(57)【要約】【課題】高い発光輝度、発光効率を示し、かつ耐久性に優れた発光素子を提供する【解決手段】一対の電極間に、発光層を含む少なくとも一層の有機層を有する発光素子であって、該有機層の少なくとも一層が、下記一般式（Ｉ）で表される化合物を含有することを特徴とする発光素子である。一般式（Ｉ）中、Ｙはピリジン環又はピリミジン環を表す。Ｒ１１、Ｒ１２、及びＲ１３は、各々独立に、実質的に水素原子を含まない置換基を表す。【化１】2004095262.tif 000020【選択図】　　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の電極間に、発光層を含む少なくとも一層の有機層を有する発光素子であって、該有機層の少なくとも一層が、下記一般式（Ｉ）で表される化合物を含有することを特徴とする発光素子。
【化１】
2004095262.tif 000018
（一般式（Ｉ）中、Ｙはピリジン環又はピリミジン環を表す。Ｒ１１、Ｒ１２、及びＲ１３は、各々独立に、実質的に水素原子を含まない置換基を表す。）
【請求項２】
前記一般式（Ｉ）で表される化合物が、下記一般式（ＩＩ）で表される化合物であることを特徴とする請求項１に記載の発光素子。
【化２】
2004095262.tif 000019
（一般式（ＩＩ）中、Ｙはピリジン環又はピリミジン環を表す。Ｒ２０１〜Ｒ２１５は、各々独立に、フッ素原子、又は実質的に水素原子を含まない置換基を表す。）
【請求項３】
前記一般式（Ｉ）で表される化合物のガラス転移温度が、１３０℃以上、４００℃以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の発光素子。
【請求項４】
励起三重項状態からの発光を利用することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の発光素子。
【請求項５】
前記一般式（Ｉ）で表される化合物の最低励起三重項エネルギー準位が、６５ｋｃａｌ／ｍｏｌ（２７２．３５ｋＪ／ｍｏｌ）以上、９５ｋｃａｌ／ｍｏｌ（３９８．０５ｋＪ／ｍｏｌ）以下であることを特徴とする請求項４に記載の発光素子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発光素子に関し、特に高輝度で発光効率が高く、耐久性に優れる発光素子に関するものである。本発明は、特に、有機電界発光素子（有機ＥＬ素子）に好適に利用できるものである。
【０００２】
【従来の技術】
有機電界発光（ＥＬ）素子は、低電圧駆動で高輝度の発光が得られることから、近年活発な研究開発が行われている。一般に有機ＥＬ素子は、発光層及び該層を挟んだ一対の対向電極から構成されており、陰極から注入された電子と陽極から注入された正孔が発光層において再結合し、生成した励起子からの発光を利用するものである。
【０００３】
近年、有機ＥＬ素子の高効率化が進み、イリジウム錯体を発光材料に用いた有機ＥＬ素子の外部量子効率は従来の限界とされていた５％を超え、８％に到達している（Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｐｈｙｓｉｃｓ　Ｌｅｔｔｅｒｓ，７５巻，４頁，１９９９年発行）。
しかしながら、従来の有機ＥＬ素子の耐久性は充分ではなく、高い発光輝度、発光効率を示し、かつ耐久性に優れた有機ＥＬ素子の開発が切望されているのが現状である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、高い発光輝度、発光効率を示し、かつ耐久性に優れた発光素子を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記課題は、以下の手段により達成された。
＜１＞　一対の電極間に、発光層を含む少なくとも一層の有機層を有する発光素子であって、該有機層の少なくとも一層が、下記一般式（Ｉ）で表される化合物を含有することを特徴とする発光素子である。
【０００６】
【化３】
2004095262.tif 000002
【０００７】
一般式（Ｉ）中、Ｙはピリジン環又はピリミジン環を表す。Ｒ１１、Ｒ１２、及びＲ１３は、各々独立に、実質的に水素原子を含まない置換基を表す。
【０００８】
＜２＞　前記一般式（Ｉ）で表される化合物が、下記一般式（ＩＩ）で表される化合物であることを特徴とする前記＜１＞に記載の発光素子である。
【０００９】
【化４】
2004095262.tif 000003
【００１０】
一般式（ＩＩ）中、Ｙはピリジン環又はピリミジン環を表す。Ｒ２０１〜Ｒ２１５は、各々独立に、フッ素原子、又は実質的に水素原子を含まない置換基を表す。
【００１１】
＜３＞　前記一般式（Ｉ）で表される化合物のガラス転移温度が、１３０℃以上、４００℃以下であることを特徴とする前記＜１＞又は＜２＞に記載の発光素子である。
【００１２】
＜４＞　励起三重項状態からの発光を利用することを特徴とする前記＜１＞〜＜３＞のいずれかに記載の発光素子である。
【００１３】
＜５＞　前記一般式（Ｉ）で表される化合物の最低励起三重項エネルギー準位が、６５ｋｃａｌ／ｍｏｌ（２７２．３５ｋＪ／ｍｏｌ）以上、９５ｋｃａｌ／ｍｏｌ（３９８．０５ｋＪ／ｍｏｌ）以下であることを特徴とする前記＜４＞に記載の発光素子である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の発光素子について詳細に説明する。
本発明の発光素子は、一対の電極間に、発光層を含む少なくとも一層の有機層を有する発光素子であって、該有機層の少なくとも一層が、下記一般式（Ｉ）で表される化合物を含有することを特徴とする。
【００１５】
【化５】
2004095262.tif 000004
