(57)【要約】      （修正有）【課題】水分に対して安定な有機発光素子を提供する。【解決手段】陰極に接する有機化合物層は、下記金属錯体を有することを特徴とする有機発光素子。2015109393.tif 000020Ｍは、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋのいずれかである。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
陽極と、陰極と、前記陽極と前記陰極との間に配置されている発光層とを有する有機発光素子であって
前記発光層とは異なる有機化合物層をさらに有し、
前記有機化合物層は、前記陰極と前記発光層の間に配置され、かつ前記陰極に接しており、
前記有機化合物層は、下記一般式（１）または下記一般式（２）で示される金属錯体を有することを特徴とする有機発光素子。
【化１】
2015109393.tif 000018
（１）
【化２】
2015109393.tif 000019
（２）
一般式（１）および（２）において、Ｍは、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋのいずれかである。
Ｒ１乃至Ｒ１６は、水素原子、ハロゲン原子、置換若しくは無置換のアルキル基、置換若しくは無置換のアルコキシ基、置換若しくは無置換のアリール基、置換若しくは無置換の複素環基、シアノ基からそれぞれ独立して選ばれる。
Ｑ１およびＱ３は、ハロゲン原子、置換若しくは無置換のアルキル基、置換若しくは無置換のアルコキシ基、置換若しくは無置換のアリール基、置換若しくは無置換の複素環基、置換若しくは無置換のアリールアミノ基、シアノ基からそれぞれ独立して選ばれる。
Ｑ２は、水素原子、ハロゲン原子、置換若しくは無置換のアルキル基、置換若しくは無置換のアルコキシ基、置換若しくは無置換のアリール基、置換若しくは無置換の複素環基、置換若しくは無置換のアリールアミノ基、シアノ基から選ばれる。
【請求項２】
前記有機化合物層が、前記一般式（１）で示される金属錯体および前記一般式（２）で示される金属錯体を有することを特徴とする請求項１に記載の有機発光素子。
【請求項３】
前記一般式（１）または（２）において、Ｒ２、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ７、Ｒ１０、Ｒ１２、Ｒ１３、およびＲ１５が水素原子であることを特徴とする請求項１または２に記載の有機発光素子。
【請求項４】
前記Ｑ２が水素原子であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の有機発光素子。
【請求項５】
前記一般式（１）または（２）において、Ｒ１、Ｒ３、Ｒ６、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１１、Ｒ１４、Ｒ１６が水素原子、メチル基、ｉｓｏ−プロピル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、メトキシ基、トリフルオロメチル基、フッ素原子、シアノ基、置換若しくは無置換のフェニル基から独立して選ばれ、かつ、Ｑ１及びＱ３がメチル基、ｉｓｏ−プロピル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、メトキシ基、トリフルオロメチル基、シアノ基、置換若しくは無置換のフェニル基、置換若しくは無置換のナフチル基、置換若しくは無置換のピリジル基、置換若しくは無置換のジフェニルアミノ基、置換若しくは無置換のジナフチルアミノ基、置換若しくは無置換のフェニル−ナフチルアミノ基からそれぞれ独立して選ばれることを特徴とする請求項３または４に記載の有機発光素子。
【請求項６】
前記有機化合物層は、前記金属錯体とは異なる化合物をさらに有し、
前記有機化合物層の全体を１００重量％とした場合、前記金属錯体の重量が、０．０１重量％以上５０重量％以下であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の有機発光素子。
【請求項７】
前記発光層が、複数種の発光材料を有し、
前記複数種の発光材料のうち少なくとも一種類は、他の発光材料と異なる色の光を発光する発光材料であり、
前記発光層は、前記複数種の発光材料の発光が混色することにより、白色を発光する発光層であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の有機発光素子。
【請求項８】
前記発光層と異なる色の光を発光する第２の発光層をさらに有し、
前記発光層の発光と前記第２の発光層との発光が混色することによって、素子が白色を発光することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の有機発光素子。
【請求項９】
カラーフィルターをさらに有することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の有機発光素子。
【請求項１０】
複数の発光点を有する表示装置であって、
前記発光点の少なくとも一つが、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の有機発光素子と、前記有機発光素子に接続されている能動素子と、を有することを特徴とする表示装置。
【請求項１１】
カラーフィルターをさらに有することを特徴とする請求項１０に記載の表示装置。
【請求項１２】
前記能動素子はトランジスタであり、
前記トランジスタのチャネル部は、酸化物半導体を有することを特徴とする請求項１０または１１に記載の表示装置。
【請求項１３】
画像を表示する表示部と、
画像情報を入力する入力部と、を有し、
前記表示部が、請求項１０乃至１２のいずれか一項に記載の表示装置であることを特徴とする画像情報処理装置。
【請求項１４】
請求項１乃至９のいずれか一項に記載の有機発光素子と前記有機発光素子に駆動電圧を供給するＡＣ／ＤＣコンバーター回路とを有することを特徴とする照明装置。
