(57)【要約】      （修正有）【課題】高輝度で外部量子効率が高く、寿命の長い逆構造の有機ＥＬ素子を提供する。【解決手段】基板上に、陰極と発光層と陽極とがこの順に設けられ、発光層が、ゲスト材料とホスト材料を含み、ホスト材料が一般式（１）で表わされる化合物である有機ＥＬ素子。環Ａは、隣接環と任意の位置で縮合する式（１ａ）で表される芳香環。環Ｂは、隣接環と任意の位置で縮合する式（１ｂ−１）（１ｂ−２）（１ｂ−３）のいずれかで表される環構造。式（１）中のｎは１以上４以下の整数。2018206889.tif 000023【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、陰極と発光層と陽極とがこの順に設けられ、
前記発光層が、ゲスト材料とホスト材料を含み、
前記ホスト材料が下記一般式（１）で表わされる化合物であ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】
2018206889.tif 000021
（式（１）中の環Ａは、隣接環と任意の位置で縮合する式（１ａ）で表される芳香環を表す。式（１）中の環Ｂは、隣接環と任意の位置で縮合する式（１ｂ−１）（１ｂ−２）（１ｂ−３）のいずれかで表される環構造を表す。式（１）中のＡｒは、芳香族炭化水素基又は芳香族複素環基を示す。式（１）（１ａ）（１ｂ−１）中のＲは、独立に水素、又は炭素数１−１０のアルキル基、炭素数１−１０のアルコキシ基、炭素数１−１０のアルキルチオ基、炭素数１−１０のアルキルアミノ基、炭素数２−１０のアシル基、炭素数７−２０のアラルキル基、置換若しくは未置換の炭素数６−３０の芳香族炭化水素基、及び置換若しくは未置換の炭素数３−３０の芳香族６員複素環基からなる群から選択される１価の置換基であり、隣接する置換基が一体となって環を形成してもよい。式（１）中のｎは１以上４以下の整数を示す。）
【請求項２】
前記ゲスト材料が、燐光性化合物であることを特徴とする請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項３】
前記式（１）中のｎが１であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項４】
前記式（１）中のＡｒが芳香族複素環基であることを特徴とする請求項１〜請求項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】
前記式（１）中のＡｒが下記一般式（２）で示される芳香族複素環基であることを特徴とする請求項４に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化２】
2018206889.tif 000022
（式（２）中、Ｘは独立にＮ、Ｃ−Ｈ又はＣ−Ａｒ１を示し、少なくとも１つはＮである。Ａｒ１は独立に芳香族炭化水素基又は芳香族複素環基を示す。ＸがＣ−Ａｒ１を含む場合、Ａｒ１とＸを含む環とで一辺を共有する縮合環を形成してもよい。）
【請求項６】
前記式（１）および前記式（１ａ）中のＲが水素であり、前記式（１ｂ−１）中のＲがメチル基であることを特徴とする請求項１〜請求項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】
前記陰極と前記発光層との間に金属酸化物からなる電子注入層を有することを特徴とする請求項１〜請求項６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〜請求項７のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を含むことを特徴とする表示装置。
【請求項９】
請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を含むことを特徴とする照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、エレクトロルミネッセンス（電界発光）を「ＥＬ」と記す場合がある。）、表示装置、照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ素子は、薄く、柔軟でフレキシブルである。また、有機ＥＬ素子を用いた表示装置は、現在主流となっている液晶表示装置およびプラズマ表示装置と比較して、高輝度で高精細な表示が可能である。また、有機ＥＬ素子を用いた表示装置は、液晶表示装置と比べて視野角が広い。これらのことから、有機ＥＬ素子は、テレビや携帯電話のディスプレイ等としての利用の拡大や、照明装置としての利用が期待されている。
【０００３】
有機ＥＬ素子は、陰極と陽極との間に、発光層を含む複数の層が積層された構造を有する。従来、有機ＥＬ素子の各層に適した材料について、研究開発が行われている。
発光層の材料としては、燐光性化合物を用いることが報告されている（例えば、非特許文献１参照）。通常、発光層の材料として燐光性化合物を用いる場合、ホスト材料中にゲスト材料として燐光性化合物を分散させて用いる。例えば、有機材料であるＣＢＰや金属錯体であるＢｅｐｐ２に、燐光性化合物であるＩｒ（ｐｐｙ）３を分散させた発光層を有する有機ＥＬ素子がある（例えば、非特許文献２および非特許文献３参照）。
【０００４】
また、下記一般式（１１）で示される化合物からなる有機発光材料を含む発光層を有する有機発光素子が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【化１】
2018206889.tif 000002
【０００６】
（ここで、環Ａは隣接環と任意の位置で縮合する式（１１ａ）で表される芳香環を表し、環Ｂは隣接環と任意の位置で縮合する式（１１ｂ）で表される複素環を表す。式（１１）、（１１ｂ）中のＡｒは、独立に芳香族炭化水素基又は芳香族複素環基を示す。式（１１）、（１１ａ）中のＲは、独立に水素、又は炭素数１−１０のアルキル基、炭素数１−１０のアルコキシ基、炭素数１−１０のアルキルチオ基、炭素数１−１０のアルキルアミノ基、炭素数２−１０のアシル基、炭素数７−２０のアラルキル基、置換若しくは未置換の炭素数６−３０の芳香族炭化水素基、及び置換若しくは未置換の炭素数３−３０の芳香族６員複素環基からなる群れから選択される１価の置換基であり、隣接する置換基が一体となって環を形成してもよい。ｎは１以上４以下の整数を示す。）
【０００７】
有機ＥＬ素子としては、有機ＥＬ素子を構成する各層が全て有機物からなるものの他、有機ＥＬ素子を構成する層の一部が無機物からなる有機無機ハイブリッド型のもの（Ｈｙｂｒｉｄ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ  ＬＥＤ：ＨＯＩＬＥＤ）が研究されている。
有機無機ハイブリッド型の有機ＥＬ素子において、発光層に燐光性化合物を用いたものとしては、ポリビニルカルバゾールポリマーにドーパントとしてイリジウム化合物を添加したものを金属酸化物層の上に積層した構造を有するもの（例えば、非特許文献４参照）や、ポリ（９，９−ジオクチルフルオレニル−２，７−ジイル）とイリジウム化合物とを含む発光層を有するもの（例えば、非特許文献５参照）がある。
【０００８】
また、有機ＥＬ素子としては、基板と発光層との間に陽極が配置された順構造のものと、基板と発光層との間に陰極が配置された逆構造のものとがある。逆構造の有機ＥＬ素子では、基板上に発光層を形成する前に、電子注入層を形成できる。したがって、例えば、スパッタ法を用いて無機酸化物等の電子注入層を形成しても発光層が損傷を受けることがなく、上記ハイブリッド型の有機ＥＬ素子を作製する場合に好ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第５１２４７８５号公報
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】ウ  シク  ジェオン（Ｗｏｏ  Ｓｉｋ  Ｊｅｏｎ）外５名「オーガニック  エレクトロニクス（Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ）」、第１０巻、２００９年、ｐ２４０−２４６
【非特許文献２】タエ  ジン  パク（Ｔａｅ  Ｊｉｎ  Ｐａｒｋ）外７名「アプライド  フィジクス  レターズ（Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  Ｌｅｔｔｅｒｓ）」、第９２巻、２００８年、ｐ１１３３０８
【非特許文献３】ウ  シク  ジェオン（Ｗｏｏ  Ｓｉｋ  Ｊｅｏｎ）外６名「アプライド  フィジクス  レターズ（Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  Ｌｅｔｔｅｒｓ）」、第９２巻、２００８年、ｐ１１３３１１
【非特許文献４】ヘンク  Ｊ．ボリンク（Ｈｅｎｋ  Ｊ．Ｂｏｌｉｎｋ）外３名「アドバンスト  マテリアルズ（Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ）」、２０１０年、第２２巻、ｐ２１９８−２２０１
【非特許文献５】ヘンク  Ｊ．ボリンク（Ｈｅｎｋ  Ｊ．Ｂｏｌｉｎｋ）外２名「ケミストリー  オブ  マテリアルズ（Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ｏｆ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ）」、２００９年、第２１巻、ｐ４３９−４４１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、従来の逆構造の有機ＥＬ素子は、陰極から発光層への電子注入性が不十分であるため、輝度および外部量子効率が低く、寿命の短いものであった。
