JP2004288623A - 有機エレクトロルミネッセンス素子 - Google Patents

Abstract

【課題】 湿式製膜法で製造が可能で、高発光効率、高輝度が得られる有機ＥＬ素子を提供すること。
【解決手段】 透明基板上に形成された正電極層上に、発光層、負電極層がこの順に積層してなる有機エレクトロルミネッセンス素子において、該発光層が、一般式（１）で表されるイリジウム（III）錯体からなる燐光発光材料を含有し、且つ、カルバゾール基を有する重合体を含有する有機エレクトロルミネッセンス素子を提供する。
【化１】

（１）
（式中、Ｙは二座配位子を表し、Ｒは水素原子又は炭素原子数１〜１０のアルコキシ基を表し、少なくとも一方はアルコキシ基を表す。ｎは３〜８の整数を表す。）
【選択図】 なし

Description

本発明は燐光発光材料を使用した有機エレクトロルミネッセンス素子に関するものである。

近年、モバイルコンピュータ、携帯電話、ＰＤＡ等の携帯情報端末用表示素子の需要が増し、表示素子の軽量化、低消費電力化が望まれている。
自己発光型の有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、「有機ＥＬ素子」と略す。）は、バックライトを必要とせず、素子の薄型化や軽量化が可能であることや、低駆動電圧で高輝度の発光が得られることから、ブラウン管型表示装置や液晶表示素子等の既存の表示素子に代わる次世代表示メディアとして、研究が進められている。特に最近では、赤色、青色、緑色の有機ＥＬ素子を、フルカラーディスプレイへ適用することが検討されている。

有機ＥＬ素子は、一般に、正電極層、発光物質を含有する発光層、および負電極層が、順に積層した構造からなる。正、負両電極層間に電圧を印加すると、前記発光層に、負電極層から電子が、正電極層から正孔が注入される。注入された電子と正孔は、発光物質中において再結合し、発光物質は励起子を生成する。この励起子が基底状態に失活する際に発光がおこる。

発光物質としては一重項励起子が発光する蛍光性化合物と、三重項励起子が発光する燐光性化合物が知られている。現在、有機ＥＬ素子用の発光物質として最もよく使用されているのは、熱に安定な蛍光性化合物である。しかし、蛍光性化合物を利用した有機ＥＬ素子の理論上の発光効率は最大５％と非常に低い。これに対し、燐光性化合物を利用した有機ＥＬ素子の理論上の発光効率は最大２０％である。このことから、燐光性化合物を利用した有機ＥＬ素子は、蛍光性化合物を利用した有機ＥＬ素子の４倍の発光効率を示すことが期待できる。
しかし、従来知られている燐光性化合物は、三重項励起子が熱的に不安定であり、室温で発光させることが困難であった。従って、室温で発光させることのできる燐光性化合物を使用した有機ＥＬ素子が望まれている。

室温で発光する燐光性化合物として、イリジウム（III）トリス（２−フェニルピリジン）錯体（以下、「Ｉｒ（ｐｐｙ）_３」と略す。）が知られており、Ｉｒ（ｐｐｙ）_３と、正孔輸送材料である４，４'−Ｎ，Ｎ'−ジカルバゾール−ビフェニルとの混合物を、電極層上に共蒸着させて得た発光層を有する有機ＥＬ素子が知られている（例えば、特許文献１参照。）。これは、発光効率が８％と、蛍光性化合物を発光物質として使用した有機ＥＬ素子と比べ、高い発光効率を示す。しかし、該有機ＥＬ素子は、発光層を共蒸着法で作製しているので、製造効率が低いといった問題があった。また発光層中のＩｒ（ｐｐｙ）_３濃度を高くすると多量体を形成し、三重項励起子が発光せずに失活するため、発光効率が低下する（以下、これを「濃度消光」と略す。）問題があった。

一方、置換基として芳香族基を有するＩｒ（ｐｐｙ）_３は、多量体形成による濃度消光がある程度抑制でき高い発光効率を示すが（例えば、特許文献２参照。）、該化合物もＩｒ（ｐｐｙ）_３同様に、蒸着により成膜する必要があるため、製造効率が低いという問題を有する。

これに対し、Ｉｒ（ｐｐｙ）_３を、正孔輸送材料であるポリパラフェニレンに、該錯体が多量体を形成しない、即ち濃度消光が起こらない濃度以下となるようにドーピングし、これを正電極層上に印刷法等の湿式製膜法で発光層を得る方法が知られている（例えば、非特許文献１参照。）。高分子の正孔輸送材料にＩｒ（ｐｐｙ）_３をドーピングすることで、製造効率の高い湿式製膜法で発光層を作製することを可能とした。しかしこの方法で得られた有機ＥＬ素子は、正電極層からポリパラフェニレンに注入される正孔の、Ｉｒ（ｐｐｙ）_３に輸送される確率、即ち正孔輸送効率が低いといった問題があった。また、Ｉｒ（ｐｐｙ）_３の結晶性が高いため、Ｉｒ（ｐｐｙ）_３を高濃度にドーピングできず、得られる有機ＥＬ素子の発光効率に限界があった。

一方、湿式製膜が可能な燐光性化合物として、主鎖または側鎖に３重項励起状態からの発光を示す金属錯体構造を有する、ポリスチレン換算の数平均分子量が１０^３〜１０^８の高分子発光体が知られている（例えば、特許文献３参照。）。該高分子発光体は、１〜５個のハロゲン原子等を有する金属錯体と、２個のハロゲン原子等を有するモノマーとを共重合することにより製造される。該高分子発光体は、モノマーとして芳香族化合物を使用することにより正孔輸送性を示すため、分子内で金属錯体への正孔輸送が可能となり高い発光効率を示しうる。更に、製膜性を有する高分子中に燐光発光性の金属錯体ユニットを導入しているため、結晶性が低下し湿式製膜が可能となる。
しかし、該高分子発光体は、金属錯体由来の燐光を発光させるために１分子中に導入する金属錯体濃度を高くする必要があるが、金属錯体濃度を高くすると、金属錯体ユニットが高分子中の分岐点となるために結晶性が増し、溶剤への溶解性が低下することになる。更に、金属錯体ユニット同士が重合し隣接するため、分子内での濃度消光が起こりうる。
一方、溶解性の低下および結晶化を抑制するために金属錯体濃度を低くすると、該高分子発光体の主鎖を形成する正孔輸送性ユニットの蛍光が主発光となるため、高発光効率の高分子発光体を得ることができない。

国際公開第００／７０６５５号パンフレット 特開２００２−３３２２９１号公報 特開２００３−１７１６５９号公報 「アプライド・フィジックス・レター」，２００２年３月，第８０号（２００２年）２０４５−２０４７

本発明が解決しようとする課題は、高い発光効率を示し、湿式製膜法で製造が可能で、発光効率の高い有機ＥＬ素子を提供することにある。

本発明者らは、上記の課題を解決する手段として、以下の２つの手段を用いることで、課題を解決した。即ち、ポリパラフェニレン基をＩｒ（ｐｐｙ）_３のフェニル基に導入することで、分子内及び分子間での正孔輸送を効率化し、正電極層から注入された正孔をイリジウム（III）錯体へ効率良く輸送させ、電子と正孔がイリジウム（III）錯体中で再結合する確率を上げ、イリジウム（III）錯体の発光効率を高めた。このようにポリパラフェニレン基をＩｒ（ｐｐｙ）_３のフェニル基に導入することにより、前記の効果と同時にイリジウム（III）錯体間の相互作用が抑制され、これにより濃度消光を低減させ、発光層中のイリジウム（III）錯体の濃度を上げることができるようにした。

更に本発明は上記のイリジウム（III）錯体をカルバゾール基を有する重合体と混合させることによって発光効率を向上させることを可能にした。

また、前記ポリパラフェニレン基に置換基としてアルコキシ基を導入し、かつ、フェニレン基の数を３〜８とし、より溶媒へ溶けやすくすることで、湿式製膜を可能とした。

即ち、本発明は、透明基板上に形成された正電極層上に、発光層、負電極層がこの順に積層してなる有機エレクトロルミネッセンス素子において、該発光層が、一般式（１）で表されるイリジウム（III）錯体からなる燐光発光材料を含有し、且つ、カルバゾール基を有する重合体を含有する有機エレクトロルミネッセンス素子を提供する。

