JP4816610B2 - 有機エレクトロルミネッセンス素子 - Google Patents

Description

本発明は、有機エレクトロルミネッセンス（以下有機ＥＬとも略記する）素子に関するものである。詳しくいえば、本発明は青から青緑領域の優れた色調を有する発光輝度の高い有機エレクトロルミネッセンス素子に関するものである。

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。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、発光層に電子及び正孔を注入して、再結合させることにより励起子（エキシトン）を生成させ、このエキシトンが失活する際の光の放出（蛍光・燐光）を利用して発光する素子であり、数Ｖ〜数十Ｖ程度の電圧で発光が可能であり、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。

しかしながら、今後の実用化に向けた有機ＥＬ素子においては、さらに低消費電力で効率よく高輝度に発光する有機ＥＬ素子の開発が望まれている。

本発明の有機ＥＬ素子のフルカラー化方式は、蛍光発光材料をホスト化合物として、燐光性化合物をドーパントとして用いることが特徴である。

特許第３０９３７９６号では、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している。

また、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）、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（特開平３−２５５１９０号公報）が知られている。

以上のように、励起一重項からの発光を用いる場合、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（η_ext）の限界は５％とされている。ところが、プリンストン大より、励起三重項からの燐光発光を用いる有機ＥＬ素子の報告（Ｍ．Ａ．Ｂａｌｄｏ ｅｔ ａｌ．，ｎａｔｕｒｅ、３９５巻、１５１−１５４ページ（１９９８年））がされて以来、室温で燐光を示す材料の研究が活発になってきている。例えばＭ．Ａ．Ｂａｌｄｏ ｅｔ ａｌ．，ｎａｔｕｒｅ、４０３巻、１７号、７５０−７５３ページ（２０００年）、又ＵＳ特許６０９７１４７号などにも開示されている。

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、Ｓ．Ｌａｍａｎｓｋｙ ｅｔ ａｌ．，Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，１２３巻、４３０４ページ（２００１年）等においては、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。

又、前述のＭ．Ａ．Ｂａｌｄｏ ｅｔ ａｌ．，ｎａｔｕｒｅ、４０３巻、１７号、７５０−７５３ページ（２０００年）においては、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。

その他、Ｍ．Ｅ．Ｔｏｍｐｓｏｎらは、Ｔｈｅ １０ｔｈ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｗｏｒｋｓｈｏｐ ｏｎ Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ ａｎｄ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ（ＥＬ’００、浜松）において、ドーパントとしてＬ₂Ｉｒ（ａｃａｃ）例えば（ｐｐｙ）₂Ｉｒ（ａｃａｃ）を、又、Ｍｏｏｎ−Ｊａｅ Ｙｏｕｎｇ，Ｔｅｔｓｕｏ Ｔｓｕｔｓｕｉ等は、やはり、Ｔｈｅ １０ｔｈ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｗｏｒｋｓｈｏｐ ｏｎ Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ ａｎｄ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ（ＥＬ’００、浜松）において、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等を用いた検討をおこなっている。

又、前記、Ｓ．Ｌａｍａｎｓｋｙ ｅｔ ａｌ．，Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，１２３巻、４３０４ページ（２００１年）等においても、各種イリジウム錯体を用いて素子化する試みがされている。

その他、トリス（２−フェニルピリジン）イリジウムを用いた改良についても幾つかの文献に報告されている。

これらの燐光性化合物、特にイリジウムを中心とした錯体は緑から青緑領域に燐光を有する化合物であるが、フルカラー化を実現するためには、赤色、緑色及び青の３原色領域にそれぞれ発光を示す素子材料が必要である。赤色、緑色については、ドーパントとして発光効率の高い、色度に優れた燐光性化合物がドーパントとして見いだされているが、前記イリジウムを中心とした錯体においては緑から青緑領域の発光を示し、その中でも短波な領域に発光を示す化合物であっても、長波過ぎる欠点があり、ドーパントとしてこれらの燐光性化合物を用いた系をフルカラー化したときには色再現上の問題を生じてしまう。バンドギャップがより広く、発光極大波長で、例えば４２０〜４６０ｎｍというような短波の領域で発光を示す燐光性化合物がドーパントとして必要であった。

又、高い発光効率を得るために、Ｔｈｅ １０ｔｈ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｗｏｒｋｓｈｏｐ ｏｎ Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ ａｎｄ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ（ＥＬ ’００、浜松）では、Ｉｋａｉらはホール輸送性の化合物を燐光性化合物のホストとして用いている。また、Ｍ．Ｅ．Ｔｏｍｐｓｏｎらは、各種電子輸送性材料を燐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て用いている。さらに、Ｔｓｕｔｓｕｉらは、ホールブロック層の導入により高い発光効率を得ている。

燐光性化合物をドーパントとして用いるときのホスト化合物は、燐光性化合物の発光極大波長よりも短波な領域に発光極大波長を有することが必要であるが、
燐光性化合物のホスト化合物については、例えば、Ｃ．Ａｄａｃｈｉ ｅｔ ａｌ．，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，７７巻、９０４ページ（２０００年）等にも詳しく記載されているが、前記の青色領域で発光を示す燐光性化合物をドーパントとして用いた場合、従来知られているホスト化合物よりもよりバンドギャップが広いホスト化合物が必要である。従来のホスト化合物ではバンドギャップが狭いためエネルギー移動の効率が低く、発光強度が弱い等の問題があり発光効率が高く、ホスト化合物としてもよりバンドギャップの広い短波な発光を示す蛍光性化合物が必要とされる。

従って本発明の目的は、有機エレクトロルミネッセンスに用いる青領域に発光色を有する燐光性化合物を提供することであり、これを用いた発光輝度の高い有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することである。

本発明の上記目的は以下の手段により達成される。

１．下記一般式（２）で表される金属錯体を発光層に含有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。

［式中、Ｎは窒素原子、Ｃは炭素原子を表し、Ｘは炭素原子、窒素原子または酸素原子を表し、Ｍは炭素原子を表し、Ｙは炭素原子を表し、Ｚは炭素原子を表し、ＡはＸ−Ｍ−Ｎと共にイミダゾール環またはオキサゾール環を形成するのに必要な原子群を表し、ＢはＣ−Ｙ−Ｚと共にベンゼン環を形成するのに必要な原子群を表し、Ｒ₁およびＲ₂はメチル基、エチル基、イソプロピル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、メトキシ基、アミノ基、水酸基、塩素原子、臭素原子、トリフルオロメチル基、トリクロルメチル基、メルカプト基、シアノ基または水素原子を表す。又、Ｒ₁とＲ₂の少なくとも一方はメチル基、エチル基、イソプロピル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、メトキシ基、アミノ基、水酸基、塩素原子、臭素原子、トリフルオロメチル基、トリクロルメチル基、メルカプト基、シアノ基を表し、Ｒ₁とＲ₂の立体パラメータＥｓ値の総和は−０．６以下である。Ｍｅはイリジウム、プラチナまたはオスミウムを表す。ｎは１、２、３又は４を表し、ｍは、Ｍｅがイリジウムの時３−ｎを、プラチナの時４−ｎ又は２−ｎを、オスミウムの時２−ｎを表す。Ｗ₁は酸素原子、窒素原子または硫黄原子を表し、Ｗ₂は酸素原子、窒素原子または硫黄原子を表し、Ｌ₁は窒素原子または炭素原子を表し、Ｌ₂は炭素原子、窒素原子または酸素原子を表し、ｌは１または２を表す。なお、Ｗ₁とＬ₁、Ｌ₁とＬ₂、Ｌ₂とＬ₂（ｌが２の時）、Ｌ₂とＷ₂の結合は単結合でも二重結合でもよい。］
２．前記一般式（２）に於けるＸが炭素原子または窒素原子を表し、ＡがＸ−Ｍ−Ｎと共にイミダゾール環を形成するのに必要な原子群を表すことを特徴とする１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
３．前記一般式（２）で表される金属錯体が、下記一般式（２−１）で表されることを特徴とする１または２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。

［式中、Ｎは窒素原子を表し、Ｍｅはイリジウム、プラチナまたはオスミウムを表す。ｎは１、２、３又は４を表し、ｍは、Ｍｅがイリジウムの時３−ｎを、プラチナの時４−ｎ又は２−ｎを、オスミウムの時２−ｎを表す。Ｗ_１は酸素原子、窒素原子または硫黄原子を表し、Ｗ_２は酸素原子、窒素原子または硫黄原子を表し、Ｌ_１は窒素原子または炭素原子を表し、Ｌ_２は炭素原子、窒素原子または酸素原子をあらわし、ｌは１または２を表す。なお、Ｗ_１とＬ_１、Ｌ_１とＬ_２、Ｌ_２とＬ_２（ｌが２の時）、Ｌ_２とＷ_２の結合は単結合でも二重結合でもよい。ここにおいて、Ｒ_１およびＲ_２はメチル基、エチル基、イソプロピル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、メトキシ基、アミノ基、水酸基、塩素原子、臭素原子、トリフルオロメチル基、トリクロルメチル基、メルカプト基、シアノ基または水素原子を表すが、Ｒ_１とＲ_２の少なくとも一方はメチル基、エチル基、イソプロピル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、メトキシ基、アミノ基、水酸基、塩素原子、臭素原子、トリフルオロメチル基、トリクロルメチル基、メルカプト基、シアノ基を表し、Ｒ_１とＲ_２の立体パラメータＥｓ値の総和が−０．６以下である。］
なお、本発明と同様の発明である以下の態様も好ましい。

Ａ．下記一般式（１）で表され、Ｎ−Ｍ−Ｙ−Ｚの２面角（即ち２つの環のねじれ角）が９度以上９０度未満である金属錯体を発光層に含有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。

