(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
陰極と、陽極と、前記陰極と前記陽極との間に設けられた発光層と、を備え、
前記発光層は、ホストとドーパントとを含み、
前記ホストは、下記化合物（Ａ−３）を含み、
前記ドーパントは、下記式（２）で表されるピロメテン骨格を有する化合物またはその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。
【化１】
0005647291.tif 000045
【化２】
0005647291.tif 000046
（前記式（２）中、Ｒ１５〜Ｒ２１のうち少なくとも一つは芳香環を含む置換基かあるいは隣接置換基との間で縮合環を形成し、残りはそれぞれ独立に水素、アルキル基、シクロアルキル基、アラルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基、水酸基、メルカプト基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリールエーテル基、アリールチオエーテル基、アリール基、複素環基、ハロゲン、ハロアルカン、ハロアルケン、ハロアルキン、シアノ基、アルデヒド基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基、カルバモイル基、アミノ基、ニトロ基、シリル基、シロキサニル基、隣接置換基との間に形成される縮合環および脂肪族環の中から選ばれる（これらの基において、炭素数としては１〜２０とする）。Ｒ１５および前記Ｒ２０は、それぞれ独立に、水素原子またはアルキル基であり、Ｒ１６〜Ｒ１９は、それぞれ独立に、芳香環であり、Ｒ２１は、芳香環である。Ｒ１５〜Ｒ２１は同一でも異なったものであってもよく、置換基を有していてもよい。
Ｘは炭素原子である。
金属錯体の金属は、ホウ素、ベリリウム、マグネシウム、クロム、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、白金から選ばれる少なくとも一種である。）
【請求項２】
陰極と、陽極と、前記陰極と前記陽極との間に設けられた発光層と、を備え、
前記発光層は、ホストとドーパントとを含み、
前記ホストは、下記化合物（Ａ−３）を含み、
前記ドーパントは、下記式（２）で表されるピロメテン骨格を有する化合物またはその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。
【化１】
0005647291.tif 000047
【化２】
0005647291.tif 000048
（前記式（２）中、Ｒ１５〜Ｒ２１のうち少なくとも一つは芳香環を含む置換基かあるいは隣接置換基との間で縮合環を形成し、残りはそれぞれ独立に水素、アルキル基、シクロアルキル基、アラルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基、水酸基、メルカプト基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリールエーテル基、アリールチオエーテル基、アリール基、複素環基、ハロゲン、ハロアルカン、ハロアルケン、ハロアルキン、シアノ基、アルデヒド基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基、カルバモイル基、アミノ基、ニトロ基、シリル基、シロキサニル基、隣接置換基との間に形成される縮合環および脂肪族環の中から選ばれる（これらの基において、炭素数としては１〜２０とする）。Ｒ２１は、水素原子である。Ｒ１５〜Ｒ２１は同一でも異なったものであってもよく、置換基を有していてもよい。
Ｘは炭素原子である。
金属錯体の金属は、ホウ素、ベリリウム、マグネシウム、クロム、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、白金から選ばれる少なくとも一種である。）
【請求項３】
請求項２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
前記Ｒ１５〜Ｒ２０は、それぞれ独立に、水素原子または芳香環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。
【請求項４】
陰極と、陽極と、前記陰極と前記陽極との間に設けられた発光層と、前記陽極と前記発光層との間に設けられた正孔注入層と、を備え、
前記発光層は、ホストとドーパントとを含み、
前記ホストは、下記化合物（Ａ−３）を含み、
前記ドーパントは、下記式（２）で表されるピロメテン骨格を有する化合物またはその金属錯体であり、
前記正孔注入層は、下記式（１０）で表される化合物を含むことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化１】
0005647291.tif 000049
【化２】
0005647291.tif 000050
（前記式（２）中、Ｒ１５〜Ｒ２１のうち少なくとも一つは芳香環を含む置換基かあるいは隣接置換基との間で縮合環を形成し、残りはそれぞれ独立に水素、アルキル基、シクロアルキル基、アラルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基、水酸基、メルカプト基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリールエーテル基、アリールチオエーテル基、アリール基、複素環基、ハロゲン、ハロアルカン、ハロアルケン、ハロアルキン、シアノ基、アルデヒド基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基、カルバモイル基、アミノ基、ニトロ基、シリル基、シロキサニル基、隣接置換基との間に形成される縮合環および脂肪族環の中から選ばれる（これらの基において、炭素数としては１〜２０とする）。Ｒ１５〜Ｒ２１は同一でも異なったものであってもよく、置換基を有していてもよい。Ｘは炭素または窒素であるが、窒素の場合には上記Ｒ２１は存在しない。金属錯体の金属は、ホウ素、ベリリウム、マグネシウム、クロム、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、白金から選ばれる少なくとも一種である。）
【化４】
0005647291.tif 000051
（前記式（１０）において、Ｒ１〜Ｒ６は、シアノ基、ニトロ基、スルホニル基、カルボニル基、トリフルオロメチル基、およびハロゲンからなる群から選択される。）
【請求項５】
請求項４に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
前記正孔注入層と前記発光層との間に正孔輸送層を含む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６】
請求項５に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
前記正孔輸送層は、下記式（７）で表される化合物を含むことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化５】
0005647291.tif 000052
（前記式（７）中、Ｑ１およびＱ２は、少なくとも１個の三級アミンを有する部位であり、Ｇは連結基である。）
【請求項７】
請求項５に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
前記正孔輸送層は、下記式（８）で表される化合物を含むことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化６】
0005647291.tif 000053
（前記式（８）において、
Ａｒ２１〜Ａｒ２４は、置換もしくは無置換の核炭素数６〜５０の芳香族環、又は置換もしくは無置換の核原子数５〜５０の複素芳香族環である。
Ｒ２１、Ｒ２２は置換基であり、ｓ、ｔはそれぞれ０〜４の整数である。
Ａｒ２１およびＡｒ２２、Ａｒ２３およびＡｒ２４はそれぞれ互いに連結して環状構造を形成してもよい。
Ｒ２１およびＲ２２もそれぞれ互いに連結して環状構造を形成してもよい。
Ａｒ２１〜Ａｒ２４の置換基、およびＲ２１、Ｒ２２は、置換もしくは無置換の核炭素数６〜５０の芳香族環、置換もしくは無置換の核原子数５〜５０の複素芳香族環、炭素数１〜５０のアルキル基、炭素数１〜５０のアルコキシ基、炭素数１〜５０のアルキルアリール基、炭素数１〜５０のアラルキル基、スチリル基、核炭素数６〜５０の芳香族環もしくは核原子数５〜５０の複素芳香族環で置換されたアミノ基、核炭素数６〜５０の芳香族環もしくは核原子数５〜５０の複素芳香族環で置換されたアミノ基で置換された核炭素数６〜５０の芳香族環もしくは核原子数５〜５０の複素芳香族環である。）
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記金属錯体の金属は、ホウ素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。
【請求項９】
請求項４から請求項８のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
前記Ｒ１５〜Ｒ２１のうち少なくとも一つは、芳香環を含む置換基かあるいは隣接置換基との間で縮合環を形成し、残りはそれぞれ独立に、水素、アルキル基、アリール基、隣接置換基との間に形成される縮合環から選ばれ（これらの基において、炭素数としては１〜２０とする）、前記Ｒ１５〜Ｒ２１は、同一でも異なったものであってもよく、置換基を有していてもよい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１０】
陰極と、陽極と、前記陰極と前記陽極との間に設けられた発光層と、を備え、
前記発光層は、ホストとドーパントとを含み、
前記ホストは、下記化合物（Ａ−３）を含み、
前記ドーパントは、下記式（２−１）で表されるピロメテン骨格を有す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。
【化１】
0005647291.tif 000054
【化２】
0005647291.tif 000055
（前記式（２−１）中、Ｒ２２〜Ｒ２８のうち少なくとも１つは芳香環を含む置換基かあるいは隣接置換基との間で縮合芳香環を形成し、残りはそれぞれ独立に水素、アルキル基、シクロアルキル基、アラルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基、水酸基、メルカプト基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリールエーテル基、アリールチオエーテル基、アリール基、複素環基、ハロゲン、ハロアルカン、ハロアルケン、ハロアルキン、シアノ基、アルデヒド基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基、カルバモイル基、アミノ基、ニトロ基、シリル基、シロキサニル基、隣接置換基との間に形成される縮合環および脂肪族環の中から選ばれる。Ｒ２２〜Ｒ２８は同一でも異なってもよく、置換基を有してもよい。Ｒ２２〜Ｒ２８は隣接置換基との間で縮合芳香環を形成する。Ｒ２９およびＲ３０は同じでも異なってもよく、ハロゲン、水素、置換基を有してよいアルキル、置換基を有してもよいアリール、置換基を有してもよい複素環基から選ばれる。Ｘは炭素または窒素であるが、窒素の場合には上記Ｒ２８は存在しない。）
【請求項１１】
請求項１０に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
Ｒ２２〜Ｒ２４の隣接置換基同士で置換基を有してもよい縮合芳香環を形成すること、およびＲ２５〜Ｒ２７の隣接置換基同士で置換基を有してもよい縮合芳香環を形成することの少なくともいずれかを満たす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１２】
請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記発光層が含有する前記ドーパントのドープ濃度が０．１〜１０質量％であることを特徴とした有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１３】
請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記発光層が含有する前記ドーパントのドープ濃度が０．５〜２．０質量％であることを特徴とした有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１４】
