(57)【要約】      （修正有）【課題】発光効率および寿命の改良を実現した新たな有機エレクトロルミネッセンス素子を提供する。【解決手段】下記一般式（１）〜（４）のいずれかで表される構造を有するπ共役系化合物を含有する発光層を含む、有機エレクトロルミネッセンス素子。2018006700.tif 000039ＸはＮまたはＣＲ１９を表し、Ｒ１〜Ｒ１９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】
陽極と、陰極と、前記陽極と前記陰極に挟持された発光層を含む有機層と、を有する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
前記発光層は、下記一般式（１）〜（４）のいずれかで表される構造を有するπ共役系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。
【化１】
2018006700.tif 000034
［前記一般式（１）〜（４）において、
Ｘは、各々独立に、ＮまたはＣＲ１９を表し、
Ｒ１〜Ｒ１９は、各々独立に、水素原子、または置換基を表し、Ｒ１〜Ｒ８の少なくとも２つ、Ｒ９〜Ｒ１２の少なくとも２つ、Ｒ１３、Ｒ１４およびＲ１９の少なくとも２つ、またはＲ１５〜Ｒ１９の少なくとも２つは、下記一般式（５）で表される置換基を表し、一般式（４）において、Ｒ１５およびＲ１６が共に一般式（５）で表される置換基のとき、Ｒ１７およびＲ１８は共に電子吸引性の置換基を表す。
【化２】
2018006700.tif 000035
（一般式（５）において、
Ａｒ１およびＡｒ２は、各々独立に、置換または無置換のアリール基を表し、
Ｌ１は置換もしくは無置換のアリーレン基を表し、但し、一般式（１）に結合しているとき、Ｌ１は炭素原子数１４未満のアリーレン基を表し、
♯は、前記一般式（１）〜（４）への結合手を表し、
Ａｒ１とＡｒ２は、単結合または架橋基を介して互いに結合して環構造を形成してもよい。）］
【請求項２】
前記一般式（５）で表される置換基が、下記一般式（６）〜（９）のいずれかで表される置換基であることを特徴とする、請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化３】
2018006700.tif 000036
（一般式（６）〜（９）において、
Ｌ２〜Ｌ５は、各々独立に、置換もしくは無置換のアリーレン基を表し、但し、一般式（１）に結合ている場合は、Ｌ１はアントラセニレン基以外のアリーレン基を表し、
♯は、前記一般式（１）〜（４）への結合手を表し、
Ｒ２０〜Ｒ２９、Ｒ３０〜Ｒ３７、Ｒ３８〜Ｒ４５、およびＲ４６〜Ｒ５３は、各々独立に、水素原子または置換基を表し、Ｒ２０およびＲ２１、Ｒ２１およびＲ２２、Ｒ２２およびＲ２３、Ｒ２３およびＲ２４、Ｒ２５およびＲ２６、Ｒ２６およびＲ２７、Ｒ２７およびＲ２８、およびＲ２８およびＲ２９、Ｒ３０およびＲ３１、Ｒ３１およびＲ３２、Ｒ３２およびＲ３３、Ｒ３４およびＲ３５、Ｒ３５およびＲ３６、およびＲ３６およびＲ３７、Ｒ３８およびＲ３９、Ｒ３９およびＲ４０、Ｒ４０およびＲ４１、Ｒ４２およびＲ４３、Ｒ４３およびＲ４４、およびＲ４４およびＲ４５、Ｒ４６およびＲ４７、Ｒ４７およびＲ４８、Ｒ４８およびＲ４９、Ｒ５０およびＲ５１、Ｒ５１およびＲ５２、ならびにＲ５２およびＲ５３は、互いに結合して環状構造を形成していてもよい。）
【請求項３】
一般式（５）において、Ｌ１が無置換のフェニレン基であ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】
前記電子吸引性の置換基が、フッ素原子、シアノ基、フッ素原子で置換されていてもよいアルキル基、置換されていてもよいアリール基、または置換されていてもよい電子吸引性の複素環基であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項５】
前記π共役系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との差の絶対値ΔＥＳＴが０．５０ｅＶ以下であることを特徴とする、請求項１〜４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６】
前記発光層は、前記π共役系化合物と、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１種とを含むことを特徴とする、請求項１〜５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７】
前記発光層は、前記π共役系化合物と、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１種と、ホスト化合物とを含むことを特徴とする、請求項１〜５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８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を有することを特徴とする、表示装置。
【請求項９】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を有することを特徴とする、照明装置。
【請求項１０】
下記一般式（１）〜（４）で表される構造を有し、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との差の絶対値ΔＥＳＴが０．５０ｅＶ以下である、π共役系化合物。
【化４】
2018006700.tif 000037
［前記一般式（１）〜（４）において、
Ｘは、各々独立に、ＮまたはＣＲ１９を表し、
Ｒ１〜Ｒ１９は、各々独立に、水素原子、または置換基を表し、Ｒ１〜Ｒ８の少なくとも２つ、Ｒ９〜Ｒ１２の少なくとも２つ、Ｒ１３、Ｒ１４およびＲ１９の少なくとも２つ、またはＲ１５〜Ｒ１９の少なくとも２つは、下記一般式（５）で表される置換基を表し、一般式（４）において、Ｒ１５およびＲ１６が共に一般式（５）で表される置換基のとき、Ｒ１７およびＲ１８は共に電子吸引性の置換基を表す。
【化５】
2018006700.tif 000038
（一般式（５）において、
Ａｒ１およびＡｒ２は、各々独立に、置換または無置換のアリール基を表し、
Ｌ１は置換もしくは無置換のアリーレン基を表し、但し、一般式（１）に結合しているとき、Ｌ１は炭素原子数１４未満のアリーレン基を表し、
♯は、前記一般式（１）〜（４）への結合手を表し、
Ａｒ１とＡｒ２は、単結合または架橋基を介して互いに結合して環構造を形成してもよい。）］
【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、表示装置、照明装置、π共役系化合物に関し、特に、発光効率に優れ、長寿命の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に用いられるπ共役系化合物、当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（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ：以下「ＥＬ」と略記する。）を利用した有機ＥＬ素子（「有機電界発光素子」ともいう。）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、最近では照明機器にも適用され、開発が進められている。特に、有機ＥＬ素子を構成する、正孔輸送材料、電子輸送材料、発光材料などは、さまざまな検討が重ねられ、発光効率を高める技術が開発されている。その中には、電子受容性のπ共役構造を有する化合物を利用した有機ＥＬ素子に関する研究も報告されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、シアノアントラキノン誘導体をホスト化合物や発光層に用いた有機ＥＬ素子が記載されている。具体的な化合物としては、電子受容性のπ共役構造であるテトラシアノアントラキノジメタンを主骨格とし、そこにアントラセニレン基を介してカルバゾリル基を導入した、下記式で表されるテトラシアノキノジメタン誘導体が記載されている。
【０００４】
【化１】
2018006700.tif 000002
【０００５】
特許文献２には、置換されたカルバゾール基を、アリーレン基を介してベンゾチアゾール骨格に導入した発光材料が記載されている。
【０００６】
非特許文献１には、チアジアゾロキノキサリン誘導体を有機ＥＬ素子のドーパントとして用いた例が記載されている。具体的な化合物としては、フェニレン基を介してジフェニルアミノ基を導入した、下記式で表されるチアジアゾロキノキサリン誘導体が記載されている。
【０００７】
【化２】
2018006700.tif 000003
【０００８】
上記以外にも、電子受容性のπ共役構造を有する化合物は多数知られている。例えば、非特許文献２には、太陽電池用のドナー・アクセプター共役ポリマーの前駆体として、ナフト［１，２−ｃ：５，６−ｃ］ビス［１，２，５］チアジアゾールが記載されている。また、非特許文献３には、共役ポリマーの前駆体となる、二置換チエノ［３，４−ｂ］ピラジンが記載されている。
【０００９】
一方で近年、一部のπ共役系化合物では、有機ＥＬ素子の発光中のジュール熱や環境温度等によって、エネルギー準位の低い三重項励起状態からエネルギー準位の高い一重項励起状態への交差（逆項間交差）が生じることが報告されている（例えば、特許文献３、非特許文献４、非特許文献５等参照）。このような逆項間交差が生じると、ほぼ１００％に近い蛍光発光（熱励起型遅延蛍光又は熱励起型遅延蛍光ともいい、以下「ＴＡＤＦ」とも称する）が得られるため、ＴＡＤＦ性を示す発光材料の開発が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】中国特許出願公開第１０２７８６４３８号明細書
【特許文献２】特開２０１５−１２９２４０号公報
【特許文献３】特開２０１３−１１６９７５号公報
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】Ｑｉａｎ  ｅｔ  ａｌ．，Ｊ．Ｐｈｙｓ．Ｃｈｅｍ．Ｃ，２００９, １１３, １５８９−１５９５．
【非特許文献２】Ｗａｎｇ  ｅｔ  ａｌ．，Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，２０１１, １３３, ９６３８−９６４１．
【非特許文献３】Ｋｅｎｎｉｎｇ  ｅｔ  ａｌ．，Ｊ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．，２００２, ６７, ９０７３−９０７６．
【非特許文献４】Ｈ．Ｕｏｙａｍａ，ｅｔ  ａｌ．，Ｎａｔｕｒｅ，２０１２，４９２，２３４２３８．
【非特許文献５】Ｈ．Ｎａｋａｎоｔａｎｉ，ｅｔ  ａｌ．，Ｎａｔｕｒｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｉｏｎ，２０１４，５，４０１６−４０２２．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上記のように、特許文献１、特許文献２および非特許文献１にはアリーレン基を介して３級アミノ基が導入された、電子受容性のπ共役構造を有する化合物、および当該化合物を有機ＥＬ素子の発光材料として使用した例が記載されている。また、非特許文献２および非特許文献３にも、π共役構造を有する化合物が記載されている。例えば、特許文献１に記載されているテトラシアノキノジメタン誘導体の場合は、大きな構造であるテトラシアノアントラキノジメタンを主骨格とし、そこに比較的大きなアントラセニレン基を介してカルバゾリル基を導入しているため、立体障害が大きく、平面性の高い構造とはならないため、発光性は高くないと考えられる。更に本発明者らが上記文献に記載の化合物の発光特性を実際に評価したところ、発光材料として十分に満足するものではなかった。
【００１３】
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、優れた発光特性を有するπ共役系化合物や、発光効率の向上および長寿命化を達成した有機ＥＬ素子を提供することである。また、当該有機ＥＬ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を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
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鋭意検討した結果、ジアリールアミノ基が特定のアリーレン基を介して特定の電子受容性のπ共役構造に置換した化合物に発光材料としての有用性があることを見出した。さらには、優れた発光特性を持つ化合物群を新たに見出して、発光材料として有用な化合物の一般式を導き出し、本発明に至った。
すなわち、本発明に係る上記課題は、以下の手段により解決される。
【００１５】
［１］  陽極と、陰極と、前記陽極と前記陰極に挟持された発光層を含む有機層と、を有する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
前記発光層は、下記一般式（１）〜（４）のいずれかで表される構造を有するπ共役系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。
【化３】
2018006700.tif 000004
［前記一般式（１）〜（４）において、
Ｘは、各々独立に、ＮまたはＣＲ１９を表し、
Ｒ１〜Ｒ１９は、各々独立に、水素原子、または置換基を表し、Ｒ１〜Ｒ８の少なくとも２つ、Ｒ９〜Ｒ１２の少なくとも２つ、Ｒ１３、Ｒ１４およびＲ１９の少なくとも２つ、またはＲ１５〜Ｒ１９の少なくとも２つは、下記一般式（５）で表される置換基を表し、一般式（４）において、Ｒ１５およびＲ１６が共に一般式（５）で表される置換基のとき、Ｒ１７およびＲ１８は共に電子吸引性の置換基を表す。
【化４】
2018006700.tif 000005
（一般式（５）において、
Ａｒ１およびＡｒ２は、各々独立に、置換または無置換のアリール基を表し、
Ｌ１は置換もしくは無置換のアリーレン基を表し、但し、一般式（１）に結合しているとき、Ｌ１は炭素原子数１４未満のアリーレン基を表し、
♯は、一般式（１）〜（４）への結合手を表し、
Ａｒ１とＡｒ２は、単結合または架橋基を介して互いに結合して環構造を形成してもよい。）］
［２］  前記一般式（５）で表される置換基が、下記一般式（６）〜（９）のいずれかで表される置換基であることを特徴とする、［１］に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化５】
2018006700.tif 000006
（一般式（６）〜（９）において、
Ｌ２〜Ｌ５は、各々独立に、置換もしくは無置換のアリーレン基を表し、但し、一般式（１）に結合ている場合は、Ｌ１はアントラセニレン基以外のアリーレン基を表し、
♯は、前記一般式（１）〜（４）への結合手を表し、
Ｒ２０〜Ｒ２９、Ｒ３０〜Ｒ３７、Ｒ３８〜Ｒ４５、およびＲ４６〜Ｒ５３は、各々独立に、水素原子または置換基を表し、Ｒ２０およびＲ２１、Ｒ２１およびＲ２２、Ｒ２２およびＲ２３、Ｒ２３およびＲ２４、Ｒ２５およびＲ２６、Ｒ２６およびＲ２７、Ｒ２７およびＲ２８、およびＲ２８およびＲ２９、Ｒ３０およびＲ３１、Ｒ３１およびＲ３２、Ｒ３２およびＲ３３、Ｒ３４およびＲ３５、Ｒ３５およびＲ３６、およびＲ３６およびＲ３７、Ｒ３８およびＲ３９、Ｒ３９およびＲ４０、Ｒ４０およびＲ４１、Ｒ４２およびＲ４３、Ｒ４３およびＲ４４、およびＲ４４およびＲ４５、Ｒ４６およびＲ４７、Ｒ４７およびＲ４８、Ｒ４８およびＲ４９、Ｒ５０およびＲ５１、Ｒ５１およびＲ５２、ならびにＲ５２およびＲ５３は、互いに結合して環状構造を形成していてもよい。）
［３］  一般式（５）において、Ｌ１が無置換のフェニレン基であることを特徴とする、［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。
［４］  前記電子吸引性の置換基が、フッ素原子、シアノ基、フッ素原子で置換されていてもよいアルキル基、置換されていてもよいアリール基、または置換されていてもよい電子吸引性の複素環基であることを特徴とする、［１］〜［３］のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