［式中、Ｎは窒素原子、Ｃは炭素原子を表し、Ｘは炭素原子、窒素原子または酸素原子を表し、Ｍは炭素原子または窒素原子を表し、Ｙは炭素原子または窒素原子を表し、Ｚは炭素原子または窒素原子を表し、ＡはＸ−Ｍ−Ｎと共に５〜６員の複素環を形成するのに必要な原子群を表し、ＢはＣ−Ｙ−Ｚと共に５〜６員の炭化水素環または複素環を形成するのに必要な原子群を表す。また、２つの環はそれぞれ独立に置換基を有していても良く、隣接する置換基同士でさらに縮合環を形成してもよい。Ｍｅはイリジウム、プラチナまたはオスミウムを表す。ｎは１、２、３又は４を表し、ｍは、Ｍｅがイリジウムの時３−ｎを、プラチナの時４−ｎ又は２−ｎを、オスミウムの時２−ｎを表す。Ｗ₁は酸素原子、窒素原子または硫黄原子を表し、Ｗ₂は酸素原子、窒素原子または硫黄原子を表し、Ｌ₁は窒素原子または炭素原子を表し、Ｌ₂は窒素原子または酸素原子を表し、ｌは１または２を表す。なお、Ｗ₁とＬ₁、Ｌ₁とＬ₂、Ｌ₂とＬ₂（ｌが２の時）、Ｌ₂とＷ₂の結合は単結合でも二重結合でもよい。］
Ｂ．下記一般式（３）で表される金属錯体を発光層に含有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。

［式中、Ｎは窒素原子、Ｃは炭素原子を表し、Ｘは炭素原子、窒素原子又は酸素原子を表し、Ｍは炭素原子または窒素原子を表し、Ｙは炭素原子または窒素原子を表し、Ｚは炭素原子または窒素原子を表し、Ｔは炭素原子または窒素原子を表し、ＡはＸ−Ｍ−Ｎと共に５〜６員の複素環を形成するのに必要な原子群を表し、Ｂ₂はＣ−Ｙ−Ｚ−Ｔと共に５〜６員の炭化水素環または複素環を形成するのに必要な原子群を表し、Ｂ₃はＺ−Ｔと共に５〜６員の炭化水素環または複素環を形成するのに必要な原子群を表す。Ｍｅはイリジウム、プラチナまたはオスミウムを表す。ｎは１、２、３又は４を表し、ｍは、Ｍｅがイリジウムの時３−ｎを、プラチナの時４−ｎ又は２−ｎを、オスミウムの時２−ｎを表す。Ｗ₁は酸素原子、窒素原子または硫黄原子を表し、Ｗ₂は酸素原子、窒素原子または硫黄原子を表し、Ｌ₁は窒素原子または炭素原子を表し、Ｌ₂は窒素原子または酸素原子を表し、ｌは１または２を表す。なお、Ｗ₁とＬ₁、Ｌ₁とＬ₂、Ｌ₂とＬ₂（ｌが２の時）、Ｌ₂とＷ₂の結合は単結合でも二重結合でもよい。］
Ｃ．下記一般式（４）で表される金属錯体を発光層に含有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。

［式中、Ｎは窒素原子、Ｃは炭素原子を表し、Ｘは炭素原子、窒素原子、酸素原子または硫黄原子を表し、Ｍは炭素原子または窒素原子を表し、Ｙは炭素原子または窒素原子を表し、Ｚは炭素原子または窒素原子を表し、ＡはＸ−Ｍ−Ｎと共に５〜６員の芳香族複素環を形成するのに必要な原子群を表し、ＢはＣ−Ｙ−Ｚと共に５〜６員の芳香族炭化水素環または芳香族複素環を形成するのに必要な原子群を表す。ただし、Ｘ−Ｍ−ＮとＡで形成される芳香族複素環およびＣ−Ｙ−ＺとＢで形成される芳香族炭化水素環または芳香族複素環は少なくとも１つの置換基で置換されており、かつ、該置換基のσｐ値の総和は０．１５以上２以下である。ＥＷＧ１およびＥＷＧ２はそれぞれ独立にハメットに置換基定数σｐ値が０以上の電子吸引性基を表し、σｐ値の総和は０．１５以上２以下である。Ｓ１は０〜３の整数を表し、Ｓ２は０〜３の整数を表す。ただしＳ１とＳ２の和は１以上５以下である。Ｍｅはイリジウム、プラチナまたはオスミウムを表す。ｎは１、２、３又は４を表し、ｍは、Ｍｅがイリジウムの時３−ｎを、プラチナの時４−ｎ又は２−ｎを、オスミウムの時２−ｎを表す。Ｗ₁は酸素原子、窒素原子または硫黄原子を表し、Ｗ₂は酸素原子、窒素原子または硫黄原子を表し、Ｌ₁は窒素原子または炭素原子を表し、Ｌ₂は窒素原子または酸素原子を表し、ｌは１または２を表す。なお、Ｗ₁とＬ₁、Ｌ₁とＬ₂、Ｌ₂とＬ₂（ｌが２の時）、Ｌ₂とＷ₂の結合は単結合でも二重結合でもよい。］
Ｄ．下記一般式（４）において、Ｎ−Ｍ−Ｙ−Ｚの２面角（即ち２つの環のねじれ角）が９度以上９０度未満であることを特徴とする前記４に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。

Ｅ．下記一般式（５）で表される金属錯体を発光層に含有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。

［式中、Ｎは窒素原子、Ｘは炭素原子、窒素原子、酸素原子または硫黄原子を表し、Ｍは炭素原子または窒素原子を表し、ＡはＸ−Ｍ−Ｎと共に５〜６員の芳香族複素環を形成するのに必要な原子群を表し、Ｒ₆₁は立体パラメータＥｓ値が−０．６以下の置換基を表し、Ｒ₆₂、Ｒ₆₃及びＲ₆₄は水素原子または置換基を表す。また、Ｘ−Ｍ−ＮとＡとで形成される芳香族複素環は置換基を有していても良く、隣接する置換基同士で縮合環を形成してもよい。Ｍｅはイリジウム、プラチナまたはオスミウムを表す。ｎは１、２、３又は４を表し、ｍは、Ｍｅがイリジウムの時３−ｎを、プラチナの時４−ｎ又は２−ｎを、オスミウムの時２−ｎを表す。Ｗ₁は酸素原子、窒素原子または硫黄原子を表し、Ｗ₂は酸素原子、窒素原子または硫黄原子を表し、Ｌ₁は窒素原子または炭素原子を表し、Ｌ₂は窒素原子または酸素原子を表し、ｌは１または２を表す。なお、Ｗ₁とＬ₁、Ｌ₁とＬ₂、Ｌ₂とＬ₂（ｌが２の時）、Ｌ₂とＷ₂の結合は単結合でも二重結合でもよい。］
Ｆ．下記一般式（６）で表される金属錯体を発光層に含有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。

［式中、Ｒ₇₁、Ｒ₇₅は水素原子または置換基を表し、Ｒ₇₁とＲ₇₅の少なくとも一方は置換基を表す。またＲ₇₁とＲ₇₅の立体パラメータＥｓ値の総和は−０．６以下である。Ｒ₇₂、Ｒ₇₃、Ｒ₇₄、Ｒ₇₆、Ｒ₇₇及びＲ₇₈は水素原子または置換基を表す。また、隣接する置換基同士は互いに結合して縮合環を形成してもよい。Ｍｅはイリジウム、プラチナまたはオスミウムを表す。ｎは１、２、３又は４を表し、ｍは、Ｍｅがイリジウムの時３−ｎを、プラチナの時４−ｎ又は２−ｎを、オスミウムの時２−ｎを表す。Ｗ₁は酸素原子、窒素原子または硫黄原子を表し、Ｗ₂は酸素原子、窒素原子または硫黄原子を表し、Ｌ₁は窒素原子または炭素原子を表し、Ｌ₂は窒素原子または酸素原子を表し、ｌは１または２を表す。なお、Ｗ₁とＬ₁、Ｌ₁とＬ₂、Ｌ₂とＬ₂（ｌが２の時）、Ｌ₂とＷ₂の結合は単結合でも二重結合でもよい。］
Ｇ．下記一般式（７）で表される金属錯体を発光層に含有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。

［式中、Ａｒは芳香族基を表し、Ｒ₈₁〜Ｒ₈₇は水素原子または置換基を表す。また、隣接する置換基同士は互いに結合して縮合環を形成してもよい。Ｍｅはイリジウムまたはプラチナまたはオスミウムを表す。ｎは１、２、３又は４を表し、ｍは、Ｍｅがイリジウムの時３−ｎを、プラチナの時４−ｎ又は２−ｎを、オスミウムの時２−ｎを表す。Ｗ₁は酸素原子、窒素原子または硫黄原子を表し、Ｗ₂は酸素原子、窒素原子または硫黄原子を表し、Ｌ₁は窒素原子または炭素原子を表し、Ｌ₂は窒素原子または酸素原子を表し、ｌは１または２を表す。なお、Ｗ₁とＬ₁、Ｌ₁とＬ₂、Ｌ₂とＬ₂（ｌが２の時）、Ｌ₂とＷ₂の結合は単結合でも二重結合でもよい。］
Ｈ．下記一般式（８）で表される金属錯体を発光層に含有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。

