(57)【要約】【課題】本発明の課題は、高電圧化を抑制しつつ、発光効率、電力効率及び発光寿命に優れた有機ＥＬ素子を提供することである。【解決手段】本発明の有機ＥＬ素子は、対向する陽極と陰極との間に、少なくとも有機化合物を含有する発光層を有し、陰極と発光層との間に、発光層側から順に、第１電子輸送層、第２電子輸送層を有し、第１電子輸送層が、電子輸送性材料を含有し、かつ、層厚が１５〜６０ｎｍの範囲内であり、第２電子輸送層が、電子輸送性材料及び電子供与性材料を含有し、かつ、層厚が２５ｎｍ以上であることを特徴とする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する陽極と陰極との間に、少なくとも有機化合物を含有する発光層を有する有機エレクトロルミネッセント素子であって、
前記陰極と前記発光層との間に、前記発光層側から順に、第１電子輸送層、第２電子輸送層を有し、
前記第１電子輸送層が、電子輸送性材料を含有し、かつ、層厚が１５〜６０ｎｍの範囲内であり、
前記第２電子輸送層が、電子輸送性材料及び電子供与性材料を含有し、かつ、層厚が２５ｎｍ以上であることを特徴とする有機エレクトロルミネッセント素子。
【請求項２】
前記第２電子輸送層の層厚が、９０ｎｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
【請求項３】
前記第１電子輸送層の層厚が、３０〜４０ｎｍの範囲内であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
【請求項４】
前記第２電子輸送層が、電子輸送性材料に電子供与性材料がドープされたｎ型電子輸送層であることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項５】
前記陽極又は前記陰極のいずれか一方が、窒素原子を有する化合物を含有する窒素含有層と、前記窒素含有層に隣接して設けられた銀を主成分とする電極層と、を有する透明電極であることを特徴とする請求項１から請求項４まで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。
【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に関する。より詳しくは、発光効率、電力効率、発光寿命に優れ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】
現在、薄型の発光材料として、有機エレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ素子）が注目されている。有機ＥＬ素子は、低電力で高い輝度を得ることができ、視認性、応答速度、寿命、消費電力の点で優れている。
一方で、有機ＥＬ素子の光の利用効率は２０％程度であり、素子内での損失が大きい。
【０００３】
図３は、従来の有機ＥＬ素子の概略断面図である。図３に示すとおり、有機ＥＬ素子１００は、図中の下層から順に、金属電極１０１、屈折率が約１．８の有機機能層１０２、屈折率が約１．８の透明電極１０３、屈折率が約１．５の透明基板１０４が積層されて構成される。なお、図中の符号１１０ａ〜１１０ｅで表される矢印は、有機機能層１０２から発生した光のうち特徴的なものを示している。
【０００４】
光１１０ａは、有機機能層１０２の発光面に対して垂直方向の光であり、透明基板１０４を透過して光取出し側（空気側）に取り出される。
光１１０ｂは、透明基板１０４と空気との界面に臨界角以下の浅い角度で入射した光であり、透明基板１０４と空気との界面で屈折して光取出し側に取り出される。
【０００５】
光１１０ｃは、透明基板１０４と空気との界面に臨界角より深い角度で入射した光であり、透明基板１０４と空気との界面で全反射して光取出し側に取り出せない光である。これによる損失を基板損失と呼び、通常２０％程度の損失がある。
光１１０ｄは、透明電極１０３と透明基板１０４との界面に臨界角より深い角度で入射した光のうち共振条件を満たした光であり、透明電極１０３と透明基板１０４との界面で全反射して導波モードが発生し、有機機能層１０２及び透明電極１０３内に閉じ込められる光である。これによる損失を導波損失と呼び、通常２０〜２５％程度の損失がある。
光１１０ｅは、金属電極１０１へ入射して金属電極１０１内の自由電子と作用し、導波モードの一種であるプラズモンモードが発生して金属電極１０１の表面近傍に閉じ込められる光である。これによる損失をプラズモン損失と呼び、通常３０〜４０％程度の損失がある。
【０００６】
このように、従来の有機ＥＬ素子１００においては、基板損失、導波損失及びプラズモン損失がある。そのため、それらの損失を少なくし、より多くの光を取り出す技術開発が望まれている。
【０００７】
例えば、特許文献１には、光取出し面側にレンズシートからなる光散乱部を設けた有機ＥＬ装置が開示されている。また、特許文献２には、少なくとも一方の基板表面に、屈折率が１．６以上で、表面の平均粗さが１０ｎｍ以上である高屈折率凸凹層と、一層以上の、屈折率が１．５５以上の基材層からなる、発光装置の発光面側に使用される発光装置用基板及び発光装置が開示されている。
【０００８】
しかしながら、これらの方法では導波損失及び基板損失の低減には効果があるが、プラズモン損失の低減には効果がない。さらなる電力効率、発光寿命を達成するためには、プラズモン損失を少なくし、より多くの光を取り出すことが必要である。
【０００９】
例えば、非特許文献１には、プラズモン損失を少なくする方法として、発光層と金属陰極との距離を離すことが有効であると開示されている。
【００１０】
発光層と金属陰極との距離を離す方法として、発光層と金属陰極間に配置される、電子輸送性材料を用いた電子輸送層の厚膜化がある。しかし、従来の電子輸送性材料のみで構成された層の場合、層厚の増加に比例して高電圧化してしまい、電力効率が低下してしまう。また、電子輸送層には、陰極から注入され発光層に運ばれる電子の密度を制御する機能があるため、厚くしすぎると発光層に入る電子密度が減少してしまい、ホールとのキャリアバランスが崩れ、発光効率が悪くなる。
【００１１】
これに対して、例えば、特許文献３には、適当な電子輸送性材料と電子供与性材料である金属酸化物の組み合わせを選択することで、層厚をμｍオーダーにまで厚くしても駆動電圧の上昇が観測されず、駆動電圧の層厚依存性が消失することが開示されている。
【００１２】
しかしながら、それらの金属酸化物は一般的に反応性が高いため、有機ＥＬ素子に含有させた場合、経時的に有機化合物と化学反応することが懸念される。また、電子輸送層に含まれる金属酸化物が発光層にまで拡散した場合には、発光阻害を起こすことも予想される。
【００１３】
また、電子輸送性材料と金属酸化物とを組み合わせた電子輸送層の場合、電子輸送層内に電子が存在する状態になる。そのため、ホール輸送速度に対し、電子輸送速度が速くなってしまう。これにより、発光層に注入されるキャリアバランスが崩れて、発光効率が低下する問題がある。
【００１４】
これらの問題に対し、例えば、特許文献４には、電子輸送層を電子輸送性材料と金属酸化物とで構成し、当該電子輸送層と発光層との間に、電子輸送性材料のみで構成された層を入れることで、金属酸化物が発光層にまで拡散するのを防止できることについて開示されている。しかしながら、開示されている電子輸送性材料のみで構成された層の層厚は１０ｎｍ程度であり、ホール輸送速度に対し電子輸送速度が速くなってしまうため、発光層に注入されるキャリアバランスが崩れ、発光効率が低下する問題は解決されていない。
【００１５】
また、特許文献５には、電子輸送性材料のみで構成された層と、電子輸送性材料と金属酸化物で構成された層との層厚比を１：１〜１：２と規定することについて開示されている。しかしながら、電子輸送性材料のみで構成された層の層厚は１０ｎｍであり、キャリアバランスの最適化がなされていない。また、電子輸送性材料のみで構成された層と、電子輸送性材料と金属酸化物とで構成された層との層厚比が最大１：２（１０ｎｍ：２０ｎｍ）では、プラズモン損失を低減させるには不十分である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特許第２９３１２１１号公報
【特許文献２】特開２００４−２０７４６号公報
【特許文献３】特開２００１−１０２１７５号公報
【特許文献４】特開２００５−６３９１０号公報
【特許文献５】特許第４９０３１９０号公報
【非特許文献】
【００１７】
【非特許文献１】Ｎａｔｕｒｅ，４５９，２３４−２３８（２００９）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
本発明は、上記問題・状況に鑑みてなされたものであり、その解決課題は、高電圧化を抑制しつつ、発光効率、電力効率及び発光寿命を向上させた有機ＥＬ素子を提供することである。
さらには、陽極又は陰極として、可視光に対し透過性を有する透明電極を用いた両面発光有機ＥＬ素子を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明者は、上記課題を解決すべく、上記問題の原因等について検討した結果、対向する陽極と陰極との間に、少なくとも有機化合物を含有する発光層を有し、陰極と発光層との間に、発光層側から順に、第１電子輸送層、第２電子輸送層を有し、第１電子輸送層が、電子輸送性材料を含有し、かつ、層厚が１５〜６０ｎｍの範囲内であり、第２電子輸送層が、電子輸送性材料及び電子供与性材料を含有し、かつ、層厚が２５ｎｍ以上である有機ＥＬ素子が、発光効率、電力効率及び発光寿命を向上できることを見出し、本発明に至った。
【００２０】
すなわち、本発明に係る上記課題は、以下の手段により解決される。
【００２１】
１．対向する陽極と陰極との間に、少なくとも有機化合物を含有する発光層を有する有機エレクトロルミネッセント素子であって、
前記陰極と前記発光層との間に、前記発光層側から順に、第１電子輸送層、第２電子輸送層を有し、
前記第１電子輸送層が、電子輸送性材料を含有し、かつ、層厚が１５〜６０ｎｍの範囲内であり、
前記第２電子輸送層が、電子輸送性材料及び電子供与性材料を含有し、かつ、層厚が２５ｎｍ以上であることを特徴とする有機エレクトロルミネッセント素子。
【００２２】
２．前記第２電子輸送層の層厚が、９０ｎｍ以上であることを特徴とする第１項に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
【００２３】
３．前記第１電子輸送層の層厚が、３０〜４０ｎｍの範囲内であることを特徴とする第１項又は第２項に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
【００２４】
４．前記第２電子輸送層が、電子輸送性材料に電子供与性材料がドープされたｎ型電子輸送層であることを特徴とする第１項から第３項まで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。
【００２５】
５．前記陽極又は前記陰極のいずれか一方が、窒素原子を有する化合物を含有する窒素含有層と、前記窒素含有層に隣接して設けられた銀を主成分とする電極層と、を有する透明電極であることを特徴とする第１項から第４項まで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。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の上記手段により、高電圧化を抑制しつつ、発光効率、電力効率及び発光寿命を向上させた有機ＥＬ素子を提供することができる。
さらには、陽極又は陰極として、可視光に対し透過性を有する透明電極を用いた両面発光有機ＥＬ素子を提供することができる。
【００２７】
本発明の効果の発現機構、作用機構については明確にはなっていないが、以下のように推察している。
【００２８】
本発明の有機ＥＬ素子は、第１電子輸送層の層厚を十分な厚さに規定することで、正孔及び電子のキャリアバランスを調整することができ、更に、これに隣接して第２電子輸送層を設けることで、プラズモンモードの発生を低減するというものである。
すなわち、従来の有機ＥＬ素子における電子輸送層では、プラズモン吸収を抑制するために厚膜化すると駆動電圧の高電圧化等の問題があったが、本発明においては、第１電子輸送層が電子のキャリアバランス調整層として機能し、第２電子輸送層が第１電子輸送層への電子注入層及びプラズモンモード低減層として機能分離することで、高電圧化せず、プラズモンモードの発生を抑えることができるものと考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】照明装置の概略構成を示す斜視図
【図２】照明装置の概略構成を示す断面図
【図３】従来の有機ＥＬ素子の概略断面図
【発明を実施するための形態】
【００３０】
本発明の有機ＥＬ素子は、対向する陽極と陰極との間に、少なくとも有機化合物を含有する発光層を有し、陰極と発光層との間に、発光層側から順に、第１電子輸送層、第２電子輸送層を有し、第１電子輸送層が、電子輸送性材料を含有し、かつ、層厚が１５〜６０ｎｍの範囲内であり、第２電子輸送層が、電子輸送性材料及び電子供与性材料を含有し、かつ、層厚が２５ｎｍ以上であることを特徴とする。この特徴は、請求項１から請求項５までの請求項に係る発明に共通する技術的特徴である。
【００３１】