［５］  前記π共役系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との差の絶対値ΔＥＳＴが０．５０ｅＶ以下であることを特徴とする、［１］〜［４］のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
［６］  前記発光層は、前記π共役系化合物と、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１種とを含むことを特徴とする、［１］〜［５］のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
［７］  前記発光層は、前記π共役系化合物と、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１種と、ホスト化合物とを含むことを特徴とする、［１］〜［５］のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００１６】
［８］  ［１］〜［７］のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を有することを特徴とする、表示装置。
［９］  ［１］〜［７］のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を有することを特徴とする、照明装置。
【００１７】
［１０］  下記一般式（１）〜（４）で表される構造を有し、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との差の絶対値ΔＥＳＴが０．５０ｅＶ以下である、π共役系化合物。
【化６】
2018006700.tif 000007
［前記一般式（１）〜（４）において、
Ｘは、各々独立に、ＮまたはＣＲ１９を表し、
Ｒ１〜Ｒ１９は、各々独立に、水素原子、または置換基を表し、Ｒ１〜Ｒ８の少なくとも２つ、Ｒ９〜Ｒ１２の少なくとも２つ、Ｒ１３、Ｒ１４およびＲ１９の少なくとも２つ、またはＲ１５〜Ｒ１９の少なくとも２つは、下記一般式（５）で表される置換基を表し、一般式（４）において、Ｒ１５およびＲ１６が共に一般式（５）で表される置換基のとき、Ｒ１７およびＲ１８は共に電子吸引性の置換基を表す。
【化７】
2018006700.tif 000008
（一般式（５）において、
Ａｒ１およびＡｒ２は、各々独立に、置換または無置換のアリール基を表し、
Ｌ１は置換もしくは無置換のアリーレン基を表し、但し、一般式（１）に結合しているとき、Ｌ１は炭素原子数１４未満のアリーレン基を表し、
♯は、前記一般式（１）〜（４）への結合手を表し、
Ａｒ１とＡｒ２は、単結合または架橋基を介して互いに結合して環構造を形成してもよい。）］
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、発光効率および寿命の改良を実現した新たな有機ＥＬ素子を提供することができる。また、当該有機ＥＬ素子が具備された表示装置及び照明装置、当該有機ＥＬ素子に用いられるπ共役系化合物を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】ＴＡＤＦ化合物のエネルギーダイヤグラム示した模式図である。
【図２】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。
【図３】π共役系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を示した模式図である。
【図４】π共役系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を示した模式図である。
【図５】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６】アクティブマトリクス方式による表示装置の模式図である。
【図７】画素の回路を示した概略図である。
【図８】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９】照明装置の概略図である。
【図１０】照明装置の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明とその構成要素、及び本発明を実施するための形態・態様について詳細な説明をする。なお、本願において、「〜」は、その前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用する。
【００２１】
本発明者らは、下記一般式（１）〜（４）のいずれかで表される構造を有するπ共役系化合物をを発光層に用いることで、有機ＥＬ素子の発光効率を高め、長寿命化できることを見出した。
【００２２】
【化８】
2018006700.tif 000009
［前記一般式（１）〜（４）において、
Ｘは、各々独立に、ＮまたはＣＲ１９を表し、
Ｒ１〜Ｒ１９は、各々独立に、水素原子、または置換基を表し、Ｒ１〜Ｒ８の少なくとも２つ、Ｒ９〜Ｒ１２の少なくとも２つ、Ｒ１３、Ｒ１４およびＲ１９の少なくとも２つ、またはＲ１５〜Ｒ１９の少なくとも２つは、下記一般式（５）で表される置換基を表し、一般式（４）において、Ｒ１５とＲ１６が共に一般式（５）で表される置換基のとき、Ｒ１７およびＲ１８は共に電子吸引性の置換基を表す。
【化９】
2018006700.tif 000010
（一般式（５）において、
Ａｒ１およびＡｒ２は、各々独立に、置換または無置換のアリール基を表し、
Ｌ１は置換もしくは無置換のアリーレン基を表し、但し、一般式（１）に結合しているとき、Ｌ１は炭素原子数１４未満のアリーレン基を表し、
♯は、一般式（１）〜（４）への結合手を表し、
Ａｒ１とＡｒ２は、単結合または架橋基を介して互いに結合して環構造を形成してもよい。）］
【００２３】
本発明の効果の発現機構ないし作用機構については、明確にはなっていないが、以下のように推察している。
一般的に、化合物の発光性を高めるには、分子の平面性を大きくし、分子内の共役系を拡張することが重要である。本発明の化合物においては、一般式（１）〜（４）で表される主骨格に、アリーレン基を介してジアリールアミノ基を導入することで、高い平面性を有する構造を形成するため、発光性が優れていると考えられる。
【００２４】
また、電子供与性基と電子受容性基の組み合わせも、有機ＥＬ素子の発光効率には重要である。本発明の化合物は、主骨格となる電子受容性のπ共役構造（一般式（１）〜（４）の構造）と、アリーレン基を介して結合された、電子供与性のジアリールアミノ基（一般式（５）の構造）とからなるため、バイポーラー性を有している。このようなバイポーラー性の化合物を有機ＥＬ素子の発光層に用いると、電荷を効率的に運ぶことができるため、再結合が生じやすく、発光効率に優れ、長寿命になると考えられる。
【００２５】
さらに、一般式（１）〜（４）で表される電子受容性のπ共役構造と、一般式（５）で表される電子供与性のジアリールアミノ基を含む構造との組み合わせは、ＴＡＤＦ現象（遅延蛍光性）を発現させやすくすることができるため、ＴＡＤＦ現象によっても発光効率の向上および長寿命化が達成できると推察される。以下、本発明のπ共役系化合物について説明する。
【００２６】
＜π共役系化合物＞
本発明において使用するπ共役系化合物は、下記一般式（１）〜（４）のいずれかで表される構造を有することを特徴とする。
【化１０】
2018006700.tif 000011
【００２７】
前記一般式（１）〜（４）において、
Ｘは、各々独立に、ＮまたはＣＲ１９を表し、
Ｒ１〜Ｒ１９は、各々独立に、水素原子、または置換基を表し、Ｒ１〜Ｒ８の少なくとも２つ、Ｒ９〜Ｒ１２の少なくとも２つ、Ｒ１３、Ｒ１４およびＲ１９の少なくとも２つ、またはＲ１５〜Ｒ１９の少なくとも２つは、下記一般式（５）で表される置換基を表し、一般式（４）において、Ｒ１５とＲ１６が共に一般式（５）で表される置換基のとき、Ｒ１７およびＲ１８は共に電子吸引性の置換基を表す。
【００２８】
一般式（１）〜（４）においてＲ１〜Ｒ１９で表される置換基としては、アルキル基（例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基等）、シクロアルキル基（例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等）、アルケニル基（例えば、ビニル基、アリル基等）、アルキニル基（例えば、エチニル基、プロパルギル基等）、芳香族炭化水素基（芳香族炭化水素環基、芳香族炭素環基、アリール基等ともいい、例えば、フェニル基、ｐ−クロロフェニル基、メシチル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、アントリル基、アズレニル基、アセナフテニル基、フルオレニル基、フェナントリル基、インデニル基、ピレニル基、ビフェニリル基等）、芳香族複素環基（例えば、ピリジル基、ピリミジニル基、フリル基、ピロリル基、イミダゾリル基、ベンゾイミダゾリル基、ピラゾリル基、ピラジニル基、トリアゾリル基（例えば、１，２，４−トリアゾール−１−イル基、１，２，３−トリアゾール−１−イル基等）、オキサゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、チアゾリル基、イソオキサゾリル基、イソチアゾリル基、フラザニル基、チエニル基、キノリル基、ベンゾフリル基、ジベンゾフリル基、ベンゾチエニル基、ジベンゾチエニル基、インドリル基、カルバゾリル基、カルボリニル基、ジアザカルバゾリル基（前記カルボリニル基のカルボリン環を構成する炭素原子の一つが窒素原子で置き換わったものを示す）、キノキサリニル基、ピリダジニル基、トリアジニル基、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）、アルコキシ基（例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、ドデシルオキシ基等）、シクロアルコキシ基（例えば、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基等）、アリールオキシ基（例えば、フェノキシ基、ナフチルオキシ基等）、アルキルチオ基（例えば、メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基、ペンチルチオ基、ヘキシルチオ基、オクチルチオ基、ドデシルチオ基等）、シクロアルキルチオ基（例えば、シクロペンチルチオ基、シクロヘキシルチオ基等）、アリールチオ基（例えば、フェニルチオ基、ナフチルチオ基等）、アルコキシカルボニル基（例えば、メチルオキシカルボニル基、エチルオキシカルボニル基、ブチルオキシカルボニル基、オクチルオキシカルボニル基、ドデシルオキシカルボニル基等）、アリールオキシカルボニル基（例えば、フェニルオキシカルボニル基、ナフチルオキシカルボニル基等）、スルファモイル基（例えば、アミノスルホニル基、メチルアミノスルホニル基、ジメチルアミノスルホニル基、ブチルアミノスルホニル基、ヘキシルアミノスルホニル基、シクロヘキシルアミノスルホニル基、オクチルアミノスルホニル基、ドデシルアミノスルホニル基、フェニルアミノスルホニル基、ナフチルアミノスルホニル基、２−ピリジルアミノスルホニル基等）、アシル基（例えば、アセチル基、エチルカルボニル基、プロピルカルボニル基、ペンチルカルボニル基、シクロヘキシルカルボニル基、オクチルカルボニル基、２−エチルヘキシルカルボニル基、ドデシルカルボニル基、フェニルカルボニル基、ナフチルカルボニル基、ピリジルカルボニル基等）、アシルオキシ基（例えば、アセチルオキシ基、エチルカルボニルオキシ基、ブチルカルボニルオキシ基、オクチルカルボニルオキシ基、ドデシルカルボニルオキシ基、フェニルカルボニルオキシ基等）、アミド基（例えば、メチルカルボニルアミノ基、エチルカルボニルアミノ基、ジメチルカルボニルアミノ基、プロピルカルボニルアミノ基、ペンチルカルボニルアミノ基、シクロヘキシルカルボニルアミノ基、２−エチルヘキシルカルボニルアミノ基、オクチルカルボニルアミノ基、ドデシルカルボニルアミノ基、フェニルカルボニルアミノ基、ナフチルカルボニルアミノ基等）、カルバモイル基（例えば、アミノカルボニル基、メチルアミノカルボニル基、ジメチルアミノカルボニル基、プロピルアミノカルボニル基、ペンチルアミノカルボニル基、シクロヘキシルアミノカルボニル基、オクチルアミノカルボニル基、２−エチルヘキシルアミノカルボニル基、ドデシルアミノカルボニル基、フェニルアミノカルボニル基、ナフチルアミノカルボニル基、２−ピリジルアミノカルボニル基等）、ウレイド基（例えば、メチルウレイド基、エチルウレイド基、ペンチルウレイド基、シクロヘキシルウレイド基、オクチルウレイド基、ドデシルウレイド基、フェニルウレイド基、ナフチルウレイド基、２−ピリジルアミノウレイド基等）、スルフィニル基（例えば、メチルスルフィニル基、エチルスルフィニル基、ブチルスルフィニル基、シクロヘキシルスルフィニル基、２−エチルヘキシルスルフィニル基、ドデシルスルフィニル基、フェニルスルフィニル基、ナフチルスルフィニル基、２−ピリジルスルフィニル基等）、アルキルスルホニル基（例えば、メチルスルホニル基、エチルスルホニル基、ブチルスルホニル基、シクロヘキシルスルホニル基、２−エチルヘキシルスルホニル基、ドデシルスルホニル基等）、アリールスルホニル基又はヘテロアリールスルホニル基（例えば、フェニルスルホニル基、ナフチルスルホニル基、２−ピリジルスルホニル基等）、アミノ基（例えば、アミノ基、エチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ジフェニルアミノ基、ブチルアミノ基、シクロペンチルアミノ基、２−エチルヘキシルアミノ基、ドデシルアミノ基、アニリノ基、ナフチルアミノ基、２−ピリジルアミノ基等）、ハロゲン原子（例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子等）、フッ化炭化水素基（例えば、フルオロメチル基、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、ペンタフルオロフェニル基等）、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、メルカプト基、シリル基（例えば、トリメチルシリル基、トリイソプロピルシリル基、トリフェニルシリル基、フェニルジエチルシリル基等）、ホスホノ基等が挙げられる。
【００２９】
一般式（１）〜（４）において、Ｒ１〜Ｒ１９で表される置換基として好ましくは、炭素原子数が１〜１８であるアルキル基、芳香族環原子数が５〜１２である芳香族炭化水素基、芳香族環原子数が５〜１２である芳香族複素環基、炭素原子数が１〜１８であるアルコキシ基、シアノ基が挙げられる。上記Ｒ１〜Ｒ１９で表される置換基は、上記の置換基によってさらに置換されていてもよい。なお、一般式（１）〜（４）において、一つの分子内に置換基が２つ以上ある場合、それらの置換基は同一であっても異なっていてもよい。
【００３０】
尚、一般式（４）においては、Ｒ１５およびＲ１６が共に一般式（５）で表される置換基の場合、Ｒ１７およびＲ１８は共に電子吸引性の置換基である。電子吸引性の置換基としては、フッ素原子、シアノ基、フッ素原子で置換されていてもよいアルキル基、置換されていてもよいアリール基、置換されていてもよい電子吸引性の複素環基が挙げられる。一般式（４）で表される構造においては、Ｒ１５およびＲ１６は反応活性な部位であるため、ここに一般式（５）で表される、電子供与性の置換基を導入することによって、化合物の安定性を高めることができる。その結果、有機ＥＬ素子の長寿命化を達成できる。また、同時にＲ１７およびＲ１８に電子吸引性の置換基を導入することによって、主骨格のアクセプター性を高め、バイポーラ−性の化合物を得ることができる。更に上記のような置換基の組み合わせによって、ＴＡＤＦ現象を発現させやすくすることができるため、ＴＡＤＦ現象によっても発光効率の向上および長寿命化が達成できる。
【００３１】
置換されていてもよいアリール基におけるアリール基は、前述のアリール基と同義である。
【００３２】
