよい。
環Ｑは窒素を１つ以上含む５員又は６員の芳香族複素環又は縮合芳香族複素環である。
（Ｘ−Ｌ３−Ｙ）は、補助配位子を表す。ｍは２又は３の整数を表す。ｎは０又は１の整数を表す。ｍ＋ｎ＝３である。）
【００４９】
ＲＴ３’、ＲＴ３、ＲＴ４、ＲＴ５及びＲＴ６が表す置換基としては、それぞれ独立に前記置換基群Ａを挙げることができ、好ましくはアルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、−ＣＮ、ペルフルオロアルキル基、トリフルオロビニル基、−ＣＯ２ＲＴ、−Ｃ（Ｏ）ＲＴ、−Ｎ（ＲＴ）２、−ＮＯ２、−ＯＲＴ、フッ素原子、アリール基又はヘテロアリール基を表し（ＲＴはそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、又はヘテロアリール基を表す。）、更に後述の置換基Ｔ１を有していてもよい。
【００５０】
アルキル基としては、置換基を有していてもよく、飽和であっても不飽和であってもよく、置換してもよい基としては、後述の置換基Ｔ１を挙げることができる。ＲＴ３’、ＲＴ３、ＲＴ４、ＲＴ５、ＲＴ６で表されるアルキル基として、好ましくは総炭素原子数１〜８のアルキル基であり、より好ましくは総炭素原子数１〜６のアルキル基であり、例えばメチル基、エチル基、ｉ−プロピル基、シクロヘキシル基、ｔ−ブチル基等が挙げられる。
シクロアルキル基としては、置換基を有していてもよく、飽和であっても不飽和であってもよく、置換してもよい基としては、後述の置換基Ｔ１を挙げることができる。ＲＴ３’、ＲＴ３、ＲＴ４、ＲＴ５、ＲＴ６で表されるシクロアルキル基として、好ましくは環員数４〜７のシクロアルキル基であり、より好ましくは総炭素原子数５〜６のシクロアルキル基であり、例えばシクロペンチル基、シクロヘキシル基等が挙げられる。
ＲＴ３’、ＲＴ３、ＲＴ４、ＲＴ５、ＲＴ６で表されるアルケニル基としては好ましくは炭素数２〜３０、より好ましくは炭素数２〜２０、特に好ましくは炭素数２〜１０であり、例えばビニル、アリル、１−プロペニル、１−イソプロペニル、１−ブテニル、２−ブテニル、３−ペンテニルなどが挙げられる。
ＲＴ３’、ＲＴ３、ＲＴ４、ＲＴ５、ＲＴ６で表されるアルキニル基としては、好ましくは炭素数２〜３０、より好ましくは炭素数２〜２０、特に好ましくは炭素数２〜１０であり、例えばエチニル、プロパルギル、１−プロピニル、３−ペンチニルなどが挙げられる。
【００５１】
ＲＴ３’、ＲＴ３、ＲＴ４、ＲＴ５、ＲＴ６で表されるアリール基としては、好ましくは、炭素数６から３０の置換若しくは無置換のアリール基、例えば、フェニル基、トリル基、ナフチル基等が挙げられる。
【００５２】
ＲＴ３’、ＲＴ３、ＲＴ４、ＲＴ５、ＲＴ６で表されるヘテロアリール基としては、好ましくは、炭素数５〜８のヘテロアリール基であり、より好ましくは、５又は６員の置換若しくは無置換のヘテロアリール基であり、例えば、ピリジル基、ピラジニル基、ピリダジニル基、ピリミジニル基、トリアジニル基、キノリニル基、イソキノリニル基、キナゾリニル基、シンノリニル基、フタラジニル基、キノキサリニル基、ピロリル基、インドリル基、フリル基、ベンゾフリル基、チエニル基、ベンゾチエニル基、ピラゾリル基、イミダゾリル基、ベンズイミダゾリル基、トリアゾリル基、オキサゾリル基、ベンズオキサゾリル基、チアゾリル基、ベンゾチアゾリル基、イソチアゾリル基、ベンズイソチアゾリル基、チアジアゾリル基、イソオキサゾリル基、ベンズイソオキサゾリル基、ピロリジニル基、ピペリジニル基、ピペラジニル基、イミダゾリジニル基、チアゾリニル基、スルホラニル基、カルバゾリル基、ジベンゾフリル基、ジベンゾチエニル基、ピリドインドリル基などが挙げられる。好ましい例としては、ピリジル基、ピリミジニル基、イミダゾリル基、チエニル基であり、より好ましくは、ピリジル基、ピリミジニル基である。
【００５３】
ＲＴ３’、ＲＴ３、ＲＴ４、ＲＴ５及びＲＴ６として好ましくは、水素原子、アルキル基、シアノ基、トリフルオロメチル基、ペルフルオロアルキル基、ジアルキルアミノ基、フッ素原子、アリール基、ヘテロアリール基であり、より好ましくは水素原子、アルキル基、シアノ基、トリフルオロメチル基、フッ素原子、アリール基であり、更に好ましくは、水素原子、アルキル基、アリール基である。
置換基Ｔ１はそれぞれ独立に、フッ素原子、−Ｒ’、−ＯＲ’、−Ｎ（Ｒ’）２、−ＳＲ’、−Ｃ（Ｏ）Ｒ’、−Ｃ（Ｏ）ＯＲ’、−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ’）２、−ＣＮ、−ＮＯ２、−ＳＯ２、−ＳＯＲ’、−ＳＯ２Ｒ’、又は−ＳＯ３Ｒ’を表し、Ｒ’はそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基、ペルフルオロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、ヘテロアルキル基、アリール基又はヘテロアリール基を表す。置換基Ｔ１としては、アルキル基、アルコキシ基、フッ素原子、シアノ基、ジアルキルアミノ基が好ましい。
【００５４】
ＲＴ３、ＲＴ４、ＲＴ５及びＲＴ６は隣り合う任意の２つが互いに結合して、ＲＴ３、ＲＴ４、ＲＴ５及びＲＴ６が置換しているベンゼン環とともに縮合環を形成してもよく、該縮合環としては、ナフタレン環、キノリン環、イソキノリン環、カルバゾール環、ジベンゾフラン環又はジベンゾチオフェン環が好ましく、カルバゾール環、ジベンゾフラン環又はジベンゾチオフェン環がより好ましく、ジベンゾフラン環が特に好ましい。該縮合環は更に置換基を有していてもよく、好ましくは置換基Ｔ１を有していてもよい。
【００５５】
環Ｑが表す芳香族複素環としては、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、ピラゾール環、イミダゾール環、トリアゾール環、オキサゾール環、オキサジアゾール環、チアゾール環、チアジアゾール環、等が挙げられる。好ましくはピリジン環、ピラジン環であり、より好ましくはピリジン環である。
【００５６】
環Ｑが表す縮合芳香族複素環としては、キノリン環、イソキノリン環、キノキサリン環等が挙げられる。好ましくはキノリン環、イソキノリン環であり、より好ましくはキノリン環である。
【００５７】
ｍは２であることが好ましい。すなわち、ｎは１であることが好ましい。
【００５８】
一般式（Ｉ−Ｉ）で表される金属錯体は、一般式（Ｉ−Ｉ）における下記一般式（Ｉ−Ｉ−Ａ）で表される配位子若しくはその互変異性体と、（Ｘ−Ｌ３−Ｙ）で表される配位子若しくはその互変異性体との組み合わせを含んで構成されるか、該金属錯体の配位子の全てが下記一般式（Ｉ−Ｉ−Ａ）で表される配位子又はその互変異性体のみで構成されていてもよい。
【００５９】
【化１６】
【００６０】
（一般式（Ｉ−Ｉ−Ａ）中、ＲＴ３’、ＲＴ３、ＲＴ４、ＲＴ５、ＲＴ６及びＱは、一般式（Ｉ−Ｉ）における、ＲＴ３’、ＲＴ３、ＲＴ４、ＲＴ５、ＲＴ６及びＱと同義である。＊はイリジウムへの配位位置を表す。）
【００６１】
更に従来公知の金属錯体形成に用いられる、所謂配位子として当該業者が周知の配位子（配位化合物ともいう）を必要に応じて（Ｘ−Ｌ３−Ｙ）で表される配位子として有していてもよい。
【００６２】
従来公知の金属錯体に用いられる配位子としては、種々の公知の配位子があるが、例えば、「Ｐｈｏｔｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｐｈｏｔｏｐｈｙｓｉｃｓ ｏｆ Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ Ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ」Ｓｐｒｉｎｇｅｒ−Ｖｅｒｌａｇ社 Ｈ．Ｙｅｒｓｉｎ著 １９８７年発行、「有機金属化学−基礎と応用−」裳華房社 山本明夫著 １９８２年発行等に記載の配位子（例えば、ハロゲン配位子（好ましくは塩素配位子）、含窒素ヘテロアリール配位子（例えば、ビピリジル、フェナントロリンなど）、ジケトン配位子（例えば、アセチルアセトンなど）が挙げられる。
【００６３】
以下に、（Ｘ−Ｌ３−Ｙ）で表される配位子の例を具体的に挙げるが、本発明はこれらに限定されない。
【００６４】
【化１７】
【００６５】
上記（Ｘ−Ｌ３−Ｙ）で表される配位子の例において、＊は一般式（Ｉ−Ｉ）におけるイリジウムへの配位位置を表す。Ｒｘ、Ｒｙ及びＲｚはそれぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。該置換基としては前記置換基群Ａから選ばれる置換基が挙げられる。好ましくは、Ｒｘ、Ｒｚはそれぞれ独立にアルキル基、ペルフルオロアルキル基、フッ素原子、アリール基のいずれかであり、より好ましくは炭素数１〜４のアルキル基、炭素数１〜４のペルフルオロアルキル基、フッ素原子、置換されていても良いフェニル基であり、最も好ましくはメチル基、エチル基、トリフルオロメチル基、フッ素原子、フェニル基である。Ｒｙは好ましくは水素原子、アルキル基、ペルフルオロアルキル基、フッ素原子、アリール基のいずれかであり、より好ましくは水素原子、炭素数１〜４のアルキル基、置換されていても良いフェニル基であり、最も好ましくは水素原子、メチル基のいずれかである。これら配位子は素子中で電荷を輸送したり励起によって電子が集中する部位ではないと考えられるため、Ｒｘ、Ｒｙ、Ｒｚは化学的に安定な置換基であれば良く、本発明の効果にも影響を及ぼさない。
これらの配位子を有する錯体は、対応する配位子前駆体を用いることで公知の合成例と同様に合成できる。例えば国際公開２００９−０７３２４５号４６ページに記載の方法と同様に、市販のジフルオロアセチルアセトンを用いて以下に示す方法で合成する事ができる。
【００６６】
【化１８】
【００６７】
また、（Ｘ−Ｌ３−Ｙ）で表される配位子として一般式（Ｉ−１５）に示すモノアニオン性配位子を用いる事もできる。
【００６８】
【化１９】
【００６９】
一般式（Ｉ−１５）におけるＲＴ７〜ＲＴ１０は、一般式（Ｉ−Ｉ）におけるＲＴ３〜ＲＴ６と同義であり、好ましい範囲も同様である。ＲＴ７’〜ＲＴ１０’は、ＲＴ３’と同義であり、好ましい範囲もＲＴ３’と同様である。＊はイリジウムへの配位位置を表す。
【００７０】
（Ｘ−Ｌ３−Ｙ）で表される配位子は、錯体合成が容易であるため（Ｉ−１）、（Ｉ−４）、（Ｉ−５）、（Ｉ−１５）が好ましく、最も好ましくは（Ｉ−１５）である。
【００７１】
前記一般式（Ｉ−Ｉ）で表される化合物は、好ましくは下記一般式（Ｉ−ＩＩ）で表される化合物である。
【００７２】
【化２０】
【００７３】
（一般式（Ｉ−ＩＩ）中、ＲＴ３’〜ＲＴ６’及びＲＴ３〜ＲＴ６はそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、−ＣＮ、ペルフルオロアルキル基、トリフルオロビニル基、−ＣＯ２ＲＴ、−Ｃ（Ｏ）ＲＴ、−Ｎ（ＲＴ）２、−ＮＯ２、−ＯＲＴ、フッ素原子、アリール基又はヘテロアリール基を表し、更に後述の置換基Ｔ２を有していてもよい。
ＲＴ３、ＲＴ４、ＲＴ５及びＲＴ６は隣り合う任意の２つが互いに結合して、ＲＴ３、ＲＴ４、ＲＴ５及びＲＴ６が置換しているベンゼン環とともに縮合環を形成してもよく、該縮合環は更に後述の置換基Ｔ２を有していてもよい。当該縮合環及びそれが有していてもよい置換基の範囲は、一般式（Ｉ−Ｉ）におけるＲＴ３、ＲＴ４、ＲＴ５及びＲＴ６が置換しているベンゼン環とともに形成してもよい縮合環及びそれが有していてもよい置換基の範囲と同様であり、好ましい範囲も同様である。
ＲＴ３’とＲＴ６は、−Ｃ（ＲＴ）２−Ｃ（ＲＴ）２−、−ＣＲＴ＝ＣＲＴ−、−Ｃ（ＲＴ）２−、−Ｏ−、−ＮＲＴ−、−Ｏ−Ｃ（ＲＴ）２−、−ＮＲＴ−Ｃ（ＲＴ）２−及び−Ｎ＝ＣＲＴ−から選択される連結基によって連結されて環を形成してもよい。
ＲＴはそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、ヘテロアルキル基、アリール基、又はヘテロアリール基を表し、更に置換基Ｔ２を有していてもよい。
置換基Ｔ２はそれぞれ独立に、フッ素原子、−Ｒ’、−ＯＲ’、−Ｎ（Ｒ’）２、−ＳＲ’、−Ｃ（Ｏ）Ｒ’、−Ｃ（Ｏ）ＯＲ’、−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ’）２、−ＣＮ、−ＮＯ２、−ＳＯ２、−ＳＯＲ’、−ＳＯ２Ｒ’、又は−ＳＯ３Ｒ’を表し、Ｒ’はそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基、ペルフルオロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、ヘテロアルキル基、アリール基又はヘテロアリール基を表す。
（Ｘ−Ｌ３−Ｙ）は、配位子を表す。ｍＴは２又は３、ｎＴは０又は１を表す。ｍＴ＋ｎＴは３である。）
【００７４】
一般式（Ｉ−ＩＩ）におけるＲＴ３’、ＲＴ３〜ＲＴ６、（Ｘ−Ｌ３−Ｙ）、ｍＴ及びｎＴの好ましい範囲は、一般式（Ｉ−Ｉ）におけるＲＴ３’、ＲＴ３〜ＲＴ６、（Ｘ−Ｌ３−Ｙ）、ｍ及びｎの好ましい範囲と同様である。
ＲＴ４’は水素原子、アルキル基、アリール基、フッ素原子が好ましく、水素原子がより好ましい。
ＲＴ５’及びＲＴ６’は水素原子を表すか、又は互いに結合して縮合４〜７員環式基を形成することが好ましく、該縮合４〜７員環式基は、シクロアルキル、シクロヘテロアルキル、アリール、又はヘテロアリールであることがより好ましく、アリールであることが更に好ましい。
ＲＴ４’〜ＲＴ６’における置換基Ｔ２としてはアルキル基、アルコキシ基、フッ素原子、シアノ基、アルキルアミノ基、ジアリールアミノ基が好ましく、アルキル基がより好ましい。
【００７５】
前記一般式（Ｉ−ＩＩ）で表される化合物の好ましい形態の一つは、下記一般式（Ｉ−ＩＩＩ）で表される場合である。
【００７６】
【化２１】
【００７７】
一般式（Ｉ−ＩＩＩ）におけるＲＴ３’〜ＲＴ６’、ＲＴ３〜ＲＴ６は、一般式（Ｉ−ＩＩ）におけるＲＴ３’〜ＲＴ６’、ＲＴ３〜ＲＴ６と同義であり、好ましい範囲も同様である。
ｍＴ３は２を表す。
ＲＴ７〜ＲＴ１０は、ＲＴ３〜ＲＴ６と同義であり、好ましい範囲も同様である。ＲＴ７’〜ＲＴ１０’は、ＲＴ３’〜ＲＴ６’と同義であり、好ましい範囲も同様である。
【００７８】
前記一般式（Ｉ−ＩＩ）で表される化合物の好ましい別の形態は、下記一般式（Ｉ−ＩＶ）で表される化合物である。
【００７９】
【化２２】
【００８０】
一般式（Ｉ−ＩＶ）におけるＲＴ３’〜ＲＴ７’、ＲＴ３〜ＲＴ６、（Ｘ−Ｌ３−Ｙ）、ｍＴ及びｎＴは、一般式（Ｉ−ＩＩ）におけるＲＴ３’〜ＲＴ６’、ＲＴ３〜ＲＴ６、（Ｘ−Ｌ３−Ｙ）、ｍＴ及びｎＴと同義であり、好ましい範囲も同様である。ＲＴ３’〜ＲＴ７’及びＲＴ３〜ＲＴ６のうち、０〜２つがアルキル基又はフェニル基で残りが全て水素原子である場合が特に好ましく、ＲＴ３’〜ＲＴ６’及びＲＴ３〜ＲＴ６のうち、１つ又は２つがアルキル基で残りが全て水素原子である場合が更に好ましい。
【００８１】
前記一般式（Ｉ−ＩＩ）で表される化合物の好ましい別の形態は、下記一般式（Ｉ−Ｖ）で表される化合物である。
【００８２】
【化２３】
【００８３】
一般式（Ｉ−Ｖ）におけるＲＴ３’〜ＲＴ７’、ＲＴ３〜ＲＴ６、（Ｘ−Ｌ３−Ｙ）、ｍＴ及びｎＴは、一般式（Ｉ−ＩＩ）におけるＲＴ３’〜ＲＴ６’、ＲＴ３〜ＲＴ６、（Ｘ−Ｌ３−Ｙ）、ｍＴ及びｎＴと同義であり、好ましいものも同様である。
【００８４】
一般式（Ｉ−Ｉ）で表される化合物の好ましい別の形態は、下記一般式（Ｉ−ＶＩ）で表される場合である。
【００８５】
【化２４】
【００８６】
一般式（Ｉ−ＶＩ）中、Ｒ１ａ〜Ｒ１ｉの定義や好ましい範囲は一般式（Ｉ−Ｉ）におけるＲＴ３〜ＲＴ６におけるものと同様である。またＲ１ａ〜Ｒ１ｉのうち、０〜２つがアルキル基又はアリール基で残りが全て水素原子である場合が特に好ましい。（Ｘ−Ｌ３−Ｙ）、ｍ及びｎの定義や好ましい範囲は一般式（Ｉ−Ｉ）における（Ｘ−Ｌ３−Ｙ）、ｍ及びｎと同様である。
【００８７】
一般式（Ｉ−Ａ）又は（Ｉ−Ｂ）で表される燐光性金属錯体は、例えば、特開２０１１−０６８８４８号明細書、米国特許出願公開第２００７／０１９０３５９号明細書や米国特許出願公開第２００８／０２９７０３３号明細書等に記載の方法により合成することができる。
【００８８】
一般式（Ｉ−Ｉ）で表される化合物の好ましい具体例を以下に列挙するが、以下に限定されるものではない。
【００８９】
【化２５】
【００９０】
【化２６】
【００９１】
【化２７】
【００９２】
（ホスト材料）
ホスト材料とは、発光層において主に電荷の注入、輸送を担う化合物であり、また、それ自体は実質的に発光しない化合物のことである。ここで「実質的に発光しない」とは、該実質的に発光しない化合物からの発光量が好ましくは素子全体での全発光量の５％以下であり、より好ましくは３％以下であり、更に好ましくは１％以下であることを言う。
ホスト材料としては、その分子構造中に含まれる、下記式（ＩＩ）で表されるＮ−フェニルカルバゾール構造の窒素原子の数と、ホスト材料の分子全体に含まれる全炭素原子数との比Ｎ／Ｃ（以下、「ホストＮ／Ｃ比」ともいう。）が、１／２２未満である化合物であれば特に限定されないが、本発明の一般式（１）、（Ｔｐ−１）、（４−１）、（４−２）又は（４−３）で表される化合物を用いることができる。
【００９３】
【化２８】
【００９４】
ここで、上記ホストＮ／Ｃ比を求める際に考慮される窒素原子は、上記式（ＩＩ）で表されるＮ−フェニルカルバゾール構造の、フェニル基が置換した窒素原子に限られる。
したがって、例えば、ホストの分子構造中にＮ−アルキルカルバゾール構造、トリアジン構造、シアノ基が含まれていたとしても、当該Ｎ−アルキルカルバゾール構造、トリアジン構造、シアノ基に含まれる窒素原子の数は、ホストＮ／Ｃ比を求める際には考慮されない。
【００９５】
上記式（ＩＩ）で表されるＮ−フェニルカルバゾール構造の窒素原子の数と、ホスト材料の分子全体に含まれる全炭素原子数との比Ｎ／Ｃを上記の範囲とすることにより、本願発明の効果が発揮される理由は定かではないが、以下の理由が考えられる。
ホスト材料に含まれる上記窒素原子と、該窒素原子に結合する芳香族の原子との間の結合は切断されやすく、結合が切断されることにより発生するラジカル、ラジカルアニオン等の反応活性種が発生しやすい。そして、発生した反応活性種は、ホスト材料や燐光性金属錯体と反応して消光物質や電荷トラップを発生し、有機電界発光素子の初期耐久性を低下させる要因となると推認される。