本発明の実施態様としては、本発明の効果発現の観点から、第２電子輸送層の層厚が、９０ｎｍ以上であることが好ましく、加えて、第１電子輸送層の層厚が、３０〜４０ｎｍの範囲内であることがより好ましい態様である。
【００３２】
また、本発明の実施態様としては、陽極又は陰極のいずれか一方が、窒素原子を有する化合物を含有する窒素含有層と、窒素含有層に隣接して設けられた銀を主成分とする電極層と、を有する透明電極であることが、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ：ＳｎＯ２−Ｉｎ２Ｏ３）よりも抵抗値が低く非常に高い導電性を有すること、レアメタルを含有しないためコストが安いこと、及び酸化物でないために加工しやすいことから好ましい。
【００３３】
以下、本発明とその構成要素、及び本発明を実施するための形態・態様について詳細な説明をする。なお、本発明において、数値範囲を表す「〜」は、その前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用している。
【００３４】
《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。以下に、有機ＥＬ素子の層構成の好ましい具体例を示すが、本発明はこれらに限定されない。また、タンデム型有機ＥＬ素子としてもよい。
【００３５】
（ｉ）陽極／正孔輸送層／発光層／第１電子輸送層／第２電子輸送層／陰極
（ii）陽極／正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／第１電子輸送層／第２電子輸送層／陰極
（iii）陽極／正孔輸送層／電子阻止層／発光層／第１電子輸送層／第２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／第１電子輸送層／第２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／第１電子輸送層／第２電子輸送層／電子注入層／陰極
（vi）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／第１電子輸送層／第２電子輸送層／電子注入層／陰極
（vii）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／第１発光層／第２発光層／正孔阻止層／第１電子輸送層／第２電子輸送層／電子注入層／陰極
（viii）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／電子阻止層／第１発光層／第２発光層／正孔阻止層／第１電子輸送層／第２電子輸送層／電子注入層／陰極
【００３６】
《電子輸送層》
本発明に係る電子輸送層は、電子を輸送する機能を有する材料を含み、第１電子輸送層と第２電子輸送層とから構成されている。第１電子輸送層と第２電子輸送層とは、同一の電子輸送性材料を用いるのが望ましい。
【００３７】
第１電子輸送層の層厚は、１５〜６０ｎｍの範囲内であり、好ましくは３０〜４０ｎｍの範囲内である。
１５ｎｍより薄い場合には、ホール輸送速度に対して、電子輸送速度が速くなってしまい、キャリアバランスが崩れ、効率の低下を引き起こす。一方で、６０ｎｍより厚い場合には、ホール輸送速度に対して、電子輸送速度が遅くなってしまい、同様にキャリアバランスが崩れ、効率の低下を引き起こしてしまう。
【００３８】
第２電子輸送層の層厚は、２５ｎｍ以上であり、好ましくは９０ｎｍ以上、より好ましくは１５０ｎｍ以上である。２５ｎｍより薄い場合には、プラズモン損失の低減効果が小さくなってしまう。第２電子輸送層の層厚の上限としては、特に制限されず、層厚が厚いほどプラズモン効果を低減することができる。
【００３９】
陰極に透明電極を用いる、例えば、トップエミッション型有機ＥＬ素子においては、透明電極として数ｎｍ〜数十ｎｍ以下のＡｌやＡｇといった金属層を使用する。その金属層にもプラズモン吸収が存在するため、第２電子輸送層を厚くすることはプラズモン吸収の抑制、すなわち、発光効率向上に効果がある。この場合にも、第２電子輸送層の層厚は２５ｎｍ以上であり、好ましくは９０ｎｍ以上、より好ましくは１５０ｎｍ以上である。２５ｎｍより薄いとプラズモン損失の低減効果が小さい。
【００４０】
また、第２電子輸送層にのみ電子供与性材料を含有しているのがよい。第１層電子輸送層に電子供与性材料を含有させると、有機ＥＬ素子を作製した直後から経時的に発光効率が低下していく劣化が見られる。この理由として、経時的に発光層にまで電子供与性材料が拡散して、発光阻害を起こすことが原因と考えている。
【００４１】
第２電子輸送層のように、有機化合物の還元剤となりうる電子供与性材料を電子輸送層に添加することで、電子輸送性材料は還元された状態（すなわち、電子を受容し、電子が注入された状態）の分子として存在するので、従来の有機ＥＬ素子と比べて駆動電圧を更に低減できる。また、従来の有機物のみによって構成される層と異なり、層厚をμｍオーダーにまで厚くしても駆動電圧の上昇が観測されず、駆動電圧の層厚依存性が消失する。
【００４２】
第１電子輸送層及び第２電子輸送層に使用される電子輸送性材料としては、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、例えば、ニトロ置換フルオレン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、カルボジイミド、フレオレニリデンメタン誘導体、アントラキノジメタン及びアントロン誘導体、オキサジアゾール誘導体等が挙げられる。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性材料として用いることができる。さらに、これらの材料を高分子鎖に導入した、又はこれらの材料を高分子の主鎖とした高分子材料を用いることもできる。
【００４３】
また、８−キノリノール誘導体の金属錯体、例えば、トリス（８−キノリノール）アルミニウム（Ａｌｑ）、トリス（５，７−ジクロロ−８−キノリノール）アルミニウム、トリス（５，７−ジブロモ−８−キノリノール）アルミニウム、トリス（２−メチル−８−キノリノール）アルミニウム、トリス（５−メチル−８−キノリノール）アルミニウム、ビス（８−キノリノール）亜鉛（Ｚｎｑ）等、及びこれらの金属錯体の中心金属がＩｎ、Ｍｇ、Ｃｕ、Ｃａ、Ｓｎ、Ｇａ又はＰｂに置き替わった金属錯体も電子輸送性材料として用いることができる。
【００４４】
その他、メタルフリー若しくはメタルフタロシアニン、又はそれらの末端がアルキル基やスルホン酸基等で置換されているものも電子輸送性材料として用いることができる。
また、発光層の材料としても用いられるジスチリルピラジン誘導体も、電子輸送性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性材料として用いることができる。
【００４５】
第２電子輸送層に使用される電子供与性材料としては、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が、好ましくはアルカリ金属化合物のいずれか又は、ジヒドロイミダゾール基、フェノール酸化物基、キノリノール基のいずれかを有する有機化合物のうちの一つであり、より好ましくはリチウム酸化物、カリウム化合物、セシウム化合物のいずれか、又はジヒドロイミダゾール基、フェノール基、キノリノール基をいずれかを有する有機化合物のうちの一つであり、特に好ましくは炭酸リチウム、酢酸リチウム、リチウム酸化物、フッ化リチウム、フッ化カリウム、炭酸セシウム、酢酸セシウム、酸化セシウムのいずれか、又はジヒドロイミダゾール基、フェノール基、キノリノール基のいずれかを有する有機化合物のうちの一つである。
【００４６】
電子供与性材料の含有量は、電子輸送性材料の１００質量部を基準として、１〜１０質量部の範囲内であることが好ましく、より好ましくは１〜５質量部の範囲内である。１０質量部より少ないと、経時的に電子供与性材料が有機化合物や電極と化学反応したり、経時的に発光層にまで電子供与性材料が拡散して発光阻害を起こしたりすることがほとんどなく、経時的な発光効率の低下を抑制することができる。
【００４７】
《発光層》
本発明に係る発光層は、電極又は電子輸送層、正孔輸送層から注入されてくる電子及び正孔が再結合して発光する層であり、発光する部分は発光層の層内であっても発光層と隣接層との界面であってもよい。
【００４８】
（１）ホスト化合物
本発明の有機ＥＬ素子の発光層に含まれるホスト化合物としては、室温（２５℃）におけるリン光発光のリン光量子収率が、０．１未満の化合物であることが好ましく、より好ましくはリン光量子収率が０．０１未満の化合物である。
【００４９】
本発明に用いられるホスト化合物としては、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、又はカルボリン誘導体やジアザカルバゾール誘導体（ここで、ジアザカルバゾール誘導体とは、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少なくとも１つの炭素原子が窒素原子で置換されているものを表す。）等が挙げられる。
ホスト化合物は、１種の化合物が単独で用いられてもよいし、又は複数種の化合物が併用して用いられてもよい。
【００５０】
発光層に用いられるホスト化合物としては、下記一般式（１）で表される化合物が好ましい。
【００５１】
【化１】
2014220369.tif 000002
【００５２】
一般式（１）中、Ｘは、ＮＲ′、Ｏ、Ｓ、ＣＲ′Ｒ″又はＳｉＲ′Ｒ″を表し、Ｒ′及びＲ″は、各々水素原子又は置換基を表す。Ａｒは、芳香環を表す。ｎは、０〜８の整数を表す。
【００５３】
一般式（１）において、ＸにおけるＲ′及びＲ″で各々表される置換基としては、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、１−プロペニル基、２−ブテニル基、１，３−ブタジエニル基、２−ペンテニル基、イソプロペニル基等）、アルキニル基（例えば、エチニル基、プロパルギル基等）、芳香族炭化水素基（芳香族炭素環基、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、フリル基、チエニル基、ピリジル基、ピリダジニル基、ピリミジニル基、ピラジニル基、トリアジニル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、チアゾリル基、キナゾリニル基、カルバゾリル基、カルボリニル基、ジアザカルバゾリル基（カルボリニル基のカルボリン環を構成する任意の炭素原子の一つが窒素原子で置き換わったものを示す。）、フタラジニル基等）、複素環基（例えば、ピロリジル基、イミダゾリジル基、モルホリル基、オキサゾリジル基等）、アルコキシ基（例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、ドデシルオキシ基等）、シクロアルコキシ基（例えば、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基等）、アリールオキシ基（例えば、フェノキシ基、ナフチルオキシ基等）、アルキルチオ基（例えば、メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基、ペンチルチオ基、ヘキシルチオ基、オクチルチオ基、ドデシルチオ基等）、シクロアルキルチオ基（例えば、シクロペンチルチオ基、シクロヘキシルチオ基等）、アリールチオ基（例えば、フェニルチオ基、ナフチルチオ基等）、アルコキシカルボニル基（例えば、メチルオキシカルボニル基、エチルオキシカルボニル基、ブチルオキシカルボニル基、オクチルオキシカルボニル基、ドデシルオキシカルボニル基等）、アリールオキシカルボニル基（例えば、フェニルオキシカルボニル基、ナフチルオキシカルボニル基等）、スルファモイル基（例えば、アミノスルホニル基、メチルアミノスルホニル基、ジメチルアミノスルホニル基、ブチルアミノスルホニル基、ヘキシルアミノスルホニル基、シクロヘキシルアミノスルホニル基、オクチルアミノスルホニル基、ドデシルアミノスルホニル基、フェニルアミノスルホニル基、ナフチルアミノスルホニル基、２−ピリジルアミノスルホニル基等）、アシル基（例えば、アセチル基、エチルカルボニル基、プロピルカルボニル基、ペンチルカルボニル基、シクロヘキシルカルボニル基、オクチルカルボニル基、２−エチルヘキシルカルボニル基、ドデシルカルボニル基、フェニルカルボニル基、ナフチルカルボニル基、ピリジルカルボニル基等）、アシルオキシ基（例えば、アセチルオキシ基、エチルカルボニルオキシ基、ブチルカルボニルオキシ基、オクチルカルボニルオキシ基、ドデシルカルボニルオキシ基、フェニルカルボニルオキシ基等）、アミド基（例えば、メチルカルボニルアミノ基、エチルカルボニルアミノ基、ジメチルカルボニルアミノ基、プロピルカルボニルアミノ基、ペンチルカルボニルアミノ基、シクロヘキシルカルボニルアミノ基、２−エチルヘキシルカルボニルアミノ基、オクチルカルボニルアミノ基、ドデシルカルボニルアミノ基、フェニルカルボニルアミノ基、ナフチルカルボニルアミノ基等）、カルバモイル基（例えば、アミノカルボニル基、メチルアミノカルボニル基、ジメチルアミノカルボニル基、プロピルアミノカルボニル基、ペンチルアミノカルボニル基、シクロヘキシルアミノカルボニル基、オクチルアミノカルボニル基、２−