JPWO2004066685A1

JPWO2004066685A1 - 有機エレクトロルミネッセンス素子

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Publication number: JPWO2004066685A1
Application number: JP2005508033A
Authority: JP
Inventors: 荒金　崇士; 崇士荒金; 俊裕岩隈; 細川　地潮; 地潮細川
Original assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Current assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Priority date: 2003-01-24
Filing date: 2004-01-15
Publication date: 2006-05-18
Anticipated expiration: 2024-01-15
Also published as: EP1589789A1; US20090072732A1; TW200417279A; TWI357277B; KR20050098259A; CN100493286C; EP1589789B1; WO2004066685A1; US20060180806A1; CN1762182A; KR101035818B1; JP4580342B2; EP1589789A4

Abstract

本発明は、陰極と陽極間に、少なくとも正孔輸送層と燐光性の発光材料及びホスト材料からなる発光層とを有する有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記正孔輸送層を形成する正孔輸送材料の３重項エネルギーが２．５２〜３．７０ｅＶであり、かつ電界強度０．１〜０．６ＭＶ／ｃｍにおける正孔移動度が１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上である有機エレクトロルミネッセンス素子であり、燐光性の発光を用い、発光効率が高く、寿命が長い有機エレクトロルミネッセンス素子を提供する。

Description

本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子に関し、特に、燐光性の発光を利用し、低い駆動電圧で、発光効率が高く、長寿命の有機エレクトロルミネッセンス素子に関するものである。

有機エレクトロルミネッセンス素子（以下エレクトロルミネッセンスをＥＬと略記することがある）は、電界を印加することより、陽極より注入された正孔と陰極より注入された電子の再結合エネルギーにより蛍光性物質が発光する原理を利用した自発光素子である。イーストマン・コダック社のＣ．Ｗ．Ｔａｎｇらによる積層型素子による低電圧駆動有機ＥＬ素子の報告（Ｃ．Ｗ．Ｔａｎｇ，Ｓ．Ａ．Ｖａｎｓｌｙｋｅ，アプライドフィジックスレターズ（ＡｐｐｌｉｅｄＰｈｙｓｉｃｓＬｅｔｔｅｒｓ），５１巻、９１３頁、１９８７年等）がなされて以来、有機材料を構成材料とする有機ＥＬ素子に関する研究が盛んに行われている。Ｔａｎｇらは、トリス（８−ヒドロキシキノリノールアルミニウム）を発光層に、トリフェニルジアミン誘導体を正孔輸送層に用いている。積層構造の利点としては、発光層への正孔の注入効率を高めること、陰極より注入された電子をブロックして再結合により生成する励起子の生成効率を高めること、発光層内で生成した励起子を閉じ込めること等が挙げられる。この例のように有機ＥＬ素子の素子構造としては、正孔輸送（注入）層、電子輸送発光層の２層型、又は正孔輸送（注入）層、発光層、電子輸送（注入）層の３層型等がよく知られている。こうした積層型構造素子では注入された正孔と電子の再結合効率を高めるため、素子構造や形成方法の工夫がなされている。
有機ＥＬ素子の発光材料としてはトリス（８−キノリノラート）アルミニウム錯体等のキレート錯体、クマリン誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、ビススチリルアリーレン誘導体、オキサジアゾール誘導体等の発光材料が知られており、それらからは青色から赤色までの可視領域の発光が得られることが報告されており、カラー表示素子の実現が期待されている（例えば、特開平８−２３９６５５号公報、特開平７−１３８５６１号公報、特開平３−２００２８９号公報等参照）。
また、近年、有機ＥＬ素子の発光層に、発光材料の他に有機燐光材料を利用することも提案されている（例えば、Ｄ．Ｆ．Ｏ’ＢｒｉｅｎａｎｄＭ．Ａ．Ｂａｌｄｏｅｔａｌ ”Ｉｍｐｒｏｖｅｄｅｎｅｒｇｙｔｒａｎｓｆｅｒｉｎｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｓｐｈｏｒｅｓｃｅｎｔｄｅｖｉｃｅｓ” ＡｐｐｌｉｅｄＰｈｙｓｉｃｓｌｅｔｔｅｒｓＶｏｌ．７４Ｎｏ．３，ｐｐ４４２−４４４，Ｊａｎｕａｒｙ１８，１９９９、Ｍ．Ａ．Ｂａｌｄｏｅｔａｌ ”Ｖｅｒｙｈｉｇｈ−ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｇｒｅｅｎｏｒｇａｎｉｃｌｉｇｈｔ−ｅｍｉｔｔｉｎｇｄｅｖｉｃｅｓｂａｓｅｄｏｎｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｓｐｈｏｒｅｓｃｅｎｃｅ” ＡｐｐｌｉｅｄＰｈｙｓｉｃｓｌｅｔｔｅｒｓＶｏｌ．７５Ｎｏ．１，ｐｐ４−６，Ｊｕｌｙ５，１９９９参照）。
このように有機ＥＬ素子の発光層において、有機燐光材料の励起状態の一重項状態と３重項状態とを利用することにより、高い発光効率が達成されている。有機ＥＬ素子内で電子と正孔が再結合する際にはスピン多重度の違いから一重項励起子と３重項励起子とが１：３の割合で生成すると考えられているので、燐光性の発光材料を用いれば蛍光のみを使った素子の３〜４倍の発光効率の達成が考えられる。
このような有機ＥＬ素子においては、３重項の励起状態又は３重項の励起子が消光しないように順次、陽極、正孔輸送層、有機発光層、電子輸送層（正孔阻止層）、電子注入層、陰極のように層を積層する構成が用いられてきた。この正孔輸送層は、正孔注入のための効率を向上するためのものであり、正孔輸送層の材料としては、アリールアミン系の正孔輸送材料が用いられてきた（例えば、米国特許第６，０９７，１４７号明細書、国際公開ＷＯ０１／４１５１２号公報参照）。
しかしながら、従来正孔輸送材料として用いられてきたアリールアミン系の化合物は、縮合芳香族環を含んでいるため、３重項エネルギーが２．５ｅＶより小さいのに対し、発光層で生成する励起状態は３重項関与性であり、そのエネルギーが２．５ｅＶより大きい。このため、消光することが認められた。例えば、発光層にホスト化合物として用いられるビスカルバゾールは、３重項エネルギーが２．８１ｅＶであり、ドーパントとして用いられるフェニルピリジルがＩｒに３配位した燐光材料は、励起エネルギーが２．５５ｅＶである。この消光現象は、励起エネルギーが大きいほど顕著であり、青色発光を高効率化する阻害因子となっていた。

本発明は、前記の課題を解決するためになされたもので、燐光性の発光を用いた有機ＥＬ素子において、低い駆動電圧で、発光効率が高く、寿命が長い有機ＥＬ素子を提供することを目的とする。
本発明者らは、前記目的を達成するために鋭意研究を重ね、詳細に正孔輸送材料の検討を行った結果、消光現象を抑制するには正孔輸送材料の３重項エネルギーが２．５２ｅＶ以上、好ましくは２．８ｅＶ以上必要であることを見出した。しかし、例えば正孔輸送材料として使用されるポリビニルカルバゾールは、２．５２ｅＶ以上の３重項エネルギーを有するため消光現象は抑制されるものの、正孔移動度が低いため、高抵抗であり、駆動電圧が高く実用的でない。このため、低い駆動電圧で、発光効率が高く、寿命が長い有機ＥＬ素子を選るには、３重項エネルギーが２．５２ｅＶ以上で、さらに電界強度０．１〜０．６ＭＶ／ｃｍにおける正孔移動度が１０^−６ｃｍ^２／Ｖｓ以上という条件を備えた正孔輸送材料を用いることが必要であることを見出し本発明を完成するに至ったものである。
すなわち、本発明は、陰極と陽極間に、少なくとも正孔輸送層と燐光性の発光材料及びホスト材料からなる発光層とを有する有機ＥＬ素子において、前記正孔輸送層を形成する正孔輸送材料の３重項エネルギーが２．５２〜３．７０ｅＶであり、かつ電界強度０．１〜０．６ＭＶ／ｃｍにおける正孔移動度が１０^−６ｃｍ^２／Ｖｓ以上である有機ＥＬ素子を提供するものである。

本発明の有機ＥＬ素子は、陰極と陽極間に、少なくとも正孔輸送層と燐光性の発光材料及びホスト材料からなる発光層とを有する有機ＥＬ素子において、前記正孔輸送層を形成する正孔輸送材料の３重項エネルギーが２．５２〜３．７０ｅＶであり、かつ電界強度０．１〜０．６ＭＶ／ｃｍにおける正孔移動度が１０^−６ｃｍ^２／Ｖｓ以上である。
本発明で用いる正孔輸送材料の３重項エネルギーは、２．７６〜３．７０ｅＶであると好ましく、２．８５〜３．４ｅＶであるとさらに好ましい。前記正孔輸送材料の３重項エネルギーが２．５２ｅＶ未満であると有機ＥＬ素子が消光し、３．７０ｅＶを超えると芳香族性を失うため正孔を輸送しにくくなるからである。
本発明で用いる正孔輸送材料のイオン化ポテンシャルは、５．８ｅＶ以下であると電極又は正孔注入層より正孔が注入されやすく素子が安定化するという点で好ましく、５．６ｅＶ以下であるとさらに好ましい。
本発明で使用する、３重項エネルギーが２．５２〜３．７０ｅＶであり、かつ電界強度０．１〜０．６ＭＶ／ｃｍにおける正孔移動度が１０^−６ｃｍ^２／Ｖｓ以上である正孔輸送材料の例としては、例えば、下記一般式（１）〜（３）で表されるものが挙げられる。

