JP6350518B2 - 有機エレクトロルミネッセンス素子、それを具備した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、それを具備した表示装置及び照明装置に関する。より詳しくは、通電経時での発光層の抵抗値変化が少ない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。）を実現するものであり、その副次的効果として、発光スペクトルの色度が良好で、かつ、経時による発光特性の変化が少ない有機エレクトロルミネッセンス素子と、それを具備した照明装置及び表示装置に関する。

有機エレクトロルミネッセンス素子は、発光する有機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、電界を印加することにより、陽極から注入された正孔と陰極から注入された電子を発光層内で再結合させることで励起子（エキシトン）を生成させ、このエキシトンが失活する際の光の放出（蛍光・リン光）を利用した発光素子である。また、有機ＥＬ素子は、電極間を厚さわずかサブミクロン程度の有機材料の膜で構成する全固体素子であり、数Ｖ〜数十Ｖ程度の電圧で発光が可能で可能であることから、次世代の平面ディスプレイや照明への利用が期待されている。

実用化に向けた有機ＥＬ素子の開発としては、プリンストン大より、励起三重項からのリン光発光を用いる有機ＥＬ素子の報告がされて以来（例えば、非特許文献１参照。）、室温でリン光を示す材料の研究が活発になってきている（例えば、特許文献１及び非特許文献２参照。）。さらに、リン光発光を利用する有機ＥＬ素子は、以前の蛍光発光を利用する素子に比べ原理的に約４倍の発光効率が実現可能であることから、その材料開発を初めとし、発光素子の層構成や電極の研究開発が世界中で行われている。

その研究開発過程で、近年、特に問題となっているのは、発光材料自身が有機化合物であるが故の耐久性の低さであり、耐久性を向上させるべく数多くの発光物質が開発されてきたが、同時に発光物質に電子や正孔（総称して電荷と呼ぶ）を受け渡すホスト化合物の重要性も明らかになり、その開発も盛んに行われている（例えば、特許文献２、３及び４参照。）。

我々は、有機ＥＬ素子内の現象解明に注力し、特に発光層内に存在するホストの経時変化について、鋭意解析したところ、有機ＥＬの様々な技術課題の根本的な要因となっているのが、発光層の通電（発光）経時、及び、非発光保存経時における膜の抵抗変化であることを究明するに至った。

通常、発光素子の中に存在する厚さ数十ｎｍ程度の発光層の抵抗を非破壊で計測することは困難であったが、最近、インピーダンス分光法を用いることにより比較的容易に計測することができるようになってきた。

この方法を用いることにより、有機ＥＬ素子を作製した直後の状態での発光層の抵抗値と、通電経時又は非発光保存経時の少なくともいずれかの発光層の抵抗値を計測することが可能となり、その抵抗値変化が小さいものほど、発光素子の電圧上昇が少なく、また、発光スペクトルの色度も良好であることがわかった。しかし、現状では発光層の抵抗値変化は、まだ大きく更なる改善が必要であることが分かってきた。

米国特許第６０９７１４７号明細書 特開２００５−１１２７６５号公報 国際公開第２０１２／１６２３２５号 国際公開第２００７／１４２０８３号

Ｍ．Ａ．Ｂａｌｄｏ ｅｔ ａｌ．，Ｎａｔｕｒｅ、３９５巻、１５１〜１５４頁（１９９８年） Ｍ．Ａ．Ｂａｌｄｏ ｅｔ ａｌ．，ｎａｔｕｒｅ、４０３巻、１７号、７５０〜７５３頁（２０００年）

本発明は、上記問題・状況に鑑みてなされたものであり、その解決課題は、通電経時での発光層の抵抗値変化が少ない有機ＥＬ素子を実現するものであり、その副次的効果として、発光スペクトルの色度が良好で、また、経時による発光特性の変化が少ない有機ＥＬ素子を提供することである。また、該有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた照明装置及び表示装置を提供することである。

本発明者は、上記課題を解決すべく、上記問題の原因等について検討し、既存のホスト化合物を含め、新たに設計した数多くの新規なホスト化合物を含む有機エレクトロルミネッセンス素子用化合物について、通電経時又は非発光保存経時の少なくともいずれかの有機化合物膜、特に発光層の抵抗値変化を小さくする化合物を検討したところ、下記のような作用機構を見出し、本発明に至った。

有機エレクトロルミネッセンス素子のように、電界を印加して駆動させる素子において、層中に含まれる化合物は中性状態、アニオン又はカチオンのラジカル状態や励起状態など、複数の電子状態を取りうる。この中でも、分子内で電荷が局在化しているラジカル状態や励起状態は、周囲の化合物と電荷を介した相互作用をしやすく、また同時に周囲の環境変化の影響を受けやすくなるものと考えられる。有機化合物層の抵抗値の変化は、すなわち、層内の電荷移動性の変化であり、上記の相互作用や環境変化の影響は膜の抵抗値に大きく影響する。そこで、このようなラジカル状態を安定化する技術として、特異的な構造を有し、かつ電荷的に中性な部位（ニュートラル部位）を有する化合物を見出した。

本発明に係る化合物は、１４個以上のπ電子を有する芳香族複素環を二つ以上有する。これらの芳香族複素環の例として、カルバゾールやジベンゾフランなどの縮合環がある。これら縮合環はπ共役面が単環に比較し、広いことからキャリアの受け渡しに有利である一方、ラジカル状態や励起状態において電荷が局在化しやすく、またπ共役面が広いために互いに相互作用しやすい、すなわち周囲の影響を受けやすい部位である。

そこで、本発明においては、１４個以上のπ電子を有する芳香族複素環に加え、立体的な嵩高さが大きく、かつ電荷として中性な部位を分子内に導入することが特徴である。立体的に嵩高い部位の導入によって、芳香族複素環同士の相互作用、及び周囲の影響を適切な範囲に調整することが可能となる。また、立体的な嵩高い部位は、ニュートラル部位であるため、ニュートラル部位同士、又はニュートラル部位と電荷局在化部位が近づいても相互作用しにくく、影響を受けにくく、電荷移動性の変化に大きな影響を与えない点も設計思想として含んでいる。

さらには、ニュートラル部位に対して、電荷が局在化しやすい芳香族複素環を分子内の偏在させることにより、化合物の非対称性が向上し、膜中において分子が結晶化しやすい状態になることを抑制していることが特徴の一つである。

以上の設計思想をもとに化合物を設計することによって、前述のような膜の抵抗値変化の小さい有機化合物層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することが可能になった。

すなわち、本発明に係る上記課題は、以下の手段により解決される。

１．一対の電極と、前記一対の電極の間に、一又は複数の有機層が具備された有機エレクトロルミネッセンス素子であって、下記一般式（１）で表される構造を有する化合物を前記有機層のいずれか一層以上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。

（一般式（１）中、Ｘは、Ｏ、Ｓ又はＮＲ₉を表す。Ｒ₁〜Ｒ₈は、それぞれ、水素原子、重水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、カルボニル基、アミノ基、シリル基、ホスフィンオキシド基、芳香族炭化水素環基、芳香族複素環基、非芳香族炭化水素環基又は非芳香族複素環基、又は下記一般式（２）で表される置換基を表し、Ｒ₁〜Ｒ₈の少なくとも一つは、π電子が１４個以上の芳香族複素環を有し、Ｒ₁〜Ｒ₈の他の少なくとも一つは、下記一般式（２）を表す。これらの基は、更に置換基を有しても良く、それぞれ同じでも異なっていても良い。Ｒ₉は、水素原子、重水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリールアルキル基、芳香族炭化水素環基、芳香族複素環基、非芳香族炭化水素環基又は非芳香族複素環基を表す。

（一般式（２）中、Ｌは連結基であり、アルキレン基、アルケニレン基、ｍ−フェニレン基又は単環の芳香族複素環基を表し、更に置換基を有しても良い。Ｚは、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｐ又はＰ＝Ｏを表す。Ｒは、それぞれ、総炭素数３のアルキル基、芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基を表し、更に置換基を有しても良い。ｎは、２〜８の整数を表す。ｍは、２〜３の整数を表す。一般式（２）で表される置換基が複数個置換している場合、複数個存在するＬ、Ｚ及びＲは、同じでも異なっていても良いが、隣接するＬ同士及び隣接するＲ同士が連結し環を形成することはない。）
２．前記一般式（２）において、Ｌがｍ−フェニレン基を表すことを特徴とする第１項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）において、ＺがＳｉを表すことを特徴とする第１項又は第２項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。

４．前記一般式（１）で表される化合物が、下記一般式（３）で表される化合物であることを特徴とする第１項から第３項までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。

（一般式（３）中、Ｒ、ｎ、ｍ及びＸは、それぞれ、一般式（１）又は一般式（２）中のＲ、ｎ、ｍ及びＸと同義である。Ｒ₁₀、Ｒ₁₁及びＲ₁₂は、それぞれ、水素原子、重水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、カルボニル基、アミノ基、シリル基、ホスフィンオキシド基、芳香族炭化水素環基、芳香族複素環基、非芳香族炭化水素環基又は非芳香族複素環基を表し、更に置換基を有しても良く、それぞれ同じでも異なっていても良い。ただし、Ｒ ₁₀ あるいはＲ ₁₁ の少なくとも一つは、π電子が１４個以上の芳香族複素環を有する置換基を表す。）
５．前記一般式（１）で表される構造を有する化合物が、下記一般式（４）又は一般式（５）で表される構造を有する化合物であることを特徴とする第１項から第４項までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。

（一般式（４）及び一般式（５）中、Ｒ、ｎ、ｍ及びＸは、それぞれ、一般式（１）又は一般式（２）中のＲ、ｎ、ｍ及びＸと同義である。Ｒ₁₀〜Ｒ₁₄は、それぞれ、水素原子、重水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、カルボニル基、アミノ基、シリル基、ホスフィンオキシド基、芳香族炭化水素環基、芳香族複素環基、非芳香族炭化水素環基又は非芳香族複素環基を表し、更に置換基を有しても良く、それぞれ同じでも異なっていても良い。Ｒ₁₅は、水素原子、重水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリールアルキル基、芳香族炭化水素環基、芳香族複素環基、非芳香族炭化水素環基又は非芳香族複素環基を表す。Ｌ₁及びＬ₂は、それぞれ、単結合又は２価の連結基を表す。）
６．前記一般式（１）で表される構造を有する化合物が、下記一般式（６）で表される構造を有する化合物であることを特徴とする第１項から第４項までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。

（一般式（６）中、Ｒ、ｎ、ｍ及びＸは、それぞれ、一般式（１）又は一般式（２）中のＲ、ｎ、ｍ及びＸと同義である。Ｒ₁₀〜Ｒ₁₄は、それぞれ、水素原子、重水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、カルボニル基、アミノ基、シリル基、ホスフィンオキシド基、芳香族炭化水素環基、芳香族複素環基、非芳香族炭化水素環基又は非芳香族複素環基を表し、更に置換基を有しても良く、それぞれ同じでも異なっていても良い。）
７．前記有機層のうちの一層が発光層であり、当該発光層に前記有機エレクトロルミネッセンス用化合物が、ホスト化合物として含有されていることを特徴とする第１項から第６項までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。

８．前記発光層にイリジウム又は白金の錯体を含有し、当該錯体が通電によりリン光を発することを特徴とする第１項から第７項までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。

９．白色に発光することを特徴とする第１項から第８項までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。

１０．第１項から第９項までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子が具備されていることを特徴とする照明装置。

１１．第１項から第９項までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子が具備されていることを特徴とする表示装置。

本発明の上記手段により、通電経時での発光層の抵抗値変化が少ない有機ＥＬ素子を実現するものであり、その副次的効果として、発光スペクトルの色度（色純度）が良好で、また、経時による発光特性の変化が少ない有機ＥＬ素子を提供することである。また、該有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた照明装置及び表示装置を提供することができる。

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 表示部の模式図 画素の回路図 パッシブマトリクス方式フルカラー表示装置の模式図 照明装置の概略図 照明装置の断面図 電子輸送層の膜厚違いのＭ ｐｌｏｔの一例 膜厚と抵抗値の関係を示す一例 有機エレクトロルミネッセンス素子の等価回路モデルの一例 各層の抵抗−電圧の関係を示す解析結果の一例 劣化後の有機ＥＬ素子の解析結果を示す一例

