(57)【要約】  下記式（Ｉ）で表される有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。2008072586.tif 000063（式中、Ｘ１は（ａ）〜（ｅ）に示す二価の基のいずれかであり、Ｙ１〜Ｙ４は、それぞれ炭素原子又は窒素原子であり、Ｒ１〜Ｒ４は、それぞれ水素、アルキル基、置換又は無置換のアリール基、置換又は無置換の複素環、ハロゲン原子、フルオロアルキル基又はシアノ基であり、または、Ｒ１とＲ２、及びＲ３とＲ４は、それぞれ結合して置換又は無置換の芳香環、又は置換又は無置換の複素環を形成する。）
2008072586.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記式（Ｉ）で表される有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
【化４４】
2008072586.tif 000055
（式中、Ｘ１は下記（ａ）〜（ｅ）に示す二価の基のいずれかであり、Ｙ１〜Ｙ４は、それぞれ炭素原子又は窒素原子であり、Ｒ１〜Ｒ４は、それぞれ水素、アルキル基、置換又は無置換のアリール基、置換又は無置換の複素環、ハロゲン原子、フルオロアルキル基又はシアノ基であり、または、Ｒ１とＲ２、及びＲ３とＲ４は、それぞれ結合して置換又は無置換の芳香環、又は置換又は無置換の複素環を形成する。）
【化４５】
2008072586.tif 000056
（式中、Ｒ５〜Ｒ７は、それぞれ水素、フルオロアルキル基、アルキル基、アリール基又は複素環基であり、Ｒ６とＲ７が環を形成してもよい。）
【請求項２】
正孔注入材料である請求項１記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
【請求項３】
下記式（II）で表される化合物である請求項１又は２記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
【化４６】
2008072586.tif 000057
（式中、Ｘ２は下記（ａ）又は（ｂ）に示す二価の基であり、Ｒ８〜Ｒ１７は、それぞれ水素、アルキル基、アリール基、複素環、ハロゲン原子、フルオロアルキル基又はシアノ基である。）
【化４７】
2008072586.tif 000058
【請求項４】
下記式（III）で表される化合物である請求項１又は２記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
【化４８】
2008072586.tif 000059
（式中、Ｘ２は下記（ａ）又は（ｂ）に示す二価の基であり、Ｒ１８〜Ｒ２１は、それぞれ水素、アルキル基、置換又は無置換のアリール基、置換又は無置換の複素環、ハロゲン原子、フルオロアルキル基又はシアノ基であり、または、Ｒ１８とＲ１９、及びＲ２０とＲ２１は、それぞれ置換又は無置換の芳香環、又は置換又は無置換の複素環を形成する。）
【化４９】
2008072586.tif 000060
【請求項５】
アセトニトリル溶液中での還元電位が−１．０Ｖ（ｖｓＦｃ＋／Ｆｃ；ここでＦｃはフェロセンを示す）以上である請求項１又は２記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
【請求項６】
陽極と陰極と、
前記陽極と陰極の間に、発光層を含む一層又は複数層の有機薄膜層を有し、
前記有機薄膜層の少なくとも一層が請求項１又は２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を含有する有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項７】
前記有機薄膜層が、陽極側から正孔輸送層、発光層及び電子輸送層をこの順に含む積層体である請求項６記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項８】
前記正孔輸送層が前記有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を含有する請求項７記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項９】
前記有機薄膜層が、陽極側から正孔注入層、正孔輸送層、発光層及び電子輸送層をこの順に含む積層体であり、
前記正孔注入層が前記有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を含有する請求項６記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１０】
前記正孔輸送層が、さらに、下記式（ＩＶ）で表されるフェニレンジアミン化合物を含有する請求項８に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化５０】
2008072586.tif 000061
（式中、Ｒ２２〜Ｒ２７は、水素、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基、アルキル基、アリール基又は複素環である。Ｒ２２〜Ｒ２７は、結合するフェニル基とともに、ナフタレン骨格、カルバゾール骨格又はフルオレン骨格を形成してもよい。ｎは１又は２である。）
【請求項１１】
前記正孔注入層が、さらに、下記式（ＩＶ）で表されるフェニレンジアミン化合物を含有する請求項９に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化５１】
2008072586.tif 000062
（式中、Ｒ２２〜Ｒ２７は、水素、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基、アルキル基、アリール基又は複素環である。Ｒ２２〜Ｒ２７は、結合するフェニル基とともに、ナフタレン骨格、カルバゾール骨格又はフルオレン骨格を形成してもよい。ｎは１又は２である。）
【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用材料及びそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、「エレクトロルミネッセンス」を「ＥＬ」と略記することがある）は、電界を印可することにより、陽極より注入された正孔と陰極より注入された電子の再結合エネルギーにより蛍光性物質が発光する原理を利用した自発光素子である。【０００３】
有機ＥＬ素子の積層構造としては、正孔輸送（注入）層、電子輸送性発光層の二層型、又は正孔輸送（注入）層、発光層、電子輸送（注入）層の３層型等がよく知られている。こうした積層型構造素子では、注入された正孔と電子の再結合効率を高めるため、素子構造や形成方法の工夫がなされている。【０００４】
従来、有機ＥＬ素子に用いられる正孔輸送材料として、特許文献１に記載の芳香族ジアミン誘導体や、特許文献２に記載の芳香族縮合環ジアミン誘導体が知られていた。
しかしながら、それらの芳香族ジアミン誘導体を正孔輸送材料に用いた有機ＥＬ素子で十分な発光輝度を得るには、印加電圧を高くする必要があるため、素子寿命の低下や消費電力が大きくなる等の問題を生じていた。【０００５】
それらの問題の解決法として、有機ＥＬ素子の正孔注入層にルイス酸等の電子受容性化合物をドープする方法が提案されている（特許文献３〜９等）。ただし、特許文献３〜６で用いられている電子受容性化合物は、有機ＥＬ素子の製造工程において取扱い上、不安定であったり、あるいは有機ＥＬ素子駆動時において、耐熱性等の安定性が不足し、寿命が低下する等の問題があった。
また、特許文献３、４等に例示されている電子受容性化合物であるテトラフルオロテトラシアノキノジメタンは、分子量が小さく、また、フッ素で置換されていることにより、昇華性が高く、有機ＥＬ素子を真空蒸着で作製する際に装置内に拡散し、装置や素子を汚染する恐れがあった。【０００６】
本発明者らは電子受容性化合物について鋭意研究した結果、フルオレノン誘導体に着目した。フルオレノン誘導体は、電子写真感光体の電子輸送材料として知られている（特許文献１０、１１参照。）。
しかしながら、電子写真感光体としての課題である結着樹脂との相溶性や溶剤への溶解性を向上するために、チオエーテル基等を導入しているため、有機ＥＬ素子として必要とされる蒸着工程や素子駆動時のジュール熱等によってチオエーテル部の分解等が懸念されたり、電子写真感光体としては十分でも、有機ＥＬ素子に適用するには電子受容性の低下等が問題となる可能性がある。
【特許文献１】米国特許４，７２０，４３２号明細書
【特許文献２】米国特許５，０６１，５６９号明細書
【特許文献３】特開２００３−０３１３６５号公報
【特許文献４】特開２００１−２９７８８３号公報
【特許文献５】特開２０００−１９６１４０号公報
【特許文献６】特開平１１−２５１０６７号公報
【特許文献７】特開平４−２９７０７６号公報
【特許文献８】特表２００４−５１４２５７号公報
【特許文献９】ＵＳ２００５／０２５５３３４Ａ１
【特許文献１０】特開２００５−１２１８８７号公報
【特許文献１１】特許第３６７０４８１号
【０００７】
本発明は上述の問題に鑑みなされたものであり、有機ＥＬ素子の構成材料として特に正孔注入材料として好適な電子受容性材料を提供することを目的とする。
【発明の開示】
【０００８】
本発明者らは、有機ＥＬ素子用材料、特に正孔注入層用材料としてのフルオレノン誘導体を研究した結果、フルオレノン誘導体のキノン部位をジシアノメチレン構造やシアノイミノ構造等の所定の構造とし、さらに電子受容性の向上により有機ＥＬ素子に適した電子受容性材料となることを見出した。
また、これら化合物を使用した有機ＥＬ素子では、駆動電圧の低電圧化や長寿命化を実現できることを見出した。
【０００９】
本発明によれば、以下の有機ＥＬ素子用材料等が提供される。
１．下記式（Ｉ）で表される有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
【化１】
2008072586.tif 000003
（式中、Ｘ１は下記（ａ）〜（ｅ）に示す二価の基のいずれかであり、Ｙ１〜Ｙ４は、それぞれ炭素原子又は窒素原子であり、Ｒ１〜Ｒ４は、それぞれ水素、アルキル基、置換又は無置換のアリール基、置換又は無置換の複素環、ハロゲン原子、フルオロアルキル基又はシアノ基であり、または、Ｒ１とＲ２、及びＲ３とＲ４は、それぞれ結合して置換又は無置換の芳香環、又は置換又は無置換の複素環を形成する。）
【化２】
