(57)【要約】      （修正有）【課題】発光効率が高く、低駆動電圧であるとともに、高色純度発光が可能な発光材料を用いた際に、高い外部量子効率、低消費電力及び高色純度発光が得られる有機エレクトロルミネッセンス素子、この有機ＥＬ素子を備えた表示装置及び照明装置を提供する。【解決手段】基板上に、陽極と発光層と陰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、ホスト材料が特定の式で表わされる化合物である有機エレクトロルミネッセンス素子とする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、陽極と発光層と陰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】
2019186370.tif 000033
（但し、一般式（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。一般式（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）の何れかで表される環構造を表す。一般式（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）、（１ａ）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。一般式（１）中のｎは１以上４以下の整数を示す。）
【請求項２】
前記発光層中のゲスト材料が、有機金属錯体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】
前記一般式（１）中のｎが１であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項４】
前記一般式（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の何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】
前記一般式（１）中のＡｒが下記一般式（３）で表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】
2019186370.tif 000034
（但し、一般式（３）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】
前記陽極と前記陰極との間に、前記発光層を含む積層構造が形成され、
前記発光層が、前記一般式（１）で表される化合物と、配位数が４の金属に平面状の四座配位子が結合した錯体とを含むことを特徴とする請求項１〜請求項５の何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】
請求項１〜請求項６の何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含むことを特徴とする表示装置。
【請求項８】
請求項１〜請求項６の何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、自発光型である、視野角が広い、視認性に優れる、低電圧で駆動できる、面発光で薄型化・軽量化可能である、多色表示可能である、等の特徴を有している。このため、有機ＥＬ素子は、ディスプレイ等の画像表示装置や照明装置に好適に用いられる。
【０００３】
有機ＥＬ素子は、通常、透明基板上に、陽極、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層、陰極がこの順に積層されることにより構成されている。また、有機ＥＬ素子の発光は、以下に示す（ｉ）〜（ｖ）の過程を経て生じる。
（ｉ）正孔及び電子が電極から注入される。
（ｉｉ）注入された正孔及び電子が輸送される。
（ｉｉｉ）発光層内で正孔と電子とが再結合する。
（ｉｖ）発光材料が電子的励起状態を形成する。
（ｖ）発光材料が電子的励起状態から光を放射する。
【０００４】
有機ＥＬ素子においては、高効率化を目的として、発光層の発光材料としてリン光材料を用いることが提案されている。発光材料は、エネルギーを得て電子的励起状態となるとき、一重項励起状態（Ｓ１）と三重項励起状態（Ｔ１）を１：３の確率で生成する。そして、発光材料が電子的励起状態から基底状態に戻る際に、光としてエネルギーを放出する。
【０００５】
ここで、発光材料として蛍光材料を用いた場合には、Ｓ１からのエネルギーしか光に変換されない。これに対し、リン光材料を用いた場合には、Ｓ１からのエネルギーのみならず、Ｔ１からのエネルギーも光に変換される。このため、発光材料として、蛍光材料を用いた有機ＥＬ素子よりも、リン光材料を用いた有機ＥＬ素子の方が、高効率化が期待できる（例えば、非特許文献１及び非特許文献２参照）。
【０００６】
リン光材料は、通常、ゲスト材料として、ホスト材料とともに用いられる。ホスト材料とリン光材料（ゲスト材料）とを含む発光層を有する有機ＥＬ素子では、正孔と電子との再結合により励起されたホスト材料のエネルギーがリン光材料に移動する。そのエネルギーによりリン光材料が励起され、光エネルギーとして放出される。ホスト材料からリン光材料への効率的なエネルギー移動を可能とするためには、ホスト材料の三重項励起状態（Ｔ１）のエネルギーを、ゲスト材料であるリン光材料のＴ１エネルギーよりも大きくすることが好ましい（例えば、非特許文献３参照）。ホスト材料のＴ１エネルギーよりもゲスト材料のＴ１エネルギーが大きいと、ゲスト材料からホスト材料への逆エネルギー移動が起こり、リン光発光の高効率化が妨げられる可能性がある。
【０００７】
発光層に用いられるホスト材料は、これまでにも多数報告されている。例えば、ホスト材料として、カルバゾール系化合物等が挙げられる。カルバゾール系化合物は、比較的大きなＴ１エネルギーを有する。ホスト材料として一般的に用いられるカルバゾール系化合物としては、下記一般式（１０）で表されるＣＢＰ（４，４’−ビス（カルバゾール−９−イル）ビフェニル）等がある。また、ホスト材料として、Ｓ１とＴ１とのエネルギー差が小さい熱活性化遅延蛍光材料を用いることで、高効率化・長寿命化が可能となることが報告されている（例えば、非特許文献２参照）。
【０００８】
【化１】
2019186370.tif 000002
【０００９】
有機ＥＬ素子の発光材料（ゲスト材料）としては、一般的に、高い外部量子効率が得られるイリジウム錯体が用いられている。しかしながら、発光材料としてイリジウム錯体を用いた有機ＥＬ素子は、発光スペクトルの半値幅が広く、色純度が低い。このため、発光材料としてイリジウム錯体を用いた有機ＥＬ素子では、カラーフィルター等を用いて発光スペクトルを先鋭化する必要があり、光の利用効率が低かった。
【００１０】
近年、ディスプレイに用いる有機ＥＬ素子として、高色純度発光のものが求められている。例えば、超高精細度テレビジョン（ＵＨＤＴＶ）においては、三原色がスペクトル軌跡上に位置した広色域表色系を用いることが、ＩＴＵ−Ｒ勧告ＢＴ.２０２０に規定された（例えば、非特許文献４参照）。
【００１１】
このような背景から、発光スペクトルの半値幅の狭い発光材料が開発されつつある。例えば、非特許文献５には、下記一般式（２−１）で表される白金錯体が記載されている。
一般式（２−１）で表される白金錯体によれば、発光スペクトルの半値幅が１８ｎｍである高色純度の緑色発光が得られる。
【００１２】
【化２】
2019186370.tif 000003
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１３】
【非特許文献１】有機ＥＬディスプレイ，株式会社オーム社，ｐｐ．８３（２０１１）
【非特許文献２】Ｏｒｇ.  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ，１４，２６０（２０１３）
【非特許文献３】Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，８３，５６９（２００３）
