JP2014017494A - 有機エレクトロルミネッセンス素子、該素子を備えた照明装置及び表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】発光効率が高く低電圧であり、耐熱性や生保存性に優れ、長寿命である有機ＥＬ素子を提供する。
【解決手段】有機ＥＬ素子は、陽極と陰極の間に発光層を含む複数の構成層が狭持され、該構成層として、下記一般式（４）で表される化合物を少なくとも一種含有する電子輸送層を有し、該発光層の少なくとも１つがリン光発光性の有機金属錯体を含有し、かつ、該陰極または該陰極に接する構成層中に、周期表第１族または第２族に属する元素であって、該元素の金属イオン（Ｍ^ｎ＋）／金属（Ｍ）系の標準電極電位が−３Ｖｖｓ．ＳＨＥよりも大きい元素の金属または金属化合物を含有する。

【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、該素子を備えた照明装置及び表示装置に関する。

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（ＥＬＤ）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。

一方、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、更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。

実用化に向けた有機ＥＬ素子の開発としては、Ｍ．Ａ．Ｂａｌｄｏ ｅｔ ａｌ．，ｎａｔｕｒｅ、３９５巻、１５１〜１５４ページ（１９９８年）により、プリンストン大より、励起三重項からのリン光発光を用いる有機ＥＬ素子の報告がされて以来、Ｍ．Ａ．Ｂａｌｄｏ ｅｔ ａｌ．，ｎａｔｕｒｅ、４０３巻、１７号、７５０〜７５３頁（２０００年）、米国特許第６，０９７，１４７号明細書により、室温で燐光を示す材料の研究が活発になってきている。

更に、最近発見されたリン光発光を利用する有機ＥＬ素子では、以前の蛍光発光を利用する素子に比べ原理的に約４倍の発光効率が実現可能であることから、その材料開発を初めとし、発光素子の層構成や電極の研究開発が世界中で行われている。

例えば、Ｓ．Ｌａｍａｎｓｋｙ ｅｔ ａｌ．，Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，１２３巻、４３０４頁（２００１年）には、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がなされている。

このように大変ポテンシャルの高い方式であるが、リン光発光を利用する有機ＥＬデバイスにおいては、蛍光発光を利用する有機ＥＬデバイスとは大きく異なり、発光中心の位置をコントロールする方法、とりわけ発光層の内部で再結合を行い、いかに発光を安定に行わせることができるかが、素子の効率・寿命を捕らえる上で重要な技術的な課題となっている。

そこで近年、発光層に隣接する形で、（発光層の陽極側に位置する）正孔輸送層と（発光層の陰極側に位置する）電子輸送層を備えた多層積層型の素子が良く知られている（例えば、特許文献２参照）。

特に、青色リン光発光を利用するにあたっては、青色リン光発光材料自身が高Ｔ１であるため、周辺材料の開発と精密な発光中心の制御が強く求められている。

近年、リン光発光材料を用いて有機ＥＬ素子の発光層においては、ホスト材料としてジベンゾチオフェン誘導体を用いる技術（例えば、特許文献１参照。）や、正孔注入成分及び／または発光成分として、ジベンゾチオフェン誘導体やジベンゾフラン誘導体を用いる技術（例えば、特許文献２参照。）などが開示されている。

しかしながら、高発光効率、低駆動電圧であり、耐熱性、生保存性に優れ、なおかつ、長寿命である有機ＥＬ素子を提供するという観点からは、いまだに不十分であり、更なる解決方法が模索されている。

一方で、大面積化、低コスト化、高生産性に対する要求から、湿式法（ウエットプロセス等ともいう）に対する期待が大きく、真空プロセスでの成膜に比して低温で成膜可能であるため、下層の有機層のダメージを低減でき、発光効率や素子寿命の改善の面からも大きな期待が寄せられている。

しかしながら、青色リン光発光を利用する有機ＥＬ素子において、ウエット成膜を実現するためには、とりわけ電子輸送材料が課題となり、実用上の観点から、現在知られている電子輸送材料では、溶液安定性、駆動電圧等の点で、まだ不十分であり、更なる改良技術が不可欠であることが判ってきた。

特開２００７−１２６４０３号公報 特開２００５−１１２７６５号公報

本発明の目的は、高発光効率、低駆動電圧であり、耐熱性、生保存性に優れ、なおかつ、長寿命である有機エレクトロルミネッセンス素子、該素子を備えた照明装置及び表示装置を提供することである。

本発明の上記目的は下記の構成により達成されるが、具体的に本発明によれば、
陽極と陰極の間に発光層を含む複数の構成層が狭持されてなる有機エレクトロルミネッセンス素子において、
該構成層として、下記一般式（４）で表される化合物を少なくとも一種含有する電子輸送層を有し、該発光層の少なくとも１つがリン光発光性の有機金属錯体を含有し、かつ、該陰極または該陰極に接する構成層中に、周期表第１族または第２族に属する元素であって、該元素の金属イオン（Ｍ^ｎ＋）／金属（Ｍ）系の標準電極電位が−３Ｖｖｓ．ＳＨＥよりも大きい元素の金属または金属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が提供される。

〔式中、Ｒ_３１〜Ｒ_３７は、各々水素原子または置換基を表す。Ｘ_３１〜Ｘ_３５は、各々−Ｃ（Ｒ_３８）＝または−Ｎ＝を表し、Ｒ_３８は水素原子または置換基を表す。但し、Ｒ_３８またはＲ_３５は部分構造として、少なくとも１つのカルバゾール環、アザカルバゾール環、ジベンゾフラン環またはジベンゾチオフェン環を含み、Ｘ_３１〜Ｘ_３５の少なくとも１つは、−Ｎ＝である。−Ｃ（Ｒ_３８）＝が複数存在する場合にはＲ_３８は同じでも異なっていてもよい。〕

１．陽極と陰極の間に発光層を含む複数の構成層が狭持されてなる有機エレクトロルミネッセンス素子において、
該構成層として、下記一般式（１）で表される化合物を少なくとも一種含有する電子輸送層を有し、該発光層の少なくとも１つがリン光発光性の有機金属錯体を含有し、かつ、該陰極または該陰極に接する構成層中に、周期表第１族または第２族に属する元素であって、該元素の金属イオン（Ｍ^ｎ＋）／金属（Ｍ）系の標準電極電位が−３Ｖｖｓ．ＳＨＥよりも大きい元素の金属または金属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。

〔式中、Ｒ_１〜Ｒ_７は、各々水素原子または置換基を表す。Ａは、フェニル基または芳香族複素環基を表す。但し、Ａは部分構造として、少なくとも１つのカルバゾール環、アザカルバゾール環、ジベンゾフラン環またはジベンゾチオフェン環を含む。〕

２．前記一般式（１）で表される化合物が下記一般式（２）で表される化合物であることを特徴とする前記１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。

〔式中、Ｒ_１１〜Ｒ_１７は、各々水素原子または置換基を表し、Ｘは、−Ｏ−、−Ｓ−、または−Ｎ（Ｒ_１０）−を表し、Ｒ_１０は水素原子または置換基を表す。Ｘ_１１〜Ｘ_１７は−Ｃ（Ｒ_１８）＝または−Ｎ＝を表し、Ｒ_１８は水素原子または置換基を表す。−Ｃ（Ｒ_１８）＝が複数存在する場合にはＲ_１８は同じでも異なっていてもよい。但し、Ｒ_１０〜Ｒ_１８の少なくとも１つは置換基を表す。〕

３．前記一般式（２）のＸが−Ｎ（Ｒ_１０）−を表し、Ｒ_１１〜Ｒ_１４、Ｒ_１６、Ｒ_１７が各々水素原子を表し、且つ、Ｘ_１１、Ｘ_１２、Ｘ_１４〜Ｘ_１７が、各々−ＣＨ＝または−Ｎ＝を表すことを特徴とする前記２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。

４．前記一般式（２）のＸが−Ｏ−または−Ｓ−を表し、Ｒ_１１〜Ｒ_１４、Ｒ_１６、Ｒ_１７が各々水素原子であり、且つ、Ｘ_１１、Ｘ_１２、Ｘ_１４〜Ｘ_１７が、各々−ＣＨ＝を表すことを特徴とする前記２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。

５．前記一般式（１）で表される化合物が下記一般式（３）で表される化合物であることを特徴とする前記１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。

〔式中、Ｒ_２１〜Ｒ_２７は、各々水素原子または置換基を表す。Ｘ_２１〜Ｘ_２８は、各々−Ｃ（Ｒ_２８）＝または−Ｎ＝を表し、Ｒ_２８は水素原子または置換基を表す。−Ｃ（Ｒ_２８）＝が複数存在する場合にはＲ_２８は同じでも異なっていてもよい。但し、Ｒ_２１〜Ｒ_２８の少なくとも１つは置換基を表す。〕

６．前記一般式（３）のＲ_２１〜Ｒ_２４、Ｒ_２６、Ｒ_２７が、各々水素原子を表し、Ｘ_２１、Ｘ_２２、Ｘ_２４、Ｘ_２５、Ｘ_２７、Ｘ_２８が、各々−ＣＨ＝または−Ｎ＝を表すことを特徴とする前記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。

７．前記一般式（１）で表される化合物が下記一般式（４）で表される化合物であることを特徴とする前記１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。

〔式中、Ｒ_３１〜Ｒ_３７は、各々水素原子または置換基を表す。Ｘ_３１〜Ｘ_３５は、各々−Ｃ（Ｒ_３８）＝または−Ｎ＝を表し、Ｒ_３８は水素原子または置換基を表す。但し、Ｘ_３１〜Ｘ_３５の少なくとも１つは、Ｒ_３８が置換基を表す−Ｃ（Ｒ_３８）＝である。−Ｃ（Ｒ_３８）＝が複数存在する場合にはＲ_３８は同じでも異なっていてもよい。〕

８．前記一般式（４）のＲ_３１〜Ｒ_３４、Ｒ_３６、Ｒ_３７が、各々水素原子を表し、Ｘ_３３が、−ＣＨ＝または−Ｎ＝を表すことを特徴とする前記７に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。

９．前記一般式（１）〜（４）のいずれかで表される化合物が、ピリジン環または該ピリジン環を含む縮合芳香族複素環を部分構造として少なくとも１つ有することを特徴とする前記１〜８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。