2008072586.tif 000004
（式中、Ｒ５〜Ｒ７は、それぞれ水素、フルオロアルキル基、アルキル基、アリール基又は複素環基であり、Ｒ６とＲ７が環を形成してもよい。）
２．正孔注入材料である１記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
３．下記式（II）で表される化合物である１又は２記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
【化３】
2008072586.tif 000005
（式中、Ｘ２は下記（ａ）又は（ｂ）に示す二価の基であり、Ｒ８〜Ｒ１７は、それぞれ水素、アルキル基、アリール基、複素環、ハロゲン原子、フルオロアルキル基又はシアノ基である。）
【化４】
2008072586.tif 000006
４．下記式（III）で表される化合物である１又は２記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
【化５】
2008072586.tif 000007
（式中、Ｘ２は下記（ａ）又は（ｂ）に示す二価の基であり、Ｒ１８〜Ｒ２１は、それぞれ水素、アルキル基、置換又は無置換のアリール基、置換又は無置換の複素環、ハロゲン原子、フルオロアルキル基又はシアノ基であり、または、Ｒ１８とＲ１９、及びＲ２０とＲ２１は、それぞれ結合して置換又は無置換の芳香環、又は置換又は無置換の複素環を形成する。）
【化６】
2008072586.tif 000008
５．アセトニトリル溶液中での還元電位が−１．０Ｖ（ｖｓＦｃ＋／Ｆｃ；ここでＦｃはフェロセンを示す）以上である１〜４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用材料。
６．陽極と陰極と、前記陽極と陰極の間に、発光層を含む一層又は複数層の有機薄膜層を有し、前記有機薄膜層の少なくとも一層が１〜５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用材料を含有する有機エレクトロルミネッセンス素子。
７．前記有機薄膜層が、陽極側から正孔輸送層、発光層及び電子輸送層をこの順に含む積層体である６記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
８．前記正孔輸送層が１〜５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用材料を含有する請求項７記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
９．前記有機薄膜層が、陽極側から正孔注入層、正孔輸送層、発光層及び電子輸送層をこの順に含む積層体であり、前記正孔注入層が１〜５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用材料を含有する６記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
１０．前記有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を含有する、正孔輸送層又は正孔注入層が、さらに、下記式（ＩＶ）で表されるフェニレンジアミン化合物を含有する８又は９に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化７】
2008072586.tif 000009
（式中、Ｒ２２〜Ｒ２７は、水素、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基、アルキル基、アリール基又は複素環である。Ｒ２２〜Ｒ２７は、結合するフェニル基とともに、ナフタレン骨格、カルバゾール骨格又はフルオレン骨格を形成してもよい。ｎは１又は２である。）
【００１０】
本発明によれば、新規な有機ＥＬ素子用材料を提供できる。また、低電圧で駆動でき、長寿命な有機ＥＬ素子を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の有機ＥＬ素子の一実施形態を示す概略断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
はじめに本発明の有機ＥＬ素子用材料について説明する。
本発明の有機ＥＬ素子用材料は、下記式（Ｉ）で表される化合物である。
【化８】
2008072586.tif 000010
（式中、Ｘ１は下記（ａ）〜（ｅ）に示す二価の基のいずれかであり、Ｙ１〜Ｙ４は、それぞれ炭素原子又は窒素原子であり、Ｒ１〜Ｒ４は、それぞれ水素、アルキル基、置換又は無置換のアリール基、置換又は無置換の複素環、ハロゲン原子、フルオロアルキル基又はシアノ基であり、または、Ｒ１とＲ２、及びＲ３とＲ４は、それぞれ結合して置換又は無置換の芳香環、又は置換又は無置換の複素環を形成する。）
【化９】
2008072586.tif 000011
（式中、Ｒ５〜Ｒ７は、それぞれ水素、フルオロアルキル基、アルキル基、アリール基又は複素環基であり、Ｒ６とＲ７が環を形成してもよい。）【００１３】
式（Ｉ）の化合物を有機ＥＬ素子に使用することで素子の駆動電圧を低下することができ、また、寿命を向上できる。【００１４】
式（Ｉ）において、Ｒ１〜Ｒ４が示す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、ｉ−プロピル基、ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基等がある。
この中でも、メチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基が好ましい。【００１５】
Ｒ１〜Ｒ４が示すアリール基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基等がある。
置換基としては、フッ素原子等のハロゲン、トリフルオロメチル基、シアノ基等が挙げられる。アリール基には、複数の置換基が結合していてもよく、この場合、置換基はそれぞれ同一でも異なっていてもよい。
この中でも、４−トリフルオロメチルフェニル基、３−トリフルオロメチルフェニル基、４−トリフルオロメチル−３−フルオロフェニル基、３−トリフルオロメチル−４−フルオロフェニル基、４−フルオロフェニル基、２，４−ジフルオロフェニル基、２，３，４−トリフルオロフェニル基が好ましい。【００１６】
Ｒ１〜Ｒ４が示す複素環としては、例えば、ピリジン環、ピラジン環、フラン環、チオフェン環、イミダゾール環、ベンズイミダゾール等がある。
この中でも、ピラジン環、フラン環、チオフェン環が好ましい。
置換基としては、フッ素原子等のハロゲン、トリフルオロメチル基、シアノ基、フェニル基等が挙げられる。複素環には、複数の置換基が結合していてもよく、この場合、置換基はそれぞれ同一でも異なっていてもよい。【００１７】
Ｒ１〜Ｒ４が示すハロゲン原子としては、フッ素が好ましい。【００１８】
Ｒ１〜Ｒ４が示すフルオロアルキル基として、例えば、トリフルオロメチル基が好ましい。【００１９】
また、Ｒ１とＲ２、及びＲ３とＲ４は、それぞれ結合して芳香環又は複素環を形成してもよい。芳香環又は複素環は置換されていてもよい。例えば、下記（ｆ）、（ｇ）、（ｈ）等のようなベンゼン環、ピラジン環、ピリジン環がある。
【化１０】
2008072586.tif 000012
ここで、Ｒａ〜Ｒｉは水素、ハロゲン、シアノ基、アルキル基、置換もしくは無置換のアリール基、複素環基、フルオロアルキル基、アルコキシ基、置換もしくは無置換のアリールオキシ基である。各置換基の具体例は式（Ｉ）のＲ１と同じである。置換もしくは無置換のアリールオキシ基のアリール及び置換基も、式（Ｉ）の置換もしくは無置換のアリール基と同じである。
この中でも、以下の構造のものが好ましい。
【化１１】
2008072586.tif 000013
【００２０】
上記２価の置換基（ｄ）及び（ｅ）において、Ｒ５〜Ｒ７が示す、フルオロアルキル基、アルキル基、アリール基又は複素環基の具体例は、上記Ｒ１〜Ｒ４と同様である。
Ｒ６とＲ７が環を形成する場合、Ｘ１は、好ましくは、下記式に示す置換基である。
【化１２】
2008072586.tif 000014
（式中、Ｒ５１’，Ｒ５２’は、それぞれメチル基、エチル基、プロピル基、ｔｅｒｔ−ブチル基である。）【００２１】
式（Ｉ）の化合物のうち、下記式（II）で表される化合物が好ましい。
【化１３】
2008072586.tif 000015
（式中、Ｘ２は下記（ａ）又は（ｂ）に示す二価の基であり、Ｒ８〜Ｒ１７は、それぞれ水素、アルキル基、アリール基、複素環、ハロゲン原子、フルオロアルキル基又はシアノ基である。）
【化１４】
2008072586.tif 000016
尚、Ｘ２は、昇華温度の低減による化合物の純度向上、及び耐熱性に優れる（ｂ）の方がより好ましい。【００２２】
式（II）において、Ｒ８〜Ｒ１７が示すアルキル基、アリール基、複素環、ハロゲン原子及びフルオロアルキル基の具体例は、上記Ｒ１〜Ｒ４と同様である。【００２３】
また、式（Ｉ）の化合物のうち、下記式（III）で表される化合物も好ましい。
【化１５】
2008072586.tif 000017
（式中、Ｘ２は上記式（II）と同様であり、Ｒ１８〜Ｒ２１は、上記式（Ｉ）のＲ１〜Ｒ４と同様である。）【００２４】
本発明の有機ＥＬ素子用材料は、好ましくはアセトニトリル溶液での還元電位が−１．０Ｖ（ｖｓＦｃ＋／Ｆｃ；ここでＦｃはフェロセンを示す）以上（より好ましくは−０．８Ｖ以上）である。還元電位が−１．０Ｖ以上の化合物を使用することにより、電子受容性がより強くなる。
以下に本発明の有機ＥＬ素子用材料の好適例を示す。【００２５】
【化１６】
2008072586.tif 000018
2008072586.tif 000019
2008072586.tif 000020
2008072586.tif 000021
2008072586.tif 000022
2008072586.tif 000023
2008072586.tif 000024
【００２６】
上記式（Ｉ）で表される有機ＥＬ素子用材料は、例えば、下記のスキーム１又は２で合成できる。合成条件等、詳細は、Ｌｉｅｂｉｇｓ  Ａｎｎ．Ｃｈｅｍ．（１９８６）１４２頁等を参照できる。昇華精製して目的物を回収する。
【化１７】
2008072586.tif 000025
【００２７】
【化１８】
2008072586.tif 000026
【００２８】
