JP4484611B2

JP4484611B2 - 有機電界発光素子

Info

Publication number: JP4484611B2
Application number: JP2004211236A
Authority: JP
Inventors: 俊大伊勢; 達也五十嵐
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2004-07-20
Filing date: 2004-07-20
Publication date: 2010-06-16
Anticipated expiration: 2024-07-20
Also published as: JP2006032758A

Description

本発明は、電気エネルギーを光に変換して発光できる有機電界発光素子に関する。

有機電界発光素子（本発明において、発光素子、有機ＥＬ素子、又はＥＬ素子とも呼ぶ。）は、低電圧駆動で高輝度の発光が得られることから、近年活発な研究開発が行われている。一般に有機ＥＬ素子は、発光層もしくは発光層を含む複数の有機層（有機化合物を含む層）を挟んだ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発光層において再結合し、生成した励起子からの発光を利用するもの、もしくは前記励起子からエネルギー移動によって生成する他の分子の励起子からの発光を利用するものである。このような有機電界発光素子は、有機層を有する一対の電極間に電界を印加して、有機層から発光する光を利用して画像を表示することができる。

有機電界発光素子の駆動耐久性を改良する手段として、発光層中に、ホスト材料として金属錯体（例えば、第３周期かつ第１３族であるＡｌ錯体又は第４周期かつ第１２族であるＺｎ錯体）を用いる手段が報告されているが（例えば特許文献１）、効率、耐久性の点でさらなる改良が望まれている。

有機電界発光素子の駆動耐久性を改良する手段として、電子輸送層中に、第５周期かつ第４族であるジルコニウム錯体を用いる手段が報告されているが（例えば特許文献２、３）、効率、耐久性の点でさらなる改良が望まれている。
特開２００２−３０５０８３号公報特開２００１−４３９７６号公報特開２００１−７６８７９号公報

本発明の目的は、特定の金属錯体を発光層に含有することにより、発光効率、及び、耐久性が良好な発光素子の提供にある。

この課題は下記手段によって達成された。
１．陽極と陰極との間に、発光層及び少なくとも一層の有機層を有する有機電界発光素子であって、発光層と陰極との間に、少なくとも一種の、下記一般式（１）、下記一般式（２）、下記一般式（３）、下記一般式（４）、下記一般式（５）、又は下記一般式（６）で表される金属錯体を含有する有機層を少なくとも一層有する有機電界発光素子。

式中、Ｑ ¹¹ 、Ｑ ²¹ 、Ｑ ⁴¹ 、Ｑ ⁶¹ はそれぞれ含窒素ヘテロ環を形成する基を表し、Ｚ ¹¹ 、Ｚ ²¹ 、Ｚ ³¹ 、Ｚ ⁴¹ 、Ｚ ⁵¹ 、Ｚ ⁶¹ はそれぞれ連結基を表し、Ｍ ¹¹ 、Ｍ ²¹ 、Ｍ ³¹ 、Ｍ ⁴¹ 、Ｍ ⁵¹ 、Ｍ ⁶¹ はそれぞれ白金を表し、Ｌ ¹¹ 、Ｌ ²¹ 、Ｌ ³¹ 、Ｌ ⁴¹ 、Ｌ ⁵¹ 、Ｌ ⁶¹ はそれぞれ配位子を表し、Ｒ ²¹ 、Ｒ ³² 、Ｒ ⁵² はそれぞれ水素原子又は置換基を表し、Ｘ ⁴¹ 、Ｘ ⁵¹ 、Ｘ ⁶¹ はそれぞれ置換された炭素原子、又は、置換された窒素原子を表す。ｎ ¹¹ 、ｎ ²¹ 、ｎ ³¹ 、ｎ ⁴¹ 、ｎ ⁵¹ 、ｎ ⁶¹ はそれぞれ０〜２の整数を表し、ｍ ¹¹ 、ｍ ²¹ 、ｍ ³¹ 、ｍ ⁴¹ 、ｍ ⁵¹ 、ｍ ⁶¹ はそれぞれ１〜４の整数を表し、ｍ ¹² 、ｍ ²² 、ｍ ³² 、ｍ ⁴² 、ｍ ⁵² 、ｍ ⁶² はそれぞれ０〜６の整数を表す。
２．前記金属錯体が、前記一般式（１）、前記一般式（４）、又は前記一般式（６）で表される化合物である上記１に記載の有機電界発光素子。
３．前記金属錯体を含有する有機層が発光層に隣接している上記１又は２に記載の有機電界発光素子。
４．前記金属錯体を含有する有機層と陰極との間に、さらに電子輸送層を有する上記１〜３のいずれか一項に記載の有機電界発光素子。
５．前記発光層中の発光材料が少なくとも一種のりん光発光化合物である上記１〜４のいずれか一項に記載の有機電界発光素子。
６．前記金属錯体のＴ ₁ 値が６０ｋｃａｌ／ｍｏｌ（２５１ｋＪ／ｍｏｌ）以上であり、かつ、りん光発光化合物から得られるりん光のλｍａｘ（発光極大波長）が５５０ｎｍより短波長である上記５に記載の有機電界発光素子。
７．前記発光層が蛍光発光化合物を含有せず、少なくとも一種のりん光発光化合物が実質的に発光する上記５または６に記載の有機電界発光素子。
本発明は上記１〜７に関するものであるが、参考のため下記＜１＞〜＜１８＞、及びその他の事項についても記載した。
＜１＞
陽極と陰極との間に、発光層及び少なくとも一層の有機層を有する有機電界発光素子であって、発光層と陰極との間に、少なくとも一種の、第５周期乃至第６周期かつ第５族乃至第１１族の金属錯体、または希土類の金属錯体を含有する有機層を少なくとも一層有する有機電界発光素子。
＜２＞
前記金属錯体の中心金属が、鉄、マンガン、ニッケル、銅、モリブデン、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、銀、インジウム、錫、アンチモン、希土類金属、タングステン、レニウム、オスミウム、イリジウム、白金、及び金の群から選ばれる＜１＞に記載の有機電界発光素子。
＜３＞
前記金属錯体が有機金属錯体である＜１＞または＜２＞に記載の有機電界発光素子。
＜４＞
前記金属錯体が、下記一般式（１）、下記一般式（２）、下記一般式（３）、下記一般式（４）、下記一般式（５）、又は下記一般式（６）で表される化合物である＜１＞〜＜３＞のいずれか一項に記載の有機電界発光素子。

