JP2006193546A - 有機エレクトロルミネッセンス素子用材料、有機エレクトロルミネッセンス素子、表示装置及び照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 自己集合化によるエキシマー発光を抑制し、高い発光効率を示す有機エレクトロルミネッセンス素子用材料、有機エレクトロルミネッセンス素子、表示装置及び照明装置を提供する。
【解決手段】 下記一般式（１）で表される２座配位子またはその互変異性体を部分構造として有する金属錯体である有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。

（式中、Ｍは金属原子、Ｚ₁₁及びＺ₁₂はＯ、ＮまたはＳ原子、Ｒ₁₁〜Ｒ₁₃は置換基であり、Ｒ₁₂はＣ３以上の置換基、ｎ１は１〜３の整数である）
【選択図】 なし

Description

本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料、有機エレクトロルミネッセンス素子、表示装置及び照明装置に関する。

従来、発光型の電子ディスプレイデバイスとして、エレクトロルミネッセンスディスプレイ（以下、ＥＬＤという）がある。ＥＬＤの構成要素としては、無機エレクトロルミネッセンス素子や有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、有機ＥＬ素子ともいう）が挙げられる。無機エレクトロルミネッセンス素子は平面型光源として使用されてきたが、発光素子を駆動させるためには交流の高電圧が必要である。有機ＥＬ素子は、発光する化合物を含有する発光層を陰極と陽極で挟んだ構成を有し、発光層に電子及び正孔を注入して、再結合させることにより励起子（エキシトン）を生成させ、このエキシトンが失活する際の光の放出（蛍光・燐光）を利用して発光する素子であり、数Ｖ〜数十Ｖ程度の電圧で発光が可能であり、さらに自己発光型であるために視野角に富み、視認性が高く、薄膜型の完全固体素子であるために省スペース、携帯性等の観点から注目されている。

しかしながら、今後の実用化に向けた有機ＥＬ素子においては、さらに低消費電力で高い発光効率で発光する有機ＥＬ素子の開発が望まれている。

特許第３０９３７９６号公報では、スチルベン誘導体、ジスチリルアリーレン誘導体またはトリススチリルアリーレン誘導体に、微量の蛍光体をドープし、発光効率の向上、有機ＥＬ素子の長寿命化を達成している。

また、８−ヒドロキシキノリンアルミニウム錯体をホスト化合物として、これに微量の蛍光体をドープした有機発光層を有する素子（例えば、特開昭６３−２６４６９２号公報）、８−ヒドロキシキノリンアルミニウム錯体をホスト化合物として、これにキナクリドン系色素をドープした有機発光層を有する素子（例えば、特開平３−２５５１９０号公報）等が知られている。

以上のように、励起一重項からの発光を用いる場合、一重項励起子と三重項励起子の生成比が１：３であるため発光性励起種の生成確率が２５％であり、光の取り出し効率が約２０％であるため、外部取り出し量子効率（ηｅｘｔ）の限界は５％とされている。

ところが、プリンストン大より励起三重項からの燐光発光を用いる有機ＥＬ素子の報告（Ｍ．Ａ．Ｂａｌｄｏ ｅｔ ａｌ．，Ｎａｔｕｒｅ、３９５巻、１５１〜１５４頁（１９９８年））がされて以来、室温で燐光を示す材料の研究が活発になってきている。

例えば、Ｍ．Ａ．Ｂａｌｄｏ ｅｔ ａｌ．，Ｎａｔｕｒｅ、４０３巻、１７号、７５０〜７５３頁（２０００年）、また米国特許第６，０９７，１４７号明細書等にも開示されている。

励起三重項を使用すると、内部量子効率の上限が１００％となるため、励起一重項の場合に比べて原理的に発光効率が４倍となり、冷陰極管とほぼ同等の性能が得られる可能性があることから照明用途としても注目されている。

例えば、Ｓ．Ｌａｍａｎｓｋｙ ｅｔ ａｌ．，Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，１２３巻，４３０４頁（２００１年）等においては、多くの化合物がイリジウム錯体系等重金属錯体を中心に合成検討されている。

また、前述のＭ．Ａ．Ｂａｌｄｏ ｅｔ ａｌ．，Ｎａｔｕｒｅ，４０３巻，１７号，７５０〜７５３頁（２０００年）においては、ドーパントとしてトリス（２−フェニルピリジン）イリジウムを用いた検討がされている。

その他、Ｍ．Ｅ．ＴｏｍｐｓｏｎらはＴｈｅ １０ｔｈ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｗｏｒｋｓｈｏｐ ｏｎ Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ ａｎｄ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ（ＥＬ′００、浜松）において、ドーパントとしてＬ₂Ｉｒ（ａｃａｃ）、例えば、（ｐｐｙ）₂Ｉｒ（ａｃａｃ）を、またＭｏｏｎ−Ｊａｅ Ｙｏｕｎ．０ｇ，Ｔｅｔｓｕｏ Ｔｓｕｔｓｕｉ等はやはりＴｈｅ １０ｔｈ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｗｏｒｋｓｈｏｐ ｏｎ Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ ａｎｄ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ（ＥＬ′００、浜松）において、ドーパントとして、トリス（２−（ｐ−トリル）ピリジン）イリジウム（Ｉｒ（ｐｔｐｙ）₃）、トリス（ベンゾ［ｈ］キノリン）イリジウム（Ｉｒ（ｂｚｑ）₃）等（なおこれらの金属錯体は一般にオルトメタル化イリジウム錯体と呼ばれている。）を用いた検討を行っている。

また、前記Ｓ．Ｌａｍａｎｓｋｙ ｅｔ ａｌ．，Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，１２３巻、４３０４頁（２００１年）等においても、各種イリジウム錯体を用いて有機ＥＬ素子化する試みがされている。

また、高い発光効率を得るために、Ｔｈｅ １０ｔｈ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｗｏｒｋｓｈｏｐ ｏｎ Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ ａｎｄ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ（ＥＬ′００、浜松）では、Ｉｋａｉらはホール輸送性の化合物を燐光性化合物のホストとして用いている。また、Ｍ．Ｅ．Ｔｏｍｐｓｏｎらは、各種電子輸送性材料を燐光性化合物のホストとして、これらに新規なイリジウム錯体をドープして用いている。

中心金属をイリジウムの代わりに白金としたオルトメタル化錯体も注目されている。この種の錯体に関しては、配位子に特徴を持たせた例が多数知られている（例えば、特許文献１〜７及び非特許文献１参照。）。

何れの場合も発光素子とした場合の発光輝度や発光効率は、その発光する光が燐光に由来することから、従来の素子に比べ大幅に改良されるものであるが、素子の発光寿命については従来の素子よりも低いという問題点があった。

また、有機ＥＬ素子の性能向上のためには発光層中におけるドーパント濃度を上げることが考えられる。しかしながら、有機ＥＬ素子の発光中心としてドーパントを含む場合、蛍光性あるいは燐光性発光に関わらず、オルトメタル化錯体を代表とする金属錯体は発光層中において、自己組織化、自己集合化することが報告されている。こうした自己組織化、自己集合した発光ドーパントはエキシマーあるいはエキシプレックスを形成する。キャリアの再結合によりドーパントが励起され、この励起状態からもとの基底状態に戻るときに発光が生じるが、エキシマーとはこの励起状態で「二量体」となった状態の分子を指し、エキシマーが基底状態に戻る際の発光をエキシマー発光という。エキシマーは単量体と異なったエネルギー準位を有するため、得られる発光スペクトルは単量体と異なり、一般により低エネルギーの発光を示すことが知られている。こうしたエキシマー発光により、有機ＥＬ素子の発光色が変化するという問題点があった。特許文献８、非特許文献２においては平面配位の白金錯体においてβ−ジケトン部に置換基を導入することを試みているが、エキサイプレックスまたはエキシマーの生成を十分に抑制できないという問題点があった。
特開２００１−１８１６１７号公報 特開２００１−２４７８５９号公報 特開２００２−３３２２９１号公報 特開２００２−３３２２９２号公報 特開２００２−３３８５８８号公報 特開２００２−２２６４９５号公報 特開２００２−２３４８９４号公報 国際公開第０３／０５９０１５号パンフレット Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，第４１巻，第１２号，３０５５〜３０６６頁（２００２年） Ｎｅｗ Ｊ．Ｃｈｅｍ．，第２６巻，１１７１頁（２００２年）

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、その目的は、自己集合化によるエキシマー発光を抑制し、高い発光効率を示す有機エレクトロルミネッセンス素子用材料、有機エレクトロルミネッセンス素子、表示装置及び照明装置を提供することである。

本発明の上記課題は、以下の構成により達成される。

（請求項１）
下記一般式（１）で表される２座配位子またはその互変異性体を部分構造として有する金属錯体であ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用材料。

（式中、Ｍは金属原子であり、Ｚ₁₁及びＺ₁₂は酸素原子、窒素原子または硫黄原子であり、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。点線と実線で表した結合は単結合あるいは二重結合であることを表す。Ｒ₁₁〜Ｒ₁₃は置換基であり、Ｒ₁₂は炭素原子数３以上の置換基である。Ｒ₁₁〜Ｒ₁₃の各置換基は互いに連結して芳香環または飽和環を形成してもよい。ｎ１は１〜３の整数である。）
（請求項２）
前記一般式（１）で表される金属錯体が、下記一般式（２）で表される２座配位子またはその互変異性体を部分構造として有する金属錯体であることを特徴とする請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。

（式中、Ｍは金属原子であり、Ｚ₂₁及びＺ₂₂はそれぞれ酸素原子または硫黄原子である。Ｒ₂₁〜Ｒ₂₃は置換基であり、Ｒ₂₂は炭素原子数３以上の置換基であり、Ｒ₂₁〜Ｒ₂₃の各置換基同士がさらに結合して環を形成することはない。ｎ２は１〜３の整数である。）
（請求項３）
前記一般式（２）で表される金属錯体が、下記一般式（３）で表される２座配位子またはその互変異性体を部分構造として有する金属錯体であ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用材料。

