(57)【要約】  第１電極、発光層を含む１以上の有機層、第２電極及びキャッピング層を、この順に備え、キャッピング層が、下記式（１）で表わされる化合物を含有する、上面発光型有機エレクトロルミネッセンス素子。2012140863.tif 000053
2012140863.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１電極、発光層を含む１以上の有機層、第２電極及びキャッピング層を、この順に備え、
前記キャッピング層が、下記式（１）で表わされる化合物を含有する、上面発光型有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化４１】
2012140863.tif 000044
（式中、Ｘ１は、Ｓ原子又はＯ原子であり、Ｙ１は、Ｓ、Ｎ及びＯから選択される原子であり、
前記Ｙ１がＳ又はＯの場合はｎが０であり、前記Ｙ１がＮの場合はｎが１であり、
Ａｒ１、Ａｒ３、Ａｒ２１及びＡｒ２２はそれぞれ、置換もしくは無置換の環形成炭素数が６〜３０の芳香族環基、又は、置換もしくは無置換の環形成原子数５〜２０の芳香族複素環基であり、
Ｌ１は単結合、又は置換もしくは無置換の環形成炭素数が６〜３０の芳香族環基であり、
Ａｒ３及びＡｒ１は単結合又は２重結合により互いに結合して、置換もしくは無置換の環を形成してもよく、
ｎが０でＬ１が置換もしくは無置換の環形成炭素数が６〜３０の芳香族環基である場合、Ｌ１及びＡｒ２１は、単結合又は２重結合により互いに結合して、置換もしくは無置換の環を形成してもよく、
ｎが１でＬ１が置換もしくは無置換の環形成炭素数が６〜３０の芳香族環基である場合、Ｌ１とＡｒ２１、Ａｒ２１とＡｒ２２及びＬ１とＡｒ２２は、単結合又は２重結合により互いに結合して、置換もしくは無置換の環を形成してもよい。）
【請求項２】
前記Ａｒ１とＡｒ３が、単結合又は２重結合により結合している請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項３】
前記式（１）で表わされる化合物が、下記式（２）で表わされる化合物である、請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化４２】
2012140863.tif 000045
（式中、Ｌ１、Ａｒ３、Ｘ１及びＡｒ１は、請求項１と同様であり、
Ａｒ２１及びＡｒ２２は、それぞれ置換もしくは無置換の環形成炭素数が６〜３０の芳香族環基、又は、置換もしくは無置換の環形成原子数５〜２０の芳香族複素環基であり、
Ａｒ２１とＡｒ２２、及びＡｒ１とＡｒ３の少なくとも１組が、互いに単結合にて結合している。）
【請求項４】
前記式（１）で表わされる化合物が、下記式（３Ａ）で表わされる化合物である、請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化４３】
2012140863.tif 000046
（式中、Ｘは、Ｓ原子又はＯ原子であり、
Ｒ１〜Ｒ４はそれぞれ、置換もしくは無置換の環形成炭素数が６〜３０の芳香族環基、又は、置換もしくは無置換の環形成原子数５〜２０の芳香族複素環基であり、
ｉ、ｊ及びｌはそれぞれ、０〜４の整数であり、ｋは０〜３の整数であり、ｉ、ｊ、ｋ又はｌがそれぞれ２以上である場合、各基はそれぞれ同一でも異なっていてもよい。
Ｌ１は単結合、又は置換もしくは無置換の環形成炭素数が６〜３０の芳香族環基である。）
【請求項５】
前記Ｒ１の少なくとも１つ、及び／又は、Ｒ２の少なくとも１つが、置換もしくは無置換のカルバゾール基、又はカルバゾール環を部分構造として含む環である、請求項４に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項６】
前記式（１）で表わされる化合物が、下記式（４）で表わされる化合物である、請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化４４】
2012140863.tif 000047
（式中、Ｌ１、Ａｒ３、Ｘ１及びＡｒ１は、請求項１と同様であり、
Ｘ２は、Ｓ原子又はＯ原子であり、
Ａｒ２１は、置換もしくは無置換の環形成炭素数が６〜３０の芳香族環基、又は、置換もしくは無置換の環形成原子数５〜２０の芳香族複素環基であり、
Ａｒ２１とＬ１、及びＡｒ１とＡｒ３の少なくとも１組が、互いに単結合にて結合している。）
【請求項７】
第１電極、発光層を含む１以上の有機層、第２電極及びキャッピング層を、この順に備え、
前記キャッピング層が、下記式（１１）で表わされる化合物を含有する、上面発光型有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化４５】
2012140863.tif 000048
[式中、Ａｒ３１及びＡｒ３２はそれぞれ、置換もしくは無置換の炭素数６〜３０の芳香族環基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜２０の芳香族複素環基であり、Ａｒ３３は連結基であり、Ａｓ１は、以下の（１１ａ）で表される基であり、Ａｓ２は、以下の（１１ｂ）で表される基であり、
ｒは１〜３の整数であり、Ａｒ３３の少なくとも１つは置換もしくは無置換の炭素数６〜３０の芳香族環基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜２０の芳香族複素環基である。ｒが２以上の場合、Ａｒ３３はそれぞれ同一でも異なっていてもよく、
Ａｒ３１とＡｒ３３、Ａｒ３２とＡｒ３３、Ａｓ１とＡｒ３３、及びＡｓ２とＡｒ３３の組み合わせのうち少なくとも１つは、単結合又は２重結合により互いに結合し、置換もしくは無置換の環を形成する。
【化４６】
2012140863.tif 000049
（式中、Ａｒ３４及びＡｒ３５はそれぞれ置換もしくは無置換の炭素数６〜３０の芳香族環基であり、ＨＡｒ１及びＨＡｒ２はそれぞれ、置換もしくは無置換の炭素数６〜３０の芳香族環基又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜２０の芳香族複素環基であり、ｐ及びｑはそれぞれ０〜３の整数であり、ｐが２以上である場合、Ａｒ３４はそれぞれ同一でも異なっていてもよく、ｑが２以上である場合、Ａｒ３５はそれぞれ同一でも異なっていてもよい。）
但し、前記Ａｒ３１とＡｒ３３が結合しｒが２以上である場合は、複数あるＡｒ３３のうち、Ａｒ３１は最も近いＡｒ３３と結合し、
前記Ａｒ３２とＡｒ３３が結合しｒが２以上である場合は、複数あるＡｒ３３のうち、Ａｒ３２は最も近いＡｒ３３と結合し、
前記Ａｓ１とＡｒ３３が結合するとき、ｐ＝０かつｒが２以上である場合は、ＨＡｒ１と、複数あるＡｒ３３のうちＨＡｒ１に最も近いＡｒ３３が結合し、ｐ≠０かつｒが２以上である場合は、互いに最も近いＡｒ３３とＡｒ３４が結合し、
前記Ａｓ２とＡｒ３３が結合するとき、ｑ＝０かつｒが２以上である場合は、ＨＡｒ２と、複数あるＡｒ３３のうちＨＡｒ２に最も近いＡｒ３３が結合し、ｑ≠０かつｒが２以上である場合は、互いに最も近いＡｒ３３とＡｒ３５が結合する。]
【請求項８】
前記式（１１）のＡｒ３１及びＡｒ３２の少なくとも１つが、下記式（１２）で表わされる基である、請求項７に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化４７】
2012140863.tif 000050
（式中、Ａｒ４１は、置換又は無置換の環形成炭素数が６〜３０の芳香族環基である。）
【請求項９】
前記式（１１）のＡｓ１及びＡｓ２の少なくとも１つが、下記式（１３）で表わされる基である、請求項７又は８に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化４８】
2012140863.tif 000051
（式中、Ａｒ３６は炭素数６〜３０の芳香族環基であり、ＨＡｒは置換もしくは無置換の環形成原子数５〜２０の芳香族複素環基であり、Ｒ１１は置換基であり、ｔは０〜４の整数であり、ｔが２以上である場合、Ｒ１１はそれぞれ同一でも異なっていてもよく、ｓは０〜２の整数であり、ｓが２である場合、Ａｒ３６はそれぞれ同一でも異なっていてもよい。）
【請求項１０】
前記式（１１）のＡｓ１及びＡｓ２の少なくとも１つが、下記式（１４）で表わされる基である、請求項７〜９のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化４９】
2012140863.tif 000052