式中、Ｑ¹¹、Ｑ²¹、Ｑ⁴¹、Ｑ⁶¹はそれぞれ含窒素ヘテロ環を形成する基を表し、Ｚ¹¹、Ｚ²¹、Ｚ³¹、Ｚ⁴¹、Ｚ⁵¹、Ｚ⁶¹はそれぞれ連結基を表し、Ｍ¹¹、Ｍ²¹、Ｍ³¹、Ｍ⁴¹、Ｍ⁵¹、Ｍ⁶¹はそれぞれ周期律表で第５族〜第１１族かつ第５周期〜第６周期の金属イオンまたは希土類金属イオンを表し、Ｌ¹¹、Ｌ²¹、Ｌ³¹、Ｌ⁴¹、Ｌ⁵¹、Ｌ⁶¹はそれぞれ配位子を表し、Ｒ²¹、Ｒ³²、Ｒ⁵²はそれぞれ水素原子又は置換基を表し、Ｘ⁴¹、Ｘ⁵¹、Ｘ⁶¹はそれぞれ置換された炭素原子、又は、置換された窒素原子を表す。ｎ¹¹、ｎ²¹、ｎ³¹、ｎ⁴¹、ｎ⁵¹、ｎ⁶¹はそれぞれ０〜２の整数を表し、ｍ¹¹、ｍ²¹、ｍ³¹、ｍ⁴¹、ｍ⁵¹、ｍ⁶¹はそれぞれ１〜４の整数を表し、ｍ¹²、ｍ²²、ｍ³²、ｍ⁴²、ｍ⁵²、ｍ⁶²はそれぞれ０〜６の整数を表す。
＜５＞
前記金属錯体を含有する有機層が発光層に隣接している＜１＞〜＜４＞のいずれか一
項に記載の有機電界発光素子。
＜６＞
前記金属錯体を含有する有機層と陰極との間に、さらに電子輸送層を有する＜１＞〜＜５＞のいずれか一項に記載の有機電界発光素子。
＜７＞
前記金属錯体を含有する有機層が、正孔ブロック層である＜１＞〜＜６＞のいずれかに記載の有機電界発光素子。
＜８＞
前記金属錯体を含有する有機層が、電子輸送層である＜１＞〜＜７＞のいずれかに記載の有機電界発光素子。
＜９＞
前記金属錯体のイオン化ポテンシャル（Ｉｐ値）が５．９ｅＶ以上である＜１＞〜＜８＞のいずれかに記載の有機電界発光素子。
＜１０＞
前記発光層中の発光材料が少なくとも一種のりん光発光化合物である＜１＞〜＜９＞のいずれかに記載の有機電界発光素子。
＜１１＞
前記金属錯体のＴ₁値が６０ｋｃａｌ／ｍｏｌ（２５１ｋＪ／ｍｏｌ）以上であり、かつ、りん光発光化合物から得られるりん光のλｍａｘ（発光極大波長）が５５０ｎｍより短波長である＜１０＞に記載の有機電界発光素子。
＜１２＞
前記発光層が蛍光発光化合物を含有せず、少なくとも一種のりん光発光化合物が実質的に発光する＜１０＞または＜１１＞に記載の有機電界発光素子。
＜１３＞
前記りん光発光化合物が、イリジウム錯体、白金錯体、レニウム錯体、パラジウム錯体、ロジウム錯体、または希土類錯体である＜１０＞〜＜１２＞に記載の有機電界発光素子。
＜１４＞
前記金属錯体が、下記一般式（７）で表される化合物である前記＜１＞〜＜１３＞に記載の有機電界発光素子。

式中、Ｑ⁷¹は芳香環を形成する基を表し、Ｍ⁷¹は周期律表で第５族〜第１１族の金属イオン、または、第５周期〜第６周期の金属イオンを表し、Ｌ⁷¹は配位子を表し、Ｙ⁷¹、Ｙ⁷²、Ｙ⁷³、Ｙ⁷⁴はそれぞれ置換または無置換の炭素原子、または、窒素原子を表す。ｍ⁷¹は１〜４の整数を表し、ｍ⁷²は０〜６の整数を表す。
＜１４＞
前記金属錯体が下記一般式（８）で表される化合物である、前記＜１＞〜＜１２＞に記載の有機電界発光素子。

式中、Ｑ⁸¹は芳香環を形成する基を表し、Ｍ⁸¹は周期律表で第５族〜第１１族かつ第５周期〜第６周期の金属イオンまたは希土類金属イオンを表し、Ｌ⁸¹は配位子を表し、Ｙ⁸¹、Ｙ⁸²、Ｙ⁸³、Ｙ⁸⁴はそれぞれ置換または無置換の炭素原子、または、窒素原子を表す。Ｘ⁸¹は酸素原子、硫黄原子、または、置換または無置換の窒素原子を表す。ｍ⁸¹は１〜４の整数を表し、ｍ⁸²は０〜６の整数を表す。
＜１５＞
前記金属錯体が、下記一般式（９）で表される化合物である前記＜１＞〜＜１２＞に記載の有機電界発光素子。

式中、Ｑ⁹¹は芳香環を形成する基を表し、Ｍ⁹¹は周期律表で第５族〜第１１族かつ第５周期〜第６周期の金属イオンまたは希土類金属イオンを表し、Ｌ⁹¹は配位子を表し、Ｙ⁹¹は酸素原子、置換または無置換の炭素原子、または、置換または無置換の窒素原子を表し、Ｙ⁹²、Ｙ⁹³はそれぞれ置換または無置換の炭素原子、または、窒素原子を表す。ｍ⁹¹は１〜４の整数を表し、ｍ⁹²は０〜６の整数を表す。
＜１６＞
前記金属錯体が、下記一般式（１０）で表される化合物である前記＜１＞〜＜１２＞に記載の有機電界発光素子。

式中、Ｑ¹⁰¹は芳香環を形成する基を表し、Ｍ¹⁰¹は周期律表で第５族〜第１１族かつ第５周期〜第６周期の金属イオンまたは希土類金属イオンを表し、Ｌ¹⁰¹は配位子を表し、Ｙ¹⁰¹は酸素原子、置換または無置換の炭素原子、または、置換または無置換の窒素原子を表し、Ｙ¹⁰²、Ｙ¹⁰³はそれぞれ置換または無置換の炭素原子、または、窒素原子を表し、Ｘ¹⁰¹は酸素原子、硫黄原子、または、置換又は無置換の窒素原子を表す。ｍ¹⁰¹は１〜４の整数を表し、ｍ¹⁰²は０〜６の整数を表す。
＜１７＞
前記金属錯体が、下記一般式（１１）で表される化合物である前記＜１＞〜＜１２＞に記載の有機電界発光素子。

式中、Ｑ¹¹¹は芳香環を形成する基を表し、Ｍ¹¹¹は周期律表で第５族〜第１１族かつ第５周期〜第６周期の金属イオンまたは希土類金属イオンを表し、Ｌ¹¹¹は配位子を表し、Ｙ¹¹¹、Ｙ¹¹²、Ｙ¹¹³はそれぞれ置換または無置換の炭素原子、または、窒素原子を表す。ｍ¹¹¹は１〜４の整数を表し、ｍ¹¹²は０〜６の整数を表す。
＜１８＞
前記金属錯体が、下記一般式（１２）で表される化合物である前記＜１＞〜＜１２＞に記載の有機電界発光素子。

式中、Ｑ¹²¹は芳香環を形成する基を表し、Ｍ¹²¹は周期律表で第５族〜第１１族かつ第５周期〜第６周期の金属イオンまたは希土類金属イオンを表し、Ｌ¹²¹は配位子を表し、Ｙ¹²¹、Ｙ¹²²、Ｙ¹²³はそれぞれ置換または無置換の炭素原子、または、窒素原子を表し、Ｘ¹²¹は酸素原子、硫黄原子、または、置換又は無置換の窒素原子を表す。ｍ¹²¹は１〜４の整数を表し、ｍ¹²²は０〜６の整数を表す。

