(57)【要約】【課題】材料種と素子構造の組み合わせが新規であって、発光効率が高くて寿命が長い有機エレクトロルミネッセンス素子を提供すること。【解決手段】本発明の有機ＥＬ素子は、基板と、基板上に形成された第１電極と、第１電極上に形成された有機発光層と、有機発光層上に形成された透明な第２電極を有するトップエミッション方式の有機ＥＬ素子であり、有機発光層が、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ΔＥSTが０．３ｅＶ以下である化合物、遅延蛍光を放射しうる化合物およびシアノベンゼンが特定の基で置換された構造を有する化合物の少なくとも１種を含有する。【選択図】図２
2018200995.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、前記基板上に形成された第１電極と、前記第１電極上に形成され、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ΔＥSTが０．３ｅＶ以下である化合物を含有する有機発光層と、前記有機発光層上に形成された透明な第２電極を有するトップエミッション方式の有機ＥＬ素子。
【請求項２】
基板と、前記基板上に形成された第１電極と、前記第１電極上に形成され、遅延蛍光を放射しうる化合物を含有する有機発光層と、前記有機発光層上に形成された透明な第２電極を有するトップエミッション方式の有機ＥＬ素子。
【請求項３】
基板と、前記基板上に形成された第１電極と、前記第１電極上に形成され、下記一般式（１）で表される化合物を含有する有機発光層と、前記有機発光層上に形成された透明な第２電極を有するトップエミッション方式の有機ＥＬ素子。
【化１】
2018200995.tif 000072
［一般式（１）において、Ｒ1〜Ｒ5の少なくとも１つはシアノ基を表し、Ｒ1〜Ｒ5の少なくとも１つは下記一般式（１１）で表される基を表し、残りのＲ1〜Ｒ5は水素原子または置換基を表す。］
【化２】
2018200995.tif 000073
［一般式（１１）において、Ｚは炭素原子または窒素原子を表し、Ｚが窒素原子であるとき、Ｒ27は存在しない。Ｒ21〜Ｒ28は、各々独立に水素原子または置換基を表す。ただし、下記＜Ａ＞か＜Ｂ＞の少なくとも一方を満たす。
＜Ａ＞  Ｒ25およびＲ26は一緒になって単結合を形成する。
＜Ｂ＞  Ｒ27およびＲ28は一緒になって置換もしくは無置換のベンゼン環を形成するのに必要な原子団を表す。］
【請求項４】
Ｒ1〜Ｒ5の少なくとも１つが置換もしくは無置換の９−カルバゾリル基、置換もしくは無置換の１，２，３，４−テトラヒドロ−９−カルバゾリル基、置換もしくは無置換の１−インドリル基、または置換もしくは無置換のジアリールアミノ基を表すことを特徴とする請求項３に記載の有機ＥＬ素子。
【請求項５】
Ｒ1〜Ｒ5の少なくとも２つが置換もしくは無置換の９−カルバゾリル基、置換もしくは無置換の１，２，３，４−テトラヒドロ−９−カルバゾリル基、置換もしくは無置換の１−インドリル基、または置換もしくは無置換のジアリールアミノ基を表すことを特徴とする請求項３に記載の有機ＥＬ素子。
【請求項６】
Ｒ1〜Ｒ5の少なくとも１つがシアノ基であり、残りのＲ1〜Ｒ5が、各々独立にヒドロキシ基、ハロゲン原子、置換もしくは無置換の９−カルバゾリル基、置換もしくは無置換の１，２，３，４−テトラヒドロ−９−カルバゾリル基、置換もしくは無置換の１−インドリル基、または置換もしくは無置換のジアリールアミノ基のいずれかを表すことを特徴とする請求項３に記載の有機ＥＬ素子。
【請求項７】
Ｒ1〜Ｒ5の少なくとも１つがシアノ基であり、残りのＲ1〜Ｒ5が、各々独立に置換もしくは無置換の９−カルバゾリル基、置換もしくは無置換の１，２，３，４−テトラヒドロ−９−カルバゾリル基、置換もしくは無置換の１−インドリル基、または置換もしくは無置換のジアリールアミノ基のいずれかを表すことを特徴とする請求項３に記載の有機ＥＬ素子。
【請求項８】
Ｒ1〜Ｒ5の少なくとも１つがシアノ基であり、残りのＲ1〜Ｒ5が置換もしくは無置換の９−カルバゾリル基であることを特徴とする請求項３に記載の有機ＥＬ素子。
【請求項９】
Ｒ1〜Ｒ5の少なくとも１つがヒドロキシ基であり、Ｒ1〜Ｒ5の少なくとも１つがシアノ基であり、残りのＲ1〜Ｒ5が置換もしくは無置換の９−カルバゾリル基であることを特徴とする請求項３に記載の有機ＥＬ素子。
【請求項１０】
Ｒ1〜Ｒ5の少なくとも１つが下記一般式（１２）〜（１５）のいずれかで表される基であることを特徴とする請求項３〜９のいずれか１項に記載の有機ＥＬ素子。
【化３】
2018200995.tif 000074
［一般式（１２）において、Ｒ31〜Ｒ38は、各々独立に水素原子または置換基を表す。］
【化４】
2018200995.tif 000075
［一般式（１３）において、Ｒ41〜Ｒ46は、各々独立に水素原子または置換基を表す。］
【化５】
2018200995.tif 000076
［一般式（１４）において、Ｒ51〜Ｒ62は、各々独立に水素原子または置換基を表す。］
【化６】
2018200995.tif 000077
［一般式（１５）において、Ｒ71〜Ｒ80は、各々独立に水素原子または置換基を表す。］
【請求項１１】
下記一般式（２）で表される化合物からなる請求項３〜１０のいずれか１項に記載の有機ＥＬ素子。
【化７】
2018200995.tif 000078
［一般式（２）において、Ｒ11、Ｒ12、Ｒ14およびＲ15の少なくとも１つはシアノ基を表し、Ｒ11〜Ｒ15の少なくとも３つは置換もしくは無置換の９−カルバゾリル基、置換もしくは無置換の１，２，３，４−テトラヒドロ−９−カルバゾリル基、置換もしくは無置換の１−インドリル基、または置換もしくは無置換のジアリールアミノ基を表し、残りのＲ11〜Ｒ15はヒドロキシ基を表す。］
【請求項１２】
下記一般式（３）で表される化合物からなる請求項３〜１０のいずれか１項に記載の有機ＥＬ素子。
【化８】
2018200995.tif 000079
［一般式（３）において、Ｒ81〜Ｒ85の１つはシアノ基であり、Ｒ81〜Ｒ85の２つは置換もしくは無置換の９−カルバゾリル基であり、その他の２つは水素原子を表す。］
【請求項１３】
前記第１電極が金属または合金からなる請求項１〜１２のいずれか１項に記載の有機ＥＬ素子。
【請求項１４】
前記第１電極が透明である請求項１〜１２のいずれか１項に記載の有機ＥＬ素子。
【請求項１５】
前記第１電極が陽極であり、前記第２電極が陰極である請求項１〜１４のいずれか１項に記載の有機ＥＬ素子。
【請求項１６】
前記第１電極が陰極であり、前記第２電極が陽極である請求項１〜１４のいずれか１項に記載の有機ＥＬ素子。
【請求項１７】
請求項１〜１６のいずれか１項に記載の有機ＥＬ素子を含むことを特徴とする有機発光ディスプレイ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トップエミッション方式の有機エレクトロルミネッセンス素子およびそれを用いた有機発光ディスプレイ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機エレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ素子）は、自発光であり、バックライトが不要であることから、軽量・フレキシブル化が可能であり、また、応答性が速く、視認性が高いというメリットを有しており、次世代光源として期待されている。
その一方で、有機ＥＬ素子には、発光効率や寿命の点で未だ改善の余地があり、さらなる発光効率の向上と長寿命化に向けて、様々な材料種や素子構造が提案されている（例えば、特許文献１〜６参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２３１４５９号公報
【特許文献２】米国特許９０９９６７４号明細書
【特許文献３】米国特許８６８６４２０号明細書
【特許文献４】特開２００４−０１３９９１号公報
【特許文献５】特開２０１２−１６０６３２号公報
【特許文献６】国際公開第２０１２／１１１４６２号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、これまでの有機ＥＬ素子に関する提案の多くは、材料種に関するものであるか、素子構造に関するものであるかのいずれかであり、その中において、材料種と素子構造の組み合わせについての検討はなされていない。そのため、それらの提案で採用している特定の材料種と素子構造以外の組み合わせで、どのような素子特性が得られるのかは不明であり、例えば、優れた材料種として提案されたものであっても、そこで採用している素子構造以外で用いた場合には、発光素子としての機能が実質的に得られないことがあり、逆に、優れた素子構造として提案されたものであっても、そこへ用いる材料種によっては良好な発光特性を示さないものがある。すなわち、特定の材料種と素子構造を組み合わせて得られる発光効率や寿命は、実際に素子を製造してみない限り予測が付かないものである。したがって、これまでの有機ＥＬ素子に関する提案からは、発光効率が高くて寿命が長い、新たな材料種と素子構造の組み合わせを見出すことは困難であるのが実情である。
【０００５】
そこで、本発明者らは、発光効率が高くて寿命が長い有機エレクトロルミネッセンス素子を提供するために、新たな材料種と素子構造の組み合わせを実現すべく鋭意検討を進めた。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
鋭意検討を進めた結果、本発明者らは、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ΔＥSTが３以下である化合物、遅延蛍光を放射しうる化合物、またはシアノベンゼンが特定の基で置換された構造を有する化合物をトップエミッション方式の有機ＥＬ素子に適用すると、発光効率が高く、素子寿命が長い有機ＥＬ素子が実現することを見出した。
本発明はこうした知見に基づいて提案されたものであり、具体的に、以下の構成を有する。
【０００７】
［１］  基板と、前記基板上に形成された第１電極と、前記第１電極上に形成され、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ΔＥSTが０．３ｅＶ以下である化合物を含有する有機発光層と、前記有機発光層上に形成された透明な第２電極を有するトップエミッション方式の有機ＥＬ素子。
［２］  基板と、前記基板上に形成された第１電極と、前記第１電極上に形成され、遅延蛍光を放射しうる化合物を含有する有機発光層と、前記有機発光層上に形成された透明な第２電極を有するトップエミッション方式の有機ＥＬ素子。
［３］  基板と、前記基板上に形成された第１電極と、前記第１電極上に形成され、下記一般式（１）で表される化合物を含有する有機発光層と、前記有機発光層上に形成された透明な第２電極を有するトップエミッション方式の有機ＥＬ素子。
【化１】
2018200995.tif 000003
［一般式（１）において、Ｒ1〜Ｒ5の少なくとも１つはシアノ基を表し、Ｒ1〜Ｒ5の少なくとも１つは下記一般式（１１）で表される基を表し、残りのＲ1〜Ｒ5は水素原子または置換基を表す。］
【化２】
2018200995.tif 000004
［一般式（１１）において、Ｚは炭素原子または窒素原子を表し、Ｚが窒素原子であるとき、Ｒ27は存在しない。Ｒ21〜Ｒ28は、各々独立に水素原子または置換基を表す。ただし、下記＜Ａ＞か＜Ｂ＞の少なくとも一方を満たす。
＜Ａ＞  Ｒ25およびＲ26は一緒になって単結合を形成する。
＜Ｂ＞  Ｒ27およびＲ28は一緒になって置換もしくは無置換のベンゼン環を形成するのに必要な原子団を表す。］
［４］  Ｒ1〜Ｒ5の少なくとも１つが置換もしくは無置換の９−カルバゾリル基、置換もしくは無置換の１，２，３，４−テトラヒドロ−９−カルバゾリル基、置換もしくは無置換の１−インドリル基、または置換もしくは無置換のジアリールアミノ基を表すことを特徴とする［３］に記載の有機ＥＬ素子。
［５］  Ｒ1〜Ｒ5の少なくとも２つが置換もしくは無置換の９−カルバゾリル基、置換もしくは無置換の１，２，３，４−テトラヒドロ−９−カルバゾリル基、置換もしくは無置換の１−インドリル基、または置換もしくは無置換のジアリールアミノ基を表すことを特徴とする［３］に記載の有機ＥＬ素子。
［６］  Ｒ1〜Ｒ5の少なくとも１つがシアノ基であり、残りのＲ1〜Ｒ5が、各々独立にヒドロキシ基、ハロゲン原子、置換もしくは無置換の９−カルバゾリル基、置換もしくは無置換の１，２，３，４−テトラヒドロ−９−カルバゾリル基、置換もしくは無置換の１−インドリル基、または置換もしくは無置換のジアリールアミノ基のいずれかを表すことを特徴とする［３］に記載の有機ＥＬ素子。
［７］  Ｒ1〜Ｒ5の少なくとも１つがシアノ基であり、残りのＲ1〜Ｒ5が、各々独立に置換もしくは無置換の９−カルバゾリル基、置換もしくは無置換の１，２，３，４−テトラヒドロ−９−カルバゾリル基、置換もしくは無置換の１−インドリル基、または置換もしくは無置換のジアリールアミノ基のいずれかを表すことを特徴とする［３］に記載の有機ＥＬ素子。
［８］  Ｒ1〜Ｒ5の少なくとも１つがシアノ基であり、残りのＲ1〜Ｒ5が置換もしくは無置換の９−カルバゾリル基であることを特徴とする［３］に記載の有機ＥＬ素子。
