JP2010161326A - 有機電界発光素子 - Google Patents

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Abstract

【課題】本発明の課題は、高い発光効率、低い駆動電圧であった、かつ耐久性に優れた有機電界発光素子を提供することにある。
【解決手段】一対の電極間に、発光層を含む少なくとも一層の有機化合物層を挟持する有機電界発光素子であって、前記発光層に隣接して電荷輸送材と下記一般式(1)で表される化合物を含有する電荷輸送層を有することを特徴とする有機電界発光素子。

【選択図】なし

Description

本発明はフルカラ−ディスプレイ、バックライト、照明光源等の面光源やプリンタ−等の光源アレイ等に有効に利用できる有機電界発光素子(以下、有機EL素子と呼ぶ場合がある。)に関する。
有機EL素子は、発光層もしくは発光層を含む複数の有機層と、有機層を挟んだ対向電極とから構成されている。有機EL素子は、陰極から注入された電子と陽極から注入された正孔とが有機層において再結合し、生成した励起子からの発光、及び前記励起子からエネルギー移動して生成した他の分子の励起子からの発光の少なくとも一方を利用した発光を得るための素子である。
これまで有機EL素子は、機能を分離した積層構造を用いることにより、輝度及び素子効率が大きく改善され発展してきた。例えば、正孔輸送層と発光兼電子輸送層を積層した二層積層型素子や正孔輸送層、発光層および電子輸送層とを積層した三層積層型素子や、正孔輸送層、発光層、正孔阻止層および電子輸送層とを積層した四層積層型素子がよく用いられる。
しかしながら、有機EL素子の実用化には、発光効率を高めることおよび駆動耐久性を高めることなど未だ多くの課題が残されている。特に発光効率を高めることは、電力消費が低減でき、さらに駆動耐久性の点でも有利となるので、これまで多くの改良手段が開示されている。しかしながら、一般に発光効率の高い発光材料は駆動中に輝度劣化を起こす欠点を有し、また、駆動耐久性に優れた材料は輝度が低い欠点を有し、発光効率を高めることと駆動耐久性を高めることを両立させることは容易ではなく、さらに改良が探索されている。
例えば、発光層に隣接する層に電気的に不活性な材料を添加し、発光層で生成した励起子の隣接層への拡散と無効化を防止した有機EL素子が開示されている(例えば、特許文献1、2参照)。しかしながら、電気抵抗の増大と駆動電圧の上昇が避けられない。
一方、発光効率が高い発光材料の探索も進められている。例えば、発光層の発光材料としてアダマンタン誘導体を用いること、或いは、発光層の発光材料としてアダマンタン誘導体を用いてさらに隣接する層にアダマンタン誘導体含有する有機EL素子が開示されている(例えば、特許文献3参照)。しかしながら、該アダマンタン誘導体は電荷輸送性に乏しく、発光効率が低く、駆動電圧が高くなる問題があった。また、発光層に無置換もしくは直鎖状又は分岐のアルキル基を置換基として有するアダマンタン化合物をホスト化合物とし、ゲスト化合物とともに含有する有機EL素子が、発光効率向上や駆動耐久性向上が見込まれることが開示されている(例えば、特許文献4参照)。しかしながら、該アダマンタン化合物は電荷輸送性を有しないため、電荷はゲスト化合物上しか流れない。従って、該アダマンタン化合物の含有によって駆動電圧が増加し、発光効率の大きな向上は望めない。また、オルト−ターフェニル基を有するアダマンタン化合物を発光層のホスト材料に用いることにより特に耐熱性が向上し、発光効率が高い有機EL素子が提供されることが開示されている(例えば、特許文献5参照)。しかしながら、有機EL素子が実用に供されるには、高い発光効率、高い駆動耐久性の他に、低い駆動電圧で作動すること、広い発光波長領域の発光を可能にすることなど、総合的に多くの具備すべき特性が必要とされる。特許文献5に開示されている発光層の構成では、それらの要求に十分に応えられるとは言えない。
特開2005−294248号公報 特開2005−294249号公報 特開2003−321402号公報 特開2006−120811号公報 特開2005−220080号公報
本発明の目的は、高い発光効率、低い駆動電圧、かつ耐久性に優れた有機EL素子を提供することにある。
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、下記の手段により達成されるものである。
<1> 一対の電極間に、発光層を含む少なくとも一層の有機化合物層を挟持する有機電界発光素子であって、前記発光層に隣接して電荷輸送材料と下記一般式(1)で表される化合物を含有する電荷輸送層を有することを特徴とする有機電界発光素子:
(一般式(1)において、R〜Rは、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数2〜6のアルケニル基、炭素数2〜6のアルキニル基、アリール基、ヘテロアリール基、炭素数1〜6のアルコキシ基、アシル基、アシロキシ基、アミノ基、ニトロ基、シアノ基、エステル基、アミド基、ハロゲン原子、炭素数1〜6のパーフルオロアルキル基、又はシリル基を表し、該R〜Rの少なくとも1つは、二重結合あるいは三重結合を有する基である。X〜X12は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数2〜6のアルケニル基、炭素数2〜6のアルキニル基、アリール基、ヘテロアリール基、炭素数1〜6のアルコキシ基、アシル基、アシロキシ基、アミノ基、ニトロ基、シアノ基、エステル基、アミド基、ハロゲン原子、炭素数1〜6のパーフルオロアルキル基、又はシリル基を表す。)。
<2> 前記電荷輸送層を前記発光層の陽極に面する側に有することを特徴とする<1>に記載の有機電界発光素子。
<3> 前記電荷輸送層を前記発光層の陰極に面する側に有することを特徴とする<1>または<2>に記載の有機電界発光素子。
<4> 前記電荷輸送層を前記発光層の陽極に面する側、及び陰極に面する側に有することを特徴とする<1>に記載の有機電界発光素子。
<5> 前記電荷輸送層中の前記一般式(1)で表される化合物の含有量が5質量%以上50質量%以下であることを特徴とする<1>〜<4>のいずれかに記載の有機電界発光素子。
<6> 前記一般式(1)で表される化合物の最高占有軌道と最低非占有軌道とのエネルギー差(Egと表記する)が4.0eV以上であることを特徴とする<1>〜<5>のいずれかに記載の有機電界発光素子。
<7> 前記一般式(1)で表される化合物の三重項最低励起準位(T1と表記する)が2.7eV以上であることを特徴とする<1>〜<6>のいずれかに記載の有機電界発光素子。
<8> 前記一般式(1)で表される化合物の電子親和力(Eaと表記する)が2.3eV以上であることを特徴とする<1>〜<7>のいずれかに記載の有機電界発光素子。
<9> 前記一般式(1)で表される化合物のイオン化ポテンシャル(Ipと表記)が6.1eV以上であることを特徴とする<1>〜<8>のいずれかに記載の有機電界発光素子。
<10> 前記二重結合を有する基がフェニル基、ジフェニル基、又はトリフェニル基であることを特徴とする<1>〜<9>のいずれかに記載の有機電界発光素子。
<11> 前記二重結合を有する基がフェニル基であることを特徴とする<10>に記載の有機電界発光素子。
<12> 前記電荷輸送層が前記一般式(1)で表される化合物を複数混合して含有することを特徴とする<1>〜<11>のいずれかに記載の有機電界発光素子。
<13> 前記複数混合される一般式(1)で表される化合物が互いにフェニル基の数が異なる化合物であることを特徴とする<12>に記載の有機電界発光素子。
<14> 前記発光層が金属錯体を含有することを特徴とする<1>〜<13>のいずれかに記載の有機電界発光素子。
<15> 前記金属錯体が3座以上の配位子を有する金属錯体であることを特徴とする<14>に記載の有機電界発光素子。
<16> 前記金属錯体が下記一般式(A)で表される金属錯体であることを特徴とする<15>に記載の有機電界発光素子:
(一般式(A)中、M11は金属イオンを表し、L11〜L15はそれぞれM11に配位する配位子を表す。L11とL14との間に原子群がさらに存在して環状配位子を形成してもよい。L15はL11及びL14の両方と結合して環状配位子を形成してもよい。Y11、Y12、Y13はそれぞれ連結基、単結合、または二重結合を表す。また、Y11、Y12、又はY13が連結基である場合、L11とY12、Y12とL12、L12とY11、Y11とL13、L13とY13、Y13とL14の間の結合は、それぞれ独立に、単結合又は二重結合を表す。n11は0〜4を表す。M11とL11〜L15との結合は、それぞれ配位結合、イオン結合、共有結合のいずれでもよい。)。
<17> 前記一般式(A)でM11が白金イオンであることを特徴とする<16>に記載の有機電界発光素子。
本発明によれば、高い発光効率と低い駆動電圧を有し、かつ耐久性に優れた有機EL素子が提供される。
以下、本発明の有機電界発光素子について詳細に説明する。
本発明の発光素子は、基板上に陰極と陽極を有し、該電極間に発光層を含む少なくとも一層の有機化合物層を挟持する有機電界発光素子であって、前記発光層に隣接して電荷輸送材料と下記一般式(1)で表される化合物を含有する電荷輸送層を有することを特徴とする。
一般式(1)において、R〜Rは、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数2〜6のアルケニル基、炭素数2〜6のアルキニル基、アリール基、ヘテロアリール基、炭素数1〜6のアルコキシ基、アシル基、アシロキシ基、アミノ基、ニトロ基、シアノ基、エステル基、アミド基、ハロゲン原子、炭素数1〜6のパーフルオロアルキル基、又はシリル基を表し、該R〜Rの少なくとも1つは、二重結合あるいは三重結合を有する基である。X〜X12は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数2〜6のアルケニル基、炭素数2〜6のアルキニル基、アリール基、ヘテロアリール基、炭素数1〜6のアルコキシ基、アシル基、アシロキシ基、アミノ基、ニトロ基、シアノ基、エステル基、アミド基、ハロゲン原子、炭素数1〜6のパーフルオロアルキル基、又はシリル基を表す。
発光素子の性質上、陽極及び陰極のうち少なくとも一方の電極は、透明であることが好ましい。
本発明における有機化合物層は、単層または積層のいずれであってもよい。積層の場合の態様としては、陽極側から、正孔輸送層、発光層、電子輸送層の順に積層されている態様が好ましい。更に、正孔輸送層と発光層との間、又は、発光層と電子輸送層との間には、電荷ブロック層等を有していてもよい。陽極と正孔輸送層との間に、正孔注入層を有してもよく、陰極と電子輸送層との間には、電子注入層を有してもよい。尚、各層は複数の二次層に分かれていてもよい。
1.一般式(1)で表される化合物の説明
次に本発明の有機電界発光素子に用いる一般式(1)で表される化合物について、詳細に説明する。
一般式(1)において、R〜Rは、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数2〜6のアルケニル基、炭素数2〜6のアルキニル基、アリール基、ヘテロアリール基、炭素数1〜6のアルコキシ基、アシル基、アシロキシ基、アミノ基、ニトロ基、シアノ基、エステル基、アミド基、ハロゲン原子、炭素数1〜6のパーフルオロアルキル基、シリル基を表し、該R〜Rの少なくとも1つは、二重結合、あるいは三重結合を有する基である。X〜X12は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数2〜6のアルケニル基、炭素数2〜6のアルキニル基、アリール基、ヘテロアリール基、炭素数1〜6のアルコキシ基、アシル基、アシロキシ基、アミノ基、ニトロ基、シアノ基、エステル基、アミド基、ハロゲン原子、炭素数1〜6のパーフルオロアルキル基、シリル基を表す。
<置換基等の詳細な説明>
〜R、および、X〜X12で表される炭素数1〜6のアルキル基としては、例えばメチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、sec−ブチル(すなわち、2−ブチル)、イソブチル、tert−ブチル、n−ペンチル、イソペンチル、n−ヘキシル、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシルなどが挙げられる。
〜R、および、X〜X12で表される炭素数2〜6のアルケニル基としては、例えば、ビニル、アリル(すなわち、1−(2−プロペニル))、1−(1−プロペニル)、2−プロペニル、1−(1−ブテニル)、1−(2−ブテニル)、1−(3−ブテニル)、1−(1,3−ブタジエニル)、2−(2−ブテニル)、1−(1−ペンテニル)、5−(シクロペンタジエニル)、1−(1−シクロヘキセニル)などが挙げられる。
〜R、および、X〜X12で表される炭素数2〜6のアルキニル基としては、例えば、エチニル、プロパルギル(すなわち、1−(2−プロピニル))、1−(1−プロピニル)、1−ブタジイニル、1−(1,3−ペンタジイニル)などが挙げられる。
