WO2024043018A1 - 有機ｅｌ素子、表示装置および照明装置 - Google Patents

有機ｅｌ素子、表示装置および照明装置 Download PDF

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WO2024043018A1
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group
substituted
general formula
unsubstituted
ring
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貴士 徳田
和真 長尾
亮太 小谷
和紀 小林
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東レ株式会社
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    • H10K2101/20—Delayed fluorescence emission

Definitions

  • the present invention relates to an organic EL element, a display device, and a lighting device using a compound having a specific structure in a charge generation layer.
  • organic EL elements have been steadily put into practical use, such as being used in the displays of televisions and smartphones.
  • existing organic EL devices still have many technical issues. Among these, achieving both high-efficiency light emission and extending the lifespan of organic EL elements has become a major challenge.
  • the charge generation layer consists of an n-type charge generation layer and a p-type charge generation layer.
  • phenanthroline derivatives having a terpyridine skeleton and substituted with a specific aryl group e.g. , see Patent Document 1
  • phenanthroline derivatives having a pyrene skeleton see, for example, Patent Document 2
  • phenanthroline derivatives having a dibenzofuran skeleton see, for example, Patent Document 3
  • phenanthroline derivatives having a specific arylene group and a heteroaryl group see, for example, Patent Documents 4 and 5
  • Compounds used in the p-type charge generation layer include triarylamine derivatives (for example, see Patent Document 1), HAT-CN (for example, see Patent Documents 3 and 5), and NPD doped with F4-TCNQ (for example, Patent Document 4). Reference) is disclosed.
  • a phenanthroline derivative in which a terpyridine skeleton, a pyrene skeleton, a dibenzofuran skeleton, or a specific aryl group, arylene group, or heteroaryl group are linked is used for the n-type charge generation layer, and a triarylamine derivative or HAT-
  • NPD doped with CN or F4-TCNQ for the p-type charge generation layer, it is possible to obtain an organic EL element that increases luminous efficiency, can be driven at low voltage, and has excellent durability.
  • the luminous efficiency and durability required of organic EL elements have been increasing more and more, and there is a need for a technology that can achieve both higher luminous efficiency and durable life.
  • the present invention takes the following configuration.
  • the charge generation layer includes an n-type charge generation layer on the anode side and a p-type charge generation layer on the cathode side,
  • the n-type charge generation layer contains a compound represented by the following general formula (1) and any one of an alkali metal, an alkaline earth metal, or a rare earth metal,
  • any one of X 1 to X 3 is a nitrogen atom, and the others are methine groups.
  • L 1 is a substituted or unsubstituted phenylene group, a substituted or unsubstituted phenylene group, is a naphthylene group or a substituted or unsubstituted anthrylene group
  • L 2 is a single bond, a substituted or unsubstituted phenylene group, a substituted or unsubstituted naphthylene group, or a substituted or unsubstituted anthrylene group.
  • L 1 When L 2 is substituted, the substituent is an alkyl group or an alkoxy group.
  • A is a substituted or unsubstituted phenyl group or a substituted or unsubstituted pyridyl group, and n is 0 or 1.
  • the substituent is an alkyl group, an alkoxy group, or a fluorine atom.
  • a 1 to A 3 are each independently a group represented by the following general formula (3).
  • Ar is substituted or unsubstituted carbon number 6 ⁇ 18 aryl group, or a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 2 to 18 carbon atoms.However, when these groups are substituted, the substituent is a cyano group, perfluoroalkyl group, fluorine atom.
  • R21 is a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 18 carbon atoms, a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 2 to 18 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 1 to 8 carbon atoms. (Perfluoroalkyl group, fluorine atom or cyano group.)
  • R 41 to R 46 each independently represent a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 12 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 1 to 12 carbon atoms. , an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms, an ether group having 1 to 12 carbon atoms, a cyano group, a fluorine atom, a trifluoromethyl group, a trifluoromethoxy group, and a trimethylsilyl group.However, R 41 to R At least one of 46 has a cyano group. R 41 to R 46 may be fused with adjacent substituents to form a ring.
  • Z 41 and Z 42 each independently represent the general formula (3 ).
  • X 3 is a nitrogen atom.
  • n is 1 and A is a phenyl group.
  • n is 1 and L2 is a single bond.
  • n in the general formula (1) is 0.
  • X 11 to X 13 are nitrogen atoms, and if they are not nitrogen atoms, they are methine groups.
  • R 11 and R 12 are substituted or unsubstituted phenyl groups. , a substituted or unsubstituted biphenyl group or a substituted or unsubstituted fluorenyl group, L 11 is a single bond or an arylene group, R 13 is a substituted or unsubstituted heteroaryl group, or an aryl group substituted with a cyano group ) [10]
  • the Za ring, Zb ring and Zc ring each independently represent a substituted or unsubstituted aryl ring having 6 to 30 ring carbon atoms or a substituted or unsubstituted aryl ring having 5 to 30 ring atoms.
  • Z 1 and Z 2 are each independently an oxygen atom, NRa (a nitrogen atom having a substituent Ra), or a sulfur atom, and when Z 1 is NRa, a Za ring or a Zb ring It may or may not form a ring by bonding with Zb ring or Zc ring when Z2 is NRa, and may or may not form a ring by bonding with Zb ring or Zc ring.
  • .Ra is each independently a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 30 ring atoms, a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 5 to 30 ring atoms, or a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 1 to 30 ring atoms; 30 is an alkyl group.
  • the organic EL device according to any one of [1] to [13], wherein the hole transport layer contains a triarylamine derivative having a fluorene skeleton or a carbazole skeleton as a partial structure.
  • a display device including the EL element according to any one of [1] to [14].
  • a lighting device including the EL element according to any one of [1] to [14].
  • An organic EL device includes an anode, a cathode, two or more light-emitting units sandwiched between the anode and the cathode, each having a hole transport layer, an electron transport layer, and a light-emitting layer, and the light-emitting unit. It has a charge generation layer sandwiched between the two, and emits light due to electrical energy.
  • the structure of the light emitting unit in such an organic EL element is 1) hole transport layer/light emitting layer/electron transport layer, 2) hole injection layer/hole transport layer/light emitting layer/electron transport layer, 3) hole transport layer/emissive layer/electron transport layer/electron injection layer, 4) hole injection layer/hole transport layer/emissive layer/electron transport layer/electron injection layer, 5) hole injection layer/hole transport layer/emissive layer Examples include a laminated structure such as layer/hole blocking layer/electron transport layer/electron injection layer.
  • Each of the above layers may be a single layer or a plurality of layers, and may be doped.
  • the electron injection layer and the charge generation layer are preferably metal-doped layers, which can improve the electron transport ability and the ability to inject electrons into other adjacent layers.
  • a protective layer may be further provided, and the light emitting efficiency can be further improved by the optical interference effect.
  • the anode and The cathode has the role of supplying sufficient current for the device to emit light, and it is desirable that at least one of the cathodes be transparent or translucent in order to extract light.
  • the anode formed on the substrate is a transparent electrode.
  • the organic EL element In order to maintain the mechanical strength of the organic EL element, it is preferable to form the organic EL element on a substrate.
  • the substrate include glass substrates such as soda glass and non-alkali glass, and plastic substrates.
  • the thickness of the glass substrate should be sufficient to maintain mechanical strength, and 0.5 mm or more is sufficient.
  • the material of the glass it is preferable that there are few ions eluted from the glass, and alkali-free glass is preferable.
  • soda lime glass coated with a barrier coating such as SiO 2 is also commercially available and can also be used.
  • the material used for the anode is preferably capable of efficiently injecting holes into the organic layer. Further, in order to extract light, it is preferably transparent or translucent.
  • materials used for the anode include conductive metal oxides such as zinc oxide, tin oxide, indium oxide, indium tin oxide (ITO), and indium zinc oxide (IZO), metals such as gold, silver, and chromium, and iodine.
  • examples include inorganic conductive substances such as copper chloride and copper sulfide, and conductive polymers such as polythiophene, polypyrrole, and polyaniline. Among these, ITO glass and Nesa glass are preferred. These electrode materials may be used alone, or a plurality of materials may be stacked or mixed.
  • the material used for the cathode is not particularly limited as long as it can efficiently inject electrons into the light emitting layer.
  • materials used for the cathode include metals such as platinum, gold, silver, copper, iron, tin, aluminum, and indium, or combinations of these metals with low work function metals such as lithium, sodium, potassium, calcium, and magnesium.
  • examples include alloys, conductive metal oxides such as indium zinc oxide (IZO), and multilayer stacks thereof.
  • aluminum, silver, and magnesium are preferred as the main components from the viewpoint of electrical resistance, ease of film formation, film stability, luminous efficiency, etc., and electron injection into the electron transport layer and electron injection layer is easy. Therefore, it is more preferable to be composed of magnesium and silver.
  • the material constituting the protective layer is not particularly limited, but includes, for example, metals such as platinum, gold, silver, copper, iron, tin, aluminum, and indium, alloys using these metals, silica, titania, and Examples include inorganic substances such as silicon nitride, organic polymer compounds such as polyvinyl alcohol, polyvinyl chloride, and hydrocarbon polymer compounds, and low molecular compounds such as triarylamine derivatives.
  • the capping material when the organic EL element has an element structure (top emission structure) in which light is extracted from the cathode side, the capping material preferably has light transmittance in the visible light region.
  • Triarylamine derivatives are preferable because they have light transmittance in the visible light region and have a high refractive index, which can increase the light extraction efficiency of the device.
  • the charge generation layer in the present invention generally consists of a double layer, and specifically is used as a pn junction charge generation layer consisting of an n-type charge generation layer on the anode side and a p-type charge generation layer on the cathode side.
  • the pn junction type charge generation layer generates charges or separates the charges into holes and electrons when a voltage is applied in the organic EL element, and transfers these holes and electrons to the hole transport layer and the electrons. It is injected into the light emitting layer via the transport layer. Specifically, it functions as an intermediate charge generation layer in an organic EL element in which light emitting layers are laminated.
  • the n-type charge generation layer supplies electrons to the light-emitting unit located on the anode side, and the p-type charge generation layer supplies holes to the light-emission unit located on the cathode side. Therefore, the luminous efficiency of an organic EL element in which a plurality of luminescent layers are laminated can be further improved, the driving voltage can be lowered, and the durable life of the element can be further improved.
  • the n-type charge generation layer includes an n-type dopant and an n-type charge generation layer host.
  • the n-type charge generation layer host is preferably a compound represented by the general formula (1).
  • a phenanthroline polymer can also be preferably used as a host for the n-type charge generation layer, the compound represented by the general formula (1) and the phenanthroline polymer may be co-deposited and used.
  • n-type dopant one or more types selected from the group consisting of alkali metals, alkaline earth metals, Group 11 elements, and rare earth metals can be used.
  • Preferred n-type dopant materials are alkali metals, alkaline earth metals, and rare earth metals.
  • Preferred examples of n-type dopant materials are lithium, silver or ytterbium (Yb), with ytterbium being particularly preferred.
  • the n-type charge generation layer of the present invention contains a phenanthroline derivative represented by the following general formula (1) and any one of an alkali metal, an alkaline earth metal, or a rare earth metal.
  • any one of X 1 to X 3 is a nitrogen atom, and the others are methine groups.
  • L 1 is a substituted or unsubstituted phenylene group, a substituted or unsubstituted naphthylene group, or a substituted or unsubstituted anthrylene group
  • L 2 is a single bond, a substituted or unsubstituted phenylene group, a substituted or unsubstituted naphthylene group or a substituted or unsubstituted anthrylene group.
  • the substituent is an alkyl group or an alkoxy group.
  • A is a substituted or unsubstituted phenyl group or a substituted or unsubstituted pyridyl group, and n is 0 or 1.
  • the substituent is an alkyl group, an alkoxy group, or a fluorine atom.
  • unsubstituted means that hydrogen atoms are bonded, and “substituted” means that at least some of the hydrogen atoms are substituted.
  • the hydrogen atom may be a deuterium atom. The same applies to the term "substituted or unsubstituted" in the compounds or partial structures thereof described below.
  • the alkyl group refers to a saturated aliphatic hydrocarbon group such as a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, a sec-butyl group, and a tert-butyl group; It may or may not have.
  • the number of carbon atoms in the alkyl group is not particularly limited, but from the viewpoint of availability and cost, it is usually in the range of 1 to 20, more preferably 1 to 8.
  • the alkoxy group refers to a group in which an alkyl group is bonded to oxygen, such as a methoxy group, an ethoxy group, an n-propoxy group, an isopropoxy group, an n-butoxy group, a sec-butoxy group, a tert-butoxy group, This may or may not have substituents.
  • the number of carbon atoms in the alkoxy group is not particularly limited, but from the viewpoint of availability and cost, it is usually in the range of 1 to 20, more preferably 1 to 8.
  • Patent Documents 1 to 5 As compounds used in conventional n-type charge generation layers, for example, compounds V, W, X, Y, and Z represented by the following formulas are shown in Patent Documents 1 to 5.
  • a compound such as Compound V in which a pyrenyl group is substituted for a phenanthrolinyl group has a bulky substituent near the nitrogen atom on the highly coordinating phenanthrolinyl group. It tends to reduce the coordination of the group to the metal atom. Therefore, when Compound V is used simultaneously with metal atoms, film stability decreases, driving voltage increases, and luminous efficiency and durable life decrease.
  • a compound such as Compound Y in which a terpyridyl group and a phenanthrolinyl group are linked by three arylene groups, has too high crystallinity due to its high planarity, resulting in a high driving voltage and no light emission. There were issues with efficiency and durability.
  • the compound represented by the general formula (1) can be produced by selecting a phenylene group, a naphthylene group, or an anthrylene group as L 1 and a single bond, a phenylene group, a naphthylene group, or an anthrylene group as L 2 .
  • the charge transporting property of the compound can be increased. Therefore, when used in a charge generation layer, the driving voltage can be reduced and the luminous efficiency can be improved.
  • the compound represented by general formula (1) and either an alkali metal, an alkaline earth metal, or a rare earth metal may be used in the n-type charge generation layer. In this case, a stable layer can be formed and exhibits excellent performance.
  • the substituent is an alkyl group or an alkoxy group. These substituents are preferable because they can improve the stability of the compound without reducing the charge transport properties of the compound.
  • L 1 is a phenylene group.
  • L 2 is a single bond.
  • L 1 is a phenylene group and L 2 is a single bond. In this case, the interaction between the phenanthrolinyl group and the terpyridyl group can be increased, and the luminous efficiency and durability can be further improved.
  • any one of X 1 to X 3 is a nitrogen atom, and the others are methine groups. From the viewpoint of increasing coordination to metal atoms and forming a more stable layer, it is preferable that X 3 is a nitrogen atom. By forming a more stably coordinated layer, it is possible to drive at a lower voltage and further improve the durability life.
  • n is 1 and A is a substituted or unsubstituted phenyl group or a substituted or unsubstituted pyridyl group.
  • A is a substituted or unsubstituted phenyl group or a substituted or unsubstituted pyridyl group.
  • the highly reactive 2nd and 9th positions can be substituted, so the stability of the compound can be improved.
  • the metal coordination is higher and more stable. layers can be formed. Therefore, the driving voltage can be further reduced and the durability life can be improved.
  • n is 1 and A is a phenyl group. Further, in the general formula (1), it is preferable that n is 1 and L 2 is a single bond.
  • n is preferably 0.
  • the 9th position of phenanthroline is hydrogen.
  • phenanthroline is sterically empty, so when used in a metal doped layer, it has higher metal coordination and can form a more stable layer.
  • the molecular weight of the compound represented by general formula (1) is preferably 400 or more from the viewpoint of suppressing crystallization and improving the stability of film quality. On the other hand, from the viewpoint of improving processability during sublimation purification and vapor deposition, the molecular weight of the compound represented by general formula (1) is preferably 640 or less.
  • Examples of the compound represented by the above general formula (1) include the compounds shown below. Note that the following is just an example, and compounds other than those specified here are preferably used as long as they are represented by the general formula (1).
  • the compound represented by general formula (1) can be synthesized by a known synthesis method.
  • Examples of the synthesis method include, but are not limited to, a coupling reaction between a halogenated aryl derivative and an arylboronic acid derivative using palladium.
  • the n-type charge generation layer may further contain a second material selected from an aromatic hydrocarbon compound, a compound having a nitrogen-boron bond, a compound having a silole ring, or a compound having a heteroaryl ring.
  • a second material selected from an aromatic hydrocarbon compound, a compound having a nitrogen-boron bond, a compound having a silole ring, or a compound having a heteroaryl ring.
  • the p-type charge generation layer includes a p-type dopant and a p-type charge generation layer host.
  • the p-type charge generation layer host will be described later.
  • the p-type dopant used in the present invention is a radialene derivative represented by the following general formula (2) or an indacene derivative represented by the following general formula (4). That is, the p-type charge generation layer of the present invention contains a compound represented by the following general formula (2) or a compound represented by the following general formula (4).
  • a 1 to A 3 are each independently a group represented by the following general formula (3).
  • Ar is a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 18 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 2 to 18 carbon atoms. However, when these groups are substituted, the substituent is selected from the group consisting of a cyano group, a perfluoroalkyl group, a fluorine atom, and a chlorine atom.
  • R 21 is a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 18 carbon atoms, a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 2 to 18 carbon atoms, a perfluoroalkyl group having 1 to 8 carbon atoms, a fluorine atom or a cyano group; be.
