JP4325324B2 - 有機エレクトロルミネッセンス素子 - Google Patents

Description

本発明は、新たな有機材料を用いた有機エレクトロルミネッセンス素子、該素子を用いた照明装置、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、有機エレクトロルミネッセンス素子は、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、発光層に電子および正孔を注入して、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り、数Ｖ〜数十Ｖ程度の電圧で発光が可能であり、さらに、自己発光型であるために視野角に富み、視認性が高く、薄膜型の完全固体素子であるために省スペース、携帯性等の観点から注目されている。

今後の実用化に向けた有機エレクトロルミネッセンス素子の開発としては、さらに低消費電力で効率よく高輝度に発光する有機エレクトロルミネッセンス素子が望まれており、例えば、スチルベン誘導体、ジスチリルアリーレン誘導体又はトリ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、素子の長寿命化を達成する技術（例えば、特許第３０９３７９６号明細書参照）、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（特開昭６３−２６４６９２号公報参照）、８−ヒドロキシキノリンアルミニウム錯体をホスト化合物として、これにキナクリドン系色素をドープした有機発光層を有する素子（例えば、特開平３−２５５１９０号公報参照）等が知られている。

上記文献に開示されている技術では、励起一重項からの発光を用いており、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％であることと、光の取り出し効率が約２０％であるため、外部取り出し量子効率（ηｅｘｔ）の限界は５％とされている。

ところが、プリンストン大より、励起三重項からのリン光発光を用いる有機エレクトロルミネッセンス素子の報告（Ｍ．Ａ．Ｂａｌｄｏ ｅｔ ａｌ．，ｎａｔｕｒｅ、３９５巻、１５１−１５４ページ（１９９８年）参照。）がされて以来、室温でリン光を示す材料の研究が活発になってきている。

励起三重項を使用すると、内部量子効率の上限が１００％となるため、励起一重項の場合に比べて原理的に発光効率が４倍となり、冷陰極管とほぼ同等の性能が得られ照明用にも応用可能であり注目されている。

例えば、多くの化合物がイリジウム錯体系など重金属錯体を中心に合成検討されている（例えば、Ｓ．Ｌａｍａｎｓｋｙ ｅｔ ａｌ．，Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，１２３巻、４３０４ページ（２００１年）参照）。

又、ドーパントとして、トリス（２−フェニルピリジン）イリジウムを用いた検討がされている（例えば、Ｍ．Ａ．Ｂａｌｄｏ ｅｔ ａｌ．，ｎａｔｕｒｅ、４０３巻、１７号、７５０−７５３ページ（２０００年）参照）。

その他、ドーパントとしてＬ₂Ｉｒ（ａｃａｃ）（ここでＬは２座の配位子、ａｃａｃはアセチルアセトンを表す）、例えば（ｐｐｙ）２Ｉｒ（ａｃａｃ）（例えば、Ｍ．Ｅ．Ｔｏｍｐｓｏｎ ｅｔ ａｌ．，Ｔｈｅ １０ｔｈ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｗｏｒｋｓｈｏｐ ｏｎ Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ ａｎｄ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ（ＥＬ’００、浜松）参照）を、又、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），Ｉｒ（ｂｚｑ）₂ＣｌＰ（Ｂｕ）₃等を用いた検討（例えば、Ｍｏｏｎ−Ｊａｅ Ｙｏｕｎ．０ｇ，Ｔｅｔｓｕｏ Ｔｓｕｔｓｕｉ ｅｔ ａｌ．，Ｔｈｅ １０ｔｈ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｗｏｒｋｓｈｏｐ ｏｎ Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ ａｎｄ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ（ＥＬ’００、浜松）参照）が行われている。

又、高い発光効率を得るために、ホール輸送性の化合物をリン光性化合物のホストとして用いるものもある（Ｉｋａｉ ｅｔ ａｌ．，Ｔｈｅ １０ｔｈ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｗｏｒｋｓｈｏｐ ｏｎ Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ ａｎｄ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ（ＥＬ’００、浜松）参照）。

また、各種電子輸送性材料をリン光性化合物のホストとして、これらに新規なイリジウム錯体をドープしたり、さらに、ホールブロック層の導入することでより高い発光効率を得ようとするものもある。

リン光発光を利用することで、従来より効率のよい発光が得られるが、未だ、発光については、外部取り出し効率がまだ充分とはいえず、リン光発光を利用した有機エレクトロルミネッセンス素子として、必ずしも満足すべき水準が達成されているとはいえない。

発光効率の向上は、様々な面から行われており、例えば、最近開示された、特許文献１にはアダマンチル基を連結基として２つのカルバゾリルビフェニル構造を結合した化合物を用いた有機エレクトロルミネッセンス素子の例が開示されているが、開示内容によればその素子の外部量子効率は最大でも８％であり、リン光発光を利用した有機エレクトロルミネッセンス素子として、必ずしも満足すべき水準とはいえない。さらに耐久性の面についても、これまで開示されてきた有機エレクトロルミネッセンス素子は未だ実用上充分な水準にあるとはいえない。

このように、前記リン光発光性物質のドーパントを用いても、既存の材料の組み合わせ等によっては、効率の向上が難しくなってきており、新たな材料が求められている。
特開２００２−２０３６８３号公報

従って本発明の目的は、有機エレクトロルミネッセンス素子の発光輝度、発光効率および耐久性を向上させることの出来る特定構造の化合物を提供することにあり、該化合物を用いた発光輝度、発光効率および耐久性が向上した有機エレクトロルミネッセンス素子を得ることにある。

本発明の上記目的は以下（１）〜（１１）の手段によって達成される。
（１）陰極と陽極と少なくとも１層の有機化合物層からなる有機エレクトロルミネッセンス素子において、有機化合物層に一般式２で表される化合物の少なくとも１種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。

〔一般式２において、Ｘ_２、Ｘ_２′はそれぞれ独立に下記一般式ＡまたはＢで表される基である。

（一般式Ａ、Ｂにおいて、Ｚ_１とＺ_２は独立に−Ｎ＝または−Ｃ（Ｒ_７）＝を表し、Ｒ_７は水素原子または置換基である。Ｒ_５とＲ_６は独立に水素原子または置換基を表し、Ｒ_７と結合して環構造を形成してもよい。Ａｒ_１とＡｒ_２は独立に、置換基を有してもよい芳香族基を表す。）
また、一般式２において、Ｌ_２は少なくともヘテロ環部分もしくは酸素原子を有する２価の連結基、但し一般式２に記されたｍ−フェニレン基から化学結合に沿ってＸ_２′に至る迄の間に、前記Ｌ_２で表される連結基において、ヘテロ環部分もしくは酸素原子を経由する。〕
（２）前記有機化合物層にリン光発光性化合物を含有す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。
（３）リン光性化合物が有機金属錯体である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）リン光性化合物がイリジウム、白金、ロジウム、パラジウムのいずれかを含有する有機金属錯体であることを特徴とする前記（２）または（３）に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
（５）一般式２で表される化合物が、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）〜（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、Ｘ_５、Ｘ_５′はそれぞれ独立に前記一般式ＡまたはＢで表される基を表し、Ｌ_５は少なくともヘテロ環部分もしくは酸素原子を有する２価の連結基を表す。Ｒ_１０とＲ_１１は独立にフッ素原子または置換基を表す。但し、一般式５に記されたｍ−フェニレン基から化学結合に沿ってＸ_５′に至る迄の間に、前記Ｌ_５で表される連結基において、ヘテロ環部分もしくは酸素原子を経由する。）
（６）陰極と陽極と少なくとも１層の有機化合物層からなる有機エレクトロルミネッセンス素子において、有機化合物層の少なくとも１つは発光層であって、下記一般式２で表される化合物または一般式５で表される化合物の少なくとも１種とリン光性化合物が発光層に含有されてい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。