〜R、および、X〜X12で表されるアリール基としては、例えば、フェニル、o−トリル(すなわち、1−(2−メチルフェニル))、m−トリル、p−トリル、1−(2,3−ジメチルフェニル)、1−(3,4−ジメチルフェニル)、2−(1,3−ジメチルフェニル)、1−(3,5−ジメチルフェニル)、1−(2,5−ジメチルフェニル)、p−クメニル、メシチル、1−ナフチル、2−ナフチル、1−アントラニル、2−アントラニル、9−アントラニル、および、4−ビフェニリル(すなわち、1−(4−フェニル)フェニル)、3−ビフェニリル、2−ビフェニリルなどのビフェニリル類、4−p−テルフェニリル(すなわち、1−4−(4−ビフェニリル)フェニル)、4−m−テルフェニリル(すなわち、1−4−(3−ビフェニリル)フェニル)などのテルフェニリル類などが挙げられる。
〜R、および、X〜X12で表されるヘテロアリール基としては、含まれるヘテロ原子としては、例えば、窒素原子、酸素原子、硫黄原子などが挙げられ、具体的には、例えば、イミダゾリル、ピラゾリル、ピリジル、ピラジル、ピリミジル、トリアジニル、キノリル、イソキノリニル、ピロリル、インドリル、フリル、チエニル、ベンズオキサゾリル、ベンズイミダゾリル、ベンズチアゾリル、カルバゾリル、アゼピニルなどが挙げられる。
〜R、および、X〜X12で表される炭素数1〜6のアルコキシ基としては、例えば、メトキシ、エトキシ、イソプロポキシ、シクロプロポキシ、n−ブトキシ、tert−ブトキシ、シクロヘキシロキシ、フェノキシなどが挙げられる。
〜R、および、X〜X12で表されるアシル基としては、例えば、アセチル、ベンゾイル、ホルミル、ピバロイルなどが挙げられる。
〜R、および、X〜X12で表されるアシロキシ基としては、例えば、アセトキシ、ベンゾイルオキシなどが挙げられる。
〜R、および、X〜X12で表されるアミノ基としては、例えば、アミノ、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、ジフェニルアミノ、ジトリルアミノ、ピロリジノ、ピペリジノ、モルフォリノなどが挙げられる。
〜R、および、X〜X12で表されるエステル基としては、例えば、メチルエステル(すなわち、メトキシカルボニル)、エチルエステル、イソプロピルエステル、フェニルエステル、ベンジルエステルなどが挙げられる。
〜R、および、X〜X12で表されるアミド基としては、例えば、アミドの炭素原子で連結した、N,N−ジメチルアミド(すなわち、ジメチルアミノカルボニル)、N−フェニルアミド、N,N−ジフェニルアミドや、アミドの窒素原子で連結した、N−メチルアセトアミド(すなわち、アセチルメチルアミノ)、N−フェニルアセトアミド、N−フェニルベンズアミドなどが挙げられる。
〜R、および、X〜X12で表されるハロゲンとしては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子などが挙げられる。
〜R、および、X〜X12で表される炭素数1〜6のパーフルオロアルキル基としては、例えば、トリフルオロメチル、ペンタフルオロエチル、1−パーフルオロプロピル、2−パーフルオロプロピル、パーフルオロペンチルなどが挙げられる。
〜R、および、X〜X12で表される炭素数1〜18のシリル基としては、例えば、トリメチルシリル、トリエチルシリル、トリイソプロピルシリル、トリフェニルシリル、メチルジフェニルシリル、ジメチルフェニルシリル、tert−ブチルジメチルシリル、tert−ブチルジフェニルシリルなどが挙げられる。
上記のR〜R、および、X〜X12は、更に他の置換基で置換されていてもよい。例えば、アルキル基にアリール基が置換したものとしては、ベンジル、9−フルオレニル、1−(2−フェニルエチル)、1−(4−フェニル)シクロヘキシルなどが挙げられ、アリール基にヘテロアリール基が置換されたものとしては、1−(4−Nーカルバゾリル)フェニル、1−(3,5−ジ(Nーカルバゾリル))フェニル、1−(4−(2−ピリジル)フェニル)などが挙げられる。
上記のR〜Rとして好ましくは、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、ヘテロアリール基、アルコキシ基、アミノ基、エステル基、シリル基であり、より好ましくは、水素原子、アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、アルコキシ基、アミノ基、シリル基であり、特に好ましくは、水素原子、アルキル基、アリール基である。
上記のX〜X12として好ましくは、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、ヘテロアリール基、アルコキシ基、アミノ基、エステル基、シリル基であり、より好ましくは、水素原子、アルキル基、アリール基であり、特に好ましくは、水素原子である。
〜R、および、X〜X12で表される炭素数1〜6のアルキル基としては好ましくは、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチル、tert−ブチル、n−ペンチル、n−ヘキシル、シクロペンチル、シクロヘキシルであり、より好ましくは、メチル、エチル、tert−ブチル、n−ヘキシル、シクロヘキシルであり、特に好ましくは、メチル、エチルである。
〜R、および、X〜X12で表されるアリール基として好ましくは、フェニル、o−トリル、1−(3,4−ジメチルフェニル)、1−(3,5−ジメチルフェニル)、1−ナフチル、2−ナフチル、9−アントラニル、および、ビフェニリル類、テルフェニリル類であり、より好ましくは、フェニル、ビフェニリル類、テルフェニリル類であり、より好ましくは、フェニルである。
〜R、および、X〜X12で表される水素原子は、重水素原子であってもよく、重水素原子である方が好ましい。
一般式(1)で表される化合物に含まれる水素原子は、その一部、もしくは、すべてが重水素原子で置換されていても良い。
〜Rの少なくとも1つは、二重結合、あるいは三重結合を有する基であるが、二重結合としては、例えば、C=C、C=O、C=S,C=N、N=N、S=O、P=Oなどが挙げられ、好ましくはC=C、C=O、C=N、S=O、P=Oであり、より好ましくはC=C、C=O、C=Nであり、特に好ましくはC=Cである。三重結合としては、C≡C、C≡Nが挙げられ、好ましくはC≡Cである。
〜Rの、二重結合、あるいは三重結合を有する基としては、アリール基が好ましく、なかでも、下記で表されるフェニル基、ビフェニリル基、テルフェニリル基が好ましく、フェニル基が特に好ましい。
〜Rの少なくとも1つは、二重結合、あるいは三重結合を有する基であるが、R〜Rで二重結合、あるいは三重結合を有するものの数は2−4が好ましく、3−4がより好ましく、4が特に好ましい。
〜Rで二重結合、あるいは三重結合を有するものの数が1−3の場合、残りの単結合のみからなるR〜Rは、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、シリル基が好ましく、水素原子、アルキル基、シリル基が好ましく、水素原子、アルキル基が特に好ましい。
〜R、および、X〜X12は互いに連結して環構造を形成していても良い。たとえば、下記のように、X、X、Xが互いに連結して、ジアマンタン構造を形成していてもよく、さらに、X、X、X12が互いに連結して、トリアマンタン構造を形成していてもよい。これらのジアマンタン構造、トリアマンタン構造は、更に置換基で置換されていてもよい。
本発明に於いては好ましくは、一般式(1)で表される化合物の最高占有軌道と最低非占有軌道とのエネルギー差(Egと表記する)が4.0eV以上である。より好ましくは、4.2eV以上5.0eV以下である。
本発明に於いては好ましくは、一般式(1)で表される化合物の三重項最低励起準位(T1と表記する)が2.7eV以上である。より好ましくは、2.8eV以上3.5eV以下である。
また、本発明に於いては好ましくは、一般式(1)で表される化合物の電子親和力(Eaと表記する)が2.3eV以下である。より好ましくは、2.0eV以下である。
以下に本発明に用いられる一般式(1)で表される化合物の具体例を挙げるが、本発明の化合物がこれらに限定されるものではない。
本発明に於いては、一般式(1)で表される化合物は、1種類であっても複数混合して用いても良い。好ましくは、二重結合を有する基が互いに異なる化合物、もしくはその置換数が互いに異なる化合物を混合して用いることができる。例えば、二重結合を有する基としてフェニル基、ビフェニリル基、テルフェニリル基が挙げられ、それらの置換数が1〜4の化合物が挙げられる。該フェニル基、ビフェニリル基、テルフェニリル基はさらにベンゼン環が置換基として取り得る置換基を有しても良い。本発明に於いては、特に置換数が1のモノ置換体と置換数が4のテトラ置換体を混合して用いるのが好ましい。例えば、モノフェニル置換体とテトラフェニル置換体との混合が好ましい例として提示される。
本発明に於いては、一般式(1)で表される化合物を複数混合して用いる場合、その混合比率は好ましくは質量比で1:99〜99:1の範囲であり、より好ましくは、20: 80〜80:20の範囲である。
一般式(1)で表される化合物を複数混合して用いることにより、さらにアモルファス材料のアモルファス状態の保護効果が向上し、より駆動耐久性の向上が達成される。
本発明に於ける一般式(1)で表される化合物は、発光層に隣接する電荷輸送層に含有される。発光層に隣接する電荷輸送層として1つの態様は、該発光層の陽極に面する側に設けられた電荷輸送層である。別の態様は、該発光層の陰極に面する側に設けられた電荷輸送層である。別のより好ましい態様は、該発光層の陽極に面する側、及び該発光層の陰極に面する側に一般式(1)で表される化合物を含有する電荷輸送層を有する態様である。
発光層に隣接する電荷輸送層が該発光層の陽極に面する側に設けられた電荷輸送層である場合、電荷輸送材料としては、正孔輸送材料が好ましく用いられる。正孔輸送材料としては特に限定されるものではなく、例えば、後述の正孔輸送性ホスト材料、正孔注入層、正孔輸送層の材料として記載されている材料が好ましい材料として挙げられる。
陽極に面する側に設けられた電荷輸送層に一般式(1)で表される化合物を含有する場合、該電荷輸送層は正孔輸送層もしくは正孔輸送層と発光層との間の層であることが好まい。
発光層に隣接する電荷輸送層が該発光層の陰極に面する側に設けられた電荷輸送層である場合、電荷輸送材料としては、電子輸送材料が好ましく用いられる。電子輸送材料としては特に限定されるものではなく、例えば、後述の電子輸送性ホスト材料、電子注入層、電子輸送層の材料として記載されている材料が好ましい材料として挙げられる。
陰極に面する側に設けられた電荷輸送層に一般式(1)で表される化合物を含有する場合、該電荷輸送層は電子輸送層もしくは電子輸送層と発光層との間の層であることが好ましい。
前記電荷輸送層中の前記電荷輸送材料の含有量は、質量比で5質量%以上90質量%以下が好ましく、より好ましくは、5質量%以上50質量%以下である。
本発明に於ける一般式(1)で表される化合物を含有する電荷輸送層の厚みは、好ましくは、1nm〜200nmであり、より好ましくは2nm〜100nm、更に好ましくは、5nm〜50nmである。
2.発光層
発光層は、電界印加時に、陽極、正孔注入層、又は正孔輸送層から正孔を受け取り、陰極、電子注入層、又は電子輸送層から電子を受け取り、正孔と電子の再結合の場を提供して発光させる機能を有する層である。
本発明に於ける発光層は、発光材料として特に限定されるものではなく、蛍光発光材料及び燐光発光材料を用いることができるが、金属錯体が好ましく用いられる。本発明に於ける発光層は、さらにホスト材料を含有するのが好ましい。ホスト材料としては正孔輸送性ホスト材料、及び電子輸送性ホスト材料のいずれも用いることができる。本発明に於いては、好ましくは正孔輸送性ホスト材料が用いられる。
本発明に於ける発光層の厚みは、特に限定されるものではないが、通常、1nm〜500nmであり、好ましくは5nm〜200nm、より好ましくは、10nm〜100nmである。
2−1.発光材料
発光材料としては、蛍光発光材料及び燐光発光材料が知られている。
(a)燐光発光材料
燐光発光材料としては、一般に、遷移金属原子又はランタノイド原子を含む金属錯体を挙げることができる。
遷移金属原子としては、好ましくは、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、タングステン、レニウム、オスミウム、イリジウム、及び白金が挙げられ、より好ましくは、レニウム、イリジウム、及び白金であり、更に好ましくはイリジウム、白金である。
ランタノイド原子としては、例えばランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジム、サマリウム、ユーロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム、およびルテシウムが挙げられる。これらのランタノイド原子の中でも、ネオジム、ユーロピウム、及びガドリニウムが好ましい。