本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、高輝度で外部量子効率が高く、寿命の長い逆構造の有機ＥＬ素子、この有機ＥＬ素子を備えた表示装置および照明装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者は、上記課題を解決するために、鋭意検討を重ねた。その結果、基板と発光層との間に陰極が配置された逆構造の有機ＥＬ素子において、発光層を、ゲスト材料と、下記一般式（１）で示される化合物からなるホスト材料とを含むものとすればよいことを見出し、本発明を想到した。
【００１３】
すなわち、本発明は、以下の発明に関わる。
〔１〕  基板上に、陰極と発光層と陽極とがこの順に設けられ、
前記発光層が、ゲスト材料とホスト材料を含み、
前記ホスト材料が下記一般式（１）で表わされる化合物であ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。
【００１４】
【化２】
2018206889.tif 000003
【００１５】
（式（１）中の環Ａは、隣接環と任意の位置で縮合する式（１ａ）で表される芳香環を表す。式（１）中の環Ｂは、隣接環と任意の位置で縮合する式（１ｂ−１）（１ｂ−２）（１ｂ−３）のいずれかで表される環構造を表す。式（１）中のＡｒは、芳香族炭化水素基又は芳香族複素環基を示す。式（１）（１ａ）（１ｂ−１）中のＲは、独立に水素、又は炭素数１−１０のアルキル基、炭素数１−１０のアルコキシ基、炭素数１−１０のアルキルチオ基、炭素数１−１０のアルキルアミノ基、炭素数２−１０のアシル基、炭素数７−２０のアラルキル基、置換若しくは未置換の炭素数６−３０の芳香族炭化水素基、及び置換若しくは未置換の炭素数３−３０の芳香族６員複素環基からなる群から選択される１価の置換基であり、隣接する置換基が一体となって環を形成してもよい。式（１）中のｎは１以上４以下の整数を示す。）
【００１６】
〔２〕  前記ゲスト材料が、燐光性化合物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。
〔３〕  前記式（１）中のｎが１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〕  前記式（１）中のＡｒが芳香族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。
【００１７】
〔５〕  前記式（１）中のＡｒが下記一般式（２）で示される芳香族複素環基であることを特徴とする〔４〕に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００１８】
【化３】
2018206889.tif 000004
【００１９】
（式（２）中、Ｘは独立にＮ、Ｃ−Ｈ又はＣ−Ａｒ１を示し、少なくとも１つはＮである。Ａｒ１は独立に芳香族炭化水素基又は芳香族複素環基を示す。ＸがＣ−Ａｒ１を含む場合、Ａｒ１とＸを含む環とで一辺を共有する縮合環を形成してもよい。）
【００２０】
〔６〕  前記式（１）および前記式（１ａ）中のＲが水素であり、前記式（１ｂ−１）中のＲがメチル基であることを特徴とする〔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〕  前記陰極と前記発光層との間に金属酸化物からなる電子注入層を有することを特徴とする〔１〕〜〔６〕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。
【００２１】
〔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含む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含むことを特徴とする照明装置。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の有機ＥＬ素子は、基板上に、陰極と発光層と陽極とがこの順に設けられた逆構造のものであり、発光層が、ゲスト材料と一般式（１）で表わされる化合物であるホスト材料とを含む。このため、本発明の有機ＥＬ素子は、陰極から発光層への電子注入性が良好であり、高輝度で外部量子効率が高く、長寿命である。
本発明の表示装置および照明装置は、本発明の有機ＥＬ素子を含むものであり、有機ＥＬ素子が高輝度で外部量子効率が高く、長寿命であるため優れた性能を有する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本実施形態の有機ＥＬ素子の一例を説明するための断面模式図である。
【図２】比較例の有機ＥＬ素子を説明するための断面模式図である。
【図３】ホスト材料に使用したＨｏｓｔ−ＣおよびＨｏｓｔ−Ｏにおける経過時間と発光強度との関係を示したグラフである。
【図４】逆構造の有機ＥＬ素子における電圧と輝度との関係を示したグラフである。
【図５】逆構造の有機ＥＬ素子における電流密度と外部量子効率との関係を示したグラフである。
【図６】順構造の有機ＥＬ素子における電圧と輝度との関係を示したグラフである。
【図７】順構造の有機ＥＬ素子における電流密度と外部量子効率との関係を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明者は、上記課題を解決するために、基板上に、陰極と発光層と陽極とがこの順に設けられた逆構造の有機ＥＬ素子の発光層に用いるホスト材料に着目し、鋭意検討した。その結果、逆構造の有機ＥＬ素子では、発光層にゲスト材料とともに含まれるホスト材料の正孔輸送性に寄与するドナー性が強すぎると、陰極から発光層への電子注入性が十分に得られないことが分かった。これは、ホスト材料のドナー性が強すぎると、ホスト材料の最高占有軌道（ＨＯＭＯ）および最低非占有軌道（ＬＵＭＯ）のエネルギー準位が浅くなるためである。
【００２５】
そこで、本発明者は、ホスト材料のＨＯＭＯおよびＬＵＭＯのエネルギー準位に着目して鋭意検討を重ねた。その結果、ホスト材料として、ＨＯＭＯおよびＬＵＭＯのエネルギー準位が深い一般式（１）で示される化合物を用いることで、陰極から発光層への電子注入性が良好となり、高輝度で外部量子効率が高く、長寿命の逆構造の有機ＥＬ素子が得られることを確認し、本発明を想到した。
【００２６】
以下、本発明の有機ＥＬ素子、表示装置、照明装置について、図面を用いて詳細に説明する。
［有機ＥＬ素子］
図１は、本実施形態の有機ＥＬ素子の一例を説明するための断面模式図である。図１に示す本実施形態の有機ＥＬ素子１０は、基板１上に、陰極２と発光層６と陽極９とがこの順に設けられた逆構造の有機ＥＬ素子１０である。
【００２７】
本実施形態の有機ＥＬ素子１０は、陰極２と陽極９との間に、電子注入層３と、バッファ層４と、電子輸送層５と、発光層６と、正孔輸送層７と、正孔注入層８とがこの順に積層された積層構造を有する。本実施形態の有機ＥＬ素子１０は、電子注入層３として無機材料である金属酸化物膜が設けられた逆構造の有機−無機ハイブリッド有機ＥＬ素子である。
図１に示す有機ＥＬ素子１０は、基板１と反対側に光を取り出すトップエミッション型であってもよいし、基板２側に光を取り出すボトムエミッション型であってもよい。
【００２８】
「基板」
基板１の材料としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリプロピレン、シクロオレフィンポリマー、ポリアミド、ポリエーテルサルフォン、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリアリレートのような樹脂材料や、石英ガラス、ソーダガラスのようなガラス材料等が挙げられ、これらの１種又は２種以上を用いることができる。
【００２９】
図１に示す有機ＥＬ素子１０がトップエミッション型である場合、基板１の材料として、透明材料だけでなく不透明材料も用いることができる。具体的には、図１に示す有機ＥＬ素子１０がトップエミッション型である場合、基板１として、例えば、アルミナ等のセラミックス材料からなる基板、ステンレス鋼などの金属からなる基板の表面に酸化膜（絶縁膜）を形成したもの、樹脂材料からなる基板等も用いることができる。
【００３０】
基板１の平均厚さは、０．１〜３０ｍｍであることが好ましく、より好ましくは、０．１〜１０ｍｍである。基板１の平均厚さは、デジタルマルチメーターおよび／またはノギスにより測定できる。
【００３１】
「陰極」
陰極２としては、ＩＴＯ（インジウム酸化錫）、ＩＺＯ（インジウム酸化亜鉛）、ＦＴＯ（フッ素酸化錫）、Ｉｎ３Ｏ３、ＳｎＯ２、Ｓｂ含有ＳｎＯ２、Ａｌ含有ＺｎＯ等の酸化物等からなる膜を用いることができる。上記の中でも、陰極２として、ＩＴＯ膜、ＩＺＯ膜、ＦＴＯ膜のいずれかを用いることが好ましい。
有機ＥＬ素子１０がトップエミッション型である場合、陰極２の材料として、透明材料だけでなく、金属などからなる不透明材料も用いることができ、反射性の材料を用いてもよい。
【００３２】
陰極２の平均厚さは、特に制限されないが、１０〜５００ｎｍであることが好ましく、より好ましくは、１００〜２００ｎｍである。陰極２の平均厚さは、触針式段差計、分光エリプソメトリーにより測定できる。
【００３３】
「電子注入層」
