JP2012099515A

JP2012099515A - 有機エレクトロルミネッセンス素子材料、有機エレクトロルミネッセンス素子とその製造方法、表示装置及び照明装置

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Publication number: JP2012099515A
Application number: JP2010243229A
Authority: JP
Inventors: Mayuka Hikime; 麻由香蟇目; Noboru Sekine; 昇関根
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 2010-10-29
Filing date: 2010-10-29
Publication date: 2012-05-24
Anticipated expiration: 2030-10-29
Also published as: JP5625750B2

Abstract

【課題】外部取り出し量子効率が高く、低駆動電圧であり、且つ発光寿命が長い有機エレクトロルミネッセンス素子材料、それを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子とその製造方法。
【解決手段】下記一般式（１）で表される化合物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材料。

【選択図】図１

Description

本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子材料、有機エレクトロルミネッセンス素子及び表示装置、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・リン光）を利用して発光する素子である。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が広く、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効率よく高輝度に発光する有機ＥＬ素子の開発が望まれている。

具体的には、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、発光輝度の向上、素子の長寿命化、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、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等が知られている。

しかしながら、上記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（η）の限界は５％とされている。

一方、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、イリジウム錯体系等重金属錯体、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、ドーパントとしてＬ_２Ｉｒ（ａｃａｃ）、例えば、（ｐｐｙ）_２Ｉｒ（ａｃａｃ）、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）等を用いた励起三重項の検討が行われている（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）。

いず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、その発光する光がリン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。これらりん光発光性ドーパントのホスト化合物として、４，４′−Ｎ，Ｎ′−ジカルバゾール−ビフェニル（ＣＢＰ）、１，３−ビス（カルバゾール−９−イル）ベンゼン（ｍ−ＣＰ）に代表されるカルバゾール誘導体がよく知られている。しかしながら、青発光のホスト化合物としては、ｍ−ＣＰやそれらの誘導体が知られているが、効率と寿命を十分満足するに至っていない（例えば、特許文献１、２参照。）。

一方、ジフェニルホスフィンオキシド骨格にカルバゾール骨格が結合した化合物をホスト化合物として用いることが知られている（例えば、特許文献３、４参照）。これらを用いることにより、高効率化と耐久性の向上がある程度達成できるものの、さらなる改良が求められていた。

また、ジフェニルホスフィンオキシドが縮環して環を形成したベンゾホスフィノインドールオキシド誘導体が知られている（例えば、特許文献５、６参照）。しかしながら、これらの化合物にカルバゾール骨格が結合することで有機ＥＬ素子の性能が改良されるという記載はない。

国際公開第０３／８０７６０号国際公開第０４／７４３９９号特表２００９−５３８８４１号公報特開２００８−２４４０１２号公報特許第３８１１１３２号国際公開第２００６／１３０３５３号

本発明の目的は、外部取り出し量子効率が高く、低駆動電圧であり、且つ発光寿命が長い有機エレクトロルミネッセンス素子材料、それを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子とその製造方法、照明装置及び表示装置を提供することにある。

本発明の上記目的は、以下の構成を採ることにより達成することができる。

（１）
下記一般式（１）で表される化合物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材料。

（式中、ＸはＯ、Ｓ、Ｓｅ、Ｔｅのいずれかを表す。Ｒ_１〜Ｒ_１３は各々独立に水素原子またはアルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、芳香族炭化水素基、非芳香族複素環基、芳香族複素環基、アルコキシル基、シクロアルコキシル基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、シクロアルキルチオ基、アリールチオ基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、スルファモイル基、ウレイド基、アシル基、アシルオキシ基、アミド基、カルバモイル基、スルフィニル基、アルキルスルホニル基またはアリールスルホニル基、アミノ基、ニトロ基、シアノ基、ヒドロキシル基から選ばれる何れかの基である。Ａ_１〜Ａ_１３は各々Ｃ原子またはＮ原子を表し、Ａ_１〜Ａ_１３のいずれかがＮ原子である場合、該Ｎ原子に結合しているＲ_１〜Ｒ_１３は各々非共有電子対を表す。ただし、Ｒ_１〜Ｒ_１３のうち少なくとも１つは下記一般式（２）または一般式（３）で表される基で置換される。）

（式中、Ｙ_１〜Ｙ_８は各々Ｃ原子またはＮ原子を表す。Ｒ_１４〜Ｒ_２１は各々独立に前記一般式（１）におけるＲ_１〜Ｒ_１３と同義の基を表し、Ｙ_１〜Ｙ_８のいずれかがＮ原子である場合、該Ｎ原子に結合しているＲ_１４〜Ｒ_２１は各々非共有電子対を表す。＊は結合部位を表す。）

（式中、Ｙ_９〜Ｙ_１６は各々Ｃ原子またはＮ原子を表す。Ｒ_２２〜Ｒ_２９は各々独立に前記一般式（１）におけるＲ_１〜Ｒ_１３と同義の基を表し、Ｙ_９〜Ｙ_１６のいずれかがＮ原子である場合、該Ｎ原子に結合しているＲ_２２〜Ｒ_２９は各々非共有電子対を表す。Ｒ″′は前記一般式（１）におけるＲ_１〜Ｒ_１３と同義の基を表す。また、Ｒ_２２〜Ｒ_２９のいずれかで一般式（１）のＡ_１〜Ａ_１３と結合する。）
（２）
前記一般式（１）のＸがＯ原子またはＳ原子であり、Ａ_１〜Ａ_１３が各々Ｃ原子であることを特徴とする（１）に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子材料。

（３）
前記一般式（１）のＲ_１〜Ｒ_１３のうち、少なくとも２つが前記一般式（２）または一般式（３）で表される基で置換されることを特徴とする（１）又は（２）に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子材料。

（４）
前記一般式（１）のＲ_１が前記一般式（２）または一般式（３）で表される基で置換されることを特徴とする（１）〜（３）の何れか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子材料。

（５）
陽極と陰極により挟まれた、少なくとも発光層を含有する有機エレクトロルミネッセンス素子において、少なくとも１層が（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材料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。

（６）
前記発光層が（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材料を含有することを特徴とする（５）に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。

（７）
前記発光層が燐光発光性の金属錯体を含有することを特徴とする（５）又は（６）に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。

（８）
前記燐光発光性の金属錯体がＩｒ錯体であることを特徴とする（７）に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。

（９）
（５）〜（８）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がウェットプロセスで作製され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の製造方法。

（１０）
（５）〜（８）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。

（１１）
（５）〜（８）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、高い発光効率と長寿命を両立し、且つ低電圧駆動の有機ＥＬ素子とその製造方法、該有機ＥＬ素子を用いた照明装置、及び表示装置を提供することができた。

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。表示部の模式図。

以下、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

《有機ＥＬ素子材料（有機エレクトロルミネッセンス素子材料）》
本発明の有機ＥＬ素子材料について説明する。

本発明の有機ＥＬ素子材料は、一般式（１）で表される化合物を含有することを特徴とする。

一般式（１）で表される化合物は、本発明の有機ＥＬ素子の発光層に好ましく用いられ、特に好ましくは、発光層中のホスト化合物として用いられる。尚、本発明の有機ＥＬ素子の構成層、ホスト化合物等については後に詳細に説明する。

ホスフィンオキシド骨格は電子輸送性を有することから、これまでに電子輸送材料やホスト材料として効率の向上や低電圧化に用いられてきたが、その耐久性が課題であった。

しかしながら、本発明の一般式（１）に示す、カルバゾール骨格が結合したベンゾホスフィノインドール誘導体をホスト材料として用いることで、高い発光効率と高耐久性（長寿命）を両立することができることがわかった。

このような効果が発現されるのは、本発明の有機ＥＬ材料が一般式（１）に表されるような電子輸送性で耐久性に優れるベンゾホスフィノインドール骨格と、正孔輸送性のカルバゾール骨格を有しているためである。これにより、電子と正孔の両方の電荷輸送性・注入性を強く発揮するため、正孔輸送材料や電子輸送材料として適している。さらに発光層に用いた場合には、より効率的に励起子の生成とドーパントへのエネルギー移動が起こるため、効率的に再結合が起こり、有機ＥＬ材料の劣化を防ぐことができた。これにより、高効率で低電圧なだけでなく、高耐久性との両立も可能となった。

