(57)【要約】  水分、酸素など、これまで有機ＥＬ性能に対する懸念が非常に高かった外的要因に対し、高い耐性を有し、長寿命の有機エレクトロルミネッセンス素子、該素子製造方法を提供し、かつ、該素子を備えた照明装置及び表示装置を提供する。本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、陽極と陰極の間に挟持された少なくとも一層の有機化合物層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、該有機化合物層の少なくとも一層が発光ドーパント材料を含有し、該発光ドーパント材料が、下記一般式（１）で表される化合物をゾル・ゲル反応させて得られたリン光発光性粒子であることを特徴とする。  一般式（１）  Ｄ−（Ｌ）ａ−Ｍ−（Ｘ）ｂ【特許請求の範囲】
【請求項１】
陽極と陰極の間に挟持された少なくとも一層の有機化合物層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子において、
該有機化合物層の少なくとも一層が発光ドーパント材料を含有し、該発光ドーパント材料が、下記一般式（１）で表される化合物をゾル・ゲル反応させて得られたリン光発光性粒子であることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
一般式（１）
Ｄ−（Ｌ）ａ−Ｍ−（Ｘ）ｂ
〔式中、Ｄはリン光発光性残基を表し、Ｌは２価の連結基を表し、Ｍは金属元素を表し、Ｘはゾル・ゲル反応可能な官能基を表し、ａは１以上の整数、ｂは１以上の整数を表す。
【請求項２】
前記一般式（１）のＤが下記一般式（１０）で表される化合物から導出される１価の基であることを特徴とする請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化１】
2012063691.tif 000040
〔式中、Ｐ、Ｑは、各々炭素原子又は窒素原子を表し、Ａ１は、Ｐ−Ｃ（Ｃは炭素原子を表す）と共に芳香族炭化水素環又は芳香族複素環を形成するのに必要な原子群を表す。Ａ２は、Ｑ−Ｎ（Ｎは窒素原子を表す）と共に芳香族複素環を形成するのに必要な原子群を表す。Ｐ１−Ｌ１−Ｐ２は２座の配位子を表し、Ｐ１及びＰ２は各々独立に炭素原子、窒素原子又は酸素原子を表す。Ｌ１はＰ１及びＰ２と共に２座の配位子を形成するのに必要な原子群を表す。ｒは１〜３の整数を表し、ｓは０〜２の整数を表すが、ｒ＋ｓは２又は３である。Ｍ１は元素周期表における８族〜１０族の遷移金属元素を表す。〕
【請求項３】
前記一般式（１０）のｓが０であることを特徴とする請求項２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項４】
前記有機化合物層の少なくとも一層が発光層であり、該発光層が前記発光ドーパント材料を含有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項５】
前記発光層が、リン光の０−０バンドが４６０ｎｍ以下の発光ホスト化合物を含有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項６】
前記発光ホスト化合物が下記一般式（２）で表される化合物であることを特徴とする請求項５に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化２】
2012063691.tif 000041
〔式中、Ａは、Ｎ（Ｒ１）、酸素原子、硫黄原子又はＳｉ（Ｒ２）（Ｒ３）を表し、Ｂ１〜Ｂ８は、各々ＣＲ４又はＮ原子を表す。Ｒ１〜Ｒ４は、各々水素原子又は置換基を表し、Ｒ２とＲ３、及び隣接するＲ４同士が結合して環を形成しても良い。Ｂ１〜Ｂ８のうち複数の箇所がＣＲ４である場合、各々のＲ４は、同一でも、異なっていても良い。〕
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えたことを特徴とする照明装置。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えたことを特徴とする表示装置。
【請求項９】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を製造するにあたり、前記発光ドーパント材料を含有する有機化合物層の少なくとも一層を湿式法（ウェットプロセス）により製膜、形成する工程を有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
【請求項１０】
請求項１に記載の一般式（１）で表される化合物をゾル・ゲル反応させて得られたことを特徴とするリン光発光性粒子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子、有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法、照明装置、表示装置及びリン光発光性粒子に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、有機ＥＬ素子ともいう）は、電極と電極の間を厚さわずか０．１μｍ程度の有機材料の膜で構成する全固体素子であり、かつ、その発光が２〜２０Ｖ程度の比較的低い電圧で達成できることから、次世代の平面ディスプレイや照明として期待されている技術である。【０００３】
リン光発光を利用した有機ＥＬ素子の発見により、以前の蛍光発光を利用するそれに比べ原理的に約４倍の発光効率が実現可能であることから、その材料開発を初めとし、発光素子の層構成に関する研究開発が世界中で行われて（例えば、特許文献１、非特許文献１〜３参照）いる。【０００４】
一方で、有機ＥＬ素子の製造方法には大別して２つの方法、真空化での蒸着による製膜（ドライプロセス）、溶液の塗布・製膜（ウェットプロセス）が知られており、大面積化や高生産性等の点で優れたウェットプロセスが注目されている。【０００５】
現在主流となっている多層構成の有機ＥＬ素子においては、塗布による積層方法や塗布積層可能な材料の開発が求められ、特に実用上の観点からは溶液安定性や製膜性の等の点でまだ不十分であり、更なる改良技術が不可欠である。【０００６】
特に最も重要な役割を担う発光ドーパントの水分や酸素等の影響からの脱却は、プロセス環境の負荷低減と密接な関わりを持つ重要な課題である。【０００７】
最近、ガラスカプセル発光材料（例えば、非特許文献４、５参照）に関する報告はあるが、有機エレクトロルミネッセンス素子における発光ドーパントに関する示唆はなく、課題解決が待たれている。【０００８】
また、一方で、素子の光取り出しの効率を向上させる手法が種々検討されており、例えば、発光層に、末端にトリエトキシシリル基を有する有機発光材料と該有機発光材料を保持する媒体としてコロイダルシリカやシリカエアロゲルを用いて多孔質な発光層を形成し、かつ、発光層の屈折率を１．１０以上１．５０未満に調整した有機ＥＬ素子（例えば、特許文献２参照）が知られている。【０００９】
しかしながら、上記特許文献２に記載のような、空孔率の高いコロイダルシリカやシリカエアロゲルを用いて形成された発光層は、物理的な耐久性が弱く（傷が発生しやすく、発光欠陥等が発生しやすい）、また、前記発光層を用いて形成された有機ＥＬ素子は、高い光取り出し効率が得られる反面、発光層の発光寿命や駆動電圧が高くなってしまう等の問題点があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】米国特許第６，０９７，１４７号明細書
【特許文献２】特開２００７−２６６２４３号公報
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】Ｍ．Ａ．Ｂａｌｄｏ  ｅｔ  ａｌ．，Ｎａｔｕｒｅ、３９５巻、１５１〜１５４頁（１９９８年）
【非特許文献２】Ｍ．Ａ．Ｂａｌｄｏ  ｅｔ  ａｌ．，Ｎａｔｕｒｅ、４０３巻、１７号、７５０〜７５３頁（２０００年）
【非特許文献３】Ｓ．Ｌａｍａｎｓｋｙ  ｅｔ  ａｌ．，Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，１２３巻、４３０４頁（２００１年）
【非特許文献４】Ｏｋ−Ｈｅｅ  Ｋｉｍ  ｅｔ  ａｌ．，ＡＣＳ  Ｎａｎｏ，４巻，３３９７頁（２０１０年）
【非特許文献５】独立行政法人産業技術総合研究所プレスリリース（２０１０年６月）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の目的は、水分、酸素等、これまで有機ＥＬ性能に対する懸念が非常に高かった外的要因に対し、高い耐性を有し、長寿命の有機エレクトロルミネッセンス素子、該素子製造方法を提供し、かつ、該素子を備えた照明装置、表示装置、及びリン光発光性粒子を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の上記目的は、以下の構成により達成された。【００１４】
１．陽極と陰極の間に挟持された少なくとも一層の有機化合物層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子において、
該有機化合物層の少なくとも一層が発光ドーパント材料を含有し、該発光ドーパント材料が、下記一般式（１）で表される化合物をゾル・ゲル反応させて得られたリン光発光性粒子であることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。【００１５】
一般式（１）
Ｄ−（Ｌ）ａ−Ｍ−（Ｘ）ｂ
〔式中、Ｄはリン光発光性残基を表し、Ｌは２価の連結基を表し、Ｍは金属元素を表し、Ｘはゾル・ゲル反応可能な官能基を表し、ａは１以上の整数、ｂは１以上の整数を表す。【００１６】
２．前記一般式（１）のＤが下記一般式（１０）で表される化合物から導出される１価の基であることを特徴とする第１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。【００１７】
【化１】
2012063691.tif 000002
【００１８】
〔式中、Ｐ、Ｑは、各々炭素原子又は窒素原子を表し、Ａ１は、Ｐ−Ｃ（Ｃは炭素原子を表す）と共に芳香族炭化水素環又は芳香族複素環を形成するのに必要な原子群を表す。Ａ２は、Ｑ−Ｎ（Ｎは窒素原子を表す）と共に芳香族複素環を形成するのに必要な原子群を表す。Ｐ１−Ｌ１−Ｐ２は２座の配位子を表し、Ｐ１及びＰ２は各々独立に炭素原子、窒素原子又は酸素原子を表す。Ｌ１はＰ１及びＰ２と共に２座の配位子を形成するのに必要な原子群を表す。ｒは１〜３の整数を表し、ｓは０〜２の整数を表すが、ｒ＋ｓは２又は３である。Ｍ１は元素周期表における８族〜１０族の遷移金属元素を表す。〕
３．前記一般式（１０）のｓが０であることを特徴とする第２項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。【００１９】
４．前記有機化合物層の少なくとも一層が発光層であり、該発光層が前記発光ドーパント材料を含有することを特徴とする第１項から第３項のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。【００２０】
５．前記発光層が、リン光の０−０バンドが４６０ｎｍ以下の発光ホスト化合物を含有することを特徴とする第１項から第４項のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。【００２１】
６．前記発光ホスト化合物が下記一般式（２）で表される化合物であることを特徴とする第５項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。【００２２】
【化２】
2012063691.tif 000003
【００２３】
〔式中、Ａは、Ｎ（Ｒ１）、酸素原子、硫黄原子又はＳｉ（Ｒ２）（Ｒ３）を表し、Ｂ１〜Ｂ８は、各々ＣＲ４又はＮ原子を表す。Ｒ１〜Ｒ４は、各々水素原子又は置換基を表し、Ｒ２とＲ３、及び隣接するＲ４同士が結合して環を形成しても良い。Ｂ１〜Ｂ８のうち複数の箇所がＣＲ４である場合、各々のＲ４は、同一でも、異なっていても良い。〕
７．第１項から第６項のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えたことを特徴とする照明装置。【００２４】
８．第１項から第６項のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えたことを特徴とする表示装置。【００２５】
９．第１項から第６項のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を製造するにあたり、前記発光ドーパント材料を含有する有機化合物層の少なくとも一層を湿式法（ウェットプロセス）により製膜、形成する工程を有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。【００２６】
１０．第１項に記載の一般式（１）で表される化合物をゾル・ゲル反応させて得られたことを特徴とするリン光発光性粒子。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の有機ＥＬ素子材料は、従来の有機ＥＬ素子材料に比べて、水分、酸素など、これまで有機ＥＬ性能に対する懸念が非常に高かった外的要因に対し、高い耐性を有し、かつウェットプロセスで可能となったことにより、コストパフォーマンスが高く、かつ、高性能（外部取り出し量子効率が高く、長寿命）な有機ＥＬ素子を提供することが可能になった。併せて、該素子を有する照明装置や表示装置を提供することが可能になった。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】有機ＥＬ素子から構成される表示装置の一例を示した模式図である。
【図２】表示部Ａの模式図である。
【図３】画素の模式図である。
【図４】パッシブマトリクス方式フルカラー表示装置の模式図である。
【図５】照明装置の概略図である。
【図６】照明装置の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
本発明の有機ＥＬ素子においては、請求項１〜６のいずれか一項に記載の構成を有することにより、水分、酸素、不純物など、従来、素子性能に対する懸念が非常に高かった外的要因に対し、高い耐性を示す有機ＥＬ素子を提供することができた。
【００３０】