電子注入層３は、陰極２と発光層６との間に設けられている。電子注入層３は、金属酸化物からなるものであることが好ましい。電子注入層３の用いられる金属酸化物としては、特に制限されないが、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化タングステン（ＷＯ３）、酸化二オブ（Ｎｂ２Ｏ５）、酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）、酸化錫（ＳｎＯ２）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）等の１種又は２種以上を用いることができる。
【００３４】
図１に示す有機ＥＬ素子１０は、逆構造の有機ＥＬ素子１０であるので、基板１上に発光層６を形成する前に、電子注入層３を形成できる。したがって、例えば、スパッタ法を用いて電子注入層３を形成しても、電子注入層３よりも後に形成される発光層６を含む各層が損傷を受けることがなく、好ましい。
【００３５】
電子注入層３の平均厚さは、特に限定されないが、１〜１０００ｎｍであることが好ましく、より好ましくは、２〜１００ｎｍである。電子注入層３の平均厚さは、触針式段差計、分光エリプソメトリーにより測定できる。
【００３６】
本実施形態の有機ＥＬ素子１０においては、陰極２から発光層６への電子注入性を向上させるために、アルカリ金属からなる電子注入層３を設けてもよい。アルカリ金属からなる電子注入層３は、電子注入性に優れる。しかし、アルカリ金属は、酸化しやすい材料であるため、大気中の酸素や水分などに触れると容易に変質する。本実施形態の有機ＥＬ素子１０では、アルカリ金属からなる電子注入層３を設けなくても、良好な電子注入性が得られる。このため、本実施形態では、有機ＥＬ素子１０の材料として、アルカリ金属を使用しないことが好ましい。アルカリ金属を含まない有機ＥＬ素子とすることで、アルカリ金属を含む有機ＥＬ素子と比較して、大気安定性が良好で寿命の長いものとなる。
【００３７】
「バッファ層」
バッファ層４は、電子注入層３と発光層６との間に設けられている。バッファ層４の材料としては、電子輸送性を有する化合物全般を用いることができる。バッファ層４の材料としては、ポリエチレンイミン等、電子注入を促進可能な材料であることが好ましい。
【００３８】
バッファ層４の材料としては、例えば、トランス型ポリアセチレン、シス型ポリアセチレン、ポリ（ジ−フェニルアセチレン）（ＰＤＰＡ）、ポリ（アルキル，フェニルアセチレン）（ＰＡＰＡ）のようなポリアセチレン系化合物；ポリ（パラ−フェンビニレン）（ＰＰＶ）、ポリ（２，５−ジアルコキシ−パラ−フェニレンビニレン）（ＲＯ−ＰＰＶ）、シアノ−置換−ポリ（パラ−フェンビニレン）（ＣＮ−ＰＰＶ）、ポリ（２−ジメチルオクチルシリル−パラ−フェニレンビニレン）（ＤＭＯＳ−ＰＰＶ）、ポリ（２−メトキシ，５−（２’−エチルヘキソキシ）−パラ−フェニレンビニレン）（ＭＥＨ−ＰＰＶ）のようなポリパラフェニレンビニレン系化合物；ポリ（３−アルキルチオフェン）（ＰＡＴ）、ポリ（オキシプロピレン）トリオール（ＰＯＰＴ）のようなポリチオフェン系化合物；ポリ（９，９−ジオクチルフルオレンのようなポリ（９，９−ジアルキルフルオレン）（ＰＤＡＦ）、ポリ（ジオクチルフルオレン−アルト−ベンゾチアジアゾール）（Ｆ８ＢＴ）、α，ω−ビス［Ｎ，Ｎ’−ジ（メチルフェニル）アミノフェニル］−ポリ［９，９−ビス（２−エチルヘキシル）フルオレン−２，７−ジル］（ＰＦ２／６ａｍ４）、ポリ（９，９−ジオクチル−２，７−ジビニレンフルオレニル−オルト−コ（アントラセン−９，１０−ジイル）のようなポリフルオレン系化合物；ポリ（パラ−フェニレン）（ＰＰＰ）、ポリ（１，５−ジアルコキシ−パラ−フェニレン）（ＲＯ−ＰＰＰ）のようなポリパラフェニレン系化合物；ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）（ＰＶＫ）のようなポリカルバゾール系化合物；ポリ（メチルフェニルシラン）（ＰＭＰＳ）、ポリ（ナフチルフェニルシラン）（ＰＮＰＳ）、ポリ（ビフェニリルフェニルシラン）（ＰＢＰＳ）のようなポリシラン系化合物や、ホウ素含有化合物等が挙げられる。バッファ層４の材料として、上記の材料から選ばれる１種を用いてもよいし、２種以上を用いてもよい。
【００３９】
バッファ層４は、還元剤を含むものであってもよい。バッファ層４に含まれる還元剤は、ｎ−ドーパントとして働く。このため、バッファ層４が還元剤を含む場合、陰極２から発光層６への電子の供給が充分に行われ、有機ＥＬ素子１０の発光効率がより一層向上する。
【００４０】
バッファ層４に含まれる還元剤としては、電子供与性の化合物であれば特に制限されない。バッファ層４に含まれる還元剤としては、具体的には、１，３−ジメチル−２，３−ジヒドロ−１Ｈ−ベンゾ［ｄ］イミダゾール、１，３−ジメチル−２−フェニル−２，３−ジヒドロ−１Ｈ−ベンゾ［ｄ］イミダゾール、（４−（１，３−ジメチル−２，３−ジヒドロ−１Ｈ−ベンゾイミダゾール−２−イル）フェニル）ジメチルアミン（Ｎ−ＤＭＢＩ）、１，３，５−トリメチル−２−フェニル−２，３−ジヒドロ−１Ｈ−ベンゾ［ｄ］イミダゾール等の２，３−ジヒドロベンゾ［ｄ］イミダゾール化合物；３−メチル−２−フェニル−２，３−ジヒドロベンゾ［ｄ］チアゾール等の２，３−ジヒドロベンゾ［ｄ］チアゾール化合物；３−メチル−２−フェニル−２，３−ジヒドロベンゾ［ｄ］オキサゾール等の２，３−ジヒドロベンゾ［ｄ］オキサゾール化合物；ロイコクリスタルバイオレット（＝トリス（４−ジメチルアミノフェニル）メタン）、ロイコマラカイトグリーン（＝ビス（４−ジメチルアミノフェニル）フェニルメタン）、トリフェニルメタン等のトリフェニルメタン化合物；２，６−ジメチル−１，４−ジヒドロピリジン−３，５−ジカルボン酸ジエチル（ハンチュエステル）等のジヒドロピリジン化合物等の１種又は２種以上を用いることができる。この中でも、２，３−ジヒドロベンゾ［ｄ］イミダゾール化合物や、ジヒドロピリジン化合物が好ましい。特に、バッファ層４に含まれる還元剤として、（４−（１，３−ジメチル−２，３−ジヒドロ−１Ｈ−ベンゾイミダゾール−２−イル）フェニル）ジメチルアミン（Ｎ−ＤＭＢＩ）、または２，６−ジメチル−１，４−ジヒドロピリジン−３，５−ジカルボン酸ジエチル（ハンチュエステル）を用いることが好ましい。
【００４１】
バッファ層４に含まれる還元剤の含有量は、バッファ４層を形成する有機化合物１００質量％に対して、０．１〜１５質量％であることが好ましく、０．５〜１０質量％であることがより好ましく、更に好ましくは１〜５質量％である。バッファ層４に含まれる還元剤の含有量が０．１〜１５質量％であると、有機ＥＬ素子１０の発光効率がより一層高くなる。
【００４２】
バッファ層４の平均厚さは、５〜１００ｎｍであることが好ましい。バッファ層４の平均厚さが５ｎｍ以上であると、電子注入層３の表面に存在する凹凸が、バッファ層４が設けられていることにより、十分に平滑化される。その結果、電子注入層３の表面に存在する凹凸に起因するリーク電流が抑制され、バッファ層４を形成することによる効果が充分に発揮される。バッファ層４の平均厚さが１００ｎｍ以下であると、バッファ層４が厚すぎることによる有機ＥＬ素子１０の駆動電圧の上昇を抑制でき、好ましい。
【００４３】
バッファ層４の平均厚さは、５〜１００ｎｍであることが好ましく、より好ましくは１０〜６０ｎｍである。
バッファ層４の平均厚さは、触針式段差計、分光エリプソメトリーにより測定できる。
【００４４】
「電子輸送層」
電子輸送層５の材料としては、例えば、トリス−１，３，５−（３’−（ピリジン−３’’−イル）フェニル）ベンゼン（ＴｍＰｙＰｈＢ）のようなピリジン誘導体、（２−（３−（９−カルバゾリル）フェニル）キノリン（ｍＣＱ））のようなキノリン誘導体、２−フェニル−４，６−ビス（３，５−ジピリジルフェニル）ピリミジン（ＢＰｙＰＰＭ）のようなピリミジン誘導体、ピラジン誘導体、バソフェナントロリン（ＢＰｈｅｎ）のようなフェナントロリン誘導体、２，４−ビス（４−ビフェニル）−６−（４’−（２−ピリジニル）−４−ビフェニル）−［１，３，５］トリアジン（ＭＰＴ）のようなトリアジン誘導体、３−フェニル−４−（１’−ナフチル）−５−フェニル−１，２，４−トリアゾール（ＴＡＺ）のようなトリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル−１，３，４−オキサジアゾール）（ＰＢＤ）のようなオキサジアゾール誘導体、２，２’，２’’−（１，３，５−ベントリイル）−トリス（１−フェニル−１−Ｈ−ベンズイミダゾール）（ＴＰＢＩ）のようなイミダゾール誘導体、ナフタレン、ペリレン等の芳香環テトラカルボン酸無水物、ビス［２−（２’−ヒドロキシフェニル）ピリジン］ベリリウム（Ｂｅｐｐ２)、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンゾチアゾラト］亜鉛（Ｚｎ（ＢＴＺ）２）、トリス（８−ヒドロキシキノリナト）アルミニウム（Ａｌｑ３）などに代表される各種金属錯体、２，５−ビス（６’−（２’，２’’−ビピリジル））−１，１−ジメチル−３，４−ジフェニルシロール（ＰｙＰｙＳＰｙＰｙ）等のシロール誘導体に代表される有機シラン誘導体、ホウ素含有化合物等が挙げられ、これらの１種又は２種以上を用いることができる。これらの中でも電子輸送層５の材料として、Ｂｅｐｐ２、Ａｌｑ３のような金属錯体、ＴｍＰｙＰｈＢのようなピリジン誘導体を用いることが好ましい。
【００４５】
