(57)【要約】  本発明の目的は、高い発光効率を有する有機ＥＬ素子材料及び化合物と、それを用いた有機ＥＬ素子、表示装置及び照明装置を提供することである。  本発明の有機ＥＬ素子材料は、下記一般式（１）で表される骨格構造を有する化合物を含有する。【化１】2018168292.tif 000045〔式中、Ｄ及びＡはそれぞれ置換基を表す。Ｘ及びＹは、それぞれ、水素原子又は置換基を有してもよい、炭素原子、窒素原子、酸素原子又はケイ素原子を表し、Ｘ及びＹの少なくとも一つは炭素原子である。Ｄで表される置換基において、リンカー（Ｘ−Ｙ）との連結部を水素原子で置き換えた構成をＤ−Ｈ、前記Ａで表される置換基において、リンカー（Ｘ−Ｙ）との連結部を水素原子で置き換えた構成をＡ−Ｈとしたとき、Ｄ−ＨはＡ−Ｈよりも最高被占分子軌道（ＨＯＭＯ）のエネルギー準位が高く、Ａ−ＨはＤ−Ｈよりも最低空分子軌道（ＬＵＭＯ）のエネルギー準位が低い。〕
2018168292.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記一般式（１）で表される骨格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材料。
【化１】
2018168292.tif 000043
〔式中、Ｄ及びＡは、それぞれ置換基を表す。Ｘ及びＹは、それぞれ、水素原子又は置換基を有してもよい、炭素原子、窒素原子、酸素原子又はケイ素原子を表し、Ｘ及びＹの少なくとも一つは炭素原子である。
前記Ｄで表される置換基において、リンカー（Ｘ−Ｙ）との連結部を水素原子で置き換えた構成をＤ−Ｈとし、前記Ａで表される置換基において、リンカー（Ｘ−Ｙ）との連結部を水素原子で置き換えた構成をＡ−Ｈとしたとき、当該Ｄ−ＨはＡ−Ｈよりも最高被占分子軌道（ＨＯＭＯ）のエネルギー準位が高く、当該Ａ−ＨはＤ−Ｈよりも最低空分子軌道（ＬＵＭＯ）のエネルギー準位が低い。
前記Ｄで表される置換基は、３〜１５の範囲内の数の環構造を有し、前記環構造のそれぞれは、互いに結合又は縮合していてもよい。
なお、一般式（１）で表される骨格構造は、更に、一つ又は複数の置換基を有してもよく、複数の当該置換基が互いに結合して環構造を形成してもよい。また、Ｘ及びＹを環構成原子として含む一つの飽和環が形成されてもよい。〕
【請求項２】
前記一般式（１）におけるＤが有する前記環構造は、５員若しくは６員の芳香族炭化水素環又は複素芳香族環であり、前記環構造を三つ以上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材料。
【請求項３】
前記一般式（１）におけるＡで表される置換基が環構造を有し、前記環構造が５員若しくは６員の芳香族炭化水素環又は複素芳香族環であり、前記環構造を一つ以上有す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ス素子材料。
【請求項４】
前記一般式（１）におけるＤで表される置換基が、カルバゾール環、インドロカルバゾール環、ジインドロカルバゾール環、アクリダン環、又はインドロインドール環を有す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材料。
【請求項５】
前記一般式（１）におけるＡで表される置換基が、ピリジン環、ピリミジン環、トリアジン環、ジベンゾフラン環、アザジベンゾフラン環、ジアザジベンゾフラン環、カルボリン環、ジアザカルバゾール環、又はシアノ基、トリフルオロメチル基及びハロゲン原子から選ばれる少なくとも一つを含むベンゼン環を有す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材料。
【請求項６】
前記一般式（１）におけるＡで表される置換基が、二つ以上のヘテロ原子を有することを特徴とする請求項１から請求項５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材料。
【請求項７】
前記一般式（１）におけるＸ及びＹが、エチレンリンカーを構成していることを特徴とする請求項１から請求項６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材料。
【請求項８】
前記一般式（１）において、前記Ｘ及びＹ上の置換基が互いに結合して形成される環がシクロヘキシル環であり、前記Ｄで表される置換基及びＡで表される置換基は、それぞれ前記シクロヘキシル環に対してシン付加で結合していることを特徴とする請求項１から請求項６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材料。
【請求項９】
前記有機エレクトロルミネッセンス素子材料が、発光材料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材料。
【請求項１０】
前記有機エレクトロルミネッセンス素子材料が、電荷輸送材料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材料。
【請求項１１】
前記一般式（１）で表される骨格構造を有する化合物が、分子内又は分子間エキサイプレックスを形成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１０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材料。
【請求項１２】
陽極と陰極と、前記陽極と前記陰極との間に発光層を有し、
前記発光層の少なくとも１層が、請求項１から請求項１１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１３】
前記発光層が、更に、ホスト化合物を含有することを特徴とする請求項１２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１４】
前記発光層が、更に、蛍光発光性化合物及びリン光発光性化合物の少なくとも一方を含有することを特徴とする請求項１２又は請求項１３に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１５】
前記発光層が、更に、ホスト化合物と、蛍光発光性化合物及びリン光発光性化合物の少なくとも一方とを含有することを特徴とする請求項１２から請求項１４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１６】
請求項１２から請求項１５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することを特徴とする表示装置。
【請求項１７】
請求項１２から請求項１５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することを特徴とする照明装置。
【請求項１８】
下記一般式（１）で表される骨格構造を有することを特徴とする化合物。
【化２】
2018168292.tif 000044
〔式中、Ｄ及びＡはそれぞれ置換基を表す。Ｘ及びＹは、それぞれ、水素原子又は置換基を有してもよい、炭素原子、窒素原子、酸素原子又はケイ素原子を表し、Ｘ及びＹの少なくとも一つは炭素原子である。
前記Ｄで表される置換基において、リンカー（Ｘ−Ｙ）との連結部を水素原子で置き換えた構成をＤ−Ｈとし、前記Ａで表される置換基において、リンカー（Ｘ−Ｙ）との連結部を水素原子で置き換えた構成をＡ−Ｈとしたとき、当該Ｄ−ＨはＡ−Ｈよりも最高被占分子軌道（ＨＯＭＯ）のエネルギー準位が高く、当該Ａ−ＨはＤ−Ｈよりも最低空分子軌道（ＬＵＭＯ）のエネルギー準位が低い。
前記Ｄで表される置換基は、３〜１５の範囲内の数の環構造を有し、前記環構造のそれぞれは、互いに結合又は縮合していてもよい。
なお、一般式（１）で表される骨格構造は、更に、１つ又は複数の置換基を有してもよく、複数の当該置換基が互いに結合して環構造を形成してもよい。また、Ｘ及びＹを環構成原子として含む一つの飽和環が形成されてもよい。〕
【請求項１９】
前記一般式（１）におけるＤが有する前記環構造は、５員若しくは６員の芳香族炭化水素環又は複素芳香族環であり、前記環構造を三つ以上有することを特徴とする請求項１８に記載の化合物。
【請求項２０】
前記一般式（１）におけるＡで表される置換基が環構造を有し、前記環構造が５員若しくは６員の芳香族炭化水素環又は複素芳香族環であり、前記環構造を一つ以上有することを特徴とする請求項１８又は請求項１９に記載の化合物。
【請求項２１】
前記一般式（１）におけるＤで表される置換基が、カルバゾール環、インドロカルバゾール環、ジインドロカルバゾール環、アクリダン環、又はインドロインドール環を有することを特徴とする請求項１８から請求項２０までのいずれか一項に記載の化合物。
【請求項２２】
前記一般式（１）におけるＡで表される置換基が、ピリジン環、ピリミジン環、トリアジン環、ジベンゾフラン環、アザジベンゾフラン環、ジアザジベンゾフラン環、カルボリン環、ジアザカルバゾール環、又はシアノ基、トリフルオロメチル基及びハロゲン原子から選ばれる少なくとも一つを含むベンゼン環を有することを特徴とする請求項１８から請求項２１までのいずれか一項に記載の化合物。
【請求項２３】
前記一般式（１）におけるＡで表される置換基が、二つ以上のヘテロ原子を有することを特徴とする請求項１８から請求項２２までのいずれか一項に記載の化合物。
【請求項２４】
前記一般式（１）におけるＸ及びＹが、エチレンリンカーを構成していることを特徴とする請求項１８から請求項２３までのいずれか一項に記載の化合物。
【請求項２５】
前記一般式（１）において、前記Ｘ及びＹ上の置換基が互いに結合して形成される環がシクロヘキシル環であり、前記Ｄで表される置換基及びＡで表される置換基は、それぞれ前記シクロヘキシル環に対してシン付加で結合していることを特徴とする請求項１８から請求項２３までのいずれか一項に記載の化合物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光効率を高めた有機エレクトロルミネッセンス素子材料及び化合物、それを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子、当該有機エレクトロルミネッセンス素子を具備した表示装置及び照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機材料のエレクトロルミネッセンス（ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）を利用した有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、「有機ＥＬ素子」と略記する。）は、平面発光を可能とする新しい発光システムとして、既に実用化されている技術である。有機ＥＬ素子は、電子ディスプレイはもとより、近年では照明装置にも適用され、その発展が期待されている。【０００３】
有機ＥＬ素子の発光方式には、三重項励起状態から基底状態に戻る際に光を発する「リン光発光」と、一重項励起状態から基底状態に戻る際に光を発する「蛍光発光」の二通りがある。【０００４】
有機ＥＬ素子に電界を印加すると、陽極と陰極からそれぞれ正孔と電子が注入され、発光層あるいはその界面において、正孔と電子が再結合して励起子を生じる。このとき一重項励起子と三重項励起子とが２５％：７５％の割合で生成するため、三重項励起子を利用するリン光発光の方が、蛍光発光に比べ、理論的に高い内部量子効率が得られることが知られている。【０００５】
しかしながら、リン光発光方式において、実際に高い量子効率を得るためには、中心金属としてイリジウムや白金などの希少金属を含む錯体を用いる必要があり、将来的に希少金属の埋蔵量の枯渇や金属自体の価格の上昇等、産業上大きな障害となることが懸念される。【０００６】
一方で、蛍光発光方式においても発光効率を向上させるため、様々な開発がなされており、近年新たな動きが出てきた。【０００７】
例えば、特許文献１には、二つの三重項励起子の衝突により一重項励起子が生成する現象（Ｔｒｉｐｌｅｔ−Ｔｒｉｐｌｅｔ  Ａｎｎｉｈｉｌａｔｉｏｎ：以下、適宜「ＴＴＡ」と略記する。また、Ｔｒｉｐｌｅｔ−Ｔｒｉｐｌｅｔ  Ｆｕｓｉｏｎ：「ＴＴＦ」ともいう。）に着目し、ＴＴＡを効率的に起こして蛍光素子の高効率化を図る技術が開示されている。この技術により、蛍光発光材料の発光効率は従来の蛍光発光材料の２〜３倍にまで向上しているが、ＴＴＡにおける理論的な一重項励起子生成効率は４０％程度にとどまるため、依然としてリン光発光に比べると、高発光効率化の問題を有している。【０００８】
さらに近年では、三重項励起子から一重項励起子への逆項間交差（Ｒｅｖｅｒｓｅ  Ｉｎｔｅｒｓｙｓｔｅｍ  Ｃｒｏｓｓｉｎｇ：以下、「ＲＩＳＣ」と略記する。）が生じる現象（「熱活性型遅延蛍光」、又は「熱励起型遅延蛍光」という。Ｔｈｅｒｍａｌｌｙ  Ａｃｔｉｖａｔｅｄ  Ｄｅｌａｙｅｄ  Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ：以下、「ＴＡＤＦ」と略記する。）を利用した蛍光発光材料と、それを有機ＥＬ素子へ適用する可能性が報告されている（例えば、特許文献２、非特許文献１及び非特許文献２参照。）。このＴＡＤＦ現象による遅延蛍光を利用することにより、電界励起による蛍光発光においても、理論的にはリン光発光と同等の１００％の内部量子効率が可能となる。【０００９】
このＴＡＤＦ現象を発現させるためには、室温又は有機ＥＬ素子中の発光層温度で、電界励起により生じた７５％の三重項励起子から一重項励起子への逆項間交差（ＲＩＳＣ）が生じる必要がある。さらに、逆項間交差により生じた一重項励起子が、直接励起により生じた２５％の一重項励起子と同様に蛍光発光することにより、１００％の内部量子効率が理論上可能となる。この逆項間交差を発現させるためには、最低励起一重項エネルギー準位（Ｓ１）と最低三重項励起エネルギー準位（Ｔ１）の差の絶対値（以下、「ΔＥＳＴ」と称す。）が極めて小さいことが必須条件となる。【００１０】
さらに、主にホスト化合物と発光性化合物を含有する発光層に、ＴＡＤＦ性を有する化合物を第三成分（アシストドーパント）として含有させる方法が、高発光効率発現に有効であることが知られている（例えば、非特許文献３参照。）。アシストドーパント上に２５％の一重項励起子と７５％の三重項励起子を電界励起により発生させることによって、三重項励起子は逆項間交差（ＲＩＳＣ）を伴って一重項励起子を生成することができる。一重項励起子のエネルギーは、発光性化合物へエネルギー移動し、発光性化合物が移動してきたエネルギーにより発光することが可能となる。したがって、理論上１００％の励起子エネルギーを利用して、発光性化合物を発光させることが可能となり、高発光効率が発現する。【００１１】
ＴＡＤＦ現象を発現させるためには、分子内の最高被占分子軌道（ＨＯＭＯ）と最低空分子軌道（ＬＵＭＯ）を混在させず、それぞれを局在化してΔＥＳＴを極小化する必要がある。【００１２】
次に、ＴＡＤＦ現象を発現させるための分子設計の一例を示す。【００１３】
図１Ａ、図１Ｂ、図２Ａ及び図２Ｂは、ＴＡＤＦ現象を発現する化合物（ＴＡＤＦ化合物）と一般的な蛍光発光性化合物のエネルギーダイヤグラム示した模式図である。例えば、図１Ａに示す構造を有する２ＣｚＰＮ（４，５−ｂｉｓ（ｃａｒｂａｚｏｌ−９−ｙｌ）−１，２−ｄｉｃｙａｎｏｂｅｎｚｅｎｅ）では、ベンゼン環上の１位と２位のカルバゾリル基にＨＯＭＯが局在し、４位と５位のシアノ基にＬＵＭＯが局在している。そのため、図１Ｂで示すように２ＣｚＰＮのＨＯＭＯとＬＵＭＯを分離することができ、ΔＥＳＴが極めて小さくなってＴＡＤＦ現象を発現する。一方、２ＣｚＰＮの４位と５位のシアノ基をメチル基に置き換えた２ＣｚＸｙ（図２Ａ及び図２Ｂ参照。）では、構造は類似しているが、２ＣｚＰＮでみられるＨＯＭＯとＬＵＭＯの明確な分離ができないために、ΔＥＳＴを小さくすることはできず、ＴＡＤＦ現象を発現するには至らない。【００１４】
ＨＯＭＯとＬＵＭＯを分離するには、上述のように、強力な電子供与性基及び電子求引性基を用いてＨＯＭＯとＬＵＭＯの連結部に捻じれを加えることや、ＨＯＭＯとＬＵＭＯの距離を離すなどの方法があるが、これらの方法は分子設計上の制約が大きい。そのため、高性能の有機ＥＬ素子の設計を行う上で、ＴＡＤＦ材料において、ＨＯＭＯ準位、ＬＵＭＯ準位、発光波長、量子収率などを、所望の物性で分子設計を行うには問題が生じている。【００１５】
ＴＡＤＦの他に、ΔＥＳＴを極小化して高発光効率化する技術として、エキサイプレックス発光が知られている（例えば、非特許文献４参照。）。この方法によれば、電子供与性分子と電子求引性分子を共蒸着することにより、薄膜中でエキサイプレックスを形成することができる。エキサイプレックス状態では、ΔＥＳＴが極小であることが知られており、ＴＡＤＦと同様、理論上１００％の励起子エネルギーを利用して、ＥＬ発光させることが可能である。分子間でエキサイプレックスを形成するためには、強力な電子供与性分子と電子求引性分子を用いる必要があるが、そのような構成をとった場合、強い分子内電荷移動（ＣＴ）性の励起状態を形成するため、発光スペクトルが大きく長波長化する要因となるため、発光波長の制御が困難であるという問題がある。逆に、発光波長を制御するためにそれぞれの分子の電子供与性又は電子求引性を弱めると、エキサイプレックス発光に支障をきたすことになる。そのため、発光波長の制御をしながら、高い発光効率を実現するエキサイプレックスを形成させる新たな方法の開発が望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】国際公開第２０１０／１３４３５０号
【特許文献２】特開２０１３−１１６９７５号公報
【非特許文献】
【００１７】
【非特許文献１】Ｈ．Ｕｏｙａｍａ，ｅｔ  ａｌ．，Ｎａｔｕｒｅ，２０１２，４９２，２３４−２３８
【非特許文献２】Ｑ．Ｚｈａｎｇ  ｅｔ  ａｌ．，Ｎａｔｕｒｅ，Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ，２０１４，８，３２６−３３２