【００１６】
一般式（Ｉ）中、Ｙはピリジン環又はピリミジン環を表す。Ｒ１１、Ｒ１２、及びＲ１３は、各々独立に、実質的に水素原子を含まない置換基を表す。
【００１７】
一般式（Ｉ）で表される化合物のガラス転移温度（Ｔｇ）は、発光素子の耐久性を勘案すると、１３０℃以上４００℃以下であることが好ましく、より好ましくは１３５℃以上４００℃以下であり、さらに好ましくは１４０℃以上４００℃以下であり、特に好ましくは１５０℃以上４００℃以下であり、最も好ましくは１６０℃以上４００℃以下である。
ここで、ガラス転移温度（Ｔｇ）は、示差走査熱量測定（ＤＳＣ）、示差熱分析（ＤＴＡ）などの熱測定や、Ｘ線回折（ＸＲＤ）、偏光顕微鏡観察などにより確認することができる。
【００１８】
本発明の発光素子は、後述するごとく、励起一重項状態からの発光を利用するものでも励起三重項状態からの発光を利用するものでもいずれでもよいが、励起三重項状態からの発光を利用する発光素子である場合には、一般式（Ｉ）で表される化合物の最低励起三重項エネルギー準位（Ｔ１準位）は、６５ｋｃａｌ／ｍｏｌ（２７２．３５ｋＪ／ｍｏｌ）以上、９５ｋｃａｌ／ｍｏｌ（３９８．０５ｋＪ／ｍｏｌ）以下が好ましく、より好ましくは６７ｋｃａｌ／ｍｏｌ（２８０．７３ｋＪ／ｍｏｌ）以上、９５ｋｃａｌ／ｍｏｌ（３９８．０５ｋＪ／ｍｏｌ）以下であり、さらに好ましくは６９ｋｃａｌ／ｍｏｌ（２８９．１１ｋＪ／ｍｏｌ）以上、９５ｋｃａｌ／ｍｏｌ（３９８．０５ｋＪ／ｍｏｌ）以下であり、特に好ましくは７１ｋｃａｌ／ｍｏｌ（２９７．４９ｋＪ／ｍｏｌ）以上、９５ｋｃａｌ／ｍｏｌ（３９８．０５ｋＪ／ｍｏｌ）以下である。
【００１９】
一般式（Ｉ）で表される化合物について詳細に説明する。
一般式（Ｉ）において、Ｙは、ピリジン環又はピリミジン環を表す。Ｒ１１、Ｒ１２及びＲ１３は、各々独立に、実質的に水素原子を含まない置換基を表し、それぞれ同一でも異なっていてもよい。
前記Ｒ１１、Ｒ１２及びＲ１３で表される実質的に水素原子を含まない置換基を構成する原子としては、例えば、炭素原子、ケイ素原子、ゲルマニウム原子、窒素原子、リン原子、酸素原子、硫黄原子、セレン原子、テルル原子、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、アルミニウム原子、アルカリ金属元素、アルカリ土類金属元素、遷移金属元素等が挙げられる。
これらの中でも、前記Ｒ１１、Ｒ１２及びＲ１３で表される実質的に水素原子を含まない置換基を構成する原子としては、炭素原子、ケイ素原子、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、フッ素原子が好ましく、炭素原子、ケイ素原子、窒素原子、フッ素原子がより好ましい。
【００２０】
前記Ｒ１１、Ｒ１２及びＲ１３で表される実質的に水素原子を含まない置換基としては、芳香族炭化水素環又は芳香族ヘテロ環を有する置換基が好ましく、芳香族炭化水素基、又は芳香族ヘテロ環基がより好ましい。発光素子の機能の立場から、該芳香族炭化水素基又は芳香族ヘテロ環基は、それらが有する水素原子の総てがフッ素原子に置換された基であることが好ましいが、炭素原子６原子当り水素原子を２原子以下有してもよく、さらに炭素原子６原子当り水素原子を１原子以下有してもよい。該芳香族炭化水素環は、ナフチル基、ビフェニル基、フェニル基が好ましく、フェニル基がより好ましい。
【００２１】
上記母核となる芳香族炭化水素環基又は芳香族ヘテロ環基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基、アントラセニル基、フェナントリル基、ピレニル基、アズレニル基、ピリジル基、キノリル基、シンノリニル基、キノキサリニル基、プリニル基、アクリジニル基、フェナントロリニル基、フェナジニル基、フェナントリジニル基、ピリミジニル基、ピリダジニル基、ピラジニル基、トリアジニル基、イミダゾリル基、チアゾリル基、オキサゾリル基、チエニル基、フリル基、ピロリル基、カルバゾリル基、インドリル基などが挙げられ、好ましくはフェニル基、ピリジル基、キノリル基、プリニル基、イミダゾリル基、オキサゾリル基であり、より好ましくはフェニル基、ピリジル基、イミダゾリル基であり、さらに好ましくはフェニル基、ピリジル基であり、特に好ましくはフェニル基である。なお、含窒素ヘテロ環骨格で窒素原子上に置換基を有しうる母核の場合は、Ｎ位でＹに置換するか、又はＮ位に実質的に水素原子を含まない置換基を有してもよい。
【００２２】
前記Ｒ１１、Ｒ１２、及びＲ１３で表される実質的に水素原子を含まない置換基は、任意の位置に、更に、実質的に水素原子を含まない置換基を有していてもよい。前記Ｒ１１、Ｒ１２、及びＲ１３に、更に導入可能な置換基としては、前記Ｒ１１、Ｒ１２、及びＲ１３で表される基の例として挙げた、芳香族炭化水素環又は芳香族ヘテロ環上に結合する水素原子が総てフッ素原子に置換された基の他、以下に挙げる置換基が好ましい。
【００２３】
即ち、総ての水素原子がフッ素原子で置換されたアルキル基（好ましくは炭素数１〜２０、より好ましくは炭素数１〜１２、特に好ましくは炭素数１〜８であり、例えばトリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、ヘプタフルオロ−ｉｓｏ−プロピル基、ノナフルオロ−ｔｅｒｔ−ブチル基、ペルフルオロ−ｎ−オクチル基、ペルフルオロ−ｎ−デシル基、ペルフルオロ−ｎ−ヘキサデシル基、ペンタフルオロシクロプロピル基、ノナフルオロシクロペンチル基、ペルフルオロシクロヘキシル等が挙げられる。）、総ての水素原子がフッ素原子で置換されたアルケニル基（好ましくは炭素数２〜２０、より好ましくは炭素数２〜１２、特に好ましくは炭素数２〜８であり、例えばトリフルオロビニル基、ペンタフルオロアリル基、ペルフルオロ−２−ブテニル基、ペルフルオロ−３−ペンテニル基等が挙げられる。）、