本発明によれば、高い発光効率（高輝度、高外部量子効率）を示し、かつ耐久性に優れた有機電界発光素子を提供できる。

本発明は、一対の電極間に、発光層を含む少なくとも一層の有機層を有する有機電界発光素子であって、発光層以外に、発光層と陰極との間に少なくとも一層の有機層を有し、該有機層中に、周期律表で第５族〜第１１族かつ第５周期〜第６周期の金属イオンまたは希土類金属イオンを含有する金属錯体(以下、本発明の金属錯体と称することがある)を少なくも一種含有することを特徴とする有機電界発光素子に関する。

本発明における、「本発明の金属錯体を含有する層」の機能は限定されることないが、電子注入層、電子輸送層、正孔ブロック層として設けられていることが好ましく、より好ましくは電子輸送層、正孔ブロック層であり、さらに好ましくは正孔ブロック層である。本発明の有機電界発光素子は、発光層、本発明の金属錯体を含有する層以外にも、素子の用途により、所望する層、例えば正孔輸送層、正孔注入層、電子注入層などを適宜追加してもよい。好ましくは陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極、より好ましくは陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／正孔ブロック層／電子輸送層／電子注入層／陰極であり、さらに好ましくは陽極／正孔注入層／正孔輸送層／電子ブロック層／発光層／正孔ブロック層／電子輸送層／電子注入層／陰極であり、前記電子注入層、電子輸送層、正孔ブロック層、電子ブロック層が適宜、本発明の金属錯体を含有する層となりうる。

「本発明の金属錯体を含有する層」中の本発明の金属錯体の濃度は、特に限定されないが、発光層中において主成分（含有量が一番多い成分）であることが好ましく、５０質量％以上１００質量％以下がより好ましく、７０質量％以上１００質量％以下がさらに好ましく、８０質量％以上１００質量％以下が特に好ましく、９０質量％以上１００質量％以下が最も好ましい。

本発明の金属錯体のガラス転移点は、１００℃以上５００℃以下であることが好ましく、１１０℃以上３００℃以であることがより好ましく、１２０℃以上２５０℃以下であることがさらに好ましい。
本発明の金属錯体は、発光性であっても非発光性であっても良いが、実際の素子では発光に寄与しないことが好ましい。

本発明の金属錯体のIpは５．９ｅＶ以上であることが好ましく、６．０ｅＶ以上であることがより好ましく、６．１ｅＶ以上であることがさらに好ましい。

本発明の金属錯体に含有される金属は、周期律表で第５族〜第１１族かつ第５周期〜第６周期の金属または希土類金属であれば特に限定されないが、鉄、マンガン、ニッケル、銅、モリブデン、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、銀、インジウム、錫、アンチモン、希土類金属、タングステン、レニウム、オスミウム、イリジウム、白金、金が好ましく、ロジウム、パラジウム、バリウム、セリウム、トリウム、ガドリニウム、レニウム、イリジウム、白金がより好ましく、ロジウム、パラジウム、レニウム、イリジウム、白金がさらに好ましく、ロジウム、パラジウムが特に好ましい。

本発明の金属錯体は、多座の配位子を含有する錯体であることが好ましく、窒素原子と窒素原子で配位する２座の配位子、窒素原子と酸素原子で配位する２座の配位子、酸素原子と酸素原子で配位する２座の配位子、炭素原子と窒素原子で配位する２座の配位子、又は、炭素原子と酸素原子で配位する２座の配位子を含有する錯体であることがより好ましく、一般式（１）、一般式（２）、一般式（３）、一般式（４）、一般式（５）、又は一般式（６）で表される化合物であることがさらに好ましく、一般式（７）、一般式（８）、一般式（９）、一般式（１０）、一般式（１１）、又は一般式（１２）で表される化合物であることが特に好ましい。

一般式（１）について説明する。Ｑ¹¹は含窒素ヘテロ環を形成する基（Ｑ¹¹は式中に示された点線が結合する原子を含んで含窒素ヘテロ環を形成する基）を表す。Ｑ¹¹上に置換基を有していても良い。Ｑ¹¹上の置換基としては、以下に挙げる置換基群Ａが好ましい。

（置換基群Ａ）
アルキル基（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数１〜２０、特に好ましくは炭素数１〜１０であり、例えばメチル、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２〜３０、より好ましくは炭素数２〜２０、特に好ましくは炭素数２〜１０であり、例えばビニル、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２〜３０、より好ましくは炭素数２〜２０、特に好ましくは炭素数２〜１０であり、例えばプロパルギル、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、アントラニルなどが挙げられる。）、アシル基（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数１〜２０、特に好ましくは炭素数１〜１２であり、例えばアセチル、ベンゾイル、ホルミル、ピバロイルなどが挙げられる。）、スルホニル基（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数１〜２０、特に好ましくは炭素数１〜１２であり、例えばメシル、トシルなどが挙げられる。）、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、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、ベンズオキサゾリル、ベンズイミダゾリル、ベンズチアゾリル、カルバゾリル基、アゼピニル基などが挙げられる。）、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。

Ｑ¹¹で形成される含窒素ヘテロ環としては好ましくは、芳香族含窒素ヘテロ環であり、より好ましくは、ピロール環、ピラゾール環、イミダゾール環、トリアゾール環、オキサゾール環、チアゾール環、オキサジアゾール環、チアジアゾール環、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環及びこれらの縮環体（例えばベンゾオキサゾール環、キノリン環、ピリゾイミダゾール環）であり、より好ましくは、ピラゾール環、イミダゾール環、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環及びこれらの縮環体であり、さらに好ましくはピリジン環及びこれらの縮環体である。

Ｚ¹¹は連結基を表す。連結基としては、アルキル連結基、アルケニル連結基、酸素連結基、硫黄連結基、窒素連結基、カルボニル連結基、スルホニル連結基、スルホキシド連結基、アリール連結基、ヘテロ環連結基などが挙げられる。

Ｚ¹¹として好ましくは、アルキル連結基、アルケニル連結基、カルボニル連結基、アリール連結基、芳香族ヘテロ環連結基であり、より好ましくは、アルケニル連結基、カルボニル連結基、アリール連結基である。

Ｍ¹¹は、周期律表で第５族〜第１１族かつ第５周期〜第６周期の金属イオンまたは希土類金属イオンを表す。本発明のホスト材料を構成する金属錯体に含有される金属で説明した金属のイオンを表し、鉄イオン、マンガンイオン、ニッケルイオン、銅イオン、モリブデンイオン、ルテニウムイオン、ロジウムイオン、パラジウムイオン、銀イオン、インジウムイオン、錫イオン、アンチモンイオン、希土類金属イオン、タングステンイオン、レニウムイオン、オスミウムイオン、イリジウムイオン、白金イオン、金イオンが好ましく、ロジウムイオン、パラジウムイオン、バリウムイオン、セリウムイオン、スリウムイオン、ガドリニウムイオン、レニウムイオン、イリジウムイオン、白金イオンがより好ましく、ロジウムイオン、パラジウムイオン、レニウムイオン、イリジウムイオン、白金イオンがさらに好ましく、ロジウムイオン、パラジウムイオンが特に好ましい。

