JP3830135B2

JP3830135B2 - 発光素子

Info

Publication number: JP3830135B2
Application number: JP2001399915A
Authority: JP
Inventors: 一巳新居
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 2001-12-28
Filing date: 2001-12-28
Publication date: 2006-10-04
Anticipated expiration: 2021-12-28
Also published as: JP2003197376A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バックライト、フラットパネルディスプレイ、照明光源、表示素子、電子写真、有機半導体レーザー、記録光源、露光光源、読み取り光源、標識、看板、光通信デバイスなどの分野に利用可能な発光素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
今日、多様な発光素子の研究開発が活発に行われているが、その中で有機電界発光（EL）素子は、超薄型・軽量性、高速応答性、広視野角性、低電圧駆動などの特長を有しており、有望な発光素子として注目されている。一般に有機EL素子は、発光層及び該層を挟んだ一対の対向電極から構成されており、陰極から注入された電子と陽極から注入された正孔が再結合し、生成した励起子からの発光を利用するものである。
【０００３】
現在、低電圧で高輝度に発光する有機EL素子はＴａｎｇらにより示された積層構造を有するものである（アプライドフィジックスレターズ、５１巻、９１３頁、１９８７年）。この素子は電子輸送兼発光材料と正孔輸送材料を積層させることにより高輝度の緑色発光を得ており、６〜７Ｖの直流電圧で、輝度は数千ｃｄ／ｍ²まで達している。しかし、フルカラーディスプレイ、光源としての利用を考えると、実用上は三原色あるいは白色発光が必要であるが、上記素子では発光材料として８−キノリノールのアルミニウム錯体を用いており、発光色は緑色に限られるため、他の発光色の発光素子の開発が望まれている。これまで緑色より長波に発光するものとして４−（ジシアノメチレン）−２−メチル−（４−ジメチルアミノスチリル）−４Ｈ−ピラン（ＤＣＭ）やその誘導体、ナイルレッド誘導体、Ｅｕ（III）錯体などの発光材料が開発されているが、色純度が悪い、発光輝度、発光効率が低い、耐久性が低いなどの問題があった。
【０００４】
種々検討を行ったところ、特開平１１−３３５６６１号記載の化合物の様に環状酸性核を含有する化合物を用いた素子を作成評価したところ、赤色色純度、発光輝度、発光効率及び耐久性に優れることを見出した。
【０００５】
一方、素子を駆動する観点からは素子駆動電圧の低電圧化は重要であり、駆動電圧が高いことは、発光効率の低下や、駆動電流を供給、制御するためのＩＣデバイスのコストアップにつながっており、有機ＥＬデバイスのコストの観点から駆動電圧の低電圧化が望まれており、特に赤色発光素子の駆動電圧の低電圧化が望まれていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の第一の目的は低駆動電圧で高効率発光可能な発光素子を提供することにある。本発明の第二の目的は、赤色純度、発光効率に優れ、特に耐久性に優れた発光素子を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題は下記の手段によって達成された。
１．基板上に設けた一対の電極間に発光層を含む複数の有機層を有し、該発光層に少なくとも一種の、下記一般式（Ｉ）で表される化合物と下記一般式（０）で表される化合物とを含有することを特徴とする発光素子。
【０００８】
【化３】

一般式（Ｉ）中、Ｒ¹、Ｒ²、Ｒ³、Ｒ⁴、及びＲ⁵は、それぞれ水素原子又は置換基を表
す。Ｘは酸素原子、硫黄原子、又はＮ−Ｒ^Y1を表し、Ｒ^Y1は水素原子又は置換基を表す。Ｌは共役結合からなる連結基を表す。Ｚ ¹ は５ないし６員環を形成するに必要な原子群を表す。
【０００９】
【化４】

【００１０】
一般式（０）中、Ａｒ¹はアリーレン基、ヘテロアリーレン基を表し、Ａｒ²及びＡｒ³はアリール基、ヘテロアリール基を表す。
【００１２】
２．一般式（０）で表される化合物が一般式（１）で表される化合物であることを特徴とする前記１に記載の発光素子。
【００１３】
【化６】

【００１４】
一般式（１）中、Ａｒは５ないし６価の、アリール基又はヘテロアリーレン基を表し、Ａｒ¹¹、Ａｒ¹²、Ａｒ¹³、Ａｒ¹⁴、及びＡｒ¹⁵ はそれぞれアリール基又はヘテロアリール基を表す。Ｒ¹¹は置換基を表し、ｎ¹¹は０以上の整数を表す。
３．一般式（０）で表される化合物が一般式（７）で表される化合物であることを特徴とする前記１に記載の発光素子。
【００１５】
【化７】

