JP6663435B2 - 有機エレクトロルミネッセンス素子 - Google Patents

Description

本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子分野に属し、具体的には発光層に新規なホスト材料を用いた有機エレクトロルミネッセンス素子に関する。

有機エレクトロルミネッセンス素子は、その薄型、大面積、全硬化、フレキシブル化などの利点により広く注目され、また、白色有機エレクトロルミネッセンス素子も、その固体照明光源、液晶バックライト光源など面での巨大な潜在力により、研究が盛んになっている。

五十年代ほど早期に、Ｂｅｒｎａｎｏｓｅ．Ａらは、有機エレクトロルミネッセンス素子（ＯＬＥＤ）の研究を始めた。最初に研究された材料がアントラセン単結晶ウェーハであった。単結晶ウェーハは厚い問題が存在しているため、必要されている駆動電圧が非常に高い。１９８７年になってアメリカＥａｓｔｍａｎ Ｋｏｄａｋ社のトウ 青雲（Ｃ．Ｗ．Ｔａｎｇ）及びＶａｎｓｌｙｋｅにより、ＩＴＯ／Ｄｉａｍｉｎｅ／Ａｌｑ_３／Ｍｇ：Ａｇという構造の小分子有機エレクトロルミネッセンス素子が報告され、素子の１０ボルトの動作電圧における輝度が１０００ｃｄ／ｍ^２に達し、外部量子効率が１．０％に達している。エレクトロルミネッセンスの研究が科学者に広く注目されてきて、人々は有機エレクトロルミネッセンス素子を表示に適用する可能性を見えた。その時から有機エレクトロルミネッセンス素子の研究及び産業化の幕が開かれた。有機発光材料系は、蛍光系及び燐光発光系を含み、その中、蛍光系は一重項励起子のエネルギーのみを利用しているが、燐光系は、三重項励起子のエネルギーを同時に利用することができる。

ＮＡＴＵＲＥ｜Ｖｏｌ ４４０｜１３ Ａｐｒｉｌ ２００６ ｆｉｌｍ．Ｐｈｙｓ． Ｒｅｖ． Ｂ ６６， １４４２２−１４４２８（１９９９）

従来、燐光性色素を発光層として用いた有機エレクトロルミネッセンス素子（ＯＬＥＤ）は、三重項励起子の寿命が一重項励起子の寿命より長いので、三重項励起子の輸送距離が一重項励起子の輸送距離よりも長い（非特許文献１）。三重項励起子が輸送層へ進入すると、エネルギー損失を引き起こしてしまう。通常、三重項励起子を発光層中に制限するために、発光層の両側に阻止層構造を設計する必要がある（非特許文献２）。同時に、Ｎドーパントの発光層への進入による励起子の消光を防止するように、ＮドーパントＯＬＥＤ電子輸送層構造中に阻止層が設けられているが、阻止層の増加により、素子構造が複雑になってしまう。
上述の燐光発光層と輸送層との間に阻止層を増加する方法は、励起子の輸送層への進入をある程度制限し、Ｎドーパントの発光層への移動を阻止しているが、素子構造が複雑になってしまう。

上記技術課題を解決するために、本発明は、熱活性化遅延蛍光材料を選択し、このような材料の三重項準位と一重項準位との差（ΔＥ_ＳＴ）が小さく、ΔＥ_ＳＴ＜０．３ｅＶであり、好ましくはΔＥ_ＳＴ＜０．１５ｅＶである。このような材料を燐光ホストとして用いると、一部の三重項励起子準位が一重項励起子に伝達され、三重項励起子全体の数が低減する。これにより、三重項励起子の濃度が低下し、発光再結合領域が狭くなり、励起子の電荷輸送層への進入確率を効果的に低下させ、同時に再結合領域が狭くなると、Ｎ型ドーパントの励起子再結合領域への拡散を効果的に防止している。同時に、このような材料を燐光ホストとして用いると、素子が低い動作電圧に対応するようになる。
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、発光層を含み、前記発光層のホスト材料は熱活性化遅延蛍光材料のうちの１種を含み、前記ホスト材料中に色素がドーピングされており、前記色素は少なくとも１種の燐光性色素を含む。

好ましくは、前記色素が燐光性色素であり、若しくは、前記色素が２種以上の燐光性色素の組み合わせから構成され、若しくは、前記色素が燐光性色素と蛍光性色素との組み合わせから構成される。
好ましくは、前記蛍光性色素の発光層にドーピングされた質量パーセントが１％〜５％である。
好ましくは、前記燐光性色素の発光層にドーピングされた質量パーセントが１％〜１５％である。
好ましくは、前記燐光性色素の発光層にドーピングされた質量パーセントが１０％である。
好ましくは、前記熱活性化遅延蛍光材料の三重項準位と一重項準位とのエネルギーギャップが＜０．３ｅＶであり、好ましくは＜０．１５ｅＶである。
好ましくは、前記熱活性化遅延蛍光材料のｌｕｍｏ準位とｈｏｍｏ準位は、その分子構造における異なる基に分布されている。

好ましくは、前記熱活性化遅延蛍光材料は、電荷転送移動が存在する材料であり、熱活性化遅延蛍光材料中には、ドナー基単位及びアクセプター基単位が同時に存在しており、
前記ドナー基単位は１個のドナー基又は２個以上のドナー基が連結してなる基であり、
前記アクセプター基単位は１個のアクセプター基又は２個以上のアクセプター基が連結してなる基であり、
前記ドナー基が、インドロカルバゾリル基，カルバゾリル基，ビカルバゾリル基，トリフェニルアミン基，フェノキサジニル基，Ｃ_１−６のアルキル基、メトキシ基、エトキシ基又はフェニル基のうちの１種以上の基により置換されたインドロカルバゾリル基，Ｃ_１−６のアルキル基、メトキシ基、エトキシ基又はフェニル基のうちの１種以上の基により置換されたカルバゾリル基，Ｃ_１−６のアルキル基、メトキシ基、エトキシ基又はフェニル基のうちの１種以上の基により置換されたビカルバゾリル基，Ｃ_１−６のアルキル基、メトキシ基、エトキシ基又はフェニル基のうちの１種以上の基により置換されたトリフェニルアミン基，若しくはＣ_１−６のアルキル基、メトキシ基、エトキシ基又はフェニル基のうちの１種以上の基により置換されたフェノキサジニル基から選択され、
前記アクセプター基が、ナフチル基，アントリル基，フェナントレニル基，ピレニル基，トリアジニル基，ベンゾイミダゾール基，シアノ基，ピリジル基，スルフリル基，フェナントロイミダゾール基，ナフトロチアゾール基，ベンゾチアゾール基，オキサジアゾール基，Ｃ_１−６のアルキル基、メトキシ基、エトキシ基、フェニル基又はピリジル基のうちの１種以上の基により置換されたナフチル基，Ｃ_１−６のアルキル基、メトキシ基、エトキシ基、フェニル基又はピリジル基のうちの１種以上の基により置換されたアントリル基，Ｃ_１−６のアルキル基、メトキシ基、エトキシ基、フェニル基又はピリジル基のうちの１種以上の基により置換されたフェナントレニル基，Ｃ_１−６のアルキル基、メトキシ基、エトキシ基、フェニル基又はピリジル基のうちの１種以上の基により置換されたピレニル基，Ｃ_１−６のアルキル基、メトキシ基、エトキシ基、フェニル基又はピリジル基のうちの１種以上の基により置換されたトリアジニル基，Ｃ_１−６のアルキル基、メトキシ基、エトキシ基、フェニル基又はピリジル基のうちの１種以上の基により置換されたベンゾイミダゾール基，Ｃ_１−６のアルキル基、メトキシ基、エトキシ基、フェニル基又はピリジル基のうちの１種以上の基により置換されたピリジル基，Ｃ_１−６のアルキル基、メトキシ基、エトキシ基、フェニル基又はピリジル基のうちの１種以上の基により置換されたスルフリル基，Ｃ_１−６のアルキル基、メトキシ基、エトキシ基、フェニル基又はピリジル基のうちの１種以上の基により置換されたフェナントロイミダゾール基，Ｃ_１−６のアルキル基、メトキシ基、エトキシ基、フェニル基又はピリジル基のうちの１種以上の基により置換されたナフトロチアゾール基，Ｃ_１−６のアルキル基、メトキシ基、エトキシ基、フェニル基又はピリジル基のうちの１種以上の基により置換されたベンゾチアゾール基，Ｃ_１−６のアルキル基、メトキシ基、エトキシ基、フェニル基又はピリジル基のうちの１種以上の基により置換されたオキサジアゾール基から選択され、
ただし、１種又は２種以上の前記ドナー基単位と１種又は２種以上の前記アクセプター基単位とは直接に連結してホスト材料を形成し、若しくは、１種又は２種以上の前記ドナー基単位と１種又は２種以上の前記アクセプター基単位とはそれぞれ連結基に連結してホスト材料を形成し、前記連結基は立体障害を有する基である。

好ましくは、１種又は２種のドナー基単位と１種又は２種のアクセプター基単位とは、それぞれ連結基に連結して熱活性化遅延蛍光材料を形成し、若しくは、１種又は２種のアクセプター基単位と１種又は２種のドナー基単位とは直接に連結して熱活性化遅延蛍光材料を形成する。