  • Heteroaryl groups include, for example, pyridyl group, furanyl group, thiophenyl group, quinolinyl group, isoquinolinyl group, pyrazinyl group, pyrimidyl group, pyridazinyl group, triazinyl group, naphthyridinyl group, cinnolinyl group, phthalazinyl group, quinoxalinyl group, quinazolinyl group, Benzofuranyl group, benzothiophenyl group, indolyl group, dibenzofuranyl group, dibenzothiophenyl group, carbazolyl group, benzocarbazolyl group, carbolinyl group, indolocarbazolyl group, benzofurocarbazolyl group, benzothienocarba Carbon atoms such as zolyl group, dihydroindenocarbazolyl group, benzoquinolinyl group, acridinyl
  • the naphthyridinyl group refers to any of the following: 1,5-naphthyridinyl group, 1,6-naphthyridinyl group, 1,7-naphthyridinyl group, 1,8-naphthyridinyl group, 2,6-naphthyridinyl group, 2,7-naphthyridinyl group. Show that.
  • a heteroaryl group may or may not have a substituent.
  • the number of ring atoms of the heteroaryl group is not particularly limited, but is preferably in the range of 3 to 40, more preferably 3 to 30.
  • a perfluoroalkyl group refers to a group in which all hydrogens of an alkyl group are replaced with fluorine, such as a trifluoromethyl group, a pentafluoroethyl group, and an octafluoropropyl group.
  • the number of carbon atoms in the perfluoroalkyl group is not particularly limited, but from the viewpoint of availability and cost, it is usually in the range of 1 to 20, more preferably 1 to 8.
  • R 41 to R 46 are each independently a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 12 carbon atoms, a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 1 to 12 carbon atoms, It is selected from the group consisting of an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms, an ether group having 1 to 12 carbon atoms, a cyano group, a fluorine atom, a trifluoromethyl group, a trifluoromethoxy group, and a trimethylsilyl group. However, at least one of R 41 to R 46 has a cyano group. Adjacent substituents of R 41 to R 46 may be fused together to form a ring.
  • Z 41 and Z 42 are each independently a group represented by the general formula (3).
  • Examples of the compound represented by the above general formula (2) include the compounds shown below. The following is just an example, and compounds other than those specified here are preferably used as long as they are represented by the general formula (2).
  • Examples of the compound represented by the above general formula (4) include the compounds shown below. Note that the following is just an example, and compounds other than those specified here are preferably used as long as they are represented by the general formula (4).
  • p-type dopant in addition to the compound represented by general formula (2) or general formula (4), conventional materials can be used in combination.
  • tetrafluoro-7,7,8,8-tetracyanoquinodimethane F4-TCNQ
  • tetracyanoquinodimethane derivatives tetracyanoquinodimethane derivatives
  • radialene derivatives indacene derivatives
  • borate metal salt complexes iodine
  • FeCl 3 , FeF 3 , SbCl 5 etc.
  • Arylamine derivatives are preferred as the host for the p-type charge generation layer, and triarylamine derivatives having a fluorene skeleton or carbazole skeleton as a partial structure are particularly preferred.
  • the benzene ring contained in the fluorene skeleton may also serve as an aryl group in the triarylamine structure.
  • Preferred p-type charge generation layer hosts include, for example, the compounds shown below.
  • the hole injection layer is a layer inserted between the anode and the hole transport layer.
  • the hole injection layer may be a single layer or a plurality of stacked layers.
  • the presence of a hole injection layer between the hole transport layer and the anode not only allows lower voltage driving and improved durability, but also improves the carrier balance of the device and improves luminous efficiency.
  • benzidine derivatives a group of materials called starburst arylamines, triarylamine derivatives, biscarbazole derivatives, pyrazoline derivatives, stilbene compounds, fluorene compounds, hydrazone compounds, benzofuran derivatives, thiophene derivatives, oxadiazole derivatives, phthalocyanine.
  • examples include derivatives, heterocyclic compounds such as porphyrin derivatives, polymer materials such as polycarbonate and styrene derivatives having the above-mentioned monomers in their side chains, polythiophene, polyaniline, polyfluorene, polyvinylcarbazole, and polysilane. From the viewpoint of smoothly injecting and transporting holes from the anode to the hole transport layer, benzidine derivatives, starburst arylamine materials, and fluorene compounds are more preferably used.
  • a hole injection layer may be formed by laminating a plurality of materials. Furthermore, it is more preferable that this hole injection layer is composed of an acceptor compound alone, or that the hole injection material as described above is doped with an acceptor compound, since the above-mentioned effects can be obtained more markedly.
  • the acceptor compound is a material that forms a charge transfer complex with the material constituting the hole transport layer in contact with it when used as a single layer film, or the hole injection layer when used as a dope. When such a material is used, the conductivity of the hole injection layer is improved, which further contributes to lowering the drive voltage of the element, and further improves luminous efficiency and durability.
  • acceptor compounds include radialene derivatives, indacene derivatives, boric acid metal salt complexes, metal chlorides such as iron (III) chloride, aluminum chloride, gallium chloride, indium chloride, and antimony chloride, molybdenum oxide, vanadium oxide, and oxide.
  • metal chlorides such as iron (III) chloride, aluminum chloride, gallium chloride, indium chloride, and antimony chloride, molybdenum oxide, vanadium oxide, and oxide.
  • Metal oxides such as tungsten and ruthenium oxide, charge transfer complexes such as tris(4-bromophenyl)aminium hexachloroantimonate (TBPAH), and organic compounds having a nitro group, cyano group, halogen, or trifluoromethyl group in the molecule.
  • quinone compounds acid anhydride compounds, fullerenes, and the like.
  • the hole injection layer when the hole injection layer is composed of an acceptor compound alone or when the hole injection layer is doped with an acceptor compound, the hole injection layer may be one layer, or A plurality of layers may be laminated.
  • acceptor compound doped into the hole injection layer a compound represented by the general formula (2) or the general formula (4) is preferable.
  • the hole transport layer is a layer that transports holes injected from the anode to the light emitting layer.
  • the hole transport layer may be a single layer or may be composed of a plurality of laminated layers.
  • Examples of materials used for the hole transport layer include those exemplified as materials used for the hole injection layer and the p-type charge generation layer host in the p-type charge generation layer. From the viewpoint of smoothly injecting and transporting holes to the light emitting layer, triarylamine derivatives and benzidine derivatives are preferred. It is particularly preferable that the hole transport layer contains a triarylamine derivative having a fluorene skeleton or a carbazole skeleton as a partial structure.
  • Preferred hole transport materials include, for example, those listed above as the p-type charge generation layer host in the p-type charge generation layer.
  • the light-emitting layer may be a single layer or multiple layers, each formed of a light-emitting material (host material, dopant material), and may be a mixture of a host material and a dopant material, or a host material alone. , or a mixture of two types of host materials and one type of dopant material. That is, in the organic EL device according to the embodiment of the present invention, in each light emitting layer, only the host material or the dopant material may emit light, or both the host material and the dopant material may emit light. From the viewpoint of efficiently utilizing electrical energy and obtaining light with high color purity, the light-emitting layer is preferably made of a mixture of a host material and a dopant material.
  • the host material and the dopant material may be one type each, or may be a combination of a plurality of types.
  • the dopant material may be contained entirely or partially in the host material.
  • the dopant material may be layered or dispersed. Dopant materials can control the color of emitted light.
  • the amount of the dopant material is preferably 30% by weight or less, more preferably 20% by weight or less based on the host material, from the viewpoint of suppressing the concentration quenching phenomenon.
  • the doping method it can be formed by a co-evaporation method with a host material, but it may also be mixed with the host material in advance and then vapor-deposited at the same time.
  • the first light-emitting layer and the second light-emitting layer contain different host materials, and the first light-emitting layer and the second light-emitting layer are in direct contact with each other.
  • the region where charge recombination and triplet-triplet fusion occur can be separated, and the light-emitting efficiency can be increased.
  • luminescent materials include fused ring derivatives such as anthracene and pyrene, which are known as luminescent substances, metal chelated oxinoid compounds such as tris(8-quinolinolato)aluminum, bisstyryl derivatives such as bisstyrylanthracene derivatives and distyrylbenzene derivatives, Tetraphenylbutadiene derivatives, indene derivatives, coumarin derivatives, oxadiazole derivatives, pyrrolopyridine derivatives, perinone derivatives, cyclopentadiene derivatives, oxadiazole derivatives, thiadiazolopyridine derivatives, dibenzofuran derivatives, carbazole derivatives, indolocarbazole derivatives, Examples include polymers such as polyphenylene vinylene derivatives, polyparaphenylene derivatives, and polythiophene derivatives.
  • metal chelated oxinoid compounds such as tris(8-quinolinolato)alum
  • the host material contained in the luminescent material does not need to be limited to only one type of compound, and a mixture of multiple compounds may be used. Alternatively, they may be used in a stacked manner.
  • the host material include, but are not limited to, compounds having a fused aryl ring such as naphthalene, anthracene, phenanthrene, pyrene, chrysene, naphthacene, triphenylene, perylene, fluoranthene, fluorene, and indene, and derivatives thereof, N,N'-dinaphthyl- Aromatic amine derivatives such as N,N'-diphenyl-4,4'-diphenyl-1,1'-diamine, metal chelated oxinoid compounds such as tris(8-quinolinate)aluminum(III), distyrylbenzene derivatives, etc.
  • Bisstyryl derivatives tetraphenylbutadiene derivatives, indene derivatives, coumarin derivatives, oxadiazole derivatives, pyrrolopyridine derivatives, perinone derivatives, cyclopentadiene derivatives, pyrrolopyrrole derivatives, thiadiazolopyridine derivatives, dibenzofuran derivatives, carbazole derivatives, indolocarbazole Examples include polymers such as derivatives, triazine derivatives, polyphenylene vinylene derivatives, polyparaphenylene derivatives, polyfluorene derivatives, polyvinylcarbazole derivatives, and polythiophene derivatives.
  • the hosts used when the light-emitting layer emits triplet light (phosphorescence) include metal chelated oxinoid compounds, dibenzofuran derivatives, dibenzothiophene derivatives, carbazole derivatives, indolocarbazole derivatives, triazine derivatives, triphenylene derivatives, etc. is preferably used.
  • dopant materials contained in the luminescent material include compounds having an aryl ring such as naphthalene, anthracene, phenanthrene, pyrene, fluoranthene, triphenylene, perylene, fluorene, and indene, and derivatives thereof (for example, 2-(benzothiazole-2- yl)-9,10-diphenylanthracene and 5,6,11,12-tetraphenylnaphthacene, etc.), furan, pyrrole, thiophene, silole, 9-silafluorene, 9,9'-spirobisilafluorene, benzothiophene , benzofuran, indole, dibenzothiophene, dibenzofuran, imidazopyridine, phenanthroline, pyrazine, naphthyridine, quinoxaline, pyrrolopyridine, thioxanthene and other compounds having an
  • dopants containing a diamine skeleton and dopants containing a fluoranthene skeleton can further improve luminous efficiency
  • compounds represented by the following general formula (6) can further improve luminous efficiency and durable life. be able to.
  • the Za ring, the Zb ring and the Zc ring are each independently a substituted or unsubstituted aryl ring having 6 to 30 ring atoms or a substituted or unsubstituted aryl ring having 5 to 30 ring atoms. It is a heteroaryl ring.
  • the Za ring, Zb ring and Zc ring are preferably each independently a substituted or unsubstituted aryl ring having 6 to 30 ring carbon atoms.
  • Z 1 and Z 2 are each independently an oxygen atom, NRa (a nitrogen atom having a substituent Ra), or a sulfur atom, and when Z 1 is NRa, they are combined with the Za ring or the Zb ring to form a ring.
  • Z 2 When Z 2 is NRa, it may or may not form a ring by bonding with the Zb ring or Zc ring.
  • Ra is each independently a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 30 ring atoms, a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 5 to 30 ring atoms, or a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 1 to 30 ring atoms; is an alkyl group.
  • Z 1 and Z 2 are both NRa, and Ra is preferably a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 30 ring carbon atoms.
  • Rb is each independently a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 30 ring atoms, a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 5 to 30 ring atoms, or a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 1 to 30 ring atoms; is an alkyl group.
  • Y is a boron atom.
  • substituents when substituted include alkyl groups, cycloalkyl groups, heterocyclic groups, alkenyl groups, cycloalkenyl groups, alkynyl groups, aryl groups, heteroaryl groups, hydroxyl groups, thiol groups, Alkoxy group, alkylthio group, aryl ether group, arylthioether group, halogen, cyano group, aldehyde group, acyl group, carboxyl group, ester group, amide group, acyl group, sulfonyl group, sulfonic acid ester group, sulfonamide group, amino A nitro group, a silyl group, a siloxanyl group, a boryl group, and an oxo group are preferred. Moreover, these substituents may be further substituted with the above-mentioned substituents.
  • alkyl group and alkoxy group examples include those exemplified as substituents in general formula (1).
  • the cycloalkyl group refers to, for example, a saturated alicyclic hydrocarbon group such as a cyclopropyl group, a cyclohexyl group, a norbornyl group, or an adamantyl group, which may or may not have a substituent.
  • the number of carbon atoms forming the ring is not particularly limited, but is preferably in the range of 3 or more and 20 or less.
  • a heterocyclic group refers to an aliphatic ring having an atom other than carbon in the ring, such as a pyran ring, a piperidine ring, or a cyclic amide, which may or may not have a substituent. .
  • the number of ring-forming atoms is not particularly limited, but is preferably in the range of 3 or more and 20 or less.
  • the alkenyl group refers to an unsaturated aliphatic hydrocarbon group containing a double bond, such as a vinyl group, allyl group, butadienyl group, and may or may not have a substituent.
  • the number of carbon atoms in the alkenyl group is not particularly limited, but is preferably in the range of 2 or more and 20 or less.
  • a cycloalkenyl group refers to an unsaturated alicyclic hydrocarbon group containing a double bond, such as a cyclopentenyl group, a cyclopentadienyl group, or a cyclohexenyl group, even if it has a substituent. You don't have to.
  • the alkynyl group refers to, for example, an unsaturated aliphatic hydrocarbon group containing a triple bond such as an ethynyl group, which may or may not have a substituent.
  • the number of carbon atoms in the alkynyl group is not particularly limited, but is preferably in the range of 2 or more and 20 or less.
  • Aryl groups include, for example, phenyl group, biphenyl group, terphenyl group, naphthyl group, fluorenyl group, benzofluorenyl group, dibenzofluorenyl group, phenanthryl group, anthracenyl group, benzophenanthryl group, and benzanthracetyl group.
  • Indicates aromatic hydrocarbon groups such as nyl group, chrysenyl group, pyrenyl group, fluoranthenyl group, triphenylenyl group, benzofluoranthenyl group, dibenzaanthracenyl group, perylenyl group, and helicenyl group.
  • phenyl group biphenyl group, terphenyl group, naphthyl group, fluorenyl group, phenanthryl group, anthracenyl group, pyrenyl group, fluoranthenyl group, and triphenylenyl group are preferable.
  • the aryl group may or may not have a substituent.
  • the number of carbon atoms in the aryl group is not particularly limited, but is preferably in the range of 6 or more and 40 or less, more preferably 6 or more and 30 or less.
  • a substituted phenyl group when there are substituents on two adjacent carbon atoms in the phenyl group, these substituents may form a ring structure with each other.
  • the resulting group is a "substituted phenyl group,” “aryl group having a structure in which two or more rings are condensed,” or “hetero group having a structure in which two or more rings are condensed.” "aryl group”.
  • heteroaryl group examples include those exemplified as substituents in general formula (3).
  • An alkylthio group is an alkoxy group in which the oxygen atom of the ether bond is replaced with a sulfur atom.
  • the alkylthio group may or may not have a substituent.
  • the number of carbon atoms in the alkylthio group is not particularly limited, but is preferably in the range of 1 to 20.
  • the aryl ether group refers to a functional group such as a phenoxy group to which an aromatic hydrocarbon group is bonded via an ether bond, and may or may not have a substituent.
  • the number of carbon atoms in the aryl ether group is not particularly limited, but is preferably in the range of 6 or more and 40 or less.
  • the arylthioether group refers to a functional group in which the oxygen atom of the ether bond of the aryl ether group is substituted with a sulfur atom, and may or may not have a substituent.
  • the number of carbon atoms in the arylthioether group is not particularly limited, but is preferably in the range of 6 or more and 40 or less.
  • Halogen refers to fluorine, chlorine, bromine or iodine.
  • An acyl group refers to a functional group to which an alkyl group, cycloalkyl group, alkenyl group, alkynyl group, aryl group, or heteroaryl group is bonded via a carbonyl group, such as an acetyl group, propionyl group, benzoyl group, or acryl group. , may or may not have a substituent.
  • the number of carbon atoms in the acyl group is not particularly limited, but is preferably 2 or more and 40 or less, more preferably 2 or more and 30 or less.
  • the ester group refers to a functional group in which, for example, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, a heteroaryl group, etc. are bonded via an ester bond, and may or may not have a substituent.
  • the number of carbon atoms in the ester group is not particularly limited, but is preferably in the range of 1 or more and 20 or less. More specifically, methyl ester groups such as methoxycarbonyl groups, ethyl ester groups such as ethoxycarbonyl groups, propyl ester groups such as propoxycarbonyl groups, butyl ester groups such as butoxycarbonyl groups, isopropyl groups such as isopropoxymethoxycarbonyl groups, etc. Examples include ester groups, hexyl ester groups such as hexyloxycarbonyl groups, and phenyl ester groups such as phenoxycarbonyl groups.
  • the amide group refers to a functional group in which, for example, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, a heteroaryl group, etc. are bonded via an amide bond, and may or may not have a substituent.
  • the number of carbon atoms in the amide group is not particularly limited, but is preferably in the range of 1 to 20. More specifically, examples include methylamide group, ethylamide group, propylamide group, butylamide group, isopropylamide group, hexylamide group, and phenylamide group.
