(57)【要約】      （修正有）【課題】長い寿命の新規化合物、有機電界発光素子、照明装置および表示装置の提供。【解決手段】式（１）で表される化合物。2015214512.tif 000017（環Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄはピリジン環；Ｒ１〜１１はＨ、アルキル基、アリール基等）【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記式（１）で表される化合物：
【化１】
2015214512.tif 000012
（式中、環Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄはピリジン環である。例えば、Ｒ１〜Ｒ１１のそれぞれは、水素、直鎖状アルキル基、分岐状アルキル基、アリール基、および電子吸引性のヘテロアリール基からなる群から選択されるいずれかである。Ｒ１〜Ｒ１１は、同じであっても良いし異なっていても良い。）
【請求項２】
下記式（２）で表される請求項１に記載の化合物：
【化２】
2015214512.tif 000013
（例えば、Ｒ１〜Ｒ１１のそれぞれは、水素、直鎖状アルキル基、分岐状アルキル基、アリール基、および電子吸引性のヘテロアリール基からなる群から選択されるいずれかである。Ｒ１〜Ｒ１１は、同じであっても良いし異なっていても良い。）
【請求項３】
下記式（３）で表される請求項２に記載の化合物：
【化３】
2015214512.tif 000014
【請求項４】
下記式（４）で表される請求項１に記載の化合物：
【化４】
2015214512.tif 000015
（例えば、Ｒ１〜Ｒ１１のそれぞれは、水素、直鎖状アルキル基、分岐状アルキル基、アリール基、および電子吸引性のヘテロアリール基からなる群から選択されるいずれかである。Ｒ１〜Ｒ１１は、同じであっても良いし異なっていても良い。）
【請求項５】
下記式（５）で表される請求項４に記載の化合物：
【化５】
2015214512.tif 000016
【請求項６】
陽極と、
陰極と、
前記陽極と前記陰極との間に設けられた発光層と、
前記発光層と前記陰極との間に設けられ請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の化合物を含む電子輸送層と、
を有する有機電界発光素子。
【請求項７】
基板と、
封止部と、
前記基板と前記封止部との間に設けられた陽極と、
前記陽極と前記封止部との間に設けられた陰極と、
前記陽極と陰極との間に設けられた発光層と、
前記発光層と前記陰極との間に設けられ請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の化合物を含む電子輸送層と、
を有する照明装置。
【請求項８】
信号線駆動回路と、
制御線駆動回路と、
前記信号線駆動回路と前記制御線駆動回路とに接続され、陽極と、陰極と、前記陽極と前記陰極との間に設けられた発光層と、前記発光層と前記陰極との間に設けられ請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の化合物を含む電子輸送層と、
を有する有機電界発光素子と、
前記信号線駆動回路と前記制御線駆動回路とに接続されたコントローラと、
を有する表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、新規化合物、有機電界発光素子、照明装置および表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機電界発光素子の発光効率と寿命を高める研究が盛んに行われている。特に、電子輸送材料を工夫することにより、有機電界発光素子の発光効率と寿命を高める研究が種々行われている。最近では、電子求引性を有するピリジンとπ電子とを豊富に有する複数のベンゼン環が結合された構造を含む分子を電子輸送材料として用いることで、高い発光効率を実現することが報告されている。しかしながら、このような電子輸送材料は寿命が短いという問題を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１５９９３号公報
