(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記一般式（１）で表される構造を有する化合物を含有す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用材料。
【化１】
0006459441.tif 000030
〔一般式（１）において、Ｒ１〜Ｒ６は、それぞれ独立に、水素原子又は置換基である。Ｒ１〜Ｒ６のうちの隣接する二つが置換基である場合、各置換基は互いに異なる置換基である。ただし、Ｒ１とＲ２、Ｒ３とＲ４、Ｒ５とＲ６の全ての組み合わせにおいて、いずれか一方の置換基が直鎖アルキル基である場合、他方の置換基は、それぞれ独立に、置換基を有する単環の芳香環、縮合芳香環、ジアリールアミノ基、シリル基又はホスフィノ基である。なお、Ｒ１〜Ｒ６が、全て水素原子である場合を除く。〕
【請求項２】
前記一般式（１）において、Ｒ１〜Ｒ６のうち、少なくとも二つ以上が水素原子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用材料。
【請求項３】
前記一般式（１）において、三つのイミダゾール環が結合して形成された縮合環の中心に位置し、当該縮合環の面に対して垂直な軸を中心に、１２０°ごとに回転させたときの前記一般式（１）で表される構造がそれぞれ異なってい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用材料。
【請求項４】
少なくとも発光層を含む複数の有機層からなる発光ユニットと、前記発光ユニットを挟持する一対の電極と、を備える有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
前記複数の有機層のうちの少なくとも１層が、請求項１から請求項３まで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用材料を含有す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。
【請求項５】
前記発光層が、前記有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を含有す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。
【請求項６】
前記発光層が、青色リン光発光性化合物を含有していることを特徴とする請求項５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４から請求項６まで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を具備することを特徴とする表示装置。
【請求項８】
請求項４から請求項６まで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を具備する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の発光効率及び耐久性を高めることができる有機エレクトロルミネッセンス素子用材料と、当該有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を用いた有機エレクトロルミネッセンス素子、表示装置及び照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機エレクトロルミネッセンス素子は、一対の電極間に発光性の有機化合物を含有する発光層を備えた固体素子である。一対の電極に電圧を印加して発光層に正孔及び電子を注入すると、正孔と電子の再結合により励起子（エキシトン）が生成する。この励起子が失活する際、発光層から光が放出される。
電極間には発光層以外の有機層も形成されることがあるが、いずれの層もサブミクロンオーダーの薄い膜である。また、発光層は数Ｖから数十Ｖ程度の電圧で発光することができるため、有機エレクトロルミネッセンス素子は次世代の薄型ディスプレイ、面発光照明等への利用が期待されている。
【０００３】
実用化に向けた有機エレクトロルミネッセンス素子の開発としては、プリンストン大学より、励起三重項からのリン光発光を用いる有機エレクトロルミネッセンス素子の報告がされて以来、室温でリン光を示す材料の開発が活発になってきている。また、リン光発光を利用する有機エレクトロルミネッセンス素子は、以前の蛍光発光を利用する有機エレクトロルミネッセンス素子に比べて原理的に約４倍の発光効率の実現が可能であることから、その材料開発を初めとし、層構成、電極等の研究開発が世界中で行われている。
【０００４】
研究開発過程において、特に問題となっているのは、発光材料自身が有機化合物であるがゆえの耐久性の低さであり、耐久性を向上させるべく、数多くの発光物質が開発されてきた。
耐久性向上の一つの手段としては縮合環の利用が挙げられ、三つのイミダゾール環を結合して一つの縮合環を形成することにより、広いπ共役構造を有する材料の開発が進められている（例えば、特許文献１及び２参照。）。
【０００５】
しかしながら、広いπ共役構造を有する材料は、芳香環等の置換基の導入によって分子の平面性が高くなりやすい。
分子の平面性が高いと、分子同士のスタックが生じて凝集及び結晶化しやすく、隣接層との界面接合が不十分となって発光効率が低下する。凝集及び結晶化によって、他の材料との相溶性も低くなるため、有機エレクトロルミネッセンス素子に用いたときの耐久性が低かった。
また、分子の平面性が高い材料は、三重項エネルギー準位が低いため、青色発光素子への適用が難しかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−６３２２０号公報
【特許文献２】国際公開第２００５／０３７９５４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上記問題及び状況に鑑みてなされ、その解決課題は、有機エレクトロルミネッセンス素子の発光効率及び耐久性を高めることができる有機エレクトロルミネッセンス素子用材料、当該有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を用いた有機エレクトロルミネッセンス素子、表示装置及び照明装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、上記課題を解決すべく、上記問題の原因等について検討する過程において、化合物の広いπ共役構造にともなう分子の平面性の向上が、有機エレクトロルミネッセンス素子の発光効率及び耐久性を低下させる要因であると推測した。すなわち、分子の平面性が高い材料を有機エレクトロルミネッセンス素子に用いると、膜中の同じ化合物の分子との間で又は他の化合物の分子との間で相互作用が強くなり、凝集ひいては結晶化することが考えられる。結晶化によって、隣接層との界面接合が不十分となり、発光効率が低下するとともに、膜状態が不安定となるため、耐久性が低下してしまう。また、広いπ共役構造による高い三重項エネルギー準位も低下してしまう。
本発明者らは鋭意検討を重ねた結果、広いπ共役構造の材料を用いた場合においても、適切な置換基を導入して分子間の相互作用を適度に調整することにより、上述した凝集及び結晶化を抑えて、有機エレクトロルミネッセンス素子の発光効率及び耐久性を高めることができることを見いだし、本発明に至った。
【０００９】
すなわち、本発明に係る課題は、以下の手段によって解決される。
１．下記一般式（１）で表される構造を有する化合物を含有す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用材料。
【化２】
0006459441.tif 000002
〔一般式（１）において、Ｒ１〜Ｒ６は、それぞれ独立に、水素原子又は置換基である。Ｒ１〜Ｒ６のうちの隣接する二つが置換基である場合、各置換基は互いに異なる置換基である。ただし、Ｒ１とＲ２、Ｒ３とＲ４、Ｒ５とＲ６の全ての組み合わせにおいて、いずれか一方の置換基が直鎖アルキル基である場合、他方の置換基は、それぞれ独立に、置換基を有する単環の芳香環、縮合芳香環、ジアリールアミノ基、シリル基又はホスフィノ基である。なお、Ｒ１〜Ｒ６が、全て水素原子である場合を除く。〕
【００１０】
２．前記一般式（１）において、Ｒ１〜Ｒ６のうち、少なくとも二つ以上が水素原子であることを特徴とする第１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
【００１１】
３．前記一般式（１）において、三つのイミダゾール環が結合して形成された縮合環の中心に位置し、当該縮合環の面に対して垂直な軸を中心に、１２０°ごとに回転させたときの前記一般式（１）で表される構造がそれぞれ異なっていることを特徴とする第１項又は第２項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
【００１２】
４．少なくとも発光層を含む複数の有機層からなる発光ユニットと、前記発光ユニットを挟持する一対の電極と、を備える有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
前記複数の有機層のうちの少なくとも１層が、第１項から第３項まで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用材料を含有す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。
【００１３】
５．前記発光層が、前記有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を含有することを特徴とする第４項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００１４】
６．前記発光層が、青色リン光発光性化合物を含有していることを特徴とする第５項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００１５】