エチルヘキシルアミノカルボニル基、ドデシルアミノカルボニル基、フェニルアミノカルボニル基、ナフチルアミノカルボニル基、２−ピリジルアミノカルボニル基等）、ウレイド基（例えば、メチルウレイド基、エチルウレイド基、ペンチルウレイド基、シクロヘキシルウレイド基、オクチルウレイド基、ドデシルウレイド基、フェニルウレイド基ナフチルウレイド基、２−ピリジルアミノウレイド基等）、スルフィニル基（例えば、メチルスルフィニル基、エチルスルフィニル基、ブチルスルフィニル基、シクロヘキシルスルフィニル基、２−エチルヘキシルスルフィニル基、ドデシルスルフィニル基、フェニルスルフィニル基、ナフチルスルフィニル基、２−ピリジルスルフィニル基等）、アルキルスルホニル基（例えば、メチルスルホニル基、エチルスルホニル基、ブチルスルホニル基、シクロヘキシルスルホニル基、２−エチルヘキシルスルホニル基、ドデシルスルホニル基等）、アリールスルホニル基又はヘテロアリールスルホニル基（例えば、フェニルスルホニル基、ナフチルスルホニル基、２−ピリジルスルホニル基等）、アミノ基（例えば、アミノ基、エチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ブチルアミノ基、シクロペンチルアミノ基、２−エチルヘキシルアミノ基、ドデシルアミノ基、アニリノ基、ナフチルアミノ基、２−ピリジルアミノ基等）、ハロゲン原子（例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子等）、フッ化炭化水素基（例えば、フルオロメチル基、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、ペンタフルオロフェニル基等）、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、メルカプト基、シリル基（例えば、トリメチルシリル基、トリイソプロピルシリル基、トリフェニルシリル基、フェニルジエチルシリル基等）、ホスホノ基等が挙げられる。
これらの置換基は、上記の置換基によって更に置換されていてもよい。また、これらの置換基は複数が互いに結合して環を形成していてもよい。
【００５４】
一般式（１）において、Ｘは、ＮＲ′又はＯであることが好ましく、Ｒ′としては、芳香族炭化水素基、芳香族複素環基であることが特に好ましい。
【００５５】
一般式（１）において、Ａｒで表される芳香環としては、芳香族炭化水素環又は芳香族複素環が挙げられる。また、芳香環は単環でもよく、縮合環でもよく、更に未置換でも、後述するような置換基を有していてもよい。
一般式（１）において、Ａｒで表される芳香族炭化水素環としては、ベンゼン環、ビフェニル環、ナフタレン環、アズレン環、アントラセン環、フェナントレン環、ピレン環、クリセン環、ナフタセン環、トリフェニレン環、ｏ−テルフェニル環、ｍ−テルフェニル環、ｐ−テルフェニル環、アセナフテン環、コロネン環、フルオレン環、フルオラントレン環、ナフタセン環、ペンタセン環、ペリレン環、ペンタフェン環、ピセン環、ピレン環、ピラントレン環、アンスラアントレン環等が挙げられる。これらの環は更に置換基を有していてもよい。
一般式（１）において、Ａｒで表される芳香族複素環としては、例えば、フラン環、ジベンゾフラン環、チオフェン環、オキサゾール環、ピロール環、ピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環、トリアジン環、ベンゾイミダゾール環、オキサジアゾール環、トリアゾール環、イミダゾール環、ピラゾール環、チアゾール環、インドール環、インダゾール環、ベンゾイミダゾール環、ベンゾチアゾール環、ベンゾオキサゾール環、キノキサリン環、キナゾリン環、シンノリン環、キノリン環、イソキノリン環、フタラジン環、ナフチリジン環、カルバゾール環、カルボリン環、ジアザカルバゾール環（カルボリン環を構成する炭化水素環の炭素原子の一つがさらに窒素原子で置換されている環を示す）等が挙げられる。これらの環は更に置換基を有していてもよい。
上記の中でも、一般式（１）において、Ａｒで表される芳香環として好ましく用いられるのは、カルバゾール環、カルボリン環、ジベンゾフラン環、ベンゼン環であり、特に好ましく用いられるのは、カルバゾール環、カルボリン環、ベンゼン環である。上記の中でも、置換基を有するベンゼン環が好ましく、特に好ましくは、カルバゾリル基を有するベンゼン環が好ましい。
【００５６】
また、一般式（１）において、Ａｒで表される芳香環としては、下記に示すような、各々３環以上の縮合環が好ましい一態様であり、３環以上が縮合した芳香族炭化水素縮合環としては、具体的には、ナフタセン環、アントラセン環、テトラセン環、ペンタセン環、ヘキサセン環、フェナントレン環、ピレン環、ベンゾピレン環、ベンゾアズレン環、クリセン環、ベンゾクリセン環、アセナフテン環、アセナフチレン環、トリフェニレン環、コロネン環、ベンゾコロネン環、ヘキサベンゾコロネン環、フルオレン環、ベンゾフルオレン環、フルオランテン環、ペリレン環、ナフトペリレン環、ペンタベンゾペリレン環、ベンゾペリレン環、ペンタフェン環、ピセン環、ピラントレン環、コロネン環、ナフトコロネン環、オバレン環、アンスラアントレン環等が挙げられる。なお、これらの環は更に、置換基を有していてもよい。
また、３環以上が縮合した芳香族複素環としては、具体的には、アクリジン環、ベンゾキノリン環、カルバゾール環、カルボリン環、フェナジン環、フェナントリジン環、フェナントロリン環、カルボリン環、サイクラジン環、キンドリン環、テペニジン環、キニンドリン環、トリフェノジチアジン環、トリフェノジオキサジン環、フェナントラジン環、アントラジン環、ペリミジン環、ジアザカルバゾール環（カルボリン環を構成する炭素原子の任意の一つが窒素原子で置き換わったものを表す。）、フェナントロリン環、ジベンゾフラン環、ジベンゾチオフェン環、ナフトフラン環、ナフトチオフェン環、ベンゾジフラン環、ベンゾジチオフェン環、ナフトジフラン環、ナフトジチオフェン環、アントラフラン環、アントラジフラン環、アントラチオフェン環、アントラジチオフェン環、チアントレン環、フェノキサチイン環、チオファントレン環（ナフトチオフェン環）等が挙げられる。なお、これらの環は更に置換基を有していてもよい。
ここで、一般式（１）において、「Ａｒ」で表される芳香環が有してもよい置換基は、Ｒ′及びＲ″で、各々表される置換基と同義である。
【００５７】
また、一般式（１）において、ｎは０〜８の整数を表すが、０〜２の整数であることが好ましく、特に、ＸがＯ又はＳである場合には、１又は２であることが好ましい。
【００５８】
以下に、一般式（１）で表されるホスト化合物の具体例を示すが、これらに限定されるものではない。
【００５９】
【化２】
2014220369.tif 000003
【００６０】
【化３】
2014220369.tif 000004
【００６１】
【化４】
2014220369.tif 000005
【００６２】
【化５】
2014220369.tif 000006
【００６３】
【化６】
2014220369.tif 000007
【００６４】
【化７】
2014220369.tif 000008
【００６５】
【化８】
2014220369.tif 000009
【００６６】
【化９】
2014220369.tif 000010
【００６７】
また、本発明に用いるホスト化合物は、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）でもよい。
【００６８】
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、高Ｔｇ（ガラス転移温度）である化合物が好ましい。
発光層が２層以上からなる場合、ホスト化合物は発光層ごとに異なっていてもよいが、同一の化合物であることが優れた駆動寿命特性、色度安定性が得られることから好ましい。
【００６９】
また、ホスト化合物は、その最低励起３重項エネルギー（Ｔ１）が２．７ｅＶより大きいことが、より高い発光効率を得られることから好ましい。本発明でいう最低励起３重項エネルギーとは、ホスト化合物を溶媒に溶解し、液体窒素温度において観測したリン光発光スペクトルの最低振動バンド間遷移に対応する発光バンドのピークエネルギーをいう。
【００７０】
本発明においては、ガラス転移点が９０℃以上のホスト化合物が好ましく、更には１３０℃以上のホスト化合物が優れた駆動寿命特性を得られることから好ましい。
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。
【００７１】
本発明の有機ＥＬ素子においては、ホスト化合物はキャリアの輸送を担うため、キャリア輸送能を有する材料が好ましい。キャリア輸送能を表す物性としてキャリア移動度が用いられるが、有機材料のキャリア移動度は、一般的に電界強度に依存性が見られる。電界強度依存性の高い材料は、正孔及び電子の注入・輸送バランスを崩しやすいため、ホスト化合物は、移動度の電界強度依存性の少ない材料を用いることが好ましい。
【００７２】
（２）リン光ドーパント
本発明に係るリン光ドーパントは、励起三重項からの発光が観測される化合物であり、具体的には、室温（２５℃）にてリン光発光する化合物であり、リン光量子収率が、２５℃において０．０１以上の化合物であると定義されるが、好ましいリン光量子収率は０．１以上である。
リン光量子収率は、第４版実験化学講座７の分光IIの３９８頁（１９９２年版、丸善）に記載の方法により測定できる。溶液中でのリン光量子収率は種々の溶媒を用いて測定できるが、本発明に係るリン光ドーパントは、任意の溶媒のいずれかにおいて上記リン光量子収率（０．０１以上）が達成されればよい。
【００７３】
リン光ドーパントの発光は原理としては２種挙げられ、一つはキャリアが輸送されるホスト化合物上でキャリアの再結合が起こってホスト化合物の励起状態が生成し、このエネルギーをリン光ドーパントに移動させることでリン光ドーパントからの発光を得るというエネルギー移動型、もう一つはリン光ドーパントがキャリアトラップとなり、リン光ドーパント上でキャリアの再結合が起こり、リン光ドーパントからの発光が得られるというキャリアトラップ型であるが、いずれの場合においても、リン光ドーパントの励起状態のエネルギーはホスト化合物の励起状態のエネルギーよりも低いことが条件である。
【００７４】
本発明において、発光極大波長が４８０ｎｍ未満の青色リン光ドーパントは、一般式（２）〜（４）から選ばれる少なくとも一つの部分構造を有することが好ましい。
【００７５】
【化１０】
2014220369.tif 000011
【００７６】
一般式（２）中、Ｒａは水素原子、脂肪族基、芳香族基又は複素環基を表す。Ｒｂ及びＲｃは、各々水素原子又は置換基を表す。Ａ１は、芳香族環又は芳香族複素環を形成するのに必要な残基を表す。Ｍは、Ｉｒ又はＰｔを表す。
【００７７】
【化１１】
2014220369.tif 000012
【００７８】
一般式（３）中、Ｒａは、水素原子、脂肪族基、芳香族基又は複素環基を表す。Ｒｂ、Ｒｃ、Ｒｂ１及びＲｃ１は、各々水素原子又は置換基を表す。Ａ１は、芳香族環又は芳香族複素環を形成するのに必要な残基を表す。Ｍは、Ｉｒ又はＰｔを表す。
【００７９】
【化１２】
2014220369.tif 000013
【００８０】
一般式（４）中、Ｒａは、水素原子、脂肪族基、芳香族基又は複素環基を表す。Ｒｂ及びＲｃは、各々水素原子又は置換基を表す。Ａ１は、芳香族環又は芳香族複素環を形成するのに必要な残基を表す。Ｍは、Ｉｒ又はＰｔを表す。
【００８１】
一般式（２）〜（４）において、Ｒａは水素原子、脂肪族基、芳香族基又は複素環基を表すが、Ｒａで表される脂肪族基としては、アルキル基（例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、２−エチル−ヘキシル基、オクチル基、ウンデシル基、ドデシル基、テトラデシル基）、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）が挙げられ、芳香族基としては、例えば、フェニル基、トリル基、アズレニル基、アントラニル基、フェナントリル基、ピレニル基、クリセニル基、ナフタセニル基、ｏ−テルフェニル基、ｍ−テルフェニル基、ｐ−テルフェニル基、アセナフテニル基、コロネニル基、フルオレニル基、ペリレニル基等を挙げることができ、これらの基はそれぞれ置換基を有していてもよい。複素環基としては、例えば、ピロリル基、インドリル基、フリル基、チエニル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、インドリジニル基、キノリニル基、カルバゾリル基、インドリニル基、チアゾリル基、ピリジル基、ピリダジニル基、チアジアジニル基、オキサジアゾリル基、ベンゾキノリニル基、チアジアゾリル基、ピロロチアゾリル基、ピロロピリダジニル基、テトラゾリル基、オキサゾリル基、クロマニル基等を挙げることができ、これらの基はそれぞれ置換基を有していてもよい。
【００８２】