本発明の有機ＥＬ素子用材料は、有機ＥＬ素子の正孔注入材料として使用することが好ましい。具体的には、有機ＥＬ素子の正孔輸送領域（陽極−発光層間）にある層の材料として使用することが好ましい。これにより、駆動電圧の低下することができ、長寿命化が可能となる。【００２９】
続いて、本発明の有機ＥＬ素子について説明する。
本発明の有機ＥＬ素子は、陽極と陰極の間に、発光層を含む一層又は複数層の有機薄膜層を有する。そして、有機薄膜層を形成する少なくとも一層が、本発明の有機ＥＬ素子用材料を含有する。【００３０】
図１は本発明の有機ＥＬ素子の一実施形態を示す概略断面図である。
有機ＥＬ素子１では、基板（図示せず）上に陽極１０、正孔注入層２０、正孔輸送層３０、発光層４０、電子輸送層５０、陰極６０がこの順に積層されている。この素子において、有機薄膜層は正孔注入層２０、正孔輸送層３０、発光層４０及び電子輸送層５０からなる積層構造となっている。これら有機薄膜層を形成する層のうち、少なくとも１層が本発明の有機ＥＬ素子用材料を含有する。これにより、有機ＥＬ素子の駆動電圧を低くでき、また、長寿命化を達成できる。
尚、本発明の有機ＥＬ素子用材料を含有する有機薄膜層を形成する層に対するこの材料の含有量は、好ましくは１〜１００モル％である。【００３１】
本発明の有機ＥＬ素子においては、陽極１０と発光層４０との間の領域（正孔輸送帯域）にある層、具体的には、正孔注入層２０又は正孔輸送層３０が、本発明の有機ＥＬ素子用材料を含有することが好ましい。尚、本実施形態のように、正孔注入層２０及び正孔輸送層３０の両者を有する素子においては、陽極側にある正孔注入層２０が上記材料を含有することが好ましい。【００３２】
尚、本発明の有機ＥＬ素子用材料を正孔輸送帯域の層に用いる場合、本発明の化合物単独で正孔注入層又は正孔輸送層を形成してもよいし、他の材料と混合して用いてもよい。
例えば、本発明の有機ＥＬ素子用材料と芳香族アミン誘導体とを混合して、正孔注入層又は正孔輸送層を形成する場合、式（IV）で表されるフェニレンジアミン化合物が好ましい。
【化１９】
2008072586.tif 000027
（式中、Ｒ２２〜Ｒ２７は、水素、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基、アルキル基、アリール基、複素環である。Ｒ２２〜Ｒ２７は、結合するフェニル基とナフタレン骨格、カルバゾール骨格又はフルオレン骨格を形成してもよい。ｎは１又は２である。）
このフェニレンジアミン化合物を含有させると、本発明の化合物を単独に使用した際の膜質の均質性や、耐熱性、あるいは電荷注入性を改良できる場合もある。【００３３】
式（ＩＶ）において、Ｒ２２〜Ｒ２７のハロゲン原子としては、フッ素原子が好ましい。【００３４】
Ｒ２２〜Ｒ２７のアルキル基として、例えば、メチル基、イソプロピル基、ｔｅｒｔブチル基、シクロヘキシル基が好ましい。【００３５】
Ｒ２２〜Ｒ２７のアリール基として、例えば、フェニル基、ナフチル基、フルオレニル基が好ましい。尚、これらはメチル基等で置換されていてもよい。【００３６】
Ｒ２２〜Ｒ２７の複素環として、例えば、ピリジン環、ピラジン環が好ましい。【００３７】
またＲ２２〜Ｒ２７は、結合するフェニル基を含んでナフタレン骨格、カルバゾール骨格又はフルオレン骨格を形成してもよい。尚、これらはメチル基等で置換されていてもよい。【００３８】
正孔輸送層又は正孔注入層に対する式（V）の化合物の含有量は、好ましくは０．１〜９８モル％である。
以下に式（IV）の化合物の好適例を示す。【００３９】
【化２０】
2008072586.tif 000028
2008072586.tif 000029
【００４０】
尚、本発明の有機ＥＬ素子の構成は、上記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に示す（１）〜（１５）の構成を有していてもよい。
（１）陽極／発光層／陰極
（２）陽極／正孔輸送層／発光層／陰極
（３）陽極／発光層／電子輸送層／陰極
（４）陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
（５）陽極／正孔輸送層／発光層／付着改善層／陰極
（６）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極（図１）
（７）陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極
（８）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極
（９）陽極／絶縁層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
（１０）陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／絶縁層／陰極
（１１）陽極／無機半導体層／絶縁層／正孔輸送層／発光層／絶縁層／陰極
（１２）陽極／絶縁層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／絶縁層／陰極
（１３）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／絶縁層／陰極
（１４）陽極／絶縁層／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極
（１５）陽極／絶縁層／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／絶縁層／陰極【００４１】
これらの中で、通常（４）、（６）、（７）、（８）、（１２）、（１３）及び（１５）の構成が好ましく用いられる。
以下、本発明の有機ＥＬ素子を構成する各部材について説明する。【００４２】
（透光性基板）
本発明の有機ＥＬ素子は透光性の基板上に作製する。ここでいう透光性基板は有機ＥＬ素子を支持する基板であり、４００〜７００ｎｍの可視領域の光の透過率が５０％以上で、平滑な基板が好ましい。
具体的には、ガラス板、ポリマー板等が挙げられる。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、石英等が挙げられる。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。
尚、光取り出し方向の反対側に支持基板が位置する場合には透光性は不要である。【００４３】
（陽極）
有機ＥＬ素子の陽極は、正孔を正孔輸送層又は発光層に注入する役割を担うものであり、陽極側に透明性を必要とする場合は、酸化インジウム錫合金（ＩＴＯ）、酸化錫（ＮＥＳＡ）、酸化インジウム亜鉛合金（ＩＺＯ）、金、銀、白金、銅等が適用できる。また、透明性を必要としない、反射型電極とする場合には、それらの金属の他に、アルミ、モリブデン、クロム、ニッケル等の金属や合金を使用することもできる。
これら材料は単独で用いることもできるが、これら材料同士の合金や、その他の元素を添加した材料も適宜選択して用いることができる。
発光層からの発光を陽極から取り出す場合、陽極の発光に対する透過率は１０％より大きくすることが好ましい。また陽極のシート抵抗は、数百Ω／□以下が好ましい。陽極の膜厚は材料にもよるが、通常１０ｎｍ〜１μｍ、好ましくは１０〜２００ｎｍの範囲で選択される。【００４４】
（発光層）
有機ＥＬ素子の発光層は以下（１）〜（３）の機能を併せ持つものである。
（１）  注入機能；電界印加時に陽極又は正孔注入層より正孔を注入することができ、
陰極又は電子注入層より電子を注入することができる機能
（２）  輸送機能；注入した電荷（電子と正孔）を電界の力で移動させる機能
（３）  発光機能；電子と正孔の再結合の場を提供し、これを発光につなげる機能
正孔の注入されやすさと電子の注入されやすさに違いがあってもよく、また、正孔と電子の移動度で表される輸送能に大小があってもよいが、どちらか一方の電荷を移動することが好ましい。【００４５】
発光層に使用できる発光材料又はドーピング材料としては、例えば、アントラセン、ナフタレン、フェナントレン、ピレン、テトラセン、コロネン、クリセン、フルオレセイン、ペリレン、フタロペリレン、ナフタロペリレン、ペリノン、フタロペリノン、ナフタロペリノン、ジフェニルブタジエン、テトラフェニルブタジエン、クマリン、オキサジアゾール、アルダジン、ビスベンゾキサゾリン、ビススチリル、ピラジン、シクロペンタジエン、キノリン金属錯体、アミノキノリン金属錯体、ベンゾキノリン金属錯体、イミン、ジフェニルエチレン、ビニルアントラセン、ジアミノカルバゾール、ピラン、チオピラン、ポリメチン、メロシアニン、イミダゾールキレート化オキシノイド化合物、キナクリドン、ルブレン及び蛍光色素等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。【００４６】
発光層に使用できるホスト材料としては、下記（ｉ）〜（ｉｘ）で表される化合物が好ましい。
下記式（ｉ）で表される非対称アントラセン。
【化２１】
2008072586.tif 000030
（式中、Ａｒは置換もしくは無置換の核炭素数１０〜５０の縮合芳香族基である。
Ａｒ’は置換もしくは無置換の核炭素数６〜５０の芳香族基である。
Ｘは、置換もしくは無置換の核炭素数６〜５０の芳香族基、置換もしくは無置換の核原子数５〜５０の芳香族複素環基、置換もしくは無置換の炭素数１〜５０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜５０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数６〜５０のアラルキル基、置換もしくは無置換の核原子数５〜５０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の核原子数５〜５０のアリールチオ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜５０のアルコキシカルボニル基、カルボキシル基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシル基である。
ａ、ｂ及びｃは、それぞれ０〜４の整数である。
ｎは１〜３の整数である。また、ｎが２以上の場合は、［  ］内は、同じでも異なっていてもよい。）【００４７】
下記式（ｉｉ）で表される非対称モノアントラセン誘導体。
【化２２】
2008072586.tif 000031