（１）

（式中、Ｙは二座配位子を表し、Ｒは水素原子又は炭素原子数１〜１０のアルコキシ基を表し、少なくとも一方はアルコキシ基を表す。ｎは３〜８の整数を表す。）

本発明の有機ＥＬ素子は、正孔輸送材料であるポリパラフェニレン基を導入した前記一般式（１）で表されるイリジウム（III）錯体を使用しているので、正電極層から注入された正孔をイリジウム（III）錯体へ効率良く輸送させることができる。電子と正孔とがイリジウム（III）錯体中で再結合する確率が上がるので、高い発光効率が得られる。

また、前記一般式（１）で表されるイリジウム（III）錯体は、アルコキシ基で置換されたポリパラフェニレン基を導入しているため、溶剤に対する溶解性が高く、製膜時に結晶化が起こらない。従って、発光層を湿式製膜法で容易に形成することができる。
また、アルコキシ基で置換されたかさ高いポリパラフェニレン基を導入し、イリジウム（III）錯体間の相互作用を低下させているので、多量体が生成しにくい。その結果、発光層中の該イリジウム（III）錯体濃度を高くしても濃度消光が起きにくいので、該濃度を高くすることができ、高い輝度の有機ＥＬ素子が得られる。

更に本発明の有機ＥＬ素子は、発光層に本発明で使用するイリジウム（III）錯体とカルバゾール基を有する重合体を含有していることにより、該イリジウム（III）錯体に対する効率の良い電荷の移動、及びホールと電子の再結合で生じたエネルギーの移動がなされる。このため高輝度、高発光効率の有機ＥＬ素子を得ることができる。

本発明においてイリジウム（III）錯体とは、配位数が６のイリジウムの錯体を表す。今後、本発明において一般式（１）のイリジウム（III）錯体をイリジウム錯体（Ａ）と略記することがある。
一般式（１）において、ポリパラフェニレン基の置換位置としては、２−フェニルピリジンのフェニル基の２位、３位または４位が好ましく、４位が最も好ましい。またポリパラフェニレン基の置換フェニレン基の数ｎは３〜８が好ましい。ｎが３より少ないと、ポリパラフェニレン基の正孔輸送性が十分発現せず、ｎが８より多いと、ポリパラフェニレン基自身も蛍光を発するため、燐光発光効率が低下する問題や、有機ＥＬ素子の発光が混色するため、色純度が低下する問題が生じる。そのため、溶媒に対する溶解性と燐光の発光効率のバランスから、ｎは３〜４であることがさらに好ましく、３であることが最も好ましい。

また、ポリパラフェニレン基は、置換基としてＲで表される炭素数１〜１０のアルコキシ基を有する。ポリパラフェニレン基の置換基としてはアルキル基やシアノ基も知られているが、置換基Ｒがアルキル基やシアノ基の場合、アルコキシ基に比べイリジウム（III）錯体の溶解性を高める効果が低く、このため置換数を増やす必要がある。その結果、ポリパラフェニレン基の正孔輸送性が低下し、得られるイリジウム（III）錯体の発光効率が低下してしまう。従って、置換基Ｒはアルコキシ基が最も好ましい。アルコキシ基の中でもエトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペンチロキシ基、ヘキシロキシ基が好ましい。アルコキシ基の炭素数が多すぎると、ポリパラフェニレン基の正孔輸送性が低下するため、得られるイリジウム（III）錯体の発光効率が低下する傾向にある。上記のアルコキシ基の中でも、溶解性と発光効率とのバランスから、ブトキシ基が最も好ましい。

上記のアルコキシ基は、フェニレン基１分子あたり２置換されていることが好ましい。アルコキシ基の置換位置に特に制限はないが、製造の容易さから１，４−フェニレン基の２位および５位が置換されていることが好ましい。

一般式（１）においてＹは二座配位子を表す。二座配位子としては、例えば、２−フェニルピリジン、一般式（２）で表される配位子、

（２）

（式中、Ｒは水素原子又は炭素原子数１〜１０のアルコキシ基を表し、少なくとも一方はアルコキシ基を表す、ｎは３〜８の整数を表す。）

２−（２−ベンゾチエニル）ピリジン、２−フェニルキノリン、２−チエニルキノリン、ピコリン酸、アセチルアセトン等があげられる。中でも、Ｙが前記一般式（２）で表される配位子であるイリジウム（III）錯体、即ち一般式（２）で表される配位子をすべての配位子に有するイリジウム（III）錯体は、発光色が緑色であり、輝度、発行効率とも高くなることから好ましい。

本発明において、前記ポリパラフェニレン基は正孔を輸送させる役割を有する。該ポリパラフェニレン基はイリジウム（III）錯体に結合しているので、該ポリパラフェニレン基は、正電極層から受け取った正孔を発光物質であるイリジウム錯体（Ａ）に分子内でも輸送することができる。分子内及び分子間で正孔を輸送することができるので、輸送効率が高く、そのため、得られる有機ＥＬ素子は高い発光効率を示す。

また、ポリパラフェニレン基が置換基としてアルコキシ基を有するので、イリジウム錯体（Ａ）は溶剤に対する溶解性が高く、製膜時の結晶性が低い。従って、湿式製膜法による発光層の形成により適し、得られる発光層の結晶化を抑制することができる。
更に、ポリパラフェニレン基が置換基としてアルコキシ基を有し、かさ高さが増しているため、イリジウム錯体（Ａ）は分子間での多量体を形成しにくく、濃度消光が起きにくい。

イリジウム錯体（Ａ）としては、例えば、式（３）の化合物が挙げられる。

（３）
（式中、ｎは３〜８の整数を表す。）

式（３）で表されるイリジウム（III）錯体は、例えば、イノーガニック・ケミストリー、第３０巻、第１６８５頁（１９９１年）等に記載の公知慣用の方法で合成することができる。具体的には、ポリパラフェニレン基を有する２−フェニルピリジンとイリジウム（III）化合物とを、不活性ガス気流下で加熱攪拌するだけで、容易に得られる。

ポリパラフェニレン基を有する２−フェニルピリジンとイリジウム（III）化合物との反応には、溶媒を使用してもよい。溶媒としては、例えば、水、グリセリン、エトキシエタノール等が挙げられる。また必要に応じて、トリフルオロ酢酸銀、トリフルオロメタンスルホン酸銀等の触媒を使用しても良い。反応温度は、室温〜２５０℃の範囲であれば差し支えない。
ポリパラフェニレン基を有する２−フェニルピリジンは、イリジウム（III）化合物１ｍｏｌに対し、３〜１０ｍｏｌ反応させることが好ましい。

ポリパラフェニレン基を有する２−フェニルピリジンは、２−（ハロゲン化フェニル）ピリジンと、ポリパラフェニレン誘導体のホウ酸化合物とを、テトラヒドロフラン、トルエン、アセトン等の溶剤中で、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）やトリス（ジベンジリデンアセトン）ジパラジウム（０）等の金属触媒下、室温から還流温度の範囲内でカップリング反応させて得られる。

２−（ハロゲン化フェニル）ピリジンの例としては、２−（４−ブロモフェニル）ピリジン、２−（４−クロロフェニル）ピリジン、２−（３−ブロモフェニル）ピリジン、２−（３−クロロフェニル）ピリジン、２−（２−ブロモフェニル）ピリジン、２−（２−クロロフェニル）ピリジン等が挙げられる。
中でも、２−（４−ブロモフェニル）ピリジン、又は２−（４−クロロフェニル）ピリジンから得られる配位子からなるイリジウム（III）錯体が好ましい。

ポリパラフェニレン誘導体のホウ酸化合物は、例えば、２，５−ジブトキシ−４−ブロモフェニルホウ酸をカップリング反応させて得られたブトキシ基を置換基に有するポリパラフェニレン基を有するホウ酸化合物が挙げられる。

前記イリジウム（III）化合物としては、例えば、イリジウム（III）トリクロリドおよびその水和物、イリジウム（III）トリアセチルアセトナート、カリウムヘキサクロロイリデート（III）等が使用できる。

イリジウム錯体（Ａ）と共に発光層に含有させるカルバゾール基を有する重合体は、具体的には下記一般式（４）で表される。中でも重合体一分子中に、一般式（４）で表される構造を５０モル％以上有するものが好ましい。

