(57)【要約】【課題】  発光色の微妙な調整が可能で、高い発光効率、長寿命である有機ＥＬ素子及びこれを用いた表示装置、照明装置を提供することである。【解決手段】  陰極と陽極の間に構成層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子において、該構成層が複数の発光層を有し、該構成層の少なくとも一層が下記一般式（１）で表される化合物を少なくとも一種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。    【化１】2006120689.tif 000110（式中、Ｚ1は芳香族複素環を表し、Ｚ2は芳香族複素環または芳香族炭化水素環を表し、Ｚ3は２価の連結基または単なる結合手を表す。Ｒ101は水素原子または置換基を表す。）【選択図】        なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
陰極と陽極の間に構成層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子において、該構成層が複数の発光層を有し、該構成層の少なくとも一層が下記一般式（１）で表される化合物を少なくとも一種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。
【化１】
2006120689.tif 000083
（式中、Ｚ1は芳香族複素環を表し、Ｚ2は芳香族複素環または芳香族炭化水素環を表し、Ｚ3は２価の連結基または単なる結合手を表す。Ｒ101は水素原子または置換基を表す。）
【請求項２】
前記複数の発光層の少なくとも一層が前記一般式（１）で表される化合物を少なくとも一種含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。
【請求項３】
前記構成層が少なくとも１層の正孔阻止層を有し、該正孔阻止層の少なくとも一層が前記一般式（１）で表される化合物を少なくとも一種含有することを特徴とする請求項１または２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項４】
前記一般式（１）で表される化合物が下記一般式（１−１）で表されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化２】
2006120689.tif 000084
（式中、Ｒ501〜Ｒ507は各々独立に水素原子または置換基を表す。）
【請求項５】
前記一般式（１）で表される化合物が下記一般式（１−２）で表されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化３】
2006120689.tif 000085
（式中、Ｒ511〜Ｒ517は各々独立に水素原子または置換基を表す。）
【請求項６】
前記一般式（１）で表される化合物が下記一般式（１−３）で表されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化４】
2006120689.tif 000086
（式中、Ｒ521〜Ｒ527は各々独立に水素原子または置換基を表す。）
【請求項７】
前記一般式（１）で表される化合物が下記一般式（１−４）で表されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化５】
2006120689.tif 000087
（式中、Ｒ531〜Ｒ537は各々独立に水素原子または置換基を表す。）
【請求項８】
前記一般式（１）で表される化合物が下記一般式（１−５）で表されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化６】
2006120689.tif 000088
（式中、Ｒ541〜Ｒ548は各々独立に水素原子または置換基を表す。）
【請求項９】
前記一般式（１）で表される化合物が下記一般式（１−６）で表されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化７】
2006120689.tif 000089
（式中、Ｒ551〜Ｒ558は各々独立に水素原子または置換基を表す。）
【請求項１０】
前記一般式（１）で表される化合物が下記一般式（１−７）で表されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化８】
2006120689.tif 000090
（式中、Ｒ561〜Ｒ567は各々独立に水素原子または置換基を表す。）
【請求項１１】
前記一般式（１）で表される化合物が下記一般式（１−８）で表されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化９】
2006120689.tif 000091
（式中、Ｒ571〜Ｒ577は各々独立に水素原子または置換基を表す。）
【請求項１２】
前記一般式（１）で表される化合物が下記一般式（１−９）で表されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化１０】
2006120689.tif 000092
（式中、Ｒは水素原子または置換基を表す。また、複数のＲは各々同一でもよく、異なっていてもよい。）
【請求項１３】
前記一般式（１）で表される化合物が下記一般式（１−１０）で表されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化１１】
2006120689.tif 000093
（式中、Ｒは水素原子または置換基を表す。また、複数のＲは各々同一でもよく、異なっていてもよい。）
【請求項１４】
前記一般式（１）で表される化合物が下記一般式（２−１）〜（２−１０）のいずれかで表される基を少なくとも一つ有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化１２】
2006120689.tif 000094
（式中、Ｒ502〜Ｒ507、Ｒ512〜Ｒ517、Ｒ522〜Ｒ527、Ｒ532〜Ｒ537、Ｒ542〜Ｒ548、Ｒ552〜Ｒ558、Ｒ562〜Ｒ567、Ｒ572〜Ｒ577、Ｒ582〜Ｒ588、Ｒ592〜Ｒ598は各々独立に水素原子または置換基を表し、該置換基は各々同一でもよく、異なっていてもよい。）
【請求項１５】
前記一般式（１）で表される化合物が下記一般式（３）で表されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化１３】
2006120689.tif 000095
（式中、Ｒ601〜Ｒ606は各々独立に水素原子または置換基を表すが、Ｒ601〜Ｒ606の少なくとも一つは前記一般式（２−１）〜（２−１０）で表される基から選ばれる少なくとも一つの基を表す。）
【請求項１６】
前記一般式（１）で表される化合物が下記一般式（４）で表されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化１４】
2006120689.tif 000096
（式中、Ｒ611〜Ｒ620は各々独立に水素原子または置換基を表すが、Ｒ611〜Ｒ620の少なくとも一つは前記一般式（２−１）〜（２−１０）で表される基から選ばれる少なくとも一つの基を表す。）
【請求項１７】
前記一般式（１）で表される化合物が下記一般式（５）で表されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化１５】
2006120689.tif 000097
（式中、Ｒ621〜Ｒ623は各々独立に水素原子または置換基を表すが、Ｒ621〜Ｒ623の少なくとも一つは前記一般式（２−１）〜（２−１０）で表される基から選ばれる少なくとも一つの基を表す。）
【請求項１８】
前記一般式（１）で表される化合物が下記一般式（６）で表されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化１６】
2006120689.tif 000098
（式中、Ｒ631〜Ｒ645は各々独立に水素原子または置換基を表すが、Ｒ631〜Ｒ645の少なくとも一つは前記一般式（２−１）〜（２−１０）で表される基から選ばれる少なくとも一つの基を表す。）
【請求項１９】
前記一般式（１）で表される化合物が下記一般式（７）で表されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化１７】
2006120689.tif 000099
（式中、Ｒ651〜Ｒ656は各々独立に水素原子または置換基を表すが、Ｒ651〜Ｒ656の少なくとも一つは前記一般式（２−１）〜（２−１０）で表される基から選ばれる少なくとも一つの基を表す。ｎａは０〜５の整数を表し、ｎｂは１〜６の整数を表すが、ｎａとｎｂの和は６である。）
【請求項２０】
前記一般式（１）で表される化合物が下記一般式（８）で表されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化１８】
2006120689.tif 000100
（式中、Ｒ661〜Ｒ672は各々独立に水素原子または置換基を表すが、Ｒ661〜Ｒ672の少なくとも一つは前記一般式（２−１）〜（２−１０）で表される基から選ばれる少なくとも一つの基を表す。）
【請求項２１】
前記一般式（１）で表される化合物が下記一般式（９）で表されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化１９】
2006120689.tif 000101
（式中、Ｒ681〜Ｒ688は各々独立に水素原子または置換基を表すが、Ｒ681〜Ｒ688の少なくとも一つは前記一般式（２−１）〜（２−１０）で表される基から選ばれる少なくとも一つの基を表す。）
【請求項２２】
前記一般式（１）で表される化合物が下記一般式（１０）で表されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化２０】
2006120689.tif 000102
（式中、Ｒ691〜Ｒ700は各々独立に水素原子または置換基を表すが、Ｌ1は２価の連結基を表す。Ｒ691〜Ｒ700の少なくとも一つは前記一般式（２−１）〜（２−１０）で表される基から選ばれる少なくとも一つの基を表す。）
【請求項２３】
前記一般式（１）で表される化合物が下記一般式（１１）で表されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化２１】
2006120689.tif 000103
（式中、Ｒ1、Ｒ2は各々独立に水素原子または置換基を表す。ｎ、ｍは各々１〜２の整数を表し、ｋ、ｌは各々３〜４の整数を表す。但し、ｎ＋ｋ＝５、且つｌ＋ｍ＝５である。）
【請求項２４】
前記一般式（１）で表される化合物が下記一般式（１２）で表されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化２２】
2006120689.tif 000104
（式中、Ｒ1、Ｒ2は各々独立に水素原子または置換基を表す。ｎ、ｍは各々１〜２の整数を表し、ｋ、ｌは各々３〜４の整数を表す。但し、ｎ＋ｋ＝５、且つｌ＋ｍ＝５である。）
【請求項２５】
前記一般式（１）で表される化合物が下記一般式（１３）で表されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化２３】
2006120689.tif 000105
（式中、Ｒ1、Ｒ2は各々独立に水素原子または置換基を表す。ｎ、ｍは各々１〜２の整数を表し、ｋ、ｌは各々３〜４の整数を表す。但し、ｎ＋ｋ＝５、且つｌ＋ｍ＝５である。）
【請求項２６】
前記一般式（１）で表される化合物が下記一般式（１４）で表されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化２４】
2006120689.tif 000106
（式中、Ｒ1、Ｒ2は各々独立に水素原子または置換基を表す。ｎ、ｍは各々１〜２の整数を表し、ｋ、ｌは各々３〜４の整数を表す。但し、ｎ＋ｋ＝５、且つｌ＋ｍ＝５である。）
【請求項２７】
前記一般式（１）で表される化合物が下記一般式（１５）で表されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化２５】
2006120689.tif 000107
（式中、Ｒ1、Ｒ2は各々独立に水素原子または置換基を表す。ｎ、ｍは各々１〜２の整数を表し、ｋ、ｌは各々３〜４の整数を表す。但し、ｎ＋ｋ＝５、且つｌ＋ｍ＝５である。Ｚ1、Ｚ2、Ｚ3、Ｚ4は各々窒素原子を少なくとも一つ含む６員の芳香族複素環を表す。）
【請求項２８】
前記一般式（１）で表される化合物が下記一般式（１６）で表されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化２６】
2006120689.tif 000108
（式中、ｏ、ｐは各々１〜３の整数を表し、Ａｒ1、Ａｒ2は各々アリーレン基または２価の芳香族複素環基を表す。Ｚ1、Ｚ2は各々窒素原子を少なくとも一つ含む６員の芳香族複素環を表し、Ｌは２価の連結基を表す。）
【請求項２９】
前記一般式（１）で表される化合物が下記一般式（１７）で表されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化２７】
2006120689.tif 000109
（式中、ｏ、ｐは各々１〜３の整数を表し、Ａｒ1、Ａｒ2は各々アリーレン基または２価の芳香族複素環基を表す。Ｚ1、Ｚ2、Ｚ3、Ｚ4は各々窒素原子を少なくとも一つ含む６員の芳香族複素環を表し、Ｌは２価の連結基を表す。）
【請求項３０】
前記複数の発光層の間の少なくとも１層に、電荷発生層を有することを特徴とする請求項１〜２９のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項３１】
前記複数の発光層の間の各層に、電荷発生層を有することを特徴とする請求項３０に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項３２】
前記複数の発光層の少なくとも２層の発光色が同じであることを特徴とする請求項１〜３１のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項３３】
前記複数の発光層の少なくとも１層の発光層が燐光性化合物を含有することを特徴とする請求項１〜３２のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項３４】
前記複数の発光層が、少なくとも１層の青色蛍光性化合物を含有する発光層と、少なくとも１層の赤色燐光性化合物を含有する発光層と、少なくとも１層の緑色燐光性化合物を含有する発光層を含むことを特徴とする請求項１〜３３のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項３５】
白色に発光することを特徴とする請求項１〜３４のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項３６】
請求項１〜３５のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えたことを特徴とする表示装置。
【請求項３７】
請求項１〜３５のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備え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及びこれを用いた表示装置、照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
表示装置や平面光源として利用可能な有機エレクトロルミネッセンス素子（以下有機ＥＬ素子、または単に素子ともいう）は、特定の有機材料に電流を印加することで、陽極より注入されたホールと、陰極より注入された電子の結合により有機材料が発光する原理を利用した自発光素子である。