７．第４項から第６項まで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を具備することを特徴とする表示装置。
【００１６】
８．第４項から第６項まで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を具備することを特徴とする照明装置。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の上記手段により、有機エレクトロルミネッセンス素子の発光効率及び耐久性を高めることができる有機エレクトロルミネッセンス素子用材料、当該有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を用いた有機エレクトロルミネッセンス素子、表示装置及び照明装置を提供できる。
【００１８】
本発明の効果の発現機構又は作用機構は明確になっていないが、以下のように推察される。
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、三つのイミダゾール環の縮合環に結合するＲ１〜Ｒ６が水素原子か、互いに結合して環を形成することがない独立した置換基であり、隣接するＲ１〜Ｒ６同士が置換基である場合には互いに異なる置換基を導入している。このようなＲ１〜Ｒ６は、分子間の相互作用の強まりを抑えるとともに、隣接するＲ１〜Ｒ６間に立体障害を生じさせ、縮合環の平面に対して傾斜するため、分子の平面性の広がりを抑えることができる。結果として、π共役系の拡大が抑えられ、分子間の相互作用が減ったことから、分子間の凝集及び結晶化を抑えることができたと推察される。
分子の平面性の広がりを抑えることにより、縮合環による高い三重項エネルギー準位の低下を防いで高い発光性を維持することができる。また、凝集及び結晶化の抑制により隣接層との界面接合が良化するため、キャリアー輸送性ひいては発光性が向上し、高い発光効率が得られたと推察される。さらに、凝集及び結晶化の抑制によって膜中での化合物の安定性が向上し、高い発光効率だけでなく高い耐久性も両立できたと推察される。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１Ａ】式（Ａ）で表される構造を有する化合物の立体的な分子モデルの側面図
【図１Ｂ】式（Ａ）で表される構造を有する化合物の立体的な分子モデルの上面図
【図２Ａ】例示化合物１の立体的な分子モデルの側面図
【図２Ｂ】例示化合物１の立体的な分子モデルの上面図
【図３】本発明の一実施の形態の表示装置の概略構成を示す斜視図
【図４Ａ】表示装置における有機ＥＬ素子の製造過程を示す断面図
【図４Ｂ】表示装置における有機ＥＬ素子の製造過程を示す断面図
【図４Ｃ】表示装置における有機ＥＬ素子の製造過程を示す断面図
【図４Ｄ】表示装置における有機ＥＬ素子の製造過程を示す断面図
【図４Ｅ】表示装置における有機ＥＬ素子の製造過程を示す断面図
【図５】本発明の一実施の形態の照明装置の概略構成を示す断面図
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、上記一般式（１）で表される構造を有する化合物を含有することを特徴とする。この特徴は請求項１から請求項８までの各請求項に係る発明に共通の技術的特徴である。
本発明の実施態様としては、有機エレクトロルミネッセンス素子の発光効率及び耐久性を高める観点から、上記一般式（１）において、Ｒ１〜Ｒ６のうち、少なくとも二つ以上が水素原子であることが好ましい。
同様の観点から、上記一般式（１）において、三つのイミダゾール環が結合して形成された縮合環の中心に位置し、当該縮合環の面に対して垂直な軸を中心に、１２０°ごとに回転させたときの前記一般式（１）で表される構造がそれぞれ異なっていることが好ましい。
【００２１】
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、発光ユニットが備える複数の有機層のうちの少なくとも１層が、上記有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を含有する。これにより、有機エレクトロルミネッセンス素子の発光効率及び耐久性を高める効果が得られる。
【００２２】
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、表示装置及び照明装置に好適に具備され得る。これにより、発光効率及び耐久性の高い表示装置及び照明装置を提供することができる。
【００２３】
以下、本発明とその構成要素及び本発明を実施するための形態について詳細な説明をする。
なお、本願において、「〜」は、その前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用する。
【００２４】
〔有機エレクトロルミネッセンス素子用材料〕
本発明の有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ：Electro−Luminescence）素子用材料
は、下記一般式（１）で表される構造を有する化合物を含有する。
【化３】
0006459441.tif 000003
〔一般式（１）において、Ｒ１〜Ｒ６は、それぞれ独立に、水素原子又は置換基である。Ｒ１〜Ｒ６のうちの隣接する二つが置換基である場合、各置換基は互いに異なる置換基である。ただし、Ｒ１とＲ２、Ｒ３とＲ４、Ｒ５とＲ６の全ての組み合わせにおいて、いずれか一方の置換基が直鎖アルキル基である場合、他方の置換基は、それぞれ独立に、置換基を有する単環の芳香環、縮合芳香環、ジアリールアミノ基、シリル基又はホスフィノ基である。なお、Ｒ１〜Ｒ６が、全て水素原子である場合を除く。〕
【００２５】
上記一般式（１）で表される構造は、三つのイミダゾールの環化縮合によって形成された高次π共役構造を母核としている。高次π共役構造とは、π共役が分子内に高度に広がっている共役構造をいう。一般に、ベンゼン、ナフタレン、アントラセンのようにπ共役系が拡大するほど、三重項エネルギー準位が低下することが知られている。しかしながら、本発明の化合物が母核とする高次π共役構造は、特異的に単環のイミダゾールとほぼ同じ三重項エネルギー準位を示す。これは、高次π共役構造、すなわち三つのイミダゾールの縮合環において、中央のトリアジン環が芳香族の特性を示しながらも、π共役系の拡大に寄与しないためと推測されている。
【００２６】
上記一般式（１）において、それぞれ独立に水素原子又は置換基であり、隣接するＲ１〜Ｒ６同士が置換基である場合には互いに異なる置換基をＲ１〜Ｒ６として導入することにより、他分子の置換基との相互作用を適度に抑えることができる。隣接するＲ１〜Ｒ６同士は互いに結合して新たに環を形成することがないため、芳香環によるπ共役系の拡大を抑え、非芳香性の環によって疎水性が高まり、化合物分子の凝集及び配向が生じることを防ぐことができる。このように、分子間の相互作用を適度に調整し、π共役系の拡大を抑制することにより、有機ＥＬ素子に化合物を用いたときの発光効率及び耐久性の低下の要因である、同種又は他種の分子とのスタック、多分子の凝集、結晶化等を抑えることができる。
【００２７】
Ｒ１〜Ｒ６の置換基としては、アルキル基、シクロアルキル基、アリールアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基（芳香族炭化水素基、芳香族炭化水素環基、芳香族炭素環基等ともいう）、ヘテロアリール基（芳香族複素環基ともいう）、複素環基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基等のカルボニル基、スルファモイル基、アシル基、アミド基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、ヘテロアリールスルホニル基、アミノ基、フッ化炭化水素基、シリル基、ホスフィンオキシド基、フッ素原子等が挙げられ、これらはさらに置換基を有していてもよい。さらに有していてもよい置換基としては、Ｒ１〜Ｒ６の置換基と同じ置換基が挙げられる。
【００２８】
Ｒ１〜Ｒ６として列挙した置換基のなかでも、相互作用の調整がしやすいという観点から、アルキル基、フッ化炭化水素基、カルボニル基、アミノ基、シリル基、ホスフィンオキシド基、アリールアルキル基、アリール基又はヘテロアリール基が好ましく、アルキル基、シリル基、アリール基又はヘテロアリール基がより好ましく、アリール基又はヘテロアリール基がさらに好ましい。
また、Ｒ１〜Ｒ６のうち、少なくとも一つが１４個以上のπ電子を有する芳香族複素環を有することが好ましい。１４個以上のπ電子を有する芳香族複素環を有する置換基としては、例えばカルバゾリル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基等が挙げられ、なかでもカルバゾリル基又はジベンゾフラニル基が好ましい。
【００２９】
アルキル基としては、炭素数３以上のアルキル基が好ましく、直鎖、分岐又は環状のいずれであっていてもよいが、分岐のアルキル基であることが好ましい。
アルキル基として、具体的には、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｓ−ブチル基、ｔ−ブチル基、２−エチルエキシル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、ｎ−ドデシル基等が挙げられ、なかでもエチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基又は２−メチルブチル基が好ましく、イソプロピル基又はｓ−ブチル基がより好ましく、イソプロピル基がさらに好ましい。
上記アルキル基のなかでも、立体的構造のかさ高さによる分子間相互作用の制御のためには、分岐のアルキル基であることが好ましく、具体的には、イソプロピル基、２−メチルプロピル基、ｔ−ブチル基又は２−エチルヘキシル基であることが好ましい。また、アルキル基同士の相互作用による分子間の相互作用を調整する観点から、炭素数５以上のアルキル基であることが好ましく、具体的には、２−エチルヘキシル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基又はｎ−ドデシル基であることが好ましい。