（４）

式中、Ｘは単結合、１，４−フェニレン基、ｐ−ビフェニル−４，４'−ジイル基、ｐ−テルフェニル−４，４''−ジイル基、または炭素数１〜３のアルキレン基を示す。中でも単結合あるいは１，４−フェニレン基が好ましい。Ｒ_１、Ｒ_２はそれぞれ独立して水素原子、または炭素数１〜１８のアルキル基、炭素数１〜１８のアルコキシ基、フェニルアミノ基またはジフェニルアミノ基を表す。Ｘ、Ｒ_１、Ｒ_２はさらに置換基を有していても良い。
カルバゾール基を有する重合体の主鎖は共役していないことが好ましい。下記（４−１）〜（４−３）に該重合体の好ましい具体例を挙げる。

（４−１）

（４−２）

（４−３）

本発明で使用するカルバゾール基を有する重合体は、ビニルカルバゾール、Ｎ−（ｐ−ビニルフェニル）カルバゾール、５−３：３，６−ジメチル［Ｎ−（ｐ−ビニルフェニル）カルバゾール］等の重合性基を有するカルバゾール化合物を重合させて得られる。このとき公知慣用のアクリルモノマーやスチレンモノマー等の重合性モノマーを共重合させてもよい。特に、Ｎ−フェニル−Ｎ−（ｐ−ビニルフェニル）−アミノベンゼンやＮ，Ｎ'，Ｎ''−トリフェニル−Ｎ'−（ｐ−ビニルフェニル）−４，４'−ジアミノビフェニル等のフェニルアミノ基を有する重合性モノマーを使用すると、より高い電荷輸送能を有する重合体を得ることができる。重合性基を有するカルバゾール化合物と該重合性モノマーを共重合させるには得られる重合体が、一般式（４）で表される構造を５０モル％以上有するように、モノマーの組成比を調整する。重合条件に特に制限はなく、公知の方法で重合させることができる。

一般式（４）で表される化合物の分子量は、好ましくはＭｗ＝１０，０００〜１，０００，０００である。一般式（４）で表される化合物の分子量を変えることによって、発光層を形成させるための塗布溶液、インキの粘度を調整することができる。Ｍｗが１００００未満であると製膜性に劣る傾向があり、Ｍｗが１００００００を越えると有機溶媒に対する溶解性が劣り、塗布溶液を調整しづらくなる傾向にある。
これらカルバゾール基を有する重合体はポリパラフェニレン等と比べ、高い電荷輸送能を有し、励起したイリジウム（III）錯体とエキシマーを形成することもないので、効率良くイリジウム錯体（Ａ）にエネルギー移動させることができ、高い発光効率の発光層を得ることができる。

イリジウム錯体（Ａ）とカルバゾール基を有する重合体を含有する発光層は、透明基板上に形成された正電極層上に形成される。該基板は、電極層や発光層を形成する際に変質しない透明材料であればよく、例えば、ガラスや高分子フィルム等が挙げられる。高分子フィルムとしては、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリシクロオレフィン、ポリエーテルスルホン等の透明材料を、酸化珪素や窒化珪素等でガスバリアコートしたフィルムを使用することができる。

前記透明な正電極層は、インジウムスズオキシド（以下、「ＩＴＯ」と略す。）等を基板上にスパッタリングや真空蒸着したり、あるいは、ＩＴＯ微粒子の懸濁液を塗布し、該微粒子を焼結させて得られる。また、電極表面に、紫外線−オゾン処理、酸素雰囲気下のプラズマ処理等の表面処理を施すと、得られる有機ＥＬ素子の駆動電圧の低下を防ぎ、発光効率を向上させる効果が得られる。正電極層の膜厚は、１０ｎｍ〜５μｍの範囲であると、光が透過しやすい。中でも、膜厚が２０ｎｍ〜１μｍの範囲が好ましい。

前記基板に設けた正電極層上に、イリジウム錯体（Ａ）とカルバゾール基を有する重合体を含有する発光層を形成する。該発光層は、イリジウム錯体（Ａ）とカルバゾール基を有する重合体の有機溶剤溶液を、公知のコーティング法、インクジェット法、印刷法によって塗布後、乾燥して得られる。乾燥方法に特に制限はない。
イリジウム錯体（Ａ）とカルバゾール基を有する重合体の混合比は２：９８〜９９：１の範囲とすることが好ましい。特に好ましくは２：９８〜９０：１０の範囲である。この他にカルバゾール基を有する重合体以外の高分子材料を含有させても良い。カルバゾール基を有する重合体以外の高分子材料としては、溶剤可溶としたポリフェニレン、ポリフルオレノン、ポリチオフェン、ポリフェニレンビニレン、ポリピロール、ポリアセチレン、ポリアニリン、ポリオキサジアゾール等、電荷輸送能を有する高分子材料を用いることが好ましい。特に溶剤可溶としたポリパラフェニレン、ポリフルオレノン、ポリピロールが好ましい。
発光層の膜厚は特に限定はないが、乾燥後の膜厚を１ｎｍ〜１μｍとした場合に、高い発光効率が得られる。中でも、膜厚が１０ｎｍ〜５００ｎｍとなるように作製することが好ましい。

前記有機溶剤としては、イリジウム錯体（Ａ）を溶解することができれば、いずれの有機溶剤でも使用できる。例えばシクロヘキサノン、トルエン、キシレン、テトラヒドロフラン、クロロホルム、ジクロロメタン、１，１，２−トリクロロエタン、クロロベンゼン、ｏ−ジクロロベンゼン、テトラリン、１，１，２，２−テトラクロロエタン、ブチルカルビトール、Ｎ−メチルピロリドン等を挙げることができるが、有機溶剤の揮発速度が速いとイリジウム錯体（Ａ）の有機溶剤溶液の粘度上昇が起こることや、使用する印刷版にイリジウム錯体（Ａ）が固着しやすくなることから、２５℃における蒸気圧が０．０１〜３．０ｋＰａ（０．１〜２２．５ｍｍＨｇ）の範囲内であって、沸点が１００〜３００℃の範囲内にある有機溶剤であることが好ましい。このような有機溶剤の例として、トルエン、キシレン、シクロヘキサノン、クロロベンゼン、ｏ−ジクロロベンゼン、テトラリン、１，１，２−トリクロロエタン、１，１，２，２−テトラクロロエタン、ブチルカルビトール、Ｎ−メチルピロリドン等があげられる。これらの有機溶剤は、単独で使用しても混合して使用しても差し支えない。

イリジウム錯体（Ａ）及びカルバゾール基を有する重合体を塗布、印刷するための有機溶剤溶液の濃度は、印刷方法やコーティング方法により異なるが、０．１質量％〜１５質量％の範囲であることが好ましい。該有機溶剤溶液濃度が０．１質量％未満であると、印刷またはコーティングした乾燥後の膜厚が薄くなりすぎるため有機ＥＬ素子のショートを引き起こすおそれがある。一方、該有機溶剤溶液濃度が１５質量％を越えると、印刷またはコーティングした乾燥後の膜厚が厚くなるため、発光させるために必要な電圧が高くなる、あるいは発光輝度が低くなることになる。得られる有機ＥＬ素子の性能から、イリジウム錯体（Ａ）及びカルバゾール基を有する重合体を塗布、印刷するための有機溶剤溶液の濃度は０．５質量％〜１０質量％の範囲にあることが特に好ましい。該有機溶剤溶液の濃度がこの範囲内であれば乾燥後の発光層の膜厚を、１ｎｍ〜１μｍとなるように制御しやすい。

前記発光層上に負電極層を設ける。負電極層は、例えば、前記発光層上に、リチウムやカリウム等のアルカリ金属、カルシウムやマグネシウム等のアルカリ土類金属、金、銀、アルミニウム、又はリチウム−アルミニウム合金やマグネシウム−銀合金等の合金を、真空蒸着、スパッタリングするか、これらの粉体を含有する塗料を塗布することによって得られる。該負電極層の膜厚は５０〜２００ｎｍの範囲が好ましい。また、前記負電極層上に、酸化珪素、窒化珪素、二酸化珪素、酸化ゲルマニウム、又は二酸化ゲルマニウム等を、真空蒸着またはスパッタリングするか、これらの粉体を含有する塗料を塗布して保護層を設けることにより、本発明の有機ＥＬ素子を劣化させる因子である水分や酸素を遮断することができる。

本発明の有機ＥＬ素子には、電荷輸送性をより向上させるために、正電極層と、イリジウム錯体（Ａ）とカルバゾール基を有する重合体を含有する発光層との間に正孔輸送層を、前記発光層と負電極層との間に電子輸送層を設けてもよい。また、電荷輸送性をより向上させるために、前記発光層に正孔輸送材料または電子輸送材料を混合することもできる。