【００２４】
総ての水素原子がフッ素原子で置換されたアルキニル基（好ましくは炭素数２〜２０、より好ましくは炭素数２〜１２、特に好ましくは炭素数２〜８であり、例えばトリフルオロプロパルギル基、ペルフルオロ−３−ペンチニル基等が挙げられる。）、総ての水素原子がフッ素原子で置換されたアミノ基（好ましくは炭素数２〜２０、より好ましくは炭素数２〜１２、特に好ましくは炭素数２〜６であり、例えばヘキサフルオロジメチルアミノ基、デカフルオロジエチルアミノ基、デカフルオロジフェニルアミノ基、ペルフルオロジベンジルアミノ基等が挙げられる。）、総ての水素原子がフッ素原子で置換されたアルコキシ基（好ましくは炭素数１〜２０、より好ましくは炭素数１〜１２、特に好ましくは炭素数１〜８であり、例えばトリフルオロメトキシ基、ペンタフルオロエトキシ基、ノナフルオロブトキシ基等が挙げられる。）、総ての水素原子がフッ素原子で置換されたアリールオキシ基（好ましくは炭素数６〜２０、より好ましくは炭素数６〜１６、特に好ましくは炭素数６〜１２であり、例えばペンタフルオロフェニルオキシ基、ノナフルオロ−２−ナフチルオキシ基等が挙げられる。）、
【００２５】
総ての水素原子がフッ素原子で置換されたアシル基（好ましくは炭素数２〜２０、より好ましくは炭素数２〜１６、特に好ましくは炭素数２〜１２であり、例えばトリフルオロアセチル基、ペンタフルオロベンゾイル基、ノナフルオロピバロイル基等が挙げられる。）、総ての水素原子がフッ素原子で置換されたアルコキシカルボニル基（好ましくは炭素数２〜２０、より好ましくは炭素数２〜１６、特に好ましくは炭素数２〜１２であり、例えばトリフルオロメトキシカルボニル基、ペンタフルオロエトキシカルボニル基等が挙げられる。）、総ての水素原子がフッ素原子で置換されたアリールオキシカルボニル基（好ましくは炭素数７〜２０、より好ましくは炭素数７〜１６、特に好ましくは炭素数７〜１０であり、例えばペンタフルオロフェニルオキシカルボニル基などが挙げられる。）、総ての水素原子がフッ素原子で置換されたアシルオキシ基（好ましくは炭素数２〜２０、より好ましくは炭素数２〜１６、特に好ましくは炭素数２〜１０であり、例えばトリフルオロアセトキシ基、ペンタフルオロベンゾイルオキシ基等が挙げられる。）、
【００２６】
総ての水素原子がフッ素原子で置換されたアシルアミノ基（好ましくは炭素数４〜４０、より好ましくは炭素数４〜３２、特に好ましくは炭素数４〜２４であり、例えばビストリフルオロアセチルアミノ基、ビスペンタフルオロベンゾイルアミノ基等が挙げられる。）、総ての水素原子がフッ素原子で置換されたアルコキシカルボニルアミノ基（好ましくは炭素数２〜２０、より好ましくは炭素数２〜１６、特に好ましくは炭素数２〜１２であり、例えばビストリフルオロメトキシカルボニルアミノ基等が挙げられる。）、総ての水素原子がフッ素原子で置換されたアリールオキシカルボニルアミノ基（好ましくは炭素数１４〜４０、より好ましくは炭素数１４〜３２、特に好ましくは炭素数１４〜２４であり、例えばビスペンタフルオロフェニルオキシカルボニルアミノ等が挙げられる。）、総ての水素原子がフッ素原子で置換されたスルホニルアミノ基（好ましくは炭素数２〜４０、より好ましくは炭素数２〜３２、特に好ましくは炭素数２〜２４であり、例えばビストリフルオロメタンスルホニルアミノ、ビスペンタフルオロベンゼンスルホニルアミノ等が挙げられる。）、
【００２７】
総ての水素原子がフッ素原子で置換されたスルファモイル基（好ましくは炭素数２〜４０、より好ましくは炭素数２〜３２、特に好ましくは炭素数２〜２４であり、例えばビスヘキサフルオロメチルスルファモイル、ビスペンタフルオロフェニルスルファモイル等が挙げられる。）、総ての水素原子がフッ素原子で置換されたカルバモイル基（好ましくは炭素数２〜４０、より好ましくは炭素数２〜３２、特に好ましくは炭素数２〜２４であり、例えばビスペンタフルオロエチルカルバモイル、ビスペンタフルオロフェニルカルバモイル等が挙げられる。）、総ての水素原子がフッ素原子で置換されたアルキルチオ基（好ましくは炭素数１〜２０、より好ましくは炭素数１〜１６、特に好ましくは炭素数１〜１２であり、例えばトリフルオロメチルチオ、ペンタフルオロエチルチオ等が挙げられる。）、総ての水素原子がフッ素原子で置換されたアリールチオ基（好ましくは炭素数６〜２０、より好ましくは炭素数６〜１６、特に好ましくは炭素数６〜１２であり、例えばペンタフルオロフェニルチオ等が挙げられる。）、
【００２８】
総ての水素原子がフッ素原子で置換されたスルホニル基（好ましくは炭素数１〜２０、より好ましくは炭素数１〜１６、特に好ましくは炭素数１〜１２であり、例えばトリフルオロメタンスルホニル、ペルフルオロ−ｐ−トルエンスルホニル等が挙げられる。）、総ての水素原子がフッ素原子で置換されたスルフィニル基（好ましくは炭素数１〜２０、より好ましくは炭素数１〜１６、特に好ましくは炭素数１〜１２であり、例えばトリフルオロメタンスルフィニル、ペンタフルオロベンゼンスルフィニル等が挙げられる。）、総ての水素原子がフッ素原子で置換されたウレイド基（好ましくは炭素数４〜４０、より好ましくは炭素数４〜３２、特に好ましくは炭素数４〜２４であり、例えばトリストリフルオロメチルウレイド等が挙げられる。）、総ての水素原子がフッ素原子で置換されたリン酸アミド基（好ましくは炭素数４〜４０、より好ましくは炭素数４〜３２、特に好ましくは炭素数４〜２４であり、例えばＮ，Ｎ−ビストリフルオロメチル−ビスペンタフルオロエチルリン酸アミド等が挙げられる。）、
【００２９】