〔一般式２において、Ｘ _２ 、Ｘ _２ ′はそれぞれ独立に下記一般式ＡまたはＢで表される基である。

（一般式Ａ、Ｂにおいて、Ｚ _１ とＺ _２ は独立に−Ｎ＝または−Ｃ（Ｒ _７ ）＝を表し、Ｒ _７ は水素原子または置換基である。Ｒ _５ とＲ _６ は独立に水素原子または置換基を表し、Ｒ _７ と結合して環構造を形成してもよい。Ａｒ _１ とＡｒ _２ は独立に、置換基を有してもよい芳香族基を表す。）
また、一般式２において、Ｌ _２ は少なくともヘテロ環部分もしくは酸素原子を有する２価の連結基、但し一般式２に記されたｍ−フェニレン基から化学結合に沿ってＸ _２ ′に至る迄の間に、前記Ｌ _２ で表される連結基において、ヘテロ環部分もしくは酸素原子を経由する。〕

（式中、Ｘ _５ 、Ｘ _５ ′はそれぞれ独立に前記一般式ＡまたはＢで表される基を表し、Ｌ _５ は少なくともヘテロ環部分もしくは酸素原子を有する２価の連結基を表す。Ｒ１０とＲ _１１ は独立にフッ素原子または置換基を表す。但し、一般式５に記されたｍ−フェニレン基から化学結合に沿ってＸ _５ ′に至る迄の間に、前記Ｌ _５ で表される連結基において、ヘテロ環部分もしくは酸素原子を経由する。）
（７）陰極と陽極と複数の有機化合物層からなる有機エレクトロルミネッセンス素子において、該有機化合物層の少なくとも１つは発光層であって、一般式２で表される化合物または一般式５で表される化合物の少なくとも１種が、発光層よりも陽極に近い層に含まれてい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。

〔一般式２において、Ｘ _２ 、Ｘ _２ ′はそれぞれ独立に下記一般式ＡまたはＢで表される基である。

（一般式Ａ、Ｂにおいて、Ｚ _１ とＺ _２ は独立に−Ｎ＝または−Ｃ（Ｒ _７ ）＝を表し、Ｒ _７ は水素原子または置換基である。Ｒ _５ とＲ _６ は独立に水素原子または置換基を表し、Ｒ _７ と結合して環構造を形成してもよい。Ａｒ _１ とＡｒ _２ は独立に、置換基を有してもよい芳香族基を表す。）
また、一般式２において、Ｌ _２ は少なくともヘテロ環部分もしくは酸素原子を有する２価の連結基、但し一般式２に記されたｍ−フェニレン基から化学結合に沿ってＸ _２ ′に至る迄の間に、前記Ｌ _２ で表される連結基において、ヘテロ環部分もしくは酸素原子を経由する。〕

（式中、Ｘ _５ 、Ｘ _５ ′はそれぞれ独立に前記一般式ＡまたはＢで表される基を表し、Ｌ _５ は少なくともヘテロ環部分もしくは酸素原子を有する２価の連結基を表す。Ｒ _１０ とＲ _１１ は独立にフッ素原子または置換基を表す。但し、一般式５に記されたｍ−フェニレン基から化学結合に沿ってＸ _５ ′に至る迄の間に、前記Ｌ _５ で表される連結基において、ヘテロ環部分もしくは酸素原子を経由する。）
（８）白色に発光することを特徴とする前記（１）〜（７）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。
（９）前記（８）に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を具備してなることを特徴とする照明装置。
（１０）前記（８）に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を具備してなることを特徴とする表示装置。
（１１）前記（９）に記載の照明装置と、表示手段としての液晶素子とを具備することを特徴とする液晶表示装置。
尚、以下請求項１〜１２は参考とされる手段である。

〔一般式１において、Ｘ₁は下記一般式ＡまたはＢで表される。

（一般式Ａ、Ｂにおいて、Ｚ₁とＺ₂は独立に−Ｎ＝または−Ｃ（Ｒ₇）＝を表し、Ｒ₇は水素原子または置換基である。Ｒ₅とＲ₆は独立に水素原子または置換基を表し、Ｒ₇と結合して環構造を形成してもよい。Ａｒ₁とＡｒ₂は独立に、置換基を有してもよい芳香族基を表す。）
また、一般式１において、Ｙ₁はさらに縮環していてもよい６員環芳香族基を形成する非金属原子群を表し、該６員環芳香族基は少なくとも１つの置換基を有し、該置換基の少なくとも１つはＸ₁で表される基から選ばれる基である。また、Ｒ₁、Ｒ₂、Ｒ₃、Ｒ₄はそれぞれ水素原子または置換基を表し、Ｒ₃およびＲ₄はＹ₁が形成する６員環芳香族基の結合位に対してそれぞれｏ−位にある基であり、Ｒ₁とＲ₂、Ｒ₃とＲ₄それぞれのうち少なくとも１つは水素原子ではない置換基である。〕

〔一般式２において、Ｘ₂、Ｘ₂′はそれぞれ独立に下記一般式ＡまたはＢで表される基である。

（一般式Ａ、Ｂにおいて、Ｚ₁とＺ₂は独立に−Ｎ＝または−Ｃ（Ｒ₇）＝を表し、Ｒ₇は水素原子または置換基である。Ｒ₅とＲ₆は独立に水素原子または置換基を表し、Ｒ₇と結合して環構造を形成してもよい。Ａｒ₁とＡｒ₂は独立に、置換基を有してもよい芳香族基を表す。）
また、一般式２において、Ｌ₂は少なくともヘテロ環部分もしくは酸素原子を有する２価の連結基、但し一般式２に記されたｍ−フェニレン基から化学結合に沿ってＸ₂′に至る迄の間に、前記Ｌ₂で表される連結基において、ヘテロ環部分もしくは酸素原子を経由する。〕

〔一般式３において、Ｘ₃、Ｘ₃′はそれぞれ独立に下記一般式ＡまたはＢで表される基である。

（一般式Ａ、Ｂにおいて、Ｚ₁とＺ₂は独立に−Ｎ＝または−Ｃ（Ｒ₇）＝を表し、Ｒ₇は水素原子または置換基である。Ｒ₅とＲ₆は独立に水素原子または置換基を表し、Ｒ₇と結合して環構造を形成してもよい。Ａｒ₁とＡｒ₂は独立に、置換基を有してもよい芳香族基を表す。）
また、一般式３において、Ｌ₃は単なる結合手、酸素原子またはアルキレン基を表す。Ｒ₈とＲ₉は独立に置換基を表し、少なくとも一方は炭化水素基又は弗化炭化水素基である。Ｌ₃′は単なる結合手または２価の連結基を表す。〕
（請求項２）
前記有機化合物層にリン光発光性化合物を含有す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。
（請求項３）
リン光性化合物が有機金属錯体であることを特徴とする請求項２記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
（請求項４）
リン光性化合物がイリジウム、白金、ロジウム、パラジウムのいずれかを含有する有機金属錯体であることを特徴とする請求項２または３記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
（請求項５）
一般式４、５、または６で表される化合物の少なくとも１種類を含有す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、Ｘ₄、Ｘ₄′はそれぞれ独立に前記一般式ＡまたはＢで表される基を表し、Ｒ₁′とＲ₃′は独立に置換基を表す。Ｌ₄は２価の連結基である。）

（式中、Ｘ₅、Ｘ₅′はそれぞれ独立に前記一般式ＡまたはＢで表される基を表し、Ｌ₅は少なくともヘテロ環部分もしくは酸素原子を有する２価の連結基を表す。但し、一般式５に記されたｍ−フェニレン基から化学結合に沿ってＸ₅′に至る迄の間に、前記Ｌ₅で表される連結基において、ヘテロ環部分もしくは酸素原子を経由する。）