当該ホスト材料中の結合の切断に起因する素子の初期耐久性の低下は、上記ｍｅｒ体の分解に起因する素子の初期耐久性の低下と競合関係にあると考えられる。すなわち、ホストＮ／Ｃ比が１／２２以上では、ホスト材料中の結合の切断が素子の初期耐久性の低下に対して支配的要因となり、ｍｅｒ体のＨＰＬＣ含有率が０．５％以上では、ｍｅｒ体の分解が素子の初期耐久性の低下に対して支配的要因となると推認される。
【００９６】
〔一般式（１）又は（Ｔｐ−１）で表されるホスト材料〕
【００９７】
以下、一般式（１）で表される化合物について説明する。
一般式（１）で表されるホスト材料としては、ホストＮ／Ｃ比が１／２２未満である化合物を使用することができる。
【００９８】
本発明において、上記ホストＮ／Ｃ比は１／２２未満であり、１／２３未満であることが好ましく、１／４７未満であることがより好ましく、０であることが最も好ましい。
【００９９】
【化２９】
【０１００】
一般式（１）中、Ｘ１０１は酸素原子又は硫黄原子を表す。Ｒ１０１〜Ｒ１０９はそれぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。
ｎは１以上の整数を表す。
ｎが１のとき、Ｌａはアリール基、ヘテロアリール基又はアリール基とヘテロアリール基とを組み合わせてなる１価の基である。Ｒ１０８がＲ１０９と隣接するとき、Ｒ１０８とＲ１０９は結合して脂環構造を形成してもよい。
ｎが２以上の整数のとき、Ｌａは、単結合又はｎ価の芳香族炭化水素基を表す。Ｒ１０８がＲ１０９と隣接するとき、Ｒ１０８とＲ１０９は結合して脂環構造を形成してもよい。
【０１０１】
Ｒ１０８とＲ１０９とが結合して形成する脂環構造は、置換基を有してもよいが、芳香環との縮環を形成するものではない。置換基としては、前記置換基群Ａが挙げられる。
【０１０２】
Ｒ１０１〜Ｒ１０７が表す置換基としては、それぞれ独立に前記置換基群Ａを挙げることができ、該置換基は更に置換基を有してもよく、更なる置換基としては、前記置換基群Ａから選択される基を挙げることができる。
【０１０３】
Ｒ１０１〜Ｒ１０９としては、水素原子、アルキル基、シアノ基又はアリール基が好ましい。
ｎが１のときのＬａはアリール基とヘテロアリール基とを組み合わせてなる１価の基であることが好ましく、フェニル基とピリジル基又はピリミジル基とを組み合わせてなる１価の基であることがより好ましく、フェニル基とピリミジル基とを組み合わせてなる１価の基であることが特に好ましい。
Ｘ１０１は硫黄原子であることが好ましい。
【０１０４】
Ｒ１０１〜Ｒ１０９が表すアルキル基は、直鎖、分岐鎖、又は環状のアルキル基であり、好ましくは炭素数１〜１８のアルキル基であり、より好ましくは炭素数１〜１２のアルキル基であり、更に好ましくは炭素数１〜６のアルキル基である。Ｒ１０１〜Ｒ１０７で表されるアルキル基は、特に好ましくはメチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｉ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ｉ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ネオペンチル基、ｔ−アミル基、ｓ−イソアミル基、シクロペンチル基、ｎ−ヘキシル基、及びシクロヘキシル基のいずれかであり、最も好ましくはメチル基、ｉ−プロピル基、ｎ−ブチル基、及びｔ−ブチル基のいずれかである。
Ｒ１０１〜Ｒ１０９が表すアリール基は、好ましくは炭素数６〜３０、より好ましくは炭素数６〜２０、特に好ましくは炭素数６〜１２であり、例えばフェニル基、ｐ−メチルフェニル基、キシリル基、ビフェニル基、ナフチル基、又はアントラニル基などが挙げられる。
【０１０５】
Ｒ１０１〜Ｒ１０９としてより好ましくは、水素原子、メチル基、ｔ−ブチル基、シアノ基、又はフェニル基であり水素原子が更に好ましい。
Ｒ１０１〜Ｒ１０９が更なる置換基を有する場合の置換基としては、前記置換基群Ａを挙げることができ、シアノ基又は置換又は無置換のアリール基（フェニル基、又はビフェニル基）が好ましく、シアノ基、又はフェニル基が好ましく、フェニル基がより好ましい。
【０１０６】
Ｒ１０８としては水素原子が好ましい。
Ｒ１０８としての置換基は、前記置換基群Ａを挙げることができ、該置換基は更に置換基を有してもよい。
Ｒ１０８としての置換基は、シアノ基及びアリール基が好ましい。アリール基としては、好ましくは炭素数６〜３０、より好ましくは炭素数６〜２０、特に好ましくは炭素数６〜１２であり、例えばフェニル基、ｐ−メチルフェニル基、キシリル基、ビフェニル基、ナフチル基、又はアントラニル基などが挙げられ、フェニル基が好ましい。
【０１０７】
Ｒ１０９としては水素原子が好ましい。
Ｒ１０９としての置換基は、前記置換基群Ａを挙げることができ、該置換基は更に置換基を有してもよい。
Ｒ１０９としての置換基は、シアノ基及びアリール基が好ましい。アリール基としては、好ましくは炭素数６〜３０、より好ましくは炭素数６〜２０、特に好ましくは炭素数６〜１２であり、例えばフェニル基、ｐ−メチルフェニル基、キシリル基、ビフェニル基、ナフチル基、又はアントラニル基などが挙げられ、フェニル基が好ましい。
【０１０８】
Ｒ１０８又はＲ１０９が更なる置換基を有する場合の置換基としては、前記置換基群Ａから選択される基を挙げることができ、シアノ基又は置換又は無置換のアリール基（フェニル基、又はビフェニル基）が好ましく、シアノ基、又はフェニル基が好ましく、フェニル基がより好ましい。
【０１０９】
ｎは１以上の整数を表し、１〜３であることが好ましく、１又は２であることがより好ましく、２であることが更に好ましい。ｎが２以上の整数を表す場合、一般式（１）中に複数存在するＸ１０１、Ｒ１０１〜Ｒ１０９はそれぞれ異なってもよい。
【０１１０】
Ｌａのｎ価の芳香族炭化水素基としては、置換基を有していてもよいベンゼン環又はその複数が単結合により連結して形成した構造を有し、ｎ個の結合手を有する連結基が挙げられる。例えば、一般式（Ａ）で表される連結基が挙げられる。なお、＊は結合手を表し、一般式（Ａ）中にｎ個存在する。
【０１１１】
【化３０】
【０１１２】
Ｒ４１１は、各々独立に置換基を表す。ｎ４１１は、各々独立に０〜４の整数を表す。
ｍは１以上の整数を表し、好ましくは１〜６の整数を表す。
Ｌａとしてのｎ価の芳香族炭化水素基は、例えば、下記連結基群より選ばれる基を挙げることができる。
中でもＬ２、Ｌ３、Ｌ７、Ｌ９、Ｌ１１、Ｌ１３，Ｌ１４のいずれかが好ましく、Ｌ２、Ｌ７、Ｌ９、Ｌ１１、Ｌ１３、Ｌ１４がより好ましく、Ｌ２、Ｌ７がより好ましく、Ｌ２が特に好ましい。
【０１１３】
【化３１】
【０１１４】
Ｌａは更に置換基を有していても良い。Ｌａが更なる置換基を有する場合の置換基としては前記置換基群Ａを挙げることができ、該置換基はヘテロ環基であることが好ましく、ピリジル基、ピリミジル基、トリアジニル基であることがより好ましい。
【０１１５】
さらに、Ｌａは単結合であることも好ましい。
【０１１６】
一般式（１）で表されるホスト材料化合物は、対応するボロン酸又はボロン酸エステル又はボロン酸エステル塩などと対応するハロゲン化合物又はトリフレート化合物との間で、金属触媒（例えばＰｄやＮｉなど）と配位子（トリフェニルホスフィンやＢｕｃｈｗａｌｄの配位子など）を用いたカップリング反応（例えば鈴木−宮浦カップリング）により合成することができる。例えば国際公開第０７／０６９５６９号明細書、国際公開第０９／０８５３４４号明細書及び特開２００４−３１１４０４号明細書等に記載の方法により、合成できる。
【０１１７】
一般式（１）で表される化合物の具体例を以下に列挙するが、本発明がこれらに限定されることはない。
【０１１８】
【化３２】
【０１１９】
【化３３】
【０１２０】
【化３４】
【０１２１】
【化３５】
【０１２２】
【化３６】
【０１２３】
【化３７】
【０１２４】
【化３８】
【０１２５】
以下、一般式（Ｔｐ−１）で表される化合物について説明する。
【０１２６】
一般式（Ｔｐ−１）で表されるホスト材料としては、ホストＮ／Ｃ比が１／２２未満である化合物を使用することができる。
【０１２７】
本発明において、上記ホストＮ／Ｃ比は１／２２未満であり、１／２３未満であることが好ましく、１／４７未満であることがより好ましく、０であることが最も好ましい。
【０１２８】
【化３９】
【０１２９】
（一般式（Ｔｐ−１）において、ＺはＮ又はＣ（Ｒ１３）を表し、Ｒ１２〜Ｒ２３はそれぞれ独立に水素原子；アルキル基；アルキル基、フェニル基、フルオレニル基、ナフチル基、トリフェニレニル基、２−アザ−トリフェニレニル基、ピリジル基、ピロリル基、フリル基、チエニル基、インドリル基、ピリミジル基又はトリアジニル基で置換されていてもよいフェニル基、フルオレニル基、ナフチル基、トリフェニレニル基、２−アザ−トリフェニレニル基、ピリジル基、ピロリル基、フリル基、チエニル基、インドリル基、ピリミジル基又はトリアジニル基若しくはこれらを組み合わせてなる基を表す。ただし、Ｒ１２〜Ｒ２３が全て水素原子になることはない。）
【０１３０】
ＺとしてはＣ（Ｒ１３）が好ましい。
Ｒ１２〜Ｒ２３としてはオリゴフェニル基が好ましく、ビフェニル基、テルフェニル基、クアテルフェニル基、キンクフェニル基がより好ましく、テルフェニル基、クアテルフェニル基が特に好ましい。
【０１３１】
一般式（Ｔｐ−１）で表されるホスト材料化合物は、例えば、特表２０１０−５３５８０６号明細書等に記載の方法により合成することができる。
【０１３２】
以下に、本発明における一般式（Ｔｐ−１）で表される化合物の具体例を例示するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【０１３３】
【化４０】
【０１３４】
【化４１】
【０１３５】
【化４２】
【０１３６】
【化４３】
【０１３７】
【化４４】
【０１３８】
【化４５】
【０１３９】
【化４６】
【０１４０】
【化４７】
【０１４１】
〔一般式（４−１）、（４−２）又は（４−３）で表されるホスト材料〕
以下、一般式（４−１）、（４−２）又は（４−３）で表されるホスト材料について説明する。
一般式（４−１）、（４−２）又は（４−３）で表されるホスト材料としては、ホストＮ／Ｃ比が１／２２未満である化合物を使用することができる。
【０１４２】
本発明において、上記ホストＮ／Ｃ比は１／２２未満であり、１／２３未満であることが好ましく、１／４７未満であることがより好ましく、０であることが最も好ましい。
【０１４３】
以下、一般式（４−１）、（４−２）又は（４−３）で表される化合物について説明する。
【０１４４】
【化４８】
【０１４５】
【化４９】
【０１４６】
（一般式（４−１）、（４−２）及び（４−３）中、ｄ、ｅ、ｈ、iはそれぞれ独立して０〜３の整数を表し、ｄとｅ又はｈとiの組み合わせにおいて少なくとも一方は１以上である。ｆは１〜４の整数を表す。Ｒ’８はそれぞれ独立に置換基を表し、ｄ、ｅ、ｆ、ｈ、ｉが２以上である場合Ｒ’８は互いに異なっていても同じでも良い。ｎＣＺは１以上の整数を表す。
また、Ｒ’８の少なくとも１つは下記一般式（５）で表されるカルバゾール基を表す。）
【０１４７】
ｎＣＺは好ましくは１〜５であり、より好ましくは１〜３であり、最も好ましくは１又は２である。
【０１４８】
【化５０】
【０１４９】
（一般式（５）中、Ｒ’９はそれぞれ独立に置換基を表す。ｇは０〜８の整数を表す。）
【０１５０】
Ｒ’８はそれぞれ独立に置換基を表し、具体的にはハロゲン原子、アルコキシ基、シアノ基、ニトロ基、アルキル基、アリール基、ヘテロ環基、又は一般式（５）で表される置換基である。これらの置換基は更なる置換基を有していてもよく、更なる置換基としては、前記置換基群Ａから選択される基を挙げることができる。
Ｒ’８が一般式（５）を表さない場合、好ましくは炭素数１０以下のアルキル基、置換又は無置換のアリール基又はヘテロ環基であり、更に好ましくは炭素数６以下のアルキル基、置換又は無置換のトリフェニレニル基、フルオレニル基、シクロペンタジエニル基、ピリジル基、ピラジニル基、ピリミジニル基、トリアジニル基、キノリニル基、イソキノリニル基、キナゾリニル基、ナフチリジニル基、キノキサリニル基、フリル基、チエニル基、シラシクロペンタジエニル基又はジベンゾチオフェン基、であり、特に好ましくは置換又は無置換のトリフェニレニル基である。
【０１５１】
Ｒ’９はそれぞれ独立に置換基を表し、具体的にはハロゲン原子、アルコキシ基、シアノ基、ニトロ基、アルキル基、アリール基、ヘテロ環基である。これらの置換基は更なる置換基を有していてもよく、更なる置換基としては、前記置換基群Ａから選択される基を挙げることができる。
Ｒ’９は好ましくは炭素数１０以下のアルキル基、炭素数１０以下の置換又は無置換のアリール基であり、更に好ましくは炭素数６以下のアルキル基である。
【０１５２】
一般式（４−１）、（４−２）又は（４−３）で表されるホスト材料化合物は、種々の公知の合成法を組み合わせて合成することが可能である。最も一般的には、カルバゾール化合物に関してはアリールヒドラジンとシクロヘキサン誘導体との縮合体のアザーコープ転位反応の後、脱水素芳香族化による合成（Ｌ．Ｆ．Ｔｉｅｚｅ，Ｔｈ．Ｅｉｃｈｅｒ著、高野、小笠原訳、精密有機合成、３３９頁（南江堂刊））が挙げられる。また、得られたカルバゾール化合物とハロゲン化アリール化合物のパラジウム触媒を用いるカップリング反応に関してはテトラヘドロン・レターズ３９巻６１７頁（１９９８年）、同３９巻２３６７頁（１９９８年）及び同４０巻６３９３頁（１９９９年）等に記載の方法が挙げられる。反応温度、反応時間については特に限定されることはなく、前記文献に記載の条件が適用できる。
【０１５３】
以下に、本発明における一般式（４−１）、（４−２）又は（４−３）で表される化合物の具体例を例示するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【０１５４】
【化５１】
【０１５５】
【化５２】
【０１５６】
【化５３】
【０１５７】
【化５４】
【０１５８】
【化５５】
【０１５９】
【化５６】
【０１６０】
【化５７】
【０１６１】
【化５８】
【０１６２】
【化５９】
【０１６３】
【化６０】
【０１６４】
【化６１】
【０１６５】
【化６２】
【０１６６】
本発明の有機電界発光素子について詳細に説明する。
本発明の素子は、基板上に、一対の電極と、該電極間に発光層を有する有機電界発光素子であって、前記発光層が、上記一般式（Ｉ−Ａ）又は（Ｉ−Ｂ）で表される燐光性金属錯体Ａとホスト材料とを含有し、発光層が燐光性金属錯体Ａと構造異性体群Ｂを含む場合は、発光層中に含まれる化合物全体に対する構造異性体群ＢのＨＰＬＣ含有率が、０．５％未満であり、前記ホスト材料は、その分子構造中に含まれる、上記式（ＩＩ）で表されるＮ−フェニルカルバゾール構造の窒素原子の数と、ホスト材料の分子全体に含まれる全炭素原子数との比Ｎ／Ｃが、１／２２未満の化合物であることを特徴とする有機電界発光素子である。
発光素子の性質上、一対の電極である陽極及び陰極のうち少なくとも一方の電極は、透明若しくは半透明であることが好ましい。
有機層としては、発光層以外に、正孔注入層、正孔輸送層、ブロック層（正孔ブロック層、励起子ブロック層など）、電子輸送層などが挙げられる。これらの有機層は、それぞれ複数層設けてもよく、複数層設ける場合には同一の材料で形成してもよいし、層毎に異なる材料で形成してもよい。
図１に、本発明に係る有機電界発光素子の構成の一例を示す。図１の有機電界発光素子１０は、基板２上に、一対の電極（陽極３と陰極９）の間に発光層６を含む有機層を有する。有機層としては、陽極側３から正孔注入層４、正孔輸送層５、発光層６、正孔ブロック層７及び電子輸送層８がこの順に積層されている。
【０１６７】
＜有機層の構成＞
前記有機層の層構成としては、特に制限はなく、有機電界発光素子の用途、目的に応じて適宜選択することができるが、前記透明電極上に又は前記半透明電極上に形成されるのが好ましい。この場合、有機層は、前記透明電極又は前記半透明電極上の前面又は一面に形成される。
有機層の形状、大きさ、及び厚み等については、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
【０１６８】
具体的な層構成として、下記が挙げられるが本発明はこれらの構成に限定されるものではない。
・陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
・陽極／正孔輸送層／発光層／ブロック層／電子輸送層／陰極
・陽極／正孔輸送層／発光層／ブロック層／電子輸送層／電子注入層／陰極
・陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／ブロック層／電子輸送層／陰極
・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
・陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／ブロック層／電子輸送層／電子注入層／陰極
有機電界発光素子の素子構成、基板、陰極及び陽極については、例えば、特開２００８−２７０７３６号公報に詳述されており、該公報に記載の事項を本発明に適用することができる。
【０１６９】
＜基板＞
本発明で使用する基板としては、有機層から発せられる光を散乱又は減衰させない基板であることが好ましい。有機材料の場合には、耐熱性、寸法安定性、耐溶剤性、電気絶縁性、及び加工性に優れていることが好ましい。
＜陽極＞
陽極は、通常、有機層に正孔を供給する電極としての機能を有していればよく、その形状、構造、大きさ等については特に制限はなく、発光素子の用途、目的に応じて、公知の電極材料の中から適宜選択することができる。前述のごとく、陽極は、通常透明陽極として設けられる。
＜陰極＞
陰極は、通常、有機層に電子を注入する電極としての機能を有していればよく、その形状、構造、大きさ等については特に制限はなく、発光素子の用途、目的に応じて、公知の電極材料の中から適宜選択することができる。
【０１７０】
＜有機層＞
