JP5839027B2 - 有機エレクトロルミネッセンス素子、その製造方法、照明装置及び表示装置 - Google Patents

Description

本発明は有機エレクトロルミネッセンス素子に関し、さらに有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法、有機エレクトロルミネッセンス素子を備えた照明装置及び表示装置に関する。

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（以下、ＥＬＤと略記する）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（以下、無機ＥＬ素子ともいう。）や有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、有機ＥＬ素子ともいう）が挙げられる。

無機ＥＬ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ＥＬ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する。この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）を生成させる。このエキシトンが失活する際の光（蛍光・リン光）の放出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る。更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。

また、有機ＥＬ素子は従来実用に供されてきた主要な光源、例えば、発光ダイオードや冷陰極管と異なり、面光源であることも大きな特徴である。この特性を有効に活用できる用途として、照明用光源や様々なディスプレイのバックライトがある。特に近年、需要の増加が著しい液晶フルカラーディスプレイのバックライトとして用いることも好適である。

有機ＥＬ素子をこのようなディスプレイのバックライト、あるいは照明用光源として使用するための課題として、発光効率の向上及び駆動電圧の低電圧化が求められている。

典型的な有機ＥＬ素子は、基板上に光透過性の電極（通常、陽極）及び光反射性の第２電極（通常、陰極）の間に発光層をはじめとし電子輸送層など複数の有機層が積層されて構成されている。このような有機ＥＬ素子では、駆動電圧を印加することによって発光層に電子と正孔が注入され、それらが再結合することによって発光が生じ、透明電極及び透明基板を介して光は取り出される。

前記陽極や有機層の光学特性（例えば屈折率等）、また前記陰極の反射率や陰極材料の種類等の影響により、発光層内で生成された光の一部のみが外部に取り出される。光が取り出される際の損失としては、基板と導電層若しくは導電層と有機層の屈折率差により界面で全反射する光が発生し、有機層中に光が閉じ込められる導波モードによる損失、透明基板と空気の屈折率差により界面で全反射する光が発生し、かつ全反射光が素子内を多重反射する際に発生する光学損失、有機層と金属電極との界面で生じる励起発光分子から表面プラズモンへのエネルギー移動によって生じる損失などがある。

上記の損失の内、導波による損失は基板と空気の界面に一般的に光取り出しシートと呼ばれる光学的加工されたシートを設置すること等により改善が試みられている。

一方で表面プラズモンによる損失を低減するための手法としては、電極を非金属化し表面プラズモンを発生させない方法や、金属電極と発光面との距離を伸ばし表面プラズモンが生じる原因である励起発光分子近傍での電場を小さくする方法等が試みられている。しかしながら前者電極の非金属化は電子注入性劣化の課題があり、後者は発光面から金属電極までの距離が大きくなることにより駆動電圧が増加するという課題がある。

例えば特許文献１には発光層中の発光面と光反射面との間の光学距離を、発光層と電子輸送層又は電子注入層との膜厚で調節することにより、光取り出し効率を向上させる構成が提案されている。しかし駆動電圧については具体的な記載がなく、また駆動電圧を低減させる方法として電子注入層へのドーピングが提案されているが、有機ＥＬ素子の性能としてはいまだ十分ではない。

また特許文献２には、電子注入層にドーパントを含有させることによって電子輸送層の伝導率を改善させるためにフェナントロリン誘導体にタングステン誘導体をドープした電子注入層の例が記載されているが、経時での電圧上昇に対する記載はなく、いまだ改善の必要性がある。

特開２００８−１３０４８５号公報 国際公開第０７／０５４３４５号パンフレット

上記課題を省みて、本発明の課題の１つは有機ＥＬ素子における外部に取り出す光損失を低減することである。発光層と陰極の間に５０〜２００ｎｍの範囲内の膜厚の電子輸送層を存在させ、発光層と金属電極間の距離を拡大することにより、前述した表面プラズモンによる光損失を低減することが可能となった。しかしながら電子輸送層の膜厚をこの範囲にするだけでは、膜厚の増加によって駆動電圧の上昇が起こってしまい、結果有機ＥＬ素子の電力効率が低下してしまう問題が生じる。

有機ＥＬ素子の別の課題の一つとして電流印加時の経時での電圧上昇がある。これはアモルファス状の膜の場合、電流印加時に発生する熱などによって比較的容易に層内の分子に流動性が生じ、経時で分子の配向性や配列が変化してしまうことが一因と考えられる。

また他方では、有機ＥＬ素子においては隣接層界面を平坦且つ材料混合が起こらないように積層することが重要である。これはキャリアの注入バランスの崩れや、材料が混合することによって新たなキャリアトラップサイトの生成、また隣接層の一方が発光層の場合混合された材料によって発光や励起子がクエンチされ発光効率の低下を招いてしまうことを防ぐためである。

また、電圧を低減するために、典型的な有機ＥＬ素子では電子輸送層と陰極の間にさらに層を設ける場合があるが、このような層を構成する材料が電子輸送層を経て発光層まで拡散すると発光効率のみならず有機ＥＬ素子の発光寿命に大きなダメージを与えることが知られている。

分子の配向・配列を観察する手段としては例えばＸ線回折法などがある。Ｘ線回折法の場合、例えば薄膜中に存在する全ての分子の配列が揃っておらずとも、分子の配向・配列が揃ったある程度の大きさの領域（微結晶領域又は結晶粒などという）が存在する場合Ｘ線回折線が観察される。上記Ｘ線回折法により、アモルファスであるか結晶粒が存在するかを判断することができる。本発明者らは、Ｘ線回折法でＸ線回折線が観察されない電子輸送層を形成して、発光素子の性能を調べたところ、表面プラズモンによる光損失は減少すし、発光効率は向上するが、駆動電圧を充分低下させることができなかった。

そこで、本発明者らが鋭意検討したところ、電子輸送層内にＸ線回折線が観察される結晶粒を存在させることにより、非常に効率よくキャリアが輸送され、結果駆動電圧を低下させることが可能になることが判明した。

更に本発明らが検討したところ、電子輸送層として電子輸送材料による結晶粒が存在し、該結晶粒によるＸ線回折線が観察される層を用い、さらにその膜厚を５０〜２００ｎｍの範囲とすることによって、有機ＥＬ素子の外部に取り出す際の光損失を低減することによる発光効率の向上と、膜厚増加による駆動電圧上昇の抑制とを同時に解決することが可能となった。

また、本発明の電子輸送材料による結晶粒が存在する膜を発光層と陰極の間に有する有機ＥＬ素子では、前述のような経時での電圧上昇が抑えられることが判明した。

これは結晶粒の領域では分子が配向・配列しているため容易に分子が動かず、また層中の結晶粒がある程度の大きさを持つために結晶粒以外の領域の分子の流動性が抑制されるためと予想される。

また、電子輸送層中に結晶粒が存在し、層中の分子の流動性が低いことが、電子輸送層と電子輸送層に隣接する層との界面における乱れの抑制に繋がり、経時での電圧上昇が抑えられているものと推定された。これらの結晶粒の存在は特に電子輸送層又はその隣接層をウェットプロセスで形成する場合に影響し、溶剤分子を含んで分子間での動きの自由度が大きくなっている膜中において結晶粒の存在が流動性の抑制に寄与していると予想される。

また、本発明では発光層と陰極の間に５０〜２００ｎｍの範囲内という膜厚の大きな電子輸送層を設けることによって、例えば陰極と電子輸送層の間にさらに層を設けた場合、この層を構成する材料の発光層への拡散を抑制することができ、結果発光寿命の向上をもたらした。

本発明の上記課題は以下の手段により達成することができる。

１．少なくとも、陽極、少なくとも１つのリン光性ドーパントを含有した発光層及び少なくとも１層の電子輸送層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
該電子輸送層は少なくとも１つの電子輸送材料を含有し、
該電子輸送層の膜厚が５０〜２００ｎｍの範囲内であり、
該電子輸送層には、前記電子輸送材料による結晶粒が存在し、該結晶粒によるＸ線回折線が観察され、
前記電子輸送材料が、下記一般式（ｂ）で表される化合物であ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、Ｘ _２０ はＯ又はＳを表し、Ｘ _２１ 〜Ｘ _２８ はＣ（Ｒ _２０ ）又はＮを表し、Ｘ _２１ 〜Ｘ _２８ は少なくとも１つのＮと少なくとも１つのＣ（Ｒ _２０ ）を有し、Ｒ _２０ は水素原子又は置換基を表す。Ｒ _２０ のうち少なくとも１つは下記一般式（ｂ１）で表される。）

（式中Ｌ _２０ は芳香族炭化水素環又は芳香族複素環から導出される２価の連結基を表す。ｎ２３は０又は１〜３の整数を表し、ｎ２３が２以上の場合複数のＬ _２０ は同じでも異なっていてもよい。＊は一般式（ｂ）の母核との連結部位を表す。Ａｒ _２０ は下記一般式（ｂ２）で表される基を表す。）

（式中、Ｘ _２９ はＮ（Ｒ _２１ ）、Ｏ又はＳを表し、Ｅ _２１ 〜Ｅ _２８ はＣ（Ｒ _２２ ）又はＮを表し、Ｒ _２１ 及びＲ _２２ は水素原子、置換基又はＬ _２０ との連結部位を表す。＊はＬ _２０ との連結部位を表す。）

２．前記電子輸送層が単一の材料からな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．前記リン光性ドーパントが下記一般式（ａ）で表されることを特徴とする前記１又は２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。

（式中、Ｒ_１は置換基を表す。ＺはＣ−Ｂ_０と共に５〜７員環を形成するのに必要な非金属原子群を表す。ｎ１は０〜５の整数を表す。Ｂ_０は炭素原子又は窒素原子を表し、Ｂ_１〜Ｂ_５は、Ｃ（Ｒ_１１）、Ｎ、Ｎ（Ｒ_１１）、Ｓ、Ｃ（Ｒ_１１）＝Ｃ（Ｒ_１２）、Ｃ（Ｒ_１１）＝Ｎ、又はＮ＝Ｎを表し、Ｂ_１〜Ｂ_５が共に形成する環は少なくとも一つ窒素原子を有し、単環の芳香族含窒素複素環を表す。Ｒ_１１及びＲ_１２は水素原子又は置換基を表す。Ｍ_１は元素周期表における８〜１０族の金属を表す。Ｘ_１及びＸ_２は炭素原子、窒素原子又は酸素原子を表し、Ｌ_１はＸ_１及びＸ_２と共に２座の配位子を形成する原子群を表す。ｍ１は１〜３の整数を表し、ｍ２は０〜２の整数を表すが、ｍ１＋ｍ２は２又は３である。）

４．白色発光することを特徴とする前記１〜３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。

５．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を備えたことを特徴とする照明装置。

６．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を備えたことを特徴とする表示装置。
７．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を製造する有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法であって、
膜厚が５０〜２００ｎｍの範囲内の前記電子輸送層を形成する工程と、
前記電子輸送層に溶媒を含まないまたは除去した状態で加熱する工程と
を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の製造方法。
８．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を製造する有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法であって、
膜厚が５０〜２００ｎｍの範囲内の前記電子輸送層を真空蒸着法で形成する工程と、
前記電子輸送層を形成中または形成後に加熱する工程と、
を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の製造方法。
９．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を製造する有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法であって、
前記有機エレクトロルミネッセンス素子を構成する少なくとも２層をウェットプロセスで形成する工程を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の製造方法。

本発明によれば、外部取り出し量子効率が高く、駆動電圧が低く、経時での電圧上昇が小さく、発光寿命の長い有機エレクトロルミネッセンス素子、その製造方法、照明装置及び表示装置を提供できる。

電子輸送層のＸ線回折線を示す図である。 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フルカラー表示装置の模式図である。 照明装置の概略図である。 照明装置の模式図である。

以下、本発明について詳細に説明する。

《電子輸送層》
前記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、本発明においては電子注入層、正孔阻止層も電子輸送層に含まれる。電子輸送層は単層若しくは複数層を設けることができる。

前記電子輸送層の合計の膜厚は、５０〜２００ｎｍの範囲内であり、電子輸送材料の結晶粒によるＸ線回折線が観察される。

電子輸送層に用いられる電子輸送材料（正孔阻止材料、電子注入材料も含む）として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する。

電子輸送層中に結晶粒を存在させるという目的から、電子輸送材料としては芳香族縮合環を有する化合物が好ましく、より好ましくは芳香族縮合環を２つ以上有する化合物が好ましい。これは芳香環同士のπ−π相互作用により分子が配向・配列し結晶粒を生じやすくなり、さらに芳香族単環（ベンゼン環やピリジン環など）よりも芳香族縮合環の方がより相互作用が大きいためである。より好ましくは３つ以上の環で構成された芳香族縮合環である。さらに、分子内に２つ以上の芳香族縮合環を有することによって分子間で相互作用する領域が増え、より配向・配列しやすくなる。

また、分子の配列のしやすさから、分子全体で球状の形態を取りやすい有機金属錯体以外の有機化合物が好ましい。

電子輸送層に用いられる従来公知の材料（以下、電子輸送材料という）の好ましい例としては、下記一般式（１）で表される化合物が挙げられる。

（式中、Ａｒ_１は置換基を有していても良い芳香族縮合環を表し、Ａｒ_２及びＡｒ_３は置換基を有していても良い芳香環を表し、Ａ_１、Ａｒ_２又はＡｒ_３が芳香族縮合環を表す場合、下記式（１）を満足する。ｎ０１は１以上の整数を表し、ｎ０２及びｎ０３は０〜３の整数を表し、ｎ０１＋ｎ０２＋ｎ０３≧２である。ｎ０１、ｎ０２及びｎ０３が２以上の場合、Ａｒ_１、Ａｒ_２及びＡｒ_３は同じでも異なっていても良い。）
式（１）
｛（Ａｒ_１で表される芳香族縮合環を構成する環の数）×ｎ０１｝＋｛（Ａｒ_２で表される芳香族縮合環を構成する環の数）×ｎ０２｝＋｛（Ａｒ_３で表される芳香族縮合環を構成する環の数）×ｎ０３｝≧４
式（１）は、分子内の芳香族縮合環が３つ以下の環で構成されている場合、分子同士がより配向・配列しやすい程度の分子間相互作用を得るために、分子内に２つ以上の芳香族縮合環が存在することを意味する。