錯体の配位子としては、例えば、G.Wilkinson等著,Comprehensive Coordination Chemistry,Pergamon Press社1987年発行、H.Yersin著,「Photochemistry and Photophysics of Coordination Compounds」 Springer−Verlag社1987年発行、山本明夫著「有機金属化学−基礎と応用−」裳華房社1982年発行等に記載の配位子などが挙げられる。
具体的な配位子としては、好ましくは、ハロゲン配位子(好ましくは塩素配位子)、芳香族炭素環配位子(例えば、シクロペンタジエニルアニオン、ベンゼンアニオン、またはナフチルアニオンなど)、含窒素ヘテロ環配位子(例えば、フェニルピリジン、ベンゾキノリン、キノリノール、ビピリジル、またはフェナントロリンなど)、ジケトン配位子(例えば、アセチルアセトンなど)、カルボン酸配位子(例えば、酢酸配位子など)、アルコラト配位子(例えば、フェノラト配位子など)、一酸化炭素配位子、イソニトリル配位子、シアノ配位子であり、より好ましくは、含窒素ヘテロ環配位子である。
上記金属錯体は、化合物中に遷移金属原子を一つ有してもよいし、また、2つ以上有するいわゆる複核錯体であってもよい。異種の金属原子を同時に含有していてもよい。
これらの中でも、発光材料の具体例としては、例えば、US6303238B1、US6097147、WO00/57676、WO00/70655、WO01/08230、WO01/39234A2、WO01/41512A1、WO02/02714A2、WO02/15645A1、WO02/44189A1、特開2001−247859、特開2002−302671、特開2002−117978、特開2002−225352、特開2002−235076、特開2003−123982、特開2002−170684、EP 1211257、特開2002−226495、特開2002−234894、特開2001−247859、特開2001−298470、特開2002−173674、特開2002−203678、特開2002−203679、特開2004−357791、特開2005−256999、特開2006−256999等の特許公報に記載の燐光発光化合物などが挙げられる。
(b)蛍光発光材料
蛍光性の発光性ドーパントとしては、一般には、ベンゾオキサゾール、ベンゾイミダゾール、ベンゾチアゾール、スチリルベンゼン、ポリフェニル、ジフェニルブタジエン、テトラフェニルブタジエン、ナフタルイミド、クマリン、ピラン、ペリノン、オキサジアゾール、アルダジン、ピラリジン、シクロペンタジエン、ビススチリルアントラセン、キナクリドン、ピロロピリジン、チアジアゾロピリジン、シクロペンタジエン、スチリルアミン、芳香族ジメチリディン化合物、縮合多環芳香族化合物(アントラセン、フェナントロリン、ピレン、ペリレン、ルブレン、又はペンタセンなど)、8−キノリノールの金属錯体、ピロメテン錯体や希土類錯体に代表される各種金属錯体、ポリチオフェン、ポリフェニレン、ポリフェニレンビニレン等のポリマー化合物、有機シラン、およびこれらの誘導体などを挙げることができる。
本発明に用いられる発光材料は、好ましくは、燐光発光材料であって、その電子親和力(Ea)が2.5eV以上3.5eV以下であり、イオン化ポテンシャル(Ip)が5.7eV以上7.0eV以下の電子輸送性の燐光発光材料である。
具体的には、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、タングステン、レニウム、オスミウム、イリジウム、白金、ランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジム、サマリウム、ユーロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム、及びルテシウム錯体が挙げられ、より好ましくは、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、又は白金錯体であり、最も好ましくは白金錯体である。
本発明に用いられる燐光発光材料として、3座以上の配位子を有する金属錯体が特に好ましい。
(多座金属錯体)
本発明における3座以上の配位子を有する金属錯体について説明する。
1)金属イオン
該金属錯体において金属イオンに配位する原子は特に限定されないが、酸素原子、窒素原子、炭素原子、硫黄原子又はリン原子が好ましく、酸素原子、窒素原子又は炭素原子がより好ましく、窒素原子又は炭素原子が更に好ましい。
金属錯体中の金属イオンは、特に限定されないが、発光効率向上、耐久性向上、駆動電圧低下の観点から、遷移金属イオン、希土類金属イオンであることが好ましく、イリジウムイオン、白金イオン、金イオン、レニウムイオン、タングステンイオン、ロジウムイオン、ルテニウムイオン、オスミウムイオン、パラジウムイオン、銀イオン、銅イオン、コバルトイオン、亜鉛イオン、ニッケルイオン、鉛イオン、アルミニウムイオン、ガリウムイオン、または希土類金属イオン(例えば、ユーロピウムイオン、カドリニウムイオン、またはテルビウムイオンなど)が挙げられ、好ましくは、イリジウムイオン、白金イオン、金イオン、レニウムイオン、タングステンイオン、パラジウムイオン、亜鉛イオン、アルミニウムイオン、ガリウムイオン、ユーロピウムイオン、カドリニウムイオン、またはテルビウムイオンであり、より好ましくは、イリジウムイオン、白金イオン、レニウムイオン、タングステンイオン、ユーロピウムイオン、カドリニウムイオン、またはテルビウムイオンであり、さらに好ましくは、イリジウムイオン、白金イオン、パラジウムイオン、亜鉛イオン、アルミニウムイオン、またはガリウムイオンであり、最も好ましくは白金イオンである。
2)配位数
本発明における3座以上の配位子を有する金属錯体としては、発光効率向上、耐久性向上の観点から、3座以上6座以下の配位子を有する金属錯体が好ましく、イリジウムイオンに代表される6配位型錯体を形成しやすい金属イオンの場合には、3座、4座、または6座の配位子を有する金属錯体がより更好ましく、白金イオンに代表される4配位型錯体を形成しやすい金属イオンの場合には、3座または4座の配位子を有する金属錯体がより好ましく、4座の配位子を有する金属錯体が更に好ましい。
3)配位子
本発明における金属錯体の配位子は発光効率向上、耐久性向上の観点から、鎖状、又は、環状であることが好ましく、中心金属(例えば、後述する一般式(A)で表される化合物の場合であればM11を表す。)に窒素で配位する含窒素へテロ環(例えば、ピリジン環、キノリン環、ピリミジン環、ピラジン環、ピロール環、イミダゾール環、ピラゾール環、オキサゾール環、チアゾール環、オキサジアゾール環、チアジアゾール環、またはトリアゾール環など)を少なくとも一つ有することが好ましい。該含窒素ヘテロ環としては、含窒素6員ヘテロ環、含窒素5員ヘテロ環であることがより好ましい。これらのヘテロ環は他の環と縮合環を形成してもよい。
金属錯体の配位子が鎖状であるとは、金属錯体の配位子が環状構造をとらないことを意味する(例えば、ターピリジル配位子など。)。また、金属錯体の配位子が環状であるとは、金属錯体中の複数の配位子が互いに結合して、閉じた構造形成することを意味する(例えば、フタロシアニン配位子、クラウンエーテル配位子など。)。
4)好ましい金属錯体の構造
本発明における金属錯体としては、以下に詳述する一般式(A)で表される有機化合物であることが好ましい。
一般式(A)中、M11は金属イオンを表し、L11〜L15はそれぞれM11に配位する配位子を表す。L11とL14との間に原子群がさらに存在して環状配位子を形成してもよい。L15はL11及びL14の両方と結合して環状配位子を形成してもよい。
11、Y12、およびY13はそれぞれ連結基、単結合、または二重結合を表す。また、Y11、Y12、又はY13が連結基である場合、L11とY12、Y12とL12、L12とY11、Y11とL13、L13とY13、Y13とL14の間の結合は、それぞれ独立に、単結合又は二重結合を表す。n11は0〜4を表す。M11とL11〜L15との結合は、それぞれ配位結合、イオン結合、共有結合のいずれでもよい。
一般式(A)で表される有機化合物について詳細に説明する。
一般式(A)中、M11は金属イオンを表す。金属イオンとしては特に限定されないが、2価または3価の金属イオンが好ましい。2価または3価の金属イオンとしては、白金イオン、イリジウムイオン、レニウムイオン、パラジウムイオン、ロジウムイオン、ルテニウムイオン、銅イオン、ユーロピウムイオン、ガドリニウムイオン、テルビウムイオンが好ましく、白金イオン、イリジウムイオン、またはユーロピウムイオンがより好ましく、白金イオン、イリジウムイオンがさらに好ましく、白金イオンが特に好ましい。
一般式(A)中、L11、L12、L13、及びL14は、それぞれ独立に、M11に配位する配位子を表す。L11、L12、L13、及びL14に含まれ、かつ、M11に配位する原子としては、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、炭素原子、又はリン原子が好ましく、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、又は炭素原子がより好ましく、窒素原子、酸素原子、又は炭素原子が更に好ましい。
11とL11、L12、L13、及びL14でそれぞれ形成される結合は、それぞれ独立に、共有結合であってもイオン結合であっても配位結合であってもよい。本発明における配位子とは、説明の便宜上、配位結合のみならず他のイオン結合、共有結合により形成された場合においても用いるものとする。
11、Y12、L12、Y11、L13、Y13、及びL14から成る配位子は、アニオン性配位子(少なくとも一つのアニオンが金属と結合する配位子)であることが好ましい。アニオン性配位子中のアニオンの数は、1〜3が好ましく、1、2がより好ましく、2がさらに好ましい。
11に炭素原子で配位するL11、L12、L13、及びL14としては、特に限定されないが、それぞれ独立にイミノ配位子、芳香族炭素環配位子(例えばベンゼン配位子、ナフタレン配位子、アントラセン配位子、またはフェナントラセン配位子など)、ヘテロ環配位子(例えばチオフェン配位子、ピリジン配位子、ピラジン配位子、ピリミジン配位子、チアゾール配位子、オキサゾール配位子、ピロール配位子、イミダゾール配位子、ピラゾール配位子、及び、それらを含む縮環体(例えばキノリン配位子、ベンゾチアゾール配位子など)およびこれらの互変異性体)が挙げられる。
11に窒素原子で配位するL11、L12、L13、及びL14としては特に限定されないが、それぞれ独立に、含窒素へテロ環配位子(例えば、ピリジン配位子、ピラジン配位子、ピリミジン配位子、ピリダジン配位子、トリアジン配位子、チアゾール配位子、オキサゾール配位子、ピロール配位子、イミダゾール配位子、ピラゾール配位子、トリアゾール配位子、オキサジアゾール配位子、チアジアゾール配位子、及び、それらを含む縮環体(例えば、キノリン配位子、ベンズオキサゾール配位子、ベンズイミダゾール配位子など)、及び、これらの互変異性体(なお、本発明では通常の異性体以外に次のような例も互変異性体と定義する。例えば、後述する化合物(24)の5員ヘテロ環配位子、化合物(64)の末端5員ヘテロ環配位子もピロール互変異性体と定義する。)など、アミノ配位子(アルキルアミノ配位子(好ましくは炭素数2〜30、より好ましくは炭素数2〜20、特に好ましくは炭素数2〜10であり、例えばメチルアミノなどが挙げられる。)、アリールアミノ配位子(例えばフェニルアミノなどが挙げられる。)、アシルアミノ配位子(好ましくは炭素数2〜30、より好ましくは炭素数2〜20、特に好ましくは炭素数2〜10であり、例えばアセチルアミノ、ベンゾイルアミノなどが挙げられる。)、アルコキシカルボニルアミノ配位子(好ましくは炭素数2〜30、より好ましくは炭素数2〜20、特に好ましくは炭素数2〜12であり、例えばメトキシカルボニルアミノなどが挙げられる。)、アリールオキシカルボニルアミノ配位子(好ましくは炭素数7〜30、より好ましくは炭素数7〜20、特に好ましくは炭素数7〜12であり、例えばフェニルオキシカルボニルアミノなどが挙げられる。)、スルホニルアミノ配位子(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜20、特に好ましくは炭素数1〜12であり、例えばメタンスルホニルアミノ、ベンゼンスルホニルアミノなどが挙げられる。)、イミノ配位子など)が挙げられる。これらの配位子はさらに置換されていてもよい。