（式中、Ｍは８〜１１族の金属原子であり、Ｒ₃₁〜Ｒ₃₃は置換基であり、Ｒ₃₂は炭素原子数３以上の置換基である。Ｒ₃₁〜Ｒ₃₃の各置換基同士がさらに結合して環を形成することはない。ｎ３は１〜３の整数である。）
（請求項４）
前記置換基Ｒ₁₂、Ｒ₂₂、Ｒ₃₂のファンデルワールス（ＶＤＷ）体積が５０ų以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。

（請求項５）
前記置換基Ｒ₁₂、Ｒ₂₂、Ｒ₃₂が、置換基を有していてもよい炭素原子数３以上の直鎖状または分岐状の炭素鎖であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。

（請求項６）
前記金属原子Ｍが、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、ＲｈまたはＰｄであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。

（請求項７）
請求項１〜６のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を、有機エレクトロルミネッセンスを形成する有機層の少なくとも一層に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。

（請求項８）
前記有機層が発光層であることを特徴とする請求項７に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。

（請求項９）
請求項１〜６のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を、ドーパントとして発光層に含有することを特徴とする請求項８に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。

（請求項１０）
前記有機層の少なくとも一層にカルバゾール誘導体を含有することを特徴とする請求項７〜９のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。

（請求項１１）
前記有機層の少なくとも一層に下記一般式（４）で表される化合物を含有することを特徴とする請求項７〜９のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。

（式中、Ｚ₄₁は芳香族複素環を形成する原子群を表し、Ｚ₄₂は芳香族複素環または芳香族炭化水素環を形成する原子群を表し、Ｚ₄₃は２価の連結基または単なる結合手を表す。Ｒ₄₁は水素原子または置換基を表す。）
（請求項１２）
前記有機層が発光層または正孔阻止層であることを特徴とする請求項１０または１１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。

（請求項１３）
請求項７〜１２のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を有することを特徴とする表示装置。

（請求項１４）
請求項７〜１２のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を有することを特徴とする照明装置。

本発明により、自己集合化によるエキシマー発光を抑制し、高い発光効率を示す有機エレクトロルミネッセンス素子用材料、有機エレクトロルミネッセンス素子、表示装置及び照明装置を提供することができる。

本発明者は鋭意研究の結果、前記一般式（１）で表される２座配位子またはその互変異性体を部分構造として有する金属錯体が、自己集合化によるエキシマー発光を抑制し、高い発光効率を示す有機ＥＬ素子用材料となることを見出した。前記一般式（１）で表される２座配位子またはその互変異性体は、置換基Ｒ₁₂が炭素原子数３以上の置換基であることが特徴である。このような置換基の適切な選択により、本発明の効果、即ち自己集合化によるエキシマー発光を抑制し、高い発光効率を示す有機ＥＬ素子が得られることを見出した。

このような効果が得られる機構としては、置換基Ｒ₁₂が炭素原子数３以上の置換基である前記金属錯体を有機ＥＬ材料として用いることにより、発光中心となる有機ＥＬ素子材料の自己組織化あるいは自己集合化が抑制され、高い発光効率を達成するものと推定している。

以下、本発明を詳細に説明する。

〔一般式（１）で表される金属錯体〕
本発明の前記一般式（１）で表される２座配位子またはその互変異性体を部分構造として有する金属錯体（以下、一般式（１）で表される金属錯体ともいう）について説明する。

式中、Ｍは金属原子であり、中心金属としてはリン光発光可能なものであれば特に限定されないが、周期表において８〜１１族に含まれる金属であることが好ましく、さらにＩｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｒｈ、Ｐｄから選ばれる金属であることが好ましい。

Ｚ₁₁及びＺ₁₂は酸素原子、窒素原子または硫黄原子であり、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。点線と実線で表した結合は単結合あるいは二重結合であることを表す。

Ｒ₁₁、Ｒ₁₃は置換基である。置換基としては、アルキル基（例えば、メチル基、エチル基、イソプロピル基、ヒドロキシエチル基、メトキシメチル基、トリフルオロメチル基、ｔ−ブチル基等）、ハロゲン化アルキル基（例えば、前記アルキル基の水素原子の少なくとも一つがフッ素原子、塩素原子、臭素原子または沃素原子等により置換されたものが挙げられる。）、アリール基（例えば、フェニル基、ｐ−クロロフェニル基、メシチル基、トリル基、キシリル基、ビフェニル基、ナフチル基、アントリル基、フェナントリル基等）、芳香族複素環基（例えば、フリル基、チエニル基、ピリジル基、ピリダジニル基、ピリミジニル基、ピラジニル基、トリアジニル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、チアゾリル基、キナゾリニル基、カルバゾリル基、カルボリニル基、フタラジニル基等）が挙げられる。

Ｒ₁₂は炭素原子数３以上の置換基であり、炭素数３〜３０であることが好ましく、炭素数３〜２０であることがより好ましく、炭素数３〜１０であることがさらに好ましい。このような置換基の選択により、本発明の効果、即ち自己集合化によるエキシマー発光を抑制し、高い発光効率を示す有機ＥＬ素子が得られる。具体的な置換基としては、前記Ｒ₁₁、Ｒ₁₃の置換基として挙げたものの中から炭素原子数３以上の置換基を挙げることができる。

Ｒ₁₁〜Ｒ₁₃の各置換基は互いに連結して芳香環または飽和環を形成してもよい。ｎ１は１〜３の整数である。

一般式（１）において、一般式（１）の構造は部分構造ではあるが、ｎ１が２または３であって、新たな２座配位子を必要としない場合は、それ自身が完成構造の有機ＥＬ素子材料を表す。

２座配位子としては、オキシカルボン酸、オキシアルデヒド及びその誘導体（例えば、サリチルアルデヒダート、オキシアセトフェノナート等）、ジオキシ化合物（例えば、ビフェノラート等）、ジケトン類（例えば、アセチルアセトナート、ジベンゾイルメタナート、ジエチルマロナート、エチルアセトアセタート等）、オキシキノン類（例えば、ピロメコナート、オキシナフトキノナート、オキシアントラキノナート等）、トロポロン類（例えば、トロポナート、ヒノキチオラート等）、Ｎ−オキシド化合物、アミノカルボン酸及び類似化合物（例えば、グリシナート、アラニナート、アントラニラート、ピコリナート等）、ヒドロキシルアミン類（例えば、アミノフェノラート、エタノールアミナート、メルカプトエチルアミナート等）、オキシン類（例えば、８−オキシキノリナート等）、アルジミン類（例えば、サリチルアルジミナート等）、オキシオキシム類（例えば、ベンゾインオキシマート、サリチルアルドキシマート等）、オキシアゾ化合物（例えば、オキシアゾベンゾナート、フェニルアゾナフトラート等）、ニトロソナフトール類（例えば、β−ニトロソ−α−ナフトラート等）、トリアゼン類（例えば、ジアゾアミノベンゼナート等）、ビウレット類（例えば、ビウレタート、ポリペプチド基等）、ホルマゼン類及びジチゾン類（例えば、ジフェニルカルバゾナート、ジフェニルチオカルバゾナート等）、ピグアニド類（例えば、ピグアニダート等）、グリオキシム類（例えば、ジメチルグリオキシマート等）、芳香族炭化水素置換ピリジン類（例えば、フェニルピリジン等）、芳香族複素環置換ピリジン類（例えば、ピリジルピラゾール等）、アルケニル置換ピリジン類（例えば、プロペニルピリジン、シクロヘキセニルピリジン、シクロペンテニルピリジン等）等が挙げられる。

〔一般式（２）で表される金属錯体〕
本発明の前記一般式（２）で表される２座配位子またはその互変異性体を部分構造として有する金属錯体（以下、一般式（２）で表される金属錯体ともいう）について説明する。

式中、Ｍは金属原子であり、前記一般式（１）で表される金属錯体で説明した金属原子Ｍと同義である。さらにＩｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｒｈ、Ｐｄから選ばれる金属であることが好ましい。

Ｚ₂₁及びＺ₂₂はそれぞれ酸素原子または硫黄原子である。Ｒ₂₁、Ｒ₂₃は置換基、Ｒ₂₂は炭素原子数３以上の置換基であり、炭素数３〜３０であることが好ましく、炭素数３〜２０であることがより好ましく、炭素数３〜１０であることがさらに好ましい。Ｒ₂₁、Ｒ₂₃、Ｒ₂₂の具体例としては、それぞれ前記一般式（１）で表される金属錯体で説明したＲ₁₁、Ｒ₁₃、Ｒ₁₂で例示したものが挙げられる。

Ｒ₂₁〜Ｒ₂₃の各置換基同士がさらに結合して環を形成することはない。ｎ２は１〜３の整数である。

２座配位子は、前記一般式（１）で表される金属錯体で説明した２座配位子と同義である。

〔一般式（３）で表される金属錯体〕
本発明の前記一般式（３）で表される２座配位子またはその互変異性体を部分構造として有する金属錯体（以下、一般式（３）で表される金属錯体ともいう）について説明する。

式中、Ｍは８〜１１族の金属原子であり、さらにＩｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｒｈ、Ｐｄのうちいずれかから選ばれることが好ましい。

Ｒ₃₁、Ｒ₃₃は置換基、Ｒ₃₂は炭素原子数３以上の置換基であり、炭素数３〜３０であることが好ましく、炭素数３〜２０であることがより好ましく、炭素数３〜１０であることがさらに好ましい。Ｒ₃₁、Ｒ₃₃、Ｒ₃₂の具体例としては、それぞれ前記一般式（１）で表される金属錯体で説明したＲ₁₁、Ｒ₁₃、Ｒ₁₂で例示したものが挙げられる。