Ａｒ_１〜Ａｒ_３が有していてもよい置換基としては、例えばアルキル基（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）、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）、非芳香族炭化水素環基（例えば、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）、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）、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）、テトラヒドロナフタレン環、９，１０−ジヒドロアントラセン環、ビフェニレン環等から導出される一価の基）、非芳香族複素環基（例えば、エポキシ環、アジリジン環、チイラン環、オキセタン環、アゼチジン環、チエタン環、テトラヒドロフラン環、ジオキソラン環、ピロリジン環、ピラゾリジン環、イミダゾリジン環、オキサゾリジン環、テトラヒドロチオフェン環、スルホラン環、チアゾリジン環、ε−カプロラクトン環、ε−カプロラクタム環、ピペリジン環、ヘキサヒドロピリダジン環、ヘキサヒドロピリミジン環、ピペラジン環、モルホリン環、テトラヒドロピラン環、１，３−ジオキサン環、１，４−ジオキサン環、トリオキサン環、テトラヒドロチオピラン環、チオモルホリン環、チオモルホリン−１，１−ジオキシド環、ピラノース環、ジアザビシクロ［２，２，２］−オクタン環、フェノキサジン環、フェノチアジン環、オキサントレン環、チオキサンテン環、フェノキサチイン環等から導出される一価の基）、芳香族炭化水素基（例えば、ベンゼン環、ビフェニル環、ナフタレン環、アズレン環、アントラセン環、フェナントレン環、ピレン環、クリセン環、ナフタセン環、トリフェニレン環、ｏ−テルフェニル環、ｍ−テルフェニル環、ｐ−テルフェニル環、アセナフテン環、コロネン環、フルオレン環、フルオラントレン環、ナフタセン環、ペンタセン環、ペリレン環、ペンタフェン環、ピセン環、ピレン環、ピラントレン環、アンスラアントレン環等から導出される一価の基）、芳香族複素環基（例えば、シロール環、フラン環、チオフェン環、オキサゾール環、ピロール環、ピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環、トリアジン環、オキサジアゾール環、トリアゾール環、イミダゾール環、ピラゾール環、チアゾール環、インドール環、ベンズイミダゾール環、ベンズチアゾール環、ベンズオキサゾール環、キノキサリン環、キナゾリン環、フタラジン環、チエノチオフェン環、カルバゾール環、アザカルバゾール環（カルバゾール環を構成する炭素原子の任意の一つ以上が窒素原子で置き換わったものを表す）、ジベンゾシロール環、ジベンゾフラン環、ジベンゾチオフェン環、ベンゾチオフェン環やジベンゾフラン環を構成する炭素原子の任意の一つ以上が窒素原子で置き換わった環、ベンゾジフラン環、ベンゾジチオフェン環、アクリジン環、ベンゾキノリン環、フェナジン環、フェナントリジン環、フェナントロリン環、サイクラジン環、キンドリン環、テペニジン環、キニンドリン環、トリフェノジチアジン環、トリフェノジオキサジン環、フェナントラジン環、アントラジン環、ペリミジン環、ナフトフラン環、ナフトチオフェン環、ナフトジフラン環、ナフトジチオフェン環、アントラフラン環、アントラジフラン環、アントラチオフェン環、アントラジチオフェン環、チアントレン環、フェノキサチイン環、ジベンゾカルバゾール環、インドロカルバゾール環、ジチエノベンゼン環等から導出される一価の基）、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）、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）、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又はヘテロアリールスルホニル基（例えば、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）、ハロゲン原子（例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、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、ニトロ基、ヒドロキシ基、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）、ホスホノ基等が挙げられる。

より好ましくはＡｒ_３が芳香族縮合環であり、ｎ０３が１〜３である。また、Ａｒ_１で表される芳香族縮合環は３つ以上の環が縮合した縮合環であることが好ましい。さらにＡｒ_３で表される芳香族縮合環も３つ以上の環が縮合した縮合環であることが好ましい。また、ｎ０１＋ｎ０２＋ｎ０３≧３であることが好ましい。

一般式（１）の化合物の中でも、更に好ましい化合物は、下記一般式（ｂ）の化合物である。本発明では前記電子輸送材料として下記一般式（ｂ）で表される化合物を用いる。

（式中、Ｘ_２０はＯ又はＳを表し、Ｘ_２１〜Ｘ_２８はＣ（Ｒ_２０）又はＮを表し、Ｘ _２１ 〜Ｘ _２８ は少なくとも１つのＮと少なくとも１つのＣ（Ｒ _２０ ）を有し、Ｒ_２０は水素原子又は置換基を表す。Ｒ_２０のうち少なくとも１つは下記一般式（ｂ１）で表される。）
Ｒ_２０で表される置換基としては、前述のＡｒ_１〜Ａｒ_３が有していてもよい置換基等が挙げられる。

（式中Ｌ_２０は芳香族炭化水素環又は芳香族複素環から導出される２価の連結基を表す。ｎ２３は０又は１〜３の整数を表し、ｎ２３が２以上の場合複数のＬ_２０は同じでも異なっていてもよい。＊は一般式（ｂ）の母核との連結部位を表す。Ａｒ_２０は下記一般式（ｂ２）で表される基を表す。）

（式中、Ｘ_２９はＮ（Ｒ_２１）、Ｏ又はＳを表し、Ｅ_２１〜Ｅ_２８はＣ（Ｒ_２２）又はＮを表し、Ｒ_２１及びＲ_２２は水素原子、置換基又はＬ_２０との連結部位を表す。＊はＬ_２０との連結部位を表す。）
Ｒ_２１及びＲ_２２で表される置換基としては、前述のＡｒ_１〜Ａｒ_３が有していてもよい置換基等が挙げられる。

一般式（ｂ）で表される化合物は、分子内に少なくとも１つの窒素原子を含む６員芳香族複素環、又は、縮合環を構成する環の１つとして少なくとも１つの窒素原子を含む６員芳香族複素環、を有する縮合環を有する。

一般式（ｂ）は、更に下記一般式（ｂ３）で表される化合物であることが好ましく、一般式（ｂ３）はさらに一般式（ｂ３−１）または（ｂ３−２）で表される化合物であることが好ましい。

（式中、Ｘ_２０〜Ｘ_２８は一般式（ｂ）のＸ_２０〜Ｘ_２８と同義であり、Ｘ_２９及びＥ_２１〜Ｅ_２８は一般式（ｂ２）のＸ_２９及びＥ_２１〜Ｅ_２８と同義であり、Ｌ_２０及びｎ２３は一般式（ｂ１）のＬ_２０及びｎ２３と同義である。）

（一般式（ｂ３−１）及び（ｂ３−２）において、Ｘ_２０〜Ｘ_２８は一般式（ｂ）のＸ_２０〜Ｘ_２８と同義であり、Ｘ_２９及びＥ_２１〜Ｅ_２８は一般式（ｂ２）のＸ_２９及びＥ_２１〜Ｅ_２８と同義であり、Ｌ_２０及びｎ２３は一般式（ｂ１）のＬ_２０及びｎ２３と同義である。）

また、一般式（ｂ）は、さらに下記一般式（ｂ４）で表される化合物であることが好ましく、一般式（ｂ４）はさらに一般式（ｂ４−１）または（ｂ４−２）で表される化合物であることが好ましい。

（式中、Ｘ_２０〜Ｘ_２８は一般式（ｂ）のＸ_２０〜Ｘ_２８と同義であり、Ｅ_２１〜Ｅ_２８は一般式（ｂ２）のＥ_２１〜Ｅ_２８と同義であり、Ｌ_２０及びｎ２３は一般式（ｂ１）のＬ_２０及びｎ２３と同義である。）

（一般式（ｂ４−１）及び（ｂ４−２）において、Ｘ_２０〜Ｘ_２８は一般式（ｂ）のＸ_２０〜Ｘ_２８と同義であり、Ｅ_２１〜Ｅ_２８は一般式（ｂ２）のＥ_２１〜Ｅ_２８と同義であり、Ｌ_２０及びｎ２３は一般式（ｂ１）のＬ_２０及びｎ２３と同義である。）
以下に一般式（ｂ）で表される化合物及び参考とされる化合物の具体例を示す。なお、下記一般式（ｂ）の化合物は発光層のホスト化合物としても用いることができる。

本発明に係る一般式（ｂ）で表される化合物は、国際公開第０７／１１１１７６号パンフレット、Ｃｈｅｍ．Ｍａｔｅｒ．２００８，２０，５９５１、実験化学講座第５版（日本化学会編）等に記載の公知の方法を参照して合成することができる。

以下に、上記化合物の具体例の代表的な化合物の合成例を示す。

《化合物８５の合成》

酢酸２２ｍｌ、無水酢酸２２ｍｌの溶液に化合物（３）６．３ｇ、ヨウ素４．７ｇを加えた。更に化合物（８）３ｇを５分で添加し、硫酸を２〜３滴加え２０分攪拌した。反応液を５％亜硫酸ナトリウム水溶液３００ｍｌにあけ、炭酸ナトリウム１ｇを加えた後、減圧濾過で粗結晶を得た。クロロホルムで再結晶し、化合物（９）４．７ｇ（収率６２．２％）を得た。

化合物（９）４．７ｇ、化合物（１０）３．２ｇ、炭酸カリウム２．３ｇ、Ｃｕ粉２．１ｇ、ｄｒｙＤＭＡｃ６０ｍｌを混合し、窒素気流下、２０時間攪拌した。（内温１３５〜１３７℃）不溶分を減圧濾過した。濾液に井水１５ｍｌを加え析出した固体を減圧濾過した。得られた粗製品をカラムクロマトグラフィー（シリカゲル、展開液：酢酸エチル／トルエン）で精製し、化合物（１１）を得た。収量３．４ｇ（収率５０％）。

化合物（１１）３．４ｇ、化合物（１２）２．３ｇ、微粉炭酸カリウム１．０ｇ、ＤＭＳＯ５０ｍｌを混合した後、系内を窒素気流で２０分置換した。続いてＰｄＣｌ２ｄｐｐｆ０．４５ｇを投入し、加熱攪拌２時間行った。（内温７５〜８０℃）室温まで冷却し、井水４ｍｌを加えた。室温で攪拌し析出した固体を減圧濾過した。得られた粗製品をカラムクロマトグラフィー（シリカゲル、展開液：酢酸エチル／トルエン）で精製し、更に、ＴＨＦ／ＭｅＯＨ系で再結晶し化合物８５、２．７ｇを得た。（収率６６．０％）
構造は^１Ｈ−ＮＭＲスペクトル及び質量分析スペクトルによって確認した。

電子輸送材料のＴｇは、加熱により大きく結晶粒子を成長させないために、１００℃以上であることが好ましい。電子輸送層における電子輸送材料の結晶粒子の大きさは、電子顕微鏡で観察した数平均粒子径で１ｎｍ以下であることが、発光寿命の点から好ましい。

前記特許文献２では、電子輸送材料はマトリックスとｎ型ドーパントを用いているが、本発明においては発光寿命を改善できることから、電子輸送層は単一の材料で構成することが好ましい。

（電子輸送層の形成方法）
電子輸送層は電子輸送材料を、例えば、真空蒸着法、湿式法（ウェットプロセスともいい、例えば、スピンコート法、キャスト法、ダイコート法、ブレードコート法、ロールコート法、インクジェット法、印刷法、スプレーコート法、カーテンコート法、ＬＢ法（ラングミュア・ブロジェット（Ｌａｎｇｍｕｉｒ Ｂｌｏｄｇｅｔｔ法）等を挙げることができる。））等により、製膜して形成することができるが、本発明のＸ線回折線が観察される電子輸送層が効率的に得られることから湿式法が好ましい。

電子輸送層を湿式法により形成する場合、塗布液は電子輸送材料を溶媒に溶解して作製される。Ｘ線回折線が観察されるかどうかは、電子輸送材料と溶媒の組み合わせにより大きく影響され、適当な該組み合わせの塗布液を用いることにより、Ｘ線回折線が観察される電子輸送層を形成することができる。

Ｘ線回折線が観察される電子輸送層を塗布により形成するための塗布液の溶媒としては、低級アルコール、フッ素系アルコール、飽和炭化水素系溶媒、芳香族系溶媒、ハロゲン系溶媒などが挙げられる。具体的には、メタノール、エタノール、プロパノール、テトラフルオロプロパノール、ヘキサン、シクロヘキサン、トルエン、ジクロロエタンなどが挙げられる。より好ましくは低級アルコール、フッ素系アルコール、飽和炭化水素系溶媒である。

上記により形成された電子輸送層において、Ｘ線回折線が観察されるようにするには、電子輸送層の塗布後、溶媒を除去した状態で、加熱する方法も用いられる。

電子輸送層を真空蒸着法で設ける場合、Ｘ線回折線が観察されるようにするには、蒸着中又は蒸着後に加熱することが好ましい。

加熱温度は電子輸送材料により異なるが、基材がガラスであれば４０℃以上２５０℃以下が好ましく、基材が樹脂であれば４０℃以上基材のＴｇ以下が好ましい。加熱時間は、１０分以上２時間以下が好ましい。１０分以上であれば有機ＥＬ素子の寿命を長くする効果が大きく、２時間以下であれば効率的に製造可能である。

前記電子輸送層の膜厚は５０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲内である。５０ｎｍ以上であれば、表面プラズモンによる光取り出し損失を少なくすることができ、２００ｎｍ以下であれば、電圧を低くすることができる。より好ましくは５０〜１００ｎｍの範囲内である。

本発明においては、電子輸送層が単一の材料であることが好ましい。例えば前記特許文献２では電子輸送層としてマトリックスとｎ型ドーパントの混合層を用いており、該マトリックスのＬＵＭＯとｎ型ドーパントのＨＯＭＯのエネルギー差の小さい材料を用いることを特徴としている。しかしながら、上記特許文献に記載されているｎ型ドーパントや、リチウム金属化合物などの一般的に用いられるｎ型ドーパントは酸化力が高いために、金属電極をも酸化してしまう傾向がある。これは発光ムラなどの原因となるため、改善することが好ましい。

また、ドーピングされた層は成膜直後は均一であるが、経時や高温保存等によって相分離を起こしやすく、キャリアの輸送バランスが崩れ、発光効率の低下や寿命の劣化を招きやすい。