請求項１から請求項１３のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記発光層の発光色が橙色〜赤色であることを特徴とした有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１５】
請求項１から請求項１４のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を有することを特徴とした表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ナフタセン誘導体と、ピロメテン骨格を有する化合物もしくはその金属錯体とを組み合わせて用いた有機エレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ素子）及び表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ（Electro-Luminescence）素子が知られ、イーストマン・コダック社のＣ．Ｗ．Ｔａｎｇらによる積層型素子による低電圧駆動有機ＥＬ素子の報告（非特許文献１）がなされて以来、有機材料を構成材料とする有機ＥＬ素子に関する研究が盛んに行われている。
【０００３】
有機ＥＬ素子に用いる発光材料としては、トリス（８−キノリノール）アルミニウム（Ａｌｑ）錯体等のキレート錯体、クマリン錯体、テトラフェニルブタジエン誘導体、ビススチリルアリーレン誘導体、オキサジアゾール誘導体等の発光材料が知られており、それらは青色から赤色までの可視領域の発光が得られることが報告されており、カラー表示素子の実現が期待されている（例えば特許文献１〜３等）。しかし、その発光効率や寿命は実用可能なレベルにまで到達せず不十分であった。また、フルカラーディスプレイには色の３原色（青色、緑色、赤色）が求められるが、中でも高効率な赤色素子が求められている。
【０００４】
最近では、例えば、特許文献４には、ナフタセン又はペンタセン誘導体を発光層に添加した赤色発光素子が開示されている。しかし、この発光素子は、赤色純度は優れているものの、印加電圧が１１Ｖと高く、輝度の半減時間は約１５０時間と不十分であった。特許文献５には、ジシアノメチレン（ＤＣＭ）系化合物を発光層に添加した素子が開示されているが、赤色の純度が不十分であった。特許文献６には、アミン系芳香族化合物を発光層に添加した赤色発光素子が開示されているが、この発光素子はＣＩＥ（Commission Internationale d'Eclairage）色度（０．６４、０．３３）と色純度はよいものの、駆動電圧が高かった。特許文献７、８に、アミン系芳香族化合物とＡｌｑ錯体を発光層に用いた素子が開示されている。しかしながら、この素子は、赤色発光するものの、低効率かつ短寿命であった。
【０００５】
また特許文献９には、アミン系芳香族化合物とＤＰＶＤＰＡＮを発光層に用いた素子が開示されているが、高効率な素子は発光色が橙色であり、赤色発光する素子は低効率であった。
【０００６】
特許文献１０には、ジシアノアントラセン誘導体とインデノペリレン誘導体を発光層に、金属錯体を電子輸送層に用いた素子が開示されているが、発光色が赤橙色であった。
【０００７】
特許文献１１には、フルオランテン誘導体とインデノペリレン誘導体を発光層に、電子輸送層にフルオランテン誘導体を用いた素子が公開されているものの、実用的な効率を伴っていなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平８−２３９６５５号公報
【特許文献２】特開平７−１３８５６１号公報
【特許文献３】特開平３−２００８８９号公報
【特許文献４】特開平８−３１１４４２号公報
【特許文献５】特開平３−１６２４８１号公報
【特許文献６】特開２００１−８１４５１号公報
【特許文献７】ＷＯ０１／２３４９７パンフレット
【特許文献８】特開２００３−４０８４５号公報
【特許文献９】特開２００３−８１９２４号公報
【特許文献１０】特開２００１−３０７８８５号公報
【特許文献１１】特開２００３−３３８３７７号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】Ｃ．Ｗ．Ｔａｎｇ、Ｓ．Ａ．Ｖａｎｓｌｙｋｅ，Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  Ｌｅｔｔｅｒｓ，５１巻、９１３頁、１９８７年
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の主な目的は、実用的な、高効率で長寿命、かつ色純度に優れた有機ＥＬ素子及び表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者らは、上記目的を達成するために、鋭意研究を重ねた結果、ナフタセン誘導体とピロメテン骨格を有する化合物もしくはその金属錯体を、有機ＥＬ素子の有機化合物層の少なくとも一層に用いることにより、有機ＥＬ素子の長寿命化と高効率化を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１２】
本発明の第一の態様に係る有機エレクトロルミネッセンス素子は、陰極と、陽極と、前記陰極と前記陽極との間に設けられた発光層と、を備え、前記発光層は、ホストとドーパントとを含み、前記ホストは、下記化合物（Ａ−３）を含み、前記ドーパントは、下記式（２）で表されるピロメテン骨格を有する化合物またはその金属錯体であることを特徴とする。
本発明の第一の態様において、下記式（２）中、Ｒ１５〜Ｒ２１のうち少なくとも一つは芳香環を含む置換基かあるいは隣接置換基との間で縮合環を形成し、残りはそれぞれ独立に水素、アルキル基、シクロアルキル基、アラルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基、水酸基、メルカプト基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリールエーテル基、アリールチオエーテル基、アリール基、複素環基、ハロゲン、ハロアルカン、ハロアルケン、ハロアルキン、シアノ基、アルデヒド基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基、カルバモイル基、アミノ基、ニトロ基、シリル基、シロキサニル基、隣接置換基との間に形成される縮合環および脂肪族環の中から選ばれる（これらの基において、炭素数としては１〜２０とする）。Ｒ１５および前記Ｒ２０は、それぞれ独立に、水素原子またはアルキル基であり、Ｒ１６〜Ｒ１９は、それぞれ独立に、芳香環であり、Ｒ２１は、芳香環である。Ｒ１５〜Ｒ２１は同一でも異なったものであってもよく、置換基を有していてもよい。Ｘは炭素原子である。金属錯体の金属は、ホウ素、ベリリウム、マグネシウム、クロム、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、白金から選ばれる少なくとも一種である。
【００１３】
【化１】
0005647291.tif 000002
【００１４】
【化２】
0005647291.tif 000003
【００１６】
本発明の第二の態様に係る有機エレクトロルミネッセンス素子は、陰極と、陽極と、前記陰極と前記陽極との間に設けられた発光層と、を備え、前記発光層は、ホストとドーパントとを含み、前記ホストは、前記化合物（Ａ−３）を含み、前記ドーパントは、前記式（２）で表されるピロメテン骨格を有する化合物またはその金属錯体であることを特徴とする。本発明の第二の態様においては、前記式（２）中、Ｒ１５〜Ｒ２１のうち少なくとも一つは芳香環を含む置換基かあるいは隣接置換基との間で縮合環を形成し、残りはそれぞれ独立に水素、アルキル基、シクロアルキル基、アラルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基、水酸基、メルカプト基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリールエーテル基、アリールチオエーテル基、アリール基、複素環基、ハロゲン、ハロアルカン、ハロアルケン、ハロアルキン、シアノ基、アルデヒド基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基、カルバモイル基、アミノ基、ニトロ基、シリル基、シロキサニル基、隣接置換基との間に形成される縮合環および脂肪族環の中から選ばれ（これらの基において、炭素数としては１〜２０とする）、Ｒ２１は、水素原子であり、Ｒ１５〜Ｒ２１は同一でも異なったものであってもよく、置換基を有していてもよく、Ｘは炭素原子であり、金属錯体の金属は、ホウ素、ベリリウム、マグネシウム、クロム、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、白金から選ばれる少なくとも一種である。さらに、前記Ｒ１５〜Ｒ２０は、それぞれ独立に、水素原子または芳香環であることが好ましい。
【００１７】
金属錯体の金属としては、特にホウ素が好ましい。
【００１８】
置換基を有してもよいアルキル基は炭素数１〜２０のアルキル基が好ましい。より好ましくは、炭素数１〜１０のアルキル基。さらに好ましくは炭素数１〜５のアルキル基。アルキル基は、直鎖でも分岐していてもよい。一級アルキル基、二級アルキル基、三級アルキル基のいずれでもよい。
具体的には、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、sec-ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、n−ノニル基、n−デシル基があげられる。
置換基を有してもよいアリール基は、炭素数６〜３０のアリール基が好ましく、より好ましくは、炭素数６〜２０のアリール基が好ましい。具体的には、フェニル基、フェニルフェニル基（４−フェニルフェニル基、３−フェニルフェニル基、２−フェニルフェニル基）、ナフチルフェニル基（４−（１−ナフチル）フェニル基、４−（２−ナフチル）フェニル基）、ナフチル基（１−ナフチル基、２−ナフチル基）、フェニルナフチル基（６−フェニル−２−ナフチル基、４−フェニル−１−ナフチル基）、ナフチルナフチル基（６−ナフチル−２−ナフチル基、４−ナフチル−１−ナフチル基）、アントラニル基、ファナンチル基、ピレニル基、クリセニル基があげられる。
【００１９】
アミノ基は、アミノ基、置換基を有してもよい炭素数１〜２０のモノアルキルアリール基、置換基を有してもよい炭素数１〜２０のジアルキルアリール基、置換基を有してもよい炭素数６〜３０のモノアリールアリール基、置換基を有してもよい炭素数６〜３０のビスアリールアリール基でもよい。ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジフェニルアミノ基、ジトリルアミノ基、ジキシリルアミノ基があげられる。
置換基を有してもよいアルコキシ基は炭素数１〜２０のアルコキシ基が好ましい。メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基があげられる。
置換基を有してもよいアルキルチオ基は、炭素数１〜２０のアルキルチオ基が好ましい。メチルチオ基、エチルチオ基があげられる。
置換基を有してもよいアリールオキシ基としては、炭素数６〜３０のアリールオキシ基が好ましい。フェノキシ基があげられる。
置換基を有してもよいアリールオキシチオ基としては、炭素数６〜３０のアリールチオ基が好ましい。フェニルチオ基があげられる。
置換基を有してもよいアルケニル基としては、炭素数１〜２０のアルケニル基が好ましい。ビニル基、プロペニル基があげられる。
置換基を有してもよいアラルキル基としては、炭素数７〜３０のアラルキル基が好ましい。ベンジル基があげられる。
置換基を有してもよい複素環基としては、炭素数５〜３０の複素環基が好ましい。ピリジル基、フリル基、チエニル基、ピラジル基、ピリミジル基、キノリル基などあげられる。
【００２０】
本発明によれば、発光層がナフタセン誘導体により構成されたホストとピロメテン骨格を有する化合物もしくはその金属錯体により構成されたドーパントとを含むので、有機ＥＬ素子の実用的な効率と寿命を実現することができる。
【００２３】
前述のような構成によれば、前記化合物（Ａ−３）で表されるナフタセン誘導体は、ナフタセンに結合する二つのベンゼン環のオルト位のうち、少なくとも一つに置換基を有する。
【００２４】
ナフタセンに結合する二つのベンゼン環のオルト位に置換基を導入すると、導入された置換基とナフタセン骨格との間に立体障害が生じる。この立体障害により、導入された置換基は、ナフタセン骨格の平面に対して面外方向を向くようになる。そして、面外方向に突き出た置換基により、ナフタセン誘導体同士の会合が防止される。
【００２５】
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記陽極と前記発光層との間に正孔輸送層を含むことが好ましい。