本発明における有機層について説明する。
【０１７１】
（有機層の形成）
本発明の有機電界発光素子において、各有機層は、蒸着法やスパッタ法等の乾式製膜法、転写法、印刷法、スピンコート法、バーコート法等の溶液塗布法のいずれによっても好適に形成することができる。
【０１７２】
（発光層）
発光層は、電界印加時に、陽極、正孔注入層又は正孔輸送層から正孔を受け取り、陰極、電子注入層又は電子輸送層から電子を受け取り、正孔と電子の再結合の場を提供して発光させる機能を有する層である。本発明の有機電界発光素子における発光層は、燐光性金属錯体をはじめとする少なくとも一種の燐光発光材料を含有する。
【０１７３】
（電荷輸送層）
電荷輸送層とは、有機電界発光素子に電圧を印加した際に電荷移動が起こる層をいう。
具体的には正孔注入層、正孔輸送層、電子ブロック層、発光層、正孔ブロック層、電子輸送層又は電子注入層が挙げられる。好ましくは、正孔注入層、正孔輸送層、電子ブロック層又は発光層である。塗布法により形成される電荷輸送層が正孔注入層、正孔輸送層、電子ブロック層又は発光層であれば、低コストかつ高効率な有機電界発光素子の製造が可能となる。また、電荷輸送層として、より好ましくは、正孔注入層、正孔輸送層又は電子ブロック層である。
【０１７４】
（正孔注入層、正孔輸送層）
正孔注入層、正孔輸送層は、陽極又は陽極側から正孔を受け取り陰極側に輸送する機能を有する層である。
正孔注入層、正孔輸送層については、特開２００８−２７０７３６号公報の段落番号〔０１６５〕〜〔０１６７〕に記載の事項を本発明に適用することができる。
【０１７５】
正孔注入層には電子受容性ドーパントを含有することが好ましい。正孔注入層に電子受容性ドーパントを含有することにより、正孔注入性が向上し、駆動電圧が低下する、効率が向上するなどの効果がある。電子受容性ドーパントとは、ドープされる材料から電子を引き抜き、ラジカルカチオンを発生させることが可能な材料であれば有機材料、無機材料のうちいかなるものでもよいが、例えば、テトラシアノキノジメタン（ＴＣＮＱ）、テトラフルオロテトラシアノキノジメタン（Ｆ４−ＴＣＮＱ）、酸化モリブデンなどが挙げられる。
【０１７６】
正孔注入層中の電子受容性ドーパントは、正孔注入層を形成する全化合物質量に対して、０．０１質量％〜５０質量％含有されることが好ましく、０．１質量％〜４０質量％含有されることがより好ましく、０．２質量％〜３０質量％含有されることがより好ましい。
【０１７７】
（電子注入層、電子輸送層）
電子注入層、電子輸送層は、陰極又は陰極側から電子を受け取り陽極側に輸送する機能を有する層である。これらの層に用いる電子注入材料、電子輸送材料は低分子化合物であっても高分子化合物であってもよい。
電子輸送材料として、公知の化合物を用いることができる。具体的には、ピリジン誘導体、キノリン誘導体、ピリミジン誘導体、ピラジン誘導体、フタラジン誘導体、フェナントロリン誘導体、トリアジン誘導体、トリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、フルオレノン誘導体、アントラキノジメタン誘導体、アントロン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、カルボジイミド誘導体、フルオレニリデンメタン誘導体、ジスチリルピラジン誘導体、ナフタレン、ペリレン等の芳香環テトラカルボン酸無水物、フタロシアニン誘導体、８−キノリノール誘導体の金属錯体やメタルフタロシアニン、ベンゾオキサゾールやベンゾチアゾールを配位子とする金属錯体に代表される各種金属錯体、シロールに代表される有機シラン誘導体、等を含有する層であることが好ましい。
【０１７８】
電子注入層、電子輸送層の厚さは、駆動電圧を下げるという観点から、各々５００ｎｍ以下であることが好ましい。
電子輸送層の厚さとしては、１ｎｍ〜５００ｎｍであるのが好ましく、５ｎｍ〜２００ｎｍであるのがより好ましく、１０ｎｍ〜１００ｎｍであるのが更に好ましい。また、電子注入層の厚さとしては、０．１ｎｍ〜２００ｎｍであるのが好ましく、０．２ｎｍ〜１００ｎｍであるのがより好ましく、０．５ｎｍ〜５０ｎｍであるのが更に好ましい。
電子注入層、電子輸送層は、上述した材料の１種又は２種以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。
【０１７９】
電子注入層には電子供与性ドーパントを含有することが好ましい。電子注入層に電子供与性ドーパントを含有させることにより、電子注入性が向上し、駆動電圧が低下する、効率が向上するなどの効果がある。電子供与性ドーパントとは、ドープされる材料に電子を与え、ラジカルアニオンを発生させることが可能な材料であれば有機材料、無機材料のうちいかなるものでもよいが、例えば、テトラチアフルバレン（ＴＴＦ）、テトラチアナフタセン（ＴＴＴ）、ビス−［１，３−ジエチル−２−メチル−１，２−ジヒドロベンズイミダゾリル］などのジヒドロイミダゾール化合物、リチウム、セシウムなどが挙げられる。
【０１８０】
電子注入層中の電子供与性ドーパントは、電子注入層を形成する全化合物質量に対して、０．０１質量％〜５０質量％含有されることが好ましく、０．１質量％〜４０質量％含有されることがより好ましく、０．５質量％〜３０質量％含有されることがより好ましい。
【０１８１】
（正孔ブロック層）
正孔ブロック層は、陽極側から発光層に輸送された正孔が、陰極側に通りぬけることを防止する機能を有する層である。本発明において、発光層と陰極側で隣接する有機層として、正孔ブロック層を設けることができる。
正孔ブロック層を構成する有機化合物の例としては、アルミニウム（ＩＩＩ）ビス（２−メチル−８−キノリナト）４−フェニルフェノレート（Ａｌｕｍｉｎｕｍ（ＩＩＩ）ｂｉｓ（２−ｍｅｔｈｙｌ−８−ｑｕｉｎｏｌｉｎａｔｏ）４−ｐｈｅｎｙｌｐｈｅｎｏｌａｔｅ（Ｂａｌｑと略記する））等のアルミニウム錯体、トリアゾール誘導体、２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（２，９−Ｄｉｍｅｔｈｙｌ−４，７−ｄｉｐｈｅｎｙｌ−１，１０−ｐｈｅｎａｎｔｈｒｏｌｉｎｅ（ＢＣＰと略記する））等のフェナントロリン誘導体、本発明の化合物等が挙げられる。本発明において、正孔ブロック層は実際に正孔をブロックする機能に限定せず、発光層の励起子が電子輸送層に拡散させない、若しくはエネルギー移動消光をブロックする機能を有していてもよい。本発明の化合物は正孔ブロック層としても好ましく適用できる。
正孔ブロック層の厚さとしては、１ｎｍ〜５００ｎｍであるのが好ましく、５ｎｍ〜２００ｎｍであるのがより好ましく、１０ｎｍ〜１００ｎｍであるのが更に好ましい。
正孔ブロック層は、上述した材料の一種又は二種以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。
【０１８２】
（電子ブロック層）
電子ブロック層は、陰極側から発光層に輸送された電子が、陽極側に通りぬけることを防止する機能を有する層である。本発明において、発光層と陽極側で隣接する有機層として、電子ブロック層を設けることができる。
電子ブロック層を構成する有機化合物の例としては、例えば前述の正孔輸送材料として挙げたものが適用できる。
電子ブロック層の厚さとしては、１ｎｍ〜５００ｎｍであるのが好ましく、５ｎｍ〜２００ｎｍであるのがより好ましく、１０ｎｍ〜１００ｎｍであるのが更に好ましい。
電子ブロック層は、上述した材料の一種又は二種以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。
【０１８３】
（保護層）
本発明において、有機ＥＬ素子全体は、保護層によって保護されていてもよい。
保護層については、特開２００８−２７０７３６号公報の段落番号〔０１６９〕〜〔０１７０〕に記載の事項を本発明に適用することができる。
【０１８４】
（封止容器）
本発明の素子は、封止容器を用いて素子全体を封止してもよい。
封止容器については、特開２００８−２７０７３６号公報の段落番号〔０１７１〕に記載の事項を本発明に適用することができる。
【０１８５】
（駆動）
本発明の有機電界発光素子は、陽極と陰極との間に直流（必要に応じて交流成分を含んでもよい）電圧（通常２ボルト〜１５ボルト）、又は直流電流を印加することにより、発光を得ることができる。
本発明の有機電界発光素子の駆動方法については、特開平２−１４８６８７号、同６−３０１３５５号、同５−２９０８０号、同７−１３４５５８号、同８−２３４６８５号、同８−２４１０４７号の各公報、特許第２７８４６１５号、米国特許５８２８４２９号、同６０２３３０８号の各明細書等に記載の駆動方法を適用することができる。
【０１８６】
本発明の有機電界発光素子の外部量子効率としては、７％以上が好ましく、１０％以上がより好ましく、１２％以上が更に好ましい。外部量子効率の数値は２０℃で素子を駆動したときの外部量子効率の最大値、若しくは、２０℃で素子を駆動したときの３００〜４００ｃｄ／ｍ２付近での外部量子効率の値を用いることができる。
【０１８７】
本発明の有機電界発光素子の初期耐久性は、輝度１０％減の時間（Ｔ９０）により評価することができる。ディスプレイの焼きつきを防止し、高品質な有機ＥＬディスプレイを提供する観点から、Ｔ９０は長いほうが好ましい。
【０１８８】
（本発明の素子の用途）
本発明の素子は、表示素子、ディスプレイ、バックライト、電子写真、照明光源、記録光源、露光光源、読み取り光源、標識、看板、インテリア、又は光通信等に好適に利用できる。特に、ディスプレイ等といった、素子の初期耐久性が要求されるデバイスに好ましく用いられる。
【０１８９】
（発光装置）
次に、図２を参照して本発明の発光装置について説明する。
本発明の発光装置は、前記有機電界発光素子を用いてなる。
図２は、本発明の発光装置の一例を概略的に示した断面図である。図２の発光装置２０は、基板（支持基板）２、有機電界発光素子１０、封止容器１６等により構成されている。
【０１９０】
有機電界発光素子１０は、基板２上に、陽極（第一電極）３、有機層１１、陰極（第二電極）９が順次積層されて構成されている。また、陰極９上には、保護層１２が積層されており、更に、保護層１２上には接着層１４を介して封止容器１６が設けられている。なお、各電極３、９の一部、隔壁、絶縁層等は省略されている。
ここで、接着層１４としては、エポキシ樹脂等の光硬化型接着剤や熱硬化型接着剤を用いることができ、例えば熱硬化性の接着シートを用いることもできる。
【０１９１】
本発明の発光装置の用途は特に制限されるものではなく、例えば、照明装置のほか、テレビ、パーソナルコンピュータ、携帯電話、電子ペーパ等の表示装置とすることができる。
【０１９２】
（照明装置）
次に、図３を参照して本発明の照明装置について説明する。
図３は、本発明の照明装置の一例を概略的に示した断面図である。本発明の照明装置４０は、図３に示すように、前述した有機ＥＬ素子１０と、光散乱部材３０とを備えている。より具体的には、照明装置４０は、有機ＥＬ素子１０の基板２と光散乱部材３０とが接触するように構成されている。
光散乱部材３０は、光を散乱できるものであれば特に制限されないが、図３においては、透明基板３１に微粒子３２が分散した部材とされている。透明基板３１としては、例えば、ガラス基板を好適に挙げることができる。微粒子３２としては、透明樹脂微粒子を好適に挙げることができる。ガラス基板及び透明樹脂微粒子としては、いずれも、公知のものを使用できる。このような照明装置４０は、有機電界発光素子１０からの発光が散乱部材３０の光入射面３０Ａに入射されると、入射光を光散乱部材３０により散乱させ、散乱光を光出射面３０Ｂから照明光として出射するものである。
【実施例】
【０１９３】
以下、実施例により本発明を更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。
【０１９４】
１．燐光性金属錯体の合成
本発明で使用する燐光性金属錯体は、当該技術分野において一般的に知られている方法にて合成することができる。例えば、ＵＳ２００４／０２４１４９５Ａ１等に記載の方法を参考とすることにより、合成することができる。
【０１９５】
２．構造異性体群Ｂ（ｍｅｒ体）のＨＰＬＣ含有率の特定と調節
本発明において、発光層中に含まれる化合物全体に対する構造異性体群ＢのＨＰＬＣ含有率は、以下の方法で求めた。
まず、発光層に使用する各材料を素子の発光層を形成する場合と同じ蒸着条件で、面積が５ｃｍ２の基板に対して膜厚が１００ｎｍとなるように積層した。次いで、得られた膜を以下の条件（溶剤：ＴＨＦと水の１：１混合溶剤、測定温度：４０℃、検出波長：２５４ｎｍ）でＨＰＬＣ（東ソーＴＳＫｇｅｌ ＯＤＳ−１００Ｚ）測定し、上記膜に含まれる化合物全体のピーク面積の和に対する、構造異性体群Ｂに相当する化合物のピーク面積の比率（％）を求め、構造異性体群Ｂ（ｍｅｒ体）のＨＰＬＣ含有率とした。
発光層中における構造異性体群ＢのＨＰＬＣ含有率は、上記合成により得られる燐光性金属錯体をジクロロメタンで再結晶する回数により調節した。
【０１９６】
３．ホスト材料化合物の合成
実施例に記載のホスト化合物は公知であるか、公知の方法の組み合わせにより合成することができる。
例えば、ホスト化合物Ｈ３は、下記の方法により合成することができる。
ホスト化合物Ｈ３は、その分子構造中に式（ＩＩ）で表されるＮ−フェニルカルバゾール構造が含まれていないから、ホストＮ／Ｃ比は０である。
【０１９７】
【化６３】
【０１９８】
４．素子作成・評価
素子作製に用いた材料は全て昇華精製を行い、高速液体クロマトグラフィー（東ソーＴＳＫｇｅｌ ＯＤＳ−１００Ｚ）により純度（２５４ｎｍの吸収強度面積比）が９９．１％以上であることを確認した。
【０１９９】
（実施例１−１）
厚み７０ｎｍ、２．５ｃｍ角のＩＴＯ膜を有するガラス基板（ジオマテック社製、表面抵抗１０Ω／□（Ω／ｓｑ．ともいう。））を洗浄容器に入れ、２−プロパノール中で超音波洗浄した後、３０分間ＵＶ−オゾン処理を行った。この透明陽極（ＩＴＯ膜）上に真空蒸着法（１×１０−５Ｐａ）にて以下の有機層を順次蒸着した。
第１層：ＨＴ１ ：膜厚１０ｎｍ
第２層：ＨＴ２ ：膜厚３０ｎｍ
第３層：表１に記載の燐光性金属錯体Ａ（構造異性体群Ｂを含有していても良い）及びホスト材料（質量比８５：１５） ：膜厚４０ｎｍ
第４層：ＥＴ１ ：膜厚４０ｎｍ
この上に、フッ化リチウム１ｎｍ及び金属アルミニウム７０ｎｍをこの順に蒸着し陰極とした。
この積層体を、大気に触れさせることなく、窒素ガスで置換したグローブボックス内に入れ、ガラス製の封止缶及び紫外線硬化型の接着剤（ＸＮＲ５５１６ＨＶ、長瀬チバ（株）製）を用いて封止し、実施例１−１の素子を得た。
【０２００】
（実施例１−２〜１３−５、比較例１−１〜１３−２）
実施例１−１の素子の調製において、第３層の燐光性金属錯体Ａ、ホスト材料及び構造異性体群Ｂ（ｍｅｒ体）のＨＰＬＣ含有率を、表１〜１３に示す内容に置き換える以外は実施例１−１の素子と同様にして、実施例１−２〜１３−５、比較例１−１〜１３−２の素子を得た。
これらの素子を以下の方法で、外部量子効率、耐久性（輝度１０％減に要する時間：Ｔ９０及び輝度５０％減に要する時間：Ｔ５０）の観点で評価した結果を表１〜１３に示す。
【０２０１】
（ａ）外部量子効率
東陽テクニカ製ソースメジャーユニット２４００を用いて、直流電圧を各素子に印加し発光させ、その輝度をトプコン社製輝度計ＢＭ−８を用いて測定した。発光スペクトルと発光波長は浜松ホトニクス製スペクトルアナライザーＰＭＡ−１１を用いて測定した。これらを元に輝度が１０００ｃｄ／ｍ２付近の外部量子効率を輝度換算法により算出した。
（ｂ）耐久性
各素子を室温（２０℃）で輝度が５０００ｃｄ／ｍ２になるように直流電圧を印加して発光させ続け、輝度１０％減又は５０％減になるまでに要した時間を耐久性の指標とした。
なお、Ｔ９０及びＴ５０は、それぞれ各グループにおける比較例−１の値を１０とした相対値である。
【０２０２】
【表１】
【０２０３】
【表２】
【０２０４】
【表３】
【０２０５】
【表４】
【０２０６】
【表５】
【０２０７】
【表６】
【０２０８】
【表７】
【０２０９】
【表８】
【０２１０】
【表９】
【０２１１】
【表１０】
【０２１２】
【表１１】
【０２１３】
【表１２】
【０２１４】
【表１３】
【０２１５】
表１〜１３に記載の内容をもとに、Ｔ９０、Ｔ５０又は外部量子効率とｍｅｒ体のＨＰＬＣ含有率との関係を図４〜６に示した。
【０２１６】
図４より、本願所定のホストＮ／Ｃ比を満たすホスト材料を使用してなる有機電界発光素子は、ｍｅｒ体のＨＰＬＣ含有率が所定量未満となったときに、所定量以上の場合よりもＴ９０が急激に上昇することがわかる。
【０２１７】
一方、図５及び６より、本願所定のホストＮ／Ｃ比を満たすホスト材料を使用してなる有機電界発光素子であっても、Ｔ５０及び外部量子効率はｍｅｒ体のＨＰＬＣ含有率にそれほど依存しないことがわかる。
【０２１８】
すなわち、駆動初期の耐久性は、有機電界発光素子をディスプレイに応用する際に要求されるきわめて重要な特性であるにもかかわらず、Ｔ５０及び外部量子効率といった従来の評価方法からは、そのような特性を示す素子は到底発見し得ないものであった。
そして、本発明者は素子の評価方法としてＴ９０に着目し、鋭意検討した結果、本発明の構成からなる有機電界発光素子が良好な駆動初期の耐久性を示すことを見出した。
【０２１９】
以下に、実施例及び比較例で使用した化合物の構造を示す。
【０２２０】
【化６４】
【符号の説明】
【０２２１】
２・・・基板
３・・・陽極
４・・・正孔注入層
５・・・正孔輸送層
６・・・発光層
７・・・正孔ブロック層
８・・・電子輸送層
９・・・陰極
１０・・・有機電界発光素子（有機ＥＬ素子）
１１・・・有機層
１２・・・保護層
１４・・・接着層
１６・・・封止容器
２０・・・発光装置
３０・・・光散乱部材
３０Ａ・・・光入射面
３０Ｂ・・・光出射面
３１・・・透明基板
３２・・・微粒子
４０・・・照明装置
【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（以下、「素子」、「有機ＥＬ素子」ともいう。）は、低電圧駆動で高輝度の発光が得られることから活発に研究開発が行われている。有機電界発光素子は、一対の電極間に有機層を有し、陰極から注入された電子と陽極から注入された正孔とが有機層において再結合し、生成した励起子のエネルギーを発光に利用するものである。
