(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１電極、発光層を含む１以上の有機層、第２電極、及びキャッピング層をこの順に備え、
前記キャッピング層が、下記式（１）で表わされる化合物を含有する、有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化１】
0006755113.tif 000020
（式（１）中、Ａは下記式（Ａ１−１）〜（Ａ１−４）のいずれか又は式（Ａ２−１）で表される基である。
Ｌは、下記式のいずれかで表される２価の基である。
【化２】
0006755113.tif 000021
ｎは１〜５の整数であり、ｎが２以上の場合、複数のＬはそれぞれ同一でも異なっていてもよい。
ＨＡｒは、置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の芳香族複素環基である。
【化３】
0006755113.tif 000022
【化４】
0006755113.tif 000023
（式（Ａ１−１）〜（Ａ１−４）中、Ｒ１１〜Ｒ２０、Ｒ２１〜Ｒ３２、Ｒ４１〜Ｒ５２、Ｒ６１〜Ｒ７２は、それぞれ、水素原子、置換基、又はＬとの結合に用いられる単結合である。
式（Ａ１−２）中、Ｒ３１とＲ３２は互いに結合して環を形成してもよい。式（Ａ１−２）で表される基は、Ｒ３１とＲ３２から形成される環上のいずれかの位置でＬと結合してもよい。）
式（Ａ２−１）中、Ｒ１１１〜Ｒ１２０は、それぞれ、水素原子、置換基、又はＬとの結合に用いられる単結合である。
式（Ａ２−１）中、Ｒ１１１とＲ１１２、Ｒ１１２とＲ１１３、Ｒ１１６とＲ１１７から選択される１以上の組み合わせは、互いに結合して環を形成してもよい。式（Ａ２−１）で表される基は、前記組み合わせから形成される環上のいずれかの位置でＬと結合してもよい。））
【請求項２】
Ａが、前記式（Ａ１−３）で表される請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項３】
Ａが、下記式（Ａ１−１１）〜（Ａ１−１６）のいずれかで表される請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化５】
0006755113.tif 000024
（式（Ａ１−１１）〜（Ａ１−１６）中、Ｒは置換基又はＬとの結合に用いられる単結合である。ｍ１は１〜９の整数であり、ｍ２は１〜１１の整数であり、ｍ３は１〜１３の整数であり、ｍ４は１〜１４の整数である。Ｒは、式（Ａ１−１１）〜（Ａ１−１６）で表される縮合環上のいずれの位置に結合してもよい。）
【請求項４】
前記式（Ａ２−１）で表される基が、下記式（Ａ２−１１）〜（Ａ２−１５）のいずれかで表される請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化６】
0006755113.tif 000025
（式（Ａ２−１１）〜（Ａ２−１５）中、Ｒは置換基又はＬとの結合に用いられる単結合である。ｍ１１は１〜９の整数であり、ｍ１２は１〜１１の整数であり、ｍ１３は１〜１２の整数である。Ｒは、式（Ａ２−１１）〜（Ａ２−１５）で表される縮合環上のいずれの位置に結合してもよい。）
【請求項５】
ＨＡｒが、
置換もしくは無置換の、単環の芳香族複素環基、
置換もしくは無置換の、２つの環が縮合した含硫黄芳香族複素環基もしくは含酸素芳香族複素環基、
置換もしくは無置換の、２つの６員環が縮合した含窒素芳香族複素環基、
置換もしくは無置換の、３つの環が縮合した含硫黄芳香族複素環基もしくは含酸素芳香族複素環基、
置換もしくは無置換の、３つの６員環が縮合した含窒素芳香族複素環基、又は
下記式（ＨＡｒ−１）〜（ＨＡｒ−４）で表される基である請求項１〜４のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化７】
0006755113.tif 000026
（式（ＨＡｒ−１）〜（ＨＡｒ−４）中、Ｘ１〜Ｘ７、Ｘ１１〜Ｘ２１、Ｘ３１〜Ｘ３９は、それぞれ窒素原子、ＮＲ’又はＣＲ’である。Ｒ’は、水素原子、置換基、又はＬとの結合に用いられる単結合である。）
【請求項６】
ＨＡｒが、置換もしくは無置換の、ピロリル基、フリル基、チエニル基、ピリジル基、イミダゾピリジル基、ピリダジニル基、ピリミジニル基、ピラジニル基、トリアジニル基、イミダゾリル基、オキサゾリル基、チアゾリル基、ピラゾリル基、イソオキサゾリル基、イソチアゾリル基、オキサジアゾリル基、チアジアゾリル基、トリアゾリル基、テトラゾリル基、インドリル基、イソインドリル基、ベンゾフラニル基、イソベンゾフラニル基、ベンゾチオフェニル基、イソベンゾチオフェニル基、キノリジニル基、キノリル基、イソキノリル基、シンノリル基、フタラジニル基、キナゾリニル基、キノキサリニル基、ベンズイミダゾリル基、ベンズオキサゾリル基、ベンズチアゾリル基、インダゾリル基、ベンズイソキサゾリル基、ベンズイソチアゾリル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、カルバゾリル基、９−フェニルカルバゾリル基、フェナントリジニル基、アクリジニル基、フェナントロリニル基、フェナジニル基、フェノチアジニル基、フェノキサジニル基又はキサンテニル基である請求項１〜５のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項７】
ＨＡｒが、置換もしくは無置換の、ピリジル基、イミダゾピリジル基、ピリダジニル基、ピリミジニル基、ピラジニル基、トリアジニル基、ベンズイミダゾリル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、カルバゾリル基、９−フェニルカルバゾリル基、フェナントロリニル基、又はキナゾリニル基である請求項６に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項８】