【０００３】
こうした有機材料の発光は古くから知られていたが、発光効率が非常に悪いことからあまり脚光を浴びてこなかった。
【０００４】
しかし、１９８７年、Ｔａｎｇ等は有機ＥＬ素子の高効率化のため、ホールと電子のキャリア輸送性の異なる有機化合物を積層し、ホールと電子がそれぞれ陽極、陰極よりバランスよく注入される構造とし、しかも陽極と陰極に挟まれた構成層の膜厚を２０００Å以下の薄膜とすることで、一般に非導電性の有機材料に空間電荷制限電流を利用した電流を流すことに成功した（Ｔａｎｇ等，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，５１、９１３）。こうした工夫によって、彼等はそれまで高い駆動電圧を要していた有機材料の電界発光をより低電圧の１０Ｖ以下で駆動させることに成功した。
【０００５】
こうしたＴａｎｇ等の報告がなされて以来、有機材料を構成要素とする有機ＥＬ素子材料及び有機ＥＬ素子に関する研究が盛んになった。無機化合物に比べ、有機化合物はその多様性によりさまざまな発光ピークを与えることから、有機ＥＬ素子においても有機材料の適切な分子設計により所望の発光ピークを得ることが可能である。
【０００６】
さらに有機ＥＬ素子に、複数の発光材料を用いることで、より微妙な色の調節が可能であり、さらにはより高効率な有機ＥＬ素子の設計が可能である。
【０００７】
発光分子としては、主に蛍光発光有機材料を用いた有機ＥＬ素子開発が行われていたが、キャリア結合によって生じる励起子のうち蛍光発光を与える一重項励起子の生成確率は２５％であり、外部取り出し効率が約２０％であるため、外部量子効率は約５％が上限とされ、高効率化が望まれていた。
【０００８】
これに対し、キャリア結合によって生じた励起子のうち、７５％を占める三重項励起子からの発光を利用した燐光発光有機材料を用いた有機ＥＬ材料が報告された。これによって外部量子効率の上限は２０％まで向上するため、有機ＥＬ素子は本格的な実用化研究開発が行われている。
【０００９】
しかしながらこれまで、実用化に耐えうる高特性を有する有機ＥＬ素子は報告されていない。これは一重に電荷注入型デバイスの宿命とも言える、有機ＥＬ素子寿命の問題等があるためである。
【００１０】
有機ＥＬ素子の発光は有機材料に注入されたホールと電子というキャリアが結合することによって生じることは、以上に説明した。化学的見地から有機材料の挙動を考察すると、キャリアの注入によって、安定な中性分子から、不安定なラジカル状態を経由して、キャリア結合が生じ、発光を与えるということができる。
【００１１】
高輝度を得るために高密度電流を注入するということは、こうした不安定なラジカル状態を生成する頻度が高いということであり、電流密度と寿命はトレードオフの関係にあることは容易に想像される問題である。
【００１２】
そこで重要となるのが有機ＥＬ素子を構成する有機材料である。有機材料として、酸化還元に強い材料、言い換えれば、よりラジカルアニオン及びラジカルカチオン状態を安定に存在させ得る化学的に安定な有機化合物、また外気温やキャリア結合によって生じる熱にも影響を受けにくい、熱的に安定な有機化合物を材料として用いることで、有機ＥＬ素子の寿命を延ばすことが可能である。
【００１３】
また、さらには陰極と陽極間に発光層だけでなく、キャリアの注入を容易にするため、発光層の陰極側に電子輸送層や電子注入層、陽極側にホール輸送層やホール注入層等を積層するような素子構成、励起子の閉じ込めのために発光層の陰極側に正孔阻止層、陽極側に電子阻止層を有する素子構成も報告されている。
【００１４】
さらに、高効率、長寿命な有機ＥＬ素子実現のために、いくつかの方法が考えられるが、陰極と陽極間に電荷発生層を有する素子構成も有力な方法の一つとして挙げられる。有機ＥＬ素子に電荷発生層を組み込むことは２００２年以降、城戸等によって報告された（例えば、特許文献１及び非特許文献１参照）。
【００１５】
電荷発生層とは、有機ＥＬ素子を構成する構成層の一つで、発光層を含む有機層間にあり、該有機層を電気的に絶縁する層のことである。この電荷発生層は、陰極と陽極に挟まれた発光層を含む有機層をあたかも直列的に接合し、素子に所定の電圧を印可したときには、陽極から陰極に向かってホールが、陰極から陽極に向かって電子が流れると同時に、電荷発生層からは素子の陰極側に対しホールを、陽極側に対して電子を注入することができる。これによって陰極と陽極に挟まれた発光層を含む全ての有機層は電気的に絶縁されているにも関わらず、結果として各有機層は直列に配列された状態として振る舞うことができる。
【００１６】
電荷発生層を用いることで、外部回路で測定される電子数に対して、電荷発生層を間に有する発光層の数の分だけ、フォトンを発生させることが可能になる。つまり一層だけの発光ユニットよりなる有機ＥＬ素子と比べ、ｎ層の発光層を有し、各発光層間に電荷発生層を有する有機ＥＬ素子では、内部量子効率が単純にｎ倍されることを意味する。
【００１７】
これによれば、理論上、内部量子効率及び外部量子効率の上限はなくなり、さらに高効率な有機ＥＬ素子の作製が可能になる。
【００１８】
またさらには、発光効率がｋ倍になれば、発光層が一層だけの有機ＥＬ素子の場合と同じ輝度を与える電流量は１／ｋとなるため、該素子を構成する有機材料への化学的負担を軽減することができ、これによって素子の長寿命化が可能である。
【００１９】
しかしながら、これまでに開示されている素子に用いられている有機材料は、未だ実用化に十分な素子寿命を与えていない。
【特許文献１】特開２００３−２７２８６０号公報
【非特許文献１】第４９回応用物理学会関係連合講演会  講演予稿集、Ｐ１３０８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
本発明は、前記の事情に鑑みてなされてものであり、発光色の微妙な調整が可能で、高い発光効率、長寿命である有機ＥＬ素子及びこれを用いた表示装置、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】
【００２１】
本発明の上記課題は、以下の構成により達成される。
【００２２】
（請求項１）
陰極と陽極の間に構成層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子において、該構成層が複数の発光層を有し、該構成層の少なくとも一層が下記一般式（１）で表される化合物を少なくとも一種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。
【００２３】
【化１】
2006120689.tif 000002
【００２４】
（式中、Ｚ1は芳香族複素環を表し、Ｚ2は芳香族複素環または芳香族炭化水素環を表し、Ｚ3は２価の連結基または単なる結合手を表す。Ｒ101は水素原子または置換基を表す。）
（請求項２）
前記複数の発光層の少なくとも一層が前記一般式（１）で表される化合物を少なくとも一種含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。
【００２５】
（請求項３）
前記構成層が少なくとも１層の正孔阻止層を有し、該正孔阻止層の少なくとも一層が前記一般式（１）で表される化合物を少なくとも一種含有することを特徴とする請求項１または２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００２６】
（請求項４）
前記一般式（１）で表される化合物が下記一般式（１−１）で表されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００２７】
【化２】
2006120689.tif 000003
【００２８】
（式中、Ｒ501〜Ｒ507は各々独立に水素原子または置換基を表す。）
（請求項５）
前記一般式（１）で表される化合物が下記一般式（１−２）で表されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００２９】
【化３】
2006120689.tif 000004
【００３０】
（式中、Ｒ511〜Ｒ517は各々独立に水素原子または置換基を表す。）
（請求項６）
前記一般式（１）で表される化合物が下記一般式（１−３）で表されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００３１】
【化４】
2006120689.tif 000005
【００３２】
（式中、Ｒ521〜Ｒ527は各々独立に水素原子または置換基を表す。）
（請求項７）
前記一般式（１）で表される化合物が下記一般式（１−４）で表されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００３３】
【化５】
2006120689.tif 000006
【００３４】
（式中、Ｒ531〜Ｒ537は各々独立に水素原子または置換基を表す。）
（請求項８）
前記一般式（１）で表される化合物が下記一般式（１−５）で表されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００３５】
【化６】
2006120689.tif 000007
【００３６】
（式中、Ｒ541〜Ｒ548は各々独立に水素原子または置換基を表す。）
（請求項９）
前記一般式（１）で表される化合物が下記一般式（１−６）で表されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００３７】
【化７】
2006120689.tif 000008
【００３８】
（式中、Ｒ551〜Ｒ558は各々独立に水素原子または置換基を表す。）
（請求項１０）
前記一般式（１）で表される化合物が下記一般式（１−７）で表されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００３９】
【化８】
2006120689.tif 000009
【００４０】
（式中、Ｒ561〜Ｒ567は各々独立に水素原子または置換基を表す。）
（請求項１１）
前記一般式（１）で表される化合物が下記一般式（１−８）で表されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００４１】
【化９】
2006120689.tif 000010
【００４２】
（式中、Ｒ571〜Ｒ577は各々独立に水素原子または置換基を表す。）
（請求項１２）
前記一般式（１）で表される化合物が下記一般式（１−９）で表されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００４３】
【化１０】
2006120689.tif 000011
【００４４】
（式中、Ｒは水素原子または置換基を表す。また、複数のＲは各々同一でもよく、異なっていてもよい。）
（請求項１３）
前記一般式（１）で表される化合物が下記一般式（１−１０）で表されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００４５】
【化１１】
2006120689.tif 000012
【００４６】
（式中、Ｒは水素原子または置換基を表す。また、複数のＲは各々同一でもよく、異なっていてもよい。）
（請求項１４）
前記一般式（１）で表される化合物が下記一般式（２−１）〜（２−１０）のいずれかで表される基を少なくとも一つ有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００４７】
【化１２】
2006120689.tif 000013
【００４８】
（式中、Ｒ502〜Ｒ507、Ｒ512〜Ｒ517、Ｒ522〜Ｒ527、Ｒ532〜Ｒ537、Ｒ542〜Ｒ548、Ｒ552〜Ｒ558、Ｒ562〜Ｒ567、Ｒ572〜Ｒ577、Ｒ582〜Ｒ588、Ｒ592〜Ｒ598は各々独立に水素原子または置換基を表し、該置換基は各々同一でもよく、異なっていてもよい。）
（請求項１５）
前記一般式（１）で表される化合物が下記一般式（３）で表されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００４９】
【化１３】
2006120689.tif 000014
【００５０】
（式中、Ｒ601〜Ｒ606は各々独立に水素原子または置換基を表すが、Ｒ601〜Ｒ606の少なくとも一つは前記一般式（２−１）〜（２−１０）で表される基から選ばれる少なくとも一つの基を表す。）
（請求項１６）
前記一般式（１）で表される化合物が下記一般式（４）で表されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００５１】
【化１４】
2006120689.tif 000015
【００５２】
（式中、Ｒ611〜Ｒ620は各々独立に水素原子または置換基を表すが、Ｒ611〜Ｒ620の少なくとも一つは前記一般式（２−１）〜（２−１０）で表される基から選ばれる少なくとも一つの基を表す。）
（請求項１７）
前記一般式（１）で表される化合物が下記一般式（５）で表されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００５３】
【化１５】
2006120689.tif 000016
【００５４】
（式中、Ｒ621〜Ｒ623は各々独立に水素原子または置換基を表すが、Ｒ621〜Ｒ623の少なくとも一つは前記一般式（２−１）〜（２−１０）で表される基から選ばれる少なくとも一つの基を表す。）
（請求項１８）
前記一般式（１）で表される化合物が下記一般式（６）で表されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００５５】
【化１６】
2006120689.tif 000017
【００５６】
（式中、Ｒ631〜Ｒ645は各々独立に水素原子または置換基を表すが、Ｒ631〜Ｒ645の少なくとも一つは前記一般式（２−１）〜（２−１０）で表される基から選ばれる少なくとも一つの基を表す。）
（請求項１９）
前記一般式（１）で表される化合物が下記一般式（７）で表されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００５７】
【化１７】
2006120689.tif 000018
【００５８】
（式中、Ｒ651〜Ｒ656は各々独立に水素原子または置換基を表すが、Ｒ651〜Ｒ656の少なくとも一つは前記一般式（２−１）〜（２−１０）で表される基から選ばれる少なくとも一つの基を表す。ｎａは０〜５の整数を表し、ｎｂは１〜６の整数を表すが、ｎａとｎｂの和は６である。）
（請求項２０）
前記一般式（１）で表される化合物が下記一般式（８）で表されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００５９】
【化１８】
2006120689.tif 000019
【００６０】
（式中、Ｒ661〜Ｒ672は各々独立に水素原子または置換基を表すが、Ｒ661〜Ｒ672の少なくとも一つは前記一般式（２−１）〜（２−１０）で表される基から選ばれる少なくとも一つの基を表す。）
（請求項２１）
前記一般式（１）で表される化合物が下記一般式（９）で表されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００６１】
【化１９】
2006120689.tif 000020
【００６２】
（式中、Ｒ681〜Ｒ688は各々独立に水素原子または置換基を表すが、Ｒ681〜Ｒ688の少なくとも一つは前記一般式（２−１）〜（２−１０）で表される基から選ばれる少なくとも一つの基を表す。）
（請求項２２）
前記一般式（１）で表される化合物が下記一般式（１０）で表されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００６３】
【化２０】
2006120689.tif 000021
【００６４】