一般式（２）〜（４）において、Ｒｂ、Ｒｃ、Ｒｂ１及びＲｃ１が表す置換基としては、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）、アリール基（例えば、フェニル基、ナフチル基等）、芳香族複素環基（例えば、フリル基、チエニル基、ピリジル基、ピリダジニル基、ピリミジニル基、ピラジニル基、トリアジニル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、チアゾリル基、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）、アルコキシル基（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）、シクロアルコキシル基（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（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、更に置換されていてもよい。
【００８３】
一般式（２）〜（４）において、Ａ１は芳香族環又は芳香族複素環を形成するのに必要な残基を表すが、該芳香族環としては、ベンゼン環、ビフェニル環、ナフタレン環、アズレン環、アントラセン環、フェナントレン環、ピレン環、クリセン環、ナフタセン環、トリフェニレン環、ｏ−テルフェニル環、ｍ−テルフェニル環、ｐ−テルフェニル環、アセナフテン環、コロネン環、フルオレン環、フルオラントレン環、ナフタセン環、ペンタセン環、ペリレン環、ペンタフェン環、ピセン環、ピレン環、ピラントレン環、アンスラアントレン環等が挙げられ、該芳香族複素環としては、フラン環、チオフェン環、ピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環、トリアジン環、ベンゾイミダゾール環、オキサジアゾール環、トリアゾール環、イミダゾール環、ピラゾール環、チアゾール環、インドール環、ベンゾイミダゾール環、ベンゾチアゾール環、ベンゾオキサゾール環、キノキサリン環、キナゾリン環、フタラジン環、カルバゾール環、カルボリン環、ジアザカルバゾール環（カルボリン環を構成する炭化水素環の炭素原子の一つがさらに窒素原子で置換されている環を示す。）等が挙げられる。
【００８４】
一般式（２）〜（４）で表される構造は部分構造であり、それ自身が完成構造の発光ドーパントとなるには、中心金属の価数に対応した配位子が更に必要である。
具体的には、ハロゲン（例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子等）、アリール基（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、ビフェニル基、ナフチル基、アントリル基、フェナントリル基等）、アルキル基（例えば、メチル基、エチル基、イソプロピル基、ヒドロキシエチル基、メトキシメチル基、トリフルオロメチル基、ｔ−ブチル基等）、アルキルオキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、芳香族複素環基（例えば、フリル基、チエニル基、ピリジル基、ピリダジニル基、ピリミジニル基、ピラジニル基、トリアジニル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、チアゾリル基、キナゾリニル基、カルバゾリル基、カルボリニル基、フタラジニル基等）、一般式（２）〜（４）の金属を除いた部分構造が挙げられる。
【００８５】
一般式（２）〜（４）において、ＭはＩｒ、Ｐｔを表すが、特にＩｒが好ましい。
【００８６】
リン光ドーパントとしては、一般式（２）〜（４）で表される同一の部分構造３個で完成構造となるトリス体が好ましい。
【００８７】
以下、本発明に係るリン光ドーパントの一般式（２）〜（４）の部分構造を持つ化合物を例示するが、これらに限定されるものではない。
【００８８】
【化１３】
2014220369.tif 000014
【００８９】
【化１４】
2014220369.tif 000015
【００９０】
【化１５】
2014220369.tif 000016
【００９１】
【化１６】
2014220369.tif 000017
【００９２】
【化１７】
2014220369.tif 000018
【００９３】
【化１８】
2014220369.tif 000019
【００９４】
【化１９】
2014220369.tif 000020
【００９５】
【化２０】
2014220369.tif 000021
【００９６】
【化２１】
2014220369.tif 000022
【００９７】
また、本発明の発光材料は、照明装置として実質白色の発光を生じる有機ＥＬ素子に適用することができる。本発明において、白色発光を得る上で、発光層は少なくとも２層からなることが好ましく、発光層の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ことができる。
複数の発光色の組み合わせとしては、青色、緑色、赤色の３原色の三つの発光極大波長を含有させたものでもよいし、青色、黄色等の補色の関係を利用した二つの発光極大波長を含有したものでもよい。
【００９８】
以下に、青色以外の多色のリン光ドーパントとして用いられる化合物の具体例を示すが、これらに限定されるものではない。これらの化合物は、例えば、Ｉｎｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．，４０巻，１７０４〜１７１１に記載の方法等により合成することができる。
【００９９】
【化２２】
2014220369.tif 000023
【０１００】
【化２３】
2014220369.tif 000024
【０１０１】
【化２４】
2014220369.tif 000025
【０１０２】
【化２５】
2014220369.tif 000026
【０１０３】
《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との再結合確率を向上させることができる。
【０１０４】
また、本発明においては、白色発光を得る上で、発光色の異なる複数の発光層を有し、発光極大波長が４８０ｎｍ以下の青色リン光ドーパントを有する発光層が、全発光層中、最も陰極に近いことが好ましいが、このような場合、該発光極大波長が４８０ｎｍ以下の青色リン光ドーパントを有する発光層の陰極側に隣接して正孔阻止層が設けられる。
【０１０５】
本発明における正孔阻止材料としては、従来公知の中から適宜選択して用いることができるが、ホスト化合物と同様に、一般式（１）で表される化合物からなることが好ましい。
正孔阻止材料が一般式（１）で表される化合物である場合、ホスト化合物と正孔阻止材料とは、一般式（１）の範囲内で同一であっても、異なっていてもよいが、同一であることが好ましい。
【０１０６】
また、正孔阻止層の層厚としては、１〜１０ｎｍの範囲内であることが好ましい。
【０１０７】
《正孔輸送層》
正孔輸送層とは、正孔を輸送する機能を有する正孔輸送材料からなり、広い意味で正孔注入層、電子阻止層も正孔輸送層に含まれる。
正孔輸送層は、単層又は複数層設けることができる。
【０１０８】
正孔輸送材料としては、正孔の注入又は輸送、電子の障壁性のいずれかを有するものであり、有機物、無機物のいずれであってもよい。
正孔輸送材料としては、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。
【０１０９】
正孔輸送材料としては上記のものを使用することができるが、ポルフィリン化合物、芳香族第３級アミン化合物及びスチリルアミン化合物、特に芳香族第３級アミン化合物を用いることが好ましい。
【０１１０】
芳香族第３級アミン化合物及びスチリルアミン化合物の代表例としては、Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラフェニル−４，４′−ジアミノフェニル、Ｎ，Ｎ′−ジフェニル−Ｎ，Ｎ′−ビス（３−メチルフェニル）−〔１，１′−ビフェニル〕−４，４′−ジアミン（ＴＰＤ）、２，２−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）プロパン、１，１−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）シクロヘキサン、Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラ−ｐ−トリル−４，４′−ジアミノビフェニル、１，１−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）−４−フェニルシクロヘキサン、ビス（４−ジメチルアミノ−２−メチルフェニル）フェニルメタン、ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）フェニルメタン、Ｎ，Ｎ′−ジフェニル−Ｎ，Ｎ′−ジ（４−メトキシフェニル）−４，４′−ジアミノビフェニル、Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラフェニル−４，４′−ジアミノジフェニルエーテル、４，４′−ビス（ジフェニルアミノ）クオードリフェニル、Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリ（ｐ−トリル）アミン、４−（ジ−ｐ−トリルアミノ）−４′−〔４−（ジ−ｐ−トリルアミノ）スチリル〕スチルベン、４−Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ−（２−ジフェニルビニル）ベンゼン、３−メトキシ−４′−Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノスチルベンゼン、Ｎ−フェニルカルバゾール、更には米国特許第５０６１５６９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個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。
【０１１１】
さらに、これらの材料を高分子鎖に導入した、又はこれらの材料を高分子の主鎖とした高分子材料を用いることもできる。また、ｐ型−Ｓｉ、ｐ型−ＳｉＣ等の無機化合物も正孔輸送材料として使用することができる。また、特開平１１−２５１０６７号公報、Ｊ．Ｈｕａｎｇ  ｅｔ．ａｌ．著文献（Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  Ｌｅｔｔｅｒｓ，８０（２００２），ｐ．１３９）に記載されているような、いわゆるｐ型正孔輸送材料を用いることもできる。本発明においては、より高効率の発光素子が得られることから、これらの材料を用いることが好ましい。
【０１１２】
正孔輸送層の層厚については特に制限はないが、通常は５ｎｍ〜５μｍ程度、好ましくは５〜２００ｎｍの範囲内である。
【０１１３】
正孔輸送層は、上記材料の１種又は２種以上からなる１層構造であってもよい。
【０１１４】
また、不純物をドープしたｐ性の高い正孔輸送層を用いることもできる。その例としては、特開平４−２９７０７６号公報、特開２０００−１９６１４０号公報、同２００１−１０２１７５号公報、Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，９５，５７７３（２００４）等に記載されたものが挙げられる。
本発明においては、このようなｐ性の高い正孔輸送層を用いることが、より低消費電力の素子を作製することができるため好ましい。
【０１１５】
《電子阻止層》
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、前述の正孔輸送層の構成を必要に応じて電子阻止層として用いることができる。本発明に係る電子阻止層の層厚としては、好ましくは３〜１００ｎｍの範囲内であり、更に好ましくは５〜３０ｎｍの範囲内である。
【０１１６】
《注入層：正孔注入層、電子注入層》
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化合物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頁〜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。
注入層は、必要に応じて設けられ、上記したように陽極と発光層又は正孔輸送層との間、及び陰極と発光層又は電子輸送層との間に存在させてもよい。
【０１１７】
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。
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。
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層厚は０．１〜１０ｎｍの範囲内が好ましい。これ以上厚くすると、駆動電圧が上昇してしまう。
【０１１８】
《陽極》
有機ＥＬ素子における陽極としては、仕事関数の大きい（４ｅＶ以上）金属、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが好ましく用いられる。
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。
【０１１９】
陽極は、これらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により薄膜を形成させ、フォトリソグラフィー法で所望の形状のパターンを形成してもよく、あるいはパターン精度を余り必要としない場合は（１００μｍ以上程度）、上記電極物質の蒸着やスパッタリング時に所望の形状のマスクを介してパターンを形成してもよい。あるいは、有機導電性化合物のように塗布可能な物質を用いる場合には、印刷方式、コーティング方式等湿式成膜法を用いることもできる。