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】Adv. Mater. ２００８, ２０, ２１２５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
長い寿命を実現する新規化合物、有機電界発光素子、照明装置および表示装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
下記式（１）で表される化合物：
【化１】
2015214512.tif 000002
【０００７】
（式中、環Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄはピリジン環である。例えば、Ｒ１〜Ｒ１１のそれぞれは、水素、直鎖状アルキル基、分岐状アルキル基、アリール基、および電子吸引性のヘテロアリール基からなる群から選択されるいずれかである。Ｒ１〜Ｒ１１は、同じであっても良いし異なっていても良い。）
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、第１の実施例に係る有機電界発光素子の寿命特性を示す図である。
【図２】図２は、第１の実施例に係る電子輸送材料の重量減少率を示す図である。
【図３】図３は、第２の実施例に係る有機電界発光素子の寿命特性を示す図である。
【図４】図４は、第２の実施例に係る電子輸送材料の重量減少率を示す図である。
【図５】図５は、第２の実施形態に係る有機電界発光素子の断面図である。
【図６】図６は、第３の実施形態に係る照明装置の断面図である。
【図７】図７は、第４の実施形態に係る表示装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１０】
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
【００１１】
なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
【００１２】
（第１の実施形態）
第１の実施形態に係る電子輸送材料について説明する。電子輸送材料は電子輸送性を有する。本実施形態における電子輸送材料は、以下の式（１）で表わされる。
【化２】
2015214512.tif 000003
【００１３】
上記式（１）で表わされる電子輸送材料１分子は、７つのベンゼン環と４つのピリジン環Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを有する。ピリジン環Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄそれぞれは、ベンゼン環と結合する位置に炭素原子を有する。例えば、それぞれのピリジン環Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは３位でベンゼン環と結合する。例えば、それぞれのピリジン環は２位でベンゼン環と結合する。それぞれのピリジン環Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは、別々の位置でベンゼン環と結合していても良い。
【００１４】
７つのベンゼン環それぞれは、六員環を構成する炭素原子が置換基を有していても良いし、有していなくとも良い。４つのピリジン環Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは、六員環を構成する炭素原子が置換基を有していても良いし有していなくとも良い。例えば、Ｒ１〜Ｒ１１それぞれは、水素、直鎖状アルキル基、分岐状アルキル基、アリール基、および電子吸引性のヘテロアリール基からなる群から選択されるいずれかである。例えば、直鎖状アルキル基、分岐状アルキル基、アリール基、および電子吸引性のヘテロアリール基それぞれが含む炭素数は６以下である。Ｒ１〜Ｒ１１は、同じであっても良いし異なっていても良い。
【００１５】
上記式（１）で表わされる電子輸送材料は、長い寿命を有する。
【００１６】
上記式（１）の例として、以下の式（２）で表わされる電子輸送材料を挙げることができる。
【化３】
2015214512.tif 000004
【００１７】
