JP2004067658A - 有機金属錯体、およびこれを用いた有機電界発光素子 - Google Patents
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Abstract
【課題】特に長波長発光における色純度の向上、発光の高効率化、および素子の長寿命化が可能な新規有機金属錯体と、この有機金属錯体を使用した長寿命で高発光効率の有機電界発光素子を提供する。
【解決手段】一般式（１）で表される有機金属錯体。基板上に陽極、発光層、および陰極が順次積層されてなる有機電界発光素子において、発光層がこの有機金属錯体を含有する有機電界発光素子。
【化１１９】
【選択図】 なし
【解決手段】一般式（１）で表される有機金属錯体。基板上に陽極、発光層、および陰極が順次積層されてなる有機電界発光素子において、発光層がこの有機金属錯体を含有する有機電界発光素子。
【化１１９】
【選択図】 なし
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は新規な燐光色素として有用な有機金属錯体と、このような有機金属錯体を用いた、薄膜型有機電界発光（ＥＬ）デバイスや近赤外発光材料に用いられる有機電界発光素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
これまで、有機電界発光素子には蛍光性色素が数多く用いられてきたが、フラットパネル・ディスプレイ等の表示、蛍光灯や標識灯等の光源、さらには近赤外発光材料として応用するためには、素子の発光効率をさらに改善する必要があり、新たな発光材料の開発が求められている。
【０００３】
近年、素子の発光効率を上げる試みの一つとして、３重項励起状態からの発光、すなわち燐光を利用した燐光色素の利用が注目を集めている。燐光を用いた場合には従来の１重項励起状態からの発光（蛍光）に比べて、約４倍の取り出し効率が可能となり、高効率化が期待されるからである。
【０００４】
実際、下記の構造で表される有機イリジウム錯体（２）を４，４’−ジ（Ｎ−カルバゾリル）ビフェニル（ＣＢＰ）にドープさせることにより、発光波長５１０ｎｍの緑色発光を示し、その外部量子効率は１３％と従来の１重項発光素子の量子効率限界値（５％）を大きく上回ることが報告されている（Ａｐｐｌ． Ｐｈｙｓ． Ｌｅｔｔ．， ７５巻、４項、１９９９年）。
【０００５】
【化３】
【０００６】
さらに上記有機イリジウム錯体（２）に種々の置換基を導入してなる下記有機イリジウム錯体（３）を使用することにより、錯体間の燐光の自己消光を制御したり（Ａｄｖ． Ｍａｔｅｒ．， ２００１， １３， １２４５）、発光波長のチューニングが可能であることも報告されている（Ｃｈｅｍ． Ｃｏｍｍｕｎ．， ２００１， １４９４， Ａｐｐｌ． Ｐｈｙｓ． Ｌｅｔｔ．， ２００１， ７９， ４４９）。
【０００７】
【化４】
【０００８】
また最近、Ｔｈｏｍｐｓｏｎらは２核錯体を経由したイリジウム錯体の簡便な合成法により、種々の有機イリジウム錯体を開発し、青色から赤色までの有機電界発光素子を達成している。たとえば、下記に示す有機イリジウム錯体（４）、（５）を用いた場合には、緑色よりも長波長に発光を有し、かつ従来の一重項発光素子に比べて高効率の電界発光素子になることが明らかにされている（Ｉｎｏｒｇ． Ｃｈｅｍ．， ２００１， ４０，１０７４， Ｊ． Ａｍ． Ｃｈｅｍ． Ｓｏｃ．， ２００１， １２３， ４３０４．， ＷＯ ０１／４１５１２号公報）。
【０００９】
【化５】
【００１０】
また、ＷＯ ０１／３４５１８３号公報には、下記の有機イリジウム錯体（６）が発光波長６２３ｎｍ、外部発光効率１０．９％という高輝度の赤色発光材料であることが記載されている。
【００１１】
【化６】
【００１２】
さらに、最近ではイリジウム錯体を用いた青色燐光材料の開発もさかんに行われており、現状ではフッ素原子を置換基にもつイリジウム錯体が有力視されている（Ａｐｐｌ． Ｐｈｙｓ． Ｌｅｔｔ．， ２００１， ７９， ２０８２， ＷＯ ０２／１５６４５号公報， 特開 ２００２−１１７９７８号公報， ＷＯ ０２／０２７１４号公報）。
【００１３】
【化７】
【００１４】
なお、配位子にアリールアミノ基を有するイリジウム錯体の例として、Ｔｈｏｍｐｓｏｎらにより、下記の有機イリジウム錯体（１０）が報告されている（ＷＯ ０１／４１５１２号公報）。
【００１５】
【化８】
【００１６】
【特許文献１】
ＷＯ ０２／１５６４５号公報
【特許文献２】
特開 ２００２−１１７９７８号公報
【特許文献３】
ＷＯ ０２／０２７１４号公報
【特許文献４】
ＷＯ ０１／４１５１２号公報
【非特許文献１】
Ａｐｐｌ． Ｐｈｙｓ． Ｌｅｔｔ．， ２００１， ７９， ２０８２
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、有機ＥＬ材料などへの実用化のためには、さらなる色純度の調整、低駆動電圧化、安定性、耐久性などの多くの問題が残されている。なかでも低駆動電圧化は、省エネルギー、素子の長寿命化にもつながるため、最優先すべき課題である。
【００１８】
本発明は、上記従来の実状に鑑みてなされたものであって、特に長波長発光における色純度の向上、発光の高効率化、低駆動電圧化、および素子の長寿命化が可能な新規有機金属錯体と、この有機金属錯体を使用した長寿命で高発光効率の有機電界発光素子を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明の有機金属錯体は、下記一般式（１）で表されることを特徴とする。
【００２０】
【化９】
（式中、ＪはＩｒ、Ｏｓ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｐｄのいずれかの元素を示す。
ｌ、ｍはアリールアミノ基の数を表し、各々独立に１または２である。
ｌ’、ｍ’は各々独立に０、１または２であり、ｌ’＋ｍ’≧１である。
ｐはＪの価数を表し、１、２または３である。
ｑは配位子の数を表し、１、２または３である。
ＸおよびＹは、各々独立に、下記式
【化１０】
で表される２座配位子の一部を構成する酸素原子、窒素原子または炭素原子を表し、（Ｘ，Ｙ）は（Ｃ，Ｎ）、（Ｏ，Ｏ）または（Ｏ，Ｎ）である。
Ｚａ、Ｚｂは各々独立に直接結合、もしくは２価または３価の連結基を表す。
Ａｒａ及びＡｒｃは各々独立に、アルキル基、芳香族炭化水素基または芳香族複素環基を表し、これらはいずれも置換基を有していてもよい。ＡｒｂおよびＡｒｄは各々独立に、置換基を有していても良い、芳香族炭化水素基または芳香族複素環基を表す。また、ＡｒａとＡｒｂ、および／またはＡｒｃとＡｒｄが結合して縮合環を形成していても良く、該縮合環は置換されていても良い。
Ｚａが２価または３価の連結基を表す場合、ＡｒａとＺａ、および／またはＡｒｂとＺａが互いに結合して、置換基を有していても良い環を形成していても良く、Ｚｂが２価または３価の連結基を表す場合、ＡｒｃとＺｂ、および／またはＡｒｄとＺｂが互いに結合して、置換基を有していても良い環を形成していても良い。
環ａは、置換基を有していても良い、芳香族炭化水素基もしくは芳香族複素環基を表す。
環ｂは、置換基を有していても良い芳香族複素環基を表す。
Ｚａが直接結合の場合、Ａｒａと環ａ、および／またはＡｒｂと環ａが結合して、置換基を有していても良い環を形成していても良く、Ｚｂが直接結合の場合、Ａｒｃと環ｂ、および／またはＡｒｄと環ｂが結合して、置換基を有していても良い環を形成していても良い。）
【００２１】
本発明者らは、鋭意検討を重ね、上記一般式（１）で表されるアリールアミノ基を有するＣＮ２座配位子をもつ有機金属錯体が、優れた性能を有する３重項燐光材料であることを知見し、本発明を達成した。
【００２２】
前述の如く、従来において、配位子にアリールアミノ基を有する有機イリジウム錯体（１０）は既に知られているが、この有機イリジウム錯体（１０）では、アリールアミノ基が発光配位子と直接結合していないため、結合を介した電荷移動が起こらず、ホッピングによる電荷移動のみが起こるので、アリールアミノ基の存在が電荷移動度にそれほど大きな影響は与えないことが考えられる。
【００２３】
そこで、この問題点を克服するために、本発明者らはＣＮ発光配位子にアリールアミノ基を導入することを試みた結果、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００２４】
特に、比較的長波長の発光を有する錯体の場合、電荷輸送性材料やホスト材料とのバンドギャップが大きくなるため、さらに電荷移動が起こりにくく、高電圧化や発光効率低下にも繋がることが予想される。
【００２５】
本発明は、比較的長波長の発光を有する燐光材料、例えば最大発光波長波長５００ｎｍ以上の燐光材料に適用した場合、特に効果的である。
【００２６】
本発明の有機電界発光素子は、基板上に陽極、発光層、および陰極が順次積層されてなる有機電界発光素子において、該発光層がこのような本発明の有機金属錯体を含有することを特徴とするものであり、長寿命で発光効率が高い。
【００２７】
本発明の有機電界発光素子において、発光層は、正孔注入・輸送性または電子注入・輸送性を有するホスト化合物を含有し、このホスト化合物に対して本発明の有機金属錯体がドープされていることが好ましい。また、発光層と陰極との間には正孔阻止層を有することが好ましい。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
まず、本発明の有機金属錯体について説明する。
本発明の有機金属錯体は、前記一般式（１）で表されるものである。
【００２９】
一般式（１）において、ＪはＩｒ、Ｏｓ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｐｄのいずれかの元素を示し、好ましくはＰｔまたはＩｒ、特に好ましくはＩｒである。
【００３０】
ｌ、ｍはそれぞれアリールアミノ基−ＮＡｒａＡｒｂ，−ＮＡｒｃＡｒｄの数を表し、各々独立に１または２である。
ｌ’、ｍ’は各々独立に０、１または２であり、ｌ’＋ｍ’≧１である。
ｐは中心元素Ｊの価数であり、１、２または３である。
ｑは配位子の数を表し、１、２または３である。
なお、ｐ−ｑが配位子の数を表すため、ｐ−ｑ≧０である。
【００３１】
一般式（１）において、
【化１１】
は、ＸおよびＹでＩｒ等の元素Ｊと結合する２座配位子を表す。ＸおよびＹは各々独立に、該２座配位子の一部を構成する酸素原子、窒素原子または炭素原子を表し、（Ｘ，Ｙ）は（Ｃ，Ｎ）、（Ｏ，Ｏ）または（Ｏ，Ｎ）である。
【００３２】
該２座配位子は、便宜上Ｘ−Ｙ間を線で結合し表現しているが、アセチルアセトン等のようにＸ−Ｙ間が直鎖で結合されている配位子でも良く、また
【化１２】
などのように、途中に環を含んでいても良い。また下記構造式で表される配位子
【化１３】
（式中、環ａおよび環ｂは前記一般式（１）におけると同義である）であっても良い。
【００３３】
Ｘ、Ｙを含む２座配位子として、好ましくは
【化１４】
特に好ましくは、
【化１５】
が挙げられるが、これらに限定されるものではない（上記式中、Ｂｕ−ｔはｔ−ブチル基を示す。）。
【００３４】
ＺａおよびＺｂは、直接結合、もしくは２価または３価の連結基を表す。
具体的には、
直接結合、
置換基を有していても良い５または６員環の、芳香族炭化水素基または芳香族複素環基、
もしくは以下の一般式で表される連結基
【化１６】
（上記式中、Ｎはアリールアミノ基−ＮＡｒａＡｒｂまたは−ＮＡｒｃＡｒｄを表わし、Ａは各々独立して２価の連結基を表わす。また、上記式中では記載を省略したが、式中のフェニレン基はいずれも、後述する基で置換されていてもよい。）等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００３５】
上記式（１１）および（１２）における２価の連結基Ａとして、例えば以下の基が挙げられるが、これらに限定されるわけではない。
【化１７】
（上記式中、Ｇは各々独立して、水素原子、炭素数１〜６のアルキル基またはフェニル基を表す。なお、上記式中の各環は無置換であるが、いずれも後述する置換基を有していても良い。）
【００３６】
ＺａおよびＺｂの、芳香族炭化水素基または芳香族複素環基の例としては、以下の基が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【化１８】
（上記式中、Ｇ’は水素原子、炭素数１〜６のアルキル基またはフェニル基を表す。なお、上記式中の各環は無置換であるが、いずれも後述する置換基を有していても良い。）
【００３７】
ＺａおよびＺｂとして、より好ましくは
【化１９】
である。
【００３８】
なお、ＺａおよびＺｂが環ａまたは環ｂにおける窒素原子と結合する場合、ＺａおよびＺｂは（直接結合であるより）２価または３価の連結基が好ましい。
【００３９】
一般式（１）におけるＡｒａおよびＡｒｃは、各々独立にアルキル基、芳香族炭化水素基または芳香族複素環基を表し、これらはいずれも置換基を有していても良い。該アルキル基としては、炭素数１〜１０程度の直鎖または分岐のアルキル基が好ましい。また、芳香族炭化水素基または芳香族複素環基の場合は、５または６員環の、単環または２〜３縮合環が好ましい。これらのアルキル基、芳香族炭化水素基および芳香族複素環基が有しうる置換基については後述する。
【００４０】
一般式（１）において、ＡｒｂおよびＡｒｄは各々独立に、置換基を有していても良い、芳香族炭化水素基または芳香族複素環基を表すが、好ましくは、５または６員環の、単環または２〜３縮合環である。
【００４１】
一般式（１）におけるＡｒａ〜Ａｒｄについて、芳香族炭化水素基または芳香族複素環基である場合の具体例を以下に示すが、これらに限定されるものではない。また下記の例示では記載を省略したが、いずれも置換基を有していても良い。該置換基については後述する。
【００４２】
【化２０】
【００４３】
アリールアミノ基 −ＮＡｒａＡｒｂ、−ＮＡｒｃＡｒｄの例として、好ましくは下記の基が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【化２１】
【００４４】
また、ＡｒａとＡｒｂ、および／またはＡｒｃとＡｒｄが互いに直接結合、もしくは置換基を介して結合し、縮合環を形成していても良く、この縮合環は置換されていても良い。このような縮合環の構造式を以下に示すが、これらに限定されるものではない。なお、下記の例示では記載を省略したが、いずれも置換基を有していても良い。該置換基については後述する。
【００４５】
【化２２】
（上記式中、Ｇ１は水素原子、炭素数１〜６のアルキル基またはフェニル基を表す。）
【００４６】
さらに、Ｚａが２価または３価の連結基を表す場合、ＡｒａとＺａ、および／またはＡｒｂとＺａが互いに結合して、置換基を有していても良い環を形成していても良く、Ｚｂが２価または３価の連結基を表す場合、ＡｒｃとＺｂ、および／またはＡｒｄとＺｂが互いに結合して、置換基を有していても良い環を形成していても良い。その一例を以下に示すが、これに限定されるものではない。
【００４７】
【化２３】
上記例上では、連結基Ｚａ（フェニレン基）に、Ａｒａ（フェニル基）およびＡｒｂ（フェニル基）の一方が結合し、環（カルバゾリル基）を形成している。上記例下では、連結基Ｚａ（フェニレン基）に、Ａｒｂ（フェニル基）が結合して環（カルバゾリル基）を形成しており、Ａｒａはメチル基である。
【００４８】
また、Ｚａが直接結合の場合、Ａｒａと環ａ、および／またはＡｒｂと環ａが結合して、置換基を有していても良い環を形成していても良く、Ｚｂが直接結合の場合、Ａｒｃと環ｂ、および／またはＡｒｄと環ｂが結合して、置換基を有していても良い環を形成していても良い。その一例を以下に示すが、これに限定されるものではない。
【００４９】
【化２４】
（上記例では、環ａ（ベンゼン環）にＡｒｂ（フェニル基）が結合し、全体として環（カルバゾリル基）を形成している。なお、環ｂにおける置換基は記載を省略した。）
【００５０】
ところで、一般式（１）で表される有機金属錯体は、アリールアミノ基 −ＮＡｒａＡｒｂ、−ＮＡｒｃＡｒｄを有することにより、発光効率の向上など種々の優れた性質を示すと共に、該アリールアミノ基を有さない有機金属錯体と比べて、発光波長が長波長化する傾向がある。前述したように、本錯体を、長波長発光する有機電界発光素子に使用する場合、これが利点の一つとなる。
【００５１】
一方で、一般式（１）におけるアリールアミノ基 −ＮＡｒａＡｒｂ、−ＮＡｒｃＡｒｄと、環ａ、環ｂ、連結基Ｚａ、Ｚｂなどが結合し、カルバゾリル基を形成している化合物は、−ＮＡｒａＡｒｂ、−ＮＡｒｃＡｒｄを有さない化合物と比較して、それ程発光波長が長波長化することなく、発光効率が向上するという特徴を有する。これは、比較的短波長の発光を示す素子を得たい場合にも使用でき、適用範囲が広い点において好ましい。この様な効果は、当該化合物と同様にカルバゾリル基を有する化合物を、後述するホスト材料として併用することにより、更に顕著にあらわれる。
【００５２】
中でも、Ｚａが直接結合であり、ＡｒａまたはＡｒｂが環ａと結合し、全体としてカルバゾリル基を形成する場合が、より好ましい。環ａを含んで形成されるカルバゾリル基の環ｂに対する位置や向きは、幾つか考えられるが、例えば下記構造が挙げられる。
【００５３】
【化２５】
【００５４】
このうち、上記式（１４）の構造を有する配位子の場合、カルバゾリル基の２−位に置換基（環ｂ）が導入されている。しかし実際には、カルバゾール環に対する置換反応時の反応性を考慮すると、２−位への置換基導入は難しいため、工業的な製造という面では、上記式（１３）として例示したように、３−位（または６−位）に環ｂを置換させることにより得られる構造が好ましい。
【００５５】
一般式（１）において、環ａは置換基を有していても良い、芳香族炭化水素基または芳香族複素環基を示し、環ｂは置換基を有していても良い芳香族複素環基を表す。いずれも、好ましくは５員環または６員環の、単環または２縮合環である。
【００５６】
ところでヘテロ原子を含む５員環は、他の芳香族化合物や複素環の中でも反応性が高く、特に、ヘテロ原子のα−位は非常に反応活性が高い（たとえば求電子置換反応、プロトン化、ディールスアルダー反応などの反応性を示す。）。
【００５７】
有機電界発光素子の材料として、配位子中に、ヘテロ原子のα−位が無置換である５員環を含む錯体化合物を使用すると、素子の安定性が低下したり、発光効率の本発明の低下や低寿命化の原因となる虞がある。よって、前記一般式（１）で表される有機電界発光素子における、環ａおよび／または環ｂが５員環の芳香族複素環である（またはこれを含む）場合には、α−位へ置換基を導入することが好ましい。また、α−位の基と隣接する基が結合して、該５員環に縮合する環を形成していても良い。
【００５８】
以下に環ａおよび環ｂの具体例を示すが、これらに限定されるものではない。また、これらは置換基を有していても良く、該置換基については後述する。
【００５９】
【化２６】
【００６０】
これらのうち、環ａとしては、好ましくは以下のようなものが挙げられ、環ｂとしては、好ましくは以下のようなものが挙げられ、これらは後述の置換基を有していても良い。
【００６１】
【化２７】
【００６２】
【化２８】
【００６３】
ＡｒａないしＡｒｄ、環ａおよび環ｂが有しうる置換基として、具体的には下記の基が挙げられる。
【００６４】
ハロゲン原子（たとえばフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子）
置換基を有していても良いアルキル基（好ましくは炭素数１〜８の直鎖または分岐のアルキル基であり、たとえばメチル、エチル、ｎ−プロピル、２−プロピル、ｎ−ブチル、イソブチル、ｔｅｒｔ−ブチル基などが挙げられる。）
置換基を有していても良いアルケニル基（たとえば、炭素数１〜８のアルケニル基であり、たとえばビニル、アリル、１−ブテニル基などが挙げられる。）
置換基を有していても良いアルキニル基（たとえば、炭素数１〜８のアルキニル基であり、たとえばエチニル、プロパルギル基などが挙げられる。）
置換基を有していても良いアラルキル基（たとえば、炭素数１〜８のアラルキル基であり、たとえばベンジル基などが挙げられる。）
置換基を有していても良いアミノ基（好ましくは、置換基に炭素数１〜８のアルキル基を１つ以上有するものであり、たとえばメチルアミノ、ジメチルアミノ、ジエチルアミノ、ジベンジルアミノ基などが挙げられる。）
置換基を有していても良いアリールアミノ基（たとえばフェニルアミノ、ジフェニルアミノ、ジトリルアミノ基などが挙げられる。）
置換基を有していても良いヘテロアリールアミノ基（たとえばピリジルアミノ、チエニルアミノ、ジチエニルアミノ基などが挙げられる。）
置換基を有していても良いアルコキシ基（好ましくは置換基を有していても良い炭素数１〜８のアルコキシ基であり、たとえばメトキシ、エトキシ、ブトキシ基などが挙げられる。）
置換基を有していても良いアリールオキシ基（好ましくは芳香族炭化水素基や複素環基を有するものであり、たとえばフェニルオキシ、１−ナフチルオキシ、２−ナフチルオキシ、ピリジルオキシ、チエニルオキシ基などが挙げられる。）
置換基を有していても良いアラルキルオキシ基（たとえばベンジルオキシ、フェネチルオキシ基等が挙げられる。）
置換基を有していても良いアシル基（好ましくは、置換基を有していても良い炭素数１〜８のアシル基であり、たとえばホルミル基、アセチル基、ベンゾイル基などが挙げられる。）
置換基を有していても良いアルコキシカルボニル基（好ましくは置換基を有していても良い炭素数２〜１３のアルコキシカルボニル基であり、たとえばメトキシカルボニル、エトキシカルボニル基などが挙げられる。）
置換基を有していても良いアリールオキシカルボニル基（好ましくは置換基を有していても良い炭素数２〜１３のアリールオキシカルボニル基であり、たとえばアセトキシ基などが挙げられる。）
カルボキシル基
シアノ基
水酸基
メルカプト基
アルキルチオ基（好ましくは炭素数１〜８のアルキルチオ基であり、たとえば、メチルチオ基、エチルチオ基などが含まれる。）
アリールチオ基（好ましくは炭素数１〜８のアリールチオ基であり、たとえば、フェニルチオ基、１―ナフチルチオ基などが挙げられる。）
置換基を有していても良いスルホニル基（たとえばメシル、トシル基などが挙げられる。）
置換基を有していても良いシリル基（たとえばトリメチルシリル基、トリフェニルシリル基などが挙げられる。）
置換基を有していても良いボリル基（たとえばジメシチルボリル基などが挙げられる。）
置換基を有していても良いホスフィノ基（たとえばジフェニルホスフィノ基などが挙げられる。）
置換基を有していても良い芳香族炭化水素環基または芳香族複素環基（好ましくは、５または６員環の、単環または２縮合環である、芳香族炭化水素環または芳香族複素環であり、例えばフェニル基、ナフチル基、チエニル基、フリル基、ピリジル基などが挙げられる。）
【００６５】
上述の各置換基が「有していても良い置換基」としては、
アルキル基（好ましくは炭素数１〜４のアルキル基でありたとえばメチル基、エチル基、２−プロピル基などが挙げられる。）
無置換あるいはアルキル基で置換された芳香族炭化水素基（たとえばフェニル基、トリル基、メシチル基などが挙げられる。）
【００６６】
上述のＡｒａないしＡｒｄ、環ａおよび環ｂが有しうる置換基として、より好ましくは置換基を有していても良いアルキル基、置換基を有していても良いアミノ基、置換基を有していても良いアリールアミノ基、置換基を有していても良いアルコキシ基、置換基を有していても良いアシル基、置換基を有していても良い芳香族炭化水素基、および置換基を有していても良い芳香族複素環基が挙げられる。
【００６７】
また前述したように、ＡｒａとＺａ、ＡｒｂとＺａ、ＡｒｃとＺｂ、ＡｒｄとＺｂ、Ａｒａと環ａ、Ａｒｂと環ａ、Ａｒｃと環ｂ、およびＡｒｄと環ｂなどが結合して形成する環は、いずれも置換基を有していても良く、該置換基としては、環ａなどの置換基として上述したものと同様の基が挙げられる。