11に酸素原子で配位するL11、L12、L13、及びL14としては特に限定されないが、それぞれ独立に、アルコキシ配位子(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜20、特に好ましくは炭素数1〜10であり、例えばメトキシ、エトキシ、ブトキシ、2−エチルヘキシロキシなどが挙げられる。)、アリールオキシ配位子(好ましくは炭素数6〜30、より好ましくは炭素数6〜20、特に好ましくは炭素数6〜12であり、例えばフェニルオキシ、1−ナフチルオキシ、2−ナフチルオキシなどが挙げられる。)、ヘテロ環オキシ配位子(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜20、特に好ましくは炭素数1〜12であり、例えばピリジルオキシ、ピラジニルオキシ、ピリミジルオキシ、キノリルオキシなどが挙げられる。)、アシルオキシ配位子(好ましくは炭素数2〜30、より好ましくは炭素数2〜20、特に好ましくは炭素数2〜10であり、例えばアセトキシ、ベンゾイルオキシなどが挙げられる。)、シリルオキシ配位子(好ましくは炭素数3〜40、より好ましくは炭素数3〜30、特に好ましくは炭素数3〜24であり、例えばトリメチルシリルオキシ、トリフェニルシリルオキシなどが挙げられる。)、カルボニル配位子(例えばケトン配位子、エステル配位子、アミド配位子など)、エーテル配位子(例えばジアルキルエーテル配位子、ジアリールエーテル配位子、フリル配位子など)などが挙げられる。
11に硫黄原子で配位するL11、L12、L13、及びL14としては特に限定されないが、それぞれ独立に、アルキルチオ配位子(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜20、特に好ましくは炭素数1〜12であり、例えばメチルチオ、エチルチオなどが挙げられる。)、アリールチオ配位子(好ましくは炭素数6〜30、より好ましくは炭素数6〜20、特に好ましくは炭素数6〜12であり、例えばフェニルチオなどが挙げられる。)、ヘテロ環チオ配位子(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜20、特に好ましくは炭素数1〜12であり、例えばピリジルチオ、2−ベンズイミゾリルチオ、2−ベンズオキサゾリルチオ、2−ベンズチアゾリルチオなどが挙げられる。)、チオカルボニル配位子(例えばチオケトン配位子、チオエステル配位子など)、又はチオエーテル配位子(例えばジアルキルチオエーテル配位子、ジアリールチオエーテル配位子、チオフリル配位子など)などが挙げられる。これらの置換配位子は更に置換されてもよい。
11にリン原子で配位するL11、L12、L13、及びL14としては特に限定されないが、それぞれ独立に、ジアルキルホスフィノ基、ジアリールホスフィノ基、トリアルキルホスフィノ基、トリアリールホスフィノ基、およびホスフィニノ基等が挙げられる。これらの基は更に置換されてもよい。
11及びL14は、それぞれ独立に、芳香族炭素環配位子、アルキルオキシ配位子、アリールオキシ配位子、エーテル配位子、アルキルチオ配位子、アリールチオ配位子、アルキルアミノ配位子、アリールアミノ配位子、アシルアミノ配位子、含窒素へテロ環配位子(例えばピリジン配位子、ピラジン配位子、ピリミジン配位子、ピリダジン配位子、トリアジン配位子、チアゾール配位子、オキサゾール配位子、ピロール配位子、イミダゾール配位子、ピラゾール配位子、トリアゾール配位子、オキサジアゾール配位子、チアジアゾール配位子、又は、それらを含む縮配位子体(例えば、キノリン配位子、ベンズオキサゾール配位子、ベンズイミダゾール配位子など)、又は、これらの互変異性体など)が好ましく、芳香族炭素環配位子、アリールオキシ配位子、アリールチオ配位子、アリールアミノ配位子、並びにピリジン配位子、ピラジン配位子、イミダゾール配位子、又は、それらを含む縮配位子体(例えば、キノリン配位子、キノキサリン配位子、ベンズイミダゾール配位子など)、又は、これらの互変異性体がより好ましく、芳香族炭素環配位子、アリールオキシ配位子、アリールチオ配位子、又はアリールアミノ配位子がさらに好ましく、芳香族炭素環配位子、又はアリールオキシ配位子が特に好ましい。
12及びL13は、それぞれ独立に、M11と配位結合を形成する配位子が好ましく、M11と配位結合を形成する配位子としては、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、トリアジン環、チアゾール環、オキサゾール環、ピロール環、トリアゾール環、及び、それらを含む縮環体(例えば、キノリン環、ベンズオキサゾール環、ベンズイミダゾール環、またはインドレニン環など)及び、これらの互変異性体が好ましく、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、ピロール環、及び、それらを含む縮環体(例えば、キノリン環、ベンズピロールなど)、及び、これらの互変異性体がより好ましく、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、及び、それらを含む縮環体(例えば、キノリン環など)がさらに好ましく、ピリジン環、及び、ピリジン環を含む縮環体(例えば、キノリン環など)が特に好ましい。
一般式(A)中、L15はM11に配位する配位子を表す。L15は1〜4座の配位子が好ましく、1〜4座のアニオン性配位子がより好ましい。1〜4座のアニオン性配位子としては特に限定されないが、ハロゲン配位子、1,3−ジケトン配位子(例えば、アセチルアセトン配位子など)、ピリジン配位子を含有するモノアニオン性2座配位子(例えば、ピコリン酸配位子、2−(2−ヒドロキシフェニル)−ピリジン配位子など)、L11、Y12、L12、Y11、L13、Y13、L14で形成される4座配位子が好ましく、1,3−ジケトン配位子(例えば、アセチルアセトン配位子など)、ピリジン配位子を含有するモノアニオン性2座配位子(例えばピコリン酸配位子、2−(2−ヒドロキシフェニル)−ピリジン配位子など)、L11、Y12、L12、Y11、L13、Y13、L14で形成される4座配位子がより好ましく、1,3−ジケトン配位子(例えば、アセチルアセトン配位子など)、ピリジン配位子を含有するモノアニオン性2座配位子(例えば、ピコリン酸配位子、2−(2−ヒドロキシフェニル)−ピリジン配位子など)がさらに好ましく、1,3−ジケトン配位子(例えば、アセチルアセトン配位子など)が特に好ましい。配位座の数、及び配位子の数が、金属の配位数を上回ることはない。L15はL11及びL14の両方と結合して環状配位子を形成しても良い。
一般式(A)中、Y11、Y12、及びY13は、それぞれ独立に、連結基、単結合、または二重結合を表す。連結基としては、特に限定されないが、例えば、炭素原子、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、ケイ素原子、リン原子から選択される原子を含んで構成される連結基が好ましい。このような連結基の具体例としては、例えば下記のものが挙げられる。
また、Y11、Y12、又はY13が連結基である場合、L11とY12、Y12とL12、L12とY11、Y11とL13、L13とY13、Y13とL14の間の結合は、それぞれ独立に、単結合又は二重結合を表す。
11、Y12、及びY13は、それぞれ独立に、単結合、二重結合、カルボニル連結基、アルキレン連結基、またはアルケニレン基が好ましい。Y11は、単結合、アルキレン基がより好ましく、アルキレン基がさらに好ましい。Y12及びY13は、単結合、アルケニレン基がより好ましく、単結合がさらに好ましい。
12、L11、L12、及びM11で形成される環、Y11、L12、L13、及びM11で形成される環、Y13、L13、L14、及びM11で形成される環は、それぞれ環員数4〜10が好ましく、環員数5〜7がより好ましく、環員数5又は6がさらに好ましい。
一般式(A)中、n11は0〜4を表す。M11が配位数4の金属の場合、n11は0であり、M11が配位数6の金属の場合、n11は1、2が好ましく、1がより好ましい。M11が配位数6でn11が1の場合L15は2座配位子を表し、M11が配位数6でn11が2の場合L15は単座配位子を表す。M11が配位数8の金属の場合、n11は1〜4が好ましく、1、2がより好ましく、1がより好ましい。M11が配位数8でn11が1の場合L15は4座配位子を表し、M11が配位数8でn11が2の場合L15は2座配位子を表す。n11が複数のときは、複数のL15は同じであっても異なっていてもよい。
以下に本発明における一般式(A)で表される錯体の具体例を例示するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
また、以下に示す正孔輸送性発光材料も好適に用いる事ができる。本発明はこれらに限定されるものではない。
(電子輸送性ホスト材料)
本発明に用いられる電子輸送性ホスト材料としては、耐久性向上、駆動電圧低下の観点から、電子親和力Eaが2.5eV以上3.5eV以下であることが好ましく、2.6eV以上3.4eV以下であることがより好ましく、2.8eV以上3.3eV以下であることが更に好ましい。また、耐久性向上、駆動電圧低下の観点から、イオン化ポテンシャルIpが5.7eV以上7.5eV以下であることが好ましく、5.8eV以上7.0eV以下であることがより好ましく、5.9eV以上6.5eV以下であることが更に好ましい。
このような電子輸送性ホストとしては、具体的には、ピリジン、ピリミジン、トリアジン、イミダゾール、ピラゾール、トリアゾ−ル、オキサゾ−ル、オキサジアゾ−ル、フルオレノン、アントラキノジメタン、アントロン、ジフェニルキノン、チオピランジオキシド、カルボジイミド、フルオレニリデンメタン、ジスチリルピラジン、フッ素置換芳香族化合物、ナフタレン、ペリレン等の芳香環テトラカルボン酸無水物、フタロシアニン、およびそれらの誘導体(他の環と縮合環を形成してもよい)、8−キノリノ−ル誘導体の金属錯体やメタルフタロシアニン、ベンゾオキサゾ−ルやベンゾチアゾ−ルを配位子とする金属錯体に代表される各種金属錯体等を挙げることができる。
電子輸送性ホストとして好ましくは、金属錯体、アゾール誘導体(ベンズイミダゾール誘導体、イミダゾピリジン誘導体等)、アジン誘導体(ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、トリアジン誘導体等)であり、中でも、本発明においては耐久性の点から金属錯体化合物が好ましい。金属錯体化合物は金属に配位する少なくとも1つの窒素原子または酸素原子または硫黄原子を有する配位子をもつ金属錯体がより好ましい。
金属錯体中の金属イオンは特に限定されないが、好ましくはベリリウムイオン、マグネシウムイオン、アルミニウムイオン、ガリウムイオン、亜鉛イオン、インジウムイオン、錫イオン、白金イオン、またはパラジウムイオンであり、より好ましくはベリリウムイオン、アルミニウムイオン、ガリウムイオン、亜鉛イオン、白金イオン、またはパラジウムイオンであり、更に好ましくはアルミニウムイオン、亜鉛イオン、白金イオン、またはパラジウムイオンである。
前記金属錯体中に含まれる配位子としては種々の公知の配位子が有るが、例えば、「Photochemistry and Photophysics of Coordination Compounds」、Springer−Verlag社、H.Yersin著、1987年発行、「有機金属化学−基礎と応用−」、裳華房社、山本明夫著、1982年発行等に記載の配位子が挙げられる。
前記配位子として、好ましくは含窒素ヘテロ環配位子(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数2〜20、特に好ましくは炭素数3〜15であり、単座配位子であっても2座以上の配位子であっても良い。好ましくは2座以上6座以下の配位子である。また、2座以上6座以下の配位子と単座の混合配位子も好ましい。
配位子としては、例えばアジン配位子(例えば、ピリジン配位子、ビピリジル配位子、ターピリジン配位子などが挙げられる。)、ヒドロキシフェニルアゾール配位子(例えば、ヒドロキシフェニルベンズイミダゾール配位子、ヒドロキシフェニルベンズオキサゾール配位子、ヒドロキシフェニルイミダゾール配位子、ヒドロキシフェニルイミダゾピリジン配位子などが挙げられる。)、アルコキシ配位子(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜20、特に好ましくは炭素数1〜10であり、例えばメトキシ、エトキシ、ブトキシ、2−エチルヘキシロキシなどが挙げられる。)、アリールオキシ配位子(好ましくは炭素数6〜30、より好ましくは炭素数6〜20、特に好ましくは炭素数6〜12であり、例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、2,4,6−トリメチルフェニルオキシ、4−ビフェニルオキシなどが挙げられる。)、