（式中、Ｒ691〜Ｒ700は各々独立に水素原子または置換基を表すが、Ｌ1は２価の連結基を表す。Ｒ691〜Ｒ700の少なくとも一つは前記一般式（２−１）〜（２−１０）で表される基から選ばれる少なくとも一つの基を表す。）
（請求項２３）
前記一般式（１）で表される化合物が下記一般式（１１）で表されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００６５】
【化２１】
2006120689.tif 000022
【００６６】
（式中、Ｒ1、Ｒ2は各々独立に水素原子または置換基を表す。ｎ、ｍは各々１〜２の整数を表し、ｋ、ｌは各々３〜４の整数を表す。但し、ｎ＋ｋ＝５、且つｌ＋ｍ＝５である。）
（請求項２４）
前記一般式（１）で表される化合物が下記一般式（１２）で表されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００６７】
【化２２】
2006120689.tif 000023
【００６８】
（式中、Ｒ1、Ｒ2は各々独立に水素原子または置換基を表す。ｎ、ｍは各々１〜２の整数を表し、ｋ、ｌは各々３〜４の整数を表す。但し、ｎ＋ｋ＝５、且つｌ＋ｍ＝５である。）
（請求項２５）
前記一般式（１）で表される化合物が下記一般式（１３）で表されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００６９】
【化２３】
2006120689.tif 000024
【００７０】
（式中、Ｒ1、Ｒ2は各々独立に水素原子または置換基を表す。ｎ、ｍは各々１〜２の整数を表し、ｋ、ｌは各々３〜４の整数を表す。但し、ｎ＋ｋ＝５、且つｌ＋ｍ＝５である。）
（請求項２６）
前記一般式（１）で表される化合物が下記一般式（１４）で表されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００７１】
【化２４】
2006120689.tif 000025
【００７２】
（式中、Ｒ1、Ｒ2は各々独立に水素原子または置換基を表す。ｎ、ｍは各々１〜２の整数を表し、ｋ、ｌは各々３〜４の整数を表す。但し、ｎ＋ｋ＝５、且つｌ＋ｍ＝５である。）
（請求項２７）
前記一般式（１）で表される化合物が下記一般式（１５）で表されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００７３】
【化２５】
2006120689.tif 000026
【００７４】
（式中、Ｒ1、Ｒ2は各々独立に水素原子または置換基を表す。ｎ、ｍは各々１〜２の整数を表し、ｋ、ｌは各々３〜４の整数を表す。但し、ｎ＋ｋ＝５、且つｌ＋ｍ＝５である。Ｚ1、Ｚ2、Ｚ3、Ｚ4は各々窒素原子を少なくとも一つ含む６員の芳香族複素環を表す。）
（請求項２８）
前記一般式（１）で表される化合物が下記一般式（１６）で表されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００７５】
【化２６】
2006120689.tif 000027
【００７６】
（式中、ｏ、ｐは各々１〜３の整数を表し、Ａｒ1、Ａｒ2は各々アリーレン基または２価の芳香族複素環基を表す。Ｚ1、Ｚ2は各々窒素原子を少なくとも一つ含む６員の芳香族複素環を表し、Ｌは２価の連結基を表す。）
（請求項２９）
前記一般式（１）で表される化合物が下記一般式（１７）で表されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００７７】
【化２７】
2006120689.tif 000028
【００７８】
（式中、ｏ、ｐは各々１〜３の整数を表し、Ａｒ1、Ａｒ2は各々アリーレン基または２価の芳香族複素環基を表す。Ｚ1、Ｚ2、Ｚ3、Ｚ4は各々窒素原子を少なくとも一つ含む６員の芳香族複素環を表し、Ｌは２価の連結基を表す。）
（請求項３０）
前記複数の発光層の間の少なくとも１層に、電荷発生層を有することを特徴とする請求項１〜２９のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００７９】
（請求項３１）
前記複数の発光層の間の各層に、電荷発生層を有することを特徴とする請求項３０に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００８０】
（請求項３２）
前記複数の発光層の少なくとも２層の発光色が同じであることを特徴とする請求項１〜３１のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００８１】
（請求項３３）
前記複数の発光層の少なくとも１層の発光層が燐光性化合物を含有することを特徴とする請求項１〜３２のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００８２】
（請求項３４）
前記複数の発光層が、少なくとも１層の青色蛍光性化合物を含有する発光層と、少なくとも１層の赤色燐光性化合物を含有する発光層と、少なくとも１層の緑色燐光性化合物を含有する発光層を含むことを特徴とする請求項１〜３３のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００８３】
（請求項３５）
白色に発光することを特徴とする請求項１〜３４のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００８４】
（請求項３６）
請求項１〜３５のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えたことを特徴とする表示装置。
【００８５】
（請求項３７）
請求項１〜３５のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えたことを特徴とする照明装置。
【発明の効果】
【００８６】
本発明により、発光色の微妙な調整が可能で、高い発光効率、長寿命である有機ＥＬ素子及びこれを用いた表示装置、照明装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００８７】
本発明における有機ＥＬ素子は、陰極と陽極の間に複数の構成層を挟持した構造を有し、その構成層中に複数の発光層が含まれる構造を特徴とする。またもう一つの特徴として、その構成層の少なくとも一層に前記一般式（１）で表される化合物を少なくとも一種含有することを特徴とする。これによって、高効率で長寿命な有機エレクトロルミネッセンス素子、これを用いた表示装置及びこれを用いた照明装置を提供することができる。
【００８８】
また、一般式（１）で表される化合物は、ワイドバンドギャップを有することから、これを発光層に用いることで有機ＥＬ素子のさらなる高効率化を達成することができる。
【００８９】
また、一般式（１）で表される化合物は、そのほとんどが６．０ｅＶを下回る深いＨＯＭＯ準位を有するため、これを正孔阻止層に用いることもできる。この構成による発光層内への励起子封じ込めにより、さらなる高効率発光が達成される。
【００９０】
また、本発明の有機ＥＬ素子では、電荷発生層を有する素子構成も可能である。構成としては公知のものを利用することができる。また、本発明において２層あるいは３層の発光層、かつ電荷発生層を有する構成の一部を以下に示すが、本発明はこれに限定されない。
【００９１】
【表１】
2006120689.tif 000029
【００９２】
【表２】
2006120689.tif 000030
【００９３】
以下、本発明について詳細に説明する。
【００９４】
〔一般式（１）で表される化合物〕
本発明に係る一般式（１）で表される化合物について説明する。
【００９５】
前記一般式（１）において、Ｚ1は置換基を有してもよい芳香族複素環を表し、Ｚ2は置換基を有してもよい芳香族複素環、もしくは芳香族炭化水素環を表し、Ｚ3は２価の連結基、もしくは単なる結合手を表す。Ｒ101は水素原子、もしくは置換基を表す。
【００９６】
Ｚ1、Ｚ2で表される芳香族複素環としては、フラン環、チオフェン環、ピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環、トリアジン環、ベンゾイミダゾール環、オキサジアゾール環、トリアゾール環、イミダゾール環、ピラゾール環、チアゾール環、インドール環、ベンゾイミダゾール環、ベンゾチアゾール環、ベンゾオキサゾール環、キノキサリン環、キナゾリン環、フタラジン環、カルバゾール環、カルボリン環、ジアザカルバゾール環（カルボリン環を構成する炭化水素環の炭素原子の一つがさらに窒素原子で置換されている環を示す）等が挙げられる。さらに前記芳香族複素環は、後述するＲ101で表される置換基を有してもよい。
【００９７】
Ｚ2で表される芳香族炭化水素環としては、ベンゼン環、ビフェニル環、ナフタレン環、アズレン環、アントラセン環、フェナントレン環、ピレン環、クリセン環、ナフタセン環、トリフェニレン環、ｏ−テルフェニル環、ｍ−テルフェニル環、ｐ−テルフェニル環、アセナフテン環、コロネン環、フルオレン環、フルオラントレン環、ナフタセン環、ペンタセン環、ペリレン環、ペンタフェン環、ピセン環、ピレン環、ピラントレン環、アンスラアントレン環等が挙げられる。さらに前記芳香族炭化水素環は、後述するＲ101で表される置換基を有してもよい。
【００９８】
Ｒ101で表される置換基としては、アルキル基（例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基等）、シクロアルキル基（例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等）、アルケニル基（例えば、ビニル基、アリル基等）、アルキニル基（例えば、エチニル基、プロパルギル基等）、アリール基（例えば、フェニル基、ナフチル基等）、芳香族複素環基（例えば、フリル基、チエニル基、ピリジル基、ピリダジニル基、ピリミジニル基、ピラジニル基、トリアジニル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、チアゾリル基、キナゾリニル基、フタラジニル基等）、複素環基（例えば、ピロリジル基、イミダゾリジル基、モルホリル基、オキサゾリジル基等）、アルコキシル基（例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、ドデシルオキシ基等）、シクロアルコキシル基（例えば、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基等）、アリールオキシ基（例えば、フェノキシ基、ナフチルオキシ基等）、アルキルチオ基（例えば、メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基、ペンチルチオ基、ヘキシルチオ基、オクチルチオ基、ドデシルチオ基等）、シクロアルキルチオ基（例えば、シクロペンチルチオ基、シクロヘキシルチオ基等）、アリールチオ基（例えば、フェニルチオ基、ナフチルチオ基等）、アルコキシカルボニル基（例えば、メチルオキシカルボニル基、エチルオキシカルボニル基、ブチルオキシカルボニル基、オクチルオキシカルボニル基、ドデシルオキシカルボニル基等）、アリールオキシカルボニル基（例えば、フェニルオキシカルボニル基、ナフチルオキシカルボニル基等）、スルファモイル基（例えば、アミノスルホニル基、メチルアミノスルホニル基、ジメチルアミノスルホニル基、ブチルアミノスルホニル基、ヘキシルアミノスルホニル基、シクロヘキシルアミノスルホニル基、オクチルアミノスルホニル基、ドデシルアミノスルホニル基、フェニルアミノスルホニル基、ナフチルアミノスルホニル基、２−ピリジルアミノスルホニル基等）、アシル基（例えば、アセチル基、エチルカルボニル基、プロピルカルボニル基、ペンチルカルボニル基、シクロヘキシルカルボニル基、オクチルカルボニル基、２−エチルヘキシルカルボニル基、ドデシルカルボニル基、フェニルカルボニル基、ナフチルカルボニル基、ピリジルカルボニル基等）、アシルオキシ基（例えば、アセチルオキシ基、エチルカルボニルオキシ基、ブチルカルボニルオキシ基、オクチルカルボニルオキシ基、ドデシルカルボニルオキシ基、フェニルカルボニルオキシ基等）、アミド基（例えば、メチルカルボニルアミノ基、エチルカルボニルアミノ基、ジメチルカルボニルアミノ基、プロピルカルボニルアミノ基、ペンチルカルボニルアミノ基、シクロヘキシルカルボニルアミノ基、２−エチルヘキシルカルボニルアミノ基、オクチルカルボニルアミノ基、ドデシルカルボニルアミノ基、フェニルカルボニルアミノ基、ナフチルカルボニルアミノ基等）、カルバモイル基（例えば、アミノカルボニル基、メチルアミノカルボニル基、ジメチルアミノカルボニル基、プロピルアミノカルボニル基、ペンチルアミノカルボニル基、シクロヘキシルアミノカルボニル基、オクチルアミノカルボニル基、２−エチルヘキシルアミノカルボニル基、ドデシルアミノカルボニル基、フェニルアミノカルボニル基、ナフチルアミノカルボニル基、２−ピリジルアミノカルボニル基等）、ウレイド基（例えば、メチルウレイド基、エチルウレイド基、ペンチルウレイド基、シクロヘキシルウレイド基、オクチルウレイド基、ドデシルウレイド基、フェニルウレイド基ナフチルウレイド基、２−ピリジルアミノウレイド基等）、スルフィニル基（例えば、メチルスルフィニル基、エチルスルフィニル基、ブチルスルフィニル基、シクロヘキシルスルフィニル基、２−エチルヘキシルスルフィニル基、ドデシルスルフィニル基、フェニルスルフィニル基、ナフチルスルフィニル基、２−ピリジルスルフィニル基等）、アルキルスルホニル基（例えば、メチルスルホニル基、エチルスルホニル基、ブチルスルホニル基、シクロヘキシルスルホニル基、２−エチルヘキシルスルホニル基、ドデシルスルホニル基等）、アリールスルホニル基（フェニルスルホニル基、ナフチルスルホニル基、２−ピリジルスルホニル基等）、アミノ基（例えば、アミノ基、エチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ブチルアミノ基、シクロペンチルアミノ基、２−エチルヘキシルアミノ基、ドデシルアミノ基、アニリノ基、ナフチルアミノ基、２−ピリジルアミノ基等）、ハロゲン原子（例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子等）、フッ化炭化水素基（例えば、フルオロメチル基、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、ペンタフルオロフェニル基等）、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシル基、メルカプト基、シリル基（例えば、トリメチルシリル基、トリイソプロピルシリル基、トリフェニルシリル基、フェニルジエチルシリル基等）、等が挙げられる。
【００９９】
これらの置換基は上記の置換基によってさらに置換されていてもよい。また、これらの置換基は複数が互いに結合して環を形成していてもよい。好ましい置換基としては、アルキル基、シクロアルキル基、フッ化炭化水素基、アリール基、芳香族複素環基である。
【０１００】
２価の連結基としては、アルキレン、アルケニレン、アルキニレン、アリーレン等の炭化水素基の他、ヘテロ原子を含むものであってもよく、またチオフェン−２，５−ジイル基やピラジン−２，３−ジイル基のような芳香族複素環を有する化合物（ヘテロ芳香族化合物ともいう）に由来する２価の連結基であってもよいし、酸素や硫黄等のカルコゲン原子であってもよい。また、アルキルイミノ基、ジアルキルシランジイル基やジアリールゲルマンジイル基のようなヘテロ原子を会して連結する基でもよい。
【０１０１】
単なる結合手とは、連結する置換基同士を直接結合する結合手である。
【０１０２】
本発明においては、前記一般式（１）のＺ1が６員環であることが好ましい。これにより、より発光効率を高くすることができる。さらに一層長寿命化させることができる。また、本発明においては、Ｚ2が６員環であることが好ましい。これにより、より発光効率を高くすることができる。さらにより一層長寿命化させることができる。さらにＺ1とＺ2を共に６員環とすることで、より一層発光効率と高くすることができるので好ましい。さらにより一層長寿命化させることができるので好ましい。
