JP4617393B1 - 有機電界発光素子 - Google Patents

Abstract

【課題】外部量子効率が高く、駆動電圧が低く、耐久性に優れ、また、駆動後の電圧上昇分の使用環境温度依存性が小さい有機電界発光素子の提供にある。
【解決手段】少なくとも一つの一般式（ＰＱ−１）で表される化合物と特定構造を有する炭化水素化合物を含有する発光性有機薄膜及びそれを用いた有機電界発光素子。

【選択図】なし

Description

本発明は、有機電界発光素子（以下、「素子」、「有機ＥＬ素子」ともいう）またそれを用いた表示装置、照明装置に関するものであり、特に効率、耐久性、消費電力の面で優れ、また使用環境温度による特性変化の差異が小さい素子の開発に関する。

有機電界発光素子は、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。一般に有機電界発光素子は、発光層を含む有機層及び該層を挟んだ一対の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、生成した励起子のエネルギーを発光に利用するものである。

近年、燐光発光材料を用いることにより、素子の高効率化が進んでいる。燐光発光材料としてはイリジウム錯体や白金錯体などが知られている（例えば、特許文献１参照）。
また、発光材料をホスト材料中にドープした発光層を用いるドープ型素子が広く採用されている。ホスト材料の開発も盛んに行われており、芳香族多環縮環系材料をホスト材料に用いる発明が知られている（例えば、特許文献２参照）。また、燐光材料においては、特定の位置に置換基を導入することにより色純度の高い発光スペクトルが得られるという発明が知られている（特許文献３参照）。

素子の外部量子効率、耐久性は十分ではなく、さらなる特性の向上が求められている。更には、使用環境温度により駆動電圧の上昇分が異なる問題が実用上の障害となっており、改善が求められていた。
特許文献２には、クリセン誘導体を高効率及び長寿命の素子の作製を目的としてホスト材料に用いることは記載されている。また、特許文献３には特定位置に置換基を有するフェニルキノリン系配位子のIr錯体が高性能の赤色燐光素子に用いられることが記載されている。更に特許文献４には、特定のフェニルキノリン系配位子のIr錯体に対しクリセン誘導体をホスト材料に用いる態様が記載されているが、異なる駆動環境における駆動時の駆動電圧上昇分の違いについての研究はなされておらず、実用には大きな課題があった。

特開２００５−２２０１３６号公報 国際公開第０９／００８３１１号 米国特許出願公開第２００８／０２６１０７６号明細書 特開２００９−９９７８３号公報

従来の素子においては、異なる駆動温度における駆動時の電圧の上昇値の差が大きい問題があり、改善が求められている。
本発明者らは、クリセン骨格を含む本発明のホスト材料を、特定のイリジウム錯体材料と組み合わせた場合に、高効率、低駆動電圧、耐久性向上効果が発現すると共に、駆動後の電圧上昇分の使用環境温度依存性が小さいことを見出した。
すなわち、本発明の目的は、外部量子効率が高く、駆動電圧が低く、耐久性に優れた有機電界発光素子の提供にある。また、駆動後の電圧上昇分の使用環境温度依存性が小さい有機電界発光素子の提供にある。
本発明の別の目的は有機電界発光素子に有用な組成物、発光性有機薄膜及び発光層を提供することである。更に、本発明の別の目的は有機電界発光素子に有用な、化合物の成膜方法を提供することである。そして、本発明の別の目的は有機電界発光素子を含む発光装置及び照明装置を提供することである。

すなわち、本発明は下記の手段により達成された。
〔１〕
少なくとも一つの一般式（ＰＱ−１）で表される化合物と少なくとも一つの一般式（Ｃｈ−１）で表される化合物を含有する発光性有機薄膜。

（一般式（ＰＱ−１）中、Ｒ^ａ、Ｒ^ｂ、Ｒ^ｃはそれぞれ独立に、水素原子又はアルキル基を表し、Ｒ^ａ、Ｒ^ｂ、Ｒ^ｃのいずれか一つが水素原子を表し、残りの二つがアルキル基を表す。Ｒ^１〜Ｒ^５はそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アリール基、フッ素原子、又はシアノ基を表す。Ｒ^Ｘ及びＲ^Ｙはそれぞれ独立に、アルキル基又はフェニル基を表す。
一般式（Ｃｈ−１）中、Ｒ^１０１〜Ｒ^１１０はそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、又はアリール基を表す。Ｒ^１１１〜Ｒ^１１５はそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、又はアリール基を表す。但しＲ^１１１〜Ｒ^１１５の内いずれか一つは置換基Ｚを有していても良い縮合炭化水素基を表す。Ｒ^１２１〜Ｒ^１２５はそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、又はアリール基を表す。但しＲ^１２１〜Ｒ^１２５の内いずれか一つは置換基Ｚを有していても良い縮合炭化水素基を表す。
置換基Ｚはアルキル基、アルケニル基、フェニル基、芳香族ヘテロ環基、アルコキシ基、フェノキシ基、フッ素原子、シリル基、アミノ基、シアノ基又はこれらを組み合わせて成る基を表し、複数の置換基Ｚは互いに結合してアリール環を形成しても良い。）
〔２〕
前記一般式（ＰＱ−１）中、Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃのうち二つがメチル基を表し、残りの一つが水素原子を表すことを特徴とする〔１〕に記載の発光性有機薄膜。
〔３〕
前記一般式（ＰＱ−１）中、Ｒａ、及びＲｃがアルキル基を表し、Ｒｂが水素原子を表すことを特徴とする〔１〕に記載の発光性有機薄膜。
〔４〕
前記一般式（ＰＱ−１）中、Ｒ^１〜Ｒ^５が水素原子を表すことを特徴とする〔１〕〜〔３〕のいずれか一項に記載の発光性有機薄膜。
〔５〕
前記一般式（Ｃｈ−１）中、Ｒ^１０１〜Ｒ^１１０が水素原子であることを特徴とする〔１〕〜〔４〕のいずれか一項に記載の発光性有機薄膜。
〔６〕
前記一般式（Ｃｈ−１）中、Ｒ^１１１〜Ｒ^１１５の一つがナフチル基又はフェナントリル基で、残りが水素原子であり、かつＲ^１２１〜Ｒ^１２５の一つがナフチル基又はフェナントリル基で、残りが水素原子であることを特徴とする〔１〕〜〔５〕のいずれか一項に記載の発光性有機薄膜。
〔７〕
前記一般式（ＰＱ−１）中、Ｒａ、及びＲｃがアルキル基を表し、Ｒｂが水素原子を表し、前記一般式（Ｃｈ−１）中、Ｒ^１１１〜Ｒ^１１５の一つがナフチル基又はフェナントリル基で、残りが水素原子であり、かつＲ^１２１〜Ｒ^１２５の一つがナフチル基又はフェナントリル基で、残りが水素原子である〔１〕〜〔６〕のいずれか一項に記載の発光性有機薄膜。
〔８〕
前記発光性有機薄膜に含まれるＣｌ、Ｂｒ、Ｉ含量が１００ｐｐｍ以下であることを特徴とする〔１〕〜〔７〕のいずれか一項に記載の発光性有機薄膜。
〔９〕
〔１〕〜〔８〕のいずれかに記載の一般式（ＰＱ−１）で表される化合物と一般式（Ｃｈ−１）で表される化合物とを含有する組成物。
〔１０〕
基板上に、一対の電極と、該電極間に発光層を含む有機層とを有する有機電界発光素子であって、前記発光層が〔１〕に記載の発光性有機薄膜であることを特徴とする有機電界発光素子。
〔１１〕
前記有機層の少なくとも１層が溶液または分散液からの塗布プロセスにより形成されたことを特徴とする〔１０〕に記載の有機電界発光素子。
〔１２〕
前記〔１０〕又は〔１１〕に記載の有機電界発光素子を用いた表示装置。
〔１３〕
前記〔１０〕又は〔１１〕に記載の有機電界発光素子を用いた照明装置。

本発明の有機電界発光素子は、低い消費電力と高い外部量子効率を有し、かつ耐久性に優れる。また、駆動温度が異なる場合であっても電圧上昇値の差が小さく、車載用途など高温環境での駆動耐久性が求められる用途においても、安定した性能を発揮し得る。

本発明に係る有機ＥＬ素子の層構成の一例（第１実施形態）を示す概略図である。 本発明に係る発光装置の一例（第２実施形態）を示す概略図である。 本発明に係る照明装置の一例（第３実施形態）を示す概略図である。