（式中、ＸはＳ原子又はＯ原子であり、Ｒ１１〜Ｒ１３はそれぞれ置換基であり、ｔ及びｖは０〜４の整数であり、ｕは０〜３の整数であり、ｔ，ｕ又はｖが２以上である場合、各基はそれぞれ同一でも異なっていてもよい。）
【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（ＥＬ）素子に関し、特に、低消費電力化が望まれる大型テレビ向け表示パネルや照明パネルに用いることができる有機ＥＬ素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ素子の発光効率を向上させるために、光学干渉距離の調整を行う手法が広く公知技術として用いられている。また、上面発光型有機ＥＬ素子においては、発光効率の向上、発光スペクトルの先鋭化とピーク波長の調整を行う手段として、発光層を含む有機層を金属電極と半透明金属電極で挟持し、光学的な共振器を構築することで発光スペクトルを調整する手法が公知技術として用いられている。金属・半透明金属電極間の距離を変化させることにより共振器長の調整を行うが、有機層の膜厚を変化させ光学干渉を調整する手法は、キャリアバランスの変化が伴い発光効率の変化が生じる。そのために、有機層の膜厚はキャリアバランスが保たれる条件に制約されるため、共振器長の調整には限界があった。【０００３】
上面発光型有機ＥＬ素子において、キャリアバランスの変化を伴わないように光学干渉距離の調整を行う手法として、上部半透明金属電極上に光学干渉距離を調整可能な薄膜構造を設ける手法が提案されている。特許文献１においては、上部電極上に共振器を設け、ファブリ・ペロー共振器のように素子の光路長を半波長の整数倍に合わせるように共振器長を調整することでピーク波長の調整を行う。また、特許文献２においては上部電極上に数ｎｍから数１００ｎｍの光学調整層を製膜し、光学干渉距離の調整を行う手法が提案されている。
以上の先行技術から明らかな様に、上面発光型有機ＥＬ素子の上部電極上に膜厚数ｎｍから数１００ｎｍ，数μｍに及ぶ薄膜構造を設け、ファブリ・ペロー共振器のように光路長を半波長の整数倍とするような、光学干渉距離の調整を行う手法は公知となっている。【０００４】
上面発光型有機ＥＬ素子において、上部半透明電極上に共振器、保護膜、キャッピング層又は光学調整層と呼ばれる薄膜構造を付加し、発光効率の向上を行う手法が提案されているが、波長４００ｎｍから５００ｎｍにかけての青色発光領域において、高効率な発光を示しつつ発光スペクトルの先鋭化とピーク波長の短波長化を達成する手法は提案されていなかった。特に、青色を示す光の波長は緑色や赤色を示す光の波長と比べて短波長であり高エネルギーであるため、キャリアバランスを保ちつつ光学干渉距離の最適化を行うことが困難であった。【０００５】
上部半透明電極上に薄膜構造を備え発光特性の改良を行った先行発明として、以下のものが挙げられる。特許文献２ではトップエミッション型有機ＥＬ素子の上部電極上に屈折率１．７以上、膜厚６００Åの有機キャッピング層を製膜し、赤色発光と緑色発光素子において１．５倍程度の発光増強を得ている。【０００６】
特許文献３ではトップエミッション型有機ＥＬ素子の上部電極上にナイルレッド色素をドープした有機キャッピング層による、外光反射の抑制と高効率発光による高コントラスト化についての発明が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】ＷＯ２００１／０３９５５４パンフレット
【特許文献２】特開２００６−１５６３９０号公報
【特許文献３】特開２００７−１０３３０３号公報
【発明の概要】
【０００８】
特許文献２では、良好な青色を得るためにＣＩＥｙ値を低下させることができておらず、結果としてＲＧＢ画像表示装置としての色再現性が得られないという課題を有する。
【０００９】
特許文献３では、赤発光領域についてのみキャッピング層による色度変化については開示されているが、色度の調整が困難な青色発光領域においてＣＩＥｙ値を低下させることができておらず、結果としてＲＧＢ画像表示装置としての色再現性が得られないという課題を有する。
【００１０】
以上の先行発明から示されるように、電極上に膜厚が数ｎｍから２００ｎｍ程度の有機層を導入することによる１．５倍程度の発光増強は可能であるが、同時に良好な色度を示す発光を得る手法は発明されていない。
また、低消費電力化が望まれる大型テレビ向け表示パネルや照明パネル等の分野においては、さらなる発光効率の向上が要求されていた。
【００１１】
本発明者らは、上記課題を解決するべく鋭意検討した結果、キャッピング層に所定の構造を有する有機化合物を使用することにより、青色において良好な色度を示す発光を得ると同時に、青色、緑色及び赤色のいずれの領域においても発光効率を向上できることを見出し、本発明を完成させた。
本発明によれば、以下の有機ＥＬ素子が提供される。
１．第１電極、発光層を含む１以上の有機層、第２電極及びキャッピング層を、この順に備え、前記キャッピング層が、下記式（１）で表わされる化合物を含有する、上面発光型有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化１】
2012140863.tif 000003
（式中、Ｘ１は、Ｓ原子又はＯ原子であり、Ｙ１は、Ｓ、Ｎ及びＯから選択される原子であり、
前記Ｙ１がＳ又はＯの場合はｎが０であり、前記Ｙ１がＮの場合はｎが１であり、
Ａｒ１、Ａｒ３、Ａｒ２１及びＡｒ２２はそれぞれ、置換もしくは無置換の環形成炭素数が６〜３０の芳香族環基、又は、置換もしくは無置換の環形成原子数５〜２０の芳香族複素環基であり、
Ｌ１は単結合、又は置換もしくは無置換の環形成炭素数が６〜３０の芳香族環基であり、
Ａｒ３及びＡｒ１は単結合又は２重結合により互いに結合して、置換もしくは無置換の環を形成してもよく、
ｎが０でＬ１が置換もしくは無置換の環形成炭素数が６〜３０の芳香族環基である場合、Ｌ１及びＡｒ２１は、単結合又は２重結合により互いに結合して、置換もしくは無置換の環を形成してもよく、
ｎが１でＬ１が置換もしくは無置換の環形成炭素数が６〜３０の芳香族環基である場合、Ｌ１とＡｒ２１、Ａｒ２１とＡｒ２２及びＬ１とＡｒ２２は、単結合又は２重結合により互いに結合して、置換もしくは無置換の環を形成してもよい。）
２．前記Ａｒ１とＡｒ３が、単結合又は２重結合により結合している１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
３．前記式（１）で表わされる化合物が、下記式（２）で表わされる化合物である、１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化２】
2012140863.tif 000004
（式中、Ｌ１、Ａｒ３、Ｘ１及びＡｒ１は、上記１と同様であり、
Ａｒ２１及びＡｒ２２は、それぞれ置換もしくは無置換の環形成炭素数が６〜３０の芳香族環基、又は、置換もしくは無置換の環形成原子数５〜２０の芳香族複素環基であり、
Ａｒ２１とＡｒ２２、及びＡｒ１とＡｒ３の少なくとも１組が、互いに単結合にて結合している。）
４．前記式（１）で表わされる化合物が、下記式（３Ａ）で表わされる化合物である、１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化３】
2012140863.tif 000005
（式中、Ｘは、Ｓ原子又はＯ原子であり、
Ｒ１〜Ｒ４はそれぞれ、置換もしくは無置換の環形成炭素数が６〜３０の芳香族環基、又は、置換もしくは無置換の環形成原子数５〜２０の芳香族複素環基であり、
ｉ、ｊ及びｌはそれぞれ、０〜４の整数であり、ｋは０〜３の整数であり、ｉ、ｊ、ｋ又はｌがそれぞれ２以上である場合、各基はそれぞれ同一でも異なっていてもよい。
Ｌ１は単結合、又は置換もしくは無置換の環形成炭素数が６〜３０の芳香族環基である。）
５．前記Ｒ１の少なくとも１つ、及び／又は、Ｒ２の少なくとも１つが、置換もしくは無置換のカルバゾール基、又はカルバゾール環を部分構造として含む環である、４に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
６．前記式（１）で表わされる化合物が、下記式（４）で表わされる化合物である、１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化４】
2012140863.tif 000006
（式中、Ｌ１、Ａｒ３、Ｘ１及びＡｒ１は、上記１と同様であり、