［式中、Ｎは窒素原子、Ｘは炭素原子、窒素原子、酸素原子または硫黄原子を表し、Ｍは炭素原子または窒素原子を表し、ＡはＸ−Ｍ−Ｎと共に５〜６員の芳香族複素環を形成するのに必要な原子群を表し、Ｒ₉₁〜Ｒ₉₄は水素原子または置換基を表す。ただし、Ｒ₉₁〜Ｒ₉₄のそれぞれの置換基のσｐ値の総和は０．１５以上２以下である。また、Ｘ−Ｍ−ＮとＡとで形成される芳香族複素環は置換基を有していても良く、隣接する置換基同士で縮合環を形成してもよい。Ｍｅはイリジウム、プラチナまたはオスミウムを表す。ｎは１、２、３又は４を表し、ｍは、Ｍｅがイリジウムの時３−ｎを、プラチナの時４−ｎ又は２−ｎを、オスミウムの時２−ｎを表す。Ｗ₁は酸素原子、窒素原子または硫黄原子を表し、Ｗ₂は酸素原子、窒素原子または硫黄原子を表し、Ｌ₁は窒素原子または炭素原子を表し、Ｌ₂は窒素原子または酸素原子を表し、ｌは１または２を表す。なお、Ｗ₁とＬ₁、Ｌ₁とＬ₂、Ｌ₂とＬ₂（ｌが２の時）、Ｌ₂とＷ₂の結合は単結合でも二重結合でもよい。］
Ｉ．下記一般式（９）で表される金属錯体を発光層に含有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。

［式中、Ｒ₁₀₁〜Ｒ₁₀₆は水素原子または置換基を表し、Ｂ₁₀は２つの炭素原子と共に５〜６員の環を形成するのに必要な原子群を表す。また、隣接する置換基同士は互いに結合して縮合環を形成してもよい。Ｍｅはイリジウム、プラチナまたはオスミウムを表す。ｎは１、２、３又は４を表し、ｍは、Ｍｅがイリジウムの時３−ｎを、プラチナの時４−ｎ又は２−ｎを、オスミウムの時２−ｎを表す。Ｗ₁は酸素原子、窒素原子または硫黄原子を表し、Ｗ₂は酸素原子、窒素原子または硫黄原子を表し、Ｌ₁は窒素原子または炭素原子を表し、Ｌ₂は窒素原子または酸素原子を表し、ｌは１または２を表す。なお、Ｗ₁とＬ₁、Ｌ₁とＬ₂、Ｌ₂とＬ₂（ｌが２の時）、Ｌ₂とＷ₂の結合は単結合でも二重結合でもよい。］
Ｊ．下記一般式（７）のＡｒで表される芳香族基が、ハメットの置換基定数σｐ値が０．０２以上２以下の電子吸引性基で置換された芳香族炭化水素環基であることを特徴とする前記Ｇに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。

Ｋ．下記一般式（７）のＡｒで表される芳香族基が、ハメットの置換基定数σｐ値が０．０２以上２以下の電子吸引性基で置換された芳香族炭化水素環基であり、かつＲ₈₂で表される置換基がハメットの置換規定数σｐ値が０．０２以上２以下の電子吸引性基であることを特徴とする前記Ｇに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。

Ｌ．下記一般式（９）のＲ₁₀₁〜Ｒ₁₀₆で表される置換基の少なくとも１つが、ハメットの置換規定数σｐ値が０．０２以上２以下の電子吸引性基であることを特徴とする前記Ｉに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。

燐光性化合物をドーパントとして用い、青から青緑領域の優れた色調を有する発光輝度の高い有機エレクトロルミネッセンス素子を得ることが出来た。

以下に、本発明を詳細に説明する。

本発明者等は、鋭意検討の結果、前記の一般式（２）で表される金属錯体化合物が、発光極大波長で、従来より短波の青の領域迄の発光を示す燐光性化合物である事を見いだし、これをドーパントして、ホスト蛍光性化合物と共に用い有機発光層を構成することで、青領域に優れた発光色を有する有機エレクトロルミネッセンス素子（ＥＬ素子）が得られることを見いだした。

即ち、本発明の金属錯体化合物はドーパントとして用いたとき、発光色は分光放射輝度計ＣＳ−１０００（ミノルタ製）等の測定器で測定し、座標をＣＩＥ色度座標（「新編色色彩科学ハンドブック」１０８頁の図４．１６（日本色彩学会編、東京大学出版会、１９８５））に当てはめたとき、Ｂｌｕｅ、Ｇｒｅｅｎｉｓｈ Ｂｌｕｅ（緑青）、Ｂｌｕｅ Ｇｒｅｅｎ（青緑）又はＢｌｕｉｓｈ Ｇｒｅｅｎの領域に発光色を有する。

これにより、フルカラー表示のために必要な発光色が得られる。

前述のように、従来から２−フェニルピリジン誘導体を配位子として有する等のイリジウム錯体系など重金属錯体が代表的であり、緑から青緑色の領域にかかる発光を示すことが知られている。しかしながら、原色としての、更に短波な青色発光を得るために、更に短波な発光を有する燐光性化合物を鋭意検討の結果、以下に示す手段によって、これらの２−フェニルピリジン誘導体、或いは同様に２つのアリール或いはヘテロアリール環が直接結合した構造の配位子を有する重金属錯体の燐光発光が短波化し、Ｂｌｕｅ〜Ｂｌｕｉｓｈ Ｇｒｅｅｎという従来より短波な領域で発光しうることを見いだした。
１）２−フェニルピリジン配位子のような２つのアリール或いはヘテロアリール環の環平面のねじれ角（２面角）を大きくする。
２）２つの環の直接結合部位の互いにオルソ位の少なくとも１つに嵩高い基を導入し２つの環平面のねじれ角（２面角）を大きくする。
３）更に、２つのアリール或いはヘテロアリール環上の置換基、或いは該環の置換基に置換する基を電子吸引性の基とする。

以上の方法により、前記２−フェニルピリジン等の２つの環を有する配位子が配位する重金属錯体の燐光発光の波長をより短波に青領域までシフトさせることができた。

本発明に用いられる重金属錯体は、一般式（２）で表される。

以下に本発明に係る一般式（２）で表される化合物を説明するが、先ず、一般式（１）で表される化合物について説明する。

即ち、前記一般式（１）においては、ＡがＸ−Ｍ−Ｎと共に形成する環とＢがＣ−Ｙ−Ｚと形成する環の環平面が互いにねじれ角をもって結合していることが必要である。即ち、一般式（１）におけるＮ−Ｍ−Ｙ−Ｚの２面角（即ち２つの環のねじれ角）が９度以上９０度未満である金属錯体をが、前記のような従来よりもやや短波な青の色度領域に燐光発光を示す材料であり、ドーパントとして用いたときに青の領域に高効率の発光を示す有機エレクトロルミネッセンス素子となる。

前記一般式（１）において、Ｎは窒素原子、Ｃは炭素原子を表し、Ｘは炭素原子、窒素原子または酸素原子を表し、Ｍは炭素原子または窒素原子を表し、Ｙは炭素原子または窒素原子を表し、Ｚは炭素原子または窒素原子を表し、ＡはＸ−Ｍ−Ｎと共に５〜６員の複素環を形成するのに必要な原子群を表し、ＢはＣ−Ｙ−Ｚと共に５〜６員の炭化水素環または複素環を形成するのに必要な原子群を表す。また、２つの環はそれぞれ独立に置換基を有していても良く、隣接する置換基同士でさらに縮合環を形成してもよい。Ｍｅはイリジウム、プラチナまたはオスミウムを表し、Ｗ₁は酸素原子、窒素原子または硫黄原子を表す。ｎは１、２、３又は４を表し、ｍは、Ｍｅがイリジウムの時３−ｎを、プラチナの時４−ｎ又は２−ｎを、オスミウムの時２−ｎを表す。Ｗ₂は酸素原子、窒素原子または硫黄原子を表し、Ｌ₁は窒素原子または炭素原子を表し、Ｌ₂は窒素原子または酸素原子をあらわし、ｌは１または２を表す。なお、Ｗ₁とＬ₁、Ｌ₁とＬ₂、Ｌ₂とＬ₂（ｌが２の時）、Ｌ₂とＷ₂の結合は単結合でも二重結合でもよい。

ＡがＸ−Ｍ−Ｎと共に形成する５〜６員の複素環とは、ピリジン、ピラジン、ピリミジン、キノリン、イソキノリン、オキサゾール、ピラゾール、ベンゾオキサゾール等のヘテロアリール環を表す。

又、ＢがＣ−Ｙ−Ｚと共に形成するやはり５〜６員の炭化水素環又は複素環としては、炭化水素環としてはベンゼン環、ナフタレン環等であり、複素環としては、前記のＡがＸ−Ｍ−Ｎと共に形成する５〜６員の複素環として挙げた物が含まれる。但し、該複素環の前記ＡがＸ−Ｍ−Ｎと共に形成する５〜６員の複素環と直接結合する位置のオルト位が炭素原子であり、該炭素原子において、該ＢがＣ−Ｙ−Ｚと共に形成する５〜６員の複素環は重金属原子と結合している。

Ｍｅとしては、これらの中でも特にイリジウムが好ましい。

一般式（１）の２つの環のねじれ角θとは、即ちＮ−Ｍ−Ｙ−Ｚの２面角であり、分子力学計算によって求めた値をいう。具体的には、米国Ａｃｃｅｌｒｙｓ社製分子設計支援ソフトウエアのＣｅｒｉｕｓ２の分子力学計算（使用モジュールはＯＦＦ Ｍｉｎｉｍｉｚｅｒ）で錯体の構造を描画し、構造最適化を行うことにより求めたものである。この時、錯体の電荷は、Ｃｈａｒｇｅ−Ｅｑｕｉｌｉｂｒａｔｉｏｎ法により計算し、力場には、ユニバーサルフォースフィールドを使用する。