Ｌ¹¹は配位子を表す。配位子としては、例えば、「Photochemistry and Photophysics of Coordination Compounds」 Springer-Verlag社 H.Yersin著１９８７年発行、「有機金属化学−基礎と応用−」裳華房社山本明夫著１９８２年発行等に記載の配位子が挙げられ、好ましくは、ハロゲン配位子（好ましくは塩素配位子、フッ素配位子）、含窒素ヘテロ環配位子（例えばビピリジル、フェナントロリン、フェニルピリジン、ピラゾリルピリジン、ベンズイミダゾリルピリジンなど）、ジケトン配位子、ニトリル配位子、ＣＯ配位子、イソニトリル配位子、りん配位子（例えば、ホスフィン誘導体、亜りん酸エステル誘導体、ホスフィニン誘導体など）、カルボン酸配位子（例えば酢酸配位子など）であり、より好ましくは２座の含窒素ヘテロ環配位子（例えばビピリジル、フェナントロリン、フェニルピリジン、ピラゾリルピリジン、ベンズイミダゾリルピリジン、ピコリン酸配位子など）、ジケトン配位子（例えばアセチルアセトン配位子など）である。また、Ｌ¹¹は一般式（１）〜（１２）に記載されている配位子（ｍ¹¹〜ｍ¹²¹個配位している配位子）も好ましい。

ｎ¹¹は０〜２の整数を表す。ｎ¹¹が２の時は、複数のＺ¹¹は同じであっても異なってもよい。ｎ¹¹は１、または２が好ましい。

ｍ¹¹は１〜４の整数を表す。ｍ¹¹は１〜３が好ましく、１、または２がより好ましい。

ｍ¹²は０〜６の整数を表す。ｍ¹²は０〜３が好ましく、０〜２がより好ましく、０、または１がさらに好ましい。

一般式（２）について説明する。Ｑ²¹、Ｍ²¹、Ｌ²¹、ｎ²¹、ｍ²¹、ｍ²²は前記Ｑ¹¹、Ｍ¹¹、Ｌ¹¹、ｎ¹¹、ｍ¹¹、ｍ¹²と同義であり、好ましい範囲も同じである。

Ｚ²¹は連結基を表す。連結基としては、アルキル連結基、アルケニル連結基、酸素連結基、硫黄連結基、窒素連結基、カルボニル連結基、スルホニル連結基、スルホキシド連結基、アリール連結基、ヘテロ環連結基などが挙げられる。Ｚ²¹はＲ²¹と結合して含窒素ヘテロ環（例えばピラゾール環、イミダゾール環など）を形成してもよい。

Ｚ²¹として好ましくは、アルキル連結基、アルケニル連結基、カルボニル連結基、アリール連結基、芳香族ヘテロ環連結基、Ｒ²¹と結合して含窒素ヘテロ環を形成する基であり、より好ましくは、アルケニル連結基、カルボニル連結基、アリール連結基、Ｒ²¹と結合して含窒素ヘテロ環を形成する基である。

Ｒ²¹は水素原子又は置換基を表す。Ｚ²¹と結合して含窒素ヘテロ環を形成してもよい。Ｒ²¹で表される置換基として例えば、アルキル基、アリール基、芳香族ヘテロ環基、アシル基（例えばアセチル基、ベンゾイル基、トリフルオロアセチル基など）、スルホニル基（メタンスルホニル基、ペンタフルオロベンゼンスルホニル基など）、ヒドロキシ基、アルコキシ基、アミノ基、イミノ基でありこれらは置換基（例えばＱ¹¹上の置換基で説明した基）をさらに有していても良い。Ｒ²¹は好ましくは、アシル基、スルホニル基、Ｚ²¹と結合して含窒素ヘテロ環を形成する基であり、より好ましくは、Ｚ²¹と結合して含窒素ヘテロ環を形成する基である。

一般式（３）について説明する。Ｚ³¹、Ｍ³¹、Ｌ³¹、ｎ³¹、ｍ³¹、ｍ³²はそれぞれ前記Ｚ¹¹、Ｍ¹¹、Ｌ¹¹、ｎ¹¹、ｍ¹¹、ｍ¹²と同義であり、好ましい範囲も同じである。

Ｒ³²は水素原子又は置換基を表し、置換基としては、例えば前記Ｑ¹¹上の置換基で説明した基が挙げられる。Ｒ³²はアルキル基、アリール基、芳香族ヘテロ環基、アルコキシ基、アミノ基が好ましく、アルキル基、アリール基、芳香族ヘテロ環基がより好ましく、アルキル基がさらに好ましい。

一般式（４）について説明する。Ｑ⁴¹、Ｍ⁴¹、Ｌ⁴¹、ｎ⁴¹、ｍ⁴¹、ｍ⁴²はそれぞれ前記Ｑ¹¹、Ｍ¹¹、Ｌ¹¹、ｎ¹¹、ｍ¹¹、ｍ¹²と同義であり、好ましい範囲も同じである。

Ｚ⁴¹は連結基を表す。連結基としては、アルキル連結基、アルケニル連結基、酸素連結基、硫黄連結基、窒素連結基、カルボニル連結基、スルホニル連結基、スルホキシド連結基、アリール連結基、ヘテロ環連結基などが挙げられる。Ｚ⁴¹はＸ⁴¹と結合して環構造（例えばベンゼン環、シクロヘキセン環、ピリジン環など）を形成しても良い。Ｚ⁴¹として好ましくは、アルキル連結基、アルケニル連結基、カルボニル連結基、アリール連結基、芳香族ヘテロ環連結基、Ｘ⁴¹と結合して環構造を形成する基であり、より好ましくは、アルケニル連結基、カルボニル連結基、アリール連結基、Ｘ⁴¹と結合して環構造を形成する基であり、さらに好ましくは、Ｘ⁴¹と結合して芳香環を形成する基である。

Ｘ⁴¹は置換された炭素原子、又は、置換された窒素原子を表す。炭素原子上の置換基としては、例えば、前記Ｑ¹¹上の置換基で説明した基が挙げられ、窒素原子上の置換基としては、前記Ｒ²¹で説明した基が挙げられる。Ｚ⁴¹と結合して環構造（例えばベンゼン環、シクロヘキセン環、ピリジン環など）を形成しても良い。

Ｘ⁴¹は置換炭素原子、Ｚ⁴¹と結合して環構造を形成する基が好ましく、Ｚ⁴¹と結合して芳香環を形成する基がより好ましい。

一般式（５）について説明する。Ｒ⁵²、Ｚ⁵¹、Ｘ⁵¹、Ｍ⁵¹、Ｌ⁵¹、ｎ⁵¹、ｍ⁵¹、ｍ⁵²はそれぞれ前記Ｒ³²、Ｚ⁴¹、Ｘ⁴¹、Ｍ⁴¹、Ｌ⁴¹、ｎ⁴¹、ｍ⁴¹、ｍ⁴²と同義であり、好ましい範囲も同じである。

