(57)【要約】【課題】例えば、有機電界発光素子に適用して優れた性能を発揮するベンゾカルバゾール化合物を提供する。【解決手段】ベンゾカルバゾール骨格における７位がアリールで置換されると共に、ベンゾカルバゾール環の他の位もアリールなどで置換された、ベンゾカルバゾール化合物。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記一般式（１）で表されるベンゾカルバゾール化合物。
【化１】
2008214244.tif 000035
（式中、
Ａｒは、置換されていてもよいアリールであり、
Ａ1、Ａ2及びＲ1〜Ｒ8は、それぞれ独立して、水素、置換されていてもよいアルキル、置換されていてもよいシクロアルキル又は置換されていてもよいアリールであり、そして、Ａ1及びＡ2のうちの少なくとも１つは置換されていてもよいアリールである。）
【請求項２】
Ａｒは、置換されていてもよい炭素数６〜３０のアリールであり、
Ａ1、Ａ2及びＲ1〜Ｒ8は、それぞれ独立して、水素、置換されていてもよい炭素数１〜２４のアルキル、置換されていてもよい炭素数３〜１２のシクロアルキル又は置換されていてもよい炭素数６〜３０のアリールであり、Ａ1及びＡ2のうちの少なくとも１つは置換されていてもよい炭素数６〜３０のアリールであり、そして、
Ａｒ、Ａ1、Ａ2及びＲ1〜Ｒ8における置換基は、それぞれ独立して、炭素数１〜２４のアルキル、炭素数３〜１２のシクロアルキル又は炭素数６〜３０のアリールである、
請求項１に記載するベンゾカルバゾール化合物。
【請求項３】
Ａｒは、置換されていてもよい炭素数６〜２４のアリールであり、
Ａ1及びＡ2は、それぞれ独立して、置換されていてもよい炭素数６〜２４のアリールであり、
Ｒ1〜Ｒ8は、それぞれ独立して、水素、置換されていてもよい炭素数１〜１２のアルキル、置換されていてもよい炭素数３〜１０のシクロアルキル又は置換されていてもよい炭素数６〜２４のアリールであり、そして、
Ａｒ、Ａ1、Ａ2及びＲ1〜Ｒ8における置換基は、それぞれ独立して、炭素数１〜１２のアルキル、炭素数５〜８のシクロアルキル又は炭素数６〜１８のアリールである、
請求項１に記載するベンゾカルバゾール化合物。
【請求項４】
Ａｒは、置換されていてもよい炭素数６〜１８のアリールであり、
Ａ1及びＡ2は、それぞれ独立して、置換されていてもよい炭素数６〜１８のアリールであり、
Ｒ1〜Ｒ8は、それぞれ独立して、水素、置換されていてもよい炭素数１〜６のアルキル、置換されていてもよい炭素数５〜８のシクロアルキル又は置換されていてもよい炭素数６〜１８のアリールであり、そして、
Ａｒ、Ａ1、Ａ2及びＲ1〜Ｒ8における置換基は、それぞれ独立して、炭素数１〜４のアルキル、炭素数５〜６のシクロアルキル又は炭素数６〜１２のアリールである、
請求項１に記載するベンゾカルバゾール化合物。
【請求項５】
Ａｒはフェニル、ビフェニリル、テルフェニリル、ナフチル又はフェナントリルであり、
Ａ1及びＡ2は、それぞれ独立して、フェニル、ビフェニリル、テルフェニリル、ナフチル又はフェナントリルであり、そして、
Ｒ1〜Ｒ8は、それぞれ独立して、水素、メチル、エチル、プロピル、シクロペンチル、シクロヘキシル、フェニル、ビフェニリル、テルフェニリル、ナフチル又はフェナントリルである、
請求項１に記載するベンゾカルバゾール化合物。
【請求項６】
Ａｒはフェニル又はナフチルであり、
Ａ1及びＡ2は、それぞれ独立して、フェニル、ビフェニリル又はナフチルであり、そして、
Ｒ1〜Ｒ8は、水素である、
請求項１に記載するベンゾカルバゾール化合物。
【請求項７】
Ａｒは、置換されていてもよい炭素数６〜２４のアリールであり、
Ａ1及びＡ2は、一方が水素であり、他方が置換されていてもよい炭素数６〜２４のアリールであり、
Ｒ1〜Ｒ8は、それぞれ独立して、水素、置換されていてもよい炭素数１〜１２のアルキル、置換されていてもよい炭素数３〜１０のシクロアルキル又は置換されていてもよい炭素数６〜２４のアリールであり、そして、
Ａｒ、Ａ1、Ａ2及びＲ1〜Ｒ8における置換基は、それぞれ独立して、炭素数１〜１２のアルキル、炭素数５〜８のシクロアルキル又は炭素数６〜１８のアリールである、
請求項１に記載するベンゾカルバゾール化合物。
【請求項８】
Ａｒは、置換されていてもよい炭素数６〜１８のアリールであり、
Ａ1及びＡ2は、一方が水素であり、他方が置換されていてもよい炭素数６〜２４のアリールであり、
Ｒ1〜Ｒ8は、それぞれ独立して、水素、置換されていてもよい炭素数１〜６のアルキル、置換されていてもよい炭素数５〜８のシクロアルキル又は置換されていてもよい炭素数６〜１８のアリールであり、そして、
Ａｒ、Ａ1、Ａ2及びＲ1〜Ｒ8における置換基は、それぞれ独立して、炭素数１〜４のアルキル、炭素数５〜６のシクロアルキル又は炭素数６〜１２のアリールである、
請求項１に記載するベンゾカルバゾール化合物。
【請求項９】
Ａｒはフェニル、ビフェニリル、テルフェニリル、ナフチル又はフェナントリルであり、
Ａ1及びＡ2は、一方が水素であり、他方がフェニル、ビフェニリル、テルフェニリル、クアテルフェニリル、ナフチル又はフェナントリルであり、そして、
Ｒ1〜Ｒ8は、それぞれ独立して、水素、メチル、エチル、プロピル、シクロペンチル、シクロヘキシル、フェニル、ビフェニリル、テルフェニリル、ナフチル又はフェナントリルである、
請求項１に記載するベンゾカルバゾール化合物。
【請求項１０】
Ａｒはフェニル又はナフチルであり、
Ａ1及びＡ2は、一方が水素であり、他方がフェニル、ビフェニリル又はナフチルであり、そして、
Ｒ1〜Ｒ8は、水素である、
請求項１に記載するベンゾカルバゾール化合物。
【請求項１１】
Ａｒはフェニルであり
Ａ1はフェニルであり、Ａ2はフェニルであり、
Ｒ1〜Ｒ8は水素である、
請求項１に記載するベンゾカルバゾール化合物。
【請求項１２】
Ａｒはフェニルであり
Ａ1は４−ビフェニリルであり、Ａ2は４−ビフェニリルであり、
Ｒ1〜Ｒ8は水素である、
請求項１に記載するベンゾカルバゾール化合物。
【請求項１３】
Ａｒはフェニルであり
Ａ1は２−ナフチルであり、Ａ2は２−ナフチルであり、
Ｒ1〜Ｒ8は水素である、
請求項１に記載するベンゾカルバゾール化合物。
【請求項１４】
Ａｒは２−ナフチルであり
Ａ1はフェニルであり、Ａ2はフェニルであり、
Ｒ1〜Ｒ8は水素である、
請求項１に記載するベンゾカルバゾール化合物。
【請求項１５】
Ａｒは２−ナフチルであり
Ａ1は４−ビフェニリルであり、Ａ2は４−ビフェニリルであり、
Ｒ1〜Ｒ8は水素である、
請求項１に記載するベンゾカルバゾール化合物。
【請求項１６】
Ａｒは２−ナフチルであり
Ａ1は２−ナフチルであり、Ａ2は２−ナフチルであり、
Ｒ1〜Ｒ8は水素である、
請求項１に記載するベンゾカルバゾール化合物。
【請求項１７】
Ａｒはフェニルであり
Ａ1はフェニルであり、Ａ2は４−ビフェニリルであり、
Ｒ1〜Ｒ8は水素である、
請求項１に記載するベンゾカルバゾール化合物。
【請求項１８】
Ａｒはフェニルであり
Ａ1は４−ビフェニリルであり、Ａ2はフェニルであり、
Ｒ1〜Ｒ8は水素である、
請求項１に記載するベンゾカルバゾール化合物。
【請求項１９】
Ａｒはフェニルであり
Ａ1はフェニルであり、Ａ2は２−ナフチルであり、
Ｒ1〜Ｒ8は水素である、
請求項１に記載するベンゾカルバゾール化合物。
【請求項２０】
Ａｒはフェニルであり
Ａ1は２−ナフチルであり、Ａ2はフェニルであり、
Ｒ1〜Ｒ8は水素である、
請求項１に記載するベンゾカルバゾール化合物。
【請求項２１】
Ａｒはフェニルであり
Ａ1は４−ビフェニリルであり、Ａ2は２−ナフチルであり、
Ｒ1〜Ｒ8は水素である、
請求項１に記載するベンゾカルバゾール化合物。
【請求項２２】
Ａｒはフェニルであり
Ａ1は２−ナフチルであり、Ａ2は４−ビフェニリルであり、
Ｒ1〜Ｒ8は水素である、
請求項１に記載するベンゾカルバゾール化合物。
【請求項２３】
発光素子の発光層用材料であって、請求項１ないし２２のいずれかに記載するベンゾカルバゾール化合物を含有する発光層用材料。
【請求項２４】
さらに、ペリレン誘導体、ボラン誘導体、アミン含有スチリル誘導体、芳香族アミン誘導体、クマリン誘導体、ピラン誘導体、イリジウム錯体及び白金錯体からなる群から選択される少なくとも１つを含有する、請求項２３に記載する発光層用材料。
【請求項２５】
陽極及び陰極からなる一対の電極と、該一対の電極間に配置され、請求項２３又は２４に記載する発光層用材料を含有する発光層とを有する、有機電界発光素子。
【請求項２６】
さらに、前記陰極と該発光層との間に配置される電子輸送層及び／又は電子注入層を有し、該電子輸送層及び電子注入層の少なくとも１つは、キノリノール系金属錯体、ピリジン誘導体及びフェナントロリン誘導体からなる群から選択される少なくとも１つを含有する、請求項２５に記載する有機電界発光素子。
【請求項２７】
さらに、前記陰極と該発光層との間に配置される電子輸送層及び／又は電子注入層を有し、該電子輸送層及び電子注入層の少なくとも１つは、キノリノール系金属錯体を含有する、請求項２５に記載する有機電界発光素子。
【請求項２８】
さらに、前記陰極と該発光層との間に配置される電子輸送層及び／又は電子注入層を有し、該電子輸送層及び電子注入層の少なくとも１つは、ピリジン誘導体を含有する、請求項２５に記載する有機電界発光素子。
【請求項２９】
さらに、前記陰極と該発光層との間に配置される電子輸送層及び／又は電子注入層を有し、該電子輸送層及び電子注入層の少なくとも１つは、フェナントロリン誘導体を含有する、請求項２５に記載する有機電界発光素子。
【請求項３０】
請求項２５ないし２９のいずれかに記載する有機電界発光素子を備えた表示装置。
【請求項３１】
請求項２５ないし２９のいずれかに記載する有機電界発光素子を備えた照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベンゾカルバゾール化合物、該化合物を用いた発光層用材料及び有機電界発光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機電界発光素子は、自己発光型の発光素子であり、表示用又は照明用の発光素子として期待されている。従来、電界発光する発光素子を用いた表示装置は、小電力化や薄型化が可能なことから、種々研究され、さらに、有機材料から成る有機電界発光素子は、軽量化や大型化が容易なことから活発に検討されてきた。
【０００３】
有機電界発光素子は、陽極及び陰極からなる一対の電極と、当該一対の電極間に配置され、有機化合物を含む一層又は複数の層とからなる構造を有する。有機化合物を含む層には、発光層や、正孔、電子などの電荷を輸送又は注入する電荷輸送／注入層があるが、当該有機化合物としては種々の有機材料が開発されている。特に、発光層用の有機材料の研究開発が活発になされている。
【０００４】
有機電界発光素子の発光材料は、その発光メカニズムによって一重項状態のエキシトンを利用する蛍光材料と三重項状態を利用する燐光材料とに分けられる。発光材料のうち、特にホスト材料の改良が求められている。これまでに、蛍光ホスト材料としては、アントラセン誘導体が多く使われている（例えば特許文献１、非特許文献１を参照、）。燐光ホスト材料としては、４，４−Ｎ，Ｎ’−ジカルバゾール−ビフェニル（以下、ＣＢＰと略記する。）を用いることは知られている（例えば特許文献２を参照）。しかし、ＣＢＰのような化合物は対称的な分子構造を持っており、結晶性が高い可能性が懸念される。特許文献３、特許文献４および特許文献５には、非対称構造を有するカルバゾール誘導体を用いた有機ＥＬ素子が提案されている。また、特許文献６および非特許文献２には、ベンゾカルバゾール誘導体をホスト材料として用いた有機ＥＬ素子が開示されているが、発光効率が低く、発光寿命が短いという問題が生じていて、改良が望まれていた。
【０００５】
この他、特許文献７には、ベンゾカルバゾール誘導体を正孔輸送材料として使用した例が開示されているが、発光材料としては使用されていない。
【０００６】
【特許文献１】国際公開第２００４／０１８５８７号パンフレット
【特許文献２】特開２００３−６８４６６号公報
【特許文献３】特開２００５−１３２８２０号公報
【特許文献４】特開２００５−１７４９１７号公報
【特許文献５】国際公開第２００６／０４９０１３号パンフレット
【特許文献６】国際公開第０３／０５９０１４号パンフレット
【特許文献７】特開平１１−１４４８６６号公報
【非特許文献１】Applied Physics Letters, 80(17), 3201(2002)
【非特許文献２】Thin Solid Films, 436, 264(2003)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述する有機材料をもちいても、耐熱性、駆動電圧、発光効率、電流効率、素子寿命及び外部量子効率などに関して十分な性能を有する有機電界発光素子は、未だ得られていない。このような状況下、耐熱性、駆動電圧、発光効率、電流効率、素子寿命及び外部量子効率などにおいて、更に性能のよい有機電界発光素子、すなわち、該素子を得ることができる化合物の開発が望まれている。
【０００８】
また、フルカラーフラットパネルディスプレイの量産化に対応するためには、性能が高く、しかも蛍光と燐光と同時に使用できるホスト材料の開発が求められる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意検討した結果、下記一般式（１）で表されるベンゾカルバゾール化合物の製造に成功した。また、このベンゾカルバゾール化合物を含有する層を一対の電極間に配置して有機電界発光素子を構成することにより、駆動電圧、発光効率、電流効率、素子寿命及び外部量子効率などにおいて改善された有機電界発光素子が得られることを見出し、本発明を完成させた。
【００１０】
すなわち本発明は、以下のようなベンゾカルバゾール化合物及びこれを用いた有機電界発光素子を提供する。
【００１１】
［１］  下記一般式（１）で表されるベンゾカルバゾール化合物。
【化２】
2008214244.tif 000002
（式中、
Ａｒは、置換されていてもよいアリールであり、
Ａ1、Ａ2及びＲ1〜Ｒ8は、それぞれ独立して、水素、置換されていてもよいアルキル、置換されていてもよいシクロアルキル又は置換されていてもよいアリールであり、そして、Ａ1及びＡ2のうちの少なくとも１つは置換されていてもよいアリールである。）
【００１２】
［２］  Ａｒは、置換されていてもよい炭素数６〜３０のアリールであり、
Ａ1、Ａ2及びＲ1〜Ｒ8は、それぞれ独立して、水素、置換されていてもよい炭素数１〜２４のアルキル、置換されていてもよい炭素数３〜１２のシクロアルキル又は置換されていてもよい炭素数６〜３０のアリールであり、Ａ1及びＡ2のうちの少なくとも１つは置換されていてもよい炭素数６〜３０のアリールであり、そして、