好ましくは、前記連結基が、スピロフルオレニル基，フェニル基，ビフェニル基，Ｃ_１−６のアルキル基又はフェニル基のうちの少なくとも１種により置換されたスピロフルオレニル基，Ｃ_１−６のアルキル基又はフェニル基のうちの少なくとも１種により置換されたフェニル基，Ｃ_１−６のアルキル基又はフェニル基のうちの少なくとも１種により置換されたビフェニル基から選択される。

好ましくは、前記ドナー基が下記の基から選択され、

好ましくは、前記アクセプター基が下記の基から選択される。

好ましくは、前記熱活性化遅延蛍光材料は下記の構造を有する。

本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、基板上に順次に積層沈積された陽極、正孔注入層、正孔輸送層、前記発光層、電子輸送層及び陰極から構成され、若しくは、基板上に順次に積層沈積された陰極、電子輸送層、前記発光層、正孔輸送層、正孔注入層及び陽極から構成される。

本発明は、下記の技術効果を奏することができる。
１．本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、その発光層の燐光ホスト材料として熱活性化遅延蛍光材料（ＴＡＤＦ材料）が選択され、このような材料の三重項準位と一重項準位との差が小さい（ΔＥ_ＳＴ＜０．３ｅＶ、好ましくはΔＥ_ＳＴ＜０．１５ｅＶ）。そのため、ホストの色素へのエネルギー伝達過程において、ＴＡＤＦ材料の一部の三重項エネルギーが一重項エネルギーに変換可能であり、三重項励起子全体の数が少なくなる。これにより、励起子の再結合領域が狭くなる。このように、励起子が輸送層へ進入しないとともに、Ｎ型ドーパントも励起子再結合領域へ拡散しなくなる。
２．本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、その発光層がＴＡＤＦ材料を燐光ホスト材料としているため、励起子の移動半径が小さくなり、励起子阻止層を省略することができ、素子構造及び製造プロセスを簡略化している。
３．従来の燐光ホスト材料は、高い三重項準位が必要とされているとともに、三重項と一重項との準位差が大きい。一重項準位が非常に高く、材料のバンドギャップ幅が非常に大きく、最後にこのような材料をホストとして用いると素子の駆動電圧が上昇してしまうのである。しかしながら、ＴＡＤＦ材料を燐光ホストとして用いると、それ自体の三重項と一重項とは準位が近く、材料のバンドギャップが狭く、素子の動作電圧を効果的に低下させることができる。

は本発明の実施例１のＯＬＥＤ構造概略説明図 は従来技術において従来の燐光ホストに燐光性色素をドーピングするエネルギー伝達過程の概略説明図 は本発明のＴＡＤＦ材料を燐光ホスト材料として燐光性色素をドーピングするエネルギー伝達過程の概略説明図 は比較例１のＯＬＥＤ構造概略説明図 は比較例２のＯＬＥＤ構造概略説明図 は比較例３のＯＬＥＤ構造概略説明図

以下、当業者が本発明をよりよく理解して実施可能となるように図面及び具体的な実施例を組み合わせて本発明をさらに説明するが、本発明は、挙た実施例に制限されない。
図１に示すように、本発明の後述の実施形態において有機エレクトロルミネッセンス素子は、基板（図示せず）上に順次に積層沈積された陽極（図示せず）、正孔注入層１、正孔輸送層２、発光層３、電子輸送層５及び陰極（図示せず）を含む構造である。ただし、発光層３は熱活性化遅延蛍光材料をホスト材料として選択し、その中に色素がドーピングされており、色素は少なくとも１種の燐光性色素を含む。

図２及び３に示すことを組み合わせて、本発明の発光層におけるエネルギー伝達過程を詳しく述べる。
図２に示すように、従来技術の発光層は、従来の燐光ホスト材料に燐光性色素をドープングしたものであり、従来の燐光ホスト材料の三重項準位と一重項準位との差が大きく、そのエネルギー伝達過程は下記の通りである。ホスト材料の一重項準位（Ｓ１^Ｈ）のエネルギーが燐光性色素の一重項準位（Ｓ１^Ｄ）へ伝達され、ホスト材料の三重項準位（Ｔ１^Ｈ）のエネルギーが燐光性色素の三重項準位（Ｔ１^Ｄ）へ伝達され、三重項励起子の寿命は一重項励起子の寿命よりも長いので、三重項励起子の輸送距離が一重項励起子の輸送距離よりも長い。三重項がＯＬＥＤの輸送層に進入すると、エネルギー損失を引き起こしてしまう。

熱活性化遅延蛍光材料（ＴＡＤＦ材料）をホスト材料とした三重項準位と一重項準位との差が小さい（ΔＥ_ＳＴ＜０．３ｅＶ、好ましくはΔＥ_ＳＴ＜０．１５ｅＶ）。図３に示すように、ＴＡＤＦ材料をホストとして燐光性色素をドーピングした発光層中に、ホスト材料から色素へのエネルギー伝達過程において、ＴＡＤＦ材料の一部の三重項準位（Ｔ１^Ｈ）が一重項準位（Ｓ１^Ｈ）に変換され、その後、ホストの一重項準位のエネルギーがさらに色素の一重項準位（Ｓ１^Ｄ）へ伝達され、ホストの三重項準位のエネルギーが色素の三重項準位（Ｔ１^Ｄ）へ伝達される。このように、三重項励起子全体の数が少なくなり、励起子の再結合領域が狭くなる（図１に示すように、発光層３中の一部のみが励起子再結合領域３．１となっている。しかしながら、図６に示すように、従来構造において発光層３全体が励起子再結合領域３．１である）。このように、励起子が輸送層へ進入しないとともに、Ｎ型ドーパントも発光層３の励起子再結合領域へ拡散しなくなる。

ＴＡＤＦ材料を燐光ホスト材料とすると、励起子移動半径が小さくなる。従来技術における燐光ホスト材料、特に青色光と緑色光の燐光ホストには高い三重項準位が必要とされているとともに、三重項と一重項との準位差が大きい。なぜなら、一重項準位が非常に高いからである。このような広いバンドギャップの材料を発光ホストとすることによる問題は駆動電圧が高いということである。しかしながら、ＴＡＤＦ材料を燐光ホストとして用いると、素子の動作電圧を効果的に低下させることができる。
本発明において、熱活性化遅延蛍光材料の一重項と三重項とのエネルギーギャップ（ΔＥ_ＳＴ）が＜０．３ｅＶであり、好ましくは０．１５ｅＶ未満である。

具体的に、本発明におけるホスト材料としての熱活性化遅延蛍光材料は以下の材料である。
三重項と一重項とのエネルギーギャップが小さい材料であり、分子のＨＯＭＯ軌道とＬＯＭＯ軌道との分離を対応する必要がある。このような材料は一般的にドナー基単位及びアクセプター基単位を含む。
本発明に係る熱活性化遅延蛍光材料は、電荷転送移動が存在する材料であり、熱活性化遅延蛍光材料においてドナー基単位とアクセプター基単位とが同時に存在している。ただし、ドナー基単位は１個のドナー基又は２個以上のドナー基が連結してなる基であり、アクセプター基単位は１個のアクセプター基又は２個以上のアクセプター基が連結してなる基である。
具体的に、ホスト材料の構造はｄｏｎｏｒ−ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ−ａｃｃｅｐｔｏｒ又はｄｏｎｏｒ−ａｃｃｅｐｔｏｒ−ｄｏｎｏｒの構造などであってもよい。

ドナー基が、インドロカルバゾリル基，カルバゾリル基，ビカルバゾリル基，トリフェニルアミン基，フェノキサジニル基，Ｃ_１−６のアルキル基、メトキシ基、エトキシ基又はフェニル基のうちの１種以上の基により置換されたインドロカルバゾリル基，Ｃ_１−６のアルキル基、メトキシ基、エトキシ基又はフェニル基のうちの１種以上の基により置換されたカルバゾリル基，Ｃ_１−６のアルキル基、メトキシ基、エトキシ基又はフェニル基のうちの１種以上の基により置換されたジベンゾフラン基，Ｃ_１−６のアルキル基、メトキシ基、エトキシ基又はフェニル基のうちの１種以上の基により置換されたトリフェニルアミン基，若しくはＣ_１−６のアルキル基、メトキシ基、エトキシ基又はフェニル基のうちの１種以上の基により置換されたフェノキサジニル基から選択される