１０．前記元素が、ナトリウム、カリウムまたはセシウムを表すことを特徴とする前記１〜９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．前記リン光発光性の有機金属錯体の少なくとも１つが、下記一般式（５）で表される化合物であることを特徴とする前記１〜１０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、Ｐ、Ｑは、各々炭素原子または窒素原子を表し、Ａ１はＰ−Ｃと共に芳香族炭化水素環または芳香族複素環を形成する原子群を表す。Ａ２はＱ−Ｎと共に芳香族複素環を形成する原子群を表す。Ｐ_１−Ｌ１−Ｐ_２は２座の配位子を表し、Ｐ_１、Ｐ_２は各々独立に炭素原子、窒素原子、または酸素原子を表す。Ｌ１はＰ_１、Ｐ_２と共に２座の配位子を形成する原子群を表す。ｊ１は１〜３の整数を表し、ｊ２は０〜２の整数を表すが、ｊ１＋ｊ２は２または３である。Ｍ_１は元素周期表における８〜１０族の金属元素を表す。〕

１２．前記一般式（５）で表される化合物が下記一般式（６）で表される化合物であることを特徴とする前記１１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。

〔式中、Ｚは、炭化水素環基または複素環基を表す。Ｐ、Ｑは、各々炭素原子または窒素原子を表し、Ａ１はＰ−Ｃと共に芳香族炭化水素環または芳香族複素環を形成する原子群を表す。Ａ３は−Ｃ（Ｒ_０１）＝Ｃ（Ｒ_０２）−、−Ｎ＝Ｃ（Ｒ_０２）−、−Ｃ（Ｒ_０１）＝Ｎ−または−Ｎ＝Ｎ−を表し、Ｒ_０１、Ｒ_０２は、各々水素原子または置換基を表す。Ｐ_１−Ｌ１−Ｐ_２は２座の配位子を表し、Ｐ_１、Ｐ_２は各々独立に炭素原子、窒素原子、または酸素原子を表す。Ｌ１はＰ_１、Ｐ_２と共に２座の配位子を形成する原子群を表す。ｊ１は１〜３の整数を表し、ｊ２は０〜２の整数を表すが、ｊ１＋ｊ２は２または３である。Ｍ_１は元素周期表における８族〜１０族の遷移金属元素を表す。〕

１３．前記一般式（６）で表される化合物が下記一般式（７）で表される化合物であることを特徴とする前記１２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。

〔式中、Ｒ_０３は置換基を表し、Ｒ_０４は水素原子または置換基を表し、複数のＲ_０４は互いに結合して環を形成してもよい。ｎ０１は１〜４の整数を表す。Ｒ_０５は水素原子または置換基を表し、複数のＲ_０５は互いに結合して環を形成してもよい。ｎ０２は１〜２の整数を表す。Ｒ_０６は水素原子または置換基を表し、互いに結合して環を形成してもよい。ｎ０３は１〜４の整数を表す。Ｚ１はＣ−Ｃと共に６員の芳香族炭化水素環もしくは、５員または６員の芳香族複素環を形成するのに必要な原子群を表す。Ｚ２は炭化水素環または複素環を形成するのに必要な原子群を表す。Ｐ_１−Ｌ１−Ｐ_２は２座の配位子を表し、Ｐ_１、Ｐ_２は各々独立に炭素原子、窒素原子または酸素原子を表す。Ｌ１はＰ_１、Ｐ_２と共に２座の配位子を形成する原子群を表す。ｊ１は１〜３の整数を表し、ｊ２は０〜２の整数を表すが、ｊ１＋ｊ２は２または３である。Ｍ_１は元素周期表における８族〜１０族の遷移金属元素を表す。Ｒ_０３とＲ_０６、Ｒ_０４とＲ_０６及びＲ_０５とＲ_０６は互いに結合して環を形成していてもよい。〕

１４．前記一般式（７）で表される化合物が下記一般式（８）で表される化合物であることを特徴とする前記１３に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。

〔式中、Ｒ_０３は置換基を表し、Ｒ_０４は水素原子または置換基を表し、複数のＲ_０４は互いに結合して環を形成してもよい。ｎ０１は１〜４の整数を表す。Ｒ_０５は水素原子または置換基を表し、複数のＲ_０５は互いに結合して環を形成してもよい。ｎ０２は１〜２の整数を表す。Ｒ_０６は水素原子または置換基を表し、互いに結合して環を形成してもよい。ｎ０３は１〜３の整数を表す。Ｒ_０７は置換基または単結合手を表す。Ｐ_１−Ｌ１−Ｐ_２は２座の配位子を表し、Ｐ_１、Ｐ_２は各々独立に炭素原子、窒素原子または酸素原子を表す。Ｌ１はＰ_１、Ｐ_２と共に２座の配位子を形成する原子群を表す。ｊ１は１〜３の整数を表し、ｊ２は０〜２の整数を表すが、ｊ１＋ｊ２は２または３である。Ｍ_１は元素周期表における８族〜１０族の遷移金属元素を表す。〕

１５．前記Ｍ_１がイリジウムを表すことを特徴とする前記１１〜１４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。

１６．前記電子輸送層と発光層とを含む少なくとも２層の有機層が湿式法で形成されたことを特徴とする前記１〜１５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。

１７．白色に発光することを特徴とする前記１〜１６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。

１８．前記１〜１６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備えたことを特徴とする照明装置。

１９．前記１〜１６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備えたことを特徴とする表示装置。

本発明により、高発光効率、低駆動電圧であり、耐熱性や生保存性に優れ、且つ、長寿命である有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することができた。

併せて、該有機エレクトロルミネッセンス素子を備えた表示装置及び照明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である。 表示部Ａの模式図である。 画素の模式図である。 パッシブマトリクス方式フルカラー表示装置の模式図である。 照明装置の概略図である。 照明装置の模式図である。 有機ＥＬフルカラー表示装置の概略構成図を示す。

本発明の有機ＥＬ素子においては、請求項１〜１６のいずれか１項に記載の構成を有することにより、高発光効率、低駆動電圧であり、耐熱性や生保存性に優れ、且つ、長寿命である有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することができた。併せて、該有機エレクトロルミネッセンス素子を備えた表示装置及び照明装置を提供することができた。

以下、本発明の有機ＥＬ素子の各構成要素の詳細について、順次説明する。

本発明者等は、上記の目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、下記の（ａ）〜（ｄ）に記載の知見を得、それらの知見を基に分子設計を行い、上記一般式（１）で表される化合物を見出し、本発明に係る一般式（１）で表される化合物の少なくとも一種を有機ＥＬ素子の電子輸送層に用いることにより、高効率、長寿命である有機ＥＬ素子が得られることを見出した。

（ａ）元素周期表の第２周期に属する窒素原子や酸素原子、炭素原子より大きな硫黄原子はより安定な荷電状態を取るため、硫黄原子を含む本発明に係る一般式（１）で表される化合物のようなジベンゾチオフェン誘導体は通電下の荷電状態や保存時においてより安定であることが判った。

（ｂ）本発明の一般式（１）で表される化合物の有するジベンゾチオフェン骨格は平面性が高くガラス転移温度が高くなるため、耐熱性が向上し、高温、高湿下での経時安定性が改良されることが判った。

（ｃ）一般式（１）で表される化合物における置換位置Ａは、共役長を伸ばさず、すなわち高い３重項エネルギー（Ｔ１）を維持したまま他の骨格と連結することが可能な位置であり、更に、ジベンゾチオフェン環の４位よりも合成上置換基の導入が容易なため、量産性に適している。

（ｄ）また、電子注入材料としては仕事関数の小さいフッ化リチウムに代表されるアルカリ金属やアルカリ土類金属がよく知られているが、一般式（１）で表される化合物の電子輸送材料との組み合わせについて本発明者らが詳細に検討したところ、陰極または該陰極に接する構成層（例えば、陰極バッファー層等が挙げられる）中に、周期表（元素周期表ともいう）の第１族または第２族に属する元素であって、Ｍ^ｎ＋／Ｍ系の標準電極電位が−３Ｖｖｓ．ＳＨＥよりも大きい元素の金属または金属化合物（錯体や塩を含む）を併用することによって、高効率でありながら同時に非常に低い電圧で有機ＥＬ素子を駆動させることが可能となった。

本発明の有機ＥＬ素子に係る陰極、該陰極に隣接する構成層については、後に有機ＥＬ素子の構成層のところで詳細に説明する。

これは、酸化還元電位が小さい元素に比較して大きい元素は電子を受け取りやすいため、還元され金属の状態になりやすい。結果、金属を通して陰極から電子輸送層へ電子が輸送されやすくなり、本発明のジベンゾチオフェン誘導体と電子注入材料を組み合わせて用いることにより高効率、低電圧の有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することが可能となった。

尚、有機ＥＬ素子を構成する、陽極、陰極及び該陽極と該陰極との間に挟持される構成層（正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層等の有機層等）については後に詳細に説明する。

以下、一般式（１）で表される化合物について説明する。

《一般式（１）で表される化合物》
一般式（１）において、Ｒ_１〜Ｒ_７で各々表される置換基の例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）、芳香族炭化水素基（芳香族炭化水素環基、芳香族炭素環基、アリール基等ともいい、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）、芳香族複素環基（例えば、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）、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またはヘテロ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）、ホスホノ基等が挙げられる。

また、これらの置換基は上記の置換基によって更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。

一般式（１）において、Ａで表されるフェニル基は、部分構造として、少なくとも１つのカルバゾール環、アザカルバゾール環、ジベンゾフラン環またはジベンゾチオフェン環を含む。

ここで、アザカルバゾール環とは、前記カルバゾール環を構成するベンゼン環の炭素原子が１つ以上窒素原子で置き換わったものを示す。

また、該部分構造は、無置換でも置換基を有していてもよく、該置換基は、一般式（１）において、Ｒ_１〜Ｒ_７で各々表される置換基と同義である。

一般式（１）において、Ａで表される芳香族複素環基としては、例えば、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、フタラジニル基等が挙げられる。これらの基は、無置換でも更に、一般式（１）において、Ｒ_１〜Ｒ_７で各々表される置換基を有していてもよい。