本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、一対の電極と、前記一対の電極の間に、一又は複数の有機層が具備された有機エレクトロルミネッセンス素子であって、前記一般式（１）で表される構造を有する化合物を前記有機層のいずれか一層以上に含有することを特徴とする。この特徴は、請求項１から請求項１１までの請求項に係る発明に共通する技術的特徴である。

本発明の実施態様としては、本発明の効果発現の観点から、一般式（２）において、Ｌがｍ−フェニレン基を表すことが好ましい。また、前記一般式（２）において、ＺがＳｉを表すことが好ましい。また、前記一般式（１）で表される化合物が、前記一般式（３）で表される化合物であることが、好ましい。

さらに、前記一般式（１）で表される構造を有する化合物が、前記一般式（４）又は一般式（５）で表される構造を有する化合物であることが好ましい。また、前記一般式（１）で表される構造を有する化合物が、前記一般式（６）で表される構造を有する化合物であることが好ましい。

さらに、前記有機層のうちの一層が発光層であり、当該発光層に前記有機エレクトロルミネッセンス用化合物が、ホスト化合物として含有されていることが好ましい。また、前記発光層にイリジウム又は白金の錯体を含有し、当該錯体が通電によりリン光を発することが好ましい。また、本発明の有機ＥＬ素子が白色に発光することが好ましい。

本発明の有機ＥＬ素子は、照明装置及び表示装置に好適に具備され得る。

以下、本発明とその構成要素、及び本発明を実施するための形態・態様について詳細な説明をする。なお、本願において、「〜」は、その前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用する。

〈分子軌道計算〉
一般式（１）で表わされる構造を有する化合物は、分子軌道法により計算したときに、最高被占分子軌道（ＨＯＭＯ）及び最低空分子軌道（ＬＵＭＯ）の電子密度が低いニュートラル部位を有する化合物である。

本発明におけるニュートラル部位とは、最高被占分子軌道（ＨＯＭＯ）及び最低空分子軌道（ＬＵＭＯ）の電子密度が低い、電荷的に中性もしくは中性に近い状態にある部位を意味する。より具体的には、化合物構造を分子軌道計算により計算した際に、ＨＯＭＯの電子雲が分布している部位と、ＬＵＭＯの電子雲が分布している部位とが存在し、さらにＨＯＭＯあるいはＬＵＭＯの電子分布が共に１０％以下である部位をニュートラル部位という。ここで言う分子軌道計算とはａｂ ｉｎｉｔｉｏ法と呼ばれるハートリーフォック近似の計算から密度汎関数（ＤＦＴ）法と呼ばれる計算まで含む、分子軌道計算法を意味する。

本発明に係る分子軌道法について説明する。本発明における分子軌道計算法は、密度汎関数法（ＤＦＴ法）による計算が好ましく、この場合、例えばＢ３ＬＹＰ、Ｂ３ＰＷ９１等のキーワードが用いられる。計算を行う場合の基底関数としては、３−２１Ｇ＊、６−３１Ｇ、６−３１Ｇ＊、ｃｃ−ｐＶＤＺ、ｃｃ−ｐＶＴＺ、ＬａｎＬ２ＤＺ、ＬａｎＬ２ＭＢ等を用いることができる。

これらの分子軌道計算法に用いられるソフトウェアとして、例えば、Ｇａｕｓｓｉａｎ０３、ＱＣｈｅｍ、Ｓｐａｒｔａｎ等が挙げられる。本発明では、分子軌道計算法として、米国Ｇａｕｓｓｉａｎ社製の非経験的分子軌道計算法のソフトウェアであるＧａｕｓｓｉａｎ０３（Ｇａｕｓｓｉａｎ ０３，Ｒｅｖｉｓｉｏｎ Ｄ．０１，Ｍ．Ｊ．Ｆｒｉｓｃｈ，Ｇ．Ｗ．Ｔｒｕｃｋｓ，Ｈ．Ｂ．Ｓｃｈｌｅｇｅｌ，Ｇ．Ｅ．Ｓｃｕｓｅｒｉａ，Ｍ．Ａ．Ｒｏｂｂ，Ｊ．Ｒ．Ｃｈｅｅｓｅｍａｎ，Ｊ．Ａ．Ｍｏｎｔｇｏｍｅｒｙ，Ｊｒ．，Ｔ．Ｖｒｅｖｅｎ，Ｋ．Ｎ．Ｋｕｄｉｎ，Ｊ．Ｃ．Ｂｕｒａｎｔ，Ｊ．Ｍ．Ｍｉｌｌａｍ，Ｓ．Ｓ．Ｉｙｅｎｇａｒ，Ｊ．Ｔｏｍａｓｉ，Ｖ．Ｂａｒｏｎｅ，Ｂ．Ｍｅｎｎｕｃｃｉ，Ｍ．Ｃｏｓｓｉ，Ｇ．Ｓｃａｌｍａｎｉ，Ｎ．Ｒｅｇａ，Ｇ．Ａ．Ｐｅｔｅｒｓｓｏｎ，Ｈ．Ｎａｋａｔｓｕｊｉ，Ｍ．Ｈａｄａ，Ｍ．Ｅｈａｒａ，Ｋ．Ｔｏｙｏｔａ，Ｒ．Ｆｕｋｕｄａ，Ｊ．Ｈａｓｅｇａｗａ，Ｍ．Ｉｓｈｉｄａ，Ｔ．Ｎａｋａｊｉｍａ，Ｙ．Ｈｏｎｄａ，Ｏ．Ｋｉｔａｏ，Ｈ．Ｎａｋａｉ，Ｍ．Ｋｌｅｎｅ，Ｘ．Ｌｉ，Ｊ．Ｅ．Ｋｎｏｘ，Ｈ．Ｐ．Ｈｒａｔｃｈｉａｎ，Ｊ．Ｂ．Ｃｒｏｓｓ，Ｖ．Ｂａｋｋｅｎ，Ｃ．Ａｄａｍｏ，Ｊ．Ｊａｒａｍｉｌｌｏ，Ｒ．Ｇｏｍｐｅｒｔｓ，Ｒ．Ｅ．Ｓｔｒａｔｍａｎｎ，Ｏ．Ｙａｚｙｅｖ，Ａ．Ｊ．Ａｕｓｔｉｎ，Ｒ．Ｃａｍｍｉ，Ｃ．Ｐｏｍｅｌｌｉ，Ｊ．Ｗ．Ｏｃｈｔｅｒｓｋｉ，Ｐ．Ｙ．Ａｙａｌａ，Ｋ．Ｍｏｒｏｋｕｍａ，Ｇ．Ａ．Ｖｏｔｈ，Ｐ．Ｓａｌｖａｄｏｒ，Ｊ．Ｊ．Ｄａｎｎｅｎｂｅｒｇ，Ｖ．Ｇ．Ｚａｋｒｚｅｗｓｋｉ，Ｓ．Ｄａｐｐｒｉｃｈ，Ａ．Ｄ．Ｄａｎｉｅｌｓ，Ｍ．Ｃ．Ｓｔｒａｉｎ，Ｏ．Ｆａｒｋａｓ，Ｄ．Ｋ．Ｍａｌｉｃｋ，Ａ．Ｄ．Ｒａｂｕｃｋ，Ｋ．Ｒａｇｈａｖａｃｈａｒｉ，Ｊ．Ｂ．Ｆｏｒｅｓｍａｎ，Ｊ．Ｖ．Ｏｒｔｉｚ，Ｑ．Ｃｕｉ，Ａ．Ｇ．Ｂａｂｏｕｌ，Ｓ．Ｃｌｉｆｆｏｒｄ，Ｊ．Ｃｉｏｓｌｏｗｓｋｉ，Ｂ．Ｂ．Ｓｔｅｆａｎｏｖ，Ｇ．Ｌｉｕ，Ａ．Ｌｉａｓｈｅｎｋｏ，Ｐ．Ｐｉｓｋｏｒｚ，Ｉ．Ｋｏｍａｒｏｍｉ，Ｒ．Ｌ．Ｍａｒｔｉｎ，Ｄ．Ｊ．Ｆｏｘ，Ｔ．Ｋｅｉｔｈ，Ｍ．Ａ．Ａｌ−Ｌａｈａｍ，Ｃ．Ｙ．Ｐｅｎｇ，Ａ．Ｎａｎａｙａｋｋａｒａ，Ｍ．Ｃｈａｌｌａｃｏｍｂｅ，Ｐ．Ｍ．Ｗ．Ｇｉｌｌ，Ｂ．Ｊｏｈｎｓｏｎ，Ｗ．Ｃｈｅｎ，Ｍ．Ｗ．Ｗｏｎｇ，Ｃ．Ｇｏｎｚａｌｅｚ，ａｎｄ Ｊ．Ａ．Ｐｏｐｌｅ，Ｇａｕｓｓｉａｎ，Ｉｎｃ．，Ｗａｌｌｉｎｇｆｏｒｄ ＣＴ，２００４）を用いて計算している。

〈分子軌道計算の具体例〉
ニュートラル部位について、本願で表される具体的な化合物、ＳＨ−１を用いて詳細に説明する。ＳＨ−１の構造は下記である。

まず分子軌道法により安定構造及び安定構造における分子軌道を求めた。具体的にはＳＨ−１を分子モデリングツールを用いてモデル化した後、汎関数としてＢ３ＬＹＰ、基底関数として６−３１Ｇ＊、スピン多重度を１、電荷はゼロとし、キーワードにｏｐｔ及びｐｏｐ＝ｒｅｇを指定し、Ｇａｕｓｓｉａｎ０３によって構造最適化及び分子軌道計算を実施した。計算終了後のログファイルにはＨＯＭＯ及びＬＵＭＯに相当する軌道を含む複数の分子軌道の電子密度分布が各原子毎にそれぞれの波動関数における軌道エネルギーが記載されている。

次にＨＯＭＯの電子密度分布及びＬＵＭＯの電子密度分布の計算を実施した。なお、本願におけるニュートラル部位は実質的にＨＯＭＯの電子密度分布及びＬＵＭＯの電子密度分布が少ない、電荷的に中性もしくは中性に近い状態にある部位と定義している。

ＳＨ−１におけるカルバゾール環のＬＵＭＯの電子密度分布の算出を例にとって詳細に説明する。上記計算終了後のログファイルのＬＵＭＯ軌道（ＳＨ−１の場合は１９６番）に相当する分子軌道から、まず窒素原子が有する複数の波動関数の軌道エネルギーをそれぞれ２乗した値を合算し、該窒素原子におけるＬＵＭＯ存在比率とする。さらにカルバゾール環を形成する窒素原子以外の炭素原子及び水素原子のそれぞれにおいても、上記窒素原子と同様の計算を各原子毎に実施し、カルバゾール環を形成する全原子のＬＵＭＯの電子密度分布を合算した値をカルバゾール環のＬＵＭＯの電子密度分布と本願では定義する。同様にしてカルバゾール環以外の部位のＬＵＭＯの電子密度分布を算出し、さらにＨＯＭＯのデータから、上記と同様にしてＨＯＭＯの電子密度分布を算出することができる。参考までに、前記ＳＨ−１のカルバゾール環のＬＵＭＯの電子密度分布は２．４％、ＨＯＭＯの電子密度分布は８５．１％であった。他部位についても同様の計算をそれぞれ実施したところ、ＳＨ−１において、ＨＯＭＯの電子雲及びＬＵＭＯの電子雲が実質存在しない部位、つまりニュートラル部位は、ケイ素原子及びケイ素原子と結合した４つのベンゼン環であることがわかった。

ニュートラル部位の電子密度分布については、ＨＯＭＯ及びＬＵＭＯの両方において電子密度分布が１０％以下であり、５％以下であることがより好ましい、３％以下であることが更に好ましい。

なお、電子密度分布の高いＨＯＭＯ部位及びＬＵＭＯ部位については、ニュートラル部位と同様に電子密度分布を用いて定義することができる。このとき、ＨＯＭＯ電子密度分布がＬＵＭＯ電子密度分布よりも大きい部位をＨＯＭＯ部位とすることもできるし、ＨＯＭＯ電子密度分布がある一定値以上の部位をＨＯＭＯ部位とすることもできる。同様にＬＵＭＯ電子密度分布がＨＯＭＯ電子密度分布よりも大きい部位をＬＵＭＯ部位とすることもできるし、ＬＵＭＯ電子密度分布がある一定値以上の部位をＬＵＭＯ部位とすることもできる。ある一定値以上電子雲が存在する部位をＨＯＭＯ部位あるいはＬＵＭＯ部位と特定する場合、存在比率としては５０％以上であることが好ましく、６５％以上であることが好ましく、８０％以上であることがより好ましい。

一般式（１）で表わされる構造を有する化合物は、該ニュートラル部位には原子半径が７５ｐｍ以上で３価以上の価数を有する原子を含有する。原子半径が７５ｐｍ以上で３価以上の価数を有する原子とは、例えば、炭素原子、窒素原子、ホウ素原子、ケイ素原子、リン原子、ゲルマニウム原子などが挙げられるが、好ましくは、炭素原子、ケイ素原子である。

〈１４π以上の芳香族複素環〉
また本発明に係る化合物は、１４π以上の芳香族複素環を二つ以上含有することが特徴であり、１４π以上の芳香族複素環とは、例えば、ジベンゾフラン環、ジベンゾチオフェン環、カルバゾール環、キサンテン環、アクリジン環、フェナントリジン環、ぺリミジン環、１，１０−フェナントロリン環、フェナジン環、フェナルサジン環、テトラチアフルバレン環、チアントレン環、フェノキサチイン環、フェノキサジン環、フェノチアジン環、ベンゾフラインドール環、インドロインドール環、インドロカルバゾール環などが挙げられる。好ましくは、ジベンゾフラン環、ジベンゾチオフェン環、カルバゾール環、インドロインドール環、インドロカルバゾール環が挙げられ、さらに好ましくはジベンゾフラン環、ジベンゾチオフェン環、カルバゾール環である。

以下、本発明とその構成要素、及び本発明を実施するための形態・態様について詳細な説明をする。なお、本願において、「〜」は、その前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用する。

《一般式（１）で表される化合物》
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、一対の電極と、前記一対の電極の間に、一又は複数の有機層が具備された有機エレクトロルミネッセンス素子であって、下記一般式（１）で表される構造を有する化合物を前記有機層のいずれか一層以上に含有する。

好ましくは、有機層のうち発光層に、下記一般式（１）で表される化合物が有機ＥＬ素子材料として含有されて構成されているものである。本発明において、有機層とは、有機物を含有する層をいう。

本発明の有機ＥＬ素子に、有機ＥＬ素子材料として含有される化合物について説明する。本発明に係る化合物は下記一般式（１）で表される。

一般式（１）において、Ｘは、Ｏ、Ｓ、ＮＲ₉を表し、好ましくは、Ｏ、Ｓである。Ｒ₉は、水素原子、重水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、芳香族炭化水素環基、芳香族複素環基、非芳香族炭化水素環基又は非芳香族複素環基を表し、好ましくは、アルキル基、芳香族炭化水素環基であり、更に好ましくは、芳香族炭化水素環基であり、さらに好ましくはベンゼン環である。

アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｔ‐ブチル基、１−エチル−プロピル基、２−メチルヘキシル基、ペンチル基、アダマンチル基、ｎ−デシル基、ｎ−ドデシル基等が挙げられ、好ましくは、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基である。

芳香族炭化水素環基としては、例えば、ベンゼン環、ビフェニル環、ビフェニレン環、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が、好ましくは、ベンゼン環である。

一般式（１）において、Ｒ₁〜Ｒ₈は、水素原子、重水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、カルボニル基、アミノ基、シリル基、ホスフィンオキシド基、芳香族炭化水素環基、芳香族複素環基、非芳香族炭化水素環基又は非芳香族複素環基、又は、下記一般式（２）で表され、少なくとも一つは、π電子が１４個以上の芳香族複素環を有する基である。

一般式（１）におけるＲ₁〜Ｒ₈として好ましくは、水素原子、アルキル基、芳香族炭化水素環基、芳香族複素環基であり、より好ましくは、水素原子、芳香族炭化水素環基、芳香族複素環基である。

芳香族炭化水素環基としては、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が挙げられるが、好ましくは、ベンゼン環である。

芳香族複素環基としては、例えば、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、インドロインドール環、ベンゾフロインドール環等が挙げられるが、好ましくは、ジベンゾフラン環、ジベンゾチオフェン環、カルバゾール環、インドロインドール環、ベンゾフロインドール環であり、より好ましくは、カルバゾール環である。

一般式（２）において、Ｌは連結基であり、アルキレン基、アルケニレン基、ｍ−フェニレン基、単環の芳香族複素環基を表し、更に置換基を有しても良いが、好ましくは、ｍ−フェニレン基である。

一般式（２）において、Ｌで表されるアルキレン基としては、例えば、メチレン基、メチルメチレン基、ジメチルメチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ヘキシレン基、オクチレン基、ドデカニレン基、１，２−シクロペンチレン基、１，３−シクロペンチレン基、シクロペンチリデン基、１，２−シクロヘキシレン基、１，３−シクロヘキシレン基、１，４−シクロヘキシレン基、シクロヘキシリデン基等の２価のシクロアルキレン基（シクロアルキリデン基を含む）等が挙げられるが、好ましくは、メチレン基である。

アルケニレン基としては、例えば、エチニレン基、プロペニレン基、ブテニレン基等が挙げられるが好ましくは、エチニレン基である。

単環の芳香族複素環基としては、例えば、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、等が挙げられるが、好ましくは、フラン環、チオフェン環、ピリジン環、ピリミジン環、ピラジン環、トリアジン環であり、更に好ましくは、チオフェン環、ピリジン環、ピリミジン環、ピラジン環である。

一般式（２）において、Ｚは、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｐ、Ｐ＝Ｏを表し、好ましくは、Ｃ、Ｓｉであり、更に好ましくは、Ｓｉである。ＺがＣ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｐ、Ｐ＝Ｏであることで、Ｚ上の置換基を２〜３個有することが可能となり、立体的に嵩高い置換基を持つために、分子が結晶化しやすい状態になることを抑制し、経時における安定性が向上すると推定される。

一般式（２）において、Ｒは、それぞれ、総炭素数３のアルキル基、芳香族炭化水素環基、芳香族複素環基を表し、更に置換基を有しても良い。ここで言う、総炭素数とは、置換を含めた総炭素数を表し、総炭素数が１〜２０となることで、薄膜のモルフォロジーと昇華性の両立が可能となり、蒸着による生産適性を保ちつつ、モルフォロジーを良化させることで長寿命化が達成される。

一般式（２）において、Ｒで表されるアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔ‐ブチル基、１−エチル−プロピル基、２−メチルヘキシル基、ペンチル基、アダマンチル基、ｎ−デシル基、ｎ−ドデシル基等が挙げられる。好ましくは、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基である。

芳香族炭化水素環基としては、例えば、ベンゼン環、ビフェニル環、ビフェニレン環、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が、好ましくは、ベンゼン環である。

芳香族複素環基としては、例えば、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が挙げられるが、好ましくは、チオフェン環、ピリジン環である。

一般式（２）において、ｎは２〜８の整数を表し、好ましくは２〜４の整数である。ｍは２〜３の整数を表し、好ましくは３である。一般式（２）で表される置換基が複数個置換している場合、複数個存在するＬ、Ｚ、及び、Ｒは同じでも異なっていても良いが、隣接するＬ同士、及び、隣接するＲ同士が連結し環を形成することはない。

このように一般式（２）を適切に設計することによって、化合物同士の相互作用、及び周囲の影響を適切な範囲に調整することが可能となり、電荷移動性の変化に大きな影響を与えず、膜の抵抗値変化の小さい有機化合物層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することが可能になる。

《一般式（３）で表される化合物》

一般式（３）において、Ｘは一般式（１）中のＸと同義であり、Ｒ、ｎ、ｍは、一般式（２）中のＲ、ｎ、ｍと同義である。
一般式（３）において、Ｒ₁₀〜Ｒ₁₂は、水素原子、重水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、カルボニル基、アミノ基、シリル基、ホスフィンオキシド基、芳香族炭化水素環基、芳香族複素環基、非芳香族炭化水素環基又は非芳香族複素環基を表し、好ましくは、水素原子、アルキル基、芳香族炭化水素環基、芳香族複素環基であり、より好ましくは、水素原子、芳香族炭化水素環基、芳香族複素環基である。

Ｒ₁₀あるいはＲ₁₁の少なくとも一つは、π電子が１４個以上の芳香族複素環を有する置換基であり、より好ましくはＲ₁₀の少なくとも一つは、π電子が１４個以上の芳香族複素環を有する基であることである。

芳香族炭化水素環基としては、例えば、ベンゼン環、ビフェニル環、ビフェニレン環、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が、好ましくは、ベンゼン環である。
芳香族複素環基としては、例えば、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が挙げられるが、好ましくは、ジベンゾフラン環、ジベンゾチオフェン環、カルバゾール環であり、より好ましくは、カルバゾール環である。

一般式（３）において、Ｒ₁₀〜Ｒ₁₂は更に置換基を有しても良く、それぞれ同じでも異なっていても良い。

《一般式（４）（５）で表される化合物》

一般式（４）及び一般式（５）において、Ｘ、Ｒ、ｎ、ｍは、一般式（３）中のＲ、Ｘ、ｎ、ｍと同義である。

一般式（４）（５）において、Ｒ₁₀〜Ｒ₁₄は、水素原子、重水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、カルボニル基、アミノ基、シリル基、ホスフィンオキシド基、芳香族炭化水素環基、芳香族複素環基、非芳香族炭化水素環基又は非芳香族複素環基を表し、好ましくは、水素原子、アルキル基、芳香族炭化水素環基、芳香族複素環基であり、より好ましくは、水素原子、芳香族炭化水素環基、芳香族複素環基である。

芳香族炭化水素環基としては、前記一般式（３）におけるＲ₁₀〜Ｒ₁₂として挙げたものが挙げられ、好ましくは、ベンゼン環である。

芳香族複素環基としては、前記一般式（３）におけるＲ₁₀〜Ｒ₁₂として挙げたものが挙げられ、好ましくは、ジベンゾフラン環、ジベンゾチオフェン環、カルバゾール環であり、より好ましくは、カルバゾール環である。

一般式（４）及び（５）において、Ｒ₁₀〜Ｒ₁₄は、更に置換基を有しても良く、それぞれ同じでも異なっていても良い。

一般式（５）において、Ｒ₁₅は、水素原子、重水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、芳香族炭化水素環基、芳香族複素環基、非芳香族炭化水素環基又は非芳香族複素環基を表し、好ましくは、アルキル基、芳香族炭化水素環基であり、更に好ましくは、芳香族炭化水素環基であり、より好ましくはベンゼン環である。

アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｔ‐ブチル基、１−エチル−プロピル基、２−メチルヘキシル基、ペンチル基、アダマンチル基、ｎ−デシル基、ｎ−ドデシル基等が挙げられ、好ましくは、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基である。

芳香族炭化水素環基としては、例えば、ベンゼン環、ビフェニル環、ビフェニレン環、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が、好ましくは、ベンゼン環である。

一般式（４）（５）において、Ｌ₁、Ｌ₂は、単結合、もしくは、２価の連結基を表す。

２価の連結基としては、アルキレン基、アルケニレン基、エーテル基、エステル基、カルボニル基、アミノ基、アミド基、シリル基、ホスフィンオキシド基、ベンゼン環基、カルバゾール環基、ジベンゾフラン環基、ジベンゾチオフェン環基、ピリジン環基、ピラジン環基、インドロインドール環基、インドール環基、ベンゾフラン環基、ベンゾチオフェン環基、イミダゾール環基等が挙げられる。好ましくは、単結合、ベンゼン環基、カルバゾール環基、ジベンゾフラン環基、ジベンゾチオフェン環基であり、より好ましくは単結合である。

以下に２価の連結基の例を示す。これらに例示された２価の連結基はさらに置換基によって置換基されていてもよい。本発明はこれらの例に限定されるものではない。

《一般式（６）で表される化合物》

一般式（６）において、Ｒ、ｎ、ｍ及びＸは、それぞれ、一般式（１）又は一般式（２）中のＲ、ｎ、ｍ及びＸと同義である。
一般式（６）において、Ｒ₁₀〜Ｒ₁₄は、それぞれ、一般式（４）中のＲ₁₀〜Ｒ₁₄と同義である。

以下に、一般式（１）〜（６）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るものではない。

≪合成例≫
以下に、一般式（１）、（２）及び（４）で表される化合物の合成例を説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。上記した具体例のうちＳＨ−１の合成方法を例にとって以下に説明する。