ハロゲン原子（例えばフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。）、シアノ基、ニトロ基、総ての水素原子がフッ素原子で置換された非芳香族ヘテロ環基（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数１〜１２であり、ヘテロ原子としては、例えば窒素原子、酸素原子、硫黄原子を含むものであり、具体的には例えばテトラフルオロモルホリノ等が挙げられる。）、総ての水素原子がフッ素原子で置換されたシリル基（好ましくは炭素数３〜４０、より好ましくは炭素数３〜３０、特に好ましくは炭素数３〜２４であり、例えばペルフルオロトリメチルシリル、ペルフルオロトリフェニルシリル等が挙げられる。）等が挙げられる。
これらの置換基は更に置換されてもよい。また、置換基が二つ以上ある場合は、これらの置換基は、同一でも異なっていてもよい。また、可能な場合には互いに連結して環を形成していてもよい。
【００３０】
前記Ｙで表されるピリジン環又はピリミジン環において、Ｒ１１、Ｒ１２、及びＲ１３が置換していない炭素原子には、水素原子又は置換基が置換しており、水素原子であることが好ましい。。
【００３１】
一般式（Ｉ）で表される化合物のうち、より好ましくは下記一般式（ＩＩ）で表される化合物である。
【００３２】
【化６】
2004095262.tif 000005
【００３３】
一般式（ＩＩ）中、Ｙはピリジン環又はピリミジン環を表す。Ｒ２０１〜Ｒ２１５は、各々独立に、フッ素原子、又は実質的に水素原子を含まない置換基を表す。
【００３４】
前記Ｒ２０１〜Ｒ２１５で表される実質的に水素原子を含まない置換基は、前記一般式（Ｉ）におけるＲ１１、Ｒ１２及びＲ１３で表される実質的に水素原子を含まない置換基と同義であり、また好ましい範囲も同様である。
【００３５】
以下に、本発明の一般式（Ｉ）で表される化合物の具体例〔例示化合物（１）〜（２６）〕を列挙するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００３６】
【化７】
2004095262.tif 000006
【００３７】
【化８】
2004095262.tif 000007
【００３８】
【化９】
2004095262.tif 000008
【００３９】
【化１０】
2004095262.tif 000009
【００４０】
【化１１】
2004095262.tif 000010
【００４１】
【化１２】
2004095262.tif 000011
【００４２】
【化１３】
2004095262.tif 000012
【００４３】
本発明における一般式（Ｉ）で表される化合物は、種々の公知の合成法にて合成することが可能である。例えば、ペルフルオロアリールホウ素酸（例えば、ペンタフルオロフェニルホウ素酸）と、２，４，６−トリブロモピリジン又は２，４，６−トリブロモピリミジンとの鈴木カップリング反応により合成できる。
【００４４】
本発明の発光素子は、励起一重項状態からの発光を利用するものでも、励起三重項状態からの発光を利用するものでもよい。本発明の発光素子としては、励起三重項状態からの発光を利用することが好ましい。なお、本明細書において、励起一重項状態からの発光とは蛍光と同義であり、励起三重項状態からの発光とはりん光と同義である。
【００４５】
本発明の発光素子が励起三重項状態からの発光を利用するものである場合、りん光を発する材料（以下、適宜「りん光発光材料」と称する。）としては、特に限定されないが、好ましくは遷移金属錯体であり、より好ましくはイリジウム、白金、レニウム、ルテニウム錯体であり、さらに好ましくはイリジウム、白金錯体であり、特に好ましくはイリジウム錯体である。遷移金属錯体の中でも、とくに好ましくはオルトメタル化錯体である。オルトメタル化錯体（ＯｒｔｈｏｍｅｔａｌａｔｅｄＣｏｍｐｌｅｘ）とは、山本明夫著「有機金属化学　基礎と応用」の１５０頁及び２３２頁（裳華房、１９８２年）やＨ．　Ｙｅｒｓｉｎ著「Ｐｈｏｔｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ　ａｎｄ　Ｐｈｏｔｏｐｈｙｓｉｃｓｏｆ　Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ　Ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ」７１〜７７頁及び１３５〜１４６頁（Ｓｐｒｉｎｇｅｒ−Ｖｅｒｌａｇ、１９８７年）等に掲載されている化合物群の総称である。
【００４６】
上記りん光発光材料は、２０℃でのりん光量子収率が７０％以上であるのが好ましく、より好ましくは８０％以上であり、さらに好ましくは８５％以上である。この場合、りん光量子収率の上限値は１００％であり、最も好ましくは１００％である。また、りん光極大波長は３００ｎｍ以上、５００ｎｍ以下であるのが好ましく、より好ましくは３０５ｎｍ以上、４９５ｎｍ以下であり、さらに好ましくは３１０ｎｍ以上、４９０ｎｍ以下であり、特に好ましくは３１５ｎｍ以上、４８０ｎｍ以下である。
【００４７】
本発明の発光素子の発光システムとしては、有機ＥＬ素子が好ましい。有機ＥＬ素子の材料として、前記一般式（Ｉ）で表される化合物を用いる場合、電子輸送材料（正孔ブロック材料を含む）、又は発光材料と同一層に使用されるホスト材料として用いることが好ましく、電子輸送材料として用いることが最も好ましい。
【００４８】
本発明の発光素子の構成要素に関してさらに詳細に説明する。
上述のごとく、本発明の発光素子は、一対の電極（陽極と陰極）間に、発光層を含む少なくとも一層の有機層（有機化合物層）を有し、該有機層の少なくとも一層が、前記一般式（Ｉ）で表される化合物を含むことを特徴とする。