【非特許文献４】Ｒｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎ  ＩＴＵ−Ｒ  ＢＴ．２０２０−２（２０１５）
【非特許文献５】ｔ.Ｆｌｅｅｔｈａｍ,Ａｒｉｚｏｎａ  Ｓｔａｔｅ  Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ,ＰｈＤ  ｔｈｅｓｉｓ,ｐｐ.１１６−１２２（２０１４）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
有機ＥＬ素子においては、発光効率を確保しつつ、駆動電圧を低くすることが要求されている。しかしながら、従来の有機ＥＬ素子では、電極から発光層への正孔及び電子の移動におけるエネルギー障壁が大きいため、十分に駆動電圧を低くしつつ、高い外部量子効率が得られる素子の実現が困難であった。また、従来の有機ＥＬ素子では、高色純度発光が可能な発光材料を用いた場合に、高い外部量子効率、低消費電力、及び高色純度発光を兼ね備えた素子とすることが困難であった。
【００１５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、発光効率が高く、低駆動電圧であるとともに、高色純度発光が可能な発光材料を用いた際に、高い外部量子効率、低消費電力及び高色純度発光が得られる有機ＥＬ素子、この有機ＥＬ素子を備えた表示装置及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】
【００１６】
本発明者等は、上記課題を解決するために鋭意検討を重ねた。その結果、有機ＥＬ素子の２つの電極間に形成された発光層を含む積層構造が、正孔輸送性及び電子輸送性に寄与する下記一般式（１）で表される化合物を含む層を含むことで、上記課題の解決に寄与できることを見出し、本発明を想到した。
【００１７】
即ち、発光層ホスト材料として、Ｓ１とＴ１のエネルギー差が小さな、下記一般式（１）で表される化合物を用いることで、一般的なホスト材料である上記一般式（１０）で表されるＣＢＰと同程度のＴ１エネルギーを有する材料において、ＣＢＰに比べてホスト材料のエネルギーギャップを小さくすることができる。これにより、正孔輸送層又は電子輸送層、あるいは、これら両層から発光層への正孔・電子移動におけるエネルギー障壁が小さくなるため、駆動電圧を下げることが可能になる。化合物のＳ１とＴ１のエネルギー差を小さくする手段としては、正孔輸送性と電子輸送性の両方を兼ね備えた下記一般式（１）で表される化合物を用いる。下記一般式（１）で表される化合物では、インドロカルバゾール骨格のインドール環構造中における一つの窒素原子が、酸素原子又は硫黄原子に置換されている構造が正孔輸送性に寄与する。また、下記一般式（１）で表される化合物では、１，３，５−トリアジン骨格が電子輸送性に寄与する。
【００１８】
また、発光層のホスト材料として下記一般式（１）で表される化合物を用い、ゲスト材料として配位数が４の金属に平面状の四座配位子が結合した錯体を用いた場合には、高い外部量子効率、低消費電力及び高色純度発光を兼ね備えた有機ＥＬ素子とすることができる。下記一般式（１）で表される化合物は、エネルギーギャップが小さく、尚且つゲスト材料よりも大きなＴ１エネルギーを有するので、発光層において、配位数が４の金属に平面状の四座配位子が結合した錯体とともに用いた場合には、高い外部量子効率が得られる。また、これらのゲスト材料を、下記一般式（１）で表される化合物と併せて用いた有機ＥＬ素子においては、ゲスト材料の分子の振動に伴う光の放射が抑えられ、尚且つホスト材料である下記一般式（１）で表される化合物との間の相互作用を小さくすることができるため、発光スペクトルの半値幅が狭く高色純度の発光が得られる。
【００１９】
即ち、本発明は以下の構成を採用する。
【００２０】
［１］  基板上に、陽極と発光層と陰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３】
2019186370.tif 000004
（但し、一般式（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。一般式（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）の何れかで表される環構造を表す。一般式（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）、（１ａ）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。一般式（１）中のｎは１以上４以下の整数を示す。）
【００２１】
［２］  前記発光層中のゲスト材料が、有機金属錯体であることを特徴とする上記［１］に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００２２】
［３］  前記一般式（１）中のｎが１であることを特徴とする上記［１］又は［２］に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００２３】
［４］  前記一般式（１）中のＡｒが芳香族複素環基であることを特徴とする上記［１］〜［３］の何れか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００２４】
［５］  前記一般式（１）中のＡｒが下記一般式（３）で表される芳香族複素環基であることを特徴とする上記［４］に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化４】
2019186370.tif 000005
（但し、一般式（３）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。）
【００２５】
［６］  前記陽極と前記陰極との間に、前記発光層を含む積層構造が形成され、前記発光層が、前記一般式（１）で表される化合物と、配位数が４の金属に平面状の四座配位子が結合した錯体とを含むことを特徴とする上記［１］〜［５］の何れか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００２６】
［７］  上記［１］〜［６］の何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含むことを特徴とする表示装置。
【００２７】
［８］  上記［１］〜［６］の何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含むことを特徴とする照明装置。
【発明の効果】
【００２８】
本発明に係る有機ＥＬ素子によれば、基板上に、陽極と発光層と陰極とがこの順に設けられ、発光層を含む積層構造が、上記の一般式（１）で表わされる化合物を含む。これにより、本発明に係る有機ＥＬ素子は、発光効率が高く、駆動電圧が低い。また、発光層を含む積層構造が、上記の一般式（１）で表わされる化合物とともに、配位数が４の金属に平面状の四座配位子が結合した錯体を含む場合には、高い外部量子効率、低消費電力及び高色純度発光が得られる。
【００２９】
また、本発明に係る表示装置及び照明装置によれば、上記の本発明に係る有機ＥＬ素子を含むものであるので、発光特性に優れ、低電圧での駆動が可能であるとともに、発光の色純度が高いものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施形態に係る有機ＥＬ素子の一例を模式的に説明する図であり、有機ＥＬ素子の層構造を示す断面図である。
【図２】本発明に係る有機ＥＬ素子の実施例について説明する図であり、実験１で形成した薄膜の３００Ｋ及び７７Ｋにおける発光スペクトルを測定した結果を示すグラフである。
【図３】本発明に係る有機ＥＬ素子の実施例について説明する図であり、実験２で形成した薄膜の３００Ｋ及び７７Ｋにおける発光スペクトルを測定した結果を示すグラフである。
【図４】本発明に係る有機ＥＬ素子の実施例について説明する図であり、実施例１及び比較例１の有機ＥＬ素子における印加電圧と輝度との関係を示したグラフである。
【図５】本発明に係る有機ＥＬ素子の実施例について説明する図であり、実施例１及び比較例１の有機ＥＬ素子における電流密度と電力効率との関係を示したグラフである。