【０００３】
近年、燐光発光材料を用いることにより、素子の高効率化が進んでいる。例えば、燐光発光材料としてイリジウム錯体や白金錯体などを用い、発光効率及び耐熱性が向上した有機電界発光素子が研究されている。
また、発光材料をホスト材料中にドープした発光層を用いるドープ型素子が広く採用されている。
【０００４】
特許文献１には、特定の燐光性金属錯体ａと、該燐光性金属錯体ａと同じ化学式で表されながら、該配位子の配位方法が立体的に異なる構造異性体ｂとを含有する有機電界発光素子用材料であって、該構造異性体ｂを該燐光性金属錯体ａに対して０．０５質量％以上５質量％以下含む材料を使用してなる有機電界発光素子が記載されている。
一方、特許文献２には、特定の燐光性金属錯体（フェイシャル体＝ｆａｃ体）とその構造異性体（メリヂオナル体＝ｍｅｒ体）を、単体或いは混合体の状態で発光材料として使用した有機電界発光素子が記載されている。
しかしながら、これら従来の材料を使用してなる有機電界発光素子は、加熱試験後の輝度維持率や輝度半減時間については一定の性能を示すが、有機電界発光素子の初期耐久性の点では必ずしも十分な性能を示すものではなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−０６８８４８号公報
【特許文献２】特開２００８−１３７９９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の材料を使用した有機電界発光素子は、加熱試験後の輝度維持率や輝度半減時間が一定の性能を示せば十分使用に耐えうるものであった。
一方、近年の有機ＥＬディスプレイ（以下、「表示装置」ともいう。）の迅速な実用化に伴い、ディスプレイの焼きつきが問題となってきている。焼きつきとは、ディスプレイの一部の画素が劣化によって輝度が落ち、周辺画素より暗くなることである。画素の輝度は、周辺画素より数パーセントだけ落ちると使用者がそれに気づくことが可能になるため、有機ＥＬ素子の駆動初期の耐久性が重要な性能指標となる。
ここで、有機ＥＬは発光原理によって燐光性と蛍光性に分けられ、燐光ＥＬは原理的に蛍光ＥＬより３倍の発光効率を得ることが可能なので将来性が期待されているが、耐久性が蛍光ＥＬより劣ることが一般である。
そこで、本発明者らは、発光層に燐光性金属錯体Ａを含有し、該燐光性金属錯体Ａと同じ化学式で表されながら、配位子の配位方法が立体的に異なる構造異性体群Ｂを含有しないか所定量含有し、さらに、前記発光層のホスト材料は、その分子構造中に含まれる、後述の式（ＩＩ）で表されるＮ−フェニルカルバゾール構造の窒素原子の数と、ホスト材料の分子全体に含まれる全炭素原子数との比Ｎ／Ｃを所定の範囲とすることにより、初期耐久性が大幅に向上した有機電界発光素子が提供されることを見出した。
【０００７】
すなわち、本発明の目的は、従来の材料を使用した素子に比して、初期耐久性が大幅に向上した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】
本発明者は鋭意検討の結果、基板上に、一対の電極と、該電極間に発光層を有する有機電界発光素子であって、前記発光層が、後述する一般式（Ｉ−Ａ）又は（Ｉ−Ｂ）で表される燐光性金属錯体Ａとホスト材料とを含有し、前記燐光性金属錯体Ａの構造異性体群Ｂが発光層に含有される割合は、発光層中に含まれる化合物全体に対しＨＰＬＣ含有率で０．５％未満であり、前記ホスト材料は、その分子構造中に含まれる、後述の式（ＩＩ）で表されるＮ−フェニルカルバゾール構造の窒素原子の数と、ホスト材料の分子全体に含まれる全炭素原子数との比Ｎ／Ｃが、１／２２未満の化合物であることを特徴とする有機電界発光素子は、従来の素子に比して、初期耐久性が大幅に向上することを見出した。
【０００９】
すなわち、本発明は下記の手段により前記課題を解決した。
〔１〕基板上に、一対の電極と、該電極間に発光層を有する有機電界発光素子であって、
前記発光層が、下記一般式（Ｉ−Ａ）又は（Ｉ−Ｂ）で表される燐光性金属錯体Ａとホスト材料とを含有し、
前記燐光性金属錯体Ａの構造異性体群Ｂが発光層に含有される割合は、発光層中に含まれる化合物全体に対しＨＰＬＣ含有率で０．５％未満であり、
前記ホスト材料は、その分子構造中に含まれる、下記式（ＩＩ）で表されるＮ−フェニルカルバゾール構造の窒素原子の数と、ホスト材料の分子全体に含まれる全炭素原子数との比Ｎ／Ｃが、１／２２未満であることを特徴とする有機電界発光素子。
【００１０】
【化１】
【００１１】
【化２】
（一般式（Ｉ−Ａ）中、Ｌ１及びＬｎはＸ１及びＹ１を有する二座配位子を表す。ＬｎはＬ１又はＬ２である。Ｘ１は窒素原子、酸素原子又は硫黄原子を表す。Ｙ１は炭素原子、窒素原子、酸素原子、硫黄原子又はりん原子を表す。Ｘ１≠Ｙ１である。Ｍは３価の金属イオンを表す。一般式（Ｉ−Ｂ）中、Ｌ１はＸ１及びＹ１を有する二座配位子を表し、Ｌ２はＸ２及びＹ２を有する二座配位子を表す。Ｘ１及びＸ２は窒素原子、酸素原子又は硫黄原子を表す。Ｙ１及びＹ２は炭素原子、窒素原子、酸素原子、硫黄原子又はりん原子を表す。Ｘ１≠Ｙ１、Ｘ１≠Ｘ２、Ｘ１≠Ｙ２、Ｙ１≠Ｘ２である。Ｍは３価の金属イオンを表す。）
【００１２】
【化３】
〔２〕前記構造異性体群Ｂが発光層に含有される割合が、発光層中に含まれる化合物全体に対しＨＰＬＣ含有率で０．１質量％未満であることを特徴する上記〔１〕に記載の有機電界発光素子。
〔３〕前記一般式（Ｉ−Ａ）又は（Ｉ−Ｂ）のＭがＩｒであることを特徴とする上記〔１〕又は〔２〕に記載の有機電界発光素子。
〔４〕前記一般式（Ｉ−Ａ）又は（Ｉ−Ｂ）で表される燐光性金属錯体Ａが、下記一般式（Ｉ−Ｉ）で表される化合物であることを特徴とする上記〔１〕〜〔３〕の何れか一項に記載の有機電界発光素子。
【００１３】
【化４】
（一般式（Ｉ−Ｉ）中、ＲＴ３’、ＲＴ３、ＲＴ４、ＲＴ５及びＲＴ６は、各々独立に水素原子又は置換基を表す。ＲＴ３、ＲＴ４、ＲＴ５及びＲＴ６は隣り合う任意の２つが互いに結合して、ＲＴ３、ＲＴ４、ＲＴ５及びＲＴ６が置換しているベンゼン環とともに縮合環を形成してもよく、該縮合環は更に置換基を有していてもよい。
環Ｑは窒素を１つ以上含む５員又は６員の芳香族複素環又は縮合芳香族複素環である。
（Ｘ−Ｌ３−Ｙ）は、補助配位子を表す。
ｍは２又は３の整数を表す。ｎは０又は１の整数を表す。ｍ＋ｎ＝３である。）
〔５〕前記燐光性金属錯体の発光ピーク波長が、４００〜５５０ｎｍの範囲内にあることを特徴とする上記〔１〕〜〔４〕の何れか一項に記載の有機電界発光素子。
〔６〕前記ホスト材料が、下記一般式（１）、（Ｔｐ−１）、（４−１）、（４−２）又は（４−３）で表される化合物であることを特徴とする上記〔１〕〜〔５〕の何れか一項に記載の有機電界発光素子。
【００１４】
【化５】
（Ｘ１０１は酸素原子又は硫黄原子を表す。Ｒ１０１〜Ｒ１０９はそれぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。
ｎは１以上の整数を表す。
ｎが１のとき、Ｌａはアリール基、ヘテロアリール基又はアリール基とヘテロアリール基とを組み合わせてなる１価の基である。Ｒ１０８がＲ１０９と隣接するとき、Ｒ１０８とＲ１０９は結合して脂環構造を形成してもよい。
ｎが２以上の整数のとき、Ｌａは、単結合又はｎ価の芳香族炭化水素基を表す。Ｒ１０８がＲ１０９と隣接するとき、Ｒ１０８とＲ１０９は結合して脂環構造を形成してもよい。）
【００１５】
【化６】
（ＺはＮ又はＣ（Ｒ１３）を表し、Ｒ１２〜Ｒ２３はそれぞれ独立に水素原子；アルキル基；アルキル基、フェニル基、フルオレニル基、ナフチル基、トリフェニレニル基、２−アザ−トリフェニレニル基、ピリジル基、ピロリル基、フリル基、チエニル基、インドリル基、ピリミジル基又はトリアジニル基で置換されていてもよいフェニル基、フルオレニル基、ナフチル基、トリフェニレニル基、２−アザ−トリフェニレニル基、ピリジル基、ピロリル基、フリル基、チエニル基、インドリル基、ピリミジル基又はトリアジニル基若しくはこれらを組み合わせてなる基を表す。ただし、Ｒ１２〜Ｒ２３が全て水素原子になることはない。）
【００１６】
【化７】
【００１７】
【化８】
（ｄ、ｅ、ｈ、iはそれぞれ独立して０〜３の整数を表し、ｄとｅ又はｈとiの組み合わせにおいて少なくとも一方は１以上である。ｆは１〜４の整数を表す。Ｒ’８はそれぞれ独立に置換基を表し、ｄ、ｅ、ｆ、ｈ、ｉが２以上である場合Ｒ’８は互いに異なっていても同じでも良い。ｎＣＺは１以上の整数を表す。
また、Ｒ’８の少なくとも１つは下記一般式（５）で表されるカルバゾール基を表す。）
【００１８】
【化９】
（一般式（５）中、Ｒ’９はそれぞれ独立に置換基を表す。ｇは０〜８の整数を表す。）
〔７〕上記〔１〕〜〔６〕の何れか一項に記載の、前記一般式（Ｉ−Ａ）又は（Ｉ−Ｂ）で表される燐光性金属錯体Ａと前記一般式（１）、（Ｔｐ−１）、（４−１）、（４−２）又は（４−３）で表されるホスト材料とを含有する、有機電界発光素子用の膜。
〔８〕上記〔１〕〜〔６〕の何れか一項に記載の有機電界発光素子を用いた発光装置。
〔９〕上記〔１〕〜〔６〕の何れか一項に記載の有機電界発光素子を用いた表示装置。
〔１０〕上記〔１〕〜〔６〕の何れか一項に記載の有機電界発光素子を用いた照明装置。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、従来の素子に比して、初期耐久性が大幅に向上した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】
【００２０】
【図１】本発明に係る有機電界発光素子の構成の一例を示す概略図である。
【図２】本発明に係る発光装置の一例を示す概略図である。
【図３】本発明に係る照明装置の一例を示す概略図である。
【図４】Ｔ９０とｍｅｒ体のＨＰＬＣ含有率との関係をプロットしたグラフである。
【図５】Ｔ５０とｍｅｒ体のＨＰＬＣ含有率との関係をプロットしたグラフである。
【図６】外部量子効率とｍｅｒ体のＨＰＬＣ含有率との関係をプロットしたグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の一般式の説明における水素原子は同位体（重水素原子等）も含み、また更に置換基を構成する原子は、その同位体も含んでいることを表す。
本発明において、上記アルキル基等の置換基の「炭素数」とは、アルキル基等の置換基が他の置換基によって置換されてもよい場合も含み、当該他の置換基の炭素数も包含する意味で用いる。
【００２２】
本発明において、置換基群Ａを以下のように定義する。
（置換基群Ａ）
アルキル基（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数１〜２０、特に好ましくは炭素数１〜１０であり、例えばメチル、エチル、イソプロピル、ｔｅｒｔ−ブチル、ｎ−オクチル、ｎ−デシル、ｎ−ヘキサデシル、シクロプロピル、シクロペンチル、シクロヘキシルなどが挙げられる。）、アルケニル基（好ましくは炭素数２〜３０、より好ましくは炭素数２〜２０、特に好ましくは炭素数２〜１０であり、例えばビニル、アリル、２−ブテニル、３−ペンテニルなどが挙げられる。）、アルキニル基（好ましくは炭素数２〜３０、より好ましくは炭素数２〜２０、特に好ましくは炭素数２〜１０であり、例えばプロパルギル、３−ペンチニルなどが挙げられる。）、アリール基（好ましくは炭素数６〜３０、より好ましくは炭素数６〜２０、特に好ましくは炭素数６〜１２であり、例えばフェニル、ｐ−メチルフェニル、ナフチル、アントラニルなどが挙げられる。）、アミノ基（好ましくは炭素数０〜３０、より好ましくは炭素数０〜２０、特に好ましくは炭素数０〜１０であり、例えば、ジメチルアミノ、ジエチルアミノ、ジベンジルアミノ、ジフェニルアミノ、ジトリルアミノなどが挙げられる。）、アルコキシ基（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数１〜２０、特に好ましくは炭素数１〜１０であり、例えばメトキシ、エトキシ、ブトキシ、２−エチルヘキシロキシなどが挙げられる。）、アリールオキシ基（好ましくは炭素数６〜３０、より好ましくは炭素数６〜２０、特に好ましくは炭素数６〜１２であり、例えばフェニルオキシ、１−ナフチルオキシ、２−ナフチルオキシなどが挙げられる。）、ヘテロ環オキシ基（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数１〜２０、特に好ましくは炭素数１〜１２であり、例えばピリジルオキシ、ピラジルオキシ、ピリミジルオキシ、キノリルオキシなどが挙げられる。）、アシル基（好ましくは炭素数２〜３０、より好ましくは炭素数２〜２０、特に好ましくは炭素数２〜１２であり、例えばアセチル、ベンゾイル、ホルミル、ピバロイルなどが挙げられる。）、アルコキシカルボニル基（好ましくは炭素数２〜３０、より好ましくは炭素数２〜２０、特に好ましくは炭素数２〜１２であり、例えばメトキシカルボニル、エトキシカルボニルなどが挙げられる。）、アリールオキシカルボニル基（好ましくは炭素数７〜３０、より好ましくは炭素数７〜２０、特に好ましくは炭素数７〜１２であり、例えばフェニルオキシカルボニルなどが挙げられる。）、アシルオキシ基（好ましくは炭素数２〜３０、より好ましくは炭素数２〜２０、特に好ましくは炭素数２〜１０であり、例えばアセトキシ、ベンゾイルオキシなどが挙げられる。）、アルキルチオ基（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数１〜２０、特に好ましくは炭素数１〜１２であり、例えばメチルチオ、エチルチオなどが挙げられる。）、アリールチオ基（好ましくは炭素数６〜３０、より好ましくは炭素数６〜２０、特に好ましくは炭素数６〜１２であり、例えばフェニルチオなどが挙げられる。）、ヘテロ環チオ基（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数１〜２０、特に好ましくは炭素数１〜１２であり、例えばピリジルチオ、２−ベンズイミゾリルチオ、２−ベンズオキサゾリルチオ、２−ベンズチアゾリルチオなどが挙げられる。）、スルホニル基（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数１〜２０、特に好ましくは炭素数１〜１２であり、例えばメシル、トシルなどが挙げられる。）、スルフィニル基（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数１〜２０、特に好ましくは炭素数１〜１２であり、例えばメタンスルフィニル、ベンゼンスルフィニルなどが挙げられる。）、ハロゲン原子（例えばフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子）、シアノ基、スルホ基、カルボキシル基、ニトロ基、スルフィノ基、イミノ基、ヘテロ環基（芳香族ヘテロ環基も包含し、好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数１〜１２であり、ヘテロ原子としては、例えば窒素原子、酸素原子、硫黄原子、リン原子、ケイ素原子、セレン原子、テルル原子であり、具体的にはピリジル、ピラジニル、ピリミジル、ピリダジニル、ピロリル、ピラゾリル、トリアゾリル、イミダゾリル、オキサゾリル、チアゾリル、イソキサゾリル、イソチアゾリル、キノリル、フリル、チエニル、セレノフェニル、テルロフェニル、ピペリジル、ピペリジノ、モルホリノ、ピロリジル、ピロリジノ、ベンゾオキサゾリル、ベンゾイミダゾリル、ベンゾチアゾリル、カルバゾリル基、アゼピニル基、シロリル基などが挙げられる。）、シリル基（好ましくは炭素数３〜４０、より好ましくは炭素数３〜３０、特に好ましくは炭素数３〜２４であり、例えばトリメチルシリル、トリフェニルシリルなどが挙げられる。）、シリルオキシ基（好ましくは炭素数３〜４０、より好ましくは炭素数３〜３０、特に好ましくは炭素数３〜２４であり、例えばトリメチルシリルオキシ、トリフェニルシリルオキシなどが挙げられる。）、ホスホリル基（例えばジフェニルホスホリル基、ジメチルホスホリル基などが挙げられる。）が挙げられる。これらの置換基は更に置換されてもよく、更なる置換基としては、以上に説明した置換基群Ａから選択される基を挙げることができる。
【００２３】
本発明の有機電界発光素子は、基板上に、一対の電極と、該電極間に発光層を有する有機電界発光素子であって、前記発光層が、後述する一般式（Ｉ−Ａ）又は（Ｉ−Ｂ）で表される燐光性金属錯体Ａとホスト材料とを含有し、前記燐光性金属錯体Ａの構造異性体群Ｂが発光層に含有される割合は、発光層中に含まれる化合物全体に対しＨＰＬＣ含有率で０．５％未満であり、前記ホスト材料は、その分子構造中に含まれる、後述の式（ＩＩ）で表されるＮ−フェニルカルバゾール構造の窒素原子の数と、ホスト材料の分子全体に含まれる全炭素原子数との比Ｎ／Ｃが、１／２２未満の化合物であることを特徴とする。
【００２４】
そして、有機電界発光素子の発光層における燐光性金属錯体Ａ、構造異性体群Ｂ及びホスト材料を本願所定のものとすることにより、構造異性体群Ｂの分解等によって生ずる消光物質の発生が相乗的に抑制され、初期耐久性が大幅に向上した有機電界発光素子が得られると推察される。
【００２５】
〔一般式（Ｉ−Ａ）又は（Ｉ−Ｂ）で表される燐光性金属錯体〕
以下、一般式（Ｉ−Ａ）又は（Ｉ−Ｂ）で表される燐光性金属錯体について説明する。
本発明において、構造異性体とは、同じ構造式で表されながら、錯体を構成する配位子の配位が立体的に異なるという関係にあるものをいう。
下記一般式（Ｉ−Ａ）又は（Ｉ−Ｂ）で表される燐光性金属錯体はフェイシャル体（以下、「ｆａｃ体」或いは、単に「ｆａｃ」という。）であり、その構造異性体としてはメリジオナル体（以下、「ｍｅｒ体」或いは、単に「ｍｅｒ」という。）が挙げられる。
【００２６】
【化１０】
【００２７】
【化１１】
【００２８】
（一般式（Ｉ−Ａ）中、Ｌ１及びＬｎはＸ１及びＹ１を有する二座配位子を表す。ＬｎはＬ１又はＬ２である。Ｘ１は窒素原子、酸素原子又は硫黄原子を表す。Ｙ１は炭素原子、窒素原子、酸素原子、硫黄原子又はりん原子を表す。Ｘ１≠Ｙ１である。Ｍは３価の金属イオンを表す。）
【００２９】