詳しくは、本発明の一般式（１）で示される繰返し単位からなる発光ドーパント材料を用いると、外部取り出し量子効率が高く、発光寿命の長い有機ＥＬ素子を提供することができ、併せて、該製造方法により製造された有機ＥＬ素子、該素子を具備した表示装置及び照明装置、及びリン光発光性粒子を提供することができた。
【００３１】
以下、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の各構成要素の詳細について、順次説明する。
【００３２】
《発光ドーパント材料》
本発明に係る発光ドーパント材料は、上記一般式（１）で表される化合物をゾル・ゲル反応させて得られたリン光発光性粒子であり、該リン光発光性粒子の好ましい形態はナノ粒子であり、該ナノ粒子の粒径は、１〜１００ｎｍの範囲が好ましく、更に好ましくは、１０〜５０ｎｍの範囲である。
【００３３】
ここで、本発明に用いられるナノ粒子の粒径は、透過電子顕微鏡（ＪＥＭ−２０１０Ｆ）により測定した。
【００３４】
続いて、本発明に係る発光ドーパント材料の前駆体である一般式（１）で表される化合物について説明する。
【００３５】
《一般式（１）で表される化合物（前駆体ともいう）》
一般式（１）において、Ｄはリン光発光性ドーパント残基（詳しくは、リン光発光性ドーパントから導出される残基ともいう）を表す。
【００３６】
ここで、リン光発光性ドーパントとは、励起三重項からの発光が観測される化合物であり、具体的には、室温（２５℃）にてリン光発光する化合物であり、好ましくは元素周期表で８族〜１０族の金属元素を含有する有機金属錯体である。リン光量子収率が、２５℃において０．０１以上の化合物であると定義されるが、好ましいリン光量子収率は０．１以上である。
【００３７】
尚、リン光量子収率について、後述する有機ＥＬ素子の構成層のところで説明する。
【００３８】
一般式（１）において、Ｄで表されるリン光発光性ドーパント残基としては、上記一般式（１０）で表される化合物から導出される１価の基が好ましい。
【００３９】
（一般式（１０）で表される化合物から導出される１価の基）
一般式（１０）において、Ａ１で表される、Ｐ−Ｃと共に形成される芳香族炭化水素環としては、ベンゼン環、ビフェニル環、ナフタレン環、アズレン環、アントラセン環、フェナントレン環、ピレン環、クリセン環、ナフタセン環、トリフェニレン環、ｏ−テルフェニル環、ｍ−テルフェニル環、ｐ−テルフェニル環、アセナフテン環、コロネン環、フルオレン環、フルオラントレン環、ナフタセン環、ペンタセン環、ペリレン環、ペンタフェン環、ピセン環、ピレン環、ピラントレン環、アンスラアントレン環等が挙げられる。中でも、ベンゼン環が好ましい。
【００４０】
尚、これらの環は更に、後述する置換基を有してもよい。
【００４１】
一般式（１０）において、Ａ１で表される、Ｐ−Ｃと共に形成される芳香族複素環としては、例えば、フラン環、チオフェン環、オキサゾール環、ピロール環、ピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環、トリアジン環、ベンゾイミダゾール環、オキサジアゾール環、トリアゾール環、イミダゾール環、ピラゾール環、チアゾール環、インドール環、インダゾール環、ベンゾイミダゾール環、ベンゾチオフェン環、ベンゾチアゾール環、ベンゾオキサゾール環、キノキサリン環、キナゾリン環、シンノリン環、キノリン環、イソキノリン環、フタラジン環、ナフチリジン環、カルバゾール環、カルボリン環、ジアザカルバゾール環（カルボリン環を構成する炭素原子の一つが更に窒素原子で置換されている環を示す）等が挙げられる。尚、これらの環は更に後述する置換基を有していても良い。
【００４２】
一般式（１０）において、Ａ２は、Ｑ−Ｎと共に形成される芳香族複素環としては、例えば、オキサゾール環、ピロール環、ピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環、トリアジン環、ベンゾイミダゾール環、オキサジアゾール環、トリアゾール環、イミダゾール環、ピラゾール環、チアゾール環、インドール環、インダゾール環、ベンゾイミダゾール環、ベンゾチアゾール環、ベンゾオキサゾール環、キナゾリン環、シンノリン環、キノリン環、イソキノリン環、フタラジン環、ナフチリジン環、等が挙げられる。なお、これらの環は更に後述する置換基を有していても良い。
【００４３】
《置換基》
上記のＡ１で表される芳香族炭化水素環又は芳香族複素環が有していても良い置換基、また、Ａ２で表される芳香族複素環が有してもよい置換基としては、置換基の例としてはアルキル基（例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基等）、シクロアルキル基（例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等）、アルケニル基（例えば、ビニル基、アリル基等）、アルキニル基（例えば、エチニル基、プロパルギル基等）、芳香族炭化水素基（芳香族炭化水素環基、芳香族炭素環基、アリール基等ともいい、例えば、フェニル基、ｐ−クロロフェニル基、メシチル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、アントリル基、アズレニル基、アセナフテニル基、フルオレニル基、フェナントリル基、インデニル基、ピレニル基、ビフェニリル基等）、芳香族複素環基（例えば、ピリジル基、ピリミジニル基、フリル基、ピロリル基、イミダゾリル基、ベンゾイミダゾリル基、ピラゾリル基、ピラジニル基、トリアゾリル基（例えば、１，２，４−トリアゾール−１−イル基、１，２，３−トリアゾール−１−イル基等）、オキサゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、チアゾリル基、イソオキサゾリル基、イソチアゾリル基、フラザニル基、チエニル基、キノリル基、ベンゾフリル基、ジベンゾフリル基、ベンゾチエニル基、ジベンゾチエニル基、インドリル基、カルバゾリル基、カルボリニル基、ジアザカルバゾリル基（前記カルボリニル基のカルボリン環を構成する炭素原子の一つが窒素原子で置き換わったものを示す）、キノキサリニル基、ピリダジニル基、トリアジニル基、キナゾリニル基、フタラジニル基等）、複素環基（例えば、ピロリジル基、イミダゾリジル基、モルホリル基、オキサゾリジル基等）、アルコキシ基（例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、ドデシルオキシ基等）、シクロアルコキシ基（例えば、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基等）、アリールオキシ基（例えば、フェノキシ基、ナフチルオキシ基等）、アルキルチオ基（例えば、メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基、ペンチルチオ基、ヘキシルチオ基、オクチルチオ基、ドデシルチオ基等）、シクロアルキルチオ基（例えば、シクロペンチルチオ基、シクロヘキシルチオ基等）、アリールチオ基（例えば、フェニルチオ基、ナフチルチオ基等）、アルコキシカルボニル基（例えば、メチルオキシカルボニル基、エチルオキシカルボニル基、ブチルオキシカルボニル基、オクチルオキシカルボニル基、ドデシルオキシカルボニル基等）、アリールオキシカルボニル基（例えば、フェニルオキシカルボニル基、ナフチルオキシカルボニル基等）、スルファモイル基（例えば、アミノスルホニル基、メチルアミノスルホニル基、ジメチルアミノスルホニル基、ブチルアミノスルホニル基、ヘキシルアミノスルホニル基、シクロヘキシルアミノスルホニル基、オクチルアミノスルホニル基、ドデシルアミノスルホニル基、フェニルアミノスルホニル基、ナフチルアミノスルホニル基、２−ピリジルアミノスルホニル基等）、アシル基（例えば、アセチル基、エチルカルボニル基、プロピルカルボニル基、ペンチルカルボニル基、シクロヘキシルカルボニル基、オクチルカルボニル基、２−エチルヘキシルカルボニル基、ドデシルカルボニル基、フェニルカルボニル基、ナフチルカルボニル基、ピリジルカルボニル基等）、アシルオキシ基（例えば、アセチルオキシ基、エチルカルボニルオキシ基、ブチルカルボニルオキシ基、オクチルカルボニルオキシ基、ドデシルカルボニルオキシ基、フェニルカルボニルオキシ基等）、アミド基（例えば、メチルカルボニルアミノ基、エチルカルボニルアミノ基、ジメチルカルボニルアミノ基、プロピルカルボニルアミノ基、ペンチルカルボニルアミノ基、シクロヘキシルカルボニルアミノ基、２−エチルヘキシルカルボニルアミノ基、オクチルカルボニルアミノ基、ドデシルカルボニルアミノ基、フェニルカルボニルアミノ基、ナフチルカルボニルアミノ基等）、カルバモイル基（例えば、アミノカルボニル基、メチルアミノカルボニル基、ジメチルアミノカルボニル基、プロピルアミノカルボニル基、ペンチルアミノカルボニル基、シクロヘキシルアミノカルボニル基、オクチルアミノカルボニル基、２−エチルヘキシルアミノカルボニル基、ドデシルアミノカルボニル基、フェニルアミノカルボニル基、ナフチルアミノカルボニル基、２−ピリジルアミノカルボニル基等）、ウレイド基（例えば、メチルウレイド基、エチルウレイド基、ペンチルウレイド基、シクロヘキシルウレイド基、オクチルウレイド基、ドデシルウレイド基、フェニルウレイド基ナフチルウレイド基、２−ピリジルアミノウレイド基等）、スルフィニル基（例えば、メチルスルフィニル基、エチルスルフィニル基、ブチルスルフィニル基、シクロヘキシルスルフィニル基、２−エチルヘキシルスルフィニル基、ドデシルスルフィニル基、フェニルスルフィニル基、ナフチルスルフィニル基、２−ピリジルスルフィニル基等）、アルキルスルホニル基（例えば、メチルスルホニル基、エチルスルホニル基、ブチルスルホニル基、シクロヘキシルスルホニル基、２−エチルヘキシルスルホニル基、ドデシルスルホニル基等）、アリールスルホニル基又はヘテロアリールスルホニル基（例えば、フェニルスルホニル基、ナフチルスルホニル基、２−ピリジルスルホニル基等）、アミノ基（例えば、アミノ基、エチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ブチルアミノ基、シクロペンチルアミノ基、２−エチルヘキシルアミノ基、ドデシルアミノ基、アニリノ基、ナフチルアミノ基、２−ピリジルアミノ基等）、ハロゲン原子（例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子等）、フッ化炭化水素基（例えば、フルオロメチル基、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、ペンタフルオロフェニル基等）、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、メルカプト基、シリル基（例えば、トリメチルシリル基、トリイソプロピルシリル基、トリフェニルシリル基、フェニルジエチルシリル基等）、ホスホノ基等が挙げられる。
【００４４】
また、これらの置換基は上記の置換基によって更に置換されていてもよい。また、これらの置換基は複数が互いに結合して環を形成していてもよい。
【００４５】
一般式（１０）において、Ｐ１−Ｌ１−Ｐ２で表される２座の配位子としては、例えば、置換又は無置換のフェニルピリジン、フェニルピラゾール、フェニルイミダゾール、フェニルトリアゾール、フェニルテトラゾール、ピラザボール、アセチルアセトン、ピコリン酸等が挙げられる。
【００４６】
一般式（１０）において、Ｌ１はＰ１、Ｐ２と共に２座の配位子を形成するのに必要な原子群を表し、ｒは１〜３の整数を表し、ｓは０〜２の整数を表すが、ｒ＋ｓは２又は３を表すが、一般式（１０）で表される化合物においては、特にｓが０である場合が好ましい。
【００４７】
一般式（１０）において、Ｍ１で表される元素周期表における８族〜１０族の金属元素としては、Ｍ１は、元素周期表における８族〜１０族の遷移金属元素（単に遷移金属ともいう）が用いられるが、中でもイリジウム、白金が好ましく、特にイリジウムが好ましい。
【００４８】
以下、一般式（１０）で表される化合物から導出される１価の基の合成に用いられる該化合物の具体例を示すが、本発明はこれらに限定されない。
【００４９】
【化３】
2012063691.tif 000004
【００５０】
【化４】
2012063691.tif 000005
【００５１】
上記一般式（１０）で表される化合物は、例えば、Ｉｎｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．４０巻、１７０４〜１７１１に記載の方法等を参照することにより合成できる。
【００５２】
一般式（１）において、Ｌは、２価の連結基を表し、ａは０以上の整数である。ａが２以上の場合、各々のＬは同一でも異なっていても良い。
【００５３】
Ｌで表される２価の連結基としては、アルキレン基（例えば、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、プロピレン基、エチルエチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基等）、アルケニレン基（例えば、ビニレン基、プロペニレン基、ブテニレン基、ペンテニレン基、１−メチルビニレン基、１−メチルプロペニレン基、２−メチルプロペニレン基、１−メチルペンテニレン基、３−メチルペンテニレン基、１−エチルビニレン基、１−エチルプロペニレン基、１−エチルブテニレン基、３−エチルブテニレン基等）、アルキニレン基（例えば、エチニレン基、１−プロピニレン基、１−ブチニレン基、１−ペンチニレン基、１−ヘキシニレン基、２−ブチニレン基、２−ペンチニレン基、１−メチルエチニレン基、３−メチル−１−プロピニレン基、３−メチル−１−ブチニレン基等）、アリーレン基（例えば、ｏ−フェニレン基、ｍ−フェニレン基、ｐ−フェニレン基、ナフタレンジイル基、アントラセンジイル基、ナフタセンジイル基、ピレンジイル基、ナフチルナフタレンジイル基、ビフェニルジイル基（例えば、［１，１′−ビフェニル］−４，４′−ジイル基、３，３′−ビフェニルジイル基、３，６−ビフェニルジイル基等）、テルフェニルジイル基、クアテルフェニルジイル基、キンクフェニルジイル基、セキシフェニルジイル基、セプチフェニルジイル基、オクチフェニルジイル基、ノビフェニルジイル基、デシフェニルジイル基等）、ヘテロアリーレン基（例えば、カルバゾール環、カルボリン環、ジアザカルバゾール環（モノアザカルボリン環ともいい、カルボリン環を構成する炭素原子のひとつが窒素原子で置き換わった構成の環構成を示す）、トリアゾール環、ピロール環、ピリジン環、ピラジン環、キノキサリン環、チオフェン環、オキサジアゾール環、ジベンゾフラン環、ジベンゾチオフェン環、インドール環からなる群から導出される２価の基等）、酸素や硫黄などのカルコゲン原子であってもよい。