それに対し、単一材料で形成する場合は、相分離を生ぜず、さらに電極酸化の原因となる酸化力の強いドーパントを用いずに高移動度を達成できることから好ましい。

また、不純物をドープしたｎ性の高い電子輸送層を用いることもできる。

以下、本発明の白色有機ＥＬ素子の電子輸送層の形成に用いられる一般式（ｂ）で表される化合物以外の従来公知の化合物（電子輸送材料）、及び前記一般式（１）で表される化合物の具体例を挙げるが、本発明はこれらに限定されない。

（Ｘ線回折線）
電子輸送層において結晶粒のＸ線回折線が観察されるとは、例えば、結晶粉末のＸ線回折線と同様のピークが電子輸送層のＸ線回折線でも観察されることをいう。更に結晶粒（分子の配向・配列が揃った領域）が大きい場合には、電子顕微鏡により粒子が観察される。

電子輸送層のＸ線回折測定には、例えば、株式会社リガク製薄膜構造評価装置ＡＴＸ−Ｇを用いることができる。その測定条件を下記に示す。

Ｘ線はターゲットを銅とし、１５ｋＷの出力で発生させる。スリットコリメーション光学系を用いて測定を行う。平行ビームとしたＸ線を全反射臨界角近傍の低角で入射させ、Ｘ線の侵入深さを膜厚同等にする。

本発明のＸ線回折測定においては、入射角度（試料面とのなす角）を０．２３°とし、Ｘ線照射面積はスリットの大きさで制限し、最大の照射面積が２５ｍｍ^２となるように調整する。

入射角度を一定とし、検出器を２θ＝５°〜４５°で走査し、Ｘ線強度を計測する。

図１に粉体のＸ線回折線と薄膜（電子輸送層）のＸ線回折線の関係を示した。図１に示したＸ線回折線２１、２２及び２３は同じ電子輸送材料から形成された電子輸送層のＸ線回折線であり、２１は結晶粒が存在しない薄膜のＸ線回折線であり、２２及び２３は製造方法が異なる薄膜のＸ線回折線である。Ｘ線回折線２４は同じ電子輸送材料の粉体のＸ線回折線である。Ｘ線回折線２３は結晶粉体のＸ線回折線２４と同じ位置にピークを生じるが、Ｘ線回折線２２はピークの位置が異なっている。ピークの位置は結晶粒中の分子の配列によって変わるため、粉体中の結晶粒と薄膜中の結晶粒の分子の配列が異なっている場合は、このように異なる位置にピークが現れることがあるが、この場合も薄膜中に結晶粒が存在していることを示す。

本発明に係る電子輸送層においてＸ線回折測定で結晶粒が含有されないとは、Ｘ線回折ピークが観測されないことであるが、具体的には、Ｘ線回折測定において、回折ピークが観測されない場合、電子輸送層中の対象化合物の結晶化度が１％以下の場合に回折ピークが観測されない。その場合、本願では、Ｘ線回折測定で測定される微結晶粒を電子輸送層が含有しないと定義する。

前記結晶化度とは、全Ｘ線散乱強度（積分強度）に対する、結晶性の回折ピークの積分強度の割合のことをいう。少なくとも３点、好ましくは５点以上Ｘ線回折測定を行い、結晶化度を算出し、その平均をもって、結晶性を判定する。

本発明においては結晶化度は１〜１５％の範囲が好ましく、結晶化度がこの範囲であると本発明の効果が良く現れ、発光素子の駆動電圧を低く抑えられる場合があり、発光性能の劣化を防ぐことができ有機ＥＬ素子の保存安定性が良い。

また、層中に存在する結晶粒の大きさとしては５ｎｍ以下が好ましく、１ｎｍ以下が更に好ましい。結晶粒を小さくすることにより、結晶部分に電流が集中することによるキャリアトラップの形成することを防ぎ、長時間使用したときのダークスポットの生成や電界集中による素子破壊を防止して寿命を長くすることができる。結晶粒の大きさは従来よく知られている電子顕微鏡等で観察することができる。さらに結晶粒は層内に均一に存在することが好ましい。

Ｘ線回折の測定及び電子顕微鏡の観察は電子輸送層が形成された時点で行う。電子輸送層の工程以降で熱処理がある場合は、電子輸送層まで形成した試料を同様に熱処理してから、測定及び観察を行う。

《有機ＥＬ素子の構成層》
本発明の有機ＥＬ素子の構成層について説明する。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／発光層／電子輸送層／陰極
（ii）陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
（iii）陽極／正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／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／陰極バッファー層／陰極
（ｖ）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
（vi）陽極／正孔輸送層／陽極バッファー層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／陰極バッファー層／陰極
（vii）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
発光層は、ユニットを形成して発光層ユニットにすることもある。

更に、発光層間には非発光性の中間層を有していてもよく、中間層は電荷発生層を含んでいてもよい。本発明の有機ＥＬ素子としては白色発光層であることが好ましく、これらを用いた照明装置であることが好ましい。

本発明の有機ＥＬ素子を構成する各層について説明する。

《発光層》
本発明に係る発光層は、電極又は電子輸送層、正孔輸送層から注入されてくる電子及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よい。

発光層の膜厚の総和は特に制限はないが、膜の均質性や、発光時に不必要な高電圧を印加するのを防止し、かつ、駆動電流に対する発光色の安定性向上の観点から、２ｎｍ〜５μｍの範囲に調整することが好ましく、更に好ましくは２ｎｍ〜２００ｎｍの範囲に調整され、特に好ましくは、５ｎｍ〜１００ｎｍの範囲である。

発光層の作製には、後述する発光ドーパントやホスト化合物を、例えば、真空蒸着法、湿式法（ウェットプロセスともいい、例えば、スピンコート法、キャスト法、ダイコート法、ブレードコート法、ロールコート法、インクジェット法、印刷法、スプレーコート法、カーテンコート法、ＬＢ法（ラングミュア・ブロジェット（Ｌａｎｇｍｕｉｒ Ｂｌｏｄｇｅｔｔ法）等を挙げることができる。））等により製膜して形成することができる。本発明の化合物を発光層に用いる場合、ウェットプロセスで作製することが好ましい。

本発明の有機ＥＬ素子の発光層には、発光ドーパント（リン光発光性ドーパント（リン光ドーパント、リン光発光性ドーパント基ともいう）や蛍光ドーパント等）化合物と、発光ホスト化合物とを含有することが好ましい。

（発光性ドーパント化合物）
発光性ドーパント化合物（発光ドーパントともいう）について説明する。

発光性ドーパントとしては、蛍光ドーパント（蛍光性化合物ともいう）、リン光ドーパント（リン光発光体、リン光性化合物、リン光発光性化合物等ともいう）を用いることができる。

（リン光ドーパント（リン光発光ドーパントともいう））
本発明に係るリン光ドーパントについて説明する。

本発明に係るリン光ドーパント化合物は、励起三重項からの発光が観測される化合物であり、具体的には室温（２５℃）にてリン光発光する化合物であり、リン光量子収率が、２５℃において０．０１以上の化合物であると定義されるが、好ましいリン光量子収率は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、本発明に係るリン光ドーパントは、任意の溶媒のいずれかにおいて上記リン光量子収率（０．０１以上）が達成されればよい。

リン光ドーパントの発光は原理としては２種挙げられ、１つはキャリアが輸送されるホスト化合物上でキャリアの再結合が起こって発光性ホスト化合物の励起状態が生成し、このエネルギーをリン光ドーパントに移動させることでリン光ドーパントからの発光を得るというエネルギー移動型、もう１つはリン光ドーパントがキャリアトラップとなり、リン光ドーパント上でキャリアの再結合が起こり、リン光ドーパント化合物からの発光が得られるというキャリアトラップ型であるが、いずれの場合においても、リン光ドーパントの励起状態のエネルギーはホスト化合物の励起状態のエネルギーよりも低いことが条件である。

また、本発明に係る発光層には、以下の特許公報に記載されている化合物等を併用してもよい。

例えば、国際公開第００／７０６５５号パンフレット、特開２００２−２８０１７８号公報、特開２００１−１８１６１６号公報、特開２００２−２８０１７９号公報、特開２００１−１８１６１７号公報、特開２００２−２８０１８０号公報、特開２００１−２４７８５９号公報、特開２００２−２９９０６０号公報、特開２００１−３１３１７８号公報、特開２００２−３０２６７１号公報、特開２００１−３４５１８３号公報、特開２００２−３２４６７９号公報、国際公開第０２／１５６４５号パンフレット、特開２００２−３３２２９１号公報、特開２００２−５０４８４号公報、特開２００２−３３２２９２号公報、特開２００２−８３６８４号公報、特表２００２−５４０５７２号公報、特開２００２−１１７９７８号公報、特開２００２−３３８５８８号公報、特開２００２−１７０６８４号公報、特開２００２−３５２９６０号公報、国際公開第０１／９３６４２号パンフレット、特開２００２−５０４８３号公報、特開２００２−１００４７６号公報、特開２００２−１７３６７４号公報、特開２００２−３５９０８２号公報、特開２００２−１７５８８４号公報、特開２００２−３６３５５２号公報、特開２００２−１８４５８２号公報、特開２００３−７４６９号公報、特表２００２−５２５８０８号公報、特開２００３−７４７１号公報、特表２００２−５２５８３３号公報、特開２００３−３１３６６号公報、特開２００２−２２６４９５号公報、特開２００２−２３４８９４号公報、特開２００２−２３５０７６号公報、特開２００２−２４１７５１号公報、特開２００１−３１９７７９号公報、特開２００１−３１９７８０号公報、特開２００２−６２８２４号公報、特開２００２−１００４７４号公報、特開２００２−２０３６７９号公報、特開２００２−３４３５７２号公報、特開２００２−２０３６７８号公報等である。

（蛍光ドーパント（蛍光性化合物ともいう））
蛍光ドーパントとしては、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等や、レーザー色素に代表される蛍光量子収率が高い化合物が挙げられる。

また本発明に係る発光ドーパントは、複数種の化合物を併用して用いてもよく、構造の異なるリン光ドーパント同士の組み合わせや、リン光ドーパントと蛍光ドーパントを組み合わせて用いてもよい。

ドーパント化合物としては、下記一般式（ａ）で表される化合物が好ましい。

一般式（ａ）において、Ｒ_１は置換基を表す。ＺはＣ−Ｂ_０と共に５〜７員環を形成するのに必要な非金属原子群を表す。ｎ１は０〜５の整数を表す。Ｂ_０は炭素原子又は窒素原子を表し、Ｂ_１〜Ｂ_５はＣ（Ｒ_１１）、Ｎ、Ｎ（Ｒ_１１）、Ｓ、Ｃ（Ｒ_１１）＝Ｃ（Ｒ_１２）、Ｃ（Ｒ_１１）＝Ｎ、又はＮ＝Ｎを表し、Ｂ_１〜Ｂ_５が共に形成する環は少なくとも一つ窒素原子を有し、単環の芳香族含窒素複素環を表す。Ｒ_１１及びＲ_１２は水素原子又は置換基を表す。Ｍ_１は元素周期表における８〜１０族の金属を表す。Ｘ_１及びＸ_２は炭素原子、窒素原子又は酸素原子を表し、Ｌ_１はＸ_１及びＸ_２と共に２座の配位子を形成する原子群を表す。ｍ１は１〜３の整数を表し、ｍ２は０〜２の整数を表すが、ｍ１＋ｍ２は２又は３である。Ｒ_１、Ｒ_１１及びＲ_１２で表される置換基としては、前記一般式（１）のＡｒ_１〜Ａｒ_３が有していてもよい置換基と同義の置換基が挙げられる。ｍ１が２以上の場合、ＺがＣ−Ｂ_０と共に形成する５〜７員環及びＢ_１〜Ｂ_５が共に形成する芳香族含窒素複素環は同じでも異なっていてもよい。

一般式（ａ）において、ＺがＢ_０−Ｃと共に形成する芳香族炭化水素環としては、ベンゼン環、ビフェニル環、ナフタレン環、アズレン環、アントラセン環、フェナントレン環、ピレン環、クリセン環、ナフタセン環、トリフェニレン環、ｏ−テルフェニル環、ｍ−テルフェニル環、ｐ−テルフェニル環、アセナフテン環、コロネン環、フルオレン環、フルオラントレン環、ナフタセン環、ペンタセン環、ペリレン環、ペンタフェン環、ピセン環、ピレン環、ピラントレン環、アンスラアントレン環等が挙げられる。

これらの環は更に、置換基を有してもよく、置換基同士で環を形成していてもよい。

一般式（ａ）において、ＺがＢ_０−Ｃと共に形成する芳香族複素環としては、フラン環、チオフェン環、オキサゾール環、ピロール環、ピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環、トリアジン環、ベンゾイミダゾール環、オキサジアゾール環、トリアゾール環、イミダゾール環、ピラゾール環、チアゾール環、インドール環、ベンゾイミダゾール環、ベンゾチアゾール環、ベンゾオキサゾール環、キノキサリン環、キナゾリン環、フタラジン環、カルバゾール環、アザカルバゾール環等が挙げられる。

ここで、アザカルバゾール環とは、前記カルバゾール環を構成する炭素原子の１つ以上が窒素原子で置き換わったものを示す。

これらの環は更に、置換基を有していてもよい。置換基としては、前記一般式（１）のＡｒ_１〜Ａｒ_３が有していてもよい置換基と同義の置換基が挙げられる。

一般式（ａ）において、Ｂ_１〜Ｂ_５が共に形成する環としては、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、トリアジン環、オキサゾール環、オキサジアゾール環、オキサトリアゾール環、イソオキサゾール環、テトラゾール環、チアジアゾール環、チアトリアゾール環、イソチアゾール環、ピロール環、イミダゾール環、ピラゾール環、トリアゾール環等が挙げられる。好ましくは窒素原子を２つ以上含有する環であり、より好ましくはイミダゾール環である。

これらの環は更に、置換基を有していてもよく、置換基同士で環を形成していてもよい。さらに、Ｒ_１及びＲ_１１又はＲ_１２が結合して環を形成してもよい。

一般式（ａ）において、Ｘ_１−Ｌ_１−Ｘ_２で表される２座の配位子の具体例としては、フェニルピリジン、フェニルピラゾール、フェニルイミダゾール、フェニルトリアゾール、フェニルテトラゾール、ピラザボール、アセチルアセトン、ピコリン酸等が挙げられる。