Ｘ２は、Ｓ原子又はＯ原子であり、
Ａｒ２１は、置換もしくは無置換の環形成炭素数が６〜３０の芳香族環基、又は、置換もしくは無置換の環形成原子数５〜２０の芳香族複素環基であり、
Ａｒ２１とＬ１、及びＡｒ１とＡｒ３の少なくとも１組が、互いに単結合にて結合している。）
７．第１電極、発光層を含む１以上の有機層、第２電極及びキャッピング層を、この順に備え、前記キャッピング層が、下記式（１１）で表わされる化合物を含有する、上面発光型有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化５】
2012140863.tif 000007
[式中、Ａｒ３１及びＡｒ３２はそれぞれ、置換もしくは無置換の炭素数６〜３０の芳香族環基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜２０の芳香族複素環基であり、Ａｒ３３は連結基であり、Ａｓ１は、以下の（１１ａ）で表される基であり、Ａｓ２は、以下の（１１ｂ）で表される基であり、
ｒは１〜３の整数であり、ｒが２以上の場合、Ａｒ３３はそれぞれ同一でも異なっていてもよく、
Ａｒ３１とＡｒ３３、Ａｒ３２とＡｒ３３、Ａｓ１とＡｒ３３、及びＡｓ２とＡｒ３３の組み合わせのうち少なくとも１つは、単結合又は２重結合により互いに結合し、置換もしくは無置換の環を形成する。
【化６】
2012140863.tif 000008
（式中、Ａｒ３４及びＡｒ３５はそれぞれ置換もしくは無置換の炭素数６〜３０の芳香族環基であり、ＨＡｒ１及びＨＡｒ２はそれぞれ、置換もしくは無置換の炭素数６〜３０の芳香族環基又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜２０の芳香族複素環基であり、ｐ及びｑはそれぞれ０〜３の整数であり、ｐが２以上である場合、Ａｒ３４はそれぞれ同一でも異なっていてもよく、ｑが２以上である場合、Ａｒ３５はそれぞれ同一でも異なっていてもよい。）
但し、前記Ａｒ３１とＡｒ３３が結合しｒが２以上である場合は、複数あるＡｒ３３のうち、Ａｒ３１は最も近いＡｒ３３と結合し、
前記Ａｒ３２とＡｒ３３が結合しｒが２以上である場合は、複数あるＡｒ３３のうち、Ａｒ３２は最も近いＡｒ３３と結合し、
前記Ａｓ１とＡｒ３３が結合するとき、ｐ＝０かつｒが２以上である場合は、ＨＡｒ１と、複数あるＡｒ３３のうちＨＡｒ１に最も近いＡｒ３３が結合し、ｐ≠０かつｒが２以上である場合は、互いに最も近いＡｒ３３とＡｒ３４が結合し、
前記Ａｓ２とＡｒ３３が結合するとき、ｑ＝０かつｒが２以上である場合は、ＨＡｒ２と、複数あるＡｒ３３のうちＨＡｒ２に最も近いＡｒ３３が結合し、ｑ≠０かつｒが２以上である場合は、互いに最も近いＡｒ３３とＡｒ３５が結合する。]
８．前記式（１１）のＡｒ３１及びＡｒ３２の少なくとも１つが、下記式（１２）で表わされる基である、７に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化７】
2012140863.tif 000009
（式中、Ａｒ４１は、置換又は無置換の環形成炭素数が６〜３０の芳香族環基である。）
９．前記式（１１）のＡｓ１及びＡｓ２の少なくとも１つが、下記式（１３）で表わされる基である、７又は８に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化８】
2012140863.tif 000010
（式中、Ａｒ３６は炭素数６〜３０の芳香族環基であり、ＨＡｒは置換もしくは無置換の環形成原子数５〜２０の芳香族複素環基であり、Ｒ１１は置換基であり、ｔは０〜４の整数であり、ｔが２以上である場合、Ｒ１１はそれぞれ同一でも異なっていてもよく、ｓは０〜２の整数であり、ｓが２である場合、Ａｒ３６はそれぞれ同一でも異なっていてもよい。）
１０．前記式（１１）のＡｓ１及びＡｓ２の少なくとも１つが、下記式（１４）で表わされる基である、７〜９のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化９】
2012140863.tif 000011
（式中、ＸはＳ原子又はＯ原子であり、Ｒ１１〜Ｒ１３はそれぞれ置換基であり、ｔ及びｖは０〜４の整数であり、ｕは０〜３の整数であり、ｔ，ｕ又はｖが２以上である場合、各基はそれぞれ同一でも異なっていてもよい。）
【００１２】
本発明では、光を取り出す側の電極上に所定の構造を有する有機化合物の層を付加することにより、青色において良好な色度を示す発光を得ると同時に、青色、緑色及び赤色のいずれの領域においても発光効率を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る有機ＥＬ素子の一実施形態を示す図である。
【図２】本発明に係る有機ＥＬ素子の他の実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の有機ＥＬ素子の一実施形態の概略図を図１に示す。この図に示す上面発光型有機ＥＬ素子１は、基板１０上に、第１電極２０と、有機層３０Ｂと、第２電極４０と、キャッピング層５０とをこの順に備え、キャッピング層５０側から光を取り出す構成となっている。この実施形態では有機層３０Ｂは第１有機層３２Ｂ、青色発光層３４Ｂ、第２有機層３６Ｂからなる３層の有機層であるが、この構成に限定されず適宜変更できる。キャッピング層の膜厚は、好ましくは２００ｎｍ以下である。青色発光層から発光されるピーク波長は通常４３０ｎｍ以上５００ｎｍ以下である。
尚、本発明におけるピーク波長とは、発光スペクトラムにおいて発光強度が最大のピークを持つ波長をいう。
【００１５】
以下、有機ＥＬ素子を構成する各層について説明する。
（１）キャッピング層について
本発明ではキャッピング層に、下記式（１）で表される化合物、又は下記式（１１）で表される化合物を使用する。これらの化合物は、不対電子を有する原子とπ電子を有する芳香族環を同一分子内に有している。その結果、分子内の電子密度が向上するため、キャッピング層として好適な層となる。以下、各化合物について説明する。
【化１０】
2012140863.tif 000012
【００１６】
（Ａ）式（１）で表される化合物
上記式（１）において、Ｘ１は、Ｓ原子又はＯ原子であり、Ｙ１は、Ｓ、Ｎ及びＯから選択される原子である。Ｘ１及びＹ１が不対電子を有する原子である。
Ｙ１がＳ又はＯの場合はｎが０であり、Ｙ１がＮの場合はｎが１である。
Ａｒ１、Ａｒ３、Ａｒ２１及びＡｒ２２はそれぞれ、置換もしくは無置換の環形成炭素数が６〜３０の芳香族環基、又は、置換もしくは無置換の環形成原子数５〜２０の芳香族複素環基である。
Ｌ１は単結合、又は置換もしくは無置換の環形成炭素数が６〜３０の芳香族環基である。
【００１７】
Ａｒ１、Ａｒ３、Ａｒ２１、Ａｒ２２及びＬ１が示す置換もしくは無置換の環形成炭素数が６〜３０の芳香族環基としては、芳香族環（ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、ピレン、９，９−ジメチルフルオレン等の９，９−ジアルキルフルオレン、フェナントレン、クリセン、ベンゾ［ａ］アントラセン、フルオランテン、トリフェニレン、アセナフチレン、ピセン又はペリレン）の一価残基又は二価以上の多価残基、又は上記芳香族環の各誘導体の一価残基又は二価以上の多価残基が挙げられる。
【００１８】
Ａｒ１、Ａｒ３、Ａｒ２１及びＡｒ２２が示す置換もしくは無置換の環形成原子数５〜２０の芳香族複素環基としては、芳香族複素環（フラン、ベンゾフラン、ジベンゾフラン、チオフェン、ベンゾチオフェン、ジベンゾチオフェン、キノリン、イソキノリン、キナゾリン、シンノリン、キノキサリン、フタラジン、アクリジン、フェナントリアジン、キサンテン、フェナジン、フェノチアジン、フェノキサチイン、フェノキサジン、チアントレン、クロマン、イソクロマン、カルバゾール、ベンズカルバゾール、ベンズイミダゾール）の一価残基又は二価以上の多価残基、又は上記芳香族複素環の各誘導体の一価残基又は二価以上の多価残基が挙げられる。
【００１９】