【００５４】
また、上記のアルキレン基の末端又はアルキレン鎖の中に酸素原子や硫黄原子等のカルコゲン原子を有する２価の基や、アルキルイミノ基、ジアルキルシランジイル基やジアリールゲルマンジイル基のような、ヘテロ原子を介して連結する基でもよい。
【００５５】
中でも、好ましいのは、アルキレン基（例えば、エチレン基等）、アルキレン基の末端に酸素原子を有する２価の基（例えば、オキシエチレン基等）、アルキレン鎖の中にカルコゲン原子を有する２価の基（例えば、エチレンオキシメチレン基等）、エチレンイミノカルボニル基、（１−エチル−４−ビニルベンゼン）−２′，２″−ジイル基、エチレンカルボニルオキシ基等が挙げられる。
【００５６】
一般式（１）において、Ｍは金属元素を表し、好ましくは、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｗ、Ｚｒ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｇｅ、Ｂ、Ｇａ、Ｓｂ、Ｓｎ、Ｔａ、Ｖが挙げられ、より好ましくは、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｚｒ、Ｓｎである。
【００５７】
（ゾル・ゲル反応可能な基）
一般式（１）において、Ｘはゾル・ゲル反応可能な官能基を表し、好ましくは、アルコキシ基（例えば、メトキシ基、エトキシ基、イソプロピルオキシ基、プロピルオキシ基等）、アミノ基等が挙げられる。ｂは１以上の整数を表すが、最大は、金属元素Ｍの価数−１である。
【００５８】
本発明に係る、一般式（１）で表される化合物をゾル・ゲル反応させて得られるリン光発光性粒子からなるリン光発光性ドーパント（単に、リン光発光ドーパントともいう）は、半導体性を有することが望ましく、更に、１．０×１０２〜１．０×１０１０Ω・ｃｍの範囲の比抵抗値を有することが好ましい。
【００５９】
（ナノ粒子の好ましい態様）
本発明に係る一般式（１）で表される化合物をゾル・ゲル反応させて得られるリン光発光性粒子の好ましい態様は、上記に示した、ｐｒｅ−ＣＤ−１〜ｐｒｅ−ＣＤ−１４のような前駆体をゾル・ゲル反応させて得られたナノ粒子である。
【００６０】
また、本発明に係るゾル・ゲル反応とは、上記一般式（１）で表される化合物（前駆体）の加水分解とそれに続く重縮合反応により、架橋重合体を製造する方法であり、製造については、例えば、第５版実験化学講座等に記載の方法を参照することにより合成することが可能である。
【００６１】
上記一般式（１）で表される化合物をゾル・ゲル反応させて本発明に係るリン光発光性ドーパントを得る工程については、後述する実施例１で詳細に説明するが、例えば、以下に示す合成原料であるｐｒｅ−ＣＤ−１を前駆体として用い、該前駆体をゾル・ゲル反応させ、本発明に係る発光ドーパントの一例である、ＣＤ−１を製造することができる。
【００６２】
本発明に係るリン光発光性粒子は、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子のいずれの構成層に用いることができるが、特に好ましいのは発光層に用いられることである。
【００６３】
尚、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の構成層については、後に詳細に説明する。
【００６４】
以下、本発明に係る発光ドーパント材料の合成原料（前駆体）として用いられる、一般式（１）で示される化合物（本発明に係る発光ドーパント材料の前駆体、単に前駆体ともいう）の具体例を示すが、本発明はこれらに限定されない。
【００６５】
【化５】
2012063691.tif 000006
【００６６】
【化６】
2012063691.tif 000007
【００６７】
（本発明に係る発光ドーパント材料ＣＤ−１の合成）
以下、一般式（１）で示される化合物（本発明に係る発光ドーパント材料の前駆体、単に前駆体ともいう）の具体例であるｐｒｅ−ＣＤ−１の合成、次いで、ｐｒｅ−ＣＤ−１を以下の工程４においてゾル・ゲル反応させて、本発明に係る発光ドーパント材料であるＣＤ−１の合成例を示すが、本発明はこれらに限定されない。
【００６８】
【化７】
2012063691.tif 000008
【００６９】
（工程１）
塩化イリジウム・ｎ水和物（Ｉｒ換算１ｍｍｏｌ）と４−（２−ピリジル）ベンズアルデヒド（８ｍｍｏｌ、１．４６ｇ）及び２−フェニルキノリン（８ｍｍｏｌ、１．６４ｇ）を２−エトキシエタノール（３０ｍｌ）：水（１０ｍｌ）混合溶媒中で加熱還流を行った。
【００７０】
析出した固体をろ別した後、エタノール中で水素化ホウ素ナトリウムを加え、ＩＭＩｒ−１を得た。
【００７１】
（工程２）
次いでＩＭＩｒ−１（０．２ｍｍｏｌ，２３８ｍｇ）、ピコリン酸（０．５ｍｍｏｌ、６２ｍｇ）を塩基性２−エトキシエタノール中で１２時間加熱還流を行った。析出した固体をろ別し、ＩＭＩｒ−２を得た。
【００７２】
（工程３）
得られたＩＭＩｒ−２（０．２ｍｍｏｌ、１３６ｍｇ）、ｔｅｒｔブトキシカリウム（１ｍｍｏｌ、１１２ｍｇ）を無水ＴＨＦ（２０ｍｌ）に溶解し、ヨウ化アリル（２ｍｌ）を加えた。窒素雰囲気下で１２時間加熱還流を行い、通常の処理を行い、ＩＭＩｒ−３を得た。
【００７３】
（工程４）（ｐｒｅ−ＣＤ−１の合成及びＣＤ−１の合成）
２０ｍｌの無水メタノールにＩＭＩｒ−３（０．２ｍｍｏｌ、１５３ｍｇ）を溶解した後、０．５ｍｌのトリメトキシシラン、白金／活性炭（１０％Ｐｔ）を加え、窒素雰囲気下、一晩加熱還流を行った。
【００７４】
室温まで冷却した後、白金／活性炭をろ別し、母液を減圧下濃縮を行いｐｒｅ−ＣＤ−１（トータル収率２０％）を得た。
【００７５】
得られたｐｒｅ−ＣＤ−１（０．１ｍｍｏｌ、１００ｍｇ）を１２０ｍｌの無水エタノールに溶解した後、５ｍｌのアンモニア水を加え、５００ｒｐｍの速度で、２４時間撹拌を行った。
【００７６】
撹拌終了後、１５，０００ｒｐｍで遠心分離を行い、本発明に係る発光ドーパントＣＤ−１（収量２０ｍｇ、平均粒径４５ｎｍ）を得た。
【００７７】
精製は、無水エタノールへの再分散後、遠心分離を行い、上澄み液を除去の工程を３度繰り返した。
【００７８】
（発光ドーパント材料ＣＤ−２〜ＣＤ−４の合成）
尚、上記で示したｐｒｅ−ＣＤ−１からＣＤ−１の合成において、ｐｒｅ−ＣＤ−２〜ｐｒｅ−ＣＤ−１４を各々用いた以外は同様にして合成することができる。
【００７９】
また、本発明係る発光ドーパント材料の合成例としては、ＡＣＳ  Ｎａｎｏ，４巻，３３９７頁（２０１０年）記載の方法や、特表２００５−５３２２５５号公報等のオルトメタル化錯体の製造方法や第５版実験化学講座（日本化学会編）等に記載の一般的な有機化学反応を適宜参照して合成することができる。
【００８０】
《有機ＥＬ素子の製造方法》
本発明の有機ＥＬ素子の製造方法においては、前記一般式（１）で表される化合物をゾル・ゲル反応させて得られたリン光発光性粒子を含有する有機化合物層の少なくとも１層が、湿式法（ウェットプロセス）により製膜、形成される工程を有することが好ましい。
【００８１】
以下、本発明の有機ＥＬ素子の製造方法の一例として、陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／陰極からなる素子の製造方法について説明する。
【００８２】
まず、適当な基体上に所望の電極物質、例えば、陽極用物質からなる薄膜を１μｍ以下、好ましくは１０ｎｍ〜２００ｎｍの膜厚になるように形成させ、陽極を作製する。
【００８３】
次に、この上に素子材料である正孔注入層、正孔輸送層、発光層、正孔阻止層、電子輸送層等の有機化合物を含有する薄膜を形成させる。
【００８４】
これら各層の形成方法としては、蒸着法、ウェットプロセス（スピンコート法、キャスト法、インクジェット法、印刷法）等があるが、均質な膜が得られやすく、かつ、ピンホールが生成しにくい等の点から、本発明においては湿式法（ウェットプロセスともいう）による製膜、形成する方法が好ましく、湿式法としては、スピンコート法、キャスト法、ダイコート法、ブレードコート法、ロールコート法、インクジェット法、印刷法、スプレーコート法、カーテンコート法等があるが、精密な薄膜が形成可能で、かつ高生産性の点から、ダイコート法、ロールコート法、インクジェット法、スプレーコート法などのロール・ツー・ロール方式適性の高い方法が好ましい。また、層ごとに異なる製膜法を適用してもよい。
【００８５】
これらの層の形成後、その上に陰極用物質からなる薄膜を１μｍ以下、好ましくは５０〜２００ｎｍの範囲の膜厚になるように形成させ、陰極を設けることにより所望の有機ＥＬ素子が得られる。
【００８６】
また、順序を逆にして、陰極、電子輸送層、正孔阻止層、発光層、正孔輸送層、正孔注入層、陽極の順に作製することも可能である。
【００８７】
このようにして得られた多色の表示装置に、直流電圧を印加する場合には陽極を＋、陰極を−の極性として電圧２〜４０Ｖ程度を印加すると発光が観測できる。また交流電圧を印加してもよい。尚、印加する交流の波形は任意でよい。
【００８８】
本発明の有機ＥＬ素子の作製は、一回の真空引きで一貫して正孔注入層から陰極まで作製するのが好ましいが、途中で取り出して異なる製膜法を施しても構わない。その際、作業を乾燥不活性ガス雰囲気下で行うことが好ましい。
【００８９】
《有機ＥＬ素子の構成層、有機化合物層》
本発明の有機ＥＬ素子の構成層、有機化合物層等について説明する。本発明の有機ＥＬ素子の層構成の好ましい具体例を以下に示すが、本発明はこれらに限定されない。
【００９０】
尚、上記のように、本発明に係るリン光発光性粒子は、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子のいずれの構成層に用いることができるが、特に好ましいのは発光層に用いられることである。
【００９１】
（ｉ）陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
（ii）陽極／正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／陰極
（iii）陽極／正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／陰極バッファー層／陰極
（iv）陽極／陽極バッファー層／正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／陰極バッファー層／陰極
《有機化合物層（有機層ともいう）》
本発明に係る有機化合物層について説明する。本発明の有機ＥＬ素子は、構成層として複数の有機化合物層を有することが好ましく、該有機化合物層としては、例えば、上記の層構成の中で、正孔輸送層、発光層、正孔阻止層、電子輸送層等が挙げられるが、その他、正孔注入層、電子注入層等、有機ＥＬ素子の構成層に含有される有機化合物が含有されていれば、本発明に係る有機化合物層として定義される。
【００９２】
更に、陽極バッファー層、陰極バッファー層等に有機化合物が用いられる場合には、陽極バッファー層、陰極バッファー層等も、各々有機化合物層を形成していることになる。
【００９３】
尚、前記有機化合物層には、『有機ＥＬ素子の構成層に使用可能な有機ＥＬ素子材料』等を含有する層も含まれる。
【００９４】
本発明の有機ＥＬ素子においては、青色発光層の発光極大波長は４３０〜４８０ｎｍにあるものが好ましく、緑色発光層は発光極大波長が５１０〜５５０ｎｍ、赤色発光層は発光極大波長が６００〜６４０ｎｍの範囲にある単色発光層であることが好ましく、これらを用いた表示装置であることが好ましい。
【００９５】
また、これらの少なくとも３層の発光層を積層して白色発光層としたものであってもよい。更に、発光層間には非発光性の中間層を有していてもよい。
【００９６】
本発明の有機ＥＬ素子としては白色発光層であることが好ましく、これらを用いた照明装置であることが好ましい。
【００９７】
本発明の有機ＥＬ素子を構成する各層について説明する。
【００９８】
《発光層》
本発明に係る発光層は、電極又は電子輸送層、正孔輸送層から注入されてくる電子及び正孔が再結合して発光する層であり、発光する部分は発光層の層内であっても発光層と隣接層との界面であってもよい。
【００９９】
発光層の膜厚の総和は特に制限はないが、膜の均質性や、発光時に不必要な高電圧を印加するのを防止し、かつ、駆動電流に対する発光色の安定性向上の観点から、２ｎｍ〜５μｍの範囲に調整することが好ましく、さらに好ましくは２〜２００ｎｍの範囲に調整され、特に好ましくは、１０〜２０ｎｍの範囲である。
【０１００】
発光層の作製には、後述する発光ドーパントやホスト化合物を、例えば、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、ＬＢ法、インクジェット法等の公知の薄膜化法により製膜して形成することができる。
【０１０１】
本発明の有機ＥＬ素子の発光層には、少なくとも１種類の一般式（１）で表される化合物をゾル・ゲル反応させて得られたリン光発光性粒子の他に、後述する発光ホスト化合物を含有することが好ましい。また必要に応じて、一般によく知られた発光ドーパント（リン光発光性ドーパント（リン光発光性ドーパントともいう）や蛍光ドーパント等）、さらには後述する正孔輸送材料や電子輸送材料を混合して用いても良い。
【０１０２】
（ホスト化合物（発光ホスト等ともいう））
本発明に用いられるホスト化合物について説明する。ここで、本発明においてホスト化合物とは、発光層に含有される化合物の内でその層中での質量比が２０％以上であり、かつ室温（２５℃）においてリン光発光のリン光量子収率が、０．１未満の化合物と定義される。好ましくはリン光量子収率が０．０１未満である。また、発光層に含有される化合物の中で、その層中での質量比が２０％以上であることが好ましい。
【０１０３】
また、発光ドーパントのリン光０−０バンドよりも短波長な０−０バンドをもつ化合物が好ましく、リン光の０−０バンドが４６０ｎｍ以下であることが特徴である。リン光の０−０バンドは、４５０ｎｍ以下が好ましく、４４０ｎｍ以下がより好ましく、４３０ｎｍ以下が更に好ましい。
【０１０４】