【０１２０】
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の範囲内で選ばれる。
【０１２１】
《陰極》
一方、陰極としては、仕事関数の小さい（４ｅＶ以下）金属（電子注入性金属と称する）、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが用いられる。
このような電極物質の具体例としては、ナトリウム、ナトリウム−カリウム合金、マグネシウム、リチウム、マグネシウム／銅混合物、マグネシウム／銀混合物、マグネシウム／アルミニウム混合物、マグネシウム／インジウム混合物、アルミニウム／酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）混合物、インジウム、リチウム／アルミニウム混合物、希土類金属等が挙げられる。
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２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。
【０１２２】
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。
陰極としてのシート抵抗は数百Ω／□以下が好ましく、膜厚は通常１０ｎｍ〜５μｍ、好ましくは５０〜２００ｎｍの範囲内で選ばれる。
なお、発光した光を透過させるため、有機ＥＬ素子の陽極又は陰極のいずれか一方が透明又は半透明であれば発光輝度が向上し好都合である。
例えば、上記金属を１〜２０ｎｍの膜厚で作製した後に、陽極の説明で挙げた導電性透明材料をその上に作製することで、透明又は半透明の陰極を作製することができ、これを応用することで陽極及び陰極の両方が透過性を有する素子を作製することができる。
【０１２３】
《透明電極》
本発明においては、陽極又は陰極のいずれか一方が、例えば、支持基板側から、窒素原子を有する化合物を含有する窒素含有層と、窒素含有層に隣接して設けられた銀を主成分とする電極層と、を有する透明電極であることが好ましい態様である。
【０１２４】
（１）窒素含有層
窒素含有層は、電極層に隣接して設けられた層であり、窒素原子（Ｎ）を含有する化合物を用いて構成されている。そして特にこの化合物は、当該化合物に含有される窒素原子のうち、特に電極層を構成する主材料である銀と安定的に結合する窒素原子の非共有電子対を［有効非共有電子対］とし、この［有効非共有電子対］の含有率が所定範囲であることを特徴としている。
【０１２５】
ここで［有効非共有電子対］とは、化合物に含有される窒素原子が有する非共有電子対のうち、芳香族性に関与せず、かつ金属に配位していない非共有電子対であることとする。
ここでの芳香族性とは、π電子を持つ原子が環状に並んだ不飽和環状構造をいい、いわゆる「ヒュッケル則」に従う芳香族性であって、環上のπ電子系に含まれる電子の数が「４ｎ＋２」(ｎ＝０、又は自然数)個であることを条件としている。
【０１２６】
以上のような［有効非共有電子対］は、その非共有電子対を備えた窒素原子自体が、芳香環を構成するヘテロ原子であるか否かにかかわらず、窒素原子が有する非共有電子対が芳香族性と関与しているか否かによって選択される。例えば、ある窒素原子が芳香環を構成するヘテロ原子であっても、その窒素原子が芳香族性に関与しない非共有電子対を有していれば、その非共有電子対は［有効非共有電子対］の一つとしてカウントされる。これに対して、ある窒素原子が芳香環を構成するヘテロ原子でない場合であっても、その窒素原子の非共有電子対の全てが芳香族性に関与していれば、その窒素原子の非共有電子対は［有効非共有電子対］としてカウントされることはない。なお、各化合物において、上述した［有効非共有電子対］の数ｎは、［有効非共有電子対］を有する窒素原子の数と一致する。
【０１２７】
特に、本発明においては、このような化合物の分子量Ｍに対する［有効非共有電子対］の数ｎを、例えば、有効非共有電子対含有率［ｎ／Ｍ］と定義する。そして、窒素含有層は、この有効非共有電子対含有率［ｎ／Ｍ］が、２．０×１０−３以上となるように選択された化合物を用いて構成されているところが特徴的である。また、窒素含有層は、以上のように定義される有効非共有電子対含有率［ｎ／Ｍ］が、３．９×１０−３以上であればより好ましい。
【０１２８】
また、窒素含有層は、有効非共有電子対含有率［ｎ／Ｍ］が上述した所定範囲である化合物を用いて構成されていればよく、このような化合物のみで構成されていてもよいし、このような化合物と他の化合物とを混合して用いて構成されていてもよい。他の化合物は、窒素原子を有していない化合物であってもよく、更に有効非共有電子対含有率［ｎ／Ｍ］が上述した所定範囲でなくてもよい。
【０１２９】
窒素含有層が、複数の化合物を用いて構成されている場合、例えば、化合物の混合比に基づき、これらの化合物を混合した混合化合物の分子量Ｍを求め、この分子量Ｍに対しての［有効非共有電子対］の合計の数ｎを、有効非共有電子対含有率［ｎ／Ｍ］の平均値として求め、この値が上述した所定範囲であることが好ましい。すなわち、窒素含有層自体の有効非共有電子対含有率［ｎ／Ｍ］が所定範囲であることが好ましい。
【０１３０】
なお、窒素含有層が、複数の化合物を用いて構成されている場合であって、層厚方向に化合物の混合比（含有比）が異なる構成であれば、電極層と接する側の窒素含有層の表面層における有効非共有電子対含有率［ｎ／Ｍ］が所定範囲であればよい。
【０１３１】
［化合物−１］
以下に、窒素含有層を構成する化合物として、上述した有効非共有電子対含有率［ｎ／Ｍ］が２．０×１０−３以上である化合物の具体例（Ｎｏ．１〜３７）を示す。なお、下記化合物Ｎｏ．３３の銅フタロシアニンにおいては、窒素原子が有する非共有電子対のうち、銅に配位していない非共有電子対が［有効非共有電子対］としてカウントされる。
【０１３２】
【化２６】
2014220369.tif 000027
【０１３３】
【化２７】
2014220369.tif 000028
【０１３４】
【化２８】
2014220369.tif 000029
【０１３５】
【化２９】
2014220369.tif 000030
【０１３６】
【化３０】
2014220369.tif 000031
【０１３７】
上記例示化合物Ｎｏ．１〜３７について、有効非共有電子対の数ｎ、分子量Ｍ及び有効非共有電子対含有率［ｎ／Ｍ］を表１に示す。
【０１３８】
【表１】
2014220369.tif 000032
【０１３９】
［化合物−２］
また、窒素含有層を構成する化合物としては、以上のような有効非共有電子対含有率［ｎ／Ｍ］が上述した所定範囲である化合物の他、この窒素含有層を備えた透明電極が適用される電子デバイスごとに必要とされる性質を有する化合物が用いられる。例えば、成膜性や電子輸送性の観点から、窒素含有層を構成する化合物としては、以降に説明する一般式（Ｉ）〜（VI）で表される化合物が用いられる。
【０１４０】
これらの一般式（Ｉ）〜（VI）で示される化合物の中には、上述した有効非共有電子対含有率［ｎ／Ｍ］の範囲に当てはまる化合物も含まれ、このような化合物であれば単独で窒素含有層を構成する化合物として用いることができる。一方、下記一般式（Ｉ）〜（VI）で示される化合物が、上述した有効非共有電子対含有率［ｎ／Ｍ］の範囲に当てはまらない化合物であれば、有効非共有電子対含有率［ｎ／Ｍ］が上述した範囲の化合物と混合することで窒素含有層を構成する化合物として用いることができる。
【０１４１】
【化３１】
2014220369.tif 000033
【０１４２】
一般式（Ｉ）中、Ｅ１０１〜Ｅ１０８は、各々−Ｃ（Ｒ１２）＝又は−Ｎ＝を表すが、Ｅ１０１〜Ｅ１０８のうち少なくとも一つは−Ｎ＝である。Ｒ１１及びＲ１２は、水素原子又は置換基を表す。
【０１４３】
一般式（Ｉ）において、Ｒ１及びＲ２で表される置換基としては、アルキル基（例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基等）、シクロアルキル基（例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等）、アルケニル基（例えば、ビニル基、アリル基等）、アルキニル基（例えば、エチニル基、プロパルギル基等）、芳香族炭化水素基（芳香族炭素環基、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）、芳香族複素環基（例えば、フリル基、チエニル基、ピリジル基、ピリダジニル基、ピリミジニル基、ピラジニル基、トリアジニル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、チアゾリル基、キナゾリニル基、カルバゾリル基、カルボリニル基、ジアザカルバゾリル基（カルボリニル基のカルボリン環を構成する任意の炭素原子の一つが窒素原子で置き換わったものを示す。）、フタラジニル基等）、複素環基（例えば、ピロリジル基、イミダゾリジル基、モルホリル基、オキサゾリジル基等）、アルコキシ基（例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、ドデシルオキシ基等）、シクロアルコキシ基（例えば、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基等）、アリールオキシ基（例えば、フェノキシ基、ナフチルオキシ基等）、アルキルチオ基（例えば、メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基、ペンチルチオ基、ヘキシルチオ基、オクチルチオ基、ドデシルチオ基等）、シクロアルキルチオ基（例えば、シクロペンチルチオ基、シクロヘキシルチオ基等）、アリールチオ基（例えば、フェニルチオ基、ナフチルチオ基等）、アルコキシカルボニル基（例えば、メチルオキシカルボニル基、エチルオキシカルボニル基、ブチルオキシカルボニル基、オクチルオキシカルボニル基、ドデシルオキシカルボニル基等）、アリールオキシカルボニル基（例えば、フェニルオキシカルボニル基、ナフチルオキシカルボニル基等）、スルファモイル基（例えば、アミノスルホニル基、メチルアミノスルホニル基、ジメチルアミノスルホニル基、ブチルアミノスルホニル基、ヘキシルアミノスルホニル基、シクロヘキシルアミノスルホニル基、オクチルアミノスルホニル基、ドデシルアミノスルホニル基、フェニルアミノスルホニル基、ナフチルアミノスルホニル基、２−ピリジルアミノスルホニル基等）、アシル基（例えば、アセチル基、エチルカルボニル基、プロピルカルボニル基、ペンチルカルボニル基、シクロヘキシルカルボニル基、オクチルカルボニル基、２−エチルヘキシルカルボニル基、ドデシルカルボニル基、フェニルカルボニル基、ナフチルカルボニル基、ピリジルカルボニル基等）、アシルオキシ基（例えば、アセチルオキシ基、エチルカルボニルオキシ基、ブチルカルボニルオキシ基、オクチルカルボニルオキシ基、ドデシルカルボニルオキシ基、フェニルカルボニルオキシ基等）、アミド基（例えば、メチルカルボニルアミノ基、エチルカルボニルアミノ基、ジメチルカルボニルアミノ基、プロピルカルボニルアミノ基、ペンチルカルボニルアミノ基、シクロヘキシルカルボニルアミノ基、２−エチルヘキシルカルボニルアミノ基、オクチルカルボニルアミノ基、ドデシルカルボニルアミノ基、フェニルカルボニルアミノ基、ナフチルカルボニルアミノ基等）、カルバモイル基（例えば、アミノカルボニル基、メチルアミノカルボニル基、ジメチルアミノカルボニル基、プロピルアミノカルボニル基、ペンチルアミノカルボニル基、シクロヘキシルアミノカルボニル基、オクチルアミノカルボニル基、２−エチルヘキシルアミノカルボニル基、ドデシルアミノカルボニル基、フェニルアミノカルボニル基、ナフチルアミノカルボニル基、２−ピリジルアミノカルボニル基等）、ウレイド基（例えば、メチルウレイド基、エチルウレイド基、ペンチルウレイド基、シクロヘキシルウレイド基、オクチルウレイド基、ドデシルウレイド基、フェニルウレイド基ナフチルウレイド基、２−ピリジルアミノウレイド基等）、スルフィニル基（例えば、メチルスルフィニル基、エチルスルフィニル基、ブチルスルフィニル基、シクロヘキシルスルフィニル基、２−エチルヘキシルスルフィニル基、ドデシルスルフィニル基、フェニルスルフィニル基、ナフチルスルフィニル基、２−ピリジルスルフィニル基等）、アルキルスルホニル基（例えば、メチルスルホニル基、エチルスルホニル基、ブチルスルホニル基、シクロヘキシルスルホニル基、２−エチルヘキシルスルホニル基、ドデシルスルホニル基等）、アリールスルホニル基又はヘテロアリールスルホニル基（例えば、フェニルスルホニル基、ナフチルスルホニル基、２−ピリジルスルホニル基等）、アミノ基（例えば、アミノ基、エチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ブチルアミノ基、シクロペンチルアミノ基、２−エチルヘキシルアミノ基、ドデシルアミノ基、アニリノ基、ナフチルアミノ基、２−ピリジルアミノ基、ピペリジル基（ピペリジニル基ともいう。）、２，２，６，６−テトラメチルピペリジニル基等）、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）、リン酸エステル基（例えば、ジヘキシルホスホリル基等）、亜リン酸エステル基（例えば、ジフェニルホスフィニル基等）、ホスホノ基等が挙げられる。
