(57)【要約】  本発明は、発光波長が制御され、高い発光効率を示し、かつ発光寿命の長い有機ＥＬ素子材料を提供する。特に、青色〜青緑色の短波な発光で、高い発光効率を示し、かつ発光寿命の長い有機ＥＬ素子材料を提供する。さらに、それを用いた有機ＥＬ素子、表示装置及び照明装置を提供する。この有機エレクトロルミネッセンス素子材料は、下記一般式（１）で表される金属錯体であることを特徴とする。    【化１】2008035664.tif 000100
2008035664.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記一般式（１）で表される金属錯体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材料。
【化１】
2008035664.tif 000097
（式中、ＸはＲ1−Ｎ、Ｏ、Ｓ、ＳｅまたはＴｅを表す。Ｒ1は置換、無置換のアルキル基、シクロアルキル基、アリール基または芳香族複素環基を表す。Ｙ1、Ｙ2及びＹ3はＲ2−Ｎ、ＮまたはＲ3−Ｃを表し、Ｃ、Ｎとともにイミダゾール環、トリアゾール環、テトラゾール環を形成するのに必要な原子群を表す。Ｒ2は置換、無置換のアルキル基、シクロアルキル基、アリール基または芳香族複素環基を表す。Ｒ3は水素原子あるいは置換基を表す。Ｇは置換基を表し、ｎは０、１または２を表す。Ｘ1−Ｌ1−Ｘ2は２座の配位子を表し、Ｘ1、Ｘ2は各々独立に炭素原子、窒素原子または酸素原子を表す。Ｌ1はＸ1、Ｘ2と共に２座の配位子を形成する原子群を表す。中心金属であるＭ1は元素周期表における８〜１１族の金属を表す。ｍ１は１、２または３の整数を表し、ｍ２は０、１または２の整数を表すが、ｍ１＋ｍ２は２または３であり、これは中心金属の正電荷と同じ数である。）
【請求項２】
前記一般式（１）で表される金属錯体が下記一般式（２）で表されることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子材料。
【化２】
2008035664.tif 000098
（式中、ＸはＲ1−Ｎ、Ｏ、Ｓ、ＳｅまたはＴｅを表す。Ｒ1は置換、無置換のアルキル基、シクロアルキル基、アリール基または芳香族複素環基を表す。Ｙ1及びＹ2はＲ2−Ｎ、ＮまたはＲ3−Ｃを表し、Ｎ−Ｃ＝Ｎと共にイミダゾール環、トリアゾール環、テトラゾール環を形成するのに必要な原子群を表す。Ｒ2は置換、無置換のアルキル基、シクロアルキル基、アリール基または芳香族複素環基を表す。Ｒ3は水素原子あるいは置換基を表す。Ｇは置換基を表し、ｎは０、１または２を表す。Ｘ1−Ｌ1−Ｘ2は２座の配位子を表し、Ｘ1、Ｘ2は各々独立に炭素原子、窒素原子または酸素原子を表す。Ｌ1はＸ1、Ｘ2と共に２座の配位子を形成する原子群を表す。中心金属であるＭ1は元素周期表における８〜１１族の金属を表す。ｍ１は１、２または３の整数を表し、ｍ２は０、１または２の整数を表すが、ｍ１＋ｍ２は２または３であり、これは中心金属の正電荷と同じ数である。）
【請求項３】
前記一般式（２）で表される金属錯体が下記一般式（３）で表されることを特徴とする請求の範囲第２項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子材料。
【化３】
2008035664.tif 000099
（式中、ＸはＲ1−Ｎ、Ｏ、Ｓ、ＳｅまたはＴｅを表す。Ｒ1は置換、無置換のアルキル基、シクロアルキル基、アリール基または芳香族複素環基を表す。Ｒ2は置換、無置換のアルキル基、シクロアルキル基、アリール基または芳香族複素環基を表す。Ｇは置換基を表し、ｎは０、１または２を表す。Ｘ1−Ｌ1−Ｘ2は２座の配位子を表し、Ｘ1、Ｘ2は各々独立に炭素原子、窒素原子または酸素原子を表す。Ｌ1はＸ1、Ｘ2と共に２座の配位子を形成する原子群を表す。中心金属であるＭ1は元素周期表における８〜１１族の金属を表す。ｍ１は１、２または３の整数を表し、ｍ２は０、１または２の整数を表すが、ｍ１＋ｍ２は２または３であり、これは中心金属の正電荷と同じ数である。）
【請求項４】
前記一般式（３）で表される金属錯体において、Ｒ2がメチル基あるいは置換、無置換のアリール基または芳香族複素環基であることを特徴とする請求の範囲第３項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子材料。
【請求項５】
前記一般式（３）で表される金属錯体において、Ｒ2が２，６−ジメチルフェニル基、メシチル基（２，４，６−トリメチルフェニル基）、テトラメチルフェニル基またはペンタメチルフェニル基であることを特徴とする請求の範囲第４項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子材料。
【請求項６】
前記中心金属Ｍ1がイリジウムであることを特徴とする請求の範囲第１項〜第５項のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子材料。
【請求項７】
前記中心金属Ｍ1が白金であることを特徴とする請求の範囲第１項〜第５項のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子材料。
【請求項８】
前記ｍ２が０であることを特徴とする請求の範囲第１項〜第７項のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子材料。
【請求項９】
第１発光波長が４００〜５００ｎｍの範囲内であることを特徴とする請求の範囲第１項〜第８項のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子材料。
【請求項１０】
請求の範囲第１項〜第９項のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子材料を含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。
【請求項１１】
構成層として発光層を有し、該発光層が請求の範囲第１項〜第９項のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子材料を含有することを特徴とする請求の範囲第１０項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１２】
前記発光層が、ホスト化合物として、カルバゾール誘導体または該カルバゾール誘導体のカルバゾール環を構成する炭化水素環の炭素原子の少なくとも一つが窒素原子で置換されている環構造を有する誘導体を含有することを特徴とする請求の範囲第１０項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１３】
構成層として正孔阻止層を有し、該正孔阻止層が、正孔阻止材料として、カルバゾール誘導体または該カルバゾール誘導体のカルバゾール環を構成する炭化水素環の炭素原子の少なくとも一つが窒素原子で置換されている環構造を有する誘導体を含有することを特徴とする請求の範囲第１０項〜第１２項のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１４】
請求の範囲第１０項〜第１３項のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を有することを特徴とする表示装置。
【請求項１５】
請求の範囲第１０項〜第１３項のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を有することを特徴とする照明装置。
【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材料、有機エレクトロルミネッセンス素子、表示装置及び照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、発光型の電子ディスプレイデバイスとして、エレクトロルミネッセンスディスプレイ（以下、ＥＬＤという）がある。ＥＬＤの構成要素としては、無機エレクトロルミネッセンス素子や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）が挙げられる。無機エレクトロルミネッセンス素子は平面型光源として使用されてきたが、発光素子を駆動させるためには交流の高電圧が必要である。有機ＥＬ素子は発光する化合物を含有する発光層を陰極と陽極で挟んだ構成を有し、発光層に電子及び正孔を注入して、再結合させることにより励起子（エキシトン）を生成させ、このエキシトンが失活する際の光の放出（蛍光・リン光）を利用して発光する素子であり、数Ｖ〜数十Ｖ程度の電圧で発光が可能であり、さらに自己発光型であるために視野角に富み、視認性が高く、薄膜型の完全固体素子であるために省スペース、携帯性等の観点から注目されている。【０００３】
しかしながら、今後の実用化に向けた有機ＥＬ素子においては、さらに低消費電力で効率よく高輝度に発光する有機ＥＬ素子の開発が望まれている。【０００４】
特許第３０９３７９６号公報では、スチルベン誘導体、ジスチリルアリーレン誘導体またはトリススチリルアリーレン誘導体に微量の蛍光体をドープし、発光輝度の向上、素子の長寿命化を達成している。また、８−ヒドロキシキノリンアルミニウム錯体をホスト化合物として、これに微量の蛍光体をドープした有機発光層を有する素子（例えば、特開昭６３−２６４６９２号公報）、８−ヒドロキシキノリンアルミニウム錯体をホスト化合物として、これにキナクリドン系色素をドープした有機発光層を有する素子（例えば、特開平３−２５５１９０号公報）等が知られている。【０００５】
以上のように、励起一重項からの発光を用いる場合、一重項励起子と三重項励起子の生成比が１：３であるため発光性励起種の生成確率が２５％であり、光の取り出し効率が約２０％であるため、外部取り出し量子効率（ηｅｘｔ）の限界は５％とされている。【０００６】
ところが、プリンストン大より励起三重項からのリン光発光を用いる有機ＥＬ素子の報告（Ｍ．Ａ．Ｂａｌｄｏ  ｅｔ  ａｌ．，Ｎａｔｕｒｅ、３９５巻、１５１〜１５４頁（１９９８年））がされて以来、室温でリン光を示す材料の研究が活発になってきている。【０００７】
例えば、Ｍ．Ａ．Ｂａｌｄｏ  ｅｔ  ａｌ．，Ｎａｔｕｒｅ、４０３巻、１７号、７５０〜７５３頁（２０００年）、また米国特許第６，０９７，１４７号明細書等にも開示されている。【０００８】
励起三重項を使用すると、内部量子効率の上限が１００％となるため励起一重項の場合に比べて原理的に発光効率が４倍となり、冷陰極管とほぼ同等の性能が得られる可能性があることから照明用途としても注目されている。【０００９】
例えば、Ｓ．Ｌａｍａｎｓｋｙ  ｅｔ  ａｌ．，Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，１２３巻、４３０４頁（２００１年）等においては、多くの化合物がイリジウム錯体系等重金属錯体を中心に合成検討されている。【００１０】
また、前述のＭ．Ａ．Ｂａｌｄｏ  ｅｔ  ａｌ．，Ｎａｔｕｒｅ、４０３巻、１７号、７５０〜７５３頁（２０００年）においては、ドーパントとしてトリス（２−フェニルピリジン）イリジウムを用いた検討がされている。【００１１】
その他、Ｍ．Ｅ．Ｔｏｍｐｓｏｎ等は、Ｔｈｅ  １０ｔｈ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｗｏｒｋｓｈｏｐ  ｏｎ  Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ  ａｎｄ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ（ＥＬ’００、浜松）において、ドーパントとしてＬ２Ｉｒ（ａｃａｃ）、例えば、（ｐｐｙ）２Ｉｒ（ａｃａｃ）を、またＭｏｏｎ−Ｊａｅ  Ｙｏｕｎ．０ｇ、Ｔｅｔｓｕｏ  Ｔｓｕｔｓｕｉ等は、やはりＴｈｅ  １０ｔｈ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｗｏｒｋｓｈｏｐ  ｏｎ  Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ  ａｎｄ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ（ＥＬ’００、浜松）において、ドーパントとしてトリス（２−（ｐ−トリル）ピリジン）イリジウム（Ｉｒ（ｐｔｐｙ）３），トリス（ベンゾ［ｈ］キノリン）イリジウム（Ｉｒ（ｂｚｑ）３）等を用いた検討を行っている（なおこれらの金属錯体は一般にオルトメタル化イリジウム錯体と呼ばれている。）。【００１２】