《一般式（１）で表される化合物》
本発明に係る一般式（１）で表される化合物について説明する。

一般式（１）におけるＸはＯ、Ｓ、Ｓｅ、Ｔｅのいずれかを表し、ＸがＯまたはＳであることが好ましい。ＸがＳである場合はより低電圧で高効率となるため好ましく、またＸがＯである場合にはより耐久性が向上するため好ましい。Ａ_１〜Ａ_１３は各々Ｃ原子またはＮ原子を表し、Ａ_１〜Ａ_１３のいずれかがＮ原子である場合、該Ｎ原子に結合しているＲ_１〜Ｒ_１３は各々非共有電子対を表す。Ａ_１〜Ａ_１３はＣ原子であることが好ましく、Ａ_１〜Ａ_１３のいずれか１つ以上がＮ原子である場合にはＡ_１〜Ａ_８のいずれかがＮ原子であることが好ましく、更にはＡ_５〜Ａ_８のいずれかがＮ原子であることがより好ましい。

一般式（１）におけるＲ_１〜Ｒ_１３は水素または置換基を表す。Ｒ_１〜Ｒ_１３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、（ｔ）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、プロパルギル基等）、芳香族炭化水素基（アリール基ともいい、例えば、フェニル基、ｐ−クロロフェニル基、メシチル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、アントリル基、アズレニル基、アセナフテニル基、フルオレニル基、フェナントリル基、インデニル基、ピレニル基、ビフェニリル基等）、非芳香族複素環基（例えば、エポキシ環、アジリジン環、チイラン環、オキセタン環、アゼチジン環、チエタン環、テトラヒドロフラン環、ジオキソラン環、ピロリジン環、ピラゾリジン環、イミダゾリジン環、オキサゾリジン環、テトラヒドロチオフェン環、スルホラン環、チアゾリジン環、ε−カプロラクトン環、ε−カプロラクタム環、ピペリジン環、ヘキサヒドロピリダジン環、ヘキサヒドロピリミジン環、ピペラジン環、モルホリン環、テトラヒドロピラン環、１，３−ジオキサン環、１，４−ジオキサン環、トリオキサン環、テトラヒドロチオピラン環、チオモルホリン環、チオモルホリン−１、１−ジオキシド環、ピラノース環、ジアザビシクロ［２，２，２］−オクタン環等）、芳香族複素環基（ピリジル基、ピリミジニル基、フリル基、ピロリル基、イミダゾリル基、ベンゾイミダゾリル基、ピラゾリル基、ピラジニル基、トリアゾリル基（例えば、１，２，４−トリアゾール−１−イル基、１，２，３−トリアゾール−１−イル基等）、オキサゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、チアゾリル基、イソオキサゾリル基、イソチアゾリル基、フラザニル基、チエニル基、キノリル基、ベンゾフリル基、ジベンゾフリル基、ベンゾチエニル基、ジベンゾチエニル基、インドリル基、カルバゾリル基、カルボリニル基、ジアザカルバゾリル基（前記カルボリニル基のカルボリン環を構成する炭素原子の一つが窒素原子で置き換わったものを示す）、キノキサリニル基、ピリダジニル基、トリアジニル基、キナゾリニル基、フタラジニル基等）、ハロゲン原子（例えば、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、フッ素原子等）、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）、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）、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）、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またはアリールスルホニル基（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、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）、ニトロ基、シアノ基、ヒドロキシル基等が挙げられる。なおこれらの基は、さらに上記の置換基によって置換されていてもよいし、また、それらが互いに縮合してさらに環を形成してもよい。

Ｒ_１〜Ｒ_１３としては、芳香族炭化水素基、芳香族複素環基、ジアリールアミノ基が好ましい置換基としてあげられ、特に窒素原子を含む置換基であることが好ましい。窒素原子を含む置換基としては、カルバゾリル基、カルボリニル基、ジアザカルバゾリル基、ジアリールアミノ基等が好ましいが、特にカルバゾリル基またはカルボリニル基であることが好ましい。

一般式（１）においてＲ_１〜Ｒ_１３のうち少なくとも１つは一般式（２）または一般式（３）で表される基で置換されており、好ましくは、そのうち２つ以上が一般式（２）または一般式（３）で表される基で置換されている。特にＲ_１〜Ｒ_８が一般式（２）または一般式（３）で表される基で置換されていることが好ましい。中でもＲ_１、Ｒ_２、Ｒ_４のいずれかが置換されていることが好ましく、更にＲ_１またはＲ_２が置換されていることがより好ましく、特にＲ_１が置換されていることが好ましい形態としてあげられる。Ｒ_１のような立体障害性の大きい位置で置換されることで、ホスフィンオキシド骨格と置換基とのねじれが大きくなり、化合物同士の凝集が抑制されるため、Ｒ_１が置換されることがより好ましい形態として挙げられる。

一般式（２）において、Ｙ_１〜Ｙ_８は各々Ｃ原子またはＮ原子を表す。Ｙ_１〜Ｙ_８のいずれかがＮ原子である場合、該Ｎ原子に結合しているＲ_１４〜Ｒ_２１は各々非共有電子対を表す。Ｒ_１４〜Ｒ_２１は水素または置換基であり、置換基としては一般式（１）におけるＲ_１〜Ｒ_１３で表される置換基と同様な置換基等が挙げられる。中でも、芳香族炭化水素基、芳香族複素環基、ジアリールアミノ基が好ましい置換基としてあげられ、特に窒素原子を含む置換基であることが好ましい。窒素原子を含む置換基としては、カルバゾリル基、カルボリニル基、ジアザカルバゾリル基、ジアリールアミノ基等が好ましいが、特にカルバゾリル基またはカルボリニル基であることが好ましい。一般式（２）が置換基を有する場合、Ｒ_１４、Ｒ_１５、Ｒ_１７のいずれかが置換されていることが好ましく、中でもＲ_１４またはＲ_１５が置換されていることが好ましく、特にＲ_１４が置換されていることがより好ましい形態の１つである。Ｙ_１〜Ｙ_８はＣ原子であることが好ましく、Ｙ_１〜Ｙ_８のいずれか１つ以上がＮ原子である場合、Ｙ_６またはＹ_８のいずれかがＮ原子であることが好ましく、更にはＹ_８がＮ原子であることがより好ましい。さらに、Ｒ_１４〜Ｒ_１７のいずれかが置換されており、Ｙ_１〜Ｙ_８のいずれか１つ以上がＮ原子である場合には、Ｙ_５〜Ｙ_８のいずれかがＮ原子であることが好ましい形態の１つとしてあげられる。＊は結合部位を表す。

一般式（３）において、Ｙ_９〜Ｙ_１６は各々Ｃ原子またはＮ原子を表す。Ｙ_９〜Ｙ_１６のいずれかがＮ原子である場合、該Ｎ原子に結合しているＲ_２１〜Ｒ_２９は各々非共有電子対を表す。Ｒ_２２〜Ｒ_２９は水素または置換基であり、置換基としては一般式（１）におけるＲ_１〜Ｒ_１３で表される置換基と同様な置換基等が挙げられる。中でも、芳香族炭化水素基、芳香族複素環基、ジアリールアミノ基が好ましい置換基としてあげられ、特に窒素原子を含む置換基であることが好ましい。窒素原子を含む置換基としては、カルバゾリル基、カルボリニル基、ジアザカルバゾリル基、ジアリールアミノ基等が好ましいが、特にカルバゾリル基またはカルボリニル基であることが好ましい。一般式（３）が置換基を有する場合、Ｒ_２２、Ｒ_２３、Ｒ_２５のいずれかが置換されていることが好ましく、中でもＲ_２２またはＲ_２３が置換されていることが好ましく、特にＲ_２２が置換されていることがより好ましい形態の１つである。Ｙ_９〜Ｙ_１６はＣ原子であることが好ましく、Ｙ_９〜Ｙ_２６のいずれか１つ以上がＮ原子である場合、Ｙ_１４またはＹ_１６のいずれかがＮ原子であることが好ましく、更にはＹ_１６がＮ原子であることがより好ましい。さらに、Ｒ_２２〜Ｒ_２５のいずれかが置換されているか結合部位を有しており、Ｙ_９〜Ｙ_１６のいずれか１つ以上がＮ原子である場合には、Ｙ_１３〜Ｙ_１６のいずれかがＮ原子であることが好ましい形態の１つとしてあげられる。Ｒ″′は水素または置換基を表し、置換基としては一般式（１）におけるＲ_１〜Ｒ_１３で表される置換基と同様な置換基等が挙げられる。中でも、芳香族炭化水素基、芳香族複素環基が好ましい置換基としてあげられ、特に芳香族炭化水素基がより好ましい置換基としてあげられる。＊は結合部位を表し、Ｒ_２２〜Ｒ_２９のどの部位で結合してもよい。Ｒ_２８またはＲ_２９で結合することが好ましく、更にはＲ_２９で結合することがより好ましい形態としてあげられる。