当該アリール基が有しうる置換基の例には、重水素原子、フッ素原子、シアノ基、フッ素で置換されていてもよいアルキル基、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ホスフィンオキサイド、置換されていてもよいボリル基、置換されていてもよい電子吸引性の複素環基、置換されていてもよいアミノ基が含まれる。
当該アリール基が有しうる置換基としては、フッ素原子、シアノ基、フッ素で置換されていてもよいアルキル基、及び置換されていてもよい電子吸引性の複素環基が好ましい。
【００３３】
置換されていてもよい電子吸引性の複素環基は、炭素原子数３〜２４の電子吸引性の複素環から誘導される基であることが好ましい。そのような複素環基の例には、ジベンゾチオフェンオキシド環、ジベンゾチオフェンジオキシド、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、ジベンゾフラン環、ジベンゾシロール環、ジベンゾボロール環、ジベンゾホスホールオキシド環等が含まれる。中でも、ピリジン環、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、キノキサリン環、フェナントリジン環、フェナントロリン環、ジベンゾフラン環、ジベンゾボロール環、ジベンゾボロール環、ジベンゾホスホールオキシド環が好ましい。電子吸引性の複素環基は、同一の又は異なる２以上の上記複素環を連結したものであってもよい。
【００３４】
当該電子吸引性の複素環基が有しうる置換基の例には、重水素原子、フッ素原子、シアノ基、フッ素で置換されていてもよいアルキル基、フッ素で置換されていてもよいアルキル基で置換されていてもよいアリール基、フッ素で置換されていてもよいアリール基が含まれ；好ましくはフッ素原子、シアノ基、フッ素で置換されていてもよいアルキル基、及びフッ素で置換されていてもよいアリール基である。
【００３５】
上記一般式（１）〜（４）で表される化合物は、下記一般式（５）で表される置換基を少なくとも２つ有する。一般式（５）で表される置換基の数が１つでは化合物のドナー性が不十分となり、発光効率が低下する。一般式（５）で表される置換基の数は２つ以上である限り特に限定はなく、ドナー性を高めるためには多いほど好ましい。
【００３６】
【化１１】
2018006700.tif 000012
一般式（５）において、
Ａｒ１およびＡｒ２は、各々独立に、置換または無置換のアリール基を表し、
Ｌ１は置換もしくは無置換のアリーレン基を表し、但し、一般式（１）に結合しているとき、Ｌ１は炭素原子数１４未満のアリーレン基を表し、
♯は、一般式（１）〜（４）への結合手を表し、
Ａｒ１とＡｒ２は、単結合または架橋基を介して互いに結合して環構造を形成してもよい。
【００３７】
上記一般式（５）において、Ａｒ１およびＡｒ２で表されるアリール基としては、ベンゼン環、ビフェニル環、ナフタレン環、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。中でも、ねじれにくい構造であり、化合物の平面性を保ってπ共役系を広げる観点からは、ベンゼン環、ビフェニル環、ナフタレン環が好ましい。
【００３８】
当該Ａｒ１およびＡｒ２が置換されたアリール基の場合、置換基の数に特に制限はない。アリール基が置換基を２つ以上有する場合、複数の置換基は互いに同一であっても異なっていてもよい。Ａｒ１およびＡｒ２の置換基は、上記のＲ１〜Ｒ１９がとりうる置換基として例示したものと同じであり、好ましい置換基についても上記を参照することができる。
【００３９】
上記Ａｒ１とＡｒ２が架橋基を介して環構造を形成する場合、架橋基は、連結鎖長が１原子である２価の基であれば特に制限されない。好ましい架橋基としては、Ｏ原子、Ｎ原子、Ｓ原子、Ｃ原子が挙げられ、より好ましい架橋基は、Ｏ原子、Ｓ原子である。
【００４０】
上記一般式（５）におけるＬ１は置換もしくは無置換のアリーレン基であり、アリーレン基としては、フェニレン基、ビフェニレン基、ナフタレニレン基が挙げられ、好ましくはフェニレン基、ビフェニレン基であり、無置換のフェニレン基が特に好ましい。無置換のフェニレン基はねじれにくい構造であるため、分子内のπ共役系を広げて発光効率を高めることができる。
【００４１】
尚、一般式（５）の置換基が一般式（１）の骨格に結合しているとき、Ｌ１は炭素原子数１４未満のアリーレン基である。一般式（１）の構造は比較的大きいため、そこにアントラセニレン基のような炭素原子数１４以上のアリーレン基を介してジアリールアミノ基を含む構造を結合させると、立体障害が大きく、平面性の高い構造とはならないため、化合物の発光効率を高めることが難しい。
【００４２】
アリーレン基の置換基は、上記のＲ１〜Ｒ１９のとりうる置換基として例示したものと同じであり、好ましい置換基についても上記を参照することができる。
【００４３】
さらに、上記一般式（５）で表される置換基は、下記一般式（６）〜（９）のいずれかで表される置換基であることが好ましい。
【００４４】
【化１２】
2018006700.tif 000013
【００４５】
一般式（６）〜（９）において、Ｌ２〜Ｌ５は、各々独立に、置換もしくは無置換のアリーレン基を表し、但し、一般式（１）に結合ているとき、Ｌ１は炭素原子数１４未満のアリーレン基であり、前述の一般式（５）におけるＬ１と同様の基とすることができる。また、♯は、一般式（１）〜（４）への結合手を表す。
また、Ｒ２０〜Ｒ２９、Ｒ３０〜Ｒ３７、Ｒ３８〜Ｒ４５、Ｒ４６〜Ｒ５３は、各々独立に、上記一般式（５）〜（９）のいずれかで表される基であってもよい。
一般式（６）〜（９）で表される基に結合する置換基の数は特に制限されない。一般式（６）〜（９）で表される基に、それぞれ２つ以上の置換基が結合している場合、これらは同一であってもよく、異なっていてもよい。なお、本発明では、一般式（６）〜（９）のＲ２０〜Ｒ２９、Ｒ３０〜Ｒ３７、Ｒ３８〜Ｒ４５、またはＲ４６〜Ｒ５３の全てが、水素原子である、つまり置換基が結合していない態様も好ましい。
【００４６】
一般式（６）〜（９）において、Ｒ２０およびＲ２１、Ｒ２１およびＲ２２、Ｒ２２およびＲ２３、Ｒ２３およびＲ２４、Ｒ２５およびＲ２６、Ｒ２６およびＲ２７、Ｒ２７およびＲ２８、Ｒ２８およびＲ２９、Ｒ３０およびＲ３１、Ｒ３１およびＲ３２、Ｒ３２およびＲ３３、Ｒ３４およびＲ３５、Ｒ３５およびＲ３６、Ｒ３６およびＲ３７、Ｒ３８およびＲ３９、Ｒ３９およびＲ４０、Ｒ４０およびＲ４１、Ｒ４２およびＲ４３、Ｒ４３およびＲ４４、Ｒ４４およびＲ４５、Ｒ４６およびＲ４７、Ｒ４７およびＲ４８、Ｒ４８およびＲ４９、Ｒ５０およびＲ５１、Ｒ５１およびＲ５２、Ｒ５２およびＲ５３は、それぞれ互いに結合して環状構造を形成していてもよい。
【００４７】
環状構造は芳香環であっても脂肪環であってもよく、またヘテロ原子を含むものであってもよく、さらに環状構造は２環以上の縮合環であってもよい。ここでいうヘテロ原子としては、窒素原子、酸素原子および硫黄原子からなる群より選択されるものであることが好ましい。形成される環状構造の例として、ベンゼン環、ナフタレン環、ピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環、ピロール環、イミダゾール環、ピラゾール環、トリアゾール環、イミダゾリン環、オキサゾール環、イソオキサゾール環、チアゾール環、イソチアゾール環、シクロヘキサジエン環、シクロヘキセン環、シクロペンタエン環、シクロヘプタトリエン環、シクロヘプタジエン環、シクロヘプタエン環などを挙げることができる。
【００４８】
なお、少なくとも２つ存在する一般式（５）で表される置換基は、同一であっても、異なっていてもよい。化合物の対称性を保持し、π共役系を広げる観点からは、同一であることが好ましい。また、置換位置についても特に限定はないが、平面性を保つためには、対称な構造となる位置に一般式（５）で表される置換基が置換されていることが好ましい。
【００４９】
前記一般式（１）〜（４）で表される構造を有するπ共役系化合物は、当該π共役系化合物を含有する有機ＥＬ素子材料、及び当該π共役系化合物を含有する発光性薄膜、及び当該π共役系化合物を含有する有機ＥＬ素子として好適に用いることができる。
【００５０】
前記一般式（１）〜（４）で表される構造を有するπ共役系化合物を、有機ＥＬ素子に用いる場合、発光層用の材料とすることができる。有機ＥＬ素子の発光層は、高発光性の観点から、前記π共役系化合物を単独で用いる層；前記π共役系化合物と後述のホスト化合物とを含有する層；前記π共役系化合物と、後述の発光性化合物（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）とを含有する層；或いは前記π共役系化合物と、後述の発光性化合物（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）と、後述のホスト化合物とを、含有する層のいずれかであることが好ましい。
【００５１】
前記一般式（１）〜（４）で表される構造を有するπ共役系化合物において、該π共役系化合物の最低励起一重項準位と最低励起三重項準位とのエネルギー差の絶対値（ΔＥＳＴ）が０．５０ｅＶ以下であることがＴＡＤＦ性を発現させる観点から好ましい。このようなπ共役系化合物を発光層に含む有機ＥＬ素子は、照明装置及び表示装置に好適に具備され得る。
【００５２】
このようなπ共役系化合物を発光層に含む有機ＥＬ素子は、照明装置及び表示装置に好適に具備され得る。
次に本発明において好ましく用いられる、一般式（１）〜（４）で表されるπ共役系化合物の具体例を列挙するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００５３】
【化１３】
2018006700.tif 000014
【００５４】
【化１４】
2018006700.tif 000015
【００５５】
【化１５】
2018006700.tif 000016
【００５６】
【化１６】
2018006700.tif 000017
【００５７】
【化１７】
2018006700.tif 000018
【００５８】
【化１８】
2018006700.tif 000019
【００５９】
【化１９】
2018006700.tif 000020
【００６０】
【化２０】
2018006700.tif 000021
【００６１】
【化２１】
2018006700.tif 000022
【００６２】
【化２２】
2018006700.tif 000023
【００６３】
【化２３】
2018006700.tif 000024
【００６４】
これらの化合物のうちΔＥＳＴの絶対値が０．５０ｅＶ以下の材料については、ＴＡＤＦ性を示してもよい。
【００６５】
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、有機ＥＬ素子の発光層用の材料として使用できるのみならず、正孔輸送、電子輸送にも適した化合物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、後述の正孔注入層、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、中間層などに用いてもよい。
【００６６】
＜一般式（１）〜（４）で表されるπ共役系化合物の合成方法＞
上記π共役系化合物は、公知の方法で合成することができる。例えば、Ｊ．Ｐｈｙｓ．Ｃｈｅｍ．Ｃ，２００９，１１３，１５８９−１５９５．、Ｐｏｌｙｍ. Ｃｈｅｍ., ２０１３，４, ５２２４−５２２７．、Ｊ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ，１９９４，５９，２１２５−２１３１．、Ｅｕｒ．Ｊ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ，２００８，６，９９４−１００４．、Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ  Ｌｅｔｔｅｒｓ，２００５，４６，６８４３−６８４６．、Ｊ．Ｈｅｔ．Ｃｈｅｍ，１９７５，１２，４５１−４５３．、Ｅｕｒ．Ｊ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ，２０１２，２８，５５４０−５５５１．、Ａｎｇｅｗ. Ｃｈｅｍ. Ｉｎｔ. Ｅｄ. ２０１０, ４９, ２０１４−２０１７．に記載の方法、又は、これらの文献に記載の参照文献に記載の方法を参照することにより合成することができる。また、一般式（１）〜（４）で表されるπ共役系化合物は、その他の公知の合成反応を組み合わせることによっても合成することができる。
【００６７】
次に、本発明の技術思想と関連する、有機ＥＬの発光方式及び発光性化合物（リン光発光性化合物、蛍光発光性化合物、遅延蛍光化合物）について述べる。
【００６８】
＜有機ＥＬの発光方式＞
有機ＥＬの発光方式として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。
有機ＥＬのような電界で励起する場合には、三重項励起子が７５％の確率で、一重項励起子が２５％の確率で生成するため、リン光発光の方が蛍光発光に比べ発光効率を高くすることが可能であり、低消費電力化を実現するには優れた方式である。
【００６９】
ここで、三重項励起子は、蛍光発光においても、７５％の確率で生成してしまう。そして、当該三重項励起子は、通常では、励起子のエネルギーが、無輻射失活により、熱にしかならない。これに対し、三重項励起子を、高密度で存在させることによって、二つの三重項励起子から一つの一重項励起子を発生させて発光効率を向上させるＴＴＡ（Ｔｒｉｐｌｅｔ−Ｔｒｉｐｌｅｔ  Ａｎｎｉｈｉｌａｔｉｏｎ、また、Ｔｒｉｐｌｅｔ−Ｔｒｉｐｌｅｔ  Ｆｕｓｉｏｎ：「ＴＴＦ」と略記する。）機構を利用した方式が見つかっている。
【００７０】
さらに、近年では、安達らの発見により一重項励起状態と三重項励起状態のエネルギーギャップを小さくすることで、発光中のジュール熱及び／又は発光素子が置かれる環境温度によりエネルギー準位の低い三重項励起状態から一重項励起状態に逆項間交差がおこり、結果としてほぼ１００％に近い蛍光発光を可能とする現象（熱励起型遅延蛍光又は熱励起型遅延蛍光ともいう：「ＴＡＤＦ」）とそれを可能にする蛍光物質が見いだされている（例えば、特許文献３、非特許文献４、非特許文献５等参照。）。
【００７１】
＜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的に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。
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。
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。
【００７２】
＜蛍光発光性化合物＞
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が適用できる。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できるなど、その多様性はほぼ無限と言える。
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。
【００７３】
＜遅延蛍光化合物＞
［励起三重項−三重項消滅（ＴＴＡ）遅延蛍光化合物］
蛍光発光性化合物の問題点を解決すべく登場したのが遅延蛍光を利用した発光方式である。三重項励起子同士の衝突を起源とするＴＴＡ方式は、下記のような一般式で記述できる。すなわち、従来、励起子のエネルギーが、無輻射失活により、熱にしか変換されなかった三重項励起子の一部が、発光に寄与しうる一重項励起子に逆項間交差できるメリットがあり、実際の有機ＥＬ素子においても従来の蛍光発光素子の約２倍の外部取り出し量子効率を得ることができている。
一般式：  Ｔ＊  ＋  Ｔ＊  →  Ｓ＊  ＋  Ｓ（式中、Ｔ＊は三重項励起子、Ｓ＊は一重項励起子、Ｓは基底状態分子を表す。）
しかしながら、上式からもわかるように、二つの三重項励起子から発光に利用できる一重項励起子は一つしか生成しないため、この方式で１００％の内部量子効率を得ることは原理上できない。
【００７４】
［熱活性型遅延蛍光（ＴＡＤＦ）化合物］
もう一つの高効率蛍光発光であるＴＡＤＦ方式は、ＴＴＡの問題点を解決できる方式である。