また、前記Ｓ．Ｌａｍａｎｓｋｙ  ｅｔ  ａｌ．，Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，１２３巻、４３０４頁（２００１年）や特開２００１−２４７８５９号公報等においても、各種イリジウム錯体を用いて素子化する試みがされている。【００１３】
また、高い発光効率を得るために、Ｔｈｅ  １０ｔｈ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｗｏｒｋｓｈｏｐ  ｏｎ  Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ  ａｎｄ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ（ＥＬ’００、浜松）では、Ｉｋａｉ等はホール輸送性の化合物をリン光性化合物のホストとして用いている。また、Ｍ．Ｅ．Ｔｏｍｐｓｏｎ等は各種電子輸送性材料をリン光性化合物のホストとして、これらに新規なイリジウム錯体をドープして用いている。【００１４】
中心金属をイリジウムの代わりに白金としたオルトメタル化錯体も注目されている。この種の錯体に関しては、配位子に特徴を持たせた例が多数知られている。【００１５】
いずれの場合も発光素子とした場合の発光輝度や発光効率は、その発光する光がリン光に由来することから従来の素子に比べ大幅に改良されるものであるが、素子の発光寿命については従来の素子よりも低いという問題点があった。このように、リン光性の高効率の発光材料は、発光波長の短波化と素子の発光寿命の改善が難しく、実用に耐えうる性能を十分に達成できていないのが現状である。【００１６】
また波長の短波化に関しては、これまでフェニルピリジンにフッ素原子、トリフルオロメチル基、シアノ基等の電子吸引基を置換基として導入すること、配位子としてピコリン酸やピラザボール系の副配位子を導入することが知られているが、これらの配位子では発光材料の発光波長が短波化して青色を達成し、高効率の素子を達成できる一方、素子の発光寿命は大幅に劣化するため、そのトレードオフの改善が求められていた。【００１７】
配位子としてフェニル基を置換したフェニルピラゾールを有する金属錯体が知られている（例えば、特許文献１、２参照。）。しかし、ここで開示されているフェニルピラゾールへのフェニル基の置換様式では発光の素子寿命に改善が見られるが、まだ十分ではなく発光効率の観点からも改良の余地が残っている。【００１８】
配位子としてフェニルイミダゾールを基本骨格にして、種々の置換基を導入した例が開示されている（例えば、特許文献３、４参照。）が、発光寿命には大きな改善は見られず改良の余地が残っている。【００１９】
別のアプローチとして、配位子の構造にヘテロ原子を含む三環以上の環からなる縮環構造を導入した例が開示されている（特許文献５、６、７参照。）が、開示されている例はいずれも発光極大が５５０ｎｍ以上の黄〜赤のような長波な発光を示すものが多く、青〜青緑といった短波な発光の例は少なく、高効率かつ発光寿命の長いものは皆無だった。
【特許文献１】国際公開第０４／０８５４５０号パンフレット
【特許文献２】特開２００５−５３９１２号公報
【特許文献３】国際公開第０５／００７７６７号パンフレット
【特許文献４】国際公開第０６／０４６９８０号パンフレット
【特許文献５】特開２００２−３３２２９１号公報
【特許文献６】特開２００４−６７６５８号公報
【特許文献７】国際公開第０４／１１１０６６号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
本発明は係る課題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、発光波長が制御され、高い発光効率を示し、かつ発光寿命の長い有機ＥＬ素子材料を提供することである。特に、青色〜青緑色の短波な発光で、高い発光効率を示し、かつ発光寿命の長い有機ＥＬ素子材料を提供することである。さらに、それを用いた有機ＥＬ素子、表示装置及び照明装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明の上記目的は、下記の構成により達成された。【００２２】
１．下記一般式（１）で表される金属錯体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材料。【００２３】
【化１】
2008035664.tif 000003
【００２４】
（式中、ＸはＲ1−Ｎ、Ｏ、Ｓ、ＳｅまたはＴｅを表す。Ｒ1は置換、無置換のアルキル基、シクロアルキル基、アリール基または芳香族複素環基を表す。Ｙ1、Ｙ2及びＹ3はＲ2−Ｎ、ＮまたはＲ3−Ｃを表し、Ｃ、Ｎとともにイミダゾール環、トリアゾール環、テトラゾール環を形成するのに必要な原子群を表す。Ｒ2は置換、無置換のアルキル基、シクロアルキル基、アリール基または芳香族複素環基を表す。Ｒ3は水素原子あるいは置換基を表す。Ｇは置換基を表し、ｎは０、１または２を表す。Ｘ1−Ｌ1−Ｘ2は２座の配位子を表し、Ｘ1、Ｘ2は各々独立に炭素原子、窒素原子または酸素原子を表す。Ｌ1はＸ1、Ｘ2と共に２座の配位子を形成する原子群を表す。中心金属であるＭ1は元素周期表における８〜１１族の金属を表す。ｍ１は１、２または３の整数を表し、ｍ２は０、１または２の整数を表すが、ｍ１＋ｍ２は２または３であり、これは中心金属の正電荷と同じ数である。）
２．前記一般式（１）で表される金属錯体が下記一般式（２）で表されることを特徴とする前記１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子材料。【００２５】
【化２】
2008035664.tif 000004
【００２６】
（式中、ＸはＲ1−Ｎ、Ｏ、Ｓ、ＳｅまたはＴｅを表す。Ｒ1は置換、無置換のアルキル基、シクロアルキル基、アリール基または芳香族複素環基を表す。Ｙ1及びＹ2はＲ2−Ｎ、ＮまたはＲ3−Ｃを表し、Ｎ−Ｃ＝Ｎと共にイミダゾール環、トリアゾール環、テトラゾール環を形成するのに必要な原子群を表す。Ｒ2は置換、無置換のアルキル基、シクロアルキル基、アリール基または芳香族複素環基を表す。Ｒ3は水素原子あるいは置換基を表す。Ｇは置換基を表し、ｎは０、１または２を表す。Ｘ1−Ｌ1−Ｘ2は２座の配位子を表し、Ｘ1、Ｘ2は各々独立に炭素原子、窒素原子または酸素原子を表す。Ｌ1はＸ1、Ｘ2と共に２座の配位子を形成する原子群を表す。中心金属であるＭ1は元素周期表における８〜１１族の金属を表す。ｍ１は１、２または３の整数を表し、ｍ２は０、１または２の整数を表すが、ｍ１＋ｍ２は２または３であり、これは中心金属の正電荷と同じ数である。）
３．前記一般式（２）で表される金属錯体が下記一般式（３）で表されることを特徴とする前記２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子材料。【００２７】
【化３】
2008035664.tif 000005
【００２８】
（式中、ＸはＲ1−Ｎ、Ｏ、Ｓ、ＳｅまたはＴｅを表す。Ｒ1は置換、無置換のアルキル基、シクロアルキル基、アリール基または芳香族複素環基を表す。Ｒ2は置換、無置換のアルキル基、シクロアルキル基、アリール基または芳香族複素環基を表す。Ｇは置換基を表し、ｎは０、１または２を表す。Ｘ1−Ｌ1−Ｘ2は２座の配位子を表し、Ｘ1、Ｘ2は各々独立に炭素原子、窒素原子または酸素原子を表す。Ｌ1はＸ1、Ｘ2と共に２座の配位子を形成する原子群を表す。中心金属であるＭ1は元素周期表における８〜１１族の金属を表す。ｍ１は１、２または３の整数を表し、ｍ２は０、１または２の整数を表すが、ｍ１＋ｍ２は２または３であり、これは中心金属の正電荷と同じ数である。）
４．前記一般式（３）で表される金属錯体において、Ｒ2がメチル基あるいは置換、無置換のアリール基または芳香族複素環基であることを特徴とする前記３に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子材料。【００２９】
５．前記一般式（３）で表される金属錯体において、Ｒ2が２，６−ジメチルフェニル基、メシチル基（２，４，６−トリメチルフェニル基）、テトラメチルフェニル基またはペンタメチルフェニル基であることを特徴とする前記４に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子材料。【００３０】
６．前記中心金属Ｍ1がイリジウムであることを特徴とする前記１〜５のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子材料。【００３１】
７．前記中心金属Ｍ1が白金であることを特徴とする前記１〜５のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子材料。【００３２】
８．前記ｍ２が０であることを特徴とする前記１〜７のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子材料。【００３３】
９．第１発光波長が４００〜５００ｎｍの範囲内であることを特徴とする前記１〜８のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子材料。【００３４】
１０．前記１〜９のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子材料を含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。【００３５】
１１．構成層として発光層を有し、該発光層が前記１〜９のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子材料を含有することを特徴とする前記１０に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。【００３６】
１２．前記発光層が、ホスト化合物として、カルバゾール誘導体または該カルバゾール誘導体のカルバゾール環を構成する炭化水素環の炭素原子の少なくとも一つが窒素原子で置換されている環構造を有する誘導体を含有することを特徴とする前記１０に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。【００３７】
１３．構成層として正孔阻止層を有し、該正孔阻止層が、正孔阻止材料として、カルバゾール誘導体または該カルバゾール誘導体のカルバゾール環を構成する炭化水素環の炭素原子の少なくとも一つが窒素原子で置換されている環構造を有する誘導体を含有することを特徴とする前記１０〜１２のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。【００３８】
１４．前記１０〜１３のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を有することを特徴とする表示装置。【００３９】
１５．前記１０〜１３のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を有することを特徴とする照明装置。
【発明の効果】
【００４０】
本発明により、有機ＥＬ素子用に有用な有機ＥＬ素子材料が得られ、該有機ＥＬ素子材料を用いることにより発光波長が制御され、高い発光効率を示し、かつ発光寿命の長い有機ＥＬ素子、照明装置及び表示装置を提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の金属錯体（化合物４）の発光スペクトルである。
【図２】本発明の金属錯体（化合物４）の発光スペクトルである。
【図３】本発明の金属錯体（化合物１４）の発光スペクトルである。
【図４】本発明の金属錯体（化合物１４）の発光スペクトルである。
【図５】本発明の金属錯体（化合物２７）の発光スペクトルである。
【図６】本発明の金属錯体（化合物２７）の発光スペクトルである。
【図７】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８】表示部Ａの模式図である。
【図９】画素の模式図である。
【図１０】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１１】照明装置の概略図である。