本発明において、置換基Ｚはアルキル基、アルケニル基、アリール基、芳香族ヘテロ環基、アルコキシ基、アリールオキシ基、フッ素原子、シリル基、アミノ基、シアノ基又はこれらを組み合わせて成る基を表し、複数の置換基Ｚは互いに結合してアリール環を形成しても良い。
下記、一般式（ＰＱ−１）〜（ＰＱ−２）、一般式（Ｃｈ−１）の説明における水素原子は同位体（重水素原子等）も含み、また更に置換基を構成する原子は、その同位体も含んでいることを表す。
本発明において、上記アルキル基等の置換基の「炭素数」とは、アルキル基等の置換基が他の置換基によって置換されてもよい場合も含み、当該他の置換基の炭素数も包含する意味で用いる。

本発明の組成物及び発光性有機薄膜は、少なくとも一つの一般式（ＰＱ−１）で表される化合物と少なくとも一つの一般式（Ｃｈ−１）で表される化合物を含有する。
本発明の有機電界発光素子は、基板上に、一対の電極と、該電極間に発光層を有する有機電界発光素子であって、該発光層が前記発光性有機薄膜である。
一般式（ＰＱ−１）で表される化合物と、一般式（Ｃｈ−１）で表される化合物とを発光層に用いることで、低い消費電力と高い外部量子効率を有し、かつ耐久性に優れる有機電界発光素子を得ることができる。また、駆動温度が異なる場合であっても電圧上昇値の差が小さい有機電界発光素子を得ることができる。

〔一般式（ＰＱ−１）で表される化合物〕
一般式（ＰＱ−１）で表される化合物について説明する。高い量子収率を有する赤色燐光材料であるため一般式（Ｃｈ−１）で表される化合物と共に発光性有機薄膜に用いると発光効率の高い素子の構築が可能であり好ましい。また、機構は不明であるが、使用温度環境を変えたときの駆動電圧上昇値の差異が小さく、実用上好ましい素子が構築可能である。

（一般式（ＰＱ−１）中、Ｒ^ａ、Ｒ^ｂ、Ｒ^ｃはそれぞれ独立に、水素原子又はアルキル基を表し、Ｒ^ａ、Ｒ^ｂ、Ｒ^ｃのいずれか一つが水素原子を表し、残りの二つがアルキル基を表す。Ｒ^１〜Ｒ^５はそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アリール基、フッ素原子、又はシアノ基を表す。Ｒ^Ｘ及びＲ^Ｙはそれぞれ独立に、アルキル基又はフェニル基を表す。）

Ｒ^ａ、Ｒ^ｂ、Ｒ^ｃ及びＲ^１〜Ｒ^５で表されるアルキル基としては、それぞれ独立に、置換基を有していてもよく、飽和であっても不飽和であってもよい。置換基を有する場合の置換基としては、上記置換基Ｚが挙げられ、好ましい置換基としては、アルキル基、フェニル基、フッ素原子であり、アルキル基がより好ましい。Ｒ^ａ、Ｒ^ｂ、Ｒ^ｃで表されるアルキル基として、好ましくは総炭素原子数１〜８のアルキル基であり、より好ましくは総炭素原子数１〜５のアルキル基であり、例えばメチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｉｓｏ−プロピル基、ｉｓｏ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ｎ−ブチル基、シクロヘキシル基等が挙げられ、メチル基、エチル基、ｉｓｏ−ブチル基、又はｔ−ブチル基が好ましく、メチル基又はエチル基がより好ましく、メチル基が更に好ましい。

Ｒ^１〜Ｒ^５で表されるアリール基としては、それぞれ独立に、縮環していてもよく、置換基を有していてもよい。Ｒ^１〜Ｒ^５で表されるアリール基として好ましくは炭素数６〜１２のアリール基であり、より好ましくは総炭素原子数６〜１０のアリール基であり、例えばフェニル基、ナフチル基が挙げられ、フェニル基が好ましい。

一般式（ＰＱ−１）においては、Ｒ^ａ、Ｒ^ｂ、Ｒ^ｃのいずれか一つが水素原子を表し、残りの二つがアルキル基を表す。Ｒ^ｂ、又はＲ^ｃが水素原子を表すことが好ましく、Ｒ^ｂが水素原子を表すことがより好ましい。

一般式（ＰＱ−１）において、Ｒ^ａ、Ｒ^ｂ、Ｒ^ｃのうち二つがメチル基を表し、残りの一つが水素原子を表すことがより好ましい。
また、Ｒ^ａ及びＲ^ｃがアルキル基を表し、Ｒ^ｂが水素原子を表すことが更に好ましく、Ｒ^ａ及びＲ^ｃがメチル基を表し、Ｒ^ｂが水素原子を表すことが特に好ましい。
Ｒ^１〜Ｒ^５は水素原子を表すことが好ましい。

Ｒ^Ｘ及びＲ^Ｙで表されるアルキル基としては、それぞれ独立に、置換基を有していてもよく、飽和であっても不飽和であってもよい。置換基を有する場合の置換基としては、上記置換基Ｚが挙げられ、好ましい置換基としては、フェニル基、芳香族ヘテロ環基、フッ素原子、シリル基、アミノ基、シアノ基又はこれらを組み合わせて成る基であり、フェニル基、フッ素原子、シアノ基がより好ましい。Ｒ^Ｘ及びＲ^Ｙで表されるアルキル基として、好ましくは総炭素原子数１〜８のアルキル基であり、より好ましくは総炭素原子数１〜５のアルキル基であり、例えばメチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｉｓｏ−プロピル基、ｉｓｏ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ｎ−ブチル基、シクロヘキシル基等が挙げられ、メチル基、エチル基、ｉｓｏ−ブチル基、又はｔ−ブチル基が好ましく、メチル基がより好ましい。

置換基Ｚが表すアルキル基としては、好ましくは総炭素原子数１〜８のアルキル基であり、より好ましくは総炭素原子数１〜５のアルキル基であり、例えばメチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｉｓｏ−プロピル基、ｉｓｏ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ｎ−ブチル基、シクロプロピル基等が挙げられ、メチル基、エチル基、ｉｓｏ−ブチル基、又はｔ−ブチル基が好ましく、メチル基がより好ましい。
置換基Ｚが表すアルケニル基としては、好ましくは総炭素原子数２〜８のアルケニル基であり、より好ましくは総炭素原子数２〜５のアルケニル基であり、例えばビニル基、ｎ−プロペニル基、ｉｓｏ−プロペニル基、ｉｓｏ−ブテニル基、ｎ−ブテニル基等が挙げられ、ビニル基、ｎ−プロペニル基が好ましい。
置換基Ｚが表すアリール基として好ましくは、総炭素数６〜３０のアリール基であり、例えばフェニル基、ナフチル基、アントラセニル基、テトラセニル基、ピレニル基、ペリレニル基、トリフェニレニル基、クリセニル基であり、より好ましくはフェニル基、ナフチル基、アントラセニル基、クリセニル基である。
置換基Ｚが表す芳香族ヘテロ環基として好ましくは、総炭素数４〜３０の芳香族ヘテロ環基であり、例えばピリジン、ピラジン、ピリミジン、ピリダジン、トリアジン、チオフェン、フラン、オキサゾール、チアゾール、イミダゾール、ピラゾール、トリアゾール、オキサジアゾール、チアジアゾール等が挙げられる。
置換基Ｚが表すアルコキシ基としては、好ましくは総炭素原子数１〜８のアルコキシ基であり、より好ましくは総炭素原子数１〜５のアルコキシ基であり、例えばメトキシ基、エトキシ基、ｎ−プロピルオキシ基、ｉｓｏ−プロピルオキシ基等が挙げられ、メトキシ基、エトキシ基が好ましく、メトキシ基がより好ましい。
置換基Ｚが表すアリールオキシ基としては、好ましくは総炭素原子数６〜３０のアリールオキシ基であり、例えばフェノキシ基、ナフトキシ基が挙げられ、好ましくはフェノキシ基である。
複数の置換基Ｚが互いに結合して形成するアリール環としては、フェニル環、ピリジン環等が挙げられ、フェニル環が好ましい。

前記一般式（ＰＱ−１）で表される化合物は、下記一般式（ＰＱ−２）で表される化合物であることが好ましい。

（一般式（ＰＱ−２）中、Ｒ_ａ２、Ｒ_ｃ２はそれぞれ独立に、アルキル基を表す。Ｒ^Ｘ２及びＲ^Ｙ２はそれぞれ独立に、アルキル基を表す。）

Ｒ_ａ２、及びＲ_ｃ２で表されるアルキル基は、前記Ｒ_ａ、及びＲ_ｃで定義したものと同義であり、また好ましい範囲も同様である。
Ｒ^Ｘ２及びＲ^Ｙ２で表されるアルキル基は、前記一般式（ＰＱ−１）におけるＲ^Ｘ及びＲ^Ｙで定義したアルキル基と同義であり、また好ましい範囲も同様である。