図１に示す有機ＥＬ素子１０のように、独立した層として電子輸送層５が形成されている場合、電子輸送層５の平均厚さは、１０〜１５０ｎｍであることが好ましく、より好ましくは４０〜１００ｎｍである。
電子輸送層５の平均厚さは、水晶振動子膜厚計により成膜時に測定できる。
【００４６】
「発光層」
発光層６は、ホスト材料とゲスト材料とを含む。
ホスト材料は、１種のみ用いてもよいし、２種以上用いてもよい。ホスト材料は、下記一般式（１）で表わされる発光性化合物であり、低分子化合物である。
なお、本発明において低分子化合物とは、高分子化合物（重合体）ではない化合物を意味し、分子量が低い化合物を必ずしも意味するものではない。
ゲスト材料は、１種のみ用いてもよいし、２種以上用いてもよい。ゲスト材料は、低分子化合物であることが好ましい。ホスト材料とゲスト材料の両方が低分子化合物である場合、輝度、外部量子効率、寿命の全ての特性がより良好な逆構造の有機ＥＬ素子１０となる。
【００４７】
発光層６は、ゲスト材料が燐光性化合物である場合、ゲスト材料がホスト材料中に分散したものであることが好ましい。この場合、ホスト材料は、ゲスト材料との間でエネルギーや電子を移動させてゲスト材料を励起状態にする役割を有する。このため、ホスト材料の励起エネルギーは、ゲスト材料の励起エネルギーよりも大きいことが好ましい。
【００４８】
（ホスト材料）
ホスト材料は、下記一般式（１）で表わされる化合物である。
【００４９】
【化４】
2018206889.tif 000005
【００５０】
（式（１）中の環Ａは、隣接環と任意の位置で縮合する式（１ａ）で表される芳香環を表す。式（１）中の環Ｂは、隣接環と任意の位置で縮合する式（１ｂ−１）（１ｂ−２）（１ｂ−３）のいずれかで表される環構造を表す。式（１）中のＡｒは、芳香族炭化水素基又は芳香族複素環基を示す。式（１）（１ａ）（１ｂ−１）中のＲは、独立に水素、又は炭素数１−１０のアルキル基、炭素数１−１０のアルコキシ基、炭素数１−１０のアルキルチオ基、炭素数１−１０のアルキルアミノ基、炭素数２−１０のアシル基、炭素数７−２０のアラルキル基、置換若しくは未置換の炭素数６−３０の芳香族炭化水素基、及び置換若しくは未置換の炭素数３−３０の芳香族６員複素環基からなる群から選択される１価の置換基であり、隣接する置換基が一体となって環を形成してもよい。式（１）中のｎは１以上４以下の整数を示す。）
【００５１】
一般式（１）で示される化合物は、カルバゾール環構造を含む骨格を有し、カルバゾール環構造に含まれる窒素を有する複素環にＡｒが結合した構造を有する。一般式（１）で示される化合物のカルバゾール環構造を含む骨格は、正孔輸送性に寄与するドナー性を有する。また、一般式（１）で示される化合物中のＡｒは、電子輸送性に寄与するアクセプター性の置換基である。
【００５２】
式（１）中のＡｒは、芳香族炭化水素基又は芳香族複素環基を示す。一般式（１）中のＡｒは、芳香族複素環基であることが好ましい。式（１）中のＡｒとして好ましい芳香族複素環基としては、例えば、トリアジン誘導体、ピリジン誘導体、キノリン誘導体、ピリミジン誘導体、ピラジン誘導体、フェナントロリン誘導体、ジベンゾキノキサリン誘導体、トリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、スルホリル誘導体、シアノ誘導体などが挙げられる。具体的には、式（１）中のＡｒとして好ましい芳香族複素環基として、下記一般式（２１）〜（３３）で示されるいずれかの化合物に由来する原子団からなる基が挙げられる。
【００５３】
【化５】
2018206889.tif 000006
【００５４】
式（１）中のＡｒは、一般式（２）で示される芳香族複素環基であることが好ましい。式（１）中のＡｒが一般式（２）で示される芳香族複素環基である場合、ホスト材料の励起一重項エネルギー（Ｓ１）と励起三重項エネルギー（Ｔ１）との差が０〜０．２ｅＶとなる。この化合物は、時間分解発光現象を観測することにより、Ｔ１からＳ１へ熱的に遷移したことに起因する遅延蛍光が観測される熱活性化遅延蛍光材料である。式（１）で表わされる化合物は、式（１）中のＡｒが一般式（２）で示される芳香族複素環基である場合に熱活性化遅延蛍光材料となるのに十分なドナー性を有している。
【００５５】
【化６】
2018206889.tif 000007
【００５６】
（式（２）中、Ｘは独立にＮ、Ｃ−Ｈ又はＣ−Ａｒ１を示し、少なくとも１つはＮである。Ａｒ１は独立に芳香族炭化水素基又は芳香族複素環基を示す。ＸがＣ−Ａｒ１を含む場合、Ａｒ１とＸを含む環とで一辺を共有する縮合環を形成してもよい。）
【００５７】
式（２）中、Ｘは独立にＮ、Ｃ−Ｈ又はＣ−Ａｒ１を示し、少なくとも１つはＮである。式（２）中のＸは、３つがＮで２つがＣ−Ａｒ１であって、ＮとＮとの間にＣ−Ａｒ１が配置されていることが好ましい。
また、式（２）中、Ａｒ１は独立に芳香族炭化水素基又は芳香族複素環基を示す。式（２）中のＸのうち、３つがＮで２つがＣ−Ａｒ１であって、ＮとＮとの間にＣ−Ａｒ１が配置されている場合、２つのＡｒ１はフェニル基であることが好ましい。
【００５８】
式（２）中、ＸがＣ−Ａｒ１を含む場合、Ａｒ１とＸを含む環とで一辺を共有する縮合環を形成してもよい。ＸがＣ−Ａｒ１を含み、Ａｒ１とＸを含む環とで一辺を共有する縮合環を形成している場合としては、例えば式（１）中のＡｒが、キノリンに由来する原子団からなる基である場合などが挙げられる。
【００５９】
式（１）（１ａ）（１ｂ−１）中のＲは、独立に水素、又は炭素数１−１０のアルキル基、炭素数１−１０のアルコキシ基、炭素数１−１０のアルキルチオ基、炭素数１−１０のアルキルアミノ基、炭素数２−１０のアシル基、炭素数７−２０のアラルキル基、置換若しくは未置換の炭素数６−３０の芳香族炭化水素基、及び置換若しくは未置換の炭素数３−３０の芳香族６員複素環基からなる群から選択される１価の置換基であり、隣接する置換基が一体となって環を形成してもよい。
【００６０】
式（１）中のＲは水素であることが好ましい。式（１）中のＲが水素であると、容易に一般式（１）で示される化合物を合成できる。
式（１ａ）中のＲは水素であることが好ましい。式（１ａ）中のＲが水素であると、容易に一般式（１）で示される化合物を合成できる。
式（１ｂ−１）中のＲはメチル基であることが好ましい。式（１ｂ−１）中のＲがメチル基である場合、容易に一般式（１）で示される化合物を合成できる。
【００６１】
一般式（１）中のｎは、１以上４以下の整数である。一般式（１）中のｎが１以上であると、十分なドナー性が得られる。また、一般式（１）中のｎが４以下であると、容易に一般式（１）で示される化合物を合成できる。特に、一般式（１）中のｎが１である化合物は、容易に合成できるため、好ましい。
【００６２】
一般式（１）で示される化合物は、環Ｂが式（１ｂ−２）で表される環構造であり、Ａｒがジフェニルトリアジンに由来する原子団からなる基であり、式（１）（１ａ）中のＲが全て水素であり、式（１）中のｎが１である場合、例えば、下記一般式（４１）〜（４３）であることが好ましい。
一般式（１）で示される化合物は、環Ｂが式（１ｂ−３）で表される環構造であり、Ａｒがジフェニルトリアジンに由来する原子団からなる基であり、式（１）（１ａ）中のＲが全て水素であり、式（１）中のｎが１である場合、例えば、下記一般式（４４）〜（４６）であることが好ましい。
一般式（１）で示される化合物は、環Ｂが式（１ｂ−１）で表される環構造であり、Ａｒがジフェニルトリアジンに由来する原子団からなる基であり、式（１）（１ａ）中のＲが全て水素であり、式（１）中のｎが１である場合、例えば、下記一般式（４７）〜（４９）であることが好ましい。
【００６３】
【化７】
2018206889.tif 000008
【００６４】
一般式（１）で示される化合物は、環Ｂが式（１ｂ−２）で表される環構造であり、Ａｒがトリフェニルトリアジンに由来する原子団からなる基であり、式（１）（１ａ）中のＲが全て水素であり、式（１）中のｎが１である場合、例えば、下記一般式（５０）であることが好ましい。
【００６５】
【化８】
2018206889.tif 000009
【００６６】
ホスト材料である一般式（１）で示される化合物では、環Ａが隣接環と任意の位置で縮合する式（１ａ）で表される芳香環を表し、環Ｂが隣接環と任意の位置で縮合する式（１ｂ−１）（１ｂ−２）（１ｂ−３）のいずれかで表される環構造を表す。このため、一般式（１）で示される化合物は、カルバゾール環構造を含む骨格に起因する適度なドナー性を有する。そして、一般式（１）で示される化合物は、ドナー性が強すぎないため、ＨＯＭＯおよびＬＵＭＯのエネルギー準位が十分に深い。よって、ホスト材料として一般式（１）で示される化合物を用いた場合、陰極２から発光層６への電子注入性が良好となり、高輝度で外部量子効率が高く、長寿命の逆構造の有機ＥＬ素子１０となる。
【００６７】
これに対し、例えば、カルバゾール環と１つまたは複数のインドール環構造とが連結して縮合した骨格を有する上述した一般式（１１）で示される化合物は、ドナー性が強すぎるため、ＨＯＭＯおよびＬＵＭＯのエネルギー準位が浅い。このため、一般式（１１）で示される化合物をホスト材料として用いた逆構造の有機ＥＬ素子では、陰極から発光層への電子注入性が不足する。その結果、輝度、外部量子効率、寿命の各特性が不十分となる。
【００６８】
一般式（１）で示される化合物と、一般式（１１）で示される化合物とのドナー性の強さの差は、一般式（１１）で示される化合物の骨格に含まれるインドール環構造のドナー性が強いことによって生じる。一般式（１）で示される化合物では、一般式（１１）で示される化合物におけるインドール環構造中の一つの窒素原子が、炭素、酸素もしくは硫黄に置換されていることにより、ドナー性が低減されている。