  • the number of carbon atoms in the sulfonyl group is not particularly limited, but is preferably in the range of 1 to 20.
  • a sulfonic acid ester group refers to a functional group in which, for example, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, a heteroaryl group, etc. are bonded via a sulfonic acid ester bond, and may or may not have a substituent. It's okay.
  • the number of carbon atoms in the sulfonic acid ester group is not particularly limited, but is preferably in the range of 1 or more and 20 or less.
  • a sulfonamide group refers to a functional group in which, for example, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, a heteroaryl group, etc. are bonded via a sulfonamide bond, and may or may not have a substituent. good.
  • the number of carbon atoms in the sulfonamide group is not particularly limited, but is preferably in the range of 1 or more and 20 or less.
  • the amino group may or may not have a substituent.
  • the number of carbon atoms in the amino group is not particularly limited, but is preferably in the range of 2 or more and 50 or less, more preferably 6 or more and 40 or less, particularly preferably 6 or more and 30 or less.
  • a silyl group refers to a functional group to which a substituted or unsubstituted silicon atom is bonded, such as an alkylsilyl group such as a trimethylsilyl group, a triethylsilyl group, a tert-butyldimethylsilyl group, a propyldimethylsilyl group, or a vinyldimethylsilyl group. and arylsilyl groups such as phenyldimethylsilyl group, tert-butyldiphenylsilyl group, triphenylsilyl group, and trinaphthylsilyl group.
  • the silyl group may or may not have a substituent.
  • the number of carbon atoms in the silyl group is not particularly limited, but is preferably in the range of 1 to 30.
  • the siloxanyl group refers to a silicon compound group via an ether bond, such as a trimethylsiloxanyl group.
  • the siloxanyl group may or may not have a substituent.
  • the boryl group may or may not have a substituent.
  • Examples of the compound represented by general formula (6) include the following examples.
  • the light emitting layer contains a triplet light emitting material.
  • Dopants used when the light-emitting layer emits triplet light include iridium (Ir), ruthenium (Ru), palladium (Pd), platinum (Pt), osmium (Os), and rhenium (Re).
  • the ligand preferably has a nitrogen-containing aromatic heterocycle such as a phenylpyridine skeleton, a phenylquinoline skeleton, or a carbene skeleton.
  • the complex is not limited to these, and an appropriate complex is selected based on the required emission color, device performance, and relationship with the host compound.
  • tris(2-phenylpyridyl)iridium complex tris ⁇ 2-(2-thiophenyl)pyridyl ⁇ iridium complex, tris ⁇ 2-(2-benzothiophenyl)pyridyl ⁇ iridium complex, tris(2-phenyl) benzothiazole) iridium complex, tris(2-phenylbenzoxazole) iridium complex, trisbenzoquinoline iridium complex, bis(2-phenylpyridyl)(acetylacetonato)iridium complex, bis ⁇ 2-(2-thiophenyl)pyridyl ⁇ iridium complex, bis ⁇ 2-(2-benzothiophenyl)pyridyl ⁇ (acetylacetonato)iridium complex, bis(2-phenylbenzothiazole)(acetylacetonato)iridium complex, bis(2-phenylbenzoxazole)(acetylacetonate) (nato)
  • the phosphorescent dopant described in JP-A No. 2009-130141 is also preferably used. It is preferable that the light-emitting layer contains a phosphorescent dopant made of an iridium complex or a platinum complex, and the light-emitting efficiency can be further improved.
  • organic EL element containing the triplet luminescent material may further contain a compound represented by the general formula (6).
  • the above-mentioned triplet luminescent materials used as dopant materials may contain only one type each in the luminescent layer, or may use a mixture of two or more types.
  • the total weight of the dopant materials is preferably 30% by weight or less, more preferably 20% by weight or less, based on the host material.
  • Preferable hosts and dopants in triplet emission systems are not particularly limited, but specific examples include the following.
  • the light-emitting layer contains a thermally activated delayed fluorescent material.
  • Thermal activation delayed fluorescence is explained on pages 87 to 103 of "Cutting Edge Organic EL” (edited by Chinaya Adachi and Hiroshi Fujimoto, published by CMC Publishing). In that literature, by bringing the energy levels of the excited singlet state and excited triplet state of a fluorescent material close together, the reverse energy transfer from the excited triplet state to the excited singlet state, which normally has a low transition probability, is increased. It is explained that thermally activated delayed fluorescence (TADF) occurs with high efficiency. Further, in FIG. 5 of the document, the mechanism of generation of delayed fluorescence is explained. Emission of delayed fluorescence can be confirmed by transient PL (Photo Luminescence) measurement.
  • thermally activated delayed fluorescent material is also commonly referred to as a TADF material.
  • the thermally activated delayed fluorescent material may be a single material that exhibits thermally activated delayed fluorescence, or a plurality of materials that exhibit thermally activated delayed fluorescence. When a plurality of materials are used, they may be used as a mixture, or layers made of each material may be laminated.
  • known materials can be used. Examples include, but are not limited to, benzonitrile derivatives, triazine derivatives, disulfoxide derivatives, carbazole derivatives, indolocarbazole derivatives, dihydrophenazine derivatives, thiazole derivatives, and oxadiazole derivatives.
  • Preferred TADF materials include the following compounds.
  • the device in which the light-emitting layer contains the TADF material further contains a fluorescent dopant in the light-emitting layer. That is, it is preferable that the light-emitting layer contains a thermally activated delayed fluorescent material and a fluorescent dopant. This is because triplet excitons are converted into singlet excitons by the TADF material, and the singlet excitons are received by the fluorescent dopant, thereby achieving higher luminous efficiency and longer durable life.
  • fluorescent dopants used in devices whose light-emitting layer includes a TADF material include the compound represented by the aforementioned general formula (6) and pyrromethene derivatives as exemplified below. It is preferable that the fluorescent dopant is a compound represented by general formula (6).
  • the electron transport layer is a layer into which electrons are injected from the cathode and further transports electrons. It is desired that the electron transport layer has high electron injection efficiency and efficiently transports the injected electrons. Therefore, the material constituting the electron transport layer is preferably a substance that has high electron affinity, high electron mobility, excellent stability, and does not easily generate trapping impurities during manufacture and use. In particular, when laminating a thick film, a compound with a molecular weight of 400 or more is preferable in order to maintain stable film quality, since low molecular weight compounds tend to crystallize and deteriorate the film quality.
  • the electron transport layer may be composed of a single layer or a stack of multiple materials.
  • electron transport materials used in the electron transport layer include fused polycyclic aromatic derivatives such as naphthalene and anthracene, styryl aromatic ring derivatives such as 4,4'-bis(diphenylethenyl)biphenyl, anthraquinone and diphenoquinone.
  • Examples include various metal complexes such as quinone derivatives, phosphorus oxide derivatives, quinolinol complexes such as tris(8-quinolinolato)aluminum(III), benzoquinolinol complexes, hydroxyazole complexes, azomethine complexes, tropolone metal complexes, and flavonol metal complexes.
  • heteroaryl ring structure consisting of an element selected from carbon, hydrogen, nitrogen, oxygen, silicon, and phosphorus and containing electron-accepting nitrogen. It is preferable to use a compound having
  • the electron-accepting nitrogen mentioned here refers to a nitrogen atom that forms multiple bonds with adjacent atoms. Since the nitrogen atom has high electronegativity, the multiple bond has electron-accepting properties. Therefore, aromatic heterocycles containing electron-accepting nitrogen have high electron affinity.
  • An electron transport material having electron-accepting nitrogen can easily receive electrons from a cathode having a high electron affinity, and can be driven at a lower voltage. In addition, more electrons are supplied to the light-emitting layer and the probability of recombination increases, so that the light-emitting efficiency is further improved.
  • heteroaryl ring containing electron-accepting nitrogen examples include a triazine ring, pyridine ring, pyrazine ring, pyrimidine ring, quinoline ring, quinoxaline ring, quinazoline ring, naphthyridine ring, pyrimidopyrimidine ring, benzoquinoline ring, phenanthroline ring, Examples include an imidazole ring, an oxazole ring, an oxadiazole ring, a triazole ring, a thiazole ring, a thiadiazole ring, a benzoxazole ring, a benzothiazole ring, a benzimidazole ring, and a phenanthroimidazole ring.
  • Examples of compounds having these heteroaryl ring structures include pyridine derivatives, triazine derivatives, quinazoline derivatives, pyrimidine derivatives, benzimidazole derivatives, benzoxazole derivatives, benzthiazole derivatives, oxadiazole derivatives, thiadiazole derivatives, triazole derivatives, and pyrazine.
  • Examples include derivatives, phenanthroline derivatives, quinoxaline derivatives, quinoline derivatives, benzoquinoline derivatives, oligopyridine derivatives such as bipyridine and terpyridine, quinoxaline derivatives and naphthyridine derivatives.
  • imidazole derivatives such as tris(N-phenylbenzimidazol-2-yl)benzene, oxadiazole derivatives such as 1,3-bis[(4-tert-butylphenyl)1,3,4-oxadiazolyl]phenylene, Triazole derivatives such as N-naphthyl-2,5-diphenyl-1,3,4-triazole, phenanthroline derivatives such as bathocuproine and 1,3-bis(1,10-phenanthrolin-9-yl)benzene, 2,2' -benzoquinoline derivatives such as -bis(benzo[h]quinolin-2-yl)-9,9'-spirobifluorene, 2,5-bis(6'-(2',2''-bipyridyl))-1, Bipyridine derivatives such as 1-dimethyl-3,4-diphenylsilole, terpyridine derivatives such as 1,3-bis(4-diphen
  • At least two of X 11 to X 13 are nitrogen atoms, and when they are not nitrogen atoms, they are methine groups.
  • R 11 and R 12 are a substituted or unsubstituted phenyl group, a substituted or unsubstituted biphenyl group, or a substituted or unsubstituted fluorenyl group
  • L 11 is a single bond or an arylene group
  • R 13 is a substituted or unsubstituted is a heteroaryl group or an aryl group substituted with a cyano group.
  • the arylene group refers to a divalent aromatic hydrocarbon group such as a phenylene group, biphenylene group, terphenylene group, naphthylene group, fluorenylene group, benzofluorenylene group, dibenzofluorenylene group, phenanthrylene group, anthracenylene group, etc. and a plurality of these groups may be connected.
  • the arylene group may or may not have a substituent.
  • the number of carbon atoms in the arylene group is not particularly limited, but is preferably in the range of 6 or more and 40 or less, more preferably 6 or more and 30 or less.
  • Examples of preferred triazine derivatives and pyrimidine derivatives include the compounds shown below.
  • the above electron transport material may be used alone, or two or more of the above electron transport materials may be mixed together, or one or more of the other electron transport materials may be mixed with the above electron transport material. I do not care.
  • it may contain a donor compound.
  • the donor compound is a compound that improves the electron injection barrier, facilitates electron injection from the cathode or electron injection layer to the electron transport layer, and further improves the electrical conductivity of the electron transport layer.
  • Preferred examples of donor compounds include alkali metals, inorganic salts containing alkali metals, complexes of alkali metals and organic substances, alkaline earth metals, inorganic salts containing alkaline earth metals, or complexes of alkaline earth metals and organic substances. complexes, rare earth metals, etc.
  • Preferred examples of alkali metals, alkaline earth metals, and rare earth metals include alkali metals such as lithium, sodium, potassium, rubidium, and cesium, which have a low work function and have a large effect on improving electron transport ability, and magnesium, calcium, cerium, and barium.
  • alkaline earth metals such as alkaline earth metals
  • rare earth metals such as samarium, europium, and ytterbium. Further, a plurality of these metals may be used, or an alloy made of these metals may be used.
  • inorganic salts include oxides and nitrides such as LiO and Li2O , fluorides such as LiF, NaF, and KF , Li2CO3 , Na2CO3 , K2CO3 , Rb2CO3 , Examples include carbonates such as Cs 2 CO 3 .
  • preferable examples of the alkali metal or alkaline earth metal include lithium and cesium from the viewpoint of further reducing the driving voltage.
  • Preferred examples of the organic substance in the complex with an organic substance include quinolinol, benzoquinolinol, pyridylphenol, flavonol, hydroxyimidazopyridine, hydroxybenzazole, and hydroxytriazole.
  • a complex of an alkali metal and an organic substance is preferable from the viewpoint of being able to further reduce the driving voltage of the organic EL element.
  • a complex of lithium and an organic substance is more preferable, and lithium quinolinol (Liq), which is available at a relatively low price, is particularly preferable.
  • the ionization potential of the electron transport layer is not particularly limited, but is preferably 5.6 eV or more and 8.0 eV or less, more preferably 5.6 eV or more and 7.0 eV or less.
  • the method for forming the above-mentioned layers constituting the organic EL element is not particularly limited, such as resistance heating evaporation, electron beam evaporation, sputtering, molecular lamination method, coating method, etc. However, from the viewpoint of device characteristics, resistance heating evaporation or electron beam evaporation is usually used. is preferred.
  • a hole blocking layer may be provided between the light emitting layer and the electron transport layer.
  • a hole blocking layer is inserted for the purpose of preventing holes in the light emitting layer from flowing toward the cathode.
  • the material used for the hole-blocking layer is preferably a material with high hole-blocking properties and high electron-transporting ability, and it is preferable to use a compound having a heteroaryl ring structure containing electron-accepting nitrogen. It is particularly preferred that the hole blocking layer contains a triazine derivative or a pyrimidine derivative. Most preferably, the hole blocking layer contains a triazine derivative or a pyrimidine derivative represented by the above general formula (5).
  • an electron injection layer may be provided between the cathode and the electron transport layer.
  • the electron injection layer is inserted to help inject electrons from the cathode to the electron transport layer, but when inserted, a compound having a heteroaryl ring structure containing electron-accepting nitrogen may be used. , a layer containing the above donor material may be used.
  • an inorganic material such as an insulator or a semiconductor can also be used for the electron injection layer.
  • an inorganic material such as an insulator or a semiconductor can also be used for the electron injection layer.
  • Such an insulator is preferably at least one metal compound selected from the group consisting of alkali metal chalcogenides, alkaline earth metal chalcogenides, alkali metal halides, and alkaline earth metal halides.
  • preferred alkali metal chalcogenides include, for example, Li 2 O, Na 2 S and Na 2 Se.
  • preferable alkaline earth metal chalcogenides include, for example, CaO, BaO, SrO, BeO, BaS, and CaSe.
  • preferable alkali metal halides include, for example, LiF, NaF, KF, LiCl, KCl, and NaCl.
  • preferable alkaline earth metal halides include, for example, fluorides such as CaF 2 , BaF 2 , SrF 2 , MgF 2 and BeF 2 , and halides other than fluorides.
  • complexes of organic substances and metals are also suitably used.
  • a complex of an organic substance and a metal is used for the electron injection layer, the film thickness can be easily adjusted.
  • organic substances in the organometallic complex include quinolinol, benzoquinolinol, pyridylphenol, flavonol, hydroxyimidazopyridine, hydroxybenzazole, and hydroxytriazole.
  • the thickness of the organic layer cannot be limited as it depends on the resistance value of the light-emitting substance, but it is preferably 1 to 1000 nm.
  • the thickness of each of the light-emitting layer, electron transport layer, and hole transport layer is preferably 1 nm or more and 200 nm or less, more preferably 5 nm or more and 100 nm or less.
  • the organic EL element according to the embodiment of the present invention has a function of converting electrical energy into light.
  • direct current is mainly used as electrical energy here, pulsed current or alternating current can also be used.
  • the current and voltage values they should be selected so that maximum brightness can be obtained with as low energy as possible, taking into consideration the power consumption and lifespan of the element.
  • the organic EL element according to the embodiment of the present invention is suitably used, for example, as a display device such as a display that displays in a matrix and/or segment format.
  • the manufacturing method of the organic EL element according to the embodiment of the present invention can be selected from a vapor deposition method using a fine metal mask, an inkjet printing method, a method using photolithography after vapor deposition, and the like.
  • a method using photolithography is preferable because the pixel aperture can be made larger and the pixels can be made more precise.
  • the organic EL element according to the embodiment of the present invention is also preferably used as a backlight for various devices.
  • Backlights are mainly used for the purpose of improving the visibility of display devices such as non-self-luminous displays, and are used in liquid crystal displays, clocks, audio devices, automobile panels, display boards, signs, and the like.
  • the organic EL element of the present invention is preferably used for backlights for liquid crystal displays, especially for personal computers where thinning is being considered, and it is possible to provide backlights that are thinner and lighter than conventional ones.
  • the organic EL element according to the embodiment of the present invention is also preferably used as various lighting devices.
  • the organic EL device according to the embodiment of the present invention can achieve both high luminous efficiency and high color purity, and can also be made thinner and lighter, resulting in lower power consumption and brighter luminescent colors. , a lighting device with high design quality can be realized.
  • the obtained Compound 5 was purified by sublimation at about 360° C. under a pressure of 1 ⁇ 10 ⁇ 3 Pa using an oil diffusion pump.
  • the HPLC purity (area % at a measurement wavelength of 254 nm) of Compound 5 before and after sublimation purification was 99.9%.
  • the obtained compound 10 was purified by sublimation at about 360° C. under a pressure of 1 ⁇ 10 ⁇ 3 Pa using an oil diffusion pump.
  • the HPLC purity (area % at a measurement wavelength of 254 nm) of Compound 1 before and after sublimation purification was 99.9%.
  • the organic EL devices obtained in Examples 1 to 37 and Comparative Examples 1 to 16 were each driven at a current density of 10 mA/cm 2 and the initial driving voltage was measured.