７つのベンゼン環それぞれは、六員環を構成する炭素原子が置換基を有していても良いし有していなくとも良い。４つのピリジン環Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは、六員環を構成する炭素原子が置換基を有していても良いし有していなくとも良い。例えば、Ｒ１〜Ｒ１１のそれぞれは、水素、直鎖状アルキル基、分岐状アルキル基、アリール基、および電子吸引性のヘテロアリール基からなる群から選択されるいずれかである。例えば、直鎖状アルキル基、分岐状アルキル基、アリール基、および電子吸引性のヘテロアリール基それぞれが含む炭素数は６以下である。Ｒ１〜Ｒ１１は、同じであっても良いし異なっていても良い。
【００１８】
上記式（２）の具体例として、以下の式（３）で表わされる電子輸送材料を挙げることができる。
【化４】
2015214512.tif 000005
【００１９】
７つのベンゼン環それぞれは、六員環を構成する炭素原子が置換基を有していても良いし有していなくとも良い。４つのピリジン環Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは、六員環を構成する炭素原子が置換基を有していても良いし有していなくとも良い。例えば、Ｒ１〜Ｒ１１のそれぞれは、水素、直鎖状アルキル基、分岐状アルキル基、アリール基、および電子吸引性のヘテロアリール基からなる群から選択されるいずれかである。例えば、直鎖状アルキル基、分岐状アルキル基、アリール基、および電子吸引性のヘテロアリール基それぞれが含む炭素数は６以下である。Ｒ１〜Ｒ１１は、同じであっても良いし異なっていても良い。
【００２０】
上記式（１）の他の例として、以下の式（４）で表わされる電子輸送材料を挙げることができる。
【化５】
2015214512.tif 000006
【００２１】
７つのベンゼン環それぞれは、六員環を構成する炭素原子が置換基を有していても良いし有していなくとも良い。４つのピリジン環Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは、六員環を構成する炭素原子が置換基を有していても良いし有していなくとも良い。例えば、Ｒ１〜Ｒ１１のそれぞれは、水素、直鎖状アルキル基、分岐状アルキル基、アリール基、および電子吸引性のヘテロアリール基からなる群から選択されるいずれかである。例えば、直鎖状アルキル基、分岐状アルキル基、アリール基、および電子吸引性のヘテロアリール基それぞれが含む炭素数は６以下である。Ｒ１〜Ｒ１１は、同じであっても良いし異なっていても良い。
【００２２】
上記式（４）の具体例として、以下の式（５）で表わされる電子輸送材料を挙げることができる。
【化６】
2015214512.tif 000007
【００２３】
７つのベンゼン環それぞれは、六員環を構成する炭素原子が置換基を有していても良いし有していなくとも良い。４つのピリジン環Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは、六員環を構成する炭素原子が置換基を有していても良いし有していなくとも良い。例えば、Ｒ１〜Ｒ１１のそれぞれは、水素、直鎖状アルキル基、分岐状アルキル基、アリール基、および電子吸引性のヘテロアリール基からなる群から選択されるいずれかである。例えば、直鎖状アルキル基、分岐状アルキル基、アリール基、および電子吸引性のヘテロアリール基それぞれが含む炭素数は６以下である。Ｒ１〜Ｒ１１は、同じであっても良いし異なっていても良い。
【００２４】
式（１）に示す電子輸送材料が有する、７つのベンゼン環と４つのピリジン環からなる構造は共役系が広がっているので、ベンゼン環同士の結合およびベンゼン環とピリジン環との結合が切断し難い。したがって、式（１）に示す電子輸送材料は分解しにくく、安定性が高い。従って、式（１）に示す電子輸送材料は、長い寿命を有する。また、電子輸送層として式（１）に示す電子輸送材料を用いた有機電界発光素子は、長い寿命を有する。
【００２５】
＜実施例１＞
以下に式（３）で表わされる電子輸送材料の合成方法を説明する。
【００２６】
(反応Ｉ)
アルゴン雰囲気下、４-ピリジンボロン酸,ピナコールエステル、1-ブロモ-3-ヨードベンゼン、Pd(PPh3)4、および炭酸セシウムをジオキサン溶液に加え、85℃で反応させた。放冷後、反応液にトルエンと水を加えて分液し有機層を濃縮して粗体を得た。得られた粗体をシリカゲルカラムで精製した。
【００２７】
(反応ＩＩ)