【非特許文献３】Ｈ．Ｎａｋａｎоｔａｎｉ，ｅｔ  ａｌ．，Ｎａｔｕｒｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｉｏｎ，２０１４，５，４０１６−４０２２．
【非特許文献４】Ｋ．Ｇｏｕｓｈｉ，ｅｔ  ａｌ．，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．２０１２，１０１，０２３３０６．
【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、発光効率を高めることができる新たなエキサイプレックスを形成し得る有機エレクトロルミネッセンス素子材料及び化合物を提供することである。また、当該有機エレクトロルミネッセンス素子材料及び当該材料を含む有機エレクトロルミネッセンス素子と、それを具備した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】
【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、分子内又は分子間でエキサイプレックスを一種類の分子で形成することのできる一般式（１）で表される骨格構造を有する有機エレクトロルミネッセンス素子材料により、本発明の目的効果である発光効率を高めることができることを見いだして本発明に至った。【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．下記一般式（１）で表される骨格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材料。【００２２】
【化１】
2018168292.tif 000003
〔式中、Ｄ及びＡは、それぞれ置換基を表す。Ｘ及びＹは、それぞれ、水素原子又は置換基を有してもよい、炭素原子、窒素原子、酸素原子又はケイ素原子を表し、Ｘ及びＹの少なくとも一つは炭素原子である。【００２３】
前記Ｄで表される置換基において、リンカー（Ｘ−Ｙ）との連結部を水素原子で置き換えた構成をＤ−Ｈとし、前記Ａで表される置換基において、リンカー（Ｘ−Ｙ）との連結部を水素原子で置き換えた構成をＡ−Ｈとしたとき、当該Ｄ−ＨはＡ−Ｈよりも最高被占分子軌道（ＨＯＭＯ）のエネルギー準位が高く、当該Ａ−ＨはＤ−Ｈよりも最低空分子軌道（ＬＵＭＯ）のエネルギー準位が低い。【００２４】
前記Ｄで表される置換基は、３〜１５の範囲内の数の環構造を有し、前記環構造のそれぞれは、互いに結合又は縮合していてもよい。【００２５】
なお、一般式（１）で表される骨格構造は、更に、一つ又は複数の置換基を有してもよく、複数の当該置換基が互いに結合して環構造を形成してもよい。また、Ｘ及びＹを環構成原子として含む一つの飽和環が形成されてもよい。〕
２．前記一般式（１）におけるＤが有する前記環構造は、５員若しくは６員の芳香族炭化水素環又は複素芳香族環であり、前記環構造を三つ以上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材料。【００２６】
３．前記一般式（１）におけるＡで表される置換基が環構造を有し、前記環構造が５員若しくは６員の芳香族炭化水素環又は複素芳香族環であり、前記環構造を一つ以上有す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ス素子材料。【００２７】
４．前記一般式（１）におけるＤで表される置換基が、カルバゾール環、インドロカルバゾール環、ジインドロカルバゾール環、アクリダン環、又はインドロインドール環を有す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材料。【００２８】
５．前記一般式（１）におけるＡで表される置換基が、ピリジン環、ピリミジン環、トリアジン環、ジベンゾフラン環、アザジベンゾフラン環、ジアザジベンゾフラン環、カルボリン環、ジアザカルバゾール環、又はシアノ基、トリフルオロメチル基及びハロゲン原子から選ばれる少なくとも一つを含むベンゼン環を有す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材料。【００２９】
６．前記一般式（１）におけるＡで表される置換基が、二つ以上のヘテロ原子を有することを特徴とする第１項から第５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材料。【００３０】
７．前記一般式（１）におけるＸ及びＹが、エチレンリンカーを構成していることを特徴とする第１項から第６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材料。【００３１】
８．前記一般式（１）において、前記Ｘ及びＹ上の置換基が互いに結合して形成される環がシクロヘキシル環であり、前記Ｄで表される置換基及びＡで表される置換基は、それぞれ前記シクロヘキシル環に対してシン付加で結合していることを特徴とする第１項から第６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材料。【００３２】
９．前記有機エレクトロルミネッセンス素子材料が、発光材料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材料。【００３３】
１０．前記有機エレクトロルミネッセンス素子材料が、電荷輸送材料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材料。【００３４】
１１．前記一般式（１）で表される骨格構造を有する化合物が、分子内又は分子間エキサイプレックスを形成する化合物であることを特徴とする第１項から第１０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材料。【００３５】
１２．陽極と陰極と、前記陽極と前記陰極との間に発光層を有し、
前記発光層の少なくとも１層が、第１項から第１１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。【００３６】
１３．前記発光層が、更に、ホスト化合物を含有することを特徴とする第１２項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。【００３７】
１４．前記発光層が、更に、蛍光発光性化合物及びリン光発光性化合物の少なくとも一方を含有することを特徴とする第１２項又は第１３項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。【００３８】
１５．前記発光層が、更に、ホスト化合物と、蛍光発光性化合物及びリン光発光性化合物の少なくとも一方とを含有することを特徴とする第１２項から第１４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。【００３９】
１６．第１２項から第１５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することを特徴とする表示装置。【００４０】
１７．第１２項から第１５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することを特徴とする照明装置。【００４１】
１８．下記一般式（１）で表される骨格構造を有することを特徴とする化合物。【００４２】
【化２】
2018168292.tif 000004
〔式中、Ｄ及びＡはそれぞれ置換基を表す。Ｘ及びＹは、それぞれ、水素原子又は置換基を有してもよい、炭素原子、窒素原子、酸素原子又はケイ素原子を表し、Ｘ及びＹの少なくとも一つは炭素原子である。【００４３】
前記Ｄで表される置換基において、リンカー（Ｘ−Ｙ）との連結部を水素原子で置き換えた構成をＤ−Ｈとし、前記Ａで表される置換基において、リンカー（Ｘ−Ｙ）との連結部を水素原子で置き換えた構成をＡ−Ｈとしたとき、当該Ｄ−ＨはＡ−Ｈよりも最高被占分子軌道（ＨＯＭＯ）のエネルギー準位が高く、当該Ａ−ＨはＤ−Ｈよりも最低空分子軌道（ＬＵＭＯ）のエネルギー準位が低い。【００４４】
前記Ｄで表される置換基は、３〜１５の範囲内の数の環構造を有し、前記環構造のそれぞれは、互いに結合又は縮合していてもよい。【００４５】
なお、一般式（１）で表される骨格構造は、更に、１つ又は複数の置換基を有してもよく、複数の当該置換基が互いに結合して環構造を形成してもよい。また、Ｘ及びＹを環構成原子として含む一つの飽和環が形成されてもよい。〕
１９．前記一般式（１）におけるＤが有する前記環構造は、５員若しくは６員の芳香族炭化水素環又は複素芳香族環であり、Ｄで表される置換基を三つ以上有することを特徴とする第１８項に記載の化合物。【００４６】
２０．前記一般式（１）におけるＡで表される置換基が、５員若しくは６員の芳香族炭化水素環又は複素芳香族環であり、Ａで表される置換基を一つ以上有することを特徴とする第１８項又は第１９項に記載の化合物。【００４７】
２１．前記一般式（１）におけるＤで表される置換基が、カルバゾール環、インドロカルバゾール環、ジインドロカルバゾール環、アクリダン環、又はインドロインドール環を有することを特徴とする第１８項から第２０項までのいずれか一項に記載の化合物。【００４８】
２２．前記一般式（１）におけるＡで表される置換基が、ピリジン環、ピリミジン環、トリアジン環、ジベンゾフラン環、アザジベンゾフラン環、ジアザジベンゾフラン環、カルボリン環、ジアザカルバゾール環、又はシアノ基、トリフルオロメチル基及びハロゲン原子から選ばれる少なくとも一つを含むベンゼン環を有することを特徴とする第１８項から第２１項までのいずれか一項に記載の化合物。【００４９】
２３．前記一般式（１）におけるＡで表される置換基が、二つ以上のヘテロ原子を有することを特徴とする第１８項から第２２項までのいずれか一項に記載の化合物。【００５０】
２４．前記一般式（１）におけるＸ及びＹが、エチレンリンカーを構成していることを特徴とする第１８項から第２３項までのいずれか一項に記載の化合物。【００５１】
２５．前記一般式（１）において、前記Ｘ及びＹ上の置換基が互いに結合して形成される環がシクロヘキシル環であり、前記Ｄで表される置換基及びＡで表される置換基は、それぞれ前記シクロヘキシル環に対してシン付加で結合していることを特徴とする第１８項から第２３項までのいずれか一項に記載の化合物。
【発明の効果】
【００５２】
本発明の上記手段により、発光効率を高めることができる有機エレクトロルミネッセンス素材材料及び化合物を提供することができる。また、当該有機エレクトロルミネッセンス素材材料を適用した有機エレクトロルミネッセンス素子並びに当0該有機エレクトロルミネッセンス素子が具備された表示装置及び照明装置を提供することができる。【００５３】
はじめに、本発明でいう分子間エキサイプレックス及び分子内エキサイプレックスについて説明する。【００５４】
なお、一般に、エキサイプレックス（励起錯体ともいう。）とは、励起電子状態にある化学種Ａ＊が、基底状態にあるｎ個の化学種Ｂと形成する励起錯体ＡＢｎ＊をエキサイプレックスという。特に、Ａ及びＢが同一種で１：１錯体である場合をエキシマーという。【００５５】
本発明では、エキシマーを含めて、上記のような励起錯体をエキサイプレックスという。また、分子内の部分構造同士で上記のような励起錯体を形成したものを分子内エキサイプレックスといい、同一種分子間で形成された励起錯体を分子間エキサイプレックスという。【００５６】
〈分子間エキサイプレックス〉
下記化合物は、分子間エキサイプレックスを発現する本発明に係る代表的な化合物（例示化合物Ｅ−２２）である。【００５７】
【化３】
2018168292.tif 000005
【００５８】
上記例示化合物Ｅ−２２において、Ｄで示す枠で囲まれた置換基が、一般式（１）におけるＤで表される置換基であり、Ａで示す枠で囲まれた置換基が、一般式（１）におけるＡで表される置換基にそれぞれ該当する。【００５９】
上記例示記化合物Ｅ−２２では、下記に示すように２分子間でエキサイプレックスを起こすことによって効果を発現するものであり、これを分子間エキサイプレックスという。【００６０】
【化４】
2018168292.tif 000006
【００６１】
〈分子内エキサイプレックス〉
下記化合物は、分子内エキサイプレックスを発現する本発明に係る代表的な化合物（例示化合物Ｅ−７７）である。【００６２】
【化５】
2018168292.tif 000007
【００６３】
上記例示化合物Ｅ−７７において、Ｄで示す枠で囲まれた置換基が、一般式（１）におけるＤで表される置換基であり、Ａで示す枠で囲まれた置換基が、一般式（１）におけるＡで表される置換基にそれぞれ該当し、一般式（１）におけるＸ及びＹが、シクロヘキサン環の構成原子（炭素原子）となっている。【００６４】
上記例示化合物Ｅ−７７では、１分子内でエキサイプレックスを形成することによって効果を発現するものであり、これを分子内エキサイプレックスという。【００６５】
本発明の効果の発現機構・作用機構については全てが明確にはなっていないが、以下のように推察している。【００６６】
従来の分子間エキサイプレックスを２種類の分子間で形成する化合物を含む有機ＥＬ素子に対し、本発明で規定する一般式（１）で表される骨格構造を有する化合物を含む有機ＥＬ素子は、発光層の材料点数を減少させることができることから、均一な膜形成による有機ＥＬ素子の高機能化（発光効率の上昇）、及び蒸着プロセスや塗布プロセスでのプロセスコストの低減が可能となる。薄膜中において、エキサイプレックスは、二つの部位の相互作用によって形成されることから、その混合比が１：１であるときに効果を極大化できるが、従来の２種類の分子の混合膜を形成する上で、精密に１：１の混合比での膜形成を行うことはプロセスの制約上、困難である。これに対し、本発明の一般式（１）で表される骨格構造を有する化合物を用いることにより、例えば、エキサイプレックスを形成するＤで表される置換基（以下、「置換基Ｄ」、又は「電子供与性基Ｄ」ともいう。）とＡで表される置換基（以下、「置換基Ａ」、又は「電子求引性基Ａ」ともいう。）の混合比を１対１に完全に制御することができることから、エキサイプレックスの効果を最大限に活かすことができ、有機ＥＬ素子の発光効率を高めることができる。【００６７】
更に、本発明に係る分子間又は分子内エキサイプレックスを形成する化合物を含む有機ＥＬ素子は、従来の分子間エキサイプレックスを形成する化合物を含む有機ＥＬ素子よりも発光波長の長波長化を効果的に抑制することができる。【００６８】
これは、本発明に係る分子内又は分子間エキサイプレックスは、前述のとおり、分子内の近い距離で容易に形成されるので、従来技術である２種類の分子から分子間エキサイプレックスを形成する化合物を含む有機ＥＬ素子とは異なり、強力な電子供与性基Ｄと電子求引性基Ａを必要としないことによる。その結果、本発明の分子内又は分子間エキサイプレックスを形成する化合物を含む有機ＥＬ素子は、従来の分子間エキサイプレックスを形成する化合物を含む有機ＥＬ素子と比べて、発光波長の長波長化を抑制することができる。【００６９】
また、本発明では、Ｄで表される置換基（電子供与性基Ｄ）、Ａで表される置換基（電子求引性基Ａ）を、−Ｘ−Ｙ−、例えば、リンカーとしてエチレン基やシクロヘキシル基で連結するという新たな方法を用いることにより、分子内又は分子間エキサイプレックスを形成し、ΔＥＳＴを極小化することができる。さらに、本発明に係る分子内又は分子間エキサイプレックスは、電子供与性基である置換基Ｄと電子求引性基である置換基Ａを分子内の近い距離に存在させることができるため、容易に形成されやすい。これらの結果、従来技術の分子間エキサイプレックスを形成する化合物よりも高発光で高い発光効率を達成することができたものと推察している。【００７０】
さらに、本発明では、電子供与性基である置換基Ｄや電子求引性基である置換基Ａの構造は、通常、それぞれの基が単独の分子であれば、液体、又は固体であっても分子量が小さすぎるため、蒸着法等を用いた薄膜形成が困難となり、有機エレクトロルミネッセンス素子の形成に蒸着法を適用することができないという問題点がある。本発明では、従来は有機ＥＬ素子の作製が不可能であった電子供与性基である置換基Ｄや電子求引性基である置換基Ａ同士を連結することにより高分子量化し、蒸着等の薄膜形成方法の適用を可能とし、新たな有機ＥＬ素子の作製を実現することができたものである。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１Ａ】ＨＯＭＯとＬＵＭＯを分離したＴＡＤＦ化合物の一例である２ＣｚＰＮの構造を示す図
【図１Ｂ】図１Ａに示すＴＡＤＦ化合物のエネルギーダイヤグラムの一例を示す模式図
【図２Ａ】ＨＯＭＯとＬＵＭＯが明確に分離されていない一般的な蛍光発光性化合物の一例である２ＣｚＸｙの構造を示す図
【図２Ｂ】図２Ａで示す一般的な蛍光発光性化合物のエネルギーダイヤグラムの一例を示す模式図
【図３】一般式（１）で表される骨格構造を有する化合物がアシストドーパントとして機能する場合のエネルギーダイヤグラムの一例を示した模式図
【図４】一般式（１）で表される骨格構造を有する化合物がホスト化合物として機能する場合のエネルギーダイヤグラムの一例を示した模式図
【図５】一般式（１）における置換基Ｄ及び置換基ＡのＨＯＭＯ及びＬＵＭＯを説明するための概念図
【図６】有機ＥＬ素子を具備した表示装置の一例を示す概略斜視図
【図７】アクティブマトリクス方式による表示装置の構成の一例を示す概略斜視図
【図８】発光画素の回路の一例を示した概略配線図
【図９】パッシブマトリクス方式による表示装置の構成一例を示す概略斜視図
【図１０】照明装置の構成の一例を示す概略斜視図
【図１１】照明装置の構成の一例を示す概略断面図
【発明を実施するための形態】
【００７２】
本発明の有機ＥＬ素子材料は、分子内又は分子間エキサイプレックスを１種類の分子で形成する化合物、すなわち、本発明に係る一般式（１）で表される骨格構造を有する化合物を含有する。これは、各請求項に係る発明に共通する技術的特徴である。
【００７３】
