(57)【要約】  本発明の課題は、発光効率が高く、低駆動電圧及び長寿命であり、かつ駆動時の電圧上昇が小さく、さらに経時安定性に優れた有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することである。  本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、少なくとも一対の陽極と陰極の間に発光層を含む有機層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、前記有機層が、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。    【化１】2016143508.tif 000076
2016143508.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一対の陽極と陰極の間に発光層を含む有機層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
前記有機層が、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。
【化１】
2016143508.tif 000069
（一般式（１）において、Ｂはベンズイミダゾールとは異なる縮合芳香族複素環を表す。一般式（１）で表される構造を有する化合物は、炭素数３以上の分岐アルキル基、シクロアルキル基、オルト位に置換基を有する炭素数６以上の芳香族炭化水素環基、オルト位に置換基を有する６員環以上の芳香族複素環基、置換基を有するアミノ基、置換基を有するシリル基、置換基を有するホスホリル基及び置換基を有するチオホスホリル基からなる群から選ばれる基を少なくとも一つ含む置換基Ａ１を少なくとも一つ以上有し、さらにその他の置換基Ａ２を有してもよい。）
【請求項２】
前記ＢのＨＯＭＯ準位が、−５．８７ｅＶ以下であり、
前記ＢのＬＵＭＯ準位が、−０．２４ｅＶ以下であり、
前記置換基Ａ１及び前記その他の置換基Ａ２のＨＯＭＯ準位が、−５．８７ｅＶ以下であり、
前記置換基Ａ１及び前記その他の置換基Ａ２のＬＵＭＯ準位が、下記式（Ｉ）を満たす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。
式（Ｉ）：［置換基Ａ１及びその他の置換基Ａ２のＬＵＭＯ準位］＞［ＢのＬＵＭＯ準位］−０．２ｅＶ
【請求項３】
前記置換基Ａ１又は前記その他の置換基Ａ２が、以下の置換基群から選択される基又はその組み合わせからなる置換基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。
置換基群：
アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、芳香族炭化水素基、非芳香族複素環基、芳香族複素環基、シアノ基、シリル基、ホスホリル基
【請求項４】
前記Ｂが、下記一般式（２）で表される縮合芳香族複素環基であることを特徴とする請求項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。
【化２】
2016143508.tif 000070
（一般式（２）において、ＸはＯ又はＳを表す。Ｙ２１〜Ｙ２８は、それぞれ独立にＣＨ又はＮを表し、前記置換基Ａ１又は前記その他の置換基Ａ２を有してもよい。なお、＊は、一般式（１）で表される構造を有する化合物における結合部位を表す。）
【請求項５】
前記Ｂが、下記一般式（３）で表される縮合芳香族複素環基であることを特徴とする請求項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。
【化３】
2016143508.tif 000071
（一般式（３）において、Ｙ３１〜Ｙ３３及びＹ３５〜Ｙ３７は、それぞれ独立にＯ、Ｓ、Ｎ又はＣＨを表し、Ｎを表す場合は水素原子、非共有電子対又は置換基を有する。Ｙ３４又はＹ３８は、ＣＨ又はＮを表す。また、Ｙ３１〜Ｙ３８は、それぞれ独立に前記置換基Ａ１又は前記その他の置換基Ａ２を有してもよい。なお、＊は、一般式（１）で表される構造を有する化合物における結合部位を表す。）
【請求項６】
前記Ｂが、下記一般式（４）で表される縮合芳香族複素環基であることを特徴とする請求項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。
【化４】
2016143508.tif 000072
（一般式（４）において、Ｙ４１〜Ｙ４４は、それぞれ独立にＣＨ又はＮを表す。Ｙ４５〜Ｙ４８は、それぞれ独立にＯ、Ｓ、Ｎ又はＣＨを表し、Ｎを表す場合は水素原子、非共有電子対又は置換基を有する。また、Ｙ４１〜Ｙ４８は、それぞれ独立に前記置換基Ａ１又は前記その他の置換基Ａ２を有してもよい。なお、＊は、一般式（１）で表される構造を有する化合物における結合部位を表す。）
【請求項７】
前記Ｂが、下記一般式（５）で表される、ベンズイミダゾールとは異なる縮合芳香族複素環基であることを特徴とする請求項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。
【化５】
2016143508.tif 000073
（一般式（５）において、Ｙ５１〜Ｙ５４は、それぞれ独立にＣＨ又はＮを表す。Ｙ５５〜Ｙ５７は、それぞれ独立にＯ、Ｓ、Ｎ又はＣＨを表し、Ｎを表す場合は水素原子、非共有電子対又は置換基を有する。また、Ｙ５１〜Ｙ５７は、それぞれ独立に前記置換基Ａ１又は前記その他の置換基Ａ２を有してもよい。なお、＊は、一般式（１）で表される構造を有する化合物における結合部位を表す。）
【請求項８】
前記Ｂが、下記一般式（６）で表される縮合芳香族複素環であることを特徴とする請求項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。
【化６】
2016143508.tif 000074
（Ｙ６１〜Ｙ６６は、それぞれ独立にＯ、Ｓ、Ｎ又はＣＨを表し、Ｎを表す場合は水素原子、非共有電子対又は置換基を有する。Ｙ６７及びＹ６８は、それぞれ独立にＣＨ又はＮを表す。また、Ｙ６１〜Ｙ６６は、それぞれ独立に前記置換基Ａ１又は前記その他の置換基Ａ２を有してもよい。なお、＊は、一般式（１）で表される構造を有する化合物における結合部位を表す。）
【請求項９】
前記置換基Ａ１が、置換基を有するシリル基を含む置換基であることを特徴とする請求項１から請求項８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。
【請求項１０】
前記発光層が、前記一般式（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請求項１から請求項９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。
【請求項１１】
前記発光層が、リン光ドーパントとして、Ｉｒ錯体を含有することを特徴とする請求項１０に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１２】
前記発光層が、前記一般式（１）で表される構造を有する化合物を含む２種以上のホスト化合物を含有することを特徴とする請求項１１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１３】
前記有機層が、ウェットプロセスで作製されたことを特徴とする請求項１から請求項１２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。
【請求項１４】
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材料。
【化７】
2016143508.tif 000075
（一般式（１）において、Ｂはベンズイミダゾールとは異なる縮合芳香族複素環を表す。一般式（１）で表される構造を有する化合物は、炭素数３以上の分岐アルキル基、シクロアルキル基、オルト位に置換基を有する炭素数６以上の芳香族炭化水素環基、オルト位に置換基を有する６員環以上の芳香族複素環基、置換基を有するアミノ基、置換基を有するシリル基、置換基を有するホスホリル基及び置換基を有するチオホスホリル基からなる群から選ばれる基を少なくとも一つ含む置換基Ａ１を少なくとも一つ以上有し、さらにその他の置換基Ａ２を有してもよい。）
【請求項１５】
前記ＢのＨＯＭＯ準位が、−５．８７ｅＶ以下であり、
前記ＢのＬＵＭＯ準位が、−０．２４ｅＶ以下であり、
前記置換基Ａ１及び前記その他の置換基Ａ２のＨＯＭＯ準位が、−５．８７ｅＶ以下であり、
前記置換基Ａ１及び前記その他の置換基Ａ２のＬＵＭＯ準位が、下記式（Ｉ）を満たすことを特徴とする請求項１４に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子材料。
式（Ｉ）：［置換基Ａ１及びその他の置換基Ａ２のＬＵＭＯ準位］＞［ＢのＬＵＭＯ準位］−０．２ｅＶ
【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及び有機エレクトロルミネッセンス素子材料に関する。より詳細には、発光効率等の性能と安定性を両立する有機エレクトロルミネッセンス素子等に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、「有機ＥＬ素子」ともいう。）は、陽極と陰極の間を、有機発光物質が含有された有機薄膜層（単層部又は多層部）で構成する薄膜型の全固体素子である。
有機ＥＬ素子に電圧を印加すると、有機薄膜層に陰極から電子が、陽極から正孔が注入され、これらが発光層（有機発光物質含有層）において再結合して励起子が生じる。有機ＥＬ素子はこれら励起子からの光の放出（蛍光・リン光）を利用した発光素子であり、次世代の平面ディスプレイや照明として期待されている技術である。【０００３】
さらに、蛍光発光を利用する有機ＥＬ素子に比べ、原理的に約４倍の発光効率が実現可能である励起三重項からのリン光発光を利用する有機ＥＬ素子がプリンストン大学から報告されて以来、室温でリン光を示す材料の開発を始めとし、発光素子の層構成や電極の研究開発が世界中で行われている。
このように、リン光発光方式は大変ポテンシャルの高い方式であるが、リン光発光を利用する有機ＥＬデバイスにおいては、蛍光発光を利用するそれとは大きく異なり、発光中心の位置をコントロールする方法、とりわけ発光層の内部で再結合を行い、いかに発光を安定に行わせることができるかが、素子の効率・寿命を捕らえる上で重要となっている。【０００４】
そこで、発光層に隣接する形で、発光層の陽極側に位置する正孔輸送層や、発光層の陰極側に位置する電子輸送層等を備えた多層積層型の素子や、発光層にリン光発光性化合物とホスト化合物とを含有する混合層を用いる素子が開発されている。
一方、材料の観点からは高いキャリア輸送性や熱的、電気的に安定な材料が求められている。特に青色リン光発光を利用するにあたっては、青色リン光発光性ドーパント自身が高い三重項励起エネルギー準位（Ｔ１）を有しているために、適用可能な周辺材料の開発と精密な発光中心の制御が強く求められている。【０００５】
青色リン光発光性ドーパントを用いた素子に適用可能な周辺材料の条件の一つとして、高い励起三重項エネルギー（Ｔ１エネルギー）が挙げられる。特に発光層や発光層に隣接する層に用いる場合は、リン光発光性ドーパントからの逆エネルギー移動を抑制するために、一般的にはリン光発光性ドーパントよりも高いＴ１エネルギーをもった材料が必要である。
例えば、リン光発光性ドーパントのホスト化合物としては、ＣＢＰ、ｍＣＰに代表されるカルバゾール誘導体がよく知られている。また、青色リン光発光ドーパントとともに用いられる化合物としては、ジベンゾフラン骨格に複数のカルバゾール骨格が結合した化合物が知られている。しかしながら、これらの化合物は十分に高いＴ１エネルギーレベルを保持するに至っていない。【０００６】
これまでに、青色リン光発光性ドーパントを用いた素子にも適用可能な周辺材料としてとして、ベンズイミダゾール骨格とベンゼン環やピリジン環とを組み合わせた構造を持つ化合物を使用することが知られている（例えば、特許文献１参照。）。また、ベンズイミダゾール骨格と縮合芳香族複素環を有した化合物をリン光発光性ドーパントのホスト化合物として使用することが知られている（例えば、特許文献２参照。）。しかしながら、ベンズイミダゾール骨格は特に５員環部分と、ベンズイミダゾール骨格に置換している基との立体障害が小さいため凝集しやすく、結晶化しやすいという問題があった。【０００７】
また、ジベンゾフラン等の縮合芳香族複素環にベンズイミダゾールが置換した化合物が知られている（例えば、特許文献３参照。）。これらの化合物は、ベンズイミダゾール部位と縮合芳香族複素環の同一平面性を阻害することで、電荷移動に必要な相互作用は保持しつつ、立体障害効果により化合物同士の凝集が抑制でき、さらには高いＴ１エネルギーレベルを保持することができる。
しかしながら、これらの化合物を用いた場合でも、ベンズイミダゾール骨格とその置換基の部分の同一平面性の阻害が不十分で、成膜した際に凝集したり、駆動時に結晶化してしまうという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−２５８６９２号公報
【特許文献２】特開２０１１−１４８７８０号公報
【特許文献３】国際公開第２０１２／００４７６５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、前記問題・状況に鑑みてなされたものであり、その解決課題は、発光効率が高く、低駆動電圧及び長寿命であり、かつ駆動時の電圧上昇が小さく、さらに経時安定性に優れた有機エレクトロルミネッセンス素子及び有機エレクトロルミネッセンス素子材料を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者は、前記課題を解決すべく、前記問題の原因等について検討する過程において、有機層が下記一般式（１）で表される構造を有する化合物を含有することで、発光効率が高く、低駆動電圧及び長寿命であり、かつ駆動時の電圧上昇が小さく、さらに経時安定性に優れた有機エレクトロルミネッセンス素子が提供できることを見いだし、本発明に至った。
本発明に係る前記課題は、以下の手段により解決される。【００１１】
１．少なくとも一対の陽極と陰極の間に発光層を含む有機層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
前記有機層が、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。
【化１】
2016143508.tif 000003
（一般式（１）において、Ｂはベンズイミダゾールとは異なる縮合芳香族複素環を表す。一般式（１）で表される構造を有する化合物は、炭素数３以上の分岐アルキル基、シクロアルキル基、オルト位に置換基を有する炭素数６以上の芳香族炭化水素環基、オルト位に置換基を有する６員環以上の芳香族複素環基、置換基を有するアミノ基、置換基を有するシリル基、置換基を有するホスホリル基及び置換基を有するチオホスホリル基からなる群から選ばれる基を少なくとも一つ含む置換基Ａ１を少なくとも一つ以上有し、さらにその他の置換基Ａ２を有してもよい。）【００１２】
２．前記ＢのＨＯＭＯ準位が、−５．８７ｅＶ以下であり、
前記ＢのＬＵＭＯ準位が、−０．２４ｅＶ以下であり、
前記置換基Ａ１及び前記その他の置換基Ａ２のＨＯＭＯ準位が、−５．８７ｅＶ以下であり、
前記置換基Ａ１及び前記その他の置換基Ａ２のＬＵＭＯ準位が、下記式（Ｉ）を満たす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。
式（Ｉ）：［置換基Ａ１及びその他の置換基Ａ２のＬＵＭＯ準位］＞［ＢのＬＵＭＯ準位］−０．２ｅＶ【００１３】
３．前記置換基Ａ１又は前記その他の置換基Ａ２が、以下の置換基群から選択される基又はその組み合わせからなる置換基であ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。
置換基群：
アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、芳香族炭化水素基、非芳香族複素環基、芳香族複素環基、シアノ基、シリル基、ホスホリル基【００１４】
４．前記Ｂが、下記一般式（２）で表される縮合芳香族複素環基であることを特徴とする第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。
【化２】
2016143508.tif 000004
（一般式（２）において、ＸはＯ又はＳを表す。Ｙ２１〜Ｙ２８は、それぞれ独立にＣＨ又はＮを表し、前記置換基Ａ１又は前記その他の置換基Ａ２を有してもよい。なお、＊は、一般式（１）で表される構造を有する化合物における結合部位を表す。）【００１５】
５．前記Ｂが、下記一般式（３）で表される縮合芳香族複素環基であることを特徴とする第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。
【化３】
2016143508.tif 000005
（一般式（３）において、Ｙ３１〜Ｙ３３及びＹ３５〜Ｙ３７は、それぞれ独立にＯ、Ｓ、Ｎ又はＣＨを表し、Ｎを表す場合は水素原子、非共有電子対又は置換基を有する。Ｙ３４又はＹ３８は、ＣＨ又はＮを表す。また、Ｙ３１〜Ｙ３８は、それぞれ独立に前記置換基Ａ１又は前記その他の置換基Ａ２を有してもよい。なお、＊は、一般式（１）で表される構造を有する化合物における結合部位を表す。）【００１６】
６．前記Ｂが、下記一般式（４）で表される縮合芳香族複素環基であることを特徴とする第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。
【化４】
2016143508.tif 000006
（一般式（４）において、Ｙ４１〜Ｙ４４は、それぞれ独立にＣＨ又はＮを表す。Ｙ４５〜Ｙ４８は、それぞれ独立にＯ、Ｓ、Ｎ又はＣＨを表し、Ｎを表す場合は水素原子、非共有電子対又は置換基を有する。また、Ｙ４１〜Ｙ４８は、それぞれ独立に前記置換基Ａ１又は前記その他の置換基Ａ２を有してもよい。なお、＊は、一般式（１）で表される構造を有する化合物における結合部位を表す。）【００１７】
７．前記Ｂが、下記一般式（５）で表される、ベンズイミダゾールとは異なる縮合芳香族複素環基であることを特徴とする第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。
【化５】
2016143508.tif 000007
（一般式（５）において、Ｙ５１〜Ｙ５４は、それぞれ独立にＣＨ又はＮを表す。Ｙ５５〜Ｙ５７は、それぞれ独立にＯ、Ｓ、Ｎ又はＣＨを表し、Ｎを表す場合は水素原子、非共有電子対又は置換基を有する。また、Ｙ５１〜Ｙ５７は、それぞれ独立に前記置換基Ａ１又は前記その他の置換基Ａ２を有してもよい。なお、＊は、一般式（１）で表される構造を有する化合物における結合部位を表す。）【００１８】
８．前記Ｂが、下記一般式（６）で表される縮合芳香族複素環であることを特徴とする第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。