（式中、Ａｒ１及びＡｒ２は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の核炭素数６〜５０の芳香族環基であり、ｍ及びｎは、それぞれ１〜４の整数である。ただし、ｍ＝ｎ＝１でかつＡｒ１とＡｒ２のベンゼン環への結合位置が左右対称型の場合には、Ａｒ１とＡｒ２は同一ではなく、ｍ又はｎが２〜４の整数の場合にはｍとｎは異なる整数である。
Ｒ３１〜Ｒ４０は、それぞれ独立に、水素原子、置換もしくは無置換の核炭素数６〜５０の芳香族環基、置換もしくは無置換の核原子数５〜５０の芳香族複素環基、置換もしくは無置換の炭素数１〜５０のアルキル基、置換もしくは無置換のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜５０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数６〜５０のアラルキル基、置換もしくは無置換の核原子数５〜５０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の核原子数５〜５０のアリールチオ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜５０のアルコキシカルボニル基、置換もしくは無置換のシリル基、カルボキシル基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシル基である。）【００４８】
下記式（iii）で表される非対称ピレン誘導体。
【化２３】
2008072586.tif 000032
（式中、Ａｒ３及びＡｒ４は、それぞれ置換もしくは無置換の核炭素数６〜５０の芳香族基である。
Ｌ１及びＬ２は、それぞれ置換もしくは無置換のフェニレン基、置換もしくは無置換のナフタレニレン基、置換もしくは無置換のフルオレニレン基又は置換もしくは無置換のジベンゾシロリレン基である。
ｍは０〜２の整数、ｎは１〜４の整数、ｓは０〜２の整数、ｔは０〜４の整数である。
また、Ｌ１又はＡｒ３は、ピレンの１〜５位のいずれかに結合し、Ｌ２又はＡｒ４は、ピレンの６〜１０位のいずれかに結合する。
ただし、ｎ＋ｔが偶数の時、Ａｒ３，Ａｒ４，Ｌ１，Ｌ２は下記（１）  又は（２）  を満たす。
（１）  Ａｒ３≠Ａｒ４及び／又はＬ１≠Ｌ２（ここで≠は、異なる構造の基であることを示す。）
（２）  Ａｒ３＝Ａｒ４かつＬ１＝Ｌ２の時
（２−１）  ｍ≠ｓ及び／又はｎ≠ｔ、又は
（２−２）  ｍ＝ｓかつｎ＝ｔの時、
（２−２−１）  Ｌ１及びＬ２、又はピレンが、それぞれＡｒ３及びＡｒ４上の異なる結合位置に結合しているか、（２−２−２）  Ｌ１及びＬ２、又はピレンが、Ａｒ３及びＡｒ４上の同じ結合位置で結合している場合、Ｌ１及びＬ２又はＡｒ３及びＡｒ４のピレンにおける置換位置が１位と６位、又は２位と７位である場合はない。）【００４９】
下記式（ｉｖ）で表される非対称アントラセン誘導体。
【化２４】
2008072586.tif 000033
（式中、Ａ１及びＡ２は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の核炭素数１０〜２０の縮合芳香族環基である。
Ａｒ５及びＡｒ６は、それぞれ独立に、水素原子、又は置換もしくは無置換の核炭素数６〜５０の芳香族環基である。
Ｒ４１〜Ｒ５０は、それぞれ独立に、水素原子、置換もしくは無置換の核炭素数６〜５０の芳香族環基、置換もしくは無置換の核原子数５〜５０の芳香族複素環基、置換もしくは無置換の炭素数１〜５０のアルキル基、置換もしくは無置換のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜５０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数６〜５０のアラルキル基、置換もしくは無置換の核原子数５〜５０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の核原子数５〜５０のアリールチオ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜５０のアルコキシカルボニル基、置換もしくは無置換のシリル基、カルボキシル基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基又はヒドロキシル基である。
Ａｒ５、Ａｒ６、Ｒ４９及びＲ５０は、それぞれ複数であってもよく、隣接するもの同士で飽和もしくは不飽和の環状構造を形成していてもよい。
ただし、式（ｉｖ）において、中心のアントラセンの９位及び１０位に、該アントラセン上に示すＸ−Ｙ軸に対して対称型となる基が結合する場合はない。）【００５０】
下記式（ｖ）で表されるアントラセン誘導体。
【化２５】
2008072586.tif 000034
（式中、Ｒ５１〜Ｒ６０は、それぞれ独立に水素原子，アルキル基，シクロアルキル基，置換してもよいアリール基，アルコキシル基，アリーロキシ基，アルキルアミノ基，アルケニル基，アリールアミノ基又は置換してもよい複素環式基を示し、ａ及びｂは、それぞれ１〜５の整数を示し、それらが２以上の場合、Ｒ５１同士又はＲ５２同士は、それぞれにおいて、同一でも異なっていてもよく、またＲ５１同士又はＲ５２同士が結合して環を形成していてもよいし、Ｒ５３とＲ５４，Ｒ５５とＲ５６，Ｒ５７とＲ５８，Ｒ５９とＲ６０が互いに結合して環を形成していてもよい。Ｌ３は単結合、−Ｏ−，−Ｓ−，−Ｎ（Ｒ）−（Ｒはアルキル基又は置換してもよいアリール基である）、アルキレン基又はアリーレン基を示す。）【００５１】
下記式（ｖｉ）で表されるアントラセン誘導体。
【化２６】
2008072586.tif 000035
（式中、Ｒ６１〜Ｒ７０は、それぞれ独立に水素原子，アルキル基，シクロアルキル基，アリール基，アルコキシル基，アリーロキシ基，アルキルアミノ基，アリールアミノ基又は置換してもよい複数環式基を示し、ｃ，ｄ，ｅ及びｆは、それぞれ１〜５の整数を示し、それらが２以上の場合、Ｒ６１同士，Ｒ６２同士，Ｒ６６同士又はＲ６７同士は、それぞれにおいて、同一でも異なっていてもよく、またＲ６１同士，Ｒ６２同士，Ｒ６６同士又はＲ６７同士が結合して環を形成していてもよいし、Ｒ６３とＲ６４，Ｒ６８とＲ６９がたがいに結合して環を形成していてもよい。Ｌ４は単結合、−Ｏ−，−Ｓ−，−Ｎ（Ｒ）−（Ｒはアルキル基又は置換してもよいアリール基である）、アルキレン基又はアリーレン基を示す。）【００５２】
下記式（ｖｉｉ）で表されるスピロフルオレン誘導体。
【化２７】
2008072586.tif 000036
（式中、Ａ５〜Ａ８は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換のビフェニル基又は置換もしくは無置換のナフチル基である。）【００５３】
下記式（viii）で表される縮合環含有化合物。
【化２８】
2008072586.tif 000037
（式中、Ａ９〜Ａ１４は前記と同じ、Ｒ７１〜Ｒ７３は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数３〜６のシクロアルキル基、炭素数１〜６のアルコキシル基、炭素数５〜１８のアリールオキシ基、炭素数７〜１８のアラルキルオキシ基、炭素数５〜１６のアリールアミノ基、ニトロ基、シアノ基、炭素数１〜６のエステル基又はハロゲン原子を示し、Ａ９〜Ａ１４のうち少なくとも１つは３環以上の縮合芳香族環を有する基である。）【００５４】
下記式（ｉｘ）で表されるフルオレン化合物。
【化２９】
2008072586.tif 000038
（式中、Ｒ７４及びＲ７５は、水素原子、置換あるいは無置換のアルキル基、置換あるいは無置換のアラルキル基、置換あるいは無置換のアリール基，置換あるいは無置換の複素環基、置換アミノ基、シアノ基又はハロゲン原子を表わす。異なるフルオレン基に結合するＲ７４同士、Ｒ７４同士は、同じであっても異なっていてもよく、同じフルオレン基に結合する７４及び７５は、同じであっても異なっていてもよい。Ｒ７６及びＲ７７は、水素原子、置換あるいは無置換のアルキル基、置換あるいは無置換のアラルキル基、置換あるいは無置換のアリール基又は置換あるいは無置換の複素環基を表わし、異なるフルオレン基に結合するＲ７６同士、Ｒ７７同士は、同じであっても異なっていてもよく、同じフルオレン基に結合するＲ７６及びＲ７７は、同じであっても異なっていてもよい。Ａｒ７及びＡｒ８は、ベンゼン環の合計が３個以上の置換あるいは無置換の縮合多環芳香族基又はベンゼン環と複素環の合計が３個以上の置換あるいは無置換の炭素でフルオレン基に結合する縮合多環複素環基を表わし、Ａｒ７及びＡｒ８は、同じであっても異なっていてもよい。ｎは、１〜１０の整数を表す。）【００５５】
以上のホスト材料の中でも、好ましくはアントラセン誘導体、さらに好ましくはモノアントラセン誘導体、特に好ましくは非対称アントラセンである。【００５６】
また、発光材料としては、りん光発光性の化合物を用いることもできる。りん光発光性の化合物を使用する場合、ホスト材料はカルバゾール環を含む化合物が好ましい。ドーパントとしては三重項励起子から発光することのできる化合物であり、三重項励起子から発光する限り特に限定されないが、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｏｓ及びＲｅからなる群から選択される少なくとも一つの金属を含む金属錯体であることが好ましく、ポルフィリン金属錯体又はオルトメタル化金属錯体が好ましい。
カルバゾール環を含む化合物からなるりん光発光に好適なホストは、その励起状態からりん光発光性化合物へエネルギー移動が起こる結果、りん光発光性化合物を発光させる機能を有する化合物である。ホスト化合物としては励起子エネルギーをりん光発光性化合物にエネルギー移動できる化合物ならば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。カルバゾール環以外に任意の複素環等を有していてもよい。【００５７】