アクセプター基が、ナフチル基，アントリル基，フェナントレニル基，ピレニル基，トリアジニル基，ベンゾイミダゾール基，シアノ基、ピリジル基，スルフリル基，フェナントロイミダゾール基，ナフトロチアゾール基，ベンゾチアゾール基，オキサジアゾール基，Ｃ_１−６のアルキル基、メトキシ基、エトキシ基、フェニル基又はピリジル基のうちの１種以上の基により置換されたナフチル基，Ｃ_１−６のアルキル基、メトキシ基、エトキシ基、フェニル基又はピリジル基のうちの１種以上の基により置換されたアントリル基，Ｃ_１−６のアルキル基、メトキシ基、エトキシ基、フェニル基又はピリジル基のうちの１種以上の基により置換されたフェナントレニル基，Ｃ_１−６のアルキル基、メトキシ基、エトキシ基、フェニル基又はピリジル基のうちの１種以上の基により置換されたピレニル基，Ｃ_１−６のアルキル基、メトキシ基、エトキシ基、フェニル基又はピリジル基のうちの１種以上の基により置換されたトリアジニル基，Ｃ_１−６のアルキル基、メトキシ基、エトキシ基、フェニル基又はピリジル基のうちの１種以上の基により置換されたベンゾイミダゾール基，Ｃ_１−６のアルキル基、メトキシ基、エトキシ基、フェニル基又はピリジル基のうちの１種以上の基により置換されたピリジル基，Ｃ_１−６のアルキル基、メトキシ基、エトキシ基、フェニル基又はピリジル基のうちの１種以上の基により置換されたスルフリル基，Ｃ_１−６のアルキル基、メトキシ基、エトキシ基、フェニル基又はピリジル基のうちの１種以上の基により置換されたフェナントロイミダゾール基，Ｃ_１−６のアルキル基、メトキシ基、エトキシ基、フェニル基又はピリジル基のうちの１種以上の基により置換されたナフトロチアゾール基，Ｃ_１−６のアルキル基、メトキシ基、エトキシ基、フェニル基又はピリジル基のうちの１種以上の基により置換されたベンゾチアゾール基，若しくはＣ_１−６のアルキル基、メトキシ基、エトキシ基、フェニル基又はピリジル基のうちの１種以上の基により置換されたオキサジアゾール基から選択される。

ただし、１種又は２種以上の前記ドナー基単位と１種又は２種以上の前記アクセプター基単位とが直接に連結して熱活性化遅延蛍光材料を形成し、若しくは、１種又は２種以上の前記ドナー基単位と１種又は２種以上の前記アクセプター基単位はそれぞれ連結基に連結して熱活性化遅延蛍光材料を形成し、前記連結基は立体障害を有する基である。

上述した連結基が、スピロフルオレニル基，フェニル基，ビフェニル基，Ｃ_１−６のアルキル基又はフェニル基のうちの少なくとも１種により置換されたスピロフルオレニル基，Ｃ_１−６のアルキル基又はフェニル基のうちの少なくとも１種により置換されたフェニル基，若しくはＣ_１−６のアルキル基又はフェニル基のうちの少なくとも１種により置換されたビフェニル基から選択されることが好ましい。

ドナー基が下記の構造から選択されることが好ましい。

アクセプター基が下記の構造から選択されることが好ましい。

具体的に、熱活性化遅延蛍光材料が下記の構造を有する化合物から選択される。

ただし、上記1-11におけるＲは、carbazolylもしくはHである。

本発明に係る化合物の合成：
１、化合物１−７の合成

合成１−７ａ，
３．３４ｇのカルバゾール、３．２２ｇの３，６−ジブロモカルバゾール、０．５ｇのＣｕＩ、０．５ｇのフェナントロリン及び５．２ｇの炭酸カリウムを１００ｍｌの丸底フラスコ中に入れて、６０ｍｌのＤＭＦを添加し、窒素ガス雰囲気下で４８時間加熱還流反応させた後、反応液を水に入れて、減圧吸引濾過して固体を得た。固体をクロマトカラムによって分離して１−７ａを得、収率が３０％であった。
質量分析データ：ＥＳＩ−ＭＳ ｍ／ｚ： ４９８ ［Ｍ^＋Ｈ］^＋，元素分析： Ｃ_３６Ｈ_２３Ｎ_３： Ｃ：８６．９０， Ｈ：４．６６， Ｎ：８．４４。

合成１−７ｂ，
３．１１ｇのトリブロモフェニル、２．４８ｇのｐ−トルエンチオフェノール、６ｇの炭酸カリウム、１ｇのヨウ素化第１銅を１００ｍｌの丸底フラスコ中に入れて、５０ｍｌのＤＭＦを添加し、窒素ガス雰囲気下で、１００℃で２４時間加熱した。その後、反応液を水に入れて、減圧吸引濾過して固体を得た。固体をクロマトカラムにより分離させて１−７ｂを得、収率が６０％であった。
質量分析データ：ＥＳＩ−ＭＳ ｍ／ｚ： ４０１ ［Ｍ^＋Ｈ］^＋，元素分析： Ｃ_２０Ｈ_１７ＢｒＳ，Ｃ：５９．８５， Ｈ：４．２７。

合成１−７ｃ，
氷水浴下で、溶解した３０ｍｌの１−７ｂを１ｇのｍＣＰＢＡのジクロロメタン溶液中に徐々に滴下し、滴下終了まで氷水浴中で保持し、その後１２ｈ反応させた。固体をクロマトカラムにより分離させて１−７ｃを得、収率が９９％であった。
質量分析データ：ＥＳＩ−ＭＳ ｍ／ｚ： ４６５ ［Ｍ＋Ｈ］＋，元素分析： Ｃ_２０Ｈ_１７ＢｒＯ_４Ｓ_２，Ｃ：８６．９０，Ｈ：４．６６， Ｎ：８．４４。

合成１−７，
４．９７ｇの１−７ａ、４．６３ｇの１−７ｂ、０．５ｇのＣｕＩ、０．５ｇのフェナントロリン及び５．２ｇの炭酸カリウムを１００ｍｌの丸底フラスコ中に入れて、６０ｍｌのＤＭＦを添加し、窒素ガス雰囲気下で４８時間加熱還流反応させた後、反応液を水に入れて、減圧吸引濾過して固体を得た。固体をクロマトカラムにより分離させて１−７を得、収率が６０％であった。
質量分析データ：ＥＳＩ−ＭＳ ｍ／ｚ： ８８２ ［Ｍ^＋Ｈ］^＋，元素分析：Ｃ_５６Ｈ_３９Ｎ_３Ｏ_４Ｓ_２， Ｃ ７６．２５， Ｈ ４．４６， Ｎ ４．７６。

２、化合物１−４の合成
１−４の合成については１−７が参照され、物質検出データは、質量分析データ：ＥＳＩ−ＭＳ ｍ／ｚ： ７１７ ［Ｍ^＋Ｈ］^＋，元素分析：Ｃ_４４Ｈ_３２Ｎ_２Ｏ_４Ｓ_２，Ｃ：７３．７２，Ｈ：４．５０， Ｎ：３．９１。

３、化合物１−８の合成

４．５２ｇの１−８ａ、３ｇの１−８ｂ及び０．０５ｇのテトラキストリフェニルホスフィンパラジウム触媒、及び５．４ｇの炭酸カリウムを丸底フラスコ中に入れて、さらに３０ｍｌのトルエン、２０ｍｌの水及び５ｍｌのエタノールを添加し、８５℃で４８ｈ反応させた。反応終了後、ジクロロメタンを用いて抽出し、有機層を得、その後、クロマトカラムにより分離させ、１−８を得、収率が６５％であった。
質量分析データ：ＥＳＩ−ＭＳ ｍ／ｚ： ６４０ ［Ｍ^＋Ｈ］^＋，元素分析：Ｃ_４５Ｈ_２９Ｎ_５，Ｃ：８４．４８，Ｈ：４．５７，Ｎ：１０．９５。

４、化合物２−１の合成

２．４３ｇの２−１ａを０．２４ｇのＮａＨの超脱水ＤＭＦ溶液中（３０ｍｌ）に入れて、室温で３０ｍｉｎ撹拌した後、２．５４ｇの２−１ｂのＤＭＦ溶液を上記の溶液に滴下し、１００℃に加熱して１時間撹拌し、冷却した後に水に入れて、固体を濾過し、クロマトカラムにより分離させた。２−１を得た。
質量分析データ：ＥＳＩ−ＭＳ ｍ／ｚ： ７０１ ［Ｍ^＋Ｈ］^＋，元素分析：Ｃ_４８Ｈ_３２Ｎ_２Ｏ_２Ｓ，Ｃ：８２．２６，Ｈ：４．６０， Ｎ：４．０。

５、化合物２−２の合成
化合物２−２の合成については２−１が参照され、その方法は化合物２−１とほぼ同じであり、その相違点は２−１ａに代えてビカルバゾールを用いたことにある。
質量分析データ：ＥＳＩ−ＭＳ ｍ／ｚ： ８７９ ［Ｍ^＋Ｈ］^＋，元素分析：Ｃ_６０Ｈ_３８Ｎ_４Ｏ_２Ｓ，Ｃ：８１．９８，Ｈ：４．３６， Ｎ：６．３７。

６、化合物２−７の合成

合成２−７ａ，
２．２５ｇの２，４−ジクロロ−６−ベンゾトリアジン、２ｇのｍ−ブロモフェニルボロン酸、０．０５ｇのテトラキストリフェニルホスフィンパラジウム触媒、及び５．４ｇの炭酸カリウムを、丸底フラスコ中に入れて、さらに３０ｍｌのトルエン、２０ｍｌの水及び５ｍｌのエタノールを添加し、８５℃で４８ｈ反応させた。反応終了後、ジクロロメタンを用いて抽出し、有機層を得、その後、クロマトカラムにより分離させ、２−７ａを得、収率が５８％であった。
質量分析データ：ＥＳＩ−ＭＳ ｍ／ｚ： ４６６ ［Ｍ^＋Ｈ］^＋，元素分析：Ｃ_２１Ｈ_１３Ｂｒ_２Ｎ_３，Ｃ：５３．９９，Ｈ：２．８０，Ｎ：８．９９。