【００３０】
フッ化炭化水素基は、アルキル基の水素原子の少なくとも一つがフッ素原子で置換された置換基である。フッ化炭化水素基としては、トリフルオロメチル基又はテトラフルオロエチル基が好ましく、トリフルオロメチル基がより好ましい。フッ素原子は水素原子に比較して立体的に大きなファンデルワールス半径を有するため、立体障害性が大きく、好ましい。また、電気陰性度が大きいため、フッ化炭化水素基の導入により、同じイミダゾール環に結合する他の置換基又は他の分子との相互作用を適度な範囲に調整することができる。
【００３１】
アリール基としては、単環のアリール基、具体的にはフェニル基、ビフェニレン基、ターフェニレン基等が挙げられ、これらは任意の位置にさらに置換基を有していてもよい。アリール基がさらに置換基を有する場合の置換基としては、アルキル基、ヘテロアリール基等を好適に用いることができる。
【００３２】
ヘテロアリール基としては、例えばピリジン基、ピリミジン基、トリアジン基、カルバゾリル基、カルボリニル基、ジアザカルバゾリル基（カルボリニル基のカルボリン環を構成する炭素原子の一つが窒素原子で置換されたもの）、イミダゾリル基、ピラゾリル基、トリアゾリル基、ベンゾイミダゾリル基、インドリル基、ベンゾピラゾリル基、フラニル基、チエニル基、ベンゾフラニル基、ベンゾチエニル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、アザジベンゾフラニル基、アザジベンゾチオフェニル基等が挙げられ、これらは置換基を有していてもよい。なかでも、単環又は３縮環のヘテロアリール基が好ましく、ピリジル基、ピリミジル基、トリアジン基、カルバゾリル基、アザカルバゾリル基、ジアザカルバゾリル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、アザジベンゾフラニル基又はアザジベンゾチオフェニル基がより好ましく、トリアジン基、カルバゾリル基、ジベンゾフラニル基又はジベンゾチオフェニル基がより好ましく、トリアジン基又は９−カルバゾリル基がさらに好ましい。
【００３３】
アミノ基としては、ジアリールアミノ基等が挙げられ、さらに置換基を有していてもよく、当該置換基同士が結合してさらに環を形成していてもよい。このようなアミノ基の好ましい例としては、下記一般式（Ａ−１）で表される置換基が挙げられる。
【化３】
0006459441.tif 000004
【００３４】
上記一般式（Ａ−１）において、Ｘ１〜Ｘ８はＣＲＡ又は窒素原子であり、ＲＡは水素原子又は上記一般式（１）中のＲ１〜Ｒ６と同じ置換基である。ＹＡはＣＲＢＲＢ、Ｏ、Ｓ、ＮＲＢ、ＳｉＲＢＲＢ又はＰ（＝Ｏ）ＲＢであり、ＲＢはアルキル基、アリール基又はヘテロアリール基である。
【００３５】
上記一般式（１）において、Ｒ１とＲ２、Ｒ３とＲ４及びＲ５とＲ６の組み合わせとしては、置換位置は限定されないが、分岐アルキル基とアリール基、分岐アルキル基とヘテロアリール基、水素原子とアリール基、水素原子とヘテロアリール基、水素原子とアミノ基、水素原子とシリル基又は水素原子と水素原子の組み合わせが好ましく、水素原子以外の置換基はさらに置換基を有していてもよい。なかでも、Ｒ１とＲ２、Ｒ３とＲ４及びＲ５とＲ６の組み合わせのうち、少なくとも一つの組み合わせが水素原子と水素原子であることが好ましい。
【００３６】
Ｒ１とＲ２、Ｒ３とＲ４及びＲ５とＲ６の好ましい組み合わせに用いることができるアリール基としては、キシリル基、イソプロピルフェニル基、ｍ−ビフェニレン基又はｍ−ターフェニレン基が好ましく、ｍ−ビフェニレン基又はｍ−ターフェニレン基がより好ましい。また、好ましく用いることができるヘテロアリール基としては、９−カルバゾリル基、３−カルバゾリル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、置換基を有するピリジル基、置換基を有していてもよいトリアジン基、置換基を有していてもよいピリミジン基等が挙げられ、発光性を高める観点では、９−カルバゾリル基、置換基を有するトリアジン基又は置換基を有するピリミジル基が好ましい。
【００３７】
さらに、上記の組み合わせの置換位置において、Ｒ１、Ｒ３及びＲ５が、９−カルバゾリル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、ｍ−ビフェニレン基及びｍ−ターフェニレン基のいずれかであることが好ましく、Ｒ２、Ｒ４及びＲ６が、ｍ−ビフェニレン基、ｍ−ターフェニレン基、３−カルバゾリル基又は置換基を有するトリアジン基であることが好ましい。
【００３８】
ただし、Ｒ１とＲ２、Ｒ３とＲ４、Ｒ５とＲ６の全ての組み合わせにおいて、いずれか一方の置換基が直鎖アルキル基である場合、他方の置換基は、それぞれ独立に、置換基を有する単環の芳香環、縮合芳香環、ジアリールアミノ基、シリル基又はホスフィノ基である。
同じイミダゾール環に結合された二つの置換基のうち、一方が直鎖アルキル基である場合、他方の置換基に対する立体障害作用が小さいため、分子の平面性が高まり、発光効率及び耐久性が低下する要因となる。しかしながら、他方の置換基が上記のように立体的にかさ高い置換基であれば、化合物の母核である縮合環の平面に対してＲ１〜Ｒ６の各置換基が傾斜した立体構造となるため、化合物分子の平面性の広がりを抑えることができる。
【００３９】
図１Ａ及び図１Ｂは、下記式（Ａ）で表される構造を有する化合物の立体的な分子モデルをそれぞれ側面及び上面から示す図である。
【化４】
0006459441.tif 000005
【００４０】
上記式（Ａ）で表される構造は、上記一般式（１）において、Ｒ２、Ｒ４及びＲ６がいずれもメチル基であり、Ｒ１、Ｒ３及びＲ５がいずれも置換基を有しないフェニル基である構造である。この場合、図１Ａ及び図１Ｂに示すように、フェニル基と高次π共役構造（三つのイミダゾールの縮合環）のそれぞれの面がなす角度が小さくなり、分子全体の平面性が高くなる。平面性が高いとπ共役系がフェニル基まで拡大し、高次π共役構造が本来有する高い三重項エネルギー準位が低下してしまう。
【００４１】
また、高い平面性は分子間の相互作用を高めるため、二分子のスタック及び多分子の凝集が生じやすくなる。一分子体に比較して、二分子スタック体及び多分子凝集体は、三重項エネルギー準位が低いだけでなく、キャリアー輸送性を低下させる可能性もある。化合物を有機ＥＬ素子に用いた場合、スタック及び凝集が進行すると膜中で結晶化が生じる。結晶化により、隣接層との界面接合が不十分となってキャリアー輸送性及び他種の分子との相溶性が低下し、有機ＥＬ素子の発光効率及び耐久性を低下させる要因となる。
【００４２】
図２Ａ及び図２Ｂは、下記式で表される構造を有する例示化合物１の立体的な分子モデルをそれぞれ側面及び上面から示す図である。
【化５】
0006459441.tif 000006
【００４３】
上記例示化合物１は、上記一般式（１）において、Ｒ２、Ｒ４及びＲ６がいずれもメチル基であり、Ｒ１、Ｒ３及びＲ５がいずれも置換基を有するフェニル基（２，６−キシリル基）である化合物である。図２Ａ及び図２Ｂに示すように、例示化合物１はキシリル基の面が高次π共役構造の面に対して大きくねじれている。このように、一方の置換基の立体障害作用が小さくても、他方の置換基が立体的にかさ高い場合には、分子の平面性の広がりがないため、上述したような二分子スタック及び多分子凝集は生じにくい。また、置換基が芳香環であっても、高次π共役構造と置換基のそれぞれの面がなす角度が大きく保たれているのであれば、π共役系の拡大は生じず、高次π共役構造が本来有する高い三重項エネルギー準位を維持することができる。
【００４４】
以上のように、三つのイミダゾールの縮合環の高次π共役構造を有する化合物は、置換基が膜中における化合物の物性に与える影響が大きい。この化合物を有機ＥＬ素子用の材料として用いる場合には、分子間の相互作用を適切に調整できる置換基として、上述のＲ１〜Ｒ６を選択することにより、高い発光効率及び耐久性を有機ＥＬ素子に与えることができる。
【００４５】
上記一般式（１）においては、Ｒ１〜Ｒ６のうち、少なくとも二つが水素原子であることが、置換基である他のＲ１〜Ｒ６の自由度を高めて分子の平面性の広がりを抑える観点から好ましく、三つが水素原子であることがより好ましく、四つが水素原子であることがさらに好ましい。自由度の高まりにより、膜中でのアモルファス性が向上し、結晶化を抑制することができるとともに、熱振動や振動時の分子運動を緩和することができ、耐久性を向上させることができる。合成の容易さの観点からは、Ｒ１〜Ｒ６のうち、三つが水素原子であることが好ましく、耐久性向上の観点からは、Ｒ１とＲ２、Ｒ３とＲ４、Ｒ５とＲ６の各組み合わせにおいて、いずれか一つが水素原子であることが好ましい。
【００４６】
また、上記一般式（１）において、Ｒ１〜Ｒ６のそれぞれが互いに異なると、分子間の置換基同士の相互作用が弱くなり、凝集ひいては結晶化を抑えて、化合物を有機ＥＬ素子に用いたときの発光効率及び耐久性の低下を抑えることができ、好ましい。
【００４７】
上記一般式（１）において、三つのイミダゾールの縮合環の中心に位置し、当該縮合環の面に対して垂直な軸を中心に、１２０°ごとに回転させたときの上記一般式（１）で表される構造がそれぞれ異なっていることが好ましい。このような化合物は、Ｃ３回転軸を有しないという。Ｃ３回転軸とは、１２０°ごと回転させたときの各構造が全て同じ構造であるときの回転軸をいう。Ｃ３回転軸を有しない化合物は分子の対称性が低く、多分子が集合したときのエントロピーが、Ｃ３回転軸を有する化合物と比較して大きい。エントロピーが大きいほど、膜中での化合物分子の安定性が向上するとともに自由度も向上するため、化合物分子の凝集、配向、結晶化等を抑えることができ、化合物を有機ＥＬ素子に用いたときの発光効率及び耐久性を向上させることができる。
なお、一般式（１）において、Ｃ３回転軸を有するのは、Ｒ１、Ｒ３及びＲ５が全て水素原子か同一の置換基であり、かつＲ２、Ｒ４及びＲ６が全て水素原子か同一の置換基の場合である。
【００４８】