本発明の有機ＥＬ素子材料においては、本発明の目的とする効果をより発現できる観点から、前記一般式（１）におけるＤが有する前記環構造が、５員若しくは６員の芳香族炭化水素環又は複素芳香族環であり、前記環構造を三つ以上有すること、前記一般式（１）におけるＡで表される置換基が環構造を有し、前記環構造が５員若しくは６員の芳香族炭化水素環又は複素芳香族環であり、前記環構造を一つ以上有することが、より発光効率に優れた分子内又は分子間エキサイプレックスを得ることができる点で好ましい。
【００７４】
また、前記一般式（１）におけるＤで表される置換基（電子供与性基Ｄ）が、カルバゾール環、インドロカルバゾール環、ジインドロカルバゾール環、アクリダン環、又はインドロインドール環を有する構成であることが、より発光効率に優れた分子内又は分子間エキサイプレックスを得ることができる点で好ましい。
【００７５】
また、前記一般式（１）におけるＡで表される置換基（電子求引性基Ａ）が、ピリジン環、ピリミジン環、トリアジン環、ジベンゾフラン環、アザジベンゾフラン環、ジアザジベンゾフラン環、カルボリン環、ジアザカルバゾール環、又はシアノ基、トリフルオロメチル基及びハロゲン原子から選ばれる少なくとも一つを含むベンゼン環を有する構成であることが、より発光効率に優れた分子内又は分子間エキサイプレックスを得ることができる点で好ましい。
【００７６】
また、前記一般式（１）におけるＡで表される置換基（電子求引性基Ａ）が、二つ以上のヘテロ原子を有する構成であることが、より発光効率に優れた分子内又は分子間エキサイプレックスを得ることができる点で好ましい。
【００７７】
また、前記一般式（１）におけるＸ及びＹが、エチレンリンカーを構成していることが、より発光効率に優れた分子内又は分子間エキサイプレックスを得ることができる点で好ましい。
【００７８】
また、前記Ｘ及びＹ上の置換基が互いに結合して形成される環がシクロヘキシル環であり、前記Ｄで表される置換基及びＡで表される置換基が、それぞれ前記シクロヘキシル環に対してシン付加で結合している構成であることが、より発光効率に優れた分子内又は分子間エキサイプレックスを得ることができる点で好ましい。
【００７９】
また、前記有機エレクトロルミネッセンス素子材料が、発光材料又は電荷輸送材料であることが好ましい形態である。
【００８０】
また、有機エレクトロルミネッセンス素子材料が、分子内又は分子間エキサイプレックスを１種類の分子で形成する化合物であることが、本発明の目的効果をいかんなく発揮させることができる点で好ましい。
【００８１】
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、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。
【００８２】
《有機エレクトロルミネッセンス素子材料》
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子材料は、前記一般式（１）で表される構造を有する化合物である。
【００８３】
前記一般式（１）において、Ｄ及びＡは、それぞれ置換基を表す。Ｘ及びＹは、それぞれ、水素原子又は置換基を有してもよい、炭素原子、窒素原子、酸素原子又はケイ素原子を表し、Ｘ及びＹの少なくとも一つは炭素原子である。
【００８４】
（置換基Ｄ、置換基ＡのＨＯＭＯ、ＬＵＭＯ〕
本発明に係る一般式（１）で表される構造を有する化合物では、Ｘ−Ｙで表されるリンカーに結合しているＤで表される置換基（電子供与性基Ｄ）と、Ａで表される置換基（電子求引性基Ａ）が、下記の関係を満たすことを特徴とする。
【００８５】
本発明においては、Ｄで表される置換基におけるリンカー（Ｘ−Ｙ）との連結部を水素原子で置き換えた構成をＤ−Ｈとし、Ａで表される置換基におけるリンカー（Ｘ−Ｙ）との連結部を水素原子で置き換えた構成をＡ−Ｈとしたとき、図５で示すように、当該Ｄ−ＨはＡ−Ｈよりも最高被占分子軌道（ＨＯＭＯ）のエネルギー準位が高く、当該Ａ−ＨはＤ−Ｈよりも最低空分子軌道（ＬＵＭＯ）のエネルギー準位が低いことを特徴とする。
【００８６】
Ｄ−ＨとＡ−ＨのそれぞれのＬＵＭＯ及びＨＯＭＯのエネルギー準位が、図５で示すような関係を有している場合は、Ｄ−ＨのＨＯＭＯとＡ−ＨのＬＵＭＯのエネルギー準位がお互いに近いため、エキサイプレックスを形成しやすいと考えられる。
【００８７】
すなわち、一般式（１）で表される骨格構造を有する化合物における置換基であるＤとＡは、上記のＤ−ＨとＡ−Ｈと同様の関係になり得ることができることから、分子内又は分子間エキサイプレックスを形成しやすいと推測される。
【００８８】
（Ｄで表される置換基）
一般式（１）において、Ｄで表される置換基は、上記エネルギー準位の関係を満たせば特に制限はないが、Ｄで表される置換基は、３〜１５の範囲内の数の環構造を有し、前記環構造のそれぞれは、互いに結合又は縮合していてもよい。更には、Ｄが有する環構造は、５員若しくは６員の芳香族炭化水素環又は複素芳香族環であり、前記環構造を三つ以上有することが好ましい形態である。また、Ｄで表される置換基は、一つ又は二つの縮合環を有することが好ましい。また、電子供与性基であることが好ましい。
【００８９】
Ｄで表される置換基としては、例えば、ジフェニルアミノ基、メトキシ基で置換されたフェニル基、ピロール環、インドール環、カルバゾール環、アクリダン環、インドロインドール環、９，１０−ジヒドロアクリジン環、１０，１１−ジヒドロジベンゾアゼピン、５，１０−ジヒドロジベンゾアザシリン、フェノキサジン環、フェノチアジン環、ジベンゾフラン環、ジベンゾチオフェン環、ベンゾフリルインドール環、ベンゾチエノインドール環、インドロカルバゾール環、ジインドロカルバゾール環、ベンゾフリルカルバゾール環、ベンゾチエノカルバゾール環、ベンゾチエノベンゾチオフェン環、ベンゾカルバゾール環、又はジベンゾカルバゾール環等が挙げられる。なお、同一、又は異なる２以上の上記置換基が連結したものであってもよい。また、ジベンゾフラン環は、電子供与性の置換基（例えば、カルバゾール基）で置換された場合は、全体として電子供与性基Ｄとして機能するが、無置換又は電子求引性の置換基で置換された場合は、電子求引性基Ａ（置換基Ａ）として機能する。
【００９０】
更に、一般式（１）において、上記で記載した置換基Ｄの中でも、カルバゾール環、インドロカルバゾール環、ジインドロカルバゾール環、アクリダン環、又はインドロインドール環を有することが好ましい。
【００９１】
（Ａで表される置換基）
一般式（１）において、Ａで表される置換基は、上記エネルギー準位の関係を満たせば、特に制限はないが、Ａで表される置換基としては環構造を有し、前記環構造が５員若しくは６員の芳香族炭化水素環又は複素芳香族環であり、前記環構造を一つ以上有することが好ましく、また電子求引性基であることが好ましい形態である。
【００９２】
Ａで表される置換基としては、例えば、シアノ基、トリフルオロメチル基、ハロゲン原子、置換されていてもよいカルボニル基、置換されていてもよいスルホニル基、置換されていてもよいボリル基で置換されたベンゼン環、ジベンゾフラン環、アザジベンゾフラン環、ジベンゾチオフェンジオキシド環、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、キノリン環、イソキノリン環、キナゾリン環、シンノリン環、キノキサリン環、フタラジン環、プテリジン環、フェナントリジン環、フェナントロリン環、アザカルバゾール環、ジアザカルバゾール環、ジベンゾフラン環、ジベンゾシロール環、アザジベンゾフラン環、ジアザジベンゾフラン環、ジベンゾボロール環、ジベンゾホスホールオキシド環、カルボリン環などが挙げられる。なお、同一、又は異なる２以上の上記置換基を連結したものであってもよい。上記置換基の中でも、二つ以上のヘテロ原子を有する構成であることも好ましい。
【００９３】
更には、Ａで表される置換基が、ピリジン環、ピリミジン環、トリアジン環、ジベンゾフラン環、アザジベンゾフラン環、ジアザジベンゾフラン環、カルボリン環、ジアザカルバゾール環、又はシアノ基、トリフルオロメチル基及びハロゲン原子から選ばれる少なくとも一つを含むベンゼン環であることが好ましい。
【００９４】
（Ｘ−Ｙ構造：リンカー）
一般式（１）において、Ｘ及びＹは、それぞれ、水素原子又は置換基を有してもよい、炭素原子、窒素原子、酸素原子又はケイ素原子を表す。−Ｘ−Ｙ−で形成されるリンカーとしては、−Ｃ−Ｃ−、−Ｃ−Ｎ−、−Ｃ−Ｏ−、−Ｃ−Ｓｉ−等が挙げられる。更に好ましくは、エチレンリンカー（−ＣＨ２−ＣＨ２−）である。
【００９５】
また、Ｘ及びＹは、環構造原子として含む一つ又は二つの飽和環が形成されていてもよい。Ｘ及びＹを環構造原子として含む一つ又は二つの飽和環は、具体的には、シクロプロパン環、シクロブタン環、シクロペンタン環、シクロヘキサン環、シクロヘプタン環、シクロオクタン環、シクロノナン環、シクロデカン環などが挙げられる。
【００９６】
飽和環としては、特には、Ｘ及びＹ上の置換基が互いに結合して形成される環がシクロヘキシル環であり、前記Ｄで表される置換基及びＡで表される置換基は、それぞれ前記シクロヘキシル環に対してシン付加で結合している構成であることが好ましい。
【００９７】
以下に、本発明に係る一般式（１）で表される骨格構造を有する化合物の好ましい具体例を挙げるが、これらの化合物はさらに置換基を有していたり、構造異性体などが存在していたりする場合もあり、以下に例示する化合物にのみ限定されない。
【００９８】
【化６】
2018168292.tif 000008
【００９９】
【化７】
2018168292.tif 000009
【０１００】
【化８】
2018168292.tif 000010
【０１０１】
【化９】
2018168292.tif 000011
【０１０２】
【化１０】
2018168292.tif 000012
【０１０３】
【化１１】
2018168292.tif 000013
【０１０４】
【化１２】
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【０１０５】
【化１３】
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【０１０６】
【化１４】
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【０１０７】
【化１５】
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【０１０８】
【化１６】
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【０１０９】
【化１７】
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【０１１０】
【化１８】
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【０１１１】
【化１９】
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【０１１２】
【化２０】
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【０１１３】
【化２１】
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【０１１４】
【化２２】
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【０１１５】
【化２３】
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【０１１６】
【化２４】
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【０１１７】
本発明の有機ＥＬ素子材料の分子量は、薄膜形成を可能とする観点から、３００〜２０００の範囲内であることが好ましく、４００〜９００の範囲内であることがより好ましい。
【０１１８】
本発明の一般式（１）で表される骨格構造を有する化合物を含有する有機ＥＬ素子材料を用いることで、上述のとおり、発光波長の長波長化を抑制しながら、分子内又は分子間エキサイプレックスからなる励起子を形成することができる。それにより、これらの本発明の一般式（１）で表される骨格構造を有する化合物を含有する有機ＥＬ素子材料を含む有機ＥＬ素子は、発光波長が大きく長波長化することなく、高い発光効率を得ることができる。
【０１１９】
一般式（１）において、一方がＤで表される電子供与性基Ｄで、他方がＡで表される電子求引性基Ａである化合物は、分子内又は分子間エキサイプレックスを形成する。そのような分子内又は分子間エキサイプレックスを形成する化合物は、電子求引性基Ａと電子供与性基Ｄとが相互作用して励起子を生成する。
【０１２０】
本発明の一般式（１）で表される骨格構造を有する化合物が、分子内エキサイプレックスを形成するかどうかは、以下の方法で確認することができる。
【０１２１】
１）対象の化合物を、２−メチル−テトラヒドロフランに溶解し、１×１０−５Ｍの測定用溶液を調製する。電子求引性基Ａと電子供与性基Ｄの両方を有する一般式（１）で表される化合物では、当該電子求引性基Ａからなる化合物と、当該電子供与性基Ｄと残部を有する化合物とを、２−メチル−テトラヒドロフランに溶解し、１×１０−５Ｍの比較用溶液を調製する。
【０１２２】
２）測定用溶液と比較用溶液の発光スペクトルを、それぞれの極大吸収波長で励起して、測定する。
【０１２３】
３）測定用溶液の発光スペクトルと比較用溶液の発光スペクトルとを重ね合わせる。
【０１２４】
４）測定用溶液の発光スペクトルと比較用溶液の発光スペクトルが一致しない場合、具体的には、測定用溶液の発光スペクトルの最大発光波長が比較用溶液の発光スペクトルの最大発光波長よりも長波長側にシフトし、且つ測定用溶液の発光スペクトルが比較用溶液の発光スペクトルよりもブロードなスペクトルである場合、測定対象となる化合物が分子内エキサイプレックス又は分子内エキシマーを形成していると判断することができる。
【０１２５】
一方、本発明の一般式（１）で表される骨格構造を有する化合物が分子間エキサイプレックスを形成するかどうかは、以下の方法で確認することができる。
【０１２６】
１）上記化合物について、蒸着又は塗布プロセスで単層の膜（以下、単膜と略）を作製する。
【０１２７】
２）上述の対象の化合物を、２−メチル−テトラヒドロフランに溶解して調製した測定用溶液と単膜の発光スペクトルを、それぞれの極大吸収波長で励起して、測定する。
【０１２８】
３）測定用溶液の発光スペクトルと単膜の発光スペクトルとを重ね合わせる。
【０１２９】
４）測定用溶液の発光スペクトルと単膜の発光スペクトルが一致しない場合、具体的には、単膜の発光スペクトルの最大発光波長が測定用溶液の発光スペクトルの最大発光波長よりも長波長側にシフトし、且つ単膜の発光スペクトルが測定用溶液の発光スペクトルよりもブロードなスペクトルである場合、測定対象となる化合物が分子間エキサイプレックスを形成していると判断することができる。
【０１３０】
さらに、これらの化合物は、バイポーラー性を有し、様々なエネルギー準位に対応できることから、発光材料やホスト材料としても使用できるのみならず、正孔輸送材料、電子輸送材料にも適した化合物、即ち、電荷輸送材料として使用することができるため、発光層での使用に限定されず、上述の正孔注入層、正孔輸送層、電子阻止層、正孔阻止層、電子輸送層、電子注入層、中間層などに適用することもできる。
【０１３１】
〔一般式（１）で表される骨格構造を有する化合物の合成〕
一般式（１）で表される骨格構造を有する化合物は、例えば、国際公開第２０１４／０２２００８号に記載の方法、又は、同文献に記載の参照文献に記載されている方法を参照にして合成することができる。
【０１３２】
以下に、合成例の一例を示す。
【０１３３】
（例示化合物Ｅ−１の合成）
以下に、Ｘ−Ｙとしてエチレンリンカー（−ＣＨ２−ＣＨ２−）を有する例示化合物Ｅ−１の合成フローを以下に示す。
【０１３４】
【化２５】
2018168292.tif 000027
【０１３５】
（例示化合物Ｅ−７７の合成）
以下に、Ｘ−Ｙとしてシクロヘキシルリンカーを有する例示化合物Ｅ−７７の合成フローを以下に示す。
【０１３６】
【化２６】
2018168292.tif 000028
【０１３７】
《有機エレクトロルミネッセンス素子》
本発明の一般式（１）で表される骨格構造を有する化合物は、分子内又は分子間エキサイプレックスを１種類の分子で形成することを特徴とするものであり、有機エレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ素子）に適用することができる。具体的には、本発明に係る一般式（１）で表される骨格構造を有する化合物を、有機ＥＬ素子を構成する発光性材料、ホスト材料、アシストドーパント等の用途で使用することが、高発光性の有機ＥＬ素子を得ることができる観点から好ましい。
【０１３８】
〔発光材料〕
（リン光発光性化合物）
前述のとおり、リン光発光は、発光効率としては蛍光発光よりも理論的には３倍有利であるが、三重項励起状態から一重項基底状態へのエネルギー失活（＝リン光発光）は禁制遷移であり、また同様に一重項励起状態から三重項励起状態への項間交差も禁制遷移であるため、通常、その速度定数は小さい。すなわち、遷移が起こりにくいため、励起子寿命はミリ秒から秒オーダーと長くなり、所望の発光を得ることが困難である。
【０１３９】
ただし、イリジウムや白金などの重金属を用いた錯体が発光する場合には、中心金属の重原子効果によって、前記の禁制遷移の速度定数が３桁以上増大し、配位子の選択によっては、１００％のリン光量子収率を得ることも可能となる。
【０１４０】
しかしながら、このような理想的な発光を得るためには、希少金属であるイリジウムやパラジウム、白金などのいわゆる白金属と呼ばれる貴金属を用いる必要があり、大量に使用されることになるとその埋蔵量や金属自体の値段が産業上大きな問題となってくる。
【０１４１】
（蛍光発光性化合物）