本発明におけるリン光の０−０バンドの測定方法について説明する。まず、リン光スペクトルの測定方法について説明する。測定する発光ホスト化合物を、よく脱酸素されたエタノール／メタノール＝４／１（ｖｏｌ／ｖｏｌ）の混合溶媒に溶かし、リン光測定用セルに入れた後、液体窒素温度７７Ｋで励起光を照射し、励起光照射後１００ｍｓでの発光スペクトルを測定する。
【０１０５】
リン光は蛍光に比べ発光寿命が長いため、１００ｍｓ後に残存する光はほぼリン光であると考えることができる。なお、リン光寿命が１００ｍｓより短い化合物に対しては遅延時間を短くして測定しても構わないが、蛍光と区別できなくなるほど遅延時間を短くしてしまうと、リン光と蛍光が分離できないので問題となるため、その分離が可能な遅延時間を選択する必要がある。
【０１０６】
また、上記溶剤系で溶解できない化合物については、その化合物を溶解しうる任意の溶剤を使用してもよい（実質上、上記測定法ではリン光波長の溶媒効果はごくわずかなので問題ない）。
【０１０７】
次に、０−０バンドの求め方であるが、本発明においては、上記測定法で得られたリン光スペクトルチャートの中で最も短波長側に現れる発光極大波長をもって０−０バンドと定義する。リン光スペクトルは通常強度が弱いことが多いため、拡大するとノイズとピークの判別が難しくなるケースがある。
【０１０８】
このような場合には励起光照射直後の発光スペクトル（便宜上これを定常光スペクトルという）を拡大し、励起光照射後１００ｍｓ後の発光スペクトル（便宜上これをリン光スペクトルという）と重ね合わせ、リン光スペクトルに由来する定常光スペクトル部分からピーク波長を読みとることで決定することができる。
【０１０９】
また、リン光スペクトルをスムージング処理することでノイズとピークを分離し、ピーク波長を読みとることもできる。なお、スムージング処理としては、Ｓａｖｉｔｚｋｙ＆Ｇｏｌａｙの平滑化法等を適用することができる。
【０１１０】
尚、ホスト化合物としては、公知のホスト化合物を併用で用いてもよく、又は複数種併用して用いてもよい。ホスト化合物を複数種用いることで、電荷の移動を調整することが可能であり、有機ＥＬ素子を高効率化することができる。
【０１１１】
また、後述する発光ドーパントを複数種用いることで、異なる発光を混ぜることが可能となり、これにより任意の発光色を得ることができる。
【０１１２】
併用してもよい従来公知のホスト化合物としては、正孔輸送能、電子輸送能を有しつつ、かつ、発光の長波長化を防ぎ、なおかつ高Ｔｇ（ガラス転移温度）である化合物が好ましい。
【０１１３】
本発明に係るホスト化合物としては、上記一般式（２）で表される化合物が好ましく用いられる。
【０１１４】
《一般式（２）で表される化合物》
本発明に係るホスト化合物として好ましく用いられる一般式（２）で表される化合物について説明する。
【０１１５】
一般式（２）において、Ａで表される、Ｎ（Ｒ１）又はＳｉ（Ｒ２）（Ｒ３）におけるＲ１〜Ｒ３、で表される置換基、Ｂ１〜Ｂ８で各々表されるＣＲ４のＲ４で表される置換基は、上記一般式（１０）において、Ａ１で表される、Ｐ−Ｃと共に形成される芳香族炭化水素環、芳香族複素環が各々有してもよい置換基と同義である。
【０１１６】
以下、本発明に係るホスト化合物の具体例を示すが、本発明はこれらに限定されない。
【０１１７】
【化８】
2012063691.tif 000009
【０１１８】
【化９】
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【０１１９】
【化１０】
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【０１２０】
【化１１】
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【０１２１】
【化１２】
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【０１２２】
【化１３】
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【０１２３】
【化１４】
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【０１２４】
【化１５】
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【０１２５】
【化１６】
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【０１２６】
【化１７】
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【０１２７】
【化１８】
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【０１２８】
【化１９】
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【０１２９】
【化２０】
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【０１３０】
【化２１】
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【０１３１】
【化２２】
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【０１３２】
【化２３】
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【０１３３】
【化２４】
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【０１３４】
【化２５】
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【０１３５】
尚、本発明に係る一般式（２）で表される化合物は、特開２００７−２８８０３５号公報、Ｃｈｅｍ．Ｍａｔｅｒ．２００８，２０，５９５１、実験化学講座第５版（日本化学会編）等に記載の公知の方法を参照して合成することができる。
【０１３６】
従来公知のホスト化合物の具体例としては、以下の文献に記載されている化合物等が挙げられる。
【０１３７】
特開２００１−２５７０７６号公報、同２００２−３０８８５５号公報、同２００１−３１３１７９号公報、同２００２−３１９４９１号公報、同２００１−３５７９７７号公報、同２００２−３３４７８６号公報、同２００２−８８６０号公報、同２００２−３３４７８７号公報、同２００２−１５８７１号公報、同２００２−３３４７８８号公報、同２００２−４３０５６号公報、同２００２−３３４７８９号公報、同２００２−７５６４５号公報、同２００２−３３８５７９号公報、同２００２−１０５４４５号公報、同２００２−３４３５６８号公報、同２００２−１４１１７３号公報、同２００２−３５２９５７号公報、同２００２−２０３６８３号公報、同２００２−３６３２２７号公報、同２００２−２３１４５３号公報、同２００３−３１６５号公報、同２００２−２３４８８８号公報、同２００３−２７０４８号公報、同２００２−２５５９３４号公報、同２００２−２６０８６１号公報、同２００２−２８０１８３号公報、同２００２−２９９０６０号公報、同２００２−３０２５１６号公報、同２００２−３０５０８３号公報、同２００２−３０５０８４号公報、同２００２−３０８８３７号公報等。
【０１３８】
（発光ドーパント）
本発明に係る発光ドーパントについて説明する。
【０１３９】
本発明に係る発光層に含有される発光ドーパントとしては、蛍光ドーパント（蛍光性化合物ともいう）、従来公知のリン光発光性ドーパント（リン光発光体、リン光性化合物、リン光発光性化合物等ともいう）を用いることができるが、より発光寿命の長い有機ＥＬ素子を得る観点からは、本発明に係る、上記一般式（１）で表される化合物をゾル・ゲル反応させて得られたリン光発光性粒子を少なくとも１層の発光層が含有することが好ましい。
【０１４０】
本発明に係るリン光発光性ドーパントは、上記にも記載したように、励起三重項からの発光が観測される化合物であり、具体的には、室温（２５℃）にてリン光発光する化合物であり、リン光量子収率が、２５℃において０．０１以上の化合物であると定義されるが、好ましいリン光量子収率は０．１以上である。
【０１４１】
上記リン光量子収率は、第４版実験化学講座７の分光IIの３９８頁（１９９２年版、丸善）に記載の方法により測定できる。溶液中でのリン光量子収率は種々の溶媒を用いて測定できるが、本発明に係るリン光発光性化合物は、任意の溶媒のいずれかにおいて上記リン光量子収率（０．０１以上）が達成されればよい。
【０１４２】
リン光発光性化合物の発光は原理としては２種挙げられ、一つはキャリアが輸送されるホスト化合物上でキャリアの再結合が起こってホスト化合物の励起状態が生成し、このエネルギーをリン光発光性化合物に移動させることでリン光発光性化合物からの発光を得るというエネルギー移動型、もう一つはリン光発光性化合物がキャリアトラップとなり、リン光発光性化合物上でキャリアの再結合が起こり、リン光発光性化合物からの発光が得られるというキャリアトラップ型が挙げられる。
【０１４３】
上記のいずれの場合においても、リン光発光性化合物の励起状態のエネルギーはホスト化合物の励起状態のエネルギーよりも低いことが条件である。
【０１４４】
本発明の有機ＥＬ素子の発光層に用いられる発光ドーパント（単にドーパントともいう）としては、上記のように一般式（１）で表される化合物をゾル・ゲル反応させて得られたリン光発光性粒子を用いることが好ましいが、従来公知の発光ドーパント材料（化合物）も適宜併用して用いることができる。
【０１４５】
本発明に係る発光ドーパント材料（化合物）と併用して用いられる従来公知の発光ドーパント材料としては、上記一般式（１０）で表される化合物等を挙げることができるが、本発明はこれらに限定されない。
【０１４６】
（蛍光ドーパント（蛍光性化合物ともいう））
蛍光ドーパント（蛍光性化合物）としては、クマリン系色素、ピラン系色素、シアニン系色素、クロコニウム系色素、スクアリウム系色素、オキソベンツアントラセン系色素、フルオレセイン系色素、ローダミン系色素、ピリリウム系色素、ペリレン系色素、スチルベン系色素、ポリチオフェン系色素、又は希土類錯体系蛍光体等が挙げられる。
【０１４７】
次に、本発明の有機ＥＬ素子の構成層として用いられる、注入層、阻止層、電子輸送層等について説明する。
【０１４８】
《注入層：電子注入層、正孔注入層》
注入層は必要に応じて設け、電子注入層と正孔注入層があり、上記の如く陽極と発光層又は正孔輸送層の間、及び陰極と発光層又は電子輸送層との間に存在させてもよい。
【０１４９】
注入層とは、駆動電圧低下や発光輝度向上のために電極と有機層間に設けられる層のことで、「有機ＥＬ素子とその工業化最前線（１９９８年１１月３０日エヌ・ティー・エス社発行）」の第２編第２章「電極材料」（１２３〜１６６頁）に詳細に記載されており、正孔注入層（陽極バッファー層）と電子注入層（陰極バッファー層）とがある。
【０１５０】
陽極バッファー層（正孔注入層）は、特開平９−４５４７９号公報、同９−２６００６２号公報、同８−２８８０６９号公報等にもその詳細が記載されており、具体例として、銅フタロシアニンに代表されるフタロシアニンバッファー層、酸化バナジウムに代表される酸化物バッファー層、アモルファスカーボンバッファー層、ポリアニリン（エメラルディン）やポリチオフェン等の導電性高分子を用いた高分子バッファー層等が挙げられる。
【０１５１】
陰極バッファー層（電子注入層）は、特開平６−３２５８７１号公報、同９−１７５７４号公報、同１０−７４５８６号公報等にもその詳細が記載されており、具体的にはストロンチウムやアルミニウム等に代表される金属バッファー層、フッ化リチウムに代表されるアルカリ金属化合物バッファー層、フッ化マグネシウムに代表されるアルカリ土類金属化合物バッファー層、酸化アルミニウムに代表される酸化物バッファー層等が挙げられる。上記バッファー層（注入層）はごく薄い膜であることが望ましく、素材にもよるがその膜厚は０．１ｎｍ〜１０ｎｍの範囲が好ましい。
【０１５２】
《阻止層：正孔阻止層、電子阻止層》
阻止層は、上記の如く有機化合物薄膜の基本構成層の他に必要に応じて設けられるものである。例えば、特開平１１−２０４２５８号公報、同１１−２０４３５９号公報、及び「有機ＥＬ素子とその工業化最前線（１９９８年１１月３０日エヌ・ティー・エス社発行）」の２３７頁等に記載されている正孔阻止（ホールブロック）層がある。
【０１５３】
正孔阻止層とは広い意味では電子輸送層の機能を有し、電子を輸送する機能を有しつつ正孔を輸送する能力が著しく小さい正孔阻止材料からなり、電子を輸送しつつ正孔を阻止することで電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。
【０１５４】
また、後述する電子輸送層の構成を必要に応じて、本発明に係わる正孔阻止層として用いることができる。
【０１５５】
本発明の有機ＥＬ素子の正孔阻止層は、発光層に隣接して設けられていることが好ましい。
【０１５６】
また、本発明においては、複数の発光色の異なる複数の発光層を有する場合、その発光極大波長が最も短波にある発光層が、全発光層中、最も陽極に近いことが好ましいが、このような場合、該最短波層と該層の次に陽極に近い発光層との間に正孔阻止層を追加して設けることが好ましい。
【０１５７】
更には、該位置に設けられる正孔阻止層に含有される化合物の５０質量％以上が、前記最短波発光層のホスト化合物に対しそのイオン化ポテンシャルが０．３ｅＶ以上大きいことが好ましい。
【０１５８】
イオン化ポテンシャルは化合物のＨＯＭＯ（最高被占分子軌道）レベルにある電子を真空準位に放出するのに必要なエネルギーで定義され、例えば下記に示すような方法により求めることができる。
【０１５９】
（１）米国Ｇａｕｓｓｉａｎ社製の分子軌道計算用ソフトウェアであるＧａｕｓｓｉａｎ９８（Ｇａｕｓｓｉａｎ９８、Ｒｅｖｉｓｉｏｎ  Ａ．１１．４，Ｍ．Ｊ．Ｆｒｉｓｃｈ，ｅｔ  ａｌ，Ｇａｕｓｓｉａｎ，Ｉｎｃ．，Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇｈ  ＰＡ，２００２．）を用い、キーワードとしてＢ３ＬＹＰ／６−３１Ｇ＊を用いて構造最適化を行うことにより算出した値（ｅＶ単位換算値）の小数点第２位を四捨五入した値としてイオン化ポテンシャルを求めることができる。この計算値が有効な背景には、この手法で求めた計算値と実験値の相関が高いためである。
【０１６０】