蛍光発光性化合物は前記のごとく無限に分子設計できる利点を持っている。すなわち、分子設計された化合物の中で、特異的に三重項励起状態と一重項励起状態のエネルギー準位差が極めて近接する化合物が存在する。
このような化合物は、分子内に重原子を持っていないにもかかわらず、ΔＥＳＴが小さいために通常では起こりえない三重項励起状態から一重項励起状態への逆項間交差が起こる。さらに、一重項励起状態から基底状態への失活（＝蛍光発光）の速度定数が極めて大きいことから、三重項励起子はそれ自体が基底状態に熱的に失活（無輻射失活）するよりも、一重項励起状態経由で蛍光を発しながら基底状態に戻る方が速度論的に有利である。そのため、ＴＡＤＦでは理論的には１００％の蛍光発光が可能となる。
【００７５】
＜ΔＥＳＴに関する分子設計思想＞
上記ΔＥＳＴを小さくするための分子設計について説明する。  ΔＥＳＴを小さくするためには、原理上分子内の最高被占軌道（Ｈｉｇｈｅｓｔ  Ｏｃｃｕｐｉｅｄ  Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｏｒｂｉｔａｌ：ＨＯＭＯ）と最低空軌道（Ｌｏｗｅｓｔ  Ｕｎｏｃｃｕｐｉｅｄ  Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｏｒｂｉｔａｌ：ＬＵＭＯ）の空間的な重なりを小さくすることが最も効果的である。
一般に分子の電子軌道において、ＨＯＭＯは電子供与性部位に、ＬＵＭＯは電子吸引性部位に分布することが知られており、分子内に電子供与性と電子吸引性の骨格を導入することによって、ＨＯＭＯとＬＵＭＯが存在する位置を遠ざけることが可能である。
【００７６】
例えば、「実用化ステージを迎えた有機光エレクトロニクス」応用物理  第８２巻、第６号、２０１３年においては、シアノ基やトリアジンなどの電子吸引性の骨格と、カルバゾールやジフェニルアミノ基等の電子供与性の骨格とを導入することで、ＬＵＭＯとＨＯＭＯとをそれぞれ局在化させている。
また、化合物の基底状態と三重項励起状態との分子構造変化を小さくすることも効果的である。構造変化を小さくするための方法としては、例えば、化合物を剛直にすることなどが効果的である。ここで述べる剛直とは、例えば、分子内の環と環との結合における自由回転を抑制することや、π共役面の大きい縮合環を導入するなど、分子内において自由に動ける部位が少ないことを意味する。特に、発光に関与する部位を剛直にすることによって、励起状態における構造変化を小さくすることが可能である。
【００７７】
図１及び図２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材料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１に示す構造を有する２ＣｚＰＮ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、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２）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現象を発現させるには至らない。
【００７８】
以下に、本発明に係るπ共役系化合物に関する種々の測定方法について記載する。
【００７９】
［電子密度分布］
本発明に係るπ共役系化合物は、ΔＥＳＴを小さくするという観点から、分子内においてＨＯＭＯとＬＵＭＯが実質的に分離していることが好ましい。これらＨＯＭＯ及びＬＵＭＯの分布状態については、分子軌道計算により得られる構造最適化した際の電子密度分布から求めることができる。
本発明におけるπ共役系化合物の分子軌道計算による構造最適化及び電子密度分布の算出は、計算手法として、汎関数としてＢ３ＬＹＰ、基底関数として６−３１Ｇ（ｄ）を用いた分子軌道計算用ソフトウェアを用いて算出することができ、ソフトウェアに特に限定はなく、いずれを用いても同様に求めることができる。
本発明においては、分子軌道計算用ソフトウェアとして、米国Ｇａｕｓｓｉａｎ社製のＧａｕｓｓｉａｎ０９（Ｒｅｖｉｓｉｏｎ  Ｃ．０１，Ｍ．Ｊ．Ｆｒｉｓｃｈ，ｅｔ  ａｌ，Ｇａｕｓｓｉａｎ，Ｉｎｃ．，２０１０．）を用いた。
【００８０】
また、「ＨＯＭＯとＬＵＭＯが実質的に分離している」とは、上記分子計算により算出されたＨＯＭＯ軌道分布及びＬＵＭＯ軌道分布の中心部位が離れており、より好ましくはＨＯＭＯ軌道の分布とＬＵＭＯ軌道の分布がほぼ重なっていないことを意味する。
また、ＨＯＭＯとＬＵＭＯの分離状態については、前述の汎関数としてＢ３ＬＹＰ、基底関数として６−３１Ｇ（ｄ）を用いた構造最適化計算から、さらに時間依存密度汎関数法（Ｔｉｍｅ−Ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ  ＤＦＴ）による励起状態計算を実施してＳ１、Ｔ１のエネルギー準位（それぞれＥ（Ｓ１）、Ｅ（Ｔ１））を求めてΔＥＳＴ＝｜Ｅ（Ｓ１）−Ｅ（Ｔ１）｜として算出することも可能である。算出されたΔＥＳＴが小さいほど、ＨＯＭＯとＬＵＭＯがより分離していることを示す。本発明においては、前述と同様の計算手法を用いて算出されたΔＥＳＴが０．５０ｅＶ以下であり、好ましくは０．３０ｅＶ以下であり、より好ましくは０．１０ｅＶ以下である。
ΔＥＳＴが、０．５ｅＶ以下であるとき、本発明におけるπ共役系化合物は熱活性型遅延蛍光性を示す。
【００８１】
《有機ＥＬ素子の構成層》
本発明の有機ＥＬ素子は、陽極と、陰極と、前記陽極と前記陰極に挟持された発光層を含む少なくとも１層の有機層と、を有する有機ＥＬ素子であって、前記発光層は前記一般式（１）〜（３）のいずれかで表される構造を有するπ共役系化合物を含有することを特徴とする。
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。
（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（７）の構成が好ましく用いられるが、これに限定されるものではない。
本発明に用いられる発光層は、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。
【００８２】
必要に応じて、発光層と陰極との間に正孔阻止層（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。  
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、広い意味で電子注入層、正孔阻止層も電子輸送層に含まれる。また、複数層で構成されていてもよい。
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、複数層で構成されていてもよい。
上記の代表的な素子構成において、陽極と陰極を除いた層を「有機層」ともいう。
【００８３】
（タンデム構造）
また、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積層した、いわゆるタンデム構造の素子であってもよい。
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。
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、上記第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であっても、異なっていてもよい。また二つの発光ユニットが同じであり、残る一つが異なっていてもよい。
複数の発光ユニットは直接積層されていても、中間層を介して積層されていてもよく、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。
【００８４】
中間層に用いられる材料としては、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層膜や、ＳｎＯ２／Ａｇ／ＳｎＯ２、ＺｎＯ／Ａｇ／ＺｎＯ、Ｂｉ２Ｏ３／Ａｕ／Ｂｉ２Ｏ３、ＴｉＯ２／ＴｉＮ／ＴｉＯ２、ＴｉＯ２／ＺｒＮ／ＴｉＯ２等の多層膜、またＣ６０等のフラーレン類、オリゴチオフェン等の導電性有機物層、金属フタロシアニン類、無金属フタロシアニン類、金属ポルフィリン類、無金属ポルフィリン類等の導電性有機化合物層等が挙げられるが、本発明はこれらに限定されない。
発光ユニット内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もの等が挙げられるが、本発明はこれらに限定されない。
【００８５】
タンデム型有機ＥＬ素子の具体例としては、例えば、米国特許第６３３７４９２号、米国特許第７４２０２０３号、米国特許第７４７３９２３号、米国特許第６８７２４７２号、米国特許第６１０７７３４号、米国特許第６３３７４９２号、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、特許第３４９６６８１号、特許第３８８４５６４号、特許第４２１３１６９号、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。
【００８６】
以下、本発明の有機ＥＬ素子を構成する各層について説明する。
【００８７】
《発光層》
本発明に用いられる発光層は、電極又は隣接層から注入されてくる電子及び正孔が再結合し、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。本発明に用いられる発光層は、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。
【００８８】
発光層の層厚の総和は、特に制限はないが、形成する膜の均質性や、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向上の観点から、２ｎｍ〜５μｍの範囲に調整することが好ましく、より好ましくは２〜５００ｎｍの範囲に調整され、更に好ましくは５〜２００ｎｍの範囲に調整される。
【００８９】
また、本発明に用いられる個々の発光層の層厚としては、２ｎｍ〜１μｍの範囲に調整することが好ましく、より好ましくは２〜２００ｎｍの範囲に調整され、更に好ましくは３〜１５０ｎｍの範囲に調整される。
【００９０】
本発明に用いられる発光層は一層でもよいし、複数の層から構成されてもよい。本発明に係るπ共役系化合物は、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。発光層はその少なくとも一層が、発光性化合物（発光ドーパント、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、単にホストともいう。）を含有することが好ましい。発光層の少なくとも一層が、本発明に係るπ共役系化合物と、ホスト化合物とを含有すると、発光効率が向上するため好ましい。発光層の少なくとも一層が、本発明に係るπ共役系化合物と、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ため好ましい。発光層の少なくとも一層が、本発明に係るπ共役系化合物と、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と、発光効率が向上するため好ましい。
【００９１】
ここで、本発明に係るπ共役系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、０．５０ｅＶ以下である場合、本発明のπ共役性化合物と、発光性化合物と、ホスト化合物を発光層に含めると、本発明に係るπ共役系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、本発明に係るπ共役系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、本発明に係るπ共役系化合物はホスト化合物として作用する。発光層が、本発明に係るπ共役系化合物のみを含有する場合、本発明に係るπ共役系化合物はホスト化合物兼発光性化合物として作用する。これらの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、本発明に係るπ共役系化合物上に生成した三重項励起子を逆項間交差（ＲＩＳＣ）で一重項励起子へと変換する点にある。
【００９２】
これにより、本発明に係るπ共役系化合物上に生成した理論上すべての励起子エネルギーを発光性化合物にエネルギー移動することができ、高発光効率の発現を可能にする。
【００９３】
したがって、発光層が、本発明に係るπ共役系化合物、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、π共役系化合物のＳ１とＴ１のエネルギー準位は、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。
【００９４】
同様に、発光層が、本発明に係るπ共役系化合物と発光性化合物の２成分を含有する場合は、π共役系化合物の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。
【００９５】
図３及び図４に、本発明のπ共役系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。図３及び図４は一例であって、本発明に係るπ共役系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。
さらに、図３及び図４では、発光性化合物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。
【００９６】
本発明に係るπ共役系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、π共役系化合物に対し質量比で１００％以上のホスト化合物を含有し、蛍光発光性化合物及び／又はリン光発光性化合物をπ共役系化合物に対して質量比０．１〜５０％の範囲内で含有していることが好ましい。
【００９７】
本発明に係るπ共役系化合物をホスト化合物として用いる場合、発光層は、蛍光発光性化合物及び／又はリン光発光性化合物をπ共役系化合物に対して質量比０．１〜５０％の範囲内で含有することが好ましい。
【００９８】
本発明に係るπ共役系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、本発明に係るπ共役系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が重なることが好ましい。
【００９９】
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頁の図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で決定される。
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性化合物を含有し、白色発光を示すことも好ましい。
白色を示す発光性化合物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。
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。
【０１００】
（１）発光性化合物
発光性化合物としては、蛍光発光性化合物（蛍光発光性ドーパント、蛍光ドーパントともいう。）と、リン光発光性化合物（リン光発光性ドーパント、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、本発明に係るπ共役系化合物を蛍光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％の範囲内で含有することが好ましく、特に、１〜３０質量％の範囲内で含有することが好ましい。
【０１０１】
本発明においては、発光層が発光性化合物を０．１〜５０質量％の範囲内で含有することが好ましく、特に、１〜３０質量％の範囲内で含有することが好ましい。
【０１０２】
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。
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。