アルゴン雰囲気下、反応Ｉの生成物、ビスピナコラートボロン、Pf(dppf)Cl2、および酢酸カリウムをDMAc溶液に加え、80℃で反応させた。放冷後、反応液に酢酸エチルと水を加えて有機層を分液し、粗体を得た。得られた粗体をシリカゲルカラムで精製した。
【００２８】
(反応ＩＩＩ)
アルゴン雰囲気下、反応ＩＩの生成物、トリブロモベンゼン、Pd(PPh3)4、および炭酸セシウムをジオキサン溶液に加え、85℃で反応させた。放冷後、反応液にトルエンと水を加えて分液し、有機層を濃縮して粗体を得た。得られた粗体をシリカゲルカラムで精製した。
【００２９】
(反応ＩＶ)
アルゴン雰囲気下、反応ＩＩＩの生成物、1,4-フェニレンジボロン酸、Pd(PPh3)4、および炭酸セシウムをジオキサン溶液に加え、85℃で反応させた。放冷後、析出した結晶を水、アセトン、ＤＭＦで洗浄した。その後、昇華精製を行い、式（３）で表わされる目的の化合物Tp4PyPhTPを得た。
【００３０】
（有機電界発光素子の作製）
合成した式（３）で表わされる化合物を電子輸送層として使用した有機電界発光素子を作製した。この素子の層構成は、以下の通りである。
【００３１】
陽極  100ｎｍ／正孔注入層  35ｎｍ／正孔輸送層  45ｎｍ／発光層  30ｎｍ/Tp4PyPhTP＋リチウム錯体  45ｎｍ／電子注入層  0.7ｎｍ／陰極  150ｎｍ。
【００３２】
（有機電界発光素子の寿命特性）
上記のように作製した有機電界発光素子について、寿命特性の結果を図１に示す。寿命測定は、有機電界発光素子の初期輝度を7000 cd/m2、5000 cd/m2、3000 cd/m2と設定し、定電流駆動することにより行った。図１の縦軸は輝度を示し、横軸は時間（h）を示す。得られた寿命特性の結果から加速係数を算出し、初期輝度1000 cd/m2おける寿命を求めた。加速係数は1.36であった。式（３）で表わされる化合物を電子輸送層として使用した有機電界発光素子の寿命は、５万時間であった。このように、式（３）で表わされる化合物を電子輸送層として使用した有機電界発光素子は、長い寿命を有する。式（３）で表わされる化合物は、有機電界発光素子の電子輸送材料として有用である。
【００３３】
（重量減少率の測定）
式（３）で表わされる化合物について、重量減少率の測定結果を図２に示す。この測定は、式（３）で表わされる化合物を昇温速度10℃/minで室温から600℃まで昇温することにより行った。測定機器はリガク製Thermo Mass Photoを用いた。図２の縦軸は重量減少率（%）を示し、横軸は温度（℃）を示す。式（３）で表わされる化合物の熱分解温度Ｔｄは５３２℃であった。このように、式（３）で表わされる化合物の熱分解温度Ｔｄが高い。式（３）で表わされる化合物は分解しにくい。式（３）で表わされる化合物は長い寿命を有する。従って、式（３）で表わされる化合物を電子輸送層として使用した有機電界発光素子は、長い寿命を有する。
【００３４】
＜実施例２＞
以下に式（５）で表わされる電子輸送材料の合成方法を説明する。
【００３５】
(反応Ｉ)
以下の式（６）で表わされる反応を生じさせた。
【化７】
2015214512.tif 000008
【００３６】
すなわち、窒素下、撹拝機と冷却管を備えた1Lフラスコに、3−プロモピリジン11．5g（72．7mmol）、4−クロロフエ二ルボロン酸12．5g（79．9mmol）、トルエン200mL、エタノール100 mL、および2M炭酸カリウム水溶液145mLを入れて、撹拝しながら7分間窒素バブリングをした。そこへPd（PPh3）4、842mg（0．727mmol）を加え、液温75℃で24時間還流した。冷却後、3層に分離した最下層を分液して除き、上層を5％食塩水140mLで2回、洗浄分液した。得られた有機層を硫酸ナトリウムで乾燥し、硫酸ナトリウムをろ過して除いた後、エバポレートした。黄楼色の油状物16．2gを得た。得られた油状物をシリカゲルカラム精製（シリカゲル200g、酢酸エチル／ヘキサン＝1／1）して、化合物1を14．2g得た。収率は〜100％であった。化合物１は黄色油状物であった。
【００３７】
(反応ＩＩ)
以下の式（７）で表わされる反応を生じさせた。
【化８】
2015214512.tif 000009
【００３８】