尚、該芳香族複素環基は、部分構造として、少なくとも１つのカルバゾール環、アザカルバゾール環、ジベンゾフラン環またはジベンゾチオフェン環を含む。

本発明に係る一般式（１）で表される化合物の更に好ましい態様としては、上記一般式（２）、（３）または（４）のいずれかで表される化合物が挙げられる。

《一般式（２）で表される化合物》
一般式（２）において、Ｒ_１１〜Ｒ_１７で各々表される置換基は、一般式（１）において、Ｒ_１〜Ｒ_７で各々表される置換基と同義である。

一般式（２）のＸの−Ｎ（Ｒ_１０）−において、Ｒ_１０で表される置換基は、一般式（１）において、Ｒ_１〜Ｒ_７で各々表される置換基と同義である。

一般式（２）のＸ_１１〜Ｘ_１７において、−Ｃ（Ｒ_１８）＝のＲ_１８で表される置換基は、一般式（１）において、Ｒ_１〜Ｒ_７で各々表される置換基と同義である。

また、一般式（２）で表される化合物においても、下記に示す２種の好ましい態様（ａ）、（ｂ）が挙げられる。

（ａ）一般式（２）のＸが−Ｎ（Ｒ_１０）−を表し、Ｒ_１１〜Ｒ_１４、Ｒ_１６、Ｒ_１７が各々水素原子を表し、且つ、Ｘ_１１、Ｘ_１２、Ｘ_１４〜Ｘ_１７が、各々−ＣＨ＝または−Ｎ＝を表す場合、
（ｂ）一般式（２）のＸが−Ｏ−または−Ｓ−を表し、Ｒ_１１〜Ｒ_１４、Ｒ_１６、Ｒ_１７が各々水素原子であり、且つ、Ｘ_１１、Ｘ_１２、Ｘ_１４〜Ｘ_１７が、各々−ＣＨ＝を表す場合、
である。

《一般式（３）で表される化合物》
一般式（３）において、Ｒ_２１〜Ｒ_２７で各々表される置換基は、一般式（１）において、Ｒ_１〜Ｒ_７で各々表される置換基と同義である。

一般式（３）のＸ_２１〜Ｘ_２８で各々表される−Ｃ（Ｒ_２８）＝において、Ｒ_２８で表される置換基は、一般式（１）において、Ｒ_１〜Ｒ_７で各々表される置換基と同義である。

また、一般式（３）で表される化合物においても、好ましい態様としては、下記に示すような態様（ｃ）が挙げられる。

（ｃ）一般式（３）のＲ_２１〜Ｒ_２４、Ｒ_２６、Ｒ_２７が、各々水素原子を表し、Ｘ_２１、Ｘ_２２、Ｘ_２４、Ｘ_２５、Ｘ_２７、Ｘ_２８が、各々−ＣＨ＝または−Ｎ＝を表す場合
、
である。

《一般式（４）で表される化合物》
一般式（４）において、Ｒ_３１〜Ｒ_３７で各々表される置換基は、一般式（１）において、Ｒ_１〜Ｒ_７で各々表される置換基と同義である。

一般式（４）のＸ_３１〜Ｘ_３５で各々表される−Ｃ（Ｒ_３８）＝において、Ｒ_３８で表される置換基は、一般式（１）において、Ｒ_１〜Ｒ_７で各々表される置換基と同義である。

また、一般式（４）で表される化合物においても、好ましい態様としては、下記に示す態様（ｄ）が挙げられる。

（ｄ）一般式（４）のＲ_３１〜Ｒ_３４、Ｒ_３６、Ｒ_３７が、各々水素原子を表し、Ｘ_３３が、−ＣＨ＝または−Ｎ＝を表す場合、
である。

以下、本発明に係る一般式（１）、（２）、（３）または（４）のいずれかで表される化合物の更に好ましい態様について以下に説明する。

《好ましい部分構造》
また、本発明に係る一般式（１）、（２）、（３）または（４）のいずれかで表される化合物の好ましい態様としては、ピリジン環または該ピリジン環を含む縮合芳香族複素環を部分構造として少なくとも１つ有することが好ましい。

ここで、ピリジン環を含む縮合芳香族複素環とは、例えばβ−カルボリンのように、縮合環を構成する環の少なくとも１つがピリジン環であるような縮合芳香族複素環を指す。

《Ｔｇ（ガラス転移温度℃）》
本発明に係る一般式（１）、（２）、（３）または（４）のいずれかで表される化合物のＴｇ（ガラス転移温度℃）を上げるためにはナフタレン環やアントラセン環など縮合環を化合物内に導入することが有効である。

しかし、縮合系の芳香族炭化水素環はＴ１（三重項励起状態、励起三重項状態を示す）が小さく、特に青色燐光発光性ドーパントと同時に用いる場合には適していない。

そこで、Ｔ１を下げずにＴｇを向上させる手段として、カルバゾール環やジベンゾフラン環などの芳香族複素縮合環を導入することが好ましい。

《好ましく含有される構成層及び該構成層の作製方法》
本発明に係る一般式（１）、（２）、（３）または（４）のいずれかで表される化合物は少なくとも電子輸送層に含有されるが、電子輸送層以外の層、例えば正孔輸送層や発光層に含有されていてもよい。

本発明に係る一般式（１）、（２）、（３）または（４）のいずれかで表される化合物を含有する層の作製方法としては、湿式法（ウェットプロセスともいう）、蒸着法等があるが、均質な膜が得られやすく、且つピンホールが生成しにくい等の点から、湿式法が好ましく用いられる。

ここで、湿式法としては、スピンコート法、キャスト法、ダイコート法、ブレードコート法、ロールコート法、インクジェット法、印刷法、スプレーコート法、カーテンコート法等があるが、精密な薄膜が形成可能で、且つ高生産性の点から、ダイコート法、ロールコート法、インクジェット法、スプレーコート法などのロール・ツー・ロール方式適性の高い方法が好ましい。また、層ごとに異なる製膜法を適用してもよい。

また、本発明に係る一般式（１）、（２）、（３）または（４）のいずれかで表される化合物を用いて塗布法（分散法も含む）により構成層を形成する場合、用いる溶剤に制限はないが、前記化合物のＴｇと溶剤の沸点Ｔｂの関係が、下記式（１）を満足することが好ましい。

式（１）
Ｔｇ＋１０℃≧Ｔｂ
また、本発明の有機ＥＬ素子を構成する有機層の３層以上が塗布で作製されることが好ましく、更には、陰極も銀ナノ粒子などを用い塗布で形成されてもよい。

以下、本発明に係る一般式（１）、（２）、（３）または（４）のいずれか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。

本発明に係る一般式（１）、（２）、（３）または（４）のいずれかで表される化合物は、国際公開第０７／１１１１７６号パンフレット、Ｃｈｅｍ．Ｍａｔｅｒ．２００８，２０，５９５１、実験化学講座第５版（日本化学会編）等に記載の公知の方法を参照して合成することができる。

《一般式（５）で表される化合物》
本発明の有機ＥＬ素子に含有されるリン光発光性の金属錯体としては、上記一般式（５）で表される化合物が好ましい。

以下、一般式（５）で表される化合物について説明する。尚、一般式（５）で表されるリン光発光性の金属錯体は、本発明の有機ＥＬ素子の発光層に発光ドーパントとして含有されることが好ましい態様であるが、発光層以外の構成層（本発明の有機ＥＬ素子の構成層については後に詳細に説明する。）に含有されていても良い。

一般式（５）において、Ａ１がＰ−Ｃと共に形成す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。

これらの環は更に、一般式（１）において、Ｒ_１〜Ｒ_７で各々表される置換基を有してもよい。

一般式（５）において、Ａ１が、Ｐ−Ｃと共に形成する芳香族複素環としては、フラン環、チオフェン環、オキサゾール環、ピロール環、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、アザカルバゾール環等が挙げられる。

ここで、アザカルバゾール環とは、前記カルバゾール環を構成するベンゼン環の炭素原子が１つ以上窒素原子で置き換わったものを示す。

これらの環は更に、一般式（１）において、Ｒ_１〜Ｒ_７で各々表される置換基を有してもよい。

一般式（５）において、Ａ２が、Ｑ−Ｎと共に形成する芳香族複素環としては、オキサゾール環、オキサジアゾール環、オキサトリアゾール環、イソオキサゾール環、テトラゾール環、チアジアゾール環、チアトリアゾール環、イソチアゾール環、ピロール環、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、イミダゾール環、ピラゾール環、トリアゾール環等が挙げられる。

これらの環は更に、一般式（１）において、Ｒ_１〜Ｒ_７で各々表される置換基を有してもよい。

一般式（５）において、Ｐ_１−Ｌ１−Ｐ_２で表される２座の配位子の具体例としては、フェニルピリジン、フェニルピラゾール、フェニルイミダゾール、フェニルトリアゾール、フェニルテトラゾール、ピラザボール、アセチルアセトン、ピコリン酸等が挙げられる。

一般式（５）において、ｊ１は１〜３の整数を表し、ｊ２は０〜２の整数を表すが、ｊ１＋ｊ２は２または３を表す、中でも、ｊ２は０である場合が好ましい。

一般式（５）において、Ｍ_１は元素周期表における８族〜１０族の遷移金属元素（単に遷移金属ともいう）が用いられるが、中でも、イリジウム好ましい。

《一般式（６）で表される化合物》
本発明に係る一般式（５）で表される化合物の中でも、一般式（６）で表される化合物が好ましい。

一般式（６）において、Ｚで表される炭化水素環基としては、非芳香族炭化水素環基、芳香族炭化水素環基が挙げられ、非芳香族炭化水素環基としては、シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等が挙げられる。これらの基は、無置換でも後述する置換基を有していてもよい。

また、芳香族炭化水素環基（芳香族炭化水素基、アリール基等ともいう）としては、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、ビフェニリル基等が挙げられる。

これらの基は、無置換でもよく、一般式（１）において、Ｒ_１〜Ｒ_７で各々表される置換基を有してもよい。

一般式（６）において、Ｚで表される複素環基としては、非芳香族複素環基、芳香族複素環基等が挙げられ、非芳香族複素環基としては、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］−オクタン環等から導出される基を挙げられる。