  • Example 1 A glass substrate (manufactured by Geomatec Co., Ltd., 11 ⁇ / ⁇ , sputtered product) on which a 165 nm thick ITO transparent conductive film was deposited as an anode was cut into 38 mm ⁇ 46 mm and etched. The obtained substrate was ultrasonically cleaned for 15 minutes using "Semico Clean" 56 (trade name, manufactured by Furuuchi Chemical Co., Ltd.), and then washed with ultrapure water. This substrate was subjected to UV-ozone treatment for 1 hour immediately before fabricating the device, placed in a vacuum evaporation device, and evacuated until the degree of vacuum in the device became 5 ⁇ 10 ⁇ 4 Pa or less.
  • "Semico Clean" 56 trade name, manufactured by Furuuchi Chemical Co., Ltd.
  • HT-1 and PD-1 were deposited as a hole injection layer using a resistance heating method so that the doping concentration of PD-1 was 3% by weight.
  • a light emitting unit (first light emitting unit) consisting of a hole transport layer, a light emitting layer and an electron transport layer was formed on the hole injection layer.
  • Examples 2 to 18, Comparative Examples 1 to 15 An organic EL device was produced in the same manner as in Example 1, except that the compounds and metals used in the n-type charge generation layer and the p-type charge generation layer were changed as shown in Table 1.
  • compounds 2 to 30, PD-2, and HAT-CN 6 are the compounds shown below.
  • HAT-CN 6 used in Comparative Example 1 is not included in the compound represented by the general formula (2) or the compound represented by the following general formula (4).
  • Compounds 13 to 26 used in Comparative Examples 2 to 15 are not included in the compounds represented by general formula (1).
  • Examples 19-29 Example 1 except that the compound used for the electron transport layer was changed as shown in Table 2, and in the formation of the electron transport layer, a hole blocking layer in contact with the light emitting layer was formed as shown in Table 2. An organic EL device was produced in the same manner. Note that ET-2 to ET-8 are the compounds shown below.
  • Examples 30-39 An organic EL device was prepared in the same manner as in Example 1, except that the compounds used in the hole transport layer and the p-type charge generation layer were changed as shown in Table 3. Note that HT-2 to HT-8 are the compounds shown below.
  • Examples 40-45 An organic EL device was produced in the same manner as in Example 1, except that the compounds used in the light emitting layer were changed as shown in Table 4. Note that H-2, H-3, TADF-1, and D-2 to D-6 are the compounds shown below.

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Abstract

本発明の目的は、発光効率および耐久寿命に優れた有機ＥＬ素子を提供することである。本発明は、陽極と、陰極と、前記陽極と前記陰極との間に挟持され、それぞれ正孔輸送層、電子輸送層および発光層を有する、２以上の発光ユニットと、前記発光ユニットの間に挟持される電荷発生層とを有し、　前記電荷発生層が、前記陽極側にあるｎ型電荷発生層と、前記陰極側にあるｐ型電荷発生層とからなり、　前記ｎ型電荷発生層が、下記一般式（１）で表される化合物と、アルカリ金属、アルカリ土類金属または希土類金属のいずれかとを含有し、　前記ｐ型電荷発生層が、下記一般式（２）または下記一般式（４）で表されるいずれか化合物を含有する、有機ＥＬ素子である。（一般式（１）において、Ｘ１～Ｘ３は、これらのいずれか一つは窒素原子であり、それ以外はメチン基である。Ｌ１は置換もしくは無置換のフェニレン基、ナフチレン基またはアントリレン基であり、Ｌ２は単結合、置換もしくは無置換のフェニレン基、ナフチレン基またはアントリレン基である。ただし、Ｌ１およびＬ２が置換されている場合の置換基は、アルキル基またはアルコキシ基である。Ａは置換もしくは無置換のフェニル基またはピリジル基であり、ｎは０または１である。ただし、Ａが置換されている場合の置換基は、アルキル基、アルコキシ基またはフッ素原子である。）（一般式（２）において、Ａ１～Ａ３はそれぞれ独立して下記一般式（３）で表される基である。）（一般式（３）において、＊は一般式（２）のＡ１～Ａ３および一般式（４）のＺ４１～Ｚ４２との結合位置を示す。Ａｒは置換もしくは無置換の炭素数６～１８のアリール基、または置換もしくは無置換の炭素数２～１８のヘテロアリール基である。ただし、これらの基が置換されている場合の置換基は、シアノ基、パーフルオロアルキル基、フッ素原子および塩素原子からなる群より選択される。Ｒ２１は、置換もしくは無置換の炭素数６～１８のアリール基、置換もしくは無置換の炭素数２～１８のヘテロアリール基、炭素数１～８のパーフルオロアルキル基、フッ素原子またはシアノ基である。）（一般式（４）において、Ｒ４１～Ｒ４６は、それぞれ独立に、水素原子、置換または無置換の炭素数６～１２のアリール基、置換または無置換の炭素数１～１２のヘテロアリール基、炭素数１～１２のアルコキシ基、炭素数１～１２のエーテル基、シアノ基、フッ素原子、トリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基およびトリメチルシリル基からなる群より選ばれる。ただし、Ｒ４１～Ｒ４６の少なくとも一つはシアノ基を有する。Ｒ４１～Ｒ４６は隣り合う置換基同士で縮合して環を形成していてもよい。Ｚ４１およびＺ４２はそれぞれ独立して前記一般式（３）で表される基である。）

Description

有機ＥＬ素子、表示装置および照明装置
　本発明は、特定の構造を有する化合物を電荷発生層に用いた有機ＥＬ素子、表示装置および照明装置に関する。
　有機ＥＬ素子は、近年では、テレビやスマートフォンのディスプレイに採用されるなど、着実に実用化が進んでいる。しかし、既存の有機ＥＬ素子にはまだ技術的な課題も多い。中でも、高効率な発光を得ることと、有機ＥＬ素子の長寿命化との両立は、大きな課題となっている。
　これらの課題を解決するため、陽極と陰極との間に、正孔輸送層、電子輸送層および発光層を有する有機層からなる複数の発光ユニットを、電荷発生層を介して重ねて配置させたタンデム型有機ＥＬ素子が提案されている。
　電荷発生層はｎ型電荷発生層およびｐ型電荷発生層からなり、ｎ型電荷発生層に用いる化合物として、これまでに、ターピリジン骨格を有し、特定のアリール基で置換されたフェナントロリン誘導体（例えば、特許文献１参照）、ピレン骨格を有するフェナントロリン誘導体（例えば、特許文献２参照）、ジベンゾフラン骨格を有するフェナントロリン誘導体（例えば、特許文献３参照）、特定のアリーレン基およびヘテロアリール基を有するフェナントロリン誘導体（例えば、特許文献４、５参照）などが開発されている。
　ｐ型電荷発生層に用いる化合物として、トリアリールアミン誘導体（例えば、特許文献１参照）、ＨＡＴ－ＣＮ（例えば、特許文献３、５参照）、Ｆ４－ＴＣＮＱをドープしたＮＰＤ（例えば、特許文献４参照）が開示されている。
国際公開第２０１６／１２１５９７号 韓国特許出願公開第１０－２０２０－００６４４２３号 国際公開第２０２０／２１８６４８号 欧州特許出願公開第２９８３２２７号 韓国特許出願公開第１０－２０１９－００５３５６２号
　特許文献１～５によれば、ターピリジン骨格、ピレン骨格、ジベンゾフラン骨格や特定のアリール基、アリーレン基またはヘテロアリール基が連結したフェナントロリン誘導体をｎ型電荷発生層に用い、トリアリールアミン誘導体やＨＡＴ－ＣＮ、Ｆ４－ＴＣＮＱをドープしたＮＰＤをｐ型電荷発生層に用いることにより、発光効率を高め、低電圧駆動が可能で耐久性に優れた有機ＥＬ素子を得ることができる。しかしながら、近年有機ＥＬ素子に求められる発光効率と耐久性はますます高まっており、さらに高い発光効率と耐久寿命とを両立させる技術が求められている。
　本発明は、かかる従来技術の課題に鑑み、発光効率および耐久寿命に優れた有機ＥＬ素子を提供することを目的とするものである。
　上記課題を解決するために、本発明は以下の構成をとる。
［１］陽極と、陰極と、前記陽極と前記陰極との間に挟持され、それぞれ正孔輸送層、電子輸送層および発光層を有する、２以上の発光ユニットと、前記発光ユニットの間に挟持される電荷発生層とを有し、
　前記電荷発生層が、前記陽極側にあるｎ型電荷発生層と、前記陰極側にあるｐ型電荷発生層とからなり、
　前記ｎ型電荷発生層が、下記一般式（１）で表される化合物と、アルカリ金属、アルカリ土類金属または希土類金属のいずれかを含有し、
　前記ｐ型電荷発生層が、下記一般式（２）または下記一般式（４）で表される化合物を含有する、有機ＥＬ素子。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
（一般式（１）において、Ｘ１～Ｘ３は、これらのいずれか一つは窒素原子であり、それ以外はメチン基である。Ｌ１は置換もしくは無置換のフェニレン基、置換もしくは無置換のナフチレン基または置換もしくは無置換のアントリレン基であり、Ｌ２は単結合、置換もしくは無置換のフェニレン基、置換もしくは無置換のナフチレン基または置換もしくは無置換のアントリレン基である。ただし、Ｌ１およびＬ２が置換されている場合の置換基は、アルキル基またはアルコキシ基である。Ａは置換もしくは無置換のフェニル基または置換もしくは無置換のピリジル基であり、ｎは０または１である。ただし、Ａが置換されている場合の置換基は、アルキル基、アルコキシ基またはフッ素原子である。）
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
（一般式（２）において、Ａ１～Ａ３はそれぞれ独立して下記一般式（３）で表される基である。）
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
（一般式（３）において、＊は一般式（２）のＡ１～Ａ３および一般式（４）のＺ４１～Ｚ４２との結合位置を示す。Ａｒは置換もしくは無置換の炭素数６～１８のアリール基、または置換もしくは無置換の炭素数２～１８のヘテロアリール基である。ただし、これらの基が置換されている場合の置換基は、シアノ基、パーフルオロアルキル基、フッ素原子および塩素原子からなる群より選択される。Ｒ２１は、置換もしくは無置換の炭素数６～１８のアリール基、置換もしくは無置換の炭素数２～１８のヘテロアリール基、炭素数１～８のパーフルオロアルキル基、フッ素原子またはシアノ基である。）
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
（一般式（４）において、Ｒ４１～Ｒ４６は、それぞれ独立に、水素原子、置換または無置換の炭素数６～１２のアリール基、置換または無置換の炭素数１～１２のヘテロアリール基、炭素数１～１２のアルコキシ基、炭素数１～１２のエーテル基、シアノ基、フッ素原子、トリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基およびトリメチルシリル基からなる群より選ばれる。ただし、Ｒ４１～Ｒ４６の少なくとも一つはシアノ基を有する。Ｒ４１～Ｒ４６は隣り合う置換基同士で縮合して環を形成していてもよい。Ｚ４１およびＺ４２はそれぞれ独立して前記一般式（３）で表される基である。）。
［２］前記一般式（１）においてＸ３が窒素原子である、［１］に記載の有機ＥＬ素子。
［３］前記一般式（１）においてｎが１であり、Ａがフェニル基である、［１］または［２］に記載の有機ＥＬ素子。
［４］前記一般式（１）においてｎが１であり、Ｌ２が単結合である、［１］～［３］のいずれかに記載の有機ＥＬ素子。
［５］前記一般式（１）においてｎが０である、［１］～［４］のいずれかに記載の有機ＥＬ素子。
［６］前記一般式（１）においてＬ１がフェニレン基であり、Ｌ２が単結合である、［１］～［５］のいずれかに記載の有機ＥＬ素子。
［７］前記希土類金属がイッテルビウムである、［１］～［６］のいずれかに記載の有機ＥＬ素子。
［８］前記電子輸送層がトリアジン誘導体またはピリミジン誘導体を含有する［１］～［７］のいずれかに記載の有機ＥＬ素子。
［９］前記電子輸送層が下記一般式（５）で表されるトリアジン誘導体またはピリミジン誘導体を含有する［８］に記載の有機ＥＬ素子。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
（一般式（５）において、Ｘ１１～Ｘ１３は、これらのうち少なくとも二つは窒素原子であり、窒素原子でない場合はメチン基である。Ｒ１１およびＲ１２は置換もしくは無置換のフェニル基、置換もしくは無置換のビフェニル基または置換もしくは無置換のフルオレニル基であり、Ｌ１１は単結合またはアリーレン基であり、Ｒ１３は置換もしくは無置換のヘテロアリール基、またはシアノ基で置換したアリール基である。）
［１０］前記電子輸送層と発光層との間に正孔阻止層を含有し、該正孔阻止層がトリアジン誘導体またはピリミジン誘導体を含有する［１］～［９］のいずれかに記載の有機ＥＬ素子。
［１１］前記発光層が熱活性化遅延蛍光材料および蛍光ドーパントを含有する［１］～［１０］のいずれかに記載の有機ＥＬ素子。
［１２］前記蛍光ドーパントが下記一般式（６）で表される化合物である［１１］に記載の有機ＥＬ素子。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
（一般式（６）において、Ｚａ環、Ｚｂ環およびＺｃ環は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の環形成炭素数６～３０のアリール環または置換もしくは無置換の環形成原子数５～３０のヘテロアリール環である。Ｚ１およびＺ２は、それぞれ独立に、酸素原子、ＮＲａ（置換基Ｒａを有する窒素原子）または硫黄原子であり、Ｚ１がＮＲａである場合、Ｚａ環もしくはＺｂ環と結合して環を形成しても、形成してなくてもよく、Ｚ２がＮＲａである場合、Ｚｂ環もしくはＺｃ環と結合して環を形成しても、形成してなくてもよい。Ｒａは、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の環形成炭素数６～３０のアリール基、置換もしくは無置換の環形成原子数５～３０のヘテロアリール基または置換もしくは無置換の炭素数１～３０のアルキル基である。Ｙは、ホウ素原子、リン原子、ＳｉＲｂ（置換基Ｒｂを有するケイ素原子）、Ｐ＝ＯまたはＰ＝Ｓである。Ｒｂは、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の環形成炭素数６～３０のアリール基、置換もしくは無置換の環形成原子数５～３０のヘテロアリール基または置換もしくは無置換の炭素数１～３０のアルキル基から選ばれる。）
［１３］前記発光層がイリジウム錯体または白金錯体からなる燐光ドーパントを含有する［１］～［１２］のいずれかに記載の有機ＥＬ素子。
［１４］前記正孔輸送層がフルオレン骨格またはカルバゾール骨格を部分構造として有するトリアリールアミン誘導体を含有する［１］～［１３］のいずれかに記載の有機ＥＬ素子。
［１５］［１］～［１４］のいずれかに記載のＥＬ素子を含む表示装置。
［１６］［１］～［１４］のいずれかに記載ＥＬ素子を含む照明装置。
　本発明により、発光効率および耐久寿命に優れた有機ＥＬ素子を提供することができる。
　以下、本発明に係る有機ＥＬ素子、表示装置および照明装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。ただし、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、目的や用途に応じて種々に変更して実施することができる。
　（有機ＥＬ素子）
　本発明の実施の形態に係る有機ＥＬ素子は、陽極と陰極と前記陽極と前記陰極の間に挟持されそれぞれ正孔輸送層、電子輸送層および発光層を有する２以上の発光ユニットと前記発光ユニットの間に挟持される電荷発生層とを有し、電気エネルギーにより発光する。
　このような有機ＥＬ素子における発光ユニットの構成は、１）正孔輸送層／発光層／電子輸送層、２）正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層、３）正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層、４）正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層、５）正孔注入層／正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／電子注入層といった積層構成が挙げられる。
　上記各層は、それぞれ単一層、複数層のいずれでもよく、ドーピングされていてもよい。特に、上記電子注入層および電荷発生層は、金属をドープした金属ドーピング層とすることが好ましく、電子輸送能力や隣接する他層への電子注入能力を向上させることができる。また、上記各層に加えて、保護層（キャップ層）をさらに有してもよく、光学干渉効果により発光効率をより向上させることができる
　本発明の実施の形態に係る有機ＥＬ素子において、陽極と陰極は素子の発光のために十分な電流を供給するための役割を有するものであり、光を取り出すために少なくとも一方は透明または半透明であることが望ましい。通常、基板上に形成される陽極を透明電極とする。
　（基板）