【００６９】
また、ホスト材料として一般式（１）で示される化合物を用いた場合、陰極２から発光層６への電子注入性が良好となるため、ゲスト材料としてバンドギャップの小さい赤色の燐光性化合物を用いても、赤色と比較してバンドギャップの大きい緑色および青色の燐光性化合物を用いても、輝度、外部量子効率、寿命の全ての特性が良好な逆構造の有機ＥＬ素子１０となる。
【００７０】
また、式（１）中のＡｒが一般式（２）で示される芳香族複素環基である化合物は、励起一重項エネルギー（Ｓ１）と励起三重項エネルギー（Ｔ１）との差が０〜０．２ｅＶとなる熱活性化遅延蛍光材料である。熱活性化遅延蛍光材料であるホスト材料を含む発光層６を有する有機ＥＬ素子１０では、ホスト材料のＳ１のエネルギーとＴ１のエネルギーとが十分に近いため、ホスト材料のＴ１が形成された場合には、熱エネルギーにより容易にＳ１に遷移（逆エネルギー移動）する。よって、ホスト材料のＴ１からＳ１を経由して、フェルスター機構によるエネルギー移動によりゲスト材料に効率よくエネルギー移動させることができる。その結果、より一層、高輝度で外部量子効率が高い有機ＥＬ素子１０となる。
【００７１】
また、ホスト材料である化合物の分子にとって、励起状態は不安定で分解されやすい状態である。励起状態の寿命が短いほど、ホスト材料の分解による劣化を防止でき、有機ＥＬ素子１０の寿命を長くできる。ホスト材料が熱活性化遅延蛍光材料である場合、ホスト材料のＴ１からＳ１に速やかにエネルギー移動させることにより、励起状態の寿命を短くできる。よって、励起状態でのホスト材料の分解による劣化が生じにくく、寿命の長い有機ＥＬ素子１０となる。
特に、ホスト材料として熱活性化遅延蛍光材料を用い、ゲスト材料として燐光性化合物を用いた有機ＥＬ素子１０では、ホスト材料が熱活性化遅延蛍光材料であることに起因する輝度、外部量子効率、寿命を向上させる効果が顕著となる。
【００７２】
（ゲスト材料）
ゲスト材料は、燐光性化合物であることが好ましい。ゲスト材料が燐光性化合物である場合、輝度、外部量子効率、寿命の各特性がより優れたものとなる。
燐光性化合物としては、例えば、下記式（６１）または（６２）で表される化合物を好適に用いることができる。
【００７３】
【化９】
2018206889.tif 000010
【００７４】
式（６１）中、点線の円弧は、窒素原子と３つの炭素原子とで構成された骨格部分の一部とともに環構造が形成されていることを表し、窒素原子を含んで形成される環構造は、複素環構造である。
Ｘ’、Ｘ’’は、水素原子、又は、環構造の置換基となる１価の置換基を表し、点線の円弧部分を形成する環構造に複数個結合していてもよい。Ｘ’、Ｘ’’は、結合して点線の円弧で表される２つの環構造の一部とともに新たな環構造を形成してもよい。Ｘ’、Ｘ’’は、同一であってもよいし、異なっていてもよい。
式（６１）中、窒素原子と３つの炭素原子とで構成された骨格部分における点線は、点線で結ばれる２つの原子が単結合又は二重結合で結合していることを表す。
式（６１）中、Ｍ’は、金属原子を表す。窒素原子からＭ’への矢印は、窒素原子がＭ’原子へ配位していることを表す。ｎは、金属原子Ｍ’の価数を表す。
【００７５】
式（６２）中、点線の円弧は、窒素原子と３つの炭素原子とで構成された骨格部分の一部とともに環構造が形成されていることを表し、窒素原子を含んで形成される環構造は、複素環構造である。
Ｘ’、Ｘ’’は、水素原子、又は、環構造の置換基となる１価の置換基を表し、点線の円弧部分を形成する環構造に複数個結合していてもよい。Ｘ’、Ｘ’’は、結合して点線の円弧で表される２つの環構造の一部とともに新たな環構造を形成してもよい。Ｘ’、Ｘ’’は、同一であってもよいし、異なっていてもよい。
【００７６】
式（６２）中、窒素原子と３つの炭素原子とで構成された骨格部分における点線は、点線で結ばれる２つの原子が単結合又は二重結合で結合していることを表す。
式（６２）中、Ｍ’は、金属原子を表す。窒素原子からＭ’への矢印は、窒素原子がＭ’原子へ配位していることを表す。ｎは、金属原子Ｍ’の価数を表す。
式（６２）中、ＸａとＸｂとを結ぶ実線の円弧は、ＸａとＸｂとが少なくとも１つの他の原子を介して結合していることを表し、ＸａとＸｂとともに環構造を形成していてもよい。Ｘａ、Ｘｂは、酸素原子、窒素原子、炭素原子のいずれかを表す。Ｘａ、Ｘｂは、同一であってもよいし、異なっていてもよい。ＸｂからＭ’への矢印は、ＸｂがＭ’原子へ配位していることを表す。ｍ’は、１〜３の数である。
【００７７】
上記式（６１）及び式（６２）における点線の円弧で表される環構造としては、炭素数２〜２０の芳香環や複素環が挙げられる。具体的には、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環等の芳香族炭化水素環；ピリジン環、ピリミジン環、ピラジン環、トリアジン環、ベンゾチアゾール環、ベンゾチオール環、ベンゾオキサゾール環、ベンゾオキソール環、ベンゾイミダゾール環、キノリン環、イソキノリン環、キノキサリン環、およびフェナントリジン環、チオフェン環、フラン環、ベンゾチオフェン環、ベンゾフラン環等の複素環が挙げられる。
【００７８】
上記式（６１）及び式（６２）において、Ｘ’、Ｘ’’で表される環構造の置換基としては、ハロゲン原子、炭素数１〜２０、好ましくは炭素数１〜１０のアルキル基、炭素数１〜２０、好ましくは炭素数１〜１０のアラルキル基、炭素数１〜２０、好ましくは炭素数１〜１０のアルケニル基、炭素数１〜２０、好ましくは炭素数１〜１０のアリール基、アリールアミノ基、シアノ基、アミノ基、アシル基、炭素数１〜２０、好ましくは炭素数１〜１０のアルコキシカルボニル基、カルボキシル基、炭素数１〜２０、好ましくは炭素数１〜１０のアルコキシ基、炭素数１〜２０、好ましくは炭素数１〜１０のアルキルアミノ基、炭素数１〜２０、好ましくは炭素数１〜１０のジアルキルアミノ基、炭素数１〜２０、好ましくは炭素数１〜１０のアラルキルアミノ基、炭素数１〜２０、好ましくは炭素数１〜１０のハロアルキル基、水酸基、アリールオキシ基、カルバゾール基等が挙げられる。
【００７９】
上記式（６１）及び式（６２）において、Ｘ’、Ｘ’’が結合して点線の円弧で表される２つの環構造の一部とともに新たな環構造を形成している場合、点線の円弧で表される２つの環構造と新たな環構造を合わせた環構造としては、例えば、下記（６３−１）、（６３−２）に示す構造が挙げられる。
【００８０】
【化１０】
2018206889.tif 000011
【００８１】
上記式（６１）及び式（６２）に示す化合物において、Ｍ’で表される金属原子としては、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、銀、レニウム、オスミウム、イリジウム、白金及び金が挙げられる。
【００８２】
上記式（６２）に示される化合物は、下記式（６４−１）に示される構造または（６４−２）に示される構造を有するものであることが好ましい。
【００８３】
【化１１】
2018206889.tif 000012
【００８４】
式（６４−１）、（６４−２）中、Ｒ１〜Ｒ３は、水素原子又は１価の置換基を表す。Ｒ１〜Ｒ３は、同一であってもよいし、異なっていてもよい。
式（６４−２）において、Ｒ１〜Ｒ３が１価の置換基の場合、環構造が複数の１価の置換基を有していてもよい。
式（６４−１）、（６４−２）中、窒素原子からＭ’への矢印は、窒素原子がＭ’原子へ配位していることを表す。式（６４−１）中、酸素原子からＭ’への矢印は、酸素原子がＭ’原子へ配位していることを表す。
【００８５】
上記式（６１）または式（６２）で表される化合物の具体例としては、下記式（６５−１）〜（６５−５）で表される化合物等が挙げられる。
【００８６】
【化１２】
2018206889.tif 000013
【００８７】
【化１３】
2018206889.tif 000014
【００８８】
【化１４】
2018206889.tif 000015
【００８９】
【化１５】
2018206889.tif 000016
【００９０】
ゲスト材料として使用される燐光性化合物としては、上記燐光性化合物の中でも特に、式（６５−１）で表されるイリジウム  トリス（２−フェニルピリジン）（Ｉｒ（ｐｐｙ）３）、式（６５−２）で表されるイリジウム  トリス（１−フェニルイソキノリン）（Ｉｒ（ｐｉｑ）３）、式（６５−３）で表されるイリジウム  ビス（２−メチルジベンゾ−［ｆ，ｈ］キノキサリン）（アセチルアセトナート）（Ｉｒ（ＭＤＱ）２（ａｃａｃ））、式（６５−４）で表されるイリジウム  トリス［３−メチル−２−フェニルピリジン］（Ｉｒ（ｍｐｐｙ）３）から選ばれる１種または２種以上を用いることが好ましい。
ゲスト材料として使用される燐光性化合物は、Ｐｔ錯体である式（６５−５）で示されるＴＬＥＣ０２５を用いてもよい。
また、ゲスト材料として使用される燐光性化合物は、常温で燐光発光する材料であることが好ましい。
【００９１】
発光層６中の燐光性化合物の含有量は、発光層６を形成する材料１００質量％に対して、０．５〜２０質量％であることが好ましく、０．５〜１０質量％であることがより好ましく、更に好ましくは１〜６質量％である。燐光性化合物の含有量が０．５〜２０質量％であると、有機ＥＬ素子１０の発光特性がより良好となる。
【００９２】
ホスト材料が熱活性化遅延蛍光材料である場合、発光層６中におけるゲスト材料の含有量を０．５質量％〜１０質量％とすることが好ましく、より好ましくは１〜６質量％である。