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記陽極と前記発光層との間に正孔注入層を含み、前記正孔注入層は、下記式（１０）で表される化合物を含むことが好ましく、この場合において、前記正孔注入層と前記発光層との間に正孔輸送層を含むことが好ましい。
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記正孔輸送層は、下記式（７）で表される化合物を含むことが好ましい。
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記正孔輸送層は、下記式（８）で表される化合物を含むことが好ましい。
本発明の第三の態様に係る有機エレクトロルミネッセンス素子は、陰極と、陽極と、前記陰極と前記陽極との間に設けられた発光層と、前記陽極と前記発光層との間に設けられた正孔注入層と、を備え、前記発光層は、ホストとドーパントとを含み、前記ホストは、前記化合物（Ａ−３）を含み、前記ドーパントは、前記式（２）で表されるピロメテン骨格を有する化合物またはその金属錯体であり、前記正孔注入層は、下記式（１０）で表される化合物を含むことを特徴とする。本発明の第三の態様においては、前記式（２）中、Ｒ１５〜Ｒ２１のうち少なくとも一つは芳香環を含む置換基かあるいは隣接置換基との間で縮合環を形成し、残りはそれぞれ独立に水素、アルキル基、シクロアルキル基、アラルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基、水酸基、メルカプト基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリールエーテル基、アリールチオエーテル基、アリール基、複素環基、ハロゲン、ハロアルカン、ハロアルケン、ハロアルキン、シアノ基、アルデヒド基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基、カルバモイル基、アミノ基、ニトロ基、シリル基、シロキサニル基、隣接置換基との間に形成される縮合環および脂肪族環の中から選ばれる（これらの基において、炭素数としては１〜２０とする）。Ｒ１５〜Ｒ２１は同一でも異なったものであってもよく、置換基を有していてもよい。Ｘは炭素または窒素であるが、窒素の場合には上記Ｒ２１は存在しない。金属錯体の金属は、ホウ素、ベリリウム、マグネシウム、クロム、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、白金から選ばれる少なくとも一種である。
【００２６】
【化１Ａ】
0005647291.tif 000004
【００２７】
前記式（１０）において、Ｒ１〜Ｒ６は、シアノ基、ニトロ基、スルホニル基、カルボニル基、トリフルオロメチル基、およびハロゲンからなる群から選択される。
前記式（７）中、Ｑ１およびＱ２は、少なくとも１個の三級アミンを有する部位であり、Ｇは連結基である。
前記式（８）において、Ａｒ２１〜Ａｒ２４は、置換もしくは無置換の核炭素数６〜５０の芳香族環、又は置換もしくは無置換の核原子数５〜５０の複素芳香族環である。Ｒ２１、Ｒ２２は置換基であり、ｓ、ｔはそれぞれ０〜４の整数である。Ａｒ２１およびＡｒ２２、Ａｒ２３およびＡｒ２４はそれぞれ互いに連結して環状構造を形成してもよい。Ｒ２１およびＲ２２もそれぞれ互いに連結して環状構造を形成してもよい。Ａｒ２１〜Ａｒ２４の置換基、およびＲ２１、Ｒ２２は、置換もしくは無置換の核炭素数６〜５０の芳香族環、置換もしくは無置換の核原子数５〜５０の複素芳香族環、炭素数１〜５０のアルキル基、炭素数１〜５０のアルコキシ基、炭素数１〜５０のアルキルアリール基、炭素数１〜５０のアラルキル基、スチリル基、核炭素数６〜５０の芳香族環もしくは核原子数５〜５０の複素芳香族環で置換されたアミノ基、核炭素数６〜５０の芳香族環もしくは核原子数５〜５０の複素芳香族環で置換されたアミノ基で置換された核炭素数６〜５０の芳香族環もしくは核原子数５〜５０の複素芳香族環である。
【００２８】
本発明では、前記ドーパントが下記式（２−１）で表されるピロメテン骨格を有する金属錯体であることが好ましい。
【００２９】
【化４】
0005647291.tif 000005
【００３０】
前記式（２−１）中、Ｒ２２〜Ｒ２８のうち少なくとも１つは芳香環を含む置換基かあるいは隣接置換基との間で縮合芳香環を形成し、残りはそれぞれ独立に水素、アルキル基、シクロアルキル基、アラルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基、水酸基、メルカプト基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリールエーテル基、アリールチオエーテル基、アリール基、複素環基、ハロゲン、ハロアルカン、ハロアルケン、ハロアルキン、シアノ基、アルデヒド基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基、カルバモイル基、アミノ基、ニトロ基、シリル基、シロキサニル基、隣接置換基との間に形成される縮合環および脂肪族環の中から選ばれる。Ｒ２２〜Ｒ２８は同一でも異なってもよく、置換基を有してもよい。Ｒ２９およびＲ３０は同じでも異なってもよく、ハロゲン、水素、置換基を有してよいアルキル、置換基を有してもよいアリール、置換基を有してもよい複素環基から選ばれる。Ｘは炭素または窒素であるが、窒素の場合には上記Ｒ２８は存在しない。
【００３１】
本発明では、前記式（２−１）で表されるピロメテン骨格を有する金属錯体のＲ２２〜Ｒ２８のうち少なくとも１つは芳香環を含む置換基であることが好ましい。
【００３２】
本発明では、前記式（２−１）で表されるピロメテン骨格を有する金属錯体のＲ２２〜Ｒ２８が隣接置換基との間で縮合芳香環を形成することが好ましい。
【００３３】
本発明では、前記式（２−１）で表されるピロメテン骨格を有する金属錯体は、Ｒ２２〜Ｒ２４の隣接置換基同士で置換基を有してもよい縮合芳香環を形成すること、およびＲ２５〜Ｒ２７の隣接置換基同士で置換基を有してもよい縮合芳香環を形成することの少なくともいずれかを満たすことが好ましい。
【００３４】
本発明の第四の態様に係る有機エレクトロルミネッセンス素子は、陰極と、陽極と、前記陰極と前記陽極との間に設けられた発光層と、を備え、前記発光層は、ホストとドーパントとを含み、前記ホストは、前記化合物（Ａ−３）を含み、前記ドーパントは、前記式（２−１）で表されるピロメテン骨格を有する金属錯体であることを特徴とする。本発明の第四の態様においては、前記式（２−１）中、Ｒ２２〜Ｒ２８のうち少なくとも１つは芳香環を含む置換基かあるいは隣接置換基との間で縮合芳香環を形成し、残りはそれぞれ独立に水素、アルキル基、シクロアルキル基、アラルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基、水酸基、メルカプト基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリールエーテル基、アリールチオエーテル基、アリール基、複素環基、ハロゲン、ハロアルカン、ハロアルケン、ハロアルキン、シアノ基、アルデヒド基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基、カルバモイル基、アミノ基、ニトロ基、シリル基、シロキサニル基、隣接置換基との間に形成される縮合環および脂肪族環の中から選ばれ、Ｒ２２〜Ｒ２８は同一でも異なってもよく、置換基を有してもよく、Ｒ２２〜Ｒ２８は隣接置換基との間で縮合芳香環を形成し、Ｒ２９およびＲ３０は同じでも異なってもよく、ハロゲン、水素、置換基を有してよいアルキル、置換基を有してもよいアリール、置換基を有してもよい複素環基から選ばれ、Ｘは炭素または窒素であるが、窒素の場合には上記Ｒ２８は存在しない。
【００３５】
本発明では、前記発光層が含有する前記ドーパントのドープ濃度が０．１〜１０質量％であることが好ましい。前記発光層が含有する前記ドーパントのドープ濃度が０．５〜２質量％であることがより好ましい。
本発明では、前記発光層の発光色が橙色〜赤色であることが好ましい。
【００３６】
本発明の表示装置は、上述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。
【００３７】
このような構成によれば、上述の有機エレクトロルミネッセンス素子により表示装置を構成するので、高効率で長寿命、かつ色純度に優れた高性能の表示装置を得ることができる。
【００３８】
本発明によれば、実用的な、高効率で長寿命、かつ色純度に優れた有機ＥＬ素子が提供できる。
さらに、本発明によれば、電子輸送層用および発光層用の材料として好適な化合物を選択することにより、さらに高効率な有機ＥＬ素子を得ることができる。即ち、本発明の構成により、電子輸送層での励起子生成が抑えられ、電子輸送層からの微少な発光をさらに低レベルにまで抑制した高色純度な有機ＥＬ素子が得られる。また、同様の理由により、素子の長寿命化が図られる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の有機ＥＬ素子に係る一実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
［有機ＥＬ素子の構成］
以下に本発明に用いられる有機ＥＬ素子の代表的な構成例を示す。もちろん、本発明はこれに限定されるものではない。
（１）陽極／発光層／電子輸送層／陰極
（２）陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
（３）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／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／電子注入層／陰極
（５）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（図１）
（６）陽極／絶縁層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
（７）陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／絶縁層／陰極
（８）陽極／絶縁層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／絶縁層／陰極
（９）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
（１０）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
（１１）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
等の構造を挙げることができる。
これらの中で通常（２）（３）（４）（５）（８）（９）（１１）の構成が好ましく用いられる。
【００４１】
本発明の有機ＥＬ素子は、陽極と、陰極と、発光層を含む１層又は複数層の有機層を備え、有機層のうち少なくとも１層が、ナフタセン誘導体からなるホストとピロメテン骨格を有する化合物もしくはその金属錯体からなるドーパントを含有する。
本発明の有機ＥＬ素子の一例を図１に示す。この図において、有機ＥＬ素子１は、基板１０上に、陽極２０、正孔注入層３０、正孔輸送層４０、発光層５０、電子輸送層６０、電子注入層７０および陰極８０を、この順に積層した構成を有する。正孔注入層３０、正孔輸送層４０、発光層５０、電子輸送層６０および電子注入層７０が、陰極８０と陽極２０の間に挟持される有機層に該当し、これらの層の少なくとも一層が、ナフタセン誘導体からなるホスト材料とピロメテン骨格を有する化合物もしくはその金属錯体からなるドーパント材料を含有する。好ましくは、発光層が、ナフタセン誘導体とピロメテン骨格を有する化合物もしくはその金属錯体とを含有する。
【００４２】
以下、有機ＥＬ素子における各層の機能等について説明する。
［透光性基板］
発光が基板側から出射される下面発光型又はボトムエミッション型の有機ＥＬ素子とする場合、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。また、駆動用のＴＦＴ（Thin Film Transistor）が形成されているＴＦＴ基板であってもよい。
【００４３】
また、発光が素子の上部から出射される上面発光型又はトップエミッション型の有機ＥＬ素子とする場合、上述の基板上にアルミニウム等の適当な金属の反射光を設ける必要がある。
【００４４】
［陽極］
本発明の有機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、４．５ｅＶ以上の仕事関数を有することが効果的である。本発明に用いられる陽極材料の具体例としては、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。