　有機ＥＬ素子の機械的強度を保つために、有機ＥＬ素子を基板上に形成することが好ましい。基板としては、ソーダガラスや無アルカリガラスなどのガラス基板や、プラスチック基板などが挙げられる。ガラス基板の厚みは、機械的強度を保つために十分な厚みがあればよく、０．５ｍｍ以上あれば十分である。ガラスの材質については、ガラスからの溶出イオンが少ないことが好ましく、無アルカリガラスが好ましい。また、ＳｉＯ２などのバリアコートを施したソーダライムガラスも市販されており、これを使用することもできる。
　（陽極）
　陽極に用いる材料は、正孔を有機層に効率よく注入できることが好ましい。また、光を取り出すために、透明または半透明であることが好ましい。陽極に用いる材料としては、例えば、酸化亜鉛、酸化錫、酸化インジウム、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）などの導電性金属酸化物や、金、銀、クロムなどの金属、ヨウ化銅、硫化銅などの無機導電性物質、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリアニリンなどの導電性ポリマーなどが挙げられる。これらの中でも、ＩＴＯガラスやネサガラスが好ましい。これらの電極材料は、単独で用いてもよいし、複数の材料を積層または混合して用いてもよい。
　（陰極）
　陰極に用いる材料は、電子を効率よく発光層に注入できる物質であれば特に限定されない。陰極に用いる材料としては、例えば、白金、金、銀、銅、鉄、錫、アルミニウム、インジウムなどの金属、またはこれらの金属とリチウム、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウムなどの低仕事関数金属との合金、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）などの導電性金属酸化物やそれらの多層積層などが挙げられる。中でも、電気抵抗値や製膜しやすさ、膜の安定性、発光効率などの面から、主成分としてはアルミニウム、銀、マグネシウムが好ましく、電子輸送層および電子注入層への電子注入が容易であることから、マグネシウムと銀で構成されることがより好ましい。
　（保護層）
　陰極保護のために、陰極上に保護層（キャップ層）を積層することが好ましい。保護層を構成する材料（キャッピング材料）としては、特に限定されないが、例えば、白金、金、銀、銅、鉄、錫、アルミニウムおよびインジウムなどの金属、これら金属を用いた合金、シリカ、チタニアおよび窒化ケイ素などの無機物、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニル、炭化水素系高分子化合物などの有機高分子化合物、トリアリールアミン誘導体などの低分子化合物などが挙げられる。ただし、有機ＥＬ素子が、陰極側から光を取り出す素子構造（トップエミッション構造）である場合は、キャッピング材料は、可視光領域において光透過性を有することが好ましい。トリアリールアミン誘導体は可視光領域において光透過性を有し、高い屈折率を有するため、素子の光取り出し効率を高めることができるので好ましい。
　（電荷発生層）
　本発明における電荷発生層は、一般に二重層からなり、具体的には、陽極側にあるｎ型電荷発生層および陰極側にあるｐ型電荷発生層からなるｐｎ接合電荷発生層として用いられる。上記ｐｎ接合型電荷発生層は、有機ＥＬ素子中で電圧が印加されることにより、電荷を発生、または電荷を正孔および電子に分離し、これらの正孔および電子を正孔輸送層および電子輸送層を経由して発光層に注入する。具体的には、発光層が積層された有機ＥＬ素子において中間層の電荷発生層として機能する。ｎ型電荷発生層は陽極側に存在する発光ユニットに電子を供給し、ｐ型電荷発生層は陰極側に存在する発光ユニットに正孔を供給する。そのため、複数の発光層を積層した有機ＥＬ素子における発光効率をより向上させ、駆動電圧を下げることができ、素子の耐久寿命もより向上させることができる。
　ｎ型電荷発生層はｎ型ドーパントとｎ型電荷発生層ホストとを含む。ｎ型電荷発生層ホストとしては一般式（１）で表される化合物が好ましい。またフェナントロリン多量体もｎ型電荷発生層ホストとして好ましく用いることができるため、一般式（１）で表される化合物とフェナントロリン多量体とを共蒸着して用いてもよい。
　ｎ型ドーパントとして、アルカリ金属、アルカリ土類金属、１１族元素および希土類金属からなる群より選ばれる１種以上を用いることができる。ｎ型ドーパント材料として好ましくは、アルカリ金属、アルカリ土類金属または希土類金属である。ｎ型ドーパント材料の好ましい具体例は、リチウム、銀またはイッテルビウム（Ｙｂ）であり、イッテルビウムが特に好ましい。
　すなわち、本発明のｎ型電荷発生層は、下記一般式（１）に示されるフェナントロリン誘導体と、アルカリ金属、アルカリ土類金属または希土類金属のいずれかとを含有する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
　一般式（１）において、Ｘ１～Ｘ３は、これらのいずれか一つは窒素原子であり、それ以外はメチン基である。Ｌ１は置換もしくは無置換のフェニレン基、置換もしくは無置換のナフチレン基または置換もしくは無置換のアントリレン基であり、Ｌ２は単結合、置換もしくは無置換のフェニレン基、置換もしくは無置換のナフチレン基または置換もしくは無置換のアントリレン基である。ただし、Ｌ１およびＬ２が置換されている場合の置換基は、アルキル基またはアルコキシ基である。Ａは置換もしくは無置換のフェニル基または置換もしくは無置換のピリジル基であり、ｎは０または１である。ただし、Ａが置換されている場合の置換基は、アルキル基、アルコキシ基またはフッ素原子である。
　「置換もしくは無置換の」という場合における「無置換」とは、水素原子が結合していることを意味し、「置換」とは、水素原子の少なくとも一部が置換されていることを意味する。上記水素原子は重水素原子であってもよい。以下に説明する化合物またはその部分構造において、「置換もしくは無置換の」という場合においても上記と同様である。
　アルキル基とは、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、ｔｅｒｔ－ブチル基などの飽和脂肪族炭化水素基を示し、これは置換基を有していても有していなくてもよい。アルキル基の炭素数は特に限定されないが、入手の容易性やコストの点から、通常１以上２０以下、より好ましくは１以上８以下の範囲である。
　アルコキシ基とは、例えば、メトキシ基、エトキシ基、ｎ－プロポキシ基、イソプロポキシ基、ｎ－ブトキシ基、ｓｅｃ－ブトキシ基、ｔｅｒｔ－ブトキシ基などの、アルキル基が酸素に結合した基を示し、これは置換基を有していても有していなくてもよい。アルコキシ基の炭素数は特に限定されないが、入手の容易性やコストの点から、通常１以上２０以下、より好ましくは１以上８以下の範囲である。
　従来のｎ型電荷発生層に用いられる化合物として、例えば、特許文献１～５には下記式で表される化合物Ｖ、Ｗ、Ｘ、Ｙ、Ｚが示されている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
　しかしながら、これらの化合物を電荷発生層に使用した素子であっても、近年求められる特性に対してはいまだ十分な性能が得られておらず、発光効率、耐久寿命の面で更なる性能向上が可能となる化合物の創出が求められている。
　例えば、化合物Ｖのようなフェナントロリニル基にピレニル基を置換した化合物は、配位性の高いフェナントロリニル基上の窒素原子の近傍に嵩高い置換基を有するため、フェナントロリニル基の金属原子への配位性を低下させやすい傾向にある。そのため、化合物Ｖを金属原子と同時に用いた場合の膜安定性が低下し、駆動電圧が高くなり、発光効率および耐久寿命が低下する課題があった。
　化合物Ｗ、Ｘ、Ｚのような、ターピリジル基とフェナントロリニル基との連結基上に嵩高い芳香族性置換基を有する化合物は、その嵩高さにより分子相互作用向上の効果が小さくなるため、駆動電圧が高く、発光効率および耐久寿命になお課題があった。
　化合物Ｙのような、ターピリジル基とフェナントロリニル基とを３つのアリーレン基により連結する化合物も同様に、その平面性の高さにより結晶性が高くなりすぎるため、駆動電圧が高くなり、発光効率および耐久寿命に課題があった。
　本発明者らは、その改良の検討において、フェナントロリニル基、ターピリジル基およびそれらの連結基の効果に着目した。フェナントロリニル基およびターピリジル基はいずれも大きな電子輸送性を有し、金属原子への配位性の高い置換基である。一般式（１）で表される化合物は、Ｌ１としてフェニレン基、ナフチレン基またはアントリレン基を選択し、Ｌ２として単結合、フェニレン基、ナフチレン基またはアントリレン基を選択することによって、フェナントロリニル基、ターピリジル基およびそれらの連結基を共役しやすくして、化合物としての電荷輸送性をより大きくすることができる。このため、電荷発生層に用いた場合の駆動電圧を小さくし、発光効率を向上させることができる。また、金属原子への配位性を高めることができるため、一般式（１）で表される化合物と、アルカリ金属、アルカリ土類金属または希土類金属のいずれかと、をｎ型電荷発生層に用いた場合、安定な層を形成することができ、優れた性能を示す。
　Ｌ１およびＬ２が置換されている場合の置換基は、アルキル基またはアルコキシ基である。これらの置換基は化合物の電荷輸送性を低下させることなく、化合物の安定性を向上させることができるため好ましい。
　膜質安定性を高め、発光効率および耐久寿命をより向上させる観点から、Ｌ１がフェニレン基であることが好ましい。また、Ｌ２が単結合であることが好ましい。前記一般式（１）においてＬ１がフェニレン基であり、Ｌ２が単結合であることが好ましい。この場合、フェナントロリニル基およびターピリジル基の相互作用をより大きくすることができ、発光効率および耐久寿命をより向上させることができる。
　一般式（１）において、Ｘ１～Ｘ３のいずれか一つは窒素原子であり、それ以外はメチン基である。金属原子への配位性を高め、より安定な層を形成するという観点から、Ｘ３が窒素原子であることが好ましい。より安定に配位した層を形成することにより、低電圧で駆動し、耐久寿命をより向上させることができる。
　一般式（１）において、ｎが１であり、Ａが置換もしくは無置換のフェニル基または置換もしくは無置換のピリジル基であることが好ましい。この場合、フェナントロリンの置換位置のうち反応性の高い２位と９位を置換することができるため、化合物の安定性を向上させることができる。さらに、Ａとしてフェニル基またはピリジル基を選択することにより、フェナントロリニル基上の窒素原子の高い配位性により、金属ドーピング層に用いた場合、金属配位性がより高く、より安定な層を形成することができる。このため、駆動電圧をより低減し、耐久寿命を向上させることができる。素子の安定性や耐久寿命をより高める観点から、一般式（１）において、ｎが１であり、Ａがフェニル基であることが好ましい。また、一般式（１）においてｎが１であり、Ｌ２が単結合であることが好ましい。
　別の態様として、一般式（１）において、ｎが０であることが好ましい。この場合、フェナントロリンの９位は水素である。ｎが０である場合、フェナントロリンが立体的にすいているため、金属ドーピング層に用いた場合、金属配位性がより高く、より安定な層を形成することができる。
　一般式（１）で表される化合物の分子量は、結晶化を抑制して膜質の安定性を向上させる観点から、４００以上であることが好ましい。一方、昇華精製や蒸着時の加工性を向上させる観点から、一般式（１）で表される化合物の分子量は、６４０以下であることが好ましい。
　上記一般式（１）で表される化合物としては、例えば、以下に示す化合物などが挙げられる。なお、以下は例示であり、ここに明記された化合物以外であっても一般式（１）で表されるものであれば同様に好ましく用いられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
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Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
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Figure JPOXMLDOC01-appb-C000030
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Figure JPOXMLDOC01-appb-C000032
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000033
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000034
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000035
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000036
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000037
　一般式（１）で表される化合物は、公知の合成法により合成することができる。合成法としては、例えば、パラジウムを用いたハロゲン化アリール誘導体とアリールボロン酸誘導体とのカップリング反応が挙げられるが、これに限定されるものではない。
　ｎ型電荷発生層はさらに芳香族炭化水素化合物、窒素－ホウ素結合を有する化合物、シロール環を有する化合物またはヘテロアリール環を有する化合物から選ばれる第２材料を含んでいてもよい。これらの化合物を含む場合、ｎ型電荷発生層ホストと水素結合を作ることで電子のやり取りを効率化し、駆動電圧を低減することができる。
　ｐ型電荷発生層はｐ型ドーパントとｐ型電荷発生層ホストとを含む。ｐ型電荷発生層ホストについては後述する。本発明に用いられるｐ型ドーパントは、以下の一般式（２）で表されるラジアレン誘導体または以下の一般式（４）で表されるインダセン誘導体である。すなわち、本発明のｐ型電荷発生層は、下記一般式（２）で表される化合物または下記一般式（４）で表される化合物を含有する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000038
　一般式（２）において、Ａ１～Ａ３はそれぞれ独立して下記一般式（３）で表される基である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000039
　一般式（３）において、＊は一般式（２）のＡ１～Ａ３および一般式（４）のＺ４１～Ｚ４２との結合位置を示す。Ａｒは置換もしくは無置換の炭素数６～１８のアリール基、または置換もしくは無置換の炭素数２～１８のヘテロアリール基である。ただし、これらの基が置換されている場合の置換基は、シアノ基、パーフルオロアルキル基、フッ素原子および塩素原子からなる群より選択される。Ｒ２１は、置換もしくは無置換の炭素数６～１８のアリール基、置換もしくは無置換の炭素数２～１８のヘテロアリール基、炭素数１～８のパーフルオロアルキル基、フッ素原子またはシアノ基である。
　ヘテロアリール基とは、例えば、ピリジル基、フラニル基、チオフェニル基、キノリニル基、イソキノリニル基、ピラジニル基、ピリミジル基、ピリダジニル基、トリアジニル基、ナフチリジニル基、シンノリニル基、フタラジニル基、キノキサリニル基、キナゾリニル基、ベンゾフラニル基、ベンゾチオフェニル基、インドリル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、カルバゾリル基、ベンゾカルバゾリル基、カルボリニル基、インドロカルバゾリル基、ベンゾフロカルバゾリル基、ベンゾチエノカルバゾリル基、ジヒドロインデノカルバゾリル基、ベンゾキノリニル基、アクリジニル基、ジベンゾアクリジニル基、ベンゾイミダゾリル基、イミダゾピリジル基、ベンゾオキサゾリル基、ベンゾチアゾリル基、フェナントロリニル基、などの、炭素以外の原子を一個または複数個環内に有する環状芳香族基を示す。ただし、ナフチリジニル基とは、１，５－ナフチリジニル基、１，６－ナフチリジニル基、１，７－ナフチリジニル基、１，８－ナフチリジニル基、２，６－ナフチリジニル基、２，７－ナフチリジニル基のいずれかを示す。ヘテロアリール基は置換基を有していても有していなくてもよい。ヘテロアリール基の環形成原子数は特に限定されないが、好ましくは、３以上４０以下、より好ましくは３以上３０以下の範囲である。
　パーフルオロアルキル基とは、例えば、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、オクタフルオロプロピル基などの、アルキル基のすべての水素をフッ素に置き換えた基を示す。パーフルオロアルキル基の炭素数は特に限定されないが、入手の容易性やコストの点から、通常１以上２０以下、より好ましくは１以上８以下の範囲である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000040
　一般式（４）において、Ｒ４１～Ｒ４６は、それぞれ独立に、水素原子、置換または無置換の炭素数６～１２のアリール基、置換または無置換の炭素数１～１２のヘテロアリール基、炭素数１～１２のアルコキシ基、炭素数１～１２のエーテル基、シアノ基、フッ素原子、トリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基およびトリメチルシリル基からなる群より選ばれる。ただし、Ｒ４１～Ｒ４６の少なくとも一つはシアノ基を有する。Ｒ４１～Ｒ４６は隣り合う置換基同士で縮合して環を形成していてもよい。Ｚ４１およびＺ４２はそれぞれ独立して前記一般式（３）で表される基である。
　上記一般式（２）で表される化合物としては、例えば、以下に示す化合物などが挙げられる。なお、以下は例示であり、ここに明記された化合物以外であっても一般式（２）で表されるものであれば同様に好ましく用いられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000041
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000042
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000043
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000044
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000045
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000046
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000047
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000048
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000049
　上記一般式（４）で表される化合物としては、例えば、以下に示す化合物などが挙げられる。なお、以下は例示であり、ここに明記された化合物以外であっても一般式（４）で表されるものであれば同様に好ましく用いられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000050
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000051
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000052
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000053
　ｐ型ドーパントとしては、一般式（２）または一般式（４）で表される化合物に加えて、従来の材料を併用することができる。例えば、テトラフルオロ－７，７，８，８－テトラシアノキノジメタン（Ｆ４－ＴＣＮＱ）、テトラシアノキノジメタン誘導体、ラジアレン誘導体、インダセン誘導体、ホウ酸金属塩錯体、ヨウ素、ＦｅＣｌ３、ＦｅＦ３、ＳｂＣｌ５などを用いることができる。