【化６】
2016143508.tif 000008
（Ｙ６１〜Ｙ６６は、それぞれ独立にＯ、Ｓ、Ｎ又はＣＨを表し、Ｎを表す場合は水素原子、非共有電子対又は置換基を有する。Ｙ６７及びＹ６８は、それぞれ独立にＣＨ又はＮを表す。また、Ｙ６１〜Ｙ６６は、それぞれ独立に前記置換基Ａ１又は前記その他の置換基Ａ２を有してもよい。なお、＊は、一般式（１）で表される構造を有する化合物における結合部位を表す。）【００１９】
９．前記置換基Ａ１が、置換基を有するシリル基を含む置換基であることを特徴とする第１項から第８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。【００２０】
１０．前記発光層が、前記一般式（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第１項から第９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。【００２１】
１１．前記発光層が、リン光ドーパントとして、Ｉｒ錯体を含有することを特徴とする第１０項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。【００２２】
１２．前記発光層が、前記一般式（１）で表される構造を有する化合物を含む２種以上のホスト化合物を含有することを特徴とする第１１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。【００２３】
１３．前記有機層が、ウェットプロセスで作製されたことを特徴とする第１項から第１２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。【００２４】
１４．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材料。
【化７】
2016143508.tif 000009
（一般式（１）において、Ｂはベンズイミダゾールとは異なる縮合芳香族複素環を表す。一般式（１）で表される構造を有する化合物は、炭素数３以上の分岐アルキル基、シクロアルキル基、オルト位に置換基を有する炭素数６以上の芳香族炭化水素環基、オルト位に置換基を有する６員環以上の芳香族複素環基、置換基を有するアミノ基、置換基を有するシリル基、置換基を有するホスホリル基及び置換基を有するチオホスホリル基からなる群から選ばれる基を少なくとも一つ含む置換基Ａ１を少なくとも一つ以上有し、さらにその他の置換基Ａ２を有してもよい。）【００２５】
１５．前記ＢのＨＯＭＯ準位が、−５．８７ｅＶ以下であり、
前記ＢのＬＵＭＯ準位が、−０．２４ｅＶ以下であり、
前記置換基Ａ１及び前記その他の置換基Ａ２のＨＯＭＯ準位が、−５．８７ｅＶ以下であり、
前記置換基Ａ１及び前記その他の置換基Ａ２のＬＵＭＯ準位が、下記式（Ｉ）を満たすことを特徴とする第１４項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子材料。
式（Ｉ）：［置換基Ａ１及びその他の置換基Ａ２のＬＵＭＯ準位］＞［ＢのＬＵＭＯ準位］−０．２ｅＶ
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、発光効率が高く、低駆動電圧及び長寿命であり、かつ駆動時の電圧上昇が小さく、さらに経時安定性に優れた有機エレクトロルミネッセンス素子及び有機エレクトロルミネッセンス素子材料を提供することができる。【００２７】
本発明の効果の発現機構又は作用機構については、明確になっていないが、以下のように推察している。
本発明者らは、縮合芳香族複素環にベンズイミダゾールが置換した化合物に、さらに立体障害性の大きい部位を導入し、青色リン光ドーパントと組み合わせて有機ＥＬ素子に適用することで、素子材料としての性能を劣化させることなく、化合物同士の相互作用が抑えられ、膜状態でも凝集が抑えられることを見いだした。
そこで、一般式（１）で表される構造を有する化合物を有機層に用いることにより、高い発光輝度と低駆動電圧及び駆動時の電圧上昇の抑制、さらに発光寿命の長寿命化も同時に達成できることを見いだし、本発明に至った。さらに、本発明化合物を用いて作製された有機ＥＬ素子は経時安定性の点でも改善された有機ＥＬ素子が得られることを見いだした。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に係る化合物の各部位のＨＯＭＯ準位及びＬＵＭＯ準位の関係性を示した模式図
【図２】有機ＥＬ素子から構成される表示装置の一例を示した模式図
【図３】図２における表示部Ａの模式図
【図４】画素の模式図
【図５】パッシブマトリクス方式フルカラー表示装置の模式図
【図６】照明装置の概略図
【図７】照明装置の模式図
【図８Ａ】有機ＥＬフルカラー表示装置の概略構成図
【図８Ｂ】有機ＥＬフルカラー表示装置の概略構成図
【図８Ｃ】有機ＥＬフルカラー表示装置の概略構成図
【図８Ｄ】有機ＥＬフルカラー表示装置の概略構成図
【図８Ｅ】有機ＥＬフルカラー表示装置の概略構成図
【発明を実施するための形態】
【００２９】
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、少なくとも一対の陽極と陰極の間に発光層を含む有機層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、前記有機層が、前記一般式（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、各請求項に係る発明に共通する技術的特徴である。
【００３０】
本発明の実施態様としては、本発明の効果発現の観点から、前記ＢのＨＯＭＯ準位（以下、ＨＯＭＯエネルギー準位ともいう。）が、−５．８７ｅＶ以下であり、前記ＢのＬＵＭＯ準位（以下、ＬＵＭＯエネルギー準位ともいう。）が、−０．２４ｅＶ以下であり、前記置換基Ａ１及び前記その他の置換基Ａ２のＨＯＭＯ準位が、−５．８７ｅＶ以下であり、前記置換基Ａ１及び前記その他の置換基Ａ２のＬＵＭＯ準位が、前記式（Ｉ）を満たすことが好ましい。これにより、成膜した際にも高いＴ１エネルギーレベルを保持することが可能となるためである。
【００３１】
本発明の実施態様としては、本発明の効果発現の観点から、前記置換基Ａ１又は前記その他の置換基Ａ２が、前記置換基群から選択される基又はその組み合わせからなる置換基であることが好ましい。
【００３２】
また、本発明の実施態様としては、本発明の効果発現の観点から、前記Ｂが、前記一般式（２）で表される縮合芳香族複素環基であることが好ましい。
【００３３】
また、本発明の実施態様としては、本発明の効果発現の観点から、前記Ｂが、下記一般式（３）で表される縮合芳香族複素環基であることが好ましい。
【００３４】
また、本発明の実施態様としては、本発明の効果発現の観点から、前記Ｂが、下記一般式（４）で表される縮合芳香族複素環基であることが好ましい。
【００３５】
また、本発明の実施態様としては、本発明の効果発現の観点から、前記Ｂが、下記一般式（５）で表される、ベンズイミダゾールとは異なる縮合芳香族複素環基であることが好ましい。
【００３６】
また、本発明の実施態様としては、本発明の効果発現の観点から、前記Ｂが、下記一般式（６）で表される縮合芳香族複素環であることが好ましい。
【００３７】
また、本発明の実施態様としては、本発明の効果発現の観点から、前記置換基Ａ１が、置換基を有するシリル基を含む置換基であることが好ましい。これにより、特に化合物の凝集を抑制することが可能となるためである。
【００３８】
また、本発明の実施態様としては、本発明の効果発現の観点から、前記発光層が、前記一般式（１）で表される構造を有する化合物を含有することが好ましい。
【００３９】
また、本発明の実施態様としては、本発明の効果発現の観点から、前記発光層が、リン光ドーパントとして、Ｉｒ錯体を含有することが好ましい。
【００４０】
また、本発明の実施態様としては、本発明の効果発現の観点から、前記発光層が、前記一般式（１）で表される構造を有する化合物を含む２種以上のホスト化合物を含有することが好ましい。
【００４１】
また、本発明の実施態様としては、本発明の効果発現の観点から、前記有機層が、ウェットプロセスで作製されたことが好ましい。
【００４２】
また、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子材料は、前記一般式（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。
【００４３】
また、本発明の実施態様としては、本発明の効果発現の観点から、前記ＢのＨＯＭＯ準位が、−５．８７ｅＶ以下であり、前記ＢのＬＵＭＯ準位が、−０．２４ｅＶ以下であり、前記置換基Ａ１及び前記その他の置換基Ａ２のＨＯＭＯ準位が、−５．８７ｅＶ以下であり、前記置換基Ａ１及び前記その他の置換基Ａ２のＬＵＭＯ準位が、前記式（Ｉ）を満たすことが好ましい。
【００４４】
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・態様について詳細な説明をする。なお、「〜」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。
【００４５】
《有機エレクトロルミネッセンス素子の構成層》
本発明の有機ＥＬ素子における代表的な素子構成としては、以下の構成を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
（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／（正孔阻止層／）電子輸送層／電子注入層／陰極
上記の中で（７）の構成が好ましく用いられるが、これに限定されるものではない。
【００４６】
本発明に係る発光層は、単層又は複数層で構成されており、発光層が複数の場合は各発光層の間に非発光性の中間層を設けてもよい。
必要に応じて、発光層と陰極との間に正孔阻止層（正孔障壁層ともいう。）や電子注入層（陰極バッファー層ともいう。）を設けてもよく、また、発光層と陽極との間に電子阻止層（電子障壁層ともいう。）や正孔注入層（陽極バッファー層ともいう。）を設けてもよい。
【００４７】
本発明に用いられる電子輸送層とは、電子を輸送する機能を有する層であり、広い意味で電子注入層、正孔阻止層も電子輸送層に含まれる。また、複数層で構成されていてもよい。
本発明に用いられる正孔輸送層とは、正孔を輸送する機能を有する層であり、広い意味で正孔注入層、電子阻止層も正孔輸送層に含まれる。また、複数層で構成されていてもよい。
上記の代表的な素子構成において、陽極と陰極を除いた層を「有機層」とする。
【００４８】
（タンデム構造）
また、本発明の有機ＥＬ素子は、少なくとも１層の発光層を含む発光ユニットを複数積層した、いわゆるタンデム構造の素子であってもよい。
タンデム構造の代表的な素子構成としては、例えば以下の構成を挙げることができる。
陽極／第１発光ユニット／第２発光ユニット／第３発光ユニット／陰極
陽極／第１発光ユニット／中間層／第２発光ユニット／中間層／第３発光ユニット／陰極
ここで、上記第１発光ユニット、第２発光ユニット及び第３発光ユニットは全て同じであっても、異なっていてもよい。また、二つの発光ユニットが同じであり、残る一つが異なっていてもよい。
【００４９】
また、第３発光ユニットはなくてもよく、一方で第３発光ユニットと電極の間にさらに発光ユニットや中間層を設けてもよい。
複数の発光ユニットは直接積層されていても、中間層を介して積層されていてもよく、中間層は、一般的に中間電極、中間導電層、電荷発生層、電子引抜層、接続層、中間絶縁層とも呼ばれ、陽極側の隣接層に電子を、陰極側の隣接層に正孔を供給する機能を持った層であれば、公知の材料及び構成を用いることができる。
【００５０】
中間層に用いられる材料としては、例えば、ＩＴＯ（インジウム・スズ酸化物）、ＩＺＯ（インジウム・亜鉛酸化物）、ＺｎＯ２、ＴｉＮ、ＺｒＮ、ＨｆＮ、ＴｉＯｘ、ＶＯｘ、ＣｕＩ、ＩｎＮ、ＧａＮ、ＣｕＡｌＯ２、ＣｕＧａＯ２、ＳｒＣｕ２Ｏ２、ＬａＢ６、ＲｕＯ２、Ａｌ等の導電性無機化合物層や、Ａｕ／Ｂｉ２Ｏ３等の２層膜や、ＳｎＯ２／Ａｇ／ＳｎＯ２、ＺｎＯ／Ａｇ／ＺｎＯ、Ｂｉ２Ｏ３／Ａｕ／Ｂｉ２Ｏ３、ＴｉＯ２／ＴｉＮ／ＴｉＯ２、ＴｉＯ２／ＺｒＮ／ＴｉＯ２等の多層膜、またＣ６０等のフラーレン類、オリゴチオフェン等の導電性有機物層、金属フタロシアニン類、無金属フタロシアニン類、金属ポルフィリン類、無金属ポルフィリン類等の導電性有機化合物層等が挙げられるが、本発明はこれらに限定されない。
【００５１】
発光ユニット内の好ましい構成としては、例えば上記の代表的な素子構成で挙げた（１）〜（７）の構成から、陽極と陰極を除いたもの等が挙げられるが、本発明はこれらに限定されない。
タンデム型有機ＥＬ素子の具体例としては、例えば、米国特許第６３３７４９２号明細書、米国特許第７４２０２０３号明細書、米国特許第７４７３９２３号明細書、米国特許第６８７２４７２号明細書、米国特許第６１０７７３４号明細書、米国特許第６３３７４９２号明細書、国際公開第２００５／００９０８７号、特開２００６−２２８７１２号公報、特開２００６−２４７９１号公報、特開２００６−４９３９３号公報、特開２００６−４９３９４号公報、特開２００６−４９３９６号公報、特開２０１１−９６６７９号公報、特開２００５−３４０１８７号公報、特許第４７１１４２４号公報、特許第３４９６６８１号公報、特許第３８８４５６４号公報、特許第４２１３１６９号公報、特開２０１０−１９２７１９号公報、特開２００９−０７６９２９号公報、特開２００８−０７８４１４号公報、特開２００７−０５９８４８号公報、特開２００３−２７２８６０号公報、特開２００３−０４５６７６号公報、国際公開第２００５／０９４１３０号等に記載の素子構成や構成材料等が挙げられるが、本発明はこれらに限定されない。
次に、有機層に含有される化合物を説明し、各層について説明する。
【００５２】
≪一般式（１）で表される化合物≫
本発明に係る有機層は、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ことを特徴とする。また、下記一般式（１）で表される構造を有する化合物は有機エレクトロルミネッセンス素子材料に含有されていることが好ましい。
【００５３】
【化８】
2016143508.tif 000010
【００５４】
一般式（１）において、Ｂはベンズイミダゾールとは異なる縮合芳香族複素環を表す。一般式（１）で表される構造を有する化合物は、炭素数３以上の分岐アルキル基、シクロアルキル基、オルト位に置換基を有する炭素数６以上の芳香族炭化水素環基、オルト位に置換基を有する６員環以上の芳香族複素環基、置換基を有するアミノ基、置換基を有するシリル基、置換基を有するホスホリル基及び置換基を有するチオホスホリル基からなる群から選ばれる基を少なくとも一つ含む置換基Ａ１を少なくとも一つ以上有し、さらにその他の置換基Ａ２を有してもよい。
なお、前記６員環以上の芳香族複素環基、前記アミノ基、前記シリル基、前記ホスホリル基及び前記チオホスホリル基が有する置換基は、以下に示すその他の置換基Ａ２として使用することができる置換基から選択することができる。また、前記分岐アルキル基及び前記シクロアルキル基は、以下に示すその他の置換基Ａ２として使用することができる置換基を有してもよい。
また、置換基Ａ１は、その他の置換基Ａ２がさらに置換していてもよい。
なお、Ｂから構造式を貫く横線は一般式（１）で表される構造のうちいずれかの位置で置換する結合手を表す。以下の一般式（２）〜（６）においても同様である。
【００５５】
また、その他の置換基Ａ２は、アルキル基（例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、（ｔ）ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基等）、シクロアルキル基（例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等）、アルケニル基（例えば、ビニル基、アリル基等）、アルキニル基（例えば、プロパルギル基等）、芳香族炭化水素基（アリール基ともいい、例えば、フェニル基、ｐ−クロロフェニル基、メシチル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、アントリル基、アズレニル基、アセナフテニル基、フルオレニル基、フェナントリル基、インデニル基、ピレニル基、ビフェニリル基等）、非芳香族複素環基（例えば、エポキシ環、アジリジン環、チイラン環、オキセタン環、アゼチジン環、チエタン環、テトラヒドロフラン環、ジオキソラン環、ピロリジン環、ピラゾリジン環、イミダゾリジン環、オキサゾリジン環、テトラヒドロチオフェン環、スルホラン環、チアゾリジン環、ε−カプロラクトン環、ε−カプロラクタム環、ピペリジン環、ヘキサヒドロピリダジン環、ヘキサヒドロピリミジン環、ピペラジン環、モルホリン環、テトラヒドロピラン環、１，３−ジオキサン環、１，４−ジオキサン環、トリオキサン環、テトラヒドロチオピラン環、チオモルホリン環、チオモルホリン−１，１−ジオキシド環、ピラノース環、ジアザビシクロ［２，２，２］−オクタン環等）、芳香族複素環基（ピリジル基、ピリミジニル基、フリル基、ピロリル基、イミダゾリル基、ベンゾイミダゾリル基、ピラゾリル基、ピラジニル基、トリアゾリル基（例えば、１，２，４−トリアゾール−１−イル基、１，２，３−トリアゾール−１−イル基等）、オキサゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、チアゾリル基、イソオキサゾリル基、イソチアゾリル基、フラザニル基、チエニル基、キノリル基、ベンゾフリル基、ジベンゾフリル基、ベンゾチエニル基、ジベンゾチエニル基、インドリル基、カルバゾリル基、カルボリニル基、ジアザカルバゾリル基（前記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き換わったものを示す）、キノキサリニル基、ピリダジニル基、トリアジニル基、キナゾリニル基、フタラジニル基等）、ハロゲン原子（例えば、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、フッ素原子等）、アルコキシル基（例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、ドデシルオキシ基等）、シクロアルコキシル基（例えば、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基等）、アリールオキシ基（例えば、フェノキシ基、ナフチルオキシ基等）、アルキルチオ基（例えば、メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基、ペンチルチオ基、ヘキシルチオ基、オクチルチオ基、ドデシルチオ基等）、シクロアルキルチオ基（例えば、シクロペンチルチオ基、シクロヘキシルチオ基等）、アリールチオ基（例えば、フェニルチオ基、ナフチルチオ基等）、アルコキシカルボニル基（例えば、メチルオキシカルボニル基、エチルオキシカルボニル基、ブチルオキシカルボニル基、オクチルオキシカルボニル基、ドデシルオキシカルボニル基等）、アリ��ルオキシカルボニル基（例えば、フェニルオキシカルボニル基、ナフチルオキシカルボニル基等）、スルファモイル基（例えば、アミノスルホニル基、メチルアミノスルホニル基、ジメチルアミノスルホニル基、ブチルアミノスルホニル基、ヘキシルアミノスルホニル基、シクロヘキシルアミノスルホニル基、オクチルアミノスルホニル基、ドデシルアミノスルホニル基、フェニルアミノスルホニル基、ナフチルアミノスルホニル基、２−ピリジルアミノスルホニル基等）、ウレイド基（例えば、メチルウレイド基、エチルウレイド基、ペンチルウレイド基、シクロヘキシルウレイド基、オクチルウレイド基、ドデシルウレイド基、フェニルウレイド基、ナフチルウレイド基、２−ピリジルアミノウレイド基等）、アシル基（例えば、アセチル基、エチルカルボニル基、プロピルカルボニル基、ペンチルカルボニル基、シクロヘキシルカルボニル基、オクチルカルボニル基、２−エチルヘキシルカルボニル基、ドデシルカルボニル基、フェニルカルボニル基、ナフチルカルボニル基、ピリジルカルボニル基等）、アシルオキシ基（例えば、アセチルオキシ基、エチルカルボニルオキシ基、ブチルカルボニルオキシ基、オクチルカルボニルオキシ基、ドデシルカルボニルオキシ基、フェニルカルボニルオキシ基等）、アミド基（例えば、メチルカルボニルアミノ基、エチルカルボニルアミノ基、ジメチルカルボニルアミノ基、プロピルカルボニルアミノ基、ペンチルカルボニルアミノ基、シクロヘキシルカルボニルアミノ基、２−エチルヘキシルカルボニルアミノ基、オクチルカルボニルアミノ基、ドデシルカルボニルアミノ基、フェニルカルボニルアミノ基、ナフチルカルボニルアミノ基等）、カルバモイル基（例えば、アミノカルボニル基、メチルアミノカルボニル基、ジメチルアミノカルボニル基、プロピルアミノカルボニル基、ペンチルアミノカルボニル基、シクロヘキシルアミノカルボニル基、オクチルアミノカルボニル基、２−エチルヘキシルアミノカルボニル基、ドデシルアミノカルボニル基、フェニルアミノカルボニル基、ナフチルアミノカルボニル基、２−ピリジルアミノカルボニル基等）、スルフィニル基（例えば、メチルスルフィニル基、エチルスルフィニル基、ブチルスルフィニル基、シクロヘキシルスルフィニル基、２−エチルヘキシルスルフィニル基、ドデシルスルフィニル基、フェニルスルフィニル基、ナフチルスルフィニル基、２−ピリジルスルフィニル基等）、アルキルスルホニル基又はアリールスルホニル基（例えば、メチルスルホニル基、エチルスルホニル基、ブチルスルホニル基、シクロヘキシルスルホニル基、２−エチルヘキシルスルホニル基、ドデシルスルホニル基、フェニルスルホニル基、ナフチルスルホニル基、２−ピリジルスルホニル基等）、アミノ基（例えば、アミノ基、エチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ブチルアミノ基、シクロペンチルアミノ基、２−エチルヘキシルアミノ基、ドデシルアミノ基、アニリノ基、ジアリールアミノ基（例えば、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等）、ナフチルアミノ基、２−ピリジルアミノ基等）、ニトロ基、シアノ基、ヒドロキシ基、アルキルシリル基又はアリールシリル基（例えば、トリメチル��リル基、トリエチルシリル基、（ｔ）ブチルジメチルシリル基、トリイソプロピルシリル基、（ｔ）ブチルジフェニルシリル基、トリフェニルシリル基、トリナフチルシリル基、２−ピリジルシリル基等）、アルキルホスフィノ基又はアリールホスフィノ基（ジメチルホスフィノ基、ジエチルホスフィノ基、ジシクロヘキシルホスフィノ基、メチルフェニルホスフィノ基、ジフェニルホスフィノ基、ジナフチルホスフィノ基、ジ（２−ピリジル）ホスホスフィノ基）、アルキルホスホリル基又はアリールホスホリル基（ジメチルホスホリル基、ジエチルホスホリル基、ジシクロヘキシルホスホリル基、メチルフェニルホスホリル基、ジフェニルホスホリル基、ジナフチルホスホリル基、ジ（２−ピリジル）ホスホリル基）、アルキルチオホスホリル基又はアリールチオホスホリル基（ジメチルチオホスホリル基、ジエチルチオホスホリル基、ジシクロヘキシルチオホスホリル基、メチルフェニルチオホスホリル基、ジフェニルチオホスホリル基、ジナフチルチオホスホリル基、ジ（２−ピリジル）チオホスホリル基）等が挙げられ、その他の置換基Ａ２を複数有する場合は、それぞれ独立に上記置換基を選択することができる。なおこれらの基は、さらに上記の置換基によって置換されていてもよいし、また、それらが互いに縮合してさらに環を形成してもよい。
【００５６】
本発明において、一般式（１）で表される化合物はベンズイミダゾール骨格に縮合芳香族複素環であるＢが置換した構造をもつことで、ベンズイミダゾール骨格と縮合環による立体障害性により同一平面性が阻害され化合物同士の凝集が抑制できる。また、Ｂが縮合芳香族複素環であるため、高いＴ１エネルギーレベルを保持することができる。さらに、置換基Ａ１が立体障害性の大きい置換基を含む基であることで、成膜した際の凝集も抑制することができる。また、溶解性の向上も可能となるため、ウェットプロセスによる生産適性を向上させることができる。
【００５７】
また、前記ＢのＨＯＭＯ準位が、−５．８７ｅＶ以下であり、前記ＢのＬＵＭＯ準位が、−０．２４ｅＶ以下であり、前記置換基Ａ１及び前記その他の置換基Ａ２のＨＯＭＯ準位が、−５．８７ｅＶ以下であり、前記置換基Ａ１及び前記その他の置換基Ａ２のＬＵＭＯ準位が、下記式（Ｉ）を満たすことが好ましい。
式（Ｉ）：［置換基Ａ１及びその他の置換基Ａ２のＬＵＭＯ準位］＞［ＢのＬＵＭＯ準位］−０．２ｅＶ
ここで、置換基のＨＯＭＯ準位及びＬＵＭＯ準位とは、「置換基由来化合物」のＨＯＭＯ準位及びＬＵＭＯ準位をいう。「置換基由来化合物」とは、当該置換基に水素原子を結合させて形成される化合物をいう。例えば、本発明に係る基であるＢの場合は、Ｂ−Ｈが置換基由来化合物である。置換基Ａ１及びその他の置換基Ａ２の場合は、それぞれ、Ａ１−Ｈ及びＡ２−Ｈが置換基由来化合物である。
【００５８】
前記Ｂ、置換基Ａ１及びその他の置換基Ａ２のＨＯＭＯ準位及びＬＵＭＯ準位を規定する理由を説明する。
立体障害性の大きい置換基Ａ１を用いても、成膜した際にはベンズイミダゾール骨格とその置換基の部分は多少の同一平面性が見られる場合がある。その場合、高いＴ１エネルギーレベルを保持するためには、ＨＯＭＯ部位とＬＵＭＯ部位が別々の部位に局在化することが好ましい。
つまり、一般式（１）中のベンズイミダゾール骨格には、一般式（１）で表される構造を有する化合物のＨＯＭＯ部位が局在化し、一般式（１）中のＢにはＬＵＭＯ部位が局在化することが好ましい。さらには置換基Ａ１及びその他の置換基Ａ２は、一般式（１）で表される構造を有する化合物の高いＴ１エネルギーレベルを保持するために、ＨＯＭＯ部位とＬＵＭＯ部位に影響を与えない準位であることが好ましい。つまり、一般式（１）のＢ、置換基Ａ１、その他の置換基Ａ２のＨＯＭＯ準位及びＬＵＭＯ準位を規定の値の範囲とすることで、成膜した際にも高いＴ１エネルギーレベルを保持することが可能となる。
【００５９】
一般式（１）で表される化合物のＨＯＭＯ準位及びＬＵＭＯ準位の値は、米国Ｇａｕｓｓｉａｎ社製の分子軌道計算用ソフトウェアであるＧａｕｓｓｉａｎ９８（Ｇａｕｓｓｉａｎ９８、Ｒｅｖｉｓｉｏｎ  Ａ．１１．４，Ｍ．Ｊ．Ｆｒｉｓｃｈ，ｅｔ  ａｌ，Ｇａｕｓｓｉａｎ，Ｉｎｃ．，Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇｈ  ＰＡ，２００２．）を用いて計算した時の値であり、キーワードとしてＢ３ＬＹＰ／６−３１Ｇ＊を用いて構造最適化を行うことにより算出した値（ｅＶ単位換算値）と定義する。この計算値が有効な背景には、この手法で求めた計算値と実験値の相関が高いためである。
本発明において、各基のＨＯＭＯ準位及びＬＵＭＯ準位は、一般式（１）のベンズイミダゾール環又はＢで表される基を水素原子に置き換えて求めた。例えば一般式（１）のイミダゾール環の場合は、Ｂを水素原子に置き換えた置換基由来化合物について、そのＨＯＭＯ準位及びＬＵＭＯ準位を計算すると、下記のような値が算出される。
【００６０】
【表１】
2016143508.tif 000011
【００６１】
また、Ｂで表される縮合芳香環のＨＯＭＯ準位及びＬＵＭＯ準位を求める場合は、ベンズイミダゾール環を水素原子に置き換え、Ｂ−Ｈとして計算する。同様に置換基Ａ１もＡ１−Ｈとして計算し、その他の置換基Ａ２もＡ２−Ｈとして計算する。この値を基に、本発明におけるベンズイミダゾール骨格、Ｂ並びに置換基Ａ１又はその他の置換基Ａ２のそれぞれのＨＯＭＯ準位及びＬＵＭＯ準位の関係を図１に表した。
図１中、ベンズイミダゾール骨格のＨＯＭＯ準位及びＬＵＭＯ準位をそれぞれ「Ｉ−ＨＯＭＯ」及び「Ｉ−ＬＵＭＯ」と表した。また、Ｂで表される縮合芳香環のＨＯＭＯ準位及びＬＵＭＯ準位をそれぞれ「Ｂ−ＨＯＭＯ」及び「Ｂ−ＬＵＭＯ」と表した。さらに、置換基Ａ１又はその他の置換基Ａ２については、置換基Ａ１又はその他の置換基Ａ２のＨＯＭＯ準位及びＬＵＭＯ準位として、それぞれ「Ａ１，Ａ２−ＨＯＭＯ」及び「Ａ１，Ａ２−ＬＵＭＯ」と表した。
【００６２】
ＢにＬＵＭＯ部位を局在化させるためには、ＢのＨＯＭＯ準位及びＬＵＭＯ準位は、算出したベンズイミダゾール骨格のＨＯＭＯ準位及びＬＵＭＯ準位よりも小さいことが好ましい。ただし、ベンズイミダゾール骨格と同程度のＨＯＭＯ準位及びＬＵＭＯ準位であっても、ベンズイミダゾールにＨＯＭＯ、ＢにＬＵＭＯが局在化されていれば本発明の機能を十分に果たす。
つまり、実際の分子を組んだ場合に生じる、置換基による電子状態の変化から生じる若干の差も考慮すると、ＢはＨＯＭＯ準位が−５．８７ｅＶ以下で、かつＬＵＭＯ準位が−０．２４ｅＶ以下となることが好ましい。
【００６３】
一方で、置換基Ａ１及びその他の置換基Ａ２は、ＨＯＭＯ部位とＬＵＭＯ部位に影響を与えないために、ＬＵＭＯ準位はＬＵＭＯ部位であるＢよりも大きく、ＨＯＭＯ準位はＨＯＭＯ部位であるベンズイミダゾール骨格よりも小さいことが好ましい。ただし、Ｂと同程度のＬＵＭＯ準位であっても、Ｂで表される縮合芳香族複素環にＬＵＭＯが局在化されていれば本発明の機能を十分に果たし、ＨＯＭＯ準位に関しても同様にベンズイミダゾール骨格にＨＯＭＯが局在化されていれば本発明で求められる機能を十分に果たす。
つまり、実際の分子を組んだ場合に生じる、置換基による電子状態の変化から生じる若干の差も考慮すると、置換基Ａ１及びその他の置換基Ａ２は、ＨＯＭＯ準位が−５．８７ｅＶ以下、ＬＵＭＯ準位は、下記式を満たすことが好ましい。
式（Ｉ）：［置換基Ａ１及びその他の置換基Ａ２のＬＵＭＯ準位］＞［ＢのＬＵＭＯ準位］−０．２ｅＶ
【００６４】
このようにＨＯＭＯ部位とＬＵＭＯ部位を分離させることにより、膜でＴ１エネルギーレベルを保持できるだけでなく、プラスの電荷状態とマイナスの電荷状態とが共存した際に、ホスト分子の同部位でエネルギー失活が起こるのを防ぐことができる。これにより、失活時に起こる結合の伸縮や動きを抑えることができ、分子の安定性が向上し、寿命向上にもつながる。
【００６５】
また、前記置換基Ａ１又は前記その他の置換基Ａ２が、以下の置換基群から選択される基又はその組み合わせからなる置換基であることが好ましい。
置換基群：
アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、芳香族炭化水素基、非芳香族複素環基、芳香族複素環基、シアノ基、シリル基、ホスホリル基
また、置換基Ａ１は、これらの置換基のうち、置換基を有するシリル基を含む置換基であることが特に好ましい。
【００６６】
また、前記Ｂが、下記一般式（２）で表される縮合芳香族複素環基であることが好ましい。
【００６７】
【化９】
2016143508.tif 000012
【００６８】
一般式（２）において、ＸはＯ又はＳを表す。Ｙ２１〜Ｙ２８は、それぞれ独立にＣＨ又はＮを表し、前記置換基Ａ１又は前記その他の置換基Ａ２を有してもよい。なお、以下において＊は、一般式（１）で表される構造を有する化合物における結合部位を表す。
【００６９】
また、前記Ｂが、下記一般式（３）で表される縮合芳香族複素環基であることが好ましい。
【００７０】
【化１０】
2016143508.tif 000013
【００７１】
一般式（３）において、Ｙ３１〜Ｙ３３及びＹ３５〜Ｙ３７は、それぞれ独立にＯ、Ｓ、Ｎ又はＣＨを表し、Ｎを表す場合は水素原子、非共有電子対又は置換基を有する。Ｙ３４又はＹ３８は、ＣＨ又はＮを表す。また、Ｙ３１〜Ｙ３８は、それぞれ独立に前記置換基Ａ１又は前記その他の置換基Ａ２を有してもよい。
【００７２】
また、前記Ｂが、下記一般式（４）で表される縮合芳香族複素環基であることが好ましい。
【００７３】
【化１１】
2016143508.tif 000014
【００７４】
一般式（４）において、Ｙ４１〜Ｙ４４は、それぞれ独立にＣＨ又はＮを表す。Ｙ４５〜Ｙ４８は、それぞれ独立にＯ、Ｓ、Ｎ又はＣＨを表し、Ｎを表す場合は水素原子、非共有電子対又は置換基を有する。また、Ｙ４１〜Ｙ４８は、それぞれ独立に前記置換基Ａ１又は前記その他の置換基Ａ２を有してもよい。
【００７５】
また、前記Ｂが、下記一般式（５）で表される、ベンズイミダゾールとは異なる縮合芳香族複素環基であることが好ましい。
【００７６】
【化１２】
2016143508.tif 000015
【００７７】
一般式（５）において、Ｙ５１〜Ｙ５４は、それぞれ独立にＣＨ又はＮを表す。Ｙ５５〜Ｙ５７は、それぞれ独立にＯ、Ｓ、Ｎ又はＣＨを表し、Ｎを表す場合は水素原子、非共有電子対又は置換基を有する。また、Ｙ５１〜Ｙ５７は、それぞれ独立に前記置換基Ａ１又は前記その他の置換基Ａ２を有してもよい。
【００７８】
また、前記Ｂが、下記一般式（６）で表される縮合芳香族複素環であることが好ましい。
【００７９】
【化１３】
2016143508.tif 000016
【００８０】
Ｙ６１〜Ｙ６６は、それぞれ独立にＯ、Ｓ、Ｎ又はＣＨを表し、Ｎを表す場合は水素原子、非共有電子対又は置換基を有する。Ｙ６７及びＹ６８は、それぞれ独立にＣＨ又はＮを表す。また、Ｙ６１〜Ｙ６６は、それぞれ独立に前記置換基Ａ１又は前記その他の置換基Ａ２を有してもよい。
【００８１】
以下、本発明に係る一般式（１）で表される化合物の具体例を示すが、本発明はこれらに限定されない。
【００８２】
【化１４】
2016143508.tif 000017
【００８３】
【化１５】
2016143508.tif 000018
【００８４】
【化１６】
2016143508.tif 000019
【００８５】
【化１７】
2016143508.tif 000020
【００８６】
【化１８】
2016143508.tif 000021
【００８７】
【化１９】
2016143508.tif 000022
【００８８】
【化２０】
2016143508.tif 000023
【００８９】
【化２１】
2016143508.tif 000024
【００９０】
【化２２】
2016143508.tif 000025
【００９１】
【化２３】
2016143508.tif 000026
【００９２】
【化２４】
2016143508.tif 000027
【００９３】
【化２５】
2016143508.tif 000028
【００９４】
【化２６】
2016143508.tif 000029
【００９５】
【化２７】
2016143508.tif 000030
【００９６】
【化２８】
2016143508.tif 000031
【００９７】
【化２９】
2016143508.tif 000032
【００９８】
【化３０】
2016143508.tif 000033
【００９９】
【化３１】
2016143508.tif 000034
【０１００】
【化３２】
2016143508.tif 000035
【０１０１】
【化３３】
2016143508.tif 000036
【０１０２】
【化３４】
2016143508.tif 000037
【０１０３】
【化３５】
2016143508.tif 000038
【０１０４】
【化３６】
2016143508.tif 000039
【０１０５】
【化３７】
2016143508.tif 000040
【０１０６】
【化３８】
2016143508.tif 000041
【０１０７】
≪合成例≫
以下に、一般式（１）で表される化合物の合成例を説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。前記具体例のうち例示化合物Ｈ２−６と例示化合物Ｈ２−７の合成方法を例にとって以下に説明する。
【０１０８】
＜例示化合物Ｈ２−６の合成＞
例示化合物Ｈ２−６は以下のスキームに従って合成できる。
【０１０９】
【化３９】
2016143508.tif 000042
【０１１０】
窒素気流下、フラスコに５．０ｇ（１３．４ｍｍｏｌ）の中間体１と、４．７２ｇ（２９．５ｍｍｏｌ）の中間体２と、リン酸カリウム１０．２ｇ（４８．２ｍｍｏｌ）と、酸化銅（Ｉ）０．５８ｇ（４．０２ｍｍｏｌ）と、ジピバロイルメタン１．４８ｇ（８．０４ｍｍｏｌ）を入れ、ジメチルスルホシキド（ＤＭＳＯ）１３５ｍＬを加え、１７時間１６０℃で加熱した。反応液を室温まで放冷した後、水を加え、酢酸エチルで抽出し、減圧下で濃縮した。得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、例示化合物Ｈ２−６を１．９ｇ（収率２９％）得た。構造は核磁気共鳴スペクトルで確認した。なお、後述する有機ＥＬ素子の作製にはこの化合物をさらに昇華精製したものを用いた。
【０１１１】
＜例示化合物Ｈ２−７の合成＞
例示化合物Ｈ２−７は以下のスキームに従って合成できる。
【０１１２】
【化４０】
2016143508.tif 000043
【０１１３】
（中間体３の合成）
窒素気流下、フラスコに１０．０ｇ（２６．８ｍｍｏｌ）の中間体１と、４．５１ｇ（２８．１ｍｍｏｌ）の中間体２と、リン酸カリウム２０．５ｇ（９６．５ｍｍｏｌ）と、酸化銅（Ｉ）１．１５ｇ（８．０４ｍｍｏｌ）と、ジピバロイルメタン２．９６ｇ（１６．１ｍｍｏｌ）を入れ、ジメチルスルホシキド２７０ｍＬを加え、３時間１６０℃で加熱した。反応液を室温まで放冷した後、水を加え、酢酸エチルで抽出し、減圧下で濃縮した。得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、中間体３を３．９５ｇ（収率３０％）得た。
【０１１４】
（例示化合物Ｈ２−７の合成）
窒素気流下、２．６５ｇの中間体３（５．４６ｍｍｏｌ）のテトラヒドロフラン溶液５４ｍｌを−７８℃に冷却した後、ｎ−ブチルリチウムのヘキサン溶液（１．６ｍｏｌ／Ｌ）５ｍｌをゆっくりと滴下した。この反応液にトリフェニルシリルクロライド２．９ｇ（９．９ｍｍｏｌ）を加えた。反応液を室温に戻し、撹拌を４時間行った。水を加え、酢酸エチルで抽出し、減圧下で濃縮した。得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、例示化合物Ｈ２−７を３．０ｇ（収率９６％）得た。構造は核磁気共鳴スペクトルで確認した。なお、後述する有機ＥＬ素子の作製にはこの化合物をさらに昇華精製したものを用いた。
【０１１５】
《発光層》