【請求項１５】
請求項１乃至９のいずれか一項に記載の有機発光素子を有する照明装置であって、
装置内の熱を放出する放熱部をさらに有することを特徴とする照明装置。
【請求項１６】
カラーフィルターをさらに有することを特徴とする請求項１４または１５に記載の照明装置。
【請求項１７】
感光体と、
前記感光体の表面を帯電させる帯電部と、
前記感光体を露光して静電潜像を形成する露光部と、
前記静電潜像を現像する現像部と、を有する画像形成装置であって、
前記露光部が、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の有機発光素子を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１８】
電子写真方式の画像形成装置に収容されている感光体を露光する露光装置であって、
前記露光装置は、複数の発光点を有し、
前記発光点は、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の有機発光素子を有し、
前記発光点は列を形成して配置されていることを特徴とする露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルカリ金属錯体を用いた有機発光素子及び画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機発光素子（有機エレクトロルミネッセンス素子、あるいは有機ＥＬ素子と呼ぶ）は、一対の電極とこれら電極間に配置される有機化合物層とを有する電子素子である。これら一対の電極から電子及び正孔を注入することにより、有機化合物層中の発光性有機化合物の励起子を生成し、該励起子が基底状態に戻る際に、有機発光素子は光を放出する。
【０００３】
有機発光素子の最近の進歩は著しく、低駆動電圧、多様な発光波長、高速応答性、発光デバイスの薄型化・軽量化を目指している。
【０００４】
これまでに、電子注入性を示す材料が数多く創出されている。これは、電子注入性を有する材料は、耐水性に劣っているものが多く、素子の発光時や保存時の安定性が懸念されているからである。
【０００５】
特許文献１には、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類を含む遷移金属等を電子注入層のドーパントに用いた有機発光素子が記載されている。
【０００６】
特許文献２には、金属酸化物あるいは金属塩を電子注入層のドーパントに用いた有機発光素子が記載されている。また、特許文献３には、金属炭酸塩を電子注入層のドーパントに用いた有機発光素子が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−２７０１７１号  公報
【特許文献２】特開平１０−２７０１７２号  公報
【特許文献３】特開２００６−１２８７１７号  公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
これら特許文献１乃至３に記載の金属化合物は、吸湿性が高く有機発光素子の有機化合物層の材料に用いた場合、素子の安定性が十分ではない。そのため、これらの化合物を有機発光素子の電子注入層に用いた場合は、金属化合物の安定性が低いため、十分な素子寿命を有する有機発光素子が得られない。
【０００９】
本発明は、有機発光素子の電子注入層に耐水性に優れたアルカリ金属錯体を有することで、十分な素子寿命を有する有機発光素子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
そこで、本発明は、陽極と、陰極と、前記陽極と前記陰極との間に配置されている発光層とを有する有機発光素子であって
前記発光層とは異なる有機化合物層をさらに有し、
前記有機化合物層は、前記陰極と前記発光層の間に配置され、かつ前記陰極に接しており、
前記有機化合物層は、下記一般式（１）または下記一般式（２）で示される金属錯体を有することを特徴とする有機発光素子を提供する。
【００１１】
【化１】
2015109393.tif 000002
（１）
【００１２】
【化２】
2015109393.tif 000003
（２）
【００１３】
一般式（１）および（２）において、Ｍは、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋのいずれかである。
【００１４】
Ｒ１乃至Ｒ１６は、水素原子、ハロゲン原子、置換若しくは無置換のアルキル基、置換若しくは無置換のアルコキシ基、置換若しくは無置換のアリール基、置換若しくは無置換の複素環基、シアノ基からそれぞれ独立して選ばれる。
【００１５】
Ｑ１およびＱ３は、ハロゲン原子、置換若しくは無置換のアルキル基、置換若しくは無置換のアルコキシ基、置換若しくは無置換のアリール基、置換若しくは無置換の複素環基、置換若しくは無置換のアリールアミノ基、シアノ基からそれぞれ独立して選ばれる。
【００１６】
Ｑ２は、水素原子、ハロゲン原子、置換若しくは無置換のアルキル基、置換若しくは無置換のアルコキシ基、置換若しくは無置換のアリール基、置換若しくは無置換の複素環基、置換若しくは無置換のアリールアミノ基、シアノ基から選ばれる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、特定の構造のアルカリ金属錯体を陰極に接する有機化合物層に有することで、耐水性が向上し、水分に対して安定化した有機発光素子を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の有機発光素子と、この有機発光素子に接続されている能動素子とを有する表示装置の一例を示す断面模式図である。
【図２】本発明に係る有機発光素子を有する画像形成装置の模式図である。
【図３】本発明に係る有機発光素子を有する露光器の模式図である。
【図４】本発明に係る有機発光素子を有する照明装置の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に、本発明の詳細について説明する。