［９］  Ｒ1〜Ｒ5の少なくとも１つがヒドロキシ基であり、Ｒ1〜Ｒ5の少なくとも１つがシアノ基であり、残りのＲ1〜Ｒ5が置換もしくは無置換の９−カルバゾリル基であることを特徴とする［３］に記載の有機ＥＬ素子。
［１０］  Ｒ1〜Ｒ5の少なくとも１つが下記一般式（１２）〜（１５）のいずれかで表される基であることを特徴とする［３］〜［９］のいずれか１項に記載の有機ＥＬ素子。
【化３】
2018200995.tif 000005
［一般式（１２）において、Ｒ31〜Ｒ38は、各々独立に水素原子または置換基を表す。］
【化４】
2018200995.tif 000006
［一般式（１３）において、Ｒ41〜Ｒ46は、各々独立に水素原子または置換基を表す。］
【化５】
2018200995.tif 000007
［一般式（１４）において、Ｒ51〜Ｒ62は、各々独立に水素原子または置換基を表す。］
【化６】
2018200995.tif 000008
［一般式（１５）において、Ｒ71〜Ｒ80は、各々独立に水素原子または置換基を表す。］
［１１］  下記一般式（２）で表される化合物からなる［３］〜［１０］のいずれか１項に記載の有機ＥＬ素子。
【化７】
2018200995.tif 000009
［一般式（２）において、Ｒ11、Ｒ12、Ｒ14およびＲ15の少なくとも１つはシアノ基を表し、Ｒ11〜Ｒ15の少なくとも３つは置換もしくは無置換の９−カルバゾリル基、置換もしくは無置換の１，２，３，４−テトラヒドロ−９−カルバゾリル基、置換もしくは無置換の１−インドリル基、または置換もしくは無置換のジアリールアミノ基を表し、残りのＲ11〜Ｒ15はヒドロキシ基を表す。］
［１２］  下記一般式（３）で表される化合物からなる［３］〜［１０］のいずれか１項に記載の有機ＥＬ素子。
【化８】
2018200995.tif 000010
［一般式（３）において、Ｒ81〜Ｒ85の１つはシアノ基であり、Ｒ81〜Ｒ85の２つは置換もしくは無置換の９−カルバゾリル基であり、その他の２つは水素原子を表す。］
［１３］  前記第１電極が金属または合金からなる［１］〜［１２］のいずれか１項に記載の有機ＥＬ素子。
［１４］  前記第１電極が透明である［１］〜［１２］のいずれか１項に記載の有機ＥＬ素子。
［１５］  前記第１電極が陽極であり、前記第２電極が陰極である［１］〜［１４］のいずれか１項に記載の有機ＥＬ素子。
［１６］  前記第１電極が陰極であり、前記第２電極が陽極である［１］〜［１４］のいずれか１項に記載の有機ＥＬ素子。
［１７］  ［１］〜［１６］のいずれか１項に記載の有機ＥＬ素子を含むことを特徴とする有機発光ディスプレイ装置。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のトップエミッション方式の有機ＥＬ素子は、高い発光効率と長い素子寿命を有する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１実施形態の有機ＥＬ素子の層構成を示す概略断面図である。
【図２】第２実施形態の有機ＥＬ素子の層構成を示す概略断面図である。
【図３】第１実施形態の有機発光ディスプレイ装置を示す概略断面図である。
【図４】図３に示す有機発光ディスプレイ装置の製造工程のうち、第１導電層、第１絶縁層および半導体層形成工程を示す概略断面図である。
【図５】図３に示す有機発光ディスプレイ装置の製造工程のうち、活性層およびキャパシタ下部電極形成工程を示す概略断面図である。
【図６】図３に示す有機発光ディスプレイ装置の製造工程のうち、第２導電層および第３導電層形成工程を示す概略断面図である。
【図７】図３に示す有機発光ディスプレイ装置の製造工程のうち、ゲート電極およびキャパシタ上部電極形成工程を示す概略断面図である。
【図８】図３に示す有機発光ディスプレイ装置の製造工程のうち、第３絶縁層形成工程を示す概略断面図である。
【図９】図３に示す有機発光ディスプレイ装置の製造工程のうち、層間絶縁膜形成工程を示す概略断面図である。
【図１０】図３に示す有機発光ディスプレイ装置の製造工程のうち、第４導電層および第５導電層形成工程を示す概略断面図である。
【図１１】図３に示す有機発光ディスプレイ装置の製造工程のうち、ソース電極、ドレイン電極、コンタクト電極および画素電極形成工程を示す概略断面図である。
【図１２】図３に示す有機発光ディスプレイ装置の製造工程のうち、第４絶縁層形成工程を示す概略断面図である。
【図１３】図３に示す有機発光ディスプレイ装置の製造工程のうち、画素定義膜形成工程を示す概略断面図である
【図１４】第２実施形態の有機発光ディスプレイ装置が有する駆動用基板を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下において、本発明の内容について詳細に説明する。以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様や具体例に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施態様や具体例に限定されるものではない。なお、本明細書において「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。また、本発明に用いられる化合物の分子内に存在する水素原子の同位体種は特に限定されず、例えば分子内の水素原子がすべて1Ｈであってもよいし、一部または全部が2Ｈ（デューテリウムＤ）であってもよい。また、本発明における「透明」とは、可視光の透過率が５０％以上であることをいう。可視光の透過率は紫外・可視分光光度計により測定することができる。
【００１１】
本発明の有機ＥＬ素子（有機エレクトロルミネッセンス素子）は、基板と、基板上に形成された第１電極と、第１電極上に形成された有機発光層と、有機発光層上に形成された透明な第２電極を有するトップエミッション方式の有機ＥＬ素子であって、有機発光層が、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ΔＥSTが０．３ｅＶ以下である化合物、遅延蛍光を放射しうる化合物、または下記一般式（１）で表される化合物を含有する。以下の説明では、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ΔＥSTが０．３ｅＶ以下である化合物を「第１化合物」といい、遅延蛍光を放射しうる化合物を「第２化合物」といい、下記一般式（１）で表される化合物を「第３化合物」ということがある。ここで、第１化合物に含まれる化合物群、第２化合物に含まれる化合物群、および第３化合物の含まれる化合物群の一部は互いに重複している。すなわち、第１化合物に含まれる化合物が、第２化合物や第３化合物に包含される場合があり、第２化合物に含まれる化合物が、第１化合物や第３化合物に包含される場合があり、第３化合物が、第１化合物や第２化合物に包含される場合がある。また、有機発光層が含有するのは、第１化合物〜第３化合物のうちの１種であってもよいし、２種類以上であってもよい。
以下において、第１化合物〜第３化合物についてそれぞれ説明する。
【００１２】
［第１化合物（ΔＥSTが０．３ｅＶ以下である化合物）］
第１化合物は、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ΔＥSTが０．３ｅＶ以下である化合物である。
ΔＥSTが０．３ｅＶ以下である化合物は、励起三重項状態から励起一重項状態への逆項間交差を生じ易い傾向があり、その中には、遅延蛍光を放射しうる化合物（第２化合物）が含まれている。そのため、有機発光層が第１化合物を含むことにより、その第１化合物が発光材料や遅延蛍光材料、アシストドーパントとして効果的に機能して高い発光効率を得ることができる。ここで、遅延蛍光の説明については、下記の［第２化合物］の欄の記載を参照することができ、アシストドーパントの説明については、下記の（有機発光層）の欄の記載等を参照することができる。第１化合物のΔＥSTは０．３ｅＶ以下であることが好ましく、０．２５ｅＶ以下であることがより好ましく、０．２ｅＶ以下であることがさらに好ましい。
【００１３】
本発明において、ΔＥSTは最低励起一重項エネルギー準位（ＥS1）と最低励起三重項エネルギー準位（ＥT1）を以下の方法で算出し、ΔＥST＝ＥS1−ＥT1により求める。
（１）最低励起一重項エネルギー準位ＥS1
測定対象化合物とｍＣＰとを、測定対象化合物が濃度６重量％となるように共蒸着することでＳｉ基板上に厚さ１００ｎｍの試料を作製する。常温（３００Ｋ）でこの試料の蛍光スペクトルを測定する。励起光入射直後から入射後１００ナノ秒までの発光を積算することで、縦軸を発光強度、横軸を波長の蛍光スペクトルを得る。蛍光スペクトルは、縦軸を発光、横軸を波長とする。この発光スペクトルの短波長側の立ち上がりに対して接線を引き、その接線と横軸との交点の波長値 λedge［ｎｍ］を求める。この波長値を次に示す換算式でエネルギー値に換算した値をＥS1とする。
換算式：ＥS1［ｅＶ］＝１２３９．８５／λedge
発光スペクトルの測定には、励起光源として窒素レーザー（Lasertechnik Berlin社製、ＭＮＬ２００）を用い、検出器としてストリークカメラ（浜松ホトニクス社製、Ｃ４３３４）を用いる。
（２）最低励起三重項エネルギー準位ＥT1
最低励起一重項エネルギー準位ＥS1の測定で用いたものと同じ試料を５［Ｋ］に冷却し、この燐光測定用試料に励起光（３３７ｎｍ）を照射し、ストリークカメラを用いて、燐光強度を測定する。励起光入射後１ミリ秒から入射後１０ミリ秒の発光を積算することで、縦軸を発光強度、横軸を波長の燐光スペクトルを得る。この燐光スペクトルの短波長側の立ち上がりに対して接線を引き、その接線と横軸との交点の波長値λedge［ｎｍ］を求める。この波長値を次に示す換算式でエネルギー値に換算した値をＥT1とする。
換算式：ＥT1［ｅＶ］＝１２３９．８５／λedge
燐光スペクトルの短波長側の立ち上がりに対する接線は以下のように引く。燐光スペクトルの短波長側から、スペクトルの極大値のうち、最も短波長側の極大値までスペクトル曲線上を移動する際に、長波長側に向けて曲線上の各点における接線を考える。この接線は、曲線が立ち上がるにつれ（つまり縦軸が増加するにつれ）、傾きが増加する。この傾きの値が極大値をとる点において引いた接線を、当該燐光スペクトルの短波長側の立ち上がりに対する接線とする。
なお、スペクトルの最大ピーク強度の１０％以下のピーク強度をもつ極大点は、上述の最も短波長側の極大値には含めず、最も短波長側の極大値に最も近い、傾きの値が極大値をとる点において引いた接線を当該燐光スペクトルの短波長側の立ち上がりに対する接線とする。
【００１４】
［第２化合物（遅延蛍光を放射しうる化合物）］
第２化合物は、遅延蛍光を放射しうる化合物である。遅延蛍光とは、励起状態になった化合物において、励起三重項状態から励起一重項状態への逆項間交差が生じた後、その励起一重項状態から基底状態に戻る際に放射される蛍光であり、基底状態から直接遷移した励起一重項状態からの蛍光（即時蛍光）よりも遅れて観測される蛍光である。本発明では、対象化合物を含む薄膜について発光の過渡減衰曲線を３００Ｋで測定したとき、発光寿命が短い発光成分（即時蛍光）とは別に、発光寿命が長い発光成分（遅延蛍光）が観測された場合に、その対象化合物を「遅延蛍光を放射しうる化合物」であるとする。遅延蛍光を放射しうる化合物は、熱エネルギーの吸収により逆項間交差を生じうる熱活性型の遅延蛍光体であってよいし、三重項−三重項消滅に起因して逆項間交差を生じうる遅延蛍光体であってもよいが、熱活性型の遅延蛍光体であることが好ましい。熱活性型の遅延蛍光体であることは、発光の過渡減衰曲線の測定により求められる発光寿命が測定温度に依存して長くなることをもって確認することができる。以上のように、第２化合物は遅延蛍光を放射しうる化合物であり、遅延蛍光は励起三重項状態から励起一重項状態への逆項間交差を経由して生じる発光である。そのため、有機発光層が第２化合物を含有することにより、その第２化合物が発光材料や遅延蛍光材料、アシストドーパントとして効果的に機能して高い発光効率を得ることができる。
【００１５】
［第３化合物（一般式（１）で表される化合物）］
第３化合物は下記一般式（１）で表される化合物である。一般式（１）で表される化合物は光を放射しうる化合物であり、その中には、ΔＥSTが０．３ｅＶ以下である化合物（第１化合物）や遅延蛍光を放射しうる化合物（第２化合物）が含まれている。そのため、有機発光層が第３化合物を含むことにより、その第３化合物が発光材料や遅延蛍光材料、アシストドーパントとして効果的に機能して高い発光効率を得ることができる。
以下において、一般式（１）で表される化合物の構造について詳細に説明する。
【化９】
2018200995.tif 000011
【００１６】
一般式（１）において、Ｒ1〜Ｒ5の少なくとも１つはシアノ基を表す。いずれか１つがシアノ基である場合は、Ｒ1〜Ｒ3のいずれであってもよい。いずれか２つがシアノ基である場合は、Ｒ1とＲ3の組み合わせや、Ｒ2とＲ4の組み合わせを例示することができる。いずれか３つがシアノ基である場合は、Ｒ1とＲ3とＲ4の組み合わせを例示することができる。