【図６】本発明に係る有機ＥＬ素子の実施例について説明する図であり、実験４及び実験５で形成した薄膜における発光スペクトルを示すグラフである。
【図７】本発明に係る有機ＥＬ素子の実施例について説明する図であり、実施例２及び比較例２の有機ＥＬ素子における印加電圧と輝度との関係を示したグラフである。
【図８】本発明に係る有機ＥＬ素子の実施例について説明する図であり、実施例２及び比較例２の有機ＥＬ素子における電流密度と電力効率との関係を示したグラフである。
【図９】本発明に係る有機ＥＬ素子の実施例について説明する図であり、実施例３及び比較例３の有機ＥＬ素子における印加電圧と輝度との関係を示したグラフである。
【図１０】本発明に係る有機ＥＬ素子の実施例について説明する図であり、実施例３及び比較例３の有機ＥＬ素子における電流密度と電力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】
【００３１】
以下、本発明を適用した有機ＥＬ素子、並びに、それを備えた表示装置及び照明装置の実施の形態について、図１を適宜参照しながらその構成を説明する。なお、以下の説明で用いる図面は、その特徴をわかりやすくするために、便宜上、特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率等は、実際とは異なる場合がある。また、以下の説明において例示される材料、寸法等は一例であって、本発明はそれらに限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。
【００３２】
上述したように、本発明者等は、上記課題を解決し、発光効率が高く、駆動電圧の低い有機ＥＬ素子を実現するために、発光層のホスト材料に着目し、鋭意検討を重ねた。
従来の有機ＥＬ素子においては、発光層のホスト材料として、カルバゾール系化合物である、上記一般式（１０）で表されるＣＢＰが一般に用いられていた。このＣＢＰは、正孔輸送性のみを示し、Ｓ１（一重項励起状態）エネルギーとＴ１（三重項励起状態）エネルギーとの差が大きい材料であり、エネルギーギャップが大きい。このため、ＣＢＰを用いた発光層を有する有機ＥＬ素子では、電極から発光層への正孔及び電子の移動におけるエネルギー障壁が大きく、駆動電圧が高かった。
【００３３】
有機ＥＬ素子の駆動電圧を低くするためには、発光層のホスト材料として、ＣＢＰを用いた場合と同程度のＴ１エネルギーを有し、ＣＢＰと比較してＳ１エネルギーとＴ１エネルギーとの差が小さい化合物を用いればよい。これにより、ＣＢＰを用いた場合と比較して、ホスト材料のエネルギーギャップを小さくできる。
【００３４】
そこで、本発明者等は鋭意検討を重ね、発光層のホスト材料として、上記一般式（１）で表される化合物を用いることを知見した。即ち、上記一般式（１）で表される化合物では、インドロカルバゾール骨格のインドール環構造中における一つの窒素原子が、酸素原子又は硫黄原子に置換されている構造が正孔輸送性に寄与し、１，３，５−トリアジン骨格が電子輸送性に寄与する。このため、上記一般式（１）で表される化合物は、Ｓ１エネルギーとＴ１エネルギーとの差が小さい。従って、一般式（１）で表される化合物をホスト材料として含む発光層を有する有機ＥＬ素子においては、ホスト材料のエネルギーギャップが小さくなる。その結果、電極から発光層への正孔移動及び／又は電極から発光層への電子移動におけるエネルギー障壁が小さくなり、有機ＥＬ素子の駆動電圧が低くなる。しかも、上記一般式（１）で表される化合物をホスト材料として含む発光層を有する有機ＥＬ素子においては、ホスト材料としてＣＢＰを用いた場合と同等の高い発光効率が得られる。
【００３５】
さらに、本発明者等は鋭意検討を重ね、２つの電極間、即ち陽極と陰極との間に形成された発光層を含む積層構造に含まれる正孔輸送層、発光層、又は電子輸送層から選ばれる何れかの層が、上記一般式（１）で表される化合物を含む場合、電極から発光層への正孔移動及び／又は電子移動におけるエネルギー障壁を小さくでき、上記効果が得られることを確認し、本発明を想到した。
【００３６】
以下、本発明の有機ＥＬ素子、表示装置、及び照明装置の実施の形態について、図１を用いて詳細に説明する。
【００３７】
＜有機ＥＬ素子＞
図１は、本実施形態の有機ＥＬ素子の一例を模式的に説明するための断面図である。図１に示す本実施形態の有機ＥＬ素子１は、基板１上に順次設けられた陽極９（電極）と陰極３（電極）との間に、発光層６を含む積層構造が形成されているものである。
本実施形態の有機ＥＬ素子１における積層構造は、正孔注入層８と、正孔輸送層７と、発光層６と、電子輸送層５と、電子注入層４とがこの順に形成されたものである。
【００３８】
図１に示す有機ＥＬ素子１は、基板２と反対側に光を取り出すトップエミッション型のものであってもよいし、基板２側に光を取り出すボトムエミッション型のものであってもよい。
【００３９】
［基板］
基板２の材料としては、樹脂材料、ガラス材料等が挙げられる。基板２の材料は、１種のみを用いてもよいし、２種以上を組み合わせて使用してもよい。
基板２に用いられる樹脂材料としては、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、ポリカーボネート、ポリアリレート等が挙げられる。基板２の材料として、樹脂材料を用いた場合、柔軟性に優れた有機ＥＬ素子１が得られる観点から好ましい。
基板２に用いられるガラス材料としては、石英ガラス、ソーダガラス、パイレックス（登録商標）等が挙げられる。
【００４０】
有機ＥＬ素子１がボトムエミッション型のものである場合には、基板２の材料として、透明基板を用いる。
有機ＥＬ素子１がトップエミッション型のものである場合には、基板２の材料として、透明基板だけでなく、不透明基板を用いてもよい。不透明基板としては、例えば、アルミナのようなセラミックス材料からなる基板、ステンレス鋼のような金属板の表面に酸化膜（絶縁膜）を形成した基板、樹脂材料で構成された基板等が挙げられる。
【００４１】
基板２の平均厚さとしては、特に限定されないが、例えば、強度やコスト等のバランスの観点から、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２の平均厚さは、デジタルマルチメーター及び／又はノギスによって測定できる。
【００４２】
［陽極］
陽極９は、正孔注入層８又は正孔輸送層７に正孔を注入する。このため、陽極９の材料としては、仕事関数が比較的大きい各種金属材料や、各種合金等が用いられる。陽極９の材料としては、例えば、金、ヨウ化銅、酸化スズ、アルミニウムドープの酸化亜鉛（ＺｎＯ：Ａｌ）、インジウム酸化スズ（ＩＴＯ）、インジウム酸化亜鉛（ＩＺＯ）、フッ素酸化スズ（ＦＴＯ）等が挙げられる。これらの中でも、透明性や仕事関数の観点から、陽極９の材料として、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＦＴＯが好ましい。
【００４３】
有機ＥＬ素子１がボトムエミッション型のものである場合、陽極９の材料として、透明導電材料が用いられる。
有機ＥＬ素子１がトップエミッション型のものである場合、陽極９の材料として、透明導電材料だけでなく、不透明材料を用いてもよく、反射性の材料を用いてもよい。
【００４４】
陽極９の平均厚さは、特に限定されないが、１０〜３００ｎｍであることが好ましく、より好ましくは３０〜１５０ｎｍである。
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。
【００４５】
［正孔注入層］
正孔注入層８に用いられる材料は、陽極の仕事関数と正孔輸送層７のイオン化ポテンシャル（ＩＰ）との関係、電荷輸送特性等の観点から選択できる。正孔注入層８の材料は、適切なＩＰと電荷輸送特性を有する化合物であればよく、低分子、高分子問わず、各種の有機化合物、無機化合物を選択して用いることができる。正孔注入層８の材料は、１種のみであってもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００４６】
