(57)【要約】【課題】  発光効率が高い有機ＥＬ素子、照明装置および表示装置を提供する。【解決手段】  リン光性化合物を含有する発光層と、該発光層に隣接し正孔輸送材料を含有する正孔輸送層と、を少なくとも有する発光素子において、前記正孔輸送材料は、リン光スペクトルの０−０バンドが３００ｎｍ〜４５０ｎｍであり、分子量が５５０以上であ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。【選択図】        なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
リン光性化合物を含有する発光層と、該発光層に隣接し正孔輸送材料を含有する正孔輸送層と、を少なくとも有する発光素子において、
前記正孔輸送材料は、リン光スペクトルの０−０バンドが３００ｎｍ〜４５０ｎｍであり、分子量が５５０以上であることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項２】
前記正孔輸送材料のイオン化ポテンシャルＩｐ１（ｅＶ）が５．００〜５．７０ｅＶであることを特徴とする請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項３】
前記正孔輸送材料のイオン化ポテンシャルＩｐ１（ｅＶ）とリン光性化合物のイオン化ポテンシャルＩｐ３（ｅＶ）とが下式を満たすことを特徴とする請求項１または２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
−０．１ｅＶ≦Ｉｐ３−Ｉｐ１≦０．５ｅＶ
【請求項４】
前記正孔輸送材料の電子親和力Ｅａ１（ｅＶ）と前記リン光性化合物の励起三重項準位Ｔ３（ｅＶ）とが下式を満たすことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
０．５ｅＶ＜Ｔ３−Ｅａ１＜１．３ｅＶ
【請求項５】
前記リン光性化合物が３８０ｎｍ〜４８０ｎｍにリン光発光極大波長を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項６】
前記正孔輸送層に隣接し、前記発光層とは反対側にさらに正孔輸送層を有し、該正孔輸送層に含有される正孔輸送材料のイオン化ポテンシャルＩｐ４（ｅＶ）と前記正孔輸送材料のイオン化ポテンシャルＩｐ１（ｅＶ）とが下式を満たすことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
０．１ｅＶ＜Ｉｐ１−Ｉｐ４＜０．７ｅＶ
【請求項７】
前記発光層に隣接する正孔輸送層の膜厚が５ｎｍ〜２０ｎｍであることを特徴とする請求項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】
前記発光層にさらにホスト化合物を含有することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項９】
前記正孔輸送材料のイオン化ポテンシャルＩｐ１（ｅＶ）と前記ホスト化合物のイオン化ポテンシャルＩｐ２（ｅＶ）とが下式を満たすことを特徴とする請求項８に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
０．３ｅＶ＜Ｉｐ２−Ｉｐ１＜１．０ｅＶ
【請求項１０】
前記正孔輸送材料の電子親和力Ｅａ１（ｅＶ）と前記ホスト化合物の電子親和力Ｅａ２（ｅＶ）とが下式を満たすことを特徴とする請求項８または９に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
０．１ｅＶ＜Ｅａ２−Ｅａ１＜０．８ｅＶ
【請求項１１】
前記ホスト化合物のリン光スペクトルの０−０バンドが３００ｎｍ〜４５０ｎｍであることを特徴とする請求項８〜１０のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１２】
前記ホスト化合物はカルバゾール誘導体であることを特徴とする請求項８〜１１のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１３】
前記カルバゾール誘導体は下記一般式１１で表される化合物であることを特徴とする請求項１２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化１】
2004311424.tif 000075
（式中、Ｒ1001〜Ｒ1013は、各々独立に、水素原子、もしくは置換基を表すが、少なくとも一つは置換基を表す。）
【請求項１４】
前記カルバゾール誘導体は下記一般式１２で表される化合物であることを特徴とする請求項１２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化２】
2004311424.tif 000076
（式中、Ｒ1021は、アルキル基、シクロアルキル基、もしくはフッ化アルキル基を表し、Ｒ1022〜Ｒ1029は、各々独立に、水素原子、もしくは置換基を表すが、少なくとも一つは置換基を表す。）
【請求項１５】
前記カルバゾール誘導体は下記一般式１３で表される化合物であることを特徴とする請求項１２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化３】
2004311424.tif 000077
（式中、Ｒ1031〜Ｒ1046は、各々独立に、水素原子、もしくは置換基を表し、Ｌ3は２価の連結基、もしくは直接結合を表すが、直接結合の場合はＲ1037、Ｒ1038、Ｒ1045、Ｒ1046のうちいずれかは置換基を表す。）
【請求項１６】
前記カルバゾール誘導体は下記一般式１４で表される化合物であることを特徴とする請求項１２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化４】
2004311424.tif 000078
（式中、Ｒ1051〜Ｒ1063は、各々独立に、水素原子、もしくは置換基を表すが、Ｒ1057、Ｒ1058、Ｒ1062、Ｒ1063のいずれかは置換基を表す。）
【請求項１７】
前記カルバゾール誘導体は下記一般式１５で表される化合物であることを特徴とする請求項１２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化５】
2004311424.tif 000079
（式中、Ｒ1071〜Ｒ1079は、各々独立に、水素原子、もしくは置換基を表すが、Ｒ1072、Ｒ1073のいずれかは置換基を表す。ｎは、１〜８の整数を表す。）
【請求項１８】
前記正孔輸送材料はトリアリールアミン化合物であることを特徴とする請求項１〜１７のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１９】
前記トリアリールアミン化合物は下記一般式１で表される化合物であることを特徴とする請求項１８に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化６】
2004311424.tif 000080
（式中、Ａｒ11〜Ａｒ13は、各々アリーレン基またはヘテロアリーレン基を表す。Ｒ11〜Ｒ13は、各々独立に、水素原子、もしくは置換基を表すが、少なくとも一つは置換基を表す。）
【請求項２０】
前記トリアリールアミン化合物は下記一般式２で表される化合物であることを特徴とする請求項１８に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化７】
2004311424.tif 000081
（式中、Ａｒ301は、置換基を有して良いアリール基、もしくはヘテロアリール基を表し、Ｂは下記一般式３を表し、ｎは１〜３の整数を表す。）
【化８】
2004311424.tif 000082
（式中、Ｚ1、Ｚ2は、各々独立に、各々芳香族炭素環、もしくは芳香族複素環を形成するのに必要な原子群を表し、Ｘ1〜Ｘ4は、各々独立に、Ｃ−Ｒ301、Ｎ、Ｏ、Ｓ、を表し、Ｒ301は、水素原子、若しくは置換基を表すが、Ｘ1〜Ｘ4のうち少なくとも一つはＣ−Ｒ301を表し、そのときのＲ301は置換基を表す。）
【請求項２１】
前記トリアリールアミン化合物は下記一般式４−１、４−２で表される化合物の少なくとも一つであることを特徴とする請求項１８に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化９】
2004311424.tif 000083
（式中、Ａｒ801〜Ａｒ803は、各々置換基を有してもよいアリール基またはヘテロアリール基を表す。Ｒ801〜Ｒ827は水素原子もしくは置換基を表す。但し、Ｒ801、Ｒ802のいずれかは置換基、Ｒ803、Ｒ804のいずれかは置換基、Ｒ805、Ｒ806のいずれかは置換基を表し、Ｒ807〜Ｒ810のいずれかは置換基、Ｒ811〜Ｒ814のいずれか一つは置換基、Ｒ815〜Ｒ818のいずれかは置換基を表す。）
【請求項２２】
前記トリアリールアミン化合物は下記一般式５で表される化合物の少なくとも一つであることを特徴とする請求項１８に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化１０】
2004311424.tif 000084
（式中、Ｒ960〜Ｒ976は、各々独立に、水素原子、もしくは置換基を表す。但し、Ｒ960、Ｒ961のいずれかは置換基を表し、Ｒ963、Ｒ964のいずれかは置換基を表す。Ｌ1は、二価の連結基、もしくは直接結合を表す）
【請求項２３】
前記トリアリールアミン化合物は下記一般式６で表される化合物の少なくとも一つであることを特徴とする請求項１８に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化１１】
2004311424.tif 000085
（式中、Ｒ960〜Ｒ976は、各々独立に、水素原子、もしくは置換基を表す。Ｌ2は二価のアルキレン基、シクロアルキレン基、もしくはフッ化アルキレン基を表す。）
【請求項２４】
前記トリアリールアミン化合物は下記一般式７で表される化合物の少なくとも一つであることを特徴とする請求項１８に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化１２】
2004311424.tif 000086
（式中、Ｂ2は下記一般式８を表し、Ａｒ501〜Ａｒ503は、各々独立に、置換基を有して良いアリール基、もしくはヘテロアリール基を表す。ｎは１〜３の整数を表す）
【化１３】
2004311424.tif 000087
（式中、Ｘ5〜Ｘ8は、各々独立に、Ｎ、もしくはＣ−Ｒ501を表わし、Ｒ501は、水素原子、もしくは置換基を表す。Ｘ5、Ｘ6の少なくとも一つはＣ−Ｒ501であり、Ｒ501の少なくとも一つは置換基を表す。且つＸ7、Ｘ8の少なくとも一つはＣ−Ｒ501であり、Ｒ501の少なくとも一つは置換基を表す。）
【請求項２５】
前記トリアリールアミン化合物は下記一般式９で表される化合物の少なくとも一つであることを特徴とする請求項１８に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化１４】
2004311424.tif 000088
（式中、Ｒ833〜Ｒ874は、各々独立に、水素原子、もしくは置換基を表す。但し、Ｒ833、Ｒ834のうちいずれかは置換基を表し、Ｒ835、Ｒ836のうちいずれかは置換基を表し、Ｒ837、Ｒ838のうちいずれかは置換基を表し、Ｒ839、Ｒ840のうちいずれかは置換基を表し、Ｒ841、Ｒ842のうちいずれかは置換基を表し、Ｒ843、Ｒ844のうちいずれかは置換基を表す。）
【請求項２６】