以下に、本発明に係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。

以下、本発明に係る一般式（１）で表される化合物の合成の一例を示すが、本発明はこれらに限定されない。

《合成例；例示化合物１−１３の合成》

上記において、中間体１は、例えば、Ａｎｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．Ｉｎｔ．Ｅｄ．，４１（２００２），４２７２−４２７４ページ等に記載の方法を適用することにより合成できる。

（中間体２の合成）
窒素気流下、６．５ｇの中間体１（１６ｍｍｏｌ）のテトラヒドロフラン溶液１６０ｍｌを−７８℃に冷却した後、ｎ−ブチルリチウムのヘキサン溶液（１．６５ｍｏｌ／Ｌ）２０ｍｌをゆっくりと滴下し、１時間撹拌を行った。この反応溶液にジクロロフェニルホスフィン２．９ｇ（１６ｍｍｏｌ）をゆっくりと滴下した。反応液を室温に戻し、撹拌を１時間行った。反応液に水を加え、酢酸エチルで抽出した。有機層は水洗を繰り返し、減圧下で濃縮した。得られた油状の粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製（ヘプタン）し、中間体２を２．０ｇ（収率４８％）得た。構造は核磁気共鳴スペクトル、マススペクトルで確認した。

（中間体３の合成）
２．０ｇの中間体２（５．９ｍｍｏｌ）の酢酸溶液２０ｍｌを０℃に冷却した後、３５％過酸化水素水１ｍｌをゆっくりと滴下した。反応液を室温に戻し、２時間撹拌を行った。減圧下で濃縮後、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液を加え、酢酸エチルで抽出した。有機層は水洗を繰り返し、減圧下で濃縮した。得られた油状の粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製（酢酸エチル）し、中間体３を１．７８ｇ（収率８５％）得た。構造は核磁気共鳴スペクトル、マススペクトルで確認した。

（例示化合物１−１３の合成）
窒素気流下、酢酸パラジウム０．２２ｇ、トリブチルホスフィンの５０％キシレン溶液１．６ｍｌを加え、室温で３０分間撹拌した。続いて、脱水キシレン１７ｍｌ、１．７８ｇの中間体３（５．０ｍｍｏｌ）、カルバゾール０．５ｇ（５．０ｍｍｏｌ）、ナトリウムｔ−ブチラート１．４ｇ（１５．０ｍｍｏｌ）を加え、８時間加熱環流を行った。反応液を室温まで冷却した後、水を加え、酢酸エチルで抽出した。有機層は水洗を繰り返し、減圧下で濃縮した。得られた油状の粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製（酢酸エチル：ヘプタン＝９：１）し、例示化合物１−１３を１．４３ｇ（収率６５％）得た。構造は核磁気共鳴スペクトル、マススペクトルで確認した。

《合成例；例示化合物１−１１の合成》

上記において、中間体４は、例えば、Ｂｕｌｌ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．Ｊｐｎ．，６４（１９９１），３１８２−３１８４ページ等に記載の方法を適用することにより合成できる。

（中間体５の合成）
窒素気流下、４．０ｇの中間体４（１１．４ｍｍｏｌ）の塩化メチレン溶液１００ｍｌを−４０℃に冷却した後、一塩化ヨウ素５．６ｇ（３４．２ｍｍｏｌ）の塩化メチレン溶液４０ｍｌをゆっくりと滴下し、１時間撹拌を行った。反応液にチオ硫酸ナトリウム水溶液を加え、酢酸エチルで抽出した。有機層は水洗を繰り返し、減圧下で濃縮した。得られた油状の粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製（酢酸エチル）し、中間体５を３．２ｇ（収率６９％）得た。構造は核磁気共鳴スペクトル、マススペクトルで確認した。

（例示化合物１−１３の合成）
窒素気流下、酢酸パラジウム０．３６ｇ、トリブチルホスフィンの５０％キシレン溶液２．６ｍｌを加え、室温で３０分間撹拌した。続いて、脱水キシレン８０ｍｌ、３．２ｇの中間体３（８．０ｍｍｏｌ）、カルバゾール０．８５ｇ（８．０ｍｍｏｌ）、ナトリウムｔ−ブチラート２．３ｇ（２４ｍｍｏｌ）を加え、１２時間加熱環流を行った。反応液を室温まで冷却した後、水を加え、酢酸エチルで抽出した。有機層は水洗を繰り返し、減圧下で濃縮した。得られた油状の粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製（酢酸エチル：ヘプタン＝９：１）し、例示化合物１−１１を１．６ｇ（収率４３％）得た。構造は核磁気共鳴スペクトル、マススペクトルで確認した。

《合成例；例示化合物１−４７の合成》

（中間体６の合成）
窒素気流下、６．５ｇの中間体１（１６ｍｍｏｌ）のテトラヒドロフラン溶液５３ｍｌを−７８℃に冷却した後、ｎ−ブチルリチウムのヘキサン溶液（１．６５ｍｏｌ／Ｌ）２０ｍｌをゆっくりと滴下し、１時間撹拌を行った。この反応溶液にジクロロジエチルアミノホスフィン２．４ｍｌ（１６ｍｍｏｌ）をゆっくりと滴下した。反応液を室温に戻し、撹拌を１時間行った。この反応液を再び−７８℃に冷却した後、塩化水素のジエチルエーテル溶液（１．０ｍｏｌ／Ｌ）１６ｍｌをゆっくりと滴下した。反応液を室温に戻し、撹拌を１時間行った。窒素下で白色固体をろ取後、ろ液を減圧下で濃縮した。得られたアメ状の粗生成物を窒素下でセライトろ過し、減圧下で濃縮した。得られた黄色固体２．５ｇはこれ以上の精製は行わず、次の反応へと用いた。

（中間体７の合成）
窒素気流下、ｍ−ブロモフェニルカルバゾール３．７ｇ（１１．５ｍｍｏｌ）のジエチルエーテル溶液３８ｍｌを−７８℃に冷却した後、ｎ−ブチルリチウムのヘキサン溶液（１．６５ｍｏｌ／Ｌ）７ｍｌをゆっくりと滴下し、１時間撹拌を行った。この反応溶液を２．５ｇ（１１．５ｍｍｏｌ）の中間体６のジエチルエーテル溶液３８ｍｌ中へゆっくりと滴下した。反応液を室温に戻し、撹拌を８時間行った。反応液に水を加え、酢酸エチルで抽出した。有機層は水洗を繰り返し、減圧下で濃縮した。得られた油状の粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製（酢酸エチル：ヘプタン＝１：９）し、中間体７を４．２ｇ（収率７２％）得た。構造は核磁気共鳴スペクトル、マススペクトルで確認した。

（中間体８の合成）
窒素気流下、４．２ｇの中間体７（８．３ｍｍｏｌ）の塩化メチレン溶液８３ｍｌに、硫黄２．６ｇ（８３ｍｏｌ）を加え、１時間撹拌を行った。固体をろ取後、減圧下で濃縮した。得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製（酢酸エチル）し、中間体８を４．９ｇ（収率８２％）得た。構造は核磁気共鳴スペクトル、マススペクトルで確認した。

（例示化合物１−４７の合成）
窒素気流下、酢酸パラジウム０．３１ｇ、トリブチルホスフィンの５０％キシレン溶液２．２ｍｌを加え、室温で３０分間撹拌した。続いて、脱水キシレン６８ｍｌ、４．９ｇの中間体８（６．８ｍｍｏｌ）、カルバゾール０．７３ｇ（６．８ｍｍｏｌ）、ナトリウムｔ−ブチラート２．０ｇ（２０ｍｍｏｌ）を加え、１０時間加熱環流を行った。反応液を室温まで冷却した後、水を加え、酢酸エチルで抽出した。有機層は水洗を繰り返し、減圧下で濃縮した。得られた油状の粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製（酢酸エチル：ヘプタン＝９：１）し、例示化合物１−４７を２．２ｇ（収率５３％）得た。構造は核磁気共鳴スペクトル、マススペクトルで確認した。

《合成例；例示化合物１−２９の合成》

上記において、中間体１は、例えば、Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，１１４（１９９２），６２２７−６２３８ページ等に記載の方法を適用することにより合成できる。