【図１２】照明装置の模式図である。
【符号の説明】
【００４２】
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
Ａ  表示部
Ｂ  制御部
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
【発明を実施するための最良の形態】
【００４３】
本発明の有機ＥＬ素子材料においては、請求の範囲１〜９のいずれか１項に規定される構成により、有機ＥＬ素子用に有用な有機ＥＬ素子材料を分子設計することに成功した。また、該有機ＥＬ素子材料を用いることにより高い発光効率を示し、かつ発光寿命の長い有機ＥＬ素子、照明装置及び表示装置を提供することができた。【００４４】
本発明者等は前記の問題点について鋭意検討を行った結果、前記一般式（１）、（２）または（３）で表される金属錯体を有機ＥＬ素子材料として含む有機ＥＬ素子により、発光効率と発光寿命が大きく改善されるという知見を得た。【００４５】
本発明者らは鋭意検討した結果、フェニルアゾール誘導体は、母核であるフェニルアゾールへの置換基の置換位置や種類の影響で錯体の安定性が大きく左右され、そのことが発光寿命に大きな影響を与えることを見出した。本発明に係る金属錯体のように、フェニルアゾールに特定の部分構造を導入することにより、従来のフェニルピリジン誘導体を配位子とする青色用の金属錯体、特に電子吸引基によってのみ発光波長を短波に制御してきた有機ＥＬ素子材料を用いて作製された有機ＥＬ素子の問題点であった発光寿命が大幅に改善されることを見出し、高い発光効率と長い発光寿命を両立できるに到った。また、フェニルアゾール誘導体のなかでも特に２−フェニルイミダゾール誘導体を用いること、さらに、イミダゾール環上で金属に配位子していない窒素原子に特定の置換基を導入することで、色純度の優れた青色用発光素子の更なる長寿命化が可能になることが分かり、有機ＥＬ素子の発光寿命の大幅な改善に成功した。【００４６】
以下、本発明に係る各構成要素の詳細について、順次説明する。【００４７】
《金属錯体》
本発明の有機ＥＬ素子材料に係る金属錯体について説明する。【００４８】
（配位子）
本発明に係る金属錯体は、例えば、上記一般式（１）で説明すると、ｍ１を有する括弧内に示す部分構造、もしくはその互変異性体で表される部分構造を主配位子、ｍ２を有する括弧内に示す部分構造、もしくはその互変異性体で表される部分構造を副配位子と称する。【００４９】
本発明においては、一般式（１）に代表されるように、該金属錯体は主配位子もしくはその互変異性体と副配位子もしくはその互変異性体の組み合わせで構成されるか、後述するが、ｍ２＝０の場合、即ち該金属錯体の配位子の全てが主配位子またはその互変異性体で表される部分構造のみで構成されていてもよい。【００５０】
さらに、従来公知の金属錯体形成に用いられる、所謂配位子として当該業者が周知の配位子（配位化合物ともいう）を必要に応じて副配位子として有していてもよい。【００５１】
本発明に記載の効果を好ましく得る観点からは、錯体中の配位子の種類は１〜２種類から構成されることが好ましく、さらに好ましくは１種類である。【００５２】
従来公知の金属錯体に用いられる配位子としては、種々の公知の配位子があるが、例えば、「Ｐｈｏｔｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ａｎｄ  Ｐｈｏｔｏｐｈｙｓｉｃｓ  ｏｆ  Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ  Ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ」Ｓｐｒｉｎｇｅｒ−Ｖｅｒｌａｇ社  Ｈ．Ｙｅｒｓｉｎ著  １９８７年発行、「有機金属化学−基礎と応用−」裳華房社  山本明夫著  １９８２年発行等に記載の配位子（例えば、ハロゲン配位子（好ましくは塩素配位子）、含窒素ヘテロ環配位子（例えば、ビピリジル、フェナントロリン等）、ジケトン配位子等）が挙げられる。【００５３】
（元素周期表の８〜１１族の遷移金属元素）
本発明に係る、一般式（１）、（２）または（３）で表される金属錯体の形成に用いられる金属としては、元素周期表の８〜１１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、白金が好ましい遷移金属元素として挙げられる。【００５４】
本発明に係る前記一般式（１）、（２）または（３）で表される金属錯体の含有層としては、発光層及び／または電子阻止層が好ましく、また発光層に含有する場合は、発光層中の発光ドーパントとして用いることにより、本発明の有機ＥＬ素子の外部取り出し量子効率の向上（高輝度化）や発光寿命の長寿命化を達成することができる。【００５５】
（一般式（１）、（２）または（３）で表される金属錯体）
ここで、本発明に係る前記一般式（１）、（２）または（３）で表される金属錯体について説明する。【００５６】
一般式（１）、（２）または（３）において、ＸはＲ1−Ｎ、Ｏ、Ｓ、ＳｅまたはＴｅを表す。発光極大波長がより短波であるという点では、ＸはＲ1−Ｎ、Ｏ、Ｓであることが好ましく、発光の色純度がより高いという点でＸがＲ1−Ｎであることがさらに好ましい。【００５７】
Ｒ1は置換、無置換のアルキル基、シクロアルキル基、アリール基または芳香族複素環基を表す。【００５８】
アルキル基としては、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、ペンタデシル基等が挙げられる。【００５９】
シクロアルキル基としては、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等が挙げられる。【００６０】
アリール基としては、例えば、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、ビフェニリル基等が挙げられる。【００６１】
芳香族複素環基としては、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、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、フタラジニル基等が挙げられる。【００６２】
これらの基はさらに置換されていてもよく、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また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）等が挙げられる。これらの置換基は上記の置換基によってさら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。【００６３】
Ｇは置換基を表し、ｎは０、１または２を表す。置換基の例としては、Ｒ1の置換基の例として挙げたものと同じものを挙げることができる。【００６４】
Ｙ1、Ｙ2及びＹ3はＲ2−Ｎ、Ｎ、またはＲ3−Ｃを表し、Ｃ、Ｎとともにイミダゾール環、トリアゾール環、テトラゾール環を形成するのに必要な原子群を表す。【００６５】
Ｒ2は置換、無置換のアルキル基、シクロアルキル基、アリール基または芳香族複素環基を表す。アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、芳香族複素環基の例としては、Ｒ1の例として挙げたものと同じものを挙げることができる。【００６６】
これらの基はさらに置換されていてもよく、置換基の例としては、Ｒ1の置換基の例として挙げたものと同じものを挙げることができる。【００６７】
Ｒ2としては発光寿命の点でメチル基及び置換、無置換のアリール基、芳香族複素環基が好ましく、とりわけ、置換、無置換のアリール基、芳香族複素環基が好ましい。【００６８】
アリール基の中では、イミダゾールとの結合部位の２つのオルト位に少なくとも１つのメチル基が置換されているものは発光波長が短波化するという点で好ましく、より好ましくは、イミダゾールとの結合部位の２つのオルト位がともにメチル基で置換されているものである、具体的には、２，６−ジメチルフェニル基、メシチル基（２，４，６−トリメチルフェニル基）、テトラメチルフェニル基またはペンタメチルフェニル基である。２，６−ジメチルフェニル基はさらに置換されていてもよく、置換基の例としてはＲ1の置換基として挙げたものと同じものが挙げられる。【００６９】
Ｒ3は水素原子あるいは置換基を表す。置換基の例としては、Ｒ1の置換基の例として挙げたものと同じものを挙げることができる。好ましくは、水素原子あるいは、置換、無置換のアルキル基、シクロアルキル基、アリール基または芳香族複素環基であり、さらに好ましくは水素原子、あるいは置換、無置換のアリール基である。【００７０】
中心金属であるＭ1は元素周期表における８〜１１族の金属を表す。好ましい中心金属の例としてはルテニウム、ロジウム、パラジウム、銀、オスミウム、イリジウム、白金、金等が挙げられる。より好ましくはイリジウム及び白金である。【００７１】
以下に、主配位子の構造を中心金属Ｍ1とともに示す。【００７２】
【化４】
2008035664.tif 000006
【００７３】
式中、Ｘ、Ｇ、ｎ、Ｒ2、Ｒ3、Ｍ1は上記一般式（１）におけるものと同じものを表す。【００７４】
発光量子収率が高いという点で、Ｙ3はＲ2−Ｎであることが好ましく、発光極大波長がより短波であるという点でさらにＹ2はＨ−Ｃであることが好ましい。発光寿命がより長くなるのはＹ1、Ｙ2がともにＲ3−Ｃである場合である。【００７５】
すなわち、主配位子の構造としては、上記のイミダゾール−１、トリアゾール−１、トリアゾール−２、テトラゾール−１の構造が好ましく、さらに好ましいのは、イミダゾール−１、トリアゾール−１であり、最も好ましいのはイミダゾール−１の構造である。【００７６】
一般式（１）、（２）または（３）において、Ｘ1−Ｌ1−Ｘ2は２座の配位子を表し、Ｘ1、Ｘ2は各々独立に炭素原子、窒素原子、または酸素原子を表す。Ｌ1はＸ1、Ｘ2と共に２座の配位子を形成する原子群を表す。【００７７】
Ｘ1−Ｌ1−Ｘ2で表される２座の配位子の具体例としては、置換また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。ｍ１は１、２または３の整数を表し、ｍ２は０、１または２の整数を表すが、ｍ１＋ｍ２は２または３である。中でも、ｍ２は０が好ましい。【００７８】
以下、本発明に係る前記一般式（１）、（２）または（３）で表される金属錯体の具体例を示すが、本発明はこれらに限定されない。【００７９】
【化５】
2008035664.tif 000007
【００８０】
【化６】
2008035664.tif 000008
【００８１】
【化７】
2008035664.tif 000009
【００８２】
【化８】
2008035664.tif 000010
【００８３】
【化９】
2008035664.tif 000011
【００８４】
【化１０】
2008035664.tif 000012
【００８５】
【化１１】
2008035664.tif 000013
【００８６】
【化１２】
2008035664.tif 000014
【００８７】
【化１３】
2008035664.tif 000015
【００８８】
【化１４】
2008035664.tif 000016
【００８９】
【化１５】
2008035664.tif 000017
【００９０】
【化１６】
2008035664.tif 000018
【００９１】
【化１７】
2008035664.tif 000019
【００９２】
【化１８】
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【００９３】
【化１９】
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【００９４】
【化２０】
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【００９５】
【化２１】
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【００９６】
【化２２】
2008035664.tif 000024
【００９７】
【化２３】
2008035664.tif 000025
【００９８】
【化２４】
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【００９９】