【００１７】
一般式（１）において、Ｒ1〜Ｒ5の少なくとも１つは下記一般式（１１）で表される基を表す。２つ以上が一般式（１１）で表される基を表すとき、それらは同一であっても異なっていてもよいが、同一であることがより好ましい。
【化１０】
2018200995.tif 000012
【００１８】
一般式（１１）において、Ｚは炭素原子または窒素原子を表し、Ｚが窒素原子であるとき、Ｒ27は存在しない。Ｒ21〜Ｒ28は、各々独立に水素原子または置換基を表す。ただし、下記＜Ａ＞か＜Ｂ＞の少なくとも一方を満たす。両方とも満たしている場合がより好ましい。
＜Ａ＞  Ｒ25およびＲ26は一緒になって単結合を形成する。
＜Ｂ＞  Ｒ27およびＲ28は一緒になって置換もしくは無置換のベンゼン環を形成するのに必要な原子団を表す。
【００１９】
一般式（１１）で表される基は、置換もしくは無置換の９−カルバゾリル基、置換もしくは無置換の１，２，３，４−テトラヒドロ−９−カルバゾリル基、置換もしくは無置換の１−インドリル基、置換もしくは無置換のジアリールアミノ基、または置換もしくは無置換の１−ベンゾイミダゾリル基であることが好ましい。すなわち、一般式（１）のＲ1〜Ｒ5のいずれか１つは、置換もしくは無置換の９−カルバゾリル基、置換もしくは無置換の１，２，３，４−テトラヒドロ−９−カルバゾリル基、置換もしくは無置換の１−インドリル基、置換もしくは無置換のジアリールアミノ基、または置換もしくは無置換の１−ベンゾイミダゾリル基であることが好ましい。一般式（１）のＲ1〜Ｒ5のいずれか２つ以上が、置換もしくは無置換の９−カルバゾリル基、置換もしくは無置換の１，２，３，４−テトラヒドロ−９−カルバゾリル基、置換もしくは無置換の１−インドリル基、置換もしくは無置換のジアリールアミノ基、または置換もしくは無置換の１−ベンゾイミダゾリル基であることがより好ましい。
【００２０】
一般式（１１）で表される基は、例えば下記一般式（１２）〜（１５）のいずれかで表される構造を有するものであることが好ましい。特に下記一般式（１２）で表される構造を有するものであることが好ましい。
【化１１】
2018200995.tif 000013
2018200995.tif 000014
【００２１】
一般式（１２）〜（１５）において、Ｒ31〜Ｒ38、Ｒ41〜Ｒ46、Ｒ51〜Ｒ62およびＲ71〜Ｒ80は、各々独立に水素原子または置換基を表す。一般式（１２）〜（１５）で表される基が置換基を有するときの置換位置や置換数は特に制限されない。各基の置換数は、０〜６個が好ましく、０〜４個がより好ましく、例えば０〜２個とすることも好ましい。複数の置換基を有するとき、それらは互いに同一であっても異なっていてもよいが、同一であることがより好ましい。
一般式（１２）で表される基が置換基を有する場合は、Ｒ32〜Ｒ37のいずれかが置換基であることが好ましい。例えば、Ｒ32とＲ37が置換基である場合、Ｒ33とＲ36が置換基である場合、Ｒ34とＲ35が置換基である場合を好ましく例示することができる。
一般式（１３）で表される基が置換基を有する場合は、Ｒ42〜Ｒ46のいずれかが置換基であることが好ましい。例えば、Ｒ42が置換基である場合と、Ｒ43が置換基である場合を好ましく例示することができる。
一般式（１４）で表される基が置換基を有する場合は、Ｒ52〜Ｒ60のいずれかが置換基であることが好ましい。例えば、Ｒ52〜Ｒ54のいずれかがが置換基である場合、Ｒ55〜Ｒ60のいずれかが置換基である場合を好ましく例示することができる。
一般式（１５）で表される基が置換基を有する場合は、Ｒ72〜Ｒ74およびＲ77〜Ｒ79のいずれかが置換基であることが好ましい。例えば、Ｒ72とＲ79が置換基である場合、Ｒ73とＲ78が置換基である場合、Ｒ74とＲ77が置換基である場合、Ｒ72、Ｒ74、Ｒ77およびＲ79が置換基である場合を好ましく例示することができる。特に、Ｒ74とＲ77が置換基である場合、Ｒ72、Ｒ74、Ｒ77およびＲ79が置換基である場合をより好ましく例示することができる。このときの置換基は、各々独立に炭素数１〜２０の置換もしくは無置換のアルキル基、または炭素数６〜４０の置換もしくは無置換のアリール基であることが特に好ましく、炭素数１〜６の無置換のアルキル基、炭素数６〜１０の無置換のアリール基、または炭素数６〜１０のアリール基で置換された炭素数６〜１０のアリール基であることがさらにより好ましい。
【００２２】
一般式（１１）のＲ21〜Ｒ28、一般式（１２）のＲ31〜Ｒ38、一般式（１３）のＲ41〜Ｒ46、一般式（１４）のＲ51〜Ｒ62および、一般式（１５）のＲ71〜Ｒ80がとりうる置換基として、例えばヒドロキシ基、ハロゲン原子、シアノ基、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜２０のアルコキシ基、炭素数１〜２０のアルキルチオ基、炭素数１〜２０のアルキル置換アミノ基、炭素数２〜２０のアシル基、炭素数６〜４０のアリール基、炭素数３〜４０のヘテロアリール基、炭素数１２〜４０のジアリールアミノ基、炭素数１２〜４０の置換もしくは無置換のカルバゾリル基、炭素数２〜１０のアルケニル基、炭素数２〜１０のアルキニル基、炭素数２〜１０のアルコキシカルボニル基、炭素数１〜１０のアルキルスルホニル基、炭素数２〜１０のアルキルアミド基、炭素数７〜４１のアリールアミド基、炭素数３〜２０のトリアルキルシリル基、炭素数４〜２０のトリアルキルシリルアルキル基、炭素数５〜２０のトリアルキルシリルアルケニル基、炭素数５〜２０のトリアルキルシリルアルキニル基およびニトロ基等が挙げられる。これらの具体例のうち、さらに置換基により置換可能なものは置換されていてもよい。より好ましい置換基は、ハロゲン原子、シアノ基、炭素数１〜２０の置換もしくは無置換のアルキル基、炭素数１〜２０のアルコキシ基、炭素数６〜４０の置換もしくは無置換のアリール基、炭素数３〜４０の置換もしくは無置換のヘテロアリール基、炭素数１２〜４０の置換もしくは無置換のジアリールアミノ基、炭素数１２〜４０の置換もしくは無置換のカルバゾリル基である。さらに好ましい置換基は、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、炭素数１〜１０の置換もしくは無置換のアルキル基、炭素数１〜１０の置換もしくは無置換のアルコキシ基、炭素数１〜１０の置換もしくは無置換のジアルキルアミノ基、炭素数６〜１５の置換もしくは無置換のアリール基、炭素数３〜１２の置換もしくは無置換のヘテロアリール基である。
【００２３】
本明細書でいうアルキル基は、直鎖状、分枝状、環状のいずれであってもよい。また、直鎖部分と環状部分と分枝部分のうちの２種以上が混在していてもよい。アルキル基の炭素数は、例えば１以上、２以上、４以上、６以上とすることができる。また、炭素数は３０以下、２０以下、１０以下、６以下、４以下とすることができる。アルキル基の具体例として、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ｎ−ペンチル基、イソペンチル基、ｎ−ヘキシル基、イソヘキシル基、２−エチルヘキシル基、ｎ−ヘプチル基、イソヘプチル基、ｎ−オクチル基、イソオクチル基、ｎ−ノニル基、イソノニル基、ｎ−デカニル基、イソデカニル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基を挙げることができる。
【００２４】
本明細書でいうアリール基は、芳香族炭化水素環１つだけからなる基であってもよいし、芳香族炭化水素環に１つ以上の環が縮合した基であってもよい。芳香族炭化水素環に１つ以上の環が縮合した基である場合は、芳香族炭化水素環、脂肪族炭化水素環および非芳香族複素環のうちの１以上が芳香族炭化水素環に縮合した基を採用することができる。アリール基の炭素数は、例えば６以上、１０以上、１４以上、１８以上とすることができる。また、炭素数は３０以下、１８以下、１４以下、１０以下とすることができる。アリール基の具体例として、フェニル基、１−ナフチル基、２−ナフチル基、１−アントラセニル基、２−アントラセニル基、９−アントラセニル基、１−カルバゾリル基、２−カルバゾリル基、３−カルバゾリル基、４−カルバゾリル基を挙げることができる。
【００２５】
本明細書でいうヘテロアリール基は、複素芳香環１つだけからなる基であってもよいし、複素芳香環に１つ以上の環が縮合した基であってもよい。複素芳香環に１つ以上の環が縮合した基である場合は、芳香族炭化水素環、複素芳香環、脂肪族炭化水素環および非芳香族複素環のうちの１以上が芳香族炭化水素環に縮合した基を採用することができる。ヘテロアリール基の環骨格構成原子数は、例えば５以上、６以上、１０以上、１４以上、１８以上とすることができる。また、炭素数は３０以下、１８以下、１４以下、１０以下とすることができる。ヘテロアリール基は、ヘテロ原子を介して結合する基であっても複素芳香環を構成する炭素原子を介して結合する基であってもよい。ヘテロアリール基の複素芳香環の環骨格を構成するヘテロ原子として、例えば窒素原子、酸素原子、硫黄原子を挙げることができる。ヘテロアリール基の具体例として、２−ピリジル基、３−ピリジル基、４−ピリジル基、２−ピリミジル基、４−ピリミジル基、５−ピリミジル基、トリアジニル基、９−カルバゾリル基、１０−フェノキサジル基、１０−フェノチアジル基を挙げることができる。
【００２６】
本明細書でいうハロゲン原子として、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子を挙げることができる。
【００２７】
本明細書でいうアルケニル基は、直鎖状、分枝状、環状のいずれであってもよい。また、直鎖部分と環状部分と分枝部分のうちの２種以上が混在していてもよい。アルケニル基の炭素数は、例えば２以上、４以上、６以上とすることができる。また、炭素数は３０以下、２０以下、１０以下、６以下、４以下とすることができる。アルケニル基の具体例として、エテニル基、ｎ−プロペニル基、イソプロペニル基、ｎ−ブテニル基、イソブテニル基、tert−ブテニル基、ｎ−ペンテニル基、イソペンテニル基、ｎ−ヘキセニル基、イソヘキセニル基、２−エチルヘキセニル基、ｎ−ヘプテニル基、イソヘプテニル基、ｎ−オクテニル基、イソオクテニル基、ｎ−ノネル基、イソノネル基、ｎ−デケニル基、イソデケニル基、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基、シクロヘプテニル基を挙げることができる。
【００２８】
本明細書でいうアルキニル基は、直鎖状、分枝状、環状のいずれであってもよい。また、直鎖部分と環状部分と分枝部分のうちの２種以上が混在していてもよい。アルキニル基の炭素数は、例えば２以上、４以上、６以上とすることができる。また、炭素数は３０以下、２０以下、１０以下、６以下、４以下とすることができる。アルケニル基の具体例として、エチニル基、ｎ−プロピニル基、イソプロピニル基、ｎ−ブチニル基、イソブチニル基、tert−ブチニル基、ｎ−ペンチニル基、イソペンチニル基、ｎ−ヘキシニル基、イソヘキシニル基、２−エチルヘキシニル基、ｎ−ヘプチニル基、イソヘプチニル基、ｎ−オクチニル基、イソオクチニル基、ｎ−ノニル基、イソノニル基、ｎ−デキニル基、イソデキニル基、シクロヘキシニル基、シクロヘプチニル基を挙げることができる。
【００２９】
本明細書でいうアルコキシ基のアルキル部分の説明と具体例、アルキルチオ基のアルキル部分の説明と具体例、本明細書でいうアルキル置換アミノ基のアルキル部分の説明と具体例、本明細書でいうアシル基のアルキル部分（アシル基からカルボニル基を除いた部分）の説明と具体例、本明細書でいうアルコキシカルボニル基のアルキル部分の説明と具体例、本明細書でいうアルキルスルホニル基のアルキル部分の説明と具体例、本明細書でいうアルキルアミド基のアルキル部分の説明と具体例、本明細書でいうトリアルキルシリル基のアルキル部分の説明と具体例、本明細書でいうトリアルキルシリルアルキル基の各アルキル部分の説明と具体例、本明細書でいうトリアルキルシリルアルケニル基のアルキル部分の説明と具体例、本明細書でいうトリアルキルシリルアルキニル基のアルキル部分の説明と具体例については、上記のアルキル基の説明と具体例を参照することができる。
本明細書でいうジアリールアミノ基のアリール部分の説明と具体例、本明細書でいうアリールアミド基のアリール部分の説明と具体例については、上記のアリール基の説明と具体例を参照することができる。
本明細書でいうトリアルキルシリルアルケニル基のアルケニル部分の説明と具体例については、上記のアルケニル基の説明と具体例を参照することができる。
本明細書でいうトリアルキルシリルアルキニル基のアルキニル部分の説明と具体例については、上記のアルキニル基の説明と具体例を参照することができる。
【００３０】
一般式（１）において、Ｒ1〜Ｒ5のいずれか１つが一般式（１１）で表される基である場合は、Ｒ1〜Ｒ3のいずれであってもよい。いずれか２つが一般式（１１）で表される基である場合は、Ｒ1とＲ3の組み合わせや、Ｒ2とＲ4の組み合わせを例示することができる。いずれか３つが一般式（１１）で表される基である場合は、Ｒ1とＲ3とＲ4の組み合わせを例示することができる。
【００３１】