これらの基は、無置換でもよく、一般式（１）において、Ｒ_１〜Ｒ_７で各々表される置換基を有してもよい。

芳香族複素環基としては、例えば、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、フタラジニル基等が挙げられる。

これらの基は、無置換でもよく、一般式（１）において、Ｒ_１〜Ｒ_７で各々表される置換基を有してもよい。

好ましくは、Ｚで表される基は芳香族炭化水素環基または芳香族複素環基である。

以下に一般式（６）におけるＺの好ましい例を挙げるが、Ｚは以下の例示以外にも無置換でもよく、更に置換基を有していてもよく、これらの例に限定されない。尚、＊は結合位置を表す。

一般式（６）において、Ａ１が、Ｐ−Ｃと共に形成す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。

これらの環は更に、一般式（１）において、Ｒ_１〜Ｒ_７で各々表される置換基を有してもよい。

一般式（６）において、Ａ１が、Ｐ−Ｃと共に形成する芳香族複素環としては、フラン環、チオフェン環、オキサゾール環、ピロール環、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、アザカルバゾール環等が挙げられる。

ここで、アザカルバゾール環とは、前記カルバゾール環を構成するベンゼン環の炭素原子が１つ以上窒素原子で置き換わったものを示す。

これらの環は更に、一般式（１）において、Ｒ_１〜Ｒ_７で各々表される置換基を有してもよい。

一般式（６）のＡ３で表される、−Ｃ（Ｒ_０１）＝Ｃ（Ｒ_０２）−、−Ｎ＝Ｃ（Ｒ_０２）−、−Ｃ（Ｒ_０１）＝Ｎ−において、Ｒ_０１、Ｒ_０２で各々表される置換基は、一般式（１）において、Ｒ_１〜Ｒ_７で各々表される置換基と同義である。

一般式（６）において、Ｐ_１−Ｌ１−Ｐ_２で表される２座の配位子の具体例としては、フェニルピリジン、フェニルピラゾール、フェニルイミダゾール、フェニルトリアゾール、フェニルテトラゾール、ピラザボール、アセチルアセトン、ピコリン酸等が挙げられる。

また、ｊ１は１〜３の整数を表し、ｊ２は０〜２の整数を表すが、ｊ１＋ｊ２は２または３を表す、中でも、ｊ２は０である場合が好ましい。

一般式（６）において、Ｍ_１で表される元素周期表における８族〜１０族の遷移金属元素（単に遷移金属ともいう）は、一般式（５）において、Ｍ_１で表される元素周期表における８族〜１０族の遷移金属元素と同義である。

《一般式（７）で表される化合物》
上記一般式（６）で表される化合物の好ましい態様のひとつとして、上記一般式（７）で表される化合物が挙げられる。

一般式（７）において、Ｒ_０３、Ｒ_０４、Ｒ_０５、Ｒ_０６で各々表される置換基は、一般式（１）において、Ｒ_１〜Ｒ_７で各々表される置換基と同義である。

一般式（７）において、Ｚ１がＣ−Ｃと共に形成する６員の芳香族炭化水素環としては、ベンゼン環等が挙げられる。

これらの環は更に、一般式（１）において、Ｒ_１〜Ｒ_７で各々表される置換基を有してもよい。

一般式（７）において、Ｚ１がＣ−Ｃと共に形成する５員または６員の芳香族複素環としては、例えば、オキサゾール環、オキサジアゾール環、オキサトリアゾール環、イソオキサゾール環、テトラゾール環、チアジアゾール環、チアトリアゾール環、イソチアゾール環、チオフェン環、フラン環、ピロール環、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、イミダゾール環、ピラゾール環、トリアゾール環等が挙げられる。

これらの環は更に、一般式（１）において、Ｒ_１〜Ｒ_７で各々表される置換基を有してもよい。

一般式（７）において、Ｐ_１−Ｌ１−Ｐ_２で表される２座の配位子は、一般式（５）において、Ｐ_１−Ｌ１−Ｐ_２で表される２座の配位子と同義である。

一般式（７）において、Ｍ_１で表される元素周期表における８族〜１０族の遷移金属元素は、一般式（５）において、Ｍ_１で表される元素周期表における８族〜１０族の遷移金属元素と同義である。

《一般式（８）で表される化合物》
更に、一般式（７）で表される化合物の中でも、上記一般式（８）で表される化合物が好ましい。

一般式（８）において、Ｒ_０３、Ｒ_０４、Ｒ_０５、Ｒ_０６、Ｒ_０７で各々表される置換基は、一般式（１）において、Ｒ_１〜Ｒ_７で各々表される置換基と同義である。

一般式（８）において、Ｐ_１−Ｌ１−Ｐ_２で表される２座の配位子は、一般式（５）において、Ｐ_１−Ｌ１−Ｐ_２で表される２座の配位子と同義である。

一般式（８）において、Ｍ_１で表される元素周期表における８族〜１０族の遷移金属元素は、一般式（５）において、Ｍ_１で表される元素周期表における８族〜１０族の遷移金属元素と同義である。

本発明に係る一般式（５）、（６）、（７）または（８）で各々表される化合物は、Ｅｕｒ．Ｊ．Ｃｈｅｍ．２００５，１６３７−１６４３等に記載の方法で、含窒素環化合物またはイミダゾール化合物に対応するハロゲン化合物を反応させるか、ＳＹＮＴＨＥＳＩＳ ２００３，１７，２６６１−２６６６等に記載の、対応するアミンとグリオキザール、及びアルデヒドと塩化アンモニウムとの反応等を参照することにより合成可能である。

以下、本発明に係る一般式（５）、（６）、（７）または（８）のいずれかで表される化合物（金属錯体ともいう）の具体例を挙げるが、本発明はこれらに限定されない。

これらの金属錯体は、例えば、Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｅｔｔｅｒ誌、ｖｏｌ３、Ｎｏ．１６、２５７９〜２５８１頁（２００１）、Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，第３０巻、第８号、１６８５〜１６８７頁（１９９１年）、Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，１２３巻、４３０４頁（２００１年）、Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，第４０巻、第７号、１７０４〜１７１１頁（２００１年）、Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，第４１巻、第１２号、３０５５〜３０６６頁（２００２年）、Ｎｅｗ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ．，第２６巻、１１７１頁（２００２年）、Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，第４巻、６９５〜７０９頁（２００４年）、更にこれらの文献中に記載の参考文献等の方法を適用することにより合成できる。

以下に、代表的な化合物の合成例を示す。

《例示化合物Ｄ−２６の合成》

窒素雰囲気下で２−フェニル−（２，４，６−トリメチルフェニル）−１Ｈ−イミダゾール、１８ｇ（０．０６８６１モル）を２−エトキシエタノール３５０ｍｌに溶解した溶液に、塩化イリジウム３水和物、８．１ｇ（０．０２２９７モル）及び１００ｍｌの水を加え、窒素雰囲気下で５時間還流した。

反応液を冷却し、メタノール５００ｍｌを加え、析出した結晶を濾取した。得られた結晶を更にメタノールで洗浄し、乾燥後１５．２ｇ（収率８８．４％）の錯体Ａを得た。

窒素雰囲気下で錯体Ａ、１４．５ｇ（０．００９６６２モル）及び炭酸ナトリウム、１４．５ｇを２−エトキシエタノール３５０ｍｌに懸濁させた。この懸濁液にアセチルアセトン３．９ｇ（０．０３８９５モル）を加え、窒素雰囲気下で２時間還流した。

反応液を冷却後、減圧濾過によって炭酸ナトリウム及び無機塩を除去した。溶媒を減圧濃縮した後に得られた固体に水１Ｌを加えて懸濁後、固体を濾取した。

得られた結晶を更にメタノール／水＝１／１混合溶液で洗浄し、乾燥後１４．７ｇ（収率９３．６％）の錯体Ｂを得た。

窒素雰囲気下で錯体Ｂ、７．５ｇ（０．００９２１４モル）及び２−フェニル−（２，４，６−トリメチルフェニル）−１Ｈ−イミダゾール、６．０ｇ（０．０２２８７モル）をグリセリン４００ｍｌに懸濁させた。窒素雰囲気下で反応温度１５０〜１６０℃の間で２時間反応させ、錯体Ｂの消失を確認したところで反応終了とした。

反応液を冷却し、メタノール５００ｍｌを加え、析出した結晶を濾取した。

得られた結晶を更にメタノールで洗浄し、乾燥後収量７．１ｇ（収率７８．９％）の粗生成物を得た。この粗生成物を少量の塩化メチレンに溶解し、シカゲルカラムクロマトグラフィーによって精製し（塩化メチレン）６．５ｇ（収率７２．２％）の例示化合物Ｄ−２６を得た。

日立製作所製Ｆ−４５００を用いて測定した例示化合物Ｄ−２６の溶液におけるリン光発光波長は、４６６ｎｍであった（２−メチルテトラヒドロフラン中）。

《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／発光層ユニット／電子輸送層／陰極
（ii）陽極／正孔輸送層／発光層ユニット／電子輸送層／陰極
（iii）陽極／正孔輸送層／発光層ユニット／正孔阻止層／電子輸送層／陰極
（iv）陽極／正孔輸送層／発光層ユニット／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／発光層ユニット／正孔阻止層／電子輸送層／陰極バッファー層／陰極
更に、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層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》
本発明に係る一般式（１）、（２）、（３）または（４）のいずれかで表される化合物は、本発明の有機ＥＬ素子の構成層である少なくとも１層の電子輸送層に含有されるが、本発明の有機ＥＬ素子のその他の構成層（後に、詳細に説明する。）に含有されていても良い。

ここで、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。

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、電子輸送層の構成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併用することも可能である。

電子輸送層に用いられる従来公知の材料（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、カルボリン誘導体、または、該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炭素原子の少なくとも一つが窒素原子で置換されている環構造を有する誘導体等が挙げられる。

更に、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、電子吸引性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。

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用いることができる。

また、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。

電子輸送層は電子輸送材料を、例えば、真空蒸着法、湿式法（ウェットプロセスともいい、例えば、スピンコート法、キャスト法、ダイコート法、ブレードコート法、ロールコート法、インクジェット法、印刷法、スプレーコート法、カーテンコート法、ＬＢ法（ラングミュア・ブロジェット（Ｌａｎｇｍｕｉｒ Ｂｌｏｄｇｅｔｔ法）等を挙げることができる。））等により、薄膜化することにより形成することが好ましい。

