(57)【要約】  容易な準位コントロールと移動度向上に起因した初期電圧低下、及び有機エレクトロルミネッセンス素子駆動中での電圧上昇を抑制し、さらには発光効率を改善することができる有機ＥＬ素子用材料を提供することである。  本発明の有機ＥＬ素子用材料は、下記一般式（１）で表される構造を有する化合物を含有することを特徴とする。    【化１】2016175068.tif 000079
2016175068.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記一般式（１）で表される構造を有する化合物を含有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
【化１】
2016175068.tif 000063
［式中、Ｒ１は、シアノ基、ＣｍＦ２ｍ＋１、又はＳＦ５を表す。ｍは、１〜１８の整数を表す。Ｒ２は、カルバゾール環を構成する炭素原子上の水素原子のいずれかに代わって置換されたアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、ハロゲン原子、シアノ基、若しくはフッ化アルキル基を表す。Ｒ３は、水素原子、アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、又はフッ化アルキル基を表す。ｎは、０〜７の整数を表す。ただし、Ｒ２及びＲ３が、それぞれ独立に、アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、又はフッ化アルキル基を表すとき、当該Ｒ２及びＲ３のうち少なくとも１つは、下記一般式（２）で表される構造を有する。］
【化２】
2016175068.tif 000064
［式中、Ａ１は、５員の複素環であり、５員の複素環は、さらに置換基を有してもよく、さらには、その置換基が環を形成してもよい。］
【請求項２】
前記一般式（１）で表される構造を有する化合物において、前記Ｒ２及び前記Ｒ３が、それぞれ独立に、アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、又はフッ化アルキル基を表すとき、当該Ｒ２及びＲ３のうち少なくとも１つは、前記一般式（２）で表される置換基を有す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ス素子用材料。
【請求項３】
前記一般式（１）で表される構造を有する化合物において、前記Ｒ２及び前記Ｒ３が、それぞれ独立に、アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、又はフッ化アルキル基を表すとき、当該Ｒ２及びＲ３のうち少なくとも１つは、それ自体が前記一般式（２）で表される置換基を表す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ス素子用材料。
【請求項４】
前記一般式（１）で表される構造を有する化合物が、下記一般式（３）で表される構造を有する化合物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用材料。
【化３】
2016175068.tif 000065
［式中、Ｒ１は、シアノ基又はＣＦ３を表す。Ｒ２は、カルバゾール環を構成する炭素原子上の水素原子のいずれかに代わって置換されたアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、ハロゲン原子、シアノ基、若しくはフッ化アルキル基を表す。ｎは、０〜７の整数を表す。Ａ１は、５員の複素環であり、５員の複素環は、さらに置換基を有してもよく、さらには、その置換基が環を形成してもよい。］
【請求項５】
前記一般式（１）で表される構造を有する化合物が、下記一般式（４）で表される構造を有する化合物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用材料。
【化４】
2016175068.tif 000066
［式中、Ｒ１は、シアノ基又はＣＦ３を表す。Ｒ２は、カルバゾール環を構成する炭素原子上の水素原子のいずれかに代わって置換されたアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、ハロゲン原子、シアノ基、若しくはフッ化アルキル基を表す。ｎは、０〜７の整数を表す。Ａ１は、５員の複素環であり、５員の複素環は、さらに置換基を有してもよく、さらには、その置換基が環を形成してもよい。］
【請求項６】
前記一般式（１）で表される構造を有する化合物が、下記一般式（５）で表される構造を有する化合物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用材料。
【化５】
2016175068.tif 000067
［式中、Ｒ１は、シアノ基又はＣＦ３を表す。Ｒ２は、カルバゾール環を構成する炭素原子上の水素原子のいずれかに代わって置換されたアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、ハロゲン原子、シアノ基、若しくはフッ化アルキル基を表す。Ｒ３は、水素原子、アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、又はフッ化アルキル基を表す。ｎは、０〜６の整数を表す。Ａ１は、５員の複素環であり、５員の複素環は、さらに置換基を有してもよく、さらには、その置換基が環を形成してもよい。］
【請求項７】
前記一般式（１）で表される構造を有する化合物が、下記一般式（６）で表される構造を有する化合物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用材料。
【化６】
2016175068.tif 000068
［式中、Ｒ１は、シアノ基又はＣＦ３を表す。Ｒ２は、カルバゾール環を構成する炭素原子上の水素原子のいずれかに代わって置換されたアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、ハロゲン原子、シアノ基、若しくはフッ化アルキル基を表す。Ｒ３は、水素原子、アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、又はフッ化アルキル基を表す。ｎは、０〜６の整数を表す。Ａ１は、５員の複素環であり、５員の複素環は、さらに置換基を有してもよく、さらには、その置換基が環を形成してもよい。］
【請求項８】
前記一般式（２）におけるＡ１が、フラン環、チオフェン環、ピロール環、インドール環、ベンゾフラン環、ベンゾチオフェン環、ピラゾール環、イミダゾール環、トリアゾール環、オキサゾール環、又はチアゾール環であることを特徴とする請求項１から請求項７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用材料。
【請求項９】
前記一般式（１）で表される構造を有する化合物のリン光スペクトルにおける０−０遷移バンドの発光極大波長が、４５０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１から請求項８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用材料。
【請求項１０】
前記一般式（２）で表される構造を有する置換基の縮合環に対応する化合物のＬＵＭＯ準位が、カルバゾールのＬＵＭＯ準位より低いことを特徴とする請求項１から請求項９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用材料。
【請求項１１】
前記一般式（１）で表される構造を有する化合物が、下記一般式（７）で表される構造を有する化合物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ス素子用材料。
【化７】
2016175068.tif 000069
［式中、Ｒ１は、シアノ基、ＣｍＦ２ｍ＋１、又はＳＦ５を表す。ｍは、１〜１８の整数を表す。Ｒ２は、カルバゾール環を構成する炭素原子上の水素原子のいずれかに代わって置換されたアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、ハロゲン原子、シアノ基、若しくはフッ化アルキル基を表す。Ｒ３は、水素原子、アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、又はフッ化アルキル基を表す。ｎは、０〜６の整数を表す。ただし、Ｒ２及びＲ３が、それぞれ独立に、アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、又はフッ化アルキル基を表すとき、当該Ｒ２及びＲ３のうち少なくとも１つは、前記一般式（２）で表される構造を有する。］
【請求項１２】
前記一般式（１）で表される構造を有する化合物が、下記一般式（８）で表される構造を有する化合物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用材料。
【化８】
2016175068.tif 000070
［式中、Ｒ１は、シアノ基、ＣｍＦ２ｍ＋１、又はＳＦ５を表す。ｍは、１〜１８の整数を表す。Ｒ２は、カルバゾール環を構成する炭素原子上の水素原子のいずれかに代わって置換されたアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、ハロゲン原子、シアノ基、若しくはフッ化アルキル基を表す。ｎは、０〜７の整数を表す。ｎ１は、０〜８の整数を表す。］
【請求項１３】
前記一般式（１）で表される構造を有する化合物が、下記一般式（９）で表される構造を有する化合物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用材料。
【化９】
2016175068.tif 000071
［式中、Ｒ１は、シアノ基、ＣｍＦ２ｍ＋１、又はＳＦ５を表す。ｍは、１〜１８の整数を表す。Ｒ２は、カルバゾール環を構成する炭素原子上の水素原子のいずれかに代わって置換されたアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、ハロゲン原子、シアノ基、若しくはフッ化アルキル基を表す。ｎは、０〜７の整数を表す。ｎ１は、０〜８の整数を表す。］
【請求項１４】
前記一般式（１）で表される構造を有する化合物が、下記一般式（１０）で表される構造を有する化合物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用材料。
【化１０】
2016175068.tif 000072
［式中、Ｒ１は、シアノ基、ＣｍＦ２ｍ＋１、又はＳＦ５を表す。ｍは、１〜１８の整数を表す。Ｒ２は、カルバゾール環を構成する炭素原子上の水素原子のいずれかに代わって置換されたアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、ハロゲン原子、シアノ基、若しくはフッ化アルキル基を表す。ｎは、０〜７の整数を表す。ｎ１は、０〜８の整数を表す。］
【請求項１５】
前記一般式（１）で表される構造を有する化合物が、下記一般式（１１）で表される構造を有する化合物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用材料。
【化１１】
2016175068.tif 000073
［式中、Ｒ１は、シアノ基、ＣｍＦ２ｍ＋１、又はＳＦ５を表す。ｍは、１〜１８の整数を表す。Ｒ２は、カルバゾール環を構成する炭素原子上の水素原子のいずれかに代わって置換されたアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、ハロゲン原子、シアノ基、若しくはフッ化アルキル基を表す。ｎは、０〜７の整数を表す。ｎ１は、０〜８の整数を表す。］
【請求項１６】
前記一般式（１）で表される構造を有する化合物が、下記一般式（１２）で表される構造を有する化合物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用材料。
【化１２】
2016175068.tif 000074
［式中、Ｒ１は、シアノ基、ＣｍＦ２ｍ＋１、又はＳＦ５を表す。ｍは、１〜１８の整数を表す。Ｒ２は、カルバゾール環を構成する炭素原子上の水素原子のいずれかに代わって置換されたアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、ハロゲン原子、シアノ基、若しくはフッ化アルキル基を表す。ｎは、０〜７の整数を表す。ｎ１は、０〜８の整数を表す。］
【請求項１７】
前記一般式（１）で表される構造を有する化合物が、下記一般式（１３）で表される構造を有する化合物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用材料。
【化１３】
2016175068.tif 000075
［式中、Ｒ１は、シアノ基、ＣｍＦ２ｍ＋１、又はＳＦ５を表す。ｍは、１〜１８の整数を表す。Ｒ２は、カルバゾール環を構成する炭素原子上の水素原子のいずれかに代わって置換されたアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、ハロゲン原子、シアノ基、若しくはフッ化アルキル基を表す。ｎは、０〜７の整数を表す。ｎ１は、０〜８の整数を表す。］
【請求項１８】
前記一般式（１）で表される構造を有する化合物が、下記一般式（１４）で表される構造を有する化合物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ス素子用材料。
【化１４】
2016175068.tif 000076
［式中、Ｒ１は、シアノ基、ＣｍＦ２ｍ＋１、又はＳＦ５を表す。ｍは、１〜１８の整数を表す。Ｒ２は、カルバゾール環を構成する炭素原子上の水素原子のいずれかに代わって置換されたアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、ハロゲン原子、シアノ基、若しくはフッ化アルキル基を表す。Ｒ３は、水素原子、アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、又はフッ化アルキル基を表す。Ｒ４は、ジベンゾフラン環を表す。ｎは、０〜６の整数を表す。ただし、Ｒ２及びＲ３が、それぞれ独立に、アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、又はフッ化アルキル基を表すとき、当該Ｒ２及びＲ３のうち少なくとも１つは、前記一般式（２）で表される構造を有する。］
【請求項１９】
前記一般式（１）で表される構造を有する化合物が、下記一般式（１５）で表される構造を有する化合物であることを特徴とする請求項１又は請求項３に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
【化１５】
2016175068.tif 000077
［式中、Ｒ１は、シアノ基、ＣｍＦ２ｍ＋１、又はＳＦ５を表す。ｍは、１〜１８の整数を表す。Ｒ２は、カルバゾール環を構成する炭素原子上の水素原子のいずれかに代わって置換されたアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、ハロゲン原子、シアノ基、若しくはフッ化アルキル基を表す。ｎは、０〜７の整数を表す。ｎ１は、０〜５の整数を表す。］
【請求項２０】
前記一般式（１）で表される構造を有する化合物が、下記一般式（１６）で表される構造を有する化合物であることを特徴とする請求項１又は請求項３に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
【化１６】
2016175068.tif 000078
［式中、Ｒ１は、シアノ基、ＣｍＦ２ｍ＋１、又はＳＦ５を表す。ｍは、１〜１８の整数を表す。Ｒ２は、カルバゾール環を構成する炭素原子上の水素原子のいずれかに代わって置換されたアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、ハロゲン原子、シアノ基、若しくはフッ化アルキル基を表す。ｎは、０〜７の整数を表す。ｎ１は、０〜５の整数を表す。］