【００１６】
一般式（７）中、Ａｒ⁵¹、Ａｒ⁶¹、Ａｒ⁷¹ はアリーレン基、ヘテロアリーレン基を表す。Ａｒ⁵²、Ａｒ⁶²、Ａｒ⁷² は置換基又は水素原子を表す。Ａｒ⁵¹、Ａｒ⁶¹、Ａｒ⁷¹、Ａｒ⁵²、Ａｒ⁶²、Ａｒ⁷² の少なくとも一つは縮環アリール構造又は縮環ヘテロアリール構造である。Ａｒ⁵⁰はアリーレン基又はヘテロアリーレン基を表す。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の発光素子は、陽極及び陰極の両電極間に発光層又は発光層を含む複数の有機層を形成した素子であり、発光層の他にホール注入層、ホール輸送層、電子注入層、電子輸送層、保護層などを有しても良く、またこれらの各層はそれぞれ他の機能を備えたものであっても良い。
【００１８】
本発明の一般式（Ｉ）で表される化合物について以下に説明する。一般式（Ｉ）中、Ｒ¹、Ｒ²、Ｒ³、Ｒ⁴、及びＲ⁵は、同一又は互いに異なっていてもよく、それぞれ水素原子又は置換基を表す。
【００１９】
Ｒ¹、Ｒ²で表される置換基としては、例えばアルキル基（好ましくは炭素数６〜２０、より好ましくは炭素数６〜１６、特に好ましくは炭素数６〜１２であり、例えばｎ−ヘキシル、ｎ−オクチル、ｎ−デシル、ｎ−ヘキサデシル、ｔｅｒｔ−アミル、シクロプロピル、シクロペンチル、シクロヘキシル等が挙げられる。）、アルケニル基（好ましくは炭素数６〜２０、より好ましくは炭素数６〜１６、特に好ましくは炭素数６〜１２であり、例えば４−ヘキサニル等が挙げられる。）、アルキニル基（好ましくは炭素数６〜２０、より好ましくは炭素数６〜１６、特に好ましくは炭素数２〜８であり、例えばプロパルギル、４−ヘキサニル等が挙げられる。）、アリール基（好ましくは炭素数６〜３０、より好ましくは炭素数６〜２０、特に好ましくは炭素数６〜１２であり、例えばフェニル、ｐ−メチルフェニル、ナフチル、アントリル、フェナントリル、ピレニル等が挙げられる。）、アシル基（好ましくは炭素数６〜２０、より好ましくは炭素数６〜１６、特に好ましくは炭素数６〜１２であり、例えばヘキサノイル、２、２−ジメチルブチロイル、ベンゾイル等が挙げられる。）、アルコキシカルボニル基（好ましくは炭素数６〜２０、より好ましくは炭素数６〜１６、特に好ましくは炭素数６〜１２であり、例えばペンチルオキシカルボニル、オクチルオキシカルボ
【００２０】
ニル等が挙げられる。）、アリールオキシカルボニル基（好ましくは炭素数７〜２０、より好ましくは炭素数７〜１６、特に好ましくは炭素数７〜１０であり、例えばフェニルオキシカルボニルなどが挙げられる。）、スルファモイル基（好ましくは炭素数６〜２０、より好ましくは炭素数６〜１６、特に好ましくは炭素数６〜１２であり、例えばヘキシルスルファモイル、ジプロピルスルファモイル、フェニルスルファモイル等が挙げられる。）、カルバモイル基（好ましくは炭素数６〜２０、より好ましくは炭素数６〜１６、特に好ましくは炭素数６〜１２であり、例えばペンチルカルバモイル、ジプロピルカルバモイル、フェニルカルバモイル等が挙げられる。）、スルホニル基（好ましくは炭素数６〜２０、より好ましくは炭素数６〜１６、特に好ましくは炭素数６〜１２であり、例えばヘキシルスルホニル、トシル等が挙げられる。）、スルフィニル基（好ましくは炭素数６〜２０、より好ましくは炭素数６〜１６、特に好ましくは炭素数６〜１２であり、例えばメタンスルフィニル、ベンゼンスルフィニル等が挙げられる。）、イミノ基、ヘテロ環基（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数１〜１２であり、ヘテロ原子としては、例えば窒素原子、酸素原子、硫黄原子を含むものであり具体的には例えばイミダゾリル、ピリジル、キノリル、フリル、チエニル、ピペリジル、モルホリノ、ベンゾオキサゾリル、ベンゾイミダゾリル、ベンゾチアゾリル、カルバゾリル、アゼピニル等が挙げられる。）等が挙げられる。これらの置換基は更に置換されても良い。また置換基が二つ以上ある場合は、同一でも異なっていても良い。また、可能な場合には互いに連結して環を形成していても良い。
【００２１】
Ｒ¹、Ｒ²として好ましくは水素原子、脂肪族炭化水素基、アリール基、ヘテロ環基、Ｌとアルキレン基で連結して５又は６員環を形成したもの、Ｒ¹とＲ²が連結して５ないし７員環を形成したものであり、より好ましくは水素原子、アルキル基、アリール基、Ｌとアルキレン基で連結して５又は６員環を形成したもの、Ｒ¹とＲ²が連結して５ないし７員環を形成したものであり、特に好ましくは炭素数６〜１２のアルキル基、Ｌとアルキレン基で連結して５又は６員環を形成したもの、Ｒ¹とＲ²が連結して５ないし７員環を形成したものである。
【００２２】
Ｒ³〜Ｒ⁵で表される置換基としては、例えばアルキル基（好ましくは炭素数１〜２０、より好ましくは炭素数１〜１２、特に好ましくは炭素数１〜８であり、例えばメチル、エチル、ｉｓｏ−プロピル、ｔｅｒｔ−ブチル、ｎ−オクチル、ｎ−デシル、ｎ−ヘキサデシル、シクロプロピル、シクロペンチル、シクロヘキシル等が挙げられる。）、アルケニル基（好ましくは炭素数２〜２０、より好ましくは炭素数２〜１２、特に好ましくは炭素数２〜８であり、例えばビニル、アリル、２−ブテニル、３−ペンテニル等が挙げられる。）、アルキニル基（好ましくは炭素数２〜２０、より好ましくは炭素数２〜１２、特に好ましくは炭素数２〜８であり、例えばプロパルギル、３−ペンチニル等が挙げられる。）、アリール基（好ましくは炭素数６〜３０、より好ましくは炭素数６〜２０、特に好ましくは炭素数６〜１２であり、例えばフェニル、ｐ−メチルフェニル、ナフチル、アントリル、フェナントリル、ピレニル等が挙げられる。）、アミノ基（好ましくは炭素数０〜２０、より好ましくは炭素数０〜１２、特に好ましくは炭素数０〜６であり、例えばアミノ、メチルアミノ、ジメチルアミノ、ジエチルアミノ、ジフェニルアミノ、ジベンジルアミノ等が挙げられる。）、アルコキシ基（好ましくは炭素数１〜２０、より好ましくは炭素数１〜１２、特に好ましくは炭素数１〜８であり、例えばメトキシ、エトキシ、ブトキシ等が挙げられる。）、アリールオキシ基（好ましくは炭素数６〜２０、より好ましくは炭素数６〜１６、特に好ましくは炭素数６〜１２であり、例えばフェニルオキシ、２−ナフチルオキシ等が挙げられる。）、ヘテロ環オキシ基（好ましくは炭素数２〜２０、より好ましくは炭素数３〜１６、特に好ましくは炭素数４〜１２であり、例えばピリジノオキシ、ピリミジノオキシ、ピリダジノオキシ、ベンズイミダゾリルオキシ等が挙げられる。）、シリルオキシ基（好ましくは炭素数３〜４０、より好ましくは炭素数３〜３０、特に好ましくは炭素数３〜２０であり、例えばトリメチル
【００２３】
シリルオキシ、ｔ−ブチルジメチルオキシ等が挙げられる。）、アシル基（好ましくは炭素数１〜２０、より好ましくは炭素数１〜１６、特に好ましくは炭素数１〜１２であり、例えばアセチル、ベンゾイル、ホルミル、ピバロイル等が挙げられる。）、アルコキシカルボニル基（好ましくは炭素数２〜２０、より好ましくは炭素数２〜１６、特に好ましくは炭素数２〜１２であり、例えばメトキシカルボニル、エトキシカルボニル等が挙げられる。）、アリールオキシカルボニル基（好ましくは炭素数７〜２０、より好ましくは炭素数７〜１６、特に好ましくは炭素数７〜１０であり、例えばフェニルオキシカルボニルなどが挙げられる。）、アシルオキシ基（好ましくは炭素数２〜２０、より好ましくは炭素数２〜１６、特に好ましくは炭素数２〜１０であり、例えばアセトキシ、ベンゾイルオキシ等が挙げられる。）、アシルアミノ基（好ましくは炭素数２〜２０、より好ましくは炭素数２〜１６、特に好ましくは炭素数２〜１０であり、例えばアセチルアミノ、ベンゾイルアミノ等が挙げられる。）、アルコキシカルボニルアミノ基（好ましくは炭素数２〜２０、より好ましくは炭素数２〜１６、特に好ましくは炭素数２〜１２であり、例えばメトキシカルボニルアミノ等が挙げられる。）、アリールオキシカルボニルアミノ基（好ましくは炭素数７〜２０、より好ましくは炭素数７〜１６、特に好ましくは炭素数７〜１２であり、例えばフェニルオキシカルボニルアミノ等が挙げられる。）、スルホニルアミノ基（好ましくは炭素数１〜２０、より好ましくは炭素数１〜１６、特に好ましくは炭素数１〜１２であり、例えばメタンスルホニルアミノ、ベンゼンスルホニルアミノ等が挙げられる。）、スルファモイル基（好ましくは炭素数０〜２０、より好ましくは炭素数０〜１６、特に好ましくは炭素数０〜１２であり、例えばスルファモイル、メチルスルファモイル、ジメチルスルファモイル、フェニルスルファモイル等が挙げられる。）、カルバモイル基（好ましくは炭素数１〜２０、より好ましくは炭素数１〜１６、特に好ましくは炭素数１〜１２であり、例えばカルバモイル、メチルカルバモイル、ジエチルカルバモイル、フェニルカルバモイル等が挙げられる。）、アルキルチオ基（好ましくは炭素数１〜２０、より好ましくは炭素数１〜１６、特に好ましくは炭素数１〜１２であり、例えばメチルチオ、エチルチオ等が挙げられる。）、アリールチオ基（好ましくは炭素数６〜２０、より好ましく