合成２−７，
４．６５ｇの２−７ａ、３．６６ｇのフェノキサジン、０．５ｇのＣｕＩ、 ０．５ｇのフェナントロリン及び５．２ｇの炭酸カリウムを１００ｍｌの丸底フラスコ中に入れて、６０ｍｌのＤＭＦを添加し、窒素ガス雰囲気下で４８時間加熱還流反応させた後、反応液を水に入れて、減圧吸引濾過して固体を得、固体をクロマトカラムにより分離させて２−７を得、収率が４８％であった。
質量分析データ：ＥＳＩ−ＭＳ ｍ／ｚ： ６７２ ［Ｍ^＋Ｈ］^＋．元素分析： Ｃ_４５Ｈ_２９Ｎ_５Ｏ_２，Ｃ：８０．４６，Ｈ：４．３５， Ｎ：４．７６。

７、化合物２−８の合成
合成２−８ａ，
２．２５ｇの２，４−ジクロロ−６−ベンゾトリアジン、２ｇのｐ−ブロモフェニルボロン酸、０．０５ｇのテトラキストリフェニルホスフィンパラジウム触媒、及び５．４ｇの炭酸カリウムを、丸底フラスコ中に入れて、さらに３０ｍｌのトルエン、２０ｍｌ水及び５ｍｌのエタノールを添加し、８５℃で４８ｈ反応させた。反応終了後、ジクロロメタンを用いて抽出し、有機層を得、その後、クロマトカラムにより分離させ、２−８ａを得、収率が５５％であった。
質量分析データ：ＥＳＩ−ＭＳ ｍ／ｚ： ４６６ ［Ｍ^＋Ｈ］^＋，元素分析：Ｃ_２１Ｈ_１３Ｂｒ_２Ｎ_３，Ｃ：５３．９９，Ｈ：２．８０，Ｎ：８．９９。

合成２−８，
４．６５ｇの２−８ａ、３．６６ｇのフェノキサジン、０．５ｇのＣｕＩ、 ０．５ｇのフェナントロリン及び５．２ｇの炭酸カリウムを１００ｍｌの丸底フラスコ中に入れて、６０ｍｌのＤＭＦを添加し、窒素ガス雰囲気下で４８時間加熱還流反応させた後、反応液を水に入れて、減圧吸引濾過して固体を得、固体をクロマトカラムにより分離させて２−８を得、収率が５６％であった。
質量分析データ： ＥＳＩ−ＭＳ ｍ／ｚ： ６４０ ［Ｍ^＋Ｈ］^＋，元素分析：Ｃ_４５Ｈ_２９Ｎ_５，Ｃ：８４．４８，Ｈ：４．５７，Ｎ：１０．９５。

８、化合物２−９の合成
２−９の合成については２−７が参照され、その相違点は、異なるドナー基を用い、フェノキサジンに代えてカルバゾールを用いたことにある。４．６５ｇの２−８ａ、３．０ｇのカルバゾール、０．５ｇのＣｕＩ、０．５ｇのフェナントロリン及び５．２ｇの炭酸カリウムを１００ｍｌの丸底フラスコ中に入れて、６０ｍｌのＤＭＦを添加し、窒素ガス雰囲気下で４８時間加熱還流反応させた後、反応液を水に入れて、減圧吸引濾過して固体を得、固体をクロマトカラムにより分離させて２−９を得、収率が５０％であった。
質量分析データ：ＥＳＩ−ＭＳ ｍ／ｚ： ６４０ ［Ｍ^＋Ｈ］^＋，元素分析：Ｃ_４５Ｈ_２９Ｎ_５，Ｃ：８４．４８，Ｈ：４．５７，Ｎ：１０．９５。

９、化合物２−１１の合成

合成２−１１，
３．３２ｇのフェニルインドールカルバゾール、２．６７ｇの２−クロロ−４，６−ジベンゾトリアジン、０．５ｇのＣｕＩ、０．５ｇのフェナントロリン及び５．２ｇの炭酸カリウムを１００ｍｌの丸底フラスコ中に入れて、６０ｍｌのＤＭＦを添加し、窒素ガス雰囲気下で４８時間加熱還流反応させた後、反応液を水に入れて、減圧吸引濾過して固体を得た。固体をクロマトカラムにより分離させて２−７を得、収率が４８％であった。
質量分析データ：ＥＳＩ−ＭＳ ｍ／ｚ： ５６４ ［Ｍ^＋Ｈ］^＋，元素分析：Ｃ_３９Ｈ_２５Ｎ_５，Ｃ：８３．１０，Ｈ：４．４７，Ｎ：１２．４３。

１０、化合物３−３の合成

合成３−３ａ，
３ｍｌのピリジンをｏ−フェニレンジアミン（０．６ｇ）と塩化チオニル（５ｍｌ）との混合溶液に添加し、６０℃の温度で１０時間撹拌し、ジクロロメタンにより抽出した後、大量の水で洗浄し、固体を得た。
質量分析データ：ＥＳＩ−ＭＳ ｍ／ｚ： ２０５。

合成３−３ｂ，
２．２５ｇの３−３ａ、２ｇのフェニルボロン酸、０．０５ｇのテトラキストリフェニルホスフィンパラジウム触媒、及び５．４ｇの炭酸カリウムを、丸底フラスコ中に入れて、さらに３０ｍｌのトルエン、２０ｍｌの水及び５ｍｌのエタノールを添加し、８５℃で４８ｈ反応させた。反応終了後、ジクロロメタンを用いて抽出し、有機層を得、その後、クロマトカラムにより分離させ、３−３ａを得、収率が５８％であった。
質量分析データ：ＥＳＩ−ＭＳ ｍ／ｚ： ２４６ ［Ｍ^＋Ｈ］^＋。

合成３−３，
２．４６ｇの３−３ｂ、２．３９ｇの４−（ジフェニルアミノ）フェニルボロン酸、０．０５ｇのテトラキストリフェニルホスフィンパラジウム触媒、及び５．４ｇ炭酸カリウムを、丸底フラスコ中に入れて、さらに３０ｍｌのトルエン、２０ｍｌの水及び５ｍｌエタノールを添加し、８５℃で４８ｈ反応させ、反応終了後、ジクロロメタンを用いて抽出し、有機層を得、その後、クロマトカラムにより分離させ、３−３を得、収率が５８％であった。
質量分析データ：ＥＳＩ−ＭＳ ｍ／ｚ： ４５６ ［Ｍ^＋Ｈ］^＋，元素分析：Ｃ_３０Ｈ_２１Ｎ_３Ｓ，Ｃ：７９．０９，Ｈ：４．６５，Ｎ：９．２２。

１１、化合物３−４の合成
化合物３−４の合成については化合物３−３が参照され、そのステップがほぼ同じであり、その相違点は、アクセプター基として用いたのはチオフェンにより置換されたベンゾチアゾールであることにある。
質量分析データ：ＥＳＩ−ＭＳ ｍ／ｚ： ４６２ ［Ｍ^＋Ｈ］^＋，元素分析：Ｃ_２８Ｈ_１９Ｎ_３Ｓ_２： Ｃ：７２．８６，Ｈ：４．１５，Ｎ：９．１０。

１２、化合物３−５の合成
化合物３−５の合成については化合物３−３が参照され、そのステップがほぼ同じであり、その相違点は、アクセプター基として用いたのはチオフェンにより置換されたナフトチアゾールであることにある。
質量分析データ：ＥＳＩ−ＭＳ ｍ／ｚ： ５１２ ［Ｍ^＋Ｈ］^＋，元素分析：Ｃ_３２Ｈ_２１Ｎ_３Ｓ_２： Ｃ：７５．１２，Ｈ：４．１５，Ｎ：８．２１。

本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
陽極としては、無機材料又は有機導電性ポリマーが用いられる。無機材料は、一般的には酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）などの金属酸化物又は金、銅、銀などの仕事関数の高い金属であり、好ましくはＩＴＯである。有機導電性ポリマーが、好ましくはポリチオフェン／ポリビニルスルホン酸ナトリウム（以下、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳと略記）、ポリアニリン（以下、ＰＡＮＩと略記）のうちの１種である。
陰極としては、一般的にリチウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、アルミニウム、インジウムなどの仕事関数の低い金属又はそれらと銅、金、銀との合金、又は金属と金属酸化物とが交互に形成された電極層が用いられる。本発明において陰極が、好ましくは積層されたＬｉＦ層及びＡｌ層（ＬｉＦ層が外側にある）である。

正孔輸送層の材料としては、芳香族アミン類及びグラフトポリマー類低分子材料から選択されてもよく、好ましくはＮＰＢである。
燐光性色素としては、イリジウム、白金、銅などを含む有機燐光材料であってもよく、例えばＩｒ（ｐｐｙ）_３、Ｉｒ（ｐｐｙ）_２ａｃａｃ、Ｉｒ（ＭＤＱ）_２ａｃａｃ、Ｉｒ（ｐｉｑ）_３、Ｉｒ（ｐｉｑ）_２ａｃａｃなどの材料であってもよい。
電子輸送層の材料としては、有機金属錯体（例えば、Ａｌｑ_３、Ｇａｑ_３、ＢＡｌｑ又はＧａ（Ｓａｐｈ−ｑ））又は電子輸送層に常用されるその他の材料、例えば、芳香族縮合環類（例えば、ｐｅｎｔａｃｅｎｅ、ペリレン）又はｏ−フェナントロリン類（例えばＡｌｑ_３、ＢＣＰ）化合物が用いられる。