これらの置換基の一部は、上記の置換基によって更に置換されていてもよい。また、これらの置換基は、複数が互いに結合して環を形成していてもよい。
【０１４４】
【化３２】
2014220369.tif 000034
【０１４５】
一般式（II）中、Ｙ２１は、アリーレン基、ヘテロアリーレン基又はそれらの組み合わせからなる２価の連結基を表す。Ｅ２０１〜Ｅ２１６は、各々−Ｃ（Ｒ２１）＝又は−Ｎ＝を表す。Ｅ２２１〜Ｅ２３８は、各々−Ｃ（Ｒ２１）＝又は−Ｎ＝を表すが、Ｅ２２１〜Ｅ２２９の少なくとも一つ、及びＥ２３０〜Ｅ２３８の少なくとも一つは−Ｎ＝を表す。Ｒ２１は、水素原子又は置換基を表す。ｋ２１及びｋ２２は０〜４の整数を表すが、ｋ２１＋ｋ２２は２以上の整数である。
【０１４６】
一般式（II）において、Ｙ２１で表されるアリーレン基としては、例えば、ｏ−フェニレン基、ｐ−フェニレン基、ナフタレンジイル基、アントラセンジイル基、ナフタセンジイル基、ピレンジイル基、ナフチルナフタレンジイル基、ビフェニルジイル基（例えば、［１，１′−ビフェニル］−４，４′−ジイル基、３，３′−ビフェニルジイル基、３，６−ビフェニルジイル基等）、テルフェニルジイル基、クアテルフェニルジイル基、キンクフェニルジイル基、セキシフェニルジイル基、セプチフェニルジイル基、オクチフェニルジイル基、ノビフェニルジイル基、デシフェニルジイル基等が挙げられる。
【０１４７】
一般式（II）において、Ｙ２１で表されるヘテロアリーレン基としては、例えば、カルバゾール環、カルボリン環、ジアザカルバゾール環（モノアザカルボリン環ともいい、カルボリン環を構成する炭素原子の一つが窒素原子で置き換わった構成の環構成を示す。）、トリアゾール環、ピロール環、ピリジン環、ピラジン環、キノキサリン環、チオフェン環、オキサジアゾール環、ジベンゾフラン環、ジベンゾチオフェン環、インドール環からなる群から導出される２価の基等が挙げられる。
【０１４８】
Ｙ２１で表されるアリーレン基、ヘテロアリーレン基又はそれらの組み合わせからなる２価の連結基の好ましい態様としては、ヘテロアリーレン基の中でも、３環以上の環が縮合してなる縮合芳香族複素環から導出される基を含むことが好ましい。当該３環以上の環が縮合してなる縮合芳香族複素環から導出される基としては、ジベンゾフラン環から導出される基又はジベンゾチオフェン環から導出される基が好ましい。
【０１４９】
一般式（II）において、Ｒ２１で表される置換基は、一般式（Ｉ）におけるＲ１１及びＲ１２で表される置換基と同義である。
【０１５０】
一般式（II）において、Ｅ２０１〜Ｅ２０８のうちの六つ以上、及びＥ２０９〜Ｅ２１６のうちの六つ以上が、各々−Ｃ（Ｒ２１）＝で表されることが好ましい。
【０１５１】
一般式（II）において、Ｅ２２５〜Ｅ２２９の少なくとも一つ、及びＥ２３４〜Ｅ２３８の少なくとも一つが−Ｎ＝を表すことが好ましい。
さらには、一般式（II）において、Ｅ２２５〜Ｅ２２９のいずれか一つ、及びＥ２３４〜Ｅ２３８のいずれか一つが−Ｎ＝を表すことが好ましい。
【０１５２】
また、一般式（II）において、Ｅ２２１〜Ｅ２２４及びＥ２３０〜Ｅ２３３が、各々−Ｃ（Ｒ２１）＝で表されることが好ましい態様として挙げられる。
【０１５３】
一般式（II）で表される化合物において、Ｅ２０３が−Ｃ（Ｒ２１）＝で表され、かつＲ２１が連結部位を表すことが好ましく、更に、Ｅ２１１も同時に−Ｃ（Ｒ２１）＝で表され、かつＲ２１が連結部位を表すことが好ましい。
【０１５４】
更に、一般式（II）において、Ｅ２２５及びＥ２３４が−Ｎ＝で表されることが好ましく、Ｅ２２１〜Ｅ２２４及びＥ２３０〜Ｅ２３３が、各々−Ｃ（Ｒ２１）＝で表されることが好ましい。
【０１５５】
【化３３】
2014220369.tif 000035
【０１５６】
一般式（III）中、Ｅ３０１〜Ｅ３１２は、各々−Ｃ（Ｒ３１）＝を表す。Ｒ３１は、水素原子又は置換基を表す。Ｙ３１は、アリーレン基、ヘテロアリーレン基又はそれらの組み合わせからなる２価の連結基を表す。
【０１５７】
一般式（III）において、Ｒ３１で表される置換基は、一般式（Ｉ）におけるＲ１１及びＲ１２で表される置換基と同義である。
【０１５８】
一般式（III）において、Ｙ３１で表されるアリーレン基、ヘテロアリーレン基又はそれらの組み合わせからなる２価の連結基は、一般式（II）におけるＹ２１と同義である。
【０１５９】
【化３４】
2014220369.tif 000036
【０１６０】
一般式（IV）中、Ｅ４０１〜Ｅ４１４は、各々−Ｃ（Ｒ４１）＝を表す。Ｒ４１は、水素原子又は置換基を表す。Ａｒ４１は、置換若しくは無置換の、芳香族炭化水素環又は芳香族複素環を表す。ｋ４１は、３以上の整数を表す。
【０１６１】
一般式（IV）において、Ｒ４１で表される置換基は、一般式（Ｉ）におけるＲ１１及びＲ１２で表される置換基と同義である。
【０１６２】
一般式（IV）において、Ａｒ４１で表される芳香族炭化水素環としては、ベンゼン環、ビフェニル環、ナフタレン環、アズレン環、アントラセン環、フェナントレン環、ピレン環、クリセン環、ナフタセン環、トリフェニレン環、ｏ−テルフェニル環、ｍ−テルフェニル環、ｐ−テルフェニル環、アセナフテン環、コロネン環、フルオレン環、フルオラントレン環、ナフタセン環、ペンタセン環、ペリレン環、ペンタフェン環、ピセン環、ピレン環、ピラントレン環、アンスラアントレン環等が挙げられる。これらの環は、更に一般式（Ｉ）におけるＲ１１及びＲ１２で表される置換基を有してもよい。
一般式（IV）において、Ａｒ４１で表される芳香族複素環としては、フラン環、チオフェン環、オキサゾール環、ピロール環、ピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環、トリアジン環、ベンゾイミダゾール環、オキサジアゾール環、トリアゾール環、イミダゾール環、ピラゾール環、チアゾール環、インドール環、ベンゾイミダゾール環、ベンゾチアゾール環、ベンゾオキサゾール環、キノキサリン環、キナゾリン環、フタラジン環、カルバゾール環、アザカルバゾール環等が挙げられる。これらの環は、更に一般式（Ｉ）におけるＲ１１及びＲ１２で表される置換基を有してもよい。
【０１６３】
【化３５】
2014220369.tif 000037
【０１６４】
一般式（Ｖ）中、Ｒ５１は、置換基を表す。Ｅ５０１、Ｅ５０２、Ｅ５１１〜Ｅ５１５及びＥ５２１〜Ｅ５２５は、各々−Ｃ（Ｒ５２）＝又は−Ｎ＝を表すが、Ｅ５０１及びＥ５０２のうちの少なくとも一つ、Ｅ５１１〜Ｅ５１５のうちの少なくとも一つ、並びにＥ５２１〜Ｅ５２５のうちの少なくとも一つは−Ｎ＝である。Ｅ５０３〜Ｅ５０５は、各々−Ｃ（Ｒ５２）＝を表す。Ｒ５２は、水素原子又は置換基を表す。
【０１６５】
一般式（Ｖ）において、Ｒ５１及びＲ５２で表される置換基は、一般式（Ｉ）におけるＲ１１及びＲ１２で表される置換基と同義である。
【０１６６】
【化３６】
2014220369.tif 000038
【０１６７】
一般式（VI）中、Ｅ６０１〜Ｅ６１２は、各々−Ｃ（Ｒ６１）＝又は−Ｎ＝を表す。Ｒ６１は、水素原子又は置換基を表す。Ａｒ６１は、置換若しくは無置換の、芳香族炭化水素環又は芳香族複素環を表す。
【０１６８】
一般式（VI）において、Ｒ６１で表される置換基は、一般式（Ｉ）におけるＲ１１及びＲ１２で表される置換基と同義である。
【０１６９】
一般式（VI）において、Ａｒ６１で表される置換若しくは無置換の、芳香族炭化水素環又は芳香族複素環は、一般式（IV）におけるＡｒ４１と同義である。
【０１７０】
以下に、窒素含有層を構成する化合物として、上記一般式（Ｉ）〜（VI）で表される化合物及びその他の化合物の具体例（化合物１〜１１８）を示すが、これらに限定されるものではない。これらの化合物は、電子輸送性又は電子注入性を備えた材料である。
なお、これらの化合物１〜１１８の中には、上述した有効非共有電子対含有率［ｎ／Ｍ］の範囲に当てはまる化合物も含まれており、このような化合物であれば単独で窒素含有層を構成する化合物として用いることができる。
【０１７１】
【化３７】
2014220369.tif 000039
【０１７２】
【化３８】
2014220369.tif 000040
【０１７３】
【化３９】
2014220369.tif 000041
【０１７４】
【化４０】
2014220369.tif 000042
【０１７５】
【化４１】
2014220369.tif 000043
【０１７６】
【化４２】
2014220369.tif 000044
【０１７７】
【化４３】
2014220369.tif 000045
【０１７８】
【化４４】
2014220369.tif 000046
【０１７９】
【化４５】
2014220369.tif 000047
【０１８０】
【化４６】
2014220369.tif 000048
【０１８１】
【化４７】
2014220369.tif 000049
【０１８２】
【化４８】
2014220369.tif 000050
【０１８３】
【化４９】
2014220369.tif 000051
【０１８４】
【化５０】
2014220369.tif 000052
【０１８５】
【化５１】
2014220369.tif 000053
【０１８６】
【化５２】
2014220369.tif 000054
【０１８７】
【化５３】
2014220369.tif 000055
【０１８８】
【化５４】
2014220369.tif 000056
【０１８９】
【化５５】
2014220369.tif 000057
【０１９０】
【化５６】
2014220369.tif 000058
【０１９１】
【化５７】
2014220369.tif 000059
【０１９２】
【化５８】
2014220369.tif 000060
【０１９３】
【化５９】
2014220369.tif 000061
【０１９４】
【化６０】
2014220369.tif 000062
【０１９５】
【化６１】
2014220369.tif 000063
【０１９６】
【化６２】
2014220369.tif 000064
【０１９７】
【化６３】
2014220369.tif 000065
【０１９８】
【化６４】
2014220369.tif 000066
【０１９９】
窒素含有層の成膜方法としては、塗布法、インクジェット法、コーティング法、ディップ法等のウェットプロセスを用いる方法や、蒸着法（抵抗加熱、ＥＢ法等）、スパッタ法、ＣＶＤ法等のドライプロセスを用いる方法等が挙げられる。中でも、蒸着法が好ましく適用される。
【０２００】
（２）電極層
電極層は、銀を主成分として構成された層であって、銀又は銀を主成分とした合金を用いて構成され、窒素含有層に隣接して成膜された層である。
電極層を構成する銀（Ａｇ）を主成分とする合金としては、その一例として、銀マグネシウム（ＡｇＭｇ）、銀銅（ＡｇＣｕ）、銀パラジウム（ＡｇＰｄ）、銀パラジウム銅（ＡｇＰｄＣｕ）、銀インジウム（ＡｇＩｎ）等が挙げられる。
以上のような電極層は、銀又は銀を主成分とした合金の層が、必要に応じて、複数の層に分けて積層された構成であってもよい。
【０２０１】
電極層の成膜方法としては、塗布法、インクジェット法、コーティング法、ディップ法等のウェットプロセスを用いる方法や、蒸着法（抵抗加熱、ＥＢ法等）、スパッタ法、ＣＶＤ法等のドライプロセスを用いる方法等が挙げられる。中でも、蒸着法が好ましく適用される。
また、電極層は、窒素含有層上に成膜されることにより、成膜後の高温アニール処理等がなくても十分に導電性を有することを特徴とするが、必要に応じて、成膜後に高温アニール処理等を行ったものであってもよい。
【０２０２】
《支持基板》
本発明の有機ＥＬ素子に用いることのできる支持基板（以下、基体、基板、基材、支持体等ともいう。）としては、ガラス、プラスチック等の種類には特に限定はなく、また透明であっても不透明であってもよい。支持基板側から光を取り出す場合には、支持基板は透明であることが好ましい。好ましく用いられる透明な支持基板としては、ガラス、石英、透明樹脂フィルムを挙げることができる。
【０２０３】
樹脂フィルムとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等のポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、セロファン、セルロースジアセテート、セルローストリアセテート（ＴＡＣ）、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートプロピオネート（ＣＡＰ）、セルロースアセテートフタレート、セルロースナイトレート等のセルロースエステル類又はそれらの誘導体、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、ポリエチレンビニルアルコール、シンジオタクティックポリスチレン、ポリカーボネート、ノルボルネン樹脂、ポリメチルペンテン、ポリエーテルケトン、ポリイミド、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリフェニレンスルフィド、ポリスルホン類、ポリエーテルイミド、ポリエーテルケトンイミド、ポリアミド、フッ素樹脂、ナイロン、ポリメチルメタクリレート、アクリルあるいはポリアリレート類、アートン（ＪＳＲ製）あるいはアペル（三井化学製）といったシクロオレフィン系樹脂等を挙げられる。