Ａｒ、Ａ1、Ａ2及びＲ1〜Ｒ8における置換基は、それぞれ独立して、炭素数１〜２４のアルキル、炭素数３〜１２のシクロアルキル又は炭素数６〜３０のアリールである、
上記［１］に記載するベンゾカルバゾール化合物。
【００１３】
［３］  Ａｒは、置換されていてもよい炭素数６〜２４のアリールであり、
Ａ1及びＡ2は、それぞれ独立して、置換されていてもよい炭素数６〜２４のアリールであり、
Ｒ1〜Ｒ8は、それぞれ独立して、水素、置換されていてもよい炭素数１〜１２のアルキル、置換されていてもよい炭素数３〜１０のシクロアルキル又は置換されていてもよい炭素数６〜２４のアリールであり、そして、
Ａｒ、Ａ1、Ａ2及びＲ1〜Ｒ8における置換基は、それぞれ独立して、炭素数１〜１２のアルキル、炭素数５〜８のシクロアルキル又は炭素数６〜１８のアリールである、
上記［１］に記載するベンゾカルバゾール化合物。
【００１４】
［４］  Ａｒは、置換されていてもよい炭素数６〜１８のアリールであり、
Ａ1及びＡ2は、それぞれ独立して、置換されていてもよい炭素数６〜１８のアリールであり、
Ｒ1〜Ｒ8は、それぞれ独立して、水素、置換されていてもよい炭素数１〜６のアルキル、置換されていてもよい炭素数５〜８のシクロアルキル又は置換されていてもよい炭素数６〜１８のアリールであり、そして、
Ａｒ、Ａ1、Ａ2及びＲ1〜Ｒ8における置換基は、それぞれ独立して、炭素数１〜４のアルキル、炭素数５〜６のシクロアルキル又は炭素数６〜１２のアリールである、
上記［１］に記載するベンゾカルバゾール化合物。
【００１５】
［５］  Ａｒはフェニル、ビフェニリル、テルフェニリル、ナフチル又はフェナントリルであり、
Ａ1及びＡ2は、それぞれ独立して、フェニル、ビフェニリル、テルフェニリル、ナフチル又はフェナントリルであり、そして、
Ｒ1〜Ｒ8は、それぞれ独立して、水素、メチル、エチル、プロピル、シクロペンチル、シクロヘキシル、フェニル、ビフェニリル、テルフェニリル、ナフチル又はフェナントリルである、
上記［１］に記載するベンゾカルバゾール化合物。
【００１６】
［６］  Ａｒはフェニル又はナフチルであり、
Ａ1及びＡ2は、それぞれ独立して、フェニル、ビフェニリル又はナフチルであり、そして、
Ｒ1〜Ｒ8は、水素である、
上記［１］に記載するベンゾカルバゾール化合物。
【００１７】
［７］  Ａｒは、置換されていてもよい炭素数６〜２４のアリールであり、
Ａ1及びＡ2は、一方が水素であり、他方が置換されていてもよい炭素数６〜２４のアリールであり、
Ｒ1〜Ｒ8は、それぞれ独立して、水素、置換されていてもよい炭素数１〜１２のアルキル、置換されていてもよい炭素数３〜１０のシクロアルキル又は置換されていてもよい炭素数６〜２４のアリールであり、そして、
Ａｒ、Ａ1、Ａ2及びＲ1〜Ｒ8における置換基は、それぞれ独立して、炭素数１〜１２のアルキル、炭素数５〜８のシクロアルキル又は炭素数６〜１８のアリールである、
上記［１］に記載するベンゾカルバゾール化合物。
【００１８】
［８］  Ａｒは、置換されていてもよい炭素数６〜１８のアリールであり、
Ａ1及びＡ2は、一方が水素であり、他方が置換されていてもよい炭素数６〜２４のアリールであり、
Ｒ1〜Ｒ8は、それぞれ独立して、水素、置換されていてもよい炭素数１〜６のアルキル、置換されていてもよい炭素数５〜８のシクロアルキル又は置換されていてもよい炭素数６〜１８のアリールであり、そして、
Ａｒ、Ａ1、Ａ2及びＲ1〜Ｒ8における置換基は、それぞれ独立して、炭素数１〜４のアルキル、炭素数５〜６のシクロアルキル又は炭素数６〜１２のアリールである、
上記［１］に記載するベンゾカルバゾール化合物。
【００１９】
［９］  Ａｒはフェニル、ビフェニリル、テルフェニリル、ナフチル又はフェナントリルであり、
Ａ1及びＡ2は、一方が水素であり、他方がフェニル、ビフェニリル、テルフェニリル、クアテルフェニリル、ナフチル又はフェナントリルであり、そして、
Ｒ1〜Ｒ8は、それぞれ独立して、水素、メチル、エチル、プロピル、シクロペンチル、シクロヘキシル、フェニル、ビフェニリル、テルフェニリル、ナフチル又はフェナントリルである、
上記［１］に記載するベンゾカルバゾール化合物。
【００２０】
［１０］  Ａｒはフェニル又はナフチルであり、
Ａ1及びＡ2は、一方が水素であり、他方がフェニル、ビフェニリル又はナフチルであり、そして、
Ｒ1〜Ｒ8は、水素である、
上記［１］に記載するベンゾカルバゾール化合物。
【００２１】
［１１］  Ａｒはフェニルであり
Ａ1はフェニルであり、Ａ2はフェニルであり、
Ｒ1〜Ｒ8は水素である、
上記［１］に記載するベンゾカルバゾール化合物。
【００２２】
［１２］  Ａｒはフェニルであり
Ａ1は４−ビフェニリルであり、Ａ2は４−ビフェニリルであり、
Ｒ1〜Ｒ8は水素である、
上記［１］に記載するベンゾカルバゾール化合物。
【００２３】
［１３］  Ａｒはフェニルであり
Ａ1は２−ナフチルであり、Ａ2は２−ナフチルであり、
Ｒ1〜Ｒ8は水素である、
上記［１］に記載するベンゾカルバゾール化合物。
【００２４】
［１４］  Ａｒは２−ナフチルであり
Ａ1はフェニルであり、Ａ2はフェニルであり、
Ｒ1〜Ｒ8は水素である、
上記［１］に記載するベンゾカルバゾール化合物。
【００２５】
［１５］  Ａｒは２−ナフチルであり
Ａ1は４−ビフェニリルであり、Ａ2は４−ビフェニリルであり、
Ｒ1〜Ｒ8は水素である、
上記［１］に記載するベンゾカルバゾール化合物。
【００２６】
［１６］  Ａｒは２−ナフチルであり
Ａ1は２−ナフチルであり、Ａ2は２−ナフチルであり、
Ｒ1〜Ｒ8は水素である、
上記［１］に記載するベンゾカルバゾール化合物。
【００２７】
［１７］  Ａｒはフェニルであり
Ａ1はフェニルであり、Ａ2は４−ビフェニリルであり、
Ｒ1〜Ｒ8は水素である、
上記［１］に記載するベンゾカルバゾール化合物。
【００２８】
［１８］  Ａｒはフェニルであり
Ａ1は４−ビフェニリルであり、Ａ2はフェニルであり、
Ｒ1〜Ｒ8は水素である、
上記［１］に記載するベンゾカルバゾール化合物。
【００２９】
［１９］  Ａｒはフェニルであり
Ａ1はフェニルであり、Ａ2は２−ナフチルであり、
Ｒ1〜Ｒ8は水素である、
上記［１］に記載するベンゾカルバゾール化合物。
【００３０】
［２０］  Ａｒはフェニルであり
Ａ1は２−ナフチルであり、Ａ2はフェニルであり、
Ｒ1〜Ｒ8は水素である、
上記［１］に記載するベンゾカルバゾール化合物。
【００３１】
［２１］  Ａｒはフェニルであり
Ａ1は４−ビフェニリルであり、Ａ2は２−ナフチルであり、
Ｒ1〜Ｒ8は水素である、
上記［１］に記載するベンゾカルバゾール化合物。
【００３２】
［２２］  Ａｒはフェニルであり
Ａ1は２−ナフチルであり、Ａ2は４−ビフェニリルであり、
Ｒ1〜Ｒ8は水素である、
上記［１］に記載するベンゾカルバゾール化合物。
【００３３】
［２３］  発光素子の発光層用材料であって、上記［１］ないし［２２］のいずれかに記載するベンゾカルバゾール化合物を含有する発光層用材料。
【００３４】
［２４］  さらに、ペリレン誘導体、ボラン誘導体、アミン含有スチリル誘導体、芳香族アミン誘導体、クマリン誘導体、ピラン誘導体、イリジウム錯体及び白金錯体からなる群から選択される少なくとも１つを含有する、上記［２３］に記載する発光層用材料。
【００３５】
［２５］  陽極及び陰極からなる一対の電極と、該一対の電極間に配置され、上記［２３］又は［２４］に記載する発光層用材料を含有する発光層とを有する、有機電界発光素子。
【００３６】
［２６］  さらに、前記陰極と該発光層との間に配置される電子輸送層及び／又は電子注入層を有し、該電子輸送層及び電子注入層の少なくとも１つは、キノリノール系金属錯体、ピリジン誘導体及びフェナントロリン誘導体からなる群から選択される少なくとも１つを含有する、上記［２５］に記載する有機電界発光素子。
【００３７】
［２７］  さらに、前記陰極と該発光層との間に配置される電子輸送層及び／又は電子注入層を有し、該電子輸送層及び電子注入層の少なくとも１つは、キノリノール系金属錯体を含有する、上記［２５］に記載する有機電界発光素子。
【００３８】
［２８］  さらに、前記陰極と該発光層との間に配置される電子輸送層及び／又は電子注入層を有し、該電子輸送層及び電子注入層の少なくとも１つは、ピリジン誘導体を含有する、上記［２５］に記載する有機電界発光素子。
【００３９】
［２９］  さらに、前記陰極と該発光層との間に配置される電子輸送層及び／又は電子注入層を有し、該電子輸送層及び電子注入層の少なくとも１つは、フェナントロリン誘導体を含有する、上記［２５］に記載する有機電界発光素子。
【００４０】
［３０］  上記［２５］ないし［２９］のいずれかに記載する有機電界発光素子を備えた表示装置。
【００４１】
［３１］  上記［２５］ないし［２９］のいずれかに記載する有機電界発光素子を備えた照明装置。
【発明の効果】
【００４２】
本発明の好ましい態様によれば、例えば、発光層用材料として優れた特性を有するベンゾカルバゾール化合物を提供することができる。また、耐熱性、駆動電圧、発光効率、電流効率、素子寿命及び外部量子効率などについて改善された有機電界発光素子を提供することができる。さらに、本発明の好ましい態様に係るベンゾカルバゾール化合物は、燐光素子だけでなく、蛍光素子にも適用できるといったメリットがある。例えば、本発明の好ましい態様に係るベンゾカルバゾール化合物は、赤色燐光素子のホスト材料として使用できると同時に、蛍光青色素子と蛍光緑色素子のホスト材料としても使用できる。この結果、フルカラーフラットパネルディスプレイの量産化に適した材料を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４３】
本発明のベンゾカルバゾール化合物について詳細に説明する。
本発明に係るベンゾカルバゾール化合物は、上記一般式（１）で表されるベンゾカルバゾール化合物である。
【００４４】
１．一般式（１）で表されるベンゾカルバゾール化合物
まず、上記一般式（１）で表されるベンゾカルバゾール化合物について説明する。
【００４５】
一般式（１）のＡｒ，Ａ1、Ａ2及びＲ1〜Ｒ8における「置換されていてもよいアリール」の「アリール」としては、例えば、炭素数６〜３０のアリールがあげられる。Ａｒの「アリール」としては、好ましくは炭素数６〜２４のアリール、より好ましくは炭素数６〜１８のアリール、さらに好ましくは炭素数６〜１２のアリールである。Ａ1及びＡ2の「アリール」としては、好ましくは炭素数６〜２４のアリール、より好ましくは炭素数６〜１８のアリール、さらに好ましくは炭素数６〜１２のアリールである。Ｒ1〜Ｒ8の「アリール」としては、好ましくは炭素数６〜２４のアリール、より好ましくは炭素数６〜１８のアリール、さらに好ましくは炭素数６〜１２のアリールである。
【００４６】
具体的な「アリール」としては、単環系アリールであるフェニル、（ｏ−，ｍ−，又はｐ−）トリル、（２，３−，２，４−，２，５−，２，６−，３，４−，又は３，５−）キシリル、メシチル、（ｏ−，ｍ−，又はｐ−）クメニル、二環系アリールである（２−，３−，又は４−）ビフェニリル、縮合二環系アリールである（１−又は２−）ナフチル、三環系アリールであるテルフェニリル（ｍ−テルフェニル−２’−イル、ｍ−テルフェニル−４’−イル、ｍ−テルフェニル−５’−イル、ｏ−テルフェニル−３’−イル、ｏ−テルフェニル−４’−イル、ｐ−テルフェニル−２’−イル、ｍ−タ−フェニル−２−イル、ｍ−テルフェニル−３−イル、ｍ−テルフェニル−４−イル、ｏ−テルフェニル−２−イル、ｏ−テルフェニル−３−イル、ｏ−テルフェニル−４−イル、ｐ−テルフェニル−２−イル、ｐ−テルフェニル−３−イル、又はｐ−テルフェニル−４−イル）、縮合三環系アリールである、アセナフチレン−（１−，３−，４−，又は５−）イル、フルオレン−（１−，２−，３−，４−，又は９−）イル、フェナレン−（１−又は２−）イル、（１−，２−，３−，４−，又は９−）フェナントリル、四環系アリールであるクアテルフェニリル（５’−フェニル−ｍ−テルフェニル−２−イル、５’−フェニル−ｍ−テルフェニル−３−イル、５’−フェニル−ｍ−テルフェニル−４−イル、又はｍ−クアテルフェニル）、縮合四環系アリールであるトリフェニレン−（１−又は２−）イル、ピレン−（１−，２−，又は４−）イル、ナフタセン−（１−，２−，又は５−）イル、縮合五環系アリールであるペリレン−（１−，２−，又は３−）イル、ペンタセン−（１−，２−，５−，又は６−）イルなどがあげられる。
【００４７】
Ａｒにおける、特に好ましい「アリール」は、フェニル、ビフェニリル、テルフェニリル、ナフチル及びフェナントリルであり、これらの中でも、フェニル、４−ビフェニリル、１−ナフチル、２−ナフチル及び９−フェナントリルが好ましい。Ａｒがアリールであると、一般式（１）で表されるベンゾカルバゾール化合物の剛直性が増し、耐熱性が優れ、寿命が長くなる特徴がある。
【００４８】
Ａ1及びＡ2における、特に好ましい「アリール」は、フェニル、ビフェニリル、テルフェニリル、クアテルフェニリル、ナフチル及びフェナントリルであり、これらの中でも、フェニル、４−ビフェニリル、１−ナフチル、２−ナフチル及び９−フェナントリルが好ましい。また、Ａ1及びＡ2が同じであっても異なっていてもよく、好ましくはＡ1及びＡ2が同じである。Ａ1及びＡ2がアリールであると、一般式（１）で表されるベンゾカルバゾール化合物の耐熱性、発光効率、および寿命が優れる特徴がある。
【００４９】
Ｒ1〜Ｒ8における、特に好ましい「アリール」は、フェニル、ビフェニリル、ナフチル及びフェナントリルであり、これらの中でも、フェニル、４−ビフェニリル、１−ナフチル及び２−ナフチルが好ましい。
【００５０】
一般式（１）のＡ1、Ａ2、及びＲ1〜Ｒ8における「置換されていてもよいアルキル」の「アルキル」としては、直鎖及び分枝鎖のいずれでもよく、例えば、炭素数１〜２４の直鎖アルキル又は炭素数３〜２４の分枝鎖アルキルがあげられる。好ましい「アルキル」は、炭素数１〜１８のアルキル（炭素数３〜１８の分枝鎖アルキル）である。より好ましい「アルキル」は、炭素数１〜１２のアルキル（炭素数３〜１２の分枝鎖アルキル）である。さらに好ましい「アルキル」は、炭素数１〜６のアルキル（炭素数３〜６の分枝鎖アルキル）である。特に好ましい「アルキル」は、炭素数１〜４のアルキル（炭素数３〜４の分枝鎖アルキル）である。
【００５１】