ＳＨ−１は以下のスキームに従って合成できる。

２００ｍｌ四つ口フラスコに、２−ブロモ−８−ヨードジベンゾフラン１１．０ｇ、カルバゾール４．９ｇ、銅粉５．６ｇ、炭酸カリウム６．１ｇ、ジメチルアセトアミド１００ｍｌを入れ、窒素吹き込み管、温度計、コンデンサーを付けて油浴スターラー上にセットした。窒素気流下、内温１３０℃付近で３６時間加熱還流して反応終了とした。

反応終了後室温まで冷却した後、テトラヒドロフランを加え、ショートカラムにて不溶物と原点成分を除去した後、ジメチルアセトアミドが５０ｍｌ程度になるまで減圧下濃縮を行った。残渣に、エタノールを加え析出した結晶を濾取し、得られた個体をトルエンにて再結晶を行うことによって、中間体Ａを５．６ｇ（４５．６％）得た。

１００ｍｌ四つ口フラスコに、中間体Ａ５．６ｇ、ビスピナコラートジボロン４．６ｇ、ＰｄＣｌ２（ｄｐｐｆ）０．５３ｇ、酢酸カリウム３．９ｇ、ジメチルアセトアミド５０ｍｌを入れ、窒素吹き込み管、温度計、コンデンサーを付けて油浴スターラー上にセットした。窒素気流下、内温９０℃付近で４８時間加熱還流して反応終了とした。

反応終了後、トルエン中に注入し不溶物を濾過した後、市水、ｂｒｉｎｅにて洗浄を行い、硫酸マグネシウムにて乾燥を行った。その溶液をショートカラムにて精製した後、ヘプタンにて再結晶を行うことによって中間体Ｂを４．９ｇ（７８．８％）得た。

２００ｍｌ四つ口フラスコに、中間体Ｂ４．９ｇ、１，３−ヨードブロモベンゼン６．０ｇ、テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム０．２５ｇ、ジメトキシエタン１００ｍｌ、２Ｍ炭酸ナトリウム水溶液１５ｍｌを入れ、窒素吹き込み管、温度計、コンデンサーを付けて油浴スターラー上にセットした。窒素気流下、内温７５℃付近で１４時間加熱還流して反応終了とした。

反応終了後、トルエンで抽出し、減圧下濃縮を行った。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製を行うことによって中間体Ｃを３．３ｇ（６４．２％）得た。

１００ｍｌ四つ口フラスコに、中間体Ｃ３．３ｇ、（３−（トリフェニルシリル）フェニル）ボロン酸３．１ｇ、テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム０．１６ｇ、ジオキサン５０ｍｌ、２Ｍ炭酸ナトリウム水溶液９ｍｌを入れ、窒素吹き込み管、温度計、コンデンサーを付けて油浴スターラー上にセットした。窒素気流下、内温８０℃付近で１５時間加熱還流して反応終了とした。

反応終了後、室温まで放冷した後、市水２００ｍｌ中に投入し、析出した結晶を濾過し、得られた結晶をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製した後、ヘプタンにて再結晶を行うことによってＳＨ−１を３．７ｇ（７３．２％）。化合物ＳＨ−１の構造はマススペクトル及び¹Ｈ−ＮＭＲで確認した。

ＭＡＳＳ ｓｐｅｃｔｒｕｍ（ＥＳＩ）：ｍ／ｚ＝７４４［Ｍ＋］
¹Ｈ−ＮＭＲ（ＴＨＦ−ｄ８、４００ＭＨｚ）： δ８．１４（¹Ｈ、ｄ）、８．０１（¹Ｈ、ｄ）、δ７．７８（¹Ｈ、ｄ）、δ７．２５−７．７４（３４Ｈ、ｍ）
本発明に係る一般式（１）で表される化合物、及び一般式（２）、（４）で表される化合物は、正孔阻止材料、電子阻止材料、ホストとして用いられることが好ましく、より好ましくはホストとして用いられることである。

またホストとして後述する公知のホストを併用することができる。

《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。本発明の有機ＥＬ素子における代表的な素子構成としては以下の構成を上げることができるが、これらに限定されるものではない。
（ｉ）陽極／発光層／陰極
（ii）陽極／発光層／電子輸送層／陰極
（iii）陽極／正孔輸送層／発光層／陰極
（iv）陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
（ｖ）陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極
（vi）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
（vii）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／（電子阻止層／）発光層／（正孔素子層／）電子輸送層／電子注入層／陰極
上記の中で（vii）の構成が好ましく用いられるが、これに限定されるものではない。

必要に応じて、発光層と陰極との間に正孔阻止層（正孔障壁層ともいう）や電子注入層（陰極バッファー層ともいう）を設けてもよく、また、発光層と陽極との間に電子阻止層（電子障壁層ともいう）や正孔注入層（陽極バッファー層ともいう）を設けてもよい。

本発明に係る電子輸送層とは、電子を輸送する機能を有する層であり、広い意味で電子注入層、正孔阻止層も電子輸送層に含まれる。また、複数層で構成されていてもよい。

本発明に係る正孔輸送層とは、正孔を輸送する機能を有する層であり、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。また、複数層で構成されていてもよい。

上記の代表的な素子構成において、陽極と陰極を除いた層を「有機層」ともいう。

（タンデム構造）
また、本発明に係る有機ＥＬ素子は、少なくとも１層の発光層を含む発光ユニットを複数積層した、いわゆるタンデム構造の素子であってもよい。タンデム構造の代表的な素子構成としては、例えば以下の構成を挙げることができる。

陽極／第１発光ユニット／中間層／第２発光ユニット／中間層／第３発光ユニット／陰極
ここで、上記第１発光ユニット、第２発光ユニット及び第３発光ユニットは全て同じであっても、異なっていてもよい。また二つの発光ユニットが同じであり、残る一つが異なっていてもよい。

複数の発光ユニットは直接積層されていても、中間層を介して積層されていてもよく、中間層は、一般的に中間電極、中間導電層、電荷発生層、電子引抜層、接続層、中間絶縁層とも呼ばれ、陽極側の隣接層に電子を、陰極側の隣接層に正孔を供給する機能を持った層であれば、公知の材料構成を用いることができる。

中間層に用いられる材料としては、例えば、ＩＴＯ（インジウム・錫酸化物）、ＩＺＯ（インジウム・亜鉛酸化物）、ＺｎＯ₂、ＴｉＮ、ＺｒＮ、ＨｆＮ、ＴｉＯｘ、ＶＯｘ、ＣｕＩ、ＩｎＮ、ＧａＮ、ＣｕＡｌＯ₂、ＣｕＧａＯ₂、ＳｒＣｕ₂Ｏ₂、ＬａＢ₆、ＲｕＯ₂、Ａｌ等の導電性無機化合物層や、Ａｕ／Ｂｉ₂Ｏ₃等の２層膜や、ＳｎＯ₂／Ａｇ／ＳｎＯ₂、ＺｎＯ／Ａｇ／ＺｎＯ、Ｂｉ₂Ｏ₃／Ａｕ／Ｂｉ₂Ｏ₃、ＴｉＯ₂／ＴｉＮ／ＴｉＯ₂、ＴｉＯ₂／ＺｒＮ／ＴｉＯ₂等の多層膜、またＣ６０等のフラーレン類、オリゴチオフェン等の導電性有機物層、金属フタロシアニン類、無金属フタロシアニン類、金属ポルフィリン類、無金属ポルフィリン類等の導電性有機化合物層等が挙げられるが、本発明はこれらに限定されない。

発光ユニット内の好ましい構成としては、例えば上記の代表的な素子構成で挙げた（１）〜（７）の構成から、陽極と陰極を除いたもの等が挙げられるが、本発明はこれらに限定されない。

タンデム型有機ＥＬ素子の具体例としては、例えば、米国特許第６，３３７，４９２号、米国特許第７，４２０，２０３号、米国特許第７，４７３，９２３号、米国特許第６，８７２，４７２号、米国特許第６，１０７，７３４号、米国特許第６，３３７，４９２号、国際公開第２００５／００９０８７号、特開２００６−２２８７１２号、特開２００６−２４７９１号、特開２００６−４９３９３号、特開２００６−４９３９４号、特開２００６−４９３９６号、特開２０１１−９６６７９号、特開２００５−３４０１８７号、特許第４７１１４２４号、特許第３４９６６８１号、特許第３８８４５６４号、特許第４２１３１６９号、特開２０１０−１９２７１９号、特開２００９−０７６９２９号、特開２００８−０７８４１４号、特開２００７−０５９８４８号、特開２００３−２７２８６０号、特開２００３−０４５６７６号、国際公開第２００５／０９４１３０号等に記載の素子構成や構成材料等が挙げられるが、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、電極又は隣接層から注入されてくる電子及び正孔が再結合し、励起子を経由して発光する場を提供する層であり、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。本発明に係る発光層は、本発明で規定する要件を満たしていれば、その構成に特に制限はない。

発光層の膜厚の総和は、特に制限はないが、形成する膜の均質性や、発光時に不必要な高電圧を印加するのを防止し、且つ、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、より好ましくは２ｎｍ〜５００ｎｍの範囲に調整され、更に好ましくは５ｎｍ〜２００ｎｍの範囲に調整される。

また、本発明の個々の発光層の膜厚としては、２ｎｍ〜１μｍの範囲に調整することが好ましく、より好ましくは２ｎｍ〜２００ｎｍｎｍの範囲に調整され、更に好ましくは３ｎｍ〜１５０ｎｍの範囲に調整される。

本発明の発光層には、発光ドーパント（発光性ドーパント化合物、ドーパント化合物、単にドーパントともいう）と、ホスト化合物（マトリックス材料、発光ホスト化合物、単にホストともいう）とを含有することが好ましい。

《発光ドーパント》
本発明に係る発光ドーパントについて説明する。

発光ドーパントとしては、蛍光発光性ドーパント（蛍光ドーパント、蛍光性化合物ともいう）と、リン光発光性ドーパント（リン光ドーパント、リン光性化合物ともいう）が好ましく用いられる。本発明においては、少なくとも１層の発光層がリン光発光ドーパントを含有することが好ましい。

発光層中の発光ドーパントの濃度については、使用される特定のドーパント及びデバイスの必要条件に基づいて、任意に決定することができ、発光層の膜厚方向に対し、均一な濃度で含有されていてもよく、また任意の濃度分布を有していてもよい。

また、本発明に係る発光ドーパントは、複数種を併用して用いてもよく、構造の異なるドーパント同士の組み合わせや、蛍光発光性ドーパントとリン光発光性ドーパントとを組み合わせて用いてもよい。これにより、任意の発光色を得ることができる。

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。

本発明においては、１層又は複数層の発光層が、発光色の異なる複数の発光ドーパントを含有し、白色発光を示すことも好ましい。

白色を示す発光ドーパントの組み合わせについては特に限定はないが、例えば青と橙や、青と緑と赤の組み合わせ等が挙げられる。

本発明の有機ＥＬ素子における白色とは、２度視野角正面輝度を前述の方法により測定した際に、１０００ｃｄ／ｍ２でのＣＩＥ１９３１表色系における色度がｘ＝０．３９±０．０９、ｙ＝０．３８±０．０８の領域内にあることが好ましい。

（１．１）蛍光発光性ドーパント
本発明に係る蛍光発光性ドーパント（以下、「蛍光ドーパント」ともいう）について説明する。

本発明に係る蛍光ドーパントは、励起一重項からの発光が可能な化合物であり、励起一重項からの発光が観測される限り特に限定されない。

本発明に係る蛍光ドーパントとしては、例えば、アントラセン誘導体、ピレン誘導体、クリセン誘導体、フルオランテン誘導体、ペリレン誘導体、フルオレン誘導体、アリールアセチレン誘導体、スチリルアリーレン誘導体、スチリルアミン誘導体、アリールアミン誘導体、ホウ素錯体、クマリン誘導体、ピラン誘導体、シアニン誘導体、クロコニウム誘導体、スクアリウム誘導体、オキソベンツアントラセン誘導体、フルオレセイン誘導体、ローダミン誘導体、ピリリウム誘導体、ペリレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、又は希土類錯体系化合物等が挙げられる。

また、近年では遅延蛍光を利用した発光ドーパントも開発されており、これらを用いてもよい。

遅延蛍光を利用した発光ドーパントの具体例としては、例えば、国際公開第２０１１／１５６７９３号、特開２０１１−２１３６４３号、特開２０１０−９３１８１号等に記載の化合物が挙げられるが、本発明はこれらに限定されない。