【請求項２１】
請求項１から請求項２０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用材料を含有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項２２】
青色発光することを特徴とする請求項２１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項２３】
白色発光することを特徴とする請求項２１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項２４】
請求項２１から請求項２３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を具備したことを特徴とする表示装置。
【請求項２５】
請求項２１から請求項２３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を具備したことを特徴とする照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料、有機エレクトロルミネッセンス素子、表示装置及び照明装置に関し、特に、初期電圧低下、及び駆動中での電圧上昇を抑制し、さらには発光効率を改善することができる有機エレクトロルミネッセンス素子用材料、有機エレクトロルミネッセンス素子、表示装置及び照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、有機ＥＬ素子ともいう。）は、発光する化合物を含有する発光層を、陰極と陽極とで挟んだ構成を有し、電界を印加することにより、陽極から注入された正孔と陰極から注入された電子を発光層内で再結合させることで励起子（エキシトン）を生成させ、このエキシトンが失活する際の光の放出（蛍光・リン光）を利用した発光素子である。また、有機ＥＬ素子は、電極と電極の間を厚さが、僅かサブミクロン程度である有機材料の膜で構成する全固体素子であり、数Ｖ〜数十Ｖ程度の電圧で発光が可能であることから、次世代の平面ディスプレイや照明への利用が期待されている。【０００３】
実用化に向けた有機ＥＬ素子の開発としては、プリンストン大より、励起三重項からのリン光発光を用いる有機ＥＬ素子の報告がされ、以来、室温でリン光を示す材料の研究が活発になってきている。
さらに、リン光発光を利用する有機ＥＬ素子は、以前の蛍光発光を利用する有機ＥＬ素子に比べ、原理的に約４倍の発光効率が実現可能であることから、その材料開発を初めとし、発光素子の層構成や電極の研究開発が世界中で行われている。例えば、イリジウム錯体系等重金属錯体を中心に多くの化合物が検討なされている。
このように、リン光発光方式は、大変ポテンシャルの高い方式であるが、このリン光発光材料は、通常ホストと呼ばれる有機化合物との混合膜として使用する。これには、主に二つの要因がある。一つ目は、発光材料同士が凝集することによる発光効率が低下してしまうために、ホストは発光材料の分散剤の役割を有する。二つ目は、発光材料へ電荷（正孔・電子）を運ぶ役割である。【０００４】
ここで、電荷輸送・注入機構について、図７を参照して説明する。
有機ＥＬ素子用材料は、絶縁性の有機分子であることから、陽極と陰極から直接ドーパントに電子と正孔を注入することができない（いわゆるオーム則に従う電荷注入ができない。）。この絶縁物である有機物に電荷を注入・輸送するためには、超薄膜（１００ｎｍ以下）にすることと、エネルギー障壁を小さくすることが必要である。すなわち、陽極と発光層の間のエネルギー障壁が大きいために、直接正孔注入できない。したがって、陽極と発光層の間に、中間のエネルギーを持つ薄膜の正孔注入輸送層が必要となる。
また、電子側にも同じように、電子注入・輸送層が必要である。さらに、電荷は、有機分子のπ共役部位間をホッピング移動することが大原則であるため、全ての有機ＥＬ素子用材料は、ベンゼンやピリジンなどを代表とする芳香族化合物を組み合わせた化学構造を持つ。【０００５】
陰極から有機分子のＬＵＭＯ準位に電子注入され、アニオンラジカルが形成される。そのアニオンラジカルは、不安定であるため、隣接する分子に電子を受け渡す。この過程を連続的に繰り返すと、あたかも電子だけが模式図の右側から中央に移動しているように見える。
一方で、陽極には、接触する有機分子のＨＯＭＯ準位から電子が受け渡され、すなわち正孔が注入されカチオンラジカルが発生し、それが図の左側から中央に向けて移動する。
すなわち、電荷輸送・注入には、有機化合物のＨＯＭＯ・ＬＵＭＯ準位のコントロールとホッピング移動できるπ共役部位を持つことが重要である。
ＨＯＭＯ・ＬＵＭＯ準位をコントロール（深くする）方法としては、二つある。一つ目は、電子吸引性Ｎ原子を用いた芳香族複素環（例えば、ピリジン、ピリミジン、トリアジン、キノリン等）を導入する方法である。二つ目は、電子吸引性基を導入する方法である。後者の方が、分子設計が容易であり、従来知られている有機ＥＬ素子用材料に導入することで、目的のＨＯＭＯ・ＬＵＭＯ準位を容易に達成できるため、電子吸引性基であるシアノ基やトリフルオロメチル基がよく用いられる（特許文献１及び２参照。）。【０００６】
しかしながら、強い電子吸引基であるシアノ基やトリフルオロメチル基を導入した有機物は、分子内分極（分子内プラス電荷部位とマイナス電荷部位が発現）が大きくなってしまう。これにより、分子間で電荷的相互作用（分子間で、プラス部位とマイナス部位が引き合う）が強くなってしまう。これは本来、キャリアホッピングのために必要な、分子間π−π相互作用を相対的に弱めてしまう結果、移動度の低下が起きてしまう。特に、電子移動度の低下が顕著である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】国際公開第２００５／０４４７９５号
【特許文献２】国際公開第２０１２／００５２６９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
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、容易な準位コントロールと移動度向上に起因した初期電圧低下、及び有機エレクトロルミネッセンス素子駆動中での電圧上昇を抑制し、さらには発光効率を改善することができる有機エレクトロルミネッセンス素子用材料、有機エレクトロルミネッセンス素子、表示装置及び照明装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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する過程において、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料として、カルバゾール誘導体に、シアノ基又はトリフルオロメチル基と縮合環を導入することにより、初期電圧の低下、及び発光効率を向上させ、かつ、駆動時での電圧上昇を抑制することができることを見いだし本発明に至った。
さらに、縮合環としてジベンゾフランを用いると、分子間π−π相互作用が大きく、その結果として、素子駆動中での分子運動が抑制されて、駆動時の電圧上昇が小さくなり、更には、駆動中での発光ドーパントの動きも抑制でき、素子駆動中での発光ドーパントの凝集を抑えて、発光ドーパントの励起子安定性も向上する事を見いだした。
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。【００１０】
１．下記一般式（１）で表される構造を有する化合物を含有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。【００１１】
【化１】
2016175068.tif 000003
【００１２】
［式中、Ｒ１は、シアノ基、ＣｍＦ２ｍ＋１、又はＳＦ５を表す。ｍは、１〜１８の整数を表す。Ｒ２は、カルバゾール環を構成する炭素原子上の水素原子のいずれかに代わって置換されたアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、ハロゲン原子、シアノ基、若しくはフッ化アルキル基を表す。Ｒ３は、水素原子、アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、又はフッ化アルキル基を表す。ｎは、０〜７の整数を表す。ただし、Ｒ２及びＲ３が、それぞれ独立に、アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、又はフッ化アルキル基を表すとき、当該Ｒ２及びＲ３のうち少なくとも１つは、下記一般式（２）で表される構造を有する。］【００１３】
【化２】
2016175068.tif 000004
［式中、Ａ１は、５員の複素環であり、５員の複素環は、さらに置換基を有してもよく、さらには、その置換基が環を形成してもよい。］【００１４】
２．前記一般式（１）で表される構造を有する化合物において、前記Ｒ２及び前記Ｒ３が、それぞれ独立に、アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、又はフッ化アルキル基を表すとき、当該Ｒ２及びＲ３のうち少なくとも１つは、前記一般式（２）で表される置換基を有す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ス素子用材料。【００１５】
３．前記一般式（１）で表される構造を有する化合物において、前記Ｒ２及び前記Ｒ３が、それぞれ独立に、アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、又はフッ化アルキル基を表すとき、当該Ｒ２及びＲ３のうち少なくとも１つは、それ自体が前記一般式（２）で表される置換基を表す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ス素子用材料。【００１６】
４．前記一般式（１）で表される構造を有する化合物が、下記一般式（３）で表される構造を有する化合物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用材料。【００１７】
【化３】
2016175068.tif 000005
【００１８】
［式中、Ｒ１は、シアノ基又はＣＦ３を表す。Ｒ２は、カルバゾール環を構成する炭素原子上の水素原子のいずれかに代わって置換されたアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、ハロゲン原子、シアノ基、若しくはフッ化アルキル基を表す。ｎは、０〜７の整数を表す。Ａ１は、５員の複素環であり、５員の複素環は、さらに置換基を有してもよく、さらには、その置換基が環を形成してもよい。］【００１９】
５．前記一般式（１）で表される構造を有する化合物が、下記一般式（４）で表される構造を有する化合物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用材料。【００２０】
【化４】
2016175068.tif 000006
【００２１】
［式中、Ｒ１は、シアノ基又はＣＦ３を表す。Ｒ２は、カルバゾール環を構成する炭素原子上の水素原子のいずれかに代わって置換されたアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、ハロゲン原子、シアノ基、若しくはフッ化アルキル基を表す。ｎは、０〜７の整数を表す。Ａ１は、５員の複素環であり、５員の複素環は、さらに置換基を有してもよく、さらには、その置換基が環を形成してもよい。］【００２２】
６．前記一般式（１）で表される構造を有する化合物が、下記一般式（５）で表される構造を有する化合物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用材料。【００２３】
【化５】
2016175068.tif 000007
【００２４】
［式中、Ｒ１は、シアノ基又はＣＦ３を表す。Ｒ２は、カルバゾール環を構成する炭素原子上の水素原子のいずれかに代わって置換されたアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、ハロゲン原子、シアノ基、若しくはフッ化アルキル基を表す。Ｒ３は、水素原子、アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、又はフッ化アルキル基を表す。ｎは、０〜６の整数を表す。Ａ１は、５員の複素環であり、５員の複素環は、さらに置換基を有してもよく、さらには、その置換基が環を形成してもよい。］【００２５】
７．前記一般式（１）で表される構造を有する化合物が、下記一般式（６）で表される構造を有する化合物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用材料。【００２６】
【化６】
2016175068.tif 000008
【００２７】
［式中、Ｒ１は、シアノ基又はＣＦ３を表す。Ｒ２は、カルバゾール環を構成する炭素原子上の水素原子のいずれかに代わって置換されたアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、ハロゲン原子、シアノ基、若しくはフッ化アルキル基を表す。Ｒ３は、水素原子、アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、又はフッ化アルキル基を表す。ｎは、０〜６の整数を表す。Ａ１は、５員の複素環であり、５員の複素環は、さらに置換基を有してもよく、さらには、その置換基が環を形成してもよい。］【００２８】
８．前記一般式（２）におけるＡ１が、フラン環、チオフェン環、ピロール環、インドール環、ベンゾフラン環、ベンゾチオフェン環、ピラゾール環、イミダゾール環、トリアゾール環、オキサゾール環、又はチアゾール環であることを特徴とする第１項から第７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用材料。【００２９】
９．前記一般式（１）で表される構造を有する化合物のリン光スペクトルにおける０−０遷移バンドの発光極大波長が、４５０ｎｍ以下であることを特徴とする第１項から第８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用材料。【００３０】
１０．前記一般式（２）で表される構造を有する置換基の縮合環に対応する化合物のＬＵＭＯ準位が、カルバゾールのＬＵＭＯ準位より低いことを特徴とする第１項から第９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用材料。【００３１】
１１．前記一般式（１）で表される構造を有する化合物が、下記一般式（７）で表される構造を有する化合物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ス素子用材料。【００３２】
【化７】
2016175068.tif 000009
【００３３】
［式中、Ｒ１は、シアノ基、ＣｍＦ２ｍ＋１、又はＳＦ５を表す。ｍは、１〜１８の整数を表す。Ｒ２は、カルバゾール環を構成する炭素原子上の水素原子のいずれかに代わって置換されたアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、ハロゲン原子、シアノ基、若しくはフッ化アルキル基を表す。Ｒ３は、水素原子、アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、又はフッ化アルキル基を表す。ｎは、０〜６の整数を表す。ただし、Ｒ２及びＲ３が、それぞれ独立に、アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、又はフッ化アルキル基を表すとき、当該Ｒ２及びＲ３のうち少なくとも１つは、前記一般式（２）で表される構造を有する。］【００３４】
１２．前記一般式（１）で表される構造を有する化合物が、下記一般式（８）で表される構造を有する化合物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用材料。【００３５】
【化８】
2016175068.tif 000010
【００３６】