なお、前記一般式（Ｉ）で表される化合物は、一種単独で用いてもよいし、二種以上を併用してもよい。
【００４９】
前記一般式（Ｉ）で表される化合物を含む層における該化合物の質量比は、電子輸送材料として用いる場合には、好ましくは６０〜１００質量％であり、さらに好ましくは７０〜１００質量％である。ホスト材料として用いる場合には、好ましくは５０〜９９．９質量％であり、さらに好ましくは６０〜９９質量％である。
【００５０】
本発明の発光素子における有機層の形成方法は、特に限定されず、抵抗加熱蒸着法、電子写真法、電子ビーム法、スパッタリング法、分子積層法、塗布法（スプレーコート法、ディップコート法、含浸法、ロールコート法、グラビアコート法、リバースコート法、ロールブラッシュ法、エアーナイフコート法、カーテンコート法、スピンコート法、フローコート法、バーコート法、マイクログラビアコート法、エアードクターコート、ブレードコート法、スクイズコート法、トランスファーロールコート法、キスコート法、キャストコート法、エクストルージョンコート法、ワイヤーバーコート法、スクリーンコート法等）、インクジェット法、印刷法、転写法などの方法が可能である。中でも、素子の特性、製造の容易さ、コストなどを勘案すると、抵抗加熱蒸着法、塗布法、転写法が好ましい。発光素子が２層以上の積層構造を有する場合、上記方法を組み合わせて製造することも可能である。
【００５１】
有機層の形成方法として、上記塗布法を用いる場合には、塗布液を調製する際に、各層に含有される材料と樹脂成分とを共に溶解又は分散することができる。このとき用いる樹脂成分としては、例えば、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリエステル、ポリスルホン、ポリフェニレンオキシド、ポリブタジエン、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）、炭化水素樹脂、ケトン樹脂、フェノキシ樹脂、ポリアミド、エチルセルロース、酢酸ビニル、ＡＢＳ樹脂、ポリウレタン、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、シリコン樹脂等が挙げられる。
なお、本発明の発光素子は、通常、高い発光効率を得難い塗布法により発光層を形成した場合であっても、優れた発光特性を発揮することができるものである。
【００５２】
本発明の発光素子は少なくとも発光層を含むが、このほか有機層として、正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層、及び電子輸送層、並びに保護層などを有していてもよい。また、これらの各層はそれぞれ他の機能を備えたものであってもよい。本発明における一般式（Ｉ）で表される化合物は、これらの層のいずれに含まれていてもよい。以下、各層の詳細について説明する。
【００５３】
正孔注入層、正孔輸送層の材料は、陽極から正孔を注入する機能、正孔を輸送する機能、陰極から注入された電子を障壁する機能のいずれかを有しているものであればよく、具体例としては、カルバゾール、イミダゾール、トリアゾール、オキサゾール、オキサジアゾール、ポリアリールアルカン、ピラゾリン、ピラゾロン、フェニレンジアミン、アリールアミン、アミノ置換カルコン、スチリルアントラセン、フルオレノン、ヒドラゾン、スチルベン、シラザン、芳香族第三級アミン化合物、スチリルアミン、芳香族ジメチリディン化合物、ポルフィリン系化合物、ポリシラン系化合物、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）、アニリン系共重合体、チオフェンオリゴマー、ポリチオフェン等の導電性高分子オリゴマー、又は上記化合物の誘導体等が挙げられる。
【００５４】
正孔注入層、正孔輸送層の膜厚は、特に限定されるものではないが、通常１ｎｍ〜５μｍの範囲のものが好ましく、より好ましくは５ｎｍ〜１μｍであり、更に好ましくは１０ｎｍ〜５００ｎｍである。
正孔輸送層は、上述した材料の１種又は２種以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。
【００５５】
電子注入層、電子輸送層の材料は、陰極から電子を注入する機能、電子を輸送する機能、陽極から注入され得た正孔を障壁する機能のいずれかを有しているものであればよい。具体例としては、例えばトリアゾール、トリアジン、オキサゾール、オキサジアゾール、フルオレノン、アントラキノジメタン、アントロン、ジフェニルキノン、チオピランジオキシド、カルボジイミド、フルオレニリデンメタン、ジスチリルピラジン、シロール、ナフタレンペリレン等の芳香環テトラカルボン酸無水物、フタロシアニン、８−キノリノール誘導体の金属錯体やメタルフタロシアニン、ベンゾオキサゾールやベンゾチアゾールを配位子とする金属錯体に代表される各種金属錯体、又は上記化合物の誘導体等が挙げられる。
【００５６】
電子注入層、電子輸送層の膜厚は、特に限定されるものではないが、通常１ｎｍ〜５μｍの範囲のものが好ましく、より好ましくは５ｎｍ〜１μｍであり、更に好ましくは１０ｎｍ〜５００ｎｍである。
電子注入層、電子輸送層は上述した材料の１種又は２種以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。
【００５７】
発光層の材料は、蛍光材料、りん光発光材料、電界印加時に陽極又は正孔注入層、正孔輸送層から正孔を注入することができると共に陰極又は電子注入層、電子輸送層から電子を注入することができる機能や、注入された電荷を移動させる機能、正孔と電子の再結合の場を提供して発光する機能を有する層を形成することができるものであれば特に限定されない。
【００５８】