【０１０３】
前記一般式（１）で表される化合物で好ましいのは、前記一般式（１−１）〜（１−１０）で各々表される化合物である。
【０１０４】
前記一般式（１−１）において、Ｒ501〜Ｒ507は各々独立に水素原子もしくは置換基を表す。一般式（１−１）で表される化合物を用いることで、より発光効率の高い有機ＥＬ素子とすることができる。さらにより長寿命の有機ＥＬ素子とすることができる。
【０１０５】
前記一般式（１−２）において、Ｒ511〜Ｒ517は各々独立に水素原子もしくは置換基を表す。一般式（１−２）で表される化合物を用いることで、より発光効率の高い有機ＥＬ素子とすることができる。さらにより長寿命の有機ＥＬ素子とすることができる。
【０１０６】
前記一般式（１−３）において、Ｒ521〜Ｒ527は各々独立に水素原子もしくは置換基を表す。一般式（１−３）で表される化合物を用いることで、より発光効率の高い有機ＥＬ素子とすることができる。さらにより長寿命の有機ＥＬ素子とすることができる。
【０１０７】
前記一般式（１−４）において、Ｒ531〜Ｒ537は各々独立に水素原子もしくは置換基を表す。一般式（１−４）で表される化合物を用いることで、より発光効率の高い有機ＥＬ素子とすることができる。さらにより長寿命の有機ＥＬ素子とすることができる。
【０１０８】
前記一般式（１−５）において、Ｒ541〜Ｒ548は各々独立に水素原子もしくは置換基を表す。一般式（１−５）で表される化合物を用いることで、より発光効率の高い有機ＥＬ素子とすることができる。さらにより長寿命の有機ＥＬ素子とすることができる。
【０１０９】
前記一般式（１−６）において、Ｒ551〜Ｒ558は各々独立に水素原子もしくは置換基を表す。一般式（１−６）で表される化合物を用いることで、より発光効率の高い有機ＥＬ素子とすることができる。さらにより長寿命の有機ＥＬ素子とすることができる。
【０１１０】
前記一般式（１−７）において、Ｒ561〜Ｒ567は各々独立に水素原子もしくは置換基を表す。一般式（１−７）で表される化合物を用いることで、より発光効率の高い有機ＥＬ素子とすることができる。さらにより長寿命の有機ＥＬ素子とすることができる。
【０１１１】
前記一般式（１−８）において、Ｒ571〜Ｒ577は各々独立に水素原子もしくは置換基を表す。一般式（１−８）で表される化合物を用いることで、より発光効率の高い有機ＥＬ素子とすることができる。さらにより長寿命の有機ＥＬ素子とすることができる。
【０１１２】
前記一般式（１−９）において、Ｒは水素原子もしくは置換基を表す。また、複数のＲは各々同一でもよく、異なっていてもよい。一般式（１−９）で表される化合物を用いることで、より発光効率の高い有機ＥＬ素子とすることができる。さらにより長寿命の有機ＥＬ素子とすることができる。
【０１１３】
前記一般式（１−１０）において、Ｒは水素原子もしくは置換基を表す。また、複数のＲは各々同一でもよく、異なっていてもよい。一般式（１−１０）で表される化合物を用いることで、より発光効率の高い有機ＥＬ素子とすることができる。さらに長寿命の有機ＥＬ素子とすることができる。
【０１１４】
また、前記一般式（１）で表される化合物で好ましいものは、前記一般式（２−１）〜（２−１０）のいずれかで表される基を少なくとも一つを有する化合物である。特に、分子内に前記一般式（２−１）〜（２−１０）のいずれかで表される基を２つから４つ有することがより好ましい。このとき、前記一般式（１）で表される構造において、Ｒ101を除いた部分が前記一般式（２−１）〜（２−１０）に置き換わる場合を含む。
【０１１５】
このとき、特に前記一般式（３）〜（１７）で表される化合物であることが本発明の効果を得る上で好ましい。
【０１１６】
前記一般式（３）において、Ｒ601〜Ｒ606は水素原子もしくは置換基を表すが、Ｒ601〜Ｒ606の少なくとも一つは前記一般式（２−１）〜（２−１０）のいずれかで表される基を表す。一般式（３）で表される化合物を用いることにより、より発光効率の高い有機ＥＬ素子とすることができる。さらにより長寿命の有機ＥＬ素子とすることができる。
【０１１７】
前記一般式（４）において、Ｒ611〜Ｒ620は水素原子もしくは置換基を表すが、Ｒ611〜Ｒ620の少なくとも一つは前記一般式（２−１）〜（２−１０）のいずれかで表される基を表す。一般式（４）で表される化合物を用いることで、より発光効率の高い有機ＥＬ素子とすることができる。さらにより長寿命の有機ＥＬ素子とすることができる。
【０１１８】
前記一般式（５）において、Ｒ621〜Ｒ623は水素原子もしくは置換基を表すが、Ｒ621〜Ｒ623の少なくとも一つは前記一般式（２−１）〜（２−１０）のいずれかで表される基を表す。一般式（５）で表される化合物を用いることで、より発光効率の高い有機ＥＬ素子とすることができる。さらにより長寿命の有機ＥＬ素子とすることができる。
【０１１９】
前記一般式（６）において、Ｒ631〜Ｒ645は水素原子もしくは置換基を表すが、Ｒ631〜Ｒ645の少なくとも一つは前記一般式（２−１）〜（２−１０）のいずれかで表される基を表す。一般式（６）で表される化合物を用いることで、より発光効率の高い有機ＥＬ素子とすることができる。さらにより長寿命の有機ＥＬ素子とすることができる。
【０１２０】
前記一般式（７）において、Ｒ651〜Ｒ656は水素原子もしくは置換基を表すが、Ｒ651〜Ｒ656の少なくとも一つは前記一般式（２−１）〜（２−１０）のいずれかで表される基を表す。ｎａは０〜５の整数を表し、ｎｂは１〜６の整数を表すが、ｎａとｎｂの和が６である。一般式（７）で表される化合物を用いることで、より発光効率の高い有機ＥＬ素子とすることができる。さらにより長寿命の有機ＥＬ素子とすることができる。
【０１２１】
前記一般式（８）において、Ｒ661〜Ｒ672は水素原子もしくは置換基を表すが、Ｒ661〜Ｒ672の少なくとも一つは前記一般式（２−１）〜（２−１０）のいずれかで表される基を表す。一般式（８）で表される化合物を用いることで、より発光効率の高い有機ＥＬ素子とすることができる。さらにより長寿命の有機ＥＬ素子とすることができる。
【０１２２】
前記一般式（９）において、Ｒ681〜Ｒ688は水素原子もしくは置換基を表すが、Ｒ681〜Ｒ688の少なくとも一つは前記一般式（２−１）〜（２−１０）のいずれかで表される基を表す。一般式（９）で表される化合物を用いることで、より発光効率の高い有機ＥＬ素子とすることができる。さらにより長寿命の有機ＥＬ素子とすることができる。
【０１２３】
前記一般式（１０）において、Ｒ691〜Ｒ700は水素原子もしくは置換基を表すが、Ｒ691〜Ｒ700の少なくとも一つは前記一般式（２−１）〜（２−１０）のいずれかで表される基を表す。
【０１２４】
Ｌ1で表される２価の連結基としては、アルキレン基（例えば、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、プロピレン基、エチルエチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、２，２，４−トリメチルヘキサメチレン基、ヘプタメチレン基、オクタメチレン基、ノナメチレン基、デカメチレン基、ウンデカメチレン基、ドデカメチレン基、シクロヘキシレン基（例えば、１，６−シクロヘキサンジイル基等）、シクロペンチレン基（例えば、１，５−シクロペンタンジイル基等）等）、アルケニレン基（例えば、ビニレン基、プロペニレン基等）、アルキニレン基（例えば、エチニレン基、３−ペンチニレン基等）、アリーレン基等の炭化水素基の他、ヘテロ原子を含む基（例えば、−Ｏ−、−Ｓ−等のカルコゲン原子を含む２価の基、−Ｎ（Ｒ）−基、ここでＲは水素原子またはアルキル基を表し、該アルキル基は、前記一般式（１）においてＲ101で表されるアルキル基と同義である）等が挙げられる。また、上記のアルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、アリーレン基の各々においては、２価の連結基を構成する炭素原子の少なくとも一つが、カルコゲン原子（酸素、硫黄等）や前記−Ｎ（Ｒ）−基等で置換されていてもよい。
【０１２５】
さらにＬ1で表される２価の連結基としては、例えば、２価の複素環基を有する基が用いられ、例えば、オキサゾールジイル基、ピリミジンジイル基、ピリダジンジイル基、ピランジイル基、ピロリンジイル基、イミダゾリンジイル基、イミダゾリジンジイル基、ピラゾリジンジイル基、ピラゾリンジイル基、ピペリジンジイル基、ピペラジンジイル基、モルホリンジイル基、キヌクリジンジイル基等が挙げられ、またチオフェン−２，５−ジイル基や、ピラジン−２，３−ジイル基のような、芳香族複素環を有する化合物（ヘテロ芳香族化合物ともいう）に由来する２価の連結基であってもよい。また、アルキルイミノ基、ジアルキルシランジイル基やジアリールゲルマンジイル基のようなヘテロ原子を会して連結する基であってもよい。
【０１２６】
前記一般式（１０）で表される化合物を用いることで、より発光効率の高い有機ＥＬ素子とすることができる。さらにより長寿命の有機ＥＬ素子とすることができる。
【０１２７】
前記一般式（１１）〜一般式（１５）で各々表される化合物において、Ｒ1、Ｒ2で各々表される置換基としては、前記一般式（１）においてＲ101で表される置換基と同義である。
【０１２８】
前記一般式（１５）において、Ｚ1、Ｚ2、Ｚ3、Ｚ4で各々表される、各々窒素原子を少なくとも一つ含む６員の芳香族複素環としては、例えば、ピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環等が挙げられる。
【０１２９】
前記一般式（１６）において、Ｚ1、Ｚ2で各々表される、各々窒素原子を少なくとも一つ含む６員の芳香族複素環としては、例えば、ピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環等が挙げられる。
【０１３０】
Ａｒ1、Ａｒ2で各々表されるアリーレン基としては、ｏ−フェニレン基、ｍ−フェニレン基、ｐ−フェニレン基、ナフタレンジイル基、アントラセンジイル基、ナフタセンジイル基、ピレンジイル基、ナフチルナフタレンジイル基、ビフェニルジイル基（例えば、３，３′−ビフェニルジイル基、３，６−ビフェニルジイル基等）、テルフェニルジイル基、クアテルフェニルジイル基、キンクフェニルジイル基、セキシフェニルジイル基、セプチフェニルジイル基、オクチフェニルジイル基、ノビフェニルジイル基、デシフェニルジイル基等が挙げられる。また前記アリーレン基は、さらに後述する置換基を有していてもよい。Ａｒ1、Ａｒ2で各々表される２価の芳香族複素環基は、フラン環、チオフェン環、ピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環、トリアジン環、ベンゾイミダゾール環、オキサジアゾール環、トリアゾール環、イミダゾール環、ピラゾール環、チアゾール環、インドール環、ベンゾイミダゾール環、ベンゾチアゾール環、ベンゾオキサゾール環、キノキサリン環、キナゾリン環、フタラジン環、カルバゾール環、カルボリン環、カルボリン環を構成する炭化水素環の炭素原子がさらに窒素原子で置換されている環等から導出される２価の基等が挙げられる。さらに前記芳香族複素環基は、前記Ｒ101で表される置換基を有してもよい。
【０１３１】
Ｌで表される２価の連結基としては、前記一般式（１０）において、Ｌ1で表される２価の連結基と同義であるが、好ましくはアルキレン基、−Ｏ−、−Ｓ−等のカルコゲン原子を含む２価の基であり、最も好ましくはアルキレン基である。
【０１３２】
前記一般式（１７）において、Ａｒ1、Ａｒ2で各々表されるアリーレン基は、前記一般式（１６）においてＡｒ1、Ａｒ2で各々表されるアリーレン基と同義である。Ａｒ1、Ａｒ2で各々表される芳香族複素環基は、前記一般式（１６）においてＡｒ1、Ａｒ2で各々表される２価の芳香族複素環基と同義である。
【０１３３】
Ｚ1、Ｚ2、Ｚ3、Ｚ4で各々表される、各々窒素原子を少なくとも一つ含む６員の芳香族複素環としては、例えば、ピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環等が挙げられる。
【０１３４】
Ｌで表される２価の連結基としては、前記一般式（１０）において、Ｌ1で表される２価の連結基と同義であるが、好ましくはアルキレン基、−Ｏ−、−Ｓ−等のカルコゲン原子を含む２価の基であり、最も好ましくはアルキレン基である。
【０１３５】
以下に、本発明に係る一般式（１）〜（１７）で表される化合物の具体例を示すが、本発明はこれらに限定されない。
【０１３６】
【化２８】
2006120689.tif 000031
【０１３７】
【化２９】
2006120689.tif 000032
【０１３８】
【化３０】
2006120689.tif 000033
【０１３９】
【化３１】
2006120689.tif 000034
【０１４０】
【化３２】
2006120689.tif 000035
【０１４１】
【化３３】
2006120689.tif 000036
【０１４２】
【化３４】
2006120689.tif 000037
【０１４３】
【化３５】
2006120689.tif 000038
【０１４４】
【化３６】
2006120689.tif 000039
【０１４５】
【化３７】
2006120689.tif 000040
【０１４６】
【化３８】
2006120689.tif 000041
【０１４７】
【化３９】
2006120689.tif 000042
【０１４８】
【化４０】
2006120689.tif 000043
【０１４９】
【化４１】
2006120689.tif 000044
【０１５０】
【化４２】
2006120689.tif 000045
【０１５１】
【化４３】
2006120689.tif 000046
【０１５２】
【化４４】
2006120689.tif 000047
【０１５３】
【化４５】
2006120689.tif 000048
【０１５４】
【化４６】
2006120689.tif 000049
【０１５５】
【化４７】
2006120689.tif 000050
【０１５６】
【化４８】
2006120689.tif 000051
【０１５７】
【化４９】
2006120689.tif 000052
【０１５８】
【化５０】
2006120689.tif 000053
【０１５９】
【化５１】
2006120689.tif 000054
【０１６０】
【化５２】
2006120689.tif 000055
【０１６１】
【化５３】
2006120689.tif 000056
【０１６２】
【化５４】
2006120689.tif 000057
【０１６３】
【化５５】
2006120689.tif 000058
【０１６４】
【化５６】
2006120689.tif 000059
【０１６５】
【化５７】
2006120689.tif 000060
【０１６６】
【化５８】
2006120689.tif 000061
【０１６７】
【化５９】
2006120689.tif 000062
【０１６８】
【化６０】
2006120689.tif 000063
【０１６９】
【化６１】
2006120689.tif 000064
【０１７０】
【化６２】
2006120689.tif 000065
【０１７１】
以下に、本発明に係る化合物の代表的な合成例を示すが、本発明はこれらに限定されない。
【０１７２】
（例示化合物７３の合成）
【０１７３】
【化６３】
2006120689.tif 000066
【０１７４】
４，４′−ジヨードビフェニル６．８７ｇ、β−カルボリン６．００ｇをＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミド５０ｍｌ中に添加した混合液に、銅粉４．５ｇ、炭酸カリウム７．３６ｇを加え、１５時間加熱還流した。放冷後水クロロホルムを加え、不溶物を濾去した。有機層を分離し、水、飽和食塩水で洗浄した後、減圧下に濃縮し、得られた残渣を酢酸に溶解し、活性炭処理後、再結晶して，例示化合物７３の無色結晶４．２ｇを得た。