一方、一般的な蛍光発光性化合物は、リン光発光性化合物のような重金属錯体である必要性は特になく、炭素、酸素、窒素及び水素などの一般的な元素の組み合わせから構成される、いわゆる有機化合物であり、さらに、リンや硫黄、ケイ素などその他の非金属元素を用いることも可能で、また、アルミニウムや亜鉛などの典型金属の錯体も活用することができるなど、その多様性はほぼ無限といえる。
【０１４２】
ただし、従来の蛍光化合物では前記のように励起子の２５％しか発光に適用できないために、リン光発光のような高効率発光は望めない。
【０１４３】
《有機ＥＬ素子》
本発明の有機ＥＬ素子は、陽極と陰極の間に少なくとも発光層を有する構成であって、当該発光層の少なくとも１層が、分子内又は分子間エキサイプレックスを１種類の分子で形成する、本発明の一般式（１）で表される骨格構造を有する化合物を含有する有機ＥＬ素子材料を含有することを特徴とする。
【０１４４】
本発明の有機ＥＬ素子における代表的な素子構成としては、以下の構成を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
【０１４５】
（１）陽極／発光層／陰極
（２）陽極／発光層／電子輸送層／陰極
（３）陽極／正孔輸送層／発光層／陰極
（４）陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
（５）陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極
（６）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
（７）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／（電子阻止層）／発光層／（正孔阻止層）／電子輸送層／電子注入層／陰極
上記の中では（７）で示す構成が好ましく用いられる。
【０１４６】
本発明の有機ＥＬ素子を構成する発光層は、単層又は複数層で構成されており、発光層が複数の場合は各発光層の間に非発光性の中間層を設けてもよい。
【０１４７】
必要に応じて、発光層と陰極との間に電子輸送層、正孔阻止層（正孔障壁層ともいう。）や電子注入層（陰極バッファー層ともいう。）を設けてもよく、また、発光層と陽極との間に正孔輸送層、電子阻止層（電子障壁層ともいう。）や正孔注入層（陽極バッファー層ともいう。）を設けてもよい。
【０１４８】
本発明に用いられる電子輸送層とは、電子を輸送する機能を有する層であり、広い意味では、電子注入層や正孔阻止層も電子輸送層に含まれる。また、電子輸送層は複数層で構成されていてもよい。
【０１４９】
本発明に用いられる正孔輸送層とは、正孔を輸送する機能を有する層であり、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。また、正孔輸送層は複数層で構成されていてもよい。
【０１５０】
上記の代表的な有機ＥＬ素子の構成において、陽極と陰極を除いた層を「有機層」、「有機機能層」、又は「有機機能層群」ともいう。
【０１５１】
〔タンデム構造〕
本発明の有機ＥＬ素子は、少なくとも１層の発光層を含む発光ユニットを複数ユニット積層した、いわゆるタンデム構造の素子であってもよい。
【０１５２】
タンデム構造の代表的な素子構成としては、例えば、以下の構成を挙げることができる。
【０１５３】
タンデム構成＝陽極／第１発光ユニット／中間層／第２発光ユニット／中間層／第３発光ユニット／陰極
ここで、第１発光ユニット、第２発光ユニット及び第３発光ユニットは全て同じ構成であっても、異なる構成であってもよい。また、二つの発光ユニットが同じ構成で、残る一つが異なる構成であってもよい。
【０１５４】
複数の発光ユニットは直接積層されていても、上記で例示したように、中間層を介して積層されていてもよく、当該中間層は、一般的に中間電極、中間導電層、電荷発生層、電子引抜層、接続層、中間絶縁層とも呼ばれ、陽極側の隣接層に電子を、陰極側の隣接層に正孔を供給する機能を持った層であれば、公知の材料構成を用いることができる。
【０１５５】
中間層の形成に用いられる構成材料としては、例えば、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、Ａｌ等の導電性無機化合物層や、Ａｕ／Ｂｉ２Ｏ３等の２層複合膜や、ＳｎＯ２／Ａｇ／ＳｎＯ２、ＺｎＯ／Ａｇ／ＺｎＯ、Ｂｉ２Ｏ３／Ａｕ／Ｂｉ２Ｏ３、ＴｉＯ２／ＴｉＮ／ＴｉＯ２、ＴｉＯ２／ＺｒＮ／ＴｉＯ２等の多層複合膜、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が、本発明はこれらに限定されない。
【０１５６】
発光ユニットの好ましい構成としては、例えば、上記の代表的な素子構成で挙げた（１）〜（７）の構成から、陽極と陰極を除いた構成が挙げられるが、本発明はこれらに限定されない。
【０１５７】
タンデム型の有機ＥＬ素子の構成の具体例としては、例えば、米国特許第６３３７４９２号明細書、米国特許第７４２０２０３号明細書、米国特許第７４７３９２３号明細書、米国特許第６８７２４７２号明細書、米国特許第６１０７７３４号明細書、米国特許第６３３７４９２号明細書、国際公開第２００５／００９０８７号、特開２００６−２２８７１２号公報、特開２００６−２４７９１号公報、特開２００６−４９３９３号公報、特開２００６−４９３９４号公報、特開２００６−４９３９６号公報、特開２０１１−９６６７９号公報、特開２００５−３４０１８７号公報、特許第４７１１４２４号公報、特許第３４９６６８１号公報、特許第３８８４５６４号公報、特許第４２１３１６９号公報、特開２０１０−１９２７１９号公報、特開２００９−０７６９２９号公報、特開２００８−０７８４１４号公報、特開２００７−０５９８４８号公報、特開２００３−２７２８６０号公報、特開２００３−０４５６７６号公報、国際公開第２００５／０９４１３０号等に記載の素子構成や構成材料等が挙げられるが、本発明はこれらに限定されない。
【０１５８】
〔有機ＥＬ素子の構成〕
以下、本発明の有機ＥＬ素子を構成する各層の詳細について説明する。
【０１５９】
（発光層）
本発明の有機ＥＬ素子を構成する発光層は、電極又は隣接層から注入される電子と正孔とが再結合し、励起子を経由して発光する場を提供する層であり、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。本発明に適用する発光層は、本発明で規定する要件を満たしていれば、その構成に特に制限はない。
【０１６０】
発光層の層厚の総和は、特に制限はないが、形成する層の均質性や、発光時に不必要な高電圧を印加するのを防止し、かつ、駆動電流に対する発光色の安定性を向上させる観点から、層厚の総和としては２ｎｍ〜５μｍの範囲内に調整することが好ましく、より好ましくは２〜５００ｎｍの範囲内に調整され、更に好ましくは５〜２００ｎｍの範囲内である。
【０１６１】
また、本発明の有機ＥＬ素子を形成する個々の発光層の層厚としては、２ｎｍ〜１μｍの範囲内に調整することが好ましく、より好ましくは２〜２００ｎｍの範囲内であり、更に好ましくは３〜１５０ｎｍの範囲内である。
【０１６２】
本発明の有機ＥＬ素子を形成する発光層は、１層で構成されてもよいし、複数の層から構成されてもよい。本発明の一般式（１）で表される骨格構造を有する化合物を発光層に適用する場合、単独で用いてもよいし、後述のホスト材料、蛍光発光材料、リン光発光材料などと混合して用いてもよい。発光層の少なくとも１層が、発光ドーパント（発光性化合物、発光性ドーパント、単にドーパントともいう。）を含有し、さらにホスト化合物（マトリックス材料、発光ホスト化合物、ホスト材料、単にホストともいう。）を含有することが好ましい。本発明においては、発光層の少なくとも１層が、本発明の一般式（１）で表される骨格構造を有する化合物と、ホスト化合物とを含有すると、発光効率が向上する点から好ましい。発光層の少なくとも１層が、本発明の一般式（１）で表される骨格構造を有する化合物と、蛍光発光性化合物及びリン光発光性化合物のうち少なくとも１種類とを含有すると、発光効率が向上する点で好ましい。発光層の少なくとも１層が、本発明の一般式（１）で表される骨格構造を有する化合物と、蛍光発光性化合物及びリン光発光性化合物のうち少なくとも１種類と、ホスト化合物とを含有することが、発光効率が向上する点で好ましい。
【０１６３】
（１：発光ドーパント）
発光ドーパント（以下、「発光性化合物」ともいう。）としては、蛍光発光性ドーパント（以下、「蛍光発光性化合物」又は「蛍光ドーパント」ともいう。）と、リン光発光性ドーパント（以下、「リン光発光性化合物」又は「リン光ドーパント」ともいう。）が好ましく用いられる。本発明においては、発光層が、本発明の一般式（１）で表される骨格構造を有する化合物を発光性化合物又はアシストドーパントとして、０．１〜５０質量％の範囲内、特には、１〜３０質量％の範囲内で含有することが好ましい。
【０１６４】
発光層中の発光性化合物の濃度については、使用される特定の発光性化合物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、発光層の層厚方向に対し、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。
【０１６５】
また、本発明で用いられる発光性化合物は、複数種を併用して用いてもよく、構造の異なるリン光発光性化合物同士の組み合わせ、構造の異なる蛍光発光性化合物同士の組み合わせや、蛍光発光性化合物とリン光発光性化合物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。
【０１６６】
本発明の一般式（１）で表される骨格構造を有する化合物とともに、発光性化合物と、ホスト化合物を発光層に含有する場合、当該一般式（１）で表される骨格構造を有する化合物はアシストドーパントとして作用する。一方、発光層が、本発明の一般式（１）で表される骨格構造を有する化合物と発光性化合物とを含有し、ホスト化合物を含有しない場合、当該一般式（１）で表される骨格構造を有する化合物はホスト化合物として作用する。発光層が、本発明の一般式（１）で表される骨格構造を有する化合物のみを含有する場合、当該一般式（１）で表される骨格構造を有する化合物はホスト化合物兼発光性化合物として作用する。
【０１６７】
効果が発現する機構としては、いずれの場合も同様であり、本発明の一般式（１）で表される骨格構造を有する化合物の最低励起一重項エネルギー準位と最低励起三重項エネルギー準位の差の絶対値（ΔＥＳＴ）が極小である点にある。
【０１６８】
これにより、本発明の一般式（１）で表される骨格構造を有する化合物上に生成した理論上全ての励起子エネルギーを発光性化合物に蛍光共鳴エネルギー移動（ＦＲＥＴ）することができ、高発光効率の発現を可能にする。
【０１６９】
したがって、発光層が、本発明の一般式（１）で表される骨格構造を有する化合物、発光性化合物及びホスト化合物の３成分を含有する場合は、当該有一般式（１）で表される骨格構造を有する化合物の最低励起一重項エネルギー準位（Ｓ１）と最低三重項励起エネルギー準位（Ｔ１）は、ホスト化合物のＳ１とＴ１のエネルギー準位よりも低く、発光性化合物のＳ１とＴ１のエネルギー準位よりも高い方が好ましい。
【０１７０】
同様に、発光層が、本発明の一般式（１）で表される骨格構造を有する化合物と発光性化合物の２成分を含有する場合は、当該一般式（１）で表される骨格構造を有する化合物のＳ１とＴ１のエネルギー準位は、発光性化合物のＳ１とＴ１のエネルギー準位よりも高い方が好ましい。
【０１７１】
図３及び図４に、本発明の一般式（１）で表される骨格構造を有する化合物がそれぞれアシストドーパント及びホスト化合物として作用する場合の模式図を示す。
【０１７２】
図３は、一般式（１）で表される骨格構造を有する化合物がアシストドーパントとして機能する場合のエネルギーダイヤグラムの一例を示した模式図であり、図４は、一般式（１）で表される骨格構造を有する化合物がホスト化合物として機能する場合のエネルギーダイヤグラムの一例を示した模式図である。
【０１７３】
図３及び図４に示す構成は一例であって、本発明の一般式（１）で表される骨格構造を有する化合物上に生成する三重項励起子の生成過程は電界励起のみに限定されず、発光層内又は周辺層界面からのエネルギー移動や電子移動等も含まれる。
【０１７４】
さらに、図３及び図４では、発光材料として蛍光発光性化合物を用いて示しているが、これに限定されず、リン光発光性化合物を用いてもよいし、蛍光発光性化合物とリン光発光性化合物の両者を用いてもよい。
【０１７５】
本発明の一般式（１）で表される骨格構造を有する化合物をアシストドーパントとして用いる場合、発光層は、当該一般式（１）で表される骨格構造を有する化合物の１００質量％に対し、１００質量％以上のホスト化合物を含有し、蛍光発光性化合物又はリン光発光性化合物を当該一般式（１）で表される骨格構造を有する化合物の１００質量％に対して、０．１〜５０質量％の範囲内で含有していることが好ましい。
【０１７６】
本発明の一般式（１）で表される骨格構造を有する化合物をホスト化合物として用いる場合、発光層は、蛍光発光性化合物又はリン光発光性化合物を当該一般式（１）で表される骨格構造を有する化合物の１００質量％に対して、０．１〜５０質量％の範囲内で含有することが好ましい。
【０１７７】
本発明の一般式（１）で表される骨格構造を有する化合物をアシストドーパント又はホスト化合物として用いる場合、当該一般式（１）で表される骨格構造を有する化合物の発光スペクトルと発光性化合物の吸収スペクトルとが重なる領域を有することが好ましい。
【０１７８】
本発明の有機ＥＬ素子や本発明に用いられ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頁に記載されている図３．１６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により決定される。
【０１７９】
本発明においては、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、白色発光を示す構成も好ましい態様である。
【０１８０】
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、青と緑と赤の組合わせ等が挙げられる。
【０１８１】
本発明の有機ＥＬ素子における白色とは、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。
【０１８２】
〈１．１：蛍光発光性ドーパント〉
蛍光発光性ドーパント（以下、「蛍光ドーパント」ともいう。）は、本発明の一般式（１）で表される骨格構造を有する化合物を用いてもよいし、有機ＥＬ素子の発光層の形成に使用される公知の蛍光ドーパントや遅延蛍光性ドーパントの中から適宜選択して用いてもよい。
【０１８３】
本発明に適用可能な公知の蛍光発光性ドーパントの具体例としては、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。また、近年では遅延蛍光を利用した蛍光発光性ドーパントも開発されており、これらを用いてもよい。遅延蛍光を利用した蛍光発光性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、特許５３６６１０６号公報等に記載の化合物が挙げられるが、本発明はこれらに限定されない。
【０１８４】
〈１．２：リン光発光性ドーパント〉
本発明に適用可能なリン光発光性ドーパント（以下、「リン光ドーパント」ともいう。）について説明する。
【０１８５】
本発明に用いられる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、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。
【０１８６】
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が、本発明に用いられ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。
【０１８７】
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ものの中から適宜選択して用いることができる。本発明に使用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。
【０１８８】
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２００６／８３５４６９号明細書、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、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号明細書、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号明細書、米国特許第６６８７２６６号明細書、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号明細書、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号明細書、米国特許第７５３４５０５号明細書、米国特許第７４４５８５５号明細書、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号明細書、米国特許出願公開第２００２／０��３４９８４号明細書、米国特許第７２７９７０４号明細書、米国特許出願公開第２００６／０９８１２０号明細書、米国特許出願公開第２００６／１０３８７４号明細書、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、米国特許出願公開第２０１２／２２８５８３号明細書、米国特許出願公開第２０１２／２１２１２６号明細書、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号公報等である。
【０１８９】