前記トリアリールアミン化合物は下記一般式１０−１、１０−２、１０−３、１０−４で表される末端基の少なくとも一つを有することを特徴とする請求項１８に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化１５】
2004311424.tif 000089
（式中、Ｘ9、Ｘ10は、各々独立に、Ｎ、Ｏ、Ｓ、もしくはＣ−Ｒ611を表し、Ｒ611は、水素原子、もしくは置換基を表すが、Ｘ9、Ｘ10の少なくとも一つはＣ−Ｒ611であり、このときＲ611は置換基である。Ｚ601は、Ｘ9、Ｘ10と共に芳香族炭素環または芳香族複素環を形成するのに必要な原子群を表す。Ｒ601〜Ｒ605は、各々独立に、水素原子、置換基を表し、Ｒ601、Ｒ605のうち少なくとも一つは置換基である。Ｒ606〜Ｒ610は、各々独立に置換基を表す。）
【請求項２７】
リン光性化合物を含有する発光層と、該発光層に隣接し正孔輸送材料を含有する正孔輸送層と、を少なくとも有する発光素子において、
前記正孔輸送材料は下記一般式１で表されるトリアリールアミン化合物であ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１６】
2004311424.tif 000090
（式中、Ａｒ11〜Ａｒ13は、各々アリーレン基またはヘテロアリーレン基を表す。Ｒ11〜Ｒ13は、各々独立に、水素原子、もしくは置換基を表すが、少なくとも一つは置換基を表す。）
【請求項２８】
リン光性化合物を含有する発光層と、該発光層に隣接し正孔輸送材料を含有する正孔輸送層と、を少なくとも有する発光素子において、
前記正孔輸送材料は下記一般式２で表されるトリアリールアミン化合物であ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１７】
2004311424.tif 000091
（式中、Ａｒ301は、置換基を有して良いアリール基、もしくはヘテロアリール基を表し、Ｂは下記一般式３を表し、ｎは１〜３の整数を表す。）
【化１８】
2004311424.tif 000092
（式中、Ｚ1、Ｚ2は、各々独立に、各々芳香族炭素環、もしくは芳香族複素環を形成するのに必要な原子群を表し、Ｘ1〜Ｘ4は、各々独立に、Ｃ−Ｒ301、Ｎ、Ｏ、Ｓ、を表し、Ｒ301は、水素原子、若しくは置換基を表すが、Ｘ1〜Ｘ4のうち少なくとも一つはＣ−Ｒ301を表し、そのときのＲ301は置換基を表す。）
【請求項２９】
リン光性化合物を含有する発光層と、該発光層に隣接し正孔輸送材料を含有する正孔輸送層と、を少なくとも有する発光素子において、
前記正孔輸送材料は下記一般式４−１、４−２で表されるトリアリールアミン化合物の少なくとも一つであ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１９】
2004311424.tif 000093
（式中、Ａｒ801〜Ａｒ803は、各々置換基を有してもよいアリール基またはヘテロアリール基を表す。Ｒ801〜Ｒ827は水素原子もしくは置換基を表す。但し、Ｒ801、Ｒ802のいずれかは置換基、Ｒ803、Ｒ804のいずれかは置換基、Ｒ805、Ｒ806のいずれかは置換基を表し、Ｒ807〜Ｒ810のいずれかは置換基、Ｒ811〜Ｒ814のいずれか一つは置換基、Ｒ815〜Ｒ818のいずれかは置換基を表す。）
【請求項３０】
リン光性化合物を含有する発光層と、該発光層に隣接し正孔輸送材料を含有する正孔輸送層と、を少なくとも有する発光素子において、
前記正孔輸送材料は下記一般式５で表されるトリアリールアミン化合物であ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２０】
2004311424.tif 000094
（式中、Ｒ960〜Ｒ976は、各々独立に、水素原子、もしくは置換基を表す。但し、Ｒ960、Ｒ961のいずれかは置換基を表し、Ｒ963、Ｒ964のいずれかは置換基を表す。Ｌ1は、二価の連結基、もしくは直接結合を表す）
【請求項３１】
リン光性化合物を含有する発光層と、該発光層に隣接し正孔輸送材料を含有する正孔輸送層と、を少なくとも有する発光素子において、
前記正孔輸送材料は下記一般式６で表されるトリアリールアミン化合物であ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２１】
2004311424.tif 000095
（式中、Ｒ960〜Ｒ976は、各々独立に、水素原子、もしくは置換基を表す。Ｌ2は二価のアルキレン基、シクロアルキレン基、もしくはフッ化アルキレン基を表す。）
【請求項３２】
リン光性化合物を含有する発光層と、該発光層に隣接し正孔輸送材料を含有する正孔輸送層と、を少なくとも有する発光素子において、
前記正孔輸送材料は下記一般式７で表されるトリアリールアミン化合物であ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２２】
2004311424.tif 000096
（式中、Ｂ2は下記一般式８を表し、Ａｒ501〜Ａｒ503は、各々独立に、置換基を有して良いアリール基、もしくはヘテロアリール基を表す。ｎは１〜３の整数を表す）
【化２３】
2004311424.tif 000097
（式中、Ｘ5〜Ｘ8は、各々独立に、Ｎ、もしくはＣ−Ｒ501を表わし、Ｒ501は、水素原子、もしくは置換基を表す。Ｘ5、Ｘ6の少なくとも一つはＣ−Ｒ501であり、Ｒ501の少なくとも一つは置換基を表す。且つＸ7、Ｘ8の少なくとも一つはＣ−Ｒ501であり、Ｒ501の少なくとも一つは置換基を表す。）
【請求項３３】
リン光性化合物を含有する発光層と、該発光層に隣接し正孔輸送材料を含有する正孔輸送層と、を少なくとも有する発光素子において、
前記正孔輸送材料は下記一般式９で表されるトリアリールアミン化合物であ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２４】
2004311424.tif 000098
（式中、Ｒ833〜Ｒ874は、各々独立に、水素原子、もしくは置換基を表す。但し、Ｒ833、Ｒ834のうちいずれかは置換基を表し、Ｒ835、Ｒ836のうちいずれかは置換基を表し、Ｒ837、Ｒ838のうちいずれかは置換基を表し、Ｒ839、Ｒ840のうちいずれかは置換基を表し、Ｒ841、Ｒ842のうちいずれかは置換基を表し、Ｒ843、Ｒ844のうちいずれかは置換基を表す。）
【請求項３４】
リン光性化合物を含有する発光層と、該発光層に隣接し正孔輸送材料を含有する正孔輸送層と、を少なくとも有する発光素子において、
前記正孔輸送材料は下記一般式１０−１、１０−２、１０−３、１０−４で表される末端基の少なくとも一つを有するトリアリールアミン化合物であ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２５】
2004311424.tif 000099
（式中、Ｘ9、Ｘ10は、各々独立に、Ｎ、Ｏ、Ｓ、もしくはＣ−Ｒ611を表し、Ｒ611は、水素原子、もしくは置換基を表すが、Ｘ9、Ｘ10の少なくとも一つはＣ−Ｒ611であり、このときＲ611は置換基である。Ｚ601は、Ｘ9、Ｘ10と共に芳香族炭素環または芳香族複素環を形成するのに必要な原子群を表す。Ｒ601〜Ｒ605は、各々独立に、水素原子、置換基を表し、Ｒ601、Ｒ605のうち少なくとも一つは置換基である。Ｒ606〜Ｒ610は、各々独立に置換基を表す。）
【請求項３５】
前記正孔輸送材料の分子量が５５０以上であることを特徴とする請求項２７〜３４のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項３６】
前記正孔輸送材料のイオン化ポテンシャルＩｐ１（ｅＶ）が５．００〜５．７０ｅＶであることを特徴とする請求項２７〜３５のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項３７】
前記正孔輸送材料のイオン化ポテンシャルＩｐ１（ｅＶ）とリン光性化合物のイオン化ポテンシャルＩｐ３（ｅＶ）とが下式を満たすことを特徴とする請求項２７〜３６のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
−０．１ｅＶ≦Ｉｐ３−Ｉｐ１≦０．５ｅＶ
【請求項３８】
前記正孔輸送材料の電子親和力Ｅａ１（ｅＶ）と前記リン光性化合物の励起三重項準位Ｔ３（ｅＶ）とが下式を満たすことを特徴とする請求項２７〜３７のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
０．５ｅＶ＜Ｔ３−Ｅａ１＜１．３ｅＶ
【請求項３９】
前記リン光性化合物が３８０〜４８０ｎｍにリン光発光極大波長を有する請求項２７〜３８のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項４０】
前記正孔輸送層に隣接し、前記発光層とは反対側にさらに正孔輸送層を有し、該正孔輸送層に含有される正孔輸送材料のイオン化ポテンシャルＩｐ４（ｅＶ）と前記正孔輸送材料のイオン化ポテンシャルＩｐ１（ｅＶ）とが下式を満たすことを特徴とする請求項２７〜３９のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
０．１ｅＶ＜Ｉｐ１−Ｉｐ４＜０．７ｅＶ
【請求項４１】
前記発光層に隣接する正孔輸送層の膜厚が５ｎｍ〜２０ｎｍであることを特徴とする請求項４０に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項４２】
前記発光層にさらにホスト化合物を含有することを特徴とする請求項２７〜４１のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項４３】
前記正孔輸送材料のイオン化ポテンシャルＩｐ１（ｅＶ）と前記ホスト化合物のイオン化ポテンシャルＩｐ２（ｅＶ）とが下式を満たすことを特徴とする請求項２７〜４２のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
０．３ｅＶ＜Ｉｐ２−Ｉｐ１＜１．０ｅＶ
【請求項４４】
前記正孔輸送材料の電子親和力Ｅａ１（ｅＶ）と前記ホスト化合物の電子親和力Ｅａ２（ｅＶ）とが下式を満たすことを特徴とする請求項２７〜４３のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
０．１ｅＶ＜Ｅａ２−Ｅａ１＜０．８ｅＶ
【請求項４５】
前記ホスト化合物のリン光スペクトルの０−０バンドが３００ｎｍ〜４５０ｎｍであることを特徴とする請求項２７〜４４のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項４６】
前記ホスト化合物はカルバゾール誘導体であることを特徴とする請求項２７〜４５のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項４７】
前記カルバゾール誘導体は下記一般式１１で表される化合物であることを特徴とする請求項４６に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化２６】
2004311424.tif 000100
（式中、Ｒ1001〜Ｒ1013は、各々独立に、水素原子、もしくは置換基を表すが、少なくとも一つは置換基を表す。）
【請求項４８】
前記カルバゾール誘導体は下記一般式１２で表される化合物であることを特徴とする請求項４６に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化２７】
2004311424.tif 000101