ヘテロアリールオキシ配位子(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜20、特に好ましくは炭素数1〜12であり、例えばピリジルオキシ、ピラジニルオキシ、ピリミジルオキシ、およびキノリルオキシなどが挙げられる。)、アルキルチオ配位子(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜20、特に好ましくは炭素数1〜12であり、例えばメチルチオ、エチルチオなどが挙げられる。)、アリールチオ配位子(好ましくは炭素数6〜30、より好ましくは炭素数6〜20、特に好ましくは炭素数6〜12であり、例えばフェニルチオなどが挙げられる。)、ヘテロアリールチオ配位子(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜20、特に好ましくは炭素数1〜12であり、例えばピリジルチオ、2−ベンズイミゾリルチオ、2−ベンズオキサゾリルチオ、および2−ベンズチアゾリルチオなどが挙げられる。)、シロキシ配位子(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数3〜25、特に好ましくは炭素数6〜20であり、例えば、トリフェニルシロキシ基、トリエトキシシロキシ基、およびトリイソプロピルシロキシ基などが挙げられる。)、芳香族炭化水素アニオン配位子(好ましくは炭素数6〜30、より好ましくは炭素数6〜25、特に好ましくは炭素数6〜20であり、例えばフェニルアニオン、ナフチルアニオン、およびアントラニルアニオンなどが挙げられる。)、芳香族ヘテロ環アニオン配位子(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数2〜25、特に好ましくは炭素数2〜20であり、例えばピロールアニオン、ピラゾールアニオン、トリアゾールアニオン、オキサゾールアニオン、ベンゾオキサゾールアニオン、チアゾールアニオン、ベンゾチアゾールアニオン、チオフェンアニオン、およびベンゾチオフェンアニオンなどが挙げられる。)、インドレニンアニオン配位子などが挙げられ、好ましくは含窒素ヘテロ環配位子、アリールオキシ配位子、ヘテロアリールオキシ基、またはシロキシ配位子であり、更に好ましくは含窒素ヘテロ環配位子、アリールオキシ配位子、シロキシ配位子、芳香族炭化水素アニオン配位子、または芳香族ヘテロ環アニオン配位子である。
金属錯体電子輸送性ホスト材料の例としては、例えば特開2002−235076、特開2004−214179、特開2004−221062、特開2004−221065、特開2004−221068、特開2004−327313等に記載の化合物が挙げられる。
このような電子輸送性ホスト材料としては、具体的には、例えば、以下の材料を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
電子輸送層ホスト材料としては、E−1〜E−6、E−8、E−9、E−10、E−21、またはE−22が好ましく、E−3、E−4、E−6、E−8、E−9、E−10、E−21、またはE−22がより好ましく、E−3、E−4、E−8、E−9、E−21、またはE−22が更に好ましい。
(正孔輸送性ホスト材料)
本発明の発光層に用いられる正孔輸送性ホスト材料としては、耐久性向上、駆動電圧低下の観点から、イオン化ポテンシャルIpが5.1eV以上6.4eV以下であることが好ましく、5.4eV以上6.2eV以下であることがより好ましく、5.6eV以上6.0eV以下であることが更に好ましい。また、耐久性向上、駆動電圧低下の観点から、電子親和力Eaが1.2eV以上3.1eV以下であることが好ましく、1.4eV以上3.0eV以下であることがより好ましく、1.8eV以上2.8eV以下であることが更に好ましい。
このような正孔輸送性ホスト材料としては、具体的には、例えば、以下の材料を挙げることができる。
ピロール、インドール、カルバゾール、アザインドール、アザカルバゾール、ピラゾール、イミダゾール、ポリアリールアルカン、ピラゾリン、ピラゾロン、フェニレンジアミン、アリールアミン、アミノ置換カルコン、スチリルアントラセン、フルオレノン、ヒドラゾン、スチルベン、シラザン、芳香族第三級アミン化合物、スチリルアミン化合物、芳香族ジメチリディン系化合物、ポルフィリン系化合物、ポリシラン系化合物、ポリ(N−ビニルカルバゾール)、アニリン系共重合体、チオフェンオリゴマー、ポリチオフェン等の導電性高分子オリゴマー、有機シラン、カーボン膜、及びそれらの誘導体等が挙げられる。
中でも、インドール誘導体、カルバゾール誘導体、アザインドール誘導体、アザカルバゾール誘導体、芳香族第三級アミン化合物、チオフェン誘導体が好ましく、特に分子内にインドール骨格、カルバゾール骨格、アザインドール骨格、アザカルバゾール骨格および/または芳香族第三級アミン骨格を複数個有するものが好ましい。
このような正孔輸送性ホスト材料としての具体的化合物としては、例えば下記のものが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
3.有機EL素子の構成
次に、本発明の有機EL素子の構成について、詳細に説明する。
本発明の有機EL素子は基板上に陰極と陽極を有し、両電極の間に発光層を含む複数の有機化合物層を有し、更に発光層の両側には有機化合物層が隣接して構成される。発光層に隣接している有機化合物層と電極の間には、更に有機化合物層を有していてもよい。発光素子の性質上、陽極及び陰極のうち少なくとも一方の電極は、透明であることが好ましい。通常の場合、陽極が透明である。
本発明における有機化合物層の積層の態様としては、陽極側から、正孔輸送層、発光層、電子輸送層の順に積層されている態様が好ましい。更に、正孔輸送層と発光層との間、又は、発光層と電子輸送層との間には、電荷ブロック層等を有していてもよい。
本発明の有機電界発光素子における有機化合物層の好適な態様は、陽極側から順に、少なくとも、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、正孔ブロック層、電子輸送層、及び電子注入層、を有する態様である。
尚、発光層と電子輸送層との間に正孔ブロック層を有した場合には、発光層と隣接する有機化合物層は、陽極側が正孔輸送層になり、陰極側が正孔ブロック層となる。また、陽極と正孔輸送層との間に、正孔注入層を有してもよく、陰極と電子輸送層との間には、電子注入層を有してもよい。尚、各層は複数の二次層に分かれていてもよい。
<基板>
本発明で使用する基板としては、発光層から発せられる光を散乱又は減衰させない基板であることが好ましい。その具体例としては、ジルコニア安定化イットリウム(YSZ)、ガラス等の無機材料、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、ポリイミド、ポリシクロオレフィン、ノルボルネン樹脂、およびポリ(クロロトリフルオロエチレン)等の有機材料が挙げられる。
例えば、基板としてガラスを用いる場合、その材質については、ガラスからの溶出イオンを少なくするため、無アルカリガラスを用いることが好ましい。また、ソーダライムガラスを用いる場合には、シリカなどのバリアコートを施したものを使用することが好ましい。有機材料の場合には、耐熱性、寸法安定性、耐溶剤性、電気絶縁性、及び加工性に優れていることが好ましい。
基板の形状、構造、大きさ等については、特に制限はなく、発光素子の用途、目的等に応じて適宜選択することができる。一般的には、基板の形状としては、板状であることが好ましい。基板の構造としては、単層構造であってもよいし、積層構造であってもよく、また、単一部材で形成されていてもよいし、2以上の部材で形成されていてもよい。
基板は、無色透明であっても、有色透明であってもよいが、有機発光層から発せられる光を散乱又は減衰等させることがない点で、無色透明であることが好ましい。
基板には、その表面又は裏面に透湿防止層(ガスバリア層)を設けることができる。
透湿防止層(ガスバリア層)の材料としては、窒化珪素、酸化珪素などの無機物が好適に用いられる。透湿防止層(ガスバリア層)は、例えば、高周波スパッタリング法などにより形成することができる。
熱可塑性基板を用いる場合には、更に必要に応じて、ハードコート層、アンダーコート層などを設けてもよい。
<陽極>
陽極は、通常、有機化合物層に正孔を供給する電極としての機能を有していればよく、その形状、構造、大きさ等については特に制限はなく、発光素子の用途、目的に応じて、公知の電極材料の中から適宜選択することができる。前述のごとく、陽極は、通常透明陽極として設けられる。
陽極の材料としては、例えば、金属、合金、金属酸化物、導電性化合物、又はこれらの混合物が好適に挙げられる。陽極材料の具体例としては、アンチモンやフッ素等をドープした酸化錫(ATO、FTO)、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化インジウム錫(ITO)、酸化亜鉛インジウム(IZO)等の導電性金属酸化物、金、銀、クロム、ニッケル等の金属、さらにこれらの金属と導電性金属酸化物との混合物又は積層物、ヨウ化銅、硫化銅などの無機導電性物質、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロールなどの有機導電性材料、及びこれらとITOとの積層物などが挙げられる。この中で好ましいのは、導電性金属酸化物であり、特に、生産性、高導電性、透明性等の点からはITOが好ましい。
陽極は、例えば、印刷方式、コーティング方式等の湿式方式、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の物理的方式、CVD、プラズマCVD法等の化学的方式などの中から、陽極を構成する材料との適性を考慮して適宜選択した方法に従って、前記基板上に形成することができる。例えば、陽極の材料として、ITOを選択する場合には、陽極の形成は、直流又は高周波スパッタ法、真空蒸着法、イオンプレーティング法等に従って行うことができる。
本発明の有機電界発光素子において、陽極の形成位置としては特に制限はなく、発光素子の用途、目的に応じて適宜選択することができる。が、前記基板上に形成されるのが好ましい。この場合、陽極は、基板における一方の表面の全部に形成されていてもよく、その一部に形成されていてもよい。
なお、陽極を形成する際のパターニングとしては、フォトリソグラフィーなどによる化学的エッチングによって行ってもよいし、レーザーなどによる物理的エッチングによって行ってもよく、また、マスクを重ねて真空蒸着やスパッタ等をして行ってもよいし、リフトオフ法や印刷法によって行ってもよい。
陽極の厚みとしては、陽極を構成する材料により適宜選択することができ、一概に規定することはできないが、通常、10nm〜50μm程度であり、50nm〜20μmが好ましい。
陽極の抵抗値としては、10Ω/□以下が好ましく、10Ω/□以下がより好ましい。陽極が透明である場合は、無色透明であっても、有色透明であってもよい。透明陽極側から発光を取り出すためには、その透過率としては、60%以上が好ましく、70%以上がより好ましい。
なお、透明陽極については、沢田豊監修「透明電極膜の新展開」シーエムシー刊(1999)に詳述があり、ここに記載される事項を本発明に適用することができる。耐熱性の低いプラスティック基材を用いる場合は、ITO又はIZOを使用し、150℃以下の低温で成膜した透明陽極が好ましい。
<陰極>
陰極は、通常、有機化合物層に電子を注入する電極としての機能を有していればよく、その形状、構造、大きさ等については特に制限はなく、発光素子の用途、目的に応じて、公知の電極材料の中から適宜選択することができる。
陰極を構成する材料としては、例えば、金属、合金、金属酸化物、電気伝導性化合物、これらの混合物などが挙げられる。具体例としてはアルカリ金属(たとえば、Li、Na、K、Cs等)、アルカリ土類金属(たとえばMg、Ca等)、金、銀、鉛、アルミニウム、ナトリウム−カリウム合金、リチウム−アルミニウム合金、マグネシウム−銀合金、インジウム、およびイッテルビウム等の希土類金属などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいが、安定性と電子注入性とを両立させる観点からは、2種以上を好適に併用することができる。
これらの中でも、陰極を構成する材料としては、電子注入性の点で、アルカリ金属やアルカリ土類金属が好ましく、保存安定性に優れる点で、アルミニウムを主体とする材料が好ましい。
アルミニウムを主体とする材料とは、アルミニウム単独、アルミニウムと0.01質量%〜10質量%のアルカリ金属又はアルカリ土類金属との合金若しくはこれらの混合物(例えば、リチウム−アルミニウム合金、マグネシウム−アルミニウム合金など)をいう。
なお、陰極の材料については、特開平2−15595号公報、特開平5−121172号公報に詳述されており、これらの公報に記載の材料は、本発明においても適用することができる。