正孔輸送層は、陽極から注入された正孔を移動させるために設けられる層である。正孔輸送層に使用する正孔輸送材料としては、例えば、トリフェニルアミン誘導体、ベンジジン誘導体、ポリアニリン誘導体、ポリチオフェン誘導体等が挙げられる。

正孔輸送層は、正電極層上に作製する。正孔輸送材料が、トリフェニルアミン誘導体等の低分子化合物である場合は、正電極層上に真空蒸着させたり、又は、正孔輸送材料を有機溶媒に溶解した後、正電極層上に、各種コーティング法、インクジェット法、印刷法などによって塗布して作製する。また、正孔輸送材料がポリチオフェン誘導体等の高分子化合物である場合は、必要に応じて有機溶媒に溶解した後、正電極層上に、各種コーティング法、インクジェット法、印刷法などによって塗布して作製する。正孔輸送層の膜厚は、一般に、５ｎｍ〜５００ｎｍとなるように作製する。

一方、前記電子輸送層に使用する電子輸送材料としては、例えば、オキサジアゾール誘導体、ナフトキノン誘導体、ポリキノキサリン誘導体等が挙げられる。
電子輸送層は、イリジウム錯体（Ａ）とカルバゾール基を有する重合体を含有する発光層上に作製する。

電子輸送層は、電子輸送材料がオキサジアゾール誘導体やナフトキノン誘導体等である場合は、前記発光層上に真空蒸着したり、又は、電子輸送材料を有機溶媒に溶解した後、前記発光層上に、各種コーティング法、インクジェット法、印刷法などによって塗布して作製する。また、電子輸送材料が、ポリキノキサリン誘導体等の高分子化合物である場合は、必要に応じて有機溶媒に溶解した後、前記発光層上に、各種コーティング法、インクジェット法、印刷法などによって塗布して作製する。電子輸送層は、乾燥後の膜厚が５ｎｍ〜５００ｎｍとなるように作製するとよい。

また、電子輸送層と負電極層との間に、発光効率を高める目的で、リチウムやカリウム等アルカリ金属のフッ化物層、カルシウムやマグネシウム等アルカリ土類金属のフッ化物層等の絶縁層を、真空蒸着、スパッタリングするか、これらの粉体を含有する塗料を塗布することによって、膜厚０．１〜１０ｎｍの範囲となる様に作製することもできる。

また、イリジウム錯体（Ａ）とカルバゾール基を有する重合体に正孔輸送材料または電子輸送材料を混合し発光層を形成する場合は、前記記載の正孔輸送材料または電子輸送材料とイリジウム錯体（Ａ）とカルバゾール基を有する重合体を、予めシクロヘキサノン、トルエン、キシレン、テトラヒドロフラン、ジクロロメタン、クロロホルム、１，１，２−トリクロロエタン、１，１，２，２−テトラクロロエタン、ブチルカルビトール、テトラリン、Ｎ−メチルピロリドン等の有機溶媒に溶解した後、その溶液を各種コーティング法、インクジェット法、印刷法等によって正電極層上に塗布後、乾燥して得られる。乾燥方法に特に制限はない。
正孔輸送材料または電子輸送材料が多すぎると、イリジウム錯体（Ａ）の濃度が低くなりすぎて十分な発光輝度が得られにくいことから、イリジウム錯体（Ａ）は、混合物全量に対して２％以上混合するのが好ましい。
前記発光層の膜厚には特に限定はないが、乾燥後１ｎｍ〜１μｍとなるように作製すると、発光効率をより高めることができる。中でも、膜厚が１０ｎｍ〜５００ｎｍとなるように作製することが好ましい。

本発明においては、イリジウム錯体（Ａ）が、電荷輸送材料であるπ共役鎖を有しており電荷輸送機能を有する上、共存するカルバゾール基を有する重合体も電荷輸送機能を有するため、正孔輸送層または電子輸送層がなくても、発光効率の高い有機ＥＬ素子を得ることができる。

本発明の有機ＥＬ素子には、正電極層からの正孔の注入を容易にするために、正電極層と正孔輸送層の間、正孔輸送層を持たない場合は正電極層と発光層の間、に正孔注入層設けても良い。正孔注入層は例えば正電極層上に、フタロシアニン誘導体を膜厚が５０ｎｍ以下となるように真空蒸着することや、ポリエチレンジオキシチオフェン−ポリスチレンスルホネート（ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ）を溶媒に溶解若しくは分散させた後、各種コーティング法、インクジェット法、印刷法等で５０ｎｍ以下となるように塗布することで得ることができる。
また本発明の有機ＥＬ素子には、負電極層からの電子の注入を容易にするために、負電極層と電子輸送層との間、電子輸送層を持たない場合は負電極層と発光層の間、に電子注入層を設けてもよい。電子注入層は、例えば電子注入層上、または発光層上にトリシアノキノジメタンやオキサジアゾール誘導体を、膜厚が５０ｎｍ以下となるように真空蒸着して得られる。

本発明の有機ＥＬ素子の発光層には、結晶性が低く、会合体を形成しにくいイリジウム錯体（Ａ）及びカルバゾール基を有する重合体を使用しているので、高発光効率を得ることができ、濃度消光を起こしにくい。また、イリジウム錯体（Ａ）及びカルバゾール基を有する重合体は溶剤に溶けやすいので、発光層を湿式製膜法で簡単に形成することができる。該イリジウム錯体（Ａ）の結晶性が低いことから、本発明の有機ＥＬ素子は、時間が経過しても、発光層中でイリジウム錯体（Ａ）が結晶化して析出することがなく、素子が劣化しにくい。

本発明の有機ＥＬ素子は、表示素子、ディスプレイ、バックライト、照明光源、記録光源、露光光源、読み取り光源、標識、看板、インテリア、光通信等の用途に、好適に使用することができる。

以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明する。なお、以下の例において、「％」は、特に断りのない限りは質量基準とする。

＜合成参考例１＞ ２−（４−ブロモフェニル）ピリジンの合成
反応容器中に、２−ブロモピリジン１１ｇとテトラヒドロフラン（以下、「ＴＨＦ」と略す。）２００ｍｌとを仕込み、アルゴン気流下アセトン−ドライアイスバスで冷却しながら、ターシャリー・ブチルリチウムの１．５ｍｏｌ／ｌのペンタン溶液９２ｍｌを滴下した。滴下終了後直ちに塩化亜鉛１．０ｍｏｌ／ｌのジエチルエーテル溶液７０ｍｌを滴下した。アセトン−ドライアイスバス中で１時間、０℃で２時間、室温で３時間反応させた後、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）８００ｍｇを加え、１−ブロモ−４−ヨードベンゼン１９．６ｇのＴＨＦ溶液１００ｍｌを滴下した。室温で約６８時間反応させた後、反応液に酢酸エチル２００ｍｌを加え、１０％アンモニア水１００ｍｌで１回、蒸留水１００ｍｌで２回洗浄し、有機層を濃縮した。残査をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒：酢酸エチル／ヘキサン）で分離し、溶剤を留去して２−（４−ブロモフェニル）ピリジン９．６ｇを得た。

＜合成参考例２＞ Ｍｗが１３００のポリ（２，５−ジブトキシ−１，４−フェニレン）基を有するホウ酸化合物の合成
反応容器中に、２，５−ジブトキシ−１−ブロモ−４−フェニルホウ酸１３．８ｇ、１ｍｏｌ／ｌの炭酸カリウム水溶液８０ｍｌ、ＴＨＦ２００ｍｌ、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）４００ｍｇを仕込み、アルゴン気流下、６０℃で撹拌し、７分後にフェニルホウ酸４．８８ｇを加え、さらに同温で８時間撹拌して反応を終了した。反応液を１ｍｏｌ／ｌの塩酸４００ｍｌに滴下し、生成した沈殿物を濾集して蒸留水４００ｍｌで洗浄した。この沈殿物をジクロロメタン３０ｍｌに溶解し無水硫酸マグネシウムで乾燥後、０．５μｍフィルターで濾過した。ジクロロメタンを濃縮し、ポリ（２，５−ジブトキシ−１，４−フェニレン）を有するホウ酸化合物（以下、「ホウ酸化合物（Ａ）」と略す。）３．３ｇを得た。ホウ酸化合物（Ａ）について、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（以下、「ＧＰＣ」と略す。）を用いてポリスチレン換算の分子量分布を測定したところ、重量平均分子量（以下、「Ｍｗ」と略す。）が１３００、数平均分子量（以下、「Ｍｎ」と略す。）が９００、Ｍｗ／Ｍｎが１．４４、Ｍｗから算出した２，５−ジブトキシ−１，４−フェニレンユニットの繰り返し数ｎは５．６であり、繰り返し数ｎの平均は５〜６であると推定される。