【０１７５】
例示化合物７３の構造は1Ｈ−ＮＭＲスペクトル及び質量分析スペクトルによって確認した。例示化合物７３の物性データ、スペクトルデータを下記に示す。
【０１７６】
無色結晶、融点２００℃
ＭＳ（ＦＡＢ）ｍ／ｚ：４８７（Ｍ＋１）
1Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ3）：δ／ｐｐｍ  ７．３−７．５（ｍ、２Ｈ）、７．５−７．６（ｍ，４Ｈ）、７．７−７．８（ｍ，４Ｈ）、７．９−８．０（ｍ，４Ｈ）、８．０６（ｄ，Ｊ＝５．１Ｈｚ，２Ｈ）、８．２４（ｄ，Ｊ＝７．８Ｈｚ，２Ｈ）、８．５６（ｄ，Ｊ＝５．１Ｈｚ，２Ｈ）、８．９６（ｓ，２Ｈ）
（例示化合物７４の合成）
【０１７７】
【化６４】
2006120689.tif 000067
【０１７８】
酢酸パラジウム０．３２ｇ、トリ−ｔｅｒｔ−ブチルホスフィン１．１７ｇを無水トルエン１０ｍｌに溶解し、水素化ホウ素ナトリウム５０ｍｇを添加し、室温で１０分間攪拌した後、δ−カルボリン５．００ｇ、４，４′−ジヨードビフェニル５．８７ｇ、ナトリウム−ｔｅｒｔ−ブトキシド３．４２ｇを無水キシレン５０ｍｌ中に分散し、窒素雰囲気下、還流温度にて１０時間撹拌した。得られた反応混合物を放冷後クロロホルムと水を加えて有機層を分離し、有機層を、水、飽和食塩水で洗浄した後、減圧下に濃縮し、得られた残渣をテトラヒドロフランに溶解し、活性炭処理を施した後、再結晶して例示化合物７４の無色結晶５．０ｇを得た。
【０１７９】
例示化合物７４の構造は1Ｈ−ＮＭＲスペクトル及び質量分析スペクトルによって確認した。例示化合物７４の物性データ、スペクトルデータを下記に示す。
【０１８０】
ＭＳ（ＦＡＢ）ｍ／ｚ：４８７（Ｍ＋１）
1Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ3）：δ／ｐｐｍ  ７．３７（ｄｄ，Ｊ＝４．７Ｈｚ，Ｊ＝８．３Ｈｚ，２Ｈ）、７．４−７．５（ｍ，２Ｈ）、７．５−７．６（ｍ，４Ｈ）、７．７−７．８（ｍ，４Ｈ）、７．８１（ｄｄ，Ｊ＝１．２Ｈｚ，Ｊ＝８．３Ｈｚ，２Ｈ）、７．９−８．０（ｍ，４Ｈ）、８．４８（ｄ，Ｊ＝７．８Ｈｚ，２Ｈ），８．６５（ｄｄ，Ｊ＝１．２Ｈｚ，Ｊ＝４．６Ｈｚ，２Ｈ）
（例示化合物６０の合成）
【０１８１】
【化６５】
2006120689.tif 000068
【０１８２】
４，４′−ジヨードビフェニル６．８７ｇ、γ−カルボリン６．００ｇをＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミド５０ｍｌ中に添加した混合液に、銅粉４．５ｇ、炭酸カリウム７．３６ｇを加え、１５時間加熱還流した。放冷後水クロロホルムを加え、不溶物を濾去した。有機層を分離し、水、飽和食塩水で洗浄した後、減圧下に濃縮し、得られた残渣をシリカゲルクロマトグラフィーに付した後、ジクロロメタン／シクロヘキサン中で結晶化させ、例示化合物６０の無色結晶４．３ｇを得た。
【０１８３】
例示化合物６０の構造は、1Ｈ−ＮＭＲスペクトル及び質量分析スペクトルによって確認した。例示化合物６０の物性データ、スペクトルデータを下記に示す。
【０１８４】
ＭＳ（ＦＡＢ）ｍ／ｚ：４８７（Ｍ＋１）
1Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ3）：δ／ｐｐｍ  ７．４−７．４（ｍ，４Ｈ）、７．４−７．５（ｍ，４Ｈ）、７．７−７．８（ｍ，４Ｈ）７．９−８．０（ｍ，４Ｈ）、８．２５（ｄ，Ｊ＝７．８Ｈｚ，２Ｈ）、８．５７（ｄ，Ｊ＝５．６Ｈｚ，２Ｈ）、９．４２（ｓ，１Ｈ）
（例示化合物１４４の合成）
【０１８５】
【化６６】
2006120689.tif 000069
【０１８６】
酢酸パラジウム０．１６ｇ、トリ−ｔｅｒｔ−ブチルホスフィン０．５８ｇを無水トルエン１０ｍｌに溶解し、水素化ホウ素ナトリウム２５ｍｇを添加し、室温で１０分間攪拌した後、δ−カルボリン２．００ｇ、中間体ａ３．２０ｇ、ナトリウム−ｔｅｒｔ−ブトキシド１．３７ｇを無水キシレン５０ｍｌ中に分散し、窒素雰囲気下、還流温度にて１０時間撹拌した。放冷後クロロホルムと水を加えて有機層を分離し、有機層を水、飽和食塩水で洗浄した後減圧下に濃縮し、得られた残渣を酢酸から再結晶して例示化合物１４４の無色結晶１．５ｇを得た。
【０１８７】
例示化合物１４４の構造は、1Ｈ−ＮＭＲスペクトル及び質量分析スペクトルによって確認した。例示化合物１４４のスペクトルデータは以下の通りである。
【０１８８】
ＭＳ（ＦＡＢ）ｍ／ｚ：６４７（Ｍ＋１）
1Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ3）：δ／ｐｐｍ  １．８０（Ｓ，１２Ｈ）、７．２７（Ｓ，４Ｈ）、７．３４（ｄｄ，Ｊ＝４．９Ｈｚ，Ｊ＝８．３Ｈｚ，２Ｈ）、７．３−７．４（ｍ，２Ｈ）、７．４−７．５（ｍ，１２Ｈ）、７．７６（ｄｄ，Ｊ＝１．３Ｈｚ，Ｊ＝８．３Ｈｚ、２Ｈ）、８．４５（ｄ，Ｊ＝７．８Ｈｚ，２Ｈ）、８．６３（ｄｄ，Ｊ＝１．３Ｈｚ，Ｊ＝４．９Ｈｚ，２Ｈ）
（例示化合物１４３の合成）
【０１８９】
【化６７】
2006120689.tif 000070
【０１９０】
４，４′−ジクロロ−３，３′−ビピリジル０．８５ｇ、ジアミンｂ０．５９ｇ、ジベンジリデンアセトンパラジウム４４ｍｇ、イミダゾリウム塩３６ｍｇ、ナトリウム−ｔｅｒｔ−ブトキシド１．０９ｇをジメトキシエタン５ｍｌに添加し、８０℃で２４時間加温攪拌した。放冷後クロロホルムと水を加えて有機層を分離し、有機層を水、飽和食塩水で洗浄した後減圧下に濃縮し、得られた残渣を酢酸エチルから再結晶して例示化合物１４３の無色結晶０．３ｇを得た。
【０１９１】
例示化合物１４３の構造は、1Ｈ−ＮＭＲスペクトル及び質量分析スペクトルによって確認した。例示化合物１４３のスペクトルデータを下記に示す。
【０１９２】
ＭＳ（ＦＡＢ）ｍ／ｚ：６３９（Ｍ＋１）
1Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ3）：δ／ｐｐｍ  ７．４６（ｄ，Ｊ＝５．７Ｈｚ，４Ｈ）、７．６−７．７（ｍ，４Ｈ）、７．８−７．９（ｍ，４Ｈ）、８．６７（ｄ，Ｊ＝５．７Ｈｚ，４Ｈ）、９．５１（Ｓ，４Ｈ）
（例示化合物１４５の合成）
例示化合物１４３の合成において、４，４′−ジクロロ−３，３′−ビピリジルの一方のピリジン環をベンゼンに変更した、３−（２−クロロフェニル）−４−クロロピリジンを用いた以外は同様にして、例示化合物１４５を合成した。
【０１９３】
例示化合物１４５の構造は、1Ｈ−ＮＭＲスペクトル及び質量分析スペクトルによって確認した。例示化合物１４５のスペクトルデータを下記に示す。
【０１９４】
ＭＳ（ＦＡＢ）ｍ／ｚ：６３７（Ｍ＋１）
1Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ3）：δ／ｐｐｍ  ７．３−７．４（ｍ，２Ｈ）、７．６−７．７（ｍ，４Ｈ）、７．７−７．８（ｍ，４Ｈ）７．８−７．９（ｍ，４Ｈ）、８．０６（ｄ，Ｊ＝５．３Ｈｚ，２Ｈ）、８．２３（ｄ，Ｊ＝７．８Ｈｚ，２Ｈ）、８．５６（ｄ，Ｊ＝５．３Ｈｚ，２Ｈ），８．９６（Ｓ，２Ｈ）
なお、上記の合成例以外に、これらの化合物のアザカルバゾール環やその類緑体は、Ｊ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，Ｐｅｒｋｉｎ  Ｔｒａｎｓ．１，１５０５−１５１０（１９９９）、Ｐｏｌ．Ｊ．Ｃｈｅｍ．，５４，１５８５（１９８０）、（Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ  Ｌｅｔｔ．４１（２０００），４８１−４８４）に記載される合成法に従って合成することができる。合成されたアザカルバゾール環やその類緑体と、芳香環、複素環、アルキル基等の、コア、連結基への導入は、ウルマンカップリング、Ｐｄ触媒を用いたカップリング、スズキカップリング等公知の方法を用いることができる。
【０１９５】
本発明に係る化合物は分子量が４００以上であることが好ましく、４５０以上であることがより好ましく、さらに好ましくは６００以上であり、特に好ましくは分子量が８００以上である。これによりガラス転移温度を上昇させ熱安定性が向上し、より一層長寿命化をさせることができる。
【０１９６】
本発明は、陰極と陽極の間に構成層を有し、該構成層が複数の発光層を有し、該構成層の少なくとも一層がこれらの一般式（１）〜（１７）で表される化合物を少なくとも一種含有することが特徴である。
【０１９７】
以下に有機ＥＬ素子の各構成層について説明する。
【０１９８】
〔発光層〕
発光層の全体の膜厚は特に限定しないが、５〜１００ｎｍが好ましい。さらに好ましくは７〜５０ｎｍが好ましく、最も好ましくは１０〜４０ｎｍである。
【０１９９】
発光層を構成する複数の発光層における、それぞれの膜厚は１〜２０ｎｍが好ましく、さらに好ましくは２〜１０ｎｍである。
【０２００】
これらは素子駆動電圧、電圧（電流）に対する色度のずれ、エネルギー移動、作製の困難さにより選ぶことができる。
【０２０１】
（発光ホストと発光ドーパント）
発光層中の主成分であるホスト化合物に対する発光ドーパントの混合比は、好ましくは０．１〜３０質量％未満である。
【０２０２】
〈発光ドーパント〉
発光ドーパントは、大きく分けて、蛍光を発光する蛍光性ドーパントと燐光を発光する燐光性ドーパントの２種類がある。
【０２０３】
蛍光性ドーパントの代表例としては、クマリン系色素、ピラン系色素、シアニン系色素、クロコニウム系色素、スクアリウム系色素、オキソベンツアントラセン系色素、フルオレセイン系色素、ローダミン系色素、ピリリウム系色素、ペリレン系色素、スチルベン系色素、ポリチオフェン系色素、または希土類錯体系蛍光体等が挙げられる。
【０２０４】
燐光性ドーパントの代表例としては、好ましくは元素の周期表で８〜１０属の金属を含有する錯体系化合物であり、さらに好ましくは、イリジウム化合物、オスミウム化合物であり、中でも最も好ましいのはイリジウム化合物である。
【０２０５】
燐光性ドーパントの具体例としては以下の特許公報に記載されている化合物が挙げられる。国際公開第００／７０６５５号、特開２００２−２８０１７８号、同２００１−１８１６１６号、同２００２−２８０１７９号、同２００１−１８１６１７号、同２００２−２８０１８０号、同２００１−２４７８５９号、同２００２−２９９０６０号、同２００１−３１３１７８号、同２００２−３０２６７１号、同２００１−３４５１８３号、同２００２−３２４６７９号、国際公開第０２／１５６４５号、特開２００２−３３２２９１号、同２００２−５０４８４号、同２００２−３３２２９２号、同２００２−８３６８４号、特表２００２−５４０５７２号、特開２００２−１１７９７８号、同２００２−３３８５８８号、同２００２−１７０６８４号、同２００２−３５２９６０号、国際公開第０１／９３６４２号、特開２００２−５０４８３号、同２００２−１００４７６号、同２００２−１７３６７４号、同２００２−３５９０８２号、同２００２−１７５８８４号、同２００２−３６３５５２号、同２００２−１８４５８２号、同２００３−７４６９号、特表２００２−５２５８０８号、特開２００３−７４７１号、特表２００２−５２５８３３号、特開２００３−３１３６６号、同２００２−２２６４９５号、同２００２−２３４８９４号、同２００２−２３５０７６号、同２００２−２４１７５１号、同２００１−３１９７７９号、同２００１−３１９７８０号、同２００２−６２８２４号、同２００２−１００４７４号、同２００２−２０３６７９号、同２００２−３４３５７２号、同２００２−２０３６７８号公報等。
【０２０６】
その具体例の一部を下記に示す。
【０２０７】
【化６８】
2006120689.tif 000071
【０２０８】
【化６９】
2006120689.tif 000072
【０２０９】
【化７０】
2006120689.tif 000073
【０２１０】
〈発光ホスト〉
本発明に用いられる発光ホスト化合物としては、前記一般式（１）〜（１７）で表される化合物が最も好ましい。
【０２１１】
また、その他の化合物も用いることができ、カルバゾール誘導体、トリアリールアミン誘導体、芳香族ボラン誘導体、含窒素複素環化合物、チオフェン誘導体、フラン誘導体、オリゴアリーレン化合物等の基本骨格を有するもの、または、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。
【０２１２】
また、本発明に用いられる発光ホストは低分子化合物でも、繰り返し単位をもつ高分子化合物でもよく、ビニル基やエポキシ基のような重合性基を有する低分子化合物（蒸着重合性発光ホスト）でもいい。
【０２１３】
発光ホストとしては、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、高Ｔｇ（ガラス転移温度）である化合物が好ましい。
【０２１４】
発光ホス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が好適である。例えば、特開２００１−２５７０７６号、同２００２−３０８８５５号、同２００１−３１３１７９号、同２００２−３１９４９１号、同２００１−３５７９７７号、同２００２−３３４７８６号、同２００２−８８６０号、同２００２−３３４７８７号、同２００２−１５８７１号、同２００２−３３４７８８号、同２００２−４３０５６号、同２００２−３３４７８９号、同２００２−７５６４５号、同２００２−３３８５７９号、同２００２−１０５４４５号、同２００２−３４３５６８号、同２００２−１４１１７３号、同２００２−３５２９５７号、同２００２−２０３６８３号、同２００２−３６３２２７号、同２００２−２３１４５３号、同２００３−３１６５号、同２００２−２３４８８８号、同２００３−２７０４８号、同２００２−２５５９３４号、同２００２−２６０８６１号、同２００２−２８０１８３号、同２００２−２９９０６０号、同２００２−３０２５１６号、同２００２−３０５０８３号、同２００２−３０５０８４号、同２００２−３０８８３７号公報等。
【０２１５】
また、複数の発光層のうち２層以上が、同じ発光色を示すことが好ましい。ここでいう同じ発光色とは、発光ピークの差が少なく、見た目に同じ色系統に見える発光色のことである。発光ピークの差としては、２０ｎｍ以下であることが好ましく、１０ｎｍ以下であることがより好ましい。同じ発光色を示す発光層が２層以上あることで、該当色の外部取り出し効率を高めることができ、有機材料の選択の自由度が増すばかりでなく、発光輝度の調節，微妙な色の調節が可能になる。
【０２１６】
また、前述したように有機ＥＬ素子に燐光発光材料を用いることで、蛍光発光に比べ、約４倍の内部量子効率が達成されることが知られている。このため、本発明における有機ＥＬ素子において、少なくとも１層の発光層は、燐光性化合物を含有することでさらに高効率な発光が可能になる。
【０２１７】
また、有機ＥＬ素子に用いた有機材料の組み合わせによって、キャリアの結合により生じた高エネルギーの励起状態から、より低エネルギーな励起エネルギー状態を有する有機化合物へのエネルギー移動が生じることが知られている。本発明のおける有機ＥＬ素子において、最も高い励起エネルギーを有する青色発光材料を含有する青色発光層のうち、少なくとも１層が蛍光性発光化合物を有し、赤色発光層及び緑色発光層中の各々少なくとも一層には燐光性発光材料を含有することでエネルギー移動による色度の変化を起こさない、より高効率な発光が可能になる。
【０２１８】
また、平面光源や照明器具等の用途として白色発光デバイスの需要は、近年高まりつつあり、有機ＥＬ素子においても２色混色、あるいは３色混色による白色発光デバイスが報告されつつある。本発明における有機ＥＬ素子は、複数の発光層を有し、高効率な発光が行えることから、白色発光デバイスとして用いることで上記の要求に答えることができる。
【０２１９】