【化２５】
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【０１００】
【化２６】
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【０１０１】
【化２７】
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【０１０２】
【化２８】
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【０１０３】
【化２９】
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【０１０４】
【化３０】
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【０１０５】
【化３１】
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【０１０６】
【化３２】
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【０１０７】
【化３３】
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【０１０８】
【化３４】
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【０１０９】
【化３５】
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【０１１０】
【化３６】
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【０１１１】
【化３７】
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【０１１２】
【化３８】
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【０１１３】
【化３９】
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【０１１４】
【化４０】
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【０１１５】
【化４１】
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【０１１６】
【化４２】
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【０１１７】
【化４３】
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【０１１８】
【化４４】
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【０１１９】
【化４５】
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【０１２０】
【化４６】
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【０１２１】
【化４７】
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【０１２２】
【化４８】
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【０１２３】
【化４９】
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【０１２４】
【化５０】
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【０１２５】
【化５１】
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【０１２６】
【化５２】
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【０１２７】
【化５３】
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【０１２８】
【化５４】
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【０１２９】
【化５５】
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【０１３０】
【化５６】
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【０１３１】
【化５７】
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【０１３２】
【化５８】
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【０１３３】
【化５９】
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【０１３４】
【化６０】
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【０１３５】
【化６１】
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【０１３６】
【化６２】
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【０１３７】
【化６３】
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【０１３８】
【化６４】
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【０１３９】
【化６５】
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【０１４０】
【化６６】
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【０１４１】
【化６７】
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【０１４２】
【化６８】
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【０１４３】
【化６９】
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【０１４４】
【化７０】
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【０１４５】
【化７１】
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【０１４６】
【化７２】
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【０１４７】
【化７３】
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【０１４８】
【化７４】
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【０１４９】
【化７５】
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【０１５０】
【化７６】
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【０１５１】
【化７７】
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【０１５２】
【化７８】
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【０１５３】
これらの金属錯体は、例えば、Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｌｅｔｔｅｒ誌，ｖｏｌ３，Ｎｏ．１６，２５７９〜２５８１頁（２００１）、Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，第３０巻，第８号，１６８５〜１６８７頁（１９９１年）、Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，１２３巻，４３０４頁（２００１年）、Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，第４０巻，第７号，１７０４〜１７１１頁（２００１年）、Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，第４１巻，第１２号，３０５５〜３０６６頁（２００２年）、Ｎｅｗ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，第２６巻，１１７１頁（２００２年）、Ｅｕｒｏｐｅａｎ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，第４巻，６９５〜７０９頁（２００４年）、さらにこれらの文献中に記載の参考文献等の方法を適用することにより合成できる。【０１５４】
以下に、代表的な化合物の合成例を示す。【０１５５】
（例示化合物４の合成）
下記スキームにより合成した。【０１５６】
【化７９】
2008035664.tif 000081
【０１５７】
窒素雰囲気下で３−〔１−（２，４，６−トリメチルフェニル）−１Ｈ−イミダゾール−２−イル〕−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール、３．９ｇ（９．１ミリモル）を２−エトキシエタノール３０ｍｌに溶解した溶液に、塩化イリジウム３水和物、１．０６ｇ（３．０ミリモル）及び１０ｍｌの水を加え、窒素雰囲気下で５時間還流した。反応液を冷却し、メタノール５０ｍｌを加え、析出した結晶を濾取した。得られた結晶をさらにメタノールで洗浄し、乾燥後２．７２ｇ（収率８４％）の錯体Ａを得た。【０１５８】
窒素雰囲気下で錯体Ａ、２．１６ｇ（１．０ミリモル）及び炭酸ナトリウム２．２ｇを２−エトキシエタノール３５ｍｌに懸濁させた。この懸濁液にアセチルアセトン０．４ｇ（４．０ミリモル）を加え、窒素雰囲気下で２時間還流した。反応液を冷却後、減圧濾過によって炭酸ナトリウム及び無機塩を除去した。溶媒を減圧濃縮した後に得られた固体に水１００ｍｌを加えて懸濁後、固体を濾取した。得られた結晶をさらにメタノール／水＝１／１混合溶液で洗浄し、乾燥後２．１０ｇ（収率９２％）の錯体Ｂを得た。【０１５９】
窒素雰囲気下で錯体Ｂ、１．０３ｇ（０．９ミリモル）及び３−〔１−（２，４，６−トリメチルフェニル）−１Ｈ−イミダゾール−２−イル〕−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール１．２８ｇ（３．０ミリモル）をグリセリン４０ｍｌに懸濁させた。窒素雰囲気下で反応温度１５０〜１６０℃の間で２時間反応させ、錯体Ｂの消失を確認したところで反応終了とした。反応液を冷却し、メタノール５０ｍｌを加え、析出した結晶を濾取した。得られた結晶をさらにメタノールで洗浄し、乾燥後収量０．９９ｇ（収率７４．７％）の粗生成物を得た。この粗生成物を少量の塩化メチレンに溶解し、シカゲルカラムクロマトグラフィーによって精製し（塩化メチレン）０．９３ｇ（収率７０．２％）の例示化合物４を得た。
精製した化合物４が目的物であることをＭＡＳＳ、１Ｈ−ＮＭＲにより確認した。  【０１６０】
１Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ、ＴＨＦ−ｄ８）
スペクトル帰属（ケミカルシフトδ，ピーク形状，〔カップリング定数，〕プロトン数，構造への帰属）