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。
陽極はこれらの電極物質を蒸着法やスパッタリング法等の方法で薄膜を形成させることにより作製することができる。
【００４５】
下面発光型又はボトムエミッション型の有機ＥＬ素子の場合、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。
【００４６】
［発光層］
有機ＥＬ素子の発光層は以下の機能を併せ持つものである。即ち、
（ｉ）注入機能：電界印加時に陽極又は正孔注入・輸送層より正孔を注入することができ、陰極又は電子注入・輸送層より電子を注入することができる機能
（ｉｉ）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
（ｉｉｉ）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
がある。
ただし、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、少なくともどちらか一方の電荷を輸送することが好ましい。
【００４７】
この発光層を形成する方法としては、例えば蒸着法、スピンコート法、ＬＢ（Langmuir Blodgett）法等の公知の方法を適用することができる。発光層は、特に分子堆積膜であることが好ましい。
ここで分子堆積膜とは、気相状態の材料化合物から沈着され形成された薄膜や、溶液状態又は液相状態の材料化合物から固体化され形成された膜のことであり、通常この分子堆積膜は、ＬＢ法により形成された薄膜（分子累積膜）とは凝集構造、高次構造の相違や、それに起因する機能的な相違により区分することができる。
また、特開昭５７−５１７８１号公報に開示されているように、樹脂等の結着剤と材料化合物とを溶剤に溶かして溶液とした後、これをスピンコート法等により薄膜化することによっても、発光層を形成することができる。
【００４８】
本発明の発光層は、ホストとドーパントとを含む。
発光層において、ドーパント材料のドープ濃度は、０．１〜１０質量％であることが好ましく、０．５〜２．０質量％であることがより好ましい。
また、発光層の発光色は、橙色〜赤色であることが好ましい。
【００４９】
ホストは、下記式（１）で表されるナフタセン誘導体である。
【００５０】
【化５】
0005647291.tif 000006
【００５１】
前記式（１）中、Ｑ１０、Ｑ２０、Ｑ３０、Ｑ４０、Ｑ５０、Ｑ６０、Ｑ７０、Ｑ８０、Ｑ１１０、Ｑ１２０、Ｑ１３０及びＱ１４０は、それぞれ水素、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数６〜３０のアリール基、置換もしくは無置換のアミノ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルキルチオ基、置換もしくは無置換の炭素数６〜３０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の炭素数６〜３０のアリールチオ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルケニル基、置換もしくは無置換の炭素数７〜３０のアラルキル基または置換もしくは無置換の複素環基を表し、これらは同一でも異なるものであってもよい。
【００５２】
前記式（１）中、Ｑ１０、Ｑ２０、Ｑ３０及びＱ４０（まとめてＱ１０〜Ｑ４０と表す）は、水素、または置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数６〜３０のアリール基、置換もしくは無置換のアミノ基、置換もしくは無置換の複素環基及び置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルケニル基のいずれかであることが好ましい。また、より好ましくはアリール基である。また、特に、Ｑ１０、Ｑ４０が水素かつＱ２０、Ｑ３０が上記置換基であるものも好ましい。
【００５３】
また、Ｑ１０とＱ４０、Ｑ２０とＱ３０はそれぞれ同じものであることが好ましいが、異なっていてもよい。
【００５４】
Ｑ５０、Ｑ６０、Ｑ７０及びＱ８０（まとめてＱ５０〜Ｑ８０と表す）は、水素、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数６〜３０のアリール基、置換もしくは無置換のアミノ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルケニル基及び置換もしくは無置換の複素環基のいずれかが好ましく、特に好ましくは水素または置換もしくは無置換の炭素数６〜３０のアリール基である。また、Ｑ５０とＱ６０、Ｑ７０とＱ８０は、それぞれ同じものであることが好ましいが、異なっていてもよい。また、Ｑ１１０、Ｑ１２０、Ｑ１３０及びＱ１４０（まとめてＱ１１０〜Ｑ１４０と表す）は水素が好ましい。
【００５５】
Ｑ１０〜Ｑ４０、Ｑ５０〜Ｑ８０、Ｑ１１０〜Ｑ１４０で表されるアルキル基としては、置換基を有していてもよく、直鎖状であっても分岐を有していてもよい。アルキル基の好ましい具体例としては、メチル基、エチル基、（ｎ，ｉ）−プロピル基、（ｎ，ｉ，ｓｅｃ，ｔｅｒｔ）−ブチル基、（ｎ，ｉ，ｎｅｏ，ｔｅｒｔ）−ペンチル基等が挙げられる。
【００５６】
Ｑ１０〜Ｑ４０、Ｑ５０〜Ｑ８０、Ｑ１１０〜Ｑ１４０で表されるアリール基は、単環もしくは多環のものであってよく、縮合環や環集合も含まれる。置換基を有していてもよい。Ｑ１０〜Ｑ４０、Ｑ５０〜Ｑ８０、Ｑ１１０〜Ｑ１４０で表されるアリール基としては、好ましくはフェニル基、（ｏ−，ｍ−，ｐ−）トリル基、ピレニル基、ペリレニル基、コロネニル基、（１−、及び２−）ナフチル基、アントリル基、（ｏ−，ｍ−，ｐ−）ビフェニリル基、ターフェニル基、フェナントリル基等である。
【００５７】
Ｑ１０〜Ｑ４０、Ｑ５０〜Ｑ８０、Ｑ１１０〜Ｑ１４０で表されるアミノ基としては、無置換であってもよいが、置換基を有するほうが好ましく、アルキルアミノ基、アリールアミノ基、アラルキルアミノ基等いずれでもよい。これらは、総炭素数１〜６の脂肪族、及び１〜４環芳香族炭素環の少なくともいずれかを有することが好ましい。具体的には、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジブチルアミノ基、ジフェニルアミノ基、ジトリルアミノ基、ビスジフェニルアミノ基、ビスナフチルアミノ基等が挙げられる。
【００５８】
Ｑ１０〜Ｑ４０、Ｑ５０〜Ｑ８０、Ｑ１１０〜Ｑ１４０で表される複素環基としては、置換基を有していてもよく、ヘテロ原子として、Ｏ，Ｎ，Ｓを含有する５員または６員環の好ましくは芳香族複素環基、及び炭素数２〜２０の縮合多環芳香族基等が挙げられる。芳香族複素環基及び縮合多環芳香族複素環基としては、例えばチエニル基、フリル基、ピロニル基、ピリジル基、キノリル基、キノキサリル基等が挙げられる。
【００５９】
Ｑ１０〜Ｑ４０、Ｑ５０〜Ｑ８０、Ｑ１１０〜Ｑ１４０で表される置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルケニル基としては、少なくとも置換基の１つにフェニル基を有する（１−、及び２−）フェニルアルケニル基、（１，２−、及び２，２−）ジフェニルアルケニル基、（１，２，２−）トリフェニルアルケニル基等が好ましいが、無置換のものであってもよい。
【００６０】
Ｑ１０〜Ｑ４０、Ｑ５０〜Ｑ８０、Ｑ１１０〜Ｑ１４０で表されるアルコキシ基、アルキルチオ基としては、置換基を有していてもよく、前述のアルキル基を有するものが好ましい。
【００６１】
Ｑ１０〜Ｑ４０、Ｑ５０〜Ｑ８０、Ｑ１１０〜Ｑ１４０で表されるアリールオキシ基、アリールチオ基としては、置換基を有していてもよく、アリール基を有しているものが好ましく、具体的には、アリールオキシ基として（ｏ−，ｍ−，ｐ−）フェノキシ基等であり、アリールチオ基としては、（ｏ−，ｍ−，ｐ−）フェニルチオ基等である。
【００６２】
Ｑ１０〜Ｑ４０、Ｑ５０〜Ｑ８０、Ｑ１１０〜Ｑ１４０で表されるアラルキル基としては、置換基を有していてもよく、具体的にはベンジル基、フェネチル基等である。
【００６３】
Ｑ１０〜Ｑ４０、Ｑ５０〜Ｑ８０、Ｑ１１０〜Ｑ１４０が置換基を有する場合、特にＱ１０〜Ｑ４０ではこれらの置換基のうち少なくとも２つがアリール基、アミノ基、複素環基、アルケニル基及びアリールオキシ基のいずれかであることが好ましく、特に好ましくはアリール基である。アリール基、アミノ基、複素環基及びアルケニル基については前述のＱ１０〜Ｑ４０と同様である。
【００６４】
これら置換基の２種以上が縮合環を形成していてもよい。また、さらに置換されていてもよく、その場合の好ましい置換基としては前述と同様である。
【００６５】
Ｑ１０〜Ｑ４０、Ｑ５０〜Ｑ８０、Ｑ１１０〜Ｑ１４０が置換基を有する場合、特にＱ１０〜Ｑ４０のうち少なくともその２種以上が上記置換基を有することが好ましい。その置換位置としては特に限定されるものではなく、Ｑ１０〜Ｑ４０がフェニルを有するものであるとき、メタ、パラ、オルト位のいずれでもよい。
【００６６】
前記式（１）においては、Ｑ１０〜Ｑ８０の少なくとも１つ以上、さらにはＱ１０〜Ｑ４０の少なくとも１つ以上が置換または無置換のアリール基であることが好ましい。
【００６７】
特にナフタセン誘導体としては、下記式（３）で表されるものがより好ましい。
下記式（３）中、Ｑ１０、Ｑ２１〜Ｑ２５、Ｑ３１〜Ｑ３５、Ｑ４０、Ｑ５０、Ｑ６０、Ｑ７０、Ｑ８０、Ｑ１１０、Ｑ１２０、Ｑ１３０およびＱ１４０は、それぞれ水素、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アリール基、置換もしくは無置換のアミノ基、置換もしくは無置換のアルコキシ基、置換もしくは無置換のアルキルチオ基、置換もしくは無置換のアリールオキシ基、置換もしくは無置換のアリールチオ基、置換もしくは無置換のアルケニル基、置換もしくは無置換のアラルキル基または置換もしくは無置換の複素環基を表し、これらは同一でも異なるものであってもよい。
前記式（３）中、Ｑ２１〜Ｑ２５、Ｑ３１〜Ｑ３５は、隣接する２個以上が互いに結合して環を形成してもよい。
下記式（３）で表されるナフタセン誘導体におけるＱ２１〜Ｑ２５のうち少なくとも２つ、並びにＱ３１〜Ｑ３５のうち少なくとも２つは、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アリール基、置換もしくは無置換のアミノ基、置換もしくは無置換のアルコキシ基、置換もしくは無置換のアルキルチオ基、置換もしくは無置換のアリールオキシ基、置換もしくは無置換のアリールチオ基、置換もしくは無置換のアルケニル基、置換もしくは無置換のアラルキル基または置換もしくは無置換の複素環基である。
下記式（３）で表されるナフタセン誘導体におけるＱ２１、Ｑ２５、Ｑ３１、Ｑ３５の１つ以上は、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アリール基、置換もしくは無置換のアミノ基、置換もしくは無置換のアルコキシ基、置換もしくは無置換のアルキルチオ基、置換もしくは無置換のアリールオキシ基、置換もしくは無置換のアリールチオ基、置換もしくは無置換のアルケニル基、置換もしくは無置換のアラルキル基または置換もしくは無置換の複素環基であることが好ましい。
このような構成によれば、前記式（３）で表されるナフタセン誘導体は、ナフタセンに結合する二つのベンゼン環のオルト位のうち、少なくとも一つに置換基を有する。
なお、Ｑ２１、Ｑ２５、Ｑ３１、Ｑ３５の二つ以上が置換基である場合には、これらは同一でも異なるものであってもよい。また、これら隣接する２個以上が互いに結合して環を形成してもよい。
置換基としては、置換もしくは無置換のフェニル基が一例として挙げられる。
また、ナフタセンに結合する二つのベンゼン環のオルト位のうち、二つ以上が置換されていることが好ましい。
下記式（３）で表されるナフタセン誘導体におけるＱ２１、Ｑ２５の１つ以上は置換もしくは無置換のアリール基または置換もしくは無置換の複素環基であり、Ｑ３１、Ｑ３５の１つ以上は置換もしくは無置換のアリール基または置換もしくは無置換の複素環基であることが好ましい。
【００６８】
【化１Ｂ】
0005647291.tif 000007
【００６９】
これらの基の具体例は前記式（１）中のＱ１０等と同様である。
【００７０】
前記式（３）中、Ｑ２１〜Ｑ２５及びＱ３１〜Ｑ３５は、水素、アリール基、アミノ基、複素環基、アリールオキシ基及びアルケニル基のいずれかが好ましく、特に好ましくはアリール基である、また、これらのうちの少なくとも１群中にはアリール基、アミノ基、複素環基及びアリールオキシ基のいずれか、特に好ましくはアリール基を置換基として有することが好ましい。これらの隣接する２個以上が縮合環を形成してもよい。アリール基、アミノ基、複素環基及びアリールオキシ基の好ましい態様としては、前述のＱ１０〜Ｑ４０と同様である。