【００２０】
本発明は、耐水性に優れたアルカリ金属錯体を電子注入層に有する有機発光素子である。耐水性に優れる化合物を有するため、素子の安定性が高い。電子注入層は、発光層とは異なる有機化合物層であり、陰極に接する有機化合物層である。
【００２１】
（１）アルカリ金属錯体
まず本実施形態に係る有機化合物について説明する。本実施形態に係る有機化合物は、仕事関数の小さいアルカリ金属を疎水性の配位子を配位させることで、電子注入性と水分に対する安定性を両立させたものである。
【００２２】
具体的には、下記一般式（１）または（２）で示される基本骨格を有するアルカリ金属錯体である。なお、一般式（１）および一般式（２）において、金属原子Ｍと２つの酸素原子との結合は、等価でないように記載する場合もあるが、これらの結合は等価である。
【００２３】
【化３】
2015109393.tif 000004
（１）
【００２４】
【化４】
2015109393.tif 000005
（２）
【００２５】
一般式（１）および（２）において、Ｍは、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋのいずれかである。
【００２６】
Ｒ１乃至Ｒ１６は、水素原子、ハロゲン原子、置換若しくは無置換のアルキル基、置換若しくは無置換のアルコキシ基、置換若しくは無置換のアリール基、置換若しくは無置換の複素環基、シアノ基からそれぞれ独立して選ばれる。
【００２７】
Ｑ１およびＱ３は、ハロゲン原子、置換若しくは無置換のアルキル基、置換若しくは無置換のアルコキシ基、置換若しくは無置換のアリール基、置換若しくは無置換の複素環基、置換若しくは無置換のアリールアミノ基、シアノ基からそれぞれ独立して選ばれる。
【００２８】
Ｑ２は、水素原子、ハロゲン原子、置換若しくは無置換のアルキル基、置換若しくは無置換のアルコキシ基、置換若しくは無置換のアリール基、置換若しくは無置換の複素環基、置換若しくは無置換のアリールアミノ基、シアノ基から選ばれる。
【００２９】
一般式（１）または（２）において、Ｒ２、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ７、Ｒ１０、Ｒ１２、Ｒ１３、およびＲ１５が水素原子であり、かつＱ２が水素原子であることが好ましい。
【００３０】
本実施形態において、置換若しくは無置換とは、置換基を有していても、有していなくてもよいことを指す。置換基を有するとは、有機化合物が有する水素原子が置換されていることを意味する。
【００３１】
また、Ｒ１、Ｒ３、Ｒ６、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１１、Ｒ１４、Ｒ１６に置換基を設けることが好ましい。
【００３２】
ハロゲン原子は、特に限定されないが、フッ素原子であることが好ましい。
【００３３】
置換若しくは無置換のアルキル基は、炭素原子数１以上８以下のアルキル基が好ましく、炭素原子数１以上４以下のアルキル基がより好ましい。アルキル基はハロゲン原子を置換基として有してよい。
【００３４】
具体的には、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基、ｎ−ヘプチル基、ｎ−オクチル基、ｎ−デシル基、ｉｓｏ−プロピル基、ｉｓｏ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｉｓｏ−ペンチル基、ネオペンチル基、ｔｅｒｔ−オクチル基、フルオロメチル基、ジフルオロメチル基、トリフルオロメチル基、２−フルオロエチル基、２、２、２−トリフルオロエチル基、パーフルオロエチル基、３−フルオロプロピル基、パーフルオロプロピル基、４−フルオロブチル基、パーフルオロブチル基、５−フルオロペンチル基、６−フルオロヘキシル基、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロペンチルメチル基、シクロヘキシルメチル基、シクロヘキシルエチル基、４−フルオロシクロヘキシル基である。より好ましくはメチル基、エチル基、ｉｓｏ−プロピル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、トリフルオロメチル基である。
【００３５】
置換若しくは無置換のアリール基は、フェニル基、ナフチル基、インデニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、フルオレニル基、アンスリル基、フェナンスリル基、ピレニル基、テトラセニル基、ペンタセニル基、トリフェニル基、ペリレニル基が挙げられる。より好ましくは、フェニル基、ビフェニル基、ナフチル基である。
【００３６】
置換若しくは無置換の複素環基は、ピロール基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、トリアゾリル基、テトラゾリル基、ピリジル基、トリアジル基、テトラジル基、ペンタジル基、ヘキサジル基が挙げられる。より好ましくは、イミダゾリル基、ピラゾリル基、ピリジル基である。
【００３７】
置換若しくは無置換のアリールアミノ基は、ジフェニルアミノ基、ジナフチルアミノ基、フェニル―ナフチルアミノ基が挙げられる。
【００３８】
前記アルキル基、前記アリール基、前記複素環基、前記アリールアミノ基は置換基を有してよい。前記置換基は、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基などのアルキル基、ベンジル基などのアラルキル基、フェニル基、ビフェニル基などのアリール基、メトキシル基、エトキシル基、プロポキシル基、フェノキシル基などのアルコキシル基、シアノ基、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素などのハロゲン原子から選ばれる。
【００３９】