一般式（１１）で表される基が結合しているベンゼン環の２つのオルト位のうちのいずれか一方はシアノ基であることが好ましい。２つのオルト位の両方がシアノ基であってもよい。また、ベンゼン環に一般式（１１）で表される基が２つ以上結合している場合は、それらのうちの少なくとも２つが、一般式（１１）で表される基が結合しているベンゼン環の２つのオルト位のうちのいずれか一方はシアノ基であるという条件を満たしていることが好ましい。
【００３２】
一般式（１）において、Ｒ1〜Ｒ5の少なくとも１つはシアノ基を表し、Ｒ1〜Ｒ5の少なくとも１つは上記一般式（１１）で表される基を表すが、残りのＲ1〜Ｒ5は水素原子または置換基を表す。
【００３３】
Ｒ1〜Ｒ5がとりうる好ましい置換基として、例えばヒドロキシ基、ハロゲン原子、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜２０のアルコキシ基、炭素数１〜２０のアルキルチオ基、炭素数１〜２０のアルキル置換アミノ基、炭素数２〜２０のアシル基、炭素数６〜４０のアリール基、炭素数３〜４０のヘテロアリール基、炭素数２〜１０のアルケニル基、炭素数２〜１０のアルキニル基、炭素数２〜１０のアルコキシカルボニル基、炭素数１〜１０のアルキルスルホニル基、アミド基、炭素数２〜１０のアルキルアミド基、炭素数３〜２０のトリアルキルシリル基、炭素数４〜２０のトリアルキルシリルアルキル基、炭素数５〜２０のトリアルキルシリルアルケニル基、炭素数５〜２０のトリアルキルシリルアルキニル基およびニトロ基等が挙げられる。これらの具体例のうち、さらに置換基により置換可能なものは置換されていてもよい。より好ましい置換基は、ヒドロキシ基、ハロゲン原子、炭素数１〜２０の置換もしくは無置換のアルキル基、炭素数１〜２０の置換もしくは無置換のアルコキシ基、炭素数１〜２０の置換もしくは無置換のジアルキルアミノ基、炭素数６〜４０の置換もしくは無置換のアリール基、炭素数３〜４０の置換もしくは無置換のヘテロアリール基である。さらに好ましい置換基は、ヒドロキシ基、フッ素原子、塩素原子、炭素数１〜１０の置換もしくは無置換のアルキル基、炭素数１〜１０の置換もしくは無置換のアルコキシ基、炭素数１〜１０の置換もしくは無置換のジアルキルアミノ基、炭素数６〜１５の置換もしくは無置換のアリール基、炭素数３〜１２の置換もしくは無置換のヘテロアリール基である。さらになお好ましくは、ヒドロキシ基、フッ素原子、塩素原子である。
【００３４】
一般式（１）において、Ｒ1〜Ｒ5のうち水素原子であるものは３つ以下であることが好ましく、２つ以下であることがより好ましく、１つ以下であることがさらに好ましく、０であることも好ましい。
【００３５】
好ましい組み合わせとして、例えば、一般式（１）のＲ1〜Ｒ5の少なくとも１つがシアノ基であり、残りのＲ1〜Ｒ5が、各々独立にヒドロキシ基、ハロゲン原子、置換もしくは無置換の９−カルバゾリル基、置換もしくは無置換の１，２，３，４−テトラヒドロ−９−カルバゾリル基、置換もしくは無置換の１−インドリル基、または置換もしくは無置換のジアリールアミノ基のいずれかである場合を挙げることができる。別の好ましい組み合わせとして、Ｒ1〜Ｒ5の少なくとも１つがシアノ基であり、残りのＲ1〜Ｒ5が、各々独立に置換もしくは無置換の９−カルバゾリル基、置換もしくは無置換の１，２，３，４−テトラヒドロ−９−カルバゾリル基、置換もしくは無置換の１−インドリル基、または置換もしくは無置換のジアリールアミノ基のいずれかである場合を挙げることもできる。別の好ましい組み合わせとして、一般式（１）のＲ1〜Ｒ5の少なくとも１つがシアノ基であり、残りのＲ1〜Ｒ5が、各々独立にヒドロキシ基、ハロゲン原子、置換もしくは無置換の９−カルバゾリル基のいずれかである場合を挙げることもできる。別の好ましい組み合わせとして、一般式（１）のＲ1〜Ｒ5の少なくとも１つがシアノ基であり、残りのＲ1〜Ｒ5が置換もしくは無置換の９−カルバゾリル基である場合を挙げることもできる。別の好ましい組み合わせとして、一般式（１）のＲ1〜Ｒ5の少なくとも１つがシアノ基であり、Ｒ1〜Ｒ5の少なくとも１つがヒドロキシ基であり、残りのＲ1〜Ｒ5が置換もしくは無置換の９−カルバゾリル基である場合を挙げることもできる。別の好ましい組み合わせとして、一般式（１）のＲ1〜Ｒ5の少なくとも１つがシアノ基であり、Ｒ1〜Ｒ5の少なくとも１つがハロゲン原子であり、残りのＲ1〜Ｒ5が置換もしくは無置換の９−カルバゾリル基である場合を挙げることもできる。
【００３６】
以下において、一般式（１）で表される化合物の具体例を例示するが、本発明において用いることができる一般式（１）で表される化合物はこれらの具体例によって限定的に解釈されるべきものではない。なお、以下の表１〜７に示す例示化合物において、一般式（１２）〜（１５）のいずれかで表される基が分子内に２つ以上存在している場合、それらの基はすべて同一の構造を有する。例えば、表１の化合物１では、一般式（１）のＲ1、Ｒ2、Ｒ4およびＲ5が一般式（１２）で表される基であるが、それらの基はいずれも無置換の９−カルバゾリル基である。
【００３７】
【表１−１】
2018200995.tif 000015
【表１−２】
2018200995.tif 000016
【表１−３】
2018200995.tif 000017
【表１−４】
2018200995.tif 000018
【表１−５】
2018200995.tif 000019
【００３８】
【表２−１】
2018200995.tif 000020
【表２−２】
2018200995.tif 000021
【表２−３】
2018200995.tif 000022
【表２−４】
2018200995.tif 000023
【００３９】
【表３−１】
2018200995.tif 000024
【表３−２】
2018200995.tif 000025
【表３−３】
2018200995.tif 000026
【００４０】
【表４−１】
2018200995.tif 000027
【表４−２】
2018200995.tif 000028
【００４１】
【表５−１】
2018200995.tif 000029
【表５−２】
2018200995.tif 000030
【００４２】
【表６−１】
2018200995.tif 000031
【表６−２】
2018200995.tif 000032
【００４３】
【表７】
2018200995.tif 000033
【００４４】
以下において、一般式（１）で表される化合物のさらに別の具体例を表８〜１０に例示する。表８および表９における一般式（１２ａ）と一般式（１２ｂ）は下記の通りである。また、表８および表９における「＊１」は、一般式（１）のベンゼン環に結合する位置を示す。
【化１２】
2018200995.tif 000034
【００４５】
【表８】
2018200995.tif 000035
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【００４６】
【表９】
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2018200995.tif 000041
【００４７】
【表１０】
2018200995.tif 000042
【００４８】
表８〜１０中におけるＤ１〜Ｄ６０およびＡ１〜Ａ１３の構造を以下に示す。
【化１３】
2018200995.tif 000043
【００４９】
【化１４】
2018200995.tif 000044
【００５０】
【化１５】
2018200995.tif 000045
【００５１】
【化１６】
2018200995.tif 000046
【００５２】
【化１７】
2018200995.tif 000047
【００５３】
本発明で用いるΔＥSTが０．３ｅＶ以下である化合物（第１化合物）、遅延蛍光を放射しうる化合物（第２化合物）、一般式（１）で表される化合物（第３化合物）を有機発光層に含むトップエミッション方式の有機ＥＬ素子では、これらの化合物が発光材料やアシストドーパントとして効果的に機能することにより、良好な発光特性を示す。特に、遅延蛍光を放射しうる第２化合物（第２化合物に包含される第１化合物および第３化合物も含む）を発光材料として用いたトップエミッション方式の有機ＥＬ素子は、以下の原理により高い発光効率を有する。
【００５４】
有機エレクトロルミネッセンス素子においては、正負の両電極より発光材料にキャリアを注入し、励起状態の発光材料を生成し、発光させる。通常、キャリア注入型の有機エレクトロルミネッセンス素子の場合、生成した励起子のうち、励起一重項状態に励起されるのは２５％であり、残り７５％は励起三重項状態に励起される。従って、励起三重項状態からの発光であるリン光を利用するほうが、エネルギーの利用効率が高い。しかしながら、励起三重項状態は寿命が長いため、励起状態の飽和や励起三重項状態の励起子との相互作用によるエネルギーの失活が起こり、一般にリン光の量子収率が高くないことが多い。一方、遅延蛍光材料は、項間交差等により励起三重項状態へとエネルギーが遷移した後、三重項−三重項消滅あるいは熱エネルギーの吸収により、励起一重項状態に逆項間交差され蛍光を放射する。有機エレクトロルミネッセンス素子においては、なかでも熱エネルギーの吸収による熱活性化型の遅延蛍光材料が特に有用であると考えられる。有機エレクトロルミネッセンス素子に遅延蛍光材料を利用した場合、励起一重項状態の励起子は通常通り蛍光を放射する。一方、励起三重項状態の励起子は、デバイスが発する熱を吸収して励起一重項へ項間交差され蛍光を放射する。このとき、励起一重項からの発光であるため蛍光と同波長での発光でありながら、励起三重項状態から励起一重項状態への逆項間交差により、生じる光の寿命（発光寿命）は通常の蛍光やりん光よりも長くなるため、これらよりも遅延した蛍光として観察される。これを遅延蛍光として定義できる。このような熱活性化型の励起子移動機構を用いれば、キャリア注入後に熱エネルギーの吸収を経ることにより、通常は２５％しか生成しなかった励起一重項状態の化合物の比率を２５％以上に引き上げることが可能となる。１００℃未満の低い温度でも強い蛍光および遅延蛍光を発する化合物を用いれば、デバイスの熱で充分に励起三重項状態から励起一重項状態への項間交差が生じて遅延蛍光を放射するため、発光効率を飛躍的に向上させることができる。
【００５５】
また、アシストドーパントは、有機発光層が含む化合物のうち、アシストドーパントである化合物とは別の化合物（発光材料）の発光をアシストして、素子の発光効率を高くするように作用するものであり、本発明で用いる第１化合物〜第３化合物は、こうしたアシストドーパントとしても効果的に機能する。中でも、励起三重項状態から励起一重項状態への逆項間交差を生じうる化合物であって、有機発光層に含まれるホスト材料の最低励起一重項エネルギー準位と発光材料の最低励起一重項エネルギー準位の間の最低励起一重項エネルギー準位を有するものは、その基底状態から直接遷移した励起一重項状態のエネルギーとともに逆項間交差による励起一重項エネルギーを発光材料へ効率よく移動させることができ、発光材料の発光を効果的にアシストすることができる。
【００５６】
＜トップエミッション方式の有機ＥＬ素子の層構成＞
次に、本発明の有機ＥＬ素子の層構成について説明する。
本発明の有機ＥＬ素子は、少なくとも基板、第１電極、有機発光層および第２電極がこの順に積層されて構成されており、基板と反対側（第２電極側）の面から光を放出するトップエミッション方式の有機ＥＬ素子である。トップエミッション方式は「膜面発光タイプ」とも称されており、その構成については、例えばアプライド・フィジカル・レターの第６５巻、２６３６−２６３８頁（１９９４）（Appl. Phys. Lett., 65,2636-2638 (1994))も参照することができる。なお、以下の説明では、[／]を層同士の境界を示す記号として、層構成を表すこととする。例えば、基板、第１電極、有機発光層および第２電極がこの順に積層された構成の場合には、基板／第１電極／有機発光層／第２電極と表示する。ここで、第２電極は透明であり、第１電極は透明、不透明のいずれであってもよい。第１電極および第２電極は、いずれか一方が陽極として機能し、他方が陰極として機能する。ここで、第１電極および第２電極の両方が透明で、基板も透明である場合、有機ＥＬ素子は基板側の面と基板と反対側の面の両方から光を放出する。本発明のトップエミッション方式の有機ＥＬ素子は、基板と反対側の面からのみ光を放出する片面発光タイプの有機ＥＬ素子の他に、こうした両面発光タイプの有機ＥＬ素子も含むこととする。両面発光タイプの有機ＥＬ素子は、外光が厚さ方向に通過してもよい。この場合、有機ＥＬ素子の基板と反対側にいる観察者は、有機ＥＬ素子を通して基板側の景色を視認することができる。
有機発光層は、ΔＥSTが０．３ｅＶ以下である化合物（第１化合物）、遅延蛍光を放射しうる化合物（第２化合物）、一般式（１）で表される化合物（第３化合物）の少なくとも１種を含有する。第１電極と第２電極の間には、有機発光層の他に、１層以上の機能層が設けられていてもよい。そのような他の機能層として、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、電子注入層等を挙げることができる。
以下において、具体的な有機ＥＬ素子の構造例について説明する。なお、以下の説明では、第１電極と第２電極の間の層を「中間層」という。
