有機ＥＬ素子
【課題】青色の発光波長の短波長化及び長寿命化を図れる有機ＥＬ素子を提供する。
【解決手段】 陽極３と、陰極４と、陽極３と陰極４との間に設けられた有機薄膜層と、を備えた有機ＥＬ素子１であって、有機薄膜層は、ホストと、ドーパントと、アシストドーパントと、を含む発光層５を有し、ホストのアフィニティ準位ＡｆＨ、ドーパントのアフィニティ準位ＡｆＤ、アシストドーパントのアフィニティ準位ＡｆＡＤは、ＡｆＡＤ＞ＡｆＤ＞ＡｆＨの関係を満たし、ドーパントの最低励起１重項エネルギーギャップＥｇＤ、アシストドーパントの最低励起１重項エネルギーギャップＥｇＡＤは、ＥｇＤ＜ＥｇＡＤの関係を満たす。
【解決手段】 陽極３と、陰極４と、陽極３と陰極４との間に設けられた有機薄膜層と、を備えた有機ＥＬ素子１であって、有機薄膜層は、ホストと、ドーパントと、アシストドーパントと、を含む発光層５を有し、ホストのアフィニティ準位ＡｆＨ、ドーパントのアフィニティ準位ＡｆＤ、アシストドーパントのアフィニティ準位ＡｆＡＤは、ＡｆＡＤ＞ＡｆＤ＞ＡｆＨの関係を満たし、ドーパントの最低励起１重項エネルギーギャップＥｇＤ、アシストドーパントの最低励起１重項エネルギーギャップＥｇＡＤは、ＥｇＤ＜ＥｇＡＤの関係を満たす。
【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。
【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】
発光材料を有機ＥＬ素子のなかで利用するにあたっては、ホスト材料にドーパント材料をドーピングするドーピング法が知られている。
そして、注入されたエネルギーから効率よく励起子を生成するとともに励起エネルギーを効率よく発光に繋げるため、ホストで生成された励起エネルギーをドーパントに移動させ、ドーパントから発光が得られる構成が採用される。
このとき、ホストからドーパントに分子間エネルギー移動を行うためには、ホストのエネルギーギャップＥｇＨがドーパントのエネルギーギャップＥｇＤよりも大きいことが必要である。
【０００４】
しかしながら、近年、短波長化された深い青の発光色が求められるなか、このような深い青色発光ドーパントと最適なホスト材料との組合せがない。
発光色を短波長化したドーパント材料が数種あるにしても、これらをエネルギーギャップが広いホストにドープしても寿命が非常に短くなってしまうという問題が生じていた。
【０００５】
ここで、ワイドなエネルギーギャップを有するホスト材料に単純にドーパントをドープしても寿命や効率が低くなる問題を解決することを目的として、例えば、非特許文献１には、ＣＢＰをホストにした発光層にＤＣＪＴＢをドーパントとして含有させ、さらに、Ｉｒ（ｐｐｙ）３をアシストドーパントとして加えた構成が開示されている。（なお、ＤＣＪＴＢ：4-(dicyanomethylene)-2-t-butyl-6-(1,1,7,7-tetramethyljulolidyl-9-enyl)-4H-pyran）
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−７５５６７号
【非特許文献１】APPLIED PHYSICS LETTERS 89, 143516(2006)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記非特許文献１による構成では、アシストドーパントであるＩｒ（ｐｐｙ）３のエネルギーギャップが狭いため、発光材料として用いる発光ドーパント（ここではＤＣＪＴＢ）のエネルギーギャップはさらに小さいものとなり、実際、赤色発光しか得られないものとなってしまう。
そのため、短波長の発光能を維持しつつ長寿命である構成が切望されていた。
【０００８】
本発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、青色の発光波長の短波長化及び長寿命化を図れる有機ＥＬ素子を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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有機薄膜層と、を備えた有機ＥＬ素子であって、
前記有機薄膜層は、ホストと、ドーパントと、アシストドーパントと、を含む発光層を有し、
前記ドーパントの最低励起１重項エネルギーギャップＥｇ（Ｓ）Ｄ、前記アシストドーパントの最低励起１重項エネルギーギャップＥｇ（Ｓ）ＡＤは、Ｅｇ（Ｓ）Ｄ＜Ｅｇ（Ｓ）ＡＤの関係であり、
前記ホストの最低励起三重項エネルギーは２．２ｅＶ以上であり、
前記アシストドーパントは、クリセン誘導体、フェナントレン誘導体、トリフェニレン誘導体、ピレン誘導体、アントラセン誘導体、フルオランテン誘導体の群から選択される
ことを特徴とする。
【００１０】
このような構成によれば、アシストドーパントを含有することにより、ホストの励起子エネルギーをドーパントの発光に効率よく繋げることができ、発光効率を高くすることができる。
そして、従来の構成で同じ輝度を得る場合にくらべて、発光効率を改善した分、素子寿命を長くすることができる。
ここで、従来は、ワイドギャップなホストに対してもナローギャップなアシストドーパントを組み合わせていたために発光ドーパントとしてはさらにナローギャップなものとなり、長波長の発光しか得られなかった。
この点、本発明では、アシストドーパントとしてワイドな一重項エネルギーギャップを有する化合物群からアシストドーパントを選択することとしているので、短波長の発光能を維持しつつ、素子寿命を長くすることができる。
【００１１】
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有機薄膜層と、を備えた有機ＥＬ素子であって、
前記有機薄膜層は、ホストと、ドーパントと、アシストドーパントと、を含む発光層を有し、
前記ドーパントの最低励起１重項エネルギーギャップＥｇ（Ｓ）Ｄ、前記アシストドーパントの最低励起１重項エネルギーギャップＥｇ（Ｓ）ＡＤは、ＥｇＤ＜ＥｇＡＤの関係であり、
前記ホストの最低励起三重項エネルギーは２．２ｅＶ以上であり、
前記ホストのアフィニティ準位ＡｆＨ、前記ドーパントのアフィニティ準位ＡｆＤ、前記アシストドーパントのアフィニティ準位ＡｆＡＤは、
ＡｆＡＤ＞ＡｆＤ＞ＡｆＨの関係を満たす
ことを特徴とする。
【００１２】
本発明のホスト、ドーパント、アシストドーパントのエネルギーギャップとしては、ワイドギャップな順に並べると、ホスト、アシストドーパント、ドーパントの順である。
その一方、アフィニティ準位の小さい順に並べると、ホスト、ドーパント、アシストドーパントの順である。
このような発光層の構成において、発光層に電荷（正孔、電子）が注入されると、正孔はホストまたはアシストドーパントに注入される一方、電子は主にホストに注入される。また、一部の電子はアシストドーパントに注入されることもあるが、ホストより濃度が低くアシストドーパントよりアフィニティ準位の低いドーパントには電子が注入されにくい。
短波長の発光ドーパントとしては、アミン誘導体などが好適であるが、これらに電子が直接に注入されると分子劣化が進み寿命が短くなりやすいという問題がある。
この点、本発明では、ドーパントよりもアフィニティ準位が大きいアシストドーパントを有することにより、ドーパントへの直接の電子注入を極力回避して、寿命を長くすることができる。
これにより、短波長の青色でありながら極めて長寿命の有機ＥＬ素子を実現するという画期的な効果を奏する。
【００１３】
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有機薄膜層と、を備えた有機ＥＬ素子であって、
前記有機薄膜層は、ホストと、ドーパントと、アシストドーパントと、を含む発光層を有し、
前記ドーパントの最低励起１重項エネルギーギャップＥｇ（Ｓ）Ｄ、前記アシストドーパントの最低励起１重項エネルギーギャップＥｇ（Ｓ）ＡＤは、ＥｇＤ＜ＥｇＡＤの関係であり、
前記ホストの最低励起三重項エネルギーは２．２ｅＶ以上であり、
前記ホストのアフィニティ準位ＡｆＨと前記アシストドーパントのアフィニティ準位ＡｆＡＤとは、ＡｆＡＤ＞ＡｆＨの関係を満たし、
前記アシストドーパントは、クリセン誘導体、フェナントレン誘導体、トリフェニレン誘導体、ピレン誘導体、アントラセン誘導体、フルオランテン誘導体の群から選択される
ことを特徴とする。
【００１４】
このような構成においても、ホスト材料よりもアフィニティ準位が大きいアシストドーパントを含有するので、ドーパント材料の寿命を長くすることができる。
さらには、アシストドーパントとして上記の群から選択するので、ワイドなエネルギーギャップのアシストドーパントにより、短波長の発光能を維持することができる。
【００１５】
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有機薄膜層と、を備えた有機ＥＬ素子であって、
前記有機薄膜層は、ホストと、ドーパントと、アシストドーパントと、を含む発光層を有し、
前記ドーパントの最低励起１重項エネルギーギャップＥｇ（Ｓ）Ｄ、前記アシストドーパントの最低励起１重項エネルギーギャップＥｇ（Ｓ）ＡＤは、Ｅｇ（Ｓ）Ｄ＜Ｅｇ（Ｓ）ＡＤの関係であり、
前記有機発光層は前記発光層に加えて、燐光ホストと燐光ドーパントを含有する第２発光層を有し、
前記燐光ドーパントの最低励起三重項エネルギーギャップＥｇ（Ｔ）ｐＤは前記ホストの最低励起三重項エネルギーギャップＥｇ（Ｔ）Ｈ以下である
ことを特徴とする。
【００１６】
このような構成において、第２発光層としての燐光発光層に発光層のホストにて生成された三重項励起子エネルギーを移動させて発光させることができる。
従来、このような三重項エネルギーの拡散にて燐光発光層を発光させる場合、励起子生成層のホスト材料としてはエネルギーギャップが大きい（三重項エネルギーギャップが大きい）ものを用いているため、この励起子生成層にドーパントを含有させてもホストとドーパントとのエネルギーギャップ差が大きすぎるため、効率のよい発光が得られなかった。
この点、本発明では、アシストドーパントを含有させてホストからドーパントへのエネルギー移動を効率よく行うこととしているので、高効率で長寿命の素子を構成することができる。
【００１７】
本発明では、前記ホストは、下記式（１）で表される化合物であり、前記アシストドーパントは、クリセン誘導体、フェナントレン誘導体、トリフェニレン誘導体、ピレン誘導体、アントラセン誘導体、フルオランテン誘導体の群から選択されることが好ましい。
ここで、本発明では、誘導体には、それぞれの化合物の単体も含まれるものとする。
【００１８】
【化１】
【００１９】
式（１）中、Ｒ３及びＲ４は置換基を表す。
式（１）において、Ｒ３及びＲ４で表される置換基としては、例えばアルキル基（例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基等）、シクロアルキル基（例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等）、アルケニル基（例えば、ビニル基、アリル基等）、アルキニル基（例えば、エチニル基、プロパルギル基等）、芳香族炭化水素環基（芳香族炭素環基、アリール基等ともいい、例えば、フェニル基、ｐ−クロロフェニル基、メシチル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、アントリル基、アズレニル基、アセナフテニル基、フルオレニル基、フェナントリル基、インデニル基、ピレニル基、ビフェニリル基等）、芳香族複素環基（例えば、ピリジル基、ピリミジニル基、フリル基、ピロリル基、イミダゾリル基、ベンゾイミダゾリル基、ピラゾリル基、ピラジニル基、トリアゾリル基（例えば、１，２，４−トリアゾール−１−イル基、１，２，３−トリアゾール−１−イル基等）、オキサゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、チアゾリル基、イソオキサゾリル基、イソチアゾリル基、フラザニル基、チエニル基、キノリル基、ベンゾフリル基、ジベンゾフリル基、ベンゾチエニル基、ジベンゾチエニル基、インドリル基、カルバゾリル基、カルボリニル基、ジアザカルバゾリル基（前記カルボリニル基のカルボリン環を構成する炭素原子の一つが窒素原子で置き換わったものを示す）、キノキサリニル基、ピリダジニル基、トリアジニル基、キナゾリニル基、フタラジニル基等）、複素環基（例えば、ピロリジル基、イミダゾリジル基、モルホリル基、オキサゾリジル基等）、アルコキシ基（例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、ドデシルオキシ基等）、シクロアルコキシ基（例えば、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基等）、アリールオキシ基（例えば、フェノキシ基、ナフチルオキシ基等）、アルキルチオ基（例えば、メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基、ペンチルチオ基、ヘキシルチオ基、オクチルチオ基、ドデシルチオ基等）、シクロアルキルチオ基（例えば、シクロペンチルチオ基、シクロヘキシルチオ基等）、アリールチオ基（例えば、フェニルチオ基、ナフチルチオ基等）、アルコキシカルボニル基（例えば、メチルオキシカルボニル基、エチルオキシカルボニル基、ブチルオキシカルボニル基、オクチルオキシカルボニル基、ドデシルオキシカルボニル基等） 、アリールオキシカルボニル基（例えば、フェニルオキシカルボニル基、ナフチルオキシカルボニル基等）、スルファモイル基（例えば、アミノスルホニル基、メチルアミノスルホニル基、ジメチルアミノスルホニル基、ブチルアミノスルホニル基、ヘキシルアミノスルホニル基、シクロヘキシルアミノスルホニル基、オクチルアミノスルホニル基、ドデシルアミノスルホニル基、フェニルアミノスルホニル基、ナフチルアミノスルホニル基、２−ピリジルアミノスルホニル基等）、アシル基（例えば、アセチル基、エチルカルボニル基、プロピルカルボニル基、ペンチルカルボニル基、シクロヘキシルカルボニル基、オクチルカルボニル基、２−エチルヘキシルカルボニル基、ドデシルカルボニル基、フェニルカルボニル基、ナフチルカルボニル基、ピリジルカルボニル基等）、アシルオキシ基（例えば、アセチルオキシ基、エチルカルボニルオキシ基、ブチルカルボニルオキシ基、オクチルカルボニルオキシ基、ドデシルカルボニルオキシ基、フェニルカルボニルオキシ基等）、アミド基（例えば、メチルカルボニルアミノ基、エチルカルボニルアミノ基、ジメチルカルボニルアミノ基、プロピルカルボニルアミノ基、ペンチルカルボニルアミノ基、シクロヘキシルカルボニルアミノ基、２−エチルヘキシルカルボニルアミノ基、オクチルカルボニルアミノ基、ドデシルカルボニルアミノ基、フェニルカルボニルアミノ基、ナフチルカルボニルアミノ基等）、カルバモイル基（例えば、アミノカルボニル基、メチルアミノカルボニル基、ジメチルアミノカルボニル基、プロピルアミノカルボニル基、ペンチルアミノカルボニル基、シクロヘキシルアミノカルボニル基、オクチルアミノカルボニル基、２−エチルヘキシルアミノカルボニル基、ドデシルアミノカルボニル基、フェニルアミノカルボニル基、ナフチルアミノカルボニル基、２−ピリジルアミノカルボニル基等）、ウレイド基（例えば、メチルウレイド基、エチルウレイド基、ペンチルウレイド基、シクロヘキシルウレイド基、オクチルウレイド基、ドデシルウレイド基、フェニルウレイド基ナフチルウレイド基、２−ピリジルアミノウレイド基等）、スルフィニル基（例えば、メチルスルフィニル基、エチルスルフィニル基、ブチルスルフィニル基、シクロヘキシルスルフィニル基、２−エチルヘキシルスルフィニル基、ドデシルスルフィニル基、フェニルスルフィニル基、ナフチルスルフィニル基、２−ピリジルスルフィニル基等）、アルキルスルホニル基（例えば、メチルスルホニル基、エチルスルホニル基、ブチルスルホニル基、シクロヘキシルスルホニル基、２−エチルヘキシルスルホニル基、ドデシルスルホニル基等）、アリールスルホニル基またはヘテロアリールスルホニル基（例えば、フェニルスルホニル基、ナフチルスルホニル基、２−ピリジルスルホニル基等）、アミノ基（例えば、アミノ基、エチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ブチルアミノ基、シクロペンチルアミノ基、２−エチルヘキシルアミノ基、ドデシルアミノ基、アニリノ基、ナフチルアミノ基、２−ピリジルアミノ基等） 、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、メルカプト基、シリル基（例えば、トリメチルシリル基、トリイソプロピルシリル基、トリフェニルシリル基、フェニルジエチルシリル基等）等が挙げられる。
【００２０】
これらの置換基のうち、好ましいものはアルキル基もしくはアリール基である。さらに好ましいものは無置換のアルキル基もしくはアリール基である。
【００２１】
式（１）において、ｎ３及びｎ４は０〜３の整数を表す。Ａ１及びＡ２は、下記式（２）で表される置換基を表す。
【００２２】
【化２】
【００２３】
式（２）中、Ｚ１及びＺ２は置換基を有してもよい芳香族複素環または芳香族炭化水素環を表し、Ｚ３は２価の連結基または単なる結合手を表す。
【００２４】