具体的な「アルキル」としては、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、イソブチル、ｓ−ブチル、ｔ−ブチル、ｎ−ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、ｔ−ペンチル、ｎ−ヘキシル、１−メチルペンチル、４−メチル−２−ペンチル、３，３−ジメチルブチル、２−エチルブチル、ｎ−ヘプチル、１−メチルヘキシル、ｎ−オクチル、ｔ−オクチル、１−メチルヘプチル、２−エチルヘキシル、２−プロピルペンチル、ｎ−ノニル、２，２−ジメチルヘプチル、２，６−ジメチル−４−ヘプチル、３，５，５−トリメチルヘキシル、ｎ−デシル、ｎ−ウンデシル、１−メチルデシル、ｎ−ドデシル、ｎ−トリデシル、１−ヘキシルヘプチル、ｎ−テトラデシル、ｎ−ペンタデシル、ｎ−ヘキサデシル、ｎ−ヘプタデシル、ｎ−オクタデシル、ｎ−エイコシルなどがあげられる。
【００５２】
一般式（１）のＡ1、Ａ2、及びＲ1〜Ｒ8における「置換されていてもよいシクロアルキル」の「シクロアルキル」としては、例えば、炭素数３〜１２のシクロアルキルがあげられる。好ましい「シクロアルキル」は、炭素数３〜１０のシクロアルキルである。より好ましい「シクロアルキル」は、炭素数５〜８のシクロアルキルである。さらに好ましい「シクロアルキル」は、炭素数５〜６のシクロアルキルである。
【００５３】
具体的な「シクロアルキル」としては、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、メチルシクロペンチル、シクロヘプチル、メチルシクロヘキシル、シクロオクチル又はジメチルシクロヘキシルなどがあげられる。
【００５４】
一般式（１）のＡｒ，Ａ1、Ａ2及びＲ1〜Ｒ8における「置換基」としては、アルキル、シクロアルキル、アリールがあげられるが、これらの好ましいものとしては、それぞれ、Ａ1、Ａ2、及びＲ1〜Ｒ8における「アルキル」の欄で説明したもの、Ａ1、Ａ2、及びＲ1〜Ｒ8における「シクロアルキル」の欄で説明したもの、Ａｒ，Ａ1、Ａ2及びＲ1〜Ｒ8における「アリール」の欄で説明したものと同様のものがあげられる。
【００５５】
Ａｒ，Ａ1、Ａ2及びＲ1〜Ｒ8における「置換基」としては、具体的には、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、イソブチル、ｓ−ブチル、ｔ−ブチル、ｎ−ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、ｔ−ペンチル、ｎ−ヘキシル、ｎ−ヘプチル、ｎ−オクチル、ｔ−オクチル、ｎ−ノニル、ｎ−デシル、ｎ−ウンデシル、ｎ−ドデシル、ｎ−トリデシル、ｎ−テトラデシル、ｎ−ペンタデシル、ｎ−ヘキサデシル、ｎ−ヘプタデシル、ｎ−オクタデシルなどのアルキル；シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチルなどのシクロアルキル；フェニル、ビフェニリル、ナフチル、テルフェニリル、フェナントリルなどのアリール；メチルフェニル、エチルフェニル、ｓ−ブチルフェニル、ｔ−ブチルフェニル、１−メチルナフチル、２−メチルナフチル、１，６−ジメチルナフチル、２，６−ジメチルナフチル、４−ｔ−ブチルナフチルなどのアルキルアリールなどがあげられる。置換基の数は、例えば、最大置換可能な数であり、好ましくは０〜３個、より好ましくは０〜２個、更に好ましくは０個（無置換）である。
【００５６】
材料のコスト及び合成の容易さの観点から、Ｒ1〜Ｒ8は、特に水素であることが好ましい。また、同様に、Ａ1とＡ2が同じであることが好ましい。
【００５７】
２．一般式（１）で表される化合物の具体例
上記一般式（１）で表される化合物の、更なる具体例としては、例えば、下記式(1-1)〜(1-174)で表される化合物があげられる。
下記化合物の中でも、特に、下記式(1-1)、式(1-3)、式(1-4)、式(1-7)、式(1-12)、式(1-13)、式(1-14)、式(1-19)、式(1-21)、式(1-23)、式(1-24)、式(1-25)、式(1-29)、式(1-31)、式(1-34)、式(1-35)、式(1-41)、式(1-44)、式(1-45)、式(1-49)、式(1-59)、式(1-61)、式(1-63)、式(1-65)、式(1-79)、式(1-80)、式(1-82)、式(1-83)、式(1-84)、式(1-87)、式(1-90)、式(1-93)、式(1-101)、式(1-103)、式(1-105)、式(1-107)、式(1-110)、式(1-111)、式(1-115)、式(1-117)、式(1-120)、式(1-121)、式(1-125)、式(1-127)、式(1-131)、式(1-145)、式(1-147)、式(1-149)及び式(1-151)で表される化合物が好ましい。
さらに下記式(1-1)、式(1-4)、式(1-7)、式(1-13)、式(1-14)、式(1-24)、式(1-29)、式(1-31)、式(1-34)、式(1-41)、式(1-44)、式(1-59)、式(1-61)、式(1-63)、式(1-65)、式(1-79)、式(1-80)、式(1-82)、式(1-87)、式(1-90)、式(1-93)及び式(1-101)で表される化合物がより好ましい。
【００５８】
【化３】
2008214244.tif 000003
【００５９】
【化４】
2008214244.tif 000004
【００６０】
【化５】
2008214244.tif 000005
【００６１】
【化６】
2008214244.tif 000006
【００６２】
【化７】
2008214244.tif 000007
【００６３】
【化８】
2008214244.tif 000008
【００６４】
【化９】
2008214244.tif 000009
【００６５】
【化１０】
2008214244.tif 000010
【００６６】
【化１１】
2008214244.tif 000011
【００６７】
【化１２】
2008214244.tif 000012
【００６８】
【化１３】
2008214244.tif 000013
【００６９】
【化１４】
2008214244.tif 000014
【００７０】
【化１５】
2008214244.tif 000015
【００７１】
【化１６】
2008214244.tif 000016
【００７２】
【化１７】
2008214244.tif 000017
【００７３】
【化１８】
2008214244.tif 000018
【００７４】
【化１９】
2008214244.tif 000019
【００７５】
【化２０】
2008214244.tif 000020
【００７６】
【化２１】
2008214244.tif 000021
【００７７】
【化２２】
2008214244.tif 000022
【００７８】
３．一般式（１）で表されるベンゾカルバゾール化合物の製造方法
一般式（１）で表されるベンゾカルバゾール化合物は、例えば、鈴木カップリング反応のような既知の合成法を利用して製造することができる。鈴木カップリング反応は、塩基の存在下パラジウム触媒を用いて、芳香族ハライドもしくはトリフラートと、芳香族ボロン酸もしくは芳香族ホロン酸エステルとをカップリングする方法である。この方法で一般式（１）で表される化合物を得る反応経路の具体例は下記の通りである。
【化２３】
2008214244.tif 000023
上式中、Ｒ1〜Ｒ8、Ａ1、Ａ2およびＡｒは前記と同一である。
【００７９】
この反応で用いられるパラジウム触媒の具体例は、Ｐｄ（ＰＰｈ3）4、ＰｄＣｌ2（ＰＰｈ3）2、Ｐｄ（ＯＡｃ）2、トリス（ジベンジリデンアセトン）二パラジウム（０）、トリス（ジベンジリデンアセトン）二パラジウム（０）クロロホルム錯体、ビス（ジベンジリデンアセトン）パラジウム（０）等である。反応を促進させるため、場合によりこれらのパラジウム化合物にホスフィン化合物を加えてもよい。そのホスフィン化合物の具体例は、トリ（ｔ−ブチル）ホスフィン、トリシクロヘキシルホスフィン、１−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノメチル）−２−（ジｔ−ブチルホスフィノ）フェロセン、１−（Ｎ，Ｎ−ジブチルアミノメチル）−２−（ジｔ−ブチルホスフィノ）フェロセン、１−（メトキシメチル）−２−（ジｔ−ブチルホスフィノ）フェロセン、１，１’−ビス（ジｔ−ブチルホスフィノ）フェロセン、２，２’−ビス（ジｔ−ブチルホスフィノ）−１，１’−ビナフチル、２−メトキシ−２’−（ジｔ−ブチルホスフィノ）−１，１’−ビナフチル等である。
【００８０】
この反応で用いられる塩基の具体例は、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸セシウム、炭酸水素ナトリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化バリウム、ナトリウムエトキシド、ナトリウムｔ−ブトキシド、酢酸ナトリウム、リン酸三カリウム、フッ化カリウム等である。
【００８１】
さらに、この反応で用いられる溶媒の具体例は、ベンゼン、トルエン、キシレン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、ジエチルエ−テル、ｔ−ブチルメチルエ−テル、１，４−ジオキサン、メタノ−ル、エタノール、イソプロピルアルコ−ル等である。これらの溶媒は、反応させる芳香族ハライド、トリフラート、芳香族ホロン酸エステルおよび芳香族ボロン酸の構造に応じて適宜選択できる。溶媒は単独で用いてもよく、混合溶媒として用いてもよい。
【００８２】
一般式（１）で表されるベンゾカルバゾール化合物は、固体状態において強い蛍光を持つ化合物であり様々な色の発光に使用できるが、特に青色発光に適している。一般式（１）で表されるベンゾカルバゾール化合物は、非対称の分子構造を持っているため、有機ＥＬ素子作製時にアモルファス状態を形成しやすい。また、耐熱性に優れ、電界印加時においても安定である。
【００８３】
一般式（１）で表されるベンゾカルバゾール化合物は、ホスト発光材料として有効である。一般式（１）で表されるベンゾカルバゾール化合物は、発光波長が短く、特に蛍光青色ホスト発光材料として優れているが、青色以外の発光にも使用することが可能である。また、一般式（１）で表されるベンゾカルバゾール化合物は、燐光ホスト材料をとして、特に有効であり、例えば、赤色燐光素子のホスト材料として用いた場合は、赤色ドーパントへのエネルギー移動が効率よく行われ、高効率、長寿命の燐光発光素子が得られる。
【００８４】
一般式（１）で表されるベンゾカルバゾール化合物は、安定なガラス状態を呈し、蒸着などにより安定なアモルファス膜を形成することができる。また、有機溶剤に対する溶解度が大きく、再結晶やカラムクロマトによる精製が容易だけでなく、発光素子の層形成の際にも自由な層形成手段を採用することができる。例えば、一般的に、蒸着法による層形成では、化合物の分解や製膜された層の結晶構造的な不均一性のおそれがあるが、種々の溶媒を用いて、容易にスピンコート法を採用することができるため、これらのおそれをなくした層形成が可能となる
【００８５】
４．有機電界発光素子
本発明に係るベンゾカルバゾール化合物は、例えば、有機電界発光素子の材料として用いることができる。
この実施形態に係る有機電界発光素子について図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本実施形態に係る有機電界発光素子を示す概略断面図である。
【００８６】
＜有機電界発光素子の構造＞
図１に示された有機電界発光素子１００は、基板１０１と、基板１０１上に設けられた陽極１０２と、陽極１０２の上に設けられた正孔注入層１０３と、正孔注入層１０３の上に設けられた正孔輸送層１０４と、正孔輸送層１０４の上に設けられた発光層１０５と、発光層１０５の上に設けられた正孔阻止層１０６と、正孔阻止層１０６の上に設けられた電子輸送層１０７と、電子輸送層１０７の上に設けられた電子注入層１０８と、電子注入層１０８の上に設けられた陰極１０９とを有する。
【００８７】
なお、有機電界発光素子１００は、作製順序を逆にして、例えば、基板１０１と、基板１０１上に設けられた陰極１０９と、陰極１０９の上に設けられた電子注入層１０８と、電子注入層１０８の上に設けられた電子輸送層１０７と、電子輸送層１０７の上に設けられた正孔阻止層１０６と、正孔阻止層１０６の上に設けられた発光層１０５と、発光層１０５の上に設けられた正孔輸送層１０４と、正孔輸送層１０４の上に設けられた正孔注入層１０３と、正孔注入層１０３の上に設けられた陽極１０２とを有する構成としてもよい。
【００８８】
上記各層すべてがなくてはならないわけではなく、最小構成単位を陽極１０２と発光層１０５と陰極１０９とからなる構成として、正孔注入層１０３、正孔輸送層１０４、正孔阻止層１０６、電子輸送層１０７及び電子注入層１０８は任意に設けられる層である。また、上記各層は、それぞれ単一層からなってもよいし、複数層からなってもよい。
【００８９】
有機電界発光素子を構成する層の態様としては、上述する「基板／陽極／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／陰極」の構成態様の他に、
「基板／陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極」、「基板／陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極」、「基板／陽極／正孔注入層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極」、「基板／陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子注入層／陰極」、「基板／陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極」、「基板／陽極／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極」、「基板／陽極／正孔輸送層／発光層／電子注入層／陰極」、「基板／陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極」、「基板／陽極／正孔注入層／発光層／電子注入層／陰極」、「基板／陽極／正孔注入層／発光層／電子輸送層／陰極」、「基板／陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／陰極」、「基板／陽極／正孔注入層／発光層／陰極」、「基板／陽極／正孔輸送層／発光層／陰極」、「基板／陽極／発光層／電子輸送層／陰極」、「基板／陽極／発光層／電子注入層／陰極」、「基板／陽極／発光層／陰極」の構成態様であってもよい。