［式中、Ｒ１は、シアノ基、ＣｍＦ２ｍ＋１、又はＳＦ５を表す。ｍは、１〜１８の整数を表す。Ｒ２は、カルバゾール環を構成する炭素原子上の水素原子のいずれかに代わって置換されたアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、ハロゲン原子、シアノ基、若しくはフッ化アルキル基を表す。ｎは、０〜７の整数を表す。ｎ１は、０〜８の整数を表す。］【００３７】
１３．前記一般式（１）で表される構造を有する化合物が、下記一般式（９）で表される構造を有する化合物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用材料。【００３８】
【化９】
2016175068.tif 000011
【００３９】
［式中、Ｒ１は、シアノ基、ＣｍＦ２ｍ＋１、又はＳＦ５を表す。ｍは、１〜１８の整数を表す。Ｒ２は、カルバゾール環を構成する炭素原子上の水素原子のいずれかに代わって置換されたアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、ハロゲン原子、シアノ基、若しくはフッ化アルキル基を表す。ｎは、０〜７の整数を表す。ｎ１は、０〜８の整数を表す。］【００４０】
１４．前記一般式（１）で表される構造を有する化合物が、下記一般式（１０）で表される構造を有する化合物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用材料。【００４１】
【化１０】
2016175068.tif 000012
【００４２】
［式中、Ｒ１は、シアノ基、ＣｍＦ２ｍ＋１、又はＳＦ５を表す。ｍは、１〜１８の整数を表す。Ｒ２は、カルバゾール環を構成する炭素原子上の水素原子のいずれかに代わって置換されたアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、ハロゲン原子、シアノ基、若しくはフッ化アルキル基を表す。ｎは、０〜７の整数を表す。ｎ１は、０〜８の整数を表す。］【００４３】
１５．前記一般式（１）で表される構造を有する化合物が、下記一般式（１１）で表される構造を有する化合物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用材料。【００４４】
【化１１】
2016175068.tif 000013
【００４５】
［式中、Ｒ１は、シアノ基、ＣｍＦ２ｍ＋１、又はＳＦ５を表す。ｍは、１〜１８の整数を表す。Ｒ２は、カルバゾール環を構成する炭素原子上の水素原子のいずれかに代わって置換されたアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、ハロゲン原子、シアノ基、若しくはフッ化アルキル基を表す。ｎは、０〜７の整数を表す。ｎ１は、０〜８の整数を表す。］【００４６】
１６．前記一般式（１）で表される構造を有する化合物が、下記一般式（１２）で表される構造を有する化合物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用材料。【００４７】
【化１２】
2016175068.tif 000014
【００４８】
［式中、Ｒ１は、シアノ基、ＣｍＦ２ｍ＋１、又はＳＦ５を表す。ｍは、１〜１８の整数を表す。Ｒ２は、カルバゾール環を構成する炭素原子上の水素原子のいずれかに代わって置換されたアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、ハロゲン原子、シアノ基、若しくはフッ化アルキル基を表す。ｎは、０〜７の整数を表す。ｎ１は、０〜８の整数を表す。］【００４９】
１７．前記一般式（１）で表される構造を有する化合物が、下記一般式（１３）で表される構造を有する化合物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用材料。【００５０】
【化１３】
2016175068.tif 000015
【００５１】
［式中、Ｒ１は、シアノ基、ＣｍＦ２ｍ＋１、又はＳＦ５を表す。ｍは、１〜１８の整数を表す。Ｒ２は、カルバゾール環を構成する炭素原子上の水素原子のいずれかに代わって置換されたアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、ハロゲン原子、シアノ基、若しくはフッ化アルキル基を表す。ｎは、０〜７の整数を表す。ｎ１は、０〜８の整数を表す。］【００５２】
１８．前記一般式（１）で表される構造を有する化合物が、下記一般式（１４）で表される構造を有する化合物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ス素子用材料。【００５３】
【化１４】
2016175068.tif 000016
【００５４】
［式中、Ｒ１は、シアノ基、ＣｍＦ２ｍ＋１、又はＳＦ５を表す。ｍは、１〜１８の整数を表す。Ｒ２は、カルバゾール環を構成する炭素原子上の水素原子のいずれかに代わって置換されたアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、ハロゲン原子、シアノ基、若しくはフッ化アルキル基を表す。Ｒ３は、水素原子、アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、又はフッ化アルキル基を表す。Ｒ４は、ジベンゾフラン環を表す。ｎは、０〜６の整数を表す。ただし、Ｒ２及びＲ３が、それぞれ独立に、アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、又はフッ化アルキル基を表すとき、当該Ｒ２及びＲ３のうち少なくとも１つは、前記一般式（２）で表される構造を有する。］【００５５】
１９．前記一般式（１）で表される構造を有する化合物が、下記一般式（１５）で表される構造を有する化合物であることを特徴とする第１項又は第３項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。【００５６】
【化１５】
2016175068.tif 000017
【００５７】
［式中、Ｒ１は、シアノ基、ＣｍＦ２ｍ＋１、又はＳＦ５を表す。ｍは、１〜１８の整数を表す。Ｒ２は、カルバゾール環を構成する炭素原子上の水素原子のいずれかに代わって置換されたアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、ハロゲン原子、シアノ基、若しくはフッ化アルキル基を表す。ｎは、０〜７の整数を表す。ｎ１は、０〜５の整数を表す。］【００５８】
２０．前記一般式（１）で表される構造を有する化合物が、下記一般式（１６）で表される構造を有する化合物であることを特徴とする第１項又は第３項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。【００５９】
【化１６】
2016175068.tif 000018
【００６０】
［式中、Ｒ１は、シアノ基、ＣｍＦ２ｍ＋１、又はＳＦ５を表す。ｍは、１〜１８の整数を表す。Ｒ２は、カルバゾール環を構成する炭素原子上の水素原子のいずれかに代わって置換されたアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、ハロゲン原子、シアノ基、若しくはフッ化アルキル基を表す。ｎは、０〜７の整数を表す。ｎ１は、０〜５の整数を表す。］【００６１】
２１．第１項から第２０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用材料を含有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。【００６２】
２２．青色発光することを特徴とする第２１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。【００６３】
２３．白色発光することを特徴とする第２１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。【００６４】
２４．第２１項から第２３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を具備したことを特徴とする表示装置。【００６５】
２５．第２１項から第２３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を具備したことを特徴とする照明装置。
【発明の効果】
【００６６】
本発明の上記手段により、容易な準位コントロールと移動度向上に起因した初期電圧低下、及び有機エレクトロルミネッセンス素子駆動中での電圧上昇を抑制し、さらには発光効率を改善することができる有機エレクトロルミネッセンス素子用材料、有機エレクトロルミネッセンス素子、表示装置及び照明装置を提供することができる。【００６７】
本発明の効果の発現機構ないし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。【００６８】
有機ＥＬ素子の陽極と陰極に挟まれた少なくとも１層の有機層に含有される一般式（１）で表される構造を有するカルバゾール誘導体に、準位調整基であるシアノ基又はトリフルオロメチル基とともに、強いπ−π相互作用を有する縮合環を導入することにより、容易な準位コントロールと移動度向上の両立を達成することができる。その結果、初期電圧の低下、及び発光効率を向上させることができる。さらには、剛直な縮合環を導入することにより、ガラス転移点の向上も起こり、有機層内における分子変動も抑制することができ、駆動時の電圧上昇を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】有機ＥＬ素子から構成される表示装置の一例を示した模式図
【図２】表示部Ａの模式図
【図３】画素の回路図
【図４】パッシブマトリクス方式フルカラー表示装置の模式図
【図５】照明装置の概略図
【図６】照明装置の模式図
【図７】電荷輸送・注入機構について説明するための模式図
【発明を実施するための形態】
【００７０】
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、前記一般式（１）で表される構造を有する化合物を含有することを特徴とする。
この特徴は、各請求項に係る発明に共通又は対応する技術的特徴である。
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、前記一般式（１）で表される構造を有する化合物が、前記一般式（３）〜（１６）のいずれかで表される構造を有する化合物であることが好ましい。
【００７１】
また、前記一般式（２）におけるＡ１が、フラン環、チオフェン環、ピロール環、インドール環、ベンゾフラン環、ベンゾチオフェン環、ピラゾール環、イミダゾール環、トリアゾール環、オキサゾール環、又はチアゾール環であることが、電荷輸送の点で好ましい。
また、前記一般式（１）で表される構造を有する化合物のリン光スペクトルにおける０−０遷移バンドの発光極大波長が、４５０ｎｍ以下であることが、青色リン光ホスト適性の点で好ましい。
また、前記一般式（２）で表される構造を有する置換基の縮合環に対応する化合物のＬＵＭＯ準位が、カルバゾールのＬＵＭＯ準位より低いことが、電荷輸送、特に電子輸送の点で好ましい。
【００７２】
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、前記有機エレクトロルミネッセンス素子を含有することを特徴とする。
また、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、青色発光又は白色発光することが、様々な状況に対応し、多様性のある室内照明を実現することができる点で好ましい。
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、表示装置や照明装置に好適である。
【００７３】
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、本願において、「〜」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する。
【００７４】
［有機ＥＬ素子用材料］
＜一般式（１）で表される構造を有する化合物＞
本発明の有機ＥＬ素子用材料は、下記一般式（１）で表される構造を有する化合物を含有することを特徴とする。
【化１７】
2016175068.tif 000019
【００７５】
一般式（１）中、Ｒ１は、シアノ基、ＣｍＦ２ｍ＋１、又はＳＦ５を表す。ｍは、１〜１８の整数を表す。
Ｒ２は、カルバゾール環を構成する炭素原子上の水素原子のいずれかに代わって置換されたアルキル基（例えば、メチル基、エチル基、トリフルオロメチル基、イソプロピル基等）、アリール基（例えば、フェニル基等）、ヘテロアリール基（例えば、ピリジル基、カルバゾリル基等）、ハロゲン原子（例えば、フッ素原子等）、シアノ基、若しくはフッ化アルキル基を表す。Ｒ２は、好ましくは、アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基を表す。
Ｒ３は、水素原子、アルキル基（例えば、メチル基、エチル基、トリフロオロメチル基、イソプロピル基等）、アリール基（例えば、フェニル基等）、ヘテロアリール基（例えば、ピリジル基、カルバゾリル基等）、又はフッ化アルキル基を表す。Ｒ３は、好ましくは、アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基を表す。
ｎは、０〜７の整数を表す。
ただし、Ｒ２及びＲ３が、それぞれ独立に、アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、又はフッ化アルキル基を表すとき、当該Ｒ２及びＲ３のうち少なくとも１つは、下記一般式（２）で表される構造を有する。また、Ｒ２及びＲ３が、それぞれ独立に、アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、又はフッ化アルキル基を表すとき、当該Ｒ２及びＲ３のうち少なくとも１つは、下記一般式（２）で表される置換基を有することが好ましい。また、Ｒ２及びＲ３のうち少なくとも１つは、それ自体が下記一般式（２）で表される置換基を表すことが特に好ましい。
【００７６】
【化１８】
2016175068.tif 000020
【００７７】
一般式（２）中、Ａ１は、５員の複素環であり、５員の複素環は、さらに置換基を有してもよく、さらには、その置換基が環を形成してもよい。
５員の複素環としては、例えば、フラン環、チオフェン環、ピロール環、インドール環、ベンゾフラン環、ベンゾチオフェン環、ピラゾール環、イミダゾール環、トリアゾール環、オキサゾール環、又はチアゾール環が挙げられ、特に、ベンゾフラン環、ベンゾチオフェン環、イミダゾール環、であることが好ましい。
置換基としては、例えば、アルキル基（例えば、メチル基、エチル基、トリフルオロメチル基、イソプロピル基等）、アリール基（例えば、フェニル基等）、ヘテロアリール基（例えば、ピリジル基、カルバゾリル基等）、ハロゲン原子（例えば、フッ素原子等）、シアノ基、若しくはフッ化アルキル基が挙げられ、特に、アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基が好ましい。
【００７８】
前記一般式（１）で表される構造を有する化合物のリン光スペクトルにおける０−０遷移バンドの発光極大波長は、４５０ｎｍ以下であることが好ましく、４４０ｎｍ以下がより好ましく、４３０ｎｍ以下がさらに好ましい。
【００７９】
本発明におけるリン光スペクトルの０−０遷移バンドの測定方法について説明する。まず、リン光スペクトルの測定方法について説明する。
測定する化合物を、よく脱酸素されたエタノール／メタノール＝４／１（ｖｏｌ／ｖｏｌ）の混合溶媒に溶かし、リン光測定用セルに入れた後、液体窒素温度７７Ｋで励起光を照射し、励起光照射後１００ｍｓでの発光スペクトルを測定する。リン光は蛍光に比べ発光寿命が長いため、１００ｍｓ後に残存する光はほぼリン光であると考えることができる。なお、リン光寿命が１００ｍｓより短い化合物に対しては遅延時間を短くして測定しても構わないが、蛍光と区別できなくなるほど遅延時間を短くしてしまうと、リン光と蛍光が分離できないので問題となるため、その分離が可能な遅延時間を選択する必要がある。