陰極の形成方法については、特に制限はなく、公知の方法に従って行うことができる。例えば、印刷方式、コーティング方式等の湿式方式、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の物理的方式、CVD、プラズマCVD法等の化学的方式などの中から、前記した陰極を構成する材料との適性を考慮して適宜選択した方法に従って形成することができる。例えば、陰極の材料として、金属等を選択する場合には、その1種又は2種以上を同時又は順次にスパッタ法等に従って行うことができる。
陰極を形成するに際してのパターニングは、フォトリソグラフィーなどによる化学的エッチングによって行ってもよいし、レーザーなどによる物理的エッチングによって行ってもよく、マスクを重ねて真空蒸着やスパッタ等をして行ってもよいし、リフトオフ法や印刷法によって行ってもよい。
本発明において、陰極形成位置は特に制限はなく、有機化合物層上の全部に形成されていてもよく、その一部に形成されていてもよい。
また、陰極と前記有機化合物層との間に、アルカリ金属又はアルカリ土類金属のフッ化物、酸化物等による誘電体層を0.1nm〜5nmの厚みで挿入してもよい。この誘電体層は、一種の電子注入層と見ることもできる。誘電体層は、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等により形成することができる。
陰極の厚みは、陰極を構成する材料により適宜選択することができ、一概に規定することはできないが、通常10nm〜5μm程度であり、50nm〜1μmが好ましい。
また、陰極は、透明であってもよいし、不透明であってもよい。なお、透明な陰極は、陰極の材料を1nm〜10nmの厚さに薄く成膜し、更にITOやIZO等の透明な導電性材料を積層することにより形成することができる。
<有機化合物層>
本発明における有機化合物層について説明する。
本発明の有機EL素子は、発光層を含む少なくとも一層の有機化合物層を有しており、発光層以外の他の有機化合物層としては、正孔輸送層、電子輸送層、電荷ブロック層、正孔注入層、電子注入層等の各層が挙げられる。
前述したごとく、本発明においては、発光層に隣接して一般式(1)で表される化合物を含有する電荷輸送層を有する。陽極に面する側に設けられた電荷輸送層に一般式(1)で表される化合物を含有する場合、該電荷輸送層は正孔輸送層もしくは正孔輸送層と発光層との間の層である。陰極に面する側に設けられた電荷輸送層に一般式(1)で表される化合物を含有する場合、該電荷輸送層は電子輸送層もしくは電子輸送層と発光層との間の層である。
−有機化合物層の形成−
本発明の有機電界発光素子において、有機化合物層を構成する各層は、蒸着法やスパッタ法等の乾式製膜法、湿式塗布方式、転写法、印刷法、インクジェット方式等いずれによっても好適に形成することができる。
−正孔注入層、正孔輸送層−
正孔注入層、正孔輸送層は、陽極又は陽極側から正孔を受け取り陰極側に輸送する機能を有する層である。本発明の正孔注入層、正孔輸送層に使用できる材料としては、特に限定はなく、低分子化合物であっても高分子化合物であってもよい。
具体的には、ピロール誘導体、カルバゾール誘導体、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、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、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、芳香族第三級アミン化合物、スチリルアミン化合物、芳香族ジメチリディン系化合物、フタロシアニン系化合物、ポルフィリン系化合物、チオフェン誘導体、有機シラン誘導体、カーボン、フェニルアゾール、フェニルアジンを配位子に有する金属錯体、等を含有する層であることが好ましい。
本発明の有機EL素子の正孔注入層あるいは正孔輸送層には、電子受容性ドーパントを含有させることができる。正孔注入層、あるいは正孔輸送層に導入する電子受容性ドーパントとしては、電子受容性で有機化合物を酸化する性質を有すれば、無機化合物でも有機化合物でも使用できる。
具体的には、無機化合物は塩化第二鉄や塩化アルミニウム、塩化ガリウム、塩化インジウム、五塩化アンチモンなどのハロゲン化金属、五酸化バナジウム、および三酸化モリブデンなどの金属酸化物などが挙げられる。
有機化合物の場合は、置換基としてニトロ基、ハロゲン、シアノ基、トリフルオロメチル基などを有する化合物、キノン系化合物、酸無水物系化合物、フラーレンなどを好適に用いることができる。
この他にも、特開平6−212153、特開平11−111463、特開平11−251067、特開2000−196140、特開2000−286054、特開2000−315580、特開2001−102175、特開2001−160493、特開2002−252085、特開2002−56985、特開2003−157981、特開2003−217862、特開2003−229278、特開2004−342614、特開2005−72012、特開2005−166637、特開2005−209643等に記載の化合物を好適に用いることが出来る。
これらの電子受容性ドーパントは、単独で用いてもよいし、2種以上を用いてもよい。電子受容性ドーパントの使用量は、材料の種類によって異なるが、正孔輸送層材料に対して0.01質量%〜50質量%であることが好ましく、0.05質量%〜20質量%であることが更に好ましく、0.1質量%〜10質量%であることが特に好ましい。
正孔注入層、正孔輸送層の厚さは、駆動電圧を下げるという観点から、各々500nm以下であることが好ましい。
正孔輸送層の厚さとしては、1nm〜500nmであるのが好ましく、5nm〜300nmであるのがより好ましく、10nm〜200nmであるのが更に好ましい。また、正孔注入層の厚さとしては、0.1nm〜500nmであるのが好ましく、0.5nm〜300nmであるのがより好ましく、1nm〜200nmであるのが更に好ましい。
正孔注入層、正孔輸送層は、上述した材料の1種又は2種以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。
−電子注入層、電子輸送層−
電子注入層、電子輸送層は、陰極又は陰極側から電子を受け取り陽極側に輸送する機能を有する層である。本発明の電子注入層、電子輸送層に使用できる材料として特に限定は無く、低分子化合物であっても高分子化合物であってもよい。
具体的には、ピリジン誘導体、キノリン誘導体、ピリミジン誘導体、ピラジン誘導体、フタラジン誘導体、フェナントロリン誘導体、トリアジン誘導体、トリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、フルオレノン誘導体、アントラキノジメタン誘導体、アントロン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、カルボジイミド誘導体、フルオレニリデンメタン誘導体、ジスチリルピラジン誘導体、ナフタレン、ペリレン等の芳香環テトラカルボン酸無水物、フタロシアニン誘導体、8−キノリノール誘導体の金属錯体やメタルフタロシアニン、ベンゾオキサゾールやベンゾチアゾールを配位子とする金属錯体に代表される各種金属錯体、シロールに代表される有機シラン誘導体、等を含有する層であることが好ましい。
本発明の有機EL素子の電子注入層あるいは電子輸送層には、電子供与性ドーパントを含有させることができる。電子注入層、あるいは電子輸送層に導入される電子供与性ドーパントとしては、電子供与性で有機化合物を還元する性質を有していればよく、Liなどのアルカリ金属、Mgなどのアルカリ土類金属、希土類金属を含む遷移金属や還元性有機化合物などが好適に用いられる。金属としては、特に仕事関数が4.2eV以下の金属が好適に使用でき、具体的には、Li、Na、K、Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Y、Cs、La、Sm、Gd、およびYbなどが挙げられる。また、還元性有機化合物としては、例えば、含窒素化合物、含硫黄化合物、含リン化合物などが挙げられる。
この他にも、特開平6−212153、特開2000−196140、特開2003−68468、特開2003−229278、特開2004−342614等に記載の材料を用いることが出来る。
これらの電子供与性ドーパントは、単独で用いてもよいし、2種以上を用いてもよい。電子供与性ドーパントの使用量は、材料の種類によって異なるが、電子輸送層材料に対して0.1質量%〜30質量%であることが好ましく、0.1質量%〜20質量%であることが更に好ましく、0.1質量%〜10質量%であることが特に好ましい。
電子注入層、電子輸送層の厚さは、駆動電圧を下げるという観点から、各々500nm以下であることが好ましい。
電子輸送層の厚さとしては、1nm〜500nmであるのが好ましく、5nm〜200nmであるのがより好ましく、10nm〜100nmであるのが更に好ましい。また、電子注入層の厚さとしては、0.1nm〜200nmであるのが好ましく、0.2nm〜100nmであるのがより好ましく、0.5nm〜50nmであるのが更に好ましい。
電子注入層、電子輸送層は、上述した材料の1種又は2種以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。
−ホールブロック層−
ホールブロック層は、陽極側から発光層に輸送された正孔が、陰極側に通りぬけることを防止する機能を有する層である。本発明において、発光層と陰極側で隣接する有機化合物層として、ホールブロック層を設けることができる。
ホールブロック層を構成する化合物の例としては、BAlq等のアルミニウム錯体、トリアゾール誘導体、BCP等のフェナントロリン誘導体、等が挙げられる。
ホールブロック層の厚さとしては、1nm〜500nmであるのが好ましく、5nm〜200nmであるのがより好ましく、10nm〜100nmであるのが更に好ましい。
ホールブロック層は、上述した材料の1種又は2種以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。
−電子ブロック層−
電子ブロック層は、陰極側から発光層に輸送された電子が、陽極側に通りぬけることを防止する機能を有する層である。本発明において、発光層と陽極側で隣接する有機化合物層として、電子ブロック層を設けることができる。
電子ブロック層を構成する化合物の例としては、例えば前述の正孔輸送材料として挙げたものが適用できる。
電子ブロック層の厚さとしては、1nm〜500nmであるのが好ましく、5nm〜200nmであるのがより好ましく、10nm〜100nmであるのが更に好ましい。
ホールブロック層は、上述した材料の1種又は2種以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。
<保護層>
本発明において、有機EL素子全体は、保護層によって保護されていてもよい。
保護層に含まれる材料としては、水分や酸素等の素子劣化を促進するものが素子内に入ることを抑止する機能を有しているものであればよい。
その具体例としては、In、Sn、Pb、Au、Cu、Ag、Al、Ti、Ni等の金属、MgO、SiO、SiO、Al、GeO、NiO、CaO、BaO、Fe、Y、TiO等の金属酸化物、SiN、SiN等の金属窒化物、MgF、LiF、AlF、CaF等の金属フッ化物、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルメタクリレート、ポリイミド、ポリウレア、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリジクロロジフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレンとジクロロジフルオロエチレンとの共重合体、テトラフルオロエチレンと少なくとも1種のコモノマーとを含むモノマー混合物を共重合させて得られる共重合体、共重合主鎖に環状構造を有する含フッ素共重合体、吸水率1%以上の吸水性物質、吸水率0.1%以下の防湿性物質等が挙げられる。
保護層の形成方法については、特に限定はなく、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、MBE(分子線エピタキシ)法、クラスターイオンビーム法、イオンプレーティング法、プラズマ重合法(高周波励起イオンプレーティング法)、プラズマCVD法、レーザーCVD法、熱CVD法、ガスソースCVD法、コーティング法、印刷法、転写法を適用できる。
<封止>
さらに、本発明の有機電界発光素子は、封止容器を用いて素子全体を封止してもよい。
また、封止容器と発光素子の間の空間に水分吸収剤又は不活性液体を封入してもよい。水分吸収剤としては、特に限定されることはないが、例えば、酸化バリウム、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化カルシウム、硫酸ナトリウム、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム、五酸化燐、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、塩化銅、フッ化セシウム、フッ化ニオブ、臭化カルシウム、臭化バナジウム、モレキュラーシーブ、ゼオライト、および酸化マグネシウム等を挙げることができる。不活性液体としては、特に限定されることはないが、例えば、パラフィン類、流動パラフィン類、パーフルオロアルカンやパーフルオロアミン、パーフルオロエーテル等のフッ素系溶剤、塩素系溶剤、およびシリコーンオイル類が挙げられる。