（式中、Ｒ1021は、アルキル基、シクロアルキル基、もしくはフッ化アルキル基を表し、Ｒ1022〜Ｒ1029は、各々独立に、水素原子、もしくは置換基を表すが、少なくとも一つは置換基を表す。）
【請求項４９】
前記カルバゾール誘導体は下記一般式１３で表される化合物であることを特徴とする請求項４６に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化２８】
2004311424.tif 000102
（式中、Ｒ1031〜Ｒ1046は、各々独立に、水素原子、もしくは置換基を表し、Ｌ3は２価の連結基、もしくは直接結合を表すが、直接結合の場合はＲ1037、Ｒ1038、Ｒ1045、Ｒ1046のうちいずれかは置換基を表す。）
【請求項５０】
前記カルバゾール誘導体は下記一般式１４で表される化合物であることを特徴とする請求項４６に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化２９】
2004311424.tif 000103
（式中、Ｒ1051〜Ｒ1063は、各々独立に、水素原子、もしくは置換基を表すが、Ｒ1057、Ｒ1058、Ｒ1062、Ｒ1063のいずれかは置換基を表す。）
【請求項５１】
前記カルバゾール誘導体は下記一般式１５で表される化合物であることを特徴とする請求項４６に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化３０】
2004311424.tif 000104
（式中、Ｒ1071〜Ｒ1079は、各々独立に、水素原子、もしくは置換基を表すが、Ｒ1072、Ｒ1073のいずれかは置換基を表す。ｎは、１〜８の整数を表す。）
【請求項５２】
前記正孔輸送層を蒸着で形成したことを特徴とする請求項１〜５１のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項５３】
前記正孔輸送層をウェットプロセスで形成したことを特徴とする請求項１〜５１のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項５４】
請求項１〜５３のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えたことを特徴とする表示装置。
【請求項５５】
請求項１〜５３のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を具備してなることを特徴とする照明装置。
【請求項５６】
請求項５５に記載の照明装置と、表示手段としての液晶素子とを具備することを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子、照明装置、表示装置に関し、詳しくは発光輝度、発光効率及び耐久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、及びそれらを有する表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、発光型の電子ディスプレイデバイスとして、エレクトロルミネッセンスディスプレイ（ＥＬＤ）がある。ＥＬＤの構成要素としては、無機エレクトロルミネッセンス素子や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）が挙げられる。
【０００３】
無機エレクトロルミネッセンス素子は平面型光源として使用されてきたが、発光素子を駆動させるためには交流の高電圧が必要である。
【０００４】
一方、有機ＥＬ素子は、発光する化合物を含有する発光層を、陰極と陽極で挟んだ構成を有し、発光層に電子及び正孔を注入して、再結合させることにより励起子（エキシトン）を生成させ、このエキシトンが失活する際の光の放出（蛍光・リン光）を利用して発光する素子であり、数Ｖ〜数十Ｖ程度の電圧で発光が可能であり、さらに、自己発光型であるために視野角に富み、視認性が高く、薄膜型の完全固体素子であるために省スペース、携帯性等の観点から注目されている。
【０００５】
今後の実用化に向けた有機ＥＬ素子の開発としては、さらに低消費電力で効率よく高輝度に発光する有機ＥＬ素子が望まれているわけであり、例えば、スチルベン誘導体、ジスチリルアリーレン誘導体またはトリススチリルアリーレン誘導体に、微量の蛍光体をドープし、発光輝度の向上、素子の長寿命化を達成する技術（例えば、特許文献１参照。）、８−ヒドロキシキノリンアルミニウム錯体をホスト化合物として、これに微量の蛍光体をドープした有機発光層を有する素子（例えば、特許文献２参照。）、８−ヒドロキシキノリンアルミニウム錯体をホスト化合物として、これにキナクリドン系色素をドープした有機発光層を有する素子（例えば、特許文献３参照。）等が知られている。
【０００６】
上記特許文献に開示されている技術では、励起一重項からの発光を用いる場合、一重項励起子と三重項励起子の生成比が１：３であるため発光性励起種の生成確率が２５％であることと、光の取り出し効率が約２０％であるため、外部取り出し量子効率（ηｅｘｔ）の限界は５％とされている。
【０００７】
ところが、プリンストン大より、励起三重項からのリン光発光を用いる有機ＥＬ素子の報告（例えば、非特許文献１参照。）がされて以来、室温でリン光を示す材料の研究が活発になってきている（例えば、非特許文献２及び特許文献４参照。）。
【０００８】
励起三重項を使用すると、内部量子効率の上限が１００％となるため、励起一重項の場合に比べて原理的に発光効率が４倍となり、冷陰極管とほぼ同等の性能が得られ照明用にも応用可能であり注目されている。
【０００９】
例えば、多くの化合物がイリジウム錯体系等重金属錯体を中心に合成検討されている（例えば、非特許文献３参照。）。
【００１０】
また、ドーパントとして、トリス（２−フェニルピリジン）イリジウムを用いた検討がされている（例えば、非特許文献２参照。）。
【００１１】
その他、ドーパントとしてＬ2Ｉｒ（ａｃａｃ）、例えば（ｐｐｙ）2Ｉｒ（ａｃａｃ）（例えば、非特許文献４参照。）を、また、ドーパントとして、トリス（２−（ｐ−トリル）ピリジン）イリジウム（Ｉｒ（ｐｔｐｙ）3）、トリス（ベンゾ［ｈ］キノリン）イリジウム（Ｉｒ（ｂｚｑ）3）、Ｉｒ（ｂｚｑ）2ＣｌＰ（Ｂｕ）3等を用いた検討（例えば、非特許文献５参照。）が行われている。
【００１２】
また、高い発光効率を得るために、ホール輸送性の化合物をリン光性化合物のホストとして用いている（例えば、非特許文献６参照。）。
【００１３】
また、各種電子輸送性材料をリン光性化合物のホストとして、これらに新規なイリジウム錯体をドープして用いている（例えば、非特許文献４参照）。さらに、ホールブロック層の導入により高い発光効率を得ている（例えば、非特許文献５参照。）。
【００１４】
現在、このリン光発光を用いた有機ＥＬ素子の更なる発光の高効率化、長寿命化が検討されている。
【００１５】
しかし、緑色発光については理論限界である２０％近くの外部取り出し効率が達成されているものの、低電流領域（低輝度領域）のみであり、高電流領域（高輝度領域）では、いまだ理論限界は達成されていない。さらに、その他の発光色についてもまだ十分な効率が得られておらず改良が必要であり、また、今後の実用化に向けた有機ＥＬ素子では、更に、低消費電力で効率よく高輝度に発光する有機ＥＬ素子の開発が望まれている。特に青色リン光発光の有機ＥＬ素子において高効率に発光する素子が求められている。
【００１６】
従来のリン光発光を用いた有機ＥＬ素子の正孔輸送材料としては、α−ＮＰＤ、ｍ−ＭＴＤＡＴＡ、ＴＰＤ、ｈｍ−ＴＰＤや高分子系で用いられるＰＥＤＯＴ、ＰＶＫが用いられている。
【００１７】
最も一般的であるα−ＮＰＤは、発光層に正孔を注入しやすいが、励起３重項エネルギーは小さく、緑色のリン光発光有機ＥＬ素子の正孔輸送材料としては十分な性能を有しておらず、当然青色のりん光発光有機ＥＬ素子の正孔輸送材料としても十分な性能を有していない。
【００１８】
ｍ−ＭＴＤＡＴＡは正孔を注入しやすく、励起３重項エネルギーも比較的大きいが、青色のリン光発光有機ＥＬ素子としては十分な性能を有していない。ＴＰＤ、ｈｍ−ＴＰＤ（文献）も同様に青色リン光素子には不適であり、更には寿命の面にも問題がある。
【００１９】
ＰＥＤＯＴは励起３重項エネルギーは非常に小さく、リン光発光有機ＥＬ素子の正孔輸送材料としては十分な性能を有していない。ＰＶＫは非常に励起３重項エネルギーが大きいため、非常に良好であるが、イオン化ポテンシャルが非常に大きく正孔輸送性という意味で非常に問題が残る（駆動電圧が高い）。
【００２０】
【化ＡＡ】
2004311424.tif 000002
【００２１】
当然、これらの化合物を用いても、層構成を工夫することで（膜厚や両電荷の注入バランスの調整）、３重項励起子が正孔輸送層により、失活しないように工夫することはできるが、それは非常に困難であり、特に高電流領域（高輝度領域）ではほとんど不可能である。
【特許文献１】特許第３０９３７９６号明細書
【特許文献２】特開昭６３−２６４６９２号公報
【特許文献３】特開平３−２５５１９０号公報
【特許文献４】米国特許第６，０９７，１４７号明細書
【非特許文献１】Ｍ．Ａ．Ｂａｌｄｏ  ｅｔ  ａｌ．，ｎａｔｕｒｅ、３９５巻、１５１−１５４ページ（１９９８年）
【非特許文献２】Ｍ．Ａ．Ｂａｌｄｏ  ｅｔ  ａｌ．，ｎａｔｕｒｅ、４０３巻、１７号、７５０−７５３ページ（２０００年）
【非特許文献３】Ｓ．Ｌａｍａｎｓｋｙ  ｅｔ  ａｌ．，Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，１２３巻、４３０４ページ（２００１年）
【非特許文献４】Ｍ．Ｅ．Ｔｏｍｐｓｏｎ  ｅｔ  ａｌ．，Ｔｈｅ  １０ｔｈ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｗｏｒｋｓｈｏｐ  ｏｎ  Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ  ａｎｄ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ（ＥＬ’００、浜松）
【非特許文献５】Ｍｏｏｎ−Ｊａｅ  Ｙｏｕｎ．Ｏｇ，Ｔｅｔｓｕｏ  Ｔｓｕｔｓｕｉｅｔ  ａｌ．，Ｔｈｅ  １０ｔｈ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｗｏｒｋｓｈｏｐ  ｏｎ  Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ  ａｎｄ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ（ＥＬ’００、浜松）
【非特許文献６】Ｉｋａｉ  ｅｔ  ａｌ．，Ｔｈｅ  １０ｔｈ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｗｏｒｋｓｈｏｐ  ｏｎ  Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ  ａｎｄ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ（ＥＬ’００、浜松）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
本発明は係る課題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、発光効率が高い有機ＥＬ素子、照明装置および表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明の上記目的は下記の構成１〜５６により達成された。