アルコキシ基は、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ｔｅｒｔ−ブトキシ基、ペンチルオキシ基、アリルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基、フェノキシ基、ベンジルオキシ基、１−ナフチルオキシ基、２−ナフチルオキシ基が挙げられる。より好ましくは、メトキシ基、エトキシ基である。
【００４０】
次にアルカリ金属錯体の基本骨格について説明する。本実施形態において、基本骨格とは、本発明に係るアルカリ金属錯体に共通する部分である。基本骨格は一般式（１）および一般式（２）において、Ｒ１乃至Ｒ１６およびＱ１乃至Ｑ３のすべてが水素原子である構造と同じ構造であるということもできる。
【００４１】
本発明に係るアルカリ金属錯体は、一価のアルカリ金属イオン、一価の二座配位子およびゼロ価の二座配位子の三部分に分けられる。
【００４２】
アルカリ金属は、水との反応性が高く、イオン化して水に溶解する。一方、アルカリ金属は、仕事関数が低いので、高い電子注入性を有する。このため、本発明に係るアルカリ金属錯体は、電子注入性が高い化合物である。
【００４３】
一方、ゼロ価のビピリジンまたはゼロ価のフェナントロリンを基本骨格とする二座配位子は、疎水性の配位子である。この配位子を有するため、本発明に係るアルカリ金属錯体は、水に対する溶解性が低い。なお、この配位子は、窒素原子の部分でアルカリ金属に配位している。
【００４４】
また、一価の二座配位子は、アセチルアセトンを基本骨格とした二座配位子である。これらのうち、比較的分子量の小さいアセチルアセトン、ジピバロイルメタン、ヘキサフルオロアセチルアセトン、マロン酸ジメチルを始めとする室温で液体の配位子は、水溶性の配位子である。
【００４５】
しかし、一般式（１）および（２）におけるＱ１乃至Ｑ３に、疎水性のアルキル基、アリール基といった置換基を導入することにより、疎水性を高めることが可能である。そのため、一価の二座配位子は、一般式（１）および（２）におけるＱ１乃至Ｑ３に疎水性の置換基を導入することがより好ましく、Ｑ１およびＱ３に置換基を設けることが特に好ましい。配位子が置換基を有することで、アルカリ金属錯体が疎水性となるためである。
【００４６】
本発明に係る金属錯体ではない錯体Ａ１乃至Ａ８を以下に示す。錯体Ａ１乃至Ａ６は水に容易に溶解する。一方で、Ａ６、Ａ７、Ａ８は、疎水性のフェニル基が導入されるにつれ、水への溶解性が低下した。すなわち、フェニル基等のアリール基を設けることで、疎水性を向上させることができる。
【００４７】
【化５】
2015109393.tif 000006
【００４８】
有機発光素子の電子注入層に用いられる材料は、一般的にアルカリ金属やアルカリ金属塩である。これらの材料は、水に対する溶解性が高いので、これらを有する有機ＥＬ素子が水や湿度による劣化の一因となっている。
【００４９】
一方で、本発明の有機発光素子に用いられるアルカリ金属錯体は、水に対する溶解性が低く、水や湿度に対して安定な素子を形成することが可能である。
【００５０】
さらに、本発明に係るアルカリ金属錯体が、アセチルアセトンまたはジピバロイルメタンを配位子として有する場合は、昇華性の向上も期待できる。
【００５１】
本実施形態のアルカリ金属錯体の構造を具体的に以下に示す。しかし、本発明はこれらに限られるものではない。
【００５２】
ビピリジン系、配位子
【００５３】
【化６】
2015109393.tif 000007
【００５４】
【化７】
2015109393.tif 000008
【００５５】
フェナントロリン系錯体
【００５６】
【化８】
2015109393.tif 000009
【００５７】
【化９】
2015109393.tif 000010
【００５８】
上記化合物は、ＥＣＳ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ、２５（８）、６３３（２００９）の合成方法を参考に合成した。
【００５９】
上記化合物のうち、例示化合物１−２、２−２、２−６は、ＥＣＳ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ、２５（８）、６３３（２００９）の合成方法に従い合成した。その他の化合物は、適宜、それぞれのゼロ価の二座配位子、一価の二座配位子、金属アルコキシドの組み合わせを変更すること以外は、上記文献の合成方法を用いて合成した。
【００６０】
１群：ゼロ価の二座配位子
（ビピリジン系配位子群）
ピリジン間の単結合により柔軟な構造を有し、分子間相互作用により、昇華性の向上が期待できるため、より好ましい。
【００６１】
（フェナントロリン系配位子群）
芳香環により平面性が高くなることで、疎水性の向上が期待できるため、より好ましい。
【００６２】
２群：一価の二座配位子
（アルキル基、アリール基を有する配位子群）
分子量を大きくすることにより、疎水性を高めることが可能であるため、より好ましい。
【００６３】
（フッ素基を有する配位子群）
フッ素原子の影響により、昇華性の向上が期待できるため、より好ましい。
【００６４】
（アルコキシ基、アリールアミノ基を有する配位子群）
電子供与性の置換基を有するため、有機ＥＬ素子の有機物層に用いた場合、層内のキャリアバランスを整えることが期待できるため、より好ましい。
【００６５】
（シアノ基を有する座配位子群）
電子吸引性の置換基を有するため、有機ＥＬ素子の有機物層に用いた場合、層内のキャリアバランスを整えることが期待できるため、より好ましい。
【００６６】
（複素環基を有する一価の二座配位子群）
含有するＮ原子の影響により、有機ＥＬ素子の有機物層に用いた場合、層内のキャリア輸送性が向上することが期待できるため、より好ましい。
【００６７】
（２）有機発光素子
本発明の有機発光素子は、陽極と、陰極と、前記陽極と前記陰極との間に配置される発光層とを有する有機発光素子であり、前記発光層とは異なる有機化合物層を有する。
【００６８】
この有機化合物層は陰極に接し、陰極と発光層との間に配置されている有機化合物層である。この有機化合物層は電子注入層とも呼ばれる。
【００６９】