以下に上記一般式（１）で表される化合物を例示するが、本発明はこれら例示化合物１〜４３に限定されることはない。
【００４９】
【化６】
0006459441.tif 000007
【００５０】
【化７】
0006459441.tif 000008
【００５１】
【化８】
0006459441.tif 000009
【００５２】
【化９】
0006459441.tif 000010
【００５３】
【化１０】
0006459441.tif 000011
【００５４】
【化１１】
0006459441.tif 000012
【００５５】
【化１２】
0006459441.tif 000013
【００５６】
本発明の化合物は、J.Am.Chem.Soc.,1994,116,391−392、J. Org. Chem., vol.44, No24, 1979, p4243、特許第４２５９２３６号公報、国際公開第２００５／０３７９５４号等を参考に合成することができる。
【００５７】
以下、上記一般式（１）で表される化合物の合成例として、例示化合物４及び１９の合成方法を説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００５８】
＜例示化合物４の合成例＞
【化１３】
0006459441.tif 000014
【００５９】
工程（Ｓ２１）：５．０ｇの中間体ａ２（２−ブロモ−５−イソプロピル−４−フェニルイミダゾール）を、５００ｍＬの０．１Ｍ水酸化ナトリウム溶液に加え、さらに３．５ｇの一塩化ヨウ素を添加して、室温で４時間、さらに５０℃で１時間撹拌した。析出した固体を水、ヘキサンで順次洗浄し、３．０ｇの中間体ｂ２を得た。中間体ｂ２はそのまま次工程（Ｓ２２）に用いた。
【００６０】
工程（Ｓ２２）：１．５ｇの中間体ｂ２を容器に入れ、窒素雰囲気下で封管した。この容器にマイクロウェーブ反応装置（２００Ｗ）を用いてマイクロウェーブを２時間照射し、反応させた。冷却後、得られた固体をＧＰＣ（Gel Permeation Chromatography）により精製し、目的の例示化合物４を９０ｍｇ得た。例示化合物４の構造はＮＭＲ及びマススペクトルにより同定した。
【００６１】
＜例示化合物１９の合成例＞
【化１４】
0006459441.tif 000015
【００６２】
工程（Ｓ１１）： J. Org. Chem., vol.44, No24, 1979, p4243の記載にしたがって得られた２．０ｇの中間体ａ１を５０ｍＬのクロロベンゼンに溶解し、−２０℃に冷却した。この溶液に０℃以下を保ちながら５．５ｇの臭素を滴下した。５０℃で４時間撹拌した後、精製して１．２ｇの中間体ｂ１を得た。中間体ｂ１の構造はＮＭＲによって確認した。
【００６３】
工程（Ｓ１２）：１．０ｇの中間体ｂ１を窒素気流下のフラスコに入れ、さらに脱水ＤＭＦ（DiMethylFuran）を５０ｍＬ加えて溶解させた。この溶液に２．０ｇの９Ｈ−カルバゾールを加えた後、１００ｍｇの酸化銅（Ｉ）及び１００ｍｇのジピバロイルメタンを加えた。得られた混合溶液を２００℃で８時間加熱還流した。放冷後、ジクロロメタンを加え、中性になるまで水洗したのち、カラムクロマトグラフィーにより精製して、目的の例示化合物１９を２４０ｍｇ得た。例示化合物１９の構造はＮＭＲ及びマススペクトルによって同定した。
【００６４】
有機ＥＬ素子用材料として用いる場合には、合成によって得られた化合物に対してさらに昇華精製を２回実施することが好ましい。
【００６５】
〔有機エレクトロルミネッセンス素子〕
本発明の有機ＥＬ素子は、少なくとも発光層を含む複数の有機層からなる発光ユニットと、当該発光ユニットを挟持する一対の電極と、を備え、複数の有機層の少なくとも１層が、上述した本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を含有する。
キャリアー輸送性が高く、膜中の分子間の相互作用が適度である本発明の有機ＥＬ素子用材料を有機層に用いることにより、有機ＥＬ素子の発光効率及び耐久性を高めることができる。
【００６６】
発光ユニットを構成する発光層以外の有機層としては、発光層と陰極との間に電子輸送層、正孔阻止層、電子注入層等を設けることもできるし、発光層と陽極との間に正孔輸送層、電子阻止層、正孔注入層等を設けることもできる。電子を輸送するという役割からは、正孔阻止層、電子注入層も電子輸送層の１種であり、正孔を輸送するという役割から、電子阻止層、正孔注入層も正孔輸送層の１種であるといえる。発光層以外の有機層は、必要に応じて設けることができる。
【００６７】
本発明の有機ＥＬ素子の代表的な構成としては、下記構成例（１）に示す基本的な構成の他、下記構成例（２）〜（７）が挙げられる。なかでも、構成例（７）が好ましいが、本発明の有機ＥＬ素子の構成はこれらに限定されない。
（１）陽極／発光層／陰極
（２）陽極／発光層／電子輸送層／陰極
（３）陽極／正孔輸送層／発光層／陰極
（４）陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
（５）陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極
（６）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
（７）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／電子阻止層／発光層／正孔阻止法／電子輸送層／電子注入層／陰極
【００６８】
〔発光層〕
発光層は、一対の電極のそれぞれから輸送された電子及び正孔が再結合し、発光する層である。発光は、発光層中又は発光層と隣接する層との界面のいずれで起こってもよい。
本発明の有機ＥＬ素子は、１層以上の発光層を備えることができる。
【００６９】
発光層の全層厚は、特に制限はないが、膜の均質性を高め、発光時における過剰な高電圧の印加を防ぐとともに駆動電流に対する発光色の安定性を高める観点から、２ｎｍ〜５μｍの範囲内であることが好ましく、２〜５００ｎｍの範囲内であることがより好ましく、５〜２００ｎｍの範囲内であることがさらに好ましい。
発光層が複数ある場合、それぞれの発光層の層厚は２ｎｍ〜１μｍの範囲内であることが好ましく、２〜２００ｎｍの範囲内であることがより好ましく、３〜１５０ｎｍの範囲内であることがさらに好ましい。
【００７０】
発光層は、発光ドーパント（発光性ドーパント化合物、ドーパント化合物、ドーパント等ともいう）と、ホスト化合物（発光ホスト、ホスト、マトリックス材料等ともいう）と、を含有することが好ましい。
【００７１】
〔発光ドーパント〕
発光ドーパントとしては、蛍光発光ドーパント、リン光発光ドーパントを好ましく用いることができ、少なくとも１層の発光層がリン光発光ドーパントを含有することが好ましい。
【００７２】
発光ドーパントは、構造の異なるドーパント同士を組み合わせる、蛍光発光ドーパントとリン光発光ドーパントとを組み合わせる等、複数種を併用して用いることができる。これにより、任意の発光色を得ることができる。
本発明の有機ＥＬ素子の発光色は、「新編色材化学ハンドブック」（日本色材学会編、東京大学出版会、１９８５）の１０８ページの図４．１６に記載されているように、分光放射輝度計ＣＳ−２０００（コニカミノルタ社製）で測定した結果をＣＩＥ色度座標に当てはめることにより、決定される。
【００７３】
本発明においては、１層又は複数層の発光層が発光色の異なる複数の発光ドーパントを含有し、白色発光を示すことも好ましい。白色を示す発光ドーパントの組み合わせについては特定に限定しないが、例えば青と橙、青と緑と赤との組み合わせ等が挙げられる。
発光色の白色は、２度視野角正面輝度を上記分光放射輝度計で測定した際に、１０００ｃｄ／ｍ２でのＣＩＥ１９３１表色系における色度が、ｘ＝０．３９±０．０９、ｙ＝０．３８±０．０８の領域内にあることが好ましい。
【００７４】
発光層中の発光ドーパントの濃度は任意に決定することができる。発光層は、発光層の層厚方向に均一な濃度の発光ドーパントを含有することもできるし、発光層の層厚方向に任意の濃度分布で発光ドーパントを含有することもできる。
【００７５】
〔リン光発光ドーパント〕
リン光発光ドーパントは、励起三重項からの発光が観測される化合物である。具体的には、室温（２５℃）にてリン光を発光するリン光発光性化合物であり、リン光量子収率が、２５℃において０．０１以上の化合物であると定義されるが、好ましいリン光量子収率は０．１以上である。
【００７６】
上記リン光量子収率は、第４版実験化学講座７の分光IIの３９８頁（１９９２年版、丸善）に記載の方法により測定できる。溶液中でのリン光量子収率は種々の溶媒を用いて測定できるが、本発明に係るリン光発光ドーパントは、任意の溶媒のいずれかにおいて上記リン光量子収率（０．０１以上）が達成されればよい。
【００７７】
リン光発光ドーパントの発光原理としてはエネルギー移動型とキャリアートラップ型の２種が挙げられる。エネルギー移動型の場合、キャリアーが輸送されるホスト化合物上でキャリアーの再結合が起こってホスト化合物の励起状態が生成し、このエネルギーをリン光発光ドーパントに移動させることでリン光発光ドーパントからの発光を得る。キャリアートラップ型の場合、リン光発光ドーパントがキャリアートラップとなり、リン光発光ドーパント上でキャリアーの再結合が起こってリン光発光ドーパントからの発光が得られる。いずれの場合においても、リン光発光ドーパントの励起状態のエネルギーはホスト化合物の励起状態のエネルギーよりも低いことが条件である。
【００７８】
リン光発光ドーパントは、有機ＥＬ素子の発光層に使用される公知のものの中から適宜選択して用いることができる。
本発明においては、下記一般式（ＤＰ）で表される構造を有するリン光発光性化合物をリン光発光ドーパントとして好適に用いることができる。
【化１５】
0006459441.tif 000016