式（２）において、Ｚ１及びＺ２は、芳香族複素環または芳香族炭化水素環を形成する原子群を表すが、芳香族複素環としては、フラン環、チオフェン環、ピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環、トリアジン環、ベンゾイミダゾール環、オキサジアゾール環、トリアゾール環、イミダゾール環、ピラゾール環、チアゾール環、インドール環、ベンゾイミダゾール環、ベンゾチアゾール環、ベンゾオキサゾール環、キノキサリン環、キナゾリン環、フタラジン環、カルバゾール環、カルボリン環、ジアザカルバゾール環（カルボリン環を構成する炭化水素環の炭素原子の一つがさらに窒素原子で置換されている環を示す）等が挙げられる。芳香族炭化水素環としては、ベンゼン環、ビフェニル環、ナフタレン環、アズレン環、アントラセン環、フェナントレン環、ピレン環、クリセン環、ナフタセン環、トリフェニレン環、ｏ−テルフェニル環、ｍ−テルフェニル環、ｐ−テルフェニル環、アセナフテン環、コロネン環、フルオレン環、フルオラントレン環、ナフタセン環、ペンタセン環、ペリレン環、ペンタフェン環、ピセン環、ピレン環、ピラントレン環、アンスラアントレン環等が挙げられる。さらにこれら芳香族炭化水素環、芳香族複素環は置換基を有してもよい。
【００２５】
Ｚ１及びＺ２で形成される環のうち、好ましいものは芳香族複素環であり、さらに好ましいものはピリジン環である。
【００２６】
Ｚ３が表す２価の連結基としては、アルキレン、アルケニレン、アルキニレン、アリーレン等の炭化水素基の他、ヘテロ原子を含むものであってもよく、またチオフェン−２，５−ジイル基やピラジン−２，３−ジイル基のような芳香族複素環を有する化合物（ヘテロ芳香族化合物ともいう）に由来する２価の連結基であってもよいし、酸素や硫黄等のカルコゲン原子であってもよい。また、アルキルイミノ基、ジアルキルシランジイル基やジアリールゲルマンジイル基のようなヘテロ原子を会して連結する基でもよい。単なる結合手とは、連結する置換基同士を直接結合する結合手である。
【００２７】
以下に本発明の一般式（１）で表される化合物の具体的な例を挙げるが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００２８】
【化３】
【００２９】
【化４】
【００３０】
【化５】
【００３１】
【化６】
【００３２】
アシストドーパントは、クリセン誘導体、フェナントレン誘導体、トリフェニレン誘導体、ピレン誘導体、アントラセン誘導体、フルオランテン誘導体の群から選択される。
なお、誘導体には、それぞれの化合物の単体も含まれるものとする。
【００３３】
クリセン誘導体としては、例えば、下記のものが挙げられる。
【００３４】
【化７】
【００３５】
【化８】
【００３６】
【化９】
【００３７】
【化１０】
【００３８】
【化１１】
【００３９】
フェナントレン誘導体の置換基としては、例えば、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、アミノ基、ニトロ基、シリル基、シロキサニル基等の置換基を有するものが挙げられる。
このような置換基を有するフェナントレン誘導体としては、例えば、下記のものが挙げられる。
【００４０】
【化１２】
【００４１】
【化１３】
【００４２】
【化１４】
【００４３】
トリフェニレン誘導体としては、例えば、下記のものが挙げられる。
【００４４】
【化１５】
【００４５】
【化１６】
【００４６】
【化１７】
【００４７】
【化１８】
【００４８】
【化１９】
【００４９】
ピレン誘導体としては、例えば、下記式（１０）で表される化合物が挙げられる。
【００５０】
【化２０】
式（１０）中、Ａｒ１ａおよびＡｒ２ａは、それぞれ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。
Ｌは、それぞれ置換もしくは無置換のフェニレン基、置換もしくは無置換のナフタレニレン基、置換もしくは無置換のフルオレニレン基または置換もしくは無置換のジベンゾシロリレン基である。
ｍは０から２の整数、ｎｂは１から４の整数、ｓは０から２の整数、ｔは０から４の整数である。
また、ＬまたはＡｒ１ａは、ピレンの１から５位のいずれかに結合し、ＬまたはＡｒ２ａは、ピレンの６から１０位のいずれかに結合する。
ただし、ｎｂ＋ｔが偶数のとき、Ａｒ１ａ、Ａｒ２ａ、Ｌは下記（１）又は（２）を満たす。
（１）Ａｒ１ａ≠Ａｒ２ａ（ここで≠は、異なる構造の基であることを示す。）
（２）Ａｒ１ａ＝Ａｒ２ａの時
(2-1)ｍ≠ｓおよび／またはｎｂ≠ｔ、又は
(2-2)ｍ＝ｓかつｎｂ＝ｔの時、
(2-2-1)Ｌ、またはピレンが、それぞれＡｒ１ａおよびＡｒ２ａ上の異なる結合位置に結合しているか、
(2-2-2)Ｌ、またはピレンが、Ａｒ１ａおよびＡｒ２ａ上の同じ結合位置に結合している場合、
Ｌ、またはＡｒ１ａおよびＡｒ２ａのピレンにおける置換位置が１位と６位、または２位と７位である場合はない。
【００５１】
このようなピレン誘導体として、例えば、下記のようなものが挙げられる。
【００５２】
【化２１】
【００５３】
【化２２】
【００５４】
【化２３】
【００５５】
【化２４】
【００５６】
アントラセン誘導体としては、例えば、下記式（１１）で表される化合物が挙げられる。
【００５７】
【化２５】
【００５８】
（式（１１）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。）
【００５９】
このようなアントラセン誘導体の具体例として下記の化合物が挙げられる。
【００６０】
【化２６】
【００６１】
【化２７】
【００６２】
また、式（１１）で表されるアントラセン誘導体は、例えば、下記式（１２）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。
【００６３】
【化２８】
（式（１２）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（１２）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。）
【００６４】
このような非対称型アントラセン誘導体として、例えば、下記のようなものが挙げられる。
【００６５】
【化２９】
【００６６】
【化３０】
【００６７】
【化３１】
【００６８】
【化３２】
【００６９】
【化３３】
【００７０】
【化３４】
【００７１】
また、式（１１）で表されるアントラセン誘導体は、下記式（１３）で表されるビスアントラセン誘導体であってもよい。
【００７２】
【化３５】
【００７３】
（式（１３）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。）
【００７４】
このようなビスアントラセン誘導体として、例えば、上記２ａ−４１から２ａ−４８の化合物、および、下記のようなものが挙げられる。
【００７５】
【化３６】
【００７６】
【化３７】
【００７７】
本発明では、前記ホストは、クリセン誘導体、フェナントレン誘導体、トリフェニレン誘導体の群から選択され、前記アシストドーパントは、ピレン誘導体、アントラセン誘導体、フルオランテン誘導体の群から選択されてもよい。
各誘導体としては、上述のものと同様の化合物が利用できる。
【００７８】
本発明では、前記蛍光ドーパントは、下記式（２０）で表されるアミン化合物であることが好ましい。
【００７９】
【化３８】
【００８０】
式（２０）中、Ｐは、置換もしくは無置換の核炭素数６〜４０の芳香族炭化水素基、置換もしくは無置換の核原子数３〜４０の複素環基、又は置換もしくは無置換のスチリル基である。ｋは、１〜３の整数である。
Ａｒ１〜Ａｒ４は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の核炭素数６〜４０の芳香族炭化水素基又は置換もしくは無置換の核原子数３〜４０の複素環基であり、ｓは、０〜４の整数である。
Ａｒ１、Ａｒ２、Ｐの中の任意に選ばれる２つの隣接する置換基同士は互いに結合して環を形成してもよい。ｋが２以上のときは、Ｐは同一でも異なっていてもよい。
【００８１】
Ｐの芳香族炭化水素基及び複素環基の例としては、それぞれ、置換もしくは無置換の核炭素数６〜４０の芳香族炭化水素基、置換もしくは無置換の核原子数３〜４０の複素環基、が挙げられ、例えば、ベンゼン、ビフェニル、ターフェニル、ナフタレン、フェナントレン、フルオランテン、アントラセン、ピレン、ペリレン、コロネン、クリセン、ピセン、ジナフチル、トリナフチル、フェニルアントラセン、ジフェニルアントラセン、フルオレン、トリフェニレン、ルビセン、ベンツアントラセン、ジベンツアントラセン、アセナフトフルオランテン、トリベンゾペンタフェン、フルオランテノフルオランテン、ベンゾジフルオランテン、ベンゾフルオランテン、ジインデノペリレンの残基が挙げられ、特に、ナフタレン、フェナントレン、フルオランテン、アントラセン、ピレン、ペリレン、クリセン、フェニルアントラセン、ジフェニルアントラセンの残基及びこれらを複数組み合わせた残基が好ましい。
【００８２】
式（２０）において、Ａｒ１〜Ａｒ４は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の核炭素数６〜４０の芳香族炭化水素基又は置換もしくは無置換の核原子数３〜４０の複素環基であり、ｓは、０〜４の整数である。
Ａｒ１〜Ａｒ４の芳香族炭化水素基の例としては、フェニル基、１−ナフチル基、２−ナフチル基、１−アントリル基、２−アントリル基、９−アントリル基、１−フェナントリル基、２−フェナントリル基、３−フェナントリル基、４−フェナントリル基、９−フェナントリル基、１−ナフタセニル基、２−ナフタセニル基、９−ナフタセニル基、１−ピレニル基、２−ピレニル基、４−ピレニル基、２−ビフェニルイル基、３−ビフェニルイル基、４−ビフェニルイル基、ｐ−ターフェニル−４−イル基、ｐ−ターフェニル−３−イル基、ｐ−ターフェニル−２−イル基、ｍ−ターフェニル−４−イル基、ｍ−ターフェニル−３−イル基、ｍ−ターフェニル−２−イル基、ｏ−トリル基、ｍ−トリル基、ｐ−トリル基、ｐ−ｔ−ブチルフェニル基、ｐ−（２−フェニルプロピル）フェニル基、３−メチル−２−ナフチル基、４−メチル−１−ナフチル基、４−メチル−１−アントリル基、４’−メチルビフェニルイル基、４”−ｔ−ブチル−ｐ−ターフェニル−４−イル基等が挙げられる。
【００８３】
Ａｒ１〜Ａｒ４の複素環基の例としては、１−ピロリル基、２−ピロリル基、３−ピロリル基、ピラジニル基、２−ピリジニル基、３−ピリジニル基、４−ピリジニル基、１−インドリル基、２−インドリル基、３−インドリル基、４−インドリル基、５−インドリル基、６−インドリル基、７−インドリル基、１−イソインドリル基、２−イソインドリル基、３−イソインドリル基、４−イソインドリル基、５−イソインドリル基、６−イソインドリル基、７−イソインドリル基、２−フリル基、３−フリル基、２−ベンゾフラニル基、３−ベンゾフラニル基、４−ベンゾフラニル基、５−ベンゾフラニル基、６−ベンゾフラニル基、７−ベンゾフラニル基、１−イソベンゾフラニル基、３−イソベンゾフラニル基、４−イソベンゾフラニル基、５−イソベンゾフラニル基、６−イソベンゾフラニル基、７−イソベンゾフラニル基、キノリル基、３−キノリル基、４−キノリル基、５−キノリル基、６−キノリル基、７−キノリル基、８−キノリル基、１−イソキノリル基、３−イソキノリル基、４−イソキノリル基、５−イソキノリル基、６−イソキノリル基、７−イソキノリル基、８−イソキノリル基、２−キノキサリニル基、５−キノキサリニル基、６−キノキサリニル基、１−カルバゾリル基、２−カルバゾリル基、３−カルバゾリル基、４−カルバゾリル基、９−カルバゾリル基、１−フェナンスリジニル基、２−フェナンスリジニル基、３−フェナンスリジニル基、４−フェナンスリジニル基、６−フェナンスリジニル基、７−フェナンスリジニル基、８−フェナンスリジニル基、９−フェナンスリジニル基、１０−フェナンスリジニル基、１−アクリジニル基、２−アクリジニル基、３−アクリジニル基、４−アクリジニル基、９−アクリジニル基、１，７−フェナンスロリン−２−イル基、１，７−フェナンスロリン−３−イル基、１，７−フェナンスロリン−４−イル基、１，７−フェナンスロリン−５−イル基、１，７−フェナンスロリン−６−イル基、１，７−フェナンスロリン−８−イル基、１，７−フェナンスロリン−９−イル基、１，７−フェナンスロリン−１０−イル基、１，８−フェナンスロリン−２−イル基、１，８−フェナンスロリン−３−イル基、１，８−フェナンスロリン−４−イル基、１，８−フェナンスロリン−５−イル基、１，８−フェナンスロリン−６−イル基、１，８−フェナンスロリン−７−イル基、１，８−フェナンスロリン−９−イル基、１，８−フェナンスロリン−１０−イル基、１，９−フェナンスロリン−２−イル基、１，９−フェナンスロリン−３−イル基、１，９−フェナンスロリン−４−イル基、１，９−フェナンスロリン−５−イル基、１，９−フェナンスロリン−６−イル基、１，９−フェナンスロリン−７−イル基、１，９−フェナンスロリン−８−イル基、１，９−フェナンスロリン−１０−イル基、１，１０−フェナンスロリン−２−イル基、１，１０−フェナンスロリン−３−イル基、１，１０−フェナンスロリン−４−イル基、１，１０−フェナンスロリン−５−イル基、２，９−フェナンスロリン−１−イル基、２，９−フェナンスロリン−３−イル基、２，９−フェナンスロリン−４−イル基、２，９−フェナンスロリン−５−イル基、２，９−フェナンスロリン−６−イル基、２，９−フェナンスロリン−７−イル基、２，９−フェナンスロリン−８−イル基、２，９−フェナンスロリン−１０−イル基、２，８−フェナンスロリン−１−イル基、２，８−フェナンスロリン−３−イル基、２，８−フェナンスロリン−４−イル基、２，８−フェナンスロリン−５−イル基、２，８−フェナンスロリン−６−イル基、２，８−フェナンスロリン−７−イル基、２，８−フェナンスロリン−９−イル基、２，８−フェナンスロリン−１０−イル基、２，７−フェナンスロリン−１−イル基、２，７−フェナンスロリン−３−イル基、２，７−フェナンスロリン−４−イル基、２，７−フェナンスロリン−５−イル基、２，７−フェナンスロリン−６−イル基、２，７−フェナンスロリン−８−イル基、２，７−フェナンスロリン−９−イル基、２，７−フェナンスロリン−１０−イル基、１−フェナジニル基、２−フェナジニル基、１−フェノチアジニル基、２−フェノチアジニル基、３−フェノチアジニル基、４−フェノチアジニル基、１０−フェノチアジニル基、１−フェノキサジニル基、２−フェノキサジニル基、３−フェノキサジニル基、４−フェノキサジニル基、１０−フェノキサジニル基、２−オキサゾリル基、４−オキサゾリル基、５−オキサゾリル基、２−オキサジアゾリル基、５−オキサジアゾリル基、３−フラザニル基、２−チエニル基、３−チエニル基、２−メチルピロール−１−イル基、２−メチルピロール−３−イル基、２−メチルピロール−４−イル基、２−メチルピロール−５−イル基、３−メチルピロール−１−イル基、３−メチルピロール−２−イル基、３−メチルピロール−４−イル基、３−メチルピロール−５−イル基、２−ｔ−ブチルピロール−４−イル基、３−（２−フェニルプロピル）ピロール−１−イル基、２−メチル−１−インドリル基、４−メチル−１−インドリル基、２−メチル−３−インドリル基、４−メチル−３−インドリル基、２−ｔ−ブチル１−インドリル基、４−ｔ−ブチル１−インドリル基、２−ｔ−ブチル３−インドリル基、４−ｔ−ブチル３−インドリル基等が挙げられる。
【００８４】
以下に、式（２０）で表されるアミン化合物の具体例として、縮合芳香族アミン、スチリルアミン、ベンジジン等を示すが、これらに限定されるものではない。なお、Ｍｅはメチル基を示す。
【００８５】
【化３９】
【００８６】
【化４０】
【００８７】
【化４１】
【００８８】
【化４２】
【００８９】
【化４３】
【００９０】
【化４４】
【００９１】
【化４５】
【００９２】
【化４６】
【００９３】
【化４７】
【００９４】
【化４８】
【００９５】
【化４９】
【００９６】
【化５０】
【００９７】
【化５１】
【００９８】
【化５２】
【００９９】
【化５３】
【０１００】
【化５４】
【０１０１】
【化５５】
【０１０２】
【化５６】
【０１０３】
【化５７】
【０１０４】
【化５８】
【０１０５】
【化５９】
【０１０６】
【化６０】
【０１０７】
また、以下のようなカルバゾール基を含む化合物であってもよい。
【０１０８】
【化６１】
【０１０９】
本発明のアシストドーパントは下記式（２１）〜（２４）のいずれかで表されるフルオランテン誘導体であることが好ましい。
【０１１０】
【化６２】
【０１１１】