（１．２）リン光発光性ドーパント
本発明に係るリン光発光性ドーパント（以下、「リン光ドーパント」ともいう）について説明する。

本発明に係るリン光ドーパントは、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二種挙げられ、一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である。もう一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。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。

リン光ドーパントは、有機ＥＬ素子の発光層に使用される公知のものの中から適宜選択して用いることができる。

本発明に使用できる公知のリン光ドーパントの具体例としては、以下の文献に記載されている化合物等が挙げられる。

Ｎａｔｕｒｅ ３９５，１５１ （１９９８）、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．７８，１６２２（２００１）、Ａｄｖ．Ｍａｔｅｒ．１９，７３９（２００７）、Ｃｈｅｍ．Ｍａｔｅｒ．１７，３５３２（２００５）、Ａｄｖ．Ｍａｔｅｒ．１７，１０５９（２００５）、国際公開第２００９１００９９１号、国際公開第２００８１０１８４２号、国際公開第２００３０４０２５７号、米国特許公開第２００６８３５４６９号、米国特許公開第２００６０２０２１９４号、米国特許公開第２００７００８７３２１号、米国特許公開第２００５０２４４６７３号、Ｉｎｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．４０，１７０４（２００１）、Ｃｈｅｍ．Ｍａｔｅｒ．１６，２４８０（２００４）、Ａｄｖ．Ｍａｔｅｒ．１６，２００３（２００４）、Ａｎｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．ｌｎｔ．Ｅｄ．２００６，４５，７８００、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．８６，１５３５０５（２００５）、Ｃｈｅｍ．Ｌｅｔｔ．３４，５９２（２００５）、Ｃｈｅｍ．Ｃｏｍｍｕｎ．２９０６（２００５）、Ｉｎｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．４２，１２４８（２００３）、国際公開第２００９０５０２９０号、国際公開第２００２０１５６４５号、国際公開第２００９０００６７３号、米国特許公開第２００２００３４６５６号、米国特許第７３３２２３２号、米国特許公開第２００９０１０８７３７号、米国特許公開第２００９００３９７７６号、米国特許第６９２１９１５号、米国特許第６６８７２６６号、米国特許公開第２００７０１９０３５９号、米国特許公開第２００６０００８６７０号、米国特許公開第２００９０１６５８４６号、米国特許公開第２００８００１５３５５号、米国特許第７２５０２２６号、米国特許第７３９６５９８号、米国特許公開第２００６０２６３６３５号、米国特許公開第２００３０１３８６５７号、米国特許公開第２００３０１５２８０２号、米国特許第７０９０９２８号、Ａｎｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．ｌｎｔ．Ｅｄ．４７，１（２００８）、Ｃｈｅｍ．Ｍａｔｅｒ．１８，５１１９（２００６）、Ｉｎｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．４６，４３０８（２００７）、Ｏｒｇａｎｏｍｅｔａｌｌｉｃｓ ２３，３７４５（２００４）、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．７４，１３６１（１９９９）、国際公開第２００２００２７１４号、国際公開第２００６００９０２４号、国際公開第２００６０５６４１８号、国際公開第２００５０１９３７３号、国際公開第２００５１２３８７３号、国際公開第２００５１２３８７３号、国際公開第２００７００４３８０号、国際公開第２００６０８２７４２号、米国特許公開第２００６０２５１９２３号、米国特許公開第２００５０２６０４４１号、米国特許第７３９３５９９号、米国特許第７５３４５０５号、米国特許第７４４５８５５号、米国特許公開第２００７０１９０３５９号、米国特許公開第２００８０２９７０３３号、米国特許第７３３８７２２号、米国特許公開第２００２０１３４９８４号、米国特許第７２７９７０４号、米国特許公開第２００６０９８１２０号、米国特許公開第２００６１０３８７４号、国際公開第２００５０７６３８０号、国際公開第２０１００３２６６３号、国際公開第第２００８１４０１１５号、国際公開第２００７０５２４３１号、国際公開第２０１１１３４０１３号、国際公開第２０１１１５７３３９号、国際公開第２０１００８６０８９号、国際公開第２００９１１３６４６号、国際公開第２０１２０２０３２７号、国際公開第２０１１０５１４０４号、国際公開第２０１１００４６３９号、国際公開第２０１１０７３１４９号、特開２０１２−０６９７３７号公報、特願２０１１−１８１３０３号公報、特開２００９−１１４０８６号公報、特開２００３−８１９８８号公報、特開２００２−３０２６７１号、特開２００２−３６３５５２号公報等である。

中でも、好ましいリン光ドーパントとしてはＩｒを中心金属に有する有機金属錯体が挙げられる。さらに好ましくは、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錯体が好ましい。

ここで、本発明に使用できる公知のリン光ドーパントの具体例を挙げるが、本発明はこれらに限定されない。

（２）ホスト化合物
本発明に係るホスト化合物は、発光層において主に電荷の注入及び輸送を担う化合物であり、有機ＥＬ素子においてそれ自体の発光は実質的に観測されない。

好ましくは室温（２５℃）においてリン光発光のリン光量子収率が、０．１未満の化合物であり、さらに好ましくはリン光量子収率が０．０１未満の化合物である。また、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％以上であることが好ましい。

また、ホスト化合物の励起状態エネルギーは、同一層内に含有される発光ドーパントの励起状態エネルギーよりも高いことが好ましい。

ホスト化合物は、単独で用いてもよく、又は複数種併用して用いてもよい。ホスト化合物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。

本発明で用いることができるホスト化合物としては、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。低分子化合物でも繰り返し単位を有する高分子化合物でもよく、また、ビニル基やエポキシ基のような反応性基を有する化合物でもよい。

公知のホスト化合物としては、正孔輸送能又は電子輸送能を有しつつ、且つ、発光の長波長化を防ぎ、さらに、有機ＥＬ素子を高温駆動時や素子駆動中の発熱に対して安定して動作させる観点から、高いガラス転移温度（Ｔｇ）を有することが好まし。好ましくはＴｇが９０℃以上であり、より好ましくは１２０℃以上である。

ここで、ガラス転移点（Ｔｇ）とは、ＤＳＣ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｃｏｌｏｒｉｍｅｔｒｙ：示差走査熱量法）を用いて、ＪＩＳ−Ｋ−７１２１に準拠した方法により求められる値である。

本発明の有機ＥＬ素子に用いられる、公知のホスト化合物の具体例としては、以下の文献に記載の化合物等が挙げられるが、本発明はこれらに限定されない。

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、米国特許公開第２００３０１７５５５３号、米国特許公開第２００６０２８０９６５号、米国特許公開第２００５０１１２４０７号、米国特許公開第２００９００１７３３０号、米国特許公開第２００９００３０２０２号、米国特許公開第２００５０２３８９１９号、国際公開第２００１０３９２３４号、国際公開第２００９０２１１２６号、国際公開第２００８０５６７４６号、国際公開第２００４０９３２０７号、国際公開第２００５０８９０２５号、国際公開第２００７０６３７９６号、国際公開第２００７０６３７５４号、国際公開第２００４１０７８２２号、国際公開第２００５０３０９００号、国際公開第２００６１１４９６６号、国際公開第２００９０８６０２８号、国際公開第２００９００３８９８号、国際公開第２０１２０２３９４７号、特開２００８−０７４９３９号、特開２００７−２５４２９７号、ＥＰ２０３４５３８等である。

《電子輸送層》
本発明において電子輸送層とは、電子を輸送する機能を有する材料からなり、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い。

本発明に係る電子輸送層の総膜厚については特に制限はないが、通常は２ｎｍ〜５μｍの範囲であり、より好ましくは２〜５００ｎｍであり、さらに好ましくは５〜２００ｎｍである。

また、有機ＥＬ素子においては発光層で生じた光を電極から取り出す際、発光層から直接取り出される光と、光を取り出す電極と対極に位置する電極によって反射されてから取り出される光とが干渉を起こすことが知られている。光が陰極で反射される場合は、電子輸送層の総膜厚を数ｎｍ〜数μｍの間で適宜調整することにより、この干渉効果を効率的に利用することが可能である。

一方で、電子輸送層の膜厚を厚くすると電圧が上昇しやすくなるため、特に膜厚が厚い場合においては、電子輸送層の電子移動度は１０^-5ｃｍ²／Ｖｓ以上であることが好ましい。

電子輸送層に用いられる材料（以下、電子輸送材料という）としては、電子の注入性又は輸送性、正孔の障壁性のいずれかを有していればよく、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。

例えば、含窒素芳香族複素環誘導体（カルバゾール誘導体、アザカルバゾール誘導体（カルバゾール環を構成する炭素原子の一つ以上が窒素原子に置換されたもの）、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、ピラジン誘導体、ピリダジン誘導体、トリアジン誘導体、キノリン誘導体、キノキサリン誘導体、フェナントロリン誘導体、アザトリフェニレン誘導体、オキサゾール誘導体、チアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、チアジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、ベンズイミダゾール誘導体、ベンズオキサゾール誘導体、ベンズチアゾール誘導体等）、ジベンゾフラン誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、シロール誘導体、芳香族炭化水素環誘導体（ナフタレン誘導体、アントラセン誘導体、トリフェニレン等）等が挙げられる。

また、配位子にキノリノール骨格やジベンゾキノリノール骨格を有する金属錯体、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）等、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、メタルフリーも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等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等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。

また、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。

本発明に係る電子輸送層においては、電子輸送層にドープ材をゲスト材料としてドープして、ｎ性の高い（電子リッチ）電子輸送層を形成してもよい。ドープ材としては、金属錯体やハロゲン化金属など金属化合物等のｎ型ドーパントが挙げられる。このような構成の電子輸送層の具体例としては、例えば、特開平４−２９７０７６号公報、同１０−２７０１７２号公報、特開２０００−１９６１４０号公報、同２００１−１０２１７５号公報、Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，９５，５７７３（２００４）等の文献に記載されたものが挙げられる。

本発明の有機ＥＬ素子に用いられる、公知の好ましい電子輸送材料の具体例としては、以下の文献に記載の化合物等が挙げられるが、本発明はこれらに限定されない。

米国特許第６５２８１８７号、米国特許第７２３０１０７号、米国特許公開第２００５００２５９９３号、米国特許公開第２００４００３６０７７号、米国特許公開第２００９０１１５３１６号、米国特許公開第２００９０１０１８７０号、米国特許公開第２００９０１７９５５４号、国際公開第２００３０６０９５６号、国際公開第２００８１３２０８５号、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．７５，４（１９９９）、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．７９，４４９（２００１）、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．８１，１６２（２００２）、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．８１，１６２（２００２）、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．７９，１５６（２００１）、米国特許第７９６４２９３号、米国特許公開第２００９０３０２０２号、国際公開第２００４０８０９７５号、国際公開第２００４０６３１５９号、国際公開第２００５０８５３８７号、国際公開第２００６０６７９３１号、国際公開第２００７０８６５５２号、国際公開第２００８１１４６９０号、国際公開第２００９０６９４４２号、国際公開第２００９０６６７７９号、国際公開第２００９０５４２５３号、国際公開第２０１１０８６９３５号、国際公開第２０１０１５０５９３号、国際公開第２０１００４７７０７号、ＥＰ２３１１８２６号、特開２０１０−２５１６７５号、特開２００９−２０９１３３号、特開２００９−１２４１１４号、特開２００８−２７７８１０号、特開２００６−１５６４４５号、特開２００５−３４０１２２号、特開２００３−４５６６２号、特開２００３−３１３６７号、特開２００３−２８２２７０号、国際公開第２０１２１１５０３４号、等である。

本発明におけるよりより好ましい電子輸送材料としては、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、ピラジン誘導体、トリアジン誘導体、ジベンゾフラン誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、カルバゾール誘導体、アザカルバゾール誘導体、ベンズイミダゾール誘導体が挙げられる。

電子輸送材料は単独で用いてもよく、また複数種を併用して用いてもよい。

《正孔阻止層》
正孔阻止層とは広い意味では電子輸送層の機能を有する層であり、好ましくは電子を輸送する機能を有しつつ正孔を輸送する能力が小さい材料からなり、電子を輸送しつつ正孔を阻止することで電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。

また、前述する電子輸送層の構成を必要に応じて、本発明に係る正孔阻止層として用いることができる。

本発明の有機ＥＬ素子に設ける正孔阻止層は、発光層の陰極側に隣接して設けられることが好ましい。

本発明に係る正孔阻止層の膜厚としては、好ましくは３〜１００ｎｍの範囲であり、更に好ましくは５〜３０ｎｍの範囲である。

正孔阻止層に用いられる材料としては、前述の電子輸送層に用いられる材料が好ましく用いられ、また、前述のホスト化合物として用いられる材料も正孔阻止層に好ましく用いられる。