【０１０３】
（１．１）蛍光発光性化合物
蛍光発光性化合物（蛍光発光ドーパント、蛍光ドーパント）は、本発明のπ共役系化合物を用いてもよいし、有機ＥＬ素子の発光層に使用される公知の蛍光発光性化合物や遅延蛍光性発光性化合物の中から適宜選択して用いてもよい。
【０１０４】
本発明に使用できる公知の蛍光発光性化合物の具体例としては、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発光性化合物も開発されており、これらを用いてもよい。遅延蛍光を利用した発光性化合物の具体例としては、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。
【０１０５】
（１．２）リン光発光性発光性化合物
本発明に用いられるリン光発光性発光性化合物について説明する。
本発明に用いられるリン光発光性発光性化合物は、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。
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化合物は、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。
【０１０６】
リン光発光性化合物は、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化合物の具体例としては、以下の文献に記載されている化合物等が挙げられる。
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、米国特許出願公開第２００９／０１０８７３７号明細書、米国特許出願公開第２００９／００３９７７６号明細書、米国特許第６９２１９１５号、米国特許第６６８７２６６号、米国特許出願公開第２００７／０１９０３５９号明細書、米国特許出願公開第２００６／０００８６７０号明細書、米国特許出願公開第２００９／０１６５８４６号明細書、米国特許出願公開第２００８／００１５３５５号明細書、米国特許第７２５０２２６号、米国特許第７３９６５９８号、米国特許出願公開第２００６／０２６３６３５号明細書、米国特許出願公開第２００３／０１３８６５７号明細書、米国特許出願公開第２００３／０１５２８０２号明細書、米国特許第７０９０９２８号、Ａｎｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．ｌｎｔ．Ｅｄ．４７，１（２００８）、Ｃｈｅｍ．Ｍａｔｅｒ．１８，５１１９（２００６）、Ｉｎｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．４６，４３０８（２００７）、Ｏｒｇａｎｏｍｅｔａｌｌｉｃｓ  ２３，３７４５（２００４）、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．７４，１３６１（１９９９）、国際公開第２００２／００２７１４号、国際公開第２００６／００９０２４号、国際公開第２００６／０５６４１８号、国際公開第２００５／０１９３７３号、国際公開第２００５／１２３８７３号、国際公開第２００５／１２３８７３号、国際公開第２００７／００４３８０号、国際公開第２００６／０８２７４２号、米国特許出願公開第２００６／０２５１９２３号明細書、米国特許出願公開第２００５／０２６０４４１号明細書、米国特許第７３９３５９９号、米国特許第７５３４５０５号、米国特許第７４４５８５５号、米国特許出願公開第２００７／０１９０３５９号明細書、米国特許出願公開第２００８／０２９７０３３号明細書、米国特許第７３３８７２２号、米国特許出願公開第２００２／０１３４９８４号明細書、米国特許第７２７９７０４号��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２００８１４０１１５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、特願２０１１−１８１３０３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。
中でも、好ましいリン光発光性化合物としてはＩｒ、Ｐｔを中心金属に有する有機金属錯体が挙げられる。さらに好ましくは、金属−炭素結合、金属−窒素結合、金属−酸素結合、金属−硫黄結合の少なくとも一つの配位様式を含む錯体が好ましい。
【０１０７】
（２）ホスト化合物
本発明に用いられるホスト化合物は、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素子においてそれ自体の発光は実質的に観測されない。
ホスト化合物は、発光層に含有される化合物の内で、その層中での質量比が２０％以上であることが好ましい。
ホスト化合物は、単独で用いてもよく、又は複数種併用して用いてもよい。ホスト化合物を複数種用いることで、電荷の移動を調整することが可能であり、有機ＥＬ素子を高効率化することができる。
以下に、本発明において好ましく用いられるホスト化合物について述べる。
【０１０８】
ホスト化合物としては、上述のように本発明で用いられるπ共役系化合物を用いてもよいが、特に制限はない。逆エネルギー移動の観点から、発光性化合物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ものが好ましく、さらに発光性化合物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ものがより好ましい。
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。
【０１０９】
また、特に併用する発光性化合物がＴＡＤＦ発光を示す場合には、ＴＡＤＦ化合物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、ＴＡＤＦ化合物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。
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の、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。
【０１１０】
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。
ここで、ガラス転移点（Ｔｇ）とは、ＤＳＣ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｃｏｌｏｒｉｍｅｔｒｙ：示差走査熱量法）を用いて、ＪＩＳ  Ｋ  ７１２１−２０１２に準拠した方法により求められる値である。
【０１１１】
また、本発明に用いられるホスト化合物としては、上述のように本発明に係るπ共役系化合物を用いることも好適である。本発明に係るπ共役系化合物は、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。
【０１１２】
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。
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、米国特許出願公開第２００３／０１７５５５３号、米国特許出願公開第２００６／０２８０９６５号、米国特許出願公開第２００５／０１１２４０７号、米国特許出願公開第２００９／００１７３３０号、米国特許出願公開第２００９／００３０２０２号、米国特許出願公開第２００５／０２３８９１９号、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。
以下に、本発明に用いられるホスト化合物として、具体的な化合物例を示すが、これらに限定されるものではない。
【０１１３】
【化２４】
2018006700.tif 000025
【０１１４】
《電子輸送層》
本発明において電子輸送層とは、電子を輸送する機能を有する材料からなり、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。
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の範囲であり、より好ましくは２〜５００ｎｍであり、さらに好ましくは５〜２００ｎｍである。
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と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の間で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である。
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１０−５ｃｍ２／Ｖｓ以上であることが好ましい。
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。
【０１１５】
例えば、含窒素芳香族複素環誘導体（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（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。
【０１１６】
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（Ａｌｑ）、トリス（５，７−ジクロロ−８−キノリノール）アルミニウム、トリス（５，７−ジブロモ−８−キノリノール）アルミニウム、トリス（２−メチル−８−キノリノール）アルミニウム、トリス（５−メチル−８−キノリノール）アルミニウム、ビス（８−キノリノール）亜鉛（Ｚｎｑ）等、及びこれらの金属錯体の中心金属がＩｎ、Ｍｇ、Ｃｕ、Ｃａ、Ｓｎ、Ｇａ又はＰｂに置き替わった金属錯体も、電子輸送材料として用いることができる。
その他、メタルフリ−若しくはメタルフタロシアニン、又はそれらの末端がアルキル基やスルホン酸基等で置換されているものも、電子輸送材料として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。
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。
【０１１７】
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ものが挙げられる。
【０１１８】
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。
米国特許第６５２８１８７号、米国特許第７２３０１０７号、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、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。
【０１１９】
本発明における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などが挙げられる。
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用いてもよい。
【０１２０】
《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なり、電子を輸送しつつ正孔を阻止することで電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。
また、前述する電子輸送層の構成を必要に応じて、本発明に係る正孔阻止層として用いることができる。
本発明の有機ＥＬ素子に設ける正孔阻止層は、発光層の陰極側に隣接して設けられることが好ましい。
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の範囲であり、更に好ましくは５〜３０ｎｍの範囲である。
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用いられる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。
【０１２１】
《電子注入層》
本発明に係る電子注入層（「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に陰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。
本発明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。
電子注入層はごく薄い膜であることが好ましく、素材にもよるがその層厚は０．１〜５ｎｍの範囲が好ましい。また構成材料が断続的に存在する不均一な層（膜）であってもよい。
【０１２２】
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（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。
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、複数種を併用して用いてもよい。
【０１２３】
《正孔輸送層》
本発明において正孔輸送層とは、正孔を輸送する機能を有する材料からなり、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。
本発明に係る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の範囲であり、より好ましくは２〜５００ｎｍであり、さらに好ましくは５〜２００ｎｍである。
正孔輸送層に用いられる材料（以下、正孔輸送材料という）としては、正孔の注入性又は輸送性、電子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。
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、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。
【０１２４】
トリアリールアミン誘導体としては、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）に代表されるベンジジン型や、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。
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。
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）等に記載されたものが挙げられる。
【０１２５】
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。
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、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。
【０１２６】
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。
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、国際公開第２００７／００２６８３号、国際公開第２００９／０１８００９号、ＥＰ６５０９５５、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１３／５８５９８１号等である。
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用いてもよい。
【０１２７】
《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なり、正孔を輸送しつつ電子を阻止することで電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。
また、前述する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用いることができる。