前記発光層と前記第２電極の間に電子輸送層を有する請求項１〜７のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項９】
前記発光層と前記第１電極の間に正孔輸送層を有する請求項１〜８のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を搭載した電子機器。
【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それを搭載した電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機エレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ素子）の発光効率を向上させるために、光学干渉距離の調整を行う手法が用いられている。また、上面発光型有機ＥＬ素子においては、発光効率の向上、発光スペクトルの先鋭化とピーク波長の調整を行う手段として、発光層を含む有機層を金属電極と半透明金属電極で挟持し、光学的な共振器を構築することで発光スペクトルを調整する手法が用いられている。金属・半透明金属電極間の距離を変化させることにより共振器長の調整を行うが、有機層の膜厚を変化させ光学干渉を調整する手法は、キャリアバランスの変化が伴い発光効率の変化が生じる。そのために、有機層の膜厚はキャリアバランスが保たれる条件に制約されるため、共振器長の調整には限界があった。
【０００３】
上面発光型有機ＥＬ素子において、キャリアバランスの変化を伴わないように光学干渉距離の調整を行う手法として、上部半透明金属電極上に光学干渉距離を調整可能な薄膜構造を設ける手法が提案されている。特許文献１においては、上部電極上に共振器を設け、ファブリ・ペロー共振器のように素子の光路長を半波長の整数倍に合わせるように共振器長を調整することでピーク波長の調整を行う。また、特許文献２においては上部電極上に数ｎｍから数１００ｎｍの光学調整層を製膜し、光学干渉距離の調整を行う手法が提案されている。
【０００４】
特許文献２ではトップエミッション型有機ＥＬ素子の上部電極上に屈折率１．７以上、膜厚６００Åの有機キャッピング層を製膜し、赤色発光と緑色発光素子において１．５倍程度の発光増強を得ている。
特許文献３ではトップエミッション型有機ＥＬ素子の上部電極上にナイルレッド色素をドープした有機キャッピング層による、外光反射の抑制と高効率発光による高コントラスト化についての発明が開示されている。
特許文献４には、有機発光素子の光効率改善層に特定の化合物を用いて発光効率を改善する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２００１／０３９５５４号パンフレット
【特許文献２】特開２００６−１５６３９０号公報
【特許文献３】特開２００７−１０３３０３号公報
【特許文献４】特開２０１０−４５０３３号公報
【特許文献５】国際公開第２０１１−０４３０８３号パンフレット
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】藤原祐之、「分光エリプソメトリー」、丸善出版、２０１１年５月、ｐ．１７６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の有機ＥＬ素子は発光効率が未だ十分ではなく、改善の余地があった。本発明の目的は、発光効率に優れる有機ＥＬ素子を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
発光効率を向上するためにキャッピング層の屈折率を高める方法が考えられるが、屈折率を高めると消衰係数も同時に高くなってしまい（クラマース・クローニッヒの関係式（非特許文献１））、発光効率の増強と光の吸収による損失が同時に生じてしまうという問題があった。よって、屈折率を高めつつ消衰係数を低く抑える必要があった。また、可視光領域における波長分散を調整する必要があった。
【０００９】
本発明者らが鋭意検討した結果、本発明のような配向性を強く示す材料をキャッピング層に用いることによって、消衰係数（ｋ）を低く抑えつつ屈折率（ｎ）を向上することを見出した。また、光学計算により、キャッピング層による発光効率の向上は面内方向（有機ＥＬ素子の基板の面に対して水平方向）の屈折率の大きさに強く依存することも見出した。
さらに、本発明によれば、特に波長４３０ｎｍ〜６００ｎｍまでの領域において高い屈折率を維持することが可能となる。非特許文献５においては青色波長領域の発光効率向上に特化していたが、本発明では青色より長波長側の発光エネルギーの吸収を抑えることも可能であるため、青色発光のみならず白色発光までの展開が期待できる。
本発明の一態様によれば、以下の有機エレクトロルミネッセンス素子等が提供される。
第１電極、発光層を含む１以上の有機層、第２電極、及びキャッピング層をこの順に備え、
前記キャッピング層が、下記式（１）で表わされる化合物を含有する、有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化１】
0006755113.tif 000002
（式（１）中、Ａは下記式（Ａ１）又は（Ａ２）で表される基である。
Ｌは、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水素基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の芳香族複素環基である。ｎは０〜５の整数であり、ｎが０の場合、ＬとＨＡｒは単結合で結合し、ｎが２以上の場合、複数のＬはそれぞれ同一でも異なっていてもよく、ｎが２以上の場合、複数のＬが互いに結合して環を形成してもよい。