【００６８】
下記に、本発明の有機金属錯体の代表例を示すが、本発明の有機金属錯体は何らこれらに限定されるものではない（以下において、Ｅｔはエチル基である。）。
【００６９】
【化２９】
【００７０】
【化３０】
【００７１】
【化３１】
【００７２】
【化３２】
【００７３】
【化３３】
【００７４】
【化３４】
【００７５】
【化３５】
【００７６】
【化３６】
【００７７】
【化３７】
【００７８】
【化３８】
【００７９】
【化３９】
【００８０】
【化４０】
【００８１】
【化４１】
【００８２】
【化４２】
【００８３】
【化４３】
【００８４】
【化４４】
【００８５】
【化４５】
【００８６】
【化４６】
【００８７】
【化４７】
【００８８】
【化４８】
【００８９】
【化４９】
【００９０】
【化５０】
【００９１】
【化５１】
【００９２】
【化５２】
【００９３】
【化５３】
【００９４】
【化５４】
【００９５】
【化５５】
【００９６】
【化５６】
【００９７】
【化５７】
【００９８】
以上の例はいずれも、１化合物中に、アリールアミノ基を有する置換基を１種類のみ有する錯体化合物であるが、本発明の錯体化合物は、１化合物中に複数種のアリールアミノ基含有配位子を有していても良い。
【００９９】
前記一般式（１）で表される有機金属錯体は、通常、分子量２０００以下、好ましくは１５００以下である。また該化合物における各配位子の分子量は８００以下程度である。
【０１００】
前記一般式（１）で表される有機金属錯体は、例えば以下の方法で製造することができる。
まず、同一の２座配位子のみを有する錯体の場合、該当２座配位子と、中心金属となるイリジウム等の化合物を、無溶媒もしくはプロトン性溶媒中で加熱することにより得ることが出来る。必要に応じ、触媒としてトリフロオロ酢酸銀等を用いても良い。
一分子中に複数種の配位子を有する混合配位子錯体の場合は、まず１種類の二座配位子と、中心金属となるイリジウム等の化合物とを、プロトン性溶媒もしくは非プロトン性溶媒中で反応させ、相当する２核錯体を合成する。これに、溶媒中、塩基の存在下で、他の２座配位子を反応させることにより、目的の錯体が製造できる。また、後で加える「他の２座配位子」の代わりに、該配位子を有するアルカリ金属錯体、もしくはアルカリ土類金属錯体を用いた場合には、塩基非存在下、プロトン性溶媒もしくは非プロトン性溶媒中で反応を行っても良い。
【０１０１】
前記一般式（１）で表される本発明の有機金属錯体は、比較的長波長の発光を示す、有機電界発光素子用燐光色素を得るには、特に効果的である。具体的には、最大発光波長５００ｎｍ以上、特に最大発光波５５０ｎｍ以上であり、かつ発光効率が高く駆動電圧の低い素子を形成しうる燐光材料を、好適に得ることができる。なお、本発明における錯体化合物の「最大発光波長」とは、発光層に該化合物を含む有機電界発光素子における、該化合物の最大発光波長を意味する。
【０１０２】
このような最大発光波長を示す化合物を得るには、例えば、一般式（１）において、環ａ、環ｂ、またはＡｒａ〜Ａｒｄに対し、これらの環に対する共鳴効果もしくは電子供与性効果の大きい置換基を導入すること、あるいは環ａ、環ｂ、またはＡｒａ〜Ａｒｄを、２以上の環が縮合してなる縮合環とすること等、幾つかの方法がある。
【０１０３】
具体的には、例えば、
▲１▼環ａ、環ｂ、およびＡｒａ〜Ａｒｄのうち少なくとも１つに、芳香族炭化水素基、芳香族複素環基、アルケニル基またはアルキニル基などの、共鳴効果を奏する基を導入する。
▲２▼環ａ、環ｂ、およびＡｒａ〜Ａｒｄのうち少なくとも１つに、アルキル基、アルコキシル基、またはアミノ基などの電子供与性基を導入する。
▲３▼連結基Ｚａおよび／またはＺｂとして、▲１▼で挙げた基から水素原子を１個または２個除去して得られる連結基、または▲２▼で挙げた基から水素原子を１個または２個除去して得られる連結基を導入する。或いは、両者を結合してなる連結基を使用する。
▲４▼環ａ、環ｂ、およびＡｒａ〜Ａｒｄのうち少なくとも１つを、２以上の環が縮合してなる縮合環とする。
などの手段が挙げられ、これらのうち１以上を採用することにより、所望の最大発光波長を示す有機金属錯体を得ることができる。
【０１０４】
また、環ａ、環ｂ、およびＡｒａ〜Ａｒｄに対する置換基の効果は、該置換基の種類、置換位置、および複数の置換基相互の影響などの相乗効果であり、これらを適宜調整することにより、所望のピーク波長に調整することができる。
【０１０５】
環ａ、環ｂ、およびＡｒａ〜Ａｒｄのうち少なくとも１つを、２以上の環が縮合してなる縮合環とすることにより、本願化合物の発光ピークを長波長化することができるが、中でも環ａまたは環ｂを縮合環とすることが効果的である。
【０１０６】
本発明の錯体化合物は、上記▲１▼〜▲４▼、置換基の結合位置、およびその相互作用などを勘案し、所望の発光極大波長を有するよう調製するができる。
【０１０７】
本発明の有機電界発光素子は、基板上に陽極、発光層、および陰極が順次積層されてなり、該発光層が前記一般式（１）で表される本発明の有機金属錯体を含有することを特徴とする。一般式（１）で表される有機金属錯体は、正孔注入・輸送性または電子注入・輸送性を有するホスト化合物にドープされて、発光層中に含有されることが好ましい。
【０１０８】
以下、本発明に好適なホスト化合物について説明する。
【０１０９】
このホスト化合物は、発光層に含まれる一般式（１）で表される有機金属錯体の励起三重項準位より高いエネルギー状態の励起三重項準位を有することが好ましい。また、安定な薄膜形状を与え、高いガラス転移温度（Ｔｇ）を有し、正孔および／または電子を効率良く輸送することができる化合物であることが必要である。
【０１１０】
さらに、電気化学的かつ化学的に安定であり、トラップとなったり発光を消光したりする不純物が製造時や使用時に発生しにくい化合物であることが要求される。
【０１１１】
これらの条件を満たすホスト材料としては、例えば下記一般式（Ｉ）または（ＩＩ）で表わされる化合物、もしくは下記一般式（ＩＩＩ）で表わされる基を有する化合物が挙げられる。
【０１１２】
【化５８】
【０１１３】
（（Ｉ）式中、カルバゾリル基およびフェニレン基は任意の置換基を有していても良い。Ｚ１は直接結合または２価の連結基を示す。）
【０１１４】
【化５９】
【０１１５】
（（ＩＩ）式中、Ｍは周期律表１族、２族、３族、１２族、または１３族から選ばれる金属を表し、ｎは該金属の価数を表わす。Ｌは任意の置換基を表し、ｊは置換基Ｌの数を表し０または１である。Ｘ２は炭素原子または窒素原子を表わす。環Ａは含窒素複素環を示し、置換基を有していても良い。環Ｂは芳香族炭化水素環または芳香族複素環を示し、置換基を有していても良い。）
【０１１６】
【化６０】
【０１１７】
（（ＩＩＩ）式中、Ｒ５１〜Ｒ５４は各々独立に、水素原子または任意の置換基を表し、Ｒ５１とＲ５２、Ｒ５３とＲ５４はそれぞれ結合して環を形成していても良い。Ｘ３は酸素原子または硫黄原子を示す。）
【０１１８】
前記一般式（Ｉ）で表わされるＮ−フェニルカルバゾール骨格を有する化合物として、好ましくは下記一般式（Ｉ−１）で表わされる化合物が挙げられる。
【０１１９】
【化６１】
【０１２０】
（（Ｉ−１）式中、Ｒ１ 〜Ｒ１６は各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アラルキル基、アルケニル基、シアノ基、アミノ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、カルボキシル基、アルコキシ基、アルキルアミノ基、アラルキルアミノ基、ハロアルキル基、水酸基、アリールオキシ基、置換基を有していても良い芳香族炭化水素環基または芳香族複素環基を表し、Ｒ１ とＲ２ 、Ｒ３ とＲ４ 、Ｒ５ とＲ６ 、Ｒ７ とＲ８ 、Ｒ９ とＲ１０、Ｒ１１とＲ１２、Ｒ１３とＲ１４，Ｒ１５とＲ１６はそれぞれ互いに結合して環を形成しても良い。Ｚ１は直接結合または２価の連結基を示す。）
【０１２１】
（Ｉ−１）式中のＲ１ 〜Ｒ１６として、具体的には水素原子；塩素原子、フッ素原子などのハロゲン原子；メチル基、エチル基等の炭素数１〜６のアルキル基；ベンジル基等のアラルキル基；ビニル基等の炭素数２〜６のアルケニル基；シアノ基；アミノ基；アシル基；メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基等の炭素数２〜６のアルコキシカルボニル基；カルボキシル基；メトキシ基、エトキシ基等の炭素数１〜６のアルコキシ基；ジエチルアミノ基、ジイソプロピルアミノ基等のアルキルアミノ基；ジベンジルアミノ基、ジフェネチルアミノ基などのアラルキルアミノ基；トリフルオロメチル基等のハロアルキル基；水酸基；フェノキシ基、ベンジルオキシ基などのアリールオキシ基；置換基を有していても良いフェニル基、ナフチル基等の芳香族炭化水素環基；置換基を有していても良いチエニル基、ピリジル基等の芳香族複素環基が挙げられる。
【０１２２】
前記芳香族炭化水素環基および芳香族複素環基が有し得る置換基としては、フッ素原子等のハロゲン原子；メチル基、エチル基等の炭素数１〜６のアルキル基；ビニル基等の炭素数２〜６のアルケニル基；メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基等の炭素数２〜６のアルコキシカルボニル基；メトキシ基、エトキシ基等の炭素数１〜６のアルコキシ基；フェノキシ基、ベンジルオキシ基などのアリールオキシ基；ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基等のアルキルアミノ基；アセチル基等のアシル基；トリフルオロメチル基等のハロアルキル基；シアノ基などが挙げられる。
なお、上述の各置換基に含まれるアルキル鎖部分は、いずれも直鎖であっても分岐していても良い。以下の置換基の例示においても同様である。
【０１２３】
また、Ｒ１ とＲ２ 、Ｒ３ とＲ４ 、Ｒ５ とＲ６ 、Ｒ７ とＲ８ 、Ｒ９ とＲ１０、Ｒ１１とＲ１２、Ｒ１３ とＲ１４ 、Ｒ１５ とＲ１６ はそれぞれ隣接する置換基同士で結合し、ベンゼン環、シクロヘキサン環等の５〜７員環を形成していても良い。
【０１２４】
Ｒ１ないしＲ１６として特に好ましいのは、水素原子、アルキル基、またはシアノ基である。
【０１２５】
一般式（Ｉ）または（Ｉ−１）におけるＺ１として、好ましくは直接結合、酸素原子、硫黄原子、以下に示す連結基、
【０１２６】
【化６２】
置換基を有していても良い２価の芳香族炭化水素環基または芳香族複素環基、または、以下の連結基のいずれかが挙げられる。
【０１２７】
【化６３】
【０１２８】
（上記構造中のベンゼン環部分は、いずれも任意の置換基を有していて良く、またＡｒ１〜Ａｒ６は置換基を有していても良い芳香族炭化水素環基または芳香族複素環基、または以下の一般式（Ｉ−２）で表される基が挙げられる。
【０１２９】
【化６４】
ｋ＝０または１である。なお、式（Ｉ−２）中におけるカルバゾリル基およびフェニレン基は、任意の置換基を有していても良い。）
【０１３０】
一般式（Ｉ）または（Ｉ−１）におけるＺ１の好ましい連結基のうち、芳香族炭化水素環基としては、フェニレン基、ナフチレン基、アントラニル基、ナフタセン基等の、５〜６員環の単環または２〜４縮合環が挙げられ、芳香族複素環基としては、２価のチオフェン環残基、フラン環残基、ピリジン環残基、ピリミジン環残基またはキノリン環残基等の、５〜６員環の単環または２〜３縮合環が挙げられる。
【０１３１】
これらの芳香族炭化水素環基および芳香族複素環基は、メチル基、エチル基等の炭素数１〜６のアルキル基、フッ素原子等のハロゲン原子、トリフルオロメチル基等のα−ハロアルキル基等の置換基を有しても良い。
【０１３２】
また、Ａｒ１〜Ａｒ６としては、フェニル基、ナフチル基、アントラニル基、ナフタセニル基等の、５〜６員環の単環または２〜４縮合環である芳香族炭化水素環基、またはチエニル基、フリル基、ピリジル基、ピリミジニル基、キノリル基等の、５〜６員環の単環または２〜３縮合環である芳香族複素環基が挙げられる。これらの芳香族炭化水素環基および芳香族複素環基は、メチル基、エチル基等のアルキル基、フッ素原子等のハロゲン原子、トリフルオロメチル基等のα−ハロアルキル基等の置換基を有しても良い。
【０１３３】
前記式（Ｉ−２）で表わされる構造は、好ましくは下記式（Ｉ−３）で表わされる。
【０１３４】
【化６５】
【０１３５】
（（Ｉ−３）式中、Ｒ１７〜Ｒ２４は各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アラルキル基、アルケニル基、シアノ基、置換基を有していても良いアミノ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、カルボキシル基、アルコキシ基、アルキルアミノ基、アラルキルアミノ基、ハロアルキル基、水酸基、アリールオキシ基、置換基を有していても良い芳香族炭化水素環基または芳香族複素環基を表し、Ｒ１７とＲ１８、Ｒ１９とＲ２０，Ｒ２１とＲ２２，Ｒ２３とＲ２４はそれぞれ互いに結合して環を形成していても良い。）
【０１３６】
上記（Ｉ−３）式において、Ｒ１７〜Ｒ２４として、具体的には、水素原子；ハロゲン原子；メチル基、エチル基等の炭素数１〜６のアルキル基；ベンジル基等のアラルキル基；ビニル基等の炭素数２〜６のアルケニル基；シアノ基；アミノ基；アシル基；メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基等の炭素数２〜６のアルコキシカルボニル基；カルボキシル基；メトキシ基、エトキシ基等の炭素数１〜６のアルコキシ基；ジエチルアミノ基、ジイソプロピルアミノ基等のアルキルアミノ基；ジベンジルアミノ基、ジフェネチルアミノ基などのアラルキルアミノ基；トリフルオロメチル基等のハロアルキル基；水酸基；フェノキシ基、ベンジルオキシ基などのアリールオキシ基；置換基を有していても良いフェニル基、ナフチル基等の芳香族炭化水素環基；置換基を有していても良いチエニル基、ピリジル基等の芳香族複素環基が挙げられる。
【０１３７】
前記芳香族炭化水素環基および芳香族複素環基が有し得る置換基としては、フッ素原子等のハロゲン原子；メチル基、エチル基等の炭素数１〜６のアルキル基；ビニル基等の炭素数２〜６のアルケニル基；メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基等の炭素数２〜６のアルコキシカルボニル基；メトキシ基、エトキシ基等の炭素数１〜６のアルコキシ基；フェノキシ基、ベンジルオキシ基などのアリールオキシ基；ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基等のジアルキルアミノ基、アセチル基等のアシル基；トリフルオロメチル基等のハロアルキル基；シアノ基などが挙げられる。
【０１３８】
なおＲ１７とＲ１８、Ｒ１９とＲ２０，Ｒ２１とＲ２２，Ｒ２３とＲ２４はそれぞれ隣接する置換基同士で結合し、ベンゼン環やシクロヘキサン環などの５〜７員環を形成していても良い。
【０１３９】
前記一般式（Ｉ）で表わされる化合物の好ましい具体例を以下に示すが、これらに限定するものではない。
【０１４０】
【化６６】
【０１４１】
【化６７】
【０１４２】
【化６８】
【０１４３】
【化６９】
【０１４４】
【化７０】
【０１４５】
本発明の有機電界発光素子は、発光層におけるホスト材料として前記一般式（ＩＩ）で表わされる有機金属錯体化合物を使用しても良い。前記一般式（ＩＩ）で表わされるホスト材料としては、特に下記一般式（ＩＩ−１）で表わされる有機金属錯体や、下記一般式（ＩＩ−２）で表わされる混合配位子錯体、または下記一般式（ＩＩ−３）で表わされる二核金属錯体が好ましい。
【０１４６】
【化７１】
【０１４７】
（（ＩＩ−１）式中、Ｍ１は１ないし３価の金属を表し、ｎ、Ｘ２、環Ａおよび環Ｂは一般式（ＩＩ）におけると同義である。）
【０１４８】
【化７２】
【０１４９】
（（ＩＩ−２）式中、Ｍ２は３価の金属を表し、Ｘ２、環Ａおよび環Ｂは一般式（ＩＩ）におけると同義である。Ｌ１は下記一般式（ＩＩ−２ａ）、（ＩＩ−２ｂ）または（ＩＩ−２ｃ）を表わす。）
【０１５０】
【化７３】
【０１５１】
（（ＩＩ−２ａ）、（ＩＩ−２ｂ）、（ＩＩ−２ｃ）式中、Ａｒ１１〜Ａｒ１５は置換基を有していても良い芳香族炭化水素環基または置換基を有していても良い芳香族複素環基を表し、Ｚ２はシリコンまたはゲルマニウムを表わす。）
【０１５２】
【化７４】
【０１５３】
（（ＩＩ−３）式中、Ｍ３およびＭ３’は３価の金属を表し、Ｘ２、環Ａ及び環Ｂは一般式（ＩＩ）におけると同義であり、Ｘ２’はＸ２と、環Ａ’は環Ａと、また環Ｂ’は環Ｂとそれぞれ同義である。）
【０１５４】
なお、一般式（ＩＩ）および（ＩＩ−１）〜（ＩＩ−３）で表わされる化合物１分子中に含まれる、複数の下記構造部分
【０１５５】
【化７５】
（一般式（ＩＩ−３）においては、１化合物中に２個ずつ存在する下記構造部分
【０１５６】
【化７６】
）、即ち環Ａ、環Ｂ、およびＸ２（式（ＩＩ−３）の場合は、環Ａ、環Ａ’、環Ｂ、環Ｂ’、Ｘ２およびＸ２’）は、同じであっても良いし、異なっていても良い。合成が容易である点からは、すべて同じであることが好ましい。
【０１５７】
同様に、一般式（ＩＩ−３）で表わされる化合物におけるＭ３およびＭ３’も、同じであっても異なっていても良く、合成が容易である点からは、同じであることが好ましい。
【０１５８】
前記一般式（ＩＩ）および（ＩＩ−１）〜（ＩＩ−３）で表わされる化合物の環Ａ、環Ａ’、環Ｂ、および環Ｂ’は、それぞれ下記のものから選ばれるものが好ましい。
［環Ａおよび環Ａ’］置換基を有していても良い５員環または６員環の含窒素芳香族複素環であり、該環に５または６員環の芳香族炭化水素環または芳香族複素環が１または２個縮合して縮合環を形成しても良い。
［環Ｂおよび環Ｂ’］置換基を有していても良い６員環の芳香族炭化水素環または芳香族複素環であり、該環に５または６員環の芳香族炭化水素環または芳香族複素環が１または２個縮合して縮合環を形成しても良い。
【０１５９】
前記一般式（ＩＩ）および（ＩＩ−１）〜（ＩＩ−３）で表わされる化合物の環Ａ、環Ａ’、環Ｂ、および環Ｂ’として、より好ましくは各々単環であり、中でもそれぞれ下記から選ばれる環が好ましい。
［環Ａおよび環Ａ’］それぞれ置換基を有していても良い、ジアゾール環、チアゾール環、オキサゾール環、チアジアゾール環、オキサジアゾール環、トリアゾール環、ピリジン環、ジアジン環、トリアジン環
［環Ｂおよび環Ｂ’］それぞれ置換基を有していても良い、ベンゼン環、ピリジン環、ジアジン環、トリアジン環
【０１６０】
さらに前記一般式（ＩＩ）および（ＩＩ−１）〜（ＩＩ−３）で表わされる化合物の環Ａ、環Ａ’、環Ｂ、および環Ｂ’は、それぞれ下記構造式から選ばれることが最も好ましい。
【０１６１】
【化７７】
【０１６２】
（式中、Ｒ３１〜Ｒ３７は各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アラルキル基、アルケニル基、シアノ基、アミノ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、カルボキシル基、アルコキシ基、アルキルアミノ基、アラルキルアミノ基、ハロアルキル基、水酸基、アリールオキシ基、置換基を有していても良い芳香族炭化水素環基または置換基を有していても良い芳香族複素環基を表し、Ｒ３１とＲ３２、Ｒ３１とＲ３３、Ｒ３４とＲ３５、Ｒ３５とＲ３６、Ｒ３６とＲ３７はそれぞれ互いに結合して環を形成していても良い。）
【０１６３】
【化７８】
【０１６４】
（式中、Ｒ３８〜Ｒ４１は各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アラルキル基、アルケニル基、シアノ基、アミノ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、カルボキシル基、アルコキシ基、アルキルアミノ基、アラルキルアミノ基、ハロアルキル基、水酸基、アリールオキシ基、置換基を有していても良い芳香族炭化水素環基または置換基を有していても良い芳香族複素環基を表し、Ｒ３８とＲ３９、Ｒ３９とＲ４０、Ｒ４０とＲ４１はそれぞれ互いに結合して環を形成していても良い。）
【０１６５】
なお上記［環Ｂおよび環Ｂ’］の構造における２本の結合手は、前記式（ＩＩ）および（ＩＩ−１）〜（ＩＩ−３）における環Ｂおよび環Ｂ’構造の定義を満たす限り、酸素原子、または環Ａおよび環Ａ’における原子Ｘ２、Ｘ２’のうち、いずれがいずれに結合していても良い。
【０１６６】
Ｒ３１〜Ｒ４１として、具体的には水素原子；ハロゲン原子；メチル基、エチル基等の炭素数１〜６のアルキル基；ベンジル基等のアラルキル基；ビニル基等の炭素数２〜６のアルケニル基；シアノ基；アミノ基；アシル基；カルボキシル基；メトキシ基、エトキシ基等の炭素数１〜６のアルコキシ基；メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基等の炭素数２〜６のアルコキシカルボニル基；フェノキシ基、ベンジルオキシ基などのアリールオキシ基；ジエチルアミノ基、ジイソプロピルアミノ基等のジアルキルアミノ基；ジベンジルアミノ基；ジフェネチルアミノ基などのジアラルキルアミノ基；トリフルオロメチル基等のα−ハロアルキル基；水酸基；置換基を有していても良いフェニル基、ナフチル基等の芳香族炭化水素環基；置換基を有していても良いチエニル基、ピリジル基等の芳香族複素環基を表わす。
【０１６７】
前記芳香族炭化水素環基および芳香族複素環基が有し得る置換基としては、フッ素原子等のハロゲン原子；メチル基、エチル基等の炭素数１〜６のアルキル基；ビニル基等の炭素数２〜６のアルケニル基；メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基等の炭素数２〜６のアルコキシカルボニル基；メトキシ基、エトキシ基等の炭素数１〜６のアルコキシ基；フェノキシ基、ベンジルオキシ基などのアリールオキシ基；ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基等のジアルキルアミノ基；アセチル基等のアシル基；トリフルオロメチル基等のハロアルキル基；シアノ基などが挙げられる。
【０１６８】
なお、Ｒ３１とＲ３２、Ｒ３１とＲ３３、Ｒ３４とＲ３５、Ｒ３５とＲ３６、Ｒ３６とＲ３７、Ｒ３８とＲ３９、Ｒ３９とＲ４０、Ｒ４０とＲ４１がそれぞれ隣接する基同士で結合して形成する環としては、ベンゼン環、またはシクロヘキサン環等が挙げられる。
【０１６９】
Ｒ３１〜Ｒ４１として好ましくは、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、ハロアルキル基または置換基を有していても良い芳香族炭化水素基であるか、または隣接する基同士で結合して環を形成する。
【０１７０】
一般式（ＩＩ）および（ＩＩ−１）〜（ＩＩ−３）で表わされる化合物の金属Ｍ（Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３およびＭ３’）は、周期律表１族、２族、３族、１２族、１３族から選ばれる金属であれば特に限定されないが、好ましくは亜鉛、アルミニウム、ガリウム、ベリリウム、およびマグネシウムが挙げられる。
【０１７１】
前記一般式（ＩＩ）および（ＩＩ−１）〜（ＩＩ−３）で表わされる化合物の好ましい具体例を以下に示すが、これらに限定するものではない。
【０１７２】
【化７９】
【０１７３】
【化８０】
【０１７４】
【化８１】
【０１７５】
【化８２】
【０１７６】
【化８３】
【０１７７】
【化８４】
【０１７８】
また、本発明の有機電界発光素子は、発光層におけるホスト材料として、前記一般式（ＩＩＩ）で表される基を有する化合物を使用しても良い。
【０１７９】