本発明の有機発光素子の素子構成としては、基板上に、下記（１）乃至（５）に示される電極層及び有機化合物層を順次積層した多層型の素子構成が挙げられる。尚、いずれの素子構成においても、有機化合物層には発光材料を有する発光層と電子注入層とが必ず含まれる。
（１）陽極／発光層／電子注入層／陰極
（２）陽極／正孔輸送層／発光層／電子注入層／陰極
（３）陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極
（４）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
（５）陽極／正孔輸送層／電子阻止層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／電子注入層／陰極
ただしこれらの素子構成例はあくまでもごく基本的な素子構成であり、本発明の有機発光素子の素子構成はこれらに限定されるものではない。
【００７０】
例えば、電極と有機化合物層との界面に絶縁性層、接着層あるいは干渉層を設ける、電子輸送層もしくは正孔輸送層がイオン化ポテンシャルの異なる二つの層から構成される、発光層が発光材料の異なる二つの層から構成される等多様な層構成を採ることができる。
【００７１】
本発明において、発光層から出力される光の取り出し態様（素子形態）としては、基板側の電極から光を取り出すいわゆるボトムエミッション方式でもよいし、基板の反対側から光を取り出すいわゆるトップエミッション方式でもよい。また基板側及び基板の反対側から光を取り出す、両面取り出し方式も採用することができる。
【００７２】
上記（１）乃至（５）に示される素子構成において、（５）の構成は、電子阻止層及び正孔阻止層を共に有している構成であるので、好ましい。
【００７３】
つまり、電子阻止層及び正孔阻止層を有する（５）では、正孔と電子の両キャリアを発光層内に確実に閉じ込めることができるので、キャリア漏れがなく発光効率が高い有機発光素子となる。
【００７４】
本発明の有機発光素子において、発光層とは発光材料を有する有機化合物層であって、発光素子において主たる発光が得られる層である。
【００７５】
このとき発光層は、主たる発光を担う発光材料（発光層ゲスト）と、発光材料とは異なる別の化合物（発光層ホスト）と、からなることが好ましい。このとき発光層ホストは、発光層ゲストの周囲にマトリックスとして存在する化合物であって、主に発光層ゲストへのキャリアの輸送、発光層ゲストへの励起エネルギー供与を担う化合物である。
【００７６】
発光層ホストに対する発光層ゲストの濃度は、発光層の構成材料の全体量を基準として、０．０１重量％以上５０重量％以下であり、好ましくは、０．１重量％以上２０重量％以下である。濃度消光を防ぐ観点から、ゲストの濃度は、１０重量％以下であることが特に好ましい。
【００７７】
本発明において、発光層ゲストは、発光層ホストがマトリックスとなっている層の全体に均一に含ませてもよいし、濃度勾配を有して含ませてもよい。また層内の特定の領域に発光層ゲストを部分的に含ませて、発光層を発光層ゲストが含まれない発光層ホストのみの領域を有する層としてもよい。
【００７８】
さらに発光層には、発光層ゲストと発光層ホスト以外にも、発光アシスト材料あるいは電荷注入材料を用いることもできる。ここで発光アシスト材料とは、発光層ゲストの発光を助ける化合物であって、発光層内での重量比（含有濃度）が発光層ホストよりも小さい化合物であり、電荷注入材料とはキャリア輸送層から発光層へのキャリア注入を助ける化合物である。
【００７９】
本発明に係る有機発光素子が白色を発光する場合、一の発光層に複数種の発光材料を有する形態であってもよい。例えば、一の発光層に青、緑、赤の発光材料を有する、または一の発光層にシアン、黄色の発光材料を有する形態が挙げられる。これらの発光材料の発光が混色することにより白色が得られる。
【００８０】
また、複数の発光層を有し、それぞれの発光層が異なる発光材料を有する形態であってもよい。複数の発光層を有する場合、その発光層の配置の形態は、陽極から陰極の方向に積層されて配置されていても、横並びに配置されていてもよい。ここで、横並びに配置されているとは、発光層のそれぞれが陽極側の隣接層および陰極側の隣接層のいずれにも接している形態を示す。
【００８１】
青色を発光する発光材料は、フルオランテン誘導体やアントラセン誘導体が好ましい。緑色を発光する発光材料は、フルオランテン誘導体やイリジウム錯体が好ましい。赤色を発光する発光材料は、フルオランテン誘導体やイリジウム錯体が好ましい。
【００８２】
フルオランテン誘導体とは、フルオランテンに縮環構造や置換基を設けた構造である。イリジウム錯体は、イリジウムに配位子が配位した構造であり、その配位子はフェニルイソキノリン、フェニルキノリン、フェニルピリジン、アセチルアセトナート等が好ましい。
【００８３】
（３）アルカリ金属錯体以外の構成材料
正孔注入輸送性材料としては、陽極からの正孔の注入を容易にして、かつ注入された正孔を発光層へ輸送できるように正孔移動度が高い材料が好ましい。また有機発光素子中において結晶化等の膜質の劣化を防ぐために、ガラス転移点温度が高い材料が好ましい。正孔注入輸送性能を有する低分子及び高分子系材料としては、トリアリールアミン誘導体、アリールカルバゾール誘導体、フェニレンジアミン誘導体、スチルベン誘導体、フタロシアニン誘導体、ポルフィリン誘導体、ポリ（ビニルカルバゾール）、ポリ（チオフェン）、その他導電性高分子が挙げられる。さらに上記の正孔注入輸送性材料は、電子阻止層にも好適に使用される。
【００８４】
以下に、正孔注入輸送性材料として用いられる化合物の具体例を示すが、もちろんこれらに限定されるものではない。
【００８５】
【化１０】
2015109393.tif 000011
【００８６】
主に発光機能に関わる発光材料としては、縮環化合物（例えばフルオレン誘導体、ナフタレン誘導体、ピレン誘導体、ペリレン誘導体、テトラセン誘導体、アントラセン誘導体、ルブレン等）、キナクリドン誘導体、クマリン誘導体、スチルベン誘導体、トリス（８−キノリノラート）アルミニウム等の有機アルミニウム錯体、イリジウム錯体、白金錯体、レニウム錯体、銅錯体、ユーロピウム錯体、ルテニウム錯体、及びポリ（フェニレンビニレン）誘導体、ポリ（フルオレン）誘導体、ポリ（フェニレン）誘導体等の高分子誘導体が挙げられる。