Ｒ₃₁〜Ｒ₃₃の各置換基同士がさらに結合して環を形成することはない。ｎ３は１〜３の整数である。

２座配位子は、前記一般式（１）で表される金属錯体で説明した２座配位子と同義である。

一般式（１）〜（３）において、置換基Ｒ₁₂、Ｒ₂₂、Ｒ₃₂のファンデルワールス（ＶＤＷ）体積が５０ų以上であることが好ましい。５０〜４００ųであることがより好ましく、５０〜２７５ųであることがさらに好ましく、５０〜１５０ųであることが最も好ましい。

置換基のファンデルワールス（ＶＤＷ）体積とは、アクセルリス社製分子シミュレーションソフトＣｅｒｉｕｓ２を用いて求められるパラメーターを用いるが、ベンゼン環に置換基を導入し、Ｄｒｅｉｄｉｎｇ Ｆｏｒｃｅ Ｆｉｅｌｄを用いて、ＭＭ計算で分子構造を最適化して、Ｃｏｎｎｏｌｙ Ｓｕｒｆａｃｅを用いて求めたＶｏｌｕｍｅ値と定義する。具体的な置換基のファンデルワールス（ＶＤＷ）体積を下記に示す。

置換基 ų
メチル基 ２５．４
エチル基 ４２．６
イソプロピル基 ５９．５
ｔｅｒｔ−ブチル基 ７６．２
フェニル基 ７４．９
メトキシ基 ３４．０
アミノ基 ２２．２
ヒドロキシル基 １６．７
塩素原子 ２２．４
臭素原子 ２６．５
フッ素原子 １３．３
トリフルオロメチル基 ４２．５
一般式（１）〜（３）において、置換基Ｒ₁₂、Ｒ₂₂、Ｒ₃₂が、置換基を有していてもよい炭素原子数３以上の直鎖状または分岐状の炭素鎖であることが好ましい。

以下に本発明に好ましく用いられる一般式（１）〜（３）で表される金属錯体の具体例を挙げるが、本発明はこれらに限定されない。

本発明の有機ＥＬ素子用材料は、有機ＥＬ素子を構成する有機層の少なくとも１層に用いるが、有機層のうち発光層に用い、特に発光層のドーパントとして用いることが好ましい。

このとき、用いる電子輸送層や正孔輸送層、発光ホスト等、他の有機層を構成する材料との適切な組み合わせによって、高い発光輝度が可能である。こうした観点から有機層のうち少なくとも一層にカルバゾール誘導体を用いることが好ましく、有機層のうち発光層または正孔阻止層に用いることが好ましい。

〔有機ＥＬ素子材料の有機ＥＬ素子への適用〕
本発明の有機ＥＬ素子材料を用いて、有機ＥＬ素子を作製する場合、有機ＥＬ素子の構成層（詳細は後述する）の中で、発光層に用いることが好ましい。また、発光層中では上記のように、発光ドーパントとして好ましく用いられる。

（発光ホストと発光ドーパント）
発光層中の主成分となるホスト化合物である発光ホストに対する発光ドーパントとの混合比は、好ましくは０．１〜３０質量％未満である。

ただし、発光ドーパントは複数種の化合物を混合して用いてもよく、混合する相手は構造を異にする、その他の金属錯体やその他の構造を有するリン光性ドーパントや蛍光性ドーパントでもよい。

ここで、発光ドーパントとして用いられる金属錯体と併用してもよいドーパント（リン光性ドーパント、蛍光性ドーパント等）について述べる。発光ドーパントは、大きく分けて、蛍光を発光する蛍光性ドーパントとリン光を発光するリン光性ドーパントの２種類がある。

前者（蛍光性ドーパント）の代表例としては、クマリン系色素、ピラン系色素、シアニン系色素、クロコニウム系色素、スクアリウム系色素、オキソベンツアントラセン系色素、フルオレセイン系色素、ローダミン系色素、ピリリウム系色素、ペリレン系色素、スチルベン系色素、ポリチオフェン系色素、または希土類錯体系蛍光体等が挙げられる。

後者（リン光性ドーパント）の代表例としては、好ましくは元素の周期表で８〜１０属の金属を含有する錯体系化合物であり、さらに好ましくはイリジウム化合物、オスミウム化合物であり、中でも最も好ましいのはイリジウム化合物である。

具体的には、以下の特許公報に記載されている化合物である。

国際公開第００／７０６５５号パンフレット、特開２００２−２８０１７８号公報、同２００１−１８１６１６号公報、同２００２−２８０１７９号公報、同２００１−１８１６１７号公報、同２００２−２８０１８０号公報、同２００１−２４７８５９号公報、同２００２−２９９０６０号公報、同２００１−３１３１７８号公報、同２００２−３０２６７１号公報、同２００１−３４５１８３号公報、同２００２−３２４６７９号公報、国際公開第０２／１５６４５号パンフレット、特開２００２−３３２２９１号公報、同２００２−５０４８４号公報、同２００２−３３２２９２号公報、同２００２−８３６８４号公報、特表２００２−５４０５７２号公報、特開２００２−１１７９７８号公報、同２００２−３３８５８８号公報、同２００２−１７０６８４号公報、同２００２−３５２９６０号公報、国際公開第０１／９３６４２号パンフレット、特開２００２−５０４８３号公報、同２００２−１００４７６号公報、同２００２−１７３６７４号公報、同２００２−３５９０８２号公報、同２００２−１７５８８４号公報、同２００２−３６３５５２号公報、同２００２−１８４５８２号公報、同２００３−７４６９号公報、特表２００２−５２５８０８号公報、特開２００３−７４７１号公報、特表２００２−５２５８３３号公報、特開２００３−３１３６６号公報、同２００２−２２６４９５号公報、同２００２−２３４８９４号公報、同２００２−２３５０７６号公報、同２００２−２４１７５１号公報、同２００１−３１９７７９号公報、同２００１−３１９７８０号公報、同２００２−６２８２４号公報、同２００２−１００４７４号公報、同２００２−２０３６７９号公報、同２００２−３４３５７２号公報、同２００２−２０３６７８号公報等。

その具体例の一部を下記に示す。

（発光ホスト）
発光ホスト（単にホストともいう）とは、２種以上の化合物で構成される発光層中にて混合比（質量）の最も多い化合物のことを意味し、それ以外の化合物については「ドーパント化合物（単に、ドーパントともいう）」という。例えば、発光層を化合物Ａ、化合物Ｂという２種で構成し、その混合比がＡ：Ｂ＝１０：９０であれば化合物Ａがドーパント化合物であり、化合物Ｂがホスト化合物である。さらに発光層を化合物Ａ、化合物Ｂ、化合物Ｃの３種から構成し、その混合比がＡ：Ｂ：Ｃ＝５：１０：８５であれば、化合物Ａ、化合物Ｂがドーパント化合物であり、化合物Ｃがホスト化合物である。

本発明に用いられる発光ホストとしては、併用される発光ドーパントのリン光０−０バンドよりも短波長なリン光０−０バンドを持つ化合物が好ましく、発光ドーパントにそのリン光０−０バンドが４８０ｎｍ以下である青色の発光成分を含む化合物を用いる場合には、発光ホストとしてはリン光０−０バンドが４５０ｎｍ以下であることが好ましい。

本発明に係る発光ホストとしては、構造的には特に制限はないが、代表的にはカルバゾール誘導体、トリアリールアミン誘導体、芳香族ボラン誘導体、含窒素複素環化合物、チオフェン誘導体、フラン誘導体、オリゴアリーレン化合物等の基本骨格を有し、かつ前記０−０バンドが４５０ｎｍ以下の化合物が好ましい化合物として挙げられる。また、本発明に係る発光ホストは低分子化合物でも、繰り返し単位をもつ高分子化合物でもよく、ビニル基やエポキシ基のような重合性基を有する低分子化合物（蒸着重合性発光ホスト）でもいい。

発光ホストとしては、正孔輸送能、電子輸送能を有しつつ、かつ発光の長波長化を防ぎ、なおかつ高Ｔｇ（ガラス転移温度）である化合物が好ましい。

発光ホストの具体例としては、以下の文献に記載されている化合物が好適である。例えば、特開２００１−２５７０７６号公報、同２００２−３０８８５５号公報、同２００１−３１３１７９号公報、同２００２−３１９４９１号公報、同２００１−３５７９７７号公報、同２００２−３３４７８６号公報、同２００２−８８６０号公報、同２００２−３３４７８７号公報、同２００２−１５８７１号公報、同２００２−３３４７８８号公報、同２００２−４３０５６号公報、同２００２−３３４７８９号公報、同２００２−７５６４５号公報、同２００２−３３８５７９号公報、同２００２−１０５４４５号公報、同２００２−３４３５６８号公報、同２００２−１４１１７３号公報、同２００２−３５２９５７号公報、同２００２−２０３６８３号公報、同２００２−３６３２２７号公報、同２００２−２３１４５３号公報、同２００３−３１６５号公報、同２００２−２３４８８８号公報、同２００３−２７０４８号公報、同２００２−２５５９３４号公報、同２００２−２６０８６１号公報、同２００２−２８０１８３号公報、同２００２−２９９０６０号公報、同２００２−３０２５１６号公報、同２００２−３０５０８３号公報、同２００２−３０５０８４号公報、同２００２−３０８８３７号公報等。