　ｐ型電荷発生層ホストとして好ましくはアリールアミン誘導体であり、フルオレン骨格またはカルバゾール骨格を部分構造として有するトリアリールアミン誘導体が特に好ましい。この場合において、フルオレン骨格に含まれるベンゼン環が、トリアリールアミン構造中のアリール基を兼ねていてもよい。好ましいｐ型電荷発生層ホストとしては、例えば、以下に示す化合物などが挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000054
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000055
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000056
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000057
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000058
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000059
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000060
　（正孔注入層）
　正孔注入層は、陽極と正孔輸送層の間に挿入される層である。正孔注入層は１層であっても複数の層が積層されていてもどちらでもよい。正孔輸送層と陽極の間に正孔注入層が存在すると、より低電圧駆動し、耐久寿命も向上するだけでなく、さらに素子のキャリアバランスが向上して発光効率も向上するため好ましい。
　正孔注入層に用いられる材料は、公知の材料を用いることができる。例えば、ベンジジン誘導体、スターバーストアリールアミンと呼ばれる材料群、トリアリールアミン誘導体、ビスカルバゾール誘導体、ピラゾリン誘導体、スチルベン系化合物、フルオレン系化合物、ヒドラゾン系化合物、ベンゾフラン誘導体、チオフェン誘導体、オキサジアゾール誘導体、フタロシアニン誘導体、ポルフィリン誘導体などの複素環化合物、前記単量体を側鎖に有するポリカーボネートやスチレン誘導体、ポリチオフェン、ポリアニリン、ポリフルオレン、ポリビニルカルバゾール、ポリシランなどのポリマー系材料などが挙げられる。陽極から正孔輸送層へ円滑に正孔を注入輸送する観点から、ベンジジン誘導体、スターバーストアリールアミン系材料群、およびフルオレン系化合物がより好ましく用いられる。
　これらの材料は単独で用いてもよいし、２種以上の材料を混合して用いてもよい。また、複数の材料を積層して正孔注入層としてもよい。さらにこの正孔注入層が、アクセプター性化合物単独で構成されているか、または上記のような正孔注入材料にアクセプター性化合物をドープして用いると、上述した効果がより顕著に得られるのでより好ましい。アクセプター性化合物とは、単層膜として用いる場合は接している正孔輸送層と、ドープして用いる場合は正孔注入層を構成する材料と電荷移動錯体を形成する材料である。このような材料を用いると、正孔注入層の導電性が向上し、より素子の駆動電圧低下に寄与し、発光効率や耐久寿命をより向上させることができる。
　アクセプター性化合物としては、例えば、ラジアレン誘導体、インダセン誘導体、ホウ酸金属塩錯体、塩化鉄（ＩＩＩ）、塩化アルミニウム、塩化ガリウム、塩化インジウム、塩化アンチモンなどの金属塩化物、酸化モリブデン、酸化バナジウム、酸化タングステン、酸化ルテニウムなどの金属酸化物、トリス（４－ブロモフェニル）アミニウムヘキサクロロアンチモネート（ＴＢＰＡＨ）などの電荷移動錯体、分子内にニトロ基、シアノ基、ハロゲンまたはトリフルオロメチル基を有する有機化合物、キノン系化合物、酸無水物系化合物、フラーレンなどが挙げられる。これらの中でも、金属酸化物やシアノ基含有化合物が取り扱いやすく、蒸着もしやすいことから、容易に上述した効果が得られるので好ましい。正孔注入層がアクセプター性化合物単独で構成される場合、または正孔注入層にアクセプター性化合物がドープされている場合のいずれの場合も、正孔注入層は１層であってもよいし、複数の層が積層されて構成されていてもよい。
　正孔注入層にドープされるアクセプター性化合物としては一般式（２）または一般式（４）で表される化合物が好ましい。
　（正孔輸送層）
　正孔輸送層は、陽極から注入された正孔を発光層まで輸送する層である。正孔輸送層は単層であっても複数の層が積層されて構成されていてもどちらでもよい。
　正孔輸送層に用いられる材料としては、正孔注入層や、ｐ型電荷発生層におけるｐ型電荷発生層ホストに用いられる材料として例示したものが挙げられる。発光層へ円滑に正孔を注入輸送する観点から、トリアリールアミン誘導体、ベンジジン誘導体が好ましい。正孔輸送層がフルオレン骨格またはカルバゾール骨格を部分構造として有するトリアリールアミン誘導体を含有することが特に好ましい。
　好ましい正孔輸送材料としては、例えば、ｐ型電荷発生層におけるｐ型電荷発生層ホストとして先に示したものが挙げられる。
　（発光層）
　発光層は、単一層、複数層のどちらでもよく、それぞれ発光材料（ホスト材料、ドーパント材料）により形成され、これはホスト材料とドーパント材料との混合物であっても、ホスト材料単独であっても、２種類のホスト材料と１種類のドーパント材料との混合物であっても、いずれでもよい。すなわち、本発明の実施の形態における有機ＥＬ素子は、各発光層において、ホスト材料もしくはドーパント材料のみが発光してもよいし、ホスト材料とドーパント材料がともに発光してもよい。電気エネルギーを効率よく利用し、高色純度の発光を得るという観点からは、発光層はホスト材料とドーパント材料の混合からなることが好ましい。また、ホスト材料とドーパント材料は、それぞれ一種類であっても、複数の組み合わせであっても、いずれでもよい。ドーパント材料はホスト材料の全体に含まれていても、部分的に含まれていても、いずれでもよい。ドーパント材料は積層されていても、分散されていても、いずれでもよい。ドーパント材料は発光色の制御ができる。ドーパント材料の量は、濃度消光現象を抑制する観点から、ホスト材料に対して３０重量％以下が好ましく、さらに好ましくは２０重量％以下である。ドーピング方法は、ホスト材料との共蒸着法によって形成することができるが、ホスト材料と予め混合してから同時に蒸着してもよい。
　発光層が複数層の場合、第一の発光層と第二の発光層がそれぞれ異なるホスト材料を含有し、第一の発光層と第二の発光層とが、直接、接するような構成も好ましい。特に蛍光材料を用いた発光層において、二つの発光層を積層することにより電荷の再結合と三重項－三重項融合を起こす領域を分離でき、発光効率を高めることができる。
　発光材料としては、発光体として知られているアントラセンやピレンなどの縮合環誘導体、トリス（８－キノリノラート）アルミニウムなどの金属キレート化オキシノイド化合物、ビススチリルアントラセン誘導体やジスチリルベンゼン誘導体などのビススチリル誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、インデン誘導体、クマリン誘導体、オキサジアゾール誘導体、ピロロピリジン誘導体、ペリノン誘導体、シクロペンタジエン誘導体、オキサジアゾール誘導体、チアジアゾロピリジン誘導体、ジベンゾフラン誘導体、カルバゾール誘導体、インドロカルバゾール誘導体や、ポリフェニレンビニレン誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、ポリチオフェン誘導体などのポリマーなどが挙げられる。
　発光材料に含有されるホスト材料は、化合物一種のみに限る必要はなく、複数の化合物を混合して用いてもよい。また、積層して用いてもよい。ホスト材料としては、特に限定されないが、ナフタレン、アントラセン、フェナンスレン、ピレン、クリセン、ナフタセン、トリフェニレン、ペリレン、フルオランテン、フルオレン、インデンなどの縮合アリール環を有する化合物やその誘導体、Ｎ，Ｎ’－ジナフチル－Ｎ，Ｎ’－ジフェニル－４，４’－ジフェニル－１，１’－ジアミンなどの芳香族アミン誘導体、トリス（８－キノリナート）アルミニウム（ＩＩＩ）などの金属キレート化オキシノイド化合物、ジスチリルベンゼン誘導体などのビススチリル誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、インデン誘導体、クマリン誘導体、オキサジアゾール誘導体、ピロロピリジン誘導体、ペリノン誘導体、シクロペンタジエン誘導体、ピロロピロール誘導体、チアジアゾロピリジン誘導体、ジベンゾフラン誘導体、カルバゾール誘導体、インドロカルバゾール誘導体、トリアジン誘導体や、ポリフェニレンビニレン誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体、ポリビニルカルバゾール誘導体、ポリチオフェン誘導体などのポリマーなどが挙げられる。中でも、発光層が三重項発光（りん光発光）を行う際に用いられるホストとしては、金属キレート化オキシノイド化合物、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、インドロカルバゾール誘導体、トリアジン誘導体、トリフェニレン誘導体などが好適に用いられる。
　発光材料に含有されるドーパント材料としては、例えば、ナフタレン、アントラセン、フェナンスレン、ピレン、フルオランテン、トリフェニレン、ペリレン、フルオレン、インデンなどのアリール環を有する化合物やその誘導体（例えば２－（ベンゾチアゾール－２－イル）－９，１０－ジフェニルアントラセンや５，６，１１，１２－テトラフェニルナフタセンなど）、フラン、ピロール、チオフェン、シロール、９－シラフルオレン、９，９’－スピロビシラフルオレン、ベンゾチオフェン、ベンゾフラン、インドール、ジベンゾチオフェン、ジベンゾフラン、イミダゾピリジン、フェナントロリン、ピラジン、ナフチリジン、キノキサリン、ピロロピリジン、チオキサンテンなどのヘテロアリール環を有する化合物やその誘導体、ジスチリルベンゼン誘導体、４，４’－ビス（２－（４－ジフェニルアミノフェニル）エテニル）ビフェニル、４，４’－ビス（Ｎ－（スチルベン－４－イル）－Ｎ－フェニルアミノ）スチルベンなどのアミノスチリル誘導体、芳香族アセチレン誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、スチルベン誘導体、アルダジン誘導体、ピロメテン誘導体、ジケトピロロ［３，４－ｃ］ピロール誘導体、２，３，５，６－１Ｈ，４Ｈ－テトラヒドロ－９－（２’－ベンゾチアゾリル）キノリジノ［９，９ａ，１－ｇｈ］クマリンなどのクマリン誘導体、イミダゾール、チアゾール、チアジアゾール、カルバゾール、オキサゾール、オキサジアゾール、トリアゾールなどのアゾール誘導体、その金属錯体、Ｎ，Ｎ’－ジフェニル－Ｎ，Ｎ’－ジ（３－メチルフェニル）－４，４’－ジフェニル－１，１’－ジアミンなどの芳香族アミン誘導体、下記一般式（６）で表される化合物などが挙げられる。これらの中でも、ジアミン骨格を含むドーパントや、フルオランテン骨格を含むドーパントは、発光効率をより向上させることができ、下記一般式（６）で表される化合物は、発光効率や耐久寿命をより向上させることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000061
　一般式（６）において、Ｚａ環、Ｚｂ環およびＺｃ環は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の環形成炭素数６～３０のアリール環または置換もしくは無置換の環形成原子数５～３０のヘテロアリール環である。Ｚａ環、Ｚｂ環およびＺｃ環は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の環形成炭素数６～３０のアリール環であることが好ましい。Ｚ１およびＺ２は、それぞれ独立に、酸素原子、ＮＲａ（置換基Ｒａを有する窒素原子）または硫黄原子であり、Ｚ１がＮＲａである場合、Ｚａ環もしくはＺｂ環と結合して環を形成しても、形成してなくてもよく、Ｚ２がＮＲａである場合、Ｚｂ環もしくはＺｃ環と結合して環を形成しても、形成してなくてもよい。Ｒａは、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の環形成炭素数６～３０のアリール基、置換もしくは無置換の環形成原子数５～３０のヘテロアリール基または置換もしくは無置換の炭素数１～３０のアルキル基である。Ｚ１およびＺ２はいずれもＮＲａであり、Ｒａは置換もしくは無置換の環形成炭素数６～３０のアリール基であることが好ましい。Ｙは、ホウ素原子、リン原子、ＳｉＲｂ（置換基Ｒｂを有するケイ素原子）、Ｐ＝ＯまたはＰ＝Ｓである。Ｒｂは、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の環形成炭素数６～３０のアリール基、置換もしくは無置換の環形成原子数５～３０のヘテロアリール基または置換もしくは無置換の炭素数１～３０のアルキル基である。Ｙはホウ素原子であることが好ましい。上記の全ての基において、置換される場合における置換基としては、アルキル基、シクロアルキル基、複素環基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基、アリール基、ヘテロアリール基、水酸基、チオール基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリールエーテル基、アリールチオエーテル基、ハロゲン、シアノ基、アルデヒド基、アシル基、カルボキシル基、エステル基、アミド基、アシル基、スルホニル基、スルホン酸エステル基、スルホンアミド基、アミノ基、ニトロ基、シリル基、シロキサニル基、ボリル基、オキソ基が好ましい。また、これらの置換基は、さらに上述の置換基により置換されていてもよい。
　アルキル基およびアルコキシ基としては、一般式（１）における置換基として例示したものが挙げられる。
　シクロアルキル基とは、例えば、シクロプロピル基、シクロヘキシル基、ノルボルニル基、アダマンチル基などの飽和脂環式炭化水素基を示し、これは置換基を有していても有していなくてもよい。環形成炭素数は特に限定されないが、好ましくは、３以上２０以下の範囲である。
　複素環基とは、例えば、ピラン環、ピペリジン環、環状アミドなどの炭素以外の原子を環内に有する脂肪族環を示し、これは置換基を有していても有していなくてもよい。環形成原子数は特に限定されないが、好ましくは、３以上２０以下の範囲である。
　アルケニル基とは、例えば、ビニル基、アリル基、ブタジエニル基などの二重結合を含む不飽和脂肪族炭化水素基を示し、これは置換基を有していても有していなくてもよい。アルケニル基の炭素数は特に限定されないが、好ましくは、２以上２０以下の範囲である。
　シクロアルケニル基とは、例えば、シクロペンテニル基、シクロペンタジエニル基、シクロヘキセニル基などの二重結合を含む不飽和脂環式炭化水素基を示し、これは置換基を有していても有していなくてもよい。
　アルキニル基とは、例えば、エチニル基などの三重結合を含む不飽和脂肪族炭化水素基を示し、これは置換基を有していても有していなくてもよい。アルキニル基の炭素数は特に限定されないが、好ましくは、２以上２０以下の範囲である。
　アリール基とは、例えば、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、ナフチル基、フルオレニル基、ベンゾフルオレニル基、ジベンゾフルオレニル基、フェナントリル基、アントラセニル基、ベンゾフェナントリル基、ベンゾアントラセニル基、クリセニル基、ピレニル基、フルオランテニル基、トリフェニレニル基、ベンゾフルオランテニル基、ジベンゾアントラセニル基、ペリレニル基、ヘリセニル基などの芳香族炭化水素基を示す。中でも、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、ナフチル基、フルオレニル基、フェナントリル基、アントラセニル基、ピレニル基、フルオランテニル基、トリフェニレニル基が好ましい。アリール基は、置換基を有していても有していなくてもよい。アリール基の炭素数は特に限定されないが、好ましくは６以上４０以下、より好ましくは６以上３０以下の範囲である。
　また、置換のフェニル基においては、そのフェニル基中の隣接する２つの炭素原子上に各々置換基がある場合、それらの置換基同士で環構造を形成していてもよい。その結果としてできた基は、その構造に応じて、「置換のフェニル基」、「二以上の環が縮環した構造を有するアリール基」、「二以上の環が縮環した構造を有するヘテロアリール基」のいずれか１つ以上に該当しうる。
　ヘテロアリール基とは、一般式（３）における置換基として例示したものが挙げられる。
　アルキルチオ基とは、アルコキシ基のエーテル結合の酸素原子が硫黄原子に置換されたものである。アルキルチオ基は置換基を有していても有していなくてもよい。アルキルチオ基の炭素数は特に限定されないが、好ましくは、１以上２０以下の範囲である。
　アリールエーテル基とは、例えば、フェノキシ基など、エーテル結合を介して芳香族炭化水素基が結合した官能基を示し、置換基を有していても有していなくてもよい。アリールエーテル基の炭素数は特に限定されないが、好ましくは、６以上４０以下の範囲である。
　アリールチオエーテル基とは、アリールエーテル基のエーテル結合の酸素原子が硫黄原子に置換された官能基を指し、置換基を有していても有していなくてもよい。アリールチオエーテル基の炭素数は特に限定されないが、好ましくは、６以上４０以下の範囲である。
　ハロゲンとは、フッ素、塩素、臭素またはヨウ素を示す。
　アシル基とは、例えばアセチル基、プロピオニル基、ベンゾイル基、アクリリル基など、カルボニル基を介してアルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、ヘテロアリール基が結合した官能基を示し、置換基を有していても有していなくてもよい。アシル基の炭素数は特に限定されないが、好ましくは、２以上４０以下、より好ましくは２以上３０以下である。
　エステル基とは、例えば、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基などがエステル結合を介して結合した官能基を示し、置換基を有していても有していなくてもよい。エステル基の炭素数は特に限定されないが、好ましくは、１以上２０以下の範囲である。より具体的には、メトキシカルボニル基などのメチルエステル基、エトキシカルボニル基などのエチルエステル基、プロポキシカルボニル基などのプロピルエステル基、ブトキシカルボニル基などのブチルエステル基、イソプロポキシメトキシカルボニル基などのイソプロピルエステル基、ヘキシロキシカルボニル基などのヘキシルエステル基、フェノキシカルボニル基などのフェニルエステル基などが挙げられる。
　アミド基とは、例えば、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基などがアミド結合を介して結合した官能基を示し、置換基を有していても有していなくてもよい。アミド基の炭素数は特に限定されないが、好ましくは、１以上２０以下の範囲である。より具体的には、メチルアミド基、エチルアミド基、プロピルアミド基、ブチルアミド基、イソプロピルアミド基、ヘキシルアミド基、フェニルアミド基などが挙げられる。
　スルホニル基とは、例えば、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基などが－Ｓ（＝Ｏ）２－結合を介して結合した官能基を示し、置換基を有していても有していなくてもよい。スルホニル基の炭素数は特に限定されないが、好ましくは、１以上２０以下の範囲である。
　スルホン酸エステル基とは、例えば、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基などがスルホン酸エステル結合を介して結合した官能基を示し、置換基を有していても有していなくてもよい。ここでスルホン酸エステル結合とは、エステル結合のカルボニル部、すなわち－Ｃ（＝Ｏ）－がスルホニル部、すなわち－Ｓ（＝Ｏ）２－に置換されたものを指す。スルホン酸エステル基の炭素数は特に限定されないが、好ましくは、１以上２０以下の範囲である。
　スルホンアミド基とは、例えば、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基などがスルホンアミド結合を介して結合した官能基を示し、置換基を有していても有していなくてもよい。ここでスルホンアミド結合とは、エステル結合のカルボニル部、すなわち－Ｃ（＝Ｏ）－がスルホニル部、すなわち－Ｓ（＝Ｏ）２－に置換されたものを指す。スルホンアミド基の炭素数は特に限定されないが、好ましくは、１以上２０以下の範囲である。