（中間体１０の合成）
窒素気流下、５．０ｇの中間体９（１４．７ｍｍｏｌ）のジエチルエーテル溶液５０ｍｌを−７８℃に冷却した後、ｎ−ブチルリチウムのヘキサン溶液（１．６５ｍｏｌ／Ｌ）１８ｍｌをゆっくりと滴下し、１時間撹拌を行った。この反応溶液を８．７ｇ（２９．４ｍｍｏｌ）の中間体６のジエチルエーテル溶液５０ｍｌ中へゆっくりと滴下した。反応液を室温に戻し、撹拌を６時間行った。反応液に水を加え、酢酸エチルで抽出した。有機層は水洗を繰り返し、減圧下で濃縮した。得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製（酢酸エチル：ヘプタン＝１：９）し、中間体１０を６．８ｇ（収率６５％）得た。構造は核磁気共鳴スペクトル、マススペクトルで確認した。

（中間体１１の合成）
６．８ｇの中間体１０（９．５ｍｍｏｌ）の酢酸溶液３０ｍｌを０℃に冷却した後、３５％過酸化水素水４ｍｌをゆっくりと滴下した。反応液を室温に戻し、２時間撹拌を行った。減圧下で濃縮後、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液を加え、酢酸エチルで抽出した。有機層は水洗を繰り返し、減圧下で濃縮した。得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製（酢酸エチル）し、中間体１１を５．７ｇ（収率８２％）得た。構造は核磁気共鳴スペクトル、マススペクトルで確認した。

（例示化合物１−２９の合成）
窒素気流下、酢酸パラジウム０．７ｇ、トリブチルホスフィンの５０％キシレン溶液５ｍｌを加え、室温で３０分間撹拌した。続いて、脱水キシレン２５ｍｌ、５．７ｇの中間体１１（７．７４ｍｍｏｌ）、カルバゾール１．６６ｇ（１５．５ｍｍｏｌ）、ナトリウムｔ−ブチラート２．２ｇ（２３．２ｍｍｏｌ）を加え、１２時間加熱環流を行った。反応液を室温まで冷却した後、水を加え、酢酸エチルで抽出した。有機層は水洗を繰り返し、減圧下で濃縮した。得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製（酢酸エチル：ヘプタン＝９：１）し、例示化合物１−２９を３．２ｇ（収率４６％）得た。構造は核磁気共鳴スペクトル、マススペクトルで確認した。

《有機ＥＬ素子の構成層》
本発明の有機ＥＬ素子の構成層について説明する。本発明において、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
本発明においては、有機ＥＬ素子の各層いずれに一般式（１）で表される化合物を含有していても良いが、中でも正孔輸送層、発光層、電子輸送層のいずれか１つ以上の層に含有することが好ましく、発光層または電子輸送層に含有することがより好ましい。更には、発光層に一般式（１）で表される化合物を含有することが特に好ましい形態としてあげられる。

本発明の有機ＥＬ素子においては、青色発光層の発光極大波長は４３０〜４８０ｎｍにあるものが好ましく、緑色発光層は発光極大波長が５１０〜５５０ｎｍ、赤色発光層は発光極大波長が６００〜６４０ｎｍの範囲にある単色発光層であることが好ましく、これらを用いた表示装置であることが好ましい。また、これらの少なくとも３層の発光層を積層して白色発光層としたものであってもよい。さらに、発光層間には非発光性の中間層を有していてもよい。本発明の有機ＥＬ素子としては白色発光であることが好ましく、これらを用いた照明装置であることが好ましい。

本発明の有機ＥＬ素子を構成する各層について説明する。

《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、電子輸送層は単層または複数層設けることができる。

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としては、陰極より注入された電子を発光層に伝達する機能を有するものであり、その材料としては本発明に係る電子輸送材料を用いることにより本発明の効果を奏することができるが、その他に、本発明に係る電子輸送材料の効果を損なわない範囲において、従来公知の化合物の中から任意のものを選択して併用することもでき、例えば、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、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、挙げることができる。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挙げることもできる。

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、挙げることができる。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、挙げることができる。また、ジスチリルピラジン誘導体も、ｎ型−Ｓｉ、ｎ型−ＳｉＣ等の無機半導体も挙げることができる。

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、インクジェット法を含む印刷法、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５ｎｍ〜５μｍ程度、好ましくは５〜２００ｎｍである。電子輸送層は上記材料の１種または２種以上からなる一層構造であってもよい。

また、不純物をドープしたｎ性の高い電子輸送層として用いることもできる。その例としては、特開平４−２９７０７６号公報、同１０−２７０１７２号公報、特開２０００−１９６１４０号公報、同２００１−１０２１７５号公報、Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，９５，５７７３（２００４）等に記載されたものが挙げられる。

このようなｎ性の高い電子輸送層を用いることがより低消費電力の素子を作製することができるため好ましい。

《発光層》
発光層は、電極または電子輸送層、正孔輸送層から注入されてくる電子及び正孔が再結合して発光する層であり、発光する部分は発光層の層内であっても発光層と隣接層との界面であってもよい。

発光層の膜厚の総和は特に制限はないが、膜の均質性や、発光時に不必要な高電圧を印加するのを防止し、かつ、駆動電流に対する発光色の安定性向上の観点から、２ｎｍ〜５μｍの範囲に調整することが好ましく、さらに好ましくは２ｎｍ〜２００ｎｍの範囲に調整され、特に好ましくは、１０ｎｍ〜２０ｎｍの範囲である。

発光層の作製には、後述する発光ドーパントやホスト化合物を、例えば、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、ＬＢ法、インクジェット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。

本発明の有機ＥＬ素子の発光層には、発光ホスト化合物と、発光ドーパント（リン光ドーパント（リン光発光性ドーパントともいう）や蛍光ドーパント等）の少なくとも１種類とを含有することが好ましい。

（ホスト化合物（発光ホスト等ともいう））
本発明に用いられる発光ホスト化合物としては、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するもの、または、カルボリン誘導体やジアザカルバゾール誘導体（ここで、ジアザカルバゾール誘導体とは、カルボリン誘導体のカルボリン環を構成する炭化水素環の少なくとも１つの炭素原子が窒素原子で置換されているものを表す。）等が挙げられる。

本発明においてホスト化合物は、発光層に含有される化合物の内でその層中での質量比が２０％以上であり、且つ室温（２５℃）においてリン光発光のリン光量子収率が、０．１未満の化合物と定義される。好ましくはリン光量子収率が０．０１未満である。また、発光層に含有される化合物の中で、その層中での質量比が２０％以上であることが好ましい。

ホスト化合物としては、上記のホスト化合物を単独で用いてもよく、または複数種併用して用いてもよい。ホスト化合物を複数種用いることで、電荷の移動を調整することが可能であり、有機ＥＬ素子を高効率化することができる。また、前記の一般式（１）で表される部分構造を含む化合物、また後述する発光ドーパントを複数種用いることで、異なる発光を混ぜることが可能となり、これにより任意の発光色を得ることができる。

また、本発明に用いられる発光ホストとしては、従来公知の低分子化合物でも、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）でも良い。

併用してもよい公知のホスト化合物としては、正孔輸送能、電子輸送能を有しつつ、且つ発光の長波長化を防ぎ、なお且つ高Ｔｇ（ガラス転移温度）である化合物が好ましい。

公知のホスト化合物の具体例としては、以下の文献に記載されている化合物が挙げられる。

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。

（発光ドーパント）
発光ドーパントについて説明する。

発光ドーパントとしては、蛍光ドーパント（蛍光性化合物ともいう）、リン光ドーパント（リン光発光体、リン光性化合物、リン光発光性化合物等ともいう）を用いることができるが、より発光効率の高い有機ＥＬ素子を得る観点からは、本発明の有機ＥＬ素子の発光層や発光ユニットに使用される発光ドーパント（単に、発光材料ということもある）としては、前記の一般式（１）で表される部分構造を含む化合物をリン光ドーパントとして含有する。

（リン光ドーパント）
本発明に係るリン光ドーパントについて説明する。

本発明に係るリン光ドーパントは、励起三重項からの発光が観測される化合物であり、具体的には、室温（２５℃）にてリン光発光する化合物であり、リン光量子収率が、２５℃において０．０１以上の化合物であると定義されるが、好ましいリン光量子収率は０．１以上である。

上記リン光量子収率は、第４版実験化学講座７の分光ＩＩの３９８頁（１９９２年版、丸善）に記載の方法により測定できる。溶液中でのリン光量子収率は種々の溶媒を用いて測定できるが、本発明に係るリン光ドーパントは、任意の溶媒のいずれかにおいて上記リン光量子収率（０．０１以上）が達成されればよい。