一般式（６）について説明する。Ｍ⁶¹、Ｌ⁶¹、Ｘ⁶¹、ｎ⁶¹、ｍ⁶¹、ｍ⁶²はそれぞれ前記Ｍ¹¹、Ｌ¹¹、Ｘ⁴¹、ｎ¹¹、ｍ¹¹、ｍ¹²と同義であり、好ましい範囲も同じである。

Ｑ⁶¹は、含窒素ヘテロ環を形成する基を表す。Ｑ⁶¹上にさらに置換基を有していてもよい（置換基の例、好ましい範囲は前記Ｑ¹¹上の置換基と同じである）。Ｑ⁶¹で形成される環としては、ピラゾール環（もしくはその縮環体）、トリアゾール環が好ましく、ピラゾール環がより好ましい。

一般式（７）について説明する。Ｍ⁷¹、Ｌ⁷¹、ｍ⁷¹、ｍ⁷²はそれぞれ前記Ｍ¹¹、Ｌ¹¹、ｍ¹¹、ｍ¹²と同義であり、好ましい範囲も同じである。

Ｑ⁷¹は芳香環を形成する基を表す。Ｑ⁷¹で形成される芳香環としては、芳香族炭化水素環（ベンゼン環、ナフタレン環、フェナンスレン環、アントラセン環、トリフェニレン環、ピレン環など）、芳香族含窒素ヘテロ環（ピリジン環、ピラジン環、ピロール環、ピラゾール環、キノリン環、インドール環など）、芳香族含硫黄ヘテロ環（チオフェン環、ベンゾチオフェン環など）、芳香族含酸素ヘテロ環（フラン環など）が好ましく、芳香族炭化水素環、芳香族含窒素ヘテロ環がより好ましく、芳香族炭化水素環がさらに好ましい。

Ｙ⁷¹、Ｙ⁷²、Ｙ⁷³、Ｙ⁷⁴はそれぞれ置換または無置換の炭素原子、または、窒素原子を表す。炭素原子上の置換基が結合して縮環構造（例えばキノリン環、イソキノリン環など）を形成してもよい。Ｙ⁷¹、Ｙ⁷²、Ｙ⁷³、Ｙ⁷⁴は置換または無置換の炭素原子が好ましい。

一般式（８）について説明する。Ｑ⁸¹、Ｍ⁸¹、Ｌ⁸¹、Ｙ⁸¹、Ｙ⁸²、Ｙ⁸³、Ｙ⁸⁴、ｍ⁸¹、ｍ⁸²はそれぞれ前記Ｑ⁷¹、Ｍ⁷¹、Ｌ⁷¹、Ｙ⁷¹、Ｙ⁷²、Ｙ⁷³、Ｙ⁷⁴、ｍ⁷¹、ｍ⁷²と同義であり、好ましい範囲も同じである。

Ｘ⁸¹は酸素原子、硫黄原子、または、置換または無置換の窒素原子を表し、酸素原子、置換窒素原子（窒素原子上の置換基としては置換アシル基、置換スルホニル基が好ましい）が好ましく、酸素原子がより好ましい。

一般式（９）について説明する。Ｑ⁹¹、Ｍ⁹¹、Ｌ⁹¹、ｍ⁹¹、ｍ⁹²はそれぞれ前記Ｑ⁷¹、Ｍ⁷¹、Ｌ⁷¹、ｍ⁷¹、ｍ⁷²と同義であり、好ましい範囲も同じである。

Ｙ⁹¹は酸素原子、置換又は無置換の炭素原子（炭素原子上の置換基としてはアルキル基、アリール基、芳香族ヘテロ環基が好ましい）、または、置換または無置換の窒素原子を表し、置換窒素原子（窒素原子上の置換基としてはアルキル基、アリール基、芳香族ヘテロ環基が好ましい）が好ましい。

Ｙ⁹²、Ｙ⁹³はそれぞれ置換または無置換の炭素原子、または、窒素原子を表す。炭素原子上の置換基が結合して縮環構造（ベンゾ縮環、ピリジン縮環など）を形成してもよい。Ｙ⁹²、Ｙ⁹³は置換炭素原子が好ましく、置換炭素原子かつ炭素原子上の置換基が結合して芳香環を形成することが好ましい。

一般式（１０）について説明する。Ｑ¹⁰¹、Ｍ¹⁰¹、Ｌ¹⁰¹、Ｙ¹⁰¹、Ｙ¹⁰²、Ｙ¹⁰³、Ｘ¹⁰¹、ｍ¹⁰¹、ｍ¹⁰²はそれぞれ前記Ｑ⁷¹、Ｍ⁸¹、Ｌ⁷¹、Ｙ⁹¹、Ｙ⁹²、Ｙ⁹³、Ｘ⁸¹、ｍ⁷¹、ｍ⁷²と同義であり、好ましい範囲も同じである。

一般式（１１）について説明する。Ｑ¹¹¹、Ｍ¹¹¹、Ｌ¹¹¹、ｍ¹¹¹、ｍ¹¹²はそれぞれ前記Ｑ⁷¹、Ｍ⁷¹、Ｌ⁷¹、ｍ⁷¹、ｍ⁷²と同義であり、好ましい範囲も同じである。

Ｙ¹¹¹、Ｙ¹¹²、Ｙ¹¹³はそれぞれ置換または無置換の炭素原子、または、窒素原子を表し、置換又は無置換の炭素原子が好ましい。

一般式（１２）について説明する。Ｑ¹²¹、Ｍ¹²¹、Ｌ¹²¹、Ｙ¹²¹、Ｙ¹²²、Ｙ¹²³、Ｘ¹²¹、ｍ¹²¹、ｍ¹²²はそれぞれ前記Ｑ⁷¹、Ｍ⁷¹、Ｌ⁷¹、Ｙ¹¹¹、Ｙ¹¹²、Ｙ¹¹³、Ｘ⁸¹、ｍ⁷¹、ｍ⁷²と同義であり、好ましい範囲も同じである。

上記以外にも、特開２００１−２４７８５９号に記載の一般式（１）〜（１０）に記載の化合物も本発明の金属錯体として好適に用いることができる。

本発明の有機電界発光素子の発光層は、発光材料とホスト材料から形成されることが好ましい。
ここで、ホスト材料とは、発光層を形成する材料のうち、蛍光剤、増幅剤以外の材料であり、蛍光剤や増幅剤を分散して層中に保持する機能、陽極や正孔輸送層等から正孔を受け取る機能、陰極や電子輸送層等から電子を受け取る機能、正孔または電子を輸送する機能、正孔と電子の再結合の場を提供する機能、再結合により生成した励起子のエネルギーを発光材料に移動させる機能、正孔または電子を発光材料に輸送する機能のうち少なくとも一種の機能を有する材料を称する。

ホスト材料は、その機能上、カチオンラジカル及び／またはアニオンラジカルが生じることから、電気化学的な酸化または還元（好ましくは酸化及び還元）に対して安定であるものが好ましい。また、ホスト材料上で再結合が起こる場合には、ホスト材料の一重項及び三重項励起状態が生じることから、一重項及び三重項励起状態からの分解が起こり難いものが好ましい。さらに、駆動時の発熱による材料の分解や薄膜の破壊が、素子の大きな劣化要因の一つであることから、ホスト材料もまた熱に対して安定であり、高温までアモルファス性を保持できる材料であることが好ましい。