本発明に係る有機層は、発光層を有する。本発明に係る発光層は、電極又は隣接層から注入されてくる電子及び正孔が再結合し、励起子を経由して発光する場を提供する層であり、発光する部分は発光層の層内であっても、発光層と隣接層との界面であってもよい。本発明に係る発光層は、本発明で規定する要件を満たしていれば、その構成に特に制限はない。
本発明に係る一般式（１）で表される構造を有する化合物は、有機層に含有されていればよく、発光層に含有されることが好ましい。
【０１１６】
発光層の層厚の総和は、特に制限はないが、形成する層の均質性や、発光時に不必要な高電圧を印加するのを防止し、かつ駆動電流に対する発光色の安定性向上の観点から、２ｎｍ〜５μｍの範囲に調整することが好ましく、より好ましくは２〜５００ｎｍの範囲に調整され、更に好ましくは５〜２００ｎｍの範囲に調整される。
また、本発明において個々の発光層の層厚としては、２ｎｍ〜１μｍの範囲に調整することが好ましく、より好ましくは２〜２００ｎｍの範囲に調整され、更に好ましくは３〜１５０ｎｍの範囲に調整される。
本発明に係る発光層には、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、単にドーパントともいう）と、ホスト化合物（マトリックス材料、発光ホスト化合物、単にホストともいう）とを含有することが好ましい。
【０１１７】
〈ホスト化合物〉
本発明においては、前記一般式（１）で表される構造を有する化合物をホスト化合物として用いることが好ましい。また、前記発光層が、前記一般式（１）で表される構造を有する化合物を含む２種以上のホスト化合物を含有することも好ましい。
本発明に用いられるホスト化合物は、発光層において主に電荷の注入及び輸送を担う化合物であり、有機ＥＬ素子においてそれ自体の発光は実質的に観測されない。
好ましくは室温（２５℃）においてリン光発光のリン光量子収率が、０．１未満の化合物であり、さらに好ましくはリン光量子収率が０．０１未満の化合物である。また、発光層に含有される化合物の内で、その層中での質量比が２０％以上であることが好ましい。
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。
ホスト化合物は、単独で用いてもよく、又は複数種併用して用いてもよい。ホスト化合物を複数種用いることで、電荷の移動を調整することが可能であり、有機ＥＬ素子を高効率化することができる。
【０１１８】
本発明で用いることができるホスト化合物としては、特に制限はなく、従来有機ＥＬ素子で用いられる化合物を用いることができる。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、また、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。
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有しつつ、かつ発光の長波長化を防ぎ、さらに、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、ガラス転移温度（Ｔｇ）とは、ＤＳＣ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｃｏｌｏｒｉｍｅｔｒｙ：示差走査熱量法）を用いて、ＪＩＳ  Ｋ  ７１２１−２０１２に準拠した方法により求められる値である。
【０１１９】
本発明の有機ＥＬ素子に用いられる、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２００１−２５７０７６号公報、同２００２−３０８８５５号公報、同２００１−３１３１７９号公報、同２００２−３１９４９１号公報、同２００１−３５７９７７号公報、同２００２−３３４７８６号公報、同２００２−８８６０号公報、同２００２−３３４７８７号公報、同２００２−１５８７１号公報、同２００２−３３４７８８号公報、同２００２−４３０５６号公報、同２００２−３３４７８９号公報、同２００２−７５６４５号公報、同２００２−３３８５７９号公報、同２００２−１０５４４５号公報、同２００２−３４３５６８号公報、同２００２−１４１１７３号公報、同２００２−３５２９５７号公報、同２００２−２０３６８３号公報、同２００２−３６３２２７号公報、同２００２−２３１４５３号公報、同２００３−３１６５号公報、同２００２−２３４８８８号公報、同２００３−２７０４８号公報、同２００２−２５５９３４号公報、同２００２−２６０８６１号公報、同２００２−２８０１８３号公報、同２００２−２９９０６０号公報、同２００２−３０２５１６号公報、同２００２−３０５０８３号公報、同２００２−３０５０８４号公報、同２００２−３０８８３７号公報、米国特許公開第２００３／０１７５５５３号明細書、米国特許公開第２００６／０２８０９６５号明細書、米国特許公開第２００５／０１１２４０７号明細書、米国特許公開第２００９／００１７３３０号明細書、米国特許公開第２００９／００３０２０２号明細書、米国特許公開第２００５／０２３８９１９号明細書、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２００４／０９３２０７号、国際公開第２００５／０８９０２５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２００５／０３０９００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、欧州特許第２０３４５３８号明細書等である。
【０１２０】
〈発光ドーパント〉
本発明で用いられる発光ドーパントとしては、蛍光発光性ドーパント（蛍光ドーパント、蛍光性化合物ともいう。）と、リン光発光性ドーパント（リン光ドーパント、リン光性化合物ともいう。）が好ましく用いられる。本発明においては、少なくとも１層の発光層がリン光ドーパントを含有することが好ましい。
発光層中の発光ドーパントの濃度については、使用される特定のドーパント及びデバイスの必要条件に基づいて、任意に決定することができ、発光層の層厚方向に対し、均一な濃度で含有されていてもよく、また任意の濃度分布を有していてもよい。
【０１２１】
また、本発明に用いられる発光ドーパントは、複数種を併用して用いてもよく、構造の異なるドーパント同士の組み合わせや、蛍光発光性ドーパントとリン光発光性ドーパントとを組み合わせて用いてもよい。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素子や本発明に用いられる化合物の発光する色は、「新編色彩科学ハンドブック」（日本色彩学会編、東京大学出版会、１９８５）の１０８頁の図５．１６において、分光放射輝度計ＣＳ−１０００（コニカミノルタ（株）製）で測定した結果をＣＩＥ色度座標に当てはめたときの色で決定される。
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に限定はないが、例えば青と橙や、青と緑と赤の組み合わせ等が挙げられる。
本発明の有機ＥＬ素子における白色とは、特に限定はなく、橙色寄りの白色であっても青色寄りの白色であってもよいが、２度視野角正面輝度を前述の方法により測定した際に、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。
【０１２２】
（リン光ドーパント）
本発明に係るリン光ドーパント（以下、「リン光発光性ドーパント」ともいう。）は、励起三重項からの発光が観測される化合物であり、具体的には、室温（２５℃）にてリン光発光する化合物であり、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。
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。
【０１２３】
リン光ドーパントの発光は原理としては２種挙げられ、一つはキャリアが輸送されるホスト化合物上でキャリア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ドーパントに移動させることでリン光ドーパントからの発光を得るというエネルギー移動型である。もう一つはリン光ドーパントがキャリアトラップとなり、リン光ドーパント上でキャリアの再結合が起こりリン光ドーパントからの発光が得られるというキャリアトラップ型である。いずれの場合においても、リン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。
本発明において使用できるリン光ドーパントとしては、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。
【０１２４】
本発明に使用できる公知のリン光ドーパントの具体例としては、以下の文献に記載されている化合物等が挙げられる。
Ｎａｔｕｒｅ，３９５，１５１（１９９８）、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，７８，１６２２（２００１）、Ａｄｖ．Ｍａｔｅｒ．，１９，７３９（２００７）、Ｃｈｅｍ．Ｍａｔｅｒ．，１７，３５３２（２００５）、Ａｄｖ．Ｍａｔｅｒ．，１７，１０５９（２００５）、国際公開第２００９／１００９９１号、国際公開第２００８／１０１８４２号、国際公開第２００３／０４０２５７号、米国特許公開第２００６／８３５４６９号、米国特許公開第２００６／０２０２１９４号明細書、米国特許公開第２００７／００８７３２１号明細書、米国特許公開第２００５／０２４４６７３号明細書、Ｉｎｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．，４０，１７０４（２００１）、Ｃｈｅｍ．Ｍａｔｅｒ．，１６，２４８０（２００４）、Ａｄｖ．Ｍａｔｅｒ．，１６，２００３（２００４）、Ａｎｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．ｌｎｔ．Ｅｄ．，２００６，４５，７８００、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，８６，１５３５０５（２００５）、Ｃｈｅｍ．Ｌｅｔｔ．，３４，５９２（２００５）、Ｃｈｅｍ．Ｃｏｍｍｕｎ．，２９０６（２００５）、Ｉｎｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．，４２，１２４８（２００３）、国際公開第２００９／０５０２９０号、国際公開第２００２／０１５６４５号、国際公開第２００９／０００６７３号、米国特許公開第２００２／００３４６５６号明細書、米国特許第７３３２２３２号明細書、米国特許公開第２００９／０１０８７３７号明細書、米国特許公開第２００９／００３９７７６号明細書、米国特許第６９２１９１５号明細書、米国特許第６６８７２６６号明細書、米国特許公開第２００７／０１９０３５９号明細書、米国特許公開第２００６／０００８６７０号明細書、米国特許公開第２００９／０１６５８４６号明細書、米国特許公開第２００８／００１５３５５号明細書、米国特許第７２５０２２６号明細書、米国特許第７３９６５９８号明細書、米国特許公開第２００６／０２６３６３５号明細書、米国特許公開第２００３／０１３８６５７号明細書、米国特許公開第２００３／０１５２８０２号明細書、米国特許第７０９０９２８号明細書、Ａｎｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．ｌｎｔ．Ｅｄ．，４７，１（２００８）、Ｃｈｅｍ．Ｍａｔｅｒ．，１８，５１１９（２００６）、Ｉｎｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．，４６，４３０８（２００７）、Ｏｒｇａｎｏｍｅｔａｌｌｉｃｓ，２３，３７４５（２００４）、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，７４，１３６１（１９９９）、国際公開第２００２／００２７１４号、国際公開第２００６／００９０２４号、国際公開第２００６／０５６４１８号、国際公開第２００５／０１９３７３号、国際公開第２００５／１２３８７３号、国際公開第２００５／１２３８７３号、国際公開第２００７／００４３８０号、国際公開第２００６／０８２７４２号、米国特許公開第２００６／０２５１９２３号明細書、米国特許公開第２００５／０２６０４４１号明細書、米国特許第７３９３５９９号明細書、米国特許第７５３４５０５号明細書、米国特許第７４４５８５５号明細書、米国特許公開第２００７／０１９０３５９号明細書、米国特許公開第２００８／０２９７０３３号明細書、米国特許第７３３８７２２号明細書、米国特許公開第２００２／０１３４９８４号明細書、米国特許第７２７９７０４号明細書、米国特許公開第２００６／０９８１２０号明細書、米国特許公開第２００６／１０３８７４号明細書、国際公開第２００５／０７６３８０号、国際公開第２０１０／０３２６６３号、国際公開第２００８／１４０１１５号、国際公開第２００７／０５２４３１号、国際公開第２０１１／１３４０１３号、国際公開第２０１１／１５７３３９号、国際公開第２０１０／０８６０８９号、国際公開第２００９／１１３６４６号、国際公開第２０１２／０２０３２７号、国際公開第２０１１／０５１４０４号、国際公開第２０１１／００４６３９号、国際公開第２０１１／０７３１４９号、米国特許公開第２０１２／２２８５８３号明細書、米国特許公開第２０１２／２１２１２６号明細書、特開２０１２−０６９７３７号公報、特開２０１２−１９５５５４号公報、特開２００９−１１４０８６号公報、特開２００３−８１９８８号公報、特開２００２−３０２６７１号公報、特開２００２−３６３５５２号公報等である。
中でも、好ましいリン光ドーパントとしてはＩｒを中心金属に有する有機金属錯体が挙げられる。さらに好ましくは、金属−炭素結合、金属−窒素結合、金属−酸素結合及び金属−硫黄結合のうち、少なくとも一つの配位様式を含む錯体が好ましい。
【０１２５】
（蛍光ドーパント）
本発明に用いられる蛍光ドーパント（以下、「蛍光発光性ドーパント」ともいう。）は、励起一重項からの発光が可能な化合物であり、励起一重項からの発光が観測される限り特に限定されない。
本発明に用いられる蛍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、クマリン誘導体、ピラン誘導体、シアニン誘導体、クロコニウム誘導体、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、ローダミン誘導体、ピリリウム誘導体、ペリレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、又は希土類錯体系化合物等が挙げられる。
【０１２６】
また、近年では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、本発明はこれらに限定されない。
【０１２７】
《電子輸送層》
本発明において電子輸送層とは、電子を輸送する機能を有する材料からなり、陰極より注入された電子を発光層に伝達する機能を有していればよい。
本発明に用いられる電子輸送層の総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であり、さらに好ましくは５〜２００ｎｍである。
また、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。
【０１２８】
一方で、電子輸送層の層厚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は１×１０−５ｃｍ２／Ｖｓ以上であることが好ましい。
電子輸送層に用いられる材料（以下、電子輸送材料という。）としては、電子の注入性又は輸送性、正孔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。
【０１２９】
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、ピラジン誘導体、ピリダジン誘導体、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、アザトリフェニレン誘導体、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、チアジアゾール誘導体、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、ベンズチアゾール誘導体等）、ジベンゾフラン誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、シロール誘導体、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。
【０１３０】
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（Ａｌｑ）、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、及び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。
【０１３１】
その他、メタルフリー若しくはメタルフタロシアニン、又はそれらの末端がアルキル基やスルホン酸基等で置換されているものも、電子輸送材料として好ましく用いることができる。また、発光層の材料として例示した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、正孔輸送層と同様にｎ型−Ｓｉ、ｎ型−ＳｉＣ等の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。
【０１３２】
本発明に用いられる電子輸送層においては、電子輸送層に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など金属化合物等の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。
【０１３３】
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。
米国特許第６５２８１８７号明細書、米国特許第７２３０１０７号明細書、米国特許公開第２００５／００２５９９３号明細書、米国特許公開第２００４／００３６０７７号明細書、米国特許公開第２００９／０１１５３１６号明細書、米国特許公開第２００９／０１０１８７０号明細書、米国特許公開第２００９／０１７９５５４号明細書、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．，７９，４４９（２００１）、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，８１，１６２（２００２）、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，８１，１６２（２００２）、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，７９，１５６（２００１）、米国特許第７９６４２９３号明細書、米国特許公開第２００９／０３０２０２号明細書、国際公開第２００４／０８０９７５号、国際公開第２００４／０６３１５９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、ＥＰ２３１１８２６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２００５−３４０１２２号公報、特開２００３−４５６６２号公報、特開２００３−３１３６７号公報、特開２００３−２８２２７０号公報、国際公開第２０１２／１１５０３４号等である。