本発明の有機ＥＬ素子に設ける電子阻止層は、発光層の陽極側に隣接して設けられることが好ましい。
本発明に係る電子阻止層の層厚としては、好ましくは３〜１００ｎｍの範囲内であり、更に好ましくは５〜３０ｎｍの範囲内である。
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が好ましく用いられ、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。
【０１２８】
《正孔注入層》
本発明に係る正孔注入層（「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。
本発明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。
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等が挙げられる。
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。
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。
【０１２９】
《添加物》
前述した本発明における有機層は、更に他の添加物が含まれていてもよい。
添加物としては、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。
添加物の含有量は、任意に決定することができるが、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。
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よってはこの範囲内ではない。
【０１３０】
《有機層の形成方法》
本発明に係る有機層（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。
本発明に係る有機層の形成方法は、特に制限はなく、従来公知の例えば真空蒸着法、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。
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、ロールコート法、スプレーコート法、カーテンコート法、ＬＢ法（ラングミュアーブロジェット法）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、ロールコート法、インクジェット法、スプレーコート法などのロール・ツー・ロール方式適性の高い方法が好ましい。
【０１３１】
本発明に用いられる有機ＥＬ材料を溶解又は分散する液媒体としては、例えば、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、酢酸エチル等の脂肪酸エステル類、ジクロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素類、トルエン、キシレン、メシチレン、シクロヘキシルベンゼン等の芳香族炭化水素類、シクロヘキサン、デカリン、ドデカン等の脂肪族炭化水素類、ＤＭＦ、ＤＭＳＯ等の有機溶媒を用いることができる。
また、分散方法としては、超音波、高剪断力分散やメディア分散等の分散方法により分散することができる。
更に層ごとに異なる成膜法を適用してもよい。成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℃、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望ましい。
本発明に係る有機層の形成は、一回の真空引きで一貫して正孔注入層から陰極まで作製するのが好ましいが、途中で取り出して異なる成膜法を施しても構わない。その際は作業を乾燥不活性ガス雰囲気下で行うことが好ましい。
【０１３２】
《陽極》
有機ＥＬ素子における陽極としては、仕事関数の大きい（４ｅＶ以上、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。
陽極はこれらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により薄膜を形成させ、フォトリソグラフィー法で所望の形状のパターンを形成してもよく、あるいはパターン精度を余り必要としない場合は（１００μｍ以上程度）、上記電極物質の蒸着やスパッタリング時に所望の形状のマスクを介してパターンを形成してもよい。
あるいは、有機導電性化合物のように塗布可能な物質を用いる場合には、印刷方式、コーティング方式等湿式成膜法を用いることもできる。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。
陽極の膜厚は材料にもよるが、通常１０ｎｍ〜１μｍ、好ましくは１０〜２００ｎｍの範囲内で選ばれる。
【０１３３】
《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。
【０１３４】
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で作製することができる。また、陰極としてのシート抵抗は数百Ω／□以下が好ましく、膜厚は通常１０ｎｍ〜５μｍ、好ましくは５０〜２００ｎｍの範囲で選ばれる。
なお、発光した光を透過させるため、有機ＥＬ素子の陽極又は陰極のいずれか一方が透明又は半透明であれば発光輝度が向上し好都合である。
また、陰極に上記金属を１〜２０ｎｍの膜厚で作製した後に、陽極の説明で挙げる導電性透明材料をその上に作製することで、透明又は半透明の陰極を作製することができ、これを応用することで陽極と陰極の両方が透過性を有する素子を作製することができる。
【０１３５】
［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、基材等ともいう。）としては、ガラス、プラスチック等の種類には特に限定はなく、また透明であっても不透明であってもよい。支持基板側から光を取り出す場合には、支持基板は透明であることが好ましい。好ましく用いられる透明な支持基板としては、ガラス、石英、透明樹脂フィルムを挙げることができる。特に好ましい支持基板は、有機ＥＬ素子にフレキシブル性を与えることが可能な樹脂フィルムである。
【０１３６】
樹脂フィルムとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等のポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、セロファン、セルロースジアセテート、セルローストリアセテート（ＴＡＣ）、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートプロピオネート（ＣＡＰ）、セルロースアセテートフタレート、セルロースナイトレート等のセルロースエステル類又はそれらの誘導体、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、ポリエチレンビニルアルコール、シンジオタクティックポリスチレン、ポリカーボネート、ノルボルネン樹脂、ポリメチルペンテン、ポリエーテルケトン、ポリイミド、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリフェニレンスルフィド、ポリスルホン類、ポリエーテルイミド、ポリエーテルケトンイミド、ポリアミド、フッ素樹脂、ナイロン、ポリメチルメタクリレート、アクリルあるいはポリアリレート類、アートン（商品名ＪＳＲ社製）あるいはアペル（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を挙げられる。
【０１３７】
樹脂フィルムの表面には、無機物、有機物の被膜又はその両者のハイブリッド被膜が形成されていてもよく、ＪＩＳ  Ｋ  ７１２９−１９９２に準拠した方法で測定された、水蒸気透過度（２５±０．５℃、相対湿度（９０±２）％ＲＨ）が０．０１ｇ／ｍ２・２４ｈ以下のバリア性フィルムであることが好ましく、更には、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以下の高バリア性フィルムであることが好ましい。
【０１３８】
バリア膜を形成する材料としては、水分や酸素等素子の劣化をもたらすものの浸入を抑制する機能を有する材料であればよく、例えば、酸化ケイ素、二酸化ケイ素、窒化ケイ素等を用いることができる。更に該膜の脆弱性を改良するために、これら無機層と有機材料からなる層の積層構造を持たせることがより好ましい。無機層と有機層の積層順については特に制限はないが、両者を交互に複数回積層させることが好ましい。
バリア膜の形成方法については特に限定はなく、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、分子線エピタキシー法、クラスターイオンビーム法、イオンプレーティング法、プラズマ重合法、大気圧プラズマ重合法、プラズマＣＶＤ法、レーザーＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、コーティング法等を用いることができるが、特開２００４−６８１４３号公報に記載されているような大気圧プラズマ重合法によるものが特に好ましい。
【０１３９】
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。
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％以上であることが好ましく、５％以上であるとより好ましい。
ここで、外部取り出し量子効率（％）＝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。
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。
【０１４０】
［封止］
本発明の有機ＥＬ素子の封止に用いられる封止手段としては、例えば、封止部材と、電極、支持基板とを接着剤で接着する方法を挙げることができる。封止部材としては、有機ＥＬ素子の表示領域を覆うように配置されていればよく、凹板状でも、平板状でもよい。
また、透明性、電気絶縁性は特に限定されない。
具体的には、ガラス板、ポリマー板・フィルム、金属板・フィルム等が挙げられる。ガラス板としては、特にソーダ石灰ガラス、バリウム・ストロンチウム含有ガラス、鉛ガラス、アルミノケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス、バリウムホウケイ酸ガラス、石英等を挙げることができる。また、ポリマー板としては、ポリカーボネート、アクリル、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルサルファイド、ポリサルフォン等を挙げることができる。金属板としては、ステンレス、鉄、銅、アルミニウム、マグネシウム、ニッケル、亜鉛、クロム、チタン、モリブテン、シリコン、ゲルマニウム及びタンタルからなる群から選ばれる１種以上の金属又は合金からなるものが挙げられる。
【０１４１】
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以下、ＪＩＳ  Ｋ  ７１２９−１９９２に準拠した方法で測定された、水蒸気透過度（２５±０．５℃、相対湿度９０±２％）が、１×１０−３ｇ／ｍ２・２４ｈ以下のものであることが好ましい。
封止部材を凹状に加工するのは、サンドブラスト加工、化学エッチング加工等が使われる。
【０１４２】
接着剤として具体的には、アクリル酸系オリゴマー、メタクリル酸系オリゴマーの反応性ビニル基を有する光硬化及び熱硬化型接着剤、２−シアノアクリル酸エステル等の湿気硬化型等の接着剤を挙げることができる。また、エポキシ系等の熱及び化学硬化型（二液混合）を挙げることができる。また、ホットメルト型のポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィンを挙げることができる。また、カチオン硬化タイプの紫外線硬化型エポキシ樹脂接着剤を挙げることができる。
なお、有機ＥＬ素子が熱処理により劣化する場合があるので、室温から８０℃までに接着硬化できるものが好ましい。また、前記接着剤中に乾燥剤を分散させておいてもよい。封止部分への接着剤の塗布は市販のディスペンサーを使ってもよいし、スクリーン印刷のように印刷してもよい。
【０１４３】
また、有機層を挟み支持基板と対向する側の電極の外側に該電極と有機層を被覆し、支持基板と接する形で無機物、有機物の層を形成し封止膜とすることも好適にできる。この場合、該膜を形成する材料としては、水分や酸素等素子の劣化をもたらすものの浸入を抑制する機能を有する材料であればよく、例えば、酸化ケイ素、二酸化ケイ素、窒化ケイ素等を用いることができる。
さらに該膜の脆弱性を改良するために、これら無機層と有機材料からなる層の積層構造を持たせることが好ましい。これらの膜の形成方法については特に限定はなく、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、分子線エピタキシー法、クラスターイオンビーム法、イオンプレーティング法、プラズマ重合法、大気圧プラズマ重合法、プラズマＣＶＤ法、レーザーＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、コーティング法等を用いることができる。
【０１４４】
封止部材と有機ＥＬ素子の表示領域との間隙には、気相及び液相では、窒素、アルゴン等の不活性気体やフッ化炭化水素、シリコンオイルのような不活性液体を注入することが好ましい。また、真空とすることも可能である。また、内部に吸湿性化合物を封入することもできる。
吸湿性化合物としては、例えば、金属酸化物（例えば、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化カルシウム、酸化バリウム、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム等）、硫酸塩（例えば、硫酸ナトリウム、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム、硫酸コバルト等）、金属ハロゲン化物（例えば、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、フッ化セシウム、フッ化タンタル、臭化セリウム、臭化マグネシウム、ヨウ化バリウム、ヨウ化マグネシウム等）、過塩素酸類（例えば、過塩素酸バリウム、過塩素酸マグネシウム等）等が挙げられ、硫酸塩、金属ハロゲン化物及び過塩素酸類においては無水塩が好適に用いられる。
【０１４５】
［保護膜、保護板］
有機層を挟み支持基板と対向する側の前記封止膜あるいは前記封止用フィルムの外側に、素子の機械的強度を高めるために、保護膜あるいは保護板を設けてもよい。特に、封止が前記封止膜により行われている場合には、その機械的強度は必ずしも高くないため、このような保護膜、保護板を設けることが好ましい。これに使用することができる材料としては、前記封止に用いたのと同様なガラス板、ポリマー板・フィルム、金属板・フィルム等を用いることができるが、軽量かつ薄膜化ということからポリマーフィルムを用いることが好ましい。
【０１４６】
［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（屈折率１．６〜２．１程度の範囲内）層の内部で発光し、発光層で発生した光のうち１５％から２０％程度の光しか取り出せないことが一般的に言われている。これは、臨界角以上の角度θで界面（透明基板と空気との界面）に入射する光は、全反射を起こし素子外部に取り出すことができないことや、透明電極ないし発光層と透明基板との間で光が全反射を起こし、光が透明電極ないし発光層を導波し、結果として、光が素子側面方向に逃げるためである。
【０１４７】