また、「基板／陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／陰極」、「基板／陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／電子注入層／陰極」、「基板／陽極／正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／電子注入層／陰極」、「基板／陽極／正孔注入層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／電子注入層／陰極」、「基板／陽極／正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／陰極」、「基板／陽極／正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／電子注入層／陰極」、「基板／陽極／正孔注入層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／陰極」、「基板／陽極／正孔注入層／発光層／正孔阻止層／電子注入層／陰極」、「基板／陽極／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／電子注入層／陰極」、「基板／陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／陰極」「基板／陽極／正孔注入層／発光層／正孔阻止層／陰極」、「基板／陽極／正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／陰極」、「基板／陽極／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／陰極」、「基板／陽極／発光層／正孔阻止層／電子注入層／陰極」、「基板／陽極／発光層／正孔阻止層／陰極」の構成態様であってもよい。
【００９０】
＜有機電界発光素子における基板＞
基板１０１は、有機電界発光素子１００の支持体となるものであり、通常、石英、ガラス、金属、プラスチックなどが用いられる。基板１０１は、目的に応じて板状、フィルム状又はシート状に形成され、例えば、ガラス板、金属板、金属箔、プラスチックフィルム又はプラスチックシートなどが用いられる。なかでも、ガラス板、及びポリエステル、ポリメタクリレート、ポリカーボネート、ポリスルホンなどの透明な合成樹脂製の板が好ましい。ガラス基板であれば、ソーダライムガラスや無アルカリガラスなどが用いられ、また、厚みも機械的強度を保つのに十分な厚みがあればよいので、例えば、０．２ｍｍ以上あればよい。厚さの上限値としては、例えば、２ｍｍ以下、好ましくは１ｍｍ以下である。ガラスの材質については、ガラスからの溶出イオンが少ない方がよいので無アルカリガラスの方が好ましいが、ＳｉＯ2などのバリアコートを施したソーダライムガラスも市販されているのでこれを使用することができる。また、基板１０１には、ガスバリア性を高めるために、少なくとも片面に緻密なシリコン酸化膜などのガスバリア膜を設けてもよく、特にガスバリア性が低い合成樹脂製の板、フィルム又はシートを基板１０１として用いる場合にはガスバリア膜を設けるのが好ましい。
【００９１】
＜有機電界発光素子における陽極＞
陽極１０２は、発光層１０５へ正孔を注入する役割を果たすものである。なお、陽極１０２と発光層１０５との間に正孔注入層１０３及び／又は正孔輸送層１０４が設けられている場合には、これらを介して発光層１０５へ正孔を注入することになる。
【００９２】
陽極１０２を形成する材料としては、無機化合物及び有機化合物があげられる。無機化合物としては、例えば、金属（アルミニウム、金、銀、ニッケル、パラジウム、クロムなど）、金属酸化物（インジウムの酸化物、スズの酸化物、インジウム−スズ酸化物（ＩＴＯ）など）、ハロゲン化金属（ヨウ化銅など）、硫化銅、カーボンブラック、ＩＴＯガラスやネサガラスなどがあげられる。有機化合物としては、例えば、ポリ（３−メチルチオフェン）などのポリチオフェン、ポリピロール、ポリアニリンなどの導電性ポリマーなどがあげられる。その他、有機電界発光素子の陽極として用いられている物質の中から適宜選択して用いることができる。
【００９３】
透明電極の抵抗は、発光素子の発光に十分な電流が供給できればよいので限定されないが、発光素子の消費電力の観点からは低抵抗であることが望ましい。例えば、３００Ω／□以下のＩＴＯ基板であれば素子電極として機能するが、現在では１０Ω／□程度の基板の供給も可能になっていることから、例えば１００〜５Ω／□、好ましくは５０〜５Ω／□の低抵抗品を使用することが特に望ましい。ＩＴＯの厚みは抵抗値に合わせて任意に選ぶ事ができるが、通常１００〜３００ｎｍの間で用いられることが多い。
【００９４】
＜有機電界発光素子における正孔注入層、正孔輸送層＞
正孔注入層１０３は、陽極１０２から移動してくる正孔を、効率よく発光層１０５内又は正孔輸送層１０４内に注入する役割を果たすものである。正孔輸送層１０４は、陽極１０２から注入された正孔又は陽極１０２から正孔注入層１０３を介して注入された正孔を、効率よく発光層１０５に輸送する役割を果たすものである。正孔注入層１０３及び正孔輸送層１０４は、それぞれ、正孔注入・輸送材料の一種又は二種以上を積層、混合するか、正孔注入・輸送材料と高分子結着剤の混合物により形成される。また、正孔注入・輸送材料に塩化鉄（III）のような無機塩を添加して層を形成してもよい。
【００９５】
正孔注入・輸送性物質としては電界を与えられた電極間において正極からの正孔を効率よく注入・輸送することが必要で、正孔注入効率が高く、注入された正孔を効率よく輸送することが望ましい。そのためにはイオン化ポテンシャルが小さく、しかも正孔移動度が大きく、さらに安定性に優れ、トラップとなる不純物が製造時及び使用時に発生しにくい物質であることが好ましい。
【００９６】
正孔注入層１０３及び正孔輸送層１０４を形成する材料としては、光導電材料において、正孔の電荷輸送材料として従来から慣用されている化合物、ｐ型半導体、有機電界発光素子の正孔注入層及び正孔輸送層に使用されている公知のものの中から任意のものを選択して用いることができる。それらの具体例は、カルバゾール誘導体（Ｎ−フェニルカルバゾール、ポリビニルカルバゾール等）、ビス（Ｎ−アリルカルバゾール）又はビス（Ｎ−アルキルカルバゾール）などのビスカルバゾール誘導体、トリアリールアミン誘導体（芳香族第３級アミンを主鎖あるいは側鎖に持つポリマー、１，１−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）シクロヘキサン、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ジ（３−メチルフェニル）−４，４’−ジアミノビフェニル、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ジナフチル−４，４’−ジアミノビフェニル（以下、ＮＰＤと略記する。）、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ジ（３−メチルフェニル）−４，４’−ジフェニル−１，１’−ジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジナフチル−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−４，４’−ジフェニル−１，１’−ジアミン、４，４’，４”−トリス（３−メチルフェニル（フェニル）アミノ）トリフェニルアミンなどのトリフェニルアミン誘導体、スターバーストアミン誘導体等、スチルベン誘導体、フタロシアニン誘導体（無金属、銅フタロシアニン等）、ピラゾリン誘導体、ヒドラゾン系化合物、ベンゾフラン誘導体やチオフェン誘導体、オキサジアゾール誘導体、ポルフィリン誘導体などの複素環化合物、ポリシラン等である。ポリマー系では上記単量体を側鎖に有するポリカーボネートやスチレン誘導体、ポリビニルカルバゾール及びポリシランなどが好ましいが、発光素子の作製に必要な薄膜を形成し、陽極から正孔が注入できて、さらに正孔を輸送できる化合物であれば特に限定されるものではない。
【００９７】
また、有機半導体の導電性は、そのドーピングにより、強い影響を受けることも知られている。このような有機半導体マトリックス物質は、電子供与性の良好な化合物、又は電子受容性の良好な化合物から構成されている。電子供与物質のドーピングのために、テトラシアノキノンジメタン（ＴＣＮＱ）又は２，３，５，６−テトラフルオロテトラシアノ−１，４−ベンゾキノンジメタン（Ｆ４ＴＣＮＱ）などの強い電子受容体が知られている（例えば、文献「M.Pfeiffer,A.Beyer,T.Fritz,K.Leo,Appl.Phys.Lett.,73(22),3202-3204(1998)」及び文献「J.Blochwitz,M.Pheiffer,T.Fritz,K.Leo,Appl.Phys.Lett.,73（6）,729-731（1998）」を参照）。これらは、電子供与型ベース物質（正孔輸送物質）における電子移動プロセスによって、いわゆる正孔を生成する。正孔の数及び移動度によって、ベース物質の伝導性が、かなり大きく変化する。正孔輸送特性を有するマトリックス物質としては、例えばベンジジン誘導体（ＴＰＤなど）又はスターバーストアミン誘導体（ＴＤＡＴＡなど）、あるいは、特定の金属フタロシアニン（特に、亜鉛フタロシアニンＺｎＰｃなど）が知られている（特開２００５−１６７１７５号公報）。
【００９８】
＜有機電界発光素子における発光層＞
発光層１０５は、電界を与えられた電極間において、陽極１０２から注入された正孔と、陰極１０９から注入された電子とを再結合させることにより発光するものである。発光層１０５を形成する材料としては、正孔と電子との再結合によって励起されて発光する化合物（発光性化合物）であればよく、安定な薄膜形状を形成することができ、かつ、固体状態で強い発光（蛍光及び／又は燐光）効率を示す化合物であるのが好ましい。
【００９９】
発光層は単一層でも複数層からなってもどちらでもよく、それぞれ発光材料（ホスト材料、ドーパント材料）により形成され、これはホスト材料とドーパント材料との混合物であっても、ホスト材料単独であっても、いずれでもよい。すなわち、発光層の各層において、ホスト材料もしくはドーパント材料のみが発光してもよいし、ホスト材料とドーパント材料がともに発光してもよい。ホスト材料とドーパント材料は、それぞれ一種類であっても、複数の組み合わせであっても、いずれでもよい。ドーパント材料はホスト材料の全体に含まれていても、部分的に含まれていても、いずれであってもよい。ドーパントの使用量はドーパントによって異なり、そのドーパントの特性に合わせて決めれば良い（例えば、使用量が多すぎると、濃度消光現象のおそれがある）。ドーパントの使用量の目安は、好ましくは発光材料全体の０．００１〜５０重量％であり、より好ましくは０．１〜１０重量％であり、さらに好ましくは１〜７重量％である。ドーピング方法としては、ホスト材料との共蒸着法によって形成することができるが、ホスト材料と予め混合してから同時に蒸着してもよい。
【０１００】
また、本実施形態に係る発光素子の発光材料は蛍光性であっても燐光性であってもどちらでもかまわない。
【０１０１】
ホスト材料としては、上記一般式（１）のベンゾカルバゾール化合物を用いることができ、特に上記式(1-1)、式(1-3)、式(1-4)、式(1-7)、式(1-12)、式(1-13)、式(1-14)、式(1-19)、式(1-21)、式(1-23)、式(1-24)、式(1-25)、式(1-29)、式(1-31)、式(1-34)、式(1-35)、式(1-41)、式(1-44)、式(1-45)、式(1-49)、式(1-59)、式(1-61)、式(1-63)、式(1-65)、式(1-79)、式(1-80)、式(1-82)、式(1-83)、式(1-84)、式(1-87)、式(1-90)、式(1-93)、式(1-101)、式(1-103)、式(1-105)、式(1-107)、式(1-110)、式(1-111)、式(1-115)、式(1-117)、式(1-120)、式(1-121)、式(1-125)、式(1-127)、式(1-131)、式(1-145)、式(1-147)、式(1-149)及び式(1-151)で表される化合物を用いることが好ましい。さらに上記式(1-1)、式(1-4)、式(1-7)、式(1-13)、式(1-14)、式(1-24)、式(1-29)、式(1-31)、式(1-34)、式(1-41)、式(1-44)、式(1-59)、式(1-61)、式(1-63)、式(1-65)、式(1-79)、式(1-80)、式(1-82)、式(1-87)、式(1-90)、式(1-93)及び式(1-101)で表される化合物を用いることがより好ましい。発光層１０５における上記一般式（１）で表されるベンゾカルバゾール化合物のホスト材料としての含有量は、１〜１００重量％が好ましく、さらに５０〜１００重量％が好ましく、特に８０〜１００重量％が好ましく、とりわけ９０〜１００重量％が好ましい。
【０１０２】
他のホスト材料としては、特に限定されるものではないが、以前から発光体として知られていたアントラセンやピレンなどの縮合環誘導体、トリス（８−キノリノラト）アルミニウムをはじめとする金属キレート化オキシノイド化合物、ビススチリルアントラセン誘導体やジスチリルベンゼン誘導体などのビススチリル誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、クマリン誘導体、オキサジアゾール誘導体、ピロロピリジン誘導体、ペリノン誘導体、シクロペンタジエン誘導体、オキサジアゾール誘導体、チアジアゾロピリジン誘導体、ピロロピロール誘導体、ポリマー系では、ポリフェニレンビニレン誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、そして、ポリチオフェン誘導体が好適に用いられる。
【０１０３】
その他、ホスト材料としては、化学工業２００４年６月号１３頁、及び、それにあげられた参考文献などに記載された化合物などの中から適宜選択して用いることができる。
【０１０４】