正孔注入層８に用いられる無機化合物としては、例えば、モリブデン酸化物（ＭｏＯｘ）、酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）等が挙げられる。無機化合物は、有機化合物と比較して安定である。このため、正孔注入層８に無機化合物を用いた場合、有機化合物を用いた場合と比較して、酸素や水に対する高い耐性が得られやすい。
【００４７】
正孔注入層８に用いられる有機化合物としては、例えば、下記一般式（８−１）〜（８−１９）で表される化合物が挙げられる。これら一般式（８−１）〜（８−１９）で表される化合物の中でも、一般式（８−１１）で表されるポリ（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）、一般式（８−１９）で表されるポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ）、一般式（８−４）で表される銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）が好ましく、特に、一般式（８−１９）で表されるＰＥＤＯＴが好ましい。
【００４８】
【化５】
2019186370.tif 000006
【００４９】
【化６】
2019186370.tif 000007
【００５０】
正孔注入層８の平均厚さは、特に限定されないが、１〜１００ｎｍ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。
【００５１】
［正孔輸送層］
正孔輸送層７に用いられる材料としては、例えば、下記一般式（７−１）〜（７−３７）で表される化合物が挙げられる。一般式（７−１）〜（７−３７）で表される化合物の中でも特に、一般式（７−１）で表されるα−ＮＰＤと、バンドギャップが大きく、電気的安定性・熱的安定性に優れる一般式（７−３６）又は（７−３７）で表される化合物とを組み合わせて用いることが好ましい。
【００５２】
正孔輸送層７の材料は、１種のみであってもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。また、正孔輸送層７は、１層のみで形成されていてもよいし、２層以上で積層して形成されたものであってもよい。例えば、正孔輸送層７は、発光層６側に配置した一般式（７−３７）で表される化合物からなる層と、正孔注入層８側に配置した一般式（７−１）で表されるα−ＮＰＤからなる層とを積層したものとすることができる。
【００５３】
正孔輸送層７の平均厚さは、特に限定されないが、１０〜１００ｎｍであることが好ましく、より好ましくは２０〜６０ｎｍである。
正孔輸送層７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。
【００５４】
【化７】
2019186370.tif 000008
【００５５】
【化８】
2019186370.tif 000009
【００５６】
【化９】
2019186370.tif 000010
【００５７】
【化１０】
2019186370.tif 000011
【００５８】
［発光層］
本実施形態の有機ＥＬ素子１に含まれる発光層６は、電荷輸送及び電荷再結合を行うホスト材料と、発光材料であるゲスト材料とを含む。
【００５９】
「ホスト材料」
本実施形態では、発光層６に含まれるホスト材料として、一般式（１）で表わされる化合物を用いる。
【００６０】
【化１１】
2019186370.tif 000012
【００６１】
但し、上記一般式（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。また、一般式（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）の何れかで表される環構造を表す。また、一般式（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。また、一般式（１）、（１ａ）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。なお、一般式（１）中のｎは１以上４以下の整数を示す。
【００６２】
一般式（１）で表される化合物は、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）で表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）で表される化合物中の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。
【００６３】
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。一般式（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、シアノ誘導体等が挙げられる。具体的には、一般式（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）で表される何れか化合物に由来する原子団からなる基が挙げられる。
【００６４】
【化１２】
2019186370.tif 000013
【００６５】
上記一般式（１）中のＡｒは、下記一般式（３）で表される芳香族複素環基であることが好ましい。一般式（１）中のＡｒが一般式（３）で表される芳香族複素環基である場合、Ａｒの電子輸送性が大きく、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）との差が小さくなるため、エネルギーギャップが小さくなる。
【００６６】
【化１３】
2019186370.tif 000014
【００６７】
但し、上記一般式（３）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。また、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。また、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。
【００６８】
上記のように、一般式（３）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であるが、一般式（３）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。
【００６９】
また、一般式（３）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。一般式（３）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。
【００７０】
一般式（３）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。このように、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、上記一般式（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等が挙げられる。
【００７１】
この場合においても、上記同様、一般式（１）、（１ａ）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。
【００７２】
一般式（１）中のＲは水素であることが好ましい。一般式（１）中のＲが水素であると、一般式（１）で表される化合物を容易に合成できる。
一般式（１ａ）中のＲも水素であることが好ましい。一般式（１ａ）中のＲが水素であると、一般式（１）で表される化合物を容易に合成できる。
【００７３】
また、この場合も、上記同様、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、十分な正孔輸送性が得られる。また、一般式（１）中のｎが４以下であれば、一般式（１）で表される化合物を容易に合成できる。特に、一般式（１）中のｎが１である化合物は、容易に合成できる観点から好ましい。
【００７４】