一般式（ａ）において、ｍ１は１〜３の整数を表し、ｍ２は０〜２の整数を表すが、ｍ１＋ｍ２は２又は３を表す、中でも、ｍ２は０である場合が好ましい。

一般式（ａ）において、Ｍ_１は元素周期表における８族〜１０族の遷移金属元素（単に遷移金属ともいう）が用いられるが、中でも、イリジウム好ましい。

前記一般式（ａ）で表される化合物が下記一般式（ａ２）で表される化合物であることがより好ましい。

一般式（ａ２）において、Ｒ_１、Ｚ、Ｂ_０〜Ｂ_５、Ｍ_１、Ｘ_１、Ｘ_２、Ｌ_１、ｎ１、ｍ１及びｍ２は、前記一般式（ａ）のＲ_１、Ｚ、Ｂ_０〜Ｂ_５、Ｍ_１、Ｘ_１、Ｘ_２、Ｌ_１、ｎ１、ｍ１及びｍ２と同義である。Ｒ１３は置換基を表す。Ｒ_１３で表される置換基としては、前記一般式（１）のＡｒ_１〜Ａｒ_３が有していてもよい置換基と同義の置換基が挙げられる。

以下に、本発明において、好ましく用いることのできるリン光ドーパント化合物の具体例を挙げる。勿論、本発明はこれらに限定されない。

（発光ホスト化合物（発光ホスト等ともいう））
本発明においてホスト化合物は、発光層に含有される化合物の内で、その層中での質量比が２０％以上であり、且つ室温（２５℃）においてリン光発光のリン光量子収率が、０．１未満の化合物と定義される。好ましくはリン光量子収率が０．０１未満である。

本発明に用いることができる発光ホストとしては、特に制限はなく、従来有機ＥＬ素子で用いられる化合物を用いることができる。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の基本骨格を有するもの、又は、カルボリン誘導体やジアザカルバゾール誘導体（ここで、ジアザカルバゾール誘導体とは、カルボリン誘導体のカルボリン環を構成する炭化水素環の少なくとも１つの炭素原子が窒素原子で置換されているものを表す。）等が挙げられる。

本発明に用いることができる発光ホストとしては、前記一般式（ｂ）で表される化合物が好ましく、一般式（ｂ）で表される化合物が、分子内に少なくとも１つの窒素原子を含む６員芳香族複素環、又は縮合環を構成する環の１つとして少なくとも１つの窒素原子を含む６員芳香族複素環を有する縮合環を含まないことが更に好ましい。

さらに好ましくは発光ホストが前記一般式（ｂ３）又は（ｂ４）で表される化合物であり、前記一般式（ｂ３−１）、（ｂ３−２）、（ｂ４−１）又は（ｂ４−２）で表される化合物であることがさらに好ましい。

本発明に用いることができる公知の発光ホストとしては正孔輸送能、電子輸送能を有しつつ、且つ、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。より好ましくはＴｇが１００℃以上である。

発光ホストを複数種用いることで、電荷の移動を調整することが可能であり、有機ＥＬ素子を高効率化することができる。

また、前記リン光ドーパントとして用いられる公知の化合物を複数種用いることで、異なる発光を混ぜることが可能となり、これにより任意の発光色を得ることができる。

また、本発明に用いられる発光ホストとしては、低分子化合物でも、繰り返し単位をも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（重合性発光ホスト）でもよく、このような化合物を一種又は複数種用いても良い。

公知の発光ホストの具体例としては、以下の文献に記載の化合物が挙げられる。

特開２００１−２５７０７６号公報、同２００２−３０８８５５号公報、同２００１−３１３１７９号公報、同２００２−３１９４９１号公報、同２００１−３５７９７７号公報、同２００２−３３４７８６号公報、同２００２−８８６０号公報、同２００２−３３４７８７号公報、同２００２−１５８７１号公報、同２００２−３３４７８８号公報、同２００２−４３０５６号公報、同２００２−３３４７８９号公報、同２００２−７５６４５号公報、同２００２−３３８５７９号公報、同２００２−１０５４４５号公報、同２００２−３４３５６８号公報、同２００２−１４１１７３号公報、同２００２−３５２９５７号公報、同２００２−２０３６８３号公報、同２００２−３６３２２７号公報、同２００２−２３１４５３号公報、同２００３−３１６５号公報、同２００２−２３４８８８号公報、同２００３−２７０４８号公報、同２００２−２５５９３４号公報、同２００２−２６０８６１号公報、同２００２−２８０１８３号公報、同２００２−２９９０６０号公報、同２００２−３０２５１６号公報、同２００２−３０５０８３号公報、同２００２−３０５０８４号公報、同２００２−３０８８３７号公報等。

本発明の有機ＥＬ素子の発光層の発光ホストとして用いられる従来公知の化合物及び一般式（ｂ）で表される化合物の具体例（上記電子輸送材料の具体例として挙げられた化合物１〜９５の一部を含む）を挙げるが、本発明はこれらに限定されない。

《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正孔輸送材料からなり、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。正孔輸送層は単層又は複数層設けることができる。

正孔輸送材料としては、正孔の注入又は輸送、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、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３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３級アミン化合物を用いることが好ましい。

芳香族第３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、更には米国特許第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。

更にこれらの材料を高分子鎖に導入した、又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、特開平１１−２５１０６７号公報、Ｊ．Ｈｕａｎｇ ｅｔ．ａｌ．著文献（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ ８０（２００２），ｐ．１３９）に記載されているような、いわゆるｐ型正孔輸送材料を用いることもできる。本発明においては、より高効率の発光素子が得られることからこれらの材料を用いることが好ましい。

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、インクジェット法を含む印刷法、ＬＢ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５ｎｍ〜５μｍの範囲内程度、好ましくは５ｎｍ〜２００ｎｍの範囲内である。この正孔輸送層は上記材料の一種又は２種以上からなる一層構造であってもよい。

また、不純物をドープしたｐ性の高い正孔輸送層を用いることもできる。その例としては、特開平４−２９７０７６号公報、特開２０００−１９６１４０号公報、同２００１−１０２１７５号公報の各公報、Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，９５，５７７３（２００４）等に記載されたものが挙げられる。

本発明においては、このようなｐ性の高い正孔輸送層を用いることが、より低消費電力の素子を作製することができるため好ましい。

以下、本発明の有機ＥＬ素子の正孔輸送層の形成に好ましく用いられる化合物の具体例を挙げるが、本発明はこれらに限定されない。

《阻止層：正孔阻止層、電子阻止層》
阻止層は、上記の如く有機化合物薄膜の基本構成層のほか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号公報、同１１−２０４３５９号公報、及び「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の機能を有し、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正孔阻止材料からなり、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。

また、本発明の電子輸送層の構成を必要に応じて、正孔阻止層として用いることができる。

本発明の有機ＥＬ素子の正孔阻止層は、発光層に隣接して設けられていることが好ましい。

正孔阻止層には、前述の電子輸送材料として挙げた一般式（ｂ）で表される化合物、カルバゾール誘導体、アザカルバゾール誘導体（ここで、アザカルバゾール誘導体とは、カルバゾール環を構成する炭素原子の１つ以上が窒素原子で置き換わったものを示す）を含有することが好ましい。

また、本発明においては、複数の発光色の異なる複数の発光層を有する場合、その発光極大波長が最も短波にある発光層が、全発光層中、最も陽極に近いことが好ましいが、このような場合、該最短波層と該層の次に陽極に近い発光層との間に正孔阻止層を追加して設けることが好ましい。更には、該位置に設けられる正孔阻止層に含有される化合物の５０質量％以上が、前記最短波発光層のホスト化合物に対しそのイオン化ポテンシャルが０．３ｅＶ以上大きいことが好ましい。

イオン化ポテンシャルは化合物のＨＯＭＯ（最高占有軌道）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、例えば下記に示すような方法により求めることができる。

（１）米国Ｇａｕｓｓｉａｎ社製の分子軌道計算用ソフトウェアであるＧａｕｓｓｉａｎ９８（Ｇａｕｓｓｉａｎ９８、Ｒｅｖｉｓｉｏｎ Ａ．１１．４，Ｍ．Ｊ．Ｆｒｉｓｃｈ，ｅｔ ａｌ，Ｇａｕｓｓｉａｎ，Ｉｎｃ．，Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇｈ ＰＡ，２００２．）を用い、キーワードとしてＢ３ＬＹＰ／６−３１Ｇ＊を用いて構造最適化を行うことにより算出した値（ｅＶ単位換算値）として求めることができる。この計算値が有効な背景には、この手法で求めた計算値と実験値の相関が高いためである。

（２）イオン化ポテンシャルは光電子分光法で直接測定する方法により求めることもできる。例えば、理研計器社製の低エネルギー電子分光装置「Ｍｏｄｅｌ ＡＣ−１」を用いて、あるいは紫外光電子分光として知られている方法を好適に用いることができる。

一方、電子阻止層とは広い意味では正孔輸送層の機能を有し、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。

また、前述の正孔輸送層の構成を必要に応じて電子阻止層として用いることができる。本発明に係る正孔阻止層、電子阻止層の膜厚としては、好ましくは３ｎｍ〜１００ｎｍの範囲内であり、更に好ましくは３ｎｍ〜３０ｎｍの範囲内である。

《注入層：電子注入層（陰極バッファー層）、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、上記の如く陽極と発光層又は正孔輸送層の間、及び陰極と発光層又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頁〜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、フッ化ナトリウムやフッ化カリウム等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〜５μｍの範囲が好ましい。

また、陽極バッファー層及び陰極バッファー層に用いられる材料は、他の材料と併用して用いることも可能であり、例えば正孔輸送層や電子輸送層中に混合して用いることも可能である。

《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等の金属、ＣｕＩ、インジウムチンオキシド（ＩＴＯ）、ＳｎＯ_２、ＺｎＯ等の導電性透明材料が挙げられる。

また、ＩＤＩＸＯ（Ｉｎ_２Ｏ_３−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余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。

あるいは、有機導電性化合物のように塗布可能な物質を用いる場合には、印刷方式、コーティング方式等湿式成膜法を用いることもできる。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。更に膜厚は材料にもよるが、通常１０ｎｍ〜１０００ｎｍの範囲内、好ましくは１０ｎｍ〜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（Ａｌ_２Ｏ_３）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、電子注入性及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（Ａｌ_２Ｏ_３）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〜５μｍの範囲内、好ましくは５０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲で選ばれる。なお、発光した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輝度が向上し好都合である。

また、陰極に上記金属を１ｎｍ〜２０ｎｍの範囲内の膜厚で作製した後に、陽極の説明で挙げた導電性透明材料をその上に作製することで、透明又は半透明の陰極を作製することができ、これを応用することで陽極と陰極の両方が透過性を有する素子を作製することができる。

《支持基板》
本発明の有機ＥＬ素子に用いることのできる支持基板（以下、基体、基板、基材、支持体等ともいう）としては、ガラス、プラスチック等の種類には特に限定はなく、また透明であっても不透明であってもよい。支持基板側から光を取り出す場合には、支持基板は透明であることが好ましい。好ましく用いられる透明な支持基板としては、ガラス、石英、透明樹脂フィルムを挙げることができる。特に好ましい支持基板は、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。

樹脂フィルムとしては、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）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（ＣＡＰ）、セルロースアセテートフタレート（ＴＡＣ）、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（ＰＥＳ）、ポリフェニレンスルフィド、ポリスルホン類、ポリエーテルイミド、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、アクリルあるいはポリアリレート類、アートン（商品名ＪＳＲ社製）あるいはアペル（商品名三井化学社製）といったシクロオレフィン系樹脂等を挙げられる。

樹脂フィルムの表面には、無機物、有機物の被膜又はその両者のハイブリッド被膜が形成されていてもよく、ＪＩＳ Ｋ ７１２９−１９９２に準拠した方法で測定された、水蒸気透過度（２５±０．５℃、相対湿度（９０±２）％ＲＨ）が０．０１ｇ／（ｍ^２・２４ｈ）以下のバリア性フィルムであることが好ましく、更には、ＪＩＳ Ｋ ７１２６−１９８７に準拠した方法で測定された酸素透過度が、１０^−３ｍｌ／（ｍ^２・２４ｈ・ａｔｍ）以下、水蒸気透過度が、１０^−５ｇ／（ｍ^２・２４ｈ）以下の高バリア性フィルムであることが好ましい。

バリア膜を形成する材料としては、水分や酸素等素子の劣化をもたらすものの浸入を抑制する機能を有する材料であればよく、例えば、酸化珪素、二酸化珪素、窒化珪素等を用いることができる。更に該膜の脆弱性を改良するために、これら無機層と有機材料からなる層の積層構造を持たせることがより好ましい。無機層と有機層の積層順については特に制限はないが、両者を交互に複数回積層させることが好ましい。

バリア膜の形成方法については特に限定はなく、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、分子線エピタキシー法、クラスタ−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、大気圧プラズマ重合法、プラズマＣＶＤ法、レーザーＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、コーティング法等を用いることができるが、特開２００４−６８１４３号公報に記載されているような大気圧プラズマ重合法によるものが特に好ましい。

不透明な支持基板としては、例えば、アルミ、ステンレス等の金属板、フィルムや不透明樹脂基板、セラミック製の基板等が挙げられる。

本発明の有機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５％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、有機ＥＬ素子からの発光色を蛍光体を用いて多色へ変換する色変換フィルターを併用してもよい。色変換フィルターを用いる場合においては、有機ＥＬ素子の発光のλｍａｘは４８０ｎｍ以下が好ましい。

《有機ＥＬ素子の製造方法》
有機ＥＬ素子の製造方法の一例として、陽極／正孔注入層／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（電子注入層）／陰極からなる素子の製造方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の範囲内の膜厚になるように形成させ、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、正孔阻止層、電子輸送層、陰極バッファー層等の有機化合物を含有する薄膜を形成させる。

本発明のリン光発光性の有機ＥＬ素子においては、少なくとも陰極と該陰極に隣接する電子輸送層は、湿式法により塗布・成膜されることが好ましい。

湿式法としては、スピンコート法、キャスト法、ダイコート法、ブレードコート法、ロールコート法、インクジェット法、印刷法、スプレーコート法、カーテンコート法、ＬＢ法等があるが、精密な薄膜が形成可能で、且つ高生産性の点から、ダイコート法、ロールコート法、インクジェット法、スプレーコート法などのロール・ツー・ロール方式適性の高い方法が好ましい。また、層ごとに異なる製膜法を適用してもよい。