【００７１】
また、Ｑ２１〜Ｑ２５とＱ３１〜Ｑ３５は、それぞれ同じであることが好ましいが、異なっていてもよい。Ｑ２１〜Ｑ２５及びＱ３１〜Ｑ３５の置換基となるアミノ基としては、アルキルアミノ基、アリールアミノ基、アラルキルアミノ基等いずれでもよい。総炭素数１〜６の脂肪族、及び１〜４環芳香族炭素環の少なくともいずれかを有することが好ましい。具体的には、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジブチルアミノ基、ジフェニルアミノ基、ジトリルアミノ基、ビスジフェニルアミノ基、ビスナフチルアミノ基等が挙げられる。
【００７２】
形成される縮合環としては、例えばインデン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン、キノリン、イソキノリン、キノクサリン、フェナジン、アクリジン、インドール、カルバゾール、フェノキサジン、フェノチアジン、ベンゾチアゾール、ベンゾチオフェン、ベンゾフラン、アクリドン、ベンゾイミダゾール、クマリン、フラボン等をあげることができる。
【００７３】
Ｑ１０、Ｑ４０、Ｑ１１０〜Ｑ１４０としては、特に水素が好ましい。
【００７４】
本実施形態の前記式（１）で表される芳香族化合物の具体例を以下に示すが、本発明はこれら例示化合物に限定されるものではない。
【００７５】
【化６】
0005647291.tif 000008
【００７６】
ドーパントは、前記式（２）で表されるピロメテン骨格を有する化合物またはその金属錯体である。
さらに、前記式（２）で表されるピロメテン骨格を有する化合物もしくはその金属錯体は、下記式（２−１）で表されることが好ましい。
【００７７】
【化７】
0005647291.tif 000009
【００７８】
前記式（２−１）中、Ｒ２２〜Ｒ２８のうち少なくとも１つは芳香環を含むかあるいは隣接置換基との間に縮合芳香環を形成し、残りはそれぞれ独立に水素、アルキル基、シクロアルキル基、アラルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基、水酸基、メルカプト基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリールエーテル基、アリールチオエーテル基、アリール基、複素環基、ハロゲン、ハロアルカン、ハロアルケン、ハロアルキン、シアノ基、アルデヒド基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基、カルバモイル基、アミノ基、ニトロ基、シリル基、シロキサニル基、隣接置換基との間に形成される縮合環および脂肪族環の中から選ばれる。Ｒ２２〜Ｒ２８は同一でも異なってもよく、置換基を有してもよい。Ｒ２９およびＲ３０は同じでも異なってもよく、ハロゲン、水素、置換基を有してよいアルキル、置換基を有してもよいアリール、置換基を有してもよい複素環基から選ばれる。Ｘは炭素または窒素であるが、窒素の場合には上記Ｒ２８は存在しない。
【００７９】
Ｒ２２〜Ｒ２８が隣接置換基との間に置換基を有してもよい縮合芳香環を形成する場合は、Ｒ２２とＲ２３で置換基を有してもよい縮合芳香環形成する場合、Ｒ２３とＲ２４で置換基を有してもよい縮合芳香環形成する場合、Ｒ２５とＲ２６で置換基を有してもよい縮合芳香環形成する場合、Ｒ２６とＲ２７で置換基を有してもよい縮合芳香環形成する場合が好ましい。特に、Ｒ２２とＲ２３で置換基を有してもよい縮合芳香環形成する場合、Ｒ２６とＲ２７で置換基を有してもよい縮合芳香環形成する場合が好ましい。縮合芳香環としては、ベンゾ環、ナフト環があげられる。
【００８０】
また、前記式（２）で表されるピロメテン骨格を有する化合物もしくはその金属錯体は、下記式（２−２）で表されることが好ましい。
【００８１】
【化８】
0005647291.tif 000010
【００８２】
前記式（２−２）中、Ｒ３１〜Ｒ３９はそれぞれ独立に水素、アルキル基、シクロアルキル基、アラルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基、水酸基、メルカプト基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリールエーテル基、アリールチオエーテル基、アリール基、複素環基、ハロゲン、ハロアルカン、ハロアルケン、ハロアルキン、シアノ基、アルデヒド基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基、カルバモイル基、アミノ基、ニトロ基、シリル基、シロキサニル基から選ばれる。Ｒ３１〜Ｒ３９は同一でも異なってもよく、置換基を有してもよい。Ｒ４０およびＲ４１は同じでも異なってもよく、ハロゲン、水素、置換基を有してよいアルキル、置換基を有してもよいアリール、置換基を有してもよい複素環基から選ばれる。Ｘは炭素または窒素であるが、窒素の場合には上記Ｒ３９は存在しない。
【００８３】
本発明では、前記式（２−１）が下記式（２−３）で表されるピロメテン骨格を有する金属錯体であることが好ましい。
【００８４】
【化９】
0005647291.tif 000011
【００８５】
前記式（２−３）中、Ｒ４２〜Ｒ５２はそれぞれ独立に水素、アルキル基、シクロアルキル基、アラルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基、水酸基、メルカプト基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリールエーテル基、アリールチオエーテル基、アリール基、複素環基、ハロゲン、ハロアルカン、ハロアルケン、ハロアルキン、シアノ基、アルデヒド基、カルボニル基、カルボキシル基、エステル基、カルバモイル基、アミノ基、ニトロ基、シリル基、シロキサニル基から選ばれる。Ｒ４２〜Ｒ５２は同一でも異なってもよく、置換基を有してもよい。Ｒ５３およびＲ５４は同じでも異なってもよく、ハロゲン、水素、置換基を有してよいアルキル、置換基を有してもよいアリール、置換基を有してもよい複素環基から選ばれる。Ｘは炭素または窒素であるが、窒素の場合には上記Ｒ５２は存在しない。
【００８６】
本発明の前記式（２）で表される芳香族化合物の具体例を以下に示すが、本発明はこれら例示化合物に限定されるものではない。
【００８７】
【化１０】
0005647291.tif 000012
【００８８】
【化１１】
0005647291.tif 000013
【００８９】
【化１２】
0005647291.tif 000014
【００９０】
【化１３】
0005647291.tif 000015
【００９１】
【化１４】
0005647291.tif 000016
【００９２】
【化１５】
0005647291.tif 000017
【００９３】
【化１６】
0005647291.tif 000018
【００９４】
また、Ｑ１０〜Ｑ１４０、Ｒ１５〜Ｒ３０、Ｒ３１〜Ｒ５４は置換基を有してもよいが、その置換基としては、アルキル基、アリール基、アルコキシ基が好ましい。
アルキル基は炭素数１〜２０のアルキル基が好ましい。より好ましくは、炭素数１〜１０のアルキル基。さらに好ましくは炭素数１〜５のアルキル基。アルキル基は、直鎖でも分岐していてもよい。一級アルキル基、二級アルキル基、三級アルキル基のいずれでもよい。
具体的には、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、n−ノニル基、n−デシル基があげられる。
アリール基は、炭素数６〜３０のアリール基が好ましく、より好ましくは、炭素数６〜２０のアリール基が好ましい。具体的には、フェニル基、トリル基、キシリル基、フェニルフェニル基（４−フェニルフェニル基、３-フェニルフェニル基、２-フェニルフェニル基）、ナフチルフェニル基、ナフチル基（１−ナフチル基、２−ナフチル基）、フェニルナフチル基、ナフチルナフチル基、ターフェニル基、アントラニル基、ファナンチル基、ピレニル基、クリセニル基があげられる。
【００９５】
［正孔輸送層および正孔注入層］
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。
正孔輸送層を形成する材料としては、前記の好ましい性質を有するものであれば特に制限はなく、従来、光導伝材料において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。
【００９６】
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）、ピラゾリン誘導体およ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、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３，２４０，５９７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）、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。
【００９７】
好ましくは下記式（７）で示す材料が用いられる。
【００９８】
【化１７】
0005647291.tif 000019
【００９９】
前記式（７）中、Ｑ１およびＱ２は少なくとも１個の三級アミンを有する部位であり、Ｇは連結基である。
【０１００】
さらに好ましくは下記式（８）で示すアミン誘導体である。
【０１０１】
【化１８】
0005647291.tif 000020
【０１０２】
前記式（８）において、Ａｒ２１〜Ａｒ２４は置換もしくは無置換の核炭素数６〜５０の芳香族環、又は置換もしくは無置換の核原子数５〜５０の複素芳香族環である。Ｒ２１、Ｒ２２は置換基であり、ｓ、ｔはそれぞれ０〜４の整数である。Ａｒ２１およびＡｒ２２、Ａｒ２３およびＡｒ２４はそれぞれ互いに連結して環状構造を形成してもよい。Ｒ２１およびＲ２２もそれぞれ互いに連結して環状構造を形成してもよい。
Ａｒ２１〜Ａｒ２４の置換基、およびＲ２１、Ｒ２２は、置換もしくは無置換の核炭素数６〜５０の芳香族環、置換もしくは無置換の核原子数５〜５０の複素芳香族環、炭素数１〜５０のアルキル基、炭素数１〜５０のアルコキシ基、炭素数１〜５０のアルキルアリール基、炭素数１〜５０のアラルキル基、スチリル基、核炭素数６〜５０の芳香族環もしくは核原子数５〜５０の複素芳香族環で置換されたアミノ基、核炭素数６〜５０の芳香族環もしくは核原子数５〜５０の複素芳香族環で置換されたアミノ基で置換された核炭素数６〜５０の芳香族環もしくは核原子数５〜５０の複素芳香族環である。
【０１０３】
さらに正孔の注入を助けるために、正孔輸送層の他に別途、正孔注入層を設けることもできる。正孔注入層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、ポルフィリン化合物（特開昭６３−２９５６９５号公報等に開示のもの）、芳香族第三級アミン化合物およ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。
【０１０４】
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（以下ＮＰＤと略記する）、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（以下ＭＴＤＡＴＡと略記する）等を挙げることができる。
【０１０５】
この他に特許第０３５７１９７７号で開示されている下記式（９）で表される含窒素複素環誘導体も用いることができる。
【０１０６】
【化１９】
0005647291.tif 000021
【０１０７】
前記式（９）中、Ｒ１〜Ｒ６は置換または無置換のアルキル基、置換または無置換のアリール基、置換または無置換のアラルキル基、置換または無置換の複素環基のいずれかを示す。但し、Ｒ１〜Ｒ６は同じでも異なっていてもよい。また、Ｒ１とＲ２，Ｒ３とＲ４、Ｒ５とＲ６またはＲ１とＲ６，Ｒ２とＲ３、Ｒ４とＲ５が縮合環を形成していてもよい。
【０１０８】
さらに、ＵＳ２００４／１１３５４７  Ａ１で開示されている下記式（１０）の化合物も用いることができる。
【０１０９】
【化２０】
0005647291.tif 000022
【０１１０】
前記式（１０）中、Ｒ１〜Ｒ６は置換基であり、好ましくはシアノ基、ニトロ基、スルホニル基、カルボニル基、トリフルオロメチル基、ハロゲンなどの電子吸引基である。
【０１１１】
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。
【０１１２】