式（２１）〜（２４）において、Ｘ１〜Ｘ５２は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは無置換の直鎖、分岐もしくは環状の炭素原子数１〜３０のアルキル基、置換もしくは無置換の直鎖、分岐もしくは環状の炭素原子数１〜３０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の直鎖、分岐もしくは環状の炭素原子数１〜３０のアルキルチオ基、置換もしくは無置換の直鎖、分岐もしくは環状の炭素原子数２〜３０のアルケニル基、置換もしくは無置換の直鎖、分岐もしくは環状の炭素原子数２〜３０のアルケニルオキシ基、置換もしくは無置換の直鎖、分岐もしくは環状の炭素原子数２〜３０のアルケニルチオ基、置換もしくは無置換の炭素原子数７〜３０のアラルキル基、置換もしくは無置換の炭素原子数７〜３０のアラルキルオキシ基、置換もしくは無置換の炭素原子数７〜３０のアラルキルチオ基、置換もしくは無置換の炭素原子数６〜２０のアリール基、置換もしくは無置換の炭素原子数６〜２０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の炭素原子数６〜２０のアリールチオ基、置換もしくは無置換の炭素原子数２〜３０のアミノ基、シアノ基、シリル基、水酸基、−ＣＯＯＲ１ｅ基（基中、Ｒ１ｅは水素原子、置換もしくは無置換の直鎖、分岐もしくは環状の炭素原子数１〜３０のアルキル基、置換もしくは無置換の直鎖、分岐もしくは環状の炭素原子数２〜３０のアルケニル基、置換もしくは無置換の炭素原子数７〜３０のアラルキル基、または、置換もしくは無置換の炭素原子数６〜３０のアリール基を表す）、−ＣＯＲ２ｅ基（基中、Ｒ２ｅは水素原子、置換もしくは無置換の直鎖、分岐もしくは環状の炭素原子数１〜３０のアルキル基、置換もしくは無置換の直鎖、分岐もしくは環状の炭素原子数２〜３０のアルケニル基、置換もしくは無置換の炭素原子数７〜３０のアラルキル基、置換もしくは無置換の炭素原子数６〜３０のアリール基、または、アミノ基を表す）、−ＯＣＯＲ３ｅ基（基中、Ｒ３ｅは置換もしくは無置換の直鎖、分岐もしくは環状の炭素原子数１〜３０のアルキル基、置換もしくは無置換の直鎖、分岐もしくは環状の炭素原子数２〜３０のアルケニル基、置換もしくは無置換の炭素原子数７〜３０のアラルキル基、置換もしくは無置換の炭素原子数６〜３０のアリール基を表す）を表し、さらに、Ｘ１〜Ｘ５２のうち、隣接する基及び各基の置換基は、互いに結合して、置換もしくは無置換の炭素環を形成していてもよい。
【０１１２】
このようなフルオランテン誘導体としては、例えば、以下のものが挙げられる。
【０１１３】
【化６３】
【０１１４】
【化６４】
【０１１５】
【化６５】
【０１１６】
【化６６】
【０１１７】
【化６７】
【０１１８】
【化６８】
【０１１９】
【化６９】
【０１２０】
【化７０】
【０１２１】
【化７１】
【０１２２】
【化７２】
【０１２３】
【化７３】
【０１２４】
【化７４】
【０１２５】
【化７５】
【０１２６】
【化７６】
【０１２７】
【化７７】
【０１２８】
【化７８】
【０１２９】
【化７９】
【０１３０】
【化８０】
【０１３１】
なお、本発明の有機ＥＬ素子は、複数の発光層を備えていてもよい。
複数の発光層の発光波長は、それぞれ異なるものであってもよい。例えば、青赤緑の発光を示す発光層を備える構成とすれば、有機ＥＬ素子全体としては白色の発光を得ることができる。
ここで、本発明の発光層（蛍光発光層）に加えて他の発光層を追加する場合、他の発光層は、燐光ホストと燐光ドーパントとを有し、励起３重項エネルギーにより燐光発光を示す燐光発光層であってもよい。燐光発光によれば、蛍光発光と比較して高効率に発光を得ることができる。
【０１３２】
また、燐光発光層を設ける場合、蛍光発光層のホストから燐光ドーパントへの励起３重項エネルギー移動により、燐光発光を得る構成としてもよい。
この場合、電荷の再結合は蛍光発光層のみで発生し、燐光発光層ではエネルギー移動により発光が得られる。そこで、燐光発光層によって電荷がトラップされ、蛍光発光層への電荷注入量が減少することを防止するため、燐光ドーパントは、燐光ホストに対して質量比で１０％以下であることが好ましく、５％以下であることがより好ましい。
ここで、蛍光発光層の膜厚は、燐光発光層の膜厚よりも薄くすることが好ましい。
蛍光発光層は、ホストで生成された励起３重項エネルギーを燐光発光層に移動させるために薄いことが好ましく、その一方、燐光発光層は蛍光発光層から拡散してくる３重項エネルギーを受け止める必要があるため厚みをもっていることが好ましいからである。
【０１３３】
蛍光発光層に対して燐光発光層が陽極側に配設されている場合には、燐光ホストの正孔移動度が大きいことが好ましい。これにより燐光発光層を抜けて励起子生成層である蛍光発光層への正孔注入を容易にでき、電荷の再結合確率を高めることができる。この場合、燐光ホストの正孔移動度は、１×１０４〜１×１０６Ｖ／ｃｍの電界強度において、１×１０−５ｃｍ２／Ｖｓ以上であることが好ましい。特に、１×１０−４ｃｍ２／Ｖｓ以上であることがより好ましく、１×１０−３ｃｍ２／Ｖｓ以上であることがさらに好ましい。
また、蛍光発光層に対して燐光発光層が陰極側に配設されている場合には、燐光ホストの電子移動度が大きいことが好ましい。これにより燐光発光層を抜けて励起子生成層である蛍光発光層への電子注入を容易にでき、電荷の再結合確率を高めることができる。この場合、燐光ホストの電子移動度は、１×１０４〜１×１０６Ｖ／ｃｍの電界強度において、１×１０−５ｃｍ２／Ｖｓ以上であることが好ましい。特に、１×１０−４ｃｍ２／Ｖｓ以上であることがより好ましく、１×１０−３ｃｍ２／Ｖｓ以上であることがさらに好ましい。
【０１３４】
本発明では、前記有機薄膜層は、前記陰極と前記発光層との間に電子注入・輸送層を有し、前記電子注入・輸送層は、含窒素複素環誘導体を含むことが好ましい。
このような電子性能が高い含窒素複素環誘導体を電子注入輸送層として用いることにより、駆動電圧を低下させることができる。
特に、本発明においては、発光層（蛍光発光層および燐光発光層）が従来の蛍光発光層のホスト（例えばアントラセン誘導体）よりもワイドギャップなホストで構成されているため、電荷の注入障壁が大きくなり駆動電圧の上昇につながりやすい恐れがある。
この点、電子輸送性能の高い電子輸送層を備えることにより駆動電圧の上昇を回避することができる。
【０１３５】
電子注入層又は電子輸送層は、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。電子注入層又は電子輸送層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。
【０１３６】
【化８１】
【０１３７】
（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。
【０１３８】
【化８２】
【０１３９】
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、（Ａ）に示す骨格を含有する５員環もしくは６員環や、式（Ｂ）に示す構造のものが挙げられる。
【０１４０】
【化８３】
【０１４１】
（式中、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。）
【０１４２】
（式（Ｂ）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。）
【０１４３】
【化８４】
【０１４４】
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し、窒素原子複数個の場合は隣接しない結合位に有する骨格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（Ａ）と（Ｂ）もしくは（Ａ）と（Ｃ）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。
【０１４５】
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。
【０１４６】
【化８５】
【０１４７】
（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。）
【０１４８】
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。
【０１４９】
【化８６】
【０１５０】
（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、Ｌ１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。）
【０１５１】
ＨＡｒは、例えば、下記の群から選択される。
【０１５２】
【化８７】
【０１５３】
Ｌ１は、例えば、下記の群から選択される。
【０１５４】
【化８８】
【０１５５】
Ａｒ２は、例えば、下記の群から選択される。
【０１５６】
【化８９】
【０１５７】
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。
【０１５８】
【化９０】
【０１５９】
（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。
【０１６０】
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。
【０１６１】
【化９１】
【０１６２】
（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。）
【０１６３】
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。
【０１６４】
【化９２】
【０１６５】
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。
【０１６６】
【化９３】
【０１６７】
（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。）
【０１６８】
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。
【０１６９】
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。
【０１７０】
本発明では、前記陰極と前記有機薄膜層との界面領域に還元性ドーパントが添加されていることが好ましい。
このような構成によれば、有機ＥＬ素子における発光輝度の向上や長寿命化が図られる。
ここで、還元性ドーパントとは、電子輸送性化合物を還元できる物質と定義される。したがって、一定の還元性を有するものであれば、様々なものが用いられ、例えば、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、アルカリ金属の酸化物、アルカリ金属のハロゲン化物、アルカリ土類金属の酸化物、アルカリ土類金属のハロゲン化物、希土類金属の酸化物または希土類金属のハロゲン化物、アルカリ金属の有機錯体、アルカリ土類金属の有機錯体、希土類金属の有機錯体からなる群から選択される少なくとも一つの物質を好適に使用することができる。
【０１７１】
また、より具体的に、好ましい還元性ドーパントとしては、Ｌｉ（仕事関数：２．９ｅＶ）、Ｎａ（仕事関数：２．３６ｅＶ）、Ｋ（仕事関数：２．２８ｅＶ）、Ｒｂ（仕事関数：２．１６ｅＶ）およびＣｓ（仕事関数：１．９５ｅＶ）からなる群から選択される少なくとも１つのアルカリ金属や、Ｃａ（仕事関数：２．９ｅＶ）、Ｓｒ（仕事関数：２．０〜２．５ｅＶ）、およびＢａ（仕事関数：２．５２ｅＶ）からなる群から選択される少なくとも１つのアルカリ土類金属が挙げられる。仕事関数が２．９ｅＶ以下のものが特に好ましい。これらのうち、より好ましい還元性ドーパントは、Ｋ、ＲｂおよびＣｓからなる群から選択される少なくとも１つのアルカリ金属であり、さらに好ましくは、ＲｂまたはＣｓであり、最も好ましいのは、Ｃｓである。これらのアルカリ金属は、特に還元能力が高く、電子注入域への比較的少量の添加により、有機ＥＬ素子における発光輝度の向上や長寿命化が図られる。また、仕事関数が２．９ｅＶ以下の還元性ドーパントとして、これら２種以上のアルカリ金属の組み合わせも好ましく、特に、Ｃｓを含んだ組み合わせ、例えば、ＣｓとＮａ、ＣｓとＫ、ＣｓとＲｂあるいはＣｓとＮａとＫとの組み合わせであることが好ましい。Ｃｓを組み合わせて含むことにより、還元能力を効率的に発揮することができ、電子注入域への添加により、有機ＥＬ素子における発光輝度の向上や長寿命化が図られる。
【０１７２】
エネルギーギャップが大きいホスト材料を用いて発光層を形成した場合、ホスト材料のイオン化ポテンシャル（Ｉｐ）と正孔注入・輸送層等のＩｐとの差が大きくなり、発光層への正孔の注入が困難となる場合があり、十分な輝度を得るための駆動電圧が上昇するおそれがある。
このような場合、発光層に、正孔注入・輸送性の電荷注入補助剤を含有させることで、発光層への正孔注入を容易にし、駆動電圧を低下させることができる。
【０１７３】
電荷注入補助剤としては、例えば、一般的な正孔注入・輸送材料等が利用できる。
具体例としては、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。
【０１７４】
正孔注入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注入材料として使用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０１７５】
以下、本発明の好ましい実施形態について説明する。
【０１７６】
［有機ＥＬ素子］
本実施形態の有機ＥＬ素子１は、例えば、図１に示すように、透明基板２上に設けられた陽極３と、陰極４と、陽極３と陰極４との間に設けられた発光層５と、を備える。
発光層５は、ホストと、ドーパントと、アシストドーパントと、を含む。
また、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等を備えていてもよい。
さらに、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。
【０１７７】
図２は、発光層中の各材料のエネルギー関係を示す図である。
本発明の発光層中のホスト、ドーパント、アシストドーパントのエネルギーギャップおよびエネルギー準位について説明する（図２参照）。
エネルギーギャップとしては、ワイドギャップな順に並べると、ホスト、アシストドーパント、ドーパントの順である。
その一方、アフィニティ準位の小さい順に並べると、ホスト、ドーパント、アシストドーパントの順である。
このような発光層の構成において、発光層に電荷（正孔、電子）が注入されると、正孔はホストまたはアシストドーパントに注入される一方、電子は主にホストに注入される。また、一部の電子はアシストドーパントに注入されることもあるが、ホストより濃度が低くアシストドーパントよりアフィニティ準位の低いドーパントには電子が注入されにくい。
【０１７８】
ここで、本発明においては短波長の青色発光を所望であることから、このようなワイドギャップな発光ドーパントとして式（３）で表されるアミン化合物としている。これにより短波長の青色発光が得られる。
その一方、このアミン化合物に電子が直接に注入されると、分子劣化が進み寿命が短くなりやすいという問題がある。
ここで、アミン化合物ドーパントに直接に電子が注入されない構成とするために、アフィニティ準位がドーパントよりも高い化合物をホストとして利用することが考えられる。
これにより、電子はアフィニティ準位が高いホストに注入されるため、アミン化合物ドーパントの寿命を延ばすことができる。
アミン化合物に対してこのような条件を満たす材料としてはフルオランテン化合物が挙げられる。
しかしながら、フルオランテン化合物は濃度が高すぎると、会合して２量体、３量体を形成しやすい。するとπ結合の共有が長くなってエネルギーギャップが小さくなってしまい、ホストとして十分に機能せず、発光効率が非常に小さくなる。さらには、２量体フルオランテンからの発光も生じていまい、色純度が悪くなるという問題が生じる。
そこで、本発明では、アミン化合物よりも大きなエネルギーギャップを有する材料をホスト材料として発光層を形成し、この発光層に、アミン化合物を発光ドーパントとしてドープし、さらに、フルオランテン化合物をアシストドーパントとしてドープすることとした。
この構成により、電子は、主にはホストに注入され、一部がアシストドーパントであるフルオランテン化合物に注入される。そして、アミン化合物ドーパントには電子が注入されにくいので、アミン化合物の劣化を防止して長寿命とすることができる。
また、フルオランテンの濃度が低いのでフルオランテン化合物の会合を防止できる。さらに、アシストドーパントのエネルギーギャップが大きいので、ホストのみならずアシストドーパントにおいて生成した励起エネルギーによっても、ドーパントであるアミン化合物を励起することができる。
これにより、短波長の青色でありながら極めて長寿命の有機ＥＬ素子を実現するという画期的な効果を奏する。
【０１７９】
ここで、ホストに対するドーパントのドープ濃度は特に限定されるものではないが、０．５％〜１０％程度とすることが例として挙げられる。
また、ホストに対するアシストドーパントのドープ濃度は特に限定されるものではないが、例えば、０．５％〜２０％とすることができる。このアシストドーパントのドープ濃度としては、会合を防止できる程度の濃度の低さであればよく、通常の発光ドーパントで用いられるドープ濃度よりも高くてもよい。
【実施例１】
【０１８０】
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。
なお、下の表２には、各材料の物性値を記載したところ、これら物性値は次のように測定した。
３重項エネルギーギャップＥｇは、燐光発光スペクトルに基づいて規定した。
すなわち、各材料をＥＰＡ溶媒（容積比でジエチルエーテル：イソペンタン：エタノール＝５：５：２）に１０μｍｏｌ／Ｌで溶解し、燐光測定用試料とする。
そして、燐光測定用試料を石英セルに入れ、７７Ｋに冷却し、励起光を照射し、放射される燐光の波長を測定する。