【００５７】
［有機ＥＬ素子の第１実施形態］
第１実施形態の有機ＥＬ素子は、第１電極が陽極、第２電極が陰極として機能するものである。この有機ＥＬ素子の好ましい具体例(a-i)〜(a-viii)を以下に挙げる。以下の具体例における各層は、陽極が基板側になり、陰極が最上層になるように、陽極から順に基板上に形成されている。ここで、正孔輸送層は電子阻止層の機能を兼ねていてもよい。また、正孔輸送層とは別に、正孔輸送層と有機発光層の間に電子阻止層が形成されていてもよい。
【００５８】
(a-i) 陽極／有機発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極
(a-ii) 陽極／正孔輸送層／有機発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極
(a-iii) 陽極／正孔輸送層／有機発光層／正孔阻止層／電子輸送層／電子注入層／陰極
(a-iv) 陽極／正孔注入層／正孔輸送層／有機発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極
(a-v) 陽極／有機発光層／電子輸送層／電子注入層／透明保護層／陰極
(a-vi) 陽極／正孔輸送層／有機発光層／電子輸送層／電子注入層／透明保護層／陰極
(a-vii) 陽極／正孔輸送層／有機発光層／正孔阻止層／電子輸送層／電子注入層／透明保護層／陰極
(a-viii) 陽極／正孔注入層／正孔輸送層／有機発光層／電子輸送層／電子注入層／透明保護層／陰極
代表例として、(a-vii)の層構成を有する有機ＥＬ素子を図１に示す。図１において、１は基板、２ａは陽極、３は正孔注入層、４は正孔輸送層、５は有機発光層、６は電子輸送層、７は電子注入層、８は透明保護層、９は透明導電層（陰極）を表す。
以下、有機ＥＬ素子を構成する各層について説明する。
【００５９】
（陰極）
陰極の材料には、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、ＳｎＯ2、ＺｎＯ、Ｉｎ2Ｏ3等の透明導電性材料が用いられる。また、ＩＤＩＸＯ（Ｉｎ2Ｏ3−ＺｎＯ）等の非晶質透明導電膜を形成しうる材料を用いてもよい。陰極に用いる透明導電性層のシート抵抗は数百Ω／□以下であることが好ましい。陰極の厚さは、材料によっても異なるが、通常１０〜１０００ｎｍ、好ましくは５０〜２００ｎｍ、特に好ましくは１００ｎｍである。
【００６０】
（陽極）
陽極の材料には、例えばＡｇ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｎｄ、Ｉｒ、Ｃｒ、Ｌｉ、Ｃａ、ＬｉＦ／Ｃａ、ＬｉＦ／Ａｌ等の金属またはその合金が用いられる。陽極は、これらの金属または合金を薄く蒸着することにより形成することができる。また、陰極の欄で例示した透明導電性材料を陽極の材料に用いてもよい。陽極の厚さは、材料によっても異なるが、通常１０〜１０００ｎｍ、好ましくは１０〜２００ｎｍである。
【００６１】
（有機発光層）
有機発光層は、陽極および陰極のそれぞれから注入された正孔および電子が再結合することにより励起子が生成した後、発光する層であり、ΔＥSTが０．３ｅＶ以下である化合物（第１化合物）に包含される化合物群、遅延蛍光を放射しうる化合物（第２化合物）に包含される化合物群、および一般式（１）で表される化合物に包含される化合物群のうちの１種または２種以上を含有する。これらの化合物は、発光材料として有機発光層に含有されていてもよいし、アシストドーパントとして有機発光層に含有されていてもよい。また、有機発光層が、これらの化合物のうちの２種以上を含有する場合、その２種以上の化合物は、全てが第１化合物に包含される化合物であってもよいし、全てが第２化合物に包含される化合物であってもよいし、全てが第３化合物に包含される化合物であってもよい。また、有機発光層は、第１化合物〜第３化合物のうちの２種以上の組み合わせを含んでいてもよい。
【００６２】
第１化合物〜第３化合物を発光材料として用いる場合、本発明の有機ＥＬ素子が高い発光効率を発現するためには、その発光材料に生成した一重項励起子および三重項励起子を、発光材料中に閉じ込めることが重要である。従って、発光層中に発光材料に加えてホスト材料を用いることが好ましい。ホスト材料としては、励起一重項エネルギー、励起三重項エネルギーの少なくとも何れか一方が本発明の発光材料よりも高い値を有する有機化合物を用いることができる。その結果、本発明の発光材料に生成した一重項励起子および三重項励起子を、発光材料の分子中に閉じ込めることが可能となり、その発光効率を十分に引き出すことが可能となる。もっとも、一重項励起子および三重項励起子を十分に閉じ込めることができなくても、高い発光効率を得ることが可能な場合もあるため、高い発光効率を実現しうるホスト材料であれば特に制約なく本発明に用いることができる。本発明の有機ＥＬ素子において、発光は発光層に含まれる発光材料から生じる。この発光は蛍光発光および遅延蛍光発光の両方を含む。但し、発光の一部或いは部分的にホスト材料からの発光があってもかまわない。
ホスト材料を用いる場合、発光材料である第１化合物〜第３化合物が発光層中に含有される量は０．１重量％以上であることが好ましく、１重量％以上であることがより好ましく、また、５０重量％以下であることが好ましく、２０重量％以下であることがより好ましく、１０重量％以下であることがさらに好ましい。ここで、第１化合物〜第３化合物のうちの２種以上を併用する場合には、それらの合計量を上記の含有量の範囲とすることが好ましい。
【００６３】
また、第１化合物〜第３化合物をアシストドーパントとして用いる場合、有機発光層は、ホスト材料、アシストドーパントおよび発光材料により構成する。ここで、ホスト材料にはアシストドーパントよりも最低励起一重項エネルギー準位が高いものを用い、発光材料にはアシストドーパントよりも最低励起一重項エネルギー準位が低いものを用いることが好ましい。さらに、発光材料は、励起一重項状態からの放射失活により発光するもの、すなわち、蛍光材料や遅延蛍光材料であることが好ましい。これにより、アシストドーパントにおいて、基底状態から直接遷移することで生成した励起一重項状態のエネルギーおよび逆項間交差による励起一重項エネルギーが発光材料へ効率よく移動して、発光材料の発光を効果的にアシストすることができる。
ホスト材料、アシストドーパントおよび発光材料で発光層を構成する場合、アシストドーパントである第１化合物〜第３化合物の含有量はホスト材料の含有量よりも小さいことが好ましい。具体的には、ホスト材料の含有量Ｗ１とアシストドーパントの含有量Ｗ２と発光材料の含有量Ｗ３の合計重量を１００重量％としたとき、ホスト材料の含有量Ｗ１は１５重量％以上、９９.９重量％以下であることが好ましく、アシストドーパントの含有量Ｗ２は５．０重量％以上、５０重量％以下であることが好ましく、発光材料の含有量Ｗ３は０．５重量％以上、５．０重量％以下であることが好ましい。ここで、第１化合物〜第３化合物のうちの２種以上を併用する場合、それらの合計量を上記の含有量の範囲にすることが好ましい。
【００６４】
ここで、第１化合物〜第３化合物を発光材料として用いる場合およびアシストドーパントとして用いる場合のいずれにおいても、有機発光層に用いるホスト材料は、正孔輸送能、電子輸送能を有し、かつ発光の長波長化を防ぎ、なおかつ高いガラス転移温度を有する有機化合物であることが好ましい。
【００６５】
（電子注入層）
電子注入層は、陰極と中間層の間のキャリア注入障壁を低くして、素子の駆動電圧を低下させる機能を有する。
電子注入層には、ＬｉＦやＬｉ2Ｏを０．３〜１．０ｎｍ、好ましくは０．５ｎｍの厚さに形成した薄膜、またはＬｉ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｓｒなどのアルカリ金属またはアルカリ土類金属を１０〜５０ｎｍ、好ましくは２０ｎｍの厚さに形成した薄膜等を用いることができる。
また、電子注入層は多層構成であってもよい。多層構成の電子注入層として、例えば、Ａｌからなる第１電子注入層と、Ｔｉ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｚｎ若しくはその合金からなる第２電子注入層の２層よりなり、第１電子注入層が有機発光層側、第２電子注入層が陰極側に配されたものを挙げることができる。この電子注入層は、第１電子注入層の窒化物のバンドギャップに対して、第２電子注入層の窒化物のバンドギャップが狭いという特徴を有し、製造工程で電子注入層が窒素雰囲気に晒されても、電子注入層の機能が劣化せず、駆動電圧を低く抑えることができる。
【００６６】
（正孔注入層）
正孔注入層は、陽極と中間層の間のキャリア注入障壁を低くして、素子の駆動電圧を低下させる機能を有する。
正孔注入層の材料には、銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ：ｃｏｐｐｅｒ  ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ）等を用いることができる。正孔注入層の厚さは、特に制限されないが、好ましくは１０〜３０ｎｍである。
【００６７】
（電子輸送層）
電子輸送層は、電子を輸送する機能を有する電子輸送材料からなる。
電子輸送材料としては、トリス−８−ヒドロキシキノリンアルミニウム（Ａｌｑ３）等を挙げることができる。電子輸送層の厚さは、特に制限されないが、好ましくは３０〜６０ｎｍである。また、電子輸送層は多層構成とすることも好ましい。
【００６８】
（正孔輸送層）
正孔輸送層は、正孔を輸送する機能を有する正孔輸送材料からなり、単層であっても多層構成であってもよい。
正孔輸送材料としては、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：Ｎ，Ｎ’−ｄｉｐｈｅｎｙｌ−Ｎ，Ｎ’−ｂｉｓ（３−ｍｅｔｈｙｌｐｈｅｎｙｌ）−（１−１’−ｂｉｐｈｅｎｙｌ）４，４’−ｄｉａｍｉｎｅ）、４−４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル））−Ｎ−フェニル−アミノ］ビフェニル（ＮＰＤ：４，４’−ｂｉｓ［Ｎ−（１−ｎａｐｈｔｈｙｌ）−Ｎ−ｐｈｅｎｙｌ−ａｍｉｎｏ］ｂｉｐｈｅｎｙｌ）、Ｎ，Ｎ−ジ（ナフタレン−１−イル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ベンジジン（ＮＰＢ）等を挙げることができる。また、正孔輸送材料として、ポリエチレンジヒドロキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ：ｐｏｌｙ−（２，４）−ｅｔｈｙｌｅｎｅ−ｄｉｈｙｄｒｏｘｙｔｈｉｏｐｈｅｎｅ）、ポリアニリン（ＰＡＮＩ）、ポリフェニレンビニレン（ＰＰＶ：Ｐｏｌｙ−Ｐｈｅｎｙｌｅｎｅｖｉｎｙｌｅｎｅ）系高分子、ポリフルオレン系高分子等の高分子有機化合物も用いることができる。これらの高分子化合物は、インクジェットプリンティング法、スピンコーティング法、レーザーを利用した熱転写法等により陽極上に成膜することができる。正孔輸送層の厚さは、特に制限されないが、好ましくは３０〜６０ｎｍである。正孔輸送層は多層構成とすることも好ましい。
【００６９】
以下において、ホスト材料、正孔注入材料、正孔輸送材料、電子阻止材料、正孔阻止材料、電子輸送材料、電子注入材料として採用することができる材料の構造を例示する。
【００７０】
まず、発光層のホスト材料として用いることができる化合物例を挙げる。
【化１８】
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【００７１】
【化１９】
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【００７２】
【化２０】
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【００７３】
【化２１】
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【００７４】
【化２２】
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【００７５】
次に、正孔注入材料として用いることができる化合物例を挙げる。
【００７６】
【化２３】
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【００７７】
次に、正孔輸送材料として用いることができる化合物例を挙げる。
【００７８】
【化２４】
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【００７９】
【化２５】
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【００８０】
【化２６】
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【００８１】
【化２７】
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【００８２】