【００２４】
は炭素数６〜１６、特に好ましくは炭素数６〜１２であり、例えばフェニルチオ等が挙げられる。）、ヘテロ環チオ基（好ましくは炭素数４〜２０、より好ましくは炭素数４〜１６、特に好ましくは炭素数４〜１２であり、例えばピリジノチオ、ピリミジノチオ、ピリダジノチオ、ベンズイミダゾリルチオ、チアジアゾリルチオ等が挙げられる。）、スルホニル基（好ましくは炭素数１〜２０、より好ましくは炭素数１〜１６、特に好ましくは炭素数１〜１２であり、例えばメシル、トシル等が挙げられる。）、スルフィニル基（好ましくは炭素数１〜２０、より好ましくは炭素数１〜１６、特に好ましくは炭素数１〜１２であり、例えばメタンスルフィニル、ベンゼンスルフィニル等が挙げられる。）、ウレイド基（好ましくは炭素数１〜２０、より好ましくは炭素数１〜１６、特に好ましくは炭素数１〜１２であり、例えばウレイド、メチルウレイド、フェニルウレイド等が挙げられる。）、リン酸アミド基（好ましくは炭素数１〜２０、より好ましくは炭素数１〜１６、特に好ましくは炭素数１〜１２であり、例えばジエチルリン酸アミド、フェニルリン酸アミド等が挙げられる。）、ヒドロキシ基、メルカプト基、ハロゲン原子（例えばフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子）、シアノ基、スルホ基、カルボキシル基、ニトロ基、ヒドロキサム酸基、スルフィノ基、ヒドラジノ基、イミノ基、ヘテロ環基（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数１〜１２であり、ヘテロ原子としては、例えば窒素原子、酸素原子、硫黄原子を含むものであり具体的には例えばイミダゾリル、ピリジル、キノリル、フリル、チエニル、ピペリジル、モルホリノ、ベンゾオキサゾリル、ベンゾイミダゾリル、ベンゾチアゾリル、カルバゾリル、アゼピニル等が挙げられる。）、シリル基（好ましくは炭素数３〜４０、より好ましくは炭素数３〜３０、特に好ましくは炭素数３〜２４であり、例えばトリメチルシリル、トリフェニルシリル等が挙げられる。）等が挙げられる。これらの置換基は更に置換されても良い。また置換基が二つ以上ある場合は、同一でも異なっていても良い。また、可能な場合には互いに連結して環を形成していても良い。
【００２５】
Ｒ³として好ましくは水素原子、アルキル基、アリール基、ハロゲン原子、シアノ基であり、より好ましくは水素原子、アルキル基であり、さらに好ましくは水素原子である。
【００２６】
Ｒ⁴として好ましくは水素原子、アルキル基、アリール基、芳香族ヘテロ環基、Ｒ⁵と連結して環を形成したものであり、より好ましくは水素原子、アルキル基であり、更に好ましくは水素原子である。
【００２７】
Ｒ⁵として好ましくは水素原子、アルキル基、アリール基、芳香族ヘテロ環基、Ｒ⁴と連結して環を形成したものであり、より好ましくはアルキル基（好ましくは炭素数２以上２０以下のアルキル基、より好ましくは炭素数３以上２０以下の分岐又は環状アルキル基、更に好ましくは炭素数４以上１２以下の4級炭素を持つ分岐又は環状アルキル基、特に好ましくはｔeｒｔ−ブチル基である。）、アリール基（好ましくはo-位に置換基のあるアリール基、より好ましくは炭素数７以上３０以下のo-位に置換基のあるアルキル置換フェニル基、更に好ましくは2、6−ジメチル置換フェニル基、特に好ましくは2、４、6−トリメチルフェニル基である。）であり、特に好ましくはｔeｒｔ−ブチル基、2、４、６−トリメチルフェニル基であり、最も好ましくはｔeｒｔ−ブチル基である。
【００２８】
Ｘは酸素原子、硫黄原子、又はＮ−Ｒ^Y1を表し、Ｒ^Y1は水素原子又は置換基を表す。Ｒ^Y1で表される置換基としては、例えばアルキル基（好ましくは炭素数１〜２０、より好ましくは炭素数１〜１２、特に好ましくは炭素数１〜８であり、例えばメチル、エチル、ｉｓｏ−プロピル、ｔｅｒｔ−ブチル、ｎ−オクチル、ｎ−デシル、ｎ−ヘキサデシル、シクロプロピル、シクロペンチル、シクロヘキシルなどが挙げられる。）、アルケニル基（好ましくは炭素数２〜２０、より好ましくは炭素数２〜１２、特に好ましくは炭素数２〜８であり、例えばビニル、アリル、２−ブテニル、３−ペンテニルなどが挙げられる。）、アルキニル基（好ましくは炭素数２〜２０、より好ましくは炭素数２〜１２、特に好ましくは炭素数２〜８であり、例えばプロパルギル、３−ペンチニルなどが挙げられる。）、アリール基（好ましくは炭素数６〜３０、より好ましくは炭素数６〜２０、特に好ましくは炭素数６〜１２であり、例えばフェニル、ｐ−メチルフェニル、ナフチルなどが挙げられる。）、アシル基（好ましくは炭素数１〜２０、より好ましくは炭素数１〜１６、特に好ましくは炭素数１〜１２であり、例えばアセチル、ベンゾイル、ホルミル、ピバロイルなどが挙げられる。）、アルコキシカルボニル基（好ましくは炭素数２〜２０、より好ましくは炭素数２〜１６、特に好ましくは炭素数２〜１２であり、例えばメトキシカルボニル、エトキシカルボニルなどが挙げられる。）、アリールオキシカルボニル基（好ましくは炭素数７〜２０、より好ましくは炭素数７〜１６、特に好ましくは炭素数７〜１０であり、例えばフェニルオキシカルボニルなどが挙げられる。）、スルファモイル基（好ましくは炭素数０〜２０、より好ましくは炭素数０〜１６、特に好ましくは炭素数
【００２９】
０〜１２であり、例えばスルファモイル、メチルスルファモイル、ジメチルスルファモイル、フェニルスルファモイルなどが挙げられる。）、カルバモイル基（好ましくは炭素数１〜２０、より好ましくは炭素数１〜１６、特に好ましくは炭素数１〜１２であり、例えばカルバモイル、メチルカルバモイル、ジエチルカルバモイル、フェニルカルバモイルなどが挙げられる。）、スルホニル基（好ましくは炭素数１〜２０、より好ましくは炭素数１〜１６、特に好ましくは炭素数１〜１２であり、例えばメシル、トシルなどが挙げられる。）、スルフィニル基（好ましくは炭素数１〜２０、より好ましくは炭素数１〜１６、特に好ましくは炭素数１〜１２であり、例えばメタンスルフィニル、ベンゼンスルフィニルなどが挙げられる。）、ヘテロ環基（好ましくは炭素数1〜２０、より好ましくは炭素数1〜１２であり、ヘテロ原子としては、例えば窒素原子、酸素原子、硫黄原子、具体的には例えばイミダゾリル、ピリジル、フリル、ピペリジル、モルホリノ、ベンズオキサゾリル、ベンズイミダゾリル、ベンズチアゾリルなどが挙げられる。）などが挙げられる。これらの置換基は更に置換されてもよい。また、置換基が二つ以上ある場合は、同じでも異なってもよい。また、可能な場合には連結して環を形成してもよい。
【００３０】
Ｒ^Y1で表される置換基は好ましくは、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、ヘテロ環基であり、より好ましくは、アルキル基、アリール基、芳香族ヘテロ環基であり、更に好ましくはアルキル基、アリール基である。
【００３１】
Ｘは好ましくは酸素原子、Ｎ− Ｒ^Y1であり、より好ましくは酸素原子である。
【００３２】
Ｌは共役結合の連結基を表す。Ｌで表される連結基として好ましくは、Ｃ、Ｎ、Ｏ、Ｓ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｓｉ、Ｇｅなどで形成される共役結合性連結基であり、より好ましくはアルケニレン、アルキニレン、アリーレン、二価の芳香族ヘテロ環（好ましくはアジン、アゾール、チオフェン、フラン環から形成される芳香族へテロ環である。）及びＮとこれらの組み合わせから成る基であり、更に好ましくはアルケニレン、アリーレン、二価の芳香族へテロ環及びＮとこれらの組み合わせから成る基であり、特に好ましくはアルケニレンと炭素数６〜３０のアリーレン、炭素数２〜３０の二価の芳香族ヘテロ環の組合せから成る基であり、最も好ましくはアルケニレンと炭素数６〜３０のアリーレンとの組合せから成る基である。Ｌで表される連結基の具体例として以下のものが挙げられる。
【００３３】
【化８】