一般式（ＰＱ−１）で表される化合物の具体例を以下に列挙するが、以下に限定されるものではない。

上記一般式（ＰＱ−１）で表される化合物として例示した化合物は、例えば特許第３９２９６３２号公報に記載の方法などの種々の方法で合成できる。例えば２−フェニルキノリンを出発原料として、特許第３９２９６３２号公報の１８頁、２〜１３行に記載の方法や２−（２−ナフチル）キノリンを出発原料として、特許第３９２９６３２号公報の１８頁、１４行〜１９頁、８行に記載の方法を適用して合成することができる。

本発明において、発光性有機薄膜における一般式（ＰＱ−１）で表される化合物の含有量は発光性有機薄膜中０．１〜３０質量％であることが好ましく、２〜２０質量％であることがより好ましく、５〜１５質量％であることが更に好ましい。
発光性有機薄膜に含まれるＣｌ、Ｂｒ、Ｉ含量がそれぞれ１００ｐｐｍ以下であることが好ましい。より好ましくは、０ｐｐｍ〜４０ｐｐｍであり、更に好ましくは０ｐｐｍ〜１０ｐｐｍである。発光性有機薄膜に含まれるＣｌ、Ｂｒ、Ｉ含量が１００ｐｐｍ以下にすることにより発光時の劣化を抑制でき、素子の耐久性を向上することができる。材料の精製を繰り返すことによりＣｌ、Ｂｒ、Ｉ含量を１００ｐｐｍ以下にすることができる。

本発明において、一般式（ＰＱ−１）で表される化合物は、発光性有機薄膜に含有されるが、その用途が限定されることはなく、有機層内のいずれの層に更に含有されてもよい。

一般式（Ｃｈ−１）について説明する。
一般式（Ｃｈ−１）はクリセン骨格を有し、剛直かつ耐久性の高い材料であるため一般式（ＰＱ−１）で表される化合物と共に発光性有機薄膜に用いると耐久性が高く、量子効率の高い発光層や発光素子を構築可能であり好ましい。また、機構は不明であるが使用温度環境を変えたときの駆動電圧上昇値の差異が小さく、実用上好ましい素子が構築可能である。
〔一般式（Ｃｈ−１）で表される化合物〕

（一般式（Ｃｈ−１）中、Ｒ^１０１〜Ｒ^１１０はそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、又はアリール基を表す。Ｒ^１１１〜Ｒ^１１５はそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、又はアリール基を表す。但しＲ^１１１〜Ｒ^１１５の内いずれか一つは前記置換基Ｚを有していても良い縮合炭化水素基を表す。Ｒ^１２１〜Ｒ^１２５はそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、又はアリール基を表す。但しＲ^１２１〜Ｒ^１２５の内いずれか一つは置換基Ｚを有していても良い縮合炭化水素基を表す。）

Ｒ^１０１〜Ｒ^１１０が表すアルキル基としては、好ましくは総炭素原子数１〜１０のアルキル基であり、より好ましくは総炭素原子数１〜５のアルキル基であり、例えばメチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、iso-プロピル基、iso-ブチル基、ｔ−ブチル基、ｎ−ブチル基、メチル基、エチル基、iso-ブチル基、又はｔ−ブチル基が好ましく、メチル基がより好ましい。

Ｒ^１０１〜Ｒ^１１０が表すシクロアルキル基としては、好ましくは総炭素原子数３〜１０のシクロアルキル基であり、例えばシクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等が挙げられ、シクロヘキシル基が好ましい。

Ｒ^１０１〜Ｒ^１１０が表す置換基Ｚを有していても良いフェニル基における、置換基Ｚとしては、前記置換基Ｚを挙げることができる。Ｒ^１０１〜Ｒ^１１０が表す置換基Ｚを有していても良いフェニル基として好ましくは、無置換のフェニル基である。

一般式（Ｃｈ−１）において、Ｒ^１０１、Ｒ^１０２、Ｒ^１０３、Ｒ^１０５、Ｒ^１０６、Ｒ^１０７、Ｒ^１０８、及びＲ^１１０は水素原子であることが好ましい。Ｒ^１０４、及びＲ^１０９は好ましくは水素原子、メチル基、ｔ−ブチル基、シクロヘキシル基、フェニル基であり、より好ましくは水素原子、ｔ−ブチル基、フェニル基であり、更に好ましくは水素原子、フェニル基であり、最も好ましくは水素原子である。
一般式（Ｃｈ−１）において、素子耐久性の観点から、Ｒ^１０１〜Ｒ^１１０が水素原子であることが好ましい。

Ｒ^１１１〜Ｒ^１１５及びＲ^１２１〜Ｒ^１２５が表すアルキル基、シクロアルキル基及び置換基Ｚを有していても良いフェニル基としては、Ｒ^１０１〜Ｒ^１１０で定義したものと同義であり、また好ましい範囲も同様である。
但しＲ^１１１〜Ｒ^１１５のいずれか一つは置換基Ｚを有していても良い縮合炭化水素基を表し、好ましくは炭素数１０〜２０の縮合炭化水素基を表す。置換基Ｚを有していても良い縮合炭化水素基としては、ナフチル基、フェナントリル基、トリフェニレニル基、アントラセニル基、テトラセニル基、クリセニル基であり、より好ましくはナフチル基、フェナントリル基、トリフェニレニル基であり、更に好ましくはナフチル基、フェナントリル基であり、最も好ましくはナフチル基である。
置換基Ｚを有していても良い縮合炭化水素基は、Ｒ^１１２、Ｒ^１１３、Ｒ^１１４のいずれかであることが好ましく、Ｒ^１１３であることが特に好ましい。

また、Ｒ^１２１〜Ｒ^１２５のいずれか一つは置換基Ｚを有していても良い縮合炭化水素基を表し、好ましくは炭素数１０〜２０の縮合炭化水素基を表す。置換基Ｚを有していても良い縮合炭化水素基としては、ナフチル基、フェナントリル基、トリフェニレニル基、アントラセニル基、テトラセニル基、クリセニル基であり、より好ましくはナフチル基、フェナントリル基、トリフェニレニル基であり、更に好ましくはナフチル基、フェナントリル基であり、最も好ましくはナフチル基である。
置換基Ｚを有していても良い縮合炭化水素基は、Ｒ^１２２、Ｒ^１２３、Ｒ^１２４のいずれかであることが好ましく、Ｒ^１２３であることが特に好ましい。

一般式（Ｃｈ−１）において、素子の耐久性の観点から、Ｒ^１１１〜Ｒ^１１５の一つがナフチル基又はフェナントリル基で、残りが水素原子であり、かつ前記Ｒ^１２１〜Ｒ^１２５の一つがナフチル基又はフェナントリル基で、残りが水素原子であることが好ましい。

一般式（Ｃｈ−１）で表される化合物は、一般式（Ｃｈ−１）で表される化合物が、該化合物を真空蒸着により１００ｎｍの膜厚に成膜した薄膜が熱刺激電流測定において、１００Ｋから１５０Ｋの間にピーク電流値を有さないことが好ましい。１００Ｋから１５０Ｋの間にピーク電流値を有さないということは、該薄膜において伝導性に関与するトラップ準位を有さないことを表しており、トラップ準位にトラップされた電荷に起因する劣化を抑止することができるため、素子の耐久性向上に有利となると考えられる。
ここで、熱刺激電流測定は理学電機（株）製の熱刺激電流測定機ＴＳ−ＦＥＴＴを用いて行うことができる。

一般式（Ｃｈ−１）で表される化合物の分子量は４００以上１０００以下であることが好ましく、４５０以上８００以下であることがより好ましく、５００以上７００以下であることが更に好ましい。

一般式（Ｃｈ−１）で表される化合物のガラス転移温度（Ｔｇ）は８０℃以上４００℃以下であることが好ましく、１００℃以上４００℃以下であることがより好ましく、１２０℃以上４００℃以下であることが更に好ましい。

一般式（Ｃｈ−１）が水素原子を有する場合、同位体（重水素原子等）も含む。この場合化合物中の全ての水素原子が同位体に置き換わっていてもよく、また一部が同位体を含む化合物である混合物でもよい。
以下に、一般式（Ｃｈ−１）で表される化合物の具体例を例示するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、下記具体例中のＰｈはフェニル基を表し、Ｍｅはメチル基を表す。

上記一般式（Ｃｈ−１）で表される化合物として例示した化合物は、国際公開第０９／００８３１１号パンフレットに記載の方法を適用して合成できる。

本発明において、一般式（Ｃｈ−１）で表される化合物は、発光性有機薄膜に含有される。本発明の発光素子においては、その用途が限定されることはなく、有機層内のいずれの層に更に含有されてもよい。一般式（Ｃｈ−１）で表される化合物の導入層としては、発光層、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層、励起子ブロック層、電荷ブロック層のいずれか、若しくは複数に含有されるのが好ましい。