前記一般式（ＩＩＩ）において、Ｒ５１とＲ５２、Ｒ５３とＲ５４がそれぞれ結合して形成する環としては、ベンゼン環やシクロヘキサン環が挙げられる。
【０１８０】
前記一般式（ＩＩＩ）において、Ｒ５１〜Ｒ５４は、具体的には、水素原子；ハロゲン原子；メチル基、エチル基等の炭素数１〜６のアルキル基；ベンジル基等のアラルキル基；ビニル基等のアルケニル基；シアノ基；アミノ基；アシル基；メトキシ基、エトキシ基等の炭素数１〜６のアルコキシ基；メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基等の炭素数１〜６のアルコキシカルボニル基；フェノキシ基、ベンジルオキシ基などのアリールオキシ基；ジエチルアミノ基、ジイソプロピルアミノ基等のジアルキルアミノ基；ジベンジルアミノ基、ジフェネチルアミノ基などのジアラルキルアミノ基；トリフルオロメチル基等のα−ハロアルキル基；水酸基；置換基を有していても良いフェニル基、ナフチル基等の芳香族炭化水素環基；置換基を有していても良いチエニル基、ピリジル基等の芳香族複素環基を表し、前記置換基としては、フッ素原子等のハロゲン原子；メチル基、エチル基等の炭素数１〜６のアルキル基；ビニル基等のアルケニル基；メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基等の炭素数１〜６のアルコキシカルボニル基；メトキシ基、エトキシ基等の炭素数１〜６のアルコキシ基；フェノキシ基、ベンジルオキシ基などのアリールオキシ基；ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基等のジアルキルアミノ基、アセチル基等のアシル基、トリフルオロメチル基等のハロアルキル基、シアノ基が挙げられる。
【０１８１】
前記一般式（ＩＩＩ）で表わされる基の好ましい具体例を以下に示すが、これらに限定するものではない。
【０１８２】
【化８５】
【０１８３】
前記一般式（ＩＩＩ）で表される基を有する化合物は、低分子であっても高分子であっても良い。高分子の場合は、主鎖に含有されていても良いし、また、側鎖として含有されていても良い。
【０１８４】
この化合物は分子量４００〜１２００程度の低分子化合物である場合が好ましく、一般式（ＩＩＩ）で表される基を有する化合物は、化合物全体としての環の合計数が６〜２０であるのが好ましく、より好ましくは７〜１８である。また、一般式（ＩＩＩ）で表される基を有する化合物は、分子内に一般式（ＩＩＩ）で表される単位を２〜３個有している化合物が好ましい。
【０１８５】
中でも、一般式（ＩＩＩ）で表される基は、前記（Ｓ−１）あるいは（Ｓ−２）であるのが特に好ましい。
【０１８６】
一般式（ＩＩＩ）で表される基を有する化合物は、下記一般式（ＩＩＩ−１）または（ＩＩＩ−２）で表される化合物であることが好ましい。
【０１８７】
【化８６】
【０１８８】
（式中、Ｒ５５〜Ｒ６２は各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アラルキル基、アルケニル基、アリル基、シアノ基、アミノ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、カルボキシル基、アルコキシ基、アルキルアミノ基、α−ハロアルキル基、水酸基、置換基を有していても良い芳香族炭化水素環基または芳香族複素環基を表し、Ｒ５５とＲ５６、Ｒ５７とＲ５８、Ｒ５９とＲ６０、Ｒ６１とＲ６２はそれぞれ互いに結合して環を形成しても良い。Ｘ４およびＸ５は各々独立に、酸素原子または硫黄原子を示し、Ｑ１は置換基を有していても良い芳香族炭化水素環基または芳香族複素環基からなる２価の連結基を示す。）
【０１８９】
【化８７】
【０１９０】
（式中、Ｒ６３〜Ｒ７４は各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アラルキル基、アルケニル基、アリル基、シアノ基、アミノ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、カルボキシル基、アルコキシ基、アルキルアミノ基、α−ハロアルキル基、水酸基、置換基を有していても良い芳香族炭化水素環基または芳香族複素環基を表し、Ｒ６３とＲ６４、Ｒ６５とＲ６６、Ｒ６７とＲ６８、Ｒ６９とＲ７０、Ｒ７１とＲ７２、Ｒ７３とＲ７４はそれぞれ互いに結合して環を形成しても良い。Ｘ６〜Ｘ８は各々独立に、酸素原子または硫黄原子を示し、Ｑ２は置換基を有していても良い芳香族炭化水素環基または芳香族複素環基からなる３価の連結基を示す。）
【０１９１】
前記一般式（ＩＩＩ−１）において、Ｒ５５〜Ｒ６２は各々独立に、水素原子；ハロゲン原子；メチル基、エチル基等の炭素数１〜６のアルキル基；ベンジル基等のアラルキル基；ビニル基等のアルケニル基；シアノ基；アミノ基；アシル基；メトキシ基、エトキシ基等の炭素数１〜６のアルコキシ基；メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基等の炭素数１〜６のアルコキシカルボニル基；フェノキシ基、ベンジルオキシ基などのアリールオキシ基；ジエチルアミノ基、ジイソプロピルアミノ基等のジアルキルアミノ基；ジベンジルアミノ基、ジフェネチルアミノ基などのジアラルキルアミノ基；トリフルオロメチル基等のα−ハロアルキル基；水酸基；置換基を有していても良いフェニル基、ナフチル基等の芳香族炭化水素環基；置換基を有していても良いチエニル基、ピリジル基等の芳香族複素環基を表し、前記置換基としては、フッ素原子等のハロゲン原子；メチル基、エチル基等の炭素数１〜６のアルキル基；ビニル基等のアルケニル基；メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基等の炭素数１〜６のアルコキシカルボニル基；メトキシ基、エトキシ基等の炭素数１〜６のアルコキシ基；フェノキシ基、ベンジルオキシ基などのアリールオキシ基；ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基等のジアルキルアミノ基、アセチル基等のアシル基、トリフルオロメチル基等のハロアルキル基、シアノ基を示す。Ｒ５５とＲ５６、Ｒ５７とＲ５８、Ｒ５９とＲ６０、Ｒ６１とＲ６２はそれぞれ結合して、ベンゼン環、シクロヘキサン環等を形成しても良い。Ｘ４〜Ｘ５は各々独立に、酸素原子または硫黄原子を示す。Ｑ１は置換基を有していても良い芳香族芳香族炭化水素環基または芳香族複素環基からなる２価の連結基を示し、この置換基としては、フッ素原子等のハロゲン原子；メチル基、エチル基等の炭素数１〜６のアルキル基；ビニル基等の炭素数２〜６のアルケニル基；メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基等の炭素数２〜６のアルコキシカルボニル基；メトキシ基、エトキシ基等の炭素数１〜６のアルコキシ基；フェノキシ基、ベンジルオキシ基等のアリールオキシ基；ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基等のジアルキルアミノ基、アセチル基等のアシル基、トリフルオロメチル基等のハロアルキル基、シアノ基などが挙げられる。
連結基Ｑ１の好ましい例を以下に示す。
【０１９２】
【化８８】
【０１９３】
これらの中でも、連結基Ｑ１は、（Ａ−２）、（Ａ−６）、（Ａ−８）、（Ａ−１０）あるいは（Ａ−１２）が好ましい。そして、これら連結基Ｑ１を有し、環構造として（Ｓ−１）または（Ｓ−２）を有する化合物であるものが最も好ましい。
【０１９４】
前記一般式（ＩＩＩ−１）で表わされる化合物の好ましい具体例を表１，２に示すが、これらに限定するものではない。
【０１９５】
【表１】
【０１９６】
【表２】
【０１９７】
前記一般式（ＩＩＩ−２）において、Ｒ６３〜Ｒ７４は各々独立に、水素原子；ハロゲン原子；メチル基、エチル基等の炭素数１〜６のアルキル基；ベンジル基等のアラルキル基；ビニル基等のアルケニル基；シアノ基；アミノ基；アシル基；メトキシ基、エトキシ基等の炭素数１〜６のアルコキシ基；メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基等の炭素数１〜６のアルコキシカルボニル基；フェノキシ基、ベンジルオキシ基などのアリールオキシ基；ジエチルアミノ基、ジイソプロピルアミノ基等のジアルキルアミノ基；ジベンジルアミノ基、ジフェネチルアミノ基などのジアラルキルアミノ基；トリフルオロメチル基等のα−ハロアルキル基；水酸基；置換基を有していても良いフェニル基、ナフチル基等の芳香族炭化水素環基；置換基を有していても良いチエニル基、ピリジル基等の芳香族複素環基を表し、前記置換基としては、フッ素原子等のハロゲン原子；メチル基、エチル基等の炭素数１〜６のアルキル基；ビニル基等のアルケニル基；メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基等の炭素数１〜６のアルコキシカルボニル基；メトキシ基、エトキシ基等の炭素数１〜６のアルコキシ基；フェノキシ基、ベンジルオキシ基などのアリールオキシ基；ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基等のジアルキルアミノ基、アセチル基等のアシル基、トリフルオロメチル基等のハロアルキル基、シアノ基を示す。Ｒ６３とＲ６４、Ｒ６５とＲ６６、Ｒ６７とＲ６８、Ｒ６９とＲ７０、Ｒ７１とＲ７２、Ｒ７３とＲ７４はそれぞれ互いに結合して、ベンゼン環、シクロヘキサン環等を形成していても良い。Ｘ６〜Ｘ８は各々独立に、酸素原子または硫黄原子を示す。Ｑ２は置換基を有していても良い芳香族芳香族炭化水素環基または芳香族複素環基からなる３価の連結基を示し、この置換基としては、フッ素原子等のハロゲン原子；メチル基、エチル基等の炭素数１〜６のアルキル基；ビニル基等の炭素数２〜６のアルケニル基；メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基等の炭素数２〜６のアルコキシカルボニル基；メトキシ基、エトキシ基等の炭素数１〜６のアルコキシ基；フェノキシ基、ベンジルオキシ基等のアリールオキシ基；ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基等のジアルキルアミノ基、アセチル基等のアシル基、トリフルオロメチル基等のハロアルキル基、シアノ基などが挙げられる。
連結基Ｑ２の好ましい例を以下に示す。
【０１９８】
【化８９】
【０１９９】
これらの中でも連結基Ｑ２は、（Ｂ−１）、（Ｂ−２）あるいは（Ｂー７）が好ましい。最も好ましくは、これら連結基を有し、環構造として（Ｓ−１）または（Ｓ−２）を有する場合である。
【０２００】
前記一般式（ＩＩＩ−２）で表わされる化合物の好ましい具体例を表３，４に示すが、これらに限定するものではない。
【０２０１】
【表３】
【０２０２】
【表４】
【０２０３】
前記一般式（Ｉ）で表される化合物、前記一般式（ＩＩ）で表される化合物、および前記一般式（ＩＩＩ）で表される基を有する化合物は、各々発光層中に１種のみが含まれていても良く、各２種以上が含まれていても良い。また、異なる一般式で表される化合物を併用しても良い。
【０２０４】
また、ホスト化合物としては、前記一般式（Ｉ）〜（ＩＩＩ）のほかに、下記化合物等を使用しても良い。
【０２０５】
【化９０】
【０２０６】
【化９１】
【０２０７】
（上記式（ＩＶ）中、配位子である８−ヒドロキシキノリン構造は、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等のハロゲン原子、あるいはメチル基、エチル基、ｔ−ブチル基等の炭素数１〜５の直鎖または分岐のアルキル基で置換されていても良い。なお１化合物中の３個の配位子は、同じ構造であっても異なっていても良い。）
【０２０８】
ホスト化合物は、前述したように、同じ一般式で表わすことができる化合物を複数種併用しても良いし、また同じ一般式では表わせない化合物を２種以上併用しても良い。
【０２０９】
本発明の有機電界発光素子において、発光層のホスト化合物として特に好ましいのは前記一般式（Ｉ）で表わされる化合物、または前記一般式（ＩＶ）で表わされる化合物である。
【０２１０】
次に、本発明の有機電界発光素子の構造について、図面を参照しながら説明するが、本発明の有機電界発光素子の構造は何ら図示のものに限定されるものではない。
【０２１１】
図１〜３は本発明の有機電界発光素子の実施の形態を模式的に示す断面図であり、１は基板、２は陽極、３は陽極バッファ層、４は正孔輸送層、５は発光層、６は正孔阻止層、７は電子輸送層、８は陰極を各々表わす。以下、図１に示す素子を中心に説明する。
【０２１２】
基板１は有機電界発光素子の支持体となるものであり、石英やガラスの板、金属板や金属箔、プラスチックフィルムやシートなどが用いられる。特にガラス板や、ポリエステル、ポリメタクリレート、ポリカーボネート、ポリスルホンなどの透明な合成樹脂の板が好ましい。合成樹脂基板を使用する場合にはガスバリア性に留意する必要がある。基板のガスバリア性が小さすぎると、基板を通過した外気により有機電界発光素子が劣化することがあるので好ましくない。このため、合成樹脂基板の少なくとも片面に緻密なシリコン酸化膜等を設けてガスバリア性を確保する方法も好ましい方法の一つである。
【０２１３】
基板１上には陽極２が設けられる。陽極２は正孔輸送層４への正孔注入の役割を果たすものである。この陽極２は、通常、アルミニウム、金、銀、ニッケル、パラジウム、白金等の金属、インジウムおよび／またはスズの酸化物などの金属酸化物、ヨウ化銅などのハロゲン化金属、カーボンブラック、あるいは、ポリ（３−メチルチオフェン）、ポリピロール、ポリアニリン等の導電性高分子などにより構成される。陽極２の形成は通常、スパッタリング法、真空蒸着法などにより行われることが多い。また、銀などの金属微粒子、ヨウ化銅などの微粒子、カーボンブラック、導電性の金属酸化物微粒子、導電性高分子微粉末などを用いる場合には、適当なバインダー樹脂溶液に分散し、基板１上に塗布することにより陽極２を形成することもできる。さらに、導電性高分子の場合は、電解重合により直接基板１上に薄膜を形成したり、基板１上に導電性高分子を塗布して陽極２を形成することもできる（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，６０巻，２７１１頁，１９９２年）。また、陽極２は異なる材料からなる層を、積層して形成された積層構造であっても良い。
【０２１４】
陽極２の厚みは、必要とする透明性により異なる。透明性が必要とされる場合は、可視光の透過率を、通常、６０％以上、好ましくは８０％以上とすることが望ましく、この場合、陽極２の厚みの上限は通常１０００ｎｍ好ましくは５００ｎｍ程度であり、下限は通常５ｎｍ好ましくは１０ｎｍ程度である。不透明でよい場合は陽極２の厚みは基板１と同程度でも良い。また、さらには上記の陽極２の上に異なる導電材料を積層することも可能である。
【０２１５】
図１の素子において、陽極２の上には正孔輸送層４が設けられる。正孔輸送層４の材料に要求される条件としては、陽極２からの正孔注入効率が高く、かつ、注入された正孔を効率良く輸送することができる材料であることが挙げられる。そのためには、イオン化ポテンシャルが小さく、可視光の光に対して透明性が高く、しかも正孔移動度が大きく、さらに安定性に優れ、トラップとなる不純物が製造時や使用時に発生しにくいことが要求される。また、発光層５に接するために発光層５からの発光を消光したり、発光層５との間でエキサイプレックスを形成して効率を低下させないことが求められる。上記の一般的要求以外に、車載表示用の応用を考えた場合、素子にはさらに耐熱性が要求されるため、ガラス転移温度Ｔｇとして７５℃以上の値を有する材料が望ましく、特に８５℃以上の値を有する材料が好ましい。
【０２１６】
このような正孔輸送材料としては、例えば、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニルで代表される２個以上の３級アミンを含み２個以上の縮合芳香族環が窒素原子に置換した芳香族ジアミン（特開平５−２３４６８１号公報）、４，４’，４”−トリス（１−ナフチルフェニルアミノ）トリフェニルアミン等のスターバースト構造を有する芳香族アミン化合物（Ｊ． Ｌｕｍｉｎ．， ７２−７４巻、９８５頁、１９９７年）、トリフェニルアミンの四量体から成る芳香族アミン化合物（Ｃｈｅｍ． Ｃｏｍｍｕｎ．， ２１７５頁、１９９６年）、２，２’，７，７’−テトラキス−（ジフェニルアミノ）−９，９’−スピロビフルオレン等のスピロ化合物（Ｓｙｎｔｈ． Ｍｅｔａｌｓ， ９１巻、２０９頁、１９９７年）等が挙げられる。これらの化合物は、単独で用いても良いし、必要に応じて、各々、混合して用いても良い。
【０２１７】
上記の化合物以外に、正孔輸送層４の材料として、ポリビニルカルバゾール、ポリビニルトリフェニルアミン（特開平７− ５３９５３号公報）、テトラフェニルベンジジンを含有するポリアリーレンエーテルサルホン（Ｐｏｌｙｍ． Ａｄｖ． Ｔｅｃｈ．， ７巻、３３頁、１９９６年）等の高分子材料が挙げられる。
【０２１８】
正孔輸送層４は塗布法または真空蒸着法などで形成することができる。
正孔輸送層４を塗布法で形成する場合は、正孔輸送材料の１種または２種以上に、必要により正孔のトラップにならないバインダー樹脂や塗布性改良剤などの添加剤を添加し、溶解して塗布溶液を調製し、スピンコート法などの方法により陽極２上に塗布し、乾燥して正孔輸送層４を形成する。バインダー樹脂としては、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエステル等が挙げられる。バインダー樹脂は添加量が多いと正孔移動度を低下させるので、少ない方が望ましく、通常、正孔輸送層４中の含有量で５０重量％以下が好ましい。
【０２１９】
正孔輸送層４を真空蒸着法で形成する場合には、正孔輸送材料を真空容器内に設置されたルツボに入れ、真空容器内を適当な真空ポンプで１０−４Ｐａ程度にまで排気した後、ルツボを加熱して、正孔輸送材料を蒸発させ、ルツボと向き合って置かれた、陽極２が形成された基板１上に正孔輸送層４を形成させる。
【０２２０】
正孔輸送層４の膜厚の上限は通常３００ｎｍ好ましくは１００ｎｍであり、下限は通常５ｎｍ好ましくは１０ｎｍである。このように薄い膜を一様に形成するためには、一般に真空蒸着法がよく用いられる。
【０２２１】
正孔輸送層４の上には発光層５が設けられる。発光層５は、少なくとも一般式（１）で表される本発明の有機金属錯体を含有し、通常は、更に前述した各種ホスト化合物を含有する。この発光層５は、電界を与えられた電極間において、陽極２から注入されて正孔輸送層４を移動する正孔と、陰極８から注入されて電子輸送層７を移動する電子との再結合により励起されて、強い発光を示す。その発光スペクトルにおける最大発光波長は、本発明の有機金属錯体に由来するものである。発光層への本発明の有機金属錯体の使用は、前述のように、比較的長波長、特に波長５００ｎｍ以上に発光ピークを有する素子を得る場合に好ましく、波長５５０ｎｍ以上に発光ピークを有する素子を得る場合に最も好ましい。
【０２２２】
なお、本発明の有機電界発光素子の発光層中には、本発明の有機金属錯体の１種が単独で含まれていても良く、２種以上が含まれていても良い。また、本発明の性能を損なわない範囲で、本発明の有機金属錯体および前述のホスト化合物に加えて、これら以外の成分を含有していても良い。
【０２２３】
例えば発光層に、（１）前述のホスト化合物、および（２）本発明の有機金属錯体に加えて、（３）室温で燐光発光を示し、その最大発光波長が（２）の本発明の有機金属錯体の最大発光波長より短波長である化合物を含有していても良い。この場合には、上記（３）の化合物を併用することにより、この（３）の化合物が増感剤の役割を果たし、（２）の本発明の有機金属錯体の発光が強められるという効果が奏される。
【０２２４】
上記（３）の化合物は、一般式（１）で表される本発明の有機金属錯体の中から選択することもでき、また本明細書内で引用した各種文献・特許中に記載の公知の燐光性化合物の中から選んでも良い。この化合物としては、上記（３）の条件を満たす限り、その構造に制限はない。
【０２２５】
燐光発光を示す、一般式（１）で表される本発明の有機金属錯体の含有量は、発光層全体に対し０．１〜３０重量％の範囲が好ましい。発光層中の本発明の有機金属錯体の含有量が０．１重量％未満では、素子の発光効率向上に十分に寄与することができない可能性があり、３０重量％を超えると濃度消光が生じ、発光効率の低下が起こる虞がある。
【０２２６】
一般式（１）で表される本発明の化合物は、発光層内に均一に存在していても良く、膜厚方向に濃度分布をもって、不均一に存在していても良い。
【０２２７】
発光層５の膜厚の上限は通常２００ ｎｍ好ましくは１００ ｎｍであり、下限は通常１０ ｎｍ好ましくは２０ ｎｍである。
【０２２８】
発光層５も正孔輸送層４と同様の方法で形成することができる。
【０２２９】
図１の有機電界発光素子においては、発光層５の上に電子輸送層７が設けられる。
【０２３０】
電子輸送層７は、電界を与えられた電極間において陰極８から注入された電子を効率良く発光層５の方向に輸送することができる化合物より形成される。
【０２３１】
従って、電子輸送層７に用いられる電子輸送材料としては、陰極８からの電子注入効率が高く、かつ、高い電子移動度を有し注入された電子を効率良く輸送することができる材料であることが必要である。
【０２３２】
このような条件を満たす材料としては、８−ヒドロキシキノリンのアルミニウム錯体などの金属錯体（特開昭５９−１９４３９３号公報）、１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリンの金属錯体、オキサジアゾール誘導体、ジスチリルビフェニル誘導体、シロール誘導体、３−または５−ヒドロキシフラボン金属錯体、ベンズオキサゾール金属錯体、ベンゾチアゾール金属錯体、トリスベンズイミダゾリルベンゼン（米国特許第 ５，６４５，９４８号）、キノキサリン化合物（特開平６−２０７１６９号公報）、フェナントロリン誘導体（特開平５−３３１４５９号公報）、２−ｔ−ブチル−９，１０−Ｎ，Ｎ’−ジシアノアントラキノンジイミン、ｎ型水素化非晶質炭化シリコン、ｎ型硫化亜鉛、ｎ型セレン化亜鉛などが挙げられる。
【０２３３】
また、上述のような電子輸送材料に、アルカリ金属をドープする（特開平１０−２７０１７１号公報、特願２０００−２８５６５６号、特願２０００−２８５６５７号などに記載）ことにより、電子輸送性が向上するため好ましい。
【０２３４】
電子輸送層７の膜厚の上限は通常２００ｎｍ好ましくは１００ｎｍであり、下限は通常５ｎｍ好ましくは１０ｎｍである。
【０２３５】
電子輸送層７は、正孔輸送層４と同様にして塗布法あるいは真空蒸着法により発光層５上に積層することにより形成される。通常は、真空蒸着法が用いられる。
【０２３６】
陰極８は、電子輸送層７を介して発光層５に電子を注入する役割を果たす。陰極８として用いられる材料は、前記陽極２に使用される材料を用いることが可能であるが、効率良く電子注入を行なうには、仕事関数の低い金属が好ましく、スズ、マグネシウム、インジウム、カルシウム、アルミニウム、銀等の適当な金属またはそれらの合金が用いられる。具体例としては、マグネシウム−銀合金、マグネシウム−インジウム合金、アルミニウム−リチウム合金等の低仕事関数合金電極が挙げられる。
【０２３７】
陰極８の膜厚は通常、陽極２と同様である。
【０２３８】
低仕事関数金属から成る陰極を保護する目的で、この上にさらに、仕事関数が高く大気に対して安定な金属層を積層することは素子の安定性を増す上で好ましい。この目的のために、アルミニウム、銀、銅、ニッケル、クロム、金、白金等の金属が使われる。
【０２３９】
素子の発光効率をさらに向上させることを目的として、図２および図３に示す如く、電子輸送層７と発光層５との間に正孔阻止層６を設けても良い。