（式中、Ａｒ^１及びＡｒ^２は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の核炭素数６〜１８のアリール基であり、Ｒは、置換もしくは無置換の炭素数４〜６のアルキル基、置換もしくは無置換のアルコキシ基又は核炭素数６〜３０のアリール基である。Ｘは単結合、アルキレン基、フェニレン基、−Ｏ−又は−Ｓ−で表される連結基を示し、Ｘはあってもなくてもよい。）で表されるジアミン化合物。

（式中、Ａｒ^３は、置換もしくは無置換の核炭素数６〜１８のアリール基、Ａｒ^４〜Ａｒ^７は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の核炭素数６〜１８のアリーレン基を示し、Ｘ^１は、単結合、−Ｏ−、−Ｓ−、置換もしくは無置換の炭素数１〜４のアルキレン基又は置換もしくは無置換の炭素数１〜３０のアリーレン基である連結基を示し、これらの連結基はあってもなくてもよく、Ｘ^２及びＸ^３は、それぞれ独立に、単結合、−Ｏ−、−Ｓ−、置換もしくは無置換の炭素数１〜４のアルキレン基又は置換もしくは無置換の炭素数１〜３０のアリーレン基を表し、それらは同一でも異なっていてもよい。）で表されるトリアミン化合物。

（式中、Ｒ^１〜Ｒ^１２は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは無置換の炭素数１〜８のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数６〜２０のアラルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３〜３０のアルケニル基、シアノ基、置換もしくは無置換のアミノ基、アシル基、置換もしくは無置換の炭素数２〜３０のアルコキシカルボニル基、カルボキシル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜３０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数２〜３０のアルキルアミノ基、置換もしくは無置換の炭素数６〜３０のアラルキルアミノ基、水酸基、置換もしくは無置換の炭素数６〜３０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の置換もしくは無置換の炭素数５〜５０のアリール基又は置換もしくは無置換の炭素数３〜４０の芳香族複素環基を表し、Ｒ^１とＲ^２、Ｒ^３とＲ^４、Ｒ^５とＲ^６、Ｒ^７とＲ^８、Ｒ^９とＲ^１０、Ｒ^１１とＲ^１２は、それぞれ隣接する置換基同士で環を形成してもよい。
Ｘは以下に示す３価の連結基を表し、

Ａｒ^８は、置換もしくは無置換の炭素数５〜５０のアリール基、置換もしくは無置換の炭素数３〜４０の芳香族複素環基、又は、以下に示す一般式（３’）で表される基である。

（式中、Ｒ^１３〜Ｒ^１８は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数６〜３０のアラルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３〜３０のアルケニル基、シアノ基、置換もしくは無置換のアミノ基、アシル基、置換もしくは無置換の炭素数２〜３０のアルコキシカルボニル基、カルボキシル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜３０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数６〜３０のアルキルアミノ基、置換もしくは無置換の炭素数６〜３０のアラルキルアミノ基、水酸基、置換もしくは無置換の炭素数６〜３０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の炭素数５〜５０のアリール基又は置換もしくは無置換の炭素数３〜４０の芳香族複素環基を表わし、Ｒ^１３とＲ^１４、Ｒ^１５とＲ^１６、Ｒ^１７とＲ^１８は、それぞれ隣接する置換基同士で環を形成してもよい。）