例えば、上記の構造の場合、２つの環のねじれ角θ（二面角）とは、フェニルピリジンとイリジウムの錯体Ａ及びＢについて示すと、以下に示す様な、例えば、θ₁、θ₂を指す。

この例のように二面角が複数ある場合、錯体の対称性によっては、θ₁、θ₂で必ずしも同じ値が求まるとは限らないが、その場合、θ₁、θ₂の平均値をθの値とする。

θは９度以上９０度未満であるが、好ましいのは９度以上４５度未満である。

例えば、この様なフェニルピリジン誘導体を配位子として有するイリジウム錯体を選択することで、イリジウムに結合したフェニル環とやはり環の２位でイリジウムに配位したピリジン環のそれぞれの環平面の間にねじれ角θ₁、θ₂（即ち二面角）が生じ、これがバンドギャップを広げ燐光発光の波長を短波側にシフトさせる。

幾つかのフェニルピリジン誘導体が配位した前記２つのタイプのイリジウム錯体（Ａ、Ｂ）について、上記分子計算によって得た、該ねじれ角θ₁、θ₂を、表１に示す。

この様なねじれ角を有するビアリール誘導体を得るには、上記フェニルピリジン誘導体の場合を例にとると、フェニル環とピリジン環の互いの結合位置からみてオルト位に嵩高い立体障害ある置換基を導入するのがよい。

従って、本発明を別の見方でみると、前記一般式（２）における様に、置換基Ｒ₁及びＲ₂の立体パラメータＥｓの総和が−０．６以下である様に選ぶ必要がある。この様な置換基を選択することによりビアリール環の、例えば、上記におけるフェニル環とピリジン環の各環平面が立体障害のためねじれを生じ、それぞれの環平面間にねじれ（二面角）が生ずることとなる。

前記一般式（２）で表される化合物は、このような嵩高い基をビアリール配位子の二つのアリール環の、それぞれが結合した位置に対しオルソ位の少なくとも１つに有していることが特徴である。一般式（２）において、Ｎは窒素原子、Ｃは炭素原子を表し、Ｘは炭素原子、窒素原子、酸素原子または硫黄原子を表し、（ただし、Ｘが酸素原子及び硫黄原子の場合にはＲ₁は存在しない）Ｍは炭素原子または窒素原子を表し、Ｙは炭素原子または窒素原子を表し、Ｚは炭素原子または窒素原子を表し、ＡはＸ−Ｍ−Ｎと共に５〜６員の複素環を形成するのに必要な原子群を表し、ＢはＣ−Ｙ−Ｚと共に５〜６員の炭化水素環または複素環を形成するのに必要な原子群を表し、である。Ｍｅはイリジウム、プラチナまたはオスミウムを表す。ｎは１、２、３又は４を表し、ｍは、Ｍｅがイリジウムの時３−ｎを、プラチナの時４−ｎ又は２−ｎを、オスミウムの時２−ｎを表す。Ｗ₁は酸素原子、窒素原子または硫黄原子を表し、Ｗ₂は酸素原子、窒素原子または硫黄原子を表し、Ｌ₁は窒素原子または炭素原子を表し、Ｌ₂は窒素原子または酸素原子をあらわし、ｌは１または２を表す。なお、Ｗ₁とＬ₁、Ｌ₁とＬ₂、Ｌ₂とＬ₂（ｌが２の時）、Ｌ₂とＷ₂の結合は単結合でも二重結合でもよい。ここにおいて、Ｒ₁およびＲ₂は置換基または水素原子を表すが、Ｒ₁とＲ₂の少なくとも一方は置換基を表し、Ｒ₁とＲ₂の立体パラメータＥｓ値の総和が−０．６以下となるように選ばれる。それにより２つの環平面間にねじれを生じねじれ角θを生ずることとなる。

また、前記一般式（２）で表される化合物は、Ｘが窒素原子を表し、Ｍが炭素原子を表し、Ｙが炭素原子を表し、Ｚが炭素原子を表し、ＡがＸ−Ｍ−Ｎと共に５員の複素環を形成するのに必要な原子群を表し、ＢがＣ−Ｙ−Ｚと共に６員の炭化水素環を形成するのに必要な原子群を表し、Ｍｅがイリジウム、プラチナまたはオスミウムを表し、ｎが１、２、３又は４を表し、ｍは、Ｍｅがイリジウムの時３−ｎを、プラチナの時４−ｎ又は２−ｎを、オスミウムの時２−ｎを表す。また、Ｗ₁が酸素原子、窒素原子または硫黄原子を表し、Ｗ₂が酸素原子、窒素原子または硫黄原子を表し、Ｌ₁が窒素原子または炭素原子を表し、Ｌ₂が窒素原子または酸素原子をあらわし、ｌが１または２を表す場合が好ましい。なお、Ｗ₁とＬ₁、Ｌ₁とＬ₂、Ｌ₂とＬ₂（ｌが２の時）、Ｌ₂とＷ₂の結合は単結合でも二重結合でもよい。ここにおいて、Ｒ₁およびＲ₂は置換基または水素原子を表すが、Ｒ₁とＲ₂の少なくとも一方は置換基を表し、Ｒ₁とＲ₂の立体パラメータＥｓ値の総和が−０．６以下となるように選ばれる。

ここで、Ｅｓ値とは化学反応性より誘導された立体パラメーターであり、この値が小さければ小さいほど立体的に嵩高い置換基ということができる。

以下、Ｅｓ値について説明する。

一般に、酸性条件下でのエステルの加水分解反応においては、置換基が反応の進行に対して及ぼす影響は立体障害だけと考えてよいことが知られており、この事を利用して置換基の立体障害を数値化したものがＥｓ値である。

置換基ＸのＥｓ値は、次の化学反応式
Ｘ−ＣＨ₂ＣＯＯＲ_X＋Ｈ₂Ｏ→Ｘ−ＣＨ₂ＣＯＯＨ＋Ｒ_XＯＨ
で表わされる、酢酸のメチル基の水素原子１つを置換基Ｘで置換したα位モノ置換酢酸から誘導されるα位モノ置換酢酸エステルを酸性条件下で加水分解する際の反応速度定数ｋ_Xと、次の化学反応式
ＣＨ₃ＣＯＯＲ_Y＋Ｈ₂Ｏ→ＣＨ₃ＣＯＯＨ＋Ｒ_YＯＨ
（Ｒ_XはＲ_Yと同じである）
で表わされる、上記のα位モノ置換酢酸エステルに対応する酢酸エステルを酸性条件下で加水分解する際の反応速度定数ｋ_Hから次の式で求められる。

Ｅｓ＝ｌｏｇ（ｋ_X／ｋ_H）
置換基Ｘの立体障害により反応速度は低下し、その結果ｋ_X＜ｋ_Hとなるので、Ｅｓ値は通常負となる。

実際にＥｓ値を求める場合には、上記の二つの反応速度定数ｋ_Xとｋ_Hを求め、上記の式により算出する。

Ｅｓ値の具体的な例は、Ｕｎｇｅｒ，Ｓ．Ｈ．，Ｈａｎｓｃｈ，Ｃ．，Ｐｒｏｇ．Ｐｈｙｓ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．，１２，９１（１９７６）に詳しく記載されている。また、『薬物の構造活性相関』（化学の領域増刊１２２号、南江堂）、「Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ Ｐｒｏｆｅｓｓｉｏｎａｌ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｂｏｏｋ，’Ｅｘｐｌｏｒｉｎｇ ＱＳＡＲ’ ｐ．８１ Ｔａｂｌｅ ３−３」にも、その具体的な数値の記載がある。次にその一部を表２に示す。

ここで、注意するのは、本明細書で定義するところのＥｓ値は、メチル基のそれを０として定義したのではなく、水素原子を０としたものであり、メチル基を０としたＥｓ値から１．２４を差し引いたものである。

本発明においてＥｓ値は、−０．６以下である。好ましくは、−７．０以上−０．６以下である。最も好ましくは、−７．０以上−１．０以下である。

従って、一般式（３）で示されるような、ＡがＮ−Ｍ−Ｘとで形成する環が結合する位置の隣接位置で、もう一つの環が更に縮合環を形成している場合にも同様の効果を得ることができる。例えばこれらの例として化合物例１３，１４，１６が挙げられる。

又、前記の例えばフェニルピリジンのようなビアリール配位子の２つの環を電子吸引性の基で置換することによって、これらのイリジウム錯体の燐光発光波長を短波化することが出来る。これを一般式で示すと前記一般式（４）で表されるが、一般式（４）において、２つの環それぞれに置換する電子吸引性基、ＥＷＧ１及びＥＷＧ２のσｐ値の総計は０．１５以上、２以下が選ばれる。

置換基のσｐ値が０以上の電子吸引性基の代表例としては、シアノ基、ニトロ基、ハロゲン原子（フッ素原子、塩素原子、臭素原子）、ホルミル基、ペンタフルオロフェニル基、カルバモイル基（例えば、カルバモイル、モルホリノカルバモイル、Ｎ−メチルカルバモイル等の各基）、トリフルオロメチル基、トリクロロメチル基、アルコキシカルボニル基（例えば、メトキシカルボニル、エトキシカルボニル等の各基）、スルファモイル基（例えば、スルファモイル、モルフォリノスルホニル、Ｎ，Ｎ−ジメチルスルファモイル等の各基）、アシル基（例えば、アセチル、ベンゾイル等の各基）、スルホニル基（例えば、メタンスルホニル、エタンスルホニル、ベンゼンスルホニル、トルエンスルホニル等の各基）等が挙げられる。