また、本発明の有機ＥＬ素子は、発光色の微妙な色の調整、高効率な発光が可能であることからこれを用いた表示装置、照明装置として用いることもできる。
【０２２０】
〔正孔阻止層〕
正孔阻止層とは広い意味では電子輸送層の機能を有し、電子を輸送する機能を有しつつ正孔を輸送する能力が著しく小さい材料からなり、電子を輸送しつつ正孔を阻止することで電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。
【０２２１】
正孔阻止層としては、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頁等に記載の正孔阻止（ホールブロック）層等を本発明に係る正孔阻止層として適用可能である。また、後述する電子輸送層の構成を必要に応じて、本発明に係る正孔阻止層として用いることができる。
【０２２２】
本発明では正孔阻止層に、前記一般式（１）〜（１７）で表される化合物を用いることが好ましい。
【０２２３】
〔電子阻止層〕
電子阻止層とは広い意味では正孔輸送層の機能を有し、正孔を輸送する機能を有しつつ電子を輸送する能力が著しく小さい材料からなり、正孔を輸送しつつ電子を阻止することで電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。また、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。
【０２２４】
本発明に係る正孔阻止層、電子阻止層の膜厚としては好ましくは３〜１００ｎｍであり、さらに好ましくは５〜３０ｎｍである。
【０２２５】
〔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材料を含み、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。正孔輸送層は単層もしくは複数層設けることができる。
【０２２６】
正孔輸送材料としては、特に制限はなく、従来、光導伝材料において、正孔の電荷注入輸送材料として慣用されているものやＥＬ素子の正孔注入層、正孔輸送層に使用される公知のものの中から任意のものを選択して用いることができる。
【０２２７】
正孔輸送材料は、正孔の注入もしくは輸送、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、また、導電性高分子オリゴマー、特にチオフェンオリゴマー等が挙げられる。
【０２２８】
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、芳香族第三級アミン化合物及びスチリルアミン化合物、特に芳香族第三級アミン化合物を用いることが好ましい。
【０２２９】
芳香族第三級アミン化合物及びスチリルアミン化合物の代表例としては、Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラフェニル−４，４′−ジアミノフェニル；Ｎ，Ｎ′−ジフェニル−Ｎ，Ｎ′−ビス（３−メチルフェニル）−〔１，１′−ビフェニル〕−４，４′−ジアミン（ＴＰＤ）；２，２−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）プロパン；１，１−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）シクロヘキサン；Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラ−ｐ−トリル−４，４′−ジアミノビフェニル；１，１−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）−４−フェニルシクロヘキサン；ビス（４−ジメチルアミノ−２−メチルフェニル）フェニルメタン；ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）フェニルメタン；Ｎ，Ｎ′−ジフェニル−Ｎ，Ｎ′−ジ（４−メトキシフェニル）−４，４′−ジアミノビフェニル；Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラフェニル−４，４′−ジアミノジフェニルエーテル；４，４′−ビス（ジフェニルアミノ）クオードリフェニル；Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリ（ｐ−トリル）アミン；４−（ジ−ｐ−トリルアミノ）−４′−〔４−（ジ−ｐ−トリルアミノ）スチリル〕スチルベン；４−Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ−（２−ジフェニルビニル）ベンゼン；３−メトキシ−４′−Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノスチルベンゼン；Ｎ−フェニルカルバゾール、さらには、米国特許第５，０６１，５６９号明細書に記載されている２個の縮合芳香族環を分子内に有するもの、例えば４，４′−ビス〔Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ〕ビフェニル（ＮＰＤ）、特開平４−３０８６８８号公報に記載されているトリフェニルアミンユニットが３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。
【０２３０】
さらにこれらの材料を高分子鎖に導入した、また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。
【０２３１】
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。また、正孔輸送材料は、高Ｔｇであることが好ましい。
【０２３２】
この正孔輸送層は、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、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。正孔輸送層の膜厚については特に制限はないが、通常は５〜５０００ｎｍ程度である。この正孔輸送層は、上記材料の１種または２種以上からなる１層構造であってもよい。
【０２３３】
また、不純物ドープした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、特開２０００−１９６１４０号、同２００１−１０２１７５号、Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，９５，５７７３（２００４）等に記載されたものが挙げられる。
【０２３４】
〔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、単層もしくは複数層を設けることができる。
【０２３５】
従来、単層の電子輸送層、及び複数層とする場合は発光層に対して陰極側に隣接する電子輸送層に用いられる電子輸送材料（正孔阻止材料を兼ねる）としては、下記の材料が知られている。
【０２３６】
さらに、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、その材料としては従来公知の化合物の中から任意のものを選択して用いることができる。
【０２３７】
この電子輸送層に用いられる材料（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。
【０２３８】
さらにこれらの材料を高分子鎖に導入した、また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。
【０２３９】
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または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、メタルフリーもしくはメタルフタロシアニン、また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るし、正孔注入層、正孔輸送層と同様に、ｎ型−Ｓｉ、ｎ型−ＳｉＣ等の無機半導体も電子輸送材料として用いることができる。
【０２４０】
この電子輸送層は、上記電子輸送材料を、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、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。電子輸送層の膜厚については特に制限はないが、通常は５〜５０００ｎｍ程度である。この電子輸送層は、上記材料の１種または２種以上からなる１層構造であってもよい。
【０２４１】
また、不純物ドープしたｎ性の高い電子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、特開２０００−１９６１４０号、同２００１−１０２１７５号、Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，９５，５７７３（２００４）等に記載されたものが挙げられる。
【０２４２】
〔電子注入層、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、上記のごとく陽極と発光層または正孔輸送層の間、及び、陰極と発光層または電子輸送層との間に存在させてもよい。
【０２４３】
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。
【０２４４】
陽極バッファー層（正孔注入層）は、特開平９−４５４７９号、同９−２６００６２号、同８−２８８０６９号公報等にもその詳細が記載されており、具体例として、銅フタロシアニンに代表されるフタロシアニンバッファー層、酸化バナジウムに代表される酸化物バッファー層、アモルファスカーボンバッファー層、ポリアニリン（エメラルディン）やポリチオフェン等の導電性高分子を用いた高分子バッファー層等が挙げられる。
【０２４５】
陰極バッファー層（電子注入層）は、特開平６−３２５８７１号、同９−１７５７４号、同１０−７４５８６号公報等にもその詳細が記載されており、具体的には、ストロンチウムやアルミニウム等に代表される金属バッファー層、フッ化リチウムに代表されるアルカリ金属化合物バッファー層、フッ化マグネシウムに代表されるアルカリ土類金属化合物バッファー層、酸化アルミニウムに代表される酸化物バッファー層等が挙げられる。
【０２４６】
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０．１〜１００ｎｍが好ましい。
【０２４７】
この注入層は、上記材料を、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、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。注入層の膜厚については特に制限はないが、通常は５〜５０００ｎｍ程度である。この注入層は、上記材料の１種または２種以上からなる１層構造であってもよい。
【０２４８】
〔電荷発生層〕
本発明における電荷発生層とは、陽極側に電子注入を、陰極側にホール注入を行うことができるものであれば、無機物質でも有機物質でも、またそれらの複合体でも使用可能であるが、特性として、比抵抗が１．０×１０2Ω・ｃｍ以上の電気絶縁性材料であって、可視光の透過率が高いものが望ましい。好ましくはホール輸送層に用いられる有機ＥＬ素子用材料と、これと電荷移動反応を生じるような無機物質または有機物質である。後者としては、金属酸化物，金属ハロゲン化物、電子注入性を有するような化合物が好適であり、例えばＶ2Ｏ5、Ｒｅ2Ｏ7、ＩＴＯ、ＴＣＮＱ誘導体等が挙げられる。
【０２４９】
本発明では、複数の発光層の間の少なくとも１層、または各発光層間に、電荷発生層を有することが好ましい。
【０２５０】
さらに詳しく電荷発生層について説明する。
【０２５１】
本発明の有機ＥＬ素子において、電荷発生層を形成する材料としては、可視光の透過率が５０％以上の層であることが好ましい。可視光の透過率が５０％未満であると、生成した光が電荷発生層を通過する際に吸収され、複数の発光ユニットを有していても所望の量子効率（電流効率）が得られなくなる。また、電荷発生層を形成する材料は、上記の比抵抗を有するものであれば、無機物質でも有機物質でも使用可能であるが、本発明における電荷発生層の好適な構成は、異なる２種類の物質の積層体または混合層からなり、２種類の物質間で酸化還元反応によるラジカルカチオンとラジカルアニオンからなる電荷移動錯体が形成しており、電荷移動錯体中のラジカルカチオン状態とラジカルアニオン状態が、電圧印加時にそれぞれ陰極方向と陽極方向へ移動することにより、前記電荷発生層の陰極側に接する有機層へホールを注入し、電荷発生層の陽極側に接する有機層へ電子を注入するものである。
【０２５２】
また、本発明における電荷発生層の比抵抗は１．０×１０2Ω・ｃｍ以上、好ましくは１．０×１０5Ω・ｃｍ以上と意図的にＩＴＯ等の導電性材料（〜１０-4Ω・ｃｍ）よりもはるかに高い領域のものを使用するのが好ましく、電荷発生層の成膜プロセス中も有機物成膜時と同一の蒸着エリア規制用シャドーマスクを使用することができるため、電極成膜時以外はシャドーマスクの頻繁な交換や位置合わせを必要としないと言う生産性における多大な恩恵を被ることができる。
【０２５３】
また、有機ＥＬ素子は、電極材料の持つ性質の一つである仕事関数が素子の特性（駆動電圧等）を左右するといわれている。本発明の有機ＥＬ素子における電荷発生層は電極ではないが、陽極電極方向に電子を、陰極電極方向にホールを注入しているため、構成要素のうち特に電荷発生層に接している層、例えば電子注入（輸送）層とホール注入（輸送）層の形成法は、各発光層への電荷（電子及びホール）注入に際しての、エネルギー障壁を低減するためには重要な要素となる。
【０２５４】
例えば、各電荷発生層から陽電極方向に電子注入をする際には、特開平１０−２７０１７１号公報や特開２００１−１０２１７５号公報に開示されているように、電荷発生層の陽極側に接する層として、有機化合物と電子供与性（ドナー）ドーパントとして機能する金属との混合層からなる電子注入層を有するのが好ましい。ここで、ドナードーパントは、アルカリ金属、アルカリ土類金属及び希土類金属のうちから選択された１種以上の金属からなるのが好ましい。また、上記の電子注入層中のドナードーパント金属のモル比率は、有機化合物に対して０．１〜１０であるのが好ましい。このモル比率が０．１未満では、ドーパントにより還元された分子（以下、還元分子）の濃度が低過ぎ、ドーピング効果が小さく、１０倍を超えると、膜中のドーパント濃度が有機分子濃度をはるかに超え、還元分子の膜中濃度が極端に低下するので、ドーピングの効果も下がってしまう。上記のような電子注入層を有する構成の発光ユニットとすることにより、電荷発生層を形成する材料の仕事関数に拘わらず、各発光ユニットへの、エネルギー障壁のない電子注入が実現される。
【０２５５】
また、電荷発生層の陽極側に接する層として、アルカリ金属、アルカリ土類金属及び希土類金属のうちから選択される金属からなる膜厚が５ｎｍ以下、好ましくは０．２〜５ｎｍの層からなる電子注入層を有する構成であってもよい。この膜厚が５ｎｍを超えると、光の透過率が減少してしまうと同時に、反応性が高く、空気中で不安定な該金属が過剰に存在することで、素子を不安定にすることも知られている。また、５ｎｍ以下の膜厚を有する金属層は大部分が有機物層に拡散して、結果的に前記の金属ドーピング層とほぼ同様の組成を有す膜が生成しているとも考えられ、少なくとも導電性を有する金属膜の体はなしていない。
【０２５６】