このようなホスト化合物の具体例としては、カルバゾール誘導体、トリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、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、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、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、芳香族第三アミン化合物、スチリルアミン化合物、芳香族ジメチリデン系化合物、ポルフィリン系化合物、アントラキノジメタン誘導体、アントロン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、カルボジイミド誘導体、フルオレニリデンメタン誘導体、ジスチリルピラジン誘導体、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、フタロシアニン誘導体、８−キノリノール誘導体の金属錯体やメタルフタロシアニン、ベンゾオキサゾールやベンゾチアゾールを配位子とする金属錯体に代表される各種金属錯体ポリシラン系化合物、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）誘導体、アニリン系共重合体、チオフェンオリゴマー、ポリチオフェン等の導電性高分子オリゴマー、ポリチオフェン誘導体、ポリフェニレン誘導体、ポリフェニレンビニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体等の高分子化合物等が挙げられる。ホスト化合物は単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
具体例としては、以下のような化合物が挙げられる。【００５８】
【化３０】
2008072586.tif 000039
【００５９】
りん光発光性のドーパントは三重項励起子から発光することのできる化合物である。三重項励起子から発光する限り特に限定されないが、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｏｓ及びＲｅからなる群から選択される少なくとも一つの金属を含む金属錯体であることが好ましく、ポルフィリン金属錯体又はオルトメタル化金属錯体が好ましい。ポルフィリン金属錯体としては、ポルフィリン白金錯体が好ましい。りん光発光性化合物は単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
オルトメタル化金属錯体を形成する配位子としては種々のものがあるが、好ましい配位子としては、２−フェニルピリジン誘導体、７、８−ベンゾキノリン誘導体、２−（２−チエニル）ピリジン誘導体、２−（１−ナフチル）ピリジン誘導体、２−フェニルキノリン誘導体等が挙げられる。これらの誘導体は必要に応じて置換基を有してもよい。特に、フッ素化物、トリフルオロメチル基を導入したものが、青色系ドーパントとしては好ましい。さらに補助配位子としてアセチルアセトナート、ピクリン酸等の上記配位子以外の配位子を有していてもよい。
りん光発光性のドーパントの発光層における含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、０．１〜７０質量％であり、１〜３０質量％が好ましい。りん光発光性化合物の含有量が０．１質量％未満では発光が微弱でありその含有効果が十分に発揮されず、７０質量％を超える場合は、濃度消光と言われる現象が顕著になり素子性能が低下する。【００６０】
発光層は、必要に応じて正孔輸送材、電子輸送材、ポリマーバインダーを含有してもよい。
発光層の膜厚は、好ましくは５〜５０ｎｍ、より好ましくは７〜５０ｎｍ、最も好ましくは１０〜５０ｎｍである。５ｎｍ未満では発光層形成が困難となり、色度の調整が困難となる恐れがあり、５０ｎｍを超えると駆動電圧が上昇する恐れがある。【００６１】
（正孔輸送層：正孔注入層）
正孔輸送層は発光層への正孔注入を助け、発光領域まで輸送する層であって、正孔移動度が大きく、イオン化エネルギーが通常５．５ｅＶ以下と小さい。このような正孔輸送層としてはより低い電界強度で正孔を発光層に輸送する材料が好ましく、さらに正孔の移動度が、例えば１０４〜１０６Ｖ／ｃｍの電界印加時に、少なくとも１０−４ｃｍ２／Ｖ・秒であれば好ましい。【００６２】
上述したように、本発明の有機ＥＬ素子用材料を正孔輸送帯域に用いる場合、本発明の化合物単独で正孔輸送層を形成してもよいし、他の材料と混合して用いてもよい。また、混合する場合は、上記式（ＩＶ）で表されるフェニレンジアミン化合物が好ましい。
しかしながら、混合物としては式（ＩＶ）の化合物に限定されるものではなく、その他、正孔の電荷輸送材料として慣用されているものや、ＥＬ素子の正孔注入層に使用される公知のものの中から任意のものを選択して用いてもよい。
尚、正孔輸送帯域以外の層が本発明の材料を含む場合は、下記の混合材料が単独で正孔輸送層を形成してもよい。【００６３】
混合材料の具体例として、例えば、トリアゾール誘導体（米国特許３，１１２，１９７号明細書等参照）、オキサジアゾール誘導体（米国特許３，１８９，４４７号明細書等参照）、イミダゾール誘導体（特公昭３７−１６０９６号公報等参照）、ポリアリールアルカン誘導体（米国特許３，６１５，４０２号明細書、同第３，８２０，９８９号明細書、同第３，５４２，５４４号明細書、特公昭４５−５５５号公報、同５１−１０９８３号公報、特開昭５１−９３２２４号公報、同５５−１７１０５号公報、同５６−４１４８号公報、同５５−１０８６６７号公報、同５５−１５６９５３号公報、同５６−３６６５６号公報等参照）、ピラゾリン誘導体及びピラゾロン誘導体（米国特許第３，１８０，７２９号明細書、同第４，２７８，７４６号明細書、特開昭５５−８８０６４号公報、同５５−８８０６５号公報、同４９−１０５５３７号公報、同５５−５１０８６号公報、同５６−８００５１号公報、同５６−８８１４１号公報、同５７−４５５４５号公報、同５４−１１２６３７号公報、同５５−７４５４６号公報等参照）、フェニレンジアミン誘導体（米国特許第３，６１５，４０４号明細書、特公昭５１−１０１０５号公報、同４６−３７１２号公報、同４７−２５３３６号公報、特開昭５４−５３４３５号公報、同５４−１１０５３６号公報、同５４−１１９９２５号公報等参照）、アリールアミン誘導体（米国特許第３，５６７，４５０号明細書、同第３，１８０，７０３号明細書、同第３，２４０，５９７号明細書、同第３，６５８，５２０号明細書、同第４，２３２，１０３号明細書、同第４，１７５，９６１号明細書、同第４，０１２，３７６号明細書、特公昭４９−３５７０２号公報、同３９−２７５７７号公報、特開昭５５−１４４２５０号公報、同５６−１１９１３２号公報、同５６−２２４３７号公報、西独特許第１，１１０，５１８号明細書等参照）、アミノ置換カルコン誘導体（米国特許第３，５２６，５０１号明細書等参照）、オキサゾール誘導体（米国特許第３，２５７，２０３号明細書等に開示のもの）、スチリルアントラセン誘導体（特開昭５６−４６２３４号公報等参照）、フルオレノン誘導体（特開昭５４−１１０８３７号公報等参照）、ヒドラゾン誘導体（米国特許第３，７１７，４６２号明細書、特開昭５４−５９１４３号公報、同５５−５２０６３号公報、同５５−５２０６４号公報、同５５−４６７６０号公報、同５５−８５４９５号公報、同５７−１１３５０号公報、同５７−１４８７４９号公報、特開平２−３１１５９１号公報等参照）、スチルベン誘導体（特開昭６１−２１０３６３号公報、同第６１−２２８４５１号公報、同６１−１４６４２号公報、同６１−７２２５５号公報、同６２−４７６４６号公報、同６２−３６６７４号公報、同６２−１０６５２号公報、同６２−３０２５５号公報、同６０−９３４５５号公報、同６０−９４４６２号公報、同６０−１７４７４９号公報、同６０−１７５０５２号公報等参照）、シラザン誘導体（米国特許第４，９５０，９５０号明細書）、ポリシラン系（特開平２−２０４９９６号公報）、アニリン系共重合体（特開平２−２８２２６３号公報）、特開平１−２１１３９９号公報に開示されている導電性高分子オリゴマー（特にチオフェンオリゴマー）等を挙げることができる。【００６４】
正孔輸送層の他、さらに正孔の注入を助けるために別途正孔注入層を設けることが好ましい。正孔注入層の材料としては本発明の有機ＥＬ用材料単独でもよいし、他の材料と混合して用いてもよい。他の材料としては正孔輸送層と同様の材料を使用することができるが、上記式（Ｖ）で例示した化合物の他に、ポルフィリン化合物（特開昭６３−２９５６９６５号公報等に開示のもの）、芳香族第三級アミン化合物及びスチリルアミン化合物（米国特許第４，１２７，４１２号明細書、特開昭５３−２７０３３号公報、同５４−５８４４５号公報、同５４−１４９６３４号公報、同５４−６４２９９号公報、同５５−７９４５０号公報、同５５−１４４２５０号公報、同５６−１１９１３２号公報、同６１−２９５５５８号公報、同６１−９８３５３号公報、同６３−２９５６９５号公報等参照）、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。【００６５】
また米国特許第５，０６１，５６９号に記載されている２個の縮合芳香族環を分子内に有する、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、また特開平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等を挙げることができる。【００６６】
また、芳香族ジメチリディン系化合物の他、ｐ型Ｓｉ、ｐ型ＳｉＣ等の無機化合物も正孔注入層の材料として使用することができる。【００６７】
正孔注入層、正孔輸送層としての膜厚は特に制限はないが、通常は５ｎｍ〜５μｍである。正孔注入、輸送層は正孔輸送帯域に本発明の化合物を含有していれば、上述した材料の一種又は二種以上からなる一層で構成されてもよいし、異なる化合物からなる複数の正孔注入層及び正孔輸送層を積層したものであってもよい。【００６８】
尚、有機半導体層も正孔輸送層の一種であるが、これは発光層への正孔注入又は電子注入を助ける層であって、１０−１０Ｓ／ｃｍ以上の導電率を有するものが好適である。このような有機半導体層の材料としては、含チオフェンオリゴマーや特開平８−１９３１９１号公報に開示してある含アリールアミンオリゴマー等の導電性オリゴマー、含アリールアミンデンドリマー等の導電性デンドリマー等を用いることができる。【００６９】
（電子注入層：電子輸送層）
電子注入層及び電子輸送層は、発光層への電子の注入を助け、発光領域まで輸送する層であって、電子移動度が大きく、また付着改善層は、この電子注入層の中で特に陰極との付着がよい材料からなる層である。
電子注入層及び電子輸送層は数ｎｍ〜数μｍの膜厚で適宜選ばれるが、特に膜厚が厚いとき、電圧上昇を避けるために、１０４〜１０６Ｖ／ｃｍの電界印加時に電子移動度が少なくとも１０−５ｃｍ２／Ｖｓ以上であることが好ましい。