【００８０】
また、上記溶剤系で溶解できない化合物については、その化合物を溶解しうる任意の溶剤を使用してもよい（実質上、上記測定法ではリン光波長の溶媒効果はごく僅かなので問題ない。）。
【００８１】
次に、０−０遷移バンドの求め方であるが、本発明においては、上記測定法で得られたリン光スペクトルチャートの中で最も短波長側に現れる発光極大波長をもって０−０遷移バンドと定義する。
【００８２】
リン光スペクトルは通常強度が弱いことが多いため、拡大するとノイズとピークの判別が難しくなるケースがある。このような場合には、励起光照射直後の発光スペクトル（便宜上これを定常光スペクトルという。）を拡大し、励起光照射後１００ｍｓ後の発光スペクトル（便宜上これをリン光スペクトルという。）と重ね合わせ、リン光スペクトルに由来する定常光スペクトル部分からピーク波長を読みとることで決定することができる。また、リン光スペクトルをスムージング処理することで、ノイズとピークを分離し、ピーク波長を読みとることもできる。なお、スムージング処理としては、Ｓａｖｉｔｚｋｙ＆Ｇｏｌａｙの平滑化法等を適用することができる。
【００８３】
本発明において、前記一般式（２）で表される構造を有する置換基の縮合環に対応する化合物のＬＵＭＯ準位が、カルバゾールのＬＵＭＯ準位より低いことが好ましい。
具体的には、前記一般式（２）で表される構造を有する置換基の縮合環に対応する化合物のＬＵＭＯ準位が、−１．０〜−２．５ｅＶの範囲内であることが好ましい。
なお、カルバゾールのＬＵＭＯ準位は、−０．６ｅＶである。
【００８４】
本発明において、ＬＵＭＯの値は、米国Ｇａｕｓｓｉａｎ社製の分子軌道計算用ソフトウェアであるＧａｕｓｓｉａｎ９８（Ｇａｕｓｓｉａｎ９８、ＲｅｖｉｓｉｏｎＡ．１１．４，Ｍ．Ｊ．Ｆｒｉｓｃｈ，ｅｔ  ａｌ，Ｇａｕｓｓｉａｎ，Ｉｎｃ．，Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇｈ  ＰＡ，２００２．）を用いて計算した時の値であり、キーワードとしてＢ３ＬＹＰ／ＬａｎＬ２ＤＺを用いて構造最適化を行うことにより算出した値（ｅＶ単位換算値）と定義する。この計算値が有効な背景には、この手法で求めた計算値と実験値の相関が高いためである。
【００８５】
また、上記一般式（１）で表される化合物は、下記一般式（３）〜（１６）のいずれかで表される化合物であることが好ましい。
【００８６】
＜一般式（３）で表される構造を有する化合物＞
【化１９】
2016175068.tif 000021
【００８７】
一般式（３）中、Ｒ１は、シアノ基又はＣＦ３を表す。
Ｒ２は、カルバゾール環を構成する炭素原子上の水素原子のいずれかに代わって置換されたアルキル基（例えば、メチル基、エチル基、トリフロオロメチル基、イソプロピル基等）、アリール基（例えば、フェニル基等）、ヘテロアリール基（例えば、ピリジル基、カルバゾリル基等）、ハロゲン原子（例えば、フッ素原子等）、シアノ基、若しくはフッ化アルキル基を表す。Ｒ２は、好ましくは、アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基を表す。
ｎは、０〜７の整数を表す。
Ａ１は、５員の複素環であり、５員の複素環は、さらに置換基を有してもよく、さらには、その置換基が環を形成してもよい。５員の複素環や置換基としては、上記一般式（１）に記載した５員の複素環や置換基が挙げられる。
【００８８】
＜一般式（４）で表される構造を有する化合物＞
【化２０】
2016175068.tif 000022
【００８９】
一般式（４）中、Ｒ１は、シアノ基又はＣＦ３を表す。
Ｒ２は、カルバゾール環を構成する炭素原子上の水素原子のいずれかに代わって置換されたアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、ハロゲン原子、シアノ基、若しくはフッ化アルキル基を表す。Ｒ２は、好ましくは、アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基を表す。
ｎは、０〜７の整数を表す。
Ａ１は、５員の複素環であり、５員の複素環は、さらに置換基を有してもよく、さらには、その置換基が環を形成してもよい。５員の複素環や置換基としては、上記一般式（１）に記載した５員の複素環や置換基が挙げられる。
【００９０】
＜一般式（５）で表される構造を有する化合物＞
【化２１】
2016175068.tif 000023
【００９１】
一般式（５）中、Ｒ１は、シアノ基又はＣＦ３を表す。
Ｒ２は、カルバゾール環を構成する炭素原子上の水素原子のいずれかに代わって置換されたアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、ハロゲン原子、シアノ基、若しくはフッ化アルキル基を表す。Ｒ２は、好ましくは、アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基を表す。
Ｒ３は、水素原子、アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、又はフッ化アルキル基を表す。Ｒ３は、好ましくは、アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基を表す。
ｎは、０〜６の整数を表す。
Ａ１は、５員の複素環であり、５員の複素環は、さらに置換基を有してもよく、さらには、その置換基が環を形成してもよい。５員の複素環や置換基としては、上記一般式（１）に記載した５員の複素環や置換基が挙げられる。
【００９２】
＜一般式（６）で表される構造を有する化合物＞
【化２２】
2016175068.tif 000024
【００９３】
一般式（６）中、Ｒ１は、シアノ基又はＣＦ３を表す。
Ｒ２は、カルバゾール環を構成する炭素原子上の水素原子のいずれかに代わって置換されたアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、ハロゲン原子、シアノ基、若しくはフッ化アルキル基を表す。Ｒ２は、好ましくは、アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基を表す。
Ｒ３は、水素原子、アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、又はフッ化アルキル基を表す。Ｒ３は、好ましくは、アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基を表す。
ｎは、０〜６の整数を表す。
Ａ１は、５員の複素環であり、５員の複素環は、さらに置換基を有してもよく、さらには、その置換基が環を形成してもよい。５員の複素環や置換基としては、上記一般式（１）に記載した５員の複素環や置換基が挙げられる。
【００９４】
＜一般式（７）で表される構造を有する化合物＞
【化２３】
2016175068.tif 000025
【００９５】
一般式（７）中、Ｒ１は、シアノ基、ＣｍＦ２ｍ＋１、又はＳＦ５を表す。
ｍは、１〜１８の整数を表す。
Ｒ２は、カルバゾール環を構成する炭素原子上の水素原子のいずれかに代わって置換されたアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、ハロゲン原子、シアノ基、若しくはフッ化アルキル基を表す。
Ｒ３は、水素原子、アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、又はフッ化アルキル基を表す。ｎは、０〜６の整数を表す。
ただし、Ｒ２及びＲ３が、それぞれ独立に、アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、又はフッ化アルキル基を表すとき、当該Ｒ２及びＲ３のうち少なくとも１つは、前記一般式（２）で表される構造を有する。
【００９６】
＜一般式（８）で表される構造を有する化合物＞
【化２４】
2016175068.tif 000026
【００９７】
一般式（８）中、Ｒ１は、シアノ基、ＣｍＦ２ｍ＋１、又はＳＦ５を表す。
ｍは、１〜１８の整数を表す。
Ｒ２は、カルバゾール環を構成する炭素原子上の水素原子のいずれかに代わって置換されたアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、ハロゲン原子、シアノ基、若しくはフッ化アルキル基を表す。
ｎは、０〜７の整数を表す。
ｎ１は、０〜８の整数を表す。
【００９８】
＜一般式（９）で表される構造を有する化合物＞
【化２５】
2016175068.tif 000027
【００９９】
一般式（９）中、Ｒ１は、シアノ基、ＣｍＦ２ｍ＋１、又はＳＦ５を表す。
ｍは、１〜１８の整数を表す。
Ｒ２は、カルバゾール環を構成する炭素原子上の水素原子のいずれかに代わって置換されたアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、ハロゲン原子、シアノ基、若しくはフッ化アルキル基を表す。
ｎは、０〜７の整数を表す。
ｎ１は、０〜８の整数を表す。
【０１００】
＜一般式（１０）で表される構造を有する化合物＞
【化２６】
2016175068.tif 000028
【０１０１】
一般式（１０）中、Ｒ１は、シアノ基、ＣｍＦ２ｍ＋１、又はＳＦ５を表す。
ｍは、１〜１８の整数を表す。
Ｒ２は、カルバゾール環を構成する炭素原子上の水素原子のいずれかに代わって置換されたアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、ハロゲン原子、シアノ基、若しくはフッ化アルキル基を表す。
ｎは、０〜７の整数を表す。
ｎ１は、０〜８の整数を表す。
【０１０２】
＜一般式（１１）で表される構造を有する化合物＞
【化２７】
2016175068.tif 000029
【０１０３】
一般式（１１）中、Ｒ１は、シアノ基、ＣｍＦ２ｍ＋１、又はＳＦ５を表す。
ｍは、１〜１８の整数を表す。
Ｒ２は、カルバゾール環を構成する炭素原子上の水素原子のいずれかに代わって置換されたアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、ハロゲン原子、シアノ基、若しくはフッ化アルキル基を表す。
ｎは、０〜７の整数を表す。
ｎ１は、０〜８の整数を表す。
【０１０４】
＜一般式（１２）で表される構造を有する化合物＞
【化２８】
2016175068.tif 000030
【０１０５】
一般式（１２）中、Ｒ１は、シアノ基、ＣｍＦ２ｍ＋１、又はＳＦ５を表す。
ｍは、１〜１８の整数を表す。
Ｒ２は、カルバゾール環を構成する炭素原子上の水素原子のいずれかに代わって置換されたアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、ハロゲン原子、シアノ基、若しくはフッ化アルキル基を表す。
ｎは、０〜７の整数を表す。
ｎ１は、０〜８の整数を表す。
【０１０６】
＜一般式（１３）で表される構造を有する化合物＞
【化２９】
2016175068.tif 000031
【０１０７】
一般式（１３）中、Ｒ１は、シアノ基、ＣｍＦ２ｍ＋１、又はＳＦ５を表す。
ｍは、１〜１８の整数を表す。
Ｒ２は、カルバゾール環を構成する炭素原子上の水素原子のいずれかに代わって置換されたアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、ハロゲン原子、シアノ基、若しくはフッ化アルキル基を表す。
ｎは、０〜７の整数を表す。
ｎ１は、０〜８の整数を表す。
【０１０８】
＜一般式（１４）で表される構造を有する化合物＞
【化３０】
2016175068.tif 000032
【０１０９】
一般式（１４）中、Ｒ１は、シアノ基、ＣｍＦ２ｍ＋１、又はＳＦ５を表す。
ｍは、１〜１８の整数を表す。
Ｒ２は、カルバゾール環を構成する炭素原子上の水素原子のいずれかに代わって置換されたアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、ハロゲン原子、シアノ基、若しくはフッ化アルキル基を表す。
Ｒ３は、水素原子、アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、又はフッ化アルキル基を表す。
Ｒ４は、ジベンゾフラン環を表す。
ｎは、０〜６の整数を表す。
ただし、Ｒ２及びＲ３が、それぞれ独立に、アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、又はフッ化アルキル基を表すとき、当該Ｒ２及びＲ３のうち少なくとも１つは、前記一般式（２）で表される構造を有する。
【０１１０】
＜一般式（１５）で表される構造を有する化合物＞
【化３１】
2016175068.tif 000033
【０１１１】
一般式（１５）中、Ｒ１は、シアノ基、ＣｍＦ２ｍ＋１、又はＳＦ５を表す。
ｍは、１〜１８の整数を表す。
Ｒ２は、カルバゾール環を構成する炭素原子上の水素原子のいずれかに代わって置換されたアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、ハロゲン原子、シアノ基、若しくはフッ化アルキル基を表す。
ｎは、０〜７の整数を表す。
ｎ１は、０〜５の整数を表す。
【０１１２】
＜一般式（１６）で表される構造を有する化合物＞
【化３２】
2016175068.tif 000034
【０１１３】
一般式（１６）中、Ｒ１は、シアノ基、ＣｍＦ２ｍ＋１、又はＳＦ５を表す。
ｍは、１〜１８の整数を表す。
Ｒ２は、カルバゾール環を構成する炭素原子上の水素原子のいずれかに代わって置換されたアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、ハロゲン原子、シアノ基、若しくはフッ化アルキル基を表す。
ｎは、０〜７の整数を表す。
ｎ１は、０〜５の整数を表す。
【０１１４】
＜一般式（１）で表される構造を有する化合物の具体例＞
本発明の上記一般式（１）で表される構造を有する化合物の具体例を示す。本発明は、これらの例に限定されるものではない。
【化３３】
2016175068.tif 000035
【０１１５】
【化３４】
2016175068.tif 000036
【０１１６】
【化３５】
2016175068.tif 000037
【０１１７】
【化３６】
2016175068.tif 000038
【０１１８】
【化３７】
2016175068.tif 000039
【０１１９】
【化３８】
2016175068.tif 000040
【０１２０】
【化３９】
2016175068.tif 000041
【０１２１】
【化４０】
2016175068.tif 000042
【０１２２】
【化４１】
2016175068.tif 000043
【０１２３】
【化４２】
2016175068.tif 000044
【０１２４】
【化４３】
2016175068.tif 000045
【０１２５】
【化４４】
2016175068.tif 000046
【０１２６】
【化４５】
2016175068.tif 000047
【０１２７】
【化４６】
2016175068.tif 000048
【０１２８】
【化４７】
2016175068.tif 000049
【０１２９】
＜一般式（１）で表される構造を有する化合物の合成例＞
本発明の上記一般式（１）で表される構造を有する化合物の合成例について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。上記した具体例のうち化合物例３８及び化合物例４４の合成方法を例に挙げて説明する。
【０１３０】
《化合物例３８の合成》
【化４８】
2016175068.tif 000050
【０１３１】
（工程１）
３頭フラスコに、中間体Ａを０．５ｇ、ＤＭＦを２０ｍＬ入れ、ＮＢＳ３７９ｍｇを少しずつ添加した後、１時間室温で撹拌した。反応液を分液ロートに移した後、水と酢酸エチルを加えて、有機層を抽出した。有機層をエバポレーターを用いて、減圧下留去した。その残渣を、シリカゲルクロマトグラフィー（展開溶媒  ヘプタン：酢酸エチル＝２０：１）で分離して、中間体Ｂを４２０ｍｇ（６３％）得た。
【０１３２】
（工程２）