（式中、Ｒ’は、それぞれ独立に、水素原子、置換もしくは無置換の炭素数１〜３０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数７〜３０のアラルキル基、置換もしくは無置換のアミノ基、アシル基、置換もしくは無置換の炭素数２〜３０のアルコキシカルボニル基、カルボキシル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜３０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜３０のアルキルアミノ基、置換もしくは無置換の炭素数７〜３０のアラルキルアミノ基、水酸基、置換もしくは無置換の炭素数６〜３０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の炭素数５〜５０のアリール基又は置換もしくは無置換の炭素数３〜４０の芳香族複素環基である。）
前記一般式（１）〜（４）のＡｒ^１〜Ａｒ^８、Ｘ^１〜Ｘ^３、Ｒ^１〜Ｒ^１８、Ｒ及びＲ’の示す各基の具体例は、下記に示すもののうち炭素数の適合するものがそれぞれ採用できる。
ハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素が挙げられる。
置換もしくは無置換のアミノ基は−ＮＸ^４Ｘ^５と表され、Ｘ^４及びＸ^５の例としては、それぞれ独立に、水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｓ−ブチル基、イソブチル基、ｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基、ｎ−ヘプチル基、ｎ−オクチル基、ヒドロキシメチル基、１−ヒドロキシエチル基、２−ヒドロキシエチル基、２−ヒドロキシイソブチル基、１，２−ジヒドロキシエチル基、１，３−ジヒドロキシイソプロピル基、２，３−ジヒドロキシ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリヒドロキシプロピル基、クロロメチル基、１−クロロエチル基、２−クロロエチル基、２−クロロイソブチル基、１，２−ジクロロエチル基、１，３−ジクロロイソプロピル基、２，３−ジクロロ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリクロロプロピル基、ブロモメチル基、１−ブロモエチル基、２−ブロモエチル基、２−ブロモイソブチル基、１，２−ジブロモエチル基、１，３−ジブロモイソプロピル基、２，３−ジブロモ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリブロモプロピル基、ヨードメチル基、１−ヨードエチル基、２−ヨードエチル基、２−ヨードイソブチル基、１，２−ジヨードエチル基、１，３−ジヨードイソプロピル基、２，３−ジヨード−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリヨードプロピル基、アミノメチル基、１−アミノエチル基、２−アミノエチル基、２−アミノイソブチル基、１，２−ジアミノエチル基、１，３−ジアミノイソプロピル基、２，３−ジアミノ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリアミノプロピル基、シアノメチル基、１−シアノエチル基、２−シアノエチル基、２−シアノイソブチル基、１，２−ジシアノエチル基、１，３−ジシアノイソプロピル基、２，３−ジシアノ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリシアノプロピル基、ニトロメチル基、１−ニトロエチル基、２−ニトロエチル基、２−ニトロイソブチル基、１，２−ジニトロエチル基、１，３−ジニトロイソプロピル基、２，３−ジニトロ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリニトロプロピル基、フェニル基、１−ナフチル基、２−ナフチル基、１−アントリル基、２−アントリル基、９−アントリル基、１−フェナントリル基、２−フェナントリル基、３−フェナントリル基、４−フェナントリル基、９−フェナントリル基、１−ナフタセニル基、２−ナフタセニル基、９−ナフタセニル基、４−スチリルフェニル基、１−ピレニル基、２−ピレニル基、４−ピレニル基、２−ビフェニルイル基、３−ビフェニルイル基、４−ビフェニルイル基、ｐ−ターフェニル−４−イル基、ｐ−ターフェニル−３−イル基、ｐ−ターフェニル−２−イル基、ｍ−ターフェニル−４−イル基、ｍ−ターフェニル−３−イル基、ｍ−ターフェニル−２−イル基、ｏ−トリル基、ｍ−トリル基、ｐ−トリル基、ｐ−ｔ−ブチルフェニル基、ｐ−（２−フェニルプロピル）フェニル基、３−メチル−２−ナフチル基、４−メチル−１−ナフチル基、４−メチル−１−アントリル基、４’−メチルビフェニルイル基、４”−ｔ−ブチル−ｐ−ターフェニル−４−イル基、２−ピロリル基、３−ピロリル基、ピラジニル基、２−ピリジニル基、３−ピリジニル基、４−ピリジニル基、２−インドリル基、３−インドリル基、４−インドリル基、５−インドリル基、６−インドリル基、７−インドリル基、１−イソインドリル基、３−イソインドリル基、４−イソインドリル基、５−イソインドリル基、６−イソインドリル基、７−イソインドリル基、２−フリル基、３−フリル基、２−ベンゾフラニル基、３−ベンゾフラニル基、４−ベンゾフラニル基、５−ベンゾフラニル基、６−ベンゾフラニル基、７−ベンゾフラニル基、１−イソベンゾフラニル基、３−イソベンゾフラニル基、４−イソベンゾフラニル基、５−イソベンゾフラニル基、６−イソベンゾフラニル基、７−イソベンゾフラニル基、２−キノリル基、３−キノリル基、４−キノリル基、５−キノリル基、６−キノリル基、７−キノリル基、８−キノリル基、１−イソキノリル基、３−イソキノリル基、４−イソキノリル基、５−イソキノリル基、６−イソキノリル基、７−イソキノリル基、８−イソキノリル基、２−キノキサリニル基、５−キノキサリニル基、６−キノキサリニル基、１−カルバゾリル基、２−カルバゾリル基、３−カルバゾリル基、４−カルバゾリル基、１−フェナンスリジニル基、２−フェナンスリジニル基、３−フェナンスリジニル基、４−フェナンスリジニル基、６−フェナンスリジニル基、７−フェナンスリジニル基、８−フェナンスリジニル基、９−フェナンスリジニル基、１０−フェナンスリジニル基、１−アクリジニル基、２−アクリジニル基、３−アクリジニル基、４−アクリジニル基、９−アクリジニル基、１，７−フェナンスロリン−２−イル基、１，７−フェナンスロリン−３−イル基、１，７−フェナンスロリン−４−イル基、１，７−フェナンスロリン−５−イル基、１，７−フェナンスロリン−６−イル基、１，７−フェナンスロリン−８−イル基、１，７−フェナンスロリン−９−イル基、１，７−フェナンスロリン−１０−イル基、１，８−フェナンスロリン−２−イル基、１，８−フェナンスロリン−３−イル基、１，８−フェナンスロリン−４−イル基、１，８−フェナンスロリン−５−イル基、１，８−フェナンスロリン−６−イル基、１，８−フェナンスロリン−７−イル基、１，８−フェナンスロリン−９−イル基、１，８−フェナンスロリン−１０−イル基、１，９−フェナンスロリン−２−イル基、１，９−フェナンスロリン−３−イル基、１，９−フェナンスロリン−４−イル基、１，９−フェナンスロリン−５−イル基、１，９−フェナンスロリン−６−イル基、１，９−フェナンスロリン−７−イル基、１，９−フェナンスロリン−８−イル基、１，９−フェナンスロリン−１０−イル基、１，１０−フェナンスロリン−２−イル基、１，１０−フェナンスロリン−３−イル基、１，１０−フェナンスロリン−４−イル基、１，１０−フェナンスロリン−５−イル基、２，９−フェナンスロリン−１−イル基、２，９−フェナンスロリン−３−イル基、２，９−フェナンスロリン−４−イル基、２，９−フェナンスロリン−５−イル基、２，９−フェナンスロリン−６−イル基、２，９−フェナンスロリン−７−イル基、２，９−フェナンスロリン−８−イル基、２，９−フェナンスロリン−１０−イル基、２，８−フェナンスロリン−１−イル基、２，８−フェナンスロリン−３−イル基、２，８−フェナンスロリン−４−イル基、２，８−フェナンスロリン−５−イル基、２，８−フェナンスロリン−６−イル基、２，８−フェナンスロリン−７−イル基、２，８−フェナンスロリン−９−イル基、２，８−フェナンスロリン−１０−イル基、２，７−フェナンスロリン−１−イル基、２，７−フェナンスロリン−３−イル基、２，７−フェナンスロリン−４−イル基、２，７−フェナンスロリン−５−イル基、２，７−フェナンスロリン−６−イル基、２，７−フェナンスロリン−８−イル基、２，７−フェナンスロリン−９−イル基、２，７−フェナンスロリン−１０−イル基、１−フェナジニル基、２−フェナジニル基、１−フェノチアジニル基、２−フェノチアジニル基、３−フェノチアジニル基、４−フェノチアジニル基、１−フェノキサジニル基、２−フェノキサジニル基、３−フェノキサジニル基、４−フェノキサジニル基、２−オキサゾリル基、４−オキサゾリル基、５−オキサゾリル基、２−オキサジアゾリル基、５−オキサジアゾリル基、３−フラザニル基、２−チエニル基、３−チエニル基、２−メチルピロール−１−イル基、２−メチルピロール−３−イル基、２−メチルピロール−４−イル基、２−メチルピロール−５−イル基、３−メチルピロール−１−イル基、３−メチルピロール−２−イル基、３−メチルピロール−４−イル基、３−メチルピロール−５−イル基、２−ｔ−ブチルピロール−４−イル基、３−（２−フェニルプロピル）ピロール−１−イル基、２−メチル−１−インドリル基、４−メチル−１−インドリル基、２−メチル−３−インドリル基、４−メチル−３−インドリル基、２−ｔ−ブチル１−インドリル基、４−ｔ−ブチル１−インドリル基、２−ｔ−ブチル３−インドリル基、４−ｔ−ブチル３−インドリル基等が挙げられる。
置換もしくは無置換のアルキル基の例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｓ−ブチル基、イソブチル基、ｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基、ｎ−ヘプチル基、ｎ−オクチル基、ヒドロキシメチル基、１−ヒドロキシエチル基、２−ヒドロキシエチル基、２−ヒドロキシイソブチル基、１，２−ジヒドロキシエチル基、１，３−ジヒドロキシイソプロピル基、２，３−ジヒドロキシ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリヒドロキシプロピル基、クロロメチル基、１−クロロエチル基、２−クロロエチル基、２−クロロイソブチル基、１，２−ジクロロエチル基、１，３−ジクロロイソプロピル基、２，３−ジクロロ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリクロロプロピル基、ブロモメチル基、１−ブロモエチル基、２−ブロモエチル基、２−ブロモイソブチル基、１，２−ジブロモエチル基、１，３−ジブロモイソプロピル基、２，３−ジブロモ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリブロモプロピル基、ヨードメチル基、１−ヨードエチル基、２−ヨードエチル基、２−ヨードイソブチル基、１，２−ジヨードエチル基、１，３−ジヨードイソプロピル基、２，３−ジヨード−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリヨードプロピル基、アミノメチル基、１−アミノエチル基、２−アミノエチル基、２−アミノイソブチル基、１，２−ジアミノエチル基、１，３−ジアミノイソプロピル基、２，３−ジアミノ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリアミノプロピル基、シアノメチル基、１−シアノエチル基、２−シアノエチル基、２−シアノイソブチル基、１，２−ジシアノエチル基、１，３−ジシアノイソプロピル基、２，３−ジシアノ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリシアノプロピル基、ニトロメチル基、１−ニトロエチル基、２−ニトロエチル基、２−ニトロイソブチル基、１，２−ジニトロエチル基、１，３−ジニトロイソプロピル基、２，３−ジニトロ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリニトロプロピル基等が挙げられる。