一般式（１）で表される化合物は、環Ｂが一般式（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、一般式（１）、（１ａ）中のＲが全て水素であり、且つ、一般式（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。
【００７５】
一般式（１）で表される化合物は、環Ｂが一般式（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、一般式（１）、（１ａ）中のＲが全て水素であり、且つ、一般式（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。
【００７６】
【化１４】
2019186370.tif 000015
【００７７】
上記一般式（１）で表される化合物は、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、一般式（１）、（１ａ）中のＲが全て水素であり、且つ、一般式（１）中のｎが１である場合、例えば、下記一般式（５０）で表される化合物であることが好ましい。
【００７８】
【化１５】
2019186370.tif 000016
【００７９】
上記一般式（１）で表される化合物としては、特に、下記一般式（１−２）で表される化合物が好ましい。一般式（１−２）で表される化合物は、一重項励起状態（Ｓ１）と三重項励起状態（Ｔ１）とのエネルギー差が小さく、エネルギーギャップが小さいため、外部量子効率が高い有機ＥＬ素子１が得られやすく、特に好ましい。
【００８０】
【化１６】
2019186370.tif 000017
【００８１】
なお、ホスト材料は、１種のみ用いてもよいし、２種以上で用いてもよい。
【００８２】
（化合物の発光スペクトル）
化合物の蛍光スペクトルを測定することで、化合物のＳ１（一重項励起状態）エネルギーを求めることができる。また、化合物のリン光スペクトルを測定することで、化合物のＴ１（三重項励起状態）エネルギーを求めることができる。
【００８３】
「ゲスト材料」
ゲスト材料としては、蛍光材料及び／又はリン光材料を用いる。ゲスト材料は、ホスト材料からのエネルギー移動を有効に行うために、ホスト材料の発光波長と重なる吸収波長を有することが好ましい。
【００８４】
（リン光材料）
ゲスト材料がリン光材料である場合、ゲスト材料のＴ１エネルギーは、ホスト材料のＴ１エネルギーよりも小さいことが好ましい。
【００８５】
ゲスト材料として用いられるリン光材料としては、例えば、下記一般式（６−１）〜（６−２９）で表される化合物が挙げられる。本実施形態では、ホスト材料として、一般式（１）で表わされる化合物を用いるため、一般式（６−１）〜（６−２９）で表されるリン光材料の中でも、特に、一般式（６−２）で表されるＩｒ（ｍｐｐｙ）３等の発光が好ましい。
【００８６】
【化１７】
2019186370.tif 000018
【００８７】
【化１８】
2019186370.tif 000019
【００８８】
Ｉｒ（ｍｐｐｙ）３は、上記一般式（１）で表わされる化合物よりもＴ１エネルギーが小さい。このため、ホスト材料として一般式（１）で表わされる化合物を用い、ゲスト材料としてＩｒ（ｍｐｐｙ）３を用いた場合、ホスト材料からゲスト材料への効率的なエネルギー移動が起こる。その結果、駆動電圧の低い有機ＥＬ素子１が実現できる。また、Ｉｒ（ｍｐｐｙ）３が、一般式（１）で表わされる化合物の発光波長と重なる吸収波長を有するため、発光効率の高い有機ＥＬ素子１となる。
【００８９】
ホスト材料として、一般式（１）で表わされる化合物を用い、ゲスト材料としてＩｒ（ｍｐｐｙ）３を用いる場合、ホスト材料中のゲスト材料の含有量は、１〜６重量％であることが好ましい。ゲスト材料の含有量が上記範囲であると、ホスト材料からゲスト材料へのエネルギー移動が効率的に起こり、尚且つ、ゲスト濃度増加による三重項−三重項消滅（ＴＴＡ）に伴う効率低下を防ぐことができる。このため、有機ＥＬ素子１の発光効率が良好となる。
【００９０】
（蛍光材料）
ゲスト材料として用いられる蛍光材料としては、例えば、下記一般式（６−３０）〜（６−５１）で表される化合物が挙げられる。
【００９１】
【化１９】
2019186370.tif 000020
【００９２】
【化２０】
2019186370.tif 000021
【００９３】
（有機金属錯体）
ゲスト材料としては、配位数が４の金属に平面状の四座配位子が結合した錯体、即ち、有機金属錯体を含んでもよい。配位数が４の金属に平面状の四座配位子が結合した錯体は、１種のみ含有していてもよいし、２種以上含有していてもよい。配位数が４の金属に平面状の四座配位子が結合した錯体は、下記一般式（２）で表される化合物であることが好ましい。一般式（２）で表される化合物は、四座配位子が、金属を囲むように略同一平面上に配置された４つの環状構造を有する基と、隣接する環状構造を有する基の間のうちの３箇所をそれぞれ連結する連結基とを有する。このため、一般式（２）で表される化合物は、安定であり、分子の振動に伴う光の放射が効果的に抑制され、発光スペクトルの半値幅が狭く、高色純度の発光が得られるものと推定される。
【００９４】
【化２１】
2019186370.tif 000022
【００９５】
但し、一般式（２）中のＭは配位数が４の金属である。また、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４は、それぞれ、置換されていてもよい炭素環基又は置換されていてもよい複素環基である。また、Ｌ１は、Ｒ１とＲ２とを連結する連結基であり、Ｌ２は、Ｒ２とＲ３とを連結する連結基であり、Ｌ３は、Ｒ３とＲ４とを連結する連結基である。
【００９６】
一般式（２）で表される化合物におけるＭは、配位数が４の金属であればよく、例えば、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｃｕ等が挙げられ、Ｐｔ又はＰｄが好ましく、Ｐｔが特に好ましい。
【００９７】
上記のように、一般式（２）で表される化合物におけるＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４は、それぞれ、置換されていてもよい炭素環基又は置換されていてもよい複素環基である。また、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４としての炭素環基又は複素環基は、より一層、光の放射に伴う分子の振動が抑えられる化合物となるため、５員環又は６員環であることが好ましい。一般式（２）中のＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４は、全て同じであってもよいし、一部又は全部がそれぞれ異なっていてもよい。
【００９８】
一般式（２）で表される化合物におけるＬ１、Ｌ２、Ｌ３は、隣接する環状構造を有する基（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４）の間を連結するものであればよく、例えば、隣接する環状構造を有する基を形成している原子とともに形成された環構造であってもよいし、隣接する環状構造を有する基を形成している原子間の単結合であってもよいし、エーテル結合であってもよい。一般式（２）中のＬ１、Ｌ２、Ｌ３は、全て同じであってもよいし、一部又は全部がそれぞれ異なっていてもよい。
【００９９】
一般式（２）で表される化合物は、下記一般式（２−１）〜（２−１５）で表される何れかの化合物であることが好ましく、これらの中でも、特に、高色純度発光が得られやすいという観点から、一般式（２−１）で表される化合物、一般式（２−３）で表される化合物であることが好ましい。
【０１００】
【化２２】
2019186370.tif 000023
【０１０１】
ホスト材料として、上記一般式（１）で表わされる化合物を用い、ゲスト材料として、上記一般式（２）で表される化合物を用いる場合、ホスト材料中のゲスト材料の含有量は、３〜１０重量％であることが好ましい。ゲスト材料の含有量が上記範囲であると、ホスト材料からゲスト材料へのエネルギー移動が効率的に起こり、尚且つ、ゲスト濃度増加による三重項−三重項消滅（ＴＴＡ）による効率低下を防ぐことができる。このため、有機ＥＬ素子１の発光効率が良好となる。