正孔注入層、正孔輸送層は上述した化合物を、例えば真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、ＬＢ法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。正孔注入層、正孔輸送層の膜厚は特に制限はないが、通常は５ｎｍ〜５μｍである。この正孔注入層、正孔輸送層は正孔輸送帯域に上記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、又は前記正孔注入層、正孔輸送層とは別種の化合物からなる正孔注入層、正孔輸送層を積層したものであってもよい。
【０１１３】
また、有機半導体層も正孔輸送層の一部であるが、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。
【０１１４】
［電子注入・輸送層（電子輸送帯域）］
電子輸送層は発光層への電子の注入を助ける層であって、電子移動度が大きい。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以上であることが望ましい。
【０１１５】
本実施形態では、前記陰極と前記発光層との間に電子輸送層を備え、前記電子輸送層が、下記式（４）で表される化合物を含有することが好ましい。
【０１１６】
【化２１】
0005647291.tif 000023
【０１１７】
ここで、Ａは３環以上が縮合した置換基を有してもよい縮合芳香族炭化水素基であり、Ｂは置換されてもよい複素環基である。ｍ、ｎは１〜６の整数である。
【０１１８】
本実施形態では、前記式（４）で表される化合物におけるＡが、アントラセン、フェナントレン、ナフタセン、ピレン、クリセン、ベンゾアントラセン、ペンタセン、ジベンゾアントラセン、ベンゾピレン、フルオレン、ベンゾフルオレン、フルオランテン、ベンゾフルオランテン、ナフトフルオランテン、ジベンゾフルオレン、ジベンゾピレンおよびジベンゾフルオランテンから選択される骨格を分子中に有することが好ましい。
【０１１９】
本実施形態では、前記式（４）で表される化合物におけるＢが、含窒素複素環基であることが好ましい。
【０１２０】
本実施形態では、前記式（４）で表される化合物におけるＢが、ピリジン、ピリミジン、ピラジン、ピリダジン、トリアジン、キノリン、キノキサリン、アクリジン、イミダゾピリジン、イミダゾピリミジン、フェナントロリン、ピラゾール、イミダゾールおよびベンゾイミダゾールから選択される骨格を分子中に有することが好ましい。
【０１２１】
本実施形態では、前記式（４）で表される化合物が、下記式（５）又は下記式（６）で表されるベンゾイミダゾール誘導体であることが好ましい。
【０１２２】
【化２２】
0005647291.tif 000024
【０１２３】
前記式（５）、（６）中、Ｒは、水素原子、置換もしくは無置換の炭素数６〜６０のアリール基、置換もしくは無置換のピリジル基、置換もしくは無置換のキノリル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルキル基、また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、ｐは１〜４の整数である。
【０１２４】
炭素数６〜６０のアリール基としては、フェニル基、１−ナフチル基、２−ナフチル基、１−アントリル基、２−アントリル基、９−アントリル基、１−フェナントリル基、２−フェナントリル基、３−フェナントリル基、４−フェナントリル基、９−フェナントリル基、１−ナフタセニル基、２−ナフタセニル基、９−ナフタセニル基、１−ピレニル基、２−ピレニル基、４−ピレニル基、２−ビフェニルイル基、３−ビフェニルイル基、４−ビフェニルイル基、ｐ−ターフェニル−４−イル基、ｐ−ターフェニル−３−イル基、ｐ−ターフェニル−２−イル基、ｍ−ターフェニル−４−イル基、ｍ−ターフェニル−３−イル基、ｍ−ターフェニル−２−イル基、ｏ−トリル基、ｍ−トリル基、ｐ−トリル基、ｐ−ｔ−ブチルフェニル基、ｐ−（２−フェニルプロピル）フェニル基、３−メチル−２−ナフチル基、４−メチル−１−ナフチル基、４−メチル−１−アントリル基、４’−メチルビフェニルイル基、４”−ｔ−ブチル−ｐ−ターフェニル−４−イル基、フルオランテニル基、フルオレニル基等が好ましく、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、アントラセニル基、フェナントリル基、ピレニル基、クリセニル基、フルオランテニル基、フルオレニル基等がより好ましい。
【０１２５】
炭素数１〜２０のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｓ−ブチル基、イソブチル基、ｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基、ｎ−ヘプチル基、ｎ−オクチル基、ヒドロキシメチル基、１−ヒドロキシエチル基、２−ヒドロキシエチル基、２−ヒドロキシイソブチル基、１，２−ジヒドロキシエチル基、１，３−ジヒドロキシイソプロピル基、２，３−ジヒドロキシ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリヒドロキシプロピル基、クロロメチル基、１−クロロエチル基、２−クロロエチル基、２−クロロイソブチル基、１，２−ジクロロエチル基、１，３−ジクロロイソプロピル基、２，３−ジクロロ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリクロロプロピル基、ブロモメチル基、１−ブロモエチル基、２−ブロモエチル基、２−ブロモイソブチル基、１，２−ジブロモエチル基、１，３−ジブロモイソプロピル基、２，３−ジブロモ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリブロモプロピル基、ヨードメチル基、１−ヨードエチル基、２−ヨードエチル基、２−ヨードイソブチル基、１，２−ジヨードエチル基、１，３−ジヨードイソプロピル基、２，３−ジヨード−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリヨードプロピル基、アミノメチル基、１−アミノエチル基、２−アミノエチル基、２−アミノイソブチル基、１，２−ジアミノエチル基、１，３−ジアミノイソプロピル基、２，３−ジアミノ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリアミノプロピル基、シアノメチル基、１−シアノエチル基、２−シアノエチル基、２−シアノイソブチル基、１，２−ジシアノエチル基、１，３−ジシアノイソプロピル基、２，３−ジシアノ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリシアノプロピル基、ニトロメチル基、１−ニトロエチル基、２−ニトロエチル基、２−ニトロイソブチル基、１，２−ジニトロエチル基、１，３−ジニトロイソプロピル基、２，３−ジニトロ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリニトロプロピル基、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、４−メチルシクロヘキシル基、１−アダマンチル基、２−アダマンチル基、１−ノルボルニル基、２−ノルボルニル基等が好ましい。
炭素数１〜２０のアルコキシ基は−ＯＹ”’で表される基であり、Ｙ”’の例としては、前記アルキル基で説明したものと同様の例が挙げられる。
【０１２６】
上記アリール基、ピリジル基、キノリル基、アルキル基又はアルコキシ基の置換基としては、置換もしくは無置換の核炭素数６〜５０のアリール基、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１〜５０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のカルボキシル基、ハロゲン基、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシル基等が挙げられる。
【０１２７】
ｐは１〜４の整数であり、１〜３であることが好ましく、１または２であることがより好ましい。
なお、Ｒは水素であることが好ましい。
【０１２８】
Ｒ１１は、置換もしくは無置換の炭素数６〜６０のアリール基、置換もしくは無置換のピリジル基、置換基を有していてもよいキノリル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルキル基又は炭素数１〜２０のアルコキシ基であり、各基および置換基の例としては、上記Ｒと同様である。
【０１２９】
Ｒ１２は、水素原子、置換もしくは無置換の炭素数６〜６０のアリール基、置換もしくは無置換のピリジル基、置換もしくは無置換のキノリル基、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、各基および置換基の例としては、上記Ｒと同様である。
【０１３０】
Ｌは、置換もしくは無置換の炭素数６〜６０のアリーレン基、置換もしくは無置換のピリジニレン基、置換もしくは無置換のキノリニ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。
炭素数６〜６０のアリーレン基としては、炭素数６〜６０のアリール基で説明した置換基から、さらに１つの水素原子を除くことによりできる２価の置換基等が好ましく、フェニレン基、ナフチレン基、ビフェニレン基、アントラセニレン基、フェナントリレン基、ピレニレン基、クリセニレン基、フルオランテニレン基、フルオレニレン基がより好ましい。
【０１３１】
上記アリーレン基、ピリジニレン基、キノリニレン基又はフルオレニレン基の置換基の例としては、上記Ｒと同様である。
【０１３２】
Ａｒ１は、置換もしくは無置換の炭素数６〜６０（好ましくは炭素数６〜３０）のアリール基、置換もしくは無置換のピリジル基又は置換基を有していてもよいキノリル基である。
炭素数６〜６０のアリール基、およびアリール基、ピリジル基およびキノリル基の置換基としては、上記Ｒと同様である。
【０１３３】
前記式（５）で表されるベンゾイミダゾール誘導体は、好ましくは、Ｒが水素、Ｒ１１がアリール基、Ｌが炭素数６〜３０（より好ましくは炭素数６〜２０）のアリーレン基およびＡｒ１が炭素数６〜３０のアリール基である。
【０１３４】
前記式（６）で表されるベンゾイミダゾール誘導体は、好ましくは、Ｒが水素、Ｒ１２がアリール基、Ｌが炭素数６〜３０（より好ましくは炭素数６〜２０）のアリーレン基およびＡｒ１が炭素数６〜３０のアリール基である。
【０１３５】
なお、前記Ｒ、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｌ、Ａｒ１のうち少なくとも一つが前記式（４）で表される化合物におけるＡに相当し、３環以上が縮合した縮合芳香族炭化水素基である。
【０１３６】
電子輸送層としては、前記式（４）、（５）、（６）に表される化合物が好ましいが、これに限らず以下の８−ヒドロキシキノリン、及びその誘導体の金属錯体又は含窒素複素環を有する化合物等も好適に用いられる。
【０１３７】
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が挙げられる。例えば中心金属としてＡｌを有するＡｌｑ錯体を電子輸送層として用いることができる。
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。
【０１３８】
【化２３】
0005647291.tif 000025
【０１３９】
上記式中Ａｒ３２１，Ａｒ３２２，Ａｒ３２３，Ａｒ３２５，Ａｒ３２６，Ａｒ３２９はそれぞれ置換もしく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Ａｒ３２４，Ａｒ３２７，Ａｒ３２８は置換もしく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。
【０１４０】
ここでアリール基としてはフェニル基、ビフェニル基、アントラニル基、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、アントラニレン基、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。
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。
【０１４１】
【化２４】
0005647291.tif 000026
【０１４２】
Ｍｅはメチル基、Ｂｕはブチル基を表す。
【０１４３】
特開平０９−０８７６１６に示されている下記式で表されるシラシクロペンタジエン誘導体もまた、電子輸送層として好適に用いられる。
【０１４４】
【化２５】
0005647291.tif 000027
【０１４５】