また、ドーパント材料としては、特に限定されるものではなく、既知の化合物を用いることができ、所望の発光色に応じて様々な材料の中から選択することができる。具体的には、例えば、フェナンスレン、アントラセン、ピレン、テトラセン、ペンタセン、ペリレン、ナフトピレン、ジベンゾピレン及びルブレンなどの縮合環誘導体、ベンズオキサゾール誘導体、ベンズチアゾール誘導体、ベンズイミダゾール誘導体、ベンズトリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、チアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、チアジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、ピラゾリン誘導体、スチルベン誘導体、チオフェン誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、シクロペンタジエン誘導体、ビススチリルアントラセン誘導体やジスチリルベンゼン誘導体などのビススチリル誘導体（特開平１−２４５０８７号公報）、ビススチリルアリーレン誘導体（特開平２−２４７２７８号公報）、ジアザインダセン誘導体、フラン誘導体、ベンゾフラン誘導体、フェニルイソベンゾフラン、ジメシチルイソベンゾフラン、ジ（２−メチルフェニル）イソベンゾフラン、ジ（２−トリフルオロメチルフェニル）イソベンゾフラン、フェニルイソベンゾフランなどのイソベンゾフラン誘導体、ジベンゾフラン誘導体、７−ジアルキルアミノクマリン誘導体、７−ピペリジノクマリン誘導体、７−ヒドロキシクマリン誘導体、７−メトキシクマリン誘導体、７−アセトキシクマリン誘導体、３−ベンズチアゾリルクマリン誘導体、３−ベンズイミダゾリルクマリン誘導体、３−ベンズオキサゾリルクマリン誘導体などのクマリン誘導体、ジシアノメチレンピラン誘導体、ジシアノメチレンチオピラン誘導体、ポリメチン誘導体、シアニン誘導体、オキソベンズアンスラセン誘導体、キサンテン誘導体、ローダミン誘導体、フルオレセイン誘導体、ピリリウム誘導体、カルボスチリル誘導体、アクリジン誘導体、オキサジン誘導体、フェニレンオキサイド誘導体、キナクリドン誘導体、キナゾリン誘導体、ピロロピリジン誘導体、フロピリジン誘導体、１，２，５−チアジアゾロピレン誘導体、ピロメテン誘導体、ペリノン誘導体、ピロロピロール誘導体、スクアリリウム誘導体、ビオラントロン誘導体、フェナジン誘導体、アクリドン誘導体、デアザフラビン誘導体、亜鉛、アルミニウム、ベリリウム、ユーロピウム、テルビウム、ジスプロシウム、イリジウム、白金などの有機金属錯体があげられる。
【０１０５】
発色光ごとに例示すると、青〜青緑色ドーパント材料としては、ナフタレン、アントラセン、フェナンスレン、ピレン、トリフェニレン、ペリレン、フルオレン、インデンなどの芳香族炭化水素化合物やその誘導体、フラン、ピロール、チオフェン、シロール、９−シラフルオレン、９，９’−スピロビシラフルオレン、ベンゾチオフェン、ベンゾフラン、インドール、ジベンゾチオフェン、ジベンゾフラン、イミダゾピリジン、フェナントロリン、ピラジン、ナフチリジン、キノキサリン、ピロロピリジン、チオキサンテンなどの芳香族複素環化合物やその誘導体、ジスチリルベンゼン誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、スチルベン誘導体、アルダジン誘導体、クマリン誘導体、イミダゾール、チアゾール、チアジアゾール、カルバゾール、オキサゾール、オキサジアゾール、トリアゾールなどのアゾール誘導体及びその金属錯体及びＮ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ジ（３−メチルフェニル）−４，４’−ジフェニル−１，１’−ジアミンに代表される芳香族アミン誘導体などがあげられる。
【０１０６】
また、緑〜黄色ドーパント材料としては、クマリン誘導体、フタルイミド誘導体、ナフタルイミド誘導体、ペリノン誘導体、ピロロピロール誘導体、シクロペンタジエン誘導体、アクリドン誘導体、キナクリドン誘導体及びルブレンなどのナフタセン誘導体などがあげられ、さらに上記青〜青緑色ドーパント材料として例示した化合物に、アリール基、ヘテロアリール基、アリールビニル基、アミノ基、シアノ基など長波長化を可能とする置換基を導入した化合物も好適な例としてあげられる。
【０１０７】
さらに、橙〜赤色ドーパント材料としては、ビス（ジイソプロピルフェニル）ペリレンテトラカルボン酸イミドなどのナフタルイミド誘導体、ペリノン誘導体、アセチルアセトンやベンゾイルアセトンとフェナントロリンなどを配位子とするＥｕ錯体などの希土類錯体、４−（ジシアノメチレン）−２−メチル−６−（ｐ−ジメチルアミノスチリル）−４Ｈ−ピランやその類縁体、マグネシウムフタロシアニン、アルミニウムクロロフタロシアニンなどの金属フタロシアニン誘導体、ローダミン化合物、デアザフラビン誘導体、クマリン誘導体、キナクリドン誘導体、フェノキサジン誘導体、オキサジン誘導体、キナゾリン誘導体、ピロロピリジン誘導体、スクアリリウム誘導体、ビオラントロン誘導体、フェナジン誘導体、フェノキサゾン誘導体及びチアジアゾロピレン誘導体などあげられ、さらに上記青〜青緑色及び緑〜黄色ドーパント材料として例示した化合物に、アリール基、ヘテロアリール基、アリールビニル基、アミノ基、シアノ基など長波長化を可能とする置換基を導入した化合物も好適な例としてあげられる。さらに、トリス（２−フェニルピリジン）イリジウム（III）に代表されるイリジウムや白金を中心金属とした燐光性金属錯体も好適な例としてあげられる。
【０１０８】
本発明の発光層用材料に適したドーパント材料としては、上述するドーパント材料の中でも、特にペリレン誘導体、ボラン誘導体、アミン含有スチリル誘導体、芳香族アミン誘導体、クマリン誘導体、ピラン誘導体、イリジウム錯体又は白金錯体が好ましい。
【０１０９】
ペリレン誘導体としては、例えば、３，１０−ビス（２，６−ジメチルフェニル）ペリレン、３，１０−ビス（２，４，６−トリメチルフェニル）ペリレン、３，１０−ジフェニルペリレン、３，４−ジフェニルペリレン、２，５，８，１１−テトラ−ｔ−ブチルペリレン、３，４，９，１０−テトラフェニルペリレン、３−（１’−ピレニル）−８，１１−ジ（ｔ−ブチル）ペリレン、３−（９’−アントリル）−８，１１−ジ（ｔ−ブチル）ペリレン、３，３’−ビス（８，１１−ジ（ｔ−ブチル）ペリレニル）などがあげられる。
また、特開平11-97178号公報、特開2000-133457号公報、特開2000-26324号公報、特開2001-267079号公報、特開2001-267078号公報、特開2001-267076号公報、特開2000-34234号公報、特開2001-267075号公報、及び特開2001-217077号公報などに記載されたペリレン誘導体を用いてもよい。
【０１１０】
ボラン誘導体としては、例えば、１，８−ジフェニル−１０−（ジメシチルボリル）アントラセン、９−フェニル−１０−（ジメシチルボリル）アントラセン、４−（９’−アントリル）ジメシチルボリルナフタレン、４−（１０’−フェニル−９’−アントリル）ジメシチルボリルナフタレン、９−（ジメシチルボリル）アントラセン、９−（４’−ビフェニリル）−１０−（ジメシチルボリル）アントラセン、９−（４’−（Ｎ−カルバゾリル）フェニル）−１０−（ジメシチルボリル）アントラセンなどがあげられる。
また、国際公開第2000/40586号パンフレットなどに記載されたボラン誘導体を用いてもよい。
【０１１１】
アミン含有スチリル誘導体としては、例えば、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ（４−ビフェニリル）−４、４’−ジアミノスチルベン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ（１−ナフチル）−４、４’−ジアミノスチルベン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ（２−ナフチル）−４、４’−ジアミノスチルベン、Ｎ，Ｎ’−ジ（２−ナフチル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−４、４’−ジアミノスチルベン、Ｎ，Ｎ’−ジ（９−フェナントリル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−４、４’−ジアミノスチルベン、４，４’−ビス[４”−ビス（ジフェニルアミノ）スチリル]−ビフェニル、１，４−ビス[４’−ビス（ジフェニルアミノ）スチリル]−ベンゼン、２，７−ビス[４’−ビス（ジフェニルアミノ）スチリル]−９，９−ジメチルフルオレン、４，４’−ビス（９−エチル−３−カルバゾビニレン）−ビフェニル、４，４’−ビス（９−フェニル−３−カルバゾビニレン）−ビフェニルなどがあげられる。  また、特開2003-347056号公報、及び特開2001-307884号公報などに記載されたアミン含有スチリル誘導体を用いてもよい。
【０１１２】
芳香族アミン誘導体としては、例えば、Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ−テトラフェニルアントラセン−９，１０−ジアミン、９，１０−ビス（４−ジフェニルアミノ−フェニル）アントラセン、９，１０−ビス（４−ジ（１−ナフチルアミノ）フェニル）アントラセン、９，１０−ビス（４−ジ（２−ナフチルアミノ）フェニル）アントラセン、１０−ジ−ｐ−トリルアミノ−９−（４−ジ−ｐ−トリルアミノ−１−ナフチル）アントラセン、１０−ジフェニルアミノ−９−（４−ジフェニルアミノ−１−ナフチル）アントラセン、１０−ジフェニルアミノ−９−（６−ジフェニルアミノ−２−ナフチル）アントラセン、[４−（４−ジフェニルアミノ−フェニル）ナフタレン−１−イル]−ジフェニルアミン、[４−（４−ジフェニルアミノ−フェニル）ナフタレン−１−イル]−ジフェニルアミン、[６−（４−ジフェニルアミノ−フェニル）ナフタレン−２−イル]−ジフェニルアミン、４，４’−ビス[４−ジフェニルアミノナフタレン−１−イル]ビフェニル、４，４’−ビス[６−ジフェニルアミノナフタレン−２−イル]ビフェニル、４，４”−ビス[４−ジフェニルアミノナフタレン−１−イル]−ｐ−テルフェニル、４，４”−ビス[６−ジフェニルアミノナフタレン−２−イル]−ｐ−テルフェニルなどがあげられる。
また、特開2006-156888号公報などに記載された芳香族アミン誘導体を用いてもよい。
芳香族アミン誘導体としては、下記のＤ１で表される化合物などがあげられる。
【化２４】
2008214244.tif 000024
【０１１３】
クマリン誘導体としては、クマリン−６、クマリン−３３４などがあげられる。
また、特開2004-43646号公報、特開2001-76876号公報、及び特開平6-298758号公報などに記載されたクマリン誘導体を用いてもよい。
【０１１４】
ピラン誘導体としては、下記のＤＣＭ、ＤＣＪＴＢなどがあげられる。
【化２５】
2008214244.tif 000025
また、特開2005-126399号公報、特開2005-097283号公報、特開2002-234892号公報、特開2001-220577号公報、特開2001-081090号公報、及び特開2001-052869号公報などに記載されたピラン誘導体を用いてもよい。
【０１１５】
イリジウム錯体としては、トリス（１−フェニルイソキノリン）イリジウム（III）（Ｉｒ（ｐｉｑ）3）、ビス（１−フェニルイソキノリン）アセチルアセトナートイリジウム（III）（Ｉｒ（ｐｉｑ）2（ａｃａｃ））、トリス（２−フェニルピリジン）イリジウム（III）（Ｉｒ（ｐｐｙ）3）、トリス（２−（４−トリル）ピリジン）イリジウム（III）（Ｉｒ（ｐｐｙ）3）、ビス（３−メチルジベンゾ［ｆ.ｈ］キノキサリン）アセチルアセトナートイリジウム（III）、ビス（ジベンゾ［ｆ.ｈ］キノキサリン）アセチルアセトナートイリジウム（III）、トリス（２−フェニルキノリン）イリジウム（III）（Ｉｒ（ｐｑ）3）、ビス（２−フェニルキノリン）アセチルアセトナートイリジウム（III）（Ｉｒ（ｐｑ）2（ａｃａｃ））、トリス（２−ベンゾチオフェン−２−イル−ピリジン）イリジウム（III）（Ｉｒ（ｂｔｐｙ）3）、ビス（２−ベンゾチオフェン−２−イル−ピリジン）アセチルアセトナートイリジウム（III）（Ｉｒ（ｂｔｐｙ）2（ａｃａｃ））、ビス（１−（９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）−イソキノリン）イリジウム（III）、ビス（３−（９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）−イソキノリン）イリジウム（III）、ビス（２−（９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）−キノリン）イリジウム（III）、ビス（ベンゾ［ｈ］キノリン）アセチルアセトナートイリジウム（III）、ビス（ベンゾ［ｈ］イソキノリン）アセチルアセトナートイリジウム（III）、ビス（２−チエニルピリジン）アセチルアセトナートイリジウム（III）などがあげられる。
【化２６】
2008214244.tif 000026
また、特開2006-089398号公報、特開2006-080419号公報、特開2006-290988号公報、特開2005-298483号公報、特開2005-097263号公報、及び特開2004-111379号公報などに記載されたイリジウム錯体を用いてもよい。
【０１１６】
白金錯体としては、ビス（２−フェニルピリジン）白金、オクタエチル白金ポルフィリン（ＰｔＯＥＰ）、オクタフェニル白金ポルフィリンなどがあげられる。
【化２７】
2008214244.tif 000027
また、特開2006-190718号公報、特開2006-128634号公報、特開2006-093542号公報、特開2006-232784号公報、特開2004-335122号公報、及び特開2004-331508号公報、国際公開第2004/039914号パンフレットなどに記載された白金錯体を用いてもよい。
【０１１７】
その他、ドーパントとしては、化学工業２００４年６月号１３頁、及び、それにあげられた参考文献などに記載された化合物などの中から適宜選択して用いることができる。
【０１１８】
＜有機電界発光素子における正孔阻止層＞
正孔阻止層１０６は、正孔と電子とを発光層１０５内に閉じ込めて、発光効率を向上させる役割を果たすものである。正孔阻止層１０６は、陽極１０２から移動してくる正孔が陰極１０９に到達するのを阻止し、陰極１０９から注入された電子を効率よく発光層１０５の方向に輸送することができる物質であるのが望ましい。すなわち、正孔阻止層１０６を形成する材料には、発光効率を向上させるために、電子移動度が高く、正孔移動度が低いという性質が求められる。加えて、有機電界発光素子の長寿命化の要請から、駆動安定性が高いことも求められている。
【０１１９】