中でも、好ましいリン光ドーパントとしては、Ｉｒを中心金属として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である。
【０１９０】
（２：ホスト化合物）
本発明に用いることができるホスト化合物は、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素子においてはそれ自体の発光は実質的に観測されない。
【０１９１】
ホスト化合物は、発光層に含有される化合物のなかで、その層中での質量比が２０質量％以上であることが好ましい。
【０１９２】
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となり、有機ＥＬ素子を高効率化することができる点で好ましい。
【０１９３】
以下に、本発明において好ましく用いることができるホスト化合物について述べる。
【０１９４】
ホスト化合物としては、本発明の一般式（１）で表される骨格構造を有する化合物を用いてもよいが、その他に公知のホスト化合物を用いてもよく、特に制限はない。逆エネルギー移動の観点から、ドーパントの励起一重項エネルギーより大きな励起エネルギーをもつ化合物が好ましく、さらにドーパントの励起三重項エネルギーより大きな励起三重項エネルギーをもつ化合物がより好ましい。
【０１９５】
ホスト化合物は、発光層内においてキャリアの輸送及び励起子の生成を担う。そのため、カチオンラジカル状態、アニオンラジカル状態、及び励起状態の全ての活性種の状態において安定に存在でき、分解や付加反応などの化学変化を起こさないこと、さらに、層中において通電経時でホスト分子がオングストロームレベルで移動しないことが好ましい。
【０１９６】
また、特に併用する発光ドーパントが、エキサイプレックス発光を示す本発明の一般式（１）で表される骨格構造を有する化合物である場合には、発光ドーパントの三重項励起状態の存在時間が長いことから、ホスト化合物自体のＴ１エネルギー準位が高いこと、さらにホスト化合物同士が会合した状態で低Ｔ１状態を作らないこと、発光ドーパントとホスト化合物とがエキサイプレックスを形成しないこと、ホスト化合物が電界によりエレクトロマーを形成しないことなど、ホスト化合物が低Ｔ１化しないような分子構造の適切な設計が必要となる。
【０１９７】
このような要件を満たすためには、ホスト化合物自体が電子のホッピング移動性が高いこと、かつ、正孔のホッピング移動が高いこと、三重項励起状態となったときの構造変化が小さいことが必要である。このような要件を満たすホスト化合物の代表格としては、カルバゾール骨格、アザカルバゾール骨格、ジベンゾフラン骨格、ジベンゾチオフェン骨格又はアザジベンゾフラン骨格など、高Ｔ１エネルギー準位を有するものが好ましく挙げられる。
【０１９８】
また、ホスト化合物は、正孔輸送能又は電子輸送能を有しつつ、かつ、発光の長波長化を防ぎ、さらに、有機ＥＬ素子を高温駆動時や素子駆動中の発熱に対して安定して動作させる観点から、高いガラス転移温度（Ｔｇ）を有することが好ましい。好ましくはＴｇが９０℃以上であり、より好ましくは１２０℃以上である。
【０１９９】
ここでいうガラス転移温度（Ｔｇ）とは、ＤＳＣ（ＤｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌＳｃａｎｎｉｎｇ  Ｃｏｌｏｒｉｍｅｔｒｙ：示差走査熱量法）を用いて、ＪＩＳ  Ｋ  ７１２１−２０１２に準拠した方法により求められる値である。
【０２００】
また、本発明に用いられるホスト化合物としては、本発明の一般式（１）で表される骨格構造を有する化合物を用いることも好適である。本発明の一般式（１）で表される骨格構造を有する化合物は、高いＴ１を有しており、発光波長の短い（すなわちＴ１及びＳ１のエネルギー準位が高い）発光材料に対しても好適に用いることができるためである。
【０２０１】
本発明の有機ＥＬ素子に公知のホスト化合物を用いる場合、その具体例としては、以下の文献に記載の化合物等が挙げられるが、本発明はこれらに限定されない。
【０２０２】
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、米国特許公開第２００３／０１７５５５３号明細書、米国特許公開第２００６／０２８０９６５号明細書、米国特許公開第２００５／０１１２４０７号明細書、米国特許公開第２００９／００１７３３０号明細書、米国特許公開第２００９／００３０２０２号明細書、米国特許公開第２００５／０２３８９１９号明細書、国際公開第２００１／０３９２３４号、国際公開第２００９／０２１１２６号、国際公開第２００８／０５６７４６号、国際公開第２００４／０９３２０７号、国際公開第２００５／０８９０２５号、国際公開第２００７／０６３７９６号、国際公開第２００７／０６３７５４号、国際公開第２００４／１０７８２２号、国際公開第２００５／０３０９００号、国際公開第２００６／１１４９６６号、国際公開第２００９／０８６０２８号、国際公開第２００９／００３８９８号、国際公開第２０１２／０２３９４７号、特開２００８−０７４９３９号公報、特開２００７−２５４２９７号公報、欧州特許第２０３４５３８号明細書、国際公開第２０１１／０５５９３３号、国際公開第２０１２／０３５８５３号、特開２０１５−３８９４１号公報等である。例えば、特開２０１５−３８９４１号公報の段落（０２５５）〜（０２９３）に記載されている化合物Ｈ−１〜Ｈ−２３０や、以下に示す化合物Ｈ−２３１〜Ｈ−２３４が挙げられる。
【０２０３】
【化２７】
2018168292.tif 000029
【０２０４】
（電子輸送層）
本発明でいう電子輸送層とは、電子を輸送する機能を有する材料から構成され、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い。
【０２０５】
本発明に係る電子輸送層の総層厚については、特に制限はないが、通常は２ｎｍ〜５μｍの範囲内であり、より好ましくは２〜５００ｎｍの範囲内であり、さらに好ましくは５〜２００ｎｍの範囲内である。
【０２０６】
また、有機ＥＬ素子においては、発光層で生じた光を電極から取り出す際、発光層から直接取り出される光と、光を取り出す電極とは対極に位置する電極によって反射されてから取り出される光が干渉を起こすことが知られている。光が陰極で反射される場合は、電子輸送層の総層厚を数ｎｍ〜数μｍの範囲内に適宜調整することにより、この干渉効果を効率的に利用することが可能となる。
【０２０７】
一方で、電子輸送層の層厚を厚くすると電圧が上昇しやすくなるため、特に層厚が厚い場合においては、電子輸送層の電子移動度は１×１０−５ｃｍ２／Ｖｓ以上であることが好ましい。
【０２０８】
電子輸送層に用いられる材料（以下、「電子輸送材料」という。）としては、電子の注入性又は輸送性、正孔の障壁性のいずれかを有していればよく、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。
【０２０９】
代表的な電子輸送材料としては、例えば、含窒素芳香族複素環誘導体（例えば、カルバゾール誘導体、アザカルバゾール誘導体（カルバゾール環を構成する炭素原子の一つ以上が窒素原子に置換されたもの）、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、ピラジン誘導体、ピリダジン誘導体、トリアジン誘導体、キノリン誘導体、キノキサリン誘導体、フェナントロリン誘導体、アザトリフェニレン誘導体、オキサゾール誘導体、チアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、チアジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、ベンズイミダゾール誘導体、ベンズオキサゾール誘導体、ベンズチアゾール誘導体等。）、ジベンゾフラン誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、シロール誘導体、芳香族炭化水素環誘導体（例えば、ナフタレン誘導体、アントラセン誘導体、トリフェニレン誘導体等。）等が挙げられる。
【０２１０】
また、配位子にキノリノール骨格やジベンゾキノリノール骨格を有する金属錯体、例えば、トリス（８−キノリノール）アルミニウム（略称：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（略称：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。
【０２１１】
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化合物も、電子輸送材料として好ましく用いることができる。また、発光層の材料として例示したジスチリルピラジン誘導体も、電子輸送材料として用いることができ、正孔注入層、正孔輸送層と同様にｎ型−Ｓｉ、ｎ型−ＳｉＣ等の無機半導体も電子輸送材料として用いることができる。
【０２１２】
また、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。
【０２１３】
本発明に係る電子輸送層においては、電子輸送層にドープ材をゲスト材料としてドープして、ｎ性の高い（電子リッチ）電子輸送層を形成してもよい。ドープ材としては、金属錯体やハロゲン化金属など金属化合物等のｎ型ドーパントが挙げられる。このような構成の電子輸送層の具体例としては、例えば、特開平４−２９７０７６号公報、同１０−２７０１７２号公報、特開２０００−１９６１４０号公報、同２００１−１０２１７５号公報、Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，９５，５７７３（２００４）等の文献に記載された構成が挙げられる。
【０２１４】
本発明の有機ＥＬ素子に用いられる、公知の好ましい電子輸送材料の具体例としては、以下の文献に記載の化合物等が挙げられるが、本発明はこれらに限定されない。
【０２１５】
米国特許第６５２８１８７号明細書、米国特許第７２３０１０７号明細書、米国特許出願公開第２００５／００２５９９３号明細書、米国特許出願公開第２００４／００３６０７７号明細書、米国特許出願公開第２００９／０１１５３１６号明細書、米国特許出願公開第２００９／０１０１８７０号明細書、米国特許出願公開第２００９／０１７９５５４号明細書、国際公開第２００３／０６０９５６号、国際公開第２００８／１３２０８５号、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．７５，４（１９９９）、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．７９，４４９（２００１）、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．８１，１６２（２００２）、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．８１，１６２（２００２）、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．７９，１５６（２００１）、米国特許第７９６４２９３号明細書、米国特許出願公開第２００９／０３０２０２号明細書、国際公開第２００４／０８０９７５号、国際公開第２００４／０６３１５９号、国際公開第２００５／０８５３８７号、国際公開第２００６／０６７９３１号、国際公開第２００７／０８６５５２号、国際公開第２００８／１１４６９０号、国際公開第２００９／０６９４４２号、国際公開第２００９／０６６７７９号、国際公開第２００９／０５４２５３号、国際公開第２０１１／０８６９３５号、国際公開第２０１０／１５０５９３号、国際公開第２０１０／０４７７０７号、欧州特許第２３１１８２６号明細書、特開２０１０−２５１６７５号公報、特開２００９−２０９１３３号公報、特開２００９−１２４１１４号公報、特開２００８−２７７８１０号公報、特開２００６−１５６４４５号公報、特開２００５−３４０１２２号公報、特開２００３−４５６６２号公報、特開２００３−３１３６７号公報、特開２００３−２８２２７０号公報、国際公開第２０１２／１１５０３４号等である。
【０２１６】
本発明において、より好ましい公知の電子輸送材料としては、少なくとも一つの窒素原子を含む芳香族複素環化合物や、リン原子を含む化合物が挙げられ、例えば、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、ピラジン誘導体、トリアジン誘導体、ジベンゾフラン誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、アザジベンゾフラン誘導体、アザジベンゾチオフェン誘導体、カルバゾール誘導体、アザカルバゾール誘導体、ベンズイミダゾール誘導体、アリールホスフィンオキサイド誘導体等が挙げられる。
【０２１７】
電子輸送材料は単独で用いてもよく、また複数種を併用してもよい。
【０２１８】
（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する層であり、好ましくは電子を輸送する機能を有しつつ、正孔を輸送する能力が小さい材料から構成され、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。
【０２１９】
また、前述の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。
【０２２０】
本発明の有機ＥＬ素子において、正孔阻止層は発光層の陰極側に隣接して設けられる構成であることが好ましい。
【０２２１】
本発明に係る正孔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。
【０２２２】
正孔阻止層に用いられる材料としては、前述の電子輸送層に適用可能な材料として記載したのと同様の材料が好ましく用いられ、また、前述のホスト化合物として用いられる材料も正孔阻止層に好ましく用いられる。
【０２２３】
（電子注入層）
本発明に係る電子注入層（以下、「陰極バッファー層」ともいう。）とは、駆動電圧低下や発光輝度向上のため、陰極と発光層との間に設けられる層であり、「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）にその詳細が記載されている。
【０２２４】
本発明の有機ＥＬ素子において、電子注入層は必要に応じて設け、上記のごとく陰極と発光層との間、又は陰極と電子輸送層との間に存在させてもよい。
【０２２５】
電子注入層はごく薄い膜であることが好ましく、形成に用いる素材にもよるが、その層厚は０．１〜５ｎｍの範囲内が好ましい。また、構成材料が不連続に存在する不均一な島状の層（膜）であってもよい。
【０２２６】
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、電子注入層に好ましく用いられる材料の具体例としては、ストロンチウムやアルミニウム等に代表される金属、フッ化リチウム、フッ化ナトリウム、フッ化カリウム等に代表されるアルカリ金属化合物、フッ化マグネシウム、フッ化カルシウム等に代表されるアルカリ土類金属化合物、酸化アルミニウムに代表される金属酸化物、８−ヒドロキシキノリネートリチウム（略称：Ｌｉｑ）等に代表される金属錯体等が挙げられる。また、前述の電子輸送材料を用いることも可能である。
【０２２７】
また、上記の電子注入層に用いられる材料は単独で用いてもよく、複数種を併用してもよい。
【０２２８】
（正孔輸送層）
本発明の有機ＥＬ素子における正孔輸送層は、正孔を輸送する機能を有する材料から構成され、陽極より注入された正孔を発光層に伝達する機能を有していればよい。
【０２２９】
本発明において、正孔輸送層の総層厚については特に制限はないが、通常は５ｎｍ〜５μｍの範囲内であり、より好ましくは５〜５００ｎｍの範囲内であり、さらに好ましくは５〜２００ｎｍの範囲内である。
【０２３０】
正孔輸送層に用いられる材料（以下、「正孔輸送材料」という。）は、正孔の注入性若しくは輸送性、又は電子の障壁性のいずれかの機能を有していればよく、従来公知の正孔輸送材料の中から任意のものを選択して用いることができる。
【０２３１】
例えば、ポルフィリン誘導体、フタロシアニン誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、トリアリールアミン誘導体、カルバゾール誘導体、インドロカルバゾール誘導体、イソインドール誘導体、アントラセンやナフタレン等のアセン系誘導体、フルオレン誘導体、フルオレノン誘導体、及びポリビニルカルバゾール、芳香族アミンを主鎖又は側鎖に導入した高分子材料又はオリゴマー、ポリシラン、導電性ポリマー又はオリゴマー（例えば、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ（ポリ３，４−エチレンジオキチオフェン／ポリスチレンスルホン酸）、アニリン系共重合体、ポリアニリン、ポリチオフェン等）等が挙げられる。
【０２３２】
トリアリールアミン誘導体としては、４，４′−ビス〔Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ〕ビフェニル（略称：α−ＮＰＤ）に代表されるベンジジン型や、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（略称：ＭＴＤＡＴＡ）に代表されるスターバースト型、トリアリールアミン連結コア部にフルオレンやアントラセンを有する化合物等が挙げられる。
【０２３３】
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ヘキサ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。
【０２３４】
さらに、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）等に記載された化合物が挙げられる。
【０２３５】