尚、本願において「置換もしくは無置換の」における置換基としては、炭素数１〜３０のアルキル基（例えばメチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｉｓｏ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基等）、トリアルキルシリル基、ジアルキルアリールシリル基、アルキルジアリールシリル基、トリアリールシリル基、ハロゲン化アルキル基、炭素数５〜３０のアリール基（フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、ターフェニル基、ナフチルフェニル基、フェニルナフチル基、９，９−ジメチルフルオレニル基、フェナントレンの一価残基等）、シクロアルキル基、アルコキシ基、複素環基（上述した芳香族複素環又はその各誘導体の一価残基等）、アラルキル基、アリールオキシ基、アリールチオ基、アルコキシカルボニル基、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、ニトロ基、シアノ基、カルボキシル基、ジベンゾフラニル基、フルオレニル基等が挙げられる。
【００２０】
式（１）において、Ａｒ３及びＡｒ１は単結合又は２重結合により互いに結合して、置換もしくは無置換の環を形成してもよい。
ｎが０でＬ１が置換もしくは無置換の芳香族環基である場合、Ｌ１及びＡｒ２１は、単結合又は２重結合により互いに結合して、置換もしくは無置換の環を形成してもよい。
ｎが１でＬ１が置換もしくは無置換の芳香族環基である場合、Ｌ１とＡｒ２１、Ａｒ２１とＡｒ２２又はＬ１とＡｒ２２は、単結合又は２重結合により互いに結合して、置換もしくは無置換の環を形成してもよい。
【００２１】
ここで、２つ以上の基が単結合又は２重結合により互いに結合して形成される環の例としては、上述した芳香族複素環基が挙げられる。
【００２２】
例えば、下記式（１ａ）に示すように、Ａｒ１とＡｒ３が、単結合により結合して、Ｘ１を含む３つの環を有する縮合環を形成してもよく、また、Ｌ１が置換もしくは無置換の芳香族環基である場合には、Ｌ１とＡｒ２１が、単結合により結合して、Ｙ１を含む３つの環を有する縮合環を形成してもよい。
同様に、下記式（１ｂ）に示すように、Ａｒ２１とＡｒ２２が単結合により結合して、Ｙ１を含む３つの環を有する縮合環を形成してもよい。
【化１１】
2012140863.tif 000013
（式中、Ｘ１、Ｙ１、Ａｒ１、Ａｒ３、Ａｒ２１及びＡｒ２２、Ｌ１は、上記式（１）と同様である。）
【００２３】
ｎが０の場合に、Ｌ１とＡｒ２１が、単結合により結合して環を形成する具体例としては以下のものが挙げられる。
【化１２】
2012140863.tif 000014
【００２４】
Ａｒ１とＡｒ３が、単結合により結合して、環形成する例としては以下のものが挙げられる。
【化１３】
2012140863.tif 000015
【００２５】
ｎが１の場合に、Ｌ１とＡｒ２１が、単結合により結合して環を形成する例としては以下のものが挙げられる。
【化１４】
2012140863.tif 000016
【００２６】
本発明においては、Ａｒ１とＡｒ３が、単結合又は２重結合により結合していることが好ましい。これにより、Ａｒ１、Ａｒ３及びＸ１を含む３つの環を有する縮合環が形成され、分子の平面性が向上するため電子密度がさらに高まる。
【００２７】
また、式（１）で表わされる化合物が、下記式（２）で表わされる化合物であることが好ましい。この化合物は、Ｙ１が窒素原子であり、Ａｒ２１とＡｒ２２、及びＡｒ１とＡｒ３の少なくとも１組が、互いに単結合にて結合している化合物である。
【化１５】
2012140863.tif 000017
（式中、Ｌ１、Ａｒ３、Ｘ１及びＡｒ１は、式（１）と同様であり、Ａｒ２１及びＡｒ２２は、それぞれ置換もしくは無置換の環形成炭素数が６〜３０の芳香族環基、又は、置換もしくは無置換の環形成原子数５〜２０の芳香族複素環基であり、Ａｒ２１とＡｒ２２、及びＡｒ１とＡｒ３の少なくとも１組が、互いに単結合にて結合している。）
【００２８】
なかでも、下記式（２ａ）のように、Ａｒ２１とＡｒ２２、及びＡｒ１とＡｒ３の両組が、互いに単結合にて結合している構造が好ましい。この場合、Ｌ１は単結合がよい。
【化１６】
2012140863.tif 000018
（式中、Ｌ１、Ａｒ３、Ｘ１、Ａｒ２１及びＡｒ２２は、式（１）と同様である。）
【００２９】
本発明においては、特に、下記式（３Ａ）又は（３Ｂ)で表わされる化合物が好ましい。
【化１７】
2012140863.tif 000019
（式中、Ｘは、Ｓ原子又はＯ原子であり、Ｒ１〜Ｒ４はそれぞれ、置換もしくは無置換の環形成炭素数が６〜３０の芳香族環基、又は、置換もしくは無置換の環形成原子数５〜２０の芳香族複素環基であり、ｉ、ｊ及びｌはそれぞれ、０〜４の整数であり、ｋは０〜３の整数であり、ｉ、ｊ、ｋ又はｌがそれぞれ２以上である場合、各基はそれぞれ同一でも異なっていてもよい。Ｌ１は単結合、又は置換もしくは無置換の環形成炭素数が６〜３０の芳香族環基である。
Ｌ１、Ａｒ３、Ｘ１、及びＡｒ１は、式（１）と同様である。）
【００３０】
Ｒ１〜Ｒ４の芳香族環基及び芳香族複素環基の例は、上記Ａｒ１等と同様である。
式（３）において、Ｒ１の少なくとも１つ、及び／又は、Ｒ２の少なくとも１つが、置換もしくは無置換のカルバゾール基、又はカルバゾール環を部分構造として含む環であることが好ましい。
なかでも、下記式（３ａ）又は（３ｂ）で表わされる化合物が好ましい。
【化１８】
2012140863.tif 000020
（式中、Ｘ、Ｒ３、Ｒ４、ｌ、ｋは上記式（３）と同様である。Ａｒ２３及びＡｒ２４は、それぞれ水素、置換もしくは無置換の環形成炭素数が６〜３０の芳香族環基、又は、置換もしくは無置換の環形成原子数５〜２０の芳香族複素環基である。Ｌ１、Ａｒ３、Ｘ１、及びＡｒ１は、式（１）と同様である。）
Ａｒ２３及びＡｒ２４は、例えば、フェニル基、ナフチル基、ジベンゾチオフェンの一価残基、ベンゾチオフェンの一価残基、ジベンゾフランの一価残基、ベンゾフランの一価残基であることが好ましい。
【００３１】
また、下記式（４）で表わされる化合物も好ましい。
【化１９】
2012140863.tif 000021
（式中、Ｌ１、Ａｒ３、Ｘ１及びＡｒ１は、式（１）中のＬ１、Ａｒ３、Ｘ１及びＡｒ１と同様であり、Ｘ２は、Ｓ原子又はＯ原子であり、Ａｒ２１は、置換もしくは無置換の環形成炭素数が６〜３０の芳香族環基、又は、置換もしくは無置換の環形成原子数５〜２０の芳香族複素環基であり、Ａｒ２１とＬ１、及びＡｒ１とＡｒ３の少なくとも１組が、互いに単結合にて結合している。）
【００３２】
（Ｂ）式（１１）で表される化合物
上記式（１１）において、Ａｒ３１及びＡｒ３２はそれぞれ、置換もしくは無置換の炭素数６〜３０の芳香族環基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜２０の芳香族複素環基である。
Ａｒ３３は連結基である。例えば、置換もしくは無置換の炭素数６〜３０の芳香族環基、置換もしくは無置換の環形成原子数５〜２０の芳香族複素環基、Ｎを含む２価の連結基、Ｏを含む２価の連結基、Ｓｉを含む２価の連結基、Ｐを含む２価の連結基、Ｓを含む２価の連結基、炭素数１〜２０のアルキレン基、環形成炭素数３〜２０のシクロアルキレン基、２価のアミノ基、又は２価のシリル基を表す。ｒが２以上の場合、これらの基を２つ以上連結した基を意味する。Ａｒ３３の少なくとも１つは置換もしくは無置換の炭素数６〜３０の芳香族環基、置換もしくは無置換の環形成原子数５〜２０の芳香族複素環基である。
Ａｒ３３はそれぞれ、置換もしくは無置換の炭素数６〜３０の芳香族環基又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜２０の芳香族複素環基であることが好ましい。
【００３３】
Ａｓ１は、以下の（１１ａ）で表される基であり、Ａｓ２は、以下の（１１ｂ）で表される基である。
【化２０】
2012140863.tif 000022
（式中、Ａｒ３４及びＡｒ３５はそれぞれ置換もしくは無置換の炭素数６〜３０の芳香族環基又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜２０の芳香族複素環基であり、ＨＡｒ１及びＨＡｒ２はそれぞれ、置換もしくは無置換の炭素数６〜３０の芳香族環基又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜２０の芳香族複素環基であり、ｐ及びｑはそれぞれ０〜３の整数であり、ｐが２以上である場合、Ａｒ３４はそれぞれ同一でも異なっていてもよく、ｑが２以上である場合、Ａｒ３５はそれぞれ同一でも異なっていてもよい。）
【００３４】
ｒは１〜３の整数であり、ｒが２以上の場合、Ａｒ３３はそれぞれ同一でも異なっていてもよい。
【００３５】