次に、代表的な有機ＥＬ素子の構成について述べる。

〔有機ＥＬ素子の構成層〕
本発明の有機ＥＬ素子の層構成の好ましい具体例を以下に示すが、本発明はこれらに限定されない。
（ｉ）陽極／発光層／電子輸送層／陰極
（ii）陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
（iii）陽極／正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／陰極
（iV）陽極／正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／陰極バッファー層／陰極
（ｖ）陽極／陽極バッファー層／正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／陰極バッファー層／陰極
〔発光層〕
本発明においては、有機ＥＬ素子用材料は発光層に用いることが好ましいが、これら以外にも上記のような公知の発光ホストや発光ドーパントを併用してもよい。

ここで、本発明の効果（発光効率の向上）をさらに向上させる観点から、発光層が前記一般式（４）で表される金属錯体を含有することが好ましい。これらの化合物は発光層において発光ホストとして好ましく用いられる。

前記一般式（４）において、Ｚ₄₁は置換基を有してもよい芳香族複素環を形成する原子群を表し、Ｚ₄₂は置換基を有してもよい芳香族複素環もしくは芳香族炭化水素環を形成する原子群を表し、Ｚ₄₃は２価の連結基もしくは単なる結合手を表す。Ｒ₄₁は水素原子もしくは置換基を表す。

Ｚ₄₁、Ｚ₄₂の原子群から表される芳香族複素環としては、フラン環、チオフェン環、ピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環、トリアジン環、ベンゾイミダゾール環、オキサジアゾール環、トリアゾール環、イミダゾール環、ピラゾール環、チアゾール環、インドール環、ベンゾイミダゾール環、ベンゾチアゾール環、ベンゾオキサゾール環、キノキサリン環、キナゾリン環、フタラジン環、カルバゾール環、カルボリン環、ジアザカルバゾール環（カルボリン環を構成する炭化水素環の炭素原子の一つがさらに窒素原子で置換されている環を示す）等が挙げられる。さらに前記芳香族複素環は、後述するＲ₄₁で表される置換基を有してもよい。

Ｚ₄₂の原子群から表される芳香族炭化水素環としては、ベンゼン環、ビフェニル環、ナフタレン環、アズレン環、アントラセン環、フェナントレン環、ピレン環、クリセン環、ナフタセン環、トリフェニレン環、ｏ−テルフェニル環、ｍ−テルフェニル環、ｐ−テルフェニル環、アセナフテン環、コロネン環、フルオレン環、フルオラントレン環、ナフタセン環、ペンタセン環、ペリレン環、ペンタフェン環、ピセン環、ピレン環、ピラントレン環、アンスラアントレン環等が挙げられる。さらに前記芳香族炭化水素環は、後述するＲ₄₁で表される置換基を有してもよい。

Ｒ₄₁で表される置換基としては、アルキル基（例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基等）、シクロアルキル基（例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等）、アルケニル基（例えば、ビニル基、アリル基等）、アルキニル基（例えば、エチニル基、プロパルギル基等）、アリール基（例えば、フェニル基、ナフチル基等）、芳香族複素環基（例えば、フリル基、チエニル基、ピリジル基、ピリダジニル基、ピリミジニル基、ピラジニル基、トリアジニル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、チアゾリル基、キナゾリニル基、フタラジニル基等）、複素環基（例えば、ピロリジル基、イミダゾリジル基、モルホリル基、オキサゾリジル基等）、アルコキシル基（例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、ドデシルオキシ基等）、シクロアルコキシル基（例えば、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基等）、アリールオキシ基（例えば、フェノキシ基、ナフチルオキシ基等）、アルキルチオ基（例えば、メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基、ペンチルチオ基、ヘキシルチオ基、オクチルチオ基、ドデシルチオ基等）、シクロアルキルチオ基（例えば、シクロペンチルチオ基、シクロヘキシルチオ基等）、アリールチオ基（例えば、フェニルチオ基、ナフチルチオ基等）、アルコキシカルボニル基（例えば、メチルオキシカルボニル基、エチルオキシカルボニル基、ブチルオキシカルボニル基、オクチルオキシカルボニル基、ドデシルオキシカルボニル基等）、アリールオキシカルボニル基（例えば、フェニルオキシカルボニル基、ナフチルオキシカルボニル基等）、スルファモイル基（例えば、アミノスルホニル基、メチルアミノスルホニル基、ジメチルアミノスルホニル基、ブチルアミノスルホニル基、ヘキシルアミノスルホニル基、シクロヘキシルアミノスルホニル基、オクチルアミノスルホニル基、ドデシルアミノスルホニル基、フェニルアミノスルホニル基、ナフチルアミノスルホニル基、２−ピリジルアミノスルホニル基等）、アシル基（例えば、アセチル基、エチルカルボニル基、プロピルカルボニル基、ペンチルカルボニル基、シクロヘキシルカルボニル基、オクチルカルボニル基、２−エチルヘキシルカルボニル基、ドデシルカルボニル基、フェニルカルボニル基、ナフチルカルボニル基、ピリジルカルボニル基等）、アシルオキシ基（例えば、アセチルオキシ基、エチルカルボニルオキシ基、ブチルカルボニルオキシ基、オクチルカルボニルオキシ基、ドデシルカルボニルオキシ基、フェニルカルボニルオキシ基等）、アミド基（例えば、メチルカルボニルアミノ基、エチルカルボニルアミノ基、ジメチルカルボニルアミノ基、プロピルカルボニルアミノ基、ペンチルカルボニルアミノ基、シクロヘキシルカルボニルアミノ基、２−エチルヘキシルカルボニルアミノ基、オクチルカルボニルアミノ基、ドデシルカルボニルアミノ基、フェニルカルボニルアミノ基、ナフチルカルボニルアミノ基等）、カルバモイル基（例えば、アミノカルボニル基、メチルアミノカルボニル基、ジメチルアミノカルボニル基、プロピルアミノカルボニル基、ペンチルアミノカルボニル基、シクロヘキシルアミノカルボニル基、オクチルアミノカルボニル基、２−エチルヘキシルアミノカルボニル基、ドデシルアミノカルボニル基、フェニルアミノカルボニル基、ナフチルアミノカルボニル基、２−ピリジルアミノカルボニル基等）、ウレイド基（例えば、メチルウレイド基、エチルウレイド基、ペンチルウレイド基、シクロヘキシルウレイド基、オクチルウレイド基、ドデシルウレイド基、フェニルウレイド基ナフチルウレイド基、２−ピリジルアミノウレイド基等）、スルフィニル基（例えば、メチルスルフィニル基、エチルスルフィニル基、ブチルスルフィニル基、シクロヘキシルスルフィニル基、２−エチルヘキシルスルフィニル基、ドデシルスルフィニル基、フェニルスルフィニル基、ナフチルスルフィニル基、２−ピリジルスルフィニル基等）、アルキルスルホニル基（例えば、メチルスルホニル基、エチルスルホニル基、ブチルスルホニル基、シクロヘキシルスルホニル基、２−エチルヘキシルスルホニル基、ドデシルスルホニル基等）、アリールスルホニル基（例えば、フェニルスルホニル基、ナフチルスルホニル基、２−ピリジルスルホニル基等）、アミノ基（例えば、アミノ基、エチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ブチルアミノ基、シクロペンチルアミノ基、２−エチルヘキシルアミノ基、ドデシルアミノ基、アニリノ基、ナフチルアミノ基、２−ピリジルアミノ基等）、ハロゲン原子（例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子等）、フッ化炭化水素基（例えば、フルオロメチル基、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、ペンタフルオロフェニル基等）、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシル基、メルカプト基、シリル基（例えば、トリメチルシリル基、トリイソプロピルシリル基、トリフェニルシリル基、フェニルジエチルシリル基等）等が挙げられる。

これらの置換基は上記の置換基によってさらに置換されていてもよい。また、これらの置換基は複数が互いに結合して環を形成していてもよい。好ましい置換基としては、アルキル基、シクロアルキル基、フッ化炭化水素基、アリール基、芳香族複素環基である。

２価の連結基としては、アルキレン、アルケニレン、アルキニレン、アリーレン等の炭化水素基の他、ヘテロ原子を含むものであってもよく、またチオフェン−２，５−ジイル基やピラジン−２，３−ジイル基のような芳香族複素環を有する化合物（ヘテロ芳香族化合物ともいう）に由来する２価の連結基であってもよいし、酸素や硫黄等のカルコゲン原子であってもよい。また、アルキルイミノ基、ジアルキルシランジイル基やジアリールゲルマンジイル基のようなヘテロ原子を会して連結する基でもよい。

単なる結合手とは、連結する置換基同士を直接結合する結合手である。

本発明においては、前記一般式（４）のＺ₄₁が形成する環は６員環であることが好ましい。これにより、より発光効率を高くすることができる。また、本発明においては、Ｚ₄₂が形成する環は６員環であることが好ましい。これにより、より発光効率を高くすることができる。さらにＺ₄₁とＺ₄₂を共に６員環とすることで、より一層発光効率と高くすることができるので好ましい。

以下に、本発明に係る一般式（４）で表される化合物の具体例を示すが、本発明はこれらに限定されない。

本発明に係る発光層は上記化合物を、例えば、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、ＬＢ法等の公知の薄膜化法により製膜して形成することができる。発光層としての膜厚は特に制限はないが、通常は５ｎｍ〜５μｍの範囲で選ばれる。この発光層はこれらの発光材料一種または二種以上からなる一層構造であってもよいし、あるいは同一組成または異種組成の複数層からなる積層構造であってもよい。

また、この発光層は特開昭５７−５１７８１号公報に記載されているように、樹脂等の結着材と共に上記発光材料を溶剤に溶かして溶液とした後、これをスピンコート法等により薄膜化して形成することができる。このようにして形成された発光層の膜厚については特に制限はなく、状況に応じて適宜選択することができるが、通常は５ｎｍ〜５μｍの範囲である。