ホスト材料としては特に限定されないが、特開２００３−２７０４８に記載の化合物（１−１）〜（１−３４）、特開２００２−１００４７６に記載の化合物（Ａ−１）〜（Ａ−３３）、（Ｂ−１）〜（Ｂ−６２）、（Ｃ−１）〜（Ｃ−７２）、（Ｄ−１）〜（Ｄ−７５）、（Ｅ−１）〜（Ｅ−５）、特開２００２−１９３９５２に記載の例示化合物１〜６０、特開２００２−３１９４９１に記載の化合物１〜３８１、特開２０００−１１９６４４に記載の化合物１〜３７、特開２００３−２１７８５６に記載の化合物１〜５８、特願２００２−２４１６６３に記載の化合物（Ｉ−１）〜（Ｉ−１２）、特願２００２−２４１６６２に記載の化合物（Ｉ−１）〜（Ｉ−１６）、（ＩＩ−１）〜（ＩＩ−９）、特願２００２−２５２８０３に記載の化合物１〜２６、特開２００２−３８１４１に記載の化合物１〜８２、特開２００１−２４７５８に記載の化合物１〜４７、特開２００１−１９２６５３に記載の化合物１〜９９、特開２００１−２８４０５１に記載の化合物（ＨＴ−１）〜（ＨＴ−２０）、特願２００２−１４０５８９に記載の化合物（Ｈ−１）〜（Ｈ−２４）、特願２００２−１４０５９０に記載の化合物（Ｈ−１）〜（Ｈ−２６）、特開２００２−３３８５７９に記載の化合物（Ｅ−１）〜（Ｅ−６６）、特開２００２−３５６４８９に記載の化合物（Ｅ−１）〜（Ｅ−５３）、特開２００１−１９２６５１に記載の化合物（１−１）〜（１−４４）、特開平１２−３５１９６６に記載の化合物（１−１）〜（１−３０）、（２−１）〜（２−２２）、（３−１）〜（３−１３）、（４−１）〜（４−３５）、（５−１）〜（５−８）、特開２００１−１９２６５２に記載の化合物（１−１）〜（１−２６）、特開２００２−３０５０８４に記載の化合物（Ｈ−１）〜（Ｈ−３８）及び特願２００３−２８５７５５に記載の錯体系ホスト材料などが好適に用いられる。

本発明の発光材料について説明する。発光材料とは、発光層において実質的に発光する機能を担う少なくとも一種の化合物であり、発光は蛍光であってもりん光であっても、その両方を発光してもよいが、発光層において実質的にりん光を発光する少なくとも一種のりん光発光化合物が好ましい。本発明の有機電界発光素子は、発光層が蛍光発光化合物を含有せず、少なくとも一種のりん光発光化合物が実質的に発光する素子であることがより好ましい。

発光層中の発光材料の濃度は、特に限定されないが、主成分であるホスト材料と同等かそれ以下であることが好ましく、０．１質量％以上５０質量％以下がより好ましく、０．２質量％以上３０質量％以下がさらに好ましく、０．３質量％以上２０質量％以下が特に好ましく、０．５質量％以上１０質量％以下が最も好ましい。

りん光発光化合物は、特に限定されないが、遷移金属錯体が好ましく、イリジウム錯体、白金錯体、レニウム錯体、ルテニウム錯体、パラジウム錯体、ロジウム錯体、又は希土類錯体がより好ましく、イリジウム錯体、白金錯体がさらに好ましい。また特開２００２−２３５０７６、特開２００２−１７０６８４、特願２００１−２３９２８１、特願２００１−２４８１６５に記載のジフルオロフェニルピリジン配位子を有するオルトカルボメタル化イリジウム錯体が好ましい。

また、ＵＳ６３０３２３８Ｂ１、ＵＳ６０９７１４７、ＷＯ００／５７６７６、ＷＯ００／７０６５５、ＷＯ０１／０８２３０、ＷＯ０１／３９２３４Ａ２、ＷＯ０１／４１５１２Ａ１、ＷＯ０２／０２７１４Ａ２、ＷＯ０２／１５６４５Ａ１、特開２００１−２４７８５９、特願２０００−３３５６１、特開２００２−１１７９７８、特願２００１−２４８１６５、特開２００２−２３５０７６、特願２００１−２３９２８１、特開２００２−１７０６８４、ＥＰ１２１１２５７、特開２００２−２２６４９５、特開２００２−２３４８９４、特開２００１−２４７８５９、特開２００１−２９８４７０、特開２００２−１７３６７４、特開２００２−２０３６７８、特開２００２−２０３６７９等の特許文献に記載のりん光発光化合物も好適に用いることができる。

本発明のりん光発光化合物のりん光寿命（室温）は特に限定されないが、１ｍｓ以下であることが好ましく、１００μｓ以下であることがより好ましく、１０μｓであることがさらに好ましい。

本発明の有機ＥＬ素子において、ホスト材料、及びりん光発光化合物のＴ₁値（最低三重項励起状態のエネルギー値）が、６０ｋｃａｌ／ｍｏｌ（２５１ｋＪ／ｍｏｌ）以上であり、かつりん光発光化合物から得られるりん光のλｍａｘ（発光極大波長）が５５０ｎｍより短波長であることが好ましく、ホスト材料、及び、りん光発光化合物のＴ₁値が６２ｋｃａｌ／ｍｏｌ（２５９ｋＪ／ｍｏｌ）以上であり、かつ、りん光発光化合物から得られるりん光のλｍａｘ（発光極大波長）が５００ｎｍより短波長であることがより好ましく、ホスト材料、及び、りん光発光化合物のＴ₁値が６５ｋｃａｌ／ｍｏｌ（２７２ｋＪ／ｍｏｌ）以上であり、かつ、りん光発光化合物から得られるりん光のλｍａｘ（発光極大波長）が４８０ｎｍ以下であることがさらに好ましい。

本発明の金属錯体のＩｐ値が５．９ｅＶ以上であることが好ましく、６．０ｅＶ以上であることがより好ましく、６．１ｅＶ以上であることがさらに好ましい。

本発明の発光素子は、ホスト材料を少なくとも２種類有することもまた好ましい。ホスト材料を２種類以上用いることは、特に耐久性の点で有利である。

本発明の金属錯体、ホスト材料、発光材料は低分子化合物であってもよく、また、オリゴマー化合物、ポリマー化合物（重量平均分子量（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、さらに好ましくは３０００〜１０００００である。）であってもよい。ポリマー化合物の場合、一般式（１）〜（１２）で表される構造がポリマー主鎖中に含まれてもよく、また、ポリマー側鎖に含まれていてもよい。また、ポリマー化合物の場合、ホモポリマー化合物であってもよく、共重合体であってもよい。本発明の金属錯体、ホスト材料、及び、発光材料は低分子化合物であることが好ましい。