本発明の発光性有機薄膜においては、前記一般式（ＰＱ−１）中、Ｒａ、及びＲｃがアルキル基を表し、Ｒｂが水素原子を表し、前記一般式（Ｃｈ−１）中、Ｒ^１１１〜Ｒ^１１５の一つがナフチル基又はフェナントリル基で、残りが水素原子であり、かつＲ^１２１〜Ｒ^１２５の一つがナフチル基又はフェナントリル基で、残りが水素原子であることが好ましい。
本発明の発光性有機薄膜における一般式（Ｃｈ−１）で表される化合物の含有量は、発光性有機薄膜の全質量に対して０．１〜９９質量％であることが好ましく、１〜９５質量％であることがより好ましく、１０〜９５質量％であることがより好ましい。
また、本発明の発光素子において、一般式（Ｃｈ−１）で表される化合物を発光性有機薄膜からなる発光層以外の層に含有させる場合は、１０〜１００質量％含ませることが好ましく、３０〜１００質量％含ませることがより好ましく、５０〜１００質量％含まれせることがより好ましい。

〔一般式（ＰＱ−１）で表される化合物と一般式（Ｃｈ−１）で表される化合物とを含有する発光層〕
本発明は一般式（ＰＱ−１）で表される化合物と一般式（Ｃｈ−１）で表される化合物とを含む発光層にも関する。本発明の発光層は有機電界発光素子に用いることができる。

〔一般式（ＰＱ−１）で表される化合物と一般式（Ｃｈ−１）で表される化合物とを含有する組成物〕
本発明は前記一般式（ＰＱ−１）で表される化合物と前記一般式（Ｃｈ−１）で表される化合物とを含有する組成物にも関する。
本発明の組成物における一般式（ＰＱ−１）で表される化合物の含有量は１〜４０質量％であることが好ましく、５〜２０質量％であることがより好ましい。
本発明の組成物における一般式（Ｃｈ−１）で表される化合物の含有量は５０〜９５質量％であることが好ましく、７０〜９０質量％であることがより好ましい。
本発明の組成物における他に含有しても良い成分としては、有機物でも無機物でもよく、有機物としては、後述するホスト材料、蛍光発光材料、燐光発光材料、炭化水素材料として挙げた材料が適用できる。
本発明の組成物は蒸着法やスパッタ法等の乾式製膜法、インクジェット法、スピンコート法、バーコート法、転写法、印刷法等の湿式製膜法により有機電界発光素子の有機層を形成することができる。

更に本発明は、基板上に、一対の電極と、該電極間に発光層を含む有機層とを有する有機電界発光素子における発光層に、前記一般式（ＰＱ−１）で表される化合物と一般式（Ｃｈ−１）で表される化合物とを含有する有機電界発光素子に用いる、一般式（Ｃｈ−１）で表される化合物の選択方法であって、真空蒸着により１００ｎｍの膜厚に成膜した薄膜が熱刺激電流測定において、１００Ｋから１５０Ｋの間にピーク電流値を有さない化合物を選択することを特徴とする、前記一般式（Ｃｈ−１）で表される化合物の選択方法にも関する。上記選択により、更に耐久性の高い素子を提供可能となる。

〔有機電界発光素子〕
本発明の素子について詳細に説明する。
本発明の有機電界発光素子は、基板上に、一対の電極と、該電極間に発光層を有する有機電界発光素子であって、前記発光層が本発明の発光性有機薄膜である。本発明の発光性有機薄膜は前記一般式（Ｃｈ−１）で表される化合物と、一般式（ＰＱ−１）で表される化合物とを含有する。

本発明の有機電界発光素子において、発光層は有機層であり、更に複数の有機層を有していてもよい。
発光素子の性質上、陽極及び陰極のうち少なくとも一方の電極は、透明若しくは半透明であることが好ましい。
図１は、本発明に係る有機電界発光素子の構成の一例を示している。図１に示される本発明に係る有機電界発光素子１０は、支持基板２上において、陽極４と陰極９との間に発光層６が挟まれている。具体的には、陽極４と陰極９との間に正孔注入層４、正孔輸送層５、発光層６、正孔ブロック層７、及び電子輸送層８がこの順に積層されている。

＜有機層の構成＞
前記有機層の層構成としては、特に制限はなく、有機電界発光素子の用途、目的に応じて適宜選択することができるが、前記透明電極上に又は前記背面電極上に形成されるのが好ましい。この場合、有機層は、前記透明電極又は前記背面電極上の前面又は一面に形成される。
有機層の形状、大きさ、及び厚み等については、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。

具体的な層構成として、下記が挙げられるが本発明はこれらの構成に限定されるものではない。
・陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極、
・陽極／正孔輸送層／発光層／第二電子輸送層（正孔ブロック層）／第一電子輸送層／陰極、
・陽極／正孔輸送層／発光層／第二電子輸送層（正孔ブロック層）／第一電子輸送層／電子注入層／陰極、
・陽極／正孔注入層／正孔輸送層（電子ブロック層）／発光層／第二電子輸送層（正孔ブロック層）／第一電子輸送層／陰極、
・陽極／正孔注入層／第一正孔輸送層／第二正孔輸送層（電子ブロック層）／発光層／第二電子輸送層（正孔ブロック層）／第一電子輸送層／電子注入層／陰極。
有機電界発光素子の素子構成、基板、陰極及び陽極については、例えば、特開２００８−２７０７３６号公報に詳述されており、該公報に記載の事項を本発明に適用することができる。

＜基板＞
本発明で使用する基板としては、有機層から発せられる光を散乱又は減衰させない基板であることが好ましい。有機材料の場合には、耐熱性、寸法安定性、耐溶剤性、電気絶縁性、及び加工性に優れていることが好ましい。
＜陽極＞
陽極は、通常、有機層に正孔を供給する電極としての機能を有していればよく、その形状、構造、大きさ等については特に制限はなく、発光素子の用途、目的に応じて、公知の電極材料の中から適宜選択することができる。前述のごとく、陽極は、通常透明陽極として設けられる。
＜陰極＞
陰極は、通常、有機層に電子を注入する電極としての機能を有していればよく、その形状、構造、大きさ等については特に制限はなく、発光素子の用途、目的に応じて、公知の電極材料の中から適宜選択することができる。

基板、陽極、陰極については、特開２００８−２７０７３６号公報の段落番号〔００７０〕〜〔００８９〕に記載の事項を本発明に適用することができる。

＜有機層＞
本発明における有機層について説明する。

−有機層の形成−
本発明の有機電界発光素子において、各有機層は、蒸着法やスパッタ法等の乾式製膜法、転写法、印刷法、インクジェット法、スピンコート法、バーコート法等の塗布プロセスのいずれによっても好適に形成することができる。

（発光層）
＜発光材料＞
本発明における発光材料は、前記一般式（ＰＱ−１）で表される化合物であることが好ましい。

発光層中の発光材料は、発光層中に一般的に発光層を形成する全化合物質量に対して、０．１質量％〜５０質量％含有されるが、耐久性、外部量子効率の観点から１質量％〜５０質量％含有されることが好ましく、２質量％〜４０質量％含有されることがより好ましい。

発光層の厚さは、特に限定されるものではないが、通常、２ｎｍ〜５００ｎｍであるのが好ましく、中でも、外部量子効率の観点で、３ｎｍ〜２００ｎｍであるのがより好ましく、５ｎｍ〜１００ｎｍであるのが更に好ましい。

本発明の素子における発光層は、本発明の発光層の他に発光層を有していてもよく、該発光層は発光材料のみで構成されていても良く、ホスト材料と発光材料の混合層とした構成でも良い。発光材料は蛍光発光材料でも燐光発光材料であっても良く、ドーパントは一種であっても二種以上であっても良い。ホスト材料は電荷輸送材料であることが好ましい。ホスト材料は一種であっても二種以上であっても良く、例えば、電子輸送性のホスト材料とホール輸送性のホスト材料を混合した構成が挙げられる。更に、発光層中に電荷輸送性を有さず、発光しない材料を含んでいても良い。
本発明の素子における発光層としては、ホスト材料として一般式（Ｃｈ−１）で表される化合物と発光材料として一般式（ＰＱ−１）で表される化合物とを用いたものが必ず含まれる。
また、発光層は一層であっても二層以上の多層であってもよい。発光層が複数の場合、一般式（Ｃｈ−１）で表される化合物及び（ＰＱ−１）で表される化合物を二層以上の発光層に含んでもよい。また、それぞれの発光層が異なる発光色で発光してもよい。