：δ＝２．１０（ｓ，９Ｈ，ＣＨ３−），２．４８（ｓ，９Ｈ，ＣＨ３−），２．５０（ｓ，９Ｈ，ＣＨ３−），６．３１（ｔ，Ｊ＝７．４Ｈｚ，３Ｈ，ＣＨ，フェニル基），６．５４（ｔ，Ｊ＝７．４Ｈｚ，６Ｈ，ＣＨ，フェニル基），６．６２（ｓ，３Ｈ，ＣＨ，カルバゾール環），６．８０（ｓ，３Ｈ，ＣＨ，カルバゾール環），６．８４（ｄ，Ｊ＝７．４Ｈｚ，６Ｈ，ＣＨ，フェニル基），６．８９（ｄ，Ｊ＝１．５Ｈｚ，３Ｈ，ＣＨ，イミダゾール環），６．９２（ｄ，Ｊ＝１．５Ｈｚ，６Ｈ，ＣＨ，イミダゾール環），６．９７（ｔ，Ｊ＝７．４Ｈｚ，３Ｈ，ＣＨ，カルバゾール環），７．１１（ｄ，Ｊ＝７．４Ｈｚ，３Ｈ，ＣＨ，カルバゾール環），７．１４（ｓ，３Ｈ，ＣＨ，メシチル基），７．１６（ｓ，３Ｈ，ＣＨ，メシチル基），７．２１（ｄ，Ｊ＝７．４Ｈｚ，３Ｈ，ＣＨ，カルバゾール環）７．３２（ｄ，Ｊ＝７．４Ｈｚ，３Ｈ，ＣＨ，カルバゾール環）
日立製作所製Ｆ−４５００を用いて測定した例示化合物（４）の溶液におけるＰＬ発光極大波長は、４６２ｎｍ（Ｔ＝７７Ｋ、２−メチルテトラヒドロフラン中）、４７０ｎｍ（室温、塩化メチレン中）であった。【０１６１】
図１、図２に発光スペクトルを示す。【０１６２】
（例示化合物１４の合成）
下記スキームにより合成した。【０１６３】
【化８０】
2008035664.tif 000082
【０１６４】
窒素雰囲気下で３−〔１−（２，４，６−トリメチルフェニル）−１Ｈ−イミダゾール−２−イル〕−９−エチル−９Ｈ−カルバゾール、３．４ｇ（９．０ミリモル）を２−エトキシエタノール３０ｍｌに溶解した溶液に、塩化イリジウム３水和物１．０６ｇ（３．０ミリモル）及び１０ｍｌの水を加え、窒素雰囲気下で５時間還流した。反応液を冷却し、メタノール５０ｍｌを加え、析出した結晶を濾取した。得られた結晶をさらにメタノールで洗浄し、乾燥後２．５４ｇ（収率８６％）の錯体Ｃを得た。【０１６５】
窒素雰囲気下で錯体Ｃ、１．９７ｇ（１．０ミリモル）及び炭酸ナトリウム２．０ｇを２−エトキシエタノール３５ｍｌに懸濁させた。この懸濁液にアセチルアセトン０．４ｇ（４．０ミリモル）を加え、窒素雰囲気下で２時間還流した。反応液を冷却後、減圧濾過によって炭酸ナトリウム及び無機塩を除去した。溶媒を減圧濃縮した後に得られた固体に水１００ｍｌを加えて懸濁後、固体を濾取した。得られた結晶をさらにメタノール／水＝１／１混合溶液で洗浄し、乾燥後１．９１ｇ（収率９１％）の錯体Ｄを得た。【０１６６】
窒素雰囲気下で錯体Ｄ、０．９４ｇ（０．９ミリモル）及び３−〔１−（２，４，６−トリメチルフェニル）−１Ｈ−イミダゾール−２−イル〕−９−エチル−９Ｈ−カルバゾール１．１４ｇ（３．０ミリモル）をグリセリン４０ｍｌに懸濁させた。窒素雰囲気下で反応温度１５０〜１６０℃の間で２時間反応させ、錯体Ｄの消失を確認したところで反応終了とした。反応液を冷却し、メタノール５０ｍｌを加え、析出した結晶を濾取した。得られた結晶をさらにメタノールで洗浄し、乾燥後収量０．８６ｇ（収率７２％）の粗生成物を得た。この粗生成物を少量の塩化メチレンに溶解し、シカゲルカラムクロマトグラフィーによって精製し（塩化メチレン）０．８１ｇ（収率６７．８％）の例示化合物１４を得た。
精製した化合物１４が目的物であることをＭＡＳＳ、１Ｈ−ＮＭＲにより確認した。  【０１６７】
１Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ、ＴＨＦ−ｄ８）
スペクトル帰属（ケミカルシフトδ，ピーク形状，〔カップリング定数，〕プロトン数，構造への帰属）
：δ＝０．９１（ｔ，Ｊ＝６．８Ｈｚ，９Ｈ，ＣＨ３−，エチル基），１．８１（ｓ，９Ｈ，Ｍｅ−），２．１６（ｓ，９Ｈ，ＣＨ３−），２．４８（ｓ，９Ｈ，ＣＨ３−），３．７５（ｍ，６Ｈ，−ＣＨ２−，エチル基），６．８２（ｄ，Ｊ＝１．５Ｈｚ，３Ｈ，ＣＨ，イミダゾール環），６．８４（ｄ，Ｊ＝７．６Ｈｚ，３Ｈ，ＣＨ，カルバゾール環），６．９２（ｓ，６Ｈ，ＣＨ，メシチル基），７．０６（ｔ，Ｊ＝７．６Ｈｚ，３Ｈ，ＣＨ，カルバゾール環），７．０９（ｄ，Ｊ＝７．６Ｈｚ，３Ｈ，ＣＨ，カルバゾール環），７．１３（ｓ，３Ｈ，ＣＨ，カルバゾール環），７．２０（ｓ，３Ｈ，ＣＨ，メシチル基），７．２７（ｄ，Ｊ＝７．６Ｈｚ，３Ｈ，ＣＨ，カルバゾール環）
日立製作所製Ｆ−４５００を用いて測定した例示化合物１４の溶液におけるＰＬ発光極大波長は、４６１ｎｍ（Ｔ＝７７Ｋ、２−メチルテトラヒドロフラン中）、４６５ｎｍ（室温、塩化メチレン中）であった。【０１６８】
図３、図４に発光スペクトルを示す。【０１６９】
（例示化合物２７の合成）
下記スキームにより合成した。【０１７０】
【化８１】
2008035664.tif 000083
【０１７１】
窒素雰囲気下で１−メチル−２−ジベンゾ［ｂ，ｄ］フラン−２−イル−１Ｈ−イミダゾール２．２ｇ（８．８ミリモル）を２−エトキシエタノール３０ｍｌに溶解した溶液に、塩化イリジウム３水和物、１．０６ｇ（３．０ミリモル）及び１０ｍｌの水を加え、窒素雰囲気下で５時間還流した。反応液を冷却し、メタノール５０ｍｌを加え、析出した結晶を濾取した。得られた結晶をさらにメタノールで洗浄し、乾燥後１．７８ｇ（収率８２％）の錯体Ｅを得た。【０１７２】
窒素雰囲気下で錯体Ｅ  １．４４ｇ（１．０ミリモル）及び炭酸ナトリウム２．３ｇを２−エトキシエタノール３５ｍｌに懸濁させた。この懸濁液にアセチルアセトン０．４ｇ（４．０ミリモル）を加え、窒素雰囲気下で２時間還流した。反応液を冷却後、減圧濾過によって炭酸ナトリウム及び無機塩を除去した。溶媒を減圧濃縮した後に得られた固体に水１００ｍｌを加えて懸濁後、固体を濾取した。得られた結晶をさらにメタノール／水＝１／１混合溶液で洗浄し、乾燥後１．４０ｇ（収率８９％）の錯体Ｆを得た。【０１７３】
窒素雰囲気下で錯体Ｆ、０．６３ｇ（０．８ミリモル）及び１−メチル−２−ジベンゾ［ｂ，ｄ］フラン−２−イル−１Ｈ−イミダゾール０．７４ｇ（３．０ミリモル）をグリセリン４０ｍｌに懸濁させた。窒素雰囲気下で反応温度１５０〜１６０℃の間で２時間反応させ、錯体Ｆの消失を確認したところで反応終了とした。反応液を冷却し、メタノール５０ｍｌを加え、析出した結晶を濾取した。得られた結晶をさらにメタノールで洗浄し、乾燥後収量０．５２ｇ（収率６９％）の粗生成物を得た。この粗生成物を少量の塩化メチレンに溶解し、シカゲルカラムクロマトグラフィーによって精製し（塩化メチレン）０．４８ｇ（収率６４．２％）の例示化合物２７を得た。
精製した化合物２７が目的物であることをＭＡＳＳ、１Ｈ−ＮＭＲにより確認した。  【０１７４】
１Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ、ＴＨＦ−ｄ８）
スペクトル帰属（ケミカルシフトδ，ピーク形状，〔カップリング定数，〕プロトン数，構造への帰属）
：δ＝３．８０（ｓ，９Ｈ，ＣＨ３−，メチル基），６．３７（ｄ，Ｊ＝１．５Ｈｚ，３Ｈ，ＣＨ，イミダゾール環），６．９１（ｓ，３Ｈ，ＣＨ，ジベンゾフラン環），７．１３（ｔ，Ｊ＝７．６Ｈｚ，３Ｈ，ＣＨ，ジベンゾフラン環），７．２２（ｔ，Ｊ＝７．６Ｈｚ，３Ｈ，ＣＨ，ジベンゾフラン環），７．２５（ｄ，Ｊ＝１．５Ｈｚ，３Ｈ，ＣＨ，イミダゾール環），７．２７（ｄ，Ｊ＝７．６Ｈｚ，３Ｈ，ＣＨ，ジベンゾフラン環），７．８４（ｄ，Ｊ＝７．６Ｈｚ，３Ｈ，ＣＨ，ジベンゾフラン環），８．１６（ｓ，３Ｈ，ＣＨ，ジベンゾフラン環）
日立製作所製Ｆ−４５００を用いて測定した例示化合物２７の溶液におけるＰＬ発光極大波長は、４５３ｎｍ（Ｔ＝７７Ｋ、２−メチルテトラヒドロフラン中）、４５９ｎｍ（室温、塩化メチレン中）であった。【０１７５】
図５、図６に発光スペクトルを示す。【０１７６】
《有機ＥＬ素子材料の有機ＥＬ素子への適用》
本発明の有機ＥＬ素子材料を用いて本発明の有機ＥＬ素子を作製する場合、有機ＥＬ素子の構成層（詳細は後述する）の中で、発光層または電子阻止層に本発明の有機ＥＬ素子材料を用いることが好ましい。また、発光層中では上記のように発光ドーパントとして好ましく用いられる。【０１７７】
（発光ホストと発光ドーパント）
発光層中の主成分であるホスト化合物である発光ホストに対する発光ドーパントとの混合比は、好ましくは０．１〜３０質量％未満の範囲に調整することである。【０１７８】
ただし、発光ドーパントは複数種の化合物を混合して用いてもよく、混合する相手は構造を異にする、その他の金属錯体やその他の構造を有するリン光性ドーパントや蛍光性ドーパントでもよい。【０１７９】
ここで、発光ドーパントとして用いられる金属錯体と併用してもよいドーパント（リン光性ドーパント、蛍光性ドーパント等）について述べる。発光ドーパントは大きく分けて、蛍光を発光する蛍光性ドーパントとリン光を発光するリン光性ドーパントの２種類がある。【０１８０】
前者（蛍光性ドーパント）の代表例としては、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、または希土類錯体系蛍光体等が挙げられる。【０１８１】
後者（リン光性ドーパント）の代表例としては、好ましくは元素周期表で８族、９族、１０族の遷移金属元素を含有する錯体系化合物であり、さらに好ましくはイリジウム化合物、オスミウム化合物であり、中でも最も好ましいのはイリジウム化合物である。【０１８２】
具体的には以下の特許公報に記載されている化合物である。【０１８３】
国際公開第００／７０６５５号パンフレット、特開２００２−２８０１７８号公報、特開２００１−１８１６１６号公報、特開２００２−２８０１７９号公報、特開２００１−１８１６１７号公報、特開２００２−２８０１８０号公報、特開２００１−２４７８５９号公報、特開２００２−２９９０６０号公報、特開２００１−３１３１７８号公報、特開２００２−３０２６７１号公報、特開２００１−３４５１８３号公報、特開２００２−３２４６７９号公報、国際公開第０２／１５６４５号パンフレット、特開２００２−３３２２９１号公報、特開２００２−５０４８４号公報、特開２００２−３３２２９２号公報、特開２００２−８３６８４号公報、特表２００２−５４０５７２号公報、特開２００２−１１７９７８号公報、特開２００２−３３８５８８号公報、特開２００２−１７０６８４号公報、特開２００２−３５２９６０号公報、国際公開第０１／９３６４２号パンフレット、特開２００２−５０４８３号公報、特開２００２−１００４７６号公報、特開２００２−１７３６７４号公報、特開２００２−３５９０８２号公報、特開２００２−１７５８８４号公報、特開２００２−３６３５５２号公報、特開２００２−１８４５８２号公報、特開２００３−７４６９号公報、特表２００２−５２５８０８号公報、特開２００３−７４７１号公報、特表２００２−５２５８３３号公報、特開２００３−３１３６６号公報、特開２００２−２２６４９５号公報、特開２００２−２３４８９４号公報、特開２００２−２３５０７６号公報、特開２００２−２４１７５１号公報、特開２００１−３１９７７９号公報、特開２００１−３１９７８０号公報、特開２００２−６２８２４号公報、特開２００２−１００４７４号公報、特開２００２−２０３６７９号公報、特開２００２−３４３５７２号公報、特開２００２−２０３６７８号公報等。【０１８４】
以下に、具体例の一部を示す。【０１８５】
【化８２】
2008035664.tif 000084
【０１８６】
【化８３】
2008035664.tif 000085
【０１８７】
【化８４】
2008035664.tif 000086
【０１８８】
（発光ホスト）
本発明に用いられるホスト化合物とは、発光層に含有される化合物のうちで室温（２５℃）においてリン光発光のリン光量子収率が、０．０１未満の化合物を表す。【０１８９】
本発明に用いられる発光ホストとしては構造的には特に制限はないが、代表的にはカルバゾール誘導体、トリアリールアミン誘導体、芳香族ボラン誘導体、含窒素複素環化合物、チオフェン誘導体、フラン誘導体、オリゴアリーレン化合物等の基本骨格を有するもの、またはカルバゾール誘導体のカルバゾール環を構成する炭化水素環の炭素原子の少なくとも一つが窒素原子で置換されている環構造を有する誘導体等が挙げられる。中でも、カルバゾール誘導体または該カルバゾール誘導体のカルバゾール環を構成する炭化水素環の炭素原子の少なくとも一つが窒素原子で置換されている環構造を有する誘導体が好ましく用いられる。【０１９０】
以下に具体例を挙げるが、本発明はこれらに限定されない。これらの化合物は正孔阻止材料として使用することも好ましい。【０１９１】
【化８５】
2008035664.tif 000087
【０１９２】
【化８６】
2008035664.tif 000088
【０１９３】
【化８７】
2008035664.tif 000089
【０１９４】
【化８８】
2008035664.tif 000090
【０１９５】