得られた燐光スペクトルの短波長側の立ちあがりに対して接線を引き、この接線とベースラインとの交点の波長値をエネルギーに換算した値を３重項エネルギーギャップＥｇ（Ｔ）とする。
なお、測定には市販の測定装置Ｆ−４５００（日立製）を用いた。
【０１８１】
ここで、アフィニティ準位Ｅａ（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Ｅａ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（Ｓ）とにより次のように規定する。
Ａｆ＝Ｉｐ−Ｅｇ（Ｓ）
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（Ｓ）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た。
【０１８２】
［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、透明電極を覆うようにして厚さ５５ｎｍの４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル膜（以下「ＮＰＤ膜」と略記する。）を抵抗加熱蒸着により成膜した。このＮＰＤ膜は正孔注入・輸送層として機能する。
次に、ＮＰＤ膜上に、赤色燐光ホストとして、ＣＢＰを抵抗加熱蒸着により厚さ５ｎｍで成膜した。同時に赤色の燐光ドーパントとして、下記の化合物（ＰＤ）を、ＣＢＰに対し質量比で５％になるように蒸着した。この膜は、赤色燐光発光層として機能する。
続いて、この赤色燐光発光層上に、緑色燐光ホストとして、ＣＢＰを抵抗加熱蒸着により厚さ１０ｎｍで成膜した。同時に緑色の燐光ドーパントとして、Ｉｒ（ｐｐｙ）３を、ＣＢＰに対し質量比で５％になるように蒸着した。この膜は、緑色燐光発光層として機能する。
次に、この緑色燐光発光層上に、蛍光ホストとして、ＣＢＰを抵抗加熱蒸着により厚さ１０ｎｍで成膜した。同時に青色の蛍光ドーパントとして、下記の化合物（ＢＤ１）を、ＣＢＰに対し質量比で５％になるように蒸着した。また、同時にアシストドーパントとして下記の化合物（ＡＤ１）を、ＣＢＰに対し質量比で２％になるように蒸着した。この膜は、蛍光発光層として機能する。
赤色燐光発光層、緑色燐光発光層および蛍光発光層は、全体として白色の発光を示す発光層として機能する。
この蛍光発光層上に、下記の化合物（ＨＢ）を膜厚１０ｎｍで成膜した。これは、正孔ブロック層として機能する。
さらに、この膜上に膜厚３０ｎｍのトリス（８−キノリノール）アルミニウム（Ａｌｑ）錯体を成膜した。これは、電子注入層として機能する。
この後、ＬｉＦを０．５ｎｍ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。
【０１８３】
【化９４】
【０１８４】
［実施例２］
化合物（ＡＤ１）の代わりに下記の化合物（ＡＤ２）をアシストドーパントとした以外は、実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
【０１８５】
【化９５】
【０１８６】
［実施例３］
ＣＢＰの代わりに下記の化合物（Ｈ１）を赤色燐光ホストとした以外は、実施例２と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
【０１８７】
【化９６】
【０１８８】
［実施例４］
ＣＢＰの代わりに下記の化合物（Ｈ２）を蛍光ホストとした以外は、実施例３と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
【０１８９】
【化９７】
【０１９０】
［実施例５］
ＮＰＤ膜上に、ＣＢＰの代わりに化合物（Ｈ１）を蛍光ホストとし、化合物（ＡＤ２）の代わりに下記の化合物（ＡＤ３）をアシストドーパントとした蛍光発光層を設け、この蛍光発光層上に赤色燐光発光層を設けて、緑色燐光発光層を省略した以外は、実施例３と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
【０１９１】
【化９８】
【０１９２】
［実施例６］
化合物（Ｈ１）の代わりに下記の化合物（Ｈ３）を蛍光ホストとした以外は、実施例５と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
【０１９３】
【化９９】
【０１９４】
［実施例７］
化合物（ＢＤ）の代わりに下記の化合物（ＢＤ２）を蛍光ドーパントとし、化合物（ＡＤ３）の代わりに化合物（Ｈ１）をアシストドーパントとし、赤色燐光発光層上に、化合物（Ｈ２）を緑色燐光ホストとしＩｒ（ｐｐｙ）３を緑色燐光ドーパントとする緑色燐光発光層を設けた以外は、実施例６と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
【０１９５】
【化１００】
【０１９６】
［実施例８］
実施例８は、実施例５と積層順を変えて、ＮＰＤの正孔注入層の上に燐光発光層を形成し、さらに、その上に蛍光発光層を形成した。
加えて、蛍光発光層と正孔ブロック層との間に緑色燐光発光層を形成した。この緑色燐光層は実施例７と同様である。
［実施例９］
Ａｌｑの代わりに下記の化合物（Ｅ）を電子注入材料として用いた以外は、実施例６と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
【０１９７】
【化１０１】
【０１９８】
［実施例１０］
赤色燐光発光層および緑色燐光発光層を省略した以外は、実施例２と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
［実施例１１］
ＣＢＰの代わりに化合物（Ｈ１）を蛍光ホストとした以外は、実施例１０と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
［実施例１２］
蛍光発光層に、蛍光ドーパントに加え、赤色燐光ドーパントとして化合物（ＰＤ）を、緑色燐光ドーパントとしてＩｒ（ｐｐｙ）３を、ＣＢＰに対し質量比でそれぞれ０．１％、０．５％になるように蒸着した以外は、実施例１０と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
［実施例１３］
ＣＢＰの代わりに化合物（Ｈ２）を蛍光ホストとした以外は、実施例１２と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
［実施例１４］
化合物（ＢＤ１）の代わりに化合物（ＢＤ２）を蛍光ホストとした以外は、実施例１３と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
【０１９９】
［比較例１］
蛍光発光層にアシストドーパントを含まない構成とした以外は、実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
［比較例２］
ＣＢＰの代わりにＴＢＡＤＮ（ｔ−ブチルアントラセンジナフチル）を蛍光ホストとした以外は、比較例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
［比較例３］
蛍光発光層にアシストドーパントを含まない構成とした以外は、実施例５と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
【０２００】
［比較例４］
蛍光発光層にアシストドーパントを含まない構成とした以外は、実施例６と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
［比較例５］
蛍光発光層にアシストドーパントを含まない構成とした以外は、実施例１０と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
［比較例６］
蛍光発光層にアシストドーパントを含まない構成とした以外は、実施例１１と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
【０２０１】
［有機ＥＬ素子の評価］
以上のように作製した有機ＥＬ素子を、１ｍＡ／ｃｍ２の直流電流により発光させ、発光色度と、輝度（Ｌ）と、電圧と、を測定した。これを基に、外部量子効率（ＥＱＥ、％）を求めた。また、初期輝度１０００ｃｄ／ｍ２で直流の連続通電試験を行って各有機ＥＬ素子の半減寿命を測定した。
その結果を下記の表１に、また、各材料のイオン化ポテンシャル（Ｉｐ）、アフィニティ準位（Ｅａ）、励起１重項エネルギーギャップ（Ｅｇ（Ｓ））、励起３重項エネルギーギャップ（Ｅｇ（Ｔ））を下記の表２に示す。
【０２０２】
【表１】
【０２０３】
【表２】
【０２０４】
表１から明らかなように、本発明のホスト材料を用いて構成した実施例１〜１４の有機ＥＬ素子は、寿命が長く効率が高い。
これに対し、蛍光発光層にアシストドーパントを含まない比較例１〜６では、寿命が短い。
特に、実施例１０と比較例５と比較した場合、または、実施例１１と比較例６とを比較した場合に、アシストドーパントをドープした実施例１０、１１では長寿命であるのに対し、アシストドーパントを有しない比較例５、６は極めて短寿命であり、本発明の優れた作用効果が実証された。
【産業上の利用可能性】
【０２０５】
本発明は、寿命が長く効率が高い有機ＥＬ素子として利用できる。
【図面の簡単な説明】
【０２０６】
【図１】本実施形態の有機ＥＬ素子の構成を示す図。
【図２】発光層中の各材料のエネルギー関係を示す図。
【符号の説明】
【０２０７】
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
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬ素子に関する。
【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】
発光材料を有機ＥＬ素子のなかで利用するにあたっては、ホスト材料にドーパント材料をドーピングするドーピング法が知られている。
そして、注入されたエネルギーから効率よく励起子を生成するとともに励起エネルギーを効率よく発光に繋げるため、ホストで生成された励起エネルギーをドーパントに移動させ、ドーパントから発光が得られる構成が採用される。
このとき、ホストからドーパントに分子間エネルギー移動を行うためには、ホストのエネルギーギャップＥｇＨがドーパントのエネルギーギャップＥｇＤよりも大きいことが必要である。
【０００４】
しかしながら、近年、短波長化された深い青の発光色が求められるなか、このような深い青色発光ドーパントと最適なホスト材料との組合せがない。
発光色を短波長化したドーパント材料が数種あるにしても、これらをエネルギーギャップが広いホストにドープしても寿命が非常に短くなってしまうという問題が生じていた。
【０００５】
ここで、ワイドなエネルギーギャップを有するホスト材料に単純にドーパントをドープしても寿命や効率が低くなる問題を解決することを目的として、例えば、非特許文献１には、ＣＢＰをホストにした発光層にＤＣＪＴＢをドーパントとして含有させ、さらに、Ｉｒ（ｐｐｙ）３をアシストドーパントとして加えた構成が開示されている。（なお、ＤＣＪＴＢ：4-(dicyanomethylene)-2-t-butyl-6-(1,1,7,7-tetramethyljulolidyl-9-enyl)-4H-pyran）
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−７５５６７号
【非特許文献１】APPLIED PHYSICS LETTERS 89, 143516(2006)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記非特許文献１による構成では、アシストドーパントであるＩｒ（ｐｐｙ）３のエネルギーギャップが狭いため、発光材料として用いる発光ドーパント（ここではＤＣＪＴＢ）のエネルギーギャップはさらに小さいものとなり、実際、赤色発光しか得られないものとなってしまう。
そのため、短波長の発光能を維持しつつ長寿命である構成が切望されていた。
【０００８】
本発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、青色の発光波長の短波長化及び長寿命化を図れる有機ＥＬ素子を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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有機薄膜層と、を備えた有機ＥＬ素子であって、
前記有機薄膜層は、ホストと、ドーパントと、アシストドーパントと、を含む発光層を有し、
前記ドーパントの最低励起１重項エネルギーギャップＥｇ（Ｓ）Ｄ、前記アシストドーパントの最低励起１重項エネルギーギャップＥｇ（Ｓ）ＡＤは、Ｅｇ（Ｓ）Ｄ＜Ｅｇ（Ｓ）ＡＤの関係であり、
前記ホストの最低励起三重項エネルギーは２．２ｅＶ以上であり、
前記アシストドーパントは、クリセン誘導体、フェナントレン誘導体、トリフェニレン誘導体、ピレン誘導体、アントラセン誘導体、フルオランテン誘導体の群から選択される
ことを特徴とする。
【００１０】
このような構成によれば、アシストドーパントを含有することにより、ホストの励起子エネルギーをドーパントの発光に効率よく繋げることができ、発光効率を高くすることができる。
そして、従来の構成で同じ輝度を得る場合にくらべて、発光効率を改善した分、素子寿命を長くすることができる。
ここで、従来は、ワイドギャップなホストに対してもナローギャップなアシストドーパントを組み合わせていたために発光ドーパントとしてはさらにナローギャップなものとなり、長波長の発光しか得られなかった。
この点、本発明では、アシストドーパントとしてワイドな一重項エネルギーギャップを有する化合物群からアシストドーパントを選択することとしているので、短波長の発光能を維持しつつ、素子寿命を長くすることができる。
【００１１】
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有機薄膜層と、を備えた有機ＥＬ素子であって、
前記有機薄膜層は、ホストと、ドーパントと、アシストドーパントと、を含む発光層を有し、
前記ドーパントの最低励起１重項エネルギーギャップＥｇ（Ｓ）Ｄ、前記アシストドーパントの最低励起１重項エネルギーギャップＥｇ（Ｓ）ＡＤは、ＥｇＤ＜ＥｇＡＤの関係であり、
前記ホストの最低励起三重項エネルギーは２．２ｅＶ以上であり、
前記ホストのアフィニティ準位ＡｆＨ、前記ドーパントのアフィニティ準位ＡｆＤ、前記アシストドーパントのアフィニティ準位ＡｆＡＤは、
ＡｆＡＤ＞ＡｆＤ＞ＡｆＨの関係を満たす
ことを特徴とする。
【００１２】
本発明のホスト、ドーパント、アシストドーパントのエネルギーギャップとしては、ワイドギャップな順に並べると、ホスト、アシストドーパント、ドーパントの順である。
その一方、アフィニティ準位の小さい順に並べると、ホスト、ドーパント、アシストドーパントの順である。
このような発光層の構成において、発光層に電荷（正孔、電子）が注入されると、正孔はホストまたはアシストドーパントに注入される一方、電子は主にホストに注入される。また、一部の電子はアシストドーパントに注入されることもあるが、ホストより濃度が低くアシストドーパントよりアフィニティ準位の低いドーパントには電子が注入されにくい。
短波長の発光ドーパントとしては、アミン誘導体などが好適であるが、これらに電子が直接に注入されると分子劣化が進み寿命が短くなりやすいという問題がある。
この点、本発明では、ドーパントよりもアフィニティ準位が大きいアシストドーパントを有することにより、ドーパントへの直接の電子注入を極力回避して、寿命を長くすることができる。
これにより、短波長の青色でありながら極めて長寿命の有機ＥＬ素子を実現するという画期的な効果を奏する。
【００１３】
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有機薄膜層と、を備えた有機ＥＬ素子であって、
前記有機薄膜層は、ホストと、ドーパントと、アシストドーパントと、を含む発光層を有し、
前記ドーパントの最低励起１重項エネルギーギャップＥｇ（Ｓ）Ｄ、前記アシストドーパントの最低励起１重項エネルギーギャップＥｇ（Ｓ）ＡＤは、ＥｇＤ＜ＥｇＡＤの関係であり、
前記ホストの最低励起三重項エネルギーは２．２ｅＶ以上であり、
前記ホストのアフィニティ準位ＡｆＨと前記アシストドーパントのアフィニティ準位ＡｆＡＤとは、ＡｆＡＤ＞ＡｆＨの関係を満たし、
前記アシストドーパントは、クリセン誘導体、フェナントレン誘導体、トリフェニレン誘導体、ピレン誘導体、アントラセン誘導体、フルオランテン誘導体の群から選択される
ことを特徴とする。
【００１４】
このような構成においても、ホスト材料よりもアフィニティ準位が大きいアシストドーパントを含有するので、ドーパント材料の寿命を長くすることができる。
さらには、アシストドーパントとして上記の群から選択するので、ワイドなエネルギーギャップのアシストドーパントにより、短波長の発光能を維持することができる。
【００１５】
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有機薄膜層と、を備えた有機ＥＬ素子であって、
前記有機薄膜層は、ホストと、ドーパントと、アシストドーパントと、を含む発光層を有し、
前記ドーパントの最低励起１重項エネルギーギャップＥｇ（Ｓ）Ｄ、前記アシストドーパントの最低励起１重項エネルギーギャップＥｇ（Ｓ）ＡＤは、Ｅｇ（Ｓ）Ｄ＜Ｅｇ（Ｓ）ＡＤの関係であり、