リン光ドーパントの発光は原理としては２種挙げられ、一つはキャリアが輸送されるホスト化合物上でキャリアの再結合が起こってホスト化合物の励起状態が生成し、このエネルギーをリン光ドーパントに移動させることでリン光ドーパントからの発光を得るというエネルギー移動型、もう一つはリン光ドーパントがキャリアトラップとなり、リン光ドーパント上でキャリアの再結合が起こりリン光ドーパントからの発光が得られるというキャリアトラップ型であるが、いずれの場合においても、リン光ドーパントの励起状態のエネルギーはホスト化合物の励起状態のエネルギーよりも低いことが条件である。

本発明に係るリン光ドーパントとしては、好ましくは元素周期表で８族〜１０族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、または白金化合物（白金錯体系化合物）、希土類錯体であり、中でも最も好ましいのはイリジウム化合物である。

本発明においては、有機ＥＬ素子の発光層に使用される公知のリン光ドーパントを用いることができる。

以下に、リン光ドーパントとして用いられる公知の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。これらの化合物は、例えば、Ｉｎｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．４０巻、１７０４〜１７１１に記載の方法等により合成できる。

（蛍光ドーパント（蛍光性化合物ともいう））
蛍光ドーパント（蛍光性化合物）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。

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、阻止層、電子輸送層等について説明する。

《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、上記の如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０．１ｎｍ〜５μｍの範囲が好ましい。

《阻止層：正孔阻止層、電子阻止層》
阻止層は、上記の如く有機化合物薄膜の基本構成層の他に必要に応じて設けられるものである。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頁等に記載されている正孔阻止（ホールブロック）層がある。

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正孔阻止材料からなり、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。また、後述する電子輸送層の構成を必要に応じて、本発明に係わる正孔阻止層として用いることができる。

本発明の有機ＥＬ素子の正孔阻止層は、発光層に隣接して設けられていることが好ましい。

正孔阻止層には、前述のホスト化合物として挙げたカルバゾール誘導体、またカルボリン誘導体やジアザカルバゾール誘導体を含有することが好ましい。

また、本発明においては、複数の発光色の異なる複数の発光層を有する場合、その発光極大波長が最も短波にある発光層が、全発光層中、最も陽極に近いことが好ましいが、このような場合、該最短波層と該層の次に陽極に近い発光層との間に正孔阻止層を追加して設けることが好ましい。さらには、該位置に設けられる正孔阻止層に含有される化合物の５０質量％以上が、前記最短波発光層のホスト化合物に対しそのイオン化ポテンシャルが０．３ｅＶ以上大きいことが好ましい。

イオン化ポテンシャルは化合物のＨＯＭＯ（最高被占分子軌道）レベルにある電子を真空準位に放出するのに必要なエネルギーで定義され、例えば下記に示すような方法により求めることができる。

（１）米国Ｇａｕｓｓｉａｎ社製の分子軌道計算用ソフトウェアであるＧａｕｓｓｉａｎ９８（Ｇａｕｓｓｉａｎ９８、ＲｅｖｉｓｉｏｎＡ．１１．４，Ｍ．Ｊ．Ｆｒｉｓｃｈ，ｅｔａｌ，Ｇａｕｓｓｉａｎ，Ｉｎｃ．，ＰｉｔｔｓｂｕｒｇｈＰＡ，２００２．）を用い、キーワードとしてＢ３ＬＹＰ／６−３１Ｇ＊を用いて構造最適化を行うことにより算出した値（ｅＶ単位換算値）の小数点第２位を四捨五入した値としてイオン化ポテンシャルを求めることができる。この計算値が有効な背景には、この手法で求めた計算値と実験値の相関が高いためである。

（２）イオン化ポテンシャルは光電子分光法で直接測定する方法により求めることもできる。例えば、理研計器社製の低エネルギー電子分光装置「ＭｏｄｅｌＡＣ−１」を用いて、あるいは紫外光電子分光として知られている方法を好適に用いることができる。

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。本発明に係る正孔阻止層、電子輸送層の膜厚としては、好ましくは３〜１００ｎｍであり、さらに好ましくは５〜３０ｎｍである。

《正孔輸送層》
正孔輸送層とは正孔を輸送する機能を有する正孔輸送材料からなり、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。正孔輸送層は単層または複数層設けることができる。

正孔輸送材料としては、正孔の注入または輸送、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３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３級アミン化合物を用いることが好ましい。

芳香族第３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、特開平１１−２５１０６７号公報、Ｊ．Ｈｕａｎｇｅｔａｌ．著文献（ＡｐｐｌｉｅｄＰｈｙｓｉｃｓＬｅｔｔｅｒｓ８０（２００２），ｐ．１３９）に記載されているような、所謂ｐ型正孔輸送材料を用いることもできる。本発明においては、より高効率の発光素子が得られることからこれらの材料を用いることが好ましい。

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、インクジェット法を含む印刷法、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５ｎｍ〜５μｍ程度、好ましくは５〜２００ｎｍである。この正孔輸送層は上記材料の１種または２種以上からなる一層構造であってもよい。

また、不純物をドープしたｐ性の高い正孔輸送層を用いることもできる。その例としては、特開平４−２９７０７６号公報、特開２０００−１９６１４０号公報、同２００１−１０２１７５号公報の各公報、Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，９５，５７７３（２００４）等に記載されたものが挙げられる。

本発明においては、このようなｐ性の高い正孔輸送層を用いることが、より低消費電力の素子を作製することができるため好ましい。

《陽極》
有機ＥＬ素子における陽極としては、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）、ＳｎＯ_２、ＺｎＯ等の導電性透明材料が挙げられる。また、ＩＤＩＸＯ（Ｉｎ_２Ｏ_３−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。あるいは、有機導電性化合物のように塗布可能な物質を用いる場合には、印刷方式、コーティング方式等湿式成膜法を用いることもできる。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、通常は、１０〜１０００ｎｍの範囲であり、好ましくは１０〜２００ｎｍの範囲で選ばれる。

《陰極》
一方、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（Ａｌ_２Ｏ_３）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（Ａｌ_２Ｏ_３）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１０ｎｍ〜５μｍ、好ましくは５０〜２００ｎｍの範囲で選ばれる。なお、発光した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。

また、陰極に上記金属を１〜２０ｎｍの膜厚で作製した後に、陽極の説明で挙げた導電性透明材料をその上に作製することで、透明または半透明の陰極を作製することができ、これを応用することで陽極と陰極の両方が透過性を有する素子を作製することができる。

《支持基板》
本発明の有機ＥＬ素子に用いることのできる支持基板（以下、基体、基板、基材、支持体等とも言う）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、また透明であっても不透明であってもよい。支持基板側から光を取り出す場合には、支持基板は透明であることが好ましい。好ましく用いられる透明な支持基板としては、ガラス、石英、透明樹脂フィルムを挙げることができる。特に好ましい支持基板は、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）等のポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、セロファン、セルロースジアセテート、セルローストリアセテート、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートプロピオネート（ＣＡＰ）、セルロースアセテートフタレート（ＴＡＣ）、セルロースナイトレート等のセルロースエステル類またはそれらの誘導体、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、ポリエチレンビニルアルコール、シンジオタクティックポリスチレン、ポリカーボネート、ノルボルネン樹脂、ポリメチルペンテン、ポリエーテルケトン、ポリイミド、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリフェニレンスルフィド、ポリスルホン類、ポリエーテルイミド、ポリエーテルケトンイミド、ポリアミド、フッ素樹脂、ナイロン、ポリメチルメタクリレート、アクリルあるいはポリアリレート類、アートン（商品名ＪＳＲ社製）あるいはアペル（商品名三井化学社製）といったシクロオレフィン系樹脂等を挙げられる。

樹脂フィルムの表面には、無機物、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、ＪＩＳＫ７１２９−１９９２に準拠した方法で測定された、水蒸気透過度（２５±０．５℃、相対湿度（９０±２）％ＲＨ）が０．０１ｇ／（ｍ^２・２４ｈ）以下のバリア性フィルムであることが好ましく、さらには、ＪＩＳＫ７１２６−１９８７に準拠した方法で測定された酸素透過度が、１０^−３ｃｍ^３／（ｍ^２・２４ｈ・ａｔｍ）以下、（１ａｔｍは、１．０１３２５×１０^５Ｐａである）水蒸気透過度が１０^−３ｇ／（ｍ^２・２４ｈ）以下の高バリア性フィルムであることが好ましく、前記の水蒸気透過度が１０^−５ｇ／（ｍ^２・２４ｈ）以下であることがさらに好ましい。