本発明に係る電子輸送層に含有される電子輸送材料以外の有機ＥＬ材料を溶解又は分散する液媒体としては、例えば、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、酢酸エチル等の脂肪酸エステル類、ジクロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素類、トルエン、キシレン、メシチレン、シクロヘキシルベンゼン等の芳香族炭化水素類、シクロヘキサン、デカリン、ドデカン等の脂肪族炭化水素類、ＤＭＦ、ＤＭＳＯ等の有機溶媒を用いることができる。

また、分散方法としては、超音波、高剪断力分散やメディア分散等の分散方法により分散することができる。

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５０〜２００ｎｍの範囲の膜厚になるように形成させ、陰極を設けることにより所望の有機ＥＬ素子が得られる。

また、順序を逆にして、陰極、陰極バッファー層、電子輸送層、正孔阻止層、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。

このようにして得られた多色の表示装置に、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２Ｖ〜４０Ｖの範囲内程度を印加すると発光が観測できる。また交流電圧を印加してもよい。なお、印加する交流の波形は任意でよい。

本発明の有機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構わない。その際、作業を乾燥不活性ガス雰囲気下で行うことが好ましい。

《封止》
本発明に用いられる封止手段としては、例えば、封止部材と電極、支持基板とを接着剤で接着する方法を挙げることができる。

封止部材としては、有機ＥＬ素子の表示領域を覆うように配置されておればよく、凹板状でも平板状でもよい。また透明性、電気絶縁性は特に問わない。

具体的には、ガラス板、ポリマー板・フィルム、金属板・フィルム等が挙げられる。ガラス板としては、特にソーダ石灰ガラス、バリウム・ストロンチウム含有ガラス、鉛ガラス、アルミノケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス、バリウムホウケイ酸ガラス、石英等を挙げることができる。

また、ポリマー板としては、ポリカーボネート、アクリル、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルサルファイド、ポリサルフォン等を挙げることができる。金属板としては、ステンレス、鉄、銅、アルミニウム、マグネシウム、ニッケル、亜鉛、クロム、チタン、モリブテン、シリコン、ゲルマニウム及びタンタルからなる群から選ばれる一種以上の金属又は合金からなるものが挙げられる。

本発明においては、素子を薄膜化できるということからポリマーフィルム、金属フィルムを好ましく使用することができる。

更には、ポリマーフィルムは、ＪＩＳ Ｋ ７１２６−１９８７に準拠した方法で測定された酸素透過度が１×１０^−３ｍｌ／（ｍ^２・２４ｈ・ａｔｍ）以下、ＪＩＳ Ｋ ７１２９−１９９２に準拠した方法で測定された、水蒸気透過度（２５±０．５℃、相対湿度（９０±２）％ＲＨ）が、１×１０^−３ｇ／（ｍ^２・２４ｈ）以下のものであることが好ましい。

封止部材を凹状に加工するのは、サンドブラスト加工、化学エッチング加工等が使われる。

接着剤として具体的には、アクリル酸系オリゴマー、メタクリル酸系オリゴマーの反応性ビニル基を有する光硬化及び熱硬化型接着剤、２−シアノアクリル酸エステル等の湿気硬化型等の接着剤を挙げることができる。また、エポキシ系等の熱及び化学硬化型（二液混合）を挙げることができる。また、ホットメルト型のポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィンを挙げることができる。また、カチオン硬化タイプの紫外線硬化型エポキシ樹脂接着剤を挙げることができる。

なお、有機ＥＬ素子が熱処理により劣化する場合があるので、室温から８０℃までに接着硬化できるものが好ましい。また、前記接着剤中に乾燥剤を分散させておいてもよい。封止部分への接着剤の塗布は市販のディスペンサーを使ってもよいし、スクリーン印刷のように印刷してもよい。

また、有機層を挟み支持基板と対向する側の電極の外側に該電極と有機層を被覆し、支持基板と接する形で無機物、有機物の層を形成し封止膜とすることも好適にできる。この場合、該膜を形成する材料としては、水分や酸素等素子の劣化をもたらすものの浸入を抑制する機能を有する材料であればよく、例えば、酸化珪素、二酸化珪素、窒化珪素等を用いることができる。

更に、該膜の脆弱性を改良するために、これら無機層と有機材料からなる層の積層構造を持たせることが好ましい。これらの膜の形成方法については、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、分子線エピタキシー法、クラスタ−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、大気圧プラズマ重合法、プラズマＣＶＤ法、レーザーＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、コーティング法等を用いることができる。

封止部材と有機ＥＬ素子の表示領域との間隙には、気相及び液相では、窒素、アルゴン等の不活性気体やフッ化炭化水素、シリコンオイルのような不活性液体を注入することが好ましい。また真空とすることも可能である。また、内部に吸湿性化合物を封入することもできる。

吸湿性化合物としては、例えば、金属酸化物（例えば、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化カルシウム、酸化バリウム、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム等）、硫酸塩（例えば、硫酸ナトリウム、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム、硫酸コバルト等）、金属ハロゲン化物（例えば、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、フッ化セシウム、フッ化タンタル、臭化セリウム、臭化マグネシウム、沃化バリウム、沃化マグネシウム等）、過塩素酸類（例えば、過塩素酸バリウム、過塩素酸マグネシウム等）等が挙げられ、硫酸塩、金属ハロゲン化物及び過塩素酸類においては無水塩が好適に用いられる。

《保護膜、保護板》
有機層を挟み支持基板と対向する側の前記封止膜、あるいは前記封止用フィルムの外側に、素子の機械的強度を高めるために保護膜、あるいは保護板を設けてもよい。特に封止が前記封止膜により行われている場合には、その機械的強度は必ずしも高くないため、このような保護膜、保護板を設けることが好ましい。これに使用することができる材料としては、前記封止に用いたのと同様なガラス板、ポリマー板・フィルム、金属板・フィルム等を用いることができるが、軽量且つ薄膜化ということからポリマーフィルムを用いることが好ましい。

《光取り出し》
有機ＥＬ素子は空気よりも屈折率の高い（屈折率が１．７〜２．１の範囲内程度）層の内部で発光し、発光層で発生した光のうち１５％から２０％程度の光しか取り出せないことが一般的に言われている。これは、臨界角以上の角度θで界面（透明基板と空気との界面）に入射する光は、全反射を起こし素子外部に取り出すことができないことや、透明電極ないし発光層と透明基板との間で光が全反射を起こし、光が透明電極ないし発光層を導波し、結果として光が素子側面方向に逃げるためである。

この光の取り出しの効率を向上させる手法としては、例えば、透明基板表面に凹凸を形成し、透明基板と空気界面での全反射を防ぐ方法（米国特許第４，７７４，４３５号明細書）、基板に集光性を持たせることにより効率を向上させる方法（特開昭６３−３１４７９５号公報）、素子の側面等に反射面を形成する方法（特開平１−２２０３９４号公報）、基板と発光体の間に中間の屈折率を持つ平坦層を導入し、反射防止膜を形成する方法（特開昭６２−１７２６９１号公報）、基板と発光体の間に基板よりも低屈折率を持つ平坦層を導入する方法（特開２００１−２０２８２７号公報）、基板、透明電極層や発光層のいずれかの層間（含む、基板と外界間）に回折格子を形成する方法（特開平１１−２８３７５１号公報）等がある。

本発明においては、これらの方法を本発明の有機ＥＬ素子と組み合わせて用いることができるが、基板と発光体の間に基板よりも低屈折率を持つ平坦層を導入する方法、あるいは基板、透明電極層や発光層のいずれかの層間（含む、基板と外界間）に回折格子を形成する方法を好適に用いることができる。

本発明はこれらの手段を組み合わせることにより、更に高輝度あるいは耐久性に優れた素子を得ることができる。

透明電極と透明基板の間に低屈折率の媒質を光の波長よりも長い厚みで形成すると、透明電極から出てきた光は、媒質の屈折率が低いほど外部への取り出し効率が高くなる。

低屈折率層としては、例えば、エアロゲル、多孔質シリカ、フッ化マグネシウム、フッ素系ポリマー等が挙げられる。透明基板の屈折率は一般に１．５〜１．７の範囲内程度であるので、低屈折率層は屈折率がおよそ１．５以下であることが好ましい。また、更に１．３５以下であることが好ましい。

また、低屈折率媒質の厚みは媒質中の波長の２倍以上となるのが望ましい。これは低屈折率媒質の厚みが、光の波長程度になってエバネッセントで染み出した電磁波が基板内に入り込む膜厚になると、低屈折率層の効果が薄れるからである。

全反射を起こす界面若しくはいずれかの媒質中に回折格子を導入する方法は、光取り出し効率の向上効果が高いという特徴がある。この方法は回折格子が１次の回折や２次の回折といったいわゆるブラッグ回折により、光の向きを屈折とは異なる特定の向きに変えることができる性質を利用して、発光層から発生した光のうち層間での全反射等により外に出ることができない光を、いずれかの層間若しくは、媒質中（透明基板内や透明電極内）に回折格子を導入することで光を回折させ、光を外に取り出そうとするものである。

導入する回折格子は、二次元的な周期屈折率を持っていることが望ましい。これは発光層で発光する光はあらゆる方向にランダムに発生するので、ある方向にのみ周期的な屈折率分布を持っている一般的な１次元回折格子では、特定の方向に進む光しか回折されず、光の取り出し効率がさほど上がらない。

しかしながら、屈折率分布を二次元的な分布にすることにより、あらゆる方向に進む光が回折され、光の取り出し効率が上がる。

回折格子を導入する位置としては前述のとおり、いずれかの層間若しくは媒質中（透明基板内や透明電極内）でもよいが、光が発生する場所である有機発光層の近傍が望ましい。

このとき、回折格子の周期は媒質中の光の波長の約１／２〜３倍の範囲内程度が好ましい。

回折格子の配列は正方形のラチス状、三角形のラチス状、ハニカムラチス状等、２次元的に配列が繰り返されることが好ましい。

《集光シート》
本発明の有機ＥＬ素子は基板の光取り出し側に、例えば、マイクロレンズアレイ状の構造を設けるように加工したり、あるいはいわゆる集光シートと組み合わせることにより、特定方向、例えば、素子発光面に対し正面方向に集光することにより、特定方向上の輝度を高めることができる。

マイクロレンズアレイの例としては、基板の光取り出し側に一辺が３０μｍでその頂角が９０度となるような四角錐を２次元に配列する。一辺は１０μｍ〜１００μｍの範囲内が好ましい。これより小さくなると回折の効果が発生して色付く、大きすぎると厚みが厚くなり好ましくない。

集光シートとしては、例えば、液晶表示装置のＬＥＤバックライトで実用化されているものを用いることが可能である。このようなシートとして、例えば、住友スリーエム社製輝度上昇フィルム（ＢＥＦ）等を用いることができる。

プリズムシートの形状としては、例えば、基材に頂角９０度、ピッチ５０μｍの△状のストライプが形成されたものであってもよいし、頂角が丸みを帯びた形状、ピッチをランダムに変化させた形状、その他の形状であってもよい。

また、発光素子からの光放射角を制御するために、光拡散板・フィルムを集光シートと併用してもよい。例えば、（株）きもと製拡散フィルム（ライトアップ）等を用いることができる。

《用途》
本発明の有機ＥＬ素子は、表示デバイス、ディスプレイ、各種発光光源として用いることができる。発光光源として、例えば、照明装置（家庭用照明、車内照明）、時計や液晶用バックライト、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が、特に液晶表示装置のバックライト、照明用光源としての用途に有効に用いることができる。

本発明の有機ＥＬ素子においては、必要に応じ成膜時にメタルマスクやインクジェットプリンティング法等でパターニングを施してもよい。パターニングする場合は、電極のみをパターニングしてもよいし、電極と発光層をパターニングしてもよいし、素子全層をパターニングしてもよく、素子の作製においては、従来公知の方法を用いることができる。

本発明の有機ＥＬ素子や本発明に係る化合物の発光する色は、「新編色彩科学ハンドブック」（日本色彩学会編、東京大学出版会、１９８５）の１０８頁の図４．１６において、分光放射輝度計ＣＳ−１０００（コニカミノルタセンシング（株）製）で測定した結果をＣＩＥ色度座標に当てはめたときの色で決定される。

また、本発明の有機ＥＬ素子が白色素子の場合には、白色とは、２度視野角正面輝度を上記方法により測定した際に、１０００ｃｄ／ｍ^２でのＣＩＥ１９３１表色系における色度がＸ＝０．３３±０．０７、Ｙ＝０．３３±０．１の領域内にあることをいう。

《表示装置》
本発明の表示装置について説明する。本発明の表示装置は、本発明の有機ＥＬ素子を具備したものである。

本発明の表示装置は単色でも多色でもよいが、ここでは多色表示装置について説明する。多色表示装置の場合は発光層形成時のみシャドーマスクを設け、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、スピンコート法、印刷法である。

表示装置に具備される有機ＥＬ素子の構成は、必要に応じて上記の有機ＥＬ素子の構成例の中から選択される。

また、有機ＥＬ素子の製造方法は、上記の本発明の有機ＥＬ素子の製造の一態様に示したとおりである。

得られた多色表示装置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２Ｖ〜４０Ｖの範囲内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。更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。

多色表示装置は、表示デバイス、ディスプレイ、各種発光光源として用いることができる。表示デバイス、ディスプレイにおいて、青、赤、緑発光の３種の有機ＥＬ素子を用いることにより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よい。

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、本発明はこれらに限定されない。

以下、本発明の有機ＥＬ素子を有する表示装置の一例を図面に基づいて説明する。

図２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ごと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３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及びデータ線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Ｌ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及び複数のデータ線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（詳細は図示していない）。

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４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４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共に、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。

即ち、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５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５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。

《照明装置》
本発明の照明装置について説明する。本発明の照明装置は上記有機ＥＬ素子を有する。

本発明の有機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く、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。

また、本発明の有機ＥＬ素子は照明用や露光光源のような一種のランプとして使用してもよいし、画像を投影するタイプのプロジェクション装置や、静止画像や動画像を直接視認するタイプの表示装置（ディスプレイ）として使用してもよい。

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よい。又は、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。

また、本発明の有機ＥＬ材料は照明装置として、実質白色の発光を生じる有機ＥＬ素子に適用できる。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。複数の発光色の組み合わせとしては、青色、緑色、青色の３原色の３つの発光極大波長を含有させたものでもよいし、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よい。