【０２４０】
正孔阻止層６は発光層５の上に、発光層５の陰極側の界面に接するように積層され、正孔輸送層４から移動してくる正孔が陰極８に到達するのを阻止する役割と、陰極８から注入された電子を効率良く発光層５の方向に輸送することができる化合物より形成される。正孔阻止層６を構成する材料に求められる物性としては、電子移動度が高く正孔移動度が低いことが必要とされる。正孔阻止層６は正孔と電子を発光層５内に閉じこめて、発光効率を向上させる機能を有する。
【０２４１】
このような条件を満たす正孔阻止材料として、好ましくは、下記一般式（ＶＩ）で表わされる混合配位子錯体が挙げられる。
【０２４２】
【化９２】
【０２４３】
（（ＶＩ）式中、Ｒ１０１〜Ｒ１０６は、水素原子または任意の置換基を表わす。Ｑ３はアルミニウム、ガリウム、インジウムから選ばれる金属原子を表わす。Ｙ１は以下に示す一般式（ＶＩ−１）、（ＶＩ−２）、（ＶＩ−３）のいずれかで表わされる。
【０２４４】
【化９３】
（式中、Ａｒ２１〜Ａｒ２５は、置換基を有していても良い芳香族炭化水素環基または置換基を有していても良い芳香族複素環基を表し、Ｙ２はシリコンまたはゲルマニウムを表わす。））
【０２４５】
前記一般式（ＶＩ）において、Ｒ１０１〜Ｒ１０６は各々独立に水素原子または任意の置換基を表すが、好ましくは水素原子；塩素、臭素等のハロゲン原子；メチル基、エチル基等の炭素数１〜６のアルキル基；ベンジル基等のアラルキル基；ビニル基等の炭素数２〜６のアルケニル基；シアノ基；アミノ基；アシル基；メトキシ基、エトキシ基等の炭素数１〜６のアルコキシ基；メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基等の炭素数２〜６のアルコキシカルボニル基；カルボキシル基；フェノキシ基、ベンジルオキシ基などのアリールオキシ基；ジエチルアミノ基、ジイソプロピルアミノ基等のアルキルアミノ基；ジベンジルアミノ基、ジフェネチルアミノ基などのアラルキルアミノ基；トリフルオロメチル基等のハロアルキル基；水酸基；置換基を有していても良いフェニル基、ナフチル基等の芳香族炭化水素環基；置換基を有していても良いチエニル基、ピリジル基等の芳香族複素環基を表わす。
【０２４６】
前記芳香族炭化水素環基および芳香族複素環基が有しうる置換基としては、フッ素原子等のハロゲン原子；メチル基、エチル基等の炭素数１〜６のアルキル基；ビニル基等の炭素数２〜６のアルケニル基；メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基等の炭素数２〜６のアルコキシカルボニル基；メトキシ基、エトキシ基等の炭素数１〜６のアルコキシ基；フェノキシ基、ベンジルオキシ基などのアリールオキシ基；ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基等のアルキルアミノ基；アセチル基等のアシル基；トリフルオロメチル基等のハロアルキル基；シアノ基等が挙げられる。
【０２４７】
Ｒ１０１〜Ｒ１０６としてより好ましくは水素原子、アルキル基、ハロゲン原子またはシアノ基が挙げられる。またＲ１０４としては、シアノ基が特に好ましい。
【０２４８】
上記一般式（ＶＩ）中、Ａｒ２１〜Ａｒ２５として、具体的には、置換基を有していても良いフェニル基、ビフェニル基、ナフチル基等の芳香族炭化水素環基またはチエニル基、ピリジル基等の芳香族複素環基が挙げられる。中でも５員環、６員環、５員環および／または６員環が２個または３個縮合したもの、あるいはこれらが直接結合で２個または３個結合したものが好ましい。芳香族炭化水素環基と芳香族複素環基では、芳香族炭化水素環基が好ましい。
【０２４９】
なおＡｒ２１〜Ａｒ２５が有しうる置換基としては、例えばＲ１０１〜Ｒ１０６が芳香族炭化水素環基または芳香族複素環基の場合に有しうる置換基として、前述したものと同様の基が挙げられる。
【０２５０】
前記一般式（ＶＩ）で表わされる化合物の好ましい具体例を以下に示すが、これらに限定するものではない。
【０２５１】
【化９４】
【０２５２】
【化９５】
【０２５３】
正孔阻止材料としては、前記一般式（ＶＩ）の混合配位子錯体の他に、以下の構造式で示される１，２，４−トリアゾール環残基を少なくとも１個有する化合物も用いることができる。
【０２５４】
【化９６】
【０２５５】
上記構造式で表わされる１，２，４−トリアゾール環残基を少なくとも１個有する化合物の具体例を以下に示すが、これらに限定されるものではない。
【０２５６】
【化９７】
【０２５７】
なお、上記構造式中には記載していないが、これらの化合物におけるベンゼン環およびナフタレン環は、更に置換基を有していても良い。該置換基としては、例えばＲ１０１〜Ｒ１０６が芳香族炭化水素環基または芳香族複素環基である場合に有しうる置換基として、前述したものと同様の基が挙げられる。
【０２５８】
正孔阻止材料として、さらに、以下の構造式で示されるフェナントロリン環を少なくとも１個有する化合物も用いることができる。
【０２５９】
【化９８】
【０２６０】
上記構造式で表わされるフェナントロリン環を少なくとも１個有する化合物の具体例を以下に示すが、これらに限定されるものではない。
【０２６１】
【化９９】
【０２６２】
これらの化合物についても、前記１，２，４−トリアゾール環残基を有する化合物の場合と同様、構造式中に明記したもの以外にも置換基を有していても良く、この場合の置換基としては、例えばＲ１０１〜Ｒ１０６が芳香族炭化水素環基または芳香族複素環基である場合に有しうる置換基として、前述したものと同様の基が挙げられる。
【０２６３】
なお、上述した各々の正孔阻止材料の化合物は正孔阻止層６中に、単独で用いても良いし、必要に応じて、２種以上を混合して用いても良い。
【０２６４】
正孔阻止層６の膜厚の上限は通常１００ｎｍ好ましくは５０ｎｍであり、下限は通常、 ０．３ｎｍ好ましくは ０．５ｎｍである。正孔阻止層６も正孔輸送層４や電子輸送層７と同様の方法で形成することができるが、通常は真空蒸着法が用いられる。
【０２６５】
また、正孔注入の効率をさらに向上させ、かつ、有機層全体の陽極２への付着力を改善させる目的で、図３に示す如く、正孔輸送層４と陽極２との間に陽極バッファ層３を挿入することも行われている。陽極バッファ層３を挿入することで、初期の素子の駆動電圧が下げると同時に、素子を定電流で連続駆動した時の電圧上昇も抑制される効果が得られる。陽極バッファ層３に用いられる材料に要求される条件としては、陽極２とのコンタクトがよく均一な薄膜が形成でき、熱的に安定、すなわち、融点及びガラス転移温度Ｔｇが高く、融点としては ３００℃以上、ガラス転移温度Ｔｇとしては１００℃以上が要求される。さらに、イオン化ポテンシャルが低く陽極２からの正孔注入が容易なこと、正孔移動度が大きいことが挙げられる。
【０２６６】
この目的のために、陽極バッファ層３の材料としては、これまでに銅フタロシアニン等のフタロシアニン化合物（特開昭６３−２９５６９５号公報）、ポリアニリン（Ａｐｐｌ． Ｐｈｙｓ． Ｌｅｔｔ．， ６４巻、１２４５頁， １９９４年）、ポリチオフェン（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ， ９巻、１２５頁、１９９８年）等の有機化合物や、スパッタ・カーボン膜（Ｓｙｎｔｈ．Ｍｅｔ．， ９１巻、７３頁、１９９７年）や、バナジウム酸化物、ルテニウム酸化物、モリブデン酸化物等の金属酸化物（Ｊ．Ｐｈｙｓ． Ｄ， ２９巻、２７５０頁、１９９６年）が報告されている。
【０２６７】
また、正孔注入・輸送性の低分子有機化合物と電子受容性化合物を含有する層（特開平１１−２５１０６７号公報、特開２０００−１５９２２１号公報等に記載）や、芳香族アミノ基等を有する非共役系高分子化合物に、必要に応じて電子受容性化合物をドープしてなる層（特開平１１−２８３７５０号公報、特開２０００−３６３９０号公報、特開２０００−１５０１６８号公報、特開２００１−２２３０８４号公報など）なども、好ましい。
【０２６８】
陽極バッファ層３も、正孔輸送層４と同様にして薄膜形成可能であるが、無機物の場合には、さらに、スパッタ法や電子ビーム蒸着法、プラズマＣＶＤ法が用いられる。以上の様にして形成される陽極バッファ層３の膜厚の上限は通常１００ｎｍ好ましくは５０ｎｍであり、下限は通常３ｎｍ好ましくは５ｎｍである。
【０２６９】
さらに、陰極８の発光層５側界面に接するようにＬｉＦ 、ＭｇＦ２、Ｌｉ２Ｏ等の極薄絶縁膜（膜厚０．１〜５ｎｍ）を挿入することも、素子の効率を向上させる有効な方法である（Ａｐｐｌ． Ｐｈｙｓ． Ｌｅｔｔ．， ７０巻，１５２頁，１９９７年；特開平１０−７４５８６号公報；ＩＥＥＥＴｒａｎｓ． Ｅｌｅｃｔｒｏｎ． Ｄｅｖｉｃｅｓ，４４巻，１２４５頁，１９９７年）。
【０２７０】
なお、図１とは逆の構造、すなわち、基板１上に陰極８、正孔阻止層６、発光層５、正孔輸送層４、陽極２の順に積層することも可能であり、既述したように少なくとも一方が透明性の高い２枚の基板の間に本発明の有機電界発光素子を設けることも可能である。同様に、図２および図３に示した前記各層構成とは逆の構造に積層することも可能である。更に、図１，図２および図３に示した各層以外にも、陽極２または陰極８と発光層５との間に任意の層を有していても良い。
【０２７１】
本発明は、有機電界発光素子が、単一の素子、アレイ状に配置された構造からなる素子、陽極と陰極がＸ−Ｙマトリックス状に配置された構造のいずれにおいても適用することができる。
【０２７２】
【実施例】
次に、合成例、実施例及び比較例を挙げて、本発明をより具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例の記載に何ら限定されるものではない。
【０２７３】
合成例１
【化１００】
【０２７４】
２−アミノチオフェノール ４．１ ｇと４−ジフェニルアミノベンズアルデヒド ８．３ ｇの混合物に酢酸 １００ ｍＬを加え、４０℃で８．５時間反応させた。室温まで冷却した後、水酸化ナトリウム水溶液で中和し、トルエン溶媒を用いて抽出を行った。有機層を炭酸カリウムで乾燥した後、溶媒を除去し、カラムクロマトグラフィーによる精製を行い、７．７ ｇの黄白色結晶を得た。得られた化合物の質量分析結果により目的物であることが確認できた。Ｍ／ｅ ： ３７８
【０２７５】
実施例１
【化１０１】
【０２７６】
合成例１で得られた化合物６４３ ｍｇと三塩化イリジウム３水和物 ２８２ ｍｇに２−エトキシエタノール １０ ｍＬ水３ ｍＬを加え、窒素下、１２０℃で４時間反応させた。室温まで冷却した後、得られた沈殿物を濾過し、メタノール洗浄を行った。得られた沈殿物を乾燥後、炭酸ナトリウム８４ ｍｇ、２−エトキシエタノール２０ ｍＬ、アセチルアセトン０．１５ ｍＬを加え、窒素下でさらに８時間反応させた。得られた沈殿物を濾過し、メタノール洗浄を行い、カラムクロマトグラフィーにより精製を行い、３２０ ｍｇの赤色結晶を得た。得られた化合物の質量分析結果により目的物であることが確認できた。Ｍ／ｅ： １０４６
【０２７７】
実施例２
図３に示す構造を有する有機電界発光素子を以下の方法で作製した。
ガラス基板１上にインジウム・スズ酸化物（ＩＴＯ）透明導電膜を １５０ｎｍ堆積したもの（ジオマテック社製；電子ビーム成膜品；シート抵抗１５Ω）を通常のフォトリソグラフィ技術と塩酸エッチングを用いて ２ｍｍ幅のストライプにパターニングして陽極２を形成した。
【０２７８】
パターン形成したＩＴＯ基板を、アセトンによる超音波洗浄、純水による水洗、イソプロピルアルコールによる超音波洗浄の順で洗浄後、窒素ブローで乾燥させ、最後に紫外線オゾン洗浄を行って、真空蒸着装置内に設置した。上記装置の粗排気を油回転ポンプにより行った後、装置内の真空度が１．４×１０−６Ｔｏｒｒ（約１．９×１０−４Ｐａ）以下になるまで液体窒素トラップを備えた油拡散ポンプを用いて排気した。
【０２７９】
陽極バッファ層３の材料として、下記に示す構造式の銅フタロシアニンをモリブデンボートを用いて、蒸着速度０．１５ｎｍ／秒、真空度１．０×１０−６Ｔｏｒｒ（約１．３×１０−４Ｐａ）で、１０ｎｍの膜厚で陽極２の上に成膜した。
【０２８０】
【化１０２】
【０２８１】
次に、上記装置内に配置されたセラミックるつぼに入れた、以下に示す、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニルをるつぼの周囲のタンタル線ヒーターで加熱して蒸着を行った。この時のるつぼの温度は、２２０〜２３５℃の範囲で制御した。蒸着時の真空度０．９×１０−６Ｔｏｒｒ（約１．２×１０−４Ｐａ）、蒸着速度は０．２２ｎｍ／秒で膜厚６０ｎｍの正孔輸送層４を得た。
【０２８２】
【化１０３】
【０２８３】
引続き、発光層５の主成分（ホスト材料）として下記に示すＮ−フェニルカルバゾール誘導体（Ｈ−１）を、副成分（ドーパント）として、実施例１で得られた有機イリジウム錯体（Ｔ−１）を別々のセラミックるつぼに設置し、２元同時蒸着法により成膜を行った。
【０２８４】
【化１０４】
【０２８５】
化合物（Ｈ−１）のるつぼ温度は ２５０〜２６０℃に、蒸着速度は ０．１８ｎｍ／秒に制御し、イリジウム錯体（Ｔ−１）は３１５〜３２５℃の温度範囲に制御し、膜厚３０ｎｍでイリジウム錯体（Ｔ−１）が５重量％含有された発光層５を正孔輸送層４の上に積層した。蒸着時の真空度は０．８×１０−６Ｔｏｒｒ（約１．１×１０−４Ｐａ）であった。
【０２８６】
さらに、正孔阻止層６として例示化合物（ＨＢ−１２）をるつぼ温度を ２５６℃として、蒸着速度０．２０ｎｍ／秒で１０ｎｍの膜厚で積層した。蒸着時の真空度は０．８×１０−６Ｔｏｒｒ（約１．１×１０−４Ｐａ）であった。
【０２８７】
【化１０５】
【０２８８】
正孔阻止層６の上に、電子輸送層７として以下の構造式に示すアルミニウムの８−ヒドロキシキノリン錯体、Ａｌ（Ｃ９Ｈ６ＮＯ）３を同様にして蒸着した。この時のアルミニウムの８−ヒドロキシキノリン錯体のるつぼ温度は ２９０〜 ３００℃の範囲で制御し、蒸着時の真空度は０．８×１０−６Ｔｏｒｒ（約１．１×１０−４Ｐａ）、蒸着速度は０．２２ｎｍ／秒で膜厚は３５ｎｍとした。
【０２８９】
【化１０６】
【０２９０】
上記の正孔輸送層４、発光層５、正孔阻止層６及び電子輸送層７を真空蒸着する時の基板温度は室温に保持した。
【０２９１】
ここで、電子輸送層７までの蒸着を行った素子を一度前記真空蒸着装置内より大気中に取り出して、陰極蒸着用のマスクとして ２ｍｍ幅のストライプ状シャドーマスクを、陽極２のＩＴＯストライプとは直交するように素子に密着させて、別の真空蒸着装置内に設置して有機層と同様にして装置内の真空度が２．３×１０−６Ｔｏｒｒ（約３．１×１０−４Ｐａ）以下になるまで排気した。
【０２９２】
陰極８として、先ず、フッ化リチウム（ＬｉＦ）をモリブデンボートを用いて、蒸着速度０．０１ｎｍ／秒、真空度３．６×１０−６Ｔｏｒｒ（約４．８×１０−４Ｐａ）で、０．５ｎｍの膜厚で電子輸送層７の上に成膜した。次に、アルミニウムを同様にモリブデンボートにより加熱して、蒸着速度０．３７ｎｍ／秒、真空度７．７×１０−６Ｔｏｒｒ（約１．０×１０−３Ｐａ）で膜厚８０ｎｍのアルミニウム層を形成して陰極８を完成させた。以上の２層型陰極８の蒸着時の基板温度は室温に保持した。
【０２９３】
以上の様にして、２ｍｍ×２ｍｍ のサイズの発光面積部分を有する有機電界発光素子が得られた。この素子の発光特性を表５に示す。表５において、発光開始電圧は 輝度１ｃｄ／ｍ２での値、最大発光輝度は電流密度０．２５Ａ／ｃｍ２での値、発光効率・輝度／電流・電圧は 輝度１００ｃｄ／ｍ２での値を各々示す。素子の発光スペクトルの極大波長は ５７７ｎｍであり、有機イリジウム錯体（Ｔ−１）からのものと同定された。色度はＣＩＥ（ｘ，ｙ）＝（０．５６，０．４４）であった。
この素子を電流密度０．２５Ａ／ｃｍ２でＤＣ駆動し、素子の安定性を評価したところ、５０秒後の輝度比（５０秒後の輝度／初期輝度）は０．９５と良好であった。
【０２９４】
比較例１
発光層の副成分の有機イリジウム錯体（Ｔ−１）の代わりに下記に示す有機イリジウム錯体（Ｔ−２）を用いた他は実施例２と同様にして素子を作製した。この素子の発光特性を表５に示す。素子の発光スペクトルの極大波長は ５６３ｎｍであり、有機イリジウム錯体（Ｔ−２）からのものと同定された。色度はＣＩＥ（ｘ，ｙ）＝（０．４６，０．４９）であった。
【０２９５】
実施例２と同様に、この素子を電流密度０．２５Ａ／ｃｍ２でＤＣ駆動し、素子の安定性を評価したところ、５０秒後の輝度比（５０秒後の輝度／初期輝度）は０．８８と実施例２より不安定であった。
【０２９６】
【化１０７】
【０２９７】
【表５】
【０２９８】
合成例２
【化１０８】
【０２９９】
２−アミノチオフェノール １．２ ｇと９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−カルボアルデヒド ２．５ ｇの混合物に酢酸 ３０ ｍＬを加え、４０℃で６．０時間反応させた。室温まで冷却した後、水酸化ナトリウム水溶液で中和し、ジクロロメタン溶媒を用いて抽出を行った。有機層を炭酸カリウムで乾燥した後、溶媒を除去し、カラムクロマトグラフィーによる精製を行い、２．３ ｇの黄白色結晶を得た。得られた化合物の質量分析結果により、目的物であることが確認できた。Ｍ／ｅ ： ３７６
【０３００】
実施例３
【化１０９】
【０３０１】
合成例２で得られた化合物４３０ ｍｇと三塩化イリジウム３水和物 １７０ ｍｇに、２−エトキシエタノール １０ ｍＬと水３ ｍＬを加え、窒素雰囲気下、１２０℃で４時間反応させた。室温まで冷却した後、得られた沈殿物を濾過し、メタノール洗浄を行った。得られた沈殿物を乾燥後、炭酸ナトリウム２１０ ｍｇ、２−エトキシエタノール２０ ｍＬ、およびアセチルアセトン０．２ ｍＬを加え、窒素雰囲気下でさらに１２時間反応させた。
【０３０２】
得られた沈殿物を濾過し、メタノール洗浄を行い、カラムクロマトグラフィーにより精製を行い、１１８ ｍｇの赤色結晶を得た。得られた化合物の質量分析結果により目的物であることが確認できた。Ｍ／ｅ： １０４２
【０３０３】
実施例４
【化１１０】
【０３０４】
合成例２で得られた化合物３６６ ｍｇと三塩化イリジウム３水和物 １１７ ｍｇに、２−エトキシエタノール １０ ｍＬと水３ ｍＬを加え、窒素雰囲気下、１２０℃で１２時間反応させた。室温まで冷却した後、得られた沈殿物を濾過し、メタノール洗浄を行った。得られた沈殿物を乾燥後、炭酸ナトリウム１２７ ｍｇ、２−エトキシエタノール２０ ｍＬ、およびアセチルアセトン０．２ ｍＬを加え、窒素雰囲気下でさらに１２時間反応させた。
【０３０５】
得られた沈殿物を濾過し、メタノール洗浄を行い、カラムクロマトグラフィーにより精製を行い、５９ ｍｇの赤色結晶を得た。得られた化合物の質量分析結果により目的物であることが確認できた。Ｍ／ｅ： １０４２
【０３０６】
実施例５
図３に示す構造を有する有機電界発光素子を以下の方法で作製した。
【０３０７】
ガラス基板１上にインジウム・スズ酸化物（ＩＴＯ）透明導電膜を １５０ｎｍ堆積したもの（スパッター成膜品；シート抵抗１５Ω）を通常のフォトリソグラフィ技術と塩酸エッチングを用いて ２ｍｍ幅のストライプにパターニングして陽極２を形成した。パターン形成したＩＴＯ基板を、アセトンによる超音波洗浄、純水による水洗、イソプロピルアルコールによる超音波洗浄の順で洗浄後、窒素ブローで乾燥させ、最後に紫外線オゾン洗浄を行った。
【０３０８】
陽極バッファ層３の材料として、下記に示す構造式の芳香族アミノ基を有する非共役系高分子化合物（ＰＢ−１）を電子受容性化合物（Ａ−１）と共に以下の条件でスピンコートした。
【０３０９】
【化１１１】
【０３１０】
【化１１２】
【０３１１】
［スピンコート条件］
溶媒 シクロヘキサノン
塗布液濃度 １３［ｍｇ／ｍｌ］
ＰＢ−１：Ａ−１ １０：１
スピナ回転数 １５００［ｒｐｍ］
スピナ回転時間 ３０［秒］
乾燥条件 １００℃，１時間
上記のスピンコートにより膜厚４５ｎｍの均一な薄膜が形成された。
【０３１２】
次に、陽極バッファ層３を成膜した基板を真空蒸着装置内に設置した。この真空蒸着装置の粗排気を油回転ポンプにより行った後、装置内の真空度が２×１０−６Ｔｏｒｒ（約２．７×１０−４Ｐａ）以下になるまで液体窒素トラップを備えた油拡散ポンプを用いて排気した。
【０３１３】
上記装置内に配置されたセラミックるつぼに入れた、以下に示す、アリールアミン化合物（Ｈ−２）をるつぼの周囲のタンタル線ヒーターで加熱して蒸着を行った。この時のるつぼの温度は、１８７〜２０１℃の範囲で制御した。蒸着時の真空度１．２×１０−６Ｔｏｒｒ（約１．６×１０−４Ｐａ）、蒸着速度は０．２１ｎｍ／秒で膜厚６０ｎｍの正孔輸送層４を得た。
【０３１４】
【化１１３】
【０３１５】
引続き、発光層５の主成分（ホスト材料）として下記に示すカルバゾール誘導体（Ｅ−１）を、副成分（ドーパント）として、実施例３で得られた有機イリジウム錯体（Ｄ−１）を別々のセラミックるつぼに設置し、２元同時蒸着法により成膜を行った。
【０３１６】
【化１１４】
【０３１７】
化合物（Ｅ−１）のるつぼ温度は ２６９〜２７５℃に、蒸着速度は ０．１９ｎｍ／秒に制御し、イリジウム錯体（Ｄ−１）のるつぼ温度は３５８〜３６０℃の温度範囲に制御し、膜厚３０ｎｍでイリジウム錯体（Ｄ−１）が５重量％含有された発光層５を正孔輸送層４の上に積層した。蒸着時の真空度は１．２×１０−６Ｔｏｒｒ（約１．６×１０−４Ｐａ）であった。
【０３１８】
さらに、正孔阻止層６として混合配位子錯体（ＨＢ−１）をるつぼ温度を ２６３℃として、蒸着速度０．２０ｎｍ／秒で１０ｎｍの膜厚で積層した。蒸着時の真空度は０．９×１０−６Ｔｏｒｒ（約１．２×１０−４Ｐａ）であった。
【０３１９】
【化１１５】
【０３２０】
正孔阻止層６の上に、電子輸送層７として以下の構造式に示すアルミニウムの８−ヒドロキシキノリン錯体（ＥＴ−１）を同様にして蒸着した。この時のアルミニウムの８−ヒドロキシキノリン錯体のるつぼ温度は ２８５〜 ３００℃の範囲で制御し、蒸着時の真空度は０．８×１０−６Ｔｏｒｒ（約１．１×１０−４Ｐａ）、蒸着速度は０．２１ｎｍ／秒で膜厚は３５ｎｍとした。
【０３２１】
【化１１６】
【０３２２】
上記の正孔輸送層４、発光層５、正孔阻止層６及び電子輸送層７を真空蒸着する時の基板温度は室温に保持した。
【０３２３】
ここで、電子輸送層７までの蒸着を行った素子を一度前記真空蒸着装置内より大気中に取り出して、陰極蒸着用のマスクとして ２ｍｍ幅のストライプ状シャドーマスクを、陽極２のＩＴＯストライプとは直交するように素子に密着させて、別の真空蒸着装置内に設置して有機層と同様にして装置内の真空度が３．８×１０−４Ｐａ以下になるまで排気した。
【０３２４】
陰極８として、先ず、フッ化リチウム（ＬｉＦ）をモリブデンボートを用いて、蒸着速度０．０１ｎｍ／秒、真空度８．４×１０−４Ｐａで、０．５ｎｍの膜厚で電子輸送層７の上に成膜した。次に、アルミニウムを同様にモリブデンボートにより加熱して、蒸着速度０．４２ｎｍ／秒、真空度１．０×１０−３Ｐａで膜厚８０ｎｍのアルミニウム層を形成して陰極８を完成させた。以上の２層型陰極８の蒸着時の基板温度は室温に保持した。
【０３２５】
以上の様にして、２ｍｍ×２ｍｍ のサイズの発光面積部分を有する有機電界発光素子が得られた。この素子の発光特性を表６に示す。表６において、発光開始電圧は 輝度１ｃｄ／ｍ２での値、最大発光輝度は電流密度０．２５Ａ／ｃｍ２での値、発光効率・輝度／電流・電圧は 輝度１００ｃｄ／ｍ２での値を各々示す。素子の発光スペクトルの極大波長は ５６０ｎｍであり、有機イリジウム錯体（Ｄ−１）からのものと同定された。色度はＣＩＥ（ｘ，ｙ）＝（０．５０，０．５０）であった。
【０３２６】
実施例６