＜ホスト材料＞
本発明に用いるホスト材料は、前記一般式（Ｃｈ−１）で表される化合物が好ましい。
一般式（Ｃｈ−１）で表される化合物は、正孔と電子の両電荷輸送性であり、一般式（ＰＱ−１）で表される化合物と組み合わせることで、正孔と電子のキャリアバランスを良化することができる。これにより、カルバゾール基を有する化合物であるにもかかわらず駆動耐久性を向上させることができる。更に、駆動温度が異なる場合であっても電圧上昇値の差を小さくすることができる。

本発明に用いられるホスト材料として、以下の化合物を更に含有していても良い。例えば、ピロール、インドール、カルバゾール、ＣＢＰ（４，４’−ジ（９−カルバゾイル）ビフェニル）、アザインドール、アザカルバゾール、トリアゾール、オキサゾール、オキサジアゾール、ピラゾール、イミダゾール、チオフェン、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、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、ピリジン、ピリミジン、トリアジン、イミダゾール、ピラゾール、トリアゾ−ル、オキサゾ−ル、オキサジアゾ−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、フッ素置換芳香族化合物、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、フタロシアニン、８−キノリノ−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−ルやベンゾチアゾ−ルを配位子とする金属錯体に代表される各種金属錯体及びそれらの誘導体（置換基や縮環を有していてもよい）等を挙げることができる。

本発明における発光層において、前記ホスト材料（一般式（Ｃｈ−１）で表される化合物も含む）の三重項最低励起エネルギー（Ｔ_１エネルギー）が、前記燐光発光材料のＴ_１エネルギーより高いことが色純度、発光効率、駆動耐久性の点で好ましい。

また、本発明におけるホスト化合物の含有量は、特に限定されるものではないが、発光効率、駆動電圧の観点から、発光層を形成する全化合物質量に対して１５質量％以上９５質量％以下であることが好ましい。

一般式（Ｃｈ−１）で表される化合物を発光層以外の層（例えば電荷輸送層等）に導入する場合には、該層中において１０質量％〜１００質量％含まれることが好ましく、３０質量％〜１００質量％含まれることがより好ましい。

（蛍光発光材料）
本発明に使用できる蛍光発光材料の例としては、例えば、ベンゾオキサゾール誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、ベンゾチアゾール誘導体、スチリルベンゼン誘導体、ポリフェニル誘導体、ジフェニルブタジエン誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、ナフタルイミド誘導体、クマリン誘導体、縮合芳香族化合物、ペリノン誘導体、オキサジアゾール誘導体、オキサジン誘導体、アルダジン誘導体、ピラリジン誘導体、シクロペンタジエン誘導体、ビススチリルアントラセン誘導体、キナクリドン誘導体、ピロロピリジン誘導体、チアジアゾロピリジン誘導体、シクロペンタジエン誘導体、スチリルアミン誘導体、ジケトピロロピロール誘導体、芳香族ジメチリディン化合物、８−キノリノール誘導体の錯体やピロメテン誘導体の錯体に代表される各種錯体等、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、有機シラン誘導体などの化合物等が挙げられる。

（燐光発光材料）
本発明に使用できる燐光発光材料としては、一般式（ＰＱ−１）で表される化合物の他、例えば、ＵＳ６３０３２３８Ｂ１、ＵＳ６０９７１４７、ＷＯ００／５７６７６、ＷＯ００／７０６５５、ＷＯ０１／０８２３０、ＷＯ０１／３９２３４Ａ２、ＷＯ０１／４１５１２Ａ１、ＷＯ０２／０２７１４Ａ２、ＷＯ０２／１５６４５Ａ１、ＷＯ０２／４４１８９Ａ１、ＷＯ０５／１９３７３Ａ２、特開２００１−２４７８５９、特開２００２−３０２６７１、特開２００２−１１７９７８、特開２００３−１３３０７４、特開２００２−２３５０７６、特開２００３−１２３９８２、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、特開２００４−３５７７９１、特開２００６−２５６９９９、特開２００７−１９４６２、特開２００７−８４６３５、特開２００７−９６２５９等の特許文献に記載の燐光発光化合物などが挙げられ、中でも、更に好ましい発光性ドーパントとしては、Ｉｒ錯体、Ｐｔ錯体、Ｃｕ錯体、Ｒｅ錯体、Ｗ錯体、Ｒｈ錯体、Ｒｕ錯体、Ｐｄ錯体、Ｏｓ錯体、Ｅｕ錯体、Ｔｂ錯体、Ｇｄ錯体、Ｄｙ錯体、及びＣｅ錯体が挙げられる。特に好ましくは、Ｉｒ錯体、Ｐｔ錯体、又はＲｅ錯体であり、中でも金属−炭素結合、金属−窒素結合、金属−酸素結合、金属−硫黄結合の少なくとも一つの配位様式を含むＩｒ錯体、Ｐｔ錯体、又はＲｅ錯体が好ましい。更に、発光効率、駆動耐久性、色度等の観点で、３座以上の多座配位子を含むＩｒ錯体、Ｐｔ錯体、又はＲｅ錯体が特に好ましい。

燐光発光材料の含有量は、発光層中に、発光層の総質量に対して、０．１質量％以上５０質量％以下の範囲が好ましく、０．２質量％以上５０質量％以下の範囲がより好ましく、０．３質量％以上４０質量％以下の範囲が更に好ましく、２０質量％以上３０質量％以下の範囲が最も好ましい。

本発明に用いることのできる燐光発光材料（一般式（ＰＱ−１）で表される化合物及び／又は併用する燐光発光材料）の含有量は、発光層の総質量に対して、０．１質量％以上５０質量％以下の範囲が好ましく、１質量％以上４０質量％以下の範囲がより好ましく、５質量％以上３０質量％以下の範囲が最も好ましい。特に５質量％以上３０質量％以下の範囲では、その有機電界発光素子の発光の色度は、燐光発光材料の添加濃度依存性が小さい。
本発明の有機電界発光素子は、一般式（ＰＱ−１）で表される化合物の少なくとも一種を該発光層の総質量に対して５〜３０質量％含有することが最も好ましい。

発光層の厚さは、特に限定されるものではないが、通常、１ｎｍ〜５００ｎｍであるのが好ましく、５ｎｍ〜２００ｎｍであるのがより好ましく、１０ｎｍ〜１００ｎｍであるのが更に好ましい。

（電荷輸送層）
電荷輸送層とは、有機電界発光素子に電圧を印加した際に電荷移動が起こる層をいう。具体的には正孔注入層、正孔輸送層、電子ブロック層、発光層、正孔ブロック層、電子輸送層又は電子注入層が挙げられる。好ましくは、正孔注入層、正孔輸送層、電子ブロック層又は発光層である。塗布法により形成される電荷輸送層が正孔注入層、正孔輸送層、電子ブロック層又は発光層であれば、低コストかつ高効率な有機電界発光素子の製造が可能となる。また、電荷輸送層として、より好ましくは、正孔注入層、正孔輸送層又は電子ブロック層である。

−正孔注入層、正孔輸送層−
正孔注入層、正孔輸送層は、陽極又は陽極側から正孔を受け取り陰極側に輸送する機能を有する層である。
これらの層に用いる正孔注入材料、正孔輸送材料は、低分子化合物であっても高分子化合物であってもよい。
具体的には、ピロール誘導体、カルバゾール誘導体、ピロール誘導体、トリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、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、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、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、芳香族第三級アミン化合物、スチリルアミン化合物、フタロシアニン系化合物、ポルフィリン系化合物、チオフェン誘導体、有機シラン誘導体、カーボン、イリジウム錯体等の各種金属錯体等を含有する層であることが好ましい。

本発明の有機電界発光素子の正孔注入層あるいは正孔輸送層には、電子受容性ドーパントを含有させることができる。正孔注入層、あるいは正孔輸送層に導入する電子受容性ドーパントとしては、電子受容性で有機化合物を酸化する性質を有すれば、無機化合物でも有機化合物でも使用できる。

具体的には、無機化合物は塩化第二鉄や塩化アルミニウム、塩化ガリウム、塩化インジウム、五塩化アンチモンなどのハロゲン化金属、五酸化バナジウム、及び三酸化モリブデンなどの金属酸化物などが挙げられる。