　アミノ基は、置換基を有していても有していなくてもよい。アミノ基の炭素数は特に限定されないが、好ましくは、２以上５０以下、より好ましくは６以上４０以下、特に好ましくは６以上３０以下の範囲である。
　シリル基とは、置換もしくは無置換のケイ素原子が結合した官能基を示し、例えば、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、ｔｅｒｔ－ブチルジメチルシリル基、プロピルジメチルシリル基、ビニルジメチルシリル基などのアルキルシリル基や、フェニルジメチルシリル基、ｔｅｒｔ－ブチルジフェニルシリル基、トリフェニルシリル基、トリナフチルシリル基などのアリールシリル基を示す。シリル基は、置換基を有していても有していなくてもよい。シリル基の炭素数は特に限定されないが、好ましくは、１以上３０以下の範囲である。
　シロキサニル基とは、例えばトリメチルシロキサニル基などのエーテル結合を介したケイ素化合物基を示す。シロキサニル基は、置換基を有していても有していなくてもよい。
　ボリル基は、置換基を有していても有していなくてもよい。
　一般式（６）で表される化合物としては、例えば、以下のような例が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000062
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000063
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000064
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000065
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000066
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000067
　本発明の実施の形態に係る有機ＥＬ素子は、発光層が三重項発光材料を含有することも好ましい。
　発光層が三重項発光（りん光発光）を行う際に用いられるドーパントとしては、イリジウム（Ｉｒ）、ルテニウム（Ｒｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）、オスミウム（Ｏｓ）、及びレニウム（Ｒｅ）からなる群から選択される少なくとも一つの金属を含む金属錯体化合物が好ましい。配位子は、フェニルピリジン骨格またはフェニルキノリン骨格またはカルベン骨格などの含窒素芳香族複素環を有することが好ましい。しかしながら、これらに限定されるものではなく、要求される発光色、素子性能、ホスト化合物との関係から適切な錯体が選ばれる。具体的には、トリス（２－フェニルピリジル）イリジウム錯体、トリス｛２－（２－チオフェニル）ピリジル｝イリジウム錯体、トリス｛２－（２－ベンゾチオフェニル）ピリジル｝イリジウム錯体、トリス（２－フェニルベンゾチアゾール）イリジウム錯体、トリス（２－フェニルベンゾオキサゾール）イリジウム錯体、トリスベンゾキノリンイリジウム錯体、ビス（２－フェニルピリジル）（アセチルアセトナート）イリジウム錯体、ビス｛２－（２－チオフェニル）ピリジル｝イリジウム錯体、ビス｛２－（２－ベンゾチオフェニル）ピリジル｝（アセチルアセトナート）イリジウム錯体、ビス（２－フェニルベンゾチアゾール）（アセチルアセトナート）イリジウム錯体、ビス（２－フェニルベンゾオキサゾール）（アセチルアセトナート）イリジウム錯体、ビスベンゾキノリン（アセチルアセトナート）イリジウム錯体、ビス｛２－（２，４－ジフルオロフェニル）ピリジル｝（アセチルアセトナート）イリジウム錯体、テトラエチルポルフィリン白金錯体、｛トリス（セノイルトリフルオロアセトン）モノ（１，１０－フェナントロリン）｝ユーロピウム錯体、｛トリス（セノイルトリフルオロアセトン）モノ（４，７－ジフェニル－１，１０－フェナントロリン）｝ユーロピウム錯体、｛トリス（１，３－ジフェニル－１，３－プロパンジオン）モノ（１，１０－フェナントロリン）｝ユーロピウム錯体、トリスアセチルアセトンテルビウム錯体などが挙げられる。また、特開２００９－１３０１４１号に記載されているリン光ドーパントも好適に用いられる。発光層がイリジウム錯体または白金錯体からなる燐光ドーパントを含有することが好ましく、発光効率をより向上させることができる。
　また三重項発光材料を含有する有機ＥＬ素子に一般式（６）で表される化合物がさらに含有されていてもよい。
　ドーパント材料として用いられる上記三重項発光材料は、発光層中に各々一種類のみが含まれていてもよいし、二種以上を混合して用いてもよい。三重項発光材料を二種以上用いる際には、ドーパント材料の総重量がホスト材料に対して３０重量％以下であることが好ましく、さらに好ましくは２０重量％以下である。
　三重項発光系における好ましいホストおよびドーパントとしては、特に限定されるものではないが、具体的には以下のような例が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000068
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000069
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000070
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000071
　また、発光層が熱活性化遅延蛍光材料を含有することも好ましい。熱活性化遅延蛍光については、「最先端の有機ＥＬ」（安達千波矢、藤本弘編、シーエムシー出版発行）の８７～１０３ページで解説されている。その文献の中で、蛍光発光材料の励起一重項状態と励起三重項状態のエネルギーレベルを近接させることにより、通常は遷移確率が低い励起三重項状態から励起一重項状態への逆エネルギー移動が高効率で生じ、熱活性化遅延蛍光（Ｔｈｅｒｍａｌｌｙ　Ａｃｔｉｖａｔｅｄ　ｄｅｌａｙｅｄ　Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ，　ＴＡＤＦ）が発現すると説明されている。さらに、当該文献中の図５で、遅延蛍光の発生メカニズムが説明されている。遅延蛍光の発光は過渡ＰＬ（Ｐｈｏｔｏ　Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）測定により確認できる。
　熱活性化遅延蛍光材料は、一般的に、ＴＡＤＦ材料とも呼ばれる。熱活性化遅延蛍光材料は、単一の材料で熱活性化遅延蛍光を示す材料であってもよいし、複数の材料で熱活性化遅延蛍光を示す材料であってもよい。材料が複数からなる場合は、混合物として用いてもよいし、各材料からなる層を積層して用いてもよい。熱活性化遅延蛍光材料としては、公知の材料を用いることができる。例えば、ベンゾニトリル誘導体、トリアジン誘導体、ジスルホキシド誘導体、カルバゾール誘導体、インドロカルバゾール誘導体、ジヒドロフェナジン誘導体、チアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
　好ましいＴＡＤＦ材料としては以下に例示されるような化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000072
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000073
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000074
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000075
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000076
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000077
　ＴＡＤＦ材料が発光層に含まれる素子には、さらに発光層に蛍光ドーパントが含まれていることが好ましい。すなわち、発光層が熱活性化遅延蛍光材料および蛍光ドーパントを含有することが好ましい。ＴＡＤＦ材料により三重項励起子が一重項励起子に変換され、その一重項励起子を蛍光ドーパントが受け取ることにより、より高い発光効率やより長い耐久寿命を達成できるためである。
　ＴＡＤＦ材料が発光層に含まれる素子に用いる蛍光ドーパントとしては前述した一般式（６）で表される化合物や以下に例示されるようなピロメテン誘導体が挙げられる。蛍光ドーパントが一般式（６）で表される化合物であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000078
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000079
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000080
　（電子輸送層）
　本発明において、電子輸送層とは、陰極から電子が注入され、さらに電子を輸送する層である。電子輸送層には、電子注入効率が高く、注入された電子を効率良く輸送することが望まれる。そのため、電子輸送層を構成する材料は、電子親和力が大きく、電子移動度が大きく、安定性に優れ、製造時および使用時に、トラップとなる不純物が発生しにくい物質であることが好ましい。特に膜厚を厚く積層する場合には、低分子量の化合物は結晶化するなどして膜質が劣化しやすいため、安定な膜質を保つため、分子量４００以上の化合物が好ましい。電子輸送層は単独でも複数の材料が積層されて構成されていてもよい。
　電子輸送層に用いられる電子輸送材料としては、例えば、ナフタレン、アントラセンなどの縮合多環芳香族誘導体、４，４’－ビス（ジフェニルエテニル）ビフェニルなどのスチリル系芳香環誘導体、アントラキノンやジフェノキノンなどのキノン誘導体、リンオキサイド誘導体、トリス（８－キノリノラート）アルミニウム（ＩＩＩ）などのキノリノール錯体、ベンゾキノリノール錯体、ヒドロキシアゾール錯体、アゾメチン錯体、トロポロン金属錯体およびフラボノール金属錯体などの各種金属錯体が挙げられる。駆動電圧をより低減し、より高効率の発光が得られることから、炭素、水素、窒素、酸素、ケイ素、リンの中から選ばれる元素で構成され、電子受容性窒素を含むヘテロアリール環構造を有する化合物を用いることが好ましい。
　ここで言う電子受容性窒素とは、隣接原子との間に多重結合を形成している窒素原子を表す。窒素原子が高い電子陰性度を有することから、該多重結合は電子受容的な性質を有する。それゆえ、電子受容性窒素を含む芳香族複素環は、高い電子親和性を有する。電子受容性窒素を有する電子輸送材料は、高い電子親和力を有する陰極からの電子を受け取りやすくし、より低電圧での駆動が可能となる。また、発光層への電子の供給が多くなり、再結合確率が高くなるため、発光効率がより向上する。
　電子受容性窒素を含むヘテロアリール環としては、例えば、トリアジン環、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、キノリン環、キノキサリン環、キナゾリン環、ナフチリジン環、ピリミドピリミジン環、ベンゾキノリン環、フェナントロリン環、イミダゾール環、オキサゾール環、オキサジアゾール環、トリアゾール環、チアゾール環、チアジアゾール環、ベンゾオキサゾール環、ベンゾチアゾール環、ベンズイミダゾール環、フェナンスロイミダゾール環などが挙げられる。
　これらのヘテロアリール環構造を有する化合物としては、例えば、ピリジン誘導体、トリアジン誘導体、キナゾリン誘導体、ピリミジン誘導体、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、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、ピラジン誘導体、フェナントロリン誘導体、キノキサリン誘導体、キノリン誘導体、ベンゾキノリン誘導体、ビピリジンやターピリジンなどのオリゴピリジン誘導体、キノキサリン誘導体およびナフチリジン誘導体などが挙げられる。中でも、トリス（Ｎ－フェニルベンズイミダゾール－２－イル）ベンゼンなどのイミダゾール誘導体、１，３－ビス［（４－ｔｅｒｔ－ブチルフェニル）１，３，４－オキサジアゾリル］フェニレンなどのオキサジアゾール誘導体、Ｎ－ナフチル－２，５－ジフェニル－１，３，４－トリアゾールなどのトリアゾール誘導体、バソクプロインや１，３－ビス（１，１０－フェナントロリン－９－イル）ベンゼンなどのフェナントロリン誘導体、２，２’－ビス（ベンゾ［ｈ］キノリン－２－イル）－９，９’－スピロビフルオレンなどのベンゾキノリン誘導体、２，５－ビス（６’－（２’，２”－ビピリジル））－１，１－ジメチル－３，４－ジフェニルシロールなどのビピリジン誘導体、１，３－ビス（４’－（２，２’：６’２”－ターピリジニル））ベンゼンなどのターピリジン誘導体、ビス（１－ナフチル）－４－（１，８－ナフチリジン－２－イル）フェニルホスフィンオキサイドなどのナフチリジン誘導体が、電子輸送能の観点から好ましく用いられる。電子輸送層がトリアジン誘導体またはピリミジン誘導体を含有することが特に好ましい。電子輸送層が下記一般式（５）で表されるトリアジン誘導体またはピリミジン誘導体を含有することが最も好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000081
　一般式（５）において、Ｘ１１～Ｘ１３のうち少なくとも二つは窒素原子であり、窒素原子でない場合はメチン基である。Ｒ１１およびＲ１２は置換もしくは無置換のフェニル基、置換もしくは無置換のビフェニル基または置換もしくは無置換のフルオレニル基であり、Ｌ１１は単結合またはアリーレン基であり、Ｒ１３は置換もしくは無置換のヘテロアリール基またはシアノ基で置換したアリール基である。
　アリーレン基とは、例えば、フェニレン基、ビフェニレン基、ターフェニレン基、ナフチレン基、フルオレニレン基、ベンゾフルオレニレン基、ジベンゾフルオレニレン基、フェナントリレン基、アントラセニレン基など２価の芳香族炭化水素基を示し、これらの基が複数連結していてもよい。アリーレン基は、置換基を有していても有していなくてもよい。アリーレン基の炭素数は特に限定されないが、好ましくは６以上４０以下、より好ましくは６以上３０以下の範囲である。
　好ましいトリアジン誘導体およびピリミジン誘導体の例としては、例えば以下に示す化合物などが挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000082
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000083
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000084
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000085
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000086
　上記電子輸送材料は単独で用いてよいし、上記電子輸送材料の２種以上を混合して用いたり、その他の電子輸送材料の一種以上を上記の電子輸送材料に混合して用いたりしても構わない。また、ドナー性化合物を含有してもよい。ここで、ドナー性化合物とは、電子注入障壁の改善により、陰極または電子注入層からの電子輸送層への電子注入を容易にし、さらに電子輸送層の電気伝導性を向上させる化合物である。
　ドナー性化合物の好ましい例としては、アルカリ金属、アルカリ金属を含有する無機塩、アルカリ金属と有機物との錯体、アルカリ土類金属、アルカリ土類金属を含有する無機塩またはアルカリ土類金属と有機物との錯体、希土類金属などが挙げられる。アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属の好ましい例としては、低仕事関数で電子輸送能向上の効果が大きいリチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウムなどのアルカリ金属や、マグネシウム、カルシウム、セリウム、バリウムなどのアルカリ土類金属や、サマリウム、ユーロピウム、イッテルビウムなどの希土類金属が挙げられる。またこれら金属を複数用いてもよく、これらの金属からなる合金を用いてもよい。
　また、真空中での蒸着が容易で取り扱いに優れることから、金属単体よりも無機塩、あるいは有機物との錯体の状態であることが好ましい。さらに、大気中における取扱を容易にし、添加濃度を調整しやすくできる点で、有機物との錯体の状態にあることがより好ましい。無機塩の例としては、ＬｉＯ、Ｌｉ２Ｏ等の酸化物、窒化物、ＬｉＦ、ＮａＦ、ＫＦ等のフッ化物、Ｌｉ２ＣＯ３、Ｎａ２ＣＯ３、Ｋ２ＣＯ３、Ｒｂ２ＣＯ３、Ｃｓ２ＣＯ３等の炭酸塩などが挙げられる。また、アルカリ金属またはアルカリ土類金属の好ましい例としては、駆動電圧をより低減することができるという観点では、リチウム、セシウムが挙げられる。また、有機物との錯体における有機物の好ましい例としては、キノリノール、ベンゾキノリノール、ピリジルフェノール、フラボノール、ヒドロキシイミダゾピリジン、ヒドロキシベンズアゾール、ヒドロキシトリアゾールなどが挙げられる。中でも、有機ＥＬ素子の駆動電圧をより低減することができる観点では、アルカリ金属と有機物との錯体が好ましい。さらに、合成のしやすさ、熱安定性という観点から、リチウムと有機物との錯体がより好ましく、比較的安価で入手できるリチウムキノリノール（Ｌｉｑ）が特に好ましい。
　電子輸送層のイオン化ポテンシャルは、特に限定されないが、好ましくは５．６ｅＶ以上８．０ｅＶ以下であり、より好ましくは５．６ｅＶ以上７．０ｅＶ以下である。
　有機ＥＬ素子を構成する上記各層の形成方法は、抵抗加熱蒸着、電子ビーム蒸着、スパッタリング、分子積層法、コーティング法など特に限定されないが、通常は、素子特性の点から抵抗加熱蒸着または電子ビーム蒸着が好ましい。
　（正孔阻止層）
　本発明において、発光層と電子輸送層の間に正孔阻止層を設けてもよい。一般的に正孔阻止層は、発光層中の正孔が陰極側へ流れることを防ぐという目的で挿入される。発光層中の正孔が陰極側へ流れることを防ぐことにより、再結合できる正孔の量が増えることから、発光素子の発光効率を向上させることができる。
　正孔阻止層に用いられる材料としては正孔阻止性が高く、かつ電子輸送能力が高い材料が好ましく、電子受容性窒素を含むヘテロアリール環構造を有する化合物を用いることが好ましい。正孔阻止層がトリアジン誘導体またはピリミジン誘導体を含有することが特に好ましい。正孔阻止層が上記一般式（５）で表されるトリアジン誘導体またはピリミジン誘導体を含有することが最も好ましい。
　（電子注入層）
　本発明において、陰極と電子輸送層の間に電子注入層を設けてもよい。一般的に電子注入層は陰極から電子輸送層への電子の注入を助ける目的で挿入されるが、挿入する場合は、電子受容性窒素を含むヘテロアリール環構造を有する化合物を用いてもよいし、上記のドナー性材料を含有する層を用いてもよい。
　また、電子注入層に絶縁体や半導体の無機物を用いることもできる。これらの材料を用いることにより、有機ＥＬ素子の短絡を抑制して、かつ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およ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が好ましい。
　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、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２ＳおよびＮａ２Ｓｅが挙げられる。また、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および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および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、ＣａＦ２、ＢａＦ２、ＳｒＦ２、ＭｇＦ２およびＢｅＦ２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。