有機ＥＬ素子の構成層の形成法については、有機ＥＬ素子の作製方法のところで詳細に説明する。

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〜５０００ｎｍ程度、好ましくは５ｎｍ〜２００ｎｍ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。

以下、本発明の白色有機ＥＬ素子の電子輸送層の形成に好ましく併用される従来公知の化合物（電子輸送材料）の具体例を挙げるが、本発明はこれらに限定されない。

《発光層》
本発明に係る発光層は、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、更に好ましくは２ｎｍ〜２００ｎｍの範囲に調整され、特に好ましくは、５ｎｍ〜１００ｎｍ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、湿式法（ウェットプロセスともいい、例えば、スピンコート法、キャスト法、ダイコート法、ブレードコート法、ロールコート法、インクジェット法、印刷法、スプレーコート法、カーテンコート法、ＬＢ法（ラングミュア・ブロジェット（Ｌａｎｇｍｕｉｒ Ｂｌｏｄｇｅｔｔ法）等を挙げることができる。）等により製膜して形成することができる。（本発明の化合物を発光層に用いる場合、ウェットプロセスで作製することが好ましい。）。

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

（発光性ドーパント化合物）
発光性ドーパント化合物（発光ドーパントともいう）について説明する。

発光性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。

（リン光ドーパント（リン光発光ドーパントともいう））
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化合物は、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、１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発光性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１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、リン光ドーパント化合物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。

本発明の有機ＥＬ素子は、発光層の少なくともひとつがリン光発光性の有機金属錯体（リン光発光ドーパント、リン光ドーパント等ともいう）を含有するが、該リン光発光性の有機金属錯体としては、本発明に係る一般式（５）、（６）、（７）または（８）のいずれかで表される化合物を含有することが好ましい。

更に、本発明に係る一般式（５）、（６）、（７）または（８）のいずれかで表される化合物において、Ｍ_１は元素周期表における８族〜１０族の遷移金属元素を表すが、中でもイリジウムが好ましい。

また、本発明に係る発光層には、以下の特許公報に記載されている化合物等を併用してもよい。

例えば、国際公開第００／７０６５５号パンフレット、特開２００２−２８０１７８号公報、特開２００１−１８１６１６号公報、特開２００２−２８０１７９号公報、特開２００１−１８１６１７号公報、特開２００２−２８０１８０号公報、特開２００１−２４７８５９号公報、特開２００２−２９９０６０号公報、特開２００１−３１３１７８号公報、特開２００２−３０２６７１号公報、特開２００１−３４５１８３号公報、特開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、特開２００２−５０４８４号公報、特開２００２−３３２２９２号公報、特開２００２−８３６８４号公報、特表２００２−５４０５７２号公報、特開２００２−１１７９７８号公報、特開２００２−３３８５８８号公報、特開２００２−１７０６８４号公報、特開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、特開２００２−１００４７６号公報、特開２００２−１７３６７４号公報、特開２００２−３５９０８２号公報、特開２００２−１７５８８４号公報、特開２００２−３６３５５２号公報、特開２００２−１８４５８２号公報、特開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、特開２００２−２２６４９５号公報、特開２００２−２３４８９４号公報、特開２００２−２３５０７６号公報、特開２００２−２４１７５１号公報、特開２００１−３１９７７９号公報、特開２００１−３１９７８０号公報、特開２００２−６２８２４号公報、特開２００２−１００４７４号公報、特開２００２−２０３６７９号公報、特開２００２−３４３５７２号公報、特開２００２−２０３６７８号公報等である。

（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や、レーザー色素に代表される蛍光量子収率が高い化合物が挙げられる。

また本発明に係る発光ドーパントは、複数種の化合物を併用して用いてもよく、構造の異なるリン光ドーパント同士の組み合わせや、リン光ドーパントと蛍光ドーパントを組み合わせて用いてもよい。

（発光ホスト化合物（発光ホスト等ともいう））
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。

本発明に用いることができる発光ホストとしては、特に制限はなく、従来有機ＥＬ素子で用いられる化合物を用いることができる。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。

本発明に用いることができる公知の発光ホスト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、なおかつ高Ｔｇ（ガラス転移温度）である化合物が好ましい。

また、本発明においては、（本発明の発光ホスト及び／または公知の発光ホスト）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。

発光ホスト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、前記リン光ドーパントとして用いられる公知の化合物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、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（重合性発光ホスト）でもよく、このような化合物を一種または複数種用いても良い。

公知の発光ホストの具体例としては、以下の文献に記載の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。

以下、本発明の有機ＥＬ素子の発光層の発光ホストとして用いられる具体例を挙げるが、本発明はこれらに限定されない。

《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５０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲で選ばれる。尚、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１ｎｍ〜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。

《注入層：電子注入層（陰極バッファー層）、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頁〜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。

本発明の有機ＥＬ素子においては、上記の陰極または陰極に接する構成層（例えば、電子注入層（陰極バッファー層））中に、周期表の第１族または第２族に属する元素であり、該元素の金属イオン（Ｍ^ｎ＋）／金属（Ｍ）系の標準電極電位が−３Ｖｖｓ．ＳＨＥよりも大きい元素の金属または金属化合物を含有することが特徴である。

ここで、本発明に係るＭ^ｎ＋／Ｍ系の標準電極電位Ｅ°は、温度２５℃、溶質の活量がすべて１の水溶液中における、標準水素電極に対する電極電位であり、例えば「改定第３版 化学便覧 基礎編II」（日本化学会編）のII−４７４ページ、表１２・４６の値を参考にできる。

本発明に係る、周期表の第１族または第２族に属する元素であり、該元素の金属イオン（Ｍ^ｎ＋）／金属（Ｍ）系の標準電極電位が−３Ｖｖｓ．ＳＨＥよりも大きい元素の金属または金属化合物を構成する元素としては、具体的には、Ｋ（−２．９２５（Ｖ））、Ｃａ（−２．８４０（Ｖ））、Ｎａ（−２．７１４（Ｖ））、Ｍｇ（−２．３５６（Ｖ））等を挙げることができる。

《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、カルボリン誘導体、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、カルボリン環を構成する炭素原子のいずれかひとつが窒素原子で置き換わったものを示す）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。更には、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（最高占有軌道）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、Ｒｅｖｉｓｉｏｎ Ａ．１１．４，Ｍ．Ｊ．Ｆｒｉｓｃｈ，ｅｔ ａｌ，Ｇａｕｓｓｉａｎ，Ｉｎｃ．，Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇｈ ＰＡ，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）として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「Ｍｏｄｅｌ ＡＣ−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３ｎｍ〜１００ｎｍであり、更に好ましくは５ｎｍ〜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、更には米国特許第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。

更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．Ｈｕａｎｇ ｅｔ．ａｌ．著文献（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ ８０（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５ｎｍ〜２００ｎｍである。この正孔輸送層は上記材料の一種または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。

以下、本発明の有機ＥＬ素子の正孔輸送層の形成に好ましく用いられる化合物の具体例を挙げるが、本発明はこれらに限定されない。

《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。更に膜厚は材料にもよるが、通常１０ｎｍ〜１０００ｎｍ、好ましくは１０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲で選ばれる。

《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、ＪＩＳ Ｋ ７１２９−１９９２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、更には、ＪＩＳ Ｋ ７１２６−１９８７に準拠した方法で測定された酸素透過度が、１０^−３ｍｌ／（ｍ^２・２４ｈ・ａｔｍ）以下、水蒸気透過度が、１０^−５ｇ／（ｍ^２・２４ｈ）以下の高バリア性フィルムであることが好ましい。

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。更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、レーザー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。

《有機ＥＬ素子の製造方法》
有機ＥＬ素子の製造方法の一例として、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（電子注入層）／陰極からなる素子の製造方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１０ｎｍ〜２００ｎｍの膜厚になるように形成させ、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、陰極バッファー層等の有機化合物を含有する薄膜を形成させる。

本発明のリン光発光性の有機ＥＬ素子においては、少なくとも陰極と該陰極に隣接する電子輸送層は、湿式法により塗布・成膜される。

湿式法としては、スピンコート法、キャスト法、ダイコート法、ブレードコート法、ロールコート法、インクジェット法、印刷法、スプレーコート法、カーテンコート法、ＬＢ法等があるが、精密な薄膜が形成可能で、且つ高生産性の点から、ダイコート法、ロールコート法、インクジェット法、スプレーコート法などのロール・ツー・ロール方式適性の高い方法が好ましい。また、層ごとに異なる製膜法を適用してもよい。

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、順序を逆にして、陰極、陰極バッファー層、電子輸送層、正孔阻止層、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２Ｖ〜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。尚、印加する交流の波形は任意でよい。

本発明の有機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ことが好ましい。

《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。

更には、ポリマーフィルムは、ＪＩＳ Ｋ ７１２６−１９８７に準拠した方法で測定された酸素透過度が１×１０^−３ｍｌ／（ｍ^２・２４ｈ・ａｔｍ）以下、ＪＩＳ Ｋ ７１２９−１９９２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。

更に、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、レーザー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、軽量且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、更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、更に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。

《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（株）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。

《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、本発明の有機ＥＬ素子を具備したものである。

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、スピンコート法、印刷法である。

表示装置に具備される有機ＥＬ素子の構成は、必要に応じて上記の有機ＥＬ素子の構成例の中から選択される。

また、有機ＥＬ素子の製造方法は、上記の本発明の有機ＥＬ素子の製造の一態様に示したとおりである。

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２Ｖ〜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。更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。尚、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クス（パッシブマトリクス）方式でもアクティブマトリ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、本発明はこれらに限定されない。

以下、本発明の有機ＥＬ素子を有す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毎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（詳細は図示していない）。

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クス方式の発光駆動でもよい。

図４は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。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。

パッシブマトリクス方式では画素３にアクティブ素子が無く、製造コストの低減が計れる。

《照明装置》
本発明の照明装置について説明する。本発明の照明装置は上記有機ＥＬ素子を有する。

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、単純マトリクス（パッシブマトリクス）方式でもアクティブマトリ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。