有機化合物の場合は、置換基としてニトロ基、ハロゲン、シアノ基、トリフルオロメチル基などを有する化合物、キノン系化合物、酸無水物系化合物、フラーレンなどを好適に用いることができる。
この他にも、特開平６−２１２１５３、特開平１１−１１１４６３、特開平１１−２５１０６７、特開２０００−１９６１４０、特開２０００−２８６０５４、特開２０００−３１５５８０、特開２００１−１０２１７５、特開２００１−１６０４９３、特開２００２−２５２０８５、特開２００２−５６９８５、特開２００３−１５７９８１、特開２００３−２１７８６２、特開２００３−２２９２７８、特開２００４−３４２６１４、特開２００５−７２０１２、特開２００５−１６６６３７、特開２００５−２０９６４３等に記載の化合物を好適に用いることが出来る。

このうちヘキサシアノブタジエン、ヘキサシアノベンゼン、テトラシアノエチレン、テトラシアノキノジメタン、テトラフルオロテトラシアノキノジメタン、ｐ−フルオラニル、ｐ−クロラニル、ｐ−ブロマニル、ｐ−ベンゾキノン、２，６−ジクロロベンゾキノン、２，５−ジクロロベンゾキノン、１，２，４，５−テトラシアノベンゼン、１，４−ジシアノテトラフルオロベンゼン、２，３−ジクロロ−５，６−ジシアノベンゾキノン、ｐ−ジニトロベンゼン、ｍ−ジニトロベンゼン、ｏ−ジニトロベンゼン、１，４−ナフトキノン、２，３−ジクロロナフトキノン、１，３−ジニトロナフタレン、１，５−ジニトロナフタレン、９，１０−アントラキノン、１，３，６，８−テトラニトロカルバゾール、２，４，７−トリニトロ−９−フルオレノン、２，３，５，６−テトラシアノピリジン、又はフラーレンＣ６０が好ましく、ヘキサシアノブタジエン、ヘキサシアノベンゼン、テトラシアノエチレン、テトラシアノキノジメタン、テトラフルオロテトラシアノキノジメタン、ｐ−フルオラニル、ｐ−クロラニル、ｐ−ブロマニル、２，６−ジクロロベンゾキノン、２，５−ジクロロベンゾキノン、２，３−ジクロロナフトキノン、１，２，４，５−テトラシアノベンゼン、２，３−ジクロロ−５，６−ジシアノベンゾキノン、又は２，３，５，６−テトラシアノピリジンがより好ましく、テトラフルオロテトラシアノキノジメタンが特に好ましい。

これらの電子受容性ドーパントは、単独で用いてもよいし、２種以上を用いてもよい。電子受容性ドーパントの使用量は、材料の種類によって異なるが、正孔輸送層材料に対して０．０１質量％〜５０質量％であることが好ましく、０．０５質量％〜２０質量％であることが更に好ましく、０．１質量％〜１０質量％であることが特に好ましい。

正孔注入層、正孔輸送層の厚さは、駆動電圧を下げるという観点から、各々５００ｎｍ以下であることが好ましい。
正孔輸送層の厚さとしては、１ｎｍ〜５００ｎｍであるのが好ましく、５ｎｍ〜２００ｎｍであるのがより好ましく、１０ｎｍ〜１００ｎｍであるのが更に好ましい。また、正孔注入層の厚さとしては、０．１ｎｍ〜２００ｎｍであるのが好ましく、０．５ｎｍ〜１００ｎｍであるのがより好ましく、１ｎｍ〜１００ｎｍであるのが更に好ましい。
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。

−電子注入層、電子輸送層−
電子注入層、電子輸送層は、陰極又は陰極側から電子を受け取り陽極側に輸送する機能を有する層である。
正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層、電子輸送層については、特開２００８−２７０７３６号公報の段落番号〔０１６５〕〜〔０１６７〕に記載の事項を本発明に適用することができる。

−正孔ブロック層−
正孔ブロック層は、陽極側から発光層に輸送された正孔が、陰極側に通りぬけることを防止する機能を有する層である。本発明において、発光層と陰極側で隣接する有機層として、正孔ブロック層を設けることができる。
正孔ブロック層を構成する有機化合物の例としては、アルミニウム（ＩＩＩ）ビス（２−メチル−８−キノリナト）４−フェニルフェノレート（Ａｌｕｍｉｎｕｍ （ＩＩＩ）ｂｉｓ（２−ｍｅｔｈｙｌ−８−ｑｕｉｎｏｌｉｎａｔｏ）４−ｐｈｅｎｙｌｐｈｅｎｏｌａｔｅ（ＢＡｌｑと略記する））等のアルミニウム錯体、トリアゾール誘導体、２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（２，９−Ｄｉｍｅｔｈｙｌ−４，７−ｄｉｐｈｅｎｙｌ−１，１０−ｐｈｅｎａｎｔｈｒｏｌｉｎｅ（ＢＣＰと略記する））等のフェナントロリン誘導体、等が挙げられる。
正孔ブロック層の厚さとしては、１ｎｍ〜５００ｎｍであるのが好ましく、５ｎｍ〜２００ｎｍであるのがより好ましく、１０ｎｍ〜１００ｎｍであるのが更に好ましい。
正孔ブロック層は、上述した材料の一種又は二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。

−電子ブロック層−
電子ブロック層は、陰極側から発光層に輸送された電子が、陽極側に通りぬけることを防止する機能を有する層である。本発明において、発光層と陽極側で隣接する有機層として、電子ブロック層を設けることができる。
電子ブロック層を構成する有機化合物の例としては、例えば前述の正孔輸送材料として挙げたものが適用できる。
電子ブロック層の厚さとしては、１ｎｍ〜５００ｎｍであるのが好ましく、５ｎｍ〜２００ｎｍであるのがより好ましく、１０ｎｍ〜１００ｎｍであるのが更に好ましい。
電子ブロック層は、上述した材料の一種又は二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。

＜保護層＞
本発明において、有機ＥＬ素子全体は、保護層によって保護されていてもよい。
保護層については、特開２００８−２７０７３６号公報の段落番号〔０１６９〕〜〔０１７０〕に記載の事項を本発明に適用することができる。

＜封止容器＞
本発明の素子は、封止容器を用いて素子全体を封止してもよい。
封止容器については、特開２００８−２７０７３６号公報の段落番号〔０１７１〕に記載の事項を本発明に適用することができる。

（駆動）
本発明の有機電界発光素子は、陽極と陰極との間に直流（必要に応じて交流成分を含んでもよい）電圧（通常２ボルト〜１５ボルト）、又は直流電流を印加することにより、発光を得ることができる。
本発明の有機電界発光素子の駆動方法については、特開平２−１４８６８７号、同６−３０１３５５号、同５−２９０８０号、同７−１３４５５８号、同８−２３４６８５号、同８−２４１０４７号の各公報、特許第２７８４６１５号、米国特許５８２８４２９号、同６０２３３０８号の各明細書等に記載の駆動方法を適用することができる。

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）、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。

本発明の発光素子の外部量子効率としては、外部量子効率が２０％以上３０％以下であることが好ましい。外部量子効率の数値は２０℃で素子を駆動したときの外部量子効率の最大値、若しくは、２０℃で素子を駆動したときの１００〜３００ｃｄ／ｍ^２付近での外部量子効率の値を用いることができる。

本発明の発光素子は、陽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であっても良い。

本発明における有機ＥＬ素子は、共振器構造を有しても良い。例えば、透明基板上に、屈折率の異なる複数の積層膜よりなる多層膜ミラー、透明又は半透明電極、発光層、及び金属電極を重ね合わせて有する。発光層で生じた光は多層膜ミラーと金属電極を反射板としてその間で反射を繰り返し共振する。
別の好ましい態様では、透明基板上に、透明又は半透明電極と金属電極がそれぞれ反射板として機能して、発光層で生じた光はその間で反射を繰り返し共振する。
共振構造を形成するためには、２つの反射板の有効屈折率、反射板間の各層の屈折率と厚みから決定される光路長を所望の共振波長の得るのに最適な値となるよう調整される。第一の態様の場合の計算式は特開平９−１８０８８３号明細書に記載されている。第２の態様の場合の計算式は特開２００４−１２７７９５号明細書に記載されている。

（本発明の発光素子の用途）
本発明の発光素子は、発光装置、ピクセル、表示素子、ディスプレイ、バックライト、電子写真、照明光源、記録光源、露光光源、読み取り光源、標識、看板、インテリア、又は光通信等に好適に利用できる。特に、照明装置、表示装置等の発光輝度が高い領域で駆動されるデバイスに好ましく用いられる。

次に、図２を参照して本発明の発光装置について説明する。
本発明の発光装置は、前記有機電界発光素子を用いてなる。
図２は、本発明の発光装置の一例を概略的に示した断面図である。
図２の発光装置２０は、透明基板（支持基板）２、有機電界発光素子１０、封止容器１６等により構成されている。