〔阻止層（正孔阻止層、電子阻止層）〕
本発明に係る阻止層（例えば、正孔阻止層、電子阻止層）について説明する。本発明に係る阻止層の膜厚としては好ましくは３〜１００ｎｍであり、さらに好ましくは５〜３０ｎｍである。

（正孔阻止層）
正孔阻止層とは広い意味では電子輸送層の機能を有し、電子を輸送する機能を有しつつ正孔を輸送する能力が著しく小さい材料からなり、電子を輸送しつつ正孔を阻止することで電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。

本発明においては、発光層に隣接する隣接層、例えば、正孔阻止層、電子阻止層等に、本発明の有機ＥＬ素子用材料を正孔阻止層に好ましく用いることができる。

正孔阻止層としては、例えば、特開平１１−２０４２５８号公報、同１１−２０４３５９号公報、及び「有機ＥＬ素子とその工業化最前線（１９９８年１１月３０日 エヌ・ティー・エス社発行）」の２３７頁等に記載の正孔阻止（ホールブロック）層等を本発明に係る正孔阻止層として適用可能である。また、後述する電子輸送層の構成を必要に応じて、本発明に係る正孔阻止層として用いることができる。

本発明に係る正孔阻止層は、前記一般式（４）で表される化合物を含有することが好ましい。また、本発明に係る正孔阻止層には、ボロン誘導体が含まれることが好ましい。

（電子阻止層）
一方、電子阻止層とは広い意味では正孔輸送層の機能を有し、正孔を輸送する機能を有しつつ電子を輸送する能力が著しく小さい材料からなり、正孔を輸送しつつ電子を阻止することで電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。また、後述する正孔輸送層の構成を必要に応じて電子阻止層として用いることができる。

また、本発明においては、発光層に隣接する隣接層、即ち正孔阻止層、電子阻止層に、上記の本発明の有機ＥＬ素子用材料を用いることが好ましく、特に正孔阻止層に用いることが好ましい。

〔正孔輸送層〕
正孔輸送層とは正孔を輸送する機能を有する材料を含み、広い意味で正孔注入層、電子阻止層も正孔輸送層に含まれる。正孔輸送層は単層もしくは複数層設けることができる。

正孔輸送材料としては特に制限はなく、従来、光導伝材料において、正孔の電荷注入輸送材料として慣用されているものやＥＬ素子の正孔注入層、正孔輸送層に使用される公知のものの中から任意のものを選択して用いることができる。

正孔輸送材料は正孔の注入もしくは輸送、電子の障壁性のいずれかを有するものであり、有機物、無機物のいずれであってもよい。例えば、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体及びピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、オキサゾール誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、アニリン系共重合体、また、導電性高分子オリゴマー、特にチオフェンオリゴマー等が挙げられる。

正孔輸送材料としては上記のものを使用することができるが、ポルフィリン化合物、芳香族第三級アミン化合物及びスチリルアミン化合物、特に芳香族第三級アミン化合物を用いることが好ましい。

芳香族第三級アミン化合物及びスチリルアミン化合物の代表例としては、Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラフェニル−４，４′−ジアミノフェニル；Ｎ，Ｎ′−ジフェニル−Ｎ，Ｎ′−ビス（３−メチルフェニル）−〔１，１′−ビフェニル〕−４，４′−ジアミン（ＴＰＤ）；２，２−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）プロパン；１，１−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）シクロヘキサン；Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラ−ｐ−トリル−４，４′−ジアミノビフェニル；１，１−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）−４−フェニルシクロヘキサン；ビス（４−ジメチルアミノ−２−メチルフェニル）フェニルメタン；ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）フェニルメタン；Ｎ，Ｎ′−ジフェニル−Ｎ，Ｎ′−ジ（４−メトキシフェニル）−４，４′−ジアミノビフェニル；Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラフェニル−４，４′−ジアミノジフェニルエーテル；４，４′−ビス（ジフェニルアミノ）クオードリフェニル；Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリ（ｐ−トリル）アミン；４−（ジ−ｐ−トリルアミノ）−４′−〔４−（ジ−ｐ−トリルアミノ）スチリル〕スチルベン；４−Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ−（２−ジフェニルビニル）ベンゼン；３−メトキシ−４′−Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノスチルベンゼン；Ｎ−フェニルカルバゾール、さらには米国特許第５，０６１，５６９号明細書に記載されている２個の縮合芳香族環を分子内に有するもの、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（ＮＰＤ）、特開平４−３０８６８８号公報に記載されているトリフェニルアミンユニットが３つスターバースト型に連結された４，４′，４″−トリス〔Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ〕トリフェニルアミン（ＭＴＤＡＴＡ）等が挙げられる。

さらにこれらの材料を高分子鎖に導入した、またはこれらの材料を高分子の主鎖とした高分子材料を用いることもできる。また、ｐ型−Ｓｉ、ｐ型−ＳｉＣ等の無機化合物も正孔注入材料、正孔輸送材料として使用することができる。また、本発明においては、正孔輸送層の正孔輸送材料は４１５ｎｍ以下に蛍光極大波長を有することが好ましく、リン光の０−０バンドが４５０ｎｍ以下であることがさらに好ましい。また、正孔輸送材料は高Ｔｇであることが好ましい。

この正孔輸送層は上記正孔輸送材料を、例えば、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法、ＬＢ法等の公知の方法により、薄膜化することにより形成することができる。正孔輸送層の膜厚については特に制限はないが、通常は５〜５０００ｎｍ程度である。この正孔輸送層は上記材料の一種または二種以上からなる一層構造であってもよい。

〔電子輸送層〕
電子輸送層とは電子を輸送する機能を有する材料からなり、広い意味で電子注入層、正孔阻止層も電子輸送層に含まれる。電子輸送層は単層もしくは複数層を設けることができる。

従来、単層の電子輸送層、及び複数層とする場合は発光層に対して陰極側に隣接する電子輸送層に用いられる電子輸送材料（正孔阻止材料を兼ねる）としては、下記の材料が知られている。さらに、電子輸送層は陰極より注入された電子を発光層に伝達する機能を有していればよく、その材料としては従来公知の化合物の中から任意のものを選択して用いることができる。

この電子輸送層に用いられる材料（以下、電子輸送材料という）の例としては、ニトロ置換フルオレン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、ナフタレンペリレン等の複素環テトラカルボン酸無水物、カルボジイミド、フレオレニリデンメタン誘導体、アントラキノジメタン及びアントロン誘導体、オキサジアゾール誘導体等が挙げられる。さらに上記オキサジアゾール誘導体において、オキサジアゾール環の酸素原子を硫黄原子に置換したチアジアゾール誘導体、電子吸引基として知られているキノキサリン環を有するキノキサリン誘導体も、電子輸送材料として用いることができる。

さらにこれらの材料を高分子鎖に導入した、またはこれらの材料を高分子の主鎖とした高分子材料を用いることもできる。

また、８−キノリノール誘導体の金属錯体、例えば、トリス（８−キノリノール）アルミニウム（Ａｌｑ）、トリス（５，７−ジクロロ−８−キノリノール）アルミニウム、トリス（５，７−ジブロモ−８−キノリノール）アルミニウム、トリス（２−メチル−８−キノリノール）アルミニウム、トリス（５−メチル−８−キノリノール）アルミニウム、ビス（８−キノリノール）亜鉛（Ｚｎｑ）等、及びこれらの金属錯体の中心金属がＩｎ、Ｍｇ、Ｃｕ、Ｃａ、Ｓｎ、ＧａまたはＰｂに置き替わった金属錯体も電子輸送材料として用いることができる。その他、メタルフリーもしくはメタルフタロシアニン、またはそれらの末端がアルキル基やスルホン酸基等で置換されているものも、電子輸送材料として好ましく用いることができる。また、発光層の材料として例示したジスチリルピラジン誘導体も、電子輸送材料として用いることができるし、正孔注入層、正孔輸送層と同様に、ｎ型−Ｓｉ、ｎ型−ＳｉＣ等の無機半導体も電子輸送材料として用いることができる。

この電子輸送層は上記電子輸送材料を、例えば、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法、ＬＢ法等の公知の方法により、薄膜化することにより形成することができる。電子輸送層の膜厚については特に制限はないが、通常は５〜５０００ｎｍ程度である。この電子輸送層は上記材料の一種または二種以上からなる一層構造であってもよい。

次に、本発明の有機ＥＬ素子の構成層として用いられる、注入層について説明する。

〔注入層（電子注入層、正孔注入層）〕
注入層は必要に応じて設け、電子注入層と正孔注入層があり、上記のごとく陽極と発光層または正孔輸送層の間、及び陰極と発光層または電子輸送層との間に存在させてもよい。

注入層とは、駆動電圧低下や発光輝度向上のために電極と有機層間に設けられる層のことで、「有機ＥＬ素子とその工業化最前線（１９９８年１１月３０日 エヌ・ティー・エス社発行）」の第２編第２章「電極材料」（１２３〜１６６頁）に詳細に記載されており、正孔注入層（陽極バッファー層）と電子注入層（陰極バッファー層）とがある。

陽極バッファー層（正孔注入層）は、特開平９−４５４７９号公報、同９−２６００６２号公報、同８−２８８０６９号公報等にもその詳細が記載されており、具体例として、銅フタロシアニンに代表されるフタロシアニンバッファー層、酸化バナジウムに代表される酸化物バッファー層、アモルファスカーボンバッファー層、ポリアニリン（エメラルディン）やポリチオフェン等の導電性高分子を用いた高分子バッファー層等が挙げられる。