具体的には、有機金属錯体（混合配位子錯体、二核金属錯体など）、スチリル化合物（ジスチリルビフェニル誘導体など）、トリアゾール誘導体、フェナントロリン誘導体、ボラン誘導体及びアントラセン誘導体（例えば、特開2006-049570号公報に記載されたもの）などがあげられる。これらの材料は単独でも用いられるが、異なる材料と混合して使用しても構わない。
【０１２０】
これらの中でも、有機金属錯体（混合配位子錯体、二核金属錯体など）、フェナントロリン誘導体又はボラン誘導体が好ましい。
【０１２１】
有機金属錯体（混合配位子錯体、二核金属錯体など）としては、例えば、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（フェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（２−メチルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（３−メチルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（４−メチルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（２−フェニルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（３−フェニルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（４−フェニルフェノラート）アルミニウム（以下、Ｂａｌｑと略記する。）、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（２，３−ジメチルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（２，６−ジメチルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（３，４−ジメチルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（３，５−ジメチルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（３，５−ジ−ｔ−ブチルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（２，４−ジフェニルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（２，５−ジフェニルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（２，６−ジフェニルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（２，４，６−トリフェニルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（２，４，６−トリメチルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（２，４，５，６−テトラメチルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（１−ナフトラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（２−ナフトラート）アルミニウム、ビス（２，４−ジメチル−８−キノリノラート）（２−フェニルフェノラート）アルミニウム、ビス（２，４−ジメチル−８−キノリノラート）（３−フェニルフェノラート）アルミニウム、ビス（２，４−ジメチル−８−キノリノラート）（４−フェニルフェノラート）アルミニウム、ビス（２，４−ジメチル−８−キノリノラート）（３，５−ジメチルフェノラート）アルミニウム、ビス（２，４−ジメチル−８−キノリノラート）（３，５−ジ−ｔ−ブチルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）アルミニウム−μ−オキソ−ビス（２−メチル−８−キノリノラート）アルミニウム、ビス（２，４−ジメチル−８−キノリノラート）アルミニウム−μ−オキソ−ビス（２，４−ジメチル−８−キノリノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−４−エチル−８−キノリノラート）アルミニウム−μ−オキソ−ビス（２−メチル−４−エチル−８−キノリノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−４−メトキシ−８−キノリノラート）アルミニウム−μ−オキソ−ビス（２−メチル−４−メトキシ−８−キノリノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル���５−シアノ−８−キノリノラート）アルミニウム−μ−オキソ−ビス（２−メチル−５−シアノ−８−キノリノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−５−トリフルオロメチル−８−キノリノラート）アルミニウム−μ−オキソ−ビス（２−メチル−５−トリフルオロメチル−８−キノリノラート）アルミニウムなどがあげられる。
【０１２２】
フェナントロリン誘導体としては、例えば、４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン、２，９−ジメチルー４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（以下、ＢＣＰと略記する）、２，４，９，７−テトラフェニル−１，１０−フェナントロリン、９，１０−ジ（１，１０−フェナントロリン−２−イル）アントラセン、２，６−ジ（１，１０−フェナントロリン−５−イル）ピリジン、１，３，５−トリ（１，１０−フェナントロリン−５−イル）ベンゼン、１，３−ビス（２−フェニル−１，１０−フェナントロリン−９−イル）ベンゼンなどがあげられる。
【０１２３】
ボラン誘導体としては、例えば、９−（４’−ジメシチルボリルビフェニル−４−イル）−９Ｈ−カルバゾール、９−（４−（４−ジメシチルボリルナフタレン−１−イル）フェニル）−９Ｈ−カルバゾール、９−（４−（４−ジメシチルボリルフェニル）ナフタレン−１−イル）−９Ｈ−カルバゾール、９−（４−（６−ジメシチルボリルナフタレン−２−イル）フェニル）−９Ｈ−カルバゾール、９−（６−（４−ジメシチルボリルフェニル）ナフタレン−２−イル）−９Ｈ−カルバゾール、９−（７−ジメシチルボリル−９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）−９Ｈ−カルバゾール、９−（７−ジメシチルボリル−９，９−ジフェニル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）−９Ｈ−カルバゾール、４，４’−ビス（ジメシチルボリル）ビフェニル、１−ジメシチルボリル−４−（４−ジメシチルボリルフェニル）ナフタレン、２−ジメシチルボリル−６−（４−ジメシチルボリルフェニル）ナフタレン、２，７−ビス（ジメシチルボリル）−９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン、２，７−ビス（ジメシチルボリル）−９，９−ジフェニル−９Ｈ−フルオレンなどがあげられる。
また、特願2005-210638号公報に記載されたボラン誘導体を用いてもよい。
【０１２４】
＜有機電界発光素子における電子注入層、電子輸送層＞
電子注入層１０８は、陰極１０９から移動してくる電子を、効率よく発光層１０５内又は正孔阻止層１０６内又は電子輸送層１０７内に注入する役割を果たすものである。電子輸送層１０７は、陰極１０９から注入された電子又は陰極１０９から電子注入層１０８を介して注入された電子を、効率よく発光層１０５又は正孔阻止層１０６内に輸送する役割を果たすものである。電子輸送層１０７及び電子注入層１０８は、それぞれ、電子輸送・注入材料の一種又は二種以上を積層、混合するか、電子輸送・注入材料と高分子結着剤の混合物により形成される。
【０１２５】
電子注入・輸送層とは、陰極から電子が注入され、さらに電子を輸送することを司る層であり、電子注入効率が高く、注入された電子を効率よく輸送することが望ましい。そのためには電子親和力が大きく、しかも電子移動度が大きく、さらに安定性に優れ、トラップとなる不純物が製造時及び使用時に発生しにくい物質であることが好ましい。
【０１２６】
電子輸送層及び電子注入層に用いられる材料としては、光導電材料において電子伝達化合物として従来から慣用されている化合物、有機電界発光素子の電子注入層及び電子輸送層に使用されている公知の化合物の中から任意に選択して用いることができる。
【０１２７】
具体的には、ピリジン誘導体、ナフタレン誘導体、アントラセン誘導体、フェナントロリン誘導体、ペリノン誘導体、クマリン誘導体、ナフタルイミド誘導体、アントラキノン誘導体、ジフェノキノン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、ペリレン誘導体、チオフェン誘導体、チアジアゾール誘導体、キノキサリン誘導体、キノキサリン誘導体のポリマー、ベンザゾール類化合物、ピラゾール誘導体、パーフルオロ化フェニレン誘導体、トリアジン誘導体、ピラジン誘導体、イミダゾピリジン誘導体、ボラン誘導体、ベンズオキサゾール誘導体、ベンズチアゾール誘導体、キノリン誘導体、アルダジン誘導体、カルバゾール誘導体、インドール誘導体、リンオキサイド誘導体、ビススチリル誘導体などがあげられる。また、オキサジアゾール誘導体（１，３−ビス［（４−ｔ−ブチルフェニル）１，３，４−オキサジアゾリル］フェニレンなど）、トリアゾール誘導体（Ｎ−ナフチル−２，５−ジフェニル−１，３，４−トリアゾールなど）、ベンゾキノリン誘導体（２，２’−ビス（ベンゾ［ｈ］キノリン−２−イル）−９，９’−スピロビフルオレンなど）、ベンズイミダゾール誘導体（トリス（Ｎ−フェニルベンズイミダゾール−２−イル）ベンゼンなど）、ビピリジン誘導体、テルピリジン誘導体（１，３−ビス（４’−（２，２’：６’２”−テルピリジン））ベンゼンなど）、ナフチリジン誘導体（ビス（１−ナフチル）−４−（１，８−ナフチリジン−２−イル）フェニルホスフィンオキサイドなど）などがあげられる。これらの材料は単独でも用いられるが、異なる材料と混合して使用しても構わない。
【０１２８】
また、電子受容性窒素を有する金属錯体を用いることもでき、例えば、キノリノール系金属錯体やヒドロキシフェニルオキサゾール錯体などのヒドロキシアゾール錯体、アゾメチン錯体、トロポロン金属錯体、フラボノール金属錯体及びベンゾキノリン金属錯体などがあげられる。これらの材料は単独でも用いられるが、異なる材料と混合して使用しても構わない。
【０１２９】
これらの中でも、キノリノール系金属錯体、ピリジン誘導体又はフェナントロリン誘導体が好ましい。特に、ピリジン誘導体、フェナントロリン誘導体を電子輸送層または電子注入層に用いると、低電圧、高効率を実現できる。
【０１３０】
キノリノール系金属錯体は、下記一般式（Ｅ−１）で表される化合物である。
【化２８】
2008214244.tif 000028
式中、Ｒ1〜Ｒ6は水素又は置換基であり、ＭはＡｌ、Ｇａ、ＢｅまたはＺｎであり、ｎは２または３の整数である。
【０１３１】
キノリノール系金属錯体の具体例としては、トリス（８−キノリノラート）アルミニウム（以下、ＡＬＱと略記する。）、トリス（４−メチル−８−キノリノラート）アルミニウム、トリス（５−メチル−８−キノリノラート）アルミニウム、トリス（３，４−ジメチル−８−キノリノラート）アルミニウム、トリス（４，５−ジメチル−８−キノリノラート）アルミニウム、トリス（４，６−ジメチル−８−キノリノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（フェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（２−メチルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（３−メチルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（４−メチルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（２−フェニルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（３−フェニルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（４−フェニルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（２，３−ジメチルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（２，６−ジメチルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（３，４−ジメチルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（３，５−ジメチルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（３，５−ジ−ｔ−ブチルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（２，６−ジフェニルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（２，４，６−トリフェニルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（２，４，６−トリメチルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（２，４，５，６−テトラメチルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（１−ナフトラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（２−ナフトラート）アルミニウム、ビス（２，４−ジメチル−８−キノリノラート）（２−フェニルフェノラート）アルミニウム、ビス（２，４−ジメチル−８−キノリノラート）（３−フェニルフェノラート）アルミニウム、ビス（２，４−ジメチル−８−キノリノラート）（４−フェニルフェノラート）アルミニウム、ビス（２，４−ジメチル−８−キノリノラート）（３，５−ジメチルフェノラート）アルミニウム、ビス（２，４−ジメチル−８−キノリノラート）（３，５−ジ−ｔ−ブチルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）アルミニウム−μ−オキソ−ビス（２−メチル−８−キノリノラート）アルミニウム、ビス（２，４−ジメチル−８−キノリノラート）アルミニウム−μ−オキソ−ビス（２，４−ジメチル−８−キノリノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−４−エチル−８−キノリノラート）アルミニウム−μ−オキソ−ビス（２−メチル−４−エチル−８−キノリノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−４−メトキシ−８−キノリノラート）アルミニウム−μ−オキソ−ビス（２−メチル−４−メトキシ−８−キノリノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−５−シアノ−８−キノリノラート）アルミニウム−μ−オキソ−ビス（２−メチル−５−シアノ−８−キノリノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−５−トリフルオロメチル−８−キノリノラート）アルミニウム−μ−オキソ−ビス（２−メチル−５−トリフルオロメチル−８−キノリノラート）アルミニウム、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリン）ベリリウムなどがあげられる。
