有機ＥＬ素子および有機ＥＬ素子の製造方法
【課題】濃度消光のおそれが少なく、高効率の発光を得ることができる有機ＥＬ素子およびその製造方法を提供する。
【解決手段】陽極と、陰極と、陽極と陰極との間に設けられた発光層５と、を備えた有機ＥＬ素子であって、発光層５は、発光性ドーパントを含有する２つ以上のドープ部５１と、発光性ドーパントを含有しない１つ以上のノンドープ部５２とからなることを特徴とする。
【解決手段】陽極と、陰極と、陽極と陰極との間に設けられた発光層５と、を備えた有機ＥＬ素子であって、発光層５は、発光性ドーパントを含有する２つ以上のドープ部５１と、発光性ドーパントを含有しない１つ以上のノンドープ部５２とからなることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬ素子に関する。特に、濃度消光のおそれが少なく、高効率の発光を得ることができる有機ＥＬ素子およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
陽極と陰極との間に有機発光層を備え、有機発光層に注入された正孔と電子との再結合によって生じる励起子（エキシトン）エネルギーから発光を得る有機エレクトロルミネセンス素子（有機ＥＬ素子）が知られている。
このような有機ＥＬ素子は、自発光型素子としての利点を活かし、発光効率、画質、消費電力さらには薄型のデザイン性に優れた発光素子として期待されている。
【０００３】
ここで、高効率の発光を得る手段として、ホストに発光性ドーパント（ゲスト）をドープした構成の発光層が用いられている。
しかしながら、ホストに発光性ドーパントをドープする構成では、濃度消光による輝度の低下が発生するため、発光の高効率化に限界があった（特許文献１の段落番号［０００８］、［０００９］）。
濃度消光を回避するために、発光性ドーパントのドープ濃度を薄くすることが考えられる。
しかし、ドープ濃度が薄い発光層では製造が極めて困難であるという問題がある。例えば、大型ディスプレイや発光面積の大きい照明などを量産する際には、面全体のドーピング濃度を低濃度で均一に制御することは不可能である。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−３４０３６１号公報（段落番号［０００８］、［０００９］）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、製造が容易で、濃度消光のおそれが少なく、高効率の発光を得ることができる有機ＥＬ素子およびその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の有機ＥＬ素子は、陽極と、陰極と、前記陽極と前記陰極との間に設けられた発光層と、を備えた有機ＥＬ素子であって前記発光層は、発光性ドーパントを含有する２つ以上のドープ部と、前記発光性ドーパントを含有しない１つ以上のノンドープ部とからなることを特徴とする。
【０００７】
このような構成において、陽極、陰極間に電圧を印加すると、発光層に電荷が注入される。
すると、正孔と電子とが再結合し、励起エネルギーが生成される。そして、この励起エネルギーが、発光性ドーパントに移動して発光が得られる。
【０００８】
電荷の再結合は、ドープ部およびノンドープ部のいずれにおいても生じる。
そして、ドープ部の励起子はもちろん、ノンドープ部の励起子も、ドープ部の発光性ドーパントにエネルギー移動し、発光に寄与する。
【０００９】
ここで、従来は、発光層の全体に発光性ドーパントをドープした構成をとっていた。
そして、必要な輝度と発光効率の確保等の観点から、最適なドープ濃度に調整されていたが、濃度を高くすると濃度消光の問題があり、濃度消光を回避するためには、ドープ濃度を極めて薄くしなければならないため、製造が困難であった。
【００１０】
この点、本発明では、ドープ部だけでなく、発光性ドーパントを含有しないノンドープ部を設けている。
このノンドープ部を設けたことにより、ドープ部の発光性ドーパント濃度を高くしても、発光層全体のドープ濃度を最適に調整することができ、製造を容易にできる。
そして、このようにノンドープ部を設けた場合でも、ノンドープ部で生成された励起エネルギーは、ドープ部の発光性ドーパントに移動して発光に寄与する。
このように、励起エネルギーを失活させることなく利用するので、高い量子効率を達成することができる。
【００１１】
また、２つ以上のドープ部を積層させることにより、発光層全体としての発光性ドーパント含有量も確保できるため、高輝度を得ることもできる。
【００１２】
なお、特開平６−３６８７７号公報では、複数の発光領域を積層させる構成が開示されているが、発光領域の間に介挿されるのはキャリア輸送層であって、電荷の再結合の場を提供する発光層の一部とはなっていない。
そのため、本発明のごとく、発光性ドーパントを含有したドープ部のドープ濃度を全体として希釈し、かつ、励起子生成領域は広く確保することにより、濃度消光を防止しつつ高輝度を得るという効果を奏するものではない。
【００１３】
ここで、発光層全体に対する発光性ドーパントの平均濃度は、０．０１質量％以上１０質量％以下であることが好ましい。
なお、発光層全体に対する発光性ドーパントの平均濃度としては、０．０１質量％以上１質量％以下であることがより好ましく、０．１２質量％以上０．５質量％以下であることがさらに好ましい。
全体としては、０．０１〜１０質量％とするドープ濃度であっても、本発明ではノンドープ部があることによりドープ部の濃度は高くでき、製造が容易となる。
【００１４】
また、ドープ部に対する発光性ドーパントの濃度は、０．１質量％以上２０質量％以下であることが好ましい。
このような構成によれば、濃度消光による発光効率の低下を防止しつつ、高効率の発光を得ることができる。
ここで、ドープ部に対する発光性ドーパントの濃度が０．１質量％未満であると、均一な濃度のドープ部を形成することが困難であり、発光効率も低い。ドープ部に対する発光性ドーパントの濃度が２０質量％を超えると、濃度消光を回避するために、ドープ部の膜厚を薄くして発光層全体に対するドープ濃度を低下させることが必要となって製造が困難となる。あるいはノンドープ部を厚くしなければならないので、ノンドープ部で生成された励起子エネルギーをドープ部での発光に寄与させることができない。
なお、ドープ部に対する発光性ドーパントの濃度は、０．５質量％以上１０質量％以下であることがより好ましく、０．５質量％以上２質量％以下であることがさらに好ましい。
【００１５】
本発明では、前記発光性ドーパントは、環数が３から１５である縮合環を有する、置換基を有していてもよい芳香族化合物であることが好ましい。
なお、縮合環には、複素環が含まれていてもよい。置換基としては、後記するような基を採用することができる。
環数が多く平面的な芳香族化合物を発光性ドーパントとした場合、濃度消光が発生しやすい。
このため、濃度消光が発生しやすいこれらの化合物を発光性ドーパントとする場合、発光層における発光性ドーパントの濃度を低く抑える必要があった。
本発明では、このような濃度消光を発生しやすい化合物を発光性ドーパントとして用いる場合にも、ノンドープ部を設けたことにより、ドープ部のドープ濃度を高めることができるので、低ドープ濃度での精密な制御が不要となり、量産性を維持することができる。
【００１６】
本発明では、前記ノンドープ部が前記ドープ部よりも厚く設けられていることが好ましい。
ノンドープ部をドープ部よりも厚くすることにより、ドープ部の発光性ドーパント濃度が高くても発光層全体としてのドープ濃度を低くすることができる。したがって、低濃度にドープ制御しなくてもよいので、量産性の向上に資する。
【００１７】
ここで、特開２００７−３５９３２号公報には、発光性ドーパントを含有しない第２の発光層を電子輸送層と第１の発光層との間に介在配置した有機ＥＬ素子が開示されている。
しかし、上記公報には、第１の発光層が第２の発光層よりも厚く形成された実施例のみが示されている。このような構成は、発光性ドーパントを高濃度にドープしつつ、濃度消光を回避するという観点からは好ましくない。
この点、本発明では、ノンドープ部の膜厚がドープ部の膜厚よりも厚いので、上述のようにドープ部のドープ濃度を高くした場合でも、発光層全体としてのドープ濃度を希釈する効果が高く、濃度消光を効果的に防止することができる。
【００１８】
本発明では、前記ノンドープ部の膜厚は、０．１ｎｍ以上５０ｎｍ以下であることが好ましい。
このような構成によれば、ノンドープ部で生成された励起エネルギーをドープ部の発光性ドーパントへ移動させることができ、発光効率を向上することができる。
なお、ノンドープ部の膜厚は、０．４５ｎｍ以上３０ｎｍ以下であることがより好ましく、０．９ｎｍ以上１５ｎｍ以下であることがさらに好ましい。
【００１９】
本発明では、前記ドープ部を構成するホストのアフィニティ準位をＡｆＨ、前記ドープ部に含有される前記発光性ドーパントのアフィニティ準位をＡｆＤとするとき、ＡｆＤ−ＡｆＨ≧０．１ｅＶであることが好ましい。
また、本発明では、前記ドープ部を構成するホストのイオン化ポテンシャルをＩｐＨ、前記ドープ部に含有される前記発光性ドーパントのイオン化ポテンシャルをＩｐＤとするとき、ＩｐＨ−ＩｐＤ≧０．１ｅＶであることが好ましい。
【００２０】
ＡｆＤがＡｆＨよりも大きい場合、電子は、発光性ドーパントに捕捉（トラップ）されやすく、ＩｐＨがＩｐＤよりも大きい場合、正孔は、発光性ドーパントに捕捉（トラップ）されやすくなり、発光性ドーパントが電荷トラップとなる。
電荷トラップ性の発光性ドーパントが発光層に均一に含有された状態で電荷注入されると、帯電した分子が発光層全体に均一に存在するようになる。そのため、蓄積された電荷による電界により、追加的に電荷を注入することが困難となる。
【００２１】
これに対し、本発明では、ドープ部とは別にノンドープ部を設けたので、トラップ性の発光性ドーパントを用いた場合でも、電荷が発光層全体に均一に存在するのではなくドープ部に偏在し、ノンドープ部には余計な電界は生じず、電荷注入の障害とならない。よって、電荷トラップ性発光性ドーパントを用いた場合でも、良好な発光効率を維持することができる。
【００２２】
ここで、アフィニティ準位Ａｆ（電子親和力）とは、材料の分子に電子を一つ与えた時に放出または吸収されるエネルギーをいい、放出の場合は正、吸収の場合は負と定義する。
アフィニティ準位Ａｆは、イオン化ポテンシャルＩｐと光学エネルギーギャップＥｇとにより次のように規定する。
Ａｆ＝Ｉｐ−Ｅｇ
ここで、イオン化ポテンシャルＩｐは、各材料の化合物から電子を取り去ってイオン化するために要するエネルギーを意味し、例えば、紫外線光電子分光分析装置（ＡＣ−３、理研（株）計器）で測定した値である。
光学エネルギーギャップＥｇは、伝導レベルと価電子レベルとの差をいい、例えば、各材料のトルエン希薄溶液の吸収スペクトルの長波長側接線とベースライン（吸収ゼロ）との交点の波長値をエネルギーに換算して求める。
【００２３】
本発明では、前記ドープ部を構成するホストと、前記ノンドープ部を構成するホストとは、同一の組成を有することが好ましい。
このような構成によれば、例えば、蒸着により発光層を形成する場合に、ドープ部形成時には発光性ドーパントおよびホストを蒸着し、ノンドープ部形成時には発光性ドーパントのシャッタを閉じるだけでホストのみを蒸着できる。すなわち、有機ＥＬ素子の製造工程を簡略化することができる。
【００２４】
本発明では、前記２つ以上のドープ部のそれぞれは、異なる発光色を示す前記発光性ドーパントを含有することができる。
例えば、赤色と青色と緑色の発光性ドーパントをそれぞれ含有する３つのドープ部を組み合わせれば、有機ＥＬ素子全体としては白色の発光が得られる。
【００２５】
本発明では、前記発光性ドーパントは、赤色の発光を示す赤色発光性ドーパントを含有することが好ましい。
赤色の発光を示す赤色発光性ドーパントは、一般に濃度消光を起こしやすいが、ノンドープ部を設けることにより、発光層全体のドープ濃度を希釈するので、ドープ部のドープ濃度を高めることができる。したがって、赤色発光性ドーパントを用いる場合にも、低ドープ濃度での精密な制御が不要となり、量産性を維持することができる。
なお、赤色発光性ドーパントとしては、例えば、５４０〜７２０ｎｍに発光波長のピークを有するものが例として挙げられる。
【００２６】
本発明では、前記ドープ部に含有される前記発光性ドーパントは、フルオランテン骨格またはペリレン骨格を有する化合物であることが好ましい。
【００２７】
本発明では、前記フルオランテン骨格またはペリレン骨格を有する化合物は、下記式（１）または式（２）で表されるインデノペリレン誘導体であることが好ましい。
【００２８】
【化１】
【００２９】
【化２】
【００３０】
式（１）および式（２）中、Ａｒ１、Ａｒ２およびＡｒ３は、それぞれ置換もしくは無置換の芳香環基又は置換もしくは無置換の芳香族複素環基であり、Ｘ１〜Ｘ１８は、それぞれ水素、ハロゲン、アルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アルケニル基、アルケニルオキシ基、アルケニルチオ基、芳香環含有アルキル基、芳香環含有アルキルオキシ基、芳香環含有アルキルチオ基、芳香環基、芳香族複素環基、芳香環オキシ基、芳香環チオ基、芳香環アルケニル基、アルケニル芳香環基、アミノ基、カルバゾリル基、シアノ基、水酸基、−ＣＯＯＲ１’（Ｒ１’は水素、アルキル基、アルケニル基、芳香環含有アルキル基または芳香環基である。）、−ＣＯＲ２’（Ｒ２’は水素、アルキル基、アルケニル基、芳香環含有アルキル基、芳香環基またはアミノ基である）、または−ＯＣＯＲ３’（Ｒ３’はアルキル基、アルケニル基、芳香環含有アルキル基または芳香環基である）である。Ｘ１〜Ｘ１８の隣接する基は、互いに結合して、又は置換している炭素原子と共に環を形成していてもよい。
【００３１】
本発明では、前記インデノペリレン誘導体は、ジベンゾテトラフェニルペリフランテン誘導体であることが好ましい。
【００３２】
インデノペリレン誘導体としては、例えば、下記式（１−１）および下記式（２−１）で表される化合物が挙げられる。
【００３３】
【化３】
【００３４】
式（１−１）および式（２−１）中、Ｘ１〜Ｘ１６は、それぞれ独立に、水素原子、直鎖、分岐もしくは環状の炭素原子数１〜２０のアルキル基、直鎖、分岐もしくは環状の炭素原子数１〜２０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素原子数６〜３０のアリール基、置換もしくは無置換の炭素原子数６〜３０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の炭素原子数６〜３０のアリールアミノ基、置換もしくは無置換の炭素原子数１〜３０のアルキルアミノ基、置換もしくは無置換の炭素原子数７〜３０のアリールアルキルアミノ基又は置換もしくは無置換炭素原子数８〜３０のアルケニル基であり、隣接する置換基及びＸ１〜Ｘ１６は結合して環状構造を形成していてもよい。隣接する置換基がアリール基の時は、置換基は同一であってもよい。
【００３５】
なお、前記発光性ドーパントは、フルオランテン骨格を有する化合物であってもよく、フルオランテン骨格を有する化合物としては、下記のものが挙げられる。
【００３６】
【化４】
【００３７】
【化５】
【００３８】
【化６】
【００３９】
式中、Ｘ１〜Ｘ２０は、それぞれ独立に、水素原子、直鎖、分岐もしくは環状の炭素原子数１〜２０のアルキル基、直鎖、分岐もしくは環状の炭素原子数１〜２０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素原子数６〜３０のアリール基、置換もしくは無置換の炭素原子数６〜３０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の炭素原子数６〜３０のアリールアミノ基、置換もしくは無置換の炭素原子数１〜３０のアルキルアミノ基、置換もしくは無置換の炭素原子数７〜３０のアリールアルキルアミノ基又は置換もしくは無置換炭素原子数８〜３０のアルケニル基であり、隣接する置換基及びＸ１〜Ｘ２０は結合して環状構造を形成していてもよい。隣接する置換基がアリール基の時は、置換基は同一であってもよい。
【００４０】
フルオランテン骨格を有する化合物は、下記式のようにアミノ基を有するものであってもよい。
【００４１】
【化７】
【００４２】
式中、Ｘ２１〜Ｘ２４は、それぞれ独立に、炭素原子数１〜２０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素原子数６〜３０のアリール基であり、Ｘ２１とＸ２２及び／又はＸ２３とＸ２４は、炭素−炭素結合又は−Ｏ−、−Ｓ−を介して結合していてもよい。
Ｘ２５〜Ｘ３６は、水素原子、直鎖、分岐もしくは環状の炭素原子数１〜２０のアルキル基、直鎖、分岐もしくは環状の炭素原子数１〜２０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素原子数６〜３０のアリール基、置換もしくは無置換の炭素原子数６〜３０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の炭素原子数６〜３０のアリールアミノ基、置換もしくは無置換の炭素原子数１〜３０のアルキルアミノ基、置換もしくは無置換の炭素原子数７〜３０のアリールアルキルアミノ基又は置換もしくは無置換炭素原子数８〜３０のアルケニル基であり、隣接する置換基及びＸ２５〜Ｘ３６は結合して環状構造を形成していてもよい。
各式中の置換基Ｘ２５〜Ｘ３６の少なくとも一つがアミン又はアルケニル基を含有すると好ましい。
【００４３】
フルオランテン骨格を有する化合物は、高効率及び長寿命を得るために電子供与性基を含有することが好ましく、好ましい電子供与性基は置換もしくは未置換のアリールアミノ基である。
【００４４】
本発明では、前記フルオランテン骨格またはペリレン骨格を有する化合物に代えて、下記式（３）で表されるピロメテン骨格を有する化合物またはその金属錯体を前記発光性ドーパントとしてもよい。
【００４５】
【化８】
【００４６】
式（３）中、Ｒ１５〜Ｒ２１のうち少なくとも一つは芳香環を含むかあるいは隣接置換基との間に縮合環を形成し、残りはそれぞれ独立に水素、アルキル基、シクロアルキル基、アラルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基、水酸基、メルカプト基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリールエーテル基、アリールチオエーテル基、アリール基、複素環基、ハロゲン、ハロアルカン、ハロアルケン、ハロアルキン、シアノ基、アルデヒド基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基、カルバモイル基、アミノ基、ニトロ基、シリル基、シロキサニル基、隣接置換基との間に形成される縮合環および脂肪族環の中から選ばれる（これらの基において、炭素数としては１〜２０とする）。Ｘ１９は炭素または窒素であるが、窒素の場合には上記Ｒ２１は存在しない。金属錯体の金属は、ホウ素、ベリリウム、マグネシウム、クロム、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、白金から選ばれる少なくとも一種である。
【００４７】
本発明では、前記フルオランテン骨格またはペリレン骨格を有する化合物に代えて、下記式（４）で表されるジケトピロロピロール誘導体を前記発光性ドーパントとしてもよい。
【００４８】
【化９】
【００４９】