【０１０２】
なお、ゲスト材料は、１種のみ用いてもよいし、２種以上で用いてもよい。
【０１０３】
「発光層の平均厚さ」
発光層６の平均厚さは、特に制限されないが、例えば、１０〜１００ｎｍであることが好ましく、より好ましくは２０〜４０ｎｍ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。
【０１０４】
［電子輸送層］
有機ＥＬ素子１においては、適切な最低未占有分子軌道（ＬＵＭＯ）レベルを有する電子輸送層５を、陰極３又は電子注入層４と発光層６との間に設けることで、陰極３又は電子注入層４から電子輸送層５への電子注入障壁が緩和され、電子輸送層５から発光層６への電子注入障壁が緩和される。また、電子輸送層５に用いられる材料が適切な最高被占有分子軌道（ＨＯＭＯ）レベルを有する場合、正孔が発光層６で再結合せずに対極へ流出するのが阻止される。その結果、発光層６内に正孔が閉じ込められ、発光層６内での再結合効率が高められる。
電子輸送層５は、電子注入障壁が問題とならず、発光層６の電子輸送能が十分に高い場合には、省略される場合がある。
【０１０５】
電子輸送層５に用いられる材料としては、例えば、下記一般式（５−１）〜（５−２８）で表される化合物が挙げられる。これら一般式（５−１）〜（５−２８）で表される化合物の中でも、特に、一般式（５−４）で表されるＴＰＢｉが好ましい。
【０１０６】
図１に示す有機ＥＬ素子１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、１０〜１００ｎｍであることが好ましく、より好ましくは２０〜６０ｎｍ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。
【０１０７】
【化２３】
2019186370.tif 000024
【０１０８】
【化２４】
2019186370.tif 000025
【０１０９】
【化２５】
2019186370.tif 000026
【０１１０】
［電子注入層］
電子注入層４に用いられる材料は、陰極３の仕事関数と電子輸送層５のＬＵＭＯレベル等の観点から適宜選択される。電子注入層４に用いられる材料は、電子輸送層５を設けない場合には、発光層６のゲスト材料及びホスト材料のＬＵＭＯレベルを考慮しながら選択される。
【０１１１】
電子注入層４に用いられる材料は、有機化合物でもよいし、無機化合物でもよい。電子注入層４が、無機化合物からなるものである場合には、例えば、アルカリ金属や、アルカリ土類金属の他、フッ化リチウム、フッ化ナトリウム、フッ化カリウム、フッ化セシウム、炭酸セシウム等を用いることができ、フッ化リチウムを用いることが好ましい。
【０１１２】
電子注入層４の平均厚さは、特に限定されないが、０．５〜５００ｎｍであることが好ましく、より好ましくは、０．８〜２０ｎｍである。電子注入層４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。
【０１１３】
［陰極］
陰極３は、電子注入層４又は電子輸送層５に電子を注入する。このため、陰極３の材料としては、仕事関数の比較的小さな各種金属材料、各種合金等が用いられる。陰極３の材料としては、例えば、アルミニウム、銀、マグネシウム、カルシウム、金、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）、マグネシウムインジウム合金（ＭｇＩｎ）、銀合金等が挙げられる。
【０１１４】
陰極３の平均厚さとしては、特に制限されないが、例えば、１０〜２００ｎｍであることが好ましく、より好ましくは、８０〜１５０ｎｍである。陰極３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。
【０１１５】
有機ＥＬ素子１がボトムエミッション型のものである場合、陰極３の材料として、金属からなる不透明電極を用いることができ、反射性の材料を用いてもよい。
有機ＥＬ素子１がトップエミッション型のものである場合、陰極３の材料として、透明導電材料が用いられる。なお、陰極３の材料としてＩＴＯを用いた場合には、ＩＴＯは仕事関数が大きいことから、電子注入が困難となる。また、ＩＴＯ膜は、スパッタ法やイオンビーム蒸着法を用いて成膜するため、成膜時に電子注入層４等にダメージが与えられる可能性がある。このため、陰極３の材料としてＩＴＯを用いる場合には、電子注入層４とＩＴＯとの間に、マグネシウム層や銅フタロシアニン層を設けることが好ましい。
【０１１６】
＜有機ＥＬ素子の製造方法＞
図１に示す有機ＥＬ素子１は、基板２上に、陽極９と、正孔注入層８と、正孔輸送層７と、発光層６と、電子輸送層５と、電子注入層４と、陰極３とを、この順で形成することによって製造できる。陽極９、正孔注入層８、正孔輸送層７、発光層６、電子輸送層５、電子注入層４、及び陰極３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、適宜、従来公知の種々の形成方法を用いて形成できる。
【０１１７】
具体的には、例えば、陰極３及び陽極９を形成する方法として、スパッタ法、真空蒸着法、ゾルゲル法、スプレー熱分解（ＳＰＤ）法、原子層堆積（ＡＬＤ）法、気相成膜法、液相成膜法等が挙げられる。
【０１１８】
また、電子注入層４、電子輸送層５、発光層６、正孔輸送層７、正孔注入層８の各層を形成する方法としては、特に限定されないが、例えば、各層を構成する有機化合物を含む有機化合物溶液を塗布する塗布法、真空蒸着法、ＥＳＤＵＳ（Ｅｖａｐｏｒａｔｉｖｅ  Ｓｐｒａｙ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ  ｆｒｏｍ  Ｕｌｔｒａ−ｄｉｌｕｔｅ  Ｓｏｌｕｔｉｏｎ）法等が挙げられる。これらの形成方法の中でも、特に、塗布法を用いることが好ましい。
【０１１９】
また、電子注入層４、電子輸送層５、正孔輸送層７、正孔注入層８のうちの何れかの層が無機材料からなるものである場合、無機材料からなる層は、例えば、スパッタ法、真空蒸着法等の方法を用いて形成できる。
【０１２０】
図１に示す有機ＥＬ素子１は、陽極９と陰極３との間に、発光層６を含む積層構造が形成され、発光層６が上記一般式（１）で表される化合物を含む。このため、本実施形態の有機ＥＬ素子１は、発光効率が高い。また、本実施形態の有機ＥＬ素子１は、駆動電圧が低く、消費電力が低い。
【０１２１】
＜有機ＥＬ素子の他の例＞
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素子の構成に限定されるものではない。
【０１２２】
具体的には、上述した実施形態においては、上記一般式（１）で表される化合物を含む層が発光層６である場合を例に挙げて説明したが、一般式（１）で表される化合物を含む層は、２つの電極間、即ち、陽極９と陰極３との間に形成された積層構造に含まれていればよく、発光層６に限定されない。
例えば、上記一般式（１）で表される化合物を含む層は、正孔輸送層７又は電子輸送層５であってもよい。
【０１２３】
また、図１に示す有機ＥＬ素子１においては、電子注入層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。
また、陰極３、電子注入層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層以上からなる層であってもよい。
【０１２４】
また、図１に示す有機ＥＬ素子１は、図１中に示す陽極９、正孔注入層８、正孔輸送層７、発光層６、電子輸送層５、電子注入層４、陰極３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。具体的には、有機ＥＬ素子の特性をさらに向上させる等の理由から、必要に応じて、電子阻止層等を有していてもよい。
【０１２５】
＜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ものである。このような表示装置としては、詳細な図示を省略するが、図１に示す本実施形態の有機ＥＬ素子１の他に、例えば、陽極９や陰極３に電流を供給するための配線等を備えたものが挙げられる。