発光層に用いる化合物としては、例えば、ベンゾオキサゾール、ベンゾイミダゾール、ベンゾチアゾール、スチリルベンゼン、ポリフェニル、ジフェニルブタジエン、テトラフェニルブタジエン、ナフタルイミド、クマリン、ペリレン、ペリノン、オキサジアゾール、アルダジン、ピラリジン、シクロペンタジエン、ビススチリルアントラセン、キナクリドン、ピロロピリジン、チアジアゾロピリジン、スチリルアミン、芳香族ジメチリディン化合物、８−キノリノール誘導体の金属錯体、フェニルピリジン誘導体の金属錯体、有機金属錯体や希土類錯体に代表される各種金属錯体等、ポリチオフェン、ポリフェニレン、ポリフェニレンビニレン等のポリマー化合物、又は上記化合物の誘導体等が挙げられる。
但し、発光層に含まれる材料のうち、少なくとも一種は前記したりん光発光材料であることが好ましい。
【００５９】
発光層の膜厚は特に限定されるものではないが、通常１ｎｍ〜５μｍの範囲のものが好ましく、より好ましくは５ｎｍ〜１μｍであり、更に好ましくは１０ｎｍ〜５００ｎｍである。
【００６０】
保護層の材料としては、水分や酸素等の素子劣化を促進するものが素子内に入ることを抑止する機能を有しているものであればよい。
その具体例としては、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ａｕ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｎｉ等の金属、ＭｇＯ、ＳｉＯ、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＧｅＯ、ＮｉＯ、ＣａＯ、ＢａＯ、Ｆｅ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、ＴｉＯ２等の金属酸化物、ＭｇＦ２、ＬｉＦ、ＡｌＦ３、ＣａＦ２等の金属フッ化物、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルメタクリレート、ポリイミド、ポリウレア、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリジクロロジフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレンとジクロロジフルオロエチレンの共重合体、テトラフルオロエチレンと少なくとも１種のコモノマーを含むモノマー混合物を共重合させて得られる共重合体、共重合主鎖に環状構造を有する含フッ素共重合体、吸水率１％以上の吸水性物質、吸水率０．１％以下の防湿性物質等が挙げられる。
【００６１】
保護層の形成方法についても特に限定はなく、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、ＭＢＥ（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（高周波励起イオンプレーティング法）、プラズマＣＶＤ法、レーザーＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、ガスソースＣＶＤ法、コーティング法、インクジェット法、印刷法、転写法、電子写真法を適用できる。
【００６２】
陽極は、正孔注入層、正孔輸送層、発光層等に正孔を供給するものである。
陽極の材料としては、金属、合金、金属酸化物、電気伝導性化合物、又はこれらの混合物等を用いることができ、好ましくは仕事関数が４ｅＶ以上の材料である。具体例としては、酸化スズ、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）等の導電性金属酸化物、あるいは、金、銀、クロム、ニッケル等の金属、さらにこれらの金属と導電性金属酸化物との混合物、又は積層物、ヨウ化銅、硫化銅等の無機導電性物質、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロール等の有機導電性材料、及びこれらとＩＴＯとの混合物・積層物等が挙げられ、好ましくは、導電性金属酸化物であり、特に、生産性、高伝導性、透明性等の観点からＩＴＯが好ましい。
【００６３】
陽極の膜厚は、材料により適宜選択可能であるが、通常１０ｎｍ〜５μｍの範囲のものが好ましく、より好ましくは５０ｎｍ〜１μｍであり、更に好ましくは１００ｎｍ〜５００ｎｍである。
【００６４】
陽極は、通常、ソーダライムガラス、無アルカリガラス、透明樹脂基板等の上に層形成したものが用いられる。ガラスを用いる場合、その材質については、ガラスからの溶出イオンを少なくするため、無アルカリガラスを用いることが好ましい。また、ソーダライムガラスを用いる場合、シリカ等のバリアコートを施したものを使用することが好ましい。基板の厚みは機械的強度を保つのに充分な厚みであれば特に制限はないが、ガラスを用いる場合には、通常０．２ｍｍ以上、好ましくは０．７ｍｍ以上のものを用いる。
【００６５】
陽極の作製には材料によって種々の方法が用いられるが、例えば、ＩＴＯの場合、電子ビーム法、スパッタリング法、抵抗加熱蒸着法、イオンプレーティング法、化学反応法（ゾル−ゲル法等）、スプレー法、ディップ法、熱ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法、ＩＴＯ分散物の塗布等の方法で膜形成される。
陽極は、洗浄その他の処理により、素子の駆動電圧を下げ、発光効率を高めることも可能である。例えば、ＩＴＯの場合、ＵＶ−オゾン処理、プラズマ処理等が効果的である。
【００６６】
陰極は、電子注入層、電子輸送層、発光層等に電子を供給するものであり、電子注入層、電子輸送層、発光層等の陰極と隣接する層との密着性やイオン化ポテンシャル、安定性等を考慮して選ばれる。