【００２４】
（請求項１）
リン光性化合物を含有する発光層と、該発光層に隣接し正孔輸送材料を含有する正孔輸送層と、を少なくとも有する発光素子において、
前記正孔輸送材料は、リン光スペクトルの０−０バンドが３００ｎｍ〜４５０ｎｍであり、分子量が５５０以上であ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。
【００２５】
（請求項２）
前記正孔輸送材料のイオン化ポテンシャルＩｐ１（ｅＶ）が５．００〜５．７０ｅＶであることを特徴とする請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００２６】
（請求項３）
前記正孔輸送材料のイオン化ポテンシャルＩｐ１（ｅＶ）とリン光性化合物のイオン化ポテンシャルＩｐ３（ｅＶ）とが下式を満たすことを特徴とする請求項１または２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００２７】
−０．１ｅＶ≦Ｉｐ３−Ｉｐ１≦０．５ｅＶ
（請求項４）
前記正孔輸送材料の電子親和力Ｅａ１（ｅＶ）と前記リン光性化合物の励起三重項準位Ｔ３（ｅＶ）とが下式を満たすことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００２８】
０．５ｅＶ＜Ｔ３−Ｅａ１＜１．３ｅＶ
（請求項５）
前記リン光性化合物が３８０ｎｍ〜４８０ｎｍにリン光発光極大波長を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００２９】
（請求項６）
前記正孔輸送層に隣接し、前記発光層とは反対側にさらに正孔輸送層を有し、該正孔輸送層に含有される正孔輸送材料のイオン化ポテンシャルＩｐ４（ｅＶ）と前記正孔輸送材料のイオン化ポテンシャルＩｐ１（ｅＶ）とが下式を満たすことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００３０】
０．１ｅＶ＜Ｉｐ１−Ｉｐ４＜０．７ｅＶ
（請求項７）
前記発光層に隣接する正孔輸送層の膜厚が５ｎｍ〜２０ｎｍであることを特徴とする請求項６に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００３１】
（請求項８）
前記発光層にさらにホスト化合物を含有することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００３２】
（請求項９）
前記正孔輸送材料のイオン化ポテンシャルＩｐ１（ｅＶ）と前記ホスト化合物のイオン化ポテンシャルＩｐ２（ｅＶ）とが下式を満たすことを特徴とする請求項８に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００３３】
０．３ｅＶ＜Ｉｐ２−Ｉｐ１＜１．０ｅＶ
（請求項１０）
前記正孔輸送材料の電子親和力Ｅａ１（ｅＶ）と前記ホスト化合物の電子親和力Ｅａ２（ｅＶ）とが下式を満たすことを特徴とする請求項８または９に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００３４】
０．１ｅＶ＜Ｅａ２−Ｅａ１＜０．８ｅＶ
（請求項１１）
前記ホスト化合物のリン光スペクトルの０−０バンドが３００ｎｍ〜４５０ｎｍであることを特徴とする請求項８〜１０のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００３５】
（請求項１２）
前記ホスト化合物はカルバゾール誘導体であることを特徴とする請求項８〜１１のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００３６】
（請求項１３）
前記カルバゾール誘導体は下記一般式１１で表される化合物であることを特徴とする請求項１２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００３７】
【化１】
2004311424.tif 000003
【００３８】
（式中、Ｒ1001〜Ｒ1013は、各々独立に、水素原子、もしくは置換基を表すが、少なくとも一つは置換基を表す。）
（請求項１４）
前記カルバゾール誘導体は下記一般式１２で表される化合物であることを特徴とする請求項１２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００３９】
【化２】
2004311424.tif 000004
【００４０】
（式中、Ｒ1021は、アルキル基、シクロアルキル基、もしくはフッ化アルキル基を表し、Ｒ1022〜Ｒ1029は、各々独立に、水素原子、もしくは置換基を表すが、少なくとも一つは置換基を表す。）
（請求項１５）
前記カルバゾール誘導体は下記一般式１３で表される化合物であることを特徴とする請求項１２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００４１】
【化３】
2004311424.tif 000005
【００４２】
（式中、Ｒ1031〜Ｒ1046は、各々独立に、水素原子、もしくは置換基を表し、Ｌ3は２価の連結基、もしくは直接結合を表すが、直接結合の場合はＲ1037、Ｒ1038、Ｒ1045、Ｒ1046のうちいずれかは置換基を表す。）
（請求項１６）
前記カルバゾール誘導体は下記一般式１４で表される化合物であることを特徴とする請求項１２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００４３】
【化４】
2004311424.tif 000006
【００４４】
（式中、Ｒ1051〜Ｒ1063は、各々独立に、水素原子、もしくは置換基を表すが、Ｒ1057、Ｒ1058、Ｒ1062、Ｒ1063のいずれかは置換基を表す。）
（請求項１７）
前記カルバゾール誘導体は下記一般式１５で表される化合物であることを特徴とする請求項１２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００４５】
【化５】
2004311424.tif 000007
【００４６】
（式中、Ｒ1071〜Ｒ1079は、各々独立に、水素原子、もしくは置換基を表すが、Ｒ1072、Ｒ1073のいずれかは置換基を表す。ｎは、１〜８の整数を表す。）
（請求項１８）
前記正孔輸送材料はトリアリールアミン化合物であることを特徴とする請求項１〜１７のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００４７】
（請求項１９）
前記トリアリールアミン化合物は下記一般式１で表される化合物であることを特徴とする請求項１８に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００４８】
【化６】
2004311424.tif 000008
【００４９】
（式中、Ａｒ11〜Ａｒ13は、各々アリーレン基またはヘテロアリーレン基を表す。Ｒ11〜Ｒ13は、各々独立に、水素原子、もしくは置換基を表すが、少なくとも一つは置換基を表す。）
（請求項２０）
前記トリアリールアミン化合物は下記一般式２で表される化合物であることを特徴とする請求項１８に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００５０】
【化７】
2004311424.tif 000009
【００５１】
（式中、Ａｒ301は、置換基を有して良いアリール基、もしくはヘテロアリール基を表し、Ｂは下記一般式３を表し、ｎは１〜３の整数を表す。）
【００５２】
【化８】
2004311424.tif 000010
【００５３】
（式中、Ｚ1、Ｚ2は、各々独立に、各々芳香族炭素環、もしくは芳香族複素環を形成するのに必要な原子群を表し、Ｘ1〜Ｘ4は、各々独立に、Ｃ−Ｒ301、Ｎ、Ｏ、Ｓ、を表し、Ｒ301は、水素原子、若しくは置換基を表すが、Ｘ1〜Ｘ4のうち少なくとも一つはＣ−Ｒ301を表し、そのときのＲ301は置換基を表す。）
（請求項２１）
前記トリアリールアミン化合物は下記一般式４−１、４−２で表される化合物の少なくとも一つであることを特徴とする請求項１８に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００５４】
【化９】
2004311424.tif 000011
【００５５】
（式中、Ａｒ801〜Ａｒ803は、各々置換基を有してもよいアリール基またはヘテロアリール基を表す。Ｒ801〜Ｒ827は水素原子もしくは置換基を表す。但し、Ｒ801、Ｒ802のいずれかは置換基、Ｒ803、Ｒ804のいずれかは置換基、Ｒ805、Ｒ806のいずれかは置換基を表し、Ｒ807〜Ｒ810のいずれかは置換基、Ｒ811〜Ｒ814のいずれか一つは置換基、Ｒ815〜Ｒ818のいずれかは置換基を表す。）
（請求項２２）
前記トリアリールアミン化合物は下記一般式５で表される化合物の少なくとも一つであることを特徴とする請求項１８に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００５６】
【化１０】
2004311424.tif 000012
【００５７】
（式中、Ｒ960〜Ｒ976は、各々独立に、水素原子、もしくは置換基を表す。但し、Ｒ960、Ｒ961のいずれかは置換基を表し、Ｒ963、Ｒ964のいずれかは置換基を表す。Ｌ1は、二価の連結基、もしくは直接結合を表す）
（請求項２３）
前記トリアリールアミン化合物は下記一般式６で表される化合物の少なくとも一つであることを特徴とする請求項１８に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００５８】
【化１１】
2004311424.tif 000013
【００５９】
（式中、Ｒ960〜Ｒ976は、各々独立に、水素原子、もしくは置換基を表す。Ｌ2は二価のアルキレン基、シクロアルキレン基、もしくはフッ化アルキレン基を表す。）
（請求項２４）
前記トリアリールアミン化合物は下記一般式７で表される化合物の少なくとも一つであることを特徴とする請求項１８に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００６０】
【化１２】
2004311424.tif 000014
【００６１】
（式中、Ｂ2は下記一般式８を表し、Ａｒ501〜Ａｒ503は、各々独立に、置換基を有して良いアリール基、もしくはヘテロアリール基を表す。ｎは１〜３の整数を表す）
【００６２】
【化１３】
2004311424.tif 000015
【００６３】
（式中、Ｘ5〜Ｘ8は、各々独立に、Ｎ、もしくはＣ−Ｒ501を表わし、Ｒ501は、水素原子、もしくは置換基を表す。Ｘ5、Ｘ6の少なくとも一つはＣ−Ｒ501であり、Ｒ501の少なくとも一つは置換基を表す。且つＸ7、Ｘ8の少なくとも一つはＣ−Ｒ501であり、Ｒ501の少なくとも一つは置換基を表す。）
（請求項２５）
前記トリアリールアミン化合物は下記一般式９で表される化合物の少なくとも一つであることを特徴とする請求項１８に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００６４】
【化１４】
2004311424.tif 000016
【００６５】
（式中、Ｒ833〜Ｒ874は、各々独立に、水素原子、もしくは置換基を表す。但し、Ｒ833、Ｒ834のうちいずれかは置換基を表し、Ｒ835、Ｒ836のうちいずれかは置換基を表し、Ｒ837、Ｒ838のうちいずれかは置換基を表し、Ｒ839、Ｒ840のうちいずれかは置換基を表し、Ｒ841、Ｒ842のうちいずれかは置換基を表し、Ｒ843、Ｒ844のうちいずれかは置換基を表す。）