上記式中、Ｘ３５１及びＹ３５１は、それぞれ独立に炭素数１から６まで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Ｘ３５１とＹ３５１が結合して飽和又は不飽和の環を形成した構造であり、Ｒ３５１〜Ｒ３５４は、それぞれ独立に水素、ハロゲン、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。
【０１４６】
特開平０９−１９４４８７に示されている下記式で表されるシラシクロペンタジエン誘導体もまた、電子輸送層として好適に用いられる。
【０１４７】
【化２６】
0005647291.tif 000028
【０１４８】
上記式中、Ｘ３６１及びＹ３６１は、それぞれ独立に炭素数１から６までの飽和も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、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ヘテロ環又はＸ３６１とＹ３６１が結合して飽和もしくは不飽和の環を形成した構造であり、Ｒ３６１〜Ｒ３６４は、それぞれ独立に水素、ハロゲン、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もしくは無置換の環が縮合した構造である（但し、Ｒ３６１及びＲ３６４がフェニル基の場合、Ｘ３６１及びＹ３６１は、アルキル基及びフェニル基ではなく、Ｒ３６１及びＲ３６４がチエニル基の場合、Ｘ３６１及びＹ３６１は、一価炭化水素基を、Ｒ３６２及びＲ３６３は、アルキル基、アリール基、アルケニル基又はＲ３６２とＲ３６３が結合して環を形成する脂肪族基を同時に満たさない構造であり、Ｒ３６１及びＲ３６４がシリル基の場合、Ｒ３６２、Ｒ３６３、Ｘ３６１及びＹ３６１は、それぞれ独立に、炭素数１から６の一価炭化水素基又は水素原子でなく、Ｒ３６１及びＲ３６２でベンゼン環が縮合した構造の場合、Ｘ３６１及びＹ３６１は、アルキル基及びフェニル基ではない）。
【０１４９】
特再第２０００−０４０５８６号公報に示されている下記式で表されるボラン誘導体もまた、電子輸送層として好適に用いられる。
【０１５０】
【化２７】
0005647291.tif 000029
【０１５１】
上記式中、Ｒ３７１〜Ｒ３７８及びＺ３７２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、Ｘ３７１、Ｙ３７１及びＺ３７１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、Ｚ３７１とＺ３７２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、Ｚ３７１は異なってもよい。但し、ｎが１、Ｘ３７１、Ｙ３７１及びＲ３７２がメチル基であって、Ｒ３７８が水素原子又は置換ボリル基の場合、及びｎが３でＺ３７１がメチル基の場合を含まない。
【０１５２】
特開平１０−０８８１２１に示されている下記式で示される化合物もまた、電子輸送層として好適に用いられる。
【０１５３】
【化２８】
0005647291.tif 000030
【０１５４】
上記式中、Ｑ３８１及びＱ３８２は、それぞれ独立に、下記式で示される配位子を表し、Ｌ３８１は、ハロゲン原子、置換もしくは未置換のアルキル基、置換もしくは未置換のシクロアルキル基、置換もしくは未置換のアリール基、置換もしくは未置換の複素環基、−ＯＲ３９１（Ｒ３９１は水素原子、置換もしくは未置換のアルキル基、置換もしくは未置換のシクロアルキル基、置換もしくは未置換のアリール基又は置換もしくは未置換の複素環基である。）又は−Ｏ−Ｇａ−Ｑ３９１（Ｑ３９２）（Ｑ３９１及びＱ３９２は、Ｑ３８１及びＱ３８２と同じ意味を表す。）で示される配位子を表す。
【０１５５】
【化２９】
0005647291.tif 000031
【０１５６】
上記式中、環Ａ４０１及びＡ４０２は、互いに結合した置換もしくは未置換のアリール環又は複素環構造である。
【０１５７】
上記式の配位子を形成する環Ａ４０１及びＡ４０２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、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−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未置換のアルキル基、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未置換のアリール基、メトキシ基、ｎ−ブトキシ基、ｔｅｒｔ−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未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−ｔｅｒｔ−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未置換のアリールオキシ基、メチルチオ基、エチルチオ基、ｔｅｒｔ−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未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−ｔｅｒｔ−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未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、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、ビフェニル基、アントラニル基、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、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。
【０１５８】
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す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。
【０１５９】
具体的に、好ましい還元性ドーパントとしては、仕事関数が２．９ｅＶ以下のものが好ましく、Ｎａ（仕事関数：２．３６ｅＶ）、Ｋ（仕事関数：２．２８ｅＶ）、Ｒｂ（仕事関数：２．１６ｅＶ）およびＣｓ（仕事関数：１．９５ｅＶ）からなる群より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）、およびＢａ（仕事関数：２．５２ｅＶ）からなる群より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。これらのうち、より好ましい還元性ドーパントは、Ｋ、ＲｂおよびＣｓからなる群より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。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又は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。
【０１６０】
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およびアルカリ土類金属のハロゲン化物からなる群より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。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および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、およびＣａＳｅが挙げられる。また、好ましいアルカリ金属のハロゲン化物としては、例えば、ＬｉＦ、ＮａＦ、ＫＦ、ＬｉＣｌ、ＫＣｌおよびＮａＣｌ等が挙げられる。また、好ましいアルカリ土類金属のハロゲン化物としては、例えば、ＣａＦ２、ＢａＦ２、ＳｒＦ２、ＭｇＦ２およびＢｅＦ２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。
【０１６１】
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および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およびアルカリ土類金属のハロゲン化物等が挙げられる。
【０１６２】
［陰極］
陰極としては、電子注入・輸送層又は発光層に電子を注入するため、仕事関数の小さい（４ｅＶ以下）金属、合金、電気伝導性化合物およ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。
【０１６３】
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で薄膜形成することにより作製される。
ここで上面発光型又はトップエミッション型の有機ＥＬ素子の場合、陰極の光透過率は発光層からの発光に対して１０％より大きいことが好ましい。
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。
【０１６４】
［絶縁層］
有機ＥＬ素子は超薄膜に電界を印加するために、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。
【０１６５】
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。
【０１６６】
［有機ＥＬ素子の作製例］
以上例示した材料および方法により陽極、発光層、必要に応じて正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層および電子輸送層を形成し、さらに陰極を形成することにより有機ＥＬ素子を作製することができる。また陰極から陽極へ、前記と逆の順序で有機ＥＬ素子を作製することもできる。
【０１６７】
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。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。
【０１６８】
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。
【０１６９】
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。
最後に陰極を積層する。
【０１７０】
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。
【０１７１】
なお、本発明の有機ＥＬ素子の各層の形成方法は特に限定されるものではない。従来公知の真空蒸着法、分子線蒸着法、スピンコーティング法、ディッピング法、キャスティング法、バーコート法、ロールコート法等による形成方法を用いることができる。
【０１７２】
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。なお有機ＥＬ素子に電圧を印加する場合、陽極を＋、陰極を−の極性にして、３〜４０Ｖの電圧を印加すると発光が観測される。また、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。さらに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】
【０１７３】
次に、実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【０１７４】
［参考例１］
２５ｍｍ×７５ｍｍ×０．７ｍｍサイズのガラス基板上に、膜厚１３０ｎｍのインジウムスズ酸化物からなる透明電極を設けた。このガラス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（Ultraviolet）オゾン洗浄を３０分間行ない、真空蒸着装置にこの基板を設置した。
【０１７５】
その基板に、まず、正孔注入層として、Ｎ，Ｎ’−ビス［４−（Ｎ,Ｎ-ジフェニルアミノ）フェニル−１−イル]−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−４，４’−ベンジジンを６０ｎｍの厚さに蒸着した後、その上に正孔輸送層として、Ｎ、Ｎ’−ビス［４’−｛Ｎ−（ナフチル−１−イル）−Ｎ−フェニル｝アミノビフェニル−４−イル］−Ｎ−フェニルアミンを１０ｎｍの厚さに蒸着した。次いで、発光層として、ナフタセン誘導体である下記化合物（Ａ−１）とピロメテン骨格を有する化合物である下記化合物（Ｂ−１）を重量比４０：０．４（＝０．９９ｗｔ％）で同時蒸着し、４０ｎｍの厚さに蒸着した。
【０１７６】