バリア膜を形成する材料としては、水分や酸素等素子の劣化をもたらすものの浸入を抑制する機能を有する材料であればよく、例えば、酸化珪素、二酸化珪素、窒化珪素等を用いることができる。さらに該膜の脆弱性を改良するために、これら無機層と有機材料からなる層の積層構造を持たせることがより好ましい。無機層と有機層の積層順については特に制限はないが、両者を交互に複数回積層させることが好ましい。

バリア膜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、分子線エピタキシー法、クラスタ−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、大気圧プラズマ重合法、プラズマＣＶＤ法、レーザＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、コーティング法等を用いることができるが、特開２００４−６８１４３号公報に記載されているような大気圧プラズマ重合法によるものが特に好ましい。

不透明な支持基板としては、例えば、アルミ、ステンレス等の金属板、フィルムや不透明樹脂基板、セラミック製の基板等が挙げられる。

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効率は、１％以上であることが好ましく、より好ましくは５％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、有機ＥＬ素子からの発光色を蛍光体を用いて多色へ変換する色変換フィルターを併用してもよい。色変換フィルターを用いる場合においては、有機ＥＬ素子の発光のλｍａｘは４８０ｎｍ以下が好ましい。

《封止》
本発明に用いられる封止手段としては、例えば、封止部材と電極、支持基板とを接着剤で接着する方法を挙げることができる。

封止部材としては、有機ＥＬ素子の表示領域を覆うように配置されておればよく、凹板状でも平板状でもよい。また透明性、電気絶縁性は特に問わない。

具体的には、ガラス板、ポリマー板・フィルム、金属板・フィルム等が挙げられる。ガラス板としては、特にソーダ石灰ガラス、バリウム・ストロンチウム含有ガラス、鉛ガラス、アルミノケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス、バリウムホウケイ酸ガラス、石英等を挙げることができる。また、ポリマー板としては、ポリカーボネート、アクリル、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルサルファイド、ポリサルフォン等を挙げることができる。金属板としては、ステンレス、鉄、銅、アルミニウム、マグネシウム、ニッケル、亜鉛、クロム、チタン、モリブテン、シリコン、ゲルマニウム及びタンタルからなる群から選ばれる一種以上の金属または合金からなるものが挙げられる。

本発明においては、素子を薄膜化できるということからポリマーフィルム、金属フィルムを好ましく使用することができる。さらには、ポリマーフィルムは、ＪＩＳＫ７１２６−１９８７に準拠した方法で測定された酸素透過度が、１×１０^−３ｃｍ^３／（ｍ^２・２４ｈ・ａｔｍ）以下、ＪＩＳＫ７１２９−１９９２に準拠した方法で測定された水蒸気透過度（２５±０．５℃、相対湿度（９０±２）％ＲＨ）が１×１０^−３ｇ／（ｍ^２・２４ｈ）以下のものであることが好ましい。

封止部材を凹状に加工するのは、サンドブラスト加工、化学エッチング加工等が使われる。

接着剤として具体的には、アクリル酸系オリゴマー、メタクリル酸系オリゴマーの反応性ビニル基を有する光硬化及び熱硬化型接着剤、２−シアノアクリル酸エステル等の湿気硬化型等の接着剤を挙げることができる。また、エポキシ系等の熱及び化学硬化型（二液混合）を挙げることができる。また、ホットメルト型のポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィンを挙げることができる。また、カチオン硬化タイプの紫外線硬化型エポキシ樹脂接着剤を挙げることができる。

なお、有機ＥＬ素子が熱処理により劣化する場合があるので、室温から８０℃までに接着硬化できるものが好ましい。また、前記接着剤中に乾燥剤を分散させておいてもよい。封止部分への接着剤の塗布は市販のディスペンサーを使ってもよいし、スクリーン印刷のように印刷してもよい。

また、有機層を挟み支持基板と対向する側の電極の外側に該電極と有機層を被覆し、支持基板と接する形で無機物、有機物の層を形成し封止膜とすることも好適にできる。この場合、該膜を形成する材料としては、水分や酸素等素子の劣化をもたらすものの浸入を抑制する機能を有する材料であればよく、例えば、酸化珪素、二酸化珪素、窒化珪素等を用いることができる。さらに該膜の脆弱性を改良するために、これら無機層と有機材料からなる層の積層構造を持たせることが好ましい。これらの膜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、分子線エピタキシー法、クラスタ−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、大気圧プラズマ重合法、プラズマＣＶＤ法、レーザＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、コーティング法等を用いることができる。

封止部材と有機ＥＬ素子の表示領域との間隙には、気相及び液相では、窒素、アルゴン等の不活性気体やフッ化炭化水素、シリコンオイルのような不活性液体を注入することが好ましい。また真空とすることも可能である。また、内部に吸湿性化合物を封入することもできる。

吸湿性化合物としては、例えば、金属酸化物（例えば、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化カルシウム、酸化バリウム、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム等）、硫酸塩（例えば、硫酸ナトリウム、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム、硫酸コバルト等）、金属ハロゲン化物（例えば、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、フッ化セシウム、フッ化タンタル、臭化セリウム、臭化マグネシウム、沃化バリウム、沃化マグネシウム等）、過塩素酸類（例えば、過塩素酸バリウム、過塩素酸マグネシウム等）等が挙げられ、硫酸塩、金属ハロゲン化物及び過塩素酸類においては無水塩が好適に用いられる。

《保護膜、保護板》
有機層を挟み支持基板と対向する側の前記封止膜、あるいは前記封止用フィルムの外側に、素子の機械的強度を高めるために保護膜、あるいは保護板を設けてもよい。特に封止が前記封止膜により行われている場合には、その機械的強度は必ずしも高くないため、このような保護膜、保護板を設けることが好ましい。これに使用することができる材料としては、前記封止に用いたのと同様なガラス板、ポリマー板・フィルム、金属板・フィルム等を用いることができるが、軽量かつ薄膜化ということからポリマーフィルムを用いることが好ましい。

《光取り出し》
有機ＥＬ素子は空気よりも屈折率の高い（屈折率が１．７〜２．１程度）層の内部で発光し、発光層で発生した光のうち１５％から２０％程度の光しか取り出せないことが一般的に言われている。これは、臨界角以上の角度θで界面（透明基板と空気との界面）に入射する光は、全反射を起こし素子外部に取り出すことができないことや、透明電極ないし発光層と透明基板との間で光が全反射を起こし、光が透明電極ないし発光層を導波し、結果として光が素子側面方向に逃げるためである。

この光の取り出しの効率を向上させる手法としては、例えば、透明基板表面に凹凸を形成し、透明基板と空気界面での全反射を防ぐ方法（米国特許第４，７７４，４３５号明細書）、基板に集光性を持たせることにより効率を向上させる方法（特開昭６３−３１４７９５号公報）、素子の側面等に反射面を形成する方法（特開平１−２２０３９４号公報）、基板と発光体の間に中間の屈折率を持つ平坦層を導入し、反射防止膜を形成する方法（特開昭６２−１７２６９１号公報）、基板と発光体の間に基板よりも低屈折率を持つ平坦層を導入する方法（特開２００１−２０２８２７号公報）、基板、透明電極層や発光層のいずれかの層間（含む、基板と外界間）に回折格子を形成する方法（特開平１１−２８３７５１号公報）等がある。

本発明においては、これらの方法を本発明の有機ＥＬ素子と組み合わせて用いることができるが、基板と発光体の間に基板よりも低屈折率を持つ平坦層を導入する方法、あるいは基板、透明電極層や発光層のいずれかの層間（含む、基板と外界間）に回折格子を形成する方法を好適に用いることができる。

本発明はこれらの手段を組み合わせることにより、さらに高輝度あるいは耐久性に優れた素子を得ることができる。

透明電極と透明基板の間に低屈折率の媒質を光の波長よりも長い厚みで形成すると、透明電極から出てきた光は、媒質の屈折率が低いほど外部への取り出し効率が高くなる。

低屈折率層としては、例えば、エアロゲル、多孔質シリカ、フッ化マグネシウム、フッ素系ポリマー等が挙げられる。透明基板の屈折率は一般に１．５〜１．７程度であるので、低屈折率層は屈折率がおよそ１．５以下であることが好ましい。また、さらに１．３５以下であることが好ましい。

また、低屈折率媒質の厚みは媒質中の波長の２倍以上となるのが望ましい。これは低屈折率媒質の厚みが、光の波長程度になってエバネッセントで染み出した電磁波が基板内に入り込む膜厚になると、低屈折率層の効果が薄れるからである。