式（４）中、Ｒ１およびＲ２は、それぞれ独立に酸素原子、またはシアノ基で置換された窒素原子を表す。また、Ｒ３およびＲ４は、それぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルケニル基、アリール基、複素環基、あるいはＣＯＯＲ７を表す。ここでＲ７は、アルキル基、アルケニル基、アリール基あるいは複素環基を表す。Ｒ５およびＲ６は、それぞれ独立にアリール基あるいは複素環基を表す。
さらに、式（４）で表されるジケトピロロピロール誘導体は、下記式（４−１）で表されることが好ましい。
【００５０】
【化１０】
【００５１】
式（４−１）中、Ｒ１およびＲ２は、それぞれ独立に、置換もしくは未置換のアルキレン基を表し、Ｒ３およびＲ４は、それぞれ独立に、置換もしくは未置換の脂肪族複素環基または下記式（４−２）で表される置換基を表す。Ｒ５〜Ｒ１４は、それぞれ独立に、水素原子、または、置換基を表すが、Ｒ５〜Ｒ１４の少なくとも１つは下記式（４−３）で表されるアミノ基である。
【００５２】
【化１１】
【００５３】
式（４−２）中、Ｘは酸素原子または硫黄原子を表し、Ｒ１５は、置換もしくは未置換の１価の脂肪族炭化水素、置換もしくは未置換の１価の芳香族炭化水素、置換もしくは未置換の１価の芳香族複素環基を表す。
【００５４】
【化１２】
【００５５】
式（４−３）中、Ｒ１６およびＲ１７はそれぞれ独立に、水素原子、置換もしくは未置換の１価の脂肪族炭化水素、置換もしくは未置換の１価の芳香族炭化水素、置換もしくは未置換の１価の芳香族複素環基を表す。
【００５６】
また、式（４）で表されるジケトピロロピロール誘導体は、下記式（４−４）で表されることが好ましい。
【００５７】
【化１３】
【００５８】
式（４−４）中、Ｒ１〜Ｒ６は、それぞれ独立に未置換もしくは置換基を有する、アルキル基、アリール基あるいは複素環基を表す。
【００５９】
本発明では、前記ドープ部及び／又は前記ノンドープ部を構成するホストは、置換または無置換の炭素環３以上の縮合芳香族環基を有する化合物であることが好ましい。
また、本発明では、前記ドープ部及び／又は前記ノンドープ部を構成するホストは、置換または無置換の炭素環４以上の縮合芳香族環基を有する化合物であることが好ましい。
【００６０】
本発明では、前記ドープ部及び／又は前記ノンドープ部を構成するホストは、下記式（５）で表されるナフタセン誘導体であることが好ましい。
【００６１】
【化１４】
【００６２】
式（５）中、Ｑ１〜Ｑ１２は、それぞれ独立に、水素原子、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルキル基、置換もしくは無置換の核炭素数６〜２０のアリール基、アミノ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルキルチオ基、置換もしくは無置換の核炭素数６〜２０のアリーロキシ基、置換もしくは無置換の核炭素数６〜２０のアリールチオ基、置換もしくは無置換の炭素数２〜２０のアルケニル基、置換もしくは無置換の核炭素数７〜２０のアラルキル基または置換もしくは無置換の核原子数５〜２０の複素環基を表し、これらは同一でも異なるものであってもよい。
【００６３】
本発明では、前記式（５）で表されるナフタセン誘導体におけるＱ１、Ｑ２、Ｑ３およびＱ４の少なくとも１つ以上が、アリール基であることが好ましい。
【００６４】
本発明では、前記式（５）で表されるナフタセン誘導体は、下記式（６）で表されることが好ましい。
【００６５】
【化１５】
【００６６】
式（６）中、Ｑ３〜Ｑ１２、Ｑ１０１〜Ｑ１０５、Ｑ２０１〜Ｑ２０５は、それぞれ独立に、水素原子、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルキル基、置換もしくは無置換の核炭素数６〜２０のアリール基、アミノ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルキルチオ基、置換もしくは無置換の核炭素数６〜２０のアリーロキシ基、置換もしくは無置換の核炭素数６〜２０のアリールチオ基、置換もしくは無置換の炭素数２〜２０のアルケニル基、置換もしくは無置換の核炭素数７〜２０のアラルキル基または置換もしくは無置換の核原子数５〜２０の複素環基を表し、これらは同一でも異なるものであってもよい。
【００６７】
より好ましくは、式（６）で表されるナフタセン誘導体におけるＱ１０１、Ｑ１０５、Ｑ２０１およびＱ２０５のすくなくとも１つ以上がアルキル基、アリール基、アミノ基、アルコキシ基、アリーロキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アルケニル基、アラルキル基または複素環基であり、これらは同一でも異なるものであってもよい。
このようなナフタセン誘導体としては、例えば、下記のものが挙げられる。
【００６８】
【化１６】
【００６９】
本発明では、前記ドープ部及び／又は前記ノンドープ部を構成するホストは、下記式（７）で表される化合物であることが好ましい。
【００７０】
【化１７】
【００７１】
式（７）中、Ｘは炭素環３以上の縮合芳香族環基であり、Ｙは置換もしくは無置換のアリール基、置換もしくは無置換のジアリールアミノ基、置換もしくは無置換のアリールアルキル基または置換もしくは無置換のアルキル基から選択される基であり、ｎは１〜６の整数であり、ｎが２以上の場合、Ｙは同じでも異なってもよい。
【００７２】
Ｘは、好ましくは、ナフタセン、ピレン、アントラセン、ペリレン、クリセン、ベンゾアントラセン、ペンタセン、ジベンゾアントラセン、ベンゾピレン、ベンゾフルオレン、フルオランテン、ベンゾフルオランテン、ナフチルフルオランテン、ジベンゾフルオレン、ジベンゾピレン、ジベンゾフルオランテン、アセナフチルフルオランテンから選択される１以上の骨格を含有する基である。より好ましくはナフタセン骨格又はアントラセン骨格を含有する。
Ｙは、好ましくは炭素数１２〜６０のアリール基、ジアリールアミノ基であり、より好ましくは炭素数１２〜２０のアリール基又は炭素数１２〜４０のジアリールアミノ基である。
ｎは好ましくは２である。
【００７３】
本発明では、前記式（７）で表される化合物は、下記式（８）で表されるアントラセン誘導体であってもよい。
【００７４】
【化１８】
【００７５】
式（８）中、Ａｒ１およびＡｒ２は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の核炭素数６から２０の芳香族環から誘導される基である。前記芳香族環は、１または２以上の置換基で置換されていてもよい。前記置換基は、置換もしくは無置換の核炭素数６から５０のアリール基、置換もしくは無置換の炭素数１から５０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３から５０のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１から５０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の核炭素数６から５０のアラルキル基、置換もしくは無置換の核原子数５から５０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の核原子数５から５０のアリールチオ基、置換もしくは無置換の炭素数１から５０のアルコキシカルボニル基、置換もしくは無置換のシリル基、カルボキシル基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基およびヒドロキシ基から選ばれる。前記芳香族環が２以上の置換基で置換されている場合、前記置換基は同一であっても、異なっていても良く、隣接する置換基同士は互いに結合して飽和または不飽和の環状構造を形成していてもよい。
Ｒ１からＲ８は、水素原子、置換もしくは無置換の核炭素数６から５０のアリール基、置換もしくは無置換の核原子数５から５０のヘテロアリール基、置換もしくは無置換の炭素数１から５０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３から５０のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１から５０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数６から５０のアラルキル基、置換もしくは無置換の核原子数５から５０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の核原子数５から５０のアリールチオ基、置換もしくは無置換の炭素数１から５０のアルコキシカルボニル基、置換もしくは無置換のシリル基、カルボキシル基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基およびヒドロキシ基から選ばれる。また、隣接する置換基同士は互いに結合して飽和または不飽和の環状構造を形成していてもよい。
【００７６】
このようなアントラセン誘導体の具体例として、例えば、図１および図２に示すような化合物が挙げられる。
【００７７】
また、式（８）で表されるアントラセン誘導体は、例えば、下記式（８−１）で表される非対称型アントラセンであることが好ましい。
【００７８】
【化１９】
【００７９】
式（８−１）中、Ａ１及びＡ２は、それぞれ独立に、水素原子、又は置換もしくは無置換の核炭素数６から５０の芳香族環基である。
Ｒ１からＲ１０は、それぞれ独立に、水素原子、置換もしくは無置換の核炭素数６から５０の芳香族環基、置換もしくは無置換の核炭素数５から５０の芳香族複素環基、置換もしくは無置換の炭素数１から５０のアルキル基、置換もしくは無置換のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１から５０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数６から５０のアラルキル基、置換もしくは無置換の核原子数５から５０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の核原子数５から５０のアリールチオ基、置換もしくは無置換の炭素数１から５０のアルコキシカルボニル基、置換もしくは無置換のシリル基、カルボキシル基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基またはヒドロキシル基から選ばれる。
Ａｒ１、Ａｒ２、Ｒ９およびＲ１０は、それぞれ複数であっても良く、隣接するもの同士で飽和もしくは不飽和の環状構造を形成していてもよい。
ただし、式（８−１）において、中心のアントラセンの９位および１０位に、前記アントラセン上に示すＸ−Ｙ軸に対して対称型となる基が結合する場合はない。
【００８０】
このような非対称型アントラセン誘導体として、例えば、図３〜図８に示すようなものが挙げられる。
【００８１】
また、式（８）で表されるアントラセン誘導体は、下記式（８−２）で表されるビスアントラセン誘導体であってもよい。
【００８２】
【化２０】
【００８３】
式（８−２）中、Ａｎｔは、アントラセン誘導体であり、置換されていてもよい。
Ｒは、水素原子、置換もしくは無置換の核炭素数６から５０のアリール基、置換もしくは無置換の核原子数５から５０のヘテロアリール基、置換もしくは無置換の炭素数１から５０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３から５０のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１から５０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数６から５０のアラルキル基、置換もしくは無置換の核原子数５から５０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の核原子数５から５０のアリールチオ基、置換もしくは無置換の炭素数１から５０のアルコキシカルボニル基、置換もしくは無置換のシリル基、カルボキシル基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基およびヒドロキシ基から選ばれる。また、隣接する置換基同士は互いに結合して飽和または不飽和の環状構造を形成していてもよい。
ｋは０から９の整数である。
【００８４】
このようなビスアントラセン誘導体として、例えば、図２に示すような上記２ａ−４１から２ａ−４８の化合物、および、図９、１０に示すような下記のようなものが挙げられる。
【００８５】
なお、本発明のドープ部を構成するホストおよびノンドープ部を構成するホストは、１種のホスト材料からなるものであってもよく、複数種類のホスト材料からなるものであってもよい。
【００８６】
本発明の有機ＥＬ素子の製造方法は、複数の蒸着源と、それぞれの前記蒸着源からの蒸着材料の蒸散を遮蔽するシャッタと、を備える蒸着装置を用い、前記複数の蒸着源の少なくとも１つに前記発光性ドーパントを構成するドーパント材料を、他の蒸着源の少なくとも１つに前記ドープ部のホストおよび前記ノンドープ部のホストを構成するホスト材料を設置し、前記ドーパント材料および前記ホスト材料を設置した前記蒸着源を加熱し、前記シャッタの開閉により、前記ドープ部および前記ノンドープ部を形成することを特徴とする。
このような製造方法によれば、シャッタの開放時にはホスト材料とドーパント材料の双方が蒸着され、ホストに発光性ドーパントがドープされたドープ部が形成される。一方、シャッタの閉鎖時には、ドーパント材料の蒸散が遮蔽され、ホスト材料のみが蒸着されてノンドープ部が形成される。
したがって、シャッタの開閉を繰り返すだけで、ドープ部およびノンドープ部を交互に形成することができ、発光層を形成する工程を簡略化することができる。これにより、濃度消光のおそれが少なく、高効率の発光を示す上述の有機ＥＬ素子を、容易に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００８７】
以下、本発明の好ましい実施形態について説明する。
【００８８】
［有機ＥＬ素子の構成］
以下に本発明に用いられる有機ＥＬ素子の代表的な構成例を示す。もちろん、本発明はこれに限定されるものではない。
（１）陽極／発光層／電子輸送層／陰極
（２）陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
（３）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
（４）陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極
（５）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
（６）陽極／絶縁層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
（７）陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／絶縁層／陰極
（８）陽極／絶縁層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／絶縁層／陰極
（９）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／絶縁層／陰極
（１０）陽極／絶縁層／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
（１１）陽極／絶縁層／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／絶縁層／陰極
等の構造を挙げることができる。
これらの中で通常（２）（３）（４）（５）（８）（９）（１１）の構成が好ましく用いられる。
【００８９】
例えば、本実施形態の有機ＥＬ素子は、（５）の構成を備えるものとしてもよい。この場合の概略構成を図１１に示す。
有機ＥＬ素子１は、透明な基板２と、陽極３と、陰極４と、陽極３と陰極４との間に配置された発光層５と、を有する。
有機ＥＬ素子１は、図１１に示すように、発光層５と陽極３との間に正孔注入・輸送層６等、発光層５と陰極４との間に電子注入・輸送層７等を備えている。
また、発光層５の陽極３側に電子ブロック層を、発光層５の陰極４側に正孔ブロック層を、それぞれ設けてもよい。
これにより、電子や正孔を発光層５に閉じ込めて、発光層５における励起子の生成確率を高めることができる。
【００９０】
図１２に、発光層５の概略構成を示す。
発光層５は、発光性ドーパントを含有する２つ以上のドープ部５１と、発光性ドーパントを含有しない１つ以上のノンドープ部５２と、を有する。
ここで、ノンドープ部５２は、ドープ部５１よりも厚く設けられている。
【００９１】
なお、図１２においては、２つのドープ部５１（５１−１、５１−２）と、１つのノンドープ部５２（５２−１）とを備える発光層５を例示したが、発光層５の構成はこれに限定されない。
例えば、図１３に示すように、３つのドープ部５１と、２つのノンドープ部５２とを有する構成としてもよい。
また、発光層５は、図１４に示すような構成を備えるものであってもよい。
図１４において、発光層５は、互いに積層されたｎ個のドープ部５１とノンドープ部５２とを備える。
【００９２】
発光層５を形成する方法は特に限定されないが、例えば、蒸着法により形成することができる。
発光層５を形成する場合には、例えば、図１５に示す蒸着装置１００を用いることができる。
蒸着装置１００は、複数の蒸着源１０１，１０２と、蒸着源１０２からの蒸着材料の蒸散を遮蔽するシャッタ１０３と、を備える。シャッタ１０３は、蒸着源１０２の上方に位置して蒸着源１０２からの蒸着材料の蒸散を遮蔽する遮蔽板１０４と、遮蔽板１０４を回転可能に支持する回転軸１０５と、を有する。
回転軸１０５の回転により、遮蔽板１０４を蒸着源１０２の上方から外して蒸散を開放することができ、逆に、蒸着源１０２の上方に戻して蒸散を遮蔽することができる。つまり、回転軸１０５の回転によりシャッタ１０３を開閉させることができる。
【００９３】
発光層５の形成にあたっては、まず、蒸着装置１００内の上方に基板２を設置し、蒸着源１０２に発光性ドーパントを構成するドーパント材料５Ｂを、蒸着源１０１にホストを構成するホスト材料５Ａを設置する。なお、図１５においては、陽極３、正孔注入・輸送層６の記載を省略している。
蒸着時には、蒸着源１０１，１０２の双方を加熱するが、シャッタ１０３を開閉することにより、ドープ部５１とノンドープ部５２を区別して形成することができる。
すなわち、ドープ部５１を形成する際には、シャッタ１０３を開放して、ホスト材料５Ａとともにドーパント材料５Ｂを蒸着する。一方、ノンドープ部５２を形成する際には、シャッタ１０３を閉鎖して、ホスト材料５Ａのみを蒸着する。
【００９４】
例えば、図１２のような発光層５を形成する場合、まず、シャッタ１０３を開放して、ホスト材料５Ａとともにドーパント材料５Ｂを蒸着し、ドープ部５１−１を形成する。続いて、シャッタ１０３を閉鎖して、ホスト材料５Ａのみを蒸着し、ノンドープ部５２−１を形成する。最後に、シャッタ１０３を開放して、ドープ部５１−２を形成する。
なお、図１５においては、発光層５の積層構造の図示を省略している。実際には、発光層５は、図１２〜図１４に示すような積層構造を有する。
【００９５】
このように、ドープ部５１とノンドープ部５２とを形成する工程を繰り返すだけで、容易に発光層５を形成することができるが、シャッタ１０３が自動的に開閉されるように設定した場合等には、蒸着を終了するタイミングによって、発光層５の末端がドープ部５１になる場合とノンドープ部５２になる場合とがある。