（請求項２６）
前記トリアリールアミン化合物は下記一般式１０−１、１０−２、１０−３、１０−４で表される末端基の少なくとも一つを有することを特徴とする請求項１８に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００６６】
【化１５】
2004311424.tif 000017
【００６７】
（式中、Ｘ9、Ｘ10は、各々独立に、Ｎ、Ｏ、Ｓ、もしくはＣ−Ｒ611を表し、Ｒ611は、水素原子、もしくは置換基を表すが、Ｘ9、Ｘ10の少なくとも一つはＣ−Ｒ611であり、このときＲ611は置換基である。Ｚ601は、Ｘ9、Ｘ10と共に芳香族炭素環または芳香族複素環を形成するのに必要な原子群を表す。Ｒ601〜Ｒ605は、各々独立に、水素原子、置換基を表し、Ｒ601、Ｒ605のうち少なくとも一つは置換基である。Ｒ606〜Ｒ610は、各々独立に置換基を表す。）
（請求項２７）
リン光性化合物を含有する発光層と、該発光層に隣接し正孔輸送材料を含有する正孔輸送層と、を少なくとも有する発光素子において、
前記正孔輸送材料は下記一般式１で表されるトリアリールアミン化合物であ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。
【００６８】
【化１６】
2004311424.tif 000018
【００６９】
（式中、Ａｒ11〜Ａｒ13は、各々アリーレン基またはヘテロアリーレン基を表す。Ｒ11〜Ｒ13は、各々独立に、水素原子、もしくは置換基を表すが、少なくとも一つは置換基を表す。）
（請求項２８）
リン光性化合物を含有する発光層と、該発光層に隣接し正孔輸送材料を含有する正孔輸送層と、を少なくとも有する発光素子において、
前記正孔輸送材料は下記一般式２で表されるトリアリールアミン化合物であ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。
【００７０】
【化１７】
2004311424.tif 000019
【００７１】
（式中、Ａｒ301は、置換基を有して良いアリール基、もしくはヘテロアリール基を表し、Ｂは下記一般式３を表し、ｎは１〜３の整数を表す。）
【００７２】
【化１８】
2004311424.tif 000020
【００７３】
（式中、Ｚ1、Ｚ2は、各々独立に、各々芳香族炭素環、もしくは芳香族複素環を形成するのに必要な原子群を表し、Ｘ1〜Ｘ4は、各々独立に、Ｃ−Ｒ301、Ｎ、Ｏ、Ｓ、を表し、Ｒ301は、水素原子、若しくは置換基を表すが、Ｘ1〜Ｘ4のうち少なくとも一つはＣ−Ｒ301を表し、そのときのＲ301は置換基を表す。）
（請求項２９）
リン光性化合物を含有する発光層と、該発光層に隣接し正孔輸送材料を含有する正孔輸送層と、を少なくとも有する発光素子において、
前記正孔輸送材料は下記一般式４−１、４−２で表されるトリアリールアミン化合物の少なくとも一つであ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。
【００７４】
【化１９】
2004311424.tif 000021
【００７５】
（式中、Ａｒ801〜Ａｒ803は、各々置換基を有してもよいアリール基またはヘテロアリール基を表す。Ｒ801〜Ｒ827は水素原子もしくは置換基を表す。但し、Ｒ801、Ｒ802のいずれかは置換基、Ｒ803、Ｒ804のいずれかは置換基、Ｒ805、Ｒ806のいずれかは置換基を表し、Ｒ807〜Ｒ810のいずれかは置換基、Ｒ811〜Ｒ814のいずれか一つは置換基、Ｒ815〜Ｒ818のいずれかは置換基を表す。）
（請求項３０）
リン光性化合物を含有する発光層と、該発光層に隣接し正孔輸送材料を含有する正孔輸送層と、を少なくとも有する発光素子において、
前記正孔輸送材料は下記一般式５で表されるトリアリールアミン化合物であ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。
【００７６】
【化２０】
2004311424.tif 000022
【００７７】
（式中、Ｒ960〜Ｒ976は、各々独立に、水素原子、もしくは置換基を表す。但し、Ｒ960、Ｒ961のいずれかは置換基を表し、Ｒ963、Ｒ964のいずれかは置換基を表す。Ｌ1は、二価の連結基、もしくは直接結合を表す）
（請求項３１）
リン光性化合物を含有する発光層と、該発光層に隣接し正孔輸送材料を含有する正孔輸送層と、を少なくとも有する発光素子において、
前記正孔輸送材料は下記一般式６で表されるトリアリールアミン化合物であ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。
【００７８】
【化２１】
2004311424.tif 000023
【００７９】
（式中、Ｒ960〜Ｒ976は、各々独立に、水素原子、もしくは置換基を表す。Ｌ2は二価のアルキレン基、シクロアルキレン基、もしくはフッ化アルキレン基を表す。）
（請求項３２）
リン光性化合物を含有する発光層と、該発光層に隣接し正孔輸送材料を含有する正孔輸送層と、を少なくとも有する発光素子において、
前記正孔輸送材料は下記一般式７で表されるトリアリールアミン化合物であ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。
【００８０】
【化２２】
2004311424.tif 000024
【００８１】
（式中、Ｂ2は下記一般式８を表し、Ａｒ501〜Ａｒ503は、各々独立に、置換基を有して良いアリール基、もしくはヘテロアリール基を表す。ｎは１〜３の整数を表す）
【００８２】
【化２３】
2004311424.tif 000025
【００８３】
（式中、Ｘ5〜Ｘ8は、各々独立に、Ｎ、もしくはＣ−Ｒ501を表わし、Ｒ501は、水素原子、もしくは置換基を表す。Ｘ5、Ｘ6の少なくとも一つはＣ−Ｒ501であり、Ｒ501の少なくとも一つは置換基を表す。且つＸ7、Ｘ8の少なくとも一つはＣ−Ｒ501であり、Ｒ501の少なくとも一つは置換基を表す。）
（請求項３３）
リン光性化合物を含有する発光層と、該発光層に隣接し正孔輸送材料を含有する正孔輸送層と、を少なくとも有する発光素子において、
前記正孔輸送材料は下記一般式９で表されるトリアリールアミン化合物であ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。
【００８４】
【化２４】
2004311424.tif 000026
【００８５】
（式中、Ｒ833〜Ｒ874は、各々独立に、水素原子、もしくは置換基を表す。但し、Ｒ833、Ｒ834のうちいずれかは置換基を表し、Ｒ835、Ｒ836のうちいずれかは置換基を表し、Ｒ837、Ｒ838のうちいずれかは置換基を表し、Ｒ839、Ｒ840のうちいずれかは置換基を表し、Ｒ841、Ｒ842のうちいずれかは置換基を表し、Ｒ843、Ｒ844のうちいずれかは置換基を表す。）
（請求項３４）
リン光性化合物を含有する発光層と、該発光層に隣接し正孔輸送材料を含有する正孔輸送層と、を少なくとも有する発光素子において、
前記正孔輸送材料は下記一般式１０−１、１０−２、１０−３、１０−４で表される末端基の少なくとも一つを有するトリアリールアミン化合物であ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。
【００８６】
【化２５】
2004311424.tif 000027
【００８７】
（式中、Ｘ9、Ｘ10は、各々独立に、Ｎ、Ｏ、Ｓ、もしくはＣ−Ｒ611を表し、Ｒ611は、水素原子、もしくは置換基を表すが、Ｘ9、Ｘ10の少なくとも一つはＣ−Ｒ611であり、このときＲ611は置換基である。Ｚ601は、Ｘ9、Ｘ10と共に芳香族炭素環または芳香族複素環を形成するのに必要な原子群を表す。Ｒ601〜Ｒ605は、各々独立に、水素原子、置換基を表し、Ｒ601、Ｒ605のうち少なくとも一つは置換基である。Ｒ606〜Ｒ610は、各々独立に置換基を表す。）
（請求項３５）
前記正孔輸送材料の分子量が５５０以上であることを特徴とする請求項２７〜３４のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００８８】
（請求項３６）
前記正孔輸送材料のイオン化ポテンシャルＩｐ１（ｅＶ）が５．００〜５．７０ｅＶであることを特徴とする請求項２７〜３５のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００８９】
（請求項３７）
前記正孔輸送材料のイオン化ポテンシャルＩｐ１（ｅＶ）とリン光性化合物のイオン化ポテンシャルＩｐ３（ｅＶ）とが下式を満たすことを特徴とする請求項２７〜３６のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００９０】
−０．１ｅＶ≦Ｉｐ３−Ｉｐ１≦０．５ｅＶ
（請求項３８）
前記正孔輸送材料の電子親和力Ｅａ１（ｅＶ）と前記リン光性化合物の励起三重項準位Ｔ３（ｅＶ）とが下式を満たすことを特徴とする請求項２７〜３７のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００９１】
０．５ｅＶ＜Ｔ３−Ｅａ１＜１．３ｅＶ
（請求項３９）
前記リン光性化合物が３８０〜４８０ｎｍにリン光発光極大波長を有する請求項２７〜３８のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００９２】
（請求項４０）
前記正孔輸送層に隣接し、前記発光層とは反対側にさらに正孔輸送層を有し、該正孔輸送層に含有される正孔輸送材料のイオン化ポテンシャルＩｐ４（ｅＶ）と前記正孔輸送材料のイオン化ポテンシャルＩｐ１（ｅＶ）とが下式を満たすことを特徴とする請求項２７〜３９のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００９３】
０．１ｅＶ＜Ｉｐ１−Ｉｐ４＜０．７ｅＶ
（請求項４１）
前記発光層に隣接する正孔輸送層の膜厚が５ｎｍ〜２０ｎｍであることを特徴とする請求項４０に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００９４】
（請求項４２）
前記発光層にさらにホスト化合物を含有することを特徴とする請求項２７〜４１のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００９５】
（請求項４３）
前記正孔輸送材料のイオン化ポテンシャルＩｐ１（ｅＶ）と前記ホスト化合物のイオン化ポテンシャルＩｐ２（ｅＶ）とが下式を満たすことを特徴とする請求項２７〜４２のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００９６】
０．３ｅＶ＜Ｉｐ２−Ｉｐ１＜１．０ｅＶ
（請求項４４）
前記正孔輸送材料の電子親和力Ｅａ１（ｅＶ）と前記ホスト化合物の電子親和力Ｅａ２（ｅＶ）とが下式を満たすことを特徴とする請求項２７〜４３のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００９７】
０．１ｅＶ＜Ｅａ２−Ｅａ１＜０．８ｅＶ
（請求項４５）
前記ホスト化合物のリン光スペクトルの０−０バンドが３００ｎｍ〜４５０ｎｍであることを特徴とする請求項２７〜４４のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００９８】
（請求項４６）
前記ホスト化合物はカルバゾール誘導体であることを特徴とする請求項２７〜４５のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００９９】