【０１３２】
ピリジン誘導体は、下記一般式(E-2-1)又は(E-2-2)で表される化合物である。
【化２９】
2008214244.tif 000029
式中、Ｒ1〜Ｒ5は水素又は置換基であり、隣接する基は互いに結合して縮合環を形成してもよく、Ｇは単なる結合手又はｎ価の連結基を表し、ｎは２〜８の整数である。
【０１３３】
一般式(E-2-2)のＧとしては、例えば、以下の構造式のものがあげられる。なお、下記構造式中のＲは、それぞれ独立して、水素、メチル、エチル、イソプロピル、シクロヘキシル、フェニル、１−ナフチル又は２−ナフチルである。
【化３０】
2008214244.tif 000030
【０１３４】
ピリジン誘導体の具体例としては、２，５−ビス（２，２’−ビピリジル−６−イル）−１，１−ジメチル−３，４−ジフェニルシロール、２，５−ビス（２，２’−ビピリジル−６−イル）−１，１−ジメチル−３，４−ジメシチルシロール、９，１０−ジ（２，２’−ビピリジル−６−イル）アントラセン、９，１０−ジ（２，２’−ビピリジル−５−イル）アントラセン、９，１０−ジ（２，３’−ビピリジル−６−イル）アントラセン、９，１０−ジ（２，３’−ビピリジル−５−イル）−２−フェニルアントラセン、９，１０−ジ（２，２’−ビピリジル−５−イル）−２−フェニルアントラセン、３，４−ジフェニル−２，５−ジ（２，２’−ビピリジル−６−イル）チオフェン、３，４−ジフェニル−２，５−ジ（２，３’−ビピリジル−５−イル）チオフェン、６’６”−ジ（２−ピリジル）２，２’：４’，４”：２”，２”’−クアテルピリジンなどがあげられる。
【０１３５】
フェナントロリン誘導体は、下記一般式(E-3-1)又は(E-3-2)で表される化合物である。
【化３１】
2008214244.tif 000031
式中、Ｒ1〜Ｒ5は水素又は置換基であり、隣接する基は互いに結合して縮合環を形成してもよく、Ｇは単なる結合手又はｎ価の連結基を表し、ｎは２〜８の整数である。また、一般式(E-3-2)のＧとしては、例えば、ピリジン誘導体の欄で説明したものと同じものがあげられる。
【０１３６】
フェナントロリン誘導体の具体例としては、４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン、２，９−ジメチルー４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン、２，４，９，７−テトラフェニル−１，１０−フェナントロリン、９，１０−ジ（１，１０−フェナントロリン−２−イル）アントラセン、２，６−ジ（１，１０−フェナントロリン−５−イル）ピリジン、１，３，５−トリ（１，１０−フェナントロリン−５−イル）ベンゼンや１，３−ビス（２−フェニル−１，１０−フェナントロリン−９−イル）ベンゼンなどがあげられる。
【０１３７】
特に、フェナントロリン誘導体を電子輸送層、電子注入層に用いた場合について説明する。長時間にわたって安定な発光を得るには、熱的安定性や薄膜形成性に優れた材料が望まれ、フェナントロリン誘導体の中でも、置換基自身が三次元的立体構造を有するか、フェナントロリン骨格とのあるいは隣接置換基との立体反発により三次元的立体構造を有するもの、あるいは複数のフェナントロリン骨格を連結したものが好ましい。さらに、複数のフェナントロリン骨格を連結する場合、連結ユニット中に共役結合、置換もしくは無置換の芳香族炭化水素、置換もしくは無置換の芳香複素環を含んでいる化合物がより好ましい。
【０１３８】
＜有機電界発光素子における陰極＞
陰極１０９は、電子注入層１０８、電子輸送層１０７及び／又は正孔阻止層１０６を介して、発光層１０５に電子を注入する役割を果たすものである。
【０１３９】
陰極１０９を形成する材料としては、電子を有機層に効率よく注入できる物質であれば特に限定されないが、陽極１０２を形成する材料と同様のものを用いることができる。なかでも、スズ、マグネシウム、インジウム、カルシウム、アルミニウム、銀、銅、ニッケル、クロム、金、白金、鉄、亜鉛、リチウム、ナトリウム、カリウム、セシウム及びマグネシウムなどの金属又はそれらの合金（マグネシウム−銀合金、マグネシウム−インジウム合金、フッ化リチウム／アルミニウムなどのアルミニウム−リチウム合金など）などが好ましい。電子注入効率をあげて素子特性を向上させるためには、リチウム、ナトリウム、カリウム、セシウム、カルシウム、マグネシウム又はこれら低仕事関数金属を含む合金が有効である。しかしながら、これらの低仕事関数金属は、一般に大気中で不安定であることが多く、例えば、有機層に微量のリチウム、セシウムやマグネシウム（真空蒸着の膜厚計表示で１ｎｍ以下）をドーピングして安定性の高い電極を使用する方法が好ましい例としてあげることができるが、フッ化リチウム、フッ化セシウム、酸化リチウム及び酸化セシウムのような無機塩の使用も可能であることから特にこれらに限定されるものではない。
【０１４０】
更に、電極保護のために白金、金、銀、銅、鉄、錫、アルミニウム及びインジウムなどの金属、又はこれら金属を用いた合金、そしてシリカ、チタニア及び窒化ケイ素などの無機物、ポリビニルアルコール、塩化ビニル、炭化水素系高分子化合物などを積層することが、好ましい例としてあげられる。これらの電極の作製法も、抵抗加熱、電子線ビーム、スパッタリング、イオンプレーティング及びコーティングなど、導通を取ることができれば特に制限されない。
【０１４１】
＜各層で用いてもよい結着剤＞
以上の正孔注入層、正孔輸送層、発光層、正孔阻止層、電子輸送層及び電子注入層に用いられる材料は単独で各層を形成することができるが、高分子結着剤としてポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリエステル、ポリスルフォン、ポリフェニレンオキサイド、ポリブタジエン、炭化水素樹脂、ケトン樹脂、フェノキシ樹脂、ポリサルフォン、ポリアミド、エチルセルロース、酢酸ビニル樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリウレタン樹脂などの溶剤可溶性樹脂や、フェノール樹脂、キシレン樹脂、石油樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂などの硬化性樹脂などに分散させて用いることも可能である。
【０１４２】
＜有機電界発光素子の作製方法＞
有機電界発光素子を構成する各層は、各層を構成すべき材料を蒸着法、抵抗加熱蒸着、電子ビーム蒸着、スパッタリング、分子積層法、印刷法、スピンコート法又はキャスト法、コーティング法等の方法で薄膜とすることにより、形成することができる。このようにして形成された各層の膜厚については特に限定はなく、材料の性質に応じて適宜設定することができるが、通常２ｎｍ〜５０００ｎｍの範囲である。膜厚は通常、水晶発振式膜厚測定装置などで測定できる。蒸着法を用いて薄膜化する場合、その蒸着条件は、材料の種類、膜の目的とする結晶構造及び会合構造等により異なる。蒸着条件は一般的に、ボート加熱温度５０〜４００℃、真空度１０-6〜１０-3Ｐａ、蒸着速度０．０１〜５０ｎｍ／秒、基板温度−１５０〜＋３００℃、膜厚２ｎｍ〜５μｍの範囲で適宜設定することが好ましい。
【０１４３】
次に、有機電界発光素子を作製する方法の一例として、陽極／正孔注入層／正孔輸送層／ホスト材料とドーパント材料からなる発光層／正孔阻止層／電子輸送層／電子注入層／陰極からなる有機電界発光素子の作製法について説明する。適当な基板上に、陽極材料の薄膜を蒸着法等により形成させて陽極を作製した後、この陽極上に正孔注入層及び正孔輸送層の薄膜を形成させる。この上にホスト材料とドーパント材料を共蒸着し薄膜を形成させて発光層とし、この発光層の上に正孔阻止層、電子輸送層、電子注入層を形成させ、さらに陰極用物質からなる薄膜を蒸着法等により形成させて陰極とすることにより、目的の有機電界発光素子が得られる。なお、上述の有機電界発光素子の作製においては、作製順序を逆にして、陰極、電子注入層、電子輸送層、正孔阻止層、発光層、正孔輸送層、正孔注入層、陽極の順に作製することも可能である。
【０１４４】
このようにして得られた有機電界発光素子に直流電圧を印加する場合には、陽極を＋、陰極を−の極性として印加すればよく、電圧２〜４０Ｖ程度を印加すると、透明又は半透明の電極側（陽極又は陰極、及び両方）より発光が観測できる。また、この有機電界発光素子は、パルス電流や交流電流を印加した場合にも発光する。なお、印加する交流の波形は任意でよい。
【０１４５】
＜有機電界発光素子の応用例＞
また、本発明は、有機電界発光素子を備えた表示装置又は有機電界発光素子を備えた照明装置などにも応用することができる。
有機電界発光素子を備えた表示装置又は照明装置は、本実施形態にかかる有機電界発光素子と公知の駆動装置とを接続するなど公知の方法によって製造することができ、直流駆動、パルス駆動、交流駆動など公知の駆動方法を適宜用いて駆動することができる。
【０１４６】
表示装置としては、例えば、カラーフラットパネルディスプレイなどのパネルディスプレイ、フレキシブルカラー有機電界発光（ＥＬ）ディスプレイなどのフレキシブルディスプレイなどがあげられる（例えば、特開平１０−３３５０６６号公報、特開２００３−３２１５４６号公報、特開２００４−２８１０８６号公報など参照）。また、ディスプレイの表示方式としては、例えば、マトリクス及び／又はセグメント方式などがあげられる。なお、マトリクス表示とセグメント表示は同じパネルの中に共存していてもよい。
【０１４７】
マトリクスとは、表示のための画素が格子状やモザイク状など二次元的に配置されたものをいい、画素の集合で文字や画像を表示する。画素の形状やサイズは用途によって決まる。例えば、パソコン、モニター、テレビの画像及び文字表示には、通常一辺が３００μｍ以下の四角形の画素が用いられ、また、表示パネルのような大型ディスプレイの場合は、一辺がｍｍオーダーの画素を用いることになる。モノクロ表示の場合は、同じ色の画素を配列すればよいが、カラー表示の場合には、赤、緑、青の画素を並べて表示させる。この場合、典型的にはデルタタイプとストライプタイプがある。そして、このマトリクスの駆動方法としては、線順次駆動方法やアクティブマトリックスのどちらでもよい。線順次駆動の方は構造が簡単であるという利点があるが、動作特性を考慮した場合、アクティブマトリックスの方が優れる場合があるので、これも用途によって使い分けることが必要である。
【０１４８】
セグメント方式（タイプ）とは、予め決められた情報を表示するようにパターンを形成し、決められた領域を発光させることになる。例えば、デジタル時計や温度計における時刻や温度表示、オーディオ機器や電磁調理器などの動作状態表示及び自動車のパネル表示などがあげられる。
【０１４９】
照明装置としては、例えば、室内照明などの照明装置、液晶表示装置のバックライトなどがあげられる（例えば、特開２００３−２５７６２１号公報、特開２００３−２７７７４１号公報、特開２００４−１１９２１１号公報など参照）。バックライトは、主に自発光しない表示装置の視認性を向上させる目的に使用され、液晶表示装置、時計、オーディオ装置、自動車パネル、表示板及び標識などに使用される。特に、液晶表示装置、中でも薄型化が課題となっているパソコン用途のバックライトとしては、従来方式のものが蛍光灯や導光板からなっているため薄型化が困難であることを考えると、本実施形態に係る発光素子を用いたバックライトは薄型で軽量が特徴になる。
【０１５０】
＜ベンゾカルバゾール化合物の合成例＞
以下、化合物（１−１３）の合成例について説明する。
【０１５１】
＜化合物（１−１３）の合成例＞
窒素雰囲気下、トリフルオロメタンスルホン酸−７−フェニル−９−トリフルオロメタンスルホニルオキシ−７Ｈ−ベンゾ［Ｃ］カルバゾール−５−イルエステル５．９ｇ、２−ナフチレンボロン酸４．１ｇをテトラヒドロフランとイソプロピルアルコールの混合溶媒１２５ｍｌ（テトラヒドロフラン／イソプロピルアルコール＝１／４）に溶解させ、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）１．２ｇを加えて５分間攪拌し、その後、燐酸カリウム１２．７ｇを加えて４時間還流した。反応後、溶剤を６０ｍｌ除去した。水を１００ｍｌ添加して、沈殿をろ過した。沈殿をさらに水とメタノールで洗浄し、化合物（１−１３）の粗製品が得られた。その粗製品をシリカゲルでカラム精製（溶媒：へプタン／トルエン＝３／１）を行い、さらにトルエンで再結晶を行った後、昇華精製して、目的の化合物（１−１３）を４．０ｇ（収率：７３．３％）得た。ＭＳスペクトルおよびＮＭＲ測定により化合物（１−１３）の構造を確認した。
1Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3）：  σ＝８．９８（ｄ，１Ｈ）、８．７７（ｄ，１Ｈ）、８．１３（ｓ，１Ｈ）、８．０５〜７．７６（ｍ，１２Ｈ）、７．６８〜７．４４（ｍ，１２Ｈ）
他の物性は以下の通りであった。
ガラス転移温度（Ｔｇ）：１２１℃［測定機器：Diamond DSC （PERKIN−ELMER社製）；測定条件：冷却速度200℃／Min.、昇温速度10℃／Min.]