この光の取り出しの効率を向上させる手法としては、例えば、透明基板表面に凹凸を形成し、透明基板と空気界面での全反射を防ぐ方法（例えば、米国特許第４７７４４３５号明細書）、基板に集光性を持たせることにより効率を向上させる方法（例えば、特開昭６３−３１４７９５号公報）、素子の側面等に反射面を形成する方法（例えば、特開平１−２２０３９４号公報）、基板と発光体の間に中間の屈折率を持つ平坦層を導入し、反射防止膜を形成する方法（例えば、特開昭６２−１７２６９１号公報）、基板と発光体の間に基板よりも低屈折率を持つ平坦層を導入する方法（例えば、特開２００１−２０２８２７号公報）、基板、透明電極層や発光層のいずれかの層間（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）などが挙げられる。
【０１４８】
本発明においては、これらの方法を本発明の有機ＥＬ素子と組み合わせて用いることができるが、基板と発光体の間に基板よりも低屈折率を持つ平坦層を導入する方法、あるいは基板、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。
本発明は、これらの手段を組み合わせることにより、更に高輝度あるいは耐久性に優れた素子を得ることができる。
【０１４９】
透明電極と透明基板の間に低屈折率の媒質を光の波長よりも長い厚さで形成すると、透明電極から出てきた光は、媒質の屈折率が低いほど、外部への取り出し効率が高くなる。  低屈折率層としては、例えば、エアロゲル、多孔質シリカ、フッ化マグネシウム、フッ素系ポリマーなどが挙げられる。透明基板の屈折率は一般に１．５〜１．７程度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い。またさらに１．３５以下であることが好ましい。
また、低屈折率媒質の厚さは、媒質中の波長の２倍以上となるのが望ましい。これは、低屈折率媒質の厚さが、光の波長程度になってエバネッセントで染み出した電磁波が基板内に入り込む膜厚になると、低屈折率層の効果が薄れるからである。
【０１５０】
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１次の回折や、２次の回折といった、いわゆるブラッグ回折により、光の向きを屈折とは異なる特定の向きに変えることができる性質を利用して、発光層から発生した光のうち、層間での全反射等により外に出ることができない光を、いずれかの層間若しくは、媒質中（透明基板内や透明電極内）に回折格子を導入することで光を回折させ、光を外に取り出そうとするものである。
【０１５１】
導入する回折格子は、二次元的な周期屈折率を持っていることが望ましい。これは、発光層で発光する光はあらゆる方向にランダムに発生するので、ある方向にのみ周期的な屈折率分布を持っている一般的な一次元回折格子では、特定の方向に進む光しか回折されず、光の取り出し効率がさほど上がらない。
しかしながら、屈折率分布を二次元的な分布にすることにより、あらゆる方向に進む光が回折され、光の取り出し効率が上がる。
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。
【０１５２】
［集光シート］
本発明の有機ＥＬ素子は、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上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、例えば素子発光面に対し正面方向に集光することにより、特定方向上の輝度を高めることができる。
マイクロレンズアレイの例としては、基板の光取り出し側に一辺が３０μｍでその頂角が９０度となるような四角錐を二次元に配列する。一辺は１０〜１００μｍの範囲内が好ましい。これより小さくなると回折の効果が発生して色付く、大きすぎると厚さが厚くなり好ましくない。
集光シートとしては、例えば液晶表示装置のＬＥＤバックライトで実用化されているものを用いることが可能である。このようなシートとして例えば、住友スリーエム社製輝度上昇フィルム（ＢＥＦ）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。
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。
【０１５３】
［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。
発光装置として、例えば、照明装置（家庭用照明、車内照明）、時計や液晶用バックライト、看板広告、信号機、光記憶媒体の光源、電子写真複写機の光源、光通信処理機の光源、光センサーの光源等が挙げられるがこれに限定するものではないが、特に液晶表示装置のバックライト、照明用光源としての用途に有効に用いることができる。  
本発明の有機ＥＬ素子においては、必要に応じ成膜時にメタルマスクやインクジェットプリンティング法等でパターニングを施してもよい。パターニングする場合は、電極のみをパターニングしてもよいし、電極と発光層をパターニングしてもよいし、素子全層をパターニングしてもよく、素子の作製においては、従来公知の方法を用いることができる。
【０１５４】
＜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。
【０１５５】
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、インクジェット法又は印刷法等で膜を形成できる。
発光層のみパターニングを行う場合、その方法に限定はないが、好ましくは蒸着法、インクジェット法、スピンコート法及び印刷法である。
【０１５６】
表示装置に具備される有機ＥＬ素子の構成は、必要に応じて上記の有機ＥＬ素子の構成例の中から選択される。
【０１５７】
また、有機ＥＬ素子の製造方法は、上記の本発明の有機ＥＬ素子の製造の一態様に示したとおりである。
【０１５８】
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。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。
【０１５９】
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、赤及び緑発光の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。
【０１６０】
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。
【０１６１】
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。
【０１６２】
以下、本発明の有機ＥＬ素子を有する表示装置の一例を図面に基づいて説明する。
図５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。
【０１６３】
ディスプレイ１は複数の画素を有する表示部Ａ、画像情報に基づいて表示部Ａの画像走査を行う制御部Ｂ、表示部Ａと制御部Ｂとを電気的に接続する配線部Ｃ等を有する。
制御部Ｂは表示部Ａと配線部Ｃを介して電気的に接続され、複数の画素それぞれに外部からの画像情報に基づいて走査信号と画像データ信号を送り、走査信号により走査線ごとの画素が画像データ信号に応じて順次発光して画像走査を行って画像情報を表示部Ａに表示する。
【０１６４】
図６はアクティブマトリクス方式による表示装置の模式図である。
表示部Ａは基板上に、複数の走査線５及びデータ線６を含む配線部Ｃと複数の画素３等とを有する。表示部Ａの主要な部材の説明を以下に行う。
図６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。
【０１６５】
配線部の走査線５及び複数のデータ線６はそれぞれ導電材料からなり、走査線５とデータ線６は格子状に直交して、直交する位置で画素３に接続している（詳細は図示していない）。
画素３は走査線５から走査信号が印加されると、データ線６から画像データ信号を受け取り、受け取った画像データに応じて発光する。
発光の色が赤領域の画素、緑領域の画素、青領域の画素を適宜同一基板上に並置することによって、フルカラー表示が可能となる。
【０１６６】
次に、画素の発光プロセスを説明する。図７は画素の回路を示した概略図である。
画素は、有機ＥＬ素子１０、スイッチングトランジスタ１１、駆動トランジスタ１２、コンデンサー１３等を備えている。複数の画素に有機ＥＬ素子１０として、赤色、緑色及び青色発光の有機ＥＬ素子を用い、これらを同一基板上に並置することでフルカラー表示を行うことができる。
【０１６７】
図７において、制御部Ｂからデータ線６を介してスイッチングトランジスタ１１のドレインに画像データ信号が印加される。そして、制御部Ｂから走査線５を介してスイッチングトランジスタ１１のゲートに走査信号が印加されると、スイッチングトランジスタ１１の駆動がオンし、ドレインに印加された画像データ信号がコンデンサー１３と駆動トランジスタ１２のゲートに伝達される。
【０１６８】
画像データ信号の伝達により、コンデンサー１３が画像データ信号の電位に応じて充電されるとともに、駆動トランジスタ１２の駆動がオンする。駆動トランジスタ１２は、ドレインが電源ライン７に接続され、ソースが有機ＥＬ素子１０の電極に接続されており、ゲートに印加された画像データ信号の電位に応じて電源ライン７から有機ＥＬ素子１０に電流が供給される。
【０１６９】
制御部Ｂの順次走査により走査信号が次の走査線５に移ると、スイッチングトランジスタ１１の駆動がオフする。しかし、スイッチングトランジスタ１１の駆動がオフしてもコンデンサー１３は充電された画像データ信号の電位を保持するので、駆動トランジスタ１２の駆動はオン状態が保たれて、次の走査信号の印加が行われるまで有機ＥＬ素子１０の発光が継続する。順次走査により次に走査信号が印加されたとき、走査信号に同期した次の画像データ信号の電位に応じて駆動トランジスタ１２が駆動して有機ＥＬ素子１０が発光する。
すなわち、有機ＥＬ素子１０の発光は、複数の画素それぞれの有機ＥＬ素子１０に対して、アクティブ素子であるスイッチングトランジスタ１１と駆動トランジスタ１２を設けて、複数の画素３それぞれの有機ＥＬ素子１０の発光を行っている。このような発光方法をアクティブマトリクス方式と呼んでいる。
【０１７０】
ここで、有機ＥＬ素子１０の発光は複数の階調電位を持つ多値の画像データ信号による複数の階調の発光でもよいし、２値の画像データ信号による所定の発光量のオン、オフでもよい。また、コンデンサー１３の電位の保持は次の走査信号の印加まで継続して保持してもよいし、次の走査信号が印加される直前に放電させてもよい。
本発明においては、上述したアクティブマトリクス方式に限らず、走査信号が走査されたときのみデータ信号に応じて有機ＥＬ素子を発光させるパッシブマトリクス方式の発光駆動でもよい。
【０１７１】
図８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８において、複数の走査線５と複数の画像データ線６が画素３を挟んで対向して格子状に設けられている。  順次走査により走査線５の走査信号が印加されたとき、印加された走査線５に接続している画素３が画像データ信号に応じて発光する。
パッシブマトリクス方式では画素３にアクティブ素子が無く、製造コストの低減が計れる。
本発明の有機ＥＬ素子を用いることにより、発光効率が向上した表示装置が得られた。
【０１７２】
＜照明装置＞
本発明の有機ＥＬ素子は、照明装置に用いることもできる。
本発明の有機ＥＬ素子は、共振器構造を持たせた有機ＥＬ素子として用いてもよい。このような共振器構造を有した有機ＥＬ素子の使用目的としては、光記憶媒体の光源、電子写真複写機の光源、光通信処理機の光源、光センサーの光源等が挙げられるが、これらに限定されない。また、レーザー発振をさせることにより上記用途に使用してもよい。
また、本発明の有機ＥＬ素子は、照明用や露光光源のような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、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。
【０１７３】
また、本発明に用いられるπ共役系化合物は、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。
【０１７４】
また、本発明の有機ＥＬ素子の形成方法は、発光層、正孔輸送層あるいは電子輸送層等の形成時のみマスクを設け、マスクにより塗り分ける等単純に配置するだけでよい。他層は共通であるのでマスク等のパターニングは不要であり、一面に蒸着法、キャスト法、スピンコート法、インクジェット法及び印刷法等で、例えば、電極膜を形成でき、生産性も向上する。
この方法によれば、複数色の発光素子をアレー状に並列配置した白色有機ＥＬ装置と異なり、素子自体が白色発光である。
【０１７５】
［本発明の照明装置の一態様］
本発明の有機ＥＬ素子を具備した、本発明の照明装置の一態様について説明する。
本発明の有機ＥＬ素子の非発光面をガラスケースで覆い、厚さ３００μｍのガラス基板を封止用基板として用いて、周囲にシール材として、エポキシ系光硬化型接着剤（東亞合成社製ラックストラックＬＣ０６２９Ｂ）を適用し、これを陰極上に重ねて透明支持基板と密着させ、ガラス基板側からＵＶ光を照射して、硬化させて、封止し、図９及び図１０に示すような照明装置を形成することができる。
図９は、照明装置の概略図を示し、本発明の有機ＥＬ素子（照明装置内の有機ＥＬ素子１０１）はガラスカバー１０２で覆われている（なお、ガラスカバーでの封止作業は、照明装置内の有機ＥＬ素子１０１を大気に接触させることなく窒素雰囲気下のグローブボックス（純度９９．９９９％以上の高純度窒素ガスの雰囲気下）で行った。）。
図１０は、照明装置の断面図を示し、１０５は陰極、１０６は有機層、１０７は透明電極付きガラス基板を示す。なお、ガラスカバー１０２内には窒素ガス１０８が充填され、捕水剤１０９が設けられている。
本発明の有機ＥＬ素子を用いることにより、発光効率が向上した照明装置が得られる。
【０１７６】
＜発光性薄膜＞
本発明に係る発光性薄膜は、上述の本発明に係るπ共役系化合物を含有することを特徴とし、前記有機層の形成方法と同様に作製することができる。
本発明の発光性薄膜及は、前記有機層の形成方法と同様に作製することができる。
【０１７７】
本発明の発光性薄膜の形成方法は、特に制限はなく、従来公知の例えば真空蒸着法、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。
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、ロールコート法、スプレーコート法、カーテンコート法、ＬＢ法（ラングミュアーブロジェット法）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、ロールコート法、インクジェット法、スプレーコート法などのロール・ツー・ロール方式適性の高い方法が好ましい。
【０１７８】
本発明に用いられる発光材料を溶解又は分散する液媒体としては、例えば、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、酢酸エチル等の脂肪酸エステル類、ジクロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素類、トルエン、キシレン、メシチレン、シクロヘキシルベンゼン等の芳香族炭化水素類、シクロヘキサン、デカリン、ドデカン等の脂肪族炭化水素類、ＤＭＦ、ＤＭＳＯ等の有機溶媒を用いることができる。
【０１７９】
また、分散方法としては、超音波、高剪断力分散やメディア分散等の分散方法により分散することができる。
更に層毎に異なる成膜法を適用してもよい。成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を５０〜４５０℃の範囲内、真空度を１０−６〜１０−２Ｐａ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、層厚０．１ｎｍ〜５μｍの範囲内、好ましくは５〜２００ｎｍの範囲内で適宜選ぶことが望ましい。
また、成膜にスピンコート法を採用する場合、スピンコーターを１００〜１０００ｒｐｍの範囲内、１０〜１２０秒の範囲内で、乾燥不活性ガス雰囲気下で行うことが好ましい。
【実施例】
【０１８０】
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。