《電子注入層》
本発明に係る電子注入層（「陰極バッファー層」ともいう）とは、駆動電圧低下や発光輝度向上のために陰極と発光層との間に設けられる層のことで、「有機ＥＬ素子とその工業化最前線（１９９８年１１月３０日エヌ・ティー・エス社発行）」の第２編第２章「電極材料」（１２３〜１６６頁）に詳細に記載されている。

本発明において電子注入層は必要に応じて設け、上記の如く陰極と発光層との間、又は陰極と電子輸送層との間に存在させてもよい。

電子注入層はごく薄い膜であることが好ましく、素材にもよるがその膜厚は０．１ｎｍ〜５ｎｍの範囲が好ましい。また構成材料が断続的に存在する不均一な膜であってもよい。

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、電子注入層に好ましく用いられる材料の具体例としては、ストロンチウムやアルミニウム等に代表される金属、フッ化リチウム、フッ化ナトリウム、フッ化カリウム等に代表されるアルカリ金属化合物、フッ化マグネシウム、フッ化カルシウム等に代表されるアルカリ土類金属化合物、酸化アルミニウムに代表される金属酸化物、リチウム８−ヒドロキシキノレート（Ｌｉｑ）等に代表される金属錯体等が挙げられる。また、前述の電子輸送材料を用いることも可能である。

また、上記の電子注入層に用いられる材料は単独で用いてもよく、複数種を併用して用いてもよい。

《正孔輸送層》
本発明において正孔輸送層とは、正孔を輸送する機能を有する材料からなり、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ていればよい。

本発明の正孔輸送層の総膜厚については特に制限はないが、通常は５ｎｍ〜５μｍの範囲であり、より好ましくは２〜５００ｎｍであり、さらに好ましくは５〜２００ｎｍの範囲内である。

正孔輸送層に用いられる材料（以下、正孔輸送材料という）としては、正孔の注入性又は輸送性、電子の障壁性のいずれかを有していればよく、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。

例えば、ポルフィリン誘導体、フタロシアニン誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、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、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、トリアリールアミン誘導体、カルバゾール誘導体、インドロカルバゾール誘導体、イソインドール誘導体、アントラセンやナフタレン等のアセン系誘導体、フルオレン誘導体、フルオレノン誘導体、及びポリビニルカルバゾール、芳香族アミンを主鎖又は側鎖に導入した高分子材料又はオリゴマー、ポリシラン、導電性ポリマー又はオリゴマー（例えばＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ、アニリン系共重合体、ポリアニリン、ポリチオフェン等）等が挙げられる。

トリアリールアミン誘導体としては、α−ＮＰＤ（４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル）に代表されるベンジジン型や、ＭＴＤＡＴＡ（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）に代表されるスターバースト型、トリアリールアミン連結コア部にフルオレンやアントラセンを有する化合物等が挙げられる。

また、特表２００３−５１９４３２号公報や特開２００６−１３５１４５号公報等に記載されているようなヘキサアザトリフェニレン誘導体も同様に正孔輸送材料として用いることができる。

さらに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。

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、所謂ｐ型正孔輸送材料やｐ型−Ｓｉ、ｐ型−ＳｉＣ等の無機化合物を用いることもできる。さらにＩｒ（ｐｐｙ）３に代表されるような中心金属にＩｒやＰｔを有するオルトメタル化有機金属錯体も好ましく用いられる。

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、トリアリールアミン誘導体、カルバゾール誘導体、インドロカルバゾール誘導体、アザトリフェニレン誘導体、有機金属錯体、芳香族アミンを主鎖又は側鎖に導入した高分子材料又はオリゴマー等が好ましく用いられる。

本発明の有機ＥＬ素子に用いられる、公知の好ましい正孔輸送材料の具体例としては、上記で挙げた文献の他、以下の文献に記載の化合物等が挙げられるが、本発明はこれらに限定されない。

例えば、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．６９，２１６０（１９９６）、Ｊ．Ｌｕｍｉｎ．７２−７４，９８５（１９９７）、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．７８，６７３（２００１）、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．９０，１８３５０３（２００７）、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．９０，１８３５０３（２００７）、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．５１，９１３（１９８７）、Ｓｙｎｔｈ．Ｍｅｔ．８７，１７１（１９９７）、Ｓｙｎｔｈ．Ｍｅｔ．９１，２０９（１９９７）、Ｓｙｎｔｈ．Ｍｅｔ．１１１，４２１（２０００）、ＳＩＤ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ Ｄｉｇｅｓｔ，３７，９２３（２００６）、Ｊ．Ｍａｔｅｒ．Ｃｈｅｍ．３，３１９（１９９３）、Ａｄｖ．Ｍａｔｅｒ．６，６７７（１９９４）、Ｃｈｅｍ．Ｍａｔｅｒ．１５，３１４８（２００３）、米国特許公開第２００３０１６２０５３号、米国特許公開第２００２０１５８２４２号、米国特許公開第２００６０２４０２７９号、米国特許公開第２００８０２２０２６５号、米国特許第５０６１５６９号、国際公開第２００７００２６８３号、国際公開第２００９０１８００９号、ＥＰ６５０９５５、米国特許公開第２００８０１２４５７２号、米国特許公開第２００７０２７８９３８号、米国特許公開第２００８０１０６１９０号、米国特許公開第２００８００１８２２１号、国際公開第２０１２１１５０３４号、特表２００３−５１９４３２号公報、特開２００６−１３５１４５号、米国特許出願番号１３／５８５９８１号等である。

正孔輸送材料は単独で用いてもよく、また複数種を併用して用いてもよい。

《電子阻止層》
電子阻止層とは広い意味では正孔輸送層の機能を有する層であり、好ましくは正孔を輸送する機能を有しつつ電子を輸送する能力が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、前述する正孔輸送層の構成を必要に応じて、本発明に係る電子阻止層として用いることができる。

本発明の有機ＥＬ素子に設ける電子阻止層は、発光層の陽極側に隣接して設けられることが好ましい。

本発明に係る電子阻止層の膜厚としては、好ましくは３〜１００ｎｍの範囲であり、更に好ましくは５〜３０ｎｍの範囲である。

電子阻止層に用いられる材料としては、前述の正孔輸送層に用いられる材料が好ましく用いられ、また、前述のホスト化合物として用いられる材料も電子阻止層に好ましく用いられる。

《正孔注入層》
本発明に係る正孔注入層（「陽極バッファー層」ともいう）とは、駆動電圧低下や発光輝度向上のために陽極と発光層との間に設けられる層のことで、「有機ＥＬ素子とその工業化最前線（１９９８年１１月３０日エヌ・ティー・エス社発行）」の第２編第２章「電極材料」（１２３〜１６６頁）に詳細に記載されている。

本発明において正孔注入層は必要に応じて設け、上記の如く陽極と発光層又は陽極と正孔輸送層との間に存在させてもよい。

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、正孔注入層に用いられる材料としては、例えば前述の正孔輸送層に用いられる材料等が挙げられる。

中でも銅フタロシアニンに代表されるフタロシアニン誘導体、特表２００３−５１９４３２や特開２００６−１３５１４５等に記載されているようなヘキサアザトリフェニレン誘導体、酸化バナジウムに代表される金属酸化物、アモルファスカーボン、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、トリス（２−フェニルピリジン）イリジウム錯体等に代表されるオルトメタル化錯体、トリアリールアミン誘導体等が好ましい。

前述の正孔注入層に用いられる材料は単独で用いてもよく、また複数種を併用して用いてもよい。

《添加剤》
前述した本発明における有機層は、更に他の添加剤が含まれていてもよい。

添加剤としては、例えば臭素、ヨウ素及び塩素等のハロゲン元素やハロゲン化化合物、Ｐｄ、Ｃａ、Ｎａ等のアルカリ金属やアルカリ土類金属、遷移金属の化合物や錯体、塩等が挙げられる。

添加剤の含有量は、任意に決定することができるが、含有される層の全質量％に対して１０００ｐｐｍ以下であることが好ましく、より好ましくは５００ｐｐｍ以下であり、さらに好ましくは５０ｐｐｍ以下である。

ただし、電子や正孔の輸送性を向上させる目的や、励起子のエネルギー移動を有利にするための目的などによってはこの範囲内ではない。

《有機層の形成方法》
本発明に係る有機層（正孔注入層、正孔輸送層、発光層、正孔阻止層、電子輸送層、電子注入層等）の形成方法について説明する。

本発明に係る有機層の形成方法は、特に制限はなく、従来公知の例えば真空蒸着法、湿式法（ウェットプロセスともいう）等による形成方法を用いることができる。

湿式法としては、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法、印刷法、ダイコート法、ブレードコート法、ロールコート法、スプレーコート法、カーテンコート法、ＬＢ法（ラングミュア−ブロジェット法）等があるが、均質な薄膜が得られやすく、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。

本発明に係る有機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。

更に層毎に異なる製膜法を適用してもよい。製膜に蒸着法を採用する場合、その蒸着条件は使用する化合物の種類等により異なるが、一般にボート加熱温度５０〜４５０℃、真空度１０^-6〜１０^-2Ｐａ、蒸着速度０．０１〜５０ｎｍ／秒、基板温度−５０〜３００℃、膜厚０．１ｎｍ〜５μｍ、好ましくは５〜２００ｎｍの範囲で適宜選ぶことが望ましい。

本発明に係る有機層の形成は、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。その際は作業を乾燥不活性ガス雰囲気下で行うことが好ましい。

《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、好ましくは４．５Ｖ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）、ＳｎＯ₂、ＺｎＯ等の導電性透明材料が挙げられる。また、ＩＤＩＸＯ（Ｉｎ₂Ｏ₃−ＺｎＯ）等非晶質で透明導電膜を作製可能な材料を用いてもよい。

陽極はこれらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により薄膜を形成させ、フォトリソグラフィー法で所望の形状のパターンを形成してもよく、あるいはパターン精度をあまり必要としない場合は（１００μｍ以上程度）、上記電極物質の蒸着やスパッタリング時に所望の形状のマスクを介してパターンを形成してもよい。

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。

陽極の膜厚は材料にもよるが、通常１０ｎｍ〜１μｍ、好ましくは１０〜２００ｎｍの範囲で選ばれる。

《陰極》
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、アルミニウム、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（Ａｌ₂Ｏ₃）混合物、リチウム／アルミニウム混合物、アルミニウム等が好適である。

陰極はこれらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により薄膜を形成させることにより、作製することができる。また、陰極としてのシート抵抗は数百Ω／□以下が好ましく、膜厚は通常１０ｎｍ〜５μｍ、好ましくは５０〜２００ｎｍ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１〜２０ｎｍの膜厚で作製した後に、陽極の説明で挙げる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、支持体等とも言う）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（ＴＡＣ）、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、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％）が０．０１ｇ／（ｍ²・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、１×１０^-3ｃｍ³／（ｍ²・２４ｈ・ａｔｍ）以下、水蒸気透過度が、１×１０^-5ｇ／（ｍ²・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、酸化ケイ素、二酸化ケイ素、窒化ケイ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、５％以上であるとより好ましい。

ここで、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。

《封止》
本発明の有機ＥＬ素子の封止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いればよく、凹板状でも、平板状でもよい。また、透明性、電気絶縁性は特に限定されない。

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、有機ＥＬ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。さらには、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^-3ｃｍ³／ｍ²／２４ｈ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％）が、１×１０^-3ｇ／（ｍ²・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、酸化ケイ素、二酸化ケイ素、窒化ケイ素等を用いることができる。

さら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、ヨウ化バリウム、ヨウ化マグネシウム等）、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、軽量か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》
有機エレクトロルミネッセンス素子は、空気よりも屈折率の高い（屈折率１．６〜２．１程度の範囲内）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（例えば、米国特許第４７７４４３５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（例えば、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（例えば、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（例えば、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（例えば、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）などが挙げられる。

本発明においては、これらの方法を本発明の有機エレクトロルミネッセンス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さで形成すると、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、フッ素系ポリマーなどが挙げられる。透明基板の屈折率は一般に１．５〜１．７程度の範囲内であるので、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。またさらに１．３５以下であることが好ましい。