前記有機発光層は前記発光層に加えて、燐光ホストと燐光ドーパントを含有する第２発光層を有し、
前記燐光ドーパントの最低励起三重項エネルギーギャップＥｇ（Ｔ）ｐＤは前記ホストの最低励起三重項エネルギーギャップＥｇ（Ｔ）Ｈ以下である
ことを特徴とする。
【００１６】
このような構成において、第２発光層としての燐光発光層に発光層のホストにて生成された三重項励起子エネルギーを移動させて発光させることができる。
従来、このような三重項エネルギーの拡散にて燐光発光層を発光させる場合、励起子生成層のホスト材料としてはエネルギーギャップが大きい（三重項エネルギーギャップが大きい）ものを用いているため、この励起子生成層にドーパントを含有させてもホストとドーパントとのエネルギーギャップ差が大きすぎるため、効率のよい発光が得られなかった。
この点、本発明では、アシストドーパントを含有させてホストからドーパントへのエネルギー移動を効率よく行うこととしているので、高効率で長寿命の素子を構成することができる。
【００１７】
本発明では、前記ホストは、下記式（１）で表される化合物であり、前記アシストドーパントは、クリセン誘導体、フェナントレン誘導体、トリフェニレン誘導体、ピレン誘導体、アントラセン誘導体、フルオランテン誘導体の群から選択されることが好ましい。
ここで、本発明では、誘導体には、それぞれの化合物の単体も含まれるものとする。
【００１８】
【化１】
【００１９】
式（１）中、Ｒ３及びＲ４は置換基を表す。
式（１）において、Ｒ３及びＲ４で表される置換基としては、例えばアルキル基（例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基等）、シクロアルキル基（例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等）、アルケニル基（例えば、ビニル基、アリル基等）、アルキニル基（例えば、エチニル基、プロパルギル基等）、芳香族炭化水素環基（芳香族炭素環基、アリール基等ともいい、例えば、フェニル基、ｐ−クロロフェニル基、メシチル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、アントリル基、アズレニル基、アセナフテニル基、フルオレニル基、フェナントリル基、インデニル基、ピレニル基、ビフェニリル基等）、芳香族複素環基（例えば、ピリジル基、ピリミジニル基、フリル基、ピロリル基、イミダゾリル基、ベンゾイミダゾリル基、ピラゾリル基、ピラジニル基、トリアゾリル基（例えば、１，２，４−トリアゾール−１−イル基、１，２，３−トリアゾール−１−イル基等）、オキサゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、チアゾリル基、イソオキサゾリル基、イソチアゾリル基、フラザニル基、チエニル基、キノリル基、ベンゾフリル基、ジベンゾフリル基、ベンゾチエニル基、ジベンゾチエニル基、インドリル基、カルバゾリル基、カルボリニル基、ジアザカルバゾリル基（前記カルボリニル基のカルボリン環を構成する炭素原子の一つが窒素原子で置き換わったものを示す）、キノキサリニル基、ピリダジニル基、トリアジニル基、キナゾリニル基、フタラジニル基等）、複素環基（例えば、ピロリジル基、イミダゾリジル基、モルホリル基、オキサゾリジル基等）、アルコキシ基（例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、ドデシルオキシ基等）、シクロアルコキシ基（例えば、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基等）、アリールオキシ基（例えば、フェノキシ基、ナフチルオキシ基等）、アルキルチオ基（例えば、メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基、ペンチルチオ基、ヘキシルチオ基、オクチルチオ基、ドデシルチオ基等）、シクロアルキルチオ基（例えば、シクロペンチルチオ基、シクロヘキシルチオ基等）、アリールチオ基（例えば、フェニルチオ基、ナフチルチオ基等）、アルコキシカルボニル基（例えば、メチルオキシカルボニル基、エチルオキシカルボニル基、ブチルオキシカルボニル基、オクチルオキシカルボニル基、ドデシルオキシカルボニル基等） 、アリールオキシカルボニル基（例えば、フェニルオキシカルボニル基、ナフチルオキシカルボニル基等）、スルファモイル基（例えば、アミノスルホニル基、メチルアミノスルホニル基、ジメチルアミノスルホニル基、ブチルアミノスルホニル基、ヘキシルアミノスルホニル基、シクロヘキシルアミノスルホニル基、オクチルアミノスルホニル基、ドデシルアミノスルホニル基、フェニルアミノスルホニル基、ナフチルアミノスルホニル基、２−ピリジルアミノスルホニル基等）、アシル基（例えば、アセチル基、エチルカルボニル基、プロピルカルボニル基、ペンチルカルボニル基、シクロヘキシルカルボニル基、オクチルカルボニル基、２−エチルヘキシルカルボニル基、ドデシルカルボニル基、フェニルカルボニル基、ナフチルカルボニル基、ピリジルカルボニル基等）、アシルオキシ基（例えば、アセチルオキシ基、エチルカルボニルオキシ基、ブチルカルボニルオキシ基、オクチルカルボニルオキシ基、ドデシルカルボニルオキシ基、フェニルカルボニルオキシ基等）、アミド基（例えば、メチルカルボニルアミノ基、エチルカルボニルアミノ基、ジメチルカルボニルアミノ基、プロピルカルボニルアミノ基、ペンチルカルボニルアミノ基、シクロヘキシルカルボニルアミノ基、２−エチルヘキシルカルボニルアミノ基、オクチルカルボニルアミノ基、ドデシルカルボニルアミノ基、フェニルカルボニルアミノ基、ナフチルカルボニルアミノ基等）、カルバモイル基（例えば、アミノカルボニル基、メチルアミノカルボニル基、ジメチルアミノカルボニル基、プロピルアミノカルボニル基、ペンチルアミノカルボニル基、シクロヘキシルアミノカルボニル基、オクチルアミノカルボニル基、２−エチルヘキシルアミノカルボニル基、ドデシルアミノカルボニル基、フェニルアミノカルボニル基、ナフチルアミノカルボニル基、２−ピリジルアミノカルボニル基等）、ウレイド基（例えば、メチルウレイド基、エチルウレイド基、ペンチルウレイド基、シクロヘキシルウレイド基、オクチルウレイド基、ドデシルウレイド基、フェニルウレイド基ナフチルウレイド基、２−ピリジルアミノウレイド基等）、スルフィニル基（例えば、メチルスルフィニル基、エチルスルフィニル基、ブチルスルフィニル基、シクロヘキシルスルフィニル基、２−エチルヘキシルスルフィニル基、ドデシルスルフィニル基、フェニルスルフィニル基、ナフチルスルフィニル基、２−ピリジルスルフィニル基等）、アルキルスルホニル基（例えば、メチルスルホニル基、エチルスルホニル基、ブチルスルホニル基、シクロヘキシルスルホニル基、２−エチルヘキシルスルホニル基、ドデシルスルホニル基等）、アリールスルホニル基またはヘテロアリールスルホニル基（例えば、フェニルスルホニル基、ナフチルスルホニル基、２−ピリジルスルホニル基等）、アミノ基（例えば、アミノ基、エチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ブチルアミノ基、シクロペンチルアミノ基、２−エチルヘキシルアミノ基、ドデシルアミノ基、アニリノ基、ナフチルアミノ基、２−ピリジルアミノ基等） 、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、メルカプト基、シリル基（例えば、トリメチルシリル基、トリイソプロピルシリル基、トリフェニルシリル基、フェニルジエチルシリル基等）等が挙げられる。
【００２０】
これらの置換基のうち、好ましいものはアルキル基もしくはアリール基である。さらに好ましいものは無置換のアルキル基もしくはアリール基である。
【００２１】
式（１）において、ｎ３及びｎ４は０〜３の整数を表す。Ａ１及びＡ２は、下記式（２）で表される置換基を表す。
【００２２】
【化２】
【００２３】
式（２）中、Ｚ１及びＺ２は置換基を有してもよい芳香族複素環または芳香族炭化水素環を表し、Ｚ３は２価の連結基または単なる結合手を表す。
【００２４】
式（２）において、Ｚ１及びＺ２は、芳香族複素環または芳香族炭化水素環を形成する原子群を表すが、芳香族複素環としては、フラン環、チオフェン環、ピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環、トリアジン環、ベンゾイミダゾール環、オキサジアゾール環、トリアゾール環、イミダゾール環、ピラゾール環、チアゾール環、インドール環、ベンゾイミダゾール環、ベンゾチアゾール環、ベンゾオキサゾール環、キノキサリン環、キナゾリン環、フタラジン環、カルバゾール環、カルボリン環、ジアザカルバゾール環（カルボリン環を構成する炭化水素環の炭素原子の一つがさらに窒素原子で置換されている環を示す）等が挙げられる。芳香族炭化水素環としては、ベンゼン環、ビフェニル環、ナフタレン環、アズレン環、アントラセン環、フェナントレン環、ピレン環、クリセン環、ナフタセン環、トリフェニレン環、ｏ−テルフェニル環、ｍ−テルフェニル環、ｐ−テルフェニル環、アセナフテン環、コロネン環、フルオレン環、フルオラントレン環、ナフタセン環、ペンタセン環、ペリレン環、ペンタフェン環、ピセン環、ピレン環、ピラントレン環、アンスラアントレン環等が挙げられる。さらにこれら芳香族炭化水素環、芳香族複素環は置換基を有してもよい。
【００２５】
Ｚ１及びＺ２で形成される環のうち、好ましいものは芳香族複素環であり、さらに好ましいものはピリジン環である。
【００２６】
Ｚ３が表す２価の連結基としては、アルキレン、アルケニレン、アルキニレン、アリーレン等の炭化水素基の他、ヘテロ原子を含むものであってもよく、またチオフェン−２，５−ジイル基やピラジン−２，３−ジイル基のような芳香族複素環を有する化合物（ヘテロ芳香族化合物ともいう）に由来する２価の連結基であってもよいし、酸素や硫黄等のカルコゲン原子であってもよい。また、アルキルイミノ基、ジアルキルシランジイル基やジアリールゲルマンジイル基のようなヘテロ原子を会して連結する基でもよい。単なる結合手とは、連結する置換基同士を直接結合する結合手である。
【００２７】
以下に本発明の一般式（１）で表される化合物の具体的な例を挙げるが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００２８】
【化３】
【００２９】
【化４】
【００３０】
【化５】
【００３１】
【化６】
【００３２】
アシストドーパントは、クリセン誘導体、フェナントレン誘導体、トリフェニレン誘導体、ピレン誘導体、アントラセン誘導体、フルオランテン誘導体の群から選択される。
なお、誘導体には、それぞれの化合物の単体も含まれるものとする。
【００３３】
クリセン誘導体としては、例えば、下記のものが挙げられる。
【００３４】
【化７】
【００３５】
【化８】
【００３６】
【化９】
【００３７】
【化１０】
【００３８】
【化１１】
【００３９】
フェナントレン誘導体の置換基としては、例えば、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、アミノ基、ニトロ基、シリル基、シロキサニル基等の置換基を有するものが挙げられる。
このような置換基を有するフェナントレン誘導体としては、例えば、下記のものが挙げられる。
【００４０】
【化１２】
【００４１】
【化１３】
【００４２】
【化１４】
【００４３】
トリフェニレン誘導体としては、例えば、下記のものが挙げられる。
【００４４】
【化１５】
【００４５】
【化１６】
【００４６】
【化１７】
【００４７】
【化１８】
【００４８】
【化１９】
【００４９】
ピレン誘導体としては、例えば、下記式（１０）で表される化合物が挙げられる。
【００５０】
【化２０】
式（１０）中、Ａｒ１ａおよびＡｒ２ａは、それぞれ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。
Ｌは、それぞれ置換もしくは無置換のフェニレン基、置換もしくは無置換のナフタレニレン基、置換もしくは無置換のフルオレニレン基または置換もしくは無置換のジベンゾシロリレン基である。
ｍは０から２の整数、ｎｂは１から４の整数、ｓは０から２の整数、ｔは０から４の整数である。
また、ＬまたはＡｒ１ａは、ピレンの１から５位のいずれかに結合し、ＬまたはＡｒ２ａは、ピレンの６から１０位のいずれかに結合する。
ただし、ｎｂ＋ｔが偶数のとき、Ａｒ１ａ、Ａｒ２ａ、Ｌは下記（１）又は（２）を満たす。
（１）Ａｒ１ａ≠Ａｒ２ａ（ここで≠は、異なる構造の基であることを示す。）
（２）Ａｒ１ａ＝Ａｒ２ａの時
(2-1)ｍ≠ｓおよび／またはｎｂ≠ｔ、又は
(2-2)ｍ＝ｓかつｎｂ＝ｔの時、
(2-2-1)Ｌ、またはピレンが、それぞれＡｒ１ａおよびＡｒ２ａ上の異なる結合位置に結合しているか、
(2-2-2)Ｌ、またはピレンが、Ａｒ１ａおよびＡｒ２ａ上の同じ結合位置に結合している場合、
Ｌ、またはＡｒ１ａおよびＡｒ２ａのピレンにおける置換位置が１位と６位、または２位と７位である場合はない。
【００５１】
このようなピレン誘導体として、例えば、下記のようなものが挙げられる。
【００５２】
【化２１】
【００５３】
【化２２】
【００５４】
【化２３】
【００５５】
【化２４】
【００５６】
アントラセン誘導体としては、例えば、下記式（１１）で表される化合物が挙げられる。
【００５７】
【化２５】
【００５８】
（式（１１）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。）
【００５９】
このようなアントラセン誘導体の具体例として下記の化合物が挙げられる。
【００６０】
【化２６】
【００６１】
【化２７】
【００６２】
また、式（１１）で表されるアントラセン誘導体は、例えば、下記式（１２）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。
【００６３】
【化２８】
（式（１２）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（１２）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。）
【００６４】
このような非対称型アントラセン誘導体として、例えば、下記のようなものが挙げられる。
【００６５】
【化２９】
【００６６】
【化３０】
【００６７】
【化３１】
【００６８】
【化３２】
【００６９】
【化３３】
【００７０】
【化３４】
【００７１】
また、式（１１）で表されるアントラセン誘導体は、下記式（１３）で表されるビスアントラセン誘導体であってもよい。
【００７２】
【化３５】
【００７３】
（式（１３）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。）
【００７４】
このようなビスアントラセン誘導体として、例えば、上記２ａ−４１から２ａ−４８の化合物、および、下記のようなものが挙げられる。
【００７５】
【化３６】
【００７６】
【化３７】
【００７７】
本発明では、前記ホストは、クリセン誘導体、フェナントレン誘導体、トリフェニレン誘導体の群から選択され、前記アシストドーパントは、ピレン誘導体、アントラセン誘導体、フルオランテン誘導体の群から選択されてもよい。
各誘導体としては、上述のものと同様の化合物が利用できる。
【００７８】
本発明では、前記蛍光ドーパントは、下記式（２０）で表されるアミン化合物であることが好ましい。
【００７９】
【化３８】
【００８０】
式（２０）中、Ｐは、置換もしくは無置換の核炭素数６〜４０の芳香族炭化水素基、置換もしくは無置換の核原子数３〜４０の複素環基、又は置換もしくは無置換のスチリル基である。ｋは、１〜３の整数である。
Ａｒ１〜Ａｒ４は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の核炭素数６〜４０の芳香族炭化水素基又は置換もしくは無置換の核原子数３〜４０の複素環基であり、ｓは、０〜４の整数である。
Ａｒ１、Ａｒ２、Ｐの中の任意に選ばれる２つの隣接する置換基同士は互いに結合して環を形成してもよい。ｋが２以上のときは、Ｐは同一でも異なっていてもよい。
【００８１】
Ｐの芳香族炭化水素基及び複素環基の例としては、それぞれ、置換もしくは無置換の核炭素数６〜４０の芳香族炭化水素基、置換もしくは無置換の核原子数３〜４０の複素環基、が挙げられ、例えば、ベンゼン、ビフェニル、ターフェニル、ナフタレン、フェナントレン、フルオランテン、アントラセン、ピレン、ペリレン、コロネン、クリセン、ピセン、ジナフチル、トリナフチル、フェニルアントラセン、ジフェニルアントラセン、フルオレン、トリフェニレン、ルビセン、ベンツアントラセン、ジベンツアントラセン、アセナフトフルオランテン、トリベンゾペンタフェン、フルオランテノフルオランテン、ベンゾジフルオランテン、ベンゾフルオランテン、ジインデノペリレンの残基が挙げられ、特に、ナフタレン、フェナントレン、フルオランテン、アントラセン、ピレン、ペリレン、クリセン、フェニルアントラセン、ジフェニルアントラセンの残基及びこれらを複数組み合わせた残基が好ましい。
【００８２】
式（２０）において、Ａｒ１〜Ａｒ４は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の核炭素数６〜４０の芳香族炭化水素基又は置換もしくは無置換の核原子数３〜４０の複素環基であり、ｓは、０〜４の整数である。