σｐ値は、Ｈａｍｍｅｔｔ等によって安息香酸エステルの加水分解に及ぼす置換基の電子的効果から求められた置換基定数であり、ジャーナル・オブ・オーガニック・ケミストリー２３巻、４２０−４２７（１９５８）、実験化学講座１４巻（丸善出版社）、フィジカル・オーガニック・ケミストリー（ＭｃＧｒａｗ Ｈｉｌｌ Ｂｏｏｋ社：１９４０），ドラックデザインVII巻（Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｒｅｅｓ Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ：１９７６）、薬物の構造活性相関（南江堂：１９７９）等に詳しく記載されている。

更に好ましい金属錯体は一般式（４）で表される錯体の中、Ｎ−Ｍ−Ｙ−Ｚの２面角が９度以上９０度未満であるものである。即ち、金属錯体を形成するビアリール型の配位子が、少なくとも１つの置換基で置換されており、かつ、該置換基のσｐ値の総和が０．１５以上２以下であり、なおかつ、一般式（４）においてＮ−Ｍ−Ｙ−Ｚの２面角が９度以上９０度未満であるものである。更に好ましくは一般式（４）においてＮ−Ｍ−Ｙ−Ｚの２面角が９度以上４５度未満のものであり、これにより電子吸引性基を有し、且つ、ビアリールを構成するそれぞれの環平面がねじれた構造となっているという２重の効果があり、燐光発光を短波化する上で好ましい。

一般式（５）で表される金属錯体は、ビアリール配位子を構成する２つの環のうち一方がフェニル基であるものであり、一般式（２）のより好ましい構造を示す。即ち、一般式（５）においては、該フェニル基中の他の（ヘテロ）アリール環が結合する位置の隣接位に置換基Ｒ₆₁を有しており、該置換基は前記立体パラメータＥｓ値が−０．６以下であることが好ましい。

更に好ましい金属錯体は一般式（６）で表される。
一般式（６）は配位子として２−フェニルピリジンを有する。該フェニルピリジン配位子上の置換基特にＲ₇₁及びＲ₇₅は水素或いは置換基を表すが、Ｒ₇₁及びＲ₇₅の少なくとも一方は置換基であり、又、Ｒ₇₁及びＲ₇₅のそれぞれの立体パラメータの総和は−０．６以下である。Ｒ₇₁及びＲ₇₅のいずれか或いは両方にＥｓ値小さい基を導入することでフェニル、ピリジン骨格のそれぞれの環平面同士にねじれを生じる。

一般式（７）について、説明する。一般式（７）においてはフェニル基のピリジル基との結合位に対してオルト位に嵩高い基としてアリール基が置換されているものである。例えばフェニル基を例にとると、前記Ｅｓ値で−１．０１であり立体パラメータが小さく効果が大きい。

一般式（８）は、一方の環構造がフェニル基であるビアリール配位子が配位した金属錯体であるが、この様に一方がフェニル環である場合、置換基の選択が比較的自由であり、例えば、Ｒ₉₁〜Ｒ₉₄のフェニル置換基が、それぞれの置換基のσｐ値の総和を０．１５以上２．０以下というように選択できる点好ましい。

一般式（９）は、２−フェニルピリジンのフェニル部分が、ピリジル基が結合する部位の隣接位を含む縮合環を形成していることが特徴である。縮合環の形成も、２つの環が同一平面となる構造をとるのを立体的に妨げるので、上記一般式（３），（５）及び（７）におけると同様の効果をもたらし好ましい。

以下に、本発明に係わる前記一般式（２）、並びに上記一般式（１）、（３）〜（９）で表される金属錯体の具体例を示すが、本発明はこれらのみに限定されるものではない。

以下にこれら金属錯体化合物の代表的合成例を示すが、これらに限定されるものではない。

合成例（化合物２７）
Ｃｈｅｍ．Ｃｏｍｍｕｎ．，１９９８，２４３９の記載の処方に従い、中間体１を合成した。

更に、中間体１を用いて、Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，２００１，１２３，４３０４に記載の、イリジウム錯体の処方を参考にして、化合物２７を合成した。中間体１からの収率は４５％だった。なお、化合物は、１Ｈ−ＮＭＲおよび元素分析により同定した。

Ａｎａｌ．Ｆｏｕｎｄ Ｃ，６２．４５；Ｈ，４．０８；Ｎ，３．９１
Ｃａｌｃｄ Ｃ，６２．３０；Ｈ，４．１６；Ｎ，３．７３

合成例（化合物１３）
Ｊ．Ｈｅｔｅｒｏｃｙｃｌ．Ｃｈｅｍ．，１９９２，２９，１６７３に記載の処方に従い、２−（１−ｎａｐｈｔｈｙｌ）ｐｙｒｉｄｉｎｅを合成し、更に、上記化合物２７と同様の処方を用いて、化合物１３を合成した。２−（１−ｎａｐｈｔｈｙｌ）ｐｙｒｉｄｉｎｅからの収率は５８％だった。なお、化合物は、１Ｈ−ＮＭＲおよび元素分析により同定した。

Ａｎａｌ．Ｆｏｕｎｄ Ｃ，６０．１２；Ｈ，３．９９；Ｎ，３．８７
Ｃａｌｃｄ Ｃ，６０．０７；Ｈ，３．８９；Ｎ，４．００
これらの、例えば、３５０ｎｍから４４０ｎｍ、更に好ましくは３９０ｎｍ〜４１０ｎｍの範囲に蛍光極大波長を有する蛍光性化合物をホスト化合物として用い、本発明に係わる前記青〜青紫の領域に燐光をもったイリジウム金属錯体を用いる事で緑領域に電界発光する有機ＥＬ素子を得ることが出来る。

本発明において、蛍光性化合物は光励起により２個の電子スピンが反平行の状態である励起一重項からの発光が観測される化合物のことであり、燐光性化合物は光励起により２個の電子スピンが平行の状態である励起三重項からの発光が観測される化合物である。ここで、本発明に記載の燐光性化合物では、前記蛍光性化合物の励起一重項状態、または、励起三重項状態からのエネルギー移動により、室温（１５〜３０℃）において励起三重項状態が形成されると考えられる。

本発明において、蛍光性化合物の蛍光極大波長は、蛍光性化合物をガラス基板上に１００ｎｍ蒸着したときの蒸着膜の蛍光スペクトルを測定した時の極大値である。

従って、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子においては、発光層は、好ましくは、蛍光性化合物と燐光性化合物の両方を含有するが、前記の金属錯体化合物を燐光性化合物として用いると、フルカラー表示をする際の青の原色として優れた、青〜青緑領域の発光色が認められた。

本発明において、ドーパントとして組み込む前記燐光性化合物の燐光発光極大波長は、ホストの蛍光性化合物の蛍光極大波長に比べより長波であり、これによりドーパントとして組み込んだ燐光性化合物の励起三重項による発光を利用した有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子を得ることができる。したがって、素子を構成した状態において電界発光により得られる発光極大波長は、該ホストとして用いた蛍光性化合物の単独での蛍光極大波長（蛍光性化合物をガラス上に１００ｎｍ蒸着したときの蒸着膜で蛍光スペクトルを測定した時の極大値）よりも長波である。

本発明の燐光性化合物は溶液中の燐光量子収率が、２５℃において０．００１以上である。好ましくは、０．０１以上である。さらに好ましくは、０．１以上である。

以下に、励起三重項状態の量子収率φ_pの測定手段及びその理論について述べる。

励起一重項状態から基底状態へは無輻射遷移と蛍光放出により、それぞれ速度定数、ｋ_sn、ｋ_fで励起エネルギーを失う。この他に、励起三重項状態への遷移が速度定数、ｋ_iscで起き失活する。ここで、励起一重項状態の寿命、τ_sは次式で定義される。

τ_s＝（ｋ_sn＋ｋ_f＋ｋ_isc）^-1
また、蛍光の量子収率、φ_fは次式で定義される。

φ_f＝ ｋ_f・τ_s
励起三重項状態から基底状態へは無輻射遷移と燐光放出によりそれぞれ、速度定数、ｋ_tn、ｋ_pで失活する。また、励起三重項状態の寿命、τ_tは次式で定義される。

τ_t＝（ｋ_tn＋ｋ_p）^-1
τ_tは１０^-6〜１０^-3秒であり、長いものは数秒に及ぶ場合もある。そして、燐光の量子収率、φ_pは励起三重項状態の生成の量子収率、φ_STを用いて次のように定義される。

φ_p＝φ_ST・ｋ_p・τ_t
上記パラメータは、第４版実験化学講座７の分光IIの３９８ページ（１９９２年版、丸善）に記載の方法により測定することが出来る。上記パラメータ中、燐光性化合物の溶液中での燐光量子収率は種々の溶媒を用いて測定できるが、本発明においては溶媒としてテトラヒドロフランを用いて測定を行ったものである。

本発明に係わる前記化合物の燐光発光波長は前述のように従来知られているイリジウム等の金属錯体が示す発光領域に比べて短波であり（ブルーの領域に近い）、該化合物の三重項を利用した発光素子においては、従来よりも蛍光体であるホスト化合物の発光波長を更に短波にする必要がある。即ち広いバンドギャップを有する化合物と組み合わせるのが好ましい。

従来、ホスト化合物として用いる蛍光性化合物の蛍光極大波長は３５０ｎｍから４４０ｎｍであることが好ましく、更に好ましいのは３９０ｎｍ〜４１０ｎｍである。

本発明において、ホスト化合物として有利に用いられる蛍光性化合物の例を以下に示す。これらのなかでもバンドギャップの広いトリアリールアミン、ビフェニル化合物等が本発明に係わる燐光性化合物と共に発光層に用いられるものとして好まい。しかしながらこれらの化合物は発光層に用いられるほか、正孔輸送層に用いることも好ましい。