（一般式（Ｉ−Ｂ）中、Ｌ１はＸ１及びＹ１を有する二座配位子を表し、Ｌ２はＸ２及びＹ２を有する二座配位子を表す。Ｘ１及びＸ２は窒素原子、酸素原子又は硫黄原子を表す。Ｙ１及びＹ２は炭素原子、窒素原子、酸素原子、硫黄原子又はりん原子を表す。Ｘ１≠Ｙ１、Ｘ１≠Ｘ２、Ｘ１≠Ｙ２、Ｙ１≠Ｘ２である。Ｍは３価の金属イオンを表す。）
【００３０】
上記一般式（Ｉ−Ａ）又は（Ｉ−Ｂ）中、ＭはＩｒ、Ｐｔ又はＲｅであることが好ましく、Ｉｒ又はＰｔであることがより好ましく、Ｉｒであることが特に好ましい。
【００３１】
上記一般式（Ｉ−Ａ）又は（Ｉ−Ｂ）において、Ｘ1とＭを結んだ線の延長上に必ずＹ1が存在する構造を有するものがフェイシャル体である。そして、Ｘ1とＭを結んだ線の延長上にＸ1が存在したり、Ｙ1とＭを結んだ線の延長上にＹ1が存在する構造を有するものがメリジオナル体である。一般的に、フェイシャル体はメリジオナル体よりも対称性が高い。
【００３２】
例を挙げて具体的に説明すると、上記一般式（Ｉ−Ａ）において、Ｌｎ＝Ｌ１のときは、下記Ａ１がフェイシャル体であり、Ｂ１がメリジオナル体である。一方、Ｌｎ＝Ｌ２のときは、下記Ａ１’がフェイシャル体であり、Ｂ１’〜Ｂ３’がメリジオナル体である。
燐光性金属錯体Ａである一般式（Ｉ−Ａ）で表される化合物は下記Ａ１又はＡ１’となり、その構造異性体群ＢはＢ１又はＢ１’〜Ｂ３’となる。
【００３３】
（１）一般式（Ｉ−Ａ）、Ｌｎ＝Ｌ１のとき
【００３４】
【化１２】
【００３５】
（２）一般式（Ｉ−Ａ）、Ｌｎ＝Ｌ２のとき
【００３６】
【化１３】
【００３７】
また、上記一般式（Ｉ−Ｂ）において、下記Ａ１”がフェイシャル体であり、Ｂ１”〜Ｂ２”がメリジオナル体である。
燐光性金属錯体Ａである一般式（Ｉ−Ｂ）で表される化合物は下記Ａ１”となり、その構造異性体群ＢはＢ１”〜Ｂ２”となる。
【００３８】
【化１４】
【００３９】
フェイシャル体とメリジオナル体は、例えばＪ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．１２５巻，２４号，７３７７−７３８７頁（２００３年）に記載されているような方法を用いてそれぞれを選択的に合成することが可能である。また、混合物で得られたとしてもカラムクロマトグラフィーによりそれぞれを単離することができ、その構造を１Ｈ−ＮＭＲや１３Ｃ−ＮＭＲにより確認することができる。
【００４０】
（発光材料）
本発明において、上記一般式（Ｉ−Ａ）又は（Ｉ−Ｂ）で表される燐光性金属錯体Ａの構造異性体群Ｂが発光層に含有される割合は、発光層中に含まれる化合物全体に対しＨＰＬＣ含有率で０．５％未満である。
【００４１】
ＨＰＬＣ含有率とは、複数の化合物を含む混合物を溶剤に溶かし、所定の測定温度及び検出波長における各化合物のピーク面積をＨＰＬＣ（高速液体クロマトグラフィー）にて検出し（以下、「ＨＰＬＣ測定」ともいう。）、上記混合物に含まれる化合物全体のピーク面積の和に対する、ＨＰＬＣ含有率を求めたい化合物のピーク面積の比率（％）により求まる値である。
【００４２】
本発明において、発光層中に含まれる化合物全体に対する構造異性体群ＢのＨＰＬＣ含有率は、以下の方法で求めた。
まず、発光層に使用する各材料を素子の発光層を形成する場合と同じ蒸着条件で、面積が５ｃｍ２の基板に対して膜厚が１００ｎｍとなるように積層した。次いで、得られた膜を以下の条件（溶剤：ＴＨＦと水の１：１混合溶剤、測定温度：４０℃、検出波長：２５４ｎｍ）でＨＰＬＣ測定し、上記膜に含まれる化合物全体のピーク面積の和に対する、構造異性体群Ｂに相当する化合物のピーク面積の比率（％）を求め、発光層中に含まれる化合物全体に対する構造異性体群ＢのＨＰＬＣ含有率（以下、「構造異性体群ＢのＨＰＬＣ含有率」又は「ｍｅｒ体のＨＰＬＣ含有率」ともいう。）とした。
なお、上記構造異性体群ＢのＨＰＬＣ含有率は、溶剤をＴＨＦと水の１：１混合溶剤に代えて該混合溶剤と極性が等しい溶剤を用いても、測定温度を４０±１０℃としても、検出波長を２００〜４００ｎｍの範囲で変えても、等しい結果が得られる。
【００４３】
発光層における構造異性体群ＢのＨＰＬＣ含有率は０．５％未満であることが好ましく、０．３％未満であることがより好ましく、０．１％未満であることが最も好ましい。
また、構造異性体群Ｂを除去するための操作に伴う生産性の低下を勘案すると、発光層における構造異性体群ＢのＨＰＬＣ含有率は０％でなくてもよい。構造異性体群ＢのＨＰＬＣ含有率が０．５％未満であれば、当該含有率が０．０１％以上、０．０３％以上、又は０．０５％以上であっても本願発明の効果は十分に発揮される。
構造異性体群ＢのＨＰＬＣ含有率は、再結晶及びカラムクロマトグラフィーによる燐光性金属錯体の精製の回数により調節することができる。
【００４４】
ここで、本願の燐光性金属錯体Ａに相当するｆａｃ体は、本願の構造異性体群Ｂに相当するｍｅｒ体と比べて、熱や光に対して安定であることが一般的である。例えば、ｍｅｒ体は熱や光で配位子が脱離し、ｆａｃ体への異性化反応が起こることが一般に知られている。
構造異性体群ＢのＨＰＬＣ含有率が上記のとおりであることが好ましい理由として、以下のことが考えられる。有機ＥＬの燐光性金属錯体として６座金属錯体を使用する場合、一般に高い発光効率の観点からｆａｃ体が使われるが、その中に混入している微量なｍｅｒ体は駆動初期に分解し、何らかの反応を経由して消光物質が生成されることにより、素子の駆動初期における輝度の急激な低下を起こすと推察される。
【００４５】
ｆａｃ体の中に微量なｍｅｒ体が混入していることは、ＬＣ−ＭＳ（液体クロマトグラフ質量分析）測定において、分子量が同じで保持時間が異なるピークが出現することによっても確認することができる。
【００４６】
一般式（Ｉ−Ａ）又は（Ｉ−Ｂ）で表される燐光性金属錯体としては、以下に示す一般式（Ｉ−Ｉ）で表されるイリジウム錯体を用いることが好ましい。
【００４７】
【化１５】
【００４８】
（一般式（Ｉ−Ｉ）中、ＲＴ３’、ＲＴ３、ＲＴ４、ＲＴ５及びＲＴ６は、各々独立に水素原子又は置換基を表す。
ＲＴ３、ＲＴ４、ＲＴ５及びＲＴ６は隣り合う任意の２つが互いに結合して、ＲＴ３、ＲＴ４、ＲＴ５及びＲＴ６が置換しているベンゼン環とともに縮合環を形成してもよく、該縮合環は更に置換基を有していてもよい。
ＲＴ３’とＲＴ６は、−Ｃ（ＲＴ）２−Ｃ（ＲＴ）２−、−ＣＲＴ＝ＣＲＴ−、−Ｃ（ＲＴ）２−、−Ｏ−、−ＮＲＴ−、−Ｏ−Ｃ（ＲＴ）２−、−ＮＲＴ−Ｃ（ＲＴ）２−及び−Ｎ＝ＣＲＴ−から選択される連結基によって連結されて環を形成してもよく、ＲＴはそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、又はヘテロアリール基を表し、更に置換基を有していてもよい。
環Ｑは窒素を１つ以上含む５員又は６員の芳香族複素環又は縮合芳香族複素環である。
（Ｘ−Ｌ３−Ｙ）は、補助配位子を表す。ｍは２又は３の整数を表す。ｎは０又は１の整数を表す。ｍ＋ｎ＝３である。）
【００４９】
ＲＴ３’、ＲＴ３、ＲＴ４、ＲＴ５及びＲＴ６が表す置換基としては、それぞれ独立に前記置換基群Ａを挙げることができ、好ましくはアルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、−ＣＮ、ペルフルオロアルキル基、トリフルオロビニル基、−ＣＯ２ＲＴ、−Ｃ（Ｏ）ＲＴ、−Ｎ（ＲＴ）２、−ＮＯ２、−ＯＲＴ、フッ素原子、アリール基又はヘテロアリール基を表し（ＲＴはそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、又はヘテロアリール基を表す。）、更に後述の置換基Ｔ１を有していてもよい。
【００５０】
アルキル基としては、置換基を有していてもよく、飽和であっても不飽和であってもよく、置換してもよい基としては、後述の置換基Ｔ１を挙げることができる。ＲＴ３’、ＲＴ３、ＲＴ４、ＲＴ５、ＲＴ６で表されるアルキル基として、好ましくは総炭素原子数１〜８のアルキル基であり、より好ましくは総炭素原子数１〜６のアルキル基であり、例えばメチル基、エチル基、ｉ−プロピル基、シクロヘキシル基、ｔ−ブチル基等が挙げられる。
シクロアルキル基としては、置換基を有していてもよく、飽和であっても不飽和であってもよく、置換してもよい基としては、後述の置換基Ｔ１を挙げることができる。ＲＴ３’、ＲＴ３、ＲＴ４、ＲＴ５、ＲＴ６で表されるシクロアルキル基として、好ましくは環員数４〜７のシクロアルキル基であり、より好ましくは総炭素原子数５〜６のシクロアルキル基であり、例えばシクロペンチル基、シクロヘキシル基等が挙げられる。
ＲＴ３’、ＲＴ３、ＲＴ４、ＲＴ５、ＲＴ６で表されるアルケニル基としては好ましくは炭素数２〜３０、より好ましくは炭素数２〜２０、特に好ましくは炭素数２〜１０であり、例えばビニル、アリル、１−プロペニル、１−イソプロペニル、１−ブテニル、２−ブテニル、３−ペンテニルなどが挙げられる。
ＲＴ３’、ＲＴ３、ＲＴ４、ＲＴ５、ＲＴ６で表されるアルキニル基としては、好ましくは炭素数２〜３０、より好ましくは炭素数２〜２０、特に好ましくは炭素数２〜１０であり、例えばエチニル、プロパルギル、１−プロピニル、３−ペンチニルなどが挙げられる。
【００５１】
ＲＴ３’、ＲＴ３、ＲＴ４、ＲＴ５、ＲＴ６で表されるアリール基としては、好ましくは、炭素数６から３０の置換若しくは無置換のアリール基、例えば、フェニル基、トリル基、ナフチル基等が挙げられる。
【００５２】
ＲＴ３’、ＲＴ３、ＲＴ４、ＲＴ５、ＲＴ６で表されるヘテロアリール基としては、好ましくは、炭素数５〜８のヘテロアリール基であり、より好ましくは、５又は６員の置換若しくは無置換のヘテロアリール基であり、例えば、ピリジル基、ピラジニル基、ピリダジニル基、ピリミジニル基、トリアジニル基、キノリニル基、イソキノリニル基、キナゾリニル基、シンノリニル基、フタラジニル基、キノキサリニル基、ピロリル基、インドリル基、フリル基、ベンゾフリル基、チエニル基、ベンゾチエニル基、ピラゾリル基、イミダゾリル基、ベンズイミダゾリル基、トリアゾリル基、オキサゾリル基、ベンズオキサゾリル基、チアゾリル基、ベンゾチアゾリル基、イソチアゾリル基、ベンズイソチアゾリル基、チアジアゾリル基、イソオキサゾリル基、ベンズイソオキサゾリル基、ピロリジニル基、ピペリジニル基、ピペラジニル基、イミダゾリジニル基、チアゾリニル基、スルホラニル基、カルバゾリル基、ジベンゾフリル基、ジベンゾチエニル基、ピリドインドリル基などが挙げられる。好ましい例としては、ピリジル基、ピリミジニル基、イミダゾリル基、チエニル基であり、より好ましくは、ピリジル基、ピリミジニル基である。
【００５３】
ＲＴ３’、ＲＴ３、ＲＴ４、ＲＴ５及びＲＴ６として好ましくは、水素原子、アルキル基、シアノ基、トリフルオロメチル基、ペルフルオロアルキル基、ジアルキルアミノ基、フッ素原子、アリール基、ヘテロアリール基であり、より好ましくは水素原子、アルキル基、シアノ基、トリフルオロメチル基、フッ素原子、アリール基であり、更に好ましくは、水素原子、アルキル基、アリール基である。
置換基Ｔ１はそれぞれ独立に、フッ素原子、−Ｒ’、−ＯＲ’、−Ｎ（Ｒ’）２、−ＳＲ’、−Ｃ（Ｏ）Ｒ’、−Ｃ（Ｏ）ＯＲ’、−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ’）２、−ＣＮ、−ＮＯ２、−ＳＯ２、−ＳＯＲ’、−ＳＯ２Ｒ’、又は−ＳＯ３Ｒ’を表し、Ｒ’はそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基、ペルフルオロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、ヘテロアルキル基、アリール基又はヘテロアリール基を表す。置換基Ｔ１としては、アルキル基、アルコキシ基、フッ素原子、シアノ基、ジアルキルアミノ基が好ましい。
【００５４】
ＲＴ３、ＲＴ４、ＲＴ５及びＲＴ６は隣り合う任意の２つが互いに結合して、ＲＴ３、ＲＴ４、ＲＴ５及びＲＴ６が置換しているベンゼン環とともに縮合環を形成してもよく、該縮合環としては、ナフタレン環、キノリン環、イソキノリン環、カルバゾール環、ジベンゾフラン環又はジベンゾチオフェン環が好ましく、カルバゾール環、ジベンゾフラン環又はジベンゾチオフェン環がより好ましく、ジベンゾフラン環が特に好ましい。該縮合環は更に置換基を有していてもよく、好ましくは置換基Ｔ１を有していてもよい。
【００５５】
環Ｑが表す芳香族複素環としては、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、ピラゾール環、イミダゾール環、トリアゾール環、オキサゾール環、オキサジアゾール環、チアゾール環、チアジアゾール環、等が挙げられる。好ましくはピリジン環、ピラジン環であり、より好ましくはピリジン環である。
【００５６】
環Ｑが表す縮合芳香族複素環としては、キノリン環、イソキノリン環、キノキサリン環等が挙げられる。好ましくはキノリン環、イソキノリン環であり、より好ましくはキノリン環である。
【００５７】
ｍは２であることが好ましい。すなわち、ｎは１であることが好ましい。
【００５８】
一般式（Ｉ−Ｉ）で表される金属錯体は、一般式（Ｉ−Ｉ）における下記一般式（Ｉ−Ｉ−Ａ）で表される配位子若しくはその互変異性体と、（Ｘ−Ｌ３−Ｙ）で表される配位子若しくはその互変異性体との組み合わせを含んで構成されるか、該金属錯体の配位子の全てが下記一般式（Ｉ−Ｉ−Ａ）で表される配位子又はその互変異性体のみで構成されていてもよい。
【００５９】
【化１６】
【００６０】
（一般式（Ｉ−Ｉ−Ａ）中、ＲＴ３’、ＲＴ３、ＲＴ４、ＲＴ５、ＲＴ６及びＱは、一般式（Ｉ−Ｉ）における、ＲＴ３’、ＲＴ３、ＲＴ４、ＲＴ５、ＲＴ６及びＱと同義である。＊はイリジウムへの配位位置を表す。）
【００６１】
更に従来公知の金属錯体形成に用いられる、所謂配位子として当該業者が周知の配位子（配位化合物ともいう）を必要に応じて（Ｘ−Ｌ３−Ｙ）で表される配位子として有していてもよい。
【００６２】
従来公知の金属錯体に用いられる配位子としては、種々の公知の配位子があるが、例えば、「Ｐｈｏｔｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｐｈｏｔｏｐｈｙｓｉｃｓ ｏｆ Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ Ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ」Ｓｐｒｉｎｇｅｒ−Ｖｅｒｌａｇ社 Ｈ．Ｙｅｒｓｉｎ著 １９８７年発行、「有機金属化学−基礎と応用−」裳華房社 山本明夫著 １９８２年発行等に記載の配位子（例えば、ハロゲン配位子（好ましくは塩素配位子）、含窒素ヘテロアリール配位子（例えば、ビピリジル、フェナントロリンなど）、ジケトン配位子（例えば、アセチルアセトンなど）が挙げられる。
【００６３】
以下に、（Ｘ−Ｌ３−Ｙ）で表される配位子の例を具体的に挙げるが、本発明はこれらに限定されない。
【００６４】
【化１７】
【００６５】
上記（Ｘ−Ｌ３−Ｙ）で表される配位子の例において、＊は一般式（Ｉ−Ｉ）におけるイリジウムへの配位位置を表す。Ｒｘ、Ｒｙ及びＲｚはそれぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。該置換基としては前記置換基群Ａから選ばれる置換基が挙げられる。好ましくは、Ｒｘ、Ｒｚはそれぞれ独立にアルキル基、ペルフルオロアルキル基、フッ素原子、アリール基のいずれかであり、より好ましくは炭素数１〜４のアルキル基、炭素数１〜４のペルフルオロアルキル基、フッ素原子、置換されていても良いフェニル基であり、最も好ましくはメチル基、エチル基、トリフルオロメチル基、フッ素原子、フェニル基である。Ｒｙは好ましくは水素原子、アルキル基、ペルフルオロアルキル基、フッ素原子、アリール基のいずれかであり、より好ましくは水素原子、炭素数１〜４のアルキル基、置換されていても良いフェニル基であり、最も好ましくは水素原子、メチル基のいずれかである。これら配位子は素子中で電荷を輸送したり励起によって電子が集中する部位ではないと考えられるため、Ｒｘ、Ｒｙ、Ｒｚは化学的に安定な置換基であれば良く、本発明の効果にも影響を及ぼさない。
これらの配位子を有する錯体は、対応する配位子前駆体を用いることで公知の合成例と同様に合成できる。例えば国際公開２００９−０７３２４５号４６ページに記載の方法と同様に、市販のジフルオロアセチルアセトンを用いて以下に示す方法で合成する事ができる。
【００６６】
【化１８】
【００６７】
また、（Ｘ−Ｌ３−Ｙ）で表される配位子として一般式（Ｉ−１５）に示すモノアニオン性配位子を用いる事もできる。
【００６８】
【化１９】
【００６９】
一般式（Ｉ−１５）におけるＲＴ７〜ＲＴ１０は、一般式（Ｉ−Ｉ）におけるＲＴ３〜ＲＴ６と同義であり、好ましい範囲も同様である。ＲＴ７’〜ＲＴ１０’は、ＲＴ３’と同義であり、好ましい範囲もＲＴ３’と同様である。＊はイリジウムへの配位位置を表す。
【００７０】
（Ｘ−Ｌ３−Ｙ）で表される配位子は、錯体合成が容易であるため（Ｉ−１）、（Ｉ−４）、（Ｉ−５）、（Ｉ−１５）が好ましく、最も好ましくは（Ｉ−１５）である。
【００７１】
前記一般式（Ｉ−Ｉ）で表される化合物は、好ましくは下記一般式（Ｉ−ＩＩ）で表される化合物である。
【００７２】
【化２０】
【００７３】
（一般式（Ｉ−ＩＩ）中、ＲＴ３’〜ＲＴ６’及びＲＴ３〜ＲＴ６はそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、−ＣＮ、ペルフルオロアルキル基、トリフルオロビニル基、−ＣＯ２ＲＴ、−Ｃ（Ｏ）ＲＴ、−Ｎ（ＲＴ）２、−ＮＯ２、−ＯＲＴ、フッ素原子、アリール基又はヘテロアリール基を表し、更に後述の置換基Ｔ２を有していてもよい。
ＲＴ３、ＲＴ４、ＲＴ５及びＲＴ６は隣り合う任意の２つが互いに結合して、ＲＴ３、ＲＴ４、ＲＴ５及びＲＴ６が置換しているベンゼン環とともに縮合環を形成してもよく、該縮合環は更に後述の置換基Ｔ２を有していてもよい。当該縮合環及びそれが有していてもよい置換基の範囲は、一般式（Ｉ−Ｉ）におけるＲＴ３、ＲＴ４、ＲＴ５及びＲＴ６が置換しているベンゼン環とともに形成してもよい縮合環及びそれが有していてもよい置換基の範囲と同様であり、好ましい範囲も同様である。
ＲＴ３’とＲＴ６は、−Ｃ（ＲＴ）２−Ｃ（ＲＴ）２−、−ＣＲＴ＝ＣＲＴ−、−Ｃ（ＲＴ）２−、−Ｏ−、−ＮＲＴ−、−Ｏ−Ｃ（ＲＴ）２−、−ＮＲＴ−Ｃ（ＲＴ）２−及び−Ｎ＝ＣＲＴ−から選択される連結基によって連結されて環を形成してもよい。
ＲＴはそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、ヘテロアルキル基、アリール基、又はヘテロアリール基を表し、更に置換基Ｔ２を有していてもよい。
置換基Ｔ２はそれぞれ独立に、フッ素原子、−Ｒ’、−ＯＲ’、−Ｎ（Ｒ’）２、−ＳＲ’、−Ｃ（Ｏ）Ｒ’、−Ｃ（Ｏ）ＯＲ’、−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ’）２、−ＣＮ、−ＮＯ２、−ＳＯ２、−ＳＯＲ’、−ＳＯ２Ｒ’、又は−ＳＯ３Ｒ’を表し、Ｒ’はそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基、ペルフルオロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、ヘテロアルキル基、アリール基又はヘテロアリール基を表す。
（Ｘ−Ｌ３−Ｙ）は、配位子を表す。ｍＴは２又は３、ｎＴは０又は１を表す。ｍＴ＋ｎＴは３である。）
【００７４】
一般式（Ｉ−ＩＩ）におけるＲＴ３’、ＲＴ３〜ＲＴ６、（Ｘ−Ｌ３−Ｙ）、ｍＴ及びｎＴの好ましい範囲は、一般式（Ｉ−Ｉ）におけるＲＴ３’、ＲＴ３〜ＲＴ６、（Ｘ−Ｌ３−Ｙ）、ｍ及びｎの好ましい範囲と同様である。
ＲＴ４’は水素原子、アルキル基、アリール基、フッ素原子が好ましく、水素原子がより好ましい。
ＲＴ５’及びＲＴ６’は水素原子を表すか、又は互いに結合して縮合４〜７員環式基を形成することが好ましく、該縮合４〜７員環式基は、シクロアルキル、シクロヘテロアルキル、アリール、又はヘテロアリールであることがより好ましく、アリールであることが更に好ましい。
ＲＴ４’〜ＲＴ６’における置換基Ｔ２としてはアルキル基、アルコキシ基、フッ素原子、シアノ基、アルキルアミノ基、ジアリールアミノ基が好ましく、アルキル基がより好ましい。
【００７５】
前記一般式（Ｉ−ＩＩ）で表される化合物の好ましい形態の一つは、下記一般式（Ｉ−ＩＩＩ）で表される場合である。
【００７６】
【化２１】
【００７７】
一般式（Ｉ−ＩＩＩ）におけるＲＴ３’〜ＲＴ６’、ＲＴ３〜ＲＴ６は、一般式（Ｉ−ＩＩ）におけるＲＴ３’〜ＲＴ６’、ＲＴ３〜ＲＴ６と同義であり、好ましい範囲も同様である。
ｍＴ３は２を表す。
ＲＴ７〜ＲＴ１０は、ＲＴ３〜ＲＴ６と同義であり、好ましい範囲も同様である。ＲＴ７’〜ＲＴ１０’は、ＲＴ３’〜ＲＴ６’と同義であり、好ましい範囲も同様である。
【００７８】
前記一般式（Ｉ−ＩＩ）で表される化合物の好ましい別の形態は、下記一般式（Ｉ−ＩＶ）で表される化合物である。
【００７９】
【化２２】
【００８０】
一般式（Ｉ−ＩＶ）におけるＲＴ３’〜ＲＴ７’、ＲＴ３〜ＲＴ６、（Ｘ−Ｌ３−Ｙ）、ｍＴ及びｎＴは、一般式（Ｉ−ＩＩ）におけるＲＴ３’〜ＲＴ６’、ＲＴ３〜ＲＴ６、（Ｘ−Ｌ３−Ｙ）、ｍＴ及びｎＴと同義であり、好ましい範囲も同様である。ＲＴ３’〜ＲＴ７’及びＲＴ３〜ＲＴ６のうち、０〜２つがアルキル基又はフェニル基で残りが全て水素原子である場合が特に好ましく、ＲＴ３’〜ＲＴ６’及びＲＴ３〜ＲＴ６のうち、１つ又は２つがアルキル基で残りが全て水素原子である場合が更に好ましい。
【００８１】
前記一般式（Ｉ−ＩＩ）で表される化合物の好ましい別の形態は、下記一般式（Ｉ−Ｖ）で表される化合物である。
【００８２】
【化２３】
【００８３】
一般式（Ｉ−Ｖ）におけるＲＴ３’〜ＲＴ７’、ＲＴ３〜ＲＴ６、（Ｘ−Ｌ３−Ｙ）、ｍＴ及びｎＴは、一般式（Ｉ−ＩＩ）におけるＲＴ３’〜ＲＴ６’、ＲＴ３〜ＲＴ６、（Ｘ−Ｌ３−Ｙ）、ｍＴ及びｎＴと同義であり、好ましいものも同様である。
【００８４】
一般式（Ｉ−Ｉ）で表される化合物の好ましい別の形態は、下記一般式（Ｉ−ＶＩ）で表される場合である。
【００８５】
【化２４】
【００８６】
一般式（Ｉ−ＶＩ）中、Ｒ１ａ〜Ｒ１ｉの定義や好ましい範囲は一般式（Ｉ−Ｉ）におけるＲＴ３〜ＲＴ６におけるものと同様である。またＲ１ａ〜Ｒ１ｉのうち、０〜２つがアルキル基又はアリール基で残りが全て水素原子である場合が特に好ましい。（Ｘ−Ｌ３−Ｙ）、ｍ及びｎの定義や好ましい範囲は一般式（Ｉ−Ｉ）における（Ｘ−Ｌ３−Ｙ）、ｍ及びｎと同様である。
【００８７】
一般式（Ｉ−Ａ）又は（Ｉ−Ｂ）で表される燐光性金属錯体は、例えば、特開２０１１−０６８８４８号明細書、米国特許出願公開第２００７／０１９０３５９号明細書や米国特許出願公開第２００８／０２９７０３３号明細書等に記載の方法により合成することができる。
【００８８】
一般式（Ｉ−Ｉ）で表される化合物の好ましい具体例を以下に列挙するが、以下に限定されるものではない。
【００８９】
【化２５】
【００９０】
【化２６】
【００９１】
【化２７】
【００９２】
（ホスト材料）
ホスト材料とは、発光層において主に電荷の注入、輸送を担う化合物であり、また、それ自体は実質的に発光しない化合物のことである。ここで「実質的に発光しない」とは、該実質的に発光しない化合物からの発光量が好ましくは素子全体での全発光量の５％以下であり、より好ましくは３％以下であり、更に好ましくは１％以下であることを言う。
ホスト材料としては、その分子構造中に含まれる、下記式（ＩＩ）で表されるＮ−フェニルカルバゾール構造の窒素原子の数と、ホスト材料の分子全体に含まれる全炭素原子数との比Ｎ／Ｃ（以下、「ホストＮ／Ｃ比」ともいう。）が、１／２２未満である化合物であれば特に限定されないが、本発明の一般式（１）、（Ｔｐ−１）、（４−１）、（４−２）又は（４−３）で表される化合物を用いることができる。
【００９３】
【化２８】
【００９４】
ここで、上記ホストＮ／Ｃ比を求める際に考慮される窒素原子は、上記式（ＩＩ）で表されるＮ−フェニルカルバゾール構造の、フェニル基が置換した窒素原子に限られる。
したがって、例えば、ホストの分子構造中にＮ−アルキルカルバゾール構造、トリアジン構造、シアノ基が含まれていたとしても、当該Ｎ−アルキルカルバゾール構造、トリアジン構造、シアノ基に含まれる窒素原子の数は、ホストＮ／Ｃ比を求める際には考慮されない。
【００９５】
上記式（ＩＩ）で表されるＮ−フェニルカルバゾール構造の窒素原子の数と、ホスト材料の分子全体に含まれる全炭素原子数との比Ｎ／Ｃを上記の範囲とすることにより、本願発明の効果が発揮される理由は定かではないが、以下の理由が考えられる。
ホスト材料に含まれる上記窒素原子と、該窒素原子に結合する芳香族の原子との間の結合は切断されやすく、結合が切断されることにより発生するラジカル、ラジカルアニオン等の反応活性種が発生しやすい。そして、発生した反応活性種は、ホスト材料や燐光性金属錯体と反応して消光物質や電荷トラップを発生し、有機電界発光素子の初期耐久性を低下させる要因となると推認される。
当該ホスト材料中の結合の切断に起因する素子の初期耐久性の低下は、上記ｍｅｒ体の分解に起因する素子の初期耐久性の低下と競合関係にあると考えられる。すなわち、ホストＮ／Ｃ比が１／２２以上では、ホスト材料中の結合の切断が素子の初期耐久性の低下に対して支配的要因となり、ｍｅｒ体のＨＰＬＣ含有率が０．５％以上では、ｍｅｒ体の分解が素子の初期耐久性の低下に対して支配的要因となると推認される。
【００９６】
〔一般式（１）又は（Ｔｐ−１）で表されるホスト材料〕
【００９７】
以下、一般式（１）で表される化合物について説明する。
一般式（１）で表されるホスト材料としては、ホストＮ／Ｃ比が１／２２未満である化合物を使用することができる。
【００９８】
本発明において、上記ホストＮ／Ｃ比は１／２２未満であり、１／２３未満であることが好ましく、１／４７未満であることがより好ましく、０であることが最も好ましい。
【００９９】
【化２９】
【０１００】
一般式（１）中、Ｘ１０１は酸素原子又は硫黄原子を表す。Ｒ１０１〜Ｒ１０９はそれぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。
ｎは１以上の整数を表す。
ｎが１のとき、Ｌａはアリール基、ヘテロアリール基又はアリール基とヘテロアリール基とを組み合わせてなる１価の基である。Ｒ１０８がＲ１０９と隣接するとき、Ｒ１０８とＲ１０９は結合して脂環構造を形成してもよい。
ｎが２以上の整数のとき、Ｌａは、単結合又はｎ価の芳香族炭化水素基を表す。Ｒ１０８がＲ１０９と隣接するとき、Ｒ１０８とＲ１０９は結合して脂環構造を形成してもよい。
【０１０１】
Ｒ１０８とＲ１０９とが結合して形成する脂環構造は、置換基を有してもよいが、芳香環との縮環を形成するものではない。置換基としては、前記置換基群Ａが挙げられる。
【０１０２】
Ｒ１０１〜Ｒ１０７が表す置換基としては、それぞれ独立に前記置換基群Ａを挙げることができ、該置換基は更に置換基を有してもよく、更なる置換基としては、前記置換基群Ａから選択される基を挙げることができる。
【０１０３】
Ｒ１０１〜Ｒ１０９としては、水素原子、アルキル基、シアノ基又はアリール基が好ましい。
ｎが１のときのＬａはアリール基とヘテロアリール基とを組み合わせてなる１価の基であることが好ましく、フェニル基とピリジル基又はピリミジル基とを組み合わせてなる１価の基であることがより好ましく、フェニル基とピリミジル基とを組み合わせてなる１価の基であることが特に好ましい。
Ｘ１０１は硫黄原子であることが好ましい。
【０１０４】
Ｒ１０１〜Ｒ１０９が表すアルキル基は、直鎖、分岐鎖、又は環状のアルキル基であり、好ましくは炭素数１〜１８のアルキル基であり、より好ましくは炭素数１〜１２のアルキル基であり、更に好ましくは炭素数１〜６のアルキル基である。Ｒ１０１〜Ｒ１０７で表されるアルキル基は、特に好ましくはメチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｉ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ｉ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ネオペンチル基、ｔ−アミル基、ｓ−イソアミル基、シクロペンチル基、ｎ−ヘキシル基、及びシクロヘキシル基のいずれかであり、最も好ましくはメチル基、ｉ−プロピル基、ｎ−ブチル基、及びｔ−ブチル基のいずれかである。
Ｒ１０１〜Ｒ１０９が表すアリール基は、好ましくは炭素数６〜３０、より好ましくは炭素数６〜２０、特に好ましくは炭素数６〜１２であり、例えばフェニル基、ｐ−メチルフェニル基、キシリル基、ビフェニル基、ナフチル基、又はアントラニル基などが挙げられる。
【０１０５】
Ｒ１０１〜Ｒ１０９としてより好ましくは、水素原子、メチル基、ｔ−ブチル基、シアノ基、又はフェニル基であり水素原子が更に好ましい。
Ｒ１０１〜Ｒ１０９が更なる置換基を有する場合の置換基としては、前記置換基群Ａを挙げることができ、シアノ基又は置換又は無置換のアリール基（フェニル基、又はビフェニル基）が好ましく、シアノ基、又はフェニル基が好ましく、フェニル基がより好ましい。
【０１０６】
Ｒ１０８としては水素原子が好ましい。
Ｒ１０８としての置換基は、前記置換基群Ａを挙げることができ、該置換基は更に置換基を有してもよい。
Ｒ１０８としての置換基は、シアノ基及びアリール基が好ましい。アリール基としては、好ましくは炭素数６〜３０、より好ましくは炭素数６〜２０、特に好ましくは炭素数６〜１２であり、例えばフェニル基、ｐ−メチルフェニル基、キシリル基、ビフェニル基、ナフチル基、又はアントラニル基などが挙げられ、フェニル基が好ましい。
【０１０７】
Ｒ１０９としては水素原子が好ましい。
Ｒ１０９としての置換基は、前記置換基群Ａを挙げることができ、該置換基は更に置換基を有してもよい。
Ｒ１０９としての置換基は、シアノ基及びアリール基が好ましい。アリール基としては、好ましくは炭素数６〜３０、より好ましくは炭素数６〜２０、特に好ましくは炭素数６〜１２であり、例えばフェニル基、ｐ−メチルフェニル基、キシリル基、ビフェニル基、ナフチル基、又はアントラニル基などが挙げられ、フェニル基が好ましい。
【０１０８】
Ｒ１０８又はＲ１０９が更なる置換基を有する場合の置換基としては、前記置換基群Ａから選択される基を挙げることができ、シアノ基又は置換又は無置換のアリール基（フェニル基、又はビフェニル基）が好ましく、シアノ基、又はフェニル基が好ましく、フェニル基がより好ましい。
【０１０９】
ｎは１以上の整数を表し、１〜３であることが好ましく、１又は２であることがより好ましく、２であることが更に好ましい。ｎが２以上の整数を表す場合、一般式（１）中に複数存在するＸ１０１、Ｒ１０１〜Ｒ１０９はそれぞれ異なってもよい。
【０１１０】
Ｌａのｎ価の芳香族炭化水素基としては、置換基を有していてもよいベンゼン環又はその複数が単結合により連結して形成した構造を有し、ｎ個の結合手を有する連結基が挙げられる。例えば、一般式（Ａ）で表される連結基が挙げられる。なお、＊は結合手を表し、一般式（Ａ）中にｎ個存在する。
【０１１１】
【化３０】
【０１１２】
Ｒ４１１は、各々独立に置換基を表す。ｎ４１１は、各々独立に０〜４の整数を表す。
ｍは１以上の整数を表し、好ましくは１〜６の整数を表す。
Ｌａとしてのｎ価の芳香族炭化水素基は、例えば、下記連結基群より選ばれる基を挙げることができる。
中でもＬ２、Ｌ３、Ｌ７、Ｌ９、Ｌ１１、Ｌ１３，Ｌ１４のいずれかが好ましく、Ｌ２、Ｌ７、Ｌ９、Ｌ１１、Ｌ１３、Ｌ１４がより好ましく、Ｌ２、Ｌ７がより好ましく、Ｌ２が特に好ましい。
【０１１３】
【化３１】
【０１１４】
Ｌａは更に置換基を有していても良い。Ｌａが更なる置換基を有する場合の置換基としては前記置換基群Ａを挙げることができ、該置換基はヘテロ環基であることが好ましく、ピリジル基、ピリミジル基、トリアジニル基であることがより好ましい。
【０１１５】
さらに、Ｌａは単結合であることも好ましい。
【０１１６】
一般式（１）で表されるホスト材料化合物は、対応するボロン酸又はボロン酸エステル又はボロン酸エステル塩などと対応するハロゲン化合物又はトリフレート化合物との間で、金属触媒（例えばＰｄやＮｉなど）と配位子（トリフェニルホスフィンやＢｕｃｈｗａｌｄの配位子など）を用いたカップリング反応（例えば鈴木−宮浦カップリング）により合成することができる。例えば国際公開第０７／０６９５６９号明細書、国際公開第０９／０８５３４４号明細書及び特開２００４−３１１４０４号明細書等に記載の方法により、合成できる。
【０１１７】
一般式（１）で表される化合物の具体例を以下に列挙するが、本発明がこれらに限定されることはない。
【０１１８】
【化３２】
【０１１９】
【化３３】
【０１２０】
【化３４】
【０１２１】
【化３５】
【０１２２】
【化３６】
【０１２３】
【化３７】
【０１２４】
【化３８】
【０１２５】
以下、一般式（Ｔｐ−１）で表される化合物について説明する。
【０１２６】
一般式（Ｔｐ−１）で表されるホスト材料としては、ホストＮ／Ｃ比が１／２２未満である化合物を使用することができる。
【０１２７】
本発明において、上記ホストＮ／Ｃ比は１／２２未満であり、１／２３未満であることが好ましく、１／４７未満であることがより好ましく、０であることが最も好ましい。
【０１２８】
【化３９】
【０１２９】
（一般式（Ｔｐ−１）において、ＺはＮ又はＣ（Ｒ１３）を表し、Ｒ１２〜Ｒ２３はそれぞれ独立に水素原子；アルキル基；アルキル基、フェニル基、フルオレニル基、ナフチル基、トリフェニレニル基、２−アザ−トリフェニレニル基、ピリジル基、ピロリル基、フリル基、チエニル基、インドリル基、ピリミジル基又はトリアジニル基で置換されていてもよいフェニル基、フルオレニル基、ナフチル基、トリフェニレニル基、２−アザ−トリフェニレニル基、ピリジル基、ピロリル基、フリル基、チエニル基、インドリル基、ピリミジル基又はトリアジニル基若しくはこれらを組み合わせてなる基を表す。ただし、Ｒ１２〜Ｒ２３が全て水素原子になることはない。）
【０１３０】
ＺとしてはＣ（Ｒ１３）が好ましい。
Ｒ１２〜Ｒ２３としてはオリゴフェニル基が好ましく、ビフェニル基、テルフェニル基、クアテルフェニル基、キンクフェニル基がより好ましく、テルフェニル基、クアテルフェニル基が特に好ましい。
【０１３１】
一般式（Ｔｐ−１）で表されるホスト材料化合物は、例えば、特表２０１０−５３５８０６号明細書等に記載の方法により合成することができる。
【０１３２】
以下に、本発明における一般式（Ｔｐ−１）で表される化合物の具体例を例示するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【０１３３】
【化４０】
【０１３４】
【化４１】
【０１３５】
【化４２】
【０１３６】
【化４３】
【０１３７】
【化４４】
【０１３８】
【化４５】
【０１３９】
【化４６】
【０１４０】
【化４７】
【０１４１】
〔一般式（４−１）、（４−２）又は（４−３）で表されるホスト材料〕
以下、一般式（４−１）、（４−２）又は（４−３）で表されるホスト材料について説明する。
一般式（４−１）、（４−２）又は（４−３）で表されるホスト材料としては、ホストＮ／Ｃ比が１／２２未満である化合物を使用することができる。
【０１４２】
本発明において、上記ホストＮ／Ｃ比は１／２２未満であり、１／２３未満であることが好ましく、１／４７未満であることがより好ましく、０であることが最も好ましい。
【０１４３】
以下、一般式（４−１）、（４−２）又は（４−３）で表される化合物について説明する。
【０１４４】
【化４８】
【０１４５】
【化４９】
【０１４６】
（一般式（４−１）、（４−２）及び（４−３）中、ｄ、ｅ、ｈ、iはそれぞれ独立して０〜３の整数を表し、ｄとｅ又はｈとiの組み合わせにおいて少なくとも一方は１以上である。ｆは１〜４の整数を表す。Ｒ’８はそれぞれ独立に置換基を表し、ｄ、ｅ、ｆ、ｈ、ｉが２以上である場合Ｒ’８は互いに異なっていても同じでも良い。ｎＣＺは１以上の整数を表す。
また、Ｒ’８の少なくとも１つは下記一般式（５）で表されるカルバゾール基を表す。）
【０１４７】
ｎＣＺは好ましくは１〜５であり、より好ましくは１〜３であり、最も好ましくは１又は２である。
【０１４８】
【化５０】
【０１４９】
（一般式（５）中、Ｒ’９はそれぞれ独立に置換基を表す。ｇは０〜８の整数を表す。）
【０１５０】