<駆動>
本発明の有機電界発光素子は、陽極と陰極との間に直流(必要に応じて交流成分を含んでもよい)電圧(通常2ボルト〜15ボルト)、又は直流電流を印加することにより、発光を得ることができる。
本発明の有機電界発光素子の駆動方法については、特開平2−148687号、同6−301355号、同5−29080号、同7−134558号、同8−234685号、同8−241047号の各公報、特許第2784615号、米国特許5828429号、同6023308号の各明細書、等に記載の駆動方法を適用することができる。
本発明の発光素子は、種々の公知の工夫により、光取り出し効率を向上させることができる。例えば、基板表面形状を加工する(例えば微細な凹凸パターンを形成する)、基板・ITO層・有機層の屈折率を制御する、基板・ITO層・有機層の膜厚を制御すること等により、光の取り出し効率を向上させ、外部量子効率を向上させることが可能である。
本発明の発光素子は、陽極側から発光を取り出す、いわゆる、トップエミッション方式であっても良い。
(本発明の用途)
本発明の有機電界発光素子は、表示素子、ディスプレイ、バックライト、電子写真、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、光通信等に好適に利用できる。
本発明について実施例を用いて具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
実施例1
<有機EL素子の作製>
(比較の有機EL素子Aの作製)
1)陽極の形成
25mm×25mm×0.7mmのガラス基板上に酸化インジウム錫(以後、ITOと略記)を100nmの厚さで蒸着し製膜したもの(東京三容真空(株)製)を透明支持基板とした。この透明支持基板をエッチング、洗浄した。
2)正孔注入層、正孔輸送層
正孔注入層:4,4’,4”−トリス(2−ナフチルフェニルアミノ)トリフェニルアミン(2−TNATAと略記する)および2,3,5,6−テトラフルオロ−7,7,8,8−テトラシアノキノジメタン(F4−TCNQと略記する)を2−TNATAに対してF4−TCNQが1.0質量%となるように共蒸着した。厚み160nmであった。
正孔輸送層:N,N’−ジナフチル−N,N’−ジフェニル−[1,1’−ビフェニル]−4,4’−ジアミン(α−NPDと略記する)、厚み10nm。
3)発光層
発光層(a):正孔輸送性ホスト材料N,N’−ジカルバゾリル−1,3−ベンゼン(mCPと略記する)と電子輸送性発光材料Pt−1を共蒸着した。mCPとPt−1の混合比率が85質量:15質量%となるように各成分の蒸着速度を調整した。発光層の膜厚は60nmであった。
4)電子輸送層、電子注入層
続いて、発光層の上に、下記の電子輸送層、および電子注入層を設けた。
電子輸送層:Aluminum(III)bis(2−methyl−8−quinolinato)−4−phenylphenolate(BAlqと略記する)を厚み39nmに蒸着した。
電子注入層:バソクプロイン(BCPと略記する)を厚み1nmに蒸着した。
5)陰極の形成
さらに、LiFを厚み1nmに蒸着後、シャドウマスクによりパターニングして陰極として厚み100nmのAlを設けた。各層はいずれも抵抗加熱真空蒸着により設けた。
作製した積層体を、窒素ガスで置換したグロ−ブボックス内に入れ、ステンレス製の封止缶および紫外線硬化型の接着剤(XNR5516HV、長瀬チバ製)を用いて封止した。
(本発明の有機EL素子1〜14の作製)
比較の有機EL素子Aの作製において、正孔輸送層及び電子輸送層に表1に示すように一般式(1)の化合物(AD−1)を添加した以外は比較の有機EL素子Aの作製と全く同様にして本発明の有機EL素子1〜14を作製した。
<有機EL素子の性能評価>
1)外部量子効率
東陽テクニカ(株)製ソースメジャーユニット2400を用いて、直流電圧を各素子に印加し、発光させた。その輝度をトプコン社製輝度計BM−8を用いて測定した。発光スペクトルと発光波長は、浜松ホトニクス(株)製スペクトルアナライザーPMA−11を用いて測定した。これらの数値をもとに、輝度が1000cd/mにおける外部量子効率を輝度換算法により算出した。
2)駆動電圧
東陽テクニカ(株)製ソースメジャーユニット2400を用いて、直流電圧を各素子に印加し、発光させた。素子に流す電流値が10mA/cmとなったときの電圧を駆動電圧として測定した。
3)駆動耐久性:輝度半減時間
各素子を輝度1000cd/mになるように直流電圧を印加し、連続駆動して輝度が500cd/mになるまでの時間を測定した。この輝度半減時間をもってして駆動耐久性の指標とした。
得られた結果を下記の表2にまとめた。
上記結果から明らかなように、比較の素子Aに対して本発明の素子は、予想外に高い外部量子効率、低い駆動電圧での発光特性、且つ高い駆動耐久性を有していた。特に、正孔輸送層と電子輸送層の両層に一般式(1)の化合物(AD−1)を添加することにより、一方の層にのみ添加した場合よりさらに高い性能が得られた。
実施例2
1.試料の作製
実施例1の有機EL素子の作製において、正孔輸送層及び電子輸送層に表3に示すように下記の一般式(1)の化合物(AD−2)を添加した以外は実施例1の有機EL素子の作製と全く同様にして本発明の有機EL素子15〜28を作製した。
2.性能評価
実施例1と同様に、駆動電圧、外部量子効率、及び駆動耐久性を評価した。得られた結果を表4に示した。
上記結果から明らかなように、比較の素子Aに対して本発明の素子は、予想外に高い外部量子効率、低い駆動電圧での発光特性、且つ高い駆動耐久性を有していた。特に、正孔輸送層と電子輸送層の両層に一般式(1)の化合物(AD−2)を添加することにより、一方の層に添加した場合よりさらに高い性能が得られた。
実施例3
1.試料の作製
実施例1の有機EL素子の作製において、正孔輸送層及び電子輸送層に表5に示すように下記の一般式(1)の化合物(AD−3)を添加した以外は実施例1の有機EL素子の作製と全く同様にして本発明の有機EL素子29〜42を作製した。
2.性能評価
実施例1と同様に、駆動電圧、外部量子効率、及び駆動耐久性を評価した。得られた結果を表6に示した。
上記結果から明らかなように、比較の素子Aに対して本発明の素子は、予想外に高い外部量子効率、低い駆動電圧での発光特性、且つ高い駆動耐久性を有していた。特に、正孔輸送層と電子輸送層の両層に一般式(1)の化合物(AD−3)を添加することにより、一方の層に添加した場合よりさらに高い性能が得られた。
実施例4
1.試料の作製
実施例1の有機EL素子の作製において、正孔輸送層及び電子輸送層に表7に示すように下記の一般式(1)の化合物(AD−4)を添加した以外は実施例1の有機EL素子の作製と全く同様にして本発明の有機EL素子43〜56を作製した。
2.性能評価
実施例1と同様に、駆動電圧、外部量子効率、及び駆動耐久性を評価した。得られた結果を表8に示した。
上記結果から明らかなように、比較の素子Aに対して本発明の素子は、予想外に高い外部量子効率、低い駆動電圧での発光特性、且つ高い駆動耐久性を有していた。特に、正孔輸送層と電子輸送層の両層に一般式(1)の化合物(AD−4)を添加することにより、一方の層に添加した場合よりさらに高い性能が得られた。
上記実施例1〜4より明らかなように一般式(1)の化合物を正孔輸送層と電子輸送層の両層に添加することにより、予想外に高い外部量子効率、低い駆動電圧での発光特性、且つ高い駆動耐久性を有していた。
実施例5
1.試料の作製
実施例1の有機EL素子の作製において、発光層を下記の層に変更し、正孔輸送層及び電子輸送層に表9に示すように一般式(1)の化合物(AD−1)を添加した以外は実施例1の有機EL素子の作製と全く同様にして比較および本発明の有機EL素子を作製した。
発光層(b):正孔輸送性ホスト材料N,N’−ジカルバゾリル−1,3−ベンゼン(mCPと略記する)と電子輸送性発光材料Pt−2を共蒸着した。mCPとPt−2の混合比率が85質量:15質量%となるように各成分の蒸着速度を調整した。発光層の膜厚は60nmであった。
2.性能評価
実施例1と同様に、駆動電圧、外部量子効率、及び駆動耐久性を評価した。得られた結果を表10に示した。
上記結果から明らかなように、比較の素子Bに対して本発明の素子は、予想外に高い外部量子効率、低い駆動電圧での発光特性、且つ高い駆動耐久性を有していた。特に、正孔輸送層と電子輸送層の両層に一般式(1)の化合物(AD−1)を添加することにより、一方の層に添加した場合よりさらに高い性能が得られた。
実施例6
1.試料の作製
実施例5の有機EL素子の作製において、正孔輸送層及び電子輸送層に表11に示すように一般式(1)の化合物(AD−2)を添加した以外は実施例5の有機EL素子の作製と全く同様にして本発明の有機EL素子を作製した。
2.性能評価
実施例1と同様に、駆動電圧、外部量子効率、及び駆動耐久性を評価した。得られた結果を表12に示した。
上記結果から明らかなように、比較の素子Bに対して本発明の素子は、予想外に高い外部量子効率、低い駆動電圧での発光特性、且つ高い駆動耐久性を有していた。特に、正孔輸送層と電子輸送層の両層に一般式(1)の化合物(AD−2)を添加することにより、一方の層に添加した場合よりさらに高い性能が得られた。
実施例7
1.試料の作製
実施例5の有機EL素子の作製において、正孔輸送層及び電子輸送層に表13に示すように一般式(1)の化合物(AD−3)を添加した以外は実施例1の有機EL素子の作製と全く同様にして本発明の有機EL素子を作製した。
2.性能評価
実施例1と同様に、駆動電圧、外部量子効率、及び駆動耐久性を評価した。得られた結果を表14に示した。
上記結果から明らかなように、比較の素子Bに対して本発明の素子は、予想外に高い外部量子効率、低い駆動電圧での発光特性、且つ高い駆動耐久性を有していた。特に、正孔輸送層と電子輸送層の両層に一般式(1)の化合物(AD−3)を添加することにより、一方の層に添加した場合よりさらに高い性能が得られた。
実施例8
1.試料の作製
実施例5の有機EL素子の作製において、正孔輸送層及び電子輸送層に表15に示すように一般式(1)の化合物(AD−4)を添加した以外は実施例5の有機EL素子の作製と全く同様にして本発明の有機EL素子を作製した。
2.性能評価
実施例1と同様に、駆動電圧、外部量子効率、及び駆動耐久性を評価した。得られた結果を表16に示した。
上記結果から明らかなように、比較の素子Bに対して本発明の素子は、予想外に高い外部量子効率、低い駆動電圧での発光特性、且つ高い駆動耐久性を有していた。特に、正孔輸送層と電子輸送層の両層に一般式(1)の化合物(AD−4)を添加することにより、一方の層に添加した場合よりさらに高い性能が得られた。
上記実施例5〜8より明らかなように一般式(1)の化合物を正孔輸送層と電子輸送層の両層に添加することにより、予想外に高い外部量子効率、低い駆動電圧での発光特性、且つ高い駆動耐久性を有していた。
実施例9
1.試料の作製
実施例1の有機EL素子の作製において、発光層を下記の層に変更し、正孔輸送層及び電子輸送層に表17に示すように一般式(1)の化合物(AD−1)を添加した以外は実施例1の有機EL素子の作製と全く同様にして比較および本発明の有機EL素子を作製した。
発光層(c):ホスト材料N,N’−di−carbazolyl−4,4’−biphenyl(CBPと略記する)と発光材料fac−tris−(2−phenylpyridinate−N,C2’)Iridium(III)(Ir(ppy)と略記する)をCBPに対してIr(ppy)が5質量%となるように共蒸着した。発光層の膜厚は60nmであった。
発光層(d):ホスト材料BAlqと発光材料tris(1−phenylisoquinolinate))Iridium(III)(Ir(piq)と略記する)をBAlqに対してIr(piq)が5質量%となるように共蒸着した。発光層の膜厚は60nmであった。
2.性能評価
得られた素子について実施例1と同様に性能を評価した。結果を表18に示した。
その結果、上記結果から明らかなように、比較の素子Cに対して本発明の素子157、158、160、比較の素子Dに対して本発明の素子159、161は、それぞれ予想外に高い外部量子効率、低い駆動電圧での発光特性、且つ高い駆動耐久性を有していた。
発光層の片側にのみ一般式(1)の化合物を含有する電荷輸送層を配した本発明の素子157〜159は、上記結果から明らかなように、比較の素子C、Dに対してそれぞれ予想外に高い外部量子効率、低い駆動電圧での発光特性、且つ高い駆動耐久性を有していた。特に、正孔輸送層と電子輸送層の両層に一般式(1)の化合物(AD−1)を添加した本発明の素子160〜161は、一方の層に添加した場合よりさらに高い性能が得られた。