　さらに、有機物と金属の錯体も好適に用いられる。電子注入層に有機物と金属の錯体を用いる場合、膜厚を容易に調整することができる。有機金属錯体における有機物の好ましい例としては、キノリノール、ベンゾキノリノール、ピリジルフェノール、フラボノール、ヒドロキシイミダゾピリジン、ヒドロキシベンズアゾール、ヒドロキシトリアゾールなどが挙げられる。
　有機層の厚みは、発光物質の抵抗値にもよるので限定することはできないが、１～１０００ｎｍであることが好ましい。発光層、電子輸送層、正孔輸送層の膜厚はそれぞれ、好ましくは１ｎｍ以上２００ｎｍ以下であり、さらに好ましくは５ｎｍ以上１００ｎｍ以下である。
　本発明の実施の形態に係る有機ＥＬ素子は、電気エネルギーを光に変換できる機能を有する。ここで電気エネルギーとしては主に直流電流が使用されるが、パルス電流や交流電流を用いることも可能である。電流値および電圧値は特に制限はないが、素子の消費電力や寿命を考慮すると、できるだけ低いエネルギーで最大の輝度が得られるよう選ばれるべきである。
　本発明の実施の形態に係る有機ＥＬ素子は、例えば、マトリクスおよび／またはセグメント方式で表示するディスプレイ等の表示装置として好適に用いられる。
　本発明の実施の形態に係る有機ＥＬ素子の作製方式は、ファインメタルマスクを用いた蒸着方式、インクジェットによる印刷方式、蒸着後にフォトリソグラフィーを用いた方式などから選択することができる。特にフォトリソグラフィーを用いた方式は画素開口部を大きくできること、画素をより高精細にできることなどから好ましい。
　本発明の実施の形態に係る有機ＥＬ素子は、各種機器等のバックライトとしても好ましく用いられる。バックライトは、主に自発光しないディスプレイ等の表示装置の視認性を向上させる目的に使用され、液晶ディスプレイ、時計、オーディオ装置、自動車パネル、表示板および標識などに使用される。特に、液晶ディスプレイ、中でも薄型化が検討されているパソコン用途のバックライトに本発明の有機ＥＬ素子は好ましく用いられ、従来のものより薄型で軽量なバックライトを提供できる。
　本発明の実施の形態に係る有機ＥＬ素子は、各種照明装置としても好ましく用いられる。本発明の実施の形態に係る有機ＥＬ素子は、高い発光効率と高色純度との両立が可能であり、さらに、薄型化や軽量化が可能であることから、低消費電力と鮮やかな発光色、高いデザイン性を合わせ持った照明装置が実現できる。
　以下、実施例をあげて本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。
　合成例１：化合物５の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000087
　１－ブロモ－３－クロロベンゼン４．０ｇおよびテトラヒドロフラン３０ｍｌの混合溶液に、窒素気流下、０℃でｎ－ブチルリチウム（１．６Ｍヘキサン溶液）１３ｍｌを滴下した。０℃で１時間撹拌した後、２－フェニル－１，１０－フェナントロリン４．５ｇおよびテトラヒドロフラン３０ｍｌの混合液中に０℃で滴下した。室温に昇温した後、反応溶液をジクロロメタンで抽出し、溶媒を１００ｍｌ残し、エバポレートした。得られた溶液に二酸化マンガン１０．０ｇを加えて、室温で４時間撹拌した後、硫酸マグネシウムを加えてろ過し、エバポレートにより溶媒を除去した。得られた固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し、エバポレートにより溶媒を除去して得られた固体を真空乾燥し、６．０ｇの中間体Ａを得た。
　次に、中間体Ａ３．０ｇ、ボロン酸エステルＡ３．７ｇ、ジクロロビス（トリフェニルホスフィンパラジウム）ジクロリド１６０ｍｇ、１．５Ｍリン酸三カリウム水溶液７ｍｌ、および１，４－ジオキサン８０ｍｌの混合溶液を、窒素気流下、還流下で７時間加熱撹拌した。室温に冷却した後、水を加えて析出した個体をろ取し、メタノールで洗浄して真空乾燥した。得られた固体をトルエンとピリジンの混合溶媒に溶解した後、活性炭を用いて触媒除去を行った。エバポレートにより溶媒を除去して得られた固体を、トルエン、メタノールで洗浄した後、真空乾燥し、３．０ｇの化合物５を得た。
　得られた化合物５について、油拡散ポンプを用いて、１×１０－３Ｐａの圧力下、約３６０℃で昇華精製を行った。昇華精製前後の化合物５のＨＰＬＣ純度（測定波長２５４ｎｍにおける面積％）は、いずれも９９．９％であった。
　昇華精製後、マススペクトル（ＭＳ）分析および１Ｈ－ＮＭＲ分析により化合物５の構造を同定した。その分析結果を以下に示す。
ＭＳ（ｍ／ｚ）：６４０［Ｍ＋Ｈ］＋
１Ｈ－ＮＭＲ（４００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ３）δ：８．９４（ｓ、１Ｈ）、８．８１－８．８７（ｍ、２Ｈ）、８．６５－８．７４（ｍ、４Ｈ）、８．４０－８．５２（ｍ、３Ｈ）、８．２３－８．４０（ｍ、４Ｈ）、７．７８－７．９９（ｍ、６Ｈ）、７．６４－７．７８（ｍ、２Ｈ）、７．３１－７．５０（ｍ、４Ｈ）。
　合成例２：化合物１０の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000088
　８－アミノキノリン－７－カルバルデヒド１０．０ｇ、１－（４－ブロモナフタレン－１－イル）エタン－１－オン１３．１ｇ、２．０Ｍ水酸化カリウム水溶液５０ｍｌ、およびエタノール２５０ｍｌの混合溶液を、窒素気流下、７０℃で５時間加熱撹拌した。室温に冷却した後、水を加えて析出した固体をろ取し、得られた固体をメタノールで洗浄して真空乾燥し、１２．１ｇの中間体Ｂを得た。
　次に、中間体Ｂ３．０ｇ、ボロン酸エステルＢ３．６ｇ、ジクロロビス（トリフェニルホスフィンパラジウム）ジクロリド１６０ｍｇ、１．５Ｍリン酸三カリウム水溶液７ｍｌ、および１，４－ジオキサン７０ｍｌの混合溶液を、窒素気流下、還流下で７時間加熱撹拌した。室温に冷却した後、水を加えて析出した固体をろ取し、メタノールで洗浄して真空乾燥した。得られた固体トルエンとピリジンの混合溶媒に溶解した後、活性炭を用いて触媒除去を行った。エバポレートにより溶媒を除去して得られた固体を、トルエン、メタノールで洗浄した後、真空乾燥し、２．７ｇの化合物１０を得た。
　得られた化合物１０について、油拡散ポンプを用いて、１×１０－３Ｐａの圧力下、約３６０℃で昇華精製を行った。昇華精製前後の化合物１のＨＰＬＣ純度（測定波長２５４ｎｍにおける面積％）は、いずれも９９．９％であった。
　昇華精製後、マススペクトル（ＭＳ）分析および１Ｈ－ＮＭＲ分析により化合物１０の構造を同定した。その分析結果を以下に示す。
ＭＳ（ｍ／ｚ）：６１４［Ｍ＋Ｈ］＋
１Ｈ－ＮＭＲ（４００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ３）δ：９．２３（ｓ、１Ｈ）、８．８４－８．８８（ｍ、２Ｈ）、８．６５－８．７９（ｍ、３Ｈ）、８．３４－８．４３（ｍ、１Ｈ）、８．２４－８．３４（ｍ、１Ｈ）、７．８２－８．２０（ｍ、９Ｈ）、７．５８－７．７４（ｍ、４Ｈ）、７．４２－７．５２（ｍ、２Ｈ）、７．３１－７．４２（ｍ、２Ｈ）。
　次に、各実施例における評価方法について説明する。
　（駆動電圧）
　実施例１～３７および比較例１～１６において得られた有機ＥＬ素子を、それぞれ１０ｍＡ／ｃｍ２の電流密度で駆動させ、初期駆動電圧を測定した。
　初期駆動電圧が小さいほど低電圧で駆動できるため、発光効率（輝度／電力）に優れると評価できる。
　（外部量子効率）
　実施例１～３７および比較例１～１６において得られた有機ＥＬ素子を、それぞれ電流密度１０ｍＡ／ｃｍ２で点灯させ、外部量子効率を測定し、発光効率を評価した。外部量子効率が高いほど、発光効率に優れると評価できる。
　（耐久寿命）
　実施例１～３７および比較例１～１６において得られた有機ＥＬ素子を、１０ｍＡ／ｃｍ２の定電流で継続駆動させ、初期輝度から輝度が１０％低下する時間を測定し、耐久寿命とした。
　実施例１
　陽極としてＩＴＯ透明導電膜を１６５ｎｍ堆積させたガラス基板（ジオマテック（株）製、１１Ω／□、スパッタ品）を、３８ｍｍ×４６ｍｍに切断し、エッチングを行った。得られた基板を、“セミコクリーン”５６（商品名、フルウチ化学（株）製）を用いて１５分間超音波洗浄してから、超純水で洗浄した。この基板を、素子を作製する直前に１時間ＵＶ－オゾン処理し、真空蒸着装置内に設置して、装置内の真空度が５×１０－４Ｐａ以下になるまで排気した。抵抗加熱法によって、まず正孔注入層として、ＨＴ－１とＰＤ－１をＰＤ－１のドープ濃度が３重量％になるようにして５ｎｍ蒸着した。次いで、正孔注入層上に正孔輸送層、発光層および電子輸送層からなる、発光ユニット（第一の発光ユニット）を形成した。
　具体的には、正孔輸送層として、ＨＴ－１を５０ｎｍ蒸着し、次に、発光層として、ホスト材料Ｈ－１、ドーパント材料Ｄ－１の混合層を、ドープ濃度が５重量％になるようにして２０ｎｍの厚さに蒸着し、次に、電子輸送層として、ＥＴ－１と２Ｅ－１を蒸着速度比がＥＴ－１と２Ｅ－１＝１：１となるように３５ｎｍの厚さに蒸着した。
　第一の発光ユニット上に、ｎ型電荷発生層として、化合物１と、ドーパントである金属元素Ｙｂとを、蒸着速度比が化合物１：Ｙｂ＝９５：５となるように１０ｎｍ蒸着し、次に、ｐ型電荷発生層として、ＨＴ－１とＰＤ－１をＰＤ－１のドープ濃度が１０重量％になるようにして１０ｎｍ蒸着した。
　電荷発生層に続いて、第一の発光ユニットと同様に第二の発光ユニットを形成した。その後、電子注入層として、化合物１と、ドーパントである金属元素Ｙｂとを、蒸着速度比が化合物１：Ｙｂ＝９５：５で１０ｎｍ蒸着し、続いてアルミニウムを６０ｎｍ蒸着して陰極とし、５ｍｍ×５ｍｍ角の有機ＥＬ素子を作製した。
　この有機ＥＬ素子について、前述の方法により評価したところ、初期駆動電圧は７．９６Ｖ、外部量子効率は１５．２％、耐久寿命は６５５時間であった。なおＰＤ－１、ＨＴ－１、Ｈ－１、Ｄ－１、ＥＴ－１、２Ｅ－１、化合物１は以下に示す化合物である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000089
　実施例２～１８、比較例１～１５
　ｎ型電荷発生層およびｐ型電荷発生層に用いる化合物および金属を表１に記載の通りに変更したこと以外は実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。なお、化合物２～３０、ＰＤ－２、ＨＡＴ－ＣＮ６は以下に示す化合物である。比較例１に用いられているＨＡＴ－ＣＮ６は一般式（２）で表される化合物および下記一般式（４）で表される化合物には含まれない。比較例２～１５に用いられている化合物１３～２６は一般式（１）で表される化合物に含まれない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000090
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000091
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000092
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000093
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000094
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000095
　実施例１９～２９
　電子輸送層に用いる化合物を表２に記載の通りに変更したこと、電子輸送層の形成において、表２に記載の通り発光層と接する正孔阻止層を形成したこと、以外は実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。なお、ＥＴ－２～ＥＴ－８は以下に示す化合物である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000096
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000097
　実施例３０～３９
　正孔輸送層に用いる化合物およびｐ型電荷発生層に用いる化合物を表３に記載の通りに変更したこと以外は実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作成した。なお、ＨＴ－２～ＨＴ－８は以下に示す化合物である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000098
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000099
　実施例４０～４５
　発光層に用いる化合物を表４に記載の通りに変更したこと以外は実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作成した。なお、Ｈ－２、Ｈ－３、ＴＡＤＦ－１、Ｄ－２～Ｄ－６は以下に示す化合物である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000100
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000101
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000102

Claims (16)

  1. 　陽極と、陰極と、前記陽極と前記陰極との間に挟持され、それぞれ正孔輸送層、電子輸送層および発光層を有する、２以上の発光ユニットと、前記発光ユニットの間に挟持される電荷発生層とを有し、
    　前記電荷発生層が、前記陽極側にあるｎ型電荷発生層と、前記陰極側にあるｐ型電荷発生層とからなり、
    　前記ｎ型電荷発生層が、下記一般式（１）で表される化合物と、アルカリ金属、アルカリ土類金属または希土類金属のいずれかとを含有し、
    　前記ｐ型電荷発生層が、下記一般式（２）で表される化合物または下記一般式（４）で表される化合物を含有する、有機ＥＬ素子。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
     （一般式（１）において、Ｘ１～Ｘ３は、これらのいずれか一つは窒素原子であり、それ以外はメチン基である。Ｌ１は置換もしくは無置換のフェニレン基、置換もしくは無置換のナフチレン基または置換もしくは無置換のアントリレン基であり、Ｌ２は単結合、置換もしくは無置換のフェニレン基、置換もしくは無置換のナフチレン基または置換もしくは無置換のアントリレン基である。ただし、Ｌ１およびＬ２が置換されている場合の置換基は、アルキル基またはアルコキシ基である。Ａは置換もしくは無置換のフェニル基または置換もしくは無置換のピリジル基であり、ｎは０または１である。ただし、Ａが置換されている場合の置換基は、アルキル基、アルコキシ基またはフッ素原子である。）
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
     （一般式（２）において、Ａ１～Ａ３はそれぞれ独立して下記一般式（３）で表される基である。）
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
     （一般式（３）において、＊は一般式（２）のＡ１～Ａ３および一般式（４）のＺ４１～Ｚ４２との結合位置を示す。Ａｒは置換もしくは無置換の炭素数６～１８のアリール基、または置換もしくは無置換の炭素数２～１８のヘテロアリール基である。ただし、これらの基が置換されている場合の置換基は、シアノ基、パーフルオロアルキル基、フッ素原子および塩素原子からなる群より選択される。Ｒ２１は、置換もしくは無置換の炭素数６～１８のアリール基、置換もしくは無置換の炭素数２～１８のヘテロアリール基、炭素数１～８のパーフルオロアルキル基、フッ素原子またはシアノ基である。）
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
     （一般式（４）において、Ｒ４１～Ｒ４６は、それぞれ独立に、水素原子、置換または無置換の炭素数６～１２のアリール基、置換または無置換の炭素数１～１２のヘテロアリール基、炭素数１～１２のアルコキシ基、炭素数１～１２のエーテル基、シアノ基、フッ素原子、トリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基およびトリメチルシリル基からなる群より選ばれる。ただし、Ｒ４１～Ｒ４６の少なくとも一つはシアノ基を有する。Ｒ４１～Ｒ４６は隣り合う置換基同士で縮合して環を形成していてもよい。Ｚ４１およびＺ４２はそれぞれ独立して前記一般式（３）で表される基である。）
  2. 前記一般式（１）においてＸ３が窒素原子である、請求項１に記載の有機ＥＬ素子。
  3. 前記一般式（１）においてｎが１であり、Ａがフェニル基である、請求項１または２に記載の有機ＥＬ素子。
  4. 前記一般式（１）においてｎが１であり、Ｌ２が単結合である、請求項１または２に記載の有機ＥＬ素子。
  5. 前記一般式（１）においてｎが０である、請求項１または２に記載の有機ＥＬ素子。
  6. 前記一般式（１）においてＬ１がフェニレン基であり、Ｌ２が単結合である、請求項１または２に記載の有機ＥＬ素子。
  7. 前記希土類金属がイッテルビウムである請求項１または２に記載の有機ＥＬ素子。
  8. 前記電子輸送層がトリアジン誘導体またはピリミジン誘導体を含有する請求項１または２に記載の有機ＥＬ素子。
  9. 前記電子輸送層が下記一般式（５）で表されるトリアジン誘導体またはピリミジン誘導体を含有する請求項８に記載の有機ＥＬ素子。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
     （一般式（５）において、Ｘ１１～Ｘ１３は、これらのうち少なくとも二つは窒素原子であり、窒素原子でない場合はメチン基である。Ｒ１１およびＲ１２は置換もしくは無置換のフェニル基、置換もしくは無置換のビフェニル基または置換もしくは無置換のフルオレニル基であり、Ｌ１１は単結合またはアリーレン基であり、Ｒ１３は置換もしくは無置換のヘテロアリール基、またはシアノ基で置換したアリール基である。）
  10. 前記電子輸送層と発光層との間に正孔阻止層を含有し、該正孔阻止層がトリアジン誘導体またはピリミジン誘導体を含有する請求項１または２に記載の有機ＥＬ素子。
  11. 前記発光層が熱活性化遅延蛍光材料および蛍光ドーパントを含有する請求項１または２に記載の有機ＥＬ素子。
  12. 前記蛍光ドーパントが下記一般式（６）で表される化合物である請求項１１に記載の有機ＥＬ素子。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
     （一般式（６）において、Ｚａ環、Ｚｂ環およびＺｃ環は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の環形成炭素数６～３０のアリール環または置換もしくは無置換の環形成原子数５～３０のヘテロアリール環である。Ｚ１およびＺ２は、それぞれ独立に、酸素原子、ＮＲａ（置換基Ｒａを有する窒素原子）または硫黄原子であり、Ｚ１がＮＲａである場合、Ｚａ環もしくはＺｂ環と結合して環を形成しても、形成してなくてもよく、Ｚ２がＮＲａである場合、Ｚｂ環もしくはＺｃ環と結合して環を形成しても、形成してなくてもよい。Ｒａは、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の環形成炭素数６～３０のアリール基、置換もしくは無置換の環形成原子数５～３０のヘテロアリール基または置換もしくは無置換の炭素数１～３０のアルキル基である。Ｙは、ホウ素原子、リン原子、ＳｉＲｂ（置換基Ｒｂを有するケイ素原子）、Ｐ＝ＯまたはＰ＝Ｓである。Ｒｂは、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の環形成炭素数６～３０のアリール基、置換もしくは無置換の環形成原子数５～３０のヘテロアリール基または置換もしくは無置換の炭素数１～３０のアルキル基から選ばれる。）
  13. 前記発光層がイリジウム錯体または白金錯体からなる燐光ドーパントを含有する請求項１または２に記載の有機ＥＬ素子。
  14. 前記正孔輸送層がフルオレン骨格またはカルバゾール骨格を部分構造として有するトリアリールアミン誘導体を含有する請求項１または２に記載の有機ＥＬ素子。
  15. 請求項１または２に記載の有機ＥＬ素子を含む表示装置。
  16. 請求項１または２に記載の有機ＥＬ素子を含む照明装置。
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