本発明でいうバンドギャップとは、化合物のイオン化ポテンシャルと電子親和力の差を表し、イオン化ポテンシャル、及び電子親和力は真空準位を基準として決定される。イオン化ポテンシャルは化合物のＨＯＭＯ（最高被占分子軌道）レベルにある電子を真空準位に放出するのに必要なエネルギーで定義され、電子親和力は真空準位にある電子が物質のＬＵＭＯ（最低空分子軌道）レベルに落ちて安定化するエネルギーで定義される。尚、上記イオン化ポテンシャルと電子親和力の差は、化合物の吸収スペクトルの吸収端から換算することが可能であり、本発明では、化合物をガラス上に１００ｎｍ蒸着したときの蒸着膜の吸収スペクトルを測定し、その吸収端の波長Ｙｎｍを以下の換算式を用いてＸ（ｅＶ）に換算して求めることができる。

Ｘ＝１２４０／Ｙ
以下、発光層について説明する。

ここでいう発光層は、広義の意味では、陰極と陽極からなる電極に電流を流した際に発光する層のことを指す。具体的には、陰極と陽極からなる電極に電流を流した際に発光する蛍光性化合物を含有する層のことを指す。通常、エレクトロルミネッセンス素子（ＥＬ素子）は一対の電極の間に発光層を挟持した構造をとる。本発明の有機ＥＬ素子は、必要に応じ発光層の他に、正孔輸送層、電子輸送層、陽極バッファー層および陰極バッファー層等を有し、陰極と陽極で挟持された構造をとる。

具体的には、
（ｉ）陽極／発光層／陰極
（ii）陽極／正孔輸送層／発光層／陰極
（iii）陽極／発光層／電子輸送層／陰極
（iv）陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
（ｖ）陽極／陽極バッファー層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極バッファー層／陰極などで示される構造がある。

上記化合物を用いて発光層を形成する方法としては、例えば蒸着法、スピンコート法、キャスト法、ＬＢ法などの公知の方法により薄膜を形成する方法があるが、特に分子堆積膜であることが好ましい。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又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、この分子堆積膜は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号に記載されているように、樹脂など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のち、これをスピンコート法など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、通常は５ｎｍ〜５μｍの範囲である。

ここで、本発明に記載の燐光性化合物は、具体的には、重金属錯体系化合物であり、好ましくは元素の周期律表でVIII属の金属を中心金属とする錯体系化合物であり、さらに好ましくは、オスミウム、イリジウムまたはプラチナ錯体系化合物である。これらのうち特にイリジウムが好ましい。

これらの燐光性化合物としては、前記のように燐光量子収率が、２５℃において０．００１以上である他、前記ホストとなる蛍光性化合物の蛍光極大波長よりも長い燐光発光極大波長を有するものであり、これにより、例えば、ホストとなる蛍光性化合物の発光極大波長より長波の燐光性化合物をもちいて燐光性化合物の発光、即ち三重項状態を利用した、ホスト化合物の蛍光極大波長よりも長波において電界発光するＥＬ素子を得ることができる。燐光性化合物の濃度は上記ホスト化合物に対して０．０１〜１５モル％が好ましい。より好ましくは、２〜１０％である。

本発明において、ホスト化合物は、ガラス転移温度（Ｔｇ）が高い、熱安定性の高いものが有機エレクトロルミネッセンス素子の材料として好ましい。Ｔｇは１００度以上であることが好ましい。

又、これらの化合物は分子量は６００以上であることが好ましい。この範囲内の分子量であると発光層を真空蒸着法により容易に作製することができ、有機ＥＬ素子の製造が容易になる。さらに、有機ＥＬ素子中における蛍光性化合物の熱安定性もよくなる。

前記蛍光性化合物はホスト化合物として用いられるが、正孔輸送層或いは正孔注入層に用いてもよく優れた効果を発揮する。

次に正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層、電子輸送層等発光層と組み合わせてＥＬ素子を構成するその他の層について説明する。

正孔注入層、正孔輸送層は、陽極より注入された正孔を発光層に伝達する機能を有し、この正孔注入層、正孔輸送層を陽極と発光層の間に介在させることにより、より低い電界で多くの正孔が発光層に注入され、そのうえ、発光層に陰極、電子注入層又は電子輸送層より注入された電子は、発光層と正孔注入層もしくは正孔輸送層の界面に存在する電子の障壁により、発光層内の界面に累積され発光効率が向上するなど発光性能の優れた素子となる。この正孔注入層、正孔輸送層の材料（以下、正孔注入材料、正孔輸送材料という）については、前記の陽極より注入された正孔を発光層に伝達する機能を有する性質をもつものであれば特に制限はなく、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。

上記正孔注入材料、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。この正孔注入材料、正孔輸送材料としては、例えばトリアゾール誘導体，オキサジアゾール誘導体，イミダゾール誘導体，ポリアリールアルカン誘導体，ピラゾリン誘導体及びピラゾロン誘導体，フェニレンジアミン誘導体，アリールアミン誘導体，アミノ置換カルコン誘導体，オキサゾール誘導体，スチリルアントラセン誘導体，フルオレノン誘導体，ヒドラゾン誘導体，スチルベン誘導体，シラザン誘導体，アニリン系共重合体、また、導電性高分子オリゴマー、特にチオフェンオリゴマーなどが挙げられる。正孔注入材料、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及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。

上記芳香族第三級アミン化合物及びスチリルアミン化合物の代表例としては、Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラフェニル−４，４′−ジアミノフェニル；Ｎ，Ｎ′−ジフェニル−Ｎ，Ｎ′−ビス（３−メチルフェニル）−〔１，１′−ビフェニル〕−４，４′−ジアミン（ＴＰＤ）；２，２−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）プロパン；１，１−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）シクロヘキサン；Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラ−ｐ−トリル−４，４′−ジアミノビフェニル；１，１−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）−４−フェニルシクロヘキサン；ビス（４−ジメチルアミノ−２−メチルフェニル）フェニルメタン；ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）フェニルメタン；Ｎ，Ｎ′−ジフェニル−Ｎ，Ｎ′−ジ（４−メトキシフェニル）−４，４′−ジアミノビフェニル；Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラフェニル−４，４′−ジアミノジフェニルエーテル；４，４′−ビス（ジフェニルアミノ）クオードリフェニル；Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリ（ｐ−トリル）アミン；４−（ジ−ｐ−トリルアミノ）−４′−〔４−（ジ−ｐ−トリルアミノ）スチリル〕スチルベン；４−Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ−（２−ジフェニルビニル）ベンゼン；３−メトキシ−４′−Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノスチルベンゼン；Ｎ−フェニルカルバゾール、さらには、前記ホスト化合物としてあげたトリアリールアミン化合物、ビフェニール化合物が特に好ましく、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）なども挙げられる。

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など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。この正孔注入層、正孔輸送層は、上記正孔注入材料、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、ＬＢ法など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。正孔注入層、正孔輸送層の膜厚については特に制限はないが、通常は５ｎｍ〜５μｍ程度である。この正孔注入層、正孔輸送層は、上記材料の一種又は二種以上からなる一層構造であってもよく、同一組成又は異種組成の複数層からなる積層構造であってもよい。

さらに、必要に応じて用いられる電子輸送層は、陰極より注入された電子を発光層に伝達する機能を有していればよく、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及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、及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、発光層の材料として例示し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。

電子輸送層に用いる好ましい化合物としては、以下に挙げるホウ素化合物が挙げられる。これらの化合物は又、前記燐光性化合物のホスト化合物として用いることもできる。

この電子輸送層は、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法などの公知の薄膜形成法により製膜して形成することができる。電子輸送層としての膜厚は、特に制限はないが、通常は５ｎｍ〜５μｍの範囲で選ばれる。この電子輸送層は、これらの電子輸送材料一種又は二種以上からなる一層構造であってもよいし、あるいは、同一組成又は異種組成の複数層からなる積層構造であってもよい。

又、本発明においては、蛍光性化合物は発光層のみに限定することはなく、発光層に隣接した正孔輸送層、または電子輸送層に前記燐光性化合物のホスト化合物となる蛍光性化合物と同じ領域に蛍光極大波長を有する蛍光性化合物を少なくとも１種含有させてもよく、それにより更にＥＬ素子の発光効率を高めることができる。これらの正孔輸送層や電子輸送層に含有される蛍光性化合物としては、発光層に含有されるものと同様に蛍光極大波長が３５０ｎｍから４４０ｎｍ、更に好ましくは３９０ｎｍ〜４１０ｎｍの範囲にある蛍光性化合物が用いられる。

また、別の形態では、ホスト化合物としての蛍光性化合物（Ａ）と燐光性化合物の他に、燐光性化合物からの発光の極大波長よりも長波な領域に、蛍光極大波長を有するもう一つの蛍光性化合物（Ｂ）を少なくとも１種含有する場合もある。この場合、蛍光性化合物（Ａ）と燐光性化合物からのエネルギー移動で、有機ＥＬ素子としての電界発光は蛍光性化合物（Ｂ）からの発光が得られる。蛍光性化合物（Ｂ）として好ましいのは、溶液状態で蛍光量子収率が高いものである。ここで、蛍光量子収率は１０％以上、特に３０％以上が好ましい。具体的には、クマリン系色素，ピラン系色素，シアニン系色素，クロコニウム系色素，スクアリウム系色素，オキソベンツアントラセン系色素，フルオレセイン系色素，ローダミン系色素，ピリリウム系色素，ペリレン系色素，スチルベン系色素，ポリチオフェン系色素、または、希土類錯体系蛍光体などが挙げられる。

ここでの蛍光量子収率も、前記第４版実験化学講座７の分光IIの３６２ページ（１９９２年版、丸善）に記載の方法により測定することが出来、本発明においては、テトラヒドロフラン中で測定する。