Ａｒ３１〜Ａｒ３５、ＨＡｒ１及びＨＡｒ２が示す炭素数６〜３０の芳香族環基としては、芳香族環（ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、ピレン、９，９−ジメチルフルオレン、フェナントレン、クリセン、ベンゾ［ａ］アントラセン、フルオランテン、トリフェニレン、アセナフチレン、ピセン又はペリレン）の一価残基又は二価以上の多価残基、又は上記芳香族環の各誘導体の一価残基又は二価以上の多価残基が挙げられる。
【００３６】
Ａｒ３１〜Ａｒ３５、ＨＡｒ１及びＨＡｒ２が示す環形成原子数５〜２０の芳香族複素環基としては、芳香族複素環（フラン、ベンゾフラン、ジベンゾフラン、チオフェン、ベンゾチオフェン、ジベンゾチオフェン、キノリン、イソキノリン、キナゾリン、シンノリン、キノキサリン、フタラジン、アクリジン、フェナントリアジン、キサンテン、フェナジン、フェノチアジン、フェノキサチイン、フェノキサジン、チアントレン、クロマン、イソクロマン、カルバゾール、ベンズイミダゾール）の一価残基、又は上記芳香族複素環の各誘導体の一価残基が挙げられる。
【００３７】
式（１１）の化合物では、Ａｒ３１とＡｒ３３、Ａｒ３２とＡｒ３３、Ａｓ１とＡｒ３３、及びＡｓ２とＡｒ３３の組み合わせのうち少なくとも１つは、単結合又は２重結合により互いに結合し、置換もしくは無置換の環を形成する。
尚、上記各組の基が単結合又は２重結合により互いに結合して形成される環の例としては、上述した芳香族複素環基が挙げられる。
ここで、Ａｒ３１とＡｒ３３が結合しｒが２以上である場合は、複数あるＡｒ３３のうち、Ａｒ３１は最も近いＡｒ３３と結合する。
Ａｒ３２とＡｒ３３が結合しｒが２以上である場合は、複数あるＡｒ３３のうち、Ａｒ３２は最も近いＡｒ３３と結合する。
Ａｓ１とＡｒ３３が結合するとき、ｐ＝０かつｒが２以上である場合は、ＨＡｒ１と、複数あるＡｒ３３のうちＨＡｒ１に最も近いＡｒ３３が結合し、ｐ≠０かつｒが２以上である場合は、互いに最も近いＡｒ３３とＡｒ３４が結合する。
Ａｓ２とＡｒ３３が結合するとき、ｑ＝０かつｒが２以上である場合は、ＨＡｒ２と、複数あるＡｒ３３のうちＨＡｒ２に最も近いＡｒ３３が結合し、ｑ≠０かつｒが２以上である場合は、互いに最も近いＡｒ３３とＡｒ３５が結合する。
【００３８】
式（１１）のＡｒ３１及びＡｒ３２の少なくとも１つは、下記式（１２）で表わされる基であることが好ましい。
【化２１】
2012140863.tif 000023
【００３９】
式（１２）のＡｒ４１は、置換又は無置換の環形成炭素数が６〜３０の芳香族環基であり、具体例は上記Ａｒ３１等と同様である。尚、Ａｒ３１及びＡｒ３２がともに式（１２）で表わされる基である場合、２つのＡｒ４１は同一でも異なっていてもよい。
【００４０】
また、式（１１）のＡｓ１及びＡｓ２の少なくとも１つは、下記式（１３）で表わされる基であることが好ましい。
【化２２】
2012140863.tif 000024
（式中、Ａｒ３６は炭素数６〜３０の芳香族環基であり、ＨＡｒは置換もしくは無置換の環形成原子数５〜２０の芳香族複素環基であり、Ｒ１１は置換基であり、ｔは０〜４の整数であり、ｔが２以上である場合、Ｒ１１はそれぞれ同一でも異なっていてもよく、ｓは０〜２の整数であり、ｓが２である場合、Ａｒ３６はそれぞれ同一でも異なっていてもよい。）
【００４１】
式(１３)中のＡｒ３６が示す芳香族環基の具体例は上記Ａｒ３１等と同様である。また、ＨＡｒが示す芳香族複素環基の例は、上記ＨＡｒ１等と同様である。
Ｒ１１が示す置換基としては、炭素数６〜６０の芳香族環基（フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、ターフェニル基、ナフチルフェニル基、フェニルナフチル基、９，９−ジメチルフルオレニル基、フェナントレンの一価残基等）、原子数５〜５０の芳香族複素環基、炭素数１〜５０のアルキル基（例えばメチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｉｓｏ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基等）等が挙げられる。
尚、Ａｓ１及びＡｓ２がともに式（１３）で表わされる基である場合、Ａｓ１及びＡｓ２は同一でも異なっていてもよい。
【００４２】
式（１３）のうち、特に、下記式（１４）で表わされる基が好ましい。
【化２３】
2012140863.tif 000025
（式中、ＸはＳ原子又はＯ原子であり、Ｒ１１〜Ｒ１３はそれぞれ置換基であり、ｔ及びｖは０〜４の整数であり、ｕは０〜３の整数であり、ｔ，ｕ又はｖが２以上である場合、各置換基はそれぞれ同一でも異なっていてもよい。）
Ｒ１１〜Ｒ１３が示す置換基の具体例は上記Ｒ１１等と同様である。
【００４３】
具体的には、下記式（１５）で表わされる化合物が好ましい。
【化２４】
2012140863.tif 000026
【００４４】
式（１５）において、Ｘ５１及びＸ５２はそれぞれ独立して酸素原子又は硫黄原子である。
Ｒ５１〜Ｒ５８は、それぞれ置換基を表す。置換基の例は上記Ｒ１１等と同様である。
ａ，ｄ，ｆ，ｈはそれぞれ独立して０〜４のいずれかの整数を表し、ｂ，ｃ，ｅ，ｇはそれぞれ独立して０〜３のいずれかの整数を表し、ａ〜ｈの合計が６以下である。
Ｌ５１は単結合、Ｎを含む２価の連結基、Ｏを含む２価の連結基、Ｓｉを含む２価の連結基、Ｐを含む２価の連結基、Ｓを含む２価の連結基、炭素数１〜２０のアルキレン基、環形成炭素数３〜２０のシクロアルキレン基、環形成炭素数６〜１８のアリーレン基、環形成原子数５〜１８のヘテロアリーレン基、２価のアミノ基、又は２価のシリル基を表す。
Ｌ５２及びＬ５３はそれぞれ独立して、単結合、炭素数１〜２０のアルキレン基、環形成炭素数３〜２０のシクロアルキレン基、環形成炭素数６〜１８のアリーレン基、環形成原子数５〜１８のヘテロアリーレン基を表す。
Ｌ５１〜Ｌ５３はさらに、置換基Ｒのいずれかで置換されていてもよい。但し、Ｌ５１が環形成炭素数６〜１８のアリーレン基又は環形成原子数５〜１８のヘテロアリーレン基である場合はａ及びｄはそれぞれ独立して１〜４のいずれかの整数を表す。
【００４５】
Ｌ５１の、Ｎを含む２価の連結基、Ｏを含む２価の連結基、Ｓｉを含む２価の連結基、Ｐを含む２価の連結基、Ｓを含む２価の連結基としては、下記のような基が挙げられる。
【化２５】
2012140863.tif 000027
【００４６】
上記各式中、Ｒｘ、Ｒｙ及びＲｚはそれぞれ独立に、水素原子又は既述の置換基Ｒから選ばれる基である。また、Ｒｘ’は酸素である。
上記の中では、「−Ｓ−」基、ホスホキシド基、エーテル基が好ましい。
【００４７】
Ｌ５１〜Ｌ５３のアルキレン基、環形成炭素数３〜２０のシクロアルキレン基、環形成炭素数６〜１８のアリーレン基、環形成炭素数５〜１８のヘテロアリーレン基、２価のアミノ基、又は２価のシリル基としては、Ｒ５１〜Ｒ５８の置換基の１つの水素原子を結合手で置き換えたものが挙げられる。また、本発明においてはアリーレン基には９，９−フルオレニリデン基も含まれる。
アリーレン基としては後述する他、ｐ−フェニレン基、ｍ−フェニレン基、ビフェニレン基が好適であり、アミノ基としては後述する他、ビフェニルアミノ基が好適である。
Ｌ５１〜Ｌ５３の連結基はさらに置換基を有してもよく、当該置換基とＲ５１〜Ｒ５８の置換基で説明した置換基と同義である。
以下に、本発明で使用する化合物の具体例を示す。
【００４８】
【化２６】
2012140863.tif 000028
【化２７】
2012140863.tif 000029
【化２８】
2012140863.tif 000030
【化２９】
2012140863.tif 000031
【化３０】
2012140863.tif 000032
【化３１】
2012140863.tif 000033
【化３２】
2012140863.tif 000034
【化３３】
2012140863.tif 000035
【化３４】
2012140863.tif 000036
【化３５】
2012140863.tif 000037
【化３６】
2012140863.tif 000038
【化３７】
2012140863.tif 000039
【００４９】
（２）第１電極について
第１電極の材料としては、Ａｇ，Ａｌ又はＡｕといった金属やＡＰＣ(Ag-Pd-Cu)といった金属合金が好ましい。これらの金属材料や金属合金を積層してもよい。また金属、金属合金又はこれらの積層の上面及び／又は下面にインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）やインジウム亜鉛酸化物といった透明電極層を製膜してもよい。