【０１３４】
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が挙げられる。
本発明の有機ＥＬ素子の電子輸送層に用いる化合物として好ましい具体例を以下に挙げるが、本発明はこれらに限定されない。
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。
【０１３５】
《正孔阻止層》
正孔阻止層とは、広い意味では電子輸送層の機能を有する層であり、好ましくは電子を輸送する機能を有しつつ正孔を輸送する能力が小さい材料からなり、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ことができる。
また、前述する電子輸送層の構成を必要に応じて、本発明に用いられる正孔阻止層として用いることができる。
本発明の有機ＥＬ素子に設ける正孔阻止層は、発光層の陰極側に隣接して設けられることが好ましい。
本発明に用いられる正孔阻止層の層厚としては、好ましくは３〜１００ｎｍの範囲であり、更に好ましくは５〜３０ｎｍの範囲である。
正孔阻止層に用いられる材料としては、前述の電子輸送層に用いられる材料が好ましく用いられ、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。
【０１３６】
《電子注入層》
本発明に用いられる電子注入層（「陰極バッファー層」ともいう。）とは、駆動電圧低下や発光輝度向上のために陰極と発光層との間に設けられる層のことで、「有機ＥＬ素子とその工業化最前線（１９９８年１１月３０日エヌ・ティー・エス社発行）」の第２編第２章「電極材料」（１２３〜１６６頁）に詳細に記載されている。
本発明において電子注入層は必要に応じて設け、上記のように陰極と発光層との間、又は陰極と電子輸送層との間に存在させてもよい。
電子注入層はごく薄い膜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。
【０１３７】
電子注入層は、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おり、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、ストロンチウムやアルミニウム等に代表される金属、フッ化リチウム、フッ化ナトリウム、フッ化カリウム等に代表されるアルカリ金属化合物、フッ化マグネシウム、フッ化カルシウム等に代表されるアルカリ土類金属化合物、酸化アルミニウムに代表される金属酸化物、リチウム８−ヒドロキシキノレート（Ｌｉｑ）等に代表される金属錯体等が挙げられる。また、前述の電子輸送材料を用いることも可能である。
また、上記の電子注入層に用いられる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。
【０１３８】
《正孔輸送層》
本発明において正孔輸送層とは、正孔を輸送する機能を有する材料からなり、陽極より注入された正孔を発光層に伝達する機能を有していればよい。
本発明に用いられる正孔輸送層の総層厚については特に制限はないが、通常は５ｎｍ〜５μｍの範囲であり、より好ましくは２〜５００ｎｍであり、さらに好ましくは５〜２００ｎｍである。
正孔輸送層に用いられる材料（以下、正孔輸送材料ともいう。）としては、正孔の注入性又は輸送性、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。
【０１３９】
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、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、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、イソインドール誘導体、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、及び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ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ、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。
【０１４０】
トリアリールアミン誘導体としては、α−ＮＰＤ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。
また、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同様に正孔輸送材料として用いることができる。
さらに不純物をドープしたｐ性の高い正孔輸送層を用いることもできる。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。
【０１４１】
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型正孔輸送材料や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。
【０１４２】
正孔輸送材料としては、上記のものを使用することができるが、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、アザトリフェニレン誘導体、有機金属錯体、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等が好ましく用いられる。
本発明の有機ＥＬ素子に用いられる、公知の好ましい正孔輸送材料の具体例としては、上記で挙げた文献の他、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。
例えば、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，６９，２１６０（１９９６）、Ｊ．Ｌｕｍｉｎ．，７２−７４，９８５（１９９７）、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，７８，６７３（２００１）、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，９０，１８３５０３（２００７）、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，９０，１８３５０３（２００７）、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，５１，９１３（１９８７）、Ｓｙｎｔｈ．Ｍｅｔ．，８７，１７１（１９９７）、Ｓｙｎｔｈ．Ｍｅｔ．，９１，２０９（１９９７）、Ｓｙｎｔｈ．Ｍｅｔ．，１１１，４２１（２０００）、ＳＩＤ  Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ  Ｄｉｇｅｓｔ，３７，９２３（２００６）、Ｊ．Ｍａｔｅｒ．Ｃｈｅｍ．，３，３１９（１９９３）、Ａｄｖ．Ｍａｔｅｒ．，６，６７７（１９９４）、Ｃｈｅｍ．Ｍａｔｅｒ．，１５，３１４８（２００３）、米国特許公開第２００３／０１６２０５３号明細書、米国特許公開第２００２／０１５８２４２号明細書、米国特許公開第２００６／０２４０２７９号明細書、米国特許公開第２００８／０２２０２６５号明細書、米国特許第５０６１５６９号明細書、国際公開第２００７／００２６８３号、国際公開第２００９／０１８００９号、ＥＰ６５０９５５、米国特許公開第２００８／０１２４５７２号明細書、米国特許公開第２００７／０２７８９３８号明細書、米国特許公開第２００８／０１０６１９０号明細書、米国特許公開第２００８／００１８２２１号明細書、国際公開第２０１２／１１５０３４号、特表２００３−５１９４３２号公報、特開２００６−１３５１４５号公報、米国特許出願番号１３／５８５９８１号等である。
正孔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。
【０１４３】
《電子阻止層》
電子阻止層とは、広い意味では正孔輸送層の機能を有する層であり、好ましくは正孔を輸送する機能を有しつつ電子を輸送する能力が小さい材料からなり、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ことができる。
また、前述する正孔輸送層の構成を必要に応じて、本発明に用いられる電子阻止層として用いることができる。
本発明の有機ＥＬ素子に設ける電子阻止層は、発光層の陽極側に隣接して設けられることが好ましい。
本発明に用いられ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、更に好ましくは５〜３０ｎｍの範囲である。
電子阻止層に用いられる材料としては、前述の正孔輸送層に用いられる材料が好ましく用いられ、また、前述のホスト化合物として用いられる材料も電子阻止層に好ましく用いられる。
【０１４４】
《正孔注入層》
本発明に用いられる正孔注入層（「陽極バッファー層」ともいう。）とは、駆動電圧低下や発光輝度向上のために陽極と発光層との間に設けられる層のことで、「有機ＥＬ素子とその工業化最前線（１９９８年１１月３０日エヌ・ティー・エス社発行）」の第２編第２章「電極材料」（１２３〜１６６頁）に詳細に記載されている。
本発明において正孔注入層は必要に応じて設け、上記のように陽極と発光層又は陽極と正孔輸送層との間に存在させてもよい。
正孔注入層は、特開平９−４５４７９号公報、同９−２６００６２号公報、同８−２８８０６９号公報等にもその詳細が記載されており、正孔注入層に用いられる材料としては、例えば前述の正孔輸送層に用いられる材料等が挙げられる。
【０１４５】
中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、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）や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。
前述の正孔注入層に用いられる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。
【０１４６】
《その他の添加化合物》
前述した本発明における有機層は、更に他の添加含有物が含まれていてもよい。
添加含有物としては、例えば臭素、ヨウ素及び塩素等のハロゲン元素やハロゲン化化合物、Ｐｄ、Ｃａ、Ｎａ等のアルカリ金属やアルカリ土類金属、遷移金属の化合物や錯体、塩等が挙げられる。
添加含有物の含有量は、任意に決定することができるが、含有される層の全質量％に対して１０００ｐｐｍ以下であることが好ましく、より好ましくは５００ｐｐｍ以下であり、さらに好ましくは５０ｐｐｍ以下である。
ただし、電子や正孔の輸送性を向上させる目的や、励起子のエネルギー移動を有利にするための目的などによってはこの範囲内ではない。
【０１４７】
《有機層の形成方法》
本発明に係る有機層（正孔注入層、正孔輸送層、発光層、正孔阻止層、電子輸送層、電子注入層等）の形成方法について説明する。
本発明に係る有機層の形成方法は、特に制限はなく、従来公知の例えば真空蒸着法、湿式法（ウェットプロセスともいう。）等による形成方法を用いることができるが、湿式法により形成することがより好ましい。
湿式法としては、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法、印刷法、ダイコート法、ブレードコート法、ロールコート法、スプレーコート法、カーテンコート法、ＬＢ法（ラングミュア−ブロジェット法）等があるが、均質な薄膜が得られやすく、かつ高生産性の点から、ダイコート法、ロールコート法、インクジェット法、スプレーコート法などのロールｔｏロール方式適性の高い方法が好ましい。
【０１４８】
本発明の有機ＥＬ材料を溶解又は分散する液媒体としては、例えば、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、酢酸エチル等の脂肪酸エステル類、ジクロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素類、トルエン、キシレン、メシチレン、シクロヘキシルベンゼン等の芳香族炭化水素類、シクロヘキサン、デカリン、ドデカン等の脂肪族炭化水素類、ＤＭＦ、ＤＭＳＯ等の有機溶媒を用いることができる。
また、分散方法としては、超音波、高剪断力分散やメディア分散等の分散方法により分散することができる。
【０１４９】
更に層毎に異なる成膜法を適用してもよい。成膜に蒸着法を採用する場合、その蒸着条件は使用する化合物の種類等により異なるが、一般にボート加熱温度５０〜４５０℃、真空度１０−６〜１０−２Ｐａ、蒸着速度０．０１〜５０ｎｍ／秒、基板温度−５０〜３００℃、層厚０．１ｎｍ〜５μｍ、好ましくは５〜２００ｎｍの範囲で適宜選ぶことが望ましい。
本発明に係る有機層の形成は、一回の真空引きで一貫して正孔注入層から陰極まで作製するのが好ましいが、途中で取り出して異なる成膜法を施しても構わない。その際は作業を乾燥不活性ガス雰囲気下で行うことが好ましい。
【０１５０】
《陽極》
有機ＥＬ素子における陽極としては、仕事関数の大きい（４ｅＶ以上、好ましくは４．５ｅＶ以上）金属、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが好ましく用いられる。このような電極物質の具体例としては、Ａｕ等の金属、ＣｕＩ、インジウム・スズ酸化物（ＩＴＯ）、ＳｎＯ２、ＺｎＯ等の導電性透明材料が挙げられる。
また、ＩＤＩＸＯ（Ｉｎ２Ｏ３−ＺｎＯ）等非晶質で透明導電膜を作製可能な材料を用いてもよい。
【０１５１】
陽極はこれらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により薄膜を形成させ、フォトリソグラフィー法で所望の形状のパターンを形成してもよく、又はパターン精度を余り必要としない場合は（１００μｍ以上程度）、上記電極物質の蒸着やスパッタリング時に所望の形状のマスクを介してパターンを形成してもよい。
また、有機導電性化合物のように塗布可能な物質を用いる場合には、印刷方式、コーティング方式等湿式成膜法を用いることもできる。この陽極より発光を取り出す場合には、透過率を１０％より大きくすることが望ましく、また陽極としてのシート抵抗は数百Ω／□以下が好ましい。
陽極の膜厚は材料にもよるが、通常１０ｎｍ〜１μｍ、好ましくは１０〜２００ｎｍの範囲で選ばれる。
【０１５２】
《陰極》
陰極としては、仕事関数の小さい（４ｅＶ以下）金属（電子注入性金属と称する。）、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが用いられる。このような電極物質の具体例としては、ナトリウム、ナトリウム−カリウム合金、マグネシウム、リチウム、マグネシウム／銅混合物、マグネシウム／銀混合物、マグネシウム／アルミニウム混合物、マグネシウム／インジウム混合物、アルミニウム／酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）混合物、インジウム、リチウム／アルミニウム混合物、アルミニウム、希土類金属等が挙げられる。これらの中で、電子注入性及び酸化等に対する耐久性の点から、電子注入性金属とこれより仕事関数の値が大きく安定な金属である第２金属との混合物、例えば、マグネシウム／銀混合物、マグネシウム／アルミニウム混合物、マグネシウム／インジウム混合物、アルミニウム／酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）混合物、リチウム／アルミニウム混合物、アルミニウム等が好適である。
【０１５３】
陰極はこれらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により薄膜を形成させることにより、作製することができる。また、陰極としてのシート抵抗は数百Ω／□以下が好ましく、膜厚は通常１０ｎｍ〜５μｍ、好ましくは５０〜２００ｎｍの範囲で選ばれる。
なお、発光した光を透過させるため、有機ＥＬ素子の陽極又は陰極のいずれか一方が透明又は半透明であれば発光輝度が向上し好都合である。
また、陰極に上記金属を１〜２０ｎｍの膜厚で作製した後に、陽極の説明で挙げる導電性透明材料をその上に作製することで、透明又は半透明の陰極を作製することができ、これを応用することで陽極と陰極の両方が透過性を有する素子を作製することができる。
【０１５４】
《支持基板》
本発明の有機ＥＬ素子に用いることのできる支持基板（以下、基体、基板、基材、支持体等ともいう。）としては、ガラス、プラスチック等の種類には特に限定はなく、また透明であっても不透明であってもよい。支持基板側から光を取り出す場合には、支持基板は透明であることが好ましい。好ましく用いられる透明な支持基板としては、ガラス、石英、透明樹脂フィルムを挙げることができる。特に好ましい支持基板は、有機ＥＬ素子にフレキシブル性を与えることが可能な樹脂フィルムである。
【０１５５】
樹脂フィルムとしては、例えば、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）等のポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、セロファン、セルロースジアセテート、セルローストリアセテート（ＴＡＣ）、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートプロピオネート（ＣＡＰ）、セルロースアセテートフタレート、セルロースナイトレート等のセルロースエステル類又はそれらの誘導体、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、ポリエチレンビニルアルコール、シンジオタクティックポリスチレン、ポリカーボネート、ノルボルネン樹脂、ポリメチルペンテン、ポリエーテルケトン、ポリイミド、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリフェニレンスルフィド、ポリスルホン類、ポリエーテルイミド、ポリエーテルケトンイミド、ポリアミド、フッ素樹脂、ナイロン、ポリメチルメタクリレート、アクリル又はポリアリレート類、アートン（商品名ＪＳＲ社製）又はアペル（商品名三井化学社製）といったシクロオレフィン系樹脂等のフィルムを挙げられる。
【０１５６】
樹脂フィルムの表面には、無機物、有機物の被膜又はその両者のハイブリッド被膜が形成されていてもよく、ＪＩＳ  Ｋ  ７１２９−１９９２に準拠した方法で測定された、水蒸気透過度（２５±０．５℃、相対湿度（９０±２）％）が０．０１ｇ／（ｍ２・２４ｈ）以下のガスバリアー性フィルムであることが好ましく、更には、ＪＩＳ  Ｋ  ７１２６−１９８７に準拠した方法で測定された酸素透過度が、１０−３ｍｌ／（ｍ２・２４ｈ・ａｔｍ）以下、水蒸気透過度が、１０−５ｇ／（ｍ２・２４ｈ）以下の高ガスバリアー性フィルムであることが好ましい。