置換もしくは無置換のアルケニル基の例としては、ビニル基、アリル基、１−ブテニル基、２−ブテニル基、３−ブテニル基、１，３−ブタンジエニル基、１−メチルビニル基、スチリル基、２，２−ジフェニルビニル基、１，２−ジフェニルビニル基、１−メチルアリル基、１，１−ジメチルアリル基、２−メチルアリル基、１−フェニルアリル基、２−フェニルアリル基、３−フェニルアリル基、３，３−ジフェニルアリル基、１，２−ジメチルアリル基、１−フェニル−１−ブテニル基、３−フェニル−１−ブテニル基等が挙げられる。
置換もしくは無置換のアルコキシ基は、−ＯＹで表される基であり、Ｙの例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｓ−ブチル基、イソブチル基、ｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基、ｎ−ヘプチル基、ｎ−オクチル基、ヒドロキシメチル基、１−ヒドロキシエチル基、２−ヒドロキシエチル基、２−ヒドロキシイソブチル基、１，２−ジヒドロキシエチル基、１，３−ジヒドロキシイソプロピル基、２，３−ジヒドロキシ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリヒドロキシプロピル基、クロロメチル基、１−クロロエチル基、２−クロロエチル基、２−クロロイソブチル基、１，２−ジクロロエチル基、１，３−ジクロロイソプロピル基、２，３−ジクロロ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリクロロプロピル基、ブロモメチル基、１−ブロモエチル基、２−ブロモエチル基、２−ブロモイソブチル基、１，２−ジブロモエチル基、１，３−ジブロモイソプロピル基、２，３−ジブロモ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリブロモプロピル基、ヨードメチル基、１−ヨードエチル基、２−ヨードエチル基、２−ヨードイソブチル基、１，２−ジヨードエチル基、１，３−ジヨードイソプロピル基、２，３−ジヨード−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリヨードプロピル基、アミノメチル基、１−アミノエチル基、２−アミノエチル基、２−アミノイソブチル基、１，２−ジアミノエチル基、１，３−ジアミノイソプロピル基、２，３−ジアミノ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリアミノプロピル基、シアノメチル基、１−シアノエチル基、２−シアノエチル基、２−シアノイソブチル基、１，２−ジシアノエチル基、１，３−ジシアノイソプロピル基、２，３−ジシアノ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリシアノプロピル基、ニトロメチル基、１−ニトロエチル基、２−ニトロエチル基、２−ニトロイソブチル基、１，２−ジニトロエチル基、１，３−ジニトロイソプロピル基、２，３−ジニトロ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリニトロプロピル基等が挙げられる。
置換もしくは無置換のアリール基の例としては、フェニル基、１−ナフチル基、２−ナフチル基、１−アントリル基、２−アントリル基、９−アントリル基、１−フェナントリル基、２−フェナントリル基、３−フェナントリル基、４−フェナントリル基、９−フェナントリル基、１−ナフタセニル基、２−ナフタセニル基、９−ナフタセニル基、１−ピレニル基、２−ピレニル基、４−ピレニル基、２−ビフェニルイル基、３−ビフェニルイル基、４−ビフェニルイル基、ｐ−ターフェニル−４−イル基、ｐ−ターフェニル−３−イル基、ｐ−ターフェニル−２−イル基、ｍ−ターフェニル−４−イル基、ｍ−ターフェニル−３−イル基、ｍ−ターフェニル−２−イル基、ｏ−トリル基、ｍ−トリル基、ｐ−トリル基、ｐ−ｔ−ブチルフェニル基、ｐ−（２−フェニルプロピル）フェニル基、３−メチル−２−ナフチル基、４−メチル−１−ナフチル基、４−メチル−１−アントリル基、４’−メチルビフェニルイル基、４”−ｔ−ブチル−ｐ−ターフェニル−４−イル基等が挙げられ、炭素数６〜１８のアリール基の例としては、フェニル基、ナフチル基、アントリル基、フェナントリル基、ナフタセニル基、ピレニル基等が好ましく挙げられる。
置換もしくは無置換の芳香族複素環基の例としては、１−ピロリル基、２−ピロリル基、３−ピロリル基、ピラジニル基、２−ピリジニル基、３−ピリジニル基、４−ピリジニル基、１−インドリル基、２−インドリル基、３−インドリル基、４−インドリル基、５−インドリル基、６−インドリル基、７−インドリル基、１−イソインドリル基、２−イソインドリル基、３−イソインドリル基、４−イソインドリル基、５−イソインドリル基、６−イソインドリル基、７−イソインドリル基、２−フリル基、３−フリル基、２−ベンゾフラニル基、３−ベンゾフラニル基、４−ベンゾフラニル基、５−ベンゾフラニル基、６−ベンゾフラニル基、７−ベンゾフラニル基、１−イソベンゾフラニル基、３−イソベンゾフラニル基、４−イソベンゾフラニル基、５−イソベンゾフラニル基、６−イソベンゾフラニル基、７−イソベンゾフラニル基、２−キノリル基、３−キノリル基、４−キノリル基、５−キノリル基、６−キノリル基、７−キノリル基、８−キノリル基、１−イソキノリル基、３−イソキノリル基、４−イソキノリル基、５−イソキノリル基、６−イソキノリル基、７−イソキノリル基、８−イソキノリル基、２−キノキサリニル基、５−キノキサリニル基、６−キノキサリニル基、１−カルバゾリル基、２−カルバゾリル基、３−カルバゾリル基、４−カルバゾリル基、９−カルバゾリル基、１−フェナンスリジニル基、２−フェナンスリジニル基、３−フェナンスリジニル基、４−フェナンスリジニル基、６−フェナンスリジニル基、７−フェナンスリジニル基、８−フェナンスリジニル基、９−フェナンスリジニル基、１０−フェナンスリジニル基、１−アクリジニル基、２−アクリジニル基、３−アクリジニル基、４−アクリジニル基、９−アクリジニル基、１，７−フェナンスロリン−２−イル基、１，７−フェナンスロリン−３−イル基、１，７−フェナンスロリン−４−イル基、１，７−フェナンスロリン−５−イル基、１，７−フェナンスロリン−６−イル基、１，７−フェナンスロリン−８−イル基、１，７−フェナンスロリン−９−イル基、１，７−フェナンスロリン−１０−イル基、１，８−フェナンスロリン−２−イル基、１，８−フェナンスロリン−３−イル基、１，８−フェナンスロリン−４−イル基、１，８−フェナンスロリン−５−イル基、１，８−フェナンスロリン−６−イル基、１，８−フェナンスロリン−７−イル基、１，８−フェナンスロリン−９−イル基、１，８−フェナンスロリン−１０−イル基、１，９−フェナンスロリン−２−イル基、１，９−フェナンスロリン−３−イル基、１，９−フェナンスロリン−４−イル基、１，９−フェナンスロリン−５−イル基、１，９−フェナンスロリン−６−イル基、１，９−フェナンスロリン−７−イル基、１，９−フェナンスロリン−８−イル基、１，９−フェナンスロリン−１０−イル基、１，１０−フェナンスロリン−２−イル基、１，１０−フェナンスロリン−３−イル基、１，１０−フェナンスロリン−４−イル基、１，１０−フェナンスロリン−５−イル基、２，９−フェナンスロリン−１−イル基、２，９−フェナンスロリン−３−イル基、２，９−フェナンスロリン−４−イル基、２，９−フェナンスロリン−５−イル基、２，９−フェナンスロリン−６−イル基、２，９−フェナンスロリン−７−イル基、２，９−フェナンスロリン−８−イル基、２，９−フェナンスロリン−１０−イル基、２，８−フェナンスロリン−１−イル基、２，８−フェナンスロリン−３−イル基、２，８−フェナンスロリン−４−イル基、２，８−フェナンスロリン−５−イル基、２，８−フェナンスロリン−６−イル基、２，８−フェナンスロリン−７−イル基、２，８−フェナンスロリン−９−イル基、２，８−フェナンスロリン−１０−イル基、２，７−フェナンスロリン−１−イル基、２，７−フェナンスロリン−３−イル基、２，７−フェナンスロリン−４−イル基、２，７−フェナンスロリン−５−イル基、２，７−フェナンスロリン−６−イル基、２，７−フェナンスロリン−８−イル基、２，７−フェナンスロリン−９−イル基、２，７−フェナンスロリン−１０−イル基、１−フェナジニル基、２−フェナジニル基、１−フェノチアジニル基、２−フェノチアジニル基、３−フェノチアジニル基、４−フェノチアジニル基、１０−フェノチアジニル基、１−フェノキサジニル基、２−フェノキサジニル基、３−フェノキサジニル基、４−フェノキサジニル基、１０−フェノキサジニル基、２−オキサゾリル基、４−オキサゾリル基、５−オキサゾリル基、２−オキサジアゾリル基、５−オキサジアゾリル基、３−フラザニル基、２−チエニル基、３−チエニル基、２−メチルピロール−１−イル基、２−メチルピロール−３−イル基、２−メチルピロール−４−イル基、２−メチルピロール−５−イル基、３−メチルピロール−１−イル基、３−メチルピロール−２−イル基、３−メチルピロール−４−イル基、３−メチルピロール−５−イル基、２−ｔ−ブチルピロール−４−イル基、３−（２−フェニルプロピル）ピロール−１−イル基、２−メチル−１−インドリル基、４−メチル−１−インドリル基、２−メチル−３−インドリル基、４−メチル−３−インドリル基、２−ｔ−ブチル１−インドリル基、４−ｔ−ブチル１−インドリル基、２−ｔ−ブチル３−インドリル基、４−ｔ−ブチル３−インドリル基等が挙げられる。
置換もしくは無置換のアラルキル基の例としては、ベンジル基、１−フェニルエチル基、２−フェニルエチル基、１−フェニルイソプロピル基、２−フェニルイソプロピル基、フェニル−ｔ−ブチル基、α−ナフチルメチル基、１−α−ナフチルエチル基、２−α−ナフチルエチル基、１−α−ナフチルイソプロピル基、２−α−ナフチルイソプロピル基、β−ナフチルメチル基、１−β−ナフチルエチル基、２−β−ナフチルエチル基、１−β−ナフチルイソプロピル基、２−β−ナフチルイソプロピル基、１−ピロリルメチル基、２−（１−ピロリル）エチル基、ｐ−メチルベンジル基、ｍ−メチルベンジル基、ｏ−メチルベンジル基、ｐ−クロロベンジル基、ｍ−クロロベンジル基、ｏ−クロロベンジル基、ｐ−ブロモベンジル基、ｍ−ブロモベンジル基、ｏ−ブロモベンジル基、ｐ−ヨードベンジル基、ｍ−ヨードベンジル基、ｏ−ヨードベンジル基、ｐ−ヒドロキシベンジル基、ｍ−ヒドロキシベンジル基、ｏ−ヒドロキシベンジル基、ｐ−アミノベンジル基、ｍ−アミノベンジル基、ｏ−アミノベンジル基、ｐ−ニトロベンジル基、ｍ−ニトロベンジル基、ｏ−ニトロベンジル基、ｐ−シアノベンジル基、ｍ−シアノベンジル基、ｏ−シアノベンジル基、１−ヒドロキシ−２−フェニルイソプロピル基、１−クロロ−２−フェニルイソプロピル基等が挙げられる。