また、本発明の有機ＥＬ材料は照明装置として、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で発光する材料を複数組み合わせたもの、蛍光またはリン光で発光する発光材料と、発光材料からの光を励起光として発光する色素材料との組み合わせたもののいずれでもよいが、本発明に係る白色有機ＥＬ素子においては、発光ドーパントを複数組み合わせ混合するだけでよい。

発光層、正孔輸送層あるいは電子輸送層等の形成時のみマスクを設け、マスクにより塗り分ける等単純に配置するだけでよく、他層は共通であるのでマスク等のパターニングは不要であり、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、印刷法等で例えば電極膜を形成でき、生産性も向上する。

この方法によれば、複数色の発光素子をアレー状に並列配置した白色有機ＥＬ装置と異なり、素子自体が発光白色である。

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、本発明に係る金属錯体、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。

《本発明の照明装置の一態様》
本発明の有機ＥＬ素子を具備した、本発明の照明装置の一態様について説明する。

本発明の有機ＥＬ素子の非発光面をガラスケースで覆い、厚み３００μｍのガラス基板を封止用基板として用いて、周囲にシール材として、エポキシ系光硬化型接着剤（東亞合成社製ラックストラックＬＣ０６２９Ｂ）を適用し、これを陰極上に重ねて透明支持基板と密着させ、ガラス基板側からＵＶ光を照射して、硬化させて、封止し、図５、図６に示すような照明装置を形成することができる。

図５は、照明装置の概略図を示し、本発明の有機ＥＬ素子１０１はガラスカバー１０２で覆われている（尚、ガラスカバーでの封止作業は、有機ＥＬ素子１０１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の雰囲気下）で行った。）。

図６は、照明装置の断面図を示し、図６において、１０５は陰極、１０６は有機ＥＬ層、１０７は透明電極付きガラス基板を示す。なお、ガラスカバー１０２内には窒素ガス１０８が充填され、捕水剤１０９が設けられている。

以下、実施例により本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されない。

また、実施例に用いる化合物の構造を以下に示す。

実施例１
《有機ＥＬ素子１−１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、Ｂａｙｔｒｏｎ Ｐ Ａｌ ４０８３）を純水で７０％に希釈した溶液を用い、３０００ｒｐｍ、３０秒の条件でスピンコート法により薄膜を形成した後、２００℃にて１時間乾燥し、膜厚２０ｎｍ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、５０ｍｇの正孔輸送材料１を１０ｍｌのトルエンに溶解した溶液を１５００ｒｐｍ、３０秒の条件で正孔輸送層上にスピンコーティングし、薄膜を形成した。更に１８０秒間紫外光を照射し、光重合・架橋を行い、膜厚約２０ｎｍの第２正孔輸送層とした。

この第２正孔輸送層上に、１００ｍｇのＨｏｓｔ−２４と１０ｍｇのＤ−１を１０ｍｌのトルエンに溶解した溶液を用いて６００ｒｐｍ、３０秒の条件でスピンコート法により薄膜を形成した。６０℃で１時間真空乾燥し、膜厚約７０ｎｍの発光層とした。

次にこの発光層上に、５０ｍｇの電子輸送化合物１を１０ｍｌのヘキサフルオロイソプロパノール（ＨＦＩＰ）に溶解した溶液を用いて、１０００ｒｐｍ、３０秒の条件でスピンコート法により薄膜を形成した。更に６０℃で１時間真空乾燥し、膜厚約３０ｎｍの電子輸送層とした。

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、真空槽を４×１０^−４Ｐａまで減圧した後、陰極バッファー層としてフッ化ナトリウムを０．４ｎｍ、更に陰極としてアルミニウムを１１０ｎｍ蒸着して陰極を形成し、有機ＥＬ素子１−１を作製した。

《有機ＥＬ素子１−２〜１−４の作製》
有機ＥＬ素子１−１の作製において、電子輸送化合物１を下記の化合物に変えた以外は同様にして、有機ＥＬ素子１−２〜１−４を作製した。

《有機ＥＬ素子１−１〜１−４の評価》
得られた有機ＥＬ素子１−１〜１−４を評価するに際しては、作製後の各有機ＥＬ素子の比発光面をガラスカバーで覆い、ガラスカバーと有機ＥＬ素子が作製されたガラス基板とが接触するガラスカバー側の周囲にシール剤としてエポキシ系光硬化型接着剤（東亞合成社製ラクストラックＬＣ０６２９Ｂ）を適用し、これを上記陰極側に重ねて前記透明支持基板と密着させ、ガラス基板側からＵＶ光を照射して硬化させ、封止して、上記の図５、図６に示すような照明装置を形成して評価した。次いで、下記の測定法に従って、保存性の評価を行った。

（経時安定性）
各有機ＥＬ素子を８５℃で２４時間保存した後、保存前後における２．５ｍＡ／ｃｍ^２の定電流駆動での各輝度を測定し、各輝度比を下式に従って求め、これを経時安定性の尺度とした。

経時安定性（％）＝保存後の輝度（２．５ｍＡ／ｃｍ^２）／保存前の輝度（２．５ｍＡ／ｃｍ^２）×１００
得られた結果を下記に示す。

有機ＥＬ素子 電子輸送性材料 経時安定性 備考
（％）
１−１ 電子輸送化合物１ ４７ 比較例
１−２ ３９ ６８ 参考例
１−３ ３８ ７６ 参考例
１−４ １ ８３ 参考例
上記から、比較の素子に比べて、本発明の有機ＥＬ素子は経時安定性（保存性）に優れていることが明らかである。

実施例２
《有機ＥＬ素子２−１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正孔輸送材料２（ＮＰＤ）を２００ｍｇ入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにホスト化合物としてＨｏｓｔ−３４を２００ｍｇ入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにＤ−２５を入れ、更に別のモリブデン製抵抗加熱ボートに電子輸送化合物２を入れ、真空蒸着装置に取り付けた。

次いで真空槽を４×１０^−４Ｐａまで減圧した後、正孔輸送材料２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／秒で透明支持基板上に蒸着し、正孔輸送層を設けた。

更にＨｏｓｔ−３４とＤ−２５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／秒、０．０１２ｎｍ／秒で前記正孔輸送層上に共蒸着して発光層を設けた。尚、蒸着時の基板温度は室温であった。

更に、電子輸送化合物２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／秒で前記発光層の上に蒸着して電子輸送層を設けた。尚、蒸着時の基板温度は室温であった。

引き続き、フッ化カリウム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２−１を作製した。

有機ＥＬ素子２−１の作製において、電子輸送化合物２を下記の化合物に変えた以外は同様にして、有機ＥＬ素子２−２−〜２−４を作製した。

《有機ＥＬ素子２−１〜２−４の評価》
得られた有機ＥＬ素子２−１〜２−４を評価するに際しては、実施例１の有機ＥＬ素子１−１〜１−４と同様に封止し、図５、図６に示すような照明装置を形成して評価した。

以下のようにして得られた有機ＥＬ素子の評価を行った。

〈経時安定性〉
有機ＥＬ素子を６０℃、７０％ＲＨの条件で一ヶ月保存後、実施例１と同様に保存前後における２．５ｍＡ／ｃｍ^２の定電流駆動での各輝度を測定し、各輝度比を下式に従って求め、これを経時安定性の尺度とした。

経時安定性（％）＝保存後の輝度（２．５ｍＡ／ｃｍ^２）／保存前の輝度（２．５ｍＡ／ｃｍ^２）×１００
得られた結果を以下に示す。

有機ＥＬ素子 電子輸送性材料 経時安定性 備考
（％）
２−１ 電子輸送化合物２ ４０ 比較例
２−２ ４１ ６５ 本発明
２−３ ４０ ７１ 本発明
２−４ ３６ ７８ 本発明
上記から、比較の素子に比べて、本発明の有機ＥＬ素子は経時安定性（保存性）に優れていることが明らかである。

実施例３
《有機ＥＬ素子３−１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、Ｂａｙｔｒｏｎ Ｐ Ａｌ ４０８３）を純水で７０％に希釈した溶液を用い、３０００ｒｐｍ、３０秒の条件でスピンコート法により薄膜を形成した後、２００℃にて１時間乾燥し、膜厚２０ｎｍの正孔輸送層を設けた。

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正孔輸送材料２（ＮＰＤ）を２００ｍｇ入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにホスト化合物としてＨｏｓｔ−３０を２００ｍｇ入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにＤ−２６を入れ、更に別のモリブデン製抵抗加熱ボートに電子輸送化合物３を入れ、真空蒸着装置に取り付けた。

次いで真空槽を４×１０^−４Ｐａまで減圧した後、正孔輸送材料２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／秒で正孔輸送層上に蒸着し、正孔輸送層２を設けた。

更に、Ｈｏｓｔ−３０とＤ−２６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／秒、０．０１２ｎｍ／秒で前記正孔輸送層２上に共蒸着して発光層を設けた。

尚、蒸着時の基板温度は室温であった。更に、電子輸送化合物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／秒で前記発光層の上に蒸着して電子輸送層を設けた。

尚、蒸着時の基板温度は室温であった。

引き続き、フッ化カリウム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３−１を作製した。

《有機ＥＬ素子３−２〜３−４の作製》
有機ＥＬ素子３−１の作製において、電子輸送化合物３を下記の化合物に変えた以外は同様にして、有機ＥＬ素子３−２−〜３−４を作製した。

《有機ＥＬ素子３−１〜３−４の評価》
得られた有機ＥＬ素子３−１〜３−４を評価するに際しては、有機ＥＬ素子１−１〜１−４と同様に封止し、図５、図６に示すような照明装置を形成して評価した。

以下のようにして、得られた有機ＥＬ素子の評価を行った。

（外部取り出し量子効率）
有機ＥＬ素子を室温（約２３℃〜２５℃）下、２．５ｍＡ／ｃｍ^２の定電流条件下で発光させ、発光開始直後の発光輝度（Ｌ）［ｃｄ／ｍ^２］を測定することにより外部取り出し量子効率（η）を算出した。

ここで、発光輝度の測定はＣＳ−１０００（コニカミノルタセンシング製）を用いた。外部取り出し量子効率は有機ＥＬ素子３−１を１００とする相対値で表した。

（発光寿命）
有機ＥＬ素子を室温下、２．５ｍＡ／ｃｍ^２の定電流条件下による連続発光を行い、初期輝度の半分の輝度になるのに要する時間（τ^１／２）を測定した。発光寿命は有機ＥＬ素子３−１を１００と設定する相対値で表した。