発光層の副成分の有機イリジウム錯体（Ｄ−１）の代わりに下記に示すイリジウム錯体（Ｄ−２）を用いた他は実施例５と同様にして素子を作製した。この素子の発光特性を表６に示す。素子の発光スペクトルの極大波長は５５８ｎｍであり、有機イリジウム錯体（Ｄ−２）からのものと同定された。色度はＣＩＥ（ｘ，ｙ）＝（０．４９，０．４９）と色純度は実施例５と同等であり、発光効率も良好であった。
【０３２７】
【化１１７】
【０３２８】
比較例１
発光層の副成分の有機イリジウム錯体（Ｄ−１）の代わりに下記に示す有機イリジウム錯体（Ｄ−３）を用いた他は実施例５と同様にして素子を作製した。この素子の発光特性を表６に示す。素子の発光スペクトルの極大波長は ５６３ｎｍであり、有機イリジウム錯体（Ｄ−３）からのものと同定された。色度はＣＩＥ（ｘ，ｙ）＝（０．４６，０．４９）と色純度は実施例５と同等であるが、実施例５と比較して発光効率が低い。
【０３２９】
【化１１８】
【０３３０】
【表６】
【０３３１】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、特に長波長発光における色純度の向上、発光の高効率化、および素子の長寿命化が可能な新規有機金属錯体と、この有機金属錯体を使用した長寿命で高発光効率の有機電界発光素子が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の有機電界発光素子の実施の形態の一例を示した模式的断面図である。
【図２】本発明の有機電界発光素子の実施の形態の別の例を示した模式的断面図である。
【図３】本発明の有機電界発光素子の実施の形態の別の例を示した模式的断面図である。
【符号の説明】
１ 基板
２ 陽極
３ 陽極バッファ層
４ 正孔輸送層
５ 発光層
６ 正孔阻止層
７ 電子輸送層
８ 陰極
【発明の属する技術分野】
本発明は新規な燐光色素として有用な有機金属錯体と、このような有機金属錯体を用いた、薄膜型有機電界発光（ＥＬ）デバイスや近赤外発光材料に用いられる有機電界発光素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
これまで、有機電界発光素子には蛍光性色素が数多く用いられてきたが、フラットパネル・ディスプレイ等の表示、蛍光灯や標識灯等の光源、さらには近赤外発光材料として応用するためには、素子の発光効率をさらに改善する必要があり、新たな発光材料の開発が求められている。
【０００３】
近年、素子の発光効率を上げる試みの一つとして、３重項励起状態からの発光、すなわち燐光を利用した燐光色素の利用が注目を集めている。燐光を用いた場合には従来の１重項励起状態からの発光（蛍光）に比べて、約４倍の取り出し効率が可能となり、高効率化が期待されるからである。
【０００４】
実際、下記の構造で表される有機イリジウム錯体（２）を４，４’−ジ（Ｎ−カルバゾリル）ビフェニル（ＣＢＰ）にドープさせることにより、発光波長５１０ｎｍの緑色発光を示し、その外部量子効率は１３％と従来の１重項発光素子の量子効率限界値（５％）を大きく上回ることが報告されている（Ａｐｐｌ． Ｐｈｙｓ． Ｌｅｔｔ．， ７５巻、４項、１９９９年）。
【０００５】
【化３】
さらに上記有機イリジウム錯体（２）に種々の置換基を導入してなる下記有機イリジウム錯体（３）を使用することにより、錯体間の燐光の自己消光を制御したり（Ａｄｖ． Ｍａｔｅｒ．， ２００１， １３， １２４５）、発光波長のチューニングが可能であることも報告されている（Ｃｈｅｍ． Ｃｏｍｍｕｎ．， ２００１， １４９４， Ａｐｐｌ． Ｐｈｙｓ． Ｌｅｔｔ．， ２００１， ７９， ４４９）。
【０００７】
【化４】
また最近、Ｔｈｏｍｐｓｏｎらは２核錯体を経由したイリジウム錯体の簡便な合成法により、種々の有機イリジウム錯体を開発し、青色から赤色までの有機電界発光素子を達成している。たとえば、下記に示す有機イリジウム錯体（４）、（５）を用いた場合には、緑色よりも長波長に発光を有し、かつ従来の一重項発光素子に比べて高効率の電界発光素子になることが明らかにされている（Ｉｎｏｒｇ． Ｃｈｅｍ．， ２００１， ４０，１０７４， Ｊ． Ａｍ． Ｃｈｅｍ． Ｓｏｃ．， ２００１， １２３， ４３０４．， ＷＯ ０１／４１５１２号公報）。
【０００９】
【化５】
また、ＷＯ ０１／３４５１８３号公報には、下記の有機イリジウム錯体（６）が発光波長６２３ｎｍ、外部発光効率１０．９％という高輝度の赤色発光材料であることが記載されている。
【００１１】
【化６】
さらに、最近ではイリジウム錯体を用いた青色燐光材料の開発もさかんに行われており、現状ではフッ素原子を置換基にもつイリジウム錯体が有力視されている（Ａｐｐｌ． Ｐｈｙｓ． Ｌｅｔｔ．， ２００１， ７９， ２０８２， ＷＯ ０２／１５６４５号公報， 特開 ２００２−１１７９７８号公報， ＷＯ ０２／０２７１４号公報）。
【００１３】
【化７】
なお、配位子にアリールアミノ基を有するイリジウム錯体の例として、Ｔｈｏｍｐｓｏｎらにより、下記の有機イリジウム錯体（１０）が報告されている（ＷＯ ０１／４１５１２号公報）。
【００１５】
【化８】
【特許文献１】
ＷＯ ０２／１５６４５号公報
【特許文献２】
特開 ２００２−１１７９７８号公報
【特許文献３】
ＷＯ ０２／０２７１４号公報
【特許文献４】
ＷＯ ０１／４１５１２号公報
【非特許文献１】
Ａｐｐｌ． Ｐｈｙｓ． Ｌｅｔｔ．， ２００１， ７９， ２０８２
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、有機ＥＬ材料などへの実用化のためには、さらなる色純度の調整、低駆動電圧化、安定性、耐久性などの多くの問題が残されている。なかでも低駆動電圧化は、省エネルギー、素子の長寿命化にもつながるため、最優先すべき課題である。
【００１８】
本発明は、上記従来の実状に鑑みてなされたものであって、特に長波長発光における色純度の向上、発光の高効率化、低駆動電圧化、および素子の長寿命化が可能な新規有機金属錯体と、この有機金属錯体を使用した長寿命で高発光効率の有機電界発光素子を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明の有機金属錯体は、下記一般式（１）で表されることを特徴とする。
【００２０】
【化９】
ｌ、ｍはアリールアミノ基の数を表し、各々独立に１または２である。
ｌ’、ｍ’は各々独立に０、１または２であり、ｌ’＋ｍ’≧１である。
ｐはＪの価数を表し、１、２または３である。
ｑは配位子の数を表し、１、２または３である。
ＸおよびＹは、各々独立に、下記式
【化１０】
Ｚａ、Ｚｂは各々独立に直接結合、もしくは２価または３価の連結基を表す。
Ａｒａ及びＡｒｃは各々独立に、アルキル基、芳香族炭化水素基または芳香族複素環基を表し、これらはいずれも置換基を有していてもよい。ＡｒｂおよびＡｒｄは各々独立に、置換基を有していても良い、芳香族炭化水素基または芳香族複素環基を表す。また、ＡｒａとＡｒｂ、および／またはＡｒｃとＡｒｄが結合して縮合環を形成していても良く、該縮合環は置換されていても良い。
Ｚａが２価または３価の連結基を表す場合、ＡｒａとＺａ、および／またはＡｒｂとＺａが互いに結合して、置換基を有していても良い環を形成していても良く、Ｚｂが２価または３価の連結基を表す場合、ＡｒｃとＺｂ、および／またはＡｒｄとＺｂが互いに結合して、置換基を有していても良い環を形成していても良い。
環ａは、置換基を有していても良い、芳香族炭化水素基もしくは芳香族複素環基を表す。
環ｂは、置換基を有していても良い芳香族複素環基を表す。
Ｚａが直接結合の場合、Ａｒａと環ａ、および／またはＡｒｂと環ａが結合して、置換基を有していても良い環を形成していても良く、Ｚｂが直接結合の場合、Ａｒｃと環ｂ、および／またはＡｒｄと環ｂが結合して、置換基を有していても良い環を形成していても良い。）
【００２１】
本発明者らは、鋭意検討を重ね、上記一般式（１）で表されるアリールアミノ基を有するＣＮ２座配位子をもつ有機金属錯体が、優れた性能を有する３重項燐光材料であることを知見し、本発明を達成した。
【００２２】
前述の如く、従来において、配位子にアリールアミノ基を有する有機イリジウム錯体（１０）は既に知られているが、この有機イリジウム錯体（１０）では、アリールアミノ基が発光配位子と直接結合していないため、結合を介した電荷移動が起こらず、ホッピングによる電荷移動のみが起こるので、アリールアミノ基の存在が電荷移動度にそれほど大きな影響は与えないことが考えられる。
【００２３】
そこで、この問題点を克服するために、本発明者らはＣＮ発光配位子にアリールアミノ基を導入することを試みた結果、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００２４】
特に、比較的長波長の発光を有する錯体の場合、電荷輸送性材料やホスト材料とのバンドギャップが大きくなるため、さらに電荷移動が起こりにくく、高電圧化や発光効率低下にも繋がることが予想される。
【００２５】
本発明は、比較的長波長の発光を有する燐光材料、例えば最大発光波長波長５００ｎｍ以上の燐光材料に適用した場合、特に効果的である。
【００２６】
本発明の有機電界発光素子は、基板上に陽極、発光層、および陰極が順次積層されてなる有機電界発光素子において、該発光層がこのような本発明の有機金属錯体を含有することを特徴とするものであり、長寿命で発光効率が高い。
【００２７】
本発明の有機電界発光素子において、発光層は、正孔注入・輸送性または電子注入・輸送性を有するホスト化合物を含有し、このホスト化合物に対して本発明の有機金属錯体がドープされていることが好ましい。また、発光層と陰極との間には正孔阻止層を有することが好ましい。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
まず、本発明の有機金属錯体について説明する。
本発明の有機金属錯体は、前記一般式（１）で表されるものである。
【００２９】
一般式（１）において、ＪはＩｒ、Ｏｓ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｐｄのいずれかの元素を示し、好ましくはＰｔまたはＩｒ、特に好ましくはＩｒである。
【００３０】
ｌ、ｍはそれぞれアリールアミノ基−ＮＡｒａＡｒｂ，−ＮＡｒｃＡｒｄの数を表し、各々独立に１または２である。
ｌ’、ｍ’は各々独立に０、１または２であり、ｌ’＋ｍ’≧１である。
ｐは中心元素Ｊの価数であり、１、２または３である。
ｑは配位子の数を表し、１、２または３である。
なお、ｐ−ｑが配位子の数を表すため、ｐ−ｑ≧０である。
【００３１】
一般式（１）において、
【化１１】
【００３２】
該２座配位子は、便宜上Ｘ−Ｙ間を線で結合し表現しているが、アセチルアセトン等のようにＸ−Ｙ間が直鎖で結合されている配位子でも良く、また
【化１２】
【化１３】
【００３３】
Ｘ、Ｙを含む２座配位子として、好ましくは
【化１４】
【化１５】
【００３４】
ＺａおよびＺｂは、直接結合、もしくは２価または３価の連結基を表す。
具体的には、
直接結合、
置換基を有していても良い５または６員環の、芳香族炭化水素基または芳香族複素環基、
もしくは以下の一般式で表される連結基
【化１６】
【００３５】
上記式（１１）および（１２）における２価の連結基Ａとして、例えば以下の基が挙げられるが、これらに限定されるわけではない。
【化１７】
【００３６】
ＺａおよびＺｂの、芳香族炭化水素基または芳香族複素環基の例としては、以下の基が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【化１８】
【００３７】
ＺａおよびＺｂとして、より好ましくは
【化１９】
【００３８】
なお、ＺａおよびＺｂが環ａまたは環ｂにおける窒素原子と結合する場合、ＺａおよびＺｂは（直接結合であるより）２価または３価の連結基が好ましい。
【００３９】
一般式（１）におけるＡｒａおよびＡｒｃは、各々独立にアルキル基、芳香族炭化水素基または芳香族複素環基を表し、これらはいずれも置換基を有していても良い。該アルキル基としては、炭素数１〜１０程度の直鎖または分岐のアルキル基が好ましい。また、芳香族炭化水素基または芳香族複素環基の場合は、５または６員環の、単環または２〜３縮合環が好ましい。これらのアルキル基、芳香族炭化水素基および芳香族複素環基が有しうる置換基については後述する。
【００４０】
一般式（１）において、ＡｒｂおよびＡｒｄは各々独立に、置換基を有していても良い、芳香族炭化水素基または芳香族複素環基を表すが、好ましくは、５または６員環の、単環または２〜３縮合環である。
【００４１】
一般式（１）におけるＡｒａ〜Ａｒｄについて、芳香族炭化水素基または芳香族複素環基である場合の具体例を以下に示すが、これらに限定されるものではない。また下記の例示では記載を省略したが、いずれも置換基を有していても良い。該置換基については後述する。
【００４２】
【化２０】
アリールアミノ基 −ＮＡｒａＡｒｂ、−ＮＡｒｃＡｒｄの例として、好ましくは下記の基が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【化２１】
また、ＡｒａとＡｒｂ、および／またはＡｒｃとＡｒｄが互いに直接結合、もしくは置換基を介して結合し、縮合環を形成していても良く、この縮合環は置換されていても良い。このような縮合環の構造式を以下に示すが、これらに限定されるものではない。なお、下記の例示では記載を省略したが、いずれも置換基を有していても良い。該置換基については後述する。
【００４５】
【化２２】
【００４６】
さらに、Ｚａが２価または３価の連結基を表す場合、ＡｒａとＺａ、および／またはＡｒｂとＺａが互いに結合して、置換基を有していても良い環を形成していても良く、Ｚｂが２価または３価の連結基を表す場合、ＡｒｃとＺｂ、および／またはＡｒｄとＺｂが互いに結合して、置換基を有していても良い環を形成していても良い。その一例を以下に示すが、これに限定されるものではない。
【００４７】
【化２３】
【００４８】
また、Ｚａが直接結合の場合、Ａｒａと環ａ、および／またはＡｒｂと環ａが結合して、置換基を有していても良い環を形成していても良く、Ｚｂが直接結合の場合、Ａｒｃと環ｂ、および／またはＡｒｄと環ｂが結合して、置換基を有していても良い環を形成していても良い。その一例を以下に示すが、これに限定されるものではない。
【００４９】
【化２４】
【００５０】
ところで、一般式（１）で表される有機金属錯体は、アリールアミノ基 −ＮＡｒａＡｒｂ、−ＮＡｒｃＡｒｄを有することにより、発光効率の向上など種々の優れた性質を示すと共に、該アリールアミノ基を有さない有機金属錯体と比べて、発光波長が長波長化する傾向がある。前述したように、本錯体を、長波長発光する有機電界発光素子に使用する場合、これが利点の一つとなる。
【００５１】
一方で、一般式（１）におけるアリールアミノ基 −ＮＡｒａＡｒｂ、−ＮＡｒｃＡｒｄと、環ａ、環ｂ、連結基Ｚａ、Ｚｂなどが結合し、カルバゾリル基を形成している化合物は、−ＮＡｒａＡｒｂ、−ＮＡｒｃＡｒｄを有さない化合物と比較して、それ程発光波長が長波長化することなく、発光効率が向上するという特徴を有する。これは、比較的短波長の発光を示す素子を得たい場合にも使用でき、適用範囲が広い点において好ましい。この様な効果は、当該化合物と同様にカルバゾリル基を有する化合物を、後述するホスト材料として併用することにより、更に顕著にあらわれる。
【００５２】
中でも、Ｚａが直接結合であり、ＡｒａまたはＡｒｂが環ａと結合し、全体としてカルバゾリル基を形成する場合が、より好ましい。環ａを含んで形成されるカルバゾリル基の環ｂに対する位置や向きは、幾つか考えられるが、例えば下記構造が挙げられる。
【００５３】
【化２５】
このうち、上記式（１４）の構造を有する配位子の場合、カルバゾリル基の２−位に置換基（環ｂ）が導入されている。しかし実際には、カルバゾール環に対する置換反応時の反応性を考慮すると、２−位への置換基導入は難しいため、工業的な製造という面では、上記式（１３）として例示したように、３−位（または６−位）に環ｂを置換させることにより得られる構造が好ましい。
【００５５】
一般式（１）において、環ａは置換基を有していても良い、芳香族炭化水素基または芳香族複素環基を示し、環ｂは置換基を有していても良い芳香族複素環基を表す。いずれも、好ましくは５員環または６員環の、単環または２縮合環である。
【００５６】
ところでヘテロ原子を含む５員環は、他の芳香族化合物や複素環の中でも反応性が高く、特に、ヘテロ原子のα−位は非常に反応活性が高い（たとえば求電子置換反応、プロトン化、ディールスアルダー反応などの反応性を示す。）。
【００５７】
有機電界発光素子の材料として、配位子中に、ヘテロ原子のα−位が無置換である５員環を含む錯体化合物を使用すると、素子の安定性が低下したり、発光効率の本発明の低下や低寿命化の原因となる虞がある。よって、前記一般式（１）で表される有機電界発光素子における、環ａおよび／または環ｂが５員環の芳香族複素環である（またはこれを含む）場合には、α−位へ置換基を導入することが好ましい。また、α−位の基と隣接する基が結合して、該５員環に縮合する環を形成していても良い。
【００５８】
以下に環ａおよび環ｂの具体例を示すが、これらに限定されるものではない。また、これらは置換基を有していても良く、該置換基については後述する。
【００５９】
【化２６】
これらのうち、環ａとしては、好ましくは以下のようなものが挙げられ、環ｂとしては、好ましくは以下のようなものが挙げられ、これらは後述の置換基を有していても良い。
【００６１】
【化２７】
【化２８】
ＡｒａないしＡｒｄ、環ａおよび環ｂが有しうる置換基として、具体的には下記の基が挙げられる。
【００６４】
ハロゲン原子（たとえばフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子）
置換基を有していても良いアルキル基（好ましくは炭素数１〜８の直鎖または分岐のアルキル基であり、たとえばメチル、エチル、ｎ−プロピル、２−プロピル、ｎ−ブチル、イソブチル、ｔｅｒｔ−ブチル基などが挙げられる。）
置換基を有していても良いアルケニル基（たとえば、炭素数１〜８のアルケニル基であり、たとえばビニル、アリル、１−ブテニル基などが挙げられる。）
置換基を有していても良いアルキニル基（たとえば、炭素数１〜８のアルキニル基であり、たとえばエチニル、プロパルギル基などが挙げられる。）
置換基を有していても良いアラルキル基（たとえば、炭素数１〜８のアラルキル基であり、たとえばベンジル基などが挙げられる。）
置換基を有していても良いアミノ基（好ましくは、置換基に炭素数１〜８のアルキル基を１つ以上有するものであり、たとえばメチルアミノ、ジメチルアミノ、ジエチルアミノ、ジベンジルアミノ基などが挙げられる。）
置換基を有していても良いアリールアミノ基（たとえばフェニルアミノ、ジフェニルアミノ、ジトリルアミノ基などが挙げられる。）
置換基を有していても良いヘテロアリールアミノ基（たとえばピリジルアミノ、チエニルアミノ、ジチエニルアミノ基などが挙げられる。）
置換基を有していても良いアルコキシ基（好ましくは置換基を有していても良い炭素数１〜８のアルコキシ基であり、たとえばメトキシ、エトキシ、ブトキシ基などが挙げられる。）
置換基を有していても良いアリールオキシ基（好ましくは芳香族炭化水素基や複素環基を有するものであり、たとえばフェニルオキシ、１−ナフチルオキシ、２−ナフチルオキシ、ピリジルオキシ、チエニルオキシ基などが挙げられる。）
置換基を有していても良いアラルキルオキシ基（たとえばベンジルオキシ、フェネチルオキシ基等が挙げられる。）
置換基を有していても良いアシル基（好ましくは、置換基を有していても良い炭素数１〜８のアシル基であり、たとえばホルミル基、アセチル基、ベンゾイル基などが挙げられる。）
置換基を有していても良いアルコキシカルボニル基（好ましくは置換基を有していても良い炭素数２〜１３のアルコキシカルボニル基であり、たとえばメトキシカルボニル、エトキシカルボニル基などが挙げられる。）
置換基を有していても良いアリールオキシカルボニル基（好ましくは置換基を有していても良い炭素数２〜１３のアリールオキシカルボニル基であり、たとえばアセトキシ基などが挙げられる。）
カルボキシル基
シアノ基
水酸基
メルカプト基
アルキルチオ基（好ましくは炭素数１〜８のアルキルチオ基であり、たとえば、メチルチオ基、エチルチオ基などが含まれる。）
アリールチオ基（好ましくは炭素数１〜８のアリールチオ基であり、たとえば、フェニルチオ基、１―ナフチルチオ基などが挙げられる。）
置換基を有していても良いスルホニル基（たとえばメシル、トシル基などが挙げられる。）
置換基を有していても良いシリル基（たとえばトリメチルシリル基、トリフェニルシリル基などが挙げられる。）
置換基を有していても良いボリル基（たとえばジメシチルボリル基などが挙げられる。）
置換基を有していても良いホスフィノ基（たとえばジフェニルホスフィノ基などが挙げられる。）
置換基を有していても良い芳香族炭化水素環基または芳香族複素環基（好ましくは、５または６員環の、単環または２縮合環である、芳香族炭化水素環または芳香族複素環であり、例えばフェニル基、ナフチル基、チエニル基、フリル基、ピリジル基などが挙げられる。）
【００６５】
上述の各置換基が「有していても良い置換基」としては、
アルキル基（好ましくは炭素数１〜４のアルキル基でありたとえばメチル基、エチル基、２−プロピル基などが挙げられる。）
無置換あるいはアルキル基で置換された芳香族炭化水素基（たとえばフェニル基、トリル基、メシチル基などが挙げられる。）
【００６６】
上述のＡｒａないしＡｒｄ、環ａおよび環ｂが有しうる置換基として、より好ましくは置換基を有していても良いアルキル基、置換基を有していても良いアミノ基、置換基を有していても良いアリールアミノ基、置換基を有していても良いアルコキシ基、置換基を有していても良いアシル基、置換基を有していても良い芳香族炭化水素基、および置換基を有していても良い芳香族複素環基が挙げられる。
【００６７】
また前述したように、ＡｒａとＺａ、ＡｒｂとＺａ、ＡｒｃとＺｂ、ＡｒｄとＺｂ、Ａｒａと環ａ、Ａｒｂと環ａ、Ａｒｃと環ｂ、およびＡｒｄと環ｂなどが結合して形成する環は、いずれも置換基を有していても良く、該置換基としては、環ａなどの置換基として上述したものと同様の基が挙げられる。
【００６８】
下記に、本発明の有機金属錯体の代表例を示すが、本発明の有機金属錯体は何らこれらに限定されるものではない（以下において、Ｅｔはエチル基である。）。
【００６９】
【化２９】
【化３０】
【化３１】
【化３２】
【化３３】
【化３４】
【化３５】
【化３６】
【化３７】
【化３８】
【化３９】
【化４０】
【化４１】
【化４２】
【化４３】
【化４４】
【化４５】
【化４６】
【化４７】
【化４８】
【化４９】
【化５０】
【化５１】
【化５２】
【化５３】
【化５４】
【化５５】
【化５６】
【化５７】
以上の例はいずれも、１化合物中に、アリールアミノ基を有する置換基を１種類のみ有する錯体化合物であるが、本発明の錯体化合物は、１化合物中に複数種のアリールアミノ基含有配位子を有していても良い。
【００９９】
前記一般式（１）で表される有機金属錯体は、通常、分子量２０００以下、好ましくは１５００以下である。また該化合物における各配位子の分子量は８００以下程度である。
【０１００】
前記一般式（１）で表される有機金属錯体は、例えば以下の方法で製造することができる。
まず、同一の２座配位子のみを有する錯体の場合、該当２座配位子と、中心金属となるイリジウム等の化合物を、無溶媒もしくはプロトン性溶媒中で加熱することにより得ることが出来る。必要に応じ、触媒としてトリフロオロ酢酸銀等を用いても良い。
一分子中に複数種の配位子を有する混合配位子錯体の場合は、まず１種類の二座配位子と、中心金属となるイリジウム等の化合物とを、プロトン性溶媒もしくは非プロトン性溶媒中で反応させ、相当する２核錯体を合成する。これに、溶媒中、塩基の存在下で、他の２座配位子を反応させることにより、目的の錯体が製造できる。また、後で加える「他の２座配位子」の代わりに、該配位子を有するアルカリ金属錯体、もしくはアルカリ土類金属錯体を用いた場合には、塩基非存在下、プロトン性溶媒もしくは非プロトン性溶媒中で反応を行っても良い。