ＨＡｒは、置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の芳香族複素環基である。
【化２】
0006755113.tif 000003
（式（Ａ１）中、Ｒ１〜Ｒ１０は、それぞれ、水素原子、置換基、又はＬとの結合に用いられる単結合である。Ｒ１とＲ２、Ｒ２とＲ３、Ｒ３とＲ４、Ｒ５とＲ６、Ｒ６とＲ７、Ｒ７とＲ８、Ｒ８とＲ９、Ｒ９とＲ１０、及びＲ１０とＲ１から選択される１以上の組み合わせは、互いに結合して環を形成してもよい。式（Ａ１）で表される基は、前記組み合わせから形成される環上のいずれかの位置でＬと結合してもよい。
式（Ａ２）中、Ｒ１０１〜Ｒ１１０は、それぞれ、水素原子、置換基、又はＬとの結合に用いられる単結合である。Ｒ１０１とＲ１０２、Ｒ１０２とＲ１０３、Ｒ１０３とＲ１０４、Ｒ１０４とＲ１０５、Ｒ１０５とＲ１０６、Ｒ１０６とＲ１０７、Ｒ１０７とＲ１０８、Ｒ１０８とＲ１０９、Ｒ１０９とＲ１１０、及びＲ１１０とＲ１０１から選択される１以上の組み合わせは、互いに結合して環を形成する。式（Ａ２）で表される基は、前記組み合わせから形成される環上のいずれかの位置でＬと結合してもよい。））
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、発光効率に優れる有機ＥＬ素子が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一態様に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の一実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
［有機エレクトロルミネッセンス素子］
本発明の一態様に係る有機エレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ素子）は、第１電極、発光層を含む１以上の有機層、第２電極、及びキャッピング層をこの順に備え、キャッピング層が式（１）で表わされる化合物を含有する。
以下、式（１）で表わされる化合物及び有機ＥＬ素子等について説明する。
【００１３】
１．式（１）で表わされる化合物
本発明の一態様に係る有機ＥＬ素子のキャッピング層は、下記式（１）で表わされる化合物を含有する。
【化３】
0006755113.tif 000004
式（１）中、Ａは下記式（Ａ１）又は（Ａ２）で表される基である。
Ｌは、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水素基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の芳香族複素環基である。ｎは０〜５の整数であり、ｎが０の場合、ＬとＨＡｒは単結合で結合し、ｎが２以上の場合、複数のＬはそれぞれ同一でも異なっていてもよい。ｎが２以上の場合、複数のＬが互いに結合して環を形成してもよい。
ＨＡｒは、置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の芳香族複素環基である。
【化４】
0006755113.tif 000005
（式（Ａ１）中、Ｒ１〜Ｒ１０は、それぞれ、水素原子、置換基、又はＬとの結合に用いられる単結合である。Ｒ１とＲ２、Ｒ２とＲ３、Ｒ３とＲ４、Ｒ５とＲ６、Ｒ６とＲ７、Ｒ７とＲ８、Ｒ８とＲ９、Ｒ９とＲ１０、及びＲ１０とＲ１から選択される１以上の組み合わせは、互いに結合して環を形成してもよい。式（Ａ１）で表される基は、前記組み合わせから形成される環上のいずれかの位置でＬと結合してもよい。
式（Ａ２）中、Ｒ１０１〜Ｒ１１０は、それぞれ、水素原子、置換基、又はＬとの結合に用いられる単結合である。Ｒ１０１とＲ１０２、Ｒ１０２とＲ１０３、Ｒ１０３とＲ１０４、Ｒ１０４とＲ１０５、Ｒ１０５とＲ１０６、Ｒ１０６とＲ１０７、Ｒ１０７とＲ１０８、Ｒ１０８とＲ１０９、Ｒ１０９とＲ１１０、及びＲ１１０とＲ１０１から選択される１以上の組み合わせは、互いに結合して環を形成する。式（Ａ２）で表される基は、前記組み合わせから形成される環上のいずれかの位置でＬと結合してもよい。）
【００１４】
Ｒ１〜Ｒ１０、Ｒ１０１〜Ｒ１１０から形成される環としては、飽和又は不飽和の、５員環又は６員環の環が挙げられる。また、当該環に置換する２以上の置換基によってさらに飽和又は不飽和の、５員環又は６員環の環が形成されてもよい。
【００１５】
式（Ａ１）において、Ｒ３とＲ４、及びＲ９とＲ１０から選択される１以上の組み合わせが互いに結合して環を形成してもよい。
【００１６】
式（Ａ１）で表される基は、下記式（Ａ１−１）〜（Ａ１−４）のいずれかで表されると好ましい。
【化５】
0006755113.tif 000006
（式（Ａ１−１）〜（Ａ１−４）中、Ｒ１１〜Ｒ２０、Ｒ２１〜Ｒ３２、Ｒ４１〜Ｒ５２、Ｒ６１〜Ｒ７２は、それぞれ、水素原子、置換基、又はＬとの結合に用いられる単結合である。
式（Ａ１−２）中、Ｒ３１とＲ３２は互いに結合して環を形成してもよい。式（Ａ１−２）で表される基は、Ｒ３１とＲ３２から形成される環上のいずれかの位置でＬと結合してもよい。）
【００１７】
式（Ａ１）で表される基は、下記式（Ａ１−１１）〜（Ａ１−１６）のいずれかで表されると好ましい。
【化６】
0006755113.tif 000007
（式（Ａ１−１１）〜（Ａ１−１６）中、Ｒは置換基又はＬとの結合に用いられる単結合である。ｍ１は１〜９の整数であり、ｍ２は１〜１１の整数であり、ｍ３は１〜１３の整数であり、ｍ４は１〜１４の整数である。Ｒは、式（Ａ１−１１）〜（Ａ１−１６）で表される縮合環上のいずれの位置に結合してもよい。）
【００１８】
式（Ａ２）において、Ｒ１０２とＲ１０３、Ｒ１０３とＲ１０４、及びＲ１０１とＲ１１０から選択される１以上の組み合わせが互いに結合して環を形成してもよい。
【００１９】
式（Ａ２）で表される基は、下記式（Ａ２−１）〜（Ａ２−５）のいずれかで表されると好ましい。