（請求項４７）
前記カルバゾール誘導体は下記一般式１１で表される化合物であることを特徴とする請求項４６に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【０１００】
【化２６】
2004311424.tif 000028
【０１０１】
（式中、Ｒ1001〜Ｒ1013は、各々独立に、水素原子、もしくは置換基を表すが、少なくとも一つは置換基を表す。）
（請求項４８）
前記カルバゾール誘導体は下記一般式１２で表される化合物であることを特徴とする請求項４６に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【０１０２】
【化２７】
2004311424.tif 000029
【０１０３】
（式中、Ｒ1021は、アルキル基、シクロアルキル基、もしくはフッ化アルキル基を表し、Ｒ1022〜Ｒ1029は、各々独立に、水素原子、もしくは置換基を表すが、少なくとも一つは置換基を表す。）
（請求項４９）
前記カルバゾール誘導体は下記一般式１３で表される化合物であることを特徴とする請求項４６に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【０１０４】
【化２８】
2004311424.tif 000030
【０１０５】
（式中、Ｒ1031〜Ｒ1046は、各々独立に、水素原子、もしくは置換基を表し、Ｌ3は２価の連結基、もしくは直接結合を表すが、直接結合の場合はＲ1037、Ｒ1038、Ｒ1045、Ｒ1046のうちいずれかは置換基を表す。）
（請求項５０）
前記カルバゾール誘導体は下記一般式１４で表される化合物であることを特徴とする請求項４６に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【０１０６】
【化２９】
2004311424.tif 000031
【０１０７】
（式中、Ｒ1051〜Ｒ1063は、各々独立に、水素原子、もしくは置換基を表すが、Ｒ1057、Ｒ1058、Ｒ1062、Ｒ1063のいずれかは置換基を表す。）
（請求項５１）
前記カルバゾール誘導体は下記一般式１５で表される化合物であることを特徴とする請求項４６に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【０１０８】
【化３０】
2004311424.tif 000032
【０１０９】
（式中、Ｒ1071〜Ｒ1079は、各々独立に、水素原子、もしくは置換基を表すが、Ｒ1072、Ｒ1073のいずれかは置換基を表す。ｎは、１〜８の整数を表す。）
（請求項５２）
前記正孔輸送層を蒸着で形成したことを特徴とする請求項１〜５１のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【０１１０】
（請求項５３）
前記正孔輸送層をウェットプロセスで形成したことを特徴とする請求項１〜５１のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【０１１１】
（請求項５４）
請求項１〜５３のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子素子を備えたことを特徴とする表示装置。
【０１１２】
（請求項５５）
請求項１〜５３のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を具備してなることを特徴とする照明装置。
【０１１３】
（請求項５６）
請求項５５に記載の照明装置と、表示手段としての液晶素子とを具備することを特徴とする表示装置。
【発明の効果】
【０１１４】
本発明により、発光効率が高い有機ＥＬ素子、照明装置および表示装置を提供することができた。
【発明を実施するための最良の形態】
【０１１５】
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子において、請求項１〜１３のいずれか１項に規定する構成とすることにより、発光効率が高い有機ＥＬ素子を得ることが出来た。また、前記有機ＥＬ素子を用いて、輝度の高い、請求項５４または５６に記載の表示装置、請求項５５に記載の照明装置等を得ることが出来た。
【０１１６】
以下、本発明に係る各構成要素の詳細について順次説明する。
【０１１７】
本発明者等は、鋭意検討の結果、リン光性化合物を含有する発光層と、該発光層に隣接し正孔輸送材料を含有する正孔輸送層と、を少なくとも有する発光素子において、正孔輸送材料のリン光スペクトルの０−０バンドが３００ｎｍ〜４５０ｎｍであり、分子量が５５０以上であることにより、熱安定性が向上させ、発光効率を高めることができることを見出した。即ち、本発明者等は、有機ＥＬ素子の発光は発光層中の陰極側で電子−ホール（正孔）の再結合が行われているだけでなく、実際には発光層中の正孔輸送層側で行われている場合もあることを見出し、正孔輸送層にリン光スペクトルの０−０バンドが３００ｎｍ〜４５０ｎｍであり分子量が５５０以上である正孔輸送材料を用いることにより、発光層中の正孔輸送層側での電子−ホール（正孔）の再結合を効率よく行うことができ、発光効率を高め、熱安定性を向上させることができることを見出した。
【０１１８】
このように発光層に隣接する正孔輸送層にリン光スペクトルの０−０バンドが３００ｎｍ〜４５０ｎｍであり分子量が５５０以上である正孔輸送材料を用いることで、励起３重項エネルギーを大きくして３重項励起子を閉じこめることができることで発光効率を高め、さらに熱安定性を向上させることができる。特に高電流領域でのリン光発光や青色りん光発光素子などにおいては顕著な効果を得ることができる。
【０１１９】
リン光スペクトルの０−０バンドは以下の測定方法により求めることができる。
【０１２０】
測定する化合物を、よく脱酸素されたエタノール／メタノール＝４／１（ｖｏｌ／ｖｏｌ）の混合溶媒に溶かし、リン光測定用セルに入れた後液体窒素温度７７Ｋで励起光を照射し、励起光照射後１００ｍｓでの発光スペクトルを測定する。リン光は蛍光に比べ発光寿命が長いため、１００ｍｓ後に残存する光はほぼリン光であると考えることができる。なお、リン光寿命が１００ｍｓより短い化合物に対しては遅延時間を短くして測定しても構わないが、蛍光と区別できなくなるほど遅延時間を短くしてしまうとリン光と蛍光が分離できないので問題となるため、その分離が可能な遅延時間を選択する必要がある。
【０１２１】
また、上記溶剤系で溶解できない化合物については、その化合物を溶解しうる任意の溶剤を使用してもよい（実質上、上記測定法ではリン光波長の溶媒効果はごくわずかなので問題ない）。
【０１２２】
次に０−０バンドの求め方であるが、本発明においては、上記測定法で得られたリン光スペクトルチャートのなかで最も短波長側に現れる発光極大波長をもって０−０バンドと定義する。
【０１２３】
リン光スペクトルは通常強度が弱いことが多いため、拡大するとノイズとピークの判別が難しくなるケースがある。このような場合には定常光スペクトルを拡大し、励起光照射後１００ｍｓ後の発光スペクトル（便宜上これをリン光スペクトルと言う）と重ねあわせリン光スペクトルに由来する定常光スペクトル部分からピーク波長を読み取ることで決定することができる。また、リン光スペクトルをスムージング処理することでノイズとピークを分離しピーク波長を読み取ることもできる。なお、スムージング処理としては、Ｓａｖｉｔｚｋｙ＆Ｇｏｌａｙの平滑化法等を適用することができる。
【０１２４】
本発明においては、このリン光スペクトルの０−０バンドが３００ｎｍ〜４５０ｎｍであり、更に好ましくは３５０ｎｍ〜４３０ｎｍである。これによりより一層発光効率を高めることができる
このような正孔輸送材料としてはトリアリールアミン化合物が好ましい。
【０１２５】
トリアリール化合物において、以下に示すトリアリールアミン化合物が好ましく、これによりより一層発光効率を向上させることができる。
【０１２６】
まず、前記一般式１で表されるトリアリール化合物が挙げられる。
【０１２７】
一般式１において、Ｒ11〜Ｒ13で表される置換基としては、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、ｔｅｒｔ−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、エチニル基、プロパルギル基等）、アリール基（例えば、フェニル基、ビフェニリル基等）、ヘテロアリール基（例えば、フリル基、チエニル基、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、ピラゾリル基、チアゾリル基、カルバゾリル基等）、ヘテロ環基（例えば、ピロリジル基、イミダゾリジル基、モルホリル基、オキサゾリジル基等）、アルコキシ基（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）、アリー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）、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��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）、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）、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（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等）、アリールスルホニル基（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、ナフチルアミノ基、２−ピリジルアミノ基等）、ハロゲン原子（例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子等）、フッ化炭化水素基（例えば、フルオロメチル基、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、ペンタフルオロフェニル基等）、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、メルカプト基、シリル基（例えば、トリメチルシリル基、トリイソプロピルシリル基、トリフェニルシリル基、フェニルジエチルシリル基等）、等が挙げられる。
【０１２８】
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いてもよい。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いてもよい置換基が挙げられるが、重要であるのは置換基だけで、リン光スペクトルの０−０バンドが４５０ｎｍ以下であるような励起３重項エネルギーの小さい基が好ましい。
【０１２９】
例えば、フェニル基はリン光スペクトルの０−０バンドが４００ｎｍ以下であり置換基として好ましく用いられる。
【０１３０】
Ｒ11〜Ｒ13で表される置換基として中でも好ましく用いられるのは、アルキル基、シクロアルキル基、フッ化炭化水素基、アリール基、ヘテロアリール基である。
【０１３１】
Ｒ11〜Ｒ13が、アリール基、ヘテロアリール基を表す場合、アリール基としては、例えば、フェニル基が好ましく、ヘテロアリール基としては、フリル基、チエニル基、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、ピラゾリル基、チアゾリル基、カルバゾリル基等が好ましい。