【０１５７】
ガスバリアー膜を形成する材料としては、水分や酸素等素子の劣化をもたらすものの浸入を抑制する機能を有する材料であればよく、例えば、酸化ケイ素、二酸化ケイ素、窒化ケイ素等を用いることができる。更に該膜の脆弱性を改良するために、これら無機層と有機材料からなる層の積層構造を持たせることがより好ましい。無機層と有機層の積層順については特に制限はないが、両者を交互に複数回積層させることが好ましい。
【０１５８】
ガスバリアー膜の形成方法については特に限定はなく、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、分子線エピタキシー法、クラスターイオンビーム法、イオンプレーティング法、プラズマ重合法、大気圧プラズマ重合法、プラズマＣＶＤ法、レーザーＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、コーティング法等を用いることができるが、特開２００４−６８１４３号公報に記載されているような大気圧プラズマ重合法によるものが特に好ましい。
【０１５９】
不透明な支持基板としては、例えば、アルミ、ステンレス等の金属板、フィルムや不透明樹脂基板、セラミック製の基板等が挙げられる。
本発明の有機ＥＬ素子の発光の室温における外部取り出し量子効率は、１％以上であることが好ましく、５％以上であるとより好ましい。
ここで、外部取り出し量子効率（％）＝有機ＥＬ素子外部に発光した光子数／有機ＥＬ素子に流した電子数×１００である。
また、カラーフィルター等の色相改良フィルター等を併用しても、有機ＥＬ素子からの発光色を蛍光体として用いて多色へ変換する色変換フィルターを併用してもよい。
【０１６０】
《封止》
本発明の有機ＥＬ素子の封止に用いられる封止手段としては、例えば、封止部材と、電極、支持基板とを接着剤で接着する方法を挙げることができる。封止部材としては、有機ＥＬ素子の表示領域を覆うように配置されていればよく、凹板状でも、平板状でもよい。また、透明性、電気絶縁性は特に限定されない。
具体的には、ガラス板、ポリマー板・フィルム、金属板・フィルム等が挙げられる。ガラス板としては、特にソーダ石灰ガラス、バリウム・ストロンチウム含有ガラス、鉛ガラス、アルミノケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス、バリウムホウケイ酸ガラス、石英等を挙げることができる。また、ポリマー板としては、ポリカーボネート、アクリル、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルサルファイド、ポリサルフォン等を挙げることができる。金属板としては、ステンレス、鉄、銅、アルミニウム、マグネシウム、ニッケル、亜鉛、クロム、チタン、モリブテン、シリコン、ゲルマニウム及びタンタルからなる群から選ばれる１種以上の金属又は合金からなるものが挙げられる。
【０１６１】
本発明においては、有機ＥＬ素子を薄膜化できるということからポリマーフィルム、金属フィルムを好ましく使用することができる。さらには、ポリマーフィルムはＪＩＳ  Ｋ  ７１２６−１９８７に準拠した方法で測定された酸素透過度が１×１０−３ｍｌ／（ｍ２・２４ｈ・ａｔｍ）以下、ＪＩＳ  Ｋ  ７１２９−１９９２に準拠した方法で測定された、水蒸気透過度（２５±０．５℃、相対湿度（９０±２）％）が、１×１０−３ｇ／（ｍ２／２４ｈ）以下のものであることが好ましい。
封止部材を凹状に加工するのは、サンドブラスト加工、化学エッチング加工等が使われる。
【０１６２】
接着剤として具体的には、アクリル酸系オリゴマー、メタクリル酸系オリゴマーの反応性ビニル基を有する光硬化及び熱硬化型接着剤、２−シアノアクリル酸エステル等の湿気硬化型等の接着剤を挙げることができる。また、エポキシ系等の熱及び化学硬化型（二液混合）を挙げることができる。また、ホットメルト型のポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィンを挙げることができる。また、カチオン硬化タイプの紫外線硬化型エポキシ樹脂接着剤を挙げることができる。
なお、有機ＥＬ素子が熱処理により劣化する場合があるので、室温から８０℃までに接着硬化できるものが好ましい。また、前記接着剤中に乾燥剤を分散させておいてもよい。封止部分への接着剤の塗布は市販のディスペンサーを使ってもよいし、スクリーン印刷のように印刷してもよい。
【０１６３】
また、有機層を挟み支持基板と対向する側の電極の外側に該電極と有機層を被覆し、支持基板と接する形で無機物、有機物の層を形成し封止膜とすることも好適にできる。この場合、該膜を形成する材料としては、水分や酸素等素子の劣化をもたらすものの浸入を抑制する機能を有する材料であればよく、例えば、酸化ケイ素、二酸化ケイ素、窒化ケイ素等を用いることができる。
【０１６４】
さらに該膜の脆弱性を改良するために、これら無機層と有機材料からなる層の積層構造を持たせることが好ましい。これらの膜の形成方法については特に限定はなく、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、分子線エピタキシー法、クラスターイオンビーム法、イオンプレーティング法、プラズマ重合法、大気圧プラズマ重合法、プラズマＣＶＤ法、レーザーＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、コーティング法等を用いることができる。
封止部材と有機ＥＬ素子の表示領域との間隙には、気相及び液相では、窒素、アルゴン等の不活性気体やフッ化炭化水素、シリコンオイルのような不活性液体を注入することが好ましい。また、真空とすることも可能である。また、内部に吸湿性化合物を封入することもできる。
【０１６５】
吸湿性化合物としては、例えば、金属酸化物（例えば、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化カルシウム、酸化バリウム、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム等）、硫酸塩（例えば、硫酸ナトリウム、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム、硫酸コバルト等）、金属ハロゲン化物（例えば、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、フッ化セシウム、フッ化タンタル、臭化セリウム、臭化マグネシウム、ヨウ化バリウム、ヨウ化マグネシウム等）、過塩素酸類（例えば、過塩素酸バリウム、過塩素酸マグネシウム等）等が挙げられ、硫酸塩、金属ハロゲン化物及び過塩素酸類においては無水塩が好適に用いられる。
【０１６６】
《保護膜、保護板》
有機層を挟み支持基板と対向する側の前記封止膜又は前記封止用フィルムの外側に、素子の機械的強度を高めるために、保護膜又は保護板を設けてもよい。特に、封止が前記封止膜により行われている場合には、その機械的強度は必ずしも高くないため、このような保護膜、保護板を設けることが好ましい。
これに使用することができる材料としては、前記封止に用いたのと同様なガラス板、ポリマー板・フィルム、金属板・フィルム等を用いることができるが、軽量かつ薄膜化ということからポリマーフィルムを用いることが好ましい。
【０１６７】
《光取り出し向上技術》
有機エレクトロルミネッセンス素子は、空気よりも屈折率の高い（屈折率１．６〜２．１程度の範囲内）層の内部で発光し、発光層で発生した光のうち１５％から２０％程度の光しか取り出せないことが一般的に言われている。これは、臨界角以上の角度θで界面（透明基板と空気との界面）に入射する光は、全反射を起こし素子外部に取り出すことができないことや、透明電極又は発光層と透明基板との間で光が全反射を起こし、光が透明電極又は発光層を導波し、結果として、光が素子側面方向に逃げるためである。
【０１６８】
この光の取り出しの効率を向上させる手法としては、例えば、透明基板表面に凹凸を形成し、透明基板と空気界面での全反射を防ぐ方法（例えば、米国特許第４７７４４３５号明細書）、基板に集光性を持たせることにより効率を向上させる方法（例えば、特開昭６３−３１４７９５号公報）、素子の側面等に反射面を形成する方法（例えば、特開平１−２２０３９４号公報）、基板と発光体の間に中間の屈折率を持つ平坦層を導入し、反射防止膜を形成する方法（例えば、特開昭６２−１７２６９１号公報）、基板と発光体の間に基板よりも低屈折率を持つ平坦層を導入する方法（例えば、特開２００１−２０２８２７号公報）、基板、透明電極層や発光層のいずれかの層間（含む、基板と外界間）に回折格子を形成する方法（特開平１１−２８３７５１号公報）などが挙げられる。
【０１６９】
本発明においては、これらの方法を本発明の有機ＥＬ素子と組み合わせて用いることができるが、基板と発光体の間に基板よりも低屈折率を持つ平坦層を導入する方法、又は基板、透明電極層や発光層のいずれかの層間（含む、基板と外界間）に回折格子を形成する方法を好適に用いることができる。
本発明は、これらの手段を組み合わせることにより、更に高輝度又は耐久性に優れた素子を得ることができる。
【０１７０】
透明電極と透明基板の間に低屈折率の媒質を光の波長よりも長い厚さで形成すると、透明電極から出てきた光は、媒質の屈折率が低いほど、外部への取り出し効率が高くなる。
低屈折率層としては、例えば、エアロゲル、多孔質シリカ、フッ化マグネシウム、フッ素系ポリマーなどが挙げられる。透明基板の屈折率は一般に１．５〜１．７程度の範囲内であるので、低屈折率層は、屈折率がおよそ１．５以下であることが好ましい。またさらに１．３５以下であることが好ましい。
【０１７１】
また、低屈折率媒質の厚さは、媒質中の波長の２倍以上となるのが望ましい。これは、低屈折率媒質の厚さが、光の波長程度になってエバネッセントで染み出した電磁波が基板内に入り込む層厚になると、低屈折率層の効果が薄れるからである。
全反射を起こす界面又は、いずれかの媒質中に回折格子を導入する方法は、光取り出し効率の向上効果が高いという特徴がある。この方法は、回折格子が１次の回折や、２次の回折といった、いわゆるブラッグ回折により、光の向きを屈折とは異なる特定の向きに変えることができる性質を利用して、発光層から発生した光のうち、層間での全反射等により外に出ることができない光を、いずれかの層間若しくは、媒質中（透明基板内や透明電極内）に回折格子を導入することで光を回折させ、光を外に取り出そうとするものである。
【０１７２】
導入する回折格子は、二次元的な周期屈折率を持っていることが望ましい。これは、発光層で発光する光はあらゆる方向にランダムに発生するので、ある方向にのみ周期的な屈折率分布を持っている一般的な一次元回折格子では、特定の方向に進む光しか回折されず、光の取り出し効率がさほど上がらない。
しかしながら、屈折率分布を二次元的な分布にすることにより、あらゆる方向に進む光が回折され、光の取り出し効率が上がる。
回折格子を導入する位置としては、いずれかの層間、若しくは媒質中（透明基板内や透明電極内）でも良いが、光が発生する場所である有機発光層の近傍が望ましい。このとき、回折格子の周期は、媒質中の光の波長の約１／２〜３倍程度の範囲内が好ましい。回折格子の配列は、正方形のラチス状、三角形のラチス状、ハニカムラチス状など、二次元的に配列が繰り返されることが好ましい。
【０１７３】
《集光シート》
本発明の有機ＥＬ素子は、支持基板（基板）の光取出し側に、例えばマイクロレンズアレイ上の構造を設けるように加工したり、又はいわゆる集光シートと組み合わせることにより、特定方向、例えば素子発光面に対し正面方向に集光することにより、特定方向上の輝度を高めることができる。
マイクロレンズアレイの例としては、基板の光取り出し側に一辺が３０μｍでその頂角が９０度となるような四角錐を二次元に配列する。一辺は１０〜１００μｍの範囲内が好ましい。これより小さくなると回折の効果が発生して色付く、大きすぎると厚さが厚くなり好ましくない。
【０１７４】
集光シートとしては、例えば液晶表示装置のＬＥＤバックライトで実用化されているものを用いることが可能である。このようなシートとして例えば、住友スリーエム社製輝度上昇フィルム（ＢＥＦ）などを用いることができる。プリズムシートの形状としては、例えば基材に頂角９０度、ピッチ５０μｍの△状のストライプが形成されたものであってもよいし、頂角が丸みを帯びた形状、ピッチをランダムに変化させた形状、その他の形状であってもよい。
また、有機ＥＬ素子からの光放射角を制御するために光拡散板・フィルムを、集光シートと併用してもよい。例えば、（株）きもと製拡散フィルム（ライトアップ）などを用いることができる。
【０１７５】
《用途》
本発明の有機ＥＬ素子は、表示デバイス、ディスプレイ、各種発光光源として用いることができる。
発光光源として、例えば、照明装置（家庭用照明、車内照明）、時計や液晶用バックライト、看板広告、信号機、光記憶媒体の光源、電子写真複写機の光源、光通信処理機の光源、光センサーの光源等が挙げられるがこれに限定するものではないが、特に液晶表示装置のバックライト、照明用光源としての用途に有効に用いることができる。
本発明の有機ＥＬ素子においては、必要に応じ成膜時にメタルマスクやインクジェットプリンティング法等でパターニングを施してもよい。パターニングする場合は、電極のみをパターニングしてもよいし、電極と発光層をパターニングしてもよいし、素子全層をパターニングしてもよく、素子の作製においては、従来公知の方法を用いることができる。
【０１７６】
《表示装置》
本発明の有機ＥＬ素子は、表示装置に用いることができる。表示装置は単色でも多色でもよいが、ここでは多色表示装置について説明する。
多色表示装置の場合は発光層形成時のみシャドーマスクを設け、一面に蒸着法、キャスト法、スピンコート法、インクジェット法、印刷法等で膜を形成できる。
発光層のみパターニングを行う場合、その方法に限定はないが、好ましくは蒸着法、インクジェット法、スピンコート法、印刷法である。
【０１７７】
表示装置に具備される有機ＥＬ素子の構成は、必要に応じて上記の有機ＥＬ素子の構成例の中から選択される。
また、有機ＥＬ素子の製造方法は、上記の本発明の有機ＥＬ素子の製造の一態様に示したとおりである。
このようにして得られた多色表示装置に直流電圧を印加する場合には、陽極を＋、陰極を−の極性として電圧２〜４０Ｖ程度を印加すると発光が観測できる。また、逆の極性で電圧を印加しても電流は流れずに発光は全く生じない。更に交流電圧を印加する場合には、陽極が＋、陰極が−の状態になったときのみ発光する。なお、印加する交流の波形は任意でよい。
【０１７８】
多色表示装置は、表示デバイス、ディスプレイ、各種発光光源として用いることができる。表示デバイス、ディスプレイにおいて、青、赤、緑発光の３種の有機ＥＬ素子を用いることによりフルカラーの表示が可能となる。
表示デバイス、ディスプレイとしては、テレビ、パソコン、モバイル機器、ＡＶ機器、文字放送表示、自動車内の情報表示等が挙げられる。特に静止画像や動画像を再生する表示装置として使用してもよく、動画再生用の表示装置として使用する場合の駆動方式は単純マトリクス（パッシブマトリクス）方式でもアクティブマトリクス方式でもどちらでもよい。
発光光源としては、家庭用照明、車内照明、時計や液晶用のバックライト、看板広告、信号機、光記憶媒体の光源、電子写真複写機の光源、光通信処理機の光源、光センサーの光源等が挙げられるが、本発明はこれらに限定されない。
【０１７９】
以下、本発明の有機ＥＬ素子を有する表示装置の一例を図面に基づいて説明する。
図２は有機ＥＬ素子から構成される表示装置の一例を示した模式図である。有機ＥＬ素子の発光により画像情報の表示を行う、例えば、携帯電話等のディスプレイの模式図である。
ディスプレイ１は、複数の画素を有する表示部Ａ、画像情報に基づいて表示部Ａの画像走査を行う制御部Ｂ、表示部Ａと制御部Ｂとを電気的に接続する配線部Ｃ等を有する。
制御部Ｂは表示部Ａと配線部Ｃを介して電気的に接続され、複数の画素それぞれに外部からの画像情報に基づいて走査信号と画像データ信号を送り、走査信号により走査線ごとの画素が画像データ信号に応じて順次発光して画像走査を行って画像情報を表示部Ａに表示する。
【０１８０】
図３はアクティブマトリクス方式による表示装置の模式図である。
表示部Ａは基板上に、複数の走査線５及びデータ線６を含む配線部Ｃと複数の画素３等とを有する。表示部Ａの主要な部材の説明を以下に行う。
図３においては、画素３の発光した光（発光光Ｌ）が白矢印方向（下方向）へ取り出される場合を示している。
【０１８１】
配線部の走査線５及び複数のデータ線６は、それぞれ導電材料からなり、走査線５とデータ線６は格子状に直交して、直交する位置で画素３に接続している（詳細は図示していない）。
画素３は、走査線５から走査信号が印加されると、データ線６から画像データ信号を受け取り、受け取った画像データに応じて発光する。
発光の色が赤領域の画素、緑領域の画素、青領域の画素を適宜同一基板上に並置することによって、フルカラー表示が可能となる。
【０１８２】
次に、画素の発光プロセスを説明する。図４は画素の回路を示した概略図である。
画素は、有機ＥＬ素子１０、スイッチングトランジスタ１１、駆動トランジスタ１２、コンデンサー１３等を備えている。複数の画素に有機ＥＬ素子１０として、赤色、緑色及び青色発光の有機ＥＬ素子を用い、これらを同一基板上に並置することでフルカラー表示を行うことができる。
【０１８３】
図４において、制御部Ｂからデータ線６を介してスイッチングトランジスタ１１のドレインに画像データ信号が印加される。そして、制御部Ｂから走査線５を介してスイッチングトランジスタ１１のゲートに走査信号が印加されると、スイッチングトランジスタ１１の駆動がオンし、ドレインに印加された画像データ信号がコンデンサー１３と駆動トランジスタ１２のゲートに伝達される。
【０１８４】
画像データ信号の伝達により、コンデンサー１３が画像データ信号の電位に応じて充電されるとともに、駆動トランジスタ１２の駆動がオンする。駆動トランジスタ１２は、ドレインが電源ライン７に接続され、ソースが有機ＥＬ素子１０の電極に接続されており、ゲートに印加された画像データ信号の電位に応じて電源ライン７から有機ＥＬ素子１０に電流が供給される。
【０１８５】
制御部Ｂの順次走査により走査信号が次の走査線５に移ると、スイッチングトランジスタ１１の駆動がオフする。しかし、スイッチングトランジスタ１１の駆動がオフしてもコンデンサー１３は充電された画像データ信号の電位を保持するので、駆動トランジスタ１２の駆動はオン状態が保たれて、次の走査信号の印加が行われるまで有機ＥＬ素子１０の発光が継続する。順次走査により次に走査信号が印加されたとき、走査信号に同期した次の画像データ信号の電位に応じて駆動トランジスタ１２が駆動して有機ＥＬ素子１０が発光する。
すなわち、有機ＥＬ素子１０の発光は、複数の画素それぞれの有機ＥＬ素子１０に対して、アクティブ素子であるスイッチングトランジスタ１１と駆動トランジスタ１２を設けて、複数の画素３それぞれの有機ＥＬ素子１０の発光を行っている。このような発光方法をアクティブマトリクス方式と呼んでいる。
【０１８６】