【００３４】
【化９】

【００３５】
【化１０】

【００３６】
【化１１】

【００３７】
Ｌで表される連結基は置換基を有していてもよく、置換基としては例えば前記Ｒ¹〜Ｒ⁵で表される置換基として挙げたものが適用できる。Ｌの置換基として好ましくはアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アシル基、ハロゲン原子、シアノ基、ヘテロ環基、シリル基、であり、より好ましくはアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、ハロゲン原子、シアノ基、芳香族へテロ環基であり、更に好ましくはアルキル基、アリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、芳香族へテロ環基である。
【００４１】
Ｚ ¹は５員環ないし６員環を形成するに必要な原子群を表し、形成される環としては通常メロシアニン色素で酸性核として用いられるものが好ましく、その具体例としては例えば以下のものが挙げられる。
【００４２】
（ａ）１、３−ジカルボニル核：例えば１、３−インダンジオン核、１、３−シクロヘキサンジオン、５、５−ジメチル−１、３−シクロヘキサンジオン、１、３−ジオキサン−４、６−ジオンなど。
（ｂ）ピラゾリノン核：例えば１−フェニル−２−ピラゾリン−５−オン、３−メチル−１−フェニル−２−ピラゾリン−５−オン、１−（２−ベンゾチアゾイル）−３−メチル−２−ピラゾリン−５−オンなど。
（ｃ）イソオキサゾリノン核：例えば３−フェニル−２−イソオキサゾリン−５−オン、３−メチル−２−イソオキサゾリン−５−オンなど。
（ｄ）オキシインドール核：例えば１−アルキル−２、３−ジヒドロ−２−オキシインドールなど。
（ｅ）２、４、６−トリケトヘキサヒドロピリミジン核：例えばバルビツル酸又は２−チオバルビツル酸及びその誘導体など。誘導体としては例えば１−メチル、１−エチル等の１−アルキル体、１、３−ジメチル、１、３−ジエチル、１、３−ジブチル等の１、３−ジアルキル体、１、３−ジフェニル、１、３−ジ（ｐ−クロロフェニル）、１、３−ジ（ｐ−エトキシカルボニルフェニル）等の１、３−ジアリール体、１−エチル−３−フェニル等の１−アルキル−１−アリール体、１、３−ジ（２―ピリジル）等の１、３位ジヘテロ環置換体等が挙げられる。
【００４３】
（ｆ）２−チオ−２、４−チアゾリジンジオン核：例えばローダニン及びその誘導体など。誘導体としては例えば３−メチルローダニン、３−エチルローダニン、３−アリルローダニン等の３−アルキルローダニン、３−フェニルローダニン等の３−アリールローダニン、３−（２−ピリジル）ローダニン等の３位ヘテロ環置換ローダニン等が挙げられる。
（ｇ）２−チオ−２、４−オキサゾリジンジオン（２−チオ−２、４−（３Ｈ、５Ｈ）−オキサゾールジオン核：例えば３−エチル−２−チオ−２、４−オキサゾリジンジオンなど。
（ｈ）チアナフテノン核：例えば３（２Ｈ）−チアナフテノン−１、１−ジオキサイドなど。
（ｉ）２−チオ−２、５−チオゾリジンジオン核：例えば３−エチル−２−チオ−２、５−チアゾリジンジオンなど。
（ｊ）２、４−チオゾリジンジオン核：例えば２、４−チアゾリジンジオン、３−エチル−２、４−チアゾリジンジオン、３−フェニル−２、４−チアゾリジンジオンなど
（ｋ）チアゾリン−４−オン核：例えば４−チアゾリノン、２−エチル−４−チアゾリノンなど。
（ｌ）４−チアゾリジノン核：例えば２−エチルメルカプト−５−チアゾリン−４−オン、２−アルキルフェニルアミノ−５−チアゾリン−４−オンなど。
（ｍ）２、４−イミダゾリジンジオン（ヒダントイン）核：例えば２、４−イミダゾリジンジオン、３−エチル−２、４−イミダゾリジンジオンなど。
（ｎ）２−チオ−２、４−イミダゾリジンジオン（２−チオヒダントイン）核：例えば２−チオ−２、４−イミダゾリジンジオン、３−エチル−２−チオ−２、４−イミダゾリジンジオンなど。
（ｏ）イミダゾリン−５−オン核：例えば２−プロピルメルカプト−２−イミダゾリン−５−オンなど。
（ｐ）３、５−ピラゾリジンジオン核：例えば１、２−ジフェニル−３、５−ピラゾリジンジオン、１、２−ジメチル−３、５−ピラゾリジンジオンなど。
（ｑ）ベンゾチオフェンー３−オン核：例えばベンゾチオフェンー３−オン、オキソベンゾチオフェンー３−オン、ジオキソベンゾチオフェンー３−オンなど。
（ｒ）インダノン核：例えば１−インダノン、３−フェニルー１−インダノン、３−メチルー１−インダノン、３、３−ジフェニルー１−インダノン、３、３−ジメチルー１−インダノンなど。
【００４４】
Ｚ¹で形成される環として好ましくは１、３−ジカルボニル核、ピラゾリノン核、２、４、６−トリケトヘキサヒドロピリミジン核（チオケトン体も含む）、２−チオ−２、４−チアゾリジンジオン核、２−チオ−２、４−オキサゾリジンジオン核、２−チオ−２、５−チアゾリジンジオン核、２、４−チアゾリジンジオン核、２、４−イミダゾリジンジオン核、２−チオ−２、４−イミダゾリジンジオン核、２−イミダゾリン−５−オン核、３、５−ピラゾリジンジオン核、ベンゾチオフェンー３−オン核、インダノン核であり、更に好ましくは１、３−ジカルボニル核、２、４、６−トリケトヘキサヒドロピリミジン核（チオケトン体も含む）、３、５−ピラゾリジンジオン核、ベンゾチオフェンー３−オン核、インダノン核であり、特に好ましくは１、３−ジカルボニル核、２、４、６−トリケトヘキサヒドロピリミジン核（チオケトン体も含む）であり、最も好ましくは１、３−インダンジオン核である。
【００４５】
一般式（Ｉ）で表される化合物（本発明の発光材料）は低分子であっても良いし、残基がポリマー主鎖に接続された高分子量化合物（好ましくは質量平均分子量１０００〜５００００００、より好ましくは５０００〜２００００００、更に好ましくは１００００〜１００００００）、又は一般式（Ｉ）で表される化合物を主鎖に持つ高分子量化合物（好ましくは質量平均分子量１０００〜５００００００、より好ましくは５０００〜２００００００、更に好ましくは１００００〜１００００００）であっても良い。高分子量化合物の場合はホモポリマーであっても良いし、他のポリマーとの共重合体であっても良く、共重合体である場合はランダム共重合体であっても、ブロック共重合体であっても良い。本発明の発光材料は、好ましくは低分子量化合物である。また本発明の発光材料は金属キレートを形成した状態で含有されてもよい。
【００４６】
本発明の発光材料の具体例としては下記のものが挙げられるが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお下記化合物はその互変異性体や金属錯体を形成したものであっても良い。
【００４７】
【化１２】