【０１３２】
これらも同様にアリール基、ヘテロアリール基のみでリン光スペクトルの０−０バンドが４５０ｎｍ以下であるような励起３重項エネルギーの大きい基が好ましい。
【０１３３】
一般式１において、Ａｒ11〜Ａｒ13で各々表されるアリーレン基としては、例えば、フェニレン基（例えば、ｏ−フェニレン基、ｍ−フェニレン基、ｐ−フェニレン基等）、ビフェニルジイル基（例えば、［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジイル基、３，３’−ビフェニルジイル基、３，６−ビフェニルジイル基等）等が挙げられる。また、前記アリーレン基は、上記のＲ11〜Ｒ13で各々表される置換基を有していてもよい。
【０１３４】
一般式１において、Ａｒ11〜Ａｒ13で各々表されるヘテロアリーレン基としては、例えば、フラン環、カルバゾール環、トリアゾール環、ピロール環、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、トリアジン環、イミダゾール環、ピラゾール環、チアゾール環、チオフェン環、オキサジアゾール環、ジベンゾフラン環、ジベンゾチオフェン環、インドール環からなる群から導出される２価の基等が挙げられるが、また、前記ヘテロアリーレン基は、上記のＲ11〜Ｒ13で表される置換基を有していてもよい。
【０１３５】
一般式１において、Ａｒ11〜Ａｒ13で各々表されるアリーレン基、ヘテロアリーレン基についても、上記のＲ11〜Ｒ13で表される置換基と同様に、アリーレン基、ヘテロアリーレン基単独で、リン光スペクトルのスペクトルの０−０バンドが４５０ｎｍ以下であることが好ましい。
【０１３６】
また、Ｒ11〜Ｒ13のアリール基、ヘテロアリール基と連結するＡｒ11〜Ａｒ13の二面角は５０度以上であることが好ましい。これは、Ａｒ11〜Ａｒ13やＲ11〜Ｒ13に置換基を導入することで立体的に制御することができる。置換基を導入せず立体的な制御を行わない場合、二面角は５０度以下になるのが一般的である。この様な状態では、共役長が延びることで、リン光スペクトルの０−０バンドが長波長化して励起３重項エネルギーが小さくなる傾向がある。
【０１３７】
二面角とは、この化合物の分子軌道計算（例えばＭＯＰＡＣ、ｇａｕｓｓｉａｎ）により、基底状態において構造最適化し、直結する芳香環平面と直結される側の芳香環平面との角度を言う。
【０１３８】
次に、前記一般式２で表される化合物が挙げられる。
【０１３９】
前記一般式２で、Ａｒ301は、置換基を有して良いアリール基、もしくはヘテロアリール基を表し、Ｂは前記一般式３を表し、ｎは１〜３の整数を表す。
【０１４０】
前記一般式３で、Ｚ1、Ｚ2は、各々独立に、各々芳香族炭素環、もしくは芳香族複素環を形成するのに必要な原子群を表し、Ｘ1〜Ｘ4は、各々独立に、Ｃ−Ｒ301、Ｎ、Ｏ、Ｓ、を表し、Ｒ301は、水素原子、若しくは置換基を表すが、Ｘ1〜Ｘ4のうち少なくとも一つはＣ−Ｒ301を表し、そのときのＲ301は置換基を表す。Ｘ1〜Ｘ4のうち少なくとも一つはＣ−Ｒ301を表し、Ｒ301は置換基であることで、立体的な反発がおこり、２面角５０度以上が達成される。
【０１４１】
次に、前記一般式４−１、４−２で表される化合物が挙げられる。
【０１４２】
前記一般式４−１、４−２で、Ｒ801〜Ｒ827は水素原子もしくは置換基を表す。但し、Ｒ801、Ｒ802のいずれかは置換基、Ｒ803、Ｒ804のいずれかは置換基、Ｒ805、Ｒ806のいずれかは置換基を表し、Ｒ807〜Ｒ810のいずれかは置換基、Ｒ811〜Ｒ814のいずれか一つは置換基、Ｒ815〜Ｒ818のいずれかは置換基を表す。この様に置換基を有することで２面角５０度以上を達成することができる。また、特に中心骨格はトリフェニルアミンが好ましく、更に連結するアリール基としても置換基を有しても良いフェニル基が好ましい。ここで、各々のフェニル基のｍ−位、Ｐ−位に置換基を有することが好ましい。この部分に置換基を有することで、より大きな励起３重項エネルギーを得られることができ、化合物の安定性も向上する。
【０１４３】
次に、前記一般式５で表される化合物が挙げられる。
【０１４４】
前記一般式５で、Ｒ960〜Ｒ976は、各々独立に、水素原子、もしくは置換基を表す。但し、Ｒ960、Ｒ961のいずれかは置換基を表し、Ｒ963、Ｒ964のいずれかは置換基を表す。Ｌ1は、二価の連結基、もしくは直接結合を表し、好ましくはアルキレン基、シクロアルキレン基、フッ化アルキレン基、アリーレン基、ヘテロアリーレン基である。
【０１４５】
Ｌ1で表されるアルキレン基としては、例えば、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、プロピレン基、エチルエチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、２，２，４−トリメチルヘキサメチレン基、ヘプタメチレン基、オクタメチレン基、ノナメチレン基、デカメチレン基、ウンデカメチレン基、ドデカメチレン基等が挙げられる。
【０１４６】
Ｌ1で表されるシクロアルキレン基としては、例えば、シクロヘキシレン基（例えば、１，６−シクロヘキサンジイル基等）、シクロペンチレン基（例えば、１，５−シクロペンタンジイル基等）等が挙げられる。
【０１４７】
Ｌ1で表されるアリーレン基としては、ｏ−フェニレン基、ｍ−フェニレン基、ｐ−フェニレン基、ビフェニルジイル基（例えば、３，３’−ビフェニルジイル基、３，６−ビフェニルジイル基等）等が挙げられる。また、前記アリーレン基は更にＲ1〜Ｒ4で各々表される置換基を有していてもよい。
【０１４８】
Ｌ1で表されるヘテロアリーレン基としては、例えば、フラン環、カルバゾール環、トリアゾール環、ピロール環、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、トリアジン環、イミダゾール環、ピラゾール環、チアゾール環、キノキサリン環、チオフェン環、オキサジアゾール環、ジベンゾフラン環、ジベンゾチオフェン環、インドール環からなる群から導出される２価の基等が挙げられる。
【０１４９】
上記のＬ1で表される各基は、上記Ｒ11〜Ｒ13で表される置換基を有していてもよい。
【０１５０】
また、ここでも同様にトリフェニルアミンのｏ−位に置換基は必要なく更に連結するＬ1がアリーレンやヘテロアリーレンである場合、共役がつながってしまうため、Ｒ960〜Ｒ964に立体的に制御するためにいづれかに置換基を有することが好ましい。
【０１５１】
次に、前記一般式６で表される化合物が挙げられる。
【０１５２】
前記一般式６で、Ｒ960〜Ｒ976は、各々独立に、水素原子、もしくは置換基を表す。Ｌ2は二価のアルキレン基、シクロアルキレン基、フッ化アルキレン基等の連結基を表すが、連結基として、非共役性の連結基を用いることで、立体的な制御のための置換基は必要としない。本発明ではこの様に、非共役性の連結基を使用することでも同様の効果が得られる。但し、やはりトリフェニルアミンの２，６位に置換基を導入することは先にも述べた同様の理由で必要ない。
【０１５３】
次に、前記一般式７で表される化合物が挙げられる。
【０１５４】
前記一般式７で、Ｂ2は前記一般式８を表し、Ａｒ501〜Ａｒ503は、各々独立に、置換基を有して良いアリール基、もしくはヘテロアリール基を表す。ｎは１〜３の整数を表す。
【０１５５】
前記一般式８で、Ｘ5〜Ｘ8は、各々独立に、Ｎ、もしくはＣ−Ｒ501を表わし、Ｒ501は、水素原子、もしくは置換基を表す。Ｘ5、Ｘ6の少なくとも一つはＣ−Ｒ501であり、Ｒ501の少なくとも一つは置換基を表す。且つＸ7、Ｘ8の少なくとも一つはＣ−Ｒ501であり、Ｒ501の少なくとも一つは置換基を表す。このようなトリアリールアミン化合物は安定性が良くなり素子の耐久性も向上する。
【０１５６】
次に、前記一般式９で表される化合物が挙げられる。
【０１５７】
前記一般式９で、Ｒ833〜Ｒ874は、各々独立に、水素原子、もしくは置換基を表す。但し、Ｒ833、Ｒ834のうちいずれかは置換基を表し、Ｒ835、Ｒ836のうちいずれかは置換基を表し、Ｒ837、Ｒ838のうちいずれかは置換基を表し、Ｒ839、Ｒ840のうちいずれかは置換基を表し、Ｒ841、Ｒ842のうちいずれかは置換基を表し、Ｒ843、Ｒ844のうちいずれかは置換基を表す。
【０１５８】
フェニレンジアミン骨格においてはフェニレンジアミンのフェニレン部分に立体障害のある置換基を導入することでリン光スペクトルの０−０バンドを短波長化（励起三重項エネルギーを大きく）することができる。トリフェニルアミンでは２，６位以外に置換基を導入することが好ましいことは説明したが、フェニレンジアミン骨格においては、化合物の不安定性も緩和される。
【０１５９】
また、トリアリールアミン化合物において、前記一般式１０−１、１０−２、１０−３、１０−４で表される末端基を有するトリアリールアミン化合物が挙げられる。
【０１６０】
前記一般式１０−１、１０−２、１０−３、１０−４で、Ｘ9、Ｘ10は、各々独立に、Ｎ、Ｏ、Ｓ、もしくはＣ−Ｒ611を表し、Ｒ611は、水素原子、もしくは置換基を表すが、Ｘ9、Ｘ10の少なくとも一つはＣ−Ｒ611であり、このときＲ611は置換基である。Ｚ601は、Ｘ9、Ｘ10と共に芳香族炭素環または芳香族複素環を形成するのに必要な原子群を表す。Ｒ601〜Ｒ605は、各々独立に、水素原子、置換基を表し、Ｒ601、Ｒ605のうち少なくとも一つは置換基である。Ｒ606〜Ｒ610は、各々独立に置換基を表す。
【０１６１】
化合物の末端基のオルト、パラの配向は特にトリフェニルアミン誘導体、フェニレンジアミン誘導体においては、劣化しやすい部位である。この位置に置換基を導入することで、効果的に化合物の安定性を向上させることが可能である。特に、本発明では大きな励起３重項エネルギーを有する正孔輸送化合物が特徴であり、その様な化合物は当然、バンドギャップも広く、化合物の安定性は良いとは言えない。よって、この様な基を導入することで素子の耐久性という意味で、非常に効果的である。無置換トリフェニルアミンを用いても良いように思えるが実際は結晶化してしまうため、良好な結果は得られない。
【０１６２】
次に、下記一般式１６−１、１６−２で表される化合物が挙げられる。
【０１６３】
【化３１】
2004311424.tif 000033
【０１６４】
一般式１６−１、１６−２で、Ｒ875〜Ｒ953は水素原子もしくは置換基を表す。但し、Ｒ875〜Ｒ878のうち少なくとも一つは置換基を表し、Ｒ879〜Ｒ882のうち少なくとも一つは置換基を表し、Ｒ883〜Ｒ886のうち少なくとも一つは置換基を表す。Ｒ910〜Ｒ953は水素原子もしくは置換基を表す。但し、Ｒ910〜Ｒ913のうち少なくとも一つは置換基を表し、Ｒ914〜Ｒ917のうち少なくとも一つは置換基を表し、Ｒ918〜Ｒ921のうち少なくとも一つは置換基を表し、Ｒ922〜Ｒ925のうち少なくとも一つは置換基を表し、Ｒ926〜Ｒ929のうち少なくとも一つは置換基を表す。
【０１６５】
以下に、トリアリールアミン化合物の化合物例を示すが、これらに限定されない。
【０１６６】
【化３２】
2004311424.tif 000034
【０１６７】
【化３３】
2004311424.tif 000035
【０１６８】
【化３４】
2004311424.tif 000036
【０１６９】
【化３５】
2004311424.tif 000037
【０１７０】
【化３６】
2004311424.tif 000038
【０１７１】
【化３７】
2004311424.tif 000039
【０１７２】
【化３８】
2004311424.tif 000040
【０１７３】
【化３９】