実施例10
1.有機EL素子の作製
(比較の有機EL素子Eの作製)
1)陽極の形成
25mm×25mm×0.7mmのガラス基板上にITOを100nmの厚さで蒸着し製膜したもの(東京三容真空(株)製)を透明支持基板とした。この透明支持基板をエッチング、洗浄した。
2)正孔注入・輸送層
正孔注入層:2−TNATAおよびF4−TCNQを2−TNATAに対してF4−TCNQが1.0質量%となるように共蒸着した。厚み160nmであった。
正孔輸送層:α−NPDを厚み10nmに蒸着した。
発光層(e):正孔輸送性ホスト材料H−1と電子輸送性発光材料Pt−3を共蒸着した。H−1とPt−3の混合比率が85質量:15質量%となるように各成分の蒸着速度を調整した。発光層の膜厚は30nmであった。
続いて、発光層の上に、下記の電子輸送層、および電子注入層を設けた。
電子輸送層:BAlqを厚み39nmに蒸着した。
電子注入層:BCPを厚み1nmに蒸着した。
さらに、LiFを厚み1nmに蒸着後、シャドウマスクによりパターニングして陰極として厚み100nmのAlを設けた。各層はいずれも抵抗加熱真空蒸着により設けた。
作製した積層体を、窒素ガスで置換したグロ−ブボックス内に入れ、ステンレス製の封止缶および紫外線硬化型の接着剤(XNR5516HV、長瀬チバ製)を用いて封止した。
(本発明の有機EL素子171〜184の作製)
比較の有機EL素子Eの作製において、正孔輸送層及び電子輸送層に表19に示すように一般式(1)の化合物(AD−5)を添加した以外は比較の有機EL素子Eの作製と全く同様にして本発明の有機EL素子171〜184を作製した。

2.性能評価
実施例1と同様に、駆動電圧、外部量子効率、及び駆動耐久性を評価した。得られた結果を表20に示した。
上記結果から明らかなように、比較の素子Eに対して本発明の素子は、予想外に高い外部量子効率、低い駆動電圧での発光特性、且つ高い駆動耐久性を有していた。特に、正孔輸送層と電子輸送層の両層に一般式(1)の化合物(AD−5)を添加することにより、一方の層にのみ添加した場合よりさらに高い性能が得られた。
実施例11
1.有機EL素子の作製
(比較の有機EL素子Fの作製)
1)陽極の形成
25mm×25mm×0.7mmのガラス基板上にITOを100nmの厚さで蒸着し製膜したもの(東京三容真空(株)製)を透明支持基板とした。この透明支持基板をエッチング、洗浄した。
2)正孔注入層、正孔輸送層
正孔注入層:2−TNATAおよびF4−TCNQを2−TNATAに対してF4−TCNQが1.0質量%となるように共蒸着した。厚み160nmであった。
正孔輸送層:N,N’−ジナフチル−N,N’−ジフェニル−[1,1’−ビフェニル]−4,4’−ジアミン(α−NPDと略記する)、厚み10nm。
3)発光層
発光層(f):正孔輸送性ホスト材料H−2と電子輸送性発光材料Pt−3を共蒸着した。H−2とPt−3の混合比率が85質量:15質量%となるように各成分の蒸着速度を調整した。発光層の膜厚は30nmであった。
4)電子注入層、電子輸送層
続いて、発光層の上に、下記の電子輸送層、および電子注入層を設けた。
電子輸送層:BAlqを厚み39nmに蒸着した。
電子注入層:BCPを厚み1nmに蒸着した。
5)陰極の形成
さらに、LiFを厚み1nmに蒸着後、シャドウマスクによりパターニングして陰極として厚み100nmのAlを設けた。各層はいずれも抵抗加熱真空蒸着により設けた。
作製した積層体を、窒素ガスで置換したグロ−ブボックス内に入れ、ステンレス製の封止缶および紫外線硬化型の接着剤(XNR5516HV、長瀬チバ製)を用いて封止した。
(本発明の有機EL素子185〜198の作製)
比較の有機EL素子Fの作製において、正孔輸送層及び電子輸送層に表21に示すように一般式(1)の化合物(AD−5)を添加した以外は比較の有機EL素子Fの作製と全く同様にして本発明の有機EL素子185〜198を作製した。
2.性能評価
実施例1と同様に、駆動電圧、外部量子効率、及び駆動耐久性を評価した。得られた結果を表22に示した。

上記結果から明らかなように、比較の素子Fに対して本発明の素子は、予想外に高い外部量子効率、低い駆動電圧での発光特性、且つ高い駆動耐久性を有していた。特に、正孔輸送層と電子輸送層の両層に一般式(1)の化合物(AD−5)を添加することにより、一方の層にのみ添加した場合よりさらに高い性能が得られた。
実施例12
1.有機EL素子の作製
(比較の有機EL素子G1〜G12の作製)
1)陽極の形成
25mm×25mm×0.7mmのガラス基板上にITOを100nmの厚さで蒸着し製膜したもの(東京三容真空(株)製)を透明支持基板とした。この透明支持基板をエッチング、洗浄した。
2)正孔注入層、正孔輸送層
正孔注入層:2−TNATAおよびF4−TCNQを2−TNATAに対してF4−TCNQが1.0質量%となるように共蒸着した。厚み160nmであった。
正孔輸送層:α−NPDを厚み10nmに蒸着した。
3)発光層
発光層(g):下記の表23に従い、ホスト材料と発光材料を、混合比率が85質量:15質量%となるように各成分の蒸着速度を調整して、共蒸着した。発光層の膜厚は30nmであった。
4)電子注入層、電子輸送層
続いて、発光層の上に、下記の電子輸送層、および電子注入層を設けた。
電子輸送層:BAlqを厚み39nmに蒸着した。
電子注入層:BCPを厚み1nmに蒸着した。
5)陰極の形成
さらに、LiFを厚み1nmに蒸着後、シャドウマスクによりパターニングして陰極として厚み100nmのAlを設けた。各層はいずれも抵抗加熱真空蒸着により設けた。
作製した積層体を、窒素ガスで置換したグロ−ブボックス内に入れ、ステンレス製の封止缶および紫外線硬化型の接着剤(XNR5516HV、長瀬チバ製)を用いて封止した。
(本発明の有機EL素子199〜210の作製)
比較の有機EL素子G1〜G12の作製において、正孔輸送層及び電子輸送層に表23に示すように一般式(1)の化合物(AD−5)を添加した以外は比較の有機EL素子G1〜G12の作製と全く同様にして本発明の有機EL素子199〜210を作製した。
2.性能評価
実施例1と同様に、駆動電圧、外部量子効率、及び駆動耐久性を評価した。得られた結果を表24に示した。

上記結果から明らかなように、比較の素子に対して本発明の素子は、予想外に高い外部量子効率、低い駆動電圧での発光特性、且つ高い駆動耐久性を有していた。特に、正孔輸送層と電子輸送層の両層に一般式(1)の化合物(AD−5)を添加することにより、一方の層にのみ添加した場合よりさらに高い性能が得られた。
実施例13
1.有機EL素子の作製
(比較の有機EL素子H1〜H2の作製)
実施例12の比較の有機EL素子G1の作製において、発光層を下記の層に変更した以外は実施例12の比較の有機EL素子G1の作製と全く同様にして比較の有機EL素子H1〜H2を作製した。
発光層(h−1):mCPと発光材料Pt−2を、mCPに対してPt−2が15質量%となるように共蒸着した。発光層の膜厚は60nmであった。
発光層(h−2):mCPと発光材料Pt−2と一般式(1)の化合物AD−1を、それぞれ、70質量%(mCP)、15質量%(Pt−2)、15質量%(AD−1)となるように共蒸着した。発光層の膜厚は60nmであった。
(本発明の有機EL素子211〜213の作製)
比較の有機EL素子H1〜H2の作製において、発光層(h−2)、ならびに、正孔輸送層及び電子輸送層を、表25に示すように一般式(1)の化合物(AD−5)を添加した以外は比較の有機EL素子H1〜H2の作製と全く同様にして本発明の有機EL素子211〜を作製した。
2.性能評価
実施例1と同様に、駆動電圧、外部量子効率、及び駆動耐久性を評価した。得られた結果を表26に示した。
上記結果から明らかなように、比較の素子に対して本発明の素子は、予想外に高い外部量子効率、低い駆動電圧での発光特性、且つ高い駆動耐久性を有していた。特に、正孔輸送層と発光層と電子輸送層の全層に一般式(1)の化合物(AD−5)を添加することにより、一方の層にのみ添加した場合よりさらに高い性能が得られた。

Claims (17)

  1. 一対の電極間に、発光層を含む少なくとも一層の有機化合物層を挟持する有機電界発光素子であって、前記発光層に隣接して電荷輸送材料と下記一般式(1)で表される化合物を含有する電荷輸送層を有することを特徴とする有機電界発光素子:

    (一般式(1)において、R〜Rは、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数2〜6のアルケニル基、炭素数2〜6のアルキニル基、アリール基、ヘテロアリール基、炭素数1〜6のアルコキシ基、アシル基、アシロキシ基、アミノ基、ニトロ基、シアノ基、エステル基、アミド基、ハロゲン原子、炭素数1〜6のパーフルオロアルキル基、又はシリル基を表し、該R〜Rの少なくとも1つは、二重結合あるいは三重結合を有する基である。X〜X12は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数2〜6のアルケニル基、炭素数2〜6のアルキニル基、アリール基、ヘテロアリール基、炭素数1〜6のアルコキシ基、アシル基、アシロキシ基、アミノ基、ニトロ基、シアノ基、エステル基、アミド基、ハロゲン原子、炭素数1〜6のパーフルオロアルキル基、又はシリル基を表す。)。
  2. 前記電荷輸送層を前記発光層の陽極に面する側に有することを特徴とする請求項1に記載の有機電界発光素子。
  3. 前記電荷輸送層を前記発光層の陰極に面する側に有することを特徴とする請求項1に記載の有機電界発光素子。
  4. 前記電荷輸送層を前記発光層の陽極に面する側、及び陰極に面する側に有することを特徴とする請求項1に記載の有機電界発光素子。
  5. 前記電荷輸送層中の前記一般式(1)で表される化合物の含有量が5質量%以上50質量%以下であることを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の有機電界発光素子。
  6. 前記一般式(1)で表される化合物の最高占有軌道と最低非占有軌道とのエネルギー差(Egと表記する)が4.0eV以上であることを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の有機電界発光素子。
  7. 前記一般式(1)で表される化合物の三重項最低励起準位(T1と表記する)が2.7eV以上であることを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の有機電界発光素子。
  8. 前記一般式(1)で表される化合物の電子親和力(Eaと表記する)が2.3eV以下であることを特徴とする請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載の有機電界発光素子。
  9. 前記一般式(1)で表される化合物のイオン化ポテンシャル(Ipと表記)が6.1eV以上であることを特徴とする請求項1〜請求項8のいずれか1項に記載の有機電界発光素子。
  10. 前記二重結合を有する基がフェニル基、ジフェニル基、又はトリフェニル基であることを特徴とする請求項1〜請求項9のいずれか1項に記載の有機電界発光素子。
  11. 前記二重結合を有する基がフェニル基であることを特徴とする請求項10に記載の有機電界発光素子。
  12. 前記電荷輸送層が前記一般式(1)で表される化合物を複数混合して含有することを特徴とする請求項1〜請求項11のいずれか1項に記載の有機電界発光素子。
  13. 前記複数混合される一般式(1)で表される化合物が互いにフェニル基の数が異なる化合物であることを特徴とする請求項12に記載の有機電界発光素子。
  14. 前記発光層が金属錯体を含有することを特徴とする請求項1〜請求項13のいずれか1項に記載の有機電界発光素子。
  15. 前記金属錯体が3座以上の配位子を有する金属錯体であることを特徴とする請求項14に記載の有機電界発光素子。
  16. 前記金属錯体が下記一般式(A)で表される金属錯体であることを特徴とする請求項15に記載の有機電界発光素子:

    (一般式(A)中、M11は金属イオンを表し、L11〜L15はそれぞれM11に配位する配位子を表す。L11とL14との間に原子群がさらに存在して環状配位子を形成してもよい。L15はL11及びL14の両方と結合して環状配位子を形成してもよい。Y11、Y12、Y13はそれぞれ連結基、単結合、または二重結合を表す。また、Y11、Y12、又はY13が連結基である場合、L11とY12、Y12とL12、L12とY11、Y11とL13、L13とY13、Y13とL14の間の結合は、それぞれ独立に、単結合又は二重結合を表す。n11は0〜4を表す。M11とL11〜L15との結合は、それぞれ配位結合、イオン結合、共有結合のいずれでもよい。)。
  17. 前記一般式(A)でM11が白金イオンであることを特徴とする請求項16に記載の有機電界発光素子。
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