（式中、Ｘ₆、Ｘ₆′はそれぞれ独立に前記一般式ＡまたはＢで表される基を表し、Ｒ₈′とＲ₉′は独立に置換基を表し、少なくとも一方は炭化水素基である。Ｌ₆は２価の連結基である。）
（請求項６）
陰極と陽極と少なくとも１層の有機化合物層からなる有機エレクトロルミネッセンス素子において、有機化合物層の少なくとも１つは発光層であって、前記一般式１〜６で表される化合物のうち少なくとも１種とリン光性化合物が発光層に含有されていることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
（請求項７）
陰極と陽極と複数の有機化合物層からなる有機エレクトロルミネッセンス素子において、該有機化合物層の少なくとも１つは発光層であって、一般式１〜６で表される化合物のうち少なくとも１種が、発光層よりも陽極に近い層に含まれていることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
（請求項８）
陰極と陽極と少なくとも１層の有機化合物層からなる有機エレクトロルミネッセンス素子において、有機化合物層に前記一般式４または６で表される化合物の少なくとも１種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。
（請求項９）
白色に発光することを特徴とする請求項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。
（請求項１０）
請求項９に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を具備してなることを特徴とする照明装置。
（請求項１１）
請求項９に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を具備してなることを特徴とする表示装置。
（請求項１２）
請求項１０に記載の照明装置と、表示手段としての液晶素子とを具備することを特徴とする液晶表示装置。

本発明に係わる化合物を用いることにより、発光輝度が高く、安定性の高い有機エレクトロルミネッセンス素子が得られる。

以下本発明を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、本発明はこれにより限定されるものではない。

以上のような事情に鑑みて、本発明者らは鋭意検討の結果、ジアリールアミンもしくは含窒素複素環基がビフェニレン連結基によって結合された特定構造の化合物を用いることによって有機エレクトロルミネッセンス素子の発光輝度、発光効率および耐久性を大きく向上させることができることを見出した。

即ち、本発明に係る前記化合物を有機エレクトロルミネッセンス素子の有機化合物層、とくに発光層もしくは正孔輸送層に用いることにより、輝度が高く耐久性に優れた有機エレクトロルミネッセンス素子を作製することができる。さらに好ましくは、本発明の化合物にリン光発光性化合物を混合した層として発光層を形成した素子、すなわち本発明に係る化合物を発光ホスト材料とするリン光発光型有機エレクトロルミネッセンス素子に用いることにより、発光効率と耐久性の両面で顕著な改善効果を得ることができる。

本発明に係る化合物を表した一般式について、以下詳しく説明する。

前記一般式１において、Ｘ₁は一般式Ａもしくは一般式Ｂで表される置換基である。

一般式ＡにおいてＺ₁とＺ₂は独立に−Ｎ＝または−Ｃ（Ｒ₇）＝を表し、Ｒ₇は水素原子または置換基である。Ｒ₅とＲ₆は独立に水素原子または置換基を表し、Ｒ₇と結合して環構造を形成してもよい。Ｒ₅、Ｒ₆、Ｒ₇が表す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）、アリール基（例えば、フェニル基、ナフチル基等）、ヘテロアリール基（例えば、フリル基、チエニル基、ピリジル基、ピリダジル基、ピリミジル基、ピラジル基、トリアジル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、チアゾリル基、ベンゾイミダゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、キナゾリル基、フタラジル基等）、ヘテロ環基（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（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）、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、メルカプト基、シリル基（例えば、トリメチルシリル基、トリイソプロピルシリル基、トリフェニルシリル基、フェニルジエチルシリル基等）等が挙げられる。一般式Ａによって表される構造として好ましいのはインドール環、ベンズイミダゾール環、カルバゾール環、ピリドインドール環、ジピリドピロール環の残基であり、これは以下一般式２〜６にあっても同様である。

また、一般式ＢにおいてＡｒ₁とＡｒ₂は独立に、置換基を有していてもよいアリール基もしくはヘテロアリール基を表す。その例としては先に一般式Ａの説明において挙げたものと同様の置換基を挙げることができる。これらのアリール基もしくはヘテロアリール基は置換基を有していてもよく、置換基の例としては先に一般式Ａの説明においてＲ₅、Ｒ₆、Ｒ₇が表す置換基の例として挙げたものと同じ置換基が挙げられる。好ましい例としてはフェニル基、ナフチル基、ｏ−トリル基、ｍ−キシリル基、デュリル基、ピレニル基、フルオレニル基、カルバゾリル基、チエニル基が挙げられ、これは以下に説明する前記一般式２〜６にあっても同様である。

一般式１においてＹ₁はさらに他の脂肪族環もしくは芳香族環と縮合していてもよい６員環芳香族基を形成する非金属原子群を表し、形成される６員環芳香族化合物の例としてはベンゼン環、ピリジン環、ピリミジン環、ピラジン環を挙げることができる。該６員環芳香族基は少なくとも１つの置換基を有し、該置換基の少なくとも１つはＸ₁同様に一般式Ａもしくは一般式Ｂのいずれかで表される置換基を有しているが、該置換基はＸ₁と同じであっても異なっていてもよい。

さらにＹ₁が形成する芳香族６員環はその他に置換基を有していてもよく、その例としては先に一般式Ａの説明においてＲ₅、Ｒ₆、Ｒ₇が表す置換基の例として挙げたものと同じ置換基が挙げられる。これらの置換基は、上記の置換基によってさらに置換されていてもよく、またＹ₁を含んで形成される芳香族環に結合したその他の置換基と互いに結合して、環構造を形成していてもよい。

Ｒ₁、Ｒ₂、Ｒ₃およびＲ₄は水素原子または置換基を表すが、Ｒ₁とＲ₂のどちらか一方、およびＲ₃とＲ₄のどちらか一方は少なくとも水素原子でない置換基である。置換基の例としては先に一般式Ａの説明においてＲ₅、Ｒ₆、Ｒ₇が表す置換基の例として挙げたものと同じ置換基が挙げられる。

一般式２においてＸ₂およびＸ₂′は、一般式１におけるＸ₁同様に一般式Ａもしくは一般式Ｂのいずれかで表される置換基であり、Ｌ₂は少なくともヘテロ環から誘導される２価の残基または酸素原子を、一般式２に記されたｍ−フェニレン基とＸ₂′の連結に直接に係る部分構造として有する２価の連結基を表す。「直接に係る」というのは一般式２に記されたｍ−フェニレン基から化学結合に沿ってＸ₂′に至るまでの間に、先に記したヘテロ環残基を経由する、という意味であり、例えばＬ₂がチエニルオキシ基をを有するｐ−フェニレン基である場合、部分構造としてヘテロ環部分も酸素原子も有してはいるが、これは本発明の範疇とはされない。

Ｌ₂を構成するその他の部分構造の例としてはメチレン、エチレン、ビニレンなどの鎖状脂肪族基、シクロヘキサン、ノルボルナン、ノルボルネンなどの環状脂肪族化合物から誘導される２価の残基、硫黄原子、ジオキサンやモルフォリン、ピペリジン、ピペラジンなどのヘテロ環化合物から誘導される２価の残基、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、ピレン、フルオレン、フェナントレンなどの縮合環を含む芳香族炭化水素化合物から誘導される２価の残基、ピリジン、ピリミジン、ピラジン、イミダゾール、ピラゾール、フラン、チオフェン、チアゾール、ベンズイミダゾール、カルバゾール、ジベンゾチオフェン、チエノチオフェンなどの、縮合環を含むヘテロ芳香族化合物から誘導される２価の残基、およびこれら２価の有機基の任意の組み合わせが挙げられる。これらの連結基は置換基を有していてもよく、その例としては先に一般式Ａの説明においてＲ₅、Ｒ₆、Ｒ₇が表す置換基の例として挙げたものと同じ置換基が挙げられる。