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型正孔輸送材料やｐ型−Ｓｉ、ｐ型−ＳｉＣ等の無機化合物を用いることもできる。さらにＩｒ（ｐｐｙ）３に代表されるような中心金属にＩｒやＰｔを有するオルトメタル化有機金属錯体も好ましく用いられる。
【０２３６】
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、そのほかには、トリアリールアミン誘導体、カルバゾール誘導体、インドロカルバゾール誘導体、アザトリフェニレン誘導体、有機金属錯体、芳香族アミンを主鎖又は側鎖に導入した高分子材料又はオリゴマー等が好ましく用いられる。
【０２３７】
本発明の有機ＥＬ素子に用いられる、公知の好ましい正孔輸送材料の具体例としては、上記で挙げた文献の他、以下の文献に記載の化合物等が挙げられるが、本発明はこれらに限定されない。
【０２３８】
例えば、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．６９，２１６０（１９９６）、Ｊ．Ｌｕｍｉｎ．７２−７４，９８５（１９９７）、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．７８，６７３（２００１）、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．９０，１８３５０３（２００７）、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．９０，１８３５０３（２００７）、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．５１，９１３（１９８７）、Ｓｙｎｔｈ．Ｍｅｔ．８７，１７１（１９９７）、Ｓｙｎｔｈ．Ｍｅｔ．９１，２０９（１９９７）、Ｓｙｎｔｈ．Ｍｅｔ．１１１，４２１（２０００）、ＳＩＤ  Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ  Ｄｉｇｅｓｔ，３７，９２３（２００６）、Ｊ．Ｍａｔｅｒ．Ｃｈｅｍ．３，３１９（１９９３）、Ａｄｖ．Ｍａｔｅｒ．６，６７７（１９９４）、Ｃｈｅｍ．Ｍａｔｅｒ．１５，３１４８（２００３）、米国特許出願公開第２００３／０１６２０５３号明細書、米国特許出願公開第２００２／０１５８２４２号明細書、米国特許出願公開第２００６／０２４０２７９号明細書、米国特許出願公開第２００８／０２２０２６５号明細書、米国特許第５０６１５６９号明細書、国際公開第２００７／００２６８３号、国際公開第２００９／０１８００９号、欧州特許第６５０９５５号明細書、米国特許出願公開第２００８／０１２４５７２号明細書、米国特許出願公開第２００７／０２７８９３８号明細書、米国特許出願公開第２００８／０１０６１９０号明細書、米国特許出願公開第２００８／００１８２２１号明細書、国際公開第２０１２／１１５０３４号、特表２００３−５１９４３２号公報、特開２００６−１３５１４５号公報、米国特許出願番号第２０１３／５８５９８１号明細書等を挙げることができる。
【０２３９】
正孔輸送材料は単独で用いてもよく、また複数種を併用してもよい。
【０２４０】
（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する層であり、好ましくは正孔を輸送する機能を有しつつ、電子を輸送する能力が小さい材料から構成され、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。
【０２４１】
また、前述した正孔輸送層の構成を必要に応じて、本発明に係る電子阻止層として適用することもできる。
【０２４２】
本発明の有機ＥＬ素子において、電子阻止層は、発光層の陽極面側に隣接して設けられることが好ましい。
【０２４３】
本発明において、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。
【０２４４】
電子阻止層に用いられる材料としては、前述の正孔輸送層に用いられる材料と同様のものが好ましく、また、前述のホスト化合物も電子阻止層に好ましく用いられる。
【０２４５】
（正孔注入層）
本発明に係る正孔注入層（以下、「陽極バッファー層」ともいう。）とは、駆動電圧低下や発光輝度向上のために陽極と発光層との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いる。
【０２４６】
本発明の有機ＥＬ素子において、正孔注入層は必要に応じて設け、上記のごとく陽極と発光層又は陽極と正孔輸送層との間に存在させてもよい。
【０２４７】
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、正孔注入層に用いられる材料としては、例えば、前述の正孔輸送層に用いられる材料と同様のものが挙げられる。
【０２４８】
中でも、銅フタロシアニンに代表されるフタロシアニン誘導体、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、酸化バナジウムに代表される金属酸化物、アモルファスカーボン、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、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、トリアリールアミン誘導体等が好ましい。
【０２４９】
前述の正孔注入層に用いられる材料は単独で用いてもよく、また複数種を併用して用いてもよい。
【０２５０】
（有機ＥＬ素子の添加剤）
本発明の有機ＥＬ素子を構成する各有機機能層群には、必要に応じて各種添加剤が含まれていてもよい。
【０２５１】
添加剤としては、例えば、臭素、ヨウ素及び塩素等のハロゲン元素やハロゲン化化合物、Ｐｄ、Ｃａ、Ｎａ等のアルカリ金属やアルカリ土類金属、遷移金属の化合物や錯体、塩等が挙げられる。
【０２５２】
添加剤の添加量は、その目的とする機能により任意に決定することができるが、おおむね、含有される層の全質量％に対して１０００ｐｐｍ以下であることが好ましく、より好ましくは５００ｐｐｍ以下であり、さらに好ましくは５０ｐｐｍ以下である。
【０２５３】
ただし、電子や正孔の輸送性を向上させる目的や、励起子のエネルギー移動を有利にするための目的などに使用される添加剤に関しては、この限りではない。
【０２５４】
（各有機機能層の形成方法）
本発明の有機ＥＬ素子を構成する各有機機能層（例えば、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、正孔阻止層、電子輸送層、電子注入層、中間層等）の形成方法について説明する。
【０２５５】
本発明に係る有機機能層の形成方法は、特に制限はなく、従来公知の薄膜形成方法、例えば、真空蒸着法、湿式法（ウェットプロセスともいう）等による形成方法を用いることができる。
【０２５６】
湿式法としては、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法、印刷法、ダイコート法、ブレードコート法、ローラーコート法、スプレーコート法、カーテンコート法、ＬＢ法（ラングミュア−ブロジェット法）等があるが、均質な薄膜が得られやすく、かつ高生産性の点から、ダイコート法、ローラーコート法、インクジェット法、スプレーコート法などのロール・ツー・ロール製造適性の高い方法が好ましい。
【０２５７】
湿式法において、有機機能層形成用の塗布液を調製する際、有機ＥＬ材料を溶解又は分散する媒体としては、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、ＤＭＦ（Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド）、ＤＭＳＯ（ジメチルスルホキシド）等の有機溶媒を用いることができる。
【０２５８】
また、分散方法としては、超音波分散、高剪断力分散やメディア分散等の機械的分散方法により分散することができる。
【０２５９】
一方、成膜に真空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℃の範囲内、真空度１×１０−６〜１×１０−２Ｐａの範囲内、蒸着速度０．０１〜５０ｎｍ／秒の範囲内、基板温度−５０〜３００℃の範囲内、層（膜）厚０．１ｎｍ〜５μｍ、好ましくは５〜２００ｎｍの範囲内で適宜選ぶことが好ましい。
【０２６０】
本発明に係る有機機能層の形成方法としては、一回の真空引きで一貫して正孔注入層から陰極まで真空蒸着法で作製する方法が好ましいが、途中で取り出して異なる成膜法、例えば、湿式法による形成を行っても構わない。その際の作業環境としては、乾燥不活性ガス雰囲気下で行うことが好ましい。
【０２６１】
（陽極）
本発明の有機ＥＬ素子を構成する陽極としては、仕事関数の大きい（例えば、４ｅＶ以上、好ましくは４．５ｅＶ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、インジウムスズ酸化物（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。
【０２６２】
陽極は、これらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の薄膜形成方法により形成させ、フォトリソグラフィー法で所望の形状の電極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電極パターンを形成してもよい。
【０２６３】
また、有機導電性化合物のように塗布可能な物質を用いる方法には、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。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／ｓｑ．以下が好ましい。
【０２６４】
陽極の膜厚は材料にもよるが、通常１０ｎｍ〜１μｍの範囲内であり、好ましくは１０〜２００ｎｍの範囲内で選ばれる。
【０２６５】
（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、アルミニウム、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。
【０２６６】
陰極はこれらの電極物質を真空蒸着やスパッタリング等の方法により、薄膜形成して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／ｓｑ．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。
【０２６７】
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、発光輝度が向上する観点から好ましい。
【０２６８】
また、陰極に上記金属を１〜２０ｎｍの範囲内の膜厚で作製した後、陽極の説明で挙げる導電性透明材料をその上に形成することで、透明又は半透明の陰極を作製することができる。このような方法を適用することで陽極と陰極に透過性を有する両面発光型の有機ＥＬ素子を作製することができる。
【０２６９】
〔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、「基板」、「基材」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、透明樹脂フィルム等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。
【０２７０】
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（略称：ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（略称：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（略称：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（略称：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（略称：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により形成されているフィルムが挙げられる。
【０２７１】
樹脂フィルムの表面には、バリアー膜として無機物、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）％ＲＨ）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、更には、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。
【０２７２】
バリアー膜を形成する材料としては、水分や酸素等、有機ＥＬ素子の劣化をもたらす成分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。更に、バリアー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有機層により積層構造を形成す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構成が好ましい。
【０２７３】
バリアー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好ましい。ここでいう「ＣＶＤ法」とは、化学気相蒸着法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）をいう。
【０２７４】
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。
【０２７５】
本発明の有機ＥＬ素子の発光の室温（２５℃）における外部取り出し量子効率は、１．０％以上であることが好ましく、５．０％以上であることがより好ましい。
【０２７６】
ここでいう外部取り出し量子効率とは、下式で示すとおりである。
【０２７７】
外部取り出し量子効率（％）＝有機ＥＬ素子外部に発光した光子数／有機ＥＬ素子に流した電子数×１００
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。
【０２７８】
〔封止〕
本発明の有機ＥＬ素子の封止構造の形成に用いられる封止手段としては、例えば、封止部材と、電極、支持基板とを封止用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、電気絶縁性は特に限定されない。
【０２７９】
封止部材としては、例えば、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。
【０２８０】
本発明においては、有機ＥＬ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。
【０２８１】
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。
【０２８２】
封止用接着剤としては、例えば、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接着剤を挙げることができる。また、エポキシ系等の熱硬化及び化学硬化型（二液混合）を挙げることもできる。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もできる。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もできる。
【０２８３】
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℃までの温度範囲内で接着硬化できるものが好ましい。また、前記封止用接着剤中に乾燥剤を分散させておいてもよい。封止部分への封止用接着剤の塗設は、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。
【０２８４】
また、有機機能層群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群を被覆し、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方法も好ましく適用することができる。この場合、当該封止膜を形成する材料としては、有機ＥＬ素子の劣化をもたらす水分や酸素等素子等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。
【０２８５】
さらに、当該封止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有機層との積層構造を持たせることが好ましい。これらの積層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、湿式コーティング法等を用いることができる。
【０２８６】
また、封止部材と有機ＥＬ素子の表示領域との間隙に気相及び液相構造を設けることもでき、例えば、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できる。また、真空とすることも可能である。
【０２８７】
また、気相あるいは液相内部に吸湿性化合物を封入することもできる。
【０２８８】
吸湿性化合物としては、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。
【０２８９】
〔保護膜、保護板〕
有機機能層群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、有機ＥＬ素子の機械的強度を高める目的で、保護膜又は保護板を設けてもよい。特に、封止方式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十分であるとはいえないため、このような保護膜や保護板を設ける方法が好ましい。
【０２９０】