電子注入層及び電子輸送層に用いられる材料としては、８−ヒドロキシキノリン又はその誘導体の金属錯体やオキサジアゾール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）アルミニウムを電子注入材料として用いることができる。【００７０】
一方、オキサジアゾール誘導体としては、以下の一般式で表される電子伝達化合物が挙げられる。【００７１】
【化３１】
2008072586.tif 000040
【００７２】
（式中、Ａｒ１１，Ａｒ１２，Ａｒ１３，Ａｒ１５，Ａｒ１６，Ａｒ１９はそれぞれ置換又は無置換のアリール基を示し、それぞれ互いに同一であっても異なっていてもよい。またＡｒ１４，Ａｒ１７，Ａｒ１８は置換又は無置換のアリーレン基を示し、それぞれ同一であっても異なっていてもよい）
ここでアリール基としてはフェニル基、ビフェニリル基、アントリル基、ペリレニル基、ピレニル基が挙げられる。また、アリーレン基としてはフェニレン基、ナフチレン基、ビフェニレン基、アントリレン基、ペリレニレン基、ピレニレン基等が挙げられる。また、置換基としては炭素数１〜１０のアルキル基、炭素数１〜１０のアルコキシ基又はシアノ基等が挙げられる。この電子伝達化合物は薄膜形成性のものが好ましい。【００７３】
上記電子伝達性化合物の具体例としては下記のものを挙げることができる。【００７４】
【化３２】
2008072586.tif 000041
【００７５】
さらに、電子注入層及び電子輸送層に用いられる材料として、下記式（Ａ）〜（Ｆ）で表されるものも用いることができる。【００７６】
【化３３】
2008072586.tif 000042
【００７７】
（式（Ａ）及び（Ｂ）中、Ａ２１〜Ａ２３は、それぞれ独立に、窒素原子又は炭素原子である。
Ａｒ２１は、置換もしくは無置換の核炭素数６〜６０のアリール基、又は置換もしくは無置換の核炭素数３〜６０のヘテロアリール基であり、Ａｒ２２は、水素原子、置換もしくは無置換の核炭素数６〜６０のアリール基、置換もしくは無置換の核炭素数３〜６０のヘテロアリール基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルキル基、又は置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルコキシ基、あるいはこれらの２価の基である。ただし、Ａｒ２１及びＡｒ２２のいずれか一方は、置換もしくは無置換の核炭素数１０〜６０の縮合環基、又は置換もしくは無置換の核炭素数３〜６０のモノヘテロ縮合環基、あるいはこれらの２価の基である。
Ａｒ２３は、置換もしくは無置換の炭素数６〜６０のアリーレン基、又は置換もしくは無置換の炭素数３〜６０のヘテロアリーレン基である。
Ｌ１１、Ｌ１２及びＬ１３は、それぞれ独立に、単結合、置換もしくは無置換の核炭素数６〜６０のアリーレン基、置換もしくは無置換の核炭素数３〜６０のヘテロアリーレン基、又は置換もしくは無置換のフルオレニレン基である。
Ｒ８１は、水素原子、置換もしくは無置換の核炭素数６〜６０のアリール基、置換もしくは無置換の核炭素数３〜６０のヘテロアリール基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルキル基、又は置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルコキシ基であり、ｎは０〜５の整数であり、ｎが２以上の場合、複数のＲ８１は同一でも異なっていてもよく、また、隣接する複数のＲ８１基同士で結合して、炭素環式脂肪族環又は炭素環式芳香族環を形成していてもよい。
Ｒ８２は、水素原子、置換もしくは無置換の核炭素数６〜６０のアリール基、置換もしくは無置換の核炭素数３〜６０のヘテロアリール基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルキル基、又は置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルコキシ基、又は−Ｌ１１−Ａｒ２１−Ａｒ２２である。）で表される含窒素複素環誘導体。【００７８】
ＨＡｒ−Ｌ１４−Ａｒ２４−Ａｒ２５          （Ｃ）
（式中、ＨＡｒは、置換基を有していてもよい炭素数３〜４０の含窒素複素環であり、Ｌ１４は、単結合、置換基を有していてもよい炭素数６〜６０のアリーレン基、置換基を有していてもよい炭素数３〜６０のヘテロアリーレン基又は置換基を有していてもよいフルオレニレン基であり、Ａｒ２４は、置換基を有していてもよい炭素数６〜６０の２価の芳香族炭化水素基であり、Ａｒ２５は、置換基を有していてもよい炭素数６〜６０のアリール基又は置換基を有していてもよい炭素数３〜６０のヘテロアリール基である。）で表される含窒素複素環誘導体。【００７９】
【化３４】
2008072586.tif 000043
【００８０】
（式中、Ｘ１１及びＹ１１は、それぞれ独立に炭素数１〜６の飽和若しくは不飽和の炭化水素基、アルコキシ基、アルケニルオキシ基、アルキニルオキシ基、ヒドロキシ基、置換若しくは無置換のアリール基、置換若しくは無置換のヘテロ環又はＸ１１とＹ１１が結合して飽和又は不飽和の環を形成した構造であり、Ｒ８５〜Ｒ８８は、それぞれ独立に水素、ハロゲン原子、置換もしくは無置換の炭素数１から６までのアルキル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、パーフルオロアルキル基、パーフルオロアルコキシ基、アミノ基、アルキルカルボニル基、アリールカルボニル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アゾ基、アルキルカルボニルオキシ基、アリールカルボニルオキシ基、アルコキシカルボニルオキシ基、アリールオキシカルボニルオキシ基、スルフィニル基、スルフォニル基、スルファニル基、シリル基、カルバモイル基、アリール基、ヘテロ環基、アルケニル基、アルキニル基、ニトロ基、ホルミル基、ニトロソ基、ホルミルオキシ基、イソシアノ基、シアネート基、イソシアネート基、チオシアネート基、イソチオシアネート基もしくはシアノ基又は隣接した場合には置換若しくは無置換の環が縮合した構造である。）で表されるシラシクロペンタジエン誘導体。【００８１】
【化３５】
2008072586.tif 000044
【００８２】
（式中、Ｒ９１〜Ｒ９８及びＺ２は、それぞれ独立に、水素原子、飽和もしくは不飽和の炭化水素基、芳香族基、ヘテロ環基、置換アミノ基、置換ボリル基、アルコキシ基又はアリールオキシ基を示し、Ｘ１２、Ｙ１２及びＺ１は、それぞれ独立に、飽和もしくは不飽和の炭化水素基、芳香族基、ヘテロ環基、置換アミノ基、アルコキシ基又はアリールオキシ基を示し、Ｚ１とＺ２の置換基は相互に結合して縮合環を形成してもよく、ｎは１〜３の整数を示し、ｎが２以上の場合、Ｚ１は異なってもよい。但し、ｎが１、Ｘ１２、Ｙ１２及びＲ９２がメチル基であって、Ｒ９８が、水素原子又は置換ボリル基の場合、及びｎが３でＺ１がメチル基の場合を含まない。）で表されるボラン誘導体。【００８３】
【化３６】
2008072586.tif 000045
【００８４】
［式中、Ｑ１及びＱ２は、それぞれ独立に、下記式（Ｇ）で示される配位子を表し、Ｌ１５は、ハロゲン原子、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のシクロアルキル基、置換もしくは無置換のアリール基、置換もしくは無置換の複素環基、−ＯＲ’（Ｒ’は、水素原子、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のシクロアルキル基、置換もしくは無置換のアリール基、置換もしくは無置換の複素環基である。）又は−Ｏ−Ｇａ−Ｑ３（Ｑ４）（Ｑ３及びＱ４は、Ｑ１及びＱ２と同じ）で示される配位子を表す。］【００８５】
【化３７】
2008072586.tif 000046
【００８６】
［式中、環Ａ２４及びＡ２５は、置換基を有してよい互いに縮合した６員アリール環構造である。］【００８７】
この金属錯体は、ｎ型半導体としての性質が強く、電子注入能力が大きい。さらには、錯体形成時の生成エネルギーも低いために、形成した金属錯体の金属と配位子との結合性も強固になり、発光材料としての蛍光量子効率も大きくなっている。
式（Ｇ）の配位子を形成する環Ａ２４及びＡ２５の置換基の具体的な例を挙げると、塩素、臭素、ヨウ素、フッ素のハロゲン原子、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ｓ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ステアリル基、トリクロロメチル基等の置換もしくは無置換のアルキル基、フェニル基、ナフチル基、３−メチルフェニル基、３−メトキシフェニル基、３−フルオロフェニル基、３−トリクロロメチルフェニル基、３−トリフルオロメチルフェニル基、３−ニトロフェニル基等の置換もしくは無置換のアリール基、メトキシ基、ｎ−ブトキシ基、ｔ−ブトキシ基、トリクロロメトキシ基、トリフルオロエトキシ基、ペンタフルオロプロポキシ基、２，２，３，３−テトラフルオロプロポキシ基、１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロ−２−プロポキシ基、６−（パーフルオロエチル）ヘキシルオキシ基等の置換もしくは無置換のアルコキシ基、フェノキシ基、ｐ−ニトロフェノキシ基、ｐ−ｔ−ブチルフェノキシ基、３−フルオロフェノキシ基、ペンタフルオロフェニル基、３−トリフルオロメチルフェノキシ基等の置換もしくは無置換のアリールオキシ基、メチルチオ基、エチルチオ基、ｔ−ブチルチオ基、ヘキシルチオ基、オクチルチオ基、トリフルオロメチルチオ基等の置換もしくは無置換のアルキルチオ基、フェニルチオ基、ｐ−ニトロフェニルチオ基、ｐ−ｔ−ブチルフェニルチオ基、３−フルオロフェニルチオ基、ペンタフルオロフェニルチオ基、３−トリフルオロメチルフェニルチオ基等の置換もしくは無置換のアリールチオ基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、メチルアミノ基、ジエチルアミノ基、エチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジプロピルアミノ基、ジブチルアミノ基、ジフェニルアミノ基等のモノ又はジ置換アミノ基、ビス（アセトキシメチル）アミノ基、ビス（アセトキシエチル）アミノ基、ビスアセトキシプロピル）アミノ基、ビス（アセトキシブチル）アミノ基等のアシルアミノ基、水酸基、シロキシ基、アシル基、カルバモイル基、メチルカルバモイル基、ジメチルカルバモイル基、エチルカルバモイル基、ジエチルカルバモイル基、プロイピルカルバモイル基、ブチルカルバモイル基、フェニルカルバモイル基等の置換もしくは無置換のカルバモイル基、カルボン酸基、スルフォン酸基、イミド基、シクロペンタン基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基、フェニル基、ナフチル基、ビフェニリル基、アントリル基、フェナントリル基、フルオレニル基、ピレニル基等のアリール基、ピリジニル基、ピラジニル基、ピリミジニル基、ピリダジニル基、トリアジニル基、インドリニル基、キノリニル基、アクリジニル基、ピロリジニル基、ジオキサニル基、ピペリジニル基、モルフォリジニル基、ピペラジニル基、トリアチニル基、カルバゾリル基、フラニル基、チオフェニル基、オキサゾリル基、オキサジアゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、チアゾリル基、チアジアゾリル基、ベンゾチアゾリル基、トリアゾリル基、イミダゾリル基、ベンゾイミダゾリル基、プラニル基等の複素環基等がある。また、以上の置換基同士が結合してさらなる６員アリール環もしくは複素環を形成してもよい。【００８８】