ここで、有機ＥＬ素子１０の発光は複数の階調電位を持つ多値の画像データ信号による複数の階調の発光でもよいし、２値の画像データ信号による所定の発光量のオン、オフでもよい。また、コンデンサー１３の電位の保持は次の走査信号の印加まで継続して保持してもよいし、次の走査信号が印加される直前に放電させてもよい。
本発明においては、上述したアクティブマトリクス方式に限らず、走査信号が走査されたときのみデータ信号に応じて有機ＥＬ素子を発光させるパッシブマトリクス方式の発光駆動でもよい。
【０１８７】
図５は、パッシブマトリクス方式による表示装置の模式図である。図５において、複数の走査線５と複数のデータ線６が画素３を挟んで対向して格子状に設けられている。
順次走査により走査線５の走査信号が印加されたとき、印加された走査線５に接続している画素３が画像データ信号に応じて発光する。
パッシブマトリクス方式では画素３にアクティブ素子が無く、製造コストの低減が計れる。
本発明の有機ＥＬ素子を用いることにより、発光効率が向上した表示装置が得られた。
【０１８８】
≪本発明の照明装置の一態様≫
本発明の有機ＥＬ素子を具備した、本発明の照明装置の一態様について説明する。
本発明の有機ＥＬ素子の非発光面をガラスケースで覆い、厚さ３００μｍのガラス基板を封止用基板として用いて、周囲にシール材として、エポキシ系光硬化型接着剤（東亞合成社製ラックストラックＬＣ０６２９Ｂ）を適用し、これを陰極上に重ねて透明支持基板と密着させ、ガラス基板側からＵＶ光を照射して、硬化させて、封止し、図６及び図７に示すような照明装置を形成することができる。
図６は、照明装置の概略図を示し、本発明の有機ＥＬ素子１０１はガラスカバー１０２で覆われている（なお、ガラスカバーでの封止作業は、有機ＥＬ素子１０１を大気に接触させることなく窒素雰囲気下のグローブボックス（純度９９．９９９％以上の高純度窒素ガスの雰囲気下）で行った。）。
図７は、照明装置の断面図を示し、図７において、１０５は陰極、１０６は有機ＥＬ層、１０７は透明電極付きガラス基板を示す。なお、ガラスカバー１０２内には窒素ガス１０８が充填され、捕水剤１０９が設けられている。
【０１８９】
《有機ＥＬ素子材料》
本発明の有機ＥＬ素子材料は、前記一般式（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。
また、前記一般式（１）中、前記ＢのＨＯＭＯ準位が、−５．８７ｅＶ以下であり、前記ＢのＬＵＭＯ準位が、−０．２４ｅＶ以下であり、前記置換基Ａ１及び前記その他の置換基Ａ２のＨＯＭＯ準位が、−５．８７ｅＶ以下であり、前記置換基Ａ１及び前記その他の置換基Ａ２のＬＵＭＯ準位が、前記式（Ｉ）を満たすことが好ましい。
前記一般式（１）で表される構造を有する化合物を含有する本発明の有機ＥＬ素子材料を用いることで、発光効率が高く、低駆動電圧及び長寿命であり、かつ駆動時の電圧上昇が小さく、さらに経時安定性に優れた有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することができる。
【実施例】
【０１９０】
以下、実施例を挙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「％」の表示を用いるが、特に断りがない限り「体積％」を表す。また、下記に実施例で使用した比較化合物１〜４の構造を示す。【０１９１】
【化４１】
2016143508.tif 000044
【０１９２】
また、各比較化合物の分子計算結果を下記表に示す。【０１９３】
【表２】
2016143508.tif 000045
【０１９４】
また、以下の実施例で使用する化合物の構造式を示す。【０１９５】
【化４２】
2016143508.tif 000046
【０１９６】
【化４３】
2016143508.tif 000047
【０１９７】
【化４４】
2016143508.tif 000048
【０１９８】
［実施例１］
《有機ＥＬ素子１−１の作製》
陽極として１００ｍｍ×１００ｍｍ×１．１ｍｍのガラス基板上にＩＴＯ（インジウム・スズ酸化物）を１００ｎｍ成膜した基板（ＮＨテクノグラス社製ＮＡ４５）にパターニングを行った後、このＩＴＯ透明電極を設けた透明支持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、ＵＶオゾン洗浄を５分間行った。
この透明支持基板を市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに固定し、一方モリブデン製抵抗加熱ボートにＨＴ−１を２００ｍｇ入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにＨＴ−２を２００ｍｇ入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートに比較化合物１を２００ｍｇ入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにＤＰ−１を２００ｍｇ入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにＥＴ−１を２００ｍｇ入れ、さらに別のモリブデン製抵抗加熱ボートにＥＴ−２を２００ｍｇ入れ、真空蒸着装置に取り付けた。【０１９９】
次いで真空槽を４×１０−４Ｐａまで減圧した後、ＨＴ−１の入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度０．１ｎｍ／秒で、透明支持基板に蒸着し１０ｎｍの正孔注入層を設けた。
更にＨＴ−２の入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度０．１ｎｍ／秒で、前記正孔注入層上に蒸着し３０ｎｍの正孔輸送層を設けた。
更に比較化合物１とＤＰ−１の入った前記加熱ボートに通電して加熱し、それぞれ蒸着速度０．１ｎｍ／秒、０．０１０ｎｍ／秒で、前記正孔輸送層上に共蒸着し４０ｎｍの発光層を設けた。【０２００】
更にＥＴ−１の入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度０．１ｎｍ／秒で、前記発光層上に蒸着し１０ｎｍの正孔阻止層を設けた。
更にＥＴ−２の入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度０．１ｎｍ／秒で、前記正孔阻止層上に蒸着し３０ｎｍの電子輸送層を設けた。
引き続き、電子注入層（陰極バッファー層）としてフッ化リチウム０．５ｎｍを蒸着し、更にアルミニウム１１０ｎｍを蒸着して陰極を形成し、有機ＥＬ素子１−１を作製した。【０２０１】
≪有機ＥＬ素子１−２〜１−１０の作製≫
有機ＥＬ素子１−１の作製において、比較化合物１を表２、表３−１及び表３−２に記載の化合物に変えた以外は同様にして有機ＥＬ素子１−２〜１−１０を作製した。比較化合物以外の各化合物の分子計算結果を表３−１及び表３−２に示す。【０２０２】
【表３−１】
2016143508.tif 000049
【０２０３】
【表３−２】
2016143508.tif 000050
【０２０４】
《有機ＥＬ素子１−１〜１−１０の評価》
得られた有機ＥＬ素子１−１〜１−１０を評価するに際しては、作製後の各有機ＥＬ素子の非発光面をガラスケースで覆い、厚さ３００μｍのガラス基板を封止用基板として用いて、周囲にシール材としてエポキシ系光硬化型接着剤（東亞合成社製ラックストラックＬＣ０６２９Ｂ）を適用し、これを上記陰極上に重ねて前記透明支持基板と密着させ、ガラス基板側からＵＶ光を照射して硬化させて封止し、図６及び図７に示すような照明装置を作製して評価した。
このようにして作製した各サンプルについて下記の評価を行った。【０２０５】
（１）外部取り出し量子効率
有機ＥＬ素子を室温（約２３℃）、２．５ｍＡ／ｃｍ２の定電流条件下による点灯を行い、点灯開始直後の発光輝度［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。
ここで、発光輝度の測定はＣＳ−１０００（コニカミノルタ社製）を用いて行い、外部取り出し量子効率は有機ＥＬ素子１−１を１００とする相対値で表した。【０２０６】
（２）半減寿命
下記に示す測定法に従って、半減寿命の評価を行った。各有機ＥＬ素子を初期輝度１０００ｃｄ／ｍ２を与える電流で定電流駆動して、初期輝度の１／２（５００ｃｄ／ｍ２）になる時間を求め、これを半減寿命の尺度とした。なお、半減寿命は有機ＥＬ素子１−１を１００とする相対値で表した。【０２０７】
（３）駆動電圧
有機ＥＬ素子を室温（約２３℃）、２．５ｍＡ／ｃｍ２の定電流条件下で駆動したときの電圧を各々測定し、測定結果を下記に示すように、有機ＥＬ素子１−１を１００として各々相対値で示した。
電圧＝（各素子の駆動電圧／有機ＥＬ素子１−１の駆動電圧）×１００
なお、値が小さいほうが比較に対して駆動電圧が低いことを示す。【０２０８】
（４）駆動時の電圧上昇
有機ＥＬ素子を室温（約２３℃）、２．５ｍＡ／ｃｍ２の定電流条件下により駆動した時の電圧を各々測定し、測定結果を下記に示した計算式により計算し、得られた結果を表４に示した。
有機ＥＬ素子１−１を１００とする相対値で表した。
駆動時の電圧上昇（相対値）＝輝度半減時の駆動電圧−初期駆動電圧
なお、値が小さいほうが比較に対して駆動時の電圧上昇が小さいことを示す。【０２０９】
（５）経時安定性
有機ＥＬ素子を６０℃、７０％ＲＨの条件で１ヶ月保存後、保存前後における各電力効率を求め、各々の電力効率比を下式に従って求め、これを経時安定性の尺度とした。
経時安定性（％）＝保存後の電力効率／保存前の電力効率×１００
なお、電力効率は分光放射輝度計ＣＳ−１０００（コニカミノルタ社製）を用いて、各有機ＥＬ素子の正面輝度及び輝度角度依存性を測定し、正面輝度１０００ｃｄ／ｍ２において求めたものを用いた。以上の評価結果を表４に示す。【０２１０】
【表４】
2016143508.tif 000051
【０２１１】
表４から明らかなとおり、本発明に係る一般式（１）で表される構造を有する化合物を用いた有機ＥＬ素子は、比較例の有機ＥＬ素子に比べ、発光効率及び発光寿命に優れ、低電圧であることが明らかであり、また駆動時の電圧上昇も抑えられていることがわかった。さらに、経時安定性に優れていることもわかった。【０２１２】
［実施例２］
《有機ＥＬ素子２−１の作製》
１００ｍｍ×１００ｍｍ×１．１ｍｍのガラス基板上に、陽極としてＩＴＯを１００ｎｍ成膜した基板（ＮＨテクノグラス社製ＮＡ４５）にパターニングを行った後、このＩＴＯ透明電極を設けた透明支持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、ＵＶオゾン洗浄を５分間行った。
この透明支持基板上に、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、Ｈ．Ｃ．スタルク社製、Ｃｌｅｖｉｏｓ  Ｐ  ＶＰ  ＡＩ  ４０８３）を純水で７０％に希釈した溶液を用い、３０００ｒｐｍ、３０秒の条件でスピンコート法により薄膜を形成した後、２００℃にて１時間乾燥し、層厚２０ｎｍの第１正孔輸送層を設けた。【０２１３】
この透明支持基板を市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに固定し、一方、モリブデン製抵抗加熱ボートに正孔輸送材料としてＨＴ−２を２００ｍｇ入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにホスト化合物として比較化合物１を２００ｍｇ入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートに電子輸送材料としてＥＴ−１を２００ｍｇ入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにドーパント化合物としてＤＰ−２を１００ｍｇ入れ、真空蒸着装置に取り付けた。【０２１４】
次いで真空槽を４×１０−４Ｐａまで減圧した後、ＨＴ−２の入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度０．１ｎｍ／秒で透明支持基板上に蒸着し、層厚２０ｎｍの第２正孔輸送層を設けた。
更に、ホスト化合物として比較化合物１とドーパント化合物としてＤＰ−２の入った前記加熱ボートに通電して加熱し、それぞれ蒸着速度０．１ｎｍ／秒、０．００６ｎｍ／秒で前記第２正孔輸送層上に共蒸着して層厚４０ｎｍの発光層を設けた。【０２１５】
更にＥＴ−１の入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度０．１ｎｍ／秒で前記発光層上に蒸着して層厚３０ｎｍの電子輸送層を設けた。なお、蒸着時の基板温度は室温であった。
引き続き、フッ化リチウムを蒸着して層厚０．５ｎｍの電子注入層を形成し、更にアルミニウムを蒸着して膜厚１１０ｎｍの陰極を形成し、有機ＥＬ素子２−１を作製した。【０２１６】
《有機ＥＬ素子２−２〜２−１２の作製》
有機ＥＬ素子２−１の作製において、比較化合物１を表２、表５−１及び表５−２に記載の化合物に変更した。それ以外は同様にして、有機ＥＬ素子２−２〜２−１２を各々作製した。比較化合物以外の各化合物の分子計算結果を表５−１及び表５−２に示す。【０２１７】
【表５−１】
2016143508.tif 000052
【０２１８】
【表５−２】
2016143508.tif 000053
【０２１９】
≪有機ＥＬ素子２−１〜２−１２の評価≫
得られた有機ＥＬ素子を評価するに際しては、実施例１の有機ＥＬ素子１−１〜１−１０と同様に封止し、図６及び図７に示すような照明装置を形成して評価した。
このようにして作製した各サンプルに対し、実施例１と同様に、外部取り出し量子効率、半減寿命、駆動電圧、駆動時の電圧上昇及び経時安定性について評価を行った。評価結果を表６に示す。なお、表６における外部取り出し量子効率、半減寿命、駆動電圧及び駆動時の電圧上昇の測定結果は、有機ＥＬ素子２−１の測定値を１００とする相対値で表した。【０２２０】
【表６】
2016143508.tif 000054
【０２２１】
表６から明らかなとおり、本発明に係る一般式（１）で表される構造を有する化合物を用いた有機ＥＬ素子は、比較例の有機ＥＬ素子に比べ、発光効率及び発光寿命に優れ、低電圧であることが明らかであり、また駆動時の電圧上昇も抑えられていることがわかった。さらに、経時安定性に優れていることもわかった。【０２２２】
［実施例３］
《有機ＥＬ素子３−１の作製》
１００ｍｍ×１００ｍｍ×１．１ｍｍのガラス基板上に、陽極としてＩＴＯを１００ｎｍ成膜した基板（ＡｖａｎＳｔｒａｔｅ株式会社製、ＮＡ−４５）にパターニングを行った。その後、このＩＴＯ透明電極を設けた透明支持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て、ＵＶオゾン洗浄を５分間行った。
この透明支持基板上に、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、Ｂａｙｅｒ株式会社製、Ｂａｙｔｒｏｎ  Ｐ  Ａｌ４０８３）を純水で７０％に希釈した溶液を用い、スピンコート法により薄膜を形成した後、２００℃にて１時間乾燥し、層厚３０ｎｍの第１正孔輸送層を設けた。【０２２３】
この第１正孔輸送層上に、正孔輸送材料Ｐｏｌｙ（Ｎ，Ｎ′−ビス（４−ブチルフェニル）−Ｎ，Ｎ′−ビス（フェニル））ベンジジン（Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｄｙｅ  Ｓｏｕｒｃｅ株式会社製、ＡＤＳ−２５４）のクロロベンゼン溶液を用い、スピンコート法により薄膜を形成した。１５０℃で１時間加熱乾燥し、層厚４０ｎｍの第２正孔輸送層を設けた。
この第２正孔輸送層上に、ホスト化合物としての比較化合物１及びドーパント化合物としてのＤＰ−３の酢酸ブチル溶液を用い、スピンコート法により薄膜を形成し、１２０℃で１時間加熱乾燥し、層厚３０ｎｍの発光層を設けた。【０２２４】
この発光層上に、電子輸送材料としてのＥＴ−３の１−ブタノール溶液を用い、スピンコート法により薄膜を形成し、層厚２０ｎｍの電子輸送層を設けた。
この基板を、真空蒸着装置に取付け、真空槽を４×１０−４Ｐａまで減圧した。次いで、フッ化リチウムを蒸着して層厚１．０ｎｍの電子注入層を形成し、アルミニウムを蒸着して膜厚１１０ｎｍの陰極を形成し、有機ＥＬ素子３−１を作製した。【０２２５】
《有機ＥＬ素子３−２〜３−１４の作製》
有機ＥＬ素子３−１の作製において、発光層における比較化合物１を表２及び表７−１〜表７−３に示す化合物に変更した。それ以外は同様にして、有機ＥＬ素子３−２〜３−１４を各々作製した。比較化合物以外の各化合物の分子計算結果を表７−１〜表７−３に示す。【０２２６】
【表７−１】
2016143508.tif 000055
【０２２７】
【表７−２】
2016143508.tif 000056
【０２２８】
【表７−３】
2016143508.tif 000057
【０２２９】
《有機ＥＬ素子３−２〜３−１４の評価》
得られた有機ＥＬ素子を評価するに際しては、実施例１の有機ＥＬ素子１−１〜１−１０と同様に封止し、図６及び図７に示すような照明装置を形成して評価した。
このようにして作製した各サンプルに対し、実施例１と同様に、外部取り出し量子効率、半減寿命、駆動電圧、駆動時の電圧上昇及び経時安定性について評価を行った。評価結果を表８に示す。なお、表８における外部取り出し量子効率、半減寿命、駆動電圧及び駆動時の電圧上昇の測定結果は、有機ＥＬ素子３−１の測定値を１００とする相対値で表した。【０２３０】
【表８】
2016143508.tif 000058
【０２３１】
表８から明らかなとおり、本発明に係る一般式（１）で表される構造を有する化合物を用いた有機ＥＬ素子は、比較例の有機ＥＬ素子に比べ、発光効率及び発光寿命に優れ、低電圧であることが明らかであり、また駆動時の電圧上昇も抑えられていることがわかった。さらに、経時安定性に優れていることもわかった。【０２３２】
［実施例４］
陽極として１００ｍｍ×１００ｍｍ×１．１ｍｍのガラス基板上にＩＴＯを１００ｎｍ成膜した基板（ＮＨテクノグラス社製ＮＡ４５）にパターニングを行った後、このＩＴＯ透明電極を設けた透明支持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、ＵＶオゾン洗浄を５分間行った。
この透明支持基板上に、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、Ｂａｙｅｒ社製、Ｂａｙｔｒｏｎ  Ｐ  Ａｌ  ４０８３）を純水で７０％に希釈した溶液を用いて３０００ｒｐｍ、３０秒の条件下、スピンコート法により薄膜を形成した後、２００℃にて１時間乾燥し、層厚２０ｎｍの第１正孔輸送層を設けた。
この基板を窒素雰囲気下に移し、前記第１正孔輸送層上に、４７ｍｇのＨＴ−３と３ｍｇのＨＴ−４とを１０ｍｌのトルエンに溶解した溶液を用いて１５００ｒｐｍ、３０秒の条件の条件下、スピンコート法により薄膜を形成した。１２０℃、９０秒間紫外光を照射し、光重合・架橋を行い、更に６０℃で１時間真空乾燥し、層厚約２０ｎｍの第２正孔輸送層を形成した。
この第２正孔輸送層上に、１００ｍｇの比較化合物１と２０ｍｇのＤＰ−４、０．５ｍｇのＤ−１、０．２ｍｇのＤ−２を１０ｍｌの酢酸ブチルに溶解した溶液を用いて６００ｒｐｍ、３０秒の条件下、スピンコート法により薄膜を形成した。更に６０℃で１時間真空乾燥し、層厚約７０ｎｍの発光層とした。