【００５０】
（３）第２電極について
第２電極としては、金属性の材料を用いることができる。本発明で金属性の材料とは誘電率の実部が負の値であるものをいう。このような材料には、金属だけでなく、金属以外の金属光沢を示す有機・無機透明電極材料が含まれる。このような材料を第２電極に用いた場合においても、表面プラズモンが励起されることが容易に予想できる。
金属としては、Ａｇ，Ｍｇ，Ａｌ，Ｃａ等の材料及びこれらの合金により形成されるものが好ましい。また、共振器を組みつつ、素子正面方向に光を取り出すためには、正面方向の透過率が２０％以上で半透明あることが好ましい。Ａｇ，Ｍｇ，Ａｌ，Ｃａ又はこれらの合金を第２電極として用いた場合、十分な光の透過性を示すために、膜厚は３０ｎｍ以下であることが好ましい。
【００５１】
（４）有機層について
本発明の有機層は、陽極／第１有機層／発光層／第２有機層／陰極、からなる多層膜構造であり、具体的には、陽極／正孔輸送帯域／発光層／電子輸送帯域／陰極、からなる多層膜構造があげられる。
正孔輸送帯域は、正孔注入層、正孔輸送層を単層又は複数層積層することにより構成される。電子輸送帯域は、電子注入層、電子輸送層を単層又は複数層積層することにより構成される。
【００５２】
通常、発光層はホスト材料とドーパント材料から構成される。
ホスト材料は、縮合芳香族環誘導体が好ましい。縮合芳香族環誘導体としては、アントラセン誘導体、ピレン誘導体等が、発光効率や発光寿命の点でさらに好ましい。
【００５３】
ドーパント材料としては、その機能を有するものであれば、特に限定されないが、発光効率等の点で、芳香族アミン誘導体が好ましい。芳香族アミン誘導体としては、置換されてもよいアリールアミノ基を有する縮合芳香族環誘導体が好ましい。このような化合物として、例えば、アリールアミノ基を有する、ピレン、アントラセン、クリセンが挙げられる。
また、ドーパント材料として、スチリルアミン化合物も好ましい。スチリルアミン化合物としては、例えば、スチリルアミン、スチリルジアミン、スチリルトリアミン、スチリルテトラアミンが挙げられる。ここでスチリルアミンとは、置換されてもよいアリールアミンに少なくとも１つのアリールビニル基が置換されている化合物のことであり、前記アリールビニル基は置換されていてもよく、置換基としてはアリール基、シリル基、アルキル基、シクロアルキル基、アリールアミノ基があり、これらの置換基にはさらに置換基を保有してもよい。
また、ドーパント材料として、ホウ素錯体やフルオランテン化合物も好ましい。また、ドーパント材料として、金属錯体も好ましい。金属錯体としては、例えば、イリジウム錯体、白金錯体が挙げられる。
【００５４】
発光材料であるドーパント材料のＰＬスペクトルのピーク波長は４３０〜５００ｎｍであることが好ましい。ＰＬスペクトルは、トルエン溶媒にドーパント材料を数マイクロモル／リットルの濃度で分散させ、その溶液にＵＶ光を照射し、ドーパント材料からの発光スペクトル分布を測定することができる。または、ガラス基板上に数１０〜１００ｎｍ程度ドーパント材料を真空蒸着した試料を用い、ＵＶ光で励起し、ドーパント材料からの発光スペクトル分布を測定した。
【００５５】
正孔注入層又は正孔輸送層を設ける場合、これらの材料としては、有機ＥＬ素子の正孔注入層又は正孔輸送層の材料として用いられている公知のものを使用でき、特に制限はない。尚、正孔注入層又は正孔輸送層用の材料としては、正孔を輸送する能力を持ち、陽極層からの正孔注入効果、発光層又は発光材料に対して優れた正孔注入効果を有し、発光層で生成した励起子の電子注入層又は電子注入材料への移動を防止し、かつ薄膜形成能力の優れた化合物が好ましい。正孔注入層又は正孔輸送層の材料としては、例えばフタロシアニン誘導体；ナフタロシアニン誘導体；ポルフィリン誘導体；オキサゾール、オキサジアゾール、トリアゾール、イミダゾール、イミダゾロン、イミダゾールチオン、ピラゾリン、ピラゾロン、テトラヒドロイミダゾール、オキサゾール、オキサジアゾール、ヒドラゾン、アシルヒドラゾン、ポリアリールアルカン、スチルベン、ブタジエン、及びこれらの誘導体；ベンジジン型トリフェニルアミン、スチリルアミン型トリフェニルアミン、ジアミン型トリフェニルアミン等のアミン誘導体；ポリビニルカルバゾール、ポリシラン、導電性高分子等の高分子材料等が挙げられるが、特にこれらに限定されるものではない。
【００５６】
電子輸送層及び電子注入層の具体例としては、８−ヒドロキシキノリン又はその誘導体の金属錯体、オキサジアゾール誘導体、含窒素複素環誘導体が好適である。上記８−ヒドロキシキノリン又はその誘導体の金属錯体の具体例としては、オキシン（一般に８−キノリノール又は８−ヒドロキシキノリン）のキレートを含む金属キレートオキシノイド化合物、例えばトリス（８−キノリノール）アルミニウムを用いることができる。
【００５７】
また、電子注入層には、アルカリ金属化合物や、電子輸送層を形成する材料に、アルカリ金属等に代表されるドナーを添加したものを用いることができる。
ドナーとしては、ドナー性金属、ドナー性金属化合物及びドナー性金属錯体から選ばれる群のうち少なくとも一種を選ぶことができる。
アルカリ金属化合物としては、アルカリ金属のハロゲン化物、酸化物が好ましいものとして挙げられる。さらに好ましくはアルカリ金属のフッ化物が好ましい。例えばＬｉＦが好ましいものとして用いられる。
ドナー性金属とは、仕事関数３．８ｅＶ以下の金属をいい、好ましくはアルカリ金属、アルカリ土類金属及び希土類金属であり、より好ましくはＣｓ，Ｌｉ，Ｎａ，Ｓｒ，Ｋ，Ｍｇ，Ｃａ，Ｂａ，Ｙｂ，Ｅｕ及びＣｅである。
ドナー性金属化合物とは、上記のドナー性金属を含む化合物であり、好ましくはアルカリ金属、アルカリ土類金属又は希土類金属を含む化合物であり、より好ましくはこれらの金属のハロゲン化物、酸化物、炭酸塩、ホウ酸塩である。例えば、ＭＯｘ（Ｍはドナー性金属、ｘは０．５〜１．５）、ＭＦｘ（ｘは１〜３）、Ｍ（ＣＯ３）ｘ（ｘは０．５〜１．５）で表される化合物である。
ドナー性金属錯体とは、上記のドナー性金属の錯体であり、好ましくはアルカリ金属、アルカリ土類金属又は希土類金属の有機金属錯体である。
【００５８】
また通常、発光効率を向上させるために、発光層を含む有機層の膜厚により共振器長が調整されている。
共振器長は、図１に示した上面発光型有機ＥＬ素子では、第２電極、発光層を含む有機層及び第１電極により定義される。共振器長は、青色発光層の場合、キャッピング層を備えない素子構成の状態で、例えば発光強度が最大であるピーク波長が４３０ｎｍ以上４８０ｎｍ以下に表れるように調整される。
【００５９】
以下素子の作製方法について説明する。
先ず、素子作製用基板となるガラス基板の上に、下部電極をスパッタリング法等により成膜する。その後、真空蒸着法を用いて、発光層を含む有機層を真空蒸着等の方法により成膜する。ついで、電子注入層としてＬｉＦを蒸着させ、上部電極を真空蒸着等の方法により成膜し、半透過性の上部電極を形成する。次に、上部電極の上にキャッピング層を真空蒸着等の方法により成膜し、有機ＥＬ素子を完成する。
【００６０】
上記の実施形態は、青色発光する有機ＥＬ素子に関するが、本発明は青色発光に限定されず、また、異なる色を発光する素子を組み合わせて形成してもよい。
本発明の有機ＥＬ素子の他の実施形態の概略図を図２に示す。図２において図１と同じ部材には同じ符号を付して説明を省略する。この図に示す上面発光型有機ＥＬ素子２は、共通基板１０上に、青色画素Ｂ、緑色画素Ｇ及び赤色画素Ｒが並列に形成されている。
【００６１】
青色画素Ｂは、図１の有機ＥＬ素子１と同じ構成である。
緑色画素Ｇは、第１電極２０、第１有機層３２Ｇ、緑色発光層３４Ｇ、第２有機層３６Ｇからなる有機層３０Ｇ、第２電極４０、キャッピング層５０を基板１０からこの順に備えている。
赤色画素Ｒは、第１電極２０、第１有機層３２Ｒ、赤色発光層３４Ｒ、第２有機層３６Ｒからなる有機層３０Ｒ、第２電極４０、キャッピング層５０を基板１０からこの順に備えている。
青色画素Ｂ、緑色画素Ｇ及び赤色画素Ｒのキャッピング層５０は共通であって、このキャッピング層５０から光を取り出す。
【００６２】
本実施形態の有機ＥＬ素子に用いるキャッピング層材料は、青色画素Ｂ、緑色画素Ｇ及び赤色画素Ｒのすべての画素から効率よく発光を取り出すために、波長４３０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の可視光領域において吸収が無いことが好ましい。