次に。本発明の金属錯体の化合物例を示すが、本発明はこれに限定されない。なお、化合物例中、「Ｐｈ」はフェニル基を表す。

本発明の化合物は種々の公知の手法で合成することができる。

本発明の有機ＥＬ素子は、本発明の要件を満たす素子であればシステム、駆動方法、利用形態など特に問わない。

本発明の金属錯体を含有する有機ＥＬ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（スプレーコート法、ディップコート法、含浸法、ロールコート法、グラビアコート法、リバースコート法、ロールブラッシュ法、エアーナイフコート法、カーテンコート法、スピンコート法、フローコート法、バーコート法、マイクログラビアコート法、エアードクターコート、ブレードコート法、スクイズコート法、トランスファーロールコート法、キスコート法、キャストコート法、エクストルージョンコート法、ワイヤーバーコート法、スクリーンコート法等）、インクジェット法、印刷法、転写法などの方法が用いられ、特性面、製造面で抵抗加熱蒸着、コーティング法、転写法が好ましい。

本発明の有機ＥＬ素子では、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。

本発明の発光素子は、種々の公知の工夫により、光取り出し効率を向上させることができる。例えば、基板表面形状を加工する（例えば微細な凹凸パターンを形成する）ことや、電極として例えばＩＴＯを用いた場合に、基板・ＩＴＯ層・有機層の屈折率を制御する、基板・ＩＴＯ層・有機層の膜厚を制御すること等により、光の取り出し効率を向上させ、外部量子効率を向上させることが可能である。

本発明の発光素子は、陰極側から発光を取り出す、いわゆる、トップエミッション方式（特開２００３−２０８１０９号公報、同２００３−２４８４４１号公報、同２００３−２５７６５１号公報、同２００３−２８２２６１号公報参照）であってもよい。

本発明の発光素子では、基材上に少なくとも一方の電極を設け素子を形成してもよい。この場合、本発明の発光素子で用いられる基材は、特に限定されないが、イットリウム安定化ジルコニア、ガラス等の無機材料、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステルや、ポリエチレン、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、アリルジグリコールカーボネート、ポリイミド、ポリシクロオレフィン、ノルボルネン樹脂、ポリ（クロロトリフルオロエチレン）、テフロン、ポリテトラフルオロエチレン−ポリエチレン共重合体等の高分子量材料であってもよい。

本発明の有機電界発光素子は、一重項の青色発光素子と併用してもよい。例えば、本発明の発光素子と一重項の青色発光素子とをピクセル状やストライプ状に配置し、マルチカラーディスプレイまたはフルカラーディスプレイとしてもよい。

本発明の有機電界発光素子の発光層は積層構造を少なくとも一つ有していてもよい。積層数は２層以上５０層以下が好ましく、４層以上３０層以下がより好ましく、６層以上２０層以下がさらに好ましい。

積層を構成する各層の膜厚は特に限定されないが、０．２ｎｍ以上２０ｎｍ以下が好ましく、０．４ｎｍ以上１５ｎｍ以下がより好ましく、０．５ｎｍ以上１０ｎｍ以下がさらに好ましく、１ｎｍ以上５ｎｍ以下が特に好ましい。

本発明の有機電界発光素子の発光層は、ホスト材料、発光材料およびその他の材料、各々からなるドメイン構造（ホスト材料、発光材料などの材料、およびその混合物からなる微小領域）を有していもよい。発光層中には、同一材料からなるドメイン構造が複数あってもよいし、異なる材料からなる複数のドメイン構造があってもよい。各ドメインの径は、０．２ｎｍ以上１０ｎｍ以下が好ましく、０．３ｎｍ以上５ｎｍ以下がより好ましく、０．５ｎｍ以上３ｎｍ以下がさらに好ましく、０．７ｎｍ以上２ｎｍ以下が特に好ましい。

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。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。

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基材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。
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の分散物の塗布などの方法で膜形成される。
陽極は洗浄その他の処理により、素子の駆動電圧を下げたり、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。

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、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。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。
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、転写法などの方法が用いられ、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、また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。

発光層の材料は、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何でもよく、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、有機シラン、イリジウムトリスフェニルピリジン錯体、及び、白金ポルフィリン錯体に代表される遷移金属錯体、及び、それらの誘導体等が挙げられるが、発光材料としては前記の如く、実質的にりん光発光化合物を用いる方が好ましい。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。
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、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。

上記発光層の形成方法の塗布方法に用いられる溶媒は、ホスト材料と発光材料とを溶解もしくは均一に分散できる溶媒が好ましい。本発明の発光層は、ホスト材料と発光材料とが均一分散した状態が好ましい。

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、全体として白色を発光してもよい。また、単一の発光層から白色を発光してもよい。

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。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。
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、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、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。

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、本発明の金属錯体の他、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、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、ペリレン等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、有機シラン、及び、それらの誘導体等が挙げられる。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。
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、前記電子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、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。

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。
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。

本発明をさらに実施例により具体的に説明するが、本発明の範囲は以下の実施例に限定されるものではない。なお、下記実施例１、実施例２、実施例５、実施例８において、「実施例」とあるのを「参考例」と読み替えるものとする。

比較例１
ＩＴＯ基板上に銅フタロシアニンを１０ｎｍ蒸着し、この上にＮＰＤを５０ｎｍ蒸着し、この上にＣＢＰとＩｒ（ｐｐｙ）₃（Tris-Ortho-Metalated Complex of Iridium(III) with 2-Phenylpyridine）を１０：１の比率（質量比）で３６ｎｍ蒸着し、この上にＡｌｑを３６ｎｍ蒸着した。有機薄膜上にパターニングしたマスク（発光面積が４ｍｍ×５ｍｍとなるマスク）を設置し、陰極を蒸着して（ＬｉＦを膜厚約１ｎｍ蒸着し、この上にアルミニウムを膜厚約２００ｎｍ蒸着して）比較例１の有機電界発光素子を作製した。東陽テクニカ製ソースメジャーユニット２４００型を用いて、直流定電圧をＥＬ素子に印加し発光させ、その輝度をトプコン社の輝度計ＢＭ−８、発光波長を浜松フォトニクス社製スペクトルアナライザーＰＭＡ−１１を用いて測定した。その結果、発光のλ_max＝５１４ｎｍの緑色発光が得られた。

実施例１
Ａｌｑの代わりに本発明の化合物（１−２８）を用いた以外は、比較例１と同様にして、実施例１の有機電界発光素子を作成した。比較例１と同様に素子を評価したところ、発光のλｍａｘ＝５１４ｎｍの緑色発光が得られ、１２Ｖ印加時の輝度は比較例１の１．８倍であった。

実施例２
Ａｌｑの代わりに本発明の化合物（１−２４）を用いた以外は、比較例１と同様にして、実施例２の有機電界発光素子を作成した。比較例１と同様に素子を評価したところ、発光のλｍａｘ＝５１５ｎｍの緑色発光が得られ、１２Ｖ印加時の輝度は比較例１の８．５倍であった。

実施例３
Ａｌｑの代わりに本発明の化合物（１−５８）を用いた以外は、比較例１と同様にして、実施例３の有機電界発光素子を作成した。比較例１と同様に素子を評価したところ、発光のλｍａｘ＝５１４ｎｍの緑色発光が得られ、１２Ｖ印加時の輝度は比較例１の３．０倍であった。