（２）イオン化ポテンシャルは光電子分光法で直接測定する方法により求めることもできる。例えば、理研計器社製の低エネルギー電子分光装置「Ｍｏｄｅｌ  ＡＣ−１」を用いて、あるいは紫外光電子分光として知られている方法を好適に用いることができる。
【０１６１】
一方、電子阻止層とは広い意味では正孔輸送層の機能を有し、正孔を輸送する機能を有しつつ電子を輸送する能力が著しく小さい材料からなり、正孔を輸送しつつ電子を阻止することで電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。
【０１６２】
また、後述する正孔輸送層の構成を必要に応じて電子阻止層として用いることができる。本発明に係る正孔阻止層、電子輸送層の膜厚としては、好ましくは３〜１００ｎｍであり、更に好ましくは５〜３０ｎｍである。
【０１６３】
《正孔輸送層》
正孔輸送層とは正孔を輸送する機能を有する正孔輸送材料からなり、広い意味で正孔注入層、電子阻止層も正孔輸送層に含まれる。正孔輸送層は単層又は複数層設けることができる。
【０１６４】
正孔輸送材料としては、正孔の注入又は輸送、電子の障壁性のいずれかを有するものであり、有機物、無機物のいずれであってもよい。例えば、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体及びピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、オキサゾール誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、アニリン系共重合体、また導電性高分子オリゴマー、特にチオフェンオリゴマー等が挙げられる。
【０１６５】
正孔輸送材料としては上記のものを使用することができるが、ポルフィリン化合物、芳香族第３級アミン化合物及びスチリルアミン化合物、特に芳香族第３級アミン化合物を用いることが好ましい。
【０１６６】
芳香族第３級アミン化合物及びスチリルアミン化合物の代表例としては、Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラフェニル−４，４′−ジアミノフェニル；Ｎ，Ｎ′−ジフェニル−Ｎ，Ｎ′−ビス（３−メチルフェニル）−〔１，１′−ビフェニル〕−４，４′−ジアミン（ＴＰＤ）；２，２−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）プロパン；１，１−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）シクロヘキサン；Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラ−ｐ−トリル−４，４′−ジアミノビフェニル；１，１−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）−４−フェニルシクロヘキサン；ビス（４−ジメチルアミノ−２−メチルフェニル）フェニルメタン；ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）フェニルメタン；Ｎ，Ｎ′−ジフェニル−Ｎ，Ｎ′−ジ（４−メトキシフェニル）−４，４′−ジアミノビフェニル；Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラフェニル−４，４′−ジアミノジフェニルエーテル；４，４′−ビス（ジフェニルアミノ）クオードリフェニル；Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリ（ｐ−トリル）アミン；４−（ジ−ｐ−トリルアミノ）−４′−〔４−（ジ−ｐ−トリルアミノ）スチリル〕スチルベン；４−Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ−（２−ジフェニルビニル）ベンゼン；３−メトキシ−４′−Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノスチルベンゼン；Ｎ−フェニルカルバゾール、更には米国特許第５，０６１，５６９号明細書に記載されている２個の縮合芳香族環を分子内に有するもの、例えば、４，４′−ビス〔Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ〕ビフェニル（ＮＰＤ）、特開平４−３０８６８８号公報に記載されているトリフェニルアミンユニットが３つスターバースト型に連結された４，４′，４″−トリス〔Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ〕トリフェニルアミン（ＭＴＤＡＴＡ）等が挙げられる。
【０１６７】
更に、これらの材料を高分子鎖に導入した、又はこれらの材料を高分子の主鎖とした高分子材料を用いることもできる。また、ｐ型−Ｓｉ、ｐ型−ＳｉＣ等の無機化合物も正孔注入材料、正孔輸送材料として使用することができる。
【０１６８】
また、特開平１１−２５１０６７号公報、Ｊ．Ｈｕａｎｇ  ｅｔ．ａｌ．著文献（Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  Ｌｅｔｔｅｒｓ  ８０（２００２），ｐ．１３９）に記載されているような、所謂ｐ型正孔輸送材料を用いることもできる。
【０１６９】
本発明においては、より高性能の発光素子が得られることから、上記一般式（１）で表される重合性化合物又は該重合性化合物から導かれる構造単位を有する高分子化合物を含有する本発明の有機ＥＬ素子材料を用いることが好ましく、また、上記の材料を併用してもよい。
【０１７０】
正孔輸送層は上記正孔輸送材料を、例えば、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法を含む印刷法、ＬＢ法等の公知の方法により、薄膜化することにより形成することができるが、本発明においては塗布法（ウェットプロセス）により作製されることが好ましい。正孔輸送層の膜厚については特に制限はないが、通常は５ｎｍ〜５μｍ程度、好ましくは５〜２００ｎｍである。この正孔輸送層は上記材料の１種又は２種以上からなる一層構造であってもよい。
【０１７１】
また、不純物をドープしたｐ性の高い正孔輸送層を用いることもできる。その例としては、特開平４−２９７０７６号公報、特開２０００−１９６１４０号公報、同２００１−１０２１７５号公報の各公報、Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，９５，５７７３（２００４）等に記載されたものが挙げられる。
【０１７２】
本発明においては、このようなｐ性の高い正孔輸送層を用いることが、より低消費電力の素子を作製することができるため好ましい。
【０１７３】
以下、本発明の有機ＥＬ素子に係る正孔輸送層に用いられる正孔輸送材料の具体例を示すが本発明はこれらに限定されない。
【０１７４】
【化２６】
2012063691.tif 000027
【０１７５】
【化２７】
2012063691.tif 000028
【０１７６】
【化２８】
2012063691.tif 000029
【０１７７】
【化２９】
2012063691.tif 000030
【０１７８】
《電子輸送層》
電子輸送層とは電子を輸送する機能を有する材料からなり、広い意味で電子注入層、正孔阻止層も電子輸送層に含まれる。電子輸送層は単層又は複数層設けることができる。
【０１７９】
従来、単層の電子輸送層、及び複数層とする場合は発光層に対して陰極側に隣接する電子輸送層に用いられる電子輸送材料（正孔阻止材料を兼ねる）としては、陰極より注入された電子を発光層に伝達する機能を有していればよく、その材料としては従来公知の化合物の中から任意のものを選択して用いることができる。
【０１８０】
例えば、ニトロ置換フルオレン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、カルボジイミド、フレオレニリデンメタン誘導体、アントラキノジメタン及びアントロン誘導体、オキサジアゾール誘導体等が挙げられる。
【０１８１】
更に上記オキサジアゾール誘導体において、オキサジアゾール環の酸素原子を硫黄原子に置換したチアジアゾール誘導体、電子吸引基として知られているキノキサリン環を有するキノキサリン誘導体も、電子輸送材料として用いることができる。更にこれらの材料を高分子鎖に導入した、又はこれらの材料を高分子の主鎖とした高分子材料を用いることもできる。
【０１８２】
また、８−キノリノール誘導体の金属錯体、例えば、トリス（８−キノリノール）アルミニウム（Ａｌｑ）、トリス（５，７−ジクロロ−８−キノリノール）アルミニウム、トリス（５，７−ジブロモ−８−キノリノール）アルミニウム、トリス（２−メチル−８−キノリノール）アルミニウム、トリス（５−メチル−８−キノリノール）アルミニウム、ビス（８−キノリノール）亜鉛（Ｚｎｑ）等、及びこれらの金属錯体の中心金属がＩｎ、Ｍｇ、Ｃｕ、Ｃａ、Ｓｎ、Ｇａ又はＰｂに置き替わった金属錯体も、電子輸送材料として用いることができる。
【０１８３】
その他、メタルフリー若しくはメタルフタロシアニン、又はそれらの末端がアルキル基やスルホン酸基等で置換されているものも、電子輸送材料として好ましく用いることができる。また、発光層の材料として例示したジスチリルピラジン誘導体も、電子輸送材料として用いることができるし、正孔注入層、正孔輸送層と同様にｎ型−Ｓｉ、ｎ型−ＳｉＣ等の無機半導体も電子輸送材料として用いることができる。電子輸送層は上記電子輸送材料を、例えば、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法を含む印刷法、ＬＢ法等の公知の方法により、薄膜化することにより形成することができる。
【０１８４】
電子輸送層の膜厚については特に制限はないが、通常は５ｎｍ〜５μｍ程度、好ましくは５〜２００ｎｍである。電子輸送層は上記材料の１種又は２種以上からなる一層構造であってもよい。
【０１８５】
また、不純物をドープしたｎ性の高い電子輸送層を用いることもできる。その例としては、特開平４−２９７０７６号公報、同１０−２７０１７２号公報、特開２０００−１９６１４０号公報、同２００１−１０２１７５号公報、Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，９５，５７７３（２００４）等に記載されたものが挙げられる。
【０１８６】
本発明においては、このようなｎ性の高い電子輸送層を用いることがより低消費電力の素子を作製することができるため好ましい。
【０１８７】
《陽極》
有機ＥＬ素子における陽極としては、仕事関数の大きい（４ｅＶ以上）金属、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが好ましく用いられる。
【０１８８】
このような電極物質の具体例としては、Ａｕ等の金属、ＣｕＩ、インジウムチンオキシド（ＩＴＯ）、ＳｎＯ２、ＺｎＯ等の導電性透明材料が挙げられる。
【０１８９】
また、ＩＤＩＸＯ（Ｉｎ２Ｏ３−ＺｎＯ）等非晶質で透明導電膜を作製可能な材料を用いてもよい。陽極はこれらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により薄膜を形成させ、フォトリソグラフィー法で所望の形状のパターンを形成してもよく、あるいはパターン精度を余り必要としない場合は（１００μｍ以上程度）、上記電極物質の蒸着やスパッタリング時に所望の形状のマスクを介してパターンを形成してもよい。あるいは、有機導電性化合物のように塗布可能な物質を用いる場合には、印刷方式、コーティング方式等湿式製膜法を用いることもできる。
【０１９０】
この陽極より発光を取り出す場合には、透過率を１０％より大きくすることが望ましく、また陽極としてのシート抵抗は数百Ω／□以下が好ましい。更に膜厚は材料にもよるが、通常１０〜１０００ｎｍ、好ましくは１０〜２００ｎｍの範囲で選ばれる。
【０１９１】
《陰極》
一方、陰極としては仕事関数の小さい（４ｅＶ以下）金属（電子注入性金属と称する）、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが用いられる。このような電極物質の具体例としては、ナトリウム、ナトリウム−カリウム合金、マグネシウム、リチウム、マグネシウム／銅混合物、マグネシウム／銀混合物、マグネシウム／アルミニウム混合物、マグネシウム／インジウム混合物、アルミニウム／酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）混合物、インジウム、リチウム／アルミニウム混合物、希土類金属等が挙げられる。
【０１９２】
これらの中で、電子注入性及び酸化等に対する耐久性の点から、電子注入性金属とこれより仕事関数の値が大きく安定な金属である第二金属との混合物、例えば、マグネシウム／銀混合物、マグネシウム／アルミニウム混合物、マグネシウム／インジウム混合物、アルミニウム／酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）混合物、リチウム／アルミニウム混合物、アルミニウム等が好適である。陰極はこれらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により薄膜を形成させることにより、作製することができる。
【０１９３】
また、陰極としてのシート抵抗は数百Ω／□以下が好ましく、膜厚は通常１０ｎｍ〜５μｍ、好ましくは５０〜２００ｎｍの範囲で選ばれる。尚、発光した光を透過させるため、有機ＥＬ素子の陽極又は陰極のいずれか一方が透明又は半透明であれば発光輝度が向上し好都合である。
【０１９４】
また、陰極に上記金属を１〜２０ｎｍの膜厚で作製した後に、陽極の説明で挙げた導電性透明材料をその上に作製することで、透明又は半透明の陰極を作製することができ、これを応用することで陽極と陰極の両方が透過性を有する素子を作製することができる。
【０１９５】
《支持基板》
本発明の有機ＥＬ素子に用いることのできる支持基板（以下、基体、基板、基材、支持体等ともいう）としては、ガラス、プラスチック等の種類には特に限定はなく、また透明であっても不透明であってもよい。支持基板側から光を取り出す場合には、支持基板は透明であることが好ましい。
【０１９６】
好ましく用いられる透明な支持基板としては、ガラが可能な樹脂フィルムである。
【０１９７】