〔一般式（ＤＰ）中、Ｍは、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ａｇ、Ｃｕ又はＯｓである。Ａ１、Ａ２、Ｂ１及びＢ２は、それぞれ、炭素原子又は窒素原子である。環Ｚ１は、Ａ１及びＡ２とともに形成される６員の芳香族炭化水素環又は５員若しくは６員の芳香族複素環である。環Ｚ２は、Ｂ１及びＢ２とともに形成される５員又は６員の芳香族複素環である。環Ｚ１及び環Ｚ２は置換基を有していてもよく、さらに置換基同士が結合して縮環構造を形成していてもよい。また、各々の配位子の置換基が、互いに結合して、配位子同士が連結していてもよい。Ｌ′は、Ｍに配位したモノアニオン性の二座配位子である。ｍ′は、０〜２のいずれかの整数である。ｎ′は、１〜３のいずれかの整数である。ｍ′＋ｎ′は、２又は３である。ｍ′及びｎ′が２以上のとき、環Ｚ１及び環Ｚ２の配位子及びＬ′は、それぞれ同じでも異なっていてもよい。〕
【００７９】
なかでも、Ｍは、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｒｕ又はＯｓであることが好ましく、Ｉｒ、Ｐｔ又はＯｓであることがより好ましい。
また、環Ｚ２は５員の芳香族複素環であることが好ましく、Ｂ１及びＢ２は少なくとも一方が窒素原子であることが好ましい。
環Ｚ１及び環Ｚ２が有していてもよい置換基としては、上記一般式（１）のＲ１〜Ｒ６と同じ置換基が挙げられる。また、環Ｚ１及び環Ｚ２が有する置換基は、置換基同士が結合して縮環構造を形成していてもよいし、それぞれの配位子の置換基が互いに結合して、配位子同士が連結していてもよい。
【００８０】
上記一般式（ＤＰ）で表される構造は、下記一般式（ＤＰ−１）又は（ＤＰ−２）で表される構造であると、青色の発光を示す長寿命のリン光発光性化合物が得られ、好ましい。本発明の一般式（１）で表される構造を有する化合物を含有する材料は、高い三重項エネルギー準位を有するため、このような青色リン光発光性化合物を発光ドーパントに対して、ホスト化合物として用いることにより、発光効率及び耐久性が高い青色の有機ＥＬ素子が得られる。
【化１６】
0006459441.tif 000017
【００８１】
上記一般式（ＤＰ−１）において、Ｍ、Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２、環Ｚ１、Ｌ′、ｍ′及びｎ′は、一般式（ＤＰ）におけるＭ、Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２、環Ｚ１、Ｌ′、ｍ′及びｎ′と同義である。
上記一般式（ＤＰ−１）において、Ｂ３〜Ｂ５は、Ｂ１及びＢ２と芳香族複素環を形成する原子群であり、水素原子又は置換基を有していてもよい炭素原子、窒素原子、酸素原子又は硫黄原子である。Ｂ３〜Ｂ５が有していてもよい置換基としては、上記一般式（ＤＰ）における環Ｚ１及び環Ｚ２が有していてもよい置換基と同義の基が挙げられる。
【００８２】
上記一般式（ＤＰ−１）において、Ｂ１〜Ｂ５で形成される芳香族複素環は、下記一般式（ＤＰ−１ａ）、（ＤＰ−１ｂ）及び（ＤＰ−１ｃ）のいずれかで表される構造を有することが好ましく、一般式（ＤＰ−１ｃ）で表される構造を有することがより好ましい。
【化１７】
0006459441.tif 000018
【００８３】
上記一般式（ＤＰ−１ａ）、（ＤＰ−１ｂ）及び（ＤＰ−１ｃ）において、＊１は一般式（ＤＰ−１）のＡ２との結合部位を表し、＊２はＭとの結合部位を表す。
上記一般式（ＤＰ−１ａ）、（ＤＰ−１ｂ）及び（ＤＰ−１ｃ）において、Ｒｂ３〜Ｒｂ５は水素原子又は置換基であり、Ｒｂ３〜Ｒｂ５としては、上記一般式（ＤＰ）における環Ｚ１及び環Ｚ２が有していてもよい置換基と同じ置換基が挙げられる。
上記一般式（ＤＰ−１ａ）におけるＢ４及びＢ５は、炭素原子又は窒素原子であり、より好ましくは少なくとも一つが炭素原子である。
上記一般式（ＤＰ−１ｃ）におけるＢ３及びＢ４は、炭素原子又は窒素原子であり、より好ましくは少なくとも一つが炭素原子であり、Ｒｂ３とＲｂ４がさらに互いに結合して縮環構造を形成していることがより好ましく、このとき新たに形成される縮環構造は芳香族環であることが好ましく、ベンゾイミダゾール環、イミダゾピリジン環、イミダゾピラジン環又はプリン環であることが好ましい。Ｒｂ５は、アルキル基又はアリール基であることが好ましく、フェニル基であることがより好ましい。
【００８４】
【化１８】
0006459441.tif 000019
上記一般式（ＤＰ−２）において、Ｍ、Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２、環Ｚ１、Ｌ′、ｍ′及びｎ′は、一般式（ＤＰ）におけるＭ、Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２、環Ｚ１、Ｌ′、ｍ′及びｎ′と同義である。
上記一般式（ＤＰ−２）において、環Ｚ２は、Ｂ１〜Ｂ３とともに形成される５員の芳香族複素環である。
上記一般式（ＤＰ−２）において、Ａ３及びＢ３は、炭素原子又は窒素原子であり、Ｌ″は２価の連結基である。Ｌ″の２価の連結基としては、例えばアルキレン基、アルケニレン基、アリーレン基、ヘテロアリーレン基、２価の複素環基、Ｏ、Ｓ、これらを任意に組み合わせた連結基等が挙げられる。
一般式（ＤＰ−２）で表される構造は、さらに下記一般式（ＤＰ−２ａ）で表されることが好ましい。
【００８５】
【化１９】
0006459441.tif 000020
上記一般式（ＤＰ−２ａ）において、Ｍ、Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２、環Ｚ１、環Ｚ２、Ｌ′、ｍ′及びｎ′は、一般式（ＤＰ−２）におけるＭ、Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２、環Ｚ１、環Ｚ２、Ｌ′、ｍ′及びｎ′と同義である。
上記一般式（ＤＰ−２ａ）において、Ｌ″１及びＬ″２は、Ｃ−Ｒｂ６又は窒素原子であり、Ｒｂ６は、水素原子又は置換基である。Ｌ″１及びＬ″２がＣ−Ｒｂ６の場合はＲｂ６同士が互いに結合し環を形成してもよい。
【００８６】
上記一般式（ＤＰ）、（ＤＰ−１）、（ＤＰ−２）及び（ＤＰ−２ａ）において、Ａ２が炭素原子であることが好ましく、さらにＡ１が炭素原子であることが好ましい。より好ましくは、環Ｚ１が、置換若しくは無置換の、ベンゼン環又はピリジン環であり、さらに好ましくはベンゼン環である。
【００８７】
〔蛍光発光ドーパント〕
蛍光発光ドーパントとしては、励起一重項からの発光が可能な化合物を使用でき、励起一重項からの発光が観測される限りは特に限定されない。
蛍光発光ドーパントとしては、例えばアントラセン誘導体、ピレン誘導体、クリセン誘導体、フルオランテン誘導体、ペリレン誘導体、フルオレン誘導体、アリールアセチレン誘導体、スチリルアリーレン誘導体、スチリルアミン誘導体、アリールアミン誘導体、ホウ素錯体、スクアリウム誘導体、オキソベンツアントラセン誘導体、フルオレセイン誘導体、ペリレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、希土類錯体系化合物等が挙げられる。
【００８８】
また、遅延蛍光を利用した発光ドーパントも開発されており、これらを用いてもよい。遅延蛍光を利用した発光ドーパントの具体例としては、例えば国際公開第２０１１／１５６７９３号、特開２０１１−２１３６４３号公報、特開２０１０−９３１８１号公報等に記載の化合物が挙げられるが、これらに限定されない。
【００８９】
〔ホスト化合物〕
ホスト化合物としては、室温（２５℃）におけるリン光発光のリン光量子収率が、０．１未満の化合物が好ましく、リン光量子収率が０．０１未満の化合物がより好ましい。
また、ホスト化合物の励起状態エネルギーは、同一層内に含有される発光ドーパントの励起状態エネルギーよりも高いことが好ましい。
【００９０】
発光層に含有される複数の化合物のなかで、発光層中でのホスト化合物の質量比は、２０％以上であることが好ましい。
ホスト化合物は、単独種で用いても複数種併用してもよい。ホスト化合物を複数種用いることで、電荷移動調整が可能であり有機ＥＬ素子の発光効率を高めることができる。
【００９１】
本発明で用いることができるホスト化合物としては、上述のように三重項エネルギー準位が高い本発明の有機ＥＬ素子用材料を好適に使用することができるが、特に制限はなく、低分子化合物でも繰り返し単位を有する高分子化合物でもよく、ビニル基やエポキシ基のような反応性基を有する化合物でもよい。
【００９２】
公知のホスト化合物としては、正孔輸送能又は電子輸送能を備えながらも、発光の長波長化を防ぐとともに、有機ＥＬ素子を高温駆動時や素子駆動中の発熱に対して安定して動作させる観点から、高いガラス転移温度（Ｔｇ）を有することが好ましい。好ましくはＴｇが９０℃以上であり、より好ましくは１２０℃以上である。ここで、ガラス転移点（Ｔｇ）とは、ＤＳＣ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｃａｌｏｒｉｍｅｔｒｙ：示差走査熱量法）を用いて、ＪＩＳ−Ｋ−７１２１に準拠した方法により求められる値である。
【００９３】
本発明の有機ＥＬ素子に用いることができる公知のホスト化合物の具体例としては、以下の文献に記載の化合物等が挙げられるが、本発明はこれらに限定されない。
特開２００２−２０３６８３号公報、特開２００２−３６３２２７号公報、特開２００２−２３４８８８号公報、特開２００２−２８０１８３号公報、特開２００２−２９９０６０号公報、特開２００２−３０２５１６号公報、特開２００２−３０５０８３号公報、同２００２−３０５０８４号公報、米国特許公開第２００９／００１７３３０号、米国特許公開第２００９／００３０２０２号、米国特許公開第２００５／０２３８９１９号、国際公開第２００１／０３９２３４号、国際公開第２００９／０２１１２６号、国際公開第２００８／０５６７４６号、国際公開第２００７／０６３７９６号、国際公開第２００７／０６３７５４号、国際公開第２００４／１０７８２２号、国際公開第２００６／１１４９６６号、国際公開第２００９／０８６０２８号、国際公開第２００９／００３８９８号、国際公開第２０１２／０２３９４７号、特開２００８−０７４９３９号公報、特開２００７−２５４２９７号公報、ＥＰ２０３４５３８等。
【００９４】
〔電子輸送層〕
電子輸送層は、陰極から注入された電子を発光層へ輸送する層である。