【００４８】
【化１３】

【００４９】
【化１４】

【００５０】
【化１５】

【００５１】
【化１６】

【００５２】
【化１７】

【００５３】
【化１８】

【００５４】
【化１９】

【００５５】
【化２０】

【００５６】
【化２１】

【００５８】
【化２３】

【００６０】
本発明の発光材料を含有する発光素子は、該発光材料を発光層を含む有機層中、０．１質量％〜９５質量％含有するのが好ましく、０．５質量％〜５０質量％含有するのがより好ましく、１質量％〜１０質量％含有するのが特に好ましい。発光層は上記、発光材料及びホスト材料以外に適宜公知の材料を含有することができる。
【００６１】
本発明の発光材料の具体例としては、例えば特開平１１−３３５６６１号、特開平１１−２９２８７５号、特開平１１−３３５３６８号、特開２０００−３５１７７４号、特開２００１−８１４５１号、特願２００１−１６９８０号等に記載が挙げられ、又合成方法についてもこれらの公報の記載の方法を参考に合成できる。
【００６２】
本発明の一般式（０）で表される化合物について説明する。一般式（０）は発光素子中にホスト材料などとして含有される。一般式（０）中、Ａｒ¹はアリーレン基、ヘテロアリーレン基を表し、アリーレン基としては好ましくは炭素数６〜３０、より好ましくは６〜２０、さらに好ましくは炭素数６〜１６であり、例えばフェニレン基、ナフチレン基、アントラセニレン基、フェナンスリレン基、ピレニレン基、トリフェニレン基などが挙げられる。ヘテロアリーレン基としてはヘテロ原子として好ましくは窒素原子、硫黄原子、酸素原子を有し、より好ましくは窒素原子を有し、炭素数は好ましくは２〜３０、より好ましくは炭素数３〜２０、さらに好ましくは炭素数３〜１６からなるヘテロ環であり、例えばピリジレン基、ピラジレン基、チオフェニレン基、キノリレン基、キノキサリレン基、トリアジレン基などが挙げられる。これらの基は置換基を有していても良い。置換基としては例えば、前記一般式（Ｉ）のＲ¹、Ｒ²上の置換基で説明した基が挙げられ、好ましくは、アリール基、ヘテロ環基、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基等が挙げられる。Ａｒはフェニレン基、ナフチレン基、アントラセニレン基、ピレニレン基、トリフェニレン基であることが好ましい。
【００６３】
Ａｒ²及びＡｒ³はアリール基、ヘテロアリール基を表す。アリール基、ヘテロアリール基としては前記Ｒ¹、Ｒ²の置換基として示したアリール基ヘテロアリール基と同様である。
【００６４】
本発明の一般式（０）の化合物は、好ましくは前記一般式（１）、又は（７）で表される化合物である。
【００６５】
一般式（１）について説明する。Ａｒ¹¹、Ａｒ¹²、Ａｒ¹³、Ａｒ¹⁴、又はＡｒ¹⁵ はそれぞれ置換（置換基としては前記一般式（Ｉ）におけるＲ¹、Ｒ²の置換基として示したものが挙げられる）又は無置換のアリール基又はヘテロアリール基を表す。アリール基としては、フェニル基、ナフチル基、アンスリル基、フェナンスリル基、ピレニル基、ペリレニル基、クリセニル基、トリフェニレニル基、ベンゾアンスリル基、ベンゾフェナンスリル基などが挙げられ、これらの基はさらに置換基を有していても良い。アリール基としては、フェニル基、ナフチル基、フェナンスリル基、アンスリル基が好ましく、フェニル基、ナフチル基がより好ましく、フェニル基が更に好ましい。ヘテロアリール基としては、ピリジル基、ピラジル基、ピリミジル基、キノリル基、キノキサリル基、キナゾリル基、アクリジル基、フェナントリジル基、フタラジル基、フェナンスロリル基、トリアジル基などが挙げられ、これらの基はさらに置換基を有していても良い。置換基としては前記一般式（Ｉ）におけるＲ¹、Ｒ²の置換基として示したものが挙げられる。ヘテロアリール基としては、ピリジル基、トリアジル基が好ましい。Ａｒ¹¹、Ａｒ¹²、Ａｒ¹³、Ａｒ¹⁴、又はＡｒ¹⁵ はアリール基が好ましい。
【００６６】
Ｒ¹¹は置換基を表す。置換基としては、前記一般式（Ｉ）におけるＲ¹、Ｒ²上の置換基で説明した基があげられる。これらの置換基は更に置換されてもよい。Ｒ¹¹はアルキル基、アリール基（好ましくはフェニル基）、ヘテロアリール基（好ましくはピリジル基、トリアジル基）が好ましい。
【００６７】
ｎ¹¹は０以上の整数を表す。ｎ¹¹は０〜１０がより好ましく、０〜４が更に好ましく、１が特に好ましい。
【００６８】
Ａｒはアリーレン基、又はヘテロアリーレン基を表す。アリーレン基としては好ましくは炭素数６〜３０、より好ましくは６〜２０、さらに好ましくは炭素数６〜１６であり、例えばフェニレン基、ナフチレン基、アントラセニレン基、フェナンスリレン基、ピレニレン基、トリフェニレン基などが挙げられる。ヘテロアリーレン基としてはヘテロ原子として好ましくは窒素原子、硫黄原子、酸素原子を有し、より好ましくは窒素原子を有し、炭素数は好ましくは２〜３０、より好ましくは炭素数３〜２０、さらに好ましくは炭素数３〜１６からなるヘテロ環であり、例えばピリジレン基、ピラジレン基、チオフェニレン基、キノリレン基、キノキサリレン基、トリアジレン基などが挙げられる。これらの基は置換基を有していても良い。置換基としては例えば、前記一般式（Ｉ）のＲ¹、Ｒ²上の置換基で説明した基が挙げられる。Ａｒはアリーレンであることが好ましく、より好ましくは、フェニル基、ナフチル基、フェナンスリル基、アンスリル基が好ましい。
【００６９】
上記一般式（１）は、好ましくは下記一般式（２）、（３）、（４）、又は（６）で表され、より好ましくは下記一般式（５）で表される。
【００７０】
【化２５】