本発明の有機ＥＬ素子に好ましく用いられる基盤は、ガラス、プラスチックなどの種類には特に限定はなく、また、透明のものであれば特に制限はない。本発明のエレクトロルミネッセンス素子に好ましく用いられる基盤としては例えばガラス、石英、光透過性プラスチックフィルムを挙げることができる。

光透過性プラスチックフィルムとしては、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンスルフィド、ポリアリレート、ポリイミド、ポリカーボネート（ＰＣ）、セルローストリアセテート（ＴＡＣ）、セルロースアセテートプロピオネート（ＣＡＰ）等からなるフィルム等が挙げられる。

次に、該有機ＥＬ素子を作製する好適な例を説明する。例として、前記の陽極／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ＥＬ素子の作製法について説明する。

まず適当な基板上に、所望の電極用物質、例えば陽極用物質からなる薄膜を、１μｍ以下、好ましくは１０〜２００ｎｍの範囲の膜厚になるように、蒸着やスパッタリングなどの方法により形成させて陽極を作製する。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／電子注入層からなる薄膜を形成させる。

さらに、陽極と発光層または正孔注入層の間、および、陰極と発光層または電子注入層との間にはバッファー層（電極界面層）を存在させてもよい。

バッファー層とは、駆動電圧低下や発光効率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」（第１２３頁〜第１６６頁）に詳細に記載されており、陽極バッファー層と陰極バッファー層とがある。

陽極バッファー層は、特開平９−４５４７９号、同９−２６００６２号、同８−２８８０６９号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。

陰極バッファー層は、特開平６−３２５８７１号、同９−１７５７４号、同１０−７４５８６号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、酸化リチ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０．１〜１００ｎｍの範囲が好ましい。

さらに上記基本構成層の他に必要に応じてその他の機能を有する層を積層してもよく、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）」の第２３７頁等に記載されている正孔阻止（ホールブロック）層などのような機能層を有していても良い。

バッファー層は、陰極バッファー層または陽極バッファー層の少なくとも何れか１つの層内に本発明の化合物の少なくとも１種が存在して、発光層として機能してもよい。

次に有機ＥＬ素子の電極について説明する。有機ＥＬ素子の電極は、陰極と陽極からなる。

この有機ＥＬ素子における陽極としては、仕事関数の大きい（４ｅＶ以上）金属、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが好ましく用いられる。このような電極物質の具体例としてはＡｕなどの金属、ＣｕＩ、インジウムチンオキシド（ＩＴＯ）、ＳｎＯ₂、ＺｎＯなどの導電性透明材料が挙げられる。

上記陽極は、蒸着やスパッタリングなどの方法により、これらの電極物質の薄膜を形成させ、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１０ｎｍ〜１μｍ、好ましくは１０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲で選ばれる。

一方、陰極としては、仕事関数の小さい（４ｅＶ以下）金属（電子注入性金属と称する）、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが用いられる。このような電極物質の具体例としては、ナトリウム、ナトリウム−カリウム合金、マグネシウム、リチウム、マグネシウム／銅混合物、マグネシウム／銀混合物、マグネシウム／アルミニウム混合物、マグネシウム／インジウム混合物、アルミニウム／酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）混合物、インジウム、リチウム／アルミニウム混合物、希土類金属などが挙げられる。これらの中で、電子注入性及び酸化など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などが好適である。上記陰極は、これらの電極物質を蒸着やスパッタリングなどの方法により、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〜１μｍ、好ましくは５０〜２００ｎｍの範囲で選ばれる。なお、発光を透過させるため、有機ＥＬ素子の陽極又は陰極のいずれか一方が、透明又は半透明であれば発光効率が向上するので好都合である。

次に有機ＥＬ素子の作製方法について説明する。

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、蒸着法などがあるが、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などの点から、真空蒸着法が好ましい。薄膜化に、真空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、分子堆積膜の目的とする結晶構造、会合構造などにより異なるが、一般にボート加熱温度５０〜４５０℃、真空度１０^-6〜１０^-3Ｐａ、蒸着速度０．０１〜５０ｎｍ／秒、基板温度−５０〜３００℃、膜厚５ｎｍ〜５μｍの範囲で適宜選ぶことが望ましい。

前記の様に、適当な基板上に、所望の電極用物質、例えば陽極用物質からなる薄膜を、１μｍ以下、好ましくは１０〜２００ｎｍの範囲の膜厚になるように、蒸着やスパッタリングなどの方法により形成させて陽極を作製した後、該陽極上に前記の通り正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層／電子注入層からなる各層薄膜を形成させた後、その上に陰極用物質からなる薄膜を１μｍ以下、好ましくは５０〜２００ｎｍの範囲の膜厚になるように、例えば蒸着やスパッタリングなど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この様に正孔注入層から陰極まで作製するのが好ましいが、作製順序を逆にして、陰極、電子注入層、発光層、正孔注入層、陽極の順に作製することも可能である。このようにして得られた有機ＥＬ素子に、直流電圧を印加する場合には、陽極を＋、陰極を−の極性として電圧５〜４０Ｖ程度を印加すると、発光が観測できる。また、逆の極性で電圧を印加しても電流は流れずに発光は全く生じない。さらに、交流電圧を印加する場合には、陽極が＋、陰極が−の状態になったときのみ発光する。なお、印加する交流の波形は任意でよい。

以下、実施例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明の態様はこれに限定されない。

実施例１
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ｉ−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つのモリブデン製抵抗加熱ボートに、１−５７、３−１、比較化合物１、ＢＣ、Ａｌｑ３をそれぞれ入れ真空蒸着装置に取付けた。

次いで、真空槽を４×１０^-4Ｐａまで減圧した後、１−５７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／ｓｅｃで透明支持基板に膜厚５０ｎｍ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、３−１の入った前記加熱ボートと比較化合物１の入ったボートをそれぞれ独立に通電して３−１と比較化合物１の蒸着速度が１００：７になるように調節し膜厚３０ｎｍの厚さになるように蒸着し発光層を設けた。

ついで、ＢＣ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／ｓｅｃ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／ｓｅｃで膜厚４０ｎｍの電子注入層を設けた。

次に、真空槽をあけ、電子輸送層の上にステンレス鋼製の長方形穴あきマスクを設置し、一方、モリブデン製抵抗加熱ボートにマグネシウム３ｇを入れ、タングステン製の蒸着用バスケットに銀を０．５ｇ入れ、再び真空槽を２×１０^-4Ｐａまで減圧した後、マグネシウム入りのボートに通電して蒸着速度１．５〜２．０ｎｍ／ｓｅｃでマグネシウムを蒸着し、この際、同時に銀のバスケットを加熱し、蒸着速度０．１ｎｍ／ｓｅｃで銀を蒸着し、前記マグネシウムと銀との混合物から成る陰極（２００ｎｍ）とすることにより比較用有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１−１を作製した。図１に有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１−１の構成を示す模式図を示した。

上記有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１−１の比較化合物１を表１に記載の化合物に替えた以外は有機エレクトロルミネッセンス素子ＯＬＥＤ１−１と同様にして、有機エレクトロルミネッセンス素子ＯＬＥＤ１−２〜１４を作製した。

これらの素子を温度２３度、乾燥窒素ガス雰囲気下で１０Ｖ直流電圧印加による連続点灯を行い、点灯開始時の発光輝度（Ｌ）［ｃｄ／ｍ²］、外部取り出し量子効率（η）および輝度の半減する時間（τ）を測定した。また、点灯開始時の色度を測定し、ＣＩＥ色度図上での色名を評価した。

発光輝度［ｃｄ／ｍ²］については、ミノルタ製ＣＳ−１０００を用いて測定した。

尚、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、電流量から電子数は求めた。

発光輝度は有機エレクトロルミネッセンス素子ＯＬＥＤ１−１を１００とした時の相対値で表し、外部取り出し量子効率も有機エレクトロルミネッセンス素子ＯＬＥＤ１−１を１００とした時の相対値で表し、輝度の半減する時間（半減寿命）は有機エレクトロルミネッセンス素子ＯＬＥＤ１−１の輝度が半減する時間を１００とした相対値でそれぞれ表した。色名についてはそれぞれの素子の色度図上での色相を表した。結果を表３に示す。

本発明において望ましい発光色（色名）は次の序列である。
（望ましい）Ｂｌｕｅ＞Ｇｒｅｅｎｉｓｈ Ｂｌｕｅ＞Ｂｌｕｅ Ｇｒｅｅｎ＞Ｂｌｕｉｓｈ Ｇｒｅｅｎ＞Ｇｒｅｅｎ（望ましくない）
表１より、比較化合物１を用いた素子は発光輝度、量子効率、半減寿命ともかなり良好ではあるが、発光色がＢｌｕｉｓｈ Ｇｒｅｅｎであることから、青色発光を目的とする本発明においては望ましいとは言えない。さらに比較化合物２を用いた素子では発光色がＧｒｅｅｎとなってしまい本発明の趣旨から全くはずれてしまい、その他の性能も比較化合物１を用いた素子よりも悪い。比較化合物３を用いた素子では発光色がＧｒｅｅｎｉｓｈ Ｂｌｕｅであり、比較化合物１を用いた素子よりも好ましいが、発光輝度、量子効率および半減寿命が著しく低い。

これらに対し本発明の化合物を用いた有機ＥＬ素子は、何れの場合でも発光輝度、量子効率及び輝度の半減する時間が改善されているのが分かる。また発光色の点でも比較化合物１を用いた素子と同等またはそれ以上の好ましい色であることがわかった。