【化７】
0006755113.tif 000008
（式（Ａ２−１）〜（Ａ２−５）中、Ｒ１１１〜Ｒ１２０、Ｒ１２１〜Ｒ１３２、Ｒ１４１〜Ｒ１５１は、それぞれ、水素原子、置換基、又はＬとの結合に用いられる単結合である。
式（Ａ２−１）中、Ｒ１１１とＲ１１２、Ｒ１１２とＲ１１３、Ｒ１１６とＲ１１７から選択される１以上の組み合わせは、互いに結合して環を形成してもよい。式（Ａ２−１）で表される基は、前記組み合わせから形成される環上のいずれかの位置でＬと結合してもよい。
式（Ａ２−５）中、Ｒ１４２とＲ１４３は、互いに結合して環を形成してもよい。式（Ａ２−５）で表される基は、Ｒ１４２とＲ１４３から形成される環上のいずれかの位置でＬと結合してもよい。）
【００２０】
式（Ａ２）で表される基は、下記式（Ａ２−１１）〜（Ａ２−１７）のいずれかで表されると好ましい。
【化８】
0006755113.tif 000009
（式（Ａ２−１１）〜（Ａ２−１７）中、Ｒは又はＬとの結合に用いられる単結合置換基である。ｍ１１は１〜９の整数であり、ｍ１２は１〜１１の整数であり、ｍ１３は１〜１２の整数であり、ｍ１４は１〜１０の整数であり、ｍ１５は１〜１１の整数である。Ｒは、式（Ａ２−１１）〜（Ａ２−１７）で表される縮合環上のいずれの位置に結合してもよい。）
【００２１】
ＨＡｒの置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の芳香族複素環基は、下記のいずれかの基であってもよい。
・置換もしくは無置換の、単環の芳香族複素環基、
・置換もしくは無置換の、２つの環が縮合した含硫黄芳香族複素環基もしくは含酸素芳香族複素環基、
・置換もしくは無置換の、２つの６員環が縮合した含窒素芳香族複素環基、
・置換もしくは無置換の、３つの環が縮合した含硫黄芳香族複素環基もしくは含酸素芳香族複素環基、
・置換もしくは無置換の、３つの６員環が縮合した含窒素芳香族複素環基
・下記式（ＨＡｒ−１）〜（ＨＡｒ−４）で表される基
【化９】
0006755113.tif 000010
（式（ＨＡｒ−１）〜（ＨＡｒ−４）中、Ｘ１〜Ｘ７、Ｘ１１〜Ｘ２１、Ｘ３１〜Ｘ３９は、それぞれ窒素原子、ＮＲ’又はＣＲ’である。Ｒ’は、水素原子、置換基、又はＬとの結合に用いられる単結合である。）
【００２２】
ＨＡｒは、ピロリル基、フリル基、チエニル基、ピリジル基、イミダゾピリジル基、ピリダジニル基、ピリミジニル基、ピラジニル基、トリアジニル基、イミダゾリル基、オキサゾリル基、チアゾリル基、ピラゾリル基、イソオキサゾリル基、イソチアゾリル基、オキサジアゾリル基、チアジアゾリル基、トリアゾリル基、テトラゾリル基、インドリル基、イソインドリル基、ベンゾフラニル基、イソベンゾフラニル基、ベンゾチオフェニル基、イソベンゾチオフェニル基、キノリジニル基、キノリル基、イソキノリル基、シンノリル基、フタラジニル基、キナゾリニル基、キノキサリニル基、ベンズイミダゾリル基、ベンズオキサゾリル基、ベンズチアゾリル基、インダゾリル基、ベンズイソキサゾリル基、ベンズイソチアゾリル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、カルバゾリル基、９−フェニルカルバゾリル基、フェナントリジニル基、アクリジニル基、フェナントロリニル基、フェナジニル基、フェノチアジニル基、フェノキサジニル基又はキサンテニル基であってもよい。これらの基はさらに置換基を有してもよい。
【００２３】
ＨＡｒは、好ましくは、ピリジル基、イミダゾピリジル基、ピリダジニル基、ピリミジニル基、ピラジニル基、トリアジニル基、ベンズイミダゾリル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、カルバゾリル基、９−フェニルカルバゾリル基、フェナントロリニル基、又はキナゾリニル基である。これらの基はさらに置換基を有してもよい。
【００２４】
Ｌは、好ましくは置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水素基である。Ｌに結合する２つの単結合は、Ｌ上のパラ位に位置することが好ましい。
ｎは好ましくは１〜５の整数である。
Ｌは、例えば下記式のいずれかで表される２価の基である。
【化１０】
0006755113.tif 000011
【００２５】
式（１）で表される化合物は、好ましくは窒素原子を１〜３個含む。
【００２６】
上記の化合物は、目的物に合わせた既知の代替反応や原料を用いることで合成することができる。
【００２７】
本明細書において、水素原子とは、中性子数が異なる同位体、すなわち、軽水素（protium）、重水素（deuterium）、三重水素（tritium）を包含する。
【００２８】
本明細書において、環形成炭素数とは、原子が環状に結合した構造の化合物（例えば、単環化合物、縮合環化合物、架橋化合物、炭素環化合物、複素環化合物）の当該環自体を構成する原子のうちの炭素原子の数を表す。当該環が置換基によって置換される場合、置換基に含まれる炭素は環形成炭素数には含まない。以下で記載される「環形成炭素数」については、特筆しない限り同様とする。例えば、ベンゼン環は環形成炭素数が６であり、ナフタレン環は環形成炭素数が１０であり、ピリジニル基は環形成炭素数５であり、フラニル基は環形成炭素数４である。また、ベンゼン環やナフタレン環に置換基として例えばアルキル基が置換している場合、当該アルキル基の炭素数は、環形成炭素数の数に含めない。また、フルオレン環に置換基として例えばフルオレン環が結合している場合（スピロフルオレン環を含む）、置換基としてのフルオレン環の炭素数は環形成炭素数の数に含めない。
【００２９】