保護膜や保護板に使用することができる材料としては、前記封止部材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。
【０２９１】
〔光取り出し向上技術〕
有機ＥＬ素子は、空気よりも屈折率の高い発光層（屈折率：１．６〜２．１の範囲内）の内部で発光し、当該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であるといわれている。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、全反射を生じ、有機ＥＬ素子外部に取り出すことができないことや、透明電極や、発光層と透明基板との間で光が全反射を起こし、光が透明電極や発光層を導波し、結果として、光が有機ＥＬ素子の側面方向に逃げるためである。
【０２９２】
この光の取り出し効率を向上させる方法としては、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（例えば、米国特許第４７７４４３５号明細書参照。）、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（例えば、特開昭６３−３１４７９５号公報参照。）、有機ＥＬ素子の側面等に反射面を形成する方法（例えば、特開平１−２２０３９４号公報参照。）、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（例えば、特開昭６２−１７２６９１号公報参照。）、基板と発光体の間に、基板よりも低い屈折率を有する平坦層を導入する方法（例えば、特開２００１−２０２８２７号公報参照。）、基板、透明電極層や発光層のいずれかの層間（含む、基板と外界間）に回折格子を形成する方法（特開平１１−２８３７５１号公報参照。）などが挙げられる。
【０２９３】
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い屈折率を有する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（含む、基板と外界間）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。
【０２９４】
本発明は、これらの手段を組み合わせることにより、更に高輝度で、耐久性に優れた有機ＥＬ素子を得ることができる。
【０２９５】
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。
【０２９６】
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、フッ素系ポリマーなどが挙げられる。透明基板の屈折率は、一般には１．５〜１．７の範囲内であるので、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く、さらには１．３５以下であることが好ましい。
【０２９７】
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。
【０２９８】
全反射を起こす界面、又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。
【０２９９】
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。
【０３００】
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。
【０３０１】
回折格子を導入する位置としては、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倍程度の範囲内が好ましい。回折格子の配列は、正方形のラチス状、三角形のラチス状、ハニカムラチス状など、二次元的に配列が繰り返されることが好ましい。
【０３０２】
〔集光シート〕
本発明の有機ＥＬ素子には、支持基板（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加工や、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、有機ＥＬ素子の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。
【０３０３】
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。
【０３０４】
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ば、例えば、住友スリーエム社製輝度上昇フィルム（ＢＥＦ）など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。
【０３０５】
また、有機ＥＬ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）などを用いることができる。
【０３０６】
〔用途〕
本発明の有機ＥＬ素子は、電子機器、例えば、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。
【０３０７】
発光装置として、例えば、照明装置（例えば、家庭用照明、車内照明等。）、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。
【０３０８】
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、有機ＥＬ素子全層をパターニングしてもよく、有機ＥＬ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。
【０３０９】
《表示装置》
本発明の有機ＥＬ素子を具備する表示装置は、単色発光でも多色発光でもよいが、ここでは多色発光する多色表示装置について説明する。
【０３１０】
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、一面に真空蒸着法、キャスト法、スピンコート法、インクジェット法又は印刷法等を用いてパターン形成を行って各色の発光領域を形成する。
【０３１１】
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、好ましくは真空蒸着法、インクジェット法、スピンコート法及び印刷法が挙げられる。
【０３１２】
表示装置に具備される有機ＥＬ素子の構成は、上記説明した有機ＥＬ素子の構成例の中から適宜選択される。
【０３１３】
また、有機ＥＬ素子の製造方法は、上述の本発明の有機ＥＬ素子の製造の一態様に示したとおりである。
【０３１４】
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の範囲内で印加することにより発光を観測することできる。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。更に、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。
【０３１５】
多色表示装置は、表示デバイス、ディスプレイ又は各種発光光源として用いることができる。表示デバイス又はディスプレイにおいて、青発光、赤発光及び緑発光の３種の発光色の有機ＥＬ素子を用いることによりフルカラー表示が可能となる。
【０３１６】
表示デバイス又は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、文字放送表示及び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。
【０３１７】
発光装置としては、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。
【０３１８】
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。
【０３１９】
図６は、有機ＥＬ素子を具備した表示装置の一例を示す概略斜視図であり、有機ＥＬ素子の発光により画像情報の表示を行う部材、例えば、携帯電話等のディスプレイ等に代表される表示装置の一例を示してある。
【０３２０】
図６に記載の表示装置（２００）において、ディスプレイ（１）は、主には、複数の画素を有する表示部（Ａ）と、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）と、表示部（Ａ）と制御部（Ｂ）とを電気的に接続する配線部（Ｃ）とを有する。
【０３２１】
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。
【０３２２】
図７は、アクティブマトリクス方式による表示装置の構成の一例を示す模式図である。
【０３２３】
図７において、表示部（Ａ）は、基板（Ｆ）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）等を有する。
【０３２４】
図７には、画素（３）で発光した発光光（Ｌ）が基板（Ｆ）側である白矢印方向（下方向）へ取り出されるケースを示している。
【０３２５】
配線部（Ｃ）の複数の走査線（５）及び複数のデータ線（６）はそれぞれ導電性材料から構成され、走査線（５）とデータ線（６）は格子状に直交して配線部（Ｃ）を形成し、直交する位置で複数の画素（３）に接続している（ただし、図７においては、接続方法等のより詳細な構成は図示していない）。
【０３２６】
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。
【０３２７】
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、フルカラー画像表示が可能となる。
【０３２８】
次に、画素の発光プロセスを説明する。
【０３２９】
図８は、発光画素の回路の一例を示した概略配線図である。
【０３３０】
それぞれの画素（３）は、有機ＥＬ素子（１０）、スイッチングトランジスター（１１）、駆動トランジスター（１２）、コンデンサー（１３）等を備えている。複数の画素（３）に有機ＥＬ素子（１０）として、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）発光の有機ＥＬ素子（１０）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の画像表示を行うことができる。
【０３３１】
図８において、制御部（不図示）からデータ線（６）を介して、スイッチングトランジスター（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（不図示）から走査線（５）を介してスイッチングトランジスター（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ー（１１）の駆動がオンとなり、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ー（１２）のゲートに伝達される。
【０３３２】
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、駆動トランジスター（１２）の駆動がオンとなる。駆動トランジスター（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。
【０３３３】
制御部（不図示）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ー（１１）の駆動がオフとなる。しかし、スイッチングトランジスター（１１）の駆動がオフとなっても、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、駆動トランジスター（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の間、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ー（１２）が駆動して有機ＥＬ素子（１０）が発光する。
【０３３４】
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ー（１１）と駆動トランジスター（１２）を設けて、複数の画素（３）のそれぞれの有機ＥＬ素子（１０）の発光の制御を行っている。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。
【０３３５】
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。
【０３３６】
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（１０）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。
【０３３７】
図９は、パッシブマトリクス方式による表示装置の構成一例を示す概略斜視図である。
【０３３８】
図９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。
【０３３９】
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。
【０３４０】
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。
【０３４１】
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を得ることができる。
【０３４２】
《照明装置》
本発明の有機ＥＬ素子は、照明装置に適用することができる。
【０３４３】
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。
【０３４４】
また、本発明の有機ＥＬ素子は、照明用や露光光源のような一種のランプとして使用してもよいし、画像を投影するタイプのプロジェクション装置や、静止画像や動画像を直接視認するタイプの表示装置（ディスプレイ）として使用してもよい。
【０３４５】
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。
【０３４６】
また、本発明の化合物は、実質的に白色の発光を生じる有機ＥＬ素子を具備する照明装置に適用できる。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。
【０３４７】
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。
【０３４８】
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、素子自体が白色発光である。
【０３４９】
〔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。
【０３５０】
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（例えば、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１０及び図１１に示すような照明装置（３００）を形成することができる。
【０３５１】
図１０は、照明装置（３００）の概略斜視図であり、基板（Ｆ）上に形成されている本発明の有機ＥＬ素子（照明装置内の有機ＥＬ素子（１０））は、ガラスカバー（１０２）で覆われている。なお、ガラスカバー（１０２）での封止作業は、照明装置内の有機ＥＬ素子（１０）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）で行う。
【０３５２】
図１１は、照明装置（３００）の概略断面図を示し、Ｆは基板、１０５は陰極、１０６は有機機能層群、１０７は透明電極（陽極）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。
【０３５３】
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る。
【実施例】
【０３５４】
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれにより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。【０３５５】
《実施例で使用する化合物》
はじめに、下記で示す実施例で使用する化合物の合成方法及びその構造について記載する。【０３５６】
〔一般式（１）で表される骨格構造を有する化合物の合成〕
(エチレンリンカータイプ化合物：例示化合物Ｅ−１の合成)
非特許文献Ｎ．Ｋ．Ｇａｒｇ，ｅｔ  ａｌ．，Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，２００４，１２６，９５５２−９５５３に記載の方法に従って、３−エチニル−９−フェニルカルバゾール、２−（４−ブロモフェニル）−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン、東京化成社製のパラジウム／炭素（Ｐｄ１０％）、テトラヒドロフランを混合して、反応混合物を水素雰囲気化（１気圧）で室温３時間撹拌することによって、例示化合物Ｅ−１の粗精製物を得た。その後、カラムクロマトグラフィー、再結晶、昇華精製を行って、例示化合物Ｅ−１の高純度品を取得した。【０３５７】
【化２８】
2018168292.tif 000030
【０３５８】
（その他のエチレンリンカータイプ化合物）
上記例示化合物Ｅ−１の合成方法と同様にして、下記の各エチレンリンカータイプ化合物を合成した。【０３５９】
【化２９】
2018168292.tif 000031
【０３６０】
【化３０】
2018168292.tif 000032
【０３６１】
(シクロヘキシルリンカータイプ化合物：例示化合物Ｅ−７７の合成)