すなわち、窒素下、撹拝機と冷却管を備えた1Lフラスコに、Pd（dba）221．26g（2．19mmol）、トリシクロへキシルホスフィン／トルエン20％溶液9．23g（6．57mmol）と脱水ジオキサン430mLを入れて、液温20〜23℃で30分撹拝した。そこへ、酢酸カリウム10．8g（110mmol）、ビス（ピナコラート）ジボロン20．4g（80．3mmol）、および3−（4−クロロフエ二ル）ピリジン14．2g（〜73．Ommol）を脱水ジオキサン20〜30mLで洗い流しながら入れ、液温80℃で30時間還流した。反応がほとんど進んでいないので、いったん30℃まで冷却した。
【００３９】
Pd（dba）2 21．23g（2．14mmol）、トリシクロへキシルホスフィン／トルエン20％溶液9．19g（6．55mmol）を添加して、液温30℃で30分撹拝し、つづいて液温102℃で40時間還流した。
【００４０】
これを室温まで冷却した後、純水300mLを加えて撹拝し、反応液を酢酸エチル400mLで抽出して、水屑をさらに酢酸エチル200mLで抽出した。有機層を合わせて飽和食塩水300mLで2回、洗浄分液し、硫酸ナトリウムで乾燥した。硫酸ナトリウムをろ過して除いた後、エバポレートして、橙色の油状物37.2gを得た。得られた油状物をシリカゲルカラム精製（シリカゲル200g、酢酸エチル／ヘキサン＝1／3）して、化合物2を主成分とするフラクション111．6g（GC純度92．7％）とフラクション210．4g（GC純度70．3％）を得た。フラクション1をさらにシリカゲルカラム精製（シリカゲル200g、酢酸エチル／ヘキサン＝1／3）して、化合物210．7g（GC純度94．8％）を得た。フラクション2をさらにシリカゲルカラム精製（シリカゲル150g、酢酸エチル／ヘキサン＝1／3）して、化合物2を5．2g（GC純度96．5％）を得た。トータル収量は15．9g（GC純度95％、53．9mmol）であった。収率は73．9％であった。化合物２は黄色油状物であった。
【００４１】
(反応ＩＩＩ)
以下の式（８）で表わされる反応を生じさせた。
【化９】
2015214512.tif 000010
【００４２】
すなわち、窒素下、撹拝機と冷却管を備えた3Lフラスコに、1，3，5−トリブロモベンゼン77．1g（245mmol）、1，4−フェニレンジボロン酸6．77g（40.8mol）、トルエン680mLおよびエタノール340mLを入れて溶解し、2M炭酸カリウム水溶液325mLを入れて、撹拝しながら5分間窒素バブリングをした。そこへPd（PPh3）4  1．43g（1.24mmol）を加え、液温75℃で24時間還流した。冷却後、析出した固体をろ過して、純水、続いてメタノールで洗浄ろ過した。得られたwet固体を減圧乾燥して粗結晶13．9gを得た。粗結晶をトルエン930mLと加熱還流して溶解し、一晩冷蔵庫で静置した。生成した結晶をろ過して少量のトルエンで洗浄した。Wet結晶を減圧乾燥して結晶11．9gを得た。さらに、得られた結晶をトルエン900mLと加熱還流して溶解し、一晩冷蔵庫で静置した。生成した結晶をろ過して少量のトルエンで洗浄した。Wet結晶を減圧乾燥して結晶10．7g（19．5mmol）を得た。収率は47．9％であった。結晶は灰色であった。
【００４３】
(反応ＩＶ)
以下の式（９）で表わされる反応を生じさせた。
【化１０】
2015214512.tif 000011
【００４４】
すなわち、窒素下、撹拝機と冷却管を備えた2Lフラスコに、化合物3を35．34g（9．78mmol）、化合物2を214．4g（純度95％、48．7mmol）、トルエン780mL、エタノール195mL、および2M炭酸カリウム水溶液195mLを入れて、摸拝しながら7分間窒素バブリングをした。そこへPd（PPh）4 41．21g（1．05mmol）を加え、液温75℃で48時間還流した。次第に白色結晶が生成した。冷却後、反応液をクロロホルム1．5Lで抽出した。水層に純水0.5Lを加え、クロロホルム0．5Lで再度抽出した。有機層を飽和食塩水1Lで洗浄分液した。有機層を硫酸ナトリウムで乾燥し、硫酸ナトリウムをろ過して除いた後、エバポレートして固体12．4gを得た。固体をクロロホルム500mLに溶解し、シリカゲル100gを加えて含浸させ、溶媒をエバポレートした。吸着シリカゲルをカラム精製（シリカゲル2000g、メタノール／クロロホルム＝1／30）し、化合物4を主成分とする黄色結晶8．1gを得た。黄色結晶を酢酸エチル80mLと撹拝し、結晶をろ過した後、酢酸エチル30mLで2回、洗浄した。結晶を減圧乾燥して化合物4を得た。収量は5．80g（6．88mmol）であった。収率は70．3％であった。化合物４であるTpPyPhTP、すなわち式（５）で表わされる化合物は無色結晶であった。