本明細書において、環形成原子数とは、原子が環状に結合した構造（例えば単環、縮合環、環集合）の化合物（例えば単環化合物、縮合環化合物、架橋化合物、炭素環化合物、複素環化合物）の当該環自体を構成する原子の数を表す。環を構成しない原子や、当該環が置換基によって置換される場合の置換基に含まれる原子は環形成原子数には含まない。以下で記載される「環形成原子数」については、特筆しない限り同様とする。例えば、ピリジン環は環形成原子数は６であり、キナゾリン環は環形成原子数が１０であり、フラン環の環形成原子数が５である。ピリジン環やキナゾリン環の炭素原子にそれぞれ結合している水素原子や置換基を構成する原子については、環形成原子数の数に含めない。また、フルオレン環に置換基として例えばフルオレン環が結合している場合（スピロフルオレン環を含む）、置換基としてのフルオレン環の原子数は環形成原子数の数に含めない。
【００３０】
本明細書において、「置換もしくは無置換の炭素数ＸＸ〜ＹＹのＺＺ基」という表現における「炭素数ＸＸ〜ＹＹ」は、ＺＺ基が無置換である場合の炭素数を表すものであり、置換されている場合の置換基の炭素数は含めない。
本明細書において、「置換もしくは無置換の原子数ＸＸ〜ＹＹのＺＺ基」という表現における「原子数ＸＸ〜ＹＹ」は、ＺＺ基が無置換である場合の原子数を表すものであり、置換されている場合の置換基の原子数は含めない。
本明細書において、「置換もしくは無置換の」という場合における「無置換」とは前記置換基で置換されておらず、水素原子が結合していることを意味する。
【００３１】
上記各式で示される各基について、以下に詳細に述べる。
【００３２】
芳香族炭化水素基（アリール基）としては、例えば、フェニル基、ナフチル基、アントリル基、フェナントリル基、ナフタセニル基、ピレニル基、クリセニル基、ベンゾ［ｃ］フェナントリル基、ベンゾ［ｇ］クリセニル基、トリフェニレニル基、フルオレニル基、ベンゾフルオレニル基、ジベンゾフルオレニル基、ビフェニルイル基、ｏ−ターフェニル基、ｍ−ターフェニル基、ｐ−ターフェニル基、フルオランテニル基等が挙げられる。
芳香族炭化水素基は、環形成炭素数が６〜２０であることが好ましく、より好ましくは６〜１２である。
２価以上の芳香族炭化水素基は、上記のアリール基の例示に対応する２価以上の基が挙げられる。
【００３３】
芳香族複素環基（ヘテロアリール基）としては、例えば、ピロリル基、フリル基、チエニル基、ピリジル基、イミダゾピリジル基、ピリダジニル基、ピリミジニル基、ピラジニル基、トリアジニル基、イミダゾリル基、オキサゾリル基、チアゾリル基、ピラゾリル基、イソオキサゾリル基、イソチアゾリル基、オキサジアゾリル基、チアジアゾリル基、トリアゾリル基、テトラゾリル基、インドリル基、イソインドリル基、ベンゾフラニル基、イソベンゾフラニル基、ベンゾチオフェニル基、イソベンゾチオフェニル基、インドリジニル基、キノリジニル基、キノリル基、イソキノリル基、シンノリル基、フタラジニル基、キナゾリニル基、キノキサリニル基、ベンズイミダゾリル基、ベンズオキサゾリル基、ベンズチアゾリル基、インダゾリル基、ベンズイソキサゾリル基、ベンズイソチアゾリル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、カルバゾリル基、９−フェニルカルバゾリル基、フェナントリジニル基、アクリジニル基、フェナントロリニル基、フェナジニル基、フェノチアジニル基、フェノキサジニル基又はキサンテニル基等が挙げられる。
芳香族複素環基の環形成原子数は、５〜２０が好ましく、５〜１４がさらに好ましい。
２価以上の芳香族複素環基は、上記のヘテロアリール基の例示に対応する２価以上の基が挙げられる。
【００３４】
また、上記の「カルバゾリル基」には以下の構造も含まれる。
【化１１】
0006755113.tif 000012
【００３５】
また、上記のヘテロアリール基には以下の構造も含まれる。
【化１２】
0006755113.tif 000013
（式中、Ｘ１〜Ｘ６，Ｙ１〜Ｙ６はそれぞれ酸素原子、硫黄原子、窒素原子又は−ＮＨ−基である。）
【００３６】
また、「置換もしくは無置換の・・・」、「置換基」の置換基としては、ハロゲン原子、シアノ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜１５のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３〜１５の環状アルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜４５のアルキルシリル基、置換もしくは無置換の炭素数６〜５０のアリールシリル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜１５のアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜１５のアルキルチオ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリールチオ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリールアミノ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０のヘテロアリール基等が挙げられる。
【００３７】
式（Ａ１）のＲ１〜Ｒ１０、式（Ａ２）のＲ１０１〜Ｒ１１０の「置換基」は、ハロゲン原子、シアノ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜１５のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３〜１５の環状アルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜４５のアルキルシリル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜１５のアルコキシ基、又は置換もしくは無置換の炭素数１〜１５のアルキルチオ基であってもよい。
【００３８】