どちらの場合でも、ドープ部５１−ｎは、少なくともノンドープ部５２−（ｎ−１）と隣接しているので、ノンドープ部５２−（ｎ−１）からのエネルギー移動が期待できるから励起子生成領域が広いことに変わりはなく、ドープ部５１−ｎのドープ濃度が高くとも発光層５全体のドープ濃度が適切に調整することができるので、本発明の作用効果の発揮に支障はない。
【００９６】
なお、全てのドープ部５１が同一の組成を有し、全てのノンドープ部５２が同一の組成を有する構成を例示したが、発光層５を構成する複数のドープ部５１および複数のノンドープ部５２の組成は、それぞれ異なっていてもよい。
また、発光性ドーパントの発光色が赤色である場合に、本発明の顕著な効果が得られるが、発光色は、赤色に限定されるものではなく、例えば、青色や緑色であってもよい。
【００９７】
青色や緑色の発光性ドーパントとして使用できるドーパント材料としては、例えば、アリールアミン化合物及び／又はスチリルアミン化合物、アントラセン、ナフタレン、フェナントレン、ピレン、テトラセン、コロネン、クリセン、フルオレセイン、ペリレン、フタロペリレン、ナフタロペリレン、ペリノン、フタロペリノン、ナフタロペリノン、ジフェニルブタジエン、テトラフェニルブタジエン、クマリン、オキサジアゾール、アルダジン、ビスベンゾキサゾリン、ビススチリル、ピラジン、シクロペンタジエン、キノリン金属錯体、アミノキノリン金属錯体、ベンゾキノリン金属錯体、イミン、ジフェニルエチレン、ビニルアントラセン、ジアミノカルバゾール、ピラン、チオピラン、ポリメチン、メロシアニン、イミダゾールキレート化オキシノイド化合物、キナクリドン、ルブレン及び蛍光色素等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００９８】
また、本発明の有機ＥＬ素子は、青色、緑色の発光性ドーパントが、アリールアミン化合物及び／又はスチリルアミン化合物を含有すると好ましい。
アリールアミン化合物としては下記式（Ａ）で表される化合物等が挙げられ、スチリルアミン化合物としては下記式（Ｂ）で表される化合物等が挙げられる。
【００９９】
【化２１】
【０１００】
式（Ａ）中、Ａｒ８は、フェニル、ビフェニル、テルフェニル、スチルベン、ジスチリルアリールから選ばれる基であり、Ａｒ９及びＡｒ１０は、それぞれ水素原子又は炭素数が６〜２０の芳香族基であり、Ａｒ９〜Ａｒ１０は置換されていてもよい。ｐ’は、１〜４の整数である。さらに好ましくはＡｒ９及び／又はＡｒ１０はスチリル基が置換されている。
ここで、炭素数が６〜２０の芳香族基としては、フェニル基、ナフチル基、アントラセニル基、フェナントリル基、テルフェニル基等が好ましい。
【０１０１】
【化２２】
【０１０２】
式（Ｂ）中、Ａｒ１１〜Ａｒ１３は、置換されていてもよい核炭素数５〜４０のアリール基である。ｑ’は、１〜４の整数である。
ここで、核原子数が５〜４０のアリール基としては、フェニル、ナフチル、アントラセニル、フェナントリル、ピレニル、コロニル、ビフェニル、テルフェニル、ピローリル、フラニル、チオフェニル、ベンゾチオフェニル、オキサジアゾリル、ジフェニルアントラセニル、インドリル、カルバゾリル、ピリジル、ベンゾキノリル、フルオランテニル、アセナフトフルオランテニル、スチルベン等が好ましい。なお、核原子数が５〜４０のアリール基は、さらに置換基により置換されていてもよく、好ましい置換基としては、炭素数１〜６のアルキル基（エチル基、メチル基、イソプロピル基、ｎ−プロピル基、ｓ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等）、炭素数１〜６のアルコキシ基（エトキシ基、メトキシ基、イソプロポキシ基、ｎ−プロポキシ基、ｓ−ブトキシ基、ｔ−ブトキシ基、ペントキシ基、ヘキシルオキシ基、シクロペントキシ基、シクロヘキシルオキシ基等）、核原子数５〜４０のアリール基、核原子数５〜４０のアリール基で置換されたアミノ基、核原子数５〜４０のアリール基を有するエステル基、炭素数１〜６のアルキル基を有するエステル基、シアノ基、ニトロ基、ハロゲン原子（塩素、臭素、ヨウ素等）が挙げられる。
【０１０３】
発光性ドーパントは、蛍光発光を示すものであってもよく、燐光発光を示すものであってもよい。
燐光発光を示す発光性ドーパントは、Ｉｒ，Ｐｔ，Ｏｓ，Ａｕ，Ｃｕ，Ｒｅ，Ｒｕから選択される金属と配位子とからなる金属錯体を含有することが好ましい。燐光発光を示す発光性ドーパントの具体例としては、例えば、ＰＱＩｒ（iridium(III) bis(2-phenyl quinolyl-N,C2’) acetylacetonate）、Ｉｒ（ｐｐｙ）３（fac-tris(2-phenylpyridine) iridium）の他、下記の化合物が挙げられる。
【０１０４】
【化２３】
【０１０５】
【化２４】
【０１０６】
【化２５】
【０１０７】
【化２６】
【０１０８】
さらに、発光層に異なる発光性ドーパントをくみあわせてもよく、例えば、赤色と青色の発光性ドーパントを組み合わせて白色発光、または、赤色と青色と緑色の発光性ドーパントを組み合わせて白色発光させてもよい。
発光層の組み合わせとしては
（１） 赤色発光層／ノンドープ層／青色発光層
（２） 青色発光層／ノンドープ層／赤色発光層
（３） 赤色発光層／ノンドープ層／赤色発光層／ノンドープ層／青色発光層
（４） 青色発光層／ノンドープ層／青色発光層／ノンドープ層／赤色発光層
（５） 赤色発光層／ノンドープ層／緑色発光層／ノンドープ層／青色発光層
（６） 青色発光層／ノンドープ層／緑色発光層／ノンドープ層／赤色発光層
等の構造を挙げることができる。
【０１０９】
［正孔注入・輸送層および電子注入・輸送層について］
正孔注入・輸送層６を構成する正孔注入・輸送性の材料としては、トリアゾール誘導体（米国特許３，１１２，１９７号明細書等参照）、オキサジアゾール誘導体（米国特許３，１８９，４４７号明細書等参照）、イミダゾール誘導体（特公昭３７−１６０９６号公報等参照）、ポリアリールアルカン誘導体（米国特許３，６１５，４０２号明細書、同第３，８２０，９８９号明細書、同第３，５４２，５４４号明細書、特公昭４５−５５５号公報、同５１−１０９８３号公報、特開昭５１−９３２２４号公報、同５５−１７１０５号公報、同５６−４１４８号公報、同５５−１０８６６７号公報、同５５−１５６９５３号公報、同 ５６−３６６５６号公報等参照）、ピラゾリン誘導体及びピラゾロン誘導体（米国特許第３，１８０，７２９号明細書、同第４，２７８，７４６号明細書、特開昭５５−８８０６４号公報、同５５−８８０６５号公報、同４９−１０５５３７号公報、同５５−５１０８６号公報、同５６−８００５１号公報、同５６−８８１４１号公報、同５７−４５５４５号公報、同５４−１１２６３７号公報、同５５−７４５４６号公報等参照）、フェニレンジアミン誘導体（米国特許第３，６１５，４０４号明細書、特公昭５１−１０１０５号公報、同４６−３７１２号公報、同４７−２５３３６号公報、特開昭５４−５３４３５号公報、同５４−１１０５３６号公報、同５４−１１９９２５号公報等参照）、アリールアミン誘導体（米国特許第３，５６７，４５０号明細書、同第３，１８０，７０３号明細書、同第３，２４０，５９７号明細書、同第３，６５８，５２０号明細書、同第４，２３２，１０３号明細書、同第４，１７５，９６１号明細書、同第４，０１２，３７６号明細書、特公昭４９−３５７０２号公報、同３９−２７５７７号公報、特開昭５５−１４４２５０号公報、同５６−１１９１３２号公報、同５６−２２４３７号公報、西独特許第１，１１０，５１８号明細書等参照）、アミノ置換カルコン誘導体（米国特許第３，５２６，５０１号明細書等参照）、オキサゾール誘導体（米国特許第３，２５７，２０３号明細書等に開示のもの）、スチリルアントラセン誘導体（特開昭５６−４６２３４号公報等参照）、フルオレノン誘導体（特開昭５４−１１０８３７号公報等参照）、ヒドラゾン誘導体（米国特許第３，７１７，４６２号明細書、特開昭５４−５９１４３号公報、同５５−５２０６３号公報、同５５−５２０６４号公報、同５５−４６７６０号公報、同５５−８５４９５号公報、同５７−１１３５０号公報、同５７−１４８７４９号公報、特開平２−３１１５９１号公報等参照）、スチルベン誘導体（特開昭６１−２１０３６３号公報、同第６１−２２８４５１号公報、同６１−１４６４２号公報、同６１−７２２５５号公報、同６２−４７６４６号公報、同６２−３６６７４号公報、同６２−１０６５２号公報、同６２−３０２５５号公報、同６０−９３４５５号公報、同６０−９４４６２号公報、同６０−１７４７４９号公報、同６０−１７５０５２号公報等参照）、シラザン誘導体（米国特許第４，９５０，９５０号明細書）、ポリシラン系（特開平２−２０４９９６号公報）、アニリン系共重合体（特開平２−２８２２６３号公報）、特開平１−２１１３９９号公報に開示されている導電性高分子オリゴマー（特にチオフェンオリゴマー）等を挙げることができる。
【０１１０】
正孔注入・輸送性の材料としては上記のものを挙げることができるが、ポルフィリン化合物（特開昭６３−２９５６９５号公報等に開示のもの）、芳香族第三級アミン化合物及びスチリルアミン化合物（米国特許第４，１２７，４１２号明細書、特開昭５３−２７０３３号公報、同５４−５８４４５号公報、同５４−１４９６３４号公報、同５４−６４２９９号公報、同５５−７９４５０号公報、同５５−１４４２５０号公報、同５６−１１９１３２号公報、同６１−２９５５５８号公報、同６１−９８３５３号公報、同６３−２９５６９５号公報等参照）、特に芳香族第三級アミン化合物が好ましい。
また、米国特許第５，０６１，５６９号に記載されている２個の縮合芳香族環を分子内に有する、例えば、４，４’−ビス（Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ）ビフェニル（以下ＮＰＤと略記する）、また特開平４−３０８６８８号公報に記載されているトリフェニルアミンユニットが３つスターバースト型に連結された４，４’，４”−トリス（Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ）トリフェニルアミン（以下ＭＴＤＡＴＡと略記する）等を挙げることができる。
また、特許公報第３６１４４０５号、３５７１９７７号または米国特許４，７８０，５３６に記載されているヘキサアザトリフェニレン誘導体等も正孔・輸送注入性の材料として好適に用いることができる。
また、ｐ型Ｓｉ、ｐ型ＳｉＣ等の無機化合物も正孔・輸送注入材料として使用することができる。
【０１１１】
電子注入・輸送層７は、発光層への電子の注入を助ける層であって、電子移動度が大きい。電子注入層はエネルギーレベルの急な変化を緩和する等、エネルギーレベルを調整するために設ける。電子注入・電子輸送層７に用いられる材料としては、８−ヒドロキシキノリン又はその誘導体の金属錯体、オキサジアゾール誘導体、含窒素複素環誘導体が好適である。上記８−ヒドロキシキノリン又はその誘導体の金属錯体の具体例としては、オキシン（一般に８−キノリノール又は８−ヒドロキシキノリン）のキレートを含む金属キレートオキシノイド化合物、例えばトリス（８−キノリノール）アルミニウムを用いることができる。そして、オキサジアゾール誘導体としては、下記のものを挙げることができる。
【０１１２】
【化２７】
【０１１３】
式中、Ａｒ１７、Ａｒ１８、Ａｒ１９、Ａｒ２１、Ａｒ２２及びＡｒ２５は、それぞれ置換基を有する若しくは有しないアリール基を示し、Ａｒ１７とＡｒ１８、Ａｒ１９とＡｒ２１、Ａｒ２２とＡｒ２５は、たがいに同一でも異なっていてもよい。Ａｒ２０、Ａｒ２３及びＡｒ２４は、それぞれ置換基を有する若しくは有しないアリーレン基を示し、Ａｒ２３とＡｒ２４は、たがいに同一でも異なっていてもよい。
これら一般式におけるアリール基としては、フェニル基、ビフェニル基、アントラニル基、ペリレニル基、ピレニル基などが挙げられる。また、アリーレン基としては、フェニレン基、ナフチレン基、ビフェニレン基、アントラニレン基、ペリレニレン基、ピレニレン基などが挙げられる。そして、これらへの置換基としては炭素数１〜１０のアルキル基、炭素数１〜１０のアルコキシ基またはシアノ基等が挙げられる。この電子伝達化合物は、薄膜形成性の良好なものが好ましく用いられる。そして、これら電子伝達性化合物の具体例としては、下記のものを挙げることができる。
【０１１４】
【化２８】
【０１１５】
含窒素複素環誘導体としては、以下の一般式を有する有機化合物からなる含窒素複素環誘導体であって、金属錯体でない含窒素化合物が挙げられる。例えば、（Ｃ）に示す骨格を含有する５員環もしくは６員環や、式（Ｄ）に示す構造のものが挙げられる。
【０１１６】
【化２９】
【０１１７】
式（Ｄ）中、Ｘは炭素原子もしくは窒素原子を表す。Ｚ１ならびにＺ２は、それぞれ独立に含窒素ヘテロ環を形成可能な原子群を表す。
【０１１８】
【化３０】
【０１１９】
好ましくは、５員環もしくは６員環からなる含窒素芳香多環族を有する有機化合物。さらには、このような複数窒素原子を有する含窒素芳香多環族の場合は、上記（Ｃ）と（Ｄ）もしくは（Ｃ）と（Ｅ）を組み合わせた骨格を有する含窒素芳香多環有機化合物。
【０１２０】
含窒素有機化合物の含窒素基は、例えば、以下の一般式で表される含窒素複素環基から選択される。
【０１２１】
【化３１】
【０１２２】
式（２）から（２４）中、Ｒは、炭素数６〜４０のアリール基、炭素数３〜４０のヘテロアリール基、炭素数１〜２０のアルキル基又は炭素数１〜２０のアルコキシ基であり、ｎは０〜５の整数であり、ｎが２以上の整数であるとき、複数のＲは互いに同一又は異なっていてもよい。
【０１２３】
さらに、好ましい具体的な化合物として、下記式で表される含窒素複素環誘導体が挙げられる。
【０１２４】
【化３２】
【０１２５】
式中、ＨＡｒは、置換基を有していても良い炭素数３〜４０の含窒素複素環であり、Ｌは単結合、置換基を有していてもよい炭素数６〜４０のアリーレン基又は置換基を有していてもよい炭素数３〜４０のヘテロアリーレン基であり、Ａｒ１は置換基を有していても良い炭素数６〜４０の２価の芳香族炭化水素基であり、Ａｒ２は置換基を有していても良い炭素数６〜４０のアリール基又は置換基を有していてもよい炭素数３〜４０のヘテロアリール基である。
【０１２６】
ＨＡｒは、例えば、下記の群から選択される。
【０１２７】
【化３３】
【０１２８】
Ｌは、例えば、下記の群から選択される。
【０１２９】
【化３４】
【０１３０】
Ａｒ２は、例えば、下記の群から選択される。
【０１３１】
【化３５】
【０１３２】
Ａｒ１は、例えば、下記のアリールアントラニル基から選択される。
【０１３３】
【化３６】
【０１３４】
式中、Ｒ１〜Ｒ１４は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜２０のアルコキシ基、炭素数６〜４０のアリールオキシ基、置換基を有していてもよい炭素数６〜４０のアリール基又は炭素数３〜４０のヘテロアリール基であり、Ａｒ３は、置換基を有していてもよい炭素数６〜４０のアリール基又は炭素数３〜４０のヘテロアリール基である。
また、上記式で表されるＡｒ１において、Ｒ１〜Ｒ８は、いずれも水素原子である含窒素複素環誘導体。
【０１３５】
この他、下記の化合物（特開平９−３４４８号公報参照）も好適に用いられる。
【０１３６】
【化３７】
【０１３７】
式中、Ｒ１〜Ｒ４は、それぞれ独立に、水素原子、置換もしくは未置換の脂肪族基、置換もしくは未置換の脂肪族式環基、置換もしくは未置換の炭素環式芳香族環基、置換もしくは未置換の複素環基を表し、Ｘ１、Ｘ２は、それぞれ独立に、酸素原子、硫黄原子もしくはジシアノメチレン基を表す。
【０１３８】
また、下記の化合物（特開２０００−１７３７７４号公報参照）も好適に用いられる。
【０１３９】
【化３８】
【０１４０】
式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４は互いに同一の又は異なる基であって、下記式で表わされるアリール基である。
【０１４１】
【化３９】
【０１４２】
式中、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８及びＲ９は互いに同一の又は異なる基であって、水素原子、或いはそれらの少なくとも１つが飽和または不飽和アルコキシル基、アルキル基、アミノ基又はアルキルアミノ基である。
【０１４３】
さらに、該含窒素複素環基もしくは含窒素複素環誘導体を含む高分子化合物であってもよい。
【０１４４】
電子注入層又は電子輸送層の膜厚は、特に限定されないが、好ましくは、１〜１００ｎｍである。
【０１４５】
（実施例）
次に、実施例および比較例を挙げて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例の記載内容に何ら制限されるものではない。
【０１４６】
［実施例１］
２５ｍｍ×７５ｍｍ×１．１ｍｍ厚のＩＴＯ透明電極付きガラス基板（ジオマティック社製）を、イソプロピルアルコール中で５分間、超音波洗浄した後、ＵＶオゾン洗浄を３０分間行なった。
洗浄後の透明電極ライン付きガラス基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに装着し、まず透明電極ラインが形成されている側の面上に、まず、正孔注入層として、Ｎ，Ｎ’−ビス［４−（Ｎ,Ｎ-ジフェニルアミノ）フェニル−１−イル]−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−４，４’−ベンジジンを６０ｎｍの厚さに蒸着した後、その上に正孔輸送層として、Ｎ、Ｎ’−ビス［４’−｛Ｎ−（ナフチル−１−イル）−Ｎ−フェニル｝アミノビフェニル−４−イル］−Ｎ−フェニルアミンを１０ｎｍの厚さに蒸着した。
さらに、化合物ＲＨ１をホスト、化合物ＲＤ１を発光性ドーパントとする発光層を形成した。
具体的には、発光性ドーパントとなる化合物ＲＤ１とホストとなる化合物ＲＨ１とを、蒸着装置の異なる蒸着源に設置する。そして、双方のボートを加熱し、化合物ＲＤ１を設置した側のシャッタの開閉を適宜切り替えて、２つのドープ部およびこれに挟まれる１つのノンドープ部を積層した。
このとき、シャッタの開放および閉鎖の時間設定により、ドープ部の膜厚は５ｎｍ、ノンドープ部の膜厚は３０ｎｍとなるよう調整した。発光層全体の膜厚は、４０ｎｍである。
また、ドープ部における発光性ドーパントの濃度は、２質量％とした。
次に、この発光層上に、化合物ＥＴを、抵抗加熱蒸着により厚さ３０ｎｍになるように成膜した。このＥＴ膜は電子輸送層として機能する。
この後、ＬｉＦを１ｎｍで成膜した。このＬｉＦ膜上に金属Ａｌを１５０ｎｍ蒸着させて金属陰極を形成し、有機ＥＬ発光素子を形成した。
【０１４７】
【化４０】
【０１４８】
［実施例２〜２７、比較例１〜１１］
発光層の構成を以下の表１および表２に示すように変更した以外は、実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
【０１４９】
【化４１】
【０１５０】
【表１】
【０１５１】
【表２】
【０１５２】
［有機ＥＬ素子の評価］
以上のように作製した有機ＥＬ素子に１０ｍＡ／ｃｍ２の直流電流を流して発光させ、輝度（Ｌ）を測定した。これを基に、電流効率（Ｌ／Ｊ）を求めた。
その結果を下記の表３に示す。
【０１５３】
【表３】
【０１５４】
表３から明らかなように、ノンドープ部を備えない比較例１〜３，６〜１０、ドープ部が１つしかない比較例４，５、ノンドープ部の膜厚が厚すぎる比較例１１に対し、本発明の構成を採用した実施例１〜２７の有機ＥＬ素子は、高効率の赤色発光又は青色発光を示している。
【０１５５】
比較例１は、発光性ドーパントの濃度が０．５質量％、発光層全体としての濃度も０．５質量％である。
これに対し、実施例１８〜２１では、ドープ部に対しての濃度は０．５質量％であるが、ノンドープ部を設けたことにより発光層全体での濃度が希釈されている。