樹脂フィルムとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等のポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、セロファン、セルロースジアセテート、セルローストリアセテート、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートプロピオネート（ＣＡＰ）、セルロースアセテートフタレート（ＴＡＣ）、セルロースナイトレート等のセルロースエステル類又はそれらの誘導体、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、ポリエチレンビニルアルコール、シンジオタクティックポリスチレン、ポリカーボネート、ノルボルネン樹脂、ポリメチルペンテン、ポリエーテルケトン、ポリイミド、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリフェニレンスルフィド、ポリスルホン類、ポリエーテルイミド、ポリエーテルケトンイミド、ポリアミド、フッ素樹脂、ナイロン、ポリメチルメタクリレート、アクリルあるいはポリアリレート類、アートン（商品名ＪＳＲ社製）あるいはアペル（商品名三井化学社製）といったシクロオレフィン系樹脂等を挙げられる。
【０１９８】
樹脂フィルムの表面には、無機物、有機物の被膜又はその両者のハイブリッド被膜が形成されていてもよく、ＪＩＳ  Ｋ  ７１２９−１９９２に準拠した方法で測定された、水蒸気透過度（２５±０．５℃、相対湿度（９０±２）％ＲＨ）が０．０１ｇ／（ｍ２・２４ｈ）以下のバリア性フィルムであることが好ましく、更には、ＪＩＳ  Ｋ  ７１２６−１９８７に準拠した方法で測定された酸素透過度が、１０−３ｍｌ／（ｍ２・２４ｈ・ＭＰａ）以下、水蒸気透過度が、１０−５ｇ／（ｍ２・２４ｈ）以下の高バリア性フィルムであることが好ましい。
【０１９９】
バリア膜を形成する材料としては、水分や酸素等素子の劣化をもたらすものの浸入を抑制する機能を有する材料であればよく、例えば、酸化珪素、二酸化珪素、窒化珪素等を用いることができる。更に該膜の脆弱性を改良するために、これら無機層と有機材料からなる層の積層構造を持たせることがより好ましい。
【０２００】
無機層と有機層の積層順については特に制限はないが、両者を交互に複数回積層させることが好ましい。
【０２０１】
バリア膜の形成方法については特に限定はなく、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、分子線エピタキシー法、クラスタ−イオンビーム法、イオンプレーティング法、プラズマ重合法、大気圧プラズマ重合法、プラズマＣＶＤ法、レーザＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、コーティング法等を用いることができるが、特開２００４−６８１４３号公報に記載されているような大気圧プラズマ重合法によるものが特に好ましい。
【０２０２】
不透明な支持基板としては、例えば、アルミ、ステンレス等の金属板、フィルムや不透明樹脂基板、セラミック製の基板等が挙げられる。
【０２０３】
本発明の有機ＥＬ素子の発光の室温における外部取り出し効率は、１％以上であることが好ましく、より好ましくは５％以上である。
【０２０４】
ここに、外部取り出し量子効率（％）＝有機ＥＬ素子外部に発光した光子数／有機ＥＬ素子に流した電子数×１００である。
【０２０５】
また、カラーフィルター等の色相改良フィルター等を併用しても、有機ＥＬ素子からの発光色を蛍光体を用いて多色へ変換する色変換フィルターを併用してもよい。色変換フィルターを用いる場合においては、有機ＥＬ素子の発光のλｍａｘは４８０ｎｍ以下が好ましい。
【０２０６】
《封止》
本発明に用いられる封止手段としては、例えば、封止部材と電極、支持基板とを接着剤で接着する方法を挙げることができる。
【０２０７】
封止部材としては、有機ＥＬ素子の表示領域を覆うように配置されておればよく、凹板状でも平板状でもよい。また透明性、電気絶縁性は特に問わない。
【０２０８】
具体的には、ガラス板、ポリマー板・フィルム、金属板・フィルム等が挙げられる。ガラス板としては、特にソーダ石灰ガラス、バリウム・ストロンチウム含有ガラス、鉛ガラス、アルミノケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス、バリウムホウケイ酸ガラス、石英等を挙げることができる。また、ポリマー板としては、ポリカーボネート、アクリル、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルサルファイド、ポリサルフォン等を挙げることができる。金属板としては、ステンレス、鉄、銅、アルミニウム、マグネシウム、ニッケル、亜鉛、クロム、チタン、モリブテン、シリコン、ゲルマニウム及びタンタルからなる群から選ばれる一種以上の金属又は合金からなるものが挙げられる。
【０２０９】
本発明においては、素子を薄膜化できるということからポリマーフィルム、金属フィルムを好ましく使用することができる。更には、ポリマーフィルムは、ＪＩＳ  Ｋ  ７１２６−１９８７に準拠した方法で測定された酸素透過度が１×１０−３ｍｌ／（ｍ２・２４ｈ・ＭＰａ）以下、ＪＩＳ  Ｋ  ７１２９−１９９２に準拠した方法で測定された、水蒸気透過度（２５±０．５℃、相対湿度（９０±２）％ＲＨ）が１×１０−３ｇ／（ｍ２・２４ｈ）以下のものであることが好ましい。
【０２１０】
封止部材を凹状に加工するのは、サンドブラスト加工、化学エッチング加工等が使われる。
【０２１１】
接着剤として具体的には、アクリル酸系オリゴマー、メタクリル酸系オリゴマーの反応性ビニル基を有する光硬化及び熱硬化型接着剤、２−シアノアクリル酸エステル等の湿気硬化型等の接着剤を挙げることができる。
【０２１２】
また、エポキシ系等の熱及び化学硬化型（二液混合）を挙げることができる。また、ホットメルト型のポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィンを挙げることができる。また、カチオン硬化タイプの紫外線硬化型エポキシ樹脂接着剤を挙げることができる。
【０２１３】
なお、有機ＥＬ素子が熱処理により劣化する場合があるので、室温から８０℃までに接着硬化できるものが好ましい。また、前記接着剤中に乾燥剤を分散させておいてもよい。封止部分への接着剤の塗布は市販のディスペンサーを使ってもよいし、スクリーン印刷のように印刷してもよい。
【０２１４】
また、有機層を挟み支持基板と対向する側の電極の外側に該電極と有機層を被覆し、支持基板と接する形で無機物、有機物の層を形成し封止膜とすることも好適にできる。この場合、該膜を形成する材料としては、水分や酸素等素子の劣化をもたらすものの浸入を抑制する機能を有する材料であればよく、例えば、酸化珪素、二酸化珪素、窒化珪素等を用いることができる。更に該膜の脆弱性を改良するために、これら無機層と有機材料からなる層の積層構造を持たせることが好ましい。
【０２１５】
これらの膜の形成方法については、特に限定はなく、例えば真空蒸着法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、分子線エピタキシー法、クラスタ−イオンビーム法、イオンプレーティング法、プラズマ重合法、大気圧プラズマ重合法、プラズマＣＶＤ法、レーザＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、コーティング法等を用いることができる。
【０２１６】
封止部材と有機ＥＬ素子の表示領域との間隙には、気相及び液相では、窒素、アルゴン等の不活性気体やフッ化炭化水素、シリコンオイルのような不活性液体を注入することが好ましい。また真空とすることも可能である。また、内部に吸湿性化合物を封入することもできる。
【０２１７】
吸湿性化合物としては、例えば、金属酸化物（例えば、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化カルシウム、酸化バリウム、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム等）、硫酸塩（例えば、硫酸ナトリウム、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム、硫酸コバルト等）、金属ハロゲン化物（例えば、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、フッ化セシウム、フッ化タンタル、臭化セリウム、臭化マグネシウム、沃化バリウム、沃化マグネシウム等）、過塩素酸類（例えば、過塩素酸バリウム、過塩素酸マグネシウム等）等が挙げられ、硫酸塩、金属ハロゲン化物及び過塩素酸類においては無水塩が好適に用いられる。
【０２１８】
《保護膜、保護板》
有機層を挟み支持基板と対向する側の前記封止膜、あるいは前記封止用フィルムの外側に、素子の機械的強度を高めるために保護膜、あるいは保護板を設けてもよい。
【０２１９】
特に封止が前記封止膜により行われている場合には、その機械的強度は必ずしも高くないため、このような保護膜、保護板を設けることが好ましい。これに使用することができる材料としては、前記封止に用いたのと同様なガラス板、ポリマー板・フィルム、金属板・フィルム等を用いることができるが、軽量かつ薄膜化ということからポリマーフィルムを用いることが好ましい。
【０２２０】
《光取り出し》
有機ＥＬ素子は空気よりも屈折率の高い（屈折率が１．７〜２．１程度）層の内部で発光し、発光層で発生した光のうち１５％から２０％程度の光しか取り出せないことが一般的に言われている。
【０２２１】
これは、臨界角以上の角度θで界面（透明基板と空気との界面）に入射する光は、全反射を起こし素子外部に取り出すことができないことや、透明電極ないし発光層と透明基板との間で光が全反射を起こし、光が透明電極ないし発光層を導波し、結果として光が素子側面方向に逃げるためである。
【０２２２】
この光の取り出しの効率を向上させる手法としては、例えば、透明基板表面に凹凸を形成し、透明基板と空気界面での全反射を防ぐ方法（米国特許第４，７７４，４３５号明細書）、基板に集光性を持たせることにより効率を向上させる方法（特開昭６３−３１４７９５号公報）、素子の側面等に反射面を形成する方法（特開平１−２２０３９４号公報）、基板と発光体の間に中間の屈折率を持つ平坦層を導入し、反射防止膜を形成する方法（特開昭６２−１７２６９１号公報）、基板と発光体の間に基板よりも低屈折率を持つ平坦層を導入する方法（特開２００１−２０２８２７号公報）、基板、透明電極層や発光層のいずれかの層間（含む、基板と外界間）に回折格子を形成する方法（特開平１１−２８３７５１号公報）等がある。
【０２２３】
本発明においては、これらの方法を本発明の有機ＥＬ素子と組み合わせて用いることができるが、基板と発光体の間に基板よりも低屈折率を持つ平坦層を導入する方法、あるいは基板、透明電極層や発光層のいずれかの層間（含む、基板と外界間）に回折格子を形成する方法を好適に用いることができる。
【０２２４】
本発明はこれらの手段を組み合わせることにより、更に高輝度あるいは耐久性に優れた素子を得ることができる。
【０２２５】
透明電極と透明基板の間に低屈折率の媒質を光の波長よりも長い厚みで形成すると、透明電極から出てきた光は、媒質の屈折率が低いほど外部への取り出し効率が高くなる。
【０２２６】
低屈折率層としては、例えば、エアロゲル、多孔質シリカ、フッ化マグネシウム、フッ素系ポリマー等が挙げられる。透明基板の屈折率は一般に１．５〜１．７程度であるので、低屈折率層は屈折率がおよそ１．５以下であることが好ましい。また、更に１．３５以下であることが好ましい。
【０２２７】
また、低屈折率媒質の厚みは媒質中の波長の２倍以上となるのが望ましい。これは低屈折率媒質の厚みが、光の波長程度になってエバネッセントで染み出した電磁波が基板内に入り込む膜厚になると、低屈折率層の効果が薄れるからである。
【０２２８】
全反射を起こす界面若しくはいずれかの媒質中に回折格子を導入する方法は、光取り出し効率の向上効果が高いという特徴がある。
【０２２９】
この方法は回折格子が１次の回折や２次の回折といった所謂ブラッグ回折により、光の向きを屈折とは異なる特定の向きに変えることができる性質を利用して、発光層から発生した光のうち層間での全反射等により外に出ることができない光を、いずれかの層間若しくは、媒質中（透明基板内や透明電極内）に回折格子を導入することで光を回折させ、光を外に取り出そうとするものである。
【０２３０】
導入する回折格子は、二次元的な周期屈折率を持っていることが望ましい。これは発光層で発光する光はあらゆる方向にランダムに発生するので、ある方向にのみ周期的な屈折率分布を持っている一般的な１次元回折格子では、特定の方向に進む光しか回折されず、光の取り出し効率がさほど上がらない。
【０２３１】
しかしながら、屈折率分布を二次元的な分布にすることにより、あらゆる方向に進む光が回折され、光の取り出し効率が上がる。
【０２３２】
回折格子を導入する位置としては前述のとおり、いずれかの層間若しくは媒質中（透明基板内や透明電極内）でもよいが、光が発生する場所である有機発光層の近傍が望ましい。
【０２３３】
このとき、回折格子の周期は媒質中の光の波長の約１／２〜３倍程度が好ましい。
【０２３４】
回折格子の配列は正方形のラチス状、三角形のラチス状、ハニカムラチス状等、二次元的に配列が繰り返されることが好ましい。
【０２３５】
《集光シート》
本発明の有機ＥＬ素子は基板の光取り出し側に、例えば、マイクロレンズアレイ状の構造を設けるように加工したり、あるいは所謂集光シートと組み合わせることにより、特定方向、例えば、素子発光面に対し正面方向に集光することにより、特定方向上の輝度を高めることができる。
【０２３６】
マイクロレンズアレイの例としては、基板の光取り出し側に一辺が３０μｍでその頂角が９０度となるような四角錐を二次元に配列する。一辺は１０〜１００μｍが好ましい。これより小さくなると回折の効果が発生して色付く、大きすぎると厚みが厚くなり好ましくない。
【０２３７】
集光シートとしては、例えば、液晶表示装置のＬＥＤバックライトで実用化されているものを用いることが可能である。このようなシートとして、例えば、住友スリーエム社製輝度上昇フィルム（ＢＥＦ）等を用いることができる。プリズムシートの形状としては、例えば、基材に頂角９０度、ピッチ５０μｍの△状のストライプが形成されたものであってもよいし、頂角が丸みを帯びた形状、ピッチをランダムに変化させた形状、その他の形状であってもよい。