電子輸送層の材料としては、電子の注入性、電子の輸送性及び正孔の障壁性のいずれかを有していればよく、上述のように、電子輸送層の材料として、本発明の有機ＥＬ素子用材料を用いることができる。
【００９５】
電子輸送層の材料としては、従来公知の化合物の中から任意の化合物を選択して用いることもできる。例えば、含窒素芳香族複素環誘導体（カルバゾール誘導体、アザカルバゾール誘導体（カルバゾール環を構成する炭素原子の一つ以上が窒素原子に置換されたもの）、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、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、オキサゾール誘導体、チアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、ベンズイミダゾール誘導体、ベンズオキサゾール誘導体等）、ジベンゾフラン誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、芳香族炭化水素環誘導体（ナフタレン誘導体、アントラセン誘導体、トリフェニレン等）等が挙げられる。
【００９６】
また、配位子にキノリノール骨格やジベンゾキノリノール骨格を有する金属錯体、例えばトリス（８−キノリノール）アルミニウム（Ａｌｑ３）、トリス（５，７−ジクロロ−８−キノリノール）アルミニウム、トリス（５，７−ジブロモ−８−キノリノール）アルミニウム、トリス（２−メチル−８−キノリノール）アルミニウム、トリス（５−メチル−８−キノリノール）アルミニウム、ビス（８−キノリノール）亜鉛（Ｚｎｑ）等の他、これらの金属錯体の中心金属がＩｎ、Ｍｇ、Ｃｕ、Ｃａ、Ｓｎ、Ｇａ又はＰｂに置き替わった金属錯体も、電子輸送材料として用いることができる。
【００９７】
その他、フタロシアニン誘導体、ジスチリルピラジン誘導体も電子輸送材料として用いることができるし、正孔注入層、正孔輸送層と同様、無機半導体も電子輸送材料として用いることができる。また、これらの材料を高分子鎖に導入した、又はこれらの材料を高分子の主鎖とした高分子材料を用いることもできる。
【００９８】
なお、ドープ材をゲスト材料としてドープして、ｎ性の高い（電子リッチ）電子輸送層を形成してもよい。ドープ材としては、金属錯体やハロゲン化金属のような金属化合物等のｎ型ドーパントが挙げられる。このような構成の電子輸送層の具体例としては、例えば特開平４−２９７０７６号公報、同１０−２７０１７２号公報、特開２０００−１９６１４０号公報、同２００１−１０２１７５号公報、Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，９５，５７７３（２００４）等の文献に記載されたものが挙げられる。
【００９９】
本発明の有機ＥＬ素子に用いられる、公知の好ましい電子輸送材料の具体例としては、以下の文献に記載の化合物等が挙げられるが、本発明はこれらに限定されない。
米国特許公開第２００９／０１１５３１６号、米国特許公開第２００９／０１７９５５４号、国際公開第２００３／０６０９５６号、国際公開第２００８／１３２０８５号、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．７５，４（１９９９）、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．８１，１６２（２００２）、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．８１，１６２（２００２）、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．７９，１５６（２００１）、米国特許公開第２００９／０３０２０２号、国際公開第２００４／０８０９７５号、国際公開第２００５／０８５３８７号、国際公開第２００６／０６７９３１号、国際公開第２００７／０８６５５２号、国際公開第２００８／１１４６９０号、国際公開第２００９／０６９４４２号、国際公開第２００９／０６６７７９号、国際公開第２００９／０５４２５３号、国際公開第２０１１／０８６９３５号、国際公開第２０１０／１５０５９３号、国際公開第２０１０／０４７７０７号、特開２０１０−２５１６７５号公報、特開２００９−２０９１３３号公報、特開２００９−１２４１１４号公報、特開２００８−２７７８１０号公報、特開２００６−１５６４４５号公報、特開２００３−３１３６７号公報、国際公開第２０１２／１１５０３４号等。
【０１００】
本発明におけるより好ましい電子輸送材料としては、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、ピラジン誘導体、トリアジン誘導体、ジベンゾフラン誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、カルバゾール誘導体、アザカルバゾール誘導体、ベンズイミダゾール誘導体等が挙げられる。
電子輸送材料は単独で用いてもよく、また複数種を併用して用いてもよい。
【０１０１】
本発明の電子輸送層の層厚については特に制限はないが、通常は２ｎｍ〜５μｍの範囲であり、より好ましくは２〜５００ｎｍの範囲であり、さらに好ましくは５〜２００ｎｍの範囲である。
有機ＥＬ素子においては発光層で生じた光を電極から取り出す際、発光層から直接取り出される光と、光を取り出す電極と対極に位置する電極によって反射されてから取り出される光とが干渉を起こすことが知られている。光が陰極で反射される場合は、電子輸送層の総層厚を数ｎｍ〜数μｍの間で適宜調整することにより、この干渉効果を効率的に利用することが可能である。一方で、電子輸送層を厚くすると電圧が上昇しやすくなるため、特に層厚が厚い場合においては、電子輸送層の電子移動度が１０−５ｃｍ２／Ｖｓ以上であることが好ましい。
【０１０２】
〔正孔阻止層〕
正孔阻止層は、電子を輸送しつつ正孔を阻止することで電子と正孔の再結合確率を向上させるため、発光層の陰極側に隣接して設けられることが好ましい。
正孔阻止層に用いられる材料としては、上述のように本発明の有機ＥＬ素子用材料を用いることができるが、上記電子輸送層に用いられる材料も好ましく用いられる。また、前述のホスト化合物として用いられる材料も正孔阻止層に好ましく用いられる。
正孔阻止層の層厚は、好ましくは３〜１００ｎｍの範囲であり、さらに好ましくは５〜３０ｎｍの範囲である。
【０１０３】
〔電子注入層〕
電子注入層は、駆動電圧低下や発光輝度向上のため、設けることができる。
電子注入層については、特開平６−３２５８７１号公報、同９−１７５７４号公報、同１０−７４５８６号公報等にもその詳細が記載されている。
【０１０４】
電子注入層の材料として、上述のように、本発明の有機ＥＬ素子用材料を用いることができる。その他の電子注入層に好ましく用いられる材料の具体例としては、金属（ストロンチウムやアルミニウム等）、アルカリ金属化合物（フッ化リチウム、フッ化ナトリウム等）、アルカリ土類金属化合物（フッ化マグネシウム、フッ化カルシウム等）、金属酸化物（酸化アルミニウム等）、金属錯体（リチウム８−ヒドロキシキノレート（Ｌｉｑ）等）等が挙げられる。また、前述の電子輸送材料を用いることも可能である。これら材料は単独で用いてもよく、複数種を併用して用いてもよい。
電子注入層はごく薄い層であることが好ましく、素材にもよるがその層厚は０．１〜５ｎｍの範囲が好ましい。また、構成材料が断続的に存在する不均一な膜であってもよい。
【０１０５】
〔正孔輸送層〕
正孔輸送層の材料としては、正孔の注入性、正孔の輸送性及び電子の障壁性のいずれかを有していればよく、従来公知の化合物の中から任意のものを選択して用いることができる。
正孔輸送層の材料としては、例えばポルフィリン誘導体、フタロシアニン誘導体、オキサゾール誘導体、フェニレンジアミン誘導体、スチルベン誘導体、トリアリールアミン誘導体、カルバゾール誘導体、インドロカルバゾール誘導体、アントラセンやナフタレン等のアセン系誘導体、フルオレン誘導体、フルオレノン誘導体、ポリビニルカルバゾール、芳香族アミンを主鎖又は側鎖に導入した高分子材料又はオリゴマー、ポリシラン、導電性ポリマー又はオリゴマー（例えば、（キシチオフェン）−ポリスチレンスルホネート（以下、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳと略す）、アニリン系共重合体、ポリアニリン、ポリチオフェン等）等が挙げられる。上述のように、正孔輸送層の材料として、本発明の有機ＥＬ素子用材料を用いることもできる。
【０１０６】
トリアリールアミン誘導体としては、（４，４′−ビス〔Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ〕ビフェニル）（以下、α−ＮＰＤと略す）に代表されるベンジジン型や、ＭＴＤＡＴＡに代表されるスターバースト型、トリアリールアミン連結コア部にフルオレンやアントラセンを有する化合物等が挙げられる。
【０１０７】
他に、特表２００３−５１９４３２号公報や特開２００６−１３５１４５号公報等に記載されているようなヘキサアザトリフェニレン誘導体も正孔輸送層の材料として用いることができる。また、不純物をドープしたｐ性の高い正孔輸送層としてもよい。その例としては、特開平４−２９７０７６号公報、特開２０００−１９６１４０号公報、同２００１−１０２１７５号公報の各公報、Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，９５，５７７３（２００４）等に記載されたものが挙げられる。
【０１０８】
また、特開平１１−２５１０６７号公報、Ｊ．Ｈｕａｎｇ  ｅｔ．ａｌ．著文献（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．８０（２００２），ｐ．１３９）に記載されているような、いわゆるｐ型の正孔輸送層の材料として、ｐ型−Ｓｉ、ｐ型−ＳｉＣ等の無機化合物を用いることもできる。さらに、Ｉｒ（ｐｐｙ）３に代表されるような中心金属にＩｒやＰｔを有するオルトメタル化有機金属錯体も好ましく用いられる。
【０１０９】