３頭フラスコに、工程１で得られた中間体Ｂを４２０ｍｇ、フェニルボロン酸を３１０ｍｇ、Ｐｄ（ｂｄａ）２を１５ｍｇ、Ｓ−Ｐｈｏｓを７８ｍｇ、ジオキサン１０ｍＬ、Ｋ３ＰＯ４を１．１ｇ入れ、１００℃で５時間加熱撹拌した。放冷後、反応液を分液ロートに移した後、水と酢酸エチルを加えて、有機層を抽出した。有機層をエバポレーターを用いて、減圧下留去した。その残渣を、シリカゲルクロマトグラフィー（展開溶媒  ヘプタン：酢酸エチル＝１５：１）で分離して、中間体Ｃを４４８ｍｇ得た。
【０１３３】
（工程３）
３頭フラスコに、工程２で得られた中間体Ｃを４４８ｍｇ、中間体Ｄを６５２ｍｇ、Ｃｕ２Ｏを５９ｍｇ、ジピバロイルメタン１５１ｍｇ、Ｋ３ＰＯ４を５２３ｍｇ、ＤＭＳＯを１０ｍＬ加えて、１６０℃で１０時間加熱撹拌した。
反応液を分液ロートに移した後、水と酢酸エチルを加えて、有機層を抽出した。有機層をエバポレーターを用いて、減圧下留去した。その残渣を、シリカゲルクロマトグラフィー（展開溶媒  ヘプタン：酢酸エチル＝３０：１）で分離して、化合物例３８を４６０ｍｇ４５％）得た。
【０１３４】
化合物例３８の構造は、マススペクトル及び１Ｈ−ＮＭＲで確認した。
ＭＡＳＳ  ｓｐｅｃｔｒｕｍ（ＥＳＩ）：ｍ／ｚ＝８９３［Ｍ＋］
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤ２Ｃｌ２，４００ＭＨｚ）δ：８．５０（１Ｈ，Ｓ），δ：８．４２（１Ｈ，ｓ），δ：８．２２（１Ｈ，ｓ），δ：８．２０（１Ｈ，ｄ），δ：７．９２（１Ｈ，ｓ），δ：７．８４−７．８６（３Ｈ，ｍ），δ：７．３５−７．７７（２２Ｈ，ｍ）
【０１３５】
《化合物例４４の合成》
【化４９】
2016175068.tif 000051
【０１３６】
（工程１）
３頭フラスコに、中間体Ｅを３．０ｇ、ＤＭＦを５０ｍＬ入れ、ＮＢＳ２．３ｇを少しずつ添加した後、１時間室温で撹拌した。反応液を分液ロートに移した後、水と酢酸エチルを加えて、有機層を抽出した。有機層をエバポレーターを用いて、減圧下留去した。その残渣を、シリカゲルクロマトグラフィー（展開溶媒  ヘプタン：酢酸エチル＝２０：１）で分離して、中間体Ｆを３．６ｇ（９１％）得た。
【０１３７】
（工程２）
３頭フラスコに、工程１で得られた中間体Ｆを３．０ｇ、ＣｕＣＮを１．６ｇ、ＮＭＰを２５ｍＬ入れ、２００℃で５時間加熱撹拌した。放冷後、１０％ＨＣｌを５０ｍＬとＦｅＣｌ３・６Ｈ２Ｏが７．３ｇ入ったコニカルビーカーに反応液を注ぎ込み、６５℃で３０分撹拌した。その後、Ｋ２ＣＯ３を加えて中和した。酢酸エチルを用いて、目的物を抽出し、有機層をエバポレーターを用いて、減圧下留去した。この残渣を、メタノールへ滴下すると、白色結晶が析出したので、濾取すると、中間体Ｇが１．９ｇ（７６％）得られた。
【０１３８】
（工程３）
３頭フラスコに、工程２で得られた中間体Ｇを１．０ｇ、中間体Ｄを１．６１ｇ、Ｃｕ２Ｏを１００ｍｇ、ジピバロイルメタン２００ｍｇ、Ｋ３ＰＯ４を１．３ｇ、ＤＭＳＯを２５ｍＬ加えて、１４０℃で７時間加熱撹拌した。
反応液を分液ロートに移した後、水と酢酸エチルを加えて、有機層を抽出した。有機層をエバポレーターを用いて、減圧下留去した。その残渣を、シリカゲルクロマトグラフィー（展開溶媒  ヘプタン：酢酸エチル＝２０：１）で分離して、化合物例４４を０．６９ｇ（４１％）得た。
【０１３９】
化合物例４４の構造は、マススペクトル及び１Ｈ−ＮＭＲで確認した。
ＭＡＳＳ  ｓｐｅｃｔｒｕｍ（ＥＳＩ）：ｍ／ｚ＝８９３［Ｍ＋］
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤ２Ｃｌ２，４００ＭＨｚ）δ：８．５１（１Ｈ，Ｓ），δ：８．３８（１Ｈ，ｄ），δ：８．２２（１Ｈ，ｓ），δ：８．１８（１Ｈ，ｄ），δ：７．８５（１Ｈ，ｓ），δ：７．９１−７．８５（３Ｈ，ｍ），δ：７．３８−７．７７（２２Ｈ，ｍ）
【０１４０】
［有機ＥＬ素子の構成層］
本発明の有機ＥＬ素子は、上記有機ＥＬ素子用材料を含有することを特徴とする。
本発明の有機ＥＬ素子の構成層について説明する。本発明の有機ＥＬ素子において、陽極と陰極との間に挟持される各種有機層の層構成の好ましい具体例を以下に示すが、本発明はこれらに限定されない。
（ｉ）陽極／発光層ユニット／電子輸送層／陰極
（ｉｉ）陽極／正孔輸送層／発光層ユニット／電子輸送層／陰極
（ｉｉｉ）陽極／正孔輸送層／発光層ユニット／正孔阻止層／電子輸送層／陰極
（ｉｖ）陽極／正孔輸送層／発光層ユニット／正孔阻止層／電子輸送層／陰極バッファー層／陰極
（ｖ）陽極／陽極バッファー層／正孔輸送層／発光層ユニット／正孔阻止層／電子輸送層／陰極バッファー層／陰極
【０１４１】
さらに、発光層ユニットは、複数の発光層の間に非発光性の中間層を有していてもよく、該中間層が電荷発生層であるようなマルチフォトンユニット構成であってもよい。この場合、電荷発生層としては、ＩＴＯ（インジウム・スズ酸化物）、ＩＺＯ（インジウム・亜鉛酸化物）、ＺｎＯ２、ＴｉＮ、ＺｒＮ、ＨｆＮ、ＴｉＯｘ、ＶＯｘ、ＣｕＩ、ＩｎＮ、ＧａＮ、ＣｕＡｌＯ２、ＣｕＧａＯ２、ＳｒＣｕ２Ｏ２、ＬａＢ６、ＲｕＯ２等の導電性無機化合物層や、Ａｕ／Ｂｉ２Ｏ３等の２層膜や、ＳｎＯ２／Ａｇ／ＳｎＯ２、ＺｎＯ／Ａｇ／ＺｎＯ、Ｂｉ２Ｏ３／Ａｕ／Ｂｉ２Ｏ３、ＴｉＯ２／ＴｉＮ／ＴｉＯ２、ＴｉＯ２／ＺｒＮ／ＴｉＯ２等の多層膜、またＣ６０等のフラーレン類、オリゴチオフェン等の導電性有機物層、金属フタロシアニン類、無金属フタロシアニン類、金属ポルフィリン類、無金属ポルフィリン類等の導電性有機化合物層等が挙げられる。
本発明の有機ＥＬ素子における発光層としては、青色発光層又は白色発光層であることが好ましく、これらを用いた照明装置であることが好ましい。
本発明の有機ＥＬ素子を構成する各層について以下説明する。
【０１４２】
＜発光層＞
本発明に係る発光層は、電極又は電子輸送層及び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。
発光層の層厚の総和は特に制限はないが、膜の均質性や、発光時に不必要な高電圧を印加することを防止し、かつ、駆動電流に対する発光色の安定性向上の観点から、好ましくは２ｎｍ〜５μｍの範囲に調整され、さらに好ましくは２〜２００ｎｍの範囲に調整され、特に好ましくは５〜１００ｎｍの範囲に調整される。
【０１４３】
発光層の作製には、後述する発光ドーパントやホスト化合物を用いて、例えば、真空蒸着法、湿式法（ウェットプロセスともいい、例えば、スピンコート法、キャスト法、ダイコート法、ブレードコート法、ロールコート法、インクジェット法、印刷法、スプレーコート法、カーテンコート法、ＬＢ法（ラングミュア・ブロジェット（Ｌａｎｇｍｕｉｒ  Ｂｌｏｄｇｅｔｔ法））等を挙げることができる。）等により成膜して形成することができる。
本発明の有機ＥＬ素子の発光層には、発光ドーパント（リン光発光性ドーパントや蛍光発光性ドーパント等）化合物と、ホスト化合物とを含有することが好ましい。
【０１４４】
（１．発光性ドーパント）
発光性ドーパント（発光ドーパント、ドーパント化合物、単にドーパントともいう）について説明する。
発光性ドーパントとしては、蛍光発光性ドーパント（蛍光ドーパント、蛍光性化合物、蛍光発光性化合物ともいう。）、又はリン光発光性ドーパント（リン光ドーパント、リン光性化合物、リン光発光性化合物等ともいう。）を用いることができる。
【０１４５】
発光層中の発光性ドーパントの濃度については、使用される特定のドーパント及びデバイスの必要条件に基づいて、任意に決定することができる。発光性ドーパントの濃度は、発光層の膜厚方向に対し、均一な濃度で含有されていてもよく、また任意の濃度分布を有していてもよい。
【０１４６】
また、発光層は、複数種の発光性ドーパントが含まれていてもよい。例えば、構造の異なるドーパント同士の組み合わせや、蛍光発光性ドーパントとリン光発光性ドーパントとを組み合わせて用いてもよい。これにより、任意の発光色を得ることができる。
【０１４７】
有機ＥＬ素子が発光する色は、「新編色彩科学ハンドブック」（日本色彩学会編、東京大学出版会、１９８５）の１０８頁の図４．１６において、分光放射輝度計ＣＳ−２０００（コニカミノルタ（株）製）で測定した結果をＣＩＥ色度座標に当てはめたときの色で決定される。
【０１４８】
有機ＥＬ素子は、１層又は複数層の発光層が、発光色の異なる複数の発光ドーパントを含有し、白色発光を示すことも好ましい。白色を示す発光ドーパントの組み合わせについては特に限定はないが、例えば青と橙や、青と緑と赤の組み合わせ等が挙げられる。
有機ＥＬ素子における白色としては、２度視野角正面輝度を前述の方法により測定した際に、１０００ｃｄ／ｍ２でのＣＩＥ１９３１表色系における色度がｘ＝０．３９±０．０９、ｙ＝０．３８±０．０８の領域内にあることが好ましい。
【０１４９】
（１−１．リン光発光性ドーパント）
リン光発光性ドーパントは、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、２５℃においてリン光量子収率が０．０１以上の化合物である。発光層に用いるリン光発光性ドーパントにおいて、好ましいリン光量子収率は、０．１以上である。
【０１５０】
上記リン光量子収率は、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。発光層に用いるリン光発光性ドーパントは、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。
【０１５１】
リン光発光性ドーパントの発光は、原理として２種挙げられる。
一つは、キャリアが輸送されるホスト化合物上で、キャリアの再結合によるホスト化合物の励起状態が生成される。このエネルギーをリン光発光性ドーパントに移動させることで、リン光発光性ドーパントからの発光を得るというエネルギー移動型である。もう一つは、リン光発光性ドーパントがキャリアトラップとなり、リン光発光性ドーパント上でキャリアの再結合が起こり、リン光発光性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。いずれの場合においても、リン光発光性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となる。
【０１５２】
リン光発光性ドーパントは、有機ＥＬ素子の発光層に使用される公知の材料から適宜選択して用いることができる。
公知のリン光発光性ドーパントの具体例としては、以下の文献に記載されている化合物等が挙げられる。
【０１５３】
Ｎａｔｕｒｅ，３９５，１５１（１９９８）、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，７８，１６２２（２００１）、Ａｄｖ．Ｍａｔｅｒ．，１９，７３９（２００７）、Ｃｈｅｍ．Ｍａｔｅｒ．，１７，３５３２（２００５）、Ａｄｖ．Ｍａｔｅｒ．，１７，１０５９（２００５）、国際公開第２００９／１００９９１号、国際公開第２００８／１０１８４２号、国際公開第２００３／０４０２５７号、米国特許出願公開第２００６／０２０２１９４号明細書、米国特許出願公開第２００７／００８７３２１号明細書、米国特許出願公開第２００５／０２４４６７３号明細書
【０１５４】
Ｉｎｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．，４０，１７０４（２００１）、Ｃｈｅｍ．Ｍａｔｅｒ．，１６，２４８０（２００４）、Ａｄｖ．Ｍａｔｅｒ．，１６，２００３（２００４）、Ａｎｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．ｌｎｔ．Ｅｄ．，２００６，４５，７８００、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，８６，１５３５０５（２００５）、Ｃｈｅｍ．Ｌｅｔｔ．，３４，５９２（２００５）、Ｃｈｅｍ．Ｃｏｍｍｕｎ．，２９０６（２００５）、Ｉｎｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．，４２，１２４８（２００３）、国際公開第２００９／０５０２９０号、国際公開第２００２／０１５６４５号、国際公開第２００９／０００６７３号、米国特許出願公開第２００２／００３４６５６号明細書、米国特許第７３３２２３２号、米国特許出願公開第２００９／０１０８７３７号明細書、米国特許出願公開第２００９／００３９７７６号明細書、米国特許第６９２１９１５号、米国特許第６６８７２６６号、米国特許出願公開第２００７／０１９０３５９号明細書、米国特許出願公開第２００６／０００８６７０号明細書、米国特許出願公開第２００９／０１６５８４６号明細書、米国特許出願公開第２００８／００１５３５５号明細書、米国特許第７２５０２２６号、米国特許第７３９６５９８号、米国特許出願公開第２００６／０２６３６３５号明細書、米国特許出願公開第２００３／０１３８６５７号明細書、米国特許出願公開第２００３／０１５２８０２号明細書、米国特許第７０９０９２８号
【０１５５】
Ａｎｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．ｌｎｔ．Ｅｄ．，４７，１（２００８）、Ｃｈｅｍ．Ｍａｔｅｒ．，１８，５１１９（２００６）、Ｉｎｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．，４６，４３０８（２００７）、Ｏｒｇａｎｏｍｅｔａｌｌｉｃｓ，２３，３７４５（２００４）、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，７４，１３６１（１９９９）、国際公開第２００２／００２７１４号、国際公開第２００６／００９０２４号、国際公開第２００６／０５６４１８号、国際公開第２００５／０１９３７３号、国際公開第２００５／１２３８７３号、国際公開第２００５／１２３８７３号、国際公開第２００７／００４３８０号、国際公開第２００６／０８２７４２号、米国特許出願公開第２００６／０２５１９２３号明細書、米国特許出願公開第２００５／０２６０４４１号明細書、米国特許第７３９３５９９号、米国特許第７５３４５０５号、米国特許第７４４５８５５号、米国特許出願公開第２００７／０１９０３５９号明細書、米国特許出願公開第２００８／０２９７０３３号明細書、米国特許第７３３８７２２号、米国特許出願公開第２００２／０１３４９８４号明細書、米国特許第７２７９７０４号
【０１５６】
国際公開第２００５／０７６３８０号、国際公開第２０１０／０３２６６３号、国際公開第２００８／１４０１１５号、国際公開第２００７／０５２４３１号、国際公開第２０１１／１３４０１３号、国際公開第２０１１／１５７３３９号、国際公開第２０１０／０８６０８９号、国際公開第２００９／１１３６４６号、国際公開第２０１２／０２０３２７号、国際公開第２０１１／０５１４０４号、国際公開第２０１１／００４６３９号、国際公開第２０１１／０７３１４９号、特開２０１２−０６９７３７号公報、特開２０１２−１９５５５４号公報、特開２００９−１１４０８６号公報、特開２００３−８１９８８号公報、特開２００２−３０２６７１号公報、特開２００２−３６３５５２号公報
【０１５７】
中でも、好ましいリン光発光性ドーパントとしては、Ｉｒを中心金属に有する有機金属錯体が挙げられる。さらに好ましくは、金属−炭素結合、金属−窒素結合、金属−酸素結合、金属−硫黄結合の少なくとも一つの配位様式を含む錯体が好ましい。
【０１５８】
以下、発光層に適用可能な公知のリン光発光性ドーパントの具体例を挙げるが、リン光発光性ドーパントはこれらに限定されず、その他の化合物を適用することもできる。
【０１５９】
【化５０】
2016175068.tif 000052
【０１６０】
【化５１】
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【０１６１】
【化５２】
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【０１６２】
【化５３】
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【０１６３】
【化５４】
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【０１６４】
【化５５】
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【０１６５】