【０２０４】
樹脂フィルムの表面には、無機物、有機物の被膜又はその両者のハイブリッド被膜が形成されていてもよく、水蒸気透過度が０．０１ｇ／（ｍ２・２４ｈ）以下のバリア性フィルムであることが好ましく、更には酸素透過度１×１０−３ｍｌ／（ｍ２・２４ｈ・ａｔｍ）及び水蒸気透過度が１×１０−５ｇ／（ｍ２・２４ｈ）以下の高バリア性フィルムであることが好ましい。
【０２０５】
バリア膜を形成する材料としては、水分や酸素等素子の劣化をもたらすものの浸入を抑制する機能を有する材料であればよく、例えば、酸化ケイ素、二酸化ケイ素、窒化ケイ素等を用いることができる。さらに、該膜の脆弱性を改良するために、これら無機材料からなる層（無機層）と有機材料からなる層（有機層）との積層構造を持たせることがより好ましい。無機層と有機層との積層順については特に制限はないが、両者を交互に複数回積層させることが好ましい。
【０２０６】
バリア膜の形成方法については特に限定はなく、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、分子線エピタキシー法、クラスターイオンビーム法、イオンプレーティング法、プラズマ重合法、大気圧プラズマ重合法、プラズマＣＶＤ法、レーザーＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、コーティング法等を用いることができるが、特開２００４−６８１４３号公報に記載されているような大気圧プラズマ重合法によるものが特に好ましい。
【０２０７】
不透明な支持基板としては、例えば、アルミ、ステンレス等の金属板、フィルムや不透明樹脂基板、セラミック製の基板等が挙げられる。
【０２０８】
本発明の有機ＥＬ素子の発光の室温（２５℃）における外部取出し量子効率は、１％以上であることが好ましく、より好ましくは５％以上である。ここで、外部取出し量子効率（％）＝（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。
【０２０９】
また、カラーフィルター等の色相改良フィルター等を併用しても、有機ＥＬ素子からの発光色を、蛍光体を用いて多色へ変換する色変換フィルターを併用してもよい。色変換フィルターを用いる場合においては、有機ＥＬ素子の発光のλｍａｘは４８０ｎｍ以下が好ましい。
【０２１０】
《封止》
本発明に用いられる封止手段としては、例えば、封止部材と電極、支持基板とを接着剤で接着する方法を挙げることができる。
封止部材としては、有機ＥＬ素子の表示領域を覆うように配置されていればよく、凹板状でも平板状でもよい。また、透明性、電気絶縁性は特に問わない。
【０２１１】
具体的には、ガラス板、ポリマー板・フィルム、金属板・フィルム等が挙げられる。ガラス板としては、特にソーダ石灰ガラス、バリウム・ストロンチウム含有ガラス、鉛ガラス、アルミノケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス、バリウムホウケイ酸ガラス、石英等を挙げることができる。また、ポリマー板としては、ポリカーボネート、アクリル、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルサルファイド、ポリサルフォン等を挙げることができる。金属板としては、ステンレス、鉄、銅、アルミニウム、マグネシウム、ニッケル、亜鉛、クロム、チタン、モリブテン、シリコン、ゲルマニウム及びタンタルからなる群から選ばれる１種以上の金属又は合金からなるものが挙げられる。
【０２１２】
本発明においては、素子を薄膜化できるということからポリマーフィルム、金属フィルムを好ましく使用することができる。
さらには、ポリマーフィルムはＪＩＳ  Ｋ  ７１２６−１９８７に準拠した方法で測定された酸素透過度が１×１０−３ｍｌ／（ｍ２・２４ｈ・ａｔｍ）以下、ＪＩＳ  Ｋ  ７１２９−１９９２に準拠した方法で測定された水蒸気透過度（２５±０．５℃、相対湿度（９０±２）％）が１×１０−３ｇ／（ｍ２・２４ｈ）以下のものであることが好ましい。
【０２１３】
封止部材を凹状に加工する方法としては、サンドブラスト加工、化学エッチング加工等が挙げられる。
【０２１４】
接着剤としては、具体的には、アクリル酸系オリゴマー、メタクリル酸系オリゴマーの反応性ビニル基を有する光硬化及び熱硬化型接着剤、２−シアノアクリル酸エステル等の湿気硬化型等の接着剤を挙げることができる。また、エポキシ系等の熱及び化学硬化型（２液混合）を挙げることができる。また、ホットメルト型のポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィンを挙げることができる。また、カチオン硬化タイプの紫外線硬化型エポキシ樹脂接着剤を挙げることができる。
なお、有機ＥＬ素子が熱処理により劣化する場合があるので、室温（２５℃）から８０℃までに接着硬化できるものが好ましい。また、接着剤中に乾燥剤を分散させておいてもよい。
封止部分への接着剤の塗布は、市販のディスペンサーを使ってもよいし、スクリーン印刷のように印刷してもよい。
【０２１５】
また、有機機能層を挟み支持基板と対向する側の電極の外側に該電極と有機機能層を被覆し、支持基板と接する形で無機物、有機物の層を形成し、封止膜とすることも好適にできる。この場合、該膜を形成する材料としては、水分や酸素等素子の劣化をもたらすものの浸入を抑制する機能を有する材料であればよく、例えば、酸化ケイ素、二酸化ケイ素、窒化ケイ素等を用いることができる。
【０２１６】
さらに、該膜の脆弱性を改良するために、これら無機層と有機材料からなる層の積層構造を持たせることが好ましい。これらの膜の形成方法については特に限定はなく、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、分子線エピタキシー法、クラスターイオンビーム法、イオンプレーティング法、プラズマ重合法、大気圧プラズマ重合法、プラズマＣＶＤ法、レーザーＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、コーティング法等を用いることができる。
【０２１７】
封止部材と有機ＥＬ素子の表示領域との間隙には、気相及び液相では、窒素、アルゴン等の不活性気体やフッ化炭化水素、シリコンオイルのような不活性液体を注入することが好ましい。また、真空とすることも可能である。また、内部に吸湿性化合物を封入することもできる。
吸湿性化合物としては、例えば、金属酸化物（例えば、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化カルシウム、酸化バリウム、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム等）、硫酸塩（例えば、硫酸ナトリウム、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム、硫酸コバルト等）、金属ハロゲン化物（例えば、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、フッ化セシウム、フッ化タンタル、臭化セリウム、臭化マグネシウム、ヨウ化バリウム、ヨウ化マグネシウム等）、過塩素酸類（例えば、過塩素酸バリウム、過塩素酸マグネシウム等）等が挙げられ、硫酸塩、金属ハロゲン化物及び過塩素酸類においては無水塩が好適に用いられる。
【０２１８】
《保護膜、保護板》
有機機能層を挟み支持基板と対向する側の封止膜、あるいは封止用フィルムの外側に、素子の機械的強度を高めるために保護膜、あるいは保護板を設けてもよい。
特に、封止が封止膜により行われている場合には、その機械的強度は必ずしも高くないため、このような保護膜、保護板を設けることが好ましい。これに使用することができる材料としては、上記封止に用いたのと同様のガラス板、ポリマー板・フィルム、金属板・フィルム等を用いることができるが、軽量、かつ薄膜化ということからポリマーフィルムを用いることが好ましい。
【０２１９】
《光取出し》
有機ＥＬ素子は、空気よりも屈折率の高い（屈折率が１．７〜２．１程度）層の内部で発光し、発光層で発生した光のうち１５〜２０％程度の光しか取り出せないことが一般的に言われている。
これは、臨界角以上の角度θで界面（透明基板と空気との界面）に入射する光は、全反射を起こし素子外部に取り出すことができないことや、透明電極又は発光層と透明基板との間で光が全反射を起こし、光が透明電極又は発光層を導波し、結果として光が素子側面方向に逃げるためである。
【０２２０】
この光の取出しの効率を向上させる手法としては、例えば、透明基板表面に凹凸を形成し、透明基板と空気界面での全反射を防ぐ方法（米国特許第４７７４４３５号明細書）、基板に集光性を持たせることにより効率を向上させる方法（特開昭６３−３１４７９５号公報）、素子の側面等に反射面を形成する方法（特開平１−２２０３９４号公報）、基板と発光体との間に中間の屈折率を持つ平坦層を導入し、反射防止膜を形成する方法（特開昭６２−１７２６９１号公報）、基板と発光体の間に基板よりも低屈折率を持つ平坦層を導入する方法（特開２００１−２０２８２７号公報）、基板、透明電極層や発光層のいずれかの層間（基板と外界間を含む。）に回折格子を形成する方法（特開平１１−２８３７５１号公報）等がある。
本発明においては、これらの方法を本発明の有機ＥＬ素子と組み合わせて用いることができるが、基板と発光体との間に基板よりも低屈折率を持つ平坦層を導入する方法、あるいは基板、透明電極層や発光層のいずれかの層間（基板と外界間を含む。）に回折格子を形成する方法を好適に用いることができる。
本発明はこれらの手段を組み合わせることにより、更に高輝度あるいは耐久性に優れた素子を得ることができる。
【０２２１】
透明電極と透明基板との間に、低屈折率の媒質を光の波長よりも長い厚さで形成すると、透明電極から出てきた光は、媒質の屈折率が低いほど外部への取出し効率が高くなる。
低屈折率層としては、例えば、エアロゲル、多孔質シリカ、フッ化マグネシウム、フッ素系ポリマー等が挙げられる。透明基板の屈折率は一般に１．５〜１．７程度であるので、低屈折率層は屈折率がおよそ１．５以下であることが好ましい。さらには、１．３５以下であることがより好ましい。
【０２２２】
また、低屈折率媒質の厚さは、媒質中の波長の２倍以上となるのが望ましい。
これは、低屈折率媒質の厚さが光の波長程度になって、エバネッセントで染み出した電磁波が基板内に入り込む膜厚になると、低屈折率層の効果が薄れるからである。
【０２２３】
全反射を起こす界面若しくはいずれかの媒質中に回折格子を導入する方法は、光取出し効率の向上効果が高いという特徴がある。
この方法は、回折格子が１次の回折や２次の回折といった、いわゆるブラッグ回折により、光の向きを屈折とは異なる特定の向きに変えることができる性質を利用して、発光層から発生した光のうち層間での全反射等により外に出ることができない光を、いずれかの層間若しくは、媒質中（透明基板内や透明電極内）に回折格子を導入することで光を回折させ、光を外に取り出そうとするものである。
導入する回折格子は、２次元的な周期屈折率を持っていることが望ましい。
これは、発光層で発光する光はあらゆる方向にランダムに発生するので、ある方向にのみ周期的な屈折率分布を持っている一般的な１次元回折格子では、特定の方向に進む光しか回折されず、光の取出し効率がさほど上がらない。しかしながら、屈折率分布を２次元的な分布にすることによりあらゆる方向に進む光が回折され、光の取出し効率が上がる。
回折格子を導入する位置としては前述のとおり、いずれかの層間若しくは媒質中（透明基板内や透明電極内）でもよいが、光が発生する場所である発光層の近傍が望ましい。
このとき、回折格子の周期は、媒質中の光の波長の約１／２〜３倍程度が好ましい。
回折格子の配列は、正方形のラチス状、三角形のラチス状、ハニカムラチス状等、２次元的に配列が繰り返されることが好ましい。
【０２２４】
《集光シート》
本発明の有機ＥＬ素子は、基板の光取出し側に、例えば、マイクロレンズアレイ状の構造を設けるように加工したり、あるいは、いわゆる集光シートと組み合わせることにより、特定方向、例えば、素子発光面に対し正面方向に集光することにより、特定方向上の輝度を高めることができる。
マイクロレンズアレイの例としては、基板の光取出し側に、一辺が３０μｍでその頂角が９０度となるような四角錐を２次元に配列する。一辺は１０〜１００μｍの範囲内が好ましい。これより小さくなると回折の効果が発生して色付き、大きすぎると厚さが厚くなり好ましくない。
【０２２５】
集光シートとしては、例えば、液晶表示装置のＬＥＤバックライトで実用化されているものを用いることが可能である。このようなシートとして、例えば、住友スリーエム製輝度上昇フィルム（ＢＥＦ）等を用いることができる。プリズムシートの形状としては、例えば、基材に頂角９０度、ピッチ５０μｍの△状のストライプが形成されたものであってもよいし、頂角が丸みを帯びた形状、ピッチをランダムに変化させた形状、その他の形状であってもよい。
また、発光素子からの光放射角を制御するために、光拡散板・フィルムを集光シートと併用してもよい。例えば、（株）きもと製拡散フィルム（ライトアップ）等を用いることができる。
【０２２６】