Ｒ’８はそれぞれ独立に置換基を表し、具体的にはハロゲン原子、アルコキシ基、シアノ基、ニトロ基、アルキル基、アリール基、ヘテロ環基、又は一般式（５）で表される置換基である。これらの置換基は更なる置換基を有していてもよく、更なる置換基としては、前記置換基群Ａから選択される基を挙げることができる。
Ｒ’８が一般式（５）を表さない場合、好ましくは炭素数１０以下のアルキル基、置換又は無置換のアリール基又はヘテロ環基であり、更に好ましくは炭素数６以下のアルキル基、置換又は無置換のトリフェニレニル基、フルオレニル基、シクロペンタジエニル基、ピリジル基、ピラジニル基、ピリミジニル基、トリアジニル基、キノリニル基、イソキノリニル基、キナゾリニル基、ナフチリジニル基、キノキサリニル基、フリル基、チエニル基、シラシクロペンタジエニル基又はジベンゾチオフェン基、であり、特に好ましくは置換又は無置換のトリフェニレニル基である。
【０１５１】
Ｒ’９はそれぞれ独立に置換基を表し、具体的にはハロゲン原子、アルコキシ基、シアノ基、ニトロ基、アルキル基、アリール基、ヘテロ環基である。これらの置換基は更なる置換基を有していてもよく、更なる置換基としては、前記置換基群Ａから選択される基を挙げることができる。
Ｒ’９は好ましくは炭素数１０以下のアルキル基、炭素数１０以下の置換又は無置換のアリール基であり、更に好ましくは炭素数６以下のアルキル基である。
【０１５２】
一般式（４−１）、（４−２）又は（４−３）で表されるホスト材料化合物は、種々の公知の合成法を組み合わせて合成することが可能である。最も一般的には、カルバゾール化合物に関してはアリールヒドラジンとシクロヘキサン誘導体との縮合体のアザーコープ転位反応の後、脱水素芳香族化による合成（Ｌ．Ｆ．Ｔｉｅｚｅ，Ｔｈ．Ｅｉｃｈｅｒ著、高野、小笠原訳、精密有機合成、３３９頁（南江堂刊））が挙げられる。また、得られたカルバゾール化合物とハロゲン化アリール化合物のパラジウム触媒を用いるカップリング反応に関してはテトラヘドロン・レターズ３９巻６１７頁（１９９８年）、同３９巻２３６７頁（１９９８年）及び同４０巻６３９３頁（１９９９年）等に記載の方法が挙げられる。反応温度、反応時間については特に限定されることはなく、前記文献に記載の条件が適用できる。
【０１５３】
以下に、本発明における一般式（４−１）、（４−２）又は（４−３）で表される化合物の具体例を例示するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【０１５４】
【化５１】
【０１５５】
【化５２】
【０１５６】
【化５３】
【０１５７】
【化５４】
【０１５８】
【化５５】
【０１５９】
【化５６】
【０１６０】
【化５７】
【０１６１】
【化５８】
【０１６２】
【化５９】
【０１６３】
【化６０】
【０１６４】
【化６１】
【０１６５】
【化６２】
【０１６６】
本発明の有機電界発光素子について詳細に説明する。
本発明の素子は、基板上に、一対の電極と、該電極間に発光層を有する有機電界発光素子であって、前記発光層が、上記一般式（Ｉ−Ａ）又は（Ｉ−Ｂ）で表される燐光性金属錯体Ａとホスト材料とを含有し、発光層が燐光性金属錯体Ａと構造異性体群Ｂを含む場合は、発光層中に含まれる化合物全体に対する構造異性体群ＢのＨＰＬＣ含有率が、０．５％未満であり、前記ホスト材料は、その分子構造中に含まれる、上記式（ＩＩ）で表されるＮ−フェニルカルバゾール構造の窒素原子の数と、ホスト材料の分子全体に含まれる全炭素原子数との比Ｎ／Ｃが、１／２２未満の化合物であることを特徴とする有機電界発光素子である。
発光素子の性質上、一対の電極である陽極及び陰極のうち少なくとも一方の電極は、透明若しくは半透明であることが好ましい。
有機層としては、発光層以外に、正孔注入層、正孔輸送層、ブロック層（正孔ブロック層、励起子ブロック層など）、電子輸送層などが挙げられる。これらの有機層は、それぞれ複数層設けてもよく、複数層設ける場合には同一の材料で形成してもよいし、層毎に異なる材料で形成してもよい。
図１に、本発明に係る有機電界発光素子の構成の一例を示す。図１の有機電界発光素子１０は、基板２上に、一対の電極（陽極３と陰極９）の間に発光層６を含む有機層を有する。有機層としては、陽極側３から正孔注入層４、正孔輸送層５、発光層６、正孔ブロック層７及び電子輸送層８がこの順に積層されている。
【０１６７】
＜有機層の構成＞
前記有機層の層構成としては、特に制限はなく、有機電界発光素子の用途、目的に応じて適宜選択することができるが、前記透明電極上に又は前記半透明電極上に形成されるのが好ましい。この場合、有機層は、前記透明電極又は前記半透明電極上の前面又は一面に形成される。
有機層の形状、大きさ、及び厚み等については、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
【０１６８】
具体的な層構成として、下記が挙げられるが本発明はこれらの構成に限定されるものではない。
・陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
・陽極／正孔輸送層／発光層／ブロック層／電子輸送層／陰極
・陽極／正孔輸送層／発光層／ブロック層／電子輸送層／電子注入層／陰極
・陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／ブロック層／電子輸送層／陰極
・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
・陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／ブロック層／電子輸送層／電子注入層／陰極
有機電界発光素子の素子構成、基板、陰極及び陽極については、例えば、特開２００８−２７０７３６号公報に詳述されており、該公報に記載の事項を本発明に適用することができる。
【０１６９】
＜基板＞
本発明で使用する基板としては、有機層から発せられる光を散乱又は減衰させない基板であることが好ましい。有機材料の場合には、耐熱性、寸法安定性、耐溶剤性、電気絶縁性、及び加工性に優れていることが好ましい。
＜陽極＞
陽極は、通常、有機層に正孔を供給する電極としての機能を有していればよく、その形状、構造、大きさ等については特に制限はなく、発光素子の用途、目的に応じて、公知の電極材料の中から適宜選択することができる。前述のごとく、陽極は、通常透明陽極として設けられる。
＜陰極＞
陰極は、通常、有機層に電子を注入する電極としての機能を有していればよく、その形状、構造、大きさ等については特に制限はなく、発光素子の用途、目的に応じて、公知の電極材料の中から適宜選択することができる。
【０１７０】
＜有機層＞
本発明における有機層について説明する。
【０１７１】
（有機層の形成）
本発明の有機電界発光素子において、各有機層は、蒸着法やスパッタ法等の乾式製膜法、転写法、印刷法、スピンコート法、バーコート法等の溶液塗布法のいずれによっても好適に形成することができる。
【０１７２】
（発光層）
発光層は、電界印加時に、陽極、正孔注入層又は正孔輸送層から正孔を受け取り、陰極、電子注入層又は電子輸送層から電子を受け取り、正孔と電子の再結合の場を提供して発光させる機能を有する層である。本発明の有機電界発光素子における発光層は、燐光性金属錯体をはじめとする少なくとも一種の燐光発光材料を含有する。
【０１７３】
（電荷輸送層）
電荷輸送層とは、有機電界発光素子に電圧を印加した際に電荷移動が起こる層をいう。
具体的には正孔注入層、正孔輸送層、電子ブロック層、発光層、正孔ブロック層、電子輸送層又は電子注入層が挙げられる。好ましくは、正孔注入層、正孔輸送層、電子ブロック層又は発光層である。塗布法により形成される電荷輸送層が正孔注入層、正孔輸送層、電子ブロック層又は発光層であれば、低コストかつ高効率な有機電界発光素子の製造が可能となる。また、電荷輸送層として、より好ましくは、正孔注入層、正孔輸送層又は電子ブロック層である。
【０１７４】
（正孔注入層、正孔輸送層）
正孔注入層、正孔輸送層は、陽極又は陽極側から正孔を受け取り陰極側に輸送する機能を有する層である。
正孔注入層、正孔輸送層については、特開２００８−２７０７３６号公報の段落番号〔０１６５〕〜〔０１６７〕に記載の事項を本発明に適用することができる。
【０１７５】
正孔注入層には電子受容性ドーパントを含有することが好ましい。正孔注入層に電子受容性ドーパントを含有することにより、正孔注入性が向上し、駆動電圧が低下する、効率が向上するなどの効果がある。電子受容性ドーパントとは、ドープされる材料から電子を引き抜き、ラジカルカチオンを発生させることが可能な材料であれば有機材料、無機材料のうちいかなるものでもよいが、例えば、テトラシアノキノジメタン（ＴＣＮＱ）、テトラフルオロテトラシアノキノジメタン（Ｆ４−ＴＣＮＱ）、酸化モリブデンなどが挙げられる。
【０１７６】
正孔注入層中の電子受容性ドーパントは、正孔注入層を形成する全化合物質量に対して、０．０１質量％〜５０質量％含有されることが好ましく、０．１質量％〜４０質量％含有されることがより好ましく、０．２質量％〜３０質量％含有されることがより好ましい。
【０１７７】
（電子注入層、電子輸送層）
電子注入層、電子輸送層は、陰極又は陰極側から電子を受け取り陽極側に輸送する機能を有する層である。これらの層に用いる電子注入材料、電子輸送材料は低分子化合物であっても高分子化合物であってもよい。
電子輸送材料として、公知の化合物を用いることができる。具体的には、ピリジン誘導体、キノリン誘導体、ピリミジン誘導体、ピラジン誘導体、フタラジン誘導体、フェナントロリン誘導体、トリアジン誘導体、トリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、フルオレノン誘導体、アントラキノジメタン誘導体、アントロン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、カルボジイミド誘導体、フルオレニリデンメタン誘導体、ジスチリルピラジン誘導体、ナフタレン、ペリレン等の芳香環テトラカルボン酸無水物、フタロシアニン誘導体、８−キノリノール誘導体の金属錯体やメタルフタロシアニン、ベンゾオキサゾールやベンゾチアゾールを配位子とする金属錯体に代表される各種金属錯体、シロールに代表される有機シラン誘導体、等を含有する層であることが好ましい。
【０１７８】
電子注入層、電子輸送層の厚さは、駆動電圧を下げるという観点から、各々５００ｎｍ以下であることが好ましい。
電子輸送層の厚さとしては、１ｎｍ〜５００ｎｍであるのが好ましく、５ｎｍ〜２００ｎｍであるのがより好ましく、１０ｎｍ〜１００ｎｍであるのが更に好ましい。また、電子注入層の厚さとしては、０．１ｎｍ〜２００ｎｍであるのが好ましく、０．２ｎｍ〜１００ｎｍであるのがより好ましく、０．５ｎｍ〜５０ｎｍであるのが更に好ましい。
電子注入層、電子輸送層は、上述した材料の１種又は２種以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。
【０１７９】
電子注入層には電子供与性ドーパントを含有することが好ましい。電子注入層に電子供与性ドーパントを含有させることにより、電子注入性が向上し、駆動電圧が低下する、効率が向上するなどの効果がある。電子供与性ドーパントとは、ドープされる材料に電子を与え、ラジカルアニオンを発生させることが可能な材料であれば有機材料、無機材料のうちいかなるものでもよいが、例えば、テトラチアフルバレン（ＴＴＦ）、テトラチアナフタセン（ＴＴＴ）、ビス−［１，３−ジエチル−２−メチル−１，２−ジヒドロベンズイミダゾリル］などのジヒドロイミダゾール化合物、リチウム、セシウムなどが挙げられる。
【０１８０】
電子注入層中の電子供与性ドーパントは、電子注入層を形成する全化合物質量に対して、０．０１質量％〜５０質量％含有されることが好ましく、０．１質量％〜４０質量％含有されることがより好ましく、０．５質量％〜３０質量％含有されることがより好ましい。
【０１８１】
（正孔ブロック層）
正孔ブロック層は、陽極側から発光層に輸送された正孔が、陰極側に通りぬけることを防止する機能を有する層である。本発明において、発光層と陰極側で隣接する有機層として、正孔ブロック層を設けることができる。
正孔ブロック層を構成する有機化合物の例としては、アルミニウム（ＩＩＩ）ビス（２−メチル−８−キノリナト）４−フェニルフェノレート（Ａｌｕｍｉｎｕｍ（ＩＩＩ）ｂｉｓ（２−ｍｅｔｈｙｌ−８−ｑｕｉｎｏｌｉｎａｔｏ）４−ｐｈｅｎｙｌｐｈｅｎｏｌａｔｅ（Ｂａｌｑと略記する））等のアルミニウム錯体、トリアゾール誘導体、２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（２，９−Ｄｉｍｅｔｈｙｌ−４，７−ｄｉｐｈｅｎｙｌ−１，１０−ｐｈｅｎａｎｔｈｒｏｌｉｎｅ（ＢＣＰと略記する））等のフェナントロリン誘導体、本発明の化合物等が挙げられる。本発明において、正孔ブロック層は実際に正孔をブロックする機能に限定せず、発光層の励起子が電子輸送層に拡散させない、若しくはエネルギー移動消光をブロックする機能を有していてもよい。本発明の化合物は正孔ブロック層としても好ましく適用できる。
正孔ブロック層の厚さとしては、１ｎｍ〜５００ｎｍであるのが好ましく、５ｎｍ〜２００ｎｍであるのがより好ましく、１０ｎｍ〜１００ｎｍであるのが更に好ましい。
正孔ブロック層は、上述した材料の一種又は二種以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。
【０１８２】
（電子ブロック層）
電子ブロック層は、陰極側から発光層に輸送された電子が、陽極側に通りぬけることを防止する機能を有する層である。本発明において、発光層と陽極側で隣接する有機層として、電子ブロック層を設けることができる。
電子ブロック層を構成する有機化合物の例としては、例えば前述の正孔輸送材料として挙げたものが適用できる。
電子ブロック層の厚さとしては、１ｎｍ〜５００ｎｍであるのが好ましく、５ｎｍ〜２００ｎｍであるのがより好ましく、１０ｎｍ〜１００ｎｍであるのが更に好ましい。
電子ブロック層は、上述した材料の一種又は二種以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。
【０１８３】
（保護層）
本発明において、有機ＥＬ素子全体は、保護層によって保護されていてもよい。
保護層については、特開２００８−２７０７３６号公報の段落番号〔０１６９〕〜〔０１７０〕に記載の事項を本発明に適用することができる。
【０１８４】
（封止容器）
本発明の素子は、封止容器を用いて素子全体を封止してもよい。
封止容器については、特開２００８−２７０７３６号公報の段落番号〔０１７１〕に記載の事項を本発明に適用することができる。
【０１８５】
（駆動）
本発明の有機電界発光素子は、陽極と陰極との間に直流（必要に応じて交流成分を含んでもよい）電圧（通常２ボルト〜１５ボルト）、又は直流電流を印加することにより、発光を得ることができる。
本発明の有機電界発光素子の駆動方法については、特開平２−１４８６８７号、同６−３０１３５５号、同５−２９０８０号、同７−１３４５５８号、同８−２３４６８５号、同８−２４１０４７号の各公報、特許第２７８４６１５号、米国特許５８２８４２９号、同６０２３３０８号の各明細書等に記載の駆動方法を適用することができる。
【０１８６】
本発明の有機電界発光素子の外部量子効率としては、７％以上が好ましく、１０％以上がより好ましく、１２％以上が更に好ましい。外部量子効率の数値は２０℃で素子を駆動したときの外部量子効率の最大値、若しくは、２０℃で素子を駆動したときの３００〜４００ｃｄ／ｍ２付近での外部量子効率の値を用いることができる。
【０１８７】
本発明の有機電界発光素子の初期耐久性は、輝度１０％減の時間（Ｔ９０）により評価することができる。ディスプレイの焼きつきを防止し、高品質な有機ＥＬディスプレイを提供する観点から、Ｔ９０は長いほうが好ましい。
【０１８８】
（本発明の素子の用途）
本発明の素子は、表示素子、ディスプレイ、バックライト、電子写真、照明光源、記録光源、露光光源、読み取り光源、標識、看板、インテリア、又は光通信等に好適に利用できる。特に、ディスプレイ等といった、素子の初期耐久性が要求されるデバイスに好ましく用いられる。
【０１８９】
（発光装置）
次に、図２を参照して本発明の発光装置について説明する。
本発明の発光装置は、前記有機電界発光素子を用いてなる。
図２は、本発明の発光装置の一例を概略的に示した断面図である。図２の発光装置２０は、基板（支持基板）２、有機電界発光素子１０、封止容器１６等により構成されている。
【０１９０】
有機電界発光素子１０は、基板２上に、陽極（第一電極）３、有機層１１、陰極（第二電極）９が順次積層されて構成されている。また、陰極９上には、保護層１２が積層されており、更に、保護層１２上には接着層１４を介して封止容器１６が設けられている。なお、各電極３、９の一部、隔壁、絶縁層等は省略されている。
ここで、接着層１４としては、エポキシ樹脂等の光硬化型接着剤や熱硬化型接着剤を用いることができ、例えば熱硬化性の接着シートを用いることもできる。
【０１９１】
本発明の発光装置の用途は特に制限されるものではなく、例えば、照明装置のほか、テレビ、パーソナルコンピュータ、携帯電話、電子ペーパ等の表示装置とすることができる。
【０１９２】
（照明装置）
次に、図３を参照して本発明の照明装置について説明する。
図３は、本発明の照明装置の一例を概略的に示した断面図である。本発明の照明装置４０は、図３に示すように、前述した有機ＥＬ素子１０と、光散乱部材３０とを備えている。より具体的には、照明装置４０は、有機ＥＬ素子１０の基板２と光散乱部材３０とが接触するように構成されている。
光散乱部材３０は、光を散乱できるものであれば特に制限されないが、図３においては、透明基板３１に微粒子３２が分散した部材とされている。透明基板３１としては、例えば、ガラス基板を好適に挙げることができる。微粒子３２としては、透明樹脂微粒子を好適に挙げることができる。ガラス基板及び透明樹脂微粒子としては、いずれも、公知のものを使用できる。このような照明装置４０は、有機電界発光素子１０からの発光が散乱部材３０の光入射面３０Ａに入射されると、入射光を光散乱部材３０により散乱させ、散乱光を光出射面３０Ｂから照明光として出射するものである。
【実施例】
【０１９３】