一般式３においてＬ₃は単なる結合手、酸素原子またはアルキレン基を表し、Ｌ₃′は一般式２における連結基Ｌ₂と同義である。Ｒ₈とＲ₉は独立に置換基を表し、その例としては先に一般式Ａの説明においてＲ₅、Ｒ₆、Ｒ₇が表す置換基の例として挙げたものと同じ置換基と、さらにフッ素原子が挙げられるが、Ｒ₈とＲ₉のうち少なくとも一方は炭化水素基もしくはフッ化炭化水素基である。Ｘ₃およびＸ₃′は独立に一般式Ａもしくは一般式Ｂで表される置換基である。

一般式１で表される化合物のより好ましい構造は一般式４によって表される。ここでＲ₁′とＲ₃′は独立に置換基を表し、Ｌ₄は一般式２における連結基Ｌ₂と同義であり、Ｘ₄およびＸ₄′は独立に一般式Ａもしくは一般式Ｂで表される置換基である。さらに好ましい構造はＲ₁′およびＲ₃′が炭化水素基であるもの、Ｌ₄がｐ−フェニレン連結基であるもの、Ｘ₄およびＸ₄′が一般式Ａもしくは一般式Ｂのうち同じ一般式で表される構造を有するものであり、これらを同時に満たす構造がとりわけ好ましい。

一般式２で表される化合物のより好ましい構造は一般式５によって表される。ここでＬ₅は一般式２における連結基Ｌ₂と同様、少なくとも２価のヘテロ環残基および酸素原子を有する連結基を表し、Ｒ₁₀およびＲ₁₁は独立に、先に一般式Ａの説明においてＲ₅、Ｒ₆、Ｒ₇が表す置換基の例として挙げた置換基もしくはフッ素原子から選ばれれ、Ｘ₅およびＸ₅′は独立に一般式Ａもしくは一般式Ｂで表される置換基である。さらに好ましい構造はＬ₅が含窒素複素環残基であるもの、Ｒ₁₀およびＲ₁₁が独立にアルキル基またはフッ化アルキル基から選ばれる置換基であるもの、Ｘ₅およびＸ₅′が一般式Ａもしくは一般式Ｂのうち同じ一般式で表される構造を有するものであり、これらを同時に満たす構造がとりわけ好ましい。

一般式３で表される化合物のより好ましい構造は一般式６によって表される。ここでＲ₈′およびＲ₉′は独立に置換基を表すが、少なくともいずれか一方は炭化水素基である。Ｒ₈′およびＲ₉′として好ましくはアルキル基、フッ化アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基であり、さらに好ましい置換基としてメチル基、フルオロメチル基、トリフルオロメチル基、フェニル基、ｏ−トリル基、ｐ−トリル基、ｍ−キシリル基、ｐ−フルオロフェニル基、ｐ−トリフルオロメチルフェニル基、ピリジル基、イミダゾリル基、チアゾリル基を挙げることができる。Ｘ₆およびＸ₆′は独立に一般式Ａもしくは一般式Ｂで表される置換基であり、その両方が同時一般式Ａもしくは一般式Ｂのうち同じ一般式で表される構造を有することが好ましい。

Ｌ₆は一般式２における連結基Ｌ₂の説明において挙げたのと同様の構造を有する２価の連結基を表し、好ましい構造としては例えば以下のような２価の有機基およびこれらの任意の組み合わせによる構造を挙げることができる。

一般式１〜３で表される本発明の化合物を含む本発明に係る化合物の代表的具体例について以下に記すが、本発明はこれにより限定されない。

本発明に係る化合物はＴｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ Ｌｅｔｔ．，３９（１９９８），２３６７−２３７０ページ、日本国特許３１６１３６０号、Ａｎｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．Ｉｎｔ．Ｅｄ．，３７（１９９８），２０４６−２０６７ページ、Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ Ｌｅｔｔ．，４１（２０００），４８１−４８４ページ、Ｓｙｎｔｈ．Ｃｏｍｍｕｎ．，１１（７）（１９８１），５１３−５１９ページ、およびＣｈｅｍ．Ｒｅｖ．，２００２，１０２，１３５９−１４６９ページ等に記載の合成反応等、当業に従事する技術者には周知の合成方法によって製造することができる。

合成例：化合物２６

４，４′−ジヨード−２，２′−ジメチルビフェニル３．０ｇ、４−（Ｎ−カルバゾリル）ベンゼンボロン酸６．０ｇ、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム３．２ｇをトルエン６０ｍｌ中に分散し、炭酸ナトリウム６．０ｇを水５０ｍｌに溶解した溶液を加えて、窒素雰囲気下において還流温度で６時間加熱攪拌した。得られた反応混合物にトルエンを加え有機層を分離し、希塩酸および水にて洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥した後に溶媒を留去した。

得られた茶褐色油状物質をカラムクロマトグラフィーにより精製し、化合物２６の無色結晶を１．８ｇ得た。ＮＭＲスペクトル、マススペクトルにより確認した。

有機エレクトロルミネッセンス素子は、陰極と陽極が、少なくとも発光層等、少なくとも１層の有機化合物層を挟持する構成をとっている。本発明においては、これら少なくとも１層の有機化合物層において、前記一般式２で表される化合物が含有されることに特徴がある。

上記一般式１〜３で表される化合物（好ましくは一般式４〜６で表される化合物）は、有機ＥＬ素子を構成する、下記に示すような何れかの層（例えば、正孔輸送層、発光層、正孔ブロック層、電子輸送層等）に含有していてもよいが、特に、発光層に含有する場合、または、発光層よりも陽極に近い層に含有する場合に（例えば正孔輸送材料として）、高発光輝度、高発光効率を示し、かつ、耐久性が向上した有機ＥＬ素子が提供できることができる。

本発明に係る一般式１〜６で表される化合物の、有機ＥＬ素子を構成するいずれか１層中での含有量としては、５０質量％以上であることが好ましく、更に好ましくは、８０〜９５質量％であり、特に好ましくは、９０〜９５質量％である。

また、前記一般式１〜３で表される化合物（好ましくは一般式４〜６で表される化合物）は、発光層に含有されるとき、ホスト化合物として含有されており、リン光発光性化合物をドーパントして用いる構成において使用することが、高発光輝度、高発光効率を示し、かつ、耐久性が向上した有機ＥＬ素子を得る上で特に好ましい。

組み合わされる特に好ましいリン光発光性化合物としては後述するが、有機金属錯体であることが好ましく、特に、リン光発光性化合物がイリジウム、白金、ロジウム、パラジウムのいずれかを含有する有機金属錯体であることが好ましい。

以下、本発明に係わる有機ＥＬ素子の各構成層についてより詳細に説明する。

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

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

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、正孔輸送層、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、上記のごとく陽極と発光層または正孔輸送層の間、および、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〜１００ｎｍの範囲が好ましい。

阻止層は、上記のごとく、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、同１１−２０４３５９号、および「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であり、電子を輸送する機能を有しつつ正孔を輸送する能力が著しく小さい材料からなり、電子を輸送しつつ正孔を阻止することで電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。

一方、電子阻止層とは広い意味では正孔輸送層であり、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。

正孔輸送層とは正孔を輸送する機能を有する材料からなり、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。

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

《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およ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良い。発光層は単一の組成をもつ層であってもよいし、同一または異なる組成をもつ複数の層からなる積層構造であってもよい。