＜合成参考例３＞ Ｍｗが１６００のポリ（２，５−ジブトキシ−１，４−フェニレン）基を有するホウ酸化合物の合成
反応容器中に、２，５−ジブトキシ−１−ブロモ−４−フェニルホウ酸１３．８ｇ、１ｍｏｌ／ｌの炭酸カリウム水溶液８０ｍｌ、トルエン２００ｍｌ、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）４００ｍｇを仕込み、アルゴン気流下、９５℃で撹拌し、４２時間後にフェニルホウ酸４．８８ｇを加え、さらに同温で８時間撹拌して反応を終了した。これ以降は合成参考例２と同様の後処理工程を行い、Ｍｗが１６００、Ｍｎが１４００、Ｍｗ／Ｍｎが１．１４のポリ（２，５−ジブトキシ−１，４−フェニレン）を有するホウ酸化合物（以下、「ホウ酸化合物（Ｂ）」と略す。）３．３ｇを得た。Ｍｗから算出した２，５−ジブトキシ−１，４−フェニレンユニットの繰り返し数ｎは６．９であり、繰り返し数ｎの平均は６〜７であると推定される。

＜合成参考例４＞ポリパラフェニレン基を有する２−フェニルピリジンの合成
反応容器中に、合成参考例１で得た２−（４−ブロモフェニル）ピリジン０．７ｇ、合成参考例２で得たホウ酸化合物（Ａ）を１．６ｇ、ＴＨＦ２００ｍｌ、１ｍｏｌ／ｌの炭酸カリウム水溶液４０ｍｌ、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）３５ｍｇを仕込み、アルゴン気流下、６０〜６５℃で２４時間撹拌した。反応溶液の有機層と水層とを分離し、有機層を乾燥、濃縮後、シリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒：ジクロロメタン／ヘキサン）で精製し、ポリパラフェニレン基を有する２−フェニルピリジン誘導体（以下、「ピリジン誘導体（Ｃ）」と略す。）３．５ｇを得た。この化合物について、ＧＰＣを用いてポリスチレン換算の分子量分布を測定したところ、Ｍｗが１４００、Ｍｎが１０００であった。

（^１Ｈ−ＮＭＲスペクトルデータ：ＣＤＣｌ_３、３００ＭＨｚ）
８．７ｐｐｍ（ｄ，１Ｈ，Ｎ−ＣＨ＝）、８．１ｐｐｍ（ｄ，２Ｈ）、
７．８ｐｐｍ（ｍ，４Ｈ、）、７．６ｐｐｍ（ｄ，２Ｈ）、
７．４ｐｐｍ（ｍ，２Ｈ）、７．３ｐｐｍ（ｄ，１Ｈ）、
７．２ｐｐｍ（ｍ，１Ｈ）、７．０−７．１ｐｐｍ（ｍ，８Ｈ）、
３．９ｐｐｍ（ｔ，１２Ｈ，Ｏ−ＣＨ _２ −）、
１．６−１．７ｐｐｍ（ｍ、１２Ｈ，−ＣＨ _２ −）、
１．４−１．５ｐｐｍ（ｍ、１２Ｈ，−ＣＨ _２ −）、
０．９−１．０ｐｐｍ（ｔ，１８Ｈ，−ＣＨ _３ ）

＜合成参考例５＞ポリパラフェニレン基を有する２−フェニルピリジンの合成
合成参考例４における、ホウ酸化合物（Ａ）１．６ｇに代えて、ホウ酸化合物（Ｂ）１．９ｇを用いた以外は合成参考例４と同様の操作を行い、Ｍｗが１９００、Ｍｎが１６００、Ｍｗ／Ｍｎが１．１８の、ポリパラフェニレン基を有する２−フェニルピリジン誘導体（以下、「ピリジン誘導体（Ｄ）」と略す。）１．４ｇを得た。

（１Ｈ−ＮＭＲスペクトルデータ：ＣＤＣｌ_３、３００ＭＨｚ）
８．７ｐｐｍ（ｄ，１Ｈ，Ｎ−ＣＨ＝）、８．１ｐｐｍ（ｄ，２Ｈ）、
７．８ｐｐｍ（ｍ，４Ｈ、）、７．６ｐｐｍ（ｄ，２Ｈ）、
７．４ｐｐｍ（ｍ，２Ｈ）、
７．３ｐｐｍ（ｄ，１Ｈ）、７．２ｐｐｍ（ｍ，１Ｈ）、
７．０−７．１ｐｐｍ（ｍ，６Ｈ）、
３．９ｐｐｍ（ｔ，１６Ｈ，Ｏ−ＣＨ _２ −）、
６−１．７ｐｐｍ（ｍ、１６Ｈ，−ＣＨ _２ −）、
−１．５ｐｐｍ（ｍ、１６Ｈ，−ＣＨ _２ −）、
０．９−１．０ｐｐｍ（ｔ，２４Ｈ，−ＣＨ _３ ）

＜合成参考例６＞ ２，５−ジブトキシフェニルホウ酸の合成
反応容器中にヒドロキノン１１０ｇ、水酸化カリウム１４０ｇ、エタノール８００ｍｌを仕込み、窒素気流下、還流しながら１−ブロモブタン４１２ｇを滴下した。５時間後反応を終了し、反応液にヘキサン８００ｍｌを加え、蒸留水１００ｍｌで３回洗浄した。有機層を濃縮後、水／メタノールにて再結晶し、１，４−ジブトキシベンゼン１３６ｇを得た。

得られた１，４−ジブトキシベンゼン１３６ｇ、Ｎ−ブロモこはく酸イミド１０９ｇ、ジクロロメタン６００ｍｌ、酢酸３００ｍｌを３５℃にて撹拌した。７時間後反応を終了し、反応液から大部分のジクロロメタンを留去した後、ヘキサン８００ｍｌを加え、蒸留水３００ｍｌ、３％炭酸水素ナトリウム溶液２５０ｍｌ、１０％水酸化ナトリウム溶液１００ｍｌ、蒸留水３００ｍｌで２回の順に洗浄し、最後にヘキサンを留去した。残査をカラムクロマトグラフィー（酢酸エチル／ヘキサン）にて精製し、２−ブロモ−１，４−ジブトキシベンゼン１５５ｇを得た。

次に、２−ブロモ−１，４−ジブトキシベンゼン１５５ｇ、ジエチルエーテル７００ｍｌをアセトン／ドライアイスバス中、アルゴン気流下で撹拌しながら、２．６ｍｏｌ／Ｌ Ｎ−ブチルリチウム ヘキサン溶液２００ｍｌを滴下した。反応液を同バス内で２時間、室温で２時間撹拌した後、再びアセトン／ドライアイスバスにて冷却し、トリメトキシボラン７８ｇのジエチルエーテル溶液２００ｍｌを滴下した。反応液を室温で１０時間撹拌後、反応液に２ｍｏｌ／Ｌ塩酸５００ｍｌを加え３時間撹拌した。エーテル層を濃縮し、残査にヘキサン７００ｍｌを加えた。生成した沈殿物を濾集し、アセトン５００ｍｌに溶解、不溶物を濾過後、アセトンを留去して２，５−ジブトキシフェニルホウ酸５８ｇを得た。

＜合成参考例７＞ ４−ブロモ−２，５−ジブトキシビフェニルの合成
反応容器中にフェニルヒドロキノン５５．８ｇ、水酸化カリウム４４．８ｇ、エタノール５００ｍｌを仕込み、窒素気流下、還流しながら１−ブロモブタン１６４ｇを滴下した。６時間後反応を終了し、反応液にヘキサン３００ｍｌを加え、蒸留水１００ｍｌで３回洗浄した。有機層を濃縮後、残査をカラムクロマトグラフィー（酢酸エチル／ヘキサン）にて精製し、２，５−ジブトキシビフェニル７３．６ｇを得た。