有機電界発光素子１０は、基板２上に、陽極（第一電極）３、有機層１１、陰極（第二電極）９が順次積層されて構成されている。また、陰極９上には、保護層１２が積層されており、更に、保護層１２上には接着層１４を介して封止容器１６が設けられている。なお、各電極３、９の一部、隔壁、絶縁層等は省略されている。
ここで、接着層１４としては、エポキシ樹脂等の光硬化型接着剤や熱硬化型接着剤を用いることができ、例えば熱硬化性の接着シートを用いることもできる。

本発明の発光装置の用途は特に制限されるものではなく、例えば、照明装置のほか、テレビ、パーソナルコンピュータ、携帯電話、電子ペーパ等の表示装置とすることができる。

次に、図３を参照して本発明の実施形態に係る照明装置について説明する。
図３は、本発明の実施形態に係る照明装置の一例を概略的に示した断面図である。
本発明の実施形態に係る照明装置４０は、図３に示すように、前述した有機ＥＬ素子１０と、光散乱部材３０とを備えている。より具体的には、照明装置４０は、有機ＥＬ素子１０の基板２と光散乱部材３０とが接触するように構成されている。
光散乱部材３０は、光を散乱できるものであれば特に制限されないが、図３においては、透明基板３１に微粒子３２が分散した部材とされている。透明基板３１としては、例えば、ガラス基板を好適に挙げることができる。微粒子３２としては、透明樹脂微粒子を好適に挙げることができる。ガラス基板及び透明樹脂微粒子としては、いずれも、公知のものを使用できる。このような照明装置４０は、有機電界発光素子１０からの発光が散乱部材３０の光入射面３０Ａに入射されると、入射光を光散乱部材３０により散乱させ、散乱光を光出射面３０Ｂから照明光として出射するものである。

以下に実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明するが、本発明の範囲は以下の具体例に制限されるものではない。

実施例で使用した一般式（Ｃｈ−１）で表される化合物は、国際公開第０９／００８３１１号パンフレットを参考に合成した。例えば例示化合物Ｃ−１は、６，１２−ジブロモクリセンと４−（２−ナフチル）フェニルボロン酸を原料に用い、国際公開第０９／００８３１１号パンフレット［０１２２］に記載の方法で合成することができる。また、Ｃ−２は６，１２−ジブロモクリセンと４−（１−ナフチル）フェニルボロン酸を原料に用い、同［０１２１］に記載の方法で合成することができる。また、一般式（ＰＱ−１）で表される化合物は、米国特許ＵＳ２００８／０２６１０７６に記載の方法を用いて合成できる。例えばＰ−１はＵＳ２００８／０２６４０７６〔００６４〕〜〔００６７〕に記載の方法で合成できる。

〔比較例１−１〕
０．５ｍｍ厚み、２．５ｃｍ角の酸化インジウム錫（ＩＴＯ）膜を有するガラス基板（ジオマテック社製、表面抵抗１０Ω／□）を洗浄容器に入れ、２−プロパノール中で超音波洗浄した後、３０分間ＵＶ−オゾン処理を行った。この透明陽極（ＩＴＯ膜）上に真空蒸着法にて以下の有機層を順次蒸着した。
第１層：ＨＴＬ−１：膜厚６５ｎｍ
第２層：ドーパント：ＲＤ−１（５質量％）、ホスト材料：Ｃ−１（９５質量％）：膜厚４０ｎｍ
第３層：ＥＴＬ−１：膜厚１０ｎｍ
第４層：Ａｌｑ（トリス（８−ヒドロキシキノリン）アルミニウム錯体）：膜厚３０ｎｍ
第５層：還元性ドーパント：Ｌｉ（４０質量％）、Ａｌｑ（６０質量％）：膜厚０．５ｎｍ
この上に、金属アルミニウム１５０ｎｍを蒸着し、陰極とした。
得られた積層体を、大気に触れさせること無く、アルゴンガスで置換したグローブボックス内に入れ、ステンレス製の封止缶及び紫外線硬化型の接着剤（ＸＮＲ５５１６ＨＶ、長瀬チバ（株）製）を用いて封止し、比較素子１−１を得た。

〔実施例１−１〜１−２２及び比較例１−２〜１−１６〕
第２層の構成材料を、下記表１に示すように変更する以外は比較例１−１同様にして各種素子を作製した。

〔比較例２−１〕
０．５ｍｍ厚み、２．５ｃｍ角の酸化インジウム錫（ＩＴＯ）膜を有するガラス基板（ジオマテック社製、表面抵抗１０Ω／□）を洗浄容器に入れ、２−プロパノール中で超音波洗浄した後、３０分間ＵＶ−オゾン処理を行った。この透明陽極（ＩＴＯ膜）上に真空蒸着法にて以下の有機層を順次蒸着した。
第１層：ＨＴＬ−１：膜厚１０ｎｍ
第２層：ＮＰＤ：膜厚４０ｎｍ
第３層：ドーパント：Ｐ−１（６質量％）、ホスト材料：Ｂａｌｑ（９４質量％）：膜厚４０ｎｍ
第４層：Ａｌｑ：膜厚３５ｎｍ
この上に、フッ化リチウム０．２ｎｍ及び金属アルミニウム７０ｎｍをこの順に蒸着し陰極とした。
得られた積層体を、大気に触れさせること無く、アルゴンガスで置換したグローブボックス内に入れ、ステンレス製の封止缶及び紫外線硬化型の接着剤（ＸＮＲ５５１６ＨＶ、長瀬チバ（株）製）を用いて封止し、比較素子２−１を得た。

〔実施例２−１〜１−２１及び比較例２−２〜２−８〕
第３層の構成材料を、下記表２に示すように変更する以外は比較例２−１と同様にして各種素子を作製した。

〔実施例３−１及び比較例３−１〕
化合物Ｃ−１とＢＡｌｑについて、それぞれ１回昇華精製したサンプルと３回昇華精製したサンプルを、下記の方法により薄膜を作成した後、熱刺激電流を測定した。ここで、前記１回昇華精製したサンプルは、表１及び表２に記載の素子にて使用したＣ−１及びＢＡｌｑと同一のサンプルである。
（熱刺激電流測定による材料評価）
(a)薄膜試料の作成
ガラス板にＩＴＯ（膜厚０．２μｍ）が成膜された基板をイソプロピルアルコールにて洗浄した後、ＵＶ−オゾン処理を３０分行い、透明電極とした。前記透明電極上に、検体化合物を真空蒸着法にて膜厚１００ｎｍに成膜した。更にこの薄膜上にアルミニウムを２５０ｎｍの膜厚に成膜し、対向電極とした。
（ｂ）熱刺激電流の測定
前記薄膜試料の熱刺激電流は、理学電機株式会社製の熱刺激電流測定機（ＴＳ−ＦＥＴＴ）を用いて行った。前記薄膜試料を５Ｋ／ｍｉｎの速度で９３Ｋまで冷却し、２０分その温度に保った。その後、９３Ｋに保ったままλｍａｘ＝３３０ｎｍの光（キセノンランプ光をバンドパスフィルタを通して使用）を５分間照射した。その後、０．５Ｖのバイアスをかけながら１０Ｋ／ｍｉｎの速度で２００Ｋまで昇温し、その際に流れた電流を測定した。
その結果、１回昇華精製したＣ−１及びＢＡｌｑは１００Ｋから１５０Ｋの間に電流値のピークを有していたのに対し、３回昇華精製したＣ−１及びＢＡｌｑは１００Ｋから１５０Ｋの間に電流値のピークを有していなかった。
表１記載の本発明素子１−１及び比較素子１−１１において、それぞれＣ−１、ＢＡｌｑを１００Ｋから１５０Ｋの間に電流値のピークを有さないサンプルを用いて同様の素子を作成し、それぞれ本発明素子３−１、比較素子３−１とした。表３に記載の熱刺激電流欄における○印と×印は、それぞれ１００Ｋから１５０Ｋの間にピーク電流地を有さない場合と有する場合を表している。

〔比較例４−１〕
０．５ｍｍ厚み、２．５ｃｍ角の酸化インジウム錫（ＩＴＯ）膜を有するガラス基板（ジオマテック社製、表面抵抗１０Ω／□）を洗浄容器に入れ、２−プロパノール中で超音波洗浄した後、３０分間ＵＶ−オゾン処理を行った。この透明陽極（ＩＴＯ膜）上にポリ（エチレンジオキシチオフェン）・ポリスチレンスルホン酸水分散物（ＢＡＹＥＲ社製、Ｂａｙｔｒｏｎ Ｐ：固形分１．３％）をスピンコートした後、１５０℃、２時間真空乾燥して厚みが１００ｎｍのＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ層（第１層）を形成した。
この第１層上に真空蒸着法にて以下の有機層を順次蒸着した。
第２層：ＨＴＬ−１：膜厚１０ｎｍ
第３層：ＮＰＤ：膜厚４０ｎｍ
第４層：ドーパント：Ｐ−１（６質量％）、ホスト材料：Ｂａｌｑ（９４質量％）：膜厚４０ｎｍ
第５層：Ａｌｑ：膜厚３５ｎｍ
この上に、フッ化リチウム０．２ｎｍ及び金属アルミニウム７０ｎｍをこの順に蒸着し陰極とした。
得られた積層体を、大気に触れさせること無く、アルゴンガスで置換したグローブボックス内に入れ、ステンレス製の封止缶及び紫外線硬化型の接着剤（ＸＮＲ５５１６ＨＶ、長瀬チバ（株）製）を用いて封止し、比較素子４−１を得た。