陰極の材料としては金属、合金、金属酸化物、電気伝導性化合物又はこれらの混合物を用いることができる。具体例としては、アルカリ金属（例えばＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｃｓ等）又はそのフッ化物、アルカリ土類金属（例えばＭｇ、Ｃａ等）又はそのフッ化物、金、銀、鉛、アルミニウム、ナトリウム−カリウム合金又はそれらの混合金属、リチウム−アルミニウム合金、又はそれらの混合金属、マグネシウム−銀合金又はそれらの混合金属、インジウム、イッテルビウム等の希土類金属が挙げられ、好ましくは仕事関数が４ｅＶ以下の材料であり、より好ましくはアルミニウム、リチウム−アルミニウム合金又はそれらの混合金属、マグネシウム−銀合金又はそれらの混合金属等である。
【００６７】
陰極の膜厚は、材料により適宜選択可能であるが、通常１０ｎｍ〜５μｍの範囲のものが好ましく、より好ましくは５０ｎｍ〜１μｍであり、更に好ましくは１００ｎｍ〜１μｍである。
【００６８】
陰極の作製には、電子ビーム法、スパッタリング法、抵抗加熱蒸着法、コーティング法等の方法が用いられ、金属を単体で蒸着することも、二成分以上を同時に蒸着することもできる。さらに、複数の金属を同時に蒸着して合金電極を形成することも可能であり、またあらかじめ調整した合金を蒸着させてもよい。
陽極及び陰極のシート抵抗は低い方が好ましく、数百Ω／□以下が好ましい。
【００６９】
本発明の発光素子は、表示素子、ディスプレイ、バックライト、電子写真、照明光源、記録光源、露光光源、読み取り光源、標識、看板、インテリア、光通信などに好適に利用できる。
【００７０】
【実施例】
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００７１】
［合成例１］
＜例示化合物（１）の合成＞
窒素ガス雰囲気下、ペンタフルオロフェニルホウ素酸（Ａｌｄｒｉｃｈ製）５．０ｇ（２３．６ｍｍｏｌ）と２，４，６−トリブロモピリジン２．４８ｇ（７．９ｍｍｏｌ）（Ｒｏｃｚ．　　Ｃｈｅｍ．１４巻、３２６頁、１９３４年発行に記載の方法により容易に合成できる。）をフラスコに入れ、トルエン３５ｍＬと水３５ｍＬを加えた。さらに、炭酸カリウム（和光純薬製）５．１ｇ（４７．４ｍｍｏｌ）と、触媒量の酢酸パラジウム、トリ−ｔ−ブチルホスフィンを加え、１０時間加熱還流した。反応混合物を濾過した後、濾液を酢酸エチルで抽出した。有機層を水、飽和食塩水で順次洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した後、溶媒を留去した。得られた粗体をシリカゲルカラムクロマト（ＣＨＣｌ３）で精製することにより例示化合物（１）を白色固体として得た。各種スペクトルにより構造を決定した。合成スキームを以下に示す。
【００７２】
【化１４】
2004095262.tif 000013
【００７３】
［合成例２］
＜例示化合物（１３）の合成＞
窒素ガス雰囲気下、ペンタフルオロフェニルホウ素酸（Ａｌｄｒｉｃｈ製）５．０ｇ（２３．６ｍｍｏｌ）と２，４，６−トリブロモピリミジン２．５０ｇ（７．９ｍｍｏｌ）（Ｊ．　　Ａｍ．　　Ｃｈｅｍ．　　Ｓｏｃ．，７８巻、２１３６頁、１９５６年発行に記載の方法により容易に合成できる。）をフラスコに入れ、トルエン４０ｍＬと水４０ｍＬを加えた。さらに炭酸カリウム（和光純薬製）５．１ｇ（４７．４ｍｍｏｌ）と触媒量の酢酸パラジウム、トリ−ｔ−ブチルホスフィンを加え、８時間加熱還流した。反応混合物を濾過した後、濾液をクロロホルムで抽出した。有機層を水、飽和食塩水で順次洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した後、溶媒を留去した。得られた粗体をシリカゲルカラムクロマト（ＣＨＣｌ３）で精製することにより例示化合物（１３）を白色固体として得た。各種スペクトルにより構造を決定した。合成スキームを以下に示す。
【００７４】
【化１５】
2004095262.tif 000014
【００７５】
［実施例１］
＜有機ＥＬ素子の作製＞
２５ｍｍ×２５ｍｍ×０．７ｍｍのガラス基板上にＩＴＯを１５０ｎｍの厚さで成膜したもの（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エッチング、洗浄後、ＴＰＤ（Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ジ（ｍ−トリル）−ベンジジン）を５０ｎｍ蒸着し、この上に下記化合物ａ及び化合物ｂを３４：２の質量比で３６ｎｍ蒸着し、更にこの上に、例示化合物（１）を３６ｎｍ蒸着した。得られた有機薄膜上にパターニングしたマスク（発光面積が４ｍｍ×５ｍｍとなる）を装着し、フッ化リチウムを３ｎｍ蒸着した後、アルミニウムを６０ｎｍ蒸着して実施例１の有機ＥＬ素子を作製した。
【００７６】
＜評価＞
得られた有機ＥＬ素子に、東陽テクニカ製ソースメジャーユニット２４００を用いて、直流定電圧をＥＬ素子に印加し、発光させ、その輝度をトプコン社の輝度計ＢＭ−８、発光波長とＣＩＥ色度座標を浜松ホトニクス社製スペクトルアナライザーＰＭＡ−１１を用いて測定した。
−評価結果−
ＣＩＥ色度座標が（ｘ，ｙ）＝（０．１９，０．４９）の発光が得られ、外部量子効率は６．９％であった。この素子を、室温で一週間放置後に同様に評価を行ったところ、外部量子効率は６．６％であった。
【００７７】
【化１６】
2004095262.tif 000015
【００７８】
［実施例２］
例示化合物（１）の代わりに、例示化合物（１３）を用いた以外は実施例１と同様にして、実施例２の有機ＥＬ素子を作製した。
得られた有機ＥＬ素子を、実施例１と同様に評価したところ、ＣＩＥ色度座標が（ｘ，ｙ）＝（０．１７，０．４８）の発光が得られ、外部量子効率は５．９％であった。この素子を、室温で一週間放置後に同様に評価を行ったところ、外部量子効率は５．４％であった。