このため、実施例１８〜２１では、濃度消光が起こりにくく、比較例１に比べて高効率の発光を示している。
【０１５６】
比較例２は、発光性ドーパントの濃度が２質量％であるが、ノンドープ部を備えないため、発光層全体としての濃度も２質量％である。
これに対し、実施例１〜５，７〜１７では、ドープ部に対しての濃度は２質量％であるが、ノンドープ部を設けたことにより発光層全体での濃度が希釈されている。
このため、実施例１〜５，７〜１７では、濃度消光が起こりにくく、比較例２に比べて高効率の発光を示している。
【０１５７】
比較例３は、発光性ドーパントの濃度が１０質量％であるが、ノンドープ部を備えないため、発光層全体としての濃度も１０質量％である。
これに対し、実施例６では、ドープ部に対しての濃度は１０質量％であるが、ノンドープ部を設けたことにより発光層全体での濃度が希釈されている。
このため、実施例６では、濃度消光が起こりにくく、比較例２に比べて高効率の発光を示している。
【０１５８】
比較例４，５は、ドープ部を１つのみ備える有機ＥＬ素子であり、２つのドープ部を備える実施例１に比べ、発光効率が低い。
このことから、高効率の発光を得るには２つ以上のドープ部の積層が必要なことがわかる。
【０１５９】
実施例２２では、ドープ部およびノンドープ部のホストを、実施例２４では、ドープ部のホストを、ＲＨ２に変更した。この場合でも、ＲＨ２をホストとしノンドープ部を備えない比較例６と比べ、高い発光効率を示した。
また、ノンドープ部のホストをＲＨ２に変更した実施例２３も、比較例１や比較例６と比べて高い発光効率を示した。
【０１６０】
実施例２５では、発光性ドーパントをＲＤ２に変更した。この場合でも、同じく発光性ドーパントをＲＤ２に変更した比較例７，８よりも高い発光効率を示した。
実施例２６では、発光性ドーパントをＲＤ３に変更した。この場合でも、同じく発光性ドーパントをＲＤ３に変更した比較例９よりも高い発光効率を示した。
実施例２７では、ドープ部およびノンドープ部のホストをＢＨ１に、発光性ドーパントをＢＤ１に変更した。この場合でも、同様の変更をした比較例１０よりも高い発光効率を示した。
【０１６１】
［実施例２８］
実施例２７のドープ部の陽極側からドープ部数３までにおける発光性ドーパントを化合物ＢＤ１とし、濃度を２０質量％とし、残りドープ部数７の発光性ドーパントを化合物ＲＤ４とし、濃度を１０質量％と変更した以外は、実施例２７と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
発光層全体での平均濃度は化合物ＢＤ１で１．５質量％、化合物ＲＤ４で１．８質量％となる。
１０ｍＡ／ｃｍ２の直流電流を流して発光させたときの、電流効率（Ｌ／Ｊ）は９．２ｃｄ／Ａとなり、白色発光を示した。
［比較例１１］
発光層を２層に分け、陽極側には発光性ドーパントとして２０質量％の化合物ＢＤ１を含有する膜厚１２ｎｍの第１層を、陰極側には発光性ドーパントとして１０質量％の化合物ＲＤ４を含有する膜厚２８ｎｍの第２層を備える構成に変更した以外は、比較例１０と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
１０ｍＡ／ｃｍ２の直流電流を流して発光させたとき、濃度消光のため電流効率（Ｌ／Ｊ）は２．２ｃｄ／Ａと実施例２８よりも著しく低い効率となった。
【産業上の利用可能性】
【０１６２】
本発明は、濃度消光のおそれが少なく、高効率の発光を得ることができる有機ＥＬ素子およびその製造方法として利用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１６３】
【図１】本発明のドープ部のホストとして用いられるアントラセン誘導体の具体例を示す図である。
【図２】本発明のドープ部のホストとして用いられるアントラセン誘導体の具体例を示す図である。
【図３】本発明のドープ部のホストとして用いられるアントラセン誘導体の具体例を示す図である。
【図４】本発明のドープ部のホストとして用いられるアントラセン誘導体の具体例を示す図である。
【図５】本発明のドープ部のホストとして用いられるアントラセン誘導体の具体例を示す図である。
【図６】本発明のドープ部のホストとして用いられるアントラセン誘導体の具体例を示す図である。
【図７】本発明のドープ部のホストとして用いられるアントラセン誘導体の具体例を示す図である。
【図８】本発明のドープ部のホストとして用いられるアントラセン誘導体の具体例を示す図である。
【図９】本発明のドープ部のホストとして用いられるアントラセン誘導体の具体例を示す図である。
【図１０】本発明のドープ部のホストとして用いられるアントラセン誘導体の具体例を示す図である。
【図１１】本発明の実施形態に係る有機ＥＬ素子の概略構成を示す図である。
【図１２】本発明の実施形態に係る有機ＥＬ素子の発光層を示す図である。
【図１３】本発明の実施形態に係る有機ＥＬ素子の発光層を示す図である。
【図１４】本発明の実施形態に係る有機ＥＬ素子の発光層を示す図である。
【図１５】本発明の実施形態に係る有機ＥＬ素子の製造に用いる蒸着装置を示す図である。
【符号の説明】
【０１６４】
１ 有機ＥＬ素子
２ 基板
３ 陽極
４ 陰極
５ 発光層
６ 正孔注入・輸送層
７ 電子注入・輸送層
５１ ドープ部
５２ ノンドープ部
１００ 蒸着装置
１０１，１０２ 蒸着源
１０３ シャッタ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬ素子に関する。特に、濃度消光のおそれが少なく、高効率の発光を得ることができる有機ＥＬ素子およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
陽極と陰極との間に有機発光層を備え、有機発光層に注入された正孔と電子との再結合によって生じる励起子（エキシトン）エネルギーから発光を得る有機エレクトロルミネセンス素子（有機ＥＬ素子）が知られている。
このような有機ＥＬ素子は、自発光型素子としての利点を活かし、発光効率、画質、消費電力さらには薄型のデザイン性に優れた発光素子として期待されている。
【０００３】
ここで、高効率の発光を得る手段として、ホストに発光性ドーパント（ゲスト）をドープした構成の発光層が用いられている。
しかしながら、ホストに発光性ドーパントをドープする構成では、濃度消光による輝度の低下が発生するため、発光の高効率化に限界があった（特許文献１の段落番号［０００８］、［０００９］）。
濃度消光を回避するために、発光性ドーパントのドープ濃度を薄くすることが考えられる。
しかし、ドープ濃度が薄い発光層では製造が極めて困難であるという問題がある。例えば、大型ディスプレイや発光面積の大きい照明などを量産する際には、面全体のドーピング濃度を低濃度で均一に制御することは不可能である。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−３４０３６１号公報（段落番号［０００８］、［０００９］）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、製造が容易で、濃度消光のおそれが少なく、高効率の発光を得ることができる有機ＥＬ素子およびその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の有機ＥＬ素子は、陽極と、陰極と、前記陽極と前記陰極との間に設けられた発光層と、を備えた有機ＥＬ素子であって前記発光層は、発光性ドーパントを含有する２つ以上のドープ部と、前記発光性ドーパントを含有しない１つ以上のノンドープ部とからなることを特徴とする。
【０００７】
このような構成において、陽極、陰極間に電圧を印加すると、発光層に電荷が注入される。
すると、正孔と電子とが再結合し、励起エネルギーが生成される。そして、この励起エネルギーが、発光性ドーパントに移動して発光が得られる。
【０００８】
電荷の再結合は、ドープ部およびノンドープ部のいずれにおいても生じる。
そして、ドープ部の励起子はもちろん、ノンドープ部の励起子も、ドープ部の発光性ドーパントにエネルギー移動し、発光に寄与する。
【０００９】
ここで、従来は、発光層の全体に発光性ドーパントをドープした構成をとっていた。
そして、必要な輝度と発光効率の確保等の観点から、最適なドープ濃度に調整されていたが、濃度を高くすると濃度消光の問題があり、濃度消光を回避するためには、ドープ濃度を極めて薄くしなければならないため、製造が困難であった。
【００１０】
この点、本発明では、ドープ部だけでなく、発光性ドーパントを含有しないノンドープ部を設けている。
このノンドープ部を設けたことにより、ドープ部の発光性ドーパント濃度を高くしても、発光層全体のドープ濃度を最適に調整することができ、製造を容易にできる。
そして、このようにノンドープ部を設けた場合でも、ノンドープ部で生成された励起エネルギーは、ドープ部の発光性ドーパントに移動して発光に寄与する。
このように、励起エネルギーを失活させることなく利用するので、高い量子効率を達成することができる。
【００１１】
また、２つ以上のドープ部を積層させることにより、発光層全体としての発光性ドーパント含有量も確保できるため、高輝度を得ることもできる。
【００１２】
なお、特開平６−３６８７７号公報では、複数の発光領域を積層させる構成が開示されているが、発光領域の間に介挿されるのはキャリア輸送層であって、電荷の再結合の場を提供する発光層の一部とはなっていない。
そのため、本発明のごとく、発光性ドーパントを含有したドープ部のドープ濃度を全体として希釈し、かつ、励起子生成領域は広く確保することにより、濃度消光を防止しつつ高輝度を得るという効果を奏するものではない。
【００１３】
ここで、発光層全体に対する発光性ドーパントの平均濃度は、０．０１質量％以上１０質量％以下であることが好ましい。
なお、発光層全体に対する発光性ドーパントの平均濃度としては、０．０１質量％以上１質量％以下であることがより好ましく、０．１２質量％以上０．５質量％以下であることがさらに好ましい。
全体としては、０．０１〜１０質量％とするドープ濃度であっても、本発明ではノンドープ部があることによりドープ部の濃度は高くでき、製造が容易となる。
【００１４】
また、ドープ部に対する発光性ドーパントの濃度は、０．１質量％以上２０質量％以下であることが好ましい。
このような構成によれば、濃度消光による発光効率の低下を防止しつつ、高効率の発光を得ることができる。
ここで、ドープ部に対する発光性ドーパントの濃度が０．１質量％未満であると、均一な濃度のドープ部を形成することが困難であり、発光効率も低い。ドープ部に対する発光性ドーパントの濃度が２０質量％を超えると、濃度消光を回避するために、ドープ部の膜厚を薄くして発光層全体に対するドープ濃度を低下させることが必要となって製造が困難となる。あるいはノンドープ部を厚くしなければならないので、ノンドープ部で生成された励起子エネルギーをドープ部での発光に寄与させることができない。
なお、ドープ部に対する発光性ドーパントの濃度は、０．５質量％以上１０質量％以下であることがより好ましく、０．５質量％以上２質量％以下であることがさらに好ましい。
【００１５】
本発明では、前記発光性ドーパントは、環数が３から１５である縮合環を有する、置換基を有していてもよい芳香族化合物であることが好ましい。
なお、縮合環には、複素環が含まれていてもよい。置換基としては、後記するような基を採用することができる。
環数が多く平面的な芳香族化合物を発光性ドーパントとした場合、濃度消光が発生しやすい。
このため、濃度消光が発生しやすいこれらの化合物を発光性ドーパントとする場合、発光層における発光性ドーパントの濃度を低く抑える必要があった。
本発明では、このような濃度消光を発生しやすい化合物を発光性ドーパントとして用いる場合にも、ノンドープ部を設けたことにより、ドープ部のドープ濃度を高めることができるので、低ドープ濃度での精密な制御が不要となり、量産性を維持することができる。
【００１６】
本発明では、前記ノンドープ部が前記ドープ部よりも厚く設けられていることが好ましい。
ノンドープ部をドープ部よりも厚くすることにより、ドープ部の発光性ドーパント濃度が高くても発光層全体としてのドープ濃度を低くすることができる。したがって、低濃度にドープ制御しなくてもよいので、量産性の向上に資する。
【００１７】
ここで、特開２００７−３５９３２号公報には、発光性ドーパントを含有しない第２の発光層を電子輸送層と第１の発光層との間に介在配置した有機ＥＬ素子が開示されている。
しかし、上記公報には、第１の発光層が第２の発光層よりも厚く形成された実施例のみが示されている。このような構成は、発光性ドーパントを高濃度にドープしつつ、濃度消光を回避するという観点からは好ましくない。
この点、本発明では、ノンドープ部の膜厚がドープ部の膜厚よりも厚いので、上述のようにドープ部のドープ濃度を高くした場合でも、発光層全体としてのドープ濃度を希釈する効果が高く、濃度消光を効果的に防止することができる。
【００１８】
本発明では、前記ノンドープ部の膜厚は、０．１ｎｍ以上５０ｎｍ以下であることが好ましい。
このような構成によれば、ノンドープ部で生成された励起エネルギーをドープ部の発光性ドーパントへ移動させることができ、発光効率を向上することができる。
なお、ノンドープ部の膜厚は、０．４５ｎｍ以上３０ｎｍ以下であることがより好ましく、０．９ｎｍ以上１５ｎｍ以下であることがさらに好ましい。
【００１９】
本発明では、前記ドープ部を構成するホストのアフィニティ準位をＡｆＨ、前記ドープ部に含有される前記発光性ドーパントのアフィニティ準位をＡｆＤとするとき、ＡｆＤ−ＡｆＨ≧０．１ｅＶであることが好ましい。
また、本発明では、前記ドープ部を構成するホストのイオン化ポテンシャルをＩｐＨ、前記ドープ部に含有される前記発光性ドーパントのイオン化ポテンシャルをＩｐＤとするとき、ＩｐＨ−ＩｐＤ≧０．１ｅＶであることが好ましい。
【００２０】
ＡｆＤがＡｆＨよりも大きい場合、電子は、発光性ドーパントに捕捉（トラップ）されやすく、ＩｐＨがＩｐＤよりも大きい場合、正孔は、発光性ドーパントに捕捉（トラップ）されやすくなり、発光性ドーパントが電荷トラップとなる。
電荷トラップ性の発光性ドーパントが発光層に均一に含有された状態で電荷注入されると、帯電した分子が発光層全体に均一に存在するようになる。そのため、蓄積された電荷による電界により、追加的に電荷を注入することが困難となる。
【００２１】
これに対し、本発明では、ドープ部とは別にノンドープ部を設けたので、トラップ性の発光性ドーパントを用いた場合でも、電荷が発光層全体に均一に存在するのではなくドープ部に偏在し、ノンドープ部には余計な電界は生じず、電荷注入の障害とならない。よって、電荷トラップ性発光性ドーパントを用いた場合でも、良好な発光効率を維持することができる。
【００２２】
ここで、アフィニティ準位Ａｆ（電子親和力）とは、材料の分子に電子を一つ与えた時に放出または吸収されるエネルギーをいい、放出の場合は正、吸収の場合は負と定義する。
アフィニティ準位Ａｆは、イオン化ポテンシャルＩｐと光学エネルギーギャップＥｇとにより次のように規定する。
Ａｆ＝Ｉｐ−Ｅｇ
ここで、イオン化ポテンシャルＩｐは、各材料の化合物から電子を取り去ってイオン化するために要するエネルギーを意味し、例えば、紫外線光電子分光分析装置（ＡＣ−３、理研（株）計器）で測定した値である。
光学エネルギーギャップＥｇは、伝導レベルと価電子レベルとの差をいい、例えば、各材料のトルエン希薄溶液の吸収スペクトルの長波長側接線とベースライン（吸収ゼロ）との交点の波長値をエネルギーに換算して求める。
【００２３】
本発明では、前記ドープ部を構成するホストと、前記ノンドープ部を構成するホストとは、同一の組成を有することが好ましい。
このような構成によれば、例えば、蒸着により発光層を形成する場合に、ドープ部形成時には発光性ドーパントおよびホストを蒸着し、ノンドープ部形成時には発光性ドーパントのシャッタを閉じるだけでホストのみを蒸着できる。すなわち、有機ＥＬ素子の製造工程を簡略化することができる。
【００２４】
本発明では、前記２つ以上のドープ部のそれぞれは、異なる発光色を示す前記発光性ドーパントを含有することができる。
例えば、赤色と青色と緑色の発光性ドーパントをそれぞれ含有する３つのドープ部を組み合わせれば、有機ＥＬ素子全体としては白色の発光が得られる。
【００２５】
本発明では、前記発光性ドーパントは、赤色の発光を示す赤色発光性ドーパントを含有することが好ましい。
赤色の発光を示す赤色発光性ドーパントは、一般に濃度消光を起こしやすいが、ノンドープ部を設けることにより、発光層全体のドープ濃度を希釈するので、ドープ部のドープ濃度を高めることができる。したがって、赤色発光性ドーパントを用いる場合にも、低ドープ濃度での精密な制御が不要となり、量産性を維持することができる。
なお、赤色発光性ドーパントとしては、例えば、５４０〜７２０ｎｍに発光波長のピークを有するものが例として挙げられる。
【００２６】
本発明では、前記ドープ部に含有される前記発光性ドーパントは、フルオランテン骨格またはペリレン骨格を有する化合物であることが好ましい。
【００２７】
本発明では、前記フルオランテン骨格またはペリレン骨格を有する化合物は、下記式（１）または式（２）で表されるインデノペリレン誘導体であることが好ましい。
【００２８】
【化１】
【００２９】
【化２】
【００３０】
式（１）および式（２）中、Ａｒ１、Ａｒ２およびＡｒ３は、それぞれ置換もしくは無置換の芳香環基又は置換もしくは無置換の芳香族複素環基であり、Ｘ１〜Ｘ１８は、それぞれ水素、ハロゲン、アルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アルケニル基、アルケニルオキシ基、アルケニルチオ基、芳香環含有アルキル基、芳香環含有アルキルオキシ基、芳香環含有アルキルチオ基、芳香環基、芳香族複素環基、芳香環オキシ基、芳香環チオ基、芳香環アルケニル基、アルケニル芳香環基、アミノ基、カルバゾリル基、シアノ基、水酸基、−ＣＯＯＲ１’（Ｒ１’は水素、アルキル基、アルケニル基、芳香環含有アルキル基または芳香環基である。）、−ＣＯＲ２’（Ｒ２’は水素、アルキル基、アルケニル基、芳香環含有アルキル基、芳香環基またはアミノ基である）、または−ＯＣＯＲ３’（Ｒ３’はアルキル基、アルケニル基、芳香環含有アルキル基または芳香環基である）である。Ｘ１〜Ｘ１８の隣接する基は、互いに結合して、又は置換している炭素原子と共に環を形成していてもよい。
【００３１】
本発明では、前記インデノペリレン誘導体は、ジベンゾテトラフェニルペリフランテン誘導体であることが好ましい。
【００３２】
インデノペリレン誘導体としては、例えば、下記式（１−１）および下記式（２−１）で表される化合物が挙げられる。
【００３３】
【化３】
【００３４】
式（１−１）および式（２−１）中、Ｘ１〜Ｘ１６は、それぞれ独立に、水素原子、直鎖、分岐もしくは環状の炭素原子数１〜２０のアルキル基、直鎖、分岐もしくは環状の炭素原子数１〜２０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素原子数６〜３０のアリール基、置換もしくは無置換の炭素原子数６〜３０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の炭素原子数６〜３０のアリールアミノ基、置換もしくは無置換の炭素原子数１〜３０のアルキルアミノ基、置換もしくは無置換の炭素原子数７〜３０のアリールアルキルアミノ基又は置換もしくは無置換炭素原子数８〜３０のアルケニル基であり、隣接する置換基及びＸ１〜Ｘ１６は結合して環状構造を形成していてもよい。隣接する置換基がアリール基の時は、置換基は同一であってもよい。