【０１０１】
前記一般式（１）で表される本発明の有機金属錯体は、比較的長波長の発光を示す、有機電界発光素子用燐光色素を得るには、特に効果的である。具体的には、最大発光波長５００ｎｍ以上、特に最大発光波５５０ｎｍ以上であり、かつ発光効率が高く駆動電圧の低い素子を形成しうる燐光材料を、好適に得ることができる。なお、本発明における錯体化合物の「最大発光波長」とは、発光層に該化合物を含む有機電界発光素子における、該化合物の最大発光波長を意味する。
【０１０２】
このような最大発光波長を示す化合物を得るには、例えば、一般式（１）において、環ａ、環ｂ、またはＡｒａ〜Ａｒｄに対し、これらの環に対する共鳴効果もしくは電子供与性効果の大きい置換基を導入すること、あるいは環ａ、環ｂ、またはＡｒａ〜Ａｒｄを、２以上の環が縮合してなる縮合環とすること等、幾つかの方法がある。
【０１０３】
具体的には、例えば、
▲１▼環ａ、環ｂ、およびＡｒａ〜Ａｒｄのうち少なくとも１つに、芳香族炭化水素基、芳香族複素環基、アルケニル基またはアルキニル基などの、共鳴効果を奏する基を導入する。
▲２▼環ａ、環ｂ、およびＡｒａ〜Ａｒｄのうち少なくとも１つに、アルキル基、アルコキシル基、またはアミノ基などの電子供与性基を導入する。
▲３▼連結基Ｚａおよび／またはＺｂとして、▲１▼で挙げた基から水素原子を１個または２個除去して得られる連結基、または▲２▼で挙げた基から水素原子を１個または２個除去して得られる連結基を導入する。或いは、両者を結合してなる連結基を使用する。
▲４▼環ａ、環ｂ、およびＡｒａ〜Ａｒｄのうち少なくとも１つを、２以上の環が縮合してなる縮合環とする。
などの手段が挙げられ、これらのうち１以上を採用することにより、所望の最大発光波長を示す有機金属錯体を得ることができる。
【０１０４】
また、環ａ、環ｂ、およびＡｒａ〜Ａｒｄに対する置換基の効果は、該置換基の種類、置換位置、および複数の置換基相互の影響などの相乗効果であり、これらを適宜調整することにより、所望のピーク波長に調整することができる。
【０１０５】
環ａ、環ｂ、およびＡｒａ〜Ａｒｄのうち少なくとも１つを、２以上の環が縮合してなる縮合環とすることにより、本願化合物の発光ピークを長波長化することができるが、中でも環ａまたは環ｂを縮合環とすることが効果的である。
【０１０６】
本発明の錯体化合物は、上記▲１▼〜▲４▼、置換基の結合位置、およびその相互作用などを勘案し、所望の発光極大波長を有するよう調製するができる。
【０１０７】
本発明の有機電界発光素子は、基板上に陽極、発光層、および陰極が順次積層されてなり、該発光層が前記一般式（１）で表される本発明の有機金属錯体を含有することを特徴とする。一般式（１）で表される有機金属錯体は、正孔注入・輸送性または電子注入・輸送性を有するホスト化合物にドープされて、発光層中に含有されることが好ましい。
【０１０８】
以下、本発明に好適なホスト化合物について説明する。
【０１０９】
このホスト化合物は、発光層に含まれる一般式（１）で表される有機金属錯体の励起三重項準位より高いエネルギー状態の励起三重項準位を有することが好ましい。また、安定な薄膜形状を与え、高いガラス転移温度（Ｔｇ）を有し、正孔および／または電子を効率良く輸送することができる化合物であることが必要である。
【０１１０】
さらに、電気化学的かつ化学的に安定であり、トラップとなったり発光を消光したりする不純物が製造時や使用時に発生しにくい化合物であることが要求される。
【０１１１】
これらの条件を満たすホスト材料としては、例えば下記一般式（Ｉ）または（ＩＩ）で表わされる化合物、もしくは下記一般式（ＩＩＩ）で表わされる基を有する化合物が挙げられる。
【０１１２】
【化５８】
（（Ｉ）式中、カルバゾリル基およびフェニレン基は任意の置換基を有していても良い。Ｚ１は直接結合または２価の連結基を示す。）
【０１１４】
【化５９】
（（ＩＩ）式中、Ｍは周期律表１族、２族、３族、１２族、または１３族から選ばれる金属を表し、ｎは該金属の価数を表わす。Ｌは任意の置換基を表し、ｊは置換基Ｌの数を表し０または１である。Ｘ２は炭素原子または窒素原子を表わす。環Ａは含窒素複素環を示し、置換基を有していても良い。環Ｂは芳香族炭化水素環または芳香族複素環を示し、置換基を有していても良い。）
【０１１６】
【化６０】
（（ＩＩＩ）式中、Ｒ５１〜Ｒ５４は各々独立に、水素原子または任意の置換基を表し、Ｒ５１とＲ５２、Ｒ５３とＲ５４はそれぞれ結合して環を形成していても良い。Ｘ３は酸素原子または硫黄原子を示す。）
【０１１８】
前記一般式（Ｉ）で表わされるＮ−フェニルカルバゾール骨格を有する化合物として、好ましくは下記一般式（Ｉ−１）で表わされる化合物が挙げられる。
【０１１９】
【化６１】
（（Ｉ−１）式中、Ｒ１ 〜Ｒ１６は各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アラルキル基、アルケニル基、シアノ基、アミノ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、カルボキシル基、アルコキシ基、アルキルアミノ基、アラルキルアミノ基、ハロアルキル基、水酸基、アリールオキシ基、置換基を有していても良い芳香族炭化水素環基または芳香族複素環基を表し、Ｒ１ とＲ２ 、Ｒ３ とＲ４ 、Ｒ５ とＲ６ 、Ｒ７ とＲ８ 、Ｒ９ とＲ１０、Ｒ１１とＲ１２、Ｒ１３とＲ１４，Ｒ１５とＲ１６はそれぞれ互いに結合して環を形成しても良い。Ｚ１は直接結合または２価の連結基を示す。）
【０１２１】
（Ｉ−１）式中のＲ１ 〜Ｒ１６として、具体的には水素原子；塩素原子、フッ素原子などのハロゲン原子；メチル基、エチル基等の炭素数１〜６のアルキル基；ベンジル基等のアラルキル基；ビニル基等の炭素数２〜６のアルケニル基；シアノ基；アミノ基；アシル基；メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基等の炭素数２〜６のアルコキシカルボニル基；カルボキシル基；メトキシ基、エトキシ基等の炭素数１〜６のアルコキシ基；ジエチルアミノ基、ジイソプロピルアミノ基等のアルキルアミノ基；ジベンジルアミノ基、ジフェネチルアミノ基などのアラルキルアミノ基；トリフルオロメチル基等のハロアルキル基；水酸基；フェノキシ基、ベンジルオキシ基などのアリールオキシ基；置換基を有していても良いフェニル基、ナフチル基等の芳香族炭化水素環基；置換基を有していても良いチエニル基、ピリジル基等の芳香族複素環基が挙げられる。
【０１２２】
前記芳香族炭化水素環基および芳香族複素環基が有し得る置換基としては、フッ素原子等のハロゲン原子；メチル基、エチル基等の炭素数１〜６のアルキル基；ビニル基等の炭素数２〜６のアルケニル基；メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基等の炭素数２〜６のアルコキシカルボニル基；メトキシ基、エトキシ基等の炭素数１〜６のアルコキシ基；フェノキシ基、ベンジルオキシ基などのアリールオキシ基；ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基等のアルキルアミノ基；アセチル基等のアシル基；トリフルオロメチル基等のハロアルキル基；シアノ基などが挙げられる。
なお、上述の各置換基に含まれるアルキル鎖部分は、いずれも直鎖であっても分岐していても良い。以下の置換基の例示においても同様である。
【０１２３】
また、Ｒ１ とＲ２ 、Ｒ３ とＲ４ 、Ｒ５ とＲ６ 、Ｒ７ とＲ８ 、Ｒ９ とＲ１０、Ｒ１１とＲ１２、Ｒ１３ とＲ１４ 、Ｒ１５ とＲ１６ はそれぞれ隣接する置換基同士で結合し、ベンゼン環、シクロヘキサン環等の５〜７員環を形成していても良い。
【０１２４】
Ｒ１ないしＲ１６として特に好ましいのは、水素原子、アルキル基、またはシアノ基である。
【０１２５】
一般式（Ｉ）または（Ｉ−１）におけるＺ１として、好ましくは直接結合、酸素原子、硫黄原子、以下に示す連結基、
【０１２６】
【化６２】
【０１２７】
【化６３】
（上記構造中のベンゼン環部分は、いずれも任意の置換基を有していて良く、またＡｒ１〜Ａｒ６は置換基を有していても良い芳香族炭化水素環基または芳香族複素環基、または以下の一般式（Ｉ−２）で表される基が挙げられる。
【０１２９】
【化６４】
【０１３０】
一般式（Ｉ）または（Ｉ−１）におけるＺ１の好ましい連結基のうち、芳香族炭化水素環基としては、フェニレン基、ナフチレン基、アントラニル基、ナフタセン基等の、５〜６員環の単環または２〜４縮合環が挙げられ、芳香族複素環基としては、２価のチオフェン環残基、フラン環残基、ピリジン環残基、ピリミジン環残基またはキノリン環残基等の、５〜６員環の単環または２〜３縮合環が挙げられる。
【０１３１】
これらの芳香族炭化水素環基および芳香族複素環基は、メチル基、エチル基等の炭素数１〜６のアルキル基、フッ素原子等のハロゲン原子、トリフルオロメチル基等のα−ハロアルキル基等の置換基を有しても良い。
【０１３２】
また、Ａｒ１〜Ａｒ６としては、フェニル基、ナフチル基、アントラニル基、ナフタセニル基等の、５〜６員環の単環または２〜４縮合環である芳香族炭化水素環基、またはチエニル基、フリル基、ピリジル基、ピリミジニル基、キノリル基等の、５〜６員環の単環または２〜３縮合環である芳香族複素環基が挙げられる。これらの芳香族炭化水素環基および芳香族複素環基は、メチル基、エチル基等のアルキル基、フッ素原子等のハロゲン原子、トリフルオロメチル基等のα−ハロアルキル基等の置換基を有しても良い。
【０１３３】
前記式（Ｉ−２）で表わされる構造は、好ましくは下記式（Ｉ−３）で表わされる。
【０１３４】
【化６５】
（（Ｉ−３）式中、Ｒ１７〜Ｒ２４は各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アラルキル基、アルケニル基、シアノ基、置換基を有していても良いアミノ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、カルボキシル基、アルコキシ基、アルキルアミノ基、アラルキルアミノ基、ハロアルキル基、水酸基、アリールオキシ基、置換基を有していても良い芳香族炭化水素環基または芳香族複素環基を表し、Ｒ１７とＲ１８、Ｒ１９とＲ２０，Ｒ２１とＲ２２，Ｒ２３とＲ２４はそれぞれ互いに結合して環を形成していても良い。）
【０１３６】
上記（Ｉ−３）式において、Ｒ１７〜Ｒ２４として、具体的には、水素原子；ハロゲン原子；メチル基、エチル基等の炭素数１〜６のアルキル基；ベンジル基等のアラルキル基；ビニル基等の炭素数２〜６のアルケニル基；シアノ基；アミノ基；アシル基；メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基等の炭素数２〜６のアルコキシカルボニル基；カルボキシル基；メトキシ基、エトキシ基等の炭素数１〜６のアルコキシ基；ジエチルアミノ基、ジイソプロピルアミノ基等のアルキルアミノ基；ジベンジルアミノ基、ジフェネチルアミノ基などのアラルキルアミノ基；トリフルオロメチル基等のハロアルキル基；水酸基；フェノキシ基、ベンジルオキシ基などのアリールオキシ基；置換基を有していても良いフェニル基、ナフチル基等の芳香族炭化水素環基；置換基を有していても良いチエニル基、ピリジル基等の芳香族複素環基が挙げられる。
【０１３７】
前記芳香族炭化水素環基および芳香族複素環基が有し得る置換基としては、フッ素原子等のハロゲン原子；メチル基、エチル基等の炭素数１〜６のアルキル基；ビニル基等の炭素数２〜６のアルケニル基；メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基等の炭素数２〜６のアルコキシカルボニル基；メトキシ基、エトキシ基等の炭素数１〜６のアルコキシ基；フェノキシ基、ベンジルオキシ基などのアリールオキシ基；ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基等のジアルキルアミノ基、アセチル基等のアシル基；トリフルオロメチル基等のハロアルキル基；シアノ基などが挙げられる。
【０１３８】
なおＲ１７とＲ１８、Ｒ１９とＲ２０，Ｒ２１とＲ２２，Ｒ２３とＲ２４はそれぞれ隣接する置換基同士で結合し、ベンゼン環やシクロヘキサン環などの５〜７員環を形成していても良い。
【０１３９】
前記一般式（Ｉ）で表わされる化合物の好ましい具体例を以下に示すが、これらに限定するものではない。
【０１４０】
【化６６】
【化６７】
【化６８】
【化６９】
【化７０】
本発明の有機電界発光素子は、発光層におけるホスト材料として前記一般式（ＩＩ）で表わされる有機金属錯体化合物を使用しても良い。前記一般式（ＩＩ）で表わされるホスト材料としては、特に下記一般式（ＩＩ−１）で表わされる有機金属錯体や、下記一般式（ＩＩ−２）で表わされる混合配位子錯体、または下記一般式（ＩＩ−３）で表わされる二核金属錯体が好ましい。
【０１４６】
【化７１】
（（ＩＩ−１）式中、Ｍ１は１ないし３価の金属を表し、ｎ、Ｘ２、環Ａおよび環Ｂは一般式（ＩＩ）におけると同義である。）
【０１４８】
【化７２】
（（ＩＩ−２）式中、Ｍ２は３価の金属を表し、Ｘ２、環Ａおよび環Ｂは一般式（ＩＩ）におけると同義である。Ｌ１は下記一般式（ＩＩ−２ａ）、（ＩＩ−２ｂ）または（ＩＩ−２ｃ）を表わす。）
【０１５０】
【化７３】
（（ＩＩ−２ａ）、（ＩＩ−２ｂ）、（ＩＩ−２ｃ）式中、Ａｒ１１〜Ａｒ１５は置換基を有していても良い芳香族炭化水素環基または置換基を有していても良い芳香族複素環基を表し、Ｚ２はシリコンまたはゲルマニウムを表わす。）
【０１５２】
【化７４】
（（ＩＩ−３）式中、Ｍ３およびＭ３’は３価の金属を表し、Ｘ２、環Ａ及び環Ｂは一般式（ＩＩ）におけると同義であり、Ｘ２’はＸ２と、環Ａ’は環Ａと、また環Ｂ’は環Ｂとそれぞれ同義である。）
【０１５４】
なお、一般式（ＩＩ）および（ＩＩ−１）〜（ＩＩ−３）で表わされる化合物１分子中に含まれる、複数の下記構造部分
【０１５５】
【化７５】
【０１５６】
【化７６】
【０１５７】
同様に、一般式（ＩＩ−３）で表わされる化合物におけるＭ３およびＭ３’も、同じであっても異なっていても良く、合成が容易である点からは、同じであることが好ましい。
【０１５８】
前記一般式（ＩＩ）および（ＩＩ−１）〜（ＩＩ−３）で表わされる化合物の環Ａ、環Ａ’、環Ｂ、および環Ｂ’は、それぞれ下記のものから選ばれるものが好ましい。
［環Ａおよび環Ａ’］置換基を有していても良い５員環または６員環の含窒素芳香族複素環であり、該環に５または６員環の芳香族炭化水素環または芳香族複素環が１または２個縮合して縮合環を形成しても良い。
［環Ｂおよび環Ｂ’］置換基を有していても良い６員環の芳香族炭化水素環または芳香族複素環であり、該環に５または６員環の芳香族炭化水素環または芳香族複素環が１または２個縮合して縮合環を形成しても良い。
【０１５９】
前記一般式（ＩＩ）および（ＩＩ−１）〜（ＩＩ−３）で表わされる化合物の環Ａ、環Ａ’、環Ｂ、および環Ｂ’として、より好ましくは各々単環であり、中でもそれぞれ下記から選ばれる環が好ましい。
［環Ａおよび環Ａ’］それぞれ置換基を有していても良い、ジアゾール環、チアゾール環、オキサゾール環、チアジアゾール環、オキサジアゾール環、トリアゾール環、ピリジン環、ジアジン環、トリアジン環
［環Ｂおよび環Ｂ’］それぞれ置換基を有していても良い、ベンゼン環、ピリジン環、ジアジン環、トリアジン環
【０１６０】
さらに前記一般式（ＩＩ）および（ＩＩ−１）〜（ＩＩ−３）で表わされる化合物の環Ａ、環Ａ’、環Ｂ、および環Ｂ’は、それぞれ下記構造式から選ばれることが最も好ましい。
【０１６１】
【化７７】
（式中、Ｒ３１〜Ｒ３７は各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アラルキル基、アルケニル基、シアノ基、アミノ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、カルボキシル基、アルコキシ基、アルキルアミノ基、アラルキルアミノ基、ハロアルキル基、水酸基、アリールオキシ基、置換基を有していても良い芳香族炭化水素環基または置換基を有していても良い芳香族複素環基を表し、Ｒ３１とＲ３２、Ｒ３１とＲ３３、Ｒ３４とＲ３５、Ｒ３５とＲ３６、Ｒ３６とＲ３７はそれぞれ互いに結合して環を形成していても良い。）
【０１６３】
【化７８】
（式中、Ｒ３８〜Ｒ４１は各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アラルキル基、アルケニル基、シアノ基、アミノ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、カルボキシル基、アルコキシ基、アルキルアミノ基、アラルキルアミノ基、ハロアルキル基、水酸基、アリールオキシ基、置換基を有していても良い芳香族炭化水素環基または置換基を有していても良い芳香族複素環基を表し、Ｒ３８とＲ３９、Ｒ３９とＲ４０、Ｒ４０とＲ４１はそれぞれ互いに結合して環を形成していても良い。）
【０１６５】
なお上記［環Ｂおよび環Ｂ’］の構造における２本の結合手は、前記式（ＩＩ）および（ＩＩ−１）〜（ＩＩ−３）における環Ｂおよび環Ｂ’構造の定義を満たす限り、酸素原子、または環Ａおよび環Ａ’における原子Ｘ２、Ｘ２’のうち、いずれがいずれに結合していても良い。
【０１６６】
Ｒ３１〜Ｒ４１として、具体的には水素原子；ハロゲン原子；メチル基、エチル基等の炭素数１〜６のアルキル基；ベンジル基等のアラルキル基；ビニル基等の炭素数２〜６のアルケニル基；シアノ基；アミノ基；アシル基；カルボキシル基；メトキシ基、エトキシ基等の炭素数１〜６のアルコキシ基；メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基等の炭素数２〜６のアルコキシカルボニル基；フェノキシ基、ベンジルオキシ基などのアリールオキシ基；ジエチルアミノ基、ジイソプロピルアミノ基等のジアルキルアミノ基；ジベンジルアミノ基；ジフェネチルアミノ基などのジアラルキルアミノ基；トリフルオロメチル基等のα−ハロアルキル基；水酸基；置換基を有していても良いフェニル基、ナフチル基等の芳香族炭化水素環基；置換基を有していても良いチエニル基、ピリジル基等の芳香族複素環基を表わす。
【０１６７】
前記芳香族炭化水素環基および芳香族複素環基が有し得る置換基としては、フッ素原子等のハロゲン原子；メチル基、エチル基等の炭素数１〜６のアルキル基；ビニル基等の炭素数２〜６のアルケニル基；メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基等の炭素数２〜６のアルコキシカルボニル基；メトキシ基、エトキシ基等の炭素数１〜６のアルコキシ基；フェノキシ基、ベンジルオキシ基などのアリールオキシ基；ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基等のジアルキルアミノ基；アセチル基等のアシル基；トリフルオロメチル基等のハロアルキル基；シアノ基などが挙げられる。
【０１６８】
なお、Ｒ３１とＲ３２、Ｒ３１とＲ３３、Ｒ３４とＲ３５、Ｒ３５とＲ３６、Ｒ３６とＲ３７、Ｒ３８とＲ３９、Ｒ３９とＲ４０、Ｒ４０とＲ４１がそれぞれ隣接する基同士で結合して形成する環としては、ベンゼン環、またはシクロヘキサン環等が挙げられる。
【０１６９】
Ｒ３１〜Ｒ４１として好ましくは、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、ハロアルキル基または置換基を有していても良い芳香族炭化水素基であるか、または隣接する基同士で結合して環を形成する。
【０１７０】
一般式（ＩＩ）および（ＩＩ−１）〜（ＩＩ−３）で表わされる化合物の金属Ｍ（Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３およびＭ３’）は、周期律表１族、２族、３族、１２族、１３族から選ばれる金属であれば特に限定されないが、好ましくは亜鉛、アルミニウム、ガリウム、ベリリウム、およびマグネシウムが挙げられる。
【０１７１】
前記一般式（ＩＩ）および（ＩＩ−１）〜（ＩＩ−３）で表わされる化合物の好ましい具体例を以下に示すが、これらに限定するものではない。
【０１７２】
【化７９】
【化８０】
【化８１】
【化８２】
【化８３】
【化８４】
また、本発明の有機電界発光素子は、発光層におけるホスト材料として、前記一般式（ＩＩＩ）で表される基を有する化合物を使用しても良い。
【０１７９】
前記一般式（ＩＩＩ）において、Ｒ５１とＲ５２、Ｒ５３とＲ５４がそれぞれ結合して形成する環としては、ベンゼン環やシクロヘキサン環が挙げられる。
【０１８０】
前記一般式（ＩＩＩ）において、Ｒ５１〜Ｒ５４は、具体的には、水素原子；ハロゲン原子；メチル基、エチル基等の炭素数１〜６のアルキル基；ベンジル基等のアラルキル基；ビニル基等のアルケニル基；シアノ基；アミノ基；アシル基；メトキシ基、エトキシ基等の炭素数１〜６のアルコキシ基；メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基等の炭素数１〜６のアルコキシカルボニル基；フェノキシ基、ベンジルオキシ基などのアリールオキシ基；ジエチルアミノ基、ジイソプロピルアミノ基等のジアルキルアミノ基；ジベンジルアミノ基、ジフェネチルアミノ基などのジアラルキルアミノ基；トリフルオロメチル基等のα−ハロアルキル基；水酸基；置換基を有していても良いフェニル基、ナフチル基等の芳香族炭化水素環基；置換基を有していても良いチエニル基、ピリジル基等の芳香族複素環基を表し、前記置換基としては、フッ素原子等のハロゲン原子；メチル基、エチル基等の炭素数１〜６のアルキル基；ビニル基等のアルケニル基；メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基等の炭素数１〜６のアルコキシカルボニル基；メトキシ基、エトキシ基等の炭素数１〜６のアルコキシ基；フェノキシ基、ベンジルオキシ基などのアリールオキシ基；ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基等のジアルキルアミノ基、アセチル基等のアシル基、トリフルオロメチル基等のハロアルキル基、シアノ基が挙げられる。
【０１８１】
前記一般式（ＩＩＩ）で表わされる基の好ましい具体例を以下に示すが、これらに限定するものではない。
【０１８２】
【化８５】
前記一般式（ＩＩＩ）で表される基を有する化合物は、低分子であっても高分子であっても良い。高分子の場合は、主鎖に含有されていても良いし、また、側鎖として含有されていても良い。
【０１８４】
この化合物は分子量４００〜１２００程度の低分子化合物である場合が好ましく、一般式（ＩＩＩ）で表される基を有する化合物は、化合物全体としての環の合計数が６〜２０であるのが好ましく、より好ましくは７〜１８である。また、一般式（ＩＩＩ）で表される基を有する化合物は、分子内に一般式（ＩＩＩ）で表される単位を２〜３個有している化合物が好ましい。
【０１８５】
中でも、一般式（ＩＩＩ）で表される基は、前記（Ｓ−１）あるいは（Ｓ−２）であるのが特に好ましい。
【０１８６】
一般式（ＩＩＩ）で表される基を有する化合物は、下記一般式（ＩＩＩ−１）または（ＩＩＩ−２）で表される化合物であることが好ましい。
【０１８７】
【化８６】
（式中、Ｒ５５〜Ｒ６２は各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アラルキル基、アルケニル基、アリル基、シアノ基、アミノ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、カルボキシル基、アルコキシ基、アルキルアミノ基、α−ハロアルキル基、水酸基、置換基を有していても良い芳香族炭化水素環基または芳香族複素環基を表し、Ｒ５５とＲ５６、Ｒ５７とＲ５８、Ｒ５９とＲ６０、Ｒ６１とＲ６２はそれぞれ互いに結合して環を形成しても良い。Ｘ４およびＸ５は各々独立に、酸素原子または硫黄原子を示し、Ｑ１は置換基を有していても良い芳香族炭化水素環基または芳香族複素環基からなる２価の連結基を示す。）