【化２８】
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【００８３】
【化２９】
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【００８４】
次に、電子阻止材料として用いることができる化合物例を挙げる。
【００８５】
【化３０】
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【００８６】
次に、正孔阻止材料として用いることができる化合物例を挙げる。
【００８７】
【化３１】
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【００８８】
次に、電子輸送材料として用いることができる化合物例を挙げる。
【００８９】
【化３２】
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【００９０】
【化３３】
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【００９１】
【化３４】
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【００９２】
次に、電子注入材料として用いることができる化合物例を挙げる。
【００９３】
【化３５】
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【００９４】
さらに有機層に添加可能な材料の化合物例を挙げる。例えば、安定化材料として添加すること等が考えられる。
【００９５】
【化３６】
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【００９６】
（透明保護層）
第１実施形態の有機ＥＬ素子には、陰極と有機発光層の間に透明保護層を設けてもよい。透明保護層は、例えば陰極と電子注入層の間に設けられる。これにより、透明保護層を形成した以降は、発光層や電子注入層が透明保護層により保護されるため、その後のプロセスで、発光層や電子注入層が劣化するのを抑制することができる。また、透明保護層はパターニングされていても良い。これにより、陰極と電子注入層とを電気的に接触させることができ、素子の駆動電圧を低くすることができる。透明保護層のパターンとして、ストライプ状や格子状等を挙げることができ、そのライン同士の間隔は５００〜５０００μｍであることが好ましい。透明保護層のパターニング方法としては、シャドーマスク方法、レーザー熱転写法、レーザー蒸着法、レーザーアブレーション法、インクジェット法、印刷法等が挙げられる。
透明保護層の材料としては、例えばトリス（８−キノリノラト）アルミニウム等の金属錯体、酸化モリブデン、酸化バナジウム等の金属酸化物を挙げることができる。透明保護層の厚さは、特に制限されないが、好ましくは５０〜２００ｎｍである。
【００９７】
（補助電極）
第１実施形態の有機ＥＬ素子には、陰極の上に補助電極を設けてもよい。これにより、素子の電気抵抗が低下して駆動電圧を低くすることができる。
補助電極の材料には、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ等の低抵抗金属を用いることができる。補助電極は、線幅が１〜５０μｍであることが好ましい。これにより、発光面の開口率を確保しつつ補助電極として十分な機能を得ることができる。なお、有機ＥＬ素子が上記の透明保護層を有する場合、補助電極は透明保護層が形成されていない領域に形成することが好ましい。
【００９８】
以上のように構成された第１実施形態の有機ＥＬ素子では、陽極と陰極の間に電界を印加すると、各電極から注入された正孔と電子が有機発光層で再結合して発光材料が励起状態になる。こうして励起状態になった発光材料からの放射光が外部に放出されることで有機ＥＬ素子が発光する。ここで、この第１実施形態の有機ＥＬ素子では、基板と反対側に配された陰極が透明であることにより、発光材料が放射した光が陰極側（基板と反対側）から放出される。このとき、陰極側は、基板に形成されるような配線や駆動素子を有していないため開口率が高く、高い光取出し効率を実現することができる。
【００９９】
［有機ＥＬ素子の第２実施形態］
第２実施形態の有機ＥＬ素子は、第１電極が陰極、第２電極が陽極として機能するものである。この有機ＥＬ素子の好ましい具体例（b-ｉ）〜（b-viii）を以下に挙げる。以下の具体例における各層は、陰極が基板側になり、陽極が最上層になるように、陰極から順に基板上に形成されている。ここで、正孔輸送層は電子阻止層の機能を兼ねていてもよい。また、正孔輸送層とは別に、正孔輸送層と有機発光層の間に電子阻止層が形成されていてもよい。
【０１００】
(b-i) 陽極／有機発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極
(b-ii) 陽極／正孔輸送層／有機発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極
(b-iii) 陽極／正孔輸送層／有機発光層／正孔阻止層／電子輸送層／電子注入層／陰極
(b-iv) 陽極／正孔注入層／正孔輸送層／有機発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極
(b-v) 陽極／透明保護層／有機発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極
(b-vi) 陽極／透明保護層／正孔輸送層／有機発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極
(b-vii) 陽極／透明保護層／正孔輸送層／有機発光層／正孔阻止層／電子輸送層／電子注入層／陰極
(b-viii) 陽極／透明保護層／正孔注入層／正孔輸送層／有機発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極
代表例として、(b-viii)の層構成を有する有機ＥＬ素子を図２に示す。図２において、１は基板、２ｂは陰極、３は正孔注入層、４は正孔輸送層、５は有機発光層、６は電子輸送層、７は電子注入層、８は透明保護層、９は透明導電層（陽極）を表す。
陰極、有機発光層、電子注入層、正孔注入層、電子輸送層および正孔輸送層の説明と好ましい範囲、具体例については、［有機ＥＬ素子の第１実施形態］の欄を参照することができる。また、陰極の材料には、第１実施形態で使用する透明導電性材料の他、アルミニウム等の比較的仕事関数が小さい金属または合金を用いることができる。
【０１０１】
一方、陽極は透明な材料で構成する。陽極に用いうる透明導電性材料として、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、ＺｎＯ、Ｉｎ2Ｏ3、ＤＩＸＯ（Ｉｎ2Ｏ3−ＺｎＯ）等を挙げることができる。また、陽極は、有機発光層側から順に、補助層、導電層および絶縁層が積層された３層構成としてもよい。
補助層は、陽極から中間層への正孔の注入を補助する機能を有する。補助層には、導電層と中間層の間のエネルギー障壁を調節しうる材料、例えば、中間層の補助層と接する層（例えば正孔注入層）よりもＨＯＭＯ(Highest Occupied Molecular Orbital)準位が低い材料や双極子を有する材料を用いることができる。また、補助層は、中間層の補助層と接する層よりもＨＯＭＯ準位が低い材料からなる材料層と双極子を有する材料からなる材料層の２層により構成してもよい。補助層の材料の具体例として、酸化タングステン、フラーレン、銅フタロシアニン、テトラシアノキノジメタン（ＴＣＮＱ）、トリフェニルテトラゾリウムクロリド（ＴＴＣ）、ナフタレンテトラカルボン酸二無水物（ＮＴＣＤＡ）、ペリレンテトラカルボン酸二無水物（ＰＴＣＤＡ）、銅ヘキサデカフルオロフタロシアニン（Ｆ１６ＣｕＰｃ）等を挙げることができる。
導電層には、銀、アルミニウム、クロム、サマリウム、またはそれらの合金等の良導体を用いることができる。これにより、陽極の電気抵抗を下げることができる。
絶縁層は、有機ＥＬ素子から放出される光の透過率を調節する機能を有する。絶縁層には、例えば、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化モリブデン、酸化タングステン等の無機材料、トリス（８−キノリノラト)アルミニウム（Ａｌｑ３）等の有機材料を用いることができる。これらのうち、特に、酸化タングステンは光透過率が高いため、これを用いることにより、陽極の透明度を上げることができる。
ここで、補助層の厚さは５〜４０ｎｍであることが好ましく、５〜１０ｎｍであることがより好ましい。導電層の厚さは８〜２４ｎｍであることが好ましく、１６〜２４ｎｍであることがより好ましい。ただし、光透過率を重視する場合には、導電層の厚さは、８〜１６ｎｍであることがより好ましい。絶縁層の厚さは、３０〜８０ｎｍであることが好ましい。
【０１０２】
また、第２実施形態の有機ＥＬ素子には、陽極と有機発光層の間に透明保護層を設けてもよい。透明保護層は、例えば陽極と正孔注入層または正孔輸送層の間に設けられる。これにより、透明保護層を形成した以降は、有機発光層等が透明保護層により保護されるため、その後のプロセスの影響で、有機発光層等が劣化するのを抑制することができる。透明保護層の材料には、金属酸化物を用いることができ、モリブデン酸化物（６価）、レニウム酸化物（６価）、ニッケル酸化物（２価）等の酸素欠陥状態の金属酸化物を用いることが好ましい。また、透明保護層はパターニングされていても良い。透明保護層をパターニングする場合のパターンや寸法、パターニング方法については、第１実施形態の有機ＥＬ素子における（透明保護層）の欄を参照することができる。
さらに、第２実施形態の有機ＥＬ素子には、陽極の上に補助電極を設けてもよい。これにより、素子の電気抵抗が低下して駆動電圧を低くすることができる。補助電極についての説明と好ましい範囲、材料の具体例については、第２実施形態の有機ＥＬ素子における（補助電極）の欄を参照することができる。
第２実施形態の有機ＥＬ素子では、陽極と陰極の間に電界を印加すると、各電極から注入された正孔と電子が有機発光層で再結合して発光材料が励起状態になる。こうして励起状態になった発光材料の放射光が外部に放出されることで有機ＥＬ素子が発光する。ここで、この第２実施形態の有機ＥＬ素子では、基板と反対側に配された陽極が透明であることにより、発光材料が放射した光が陽極側（基板と反対側）から放出される。このとき、陽極側は、基板に形成されるような配線や駆動素子を有していないため開口率が高く、高い光取出し効率を実現することができる。
【０１０３】
以上の第１実施形態および第２実施形態の有機ＥＬ素子を構成する各層は、その材料を成膜することにより形成することができる。成膜方法は特に限定されず、ドライプロセス、ウェットプロセスのいずれであってもよい。具体例として、蒸着法、スパッタリング法、スピンコート法、印刷法、インクジェット法、エアロゾルジェット法等を挙げることができる。
【０１０４】
＜有機発光ディスプレイ装置＞
本発明の有機ＥＬ素子を例えば有機発光ディスプレイ装置の発光素子として用いる場合、駆動素子となる複数の薄膜トランジスタが設けられた基板上に複数の有機ＥＬ素子を設け、各駆動素子の動作により各有機ＥＬ素子の発光を制御するように構成する。以下において、本発明の有機ＥＬ素子を発光素子とする有機発光ディスプレイ装置について説明する。
【０１０５】
［有機発光ディスプレイ装置の第１実施形態］
図３は、第１実施形態の有機発光ディスプレイ装置を概略的に示す断面図である。
【０１０６】
図３に示すように、第１実施形態の有機発光ディスプレイ装置は、基板１０、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）、ストレージキャパシタＣｓｔ及び有機ＥＬ素子（ＥＬ）を含む。
【０１０７】
基板１０上には補助電極１１が形成され、補助電極１１の上にはバッファ層などの第１絶縁層１２が形成されている。そして、第１絶縁層１２の上には、半導体層をパターニングすることで形成されたＴＦＴの活性層２１３およびストレージキャパシタＣｓｔのキャパシタ下部電極３１３が所定間隔を開けて形成されている。
【０１０８】
活性層２１３およびキャパシタ下部電極３１３の上には第２絶縁層１４が形成され、第２絶縁層１４の上には、第２導電層および第３導電層をパターニングすることで形成されたＴＦＴのゲート電極２１ｇと、ストレージキャパシタＣｓｔのキャパシタ上部電極３１５とが所定間隔を開けて形成されている。ここでゲート電極２１ｇは、ゲート下部電極２１５とゲート上部電極２１６とにより構成されている。また、ゲート電極２１ｇの両側に対応する活性層２１３のエッジにはソース領域２１３ａおよびドレイン領域２１３ｂが形成され、これらの間にチャンネル領域が形成されている。
【０１０９】