【００３５】
なお、前記発光性ドーパントは、フルオランテン骨格を有する化合物であってもよく、フルオランテン骨格を有する化合物としては、下記のものが挙げられる。
【００３６】
【化４】
【００３７】
【化５】
【００３８】
【化６】
【００３９】
式中、Ｘ１〜Ｘ２０は、それぞれ独立に、水素原子、直鎖、分岐もしくは環状の炭素原子数１〜２０のアルキル基、直鎖、分岐もしくは環状の炭素原子数１〜２０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素原子数６〜３０のアリール基、置換もしくは無置換の炭素原子数６〜３０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の炭素原子数６〜３０のアリールアミノ基、置換もしくは無置換の炭素原子数１〜３０のアルキルアミノ基、置換もしくは無置換の炭素原子数７〜３０のアリールアルキルアミノ基又は置換もしくは無置換炭素原子数８〜３０のアルケニル基であり、隣接する置換基及びＸ１〜Ｘ２０は結合して環状構造を形成していてもよい。隣接する置換基がアリール基の時は、置換基は同一であってもよい。
【００４０】
フルオランテン骨格を有する化合物は、下記式のようにアミノ基を有するものであってもよい。
【００４１】
【化７】
【００４２】
式中、Ｘ２１〜Ｘ２４は、それぞれ独立に、炭素原子数１〜２０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素原子数６〜３０のアリール基であり、Ｘ２１とＸ２２及び／又はＸ２３とＸ２４は、炭素−炭素結合又は−Ｏ−、−Ｓ−を介して結合していてもよい。
Ｘ２５〜Ｘ３６は、水素原子、直鎖、分岐もしくは環状の炭素原子数１〜２０のアルキル基、直鎖、分岐もしくは環状の炭素原子数１〜２０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素原子数６〜３０のアリール基、置換もしくは無置換の炭素原子数６〜３０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の炭素原子数６〜３０のアリールアミノ基、置換もしくは無置換の炭素原子数１〜３０のアルキルアミノ基、置換もしくは無置換の炭素原子数７〜３０のアリールアルキルアミノ基又は置換もしくは無置換炭素原子数８〜３０のアルケニル基であり、隣接する置換基及びＸ２５〜Ｘ３６は結合して環状構造を形成していてもよい。
各式中の置換基Ｘ２５〜Ｘ３６の少なくとも一つがアミン又はアルケニル基を含有すると好ましい。
【００４３】
フルオランテン骨格を有する化合物は、高効率及び長寿命を得るために電子供与性基を含有することが好ましく、好ましい電子供与性基は置換もしくは未置換のアリールアミノ基である。
【００４４】
本発明では、前記フルオランテン骨格またはペリレン骨格を有する化合物に代えて、下記式（３）で表されるピロメテン骨格を有する化合物またはその金属錯体を前記発光性ドーパントとしてもよい。
【００４５】
【化８】
【００４６】
式（３）中、Ｒ１５〜Ｒ２１のうち少なくとも一つは芳香環を含むかあるいは隣接置換基との間に縮合環を形成し、残りはそれぞれ独立に水素、アルキル基、シクロアルキル基、アラルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基、水酸基、メルカプト基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリールエーテル基、アリールチオエーテル基、アリール基、複素環基、ハロゲン、ハロアルカン、ハロアルケン、ハロアルキン、シアノ基、アルデヒド基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基、カルバモイル基、アミノ基、ニトロ基、シリル基、シロキサニル基、隣接置換基との間に形成される縮合環および脂肪族環の中から選ばれる（これらの基において、炭素数としては１〜２０とする）。Ｘ１９は炭素または窒素であるが、窒素の場合には上記Ｒ２１は存在しない。金属錯体の金属は、ホウ素、ベリリウム、マグネシウム、クロム、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、白金から選ばれる少なくとも一種である。
【００４７】
本発明では、前記フルオランテン骨格またはペリレン骨格を有する化合物に代えて、下記式（４）で表されるジケトピロロピロール誘導体を前記発光性ドーパントとしてもよい。
【００４８】
【化９】
【００４９】
式（４）中、Ｒ１およびＲ２は、それぞれ独立に酸素原子、またはシアノ基で置換された窒素原子を表す。また、Ｒ３およびＲ４は、それぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルケニル基、アリール基、複素環基、あるいはＣＯＯＲ７を表す。ここでＲ７は、アルキル基、アルケニル基、アリール基あるいは複素環基を表す。Ｒ５およびＲ６は、それぞれ独立にアリール基あるいは複素環基を表す。
さらに、式（４）で表されるジケトピロロピロール誘導体は、下記式（４−１）で表されることが好ましい。
【００５０】
【化１０】
【００５１】
式（４−１）中、Ｒ１およびＲ２は、それぞれ独立に、置換もしくは未置換のアルキレン基を表し、Ｒ３およびＲ４は、それぞれ独立に、置換もしくは未置換の脂肪族複素環基または下記式（４−２）で表される置換基を表す。Ｒ５〜Ｒ１４は、それぞれ独立に、水素原子、または、置換基を表すが、Ｒ５〜Ｒ１４の少なくとも１つは下記式（４−３）で表されるアミノ基である。
【００５２】
【化１１】
【００５３】
式（４−２）中、Ｘは酸素原子または硫黄原子を表し、Ｒ１５は、置換もしくは未置換の１価の脂肪族炭化水素、置換もしくは未置換の１価の芳香族炭化水素、置換もしくは未置換の１価の芳香族複素環基を表す。
【００５４】
【化１２】
【００５５】
式（４−３）中、Ｒ１６およびＲ１７はそれぞれ独立に、水素原子、置換もしくは未置換の１価の脂肪族炭化水素、置換もしくは未置換の１価の芳香族炭化水素、置換もしくは未置換の１価の芳香族複素環基を表す。
【００５６】
また、式（４）で表されるジケトピロロピロール誘導体は、下記式（４−４）で表されることが好ましい。
【００５７】
【化１３】
【００５８】
式（４−４）中、Ｒ１〜Ｒ６は、それぞれ独立に未置換もしくは置換基を有する、アルキル基、アリール基あるいは複素環基を表す。
【００５９】
本発明では、前記ドープ部及び／又は前記ノンドープ部を構成するホストは、置換または無置換の炭素環３以上の縮合芳香族環基を有する化合物であることが好ましい。
また、本発明では、前記ドープ部及び／又は前記ノンドープ部を構成するホストは、置換または無置換の炭素環４以上の縮合芳香族環基を有する化合物であることが好ましい。
【００６０】
本発明では、前記ドープ部及び／又は前記ノンドープ部を構成するホストは、下記式（５）で表されるナフタセン誘導体であることが好ましい。
【００６１】
【化１４】
【００６２】
式（５）中、Ｑ１〜Ｑ１２は、それぞれ独立に、水素原子、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルキル基、置換もしくは無置換の核炭素数６〜２０のアリール基、アミノ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルキルチオ基、置換もしくは無置換の核炭素数６〜２０のアリーロキシ基、置換もしくは無置換の核炭素数６〜２０のアリールチオ基、置換もしくは無置換の炭素数２〜２０のアルケニル基、置換もしくは無置換の核炭素数７〜２０のアラルキル基または置換もしくは無置換の核原子数５〜２０の複素環基を表し、これらは同一でも異なるものであってもよい。
【００６３】
本発明では、前記式（５）で表されるナフタセン誘導体におけるＱ１、Ｑ２、Ｑ３およびＱ４の少なくとも１つ以上が、アリール基であることが好ましい。
【００６４】
本発明では、前記式（５）で表されるナフタセン誘導体は、下記式（６）で表されることが好ましい。
【００６５】
【化１５】
【００６６】
式（６）中、Ｑ３〜Ｑ１２、Ｑ１０１〜Ｑ１０５、Ｑ２０１〜Ｑ２０５は、それぞれ独立に、水素原子、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルキル基、置換もしくは無置換の核炭素数６〜２０のアリール基、アミノ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルキルチオ基、置換もしくは無置換の核炭素数６〜２０のアリーロキシ基、置換もしくは無置換の核炭素数６〜２０のアリールチオ基、置換もしくは無置換の炭素数２〜２０のアルケニル基、置換もしくは無置換の核炭素数７〜２０のアラルキル基または置換もしくは無置換の核原子数５〜２０の複素環基を表し、これらは同一でも異なるものであってもよい。
【００６７】
より好ましくは、式（６）で表されるナフタセン誘導体におけるＱ１０１、Ｑ１０５、Ｑ２０１およびＱ２０５のすくなくとも１つ以上がアルキル基、アリール基、アミノ基、アルコキシ基、アリーロキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アルケニル基、アラルキル基または複素環基であり、これらは同一でも異なるものであってもよい。
このようなナフタセン誘導体としては、例えば、下記のものが挙げられる。
【００６８】
【化１６】
【００６９】
本発明では、前記ドープ部及び／又は前記ノンドープ部を構成するホストは、下記式（７）で表される化合物であることが好ましい。
【００７０】
【化１７】
【００７１】
式（７）中、Ｘは炭素環３以上の縮合芳香族環基であり、Ｙは置換もしくは無置換のアリール基、置換もしくは無置換のジアリールアミノ基、置換もしくは無置換のアリールアルキル基または置換もしくは無置換のアルキル基から選択される基であり、ｎは１〜６の整数であり、ｎが２以上の場合、Ｙは同じでも異なってもよい。
【００７２】
Ｘは、好ましくは、ナフタセン、ピレン、アントラセン、ペリレン、クリセン、ベンゾアントラセン、ペンタセン、ジベンゾアントラセン、ベンゾピレン、ベンゾフルオレン、フルオランテン、ベンゾフルオランテン、ナフチルフルオランテン、ジベンゾフルオレン、ジベンゾピレン、ジベンゾフルオランテン、アセナフチルフルオランテンから選択される１以上の骨格を含有する基である。より好ましくはナフタセン骨格又はアントラセン骨格を含有する。
Ｙは、好ましくは炭素数１２〜６０のアリール基、ジアリールアミノ基であり、より好ましくは炭素数１２〜２０のアリール基又は炭素数１２〜４０のジアリールアミノ基である。
ｎは好ましくは２である。
【００７３】
本発明では、前記式（７）で表される化合物は、下記式（８）で表されるアントラセン誘導体であってもよい。
【００７４】
【化１８】
【００７５】
式（８）中、Ａｒ１およびＡｒ２は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の核炭素数６から２０の芳香族環から誘導される基である。前記芳香族環は、１または２以上の置換基で置換されていてもよい。前記置換基は、置換もしくは無置換の核炭素数６から５０のアリール基、置換もしくは無置換の炭素数１から５０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３から５０のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１から５０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の核炭素数６から５０のアラルキル基、置換もしくは無置換の核原子数５から５０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の核原子数５から５０のアリールチオ基、置換もしくは無置換の炭素数１から５０のアルコキシカルボニル基、置換もしくは無置換のシリル基、カルボキシル基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基およびヒドロキシ基から選ばれる。前記芳香族環が２以上の置換基で置換されている場合、前記置換基は同一であっても、異なっていても良く、隣接する置換基同士は互いに結合して飽和または不飽和の環状構造を形成していてもよい。
Ｒ１からＲ８は、水素原子、置換もしくは無置換の核炭素数６から５０のアリール基、置換もしくは無置換の核原子数５から５０のヘテロアリール基、置換もしくは無置換の炭素数１から５０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３から５０のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１から５０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数６から５０のアラルキル基、置換もしくは無置換の核原子数５から５０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の核原子数５から５０のアリールチオ基、置換もしくは無置換の炭素数１から５０のアルコキシカルボニル基、置換もしくは無置換のシリル基、カルボキシル基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基およびヒドロキシ基から選ばれる。また、隣接する置換基同士は互いに結合して飽和または不飽和の環状構造を形成していてもよい。
【００７６】
このようなアントラセン誘導体の具体例として、例えば、図１および図２に示すような化合物が挙げられる。
【００７７】
また、式（８）で表されるアントラセン誘導体は、例えば、下記式（８−１）で表される非対称型アントラセンであることが好ましい。
【００７８】
【化１９】
【００７９】
式（８−１）中、Ａ１及びＡ２は、それぞれ独立に、水素原子、又は置換もしくは無置換の核炭素数６から５０の芳香族環基である。
Ｒ１からＲ１０は、それぞれ独立に、水素原子、置換もしくは無置換の核炭素数６から５０の芳香族環基、置換もしくは無置換の核炭素数５から５０の芳香族複素環基、置換もしくは無置換の炭素数１から５０のアルキル基、置換もしくは無置換のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１から５０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数６から５０のアラルキル基、置換もしくは無置換の核原子数５から５０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の核原子数５から５０のアリールチオ基、置換もしくは無置換の炭素数１から５０のアルコキシカルボニル基、置換もしくは無置換のシリル基、カルボキシル基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基またはヒドロキシル基から選ばれる。
Ａｒ１、Ａｒ２、Ｒ９およびＲ１０は、それぞれ複数であっても良く、隣接するもの同士で飽和もしくは不飽和の環状構造を形成していてもよい。
ただし、式（８−１）において、中心のアントラセンの９位および１０位に、前記アントラセン上に示すＸ−Ｙ軸に対して対称型となる基が結合する場合はない。
【００８０】
このような非対称型アントラセン誘導体として、例えば、図３〜図８に示すようなものが挙げられる。
【００８１】
また、式（８）で表されるアントラセン誘導体は、下記式（８−２）で表されるビスアントラセン誘導体であってもよい。
【００８２】
【化２０】
【００８３】
式（８−２）中、Ａｎｔは、アントラセン誘導体であり、置換されていてもよい。
Ｒは、水素原子、置換もしくは無置換の核炭素数６から５０のアリール基、置換もしくは無置換の核原子数５から５０のヘテロアリール基、置換もしくは無置換の炭素数１から５０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３から５０のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１から５０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数６から５０のアラルキル基、置換もしくは無置換の核原子数５から５０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の核原子数５から５０のアリールチオ基、置換もしくは無置換の炭素数１から５０のアルコキシカルボニル基、置換もしくは無置換のシリル基、カルボキシル基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基およびヒドロキシ基から選ばれる。また、隣接する置換基同士は互いに結合して飽和または不飽和の環状構造を形成していてもよい。
ｋは０から９の整数である。
【００８４】
このようなビスアントラセン誘導体として、例えば、図２に示すような上記２ａ−４１から２ａ−４８の化合物、および、図９、１０に示すような下記のようなものが挙げられる。
【００８５】
なお、本発明のドープ部を構成するホストおよびノンドープ部を構成するホストは、１種のホスト材料からなるものであってもよく、複数種類のホスト材料からなるものであってもよい。
【００８６】
本発明の有機ＥＬ素子の製造方法は、複数の蒸着源と、それぞれの前記蒸着源からの蒸着材料の蒸散を遮蔽するシャッタと、を備える蒸着装置を用い、前記複数の蒸着源の少なくとも１つに前記発光性ドーパントを構成するドーパント材料を、他の蒸着源の少なくとも１つに前記ドープ部のホストおよび前記ノンドープ部のホストを構成するホスト材料を設置し、前記ドーパント材料および前記ホスト材料を設置した前記蒸着源を加熱し、前記シャッタの開閉により、前記ドープ部および前記ノンドープ部を形成することを特徴とする。
このような製造方法によれば、シャッタの開放時にはホスト材料とドーパント材料の双方が蒸着され、ホストに発光性ドーパントがドープされたドープ部が形成される。一方、シャッタの閉鎖時には、ドーパント材料の蒸散が遮蔽され、ホスト材料のみが蒸着されてノンドープ部が形成される。
したがって、シャッタの開閉を繰り返すだけで、ドープ部およびノンドープ部を交互に形成することができ、発光層を形成する工程を簡略化することができる。これにより、濃度消光のおそれが少なく、高効率の発光を示す上述の有機ＥＬ素子を、容易に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００８７】
以下、本発明の好ましい実施形態について説明する。
【００８８】
［有機ＥＬ素子の構成］
以下に本発明に用いられる有機ＥＬ素子の代表的な構成例を示す。もちろん、本発明はこれに限定されるものではない。
（１）陽極／発光層／電子輸送層／陰極
（２）陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
（３）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
（４）陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極
（５）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
（６）陽極／絶縁層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
（７）陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／絶縁層／陰極