上述した正孔輸送層の材料のなかでも、トリアリールアミン誘導体、カルバゾール誘導体、インドロカルバゾール誘導体、有機金属錯体、芳香族アミンを主鎖若しくは側鎖に導入した高分子材料又はオリゴマー等が好ましく用いられる。
上述した材料は単独種で用いてもよく、また複数種を併用してもよい。
【０１１０】
正孔輸送層の層厚については特に制限はないが、通常は２ｎｍ〜５μｍの範囲であり、より好ましくは５〜５００ｎｍの範囲であり、より好ましくは５〜２００ｎｍの範囲である。
【０１１１】
〔電子阻止層〕
電子阻止層は、正孔を輸送しつつ電子を阻止することで電子と正孔の再結合確率を向上させるため、発光層の陽極側に隣接して設けられることが好ましい。
【０１１２】
電子阻止層の材料としては、上述のように、本発明の有機ＥＬ素子用材料を用いることができる他、上記正孔輸送層に用いられる材料又は上記発光層に用いられるホスト化合物を好ましく用いることができる。
電子阻止層の層厚としては、好ましくは３〜１００ｎｍの範囲であり、さらに好ましくは５〜３０ｎｍの範囲である。
【０１１３】
〔正孔注入層〕
正孔注入層は、駆動電圧低下及び発光輝度向上のため、陽極と発光層又は陽極と正孔輸送層との間に設けることができる。
【０１１４】
正孔注入層の材料としては、上述のように、本発明の有機ＥＬ素子用材料を用いることができる他、上記正孔輸送層に用いられる材料等が挙げられる。なかでも、銅フタロシアニンに代表されるフタロシアニン誘導体、特表２００３−５１９４３２号公報、特開２００６−１３５１４５号公報等に記載されているようなヘキサアザトリフェニレン誘導体、酸化バナジウムに代表される金属酸化物、アモルファスカーボン、ポリアニリン（エメラルディン）、ポリチオフェン等の導電性高分子、トリス（２−フェニルピリジン）イリジウム錯体等に代表されるオルトメタル化錯体、トリアリールアミン誘導体等が好ましい。上記正孔注入層の材料は単独種で用いてもよく、また複数種を併用して用いてもよい。
【０１１５】
〔表示装置〕
本発明の表示装置は、上述した本発明の有機ＥＬ素子を具備する。
【０１１６】
図３は、本発明の一実施の形態として、アクティブマトリクス型の表示装置１０の概略構成を示している。
図３に示すように、表示装置１０は、マトリクス状に配列された複数の画素２１と、各画素２１間において互いに直交するように設けられた複数のＸ線２２及びＹ線２３と、Ｘ線２２とＹ線２３の交点に設けられた複数のアクティブ素子２４と、を備えている。
【０１１７】
各画素２１は、赤、緑及び青のいずれかの色の発光を示す有機ＥＬ素子を備えている。各色の画素２１を配列して発光させることにより、フルカラーの表示が可能である。
一つの画素２１には一つのアクティブ素子２４が対応しており、各アクティブ素子２４は対応する各画素２１が備える有機ＥＬ素子の電極に接続されている。アクティブ素子２４は、Ｘ線２２から電流が供給され、かつＹ線２３からも電流が供給されると、対応する画素２１に電流を供給する。アクティブ素子２４は、例えばコンデンサー、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）等により構成することができる。
【０１１８】
画像の表示時には、Ｘ線２２にラインごとに画像の有効領域を示す水平領域信号を出力し、当該水平領域信号と同期してＹ線２３に画像信号を出力する。水平領域信号の出力によりＸ線２２から電流が供給され、画像信号の出力によりＹ線２３から電流が供給されたアクティブ素子２４は、対応する画素２１に電流を供給する。電流の供給によって各画素２１の有機ＥＬ素子が発光すると、図３に示す矢印の方向に赤、緑及び青の各色の光が出射し、フルカラーの画像を再現することができる。
【０１１９】
複数の画素２１は、図４Ａ〜図４Ｅに示すようにして製造することができる。
図４Ａに示すように、基板１１上に、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ；Indium Tin Oxide）等の陽極材料の膜を形成した後にエッチングする、マスクを用いて所定のパターンのＩＴＯ膜を形成する等して、各画素２１の陽極１Ａを所定のパターンで形成する。
次に、図４Ｂに示すように、基板１１上であって各陽極１Ａの間に、隔壁１２（幅２０μｍ、厚さ２．０μｍ）をフォトリソグラフィー法により形成する。隔壁１２の材料としては、例えば非感光性ポリイミド等を用いることができる。
【０１２０】
図４Ｃに示すように、陽極１Ａ上であって各隔壁１２間に、インクジェットヘッド法等により、正孔注入層１Ｂを形成する。
図４Ｄに示すように、各画素２１の正孔注入層１Ｂ上に、インクジェット法等により、青色の発光層１ＣＢ、緑色の発光層１ＣＧ及び赤色の発光層１ＣＲをそれぞれ形成する。
さらに、図４Ｅに示すように、形成した各画素２１の発光層１ＣＲ、１ＣＧ及び１ＣＢ全体を覆うように、アルミニウム等を蒸着して陰極１Ｄを形成する。
【０１２１】
本発明の表示装置は、上述したアクティブマトリクス型に限らず、パッシブマトリクス型の表示装置であってもよい。
【０１２２】
〔照明装置〕
本発明の照明装置は、上述した本発明の有機ＥＬ素子を具備する。
【０１２３】
図５は、本発明の一実施の形態の照明装置３０の概略構成を示している。
照明装置３０は、図５に示すように、基板３１上に陽極１Ａ、発光層１Ｃ及び陰極１Ｄからなる有機ＥＬ素子１が設けられている。基板３１上には接着剤３３を介して封止材３２が接着され、基板３１上の有機ＥＬ素子１は封止材３２によって封止されている。酸素ガス、水蒸気等による有機ＥＬ素子１の劣化を防ぐため、封止材３２の内部には不活性ガス３４が充填され、捕水剤３５が設けられている。
【０１２４】
照明装置３０では、一対の電極１Ａ及び１Ｅに電圧を印加することにより、発光層１Ｃが発光し、図５において矢印で示す方向に光が出射する。
【実施例】
【０１２５】
以下、実施例をあげて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、実施例において「部」又は「％」の表示が用いられるが、特に断りがない限り「質量部」又は「質量％」を表す。
【０１２６】
〔実施例Ｉ〕
〔有機ＥＬ素子１０１〕
１００ｍｍ×１００ｍｍ×１．１ｍｍのガラス基板上に、厚さ１００ｎｍの陽極をＩＴＯにより所定のパターンで形成した。この基板をイソプロピルアルコールで超音波洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥した後、ＵＶオゾン洗浄を５分間行った。
【０１２７】
得られた透明の基板上に、正孔注入層の組成物からなる塗布液をスピンコート法により塗布し、２００℃で乾燥して、膜厚２０ｎｍの正孔注入層を形成した。塗布液としては、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ（Ｂａｙｅｒ社製のＢａｙｔｒｏｎ  Ｐ  Ａｌ  ４０８３）を純水で６５％に希釈した溶液を用いた。
【０１２８】
次に、正孔注入層を有する基板を、市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに固定した。２００ｍｇのα−ＮＰＤ、２００ｍｇの化合物Ｈ−１、２００ｍｇの比較化合物１、１００ｍｇの化合物Ｄ−３７、２５０ｍｇのＡｌｑ３を、それぞれ別のモリブデン製抵抗加熱ボートに入れて真空蒸着装置に取り付けた。
【０１２９】
上記化合物Ｈ−１、比較化合物１及び化合物Ｄ−３７は、それぞれ下記式で表される構造を有する。
【化２０】
0006459441.tif 000021
【０１３０】
真空蒸着装置の真空槽を４×１０−４Ｐａまで減圧した後、α−ＮＰＤの入った加熱ボートを通電して加熱し、０．１ｎｍ／秒の蒸着速度で正孔注入層上に蒸着して、厚さ３０ｎｍの正孔輸送層を設けた。続いて、化合物Ｈ−１の入った加熱ボートを通電して加熱し、０．１ｎｍ／秒の蒸着速度で正孔輸送層上に蒸着して、厚さ１０ｎｍの電子阻止層を設けた。
【０１３１】
次に、比較化合物１及び化合物Ｄ−３７の各加熱ボートを通電して加熱し、それぞれ０．１ｎｍ／秒及び０．０１０ｎｍ／秒の蒸着速度で電子阻止層上に共蒸着して、厚さ４０ｎｍの発光層を設けた。発光層中の比較化合物１はホスト化合物であり、化合物Ｄ−３７はリン光発光ドーパントである。
【０１３２】
さらに、Ａｌｑ３の入った加熱ボートを通電して加熱し、０．１ｎｍ／秒の蒸着速度で発光層上に蒸着し、厚さ３０ｎｍの電子輸送層を設けた。
引き続き、フッ化リチウムを蒸着して厚さ０．５ｎｍの電子注入層を形成し、さらにアルミニウムを蒸着して厚さ１１０ｎｍの陰極を形成して、有機ＥＬ素子１０１を作製した。
【０１３３】
〔有機ＥＬ素子１０２〜１１５〕
上記有機ＥＬ素子１０１の作製において、ホスト化合物と発光ドーパントの組み合わせを下記表１に示すように変えたこと以外は、有機ＥＬ素子１０１と同様にして各有機ＥＬ素子１０２〜１１５を作製した。
なお、表１中の例示化合物は、本発明の有機ＥＬ素子用材料として列挙した例示化合物である。
【０１３４】
また、表１中に記載の比較化合物２及び化合物Ｄ−５４は、下記式で表される構造を有する。なお、比較化合物１及び２は、特開２００７−６３２２０号公報に記載されている化合物である。
【化２１】
0006459441.tif 000022
【０１３５】
〔評価〕
各有機ＥＬ素子１０１〜１１５の発光効率及び耐久性を評価した。
【０１３６】
〔発光効率〕
各有機ＥＬ素子１０１〜１１５を用いて、図５に示す照明装置と同様の構成の照明装置を次のようにして製造した。
ガラスカバーを封止材として、封止材の周囲にエポキシ系光硬化型の接着剤（東亞合成社製のラクストラックＬＣ０６２９Ｂ）を塗布し、封止材を有機ＥＬ素子上に被せて接着剤の塗布部分を有機ＥＬ素子のガラス基板に密着させた。ガラス基板側から有機ＥＬ素子の周囲にＵＶ光を照射することにより接着剤を硬化させて、有機ＥＬ素子を封止し、照明装置を製造した。
有機ＥＬ素子の通電を、室温（２５℃）、２．５ｍＡ／ｃｍ２の定電流の条件下で行って、有機ＥＬ素子を発光させ、発光開始直後の発光輝度（Ｌ０）［ｃｄ／ｍ２］を測定することにより、外部取り出し量子効率（η）を算出した。発光輝度の測定には、ＣＳ−２０００（コニカミノルタ社製）を用いた。
【０１３７】