また複数の発光色を得るための発光材料の組み合わせは、複数のリン光又は蛍光で発光する材料を複数組み合わせたもの、蛍光又はリン光で発光する発光材料と、発光材料からの光を励起光として発光する色素材料との組み合わせたもののいずれでもよいが、本発明に係る白色有機ＥＬ素子においては、発光ドーパントを複数組み合わせ混合するだけでよい。

発光層、正孔輸送層あるいは電子輸送層等の形成時のみマスクを設け、マスクにより塗り分ける等単純に配置するだけでよく、他層は共通であるので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、印刷法等で例えば電極膜を形成でき、生産性も向上する。

この方法によれば、複数色の発光素子をアレー状に並列配置した白色有機ＥＬ装置と異なり、素子自体が発光白色である。

発光層に用いる発光材料としては特に制限はなく、例えば、液晶表示素子におけるバックライトであれば、ＣＦ（カラーフィルター）特性に対応した波長範囲に適合するように、本発明に係る金属錯体、また公知の発光材料の中から任意のものを選択して組み合わせて白色化すればよい。

《本発明の照明装置の一態様》
本発明の有機ＥＬ素子を具備した、本発明の照明装置の一態様について説明する。

本発明の有機ＥＬ素子の非発光面をガラスケースで覆い、厚み３００μｍのガラス基板を封止用基板として用いて、周囲にシール材として、エポキシ系光硬化型接着剤（東亞合成社製ラックストラックＬＣ０６２９Ｂ）を適用し、これを陰極上に重ねて透明支持基板と密着させ、ガラス基板側からＵＶ光を照射して、硬化させて、封止し、図６、図７に示すような照明装置を形成することができる。

図６は、照明装置の概略図を示し、本発明の有機ＥＬ素子１０１はガラスカバー１０２で覆われている（なお、ガラスカバーでの封止作業は、有機ＥＬ素子１０１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の雰囲気下）で行った。）。

図７は、照明装置の断面図を示し、図７において、１０４は電子輸送層、１０５は陰極、１０６は有機ＥＬ層、１０７は透明電極付きガラス基板を示す。なお、ガラスカバー１０２内には窒素ガス１０８が充填され、捕水剤１０９が設けられている。

以下、実施例により本発明を詳細に説明するが、実施例に用いられている化合物の記号が、「発明を実施するための形態」に記載の化合物の具体例の記号と一致する場合は、該具体例を意味する。

参考例１
《有機ＥＬ素子の作製》
〔有機ＥＬ素子１０１（比較例）の作製〕
陽極として３０ｍｍ×３０ｍｍ×０．７ｍｍのガラス基板上に、ＩＴＯ（インジウムチンオキシド）を１２０ｎｍ製膜した基板にパターニングを行った後、このＩＴＯ透明電極を設けた基板をイソ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。この基板上に、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）−ポリスチレンスルホネート（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ、Ｂａｙｅｒ製、Ｂａｙｔｒｏｎ ＰＡｌ ４０８３）を純水で７０％に希釈した溶液を３０００ｒｐｍ、３０秒でスピンコート法により製膜した後、２００℃にて１時間乾燥し、膜厚３０ｎｍの正孔注入層を設けた。

この基板を、窒素雰囲気下、ＪＩＳ Ｂ９９２０に準拠し、測定した清浄度がクラス１００で、露点温度が−８０℃以下、酸素濃度０．８ｐｐｍのグローブボックスへ移した。グローブボックス中にて正孔輸送層用塗布液を下記のように調製し、スピンコーターにて、１５００ｒｐｍ、３０秒の条件で塗布した。この基板を、１５０℃で１０秒加熱し、加熱したまま、高圧水銀ランプ（株式会社オーク製作所製ＯＨＤ−１１０Ｍ−ＳＴ）を用い３０ｍＷ／ｃｍ^２の紫外光を２０秒間照射した。更に１２０℃で３０分間加熱し正孔輸送層を設けた。別途用意した基板にて、同条件にて塗布を行い測定したところ、膜厚は２０ｎｍであった。

（正孔輸送層用塗布液）
トルエン １００ｇ
ＨＴ−３０ ０．４５ｇ
ＨＴ−３１ ０．０５ｇ
次いで、発光層塗布液を下記のように調製し、スピンコーターにて、３０秒間に５００ｒｐｍから５０００ｒｐｍまで上げる条件で塗布した。更に１５０℃で３０分加熱し発光層を設けた。別途用意した基板にて、同条件で塗布を行い測定したところ、膜厚は４０ｎｍであった。

（発光層用塗布液）
トルエン １００ｇ
Ｈ−２５ １ｇ
Ｄ−２６ ０．１１ｇ
次いで、電子輸送層用塗布液を下記のように調製し、スピンコーターにて、７００ｒｐｍ、３０秒の条件で塗布した。

別途、用意した基板に上記と同様にして、電子輸送層までを設けた。この基板の中心近傍の５点についてＸ線回折測定して結晶化度を算出し、５点の平均をとったところ０．５％であり、電子輸送層中には結晶粒によるＸ線回折ピークは検出されなかった。なお、Ｘ線回折測定は、前記（Ｘ線回折線）の項に記載した方法に従って行った。
別途用意した基板にて、同条件で塗布を行い測定したところ、膜厚は５５ｎｍであった。

（電子輸送層用塗布液）
２，２，３，３−テトラフルオロ−１−プロパノール １００ｇ
ＥＴ−９ ０．９ｇ
次いで、電子輸送層まで設けた基板を、大気曝露せずに、蒸着機に移動し、４×１０^−４Ｐａまで減圧した。なお、フッ化セシウム及びアルミニウムをそれぞれタンタル製抵抗加熱ボートに入れ、蒸着機に取り付けておいた。

まず、フッ化セシウムの入った抵抗加熱ボートに通電し加熱し、基板上にフッ化セシウムからなる電子注入層を３ｎｍ設けた。続いて、アルミニウムの入った抵抗加熱ボートに通電加熱し、蒸着速度１〜２ｎｍ／秒の範囲内でアルミニウムからなる膜厚１００ｎｍの陰極を設け、有機ＥＬ素子１０１を作製した。

得られた有機ＥＬ素子１０１を評価するに際しては、陰極まで設けた基板を大気曝露させることなく、窒素雰囲気下、ＪＩＳ Ｂ９９２０に準拠し測定した清浄度がクラス１００で、露点温度が−８０℃以下、酸素濃度０．８ｐｐｍのグローブボックスへ移動し、有機ＥＬ素子１０１の非発光面をガラスカバーで覆い、ガラスカバーと有機ＥＬ素子が作製されたガラス基板とが接触するガラスカバー側の周囲にシール剤としてエポキシ系光硬化型接着剤（東亞合成社製ラクストラックＬＣ０６２９Ｂ）を適用し、これを上記陰極側に重ねて前記透明支持基板と密着させ、ガラス基板側からＵＶ光を照射して硬化させ、封止して、上記の図６、図７に示すような照明装置を形成して評価した。

なお、補水剤としてはアルドリッチ製の高純度酸化バリウム粉末を、粘着剤付きのフッ素系半透過膜（ミクロテックスＳ−ＮＴＦ８０３１Ｑ、日東電工製）でガラス製封止缶に貼り付けたものをあらかじめ準備して使用した。

〔有機ＥＬ素子１０２（比較例）の作製〕
前記有機ＥＬ素子１０１の作製において、以下の手順で電子輸送層を設けること以外は同様にして、有機ＥＬ素子１０２を作製した。

電子輸送層塗布液を下記のように調製し、スピンコーターにて、１０００ｒｐｍ、３０秒の条件で塗布した。更に１１０℃で３０分加熱し電子輸送層を設けた。

別途用意した基板に上記と同様にして、電子輸送層までを設けた。この基板の中心近傍の５点についてＸ線回折測定して結晶化度を算出し、５点の平均をとったところ１２％であり、電子輸送層中に結晶粒によるＸ線回折ピークが検出された。なお、Ｘ線回折測定は、前記（Ｘ線回折線）の項に記載した方法に従って行った。

別途用意した基板にて、同条件にて塗布を行い測定したところ、膜厚は４５ｎｍであった。

（電子輸送層用塗布液）
２，２，３，３−テトラフルオロ−１−プロパノール １００ｇ
ＥＴ−９ ０．９ｇ
〔有機ＥＬ素子１０３〜１０８（本発明）の作製〕
前記有機ＥＬ素子１０２の作製において、電子輸送層材料を表１記載の材料に変え、さらに電子輸送層用塗布液の濃度及びスピンコーターの回転数を変えて膜厚を表１記載の膜厚に変えた以外は有機ＥＬ素子１０２と同様にして、有機ＥＬ素子１０３〜１０８を作製した。なお、化合物８５は参考とされる化合物である。

前記有機ＥＬ素子１０２の作製と同様に、Ｘ線回折測定して、電子輸送層中の結晶粒の有り無しを判定した結果を表１に記す。次いで、下記の測定法に従って評価を行った。

《有機ＥＬ素子１０２〜１０８を備えた照明装置の形成》
得られた有機ＥＬ素子１０２〜１０８を評価するに際しては、有機ＥＬ素子１０１と同様に封止し、図６、図７に示すような照明装置を形成して評価した。

《有機ＥＬ素子１０１〜１０８の評価》
（外部取り出し量子効率）
有機ＥＬ素子を室温（約２３℃〜２５℃の範囲内）、２．５ｍＡ／ｃｍ^２の定電流条件下で発光させ、発光開始直後の発光輝度（Ｌ）［ｃｄ／ｍ^２］を測定することにより、外部取り出し量子効率（η）を算出した。

ここで、発光輝度の測定はＣＳ−１０００（コニカミノルタセンシング製）を用いた。外部取り出し量子効率は有機ＥＬ素子１０１を１００とする相対値で表した。

（駆動電圧）
有機ＥＬ素子を室温（約２３℃〜２５℃の範囲内）、２．５ｍＡ／ｃｍ^２の定電流条件下により駆動したときの電圧を各々測定し、有機ＥＬ素子１０１を１００として各々相対値で下記表１に示した。

（発光寿命）
有機ＥＬ素子を室温下、２．５ｍＡ／ｃｍ^２の定電流条件下による連続発光を行い、初期輝度の半分の輝度になるのに要する時間（τ１／２）を測定した。なお、発光寿命は有機ＥＬ素子１０１のτ１／２を１００としたときの、各有機ＥＬ素子のτ１／２の相対値で表した。

表１より、本発明の有機ＥＬ素子は、駆動電圧が低く、発光寿命が改善されていることが分かる。特に本発明の中でも、参考とされる化合物８５を用いた素子１０６は取り出し効率が高く、発光寿命が長いことが分かる。

実施例２
《有機ＥＬ素子２０１の作製》
〔有機ＥＬ素子２０１の作製〕
陽極として３０ｍｍ×３０ｍｍ×０．７ｍｍのガラス基板上に、ＩＴＯ（インジウムチンオキシド）を１２０ｎｍ製膜した基板にパターニングを行った後、このＩＴＯ透明電極を設けた基板をイソ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。この基板上に、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）−ポリスチレンスルホネート（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ、Ｂａｙｅｒ製、Ｂａｙｔｒｏｎ ＰＡｌ ４０８３）を純水で７０％に希釈した溶液を３０００ｒｐｍ、３０秒でスピンコート法により製膜した後、２００℃にて１時間乾燥し、膜厚３０ｎｍの正孔注入層を設けた。

この基板を、市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに固定し、一方モリブデン製抵抗加熱ボートにＨＴ−２を２００ｍｇ入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにホスト化合物としてＨｏｓｔ−１６を２００ｍｇ入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにドーパント化合物としてＤ−４８を１００ｍｇ入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートに電子輸送層のホストとして化合物８６（前記一般式（ｂ）で表される化合物の具体例から選択した化合物）を２００ｍｇ入れ、更に別のモリブデン製抵抗加熱ボートに電子輸送層ドーパントとして炭酸セシウムを２００ｍｇ入れ真空蒸着装置に取り付けた。

次いで真空槽を４×１０^−４Ｐａまで減圧した後、ＨＴ−２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／ｓｅｃで正孔注入層上蒸着し２０ｎｍの正孔輸送層を設けた。

更にＨｏｓｔ−１６とＤ−４８の入った前記加熱ボートに通電して加熱し、それぞれ蒸着速度０．１ｎｍ／ｓｅｃ、０．００６ｎｍ／ｓｅｃで前記正孔輸送層上に共蒸着して２０ｎｍの発光層を設けた。

更に化合物８６と炭酸セシウムの入った前記加熱ボートに通電して加熱し、それぞれ蒸着速度０．１５ｎｍ／ｓｅｃ、０．００１ｎｍ／ｓｅｃで前記発光層上に蒸着して膜厚８０ｎｍの電子輸送層を設けた。なお、蒸着時の基板温度は室温であった。

別途、用意した基板に上記と同様にして、電子輸送層までを設けた。この基板の中心近傍の３点についてＸ線回折測定して結晶化度を算出し、３点の平均をとったところ０．７％であり、電子輸送層中には結晶粒によるＸ線回折ピークは検出されなかった。なお、Ｘ線回折測定は、前記（Ｘ線回折線）の項に記載した方法に従って行った。

引き続き、陰極バッファー層としてフッ化リチウム０．５ｎｍを蒸着し、更にアルミニウム１１０ｎｍを蒸着して陰極を形成し、有機ＥＬ素子２０１を作製した。

〔有機ＥＬ素子２０２の作製〕
有機ＥＬ素子２０１において、電子輸送層を下記のように作製した以外は有機ＥＬ素子２０１と同様にして有機ＥＬ素子２０２を形成した。

発光層まで形成した後、ＥＴ−１２と以下に示す電子輸送ドーパント１の入った前記加熱ボートに通電して加熱し、それぞれ蒸着速度０．１ｎｍ／ｓｅｃ、０．００６ｎｍ／ｓｅｃで前記発光層上に蒸着して膜厚６０ｎｍの電子輸送層を設けた。

別途用意した基板に上記と同様にして、電子輸送層までを設けた。この基板の中心近傍の３点についてＸ線回折測定して結晶化度を算出し、３点の平均をとったところ０．３％であり、電子輸送層中には結晶粒によるＸ線回折ピークは検出されなかった。なお、Ｘ線回折測定は、前記（Ｘ線回折線）の項に記載した方法に従って行った。