Ａｒ１〜Ａｒ４の芳香族炭化水素基の例としては、フェニル基、１−ナフチル基、２−ナフチル基、１−アントリル基、２−アントリル基、９−アントリル基、１−フェナントリル基、２−フェナントリル基、３−フェナントリル基、４−フェナントリル基、９−フェナントリル基、１−ナフタセニル基、２−ナフタセニル基、９−ナフタセニル基、１−ピレニル基、２−ピレニル基、４−ピレニル基、２−ビフェニルイル基、３−ビフェニルイル基、４−ビフェニルイル基、ｐ−ターフェニル−４−イル基、ｐ−ターフェニル−３−イル基、ｐ−ターフェニル−２−イル基、ｍ−ターフェニル−４−イル基、ｍ−ターフェニル−３−イル基、ｍ−ターフェニル−２−イル基、ｏ−トリル基、ｍ−トリル基、ｐ−トリル基、ｐ−ｔ−ブチルフェニル基、ｐ−（２−フェニルプロピル）フェニル基、３−メチル−２−ナフチル基、４−メチル−１−ナフチル基、４−メチル−１−アントリル基、４’−メチルビフェニルイル基、４”−ｔ−ブチル−ｐ−ターフェニル−４−イル基等が挙げられる。
【００８３】
Ａｒ１〜Ａｒ４の複素環基の例としては、１−ピロリル基、２−ピロリル基、３−ピロリル基、ピラジニル基、２−ピリジニル基、３−ピリジニル基、４−ピリジニル基、１−インドリル基、２−インドリル基、３−インドリル基、４−インドリル基、５−インドリル基、６−インドリル基、７−インドリル基、１−イソインドリル基、２−イソインドリル基、３−イソインドリル基、４−イソインドリル基、５−イソインドリル基、６−イソインドリル基、７−イソインドリル基、２−フリル基、３−フリル基、２−ベンゾフラニル基、３−ベンゾフラニル基、４−ベンゾフラニル基、５−ベンゾフラニル基、６−ベンゾフラニル基、７−ベンゾフラニル基、１−イソベンゾフラニル基、３−イソベンゾフラニル基、４−イソベンゾフラニル基、５−イソベンゾフラニル基、６−イソベンゾフラニル基、７−イソベンゾフラニル基、キノリル基、３−キノリル基、４−キノリル基、５−キノリル基、６−キノリル基、７−キノリル基、８−キノリル基、１−イソキノリル基、３−イソキノリル基、４−イソキノリル基、５−イソキノリル基、６−イソキノリル基、７−イソキノリル基、８−イソキノリル基、２−キノキサリニル基、５−キノキサリニル基、６−キノキサリニル基、１−カルバゾリル基、２−カルバゾリル基、３−カルバゾリル基、４−カルバゾリル基、９−カルバゾリル基、１−フェナンスリジニル基、２−フェナンスリジニル基、３−フェナンスリジニル基、４−フェナンスリジニル基、６−フェナンスリジニル基、７−フェナンスリジニル基、８−フェナンスリジニル基、９−フェナンスリジニル基、１０−フェナンスリジニル基、１−アクリジニル基、２−アクリジニル基、３−アクリジニル基、４−アクリジニル基、９−アクリジニル基、１，７−フェナンスロリン−２−イル基、１，７−フェナンスロリン−３−イル基、１，７−フェナンスロリン−４−イル基、１，７−フェナンスロリン−５−イル基、１，７−フェナンスロリン−６−イル基、１，７−フェナンスロリン−８−イル基、１，７−フェナンスロリン−９−イル基、１，７−フェナンスロリン−１０−イル基、１，８−フェナンスロリン−２−イル基、１，８−フェナンスロリン−３−イル基、１，８−フェナンスロリン−４−イル基、１，８−フェナンスロリン−５−イル基、１，８−フェナンスロリン−６−イル基、１，８−フェナンスロリン−７−イル基、１，８−フェナンスロリン−９−イル基、１，８−フェナンスロリン−１０−イル基、１，９−フェナンスロリン−２−イル基、１，９−フェナンスロリン−３−イル基、１，９−フェナンスロリン−４−イル基、１，９−フェナンスロリン−５−イル基、１，９−フェナンスロリン−６−イル基、１，９−フェナンスロリン−７−イル基、１，９−フェナンスロリン−８−イル基、１，９−フェナンスロリン−１０−イル基、１，１０−フェナンスロリン−２−イル基、１，１０−フェナンスロリン−３−イル基、１，１０−フェナンスロリン−４−イル基、１，１０−フェナンスロリン−５−イル基、２，９−フェナンスロリン−１−イル基、２，９−フェナンスロリン−３−イル基、２，９−フェナンスロリン−４−イル基、２，９−フェナンスロリン−５−イル基、２，９−フェナンスロリン−６−イル基、２，９−フェナンスロリン−７−イル基、２，９−フェナンスロリン−８−イル基、２，９−フェナンスロリン−１０−イル基、２，８−フェナンスロリン−１−イル基、２，８−フェナンスロリン−３−イル基、２，８−フェナンスロリン−４−イル基、２，８−フェナンスロリン−５−イル基、２，８−フェナンスロリン−６−イル基、２，８−フェナンスロリン−７−イル基、２，８−フェナンスロリン−９−イル基、２，８−フェナンスロリン−１０−イル基、２，７−フェナンスロリン−１−イル基、２，７−フェナンスロリン−３−イル基、２，７−フェナンスロリン−４−イル基、２，７−フェナンスロリン−５−イル基、２，７−フェナンスロリン−６−イル基、２，７−フェナンスロリン−８−イル基、２，７−フェナンスロリン−９−イル基、２，７−フェナンスロリン−１０−イル基、１−フェナジニル基、２−フェナジニル基、１−フェノチアジニル基、２−フェノチアジニル基、３−フェノチアジニル基、４−フェノチアジニル基、１０−フェノチアジニル基、１−フェノキサジニル基、２−フェノキサジニル基、３−フェノキサジニル基、４−フェノキサジニル基、１０−フェノキサジニル基、２−オキサゾリル基、４−オキサゾリル基、５−オキサゾリル基、２−オキサジアゾリル基、５−オキサジアゾリル基、３−フラザニル基、２−チエニル基、３−チエニル基、２−メチルピロール−１−イル基、２−メチルピロール−３−イル基、２−メチルピロール−４−イル基、２−メチルピロール−５−イル基、３−メチルピロール−１−イル基、３−メチルピロール−２−イル基、３−メチルピロール−４−イル基、３−メチルピロール−５−イル基、２−ｔ−ブチルピロール−４−イル基、３−（２−フェニルプロピル）ピロール−１−イル基、２−メチル−１−インドリル基、４−メチル−１−インドリル基、２−メチル−３−インドリル基、４−メチル−３−インドリル基、２−ｔ−ブチル１−インドリル基、４−ｔ−ブチル１−インドリル基、２−ｔ−ブチル３−インドリル基、４−ｔ−ブチル３−インドリル基等が挙げられる。
【００８４】
以下に、式（２０）で表されるアミン化合物の具体例として、縮合芳香族アミン、スチリルアミン、ベンジジン等を示すが、これらに限定されるものではない。なお、Ｍｅはメチル基を示す。
【００８５】
【化３９】
【００８６】
【化４０】
【００８７】
【化４１】
【００８８】
【化４２】
【００８９】
【化４３】
【００９０】
【化４４】
【００９１】
【化４５】
【００９２】
【化４６】
【００９３】
【化４７】
【００９４】
【化４８】
【００９５】
【化４９】
【００９６】
【化５０】
【００９７】
【化５１】
【００９８】
【化５２】
【００９９】
【化５３】
【０１００】
【化５４】
【０１０１】
【化５５】
【０１０２】
【化５６】
【０１０３】
【化５７】
【０１０４】
【化５８】
【０１０５】
【化５９】
【０１０６】
【化６０】
【０１０７】
また、以下のようなカルバゾール基を含む化合物であってもよい。
【０１０８】
【化６１】
【０１０９】
本発明のアシストドーパントは下記式（２１）〜（２４）のいずれかで表されるフルオランテン誘導体であることが好ましい。
【０１１０】
【化６２】
【０１１１】
式（２１）〜（２４）において、Ｘ１〜Ｘ５２は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは無置換の直鎖、分岐もしくは環状の炭素原子数１〜３０のアルキル基、置換もしくは無置換の直鎖、分岐もしくは環状の炭素原子数１〜３０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の直鎖、分岐もしくは環状の炭素原子数１〜３０のアルキルチオ基、置換もしくは無置換の直鎖、分岐もしくは環状の炭素原子数２〜３０のアルケニル基、置換もしくは無置換の直鎖、分岐もしくは環状の炭素原子数２〜３０のアルケニルオキシ基、置換もしくは無置換の直鎖、分岐もしくは環状の炭素原子数２〜３０のアルケニルチオ基、置換もしくは無置換の炭素原子数７〜３０のアラルキル基、置換もしくは無置換の炭素原子数７〜３０のアラルキルオキシ基、置換もしくは無置換の炭素原子数７〜３０のアラルキルチオ基、置換もしくは無置換の炭素原子数６〜２０のアリール基、置換もしくは無置換の炭素原子数６〜２０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の炭素原子数６〜２０のアリールチオ基、置換もしくは無置換の炭素原子数２〜３０のアミノ基、シアノ基、シリル基、水酸基、−ＣＯＯＲ１ｅ基（基中、Ｒ１ｅは水素原子、置換もしくは無置換の直鎖、分岐もしくは環状の炭素原子数１〜３０のアルキル基、置換もしくは無置換の直鎖、分岐もしくは環状の炭素原子数２〜３０のアルケニル基、置換もしくは無置換の炭素原子数７〜３０のアラルキル基、または、置換もしくは無置換の炭素原子数６〜３０のアリール基を表す）、−ＣＯＲ２ｅ基（基中、Ｒ２ｅは水素原子、置換もしくは無置換の直鎖、分岐もしくは環状の炭素原子数１〜３０のアルキル基、置換もしくは無置換の直鎖、分岐もしくは環状の炭素原子数２〜３０のアルケニル基、置換もしくは無置換の炭素原子数７〜３０のアラルキル基、置換もしくは無置換の炭素原子数６〜３０のアリール基、または、アミノ基を表す）、−ＯＣＯＲ３ｅ基（基中、Ｒ３ｅは置換もしくは無置換の直鎖、分岐もしくは環状の炭素原子数１〜３０のアルキル基、置換もしくは無置換の直鎖、分岐もしくは環状の炭素原子数２〜３０のアルケニル基、置換もしくは無置換の炭素原子数７〜３０のアラルキル基、置換もしくは無置換の炭素原子数６〜３０のアリール基を表す）を表し、さらに、Ｘ１〜Ｘ５２のうち、隣接する基及び各基の置換基は、互いに結合して、置換もしくは無置換の炭素環を形成していてもよい。
【０１１２】
このようなフルオランテン誘導体としては、例えば、以下のものが挙げられる。
【０１１３】
【化６３】
【０１１４】
【化６４】
【０１１５】
【化６５】
【０１１６】
【化６６】
【０１１７】
【化６７】
【０１１８】
【化６８】
【０１１９】
【化６９】
【０１２０】
【化７０】
【０１２１】
【化７１】
【０１２２】
【化７２】
【０１２３】
【化７３】
【０１２４】
【化７４】
【０１２５】
【化７５】
【０１２６】
【化７６】
【０１２７】
【化７７】
【０１２８】
【化７８】
【０１２９】
【化７９】
【０１３０】
【化８０】
【０１３１】
なお、本発明の有機ＥＬ素子は、複数の発光層を備えていてもよい。
複数の発光層の発光波長は、それぞれ異なるものであってもよい。例えば、青赤緑の発光を示す発光層を備える構成とすれば、有機ＥＬ素子全体としては白色の発光を得ることができる。
ここで、本発明の発光層（蛍光発光層）に加えて他の発光層を追加する場合、他の発光層は、燐光ホストと燐光ドーパントとを有し、励起３重項エネルギーにより燐光発光を示す燐光発光層であってもよい。燐光発光によれば、蛍光発光と比較して高効率に発光を得ることができる。
【０１３２】
また、燐光発光層を設ける場合、蛍光発光層のホストから燐光ドーパントへの励起３重項エネルギー移動により、燐光発光を得る構成としてもよい。
この場合、電荷の再結合は蛍光発光層のみで発生し、燐光発光層ではエネルギー移動により発光が得られる。そこで、燐光発光層によって電荷がトラップされ、蛍光発光層への電荷注入量が減少することを防止するため、燐光ドーパントは、燐光ホストに対して質量比で１０％以下であることが好ましく、５％以下であることがより好ましい。
ここで、蛍光発光層の膜厚は、燐光発光層の膜厚よりも薄くすることが好ましい。
蛍光発光層は、ホストで生成された励起３重項エネルギーを燐光発光層に移動させるために薄いことが好ましく、その一方、燐光発光層は蛍光発光層から拡散してくる３重項エネルギーを受け止める必要があるため厚みをもっていることが好ましいからである。
【０１３３】
蛍光発光層に対して燐光発光層が陽極側に配設されている場合には、燐光ホストの正孔移動度が大きいことが好ましい。これにより燐光発光層を抜けて励起子生成層である蛍光発光層への正孔注入を容易にでき、電荷の再結合確率を高めることができる。この場合、燐光ホストの正孔移動度は、１×１０４〜１×１０６Ｖ／ｃｍの電界強度において、１×１０−５ｃｍ２／Ｖｓ以上であることが好ましい。特に、１×１０−４ｃｍ２／Ｖｓ以上であることがより好ましく、１×１０−３ｃｍ２／Ｖｓ以上であることがさらに好ましい。
また、蛍光発光層に対して燐光発光層が陰極側に配設されている場合には、燐光ホストの電子移動度が大きいことが好ましい。これにより燐光発光層を抜けて励起子生成層である蛍光発光層への電子注入を容易にでき、電荷の再結合確率を高めることができる。この場合、燐光ホストの電子移動度は、１×１０４〜１×１０６Ｖ／ｃｍの電界強度において、１×１０−５ｃｍ２／Ｖｓ以上であることが好ましい。特に、１×１０−４ｃｍ２／Ｖｓ以上であることがより好ましく、１×１０−３ｃｍ２／Ｖｓ以上であることがさらに好ましい。
【０１３４】
本発明では、前記有機薄膜層は、前記陰極と前記発光層との間に電子注入・輸送層を有し、前記電子注入・輸送層は、含窒素複素環誘導体を含むことが好ましい。
このような電子性能が高い含窒素複素環誘導体を電子注入輸送層として用いることにより、駆動電圧を低下させることができる。
特に、本発明においては、発光層（蛍光発光層および燐光発光層）が従来の蛍光発光層のホスト（例えばアントラセン誘導体）よりもワイドギャップなホストで構成されているため、電荷の注入障壁が大きくなり駆動電圧の上昇につながりやすい恐れがある。
この点、電子輸送性能の高い電子輸送層を備えることにより駆動電圧の上昇を回避することができる。
【０１３５】
電子注入層又は電子輸送層は、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。電子注入層又は電子輸送層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。
【０１３６】
【化８１】
【０１３７】
（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。
【０１３８】
【化８２】
【０１３９】
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、（Ａ）に示す骨格を含有する５員環もしくは６員環や、式（Ｂ）に示す構造のものが挙げられる。
【０１４０】
【化８３】
【０１４１】
（式中、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。）
【０１４２】
（式（Ｂ）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。）
【０１４３】
【化８４】
【０１４４】
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し、窒素原子複数個の場合は隣接しない結合位に有する骨格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（Ａ）と（Ｂ）もしくは（Ａ）と（Ｃ）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。
【０１４５】
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。
【０１４６】
【化８５】
【０１４７】
（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。）
【０１４８】
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。
【０１４９】
【化８６】
【０１５０】
（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、Ｌ１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。）
【０１５１】
ＨＡｒは、例えば、下記の群から選択される。
【０１５２】
【化８７】
【０１５３】
Ｌ１は、例えば、下記の群から選択される。
【０１５４】
【化８８】
【０１５５】
Ａｒ２は、例えば、下記の群から選択される。
【０１５６】
【化８９】
【０１５７】
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。
【０１５８】
【化９０】
【０１５９】
（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。
【０１６０】
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。
【０１６１】
【化９１】
【０１６２】
（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。）
【０１６３】
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。
【０１６４】
【化９２】
【０１６５】
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。
【０１６６】
【化９３】
【０１６７】
（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。）