これらの置換基は、上記の置換基によってさらに置換されてもよい。また、これらの置換基は複数が互いに結合して環を形成してもよい。
【００３９】
ハロゲン原子として、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素等が挙げられ、好ましくはフッ素原子である。
【００４０】
アルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｓ−ブチル基、イソブチル基、ｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基、ｎ−ヘプチル基、ｎ−オクチル基等が挙げられる。
アルキル基の炭素数は、１〜１０が好ましく、１〜６がさらに好ましい。中でもメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｓ−ブチル基、イソブチル基、ｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基が好ましい。
【００４１】
環状アルキル基として、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、４−メチルシクロヘキシル基、アダマンチル基、ノルボルニル基等が挙げられる。環形成炭素数は、３〜１０が好ましく、５〜８がさらに好ましい環形成炭素数３〜８がより好ましくは、環形成炭素数３〜６が特に好ましい。
【００４２】
アルキルシリル基は、−ＳｉＹ３と表され、Ｙの例としてそれぞれ上記のアルキルの例が挙げられる。アルキルシリル基としては、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、ｔ−ブチルジメチルシリル基、ビニルジメチルシリル基、プロピルジメチルシリル基、トリイソプロピルシリル基等が挙げられる。
【００４３】
アリールシリル基は、１〜３つのアリール基によって置換されたシリル基であり、アリール基の例としてそれぞれ上記のアリールの例が挙げられる。アリール基の他に上記のアルキル基が置換してもよい。アリールシリル基としては、トリフェニルシリル基、フェニルジメチルシリル基等が挙げられる。
【００４４】
アルコキシ基は、−ＯＹと表され、Ｙの例として上記のアルキルの例が挙げられる。アルコキシ基は、例えばメトキシ基、エトキシ基である。
【００４５】
アリールオキシ基は、−ＯＺと表され、Ｚの例として上記のアリール基の例が挙げられる。アリールオキシ基は、例えばフェノキシ基である。
【００４６】
アルキルチオ基は、−ＳＹと表され、Ｙの例として上記のアルキルの例が挙げられる。
アリールチオ基は、−ＳＺと表され、Ｚの例として上記のアリール基の例が挙げられる。
【００４７】
アリールアミノ基は、−ＮＺ２と表され、Ｚの例として上記のアリール基の例が挙げられる。
アリール基、ヘテロアリール基は上述した通りである。
【００４８】
本発明の一態様に係る化合物の例を以下に示す。
【化１３】
0006755113.tif 000014
【化１４】
0006755113.tif 000015
【００４９】
２．有機ＥＬ素子
本発明の一態様に係る有機ＥＬ素子の概略図を図１に示す。
有機ＥＬ素子１は、基板１０上に、第１電極２０と、有機層３０Ｂと、第２電極４０と、キャッピング層５０とをこの順に備え、キャッピング層５０側から光を取り出す構成となっている。当該態様では有機層３０Ｂは第１有機層３２Ｂ、青色発光層３４Ｂ、第２有機層３６Ｂからなる３層の有機層であるが、この構成に限定されず適宜変更できる。
以下、当該有機ＥＬ素子を構成する各層について説明する。
【００５０】
（１）キャッピング層
キャッピング層は、有機ＥＬ素子の積層体を構成する有機層であって、第２電極上に設けられる層である。本発明の一形態においては、キャッピング層に特定の化合物を用いることによって、有機ＥＬ素子の発光効率を向上することができる。
キャッピング層の膜厚は、好ましくは２００ｎｍ以下であり、より好ましくは４０〜１００ｎｍである。
【００５１】
（２）第１電極
第１電極の材料としては、Ａｇ，Ａｌ又はＡｕ等の金属やＡＰＣ（Ａｇ−Ｐｄ−Ｃｕ）等の金属合金が好ましい。これらの金属材料や金属合金を積層してもよい。また金属、金属合金又はこれらの積層の上面及び／又は下面にインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）やインジウム亜鉛酸化物といった透明電極層を製膜してもよい。
【００５２】
（３）第２電極
第２電極としては、金属性の材料を用いることができる。金属性の材料とは誘電率の実部が負の値であるものをいう。このような材料には、金属だけでなく、金属以外の金属光沢を示す有機・無機透明電極材料が含まれる。
金属としては、Ａｇ，Ｍｇ，Ａｌ，Ｃａ等の材料及びこれらの合金により形成されるものが好ましい。また、共振機能を有しつつ、素子正面方向に光を取り出すためには、正面方向の透過率が２０％以上で半透明あることが好ましい。Ａｇ，Ｍｇ，Ａｌ，Ｃａ又はこれらの合金を第２電極として用いた場合、十分な光の透過性を示すために、膜厚は３０ｎｍ以下であることが好ましい。
【００５３】
（４）有機層
有機層は、発光層を含めば特に制限されないが、例えば第１有機層／発光層／第２有機層からなる多層膜構造を用いることができる。具体的には、陽極／正孔輸送帯域／発光層／電子輸送帯域／陰極からなる多層膜構造が挙げられる。
正孔輸送帯域は、正孔注入層、正孔輸送層を単層又は複数層積層することにより構成される。電子輸送帯域は、電子注入層、電子輸送層を単層又は複数層積層することにより構成される。
【００５４】
（正孔注入層）
正孔注入層は、正孔注入性の高い物質を含む層である。正孔注入性の高い物質としては、モリブデン酸化物、チタン酸化物、バナジウム酸化物、レニウム酸化物、ルテニウム酸化物、クロム酸化物、ジルコニウム酸化物、ハフニウム酸化物、タンタル酸化物、銀酸化物、タングステン酸化物、マンガン酸化物、芳香族アミン化合物、又は高分子化合物（オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等）等も使用できる。