【００８７】
以下に、発光材料として用いられる化合物の具体例を示すが、もちろんこれらに限定されるものではない。
【００８８】
【化１１】
2015109393.tif 000012
【００８９】
発光層に含まれる発光層ホストあるいは発光アシスト材料としては、芳香族炭化水素化合物もしくはその誘導体の他、カルバゾール誘導体、ジベンゾフラン誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、トリス（８−キノリノラート）アルミニウム等の有機アルミニウム錯体、有機ベリリウム錯体等が挙げられる。
【００９０】
以下に、発光層に含まれる発光層ホストあるいは発光アシスト材料として用いられる化合物の具体例を示すが、もちろんこれらに限定されるものではない。
【００９１】
【化１２】
2015109393.tif 000013
【００９２】
電子輸送性材料としては、陰極から注入された電子を発光層へ輸送することができるものから任意に選ぶことができ、正孔輸送性材料の正孔移動度とのバランス等を考慮して選択される。電子輸送性能を有する材料としては、オキサジアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、ピラジン誘導体、トリアゾール誘導体、トリアジン誘導体、キノリン誘導体、キノキサリン誘導体、フェナントロリン誘導体、有機アルミニウム錯体、縮環化合物（例えばフルオレン誘導体、ナフタレン誘導体、クリセン誘導体、アントラセン誘導体等）が挙げられる。さらに上記の電子輸送性材料は、正孔阻止層にも好適に使用される。
【００９３】
以下に、電子輸送性材料として用いられる化合物の具体例を示すが、もちろんこれらに限定されるものではない。
【００９４】
【化１３】
2015109393.tif 000014
【００９５】
電子注入性材料としては、陰極からの電子注入が容易に可能なものから任意に選ぶことができ、正孔注入性とのバランス等を考慮して選択される。電子注入性材料には、本発明に係るイリジウム錯体をはじめとする電子ドナー性の高いｎ型ドーパントや、還元性ドーパントも含まれる。そのような電子注入性能を有する材料としては、本発明に係るイリジウム錯体以外にも、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、アルカリ金属の酸化物、アルカリ金属のハロゲン化物、アルカリ金属の炭酸塩、アルカリ金属錯体、アルカリ土類金属の酸化物、アルカリ土類金属のハロゲン化物、アルカリ金属土類錯体、希土類金属の酸化物、希土類金属のハロゲン化物、希土類金属錯体等が挙げられる。
【００９６】
陽極の構成材料としては仕事関数がなるべく大きなものがよい。例えば、金、白金、銀、銅、ニッケル、パラジウム、コバルト、セレン、バナジウム、タングステン等の金属単体あるいはこれらを組み合わせた合金、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化錫インジウム（ＩＴＯ）、酸化亜鉛インジウム等の金属酸化物が使用できる。またポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン等の導電性ポリマーも使用できる。
【００９７】
これらの電極物質は一種類を単独で使用してもよいし、二種類以上を併用して使用してもよい。また、陽極は一層で構成されていてもよく、複数の層で構成されていてもよい。
【００９８】
一方、陰極の構成材料としては仕事関数の小さなものがよい。例えばリチウム等のアルカリ金属、カルシウム等のアルカリ土類金属、アルミニウム、チタニウム、マンガン、銀、鉛、クロム等の金属単体が挙げられる。あるいはこれら金属単体を組み合わせた合金も使用することができる。例えばマグネシウム−銀、アルミニウム−リチウム、アルミニウム−マグネシウム等が使用できる。酸化錫インジウム（ＩＴＯ）等の金属酸化物の利用も可能である。これらの電極物質は一種類を単独で使用してもよいし、二種類以上を併用して使用してもよい。また陰極は一層構成でもよく、多層構成でもよい。
【００９９】
本発明の有機発光素子を構成する有機化合物層（正孔注入層、正孔輸送層、電子阻止層、発光層、正孔阻止層、電子輸送層、電子注入層等）は、以下に示す方法により形成される。
【０１００】
本発明の有機発光素子を構成する有機化合物層は、真空蒸着法、イオン化蒸着法、スパッタリング、プラズマ等のドライプロセスを用いることができる。またドライプロセスに代えて、適当な溶媒に溶解させて公知の塗布法（例えば、スピンコーティング、ディッピング、キャスト法、ＬＢ法、インクジェット法等）により層を形成するウェットプロセスを用いることもできる。
【０１０１】
ここで真空蒸着法や溶液塗布法等によって層を形成すると、結晶化等が起こりにくく経時安定性に優れる。また塗布法で成膜する場合は、適当なバインダー樹脂と組み合わせて膜を形成することもできる。
【０１０２】
上記バインダー樹脂としては、ポリビニルカルバゾール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ＡＢＳ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、尿素樹脂等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【０１０３】
また、これらバインダー樹脂は、ホモポリマー又は共重合体として一種類を単独で使用してもよいし、二種類以上を混合して使用してもよい。さらに必要に応じて、公知の可塑剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤等の添加剤を併用してもよい。
【０１０４】
（４）本発明の有機発光素子の用途