陰極バッファー層（電子注入層）は、特開平６−３２５８７１号公報、同９−１７５７４号公報、同１０−７４５８６号公報等にもその詳細が記載されており、具体的にはストロンチウムやアルミニウム等に代表される金属バッファー層、フッ化リチウムに代表されるアルカリ金属化合物バッファー層、フッ化マグネシウムに代表されるアルカリ土類金属化合物バッファー層、酸化アルミニウムに代表される酸化物バッファー層等が挙げられる。

上記バッファー層（注入層）はごく薄い膜であることが望ましく、素材にもよるがその膜厚は０．１〜１００ｎｍの範囲が好ましい。

この注入層は上記材料を、例えば、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法、ＬＢ法等の公知の方法により、薄膜化することにより形成することができる。注入層の膜厚については特に制限はないが、通常は５〜５０００ｎｍ程度である。この注入層は上記材料の一種または二種以上からなる一層構造であってもよい。

〔陽極〕
本発明の有機ＥＬ素子に係る陽極としては、仕事関数の大きい（４ｅＶ以上）金属、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが好ましく用いられる。このような電極物質の具体例としては、Ａｕ等の金属、ＣｕＩ、インジウムチンオキシド（ＩＴＯ）、ＳｎＯ₂、ＺｎＯ等の導電性透明材料が挙げられる。また、ＩＤＩＸＯ（Ｉｎ₂Ｏ₃−ＺｎＯ）等非晶質で透明導電膜を作製可能な材料を用いてもよい。陽極はこれらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により薄膜を形成させ、フォトリソグラフィー法で所望の形状のパターンを形成してもよく、あるいはパターン精度をあまり必要としない場合は（１００μｍ以上程度）、上記電極物質の蒸着やスパッタリング時に所望の形状のマスクを介してパターンを形成してもよい。この陽極より発光を取り出す場合には、透過率を１０％より大きくすることが望ましく、また、陽極としてのシート抵抗は数百Ω／□以下が好ましい。さらに膜厚は材料にもよるが、通常１０〜１０００ｎｍ、好ましくは１０〜２００ｎｍの範囲で選ばれる。

〔陰極〕
一方、本発明に係る陰極としては、仕事関数の小さい（４ｅＶ以下）金属（電子注入性金属と称する）、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが用いられる。このような電極物質の具体例としては、ナトリウム、ナトリウム−カリウム合金、マグネシウム、リチウム、マグネシウム／銅混合物、マグネシウム／銀混合物、マグネシウム／アルミニウム混合物、マグネシウム／インジウム混合物、アルミニウム／酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）混合物、インジウム、リチウム／アルミニウム混合物、希土類金属等が挙げられる。これらの中で、電子注入性及び酸化等に対する耐久性の点から、電子注入性金属とこれより仕事関数の値が大きく安定な金属である第二金属との混合物、例えば、マグネシウム／銀混合物、マグネシウム／アルミニウム混合物、マグネシウム／インジウム混合物、アルミニウム／酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）混合物、リチウム／アルミニウム混合物、アルミニウム等が好適である。陰極はこれらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により、薄膜を形成させることにより作製することができる。また、陰極としてのシート抵抗は数百Ω／□以下が好ましく、膜厚は通常１０〜１０００ｎｍ、好ましくは５０〜２００ｎｍの範囲で選ばれる。なお、発光を透過させるため、有機ＥＬ素子の陽極または陰極のいずれか一方が、透明または半透明であれば発光輝度が向上し好都合である。

〔基体（基板、基材、支持体等ともいう）〕
本発明の有機ＥＬ素子に係る基体としては、ガラス、プラスチック等の種類には特に限定はなく、また透明のものであれば特に制限はないが、好ましく用いられる基板としては、例えば、ガラス、石英、光透過性樹脂フィルムを挙げることができる。特に好ましい基体は、有機ＥＬ素子にフレキシブル性を与えることが可能な樹脂フィルムである。

樹脂フィルムとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンスルフィド、ポリアリレート、ポリイミド、ポリカーボネート（ＰＣ）、セルローストリアセテート（ＴＡＣ）、セルロースアセテートプロピオネート（ＣＡＰ）等からなるフィルム等が挙げられる。

樹脂フィルムの表面には、無機物もしくは有機物の被膜またはその両者のハイブリッド被膜が形成されていてもよく、水蒸気透過率が０．０１ｇ／ｍ²・ｄａｙ・ａｔｍ以下の高バリア性フィルムであることが好ましい。

本発明の有機ＥＬ素子の発光の室温における外部取り出し量子効率は、１％以上であることが好ましく、より好ましくは２％以上である。ここに、外部取り出し量子効率（％）＝有機ＥＬ素子外部に発光した光子数／有機ＥＬ素子に流した電子数×１００である。

また、カラーフィルター等の色相改良フィルター等を併用してもよい。

照明用途で用いる場合には、発光ムラを低減させるために粗面加工したフィルム（アンチグレアフィルム等）を併用することもできる。

多色表示装置として用いる場合は少なくとも２種類の異なる発光極大波長を有する有機ＥＬ素子からなるが、有機ＥＬ素子を作製する好適な例を説明する。

〔有機ＥＬ素子の作製方法〕
本発明の有機ＥＬ素子の作製方法の一例として、陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／陰極バッファー層／陰極からなる有機ＥＬ素子の作製法について説明する。

まず適当な基体上に所望の電極物質、例えば、陽極用物質からなる薄膜を１μｍ以下、好ましくは１０〜２００ｎｍの膜厚になるように、蒸着やスパッタリング等の方法により形成させ、陽極を作製する。次に、この上に素子材料である正孔注入層、正孔輸送層、発光層、正孔阻止層、電子輸送層等の有機化合物を含有する薄膜を形成させる。

この有機化合物を含有する薄膜の薄膜化の方法としては、前記の如くスピンコート法、キャスト法、インクジェット法、蒸着法、印刷法等があるが、均質な膜が得られやすく、かつピンホールが生成しにくい等の点から、真空蒸着法またはスピンコート法が特に好ましい。さらに層ごとに異なる製膜法を適用してもよい。製膜に蒸着法を採用する場合、その蒸着条件は、使用する化合物の種類等により異なるが、一般にボート加熱温度５０〜４５０℃、真空度１０^-6〜１０^-2Ｐａ、蒸着速度０．０１〜５０ｎｍ／秒、基板温度−５０〜３００℃、膜厚０．１ｎｍ〜５μｍの範囲で適宜選ぶことが望ましい。

これらの層の形成後、その上に陰極用物質からなる薄膜を、１μｍ以下好ましくは５０〜２００ｎｍの範囲の膜厚になるように、例えば、蒸着やスパッタリング等の方法により形成させ、陰極を設けることにより、所望の有機ＥＬ素子が得られる。この有機ＥＬ素子の作製は、一回の真空引きで一貫して正孔注入層から陰極まで作製するのが好ましいが、途中で取り出して異なる製膜法を施しても構わない。その際、作業を乾燥不活性ガス雰囲気下で行う等の配慮が必要となる。

〔表示装置〕
本発明の表示装置について説明する。

本発明の表示装置は単色でも多色でもよいが、ここでは多色表示装置について説明する。多色表示装置の場合は発光層形成時のみシャドーマスクを設け、一面に蒸着法、キャスト法、スピンコート法、インクジェット法、印刷法等で膜を形成できる。

発光層のみパターニングを行う場合その方法に限定はないが、好ましくは蒸着法、インクジェット法、印刷法である。蒸着法を用いる場合においては、シャドーマスクを用いたパターニングが好ましい。

また作製順序を逆にして、陰極、電子輸送層、正孔阻止層、発光層、正孔輸送層、陽極の順に作製することも可能である。

このようにして得られた多色表示装置に直流電圧を印加する場合には、陽極を＋、陰極を−の極性として電圧２〜４０Ｖ程度を印加すると発光が観測できる。また、逆の極性で電圧を印加しても電流は流れずに発光は全く生じない。さらに交流電圧を印加する場合には、陽極が＋、陰極が−の状態になったときのみ発光する。なお、印加する交流の波形は任意でよい。

多色表示装置は表示デバイス、ディスプレイ、各種発光光源として用いることができる。表示デバイス、ディスプレイにおいて、青、赤、緑発光の３種の有機ＥＬ素子を用いることにより、フルカラーの表示が可能となる。

表示デバイス、ディスプレイとしてはテレビ、パソコン、モバイル機器、ＡＶ機器、文字放送表示、自動車内の情報表示等が挙げられる。特に静止画像や動画像を再生する表示装置として使用してもよく、動画再生用の表示装置として使用する場合の駆動方式は単純マトリックス（パッシブマトリックス）方式でもアクティブマトリックス方式でもどちらでもよい。

発光光源としては家庭用照明、車内照明、時計や液晶用のバックライト、看板広告、信号機、光記憶媒体の光源、電子写真複写機の光源、光通信処理機の光源、光センサーの光源等が挙げられるがこれに限定するものではない。

〔照明装置〕
本発明の照明装置について説明する。

本発明の有機ＥＬ素子に共振器構造を持たせた有機ＥＬ素子として用いてもよく、このような共振器構造を有した有機ＥＬ素子の使用目的としては、光記憶媒体の光源、電子写真複写機の光源、光通信処理機の光源、光センサーの光源等が挙げられるが、これらに限定されない。またレーザー発振をさせることにより、上記用途に使用してもよい。

また、本発明の有機ＥＬ素子は、照明用や露光光源のような一種のランプとして使用してもよいし、画像を投影するタイプのプロジェクション装置や、静止画像や動画像を直接視認するタイプの表示装置（ディスプレイ）として使用してもよい。動画再生用の表示装置として使用する場合の駆動方式は単純マトリックス（パッシブマトリックス）方式でもアクティブマトリックス方式でもどちらでもよい。または異なる発光色を有する本発明の有機ＥＬ素子を２種以上使用することにより、フルカラー表示装置を作製することが可能である。