次いで、有機ＥＬ素子２０１と同様に陰極バッファー層、陰極を形成し、有機ＥＬ素子２０２を形成した。

〔有機ＥＬ素子２０３の作製〕
有機ＥＬ素子２０１と同様にして陰極まで形成した後、１２０℃で１５分加熱処理し、有機ＥＬ素子２０３を得た。

別途用意した基板に上記と同様にして、電子輸送層までを設け１２０℃で１５分加熱処理した。この基板の中心近傍の３点についてＸ線回折測定して結晶化度を算出し、３点の平均をとったところ５％であり、電子輸送層中に結晶粒によるＸ線回折ピークが検出された。なお、Ｘ線回折測定は、前記（Ｘ線回折線）の項に記載した方法に従って行った。

〔有機ＥＬ素子２０４の作製〕
有機ＥＬ素子２０２と同様にして陰極まで形成した後、１２０℃で１５分加熱処理し、有機ＥＬ素子２０４を得た。

別途用意した基板に上記と同様にして、電子輸送層までを設け１２０℃で１５分加熱処理した。この基板の中心近傍の３点についてＸ線回折測定して結晶化度を算出し、３点の平均をとったところ２％であり、電子輸送層中に結晶粒によるＸ線回折ピークが検出された。なお、Ｘ線回折測定は、前記（Ｘ線回折線）の項に記載した方法に従って行った。

〔有機ＥＬ素子２０５〜２１２の作製〕
前記有機ＥＬ素子２０４の作製において、電子輸送層材料及びホスト化合物を表２記載の材料に変え、さらに蒸着時間を変えることにより膜厚を表２記載の膜厚に変えた以外は有機ＥＬ素子２０４と同様にして、有機ＥＬ素子２０５〜２１２を作製した。なお、素子２０７〜２１１では、発光層のホストとして、参考とされる化合物を用いた。電子輸送層中の結晶粒の確認は有機ＥＬ素子２０４と同様の方法で行った。電子輸送層中の結晶粒の有り無しの判定結果を表２に記す。

得られた有機ＥＬ素子２０１〜２１２を評価するに際しては、参考例１の有機ＥＬ素子１０１と同様に封止し、図６、図７に示すような照明装置を形成して評価した。

［保存安定性の評価］
７０℃環境下で各有機ＥＬ素子を２００時間保存した後、２．５ｍＡ／ｃｍ^２の一定電流値で駆動した際の電力効率保持率（未処理時の電力効率を１００％とした時の７０℃で２００ｈ保存した後における電力効率比）、駆動寿命保持率（未処理時の寿命を１００％とした時の７０℃で２００ｈ保存した後における寿命比）、及び輝度ムラを測定し、これを有機ＥＬ素子の保存安定性の尺度とした。なお、駆動寿命は参考例１と同様の方法で求めた。

なお、輝度ムラは、２．５ｍＡ／ｃｍ^２の一定電流値で駆動した際の発光面内の最高輝度と最低輝度との輝度差が最高輝度に対して１５％以下のときを○とし、１５％よりも大きいときを×とした。

輝度測定には分光放射輝度計ＣＳ−１０００（コニカミノルタセンシング製）を用いて、各有機ＥＬ素子の正面輝度を測定した。駆動寿命測定の際には、正面輝度２０００ｃｄ／ｍ^２を初期輝度として連続駆動時の輝度変動を測定し、その輝度半減時間を駆動寿命として求めた。

表２より、本発明の有機ＥＬ素子は電力効率変化率の低下幅が小さく、駆動寿命に優れていることが分かる。また本発明の中でも、電子輸送材料として一般式（ｂ）の化合物を用いた場合は、電力効率の低下が小さく、駆動寿命の低下が小さいことが分かる。

参考例３
《有機ＥＬ素子の作製》
〔有機ＥＬ素子３０１の作製〕
陽極として３０ｍｍ×３０ｍｍ×０．７ｍｍのガラス基板上に、ＩＴＯ（インジウムチンオキシド）を１２０ｎｍ製膜した基板にパターニングを行った後、このＩＴＯ透明電極を設けた基板をイソ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。この基板上に、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）−ポリスチレンスルホネート（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ、Ｂａｙｅｒ製、Ｂａｙｔｒｏｎ ＰＡｌ ４０８３）を純水で７０％に希釈した溶液を３０００ｒｐｍ、３０秒でスピンコート法により製膜した後、２００℃にて１時間乾燥し、膜厚３０ｎｍの正孔注入層を設けた。

この基板を、窒素雰囲気下、ＪＩＳ Ｂ９９２０に準拠し、測定した清浄度がクラス１００で、露点温度が−８０℃以下、酸素濃度０．８ｐｐｍのグローブボックスへ移した。グローブボックス中にて正孔輸送層用塗布液を下記のように調製し、スピンコーターにて、２５００ｒｐｍ、３０秒の条件で塗布した。更に１２０℃で３０分間加熱し正孔輸送層を設けた。別途用意した基板にて、同条件にて塗布を行い測定したところ、膜厚は２０ｎｍであった。

（正孔輸送層用塗布液）
ジクロロベンゼン １００ｇ
ＡＤＳ２５４ＢＥ（Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｄｙｅ Ｓｏｕｒｃｅ， Ｉｎｃ製）０．５ｇ
この基板を、市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに固定し、一方モリブデン製抵抗加熱ボートに別のモリブデン製抵抗加熱ボートにホスト化合物として化合物例１４（参考とされる化合物）を２００ｍｇ入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにドーパント化合物としてＤ−９を１００ｍｇ入れ真空蒸着装置に取り付けた。

次いで真空槽を４×１０^−４Ｐａまで減圧した後、化合物例１４とＤ−９の入った前記加熱ボートに通電して加熱し、それぞれ蒸着速度０．１ｎｍ／ｓｅｃ、０．００６ｎｍ／ｓｅｃで前記正孔輸送層上に共蒸着して２０ｎｍの発光層を設けた。

次にこの基板を再度窒素雰囲気下、ＪＩＳ Ｂ９９２０に準拠し、測定した清浄度がクラス１００で、露点温度が−８０℃以下、酸素濃度０．８ｐｐｍのグローブボックスへ移した後、グローブボックス中にて電子輸送層用塗布液を下記のように調製し、スピンコーターにて７００ｒｐｍ、３０秒の条件で塗布した。

別途用意した基板に上記と同様にして、電子輸送層までを設けた。この基板の中心近傍の５点についてＸ線回折測定し、結晶化度を算出し、５点の平均をとったところ０．５％であり、電子輸送層中には結晶粒によるＸ線回折ピークが検出されなかった。なお、Ｘ線回折測定は、前記（Ｘ線回折線）の項に記載した方法に従って行った。

別途用意した基板にて、同条件で塗布を行い測定したところ、膜厚は６０ｎｍであった。

（電子輸送層用塗布液）
１−ブタノール １００ｇ
ＥＴ−１３ １ｇ
次いで、電子輸送層まで設けた基板を、大気曝露せずに、蒸着機に移動し、４×１０^−４Ｐａまで減圧した。なお、フッ化リチウム及びアルミニウムをそれぞれタンタル製抵抗加熱ボートに入れ、蒸着機に取り付けておいた。

まず、フッ化リチウムの入った抵抗加熱ボートに通電し加熱し、基板上にフッ化リチウムからなる電子注入層を３ｎｍ設けた。続いて、アルミニウムの入った抵抗加熱ボートに通電加熱し、蒸着速度１〜２ｎｍ／秒の範囲内でアルミニウムからなる膜厚１００ｎｍの陰極を設け、有機ＥＬ素子３０１を作製した。

〔有機ＥＬ素子３０２の作製〕
有機ＥＬ素子３０１の作製において、１−ブタノールの代わりに２，２，３，３−テトラフルオロ−１−プロパノールを用いた以外は同様にして有機ＥＬ素子３０２を作製した。電子輸送層中の結晶粒の確認は有機ＥＬ素子３０１と同様の方法で行った。電子輸送層中の結晶粒の有り無しの判定結果を表２に記す。

〔有機ＥＬ素子３０３〜３０８の作製〕
前記有機ＥＬ素子３０２の作製において、電子輸送層材料を表３記載の材料に変え、さらに電子輸送層用塗布液の濃度及びスピンコーターの回転数を変えて膜厚を表３記載の膜厚に変えた以外は有機ＥＬ素子３０２と同様にして、有機ＥＬ素子３０３〜３０８を作製した。電子輸送層中の結晶粒の確認は有機ＥＬ素子３０１と同様の方法で行った。電子輸送層中の結晶粒の有り無しの判定結果を表２に記す。

《有機ＥＬ素子３０１〜３０８の評価》
得られた有機ＥＬ素子３０１〜３０８を評価するに際しては、参考例１の有機ＥＬ素子１０１と同様に封止し、図６、図７に示すような照明装置を形成して評価した。

（電力効率）
分光放射輝度計ＣＳ−１０００（コニカミノルタセンシング社製）を用いて、各有機ＥＬ素子の正面輝度及び輝度角度依存性を測定し、正面輝度１０００ｃｄ／ｍ^２における電力効率を求めた。なお、電力効率は有機ＥＬ素子３０１の電力効率を１００と設定したときの相対値で表した。

（電圧上昇率）
６ｍＡ／ｃｍ^２の一定電流で駆動したときに、初期電圧と１５０時間後の電圧を測定した。初期電圧１００に対する１５０時間後の電圧の相対値を電圧上昇率とした。

（発光寿命）
発光寿命については参考例１と同様の方法で評価した。

表３より、参考例の有機ＥＬ素子は電力効率が高く、発光寿命が長いことが分かる。本発明の中でも、参考とされる化合物を用いた有機ＥＬ素子は発光寿命が特に長いことが分かる。

参考例４
《白色の有機ＥＬ素子４０１の作製》
陽極として１００ｍｍ×１００ｍｍ×１．１ｍｍのガラス基板上にＩＴＯ（インジウムチンオキシド）を１００ｎｍ成膜した基板（ＮＨテクノグラス社製ＮＡ４５）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イソ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。

この透明支持基板上に、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）−ポリスチレンスルホネート（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ、Ｂａｙｅｒ社製、Ｂａｙｔｒｏｎ Ｐ Ａｌ ４０８３）を純水で７０％に希釈した溶液を３０００ｒｐｍ、３０秒でスピンコート法により成膜した後、２００℃にて１時間乾燥し、膜厚３０ｎｍの第一正孔輸送層を設けた。

この基板を窒素雰囲気下に移し、５０ｍｇの市販のＡＤＳ２５４ＢＥ（Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｄｙｅ Ｓｏｕｒｃｅ， Ｉｎｃ製）を１０ｍｌのトルエンに溶解した溶液を２５００ｒｐｍ、３０秒の条件で正孔輸送層上にスピンコーティングし、薄膜を形成した。６０℃で１時間真空乾燥し、第２正孔輸送層を形成した。

次に、ＨＯＳＴ−５４（１００ｍｇ）、Ｄ−６（０．５ｍｇ）、Ｄ−４８（１６ｍｇ）を酢酸ブチル１０ｍｌに溶解した溶液を用い、１０００ｒｐｍ、３０秒の条件下、スピンコート法により成膜した。６０℃で１時間真空乾燥し発光層とした。

化合物８８（４０ｍｇ）を１−ブタノールヘキサフルオロイソプロパノール（ＨＦＩＰ）５ｍｌに溶解した溶液を用い、５００ｒｐｍ、３０秒の条件下、スピンコート法により電子輸送層を成膜した。

別途用意した基板に上記と同様にして、電子輸送層までを設けＸ線回折測定したところＸ線回折線が見られ、結晶粒が確認された。なお、Ｘ線回折測定は、前記（Ｘ線回折線）の項に記載した方法に従って行った。

別途用意した基板にて、同条件で塗布を行い測定したところ、膜厚は６０ｎｍであった。

続いて、この基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに固定し、モリブデン製抵抗加熱ボートにＥＴ−７を２００ｍｇ入れ、真空蒸着装置に取り付けた。真空槽を４×１０^−４Ｐａまで減圧した後、ＥＴ−７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／秒で前記電子輸送層の上に蒸着して、更に膜厚２０ｎｍの第２電子輸送層を設けた。なお、蒸着時の基板温度は室温であった。

引き続き、フッ化カリウム０．５ｎｍ及びアルミニウム１１０ｎｍを蒸着して陰極を形成し、有機ＥＬ素子４０１を作製した。

得られた有機ＥＬ素子４０１について、参考例１の有機ＥＬ素子１０１と同様に封止し、図６、図７に示すような照明装置を形成した。

この素子に通電したところほぼ白色の光が得られ、照明装置として使用できることが判った。

実施例５
《白色の有機ＥＬ素子５０１の作製》
陽極として１００ｍｍ×１００ｍｍ×１．１ｍｍのガラス基板上にＩＴＯ（インジウムチンオキシド）を１００ｎｍ成膜した基板（ＮＨテクノグラス社製ＮＡ４５）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イソ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。

この透明支持基板上に、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）−ポリスチレンスルホネート（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ、Ｂａｙｅｒ社製、Ｂａｙｔｒｏｎ Ｐ Ａｌ ４０８３）を純水で７０％に希釈した溶液を３０００ｒｐｍ、３０秒でスピンコート法により成膜した後、２００℃にて１時間乾燥し、膜厚３０ｎｍの第一正孔輸送層を設けた。

この基板を窒素雰囲気下に移し、５０ｍｇの市販のＡＤＳ２５４ＢＥ（Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｄｙｅ Ｓｏｕｒｃｅ， Ｉｎｃ製）を１０ｍｌのトルエンに溶解した溶液を２５００ｒｐｍ、３０秒の条件で正孔輸送層上にスピンコーティングし、薄膜を形成した。６０℃で１時間真空乾燥し、第２正孔輸送層を形成した。

次に、ＨＯＳＴ−５５（１００ｍｇ）、Ｄ−２６（２０ｍｇ）、Ｄ−１（０．５ｍｇ）、Ｄ−１０（０．１ｇ）を酢酸ブチル１０ｍｌに溶解した溶液を用い、１５００ｒｐｍ、３０秒の条件下、スピンコート法により成膜した。６０℃で１時間真空乾燥し発光層とした。

この基板を、市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに固定し、一方モリブデン製抵抗加熱ボートに電子輸送材料として化合物８９を２００ｍｇ入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにフッ化セシウム５０ｍｇを入れ真空蒸着装置に取り付けた。

次いで真空槽を４×１０^−４Ｐａまで減圧した後、化合物８９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／ｓｅｃで発光層上に９５ｎｍ蒸着し、更に９０℃で３０分加熱し第１電子輸送層を設けた。なお、蒸着時の基板温度は室温であった。