実施例４
Ａｌｑの代わりに本発明の化合物（１−６６）を用いた以外は、比較例１と同様にして、実施例４の有機電界発光素子を作成した。比較例１と同様に素子を評価したところ、発光のλｍａｘ＝５１４ｎｍの緑色発光が得られ、１２Ｖ印加時の輝度は比較例１の７．７倍であった。

実施例５
Ａｌｑの代わりに本発明の化合物（１−２４）を用い、ＣＢＰの代わりに本発明の化合物（１−６５）を用いた以外は、比較例１と同様にして、実施例５の有機電界発光素子を作成した。比較例１と同様に素子を評価したところ、発光のλｍａｘ＝５１６ｎｍの緑色発光が得られ、１２Ｖ印加時の輝度は比較例１の１１倍であった。

実施例６
比較例１および実施例１〜５の有機電界発光素子を10時間駆動させた後のダークスポットの数を比較したところ、比較例１に対して、実施例１〜５の素子はダークスポットの発生数が少なかった。

比較例２
ＩＴＯ基板上に銅フタロシアニンを１０ｎｍ蒸着し、この上にＮＰＤを５０ｎｍ蒸着し、この上にＣＢＰとＩｒ（ｐｐｙ）₃を１０：１の比率（質量比）で３６ｎｍ蒸着し、この上にＢＡｌｑを１０ｎｍ蒸着し、さらにこの上にＡｌｑを２６ｎｍ蒸着した。有機薄膜上にパターニングしたマスク（発光面積が４ｍｍ×５ｍｍとなるマスク）を設置し、陰極を蒸着して（ＬｉＦを膜厚約１ｎｍ蒸着し、この上にアルミニウムを膜厚約２００ｎｍ蒸着して）比較例１の有機電界発光素子を作製した。東陽テクニカ製ソースメジャーユニット２４００型を用いて、直流定電圧をＥＬ素子に印加し発光させ、その輝度をトプコン社の輝度計ＢＭ−８、発光波長を浜松フォトニクス社製スペクトルアナライザーＰＭＡ−１１を用いて測定した。その結果、発光のλ_max＝５１４ｎｍの緑色発光が得られた。

実施例７
ＢＡｌｑの代わりに、本発明の化合物（１−６７）を使用した以外は比較例２と同様にして、実施例７の有機電界発光素子を作成した。比較例２と同様にして実施例６の素子を評価したところ、発光のλ_max＝５１４ｎｍの緑色発光が得られ、１２Ｖ印加時の輝度は、比較例２の４．５倍であった。

実施例８
ＢＡｌｑの代わりに、本発明の化合物（１−５６）を使用した以外は比較例２と同様にして、実施例８の有機電界発光素子を作成した。比較例２と同様にして実施例６の素子を評価したところ、発光のλ_max＝５１５ｎｍの緑色発光が得られ、１２Ｖ印加時の輝度は、比較例２の４．６倍であった。

実施例９
Ａｌｑの代わりに、本発明の化合物（１−７０）を使用した以外は比較例２と同様にして、実施例９の有機電界発光素子を作成した。比較例２と同様にして実施例６の素子を評価したところ、発光のλ_max＝５１５ｎｍの緑色発光が得られ、１２Ｖ印加時の輝度は、比較例２の１．７倍であった。

実施例１０
ＢＡｌｑの代わりに、本発明の化合物（１−６７）を使用し、Ａｌｑの代わりに本発明の化合物（１−７４）を使用した以外は比較例２と同様にして、実施例１０の有機電界発光素子を作成した。比較例２と同様にして実施例６の素子を評価したところ、発光のλ_max＝５１５ｎｍの緑色発光が得られ、１２Ｖ印加時の輝度は、比較例２の１０．６倍であった。

実施例１１
比較例２と実施例７〜１０の素子を１０時間駆動させた後のダークスポットの発生数を比較したところ、比較例２の素子に対して、実施例７〜１０の素子では、ダークスポットの発生数が少なかった。

Claims

陽極と陰極との間に、発光層及び少なくとも一層の有機層を有する有機電界発光素子であって、発光層と陰極との間に、少なくとも一種の、下記一般式（１）、下記一般式（２）、下記一般式（３）、下記一般式（４）、下記一般式（５）、又は下記一般式（６）で表される金属錯体を含有する有機層を少なくとも一層有する有機電界発光素子。

式中、Ｑ ¹¹ 、Ｑ ²¹ 、Ｑ ⁴¹ 、Ｑ ⁶¹ はそれぞれ含窒素ヘテロ環を形成する基を表し、Ｚ ¹¹ 、Ｚ ²¹ 、Ｚ ³¹ 、Ｚ ⁴¹ 、Ｚ ⁵¹ 、Ｚ ⁶¹ はそれぞれ連結基を表し、Ｍ ¹¹ 、Ｍ ²¹ 、Ｍ ³¹ 、Ｍ ⁴¹ 、Ｍ ⁵¹ 、Ｍ ⁶¹ はそれぞれ白金を表し、Ｌ ¹¹ 、Ｌ ²¹ 、Ｌ ³¹ 、Ｌ ⁴¹ 、Ｌ ⁵¹ 、Ｌ ⁶¹ はそれぞれ配位子を表し、Ｒ ²¹ 、Ｒ ³² 、Ｒ ⁵² はそれぞれ水素原子又は置換基を表し、Ｘ ⁴¹ 、Ｘ ⁵¹ 、Ｘ ⁶¹ はそれぞれ置換された炭素原子、又は、置換された窒素原子を表す。ｎ ¹¹ 、ｎ ²¹ 、ｎ ³¹ 、ｎ ⁴¹ 、ｎ ⁵¹ 、ｎ ⁶¹ はそれぞれ０〜２の整数を表し、ｍ ¹¹ 、ｍ ²¹ 、ｍ ³¹ 、ｍ ⁴¹ 、ｍ ⁵¹ 、ｍ ⁶¹ はそれぞれ１〜４の整数を表し、ｍ ¹² 、ｍ ²² 、ｍ ³² 、ｍ ⁴² 、ｍ ⁵² 、ｍ ⁶² はそれぞれ０〜６の整数を表す。
前記金属錯体が、前記一般式（１）、前記一般式（４）、又は前記一般式（６）で表される化合物である請求項１に記載の有機電界発光素子。
前記金属錯体を含有する有機層が発光層に隣接している請求項１又は２に記載の有機電界発光素子。
前記金属錯体を含有する有機層と陰極との間に、さらに電子輸送層を有する請求項１〜３のいずれか一項に記載の有機電界発光素子。
前記発光層中の発光材料が少なくとも一種のりん光発光化合物である請求項１〜４のいずれか一項に記載の有機電界発光素子。
前記金属錯体のＴ₁値が６０ｋｃａｌ／ｍｏｌ（２５１ｋＪ／ｍｏｌ）以上であり、かつ、りん光発光化合物から得られるりん光のλｍａｘ（発光極大波長）が５５０ｎｍより短波長である請求項５に記載の有機電界発光素子。
前記発光層が蛍光発光化合物を含有せず、少なくとも一種のりん光発光化合物が実質的に発光する請求項５または６に記載の有機電界発光素子。