【化５６】
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【０１６６】
【化５７】
2016175068.tif 000059
【０１６７】
（１−２．蛍光発光性ドーパント）
蛍光発光性ドーパントは、励起一重項からの発光が可能な化合物であり、励起一重項からの発光が観測される限り特に限定されない。
【０１６８】
蛍光発光性ドーパントしては、例えば、アントラセン誘導体、ピレン誘導体、クリセン誘導体、フルオランテン誘導体、ペリレン誘導体、フルオレン誘導体、アリールアセチレン誘導体、スチリルアリーレン誘導体、スチリルアミン誘導体、アリールアミン誘導体、ホウ素錯体、クマリン誘導体、ピラン誘導体、シアニン誘導体、クロコニウム誘導体、スクアリウム誘導体、オキソベンツアントラセン誘導体、フルオレセイン誘導体、ローダミン誘導体、ピリリウム誘導体、ペリレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、又は希土類錯体系化合物等が挙げられる。
【０１６９】
また、蛍光発光性ドーパントして、遅延蛍光を利用した発光ドーパント等を用いてもよい。
遅延蛍光を利用した発光ドーパントの具体例としては、例えば、国際公開第２０１１／１５６７９３号、特開２０１１−２１３６４３号公報、特開２０１０−９３１８１号公報等に記載の化合物が挙げられる。
【０１７０】
（２．ホスト化合物）
ホスト化合物は、発光層において主に電荷の注入、及び輸送を担う化合物であり、有機ＥＬ素子において、それ自体の発光は実質的に観測されない。
好ましくは室温（２５℃）において、リン光発光のリン光量子収率が、０．１未満の化合物であり、さらに好ましくは、リン光量子収率が０．０１未満の化合物である。また、発光層に含有される化合物の内で、その層中での質量比が２０％以上であることが好ましい。
【０１７１】
また、ホスト化合物の励起状態エネルギーは、同一層内に含有される発光ドーパントの励起状態エネルギーよりも高いことが好ましい。
ホスト化合物は、単独で用いてもよく、又は複数種併用して用いてもよい。ホスト化合物を複数種用いることで、電荷の移動を調整することが可能であり、有機ＥＬ素子の高効率化が可能となる。
【０１７２】
発光層に用いるホスト化合物としては、上述した一般式（１）で表される構造を有する化合物を含有する本発明の有機ＥＬ素子用材料を用いることができる。
また、ホスト化合物として、従来の有機ＥＬ素子で用いられる化合物を、本発明の有機ＥＬ素子用材料と併用してもよい。
【０１７３】
併用してもよい化合物としては、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一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。
【０１７４】
本発明に用いることができる公知のホストとしては、正孔輸送能、電子輸送能を有しつつ、かつ、発光の長波長化を防ぎ、なおかつ高Ｔｇ（ガラス転移温度）である化合物が好ましい。より好ましくは、Ｔｇが１００℃以上である。
【０１７５】
ホストを複数種用いることで、電荷の移動を調整することが可能であり、有機ＥＬ素子を高効率化することができる。
また、前記リン光ドーパントとして用いられる公知の化合物を複数種用いることで、異なる発光を混ぜることが可能となり、これにより任意の発光色を得ることができる。
また、本発明に用いられるホストとしては、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（重合性ホスト）でもよく、このような化合物を１種又は複数種用いても良い。
【０１７６】
公知のホストの具体例としては、以下の文献に記載の化合物が挙げられる。
特開２００１−２５７０７６号公報、同２００２−３０８８５５号公報、同２００１−３１３１７９号公報、同２００２−３１９４９１号公報、同２００１−３５７９７７号公報、同２００２−３３４７８６号公報、同２００２−８８６０号公報、同２００２−３３４７８７号公報、同２００２−１５８７１号公報、同２００２−３３４７８８号公報、同２００２−４３０５６号公報、同２００２−３３４７８９号公報、同２００２−７５６４５号公報、同２００２−３３８５７９号公報、同２００２−１０５４４５号公報、同２００２−３４３５６８号公報、同２００２−１４１１７３号公報、同２００２−３５２９５７号公報、同２００２−２０３６８３号公報、同２００２−３６３２２７号公報、同２００２−２３１４５３号公報、同２００３−３１６５号公報、同２００２−２３４８８８号公報、同２００３−２７０４８号公報、同２００２−２５５９３４号公報、同２００２−２６０８６１号公報、同２００２−２８０１８３号公報、同２００２−２９９０６０号公報、同２００２−３０２５１６号公報、同２００２−３０５０８３号公報、同２００２−３０５０８４号公報、同２００２−３０８８３７号公報等。
低分子化合物や、繰り返し単位を有する高分子化合物でもよく、又は、ビニル基やエポキシ基のような反応性基を有する化合物でもよい。
【０１７７】
＜電子輸送層＞
電子輸送層とは、電子を輸送する機能を有する材料からなり、広い意味で電子注入層、正孔阻止層も電子輸送層に含まれる。電子輸送層は、単層又は複数層を設けることができる。
電子輸送層は、陰極より注入された電子を発光層に伝達する機能を有していればよく、電子輸送層の構成材料としては、従来公知の化合物の中から任意のものを選択し併用することも可能である。
【０１７８】
電子輸送層に用いられる従来公知の材料（以下、電子輸送材料という。）の例としては、ニトロ置換フルオレン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、ナフタレンペリレン等の多環芳香族炭化水素、複素環テトラカルボン酸無水物、カルボジイミド、フレオレニリデンメタン誘導体、アントラキノジメタン及びアントロン誘導体、オキサジアゾール誘導体、カルボリン誘導体、又は、該カルボリン誘導体のカルボリン環を構成する炭化水素環の炭素原子の少なくとも一つが窒素原子で置換されている環構造を有する誘導体、ヘキサアザトリフェニレン誘導体等が挙げられる。
さらに、上記オキサジアゾール誘導体において、オキサジアゾール環の酸素原子を硫黄原子に置換したチアジアゾール誘導体、電子吸引性基として知られているキノキサリン環を有するキノキサリン誘導体も電子輸送材料として用いることができる。
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。
【０１７９】
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（Ａｌｑ３）、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材料として用いることができる。
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材料として用いることができる。
また、ｎ型−Ｓｉ、ｎ型−ＳｉＣ等の無機半導体も電子輸送材料として用いることができる。
【０１８０】
電子輸送層は、電子輸送材料を、例えば、真空蒸着法、湿式法（ウェットプロセスともいい、例えば、スピンコート法、キャスト法、ダイコート法、ブレードコート法、ロールコート法、インクジェット法、印刷法、スプレーコート法、カーテンコート法、ＬＢ法（ラングミュア・ブロジェット（Ｌａｎｇｍｕｉｒ  Ｂｌｏｄｇｅｔｔ法）等を挙げることができる。））等により、薄膜化することで形成することが好ましい。
【０１８１】
電子輸送層の層厚については特に制限はないが、通常は５〜５０００ｎｍ程度、好ましくは５〜２００ｎｍの範囲内である。この電子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。
また、金属錯体やハロゲン化金属など金属化合物等のｎ型ドーパントをドープして用いてもよい。
【０１８２】
本発明の有機ＥＬ素子の電子輸送層の形成に好ましく用いられる従来公知の電子輸送材料の一例として、国際公開第２０１３／０６１８５０号に記載の化合物を好適に用いることができるが、本発明はこれらに限定されない。
【０１８３】
＜陰極＞
陰極としては、仕事関数の小さい（４ｅＶ以下）金属（電子注入性金属と称する。）、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが用いられる。
このような電極物質の具体例としては、ナトリウム、ナトリウム−カリウム合金、マグネシウム、リチウム、マグネシウム／銅混合物、マグネシウム／銀混合物、マグネシウム／アルミニウム混合物、マグネシウム／インジウム混合物、アルミニウム／酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）混合物、インジウム、リチウム／アルミニウム混合物、希土類金属等が挙げられる。
これらの中で、電子注入性及び酸化等に対する耐久性の点から、電子注入性金属とこれより仕事関数の値が大きく安定な金属である第二金属との混合物、例えば、マグネシウム／銀混合物、マグネシウム／アルミニウム混合物、マグネシウム／インジウム混合物、アルミニウム／酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）混合物、リチウム／アルミニウム混合物、アルミニウム等が好適である。
【０１８４】
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を形成させることにより、作製することができる。
また、陰極としてのシート抵抗は、数百Ω／□以下が好ましく、膜厚は通常１０ｎｍ〜５μｍ、好ましくは５０〜２００ｎｍの範囲で選ばれる。
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。
また、陰極に上記金属を１〜２０ｎｍの膜厚で作製した後に、後述する陽極の説明で挙げる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と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。
【０１８５】
＜注入層：電子注入層（陰極バッファー層）、正孔注入層＞
注入層は必要に応じて設け、電子注入層と正孔注入層があり、上記のように陽極と発光層又は正孔輸送層の間、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。
注入層とは、駆動電圧低下や発光輝度向上のために電極と有機層間に設けられる層のことで、「有機ＥＬ素子とその工業化最前線（１９９８年１１月３０日エヌ・ティー・エス社発行）」の第２編第２章「電極材料」（１２３〜１６６頁）に詳細に記載されており、正孔注入層（陽極バッファー層）と電子注入層（陰極バッファー層）とがある。
【０１８６】
陽極バッファー層（正孔注入層）は、特開平９−４５４７９号公報、同９−２６００６２号公報、同８−２８８０６９号公報等にもその詳細が記載されており、具体例として、銅フタロシアニンに代表されるフタロシアニンバッファー層、特表２００３−５１９４３２号公報や特開２００６−１３５１４５号公報等に記載されているようなヘキサアザトリフェニレン誘導体バッファー層、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、トリス（２−フェニルピリジン）イリジウム錯体等に代表されるオルトメタル化錯体層等が挙げられる。
【０１８７】
陰極バッファー層（電子注入層）は、特開平６−３２５８７１号公報、同９−１７５７４号公報、同１０−７４５８６号公報等にもその詳細が記載されており、具体的にはストロンチウムやアルミニウム等に代表される金属バッファー層、フッ化リチウム、フッ化カリ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、フッ化セ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。
上記バッファー層（注入層）は、ごく薄い膜であることが望ましく、素材にもよるがその膜厚は０．１ｎｍ〜５μｍの範囲が好ましい。
【０１８８】
＜阻止層：正孔阻止層、電子阻止層＞
阻止層は、上記のごとく有機化合物薄膜の基本構成層の他に必要に応じて設けられるものである。例えば、特開平１１−２０４２５８号公報、同１１−２０４３５９号公報、及び「有機ＥＬ素子とその工業化最前線（１９９８年１１月３０日エヌ・ティー・エス社発行）」の２３７頁等に記載されている正孔阻止（ホールブロック）層がある。
【０１８９】
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正孔阻止材料からなり、電子を輸送しつつ正孔を阻止することで電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。
また、前述する電子輸送層の構成を必要に応じて、正孔阻止層として用いることができる。
本発明の有機ＥＬ素子の正孔阻止層は、発光層に隣接して設けられていることが好ましい。
正孔阻止層には、前述のホスト化合物として挙げた、カルバゾール誘導体、カルボリン誘導体、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、カルボリン環を構成する炭素原子のいずれか一つが窒素原子で置き換わったものをいう。）を含有することが好ましい。
【０１９０】
一方、電子阻止層とは、広い意味では正孔輸送層の機能を有し、正孔を輸送する機能を有しつつ電子を輸送する能力が著しく小さい材料からなり、正孔を輸送しつつ電子を阻止することで電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。
また、後述する正孔輸送層の構成を必要に応じて電子阻止層として用いることができる。本発明に係る正孔阻止層、電子輸送層の層厚としては、好ましくは３〜１００ｎｍの範囲内であり、さらに好ましくは５〜３０ｎｍの範囲内である。
【０１９１】
＜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。
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。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、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。
また、特表２００３−５１９４３２号公報や特開２００６−１３５１４５号公報等に記載されているようなアザトリフェニレン誘導体も同様に正孔輸送材料として用いることができる。
【０１９２】
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。
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；Ｎ−フェニルカルバゾール、さらには米国特許第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三つスターバースト型に連結された４，４′，４″−トリス〔Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ〕トリフェニルアミン（ＭＴＤＡＴＡ）等が挙げられる。
【０１９３】
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注入材料、正孔輸送材料として使用することができる。
【０１９４】
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。
【０１９５】
正孔輸送層は、上記正孔輸送材料を、例えば、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法を含む印刷法、ＬＢ法等の公知の方法により、薄膜化することにより形成することができる。
正孔輸送層の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。この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。
【０１９６】