【化３０】
0005647291.tif 000032
【０１７７】
【化３１】
0005647291.tif 000033
【０１７８】
次に、電子輸送層として、化合物（Ｃ−１）を３０ｎｍの厚さに蒸着した。
【０１７９】
【化３２】
0005647291.tif 000034
【０１８０】
次に弗化リチウムを０．５ｎｍの厚さに蒸着し、次いでアルミニウムを１５０ｎｍの厚さに蒸着した。このアルミニウム／弗化リチウムは陰極として働く。このようにして有機ＥＬ素子を作製した。
【０１８１】
得られた素子に通電試験を行なったところ、電流密度１０ｍＡ／ｃｍ２にて、駆動電圧４．７Ｖ、発光輝度７１１ｃｄ／ｍ２の赤色発光が得られ、色度座標は（０．６６、０．３３）、効率は７．１１ｃｄ／Ａであった。また、初期輝度５０００ｃｄ／ｍ２での直流の連続通電試験を行なったところ、輝度半減寿命は１８００時間であった。
【０１８２】
［参考例２］
参考例１において、発光層を形成する際に、化合物（Ａ−１）の代わりに下記化合物（Ａ−２）を用いたこと以外は同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
【０１８３】
【化３３】
0005647291.tif 000035
【０１８４】
得られた素子に通電試験を行なったところ、電流密度１０ｍＡ／ｃｍ２にて、駆動電圧４．８Ｖ、発光輝度７２０ｃｄ／ｍ２の赤色発光が得られ、色度座標は（０．６６、０．３３）、効率は７．２０ｃｄ／Ａであった。また、初期輝度５０００ｃｄ／ｍ２での直流の連続通電試験を行なったところ、半減寿命は２０００時間であった。
【０１８５】
［実施例３］
参考例１において、発光層を形成する際に、化合物（Ａ−１）の代わりに下記化合物（Ａ−３）を用いたこと以外は同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
【０１８６】
【化３４】
0005647291.tif 000036
【０１８７】
得られた素子に通電試験を行なったところ、電流密度１０ｍＡ／ｃｍ２にて、駆動電圧４．８Ｖ、発光輝度７３７ｃｄ／ｍ２の赤色発光が得られ、色度座標は（０．６６、０．３３）、効率は７．３７ｃｄ／Ａであった。また、初期輝度５０００ｃｄ／ｍ２での直流の連続通電試験を行なったところ、半減寿命は３２００時間であった。
【０１８８】
［参考例４］
参考例１において、発光層を形成する際に、化合物（Ｂ−１）の代わりに下記化合物（Ｂ−２）を用いたこと以外は同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
【０１８９】
【化３５】
0005647291.tif 000037
【０１９０】
得られた素子に通電試験を行なったところ、電流密度１０ｍＡ／ｃｍ２にて、駆動電圧４．８Ｖ、発光輝度６９８ｃｄ／ｍ２の赤色発光が得られ、色度座標は（０．６６、０．３３）、効率は６．９８ｃｄ／Ａであった。また、初期輝度５０００ｃｄ／ｍ２での直流の連続通電試験を行なったところ、半減寿命は１９００時間であった。
【０１９１】
［参考例５］
参考例１において、発光層を形成する際に、化合物（Ｂ−１）の代わりに下記化合物（Ｂ−３）を用いたこと以外は同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
【０１９２】
【化３６】
0005647291.tif 000038
【０１９３】
得られた素子に通電試験を行なったところ、電流密度１０ｍＡ／ｃｍ２にて、駆動電圧４．８Ｖ、発光輝度７１０ｃｄ／ｍ２の赤色発光が得られ、色度座標は（０．６６、０．３３）、効率は７．１０ｃｄ／Ａであった。また、初期輝度５０００ｃｄ／ｍ２での直流の連続通電試験を行なったところ、半減寿命は１５００時間であった。
【０１９４】
［参考例６］
参考例１において、発光層を形成する際に、化合物（Ｂ−１）の代わりに下記化合物（Ｂ−４）を用いたこと以外は同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
【０１９５】
【化３７】
0005647291.tif 000039
【０１９６】
得られた素子に通電試験を行なったところ、電流密度１０ｍＡ／ｃｍ２にて、駆動電圧４．７Ｖ、発光輝度６７６ｃｄ／ｍ２の赤色発光が得られ、色度座標は（０．６６、０．３３）、効率は６．７６ｃｄ／Ａであった。また、初期輝度５０００ｃｄ／ｍ２での直流の連続通電試験を行なったところ、半減寿命は１６００時間であった。
【０１９７】
［参考例７］
参考例１において、電子輸送層を形成する際に、化合物（Ｃ−１）の代わりに下記化合物（Ｃ−２）を用いたこと以外は同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
【０１９８】
【化３８】
0005647291.tif 000040
【０１９９】
得られた素子に通電試験を行なったところ、電流密度１０ｍＡ／ｃｍ２にて、駆動電圧５．６Ｖ、発光輝度５６４ｃｄ／ｍ２の赤色発光が得られ、色度座標は（０．６４、０．３４）、効率は５．６４ｃｄ／Ａであった。また、初期輝度５０００ｃｄ／ｍ２での直流の連続通電試験を行なったところ、半減寿命は１０００時間であった。
【０２００】
［比較例１］
参考例７において、発光層を形成する際に、化合物（Ａ−１）の代わりに化合物（Ｃ−２）を用いたこと以外は同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
【０２０１】
得られた素子に通電試験を行なったところ、電流密度１０ｍＡ／ｃｍ２にて、駆動電圧６．１Ｖ、発光輝度４３４ｃｄ／ｍ２の赤色発光が得られ、色度座標は（０．６３、０．３５）、効率は４．３４ｃｄ／Ａであった。また、初期輝度５０００ｃｄ／ｍ２での直流の連続通電試験を行なったところ、半減寿命は５００時間であった。
【０２０２】
［比較例２］
参考例１において、発光層を形成する際に、化合物（Ｂ−１）の代わりに化合物（Ｂ−５）を用いたこと以外は同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
【０２０３】
【化３９】
0005647291.tif 000041
【０２０４】
得られた素子に通電試験を行なったところ、電流密度１０ｍＡ／ｃｍ２にて、駆動電圧４．７Ｖ、発光輝度３８５ｃｄ／ｍ２の赤色発光が得られ、色度座標は（０．６４、０．３７）、効率は３．８５ｃｄ／Ａであった。また、初期輝度５０００ｃｄ／ｍ２での直流の連続通電試験を行なったところ、半減寿命は７００時間であった。
【０２０５】
［比較例３］
参考例１において、発光層を形成する際に、化合物（Ａ−１）の代わりに化合物（Ｃ−２）を用いたこと以外は同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
【０２０６】
得られた素子に通電試験を行なったところ、電流密度１０ｍＡ／ｃｍ２にて、駆動電圧５．２Ｖ、発光輝度４５１ｃｄ／ｍ２の赤色発光が得られ、色度座標は（０．６５、０．３３）、効率は４．５１ｃｄ／Ａであった。また、初期輝度５０００ｃｄ／ｍ２での直流の連続通電試験を行なったところ、半減寿命は６００時間であった。
【０２０７】
［参考例８］
参考例１において、発光層を形成する際に、化合物（Ｂ−１）の代わりに下記化合物（Ｂ−６）を用いたこと以外は同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
【０２０８】
【化４０】
0005647291.tif 000042
【０２０９】
得られた素子に通電試験を行なったところ、電流密度１０ｍＡ／ｃｍ２にて、駆動電圧４．４Ｖ、発光輝度１０８１ｃｄ／ｍ２の赤色発光が得られ、色度座標は（０．６５、０．３４）、効率は１０．８１ｃｄ／Ａであった。また、初期輝度５０００ｃｄ／ｍ２での直流の連続通電試験を行なったところ、半減寿命は３５００時間であった。
【０２１０】
［参考例９］
参考例１において、発光層を形成する際に、化合物（Ｂ−１）の代わりに下記化合物（Ｂ−７）を用いたこと以外は同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
【０２１１】
【化４１】
0005647291.tif 000043
【０２１２】
得られた素子に通電試験を行なったところ、電流密度１０ｍＡ／ｃｍ２にて、駆動電圧４．５Ｖ、発光輝度８５２ｃｄ／ｍ２の赤色発光が得られ、色度座標は（０．６７、０．３３）、効率は８．５２ｃｄ／Ａであった。また、初期輝度５０００ｃｄ／ｍ２での直流の連続通電試験を行なったところ、半減寿命は３３００時間であった。
【０２１３】
【表１】
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【０２１４】
参考例７と比較例１とを対比すると、化合物（Ａ−１）をホストとした参考例７のほうが、駆動電圧、発光輝度、色度、発光効率、半減寿命に優れることがわかる。
すなわち、ホストとドーパントとして、化合物（Ａ−１）と化合物（Ｂ−１）との組み合わせは、一般的なホスト材料である化合物（Ｃ−２）と化合物（Ｂ−１）との組み合わせよりも優れる。
【０２１５】
実施例３、参考例１，２，４，５，６と、比較例２、３は、電子輸送層を化合物（Ｃ−１）とした場合である。比較例２では、ドーパントを化合物（Ｂ−５）とし、比較例３では、ホストを化合物（Ｃ−２）としている。これに対し、実施例３は、本発明のホストとドーパントの組み合わせである。
その結果、駆動電圧、発光輝度、色度、発光効率、半減寿命の点において、本発明のホストとドーパントとの組み合わせが優れている。
【０２１６】
すなわち、電子輸送層を構成する化合物によらず、本願発明におけるホスト材料とドーパント材料の組み合わせは、駆動電圧、発光輝度、色度、効率、半減寿命などの性能面で優れている。
【０２１７】
さらに、実施例３、参考例１，２，４，５，６と、参考例７とを対比すると、電子輸送材料として化合物（Ｃ−１）に代表される本願発明における電子輸送材料を用いることにより、駆動電圧、発光輝度、色度、効率、半減寿命などの性能面で優れた素子を構成できることがわかる。
【０２１８】
通常、有機ＥＬ素子において、発光領域は発光層内に位置することが好ましい。
一方、赤色発光を示す発光材料は、ドーパントのエネルギーギャップが狭いので、電子トラップになりやすい。このため、電子輸送層から発光層に注入された電子は、電子輸送層に近い位置にあるドーパントにトラップされ、発光領域は電子輸送層側に寄りやすい。
【０２１９】
参考例７では、色度が緑にシフトしており、化合物（Ｃ−２）が発光している。このことから、参考例７では、電子の注入よりも正孔の注入のほうが強く、多くの正孔が発光層を突き抜けて電子輸送層まで達し、電子輸送層を構成する化合物（Ｃ−２）で励起子が生成している。また、化合物（Ｃ−２）が発光しているため、有機ＥＬ素子の半減寿命が短い。
【０２２０】
この点、化合物（Ｃ−１）に代表される本願発明における電子輸送材料は、電子輸送性が高い。このような電子輸送材料により形成した電子輸送層は、電子を発光層に強く注入することができ、正孔が発光層を突き抜けて電子輸送層まで達することはない。
すなわち、本発明の有機ＥＬ素子は、電子輸送層において励起子生成および発光が起こる可能性が低く、高い色純度の発光を高効率で得ることができ、素子全体としての寿命も長い。
また、本発明の電子輸送材料は、ナフタセン誘導体により構成されるホスト、ピロメテン骨格を有する化合物等により構成されるドーパントと組み合わせた場合において、このような優れた作用効果を得ることができる。
【０２２１】
実施例３と参考例１、２とでは、実施例３の方が寿命が格段に長い。これは実施例３においてホストを化合物Ａ−３としたことによる。このことから、ナフタセン骨格に結合したベンゼン環のオルト位に置換基を有することにより分子会合が防止されて寿命が長くなることが示された。
【０２２２】
本発明は、実施例に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲内での改変、改良等は本発明に含まれる。
例えば、参考例１では、ホスト材料としてルブレンを示したが、無置換のルブレンのみならず、置換基を有していてもよい。また、他の実施例で挙げた化合物についても置換基を有していてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０２２３】
本発明の有機ＥＬ素子は、各種表示装置、ディスプレイ、バックライト、照明光源、標識、看板、インテリア等の分野に適用でき、特にカラーディスプレイの表示素子として適している。
【符号の説明】
【０２２４】
１  有機ＥＬ素子
１０  基板
２０  陽極
３０  正孔注入層
４０  正孔輸送層
５０  発光層
６０  電子輸送層
７０  電子注入層
８０  陰極
【図１】
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