《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／第１電子輸送層／第２電子輸送層／陰極からなる有機ＥＬ素子の作製法について説明する。
【０２２７】
まず、適当な支持基板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の範囲内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。
【０２２８】
次に、この上に有機ＥＬ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、第１電子輸送層及び第２電子輸送層の有機化合物薄膜を形成させる。
この有機化合物薄膜の薄膜化の方法としては、蒸着法、ウェットプロセス（スピンコート法、キャスト法、インクジェット法、印刷法、ＬＢ法（ラングミュア−ブロジェット法）、スプレー法、印刷法、スロット型コータ法）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、スピンコート法、インクジェット法、印刷法、スロット型コータ法が特に好ましい。さらに、層ごとに異なる製膜法を適用してもよい。また、白色発光の素子とする場合には、発光層が少なくとも２層からなることが好ましく、その場合はウェットプロセスでは製膜することが困難であることから、真空蒸着法での製膜が好ましい。
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１×１０−６〜１×１０−２Ｐａ、蒸着速度０．０１〜５０ｎｍ／秒、基板温度−５０〜３００℃、膜厚（層厚）０．１ｎｍ〜５μｍ、好ましくは５〜２００ｎｍの範囲内で適宜選ぶことが望ましい。
正孔阻止層においては、層厚として１〜１０ｎｍの範囲内で適宜選ぶことが望ましい。
【０２２９】
これらの層を形成後、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の範囲内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。
【０２３０】
この有機ＥＬ素子の作製は、１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。
また作製順序を逆にして、陰極、第２電子輸送層、第１電子輸送層、正孔阻止層、発光層、正孔輸送層、正孔注入層、陽極の順に作製することも可能である。
このようにして得られた多色の表示装置に、直流電圧を印加する場合には、陽極を＋、陰極を−の極性として、電圧２〜４０Ｖ程度を印加すると発光が観測できる。また、交流電圧を印加してもよい。なお、印加する交流の波形は任意でよい。
【実施例】
【０２３１】
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。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。
【０２３２】
［実施例１］
（１）サンプルの作製
（１．１）有機ＥＬ素子１０１の作製
陽極として、厚さ０．７ｍｍ、屈折率ｎ＝１．７２のガラス基板上に、ＩＴＯ（インジウムチンオキシド）を１１０ｎｍの厚さで成膜した支持基板にパターニングを行った後、このＩＴＯ透明電極を付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分間行った後、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た。
【０２３３】
真空蒸着装置内の蒸着用るつぼの各々に、各層の構成材料を各々素子作製に最適の量、充填した。蒸着用るつぼは、モリブデン製又はタングステン製の抵抗加熱用材料で作製されたものを用いた。
【０２３４】
次いで、真空度１×１０−４Ｐａまで減圧した後、化合物ＨＴ−１の入った蒸着用るつぼに通電して加熱し、蒸着速度０．１ｎｍ／秒で透明支持基板に蒸着し、層厚２０ｎｍの正孔注入層を設けた。
次いで、化合物ＨＴ−２を蒸着速度０．１ｎｍ／秒で蒸着し、層厚２０ｎｍの正孔輸送層を設けた。
【０２３５】
【化６５】
2014220369.tif 000067
【０２３６】
次いで、緑色リン光ドーパントＩｒ−１ｄ、赤色リン光ドーパントＩｒ−１４ｄ及びホスト化合物１−６を、Ｉｒ−１ｄが１４質量％、Ｉｒ−１４ｄが１．８質量％の濃度になるように蒸着速度０．１ｎｍ／秒で層厚１０ｎｍになるように共蒸着し、発光極大波長が６２２ｎｍの黄色リン光の第１発光層を形成した。
次いで、ホスト化合物１−６、青色リン光ドーパントＤ−６５を、青色リン光ドーパントＤ−６５が１５質量％の濃度になるように蒸着速度０．１ｎｍ／秒で層厚２０ｎｍになるよう共蒸着し、発光極大波長が４７０ｎｍの青色リン光の第２発光層を形成した。
【０２３７】
次いで、ＢＡｌｑの入った加熱ボードに通電して加熱し、蒸着速度０．１ｎｍ／秒で発光層の上に蒸着して、層厚５ｎｍの正孔阻止層を形成した。
【０２３８】
【化６６】
2014220369.tif 000068
【０２３９】
その後、東レ社製ＴＲ−Ｅ３１４を層厚１５ｎｍに蒸着し、第１電子輸送層を形成した。
次いで、ＴＲ−Ｅ３１４を、Ｎｏｖａｌｅｄ社製ＮＤＮ−２６が５質量％の濃度になるように蒸着速度０．１ｎｍ／秒で層厚２５ｎｍになるよう共蒸着し、第２電子輸送層を形成した。
【０２４０】
その後、ＬｉＦで蒸着し、層厚１ｎｍの電子注入層を形成した。
さらに、アルミニウム１１０ｎｍを蒸着して陰極を形成した。
【０２４１】
次いで、上記素子の非発光面をガラスケースで覆った。最後に、拡散フィルム（ライトアップ 製品タイプＰＢＵ（株式会社きもと製））を基板の光取出し側に張り付け、図１及び２に示す構成からなる「有機ＥＬ素子１０１」を作製した。
【０２４２】
図１は、有機ＥＬ素子の概略図を示している。
有機ＥＬ素子２００は、ガラスカバー１２０で覆われている。ガラスカバー１２０による封止作業は、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。
【０２４３】
図２は、有機ＥＬ素子の断面図を示している。
図２に示すとおり、陰極１２１及び有機機能層１２２が透明電極付きガラス基板１２３上に形成されている。ガラスカバー１２０内には窒素ガス１２４が充填され、捕水剤１２５が設けられている。
【０２４４】
（１．２）有機ＥＬ素子１０２〜１４０の作製
有機ＥＬ素子１０１の作製において、表２及び３に記載されているように、第１電子輸送層及び第２電子輸送層の層厚を変更した以外は同様にして、有機ＥＬ素子１０２〜１４０を作製した。
【０２４５】
（２）サンプルの評価
上記のようにして得られた有機ＥＬ素子１０１〜１４０に対し、下記のようにして、外部取出し量子効率、駆動電圧、電力効率及び発光寿命の評価を行った。
【０２４６】
（２．１）外部取出し量子効率、駆動電圧及び電力効率の測定
作製した各有機ＥＬ素子に対し、２．５ｍＡ／ｃｍ２の定電流を与えたときの外部取出し量子効率（％）及び駆動電圧を測定した。測定には、分光放射輝度計ＣＳ−１０００（コニカミノルタ製）を用いた。外部取出し量子効率、駆動電圧及び電力効率は、有機ＥＬ素子１３８の測定値を１００とした相対値で表した。
評価結果を表２及び３に示す。
【０２４７】
（２．２）発光寿命
作製した各有機ＥＬ素子に対し、正面輝度４０００ｃｄ／ｍ２となるような電流を与えて連続駆動させ、正面輝度が初期の半減値（２０００ｃｄ／ｍ２）になるまでに要する時間を求め、これを発光寿命とした。発光寿命は、有機ＥＬ素子１３８の測定値を１００とした相対値で表した。
評価結果を表２及び３に示す。
【０２４８】
（２．３）総合評価
各有機ＥＬ素子の外部取出し量子効率、電力効率及び発光寿命について、有機ＥＬ素子１３８の外部取出し量子効率、電力効率及び発光寿命を基準として、下記基準で総合評価した。
評価結果を表２及び３に示す。
【０２４９】
◎◎：７倍以上の効果が見られる
◎：４〜６倍程度の効果が見られる
○：２〜３倍程度の効果が見られる
×：効果が見られない
【０２５０】
【表２】
2014220369.tif 000069
【０２５１】
【表３】
2014220369.tif 000070
【０２５２】
（２．４）まとめ
表２及び３の結果から明らかなように、本発明の有機ＥＬ素子１０１〜１３５は、比較例の有機ＥＬ素子１３６〜１４０と比較して、外部取出し量子効率、電力効率、発光寿命のいずれの面においても優れていた。中でも、有機ＥＬ素子１１５〜１３５がより優れており、有機ＥＬ素子１１７〜１１９、１２４〜１２６及び１３１〜１３３が特に優れていた。
以上から、第１電子輸送層の層厚を１５〜６０ｎｍの範囲内、かつ第２電子輸送層の層厚を２５ｎｍ以上とすることが、高電圧化を抑制しつつ、外部取出し量子効率、電力効率及び発光寿命を向上させることに有用であることがわかる。中でも、第１電子輸送層の層厚を１５〜６０ｎｍの範囲内、かつ第２電子輸送層の層厚を９０ｎｍ以上とすることが好ましく、第１電子輸送層の層厚を３０〜４０ｎｍの範囲内、かつ第２電子輸送層の層厚を９０ｎｍ以上とすることがより好ましい。
【０２５３】
［実施例２］
（１）サンプルの作製
（１．１）トップエミッション発光型の有機ＥＬ素子２０１の作製
陽極として、厚さ０．７ｍｍの無アルカリガラス基板上に、スパッタ法によって膜厚１１０ｎｍのアルミニウムで構成された電極をアノード（陽極）としてパターン形成した。
次いで、先の実施例１の有機ＥＬ素子１０１と同様の構成で、ＨＴ−１よりなる正孔注入層（層厚２０ｎｍ）、ＨＴ−２よりなる正孔輸送層（層厚２０ｎｍ）、緑色リン光ドーパントＩｒ−１ｄ、赤色リン光ドーパントＩｒ−１４ｄ、及びホスト化合物１−６よりなる発光層（層厚２０ｎｍ）、ＢＡｌｑよりなる正孔阻止層（層厚５ｎｍ）、ＴＲ−Ｅ３１４よりなる第１電子輸送層(層厚１５ｎｍ)、ＴＲ−Ｅ３１４及びＮＤＮ−２６よりなる第２電子輸送層(層厚２５ｎｍ)、ＬｉＦよりなる電子注入層（層厚１ｎｍ）を順に形成した。
【０２５４】
次いで、化合物１の入った蒸着用るつぼに通電して加熱し、蒸着速度０．１ｎｍ／秒で電子注入層上に蒸着し、層厚３ｎｍの窒素含有層を設けた。次に、窒素含有層上に銀の入った加熱ボートを通電して加熱した。これにより、蒸着速度０．３ｎｍ／秒で層厚８ｎｍの銀からなる電極層を形成し、窒素含有層と電極層との積層構造からなる透明電極を得た。
以上により、トップエミッション発光型の有機ＥＬ素子２０１を形成した。
【０２５５】
【化６７】
2014220369.tif 000071
【０２５６】
その後、トップエミッション発光型の有機ＥＬ素子２０１を、厚さ３００μｍのガラス基板からなる透明封止材で覆い、有機ＥＬ素子を囲む状態で、透明封止材と基板との間に接着剤（シール材）を充填した。接着剤としては、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）を用いた。透明封止材と基板との間に充填した接着剤に対して、ガラス基板（透明封止材）側からＵＶ光を照射し、接着剤を硬化させてトップエミッション発光型の有機ＥＬ素子２０１を封止した。
【０２５７】
（１．２）トップエミッション発光型の有機ＥＬ素子２０２〜２０５の作製
有機ＥＬ素子２０１の作製において、表４に記載されているように、第１電子輸送層及び第２電子輸送層の層厚を変更した以外は同様にして、有機ＥＬ素子２０２〜２０５を作製した。
【０２５８】
（２）サンプルの評価
（２．１）外部取出し量子効率、駆動電圧、電力効率及び発光寿命の測定
作製した各有機ＥＬ素子について、実施例１と同様にして評価を行った。
評価結果を表４に示す。なお、表４中、各サンプルの結果は有機ＥＬ素子２０５の測定値を１００とした相対値で表した。
また、各有機ＥＬ素子の外部取出し量子効率、電力効率及び発光寿命について、有機ＥＬ素子２０５の外部取出し量子効率、電力効率及び発光寿命を基準として、実施例１同様に総合評価した。
【０２５９】
【表４】
2014220369.tif 000072
【０２６０】
表４の結果から明らかなように、本発明の有機ＥＬ素子２０１〜２０４は、比較例の有機ＥＬ素子２０５と比較して、外部取出し量子効率、電力効率及び発光寿命のいずれの面においても優れていた。中でも、有機ＥＬ素子２０３及び２０４がより優れており、有機ＥＬ素子２０４が特に優れていた。
以上から、第１電子輸送層の層厚を１５〜６０ｎｍの範囲内、かつ第２電子輸送層の層厚を２５ｎｍ以上とすることが、高電圧化を抑制しつつ、外部取出し量子効率、電力効率及び発光寿命を向上させることに有用であることがわかる。中でも、第１電子輸送層の層厚を１５〜６０ｎｍの範囲内、かつ第２電子輸送層の層厚を９０ｎｍ以上とすることが好ましく、第１電子輸送層の層厚を３０〜４０ｎｍの範囲内、かつ第２電子輸送層の層厚を９０ｎｍ以上とすることがより好ましい。
【０２６１】
さらに、陰極に数ｎｍ程度の銀を用いたトップエミッション発光型の有機ＥＬ素子において、第２電子輸送層を厚く形成することでプラズモン吸収を抑制でき、発光効率向上に有効であることが確認できた。
【符号の説明】
【０２６２】
１００  有機ＥＬ素子
１０１  金属電極
１０２  有機機能層
１０３  透明電極
１０４  透明基板
１１０ａ〜１１０ｅ  光
１２０  ガラスカバー
１２１  陰極
１２２  有機ＥＬ層
１２３  透明電極付きガラス基板
１２４  窒素ガス
１２５  補水剤
２００  有機ＥＬ素子
【図１】
2014220369.tif 000073
【図２】
2014220369.tif 000074
【図３】
2014220369.tif 000075