本発明では、上記一般式２で表される化合物（好ましくは一般式５で表される化合物）を用いて発光層を形成する。その形成方法としては、例えば、蒸着法、スピンコート法、キャスト法、ＬＢ法等の公知の方法により薄膜を形成することができるが、本発明では、特に分子堆積膜が好ましい。ここで、分子堆積膜とは、上記化合物の気相状態から沈着され形成された薄膜や、該化合物の溶融状態、または液相状態から固体化され形成された膜のことである。通常、分子堆積膜はＬＢ法により形成された薄膜（分子累積膜）と、凝集構造、高次構造の相違やそれに起因する機能的な相違により区別することができる。

また、この発光層は、特開昭５７−５１７８１号公報に記載されているように、樹脂等の結着材と共に発光材料として上記化合物を溶剤に溶かして溶液とした後、これをスピンコート法等により塗布して薄膜形成することにより得ることができる。

このようにして形成された発光層の膜厚については特に制限はなく、状況に応じて適宜選択することができるが、５ｎｍ〜５μｍの範囲に膜厚調整することが好ましい。

また、本発明において少なくとも一層の発光層は、一般式２で表される化合物（好ましくは一般式５で表される化合物）の少なくとも１種と、少なくとも１種のリン光発光性化合物を含んでなる。このように発光層が２種類以上の化合物を含んでなる場合、発光層を構成する主たる構成成分はホスト化合物あるいは単にホスト、加えられた化合物はドーパントと呼ばれ、リン光発光型の有機エレクトロルミネッセンス素子においては、ホスト化合物からリン光性ドーパントへのエネルギー移動によりリン光性ドーパントが発光し、その結果としてリン光発光が取り出される。本発明においては一般式２で表される化合物がホスト化合物、リン光発光性化合物がドーパントである構成が好ましい。

ここで、「ホスト化合物」とは、２種以上の化合物で構成される発光層中にて混合比（質量）の最も多い化合物のことを意味し、それ以外の化合物については「ドーパント化合物」という。例えば、発光層を化合物ａ、化合物ｂという２種で構成し、その混合比がａ：ｂ＝１０：９０であれば化合物Ａがドーパント化合物であり、化合物Ｂがホスト化合物である。更に、発光層を化合物ａ、化合物ｂ、化合物ｃの３種から構成し、その混合比がａ：ｂ：ｃ＝５：１０：８５であれば、化合物ａ、化合物ｂがドーパント化合物であり、化合物ｃがホスト化合物である。リン光発光性ドーパントは１種のみを用いてもよいし、複数種類を用いてもよい。複数の発光層を積層して有機エレクトロルミネッセンス素子を構成する場合、それぞれの層に含有されるリン光発光性ドーパントは同じであっても異なっていても、単一種類であっても複数種類であってもよい。

本発明において、ホスト化合物としては、前記一般式２で表される化合物が好ましく用いられる。また、ホスト化合物としては、従来公知の蛍光性化合物等を用いることができる。

本発明における「リン光発光性化合物」とは励起三重項からの発光が観測される化合物であり、リン光量子収率が、２５℃において０．００１以上の化合物である。リン光量子収率は好ましくは０．０１以上、さらに好ましくは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、本発明に用いられるリン光発光性化合物は、任意の溶媒の何れかにおいて上記リン光量子収率が達成されれば良い。

本発明に係るリン光発光性化合物としては、元素周期表で８〜１０族の金属を含有する錯体系化合物が好ましく、更に好ましくは、イリジウム、オスミウム、ルテニウム、ロジウム化合物、パラジウム、または白金等のいずれかを含有する有機金属錯体が挙げられ、好ましくは、イリジウム、白金、ロジウム、パラジウム等の有機金属錯体であり、中でも最も好ましく用いられるのはイリジウム化合物である。

以下に、本発明に係る燐光性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。また、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。

また、以上のほか、以下、ＷＯ ００／７０６５５、特開２００２−２８０１７８、同２００１−１８１６１６、同２００２−２８０１７９、同２００１−１８１６１７、同２００２−２８０１８０、同２００１−２４７８５９、同２００２−２９９０６０、同２００１−３１３１７８、同２００２−３０２６７１、同２００１−３４５１８３、同２００２−３２４６７９、ＷＯ ０２／１５６４５、特開２００２−３３２２９１、同２００２−５０４８４、同２００２−３３２２９２、同２００２−８３６８４、特表２００２−５４０５７２、特開２００２−１１７９７８、同２００２−３３８５８８、同２００２−１７０６８４、同２００２−３５２９６０、同ＷＯ ０１／９３６４２、同２００２−５０４８３、同２００２−１００４７６、同２００２−１７３６７４、同２００２−３５９０８２、同２００２−１７５８８４、同２００２−３６３５５２、同２００２−１８４５８２、同２００３−７４６９、特表２００２−５２５８０８、特開２００３−７４７１、特表２００２−５２５８３３、特開２００３−３１３６６、同２００２−２２６４９５、同２００２−２３４８９４、同２００２−２３５０７６、同２００２−２４１７５１、同２００１−３１９７７９、同２００１−３１９７８０、同２００２−６２８２４、同２００２−１００４７４、同２００２−２０３６７９、同２００２−３４３５７２、同２００２−２０３６７８等に記載されている化合物を使用することもできる。

リン光発光性化合物のホスト化合物に対するドープ量は、０質量％を超えて３０質量％未満であり、好ましくは、０．１〜２０質量％であり、さらに好ましくは１〜１５質量％未満である。

発光層にはさらにリン光発光性化合物からなるドーパントの他に、蛍光性ドーパントが加えられていても良く、蛍光性ドーパントの代表例としては、クマリン系色素、ピラン系色素、シアニン系色素、クロコニウム系色素、スクアリウム系色素、オキソベンツアントラセン系色素、フルオレセイン系色素、ローダミン系色素、ピリリウム系色素、ペリレン系色素、スチルベン系色素、ポリチオフェン系色素、又は希土類錯体系蛍光体、その他公知の蛍光性化合物等が挙げられる。

本発明においては一般式２で表される化合物を用いるが、公知のホスト化合物も併用することが出来、一般式２の化合物を含有する発光層の他に発光層を設けて、公知のホスト化合物を用いてもよい。公知の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が好ましい化合物として挙げられる。

また、これらのホスト化合物は低分子化合物でも、繰り返し単位を持つ高分子化合物でもよく、ビニル基やエポキシ基のような重合性基を有する低分子化合物（蒸着重合性発光ホスト）でもいい。

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、かつ、発光の長波長化を防ぎ、なおかつ高Ｔｇ（ガラス転移温度）である化合物が好ましい。

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、同２００２−３０８８５５、同２００１−３１３１７９、同２００２−３１９４９１、同２００１−３５７９７７、同２００２−３３４７８６、同２００２−８８６０、同２００２−３３４７８７、同２００２−１５８７１、同２００２−３３４７８８、同２００２−４３０５６、同２００２−３３４７８９、同２００２−７５６４５、同２００２−３３８５７９、同２００２−１０５４４５、同２００２−３４３５６８、同２００２−１４１１７３、同２００２−３５２９５７、同２００２−２０３６８３、同２００２−３６３２２７、同２００２−２３１４５３、同２００３−３１６５、同２００２−２３４８８８、同２００３−２７０４８、同２００２−２５５９３４、特開２００２−２６０８６１、同２００２−２８０１８３、同２００２−２９９０６０、同２００２−３０２５１６、同２００２−３０５０８３、同２００２−３０５０８４、同２００２−３０８８３７等。

発光層中、ドーパントはホスト化合物を含有する層全体に分散されていてもよいし、部分的に分散されていてもよい。

また発光層にはｐ−ポリフェニレンビニレンやポリフルオレンのような高分子材料が加えられていても良く、前記ドーパントを高分子鎖に導入した、または前記ドーパントを高分子の主鎖とした高分子材料を使用してもよい。