本実施形態の表示装置は、発光効率が高く、駆動電圧が低い有機ＥＬ素子を含むため、優れた性能を有する。
【０１２６】
＜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ものである。このような照明装置としては、詳細な図示を省略するが、例えば、図１に示す本実施形態の有機ＥＬ素子１の他に、陽極９や陰極３に接続される各種端子や、有機ＥＬ素子１を駆動するための回路等を備えたものが挙げられる。
本実施形態の照明装置は、発光効率が高く、駆動電圧が低い有機ＥＬ素子を含むため優れた性能を有する。
【０１２７】
＜作用効果＞
以上説明したように、本実施形態の有機ＥＬ素子１によれば、基板２上に、陽極９と発光層６と陰極３とがこの順に設けられ、発光層６を含む積層構造が、上記の一般式（１）で表わされる化合物を含む。これにより、本実施形態の有機ＥＬ素子１は、発光効率が高く、駆動電圧が低い。また、発光層６を含む積層構造が、上記の一般式（１）で表わされる化合物とともに、配位数が４の金属に平面状の四座配位子が結合した錯体を含む場合には、高い外部量子効率、低消費電力及び高色純度発光が得られる。
【０１２８】
また、本実施形態の表示装置及び照明装置によれば、上記のような本実施形態の有機ＥＬ素子１を含むものであるので、発光特性に優れ、低電圧での駆動が可能であるとともに、発光の色純度が高いものとなる。
【実施例】
【０１２９】
以下、実施例及び比較例を示し、本発明をさらに具体的に説明する。なお本発明は、本実施例によってその範囲が制限されるものではなく、本発明に係る有機ＥＬ素子は、本発明の要旨を変更しない範囲において適宜変更して実施することが可能である。
【０１３０】
なお、以下の各例において、有機ＥＬ素子を構成する各層の厚さは、真空蒸着法によって成膜した膜は、水晶振動子膜厚計により成膜時に測定し、塗布法によって成膜した膜は、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。
【０１３１】
［実験１］
ガラス材料からなる基板上に、真空蒸着法により、下記一般式（１―２）で表される化合物からなる厚み５０ｎｍの薄膜を形成した。
【０１３２】
【化２６】
2019186370.tif 000027
【０１３３】
［実験２］
ガラス材料からなる基板上に、真空蒸着法により、上記一般式（１０）で表されるＣＢＰからなる厚み５０ｎｍの薄膜を形成した。
【０１３４】
［実験３］
ガラス材料からなる基板上に、真空蒸着法により、上記一般式（６−２）で表されるＩｒ（ｍｐｐｙ）３からなる厚み５０ｎｍの薄膜を形成した。
【０１３５】
［実験１〜３の評価］
実験１で形成した薄膜について、ＨＯＲＩＢＡ社製のＦｌｕｏｒｏＭａｘ−４を用い、波長３００ｎｍの励起光源を用いて、３００Ｋ及び７７Ｋにおける発光スペクトルを測定した。実験２で形成した薄膜について、同様の装置を用い、波長３００ｎｍの励起光源を用いて、３００Ｋ及び７７Ｋにおける発光スペクトルを測定した。その結果を図２及び図３のグラフに示す。図２は、実験１で形成した薄膜の発光スペクトルの測定結果を示したグラフである。また、図３は、実験２で形成した薄膜の発光スペクトルの測定結果を示したグラフである。
【０１３６】
常温（３００Ｋ）における発光スペクトルは、蛍光発光を示す。従って、常温（３００Ｋ）での発光スペクトルから、Ｓ１（一重項励起状態）エネルギーに相当する知見が得られる。図２及び図３のグラフに示すように、一般式（１−２）で表される化合物（実験１）の蛍光発光は、ＣＢＰ（実験２）の蛍光発光よりも長波長側にみられる。従って、一般式（１−２）で表される化合物のＳ１エネルギーは、ＣＢＰよりも小さい。
【０１３７】
また、実験１及び実験２で形成した薄膜について、低温（７７Ｋ以下）での発光スペクトル測定によりリン光発光を観測し、薄膜の三重項励起状態（Ｔ１）のエネルギーを求めた。なお、低温での発光スペクトル測定は、蛍光発光成分を除去してリン光スペクトルを観測するために、励起光照射後５０ｍｓの遅延を設けて測定した。このようにして求めた、実験１及び実験２で形成した薄膜の三重項励起状態（Ｔ１）のエネルギーを下記表１に示す。
【０１３８】
【表１】
2019186370.tif 000028
【０１３９】
図２及び図３のグラフに示すように、一般式（１−２）で表される化合物のＳ１エネルギーは、ＣＢＰよりも小さい。また、表１に示すように、一般式（１−２）で表される化合物（実験１）のＴ１エネルギーは、ＣＢＰ（実験２）とほぼ同程度である。従って、一般式（１−２）で表される化合物は、ＣＢＰよりもエネルギーギャップが小さい。よって、一般式（１−２）で表される化合物は、発光層のホスト材料として、ＣＢＰよりも好ましい。
【０１４０】
また、実験３で形成した薄膜について、実験１及び実験２と同様にして、薄膜の三重項励起状態（Ｔ１）のエネルギーを求めた。
このようにして求めた、実験３で形成した薄膜（Ｉｒ（ｍｐｐｙ）３）の三重項励起状態（Ｔ１）のエネルギーを表１に示した。
表１に示すように、一般式（１−２）で表される化合物（実験１）のＴ１エネルギーは、一般的な緑色リン光材料であるＩｒ（ｍｐｐｙ）３のＴ１エネルギーよりも大きかった。
従って、一般式（１−２）で表される化合物は、発光層のホスト材料に適している。
【０１４１】
［実施例１］
以下に示す材料を用いて、以下に示す方法により、実施例１の有機ＥＬ素子を作製した。
基板上に形成された陽極上に、塗布法により正孔注入層を形成し、さらに、真空蒸着法により、第２正孔輸送層と、第１正孔輸送層と、発光層と、電子輸送層と、電子注入層と、陰極とを、この順で形成し、実施例１の有機ＥＬ素子を作製した。以下に、実施例１の有機ＥＬ素子における各層の詳細を示す。
【０１４２】
（基板、陽極）ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）からなる幅３ｍｍにパターニングされた電極を有する平均厚さ０．７ｍｍの市販の透明ガラス基板。
（正孔注入層）ＰＥＤＯＴ（Ｃｌｅｖｉｏｓ  ＨＩＬ１．５）（厚み３０ｎｍ）
（正孔輸送層）「第１正孔輸送層」上記一般式（７−３６）で表される化合物（厚み１０ｎｍ）；「第２正孔輸送層」α−ＮＰＤ（厚み２０ｎｍ）
（発光層）上記一般式（１）で表される化合物である、上記一般式（１−２）で表される化合物をホスト材料として用い、ホスト材料中にゲスト材料であるＩｒ（ｍｐｐｙ）３を１重量％含む（厚み２５ｎｍ）
（電子輸送層）ＴＰＢｉ（厚み３５ｎｍ）
（電子注入層）ＬｉＦ膜（厚み０．８ｎｍ）
（陰極）Ａｌ膜（厚み１００ｎｍ）
【０１４３】
［比較例１］
発光層のホスト材料に使用した化合物を、上記一般式（１０）で表されるＣＢＰとした点以外は、実施例１と同様にして、比較例１の有機ＥＬ素子を作製した。
【０１４４】
［実施例１及び比較例１の評価］
上記のようにして得られた実施例１及び比較例１の有機ＥＬ素子について、それぞれ電流密度１０ｍＡ／ｃｍ２における外部量子効率を測定した。その結果を下記表２に示す。
【０１４５】
【表２】
2019186370.tif 000029
【０１４６】
表２に示すように、実施例１の有機ＥＬ素子の外部量子効率は、比較例１の有機ＥＬ素子の外部量子効率よりも高い値を示した。
【０１４７】
また、実施例１及び比較例１の有機ＥＬ素子に対して、ケースレー社製の「２４００型ソースメーター」を用いて電圧を印加し、コニカミノルタ社製の「ＬＳ−１００」を用いて輝度を測定し、印加電圧と輝度との関係を調べた。その結果を図４のグラフに示す。
【０１４８】
図４のグラフに示すように、実施例１の有機ＥＬ素子では、比較例１の有機ＥＬ素子と比較して、印加電圧が同じである場合に高い輝度が得られており、駆動電圧が低かった。これは、発光層のホスト材料として、実施例１で使用した一般式（１−２）で表される化合物が、比較例１で使用したＣＢＰと比較して、エネルギーギャップが小さいためであると推定される。
【０１４９】
また、実施例１及び比較例１の有機ＥＬ素子に対して、ケースレー社製の「２４００型ソースメーター」を用いて電流密度と電力効率を調べた。その結果を図５のグラフに示す。
【０１５０】