【０１８９】
【化８７】
（式中、Ｒ６３〜Ｒ７４は各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アラルキル基、アルケニル基、アリル基、シアノ基、アミノ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、カルボキシル基、アルコキシ基、アルキルアミノ基、α−ハロアルキル基、水酸基、置換基を有していても良い芳香族炭化水素環基または芳香族複素環基を表し、Ｒ６３とＲ６４、Ｒ６５とＲ６６、Ｒ６７とＲ６８、Ｒ６９とＲ７０、Ｒ７１とＲ７２、Ｒ７３とＲ７４はそれぞれ互いに結合して環を形成しても良い。Ｘ６〜Ｘ８は各々独立に、酸素原子または硫黄原子を示し、Ｑ２は置換基を有していても良い芳香族炭化水素環基または芳香族複素環基からなる３価の連結基を示す。）
【０１９１】
前記一般式（ＩＩＩ−１）において、Ｒ５５〜Ｒ６２は各々独立に、水素原子；ハロゲン原子；メチル基、エチル基等の炭素数１〜６のアルキル基；ベンジル基等のアラルキル基；ビニル基等のアルケニル基；シアノ基；アミノ基；アシル基；メトキシ基、エトキシ基等の炭素数１〜６のアルコキシ基；メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基等の炭素数１〜６のアルコキシカルボニル基；フェノキシ基、ベンジルオキシ基などのアリールオキシ基；ジエチルアミノ基、ジイソプロピルアミノ基等のジアルキルアミノ基；ジベンジルアミノ基、ジフェネチルアミノ基などのジアラルキルアミノ基；トリフルオロメチル基等のα−ハロアルキル基；水酸基；置換基を有していても良いフェニル基、ナフチル基等の芳香族炭化水素環基；置換基を有していても良いチエニル基、ピリジル基等の芳香族複素環基を表し、前記置換基としては、フッ素原子等のハロゲン原子；メチル基、エチル基等の炭素数１〜６のアルキル基；ビニル基等のアルケニル基；メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基等の炭素数１〜６のアルコキシカルボニル基；メトキシ基、エトキシ基等の炭素数１〜６のアルコキシ基；フェノキシ基、ベンジルオキシ基などのアリールオキシ基；ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基等のジアルキルアミノ基、アセチル基等のアシル基、トリフルオロメチル基等のハロアルキル基、シアノ基を示す。Ｒ５５とＲ５６、Ｒ５７とＲ５８、Ｒ５９とＲ６０、Ｒ６１とＲ６２はそれぞれ結合して、ベンゼン環、シクロヘキサン環等を形成しても良い。Ｘ４〜Ｘ５は各々独立に、酸素原子または硫黄原子を示す。Ｑ１は置換基を有していても良い芳香族芳香族炭化水素環基または芳香族複素環基からなる２価の連結基を示し、この置換基としては、フッ素原子等のハロゲン原子；メチル基、エチル基等の炭素数１〜６のアルキル基；ビニル基等の炭素数２〜６のアルケニル基；メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基等の炭素数２〜６のアルコキシカルボニル基；メトキシ基、エトキシ基等の炭素数１〜６のアルコキシ基；フェノキシ基、ベンジルオキシ基等のアリールオキシ基；ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基等のジアルキルアミノ基、アセチル基等のアシル基、トリフルオロメチル基等のハロアルキル基、シアノ基などが挙げられる。
連結基Ｑ１の好ましい例を以下に示す。
【０１９２】
【化８８】
これらの中でも、連結基Ｑ１は、（Ａ−２）、（Ａ−６）、（Ａ−８）、（Ａ−１０）あるいは（Ａ−１２）が好ましい。そして、これら連結基Ｑ１を有し、環構造として（Ｓ−１）または（Ｓ−２）を有する化合物であるものが最も好ましい。
【０１９４】
前記一般式（ＩＩＩ−１）で表わされる化合物の好ましい具体例を表１，２に示すが、これらに限定するものではない。
【０１９５】
【表１】
【表２】
前記一般式（ＩＩＩ−２）において、Ｒ６３〜Ｒ７４は各々独立に、水素原子；ハロゲン原子；メチル基、エチル基等の炭素数１〜６のアルキル基；ベンジル基等のアラルキル基；ビニル基等のアルケニル基；シアノ基；アミノ基；アシル基；メトキシ基、エトキシ基等の炭素数１〜６のアルコキシ基；メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基等の炭素数１〜６のアルコキシカルボニル基；フェノキシ基、ベンジルオキシ基などのアリールオキシ基；ジエチルアミノ基、ジイソプロピルアミノ基等のジアルキルアミノ基；ジベンジルアミノ基、ジフェネチルアミノ基などのジアラルキルアミノ基；トリフルオロメチル基等のα−ハロアルキル基；水酸基；置換基を有していても良いフェニル基、ナフチル基等の芳香族炭化水素環基；置換基を有していても良いチエニル基、ピリジル基等の芳香族複素環基を表し、前記置換基としては、フッ素原子等のハロゲン原子；メチル基、エチル基等の炭素数１〜６のアルキル基；ビニル基等のアルケニル基；メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基等の炭素数１〜６のアルコキシカルボニル基；メトキシ基、エトキシ基等の炭素数１〜６のアルコキシ基；フェノキシ基、ベンジルオキシ基などのアリールオキシ基；ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基等のジアルキルアミノ基、アセチル基等のアシル基、トリフルオロメチル基等のハロアルキル基、シアノ基を示す。Ｒ６３とＲ６４、Ｒ６５とＲ６６、Ｒ６７とＲ６８、Ｒ６９とＲ７０、Ｒ７１とＲ７２、Ｒ７３とＲ７４はそれぞれ互いに結合して、ベンゼン環、シクロヘキサン環等を形成していても良い。Ｘ６〜Ｘ８は各々独立に、酸素原子または硫黄原子を示す。Ｑ２は置換基を有していても良い芳香族芳香族炭化水素環基または芳香族複素環基からなる３価の連結基を示し、この置換基としては、フッ素原子等のハロゲン原子；メチル基、エチル基等の炭素数１〜６のアルキル基；ビニル基等の炭素数２〜６のアルケニル基；メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基等の炭素数２〜６のアルコキシカルボニル基；メトキシ基、エトキシ基等の炭素数１〜６のアルコキシ基；フェノキシ基、ベンジルオキシ基等のアリールオキシ基；ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基等のジアルキルアミノ基、アセチル基等のアシル基、トリフルオロメチル基等のハロアルキル基、シアノ基などが挙げられる。
連結基Ｑ２の好ましい例を以下に示す。
【０１９８】
【化８９】
これらの中でも連結基Ｑ２は、（Ｂ−１）、（Ｂ−２）あるいは（Ｂー７）が好ましい。最も好ましくは、これら連結基を有し、環構造として（Ｓ−１）または（Ｓ−２）を有する場合である。
【０２００】
前記一般式（ＩＩＩ−２）で表わされる化合物の好ましい具体例を表３，４に示すが、これらに限定するものではない。
【０２０１】
【表３】
【表４】
前記一般式（Ｉ）で表される化合物、前記一般式（ＩＩ）で表される化合物、および前記一般式（ＩＩＩ）で表される基を有する化合物は、各々発光層中に１種のみが含まれていても良く、各２種以上が含まれていても良い。また、異なる一般式で表される化合物を併用しても良い。
【０２０４】
また、ホスト化合物としては、前記一般式（Ｉ）〜（ＩＩＩ）のほかに、下記化合物等を使用しても良い。
【０２０５】
【化９０】
【化９１】
（上記式（ＩＶ）中、配位子である８−ヒドロキシキノリン構造は、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等のハロゲン原子、あるいはメチル基、エチル基、ｔ−ブチル基等の炭素数１〜５の直鎖または分岐のアルキル基で置換されていても良い。なお１化合物中の３個の配位子は、同じ構造であっても異なっていても良い。）
【０２０８】
ホスト化合物は、前述したように、同じ一般式で表わすことができる化合物を複数種併用しても良いし、また同じ一般式では表わせない化合物を２種以上併用しても良い。
【０２０９】
本発明の有機電界発光素子において、発光層のホスト化合物として特に好ましいのは前記一般式（Ｉ）で表わされる化合物、または前記一般式（ＩＶ）で表わされる化合物である。
【０２１０】
次に、本発明の有機電界発光素子の構造について、図面を参照しながら説明するが、本発明の有機電界発光素子の構造は何ら図示のものに限定されるものではない。
【０２１１】
図１〜３は本発明の有機電界発光素子の実施の形態を模式的に示す断面図であり、１は基板、２は陽極、３は陽極バッファ層、４は正孔輸送層、５は発光層、６は正孔阻止層、７は電子輸送層、８は陰極を各々表わす。以下、図１に示す素子を中心に説明する。
【０２１２】
基板１は有機電界発光素子の支持体となるものであり、石英やガラスの板、金属板や金属箔、プラスチックフィルムやシートなどが用いられる。特にガラス板や、ポリエステル、ポリメタクリレート、ポリカーボネート、ポリスルホンなどの透明な合成樹脂の板が好ましい。合成樹脂基板を使用する場合にはガスバリア性に留意する必要がある。基板のガスバリア性が小さすぎると、基板を通過した外気により有機電界発光素子が劣化することがあるので好ましくない。このため、合成樹脂基板の少なくとも片面に緻密なシリコン酸化膜等を設けてガスバリア性を確保する方法も好ましい方法の一つである。
【０２１３】
基板１上には陽極２が設けられる。陽極２は正孔輸送層４への正孔注入の役割を果たすものである。この陽極２は、通常、アルミニウム、金、銀、ニッケル、パラジウム、白金等の金属、インジウムおよび／またはスズの酸化物などの金属酸化物、ヨウ化銅などのハロゲン化金属、カーボンブラック、あるいは、ポリ（３−メチルチオフェン）、ポリピロール、ポリアニリン等の導電性高分子などにより構成される。陽極２の形成は通常、スパッタリング法、真空蒸着法などにより行われることが多い。また、銀などの金属微粒子、ヨウ化銅などの微粒子、カーボンブラック、導電性の金属酸化物微粒子、導電性高分子微粉末などを用いる場合には、適当なバインダー樹脂溶液に分散し、基板１上に塗布することにより陽極２を形成することもできる。さらに、導電性高分子の場合は、電解重合により直接基板１上に薄膜を形成したり、基板１上に導電性高分子を塗布して陽極２を形成することもできる（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，６０巻，２７１１頁，１９９２年）。また、陽極２は異なる材料からなる層を、積層して形成された積層構造であっても良い。
【０２１４】
陽極２の厚みは、必要とする透明性により異なる。透明性が必要とされる場合は、可視光の透過率を、通常、６０％以上、好ましくは８０％以上とすることが望ましく、この場合、陽極２の厚みの上限は通常１０００ｎｍ好ましくは５００ｎｍ程度であり、下限は通常５ｎｍ好ましくは１０ｎｍ程度である。不透明でよい場合は陽極２の厚みは基板１と同程度でも良い。また、さらには上記の陽極２の上に異なる導電材料を積層することも可能である。
【０２１５】
図１の素子において、陽極２の上には正孔輸送層４が設けられる。正孔輸送層４の材料に要求される条件としては、陽極２からの正孔注入効率が高く、かつ、注入された正孔を効率良く輸送することができる材料であることが挙げられる。そのためには、イオン化ポテンシャルが小さく、可視光の光に対して透明性が高く、しかも正孔移動度が大きく、さらに安定性に優れ、トラップとなる不純物が製造時や使用時に発生しにくいことが要求される。また、発光層５に接するために発光層５からの発光を消光したり、発光層５との間でエキサイプレックスを形成して効率を低下させないことが求められる。上記の一般的要求以外に、車載表示用の応用を考えた場合、素子にはさらに耐熱性が要求されるため、ガラス転移温度Ｔｇとして７５℃以上の値を有する材料が望ましく、特に８５℃以上の値を有する材料が好ましい。
【０２１６】
このような正孔輸送材料としては、例えば、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニルで代表される２個以上の３級アミンを含み２個以上の縮合芳香族環が窒素原子に置換した芳香族ジアミン（特開平５−２３４６８１号公報）、４，４’，４”−トリス（１−ナフチルフェニルアミノ）トリフェニルアミン等のスターバースト構造を有する芳香族アミン化合物（Ｊ． Ｌｕｍｉｎ．， ７２−７４巻、９８５頁、１９９７年）、トリフェニルアミンの四量体から成る芳香族アミン化合物（Ｃｈｅｍ． Ｃｏｍｍｕｎ．， ２１７５頁、１９９６年）、２，２’，７，７’−テトラキス−（ジフェニルアミノ）−９，９’−スピロビフルオレン等のスピロ化合物（Ｓｙｎｔｈ． Ｍｅｔａｌｓ， ９１巻、２０９頁、１９９７年）等が挙げられる。これらの化合物は、単独で用いても良いし、必要に応じて、各々、混合して用いても良い。
【０２１７】
上記の化合物以外に、正孔輸送層４の材料として、ポリビニルカルバゾール、ポリビニルトリフェニルアミン（特開平７− ５３９５３号公報）、テトラフェニルベンジジンを含有するポリアリーレンエーテルサルホン（Ｐｏｌｙｍ． Ａｄｖ． Ｔｅｃｈ．， ７巻、３３頁、１９９６年）等の高分子材料が挙げられる。
【０２１８】
正孔輸送層４は塗布法または真空蒸着法などで形成することができる。
正孔輸送層４を塗布法で形成する場合は、正孔輸送材料の１種または２種以上に、必要により正孔のトラップにならないバインダー樹脂や塗布性改良剤などの添加剤を添加し、溶解して塗布溶液を調製し、スピンコート法などの方法により陽極２上に塗布し、乾燥して正孔輸送層４を形成する。バインダー樹脂としては、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエステル等が挙げられる。バインダー樹脂は添加量が多いと正孔移動度を低下させるので、少ない方が望ましく、通常、正孔輸送層４中の含有量で５０重量％以下が好ましい。
【０２１９】
正孔輸送層４を真空蒸着法で形成する場合には、正孔輸送材料を真空容器内に設置されたルツボに入れ、真空容器内を適当な真空ポンプで１０−４Ｐａ程度にまで排気した後、ルツボを加熱して、正孔輸送材料を蒸発させ、ルツボと向き合って置かれた、陽極２が形成された基板１上に正孔輸送層４を形成させる。
【０２２０】
正孔輸送層４の膜厚の上限は通常３００ｎｍ好ましくは１００ｎｍであり、下限は通常５ｎｍ好ましくは１０ｎｍである。このように薄い膜を一様に形成するためには、一般に真空蒸着法がよく用いられる。
【０２２１】
正孔輸送層４の上には発光層５が設けられる。発光層５は、少なくとも一般式（１）で表される本発明の有機金属錯体を含有し、通常は、更に前述した各種ホスト化合物を含有する。この発光層５は、電界を与えられた電極間において、陽極２から注入されて正孔輸送層４を移動する正孔と、陰極８から注入されて電子輸送層７を移動する電子との再結合により励起されて、強い発光を示す。その発光スペクトルにおける最大発光波長は、本発明の有機金属錯体に由来するものである。発光層への本発明の有機金属錯体の使用は、前述のように、比較的長波長、特に波長５００ｎｍ以上に発光ピークを有する素子を得る場合に好ましく、波長５５０ｎｍ以上に発光ピークを有する素子を得る場合に最も好ましい。
【０２２２】
なお、本発明の有機電界発光素子の発光層中には、本発明の有機金属錯体の１種が単独で含まれていても良く、２種以上が含まれていても良い。また、本発明の性能を損なわない範囲で、本発明の有機金属錯体および前述のホスト化合物に加えて、これら以外の成分を含有していても良い。
【０２２３】
例えば発光層に、（１）前述のホスト化合物、および（２）本発明の有機金属錯体に加えて、（３）室温で燐光発光を示し、その最大発光波長が（２）の本発明の有機金属錯体の最大発光波長より短波長である化合物を含有していても良い。この場合には、上記（３）の化合物を併用することにより、この（３）の化合物が増感剤の役割を果たし、（２）の本発明の有機金属錯体の発光が強められるという効果が奏される。
【０２２４】
上記（３）の化合物は、一般式（１）で表される本発明の有機金属錯体の中から選択することもでき、また本明細書内で引用した各種文献・特許中に記載の公知の燐光性化合物の中から選んでも良い。この化合物としては、上記（３）の条件を満たす限り、その構造に制限はない。
【０２２５】
燐光発光を示す、一般式（１）で表される本発明の有機金属錯体の含有量は、発光層全体に対し０．１〜３０重量％の範囲が好ましい。発光層中の本発明の有機金属錯体の含有量が０．１重量％未満では、素子の発光効率向上に十分に寄与することができない可能性があり、３０重量％を超えると濃度消光が生じ、発光効率の低下が起こる虞がある。
【０２２６】
一般式（１）で表される本発明の化合物は、発光層内に均一に存在していても良く、膜厚方向に濃度分布をもって、不均一に存在していても良い。
【０２２７】
発光層５の膜厚の上限は通常２００ ｎｍ好ましくは１００ ｎｍであり、下限は通常１０ ｎｍ好ましくは２０ ｎｍである。
【０２２８】
発光層５も正孔輸送層４と同様の方法で形成することができる。
【０２２９】
図１の有機電界発光素子においては、発光層５の上に電子輸送層７が設けられる。
【０２３０】
電子輸送層７は、電界を与えられた電極間において陰極８から注入された電子を効率良く発光層５の方向に輸送することができる化合物より形成される。
【０２３１】
従って、電子輸送層７に用いられる電子輸送材料としては、陰極８からの電子注入効率が高く、かつ、高い電子移動度を有し注入された電子を効率良く輸送することができる材料であることが必要である。
【０２３２】
このような条件を満たす材料としては、８−ヒドロキシキノリンのアルミニウム錯体などの金属錯体（特開昭５９−１９４３９３号公報）、１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリンの金属錯体、オキサジアゾール誘導体、ジスチリルビフェニル誘導体、シロール誘導体、３−または５−ヒドロキシフラボン金属錯体、ベンズオキサゾール金属錯体、ベンゾチアゾール金属錯体、トリスベンズイミダゾリルベンゼン（米国特許第 ５，６４５，９４８号）、キノキサリン化合物（特開平６−２０７１６９号公報）、フェナントロリン誘導体（特開平５−３３１４５９号公報）、２−ｔ−ブチル−９，１０−Ｎ，Ｎ’−ジシアノアントラキノンジイミン、ｎ型水素化非晶質炭化シリコン、ｎ型硫化亜鉛、ｎ型セレン化亜鉛などが挙げられる。
【０２３３】
また、上述のような電子輸送材料に、アルカリ金属をドープする（特開平１０−２７０１７１号公報、特願２０００−２８５６５６号、特願２０００−２８５６５７号などに記載）ことにより、電子輸送性が向上するため好ましい。
【０２３４】
電子輸送層７の膜厚の上限は通常２００ｎｍ好ましくは１００ｎｍであり、下限は通常５ｎｍ好ましくは１０ｎｍである。
【０２３５】
電子輸送層７は、正孔輸送層４と同様にして塗布法あるいは真空蒸着法により発光層５上に積層することにより形成される。通常は、真空蒸着法が用いられる。
【０２３６】
陰極８は、電子輸送層７を介して発光層５に電子を注入する役割を果たす。陰極８として用いられる材料は、前記陽極２に使用される材料を用いることが可能であるが、効率良く電子注入を行なうには、仕事関数の低い金属が好ましく、スズ、マグネシウム、インジウム、カルシウム、アルミニウム、銀等の適当な金属またはそれらの合金が用いられる。具体例としては、マグネシウム−銀合金、マグネシウム−インジウム合金、アルミニウム−リチウム合金等の低仕事関数合金電極が挙げられる。
【０２３７】
陰極８の膜厚は通常、陽極２と同様である。
【０２３８】
低仕事関数金属から成る陰極を保護する目的で、この上にさらに、仕事関数が高く大気に対して安定な金属層を積層することは素子の安定性を増す上で好ましい。この目的のために、アルミニウム、銀、銅、ニッケル、クロム、金、白金等の金属が使われる。
【０２３９】
素子の発光効率をさらに向上させることを目的として、図２および図３に示す如く、電子輸送層７と発光層５との間に正孔阻止層６を設けても良い。
【０２４０】
正孔阻止層６は発光層５の上に、発光層５の陰極側の界面に接するように積層され、正孔輸送層４から移動してくる正孔が陰極８に到達するのを阻止する役割と、陰極８から注入された電子を効率良く発光層５の方向に輸送することができる化合物より形成される。正孔阻止層６を構成する材料に求められる物性としては、電子移動度が高く正孔移動度が低いことが必要とされる。正孔阻止層６は正孔と電子を発光層５内に閉じこめて、発光効率を向上させる機能を有する。
【０２４１】
このような条件を満たす正孔阻止材料として、好ましくは、下記一般式（ＶＩ）で表わされる混合配位子錯体が挙げられる。
【０２４２】
【化９２】
（（ＶＩ）式中、Ｒ１０１〜Ｒ１０６は、水素原子または任意の置換基を表わす。Ｑ３はアルミニウム、ガリウム、インジウムから選ばれる金属原子を表わす。Ｙ１は以下に示す一般式（ＶＩ−１）、（ＶＩ−２）、（ＶＩ−３）のいずれかで表わされる。
【０２４４】
【化９３】
【０２４５】
前記一般式（ＶＩ）において、Ｒ１０１〜Ｒ１０６は各々独立に水素原子または任意の置換基を表すが、好ましくは水素原子；塩素、臭素等のハロゲン原子；メチル基、エチル基等の炭素数１〜６のアルキル基；ベンジル基等のアラルキル基；ビニル基等の炭素数２〜６のアルケニル基；シアノ基；アミノ基；アシル基；メトキシ基、エトキシ基等の炭素数１〜６のアルコキシ基；メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基等の炭素数２〜６のアルコキシカルボニル基；カルボキシル基；フェノキシ基、ベンジルオキシ基などのアリールオキシ基；ジエチルアミノ基、ジイソプロピルアミノ基等のアルキルアミノ基；ジベンジルアミノ基、ジフェネチルアミノ基などのアラルキルアミノ基；トリフルオロメチル基等のハロアルキル基；水酸基；置換基を有していても良いフェニル基、ナフチル基等の芳香族炭化水素環基；置換基を有していても良いチエニル基、ピリジル基等の芳香族複素環基を表わす。
【０２４６】
前記芳香族炭化水素環基および芳香族複素環基が有しうる置換基としては、フッ素原子等のハロゲン原子；メチル基、エチル基等の炭素数１〜６のアルキル基；ビニル基等の炭素数２〜６のアルケニル基；メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基等の炭素数２〜６のアルコキシカルボニル基；メトキシ基、エトキシ基等の炭素数１〜６のアルコキシ基；フェノキシ基、ベンジルオキシ基などのアリールオキシ基；ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基等のアルキルアミノ基；アセチル基等のアシル基；トリフルオロメチル基等のハロアルキル基；シアノ基等が挙げられる。
【０２４７】
Ｒ１０１〜Ｒ１０６としてより好ましくは水素原子、アルキル基、ハロゲン原子またはシアノ基が挙げられる。またＲ１０４としては、シアノ基が特に好ましい。
【０２４８】
上記一般式（ＶＩ）中、Ａｒ２１〜Ａｒ２５として、具体的には、置換基を有していても良いフェニル基、ビフェニル基、ナフチル基等の芳香族炭化水素環基またはチエニル基、ピリジル基等の芳香族複素環基が挙げられる。中でも５員環、６員環、５員環および／または６員環が２個または３個縮合したもの、あるいはこれらが直接結合で２個または３個結合したものが好ましい。芳香族炭化水素環基と芳香族複素環基では、芳香族炭化水素環基が好ましい。