発光層は、上記化合物を、例えば真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、ＬＢ法、インクジェット法、転写法、印刷法などの公知の薄膜化法により製膜して形成することができる。発光層としての膜厚に格別の制限はないが、通常は前記のように５ｎｍ〜５μｍの範囲で選ばれる。また、この発光層は、特開昭５７−５１７８１号公報に記載されているように、樹脂などの結着材と共に上記発光材料を溶剤に溶かして溶液としたのち、これをスピンコート法などにより薄膜化して形成することもできる。

薄型であること、および樹脂基板上に形成することが可能であるという有機ＥＬ素子の特長を活かして、これをパネル状その他の形状の照明装置に利用する場合を考慮すると、白色発光素子を構成することは実用的に有用である。現在のところ単一の発光材料で白色発光を示すものがないため、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ている。複数の発光色の組み合わせとしては３原色（青色、緑色、赤色）の３つの発光極大波長を含有させたものでも良いし、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良い。これらの混色した発光は先に述べたとおり、ドーパントを用いることによって行うことができ、これは同一の発光層に含まれるドーパントの種類と量を変化させることによっても行うことができるし、複数の層を積層して発光層を構成した場合には、それぞれの層に含まれるドーパントの種類と量を変化させ、それぞれの層を異なる色調に発光させることによって外部に取出される発光の色調を制御することもできる。

《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。正孔輸送層は単層もしくは複数層設けることができる。本発明の一般式２で表される化合物は、発光層と共に、正孔輸送材料として、好ましく用いることができる。

但し、正孔輸送材料としては、本発明の前記一般式２で表される化合物のほかにも、特に制限はなく、従来、光導伝材料において、正孔の電荷注入輸送材料として慣用されているものやＥＬ素子の正孔注入層、正孔輸送層に使用される公知のものの中から任意のものを選択して用いることができる。

正孔輸送材料は、正孔の注入もしくは輸送、電子の障壁性のいずれかを有するものであり、有機物、無機物のいずれであってもよい。例えば、本発明の前記一般式１〜６で表される化合物、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、ピラゾリン誘導体およびピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、オキサゾール誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、アニリン系共重合体、また、導電性高分子オリゴマー、特にチオフェンオリゴマー等が挙げられる。

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

芳香族第三級アミン化合物およ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；Ｎ−フェニルカルバゾール、さらには、米国特許第５，０６１，５６９号明細書に記載されている２個の縮合芳香族環を分子内に有するもの、例えば４，４′−ビス〔Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ〕ビフェニル（ＮＰＤ）、特開平４−３０８６８８号公報に記載されているトリフェニルアミンユニットが３つスターバースト型に連結された４，４′，４″−トリス〔Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ〕トリフェニルアミン（ＭＴＤＡＴＡ）等が挙げられる。

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

また、ｐ型−Ｓｉ，ｐ型−ＳｉＣ等の無機化合物も正孔注入材料、正孔輸送材料として使用することができる。

また、本発明においては正孔輸送層の正孔輸送材料は４１５ｎｍ以下に蛍光極大波長を有することが好ましい。すなわち、正孔輸送材料は、正孔輸送能を有しつつかつ、発光の長波長化を防ぎ、なおかつ高Ｔｇである化合物が好ましい。

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

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

従来、単層の電子輸送層、および複数層とする場合は発光層に対して陰極側に隣接する電子輸送層に用いられる電子輸送材料（正孔阻止材料を兼ねる）としては、下記の材料が知られている。

さらに、電子輸送層は、陰極より注入された電子を発光層に伝達する機能を有していればよく、その材料としては従来公知の化合物の中から任意のものを選択して用いることができる。

この電子輸送層に用いられる材料（以下、電子輸送材料という）の例としては、ニトロ置換フルオレン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、ナフタレンペリレンなど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およびアントロン誘導体、オキサジアゾール誘導体などが挙げられる。さらに、上記オキサジアゾール誘導体において、オキサジアゾール環の酸素原子を硫黄原子に置換したチアジアゾール誘導体、電子吸引基として知られているキノキサリン環を有するキノキサリン誘導体も、電子輸送材料として用いることができる。

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

また、８−キノリノール誘導体の金属錯体、例えばトリス（８−キノリノール）アルミニウム（Ａｌｑ）、トリス（５，７−ジクロロ−８−キノリノール）アルミニウム、トリス（５，７−ジブロモ−８−キノリノール）アルミニウム、トリス（２−メチル−８−キノリノール）アルミニウム、トリス（５−メチル−８−キノリノール）アルミニウム、ビス（８−キノリノール）亜鉛（Ｚｎｑ）など、およびこれらの金属錯体の中心金属がＩｎ、Ｍｇ、Ｃｕ、Ｃａ、Ｓｎ、Ｇａ又は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、メタルフリー若しくはメタルフタロシアニン、又はそれらの末端がアルキル基やスルホン酸基などで置換されているものも、電子輸送材料として好ましく用いることができる。また、ジスチリルピラジン誘導体も、電子輸送材料として用いることができるし、正孔注入層、正孔輸送層と同様に、ｎ型−Ｓｉ、ｎ型−ＳｉＣなど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。

電子輸送層に用いられる好ましい化合物は、４１５ｎｍ以下に蛍光極大波長を有することが好ましい。すなわち、電子輸送層に用いられる化合物は、電子輸送能を有しつつかつ、発光の長波長化を防ぎ、なおかつ高Ｔｇである化合物が好ましい。

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

《基体（基板、基材、支持体等ともいう）》
本発明の有機ＥＬ素子に係る基体としては、ガラス、石英、プラスチック等を挙げることができる。特に好ましい基体は有機ＥＬ素子にフレキシブル性を与えることが可能な樹脂フィルムである。基体側から光り取り出しする場合は、基体は透明ないし半透明である。

樹脂フィルムとしては、特に限定はなく、具体的には、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ポリエチレン、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、セルロースアセテートフタレート、セルロースナイトレート等のセルロースエステル類又はそれらの誘導体、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、ポリスルホン類、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、アクリル或いはポリアリレート類、アートン（商品名ＪＳＲ（株）製）或いはアペル（商品名三井化学（株）製）といったノルボルネン系（またはシクロオレフィン系）樹脂、有機無機ハイブリッド樹脂等をあげることが出来る。有機無機ハイブリッド樹脂としては、有機樹脂とゾルゲル反応によって得られる無機高分子（例えばシリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア等）を組み合わせて得られるものが挙げられる。

樹脂フィルムの表面には無機物もしくは有機物の被膜またはその両者のハイブリッド被膜が形成されていてもよい。被膜の具体例としてはゾル−ゲル法により形成されたシリカ層、ポリマーの塗布等により形成された有機層（たとえば重合性基を有する有機材料膜に紫外線照射や加熱等の手段で後処理を施した膜を含む）、ＤＬＣ膜、金属酸化物膜または金属窒化物膜などが挙げられる。金属酸化物膜、金属窒化物膜を構成する金属酸化物、金属窒化物としては、酸化珪素、酸化チタン、酸化アルミニウムなどの金属酸化物、窒化珪素などの金属窒化物、酸窒化珪素、酸窒化チタンなどの金属酸窒化物が挙げられる。

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

本発明に係る有機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２％以上である。ここに、外部取り出し量子効率（％）＝有機ＥＬ素子外部に発光した光子数／有機ＥＬ素子に流した電子数×１００である。

また、カラーフィルター等の色相改良フィルター等を併用してもよい。

《有機ＥＬ素子の作製方法》
本発明に係る有機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、蒸着やスパッタリング等の方法により形成させ、陽極を作製する。次に、この上に素子材料である正孔注入層、正孔輸送層、発光層、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。