【００７１】
【化２６】

【００７２】
【化２７】

【００７３】
【化２８】

【００７４】
【化２９】

【００７５】
一般式（２）中、Ar²¹、Ar²²、Ar²³、Ar²⁴、及びAr²⁵はそれぞれアリール基又はヘテロアリール基を表し、好ましくはアリール基である。Ar²¹、Ar²²、Ar²³、Ar²⁴、及びAr²⁵は置換基を有していてもよく、該置換基の例としては上述の一般式（１）のR¹¹の例と同様のものが挙げられる。Ar²¹、Ar²²、Ar²³、Ar²⁴及びAr²⁵のうち少なくとも１つは縮環アリール基又はヘテロアリール基を有する基である。Ar²¹、Ar²²、Ar²³及びAr²⁴はそれぞれより好ましくはフェニル基、ナフチル基、アンスリル基又はフェナンスリル基であり、更に好ましくはフェニル基又はナフチル基であり、特に好ましくはフェニル基である。Ar²⁵はより好ましくはフェニル基、ナフチル基、フェナンスリル基、アンスリル基、ピレニル基、ペリレニル基又はアンスリルフェニル基であり、更に好ましくはフェナンスリル基、アンスリル基、ピレニル基又はアンスリルフェニル基であり、特に好ましくはピレニル基である。Ar²¹、Ar²²、Ar²³、Ar²⁴、及びAr²⁵がそれぞれ互いに結合し環を形成することは無い。
【００７６】
一般式（２）中、R²¹は水素原子又は置換基を表し、該置換基の例としては上述のR¹¹の例と同様のものが挙げられる。R²¹は水素原子、アルキル基又はアリール基であるのが好ましい。
【００７７】
一般式（３）中、Ar³¹、Ar³²、Ar³³、Ar³⁴、Ar³⁵、Ar³⁶、Ar³⁷及びAr³⁸はそれぞれアリール基又はヘテロアリール基を表す。Ar³¹、Ar³²、Ar³³、Ar³⁴、Ar³⁵、Ar³⁶、Ar³⁷及びAr³⁸は置換基を有していてもよく、該置換基の例としては上述の一般式（１）のR¹¹の例と同様のものが挙げられる。Ar³¹、Ar³²、Ar³³、Ar³⁴、Ar³⁵、Ar³⁶、Ar³⁷及びAr³⁸がそれぞれ互いに結合し環を形成することは無い。Ar³¹、Ar³²、Ar³³、Ar³⁴、Ar³⁵、Ar³⁶、Ar³⁷及びAr³⁸はそれぞれ好ましくはアリール基であり、より好ましくはフェニル基、ナフチル基、アンスリル基、ピレニル基又はフェナンスリル基であり、特に好ましくはフェニル基である。
【００７８】
一般式（４）中、Ar⁴¹、Ar⁴²、Ar⁴³、Ar⁴⁴、Ar⁴⁵、Ar⁴⁶、Ar⁴⁷、Ar⁴⁸、Ar⁴⁹及びAr⁵⁰はそれぞれアリール基又はヘテロアリール基を表す。Ar⁴¹、Ar⁴²、Ar⁴³、Ar⁴⁴、Ar⁴⁵、Ar⁴⁶、Ar⁴⁷、Ar⁴⁸、Ar⁴⁹及びAr⁵⁰は置換基を有していてもよく、該置換基の例としては上述の一般式（１）のR¹¹の例と同様のものが挙げられる。Ar⁴¹、Ar⁴²、Ar⁴³、Ar⁴⁴、Ar⁴⁵、Ar⁴⁶、Ar⁴⁷、Ar⁴⁸、Ar⁴⁹及びAr⁵⁰がそれぞれ互いに結合し環を形成することは無い。Ar⁴¹、Ar⁴²、Ar⁴³、Ar⁴⁴、Ar⁴⁵、Ar⁴⁶、Ar⁴⁷、Ar⁴⁸、Ar⁴⁹及びAr⁵⁰はそれぞれ好ましくはアリール基であり、より好ましくはフェニル基、ナフチル基、アンスリル基、ピレニル基又はフェナンスリル基であり、特に好ましくはフェニル基である。
【００７９】
一般式（５）中、Ar⁵¹、Ar⁵²、Ar⁵³及びAr⁵⁴はアリール基を表し、好ましくはフェニル基、ナフチル基、アンスリル基、フェナンスリル基又はピレニル基であり、より好ましくはフェニル基である。Ar⁵¹、Ar⁵²、Ar⁵³及びAr⁵⁴は置換基を有してもよく、該置換基の例としては上述の一般式（１）のR¹¹の例と同様のものが挙げられる。
【００８０】
一般式（５）中、R⁵¹は水素原子又は置換基を表し、該置換基の例としては上述の一般式（１）のR¹¹の例と同様のものが挙げられる。R⁵¹は水素原子、アルキル基又はアリール基であることが好ましい。
【００８１】
一般式（５）中、R⁵²は置換基を表し、その例としては上述の一般式（１）のR¹¹の例と同様のものが挙げられる。R⁵²は好ましくはアルキル基又はアリール基である。R⁵²の数を示すn⁵¹は０〜９の整数を表し、好ましくは０〜２の整数であり、より好ましくは０である。
【００８２】
一般式（６）中、R¹¹、R¹²、R¹³、R¹⁴、R¹⁵及びR¹⁶はそれぞれ置換基を表し、該置換基の例としては上記一般式（Ｉ）のＲ¹の例と同様のものが挙げられる。R¹¹、R¹²、R¹³、R¹⁴、R¹⁵及びR¹⁶は好ましくはアルキル基である。n¹¹、n¹²、n¹³、n¹⁴、n¹⁵及びn¹⁶はそれぞれ０〜５の整数を表し、好ましくは０、１又は２であり、より好ましくは０又は１である。
【００８３】
一般式（１）〜（６）で表される化合物の具体例を以下に挙げるが、本発明はそれらに限定されるものではない。
【００８４】
【化３０】

【００８５】
【化３１】

【００８６】
【化３２】

【００８７】
【化３３】

【００８８】
【化３４】

【００８９】
【化３５】

【００９０】
【化３６】

【００９１】
一般式（７）について説明する。Ａｒ⁵¹、Ａｒ⁶¹、Ａｒ⁷¹ はアリーレン基を表す。アリーレン基の炭素数は６〜３０が好ましく、６〜２０がより好ましく、６〜１６がさらに好ましい。アリーレン基としては、例えば、フェニレン基、ナフチレン基、アンスリレン基、フェナントレニレン基、ピレニレン基、ペリレニレン基、フルオレニレン基、ビフェニレン基、ターフェニレン基、ルブレニレン基、クリセニレン基、トリフェニレニレン基、ベンゾアンスリレン基、ベンゾフェナントレニレン基、ジフェニルアンスリレン基などが挙げられ、これらのアリーレン基はさらに置換基を有していても良い。
【００９２】
アリーレン基上の置換基としては、前記の一般式（Ｉ）のＲ¹、Ｒ²上の置換基で説明した基が挙げられる。これらの置換基は更に置換されてもよい。
【００９３】
Ａｒ⁵¹、Ａｒ⁶¹、Ａｒ⁷¹は好ましくはフェニレン基、ナフチレン基、アンスリレン基、フェナントレニレン基、ビフェニレン基、４環以上のアリーレン基（例えばピレニレン基、ペリレニレン基）、であり、より好ましくは、フェニレン基、ナフチレン基、フェナントレン基、４環以上のアリーレン基であり、さらに好ましくは、フェニレン基、フェナントリレン基、ピレニレン基であり、特に好ましくは、ピレニレン基である。
【００９４】
Ａｒ⁵²、Ａｒ⁶²、Ａｒ⁷² は置換基又は水素原子を表す。置換基としては、前記Ｒ¹、Ｒ²上の置換基で説明した基が挙げられる。Ａｒ⁵²、Ａｒ⁶²、Ａｒ⁷² として好ましくは水素原子、アリール基、ヘテロアリール基、アルキル基、アルケニル基であり、より好ましくは、水素原子、アリール基、ヘテロアリール基であり、さらに好ましくは水素原子、アリール基であり、特に好ましくは、水素原子、ピレニル基である。
【００９５】
Ａｒ⁵¹、Ａｒ⁶¹、Ａｒ⁷¹、Ａｒ⁵²、Ａｒ⁶²、Ａｒ⁷² の少なくとも一つは縮環アリール構造又は縮環ヘテロアリール構造である。Ａｒ⁵¹、Ａｒ⁶¹、Ａｒ⁷¹、Ａｒ⁵²、Ａｒ⁶²、Ａｒ⁷² の少なくとも一つが縮環アリール構造であることが好ましい。
【００９６】
前記縮環アリール構造としては、好ましくは、ナフタレン構造、アントラセン構造、フェナントレン構造、ピレン構造、ペリレン構造、より好ましくは、ナフタレン構造、アントラセン構造、ピレン構造、フェナントレン構造であり、さらに好ましくは、フェナントレン構造、４環以上のアリール構造であり、特に好ましくは、ピレン構造である。
【００９７】
前記縮環ヘテロアリール構造としては、好ましくはキノリン構造、キノキサリン構造、キナゾリン構造、アクリジン構造、フェナントリジン構造、フタラジン構造、フェナントロリン構造であり、より好ましくは、キノリン構造、キノキサリン構造、キナゾリン構造、フタラジン構造、フェナントロリン構造である。
【００９８】
Ａｒ⁵⁰はアリーレン基（好ましくは炭素数６〜３０、より好ましくは６〜２０、さらに好ましくは炭素数６〜１６、例えばフェニレン基、ナフチレン基、アントラセニレン基、フェナントレン基、ピレニレン基、トリフェニレン基などが挙げられる。）、ヘテロアリーレン基（ヘテロ原子として好ましくは窒素原子、硫黄原子、酸素原子、より好ましくは窒素原子、好ましくは炭素数２〜３０より好ましくは炭素数３〜２０、さらに好ましくは炭素数３〜１６、例えばピリジレン基、ピラジレン基、チオフェニレン基、キノリレン基、キノキサリレン基、トリアジレン基などが挙げられる）を表し、これらの基は置換基を有していても良い。置換基としては例えば、前記Ｒ¹、Ｒ²上の置換基で説明した基が挙げられる。Ａｒ⁵⁰はフェニレン基、ナフチレン基、アントラセニレン基、ピレニレン基、トリフェニレン基であることが好ましく、フェニレン基であることがより好ましく、無置換（Ａｒ⁵¹、Ａｒ⁶¹、Ａｒ⁷¹は置換されている）フェニレン基、アルキル置換フェニレン基であることがさらに好ましい。
【００９９】
本発明の一般式（７）で表される化合物の好ましい形態は、特開２００１−１９２６５１号に記載の、一般式（２）で表される化合物、一般式（６）で表される化合物であり、より好ましい形態は、前記公報に記載の、一般式（３）で表される化合物、一般式（４）で表される化合物、一般式（５）で表される化合物、一般式（７）で表される化合物、一般式（８）で表される化合物であり、さらに好ましい形態は、前記公報に記載の一般式（３）で表される化合物である。また、本発明の化合物は、炭素原子、水素原子のみから構成される化合物が好ましい。
【０１００】
一般式（７）で表される化合物の具体例を以下に挙げられるが、本発明はそれらに限定されるものではない。
【０１０１】
【化３７】