全反射を起こす界面もしくはいずれかの媒質中に回折格子を導入する方法は、光取り出し効率の向上効果が高いという特徴がある。この方法は回折格子が１次の回折や２次の回折といった所謂ブラッグ回折により、光の向きを屈折とは異なる特定の向きに変えることができる性質を利用して、発光層から発生した光のうち層間での全反射等により外に出ることができない光を、いずれかの層間もしくは、媒質中（透明基板内や透明電極内）に回折格子を導入することで光を回折させ、光を外に取り出そうとするものである。

導入する回折格子は、二次元的な周期屈折率を持っていることが望ましい。これは発光層で発光する光はあらゆる方向にランダムに発生するので、ある方向にのみ周期的な屈折率分布を持っている一般的な１次元回折格子では、特定の方向に進む光しか回折されず、光の取り出し効率がさほど上がらない。しかしながら、屈折率分布を二次元的な分布にすることにより、あらゆる方向に進む光が回折され、光の取り出し効率が上がる。

回折格子を導入する位置としては前述の通り、いずれかの層間もしくは媒質中（透明基板内や透明電極内）でもよいが、光が発生する場所である有機発光層の近傍が望ましい。

このとき、回折格子の周期は媒質中の光の波長の約１／２〜３倍程度が好ましい。

回折格子の配列は正方形のラチス状、三角形のラチス状、ハニカムラチス状等、２次元的に配列が繰り返されることが好ましい。

《集光シート》
本発明の有機ＥＬ素子は基板の光取り出し側に、例えば、マイクロレンズアレイ状の構造を設けるように加工したり、あるいは所謂集光シートと組み合わせることにより、特定方向、例えば、素子発光面に対し正面方向に集光することにより、特定方向上の輝度を高めることができる。

マイクロレンズアレイの例としては、基板の光取り出し側に一辺が３０μｍでその頂角が９０度となるような四角錐を２次元に配列する。一辺は１０μｍ〜１００μｍが好ましい。これより小さくなると回折の効果が発生して色付く、大きすぎると厚みが厚くなり好ましくない。

集光シートとしては、例えば、液晶表示装置のＬＥＤバックライトで実用化されているものを用いることが可能である。このようなシートとして、例えば、住友スリーエム社製輝度上昇フィルム（ＢＥＦ）等を用いることができる。プリズムシートの形状としては、例えば、基材に頂角９０度、ピッチ５０μｍの△状のストライプが形成されたものであってもよいし、頂角が丸みを帯びた形状、ピッチをランダムに変化させた形状、その他の形状であってもよい。

また、発光素子からの光放射角を制御するために、光拡散板・フィルムを集光シートと併用してもよい。例えば、（株）きもと製拡散フィルム（ライトアップ）等を用いることができる。

《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／電子輸送層／電子注入層／陰極からなる有機ＥＬ素子の作製法を説明する。

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、この上に有機ＥＬ素子材料である正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層、正孔阻止層の有機化合物薄膜を形成させる。

これら各層の形成方法としては、前記の如く蒸着法、ウェットプロセス（スピンコート法、キャスト法、インクジェット法、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、本発明においてはウェットプロセスが好ましく、中でも、スピンコート法、インクジェット法、印刷法等の塗布法による成膜が好ましい。

本発明に係る有機ＥＬ材料を溶解または分散する液媒体としては、例えば、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、酢酸エチル等の脂肪酸エステル類、ジクロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素類、トルエン、キシレン、メシチレン、シクロヘキシルベンゼン等の芳香族炭化水素類、シクロヘキサン、デカリン、ドデカン等の脂肪族炭化水素類、ＤＭＦ、ＤＭＳＯ等の有機溶媒を用いることができる。また分散方法としては、超音波、高剪断力分散やメディア分散等の分散方法により分散することができる。

これらの層を形成後、その上に陰極用物質からなる薄膜を１μｍ以下、好ましくは、５０ｎｍ〜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。

また作製順序を逆にして、陰極、電子注入層、電子輸送層、発光層、正孔輸送層、正孔注入層、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の表示装置に、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。また交流電圧を印加してもよい。なお、印加する交流の波形は任意でよい。

《用途》
本発明の有機ＥＬ素子は、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。発光光源として、例えば、照明装置（家庭用照明、車内照明）、時計や液晶用バックライト、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が、特に液晶表示装置のバックライト、照明用光源としての用途に有効に用いることができる。

本発明の有機ＥＬ素子においては、必要に応じ成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よいし、電極と発光層をパターニングしてもよいし、素子全層をパターニングしてもよく、素子の作製においては、従来公知の方法を用いることができる。

本発明の有機ＥＬ素子や本発明に係る化合物の発光する色は、「新編色彩科学ハンドブック」（日本色彩学会編、東京大学出版会、１９８５）の１０８頁の図４．１６において、分光放射輝度計ＣＳ−１０００（コニカミノルタセンシング社製）で測定した結果をＣＩＥ色度座標に当てはめたときの色で決定される。

また、本発明の有機ＥＬ素子が白色素子の場合には、白色とは、２度視野角正面輝度を上記方法により測定した際に、１０００ｃｄ／ｍ^２でのＣＩＥ１９３１表色系における色度がＸ＝０．３３±０．０７、Ｙ＝０．３３±０．１の領域内にあることを言う。

実施例１
《有機ＥＬ素子１−１の作製》
有機ＥＬ素子を以下のように作製した。

陽極として１００ｍｍ×１００ｍｍ×１．１ｍｍのガラス基板上にＩＴＯ（インジウムチンオキシド）を１００ｎｍ製膜した基板（ＮＨテクノグラス社製ＮＡ４５）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イソ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分間行なった。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、モリブデン製抵抗加熱ボートにα−ＮＰＤを２００ｍｇ入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにＣＢＰを２００ｍｇ入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにバソキュプロイン（ＢＣＰ）を２００ｍｇ入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートに燐光性化合物Ｉｒ（ｐｐｙ）_３を１００ｍｇ入れ、さらに別のモリブデン製抵抗加熱ボートにＡｌｑ_３を２００ｍｇ入れ、真空蒸着装置に取付けた。

次いで、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０．１ｎｍ／ｓｅｃで透明支持基板に蒸着し、膜厚２５ｎｍの正孔輸送層を設けた。さらに、ＣＢＰと燐光性化合物Ｉｒ（ｐｐｙ）_３の入った前記加熱ボートに通電して加熱し、それぞれ蒸着速度０．２ｎｍ／ｓｅｃ、０．０１２ｎｍ／ｓｅｃで前記正孔輸送層上に共蒸着して膜厚３５ｎｍの発光層を設けた。なお、蒸着時の基板温度は室温であった。さらに、ＢＣＰの入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度０．１ｎｍ／ｓｅｃで前記発光層の上に蒸着して膜厚１０ｎｍの正孔阻止の役割も兼ねた電子輸送層を設けた。その上に、さらに、Ａｌｑ_３の入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度０．１ｎｍ／ｓｅｃで前記電子輸送層の上に蒸着してさらに膜厚４０ｎｍの電子注入層を設けた。なお、蒸着時の基板温度は室温であった。

引き続きフッ化リチウム０．５ｎｍ及びアルミニウム１１０ｎｍを蒸着して陰極を形成し、有機ＥＬ素子、有機ＥＬ素子１−１を作製した。

《有機ＥＬ素子１−２〜１−１８の作製》
有機ＥＬ素子１−１の作製において、表１に記載のよう発光層のＣＢＰを表１に示す化合物に置き換えた以外は同様にして、有機ＥＬ素子１−２〜１−１８を作製した。

なお比較化合物として下記のものを用いた。

〈有機ＥＬ素子の評価〉
以下のようにして作製した有機ＥＬ素子の評価を行い、その結果を表１に示す。

（発光輝度、発光効率）
有機ＥＬ素子１−１は、初期駆動電圧３Ｖで電流が流れ始め、発光層のドーパントである燐光性化合物からの緑色の発光を示した。作製した有機ＥＬ素子について、２３℃、乾燥窒素ガス雰囲気下で１０Ｖ直流電圧を印加した時の発光輝度（ｃｄ／ｍ^２）、発光効率（ｌｍ／Ｗ）を測定した。発光輝度、発光効率は有機ＥＬ素子１−１を１００とした時の相対値で表した。発光輝度については、ＣＳ−１０００（ミノルタ製）を用いて測定した。

（寿命（耐久性））
２．５ｍＡ／ｃｍ^２の一定電流で駆動したときに初期輝度が元の半分に低下するのに要した時間である半減寿命時間を指標として表した。半減寿命時間は有機ＥＬ素子１−１を１００とした時の相対値で表した。