本発明に係る発光層においては、ホスト化合物として公知のホスト化合物を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。これらの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９０℃以上、さらに好ましくは１００℃以上の高Ｔｇ（ガラス転移温度）化合物が好ましい。ここで、ガラス転移点（Ｔｇ）とは、ＤＳＣ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｃｏｌｏｒｉｍｅｔｒｙ：示差走査熱量法）を用いて、ＪＩＳ−Ｋ−７１２１に準拠した方法により求められる値である。【０１９６】
また、本発明に用いられる発光ホストは低分子化合物でも、繰り返し単位をもつ高分子化合物でもよく、ビニル基やエポキシ基のような重合性基を有する低分子化合物（蒸着重合性発光ホスト）でもいい。【０１９７】
発光ホストの具体例としては、以下の文献に記載されている化合物が好適である。例えば、特開２００１−２５７０７６号公報、特開２００２−３０８８５５号公報、特開２００１−３１３１７９号公報、特開２００２−３１９４９１号公報、特開２００１−３５７９７７号公報、特開２００２−３３４７８６号公報、特開２００２−８８６０号公報、特開２００２−３３４７８７号公報、特開２００２−１５８７１号公報、特開２００２−３３４７８８号公報、特開２００２−４３０５６号公報、特開２００２−３３４７８９号公報、特開２００２−７５６４５号公報、特開２００２−３３８５７９号公報、特開２００２−１０５４４５号公報、特開２００２−３４３５６８号公報、特開２００２−１４１１７３号公報、特開２００２−３５２９５７号公報、特開２００２−２０３６８３号公報、特開２００２−３６３２２７号公報、特開２００２−２３１４５３号公報、特開２００３−３１６５号公報、特開２００２−２３４８８８号公報、特開２００３−２７０４８号公報、特開２００２−２５５９３４号公報、特開２００２−２６０８６１号公報、特開２００２−２８０１８３号公報、特開２００２−２９９０６０号公報、特開２００２−３０２５１６号公報、特開２００２−３０５０８３号公報、特開２００２−３０５０８４号公報、特開２００２−３０８８３７号公報等。【０１９８】
また、発光層はホスト化合物としてさらに蛍光極大波長を有するホスト化合物を含有していてもよい。この場合、他のホスト化合物とリン光性化合物から蛍光性化合物へのエネルギー移動で、有機ＥＬ素子としての電界発光は蛍光極大波長を有する他のホスト化合物からの発光も得られる。蛍光極大波長を有するホスト化合物として好ましいのは、溶液状態で蛍光量子収率が高いものである。ここで、蛍光量子収率は１０％以上、特に３０％以上が好ましい。具体的な蛍光極大波長を有するホスト化合物としては、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等が挙げられる。蛍光量子収率は、前記第４版実験化学講座７の分光IIの３６２頁（１９９２年版、丸善）に記載の方法により測定することができる。【０１９９】
次に、代表的な有機ＥＬ素子の構成について述べる。【０２００】
《有機ＥＬ素子の構成層》
本発明の有機ＥＬ素子の構成層について説明する。【０２０１】
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。【０２０２】
（ｉ）陽極／正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／陰極
（ii）陽極／電子阻止層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／陰極
（iii）陽極／正孔輸送層／電子阻止層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／陰極
（iv）陽極／正孔輸送層／電子阻止層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／陰極
（ｖ）陽極／正孔輸送層／電子阻止層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／陰極バッファー層／陰極
（vi）陽極／陽極バッファー層／正孔輸送層／電子阻止層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／陰極バッファー層／陰極
（vii）陽極／陽極バッファー層／正孔輸送層／電子阻止層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／陰極バッファー層／陰極
《阻止層（電子阻止層、正孔阻止層）》
本発明に係る阻止層（例えば、電子阻止層、正孔阻止層）について説明する。【０２０３】
本発明においては、正孔阻止層、電子阻止層等に本発明の有機ＥＬ素子材料を用いることが好ましく、特に好ましくは正孔阻止層に用いることである。【０２０４】
本発明の有機ＥＬ素子材料を正孔阻止層、電子阻止層に含有させる場合、前記１〜７のいずれか１項に記載されている本発明の有機ＥＬ素子材料を、正孔阻止層や電子阻止層等の層構成成分として１００質量％の状態で含有させてもよいし、他の有機化合物等と混合してもよい。【０２０５】
本発明に係る阻止層の膜厚としては好ましくは３〜１００ｎｍであり、さらに好ましくは５〜３０ｎｍである。【０２０６】
《正孔阻止層》
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。【０２０７】
正孔阻止層としては、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頁等に記載の正孔阻止（ホールブロック）層等を本発明に係る正孔阻止層として適用可能である。また、後述する電子輸送層の構成を必要に応じて、本発明に係る正孔阻止層として用いることができる。【０２０８】
本発明の有機ＥＬ素子は構成層として正孔阻止層を有し、該正孔阻止層が正孔阻止材料として、前記カルバゾール誘導体または該カルバゾール誘導体のカルバゾール環を構成する炭化水素環の炭素原子の少なくとも一つが窒素原子で置換されている環構造を有する誘導体を含有することが好ましい。【０２０９】
《電子阻止層》
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。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。【０２１０】
また本発明においては、発光層に隣接する隣接層、即ち正孔阻止層、電子阻止層に上記の本発明の有機ＥＬ素子材料を用いることが好ましく、特に電子阻止層に用いることが好ましい。【０２１１】
《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材料を含み、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。正孔輸送層は単層もしくは複数層設けることができる。【０２１２】
正孔輸送材料としては、特に制限はなく、従来、光導伝材料において正孔の電荷注入輸送材料として慣用されているものや、有機ＥＬ素子の正孔注入層、正孔輸送層に使用される公知のものの中から任意のものを選択して用いることができる。【０２１３】
正孔輸送材料は正孔の注入もしくは輸送、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。【０２１４】
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、芳香族第三級アミン化合物及びスチリルアミン化合物、特に芳香族第三級アミン化合物を用いることが好ましい。【０２１５】
芳香族第三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、さらには米国特許第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。【０２１６】
さらにこれらの材料を高分子鎖に導入した、また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。【０２１７】
この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、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。正孔輸送層の膜厚については特に制限はないが、通常は５〜５０００ｎｍ程度である。この正孔輸送層は上記材料の一種または二種以上からなる一層構造であってもよい。【０２１８】
《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。電子輸送層は単層もしくは複数層を設けることができる。【０２１９】
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、下記の材料が知られている。【０２２０】
さらに、電子輸送層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。【０２２１】
この電子輸送層に用いられる材料（以下、電子輸送材料という）の例としては、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、ナフタレンペリレン等の複素環テトラカルボン酸無水物、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、カルボリン誘導体、または該カルボリン誘導体のカルボリン環を構成する炭化水素環の炭素原子の少なくとも一つが窒素原子で置換されている環構造を有する誘導体等が挙げられる。さら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、電子吸引性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。【０２２２】
さらにこれらの材料を高分子鎖に導入した、また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。【０２２３】
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または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。その他、メタルフリーもしくはメタルフタロシアニン、また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。【０２２４】
この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、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。電子輸送層の膜厚については特に制限はないが、通常は５〜５０００ｎｍ程度である。この電子輸送層は上記材料の一種または二種以上からなる一層構造であってもよい。【０２２５】
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について説明する。【０２２６】
《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、上記のごとく陽極と発光層または正孔輸送層の間、及び陰極と発光層または電子輸送層との間に存在させてもよい。【０２２７】
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。【０２２８】
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。【０２２９】
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。【０２３０】
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０．１〜１００ｎｍの範囲が好ましい。【０２３１】
この注入層は上記材料を、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、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。注入層の膜厚については特に制限はないが、通常は５〜５０００ｎｍ程度である。この注入層は上記材料の一種または二種以上からなる一層構造であってもよい。【０２３２】
《陽極》