置換もしくは無置換のアリールオキシ基は、−ＯＺと表され、Ｚの例としてはフェニル基、１−ナフチル基、２−ナフチル基、１−アントリル基、２−アントリル基、９−アントリル基、１−フェナントリル基、２−フェナントリル基、３−フェナントリル基、４−フェナントリル基、９−フェナントリル基、１−ナフタセニル基、２−ナフタセニル基、９−ナフタセニル基、１−ピレニル基、２−ピレニル基、４−ピレニル基、２−ビフェニルイル基、３−ビフェニルイル基、４−ビフェニルイル基、ｐ−ターフェニル−４−イル基、ｐ−ターフェニル−３−イル基、ｐ−ターフェニル−２−イル基、ｍ−ターフェニル−４−イル基、ｍ−ターフェニル−３−イル基、ｍ−ターフェニル−２−イル基、ｏ−トリル基、ｍ−トリル基、ｐ−トリル基、ｐ−ｔ−ブチルフェニル基、ｐ−（２−フェニルプロピル）フェニル基、３−メチル−２−ナフチル基、４−メチル−１−ナフチル基、４−メチル−１−アントリル基、４’−メチルビフェニルイル基、４”−ｔ−ブチル−ｐ−ターフェニル−４−イル基、２−ピロリル基、３−ピロリル基、ピラジニル基、２−ピリジニル基、３−ピリジニル基、４−ピリジニル基、２−インドリル基、３−インドリル基、４−インドリル基、５−インドリル基、６−インドリル基、７−インドリル基、１−イソインドリル基、３−イソインドリル基、４−イソインドリル基、５−イソインドリル基、６−イソインドリル基、７−イソインドリル基、２−フリル基、３−フリル基、２−ベンゾフラニル基、３−ベンゾフラニル基、４−ベンゾフラニル基、５−ベンゾフラニル基、６−ベンゾフラニル基、７−ベンゾフラニル基、１−イソベンゾフラニル基、３−イソベンゾフラニル基、４−イソベンゾフラニル基、５−イソベンゾフラニル基、６−イソベンゾフラニル基、７−イソベンゾフラニル基、２−キノリル基、３−キノリル基、４−キノリル基、５−キノリル基、６−キノリル基、７−キノリル基、８−キノリル基、１−イソキノリル基、３−イソキノリル基、４−イソキノリル基、５−イソキノリル基、６−イソキノリル基、７−イソキノリル基、８−イソキノリル基、２−キノキサリニル基、５−キノキサリニル基、６−キノキサリニル基、１−カルバゾリル基、２−カルバゾリル基、３−カルバゾリル基、４−カルバゾリル基、１−フェナンスリジニル基、２−フェナンスリジニル基、３−フェナンスリジニル基、４−フェナンスリジニル基、６−フェナンスリジニル基、７−フェナンスリジニル基、８−フェナンスリジニル基、９−フェナンスリジニル基、１０−フェナンスリジニル基、１−アクリジニル基、２−アクリジニル基、３−アクリジニル基、４−アクリジニル基、９−アクリジニル基、１，７−フェナンスロリン−２−イル基、１，７−フェナンスロリン−３−イル基、１，７−フェナンスロリン−４−イル基、１，７−フェナンスロリン−５−イル基、１，７−フェナンスロリン−６−イル基、１，７−フェナンスロリン−８−イル基、１，７−フェナンスロリン−９−イル基、１，７−フェナンスロリン−１０−イル基、１，８−フェナンスロリン−２−イル基、１，８−フェナンスロリン−３−イル基、１，８−フェナンスロリン−４−イル基、１，８−フェナンスロリン−５−イル基、１，８−フェナンスロリン−６−イル基、１，８−フェナンスロリン−７−イル基、１，８−フェナンスロリン−９−イル基、１，８−フェナンスロリン−１０−イル基、１，９−フェナンスロリン−２−イル基、１，９−フェナンスロリン−３−イル基、１，９−フェナンスロリン−４−イル基、１，９−フェナンスロリン−５−イル基、１，９−フェナンスロリン−６−イル基、１，９−フェナンスロリン−７−イル基、１，９−フェナンスロリン−８−イル基、１，９−フェナンスロリン−１０−イル基、１，１０−フェナンスロリン−２−イル基、１，１０−フェナンスロリン−３−イル基、１，１０−フェナンスロリン−４−イル基、１，１０−フェナンスロリン−５−イル基、２，９−フェナンスロリン−１−イル基、２，９−フェナンスロリン−３−イル基、２，９−フェナンスロリン−４−イル基、２，９−フェナンスロリン−５−イル基、２，９−フェナンスロリン−６−イル基、２，９−フェナンスロリン−７−イル基、２，９−フェナンスロリン−８−イル基、２，９−フェナンスロリン−１０−イル基、２，８−フェナンスロリン−１−イル基、２，８−フェナンスロリン−３−イル基、２，８−フェナンスロリン−４−イル基、２，８−フェナンスロリン−５−イル基、２，８−フェナンスロリン−６−イル基、２，８−フェナンスロリン−７−イル基、２，８−フェナンスロリン−９−イル基、２，８−フェナンスロリン−１０−イル基、２，７−フェナンスロリン−１−イル基、２，７−フェナンスロリン−３−イル基、２，７−フェナンスロリン−４−イル基、２，７−フェナンスロリン−５−イル基、２，７−フェナンスロリン−６−イル基、２，７−フェナンスロリン−８−イル基、２，７−フェナンスロリン−９−イル基、２，７−フェナンスロリン−１０−イル基、１−フェナジニル基、２−フェナジニル基、１−フェノチアジニル基、２−フェノチアジニル基、３−フェノチアジニル基、４−フェノチアジニル基、１−フェノキサジニル基、２−フェノキサジニル基、３−フェノキサジニル基、４−フェノキサジニル基、２−オキサゾリル基、４−オキサゾリル基、５−オキサゾリル基、２−オキサジアゾリル基、５−オキサジアゾリル基、３−フラザニル基、２−チエニル基、３−チエニル基、２−メチルピロール−１−イル基、２−メチルピロール−３−イル基、２−メチルピロール−４−イル基、２−メチルピロール−５−イル基、３−メチルピロール−１−イル基、３−メチルピロール−２−イル基、３−メチルピロール−４−イル基、３−メチルピロール−５−イル基、２−ｔ−ブチルピロール−４−イル基、３−（２−フェニルプロピル）ピロール−１−イル基、２−メチル−１−インドリル基、４−メチル−１−インドリル基、２−メチル−３−インドリル基、４−メチル−３−インドリル基、２−ｔ−ブチル１−インドリル基、４−ｔ−ブチル１−インドリル基、２−ｔ−ブチル３−インドリル基、４−ｔ−ブチル３−インドリル基等が挙げられる。
置換もしくは無置換のアルコキシカルボニル基は−ＣＯＯＹと表され、Ｙの例としてはメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｓ−ブチル基、イソブチル基、ｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基、ｎ−ヘプチル基、ｎ−オクチル基、ヒドロキシメチル基、１−ヒドロキシエチル基、２−ヒドロキシエチル基、２−ヒドロキシイソブチル基、１，２−ジヒドロキシエチル基、１，３−ジヒドロキシイソプロピル基、２，３−ジヒドロキシ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリヒドロキシプロピル基、クロロメチル基、１−クロロエチル基、２−クロロエチル基、２−クロロイソブチル基、１，２−ジクロロエチル基、１，３−ジクロロイソプロピル基、２，３−ジクロロ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリクロロプロピル基、ブロモメチル基、１−ブロモエチル基、２−ブロモエチル基、２−ブロモイソブチル基、１，２−ジブロモエチル基、１，３−ジブロモイソプロピル基、２，３−ジブロモ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリブロモプロピル基、ヨードメチル基、１−ヨードエチル基、２−ヨードエチル基、２−ヨードイソブチル基、１，２−ジヨードエチル基、１，３−ジヨードイソプロピル基、２，３−ジヨード−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリヨードプロピル基、アミノメチル基、１−アミノエチル基、２−アミノエチル基、２−アミノイソブチル基、１，２−ジアミノエチル基、１，３−ジアミノイソプロピル基、２，３−ジアミノ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリアミノプロピル基、シアノメチル基、１−シアノエチル基、２−シアノエチル基、２−シアノイソブチル基、１，２−ジシアノエチル基、１，３−ジシアノイソプロピル基、２，３−ジシアノ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリシアノプロピル基、ニトロメチル基、１−ニトロエチル基、２−ニトロエチル基、２−ニトロイソブチル基、１，２−ジニトロエチル基、１，３−ジニトロイソプロピル基、２，３−ジニトロ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリニトロプロピル基等が挙げられる。
置換もしくは無置換のアルキルアミノ基の例としては、前記アルキル基の具体例で置換されたアミノ基等が挙げられる。
置換もしくは無置換のアラルキルアミノ基の例としては、前記アラルキル基の具体例で置換されたアミノ基等が挙げられる。
置換もしくは無置換のアルキレン基としては、前記アルキル基の例を２価の基としたものが挙げられる。
置換もしくは無置換のアリーレン基としては、前記アリール基の例を２価の基としたものが挙げられる。
また、環を形成する場合の２価基の例としては、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、ジフェニルメタン−２，２’−ジイル基、ジフェニルエタン−３，３’−ジイル基、ジフェニルプロパン−４，４’−ジイル基等が挙げられる。
前記各基の置換基としては、例えば、水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、アミノ基、ニトロ基、シアノ基、アルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、アリール基、芳香族複素環基、アラルキル基、アリールオキシ基、アルコキシカルボニル基、又はカルボキシル基等が挙げられ、具体例としては前記と同様のものが挙げられる。
本発明の有機ＥＬ素子において，発光層のホスト材料の３重項エネルギーが２．５２ｅＶ以上であると赤色発光が可能であることから好ましい。また、発光層のホスト材料の３重項エネルギーが２．７６ｅＶ以上であると青色発光させる能力が高いため好ましく、２．８５ｅＶ以上であるとさらに好ましい。さらに、発光層のホスト材料の３重項エネルギーが３．７０以下であると、発光層のホスト材料に正孔又は電子が注入され易いことから好ましい。
また、前記発光層のホスト材料が電子輸送性であると好ましい。本発明において、ホスト材料が、電子輸送性であるとは、下記（１）又は（２）のいずれかであることをいう。
（１）発光層中のホスト材料の電子移動度が１０^−６ｃｍ^２／Ｖｓ以上である化合物であること。電子移動度に関しては飛行時間法（ＴＯＦ）又は空間電荷制限電流の過渡測定により計測することができる。ＴＯＦ法については、シンセティックメタルズ（Ｓｙｎｔｈ．Ｍｅｔ．）１１１／１１２，（２０００）３３１頁に記載され、空間電荷制限電流の過渡測定については、ＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＴｒａｎｓｐｏｒｔｉｎＳｏｌｉｄｓ，ＰｅｒｇａｍｏｎＰｒｅｓｓ，１９８１年、第３４６〜３４８頁の記載が参照できる。
（２）発光層の陽極側の領域における正孔と電子の再結合が陰極側における再結合より起こりやすいこと。これは発光層の領域を２分して、（陰極／電子注入層／陰極側発光層／陽極側発光層／正孔輸送層／陽極側）という層構成とした場合において、陽極側発光層のみに燐光発光性化合物を添加した素子ＡＮと陰極側発光層のみに燐光発光性化合物を添加した素子ＣＡを比較した場合、素子ＡＮの方が発光効率が大きい場合に相当する。その際、電子注入層や正孔輸送層により発光層の励起状態が消光しない様に留意すべきである。
なお、前記電子輸送性とは正孔輸送性がないことを意味しない。したがって電子輸送性であるが、正孔移動度を計測した際、１０^−７ｃｍ^２／Ｖｓより大きい値でも電子輸送性といえる場合がある。
従来、発光層のホスト材料として用いられてきたポリビニルカルバゾールやビスカルバゾールなどのポリカルバゾール化合物は、一般的に正孔輸送性であり、電子の輸送能力は小さい。このような正孔輸送性材料をホスト材料として用いると発光層の陰極側の界面付近が主たる再結合領域となる。この場合、発光層と陰極の間に電子注入層を介在させ、電子注入層にエネルギーギャップが発光層を形成するホスト材料のエネルギーギャップより小さい電子輸送材料を含有させると、発光層の陰極側界面付近を中心として生じた励起状態が、電子注入層により失活し、効率が極めて低なる。また、電子注入層を形成する電子輸送材料の３重項エネルギーが発光層を形成するホスト材料の３重項エネルギーより小さい場合でも発光層の陰極側界面を中心として生じた励起状態が、電子注入層により失活し、効率の極めて低くなる。
これに対し、発光層を形成するホスト材料を電子輸送性であるか、又は発光層を電子輸送性とすることで、電子と正孔が再結合する領域が電子注入層と発光層との界面から離れ、失活を防ぐことができる。
さらに、本発明において、発光層のホスト材料が電子欠乏性の含窒素５員環誘導体又は含窒素６員環誘導体であると好ましい。ここで、電子欠乏性とは、例えば、６π芳香族環の炭素を１つ以上窒素に変えたものであることを言う。
前記含窒素５員環誘導体は、イミダゾール、ベンゾイミダゾール、トリアゾール、テトラゾール、オキサジアゾール、チアジアゾール、オキサトリアゾール及びチアトリアゾールの中から選ばれる少なくとも１種類の骨格を有するものであると好ましく、イミダゾール、ベンゾイミダゾールの骨格を有するものであるとさらに好ましい。
前記含窒素６員環誘導体は、トリアジン、キノキサリン、キノリン、ベンツピリミジン、ピリジン、ピラジン及びピリミジンの中から選ばれる少なくとも１種類の骨格を有するものであると好ましく、トリアジン、ピリミジンの骨格を有するものであるとさらに好ましい。
特に、前記発光層中のホスト材料としては、下記一般式（５）又は（６）で表されるものが好ましい。
（Ｃｚ−）_ｍＡ（５）
（式中、Ｃｚは、置換もしくは無置換のカルバゾリル基、又は置換もしくは無置換のアザカルバゾリル基である。Ａは、アリール置換含窒素環基、ジアリール置換含窒素環基、又はトリアリール置換含窒素環基である。ｍは１〜３の整数である。）
一般式（５）は、具体的にはｍの値により以下のように表される。