図５のグラフに示すように、実施例１の有機ＥＬ素子では、比較例１の有機ＥＬ素子と比較して、電流密度が同じである場合に高い電力効率が得られていることがわかる。これは、発光層のホスト材料として、実施例１で使用した一般式（１−２）で表される化合物が、比較例１で使用したＣＢＰと比較して、エネルギーギャップが小さいためであると推定される。
【０１５１】
［実験４］
石英基板上に真空蒸着により、上記一般式（１−２）で表される化合物中に、上記一般式（２−１）で表される化合物を１重量％含む厚み３０ｎｍの薄膜を作製した。
【０１５２】
［実験５］
一般式（１−２）で表される化合物に代えて、一般式（１１）で表される化合物とした点以外は、実験４と同様にして、実験５の薄膜を作製した。
【０１５３】
【化２７】
2019186370.tif 000030
【０１５４】
［実験４及び実験５の評価］
実験４及び実験５で得られた薄膜について、それぞれ、ＨＯＲＩＢＡ社製のＦｌｕｏｒｏＭａｘ−４を用い、波長３５０ｎｍの励起光源を用いて、３００Ｋにおける発光スペクトルを測定した。その結果を図６のグラフに示す。
【０１５５】
図６のグラフに示すように、実験４の薄膜の発光スペクトルは、実験５の薄膜と比較して５６０ｎｍ付近にみられるピークの発光強度が小さく、発光の色純度が高いことが確認できた。これは、ホスト材料としてカルバゾール基を２個有する一般式（２−１）で表される化合物を用いる場合に比べ、カルバゾール基を１個のみ有する一般式（１１）で表される化合物を用いた方が、ホスト材料と発光材料（上記一般式（２−１）で表される化合物）との間に相互作用が生じにくく、これに起因する発光スペクトル幅の増大を低減できるためである。
【０１５６】
［実施例２］
以下に示す材料を用いて、以下に示す方法により、実施例２の有機ＥＬ素子を作製した。
基板の陽極上に、真空蒸着法により、正孔注入層と、第２正孔輸送層と、第１正孔輸送層と、発光層と、電子輸送層と、電子注入層と、陰極とを、この順で形成し、実施例２の有機ＥＬ素子を作製した。
【０１５７】
（基板、陽極）ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）からなる幅３ｍｍにパターニングされた電極（陽極）を有する平均厚さ０．７ｍｍの市販の透明ガラス基板。
（正孔注入層）ＰＥＤＯＴ（Ｃｌｅｖｉｏｓ  ＨＩＬ１．３Ｎ）（厚み３０ｎｍ）
（正孔輸送層）「第１正孔輸送層」一般式（７−３７）で表される化合物（厚み１０ｎｍ）；「第２正孔輸送層」α−ＮＰＤ（厚み２０ｎｍ）
（発光層）一般式（１−２）で表される化合物をホスト材料として用い、ホスト材料中にゲスト材料として一般式（２−１）で表される化合物を６重量％含む（厚み２５ｎｍ）
（電子輸送層）ＴＰＢｉ（厚み３５ｎｍ）
（電子注入層）ＬｉＦ膜（厚み０．８ｎｍ）
（陰極）Ａｌ膜（厚み１００ｎｍ）
【０１５８】
［比較例２］
発光層のホスト材料に使用した化合物を、一般式（１０）で表されるＣＢＰとした点以外は、実施例２と同様にして、比較例２の有機ＥＬ素子を作製した。
【０１５９】
［実施例２及び比較例２の評価］
上記のようにして得られた実施例２及び比較例２の有機ＥＬ素子について、上記同様の方法で、電流密度１０ｍＡ／ｃｍ２における外部量子効率を測定した。その結果を下記表３に示す。
【０１６０】
【表３】
2019186370.tif 000031
【０１６１】
表３に示すように、実施例２の有機ＥＬ素子の外部量子効率は、比較例２の有機ＥＬ素子の外部量子効率と同程度の値を示した。
【０１６２】
また、実施例２及び比較例２の有機ＥＬ素子に対して、ケースレー社製の「２４００型ソースメーター」を用いて電圧を印加し、コニカミノルタ社製の「ＬＳ−１００」を用いて輝度を測定し、印加電圧と輝度の関係を調べた。その結果を図７のグラフに示す。
【０１６３】
図７に示すように、実施例２の有機ＥＬ素子では、比較例２の有機ＥＬ素子と比較して、印加電圧が同じである場合に高い輝度が得られており、駆動電圧が低かった。
【０１６４】
また、実施例２及び比較例２の有機ＥＬ素子に対して、上記同様の方法で電流密度と電力効率との関係を調べた。その結果を図８のグラフに示す。
【０１６５】
図８のグラフに示すように、実施例１における発光材料を変更した実施例２の有機ＥＬ素子においても、ホスト材料としてＣＢＰを用いた比較例２の有機ＥＬ素子と比較して、電流密度が同じである場合に高い電力効率が得られている。
【０１６６】
［実施例３］ 
以下に示す材料を用いて、以下に示す方法により、実施例３の有機ＥＬ素子を作製した。
基板の陽極上に、真空蒸着法により、正孔注入層と、第２正孔輸送層と、第１正孔輸送層と、発光層と、電子輸送層と、電子注入層と、陰極とを、この順で形成し、実施例３の有機ＥＬ素子を作製した。
【０１６７】
（基板、陽極）ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）からなる幅３ｍｍにパターニングされた電極（陽極）を有する平均厚さ０．７ｍｍの市販の透明ガラス基板。
（正孔注入層）ＰＥＤＯＴ（Ｃｌｅｖｉｏｓ  ＨＩＬ１．３Ｎ）（厚み３０ｎｍ）
（正孔輸送層）「第１正孔輸送層」一般式（７−３７）で表される化合物（厚み１０ｎｍ）；「第２正孔輸送層」α−ＮＰＤ（厚み２０ｎｍ）
（発光層）一般式（１−２）で表される化合物をホスト材料として用い、ホスト材料中にゲスト材料として一般式（２−３）で表される化合物を６重量％含む（厚み２５ｎｍ）
（電子輸送層）ＴＰＢｉ（厚み３５ｎｍ）
（電子注入層）ＬｉＦ膜（厚み０．８ｎｍ）
（陰極）Ａｌ膜（厚み１００ｎｍ）
【０１６８】
［比較例３］
発光層のホスト材料に使用した化合物を、一般式（１０）で表されるＣＢＰとした点以外は、実施例３と同様にして、比較例３の有機ＥＬ素子を作製した。
【０１６９】
［実施例３及び比較例３の評価］
上記のようにして得られた実施例２及び比較例３の有機ＥＬ素子について、上記同様の方法で、電流密度１０ｍＡ／ｃｍ２における外部量子効率を測定した。その結果を下記表４に示す。
【０１７０】
【表４】
2019186370.tif 000032
【０１７１】
表４中に示すように、実施例３の有機ＥＬ素子の外部量子効率は、比較例３の有機ＥＬ素子の外部量子効率と同程度の値を示した。
【０１７２】
また、実施例３及び比較例３の有機ＥＬ素子に対して、ケースレー社製の「２４００型ソースメーター」を用いて電圧を印加し、コニカミノルタ社製の「ＬＳ−１００」を用いて輝度を測定し、印加電圧と輝度の関係を調べ、その結果を図９のグラフに示した。
【０１７３】
図９のグラフ中に示すように、実施例３の有機ＥＬ素子では、比較例３の有機ＥＬ素子と比較して、印加電圧が同じである場合に高い輝度が得られており、駆動電圧が低いことがわかる。
【０１７４】
また、実施例３及び比較例３の有機ＥＬ素子に対して、上記同様の方法で電流密度と電力効率との関係を調べ、その結果を図１０のグラフに示した。
【０１７５】
図１０のグラフ中に示すように、実施例１及び実施例２における発光材料を変更した実施例３の有機ＥＬ素子においても、ホスト材料としてＣＢＰを用いた比較例３の有機ＥＬ素子と比較して、電流密度が同じである場合に高い電力効率が得られることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【０１７６】
本発明に係る有機ＥＬ素子は、発光効率が高く、また、駆動電圧が低いものなので、例えば、テレビや携帯電話のディスプレイ等の画像表示装置や、照明装置等に好適に用いられる。
【符号の説明】
【０１７７】
１…有機ＥＬ素子
２…基板
３…陰極
４…電子注入層
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
【図１】
2019186370.tif 000035
【図２】
2019186370.tif 000036
【図３】
2019186370.tif 000037
【図４】
2019186370.tif 000038
【図５】
2019186370.tif 000039
【図６】
2019186370.tif 000040
【図７】
2019186370.tif 000041
【図８】
2019186370.tif 000042
【図９】
2019186370.tif 000043
【図１０】
2019186370.tif 000044