本発明の有機ＥＬ素子に係る陽極としては、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。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。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あま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。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。さら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。【０２３３】
《陰極》
一方、本発明に係る陰極としては、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。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。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１０〜１０００ｎｍ、好ましくは５０〜２００ｎｍの範囲で選ばれる。なお、発光を透過させるため、有機ＥＬ素子の陽極または陰極のいずれか一方が、透明または半透明であれば発光輝度が向上し好都合である。【０２３４】
《基体（基板、基材、支持体等ともいう）》
本発明の有機ＥＬ素子に係る基体としては、ガラス、プラスチック等の種類には特に限定はなく、また透明のものであれば特に制限はないが、好ましく用いられる基板としては、例えば、ガラス、石英、光透過性樹脂フィルムを挙げることができる。特に好ましい基体は、有機ＥＬ素子にフレキシブル性を与えることが可能な樹脂フィルムである。【０２３５】
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）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンスルフィド、ポリアリレート、ポリイミド、ポリカーボネート（ＰＣ）、セルローストリアセテート（ＴＡＣ）、セルロースアセテートプロピオネート（ＣＡＰ）等からなるフィルム等が挙げられる。【０２３６】
樹脂フィルムの表面には、無機物もしくは有機物の被膜また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、水蒸気透過率が０．０１ｇ／ｍ2・ｄａｙ・ａｔｍ以下の高バリア性フィルムであることが好ましい。【０２３７】
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２％以上である。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。【０２３８】
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よい。【０２３９】
照明用途で用いる場合には、発光ムラを低減させるために粗面加工したフィルム（アンチグレアフィルム等）を併用することもできる。【０２４０】
多色表示装置として用いる場合は、少なくとも２種類の異なる発光極大波長を有する有機ＥＬ素子からなるが、有機ＥＬ素子を作製する好適な例を説明する。【０２４１】
《有機ＥＬ素子の作製方法》
本発明の有機ＥＬ素子の作製方法の一例として、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／陰極バッファー層／陰極からなる有機ＥＬ素子の作製法について説明する。【０２４２】
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１０〜２００ｎｍの膜厚になるように蒸着やスパッタリング等の方法により形成させ、陽極を作製する。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。【０２４３】
この有機化合物を含有する薄膜の薄膜化の方法としては、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法、蒸着法、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、真空蒸着法またはスピンコート法が特に好ましい。さらに層ごとに異なる製膜法を適用してもよい。製膜に蒸着法を採用する場合、その蒸着条件は、使用する化合物の種類等により異なるが、一般にボート加熱温度５０〜４５０℃、真空度１０-6〜１０-2Ｐａ、蒸着速度０．０１〜５０ｎｍ／秒、基板温度−５０〜３００℃、膜厚０．１〜５μｍの範囲で適宜選ぶことが望ましい。【０２４４】
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、例えば、蒸着やスパッタリング等の方法により形成させ、陰極を設けることにより所望の有機ＥＬ素子が得られる。この有機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等の配慮が必要となる。【０２４５】
《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上記有機ＥＬ素子を有する。【０２４６】
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。【０２４７】
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、印刷法である。蒸着法を用いる場合においては、シャドーマスクを用いたパターニングが好ましい。【０２４８】
また作製順序を逆にして、陰極、電子輸送層、正孔阻止層、発光層、正孔輸送層、陽極の順に作製することも可能である。【０２４９】
このようにして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。さら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。なお、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、これに限定するものではない。【０２５３】
《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。【０２５４】
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、レーザー発振をさせることにより上記用途に使用してもよい。【０２５５】
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。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。または、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。【０２５６】
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。【０２５７】
図７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。【０２５８】
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。【０２５９】
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。【０２６０】
図８は表示部Ａの模式図である。【０２６１】
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。【０２６２】
図においては、画素３の発光した光が白矢印方向（下方向）へ取り出される場合を示している。【０２６３】
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）。【０２６４】
画素９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。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。【０２６５】
次に、画素の発光プロセスを説明する。【０２６６】
図９は画素の模式図である。【０２６７】
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。【０２６８】
図９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。【０２６９】
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。【０２７０】
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。【０２７１】
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。【０２７２】
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。【０２７３】
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。【０２７４】
図１０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１０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。【０２７５】
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。【０２７６】
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。【０２７７】
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、複数のリン光または蛍光で発光する材料を複数組み合わせたもの、蛍光また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。発光層もしくは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。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。【０２７９】
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。【０２８０】
このように、本発明に係る白色発光有機ＥＬ素子は、前記表示デバイス、ディスプレイに加えて、各種発光光源、照明装置として、家庭用照明、車内照明、また露光光源のような一種のランプとして、また液晶表示装置のバックライト等、表示装置にも有用に用いられる。【０２８１】
その他、時計等のバックライト、看板広告、信号機、光記憶媒体等の光源、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、さらには表示装置を必要とする一般の家庭用電気器具等広い範囲の用途が挙げられる。
【実施例】
【０２８２】
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。なお、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。【０２８３】
実施例１
《有機ＥＬ素子１−１の作製》
陽極としてガラス上にＩＴＯを１５０ｎｍ成膜した基板（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ｉｓｏ−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。この透明支持基板を市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに固定し、一方５つのタンタル製抵抗加熱ボートにα−ＮＰＤ、Ｈ４、Ｉｒ−１２、ＢＣＰ、Ａｌｑ3をそれぞれ
入れ、真空蒸着装置（第１真空槽）に取り付けた。【０２８４】
さらに、タンタル製抵抗加熱ボートにフッ化リチウムを、タングステン製抵抗加熱ボートにアルミニウムをそれぞれ入れ、真空蒸着装置の第２真空槽に取り付けた。【０２８５】