得られた結果を下記に示す。

有機ＥＬ素子 電子輸送性材料 外部取り出し 寿命 備考
量子効率（％）
３−１ 電子輸送化合物３ １００ １００ 比較例
３−２ ４２ １２５ ３５０ 本発明
３−３ ４３ １２３ ４１０ 参考例
３−４ ２７ １２８ ５２０ 参考例
上記から、比較の素子に比べて、本発明の有機ＥＬ素子は外部取り出し量子効率が高く、寿命も長いことが明らかである。

実施例４
《有機ＥＬ素子４−１の作製》
有機ＥＬ素子１−１の作製おいて、正孔輸送材料１の変わりに５ｍｇの正孔輸送材料３と４５ｍｇの正孔輸送材料４とを１０ｍｌのトルエンに溶解した混合溶液を用い、Ｈｏｓｔ−２４の変わりにＨｏｓｔ−２５を用い、Ｄ−１の代わりにＤ−３０を用い、さらに電子輸送化合物１の変わりにＢＣＰを用いた以外は同様にして、有機ＥＬ素子４−１を作製した。

《有機ＥＬ素子４−２〜４−５の作製》
有機ＥＬ素子４−１の作製において、ＢＣＰを下記の化合物に変更した以外は同様にして、有機ＥＬ素子４−１〜４−５を作製した。

《有機ＥＬ素子４−１〜４−５の評価》
得られた有機ＥＬ素子４−１〜４−５を評価するに際しては、有機ＥＬ素子１−１〜１−４と同様に封止し、図５、図６に示すような照明装置を形成して評価した。

以下のようにして、得られた有機ＥＬ素子の評価を行った。

（発光輝度）
有機ＥＬ素子に室温（約２３〜２５℃）下、４Ｖ直流電圧を印加した時の発光輝度（ｃｄ／ｍ^２）を測定した。

（外部取り出し量子効率）
実施例３の有機ＥＬ素子３−１〜３−４の場合と同様にして２．５ｍＡ／ｃｍ^２の定電流条件下における外部取り出し量子効率を求めた。

尚、評価にあたり、発光輝度及び外部取り出し量子効率は有機ＥＬ素子４−１を１００とする相対値で表した。

（電圧上昇率）
６ｍＡ／ｃｍ^２の一定電流で駆動したときに、初期電圧と１５０時間後の電圧を測定した。初期電圧に対する１００時間後の電圧の相対値を電圧上昇率とした。

得られた結果を下記に示す。

有機ＥＬ 電子輸送性 外部取り出し 寿命 電圧 備考
素子 材料 量子効率（％） 上昇率
４−１ ＢＣＰ １００ １００ １２２ 比較例
４−２ 電子輸送化合物４ １１４ １６４ １２０ 比較例
４−３ ４４ １２４ ３９０ １１５ 参考例
４−４ ４５ １２６ ４３０ １１３ 参考例
４−５ ２９′ １３２ ５７０ １１３ 参考例
上記から、比較の素子に比べて、本発明の有機ＥＬ素子は外部取り出し量子効率が高く、寿命も長く、且つ、電圧上昇率も低いことが明らかである。

実施例５
《有機ＥＬ素子５−１の作製》
有機ＥＬ素子１−１の作製おいて、Ｈｏｓｔ−２４をＨｏｓｔ−９に代え、Ｄ−１をＤ−２４に代え、電子輸送化合物１を電子輸送化合物５に代え、フッ化ナトリウムの代わりにフッ化リチウムを用いた以外は同様にして、有機ＥＬ素子５−１を作製した。

《有機ＥＬ素子５−２〜５−５の作製》
有機ＥＬ素子５−１の作製において、フッ化リチウムと電子輸送化合物５を下記の化合物に代えた以外は同様にして、有機ＥＬ素子５−２〜５−５を各々作製した。

《有機ＥＬ素子５−１、５−２の評価》
得られた有機ＥＬ素子５−１〜５−５を評価するに際しては、有機ＥＬ素子１−１〜１−４と同様に封止し、図５、図６に示すような照明装置を形成して評価した。

作製した素子について、実施例３の有機ＥＬ素子３−１〜３−４と同様にして２．５ｍＡ／ｃｍ^２の定電流条件下における部取り出し量子効率及び電圧を求めた。

尚、評価にあたり、有機ＥＬ素子５−１の結果を１００とする相対値で表した。

有機ＥＬ 電子輸送性 電子注入層 外部取り出し 電圧 備考
素子 材料 量子効率（％） 上昇率
５−１ 電子輸送化合物５ ＬｉＦ １００ １００ 比較例
５−２ ４６ ＬｉＦ １０８ ９１ 比較例
５−３ 電子輸送化合物５ ＫＦ １０５ ６２ 比較例
５−４ ４６ ＫＦ １１５ ４７ 参考例
５−５ ２ ＫＦ １１７ ４４ 参考例
尚、上記の電子注入層の形成に用いられたＬｉＦ、ＫＦを構成する金属元素の標準電極電位を以下に示す。

Ｌｉ −３．０４５（Ｖ）：比較例
Ｋ −２．９２５（Ｖ）：本発明
上記から、比較の素子に比べて、本発明の有機ＥＬ素子は外部取り出し量子効率が高く、且つ、電圧上昇率も低いことが明らかである。

実施例６
《有機ＥＬ素子６−１の作製》
有機ＥＬ素子３−１の作製おいて、Ｈｏｓｔ−３０をＨｏｓｔ−２５に代え、Ｄ−２６をＤ−９に代え、電子輸送化合物３を電子輸送化合物６に代えた以外は同様にして、有機ＥＬ素子６−１を作製した。

《有機ＥＬ素子６−２〜６−４の作製》
有機ＥＬ素子６−１の作製において、Ｄ−９と電子輸送化合物６を下記の化合物に代えた以外は同様にして、有機ＥＬ素子６−２〜６−４を作製した。

《有機ＥＬ素子６−１〜６−４の評価》
得られた有機ＥＬ素子６−１〜６−４を評価するに際しては、有機ＥＬ素子１−１〜１−４と同様に封止し、図５、図６に示すような照明装置を形成して評価した。

作製した素子について、実施例３の有機ＥＬ素子３−１〜３−４と同様にして２．５ｍＡ／ｃｍ^２の定電流条件下における外部取り出し量子効率及び発光寿命を求めた。

また、２．５ｍＡ／ｃｍ^２の定電流条件下における連続発光を行った際の発光色を目視で評価した。それぞれ有機ＥＬ素子５−１の結果を１００とする相対値で表した。

得られた結果を下記に示す。

有機ＥＬ ドーパント 電子輸送性 外部取り出し 寿命 発光色 備考
素子 材料 量子効率（％）
６−１ Ｄ−９ 電子輸送化合物６ １００ １００ 青 比較例
６−２ Ｄ−９ ２４ １０７ １３０ 青 参考例
６−３ Ｄ−２４ ２４ １１２ ７４０ 青 参考例
６−４ Ｄ−２６ ２４ １２１ ５０００ 青 参考例
上記から、比較に比べて、本発明の有機ＥＬ素子は、外部取り出し量子効率が高く、長寿命であることが判った。

実施例７
《有機ＥＬ素子７−１の作製》
有機ＥＬ素子１−１の作製おいて、Ｈｏｓｔ−２４をＨｏｓｔ−１６に代え、Ｄ−１をＤ−１０に代え、電子輸送化合物１を電子輸送化合物７に代えた以外は同様にして、有機ＥＬ素子７−１を作製した。

《有機ＥＬ素子７−２〜７−３の作製》
有機ＥＬ素子７−１の作製において、ホスト化合物と電子輸送性材料を下記の化合物に代えた以外は同様にして有機ＥＬ素子７−２〜７−３を作製した。

《有機ＥＬ素子７−１〜７−３の評価》
得られた有機ＥＬ素子７−１〜７−３を評価するに際しては、有機ＥＬ素子１−１〜１−４と同様に封止し、図５、図６に示すような照明装置を形成して評価した。

作製した素子について、実施例３の有機ＥＬ素子３−１〜３−４と同様にして２．５ｍＡ／ｃｍ^２の定電流条件下における部取り出し量子効率及び発光寿命を求めた。

尚、評価にあたり、有機ＥＬ素子５−１の評価を１００とする相対値で表した。

得られた結果を下記に示す。

有機ＥＬ ホスト 電子輸送性 外部取り出し 寿命 備考
素子 化合物 材料 量子効率（％）
７−１ Ｈｏｓｔ−１６ 電子輸送化合物７ １００ １００ 比較例
７−２ Ｈｏｓｔ−１６ ３７ １３３ ３２０ 参考例
７−３ Ｈｏｓｔ−１５ ３７ １３０ ７００ 参考例
上記から、比較に比べて、本発明の有機ＥＬ素子は、外部取り出し量子効率が高く、長寿命であることが判った。

実施例８（白色素子の作製）
《有機ＥＬフルカラー表示装置の作製》
図７は有機ＥＬフルカラー表示装置の概略構成図を示す。陽極としてガラス基板２０１上にＩＴＯ透明電極（２０２）を１００ｎｍ成膜した基板（ＮＨテクノグラス社製ＮＡ４５）に１００μｍのピッチでパターニングを行った後、このガラス基板上でＩＴＯ透明電極の間に非感光性ポリイミドの隔壁２０３（幅２０μｍ、厚さ２．０μｍ）をフォトリソグラフィーで形成させた。

ＩＴＯ電極上ポリイミド隔壁の間に下記組成の正孔注入層組成物を、インクジェットヘッド（エプソン社製；ＭＪ８００Ｃ）を用いて吐出注入し、紫外光を１５０秒間照射し、６０℃、１０分間の乾燥処理により膜厚４０ｎｍの正孔注入層２０４を作製した。

この正孔注入層上に、各々下記の青色発光層組成物、緑色発光層組成物、赤色発光層組成物を同様にインクジェットヘッドを使用して吐出注入し、６０℃、１０分間乾燥処理し、それぞれの発光層（２０５Ｂ、２０５Ｇ、２０５Ｒ）を形成させた。