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

これらの層の形成後、その上に陰極用物質からなる薄膜を、１μｍ以下好ましくは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。この有機ＥＬ素子の作製は、一回の真空引きで一貫して正孔注入層から陰極まで作製するのが好ましいが、途中で取り出して異なる製膜法を施してもかまわない。その際、作業を乾燥不活性ガス雰囲気下で行う等の配慮が必要となる。

本発明の有機ＥＬ素子を多色表示装置とする場合、青、赤、緑発光の３種の異なった発光を有する発光層を形成するが、発光層形成時のみシャドーマスクを設け、他層は共通であるのでシャドー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、転写法、ミスト法等で膜を形成できる。

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

また作製順序を逆にして、陰極、電子注入層、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。

青、赤、緑発光の３種の有機ＥＬ素子を用いることにより、多色表示装置が可能となり、表示デバイス、ディスプレイにおいて、フルカラーの表示が可能となる。

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

また、各種の省電力発光光源として用いることができ、発光光源としては家庭用照明、車内照明、時計や液晶用のバックライト、看板広告、信号機、光記憶媒体の光源、電子写真複写機の光源、光通信処理機の光源、光センサーの光源等が挙げられるがこれに限定するものではない。特に液晶用のバックライトとして、表示手段としての液晶素子と組み合わせて液晶表示装置とする用途においても好ましい。

白色に発光させるには、前記のように、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。

また、本発明に係る有機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い。

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。

《表示装置》
本発明の有機ＥＬ素子は、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良い。前述のように、異なる発光色を有する本発明の有機ＥＬ素子を２種以上使用することにより、フルカラー表示装置を作製することが可能である。

本発明の有機ＥＬ素子から構成される表示装置の一例を図面に基づいて以下に説明する。

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およびデータ線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および複数のデータ線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）。

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。

すなわち、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。

本発明をさらに実施例により具体的に説明するが、本発明はこれにより限定されるものではない。

実施例１
《有機ＥＬ素子の作製》
有機ＥＬ素子を以下のように作製した。

陽極としてガラス上にＩＴＯを１５０ｎｍ成膜した基板（ＮＨテクノグラス社製：ＮＡ−４５）にパターニングを行った後、このＩＴＯ透明電極を設けた透明支持基板をｉｓｏ−プロピルアルコールで超音波洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥し、ＵＶオゾン洗浄を５分間行った。

この透明支持基板を、市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに固定し、一方、５つのタンタル製抵抗加熱ボートに、α−ＮＰＤ、ＣＢＰ、クマリン６、Ａｌｑ₃をそれぞれ入れ、真空蒸着装置（第１真空槽）に取付けた。

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

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

さらに、ＣＢＰ、及びクマリン６の入った前記加熱ボートにそれぞれ通電してＣＢＰに対するクマリン６のドープ率が１％、膜厚が３０ｎｍになるように蒸着し、発光層を設けた。

ついで、Ａｌｑ₃の入った前記加熱ボートを通電して加熱し、蒸着速度０．１〜０．２ｎｍ／秒で膜厚４０ｎｍの電子注入層を設けた。

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

第２真空槽を２×１０^-4Ｐａまで減圧した後、フッ化リチウム入りのボートに通電して蒸着速度０．０１〜０．０２ｎｍ／秒で膜厚０．５ｎｍの陰極バッファー層を設け、次いでアルミニウムの入ったボートに通電して蒸着速度１〜２ｎｍ／秒で膜厚１５０ｎｍの陰極をつけた。

さらにこの有機ＥＬ素子を大気に接触させることなく窒素雰囲気下のグローブボックス（純度９９．９９９％以上の高純度窒素ガスで置換したグローブボックス）へ移し、図５に示したような封止構造にして、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１−１を作製した。なお、捕水剤である酸化バリウム２５は、アルドリッチ社製の高純度酸化バリウム粉末を、粘着剤付きのフッ素樹脂系半透過膜（ミクロテックス Ｓ−ＮＴＦ８０３１Ｑ 日東電工製）でガラス製封止缶２４に貼り付けたものを予め準備して使用した。封止缶と有機ＥＬ素子の接着には紫外線硬化型の接着剤２７を用い、紫外線ランプを照射することで両者を接着し封止した封止構造を有する素子を作製した。図において２１は透明電極を設けたガラス基板、２２が前記正孔注入／輸送層、発光層からなる有機ＥＬ層、２３は陰極を示す。

上記で使用した化合物の構造を以下に示す。

クマリン６（Ａｌｄｒｉｃｈ，Ｃｈｅｍ．Ｃｏ製）
《有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１−２〜１−１７の作製》
有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１−１における発光材料（発光層化合物）であるＣＢＰまたは正孔輸送材料であるα−ＮＰＤを表１に示す化合物に置き換えた以外はすべて同様にして、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１−２〜ＯＬＥＤ１−２３を作製した。

有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１−１の温度２３℃、窒素雰囲気下で１０Ｖ直流電圧を印加した時の点灯開始直後の発光輝度（ｃｄ／ｍ²）および発光効率（ｌｍ／Ｗ）を測定した。発光輝度については、ＣＳ−１０００（ミノルタ製）を用いて測定した。

また、発光効率については、外部取り出し量子効率（η）を測定した。

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
であり、外部取り出し量効率の測定法は、分光放射輝度計ＣＳ−１０００により測定した発光スペクトルを各波長の光子のエネルギーから３８０〜７８０ｎｍの光子数を求め、さらにランバーシアン仮定に基づき発光面から発光した光子数を求めた。また、電流量から電子数を求めた。いずれも，ＯＬＥＤ１−１を１００とした相対値で比較した。

以上の結果からわかるとおり、本発明の化合物を発光層および／または正孔輸送層に用いた有機エレクトロルミネッセンス素子は、高い輝度と発光効率を示す。

実施例２
《有機ＥＬ素子の作製》
有機ＥＬ素子を以下のように作製した。

陽極としてガラス上にＩＴＯを１５０ｎｍ成膜した基板（ＮＨテクノグラス社製：ＮＡ−４５）にパターニングを行った後、このＩＴＯ透明電極を設けた透明支持基板をｉｓｏ−プロピルアルコールで超音波洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥し、ＵＶオゾン洗浄を５分間行った。

この透明支持基板を、市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに固定し、一方、５つのタンタル製抵抗加熱ボートに、α−ＮＰＤ、ＣＢＰ、Ｉｒ−１、ＢＣＰ、Ａｌｑ₃をそれぞれ入れ、真空蒸着装置（第１真空槽）に取付けた。

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

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

さらに、ＣＢＰの入った前記加熱ボートとＩｒ−１の入ったボートをそれぞれ独立に通電して発光ホストであるＣＢＰと発光ドーパントであるＩｒ−１の蒸着速度を調節してリン光ドーパントＩｒ−１のドープ量が６％になるように膜厚３０ｎｍの発光層を蒸着により設けた。

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

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

第２真空槽を２×１０^-4Ｐａまで減圧した後、フッ化リチウム入りのボートに通電して蒸着速度０．０１〜０．０２ｎｍ／秒で膜厚０．５ｎｍの陰極バッファー層を設け、次いでアルミニウムの入ったボートに通電して蒸着速度１〜２ｎｍ／秒で膜厚１５０ｎｍの陰極をつけた。

さらにこの有機ＥＬ素子を大気に接触させることなく窒素雰囲気下のグローブボックス（純度９９．９９９％以上の高純度窒素ガスで置換したグローブボックス）へ移し、前記同様、図５に示したような封止構造にして、透明電極を設けたガラス基板上に正孔注入／輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層等からなる有機層を有する有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２−１を作製した。