ホスト材料が熱活性化遅延蛍光材料である場合、エネルギー移動可能であるホスト分子とゲスト分子との距離が長いフェルスター機構を利用する。したがって、ホスト材料が熱活性化遅延蛍光材料である場合、エネルギー移動可能であるホスト分子とゲスト分子との距離が非常に短いデクスター機構によるエネルギー移動を利用する場合と比較して、ホスト分子とゲスト分子との距離を離すことができる。よって、ホスト材料が熱活性化遅延蛍光材料である場合、発光層６中におけるゲスト材料の混合比率を少なくして、高価な材料であるゲスト材料の使用量を減らすことができる。
【００９３】
ホスト材料が熱活性化遅延蛍光材料である場合、発光層６中におけるゲスト材料の含有量が０．５質量％以上であると、高い外部量子効率が得られる。ゲスト材料の含有量は、より一層外部量子効率を向上させるために１質量％以上であることがより好ましい。また、ゲスト材料の含有量を１０質量％以下とすることで、十分な外部量子効率を確保しつつコストを低減できる。ゲスト材料の含有量は、より一層コストを低減するために、６質量％以下であることがより好ましい。
【００９４】
発光層６は、ゲスト材料と、式（１）で表わされる化合物であるホスト材料とを含むものであればよく、例えば、以下に示す低分子化合物などを含有していてもよい。低分子化合物としては、８−ヒドロキシキノリンアルミニウム（Ａｌｑ３）、トリス（４−メチル−８キノリノレート）アルミニウム（ＩＩＩ）（Ａｌｍｑ３）、８−ヒドロキシキノリン亜鉛（Ｚｎｑ２）、（１，１０−フェナントロリン）−トリス−（４，４，４−トリフルオロ−１−（２−チエニル）−ブタン−１，３−ジオネート）ユーロピウム（ＩＩＩ）（Ｅｕ（ＴＴＡ）３（ｐｈｅｎ））、２，３，７，８，１２，１３，１７，１８−オクタエチル−２１Ｈ，２３Ｈ−ポルフィンプラチナム（ＩＩ）のような各種金属錯体；ジスチリルベンゼン（ＤＳＢ）、ジアミノジスチリルベンゼン（ＤＡＤＳＢ）のようなベンゼン系化合物、ナフタレン、ナイルレッドのようなナフタレン系化合物、フェナントレンのようなフェナントレン系化合物、クリセン、６−ニトロクリセンのようなクリセン系化合物、ペリレン、Ｎ，Ｎ’−ビス（２，５−ジ−ｔ−ブチルフェニル）−３，４，９，１０−ペリレン−ジ−カルボキシイミド（ＢＰＰＣ）のようなペリレン系化合物、コロネンのようなコロネン系化合物、アントラセン、ビススチリルアントラセンのようなアントラセン系化合物、ピレンのようなピレン系化合物、４−（ジ−シアノメチレン）−２−メチル−６−（パラ−ジメチルアミノスチリル）−４Ｈ−ピラン（ＤＣＭ）のようなピラン系化合物、アクリジンのようなアクリジン系化合物、スチルベンのようなスチルベン系化合物、４，４’−ビス［９−ジカルバゾリル］−２，２’−ビフェニル（ＣＢＰ）、４、４’−ビス（９−エチル−３−カルバゾビニレン）−１，１’−ビフェニル（ＢＣｚＶＢｉ）のようなカルバゾール系化合物、２，５−ジベンゾオキサゾールチオフェンのようなチオフェン系化合物、ベンゾオキサゾールのようなベンゾオキサゾール系化合物、ベンゾイミダゾールのようなベンゾイミダゾール系化合物、２，２’−（パラ−フェニレンジビニレン）−ビスベンゾチアゾールのようなベンゾチアゾール系化合物、ビスチリル（１，４−ジフェニル−１，３−ブタジエン）、テトラフェニルブタジエンのようなブタジエン系化合物、ナフタルイミドのようなナフタルイミド系化合物、クマリンのようなクマリン系化合物、ペリノンのようなペリノン系化合物、オキサジアゾールのようなオキサジアゾール系化合物、アルダジン系化合物、１，２，３，４，５−ペンタフェニル−１，３−シクロペンタジエン（ＰＰＣＰ）のようなシクロペンタジエン系化合物、キナクリドン、キナクリドンレッドのようなキナクリドン系化合物、ピロロピリジン、チアジアゾロピリジンのようなピリジン系化合物、２，２’，７，７’−テトラフェニル−９，９’−スピロビフルオレンのようなスピロ化合物、フタロシアニン（Ｈ２Ｐｃ）、銅フタロシアニンのような金属または無金属のフタロシアニン系化合物、さらには特開２００９−１５５３２５号公報および特願２０１０−２８２７３号に記載のホウ素化合物材料等が挙げられ、これらの１種又は２種以上を用いることができる。
【００９５】
ゲスト材料と、ホスト材料である式（１）で表わされる化合物とを除く低分子化合物の発光層６中における含有量は、発光層６を形成する材料１００質量％に対して、０．５〜２０質量％であることが好ましく、０．５〜１０質量％であることがより好ましく、更に好ましくは１〜６質量％である。低分子化合物の含有量が０．５〜２０質量％であると、有機ＥＬ素子１０の発光特性がより良好となる。
【００９６】
発光層６の平均厚さは、特に限定されないが、１０〜１５０ｎｍであることが好ましく、より好ましくは２０〜１００ｎｍである。
発光層６の平均厚さは、水晶振動子膜厚計により成膜時に測定できる。
【００９７】
「正孔輸送層」
正孔輸送層７の材料としては、正孔輸送層の材料として通常用いることができるいずれの化合物も用いることができ、これらを混合して用いてもよい。具体的には、正孔輸送層７の材料として、ＨＴＥＢ−０４（商品名；関東化学株式会社製）、１，１−ビス（４−ジ−パラ−トリアミノフェニル）シクロへキサン、１，１’−ビス（４−ジ−パラ−トリルアミノフェニル）−４−フェニル−シクロヘキサンのようなアリールシクロアルカン系化合物、４，４’，４’’−トリメチルトリフェニルアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラフェニル−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン、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（ＴＰＤ１）、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（４−メトキシフェニル）−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ２）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（４−メトキシフェニル）−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ３）、Ｎ，Ｎ’−ジ（１−ナフチル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン（α−ＮＰＤ）、ＴＰＴＥのようなアリールアミン系化合物、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラフェニル−パラ−フェニレンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ（パラ−トリル）−パラ−フェニレンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ（メタ−トリル）−メタ−フェニレンジアミン（ＰＤＡ）のようなフェニレンジアミン系化合物、カルバゾール、Ｎ−イソプロピルカルバゾール、Ｎ−フェニルカルバゾールのようなカルバゾール系化合物、スチルベン、４−ジ−パラ−トリルアミノスチルベンのようなスチルベン系化合物、オキサゾールのような置き鎖ゾール系化合物、トリフェニルメタン、４，４‘，４’‘−トリス［フェニル（ｍ−トリル）アミノ］トリフェニルアミン（ｍ−ＭＴＤＡＴＡ）のようなトリフェニルメタン系化合物、１−フェニル−３−（パラ−ジメチルアミノフェニル）ピラゾリンのようなピラゾリン系化合物、ベンジン（シクロヘキサジエン）系化合物、トリアゾールのようなトリアゾール系化合物、イミダゾールのようなイミダゾール系化合物、１，３，４−オキサジアゾール、２，５−ジ（４−ジメチルアミノフェニル）−１，３，４，−オキサジアゾールのようなオキサジアゾール系化合物、アントラセン、９−（４−ジエチルアミノスチリル）アントラセンのようなアントラセン系化合物、フルオレノン、２，４，７，−トリニトロ−９−フルオレノン、２，７−ビス（２−ヒドロキシ−３−（２−クロロフェニルカルバモイル）−１−ナフチルアゾ）フルオレノンのようなフルオレノン系化合物、ポリアニリンのようなアニリン系化合物、シラン系化合物、１，４−ジチオケト−３，６−ジフェニル−ピロロ−（３，４−ｃ）ピロロピロールのようなピロール系化合物、フルオレンのようなフルオレン系化合物、ポルフィリン、金属テトラフェニルポルフィリンのようなポルフィリン系化合物、キナクリドンのようなキナクリドン系化合物、フタロシアニン、銅フタロシアニン、テトラ（ｔ−ブチル）銅フタロシアニン、鉄フタロシアニンのような金属または無金属のフタロシアニン系化合物、銅ナフタロシアニン、バナ���ルナフタロシアニン、モノクロロガリウムナフタロシアニンのような金属または無金属のナフタロシアニン系化合物、Ｎ，Ｎ’−ジ（ナフタレン−１−イル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ベンジジン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラフェニルベンジジンのようなベンジジン系化合物等が挙げられ、これらの１種又は２種以上を用いることができる。これらの中でも、正孔輸送層７の材料として、ＨＴＥＢ−４、α−ＮＰＤが好ましい。
【００９８】
図１に示す有機ＥＬ素子１０のように、独立した層として正孔輸送層７が形成されている場合、正孔輸送層７の平均厚さは、１０〜１５０ｎｍであることが好ましく、より好ましくは４０〜１００ｎｍである。
電子輸送層５の平均厚さは、水晶振動子膜厚計により成膜時に測定できる。