得られた２，５−ジブトキシビフェニル７１．２ｇを酢酸１５０ｍｌに溶解し、室温で撹拌しながら臭素２５ｇと酢酸３５ｍｌの混合溶液を滴下した。攪拌を続け、３時間後に臭素８ｇを追加し、更に４時間撹拌した。反応後の溶液にヘキサン３００ｍｌを加え、蒸留水１００ｍｌ、２％炭酸水素ナトリウム水溶液１００ｍｌ、蒸留水１００ｍｌで２回の順に洗浄し、最後にヘキサンを留去した。残査をカラムクロマトグラフィー（酢酸エチル／ヘキサン）にてカラム精製し、４−ブロモ−２，５−ジブトキシビフェニル６０．６ｇを得た。

＜合成参考例８＞ ２，５，２'，５'，２''，５''−ヘキサブトキシ〔１，１'，４'，１''，４''，１'''〕クオーターフェニルホウ酸の合成
反応容器中に合成参考例６で得た２，５−ジブトキシフェニルホウ酸１８．４ｇ、合成参考例７で得た４−ブロモ−２，５−ジブトキシビフェニル２０．７ｇ、ＴＨＦ２５０ｍｌ、２ｍｏｌ／Ｌ炭酸カリウム水溶液５０ｍｌ、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）６００ｍｇを仕込み、アルゴン気流下、還流しながら２４時間反応した。反応液にヘキサン３００ｍｌを加え、水層を分離後、有機層を濃縮した。残査をカラムクロマトグラフィー（ヘキサン／酢酸エチル）にて精製し、２，５，２'，５'−テトラブトキシ〔１，１'，４'，１''〕ターフェニル２５．３ｇを得た。

得られた２，５，２'，５'−テトラブトキシ〔１，１'，４'，１''〕ターフェニル２５．３ｇを酢酸２００ｍｌに溶解し、室温で撹拌しながら、臭素９ｇと酢酸１０ｍｌの混合溶液を滴下した。３時間後反応を終了し、反応液にヘキサン２５０ｍｌを加え、蒸留水１００ｍｌ、２％炭酸水素ナトリウム水溶液１００ｍｌ、蒸留水１００ｍｌで２回の順に有機層を洗浄した。有機層を濃縮後、カラムクロマトグラフィー（ヘキサン／酢酸エチル）にて精製し、４−ブロモ−２，５，２'，５'−テトラブトキシ〔１，１'，４'，１''〕ターフェニルを得た。

得られた４−ブロモ−２，５，２'，５'−テトラブトキシ〔１，１'，４'，１''〕ターフェニル２０．８ｇ、参考例６で得た２，５−ジブトキシフェニルホウ酸１３ｇ、ＴＨＦ１５０ｍｌ、２ｍｏｌ／Ｌ炭酸カリウム水溶液３０ｍｌ、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム３８０ｍｇを還流しながらアルゴン気流下で２４時間反応した。反応液にヘキサン３００ｍｌを加え、水層を分離後、有機層を濃縮した。残査をカラムクロマトグラフィー（ヘキサン／酢酸エチル）にて精製し、２，５，２'，５'，２''，５''−ヘキサブトキシ〔１，１'，４'，１''，４''，１'''〕クオーターフェニル２２．５ｇを得た。

得られた２，５，２'，５'，２''，５''−ヘキサブトキシ〔１，１'，４'，１''，４''，１'''〕クオーターフェニル２２．５ｇを、酢酸１００ｍｌとヘキサン５０ｍｌの混合溶剤に溶解し、室温で撹拌しながら、臭素５．０ｇと酢酸１０ｍｌの混合溶液を滴下した。３時間後反応を終了し、反応液に酢酸エチル３００ｍｌを加え、蒸留水１００ｍｌ、２％炭酸水素ナトリウム水溶液１００ｍｌ、蒸留水１００ｍｌで２回の順で有機層を洗浄した。有機層を濃縮後、カラムクロマトグラフィー（ヘキサン／酢酸エチル）にて精製し、４−ブロモ−２，５，２'，５'，２''，５''−ヘキサブトキシ〔１，１'，４'，１''，４''，１'''〕クオーターフェニル１８．８ｇを得た。

次に、４−ブロモ−２，５，２'，５'，２''，５''−ヘキサブトキシ〔１，１'，４'，１''，４''，１'''〕クオーターフェニル１８．８ｇ、ジエチルエーテル２００ｍｌを、アセトン／ドライアイスバス中、アルゴン気流下で撹拌しながら、１．５６ｍｏｌ／Ｌ ｎ−ブチルリチウム ヘキサン溶液１８ｍｌを滴下した。反応液を同バス内で２時間、室温で２時間撹拌した後、再びアセトン／ドライアイスバスで冷却し、トリメトキシボラン５ｇのジエチルエーテル溶液１０ｍｌを滴下した。反応液を室温で１０時間撹拌後、反応液に２ｍｏｌ／Ｌ塩酸５０ｍｌを加え３時間撹拌した。反応液から有機層を分離し溶剤留去後、カラムクロマトグラフィー（酢酸エチル／ヘキサン）にて精製し、２，５，２'，５'，２''，５''−ヘキサブトキシ〔４，１'，４'，１''，４''，１'''〕クオーターフェニルホウ酸１０．４ｇを得た。

＜合成参考例９＞ ２−（２'，５'，２''，５''，２'''，５'''−ヘキサブトキシクインケフェニル−４−イル）ピリジンの合成
合成参考例８で得た２，５，２'，５'，２''，５''−ヘキサブトキシ〔４，１'，４'，１''，４''，１'''〕クオーターフェニルホウ酸１０．４ｇ、２−(４−ブロモフェニル)ピリジン２．５ｇ、ＴＨＦ２００ｍｌ、２ｍｏｌ／Ｌ炭酸カリウム水溶液１５ｍｌ、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム２２０ｍｇを還流しながらアルゴン気流下で２４時間反応した。反応液に酢酸エチル２００ｍｌを加え、水層を分離後、有機層を濃縮した。残査をカラムクロマトグラフィー（ヘキサン／酢酸エチル）にて精製し、２−（２'，５'，２''，５''，２'''，５'''−ヘキサブトキシクインケフェニル−４−イル）ピリジン（以下「ピリジン誘導体（Ｅ）」と略す。）１３．９ｇを得た。

＜合成例１＞ ポリパラフェニレン基を有する２−フェニルピリジン誘導体を配位子とするイリジウム（III）錯体（Ａ−１）の合成
反応容器中に、合成参考例４で得たＭｗ１４００、Ｍｎ１０００、ｎ数が５．６のピリジン誘導体（Ｃ）を１．２ｇ、イリジウムトリス（アセチルアセトナート）４４０ｍｇ、グリセリン２０ｍｌを仕込み、窒素気流下、２２０℃で還流しながら８時間撹拌した。反応液にジクロロメタン２００ｍｌを加え、蒸留水５０ｍｌで３回洗浄した。ジクロロメタンを濃縮後、シリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒：ジクロロメタン／ヘキサン）で精製し、式（５）で表されるポリパラフェニレン基を有する２−フェニルピリジン誘導体を配位子とするイリジウム（III）錯体（Ａ−１）３２０ｍｇを得た。この化合物について、ＧＰＣを用いてポリスチレン換算の分子量分布を測定したところ、Ｍｗが４５００、Ｍｎが３１００であった。

（^１Ｈ−ＮＭＲスペクトルデータ：ＣＤＣｌ_３、３００ＭＨｚ）
７．９ｐｐｍ（ｄ，３Ｈ，Ｎ−ＣＨ＝）、
７．６−７，８ｐｐｍ（ｍ，１５Ｈ）、
７．４−７．５ｐｐｍ（ｍ，９Ｈ、）、７．３ｐｐｍ（ｄ，３Ｈ）、
６．９−７．１ｐｐｍ（ｍ，４０Ｈ）、
３．９ｐｐｍ（ｍ，６０Ｈ，Ｏ−ＣＨ _２ −）、
１．６−１．７ｐｐｍ（ｍ、６０Ｈ，−ＣＨ _２ −）、
１．４−１．５ｐｐｍ（ｍ、６０Ｈ，−ＣＨ _２ −）、
０．９−１．０ｐｐｍ（ｍ，９０Ｈ，−ＣＨ _３ ）