【０１０２】
【化３８】

【０１０３】
【化３９】

【０１０４】
【化４０】

【０１０５】
一般式（０）〜（７）の化合物（本発明のホスト材料）は低分子化合物であるのが好ましいが、オリゴマー化合物又はポリマー化合物であってもよい。ポリマー化合物である場合、その質量平均分子量（ポリスチレン換算）は好ましくは1000〜5000000、より好ましくは2000〜1000000、特に好ましくは3000〜100000であり、一般式（０）〜（７）で表される構造がポリマー主鎖中に含まれてもよく、ポリマー側鎖に含まれていてもよく、ポリマー化合物はホモポリマーであっても共重合体であってもよい。
【０１０６】
本発明のホスト材料は、その蛍光スペクトルのλ_max（最大発光波長）が４００〜５００ｎｍであることが好ましい。λ_maxはより好ましくは４００〜４８０ｎｍであり、特に好ましくは４００〜４６０ｎｍである。
【０１０７】
本発明の発光素子に関して説明する。本発明の発光素子は本発明の化合物からの発光を利用するものであればシステム、駆動方法、利用形態などは特に問わない。本発明の化合物を含有する発光素子の有機層の形成方法は、特に限定されるものではないが、抵抗加熱蒸着、電子ビーム、スパッタリング、分子積層法、コーティング法、インクジェット法、印刷法、転写法、電子写真法などの方法が用いられ、特性面、製造面を考えると抵抗加熱蒸着、コーティング法が好ましい。
【０１０８】
本発明の発光素子は陽極、陰極の一対の電極間に発光層又は発光層を含む複数の有機層（有機層）を形成した素子であり、発光層のほか正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層、電子輸送層、保護層などを有してもよく、またこれらの各層はそれぞれ他の機能を備えたものであってもよい。各層の形成にはそれぞれ種々の材料を用いることができる。
【０１０９】
陽極は正孔注入層、正孔輸送層、発光層などに正孔を供給するものであり、金属、合金、金属酸化物、電気伝導性化合物、又はこれらの混合物などを用いることができ、好ましくは仕事関数が４ｅＶ以上の材料である。
具体例としては酸化スズ、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）等の導電性金属酸化物、あるいは金、銀、クロム、ニッケル等の金属、さらにこれらの金属と導電性金属酸化物との混合物又は積層物、ヨウ化銅、硫化銅などの無機導電性物質、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロールなどの有機導電性材料、及びこれらとＩＴＯとの積層物などが挙げられ、好ましくは、導電性金属酸化物であり、特に、生産性、高導電性、透明性等の点からＩＴＯが好ましい。
【０１１０】
陽極の膜厚は材料により適宜選択可能であるが、通常１０ｎｍ〜５μｍの範囲のものが好ましく、より好ましくは５０ｎｍ〜１μｍであり、更に好ましくは１００ｎｍ〜５００ｎｍである。
【０１１１】
陽極は通常、ソーダライムガラス、無アルカリガラス、透明樹脂基板などの上に層形成したものが用いられる。ガラスを用いる場合、その材質については、ガラスからの溶出イオンを少なくするため、無アルカリガラスを用いることが好ましい。また、ソーダライムガラスを用いる場合、シリカなどのバリアコートを施したものを使用することが好ましい。
基板の厚みは、機械的強度を保つのに十分であれば特に制限はないが、ガラスを用いる場合には、通常０．２ｍｍ以上、好ましくは０．７ｍｍ以上のものを用いる。
【０１１２】
陽極の作製には材料によって種々の方法が用いられるが、例えばＩＴＯの場合、電子ビーム法、スパッタリング法、抵抗加熱蒸着法、化学反応法（ゾルーゲル法など）、酸化インジウムスズ分散物の塗布などの方法で膜形成される。
【０１１３】
陽極は洗浄その他の処理により、素子の駆動電圧を下げて発光効率を高めることも可能である。例えばＩＴＯの場合、ＵＶ−オゾン処理、プラズマ処理などが効果的である。
【０１１４】
陰極は電子注入層、電子輸送層、発光層などに電子を供給するものであり、電子注入層、電子輸送層、発光層などの負極と隣接する層との密着性やイオン化ポテンシャル、安定性等を考慮して選ばれる。陰極の材料としては金属、合金、金属ハロゲン化物、金属酸化物、電気伝導性化合物、又はこれらの混合物を用いることができる。
【０１１５】
陰極の具体例としてはアルカリ金属（例えばＬｉ、Ｎａ、Ｋ等）及びそのフッ化物又は酸化物、アルカリ土類金属（例えばＭｇ、Ｃａ等）及びそのフッ化物又は酸化物、金、銀、鉛、アルミニウム、ナトリウム−カリウム合金又はそれらの混合金属、リチウム−アルミニウム合金又はそれらの混合金属、マグネシウム−銀合金又はそれらの混合金属、インジウム、イッテリビウム等の希土類金属等が挙げられ、好ましくは仕事関数が４ｅＶ以下の材料であり、より好ましくはアルミニウム、リチウム−アルミニウム合金又はそれらの混合金属、マグネシウム−銀合金又はそれらの混合金属等である。
陰極は、上記化合物及び混合物の単層構造だけでなく、上記化合物及び混合物を含む積層構造を取ることもできる。例えば、アルミニウム／フッ化リチウム、アルミニウム／酸化リチウムの積層構造が好ましい。
【０１１６】
陰極の膜厚は材料により適宜選択可能であるが、通常１０ｎｍ〜５μｍの範囲のものが好ましく、より好ましくは５０ｎｍ〜１μｍであり、更に好ましくは１００ｎｍ〜１μｍである。
【０１１７】
陰極の作製には電子ビーム法、スパッタリング法、抵抗加熱蒸着法、コーティング法、転写法等の方法が用いられ、金属を単体で蒸着することも、二成分以上を同時に蒸着することもできる。さらに複数の金属を同時に蒸着して合金電極を形成することも可能であり、あらかじめ調整した合金を蒸着させてもよい。
陽極及び陰極のシート抵抗は低い方が好ましく、数百Ω／□以下が好ましい。
【０１１８】
発光層の材料は、少なくとも一組の前述の発光材料及びホスト材料からなり、また、本発明の一般式（Ｉ）で表される化合物の他の発光材料を併用してもよく、電界印加時に陽極又は正孔注入層、正孔輸送層から正孔を注入することができると共に陰極又は電子注入層、電子輸送層から電子を注入することができる機能や、注入された電荷を移動させる機能、正孔と電子の再結合の場を提供して発光させる機能を有する層を形成することができるものであればなんでも良い。発光層に用いる化合物としては励起一重項から発光するもの、励起三重項から発光するもののいずれでもよい。
【０１１９】
発光層の材料は、本発明の化合物のほか、例えばベンゾオキサゾール、ベンゾイミダゾール、ベンゾチアゾール、スチリルベンゼン、ポリフェニル、ジフェニルブタジエン、テトラフェニルブタジエン、ナフタルイミド、クマリン、ペリレン、ペリノン、オキサジアゾール、アルダジン、ピラリジン、シクロペンタジエン、ビススチリルアントラセン、キナクリドン、ピロロピリジン、チアジアゾロピリジン、シクロペンタジエン、スチリルアミン、芳香族ジメチリディン化合物、８−キノリノールの金属錯体や希土類錯体に代表される各種金属錯体、ポリチオフェン、ポリフェニレン、ポリフェニレンビニレン等のポリマー化合物等が挙げられる。
【０１２０】
発光層の膜厚は特に限定されるものではないが、通常１ｎｍ〜５μｍの範囲のものが好ましく、より好ましくは５ｎｍ〜１μｍであり、更に好ましくは１０ｎｍ〜５００ｎｍである。
【０１２１】
発光層の形成方法は、特に限定されるものではないが、抵抗加熱蒸着、電子ビーム、スパッタリング、分子積層法、コーティング法（スピンコート法、キャスト法、ディップコート法など）、インクジェット法、印刷法、ＬＢ法、転写法などの方法が用いられ、好ましくは抵抗加熱蒸着、コーティング法である。
【０１２２】
発光層は単一化合物で形成されてもよいし、複数の化合物で形成されてもよい。また、発光層は一つであっても複数であってもよく、それぞれの層が異なる発光色で発光して、例えば、白色を発光してもよい。単一の発光層から白色を発光してもよい。発光層が複数の場合は、それぞれの発光層は単一材料で形成されていてもよいし、複数の化合物で形成されていてもよい。
【０１２３】
正孔注入層、正孔輸送層の材料は、陽極から正孔を注入する機能、正孔を輸送する機能、陰極から注入された電子を障壁する機能のいずれか有しているものであればよい。その具体例としては、カルバゾール、トリアゾール、オキサゾール、オキサジアゾール、イミダゾール、ポリアリールアルカン、ピラゾリン、ピラゾロン、フェニレンジアミン、アリールアミン、アミノ置換カルコン、スチリルアントラセン、フルオレノン、ヒドラゾン、スチルベン、シラザン、芳香族第三級アミン化合物、スチリルアミン化合物、芳香族ジメチリディン系化合物、ポルフィリン系化合物、ポリシラン系化合物、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）、アニリン系共重合体、チオフェンオリゴマー、ポリチオフェン等の導電性高分子オリゴマー、有機シラン、カーボン膜、本発明の化合物及びそれらの誘導体等が挙げられる。
【０１２４】
正孔注入層、正孔輸送層の膜厚は特に限定されるものではないが、通常１ｎｍ〜５μｍの範囲のものが好ましく、より好ましくは５ｎｍ〜１μｍであり、更に好ましくは１０ｎｍ〜５００ｎｍである。正孔注入層、正孔輸送層は上述した材料の１種又は２種以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。
【０１２５】
正孔注入層、正孔輸送層の形成方法としては、真空蒸着法やＬＢ法、前記正孔注入輸送材料を溶媒に溶解又は分散させてコーティングする方法（スピンコート法、キャスト法、ディップコート法など）、インクジェット法、印刷法、転写法が用いられる。コーティング法の場合、樹脂成分と共に溶解又は分散することができる。樹脂成分としては例えば、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリエステル、ポリスルホン、ポリフェニレンオキシド、ポリブタジエン、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）、炭化水素樹脂、ケトン樹脂、フェノキシ樹脂、ポリアミド、エチルセルロース、酢酸ビニル、ＡＢＳ樹脂、ポリウレタン、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂などが挙げられる。
【０１２６】
電子注入層、電子輸送層の材料は、陰極から電子を注入する機能、電子を輸送する機能、陽極から注入された正孔を障壁する機能のいずれか有しているものであればよい。その具体例としては、ヘテロ原子を２つ以上含むヘテロ環骨格、フルオレノン、アントラキノジメタン、アントロン、ジフェニルキノン、チオピランジオキシド、カルボジイミド、フルオレニリデンメタン、ジスチリルピラジン、ナフタレンペリレンなどの芳香環テトラカルボン酸無水物、フタロシアニン、８−キノリノール誘導体の金属錯体やメタルフタロシアニン、ベンゾオキサゾールやベンゾチアゾールを配位子とする金属錯体に代表される各種金属錯体や上記の誘導体などが挙げられる。ヘテロ原子を２つ以上含むヘテロ環骨格としては、少なくとも２つ以上のヘテロ原子を含むヘテロ環化合物としては炭素原子、水素原子以外の原子を基本骨格内に２つ以上有する化合物であり、単環又は縮環であっても良い。ヘテロ環骨格としては、好ましくはＮ、Ｏ、Ｓ原子から選ばれる原子を２つ以上有するものであり、更に好ましくは少なくとも一つＮ原子を骨格内に有する芳香族ヘテロ環であり、特に好ましくはＮ原子を骨格内に２つ以上有す
【０１２７】
る芳香族ヘテロ環である。また、ヘテロ原子は縮合位置にあっても、非縮合位置にあってもよい。例えばピラゾール、イミダゾール、オキサゾール、チアゾール、トリアゾール、オキサジアゾール、チアジアゾール、ピラジン、ピリミジン、インダゾール、プリン、フタラジン、ナフチリジン、キノキサリン、キナゾリン、シンノリン、プテリジン、ペリミジン、フェナントロリン、ピロロイミダゾール、ピロロトリアゾール、ピラゾロイミダゾール、ピラゾロトリアゾール、ピラゾロピリミジン、ピラゾロトリアジン、イミダゾイミダゾール、イミダゾピリダジン、イミダゾピリジン、イミダゾピラジン、トリアゾロピリジン、ベンゾイミダゾール、ナフトイミダゾール、ベンゾオキサゾール、ナフトオキサゾール、ベンゾチアゾール、ナフトチアゾール、ベンゾトリアゾール、テトラザインデン、トリアジンなどが挙げられ、好ましくはトリアゾール、オキサジアゾール、チアジアゾール、イミダゾピリダジン、イミダゾピリジン、イミダゾピラジン、ベンゾイミダゾール、ナフトイミダゾール、ベンゾオキサゾール、ナフトオキサゾール、ベンゾチアゾール、ナフトチアゾール、トリアジンであり、より好ましくはイミダゾピリジン、イミダゾピラジン、ベンゾイミダゾール、ナフトイミダゾールであり、更に好ましくはイミダゾピリジン、ベンゾイミダゾール、ナフトイミダゾール、トリアジンである。
【０１２８】
電子注入層、電子輸送層の膜厚は特に限定されるものではないが、通常１ｎｍ〜５μｍの範囲のものが好ましく、より好ましくは５ｎｍ〜１μｍであり、更に好ましくは１０ｎｍ〜５００ｎｍである。電子注入層、電子輸送層は上述した材料の１種又は２種以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。
【０１２９】
電子注入層、電子輸送層の形成方法としては、真空蒸着法やＬＢ法、電子注入材料及び／又は電子輸送材料を溶媒に溶解又は分散させてコーティングする方法（スピンコート法、キャスト法、ディップコート法など）、インクジェット法、印刷法、転写法などが用いられる。コーティング法の場合、樹脂成分と共に溶解又は分散することができ、樹脂成分としては例えば、正孔注入輸送層の場合に例示したものが適用できる。
【０１３０】
保護層の材料としては水分や酸素等の素子劣化を促進するものが素子内に入ることを抑止する機能を有しているものであればよい。
その具体例としては、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ａｕ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｎｉ等の金属、ＭｇＯ、ＳｉＯ、ＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、ＧｅＯ、ＮｉＯ、ＣａＯ、ＢａＯ、Ｆｅ₂Ｏ₃、Ｙ₂Ｏ₃、ＴｉＯ₂等の金属酸化物、ＭｇＦ₂、ＬｉＦ、ＡｌＦ₃、ＣａＦ₂等の金属フッ化物、ＳｉＮ_x、ＳｉＯ_xＮ_y などの窒化物、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルメタクリレート、ポリイミド、ポリウレア、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリジクロロジフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレンとジクロロジフルオロエチレンとの共重合体、テトラフルオロエチレンと少なくとも１種のコモノマーとを含むモノマー混合物を共重合させて得られる共重合体、共重合主鎖に環状構造を有する含フッ素共重合体、吸水率１％以上の吸水性物質、吸水率０．１％以下の防湿性物質等が挙げられる。
【０１３１】
保護層の形成方法についても特に限定はなく、例えば真空蒸着法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、ＭＢＥ（分子線エピタキシ）法、クラスターイオンビーム法、イオンプレーティング法、プラズマ重合法（高周波励起イオンプレーティング法）、プラズマＣＶＤ法、レーザーＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、ガスソースＣＶＤ法、コーティング法、印刷法、転写法を適用できる。
【０１３２】
【実施例】
以下に本発明の実施例を例示するが、本発明はこれらにより限定されるものではない。
【０１３３】
（比較例１）
２５ｍｍ×２５ｍｍ×０．７ｍｍのガラス基板上にＩＴＯを１５０ｎｍの厚さで製膜したもの（東京三容真空（株）製）を透明支持基板とした。この透明支持基板をエッチング、洗浄後、蒸着装置に入れ、銅フタロシアニンを５ｎｍ、引き続いてＴＰＤ（Ｎ、Ｎ’−ジフェニル−Ｎ、Ｎ’−ジ（ｍ−トリル）−ベンジジン）を４０ｎｍ蒸着し、この上にＤＣＭ及びＡｌｑ（トリス（８−ヒドロキシキノリナト）アルミニウム）をそれぞれ蒸着速度０．００４ｎｍ／秒、０．４ｎｍ／秒で膜厚が４０ｎｍとなるように共蒸着し、さらに、電子輸送材料（Ｅ−１）を３０ｎｍになるよう１０^-3〜１０^-4Ｐａの真空中で、基板温度室温の条件下、蒸着した。さらに有機薄膜上にパターニングしたマスク（発光面積が４ｍｍ×５ｍｍとなる）を装着し、フッ化リチウムを５ｎｍ蒸着した後、アルミニウムを５００ｎｍを蒸着し、引き続き素子を封止し発光素子を作製した（素子Ｎｏ．１０１）。またＤＣＭを例示化合物Ｄ−１４に変更し同様の素子を作成した（素子Ｎｏ．１０２）。
【０１３４】
（実施例１）
比較例１と同様にしてＴＰＤを４０ｎｍ蒸着し、この上に発光材料としてＤＣＭ及びホスト材料として例示化合物（３−１）を蒸着速度０．００４ｎｍ／秒、０．４ｎｍ／秒で膜厚が４０ｎｍとなるように共蒸着した。さらに電子輸送材料（Ｅ−１）を３０ｎｍになるように蒸着し、比較例１と同様にして陰極を蒸着し、引き続き素子を封止し発光素子を作製した（素子Ｎｏ．１０３）。また発光材料を例示化合物Ｄ−１４に変更し同様の素子を作成した（素子Ｎｏ．１０４）。さらにホスト材料を表１に記載した化合物に変更し同様の素子を作成した（素子Ｎｏ．１０５〜１０８）。
【０１３５】
（発光素子評価）
以下のようにして各素子を評価した。有機薄膜上に東陽テクニカ製ソースメジャーユニット２４００を用いて、直流定電流をEL素子に印加し、比較例及び本発明の素子を発光させ、その輝度をトプコン社の輝度計ＢＭ−８、発光波長（λmax, 単位：nm）を浜松ホトニクス社製スペクトルアナライザーＰＭＡ−１１を用いて測定し発光効率（外部量子効率）を求めた。また素子を初期輝度２０００ｃｄ／ｍ²で定電流駆動し、輝度半減時間（単位：時間）を測定した。その結果を表１に示す。
【０１３６】
【化４１】