別途用意した基板に上記と同様にして、第１電子輸送層までを設けた。この基板の中心近傍の５点についてＸ線回折測定したところ結晶化度を算出し、５点の平均をとったところ７％であり、電子輸送層中に結晶粒によるＸ線回折ピークが検出された。なお、Ｘ線回折測定は、前記（Ｘ線回折線）の項に記載した方法に従って行った。

更に基板温度を室温に戻したところで化合物８９とフッ化セシウムの入った前記加熱ボートに通電して加熱し、それぞれ蒸着速度０．１５ｎｍ／ｓｅｃ、０．００１ｎｍ／ｓｅｃで前記第１電子輸送層上に蒸着して膜厚５ｎｍの第２電子輸送層を設けた。

引き続き、陰極バッファー層としてフッ化セシウム０．５ｎｍを蒸着し、更にアルミニウム１１０ｎｍを蒸着して陰極を形成し、有機ＥＬ素子５０１を作製した。

得られた有機ＥＬ素子５０１について、有機ＥＬ素子１０１と同様に封止し、図６、図７に示すような照明装置を形成した。この素子に通電したところほぼ白色の光が得られ、照明装置として使用できることが判った。

実施例６
《白色の有機ＥＬ素子６０１の作製》
陽極として３０ｍｍ×３０ｍｍ×０．７ｍｍのガラス基板上に、ＩＴＯ（インジウムチンオキシド）を１２０ｎｍ製膜した基板にパターニングを行った後、このＩＴＯ透明電極を設けた基板をイソ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。この基板上に、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）−ポリスチレンスルホネート（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ、Ｂａｙｅｒ製、Ｂａｙｔｒｏｎ ＰＡｌ ４０８３）を純水で７０％に希釈した溶液を３０００ｒｐｍ、３０秒でスピンコート法により製膜した後、２００℃にて１時間乾燥し、膜厚３０ｎｍの正孔注入層を設けた。

この基板を、窒素雰囲気下、ＪＩＳ Ｂ９９２０に準拠し、測定した清浄度がクラス１００で、露点温度が−８０℃以下、酸素濃度０．８ｐｐｍのグローブボックスへ移した。グローブボックス中にて正孔輸送層用塗布液を下記のように調製し、スピンコーターにて、２０００ｒｐｍ、３０秒の条件で塗布した。この基板を、１５０℃で１０秒加熱し、加熱したまま、高圧水銀ランプ（株式会社オーク製作所製ＯＨＤ−１１０Ｍ−ＳＴ）を用い３０ｍＷ／ｃｍ^２の紫外光を２０秒間照射した。更に１２０℃で３０分間加熱し正孔輸送層を設けた。別途用意した基板にて、同条件にて塗布を行い測定したところ、膜厚は１５ｎｍであった。

（正孔輸送層用塗布液）
トルエン １００ｇ
ＨＴ−３０ ０．５０ｇ
次いで、発光層塗布液を下記のように調製し、スピンコーターにて、１５００ｒｐｍ、３０秒の条件で塗布した。更に１５０℃で３０分加熱し第１発光層を設けた。別途用意した基板にて、同条件で塗布を行い測定したところ、膜厚は２０ｎｍであった。

（発光層用塗布液）
トルエン １００ｇ
化合物例１８ ５ｇ
Ｄ−３ ０．０３ｇ
Ｄ−１０ ０．００８ｇ
この基板を、市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに固定し、一方モリブデン製抵抗加熱ボートにホスト化合物として化合物例１７を２００ｍｇ入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにドーパント化合物としてＤ−５０を１００ｍｇ入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートに１つめの電子輸送材料としてＥＴ−１４を２００ｍｇ入れ、更に２つめの電子輸送材料として化合物９０を２００ｍｇ入れ真空蒸着装置に取り付けた。

次いで真空槽を４×１０^−４Ｐａまで減圧した後、化合物例１７とＤ−５０の入った前記加熱ボートに通電して加熱し、それぞれ蒸着速度０．１ｎｍ／ｓｅｃ、０．０１５ｎｍ／ｓｅｃで前記正孔輸送層上に共蒸着して２０ｎｍの発光層を設けた。なお、蒸着時の基板温度は室温であった。

次に基板温度を６０℃まで加熱した状態で、ＥＴ−１４と化合物９０の入った前記加熱ボートに通電して加熱し、それぞれ蒸着速度０．０７ｎｍ／ｓｅｃ、０．１ｎｍ／ｓｅｃで前記発光層上に蒸着して膜厚７０ｎｍの第１の電子輸送層を設けた。

基板温度を室温まで戻した後、ＥＴ−１４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／ｓｅｃで前記第１電子輸送層上に蒸着して膜厚３５ｎｍの第２の電子輸送層を設けた。

別途用意した基板に上記と同様にして、第２の電子輸送層までを設けた。この基板の中心近傍の３点についてＸ線回折測定したところ結晶化度を算出し、３点の平均をとったところ１８％であり、電子輸送層中に結晶粒によるＸ線回折ピークが検出された。なお、Ｘ線回折測定は、前記（Ｘ線回折線）の項に記載した方法に従って行った。

引き続き、陰極バッファー層としてフッ化リチウム０．５ｎｍを蒸着し、更にアルミニウム１１０ｎｍを蒸着して陰極を形成し、有機ＥＬ素子６０１を作製した。

得られた有機ＥＬ素子５０１について、有機ＥＬ素子１０１と同様に封止し、図６、図７に示すような照明装置を形成した。

この素子に通電したところほぼ白色の光が得られ、照明装置として使用できることが判った。

実施例７
〔有機ＥＬ素子７０１の作製〕
有機ＥＬ素子６０１の作製において、化合物例１７の代わりに化合物例Ｈｏｓｔ−３９を用いた以外は同様にして、発光層まで作製した。

次いで、電子輸送層用塗布液１を下記のように調製し、スピンコーターにて、７００ｒｐｍ、３０秒の条件で塗布した。別途用意した基板にて、同条件で塗布を行い測定したところ、膜厚は５５ｎｍであった。

別途用意した基板に上記と同様にして、電子輸送層までを設けた。この基板の中心近傍の３点についてＸ線回折測定したところ結晶化度を算出し、３点の平均をとったところ０．１％以下であり、電子輸送層中に結晶粒によるＸ線回折ピークが検出されなかった。なお、Ｘ線回折測定は、前記（Ｘ線回折線）の項に記載した方法に従って行った。

（電子輸送層用塗布液１）
２，２，３，３−テトラフルオロ−１−プロパノール １００ｇ
化合物９１（ＨＰＬＣ純度 ９７．８％） ０．９ｇ
次いで、電子輸送層まで設けた基板を、大気曝露せずに、蒸着機に移動し、４×１０^−４Ｐａまで減圧した。なお、フッ化カリウム及びアルミニウムをそれぞれタンタル製抵抗加熱ボートに入れ、蒸着機に取り付けておいた。

まず、フッ化カリウムの入った抵抗加熱ボートに通電し加熱し、基板上にフッ化カリウムからなる電子注入層を１ｎｍ設けた。続いて、アルミニウムの入った抵抗加熱ボートに通電加熱し、蒸着速度１〜２ｎｍ／秒の範囲内でアルミニウムからなる膜厚１００ｎｍの陰極を設け、有機ＥＬ素子７０１を作製した。

〔有機ＥＬ素子７０２の作製〕
有機ＥＬ素子７０１において、電子輸送層用塗布液１の代わりに下記の電子輸送層用塗布液２を用いた以外は有機ＥＬ素子７０１と同様にして有機ＥＬ素子７０２を形成した。

（電子輸送層用塗布液２）
２，２，３，３−テトラフルオロ−１−プロパノール １００ｇ
化合物９１（ＨＰＬＣ純度 ９９．８％） ０．９ｇ
別途用意した基板に上記と同様にして、電子輸送層までを設けた。この基板の中心近傍の３点についてＸ線回折測定したところ結晶化度を算出し、３点の平均をとったところ５％であり、電子輸送層中には結晶粒によるＸ線回折ピークが検出された。なお、Ｘ線回折測定は、前記（Ｘ線回折線）の項に記載した方法に従って行った。

〔有機ＥＬ素子７０１，７０２の評価〕
得られた有機ＥＬ素子７０１，７０２を評価するに際しては、参考例１の有機ＥＬ素子１０１と同様に封止し、図６、図７に示すような照明装置を形成して評価した。

次いで、参考例１と同様に外部取り出し量子効率、駆動電圧、発光寿命について評価した。

表４より、ＨＰＬＣ純度の高い材料を用いた素子では電子輸送層中に結晶粒が観察され、外部取り出し量子効率が高く、駆動電圧が低く、且つ、発光寿命も長いことが明らかである。

参考例８
〔白色の有機ＥＬ素子８０１の作製〕
有機ＥＬ素子４０１の作製において、ＨＯＳＴ−５４の代わりに化合物１０４、Ｄ−６の代わりにＤ−１０、Ｄ−４８の代わりにＤ−５２を用いて発光層を製膜し、化合物８８の代わりに化合物１０３を用いて電子輸送層を製膜した以外は同様にして、有機ＥＬ素子８０１を作製した。なお電子輸送層の膜厚は６０ｎｍであった。

別途用意した基板に上記と同様にして、電子輸送層までを設けた。この基板の中心近傍の３点についてＸ線回折測定したところＸ線回折線が見られ、結晶粒の存在が確認された。なお、Ｘ線回折測定は、前記（Ｘ線回折線）の項に記載した方法に従って行った。また、電子顕微鏡で粒子が観察され、結晶粒の存在が確認された。得られた有機ＥＬ素子８０１について、参考例１の有機ＥＬ素子１０１と同様に封止し、図６、図７に示すような照明装置を形成した。

この素子に通電したところほぼ白色の光が得られ、照明装置として使用できることが判った。

本発明の有機ＥＬ素子は、低電圧で駆動でき、寿命が長いので、画像表示装置及び照明装置等の低電力化に適用できる。

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
Ｌ 光
２１ Ｘ線回折線（結晶粒なし）
２２ Ｘ線回折線（結晶粒あり）
２３ Ｘ線回折線（結晶粒あり）
２４ Ｘ線回折線（結晶粉体）
１０１ 有機ＥＬ素子
１０２ ガラスカバー
１０４ 電子輸送層
１０５ 陰極
１０６ 有機ＥＬ層
１０７ 透明電極付きガラス基板
１０８ 窒素ガス
１０９ 捕水剤

Claims (9)

1. 少なくとも、陽極、少なくとも１つのリン光性ドーパントを含有した発光層及び少なくとも１層の電子輸送層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
   該電子輸送層は、少なくとも１つの電子輸送材料を含有し、
   該電子輸送層の膜厚が、５０〜２００ｎｍの範囲内であり、
   該電子輸送層には、前記電子輸送材料による結晶粒が存在し、該結晶粒によるＸ線回折線が観察され、
   前記電子輸送材料が、下記一般式（ｂ）で表される化合物であ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、Ｘ _２０ はＯ又はＳを表し、Ｘ _２１ 〜Ｘ _２８ はＣ（Ｒ _２０ ）又はＮを表し、Ｘ _２１ 〜Ｘ _２８ は少なくとも１つのＮと少なくとも１つのＣ（Ｒ _２０ ）を有し、Ｒ _２０ は水素原子又は置換基を表す。Ｒ _２０ のうち少なくとも１つは下記一般式（ｂ１）で表される。）
   

   

   （式中Ｌ _２０ は芳香族炭化水素環又は芳香族複素環から導出される２価の連結基を表す。ｎ２３は０又は１〜３の整数を表し、ｎ２３が２以上の場合複数のＬ _２０ は同じでも異なっていてもよい。＊は一般式（ｂ）の母核との連結部位を表す。Ａｒ _２０ は下記一般式（ｂ２）で表される基を表す。）
   

   

   （式中、Ｘ _２９ はＮ（Ｒ _２１ ）、Ｏ又はＳを表し、Ｅ _２１ 〜Ｅ _２８ はＣ（Ｒ _２２ ）又はＮを表し、Ｒ _２１ 及びＲ _２２ は水素原子、置換基又はＬ _２０ との連結部位を表す。＊はＬ _２０ との連結部位を表す。）
2. 前記電子輸送層が単一の材料からな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. 前記リン光性ドーパントが下記一般式（ａ）で表されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
   

   

   （式中、Ｒ_１は置換基を表す。ＺはＣ−Ｂ_０と共に５〜７員環を形成するのに必要な非金属原子群を表す。ｎ１は０〜５の整数を表す。Ｂ_０は炭素原子又は窒素原子を表し、Ｂ_１〜Ｂ_５はＣ（Ｒ_１１）、Ｎ、Ｎ（Ｒ_１１）、Ｓ、Ｃ（Ｒ_１１）＝Ｃ（Ｒ_１２）、Ｃ（Ｒ_１１）＝Ｎ、又はＮ＝Ｎを表し、Ｂ_１〜Ｂ_５が共に形成する環は少なくとも一つ窒素原子を有し、単環の芳香族含窒素複素環を表す。Ｒ_１１及びＲ_１２は水素原子又は置換基を表す。Ｍ_１は元素周期表における８〜１０族の金属を表す。Ｘ_１及びＸ_２は炭素原子、窒素原子又は酸素原子を表し、Ｌ_１はＸ_１及びＸ_２と共に２座の配位子を形成する原子群を表す。ｍ１は１〜３の整数を表し、ｍ２は０〜２の整数を表すが、ｍ１＋ｍ２は２又は３である。）
4. 白色発光することを特徴とする請求項１〜３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。
5. 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を備えたことを特徴とする照明装置。
6. 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を備えたことを特徴とする表示装置。
7. 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を製造する有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法であって、
   膜厚が５０〜２００ｎｍの範囲内の前記電子輸送層を形成する工程と、
   前記電子輸送層に溶媒を含まないまたは除去した状態で加熱する工程と
   を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の製造方法。
8. 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を製造する有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法であって、
   膜厚が５０〜２００ｎｍの範囲内の前記電子輸送層を真空蒸着法で形成する工程と、
   前記電子輸送層を形成中または形成後に加熱する工程と、
   を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の製造方法。
9. 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を製造する有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法であって、
   前記有機エレクトロルミネッセンス素子を構成する少なくとも２層をウェットプロセスで形成する工程を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の製造方法。

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