次に、発光層を覆うように上に化合物例２５を２０ｎｍ蒸着し、更にフッ化ナトリウムを０．６ｎｍ、陰極としてＡｌ（１０６）を１３０ｎｍ真空蒸着して有機ＥＬ素子を作製した。

作製した有機ＥＬ素子はそれぞれの電極に電圧を印加することにより各々青色、緑色、赤色の発光を示し、フルカラー表示装置として利用できることがわかった。

（正孔注入層組成物）
正孔輸送材料５ ２０質量部
シクロヘキシルベンゼン ５０質量部
イソプロピルビフェニル ５０質量部
（青色発光層組成物）
Ｈｏｓｔ−９ ０．７質量部
Ｄ−２６ ０．０４質量部
シクロヘキシルベンゼン ５０質量部
イソプロピルビフェニル ５０質量部
（緑色発光層組成物）
Ｈｏｓｔ−９ ０．７質量部
Ｄ−１ ０．０４質量部
シクロヘキシルベンゼン ５０質量部
イソプロピルビフェニル ５０質量部
（赤色発光層組成物）
Ｈｏｓｔ−９ ０．７質量部
Ｄ−１０ ０．０４質量部
シクロヘキシルベンゼン ５０質量部
イソプロピルビフェニル ５０質量部

実施例９
《白色の有機ＥＬ素子９−１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成膜した基板（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、Ｂａｙｔｒｏｎ Ｐ Ａｌ ４０８３）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成膜した後、２００℃にて１時間乾燥し、膜厚３０ｎｍの第一正孔輸送層を設けた。

この基板を窒素雰囲気下に移し、第一正孔輸送層上に、５０ｍｇの正孔輸送材料６を１０ｍｌのトルエンに溶解した溶液を１０００ｒｐｍ、３０秒の条件下、スピンコート法により成膜した。１８０秒間紫外光を照射し、光重合・架橋を行った後、６０℃で１時間真空乾燥し第２正孔輸送層とした。

次に、Ｈｏｓｔ−２５（６０ｍｇ）、Ｄ−６（３．０ｍｇ）、Ｄ−２４（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成膜した。６０℃で１時間真空乾燥し発光層とした。

更に、化合物例３（３０ｍｇ）をヘキサフルオロイソプロパノール（ＨＦＩＰ） ５ｍｌに溶解した溶液を用い、１５００ｒｐｍ、３０秒の条件下、スピンコート法により成膜した後、６０℃で１時間真空乾燥し正孔阻止層とした。

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／秒で前記電子輸送層の上に蒸着して、更に膜厚４０ｎｍの電子輸送層を設けた。

尚、蒸着時の基板温度は室温であった。

引き続き、フッ化カリウム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９−１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出来ることが判った。尚、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判った。

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 有機ＥＬ素子
１０２ ガラスカバー
１０５ 陰極
１０６ 有機ＥＬ層
１０７ 透明電極付きガラス基板
１０８ 窒素ガス
１０９ 捕水剤
２０１ ガラス基板
２０２ ＩＴＯ透明電極
２０３ 隔壁
２０４ 正孔注入層
２０５Ｂ、２０５Ｇ、２０５Ｒ 発光層

Claims (13)

1. 陽極と陰極の間に発光層を含む複数の構成層が狭持されてなる有機エレクトロルミネッセンス素子において、
   該構成層として、下記一般式（４）で表される化合物を少なくとも一種含有する電子輸送層を有し、該発光層の少なくとも１つがリン光発光性の有機金属錯体を含有し、かつ、該陰極または該陰極に接する構成層中に、周期表第１族または第２族に属する元素であって、該元素の金属イオン（Ｍ^ｎ＋）／金属（Ｍ）系の標準電極電位が−３Ｖｖｓ．ＳＨＥよりも大きい元素の金属または金属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。
   

   

   〔式中、Ｒ_３１〜Ｒ_３７は、各々水素原子または置換基を表す。Ｘ_３１〜Ｘ_３５は、各々−Ｃ（Ｒ_３８）＝または−Ｎ＝を表し、Ｒ_３８は水素原子または置換基を表す。但し、Ｒ_３８またはＲ_３５は部分構造として、少なくとも１つのカルバゾール環、アザカルバゾール環、ジベンゾフラン環またはジベンゾチオフェン環を含み、Ｘ_３１〜Ｘ_３５の少なくとも１つは、−Ｎ＝である。−Ｃ（Ｒ_３８）＝が複数存在する場合にはＲ_３８は同じでも異なっていてもよい。〕
2. 前記一般式（４）のＲ_３１〜Ｒ_３４、Ｒ_３６、Ｒ_３７が、各々水素原子を表し、Ｘ_３３が、−ＣＨ＝または−Ｎ＝を表す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。
3. 前記一般式（４）で表される化合物が、ピリジン環または該ピリジン環を含む縮合芳香族複素環を部分構造として少なくとも１つ有することを特徴とする請求項１または２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
4. 前記元素が、ナトリウム、カリウムまたはセシウムを表す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。
5. 前記リン光発光性の有機金属錯体の少なくとも１つが、下記一般式（５）で表される化合物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。
   

   

   〔式中、Ｐ、Ｑは、各々炭素原子または窒素原子を表し、Ａ１はＰ−Ｃと共に芳香族炭化水素環または芳香族複素環を形成する原子群を表す。Ａ２はＱ−Ｎと共に芳香族複素環を形成する原子群を表す。Ｐ_１−Ｌ１−Ｐ_２は２座の配位子を表し、Ｐ_１、Ｐ_２は各々独立に炭素原子、窒素原子、または酸素原子を表す。Ｌ１はＰ_１、Ｐ_２と共に２座の配位子を形成する原子群を表す。ｊ１は１〜３の整数を表し、ｊ２は０〜２の整数を表すが、ｊ１＋ｊ２は２または３である。Ｍ_１は元素周期表における８〜１０族の金属元素を表す。〕
6. 前記一般式（５）で表される化合物が下記一般式（６）で表される化合物であ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。
   

   

   〔式中、Ｚは、炭化水素環基または複素環基を表す。Ｐ、Ｑは、各々炭素原子または窒素原子を表し、Ａ１はＰ−Ｃと共に芳香族炭化水素環または芳香族複素環を形成する原子群を表す。Ａ３は−Ｃ（Ｒ_０１）＝Ｃ（Ｒ_０２）−、−Ｎ＝Ｃ（Ｒ_０２）−、−Ｃ（Ｒ_０１）＝Ｎ−または−Ｎ＝Ｎ−を表し、Ｒ_０１、Ｒ_０２は、各々水素原子または置換基を表す。Ｐ_１−Ｌ１−Ｐ_２は２座の配位子を表し、Ｐ_１、Ｐ_２は各々独立に炭素原子、窒素原子、または酸素原子を表す。Ｌ１はＰ_１、Ｐ_２と共に２座の配位子を形成する原子群を表す。ｊ１は１〜３の整数を表し、ｊ２は０〜２の整数を表すが、ｊ１＋ｊ２は２または３である。Ｍ_１は元素周期表における８族〜１０族の遷移金属元素を表す。〕
7. 前記一般式（６）で表される化合物が下記一般式（７）で表される化合物であることを特徴とする請求項６に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
   

   

   〔式中、Ｒ_０３は置換基を表し、Ｒ_０４は水素原子または置換基を表し、複数のＲ_０４は互いに結合して環を形成してもよい。ｎ０１は１〜４の整数を表す。Ｒ_０５は水素原子または置換基を表し、複数のＲ_０５は互いに結合して環を形成してもよい。ｎ０２は１〜２の整数を表す。Ｒ_０６は水素原子または置換基を表し、互いに結合して環を形成してもよい。ｎ０３は１〜４の整数を表す。Ｚ１はＣ−Ｃと共に６員の芳香族炭化水素環もしくは、５員または６員の芳香族複素環を形成するのに必要な原子群を表す。Ｚ２は炭化水素環または複素環を形成するのに必要な原子群を表す。Ｐ_１−Ｌ１−Ｐ_２は２座の配位子を表し、Ｐ_１、Ｐ_２は各々独立に炭素原子、窒素原子または酸素原子を表す。Ｌ１はＰ_１、Ｐ_２と共に２座の配位子を形成する原子群を表す。ｊ１は１〜３の整数を表し、ｊ２は０〜２の整数を表すが、ｊ１＋ｊ２は２または３である。Ｍ_１は元素周期表における８族〜１０族の遷移金属元素を表す。Ｒ_０３とＲ_０６、Ｒ_０４とＲ_０６及びＲ_０５とＲ_０６は互いに結合して環を形成していてもよい。〕
8. 前記一般式（７）で表される化合物が下記一般式（８）で表される化合物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。
   

   

   〔式中、Ｒ_０３は置換基を表し、Ｒ_０４は水素原子または置換基を表し、複数のＲ_０４は互いに結合して環を形成してもよい。ｎ０１は１〜４の整数を表す。Ｒ_０５は水素原子または置換基を表し、複数のＲ_０５は互いに結合して環を形成してもよい。ｎ０２は１〜２の整数を表す。Ｒ_０６は水素原子または置換基を表し、互いに結合して環を形成してもよい。ｎ０３は１〜３の整数を表す。Ｒ_０７は置換基または単結合手を表す。Ｐ_１−Ｌ１−Ｐ_２は２座の配位子を表し、Ｐ_１、Ｐ_２は各々独立に炭素原子、窒素原子または酸素原子を表す。Ｌ１はＰ_１、Ｐ_２と共に２座の配位子を形成する原子群を表す。ｊ１は１〜３の整数を表し、ｊ２は０〜２の整数を表すが、ｊ１＋ｊ２は２または３である。Ｍ_１は元素周期表における８族〜１０族の遷移金属元素を表す。〕
9. 前記Ｍ_１がイリジウムを表すことを特徴とする請求項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。
10. 前記電子輸送層と発光層とを含む少なくとも２層の有機層が湿式法で形成されたことを特徴とする請求項１〜９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. 白色に発光することを特徴とする請求項１〜１０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。
12. 請求項１〜１１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備えたことを特徴とする照明装置。
13. 請求項１〜１１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備えたことを特徴とする表示装置。

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