ゲート電極２１ｇおよびキャパシタ上部電極３１５の上には層間絶縁膜２１７が形成され、層間絶縁膜２１７の上には、第４導電層および第５導電層をパターニングすることで形成されたソース電極２１ｓ、ドレイン電極２１ｄ及びコンタクト電極２１ｃが所定間隔を開けて形成されている。ここで、ソース電極２１ｓは、ソース下部電極２１８ｓとソース上部電極２１９ｓとにより構成され、ドレイン電極２１ｄは、ドレイン下部電極２１８ｄとドレイン上部電極２１９ｄとにより構成され、コンタクト電極２１ｃは、コンタクト下部電極２１８ｃとコンタクト上部電極２１９ｃとにより構成されている。一方、ソース電極２１ｓの一端部は画素領域方向に長く延長形成されており、この延長形成された部分が画素電極４１ｐになっている。ここで、画素電極４１ｐは、画素下部電極４１８と画素上部電極４１９とにより構成されている。
【０１１０】
また、ソース電極２１ｓおよびドレイン電極２１ｄは、コンタクトホールを通じて活性層２１３のソース領域２１３ａおよびドレイン領域２１３ｂとそれぞれ電気的に接続されており、コンタクト電極２１ｃは、コンタクトホールを通じて補助電極１１と電気的に接続されている。
【０１１１】
ソース電極２１ｓ、ドレイン電極２１ｄ、コンタクト電極２１ｃおよび画素電極４１ｐの上には、画素定義膜４２０が形成されている。画素定義膜４２０は有機ＥＬ素子１の中間層形成領域を規制するものであり、この画素定義膜４２０で囲まれた空間内の画素電極４１ｐ上に有機ＥＬ素子の中間層４２２が形成され、その中間層の上に、対向電極４２３が形成されている。ここで、画素電極４１ｐは、有機ＥＬ素子の第１電極に相当し、対向電極４２３は第２電極に相当する。そして、この対向電極４２３は、コンタクトホールを通じてコンタクト電極２１ｃと電気的に接続されている。
【０１１２】
次に、図３に示す有機発光ディスプレイ装置の製造方法について説明する。
まず、図４に示すように、基板１０上に第１導電層１１、第１絶縁層１２及び半導体層１３を順次形成する。
【０１１３】
基板１０は、ＳｉＯ2を主成分とする透明材質のガラス材で形成することができる。ただし、基板１０は必ずしもこれに限定されるものではなく、透明なプラスチック材または金属材など、多様な材質の基板を用いることができる。
【０１１４】
この基板１０の上面に、補助電極として機能する第１導電層１１を蒸着法により形成する。第１導電層１１は、Ａｇ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｎｄ、Ｉｒ、Ｃｒ、Ｌｉ、Ｃａ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｗ、ＭｏＷ、Ａｌ／Ｃｕから選択される１つ以上の材料を用いて形成することができる。この有機発光ディスプレイ装置では、このように補助電極として機能する第１導電層１１を形成し、コンタクト電極２１ｃを通じて、対向電極４２３と第１導電層１１とを電気的に接続することにより、有機ＥＬ素子１の電気抵抗を低減することができる。
【０１１５】
次に、第１導電層１１の上面に第１絶縁層１２を形成する。第１絶縁層１２は、不純物イオンの拡散や水分・外気の浸透を防止するバリア層および表面を平坦化するためのバッファ層として機能する。第１絶縁層１２は、ＳｉＯ2やＳｉＮx等を気相プロセスにより成膜することで形成することができる。気相プロセスとしては、ＰＥＣＶＤ(plasma enhanced chemical vapor deposition)法、ＡＰＣＶＤ(atmospheric pressure CVD)法、ＬＰＣＶＤ(low pressure CVD)法等を挙げることができる。
【０１１６】
次に、第１絶縁層１２の上面に、半導体層１３を形成し、パターニングすることでＴＦＴの活性層２１３およびストレージキャパシタＣｓｔのキャパシタ下部電極３１３を形成する。具体的には、まず、第１絶縁層１２の上に非晶質シリコンを蒸着した後、これを結晶化することで、多結晶シリコン層を含む半導体層を形成する。非晶質シリコンは、ＲＴＡ(rapid thermal annealing)法、ＳＰＣ(solid phase crystallzation)法、ＥＬＡ(excimer laser annealing)法、ＭＩＣ(metal induced crystallzation)法、ＭＩＬＣ(metal induced lateral crystallzation)法、ＳＬＳ(sequential lateral solidification)法等により結晶化することができる。続いて、図５に示すように、フォトリソグラフィ法等を用いて、半導体層を、ＴＦＴの活性層２１３およびストレージキャパシタＣｓｔのキャパシタ下部電極３１３の平面形状にパターニングする。なお、図５では、活性層２１３とキャパシタ下部電極３１３は分離して形成されているが、両者を一体として形成してもよい。
【０１１７】
次いで、図６に示すように、第１絶縁層１２の上に、活性層２１３およびキャパシタ下部電極３１３を覆うように、第２絶縁層１４、第２導電層１５および第３導電層１６を順次形成する。
【０１１８】
第２絶縁層１４は、ＳｉＮxまたはＳｉＯxなどの無機絶縁材料を、ＰＥＣＶＤ法、ＡＰＣＶＤ法、ＬＰＣＶＤ法等を用いて成膜することにより形成できる。第２絶縁層１４は、ＴＦＴの活性層２１３とゲート電極２１ｇの間に介在してゲート絶縁膜として機能するとともに、キャパシタ上部電極３１５と下部電極３１３との間に介在してストレージキャパシタＣｓｔとして機能する。
【０１１９】
第２導電層１５および第３導電層１６は、Ａｇ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｎｄ、Ｉｒ、Ｃｒ、Ｌｉ、Ｃａ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｗ、ＭｏＷ、Ａｌ／Ｃｕから選択される１つ以上の材料を蒸着することにより形成することができる。また、第２導電層１５および第３導電層１６は、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＺｎＯまたはＩｎ2Ｏ3などの透明材料から選択される１つ以上の材料を用いて形成してもよい。続いて、図７に示すように、フォトリソグラフィ法等を用いて、第２導電層１５および第３導電層１６をゲート電極２１ｇおよびキャパシタ上部電極３１５の平面形状にパターニングする。これにより、第２導電層１５に由来する下部ゲート電極２１５、および、第３導電層１６に由来する上部ゲート電極２１６からなるゲート電極２１ｇと、第２導電層１５に由来するキャパシタ上部電極３１５が形成される。なお、キャパシタ上部電極３１５も、第２導電層１５に由来する層と第３導電層１６に由来する層の２層構成としてもよい。
【０１２０】
次に、ゲート電極２１ｇをマスクとして、活性層２１３のゲート電極２１ｇの両側に対応する領域（エッジ）にｎ型またはｐ型の不純物をドーピングする。これにより、活性層２１３の各エッジにソース領域２１３ａおよびドレイン領域２１３ｂがそれぞれ形成され、これら間にチャンネル領域が形成される。
【０１２１】
次に、図８に示すように、第２絶縁層１４の上に、ゲート電極２１ｇ及びキャパシタ上部電極３１５を覆うように第３絶縁層１７を形成する。
第３絶縁層１７は、スピンコーティング法等の塗布法を用い、ポリイミド、ポリアミド、アクリル樹脂、ベンゾシクロブテンおよびフェノール樹脂から選択される１つ以上の有機絶縁材料を塗布、乾燥することにより形成することができる。第３絶縁層１７は、第２絶縁層１４よりも厚く形成されて、ＴＦＴのゲート電極２１ｇとソース電極２１ｓ、および、ゲート電極２１ｇとドレイン電極２１ｄとの間を絶縁する層間絶縁膜として機能する。ここで、第３絶縁層１７は、有機絶縁材料の代わりに無機絶縁材料を用いて形成してもよいし、有機絶縁材料と無機絶縁材料を交互に成膜することで形成してもよい。
【０１２２】
次に、図９に示すように、フォトリソグラフィ法等を用いて第３絶縁層１７をパターニングし、補助電極１１、ソース領域２１３ａおよびドレイン領域２１３ｂの一部が露出する開口１７ａ、１７ｂ、１７ｃを有する層間絶縁膜２１７を形成する。
【０１２３】
次に、図１０に示すように、層間絶縁膜２１７を覆うように第４導電層１８および第５導電層１９を蒸着法により形成する。第４導電層１８および第５導電層１９に用いる材料については、第２導電層１５および第３導電層１６に用いる材料についての記載を参照することができる。ここで、第４導電層１８は、層間絶縁膜２１７の開口１７ａ、１７ｂ、１７ｃを埋めるように厚く形成する。これにより、開口１７ａ、１７ｂ、１７ｃ内の導電層を通じて、第４導電層１８および第５導電層１９が補助電極１１、ソース領域２１３ａおよびドレイン領域２１３ｂと電気的に接触する。
【０１２４】
次に、図１１に示すように、フォトリソグラフィ法等を用いて第４導電層１８および第５導電層１９をパターニングし、ソース電極２１ｓ、ドレイン電極２１ｄ、コンタクト電極２１ｃおよび画素電極４１ｐをそれぞれ形成する。
【０１２５】
次に、図１２および図１３に示すように、層間絶縁膜２１７の上に画素定義膜４２０を形成する。
まず、図１２に示すように、層間絶縁膜２１７の上に、ソース電極２１ｓ、ドレイン電極２１ｄ、コンタクト電極２１ｃおよび画素電極４１ｐを覆うように第４絶縁層２０を形成する。第４絶縁層２０は、スピンコーティング法等の塗布法を用い、ポリイミド、ポリアミド、アクリル樹脂、ベンゾシクロブテン及びフェノール樹脂から選択される１つ以上の有機絶縁材料を塗布、乾燥することにより形成することができる。第４絶縁層２０の材料には、ＳｉＯ2、ＳｉＮx、Ａｌ2Ｏ3、ＣｕＯx、Ｔｂ4Ｏ7、Ｙ2Ｏ3、Ｎｂ2Ｏ5、Ｐｒ2Ｏ3等から選択される無機絶縁材料を用いてもよい。また、第４絶縁層２０は、有機絶縁材料と無機絶縁材料を交互に成膜した複数層構造で形成してもよい。
【０１２６】
次に、図１３に示すように、フォトリソグラフィ法等を用いて第４絶縁層２０をパターニングし、コンタクト電極２１ｃおよび画素電極４１ｐの一部が露出する開口２０ａ、２０ｂを有する画素定義膜４２０を形成する。ここで、画素定義膜４２０が所定の厚さを持つことにより、画素電極４１ｐのエッジと対向電極４２３との間に一定の間隔を確保される。これにより、画素電極４１ｐのエッジに電界が集中する現象が抑制され、画素電極４１ｐと対向電極４２３との短絡を防止することができる。
【０１２７】
そして、画素定義膜４２０の開口２０ｂに、有機ＥＬ素子の中間層４２２を形成した後、画素定義膜の上面、開口２０ａ、２０ｂの内面および中間層の上面に亘って対向電極４２３を形成することにより図１に示す有機発光ディスプレイ装置が完成する。
【０１２８】
［有機発光ディスプレイ装置の第２実施形態］
図１４は、第２実施形態の有機発光ディスプレイ装置が有する駆動用基板を示す概略断面図である。第２実施形態の有機発光ディスプレイ装置は、この駆動用基板の光発生領域に有機ＥＬの中間層が形成され、その上に第２電極が形成されて構成されている。以下、この駆動用基板について説明する。
図１４に示すように、第２実施形態の有機発光ディスプレイ装置が有する駆動用基板は、金属材料からなる基板１００を有し、この基板１００の上に、光発生領域と、ゲートパッド部（第１パッド部）およびデータパッド部（第２パッド部）が形成されている。
【０１２９】
光発生領域には、少なくとも一つの薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）が形成されている。ＴＦＴは、ゲート電極１０２と、ゲート電極１０２を覆うゲート絶縁膜１１０と、ゲート電極１０２と対応してゲート絶縁膜１１０上に配置された半導体パターン１０４と、半導体パターン１０４上の一定領域に配置されたソース電極１０６およびドレイン電極１０８から構成されている。ここで、半導体パターン１０４は、不純物がドーピングされた非晶質シリコンパターンからなる活性層１０４ａと、不純物がドーピングされた非晶質シリコンパターンからなるオーミックコンタクト層１０４ｂとを有している。このうちオーミックコンタクト層１０４ｂは、活性層１０４ａとソース電極１０６との間、および、活性層１０４ａとドレイン電極１０８との間に各々配置されている。
【０１３０】
基板１００の上には、ＴＦＴを覆うように保護層１２０が形成されている。保護層１２０は、シリコン酸化物、シリコン窒化物等の無機絶縁材料から構成されている。保護層１２０上面のＴＦＴに対応する領域には、第１導電パターン１２２および第２導電パターン１２４が形成されている。また、保護層１２０には、ドレイン電極１０８の一部を露出させる第２コンタクトホール（Ｈ２）が形成されている。これにより、第１導電パターン１２２は、第２コンタクトホール（Ｈ２）を経由してドレイン電極１０８と電気的に接続されている。
【０１３１】
ゲートパッド部は、ゲート電極１０２と同一金属で形成されたゲートパッド下部電極１０２ａと、ゲートパッド下部電極１０２ａ上に形成されたゲート絶縁膜１１０と、ゲート絶縁膜１１０上に形成された保護層１２０と、ゲートパッド下部電極１０２ａと対応するように保護層１２０上に形成された第１ゲートパッド上部電極１２２ａおよび第２ゲートパッド上部電極１２４ａとを有している。ゲートパッド部の保護層１２０及びゲート絶縁膜１１０には、ゲートパッド下部電極１０２ａの一部を露出させる第１コンタクトホール（Ｈ１）が形成されている。第１ゲートパッド上部電極１２２ａは、第１コンタクトホール（Ｈ１）を経由してゲートパッド下部電極１０２ａと電気的に接続されている。
【０１３２】