【００９９】
「正孔注入層」
正孔注入層８としては、特に制限されないが、酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）、酸化モリブテン（ＭｏＯ３）、酸化ルテニウム（ＲｕＯ２）等金属酸化物の１種又は２種以上を用いることができる。これらの中でも、酸化バナジウム又は酸化モリブテンを主成分とすることが好ましい。正孔注入層８が酸化バナジウム又は酸化モリブテンを主成分とする場合、正孔注入層８が陽極９から正孔を注入して発光層６又は正孔輸送層７へ輸送する正孔注入層８としての機能がより優れたものとなる。また、酸化バナジウム又は酸化モリブテンは、それ自体の正孔輸送性が高いため、陽極９から発光層６又は正孔輸送層７への正孔の注入効率が低下するのを好適に防止できる。正孔注入層８は、酸化バナジウム及び／又は酸化モリブテンからなるものであることがより好ましい。
【０１００】
また、正孔注入層８として、正孔注入が促進可能なアクセプター材料である１，４，５，８，９，１２−ヘキサアザトリフェニレン−２，３，６，７，１０，１１−ヘキサカルボニトリル（ＨＡＴ−ＣＮ）、アクセプター材料である２，３，５，６−テトラフルオロ−７，７，８，８−テトラシアノ−キノジメタン（Ｆ４−ＴＣＮＱ）、アクセプター材料であるHexafluorotetracyanonaphthoquinodimethane（Ｆ６−ＴＮＡＰ）等も用いることができる。
【０１０１】
正孔注入層８の平均厚さは、特に限定されないが、１〜１０００ｎｍであることが好ましく、より好ましくは５〜５０ｎｍである。正孔注入層８の平均厚さは、水晶振動子膜厚計により成膜時に測定することができる。
【０１０２】
「陽極」
陽極９としては、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌまたはこれらを含む合金等からなる金属膜を用いることができる。この中でも、陽極９としては、Ａｕ膜、Ａｇ膜、Ａｌ膜のいずれかを用いることが好ましい。
陽極９の平均厚さは、特に限定されないが、１０〜１０００ｎｍであることが好ましく、より好ましくは３０〜１５０ｎｍである。また、陽極９の材料として、不透過な材料を用いる場合でも、例えば平均厚さを１０〜３０ｎｍ程度にすることで、トップエミッション型及び透明型の陽極９として使用することができる。
陽極９の平均厚さは、水晶振動子膜厚計により成膜時に測定することができる。
【０１０３】
本実施形態の有機ＥＬ素子１０は、基板１上に、陰極２と、電子注入層３と、バッファ層４と、電子輸送層５と、発光層６と、正孔輸送層７と、正孔注入層８と、陽極９とをこの順に形成することにより製造できる。陰極２、電子注入層３、バッファ層４、電子輸送層５、発光層６、正孔輸送層７、正孔注入層８、陽極９の各層の形成方法は、特に限定されず、各層に用いられる材料の特性に合わせて、従来公知の種々の形成方法を適宜用いて形成できる。
【０１０４】
有機ＥＬ素子１０に含まれる上記各層の形成方法として、具体的には、気相成膜法であるプラズマＣＶＤ、熱ＣＶＤ、レーザーＣＶＤ等の化学蒸着法（ＣＶＤ）、真空蒸着、スパッタリング、イオンプレーティング等の乾式メッキ法、溶射法、そして液相成膜法である電解メッキ、浸漬メッキ、無電解メッキ等の湿式メッキ法、ゾル・ゲル法、ＭＯＤ法、スプレー熱分解法、微粒子分散液を用いたドクターブレード法、スピンコート法、インクジェット法、スクリーンプリンティング法等の印刷技術等を用いることができる。
【０１０５】
本実施形態の有機ＥＬ素子１０は、基板１上に、陰極２と発光層６と陽極９とがこの順に設けられた逆構造のものであり、発光層６が、ゲスト材料と一般式（１）で表わされる化合物であるホスト材料とを含む。このため、本実施形態の有機ＥＬ素子１０は、陰極２から発光層６への電子注入性が良好であり、高輝度で外部量子効率が高く、長寿命である。したがって、本実施形態の有機ＥＬ素子１０は、表示装置および照明装置の材料として好適に用いることができる。
【０１０６】
「他の例」
本発明の有機ＥＬ素子は、上述した実施形態において説明した有機ＥＬ素子に限定されるものではない。
具体的には、上述した実施形態においては、基板１上に、陰極２と、電子注入層３と、バッファ層４と、電子輸送層５と、発光層６と、正孔輸送層７と、正孔注入層８と、陽極９とがこの順に形成された有機ＥＬ素子１０を例に挙げて説明したが、電子注入層３、バッファ層４、電子輸送層５、正孔輸送層７、正孔注入層８は、必要に応じて形成すればよく、設けられていなくてもよい。
【０１０７】
例えば、電子輸送層５を設けず、基板１上に、陰極２と、電子注入層３と、バッファ層４と、発光層６と、正孔輸送層７と、正孔注入層８と、陽極９とがこの順に形成された有機ＥＬ素子としてもよい。
また、正孔輸送層７と電子輸送層５とを設けず、基板１上に、陰極２と、電子注入層３と、バッファ層４と、発光層６と、正孔注入層８と、陽極９とがこの順に形成された有機ＥＬ素子としてもよい。
【０１０８】
また、陰極２、電子注入層３、バッファ層４、電子輸送層５、発光層６、正孔輸送層７、正孔注入層８、陽極９の各層は、１層で形成されているものであってもよいし、２層以上からなるものであってもよい。
また、図１に示す有機ＥＬ素子１０は、陰極２、電子注入層３、バッファ層４、電子輸送層５、発光層６、正孔輸送層７、正孔注入層８、陽極９の各層の間に、さらに他の層を有するものであってもよい。
【０１０９】
［表示装置］
本実施形態の表示装置は、本実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子を含む。
本実施形態の表示装置は、高輝度で外部量子効率が高く、長寿命の有機ＥＬ素子を含むため優れた性能を有する。
【０１１０】
［照明装置］
本実施形態の照明装置は、本実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子を含む。
本実施形態の照明装置は、高輝度で外部量子効率が高く、長寿命の有機ＥＬ素子を含むため優れた性能を有する。
【実施例】
【０１１１】
以下、本発明の実施例および比較例について説明する。なお、本発明は以下に示す実施例に限定されるものではない。
以下の実施例および比較例において、有機ＥＬ素子を構成する各層の厚さは、触針式段差計（製品名「アルファステップＩＱ」、ＫＬＡテンコール社製）を用いて測定した。
「実施例１」
以下に示す［１］〜［５］の工程を行うことにより、図１に示す逆構造の有機ＥＬ素子１０を得た。
【０１１２】
［１］ＩＴＯ電極（陰極２）付きの平均厚さ０．７ｍｍの市販されている透明ガラスからなる基板１を用意した。ＩＴＯ電極としては、幅３ｍｍにパターニングされている厚み１００ｎｍのものを用いた。
この基板１に対し、以下に示す方法により、洗浄を行った。すなわち、基板１をアセトン中とイソプロパノール中でそれぞれ１０分間超音波洗浄した。次に、基板１をイソプロパノール中で５分間煮沸して取り出し、窒素ブローにより乾燥させた。その後、ＵＶ（紫外線）オゾン洗浄を２０分間行った。
【０１１３】
［２］洗浄後の基板１を、亜鉛金属ターゲットを持つミラトロンスパッタ装置の基板ホルダーに固定した。そして、スパッタ装置内を約１×１０−４Ｐａに減圧し、アルゴンと酸素を導入した状態でスパッタ法により、陰極２上に電子注入層３である膜厚２ｎｍの酸化亜鉛層を作成した。電子注入層３を形成する際には、電極取り出しのため、メタルマスクを用いて陰極２上の一部に電子注入層３が形成されないようにした。
次に、電子注入層３の形成された基板１に対し、上記［１］に記載の方法と同様の方法により、洗浄を行った。
【０１１４】
［３］ポリエチレンイミン（Ｐ−１０００：日本触媒社製）の０．５重量％エタノール溶液を作成した。洗浄後の電子注入層３の形成された基板１を、スピンコーターにセットし、上記のポリエチレンイミン溶液を滴下し、毎分２０００回転で６０秒間回転させて電子注入層３上に塗布した。ポリエチレンイミン溶液を塗布した基板１を、大気中１２０℃で５分間ホットプレートを用いて焼成することにより、電子注入層３上にポリエチレンイミンからなる厚み１０ｎｍのバッファ層４を形成した。
【０１１５】
［４］バッファ層４までの各層を形成した基板を、真空蒸着装置の基板ホルダーに固定した。また、電子輸送層５、発光層６、正孔輸送層７、正孔注入層８、陽極９の各層に使用する以下に示す材料を、それぞれアルミナルツボに入れて蒸着源にセットした。
（各層の材料）
電子輸送層５：下記式で表されるＢｅｐｐ２
発光層６（ホスト材料）下記式で表されるＨｏｓｔ−Ｃ
発光層６（ゲスト材料）上記式（６５−４）で表されるＩｒ（ｍｐｐｙ）３
正孔輸送層７：ＨＴＥＢ−０４；商品名；関東化学株式会社製）
正孔注入層８：ＨＡＴ−ＣＮ
陽極９：Ａｌ
【０１１６】
【化１６】
2018206889.tif 000017
【０１１７】
【化１７】
2018206889.tif 000018
【０１１８】
［５］真空蒸着装置内を約１×１０−５Ｐａに減圧し、Ｂｅｐｐ２を蒸着し、厚み５ｎｍの電子輸送層５を成膜した。
次に、さらにＨｏｓｔ−Ｃからなるホスト材料とＩｒ（ｍｐｐｙ）３からなるゲスト材料とを共蒸着し、厚み２５ｎｍの発光層６を成膜した。ゲスト材料の含有量は、発光層６全体に対して３質量％となるようにした。
次に、ＨＴＥＢ−０４を蒸着し、厚み４０ｎｍの正孔輸送層７を成膜した。
次に、ＨＡＴ−ＣＮを蒸着し、厚み１０ｎｍの正孔注入層８を成膜した。
次に、Ａｌを膜厚１００ｎｍになるように蒸着し、陽極９を形成した。
【０１１９】
以上の工程により、実施例１の逆構造の有機ＥＬ素子１０を得た。