また例えば、各電荷発生層から陽電極方向に電子注入する際には、特開平１１−２３３２６２号公報や特開２０００−１８２７７４号公報（対応米国特許第６３９６２０９号明細書）（参照論文：Ｊ．Ｅｎｄｏ，Ｔ．Ｍａｔｓｕｍｏｔｏ，ａｎｄ  Ｊ．Ｋｉｄｏ，Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｖｏｌ．４１（２００２）ｐｐ．Ｌ８００−Ｌ８０３）に開示されている電子注入層を、電荷発生層の陽極側に設けることも好ましい。このタイプの電子注入層はアルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオン、希土類金属イオンを含む化合物上にアルミニウム等の熱還元性金属を蒸着して該金属イオンを金属状態に還元してなる「その場反応生成層」と解釈されるが、本発明の素子の場合は該熱還元性金属を極薄にして還元反応に最低限必要な量だけを化合物上に供給するのが好ましい。なお、この時に使用される熱還元金属は該化合物中の金属イオンを還元する時に自らは酸化されて、１．０×１０2Ω・ｃｍ以上の比抵抗を有する絶縁性化合物になる。（ここで言う極薄のとは具体的には１０ｎｍ以下の膜厚を意味し、熱還元金属の膜厚が１０ｎｍを超えると還元反応に寄与しない金属原子が残存して（電気的）絶縁性を失うばかりか透明性までもが失われてしまう。）
また例えば、上記の「その場反応生成層」に使用されているアルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオン、希土類金属イオンを含む化合物は、上記の特許文献（特開平１１−２３３２６２号公報や特開２０００−１８２７７４号公報）に記載されている有機金属錯体化合物以外に無機化合物であってもよく、具体的にはアルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオン、希土類金属イオンを含有する酸化物やハロゲン化物であってもよいが、アルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオン、希土類金属イオンを含有していればいかなる無機化合物でもよい。
【０２５７】
さらに、上記の特開平１０−２７０１７１号公報や特開２００１−１０２１７５号公報、特開平１１−２３３２６２号公報や特開２０００−１８２７７４号公報（対応米国特許第６３９６２０９号明細書）の異なるタイプの電子注入（輸送）層を重ねて使用するのも好適である。具体的には発光層を含む有機層の上に（蒸着順に）まず特開平１０−２７０１７１号公報や特開２００１−１０２１７５の金属ドーピング層を所望膜厚で（低抵抗電子輸送層として）積層して、次ぎに特開平１１−２３３２６２号公報や特開２０００−１８２７７４号公報に記載の「その場反応生成層」を形成するのがよい。このような、異なるタイプの電子注入（輸送）層を重ねて使用することで、従来の有機ＥＬ素子の陰極に接する電子注入層を形成するアイデアは、特願２００２−２７３６５６号明細書に詳細に記してある。この場合、電荷発生層（の陽極側）に接するのは「その場反応生成層」となるが、電荷発生層に使用される物質とアルカリ金属等の化学的反応活性金属との好ましくない相互作用を回避でき、結果として電荷発生層からの電子注入障壁を軽減できる点で好適な電子注入層の形成法である。
【０２５８】
また例えば、各電荷発生層から陰電極方向にホール注入する際には、特開平１１−２５１０６７号公報や特開２００１−２４４０７９号公報に記載の有機物をルイス酸化学的に酸化しうる性質を有する電子受容性化合物（ルイス酸化合物）がドープされたホール注入層を電荷発生層の陰極側に接触する層として形成しておくと、電荷発生層４−ｎを形成する材料の仕事関数に拘わらず、エネルギー障壁のないホール注入を実現することができる。さらに、透明性を確保できる極薄の電子受容性化合物（ルイス酸化合物）層を形成して、ホール注入層としてもよい。この場合、膜厚は３０ｎｍ以下とするのが好ましく、０．５〜３０ｎｍの範囲とするのが好ましい。膜厚が３０ｎｍを超えると、光の透過率が減少してしまうと同時に、反応性が高く、空気中で不安定な該ルイス酸化合物が過剰に存在することで、素子を不安定にすることも知られているので、好ましくない。
【０２５９】
電子受容性化合物（ルイス酸化合物）としては、特に制限はないが、例えば、塩化第２鉄、臭化第２鉄、ヨウ化第２鉄、塩化アルミニウム、臭化アルミニウム、ヨウ化アルミニウム、塩化ガリウム、臭化ガリウム、ヨウ化ガリウム、塩化インジウム、臭化インジウム、ヨウ化インジウム、５塩化アンチモン、５フッ化砒素、３フッ化硼素等の無機化合物やＤＤＱ（ジシアノ−ジクロロキノン）、ＴＮＦ（トリニトロフルオレノン）、ＴＣＮＱ（テトラシアノキノジメタン）、４Ｆ−ＴＣＮＱ（テトラフルオロ−テトラシアノキノジメタン）等の有機化合物を使用することができる。ホール注入層中の有機化合物と電子受容性化合物（ドーパント化合物）のモル比率は、有機化合物に対して０．０１〜１０の範囲であるのが好ましい。ドーパントの比率が０．０１未満であるとドーパントにより酸化された分子（以下、酸化分子と称することがある）の濃度が低過ぎ、ドーピングの効果が小さく、１０倍を超えると、膜中のドーパント濃度が有機分子濃度をはるかに超え、酸化分子の膜中濃度が極端に低下するので、ドーピングの効果も下がる。
【０２６０】
また、電荷発生層を形成する物質の仕事関数が４．５ｅＶ以上であれば、別段電子受容性化合物（ルイス酸化合物）を使用しなくても、各発光ユニットに対してホール注入可能な場合がある。また逆に、前記ルイス酸化合物がそのまま電荷発生層の構成要素として機能する場合もある。
【０２６１】
本発明に用いる構成層において、陰極や陽極に直接接している層に関しては、それぞれ電荷発生層の陽極側に接する層、電荷発生層の陰極側に接する層と同一構成にしてもよいし、組成の異なる電子注入層やホール注入層を使用することもできる。もちろん、従来の有機ＥＬ素子に使用されてきた電子注入層やホール注入層をそのまま好適に使用することができる。
【０２６２】
電荷発生層としては、金属薄膜、金属酸化物薄膜、有機導電体薄膜ないしはそれらの組み合わせ等が利用でき、例えば、有機導電体薄膜（ＢＣＰにＣｓをドープしたもの）に金属酸化物（ＩＴＯ）を積層したものを使用することができる。なお、電荷発生層の両側には、陰極側バッファ層としてＬｉＦ等の無機誘電体薄膜、Ｌｉ酸化物等の金属酸化物、アルカリ金属やアルカリ土類金属イオンを含む有機物薄膜層等が挿入される場合があり、陽極側バッファ層として、銅フタロシアニン等を用いる場合もある。
【０２６３】
また、本発明の素子を交流バイアスで駆動することを考慮すると、電荷発生層はホール・電子の両キャリアを注入できるように設計する必要がある。単一の材料で電荷発生層を形成する場合、ホールを価電子帯に、電子を伝導体に有するバンドギャップの広い半導体（例えば真性半導体）や、あるいは酸化・還元の両方を行えるレドックスポリマー等が考えられる。
【０２６４】
バンドギャップの広い半導体の具体例としては、ＧａＮ、ＡｌＮ、ＢＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＩｎＡｌＧａＮ等のIII族−Ｎ化合物、ＺｎＳ、ＭｇＳ、ＺｎＳｅ、ＭｇＳｅ、ＺｎＭｇＳＳｅ、ＣｄＳ、ＺｎＯ、ＢｅＯ等のII−VI族化合物の他、ダイヤモンド、ＳｉＣ、ＺｎＧａＳＳｅ、ＣａＦ2、ＡｌＰ等が挙げられる。また、レドックスポリマーとしては、エメラルディン塩基ポリアニリン（ＥＢ−ＰＡｎｉ）等がある。
【０２６５】
ここで、電荷発生層として、有機導電体を用いることも有効である。例えば、ｐ型有機半導体とｎ型有機半導体を混合する手法がある。ｐ型有機半導体の代表例としては、下記構造式（１）で表される銅フタロシアニン（略称：ＣｕＰｃ）の他、他の金属フタロシアニンや無金属フタロシアニン等も適用できる。ｎ型有機半導体の代表例としては、下記構造式（２）で表されるＦ１６−ＣｕＰｃの他、下記構造式（３）（略称：ＰＶ）、構造式（４）（略称：Ｍｅ−ＰＴＣ）、構造式（５）（略称：ＰＴＣＡＤ）で表されるような３，４，９，１０−ペリレンテトラカルボン酸誘導体等が挙げられる。
【０２６６】
【化７１】
2006120689.tif 000074
【０２６７】
【化７２】
2006120689.tif 000075
【０２６８】
また、有機化合物のアクセプタ（電子受容体）と有機化合物のドナー（電子供与体）を混合し、電荷移動錯体を形成することにより導電性を持たせた有機導電体を用いる手法もある。電荷移動錯体は、結晶化しやすく成膜性の悪いものもあるが、本発明の電荷発生層は薄層ないしはクラスター状に形成されてもよい（キャリアが注入できればよい）ので、大きな問題は生じない。
【０２６９】
アクセプタの代表例としては、下記構造式（６）で表されるＴＣＮＱ及びその誘導体や、下記構造式（７）で表されるニッケル錯体等がある。ドナーの代表例としては、下記構造式（８）で表されるＴＴＦ及びその誘導体がある。
【０２７０】
【化７３】
2006120689.tif 000076
【０２７１】
他の有機導電体の例として、有機半導体にアクセプタやドナーをドープして暗導電性を持たせる手法もある。有機半導体としては導電性高分子等に代表されるような、π共役系を有する有機化合物を用いればよい。また、アクセプタとしては、上記で述べた例の他、塩化鉄（III）やハロゲン化合物のようなルイス酸を用いてもよい（ルイス酸はアクセプタとして作用できる）。ドナーとしては、上記で述べた例の他、アルカリ金属やアルカリ土類金属のようなルイス塩基を用いてもよい（ルイス塩基はドナーとして作用できる）。
【０２７２】
以上では、電荷発生層を単層で構成する例を述べたが、より好ましくは、複数の材料で電荷発生層を構成する手法である。
【０２７３】
例えば、２つの電界発光層の間に、導電膜を真性半導体で挟み込みこんだ構造の電荷発生層を設ける。このような構造とすることで、どちらのバイアスであってもキャリアを注入することができる。ここで、真性半導体は導電膜とオーム接触することが好ましい。なお、導電膜は金属のみならず、種々の無機化合物導電体や上述したような有機導電体でもよい。また、真性半導体の代わりにレドックスポリマーや有機導電体を用いてもよい。
【０２７４】
他の例としては、仕事関数の大きい導電膜の上下に、クラスター状の電子注入領域を設けた電荷発生層の構成である。このような構成とすることで、導電膜からホールが、電子注入領域から電子が注入されるため、どちらのバイアスであってもキャリアを注入することができる。仕事関数の大きい導電膜としては、ＩＴＯ、Ａｕ等が考えられるが、上述したような有機導電体を用いてもよい。クラスター状の電子注入領域は、Ａｌ：Ｌｉ合金、Ｃａ等の金属や、ＬｉＦ等の無機電子注入材料、電子親和力の大きい有機化合物等、従来の電子注入材料をクラスター状に形成すればよい。
【０２７５】
この構成を逆にすることも可能である。すなわち、仕事関数の小さい導電膜の上下に、クラスター状のホール注入領域を設けた構成である。この場合、仕事関数の小さい導電膜としては、Ａｌ：Ｌｉ合金、Ｃａ等が考えられるが、上述したような有機導電体を用いてもよい。クラスター状のホール注入領域は、Ａｕ、ＩＴＯ等の金属及び無機化合物導電体や、イオン化ポテンシャルが比較的小さい有機化合物等、従来のホール注入材料をクラスター状に形成すればよい。
【０２７６】
〔陽極〕
本発明の有機ＥＬ素子に係る陽極としては、仕事関数の大きい（４ｅＶ以上）金属、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが好ましく用いられる。このような電極物質の具体例としてはＡｕ等の金属、ＣｕＩ、インジウムチンオキシド（ＩＴＯ）、ＳｎＯ2、ＺｎＯ等の導電性透明材料が挙げられる。また、ＩＤＩＸＯ（Ｉｎ2Ｏ3−ＺｎＯ）等非晶質で透明導電膜を作製可能な材料を用いてもよい。陽極は、これらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により、薄膜を形成させ、フォトリソグラフィー法で所望の形状のパターンを形成してもよく、あるいはパターン精度をあま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。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。
【０２７７】
〔陰極〕
本発明に係る陰極としては、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。陰極は、これらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により、薄膜を形成させることにより、作製することができる。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１０〜１０００ｎｍ、好ましくは５０〜２００ｎｍの範囲で選ばれる。なお、発光を透過させるため、有機ＥＬ素子の陽極または陰極のいずれか一方が、透明または半透明であれば発光輝度が向上し好都合である。
【０２７８】
〔基体（基板、基材、支持体等ともいう）〕
本発明の有機ＥＬ素子に係る基体としては、ガラス、プラスチック等の種類には特に限定はなく、また、透明のものであれば特に制限はないが、好ましく用いられる基板としては例えばガラス、石英、光透過性樹脂フィルムを挙げることができる。特に好ましい基体は、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。
【０２７９】
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）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンスルフィド、ポリアリレート、ポリイミド、ポリカーボネート（ＰＣ）、セルローストリアセテート（ＴＡＣ）、セルロースアセテートプロピオネート（ＣＡＰ）等からなるフィルム等が挙げられる。
【０２８０】
樹脂フィルムの表面には、無機物もしくは有機物の被膜またはその両者のハイブリッド被膜が形成されていてもよく、水蒸気透過率が０．０１ｇ／ｍ2・ｄａｙ・ａｔｍ以下の高バリア性フィルムであることが好ましい。
【０２８１】
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効率は１％以上であることが好ましく、より好ましくは２％以上である。ここに、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である。
【０２８２】
照明用途で用いる場合には、発光ムラを低減させるために粗面加工したフィルム（アンチグレアフィルム等）を併用することもできる。
【０２８３】
多色表示装置として用いる場合は少なくとも２種類の異なる発光極大波長を有する有機ＥＬ素子からなるが、有機ＥＬ素子を作製する好適な例を説明する。
【０２８４】
〔有機ＥＬ素子の作製方法〕
本発明の有機ＥＬ素子の作製方法の一例として、陽極／正孔輸送層／発光層１／発光層２／電子輸送層／電子注入層（陰極バッファー層）／陰極からなる有機ＥＬ素子の作製法について説明する。
【０２８５】
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、蒸着やスパッタリング等の方法により形成させ、陽極を作製する。次に、この上に素子材料である正孔輸送層、発光層１、発光層２、電子輸送層等の有機化合物を含有する薄膜を形成させる。
【０２８６】
この有機化合物を含有する薄膜の薄膜化の方法としては、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法、蒸着法、印刷法等があるが、均質な膜が得られやすく、かつピンホールが生成しにくい等の点から、真空蒸着法またはスピンコート法が特に好ましい。さらに層ごとに異なる製膜法を適用してもよい。製膜に蒸着法を採用する場合、その蒸着条件は、使用する化合物の種類等により異なるが、一般にボート加熱温度５０〜４５０℃、真空度１０-6〜１０-2Ｐａ、蒸着速度０．０１〜５０ｎｍ／秒、基板温度−５０〜３００℃、膜厚０．１〜５μｍの範囲で適宜選ぶことが望ましい。
【０２８７】
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の膜厚になるように、例えば蒸着やスパッタリング等の方法により形成させ、陰極を設けることにより、所望の有機ＥＬ素子が得られる。この有機ＥＬ素子の作製は、一回の真空引きで一貫して正孔輸送層層から陰極まで作製するのが好ましいが、途中で取り出して異なる製膜法を施してもかまわない。その際、作業を乾燥不活性ガス雰囲気下で行う等の配慮が必要となる。