非特許文献Ｍ．Ｌｉｎｓｅｉｓ，  ｅｔ  ａｌ．，Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，２０１２，１３４，１６６７１−１６６９２に記載の方法に従って、１，２−ビス−（４−ブロモフェニル）−シクロヘキセ−１−エンを得た。次に、１，２−ビス−（４−ブロモフェニル）−シクロヘキセ−１−エン、シグマアルドリッチ製の（１，５−シクロオクタジエン）（ピリジン）（トリシクロヘキシルホスフィン）−イリジウム（Ｉ）ヘキサフルオロホスファート、ジクロロエタンを混合して、反応混合物を水素雰囲気化（１気圧）で室温８時間撹拌することによって、１，２−ビス−（４−ブロモフェニル）−シクロヘキサンを得た。次に、１，２−ビス−（４−ブロモフェニル）−シクロヘキサン、東京化成社製の９Ｈ−カルバゾール、酢酸パラジウム（II）、トリ−t−ブチルホスフィン、ナトリウム−ｔ−ブトキシド、ｏ−キシレンを混合して、１３０℃で６時間加熱撹拌することによって、例示化合物Ｅ−７７前駆体Ｐを得た。【０３６２】
次に、例示化合物Ｅ−７７前駆体Ｐ、９Ｈ−カルバゾール−３，６−ジカルボニトリル、東京化成社製の酢酸パラジウム（II）、トリ−t−ブチルホスフィン、ナトリウム−ｔ−ブトキシド、ｏ−キシレンを混合して、１３０℃で６時間加熱撹拌することによって、例示化合物Ｅ−７７の粗精製物を得た。その後、カラムクロマトグラフィー、再結晶、昇華精製を行って、例示化合物Ｅ−７７の高純度品を取得した。【０３６３】
【化３１】
2018168292.tif 000033
【０３６４】
（その他のシクロヘキシルリンカータイプ化合物）
上記例示化合物Ｅ−７８の合成方法と同様にして、下記の各シクロヘキシルリンカータイプ化合物を合成した。【０３６５】
【化３２】
2018168292.tif 000034
【０３６６】
実施例で使用する一般式（１）で表される骨格構造を有する化合物におけるＤ−Ｈ、Ａ−Ｈに相当する置換基のＨＯＭＯ、ＬＵＭＯの値を、表Ｉに示す。【０３６７】
【表１】
2018168292.tif 000035
【０３６８】
〔比較化合物〕
【化３３】
2018168292.tif 000036
【０３６９】
〔有機ＥＬ素子の有機機能層形成材料〕
【化３４】
2018168292.tif 000037
【０３７０】
【化３５】
2018168292.tif 000038
【０３７１】
実施例１
〔有機ＥＬ素子の作製〕
（有機ＥＬ素子１−１の作製）
５０ｍｍ×５０ｍｍ、厚さ０．７ｍｍのガラス製の透明基板上に、市販の真空蒸着装置を用いてＩＴＯ（インジウム・スズ酸化物）を１５０ｎｍの厚さで成膜し、パターニングを行ってＩＴＯ透明電極（陽極）を形成した。このＩＴＯ透明電極を形成した透明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、この透明基板を市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに固定した。【０３７２】
真空蒸着装置内の蒸着用の抵抗加熱ボートの各々に、各層の構成材料を、各々素子作製に最適の量を充填した。抵抗加熱ボートは、モリブデン製又はタングステン製を用いた。【０３７３】
真空蒸着装置内を真空度として１×１０−４Ｐａまで減圧した後、ＨＡＴ−ＣＮ（１，４，５，８，９，１２−ヘキサアザトリフェニレンヘキサカルボニトリル）の入った抵抗加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度０．１ｎｍ／秒でＩＴＯ透明電極上に蒸着し、層厚が１０ｎｍの正孔注入層を形成した。【０３７４】
次いで、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）を蒸着速度０．１ｎｍ／秒で上記形成した正孔注入層上に蒸着し、層厚４０ｎｍの正孔輸送層を形成した。【０３７５】
次いで、ホスト化合物として比較化合物１と発光性化合物としてＧＤ−１とがそれぞれ入った各抵抗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／秒で上記形成した正孔輸送層上に共蒸着し、層厚が４０ｎｍの発光層を形成した。【０３７６】
次いで、ＨＢ−１を蒸着速度０．１ｎｍ／秒で発光層上に蒸着し、層厚が５ｎｍの第一電子輸送層を形成した。【０３７７】
さらに第一電子輸送層上に、ＥＴ―１を蒸着速度０．１ｎｍ／秒で蒸着し、層厚が４５ｎｍの第二電子輸送層を形成した。【０３７８】
その後、フッ化リチウムを膜厚０．５ｎｍになるように第二電子輸送層上に蒸着した後、アルミニウムを厚さ１００ｎｍで蒸着して陰極を形成し、有機ＥＬ素子１−１を作製した。【０３７９】
（有機ＥＬ素子１−２〜１−２３の作製）
上記有機ＥＬ素子１−１の作製において、発光層の形成に用いる発光性化合物及びホスト化合物を、表IIに記載の発光性化合物及びホスト化合物の組み合わせに変更した以外は同様にして、有機ＥＬ素子１−２〜１−２３を作製した。【０３８０】
〔有機ＥＬ素子の評価〕
（相対発光効率の測定）
上記作製した各有機ＥＬ素子を、室温（約２５℃）で、２．５ｍＡ／ｃｍ２の定電流条件下で発光させ、発光開始直後の発光輝度を、分光放射輝度計ＣＳ−２０００（コニカミノルタ社製）を用いて測定した。【０３８１】
次いで、得られた有機ＥＬ素子１−１の発光輝度を１００％とし、各有機ＥＬ素子の相対発光輝度を求め、これを相対発光効率とし、表IIに表示した。数値が大きいほど、発光効率に優れていることを表す。【０３８２】
【表２】
2018168292.tif 000039
【０３８３】
表IIに記載の結果より明らかなように、一般式（１）で表される構造を有する本発明の化合物をホスト化合物として用いた本発明の有機ＥＬ素子は、比較例に対し、発光効率に優れていることがわかる。【０３８４】
実施例２
〔有機ＥＬ素子の作製〕
（有機ＥＬ素子２−１の作製）
５０ｍｍ×５０ｍｍ、厚さ０．７ｍｍのガラス基板上に、市販の真空蒸着装置を用いてＩＴＯ（インジウム・スズ酸化物）を１５０ｎｍの厚さで成膜し、パターニングを行ってＩＴＯ透明電極（陽極）を形成した。このＩＴＯ透明電極を形成した透明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、この透明基板を市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに固定した。【０３８５】
真空蒸着装置内の蒸着用の抵抗加熱ボートの各々に、各層の構成材料を、各々素子作製に最適の量を充填した。抵抗加熱ボートは、モリブデン製又はタングステン製を用いた。【０３８６】
真空蒸着装置内を真空度として１×１０−４Ｐａまで減圧した後、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）の入った抵抗加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度０．１ｎｍ／秒でＩＴＯ透明電極上に蒸着し、層厚が１０ｎｍの正孔注入層を形成した。【０３８７】
次いで、ＴＣＴＡ（トリス（４−カルバゾイル−９−イルフェニル）アミン）を蒸着速度０．１ｎｍ／秒で正孔注入層上に蒸着し、層厚が２０ｎｍの第一正孔輸送層を形成した。【０３８８】
さらに、Ｈ−２３３を蒸着速度０．１ｎｍ／秒で第一正孔輸送層上に蒸着し、層厚１０ｎｍの第二正孔輸送層を形成した。【０３８９】
次いで、ホスト化合物として比較化合物１と、発光性化合物としてＴＢＰｅ（２，５，８，１１−テトラ−ｔｅｒｔ−ブチルペリレン）とがそれぞれ入った各抵抗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、層厚が２０ｎｍの発光層を形成した。【０３９０】
次いで、Ｈ−２３２を蒸着速度０．１ｎｍ／秒で発光層上に蒸着し、層厚が１０ｎｍの第一電子輸送層を形成した。【０３９１】
さらに第一電子輸送層上に、ＴＢＰｉ（１，３，５−トリス（１−フェニル−１Ｈ−ベンズイミダゾール−２−イル）ベンゼン）を蒸着速度０．１ｎｍ／秒で蒸着し、層厚が３０ｍの第二電子輸送層を形成した。【０３９２】
その後、フッ化リチウムを厚さが０．５ｎｍとなるよう第二電子輸送層上に蒸着した後に、アルミニウム１００ｎｍを蒸着して陰極を形成し、有機ＥＬ素子２−１を作製した。【０３９３】
（有機ＥＬ素子２−２〜２−１７の作製）
上記有機ＥＬ素子２−１の作製において、発光層の形成に用いたホスト化合物である比較化合物１を、表IIIに記載の各ホスト化合物に変更した以外は同様にして、有機ＥＬ素子２−２〜２−１７を作製した。【０３９４】
〔有機ＥＬ素子の評価〕
（相対発光効率の測定）
上記作製した各有機ＥＬ素子を、室温（約２５℃）で、２．５ｍＡ／ｃｍ２の定電流条件下で発光させ、発光開始直後の発光輝度を、分光放射輝度計ＣＳ−２０００（コニカミノルタ社製）を用いて測定した。【０３９５】
次いで、得られた有機ＥＬ素子２−１の発光輝度を１００％とし、各有機ＥＬ素子の相対発光輝度を求め、これを相対発光効率とし、表IIIに表示した。数値が大きいほど、発光効率に優れていることを表す。【０３９６】
【表３】
2018168292.tif 000040
【０３９７】
表IIIに記載の結果より明らかなように、一般式（１）で表される骨格構造を有する本発明の化合物をホスト化合物として用いた本発明の有機ＥＬ素子は、比較例に対し、発光効率に優れていることがわかる。【０３９８】
実施例３
〔有機ＥＬ素子の作製〕
（有機ＥＬ素子３−１の作製）
５０ｍｍ×５０ｍｍ、厚さ０．７ｍｍのガラス基板上に、市販の真空蒸着装置を用いてＩＴＯ（インジウム・スズ酸化物）を１５０ｎｍの厚さで成膜し、パターニングを行ってＩＴＯ透明電極（陽極）を形成した。このＩＴＯ透明電極を形成した透明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、この透明基板を市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに固定した。【０３９９】
真空蒸着装置内の抵抗加熱ボートの各々に、各層の構成材料を、各々素子作製に最適の量を充填した。抵抗加熱ボートは、モリブデン製又はタングステン製を用いた。【０４００】
真空蒸着装置内の真空度として１×１０−４Ｐａまで減圧した後、ＨＡＴ−ＣＮ（１，４，５，８，９，１２−ヘキサアザトリフェニレンヘキサカルボニトリル）の入った抵抗加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度０．１ｎｍ／秒でＩＴＯ透明電極上に蒸着し、層厚が１０ｎｍの正孔注入層を形成した。【０４０１】
次いで、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）を蒸着速度０．１ｎｍ／秒で上記形成した正孔注入層上に蒸着し、層厚が４０ｎｍの正孔輸送層を形成した。【０４０２】
次いで、ホスト化合物としてＨ−２３２、発光性化合物として比較化合物２を、それぞれ９４％、６％の体積％になるように蒸着速度０．１ｎｍ／秒で正孔輸送層上に共蒸着し、層厚が３０ｎｍの発光層を形成した。【０４０３】
その後、ＢＣＰ（２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン）を蒸着速度０．１ｎｍ／秒で発光層上に蒸着し、層厚が３０ｎｍの電子輸送層を形成した。【０４０４】
さらに、フッ化リチウムを膜厚０．５ｎｍで電子輸送層上に形成した後に、アルミニウムを層厚１００ｎｍで蒸着して陰極を形成した。【０４０５】
上記有機ＥＬ素子の非発光面側を、純度９９．９９９％以上の高純度窒素ガスの雰囲気下で、缶状ガラスケースで覆い、電極取り出し配線を設置して、有機ＥＬ素子３−１を作製した。【０４０６】
（有機ＥＬ素子３−２〜３−２０の作製）
上記有機ＥＬ素子３−１の作製において、発光層の形成に用いる発光性化合物の種類とホスト化合物の有無を、表IVに記載の構成に変更した以外は同様にして、有機ＥＬ素子３−２〜３−２０を作製した。【０４０７】
〔有機ＥＬ素子の評価〕
（相対発光効率の測定）
上記作製した各有機ＥＬ素子を、室温（約２５℃）で、２．５ｍＡ／ｃｍ２の定電流条件下で発光させ、発光開始直後の発光輝度を、分光放射輝度計ＣＳ−２０００（コニカミノルタ社製）を用いて測定した。【０４０８】
次いで、得られた有機ＥＬ素子３−１の発光輝度を１００％とし、各有機ＥＬ素子の相対発光輝度を求め、これを相対発光効率とし、表IVに表示した。数値が大きいほど、発光効率に優れていることを表す。【０４０９】
【表４】
2018168292.tif 000041
【０４１０】
表IVに記載の結果より明らかなように、一般式（１）で表される骨格構造を有する本発明の化合物を発光性化合物として用いた本発明の有機ＥＬ素子は、比較例に対し、発光効率に優れていることがわかる。【０４１１】
実施例４
〔有機ＥＬ素子の作製〕
（有機ＥＬ素子４−１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）を厚さ１００ｎｍで成膜した基板（ＮＨテクノグラス社製ＮＡ４５）にパターニングを行った。その後、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。【０４１２】
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、層厚が２０ｎｍの正孔注入層を設けた。【０４１３】
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、真空蒸着装置内の抵抗加熱ボートの各々に、各層の構成材料を、各々素子作製に最適の量を充填した。抵抗加熱ボートはモリブデン製またはタングステン製を用いた。【０４１４】
真空蒸着装置内の真空度を１×１０−４Ｐａまで減圧した後、α−ＮＰＤを蒸着速度０．１ｎｍ／秒で上記形成した正孔注入層上に蒸着し、層厚が４０ｎｍの正孔輸送層を形成した。【０４１５】
次いで、ホスト化合物としてＨ−２３４、発光性化合物として２，５，８，１１−テトラ−ｔ−ブチルペリレン（ＴＢＰｅ）を、それぞれ９７％、３％の体積％になるように蒸着速度０．１ｎｍ／秒で正孔輸送層上に共蒸着し、層厚が３０ｎｍの発光層を形成した。【０４１６】
その後、ＴＰＢｉ（１，３，５−トリス（Ｎ−フェニルベンゾイミダゾール−２−イル）を蒸着速度０．１ｎｍ／秒で発光層上に蒸着し、層厚が３０ｎｍの電子輸送層を形成した。【０４１７】
さらに、フッ化ナトリウムを膜厚１ｎｍで電子輸送層上に形成した後に、アルミニウムを層厚が１００ｎｍとなる条件で蒸着して陰極を形成した。【０４１８】
上記有機ＥＬ素子の非発光面側を、純度９９．９９９％以上の高純度窒素ガスの雰囲気下で、缶状ガラスケースで覆い、電極取り出し配線を設置して、有機ＥＬ素子４−１を作製した。【０４１９】
（有機ＥＬ素子４−２の作製）
有機ＥＬ素子４−１の作製において、発光層の形成方法として、ホスト化合物としてＨ−２３４、発光性化合物として２，５，８，１１−テトラ−ｔ−ブチルペリレン（ＴＢＰｅ）、第三成分として比較化合物１を用い、それぞれの比率が８２％、３％、１５％の体積％となるようにして発光層を形成した以外は同様にして、有機ＥＬ素子４−２を作製した。【０４２０】
（有機ＥＬ素子４−３〜４−６の作製）
上記有機ＥＬ素子４−２の作製において、第三成分を表Ｖに記載の化合物に変更した以外は同様して、有機ＥＬ素子４−３〜４−６を作製した。【０４２１】
〔有機ＥＬ素子の評価〕
（相対発光効率の測定）
上記作製した各有機ＥＬ素子を、室温（約２５℃）で、２．５ｍＡ／ｃｍ２の定電流条件下で発光させ、発光開始直後の発光輝度を、分光放射輝度計ＣＳ−２０００（コニカミノルタ社製）を用いて測定した。【０４２２】
次いで、得られた有機ＥＬ素子４−１の発光輝度を１００％とし、各有機ＥＬ素子の相対発光輝度を求め、これを相対発光効率とし、表Ｖに表示した。数値が大きいほど、発光効率に優れていることを表す。【０４２３】
【表５】
2018168292.tif 000042
【０４２４】
表Ｖに記載の結果より明らかなように、一般式（１）で表される骨格構造を有する本発明の化合物を発光層の第三成分（アシストドーパント）として用いた本発明の有機ＥＬ素子は、比較例に対し、発光効率に優れていることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【０４２５】
本発明の有機ＥＬ素子材料は発光効率に優れ、当該有機ＥＬ素子材料を適用した有機ＥＬ素子は、テレビ、パソコン、モバイル機器、ＡＶ機器、文字放送表示及び自動車内の情報等の表示装置や、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の各種照明装置に適用することができる。
【符号の説明】
【０４２６】
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ー
１２  駆動トランジスター
１３  コンデンサー
１０２  ガラスカバー
１０５  陰極
１０６  有機機能層群
１０７  透明電極付きガラス基板
１０８  窒素ガス
１０９  捕水剤
２００  表示装置
３００  照明装置
Ａ  表示部
Ｂ  制御部
Ｃ  配線部
Ｆ  基板
Ｌ  発光光
【図１Ａ】
2018168292.tif 000046
【図１Ｂ】
2018168292.tif 000047
【図２Ａ】
2018168292.tif 000048
【図２Ｂ】
2018168292.tif 000049
【図３】
2018168292.tif 000050
【図４】
2018168292.tif 000051
【図５】
2018168292.tif 000052
【図６】
2018168292.tif 000053
【図７】
2018168292.tif 000054
【図８】
2018168292.tif 000055
【図９】
2018168292.tif 000056
【図１０】
2018168292.tif 000057
【図１１】
2018168292.tif 000058
【国際調査報告】
2018168292.tif 000059
2018168292.tif 000060
2018168292.tif 000061
2018168292.tif 000062