【０２３８】
また、発光素子からの光放射角を制御するために、光拡散板・フィルムを集光シートと併用してもよい。例えば、（株）きもと製拡散フィルム（ライトアップ）等を用いることができる。
【０２３９】
《用途》
本発明の有機ＥＬ素子は、表示デバイス、ディスプレイ、各種発光光源として用いることができる。発光光源として、例えば、照明装置（家庭用照明、車内照明）、時計や液晶用バックライト、看板広告、信号機、光記憶媒体の光源、電子写真複写機の光源、光通信処理機の光源、光センサーの光源等が挙げられるがこれに限定するものではないが、特に液晶表示装置のバックライト、照明用光源としての用途に有効に用いることができる。
【０２４０】
本発明の有機ＥＬ素子においては、必要に応じ製膜時にメタルマスクやインクジェットプリンティング法等でパターニングを施してもよい。
【０２４１】
パターニングする場合は、電極のみをパターニングしてもよいし、電極と発光層をパターニングしてもよいし、素子全層をパターニングしてもよく、素子の作製においては、従来公知の方法を用いることができる。
【０２４２】
本発明の有機ＥＬ素子や本発明に係る化合物の発光する色は、「新編色彩科学ハンドブック」（日本色彩学会編、東京大学出版会、１９８５）の１０８頁の図４．１６において、分光放射輝度計ＣＳ−１０００（コニカミノルタセンシング社製）で測定した結果をＣＩＥ色度座標に当てはめたときの色で決定される。
【０２４３】
また、本発明の有機ＥＬ素子が白色素子の場合には、白色とは、２度視野角正面輝度を上記方法により測定した際に、１０００ｃｄ／ｍ２でのＣＩＥ１９３１表色系における色度がＸ＝０．３３±０．０７、Ｙ＝０．３３±０．１の領域内にあることをいう。
【０２４４】
《表示装置》
本発明の表示装置について説明する。本発明の表示装置は、本発明の有機ＥＬ素子を具備したものである。
【０２４５】
本発明の表示装置は単色でも多色でもよいが、ここでは多色表示装置について説明する。多色表示装置の場合は発光層形成時のみシャドーマスクを設け、一面に蒸着法、キャスト法、スピンコート法、インクジェット法、印刷法等で膜を形成できる。
【０２４６】
発光層のみパターニングを行う場合、その方法に限定はないが、好ましくは蒸着法、インクジェット法、スピンコート法、印刷法である。
【０２４７】
表示装置に具備される有機ＥＬ素子の構成は、必要に応じて上記の有機ＥＬ素子の構成例の中から選択される。
【０２４８】
また、有機ＥＬ素子の製造方法は、上記の本発明の有機ＥＬ素子の製造の一態様に示したとおりである。
【０２４９】
得られた多色表示装置に直流電圧を印加する場合には、陽極を＋、陰極を−の極性として電圧２〜４０Ｖ程度を印加すると発光が観測できる。また、逆の極性で電圧を印加しても電流は流れずに発光は全く生じない。更に交流電圧を印加する場合には、陽極が＋、陰極が−の状態になったときのみ発光する。尚、印加する交流の波形は任意でよい。
【０２５０】
多色表示装置は、表示デバイス、ディスプレイ、各種発光光源として用いることができる。表示デバイス、ディスプレイにおいて、青、赤、緑発光の３種の有機ＥＬ素子を用いることによりフルカラーの表示が可能となる。
【０２５１】
表示デバイス、ディスプレイとしては、テレビ、パソコン、モバイル機器、ＡＶ機器、文字放送表示、自動車内の情報表示等が挙げられる。特に静止画像や動画像を再生する表示装置として使用してもよく、動画再生用の表示装置として使用する場合の駆動方式は単純マトリクス（パッシブマトリクス）方式でもアクティブマトリクス方式でもどちらでもよい。
【０２５２】
発光光源としては家庭用照明、車内照明、時計や液晶用のバックライト、看板広告、信号機、光記憶媒体の光源、電子写真複写機の光源、光通信処理機の光源、光センサーの光源等が挙げられるが、本発明はこれらに限定されない。
【０２５３】
以下、本発明の有機ＥＬ素子を有する表示装置の一例を図面に基づいて説明する。
【０２５４】
図１は有機ＥＬ素子から構成される表示装置の一例を示した模式図である。有機ＥＬ素子の発光により画像情報の表示を行う、例えば、携帯電話等のディスプレイの模式図である。
【０２５５】
ディスプレイ１は複数の画素を有する表示部Ａ、画像情報に基づいて表示部Ａの画像走査を行う制御部Ｂ等からなる。
【０２５６】
制御部Ｂは表示部Ａと電気的に接続され、複数の画素それぞれに外部からの画像情報に基づいて走査信号と画像データ信号を送り、走査信号により走査線毎の画素が画像データ信号に応じて順次発光して画像走査を行って画像情報を表示部Ａに表示する。
【０２５７】
図２は表示部Ａの模式図である。
【０２５８】
表示部Ａは基板上に、複数の走査線５及びデータ線６を含む配線部と複数の画素３等とを有する。表示部Ａの主要な部材の説明を以下に行う。
【０２５９】
図においては、画素３の発光した光Ｌが白矢印方向（下方向）へ取り出される場合を示している。
【０２６０】
配線部の走査線５及び複数のデータ線６はそれぞれ導電材料からなり、走査線５とデータ線６は格子状に直交して、直交する位置で画素３に接続している（詳細は図示していない）。画素３は走査線５から走査信号が印加されると、データ線６から画像データ信号を受け取り、受け取った画像データに応じて発光する。
【０２６１】
発光の色が赤領域の画素、緑領域の画素、青領域の画素を適宜同一基板上に並置することによって、フルカラー表示が可能となる。
【０２６２】
次に、画素の発光プロセスを説明する。
【０２６３】
図３は画素の模式図である。
【０２６４】
画素は有機ＥＬ素子１０、スイッチングトランジスタ１１、駆動トランジスタ１２、コンデンサ１３等を備えている。複数の画素に有機ＥＬ素子１０として、赤色、緑色、青色発光の有機ＥＬ素子を用い、これらを同一基板上に並置することでフルカラー表示を行うことができる。
【０２６５】
図３において、制御部Ｂからデータ線６を介してスイッチングトランジスタ１１のドレインに画像データ信号が印加される。そして、制御部Ｂから走査線５を介してスイッチングトランジスタ１１のゲートに走査信号が印加されると、スイッチングトランジスタ１１の駆動がオンし、ドレインに印加された画像データ信号がコンデンサ１３と駆動トランジスタ１２のゲートに伝達される。
【０２６６】
画像データ信号の伝達により、コンデンサ１３が画像データ信号の電位に応じて充電されるとともに、駆動トランジスタ１２の駆動がオンする。駆動トランジスタ１２は、ドレインが電源ライン７に接続され、ソースが有機ＥＬ素子１０の電極に接続されており、ゲートに印加された画像データ信号の電位に応じて電源ライン７から有機ＥＬ素子１０に電流が供給される。
【０２６７】
制御部Ｂの順次走査により走査信号が次の走査線５に移ると、スイッチングトランジスタ１１の駆動がオフする。しかし、スイッチングトランジスタ１１の駆動がオフしてもコンデンサ１３は充電された画像データ信号の電位を保持するので、駆動トランジスタ１２の駆動はオン状態が保たれて、次の走査信号の印加が行われるまで有機ＥＬ素子１０の発光が継続する。順次走査により次に走査信号が印加されたとき、走査信号に同期した次の画像データ信号の電位に応じて駆動トランジスタ１２が駆動して有機ＥＬ素子１０が発光する。
【０２６８】
即ち、有機ＥＬ素子１０の発光は、複数の画素それぞれの有機ＥＬ素子１０に対して、アクティブ素子であるスイッチングトランジスタ１１と駆動トランジスタ１２を設けて、複数の画素３それぞれの有機ＥＬ素子１０の発光を行っている。このような発光方法をアクティブマトリクス方式と呼んでいる。
【０２６９】
ここで、有機ＥＬ素子１０の発光は複数の階調電位を持つ多値の画像データ信号による複数の階調の発光でもよいし、２値の画像データ信号による所定の発光量のオン、オフでもよい。また、コンデンサ１３の電位の保持は次の走査信号の印加まで継続して保持してもよいし、次の走査信号が印加される直前に放電させてもよい。
【０２７０】
本発明においては、上述したアクティブマトリクス方式に限らず、走査信号が走査されたときのみデータ信号に応じて有機ＥＬ素子を発光させるパッシブマトリクス方式の発光駆動でもよい。
【０２７１】
図４はパッシブマトリクス方式による表示装置の模式図である。図４において、複数の走査線５と複数の画像データ線６が画素３を挟んで対向して格子状に設けられている。
【０２７２】
順次走査により走査線５の走査信号が印加されたとき、印加された走査線５に接続している画素３が画像データ信号に応じて発光する。
【０２７３】
パッシブマトリクス方式では画素３にアクティブ素子が無く、製造コストの低減が計れる。
【０２７４】
《照明装置》
本発明の照明装置について説明する。本発明の照明装置は上記有機ＥＬ素子を有する。
【０２７５】
本発明の有機ＥＬ素子に共振器構造を持たせた有機ＥＬ素子として用いてもよく、このような共振器構造を有した有機ＥＬ素子の使用目的としては、光記憶媒体の光源、電子写真複写機の光源、光通信処理機の光源、光センサーの光源等が挙げられるが、これらに限定されない。また、レーザ発振をさせることにより上記用途に使用してもよい。
【０２７６】
また、本発明の有機ＥＬ素子は照明用や露光光源のような一種のランプとして使用してもよいし、画像を投影するタイプのプロジェクション装置や、静止画像や動画像を直接視認するタイプの表示装置（ディスプレイ）として使用してもよい。
【０２７７】
動画再生用の表示装置として使用する場合の駆動方式は、単純マトリクス（パッシブマトリクス）方式でもアクティブマトリクス方式でもどちらでもよい。又は、異なる発光色を有する本発明の有機ＥＬ素子を２種以上使用することにより、フルカラー表示装置を作製することが可能である。また本発明の有機ＥＬ材料は照明装置として、実質白色の発光を生じる有機ＥＬ素子に適用できる。複数の発光材料により複数の発光色を同時に発光させて混色により白色発光を得る。複数の発光色の組み合わせとしては、青色、緑色、青色の３原色の３つの発光極大波長を含有させたものでもよいし、青色と黄色、青緑と橙色等の補色の関係を利用した２つの発光極大波長を含有したものでもよい。
【０２７８】
また複数の発光色を得るための発光材料の組み合わせは、複数のリン光又は蛍光で発光する材料を複数組み合わせたもの、蛍光又はリン光で発光する発光材料と、発光材料からの光を励起光として発光する色素材料との組み合わせたもののいずれでもよいが、本発明に係る白色有機ＥＬ素子においては、発光ドーパントを複数組み合わせ混合するだけでよい。
【０２７９】
発光層、正孔輸送層あるいは電子輸送層等の形成時のみマスクを設け、マスクにより塗り分ける等単純に配置するだけでよく、他層は共通であるのでマスク等のパターニングは不要であり、一面に蒸着法、キャスト法、スピンコート法、インクジェット法、印刷法等で例えば電極膜を形成でき、生産性も向上する。
【０２８０】
この方法によれば、複数色の発光素子をアレー状に並列配置した白色有機ＥＬ装置と異なり、素子自体が発光白色である。
【０２８１】
発光層に用いる発光材料としては特に制限はなく、例えば、液晶表示素子におけるバックライトであれば、ＣＦ（カラーフィルター）特性に対応した波長範囲に適合するように、本発明に係る金属錯体、また公知の発光材料の中から任意のものを選択して組み合わせて白色化すればよい。
【０２８２】
《本発明の照明装置の一態様》
本発明の有機ＥＬ素子を具備した、本発明の照明装置の一態様について説明する。
【０２８３】
本発明の有機ＥＬ素子の非発光面をガラスケースで覆い、厚み３００μｍのガラス基板を封止用基板として用いて、周囲にシール材として、エポキシ系光硬化型接着剤（東亞合成社製ラックストラックＬＣ０６２９Ｂ）を適用し、これを陰極上に重ねて透明支持基板と密着させ、ガラス基板側からＵＶ光を照射して、硬化させて、封止し、図５、図６に示すような照明装置を形成することができる。
【０２８４】
図５は、照明装置の概略図を示し、本発明の有機ＥＬ素子１０１はガラスカバー１０２で覆われている（尚、ガラスカバーでの封止作業は、有機ＥＬ素子１０１を大気に接触させることなく窒素雰囲気下のグローブボックス（純度９９．９９９％以上の高純度窒素ガスの雰囲気下）で行った。）。
【０２８５】
図６は、照明装置の断面図を示し、図６において、１０５は陰極、１０６は有機ＥＬ層、１０７は透明電極付きガラス基板を示す。尚、ガラスカバー１０２内には窒素ガス１０８が充填され、捕水剤１０９が設けられている。
【実施例】
【０２８６】
以下、実施例により本発明を説明するが、本発明はこれらに限定されない。尚、実施例において「％」の表示を用いるが、特に断りがない限り「質量％」を表す。【０２８７】
実施例１
《有機ＥＬ素子１−１の作製》
陽極として１００ｍｍ×１００ｍｍ×１．１ｍｍのガラス基板上にＩＴＯ（インジウムチンオキシド）を１００ｎｍ製膜した基板（ＮＨテクノグラス社製ＮＡ−４５）にパターニングを行った後、このＩＴＯ透明電極を設けた透明支持基板をイソプロピルアルコールで超音波洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥し、ＵＶオゾン洗浄を５分間行った。【０２８８】
この透明支持基板上に、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）−ポリスチレンスルホネート（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ、Ｂａｙｅｒ社製、Ｂａｙｔｒｏｎ  Ｐ  Ａｌ  ４０８３）を純水で７０％に希釈した溶液を３０００ｒｐｍ、３０秒でスピンコート法により製膜した後、２００℃にて１時間乾燥し、膜厚３０ｎｍの正孔輸送層を設けた。【０２８９】
この正孔輸送層上に、ポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ；ＶＰ−６）３０ｍｇと３．０ｍｇのＣＤ−１とをジクロロエタン３ｍｌに溶解した溶液を、２０００ｒｐｍ、３０秒の条件下、スピンコート法により製膜し、窒素下、１２０℃で１時間乾燥し、膜厚５０ｎｍの発光層とした。【０２９０】
この発光層上に、１０ｍｇのＯＣ−１０３をヘキサフルオロイソプロパノール３ｍｌに溶解した溶液を、１０００ｒｐｍ、３０秒の条件下、スピンコート法により製膜した。【０２９１】
１２０℃で１時間加熱乾燥し、膜厚２０ｎｍの電子輸送層を設け、これを真空蒸着装置に取付け、真空槽を４×１０−４Ｐａまで減圧した。【０２９２】
陰極バッファー層としてフッ化カリウム１ｎｍ及び陰極としてアルミニウム１１０ｎｍを蒸着して陰極を形成し、有機ＥＬ素子１−１を作製した。【０２９３】
《有機ＥＬ素子１−２〜１−９の作製》