（５）
（式（５）中、ｎは５〜６を表す。）

＜合成例２＞ ２−（２'，５'，２''，５''，２'''，５'''−ヘキサブトキシクインケフェニル−４−イル）ピリジンを配位子とするイリジウム（III）錯体（Ａ−２）の合成
反応容器中に、合成参考例９で得たピリジン誘導体（Ｅ）を８ｇ、トリフルオロ酢酸銀を１．５７ｇ、イリジウムトリス（アセチルアセトナート）１．１３ｇ、グリセリン３０ｍｌを仕込み、アルゴン気流下、２２０℃で還流しながら８時間撹拌した。反応液を冷却後、反応液にジクロロメタン２００ｍｌを加え、蒸留水５０ｍｌで３回洗浄した。ジクロロメタンを濃縮後、シリカゲルカラムクロマトグラフィー（酢酸エチル／ヘキサン）で精製し、式（６）で表される２−（２'，５'，２''，５''，２'''，５'''−ヘキサブトキシクインケフェニル−４−イル）ピリジンを配位子とするイリジウム（III）錯体（Ａ−２）３．９８ｇを得た。

（１Ｈ−ＮＭＲスペクトルデータ：ＣＤＣｌ３、３００ＭＨｚ）
７．９ｐｐｍ（ｄ，３Ｈ）、７．７ｐｐｍ（ｄ，３Ｈ）、
７．７ｐｐｍ（ｄ，３Ｈ）、７．６ｐｐｍ（d，９Ｈ）、
７．４ｐｐｍ（ｔ，９Ｈ）、７．３ｐｐｍ（ｔ，３Ｈ）、
７．０ｐｐｍ（ｓ，３Ｈ）、７．０ｐｐｍ（ｓ，ｓ，１２Ｈ）、
６．９ｐｐｍ（ｓ，３Ｈ）、３．９ｐｐｍ（ｍ，３６Ｈ）、
１．６−１．７ｐｐｍ（ｍ、３６Ｈ）、１．４−１．５ｐｐｍ（ｍ、３６Ｈ）、
８−０．９ｐｐｍ（ｍ，５４Ｈ）

（６）

＜比較合成例１＞主鎖にイリジウム（III）錯体ユニットを持つポリパラフェニレン誘導体（Ｂ−１）の合成
特開２００３−１７１６５９号公報に基づき、イリジウムトリスアセチルアセトナート０．６４２ｇ、２−（４−ブロモフェニル）ピリジン０．４１ｇ、２−（フェニル）ピリジン０．５４ｇおよびグリセリン３０ｍｌを仕込み、２２０℃のオイルバスで１０時間還流しながら撹拌した。反応液を冷却後、反応液にジクロロメタン２００ｍｌを加え、蒸留水５０ｍｌで３回洗浄した。ジクロロメタンを濃縮後、シリカゲルカラムクロマトグラフィー（ジクロロメタン）で精製し、得られた画分を約３ｍｌに濃縮した。この濃縮液にメタノール１００ｍｌを加えて析出した黄色固体０．３ｇを濾集した。この黄色固体は、トリス（２−（フェニル）ピリジン）イリジウム（III）錯体（錯体１）、ビス（２−（フェニル）ピリジン）モノ（２−（４−ブロモフェニル）ピリジン）イリジウム（III）錯体（錯体２）、モノ（２−（フェニル）ピリジン）ビス（２−（４−ブロモフェニル）ピリジン）イリジウム（III）錯体（錯体３）、トリス（２−（４−ブロモフェニル）ピリジン）イリジウム（III）錯体（錯体４）の混合物（以下、錯体混合物Ａと略す）であった。ＧＰＣより、それぞれの比率を求めると、表１の通りであった。

反応生成物のイリジウム濃度が４．３％になるように、１，４−ジブロモ−２，５−ジブトキシベンゼン１８２ｍｇ、２，５−ジブトキシ−１，４−フェニルジボロニックアシッド１８６ｍｇ、錯体混合物Ａ４４ｍｇ（仕込みに際しては、ビス（２−（フェニル）ピリジン）モノ（２−（４−ブロモフェニル）ピリジン）イリジウム（III）の分子量７３３を用いた。）、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）１０ｍｇ、ＴＨＦ１０ｍｌ、２ｍｏｌ／Ｌ炭酸カリウム水溶液２ｍｌを仕込み、アルゴン気流下、６０〜６５℃で２４時間撹拌した。反応溶液の有機層と水層とを分離し、有機層を濃縮後、シリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒：酢酸エチル／ヘキサン）で精製した。目的物の画分を約１ｍｌに濃縮後、残査にメタノール３０ｍｌを加え、生成した黄色沈殿を濾集し、主鎖にイリジウム（III）錯体ユニットを持つポリパラフェニレン誘導体（Ｂ−１）１３０ｍｇを得た。この化合物は、イリジウム（III）錯体ユニットとフェニレンユニットがランダム共重合した構造を有する。この化合物について、ＧＰＣを用いてポリスチレン換算の分子量分布を測定したところ、Ｍｗが４２００、Ｍｎが２９００であった。

＜実施例１＞
合成例１で得たイリジウム錯体（Ａ−１）と化合物（４−１）である高砂香料（株）製ポリビニルカルバゾール（Ｍｗ＝２０，０００）を質量比１４：８６の割合で混合して１，１，２−トリクロロエタンに溶解させて発光層形成用塗布液を作製した。発光層形成用塗布液中の固形分濃度は３％とした。次に片面に厚さ１００ｎｍのＩＴＯ電極層を有する面積が２０ｍｍ×２０ｍｍ、厚さが１．１ｍｍのコーニング社製のガラス板「１７３７」のＩＴＯ電極層をウシオ電機（株）製エキシマ光照射装置ＵＥＳ２０−１７２にて１０分間オゾンエキシマ処理した。この上に前記発光層形成用塗布液をスピンコーターにて１００ｎｍの膜厚となるように成膜し、真空乾燥機を用いて真空下１１０℃で１時間乾燥させ、発光層を得た。発光層中のイリジウム原子の濃度は０．５９％であった。このようにして得られたＩＴＯ、発光層が順に積層されたガラス板を、発光面積が２ｍｍ×２ｍｍとなるようにシャドウマスクした後、真空蒸着機に入れ、マグネシウム９、銀１の割合となるよう共蒸着し膜厚２００ｎｍの負電極層を形成させた。さらに負電極層保護の目的で負電極層の上に銀を厚さ１００ｎｍとなるように真空蒸着し、有機ＥＬ素子（Ａ）を得た。

窒素ガス雰囲気中で、有機ＥＬ素子（Ａ）の負電極と正電極をケースレー社製の「２３７ハイ・ボルテージ・ソース・メジャー・ユニット」に接続し、両電極間に電圧を印可して電流密度・電圧特性を測定した。さらに、（株）トプコン製色彩輝度計「ＢＭ−７」を使用して有機ＥＬ素子（Ａ）の輝度を、（株）日立製作所製蛍光光度計「Ｆ−４５００」を使用して有機ＥＬ素子（Ａ）の発光スペクトルをそれぞれ測定した。電流密度・電圧・輝度特性および発光スペクトルから、発光波長λｍａｘ、最高輝度、外部量子効率を算出した。
その結果、有機ＥＬ素子Ａは、発光波長λｍａｘが５４０ｎｍ、最高輝度は１３０００ｃｄ／ｍ^２、最大外部量子効率が３．６％であった。

＜実施例２＞
実施例１における発光層の代わりに、合成例２で得たイリジウム錯体（Ａ−２）と高砂香料（株）製ポリビニルカルバゾール（Ｍｗ＝２０，０００）質量比８．８：９１．２の割合で１，１，２−トリクロロエタンに溶解させた溶液を使用して発光層を設けた以外は、実施例１と同様の操作を行い、有機ＥＬ素子（Ｂ）を得た。発光層中のイリジウム原子の濃度は０．５９％であった。有機ＥＬ素子（Ｂ）を実施例１と同様に評価した結果、有機ＥＬ素子（Ｈ）は、発光波長λｍａｘが５４０ｎｍ、最高輝度は１６０００ｃｄ／ｍ^２、最大外部量子効率が３．８％であった。

＜実施例３＞
実施例１における発光層の代わりに、合成例２で得たイリジウム錯体（Ａ−２）と高砂香料（株）製ポリビニルカルバゾール（Ｍｗ＝２０，０００）を質量比２２：７８の割合で１，１，２−トリクロロエタンに溶解させた溶液を使用して発光層を設けた以外は、実施例１と同様の操作を行い、有機ＥＬ素子（Ｃ）を得た。発光層中のイリジウム原子の濃度は１．５％であった。有機ＥＬ素子（Ｃ）を実施例１と同様に評価した結果、有機ＥＬ素子（Ｃ）は、発光波長λｍａｘが５４０ｎｍ、最高輝度は１７０００ｃｄ／ｍ^２、最大外部量子効率が３．９％であった。