【０１５２】
原料の化合物を適宜選択することにより、上記の合成例に準じた方法で、本発明の他のベンゾカルバゾール化合物を合成することができる。
【０１５３】
＜実施例＞
実施例１〜５及び比較例１〜３に係る電界発光素子を作製し、それぞれ、１００ｃｄ／ｍ2発光時の特性である電圧（Ｖ）、電流密度（ｍＡ／ｃｍ2）、発光効率（Ｌｍ／Ｗ）、電流効率（ｃｄ／Ａ）、発光波長（ｎｍ）及び色度（ｘ，ｙ）の測定を行った。また、外部量子効率（％）の測定、寿命特性（輝度保持率（％））の測定を行った。以下、実施例１〜５及び比較例１〜３について詳細に説明する。
【０１５４】
作製した実施例１〜５及び比較例１〜３に係る電界発光素子における、各層の材料構成を下記表１に示す。
【表１】
2008214244.tif 000032
【０１５５】
表１において、「２−ＴＮＡＴＡ」は４，４’４”−トリス（２−ナフチル（フェニル）アミノ）トリフェニルアミン、「ＣｕＰｃ」は銅フタロシアニン、「ＮＰＤ」はＮ，Ｎ’−ジ（１−ナフチル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジン、「ＣＢＰ」は４，４’−ジ−９−カルバゾリルビフェニル、「Ｂａｌｑ」はビス（２−メチル−８−キノリノラート）（４−フェニルフェノラート）アルミニウム、「ＡＬＱ」はトリス（８−キノリノラート）アルミニウム、「ＥＴ１」は２，５−ビス（２，２’−ビピリジル−６−イル）−１，１−ジメチル−３，４−ジメシチルシロールであり、それぞれ、下記化学構造式を有する。
【０１５６】
【化３２】
2008214244.tif 000033
【実施例１】
【０１５７】
ＩＴＯを１５０ｎｍの厚さに蒸着した２６ｍｍ×２８ｍｍ×０.７ｍｍのガラス基板を透明支持基板とした。この透明支持基板を市販の蒸着装置の基板ホルダ−に固定し、２−ＴＮＡＴＡを入れたモリブデン製蒸着用ボート、ＮＰＤを入れたモリブデン製蒸着用ボート、化合物（１−１３）を入れたモリブデン製蒸着用ボート、Ｉｒ（ｐｉｑ）3を入れたモリブデン製蒸着用ボート、Ｂａｌｑを入れたモリブデン製蒸着用ボート、ＡＬＱを入れたモリブデン製蒸着用ボート、フッ化リチウムを入れたモリブデン製蒸着用ボートおよびアルミニウムを入れたタングステン製蒸着用ボートを装着した。
【０１５８】
真空槽を１×１０-3Ｐａまで減圧し、２−ＴＮＡＴＡが入った蒸着用ボートを加熱して、膜厚４０ｎｍになるように２−ＴＮＡＴＡを蒸着して正孔注入層を形成し、次いで、ＮＰＤ入りの蒸着用ボートを加熱して、膜厚１０ｎｍになるようにＮＰＤを蒸着して正孔輸送層を形成した。次に、化合物（１−１３）を入れたモリブデン製蒸着用ボートおよびＩｒ（ｐｉｑ）3を入れたモリブデン製蒸着用ボートを加熱して、膜厚３５ｎｍになるように両化合物を共蒸着して発光層を形成した。このとき、Ｉｒ（ｐｉｑ）3のドープ濃度は約７重量％であった。次にＢａｌｑを入れた蒸着用ボートを加熱して、膜厚１０ｎｍになるようにＢａｌｑを蒸着して正孔阻止層を形成した。次にＡＬＱを入れた蒸着用ボートを加熱して、膜厚３０ｎｍになるようにＡＬＱを蒸着して電子輸送層を形成した。以上の蒸着速度は０.１〜１ｎｍ／秒であった。
【０１５９】
その後、フッ化リチウム入りの蒸着用ボートを加熱して、膜厚０.５ｎｍになるように０.００５〜０.０１ｎｍ／秒の蒸着速度でフッ化リチウムを蒸着し、次いで、アルミニウム入りの蒸着用ボートを加熱して、膜厚１００ｎｍになるように０.２〜１ｎｍ／秒の蒸着速度でアルミニウムを蒸着することにより、有機ＥＬ素子を得た。
【０１６０】
ＩＴＯ電極を陽極、フッ化リチウム／アルミニウム電極を陰極として、１００ｃｄ／ｍ2発光時の特性を測定すると、電圧５Ｖ、電流密度１．２５ｍＡ／ｃｍ2、発光効率５．０Ｌｍ／Ｗ、電流効率８ｃｄ／Ａ、発光波長６２８ｎｍおよび色度（０．６７９，０．３２０）であった。また、外部量子効率は１１％であり、その時の電流密度は１ｍＡ／ｃｍ2であった。また、初期輝度１０００ｃｄ／ｍ2を得るための電流密度により、定電流駆動試験を実施したところ、１０００時間経過時の輝度保持率が８４％であった。
【実施例２】
【０１６１】
実施例１で燐光ドーパントに用いたＩｒ（ｐｉｑ）3をＰｔＯＥＰに替えた以外は、実施例１に準じた方法で有機ＥＬ素子を得た。ＩＴＯ電極を陽極、フッ化リチウム／アルミニウム電極を陰極として、１００ｃｄ／ｍ2発光時の特性を測定すると、電圧６．３Ｖ、電流密度６．５ｍＡ／ｃｍ2、発光効率０．８Ｌｍ／Ｗ、電流効率１．５ｃｄ／Ａ、発光波長６４９ｎｍおよび色度（０．７１３，０．２８４）であった。また、外部量子効率は５．８％であり、その時の電流密度は２．５ｍＡ／ｃｍ2であった。また、０．２５ｍＡ／ｃｍ2の定電流駆動を行ったところ、初期輝度２４０ｃｄ／ｍ2で、２００時間経過時の輝度保持率が９１％であった。
【実施例３】
【０１６２】
ＩＴＯを１５０ｎｍの厚さに蒸着した２６ｍｍ×２８ｍｍ×０.７ｍｍのガラス基板（東京三容真空（株）製）を透明支持基板とした。この透明支持基板を市販の蒸着装置（真空機工（株）製）の基板ホルダ−に固定し、２−ＴＮＡＴＡを入れたモリブデン製蒸着用ボート、ＮＰＤを入れたモリブデン製蒸着用ボート、化合物（１−１３）を入れたモリブデン製蒸着用ボート、Ｉｒ（ｐｉｑ）3を入れたモリブデン製蒸着用ボート、ＥＴ１を入れたモリブデン製蒸着用ボート、フッ化リチウムを入れたモリブデン製蒸着用ボート、およびアルミニウムを入れたタングステン製蒸着用ボートを装着した。
【０１６３】
真空槽を１×１０-3Ｐａまで減圧し、２−ＴＮＡＴＡが入った蒸着用ボートを加熱して、膜厚４０ｎｍになるように２−ＴＮＡＴＡを蒸着して正孔注入層を形成し、次いで、ＮＰＤ入りの蒸着用ボートを加熱して、膜厚１０ｎｍになるようにＮＰＤを蒸着して正孔輸送層を形成した。次に、化合物（１−１３）を入れたモリブデン製蒸着用ボートおよびＩｒ（ｐｉｑ）3を入れたモリブデン製蒸着用ボートを加熱して、膜厚４５ｎｍになるように両化合物を共蒸着して発光層を形成した。このとき、Ｉｒ（ｐｉｑ）3のドープ濃度は約７重量％であった。次にＥＴ１を入れた蒸着用ボートを加熱して、膜厚３０ｎｍになるようにＥＴ１を蒸着して電子輸送層を形成した。以上の蒸着速度は０.１〜１ｎｍ／秒であった。
【０１６４】
その後、フッ化リチウム入りの蒸着用ボートを加熱して、膜厚０.５ｎｍになるように０.００５〜０.０１ｎｍ／秒の蒸着速度でフッ化リチウムを蒸着し、次いで、アルミニウム入りの蒸着用ボートを加熱して、膜厚１００ｎｍになるように０.２〜１ｎｍ／秒の蒸着速度でアルミニウムを蒸着することにより、有機ＥＬ素子を得た。
【０１６５】
ＩＴＯ電極を陽極、フッ化リチウム／アルミニウム電極を陰極として、１００ｃｄ／ｍ2発光時の特性を測定すると、電圧３．９Ｖ、電流密度１．１８ｍＡ／ｃｍ2、発光効率６．８Ｌｍ／Ｗ、電流効率８．５ｃｄ／Ａ、発光波長６２８ｎｍおよび色度（０．６８０，０．３１９）であった。また、外部量子効率は１１．３％であり、その時の電流密度は１ｍＡ／ｃｍ2であった。また、初期輝度１０００ｃｄ／ｍ2を得るための電流密度により、定電流駆動試験を実施したところ、１０００時間経過時の輝度保持率が９１％であった。
【実施例４】
【０１６６】
実施例３で燐光ドーパントに用いたＩｒ（ｐｉｑ）3をＩｒ（ｂｔｐｙ）2ａｃａｃに替えた以外は、実施例３に準じた方法で有機ＥＬ素子を得た。ＩＴＯ電極を陽極、フッ化リチウム／アルミニウム電極を陰極として、１００ｃｄ／ｍ2発光時の特性を測定すると、電圧４．５Ｖ、電流密度２．１ｍＡ／ｃｍ2、発光効率３．３Ｌｍ／Ｗ、電流効率４．８ｃｄ／Ａ、発光波長６２１ｎｍおよび色度（０．６８３，０．３１５）であった。また、外部量子効率は６．１％であり、その時の電流密度は２ｍＡ／ｃｍ2であった。また、初期輝度１０００ｃｄ／ｍ2を得るための電流密度により、定電流駆動試験を実施したところ、１００時間経過時の輝度保持率が８１％であった。
【実施例５】
【０１６７】
ＩＴＯを１５０ｎｍの厚さに蒸着した２６ｍｍ×２８ｍｍ×０.７ｍｍのガラス基板を透明支持基板とした。この透明支持基板を市販の蒸着装置の基板ホルダ−に固定し、銅フタロシアニンを入れたモリブデン製蒸着用ボート、ＮＰＤを入れたモリブデン製蒸着用ボート、化合物（１−１３）を入れたモリブデン製蒸着用ボート、Ｄ１を入れたモリブデン製蒸着用ボート、ＥＴ１を入れたモリブデン製蒸着用ボート、フッ化リチウムを入れたモリブデン製蒸着用ボート、およびアルミニウムを入れたタングステン製蒸着用ボートを装着した。
【０１６８】
真空槽を１×１０-3Ｐａまで減圧し、銅フタロシアニンが入った蒸着用ボートを加熱して、膜厚２０ｎｍになるように銅フタロシアニンを蒸着して正孔注入層を形成し、次いで、ＮＰＤ入りの蒸着用ボートを加熱して、膜厚３０ｎｍになるようにＮＰＤを蒸着して正孔輸送層を形成した。次に、化合物（１−１３）を入れたモリブデン製蒸着用ボートおよびＤ１を入れたモリブデン製蒸着用ボートを加熱して、膜厚３０ｎｍになるように両化合物を共蒸着して発光層を形成した。このとき、Ｄ１のドープ濃度は約５重量％であった。次にＥＴ１を入れた蒸着用ボートを加熱して、膜厚２０ｎｍになるようにＥＴ１を蒸着して電子輸送層を形成した。以上の蒸着速度は０.１〜１ｎｍ／秒であった。
【０１６９】
その後、フッ化リチウム入りの蒸着用ボートを加熱して、膜厚０.５ｎｍになるように０.００５〜０.０１ｎｍ／秒の蒸着速度でフッ化リチウムを蒸着し、次いで、アルミニウム入りの蒸着用ボートを加熱して、膜厚１００ｎｍになるように０.２〜１ｎｍ／秒の蒸着速度でアルミニウムを蒸着することにより、有機ＥＬ素子を得た。
【０１７０】
ＩＴＯ電極を陽極、フッ化リチウム／アルミニウム電極を陰極として、１００ｃｄ／ｍ2発光時の特性を測定すると、電圧３．７Ｖ、電流密度１．７ｍＡ／ｃｍ2、発光効率４．８Ｌｍ／Ｗ、電流効率５．９ｃｄ／Ａ、発光波長４７３ｎｍおよび色度（０．１４４，０．２８４）であった。また、外部量子効率は３．５％であり、その時の電流密度は１．６ｍＡ／ｃｍ2であった。また、初期輝度１０００ｃｄ／ｍ2を得るための電流密度により、定電流駆動試験を実施したところ、１００時間経過時の輝度保持率が５５％であった。
【０１７１】
＜比較例１＞
実施例１で用いた化合物（１−１３）をＣＢＰに替えた以外は、実施例１に準じた方法で有機ＥＬ素子を得た。ＩＴＯ電極を陽極、弗化リチウム／アルミニウム電極を陰極として、１００ｃｄ／ｍ2発光時の特性を測定すると、電圧６．４Ｖ、電流密度１．３ｍＡ／ｃｍ2、発光効率３．８Ｌｍ／Ｗ、電流効率７．７ｃｄ／Ａ、発光波長６２６ｎｍおよび色度（０．６７４，０．３２３）であった。また、外部量子効率は８．３％であり、その時の電流密度は１ｍＡ／ｃｍ2であった。また、初期輝度１０００ｃｄ／ｍ2を得るための電流密度により、定電流駆動試験を実施したところ、１０００時間経過時の輝度保持率が５５％であった。
【０１７２】
＜比較例２＞
実施例２で用いた化合物（１−１３）をＣＢＰに替えた以外は、実施例２に準じた方法で有機ＥＬ素子を得た。ＩＴＯ電極を陽極、弗化リチウム／アルミニウム電極を陰極として、１００ｃｄ／ｍ2発光時の特性を測定すると、電圧７．７Ｖ、電流密度７．４ｍＡ／ｃｍ2、発光効率０．５Ｌｍ／Ｗ、電流効率１．３ｃｄ／Ａ、発光波長６４８ｎｍおよび色度（０．６７３，０．３０７）であった。また、外部量子効率は３．１％であり、その時の電流密度は６．２ｍＡ／ｃｍ2であった。また、０．２５ｍＡ／ｃｍ2の定電流駆動を行ったところ、初期輝度２３０ｃｄ／ｍ2で、２００時間経過時の輝度保持率が７８％であった。
【０１７３】
＜比較例３＞
実施例４で用いた化合物（１−１３）をＢａｌｑに替えた以外は、実施例４に準じた方法で有機ＥＬ素子を得た。ＩＴＯ電極を陽極、弗化リチウム／アルミニウム電極を陰極として、１００ｃｄ／ｍ2発光時の特性を測定すると、電圧５．９Ｖ、電流密度２．１ｍＡ／ｃｍ2、発光効率２．５Ｌｍ／Ｗ、電流効率４．８ｃｄ／Ａ、発光波長６１９ｎｍおよび色度（０．６８０，０．３１７）であった。また、外部量子効率は６．１％であり、その時の電流密度は２ｍＡ／ｃｍ2であった。また、初期輝度１０００ｃｄ／ｍ2を得るための電流密度により、定電流駆動試験を実施したところ、１００時間経過時の輝度保持率が５３％であった。
【０１７４】
下記表２は、上述した実施例１〜５及び比較例１〜３に係る電界発光素子の性能評価をまとめたものである。
【表２】
2008214244.tif 000034
【産業上の利用可能性】
【０１７５】
本発明の好ましい態様によれば、合成時の溶媒選択の幅が大きいため、化合物の合成の自由度を高めたり、発光素子の層形成の際に自由な層形成手段を採用したりすることができる。また、耐熱性、発光効率、電流効率、素子寿命及び外部量子効率などの少なくとも一つにおいて、更に性能のよい有機電界発光素子、それを備えた表示装置及びそれを備えた照明装置などを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１７６】
【図１】本実施形態に係る有機電界発光素子を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【０１７７】
１００    有機電界発光素子
１０１    基板
１０２    陽極
１０３    正孔注入層
１０４    正孔輸送層
１０５    発光層
１０６    正孔阻止層
１０７    電子輸送層
１０８    電子注入層
１０９    陰極
【図１】
2008214244.tif 000036