有機ＥＬ素子１−１の作製において、発光ドーパントとして用いたＣＤ−１を表１に示すように変更した以外は同様にして有機ＥＬ素子１−２〜１−９を作製した。【０２９４】
尚、比較の有機ＥＬ素子１−７の発光層の作製に用いた発光ドーパントＰＳ−１と、比較の有機ＥＬ素子１−９の発光層の作製に用いた発光ドーパント１，６−ＢＴＥＰｙｒについては、各々下記のようにして合成したものを用いた。【０２９５】
尚、比較の有機ＥＬ素子１−８の発光層の作製に用いた表１のＰｙｒはピレンを示す。【０２９６】
（ＰＳ−１（多孔質シリカ内包ドーパント）の合成）
テトラエトキシシラン１ｍｌとＰＤ−１（０．１ｍｍｏｌ、６５ｍｇ）を１２０ｍｌの無水エタノールに溶解した後、５ｍｌのアンモニア水を加え、５００ｒｐｍの速度で、２４時間撹拌を行った。撹拌終了後、１５，０００ｒｐｍで遠心分離を行い、多孔質シリカ内包ドーパントＰＳ−１（収量１５ｍｇ、平均粒径５０ｎｍ）を得た。精製は、無水エタノールへの再分散後、遠心分離を行い、上澄み液を除去の工程を３度繰り返した。【０２９７】
（発光ドーパント１，６−ＢＴＥＰｙｒの合成）【０２９８】
【化３０】
2012063691.tif 000031
【０２９９】
上記のＣＤ−１の合成において、ｐｒｅ−ＣＤ−１の代わりに、ｐｒｅ−１，６−ＢＴＥＰｙｒを用いる以外は同様にして１，６−ＢＴＥＰｙｒを合成した。【０３００】
具体的には、ｐｒｅ−ＢＴＥＰｙｒ（０．２ｍｍｏｌ、１０６ｍｇ）を１２０ｍｌの無水エタノールに溶解した後、５ｍｌのアンモニア水を加え、５００ｒｐｍの速度で、２４時間撹拌を行った。【０３０１】
撹拌終了後、１５，０００ｒｐｍで遠心分離を行い、高分子発光ドーパント１，６−ＢＴＥＰｙｒ（収量２０ｍｇ、平均粒径４５ｎｍ）を得た。【０３０２】
精製は、無水エタノールへの再分散後、遠心分離を行い、上澄み液を除去の工程を３度繰り返した。【０３０３】
《有機ＥＬ素子１−１０の作製》
有機ＥＬ素子１−１の作製において、有機ＥＬ素子１−１の作製と同様に正孔輸送層までを設けた後、この正孔輸送層上に、ポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ；ＶＰ−６）３０ｍｇと３．０ｍｇのｐｒｅ−ＣＤ−４とをトルエン３ｍｌに溶解した溶液を、２０００ｒｐｍ、３０秒の条件下、スピンコート法により製膜し、窒素下、８０℃で１０分間加熱し、次いで１２０℃で３時間加熱し、基板上でゾル・ゲル反応を生じさせ、膜厚５０ｎｍの発光層を形成した。【０３０４】
この発光層上に、１０ｍｇのＯＣ−１０３をヘキサフルオロイソプロパノール３ｍｌに溶解した溶液を、１０００ｒｐｍ、３０秒の条件下、スピンコート法により製膜した。【０３０５】
１２０℃で１時間加熱乾燥し、膜厚２０ｎｍの電子輸送層を設け、これを真空蒸着装置に取付け、真空槽を４×１０−４Ｐａまで減圧した。【０３０６】
陰極バッファー層としてフッ化カリウム１ｎｍ及び陰極としてアルミニウム１１０ｎｍを蒸着して陰極を形成し、有機ＥＬ素子１−１０を作製した。【０３０７】
別途、ガラス基板上に発光層のみを形成し、ゾル・ゲル化反応前後の透過電子顕微鏡及び走査型プローブ顕微鏡（エスアイアイ・ナノテクノロジー社製；ＳＰＡ４００）を用いた表面観察を行ったところ、ゾル・ゲル反応前には見られなかった１２０〜２００ｎｍの架橋・凝集体が観察されるとともに、１００〜１５０ｎｍの突起が観察され、製膜後のゾル・ゲル反応によって発光層表面が荒れたことが予想される結果であった。【０３０８】
【表１】
2012063691.tif 000032
【０３０９】
得られた有機ＥＬ素子１−１〜１−１０の各々について、酸素や水等の外的要因の影響を明らかにするために、封止環境と素子の耐久性（発光寿命）について詳細な検討を行った。【０３１０】
具体的には、得られた有機ＥＬ素子１−１〜１−１０の各々を図５、図６に示すように、非発光面をガラスケースで覆い、エポキシ系光硬化型接着剤（東亞合成社製ラックストラックＬＣ０６２９Ｂ）で封止を行った。【０３１１】
この封止を行う際に使用したグローブボックスの環境（水分濃度及び酸素濃度）を表２に記載のように変化させた際の素子の発光寿命の関係について測定を行った。【０３１２】
【表２】
2012063691.tif 000033
【０３１３】
表２に示したグローボックス環境における、有機ＥＬ素子１−１〜１−９の発光寿命は以下のようにして測定、評価を行った。【０３１４】
《発光寿命》
２３℃、２．５ｍＡ／ｃｍ２の一定電流で駆動したときに、輝度が発光開始直後の輝度（初期輝度）の半分に低下するのに要した時間を測定し、これを半減寿命時間（τ０．５）として寿命の指標とした。【０３１５】
尚、測定には同様に分光放射輝度計ＣＳ−１０００（コニカミノルタセンシング製）を用いた。【０３１６】
得られた結果を以下、表３〜表６に示す。【０３１７】
尚、表３〜表６において、評価結果は、評価Ｎｏ．９（表３）、Ｎｏ．４１（表４）、Ｎｏ．５７（表５）、Ｎｏ．７３（表６）を１００とした時の各々相対評価を行った。【０３１８】
【表３】
2012063691.tif 000034
【０３１９】
表３から、多孔質シリカ内に内包した発光ドーパントを用いた有機ＥＬ素子１−７と通常の発光ドーパントを用いた有機ＥＬ素子１−４を比較すると、封止環境に関わらず、ほぼ同じ挙動を示すことがわかった。これは、単にシリカ等の細孔内に発光ドーパントを担持するだけでは、酸素や水等の外的要因の影響を排除できないことを意味する結果である。また、製膜後にゾル・ゲル反応を行った有機ＥＬ素子１−１０においても、酸素や水等の外的要因の影響を排除できないことを意味し、製膜時にナノ粒子を形成していることが重要であることが明らである。【０３２０】
一方、本発明に係る発光ドーパントを用いた有機ＥＬ素子１−１では、封止環境ＣあるいはＨにおいて顕著な効果が認められていることから、水分に対する耐性が著しく向上していることが明らかである。【０３２１】
【表４】
2012063691.tif 000035
【０３２２】
表４から、先程の結果と同様に、本発明に係る発光ドーパントを用いた場合（有機ＥＬ素子１−２）、比較のドーパントを用いた場合（有機ＥＬ素子１−５）に比べて、外的要因に対する耐性に向上が認められた。特に封止環境Ｂ、ＣあるいはＧ、Ｈにおいて顕著な効果が認められている。このことは、外的要因に対して非常にセンシティブな青色のリン光発光を示す系においても、非常に高い抑制性の付与が可能であることを示す結果であり、本発明の効果が最も効果的に発現できている。【０３２３】
【表５】
2012063691.tif 000036
【０３２４】
表５から、前述の結果と同様に、本発明に係る発光ドーパントを用いた場合（有機ＥＬ素子１−３）、比較のドーパントを用いた場合（有機ＥＬ素子１−６）に比べて、外的要因に対する耐性に向上が認められた。特に封止環境ＢあるいはＣにおいて顕著な効果が認められている。【０３２５】
【表６】
2012063691.tif 000037
【０３２６】
表６から、前述の結果と同様に、本発明に係る発光ドーパントを用いた場合（有機ＥＬ素子１−８）、比較のドーパントを用いた場合（有機ＥＬ素子１−９）との比較において、外的要因に対する変化が認められなかった。【０３２７】
このことは、蛍光発光を利用する有機ＥＬ素子がリン光発光を利用するものに比べ、外的要因に対するロバストが高く、本発明の効果を十分に発現することができなかったためと推定している。【０３２８】
実施例２
《有機ＥＬ素子２−１の作製》
陽極として１００ｍｍ×１００ｍｍ×１．１ｍｍのガラス基板上にＩＴＯ（インジウムチンオキシド）を１００ｎｍ製膜した基板（ＮＨテクノグラス社製ＮＡ−４５）にパターニングを行った後、このＩＴＯ透明電極を設けた透明支持基板をイソプロピルアルコールで超音波洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥し、ＵＶオゾン洗浄を５分間行った。【０３２９】
この透明支持基板上に、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）−ポリスチレンスルホネート（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ、Ｂａｙｅｒ社製、Ｂａｙｔｒｏｎ  Ｐ  Ａｌ  ４０８３）を純水で７０％に希釈した溶液を３０００ｒｐｍ、３０秒でスピンコート法により製膜した後、２００℃にて１時間乾燥し、膜厚３０ｎｍの正孔輸送層を設けた。【０３３０】
この正孔輸送層上に、３０ｍｇのＯＣ−２５と６ｍｇのＣＤ−６とをジクロロエタン３ｍｌに溶解した溶液を、２０００ｒｐｍ、３０秒の条件下、スピンコート法により製膜し、窒素下、１２０℃で１時間乾燥し、膜厚５０ｎｍの発光層とした。【０３３１】
この発光層上に、１０ｍｇのＯＣ−１０３をヘキサフルオロイソプロパノール３ｍｌに溶解した溶液を、１０００ｒｐｍ、３０秒の条件下、スピンコート法により製膜した。【０３３２】
１２０℃で１時間加熱乾燥し、膜厚２０ｎｍの電子輸送層を設け、これを真空蒸着装置に取付け、真空槽を４×１０−４Ｐａまで減圧した。【０３３３】
陰極バッファー層としてフッ化カリウム１ｎｍ及び陰極としてアルミニウム１１０ｎｍを蒸着して陰極を形成し、有機ＥＬ素子２−１を作製した。【０３３４】
《有機ＥＬ素子２−２〜２−８の作製》
有機ＥＬ素子２−１の作製において、発光ドーパントＣＤ−６を表７に記載の発光ドーパントに変更した以外は同様にして有機ＥＬ素子２−２〜２−８を作製した。【０３３５】
【表７】
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【０３３６】
得られた有機ＥＬ素子２−１〜２−８の各々について、酸素や水等の外的要因の影響を明らかにするために、封止環境と素子の耐久性（発光寿命）について詳細な検討を行った。【０３３７】
具体的には、実施例１と同様に、有機ＥＬ素子２−１〜２−８の各々を図５、図６に示すように、非発光面をガラスケースで覆い、エポキシ系光硬化型接着剤（東亞合成社製ラックストラックＬＣ０６２９Ｂ）で封止を行った。【０３３８】
この封止を行う際に使用したグローブボックスの環境（水分濃度及び酸素濃度）は表２の条件Ｇ（水分濃度１ｐｐｍ、酸素濃度１０ｐｐｍ）を用いて行った。【０３３９】
素子の各測定・評価は以下のようにして行った。【０３４０】
（外部取り出し量子効率）
各素子について、２３℃、２．５ｍＡ／ｃｍ２定電流を印加した時の外部取り出し量子効率（％）を測定した。尚、測定には分光放射輝度計ＣＳ−１０００（コニカミノルタセンシング製）を用いた。【０３４１】
（発光寿命》
２３℃、２．５ｍＡ／ｃｍ２の一定電流で駆動したときに、輝度が発光開始直後の輝度（初期輝度）の半分に低下するのに要した時間を測定し、これを半減寿命時間（τ０．５）として寿命の指標とした。なお、測定には同様に分光放射輝度計ＣＳ−１０００（コニカミノルタセンシング製）を用いた。【０３４２】
得られた結果を表８に示す。尚、外部取り出し量子効率、発光寿命の測定結果は、有機ＥＬ素子２−８を１００とした時の相対評価で行った。【０３４３】
【表８】
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【０３４４】
表８から、本発明に係る発光ドーパントは、比較的簡便な封止環境においても、外部取り出し量子効率を維持し、かつ非常に良好な発光寿命を示した。【０３４５】
これにより、これまで大きな懸念点であった外的要因（酸素や水）からの影響に対して強い有機ＥＬ素子を製造することが可能となり、製造プロセスの簡便化に繋がることが明らかである。【０３４６】
実施例３
《フルカラー表示装置の作製》
（青色発光有機ＥＬ素子）
実施例２で作製した有機ＥＬ素子１−２を用いた。【０３４７】
（緑色発光有機ＥＬ素子）
緑色発光有機ＥＬ素子として、実施例２で作製した有機ＥＬ素子１−１を用いた。【０３４８】
（赤色発光有機ＥＬ素子）
赤色発光有機ＥＬ素子として、実施例２で作製した有機ＥＬ素子１−３を用いた。【０３４９】
上記の赤色、緑色及び青色発光有機ＥＬ素子を、同一基板上に並置し、図１に記載の形態を有するアクティブマトリクス方式フルカラー表示装置を作製し、図２には、作製した前記表示装置の表示部Ａの模式図のみを示した。【０３５０】
即ち、同一基板上に、複数の走査線５及びデータ線６を含む配線部と、並置した複数の画素３（発光の色が赤領域の画素、緑領域の画素、青領域の画素等）とを有し、配線部の走査線５及び複数のデータ線６はそれぞれ導電材料からなり、走査線５とデータ線６は格子状に直交して、直交する位置で画素３に接続している（詳細は図示せず）。【０３５１】
前記複数の画素３は、それぞれの発光色に対応した有機ＥＬ素子、アクティブ素子であるスイッチングトランジスタと駆動トランジスタそれぞれが設けられたアクティブマトリクス方式で駆動されており、走査線５から走査信号が印加されると、データ線６から画像データ信号を受け取り、受け取った画像データに応じて発光する。【０３５２】
この様に各赤、緑、青の画素を適宜、並置することによって、フルカラー表示装置を作製した。【０３５３】
該フルカラー表示装置を駆動することにより、発光効率が高い発光寿命の長いフルカラー動画表示が得られることを確認することができた。【０３５４】
実施例４
《白色発光照明装置の作製》
実施例２で作製した有機ＥＬ素子１−２の作製において、ＣＤ−９をＣＤ−１、Ｄ−９、ＣＤ−１３の混合物に変更した以外は同様して、白色発光有機ＥＬ素子１−２Ｗを作製した。【０３５５】
得られた有機ＥＬ素子１−１Ｗを、前述にように非発光面をガラスケースで覆い、照明装置とした。照明装置は、発光効率が高く発光寿命の長い白色光を発する薄型の照明装置として使用することができた。
【符号の説明】
【０３５６】
１  ディスプレイ
３  画素
５  走査線
６  データ線
７  電源ライン
１０  有機ＥＬ素子
１１  スイッチングトランジスタ
１２  駆動トランジスタ
１３  コンデンサ
Ｌ  光
Ａ  表示部
Ｂ  制御部
１０１  有機ＥＬ素子
１０２  ガラスカバー
１０５  陰極
１０６  有機ＥＬ層
１０７  透明電極付きガラス基板
１０８  窒素ガス
１０９  捕水剤
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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2012063691.tif 000049
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