データパッド部は、基板１００上に形成されたゲート絶縁膜１１０と、ゲート絶縁膜１１０上に、ＴＦＴのソース電極１０６およびドレイン電極１０８と同一金属で形成されたデータパッド下部電極１０６ａと、データパッド下部電極１０６ａ上に形成された保護層１２０と、データパッド下部電極１０６ａと対応するように保護層１２０上に形成された第１データパッド上部電極１２２ｂおよび第２データパッド上部電極１２４ｂとを有している。データパッド部の保護層１２０には、データパッド下部電極１０６ａの一部を露出させる第３コンタクトホール（Ｈ３）が形成されている。データパッド上部電極１２２ｂは、第３コンタクトホール（Ｈ３）を経由してデータパッド下部電極１０２ｂと電気的に接続されている。第１ゲートパッド上部電極１２２ａ、第１データパッド上部電極１２２ｂ及び第１導電パターン１２２は、互いに同一の材質から形成されている。第２ゲートパッド上部電極１２４ａ、第２データパッド上部電極１２４ｂ及び第２導電パターン１２４は、互いに同一の材質から形成されている。
【０１３３】
ＴＦＴとゲートパッド部及びデータパッド部が形成された基板１００の全面には、平坦化層１３０が形成されている。平坦化層１３０は、ポリイミド、ポリアクリルのような有機物質から形成されている。平坦化層１３０は、平坦な上面を有し、ＴＦＴとゲート及びデータパッド部とによって形成された段差を解消するバッファ層として機能する。
【０１３４】
平坦化層１３０が形成されて光発生領域と対応した基板１００上に、第２導電パターン１２４と電気的に接続された陰極１４０が形成され、陰極１４０が形成された基板１００上に、陰極１４０の一部を露出させるバンクパターン１５０が形成される。バンクパターン１５０は、ポリイミド等の感光性絶縁物質を蒸着する工程、フォトグラフィーによって絶縁物質をパターニングする工程を経て、カソード電極１４０を取り囲むように形成される。
この駆動用基板は、陰極１４０の上に、有機ＥＬ素子の中間層が形成され、その上に陽極が形成されることで有機発光ディスプレイ装置を構成する。ここで陰極１４０は、有機ＥＬ素子の第１電極に相当し、陽極は有機ＥＬ素子の第２電極に相当する。また、陰極１４０を陽極に変更し、陽極を陰極に変更して、有機発光ディスプレイ装置を構成してもよい。
【実施例】
【０１３５】
以下に合成例および実施例を挙げて本発明の特徴をさらに具体的に説明する。以下に示す材料、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す具体例により限定的に解釈されるべきものではない。なお、発光特性の評価は、ソースメータ（ケースレー社製：２４００シリーズ）、半導体パラメータ・アナライザ（アジレント・テクノロジー社製：Ｅ５２７３Ａ）、光パワーメータ測定装置（ニューポート社製：１９３０Ｃ）、光学分光器（オーシャンオプティクス社製：ＵＳＢ２０００）、分光放射計（トプコン社製：ＳＲ−３）およびストリークカメラ（浜松ホトニクス（株）製Ｃ４３３４型）を用いて行った。
【０１３６】
（実施例１）  有機ＥＬ素子１の作製
有機ＥＬ素子１を以下の手順で作製する。ここで、ＩＴＯからなる陽極の成膜はスパッタ法により行い、その他の各薄膜の成膜は真空蒸着法により行う。また、真空蒸着装置の真空度は４×１０-4Ｐａとする。
まず、基板上に、メタルマスクを介して、アルミニウムを１５０ｎｍの厚さに蒸着して陽極を形成する。次に、ＨＡＴ−ＣＮを１０ｎｍの厚さに蒸着して正孔注入層を形成する。続いて、Ｔｒｉｓ−ＰＣｚを２５ｎｍの厚さに蒸着して第１のホール輸送層を形成し、その上に、ｍＣＢＰを５ｎｍの厚さに蒸着して第２のホール輸送層を形成する。次に、ｍＣＢＰと４ＣｚＩＰＮを異なる蒸着源から共蒸着し、３０ｎｍの厚さの発光層を形成する。ここで、ｍＣＢＰはホスト、４ＣｚＩＰＮはドーパントであり、ｍＣＢＰ：４ＣｚＩＰＮ（重量比）は８０：２０である。次に、Ｔ２Ｔを１０ｎｍの厚さに蒸着して第１の電子輸送層を形成し、その上に、ＢＰｙＴＰ２を４０ｎｍの厚さに蒸着して第２の電子輸送層を形成する。次に、Ｌｉｑを１ｎｍの厚さに蒸着して電子注入層を形成し、その上に、メタルマスクを介して、マグネシウムと銀を共蒸着し、１０ｎｍの厚さの電子注入電極を形成する。このとき、電子注入電極におけるマグネシウム：銀（重量比）は１０：１とする。さらに、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）をスパッタ法により１００ｎｍの厚さに形成して陰極を得る。最後に、陰極の上に、紫外線硬化型接着剤を用いて透光性ガラス基板を貼り付けて封止し、トップエミッション型の有機ＥＬ素子１を作製する。
【０１３７】
（実施例２）  有機ＥＬ素子２の作製
発光層を形成する際、４ＣｚＩＰＮの代わりに４ＣｚＩＰＮ−Ｍｅをドーパントとして用いること以外は、実施例１と同様にしてトップエミッション型の有機ＥＬ素子を作製する。
【０１３８】
（実施例３）  有機ＥＬ素子３の作製
発光層を形成する際、４ＣｚＩＰＮの代わりに４ＣｚＴＰＮをドーパントとして用いること以外は、実施例１と同様にしてトップエミッション型の有機ＥＬ素子を作製する。
【０１３９】
（実施例４）  有機ＥＬ素子４の作製
発光層を形成する際、４ＣｚＩＰＮの代わりに２ＣｚＰＮをドーパントとして用いること以外は、実施例１と同様にしてトップエミッション型の有機ＥＬ素子を作製する。
【０１４０】
（実施例５）  有機ＥＬ素子５の作製
発光層を形成する際、ｍＣＢＰと４ＣｚＩＰＮを共蒸着する代わりに、ｍＣＢＰと４ＣｚＩＰＮ−ＭｅとＤＢＰを共蒸着して発光層を形成すること以外は、実施例１と同様にしてトップエミッション型の有機ＥＬ素子を作製する。ここで、ｍＣＢＰはホスト、４ＣｚＩＰＮ−Ｍｅはアシストドーパント、ＤＢＰはドーパントであり、ｍＣＢＰ：４ＣｚＩＰＮ−Ｍｅ：ＤＢＰ（重量比）は７９：２０：１である。
【０１４１】
（実施例６）  有機ＥＬ素子６の作製
発光層を形成する際、ｍＣＢＰと４ＣｚＩＰＮを共蒸着する代わりに、ｍＣＢＰと４ＣｚＴＰＮとＤＢＰを共蒸着して発光層を形成すること以外は、実施例１と同様にしてトップエミッション型の有機ＥＬ素子を作製する。ここで、ｍＣＢＰはホスト、４ＣｚＴＰＮはアシストドーパント、ＤＢＰはドーパントであり、ｍＣＢＰ：４ＣｚＴＰＮ：ＤＢＰ（重量比）は７９：２０：１である。
【０１４２】
有機ＥＬ素子１〜６の発光層の組成、並びに、１０００ｃｄ／ｍ2で測定される外部量子効率および発光寿命を表７に示す。発光寿命は、初期輝度１０００ｃｄ／ｍ2で連続駆動したときに、輝度が初期輝度の９５％（９５０ｃｄ／ｍ2）になるまでの時間で評価する。
【０１４３】
【表１１】
2018200995.tif 000069
【０１４４】
実施例１〜６で作製する各有機ＥＬ素子は、いずれも高い発光効率と長い発光寿命を有している。
【０１４５】
【化３７】
2018200995.tif 000070
【０１４６】
上記実施例１において用いた４ＣｚＩＰＮの代わりに、上記一般式（１）で表される化合物２〜３００、３０２〜３０５、３０７〜５２２、５２４〜１１１２をそれぞれ用いて、実施例１と同じ方法により製造した有機エレクトロルミネッセンス素子を、素子２Ａ〜３００Ａ、３０２Ａ〜３０５Ａ、３０７Ａ〜５２２Ａ、５２４Ａ〜１１１２Ａとしてここに開示する。
上記実施例１において用いたＨＡＴ−ＣＮの代わりに、正孔注入材料として用いることができるものとして上記したＨＡＴ−ＣＮを除く８個の化合物をそれぞれ用いて、実施例１と同じ方法により製造した有機エレクトロルミネッセンス素子を、素子１Ｂ〜８Ｂとしてここに開示する。
上記実施例１において用いたＴｒｉｓ−ＰＣｚの代わりに、正孔輸送材料として用いることができるものとして上記したＴｒｉｓ−ＰＣｚを除く３６個の化合物をそれぞれ用いて、実施例１と同じ方法により製造した有機エレクトロルミネッセンス素子を、素子１Ｃ〜３６Ｃとしてここに開示する。
上記実施例１において用いた第２のホール輸送層として用いたｍＣＢＰの代わりに、電子阻止材料として用いることができるものとして上記したｍＣＢＰを除く５個の化合物をそれぞれ用いて、実施例１と同じ方法により製造した有機エレクトロルミネッセンス素子を、素子１Ｄ〜５Ｄとしてここに開示する。
上記実施例１において用いた発光層のｍＣＢＰの代わりに、ホスト材料として用いることができるものとして上記したｍＣＢＰを除く４１個の化合物をそれぞれ用いて、実施例１と同じ方法により製造した有機エレクトロルミネッセンス素子を、素子１Ｅ〜４１Ｅとしてここに開示する。
上記実施例１において用いたＴ２Ｔの代わりに、正孔阻止材料として用いることができるものとして上記したＴ２Ｔ以外の１０個の化合物をそれぞれ用いて、実施例１と同じ方法により製造した有機エレクトロルミネッセンス素子を、素子１Ｆ〜１０Ｆとしてここに開示する。
上記実施例１において用いたＢＰｙＴＰ２の代わりに、電子輸送材料として用いることができるものとして上記したＢＰｙＴＰ２を除く３３個の化合物をそれぞれ用いて、実施例１と同じ方法により製造した有機エレクトロルミネッセンス素子を、素子１Ｇ〜３３Ｇとしてここに開示する。
上記実施例１において用いたＬｉｑの代わりに、電子注入材料として用いることができるものとして上記したＬｉｑを除く５個の化合物をそれぞれ用いて、実施例１と同じ方法により製造した有機エレクトロルミネッセンス素子を、素子１Ｈ〜５Ｈとしてここに開示する。
【０１４７】
上記実施例６において用いた４ＣｚＩＰＮの代わりに、上記一般式（１）で表される化合物２〜３００、３０２〜３０５、３０７〜５２２、５２４〜１１１２をそれぞれ用いて、実施例１と同じ方法により製造した有機エレクトロルミネッセンス素子を、素子２ａ〜３００ａ、３０２ａ〜３０５ａ、３０７ａ〜５２２ａ、５２４ａ〜１１１２ａとしてここに開示する。
上記実施例６において用いたＨＡＴ−ＣＮの代わりに、正孔注入材料として用いることができるものとして上記したＨＡＴ−ＣＮを除く８個の化合物をそれぞれ用いて、実施例１と同じ方法により製造した有機エレクトロルミネッセンス素子を、素子１ｂ〜８ｂとしてここに開示する。
上記実施例６において用いたＴｒｉｓ−ＰＣｚの代わりに、正孔輸送材料として用いることができるものとして上記したＴｒｉｓ−ＰＣｚを除く３６個の化合物をそれぞれ用いて、実施例１と同じ方法により製造した有機エレクトロルミネッセンス素子を、素子１ｃ〜３６ｃとしてここに開示する。
上記実施例６において用いた第２のホール輸送層として用いたｍＣＢＰの代わりに、電子阻止材料として用いることができるものとして上記したｍＣＢＰを除く５個の化合物をそれぞれ用いて、実施例１と同じ方法により製造した有機エレクトロルミネッセンス素子を、素子１ｄ〜５ｄとしてここに開示する。
上記実施例６において用いた発光層のｍＣＢＰの代わりに、ホスト材料として用いることができるものとして上記したｍＣＢＰを除く４１個の化合物をそれぞれ用いて、実施例１と同じ方法により製造した有機エレクトロルミネッセンス素子を、素子１ｅ〜４１ｅとしてここに開示する。
上記実施例６において用いたＴ２Ｔの代わりに、正孔阻止材料として用いることができるものとして上記したＴ２Ｔ以外の１０個の化合物をそれぞれ用いて、実施例１と同じ方法により製造した有機エレクトロルミネッセンス素子を、素子１ｆ〜１０ｆとしてここに開示する。
上記実施例６において用いたＢＰｙＴＰ２の代わりに、電子輸送材料として用いることができるものとして上記したＢＰｙＴＰ２を除く３３個の化合物をそれぞれ用いて、実施例１と同じ方法により製造した有機エレクトロルミネッセンス素子を、素子１ｇ〜３３ｇとしてここに開示する。
上記実施例６において用いたＬｉｑの代わりに、電子注入材料として用いることができるものとして上記したＬｉｑを除く５個の化合物をそれぞれ用いて、実施例１と同じ方法により製造した有機エレクトロルミネッセンス素子を、素子１ｈ〜５ｈとしてここに開示する。
【化３８】
2018200995.tif 000071
【産業上の利用可能性】
【０１４８】
本発明のトップエミッション方式の有機ＥＬ素子は、発光効率が高く、素子寿命が長いため、高い実用性を有する。このため、本発明は産業上の利用可能性が高い。
【符号の説明】
【０１４９】
１    基板
２ａ  陽極（第１電極）
２ｂ  陰極（第１電極）
３    正孔注入層
４    正孔輸送層
５    有機発光層
６    電子輸送層
７    電子注入層
８    透明保護層
９    透明導電層（第２電極）
１０  基板
１１  補助電極
１２  第１絶縁層
２１ｇ  ゲート電極
２１ｓ  ソース電極
２１ｄ  ドレイン電極
２１ｃ  コンタクト電極
２１７  層間絶縁膜
４２０  画素定義膜
４１ｐ  画素電極
４２２  中間層
４２３  対向電極
１００  基板
１０２  ゲート電極
１０２ａ  ゲートパッド下部電極
１０４  半導体パターン
１０４ａ  活性層
１０４ｂ  オーミックコンタクト層
１０６  ソース電極
１０８  ドレーン電極
１１０  ゲート絶縁膜
１２０  保護層
１２２  第１導電パターン
１２２ａ  第１ゲートパッド上部電極
１２４  第２導電パターン
１２４ａ  第２ゲートパッド上部電極
１２４ｂ  第２データパッド上部電極
１３０  平坦化層
１４０  陰極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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