各有機ＥＬ素子１０１〜１１５の外部取り出し量子効率を、有機ＥＬ素子１０２の外部取り出し量子効率を１００としたときの相対値で表し、これを発光効率として評価した。発光効率の値は、大きいほど有機ＥＬ素子１０２に比較して発光効率が高いことを示す。
【０１３８】
〔半減寿命〕
各有機ＥＬ素子１０１〜１１５の半減寿命を耐久性の一つとして、次のように評価した。
室温（温度２５℃）下で、有機ＥＬ素子を初期輝度４０００ｃｄ／ｍ２を与える電流で定電流駆動し、駆動開始から輝度が初期輝度の半分になるまでの時間を測定した。
各有機ＥＬ素子１０１〜１１５の測定時間を、半減寿命として評価した。半減寿命の値は、大きいほど有機ＥＬ素子１０２に比較して寿命が長く、耐久性が高いことを示す。
【０１３９】
〔熱安定性〕
各有機ＥＬ素子１０１〜１１５の熱安定性を耐久性の評価項目の一つとして、次のようにして評価した。
有機ＥＬ素子の通電を２．５ｍＡ／ｃｍ２の定電流条件下で行って、有機ＥＬ素子の発光効率を測定し、初期輝度４０００ｃｄ／ｍ２を与えるときの電流値を求めた。その後、有機ＥＬ素子を６０℃の恒温槽に入れ、当該恒温槽内で先に求めた電流値で低電流駆動し、輝度が初期輝度の半分になるまでの時間、すなわち半減寿命を測定した。測定した半減寿命から、熱安定性を下記式によって算出した。なお、室温での半減寿命は、上記半減寿命の評価において測定された半減寿命を用いた。
熱安定性（％）＝６０℃での半減寿命／室温での半減寿命×１００
熱安定性の値は、１００に近いほど熱安定性に優れ、耐久性が高いことを示す。
【０１４０】
下記表１は、評価結果を示している。
下記表１において、各有機ＥＬ素子１０１〜１０９の評価値を、有機ＥＬ素子１０２の測定時間を１００としたときの相対値で表し、各有機ＥＬ素子１１０〜１１５の評価値を、有機ＥＬ素子１１１の測定時間を１００としたときの相対値で表している。
また、下記表１の熱安定性の項目中の「ＮＤ」は、熱安定性の評価において測定した６０℃での半減寿命が著しく短く、測定時の駆動電圧も顕著に上昇したため、測定不能であったことを示している。測定不能の原因については明確ではないが、有機ＥＬ素子中のいずれかの層が結晶化したか、隣接層との界面接合の不備が生じて配向化し、ダークスポットが生成したため、駆動電圧が上昇したと推定される。
【０１４１】
【表１】
0006459441.tif 000023
【０１４２】
上記表１に示すように、発光ドーパントとして化合物Ｄ−３７を用いた場合、本発明の実施例である有機ＥＬ素子１０３〜１１０は、比較例の有機ＥＬ素子１０１及び１０２に比較して、発光効率が高く半減寿命も長い。熱安定性も２倍以上に良化していることから、本発明によれば、発光効率及び耐久性に優れた有機ＥＬ素子が得られることが分かる。
また、比較例の有機ＥＬ素子１０２及び１１１によれば、発光ドーパントを化合物Ｄ−３７から化合物Ｄ−５４に変更すると、発光効率が約半分に低下し、半減寿命も大きく低下していることが分かる。これに対し、本発明の実施例である有機ＥＬ素子１１２〜１１５は、発光ドーパントを化合物Ｄ−５４に変更しても発光効率の低下が少なく、良好な半減寿命を示すとともに、熱安定性にも優れていることがわかる。
【０１４３】
〔実施例II〕
上記実施例Ｉの有機ＥＬ素子１０１の製造において、電子輸送層の材料を化合物Ｅ−１に変更し、発光ドーパントとホスト化合物の組み合わせを下記表２に示すように変更したこと以外は、有機ＥＬ素子１０１と同様にして、各有機ＥＬ素子２０１〜２１０を製造した。なお、表２中の例示化合物は、本発明の有機ＥＬ素子用材料として列挙した例示化合物である。
【０１４４】
上記化合物Ｅ−１、下記表２に記載の化合物Ｄ−２０及びＤ−３２は、それぞれ下記構造を有する。
【化２２】
0006459441.tif 000024
【０１４５】
製造した各有機ＥＬ素子２０１〜２１０の発光効率及び耐久性を、実施例Ｉと同様にして評価した。
下記表２は、評価結果を示している。なお、表２において、各有機ＥＬ素子２０１〜２１０の発光効率、半減寿命及び熱安定性を示す値は、有機ＥＬ素子２０１の値を基準とする相対値としている。
【０１４６】
【表２】
0006459441.tif 000025
【０１４７】
表２に示すように、発光ドーパントが化合物Ｄ−２０及びＤ−３２のいずれの場合も、本発明の実施例である有機ＥＬ素子２０２〜２０５及び２０７〜２１０は、発光効率及び耐久性に優れていることが分かる。
【０１４８】
〔実施例III〕
上記実施例IIの有機ＥＬ素子２０１の製造において、発光ドーパントとホスト化合物の組み合わせを下記表３に示すように変更したこと以外は、有機ＥＬ素子２０１と同様にして各有機ＥＬ素子３０１〜３１０を製造した。なお、表３中の例示化合物は、本発明の有機ＥＬ素子用材料として列挙した例示化合物である。
【０１４９】
下記表３に記載の化合物Ｄ−３及びＤ−１４は、それぞれ下記構造を有する。
【化２３】
0006459441.tif 000026
【０１５０】
製造した各有機ＥＬ素子３０１〜３１０の発光効率及び耐久性を、実施例Ｉと同様にして評価した。
下記表３は、評価結果を示している。なお、表３において、各有機ＥＬ素子３０１〜３１０の発光効率、半減寿命及び熱安定性を示す値は、有機ＥＬ素子３０１の値を基準とする相対値としている。
【０１５１】
【表３】
0006459441.tif 000027
【０１５２】
表３に示すように、発光ドーパントが化合物Ｄ−３及びＤ−１４のいずれの場合も、本発明の実施例である有機ＥＬ素子３０２〜３０５及び３０７〜３１０は、発光効率及び耐久性に優れていることが分かる。
【０１５３】
〔実施例IV〕
上記実施例Ｉの有機ＥＬ素子１０１の製造において、正孔輸送層、電子阻止層、発光ホスト及び電子輸送層の材料を、下記表４に示すように変更したこと以外は、有機ＥＬ素子１０１と同様にして、各有機ＥＬ素子４０１〜４０５を製造した。
【０１５４】
製造した各有機ＥＬ素子４０１〜４０５の発光効率及び耐久性を、実施例Ｉと同様にして評価した。
下記表４は、評価結果を示している。なお、表４において、各有機ＥＬ素子４０１〜４０５の発光効率、半減寿命及び熱安定性を示す値は、有機ＥＬ素子４０１の値を基準とする相対値としている。
【０１５５】
【表４】
0006459441.tif 000028
【０１５６】
表４に示すように、本発明の実施例である有機ＥＬ素子４０２〜４０５は、比較例の有機ＥＬ素子４０１より、発光効率が高く半減寿命も長い。また、熱安定性が約２倍に良化していることが、共通した特徴である。
表４に示す評価結果から、本発明に係る化合物は、発光層以外の正孔輸送層、電子阻止層、電子輸送層等に適用することができ、適用することにより発光効率及び耐久性に優れた有機ＥＬ素子が得られ、特に熱安定性が向上することが分かる。
【０１５７】
〔実施例Ｖ〕
図３に示す構成の表示装置に用いられる有機ＥＬ素子を、図４Ａ〜図４Ｅに示す製造過程と同様にして製造し、フルカラーの画像を表示可能かどうか確認した。
【０１５８】
ガラス基板（ＮＨテクノグラス社製のＮＡ４５）上にＩＴＯ膜を形成した後、エッチングして各画素の領域にそれぞれの陽極１Ａを形成した。各陽極１Ａのパターンを、厚さ１００ｎｍ、１００μｍ×１００μｍのサイズの正方形とした。次に、ガラス基板上であって各陽極の間に、各画素を隔てる厚さ２．０μｍ、幅２０μｍの隔壁をフォトリソグラフィー法により形成した。隔壁の材料としては非感光性ポリイミドを用いた。
【０１５９】
さらに、各画素の陽極上であって各隔壁１２間に下記正孔注入層の組成物を、インクジェットヘッド（エプソン社製のＭＪ８００Ｃ）を用いて吐出注入した。その後、紫外光を２００秒間照射し、６０℃、１０分間の乾燥処理を行って、厚さ４０ｎｍの正孔注入層を設けた。
（正孔注入層の組成物）
化合物ＨＴ−１：２０質量部
シクロヘキシルベンゼン：５０質量部
イソプロピルビフェニル：５０質量部
【０１６０】
各画素の正孔注入層上に、下記青色発光層、緑色発光層及び赤色発光層の各組成物を、青、緑及び赤の順に画素が並ぶように、それぞれインクジェットヘッドにより吐出注入した。その後、６０℃で１０分間の乾燥処理を行って、青、緑及び赤の各色の発光層を設けた。
（青色発光層の組成物）
化合物Ｄ−６３：０．０４質量部
本発明の例示化合物３５：０．８質量部
シクロヘキシルベンゼン：６０質量部
イソプロピルビフェニル：４０質量部
（緑色発光層の組成物）
上記化合物Ｄ−２０：０．０４質量部
本発明の例示化合物３５：０．７質量部
シクロヘキシルベンゼン：５０質量部
イソプロピルビフェニル：５０質量部
（赤色発光層の組成物）
上記化合物Ｄ−１４：０．０４質量部
本発明の例示化合物４１：０．７質量部
シクロヘキシルベンゼン：５０質量部
イソプロピルビフェニル：５０質量部
【０１６１】
上記化合物ＨＴ−１及びＤ−６３は、下記式で表される構造を有する。
【化２４】
0006459441.tif 000029
【０１６２】
次に、各画素の発光層上に上記化合物Ｅ−１を蒸着して、厚さ４５ｎｍの電子輸送層を設け、電子輸送層上にフッ化リチウムを蒸着して、厚さ０．５ｎｍの電子注入層を設けた。さらに、各画素全体を覆うように、アルミニウムを蒸着して、厚さ１３０ｎｍの陰極を設けることにより、各画素が備える有機ＥＬ素子を製造した。
【０１６３】
各画素の有機ＥＬ素子の一対の電極に電圧を印加したところ、各有機ＥＬ素子からの青色、緑色及び赤色の発光が観測され、フルカラーの画像の表示が可能であることが確認できた。
【符号の説明】
【０１６４】
１０    表示装置
２１    画素
１０    有機ＥＬ素子
１１    基板
１２    隔壁
１Ａ    陽極
１Ｃ、１ＣＲ、１ＣＧ、１ＣＢ    発光層
１Ｄ    陰極
３０    照明装置
３１    基板
３２    封止材
【図１Ａ】
0006459441.tif 000031
【図１Ｂ】
0006459441.tif 000032
【図２Ａ】
0006459441.tif 000033
【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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【図５】
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