本発明の好ましい形態に、電子を輸送する領域又は陰極と有機層の界面領域に、還元性ドーパントを含有する素子がある。ここで、還元性ドーパントとは、電子輸送性化合物を還元ができる物質と定義される。従って、一定の還元性を有するものであれば、様々なものが用いられ、例えば、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、アルカリ金属の酸化物、アルカリ金属のハロゲン化物、アルカリ土類金属の酸化物、アルカリ土類金属のハロゲン化物、希土類金属の酸化物又は希土類金属のハロゲン化物、アルカリ金属の有機錯体、アルカリ土類金属の有機錯体、希土類金属の有機錯体からなる群から選択される少なくとも一つの物質を好適に使用することができる。【００８９】
また、より具体的に、好ましい還元性ドーパントとしては、Ｌｉ（仕事関数：２．９ｅＶ）、Ｎａ（仕事関数：２．３６ｅＶ）、Ｋ（仕事関数：２．２８ｅＶ）、Ｒｂ（仕事関数：２．１６ｅＶ）及びＣｓ（仕事関数：１．９５ｅＶ）からなる群から選択される少なくとも一つのアルカリ金属や、Ｃａ（仕事関数：２．９ｅＶ）、Ｓｒ（仕事関数：２．０〜２．５ｅＶ）、及びＢａ（仕事関数：２．５２ｅＶ）からなる群から選択される少なくとも一つのアルカリ土類金属が挙げられる仕事関数が２．９ｅＶ以下のものが特に好ましい。
これらのうち、より好ましい還元性ドーパントは、Ｋ、Ｒｂ及びＣｓからなる群から選択される少なくとも一つのアルカリ金属であり、さらに好ましくは、Ｒｂ又はＣｓであり、最も好ましいのは、Ｃｓである。【００９０】
これらのアルカリ金属は、特に還元能力が高く、電子注入域への比較的少量の添加により、有機ＥＬ素子における発光輝度の向上や長寿命化が図られる。また、仕事関数が２．９ｅＶ以下の還元性ドーパントとして、これら２種以上のアルカリ金属の組み合わせも好ましく、特に、Ｃｓを含んだ組み合わせ、例えば、ＣｓとＮａ、ＣｓとＫ、ＣｓとＲｂあるいはＣｓとＮａとＫとの組み合わせであることが好ましい。
Ｃｓを組み合わせて含むことにより、還元能力を効率的に発揮することができ、電子注入域への添加により、有機ＥＬ素子における発光輝度の向上や長寿命化が図られる。【００９１】
本発明においては陰極と有機層の間に絶縁体や半導体で構成される電子注入層をさらに設けてもよい。この時、電流のリークを有効に防止して、電子注入性を向上させることができる。
このような絶縁体としては、アルカリ金属カルコゲナイド、アルカリ土類金属カルコゲナイド、アルカリ金属のハロゲン化物及びアルカリ土類金属のハロゲン化物からなる群から選択される少なくとも一つの金属化合物を使用するのが好ましい。電子注入層がこれらのアルカリ金属カルコゲナイド等で構成されていれば、電子注入性をさらに向上させることができる点で好ましい。【００９２】
具体的に、好ましいアルカリ金属カルコゲナイドとしては、例えば、Ｌｉ２Ｏ、ＬｉＯ、Ｎａ２Ｓ、Ｎａ２Ｓｅ及びＮａＯが挙げられ、好ましいアルカリ土類金属カルコゲナイドとしては、例えば、ＣａＯ、ＢａＯ、ＳｒＯ、ＢｅＯ、ＢａＳ、及びＣａＳｅが挙げられる。また、好ましいアルカリ金属のハロゲン化物としては、例えば、ＬｉＦ、ＮａＦ、ＫＦ、ＬｉＣｌ、ＫＣｌ及びＮａＣｌ等が挙げられる。また、好ましいアルカリ土類金属のハロゲン化物としては、例えば、ＣａＦ２、ＢａＦ２、ＳｒＦ２、ＭｇＦ２及びＢｅＦ２といったフッ化物や、フッ化物以外のハロゲン化物が挙げられる。【００９３】
また、電子注入層を構成する半導体としては、Ｂａ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｙｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｃｄ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｔａ、Ｓｂ及びＺｎの少なくとも一つの元素を含む酸化物、窒化物又は酸化窒化物等の一種単独又は二種以上の組み合わせが挙げられる。
また、電子注入層を構成する無機化合物が、微結晶又は非晶質の絶縁性薄膜であることが好ましい。電子注入層がこれらの絶縁性薄膜で構成されていれば、より均質な薄膜が形成されるために、ダークスポット等の画素欠陥を減少させることができる。
尚、このような無機化合物としては、上述したアルカリ金属カルコゲナイド、アルカリ土類金属カルコゲナイド、アルカリ金属のハロゲン化物及びアルカリ土類金属のハロゲン化物等が挙げられる。【００９４】
（陰極）
陰極としては仕事関数の小さい（４ｅＶ以下）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・銀合金、アルミニウム／酸化アルミニウム、アルミニウム・リチウム合金、インジウム、希土類金属等が挙げられる。
この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。【００９５】
ここで発光層からの発光を陰極から取り出す場合、陰極の発光に対する透過率は１０％より大きくすることが好ましい。
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〜１μｍ、好ましくは５０〜２００ｎｍである。【００９６】
（絶縁層）
有機ＥＬは超薄膜に電界を印可するために、リークやショートによる画素欠陥が生じやすい。これを防止するために、一対の電極間に絶縁性の薄膜層を挿入することが好ましい。
絶縁層に用いられる材料としては例えば酸化アルミニウム、弗化リチウム、酸化リチウム、弗化セシウム、酸化セシウム、酸化マグネシウム、弗化マグネシウム、酸化カルシウム、弗化カルシウム、弗化セシウム、炭酸セシウム、窒化アルミニウム、酸化チタン、酸化珪素、酸化ゲルマニウム、窒化珪素、窒化ホウ素、酸化モリブデン、酸化ルテニウム、酸化バナジウム等が挙げられる。
これらの混合物や積層物を用いてもよい。【００９７】
（有機ＥＬ素子の作製例）
以上例示した材料により、陽極から、必要な層を順次形成し、最後に陰極を形成すればよい。また、陰極から陽極へ、逆の順序で有機ＥＬ素子を作製することもできる。【００９８】
以下、透光性基板上に陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極が順次設けられた構成の有機ＥＬ素子の作製例を記載する。
まず適当な透光性基板上に陽極材料からなる薄膜を１μｍ以下、好ましくは１０〜２００ｎｍの範囲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して陽極を作製する。
次に、この陽極上に正孔輸送層を設ける。正孔輸送層の形成は、前述したように真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、ＬＢ法等の方法により行うことができるが、均質な膜が得られやすく、かつピンホールが発生しにくい等の点から真空蒸着法により形成することが好ましい。【００９９】
真空蒸着法により正孔輸送層を形成する場合、その蒸着条件は使用する化合物（正孔輸送層の材料）、目的とする正孔輸送層の結晶構造や再結合構造等により異なるが、一般に蒸着源温度５０〜４５０℃、真空度１０−７〜１０−３ｔｏｒｒ、蒸着速度０．０１〜５０ｎｍ／秒、基板温度−５０〜３００℃、膜厚５ｎｍ〜５μｍの範囲で適宜選択することが好ましい。【０１００】
次に、正孔輸送層上に発光層を設ける。発光層の形成も、所望の有機発光材料を用いて真空蒸着法、スパッタリング、スピンコート法、キャスト法等の方法により有機発光材料を薄膜化することにより形成できるが、均質な膜が得られやすく、かつピンホールが発生しにくい等の点から真空蒸着法により形成することが好ましい。真空蒸着法により発光層を形成する場合、その蒸着条件は使用する化合物により異なるが、一般的に正孔輸送層と同じような条件範囲の中から選択することができる。【０１０１】
次にこの発光層上に電子輸送層を設ける。正孔輸送層、発光層と同様、均質な膜を得る必要から真空蒸着法により形成することが好ましい。蒸着条件は正孔輸送層、発光層と同様の条件範囲から選択することができる。【０１０２】
最後に陰極を積層して有機ＥＬ素子を得ることができる。
陰極は金属から構成されるもので、蒸着法、スパッタリングを用いることができる。しかし下地の有機物層を製膜時の損傷から守るためには真空蒸着法が好ましい。
これまで記載してきた有機ＥＬ素子の作製は一回の真空引きで一貫して陽極から陰極まで作製することが好ましい。【０１０３】
尚、本発明の有機ＥＬ素子の各層の形成方法は特に限定されない。具体的には、真空蒸着法、分子線蒸着法（ＭＢＥ法）、又は材料を溶媒に解かした溶液を使用したディッピング法、スピンコーティング法、キャスティング法、バーコート法、ロールコート法等の塗布法による公知の方法で形成することができる。【０１０４】
本発明の有機ＥＬ素子の各有機層の膜厚は特に制限されないが、一般に膜厚が薄すぎるとピンホール等の欠陥が生じやすく、逆に厚すぎると高い印加電圧が必要となり効率が悪くなるため、通常は数ｎｍから１μｍの範囲が好ましい。【０１０５】
有機ＥＬ素子は電極間に電圧を印加することによって発光する。有機ＥＬ素子に直流電圧を印加する場合、陽極を＋、陰極を−の極性にして、５〜４０Ｖの電圧を印加すると発光が観測できる。尚、逆の極性で電圧を印加しても電流は流れず、発光は全く生じない。また、交流電圧を印加した場合には陽極が＋、陰極が−の極性になった時のみ均一な発光が観測される。印加する交流の波形は任意でよい。