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号公報の各公報、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。
【０１９７】
＜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、ＩＴＯ、ＳｎＯ２、ＺｎＯ等の導電性透明材料が挙げられる。
また、ＩＤＩＸＯ（Ｉｎ２Ｏ３−ＺｎＯ）等非晶質で透明導電膜を作製可能な材料を用いてもよい。陽極はこれらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により薄膜を形成させ、フォトリソグラフィー法で所望の形状のパターンを形成してもよく、又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。
【０１９８】
又は、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の湿式成膜法を用いることもできる。この陽極より発光を取り出す場合には、透過率を１０％より大きくすることが望ましく、また陽極としてのシート抵抗は数百Ω／□以下が好ましい。さらに、膜厚は材料にもよるが、通常１０〜１０００ｎｍ、好ましくは１０〜２００ｎｍの範囲で選ばれる。
【０１９９】
＜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。特に好ましい支持基板は、有機ＥＬ素子にフレキシブル性を与えることが可能な樹脂フィルムである。
【０２００】
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、アクリル又はポリアリレート類、アートン（商品名ＪＳＲ社製）又はアペル（商品名三井化学社製）といったシクロオレフィン系樹脂等のフィルムを挙げることができる。
【０２０１】
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、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０．０１ｇ／ｍ２・２４ｈ以下のバリアー性フィルムであることが好ましく、さらには、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、水蒸気透過度が、１×１０−５ｇ／ｍ２・２４ｈ以下の高バリアー性フィルムであることが好ましい。
【０２０２】
バリアー層を形成する材料としては、水分や酸素等の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、これら無機層と有機材料からなる層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。
【０２０３】
バリアー層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。
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。
【０２０４】
本発明の有機ＥＬ素子の発光の室温における外部取り出し収率は、１％以上であることが好ましく、５％以上であるとより好ましい。
ここで、外部取り出し量子収率（％）＝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。
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。
【０２０５】
［有機ＥＬ素子の作製方法］
有機ＥＬ素子の作製方法の一例として、陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／陰極バッファー層（電子注入層）／陰極からなる素子の作製方法について説明する。
まず、適当な基体上に所望の電極物質、例えば、陽極用物質からなる薄膜を１μｍ以下、好ましくは１０〜２００ｎｍの膜厚になるように形成させ、陽極を作製する。
次に、この上に素子材料である正孔注入層、正孔輸送層、発光層、正孔阻止層、電子輸送層、陰極バッファー層等の有機化合物を含有する薄膜を形成させる。
【０２０６】
薄膜の形成方法としては、例えば、真空蒸着法、湿式法（ウェットプロセスともいう。）等により成膜して形成することができる。
湿式法としては、スピンコート法、キャスト法、ダイコート法、ブレードコート法、ロールコート法、インクジェット法、印刷法、スプレーコート法、カーテンコート法、ＬＢ法等があるが、精密な薄膜が形成可能で、かつ高生産性の点から、ダイコート法、ロールコート法、インクジェット法、スプレーコート法などのロール・ｔｏ・ロール方式適性の高い方法が好ましい。また、層ごとに異なる成膜法を適用してもよい。
【０２０７】
本発明に用いられる発光ドーパント等の有機ＥＬ材料を溶解又は分散する液媒体としては、例えば、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、酢酸エチル等の脂肪酸エステル類、ジクロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素類、トルエン、キシレン、メシチレン、シクロヘキシルベンゼン等の芳香族炭化水素類、シクロヘキサン、デカリン、ドデカン等の脂肪族炭化水素類、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ＤＭＳＯ等の有機溶媒を用いることができる。
また、分散方法としては、超音波、高剪断力分散やメディア分散等の分散方法により分散することができる。
【０２０８】
これらの層の形成後、その上に陰極用物質からなる薄膜を１μｍ以下、好ましくは５０〜２００ｎｍの範囲の膜厚になるように形成させ、陰極を設けることにより所望の有機ＥＬ素子が得られる。
また、順序を逆にして、陰極、陰極バッファー層、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。
本発明の有機ＥＬ素子の作製は、一回の真空引きで一貫して正孔注入層から陰極まで作製するのが好ましいが、途中で取り出して異なる成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ことが好ましい。
【０２０９】
［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。
【０２１０】
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、ポリサルフォン等から形成されたもの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、モリブデン、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。
【０２１１】
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。
封止部材を凹状に加工するのは、サンドブラスト加工、化学エッチング加工等が使われる。
【０２１２】
接着剤として具体的には、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（二液混合）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。
【０２１３】
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、室温から８０℃までに接着硬化できるものが好ましい。また、前記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。
【０２１４】
また、有機層を挟み支持基板と対向する側の電極の外側に当該電極と有機層を被覆し、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、当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。
さらに、当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。
【０２１５】
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。
【０２１６】
［保護膜、保護板］
有機層を挟み支持基板と対向する側の前記封止膜、又は前記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、又は保護板を設けてもよい。特に封止が前記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、前記封止に用いたのと同様なガラス板、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。
【０２１７】
［光取り出し］
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、透明電極ないし発光層と透明基板との間で光が全反射を起こし、光が透明電極ないし発光層を導波し、結果として光が素子側面方向に逃げるためである。
【０２１８】
この光の取り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。
【０２１９】
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、又は基板、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、さらに高輝度又は耐久性に優れた素子を得ることができる。
【０２２０】
透明電極と透明基板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り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。また、さらに１．３５以下であることが好ましい。
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。
【０２２１】
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、光取り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一次の回折や二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。
【０２２２】
導入する回折格子は、二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一次元回折格子では、特定の方向に進む光しか回折されず、光の取り出し効率がさほど上がらない。
しかしながら、屈折率分布を二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、光の取り出し効率が上がる。
【０２２３】
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有機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、二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、基板の光取り出し側に、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、又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、基板の光取り出し側に一辺が３０μｍでその頂角が９０度となるような四角錐を二次元に配列する。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く、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、住友スリーエム社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】
［用途］
本発明の有機ＥＬ素子は、電子デバイス、表示装置、ディスプレイ、各種発光装置として用いることができる。発光装置として、例えば、照明装置（家庭用照明、車内照明）、時計や液晶用バックライト、看板広告、信号機、光記憶媒体の光源、電子写真複写機の光源、光通信処理機の光源、光センサーの光源等が挙げられるがこれに限定するものではないが、特に液晶表示装置のバックライト、照明用光源としての用途に有効に用いることができる。
【０２２７】
本発明の有機ＥＬ素子においては、必要に応じ成膜時にメタルマスクやインクジェットプリンティング法等でパターニングを施してもよい。パターニングする場合は、電極のみをパターニングしてもよいし、電極と発光層をパターニングしてもよいし、素子全層をパターニングしてもよく、素子の作製においては、従来公知の方法を用いることができる。
【０２２８】
本発明の有機ＥＬ素子や本発明に係る化合物の発光する色は、「新編色彩科学ハンドブック」（日本色彩学会編、東京大学出版会、１９８５）の１０８頁の図７．１６において、分光放射輝度計ＣＳ−１０００（コニカミノルタ（株）製）で測定した結果をＣＩＥ色度座標に当てはめたときの色で決定される。
また、本発明の有機ＥＬ素子が白色素子の場合には、白色とは、２度視野角正面輝度を上記方法により測定した際に、１０００ｃｄ／ｍ２でのＣＩＥ１９３１表色系における色度がＸ＝０．３３±０．０７、Ｙ＝０．３３±０．１の領域内にあることをいう。
【０２２９】
［表示装置］
本発明の有機ＥＬ素子は、表示装置に用いることができる。本発明において、表示装置は単色でも多色でもよいが、ここでは多色表示装置について説明する。
多色表示装置の場合は、発光層形成時のみシャドーマスクを設け、一面に蒸着法、キャスト法、スピンコート法、インクジェット法、印刷法等で膜を形成できる。
発光層のみパターニングを行う場合、その方法に限定はないが、好ましくは蒸着法、インクジェット法、スピンコート法、印刷法である。
【０２３０】
表示装置に具備される有機ＥＬ素子の構成は、必要に応じて上記の有機ＥＬ素子の構成例の中から選択される。
また、有機ＥＬ素子の製造方法は、上記の本発明の有機ＥＬ素子の製造の一態様に示したとおりである。
このようにして得られた多色表示装置に直流電圧を印加する場合には、陽極を＋、陰極を−の極性として電圧２〜４０Ｖ程度を印加すると発光が観測できる。また、逆の極性で電圧を印加しても電流は流れずに発光は全く生じない。さらに、交流電圧を印加する場合には、陽極が＋、陰極が−の状態になったときのみ発光する。なお、印加する交流の波形は任意でよい。
【０２３１】
多色表示装置は、表示デバイス、ディスプレイ、各種発光光源として用いることができる。表示デバイス、ディスプレイにおいて、青、赤、緑発光の３種の有機ＥＬ素子を用いることによりフルカラーの表示が可能となる。
表示デバイス、ディスプレイとしては、テレビ、パソコン、モバイル機器、ＡＶ機器、文字放送表示、自動車内の情報表示等が挙げられる。特に静止画像や動画像を再生する表示装置として使用してもよく、動画再生用の表示装置として使用する場合の駆動方式は単純マトリクス（パッシブマトリクス）方式でもアクティブマトリクス方式でもどちらでもよい。
発光光源としては家庭用照明、車内照明、時計や液晶用のバックライト、看板広告、信号機、光記憶媒体の光源、電子写真複写機の光源、光通信処理機の光源、光センサーの光源等が挙げられるが、本発明はこれらに限定されない。
【０２３２】
以下、本発明の有機ＥＬ素子を有する表示装置の一例を図面に基づいて説明する。
図１は、有機ＥＬ素子から構成される表示装置の一例を示した模式図である。有機ＥＬ素子の発光により画像情報の表示を行う、例えば、携帯電話等のディスプレイの模式図である。
【０２３３】
ディスプレイ１は、複数の画素を有する表示部Ａ、画像情報に基づいて表示部Ａの画像走査を行う制御部Ｂ、表示部Ａと制御部Ｂとを電気的に接続する配線部Ｃ等を有する。
制御部Ｂは表示部Ａと配線部Ｃを介して電気的に接続され、複数の画素それぞれに外部からの画像情報に基づいて走査信号と画像データ信号を送り、走査信号により走査線ごとの画素が画像データ信号に応じて順次発光して画像走査を行って画像情報を表示部Ａに表示する。