【０２４９】
なおＡｒ２１〜Ａｒ２５が有しうる置換基としては、例えばＲ１０１〜Ｒ１０６が芳香族炭化水素環基または芳香族複素環基の場合に有しうる置換基として、前述したものと同様の基が挙げられる。
【０２５０】
前記一般式（ＶＩ）で表わされる化合物の好ましい具体例を以下に示すが、これらに限定するものではない。
【０２５１】
【化９４】
【化９５】
正孔阻止材料としては、前記一般式（ＶＩ）の混合配位子錯体の他に、以下の構造式で示される１，２，４−トリアゾール環残基を少なくとも１個有する化合物も用いることができる。
【０２５４】
【化９６】
上記構造式で表わされる１，２，４−トリアゾール環残基を少なくとも１個有する化合物の具体例を以下に示すが、これらに限定されるものではない。
【０２５６】
【化９７】
なお、上記構造式中には記載していないが、これらの化合物におけるベンゼン環およびナフタレン環は、更に置換基を有していても良い。該置換基としては、例えばＲ１０１〜Ｒ１０６が芳香族炭化水素環基または芳香族複素環基である場合に有しうる置換基として、前述したものと同様の基が挙げられる。
【０２５８】
正孔阻止材料として、さらに、以下の構造式で示されるフェナントロリン環を少なくとも１個有する化合物も用いることができる。
【０２５９】
【化９８】
上記構造式で表わされるフェナントロリン環を少なくとも１個有する化合物の具体例を以下に示すが、これらに限定されるものではない。
【０２６１】
【化９９】
これらの化合物についても、前記１，２，４−トリアゾール環残基を有する化合物の場合と同様、構造式中に明記したもの以外にも置換基を有していても良く、この場合の置換基としては、例えばＲ１０１〜Ｒ１０６が芳香族炭化水素環基または芳香族複素環基である場合に有しうる置換基として、前述したものと同様の基が挙げられる。
【０２６３】
なお、上述した各々の正孔阻止材料の化合物は正孔阻止層６中に、単独で用いても良いし、必要に応じて、２種以上を混合して用いても良い。
【０２６４】
正孔阻止層６の膜厚の上限は通常１００ｎｍ好ましくは５０ｎｍであり、下限は通常、 ０．３ｎｍ好ましくは ０．５ｎｍである。正孔阻止層６も正孔輸送層４や電子輸送層７と同様の方法で形成することができるが、通常は真空蒸着法が用いられる。
【０２６５】
また、正孔注入の効率をさらに向上させ、かつ、有機層全体の陽極２への付着力を改善させる目的で、図３に示す如く、正孔輸送層４と陽極２との間に陽極バッファ層３を挿入することも行われている。陽極バッファ層３を挿入することで、初期の素子の駆動電圧が下げると同時に、素子を定電流で連続駆動した時の電圧上昇も抑制される効果が得られる。陽極バッファ層３に用いられる材料に要求される条件としては、陽極２とのコンタクトがよく均一な薄膜が形成でき、熱的に安定、すなわち、融点及びガラス転移温度Ｔｇが高く、融点としては ３００℃以上、ガラス転移温度Ｔｇとしては１００℃以上が要求される。さらに、イオン化ポテンシャルが低く陽極２からの正孔注入が容易なこと、正孔移動度が大きいことが挙げられる。
【０２６６】
この目的のために、陽極バッファ層３の材料としては、これまでに銅フタロシアニン等のフタロシアニン化合物（特開昭６３−２９５６９５号公報）、ポリアニリン（Ａｐｐｌ． Ｐｈｙｓ． Ｌｅｔｔ．， ６４巻、１２４５頁， １９９４年）、ポリチオフェン（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ， ９巻、１２５頁、１９９８年）等の有機化合物や、スパッタ・カーボン膜（Ｓｙｎｔｈ．Ｍｅｔ．， ９１巻、７３頁、１９９７年）や、バナジウム酸化物、ルテニウム酸化物、モリブデン酸化物等の金属酸化物（Ｊ．Ｐｈｙｓ． Ｄ， ２９巻、２７５０頁、１９９６年）が報告されている。
【０２６７】
また、正孔注入・輸送性の低分子有機化合物と電子受容性化合物を含有する層（特開平１１−２５１０６７号公報、特開２０００−１５９２２１号公報等に記載）や、芳香族アミノ基等を有する非共役系高分子化合物に、必要に応じて電子受容性化合物をドープしてなる層（特開平１１−２８３７５０号公報、特開２０００−３６３９０号公報、特開２０００−１５０１６８号公報、特開２００１−２２３０８４号公報など）なども、好ましい。
【０２６８】
陽極バッファ層３も、正孔輸送層４と同様にして薄膜形成可能であるが、無機物の場合には、さらに、スパッタ法や電子ビーム蒸着法、プラズマＣＶＤ法が用いられる。以上の様にして形成される陽極バッファ層３の膜厚の上限は通常１００ｎｍ好ましくは５０ｎｍであり、下限は通常３ｎｍ好ましくは５ｎｍである。
【０２６９】
さらに、陰極８の発光層５側界面に接するようにＬｉＦ 、ＭｇＦ２、Ｌｉ２Ｏ等の極薄絶縁膜（膜厚０．１〜５ｎｍ）を挿入することも、素子の効率を向上させる有効な方法である（Ａｐｐｌ． Ｐｈｙｓ． Ｌｅｔｔ．， ７０巻，１５２頁，１９９７年；特開平１０−７４５８６号公報；ＩＥＥＥＴｒａｎｓ． Ｅｌｅｃｔｒｏｎ． Ｄｅｖｉｃｅｓ，４４巻，１２４５頁，１９９７年）。
【０２７０】
なお、図１とは逆の構造、すなわち、基板１上に陰極８、正孔阻止層６、発光層５、正孔輸送層４、陽極２の順に積層することも可能であり、既述したように少なくとも一方が透明性の高い２枚の基板の間に本発明の有機電界発光素子を設けることも可能である。同様に、図２および図３に示した前記各層構成とは逆の構造に積層することも可能である。更に、図１，図２および図３に示した各層以外にも、陽極２または陰極８と発光層５との間に任意の層を有していても良い。
【０２７１】
本発明は、有機電界発光素子が、単一の素子、アレイ状に配置された構造からなる素子、陽極と陰極がＸ−Ｙマトリックス状に配置された構造のいずれにおいても適用することができる。
【０２７２】
【実施例】
次に、合成例、実施例及び比較例を挙げて、本発明をより具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例の記載に何ら限定されるものではない。
【０２７３】
合成例１
【化１００】
２−アミノチオフェノール ４．１ ｇと４−ジフェニルアミノベンズアルデヒド ８．３ ｇの混合物に酢酸 １００ ｍＬを加え、４０℃で８．５時間反応させた。室温まで冷却した後、水酸化ナトリウム水溶液で中和し、トルエン溶媒を用いて抽出を行った。有機層を炭酸カリウムで乾燥した後、溶媒を除去し、カラムクロマトグラフィーによる精製を行い、７．７ ｇの黄白色結晶を得た。得られた化合物の質量分析結果により目的物であることが確認できた。Ｍ／ｅ ： ３７８
【０２７５】
実施例１
【化１０１】
合成例１で得られた化合物６４３ ｍｇと三塩化イリジウム３水和物 ２８２ ｍｇに２−エトキシエタノール １０ ｍＬ水３ ｍＬを加え、窒素下、１２０℃で４時間反応させた。室温まで冷却した後、得られた沈殿物を濾過し、メタノール洗浄を行った。得られた沈殿物を乾燥後、炭酸ナトリウム８４ ｍｇ、２−エトキシエタノール２０ ｍＬ、アセチルアセトン０．１５ ｍＬを加え、窒素下でさらに８時間反応させた。得られた沈殿物を濾過し、メタノール洗浄を行い、カラムクロマトグラフィーにより精製を行い、３２０ ｍｇの赤色結晶を得た。得られた化合物の質量分析結果により目的物であることが確認できた。Ｍ／ｅ： １０４６
【０２７７】
実施例２
図３に示す構造を有する有機電界発光素子を以下の方法で作製した。
ガラス基板１上にインジウム・スズ酸化物（ＩＴＯ）透明導電膜を １５０ｎｍ堆積したもの（ジオマテック社製；電子ビーム成膜品；シート抵抗１５Ω）を通常のフォトリソグラフィ技術と塩酸エッチングを用いて ２ｍｍ幅のストライプにパターニングして陽極２を形成した。
【０２７８】
パターン形成したＩＴＯ基板を、アセトンによる超音波洗浄、純水による水洗、イソプロピルアルコールによる超音波洗浄の順で洗浄後、窒素ブローで乾燥させ、最後に紫外線オゾン洗浄を行って、真空蒸着装置内に設置した。上記装置の粗排気を油回転ポンプにより行った後、装置内の真空度が１．４×１０−６Ｔｏｒｒ（約１．９×１０−４Ｐａ）以下になるまで液体窒素トラップを備えた油拡散ポンプを用いて排気した。
【０２７９】
陽極バッファ層３の材料として、下記に示す構造式の銅フタロシアニンをモリブデンボートを用いて、蒸着速度０．１５ｎｍ／秒、真空度１．０×１０−６Ｔｏｒｒ（約１．３×１０−４Ｐａ）で、１０ｎｍの膜厚で陽極２の上に成膜した。
【０２８０】
【化１０２】
次に、上記装置内に配置されたセラミックるつぼに入れた、以下に示す、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニルをるつぼの周囲のタンタル線ヒーターで加熱して蒸着を行った。この時のるつぼの温度は、２２０〜２３５℃の範囲で制御した。蒸着時の真空度０．９×１０−６Ｔｏｒｒ（約１．２×１０−４Ｐａ）、蒸着速度は０．２２ｎｍ／秒で膜厚６０ｎｍの正孔輸送層４を得た。
【０２８２】
【化１０３】
引続き、発光層５の主成分（ホスト材料）として下記に示すＮ−フェニルカルバゾール誘導体（Ｈ−１）を、副成分（ドーパント）として、実施例１で得られた有機イリジウム錯体（Ｔ−１）を別々のセラミックるつぼに設置し、２元同時蒸着法により成膜を行った。
【０２８４】
【化１０４】
化合物（Ｈ−１）のるつぼ温度は ２５０〜２６０℃に、蒸着速度は ０．１８ｎｍ／秒に制御し、イリジウム錯体（Ｔ−１）は３１５〜３２５℃の温度範囲に制御し、膜厚３０ｎｍでイリジウム錯体（Ｔ−１）が５重量％含有された発光層５を正孔輸送層４の上に積層した。蒸着時の真空度は０．８×１０−６Ｔｏｒｒ（約１．１×１０−４Ｐａ）であった。
【０２８６】
さらに、正孔阻止層６として例示化合物（ＨＢ−１２）をるつぼ温度を ２５６℃として、蒸着速度０．２０ｎｍ／秒で１０ｎｍの膜厚で積層した。蒸着時の真空度は０．８×１０−６Ｔｏｒｒ（約１．１×１０−４Ｐａ）であった。
【０２８７】
【化１０５】
正孔阻止層６の上に、電子輸送層７として以下の構造式に示すアルミニウムの８−ヒドロキシキノリン錯体、Ａｌ（Ｃ９Ｈ６ＮＯ）３を同様にして蒸着した。この時のアルミニウムの８−ヒドロキシキノリン錯体のるつぼ温度は ２９０〜 ３００℃の範囲で制御し、蒸着時の真空度は０．８×１０−６Ｔｏｒｒ（約１．１×１０−４Ｐａ）、蒸着速度は０．２２ｎｍ／秒で膜厚は３５ｎｍとした。
【０２８９】
【化１０６】
上記の正孔輸送層４、発光層５、正孔阻止層６及び電子輸送層７を真空蒸着する時の基板温度は室温に保持した。
【０２９１】
ここで、電子輸送層７までの蒸着を行った素子を一度前記真空蒸着装置内より大気中に取り出して、陰極蒸着用のマスクとして ２ｍｍ幅のストライプ状シャドーマスクを、陽極２のＩＴＯストライプとは直交するように素子に密着させて、別の真空蒸着装置内に設置して有機層と同様にして装置内の真空度が２．３×１０−６Ｔｏｒｒ（約３．１×１０−４Ｐａ）以下になるまで排気した。
【０２９２】
陰極８として、先ず、フッ化リチウム（ＬｉＦ）をモリブデンボートを用いて、蒸着速度０．０１ｎｍ／秒、真空度３．６×１０−６Ｔｏｒｒ（約４．８×１０−４Ｐａ）で、０．５ｎｍの膜厚で電子輸送層７の上に成膜した。次に、アルミニウムを同様にモリブデンボートにより加熱して、蒸着速度０．３７ｎｍ／秒、真空度７．７×１０−６Ｔｏｒｒ（約１．０×１０−３Ｐａ）で膜厚８０ｎｍのアルミニウム層を形成して陰極８を完成させた。以上の２層型陰極８の蒸着時の基板温度は室温に保持した。
【０２９３】
以上の様にして、２ｍｍ×２ｍｍ のサイズの発光面積部分を有する有機電界発光素子が得られた。この素子の発光特性を表５に示す。表５において、発光開始電圧は 輝度１ｃｄ／ｍ２での値、最大発光輝度は電流密度０．２５Ａ／ｃｍ２での値、発光効率・輝度／電流・電圧は 輝度１００ｃｄ／ｍ２での値を各々示す。素子の発光スペクトルの極大波長は ５７７ｎｍであり、有機イリジウム錯体（Ｔ−１）からのものと同定された。色度はＣＩＥ（ｘ，ｙ）＝（０．５６，０．４４）であった。
この素子を電流密度０．２５Ａ／ｃｍ２でＤＣ駆動し、素子の安定性を評価したところ、５０秒後の輝度比（５０秒後の輝度／初期輝度）は０．９５と良好であった。
【０２９４】
比較例１
発光層の副成分の有機イリジウム錯体（Ｔ−１）の代わりに下記に示す有機イリジウム錯体（Ｔ−２）を用いた他は実施例２と同様にして素子を作製した。この素子の発光特性を表５に示す。素子の発光スペクトルの極大波長は ５６３ｎｍであり、有機イリジウム錯体（Ｔ−２）からのものと同定された。色度はＣＩＥ（ｘ，ｙ）＝（０．４６，０．４９）であった。
【０２９５】
実施例２と同様に、この素子を電流密度０．２５Ａ／ｃｍ２でＤＣ駆動し、素子の安定性を評価したところ、５０秒後の輝度比（５０秒後の輝度／初期輝度）は０．８８と実施例２より不安定であった。
【０２９６】
【化１０７】
【表５】
合成例２
【化１０８】
２−アミノチオフェノール １．２ ｇと９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−カルボアルデヒド ２．５ ｇの混合物に酢酸 ３０ ｍＬを加え、４０℃で６．０時間反応させた。室温まで冷却した後、水酸化ナトリウム水溶液で中和し、ジクロロメタン溶媒を用いて抽出を行った。有機層を炭酸カリウムで乾燥した後、溶媒を除去し、カラムクロマトグラフィーによる精製を行い、２．３ ｇの黄白色結晶を得た。得られた化合物の質量分析結果により、目的物であることが確認できた。Ｍ／ｅ ： ３７６
【０３００】
実施例３
【化１０９】
合成例２で得られた化合物４３０ ｍｇと三塩化イリジウム３水和物 １７０ ｍｇに、２−エトキシエタノール １０ ｍＬと水３ ｍＬを加え、窒素雰囲気下、１２０℃で４時間反応させた。室温まで冷却した後、得られた沈殿物を濾過し、メタノール洗浄を行った。得られた沈殿物を乾燥後、炭酸ナトリウム２１０ ｍｇ、２−エトキシエタノール２０ ｍＬ、およびアセチルアセトン０．２ ｍＬを加え、窒素雰囲気下でさらに１２時間反応させた。
【０３０２】
得られた沈殿物を濾過し、メタノール洗浄を行い、カラムクロマトグラフィーにより精製を行い、１１８ ｍｇの赤色結晶を得た。得られた化合物の質量分析結果により目的物であることが確認できた。Ｍ／ｅ： １０４２
【０３０３】
実施例４
【化１１０】
合成例２で得られた化合物３６６ ｍｇと三塩化イリジウム３水和物 １１７ ｍｇに、２−エトキシエタノール １０ ｍＬと水３ ｍＬを加え、窒素雰囲気下、１２０℃で１２時間反応させた。室温まで冷却した後、得られた沈殿物を濾過し、メタノール洗浄を行った。得られた沈殿物を乾燥後、炭酸ナトリウム１２７ ｍｇ、２−エトキシエタノール２０ ｍＬ、およびアセチルアセトン０．２ ｍＬを加え、窒素雰囲気下でさらに１２時間反応させた。
【０３０５】
得られた沈殿物を濾過し、メタノール洗浄を行い、カラムクロマトグラフィーにより精製を行い、５９ ｍｇの赤色結晶を得た。得られた化合物の質量分析結果により目的物であることが確認できた。Ｍ／ｅ： １０４２
【０３０６】
実施例５
図３に示す構造を有する有機電界発光素子を以下の方法で作製した。
【０３０７】
ガラス基板１上にインジウム・スズ酸化物（ＩＴＯ）透明導電膜を １５０ｎｍ堆積したもの（スパッター成膜品；シート抵抗１５Ω）を通常のフォトリソグラフィ技術と塩酸エッチングを用いて ２ｍｍ幅のストライプにパターニングして陽極２を形成した。パターン形成したＩＴＯ基板を、アセトンによる超音波洗浄、純水による水洗、イソプロピルアルコールによる超音波洗浄の順で洗浄後、窒素ブローで乾燥させ、最後に紫外線オゾン洗浄を行った。
【０３０８】
陽極バッファ層３の材料として、下記に示す構造式の芳香族アミノ基を有する非共役系高分子化合物（ＰＢ−１）を電子受容性化合物（Ａ−１）と共に以下の条件でスピンコートした。
【０３０９】
【化１１１】
【化１１２】
［スピンコート条件］
溶媒 シクロヘキサノン
塗布液濃度 １３［ｍｇ／ｍｌ］
ＰＢ−１：Ａ−１ １０：１
スピナ回転数 １５００［ｒｐｍ］
スピナ回転時間 ３０［秒］
乾燥条件 １００℃，１時間
上記のスピンコートにより膜厚４５ｎｍの均一な薄膜が形成された。
【０３１２】
次に、陽極バッファ層３を成膜した基板を真空蒸着装置内に設置した。この真空蒸着装置の粗排気を油回転ポンプにより行った後、装置内の真空度が２×１０−６Ｔｏｒｒ（約２．７×１０−４Ｐａ）以下になるまで液体窒素トラップを備えた油拡散ポンプを用いて排気した。
【０３１３】
上記装置内に配置されたセラミックるつぼに入れた、以下に示す、アリールアミン化合物（Ｈ−２）をるつぼの周囲のタンタル線ヒーターで加熱して蒸着を行った。この時のるつぼの温度は、１８７〜２０１℃の範囲で制御した。蒸着時の真空度１．２×１０−６Ｔｏｒｒ（約１．６×１０−４Ｐａ）、蒸着速度は０．２１ｎｍ／秒で膜厚６０ｎｍの正孔輸送層４を得た。
【０３１４】
【化１１３】
引続き、発光層５の主成分（ホスト材料）として下記に示すカルバゾール誘導体（Ｅ−１）を、副成分（ドーパント）として、実施例３で得られた有機イリジウム錯体（Ｄ−１）を別々のセラミックるつぼに設置し、２元同時蒸着法により成膜を行った。
【０３１６】
【化１１４】
化合物（Ｅ−１）のるつぼ温度は ２６９〜２７５℃に、蒸着速度は ０．１９ｎｍ／秒に制御し、イリジウム錯体（Ｄ−１）のるつぼ温度は３５８〜３６０℃の温度範囲に制御し、膜厚３０ｎｍでイリジウム錯体（Ｄ−１）が５重量％含有された発光層５を正孔輸送層４の上に積層した。蒸着時の真空度は１．２×１０−６Ｔｏｒｒ（約１．６×１０−４Ｐａ）であった。
【０３１８】
さらに、正孔阻止層６として混合配位子錯体（ＨＢ−１）をるつぼ温度を ２６３℃として、蒸着速度０．２０ｎｍ／秒で１０ｎｍの膜厚で積層した。蒸着時の真空度は０．９×１０−６Ｔｏｒｒ（約１．２×１０−４Ｐａ）であった。
【０３１９】
【化１１５】
正孔阻止層６の上に、電子輸送層７として以下の構造式に示すアルミニウムの８−ヒドロキシキノリン錯体（ＥＴ−１）を同様にして蒸着した。この時のアルミニウムの８−ヒドロキシキノリン錯体のるつぼ温度は ２８５〜 ３００℃の範囲で制御し、蒸着時の真空度は０．８×１０−６Ｔｏｒｒ（約１．１×１０−４Ｐａ）、蒸着速度は０．２１ｎｍ／秒で膜厚は３５ｎｍとした。
【０３２１】
【化１１６】
上記の正孔輸送層４、発光層５、正孔阻止層６及び電子輸送層７を真空蒸着する時の基板温度は室温に保持した。
【０３２３】
ここで、電子輸送層７までの蒸着を行った素子を一度前記真空蒸着装置内より大気中に取り出して、陰極蒸着用のマスクとして ２ｍｍ幅のストライプ状シャドーマスクを、陽極２のＩＴＯストライプとは直交するように素子に密着させて、別の真空蒸着装置内に設置して有機層と同様にして装置内の真空度が３．８×１０−４Ｐａ以下になるまで排気した。
【０３２４】
陰極８として、先ず、フッ化リチウム（ＬｉＦ）をモリブデンボートを用いて、蒸着速度０．０１ｎｍ／秒、真空度８．４×１０−４Ｐａで、０．５ｎｍの膜厚で電子輸送層７の上に成膜した。次に、アルミニウムを同様にモリブデンボートにより加熱して、蒸着速度０．４２ｎｍ／秒、真空度１．０×１０−３Ｐａで膜厚８０ｎｍのアルミニウム層を形成して陰極８を完成させた。以上の２層型陰極８の蒸着時の基板温度は室温に保持した。
【０３２５】
以上の様にして、２ｍｍ×２ｍｍ のサイズの発光面積部分を有する有機電界発光素子が得られた。この素子の発光特性を表６に示す。表６において、発光開始電圧は 輝度１ｃｄ／ｍ２での値、最大発光輝度は電流密度０．２５Ａ／ｃｍ２での値、発光効率・輝度／電流・電圧は 輝度１００ｃｄ／ｍ２での値を各々示す。素子の発光スペクトルの極大波長は ５６０ｎｍであり、有機イリジウム錯体（Ｄ−１）からのものと同定された。色度はＣＩＥ（ｘ，ｙ）＝（０．５０，０．５０）であった。
【０３２６】
実施例６
発光層の副成分の有機イリジウム錯体（Ｄ−１）の代わりに下記に示すイリジウム錯体（Ｄ−２）を用いた他は実施例５と同様にして素子を作製した。この素子の発光特性を表６に示す。素子の発光スペクトルの極大波長は５５８ｎｍであり、有機イリジウム錯体（Ｄ−２）からのものと同定された。色度はＣＩＥ（ｘ，ｙ）＝（０．４９，０．４９）と色純度は実施例５と同等であり、発光効率も良好であった。
【０３２７】
【化１１７】
比較例１
発光層の副成分の有機イリジウム錯体（Ｄ−１）の代わりに下記に示す有機イリジウム錯体（Ｄ−３）を用いた他は実施例５と同様にして素子を作製した。この素子の発光特性を表６に示す。素子の発光スペクトルの極大波長は ５６３ｎｍであり、有機イリジウム錯体（Ｄ−３）からのものと同定された。色度はＣＩＥ（ｘ，ｙ）＝（０．４６，０．４９）と色純度は実施例５と同等であるが、実施例５と比較して発光効率が低い。
【０３２９】
【化１１８】
【表６】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、特に長波長発光における色純度の向上、発光の高効率化、および素子の長寿命化が可能な新規有機金属錯体と、この有機金属錯体を使用した長寿命で高発光効率の有機電界発光素子が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の有機電界発光素子の実施の形態の一例を示した模式的断面図である。
【図２】本発明の有機電界発光素子の実施の形態の別の例を示した模式的断面図である。
【図３】本発明の有機電界発光素子の実施の形態の別の例を示した模式的断面図である。
【符号の説明】
１ 基板
２ 陽極
３ 陽極バッファ層
４ 正孔輸送層
５ 発光層
６ 正孔阻止層
７ 電子輸送層
８ 陰極
Claims (5)
- 下記一般式（１）で表される有機金属錯体。
ｌ、ｍはアリールアミノ基の数を表し、各々独立に１または２である。
ｌ’、ｍ’は各々独立に０、１または２であり、ｌ’＋ｍ’≧１である。
ｐはＪの価数を表し、１、２または３である。
ｑは配位子の数を表し、１、２または３である。
ＸおよびＹは、各々独立に、下記式
Ｚａ、Ｚｂは各々独立に直接結合、もしくは２価または３価の連結基を表す。
Ａｒａ及びＡｒｃは各々独立に、アルキル基、芳香族炭化水素基または芳香族複素環基を表し、これらはいずれも置換基を有していてもよい。ＡｒｂおよびＡｒｄは各々独立に、置換基を有していても良い、芳香族炭化水素基または芳香族複素環基を表す。また、ＡｒａとＡｒｂ、および／またはＡｒｃとＡｒｄが結合して縮合環を形成していても良く、該縮合環は置換されていても良い。
Ｚａが２価または３価の連結基を表す場合、ＡｒａとＺａ、および／またはＡｒｂとＺａが互いに結合して、置換基を有していても良い環を形成していても良く、Ｚｂが２価または３価の連結基を表す場合、ＡｒｃとＺｂ、および／またはＡｒｄとＺｂが互いに結合して、置換基を有していても良い環を形成していても良い。
環ａは、置換基を有していても良い、芳香族炭化水素基もしくは芳香族複素環基を表す。
環ｂは、置換基を有していても良い芳香族複素環基を表す。
Ｚａが直接結合の場合、Ａｒａと環ａ、および／またはＡｒｂと環ａが結合して、置換基を有していても良い環を形成していても良く、Ｚｂが直接結合の場合、Ａｒｃと環ｂ、および／またはＡｒｄと環ｂが結合して、置換基を有していても良い環を形成していても良い。） - 一般式（１）において、Ｚａが直接結合であり、ＡｒａまたはＡｒｂが環ａと結合し、全体としてカルバゾリル基を形成する、請求項１記載の有機金属錯体。
- 基板上に陽極、発光層、および陰極が順次積層されてなる有機電界発光素子において、該発光層が請求項１または２記載の有機金属錯体を含有することを特徴とする、有機電界発光素子。
- 該発光層が、正孔注入・輸送性または電子注入・輸送性を有するホスト化合物を含有し、該ホスト化合物に対して請求項１または２記載の有機金属錯体がドープされている、請求項３に記載の有機電界発光素子。
- 該発光層と陰極との間に正孔阻止層を有する、請求項３または４に記載の有機電界発光素子。
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