［実施例］【０１０６】
[有機ＥＬ素子用材料の合成]
実施例１−５において、下記に示す６種の有機ＥＬ素子用材料を合成した。
【化３８】
2008072586.tif 000047
【０１０７】
実施例１（Ａ−１の合成）
（１）下記の中間体（Ｂ−１）の合成
【化３９】
2008072586.tif 000048
【０１０８】
三ツ口フラスコに２，７−ジブロモ−９−フルオレノン５．０ｇと、４−（トリフルオロメチル）フェニルボロン酸５．６ｇ、フッ化カリウム５．１ｇ、及びトリス（ジベンジリデンアセトン）ジパラジウム０．３７ｇを入れアルゴン置換した。その後、トリ−ｔｅｒｔ−ブチルホスフィン０．２６ｇ及びトルエン４０ｍｌを加え、１１０℃で６時間、加熱撹拌を行った。冷却後、結晶をろ過し、水、メタノールで洗浄後、シリカゲルにてカラム精製（クロロホルム溶媒）を行い、黄色固体１．５ｇを得た。
この化合物のマススペクトル測定によりＭ／Ｚ＝４６８にピークが確認された。【０１０９】
（２）（Ａ−１）の合成
三ツ口フラスコに先に合成した（Ｂ−１）２．０ｇ及び塩化メチレン１２０ｍｌを加え、フラスコ内をアルゴン置換し、食塩−氷浴で５度以下に冷却した。その後、ビストリメチルシリルカルボジイミド１０ｇと塩化メチレン２０ｍｌの混合液を滴下し、発熱が止まるまで冷却後、室温で４時間、さらに２時間還流撹拌した。冷却後、析出した橙色結晶をろ過し、メタノールで洗浄し、乾燥した。その後、２２０℃で昇華精製し、赤橙色結晶１．５ｇを得た。
この化合物のＩＲを測定した結果、２１８６ｃｍ−１にシアノ基の吸収が観測された。マススペクトル測定によりＭ／Ｚ＝４９２にピークが確認された。
この化合物をアセトニトリル中に０．０１モル／リットルの濃度で溶解させ、支持電解質として過塩素酸テトラブチルアンモニウム（ＴＢＡＰ）、参照電極に銀−塩化銀電極を用い、サイクリック・ボルタンメトリーにより還元電位を測定した。標準物質としてフェロセン（以下Ｆｃとする）の第一酸化電位を基準とした場合の（Ａ−１）の還元電位を表１に示す。【０１１０】
実施例２（Ａ−１８の合成）
三ツ口フラスコに先に合成した中間体（Ｂ−１）２．０ｇ、マロノニトリル０．２８ｇ、エタノール３０ｍｌ及びピペリジン６滴を加え、８０℃で３時間、加熱撹拌を行った。反応液を冷却後、析出した結晶をろ過し、メタノールで洗浄後、減圧乾燥した。その後、２３０℃で昇華精製を行い、紫色結晶１．２ｇを得た。
この化合物のＩＲを測定した結果、２１９５ｃｍ−１にシアノ基の吸収が観測された。マススペクトル測定によりＭ／Ｚ＝５１６にピークが確認された。
得られた化合物を実施例１と同様により第一還元電位を測定した。結果を表１に示す。【０１１１】
実施例３
（１）下記の中間体（Ｂ−２）の合成
【化４０】
2008072586.tif 000049
【０１１２】
三ツ口フラスコに２，７−ジブロモ−９−フルオレノン５．０ｇと、３，５−ビス（トリフルオロメチル）フェニルボロン酸７．５ｇ、炭酸ナトリウム９．２ｇ、水３５ｇ、及びテトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム０．６５ｇを入れアルゴン置換した。その後、Ｐ（ｔ−Ｂｕ）３  ０．２６ｇ及びトルエン４０ｍｌを加え、１１０℃で６時間、加熱撹拌を行った。冷却後、結晶をろ過し、水、メタノールで洗浄後、シリカゲルにてカラム精製（クロロホルム溶媒）を行い、黄色固体１．３ｇを得た。この化合物のマススペクトル測定によりＭ／Ｚ＝６０４にピークが確認された。【０１１３】
（２）（Ａ−９）の合成
実施例１（２）の（Ａ−１）の合成において、中間体（Ｂ−１）２．０ｇを（Ｂ−２）２．５ｇに変更した以外は同様な操作を行い、桃色結晶１．５ｇを得た。
この化合物のＩＲを測定した結果、２１９２ｃｍ−１にシアノ基の吸収が観測された。マススペクトル測定によりＭ／Ｚ＝６２８にピークが確認された。得られた化合物を実施例１と同様により第一還元電位を測定した。結果を表１に示す。【０１１４】
実施例４（Ａ−２４の合成）
実施例２の（Ａ−１８）の合成において、中間体（Ｂ−１）２．０ｇを（Ｂ−２）２．５ｇに変更した以外は同様な操作を行い、桃色結晶１．６ｇを得た。
この化合物のＩＲを測定した結果、２２２０ｃｍ−１にシアノ基の吸収が観測された。マススペクトル測定によりＭ／Ｚ＝６５２にピークが確認された。得られた化合物を実施例１と同様により第一還元電位を測定した。結果を表１に示す。【０１１５】
実施例５（Ａ−６４の合成）
（１）下記の中間体（Ｂ−３）の合成
【化４１】
2008072586.tif 000050
【０１１６】
三ツ口フラスコにニンヒドリン１０ｇ、ジアミノマレオニトリル６．３ｇ及びエタノール６０ｍｌを加え、１時間、還流撹拌を行った。室温まで冷却後、析出した黄色結晶をろ過した。その後、シリカゲルカラムにより精製（展開溶媒：塩化メチレン）し、黄色結晶９．６ｇを得た。この化合物のマススペクトル測定によりＭ／Ｚ＝２３２にピークが確認された。【０１１７】
（２）（Ａ−６４）の合成
三ツ口フラスコに先に合成した中間体（Ｂ−３）５．５ｇ、マロノニトリル１．６ｇ、エタノール１６０ｍｌ及びピペリジン１０滴を加え、８０℃で６時間、加熱撹拌を行った。反応液を冷却後、析出した結晶をろ過し、メタノールで洗浄後、減圧乾燥した。その後、２３０℃で昇華精製を行い、橙色結晶２．３ｇを得た。
化合物のＩＲを測定した結果、２２８２、２１３２ｃｍ−１にシアノ基の吸収が観測された。マススペクトル測定によりＭ／Ｚ＝２８０にピークが確認された。得られた化合物を実施例１と同様により第一還元電位を測定した。結果を表１に示す。【０１１８】
実施例６（Ａ−９４の合成）
（１）下記の中間体（Ｂ−４）の合成
【化４２】
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三ツ口フラスコにニンヒドリン３．６ｇ、５，６−ジアミノ２，３−ジシアノピラジン３．２ｇ及び酢酸１００ｍｌを加え、８時間、還流撹拌を行った。室温まで冷却後、析出した黄色結晶をろ過した。アセトニトリル、メタノールで洗浄後、乾燥し、黄色結晶５．２ｇを得た。この化合物のマススペクトル測定によりＭ／Ｚ＝２８４にピークが確認された。【０１１９】
（２）（Ａ−９４）の合成
三ツ口フラスコに先に合成した中間体（Ｂ−４）４．０ｇ、マロノニトリル１．５ｇ、及びピリジン１００ｍｌを投入し、窒素ガス雰囲気下、室温で６時間、攪拌をおこなった。析出した固体をろ過し、希塩酸、イオン交換水、メタノールで洗浄し、乾燥した。その後、２８０℃で昇華精製を行い、暗赤色結晶３．２ｇを得た。
化合物のＩＲを測定した結果、２２７２、２１３５ｃｍ−１にシアノ基の吸収が観測された。マススペクトル測定によりＭ／Ｚ＝３３２にピークが確認された。得られた化合物を実施例１と同様により第一還元電位を測定した。結果を表１に示す。【０１２０】
【表１】
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【０１２１】
［有機ＥＬ素子の作製］
実施例７
２５ｍｍ×７５ｍｍ×１．１ｍｍ厚のＩＴＯ透明電極付きガラス基板（ジオマティック社製）をイソプロピルアルコール中で超音波洗浄を５分間行なった後、ＵＶオゾン洗浄を３０分間行なった。
洗浄後の透明電極ライン付きガラス基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに装着し、まず透明電極ラインが形成されている側の面上に前記透明電極を覆うようにして膜厚６０ｎｍで、実施例１で合成した式（Ａ−１）の化合物及び下記式（Ｃ−１）で表される化合物を、２：９８（モル比）の比になるように成膜した。この混合膜は、正孔注入層として機能する。
続けて、この混合膜上に膜厚２０ｎｍで、下記式で示す化合物（ＨＴＭ−１）の層を成膜した。この膜は正孔輸送層として機能する。
さらに膜厚４０ｎｍのＥＭ１を蒸着し成膜した。同時に発光分子として、下記のスチリル基を有するアミン化合物Ｄ１を、ＥＭ１とＤ１の重量比が４０：２になるように蒸着した。この膜は、発光層として機能する。
この膜上に膜厚１０ｎｍのＡｌｑ膜を成膜した。これは、電子注入層として機能する。この後、還元性ドーパントであるＬｉ（Ｌｉ源：サエスゲッター社製）とＡｌｑを二元蒸着させ、電子注入層（陰極）としてＡｌｑ：Ｌｉ膜（膜厚１０ｎｍ）を形成した。このＡｌｑ：Ｌｉ膜上に金属Ａｌを蒸着させ金属陰極を形成し有機ＥＬ発光素子を形成した。【０１２２】
電流密度１０ｍＡ／ｃｍ２における駆動電圧と、初期輝度１０００ｎｉｔ、室温、ＤＣ定電流駆動での発光の半減寿命を測定した結果を表２に示す。
【化４３】
2008072586.tif 000053
【０１２３】
実施例８
実施例７において、正孔注入層を実施例３で合成した（Ａ−９）のみを用いた以外は同様に有機ＥＬ発光素子を形成し、評価した。結果を表２に示す。【０１２４】
実施例９
実施例７において、正孔注入層を実施例５で合成した（Ａ−６４）のみを用いた以外は同様に有機ＥＬ発光素子を形成し、評価した。結果を表２に示す。【０１２５】
実施例１０
実施例７において、正孔注入層に実施例６で合成した（Ａ−９４）のみを用い、その膜厚を１０ｎｍとし、正孔輸送層である（ＨＴＭ−１）の膜厚を７０ｎｍとした以外は同様に有機ＥＬ素子を形成し、評価した。結果を表１に示す。【０１２６】
比較例１
実施例７において、正孔注入層を式（Ｃ−１）で示される化合物単独で成膜した以外は、同様に有機ＥＬ発光素子を形成し、評価した。結果を表２に示す。【０１２７】
【表２】
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【産業上の利用可能性】
【０１２８】
本発明の有機ＥＬ素子用材料は、有機ＥＬ素子の構成材料、特に、正孔輸送層、正孔注入層の材料として好適である。
本発明の有機ＥＬ素子は、平面発光体やディスプレイのバックライト等の光源、携帯電話、ＰＤＡ、カーナビゲーション、車のインパネ等の表示部、照明等に好適に使用できる。
この明細書に記載の文献の内容をすべてここに取り込む。
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。
【図１】
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【国際調査報告】
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