本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、陽極と正孔輸送層との間に正孔注入層をさらに有してもよく、上記正孔注入層の材料としては、例えば、ＭＴＤＡＴＡ（４，４’，４’’−トリス［フェニル（ｍ−トリル）アミノ］トリフェニルアミン）ドープングＦ_４ＴＣＮＱが用いられ、又は銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）が用いられ、又は金属酸化物類、例えば酸化モリブデンであってもよい。
上述の各層の厚さとしては、本分野においてこれらの層の従来の厚さを用いてもよい。
上記基板は、ガラス又はフレキシブル基板であってもよく、上記フレキシブル基板としては、ポリエステル類、ポリイミド類化合物材料又は薄い金属板が用いられる。上記積層及びパッケージは、当業者に既知されている任意の適切な方法が用いられる。

以下、実施例によって本発明をさらに説明する。
便宜上、本明細書に係る幾つかの有機材料の略称及び全称を下記のように例示する。

比較例１：
本比較例のＯＬＥＤ素子構造は、図４に示すように、基板（図示せず）上に順次に積層沈積されたＩＴＯ陽極、正孔注入層１、正孔輸送層２、発光層３、電子輸送層５及び陰極を含む。
本比較例では、ＩＴＯ（酸化インジウム錫）を陽極として用い、ＭＴＤＡＴＡ：４％Ｆ_４ＴＣＮＱを正孔注入層１として用い、ＴＣＴＡを正孔輸送層２として用い、発光層３についてはＣＢＰを燐光ホスト材料として、緑色燐光材料Ｉｒ（ｐｐｙ）_３を緑色燐光性色素（色素の発光層にドーピングされた質量パーセントが１０％である）として用い、ＢＡＬｑを励起子阻止層４として用い、Ａｌｑ_３ドープングＬｉ_３Ｎを電子輸送層５として用い、Ａｌを陰極として用いた。その構造は下記のとおりである。
ＩＴＯ／ＭＴＤＡＴＡ：４％Ｆ_４ＴＣＮＱ（１００ｎｍ）／ＴＣＴＡ（２０ｎｍ）／ＣＢＰ：１０％Ｉｒ（ｐｐｙ）_３（３０ｎｍ）／ＢＡｌｑ（１０ｎｍ）／Ａｌｑ_３：２％Ｌｉ_３Ｎ（１５ｎｍ）／Ａｌ（１００ｎｍ）

比較例２：
本比較例のＯＬＥＤ素子構造は、図５に示すように、基板（図示せず）上に順次に積層沈積された陽極（図示せず）、正孔注入層１、正孔輸送層２、発光層３、電子輸送層５及び陰極（図示せず）を含む。
本比較例では、ＩＴＯを陽極として用い、ＭＴＤＡＴＡ：４％Ｆ_４ＴＣＮＱを正孔注入層１として用い、ＴＣＴＡを正孔輸送層２として用い、発光層３についてはＣＢＰを燐光ホスト材料として、緑色燐光材料Ｉｒ（ｐｐｙ）_３を緑色燐光性色素（色素の発光層にドーピングされた質量パーセントが１０％である）として用い、Ａｌｑ_３ドープングＬｉ_３Ｎを電子輸送層５として用い、Ａｌを陰極として用いた。比較例１に比べて阻止層（ＢＡＬｑ）を除去した。
ＩＴＯ／ＭＴＤＡＴＡ：４％Ｆ_４ＴＣＮＱ（１００ｎｍ）／ＴＣＴＡ（２０ｎｍ）／ＣＢＰ：１０％Ｉｒ（ｐｐｙ）_３（３０ｎｍ）／ Ａｌｑ_３：２％Ｌｉ_３Ｎ（２５ｎｍ）／Ａｌ（１００ｎｍ）

比較例３：
本比較例のＯＬＥＤ素子構造は、比較例１に比べて、基板（図示せず）上に順次に積層沈積された陽極、正孔注入層１、正孔輸送層２、発光層３、電子輸送層５及び陰極（図示せず）を含む。
本比較例では、ＩＴＯを陽極として用い、ＭＴＤＡＴＡ：４％Ｆ_４ＴＣＮＱを正孔注入層１として用い、ＴＣＴＡを正孔輸送層２として用い、発光層３については熱活性化遅延蛍光材料ＨＯＳＴ（２−１３）を燐光ホスト材料として、緑色燐光材料Ｉｒ（ｐｐｙ）_３を緑色燐光性色素（色素の発光層にドーピングされた質量パーセントが１０％である）として用い、ＢＡＬｑを励起子阻止層４として用い、Ａｌｑ_３ドープングＬｉ_３Ｎを電子輸送層５として用い、Ａｌを陰極として用いた。
ＩＴＯ／ＭＴＤＡＴＡ：４％Ｆ４ＴＣＮＱ（１００ｎｍ）／ＴＣＴＡ（２０ｎｍ）／ＨＯＳＴ（２−１３）：１０％Ｉｒ（ｐｐｙ）_３（３０ｎｍ）／ ＢＡｌｑ（１０ｎｍ）／ Ａｌｑ_３：２％Ｌｉ_３Ｎ（１５ｎｍ）／Ａｌ（１００ｎｍ）

実施例１：
本実施例のＯＬＥＤ素子構造は、図１に示すように、基板（図示せず）上に順次に積層沈積された陽極、正孔注入層１、正孔輸送層２、発光層３、電子輸送層５及び陰極（図示せず）を含む。
本比較例では、ＩＴＯを陽極として用い、ＭＴＤＡＴＡ：４％Ｆ_４ＴＣＮＱを正孔注入層１として用い、ＴＣＴＡを正孔輸送層２として用い、発光層３についてはｈｏｓｔ（２−１３）を燐光ホスト材料として、緑色燐光材料Ｉｒ（ｐｐｙ）_３を緑色燐光性色素（色素の発光層にドーピングされた質量パーセントがそれぞれ１％である）として用い、ＭＴＤＡＴＡドープングＬｉ_３Ｎを電子輸送層５として用い、Ａｌを陰極として用いた。
ＩＴＯ／ＭＴＤＡＴＡ：４％Ｆ_４ＴＣＮＱ（１００ｎｍ）／ＴＣＴＡ（２０ｎｍ）／ｈｏｓｔ（２−１３）：１％Ｉｒ（ｐｐｙ）_３（３０ｎｍ）／Ａｌｑ_３：２％Ｌｉ_３Ｎ（２５ｎｍ）／Ａｌ（１００ｎｍ）

実施例２：
本実施例のＯＬＥＤ素子構造は、図１に示すように、基板（図示せず）上に順次に積層沈積された陽極、正孔注入層１、正孔輸送層２、発光層３、電子輸送層５及び陰極（図示せず）を含む。
本比較例では、ＩＴＯを陽極として用い、ＭＴＤＡＴＡ：４％Ｆ４ＴＣＮＱを正孔注入層１として用い、ＴＣＴＡを正孔輸送層２として用い、発光層３についてはｈｏｓｔ（２−１３）を燐光ホスト材料として、緑色燐光材料Ｉｒ（ｐｐｙ）_３を緑色燐光性色素（色素の発光層にドーピングされた質量パーセントがそれぞれ５％である）として用い、ＭＴＤＡＴＡドープングＬｉ_３Ｎを電子輸送層５として用い、Ａｌを陰極として用いた。
ＩＴＯ／ＭＴＤＡＴＡ：４％Ｆ_４ＴＣＮＱ（１００ｎｍ）／ＴＣＴＡ（２０ｎｍ）／ｈｏｓｔ（２−１３）：５％Ｉｒ（ｐｐｙ）_３ （３０ｎｍ）／Ａｌｑ_３：２％Ｌｉ_３Ｎ（２５ｎｍ）／Ａｌ（１００ｎｍ）

実施例３：
本実施例のＯＬＥＤ素子構造は、図１に示すように、基板（図示せず）上に順次に積層沈積された陽極、正孔注入層１、正孔輸送層２、発光層３、電子輸送層５及び陰極（図示せず）を含む。
本比較例ではＩＴＯを陽極として用い、ＭＴＤＡＴＡ：４％Ｆ_４ＴＣＮＱを正孔注入層１として用い、ＴＣＴＡを正孔輸送層２として用い、発光層３についてはｈｏｓｔ（２−１３）を燐光ホスト材料として、緑色燐光材料Ｉｒ（ｐｐｙ）_３を緑色燐光性色素（色素の発光層にドーピングされた質量パーセントがそれぞれ１０％である）として用い、ＭＴＤＡＴＡドープングＬｉ_３Ｎを電子輸送層５として用い、Ａｌを陰極として用いた。
ＩＴＯ／ＭＴＤＡＴＡ：４％Ｆ_４ＴＣＮＱ（１００ｎｍ）／ＴＣＴＡ（２０ｎｍ）／ｈｏｓｔ（２−１３）：１０％Ｉｒ（ｐｐｙ）_３ （３０ｎｍ）／Ａｌｑ_３：２％Ｌｉ_３Ｎ（２５ｎｍ）／Ａｌ（１００ｎｍ）