【００５５】
（正孔輸送層）
正孔輸送層は、正孔輸送性の高い物質を含む層である。正孔輸送層には、芳香族アミン化合物、カルバゾール誘導体、アントラセン誘導体等を使用する事ができる。ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）（略称：ＰＶＫ）やポリ（４−ビニルトリフェニルアミン）（略称：ＰＶＴＰＡ）等の高分子化合物を用いることもできる。但し、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを用いてもよい。なお、正孔輸送性の高い物質を含む層は、単層のものだけでなく、上記物質からなる層が二層以上積層したものとしてもよい。
【００５６】
（発光層のゲスト材料）
発光層は、発光性の高い物質を含む層であり、種々の材料を用いることができる。例えば、発光性の高い物質としては、蛍光を発光する蛍光性化合物や燐光を発光する燐光性化合物を用いることができる。蛍光性化合物は一重項励起状態から発光可能な化合物であり、燐光性化合物は三重項励起状態から発光可能な化合物である。
発光層に用いることができる青色系の蛍光発光材料として、ピレン誘導体、スチリルアミン誘導体、クリセン誘導体、フルオランテン誘導体、フルオレン誘導体、ジアミン誘導体、トリアリールアミン誘導体等が使用できる。発光層に用いることができる緑色系の蛍光発光材料として、芳香族アミン誘導体等を使用できる。発光層に用いることができる赤色系の蛍光発光材料として、テトラセン誘導体、ジアミン誘導体等が使用できる。
発光層に用いることができる青色系の燐光発光材料として、イリジウム錯体、オスミウム錯体、白金錯体等の金属錯体が使用される。発光層に用いることができる緑色系の燐光発光材料としてイリジウム錯体等が使用される。発光層に用いることができる赤色系の燐光発光材料として、イリジウム錯体、白金錯体、テルビウム錯体、ユーロピウム錯体等の金属錯体が使用される。
【００５７】
（発光層のホスト材料）
発光層としては、上述した発光性の高い物質（ゲスト材料）を他の物質（ホスト材料）に分散させた構成としてもよい。発光性の高い物質を分散させるための物質としては、各種のものを用いることができ、発光性の高い物質よりも最低空軌道準位（ＬＵＭＯ準位）が高く、最高被占有軌道準位（ＨＯＭＯ準位）が低い物質を用いることが好ましい。
発光性の高い物質を分散させるための物質（ホスト材料）としては、１）アルミニウム錯体、ベリリウム錯体、若しくは亜鉛錯体等の金属錯体、２）オキサジアゾール誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、若しくはフェナントロリン誘導体等の複素環化合物、３）カルバゾール誘導体、アントラセン誘導体、フェナントレン誘導体、ピレン誘導体、若しくはクリセン誘導体等の縮合芳香族化合物、３）トリアリールアミン誘導体、若しくは縮合多環芳香族アミン誘導体等の芳香族アミン化合物が使用される。
【００５８】
（電子輸送層）
電子輸送層は、電子輸送性の高い物質を含む層である。電子輸送層には、１）アルミニウム錯体、ベリリウム錯体、亜鉛錯体等の金属錯体、２）イミダゾール誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、アジン誘導体、カルバゾール誘導体、フェナントロリン誘導体等の複素芳香族化合物、３）高分子化合物を使用することができる。
【００５９】
（電子注入層）
電子注入層は、電子注入性の高い物質を含む層である。電子注入層には、リチウム（Ｌｉ）、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化セシウム（ＣｓＦ）、フッ化カルシウム（ＣａＦ２）、リチウム酸化物（ＬｉＯｘ）等のようなアルカリ金属、アルカリ土類金属、またはそれらの化合物を用いることができる。
【００６０】
（５）基板
基板は、発光素子の支持体として用いられる。基板としては、例えば、ガラス、石英、プラスチックなどを用いることができる。また、可撓性基板を用いてもよい。可撓性基板とは、折り曲げることができる（フレキシブル）基板のことであり、例えば、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニルからなるプラスチック基板等が挙げられる。
【００６１】
本発明の一態様に係る有機ＥＬ素子は、壁掛けテレビのフラットパネルディスプレイ等の平面発光体、複写機、プリンター、液晶ディスプレイのバックライト又は計器類等の光源、表示板、標識灯等に利用できる。
【実施例】
【００６２】
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらにより何ら限定されるものではない。実施例及び比較例でキャッピング層に用いた化合物１〜４及び比較化合物１を示す。
【化１５】
0006755113.tif 000016
【００６３】
実施例１（有機ＥＬ素子の作製）