【００４５】
（有機ＥＬ素子の作製）
式（５）で表わされる化合物を電子輸送層として使用した有機ＥＬ素子を作製した。この素子の層構成は、以下の通りである。
【００４６】
陽極  １００ｎｍ／正孔注入層  ３５ｎｍ／正孔輸送層  ４５ｎｍ／発光層  30nm/TpPyPhTP＋リチウム錯体  ４５ｎｍ／電子注入層  ０．７ｎｍ／陰極  １５０ｎｍ。
【００４７】
（有機電界発光素子の寿命特性）
上記のように作製した有機電界発光素子について、寿命特性の結果を図３に示す。寿命測定は、有機電界発光素子の初期輝度を7000 cd/m2、5000 cd/m2、3000 cd/m2と設定し、定電流駆動することにより行った。図３の縦軸は輝度を示し、横軸は時間（h）を示す。
【００４８】
得られた寿命特性の結果から加速係数を算出し、初期輝度1000 cd/m2おける寿命を求めた。加速係数は1.44であった。式（５）で表わされる化合物を電子輸送層として使用した有機電界発光素子の寿命は、１万時間であった。このように、式（５）で表わされる化合物を電子輸送層として使用した有機電界発光素子は、長い寿命を有する。式（５）で表わされる化合物は、有機電界発光素子の電子輸送材料として有用である。
【００４９】
（重量減少率の測定）
式（５）で表わされる化合物について、重量減少率の測定結果を図４に示す。測定は、式（５）で表わされる化合物を、昇温速度10℃/minで室温から600℃まで昇温することにより行った。測定機器はリガク製Thermo Mass Photoを用いた。図４の縦軸は重量減少率（%）を示し、横軸は温度（℃）を示す。式（５）で表わされる化合物の熱分解温度Ｔｄは５３３℃であった。このように、式（５）で表わされる化合物の熱分解温度Ｔｄが高い。式（５）で表わされる化合物は分解しにくい。式（５）で表わされる化合物は長い寿命を有する。従って、式（５）で表わされる化合物を電子輸送層として使用した有機電界発光素子は、長い寿命を有する。
【００５０】
（第２の実施形態）
図５は、実施形態に係る有機電界発光素子を示す断面図である。
【００５１】
有機電界発光素子１０は、陽極１２と、陰極１７と、陽極１２および陰極１７の間に設けられた発光層１５と、発光層１５と陰極１７との間に設けられた電子輸送層１６と、を備える。有機電界発光素子１０は、さらに基板１１と、正孔注入層１３と、正孔輸送層１４と、を備えていても良い。
【００５２】
陽極１２は基板１１の上に設けられる。正孔注入層１３は、陽極１２と発光層１５との間に設けられる。正孔輸送層１４は正孔注入層１３と発光層１５との間に設けられる。正孔注入層１３と正孔輸送層１４は、いずれか一方が省略されても良い。さらに、電子輸送層１６と陰極１７との間に電子注入層が設けられていても良い。
【００５３】
陽極１２は、発光層１５に正孔を注入する。陽極１２の材料としては、導電性を有するものであれば特に限定されない。陽極１２には、例えば、光透過性の導電性を有する材料を用いる。陽極１２には、例えば、導電性の金属酸化物膜、光透過性の金属薄膜等を用いることができる。陽極１２には、具体的には、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズ、およびそれらの複合体であるインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、フッ素ドープ酸化スズ（ＦＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物等からなる導電性ガラスを用いて作製された膜（ＮＥＳＡ等）や、金、白金、銀、銅やこれらの合金等を用いることができる。特に、ＩＴＯからなる透明電極であることが好ましい。
【００５４】
また、陽極１２には、有機系の導電性ポリマーを用いることもできる。陽極１２には、例えば、ポリアニリンおよびその誘導体、ポリチオフェンおよびその誘導体等を用いてもよい。陽極１２をＩＴＯとする場合、その膜厚は３０ｎｍ以上３００ｎｍ以下であることが好ましい。膜厚を３０ｎｍより薄くすると導電性が低下して抵抗が高くなり、有機電界発光素子１０の発光効率が低下する原因となる。膜厚を３００ｎｍよりも厚くすると、ＩＴＯに可撓性がなくなり、陽極１２に応力が作用するとひび割れが生じやすくなる。