【０１３７】
【表１】

【０１３８】
表１の結果から明らかなようにホスト材料として本発明の化合物を用いると、比較化合物Ａｌｑに比べて発光効率と最高輝度を大幅に改善できる。さらに発光材料として環状酸性核を有するピラン化合物を用いた素子では輝度半減期が大幅改善できることが分かる。また、5000cd/m²発光時の駆動電圧を比較した結果、素子Ｎｏ１０４は素子Ｎｏ１０２に対して２．２Ｖ低電圧化できた。
【０１３９】
（実施例２）
比較例１と同様にしてＴＰＤを４０ｎｍ蒸着し、この上に赤色発光材料Ｄ−１４及びホスト材料として本発明の化合物（３−１）を蒸着速度０．００１ｎｍ／秒、０．４ｎｍ／秒で膜厚が４０ｎｍとなるように共蒸着した。さらに、電子輸送材料（Ｅ−１）を３０ｎｍになるように蒸着し、さらに、比較例１と同様にして陰極を蒸着し、引き続き素子を封止しＥＬ素子を作製した。実施例１と同様にして発光輝度及び発光波長を測定した結果、色度値（０．３２、０．３２）の白色発光が得られ、最高輝度は９２００cd/m²であり、量子効率を算出したところ、２．０％であった。
【０１４０】
（実施例３）
比較例１と同様にしてＴＰＤを４０ｎｍ蒸着し、この上に赤色発光材料Ｄ−１４及びホスト材料として本発明の化合物（３−１）を蒸着速度０．００４ｎｍ／秒、０．４ｎｍ／秒で膜厚が２０ｎｍとなるように共蒸着した。さらに本発明化合物（３−１）単独を膜厚が２０ｎｍとなるように蒸着し発光層を形成した。その上に電子輸送材料（Ｅ−１）を３０ｎｍになるように蒸着し、さらに、比較例１と同様にして陰極を蒸着し、引き続き素子を封止しＥＬ素子を作製した。実施例１と同様にして発光輝度及び発光波長を測定した結果、色度値（０．３１、０．３２）の白色発光が得られ、最高輝度は８５００cd/m²であり、量子効率を算出したところ、２．０％であった。
【０１４１】
（実施例４）
比較例１と同様にしてＴＰＤを４０ｎｍ蒸着し、この上に赤色発光材料Ｄ−１４、青色発光材料（Ｂ−１）及びホスト材料として本発明の化合物（３−１）を蒸着速度０．００１ｎｍ／秒、０．２ｎｍ／秒、０．２ｎｍ／秒で膜厚が４０ｎｍとなるように共蒸着した。さらに、電子輸送材料（Ｅ−１）を３０ｎｍになるように蒸着し、さらに、比較例１と同様にして陰極を蒸着し、引き続き素子を封止しＥＬ素子を作製した。実施例１と同様にして発光輝度及び発光波長を測定した結果、色度値（０．３２、０．２７）の白色発光が得られ、最高輝度は７５００cd/m²であり、量子効率を算出したところ、２．５％であった。
【０１４２】
（実施例５）
比較例１と同様にしてＴＰＤを４０ｎｍ蒸着し、この上に赤色発光材料Ｄ−１４及びホスト材料として本発明の化合物（３−１）を蒸着速度０．００４ｎｍ／秒、０．４ｎｍ／秒で膜厚が２０ｎｍとなるように共蒸着した。さらに本発明化合物（３−１）と青色発光材料（Ｂ−１）を蒸着速度０．２ｎｍ／秒、０．２ｎｍ／秒で膜厚が２０ｎｍとなるように蒸着し発光層を形成した。その上に電子輸送材料（Ｅ−１）を３０ｎｍになるように蒸着し、さらに、比較例１と同様にして陰極を蒸着し、引き続き素子を封止しＥＬ素子を作製した。実施例１と同様にして発光輝度及び発光波長を測定した結果、色度値（０．３１、０．２６）の白色発光が得られ、最高輝度は７０００cd/m²であり、量子効率を算出したところ、２．１％であった。
【０１４３】
（実施例６）
ＢａｙｔｒｏｎＰ（ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ溶液（ポリエチレンジオキシチオフェン−ポリスチレンスルホン酸ドープ体）／バイエル社製）を洗浄した基板上にスピンコートし（１０００ｒｐｍ、３０ｓｅｃ）、１５０℃にて１．５時間、真空乾燥した。有機層の膜厚は７０ｎｍであった。その上にポリカーボネート−Ｚ１０ｍｇ、本発明の化合物（３−１）２０ｍｇ、赤色発光材料Ｄ−１４を１ｍｇ、ＰＢＤ（２−(４−ビフェニル)−５−(４−ｔ−ブチルフェニル）−１、３、４−オキサジアゾール）１２ｍｇをジクロロエタン２．５ｍｌに溶解し、スピンコートした（１５００ｒｐｍ、２０ｓｅｃ）。総有機層の膜厚は１７０ｎｍであった。さらに、比較例１と同様にして陰極を蒸着し、引き続き素子を封止しＥＬ素子を作製した。実施例１と同様にして発光輝度及び発光波長を測定した結果、色度値（０．６３、０．３６）の赤色発光が得られ、最高輝度は２５００cd/m²であり、量子効率を算出したところ、０．７％であった。
【０１４４】
【発明の効果】
本発明の発光素子は、蒸着方法により形成した発光層の場合、最高輝度、発光効率、耐久性に優れるものである。また発光層の少なくとも一層が一般式（Ｉ）〜（IV）で表される化合物の少なくとも一種をポリマー中に分散した形態でも最高輝度、発光効率、耐久性に優れるものである。

Claims

基板上に設けた一対の電極間に発光層を含む複数の有機層を有し、該発光層に少なくとも一種の、下記一般式（Ｉ）で表される化合物と下記一般式（０）で表される化合物とを含有することを特徴とする発光素子。

一般式（Ｉ）中、Ｒ¹、Ｒ²、Ｒ³、Ｒ⁴、及びＲ⁵は、それぞれ水素原子、又は置換基を表す。Ｘは酸素原子、硫黄原子、又はＮ−Ｒ^Y1を表し、Ｒ^Y1は水素原子、又は置換基を表す。Ｌは共役結合からなる連結基を表す。Ｚ ¹ は５ないし６員環を形成するに必要な原子群を表す。

一般式（０）中、Ａｒ¹はアリーレン基、ヘテロアリーレン基を表し、Ａｒ²及びＡｒ³はアリール基、ヘテロアリール基を表す。