Ｃｚ−Ａ_ｎ（６）
（式中、Ｃｚは、置換もしくは無置換のカルバゾリル基、又は置換もしくは無置換のアザカルバゾリル基である。Ａは、アリール置換含窒素環基、ジアリール置換含窒素環基、又はトリアリール置換含窒素環基である。ｎは１〜３の整数である。）
一般式（６）は、具体的にはｎの値により以下のように表される。

一般式（５）及び（６）において、好ましい含窒素環としては、ピリジン、キノリン、ピラジン、ピリミジン、キノキサリン、トリアジン、イミダゾール、イミダゾピリジンなどである。
また、一般式（５）及び（６）においては、Ｃｚの部位でイオン化ポテンシャルの値が決まり、その値は５．６ｅＶ〜５．８ｅＶである。
好ましい一般式（５）及び（６）の具体例を以下に示すが、何ら下記の化合物に限定されるものではない。

本発明の有機ＥＬ素子において、発光層中に含まれる燐光性の発光材料としては、素子の外部量子効率をより向上させることができる点で有機金属錯体が好ましく、パラジウム錯体、イリジウム錯体、オスミウム錯体および白金錯体が好ましく、イリジウム錯体および白金錯体がより好ましく、オルトメタル化イリジウム錯体が最も好ましい。
好ましい有機金属錯体の具体例を以下に示すが、何ら下記の化合物に限定されるものではない。

また、本発明の有機ＥＬ素子は、電子注入層を有すると好ましく、電子注入層に含まれる電子輸送材料としては含窒素錯体が好ましく、含窒素錯体としては、単一の種類の含窒素環誘導体が配位した金属錯体であり、前記含窒素環が、キノリン、フェニルピリジン、ベンゾキノリン又はフェナントロリンであると好ましい。また、前記金属錯体が、キノリノールの金属錯体又はその誘導体であると好ましい。具体的には８−キノリノール誘導体を配位子とする金属錯体、例えばトリス（８−キノリノール）Ａｌ錯体、トリス（５，７−ジクロロ−８−キノリノール）Ａｌ錯体、トリス（５，７−ジブロモ−８−キノリノール）Ａｌ錯体、トリス（２−メチル−８−キノリノール）Ａｌ錯体、トリス（５−メチル−８−キノリノール）Ａｌ錯体、トリス（８−キノリノール）Ｚｎ錯体、トリス（８−キノリノール）Ｉｎ錯体、トリス（８−キノリノール）Ｍｇ錯体、トリス（８−キノリノール）Ｃｕ錯体、トリス（８−キノリノール）Ｃａ錯体、トリス（８−キノリノール）Ｓｎ錯体、トリス（８−キノリノール）Ｇａ錯体、トリス（８−キノリノール）Ｐｂ錯体等の１種単独または２種以上の組み合わせが挙げられる。
これらの金属錯体は、エネルギーギャップが小さいので陰極からの電子注入性に優れ、電子輸送に対する耐久性も高く、長寿命の素子を与えることができる。
これらの金属錯体の具体例としては、以下に示すものが挙げられる。