【００５５】
陽極１２は、単層であってもよく、異なる仕事関数の材料からなる層を積層したものであってもよい。
【００５６】
陰極１７は、発光層１５に電子を注入する。陰極１７には、例えば、光透過性の導電性を有する材料を用いる。陰極１７には、導電性の金属酸化物膜や金属薄膜等を用いることができる。陽極１２に仕事関数の高い材料を用いる場合、陰極１７には仕事関数の低い材料を用いることが好ましい。仕事関数の低い材料としては、例えば、アルカリ金属、アルカリ土類金属等が挙げられる。仕事関数の低い材料としては、具体的には、Ｌｉ、Ｉｎ、Ａｌ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｙｂ、Ｃｓ等を挙げることができる。
【００５７】
陰極１７は、単層であってもよく、異なる仕事関数の材料で構成される層を積層したものであってもよい。また、２種以上の金属の合金を使用してもよい。合金の例としては、リチウム−アルミニウム合金、リチウム−マグネシウム合金、リチウム−インジウム合金、マグネシウム−銀合金、マグネシウム−インジウム合金、マグネシウム−アルミニウム合金、インジウム−銀合金、カルシウム−アルミニウム合金等が挙げられる。
【００５８】
陰極１７の膜厚は、１０ｎｍ以上３００ｎｍ以下であることが好ましい。膜厚を１０ｎｍより薄くすると、抵抗が大きくなりすぎる。膜厚を３００ｎｍより厚くすると、陰極１７の成膜に長時間を要し、隣接する層にダメージを与えて性能が劣化する。
【００５９】
発光層１５は、ホスト材料と発光材料とを含む。発光層１５は、陽極１２側から正孔を受け取り、陰極１７側から電子を受け取る。発光層１５において、正孔と電子とが再結合する。この再結合によるエネルギーによって、発光層１５中のホスト材料が励起される。励起状態のホスト材料から発光ドーパントへエネルギーが移動することにより、発光ドーパントが励起状態となり、発光ドーパントが基底状態に戻る際に発光が生じる。
【００６０】
発光層１５は、例えば、有機材料からなるホスト材料中に、発光材料（以下、発光ドーパントと称する）がドープされたものである。
【００６１】
発光層１５の厚さは、１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であることが好ましい。発光層１５におけるホスト材料と発光ドーパントの割合は任意である。発光層１５内の正孔と電子とのキャリアバランスをとり有機電界発光素子１０の発光効率を向上させるために、発光層１０中にさらに電子輸送性材料または正孔輸送性材料を含有させてもよい。
【００６２】
電子輸送層１６は、電子注入層１７からから電子を受け取り、発光層１５へ電子を輸送する機能を有する層である。電子輸送層１６は、第１の実施形態において示した式（１）で表わされる材料を含む。電子輸送層１６は、第１の実施形態において示した式（１）で表わされる複数種類の材料を含んでいても良い。例えば、電子輸送層１６は、第１の実施形態において示した式（２）または式（４）で表わされる材料を含む。例えば、電子輸送層１６は、第１の実施形態において示した式（３）または式（５）で表わされる材料を含む。例えば、電子輸送層１６は、式（１）で表わされる材料以外の材料をさらに含んでいても良い。
【００６３】
基板１１は、他の部材を支持するためのものである。この基板１１は、熱や有機溶剤によって変質しないものが好ましい。基板１１の材料としては、例えば、無アルカリガラス、石英ガラス等の無機材料、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、液晶ポリマー、シクロオレフィンポリマー等のプラスチック、高分子フィルム、およびステンレス鋼（ＳＵＳ）、シリコン等の金属基板が挙げられる。発光を取り出すため、ガラス、合成樹脂等からなる透明な基板を用いることが好ましい。基板１１の形状、構造、大きさ等について特に制限はなく、用途、目的等に応じて適宜選択することができる。
【００６４】
正孔注入層１３は、陽極１２から正孔を受け取り、正孔輸送層１４に注入する機能を有する層である。正孔注入層１３の材料としては、例えば、導電性インクであるポリ（エチレンジオキシチオフェン）：ポリ（スチレンスルホン酸）（以下、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳと記す）のようなポリチオフェン系ポリマーを使用することができるが、これに限定されない。