なお、陽極９を蒸着する時、ステンレス製の蒸着マスクを用いて蒸着面が幅３ｍｍの帯状になるようにした。このことにより、有機ＥＬ素子１０の発光面積を９ｍｍ２とした。
【０１２０】
「実施例２」
発光層６のホスト材料として、上記式で表されるＨｏｓｔ−Ｏを用いたこと以外は、実施例１と同様にして、実施例２の逆構造の有機ＥＬ素子１０を得た。
【０１２１】
「比較例１」
発光層６のホスト材料として、上記式で表されるＨｏｓｔ−Ｎを用いたこと以外は、実施例１と同様にして、比較例１の逆構造の有機ＥＬ素子１０を得た。
【０１２２】
「比較例２」
以下に示す［１］〜［４］の工程を行うことにより、図２に示す順構造の有機ＥＬ素子３０を得た。
［１］実施例１の逆構造の有機ＥＬ素子１０と同様にして［１］の工程を行ない、ＩＴＯ電極（陽極１２）付きの洗浄後の基板１１を得た。
【０１２３】
［２］洗浄後の基板１１を、スピンコーターにセットし、Ｃｌｅｖｉｏｕｓ  ＨＩＬ−１．３Ｎ（ヘレウス社製）溶液を滴下し、毎分２０００回転で６０秒間回転させて陽極１２上に塗布した。Ｃｌｅｖｉｏｕｓ  ＨＩＬ−１．３Ｎ溶液を塗布した基板１を、大気中１２０℃で１時間ホットプレートを用いて焼成することにより、陽極１２上にＣｌｅｖｉｏｕｓ  ＨＩＬからなる厚み３０ｎｍの正孔注入層１３を形成した。
【０１２４】
［３］正孔注入層１３までの各層を形成した基板を、真空蒸着装置の基板ホルダーに固定した。また、正孔輸送層１４、発光層１５、電子輸送層１６、電子注入層１７、陰極１８の各層に使用する以下に示す材料を、それぞれアルミナルツボに入れて蒸着源にセットした。
（各層の材料）
正孔輸送層１４：ＨＴＥＢ−０４；商品名；関東化学株式会社製）
発光層１５（ホスト材料）上記式で表されるＨｏｓｔ−Ｃ
発光層１５（ゲスト材料）上記式（６５−４）で表されるＩｒ（ｍｐｐｙ）３
電子輸送層１６：２，２’，２’’−（１，３，５−ベントリイル）−トリス（１−フェニル−１−Ｈ−ベンズイミダゾール）（ＴＰＢＩ）
電子注入層１７：フッ素化リチウム
陰極１８：Ａｌ
【０１２５】
［４］真空蒸着装置内を約１×１０−５Ｐａに減圧し、ＨＴＥＢ−０４を蒸着し、厚み４０ｎｍの正孔輸送層１４を成膜した。
次に、さらにＨｏｓｔ−Ｃからなるホスト材料とＩｒ（ｍｐｐｙ）３からなるゲスト材料とを共蒸着し、厚み２５ｎｍの発光層１５を成膜した。ゲスト材料の含有量は、発光層６全体に対して３質量％となるようにした。
次に、ＴＰＢＩを蒸着し、厚み３５ｎｍの電子輸送層１６を成膜した。
次に、フッ素化リチウムを蒸着し、厚み１ｎｍの電子注入層１７を成膜した。
次に、Ａｌを膜厚１００ｎｍになるように蒸着し、陰極１８を形成した。
【０１２６】
以上の工程により、実施例２の順構造の有機ＥＬ素子２０を得た。
なお、陰極１８を蒸着する時、ステンレス製の蒸着マスクを用いて蒸着面が幅３ｍｍの帯状になるようにした。このことにより、有機ＥＬ素子２０の発光面積を９ｍｍ２とした。
【０１２７】
「比較例３」
発光層１５のホスト材料として、上記式で表されるＨｏｓｔ−Ｏを用いたこと以外は、比較例２と同様にして、比較例３の順構造の有機ＥＬ素子２０を得た。
【０１２８】
「比較例４」
発光層１５のホスト材料として、上記式で表されるＨｏｓｔ−Ｎを用いたこと以外は、比較例２と同様にして、比較例４の順構造の有機ＥＬ素子２０を得た。
【０１２９】
実施例１、２、比較例１〜４において使用したホスト材料（Ｈｏｓｔ−Ｎ、Ｈｏｓｔ−ＣおよびＨｏｓｔ−Ｏ）のＨＯＭＯおよびＬＵＭＯのエネルギー準位を、Ｇａｕｓｓｉａｎ０９［B3LYP 6-311g（d,p）］により計算して見積もった。その結果を表１に示す。
【０１３０】
【表１】
2018206889.tif 000019
【０１３１】
表１に示すように、ＨＯＭＯおよびＬＵＭＯのエネルギー準位は、Ｈｏｓｔ−ＣおよびＨｏｓｔ−Ｏよりも、Ｈｏｓｔ−Ｎが低い（浅い）。これは、Ｈｏｓｔ−Ｎの骨格に含まれるインドール環構造のドナー性よりも、Ｈｏｓｔ−Ｎの骨格に含まれるインドール環構造中の一つの窒素原子が、炭素もしくは硫黄に置換されているＨｏｓｔ−ＣおよびＨｏｓｔ−Ｏの方が、ドナー性が低減されているためである。
【０１３２】
（発光スペクトル強度の時間依存性）
Ｈｏｓｔ−ＣおよびＨｏｓｔ−Ｏについて、以下に示す方法により、発光スペクトル強度の時間依存性を測定した。
Ｈｏｓｔ−Ｃからなる厚み５０ｎｍの薄膜と、Ｈｏｓｔ−Ｏとからなる厚み５０ｎｍの薄膜とを、真空蒸着法により石英基板上にそれぞれ形成し、サンプルとした。各サンプルを封止し、浜松ホトニクス社製ストリークカメラ「Ｃ４３３４」を用いて過渡発光スペクトルを測定した。その結果を図３に示す。
【０１３３】
図３は、ホスト材料に使用したＨｏｓｔ−ＣおよびＨｏｓｔ−Ｏにおける経過時間と発光強度との関係を示したグラフである。図３に示すように、Ｈｏｓｔ−ＣおよびＨｏｓｔ−Ｏのいずれにおいてもマイクロ秒オーダーの遅延蛍光が観測されており、両材料が熱活性化遅延蛍光材料であることが確認できた。
【０１３４】
（有機ＥＬ素子の発光特性測定）
実施例１、２、比較例１〜４の有機ＥＬ素子を窒素雰囲気下で封止し、０Ｖ〜１０Ｖまでの直流電圧を印加した時の電圧と輝度との関係、および電流密度と外部量子効率との関係を調べた。
ケースレー社製の「２４００型ソースメーター」により、各有機ＥＬ素子への電圧印加と、電流測定を行った。また、コニカミノルタ社製の「ＬＳ−１００」により、発光輝度を測定した。その結果を図４〜図７に示す。
【０１３５】
（有機ＥＬ素子の寿命測定）
実施例１、２、比較例１〜４の有機ＥＬ素子を初期輝度１０００ｃｄ／ｍ２で連続駆動し、輝度が半減するまでの寿命（輝度半減寿命）を測定した。その結果を表２に示す。
【０１３６】
【表２】
2018206889.tif 000020
【０１３７】
図４は、実施例１、２、比較例１の逆構造の有機ＥＬ素子における電圧と輝度との関係を示したグラフである。
図４に示すように、ホスト材料としてＨｏｓｔ−Ｃを用いた実施例１、Ｈｏｓｔ−Ｏを用いた実施例２の有機ＥＬ素子は、ホスト材料としてＨｏｓｔ−Ｎを用いた比較例１の有機ＥＬ素子と比較して、電圧が同じである場合に高い輝度が得られている。また、実施例２の有機ＥＬ素子は、実施例１の有機ＥＬ素子と比較して、電圧が同じである場合に高い輝度が得られている。
【０１３８】
図５は、実施例１、２、比較例１の逆構造の有機ＥＬ素子における電流密度と外部量子効率との関係を示したグラフである。
図５に示すように、ホスト材料としてＨｏｓｔ−Ｃを用いた実施例１、Ｈｏｓｔ−Ｏを用いた実施例２の有機ＥＬ素子は、ホスト材料としてＨｏｓｔ−Ｎを用いた比較例１の有機ＥＬ素子と比較して、外部量子効率が高い。また、実施例２の有機ＥＬ素子は、実施例１の有機ＥＬ素子と比較して、外部量子効率が高い。
【０１３９】
また、表２に示すように、逆構造の有機ＥＬ素子では、ホスト材料としてＨｏｓｔ−Ｏを用いた実施例２の有機ＥＬ素子の輝度半減寿命は、Ｈｏｓｔ−Ｎを用いた比較例１の約６倍であった。Ｈｏｓｔ−Ｃを用いた実施例１の有機ＥＬ素子についても、輝度半減寿命は、Ｈｏｓｔ−Ｎを用いた比較例１の約３倍であった。
表２、図４および図５に示すように、逆構造の有機ＥＬ素子のホスト材料として、Ｈｏｓｔ−ＮよりもＨｏｓｔ−ＣおよびＨｏｓｔ−Ｏを用いることが好ましいことが分かった。
【０１４０】
図６は、比較例２〜４の順構造の有機ＥＬ素子における電圧と輝度との関係を示したグラフである。
図６に示すように、ホスト材料としてＨｏｓｔ−Ｎを用いた比較例４、Ｈｏｓｔ−Ｃを用いた比較例２、Ｈｏｓｔ−Ｏを用いた比較例３の順に、電圧が同じである場合の輝度が低くなっている。
【０１４１】
図７は、比較例２〜４の順構造の有機ＥＬ素子における電流密度と外部量子効率との関係を示したグラフである。
図７に示すように、ホスト材料としてＨｏｓｔ−Ｎを用いた比較例４の低電流密度での外部量子効率が、Ｈｏｓｔ−Ｃを用いた比較例２、Ｈｏｓｔ−Ｏを用いた比較例３よりも高い。
【０１４２】
また、表２に示すように、順構造の有機ＥＬ素子では、ホスト材料としてＨｏｓｔ−Ｃを用いた比較例２およびＨｏｓｔ−Ｏを用いた比較例３よりも、Ｈｏｓｔ−Ｎを用いたを用いた比較例４の輝度半減寿命が長い。
表２、図６および図７に示すように、順構造の有機ＥＬ素子のホスト材料としては、Ｈｏｓｔ−ＣおよびＨｏｓｔ−ＯよりもＨｏｓｔ−Ｎを用いることが好ましいという、逆構造の有機ＥＬ素子とは逆の結果となった。
【０１４３】
以上の通り、Ｈｏｓｔ−ＣおよびＨｏｓｔ−Ｏは、逆構造の有機ＥＬ素子のホスト材料として好適である。しかし、Ｈｏｓｔ−ＣおよびＨｏｓｔ−Ｏは、順構造の有機ＥＬ素子のホスト材料には適していない。これは、Ｈｏｓｔ−ＣおよびＨｏｓｔ−ＯのＨＯＭＯおよびＬＵＭＯのエネルギー準位が深いため、陰極から発光層への電子注入性が良好となったことによるものである。
一方、Ｈｏｓｔ−Ｎは順構造の有機ＥＬ素子のホスト材料としては好適であるものの、逆構造の有機ＥＬ素子のホスト材料には適していない。これは、Ｈｏｓｔ−Ｎはドナー性が高くＨＯＭＯおよびＬＵＭＯのエネルギー準位が浅いためである。
【符号の説明】
【０１４４】
１…基板、２…陰極、３…電子注入層、４…バッファ層、５…電子輸送層、６…発光層、７…正孔輸送層、８…正孔注入層、９…陽極、１０…有機ＥＬ素子。
【図１】
2018206889.tif 000024
【図２】
2018206889.tif 000025
【図３】
2018206889.tif 000026
【図４】
2018206889.tif 000027
【図５】
2018206889.tif 000028
【図６】
2018206889.tif 000029
【図７】
2018206889.tif 000030