【００７９】
［比較例１］
例示化合物（１）の代わりに、下記化合物（ｃ）を用いた以外は実施例１と同様にして、比較例１の有機ＥＬ素子を作製した。
【００８０】
【化１７】
2004095262.tif 000016
【００８１】
得られた有機ＥＬ素子を、実施例１と同様に評価したところ、ＣＩＥ色度座標が（ｘ，ｙ）＝（０．２４，０．５５）の発光が得られ、外部量子効率は１．７％であった。この素子を、室温で一週間放置後に同様に評価を行ったところ、外部量子効率は０．４％であった。
【００８２】
上記実施例１及び２、比較例１の結果より、三重項短波発光素子において、一般式（Ｉ）で表される化合物を用いると、色度が良好で効率の高い発光が得られ、また耐久性も良好な素子が得られることが判る。
【００８３】
［実施例３］
実施例１と同様に洗浄したＩＴＯ基板に、α−ＮＰＤ（Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ジ（α−ナフチル）−ベンジジン）を４０ｎｍ蒸着し、この上に下記化合物ｄを２０ｎｍ蒸着し、この上に例示化合物（１）を４０ｎｍ蒸着した。得られた有機薄膜上にパターニングしたマスク（発光面積が４ｍｍ×５ｍｍとなる）を装着し、マグネシウム：銀＝１０：１を５０ｎｍ共蒸着した後、銀５０ｎｍを蒸着し、実施例３の有機ＥＬ素子を作製した。
得られた有機ＥＬ素子を、実施例１と同様に評価したところ、ＣＩＥ色度座標が（ｘ，ｙ）＝（０．１６，０．２８）の発光が得られ、外部量子効率は３．１％であった。素子を室温で一週間放置後に同様の評価を行ったところ、外部量子効率は２．５％であった。
【００８４】
【化１８】
2004095262.tif 000017
【００８５】
［実施例４］
例示化合物（１）の代わりに、例示化合物（１３）を用いた以外は実施例３と同様にして、実施例４の有機ＥＬ素子を作製した。
得られた有機ＥＬ素子を、実施例１と同様に評価したところ、ＣＩＥ色度座標が（ｘ，ｙ）＝（０．１６，０．２９）の発光が得られ、外部量子効率は２．７％であった。この素子を、室温で一週間放置後に同様の評価を行ったところ、外部量子効率は２．５％であった。
【００８６】
［比較例２］
例示化合物（１）の代わりに、前記化合物ｃを用いた以外は実施例３と同様にして、比較例２の有機ＥＬ素子を作製した。
得られた有機ＥＬ素子を、実施例１と同様に評価したところ、ＣＩＥ色度座標が（ｘ，ｙ）＝（０．２５，０．４７）の発光が得られ、外部量子効率は１．８％であった。素子を室温で一週間放置後に同様の評価を行ったところ、外部量子効率は１．０％であった。
【００８７】
上記実施例３及び４、比較例２の結果より、一重項発光素子において、一般式（Ｉ）で表される化合物を用いると、色度が良好で効率の高い発光が得られ、また耐久性も良好な素子が得られることが判る。
【００８８】
［実施例５］
実施例１と同様にして洗浄したＩＴＯ基板に、ＢａｙｔｒｏｎＰ（バイエル社製）をスピンコートにより塗布し、１５０℃で１．５時間、真空乾燥して膜厚７０ｎｍの薄膜を得た。この上に、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）４０ｍｇ、前記化合物ｂ１ｍｇをジクロロエタン２．５ｍＬに溶解した溶液をスピンコートし、１００ｎｍの膜厚に成膜した。さらにこの上に例示化合物（１）を４０ｎｍ蒸着した。得られた有機薄膜上にパターニングしたマスク（発光面積が４ｍｍ×５ｍｍとなる）を装着し、フッ化リチウムを３ｎｍ蒸着した後、アルミニウムを６０ｎｍ蒸着して、実施例５の有機ＥＬ素子を作製した。
得られた有機ＥＬ素子を、実施例１と同様に評価したところ、ＣＩＥ色度座標が（ｘ，ｙ）＝（０．１９，０．４９）の発光が得られ、外部量子効率は１．４％であった。この素子を、室温で一週間放置後に同様の評価を行ったところ、外部量子効率は１．０％であった。
【００８９】
［実施例６］
例示化合物（１）の代わりに、例示化合物（１３）を用いた以外は実施例５と同様にして、実施例６の有機ＥＬ素子を作製した。
得られた有機ＥＬ素子を、実施例１と同様に評価したところ、ＣＩＥ色度座標が（ｘ，ｙ）＝（０．１８，０．４９）の発光が得られ、外部量子効率は１．６％であった。この素子を、室温で一週間放置後に同様の評価を行ったところ、外部量子効率は０．９％であった。
【００９０】
［比較例３］
例示化合物（１）の代わりに、前記化合物ｃを用いた以外は実施例５と同様にして、比較例３の有機ＥＬ素子を作製した。
得られた有機ＥＬ素子を、実施例１と同様に評価したところ、ＣＩＥ色度座標が（ｘ，ｙ）＝（０．２５，０．５３）の発光が得られ、外部量子効率は０．２％であった。この素子を。室温で一週間放置後に同様に評価を行ったところ、素子は発光しなかった。
【００９１】
上記実施例５及び６、比較例３の結果より、発光層が塗布法によって成膜される素子において、一般式（Ｉ）で表される化合物を用いると、色度が良好で効率が高く、また耐久性も良好な発光素子が得られることが判る。
【００９２】
以上の結果より、本発明の発光素子は、発光特性（高輝度、高発光効率）に優れ、かつ耐久性に優れたものであることが判った。
即ち、本発明の発光素子は、励起三重項状態からの発光を利用する場合でも、励起一重項状態からの発光を利用する場合でも、また、発光層を通常発光効率が低い塗布法で作製した場合でも、外部量子効率が高く、発光特性に優れ、かつ耐久性にも優れた発光素子であることが判った。さらには、発光色の色純度も向上した発光素子であることが判った。
【００９３】
【発明の効果】
本発明によれば、高い発光輝度、発光効率を示し、かつ耐久性に優れた発光素子を提供することができる。