以下、実施例により本発明を更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。
【０１９４】
１．燐光性金属錯体の合成
本発明で使用する燐光性金属錯体は、当該技術分野において一般的に知られている方法にて合成することができる。例えば、ＵＳ２００４／０２４１４９５Ａ１等に記載の方法を参考とすることにより、合成することができる。
【０１９５】
２．構造異性体群Ｂ（ｍｅｒ体）のＨＰＬＣ含有率の特定と調節
本発明において、発光層中に含まれる化合物全体に対する構造異性体群ＢのＨＰＬＣ含有率は、以下の方法で求めた。
まず、発光層に使用する各材料を素子の発光層を形成する場合と同じ蒸着条件で、面積が５ｃｍ２の基板に対して膜厚が１００ｎｍとなるように積層した。次いで、得られた膜を以下の条件（溶剤：ＴＨＦと水の１：１混合溶剤、測定温度：４０℃、検出波長：２５４ｎｍ）でＨＰＬＣ（東ソーＴＳＫｇｅｌ ＯＤＳ−１００Ｚ）測定し、上記膜に含まれる化合物全体のピーク面積の和に対する、構造異性体群Ｂに相当する化合物のピーク面積の比率（％）を求め、構造異性体群Ｂ（ｍｅｒ体）のＨＰＬＣ含有率とした。
発光層中における構造異性体群ＢのＨＰＬＣ含有率は、上記合成により得られる燐光性金属錯体をジクロロメタンで再結晶する回数により調節した。
【０１９６】
３．ホスト材料化合物の合成
実施例に記載のホスト化合物は公知であるか、公知の方法の組み合わせにより合成することができる。
例えば、ホスト化合物Ｈ３は、下記の方法により合成することができる。
ホスト化合物Ｈ３は、その分子構造中に式（ＩＩ）で表されるＮ−フェニルカルバゾール構造が含まれていないから、ホストＮ／Ｃ比は０である。
【０１９７】
【化６３】
【０１９８】
４．素子作成・評価
素子作製に用いた材料は全て昇華精製を行い、高速液体クロマトグラフィー（東ソーＴＳＫｇｅｌ ＯＤＳ−１００Ｚ）により純度（２５４ｎｍの吸収強度面積比）が９９．１％以上であることを確認した。
【０１９９】
（実施例１−１）
厚み７０ｎｍ、２．５ｃｍ角のＩＴＯ膜を有するガラス基板（ジオマテック社製、表面抵抗１０Ω／□（Ω／ｓｑ．ともいう。））を洗浄容器に入れ、２−プロパノール中で超音波洗浄した後、３０分間ＵＶ−オゾン処理を行った。この透明陽極（ＩＴＯ膜）上に真空蒸着法（１×１０−５Ｐａ）にて以下の有機層を順次蒸着した。
第１層：ＨＴ１ ：膜厚１０ｎｍ
第２層：ＨＴ２ ：膜厚３０ｎｍ
第３層：表１に記載の燐光性金属錯体Ａ（構造異性体群Ｂを含有していても良い）及びホスト材料（質量比８５：１５） ：膜厚４０ｎｍ
第４層：ＥＴ１ ：膜厚４０ｎｍ
この上に、フッ化リチウム１ｎｍ及び金属アルミニウム７０ｎｍをこの順に蒸着し陰極とした。
この積層体を、大気に触れさせることなく、窒素ガスで置換したグローブボックス内に入れ、ガラス製の封止缶及び紫外線硬化型の接着剤（ＸＮＲ５５１６ＨＶ、長瀬チバ（株）製）を用いて封止し、実施例１−１の素子を得た。
【０２００】
（実施例１−２〜１３−５、比較例１−１〜１３−２）
実施例１−１の素子の調製において、第３層の燐光性金属錯体Ａ、ホスト材料及び構造異性体群Ｂ（ｍｅｒ体）のＨＰＬＣ含有率を、表１〜１３に示す内容に置き換える以外は実施例１−１の素子と同様にして、実施例１−２〜１３−５、比較例１−１〜１３−２の素子を得た。
これらの素子を以下の方法で、外部量子効率、耐久性（輝度１０％減に要する時間：Ｔ９０及び輝度５０％減に要する時間：Ｔ５０）の観点で評価した結果を表１〜１３に示す。
【０２０１】
（ａ）外部量子効率
東陽テクニカ製ソースメジャーユニット２４００を用いて、直流電圧を各素子に印加し発光させ、その輝度をトプコン社製輝度計ＢＭ−８を用いて測定した。発光スペクトルと発光波長は浜松ホトニクス製スペクトルアナライザーＰＭＡ−１１を用いて測定した。これらを元に輝度が１０００ｃｄ／ｍ２付近の外部量子効率を輝度換算法により算出した。
（ｂ）耐久性
各素子を室温（２０℃）で輝度が５０００ｃｄ／ｍ２になるように直流電圧を印加して発光させ続け、輝度１０％減又は５０％減になるまでに要した時間を耐久性の指標とした。
なお、Ｔ９０及びＴ５０は、それぞれ各グループにおける比較例−１の値を１０とした相対値である。
【０２０２】
【表１】
【０２０３】
【表２】
【０２０４】
【表３】
【０２０５】
【表４】
【０２０６】
【表５】
【０２０７】
【表６】
【０２０８】
【表７】
【０２０９】
【表８】
【０２１０】
【表９】
【０２１１】
【表１０】
【０２１２】
【表１１】
【０２１３】
【表１２】
【０２１４】
【表１３】
【０２１５】
表１〜１３に記載の内容をもとに、Ｔ９０、Ｔ５０又は外部量子効率とｍｅｒ体のＨＰＬＣ含有率との関係を図４〜６に示した。
【０２１６】
図４より、本願所定のホストＮ／Ｃ比を満たすホスト材料を使用してなる有機電界発光素子は、ｍｅｒ体のＨＰＬＣ含有率が所定量未満となったときに、所定量以上の場合よりもＴ９０が急激に上昇することがわかる。
【０２１７】
一方、図５及び６より、本願所定のホストＮ／Ｃ比を満たすホスト材料を使用してなる有機電界発光素子であっても、Ｔ５０及び外部量子効率はｍｅｒ体のＨＰＬＣ含有率にそれほど依存しないことがわかる。
【０２１８】
すなわち、駆動初期の耐久性は、有機電界発光素子をディスプレイに応用する際に要求されるきわめて重要な特性であるにもかかわらず、Ｔ５０及び外部量子効率といった従来の評価方法からは、そのような特性を示す素子は到底発見し得ないものであった。
そして、本発明者は素子の評価方法としてＴ９０に着目し、鋭意検討した結果、本発明の構成からなる有機電界発光素子が良好な駆動初期の耐久性を示すことを見出した。
【０２１９】
以下に、実施例及び比較例で使用した化合物の構造を示す。
【０２２０】
【化６４】
【符号の説明】
【０２２１】
２・・・基板
３・・・陽極
４・・・正孔注入層
５・・・正孔輸送層
６・・・発光層
７・・・正孔ブロック層
８・・・電子輸送層
９・・・陰極
１０・・・有機電界発光素子（有機ＥＬ素子）
１１・・・有機層
１２・・・保護層
１４・・・接着層
１６・・・封止容器
２０・・・発光装置
３０・・・光散乱部材
３０Ａ・・・光入射面
３０Ｂ・・・光出射面
３１・・・透明基板
３２・・・微粒子
４０・・・照明装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、一対の電極と、該電極間に発光層を有する有機電界発光素子であって、
前記発光層が、下記一般式（Ｉ−Ａ）又は（Ｉ−Ｂ）で表される燐光性金属錯体Ａとホスト材料とを含有し、
前記燐光性金属錯体Ａの構造異性体群Ｂが発光層に含有される割合は、発光層中に含まれる化合物全体に対しＨＰＬＣ含有率で０．５％未満であり、
前記ホスト材料は、その分子構造中に含まれる、下記式（ＩＩ）で表されるＮ−フェニルカルバゾール構造の窒素原子の数と、ホスト材料の分子全体に含まれる全炭素原子数との比Ｎ／Ｃが、１／２２未満であることを特徴とする有機電界発光素子。
【化１】
【化２】
（一般式（Ｉ−Ａ）中、Ｌ１及びＬｎはＸ１及びＹ１を有する二座配位子を表す。ＬｎはＬ１又はＬ２である。Ｘ１は窒素原子、酸素原子又は硫黄原子を表す。Ｙ１は炭素原子、窒素原子、酸素原子、硫黄原子又はりん原子を表す。Ｘ１≠Ｙ１である。Ｍは３価の金属イオンを表す。一般式（Ｉ−Ｂ）中、Ｌ１はＸ１及びＹ１を有する二座配位子を表し、Ｌ２はＸ２及びＹ２を有する二座配位子を表す。Ｘ１及びＸ２は窒素原子、酸素原子又は硫黄原子を表す。Ｙ１及びＹ２は炭素原子、窒素原子、酸素原子、硫黄原子又はりん原子を表す。Ｘ１≠Ｙ１、Ｘ１≠Ｘ２、Ｘ１≠Ｙ２、Ｙ１≠Ｘ２である。Ｍは３価の金属イオンを表す。）
【化３】
【請求項２】
前記構造異性体群Ｂが発光層に含有される割合が、発光層中に含まれる化合物全体に対しＨＰＬＣ含有率で０．１質量％未満であることを特徴する請求項１に記載の有機電界発光素子。
【請求項３】
前記一般式（Ｉ−Ａ）又は（Ｉ−Ｂ）のＭがＩｒ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】
前記一般式（Ｉ−Ａ）又は（Ｉ−Ｂ）で表される燐光性金属錯体Ａが、下記一般式（Ｉ−Ｉ）で表される化合物であることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の有機電界発光素子。
【化４】
（一般式（Ｉ−Ｉ）中、ＲＴ３’、ＲＴ３、ＲＴ４、ＲＴ５及びＲＴ６は、各々独立に水素原子又は置換基を表す。ＲＴ３、ＲＴ４、ＲＴ５及びＲＴ６は隣り合う任意の２つが互いに結合して、ＲＴ３、ＲＴ４、ＲＴ５及びＲＴ６が置換しているベンゼン環とともに縮合環を形成してもよく、該縮合環は更に置換基を有していてもよい。
環Ｑは窒素を１つ以上含む５員又は６員の芳香族複素環又は縮合芳香族複素環である。
（Ｘ−Ｌ３−Ｙ）は、補助配位子を表す。
ｍは２又は３の整数を表す。ｎは０又は１の整数を表す。ｍ＋ｎ＝３である。）
【請求項５】
前記燐光性金属錯体の発光ピーク波長が、４００〜５５０ｎｍの範囲内にあることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の有機電界発光素子。
【請求項６】
前記ホスト材料が、下記一般式（１）、（Ｔｐ−１）、（４−１）、（４−２）又は（４−３）で表される化合物であることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の有機電界発光素子。
【化５】
（Ｘ１０１は酸素原子又は硫黄原子を表す。Ｒ１０１〜Ｒ１０９はそれぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。
ｎは１以上の整数を表す。
ｎが１のとき、Ｌａはアリール基、ヘテロアリール基又はアリール基とヘテロアリール基とを組み合わせてなる１価の基である。Ｒ１０８がＲ１０９と隣接するとき、Ｒ１０８とＲ１０９は結合して脂環構造を形成してもよい。
ｎが２以上の整数のとき、Ｌａは、単結合又はｎ価の芳香族炭化水素基を表す。Ｒ１０８がＲ１０９と隣接するとき、Ｒ１０８とＲ１０９は結合して脂環構造を形成してもよい。）
【化６】
（ＺはＮ又はＣ（Ｒ１３）を表し、Ｒ１２〜Ｒ２３はそれぞれ独立に水素原子；アルキル基；アルキル基、フェニル基、フルオレニル基、ナフチル基、トリフェニレニル基、２−アザ−トリフェニレニル基、ピリジル基、ピロリル基、フリル基、チエニル基、インドリル基、ピリミジル基又はトリアジニル基で置換されていてもよいフェニル基、フルオレニル基、ナフチル基、トリフェニレニル基、２−アザ−トリフェニレニル基、ピリジル基、ピロリル基、フリル基、チエニル基、インドリル基、ピリミジル基又はトリアジニル基若しくはこれらを組み合わせてなる基を表す。ただし、Ｒ１２〜Ｒ２３が全て水素原子になることはない。）
【化７】
【化８】
（ｄ、ｅ、ｈ、iはそれぞれ独立して０〜３の整数を表し、ｄとｅ又はｈとiの組み合わせにおいて少なくとも一方は１以上である。ｆは１〜４の整数を表す。Ｒ’８はそれぞれ独立に置換基を表し、ｄ、ｅ、ｆ、ｈ、ｉが２以上である場合Ｒ’８は互いに異なっていても同じでも良い。ｎＣＺは１以上の整数を表す。
また、Ｒ’８の少なくとも１つは下記一般式（５）で表されるカルバゾール基を表す。）
【化９】
（一般式（５）中、Ｒ’９はそれぞれ独立に置換基を表す。ｇは０〜８の整数を表す。）
【請求項７】
請求項１〜６の何れか一項に記載の、前記一般式（Ｉ−Ａ）又は（Ｉ−Ｂ）で表される燐光性金属錯体Ａと前記一般式（１）、（Ｔｐ−１）、（４−１）、（４−２）又は（４−３）で表されるホスト材料とを含有する、有機電界発光素子用の膜。
【請求項８】
請求項１〜６の何れか一項に記載の有機電界発光素子を用いた発光装置。
【請求項９】
請求項１〜６の何れか一項に記載の有機電界発光素子を用いた表示装置。
【請求項１０】
請求項１〜６の何れか一項に記載の有機電界発光素子を用いた照明装置。
【請求項１】
基板上に、一対の電極と、該電極間に発光層を有する有機電界発光素子であって、
前記発光層が、下記一般式（Ｉ−Ａ）又は（Ｉ−Ｂ）で表される燐光性金属錯体Ａとホスト材料とを含有し、
前記燐光性金属錯体Ａの構造異性体群Ｂが発光層に含有される割合は、発光層中に含まれる化合物全体に対しＨＰＬＣ含有率で０．５％未満であり、
前記ホスト材料は、その分子構造中に含まれる、下記式（ＩＩ）で表されるＮ−フェニルカルバゾール構造の窒素原子の数と、ホスト材料の分子全体に含まれる全炭素原子数との比Ｎ／Ｃが、１／２２未満であることを特徴とする有機電界発光素子。
【化１】
【化２】
（一般式（Ｉ−Ａ）中、Ｌ１及びＬｎはＸ１及びＹ１を有する二座配位子を表す。ＬｎはＬ１又はＬ２である。Ｘ１は窒素原子、酸素原子又は硫黄原子を表す。Ｙ１は炭素原子、窒素原子、酸素原子、硫黄原子又はりん原子を表す。Ｘ１≠Ｙ１である。Ｍは３価の金属イオンを表す。一般式（Ｉ−Ｂ）中、Ｌ１はＸ１及びＹ１を有する二座配位子を表し、Ｌ２はＸ２及びＹ２を有する二座配位子を表す。Ｘ１及びＸ２は窒素原子、酸素原子又は硫黄原子を表す。Ｙ１及びＹ２は炭素原子、窒素原子、酸素原子、硫黄原子又はりん原子を表す。Ｘ１≠Ｙ１、Ｘ１≠Ｘ２、Ｘ１≠Ｙ２、Ｙ１≠Ｘ２である。Ｍは３価の金属イオンを表す。）
【化３】
【請求項２】
前記構造異性体群Ｂが発光層に含有される割合が、発光層中に含まれる化合物全体に対しＨＰＬＣ含有率で０．１質量％未満であることを特徴する請求項１に記載の有機電界発光素子。
【請求項３】
前記一般式（Ｉ−Ａ）又は（Ｉ−Ｂ）のＭがＩｒ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】
前記一般式（Ｉ−Ａ）又は（Ｉ−Ｂ）で表される燐光性金属錯体Ａが、下記一般式（Ｉ−Ｉ）で表される化合物であることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の有機電界発光素子。
【化４】
（一般式（Ｉ−Ｉ）中、ＲＴ３’、ＲＴ３、ＲＴ４、ＲＴ５及びＲＴ６は、各々独立に水素原子又は置換基を表す。ＲＴ３、ＲＴ４、ＲＴ５及びＲＴ６は隣り合う任意の２つが互いに結合して、ＲＴ３、ＲＴ４、ＲＴ５及びＲＴ６が置換しているベンゼン環とともに縮合環を形成してもよく、該縮合環は更に置換基を有していてもよい。
環Ｑは窒素を１つ以上含む５員又は６員の芳香族複素環又は縮合芳香族複素環である。
（Ｘ−Ｌ３−Ｙ）は、補助配位子を表す。
ｍは２又は３の整数を表す。ｎは０又は１の整数を表す。ｍ＋ｎ＝３である。）
【請求項５】
前記燐光性金属錯体の発光ピーク波長が、４００〜５５０ｎｍの範囲内にあることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の有機電界発光素子。
【請求項６】
前記ホスト材料が、下記一般式（１）、（Ｔｐ−１）、（４−１）、（４−２）又は（４−３）で表される化合物であることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の有機電界発光素子。
【化５】
（Ｘ１０１は酸素原子又は硫黄原子を表す。Ｒ１０１〜Ｒ１０９はそれぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。
ｎは１以上の整数を表す。
ｎが１のとき、Ｌａはアリール基、ヘテロアリール基又はアリール基とヘテロアリール基とを組み合わせてなる１価の基である。Ｒ１０８がＲ１０９と隣接するとき、Ｒ１０８とＲ１０９は結合して脂環構造を形成してもよい。
ｎが２以上の整数のとき、Ｌａは、単結合又はｎ価の芳香族炭化水素基を表す。Ｒ１０８がＲ１０９と隣接するとき、Ｒ１０８とＲ１０９は結合して脂環構造を形成してもよい。）
【化６】
（ＺはＮ又はＣ（Ｒ１３）を表し、Ｒ１２〜Ｒ２３はそれぞれ独立に水素原子；アルキル基；アルキル基、フェニル基、フルオレニル基、ナフチル基、トリフェニレニル基、２−アザ−トリフェニレニル基、ピリジル基、ピロリル基、フリル基、チエニル基、インドリル基、ピリミジル基又はトリアジニル基で置換されていてもよいフェニル基、フルオレニル基、ナフチル基、トリフェニレニル基、２−アザ−トリフェニレニル基、ピリジル基、ピロリル基、フリル基、チエニル基、インドリル基、ピリミジル基又はトリアジニル基若しくはこれらを組み合わせてなる基を表す。ただし、Ｒ１２〜Ｒ２３が全て水素原子になることはない。）
【化７】
【化８】
（ｄ、ｅ、ｈ、iはそれぞれ独立して０〜３の整数を表し、ｄとｅ又はｈとiの組み合わせにおいて少なくとも一方は１以上である。ｆは１〜４の整数を表す。Ｒ’８はそれぞれ独立に置換基を表し、ｄ、ｅ、ｆ、ｈ、ｉが２以上である場合Ｒ’８は互いに異なっていても同じでも良い。ｎＣＺは１以上の整数を表す。
また、Ｒ’８の少なくとも１つは下記一般式（５）で表されるカルバゾール基を表す。）
【化９】
（一般式（５）中、Ｒ’９はそれぞれ独立に置換基を表す。ｇは０〜８の整数を表す。）
【請求項７】
請求項１〜６の何れか一項に記載の、前記一般式（Ｉ−Ａ）又は（Ｉ−Ｂ）で表される燐光性金属錯体Ａと前記一般式（１）、（Ｔｐ−１）、（４−１）、（４−２）又は（４−３）で表されるホスト材料とを含有する、有機電界発光素子用の膜。
【請求項８】
請求項１〜６の何れか一項に記載の有機電界発光素子を用いた発光装置。
【請求項９】
請求項１〜６の何れか一項に記載の有機電界発光素子を用いた表示装置。
【請求項１０】
請求項１〜６の何れか一項に記載の有機電界発光素子を用いた照明装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−５５０８６（Ｐ２０１３−５５０８６Ａ）
【公開日】平成２５年３月２１日（２０１３．３．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９０１１９（Ｐ２０１１−１９０１１９）
【出願日】平成２３年８月３１日（２０１１．８．３１）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月２１日（２０１３．３．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月３１日（２０１１．８．３１）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
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