実施例４：
本実施例のＯＬＥＤ素子構造は、図１に示すように、基板（図示せず）上に順次に積層沈積された陽極、正孔注入層１、正孔輸送層２、発光層３、電子輸送層５及び陰極（図示せず）を含む。
本比較例では、ＩＴＯを陽極として用い、ＭＴＤＡＴＡ：４％Ｆ_４ＴＣＮＱを正孔注入層１として用い、ＴＣＴＡを正孔輸送層２として用い、発光層３についてはｈｏｓｔ（２−１３）を燐光ホスト材料として、緑色燐光材料Ｉｒ（ｐｐｙ）_３を緑色燐光性色素（色素の発光層にドーピングされた質量パーセントがそれぞれ１５％である）として用い、ＭＴＤＡＴＡドープングＬｉ_３Ｎを電子輸送層５として用い、Ａｌを陰極として用いた。
ＩＴＯ／ＭＴＤＡＴＡ：４％Ｆ_４ＴＣＮＱ（１００ｎｍ）／ＴＣＴＡ（２０ｎｍ）／ｈｏｓｔ（２−１３）：１５％Ｉｒ（ｐｐｙ）_３ （３０ｎｍ）／Ａｌｑ_３：２％Ｌｉ_３Ｎ（２５ｎｍ）／Ａｌ（１００ｎｍ）
上述した素子の性能は、下記の表に示されている。

上述した比較例１と２からわかるように、従来の燐光ホスト材料では、阻止層を含まなければ、素子效率が大幅に低下した。
比較例３と実施例１〜４からわかるように、熱活性化遅延蛍光材料を燐光ホストとして用い、阻止層を除去した後、素子の電流效率が低下していない。また、ＢＡｌｑ阻止層が除去され、素子の駆動電圧が顕著に低下したので、ルーメン効率が大幅に向上された。
これは、主に熱活性化遅延蛍光材料に起因し、一部の三重項励起子が一重項励起子に変換され、三重項励起子全体の濃度が低下し、再結合領域が狭くなったからである。
上記素子の設計原理は、黄色光、赤色光ひいては白色光の設計に適用可能である。
したがって、遅延蛍光（ＴＡＤＦ）材料を燐光ホスト材料とすると、励起子移動半径が小さくなり、励起子阻止層を省略することができる。

実施例５
本実施例の構造は実施例１とほぼ同じであり、その相違点は、発光層において異なるＴＡＤＦ材料をホスト材料として用い、燐光性色素Ｉｒ（ｐｐｙ）_３のドーピング濃度が１０％であることのみにあり、下、その結果を示す。

該発光層は、さらに例えば緑色燐光と赤色燐光性色素とを同時ドーピングした燐光同時ドープ材料系に適用可能である。

比較例４：
本比較例のＯＬＥＤ素子構造は、図４に示すように、基板（図示せず）上に順次に積層沈積されたＩＴＯ陽極、正孔注入層１、正孔輸送層２、発光層３、電子輸送層５及び陰極を含む。
本比較例では、ＩＴＯ（酸化インジウム錫）を陽極として用い、ＭＴＤＡＴＡ：４％Ｆ_４ＴＣＮＱを正孔注入層１として用い、ＴＣＴＡを正孔輸送層２として用い、発光層３についてはＣＢＰを燐光ホスト材料として、緑色燐光材料Ｉｒ（ｐｐｙ）_３を緑色燐光性色素（色素の発光層にドーピングされた質量パーセントが１０％である）として、Ｉｒ（ｐｉｑ）_３を赤色燐光性色素として用い、ドープ割合が１％であり、ＢＡＬｑを励起子阻止層４として用い、Ａｌｑ_３ドープングＬｉ_３Ｎを電子輸送層５として用い、Ａｌを陰極として用いた。その構造は、下記のとおりである。
ＩＴＯ／ＭＴＤＡＴＡ：４％Ｆ_４ＴＣＮＱ（１００ｎｍ）／ＴＣＴＡ（２０ｎｍ）／ＣＢＰ：１０％Ｉｒ（ｐｐｙ）_３：１％Ｉｒ（ｐｉｑ）_３（３０ｎｍ）／ＢＡｌｑ（１０ｎｍ）／Ａｌｑ_３：２％Ｌｉ_３Ｎ（１５ｎｍ）／Ａｌ（１００ｎｍ）

比較例５：
本比較例のＯＬＥＤ素子構造は、図５に示すように、基板（図示せず）上に順次に積層沈積された陽極（図示せず）、正孔注入層１、正孔輸送層２、発光層３、電子輸送層５及び陰極（図示せず）を含む。
本比較例ではＩＴＯを陽極として用い、ＭＴＤＡＴＡ：４％Ｆ_４ＴＣＮＱを正孔注入層１として用い、ＴＣＴＡを正孔輸送層２として用い、発光層３についてはＣＢＰを燐光ホスト材料として、緑色燐光材料Ｉｒ（ｐｐｙ）_３を緑色燐光性色素（色素の発光層にドーピングされた質量パーセントが１０％である）として、Ｉｒ（ｐｉｑ）_３を赤色燐光性色素として用い、ドープ割合が１％であり、Ａｌｑ_３ドープングＬｉ_３Ｎを電子輸送層５として用い、Ａｌを陰極として用いた。比較例１に比べて阻止層（ＢＡＬｑ）を除去した。
ＩＴＯ／ＭＴＤＡＴＡ：４％Ｆ_４ＴＣＮＱ（１００ｎｍ）／ＴＣＴＡ（２０ｎｍ）／ＣＢＰ：１０％Ｉｒ（ｐｐｙ）_３：１％Ｉｒ（ｐｉｑ）_３ （３０ｎｍ）／ Ａｌｑ_３：２％Ｌｉ_３Ｎ（２５ｎｍ）／Ａｌ（１００ｎｍ）

比較例６：
本比較例のＯＬＥＤ素子構造は、比較例１に比べて、基板（図示せず）上に順次に積層沈積された陽極、正孔注入層１、正孔輸送層２、発光層３、電子輸送層５及び陰極（図示せず）を含む。
本比較例ではＩＴＯを陽極として用い、ＭＴＤＡＴＡ：４％Ｆ_４ＴＣＮＱを正孔注入層１として用い、ＴＣＴＡを正孔輸送層２として用い、発光層３については熱活性化遅延蛍光材料ＨＯＳＴ（１−１２）を燐光ホスト材料として、緑色燐光材料Ｉｒ（ｐｐｙ）_３を緑色燐光性色素（色素の発光層にドーピングされた質量パーセントが１０％である）として、Ｉｒ（ｐｉｑ）_３を赤色燐光性色素として用い、ドープ割合が１％であり、ＢＡＬｑを励起子阻止層４として用い、Ａｌｑ_３ドープングＬｉ_３Ｎを電子輸送層５として用い、Ａｌを陰極として用いた。
ＩＴＯ／ＭＴＤＡＴＡ：４％Ｆ_４ＴＣＮＱ（１００ｎｍ）／ＴＣＴＡ（２０ｎｍ）／ＨＯＳＴ（１−１２）：１０％Ｉｒ（ｐｐｙ）_３：１％Ｉｒ（ｐｉｑ）_３ （３０ｎｍ）／ ＢＡｌｑ（１０ｎｍ）／ Ａｌｑ_３：２％Ｌｉ_３Ｎ（１５ｎｍ）／Ａｌ（１００ｎｍ）

実施例６：
本実施例のＯＬＥＤ素子構造は、図１に示すように、基板（図示せず）上に順次に積層沈積された陽極、正孔注入層１、正孔輸送層２、発光層３、電子輸送層５及び陰極（図示せず）を含む。
本比較例ではＩＴＯを陽極として用い、ＭＴＤＡＴＡ：４％Ｆ_４ＴＣＮＱを正孔注入層１として用い、ＴＣＴＡを正孔輸送層２として用い、発光層３についてはｈｏｓｔ（１−１２）を燐光ホスト材料として、緑色燐光材料Ｉｒ（ｐｐｙ）_３を緑色燐光性色素（色素の発光層にドーピングされた質量パーセントがそれぞれ１０％である）として、Ｉｒ（ｐｉｑ）_３を赤色燐光性色素として用い、ドープ割合が１％であり、ＭＴＤＡＴＡドープングＬｉ_３Ｎを電子輸送層５として用い、Ａｌを陰極として用いた。
ＩＴＯ／ＭＴＤＡＴＡ：４％Ｆ_４ＴＣＮＱ（１００ｎｍ）／ＴＣＴＡ（２０ｎｍ）／ｈｏｓｔ（１−１２）：１０％ Ｉｒ（ｐｐｙ）_３：１％Ｉｒ（ｐｉｑ）_３ （３０ｎｍ）／Ａｌｑ_３：２％Ｌｉ_３Ｎ（２５ｎｍ）／Ａｌ（１００ｎｍ）