次に、この発光層上に、５０ｍｇのＥＴ−４を１０ｍｌのヘキサフルオロイソプロパノール（ＨＦＩＰ）に溶解した溶液を用いて１５００ｒｐｍ、３０秒の条件下、スピンコート法により薄膜を形成した。更に６０℃で１時間真空乾燥し、層厚約２０ｎｍの電子輸送層とした。
続いて、この基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに固定し、真空槽を４×１０−４Ｐａまで減圧した後、電子注入層としてフッ化カリウム０．４ｎｍを蒸着し、更にアルミニウム１１０ｎｍを蒸着して陰極を形成し、有機ＥＬ素子４−１を作製した。【０２３３】
≪有機ＥＬ素子４−２〜４−１１の作製≫
有機ＥＬ素子４−１の作製において、比較化合物１を表２、表９−１及び表９−２に記載の化合物に変えた以外は同様にして有機ＥＬ素子４−２〜４−１１を作製した。比較化合物以外の各化合物の分子計算結果を表９−１及び表９−２に示す。【０２３４】
【表９−１】
2016143508.tif 000059
【０２３５】
【表９−２】
2016143508.tif 000060
【０２３６】
≪有機ＥＬ素子４−１〜４−１１の評価≫
得られた有機ＥＬ素子を評価するに際しては、実施例１の有機ＥＬ素子１−１〜１−１０と同様に封止し、図６及び図７に示すような照明装置を形成して評価した。
このようにして作製した各サンプルに対し、実施例１と同様に、外部取り出し量子効率、半減寿命、駆動電圧、駆動時の電圧上昇及び経時安定性について評価を行った。評価結果を表１０に示す。なお、表１０における外部取り出し量子効率、半減寿命、駆動電圧及び駆動時の電圧上昇の測定結果は、有機ＥＬ素子４−１の測定値を１００とする相対値で表した。【０２３７】
【表１０】
2016143508.tif 000061
【０２３８】
表１０から明らかなとおり、本発明に係る一般式（１）で表される構造を有する化合物を用いた有機ＥＬ素子は、比較例の有機ＥＬ素子に比べ、発光効率及び発光寿命に優れ、低電圧であることが明らかであり、また駆動時の電圧上昇も抑えられていることがわかった。さらに、経時安定性に優れていることもわかった。【０２３９】
［実施例５］
陽極として１００ｍｍ×１００ｍｍ×１．１ｍｍのガラス基板上にＩＴＯ（インジウム・スズ酸化物）を１００ｎｍ成膜した基板（ＮＨテクノグラス社製ＮＡ４５）にパターニングを行った後、このＩＴＯ透明電極を設けた透明支持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、ＵＶオゾン洗浄を５分間行った。
この透明支持基板を市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに固定し、一方モリブデン製抵抗加熱ボートにＨＴ−６を２００ｍｇ入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにＨＴ−５を２００ｍｇ入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートに比較化合物１を２００ｍｇ入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにＤＰ−５を２００ｍｇ入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにＤ−３を２００ｍｇ入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにＤ−４を２００ｍｇ入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにＥＴ−５を２００ｍｇ入れ、真空蒸着装置に取り付けた。【０２４０】
次いで真空槽を４×１０−４Ｐａまで減圧した後、ＨＴ−６の入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度０．１ｎｍ／秒で、透明支持基板に蒸着し１０ｎｍの正孔注入層を設けた。
更にＨＴ−５の入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度０．１ｎｍ／秒で、前記正孔注入層上に蒸着し２０ｎｍの正孔輸送層を設けた。【０２４１】
更に比較化合物１とＤＰ−５とＤ−３とＤ−４の入った前記加熱ボートに通電して加熱し、それぞれ蒸着速度０．１ｎｍ／秒、０．０２５ｎｍ／秒、０．０００７ｎｍ／秒、０．０００２ｎｍ／秒で、前記正孔輸送層上に共蒸着し６０ｎｍの発光層を設けた。
更にＥＴ−５の入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度０．１ｎｍ／秒で、前記発光層上に蒸着し２０ｎｍの電子輸送層を設けた。
引き続き、電子注入層としてフッ化カリウム０．５ｎｍを蒸着し、更にアルミニウム１１０ｎｍを蒸着して陰極を形成し、有機ＥＬ素子５−１を作製した。【０２４２】
≪有機ＥＬ素子５−２〜５−１４の作製≫
有機ＥＬ素子５−１の作製において、比較化合物１を表２、表１１−１及び表１１−２に記載の化合物に変えた以外は同様にして有機ＥＬ素子５−２〜５−１４を作製した。比較化合物以外の各化合物の分子計算結果を表１１−１及び表１１−２に示す。【０２４３】
【表１１−１】
2016143508.tif 000062
【０２４４】
【表１１−２】
2016143508.tif 000063
【０２４５】
≪有機ＥＬ素子５−１〜５−１４の評価≫
得られた有機ＥＬ素子を評価するに際しては、実施例１の有機ＥＬ素子１−１〜１−１０と同様に封止し、図６及び図７に示すような照明装置を形成して評価した。
このようにして作製した各サンプルに対し、実施例１と同様に、外部取り出し量子効率、半減寿命、駆動電圧、駆動時の電圧上昇及び経時安定性について評価を行った。評価結果を表１２に示す。なお、表１２における外部取り出し量子効率、半減寿命、駆動電圧及び駆動時の電圧上昇の測定結果は、有機ＥＬ素子５−１の測定値を１００とする相対値で表した。【０２４６】
【表１２】
2016143508.tif 000064
【０２４７】
表１２から明らかなとおり、本発明のドーパント化合物とホスト化合物を併用した有機ＥＬ素子は、比較例の有機ＥＬ素子に比べ、発光効率及び発光寿命に優れ、低電圧であることが明らかであり、また駆動時の電圧上昇も抑えられていることがわかった。さらに、経時安定性に優れていることもわかった。【０２４８】
［実施例６］
５０ｍｍ×５０ｍｍ、厚さ０．７ｍｍのガラス基板上に、陽極としてＩＴＯ（インジウム・スズ酸化物）を１２０ｎｍの厚さで成膜し、パターニングを行った後、このＩＴＯ透明電極を付けた透明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、ＵＶオゾン洗浄を５分間行った後、この透明基板を市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに固定した。
真空蒸着装置内の抵抗加熱ボートの各々に、各層の構成材料を、各々素子作製に最適の量を充填した。抵抗加熱ボートはモリブデン製又はタングステン製の抵抗加熱用材料で作製されたものを用いた。
真空度１×１０−４Ｐａまで減圧した後、化合物ＨＴ−１の入った蒸着用るつぼに通電して加熱し、蒸着速度０．１ｎｍ／秒でＩＴＯ透明電極上に蒸着し、層厚１０ｎｍの正孔注入層を形成した。【０２４９】
次いで、化合物ＨＴ−２を同様にして蒸着し、層厚３０ｎｍの正孔輸送層を形成した。
次いで、比較化合物１、ＤＰ−６が、それぞれ９０％、１０％の体積％になるように蒸着速度０．１ｎｍ／秒で共蒸着し、層厚３０ｎｍの発光層を形成した。
次いで、ＥＴ−１を蒸着速度０．１ｎｍ／秒で蒸着し、層厚１０ｎｍの第１電子輸送層を形成し、さらにその上に、ＥＴ−２を蒸着速度０．１ｎｍ／秒で蒸着し、層厚４５ｎｍの第２電子輸送層を形成した。
さらに、フッ化リチウムを膜厚１．０ｎｍで形成した後に、アルミニウム１００ｎｍを蒸着して陰極を形成した。
上記素子に電極取り出し配線を設置して、１ｐｐｍ以下の水及び酸素雰囲気の窒素グローブボックス内において、エポキシ樹脂で満たした缶状ガラスケースで覆い、吸湿剤をパッケージ内に組みこんで、有機ＥＬ素子６−１を作製した。【０２５０】
《有機ＥＬ素子６−２〜６−１２の作製》
有機ＥＬ素子６−１の作製において、発光層における比較化合物１を表２、表１３−１及び表１３−２に示す化合物に変更した。それ以外は同様にして、有機ＥＬ素子６−２〜６−１２を各々作製した。比較化合物以外の各化合物の分子計算結果を表１３−１及び表１３−２に示す。【０２５１】
【表１３−１】
2016143508.tif 000065
【０２５２】
【表１３−２】
2016143508.tif 000066
【０２５３】
《有機ＥＬ素子６−２〜６−１２の評価》
得られた有機ＥＬ素子を評価するに際しては、実施例１の有機ＥＬ素子１−１〜１−１０と同様に封止し、図６及び図７に示すような照明装置を形成して評価した。
このようにして作製した各サンプルに対し、実施例１と同様に、外部取り出し量子効率、半減寿命、駆動電圧、駆動時の電圧上昇及び経時安定性について評価を行った。評価結果を表１４に示す。なお、表１４における外部取り出し量子効率、半減寿命、駆動電圧及び駆動時の電圧上昇の測定結果は、有機ＥＬ素子６−１の測定値を１００とする相対値で表した。【０２５４】
【表１４】
2016143508.tif 000067
【０２５５】
表１４から明らかなとおり、本発明のドーパント化合物とホスト化合物を併用した有機ＥＬ素子は、比較例の有機ＥＬ素子に比べ、発光効率及び発光寿命に優れ、低電圧であることが明らかであり、また駆動時の電圧上昇も抑えられていることがわかった。さらに、経時安定性に優れていることもわかった。【０２５６】
［実施例７］
《有機ＥＬフルカラー表示装置の作製》
図８は、有機ＥＬフルカラー表示装置の概略構成図を示す。
ガラス基板２０１上に、陽極としてＩＴＯ透明電極２０２を１００ｎｍ成膜した基板（ＮＨテクノグラス社製ＮＡ４５）に１００μｍのピッチでパターニングを行った後（図８Ａ参照）、このガラス基板２０１上であってＩＴＯ透明電極２０２の間に非感光性ポリイミドの隔壁２０３（幅２０μｍ、厚さ２．０μｍ）をフォトリソグラフィーで形成した（図８Ｂ参照）。
ＩＴＯ電極２０２上であって隔壁２０３同士の間に下記組成の正孔注入層組成物を、インクジェットヘッド（エプソン社製；ＭＪ８００Ｃ）を用いて吐出注入し、紫外光を２００秒間照射し、６０℃、１０分間の乾燥処理により、層厚４０ｎｍの正孔注入層２０４を設けた（図８Ｃ参照）。【０２５７】
この正孔注入層２０４上に、各々下記組成の青色発光層組成物、緑色発光層組成物、赤色発光層組成物を同様にインクジェットヘッドを使用して吐出注入し、６０℃、１０分間乾燥処理し、各色の発光層２０５Ｂ，２０５Ｇ，２０５Ｒを設けた（図８Ｄ参照）。（正孔注入層組成物）
ＨＴ−３              ：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
（青色発光層組成物）
例示化合物Ｈ５−１０  ：  ０．７  質量部
ＤＰ−７              ：  ０．０４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
（緑色発光層組成物）
例示化合物Ｈ４−７    ：  ０．７  質量部
Ｄ−３                ：  ０．０４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
（赤色発光層組成物）
例示化合物Ｈ３−１０  ：  ０．７  質量部
Ｄ−２                ：  ０．０４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【０２５８】
次に、各発光層２０５Ｂ，２０５Ｇ，２０５Ｒを覆うように電子輸送材料を蒸着して層厚２０ｎｍの電子輸送層（図示略）を設け、更にフッ化リチウムを蒸着して層厚０．６ｎｍの電子注入層（図示略）を設け、Ａｌを蒸着して膜厚１３０ｎｍの陰極２０６を設けて有機ＥＬ素子を作製した（図８Ｅ参照）。
作製した有機ＥＬ素子はそれぞれ電極に電圧を印加することにより青色、緑色、赤色の発光を示し、フルカラー表示装置として利用できることがわかった。【０２５９】
［実施例８］
《有機ＥＬ素子８−１の作製》
陽極として１００ｍｍ×１００ｍｍ×１．１ｍｍのガラス基板上にＩＴＯ（インジウム・スズ酸化物）を１００ｎｍ成膜した基板（ＮＨテクノグラス社製ＮＡ４５）にパターニングを行った後、このＩＴＯ透明電極を設けた透明支持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、ＵＶオゾン洗浄を５分間行った。
この透明支持基板を市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに固定し、一方モリブデン製抵抗加熱ボートにＨＴ−１を２００ｍｇ入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにＨＴ−２を２００ｍｇ入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートに比較化合物４を２００ｍｇ入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにＤＰ−６を２００ｍｇ入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにＥＴ−１を２００ｍｇ入れ、さらに別のモリブデン製抵抗加熱ボートにＥＴ−２を２００ｍｇ入れ、真空蒸着装置に取り付けた。【０２６０】
次いで真空槽を４×１０−４Ｐａまで減圧した後、ＨＴ−１の入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度０．１ｎｍ／秒で、透明支持基板に蒸着し１０ｎｍの正孔注入層を設けた。
更にＨＴ−２の入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度０．１ｎｍ／秒で、前記正孔注入層上に蒸着し３０ｎｍの正孔輸送層を設けた。
更に比較化合物４とＤＰ−６の入った前記加熱ボートに通電して加熱し、それぞれ蒸着速度０．１ｎｍ／秒、０．０１０ｎｍ／秒で、前記正孔輸送層上に共蒸着し４０ｎｍの発光層を設けた。【０２６１】
更にＥＴ−１の入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度０．１ｎｍ／秒で、前記発光層上に蒸着し１０ｎｍの正孔阻止層を設けた。
更にＥＴ−２の入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度０．１ｎｍ／秒で、前記正孔阻止層上に蒸着し３０ｎｍの電子輸送層を設けた。
引き続き、電子注入層（陰極バッファー層）としてフッ化リチウム０．５ｎｍを蒸着し、更にアルミニウム１１０ｎｍを蒸着して陰極を形成し、有機ＥＬ素子１−１を作製した。【０２６２】
≪有機ＥＬ素子８−２の作製≫
有機ＥＬ素子８−１の作製において、下記の手順で発光層を設けること以外は同様にして有機ＥＬ素子８−２を作製した。
モリブデン製抵抗加熱ボートに例示化合物Ｈ２−１を２００ｍｇ入れた。比較化合物４と例示化合物Ｈ２−１とＤＰ−６との入った前記加熱ボートに通電して加熱し、それぞれ蒸着速度０．１ｎｍ／秒、０．０１０ｎｍ／秒、０．０１０ｎｍ／秒で、前記正孔輸送層上に共蒸着し４０ｎｍの発光層を設けた。【０２６３】
≪有機ＥＬ素子８−３〜８−９の作製≫
有機ＥＬ素子８−２の作製において、例示化合物Ｈ２−１を表１５に記載の化合物に変えた以外は同様にして有機ＥＬ素子８−３〜８−９を作製した。【０２６４】
≪有機ＥＬ素子８−１〜８−９の評価≫
得られた有機ＥＬ素子を評価するに際しては、実施例１の有機ＥＬ素子１−１〜１−１０と同様に封止し、図６及び図７に示すような照明装置を形成して評価した。
このようにして作製した各サンプルに対し、実施例１と同様に、外部取り出し量子効率、半減寿命、駆動電圧、駆動時の電圧上昇及び経時安定性について評価を行った。評価結果を表１５に示す。なお、表１５における外部取り出し量子効率、半減寿命、駆動電圧及び駆動時の電圧上昇の測定結果は、有機ＥＬ素子８−１の測定値を１００とする相対値で表した。【０２６５】
【表１５】
2016143508.tif 000068
【０２６６】
表１５から明らかなとおり、本発明に係る一般式（１）で表される構造を有する化合物を発光層に併用した有機ＥＬ素子は、比較例の有機ＥＬ素子に比べ、発光効率及び発光寿命に優れ、低電圧であることが明らかであり、また駆動時の電圧上昇も抑えられていることがわかった。さらに、経時安定性に優れていることもわかった。【０２６７】
以上のように、本発明によれば、発光効率が高く、低駆動電圧、長寿命であり、かつ駆動時の電圧上昇が小さく、さらに経時安定性に優れた有機エレクトロルミネッセンス素子、照明装置、表示装置を提供することができる。
また、ウェットプロセスによって製造した有機ＥＬ素子についても優れた効果を奏することがわかった。さらに、他のホスト化合物とともに発光層に併用することでも、上記効果を有する有機ＥＬ素子を製造することができる。
【産業上の利用可能性】
【０２６８】
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、有機ＥＬ素子を備えた表示デバイス、ディスプレイや、家庭用照明、車内照明、時計や液晶用のバックライト、看板広告、信号機、光記憶媒体の光源、電子写真複写機の光源、光通信処理機の光源、光センサーの光源、さらには表示装置を必要とする一般の家庭用電気器具等の広い発光光源として好適に利用できる。
【符号の説明】
【０２６９】
１  ディスプレイ
３  画素
５  走査線
６  データ線
７  電源ライン
１０  有機ＥＬ素子
１１  スイッチングトランジスタ
１２  駆動トランジスタ
１３  コンデンサー
１０１  照明装置内の有機ＥＬ素子
１０２  ガラスカバー
１０５  陰極
１０６  有機ＥＬ層
１０７  透明電極付きガラス基板
１０８  窒素ガス
１０９  捕水剤
２０１  ガラス基板
２０２  透明電極
２０３  隔壁
２０４  正孔注入層
２０５Ｂ、２０５Ｇ、２０５Ｒ  各色の発光層
Ａ  表示部
Ｂ  制御部
Ｃ  配線部
Ｌ  発光光
【図１】
2016143508.tif 000077
【図２】
2016143508.tif 000078
【図３】
2016143508.tif 000079
【図４】
2016143508.tif 000080
【図５】
2016143508.tif 000081
【図６】
2016143508.tif 000082
【図７】
2016143508.tif 000083
【図８Ａ】
2016143508.tif 000084
【図８Ｂ】
2016143508.tif 000085
【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【図８Ｅ】
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【国際調査報告】
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