【０２８８】
〔表示装置〕
本発明の表示装置について説明する。
【０２８９】
本発明の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。
【０２９０】
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、印刷法である。蒸着法を用いる場合においてはシャドーマスクを用いたパターニングが好ましい。
【０２９１】
また作製順序を逆にして、陰極、電子注入層（陰極バッファー層）、電子輸送層、発光層２、発光層１、正孔輸送層、陽極の順に作製することも可能である。
【０２９２】
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。
【０２９３】
多色表示装置は、表示デバイス、ディスプレー、各種発光光源として用いることができる。表示デバイス、ディスプレーにおいて、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。
【０２９４】
表示デバイス、ディスプレーとしてはテレビ、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ックス（パッシブマトリックス）方式でもアクティブマトリックス方式でもどちらでもよい。
【０２９５】
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これに限定するものではない。
【０２９６】
〔照明装置〕
本発明の照明装置について説明する。
【０２９７】
本発明の有機ＥＬ素子に共振器構造を持たせた有機ＥＬ素子として用いてもよく、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。
【０２９８】
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。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。または、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。
【０２９９】
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。
【０３００】
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。
【０３０１】
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等からなる。
【０３０２】
制御部Ｂは、表示部Ａと電気的に接続され、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毎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。
【０３０３】
図２は、表示部Ａの模式図である。
【０３０４】
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。
【０３０５】
図においては、画素３の発光した光が、白矢印方向（下方向）へ取り出される場合を示している。
【０３０６】
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）。
【０３０７】
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。
【０３０８】
本発明の有機ＥＬ素子を白色発光の素子として用いる場合は、ＢＧＲのカラーフィルターとの組み合わせによりフルカラー表示を行うことができる。
【０３０９】
次に、画素の発光プロセスを説明する。
【０３１０】
図３は、画素の模式図である。
【０３１１】
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１３等を備えている。複数の画素に区分された有機ＥＬ素子１０として白色発光の有機ＥＬ素子を用い、ＢＧＲのカラーフィルターと組み合わせることでフルカラー表示を行うことができる。
【０３１２】
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１３と駆動トランジスタ１２のゲートに伝達される。
【０３１３】
画像データ信号の伝達により、コンデンサ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。
【０３１４】
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。
【０３１５】
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。
【０３１６】
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。
【０３１７】
また、コンデンサ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。
【０３１８】
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。
【０３１９】
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。
【０３２０】
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。
【０３２１】
本発明に係わる有機ＥＬ素子は、また、照明装置として、実質白色の発光を生じる有機ＥＬ素子に適用できる。
【０３２２】
本発明に係わる白色有機ＥＬ素子においては、必要に応じ製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いいし、電極と発光層をパターニングしてもいいし、素子全層をパターニングしてもいい。
【０３２３】
このように、本発明の白色発光有機ＥＬ素子は、前記表示デバイス、ディスプレーに加えて、各種発光光源、照明装置として、家庭用照明、車内照明、また、露光光源のような一種のランプとして、液晶表示装置のバックライト等、表示装置にも有用に用いられる。
【０３２４】
その他、時計等のバックライト、看板広告、信号機、光記憶媒体等の光源、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、さらには表示装置を必要とする一般の家庭用電気器具等広い範囲の用途が挙げられる。
【実施例】
【０３２５】
以下、実施例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されない。なお、特に断りない限り、実施例中の「％」は「質量％」を表す。
【０３２６】
実施例１
〔有機ＥＬ素子１−１〜１−１５の作製〕
（有機ＥＬ素子１−１）
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サイド）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。この透明支持基板を市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに固定した。
【０３２７】
次いで、真空槽を４×１０-4Ｐａまで減圧した後、α−ＮＰＤの入った加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度０．１ｎｍ／ｓｅｃで透明支持体基板に蒸着し３０ｎｍの正孔輸送層を設けた。
【０３２８】
その後、第１層目の発光層Ａとして化合物Ｈ−６と化合物Ｉｒ−１２を共蒸着（化合物Ｈ−６：化合物Ｉｒ−１２＝９７：３）し、膜厚１５ｎｍの発光層Ａとした。
【０３２９】
さらに続けて、第２層目の発光層Ｂとして化合物Ｈ−６と化合物Ｉｒ−９を共蒸着（化合物Ｈ−６：化合物Ｉｒ−９＝９２：８）し、膜厚１０ｎｍの発光層Ｂを作製し、この上にＡｌｑ3を蒸着し膜厚２０ｎｍの電子輸送層を設けた。なお、以上の蒸着時の基板温度は室温で行った。
【０３３０】
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１００ｎｍを蒸着して陰極を形成し、有機ＥＬ素子１−１を作製した。
【０３３１】
（有機ＥＬ素子１−２）
発光層のホスト材料及び正孔阻止層材料としてＨ−１２を用いた以外は有機ＥＬ素子１−１と同様にして有機ＥＬ素子１−２を作製した。
【０３３２】
（有機ＥＬ素子１−３）
発光層以外は有機ＥＬ素子１−１と全く同様にして３つの発光ユニットを有する素子ＥＬ素子１−３を作製した。
【０３３３】
第１層目の発光層Ａとしては化合物Ｈ−１２と化合物Ｉｒ−１３を共蒸着（化合物Ｈ−１２：化合物Ｉｒ−１３＝９８：２）し、膜厚４０ｎｍの発光層Ａとした。
【０３３４】
第２層目の発光層Ｂとしては化合物Ｈ−６と化合物Ｉｒ−１を共蒸着（化合物Ｈ−６：化合物Ｉｒ−１＝９２：８）し、膜厚４０ｎｍの発光層Ｂを作製した。
【０３３５】
さらに第３層目の発光層Ｃとしては化合物Ｈ−６と化合物Ｉｒ−５を共蒸着（化合物Ｈ−６：化合物Ｉｒ−５＝９３：７）し、膜厚４０ｎｍの発光層Ｃとした。
【０３３６】
（有機ＥＬ素子１−４〜１−１５）
上記有機ＥＬ素子１−１〜１−３と同様の方法で、表３に示す層構成となるように有機ＥＬ素子１−４〜１−１５を作製した。
【０３３７】
【化７４】
2006120689.tif 000077
【０３３８】
【化７５】
2006120689.tif 000078
【０３３９】
【化７６】
2006120689.tif 000079
【０３４０】
〔有機ＥＬ素子の評価〕
得られた有機ＥＬ素子を以下の方法で評価し、その結果を表３に示す。
【０３４１】
（外部取り出し量子効率）
作製した有機ＥＬ素子について、２３℃、乾燥窒素ガス雰囲気下で２．５ｍＡ／ｃｍ2の一定電流を印加した時の外部取り出し量子効率（％）を測定した。なお、測定には分光放射輝度計ＣＳ−１０００（ミノルタ製）を用いた。外部取りだし量子効率は有機ＥＬ素子１−１３を１００としたときの相対値を用いて表した。
【０３４２】
（発光寿命）
２３℃、乾燥窒素ガス雰囲気下で２．５ｍＡ／ｃｍ2の一定電流で駆動したときに、輝度が発光開始直後の輝度（初期輝度）の半分に低下するのに要した時間を測定し、これを半減寿命時間（τ０．５）として寿命の指標とした。なお測定には分光放射輝度計ＣＳ−１０００（ミノルタ製）を用いた。発光寿命は有機ＥＬ素子１−１３を１００としたときの相対値を用いて表した。
【０３４３】
【表３】
2006120689.tif 000080
【０３４４】
表３より、本発明の有機ＥＬ素子は比較例に比べ、外部取り出し量子効率及び発光寿命に優れていることが分かる。
【０３４５】
実施例２
〔有機ＥＬ素子２−１〜２−１５の作製〕
（有機ＥＬ素子２−１）
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サイド）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。この透明支持基板を市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに固定した。
【０３４６】
次いで、真空槽を４×１０-4Ｐａまで減圧した後、α−ＮＰＤの入った加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度０．１ｎｍ／ｓｅｃで透明支持体基板に蒸着し６０ｎｍの正孔輸送層を設けた。
【０３４７】
その後、第１層目の発光層Ａとして化合物Ｈ−６と化合物Ｉｒ−１２を共蒸着（化合物Ｈ−６：化合物Ｉｒ−１２＝９７：３）し、膜厚４０ｎｍの発光層Ａとした。その上に電子輸送層としてＡｌｑ3を２０ｎｍ蒸着した。
【０３４８】
さらに電荷発生層としてＶ2Ｏ5（５酸化バナジウム）を１０ｎｍの膜厚で成膜した。
【０３４９】
さらに続けて正孔輸送層としてα−ＮＰＤを６０ｎｍ蒸着した後、第２層目の発光層Ｂとして化合物Ｈ−６と化合物Ｉｒ−９を共蒸着（化合物Ｈ−６：化合物Ｉｒ−９＝９２：８）し、膜厚４０ｎｍの発光層Ｂを作製し、この上にＡｌｑ3を蒸着し膜厚２０ｎｍの電子輸送層を設けた。なお、上記蒸着時の基板温度は室温で行った。
【０３５０】
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１００ｎｍを蒸着して陰極を形成し、有機ＥＬ素子２−１を作製した。
【０３５１】
（有機ＥＬ素子２−２）
発光層のホスト材料及び正孔阻止層材料としてＨ−１３を用いた以外は有機ＥＬ素子２−１と同様にして有機ＥＬ素子２−２を作製した。
【０３５２】
（有機ＥＬ素子２−３）
発光層以外は有機ＥＬ素子２−１と全く同様にして３つの発光ユニットを有する素子ＥＬ素子２−３を作製した。
【０３５３】
第１層目の発光層Ａとしては化合物Ｈ−１２と化合物Ｉｒ−１３を共蒸着（化合物Ｈ−１２：化合物Ｉｒ−１３＝９８：２）し、膜厚４０ｎｍの発光層Ａとした。
【０３５４】
第２層目の発光層Ｂとしては化合物Ｈ−６と化合物Ｉｒ−１を共蒸着（化合物Ｈ−６：化合物Ｉｒ−１＝９２：８）し、膜厚４０ｎｍの発光層Ｂを作製した。
【０３５５】
さらに第３層目の発光層Ｃとしては化合物Ｈ−６と化合物Ｉｒ−５を共蒸着（化合物Ｈ−６：化合物Ｉｒ−５＝９３：７）し、膜厚４０ｎｍの発光層Ｃとした。
【０３５６】
（有機ＥＬ素子２−４〜２−１５）
有機ＥＬ素子２−１〜２−３と同様にして表４に示す各層構成となるように積層し、有機ＥＬ素子２−４〜２−１５を作製した。
【０３５７】
【化７７】
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【０３５８】
〔有機ＥＬ素子の評価〕
得られた有機ＥＬ素子を実施例１と同様に評価し、その結果を表４に示す。
【０３５９】
【表４】
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【０３６０】
表４から、本発明の有機ＥＬ素子は比較の有機ＥＬ素子に比べて、高い外部取りだし効率を有することが分かる。
【０３６１】
実施例３
有機ＥＬ素子１−７及び有機ＥＬ素子２−９で作製した有機ＥＬ素子の非発光面をガラスケースで覆い、照明装置とした。照明装置は、発光効率が高く発光寿命の長い白色光を発する薄型の照明装置として使用することができた。
【０３６２】
図５は照明装置の概略斜視図であり、図６は照明装置の断面図である。図中、有機ＥＬ素子１０は、ＩＴＯ透明電極付きガラス基板１０７上に積層された有機ＥＬ層１０６及び陰極１０５が形成されている。照明装置１００は、この有機ＥＬ素子１０１をガラスケース１０２で覆い、電源線（陽極）１０３と、電源線（陰極）１０４が接続されている。なおガラスケース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。
【図面の簡単な説明】
【０３６３】
【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である。
【図２】表示部Ａの模式図である。
【図３】画素の模式図である。
【図４】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５】照明装置の概略斜視図である。
【図６】照明装置の断面図である。
【符号の説明】
【０３６４】
Ａ  表示部
Ｂ  制御部
１０２  ガラスケース
１０３  電源線（陽極）
１０４  電源線（陰極）
１０５  陰極
１０６  有機ＥＬ層
１０７  ＩＴＯ透明電極付きガラス基板
１０８  窒素ガス
１０９  捕水剤
【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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