本発明の有機ＥＬ素子から構成される表示装置の一例を図面に基づいて説明する。

図１は、有機ＥＬ素子から構成される表示装置の一例を示した模式図である。有機ＥＬ素子の発光により画像情報の表示を行う、例えば、携帯電話等のディスプレイの模式図である。

ディスプレイ１は、複数の画素を有する表示部Ａ、画像情報に基づいて表示部Ａの画像走査を行う制御部Ｂ等からなる。

制御部Ｂは、表示部Ａと電気的に接続され、複数の画素それぞれに外部からの画像情報に基づいて走査信号と画像データ信号を送り、走査信号により走査線ごとの画素が画像データ信号に応じて順次発光して画像走査を行って画像情報を表示部Ａに表示する。

図２は、表示部Ａの模式図である。

表示部Ａは基板上に、複数の走査線５及びデータ線６を含む配線部と、複数の画素３等とを有する。表示部Ａの主要な部材の説明を以下に行う。図２においては、画素３の発光した光が、白矢印方向（下方向）へ取り出される場合を示している。

配線部の走査線５及び複数のデータ線６は、各々導電材料からなり、走査線５とデータ線６は格子状に直交して、直交する位置で画素３に接続している（詳細は図示せず）。

画素３は、走査線５から走査信号が印加されると、データ線６から画像データ信号を受け取り、受け取った画像データに応じて発光する。発光の色が赤領域の画素、緑領域の画素、青領域の画素を、適宜、同一基板上に並置することによって、フルカラー表示が可能となる。

次に、画素の発光プロセスを説明する。

図３は、画素の模式図である。

画素は、有機ＥＬ素子１０、スイッチングトランジスタ１１、駆動トランジスタ１２、コンデンサ１３等を備えている。複数の画素に有機ＥＬ素子１０として、赤色、緑色、青色発光の有機ＥＬ素子を用い、これらを同一基板上に並置することでフルカラー表示を行うことができる。

図３において、制御部Ｂからデータ線６を介してスイッチングトランジスタ１１のドレインに画像データ信号が印加される。そして、制御部Ｂから走査線５を介してスイッチングトランジスタ１１のゲートに走査信号が印加されると、スイッチングトランジスタ１１の駆動がオンし、ドレインに印加された画像データ信号がコンデンサ１３と駆動トランジスタ１２のゲートに伝達される。

画像データ信号の伝達により、コンデンサ１３が画像データ信号の電位に応じて充電されるとともに、駆動トランジスタ１２の駆動がオンする。駆動トランジスタ１２は、ドレインが電源ライン７に接続され、ソースが有機ＥＬ素子１０の電極に接続されており、ゲートに印加された画像データ信号の電位に応じて電源ライン７から有機ＥＬ素子１０に電流が供給される。

制御部Ｂの順次走査により走査信号が次の走査線５に移ると、スイッチングトランジスタ１１の駆動がオフする。しかし、スイッチングトランジスタ１１の駆動がオフしてもコンデンサ１３は充電された画像データ信号の電位を保持するので、駆動トランジスタ１２の駆動はオン状態が保たれて、次の走査信号の印加が行われるまで有機ＥＬ素子１０の発光が継続する。順次走査により次に走査信号が印加されたとき、走査信号に同期した次の画像データ信号の電位に応じて駆動トランジスタ１２が駆動して有機ＥＬ素子１０が発光する。

即ち、有機ＥＬ素子１０の発光は、複数の画素それぞれの有機ＥＬ素子１０に対して、アクティブ素子であるスイッチングトランジスタ１１と駆動トランジスタ１２を設けて、複数の画素３それぞれの有機ＥＬ素子１０の発光を行っている。このような発光方法をアクティブマトリックス方式と呼んでいる。

ここで、有機ＥＬ素子１０の発光は、複数の階調電位を持つ多値の画像データ信号による複数の階調の発光でもよいし、２値の画像データ信号による所定の発光量のオン、オフでもよい。

また、コンデンサ１３の電位の保持は、次の走査信号の印加まで継続して保持してもよいし、次の走査信号が印加される直前に放電させてもよい。

本発明においては、上述したアクティブマトリックス方式に限らず、走査信号が走査されたときのみデータ信号に応じて有機ＥＬ素子を発光させるパッシブマトリックス方式の発光駆動でもよい。

図４は、パッシブマトリックス方式による表示装置の模式図である。図４において、複数の走査線５と複数の画像データ線６が画素３を挟んで対向して格子状に設けられている。

順次走査により走査線５の走査信号が印加されたとき、印加された走査線５に接続している画素３が画像データ信号に応じて発光する。パッシブマトリックス方式では画素３にアクティブ素子がなく、製造コストの低減が計れる。

本発明に係わる有機ＥＬ材料は、また、照明装置として、実質白色の発光を生じる有機ＥＬ素子に適用できる。複数の発光材料により複数の発光色を同時に発光させて混色により白色発光を得る。複数の発光色の組み合わせとしては、青色、緑色、青色の３原色の３つの発光極大波長を含有させたものでもよいし、青色と黄色、青緑と橙色等の補色の関係を利用した２つの発光極大波長を含有したものでもよい。

また、複数の発光色を得るための発光材料の組み合わせは、複数のリン光または蛍光を発光する材料（発光ドーパント）を、複数組み合わせたもの、蛍光またはリン光を発光する発光材料と、該発光材料からの光を励起光として発光する色素材料とを組み合わせたもののいずれでもよいが、本発明に係わる白色有機ＥＬ素子においては、発光ドーパントを複数組み合わせる方式が好ましい。

複数の発光色を得るための有機ＥＬ素子の層構成としては、複数の発光ドーパントを、一つの発光層中に複数存在させる方法、複数の発光層を有し、各発光層中に発光波長の異なるドーパントをそれぞれ存在させる方法、異なる波長に発光する微小画素をマトリックス状に形成する方法等が挙げられる。

本発明に係わる白色有機ＥＬ素子においては、必要に応じ製膜時にメタルマスクやインクジェットプリンティング法等でパターニングを施してもよい。パターニングする場合は、電極のみをパターニングしてもいいし、電極と発光層をパターニングしてもいいし、素子全層をパターニングしてもいい。

発光層に用いる発光材料としては特に制限はなく、例えば、液晶表示素子におけるバックライトであれば、ＣＦ（カラーフィルター）特性に対応した波長範囲に適合するように、本発明に係わる白金錯体、また公知の発光材料の中から任意のものを選択して組み合わせて白色化すればよい。

このように、白色発光有機ＥＬ素子は、前記表示デバイス、ディスプレイに加えて、各種発光光源、照明装置として、家庭用照明、車内照明、また、露光光源のような１種のランプとして、液晶表示装置のバックライト等、表示装置にも有用に用いられる。

その他、時計等のバックライト、看板広告、信号機、光記憶媒体等の光源、電子写真複写機の光源、光通信処理機の光源、光センサーの光源等、さらには表示装置を必要とする一般の家庭用電気器具等広い範囲の用途が挙げられる。

以下、実施例により本発明を説明するが、本発明はこれらに限定されない。

実施例１
〔有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１−１の作製〕
陽極としてガラス上にＩＴＯを１５０ｎｍ成膜した基板（ＮＨテクノグラス社製：ＮＡ−４５）にパターニングを行った後、このＩＴＯ透明電極を設けた透明支持基板をｉｓｏ−プロピルアルコールで超音波洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥し、ＵＶオゾン洗浄を５分間行った。この透明支持基板を、市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに固定し、一方、５つのタンタル製抵抗加熱ボートに、α−ＮＰＤ、ＣＢＰ、Ｉｒ−６、ＢＣＰ、Ａｌｑ₃をそれぞれ入れ、真空蒸着装置（第１真空槽）に取付けた。

さらに、タンタル製抵抗加熱ボートにフッ化リチウムを、タングステン製抵抗加熱ボートにアルミニウムをそれぞれ入れ、真空蒸着装置の第２真空槽に取り付けた。

まず、第１の真空槽を４×１０^-4Ｐａまで減圧した後、α−ＮＰＤの入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度０．１〜０．２ｎｍ／秒で透明支持基板に膜厚２５ｎｍの厚さになるように蒸着し、正孔注入／輸送層を設けた。

さらに、ＣＢＰの入った前記加熱ボートとＩｒ−６の入ったボートをそれぞれ独立に通電して発光ホストであるＣＢＰと発光ドーパントであるＩｒ−６の蒸着速度が１００：６になるように調節し膜厚３０ｎｍの厚さになるように蒸着し、発光層を設けた。

ついで、ＢＣＰの入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度０．１〜０．２ｎｍ／秒で厚さ１０ｎｍの正孔阻止層を設けた。さらに、Ａｌｑ₃の入った前記加熱ボートを通電して加熱し、蒸着速度０．１〜０．２ｎｍ／秒で膜厚４０ｎｍの電子輸送層を設けた。

次に、前記の如く電子輸送層まで製膜した素子を真空のまま第２真空槽に移した後、電子輸送層の上にステンレス鋼製の長方形穴あきマスクが配置されるように装置外部からリモートコントロールして設置した。

第２真空槽を２×１０^-4Ｐａまで減圧した後、フッ化リチウム入りのボートに通電して蒸着速度０．０１〜０．０２ｎｍ／秒で膜厚０．５ｎｍの陰極バッファー層を設け、次いでアルミニウムの入ったボートに通電して蒸着速度１〜２ｎｍ／秒で膜厚１５０ｎｍの陰極をつけた。さらにこの有機ＥＬ素子を大気に接触させることなく窒素雰囲気下のグローブボックス（純度９９．９９９％以上の高純度窒素ガスで置換したグローブボックス）へ移し、図５に示したような内部を窒素で置換した封止構造にして、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１−１を作製した。