また、各実施例における化合物の体積％は、作製する層厚を水晶発振子マイクロバランス法により測定し、質量を算出することで、比重から求めた。
【０１８１】
本実施例において使用される化合物は、下記のとおりの化学構造式を有するものである。
【０１８２】
【化２５】
2018006700.tif 000026
【０１８３】
【化２６】
2018006700.tif 000027
【０１８４】
【化２７】
2018006700.tif 000028
【０１８５】
【化２８】
2018006700.tif 000029
【０１８６】
（化合物Ｄ−１の合成）
【化２９】
2018006700.tif 000030
【０１８７】
特許文献１に記載された方法を用いて、化合物Ｄ−１を合成した。具体的には、ジブロモテトラシアノアントラキノジメタン（上記化合物１）と４−（ジフェニルアミノ）フェニルボロン酸とのクロスカップリング反応を行い、化合物Ｄ−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、化合物Ｄ−１の高純度品を取得した。
【０１８８】
（その他の化合物の合成）
前述と同様にして、化合物Ｄ−４、Ｄ−９、Ｄ−１２、Ｄ−１４、Ｄ−１６、Ｄ−１９、Ｄ−２３、Ｄ−２５、Ｄ−２９、Ｄ−３１、Ｄ−３３、Ｄ−３５、Ｄ−３７、Ｄ−４２、Ｄ−５０、Ｄ−５２、Ｄ−５５、Ｄ−５９、Ｄ−６１、Ｄ−６６、Ｄ−６８、Ｄ−７３、Ｄ−７６、Ｄ−８４、Ｄ−８６を合成した。
得られた化合物及び比較化合物１〜４のΔＥＳＴを、以下の方法で計算して求めた。
【０１８９】
（ΔＥＳＴの算出）
化合物の分子軌道計算による構造最適化及び電子密度分布の算出は、計算手法として、汎関数としてＢ３ＬＹＰ、基底関数として６−３１Ｇ（ｄ）を用いた分子軌道計算用ソフトウェアを用いて算出した。分子軌道計算用ソフトウェアとして、米国Ｇａｕｓｓｉａｎ社製のＧａｕｓｓｉａｎ０９（Ｒｅｖｉｓｉｏｎ  Ｃ．０１，Ｍ．Ｊ．Ｆｒｉｓｃｈ，ｅｔ  ａｌ，Ｇａｕｓｓｉａｎ，Ｉｎｃ．，２０１０．）を用いた。
この汎関数としてＢ３ＬＹＰ、基底関数として６−３１Ｇ（ｄ）を用いた構造最適化計算から、さらに時間依存密度汎関数法（Ｔｉｍｅ−Ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ  ＤＦＴ）による励起状態計算を実施してＳ１、Ｔ１のエネルギー準位（それぞれＥ（Ｓ１）、Ｅ（Ｔ１））を求めてΔＥＳＴ＝｜Ｅ（Ｓ１）−Ｅ（Ｔ１）｜として算出した。
【０１９０】
［実施例１］
（有機ＥＬ素子１−１の作製）
５０ｍｍ×５０ｍｍ、厚さ０．７ｍｍのガラス基板上に、陽極としてＩＴＯ（インジウム・スズ酸化物）を１５０ｎｍの厚さで成膜し、パターニングを行い、陽極であるＩＴＯ透明電極を形成した。このＩＴＯ透明電極を付け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分間行い、透明基板を得た。得られた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。
真空蒸着装置内の蒸着用るつぼの各々に、各層の構成材料を、各々素子作製に最適の量を充填した。蒸着用るつぼはモリブデン製またはタングステン製の抵抗加熱用材料で作製されたものを用いた。
【０１９１】
真空度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）の入った蒸着用るつぼに通電して加熱し、蒸着速度０．１ｎｍ／秒でＩＴＯ透明電極上に蒸着し、層厚１０ｎｍの正孔注入輸送層を形成した。
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／秒で前記正孔注入層上に蒸着し、層厚４０ｎｍの正孔輸送層を形成した。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１を、それぞれ９４％、６％の体積％になるように蒸着速度０．１ｎｍ／秒で共蒸着し、層厚３０ｎｍの発光層を形成した。
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／秒で蒸着し、層厚３０ｎｍの電子輸送層を形成した。
さらに、フッ化リチウムを膜厚０．５ｎｍで形成した後に、アルミニウム１００ｎｍを蒸着して陰極を形成した。
上記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１−１を作製した。
【０１９２】
（有機ＥＬ素子１−２〜１−３０の作製）
発光化合物を比較化合物１から表１に示すように変えた以外は有機ＥＬ素子１−１と同様の方法で有機ＥＬ素子１−２から１−３０を作製した。
【０１９３】
作製した各有機ＥＬ素子の相対発光効率及び半減寿命を、以下の方法で測定した。
【０１９４】
（相対発光効率の測定）
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。
得られた発光輝度を下記式に当てはめて、有機ＥＬ素子１−１の発光輝度に対する相対発光輝度を求めた。
相対発光輝度＝（各有機ＥＬ素子の発光輝度／有機ＥＬ素子１−１の発光輝度）×１００
【０１９５】
（半減寿命の評価）
各有機ＥＬ素子を初期輝度１０００ｃｄ／ｍ２で連続駆動させながら、上記分光放射輝度計ＣＳ−２０００を用いて輝度を測定し、測定した輝度が半減するまでの時間（ＬＴ５０）を求めた。得られたＬＴ５０の、有機ＥＬ素子１−１のＬＴ５０に対する相対値を求め、半減寿命（％）とした。
【０１９６】
表１に、有機ＥＬ素子１−１〜１−３０の相対発光効率および半減寿命を示した。
【０１９７】
【表１】
2018006700.tif 000031
【０１９８】
表１に示した結果より、本発明に係るπ共役系化合物を発光化合物として用いた有機ＥＬ素子１−５〜１−３０では、比較化合物１を発光性化合物として用いた有機ＥＬ素子１−１に比べて、発光効率および半減寿命が共に優れていた。例えば、一般式（１）の骨格に無置換のフェニレン基を介してカルバゾール基が結合した化合物Ｄ−４を用いた有機ＥＬ素子１−６は、一般式（１）に類似した構造を有し、アントラセニレン基を介してカルバゾール基が結合した比較化合物１を用いた有機ＥＬ素子１−１と比較して、発光効率および半減寿命が優れていた。これは一般式（１）のような大きな構造を主骨格としても、立体障害の生じにくいフェニレン基を用いてジアリールアミノ基を結合することによって、π共役系が広がり、発光性が高まるためと考えられる。
【０１９９】
また、一般式（４）の骨格を有し、Ｒ１５とＲ１６が共に一般式（５）で表される置換基であり、Ｒ１７とＲ１８はシアノ基である化合物Ｄ−６８を用いた有機ＥＬ素子１−２６は、一般式（４）におけるＲ１７とＲ１８が水素原子である以外は同様の構造を有する比較化合物２を用いた有機ＥＬ素子１−２と比較して、発光効率および半減寿命が優れており、さらにΔＥＳＴも０．５０未満であった。これは、Ｒ１７およびＲ１８の置換基として電子吸引性の置換基を有することによって、骨格のアクセプター性が高まり、化合物のバイポーラー性が高まったためと考えられる。
【０２００】
さらに、一般式（５）のＬ１が無置換のフェニレン基である化合物Ｄ−６６を用いた有機ＥＬ素子１−２５と、Ｌ１が置換したフェニレン基である化合物Ｄ−８４を用いた有機ＥＬ素子１−２９を比較すると、有機ＥＬ素子１−２６の方が発光効率および半減寿命が優れており、さらにΔＥＳＴも０．５０未満であった。これは無置換のフェニレン基を有する化合物の方が、より化合物の平面性が保たれて、発光効率がよいためと考えられる。
【０２０１】
一般式（２）の骨格を有し、一般式（５）で表される置換基を有する化合物Ｄ−１９やＤ−２５を用いた有機ＥＬ素子１−１１や１−１３は、一般式（２）の骨格を有するが、一般式（５）で表される置換基を有していない比較化合物３を用いた有機ＥＬ素子１−３と比較して、発光効率および半減寿命が優れており、さらにΔＥＳＴも０．５０未満であった。同様に、一般式（３）の骨格を有し、一般式（５）で表される置換基を有する化合物Ｄ−３７やＤ−４２を用いた有機ＥＬ素子１−１８や１−１９は、一般式（３）の骨格を有するが、一般式（５）で表される置換基を有していない比較化合物４を用いた有機ＥＬ素子１−４と比較して、発光効率および半減寿命が優れていた。これは、一般式（２）や（３）といった電子受容性のπ共役構造と、電子供与性の一般式（５）の構造とからなる化合物はバイポーラー性を有しているためと考えられる。このようなバイポーラー性の化合物を有機ＥＬ素子の発光層に用いると、電荷を効率的に運ぶことができるため、再結合が生じやすく、発光効率に優れ、長寿命になると考えられる。
【０２０２】
［実施例２］
（有機ＥＬ素子２−１の作製）
１００ｍｍ×１００ｍｍ×１．１ｍｍのガラス基板上にＩＴＯ（インジウムチンオキシド）を１００ｎｍ成膜した基板（ＮＨテクノグラス社製ＮＡ４５）を陽極として使用し、そこにパターニングを行ってＩＴＯ透明電極を設けた透明支持基板を得た。得られたＩＴＯ透明電極を設けた透明支持基板をイソプロピルアルコールで超音波洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥し、ＵＶオゾン洗浄を５分間行った。
この透明支持基板上に、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）−ポリスチレンスルホネート（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）（Ｂａｙｅｒ社製、Ｂａｙｔｒｏｎ  Ｐ  Ａｌ  ４０８３）を純水で７０％に希釈した溶液を用いて、３０００ｒｐｍ、３０秒の条件下、スピンコート法により薄膜を形成した。その後、２００℃にて１時間乾燥し、層厚２０ｎｍの正孔注入層を設けた。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、真空蒸着装置内の蒸着用るつぼの各々に、各層の構成材料を、各々素子作製に最適の量を充填した。蒸着用るつぼはモリブデン製またはタングステン製の抵抗加熱用材料で作製されたものを用いた。
【０２０３】
真空度１×１０−４Ｐａまで減圧した後、α−ＮＰＤを蒸着速度０．１ｎｍ／秒で前記正孔注入層上に蒸着し、層厚４０ｎｍの正孔輸送層を形成した。ホスト化合物としてＣＢＰ、発光性化合物としてＳｑ−１を、それぞれ９９％、１％の体積％になるように蒸着速度０．１ｎｍ／秒で共蒸着し、層厚３０ｎｍの発光層を形成した。
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／秒で蒸着し、層厚３０ｎｍの電子輸送層を形成した。
さらに、フッ化ナトリウムを膜厚１ｎｍで形成した後に、アルミニウム１００ｎｍを蒸着して陰極を形成した。
上記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２−１を作製した。
【０２０４】
（有機ＥＬ素子２−２の作製）
ホスト化合物としてＣＢＰ、発光性化合物としてＳｑ−１、アシストドーパントとして比較化合物１を用い、それぞれの比率が８９％、１％、１０％の体積％となるように発光層を形成した以外は、有機ＥＬ素子２−１の作製と同様にして、有機ＥＬ素子２−２を作製した。
【０２０５】
（有機ＥＬ素子２−３〜２−１１の作製）
アシストドーパントを表２に示すように変えた以外は有機ＥＬ素子２−２と同様の方法で、有機ＥＬ素子２−３から２−１１を作製した。
【０２０６】
作製した有機ＥＬ素子２−１〜２−１１のそれぞれについて、実施例１と同様に、有機ＥＬ素子２−１に対する相対発光効率および半減寿命を評価した。
【０２０７】
【表２】
2018006700.tif 000032
【０２０８】
表２に示した結果より、比較化合物１〜４をアシストドーパントとして用いた有機ＥＬ素子２−２〜２−５では、アシストドーパントなしの有機ＥＬ素子２−１よりも発光効率および寿命が低下した。一方、本発明に係る化合物をアシストドーパントとして用いた有機ＥＬ素子２−６〜２−１１は、アシストドーパントなしの有機ＥＬ素子２−１に比べて、１１５％以上の発光効率および１２０％以上の半減寿命を達成することが認められた。
【０２０９】
［実施例３］
（有機ＥＬ素子３−１の作製）
５０ｍｍ×５０ｍｍ、厚さ０．７ｍｍのガラス基板上に、陽極としてＩＴＯ（インジウム・スズ酸化物）を１５０ｎｍの厚さで製膜し、パターニングを行い、陽極であるＩＴＯ透明電極を形成した。このＩＴＯ透明電極を付け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分間行い、透明基板を得た。得られた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。
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。前記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。
【０２１０】
真空度１×１０−４Ｐａまで減圧した後、ＨＩ−１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１５ｎｍの正孔注入層を形成した。
【０２１１】
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／秒で蒸着し、層厚３０ｎｍの正孔輸送層を形成した。
【０２１２】
次いで、ホスト化合物として比較化合物１、発光性化合物としてＧＤ−１の入った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４０ｎｍの発光層を形成した。
【０２１３】
次いで、ＨＢ−１を蒸着速度０．１ｎｍ／秒で蒸着し、層厚５ｎｍの第一電子輸送層を形成した。
【０２１４】
さらにその上に、ＥＴ−１を蒸着速度０．１ｎｍ／秒で蒸着し、層厚４５ｎｍの第二電子輸送層を形成した。
【０２１５】
その後、フッ化リチウムを厚さ０．５ｎｍになるよう蒸着した後に、アルミニウム１００ｎｍを蒸着して陰極を形成し、有機ＥＬ素子３−１を作製した。
【０２１６】
（有機ＥＬ素子３−２〜３−１０の作製）
ホスト化合物を比較化合物１から表３に示すように変えた以外は有機ＥＬ素子３−１と同様の方法で有機ＥＬ素子３−２から３−１０を作製した。
【０２１７】
作製した有機ＥＬ素子３−１〜３−１０のそれぞれについて、実施例１と同様に、有機ＥＬ素子３−１に対する相対発光効率および半減寿命を評価した。
【０２１８】
【表３】
2018006700.tif 000033
【０２１９】
表３に示した結果より、本発明に係るπ共役系化合物をホスト化合物として用いた有機ＥＬ素子３−５〜３−１０は、比較化合物１〜４をホスト化合物として用いた有機ＥＬ素子３−１〜３−４と比べて、発光効率および半減寿命が優れていた。また、一般式（１）の骨格を有する化合物Ｄ−４、一般式（２）の骨格を有する化合物Ｄ−１６とＤ−２３、および一般式（３）の骨格を有する化合物Ｄ−３３をホスト化合物として用いた有機ＥＬ素子のΔＥＳＴは、いずれも０．５０未満であった。
【産業上の利用可能性】
【０２２０】
本発明の上記手段により、例えば、発光効率および寿命の改良を実現した新たな有機ＥＬ素子を提供することができる。当該有機ＥＬ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。また、優れた発光特性を有する発光材料を提供することが出来る。
【符号の説明】
【０２２１】
１  ディスプレイ
３  画素
５  走査線
６  データ線
７  電源ライン
１０  有機ＥＬ素子
１１  スイッチングトランジスタ
１２  駆動トランジスタ
１３  コンデンサー
１０１  照明装置内の有機ＥＬ素子
１０２  ガラスカバー
１０５  陰極
１０６  有機層
１０７  透明電極付きガラス基板
１０８  窒素ガス
１０９  捕水剤
Ａ  表示部
Ｂ  制御部
Ｃ  配線部
【図１】
2018006700.tif 000040
【図２】
2018006700.tif 000041
【図３】
2018006700.tif 000042
【図４】
2018006700.tif 000043
【図５】
2018006700.tif 000044
【図６】
2018006700.tif 000045
【図７】
2018006700.tif 000046
【図８】
2018006700.tif 000047
【図９】
2018006700.tif 000048
【図１０】
2018006700.tif 000049