本発明の有機ＥＬ素子は、前記発光層と前記正孔輸送層との界面に、電子と正孔が再結合する領域又は発光する領域を有すると好ましい。この領域において、再結合又は発光するとは、界面領域に燐光性発光材料を添加した場合に、界面付近以外の領域に添加した場合に比べて発光効率が向上する場合をいう。
以下、本発明の有機ＥＬ素子の一般的素子構成について説明する。
本発明の有機ＥＬ素子の素子構成としては、陽極／正孔輸送層／発光層／陰極、陽極／正孔輸送層／発光層／電子注入層／陰極、陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子注入層／陰極、陽極／絶縁層／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子注入層／陰極等の構造が挙げられる。
本発明の有機ＥＬ素子は、電子注入層と陰極との間に絶縁体や半導体で構成される無機化合物層や電子輸送層を設けてもよい。これらの層は、電流のリークを有効に防止して、電子注入性を向上させることができる。
このような絶縁体としては、アルカリ金属カルコゲナイド、アルカリ土類金属カルコゲナイド、アルカリ金属のハロゲン化物及びアルカリ土類金属のハロゲン化物からなる群から選択される少なくとも一つの金属化合物を使用するのが好ましい。電子輸送層がこれらのアルカリ金属カルコゲナイド等で構成されていれば、電子注入性をさらに向上させることができる点で好ましい。具体的に、好ましいアルカリ金属カルコゲナイドとしては、例えば、Ｌｉ_２Ｏ、ＬｉＯ、Ｎａ_２Ｓ、Ｎａ_２Ｓｅ、ＮａＯ等が挙げられ、好ましいアルカリ土類金属カルコゲナイドとしては、例えば、ＣａＯ、ＢａＯ、ＳｒＯ、ＢｅＯ、ＢａＳ、ＣａＳｅが挙げられる。また、好ましいアルカリ金属のハロゲン化物としては、例えば、ＬｉＦ、ＮａＦ、ＫＦ、ＬｉＣｌ、ＫＣｌ、ＮａＣｌ等が挙げられる。また、好ましいアルカリ土類金属のハロゲン化物としては、例えば、ＣａＦ_２、ＢａＦ_２、ＳｒＦ_２、ＭｇＦ_２、ＢｅＦ_２等のフッ化物や、フッ化物以外のハロゲン化物が挙げられる。
半導体としては、Ｂａ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｙｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｃｄ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｔａ、Ｓｂ及びＺｎの少なくとも一つの元素を含む酸化物、窒化物又は酸化窒化物等の一種単独又は二種以上の組み合わせが挙げられる。また、電子輸送層を構成する無機化合物が、微結晶又は非晶質の絶縁性薄膜であることが好ましい。電子輸送層がこれらの絶縁性薄膜で構成されていれば、より均質な薄膜が形成されるために、ダークスポット等の画素欠陥を減少させることができる。なお、このような無機化合物としては、上述したアルカリ金属カルコゲナイド、アルカリ土類金属カルコゲナイド、アルカリ金属のハロゲン化物及びアルカリ土類金属のハロゲン化物等が挙げられる。
また、本発明の有機ＥＬ素子は、陰極に接する層が還元性ドーパントを含有すると好ましく、還元性ドーパントの仕事関数が、２．９ｅＶ以下であると好ましい。この還元性ドーパントは、電子注入効率を上昇させる化合物と定義され。該還元性ドーパントは、含有される電子注入層又は界面領域の少なくとも一部を還元しアニオン化する。
界面領域への還元性ドーパントの添加形態としては、層状又は島状に形成すると好ましい。この還元性ドーパントとしては、アルカリ金属、アルカリ金属錯体、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属、アルカリ土類金属錯体、アルカリ土類金属化合物、希土類金属、希土類金属錯体、希土類金属化合物から選ばれた少なくとも一種類を用いると好ましい。前記アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物、及び希土類金属化合物としては、それぞれの酸化物やハロゲン化物が挙げられる。
前記アルカリ金属としては、Ｎａ（仕事関数：２．３６ｅＶ）、Ｋ（仕事関数：２．２８ｅＶ）、Ｒｂ（仕事関数：２．１６ｅＶ）、Ｃｓ（仕事関数：１．９５ｅＶ）等が挙げられ、仕事関数が２．９ｅＶ以下のものが特に好ましい。これらのうち好ましくはＫ、Ｒｂ、Ｃｓ、さらに好ましくはＲｂ又はＣｓであり、最も好ましくはＣｓである。
前記アルカリ土類金属としては、Ｃａ（仕事関数：２．９ｅＶ）、Ｓｒ（仕事関数：２．０〜２．５ｅＶ）、Ｂａ（仕事関数：２．５２ｅＶ）等が挙げられ、仕事関数が２．９ｅＶ以下のものが特に好ましい。
前記希土類金属としては、Ｓｃ、Ｙ、Ｃｅ、Ｔｂ、Ｙｂ等が挙げられ、仕事関数が２．９ｅＶ以下のものが特に好ましい。
以上の金属のうち好ましい金属は、特に還元能力が高く、電子注入域への比較的少量の添加により、有機ＥＬ素子における発光輝度の向上や長寿命化が可能である。
前記アルカリ金属化合物としては、Ｌｉ_２Ｏ、Ｃｓ_２Ｏ、Ｋ_２Ｏ等のアルカリ酸化物、ＬｉＦ、ＮａＦ、ＣｓＦ、ＫＦ等のアルカリハロゲン化物等が挙げられ、ＬｉＦ、Ｌｉ_２Ｏ、ＮａＦのアルカリ酸化物又はアルカリフッ化物が好ましい。
前記アルカリ土類金属化合物としては、ＢａＯ、ＳｒＯ、ＣａＯ及びこれらを混合したＢａ_ｘＳｒ_１−ｘＯ（０＜ｘ＜１）や、Ｂａ_ｘＣａ_１−ｘＯ（０＜ｘ＜１）等が挙げられ、ＢａＯ、ＳｒＯ、ＣａＯが好ましい。
前記希土類金属化合物としては、ＹｂＦ_３、ＳｃＦ_３、ＳｃＯ_３、Ｙ_２Ｏ_３、Ｃｅ_２Ｏ_３、ＧｄＦ_３、ＴｂＦ_３等が挙げられ、ＹｂＦ_３、ＳｃＦ_３、ＴｂＦ_３が好ましい。
前記アルカリ金属錯体、アルカリ土類金属錯体、希土類金属錯体としては、それぞれ金属イオンとしてアルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオン、希土類金属イオンの少なくとも一つ含有するものであれば特に限定はない。また、配位子にはキノリノール、ベンゾキノリノール、アクリジノール、フェナントリジノール、ヒドロキシフェニルオキサゾール、ヒドロキシフェニルチアゾール、ヒドロキシジアリールオキサジアゾール、ヒドロキシジアリールチアジアゾール、ヒドロキシフェニルピリジン、ヒドロキシフェニルベンゾイミダゾール、ヒドロキシベンゾトリアゾール、ヒドロキシフルボラン、ビピリジル、フェナントロリン、フタロシアニン、ポルフィリン、シクロペンタジエン、β−ジケトン類、アゾメチン類、及びそれらの誘導体などが好ましいが、これらに限定されるものではない。
還元性ドーパントを有する層の形成方法としては、抵抗加熱蒸着法により還元性ドーパントを蒸着しながら、界面領域を形成する発光材料や電子注入材料である有機物を同時に蒸着させ、有機物中に還元ドーパントを分散する方法が好ましい。分散濃度としてはモル比で有機物：還元性ドーパント＝１００：１〜１：１００、好ましくは５：１〜１：５である。還元性ドーパントを層状に形成する場合は、界面の有機層である発光材料や電子注入材料を層状に形成した後に、還元ドーパントを単独で抵抗加熱蒸着法により蒸着し、好ましくは層の厚み０．１〜１５ｎｍで形成する。還元性ドーパントを島状に形成する場合は、界面の有機層である発光材料や電子注入材料を島状に形成した後に、還元ドーパントを単独で抵抗加熱蒸着法により蒸着し、好ましくは島の厚み０．０５〜１ｎｍで形成する。
本発明の有機ＥＬ素子において、正孔輸送層は前述の説明の通りである。また、本発明の有機ＥＬ素子は、さらに、正孔注入層を有していてもよく、このような正孔注入層としては、より低い電界強度で正孔を発光層に輸送する材料が好ましく、さらに正孔の移動度が、例えば１０^４〜１０^６Ｖ／ｃｍの電界印加時に、少なくとも１０^−４ｃｍ^２／Ｖ・秒であれば好ましく、従来、光導伝材料において正孔の電荷輸送材料として慣用されているものや、有機ＥＬ素子の正孔注入層に使用される公知のものの中から任意のものを選択して用いることができる。
正孔注入材料としては、正孔を輸送する能力を持ち、陽極からの正孔注入効果、発光層又は発光材料に対して優れた正孔注入効果を有し、発光層で生成した励起子の電子注入層又は電子注入材料への移動を防止し、かつ薄膜形成能力の優れた化合物が好ましい。具体的には、フタロシアニン誘導体、ナフタロシアニン誘導体、ポルフィリン誘導体、オキサゾール、オキサジアゾール、トリアゾール、イミダゾール、イミダゾロン、イミダゾールチオン、ピラゾリン、ピラゾロン、テトラヒドロイミダゾール、オキサゾール、オキサジアゾール、ヒドラゾン、アシルヒドラゾン、ポリアリールアルカン、スチルベン、ブタジエン、ベンジジン型トリフェニルアミン、スチリルアミン型トリフェニルアミン、ジアミン型トリフェニルアミン等と、それらの誘導体、及びポリビニルカルバゾール、ポリシラン、導電性高分子等の高分子材料が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
これらの正孔注入材料の中で、さらに効果的な正孔注入材料は、芳香族三級アミン誘導体又はフタロシアニン誘導体である。芳香族三級アミン誘導体の具体例としては、トリフェニルアミン、トリトリルアミン、トリルジフェニルアミン、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−（３−メチルフェニル）−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−（４−メチルフェニル）−１，１’−フェニル−４，４’−ジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−（４−メチルフェニル）−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ジナフチル−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン、Ｎ，Ｎ’−（メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−（４−ｎ−ブチルフェニル）−フェナントレン−９，１０−ジアミン、Ｎ，Ｎ−ビス（４−ジ−４−トリルアミノフェニル）−４−フェニル−シクロヘキサン等、又はこれらの芳香族三級アミン骨格を有したオリゴマーもしくはポリマーであるが、これらに限定されるものではない。フタロシアニン（Ｐｃ）誘導体の具体例は、Ｈ_２Ｐｃ、ＣｕＰｃ、ＣｏＰｃ、ＮｉＰｃ、ＺｎＰｃ、ＰｄＰｃ、ＦｅＰｃ、ＭｎＰｃ、ＣｌＡｌＰｃ、ＣｌＧａＰｃ、ＣｌＩｎＰｃ、ＣｌＳｎＰｃ、Ｃｌ_２ＳｉＰｃ、（ＨＯ）ＡｌＰｃ、（ＨＯ）ＧａＰｃ、ＶＯＰｃ、ＴｉＯＰｃ、ＭｏＯＰｃ、ＧａＰｃ−Ｏ−ＧａＰｃ等のフタロシアニン誘導体及びナフタロシアニン誘導体であるが、これらに限定されるものではない。
さらに、有機ＥＬ素子の陽極は、正孔を正孔輸送層又は発光層に注入する役割を担うものであり、４．５ｅＶ以上の仕事関数を有すると効果的である。本発明に用いられる陽極材料の具体例としては、酸化インジウム錫合金（ＩＴＯ）、酸化錫（ＮＥＳＡ）、金、銀、白金、銅等が挙げられる。また、陰極としては、電子輸送層又は発光層に電子を注入するために、仕事関数の小さい材料が好ましい。陰極の材料は特に限定されないが、具体的にはインジウム、アルミニウム、マグネシウム、マグネシウム−インジウム合金、マグネシウム−アルミニウム合金、アルミニウム−リチウム合金、アルミニウム−スカンジウム−リチウム合金、マグネシウム−銀合金等が挙げられる。
本発明の有機ＥＬ素子における各層の形成方法は特に限定されず、従来公知の真空蒸着法、スピンコーティング法等による形成方法を用いることができる。本発明の有機ＥＬ素子に用いる有機薄膜層は、真空蒸着法、分子線蒸着法（ＭＢＥ法）あるいは溶媒に解かした溶液のディッピング法、スピンコーティング法、キャスティング法、バーコート法、ロールコート法等の塗布法による公知の方法で形成することができる。
本発明の有機ＥＬ素子における各有機薄膜層の膜厚は特に制限されないが、一般に膜厚が薄すぎるとピンホール等の欠陥が生じやすく、逆に厚すぎると高い印加電圧が必要となり効率が悪くなるため、通常は数ｎｍから１μｍの範囲が好ましい。
次に、実施例を用いて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
測定例
実施例及び比較例で用いる正孔輸送材料の３重項エネルギー、正孔移動度及びイオン化ポテンシャルは、以下のようにして測定した。それらの結果を表１に示す。
（１）３重項エネルギーの測定
最低励起３重項エネルギー準位Ｔ１を測定した。すなわち、試料の燐光スペクトルを測定し（１０μｍｏｌ／リットルＥＰＡ（ジエチルエーテル：イソペンタン：エタノール＝５：５：２容積比）溶液、７７Ｋ、石英セル、ＳＰＥＸ社ＦＬＵＯＲＯＬＯＧＩＩ）、燐光スペクトルの短波長側の立ち上がりに対して接線を引き横軸との交点である波長（発光端）を求めた。この波長をエネルギー値に換算した。
（２）正孔移動度の測定
飛行時間法（ＴＯＦ）により正孔移動度を測定した。試料の正孔輸送材料を膜厚２．５μｍでＩＴＯ基板上に成膜し、さらに対向する電極としてＡｌを設けた。両電極間に、電界強度０．１〜０．６ＭＶ／ｃｍで電圧を印可し、Ｎ_２レーザー光（パルス幅２ｎｓ）を照射し、生じる電流をストレージオシロスコープ（測定周波数帯域３００ＭＨｚ）にて測定した。通常の解析方法に従い光電流の肩が生じる時間（光電流が減衰する時間）τより、μ＝ｄ／（τ・Ｅ）（μは正孔移動度、Ｅは電界強度、ｄは膜厚）の式で正孔移動度を測定した。
（３）イオン化ポテンシャルの測定
理研計器社製、大気下光電子分光装置ＡＣ−１にて材料粉末を用い測定した。