（８）陽極／絶縁層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／絶縁層／陰極
（９）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／絶縁層／陰極
（１０）陽極／絶縁層／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
（１１）陽極／絶縁層／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／絶縁層／陰極
等の構造を挙げることができる。
これらの中で通常（２）（３）（４）（５）（８）（９）（１１）の構成が好ましく用いられる。
【００８９】
例えば、本実施形態の有機ＥＬ素子は、（５）の構成を備えるものとしてもよい。この場合の概略構成を図１１に示す。
有機ＥＬ素子１は、透明な基板２と、陽極３と、陰極４と、陽極３と陰極４との間に配置された発光層５と、を有する。
有機ＥＬ素子１は、図１１に示すように、発光層５と陽極３との間に正孔注入・輸送層６等、発光層５と陰極４との間に電子注入・輸送層７等を備えている。
また、発光層５の陽極３側に電子ブロック層を、発光層５の陰極４側に正孔ブロック層を、それぞれ設けてもよい。
これにより、電子や正孔を発光層５に閉じ込めて、発光層５における励起子の生成確率を高めることができる。
【００９０】
図１２に、発光層５の概略構成を示す。
発光層５は、発光性ドーパントを含有する２つ以上のドープ部５１と、発光性ドーパントを含有しない１つ以上のノンドープ部５２と、を有する。
ここで、ノンドープ部５２は、ドープ部５１よりも厚く設けられている。
【００９１】
なお、図１２においては、２つのドープ部５１（５１−１、５１−２）と、１つのノンドープ部５２（５２−１）とを備える発光層５を例示したが、発光層５の構成はこれに限定されない。
例えば、図１３に示すように、３つのドープ部５１と、２つのノンドープ部５２とを有する構成としてもよい。
また、発光層５は、図１４に示すような構成を備えるものであってもよい。
図１４において、発光層５は、互いに積層されたｎ個のドープ部５１とノンドープ部５２とを備える。
【００９２】
発光層５を形成する方法は特に限定されないが、例えば、蒸着法により形成することができる。
発光層５を形成する場合には、例えば、図１５に示す蒸着装置１００を用いることができる。
蒸着装置１００は、複数の蒸着源１０１，１０２と、蒸着源１０２からの蒸着材料の蒸散を遮蔽するシャッタ１０３と、を備える。シャッタ１０３は、蒸着源１０２の上方に位置して蒸着源１０２からの蒸着材料の蒸散を遮蔽する遮蔽板１０４と、遮蔽板１０４を回転可能に支持する回転軸１０５と、を有する。
回転軸１０５の回転により、遮蔽板１０４を蒸着源１０２の上方から外して蒸散を開放することができ、逆に、蒸着源１０２の上方に戻して蒸散を遮蔽することができる。つまり、回転軸１０５の回転によりシャッタ１０３を開閉させることができる。
【００９３】
発光層５の形成にあたっては、まず、蒸着装置１００内の上方に基板２を設置し、蒸着源１０２に発光性ドーパントを構成するドーパント材料５Ｂを、蒸着源１０１にホストを構成するホスト材料５Ａを設置する。なお、図１５においては、陽極３、正孔注入・輸送層６の記載を省略している。
蒸着時には、蒸着源１０１，１０２の双方を加熱するが、シャッタ１０３を開閉することにより、ドープ部５１とノンドープ部５２を区別して形成することができる。
すなわち、ドープ部５１を形成する際には、シャッタ１０３を開放して、ホスト材料５Ａとともにドーパント材料５Ｂを蒸着する。一方、ノンドープ部５２を形成する際には、シャッタ１０３を閉鎖して、ホスト材料５Ａのみを蒸着する。
【００９４】
例えば、図１２のような発光層５を形成する場合、まず、シャッタ１０３を開放して、ホスト材料５Ａとともにドーパント材料５Ｂを蒸着し、ドープ部５１−１を形成する。続いて、シャッタ１０３を閉鎖して、ホスト材料５Ａのみを蒸着し、ノンドープ部５２−１を形成する。最後に、シャッタ１０３を開放して、ドープ部５１−２を形成する。
なお、図１５においては、発光層５の積層構造の図示を省略している。実際には、発光層５は、図１２〜図１４に示すような積層構造を有する。
【００９５】
このように、ドープ部５１とノンドープ部５２とを形成する工程を繰り返すだけで、容易に発光層５を形成することができるが、シャッタ１０３が自動的に開閉されるように設定した場合等には、蒸着を終了するタイミングによって、発光層５の末端がドープ部５１になる場合とノンドープ部５２になる場合とがある。
どちらの場合でも、ドープ部５１−ｎは、少なくともノンドープ部５２−（ｎ−１）と隣接しているので、ノンドープ部５２−（ｎ−１）からのエネルギー移動が期待できるから励起子生成領域が広いことに変わりはなく、ドープ部５１−ｎのドープ濃度が高くとも発光層５全体のドープ濃度が適切に調整することができるので、本発明の作用効果の発揮に支障はない。
【００９６】
なお、全てのドープ部５１が同一の組成を有し、全てのノンドープ部５２が同一の組成を有する構成を例示したが、発光層５を構成する複数のドープ部５１および複数のノンドープ部５２の組成は、それぞれ異なっていてもよい。
また、発光性ドーパントの発光色が赤色である場合に、本発明の顕著な効果が得られるが、発光色は、赤色に限定されるものではなく、例えば、青色や緑色であってもよい。
【００９７】
青色や緑色の発光性ドーパントとして使用できるドーパント材料としては、例えば、アリールアミン化合物及び／又はスチリルアミン化合物、アントラセン、ナフタレン、フェナントレン、ピレン、テトラセン、コロネン、クリセン、フルオレセイン、ペリレン、フタロペリレン、ナフタロペリレン、ペリノン、フタロペリノン、ナフタロペリノン、ジフェニルブタジエン、テトラフェニルブタジエン、クマリン、オキサジアゾール、アルダジン、ビスベンゾキサゾリン、ビススチリル、ピラジン、シクロペンタジエン、キノリン金属錯体、アミノキノリン金属錯体、ベンゾキノリン金属錯体、イミン、ジフェニルエチレン、ビニルアントラセン、ジアミノカルバゾール、ピラン、チオピラン、ポリメチン、メロシアニン、イミダゾールキレート化オキシノイド化合物、キナクリドン、ルブレン及び蛍光色素等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００９８】
また、本発明の有機ＥＬ素子は、青色、緑色の発光性ドーパントが、アリールアミン化合物及び／又はスチリルアミン化合物を含有すると好ましい。
アリールアミン化合物としては下記式（Ａ）で表される化合物等が挙げられ、スチリルアミン化合物としては下記式（Ｂ）で表される化合物等が挙げられる。
【００９９】
【化２１】
【０１００】
式（Ａ）中、Ａｒ８は、フェニル、ビフェニル、テルフェニル、スチルベン、ジスチリルアリールから選ばれる基であり、Ａｒ９及びＡｒ１０は、それぞれ水素原子又は炭素数が６〜２０の芳香族基であり、Ａｒ９〜Ａｒ１０は置換されていてもよい。ｐ’は、１〜４の整数である。さらに好ましくはＡｒ９及び／又はＡｒ１０はスチリル基が置換されている。
ここで、炭素数が６〜２０の芳香族基としては、フェニル基、ナフチル基、アントラセニル基、フェナントリル基、テルフェニル基等が好ましい。
【０１０１】
【化２２】
【０１０２】
式（Ｂ）中、Ａｒ１１〜Ａｒ１３は、置換されていてもよい核炭素数５〜４０のアリール基である。ｑ’は、１〜４の整数である。
ここで、核原子数が５〜４０のアリール基としては、フェニル、ナフチル、アントラセニル、フェナントリル、ピレニル、コロニル、ビフェニル、テルフェニル、ピローリル、フラニル、チオフェニル、ベンゾチオフェニル、オキサジアゾリル、ジフェニルアントラセニル、インドリル、カルバゾリル、ピリジル、ベンゾキノリル、フルオランテニル、アセナフトフルオランテニル、スチルベン等が好ましい。なお、核原子数が５〜４０のアリール基は、さらに置換基により置換されていてもよく、好ましい置換基としては、炭素数１〜６のアルキル基（エチル基、メチル基、イソプロピル基、ｎ−プロピル基、ｓ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等）、炭素数１〜６のアルコキシ基（エトキシ基、メトキシ基、イソプロポキシ基、ｎ−プロポキシ基、ｓ−ブトキシ基、ｔ−ブトキシ基、ペントキシ基、ヘキシルオキシ基、シクロペントキシ基、シクロヘキシルオキシ基等）、核原子数５〜４０のアリール基、核原子数５〜４０のアリール基で置換されたアミノ基、核原子数５〜４０のアリール基を有するエステル基、炭素数１〜６のアルキル基を有するエステル基、シアノ基、ニトロ基、ハロゲン原子（塩素、臭素、ヨウ素等）が挙げられる。
【０１０３】
発光性ドーパントは、蛍光発光を示すものであってもよく、燐光発光を示すものであってもよい。
燐光発光を示す発光性ドーパントは、Ｉｒ，Ｐｔ，Ｏｓ，Ａｕ，Ｃｕ，Ｒｅ，Ｒｕから選択される金属と配位子とからなる金属錯体を含有することが好ましい。燐光発光を示す発光性ドーパントの具体例としては、例えば、ＰＱＩｒ（iridium(III) bis(2-phenyl quinolyl-N,C2’) acetylacetonate）、Ｉｒ（ｐｐｙ）３（fac-tris(2-phenylpyridine) iridium）の他、下記の化合物が挙げられる。
【０１０４】
【化２３】
【０１０５】
【化２４】
【０１０６】
【化２５】
【０１０７】
【化２６】
【０１０８】
さらに、発光層に異なる発光性ドーパントをくみあわせてもよく、例えば、赤色と青色の発光性ドーパントを組み合わせて白色発光、または、赤色と青色と緑色の発光性ドーパントを組み合わせて白色発光させてもよい。
発光層の組み合わせとしては
（１） 赤色発光層／ノンドープ層／青色発光層
（２） 青色発光層／ノンドープ層／赤色発光層
（３） 赤色発光層／ノンドープ層／赤色発光層／ノンドープ層／青色発光層
（４） 青色発光層／ノンドープ層／青色発光層／ノンドープ層／赤色発光層
（５） 赤色発光層／ノンドープ層／緑色発光層／ノンドープ層／青色発光層
（６） 青色発光層／ノンドープ層／緑色発光層／ノンドープ層／赤色発光層
等の構造を挙げることができる。
【０１０９】
［正孔注入・輸送層および電子注入・輸送層について］
正孔注入・輸送層６を構成する正孔注入・輸送性の材料としては、トリアゾール誘導体（米国特許３，１１２，１９７号明細書等参照）、オキサジアゾール誘導体（米国特許３，１８９，４４７号明細書等参照）、イミダゾール誘導体（特公昭３７−１６０９６号公報等参照）、ポリアリールアルカン誘導体（米国特許３，６１５，４０２号明細書、同第３，８２０，９８９号明細書、同第３，５４２，５４４号明細書、特公昭４５−５５５号公報、同５１−１０９８３号公報、特開昭５１−９３２２４号公報、同５５−１７１０５号公報、同５６−４１４８号公報、同５５−１０８６６７号公報、同５５−１５６９５３号公報、同 ５６−３６６５６号公報等参照）、ピラゾリン誘導体及びピラゾロン誘導体（米国特許第３，１８０，７２９号明細書、同第４，２７８，７４６号明細書、特開昭５５−８８０６４号公報、同５５−８８０６５号公報、同４９−１０５５３７号公報、同５５−５１０８６号公報、同５６−８００５１号公報、同５６−８８１４１号公報、同５７−４５５４５号公報、同５４−１１２６３７号公報、同５５−７４５４６号公報等参照）、フェニレンジアミン誘導体（米国特許第３，６１５，４０４号明細書、特公昭５１−１０１０５号公報、同４６−３７１２号公報、同４７−２５３３６号公報、特開昭５４−５３４３５号公報、同５４−１１０５３６号公報、同５４−１１９９２５号公報等参照）、アリールアミン誘導体（米国特許第３，５６７，４５０号明細書、同第３，１８０，７０３号明細書、同第３，２４０，５９７号明細書、同第３，６５８，５２０号明細書、同第４，２３２，１０３号明細書、同第４，１７５，９６１号明細書、同第４，０１２，３７６号明細書、特公昭４９−３５７０２号公報、同３９−２７５７７号公報、特開昭５５−１４４２５０号公報、同５６−１１９１３２号公報、同５６−２２４３７号公報、西独特許第１，１１０，５１８号明細書等参照）、アミノ置換カルコン誘導体（米国特許第３，５２６，５０１号明細書等参照）、オキサゾール誘導体（米国特許第３，２５７，２０３号明細書等に開示のもの）、スチリルアントラセン誘導体（特開昭５６−４６２３４号公報等参照）、フルオレノン誘導体（特開昭５４−１１０８３７号公報等参照）、ヒドラゾン誘導体（米国特許第３，７１７，４６２号明細書、特開昭５４−５９１４３号公報、同５５−５２０６３号公報、同５５−５２０６４号公報、同５５−４６７６０号公報、同５５−８５４９５号公報、同５７−１１３５０号公報、同５７−１４８７４９号公報、特開平２−３１１５９１号公報等参照）、スチルベン誘導体（特開昭６１−２１０３６３号公報、同第６１−２２８４５１号公報、同６１−１４６４２号公報、同６１−７２２５５号公報、同６２−４７６４６号公報、同６２−３６６７４号公報、同６２−１０６５２号公報、同６２−３０２５５号公報、同６０−９３４５５号公報、同６０−９４４６２号公報、同６０−１７４７４９号公報、同６０−１７５０５２号公報等参照）、シラザン誘導体（米国特許第４，９５０，９５０号明細書）、ポリシラン系（特開平２−２０４９９６号公報）、アニリン系共重合体（特開平２−２８２２６３号公報）、特開平１−２１１３９９号公報に開示されている導電性高分子オリゴマー（特にチオフェンオリゴマー）等を挙げることができる。
【０１１０】
正孔注入・輸送性の材料としては上記のものを挙げることができるが、ポルフィリン化合物（特開昭６３−２９５６９５号公報等に開示のもの）、芳香族第三級アミン化合物及びスチリルアミン化合物（米国特許第４，１２７，４１２号明細書、特開昭５３−２７０３３号公報、同５４−５８４４５号公報、同５４−１４９６３４号公報、同５４−６４２９９号公報、同５５−７９４５０号公報、同５５−１４４２５０号公報、同５６−１１９１３２号公報、同６１−２９５５５８号公報、同６１−９８３５３号公報、同６３−２９５６９５号公報等参照）、特に芳香族第三級アミン化合物が好ましい。
また、米国特許第５，０６１，５６９号に記載されている２個の縮合芳香族環を分子内に有する、例えば、４，４’−ビス（Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ）ビフェニル（以下ＮＰＤと略記する）、また特開平４−３０８６８８号公報に記載されているトリフェニルアミンユニットが３つスターバースト型に連結された４，４’，４”−トリス（Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ）トリフェニルアミン（以下ＭＴＤＡＴＡと略記する）等を挙げることができる。
また、特許公報第３６１４４０５号、３５７１９７７号または米国特許４，７８０，５３６に記載されているヘキサアザトリフェニレン誘導体等も正孔・輸送注入性の材料として好適に用いることができる。
また、ｐ型Ｓｉ、ｐ型ＳｉＣ等の無機化合物も正孔・輸送注入材料として使用することができる。
【０１１１】
電子注入・輸送層７は、発光層への電子の注入を助ける層であって、電子移動度が大きい。電子注入層はエネルギーレベルの急な変化を緩和する等、エネルギーレベルを調整するために設ける。電子注入・電子輸送層７に用いられる材料としては、８−ヒドロキシキノリン又はその誘導体の金属錯体、オキサジアゾール誘導体、含窒素複素環誘導体が好適である。上記８−ヒドロキシキノリン又はその誘導体の金属錯体の具体例としては、オキシン（一般に８−キノリノール又は８−ヒドロキシキノリン）のキレートを含む金属キレートオキシノイド化合物、例えばトリス（８−キノリノール）アルミニウムを用いることができる。そして、オキサジアゾール誘導体としては、下記のものを挙げることができる。
【０１１２】
【化２７】
【０１１３】
式中、Ａｒ１７、Ａｒ１８、Ａｒ１９、Ａｒ２１、Ａｒ２２及びＡｒ２５は、それぞれ置換基を有する若しくは有しないアリール基を示し、Ａｒ１７とＡｒ１８、Ａｒ１９とＡｒ２１、Ａｒ２２とＡｒ２５は、たがいに同一でも異なっていてもよい。Ａｒ２０、Ａｒ２３及びＡｒ２４は、それぞれ置換基を有する若しくは有しないアリーレン基を示し、Ａｒ２３とＡｒ２４は、たがいに同一でも異なっていてもよい。
これら一般式におけるアリール基としては、フェニル基、ビフェニル基、アントラニル基、ペリレニル基、ピレニル基などが挙げられる。また、アリーレン基としては、フェニレン基、ナフチレン基、ビフェニレン基、アントラニレン基、ペリレニレン基、ピレニレン基などが挙げられる。そして、これらへの置換基としては炭素数１〜１０のアルキル基、炭素数１〜１０のアルコキシ基またはシアノ基等が挙げられる。この電子伝達化合物は、薄膜形成性の良好なものが好ましく用いられる。そして、これら電子伝達性化合物の具体例としては、下記のものを挙げることができる。
【０１１４】
【化２８】
【０１１５】
含窒素複素環誘導体としては、以下の一般式を有する有機化合物からなる含窒素複素環誘導体であって、金属錯体でない含窒素化合物が挙げられる。例えば、（Ｃ）に示す骨格を含有する５員環もしくは６員環や、式（Ｄ）に示す構造のものが挙げられる。
【０１１６】
【化２９】
【０１１７】
式（Ｄ）中、Ｘは炭素原子もしくは窒素原子を表す。Ｚ１ならびにＺ２は、それぞれ独立に含窒素ヘテロ環を形成可能な原子群を表す。
【０１１８】
【化３０】
【０１１９】
好ましくは、５員環もしくは６員環からなる含窒素芳香多環族を有する有機化合物。さらには、このような複数窒素原子を有する含窒素芳香多環族の場合は、上記（Ｃ）と（Ｄ）もしくは（Ｃ）と（Ｅ）を組み合わせた骨格を有する含窒素芳香多環有機化合物。
【０１２０】
含窒素有機化合物の含窒素基は、例えば、以下の一般式で表される含窒素複素環基から選択される。
【０１２１】
【化３１】
【０１２２】
式（２）から（２４）中、Ｒは、炭素数６〜４０のアリール基、炭素数３〜４０のヘテロアリール基、炭素数１〜２０のアルキル基又は炭素数１〜２０のアルコキシ基であり、ｎは０〜５の整数であり、ｎが２以上の整数であるとき、複数のＲは互いに同一又は異なっていてもよい。
【０１２３】
さらに、好ましい具体的な化合物として、下記式で表される含窒素複素環誘導体が挙げられる。
【０１２４】
【化３２】
【０１２５】
式中、ＨＡｒは、置換基を有していても良い炭素数３〜４０の含窒素複素環であり、Ｌは単結合、置換基を有していてもよい炭素数６〜４０のアリーレン基又は置換基を有していてもよい炭素数３〜４０のヘテロアリーレン基であり、Ａｒ１は置換基を有していても良い炭素数６〜４０の２価の芳香族炭化水素基であり、Ａｒ２は置換基を有していても良い炭素数６〜４０のアリール基又は置換基を有していてもよい炭素数３〜４０のヘテロアリール基である。
【０１２６】
ＨＡｒは、例えば、下記の群から選択される。
【０１２７】
【化３３】
【０１２８】
Ｌは、例えば、下記の群から選択される。
【０１２９】
【化３４】
【０１３０】
Ａｒ２は、例えば、下記の群から選択される。
【０１３１】
【化３５】
【０１３２】
Ａｒ１は、例えば、下記のアリールアントラニル基から選択される。
【０１３３】
【化３６】
【０１３４】
式中、Ｒ１〜Ｒ１４は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜２０のアルコキシ基、炭素数６〜４０のアリールオキシ基、置換基を有していてもよい炭素数６〜４０のアリール基又は炭素数３〜４０のヘテロアリール基であり、Ａｒ３は、置換基を有していてもよい炭素数６〜４０のアリール基又は炭素数３〜４０のヘテロアリール基である。
また、上記式で表されるＡｒ１において、Ｒ１〜Ｒ８は、いずれも水素原子である含窒素複素環誘導体。