また、低屈折率媒質の厚さは、媒質中の波長の２倍以上となるのが望ましい。これは、低屈折率媒質の厚さが、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又は、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、いずれかの層間もしくは、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一次元回折格子では、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、いずれかの層間、もしくは媒質中（透明基板内や透明電極内）でも良いが、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倍程度の範囲内が好ましい。回折格子の配列は、正方形のラチス状、三角形のラチス状、ハニカムラチス状など、二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》
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、支持基板（基板）の光取出し側に、例えばマイクロレンズアレイ上の構造を設けるように加工したり、あるいは、所謂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二次元に配列する。一辺は１０〜１００μｍ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、大きすぎると厚さ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）など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良い。

また、有機ＥＬ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）など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。

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１は有機ＥＬ素子から構成される表示装置の一例を示した模式図である。有機ＥＬ素子の発光により画像情報の表示を行う、例えば、携帯電話等のディスプレイの模式図である。

ディスプレイ１は複数の画素を有する表示部Ａ、画像情報に基づいて表示部Ａの画像走査を行う制御部Ｂ等からなる。

制御部Ｂは表示部Ａと電気的に接続され、複数の画素それぞれに外部からの画像情報に基づいて走査信号と画像データ信号を送り、走査信号により走査線毎の画素が画像データ信号に応じて順次発光して画像走査を行って画像情報を表示部Ａに表示する。

図２は表示部Ａの模式図である。

表示部Ａは基板上に、複数の走査線５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３は画素の回路図である。

画素は有機ＥＬ素子１０、スイッチングトランジスター１１、駆動トランジスター１２、コンデンサー１３等を備えている。複数の画素に有機ＥＬ素子１０として、赤色、緑色、青色発光の有機ＥＬ素子を用い、これらを同一基板上に並置することでフルカラー表示を行うことができる。

図３において、制御部Ｂからデータ線６を介してスイッチングトランジスター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ー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ー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ー１３と駆動トランジスター１２のゲートに伝達される。

画像データ信号の伝達により、コンデンサー１３が画像データ信号の電位に応じて充電されるとともに、駆動トランジスター１２の駆動がオンする。駆動トランジスター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ー１１の駆動がオフする。

しかし、スイッチングトランジスター１１の駆動がオフしてもコンデンサー１３は充電された画像データ信号の電位を保持するので、駆動トランジスター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ー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ー１１と駆動トランジスター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、コンデンサー１３の電位の保持は次の走査信号の印加まで継続して保持してもよいし、次の走査信号が印加される直前に放電させてもよい。

本発明においては、上述したアクティブマトリクス方式に限らず、走査信号が走査されたときのみデータ信号に応じて有機ＥＬ素子を発光させるパッシブマトリクス方式の発光駆動でもよい。

図４はパッシブマトリクス方式による表示装置の模式図である。図４において、複数の走査線５と複数の画像データ線６が画素３を挟んで対向して格子状に設けられている。

順次走査により走査線５の走査信号が印加されたとき、印加された走査線５に接続している画素３が画像データ信号に応じて発光する。

パッシブマトリクス方式では画素３にアクティブ素子が無く、製造コストの低減が計れる。

（本発明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、厚さ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５、Ｒ１〜Ｒ８に示すような照明装置を形成することができる。

図５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６は、照明装置の断面図を示し、図６において、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。

＜インピーダンス分光測定よる薄膜抵抗値の測定例＞
インピーダンス分光法は、有機ＥＬの微妙な物性変化を電気信号に変換又は増幅の少なくともいずれかを行って解析できる手法であり、有機ＥＬを破壊すること無く高感度の抵抗値（Ｒ）及び静電容量（Ｃ）を計測できることが特徴である。インピーダンス分光解析にはＺ ｐｌｏｔ、Ｍ ｐｌｏｔ、ε ｐｌｏｔを使って電気特性を計測するのが一般的であり、その解析方法は（『薄膜の評価ハンドブック』テクノシステム社刊４２３ページ〜４２５ページ）等に詳細に掲載されている。

有機ＥＬ素子（素子構成「ＩＴＯ／ＨＩＬ（正孔注入層）／ＨＴＬ（正孔輸送層）／ＥＭＬ（発光層）／ＥＴＬ（電子輸送層）／ＥＩＬ（電子注入層）／Ａｌ」）に対してインピーダンス分光法を適用し、特定の層の抵抗値を求める手法を説明する。例えば、電子輸送層（ＥＴＬ）の抵抗値を計測する場合、ＥＴＬの厚さだけを変更した素子を作製し、それぞれのＭ ｐｌｏｔ（図７）を比較することで、該プロットにより描き出される曲線のどの部分がＥＴＬに相当するかを確定することができる。

図７は電子輸送層の膜厚違いのＭ ｐｌｏｔの一例である。膜厚が各々３０、４５及び６０ｎｍの場合の例を示す。

このプロットから求めた抵抗値（Ｒ）をＥＴＬの膜厚に対してプロットしたのが図８である。図８はＥＴＬの膜厚と抵抗値の関係を示す一例である。図８のＥＴＬ膜厚と抵抗値（Ｒｅｓｉｓｔａｎｎｃｅ）との関係より、ほぼ直線上に乗ることから、各膜厚での抵抗値を決定することができる。

素子構成「ＩＴＯ／ＨＩＬ／ＨＴＬ／ＥＭＬ／ＥＴＬ／ＥＩＬ／Ａｌ」の有機ＥＬ素子を等価回路モデルの一例（図９）として各層を解析した結果が図１０である。図１０は各層の抵抗−電圧の関係を示す一例である。

図９は素子構成「ＩＴＯ／ＨＩＬ／ＨＴＬ／ＥＭＬ／ＥＴＬ／ＥＩＬ／Ａｌ」の有機ＥＬ素子の等価回路モデルを示している。

図１０は素子構成「ＩＴＯ／ＨＩＬ／ＨＴＬ／ＥＭＬ／ＥＴＬ／ＥＩＬ／Ａｌ」の有機ＥＬ素子の解析結果の一例である。

これに対し、同じ有機ＥＬ素子を長時間発光させて劣化させた後に、同じ条件で測定し、それらを重ね合わせたのが図１１であり、電圧１Ｖにおけるそれぞれの値を表１にまとめた。

図１１は劣化後の有機ＥＬ素子の解析結果を示す一例である。

図１１の有機ＥＬ素子の各層の抵抗値とＤＣ電圧の解析結果から、劣化後の有機ＥＬ素子においては、ＨＩＬ（正孔注入層）、ＥＴＬ（電子輸送層）、ＨＴＬ（正孔輸送層）、ＥＭＬ（発光層）のうちＥＴＬ（電子輸送層）のみが劣化により抵抗値が大きく上昇し、ＤＣ電圧１Ｖにおいて、約３０倍の抵抗値になっていることがわかる。

以上の手法を用いることで、本発明の実施例に記載した通電前後での抵抗変化の計測が可能となる。

以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、実施例において「部」あるいは「％」の表示を用いるが、特に断りがない限り「質量部」あるいは「質量％」を表す。

［実施例１］（蒸着系）
以下に説明する実施例で用いられる化合物の構造を以下に示す。なお、比較化合物Ａ及び比較化合物Ｂは、それぞれ国際公開第２００７／１４２０８３号及び国際公開第２０１２／０８７００７号に記載されている化合物である。

≪有機ＥＬ素子１−１の作製≫
陽極として１００ｍｍ×１００ｍｍ×１．１ｍｍのガラス基板上にＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）を１００ｎｍの厚さで成膜した基板（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％に希釈した溶液を用いて３０００ｒｐｍ、３０秒の条件下、スピンコート法により薄膜を形成した後、２００℃にて１時間乾燥し、膜厚２０ｎｍの第１正孔注入層を設けた。

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、一方モリブデン製抵抗加熱ボートにα−ＮＰＤを２００ｍｇ入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにＣＢＰ（４，４’−Ｎ，Ｎ’−ジカルバゾールビフェニル）を２００ｍｇ入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートに発光ドーパントＤ−９を２００ｍｇ入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにＢＣＰ（２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン）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、α−ＮＰＤの入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度０．１ｎｍ／秒で、前記正孔注入層上に蒸着し３０ｎｍの正孔輸送層を設けた。

更に比較化合物Ａの入った前記加熱ボートと実施ＤＰ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／秒、０．０１０ｎｍ／秒で、前記正孔輸送層上に共蒸着し４０ｎｍの発光層を設けた。

更にＢＣＰの入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度０．１ｎｍ／秒で、前記正孔阻止層上に蒸着し３０ｎｍの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１−１を作製した。

≪有機ＥＬ素子１−２〜１−３０の作製≫
有機ＥＬ素子１−１の作製において、発光ドーパントとホスト化合物を表２に記載の化合物に変えた以外は同様にして有機ＥＬ素子１−２〜１−３０を作製した。

≪有機ＥＬ素子１−１〜１−３０の評価≫
得られた有機ＥＬ素子を評価するに際しては、作製後の各有機ＥＬ素子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、ガラス基板側から有機ＥＬ素子を除いた部分にＵＶ光を照射して硬化させて封止し、下記の図５、６に示すような照明装置を作製して評価した。

インピーダンス分光測定装置よる発光層の抵抗値の測定及び有機ＥＬ素子の発光スペクトルの半値幅の変化率及び色度の測定を実施した。

（１）有機ＥＬ素子駆動前後の抵抗値の変化率
『薄膜の評価ハンドブック』テクノシステム社刊４２３ページ〜４２５ページに記載の測定方法を参考に、Ｓｏｌａｒｔｒｏｎ社製１２６０型インピーダンスアナライザ及び１２９６型誘電体インターフェイスを使って、作成した有機ＥＬ素子の発光層のバイアス電圧１Ｖにおける抵抗値の測定を行った。

有機ＥＬ素子を室温（約２３℃〜２５℃）、２．５ｍＡ／ｃｍ²の定電流条件下により１０００時間駆動した後の駆動前後の発光層の抵抗値を各々測定し、測定結果を下記に示した計算式により計算し抵抗値の変化率を求めた。表２には有機ＥＬ素子１−１の抵抗値の変化率を１００としたときの相対値を記載した。

駆動前後の抵抗値の変化率＝｜（駆動後の抵抗値／駆動前の抵抗値）−１｜×１００
値が０に近い方が駆動前後の変化率が小さいことを示す。

（２）有機ＥＬ素子駆動前後の発光スペクトルの半値幅の変化率
有機ＥＬ素子を室温（約２３℃〜２５℃）、２．５ｍＡ／ｃｍ²の定電流条件下により１０００時間駆動した後の駆動前後の発光スペクトルをＣＳ−１０００（コニカミノルタオプティクス社製）を用いて測定し、ピーク波長の半値幅の変化率を下記に示した計算式により算出した。表２には有機ＥＬ素子１−１の半値幅の変化率を１００としたときの相対値を記載した。

駆動前後の半値幅の変化率＝｜（駆動後の半値幅／駆動前の半値幅）−１｜×１００
なお、値が０に近い方が駆動前後の変化率が小さいことを示す。

（３）有機ＥＬ素子の色度
有機ＥＬ素子について、その発光色を分光放射輝度計ＣＳ−１０００（コニカミノルタオプティクス社製）を用い、２度視野角正面輝度で色度（ｘ、ｙ）を測定し、ｙ値をその指標とした。ｙ値が低いと青発色した色の純度が良好であることを示す。

表２から、本発明の有機ＥＬ素子１−５〜１−３０は、比較例の有機ＥＬ素子１−１、１−２、１−３、１−４に対して、発光層の抵抗値及び発光スペクトルの半値幅の変化率が小さいことが示されたことにより、発光層の薄膜の物性の変化が小さい有機ＥＬ素子を得ることができた。更には、比較例の有機ＥＬ素子１−１、１−２、１−４はｙ値が高く色純度が悪いのに対して、本発明の有機ＥＬ素子１−５〜１−３０は色度（色純度）にも優れていることが分かる。

［実施例２］（塗布系）
≪有機ＥＬ素子２−１の作製≫
陽極として１００ｍｍ×１００ｍｍ×１．１ｍｍのガラス基板上にＩＴＯを１００ｎｍの厚さで成膜した基板（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％に希釈した溶液を用いて３０００ｒｐｍ、３０秒の条件下、スピンコート法により薄膜を形成した後、２００℃にて１時間乾燥し、膜厚２０ｎｍの第１正孔輸送層を設けた。