本発明の有機発光素子は、表示装置や照明装置の構成部材として用いることができる。他にも、電子写真方式の画像形成装置の露光光源や液晶表示装置のバックライト、白色光源にカラーフィルターを有する発光装置等の用途がある。カラーフィルターは例えば赤、緑、青の３つの色が透過するフィルターが挙げられる。
【０１０５】
本発明の表示装置は、本発明の有機発光素子を表示部に有する。尚、この表示部は複数の発光点を有する。発光点は例えば画素等があげられる。
【０１０６】
そしてこの発光点は、本発明の有機発光素子と、発光輝度を制御するための能動素子（スイッチング素子）又は増幅素子の一例であるトランジスタとを有し、この有機発光素子の陽極又は陰極とトランジスタのドレイン電極又はソース電極とが電気接続されている。トランジスタと有機発光素子とは、配線のみを介して直接的に接続されていても、他の素子を介して間接的に接続されていてもよい。
【０１０７】
ここで表示装置は、ＰＣ等の画像表示装置として用いることができる。上記トランジスタとして、例えば、ＴＦＴ素子が挙げられ、このＴＦＴ素子は、例えば、基板の絶縁性表面に設けられている。
【０１０８】
表示装置は、エリアＣＣＤ、リニアＣＣＤ、メモリーカード等からの画像情報を入力する画像入力部を有し、入力された画像を表示部に表示する画像情報処理装置でもよい。
【０１０９】
また、撮像装置やインクジェットプリンタが有する表示部は、タッチパネル機能を有していてもよい。このタッチパネル機能の駆動方式は、特に限定されない。
【０１１０】
また表示装置はマルチファンクションプリンタの表示部に用いられてもよい。
【０１１１】
照明装置は例えば室内を照明する装置である。照明装置は白色（色温度が４２００Ｋ）、昼白色（色温度が５０００Ｋ）、その他青から赤のいずれの色を発光するものであってもよい。また、白色とは、ＣＩＥ色度座標で定義される白色としてもよい。
【０１１２】
本発明の照明装置は、本発明の有機発光素子と、この有機発光素子に接続され、駆動電圧を供給するＡＣ／ＤＣコンバーター回路（交流電圧を直流電圧に変換する回路）とを有している。尚、この照明装置は、カラーフィルターをさらに有してもよい。
【０１１３】
本発明の照明装置は、装置内の熱を放出する放熱部を有していてもよい。放熱部は、熱伝導率の高い物質で構成された板や液体シリコンがあげられる。
【０１１４】
熱伝導率の高い物質は、アルミニウムを有する金属があげられる。
【０１１５】
液体シリコンを用いる場合は、液体シリコンを対流させることにより、熱を外部へ放出することができる。
【０１１６】
本発明の画像形成装置は、感光体とこの感光体の表面を帯電させる帯電部と、感光体を露光して靜電潜像を形成するための露光部と、感光体の表面に形成された静電潜像を現像するための現像部とを有する画像形成装置である。ここで画像形成装置に備える露光手段は、本発明の有機発光素子を含んでいる。
【０１１７】
また本発明の有機発光素子は、電子写真方式の画像形成装置に収容されている感光体を露光する露光装置構成部材として使用することができる。本発明の有機発光素子を有する露光装置は、例えば、本発明の有機発光素子を所定の方向に沿って列を形成して配置されている露光装置がある。
【０１１８】
次に、図面を参照しながら本発明の表示装置につい説明する。図１は、有機発光素子とこの有機発光素子に接続されるＴＦＴ素子とを有する表示装置の例を示す断面模式図である。尚、図１の表示装置１を構成する有機発光素子として、本発明の有機発光素子が用いられている。
【０１１９】
図１の表示装置１は、ガラス等の基板１１とその上部にＴＦＴ素子又は有機化合物層を保護するための防湿膜１２が設けられている。また符号１３は金属のゲート電極１３である。符号１４はゲート絶縁膜１４であり、１５は半導体層である。
【０１２０】
ＴＦＴ素子１８は、半導体層１５とドレイン電極１６とソース電極１７とを有している。ＴＦＴ素子１８の上部には絶縁膜１９が設けられている。コンタクトホール２０を介して有機発光素子を構成する陽極２１とソース電極１７とが接続されている。
【０１２１】
尚、有機発光素子に含まれる電極（陽極、陰極）とＴＦＴに含まれる電極（ソース電極、ドレイン電極）との電気接続の方式は、図１に示される態様に限られるものではない。つまり陽極又は陰極のうちいずれか一方とＴＦＴ素子ソース電極またはドレイン電極のいずれか一方とが電気接続されていればよい。
【０１２２】
図１の表示装置１では有機化合物層を１つの層の如く図示をしているが、有機化合物層２２は、複数層であってよい。陰極２３の上には有機発光素子の劣化を抑制するための第一の保護層２４や第二の保護層２５が設けられている。
【０１２３】
図１の表示装置１が白色を発する表示装置の場合、図１中の有機化合物層２２に含まれる発光層は、赤色発光材料、緑色発光材料及び青色発光材料を混合してなる層としてもよい。また赤色発光材料からなる層、緑色発光材料からなる層、青色発光材料からなる層をそれぞれ積層させてなる積層型の発光層としてもよい。さらに別法として、赤色発光材料からなる層、緑色発光材料からなる層、青色発光材料からなる層を横並びにするなりして一の発光層の中にドメインを形成した態様であってもよい。
【０１２４】
図１の表示装置１ではスイッチング素子としてトランジスタを使用しているが、これに代えてＭＩＭ素子をスイッチング素子として用いてもよい。
【０１２５】
また図１の表示装置１に使用されるトランジスタは、単結晶シリコンウエハを用いたトランジスタに限らず、基板の絶縁性表面上に活性層を有する薄膜トランジスタでもよい。活性層として単結晶シリコンを用いた薄膜トランジスタ、活性層としてアモルファスシリコンや微結晶シリコンなどの非単結晶シリコンを用いた薄膜トランジスタ、活性層としてインジウム亜鉛酸化物やインジウムガリウム亜鉛酸化物等の非単結晶酸化物半導体を用いた薄膜トランジスタであってもよい。尚、薄膜トランジスタはＴＦＴ素子とも呼ばれる。
【０１２６】
図１の表示装置１に含まれるトランジスタは、Ｓｉ基板等の基板内に形成されていてもよい。ここで基板内に形成されるとは、Ｓｉ基板等の基板自体を加工してトランジスタを作製することを意味する。基板内にトランジスタを有することは、基板とトランジスタとが一体に形成されていると見ることもできる。