〔実施例４−１〜４−２１及び比較例４−２〜４−８〕
第４層の構成材料を、下記表４に示すように変更する以外は比較例４−１と同様にして各種素子を作製した。

（有機電界発光素子の性能評価）
（ａ）外部量子効率
東陽テクニカ製ソースメジャーユニット２４００を用いて、直流電圧を各素子に印加し発光させ、その輝度をトプコン社製輝度計ＢＭ−８を用いて測定した。発光スペクトルと発光波長は浜松ホトニクス製スペクトルアナライザーＰＭＡ−１１を用いて測定した。これらを元に輝度が１０００ｃｄ／ｍ^２付近の外部量子効率を輝度換算法により算出した。

（ｂ）駆動電圧
各素子を輝度が１０００ｃｄ／ｍ^２になるように直流電圧を印加して発光させる。この時の印加電圧を駆動電圧評価の指標とした。

（ｃ）駆動耐久性
各素子を輝度が１０００ｃｄ／ｍ^２になるように直流電圧を印加して発光させ続け、輝度が５００ｃｄ／ｍ^２になるまでに要した時間を駆動耐久性の指標とした。

（ｅ）駆動温度違いの電圧上昇値の差
素子を初期輝度１０００ｃｄ／ｍ^２で、２５℃及び−２０℃で駆動し、輝度が５００ｃｄ／ｍ^２に到達したときの電圧上昇値の差（Ｖ）を指標とした

表１及び表２の結果から、一般式（Ｃｈ−１）で表されるホスト材料と一般式（ＰＱ−１）で表される特定のイリジウム錯体とを発光層に用いた本発明の素子は、比較例の素子と比べて、外部量子効率及び駆動耐久性が極めて優れており、駆動温度が異なる場合であっても電圧上昇値の差が少ないことが分かる。
また、表３の結果から、一般式（Ｃｈ−１）で表される化合物が、該化合物を真空蒸着により１００ｎｍの膜厚に成膜した薄膜の熱刺激電流測定において、１００Ｋから１５０Ｋの間にピーク電流値を有さないサンプルを用いた場合、耐久性が特に向上することを見出した。ホスト材料がＢＡｌｑの場合、耐久性の向上効果は小さい。

更に表４の結果から、有機層の１層を塗布プロセスで成膜した場合でも、一般式（Ｃｈ−１）で表されるホスト材料と一般式（ＰＱ−１）で表される特定のイリジウム錯体とを発光層に用いた本発明の素子では、比較例の素子と比べて、外部量子効率及び駆動耐久性が優れており、駆動温度が異なる場合であっても電圧上昇値の差が少ないことが分かる。

発光装置、表示装置、照明装置の場合、各画素部で高い電流密度を通じて瞬間的に高輝度発光させる必要があり、本発明の発光素子はそのような場合に発光効率が高くなるように設計されているため、有利に利用することができる。
また、本発明の素子は車載用途などの高温環境で使用する際においても発光効率や耐久性にも優れ、発光装置、表示装置、照明装置に好適である。

上記実施例及び比較例で使用した化合物の構造を以下に示す。

表中の略号について以下に示す。
ＨＩＬ：正孔注入層又は第一層
ＨＴＬ：正孔輸送層又は第二層
ＥＭＬ：発光層又は第三層
ＥＴＬ：電子輸送層又は第四層
ＥＱＥ：外部量子効率

２・・・基板
３・・・陽極
４・・・正孔注入層
５・・・正孔輸送層
６・・・発光層
７・・・正孔ブロック層
８・・・電子輸送層
９・・・陰極
１０・・・有機電界発光素子（有機ＥＬ素子）
１１・・・有機層
１２・・・保護層
１４・・・接着層
１６・・・封止容器
２０・・・発光装置
３０・・・光散乱部材
３１・・・透明基板
３０Ａ・・・光入射面
３０Ｂ・・・光出射面
３２・・・微粒子
４０・・・照明装置

Claims (13)

1. 少なくとも一つの一般式（ＰＱ−１）で表される化合物と少なくとも一つの一般式（Ｃｈ−１）で表される化合物を含有する発光性有機薄膜。
   

   

   （一般式（ＰＱ−１）中、Ｒ^ａ、Ｒ^ｂ、Ｒ^ｃはそれぞれ独立に、水素原子又はアルキル基を表し、Ｒ^ａ、Ｒ^ｂ、Ｒ^ｃのいずれか一つが水素原子を表し、残りの二つがアルキル基を表す。Ｒ^１〜Ｒ^５はそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アリール基、フッ素原子、又はシアノ基を表す。Ｒ^Ｘ及びＲ^Ｙはそれぞれ独立に、アルキル基又はフェニル基を表す。
   一般式（Ｃｈ−１）中、Ｒ^１０１〜Ｒ^１１０はそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、又はアリール基を表す。Ｒ^１１１〜Ｒ^１１５はそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、又はアリール基を表す。但しＲ^１１１〜Ｒ^１１５の内いずれか一つは置換基Ｚを有していても良い縮合炭化水素基を表す。Ｒ^１２１〜Ｒ^１２５はそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、又はアリール基を表す。但しＲ^１２１〜Ｒ^１２５の内いずれか一つは置換基Ｚを有していても良い縮合炭化水素基を表す。
   置換基Ｚはアルキル基、アルケニル基、フェニル基、芳香族ヘテロ環基、アルコキシ基、フェノキシ基、フッ素原子、シリル基、アミノ基、シアノ基又はこれらを組み合わせて成る基を表し、複数の置換基Ｚは互いに結合してアリール環を形成しても良い。）
2. 前記一般式（ＰＱ−１）中、Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃのうち二つがメチル基を表し、残りの一つが水素原子を表すことを特徴とする請求項１に記載の発光性有機薄膜。
3. 前記一般式（ＰＱ−１）中、Ｒａ、及びＲｃがアルキル基を表し、Ｒｂが水素原子を表すことを特徴とする請求項１に記載の発光性有機薄膜。
4. 前記一般式（ＰＱ−１）中、Ｒ^１〜Ｒ^５が水素原子を表すことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の発光性有機薄膜。
5. 前記一般式（Ｃｈ−１）中、Ｒ^１０１〜Ｒ^１１０が水素原子であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の発光性有機薄膜。
6. 前記一般式（Ｃｈ−１）中、Ｒ^１１１〜Ｒ^１１５の一つがナフチル基又はフェナントリル基で、残りが水素原子であり、かつＲ^１２１〜Ｒ^１２５の一つがナフチル基又はフェナントリル基で、残りが水素原子であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の発光性有機薄膜。
7. 前記一般式（ＰＱ−１）中、Ｒａ、及びＲｃがアルキル基を表し、Ｒｂが水素原子を表し、前記一般式（Ｃｈ−１）中、Ｒ^１１１〜Ｒ^１１５の一つがナフチル基又はフェナントリル基で、残りが水素原子であり、かつＲ^１２１〜Ｒ^１２５の一つがナフチル基又はフェナントリル基で、残りが水素原子である請求項１〜６のいずれか一項に記載の発光性有機薄膜。
8. 前記発光性有機薄膜に含まれるＣｌ、Ｂｒ、Ｉ含量が１００ｐｐｍ以下であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の発光性有機薄膜。
9. 請求項１〜８のいずれかに記載の一般式（ＰＱ−１）で表される化合物と一般式（Ｃｈ−１）で表される化合物とを含有する組成物。
10. 基板上に、一対の電極と、該電極間に発光層を含む有機層とを有する有機電界発光素子であって、前記発光層が請求項１に記載の発光性有機薄膜であることを特徴とする有機電界発光素子。
11. 前記有機層の少なくとも１層が溶液または分散液からの塗布プロセスにより形成されたことを特徴とする請求項１０に記載の有機電界発光素子。
12. 前記請求項１０又は１１に記載の有機電界発光素子を用いた表示装置。
13. 前記請求項１０又は１１に記載の有機電界発光素子を用いた照明装置。

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