実施例７：
本実施例のＯＬＥＤ素子構造は、図１に示すように、基板（図示せず）上に順次に積層沈積された陽極、正孔注入層１、正孔輸送層２、発光層３、電子輸送層５及び陰極（図示せず）を含む。
本比較例ではＩＴＯを陽極として用い、ＭＴＤＡＴＡ：４％Ｆ_４ＴＣＮＱを正孔注入層１として用い、ＴＣＴＡを正孔輸送層２として用い、発光層３についてはｈｏｓｔ（２−８）を燐光ホスト材料として、緑色燐光材料Ｉｒ（ｐｐｙ）_３を緑色燐光性色素（色素の発光層にドーピングされた質量パーセントがそれぞれ１０％である）として、Ｉｒ（ｐｉｑ）_３を赤色燐光性色素として用い、ドープ割合が１％であり、ＭＴＤＡＴＡドープングＬｉ_３Ｎを電子輸送層５として用い、Ａｌを陰極として用いた。
ＩＴＯ／ＭＴＤＡＴＡ：４％Ｆ４ＴＣＮＱ（１００ｎｍ）／ＴＣＴＡ（２０ｎｍ）／ｈｏｓｔ（２−８）：１０％ Ｉｒ（ｐｐｙ）_３：１％Ｉｒ（ｐｉｑ）_３ （３０ｎｍ）／Ａｌｑ_３：２％Ｌｉ_３Ｎ（２５ｎｍ）／Ａｌ（１００ｎｍ）

実施例８：
本実施例のＯＬＥＤ素子構造は、図１に示すように、基板（図示せず）上に順次に積層沈積された陽極、正孔注入層１、正孔輸送層２、発光層３、電子輸送層５及び陰極（図示せず）を含む。
本比較例では、ＩＴＯを陽極として用い、ＭＴＤＡＴＡ：４％Ｆ_４ＴＣＮＱを正孔注入層１として用い、ＴＣＴＡを正孔輸送層２として用い、発光層３についてはｈｏｓｔ（２−１２）を燐光ホスト材料として、緑色燐光材料Ｉｒ（ｐｐｙ）_３を緑色燐光性色素として（色素の発光層にドーピングされた質量パーセントがそれぞれ１０％である）として、Ｉｒ（ｐｉｑ）_３を赤色燐光性色素として用い、ドープ割合が１％であり、ＭＴＤＡＴＡドープングＬｉ_３Ｎを電子輸送層５として用い、Ａｌを陰極として用いた。
ＩＴＯ／ＭＴＤＡＴＡ：４％Ｆ_４ＴＣＮＱ（１００ｎｍ）／ＴＣＴＡ（２０ｎｍ）／ｈｏｓｔ（２−１２）：１０％ Ｉｒ（ｐｐｙ）_３：１％Ｉｒ（ｐｉｑ）_３ （３０ｎｍ）／Ａｌｑ_３：２％Ｌｉ_３Ｎ（２５ｎｍ）／Ａｌ（１００ｎｍ）

実施例９：
本実施例のＯＬＥＤ素子構造は、図１に示すように、基板（図示せず）上に順次に積層沈積された陽極、正孔注入層１、正孔輸送層２、発光層３、電子輸送層５及び陰極（図示せず）を含む。
本比較例ではＩＴＯを陽極として用い、ＭＴＤＡＴＡ：４％Ｆ_４ＴＣＮＱを正孔注入層１として用い、ＴＣＴＡを正孔輸送層２として用い、発光層３についてはｈｏｓｔ（３−１）を燐光ホスト材料として、緑色燐光材料Ｉｒ（ｐｐｙ）_３を緑色燐光性色素として（色素の発光層にドーピングされた質量パーセントがそれぞれ１０％である）として、Ｉｒ（ｐｉｑ）_３を赤色燐光性色素として用い、ドープ割合が１％であり、ＭＴＤＡＴＡドープングＬｉ_３Ｎを電子輸送層５として用い、Ａｌを陰極として用いた。
ＩＴＯ／ＭＴＤＡＴＡ：４％Ｆ_４ＴＣＮＱ（１００ｎｍ）／ＴＣＴＡ（２０ｎｍ）／ｈｏｓｔ（３−１）：１０％ Ｉｒ（ｐｐｙ）_３：１％Ｉｒ（ｐｉｑ）_３ （３０ｎｍ）／Ａｌｑ_３：２％Ｌｉ_３Ｎ（２５ｎｍ）／Ａｌ（１００ｎｍ）
上述素子の性能は、下記の表に示す。

上述した比較例４と５からわかるように、ホスト同時ドープ燐光発光系において、従来の燐光ホスト材料では、阻止層を含まなければ、素子效率が大幅に低下した。
比較例６と実施例６〜９からわかるように、熱活性化遅延蛍光類材料を燐光ホストとして用い、阻止層を除去した後、素子の電流効率が低下していない。またＢＡｌｑ阻止層が除去され、素子の駆動電圧が顕著に低下したので、ルーメン效率が大幅に向上されている。
該発光ホストはさらにホストドープ燐光ドープ蛍光材料系に適用可能であり、ただし、燐光性色素がその中でエネルギー増感作用を果たす。

比較例７：
本比較例のＯＬＥＤ素子構造は、図４に示すように、基板（図示せず）上に順次に積層沈積されたＩＴＯ陽極、正孔注入層１、正孔輸送層２、発光層３、電子輸送層５及び陰極を含む。
本比較例ではＩＴＯ（酸化インジウム錫）を陽極として用い、ＭＴＤＡＴＡ：４％Ｆ_４ＴＣＮＱを正孔注入層１として用い、ＴＣＴＡを正孔輸送層２として用い、発光層３についてはＣＢＰを燐光ホスト材料として、緑色燐光材料Ｉｒ（ｐｐｙ）_３を緑色燐光性色素として（色素の発光層にドーピングされた質量パーセントが１０％である）として、Ｒｕｂｒｅｎｅを赤色蛍光性色素として用い、ドープ割合が１％であり、ＢＡＬｑを励起子阻止層４として用い、Ａｌｑ_３ドープングＬｉ_３Ｎを電子輸送層５として用い、Ａｌを陰極として用いた。その構造は下記のとおりである。
ＩＴＯ／ＭＴＤＡＴＡ：４％Ｆ_４ＴＣＮＱ（１００ｎｍ）／ＴＣＴＡ（２０ｎｍ）／ＣＢＰ：１０％Ｉｒ（ｐｐｙ）_３：１％Ｒｕｂｒｅｎｅ（３０ｎｍ）／ＢＡｌｑ（１０ｎｍ）／Ａｌｑ_３：２％Ｌｉ_３Ｎ（１５ｎｍ）／Ａｌ（１００ｎｍ）

比較例８：
本比較例のＯＬＥＤ素子構造は、図５に示すように、基板（図示せず）上に順次に積層沈積された陽極（図示せず）、正孔注入層１、正孔輸送層２、発光層３、電子輸送層５及び陰極（図示せず）を含む。
本比較例ではＩＴＯを陽極として用い、ＭＴＤＡＴＡ：４％Ｆ_４ＴＣＮＱを正孔注入層１として用い、ＴＣＴＡを正孔輸送層２として用い、発光層３についてはＣＢＰを燐光ホスト材料として、緑色燐光材料Ｉｒ（ｐｐｙ）_３を緑色燐光性色素として（色素の発光層にドーピングされた質量パーセントが１０％である）として、Ｒｕｂｒｅｎｅを赤色蛍光性色素として用い、ドープ割合が１％であり、Ａｌｑ_３ドープングＬｉ_３Ｎを電子輸送層５として用い、Ａｌを陰極として用いた。比較例１に比べて、（ＢＡＬｑ）を除去した。
ＩＴＯ／ＭＴＤＡＴＡ：４％Ｆ_４ＴＣＮＱ（１００ｎｍ）／ＴＣＴＡ（２０ｎｍ）／ＣＢＰ：１０％Ｉｒ（ｐｐｙ）_３：１％Ｒｕｂｒｅｎｅ （３０ｎｍ）／ Ａｌｑ_３：２％Ｌｉ_３Ｎ（２５ｎｍ）／Ａｌ（１００ｎｍ）

比較例９：
本比較例のＯＬＥＤ素子構造は比較例１と同じであり、基板（図示せず）上に順次に積層沈積された陽極、正孔注入層１、正孔輸送層２、発光層３、電子輸送層５及び陰極（図示せず）を含む。
本比較例ではＩＴＯを陽極として用い、ＭＴＤＡＴＡ：４％Ｆ_４ＴＣＮＱを正孔注入層１として用い、ＴＣＴＡを正孔輸送層２として用い、発光層３については熱活性化遅延蛍光材料ＨＯＳＴ（２−１３）を燐光ホスト材料として、緑色燐光材料Ｉｒ（ｐｐｙ）_３を緑色燐光性色素として（色素の発光層にドーピングされた質量パーセントが１０％である）として、Ｒｕｂｒｅｎｅを赤色蛍光性色素として用い、ドープ割合が１％であり、ＢＡＬｑを励起子阻止層４として用い、Ａｌｑ_３ドープングＬｉ_３Ｎを電子輸送層５として用い、Ａｌを陰極として用いた。
ＩＴＯ／ＭＴＤＡＴＡ：４％Ｆ_４ＴＣＮＱ（１００ｎｍ）／ＴＣＴＡ（２０ｎｍ）／ＨＯＳＴ（２−１３）：１０％Ｉｒ（ｐｐｙ）_３：１％Ｒｕｂｒｅｎｅ （３０ｎｍ）／ ＢＡｌｑ（１０ｎｍ）／ Ａｌｑ_３：２％Ｌｉ_３Ｎ（１５ｎｍ）／Ａｌ（１００ｎｍ）