【００６３】
有機層３０Ｂ，Ｇ，Ｒは、図に示す構成に限定されず適宜変更できる。青色画素Ｂ、緑色画素Ｇ及び赤色画素Ｒの、第１電極、第１有機層、第２有機層、第２電極は、共通でも異なってもよい。通常、第１有機層、第２有機層はそれぞれ発光色に適した構成にする。
【００６４】
緑色発光層は、以下のホスト材料及びドーパント材料から構成されるのが好ましい。ホスト材料は、縮合芳香族環誘導体が好ましい。縮合芳香族環誘導体としては、アントラセン誘導体、ピレン誘導体等が、発光効率や発光寿命の点でさらに好ましい。
また、ホスト材料は、含ヘテロ環化合物が挙げられる。含ヘテロ環化合物としては、カルバゾール誘導体、ジベンゾフラン誘導体、ラダー型フラン化合物、ピリミジン誘導体が挙げられる。
【００６５】
ドーパント材料としては、その機能を有するものであれば、特に限定されないが、発光効率等の点で、芳香族アミン誘導体が好ましい。芳香族アミン誘導体としては、置換されてもよいアリールアミノ基を有する縮合芳香族環誘導体が好ましい。このような化合物として、例えば、アリールアミノ基を有する、ピレン、アントラセン、クリセンが挙げられる。
また、ドーパント材料として、スチリルアミン化合物も好ましい。スチリルアミン化合物としては、例えば、スチリルアミン、スチリルジアミン、スチリルトリアミン、スチリルテトラアミンが挙げられる。ここでスチリルアミンとは、置換されてもよいアリールアミンに少なくとも１つのアリールビニル基が置換されている化合物のことであり、前記アリールビニル基は置換されていてもよく、置換基としてはアリール基、シリル基、アルキル基、シクロアルキル基、アリールアミノ基があり、これらの置換基にはさらに置換基を保有してもよい。
また、ドーパント材料として、ホウ素錯体やフルオランテン化合物も好ましい。また、ドーパント材料として、金属錯体も好ましい。金属錯体としては、例えば、イリジウム錯体、白金錯体が挙げられる。
【００６６】
赤色発光層は、以下のホスト材料及びドーパント材料から構成されるのが好ましい。ホスト材料は、縮合芳香族環誘導体が好ましい。縮合芳香族環誘導体としては、ナフタセン誘導体、ペンタセン誘導体等が、発光効率や発光寿命の点でさらに好ましい。
また、ホスト材料は、縮合多環芳香族化合物が挙げられる。縮合多環芳香族化合物としては、ナフタレン化合物、フェナントレン化合物、フルオランテン化合物が挙げられる。
ドーパント材料としては、芳香族アミン誘導体が好ましい。芳香族アミン誘導体としては、置換されてもよいアリールアミノ基を有する縮合芳香族環誘導体が好ましい。このような化合物として、例えば、アリールアミノ基を有するペリフランテンが挙げられる。
また、ドーパント材料として、金属錯体も好ましい。金属錯体としては、例えば、イリジウム錯体、白金錯体が挙げられる。
【００６７】
以下、本実施形態の素子の作製方法について詳説する。
基板上に、銀合金層であるＡＰＣ（Ａｇ−Ｐｄ−Ｃｕ）層（反射層）、酸化亜鉛膜（ＩＺＯ）や酸化錫膜等の透明導電層の順に成膜する。続いて通常のリソグラフィ技術を用いて、レジストパターンをマスクに用いたエッチングにより、この導電材料層をパターニングし、下部電極（陽極）を形成する。次に、下部電極の上にスピンコート法により、ポリイミド等の感光性樹脂からなる絶縁膜を塗布形成する。その後、露光、現像、硬化することで、下部電極を露出させることにより青発光領域、緑発光領域、赤発光領域をパターンニングする。
電極は、赤色画素用、緑色画素用及び青色画素用の３種類であり、それぞれ青発光領域、緑発光領域、赤発光領域に対応し、それぞれ下部電極に相当する。その後、正孔注入層を基板全面にかけて積層し、さらにその上に正孔輸送層を積層する。各発光層を、赤色画素用、緑色画素用及び青色画素用の陽極の各位置に対応して配置するように形成する。真空蒸着法を用いる場合、青色発光層、緑色発光層及び赤色発光層を、シャドウマスクを用いて微細パターン化する。
次に、電子輸送層を全面にかけて積層する。続いて、電子注入層を全面にかけて積層する。その後、ＭｇとＡｇを蒸着成膜し、半透過性のＭｇＡｇ合金からなる上部電極（陰極）を形成する。次に、上部電極の上にキャッピング層を全面にかけて成膜し、有機ＥＬ素子を作製する。
【００６８】
共通キャッピング層により青色画素の低ＣＩＥｙ化と効率向上が可能となる。さらに、緑色、赤色画素の光学膜厚をそれぞれの色の発光に応じて調製すれば、緑色、赤色画素の発光効率を同時に向上させることができる。
また、青色、緑色、赤色画素における共通キャッピング層は単一プロセスで製膜できる。
【実施例】
【００６９】
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらにより何ら限定されるものではない。
尚、実施例でキャッピング層に用いた化合物（１−１）〜（１−３）の構造式を示す。また、これら化合物を合成する過程の中間体の構造は、以下の通りである。
【化３８】
2012140863.tif 000040
【化３９】
2012140863.tif 000041
【００７０】
合成例１（中間体１の合成）
９−フェニルカルバゾール１７．７ｇ、ヨウ化カリウム６．０３ｇ、ヨウ素酸カリウム７．７８ｇ、硫酸５．９０ｍＬ及びエタノール５０ｍＬを入れ、７５℃にて２時間反応した。
冷却後、水、酢酸エチルを加えて分液、抽出した後、重曹水、水を用いて有機層を洗浄し、濃縮し、得られた粗生成物をシリカゲルクロマトグラフィー（トルエン）で精製し、得られた固体を減圧乾燥したところ、２１．８ｇの白色固体を得た。ＦＤ−ＭＳの分析により、中間体１と同定した。【００７１】
合成例２（中間体２の合成）
アルゴン気流下、中間体１  １３．１ｇに脱水トルエン、脱水エーテルを加え、−４５℃に冷却し、ｎ−ブチルリチウムヘキサン溶液（１．５８Ｍ）を２５ｍＬ滴下して、攪拌しながら１時間かけて−５℃まで昇温した。再び−４５℃まで冷却し、ボロン酸トリイソプロピルエステル２５ｍＬを徐々に滴下してから２時間反応させた。
室温に戻した後、１０％希塩酸溶液を加えて攪拌し、有機層を抽出した。飽和食塩水で洗浄した後、無水硫酸マグネシウムで乾燥し、ろ別後、濃縮した。得られた固体を、シリカゲルクロマトグラフィー（トルエン）で精製し、得られた個体をｎ−ヘキサンで洗浄し、減圧乾燥したところ、７．１０ｇの固体を得た。ＦＤ−ＭＳの分析により、中間体２と同定した。【００７２】
合成例３（中間体３の合成）
アルゴン雰囲気下、３，６−ジブロモカルバゾール３２．５ｇ、中間体２  ６３．２ｇ、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）０．９２ｇにトルエン１００ｍＬ、１，２−ジメトキシエタン１００ｍＬ、２Ｍ濃度の炭酸ナトリウム水溶液５０ｍＬを加え、１０時間還流させながら加熱した。
反応終了後、直ちにろ過した後、水層を除去した。有機層を硫酸ナトリウムで乾燥させた後、濃縮した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、４５．５ｇの白色結晶を得た。ＦＤ−ＭＳの分析により、中間体３と同定した。【００７３】
合成例４（中間体４の合成）
合成例１において、３，６−ジブロモカルバゾールの代わりに、２，７−ジブロモカルバゾールを用いた以外は同様に反応を行ったところ、４０．２ｇの白色個体を得た。ＦＤ−ＭＳの分析により、中間体４と同定した。【００７４】
合成例５（中間体５の合成）
ジベンゾフラン１５０ｇ（８９２ミリモル）と酢酸１Ｌをフラスコに仕込み、窒素置換し、加熱溶解させた。反応溶液を水冷し、臭素１８８ｇを徐々に滴下した後、空冷下２０時間撹拌した。析出した結晶を濾別し、酢酸、水で順次洗浄し、減圧下乾燥させた。得られた結晶を、減圧蒸留にて精製した後、メタノールで数回再結晶を繰り返し、６６．８ｇの白色結晶を得た。ＦＤ−ＭＳの分析により、中間体５と同定した。【００７５】
合成例６（中間体６の合成）
窒素雰囲気下、三口フラスコにカルバゾール４０．１ｇ（２４０ｍｍｏｌ）、２−ブロモジベンチオフェン５２．６ｇ（２００ｍｍｏｌ）、ヨウ化銅３．８１ｇ（２０ｍｍｏｌ）、リン酸カリウム８４．９１ｇ（４００ｍｏｌ）、トランス−１，２−ジアミノシクロヘキサン７．２１ｍＬ（６０ｍｍｏｌ）、１，４−ジオキサン１００ｍＬを入れ、２４時間還流させた。反応終了後、室温まで冷却した後トルエン４００ｍＬで希釈し、吸引ろ過で無機塩等をろ別し、ろ液をシリカゲルのショートカラムを通し、濃縮した。酢酸エチル／メタノール混合溶媒で洗浄し、５０．４ｇの白色結晶を得た。ＦＤ−ＭＳの分析により、中間体６と同定した。【００７６】