なお、捕水剤である酸化バリウム１０５は、アルドリッチ社製の高純度酸化バリウム粉末を、粘着剤付きのフッ素樹脂系半透過膜（ミクロテックス Ｓ−ＮＴＦ８０３１Ｑ 日東電工社製）でガラス製封止缶１０４に貼り付けたものを予め準備して使用した。封止缶と有機ＥＬ素子の接着には紫外線硬化型接着剤１０７を用い、紫外線ランプを照射することで両者を接着し封止素子を作製した。

図５において１０１は透明電極を設けたガラス基板、１０２が前記正孔注入／輸送層、発光層、正孔阻止層、電子輸送層等からなる有機ＥＬ層、１０３は陰極を示す。

〔有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１−２〜１５−２の作製〕
上記の有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１−１の作製において、表１に記載のように、発光ドーパント、発光ドーパント濃度及び発光ホストを変更した以外は同様にして、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１−２〜１５−２を作製した。なお、本発明の有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３−１〜１５−２に用いた発光ドーパントは上記例示化合物であるが、便宜のため、新しくＡ、Ｂ等の番号を付け再掲した。

〔評価〕
作製した有機ＥＬ素子について下記のような評価を行った。評価の結果を表１に示す。

（エキシマー発光の有無）
作製した有機ＥＬ素子について、その発光スペクトルを測定し、得られた発光ピークのうち、溶液の発光ピークと異なる発光ピークをエキシマー発光とし、そのピーク比が１０：１を超えるものについてエキシマー発光ありとし、これ以下をエキシマー発光なしとした。測定には分光放射輝度計ＣＳ−１０００（コニカミノルタセンシング社製）を用いた。

（外部取り出し量子効率）
得られた有機ＥＬ素子について、２３℃、乾燥窒素ガス雰囲気下で２．５ｍＡ／ｃｍ²定電流を印加した時の外部取り出し量子効率（％）を測定した。測定は、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１−１を１００とした時の相対値で表した。なお、測定には同様に分光放射輝度計ＣＳ−１０００（コニカミノルタセンシング社製）を用いた。

表１から、本発明に係る金属錯体と請求項１０または１１に記載の有機ＥＬ素子用材料（カルバゾール誘導体または一般式（４）で表される化合物）を発光層に用いることにより作製した有機ＥＬ素子は、比較の有機ＥＬ素子に比べ、ドーパント濃度を高くしてもエキシマー発光が認められず、高い発光効率が達成できることが明らかである。

また、請求項１１に記載の有機ＥＬ素子用材料（一般式（４）で表される化合物）を発光ホストに用いることで、さらに量子効率が向上することが分かる。

実施例２
〔フルカラー表示装置の作製〕
（青色発光素子の作製）
実施例１の有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１４−２を青色発光素子として用いた。

（緑色発光素子の作製）
実施例１の有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１０−１を緑色発光素子として用いた。

（赤色発光素子の作製）
実施例１の有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ４−２を赤色発光素子として用いた。

上記で作製した、各々赤色、緑色、青色発光有機ＥＬ素子を同一基板上に並置し、図１に記載のような形態を有するアクティブマトリクス方式フルカラー表示装置を作製し、図２には、作製した前記表示装置の表示部Ａの模式図のみを示した。即ち、同一基板上に、複数の走査線５及びデータ線６を含む配線部と、並置した複数の画素３（発光の色が赤領域の画素、緑領域の画素、青領域の画素等）とを有し、配線部の走査線５及び複数のデータ線６はそれぞれ導電材料からなり、走査線５とデータ線６は格子状に直交して、直交する位置で画素３に接続している（詳細は図示せず）。前記複数画素３は、それぞれの発光色に対応した有機ＥＬ素子、アクティブ素子であるスイッチングトランジスタと駆動トランジスタそれぞれが設けられたアクティブマトリクス方式で駆動されており、走査線５から走査信号が印加されると、データ線６から画像データ信号を受け取り、受け取った画像データに応じて発光する。このように各赤、緑、青の画素を適宜、並置することによって、フルカラー表示装置を作製した。

このフルカラー表示装置を駆動することにより、輝度が高く、高耐久性を有し、かつ、鮮明なフルカラー動画表示が得られることが分かった。

実施例３
〔白色発光素子及び白色照明装置の作製〕
実施例１の透明支持基板の電極を２０ｍｍ×２０ｍｍにパターニングし、その上に実施例１と同様に正孔注入／輸送層としてα−ＮＰＤを２５ｎｍの厚さで製膜し、さらに、化合物７４の入った前記加熱ボートと、化合物Ｇの入ったボート及び化合物Ａの入ったボートをそれぞれ独立に通電して発光ホストである化合物７４と発光ドーパントである化合物Ｇの入ったボート及び化合物Ａの蒸着速度が１００：１１：２になるように調整し膜厚４０ｎｍの厚さになるように蒸着し、発光層を設けた。

ついで、ＢＣＰを１０ｎｍ製膜して正孔阻止層を設けた。さらに、Ａｌｑ₃を４０ｎｍで製膜し電子輸送層を設けた。

次に、実施例１と同様に、電子輸送層の上にステンレス鋼製の透明電極とほぼ同じ形状の正方形穴あきマスクを設置し、陰極バッファー層としてフッ化リチウム０．５ｎｍ及び陰極としてアルミニウム１５０ｎｍを蒸着製膜した。

この素子を実施例１と同様な方法及び同様な構造の封止缶を具備させ、平面ランプを作製した。図６に平面ランプの模式図を示した。図６（ａ）に平面模式を図６（ｂ）に断面模式図を示す。

この平面ランプに通電したところほぼ白色の光が得られ、照明装置として使用できることが分かった。

有機ＥＬ素子から構成される表示装置の一例を示した模式図である。 表示部Ａの模式図である。 画素を構成する駆動回路の等価回路図である。 パッシブマトリクス方式による表示装置の模式図である。 有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１−１の封止構造の概略模式図である。 有機ＥＬ素子を具備してなる照明装置の模式図である。

符号の説明

１ ディスプレイ
３ 画素
５ 走査線
６ データ線
７ 電源ライン
１０ 有機ＥＬ素子
１１ スイッチングトランジスタ
１２ 駆動トランジスタ
１３ コンデンサ
Ａ 表示部
Ｂ 制御部
１０１ 透明電極付きガラス基板
１０２ 有機ＥＬ層
１０３ 陰極
１０４ ガラス製封止缶
１０５ 酸化バリウム（捕水剤）
１０６ 窒素ガス
１０７ 紫外線硬化型接着剤

Claims (14)

1. 下記一般式（１）で表される２座配位子またはその互変異性体を部分構造として有する金属錯体であ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用材料。
   

   

   （式中、Ｍは金属原子であり、Ｚ₁₁及びＺ₁₂は酸素原子、窒素原子または硫黄原子であり、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。点線と実線で表した結合は単結合あるいは二重結合であることを表す。Ｒ₁₁〜Ｒ₁₃は置換基であり、Ｒ₁₂は炭素原子数３以上の置換基である。Ｒ₁₁〜Ｒ₁₃の各置換基は互いに連結して芳香環または飽和環を形成してもよい。ｎ１は１〜３の整数である。）
2. 前記一般式（１）で表される金属錯体が、下記一般式（２）で表される２座配位子またはその互変異性体を部分構造として有する金属錯体であることを特徴とする請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
   

   

   （式中、Ｍは金属原子であり、Ｚ₂₁及びＺ₂₂はそれぞれ酸素原子または硫黄原子である。Ｒ₂₁〜Ｒ₂₃は置換基であり、Ｒ₂₂は炭素原子数３以上の置換基であり、Ｒ₂₁〜Ｒ₂₃の各置換基同士がさらに結合して環を形成することはない。ｎ２は１〜３の整数である。）
3. 前記一般式（２）で表される金属錯体が、下記一般式（３）で表される２座配位子またはその互変異性体を部分構造として有する金属錯体であ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用材料。
   

   

   （式中、Ｍは８〜１１族の金属原子であり、Ｒ₃₁〜Ｒ₃₃は置換基であり、Ｒ₃₂は炭素原子数３以上の置換基である。Ｒ₃₁〜Ｒ₃₃の各置換基同士がさらに結合して環を形成することはない。ｎ３は１〜３の整数である。）
4. 前記置換基Ｒ₁₂、Ｒ₂₂、Ｒ₃₂のファンデルワールス（ＶＤＷ）体積が５０ų以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
5. 前記置換基Ｒ₁₂、Ｒ₂₂、Ｒ₃₂が、置換基を有していてもよい炭素原子数３以上の直鎖状または分岐状の炭素鎖であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
6. 前記金属原子Ｍが、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、ＲｈまたはＰｄであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を、有機エレクトロルミネッセンスを形成する有機層の少なくとも一層に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。
8. 前記有機層が発光層であることを特徴とする請求項７に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
9. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を、ドーパントとして発光層に含有することを特徴とする請求項８に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
10. 前記有機層の少なくとも一層にカルバゾール誘導体を含有することを特徴とする請求項７〜９のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
11. 前記有機層の少なくとも一層に下記一般式（４）で表される化合物を含有することを特徴とする請求項７〜９のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
    

    

    （式中、Ｚ₄₁は芳香族複素環を形成する原子群を表し、Ｚ₄₂は芳香族複素環または芳香族炭化水素環を形成する原子群を表し、Ｚ₄₃は２価の連結基または単なる結合手を表す。Ｒ₄₁は水素原子または置換基を表す。）
12. 前記有機層が発光層または正孔阻止層であることを特徴とする請求項１０または１１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
13. 請求項７〜１２のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を有することを特徴とする表示装置。
14. 請求項７〜１２のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を有することを特徴とする照明装置。

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