（駆動電圧）
有機ＥＬ素子を室温（約２３〜２５℃）、２．５ｍＡ／ｃｍ^２の定電流条件下により駆動した時の電圧を各々測定し、測定結果を下記に示すように有機ＥＬ素子１−１（比較）を１００として各々相対値で示した。
駆動電圧＝（各素子の初期駆動電圧／有機ＥＬ素子１−１の初期駆動電圧）×１００
なお、値が小さいほど比較に対して駆動電圧が小さいことを示す。

（駆動電圧の経時変化）
有機ＥＬ素子を室温下、２．５ｍＡ／ｃｍ^２の定電流条件下により連続点灯を行い、初期輝度の７０％の輝度となった時の駆動電圧を各々測定した。測定結果は下記に示すように、有機ＥＬ素子１−１（比較）が１００となるように各々相対値で示した。

駆動電圧変化１＝有機ＥＬ素子１−１の輝度７０％時の駆動電圧／有機ＥＬ素子１−１の初期駆動電圧
各素子の駆動電圧変化＝各素子の輝度７０％時の駆動電圧／各素子の初期駆動電圧
駆動電圧τ^１／７＝各素子の駆動電圧変化／駆動電圧変化１×１００

表１から、本発明の有機ＥＬ素子は、外部取り出し効率に優れ、長寿命化が達成され、更には駆動電圧が低下していることがわかる。また、本発明に係る有機ＥＬ素子材料をより好ましい様態（例えば、好ましい置換基、該置換基の数等）でより高い効率と寿命を両立することが分かる。

実施例２
《有機ＥＬ素子２−１〜２−１８の作製》
実施例１の有機ＥＬ素子１−１の燐光性化合物Ｉｒ（ｐｐｙ）_３をＩｒ−１５に、ＣＢＰを表２に示す化合物に置き換えた以外は全く同じ方法で有機ＥＬ素子２−１〜２−１８を作製した。青色の発光を示すこれらの素子について、実施例１と同様の方法で発光輝度、発光効率、駆動電圧を測定した。得られた結果を表２に示す。

表２から、本発明の青色発光有機ＥＬ素子は、優れた青色発光有機ＥＬ素子であることが判る。

実施例３
前記実施例１及び２で作製した有機ＥＬ素子１−５（緑色発光有機ＥＬ素子）と、有機ＥＬ素子２−５（青色発光有機ＥＬ素子）と、有機ＥＬ素子１−５の燐光性化合物Ｉｒ（ｐｐｙ）_３をＩｒ−９に置き換えた以外は有機ＥＬ素子１−１と同様にして作製した有機ＥＬ素子（赤色発光有機ＥＬ素子）とを同一基板上に並置し、図１に示す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た。Ａが表示部、Ｂは制御部である。図２には作製したフルカラー表示装置の表示部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）。前記複数の画素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、フルカラー表示が可能となる。

フルカラー表示装置を駆動することにより、低電圧で輝度が高く耐久性の良好な、鮮明なフルカラー動画表示が得られた。尚、上記、赤色発光有機ＥＬ素子と、有機ＥＬ素子１−６〜１−１８と、２−６〜２−１８とランダムに組み合わせても、フルカラー表示が可能であった。以下、削除
実施例４
《白色の有機ＥＬ素子の作製》
陽極として１００ｍｍ×１００ｍｍ×１．１ｍｍのガラス基板上にＩＴＯ（インジウムチンオキシド）を１００ｎｍ製膜した基板（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イソ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。

この透明支持基板上に、ポリ（３，４−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、Ｂａｙｅｒ社製、ＢａｙｔｒｏｎＰＡｌ４０８３）を純水で７０％に希釈した溶液を３０００ｒｐｍ、３０秒でスピンコート法により製膜した後、２００℃にて１時間乾燥し、膜厚３０ｎｍの正孔輸送層を設けた。

この基板を窒素雰囲気下に移し、正孔輸送層上に、例示化合物１−２５（６０ｍｇ）、化合物Ｉｒ−９（３．０ｍｇ）、Ｉｒ−１２（３．０ｍｇ）をトルエン６ｍｌに溶解した溶液を用い、１０００ｒｐｍ、３０秒の条件下、スピンコート法により製膜した。真空中１５０℃で１時間加熱を行い発光層とした。

さらに、ＢＣＰ（２０ｍｇ）をシクロヘキサン６ｍｌに溶解した溶液を用い、１０００ｒｐｍ、３０秒の条件下、スピンコート法により製膜した。真空中８０℃で１時間加熱を行い第１電子輸送層とした。

続いて、この基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに固定し、モリブデン製抵抗加熱ボートにＡｌｑ_３を２００ｍｇ入れ、真空蒸着装置に取り付けた。真空槽を４×１０^−４Ｐａまで減圧した後、Ａｌｑ_３の入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度０．１ｎｍ／秒で前記第１電子輸送層の上に蒸着して、さらに膜厚４０ｎｍの第２電子輸送層を設けた。

なお、蒸着時の基板温度は室温であった。

引き続き、フッ化リチウム０．５ｎｍ及びアルミニウム１１０ｎｍを蒸着して陰極を形成し、白色発光有機ＥＬ素子を作製した。

この素子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。なお、例示の他の化合物に置き換えても同様に白色の発光が得られることが分かった。

１ディスプレイ
３画素
５走査線
６データ線
Ａ表示部
Ｂ制御部

Claims

下記一般式（１）で表される化合物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材料。

（式中、ＸはＯ、Ｓ、Ｓｅ、Ｔｅのいずれかを表す。Ｒ_１〜Ｒ_１３は各々独立に水素原子またはアルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、芳香族炭化水素基、非芳香族複素環基、芳香族複素環基、アルコキシル基、シクロアルコキシル基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、シクロアルキルチオ基、アリールチオ基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、スルファモイル基、ウレイド基、アシル基、アシルオキシ基、アミド基、カルバモイル基、スルフィニル基、アルキルスルホニル基またはアリールスルホニル基、アミノ基、ニトロ基、シアノ基、ヒドロキシル基から選ばれる何れかの基である。Ａ_１〜Ａ_１３は各々Ｃ原子またはＮ原子を表し、Ａ_１〜Ａ_１３のいずれかがＮ原子である場合、該Ｎ原子に結合しているＲ_１〜Ｒ_１３は各々非共有電子対を表す。ただし、Ｒ_１〜Ｒ_１３のうち少なくとも１つは下記一般式（２）または一般式（３）で表される基で置換される。）

（式中、Ｙ_１〜Ｙ_８は各々Ｃ原子またはＮ原子を表す。Ｒ_１４〜Ｒ_２１は各々独立に前記一般式（１）におけるＲ_１〜Ｒ_１３と同義の基を表し、Ｙ_１〜Ｙ_８のいずれかがＮ原子である場合、該Ｎ原子に結合しているＲ_１４〜Ｒ_２１は各々非共有電子対を表す。＊は結合部位を表す。）

（式中、Ｙ_９〜Ｙ_１６は各々Ｃ原子またはＮ原子を表す。Ｒ_２２〜Ｒ_２９は各々独立に前記一般式（１）におけるＲ_１〜Ｒ_１３と同義の基を表し、Ｙ_９〜Ｙ_１６のいずれかがＮ原子である場合、該Ｎ原子に結合しているＲ_２２〜Ｒ_２９は各々非共有電子対を表す。Ｒ″′は前記一般式（１）におけるＲ_１〜Ｒ_１３と同義の基を表す。また、Ｒ_２２〜Ｒ_２９のいずれかで一般式（１）のＡ_１〜Ａ_１３と結合する。）
前記一般式（１）のＸがＯ原子またはＳ原子であり、Ａ_１〜Ａ_１３が各々Ｃ原子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材料。
前記一般式（１）のＲ_１〜Ｒ_１３のうち、少なくとも２つが前記一般式（２）または一般式（３）で表される基で置換されることを特徴とする請求項１又は２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子材料。
前記一般式（１）のＲ_１が前記一般式（２）または一般式（３）で表される基で置換されることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子材料。
陽極と陰極により挟まれた、少なくとも発光層を含有する有機エレクトロルミネッセンス素子において、少なくとも１層が請求項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材料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。
前記発光層が請求項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材料を含有することを特徴とする請求項５に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
前記発光層が燐光発光性の金属錯体を含有することを特徴とする請求項５又は６に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
前記燐光発光性の金属錯体がＩｒ錯体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５〜８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がウェットプロセスで作製され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の製造方法。
請求項５〜８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５〜８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。