合成例７（中間体７の合成）
ナスフラスコに中間体６を２８．０ｇ（８０ｍｍｏｌ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド１６０ｍＬを入れ試料を溶解させ、氷水で０℃に冷却し、そこへＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド８０ｍＬに溶解させたＮ−ブロモスクシンイミド１４．２ｇ（８０ｍｍｏｌ）を滴下により１０分かけて加えた。０℃で３時間撹拌した後、室温で１日放置した。反応終了後、トルエン２００ｍＬを加え、分液ロートを用いて２回水洗した。これを無水硫酸マグネシウムで乾燥後、ろ過、濃縮した。これをヘキサンから再結晶し、２６．７ｇの白色結晶を得た。ＦＤ−ＭＳの分析により、中間体７と同定した。【００７７】
合成例８（中間体８の合成）
窒素雰囲気下、三口フラスコに中間体７を１７．１ｇ（４０ｍｍｏｌ）、脱水テトラヒドロフラン２００ｍＬを入れ試料を溶解させ、−７８℃に冷却した。その混合溶液にｎ−ブチルリチウムヘキサン溶液３０．６ｍＬ（１．５７Ｍ、４８ｍｍｏｌ）を１０分かけて滴下した。−７８℃で２０分撹拌した後、トリイソプロピルボレート１８．３ｍＬ（８０ｍｍｏｌ）を一度に加え、その後室温で３時間撹拌した。反応終了後、溶液を半分程度に濃縮し、塩酸水溶液（１Ｎ）２０ｍＬを加え、室温で２時間撹拌した。分液ロートを用いてジクロロメタンで抽出し、無水硫酸マグネシウムで乾燥、ろ過、濃縮した。これをシリカゲルクロマトグラフィー（展開溶媒ジクロロメタン：酢酸エチル＝９：１）で精製した後、これにヘキサンを加えて試料を析出させ、分散洗浄を行い、濾別して、１０．７ｇの白色結晶を得た。【００７８】
合成例９（化合物（１−１）の製造）
アルゴン気流下、三口フラスコに中間体３を６．５ｇ、中間体５を２．５ｇ、ｔ−ブトキシナトリウム１．３ｇ、トリス（ジベンジリデンアセトン）ジパラジウム４６ｍｇ、トリ−ｔｅｒｔ−ブチルホスホニウムテトラフルオロボラート２９ｍｇ及び脱水トルエン５０ｍＬを入れ、８０℃にて８時間反応させた。
冷却後、水５００ｍＬを加え、混合物をセライト濾過し、濾液をトルエンで抽出し、無水硫酸マグネシウムで乾燥させた。これを減圧下で濃縮し、得られた粗生成物をカラム精製し、トルエンで再結晶し、それを濾取した後、乾燥したところ、５．６ｇの白色粉末を得た。ＦＤ−ＭＳの分析により、白色粉末を含窒素芳香族複素環誘導体（１−１）と同定した。【００７９】
合成例１０（化合物（１−２）の製造）
合成実施例１において、中間体３の代わりに中間体４を６．５ｇ用いた以外は同様に反応を行ったところ、５．１ｇの白色粉末を得た。ＦＤ−ＭＳの分析により、白色粉末を含窒素芳香族複素環誘導体（１−２）と同定した。【００８０】
合成例１１（化合物（１−３）の製造）
窒素雰囲気下、三口フラスコに中間体７を９．４７ｇ（２２．１ｍｍｏｌ）、中間体８を１０．４ｇ（２６．５ｍｍｏｌ）、炭酸ナトリウム２Ｍ水溶液２２．１ｍＬ、１，２−ジメトキシエタン４０ｍＬ、トルエン４０ｍＬを入れ、この混合溶液にテトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム０．５１ｇ（０．４４２ｍｍｏｌ）を加え、８時間還流させた。
反応終了後、室温まで冷却した後、メタノールを加えて析出した試料を回収し、真空乾燥させた。試料をトルエン１Ｌに加熱して溶解させ、室温まで冷却した後、シリカゲルのショートカラムを通し、濃縮した。これを酢酸エチルで分散洗浄し、１２．０ｇの白色結晶を得た。ＦＤ−ＭＳの分析により、白色粉末を含窒素芳香族複素環誘導体（１−３）と同定した。【００８１】
［実施例１］
先ず、素子作製用基板となるガラス基板の上に、酸化亜鉛膜（ＩＺＯ）（膜厚１０ｎｍ）、銀合金層であるＡＰＣ（Ａｇ−Ｐｄ−Ｃｕ）層（反射層）（膜厚１００ｎｍ）、酸化亜鉛膜（ＩＺＯ）（膜厚１０ｎｍ）の順にスパッタリング法により成膜した。続いて通常のリソグラフィ技術を用いて、レジストパターンをマスクに用いたエッチングにより、この導電材料層をパターニングし、下部電極（陽極）を形成した。下部電極が形成した基板をイソプロピルアルコール中で超音波洗浄を５分間行なった後、ＵＶオゾン洗浄を３０分間行なった。その後、真空蒸着法を用いて、正孔注入層として、ＨＩを１０５ｎｍの膜厚で下部電極の上に蒸着した。次に、正孔輸送層として、ＨＴ１を２０ｎｍの膜厚で蒸着した。さらに、ＨＴ１膜の成膜に続けて、膜厚２０ｎｍにてＢＨとＢＤを９５：５の重量比で蒸着して成膜し、青色発光層とした。ついで、この膜の上に、電子輸送層として膜厚５ｎｍのＥＴ１を成膜した。ついで、この膜の上に、電子輸送層として膜厚２５ｎｍのＥＴ２を成膜した。この後、電子注入層としてＬｉＦを蒸着させ、ＬｉＦ膜を１ｎｍの膜厚で形成した。このＬｉＦ膜の上に膜厚１０ｎｍにて、ＭｇとＡｇを９：１の膜厚で蒸着成膜し、半透過性のＭｇＡｇ合金からなる上部電極（陰極）を形成した。次に、上部電極の上に上記式（１−１）で表される化合物からなるキャッピング層を全面にかけて成膜し、有機ＥＬ素子を作製した。尚、キャッピング層の厚さを６０ｎｍとした素子を作製した。
尚、実施例で用いた材料を以下に示す。【００８２】
【化４０】
2012140863.tif 000042
【００８３】
作製した素子に、１０ｍＡ／ｃｍ２となるように電流を印加し、素子面に対し法線方向へ出射されるＥＬ発光の電流−電圧−輝度特性を分光放射輝度計（コニカミノルタ社製ＣＳ−１０００）により測定し、発光スペクトルとＣＩＥ色度を求めた。
作製した素子の発光ピーク波長、光ピーク強度、ＣＩＥ１９３１色座標、及び発光効率（η）を表１に示す。【００８４】
【表１】
2012140863.tif 000043
【００８５】
［比較例１］
キャッピング層を形成しなかった他は実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を製造し、評価した。結果を表１に示す。
［比較例２］
キャッピング層にトリス（８−キノリノール）アルミニウム（Ａｌｑ３）を用いた他は実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を製造し、評価した。結果を表１に示す。【００８６】
実施例１と比較例２の結果から、本発明の素子では、ＣＩＥｙ値を低下させるととともに、発光効率も向上できることが確認できた。【００８７】
［実施例２］
キャッピング層に式（１−２）で表される化合物を用いた他は実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を製造し、評価した。結果を表１に示す。【００８８】
［実施例３］
キャッピング層に式（１−３）で表される化合物を用いた他は実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を製造し、評価した。結果を表１に示す。【００８９】
表１に示す結果から、実施例１〜３のキャッピング層材料を用いた場合、ＣＩＥｙ値が０．０７より小さいことから青色純度が高く、また、発光効率も高い。従って、高効率な青色発光を得ることができることが確認できる。
一方、比較例２（Ａｌｑ３）では、ＣＩＥｙが実施例よりも大きく、また、効率は実施例と同等であることから、青色発光としては高効率とはいえない。
尚、一般にＲＧＢ発光素子の光学設計において、赤色発光素子や緑色発光素子に比べて青色発光素子の設計が最も難しい。本願実施例では良好な青色発光素子が得られたことから、青色発光素子のみならず、ＲＧＢの共通キャッピング層としても用いることができる。
【産業上の利用可能性】
【００９０】
本発明の有機ＥＬ素子は、壁掛けテレビのフラットパネルディスプレイ等の平面発光体、複写機、プリンター、液晶ディスプレイのバックライト又は計器類等の光源、表示板、標識灯等に利用できる。【００９１】
上記に本発明の実施形態及び／又は実施例を幾つか詳細に説明したが、当業者は、本発明の新規な教示及び効果から実質的に離れることなく、これら例示である実施形態及び／又は実施例に多くの変更を加えることが容易である。従って、これらの多くの変更は本発明の範囲に含まれる。
この明細書に記載の文献の内容を全てここに援用する。
【図１】
2012140863.tif 000054
【図２】
2012140863.tif 000055
【国際調査報告】
2012140863.tif 000056
2012140863.tif 000057
2012140863.tif 000058
2012140863.tif 000059