＜実施例４＞
実施例１における発光層の代わりに、合成例２で得たイリジウム錯体（Ａ−２）と高砂香料（株）製ポリビニルカルバゾール（Ｍｗ＝２０，０００）を質量比４５：５５の割合で１，１，２−トリクロロエタンに溶解させた溶液を使用して発光層を設けた以外は、実施例１と同様の操作を行い、有機ＥＬ素子（Ｄ）を得た。発光層中のイリジウム原子の濃度は３％であった。有機ＥＬ素子（Ｄ）を実施例１と同様に評価した結果、有機ＥＬ素子（Ｄ）は、発光波長λｍａｘが５４０ｎｍ、最高輝度は１５０００ｃｄ／ｍ^２、最大外部量子効率が３．７％であった。

＜実施例５＞
実施例１における発光層の代わりに、合成例２で得たイリジウム錯体（Ａ−２）と高砂香料（株）製ポリビニルカルバゾール（Ｍｗ＝２０，０００）を質量比７０：３０の割合で１，１，２−トリクロロエタンに溶解させた溶液を使用して発光層を設けた以外は、実施例１と同様の操作を行い、有機ＥＬ素子（Ｅ）を得た。発光層中のイリジウム原子の濃度は４．７％であった。有機ＥＬ素子（Ｅ）を実施例１と同様に評価した結果、有機ＥＬ素子（Ｅ）は、発光波長λｍａｘが５４０ｎｍ、最高輝度は１５０００ｃｄ／ｍ^２、最大外部量子効率が３．８％であった。

＜実施例６＞
実施例１における発光層の代わりに、合成例２で得たイリジウム錯体（Ａ−２）と高砂香料（株）製ポリビニルカルバゾール（Ｍｗ＝２０，０００）と下記式（７）に構造を示す２−（４−ビフェニルイル）−５−（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（アルドリッチ社製）を質量比８．８：８１．２：１０の割合で１，１，２−トリクロロエタンに溶解させた溶液を使用して発光層を設けた以外は、実施例１と同様の操作を行い、有機ＥＬ素子（Ｆ）を得た。発光層中のイリジウム原子濃度は０．５９％であった。有機ＥＬ素子（Ｆ）を実施例１と同様に評価した結果、有機ＥＬ素子（Ｆ）は、発光波長λｍａｘが５４０ｎｍ、最高輝度は１４０００ｃｄ／ｍ^２、最大外部量子効率が４．３％であった。

（７）

＜比較例１＞
実施例１における発光層の代わりに、イリジウムトリス（２−フェニルピリジン）と高砂香料（株）製ポリビニルカルバゾール（Ｍｗ＝２０，０００）を質量比２：９８の割合で１，１，２−トリクロロエタンに溶解させた溶液を使用して発光層を設けた以外は、実施例１と同様の操作を行い、有機ＥＬ素子（Ｇ）を得た。発光層中のイリジウム原子の濃度は０．５９％であった。有機ＥＬ素子（Ｇ）を実施例１と同様に評価した結果、有機ＥＬ素子（Ｇ）は、発光波長λｍａｘが５１３ｎｍ、最高輝度は５９００ｃｄ／ｍ^２、外部量子効率が２．５％であり、最高輝度および最大外部量子効率は実施例１〜６で得られた有機ＥＬ素子（Ａ）〜（Ｆ）よりも低い値となった。

＜比較例２＞
実施例１における発光層の代わりに、イリジウムトリス（２−フェニルピリジン）と高砂香料（株）製ポリビニルカルバゾール（Ｍｗ＝２０，０００）とを５：９５の割合で１，１，２−トリクロロエタンに溶解させた溶液を使用して発光層を設けた以外は実施例１と同様の操作を行い、有機ＥＬ素子（Ｈ）を得た。発光層中のイリジウム原子の濃度は１．５％であった。有機ＥＬ素子（Ｈ）を実施例１と同様に評価した結果、有機ＥＬ素子（Ｈ）は、発光波長λｍａｘが５１３ｎｍ、最高輝度は４８００ｃｄ／ｍ^２、外部量子効率が１．９％であり、最高輝度および外部量子効率は実施例１〜６で得られた有機ＥＬ素子（Ａ）〜（Ｆ）よりも低い値となった。さらに、有機ＥＬ素子（Ｈ）の外部量子効率は、比較例１の有機ＥＬ素子（Ｇ）よりも低い値となり、濃度消光の影響が認められた。

＜比較例３＞
実施例１における発光層の代わりに、イリジウムトリス（２−フェニルピリジン）と高砂香料（株）製ポリビニルカルバゾール（Ｍｗ＝２０，０００）とを質量比１０：９０の割合で１，１，２−トリクロロエタンに溶解させた溶液を使用して発光層を設けた以外は実施例１と同様の操作を行い、有機ＥＬ素子（Ｉ）を得た。発光層中のイリジウム原子の濃度は３．０％であった。有機ＥＬ素子（Ｉ）を目視観察した結果、イリジウムトリス（２−フェニルピリジン）の結晶が析出し均一な発光層が形成されていなかった。有機ＥＬ素子（Ｉ）を実施例１と同様に評価したが、電圧を印加すると素子がショートし、最高輝度および最大外部量子効率を測定することができなかった。

＜比較例４＞
実施例１における発光層の代わりに、比較合成例１で得たイリジウム（III）錯体ユニットを持つポリパラフェニレン誘導体（Ｂ−１）と高砂香料（株）製ポリビニルカルバゾール（Ｍｗ＝２０，０００）を質量比１４：８６の割合で１，１，２−トリクロロエタンに溶解させた溶液を使用して発光層を設けた以外は、実施例１と同様の操作を行い、有機ＥＬ素子（Ｊ）を得た。発光層中のイリジウム原子の濃度は０．５９％であった。有機ＥＬ素子（Ｊ）を実施例１と同様に評価した結果、有機ＥＬ素子（Ｊ）は、発光波長λｍａｘが５３５ｎｍ、最高輝度は６０ｃｄ／ｍ^２、最大外部量子効率が０．４％であり、最高輝度および最大外部量子効率は実施例１〜６で得られた有機ＥＬ素子（Ａ）〜（Ｆ）よりも著しく低い値となった。これは比較合成例１の化合物がイリジウム錯体ユニットとフェニレンユニットのランダム共重合体であることから、その構造の不規則性に起因するものと考えられる。

実施例１〜６、及び比較例１〜４の結果を表２に示す。実施例１〜６の結果は、比較例１〜４の結果に比べ、最高輝度、発光効率共に高かった。
また、発光層中のイリジウム原子濃度が発光効率に与える影響（濃度消光の影響）について次のように評価した。実施例２〜５について実施例２の発光効率を１００とし、比較例１〜２について比較例１の発光効率を１００として発光効率の相対値を計算し、比較した。その結果、実施例２〜５で得られた有機ＥＬ素子には濃度消光の影響が認められなかった。しかし比較例１〜２で得られた有機ＥＬ素子は濃度が高くなると発光効率が低下し、濃度消光の影響が認められた。

表２中、Ｉｒ（ｐｐｙ）_３は、イリジウムトリス（２−フェニルピリジン）を表す。

本発明の有機ＥＬ素子は、表示素子、ディスプレイ、バックライト、照明光源、記録光源、露光光源、読み取り光源、標識、看板、インテリア、光通信等の用途に、好適に使用することができる。

Claims (5)

1. 透明基板上に形成された正電極層上に、発光層、負電極層がこの順に積層してなる有機エレクトロルミネッセンス素子において、該発光層が、一般式（１）で表されるイリジウム（III）錯体からなる燐光発光材料を含有し、且つ、カルバゾール基を有する重合体を含有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
   

   

   （１）
   （式中、Ｙは二座配位子を表し、Ｒは水素原子又は炭素原子数１〜１０のアルコキシ基を表し、少なくとも一方はアルコキシ基を表す。ｎは３〜８の整数を表す。）
2. 前記一般式（１）においてＲがブトキシ基である、請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
3. 前記一般式（１）において、ｎが３又は４である請求項１又は２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
4. 前記一般式（１）において、Ｙが一般式（２）で表される配位子である請求項１〜３のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
   

   

   （２）
   （式（２）中、Ｒは水素原子又は炭素原子数１〜１０のアルコキシ基を表し、少なくとも一方はアルコキシ基を表す、ｎは３〜８の整数を表す。）
5. 前記一般式（１）の化合物が式（３）で表されるイリジウム（III）錯体である請求項１記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
   

   

   （３）