素子作製用基板となるガラス基板の上に、酸化亜鉛膜（ＩＺＯ）（膜厚１０ｎｍ）、銀合金層であるＡＰＣ（Ａｇ−Ｐｄ−Ｃｕ）層（反射層）（膜厚１００ｎｍ）、酸化亜鉛膜（ＩＺＯ）（膜厚１０ｎｍ）の順にスパッタリング法により成膜した。続いて通常のリソグラフィ技術を用いて、レジストパターンをマスクに用いたエッチングにより、この導電材料層をパターニングし、下部電極（陽極）を形成した。下部電極が形成した基板をイソプロピルアルコール中で超音波洗浄を５分間行なった後、ＵＶオゾン洗浄を３０分間行なった。その後、真空蒸着法を用いて、正孔注入層として、ＨＩを５ｎｍの膜厚で下部電極の上に蒸着した。次に、第１正孔輸送層として、ＨＴ１を１３０ｎｍの膜厚で蒸着した。さらに、ＨＴ１膜の成膜に続けて、第２正孔輸送層として、ＨＴ２を１０ｎｍの膜厚で蒸着した。第２正孔輸送層の成膜に続けて、膜厚２５ｎｍにてＢＨとＢＤを９５：５の重量比で蒸着して成膜し、青色発光層とした。ついで、この膜の上に、電子輸送層として膜厚１０ｎｍのＥＴ１を成膜し、続けて膜厚２０ｎｍのＥＴ２を成膜した。ついで、この膜の上に、電子注入層としてＬｉＦを蒸着させ、ＬｉＦ膜を１ｎｍの膜厚で形成した。このＬｉＦ膜の上に膜厚１０ｎｍにて、ＭｇとＡｇを９：１の膜厚で蒸着成膜し、半透過性のＭｇＡｇ合金からなる上部電極（陰極）を形成した。次に、上部電極の上に化合物１からなるキャッピング層を全面にかけて成膜し、有機ＥＬ素子を作製した。尚、キャッピング層の厚さを６０ｎｍとした素子を作製した。
【００６４】
実施例で用いた材料を以下に示す。
【化１６】
0006755113.tif 000017
【００６５】
（有機ＥＬ素子の評価）
得られた有機ＥＬ素子、又は化合物１について以下の評価を行った。
（１）屈折率、消衰係数、オーダーパラメーター
ガラス基板上に、測定対象材料（化合物１）を５０ｎｍ程度の膜厚で真空蒸着し、分光エリプソメトリー装置（Ｊ．Ａ．Ｗｏｏｌｌａｍ社製（米国）Ｍ−２０００ＵＩ）により測定角４５°〜７５°の範囲で５°おきに測定を行った。消衰係数の測定精度を高めるために、あわせて基板法線方向（有機ＥＬ素子基板の面に対し垂直方向）の透過スペクトルを当該装置で測定した。ガラス基板のみの測定も同様に行った。得られた測定情報について同社製解析ソフトウェア（Ｃｏｍｐｌｅｔｅ  ＥＡＳＥ）でフィッティングを行った。フィッティングの条件としては、一軸回転対称の異方性モデルを用い、当該ソフトウェアにおいて二乗平均誤差を示すパラメータＭＳＥが３．０以下となるようにして、基板上に成膜された有機膜の面内方向と法線方向の屈折率、面内方向と法線方向の消衰係数、オーダーパラメーターを算出した。オーダーパラメーターは、後述するＳ１のピーク波長によって算出した。ガラス基板は等方性モデルを用いた。結果を表１に示す。尚、表１の屈折率，消衰係数は、Ｓ１エネルギーにおける値である。
また、波長４３０ｎｍ、４６０ｎｍ、４８０ｎｍ、５００ｎｍ、５３０ｎｍ及び６００ｎｍにおける面内方向と法線方向の屈折率を測定した。結果を表２に示す。
【００６６】
（２）電流−電圧−輝度特性
得られた有機ＥＬ素子に１０ｍＡ／ｃｍ２となるように電流を印加し、素子面に対し法線方向へ射出されるＥＬ発光の電流−電圧−輝度特性を分光放射輝度計（コニカミノルタ社製ＣＳ−１０００）により測定し、発光ピーク強度、ピーク波長、及びＣＩＥ色座標値を求めた。結果を表１に示す。
【００６７】
（３）一重項エネルギーＳ１
消衰係数（面内方向）の長波長側のピークをＳ１とした。結果を表１に示す。
【００６８】
（４）オーダーパラメーター
基板上に真空蒸着された低分子材料の膜は、通常、基板法線方向を回転対象軸とした一軸回転対称性となる。基板上に形成した薄膜内における分子軸と基板法線方向のなす角をθ、薄膜の多入射角分光エリプソメトリー測定により得られる基板平行方向（Ｏｒｄｉｎａｒｙ方向）及び垂直方向（Ｅｘｔｒａ−Ｏｒｄｉｎａｒｙ方向）の消衰係数をそれぞれｋｏ及びｋｅとした場合、下記式で表されるＳ’がオーダーパラメーターである。
Ｓ’＝１−＜ｃｏｓ２θ＞＝２ｋｏ／（ｋｅ＋２ｋｏ）＝２／３（１−Ｓ）
Ｓ＝（１／２）＜３ｃｏｓ２θ−１＞＝（ｋｅ−ｋｏ）／（ｋｅ＋２ｋｏ）
当該分子配向の評価方法は公知の手法であり、詳細はＯｒｇａｎｉｃ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ誌，２００９年，第１０巻，１２７頁に記載されている。また、薄膜を形成する方法は、真空蒸着法とする。
多入射角分光エリプソメトリー測定から得られるオーダーパラメーターＳ’は、全ての分子が基板と平行方向に配向した場合に１．０となる。また、分子が配向せずにランダムである場合は０．６６となる。
【００６９】
（５）外部量子効率
得られた分光放射輝度スペクトルから、ランバシアン放射を行ったと仮定して外部量子効率ＥＱＥ（単位：％）を算出した。結果を表１に示す。
【００７０】
実施例２〜４、比較例１
キャッピング層に用いる化合物として、化合物１の代わりに表１に示す化合物を用いた他は実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を製造し、評価した。結果を表１、２に示す。
【００７１】
【表１】
0006755113.tif 000018
【００７２】
表１より、化合物１〜４のオーダーパラメーターは、比較化合物１と比較してより１．０に近い値であることが分かる。これは、化合物１〜４は、比較化合物１と比較して分子が基板に対してより平行方向に配向していることを示している。その結果として、実施例１〜４で得られた有機ＥＬ素子は、より高い外部量子収率を示している。
なお、化合物２の消衰係数は比較化合物１よりも高い。しかしながら、化合物２はＳ１が他の材料と比べ非常に大きく、紫外光領域であり、この領域において消衰係数が高くても光取出し機能には問題ない。Ｓ１が３．９１ｅＶであることは、２．８ｅＶ以下の青色の波長領域について消衰係数の面方向・法線方向共に非常に小さくほぼゼロになることを意味する。
【００７３】
【表２】
0006755113.tif 000019
【００７４】
表２より、化合物１〜４の屈折率は波長４３０ｎｍ〜６００ｎｍにおいて比較化合物１よりも高いことが分かる。本発明で用いる化合物が、青色より長波長側においても発光エネルギーの吸収を抑えることが可能であること示唆している。
【符号の説明】
【００７５】
１  有機ＥＬ素子
１０  基板
２０  第１電極
３０Ｂ  有機層
３２Ｂ  第１有機層
３４Ｂ  青色発光層
３６Ｂ  第２有機層
４０  第２電極
５０  キャッピング層
【図１】
0006755113.tif 000027