２５ｍｍ×７５ｍｍ×１．１ｍｍ厚のＩＴＯ透明電極付きガラス基板（ジオマティック社製）をイソプロピルアルコール中で超音波洗浄を５分間行なった後、ＵＶオゾン洗浄を３０分間行なった。洗浄後の透明電極付きガラス基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに装着し、まず透明電極が形成されている側の面上に前記透明電極を覆うようにして膜厚１０ｎｍの銅フタロシアニン膜（以下「ＣｕＰｃ膜」と略記する。）を成膜した。このＣｕＰｃ膜は、正孔注入層として機能する。ＣｕＰｃ膜上に正孔輸送材料として膜厚３０ｎｍの上記ＴＰＡＣを成膜した。このＴＰＡＣ膜は正孔輸送層として機能する。さらに、ＴＰＡＣ膜上に膜厚３０ｎｍの下記化合物ＰＢ１０２をホスト材料として蒸着し発光層を成膜した。同時に燐光性のＩｒ金属錯体として上記（Ｋ−３）を添加した。（Ｋ−３）の濃度は発光層中７重量％である。この膜は、発光層として機能する。この膜上に膜厚１０ｎｍの（１，１’−ビスフェニル）−４−オラート）ビス（２−メチル−８−キノリノラート）アルミニウム（上記（Ａ−７））を成膜した。この（Ａ−７）膜は、電子注入層として機能する。この後、還元性ドーパントであるＬｉ（Ｌｉ源：サエスゲッター社製）と化合物（Ａ−７）を二元蒸着させ、陰極側の電子注入層として（Ａ−７）：Ｌｉ膜を形成した。この（Ａ−７）：Ｌｉ膜上に金属Ａｌを蒸着させ金属陰極を形成し有機ＥＬ素子を作製した。
この素子の発光特性を測定したところ、直流電圧８．４Ｖで発光輝度９３ｃｄ／ｍ^２、効率１２．３ｃｄ／Ａの青緑色発光が得られた。またＥＬスペクトルを計測したところ発光ピーク波長は４７７ｎｍであり、Ｉｒ金属錯体から発光が生じていることが示された。

実施例２〜５

実施例１において、正孔輸送材料としてＴＰＡＣの代わりに、表２に示す化合物を用いた以外は同様にして有機ＥＬ素子を作製した。実施例１同様に、発光特性を測定した結果を表２に示す。
比較例１
実施例１において、正孔輸送材料としてＴＰＡＣの代わりに、ＮＰＤを用いた以外は同様にして有機ＥＬ素子を作製した。実施例１同様に、発光特性を測定した結果を表２に示す。
同表に示したように、発光効率は０．７５ｃｄ／Ａと極度に小さかった。これは、発光層で生成する励起状態が消光するためである。また、ＥＬスペクトルを計測したところ発光ピーク波長は４４５ｎｍであり、Ｉｒ錯体からの発光以外に正孔輸送材であるＮＰＤからの発光が生じていることが判明した。
比較例２
実施例１において、正孔輸送材料としてＴＰＡＣの代わりに、ＴＰＤを用いた以外は同様にして有機ＥＬ素子を作製した。実施例１同様に、発光特性を測定した結果を表２に示す。
同表に示したように、発光効率は１．２３ｃｄ／Ａと極度に小さかった。これは、発光層で生成する励起状態が消光するためである。

表２に示したように、正孔輸送材料の３重項エネルギーが、２．７６ｅＶより大きいと、発光層のホスト材料であるＩｒ金属錯体である（Ｋ−３）の励起状態エネルギーは２．７６ｅＶであり、励起状態が失活せず発光効率が極めて高い。なお、Ｉｒ金属錯体の励起状態エネルギーは、３重項エネルギーと同様にして測定した。
実施例６〜７及び比較例３〜４
実施例１において、正孔輸送材料として表３に示す化合物を用い、発光層の（Ｋ−３）の代わりに上記（Ｋ−１０）を用いた以外は同様にして有機ＥＬ素子を作製した。実施例１同様に、発光特性を測定した結果を表３に示す。

表３に示したように、正孔輸送材料の３重項エネルギーが、２．５５ｅＶより大きいと、発光層のホスト材料であるＩｒ金属錯体である（Ｋ−１０）の励起状態エネルギーは２．５５ｅＶであり、励起状態が失活せず発光効率が極めて高い。なお、Ｉｒ金属錯体の励起状態エネルギーは、３重項エネルギーと同様にして測定した。

実施例８〜１０

実施例１において、発光層のホスト材料としてＰＢ１０２の代わりに、表４に示す下記化合物を用いた以外は同様にして有機ＥＬ素子を作製した。実施例１同様に、発光特性を測定した結果を表４に示す。

比較例５
比較例１において、発光層のホスト材料としてＰＢ１０２の代わりに、表４に示す化合物を用いた以外は同様にして有機ＥＬ素子を作製した。実施例１同様に、発光特性を測定した結果を表４に示す。

表４に示したように、実施例１０と８，９とを比較することにより、発光層のホスト材料として電子欠乏性の環であるピリミジン又はピリジノイミダゾールを保有するものを用いた場合、発光効率が特に高いことが判明した。これは、実施例８，９のホスト材料が電子輸送性であるので正孔輸送層との界面で電子と正孔が結合し、励起状態が生成しても正孔輸送材料により失活しないためである。
比較例６
２５ｍｍ×７５ｍｍ×１．１ｍｍ厚のＩＴＯ透明電極付きガラス基板（ジオマティック社製）をイソプロピルアルコール中で超音波洗浄を５分間行なった後、ＵＶオゾン洗浄を３０分間行なった。洗浄後の透明電極付きガラス基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに装着し、まず透明電極が形成されている側の面上に前記透明電極を覆うようにして膜厚１０ｎｍのＣｕＰｃ膜を成膜した。このＣｕＰｃ膜は、正孔注入層として機能する。ここで基板を取り出し、この正孔注入層上に、正孔輸送材料としてポリビニルカルバゾール（Ｍｗ＝６３０００、アルドリッチ製、正孔移動度：２×１０^−７ｃｍ^２／Ｖｓ）とオルトメタル化錯体としてトリス（２−フェニルピリジン）イリジウム錯体とを４０：１の質量比でジクロロエタンに溶解して得た塗布液をスピンコーターを用いて塗布し、室温で乾燥させることにより厚みが４０ｎｍの正孔輸送層を形成した。その後、溶媒を除去するため、１５０℃で１時間、加熱し乾燥した。ここで再び基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに装着し、正孔輸送層上に、膜厚３０ｎｍの上記化合物ＰＢ１０２を蒸着し発光層を成膜した。同時に燐光性のＩｒ金属錯体として（Ｋ−３）を添加した。（Ｋ−３）の濃度は発光層中の７重量％である。この膜は、発光層として機能する。この膜上に膜厚１０ｎｍの上記（Ａ−７）を成膜した。この（Ａ−７）は、電子注入層として機能する。この後、還元性ドーパントであるＬｉ（Ｌｉ源：サエスゲッター社製）と（Ａ−７）を二元蒸着させ、陰極側の電子注入層として（Ａ−７）：Ｌｉ膜を形成した。この（Ａ−７）：Ｌｉ膜上に金属Ａｌを蒸着させ金属陰極を形成し有機ＥＬ素子を作製した。
この素子の発光特性を測定したところ、直流電圧１４．５Ｖで発光し、発光輝度８３ｃｄ／ｍ^２、発光効率７．８ｃｄ／Ａの青緑色発光が得られた。以上のように正孔移動度が２×１０^−７ｃｍ^２／Ｖｓと小さいポリビニルカルバゾールを正孔輸送層の材料した有機ＥＬ素子は、著しく高い電圧が必要となることが判明した。さらに、電圧が高いのみならず発光効率でも実施例に対して劣っている。したがって、正孔移動度が低くなると、特に発光効率面で移動度の影響が大きいことが判明した。

本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、正孔輸送層を形成する正孔輸送材料の３重項エネルギーが２．５２〜３．７０ｅＶであり、かつ電界強度０．１〜０．６ＭＶ／ｃｍにおける正孔移動度が１０^−６ｃｍ^２／Ｖｓ以上であるため、燐光性の発光をし、発光効率が極めて高く、寿命が長い。このため、フルカラー用の有機エレクトロルミネッセンス素子として有用である。

Claims

陰極と陽極間に、少なくとも正孔輸送層と燐光性の発光材料及びホスト材料からなる発光層とを有する有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記正孔輸送層を形成する正孔輸送材料の３重項エネルギーが２．５２〜３．７０ｅＶであり、かつ電界強度０．１〜０．６ＭＶ／ｃｍにおける正孔移動度が１０^−６ｃｍ^２／Ｖｓ以上である有機エレクトロルミネッセンス素子。
前記正孔輸送材料のイオン化ポテンシャルが５．８ｅＶ以下である請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
前記正孔輸送材料の３重項エネルギーが２．７６〜３．７０ｅＶである請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
前記発光層のホスト材料の３重項エネルギーが２．５２ｅＶ以上である請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
前記発光層のホスト材料が電子輸送性である請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
前記発光層のホスト材料が電子欠乏性の含窒素５員環誘導体又は含窒素６員環誘導体である請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
前記含窒素５員環誘導体が、イミダゾール、トリアゾール、テトラゾール、オキサジアゾール、チアジアゾール、オキサトリアゾール及びチアトリアゾールの中から選ばれる少なくとも１種類の骨格を有するものである請求項６に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
前記含窒素６員環誘導体が、キノキサリン、キノリン、ベンツピリミジン、ピリジン、ピラジン及びピリミジンの中から選ばれる少なくとも１種類の骨格を有するものである請求項６に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
前記発光層と前記正孔輸送層との界面に、電子と正孔が再結合する領域又は発光する領域を有する請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
陰極に接する層が還元性ドーパントを含有する請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。