【０１３５】
この他、下記の化合物（特開平９−３４４８号公報参照）も好適に用いられる。
【０１３６】
【化３７】
【０１３７】
式中、Ｒ１〜Ｒ４は、それぞれ独立に、水素原子、置換もしくは未置換の脂肪族基、置換もしくは未置換の脂肪族式環基、置換もしくは未置換の炭素環式芳香族環基、置換もしくは未置換の複素環基を表し、Ｘ１、Ｘ２は、それぞれ独立に、酸素原子、硫黄原子もしくはジシアノメチレン基を表す。
【０１３８】
また、下記の化合物（特開２０００−１７３７７４号公報参照）も好適に用いられる。
【０１３９】
【化３８】
【０１４０】
式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４は互いに同一の又は異なる基であって、下記式で表わされるアリール基である。
【０１４１】
【化３９】
【０１４２】
式中、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８及びＲ９は互いに同一の又は異なる基であって、水素原子、或いはそれらの少なくとも１つが飽和または不飽和アルコキシル基、アルキル基、アミノ基又はアルキルアミノ基である。
【０１４３】
さらに、該含窒素複素環基もしくは含窒素複素環誘導体を含む高分子化合物であってもよい。
【０１４４】
電子注入層又は電子輸送層の膜厚は、特に限定されないが、好ましくは、１〜１００ｎｍである。
【０１４５】
（実施例）
次に、実施例および比較例を挙げて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例の記載内容に何ら制限されるものではない。
【０１４６】
［実施例１］
２５ｍｍ×７５ｍｍ×１．１ｍｍ厚のＩＴＯ透明電極付きガラス基板（ジオマティック社製）を、イソプロピルアルコール中で５分間、超音波洗浄した後、ＵＶオゾン洗浄を３０分間行なった。
洗浄後の透明電極ライン付きガラス基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに装着し、まず透明電極ラインが形成されている側の面上に、まず、正孔注入層として、Ｎ，Ｎ’−ビス［４−（Ｎ,Ｎ-ジフェニルアミノ）フェニル−１−イル]−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−４，４’−ベンジジンを６０ｎｍの厚さに蒸着した後、その上に正孔輸送層として、Ｎ、Ｎ’−ビス［４’−｛Ｎ−（ナフチル−１−イル）−Ｎ−フェニル｝アミノビフェニル−４−イル］−Ｎ−フェニルアミンを１０ｎｍの厚さに蒸着した。
さらに、化合物ＲＨ１をホスト、化合物ＲＤ１を発光性ドーパントとする発光層を形成した。
具体的には、発光性ドーパントとなる化合物ＲＤ１とホストとなる化合物ＲＨ１とを、蒸着装置の異なる蒸着源に設置する。そして、双方のボートを加熱し、化合物ＲＤ１を設置した側のシャッタの開閉を適宜切り替えて、２つのドープ部およびこれに挟まれる１つのノンドープ部を積層した。
このとき、シャッタの開放および閉鎖の時間設定により、ドープ部の膜厚は５ｎｍ、ノンドープ部の膜厚は３０ｎｍとなるよう調整した。発光層全体の膜厚は、４０ｎｍである。
また、ドープ部における発光性ドーパントの濃度は、２質量％とした。
次に、この発光層上に、化合物ＥＴを、抵抗加熱蒸着により厚さ３０ｎｍになるように成膜した。このＥＴ膜は電子輸送層として機能する。
この後、ＬｉＦを１ｎｍで成膜した。このＬｉＦ膜上に金属Ａｌを１５０ｎｍ蒸着させて金属陰極を形成し、有機ＥＬ発光素子を形成した。
【０１４７】
【化４０】
【０１４８】
［実施例２〜２７、比較例１〜１１］
発光層の構成を以下の表１および表２に示すように変更した以外は、実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
【０１４９】
【化４１】
【０１５０】
【表１】
【０１５１】
【表２】
【０１５２】
［有機ＥＬ素子の評価］
以上のように作製した有機ＥＬ素子に１０ｍＡ／ｃｍ２の直流電流を流して発光させ、輝度（Ｌ）を測定した。これを基に、電流効率（Ｌ／Ｊ）を求めた。
その結果を下記の表３に示す。
【０１５３】
【表３】
【０１５４】
表３から明らかなように、ノンドープ部を備えない比較例１〜３，６〜１０、ドープ部が１つしかない比較例４，５、ノンドープ部の膜厚が厚すぎる比較例１１に対し、本発明の構成を採用した実施例１〜２７の有機ＥＬ素子は、高効率の赤色発光又は青色発光を示している。
【０１５５】
比較例１は、発光性ドーパントの濃度が０．５質量％、発光層全体としての濃度も０．５質量％である。
これに対し、実施例１８〜２１では、ドープ部に対しての濃度は０．５質量％であるが、ノンドープ部を設けたことにより発光層全体での濃度が希釈されている。
このため、実施例１８〜２１では、濃度消光が起こりにくく、比較例１に比べて高効率の発光を示している。
【０１５６】
比較例２は、発光性ドーパントの濃度が２質量％であるが、ノンドープ部を備えないため、発光層全体としての濃度も２質量％である。
これに対し、実施例１〜５，７〜１７では、ドープ部に対しての濃度は２質量％であるが、ノンドープ部を設けたことにより発光層全体での濃度が希釈されている。
このため、実施例１〜５，７〜１７では、濃度消光が起こりにくく、比較例２に比べて高効率の発光を示している。
【０１５７】
比較例３は、発光性ドーパントの濃度が１０質量％であるが、ノンドープ部を備えないため、発光層全体としての濃度も１０質量％である。
これに対し、実施例６では、ドープ部に対しての濃度は１０質量％であるが、ノンドープ部を設けたことにより発光層全体での濃度が希釈されている。
このため、実施例６では、濃度消光が起こりにくく、比較例２に比べて高効率の発光を示している。
【０１５８】
比較例４，５は、ドープ部を１つのみ備える有機ＥＬ素子であり、２つのドープ部を備える実施例１に比べ、発光効率が低い。
このことから、高効率の発光を得るには２つ以上のドープ部の積層が必要なことがわかる。
【０１５９】
実施例２２では、ドープ部およびノンドープ部のホストを、実施例２４では、ドープ部のホストを、ＲＨ２に変更した。この場合でも、ＲＨ２をホストとしノンドープ部を備えない比較例６と比べ、高い発光効率を示した。
また、ノンドープ部のホストをＲＨ２に変更した実施例２３も、比較例１や比較例６と比べて高い発光効率を示した。
【０１６０】
実施例２５では、発光性ドーパントをＲＤ２に変更した。この場合でも、同じく発光性ドーパントをＲＤ２に変更した比較例７，８よりも高い発光効率を示した。
実施例２６では、発光性ドーパントをＲＤ３に変更した。この場合でも、同じく発光性ドーパントをＲＤ３に変更した比較例９よりも高い発光効率を示した。
実施例２７では、ドープ部およびノンドープ部のホストをＢＨ１に、発光性ドーパントをＢＤ１に変更した。この場合でも、同様の変更をした比較例１０よりも高い発光効率を示した。
【０１６１】
［実施例２８］
実施例２７のドープ部の陽極側からドープ部数３までにおける発光性ドーパントを化合物ＢＤ１とし、濃度を２０質量％とし、残りドープ部数７の発光性ドーパントを化合物ＲＤ４とし、濃度を１０質量％と変更した以外は、実施例２７と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
発光層全体での平均濃度は化合物ＢＤ１で１．５質量％、化合物ＲＤ４で１．８質量％となる。
１０ｍＡ／ｃｍ２の直流電流を流して発光させたときの、電流効率（Ｌ／Ｊ）は９．２ｃｄ／Ａとなり、白色発光を示した。
［比較例１１］
発光層を２層に分け、陽極側には発光性ドーパントとして２０質量％の化合物ＢＤ１を含有する膜厚１２ｎｍの第１層を、陰極側には発光性ドーパントとして１０質量％の化合物ＲＤ４を含有する膜厚２８ｎｍの第２層を備える構成に変更した以外は、比較例１０と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
１０ｍＡ／ｃｍ２の直流電流を流して発光させたとき、濃度消光のため電流効率（Ｌ／Ｊ）は２．２ｃｄ／Ａと実施例２８よりも著しく低い効率となった。
【産業上の利用可能性】
【０１６２】
本発明は、濃度消光のおそれが少なく、高効率の発光を得ることができる有機ＥＬ素子およびその製造方法として利用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１６３】
【図１】本発明のドープ部のホストとして用いられるアントラセン誘導体の具体例を示す図である。
【図２】本発明のドープ部のホストとして用いられるアントラセン誘導体の具体例を示す図である。
【図３】本発明のドープ部のホストとして用いられるアントラセン誘導体の具体例を示す図である。
【図４】本発明のドープ部のホストとして用いられるアントラセン誘導体の具体例を示す図である。
【図５】本発明のドープ部のホストとして用いられるアントラセン誘導体の具体例を示す図である。
【図６】本発明のドープ部のホストとして用いられるアントラセン誘導体の具体例を示す図である。
【図７】本発明のドープ部のホストとして用いられるアントラセン誘導体の具体例を示す図である。
【図８】本発明のドープ部のホストとして用いられるアントラセン誘導体の具体例を示す図である。
【図９】本発明のドープ部のホストとして用いられるアントラセン誘導体の具体例を示す図である。
【図１０】本発明のドープ部のホストとして用いられるアントラセン誘導体の具体例を示す図である。
【図１１】本発明の実施形態に係る有機ＥＬ素子の概略構成を示す図である。
【図１２】本発明の実施形態に係る有機ＥＬ素子の発光層を示す図である。
【図１３】本発明の実施形態に係る有機ＥＬ素子の発光層を示す図である。
【図１４】本発明の実施形態に係る有機ＥＬ素子の発光層を示す図である。
【図１５】本発明の実施形態に係る有機ＥＬ素子の製造に用いる蒸着装置を示す図である。
【符号の説明】
【０１６４】
１ 有機ＥＬ素子
２ 基板
３ 陽極
４ 陰極
５ 発光層
６ 正孔注入・輸送層
７ 電子注入・輸送層
５１ ドープ部
５２ ノンドープ部
１００ 蒸着装置
１０１，１０２ 蒸着源
１０３ シャッタ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
陽極と、陰極と、前記陽極と前記陰極との間に設けられた発光層と、を備えた有機ＥＬ素子であって、
前記発光層は、
発光性ドーパントを含有する２つ以上のドープ部と、
前記発光性ドーパントを含有しない１つ以上のノンドープ部とからなる
ことを特徴とした有機ＥＬ素子。
【請求項２】
請求項１に記載の有機ＥＬ素子において、
前記発光性ドーパントは、環数が３から１５である縮合環を有する、置換基を有していてもよい芳香族化合物である
ことを特徴とした有機ＥＬ素子。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の有機ＥＬ素子において、
前記ノンドープ部が前記ドープ部よりも厚く設けられている
ことを特徴とした有機ＥＬ素子。
【請求項４】
請求項３に記載の有機ＥＬ素子において、
前記ノンドープ部の膜厚は、０．１ｎｍ以上５０ｎｍ以下である
ことを特徴とした有機ＥＬ素子。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の有機ＥＬ素子において、
前記ドープ部を構成するホストのアフィニティ準位をＡｆＨ、
前記ドープ部に含有される前記発光性ドーパントのアフィニティ準位をＡｆＤとするとき、
ＡｆＤ−ＡｆＨ≧０．１ｅＶ
である
ことを特徴とした有機ＥＬ素子。
【請求項６】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の有機ＥＬ素子において、
前記ドープ部を構成するホストのイオン化ポテンシャルをＩｐＨ、
前記ドープ部に含有される前記発光性ドーパントのイオン化ポテンシャルをＩｐＤとするとき、
ＩｐＨ−ＩｐＤ≧０．１ｅＶ
である
ことを特徴とした有機ＥＬ素子。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれかに記載の有機ＥＬ素子において、
前記ドープ部を構成するホストと、前記ノンドープ部を構成するホストとは、同一の組成を有する
ことを特徴とした有機ＥＬ素子。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれかに記載の有機ＥＬ素子において、
前記２つ以上のドープ部のそれぞれは、異なる発光色を示す前記発光性ドーパントを含有する
ことを特徴とした有機ＥＬ素子。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれかに記載の有機ＥＬ素子において、
前記発光性ドーパントは、赤色の発光を示す赤色発光性ドーパントを含有する
ことを特徴とした有機ＥＬ素子。
【請求項１０】
請求項１から請求項８のいずれかに記載の有機ＥＬ素子において、
前記ドープ部に含有される前記発光性ドーパントは、フルオランテン骨格またはペリレン骨格を有する化合物である
ことを特徴とした有機ＥＬ素子。
【請求項１１】
請求項１０に記載の有機ＥＬ素子において、
前記フルオランテン骨格またはペリレン骨格を有する化合物は、下記式（１）または式（２）で表されるインデノペリレン誘導体である
ことを特徴とした有機ＥＬ素子。
【化１】
【化２】
（式中、Ａｒ１、Ａｒ２およびＡｒ３は、それぞれ置換もしくは無置換の芳香環基又は置換もしくは無置換の芳香族複素環基であり、Ｘ１〜Ｘ１８は、それぞれ水素、ハロゲン、アルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アルケニル基、アルケニルオキシ基、アルケニルチオ基、芳香環含有アルキル基、芳香環含有アルキルオキシ基、芳香環含有アルキルチオ基、芳香環基、芳香族複素環基、芳香環オキシ基、芳香環チオ基、芳香環アルケニル基、アルケニル芳香環基、アミノ基、カルバゾリル基、シアノ基、水酸基、−ＣＯＯＲ１’（Ｒ１’は水素、アルキル基、アルケニル基、芳香環含有アルキル基または芳香環基である。）、−ＣＯＲ２’（Ｒ２’は水素、アルキル基、アルケニル基、芳香環含有アルキル基、芳香環基またはアミノ基である）、または−ＯＣＯＲ３’（Ｒ３’はアルキル基、アルケニル基、芳香環含有アルキル基または芳香環基である）である。Ｘ１〜Ｘ１８の隣接する基は、互いに結合して、又は置換している炭素原子と共に環を形成していてもよい。）
【請求項１２】
請求項１１に記載の有機ＥＬ素子において、
前記インデノペリレン誘導体は、ジベンゾテトラフェニルペリフランテン誘導体である
ことを特徴とした有機ＥＬ素子。
【請求項１３】
請求項１０に記載の有機ＥＬ素子において、
前記フルオランテン骨格またはペリレン骨格を有する化合物に代えて、下記式（３）で表されるピロメテン骨格を有する化合物またはその金属錯体を前記発光性ドーパントとする
ことを特徴とした有機ＥＬ素子。
【化３】
（式中、Ｒ１５〜Ｒ２１のうち少なくとも一つは芳香環を含むかあるいは隣接置換基との間に縮合環を形成し、残りはそれぞれ独立に水素、アルキル基、シクロアルキル基、アラルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基、水酸基、メルカプト基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリールエーテル基、アリールチオエーテル基、アリール基、複素環基、ハロゲン、ハロアルカン、ハロアルケン、ハロアルキン、シアノ基、アルデヒド基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基、カルバモイル基、アミノ基、ニトロ基、シリル基、シロキサニル基、隣接置換基との間に形成される縮合環および脂肪族環の中から選ばれる（これらの基において、炭素数としては１〜２０とする）。Ｘ１９は炭素または窒素であるが、窒素の場合には上記Ｒ２１は存在しない。金属錯体の金属は、ホウ素、ベリリウム、マグネシウム、クロム、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、白金から選ばれる少なくとも一種である。）
【請求項１４】
請求項１０に記載の有機ＥＬ素子において、
フルオランテン骨格またはペリレン骨格を有する化合物に代えて、下記式（４）で表されるジケトピロロピロール誘導体を前記発光性ドーパントとする
ことを特徴とした有機ＥＬ素子。
【化４】
（式中、Ｒ１およびＲ２は、それぞれ独立に酸素原子、またはシアノ基で置換された窒素原子を表す。また、Ｒ３およびＲ４は、それぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルケニル基、アリール基、複素環基、あるいはＣＯＯＲ７を表す。ここでＲ７は、アルキル基、アルケニル基、アリール基あるいは複素環基を表す。Ｒ５およびＲ６は、それぞれ独立にアリール基あるいは複素環基を表す。）
【請求項１５】
請求項１から請求項１４のいずれかに記載の有機ＥＬ素子において、
前記ドープ部及び／又は前記ノンドープ部を構成するホストは、置換または無置換の炭素環３以上の縮合芳香族環基を有する化合物である
ことを特徴とした有機ＥＬ素子。
【請求項１６】
請求項１から請求項１５のいずれかに記載の有機ＥＬ素子において、
前記ドープ部及び／又は前記ノンドープ部を構成するホストは、置換または無置換の炭素環４以上の縮合芳香族環基を有する化合物である
ことを特徴とした有機ＥＬ素子。
【請求項１７】
請求項１６に記載の有機ＥＬ素子において、
前記ドープ部及び／又は前記ノンドープ部を構成するホストは、下記式（５）で表されるナフタセン誘導体である
ことを特徴とした有機ＥＬ素子。
【化５】
（式中、Ｑ１〜Ｑ１２は、それぞれ独立に、水素原子、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルキル基、置換もしくは無置換の核炭素数６〜２０のアリール基、アミノ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルキルチオ基、置換もしくは無置換の核炭素数６〜２０のアリーロキシ基、置換もしくは無置換の核炭素数６〜２０のアリールチオ基、置換もしくは無置換の炭素数２〜２０のアルケニル基、置換もしくは無置換の核炭素数７〜２０のアラルキル基または置換もしくは無置換の核原子数５〜２０の複素環基を表し、これらは同一でも異なるものであってもよい。）
【請求項１８】
請求項１７に記載の有機ＥＬ素子において、
前記式（５）で表されるナフタセン誘導体におけるＱ１、Ｑ２、Ｑ３およびＱ４の少なくとも１つ以上が、アリール基である
ことを特徴とした有機ＥＬ素子。
【請求項１９】
請求項１７または請求項１８に記載の有機ＥＬ素子において、
前記式（５）で表されるナフタセン誘導体は、下記式（６）で表される
ことを特徴とした有機ＥＬ素子。
【化６】
（式中、Ｑ３〜Ｑ１２、Ｑ１０１〜Ｑ１０５、Ｑ２０１〜Ｑ２０５は、それぞれ独立に、水素原子、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルキル基、置換もしくは無置換の核炭素数６〜２０のアリール基、アミノ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルキルチオ基、置換もしくは無置換の核炭素数６〜２０のアリーロキシ基、置換もしくは無置換の核炭素数６〜２０のアリールチオ基、置換もしくは無置換の炭素数２〜２０のアルケニル基、置換もしくは無置換の核炭素数７〜２０のアラルキル基または置換もしくは無置換の核原子数５〜２０の複素環基を表し、これらは同一でも異なるものであってもよい。）
【請求項２０】
請求項１９に記載の有機ＥＬ素子において、