【００６５】
正孔輸送層１４は、正孔注入層１３から正孔を受け取り、発光層１５に正孔を輸送する機能を有する層である。正孔輸送層１４の材料としては、例えば、トリフェニルアミンなどから成るポリマーを使用することができるが、これに限定されない。発光層１５のホスト材料として使用する式（１）で表わされるポリマーを、正孔輸送層１４の材料として使用することもできる。
【００６６】
電子注入層は、陰極１７から電子を受け取り、電子輸送層１６へ注入する機能を有する層である。電子注入層の材料としては、例えば、ＣｓＦ、ＬｉＦ等を使用することができるが、これらに限定されない。
【００６７】
図５においては、基板１１と陰極１７の間に陽極を配置する構成としているが、基板１１と陽極１２の間に陰極１７を配置する構成としてもよい。
【００６８】
本実施形態によって、寿命が長く発光効率が高い有機電界発光素子を得ることができる。
【００６９】
（第３の実施形態）
図６は、実施形態に係る照明装置を示す断面図である。  
照明装置１００は、基板１０１と、封止部１０２と、基板１０１と封止部１０２との間に設けられた陽極１０７と、陽極１０７と封止部１０２との間に設けられた陰極１０５と、陽極１０７と陰極１０５との間に設けられた発光層と、発光層と陰極との間に設けられた電子輸送層と、を有する。発光層と電子輸送層は有機層１０６を形成する。有機層は陽極１０７と陰極１０５との間に設けられている。
【００７０】
封止部１０２は、例えば、陰極１０５を覆うように配置され、接着剤１０４を用いて基板１０１に固定される。基板１０２は、例えばガラスである。封止部１０２は、例えばガラスである。例えば、封止部１０２の陰極１０５側の面には、乾燥剤１０３が設置される。有機層１０６は、第２に実施形態にて説明した発光層および電子輸送層を含む。電子輸送層は、第１の実施形態に係る式（１）で表わされる電子輸送材料を含む。
【００７１】
本実施形態によって、寿命が長く発光効率が高い照明装置を得ることができる。
【００７２】
（第４の実施形態）
図７は、実施形態に係る表示装置を示す概念図である。  
照明装置は、信号線駆動回路と、制御線駆動回路と、信号線駆動回路と制御線駆動回路とに接続され、陽極、陰極、前記陽極と前記陰極との間に設けられた発光層、発光層と陰極との間に設けられた電子輸送層、を有する有機電界発光素子と、信号線駆動回路と制御線駆動回路とに接続されたコントローラと、を有する。電子輸送層は、第１の実施形態に係る式（１）で表わされる電子輸送材料を含む。
【００７３】
図７に示す表示装置２０は、横方向の制御線（ＣＬ）と縦方向の信号線（ＤＬ）がマトリックス状に配置された回路の中に、それぞれ画素２１を配置した構成をとる。画素２１には、有機電界発光素子２５および有機電界発光素子２５に接続された薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）２６が含まれる。ＴＦＴ２６の一方の端子は制御線に接続され、他方の端子は信号線に接続される。信号線は、信号線駆動回路２２に接続されている。また、制御線は、制御線駆動回路２３に接続されている。信号線駆動回路２２および制御線駆動回路２３は、コントローラ２４により制御される。
【００７４】
本実施形態によって、寿命が長く発光効率が高い表示装置を得ることができる。
【００７５】
いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００７６】
１０…有機電界発光素子、１１…基板、１２…陽極、１３…正孔注入層、１４…正孔輸送層、１５…発光層、１６…電子輸送層、１７…陰極、２０…表示装置、２１…画素、２２…信号線駆動回路、２３…制御線駆動回路、２４…コントローラ、２５…有機電界発光素子、２６…ＴＦＴ、１００…照明装置、１０１…ガラス基板、１０２…封止ガラス、１０３…乾燥剤、１０４…ＵＶ接着剤、１０５…陰極、１０６…有機層、１０７…陽極、駆動部１０８
【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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