【０１２７】
基板内にトランジスタを設けるかどうかについては、精細度によって選択される。例えば１インチでＱＶＧＡ程度の精細度の場合はＳｉ基板内に有機発光素子を設けることが好ましい。
【０１２８】
本発明に係る有機発光素子は、その発光の制御のためにチャネル部に酸化物半導体を有するスイッチング素子と接続していてもよい。このスイッチング素子は酸化物半導体部がアモルファスでも結晶でもあるいは両者の混在でもよい。
【０１２９】
結晶は単結晶、微結晶、あるいはＣ軸等の特定軸が配向している結晶のいずれかあるいは少なくともいずれか２種の混合でもよい。
【０１３０】
このようなスイッチング素子を有する有機発光素子は、それぞれの有機発光素子が画素として設けられる画像表示装置に用いられてもよく、あるいは照明装置、レーザービームプリンタ、複写機等の電子写真方式の画像形成装置の感光体を露光するための露光部として用いられてもよい。
【０１３１】
図２は、本発明に係る画像形成装置２６の模式図である。感光体２７の表面に静電潜像を形成する露光部２８から光２９が発せられる。この露光部は本発明に係る有機発光素子を有する。画像形成装置は、トナー等を有する現像器３０、感光体を帯電させる帯電部３１、現像された画像を記録媒体に転写する転写器３２、記録媒体を搬送する搬送ローラー３３、紙などの記録媒体３４、記録媒体に形成された画像を定着させる定着器３５を有する。
【０１３２】
図３（ａ）および図３（ｂ）には、露光部２８に発光部３６が配置されている様子を示す模式図である。３７の矢印は有機発光素子が配列されている列方向を表わす。この列方向は、感光体２７の長軸方向と同じである。
【０１３３】
図３（ａ）は発光部を感光体の長軸方向に沿って配置した形態である。図３（ｂ）は、発光部の第一の列と第二の列とが交互に配置されている形態である。
【０１３４】
第一の列は、発光部が等間隔で配置されている。第二の列は、第一の列の発光部とそれに隣接する発光部との間に対応する位置に、発光部が配置されている。すなわち、列方向にも、行方向にも、発光部が等間隔に配置されている。
【０１３５】
図３（ｂ）の配置は、格子状に配置される、千鳥格子に配置される、市松模様と言い換えることもできる。
【０１３６】
図４は、本発明に係る照明装置の模式図である。照明装置は有機発光素子３８、ＡＣ／ＤＣコンバーター回路３９を有している。また不図示の放熱板を有していてもよい。
【０１３７】
以上の説明の通り、本発明の有機発光素子を用いた表示装置を駆動することにより、良好な画質で、長時間安定な表示が、低い駆動電圧にて可能になる。
【実施例】
【０１３８】
以下、実施例により本発明を説明する。ただし本発明はこれらに限定されるものではない。
【０１３９】
（実施例１）
本実施例では、基板上に、陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極がこの順に設けられた構成の有機発光素子を以下に示す方法で作製した。
【０１４０】
まずガラス基板上に、ＩＴＯを成膜し、所望のパターニング加工を施すことによりＩＴＯ電極（陽極）を形成した。このときＩＴＯ電極の膜厚を１００ｎｍとした。このようにＩＴＯ電極が形成された基板をＩＴＯ基板として、以下の工程で使用した。
【０１４１】
上記ＩＴＯ基板上に、下記表１に示す有機化合物層及び電極を連続成膜することにより有機発光素子を得た。尚、このとき対向する電極（陽極、陰極）の電極面積が３ｍｍ２となるようにした。
【０１４２】
【表１】
2015109393.tif 000015
【０１４３】
ここで、金属錯体層を成膜する前に素子を１０分間水に浸漬し、その後１２０℃で真空乾燥を行った後、金属電極の成膜を行った。その後、素子の発光の有無を確認した。その結果を表２に示す。
【０１４４】
（実施例２乃至４、比較例１および３）
実施例１において、正孔輸送層、発光層ホスト、発光層ゲスト、正孔阻止層、電子輸送層、電子注入層ホスト、電子注入層ゲストとして用いた化合物を、下記表２に示される化合物に適宜変更した。それ以外は、実施例１と同様の方法により有機発光素子を作製した。得られた素子については、実施例１と同様に素子の特性を測定・評価した。測定の結果を表２に示す。
【０１４５】
【表２】
2015109393.tif 000016
【０１４６】
比較例１乃至３の有機発光素子は、実施例の発光素子と比較して、いずれも発光が観測されなかった。これは、電子注入層のゲストが水溶性の化合物であるため、水浸漬の際、溶解してしまい、電子注入性を失ったためである。一方で、実施例１乃至４に用いられた錯体は、耐水性が高いため、水浸漬を行っても電子注入層内に保持されていたため、電子注入性は失われず発光を確認できた。
【０１４７】
（実施例５乃至１７）
実施例１において、正孔輸送層、発光層ホスト、発光層ゲスト、正孔阻止層、電子輸送層、電子注入層ホスト、電子注入層ゲストとして用いた化合物を、下記表３に示される化合物に適宜変更した。それ以外は、実施例１と同様の方法により有機発光素子を作製した。得られた素子については、実施例１と同様に素子の特性を測定・評価した。得られた素子について、ヒューレッドパッカード社製・微小電流計４１４０Ｂを用いた電流電圧特性測定及びトプコン社製ＢＭ７を用いた発光輝度測定を行い、素子の特性を測定・評価した。測定の結果を表３に示す。
【０１４８】
【表３】
2015109393.tif 000017
【０１４９】
（結果と考察）
以上の様に、本発明に係わるアルカリ金属錯体を電子注入層のゲストとして用いることで、耐水性に優れた有機発光素子を提供することができる。
【符号の説明】
【０１５０】
１８  ＴＦＴ素子
２１  陽極
２２  有機化合物層
２３  陰極
【図１】
2015109393.tif 000021
【図２】
2015109393.tif 000022
【図３】
2015109393.tif 000023
【図４】
2015109393.tif 000024