上記で使用した化合物の構造を以下に示す。

《有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２−２〜２−２２の作製》
有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２−１における発光ホストであるＣＢＰまたは正孔輸送材料であるα−ＮＰＤを表２に示す化合物に置き換えた以外はすべて同様にして、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２−２〜ＯＬＥＤ２−２２を作製した。

有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２−１〜２−２２の温度２３℃、窒素雰囲気下で１０Ｖ直流電圧を印加した時の点灯開始直後の発光輝度（ｃｄ／ｍ²）および発光効率（ｌｍ／Ｗ）を測定した。発光輝度については、ＣＳ−１０００（ミノルタ製）を用いて測定した。

また、発光効率については、外部取り出し量子効率（η）を測定した。

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
であり、外部取り出し量効率の測定法は、分光放射輝度計ＣＳ−１０００により測定した発光スペクトルを各波長の光子のエネルギーから３８０〜７８０ｎｍの光子数を求め、さらにランバーシアン仮定に基づき発光面から発光した光子数を求めた。また、電流量から電子数を求めた。いずれも、ＯＬＥＤ２−１を１００とした相対値で比較した。

また、耐久性については１０ｍＡ／ｃｍ²の一定電流で駆動したときに、輝度が発光開始直後の輝度（初期輝度）の半分に低下するのに要した時間を測定し、これを半減寿命（τ_0.5）として耐久性の指標とした。これについてもＯＬＥＤ２−１を１００とした相対値で比較した。

以上の結果からわかるとおり、本発明の化合物を発光層に用いた有機エレクトロルミネッセンス素子は、高い輝度と安定性を示す。

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による表示装置の模式図である。 封止構造を有する有機ＥＬ装置の模式図である。

符号の説明

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

Claims (11)

1. 陰極と陽極と少なくとも１層の有機化合物層からなる有機エレクトロルミネッセンス素子において、有機化合物層に一般式２で表される化合物の少なくとも１種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。
   

   

   〔一般式２において、Ｘ_２、Ｘ_２′はそれぞれ独立に下記一般式ＡまたはＢで表される基である。
   

   

   （一般式Ａ、Ｂにおいて、Ｚ_１とＺ_２は独立に−Ｎ＝または−Ｃ（Ｒ_７）＝を表し、Ｒ_７は水素原子または置換基である。Ｒ_５とＲ_６は独立に水素原子または置換基を表し、Ｒ_７と結合して環構造を形成してもよい。Ａｒ_１とＡｒ_２は独立に、置換基を有してもよい芳香族基を表す。）
   また、一般式２において、Ｌ_２は少なくともヘテロ環部分もしくは酸素原子を有する２価の連結基、但し一般式２に記されたｍ−フェニレン基から化学結合に沿ってＸ_２′に至る迄の間に、前記Ｌ_２で表される連結基において、ヘテロ環部分もしくは酸素原子を経由する。〕
2. 前記有機化合物層にリン光発光性化合物を含有す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。
3. リン光性化合物が有機金属錯体であることを特徴とする請求項２記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
4. リン光性化合物がイリジウム、白金、ロジウム、パラジウムのいずれかを含有する有機金属錯体であることを特徴とする請求項２または３記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
5. 一般式２で表される化合物が、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、Ｘ_５、Ｘ_５′はそれぞれ独立に前記一般式ＡまたはＢで表される基を表し、Ｌ_５は少なくともヘテロ環部分もしくは酸素原子を有する２価の連結基を表す。Ｒ_１０とＲ_１１は独立にフッ素原子または置換基を表す。但し、一般式５に記されたｍ−フェニレン基から化学結合に沿ってＸ_５′に至る迄の間に、前記Ｌ_５で表される連結基において、ヘテロ環部分もしくは酸素原子を経由する。）
6. 陰極と陽極と少なくとも１層の有機化合物層からなる有機エレクトロルミネッセンス素子において、有機化合物層の少なくとも１つは発光層であって、下記一般式２で表される化合物または一般式５で表される化合物の少なくとも１種とリン光性化合物が発光層に含有されてい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。
   

   

   〔一般式２において、Ｘ _２ 、Ｘ _２ ′はそれぞれ独立に下記一般式ＡまたはＢで表される基である。
   

   

   （一般式Ａ、Ｂにおいて、Ｚ _１ とＺ _２ は独立に−Ｎ＝または−Ｃ（Ｒ _７ ）＝を表し、Ｒ _７ は水素原子または置換基である。Ｒ _５ とＲ _６ は独立に水素原子または置換基を表し、Ｒ _７ と結合して環構造を形成してもよい。Ａｒ _１ とＡｒ _２ は独立に、置換基を有してもよい芳香族基を表す。）
   また、一般式２において、Ｌ _２ は少なくともヘテロ環部分もしくは酸素原子を有する２価の連結基、但し一般式２に記されたｍ−フェニレン基から化学結合に沿ってＸ _２ ′に至る迄の間に、前記Ｌ _２ で表される連結基において、ヘテロ環部分もしくは酸素原子を経由する。〕
   

   

   （式中、Ｘ _５ 、Ｘ _５ ′はそれぞれ独立に前記一般式ＡまたはＢで表される基を表し、Ｌ _５ は少なくともヘテロ環部分もしくは酸素原子を有する２価の連結基を表す。Ｒ _１０ とＲ _１１ は独立にフッ素原子または置換基を表す。但し、一般式５に記されたｍ−フェニレン基から化学結合に沿ってＸ _５ ′に至る迄の間に、前記Ｌ _５ で表される連結基において、ヘテロ環部分もしくは酸素原子を経由する。）
7. 陰極と陽極と複数の有機化合物層からなる有機エレクトロルミネッセンス素子において、該有機化合物層の少なくとも１つは発光層であって、一般式２で表される化合物または一般式５で表される化合物の少なくとも１種が、発光層よりも陽極に近い層に含まれてい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。
   

   

   〔一般式２において、Ｘ _２ 、Ｘ _２ ′はそれぞれ独立に下記一般式ＡまたはＢで表される基である。
   

   

   （一般式Ａ、Ｂにおいて、Ｚ _１ とＺ _２ は独立に−Ｎ＝または−Ｃ（Ｒ _７ ）＝を表し、Ｒ _７ は水素原子または置換基である。Ｒ _５ とＲ _６ は独立に水素原子または置換基を表し、Ｒ _７ と結合して環構造を形成してもよい。Ａｒ _１ とＡｒ _２ は独立に、置換基を有してもよい芳香族基を表す。）
   また、一般式２において、Ｌ _２ は少なくともヘテロ環部分もしくは酸素原子を有する２価の連結基、但し一般式２に記されたｍ−フェニレン基から化学結合に沿ってＸ _２ ′に至る迄の間に、前記Ｌ _２ で表される連結基において、ヘテロ環部分もしくは酸素原子を経由する。〕
   

   

   （式中、Ｘ _５ 、Ｘ _５ ′はそれぞれ独立に前記一般式ＡまたはＢで表される基を表し、Ｌ _５ は少なくともヘテロ環部分もしくは酸素原子を有する２価の連結基を表す。Ｒ _１０ とＲ _１１ は独立にフッ素原子または置換基を表す。但し、一般式５に記されたｍ−フェニレン基から化学結合に沿ってＸ _５ ′に至る迄の間に、前記Ｌ _５ で表される連結基において、ヘテロ環部分もしくは酸素原子を経由する。）
8. 白色に発光することを特徴とする請求項１〜７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。
9. 請求項８に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を具備してなることを特徴とする照明装置。
10. 請求項８に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を具備してなることを特徴とする表示装置。
11. 請求項９に記載の照明装置と、表示手段としての液晶素子とを具備することを特徴とする液晶表示装置。

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