実施例１０：
本実施例のＯＬＥＤ素子構造は、図１に示すように、基板（図示せず）上に順次に積層沈積された陽極、正孔注入層１、正孔輸送層２、発光層３、電子輸送層５及び陰極（図示せず）を含む。
本比較例ではＩＴＯを陽極として用い、ＭＴＤＡＴＡ：４％Ｆ_４ＴＣＮＱを正孔注入層１として用い、ＴＣＴＡを正孔輸送層２として用い、発光層３についてはｈｏｓｔ（２−１３）を燐光ホスト材料として、緑色燐光材料Ｉｒ（ｐｐｙ）_３を緑色燐光性色素として（色素の発光層にドーピングされた質量パーセントがそれぞれ１０％である）として、Ｒｕｂｒｅｎｅを赤色蛍光性色素として用いドープ割合が１％であり、ＭＴＤＡＴＡドープングＬｉ_３Ｎを電子輸送層５として用い、Ａｌを陰極として用いた。
ＩＴＯ／ＭＴＤＡＴＡ：４％Ｆ４ＴＣＮＱ（１００ｎｍ）／ＴＣＴＡ（２０ｎｍ）／ｈｏｓｔ（２−１３）：１０％ Ｉｒ（ｐｐｙ）_３：１％Ｒｕｂｒｅｎｅ （３０ｎｍ）／Ａｌｑ_３：２％Ｌｉ_３Ｎ（２５ｎｍ）／Ａｌ（１００ｎｍ）

実施例１１：
本実施例のＯＬＥＤ素子構造は、図１に示すように、基板（図示せず）上に順次に積層沈積された陽極、正孔注入層１、正孔輸送層２、発光層３、電子輸送層５及び陰極（図示せず）を含む。
本比較例ではＩＴＯを陽極として用い、ＭＴＤＡＴＡ：４％Ｆ４ＴＣＮＱを正孔注入層１として用い、ＴＣＴＡを正孔輸送層２として用い、発光層３についてはｈｏｓｔ（２−１０）を燐光ホスト材料として、緑色燐光材料Ｉｒ（ｐｐｙ）_３を緑色燐光性色素として（色素の発光層にドーピングされた質量パーセントがそれぞれ１０％である）として、Ｒｕｂｒｅｎｅを赤色蛍光性色素として用い、ドープ割合が１％であり、ＭＴＤＡＴＡドープングＬｉ_３Ｎを電子輸送層５として用い、Ａｌを陰極として用いた。
ＩＴＯ／ＭＴＤＡＴＡ：４％Ｆ_４ＴＣＮＱ（１００ｎｍ）／ＴＣＴＡ（２０ｎｍ）／ｈｏｓｔ（２−１０）：１０％ Ｉｒ（ｐｐｙ）_３：１％Ｒｕｂｒｅｎｅ （３０ｎｍ）／Ａｌｑ_３：２％Ｌｉ_３Ｎ（２５ｎｍ）／Ａｌ（１００ｎｍ）

実施例１２：
本実施例のＯＬＥＤ素子構造は、図１に示すように、基板（図示せず）上に順次に積層沈積された陽極、正孔注入層１、正孔輸送層２、発光層３、電子輸送層５及び陰極（図示せず）を含む。
本比較例ではＩＴＯを陽極として用い、ＭＴＤＡＴＡ：４％Ｆ_４ＴＣＮＱを正孔注入層１として用い、ＴＣＴＡを正孔輸送層２として用い、発光層３についてはｈｏｓｔ（２−１４）を燐光ホスト材料として、緑色燐光材料Ｉｒ（ｐｐｙ）_３を緑色燐光性色素として（色素の発光層にドーピングされた質量パーセントがそれぞれ１０％である）として、Ｒｕｂｒｅｎｅを赤色蛍光性色素として用い、ドープ割合が１％であり、ＭＴＤＡＴＡドープングＬｉ_３Ｎを電子輸送層５として用い、Ａｌを陰極として用いた。
ＩＴＯ／ＭＴＤＡＴＡ：４％Ｆ_４ＴＣＮＱ（１００ｎｍ）／ＴＣＴＡ（２０ｎｍ）／ｈｏｓｔ（２−１４）：１０％ Ｉｒ（ｐｐｙ）_３：１％Ｒｕｂｒｅｎｅ （３０ｎｍ）／Ａｌｑ_３：２％Ｌｉ_３Ｎ（２５ｎｍ）／Ａｌ（１００ｎｍ）

実施例１３：
本実施例のＯＬＥＤ素子構造は、図１に示すように、基板（図示せず）上に順次に積層沈積された陽極、正孔注入層１、正孔輸送層２、発光層３、電子輸送層５及び陰極（図示せず）を含む。
本比較例ではＩＴＯを陽極として用い、ＭＴＤＡＴＡ：４％Ｆ_４ＴＣＮＱを正孔注入層１として用い、ＴＣＴＡを正孔輸送層２として用い、発光層３についてはｈｏｓｔ（３−３）を燐光ホスト材料として、緑色燐光材料Ｉｒ（ｐｐｙ）_３を緑色燐光性色素として（色素の発光層にドーピングされた質量パーセントがそれぞれ１０％である）として、Ｒｕｂｒｅｎｅを赤色蛍光性色素として用い、ドープ割合が１％であり、ＭＴＤＡＴＡドープングＬｉ_３Ｎを電子輸送層５として用い、Ａｌを陰極として用いた。
ＩＴＯ／ＭＴＤＡＴＡ：４％Ｆ_４ＴＣＮＱ（１００ｎｍ）／ＴＣＴＡ（２０ｎｍ）／ｈｏｓｔ（３−３）：１０％ Ｉｒ（ｐｐｙ）_３：１％Ｒｕｂｒｅｎｅ （３０ｎｍ）／Ａｌｑ_３：２％Ｌｉ_３Ｎ（２５ｎｍ）／Ａｌ（１００ｎｍ）
上述した素子の性能は、下記の表に示す。

上述した比較例７と８からわかるように、ホストドープ燐光材料及び蛍光系において、従来の燐光ホスト材料では、阻止層を含まなければ、素子效率が大幅に低下した。ホスト材料のみでは、阻止層を含まなければ、素子效率が大幅に低下した。
比較例９と実施例１０〜１３からわかるように、熱活性化遅延蛍光材料を燐光ホストとして用い、阻止層を除去した後、素子電流効率が低下していない。またＢＡｌｑ阻止層が除去され、素子の駆動電圧が顕著に低下したのでルーメン效率が大幅に向上されている。
有機発光素子の設計には、キャリア輸送及びバランスをまとめて考慮し、さらに界面の分布などを組み合わせる必要がある。本発明者は、鋭意に検討した上、本発明の発光構造及び材料系により、素子性能が大幅に向上され、熱活性化遅延蛍光材料を用いて三重項励起子の濃度を調整し、さらに再結合領域を制御することが、構造の簡略化及び性能向上のための肝心な点であるとの結論を得た。

上述した実施例は本発明を詳しく説明するために挙げられた好適な実施例に過ぎず、本発明の保護範囲がこれに限られない。当業者が本発明を基礎にして行った等価代替又は変更は、いずれも本発明の保護範囲内にある。本発明の保護範囲は特許請求の範囲に準じる。

Claims (7)

1. 発光層を含む有機エレクトロルミネッセンス素子であって、前記発光層のホスト材料は熱活性化遅延蛍光材料のうちの１種を含み、前記ホスト材料中に色素がドーピングされており、前記色素は少なくとも１種の燐光性色素と、蛍光性色素との組み合わせから構成され、
   前記熱活性化遅延蛍光材料は下記のいずれかの構造を持ち：
   

   

   １−３
   

   

   １−４
   

   

   １−５
   

   

   １−６
   

   

   １−７
   

   

   １−８
   

   

   １−９
   

   

   １−１０
   

   

   １−１１
   

   

   １−１２
   

   

   ２−１
   

   

   ２−２
   

   

   ２−３
   

   

   ２−５
   

   

   ２−６
   

   

   ２−７
   

   

   ２−８
   

   

   ２−９
   

   

   ２−１０
   

   

   ２−１１
   

   

   ２−１３
   

   

   ２−１４
   

   

   ２−１５
   

   

   ３−１
   

   

   ３−２
   

   

   ３−３
   

   

   ３−４
   

   

   ３−５
   

   

   ３−６
   

   

   ３−７
   

   

   ３−８
   

   

   ３−９
   

   

   ３−１０
   

   

   ３−１１
   

   

   ３−１２
   ただし、上記1-11におけるＲは、carbazolylもしくはHであり、
   前記蛍光性色素の発光層にドーピングされた質量パーセントが１％〜５％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。
2. 前記燐光性色素の発光層にドーピングされた質量パーセントが１％〜１５％であ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. 前記燐光性色素の発光層にドーピングされた質量パーセントが１０％であ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。
4. 前記熱活性化遅延蛍光材料の三重項準位と一重項準位とのエネルギーギャップが＜０．３ｅＶであ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. 前記熱活性化遅延蛍光材料の三重項準位と一重項準位とのエネルギーギャップが＜０．１５ｅＶであることを特徴とする請求項４に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
6. 前記熱活性化遅延蛍光材料のｌｕｍｏ軌道及びｈｏｍｏ軌道は、その分子構造における異なる基に分布されていることを特徴とする請求項４に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
7. 基板上に順次に積層沈積された陽極、正孔注入層、正孔輸送層、前記発光層、電子輸送層及び陰極から構成され、若しくは、基板上に順次に積層沈積された陰極、電子輸送層、前記発光層、正孔輸送層、正孔注入層及び陽極から構成され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。
   

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