【０１６８】
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。
【０１６９】
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。
【０１７０】
本発明では、前記陰極と前記有機薄膜層との界面領域に還元性ドーパントが添加されていることが好ましい。
このような構成によれば、有機ＥＬ素子における発光輝度の向上や長寿命化が図られる。
ここで、還元性ドーパントとは、電子輸送性化合物を還元できる物質と定義される。したがって、一定の還元性を有するものであれば、様々なものが用いられ、例えば、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、アルカリ金属の酸化物、アルカリ金属のハロゲン化物、アルカリ土類金属の酸化物、アルカリ土類金属のハロゲン化物、希土類金属の酸化物または希土類金属のハロゲン化物、アルカリ金属の有機錯体、アルカリ土類金属の有機錯体、希土類金属の有機錯体からなる群から選択される少なくとも一つの物質を好適に使用することができる。
【０１７１】
また、より具体的に、好ましい還元性ドーパントとしては、Ｌｉ（仕事関数：２．９ｅＶ）、Ｎａ（仕事関数：２．３６ｅＶ）、Ｋ（仕事関数：２．２８ｅＶ）、Ｒｂ（仕事関数：２．１６ｅＶ）およびＣｓ（仕事関数：１．９５ｅＶ）からなる群から選択される少なくとも１つのアルカリ金属や、Ｃａ（仕事関数：２．９ｅＶ）、Ｓｒ（仕事関数：２．０〜２．５ｅＶ）、およびＢａ（仕事関数：２．５２ｅＶ）からなる群から選択される少なくとも１つのアルカリ土類金属が挙げられる。仕事関数が２．９ｅＶ以下のものが特に好ましい。これらのうち、より好ましい還元性ドーパントは、Ｋ、ＲｂおよびＣｓからなる群から選択される少なくとも１つのアルカリ金属であり、さらに好ましくは、ＲｂまたはＣｓであり、最も好ましいのは、Ｃｓである。これらのアルカリ金属は、特に還元能力が高く、電子注入域への比較的少量の添加により、有機ＥＬ素子における発光輝度の向上や長寿命化が図られる。また、仕事関数が２．９ｅＶ以下の還元性ドーパントとして、これら２種以上のアルカリ金属の組み合わせも好ましく、特に、Ｃｓを含んだ組み合わせ、例えば、ＣｓとＮａ、ＣｓとＫ、ＣｓとＲｂあるいはＣｓとＮａとＫとの組み合わせであることが好ましい。Ｃｓを組み合わせて含むことにより、還元能力を効率的に発揮することができ、電子注入域への添加により、有機ＥＬ素子における発光輝度の向上や長寿命化が図られる。
【０１７２】
エネルギーギャップが大きいホスト材料を用いて発光層を形成した場合、ホスト材料のイオン化ポテンシャル（Ｉｐ）と正孔注入・輸送層等のＩｐとの差が大きくなり、発光層への正孔の注入が困難となる場合があり、十分な輝度を得るための駆動電圧が上昇するおそれがある。
このような場合、発光層に、正孔注入・輸送性の電荷注入補助剤を含有させることで、発光層への正孔注入を容易にし、駆動電圧を低下させることができる。
【０１７３】
電荷注入補助剤としては、例えば、一般的な正孔注入・輸送材料等が利用できる。
具体例としては、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。
【０１７４】
正孔注入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注入材料として使用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０１７５】
以下、本発明の好ましい実施形態について説明する。
【０１７６】
［有機ＥＬ素子］
本実施形態の有機ＥＬ素子１は、例えば、図１に示すように、透明基板２上に設けられた陽極３と、陰極４と、陽極３と陰極４との間に設けられた発光層５と、を備える。
発光層５は、ホストと、ドーパントと、アシストドーパントと、を含む。
また、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等を備えていてもよい。
さらに、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。
【０１７７】
図２は、発光層中の各材料のエネルギー関係を示す図である。
本発明の発光層中のホスト、ドーパント、アシストドーパントのエネルギーギャップおよびエネルギー準位について説明する（図２参照）。
エネルギーギャップとしては、ワイドギャップな順に並べると、ホスト、アシストドーパント、ドーパントの順である。
その一方、アフィニティ準位の小さい順に並べると、ホスト、ドーパント、アシストドーパントの順である。
このような発光層の構成において、発光層に電荷（正孔、電子）が注入されると、正孔はホストまたはアシストドーパントに注入される一方、電子は主にホストに注入される。また、一部の電子はアシストドーパントに注入されることもあるが、ホストより濃度が低くアシストドーパントよりアフィニティ準位の低いドーパントには電子が注入されにくい。
【０１７８】
ここで、本発明においては短波長の青色発光を所望であることから、このようなワイドギャップな発光ドーパントとして式（３）で表されるアミン化合物としている。これにより短波長の青色発光が得られる。
その一方、このアミン化合物に電子が直接に注入されると、分子劣化が進み寿命が短くなりやすいという問題がある。
ここで、アミン化合物ドーパントに直接に電子が注入されない構成とするために、アフィニティ準位がドーパントよりも高い化合物をホストとして利用することが考えられる。
これにより、電子はアフィニティ準位が高いホストに注入されるため、アミン化合物ドーパントの寿命を延ばすことができる。
アミン化合物に対してこのような条件を満たす材料としてはフルオランテン化合物が挙げられる。
しかしながら、フルオランテン化合物は濃度が高すぎると、会合して２量体、３量体を形成しやすい。するとπ結合の共有が長くなってエネルギーギャップが小さくなってしまい、ホストとして十分に機能せず、発光効率が非常に小さくなる。さらには、２量体フルオランテンからの発光も生じていまい、色純度が悪くなるという問題が生じる。
そこで、本発明では、アミン化合物よりも大きなエネルギーギャップを有する材料をホスト材料として発光層を形成し、この発光層に、アミン化合物を発光ドーパントとしてドープし、さらに、フルオランテン化合物をアシストドーパントとしてドープすることとした。
この構成により、電子は、主にはホストに注入され、一部がアシストドーパントであるフルオランテン化合物に注入される。そして、アミン化合物ドーパントには電子が注入されにくいので、アミン化合物の劣化を防止して長寿命とすることができる。
また、フルオランテンの濃度が低いのでフルオランテン化合物の会合を防止できる。さらに、アシストドーパントのエネルギーギャップが大きいので、ホストのみならずアシストドーパントにおいて生成した励起エネルギーによっても、ドーパントであるアミン化合物を励起することができる。
これにより、短波長の青色でありながら極めて長寿命の有機ＥＬ素子を実現するという画期的な効果を奏する。
【０１７９】
ここで、ホストに対するドーパントのドープ濃度は特に限定されるものではないが、０．５％〜１０％程度とすることが例として挙げられる。
また、ホストに対するアシストドーパントのドープ濃度は特に限定されるものではないが、例えば、０．５％〜２０％とすることができる。このアシストドーパントのドープ濃度としては、会合を防止できる程度の濃度の低さであればよく、通常の発光ドーパントで用いられるドープ濃度よりも高くてもよい。
【実施例１】
【０１８０】
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。
なお、下の表２には、各材料の物性値を記載したところ、これら物性値は次のように測定した。
３重項エネルギーギャップＥｇは、燐光発光スペクトルに基づいて規定した。
すなわち、各材料をＥＰＡ溶媒（容積比でジエチルエーテル：イソペンタン：エタノール＝５：５：２）に１０μｍｏｌ／Ｌで溶解し、燐光測定用試料とする。
そして、燐光測定用試料を石英セルに入れ、７７Ｋに冷却し、励起光を照射し、放射される燐光の波長を測定する。
得られた燐光スペクトルの短波長側の立ちあがりに対して接線を引き、この接線とベースラインとの交点の波長値をエネルギーに換算した値を３重項エネルギーギャップＥｇ（Ｔ）とする。
なお、測定には市販の測定装置Ｆ−４５００（日立製）を用いた。
【０１８１】
ここで、アフィニティ準位Ｅａ（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Ｅａ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（Ｓ）とにより次のように規定する。
Ａｆ＝Ｉｐ−Ｅｇ（Ｓ）
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（Ｓ）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た。
【０１８２】
［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、透明電極を覆うようにして厚さ５５ｎｍの４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル膜（以下「ＮＰＤ膜」と略記する。）を抵抗加熱蒸着により成膜した。このＮＰＤ膜は正孔注入・輸送層として機能する。
次に、ＮＰＤ膜上に、赤色燐光ホストとして、ＣＢＰを抵抗加熱蒸着により厚さ５ｎｍで成膜した。同時に赤色の燐光ドーパントとして、下記の化合物（ＰＤ）を、ＣＢＰに対し質量比で５％になるように蒸着した。この膜は、赤色燐光発光層として機能する。
続いて、この赤色燐光発光層上に、緑色燐光ホストとして、ＣＢＰを抵抗加熱蒸着により厚さ１０ｎｍで成膜した。同時に緑色の燐光ドーパントとして、Ｉｒ（ｐｐｙ）３を、ＣＢＰに対し質量比で５％になるように蒸着した。この膜は、緑色燐光発光層として機能する。
次に、この緑色燐光発光層上に、蛍光ホストとして、ＣＢＰを抵抗加熱蒸着により厚さ１０ｎｍで成膜した。同時に青色の蛍光ドーパントとして、下記の化合物（ＢＤ１）を、ＣＢＰに対し質量比で５％になるように蒸着した。また、同時にアシストドーパントとして下記の化合物（ＡＤ１）を、ＣＢＰに対し質量比で２％になるように蒸着した。この膜は、蛍光発光層として機能する。
赤色燐光発光層、緑色燐光発光層および蛍光発光層は、全体として白色の発光を示す発光層として機能する。
この蛍光発光層上に、下記の化合物（ＨＢ）を膜厚１０ｎｍで成膜した。これは、正孔ブロック層として機能する。
さらに、この膜上に膜厚３０ｎｍのトリス（８−キノリノール）アルミニウム（Ａｌｑ）錯体を成膜した。これは、電子注入層として機能する。
この後、ＬｉＦを０．５ｎｍ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。
【０１８３】
【化９４】
【０１８４】
［実施例２］
化合物（ＡＤ１）の代わりに下記の化合物（ＡＤ２）をアシストドーパントとした以外は、実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
【０１８５】
【化９５】
【０１８６】
［実施例３］
ＣＢＰの代わりに下記の化合物（Ｈ１）を赤色燐光ホストとした以外は、実施例２と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
【０１８７】
【化９６】
【０１８８】
［実施例４］
ＣＢＰの代わりに下記の化合物（Ｈ２）を蛍光ホストとした以外は、実施例３と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
【０１８９】
【化９７】
【０１９０】
［実施例５］
ＮＰＤ膜上に、ＣＢＰの代わりに化合物（Ｈ１）を蛍光ホストとし、化合物（ＡＤ２）の代わりに下記の化合物（ＡＤ３）をアシストドーパントとした蛍光発光層を設け、この蛍光発光層上に赤色燐光発光層を設けて、緑色燐光発光層を省略した以外は、実施例３と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
【０１９１】
【化９８】
【０１９２】
［実施例６］
化合物（Ｈ１）の代わりに下記の化合物（Ｈ３）を蛍光ホストとした以外は、実施例５と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
【０１９３】
【化９９】
【０１９４】
［実施例７］
化合物（ＢＤ）の代わりに下記の化合物（ＢＤ２）を蛍光ドーパントとし、化合物（ＡＤ３）の代わりに化合物（Ｈ１）をアシストドーパントとし、赤色燐光発光層上に、化合物（Ｈ２）を緑色燐光ホストとしＩｒ（ｐｐｙ）３を緑色燐光ドーパントとする緑色燐光発光層を設けた以外は、実施例６と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
【０１９５】
【化１００】
【０１９６】
［実施例８］
実施例８は、実施例５と積層順を変えて、ＮＰＤの正孔注入層の上に燐光発光層を形成し、さらに、その上に蛍光発光層を形成した。
加えて、蛍光発光層と正孔ブロック層との間に緑色燐光発光層を形成した。この緑色燐光層は実施例７と同様である。
［実施例９］
Ａｌｑの代わりに下記の化合物（Ｅ）を電子注入材料として用いた以外は、実施例６と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
【０１９７】
【化１０１】
【０１９８】
［実施例１０］
赤色燐光発光層および緑色燐光発光層を省略した以外は、実施例２と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
［実施例１１］
ＣＢＰの代わりに化合物（Ｈ１）を蛍光ホストとした以外は、実施例１０と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
［実施例１２］
蛍光発光層に、蛍光ドーパントに加え、赤色燐光ドーパントとして化合物（ＰＤ）を、緑色燐光ドーパントとしてＩｒ（ｐｐｙ）３を、ＣＢＰに対し質量比でそれぞれ０．１％、０．５％になるように蒸着した以外は、実施例１０と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
［実施例１３］
ＣＢＰの代わりに化合物（Ｈ２）を蛍光ホストとした以外は、実施例１２と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
［実施例１４］
化合物（ＢＤ１）の代わりに化合物（ＢＤ２）を蛍光ホストとした以外は、実施例１３と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
【０１９９】
［比較例１］
蛍光発光層にアシストドーパントを含まない構成とした以外は、実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
［比較例２］
ＣＢＰの代わりにＴＢＡＤＮ（ｔ−ブチルアントラセンジナフチル）を蛍光ホストとした以外は、比較例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
［比較例３］
蛍光発光層にアシストドーパントを含まない構成とした以外は、実施例５と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
【０２００】
［比較例４］
蛍光発光層にアシストドーパントを含まない構成とした以外は、実施例６と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
［比較例５］
蛍光発光層にアシストドーパントを含まない構成とした以外は、実施例１０と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
［比較例６］
蛍光発光層にアシストドーパントを含まない構成とした以外は、実施例１１と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
【０２０１】
［有機ＥＬ素子の評価］
以上のように作製した有機ＥＬ素子を、１ｍＡ／ｃｍ２の直流電流により発光させ、発光色度と、輝度（Ｌ）と、電圧と、を測定した。これを基に、外部量子効率（ＥＱＥ、％）を求めた。また、初期輝度１０００ｃｄ／ｍ２で直流の連続通電試験を行って各有機ＥＬ素子の半減寿命を測定した。
その結果を下記の表１に、また、各材料のイオン化ポテンシャル（Ｉｐ）、アフィニティ準位（Ｅａ）、励起１重項エネルギーギャップ（Ｅｇ（Ｓ））、励起３重項エネルギーギャップ（Ｅｇ（Ｔ））を下記の表２に示す。
【０２０２】
【表１】
【０２０３】
【表２】
【０２０４】
表１から明らかなように、本発明のホスト材料を用いて構成した実施例１〜１４の有機ＥＬ素子は、寿命が長く効率が高い。
これに対し、蛍光発光層にアシストドーパントを含まない比較例１〜６では、寿命が短い。
特に、実施例１０と比較例５と比較した場合、または、実施例１１と比較例６とを比較した場合に、アシストドーパントをドープした実施例１０、１１では長寿命であるのに対し、アシストドーパントを有しない比較例５、６は極めて短寿命であり、本発明の優れた作用効果が実証された。
【産業上の利用可能性】
【０２０５】
本発明は、寿命が長く効率が高い有機ＥＬ素子として利用できる。