また、上記有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１−１の比較化合物１を比較化合物３に替えた以外は有機エレクトロルミネッセンス素子ＯＬＥＤ１−１と同様にして、有機エレクトロルミネッセンス素子ＯＬＥＤ１−１５を作製した。発光色はＢｌｕｉｓｈ Ｇｒｅｅｎであった。さらに、比較化合物３を化合物１２０に替えた以外は有機エレクトロルミネッセンス素子ＯＬＥＤ１−１５と同様にして、有機エレクトロルミネッセンス素子ＯＬＥＤ１−１６を作製した。発光色はＢｌｕｅ Ｇｒｅｅｎであった。有機エレクトロルミネッセンス素子ＯＬＥＤ１−１５の発光輝度、外部取出し量子効率、半減寿命をそれぞれ１００とした場合、有機エレクトロルミネッセンス素子ＯＬＥＤ１−１６の発光輝度、外部取出し量子効率、半減寿命はそれぞれ１４６、１５２、１４７となった。以上の結果から、プラチナを用いた場合でも発光輝度、量子効率及び輝度の半減する時間が改善されているのが分かる。また発光色の点でも比較化合物３を用いたよりもより青味が強く好ましい色であることがわかった。

同様に上記有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１−１の比較化合物１を比較化合物４に替えた以外は有機エレクトロルミネッセンス素子ＯＬＥＤ１−１と同様にして、有機エレクトロルミネッセンス素子ＯＬＥＤ１−１７を作製した。発光色はＢｌｕｉｓｈ Ｇｒｅｅｎであった。さらに、比較化合物４を化合物１４５に替えた以外は有機エレクトロルミネッセンス素子ＯＬＥＤ１−１７と同様にして、有機エレクトロルミネッセンス素子ＯＬＥＤ１−１８を作製した。発光色はＢｌｕｅ Ｇｒｅｅｎであった。有機エレクトロルミネッセンス素子ＯＬＥＤ１−１７の発光輝度、外部取出し量子効率、半減寿命をそれぞれ１００とした場合、有機エレクトロルミネッセンス素子ＯＬＥＤ１−１８の発光輝度、外部取出し量子効率、半減寿命はそれぞれ１４３、１４４、１３６となった。以上の結果から、オスミウムを用いた場合でも発光輝度、量子効率及び輝度の半減する時間が改善されているのが分かる。また発光色の点でも比較化合物４を用いたよりも好ましい色であることがわかった。

実施例２
実施例１で作製した有機エレクトロルミネッセンス素子ＯＬＥＤ１−１０の陰極をＡｌに置き換え、電子輸送層と陰極の間にフッ化リチウムを膜厚０．５ｎｍ蒸着して陰極バッファー層を設けた以外は同様にして有機エレクトロルミネッセンス素子ＯＬＥＤ２−１を作製した。

実施例１と同様に点灯開始時の発光輝度（Ｌ）［ｃｄ／ｍ²］、外部取り出し量子効率（η）および輝度の半減する時間（τ）を測定した。また、点灯開始時の色度を測定し、ＣＩＥ色度図上での色名を評価したところ、有機エレクトロルミネッセンス素子ＯＬＥＤ１−１との相対比較で、発光輝度２１１、量子効率１７４、輝度の半減する時間２４４となった。また、有機エレクトロルミネッセンス素子ＯＬＥＤ１−３〜９およびＯＬＥＤ１−１１〜１４についても、同様に、陰極バッファー層を導入するとさらに効果的であった。

実施例３
実施例１で使用したＩＴＯ透明電極付き透明支持基板を、実施例１と同条件で洗浄後、実施例１と同じ要領で、図１に示したものと同様の構成で、但し、正孔注入／輸送層に化合物１−６３を、発光層にホスト材料として化合物１−７、ドーパントとして比較化合物５を用いた他、電子輸送層にＢＣに代え化合物８−１７を用いて、比較用有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３−１を作製した。なお、発光層は、ホスト材料（１−７）とドーパント材料（比較化合物５）を質量比で１００：７になるように共蒸着して形成した。

上記有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３−１の比較化合物５を表４に記載の化合物に替えた以外は有機エレクトロルミネッセンス素子ＯＬＥＤ３−１と同様にして、有機エレクトロルミネッセンス素子ＯＬＥＤ３−２〜６を作製した。

これらの素子を温度２３度、乾燥窒素ガス雰囲気下で１０Ｖ直流電圧印加による連続点灯を行い、点灯開始時の発光輝度（Ｌ）［ｃｄ／ｍ²］、外部取り出し量子効率（η）および輝度の半減する時間（τ）を測定した。また、点灯開始時の色度を測定し、ＣＩＥ色度図上での色名を評価した。発光輝度は有機エレクトロルミネッセンス素子ＯＬＥＤ３−１を１００とした時の相対値で表し、外部取り出し量子効率は有機エレクトロルミネッセンス素子ＯＬＥＤ３−１を１００とした時の相対値で表し、輝度の半減する時間は有機エレクトロルミネッセンス素子ＯＬＥＤ３−１の輝度が半減する時間を１００とした相対値で表した。色名についてはそれぞれの素子の色度図上での色相を表した。結果を表４に示す。

本発明において望ましい発光色（色名）は次の序列である。
（望ましい）Ｂｌｕｅ＞Ｇｒｅｅｎｉｓｈ Ｂｌｕｅ＞Ｂｌｕｅ Ｇｒｅｅｎ＞Ｂｌｕｉｓｈ Ｇｒｅｅｎ＞Ｇｒｅｅｎ（望ましくない）
表４より、各有機ＥＬ素子は、点灯開始時の発光輝度、発光効率及び輝度の半減する時間が改善されているのが分かる。特に、輝度の半減する時間が改善されているのが分かる。

有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１−１の構成を示す模式図。

符号の説明

１ 透明支持基板
２ 陽極
３ 正孔注入／輸送層
４ 発光層
５ 電子輸送層
６ 電子注入層
７ 陰極

Claims (3)

1. 下記一般式（２）で表される金属錯体を発光層に含有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
   

   

   ［式中、Ｎは窒素原子、Ｃは炭素原子を表し、Ｘは炭素原子、窒素原子または酸素原子を表し、Ｍは炭素原子を表し、Ｙは炭素原子を表し、Ｚは炭素原子を表し、ＡはＸ−Ｍ−Ｎと共にイミダゾール環またはオキサゾール環を形成するのに必要な原子群を表し、ＢはＣ−Ｙ−Ｚと共にベンゼン環を形成するのに必要な原子群を表し、Ｒ_１およびＲ_２はメチル基、エチル基、イソプロピル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、メトキシ基、アミノ基、水酸基、塩素原子、臭素原子、トリフルオロメチル基、トリクロルメチル基、メルカプト基、シアノ基または水素原子を表す。又、Ｒ_１とＲ_２の少なくとも一方はメチル基、エチル基、イソプロピル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、メトキシ基、アミノ基、水酸基、塩素原子、臭素原子、トリフルオロメチル基、トリクロルメチル基、メルカプト基、シアノ基を表し、Ｒ_１とＲ_２の立体パラメータＥｓ値の総和は−０．６以下である。Ｍｅはイリジウム、プラチナまたはオスミウムを表す。ｎは１、２、３又は４を表し、ｍは、Ｍｅがイリジウムの時３−ｎを、プラチナの時４−ｎ又は２−ｎを、オスミウムの時２−ｎを表す。Ｗ_１は酸素原子、窒素原子または硫黄原子を表し、Ｗ_２は酸素原子、窒素原子または硫黄原子を表し、Ｌ_１は窒素原子または炭素原子を表し、Ｌ_２は炭素原子、窒素原子または酸素原子を表し、ｌは１または２を表す。なお、Ｗ_１とＬ_１、Ｌ_１とＬ_２、Ｌ_２とＬ_２（ｌが２の時）、Ｌ_２とＷ_２の結合は単結合でも二重結合でもよい。］
2. 前記一般式（２）に於けるＸが炭素原子または窒素原子を表し、ＡがＸ−Ｍ−Ｎと共にイミダゾール環を形成するのに必要な原子群を表すことを特徴とする請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
3. 前記一般式（２）で表される金属錯体が、下記一般式（２−１）で表されることを特徴とする請求項１または２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
   

   

   ［式中、Ｎは窒素原子を表し、Ｍｅはイリジウム、プラチナまたはオスミウムを表す。ｎは１、２、３又は４を表し、ｍは、Ｍｅがイリジウムの時３−ｎを、プラチナの時４−ｎ又は２−ｎを、オスミウムの時２−ｎを表す。Ｗ _１ は酸素原子、窒素原子または硫黄原子を表し、Ｗ _２ は酸素原子、窒素原子または硫黄原子を表し、Ｌ _１ は窒素原子または炭素原子を表し、Ｌ _２ は炭素原子、窒素原子または酸素原子をあらわし、ｌは１または２を表す。なお、Ｗ _１ とＬ _１ 、Ｌ _１ とＬ _２ 、Ｌ _２ とＬ _２ （ｌが２の時）、Ｌ _２ とＷ _２ の結合は単結合でも二重結合でもよい。ここにおいて、Ｒ _１ およびＲ _２ はメチル基、エチル基、イソプロピル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、メトキシ基、アミノ基、水酸基、塩素原子、臭素原子、トリフルオロメチル基、トリクロルメチル基、メルカプト基、シアノ基または水素原子を表すが、Ｒ _１ とＲ _２ の少なくとも一方はメチル基、エチル基、イソプロピル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、メトキシ基、アミノ基、水酸基、塩素原子、臭素原子、トリフルオロメチル基、トリクロルメチル基、メルカプト基、シアノ基を表し、Ｒ _１ とＲ _２ の立体パラメータＥｓ値の総和が−０．６以下である。］

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