この基板を窒素雰囲気下に移し、前記第１正孔輸送層上に、５０ｍｇのＡＤＳ２５４ＢＥ（Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｄｙｅ Ｓｏｕｒｃｅ， Ｉｎｃ製）を１０ｍｌのモノクロロベンゼンに溶解した溶液を用いて２５００ｒｐｍ、３０秒の条件下、スピンコート法により薄膜を形成した。更に１３０℃で１時間真空乾燥し、第２正孔輸送層を形成した。

この第２正孔輸送層上に、１００ｍｇの比較化合物Ａと１３ｍｇの実施ＤＰとを１０ｍｌの酢酸ブチルに溶解した溶液を用いて１０００ｒｐｍ、３０秒の条件下、スピンコート法により薄膜を形成した。更に６０℃で１時間真空乾燥し、膜厚約４５ｎｍの発光層とした。

次に、この発光層上に、５０ｍｇのＢＣＰを１０ｍｌのヘキサフルオロイソプロパノール（ＨＦＩＰ）に溶解した溶液を用いて１０００ｒｐｍ、３０秒の条件下、スピンコート法により薄膜を形成した。更に６０℃で１時間真空乾燥し、膜厚約２５ｎｍの電子輸送層とした。

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、真空槽を４×１０^-4Ｐａまで減圧した後、陰極バッファー層としてフッ化カリウム０．４ｎｍ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２−１を作製した。

≪有機ＥＬ素子２−２〜２−２０の作製≫
有機ＥＬ素子２−１の作製において、発光ドーパントとホスト化合物を表３に記載の化合物に変えた以外は同様にして有機ＥＬ素子２−２〜２−２０を作製した。

≪有機ＥＬ素子２−１〜２−２０の評価≫
得られた有機ＥＬ素子を評価するに際しては、実施例１の有機ＥＬ素子１−１と同様に封止し、図５、図６に示すような照明装置を形成して評価した。
このようにして作製した各サンプルに対し、実施例１と同様に発光層の抵抗値の変化率及び発光スペクトルの半値幅の変化率及び色度について評価を行った。評価結果を表３に示す。

表３から、本発明の有機ＥＬ素子２−５〜２−２０は、比較例の有機ＥＬ素子２−１、２−２、２−３、２−４に対して、発光層の抵抗値及び発光スペクトルの半値幅の変化率が小さいことが示されたことにより、発光層の薄膜の物性の変化が小さい有機ＥＬ素子を得ることができた。更には、比較例の有機ＥＬ素子２−１、２−２、２−４はｙ値が高く色純度が悪いのに対して、本発明の有機ＥＬ素子２−５〜２−２０は色度（色純度）にも優れていることが分かる。

［実施例３］（白色系）
≪有機ＥＬ素子３−１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の厚さで成膜した基板（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。

この透明支持基板を市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに固定し、モリブデン抵抗加熱ボートにＴＰＤを２００ｍｇ入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートに比較化合物Ａを２００ｍｇ入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートに実施ＤＰを２００ｍｇ入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートに実施Ｄ−１５を２００ｍｇ入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートに実施Ｄ−６を２００ｍｇ入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにＢＣＰ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、ＴＰＤ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、透明支持基板に蒸着し１０ｎｍの正孔輸送層を設けた。

更に比較化合物Ａと実施ＤＰと実施Ｄ−１５と実施Ｄ−６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／秒、０．０２５ｎｍ／秒、０．０００７ｎｍ／秒、０．０００２ｎｍ／秒で、前記正孔輸送層上に共蒸着し６０ｎｍの発光層を設けた。

更にＢＣＰの入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度０．１ｎｍ／秒で、前記発光層上に蒸着し２０ｎｍの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カリウム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３−１を作製した。

作製した有機ＥＬ素子３−１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分かった。なお、例示の他の化合物に置き換えても同様に白色の発光が得られることが分かった。

≪有機ＥＬ素子３−２〜３−１５の作製≫
有機ＥＬ素子３−１の作製において、ホスト化合物を表４に記載の化合物に変えた以外は同様にして有機ＥＬ素子３−２〜３−１５を作製した。

≪有機ＥＬ素子３−１〜３−１５の評価≫
実施例１と同様の方法により発光層の抵抗値の変化率を測定したところ、本発明の有機ＥＬ素子は比較の半分以下の値となることを確認した。

（色度の測定）
有機ＥＬ素子３−１〜３−１５の各試料について、その発光色を分光放射輝度計ＣＳ−１０００（コニカミノルタオプティクス社製）を用い、２度視野角正面輝度を測定した際に、１０００ｃｄ／ｍ²でのＣＩＥ１９３１表色系における色度がｘ＝０．３３±０．０７、ｙ＝０．３３±０．１の領域内にあり、白色光であることを確認した。

表４から明らかな通り、本発明の有機ＥＬ素子３−４〜３−１５は、比較例の有機ＥＬ素子３−１〜３−３に対して、発光層の抵抗値の半値幅の変化率が小さいことが示されたことにより、発光層の薄膜の物性の変化が小さい有機ＥＬ素子を得ることができた。

［実施例４］（カラー）
≪有機ＥＬ素子４−１の作製≫
（青色発光素子の作製）
実施例１の有機ＥＬ素子１−５を青色発光素子として用いた。

（緑色発光素子の作製）
実施例１の有機ＥＬ素子１−５において、実施ＤＰを実施Ｄ−１５に変更した以外は同様にして緑色発光素子を作製し、これを緑色発光素子として用いた。

（赤色発光素子の作製）
実施例１の有機ＥＬ素子１−５において、実施ＤＰを実施Ｄ−６変更にした以外は同様にして作製し、これを赤色発光素子として用いた。

上記で作製した赤色、緑色、青色発光有機ＥＬ素子を同一基板上に並置し、図１に記載のような形態を有するアクティブマトリクス方式フルカラー表示装置を作製した。図２には、作製した前記表示装置の表示部Ａの模式図のみを示した。

即ち、同一基板上に複数の走査線５及びデータ線６を含む配線部と並置した複数の画素３（発光の色が赤領域の画素、緑領域の画素、青領域の画素等）とを有し、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（詳細は図示せず）。

前記複数画素３は、それぞれの発光色に対応した有機ＥＬ素子、アクティブ素子であるスイッチングトランジスターと駆動トランジスターそれぞれが設けられたアクティブマトリクス方式で駆動されており、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。このように赤、緑、青の画素を適宜、並置することによって、フルカラー表示装置を作製した。作製した有機ＥＬ素子はそれぞれ電極に電圧を印加することにより、青色、緑色及び赤色の発色を示し、フルカラー表示装置として利用できることが分かった。

以上のように、本発明によれば、通電経時での発光層の抵抗値変化が少ない有機ＥＬ素子を実現するものであり、その副次的効果として、経時による発光特性の変化が少なく、かつ、色度に優れた有機エレクトロルミネッセンス素子、照明装置、表示装置を提供することができる。また、ウェットプロセスによって、上記効果を有する有機ＥＬ素子を製造することができる。

本発明の有機ＥＬ素子により通電経時での発光層の抵抗値変化が少ない有機ＥＬ素子を実現することができる。その副次的効果として、発光スペクトルの色度（純度）が良好で、また、経時による発光特性の変化が少ない有機ＥＬ素子を提供することができ、該有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた照明装置及び表示装置を提供することができる。

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ー
１２ 駆動トランジスター
１３ コンデンサー
１０１ 有機ＥＬ素子
１０２ ガラスカバー
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
２０１ ガラス基板
２０２ ＩＴＯ透明電極
２０３ 隔壁
２０４ 正孔注入層
２０５Ｂ、２０５Ｇ、２０５Ｒ 発光層
２０６ 陰極
Ａ 表示部
Ｂ 制御部
Ｌ 光

Claims (11)

1. 一対の電極と、前記一対の電極の間に、一又は複数の有機層が具備された有機エレクトロルミネッセンス素子であって、下記一般式（１）で表される構造を有する化合物を前記有機層のいずれか一層以上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。
   

   

   （一般式（１）中、Ｘは、Ｏ、Ｓ又はＮＲ₉を表す。Ｒ₁〜Ｒ₈は、それぞれ、水素原子、重水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、カルボニル基、アミノ基、シリル基、ホスフィンオキシド基、芳香族炭化水素環基、芳香族複素環基、非芳香族炭化水素環基又は非芳香族複素環基、又は下記一般式（２）で表される置換基を表し、Ｒ₁〜Ｒ₈の少なくとも一つは、π電子が１４個以上の芳香族複素環を有し、Ｒ₁〜Ｒ₈の他の少なくとも一つは、下記一般式（２）を表す。これらの基は、更に置換基を有しても良く、それぞれ同じでも異なっていても良い。Ｒ₉は、水素原子、重水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリールアルキル基、芳香族炭化水素環基、芳香族複素環基、非芳香族炭化水素環基又は非芳香族複素環基を表す。
   

   

   （一般式（２）中、Ｌは連結基であり、アルキレン基、アルケニレン基、ｍ−フェニレン基又は単環の芳香族複素環基を表し、更に置換基を有しても良い。Ｚは、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｐ又はＰ＝Ｏを表す。Ｒは、それぞれ、総炭素数３のアルキル基、芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基を表し、更に置換基を有しても良い。ｎは、２〜８の整数を表す。ｍは、２〜３の整数を表す。一般式（２）で表される置換基が複数個置換している場合、複数個存在するＬ、Ｚ及びＲは、同じでも異なっていても良いが、隣接するＬ同士及び隣接するＲ同士が連結し環を形成することはない。）
2. 前記一般式（２）において、Ｌがｍ−フェニレン基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）において、ＺがＳｉを表す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。
4. 前記一般式（１）で表される化合物が、下記一般式（３）で表される化合物であることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
   

   

   （一般式（３）中、Ｒ、ｎ、ｍ及びＸは、それぞれ、一般式（１）又は一般式（２）中のＲ、ｎ、ｍ及びＸと同義である。Ｒ₁₀、Ｒ₁₁及びＲ₁₂は、それぞれ、水素原子、重水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、カルボニル基、アミノ基、シリル基、ホスフィンオキシド基、芳香族炭化水素環基、芳香族複素環基、非芳香族炭化水素環基又は非芳香族複素環基を表し、更に置換基を有しても良く、それぞれ同じでも異なっていても良い。ただし、Ｒ _１０ あるいはＲ _１１ の少なくとも一つは、π電子が１４個以上の芳香族複素環を有する置換基を表す。）
5. 前記一般式（１）で表される構造を有する化合物が、下記一般式（４）又は一般式（５）で表される構造を有する化合物であることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
   

   

   （一般式（４）及び一般式（５）中、Ｒ、ｎ、ｍ及びＸは、それぞれ、一般式（１）又は一般式（２）中のＲ、ｎ、ｍ及びＸと同義である。Ｒ₁₀〜Ｒ₁₄は、それぞれ、水素原子、重水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、カルボニル基、アミノ基、シリル基、ホスフィンオキシド基、芳香族炭化水素環基、芳香族複素環基、非芳香族炭化水素環基又は非芳香族複素環基を表し、更に置換基を有しても良く、それぞれ同じでも異なっていても良い。Ｒ₁₅は、水素原子、重水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリールアルキル基、芳香族炭化水素環基、芳香族複素環基、非芳香族炭化水素環基又は非芳香族複素環基を表す。Ｌ₁及びＬ₂は、それぞれ、単結合又は２価の連結基を表す。）
6. 前記一般式（１）で表される構造を有する化合物が、下記一般式（６）で表される構造を有する化合物であることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
   

   

   （一般式（６）中、Ｒ、ｎ、ｍ及びＸは、それぞれ、一般式（１）又は一般式（２）中のＲ、ｎ、ｍ及びＸと同義である。Ｒ₁₀〜Ｒ₁₄は、それぞれ、水素原子、重水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、カルボニル基、アミノ基、シリル基、ホスフィンオキシド基、芳香族炭化水素環基、芳香族複素環基、非芳香族炭化水素環基又は非芳香族複素環基を表し、更に置換基を有しても良く、それぞれ同じでも異なっていても良い。）
7. 前記有機層のうちの一層が発光層であり、当該発光層に前記有機エレクトロルミネッセンス用化合物が、ホスト化合物として含有されていることを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
8. 前記発光層にイリジウム又は白金の錯体を含有し、当該錯体が通電によりリン光を発することを特徴とする請求項１から請求項７までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
9. 白色に発光することを特徴とする請求項１から請求項８までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
10. 請求項１から請求項９までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子が具備されていることを特徴とする照明装置。
11. 請求項１から請求項９までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子が具備されていることを特徴とする表示装置。

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