前記式（６）で表されるナフタセン誘導体におけるＱ１０１、Ｑ１０５、Ｑ２０１およびＱ２０５のすくなくとも１つ以上が、アルキル基、アリール基、アミノ基、アルコキシ基、アリーロキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アルケニル基、アラルキル基または複素環基であり、これらは同一でも異なるものであってもよい
ことを特徴とした有機ＥＬ素子。
【請求項２１】
請求項１５に記載の有機ＥＬ素子において、
前記ドープ部及び／又は前記ノンドープ部を構成するホストは、下記式（７）で表される化合物である
ことを特徴とした有機ＥＬ素子。
【化７】
（式中、Ｘは炭素環３以上の縮合芳香族環基であり、
Ｙは置換もしくは無置換のアリール基、置換もしくは無置換のジアリールアミノ基、置換もしくは無置換のアリールアルキル基または置換もしくは無置換のアルキル基から選択される基であり、
ｎは１〜６の整数であり、ｎが２以上の場合、Ｙは同じでも異なってもよい。）
【請求項２２】
請求項２１に記載の有機ＥＬ素子において、
前記式（７）で表される化合物は、下記式（８）で表されるアントラセン誘導体である
ことを特徴とした有機ＥＬ素子。
【化８】
（式中、Ａｒ１およびＡｒ２は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の核炭素数６から２０の芳香族環から誘導される基である。前記芳香族環は、１または２以上の置換基で置換されていてもよい。前記置換基は、置換もしくは無置換の核炭素数６から５０のアリール基、置換もしくは無置換の炭素数１から５０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３から５０のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１から５０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の核炭素数６から５０のアラルキル基、置換もしくは無置換の核原子数５から５０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の核原子数５から５０のアリールチオ基、置換もしくは無置換の炭素数１から５０のアルコキシカルボニル基、置換もしくは無置換のシリル基、カルボキシル基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基およびヒドロキシ基から選ばれる。前記芳香族環が２以上の置換基で置換されている場合、前記置換基は同一であっても、異なっていても良く、隣接する置換基同士は互いに結合して飽和または不飽和の環状構造を形成していてもよい。
Ｒ１からＲ８は、水素原子、置換もしくは無置換の核炭素数６から５０のアリール基、置換もしくは無置換の核原子数５から５０のヘテロアリール基、置換もしくは無置換の炭素数１から５０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３から５０のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１から５０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数６から５０のアラルキル基、置換もしくは無置換の核原子数５から５０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の核原子数５から５０のアリールチオ基、置換もしくは無置換の炭素数１から５０のアルコキシカルボニル基、置換もしくは無置換のシリル基、カルボキシル基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基およびヒドロキシ基から選ばれる。また、隣接する置換基同士は互いに結合して飽和または不飽和の環状構造を形成していてもよい。）
【請求項２３】
請求項１から請求項２２のいずれかに記載の有機ＥＬ素子の製造方法であって、
複数の蒸着源と、それぞれの前記蒸着源からの蒸着材料の蒸散を遮蔽するシャッタと、を備える蒸着装置を用い、
前記複数の蒸着源の少なくとも１つに前記発光性ドーパントを構成するドーパント材料を、他の蒸着源の少なくとも１つに前記ドープ部のホストおよび前記ノンドープ部のホストを構成するホスト材料を設置し、
前記ドーパント材料および前記ホスト材料を設置した前記蒸着源を加熱し、
前記シャッタの開閉により、前記ドープ部および前記ノンドープ部を形成する
ことを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項１】
陽極と、陰極と、前記陽極と前記陰極との間に設けられた発光層と、を備えた有機ＥＬ素子であって、
前記発光層は、
発光性ドーパントを含有する２つ以上のドープ部と、
前記発光性ドーパントを含有しない１つ以上のノンドープ部とからなる
ことを特徴とした有機ＥＬ素子。
【請求項２】
請求項１に記載の有機ＥＬ素子において、
前記発光性ドーパントは、環数が３から１５である縮合環を有する、置換基を有していてもよい芳香族化合物である
ことを特徴とした有機ＥＬ素子。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の有機ＥＬ素子において、
前記ノンドープ部が前記ドープ部よりも厚く設けられている
ことを特徴とした有機ＥＬ素子。
【請求項４】
請求項３に記載の有機ＥＬ素子において、
前記ノンドープ部の膜厚は、０．１ｎｍ以上５０ｎｍ以下である
ことを特徴とした有機ＥＬ素子。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の有機ＥＬ素子において、
前記ドープ部を構成するホストのアフィニティ準位をＡｆＨ、
前記ドープ部に含有される前記発光性ドーパントのアフィニティ準位をＡｆＤとするとき、
ＡｆＤ−ＡｆＨ≧０．１ｅＶ
である
ことを特徴とした有機ＥＬ素子。
【請求項６】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の有機ＥＬ素子において、
前記ドープ部を構成するホストのイオン化ポテンシャルをＩｐＨ、
前記ドープ部に含有される前記発光性ドーパントのイオン化ポテンシャルをＩｐＤとするとき、
ＩｐＨ−ＩｐＤ≧０．１ｅＶ
である
ことを特徴とした有機ＥＬ素子。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれかに記載の有機ＥＬ素子において、
前記ドープ部を構成するホストと、前記ノンドープ部を構成するホストとは、同一の組成を有する
ことを特徴とした有機ＥＬ素子。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれかに記載の有機ＥＬ素子において、
前記２つ以上のドープ部のそれぞれは、異なる発光色を示す前記発光性ドーパントを含有する
ことを特徴とした有機ＥＬ素子。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれかに記載の有機ＥＬ素子において、
前記発光性ドーパントは、赤色の発光を示す赤色発光性ドーパントを含有する
ことを特徴とした有機ＥＬ素子。
【請求項１０】
請求項１から請求項８のいずれかに記載の有機ＥＬ素子において、
前記ドープ部に含有される前記発光性ドーパントは、フルオランテン骨格またはペリレン骨格を有する化合物である
ことを特徴とした有機ＥＬ素子。
【請求項１１】
請求項１０に記載の有機ＥＬ素子において、
前記フルオランテン骨格またはペリレン骨格を有する化合物は、下記式（１）または式（２）で表されるインデノペリレン誘導体である
ことを特徴とした有機ＥＬ素子。
【化１】
【化２】
（式中、Ａｒ１、Ａｒ２およびＡｒ３は、それぞれ置換もしくは無置換の芳香環基又は置換もしくは無置換の芳香族複素環基であり、Ｘ１〜Ｘ１８は、それぞれ水素、ハロゲン、アルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アルケニル基、アルケニルオキシ基、アルケニルチオ基、芳香環含有アルキル基、芳香環含有アルキルオキシ基、芳香環含有アルキルチオ基、芳香環基、芳香族複素環基、芳香環オキシ基、芳香環チオ基、芳香環アルケニル基、アルケニル芳香環基、アミノ基、カルバゾリル基、シアノ基、水酸基、−ＣＯＯＲ１’（Ｒ１’は水素、アルキル基、アルケニル基、芳香環含有アルキル基または芳香環基である。）、−ＣＯＲ２’（Ｒ２’は水素、アルキル基、アルケニル基、芳香環含有アルキル基、芳香環基またはアミノ基である）、または−ＯＣＯＲ３’（Ｒ３’はアルキル基、アルケニル基、芳香環含有アルキル基または芳香環基である）である。Ｘ１〜Ｘ１８の隣接する基は、互いに結合して、又は置換している炭素原子と共に環を形成していてもよい。）
【請求項１２】
請求項１１に記載の有機ＥＬ素子において、
前記インデノペリレン誘導体は、ジベンゾテトラフェニルペリフランテン誘導体である
ことを特徴とした有機ＥＬ素子。
【請求項１３】
請求項１０に記載の有機ＥＬ素子において、
前記フルオランテン骨格またはペリレン骨格を有する化合物に代えて、下記式（３）で表されるピロメテン骨格を有する化合物またはその金属錯体を前記発光性ドーパントとする
ことを特徴とした有機ＥＬ素子。
【化３】
（式中、Ｒ１５〜Ｒ２１のうち少なくとも一つは芳香環を含むかあるいは隣接置換基との間に縮合環を形成し、残りはそれぞれ独立に水素、アルキル基、シクロアルキル基、アラルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基、水酸基、メルカプト基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリールエーテル基、アリールチオエーテル基、アリール基、複素環基、ハロゲン、ハロアルカン、ハロアルケン、ハロアルキン、シアノ基、アルデヒド基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基、カルバモイル基、アミノ基、ニトロ基、シリル基、シロキサニル基、隣接置換基との間に形成される縮合環および脂肪族環の中から選ばれる（これらの基において、炭素数としては１〜２０とする）。Ｘ１９は炭素または窒素であるが、窒素の場合には上記Ｒ２１は存在しない。金属錯体の金属は、ホウ素、ベリリウム、マグネシウム、クロム、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、白金から選ばれる少なくとも一種である。）
【請求項１４】
請求項１０に記載の有機ＥＬ素子において、
フルオランテン骨格またはペリレン骨格を有する化合物に代えて、下記式（４）で表されるジケトピロロピロール誘導体を前記発光性ドーパントとする
ことを特徴とした有機ＥＬ素子。
【化４】
（式中、Ｒ１およびＲ２は、それぞれ独立に酸素原子、またはシアノ基で置換された窒素原子を表す。また、Ｒ３およびＲ４は、それぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルケニル基、アリール基、複素環基、あるいはＣＯＯＲ７を表す。ここでＲ７は、アルキル基、アルケニル基、アリール基あるいは複素環基を表す。Ｒ５およびＲ６は、それぞれ独立にアリール基あるいは複素環基を表す。）
【請求項１５】
請求項１から請求項１４のいずれかに記載の有機ＥＬ素子において、
前記ドープ部及び／又は前記ノンドープ部を構成するホストは、置換または無置換の炭素環３以上の縮合芳香族環基を有する化合物である
ことを特徴とした有機ＥＬ素子。
【請求項１６】
請求項１から請求項１５のいずれかに記載の有機ＥＬ素子において、
前記ドープ部及び／又は前記ノンドープ部を構成するホストは、置換または無置換の炭素環４以上の縮合芳香族環基を有する化合物である
ことを特徴とした有機ＥＬ素子。
【請求項１７】
請求項１６に記載の有機ＥＬ素子において、
前記ドープ部及び／又は前記ノンドープ部を構成するホストは、下記式（５）で表されるナフタセン誘導体である
ことを特徴とした有機ＥＬ素子。
【化５】
（式中、Ｑ１〜Ｑ１２は、それぞれ独立に、水素原子、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルキル基、置換もしくは無置換の核炭素数６〜２０のアリール基、アミノ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルキルチオ基、置換もしくは無置換の核炭素数６〜２０のアリーロキシ基、置換もしくは無置換の核炭素数６〜２０のアリールチオ基、置換もしくは無置換の炭素数２〜２０のアルケニル基、置換もしくは無置換の核炭素数７〜２０のアラルキル基または置換もしくは無置換の核原子数５〜２０の複素環基を表し、これらは同一でも異なるものであってもよい。）
【請求項１８】
請求項１７に記載の有機ＥＬ素子において、
前記式（５）で表されるナフタセン誘導体におけるＱ１、Ｑ２、Ｑ３およびＱ４の少なくとも１つ以上が、アリール基である
ことを特徴とした有機ＥＬ素子。
【請求項１９】
請求項１７または請求項１８に記載の有機ＥＬ素子において、
前記式（５）で表されるナフタセン誘導体は、下記式（６）で表される
ことを特徴とした有機ＥＬ素子。
【化６】
（式中、Ｑ３〜Ｑ１２、Ｑ１０１〜Ｑ１０５、Ｑ２０１〜Ｑ２０５は、それぞれ独立に、水素原子、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルキル基、置換もしくは無置換の核炭素数６〜２０のアリール基、アミノ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルキルチオ基、置換もしくは無置換の核炭素数６〜２０のアリーロキシ基、置換もしくは無置換の核炭素数６〜２０のアリールチオ基、置換もしくは無置換の炭素数２〜２０のアルケニル基、置換もしくは無置換の核炭素数７〜２０のアラルキル基または置換もしくは無置換の核原子数５〜２０の複素環基を表し、これらは同一でも異なるものであってもよい。）
【請求項２０】
請求項１９に記載の有機ＥＬ素子において、
前記式（６）で表されるナフタセン誘導体におけるＱ１０１、Ｑ１０５、Ｑ２０１およびＱ２０５のすくなくとも１つ以上が、アルキル基、アリール基、アミノ基、アルコキシ基、アリーロキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アルケニル基、アラルキル基または複素環基であり、これらは同一でも異なるものであってもよい
ことを特徴とした有機ＥＬ素子。
【請求項２１】
請求項１５に記載の有機ＥＬ素子において、
前記ドープ部及び／又は前記ノンドープ部を構成するホストは、下記式（７）で表される化合物である
ことを特徴とした有機ＥＬ素子。
【化７】
（式中、Ｘは炭素環３以上の縮合芳香族環基であり、
Ｙは置換もしくは無置換のアリール基、置換もしくは無置換のジアリールアミノ基、置換もしくは無置換のアリールアルキル基または置換もしくは無置換のアルキル基から選択される基であり、
ｎは１〜６の整数であり、ｎが２以上の場合、Ｙは同じでも異なってもよい。）
【請求項２２】
請求項２１に記載の有機ＥＬ素子において、
前記式（７）で表される化合物は、下記式（８）で表されるアントラセン誘導体である
ことを特徴とした有機ＥＬ素子。
【化８】
（式中、Ａｒ１およびＡｒ２は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の核炭素数６から２０の芳香族環から誘導される基である。前記芳香族環は、１または２以上の置換基で置換されていてもよい。前記置換基は、置換もしくは無置換の核炭素数６から５０のアリール基、置換もしくは無置換の炭素数１から５０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３から５０のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１から５０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の核炭素数６から５０のアラルキル基、置換もしくは無置換の核原子数５から５０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の核原子数５から５０のアリールチオ基、置換もしくは無置換の炭素数１から５０のアルコキシカルボニル基、置換もしくは無置換のシリル基、カルボキシル基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基およびヒドロキシ基から選ばれる。前記芳香族環が２以上の置換基で置換されている場合、前記置換基は同一であっても、異なっていても良く、隣接する置換基同士は互いに結合して飽和または不飽和の環状構造を形成していてもよい。
Ｒ１からＲ８は、水素原子、置換もしくは無置換の核炭素数６から５０のアリール基、置換もしくは無置換の核原子数５から５０のヘテロアリール基、置換もしくは無置換の炭素数１から５０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３から５０のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１から５０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数６から５０のアラルキル基、置換もしくは無置換の核原子数５から５０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の核原子数５から５０のアリールチオ基、置換もしくは無置換の炭素数１から５０のアルコキシカルボニル基、置換もしくは無置換のシリル基、カルボキシル基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基およびヒドロキシ基から選ばれる。また、隣接する置換基同士は互いに結合して飽和または不飽和の環状構造を形成していてもよい。）
【請求項２３】
請求項１から請求項２２のいずれかに記載の有機ＥＬ素子の製造方法であって、
複数の蒸着源と、それぞれの前記蒸着源からの蒸着材料の蒸散を遮蔽するシャッタと、を備える蒸着装置を用い、
前記複数の蒸着源の少なくとも１つに前記発光性ドーパントを構成するドーパント材料を、他の蒸着源の少なくとも１つに前記ドープ部のホストおよび前記ノンドープ部のホストを構成するホスト材料を設置し、
前記ドーパント材料および前記ホスト材料を設置した前記蒸着源を加熱し、
前記シャッタの開閉により、前記ドープ部および前記ノンドープ部を形成する
ことを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２００９−３７９８１（Ｐ２００９−３７９８１Ａ）
【公開日】平成２１年２月１９日（２００９．２．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２０３５４０（Ｐ２００７−２０３５４０）
【出願日】平成１９年８月３日（２００７．８．３）
【出願人】（０００１８３６４６）出光興産株式会社 (2,069)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年２月１９日（２００９．２．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年８月３日（２００７．８．３）
【出願人】（０００１８３６４６）出光興産株式会社 (2,069)
【Ｆターム（参考）】
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