【図面の簡単な説明】
【０２０６】
【図１】本実施形態の有機ＥＬ素子の構成を示す図。
【図２】発光層中の各材料のエネルギー関係を示す図。
【符号の説明】
【０２０７】
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
【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有機薄膜層と、を備えた有機ＥＬ素子であって、
前記有機薄膜層は、ホストと、ドーパントと、アシストドーパントと、を含む発光層を有し、
前記ドーパントの最低励起１重項エネルギーギャップＥｇ（Ｓ）Ｄ、前記アシストドーパントの最低励起１重項エネルギーギャップＥｇ（Ｓ）ＡＤは、Ｅｇ（Ｓ）Ｄ＜Ｅｇ（Ｓ）ＡＤの関係であり、
前記ホストの最低励起三重項エネルギーは２．２ｅＶ以上であり、
前記アシストドーパントは、クリセン誘導体、フェナントレン誘導体、トリフェニレン誘導体、ピレン誘導体、アントラセン誘導体、フルオランテン誘導体の群から選択される
ことを特徴とする有機ＥＬ素子。
【請求項２】
陽極と、陰極と、前記陽極と前記陰極との間に設けられた有機薄膜層と、を備えた有機ＥＬ素子であって、
前記有機薄膜層は、ホストと、ドーパントと、アシストドーパントと、を含む発光層を有し、
前記ドーパントの最低励起１重項エネルギーギャップＥｇ（Ｓ）Ｄ、前記アシストドーパントの最低励起１重項エネルギーギャップＥｇ（Ｓ）ＡＤは、ＥｇＤ＜ＥｇＡＤの関係であり、
前記ホストの最低励起三重項エネルギーは２．２ｅＶ以上であり、
前記ホストのアフィニティ準位ＡｆＨ、前記ドーパントのアフィニティ準位ＡｆＤ、前記アシストドーパントのアフィニティ準位ＡｆＡＤは、
ＡｆＡＤ＞ＡｆＤ＞ＡｆＨの関係を満たす
ことを特徴とする有機ＥＬ素子。
【請求項３】
陽極と、陰極と、前記陽極と前記陰極との間に設けられた有機薄膜層と、を備えた有機ＥＬ素子であって、
前記有機薄膜層は、ホストと、ドーパントと、アシストドーパントと、を含む発光層を有し、
前記ドーパントの最低励起１重項エネルギーギャップＥｇ（Ｓ）Ｄ、前記アシストドーパントの最低励起１重項エネルギーギャップＥｇ（Ｓ）ＡＤは、ＥｇＤ＜ＥｇＡＤの関係であり、
前記ホストの最低励起三重項エネルギーは２．２ｅＶ以上であり、
前記ホストのアフィニティ準位ＡｆＨと前記アシストドーパントのアフィニティ準位ＡｆＡＤとは、ＡｆＡＤ＞ＡｆＨの関係を満たし、
前記アシストドーパントは、クリセン誘導体、フェナントレン誘導体、トリフェニレン誘導体、ピレン誘導体、アントラセン誘導体、フルオランテン誘導体の群から選択される
ことを特徴とする有機ＥＬ素子。
【請求項４】
陽極と、陰極と、前記陽極と前記陰極との間に設けられた有機薄膜層と、を備えた有機ＥＬ素子であって、
前記有機薄膜層は、ホストと、ドーパントと、アシストドーパントと、を含む発光層を有し、
前記ドーパントの最低励起１重項エネルギーギャップＥｇ（Ｓ）Ｄ、前記アシストドーパントの最低励起１重項エネルギーギャップＥｇ（Ｓ）ＡＤは、ＥｇＤ＜ＥｇＡＤの関係であり、
前記有機発光層は前記発光層に加えて、燐光ホストと燐光ドーパントを含有する第２発光層を有し、
前記燐光ドーパントの最低励起三重項エネルギーギャップＥｇ（Ｔ）ｐＤは前記ホストの最低励起三重項エネルギーギャップＥｇ（Ｔ）Ｈ以下である
ことを特徴とする有機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、
前記ホストは、下記式（１）で表される化合物であり、
【化１】
（式中、Ｒ３及びＲ４は置換基を表す。ｎ３及びｎ４は０〜３の整数を表す。Ａ１及びＡ２は、下記一般式（２）で表される置換基を表す。）
【化２】
（式中、Ｚ１及びＺ２は置換基を有してもよい芳香族複素環または芳香族炭化水素環を表し、Ｚ３は２価の連結基または単なる結合手を表す。）
前記アシストドーパントは、クリセン誘導体、フェナントレン誘導体、トリフェニレン誘導体、ピレン誘導体、アントラセン誘導体、フルオランテン誘導体の群から選択される
ことを特徴とする有機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、
前記ホストは、クリセン誘導体、フェナントレン誘導体、トリフェニレン誘導体の群から選択され、
前記アシストドーパントは、ピレン誘導体、アントラセン誘導体、フルオランテン誘導体の群から選択される
ことを特徴とする有機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、
前記ドーパントは、下記式（２０）で表されるアミン化合物である
ことを特徴とする有機ＥＬ素子。
【化３】
（式（２０）中、Ｐは、置換もしくは無置換の核炭素数６〜４０の芳香族炭化水素基、置換もしくは無置換の核原子数３〜４０の複素環基、又は置換もしくは無置換のスチリル基である。ｋは、１〜３の整数である。
Ａｒ１〜Ａｒ４は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の核炭素数６〜４０の芳香族炭化水素基又は置換もしくは無置換の核原子数３〜４０の複素環基であり、ｓは、０〜４の整数である。
Ａｒ１、Ａｒ２、Ｐの中の任意に選ばれる２つの隣接する置換基同士は互いに結合して環を形成してもよい。ｋが２以上のときは、Ｐは同一でも異なっていてもよい。）
【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、
前記アシストドーパントは、下記式（２１）〜（２４）のいずれかで表されるフルオランテン誘導体である
ことを特徴とする有機ＥＬ素子。
【化４】
（式（２１）〜（２４）において、Ｘ１〜Ｘ５２は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは無置換の直鎖、分岐もしくは環状の炭素原子数１〜３０のアルキル基、置換もしくは無置換の直鎖、分岐もしくは環状の炭素原子数１〜３０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の直鎖、分岐もしくは環状の炭素原子数１〜３０のアルキルチオ基、置換もしくは無置換の直鎖、分岐もしくは環状の炭素原子数２〜３０のアルケニル基、置換もしくは無置換の直鎖、分岐もしくは環状の炭素原子数２〜３０のアルケニルオキシ基、置換もしくは無置換の直鎖、分岐もしくは環状の炭素原子数２〜３０のアルケニルチオ基、置換もしくは無置換の炭素原子数７〜３０のアラルキル基、置換もしくは無置換の炭素原子数７〜３０のアラルキルオキシ基、置換もしくは無置換の炭素原子数７〜３０のアラルキルチオ基、置換もしくは無置換の炭素原子数６〜２０のアリール基、置換もしくは無置換の炭素原子数６〜２０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の炭素原子数６〜２０のアリールチオ基、置換もしくは無置換の炭素原子数２〜３０のアミノ基、シアノ基、シリル基、水酸基、−ＣＯＯＲ１ｅ基（基中、Ｒ１ｅは水素原子、置換もしくは無置換の直鎖、分岐もしくは環状の炭素原子数１〜３０のアルキル基、置換もしくは無置換の直鎖、分岐もしくは環状の炭素原子数２〜３０のアルケニル基、置換もしくは無置換の炭素原子数７〜３０のアラルキル基、または、置換もしくは無置換の炭素原子数６〜３０のアリール基を表す）、−ＣＯＲ２ｅ基（基中、Ｒ２ｅは水素原子、置換もしくは無置換の直鎖、分岐もしくは環状の炭素原子数１〜３０のアルキル基、置換もしくは無置換の直鎖、分岐もしくは環状の炭素原子数２〜３０のアルケニル基、置換もしくは無置換の炭素原子数７〜３０のアラルキル基、置換もしくは無置換の炭素原子数６〜３０のアリール基、または、アミノ基を表す）、−ＯＣＯＲ３ｅ基（基中、Ｒ３ｅは置換もしくは無置換の直鎖、分岐もしくは環状の炭素原子数１〜３０のアルキル基、置換もしくは無置換の直鎖、分岐もしくは環状の炭素原子数２〜３０のアルケニル基、置換もしくは無置換の炭素原子数７〜３０のアラルキル基、置換もしくは無置換の炭素原子数６〜３０のアリール基を表す）を表し、さらに、Ｘ１〜Ｘ５２のうち、隣接する基及び各基の置換基は、互いに結合して、置換もしくは無置換の炭素環を形成していてもよい。）
【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、
前記有機薄膜層は、前記陰極と前記発光層との間に電子注入・輸送層を有し、
前記電子注入・輸送層は、含窒素複素環誘導体を含む
ことを特徴とする有機ＥＬ素子。
【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有機薄膜層と、を備えた有機ＥＬ素子であって、
前記有機薄膜層は、ホストと、ドーパントと、アシストドーパントと、を含む発光層を有し、
前記ドーパントの最低励起１重項エネルギーギャップＥｇ（Ｓ）Ｄ、前記アシストドーパントの最低励起１重項エネルギーギャップＥｇ（Ｓ）ＡＤは、Ｅｇ（Ｓ）Ｄ＜Ｅｇ（Ｓ）ＡＤの関係であり、
前記ホストの最低励起三重項エネルギーは２．２ｅＶ以上であり、
前記アシストドーパントは、クリセン誘導体、フェナントレン誘導体、トリフェニレン誘導体、ピレン誘導体、アントラセン誘導体、フルオランテン誘導体の群から選択される
ことを特徴とする有機ＥＬ素子。
【請求項２】
陽極と、陰極と、前記陽極と前記陰極との間に設けられた有機薄膜層と、を備えた有機ＥＬ素子であって、
前記有機薄膜層は、ホストと、ドーパントと、アシストドーパントと、を含む発光層を有し、
前記ドーパントの最低励起１重項エネルギーギャップＥｇ（Ｓ）Ｄ、前記アシストドーパントの最低励起１重項エネルギーギャップＥｇ（Ｓ）ＡＤは、ＥｇＤ＜ＥｇＡＤの関係であり、
前記ホストの最低励起三重項エネルギーは２．２ｅＶ以上であり、
前記ホストのアフィニティ準位ＡｆＨ、前記ドーパントのアフィニティ準位ＡｆＤ、前記アシストドーパントのアフィニティ準位ＡｆＡＤは、
ＡｆＡＤ＞ＡｆＤ＞ＡｆＨの関係を満たす
ことを特徴とする有機ＥＬ素子。
【請求項３】
陽極と、陰極と、前記陽極と前記陰極との間に設けられた有機薄膜層と、を備えた有機ＥＬ素子であって、
前記有機薄膜層は、ホストと、ドーパントと、アシストドーパントと、を含む発光層を有し、
前記ドーパントの最低励起１重項エネルギーギャップＥｇ（Ｓ）Ｄ、前記アシストドーパントの最低励起１重項エネルギーギャップＥｇ（Ｓ）ＡＤは、ＥｇＤ＜ＥｇＡＤの関係であり、
前記ホストの最低励起三重項エネルギーは２．２ｅＶ以上であり、
前記ホストのアフィニティ準位ＡｆＨと前記アシストドーパントのアフィニティ準位ＡｆＡＤとは、ＡｆＡＤ＞ＡｆＨの関係を満たし、
前記アシストドーパントは、クリセン誘導体、フェナントレン誘導体、トリフェニレン誘導体、ピレン誘導体、アントラセン誘導体、フルオランテン誘導体の群から選択される
ことを特徴とする有機ＥＬ素子。
【請求項４】
陽極と、陰極と、前記陽極と前記陰極との間に設けられた有機薄膜層と、を備えた有機ＥＬ素子であって、
前記有機薄膜層は、ホストと、ドーパントと、アシストドーパントと、を含む発光層を有し、
前記ドーパントの最低励起１重項エネルギーギャップＥｇ（Ｓ）Ｄ、前記アシストドーパントの最低励起１重項エネルギーギャップＥｇ（Ｓ）ＡＤは、ＥｇＤ＜ＥｇＡＤの関係であり、
前記有機発光層は前記発光層に加えて、燐光ホストと燐光ドーパントを含有する第２発光層を有し、
前記燐光ドーパントの最低励起三重項エネルギーギャップＥｇ（Ｔ）ｐＤは前記ホストの最低励起三重項エネルギーギャップＥｇ（Ｔ）Ｈ以下である
ことを特徴とする有機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、
前記ホストは、下記式（１）で表される化合物であり、
【化１】
（式中、Ｒ３及びＲ４は置換基を表す。ｎ３及びｎ４は０〜３の整数を表す。Ａ１及びＡ２は、下記一般式（２）で表される置換基を表す。）
【化２】
（式中、Ｚ１及びＺ２は置換基を有してもよい芳香族複素環または芳香族炭化水素環を表し、Ｚ３は２価の連結基または単なる結合手を表す。）
前記アシストドーパントは、クリセン誘導体、フェナントレン誘導体、トリフェニレン誘導体、ピレン誘導体、アントラセン誘導体、フルオランテン誘導体の群から選択される
ことを特徴とする有機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、
前記ホストは、クリセン誘導体、フェナントレン誘導体、トリフェニレン誘導体の群から選択され、
前記アシストドーパントは、ピレン誘導体、アントラセン誘導体、フルオランテン誘導体の群から選択される
ことを特徴とする有機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、
前記ドーパントは、下記式（２０）で表されるアミン化合物である
ことを特徴とする有機ＥＬ素子。
【化３】
（式（２０）中、Ｐは、置換もしくは無置換の核炭素数６〜４０の芳香族炭化水素基、置換もしくは無置換の核原子数３〜４０の複素環基、又は置換もしくは無置換のスチリル基である。ｋは、１〜３の整数である。
Ａｒ１〜Ａｒ４は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の核炭素数６〜４０の芳香族炭化水素基又は置換もしくは無置換の核原子数３〜４０の複素環基であり、ｓは、０〜４の整数である。
Ａｒ１、Ａｒ２、Ｐの中の任意に選ばれる２つの隣接する置換基同士は互いに結合して環を形成してもよい。ｋが２以上のときは、Ｐは同一でも異なっていてもよい。）
【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、
前記アシストドーパントは、下記式（２１）〜（２４）のいずれかで表されるフルオランテン誘導体である
ことを特徴とする有機ＥＬ素子。
【化４】
（式（２１）〜（２４）において、Ｘ１〜Ｘ５２は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは無置換の直鎖、分岐もしくは環状の炭素原子数１〜３０のアルキル基、置換もしくは無置換の直鎖、分岐もしくは環状の炭素原子数１〜３０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の直鎖、分岐もしくは環状の炭素原子数１〜３０のアルキルチオ基、置換もしくは無置換の直鎖、分岐もしくは環状の炭素原子数２〜３０のアルケニル基、置換もしくは無置換の直鎖、分岐もしくは環状の炭素原子数２〜３０のアルケニルオキシ基、置換もしくは無置換の直鎖、分岐もしくは環状の炭素原子数２〜３０のアルケニルチオ基、置換もしくは無置換の炭素原子数７〜３０のアラルキル基、置換もしくは無置換の炭素原子数７〜３０のアラルキルオキシ基、置換もしくは無置換の炭素原子数７〜３０のアラルキルチオ基、置換もしくは無置換の炭素原子数６〜２０のアリール基、置換もしくは無置換の炭素原子数６〜２０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の炭素原子数６〜２０のアリールチオ基、置換もしくは無置換の炭素原子数２〜３０のアミノ基、シアノ基、シリル基、水酸基、−ＣＯＯＲ１ｅ基（基中、Ｒ１ｅは水素原子、置換もしくは無置換の直鎖、分岐もしくは環状の炭素原子数１〜３０のアルキル基、置換もしくは無置換の直鎖、分岐もしくは環状の炭素原子数２〜３０のアルケニル基、置換もしくは無置換の炭素原子数７〜３０のアラルキル基、または、置換もしくは無置換の炭素原子数６〜３０のアリール基を表す）、−ＣＯＲ２ｅ基（基中、Ｒ２ｅは水素原子、置換もしくは無置換の直鎖、分岐もしくは環状の炭素原子数１〜３０のアルキル基、置換もしくは無置換の直鎖、分岐もしくは環状の炭素原子数２〜３０のアルケニル基、置換もしくは無置換の炭素原子数７〜３０のアラルキル基、置換もしくは無置換の炭素原子数６〜３０のアリール基、または、アミノ基を表す）、−ＯＣＯＲ３ｅ基（基中、Ｒ３ｅは置換もしくは無置換の直鎖、分岐もしくは環状の炭素原子数１〜３０のアルキル基、置換もしくは無置換の直鎖、分岐もしくは環状の炭素原子数２〜３０のアルケニル基、置換もしくは無置換の炭素原子数７〜３０のアラルキル基、置換もしくは無置換の炭素原子数６〜３０のアリール基を表す）を表し、さらに、Ｘ１〜Ｘ５２のうち、隣接する基及び各基の置換基は、互いに結合して、置換もしくは無置換の炭素環を形成していてもよい。）
【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、
前記有機薄膜層は、前記陰極と前記発光層との間に電子注入・輸送層を有し、
前記電子注入・輸送層は、含窒素複素環誘導体を含む
ことを特徴とする有機ＥＬ素子。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１０−２４５０６１（Ｐ２０１０−２４５０６１Ａ）
【公開日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１７９１１５（Ｐ２００７−１７９１１５）
【出願日】平成１９年７月７日（２００７．７．７）
【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２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年７月７日（２００７．７．７）
【出願人】（０００１８３６４６）出光興産株式会社 (2,069)
【Ｆターム（参考）】
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