まず、第１の真空槽を４×１０-4Ｐａまで減圧した後、α−ＮＰＤの入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度０．１〜０．２ｎｍ／秒で透明支持基板に膜厚２０ｎｍの厚さになるように蒸着し、正孔注入／輸送層を設けた。【０２８６】
さらに、Ｈ４の入った前記加熱ボートとＩｒ−１２の入ったボートをそれぞれ独立に通電して、発光ホストであるＨ４と発光ドーパントであるＩｒ−１２の蒸着速度が１００：６になるように調節し、膜厚３０ｎｍの厚さになるように蒸着し、発光層を設けた。【０２８７】
次いで、ＢＣＰの入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度０．１〜０．２ｎｍ／秒で厚さ１０ｎｍの正孔阻止層を設けた。さらにＡｌｑ3の入った前記加熱ボートを
通電して加熱し、蒸着速度０．１〜０．２ｎｍ／秒で膜厚２０ｎｍの電子輸送層を設けた。【０２８８】
次に、電子輸送層まで成膜した素子を真空のまま第２真空槽に移した後、電子輸送層の上にステンレス鋼製の長方形穴あきマスクが配置されるように装置外部からリモートコントロールして設置した。【０２８９】
第２真空槽を２×１０-4Ｐａまで減圧した後、フッ化リチウム入りのボートに通電して蒸着速度０．０１〜０．０２ｎｍ／秒で膜厚０．５ｎｍの陰極バッファー層を設け、次いでアルミニウムの入ったボートに通電して、蒸着速度１〜２ｎｍ／秒で膜厚１５０ｎｍの陰極をつけ、有機ＥＬ素子１−１を作製した。【０２９０】
《有機ＥＬ素子１−２〜１−２６の作製》
有機ＥＬ素子１−１の作製において、表１に記載のように発光ホスト、発光ドーパント及び正孔阻止材料を変更した以外は同様にして、有機ＥＬ素子１−２〜１−２６を作製した。【０２９１】
【化８９】
2008035664.tif 000091
【０２９２】
【化９０】
2008035664.tif 000092
【０２９３】
《有機ＥＬ素子の評価》
得られた有機ＥＬ素子１−１〜１−２６を評価するに際しては、作製後の各有機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、これを上記陰極上に重ねて前記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、封止して、図１１、図１２に示すような照明装置を形成して評価した。【０２９４】
図１１は照明装置の概略図を示し、有機ＥＬ素子１０１はガラスカバー１０２で覆われている（なお、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）。図１２は照明装置の断面図を示し、図１２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。なお、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。【０２９５】
（外部取り出し量子効率）
有機ＥＬ素子を室温（約２３〜２５℃）、２．５ｍＡ／ｃｍ2の定電流条件下による点灯を行い、点灯開始直後の発光輝度（Ｌ）［ｃｄ／ｍ2］を測定することにより、外部取り出し量子効率（η）を算出した。ここで、発光輝度の測定はＣＳ−１０００（コニカミノルタセンシング製）を用いた。外部取り出し量子効率は有機ＥＬ素子１−１を１００とする相対値で表した。【０２９６】
（発光寿命）
有機ＥＬ素子を室温下、２．５ｍＡ／ｃｍ2の定電流条件下による連続点灯を行い、初期輝度の半分の輝度になるのに要する時間（τ1/2）を測定した。発光寿命は有機ＥＬ素子１−１を１００と設定する相対値で表した。【０２９７】
（発光色）
有機ＥＬ素子を室温下、２．５ｍＡ／ｃｍ2の定電流条件下による連続点灯を行った際の発光色を目視で評価した。【０２９８】
得られた結果を表１に示す。【０２９９】
【表１】
2008035664.tif 000093
【０３００】
表１から、本発明に係る金属錯体を用いて作製した有機ＥＬ素子は、比較例の有機ＥＬ素子に比べ、純青〜青緑色の短波な発光を持ちながら高い発光効率と発光寿命の長寿命化が達成できることが明らかである。【０３０１】
実施例２
《有機ＥＬ素子２−１の作製》
２５ｍｍ×２５ｍｍ×０．５ｍｍのガラス支持基板上に直流電源を用い、スパッタ法にてインジウム錫酸化物（ＩＴＯ、インジウム／錫＝９５／５モル比）の陽極を形成した（厚み２００ｎｍ）。この陽極の表面抵抗は１０Ω／□であった。これにポリビニルカルバゾール（正孔輸送性バインダーポリマー）／Ｉｒ−１３（青発光性オルトメタル化錯体）／２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（電子輸送材）＝２００／２／５０質量比を溶解したジクロロエタン溶液をスピンコーターで塗布し、１００ｎｍの発光層を得た。この有機化合物層の上にパターニングしたマスク（発光面積が５ｍｍ×５ｍｍとなるマスク）を設置し、蒸着装置内で陰極バッファー層としてフッ化リチウム０．５ｎｍ及び陰極としてアルミニウム１５０ｎｍを蒸着して陰極を設けて、青色発光の有機ＥＬ素子２−１を作製した。【０３０２】
《有機ＥＬ素子２−２〜２−１１の作製》
有機ＥＬ素子２−１の作製において、表２に記載のように発光ドーパントを変更した以外は同様にして、有機ＥＬ素子２−２〜２−１１を作製した。【０３０３】
《有機ＥＬ素子の評価》
得られた有機ＥＬ素子２−１〜２−１１を評価するに際しては、作製後の各有機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、これを上記陰極上に重ねて前記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、封止して、図１１、図１２に示すような照明装置を形成して評価した。【０３０４】
次いで、下記のようにして発光輝度及び発光効率を測定した。【０３０５】
（発光輝度、発光効率）
東洋テクニカ製ソースメジャーユニット２４００型を用いて、直流電圧を有機ＥＬ素子に印加して発光させ、１０Ｖの直流電圧を印加した時の発光輝度（ｃｄ／ｍ2）と２．５ｍＡ／ｃｍ2の電流を通じた時の発光効率（ｌｍ／Ｗ）を測定した。得られた結果を表２に示す。有機ＥＬ素子２−１を１００とする相対値で表した。【０３０６】
【表２】
2008035664.tif 000094
【０３０７】
表２から、本発明に係る金属錯体を用いて作製した有機ＥＬ素子は、比較例の有機ＥＬ素子に比べ、純青〜青緑色の短波な発光を持ちながら高い発光効率と高い輝度が達成できることが明らかである。【０３０８】
実施例３
《フルカラー表示装置の作製》
（青色発光素子の作製）
実施例１の有機ＥＬ素子１−１８を青色発光素子として用いた。【０３０９】
（緑色発光素子の作製）
実施例１の有機ＥＬ素子１−１において、Ｉｒ−１２をＩｒ−１に変更した以外は同様にして、緑色発光素子を作製し、これを緑色発光素子として用いた。【０３１０】
（赤色発光素子の作製）
実施例１の有機ＥＬ素子１−１において、Ｉｒ−１２をＩｒ−９に変更した以外は同様にして、赤色発光素子を作製し、これを赤色発光素子として用いた。【０３１１】
上記で作製した赤色、緑色、青色発光有機ＥＬ素子を同一基板上に並置し、図７に記載のような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た。図８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。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）。前記複数画素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。このように赤、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。【０３１２】
このフルカラー表示装置は駆動することにより、輝度が高く、高耐久性を有し、かつ鮮明なフルカラー動画表示が得られることが分かった。【０３１３】
実施例４
《白色発光素子及び白色照明装置の作製−１》
実施例１の透明電極基板の電極を２０ｍｍ×２０ｍｍにパターニングし、その上に実施例１と同様に正孔注入／輸送層としてα−ＮＰＤを２５ｎｍの厚さで成膜し、さらにＨ４の入った前記加熱ボートと例示化合物（４）の入ったボート及びＩｒ−９の入ったボートをそれぞれ独立に通電して、発光ホストであるＣＢＰと発光ドーパントである例示化合物（４）及びＩｒ−９の蒸着速度が１００：５：０．６になるように調節し、膜厚３０ｎｍの厚さになるように蒸着し、発光層を設けた。【０３１４】
次いで、ＢＣＰを１０ｎｍ成膜して正孔阻止層を設けた。さらに、Ａｌｑ3を４０ｎｍで成膜し電子輸送層を設けた。【０３１５】
次に、実施例１と同様に電子注入層の上にステンレス鋼製の透明電極とほぼ同じ形状の正方形穴あきマスクを設置し、陰極バッファー層としてフッ化リチウム０．５ｎｍ及び陰極としてアルミニウム１５０ｎｍを蒸着成膜した。【０３１６】
この素子を実施例１と同様な方法及び同様な構造の封止缶を具備させ、図１１、図１２に示すような平面ランプを作製した。この平面ランプに通電したところほぼ白色の光が得られ、照明装置として使用できることが分かった。例示の他の化合物に置き換えても同様に白色の発光が得られることが分かった。【０３１７】
【化９１】
2008035664.tif 000095
【０３１８】
実施例５
《白色発光素子及び白色照明装置の作製−２》
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。【０３１９】
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の第１正孔輸送層を設けた。【０３２０】
この基板を窒素雰囲気下に移し、第１正孔輸送層上に、５０ｍｇの化合物Ａを１０ｍｌのトルエンに溶解した溶液を１０００ｒｐｍ、３０秒の条件下、スピンコート法により製膜した。１８０秒間紫外光を照射し、光重合・架橋を行った後、６０℃で１時間真空乾燥し第２正孔輸送層とした。【０３２１】
次に、化合物Ｂ（６０ｍｇ）、化合物Ｉｒ−１４（３．０ｍｇ）、化合物Ｉｒ−１５（３．０ｍｇ）をトルエン６ｍｌに溶解した溶液を用い、１０００ｒｐｍ、３０秒の条件下、スピンコート法により製膜した。１５秒間紫外光を照射し、光重合・架橋を行わせ、さらに真空中１５０℃で１時間加熱を行い、発光層とした。【０３２２】
さらに、化合物Ｃ（２０ｍｇ）をトルエン６ｍｌに溶解した溶液を用い、１０００ｒｐｍ、３０秒の条件下、スピンコート法により製膜した。１５秒間紫外光を照射し、光重合・架橋を行わせ、さらに真空中８０℃で１時間加熱を行い、正孔阻止層とした。【０３２３】
続いて、この基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに固定し、モリブデン製抵抗加熱ボートにＡｌｑ3を２００ｍｇ入れ、真空蒸着装置に取り付けた。真空槽を４×１０-4Ｐａまで減圧した後、Ａｌｑ3の入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度０．１ｎｍ／秒で前記電子輸送層の上に蒸着して、さらに膜厚４０ｎｍの電子輸送層を設けた。【０３２４】
なお、蒸着時の基板温度は室温であった。【０３２５】
引き続き、フッ化リチウム０．５ｎｍ及びアルミニウム１１０ｎｍを蒸着して陰極を形成し、白色発光有機ＥＬ素子を作製した。【０３２６】
この素子に通電したところほぼ白色の光が得られ、照明装置として使用できることが分かった。【０３２７】
【化９２】
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【図１】
2008035664.tif 000101
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2008035664.tif 000105
【図６】
2008035664.tif 000106
【図７】
2008035664.tif 000107
【図８】
2008035664.tif 000108
【図９】
2008035664.tif 000109
【図１０】
2008035664.tif 000110
【図１１】
2008035664.tif 000111
【図１２】
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【国際調査報告】
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