【０２３４】
図２は、アクティブマトリクス方式による表示装置の模式図である。
表示部Ａは、基板上に、複数の走査線５及びデータ線６を含む配線部Ｃと複数の画素３等とを有する。表示部Ａの主要な部材の説明を以下に行う。
図２においては、画素３の発光した光（発光光Ｌ）が白矢印方向（下方向）へ取り出される場合を示している。
【０２３５】
配線部の走査線５及び複数のデータ線６は、それぞれ導電材料からなり、走査線５とデータ線６は格子状に直交して、直交する位置で画素３に接続している（詳細は図示していない）。
画素３は、走査線５から走査信号が印加されると、データ線６から画像データ信号を受け取り、受け取った画像データに応じて発光する。
発光の色が赤領域の画素、緑領域の画素、青領域の画素を適宜同一基板上に並置することによって、フルカラー表示が可能となる。
【０２３６】
次に、画素の発光プロセスを説明する。図３は、画素の回路を示した概略図である。
画素は、有機ＥＬ素子１０、スイッチングトランジスタ１１、駆動トランジスタ１２、コンデンサー１３等を備えている。複数の画素に有機ＥＬ素子１０として、赤色、緑色及び青色発光の有機ＥＬ素子を用い、これらを同一基板上に並置することでフルカラー表示を行うことができる。
【０２３７】
図３において、制御部Ｂからデータ線６を介してスイッチングトランジスタ１１のドレインに画像データ信号が印加される。そして、制御部Ｂから走査線５を介してスイッチングトランジスタ１１のゲートに走査信号が印加されると、スイッチングトランジスタ１１の駆動がオンし、ドレインに印加された画像データ信号がコンデンサー１３と駆動トランジスタ１２のゲートに伝達される。
【０２３８】
画像データ信号の伝達により、コンデンサー１３が画像データ信号の電位に応じて充電されるとともに、駆動トランジスタ１２の駆動がオンする。駆動トランジスタ１２は、ドレインが電源ライン７に接続され、ソースが有機ＥＬ素子１０の電極に接続されており、ゲートに印加された画像データ信号の電位に応じて電源ライン７から有機ＥＬ素子１０に電流が供給される。
【０２３９】
制御部Ｂの順次走査により走査信号が次の走査線５に移ると、スイッチングトランジスタ１１の駆動がオフする。しかし、スイッチングトランジスタ１１の駆動がオフしてもコンデンサー１３は充電された画像データ信号の電位を保持するので、駆動トランジスタ１２の駆動はオン状態が保たれて、次の走査信号の印加が行われるまで有機ＥＬ素子１０の発光が継続する。順次走査により次に走査信号が印加されたとき、走査信号に同期した次の画像データ信号の電位に応じて駆動トランジスタ１２が駆動して有機ＥＬ素子１０が発光する。
すなわち、有機ＥＬ素子１０の発光は、複数の画素それぞれの有機ＥＬ素子１０に対して、アクティブ素子であるスイッチングトランジスタ１１と駆動トランジスタ１２を設けて、複数の画素３それぞれの有機ＥＬ素子１０の発光を行っている。このような発光方法をアクティブマトリクス方式と呼んでいる。
【０２４０】
ここで、有機ＥＬ素子１０の発光は複数の階調電位を持つ多値の画像データ信号による複数の階調の発光でもよいし、２値の画像データ信号による所定の発光量のオン、オフでもよい。また、コンデンサー１３の電位の保持は次の走査信号の印加まで継続して保持してもよいし、次の走査信号が印加される直前に放電させてもよい。
本発明においては、上述したアクティブマトリクス方式に限らず、走査信号が走査されたときのみデータ信号に応じて有機ＥＬ素子を発光させるパッシブマトリクス方式の発光駆動でもよい。
【０２４１】
図４は、パッシブマトリクス方式による表示装置の模式図である。図４において、複数の走査線５と複数の画像データ線６が画素３を挟んで対向して格子状に設けられている。
順次走査により走査線５の走査信号が印加されたとき、印加された走査線５に接続している画素３が画像データ信号に応じて発光する。
パッシブマトリクス方式では画素３にアクティブ素子が無く、製造コストの低減が計れる。
本発明の有機ＥＬ素子を用いることにより、発光効率が向上した表示装置が得られた。
【０２４２】
［照明装置］
本発明の有機ＥＬ素子は、照明装置に用いることが好ましい。
本発明の有機ＥＬ素子は、共振器構造を持たせた有機ＥＬ素子として用いてもよい。このような共振器構造を有した有機ＥＬ素子の使用目的としては、光記憶媒体の光源、電子写真複写機の光源、光通信処理機の光源、光センサーの光源等が挙げられるが、これらに限定されない。また、レーザー発振をさせることにより上記用途に使用してもよい。
また、本発明の有機ＥＬ素子は、照明用や露光光源のような１種のランプとして使用してもよいし、画像を投影するタイプのプロジェクション装置や、静止画像や動画像を直接視認するタイプの表示装置（ディスプレイ）として使用してもよい。
動画再生用の表示装置として使用する場合の駆動方式は、パッシブマトリクス方式でもアクティブマトリクス方式でもどちらでもよい。又は、異なる発光色を有する本発明の有機ＥＬ素子を２種以上使用することにより、フルカラー表示装置を作製することが可能である。
【０２４３】
また、本発明の発光性化合物は、照明装置として、実質的に白色の発光を生じる有機ＥＬ素子に適用できる。例えば、複数の発光材料を用いる場合、複数の発光色を同時に発光させて、混色することで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、赤色、緑色及び青色の三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、青色と黄色、青緑と橙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。
【０２４４】
また、本発明の有機ＥＬ素子の形成方法は、発光層、正孔輸送層又は電子輸送層等の形成時のみマスクを設け、マスクにより塗り分ける等単純に配置するだけでよい。他層は共通であるのでマスク等のパターニングは不要であり、一面に蒸着法、キャスト法、スピンコート法、インクジェット法及び印刷法等で、例えば、電極膜を形成でき、生産性も向上する。
この方法によれば、複数色の発光素子をアレー状に並列配置した白色有機ＥＬ装置と異なり、素子自体が発光白色である。
【０２４５】
＜本発明の照明装置の一態様＞
本発明の有機ＥＬ素子を具備した、本発明の照明装置の一態様について説明する。
本発明の有機ＥＬ素子の非発光面をガラスケースで覆い、厚さ３００μｍのガラス基板を封止用基板として用いて、周囲にシール材として、エポキシ系光硬化型接着剤（東亞合成社製ラックストラックＬＣ０６２９Ｂ）を適用し、これを陰極上に重ねて透明支持基板と密着させ、ガラス基板側からＵＶ光を照射して、硬化させて、封止し、図５及び図６に示すような照明装置を形成することができる。
図５は、照明装置の概略図を示し、本発明の有機ＥＬ素子（照明装置内の有機ＥＬ素子１０１）はガラスカバー１０２で覆われている（なお、ガラスカバーでの封止作業は、照明装置内の有機ＥＬ素子１０１を大気に接触させることなく窒素雰囲気下のグローブボックス（純度９９．９９９％以上の高純度窒素ガスの雰囲気下）で行った。）。
図６は、照明装置の断面図を示し、図６において、１０５は陰極、１０６は有機層、１０７は透明電極付きガラス基板を示す。なお、ガラスカバー１０２内には窒素ガス１０８が充填され、捕水剤１０９が設けられている。
本発明の有機ＥＬ素子を用いることにより、発光効率が向上した照明装置が得られた。
【実施例１】
【０２４６】
以下、実施例を挙げて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「部」又は「％」の表示を用いるが、特に断りがない限り、「質量部」又は「質量％」を表す。【０２４７】
［有機ＥＬ素子の作製］
＜有機ＥＬ素子１−１の作製＞
陽極として１００ｍｍ×１００ｍｍ×１．１ｍｍのガラス基板上にＩＴＯ（インジウムチンオキシド）を１００ｎｍ成膜した基板（ＮＨテクノグラス社製ＮＡ４５）にパターニングを行った後、このＩＴＯ透明電極を設けた透明支持基板をイソプロピルアルコールで超音波洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥し、ＵＶオゾン洗浄を５分間行った。
この透明支持基板上に、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）−ポリスチレンスルホネート（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ、Ｂａｙｅｒ社製、Ｂａｙｔｒｏｎ  Ｐ  Ａｌ  ４０８３）を純水で７０％に希釈した溶液を用いて３０００ｒｐｍ、３０秒の条件下、スピンコート法により薄膜を形成した後、２００℃にて１時間乾燥し、層厚２０ｎｍの正孔注入層を設けた。【０２４８】
この透明支持基板を市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに固定し、一方、モリブデン製抵抗加熱ボートにα−ＮＰＤ（４，４′−ビス〔Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ〕ビフェニル）を２００ｍｇ入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにホスト化合物（比較化合物１）を２００ｍｇ入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにドーパント化合物（Ｄ−３７）を２００ｍｇ入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにＢＣＰ（２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン）を２００ｍｇ入れ、真空蒸着装置に取り付けた。
次いで、真空槽を４×１０−４Ｐａまで減圧した後、α−ＮＰＤの入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度０．１ｎｍ／秒で、前記正孔注入層上に蒸着し３０ｎｍの正孔輸送層を設けた。【０２４９】
さらに、ホスト化合物（比較化合物１）の入った前記加熱ボートとドーパント化合物（Ｄ−３７）の入った前記加熱ボートに通電して加熱し、それぞれ蒸着速度０．１ｎｍ／秒、０．０１０ｎｍ／秒で、前記正孔輸送層上に共蒸着し４０ｎｍの発光層を設けた。
さらに、ＢＣＰの入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度０．１ｎｍ／秒で、前記発光層上に蒸着し３０ｎｍの電子輸送層を設けた。
引き続き、陰極バッファー層としてフッ化リチウム０．５ｎｍを蒸着し、さらに、アルミニウム１１０ｎｍを蒸着して陰極を形成し、有機ＥＬ素子１−１を作製した。【０２５０】
＜有機ＥＬ素子１−２〜１−２４の作製＞
有機ＥＬ素子１−１の作製において、発光層におけるホスト化合物を下記表１に記載の化合物に変更した。それ以外は同様にして、有機ＥＬ素子１−２〜１−２４をそれぞれ作製した。
なお、表１に示す比較化合物１及び比較化合物２は、以下に示す化合物である。【０２５１】
【化５８】
2016175068.tif 000060
【０２５２】
［評価］
＜初期駆動電圧＞
有機ＥＬ素子を室温（約２３℃）、２．５ｍＡ／ｃｍ２の定電流条件下で駆動したときの電圧を各々測定し、測定結果を下記に示すように、有機ＥＬ素子１−１を１００として各々相対値で示した。
電圧＝（各素子の駆動電圧／有機ＥＬ素子１−１の駆動電圧）×１００
なお、値が小さい方が比較に対して駆動電圧が低いことを示す。【０２５３】
＜インピーダンス分光による有機ＥＬ素子の発光層の抵抗値の変化率の測定＞
「薄膜の評価ハンドブック」テクノシステム社刊４２３〜４２５ページに記載の測定方法を参考に、Ｓｏｌａｒｔｒｏｎ社製１２６０型インピーダンスアナライザ及び１２９６型誘電体インターフェイスを使って、作製した有機ＥＬ素子の発光層の抵抗値の測定を行った。【０２５４】
有機ＥＬ素子を室温（２５℃）、２．５ｍＡ／ｃｍ２の定電流条件下により１０００時間駆動した後の駆動前後の発光層の抵抗値を各々測定し、測定結果を下記に示した計算式により計算し抵抗値の変化率を求めた。表１には有機ＥＬ素子１−１の抵抗値の変化率を１００としたときの相対比率を記載した。
駆動前後の抵抗値の変化率＝｜（駆動後の抵抗値／駆動前の抵抗値）−１｜×１００
値が０に近い方が駆動前後の変化率が小さいことを示す。すなわち、駆動時の電圧上昇が小さいことを示す。【０２５５】
＜発光効率＞
有機ＥＬ素子を室温（約２３℃）、２．５ｍＡ／ｃｍ２の定電流条件下による点灯を行い、点灯開始直後の発光輝度［ｃｄ／ｍ２］を測定することにより、外部取り出し量子効率（η）（発光効率）を算出した。ここで、発光輝度の測定はＣＳ−１０００（コニカミノルタ社製）を用いて行い、外部取り出し量子効率は、有機ＥＬ素子１−１を１００とする相対値で表した。【０２５６】
【表１】
2016175068.tif 000061
【０２５７】
表１に示す結果から明らかなように、本発明の有機ＥＬ素子は、比較例の有機ＥＬ素子に比べて、初期駆動電圧の低下及び、駆動前後での抵抗値変化が小さく、すなわち駆動時の電圧上昇が小さく、さらに発光効率が良好であることが認められる。
【実施例２】
【０２５８】
有機ＥＬ素子１−１において、ドーパントＤ−３７をＤ−３６に代えて、ホスト化合物を表２に記載の化合物に置き換えた以外は、同様にして有機ＥＬ素子２−１〜２−１５を作製した。【０２５９】
【表２】
2016175068.tif 000062
【０２６０】
［評価］
＜初期駆動電圧・抵抗値の変化率・発光効率＞
初期駆動電圧、抵抗値の変化率（インピーダンス分光による有機ＥＬ素子の発光層の抵抗値の変化率）及び発光効率については、実施例１と同様に測定し、有機ＥＬ素子２−１を基準とする相対値で表した。【０２６１】
＜励起子安定性＞
石英基板上に、ホスト化合物とドーパント（Ｄ−３６）の共蒸着膜を作成（それぞれ蒸着速度０．１ｎｍ／秒、０．０１０ｎｍ／秒、４０ｎｍ）し、非発光面をガラスケースで覆い、厚さ３００μｍのガラス基板を封止用基板として用いて、周囲にシール材として、エポキシ系光硬化型接着剤（東亞合成社製ラックストラックＬＣ０６２９Ｂ）を適用し、これを陰極上に重ねて透明支持基板と密着させ、ガラス基板側からＵＶ光を照射して、硬化させて、封止した。この発光層単層の膜に、ＵＶ−ＬＥＤ（５Ｗ／ｃｍ２）光源を２０分照射した。なおこの時の光源とサンプルの距離は１５ｍｍとした。ＵＶ照射後のサンプルに２．５ｍＡ／ｃｍ２の定電流を印加し、発光直後の発光輝度を測定し、下記式を用いて輝度残存率を算出した。なお初期発光輝度は発光効率評価時の発光輝度（Ｌ０）である。
励起子安定性（％）＝（ＵＶ２０分後発光輝度）／（初期発光輝度（Ｌ０））×１００
表２には有機ＥＬ素子２−１を１００とする相対値で表した。輝度残存率の値が大きいほうが励起子安定性に優れていることを表し、本発明の有機ＥＬ素子の耐久性が比較例の有機ＥＬ素子よりも高いことがわかった。
【産業上の利用可能性】
【０２６２】
本発明により、初期電圧低下、及び有機エレクトロルミネッセンス素子駆動中での電圧上昇を抑制し、さらには発光効率を改善することができる有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を得ることができ、有機エレクトロルミネッセンス素子、及び有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた有機ＥＬディスプレイ、タッチパネル等の各種表示装置並びに照明装置等に好適に利用できる。
【符号の説明】
【０２６３】
１  ディスプレイ
３  画素
５  走査線
６  データ線
７  電源ライン
１０  有機ＥＬ素子
１１  スイッチングトランジスタ
１２  駆動トランジスタ
１３  コンデンサー
１０１  照明装置内の有機ＥＬ素子
１０２  ガラスカバー
１０５  陰極
１０６  有機層
１０７  透明電極付きガラス基板
１０８  窒素ガス
１０９  捕水剤
Ａ  表示部
Ｂ  制御部
Ｃ  配線部
Ｌ  発光光
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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