2004311424.tif 000041
【０１７４】
【化４０】
2004311424.tif 000042
【０１７５】
【化４１】
2004311424.tif 000043
【０１７６】
【化４２】
2004311424.tif 000044
【０１７７】
【化４３】
2004311424.tif 000045
【０１７８】
【化４４】
2004311424.tif 000046
【０１７９】
【化４５】
2004311424.tif 000047
【０１８０】
【化４６】
2004311424.tif 000048
【０１８１】
【化４７】
2004311424.tif 000049
【０１８２】
【化４８】
2004311424.tif 000050
【０１８３】
【化４９】
2004311424.tif 000051
【０１８４】
【化５０】
2004311424.tif 000052
【０１８５】
【化５１】
2004311424.tif 000053
【０１８６】
トリアリールアミン化合物は、リン光スペクトルの０−０バンドが３００ｎｍ〜４５０ｎｍであることが好ましく、更に好ましくは３５０〜４３０ｎｍである。これによりより一層発光効率を高めることができる
また、トリアリールアミン化合物の分子量は５５０〜２０００であることが好ましい。分子量が５５０〜２０００であるとＴｇ（ガラス転移温度）が上昇し、熱安定性が向上し、素子寿命が改善される。より好ましい分子量は８００〜２０００である。
【０１８７】
本発明においては、前述したように正孔輸送材料がトリアリールアミン化合物であることが好ましいが、これの他にもフェニレンジアミン骨格を有する化合物においても立体障害基を導入することで、リン光スペクトルの０−０バンドが３００ｎｍ〜４５０ｎｍを満たすことができる。リン光スペクトルの０−０バンドが３００ｎｍ〜４５０ｎｍを満たす正孔輸送材料であれば、これらに限定されない。
【０１８８】
《有機ＥＬ素子の構成層》
本発明の有機ＥＬ素子の構成層について説明する。
【０１８９】
本発明において、有機ＥＬ素子の層構成の好ましい具体例を以下に示すが、本発明はこれらに限定されない。
（ｉ）陽極／発光層／電子輸送層／陰極
（ii）陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
（iii）陽極／正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／陰極
（iv）陽極／正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／陰極バッファー層／陰極
（ｖ）陽極／陽極バッファー層／正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／陰極バッファー層／陰極
《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）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、インジウムチンオキシド（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。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、あるいはパターン精度をあま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。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。さらに膜厚は材料にもよるが、通常１０〜１０００ｎｍ、好ましくは１０〜２００ｎｍの範囲で選ばれる。
【０１９０】
《陰極》
一方、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、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二金属との混合物、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。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素子の陽極または陰極のいずれか一方が、透明または半透明であれば発光輝度が向上し好都合である。
【０１９１】
また、陰極に上記金属を１〜２０ｎｍの膜厚で作製した後に、陽極の説明で挙げた導電性透明材料をその上に作製することで、透明また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。
【０１９２】
次に、本発明の有機ＥＬ素子の構成層として用いられる、注入層、阻止層、電子輸送層等について説明する。
【０１９３】
《注入層》：電子注入層、正孔注入層
注入層は必要に応じて設け、電子注入層と正孔注入層があり、上記のごとく陽極と発光層または正孔輸送層の間、及び、陰極と発光層または電子輸送層との間に存在させてもよい。
【０１９４】
注入層とは、駆動電圧低下や発光輝度向上のために電極と有機層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おり、正孔注入層（陽極バッファー層）と電子注入層（陰極バッファー層）とがある。
【０１９５】
陽極バッファー層（正孔注入層）は、特開平９−４５４７９号、同９−２６００６２号、同８−２８８０６９号等にもその詳細が記載されており、具体例として、銅フタロシアニンに代表されるフタロシアニンバッファー層、酸化バナジウムに代表される酸化物バッファー層、アモルファスカーボンバッファー層、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を用いた高分子バッファー層等が挙げられる。
【０１９６】
陰極バッファー層（電子注入層）は、特開平６−３２５８７１号、同９−１７５７４号、同１０−７４５８６号等にもその詳細が記載されており、具体的にはストロンチウムやアルミニウム等に代表される金属バッファー層、フッ化リチウムに代表されるアルカリ金属化合物バッファー層、フッ化マグネシウムに代表されるアルカリ土類金属化合物バッファー層、酸化アルミニウムに代表される酸化物バッファー層等が挙げられる。上記バッファー層（注入層）はごく薄い膜であることが望ましく、素材にもよるが、その膜厚は０．１ｎｍ〜５μｍの範囲が好ましい。
【０１９７】
《阻止層》：正孔阻止層、電子阻止層
阻止層は、上記のごとく、有機化合物薄膜の基本構成層の他に必要に応じて設けられるものである。例えば特開平１１−２０４２５８号、同１１−２０４３５９号、及び「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２３７頁等に記載されている正孔阻止（ホールブロック）層がある。
【０１９８】
正孔阻止層とは広い意味では電子輸送層であり、電子を輸送する機能を有しつつ正孔を輸送する能力が著しく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。
【０１９９】
一方、電子阻止層とは広い意味では正孔輸送層であり、正孔を輸送する機能を有しつつ電子を輸送する能力が著しく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。
【０２００】
《発光層》
本発明に係る発光層は、電極または電子輸送層、正孔輸送層から注入されてくる電子及び正孔が再結合して発光する層であり、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。
【０２０１】
発光層に使用される材料（以下、発光材料という）は、リン光性化合物であり、本発明においてリン光性化合物は、励起三重項からの発光が観測される化合物であり、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。リン光量子収率は好ましくは０．１以上である。
【０２０２】
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、本発明に用いられるリン光性化合物は、任意の溶媒の何れかにおいて上記リン光量子収率が達成されればよい。
【０２０３】
リン光性化合物の発光は、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性化合物に移動させることでリン光性化合物からの発光を得るというエネルギー移動型、もう一つはリン光性化合物がキャリアトラップとなり、リン光性化合物上でキャリアの再結合が起こりリン光性化合物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が、いずれの場合においても、リン光性化合物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。
【０２０４】
リン光性化合物は、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。
【０２０５】
本発明で用いられるリン光性化合物としては、好ましくは元素の周期律表で８族の金属を含有する錯体系化合物であり、更に好ましくは、イリジウム化合物、オスミウム化合物、または白金化合物（白金錯体系化合物）、希土類錯体であり、中でも最も好ましいのはイリジウム化合物である。
【０２０６】
以下に、本発明で用いられるリン光性化合物の具体例を示すが、これらに限定されるものではない。これらの化合物は、例えば、Ｉｎｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．４０巻、１７０４〜１７１１に記載の方法等により合成できる。
【０２０７】
【化５２】
2004311424.tif 000054
【０２０８】
【化５３】
2004311424.tif 000055
【０２０９】
【化５４】
2004311424.tif 000056
【０２１０】
【化５５】
2004311424.tif 000057
【０２１１】
本発明においては、リン光性化合物のリン光発光極大波長としては特に制限されるものではなく、原理的には、中心金属、配位子、配位子の置換基等を選択することで得られる発光波長を変化させることができるが、リン光性化合物のリン光発光波長が３８０〜４８０ｎｍにリン光発光の極大波長を有することが好ましい。このような青色リン光発光の有機ＥＬ素子や、白色リン光発光の有機ＥＬ素子で、より一層発光効率を高めることができる。
【０２１２】
また、発光層には、リン光性化合物の他にホスト化合物を含有してもよい。
【０２１３】
本発明においてホスト化合物は、発光層に含有される化合物のうちで室温（２５℃）においてリン光発光のリン光量子収率が、０．０１未満の化合物である。
【０２１４】
ホスト化合物は、有機化合物または錯体であることが好ましく、本発明においては、ホスト化合物の励起３重項エネルギーがリン光性化合物の励起３重項エネルギーよりも大きいことが好ましい。
【０２１５】
本発明では、ホスト化合物のリン光スペクトルの０−０バンドが３００ｎｍ〜４５０ｎｍであることが好ましく、これにより、より一層発光効率を高め、特にＢＧＲ発光が可能となる。
【０２１６】
つまり、ホスト化合物の励起３重項エネルギーがリン光性化合物の励起３重項エネルギーよりも大きくすることにより、ホスト化合物からリン光性化合物へのエネルギー移動型のリン光発光が可能である。またホスト化合物のリン光スペクトルにおける０−０バンドの波長が４５０ｎｍ以下である化合物は非常にワイドバンドギャップ（イオン化ポテンシャル−電子親和力、ＨＯＭＯ−ＬＵＭＯ）であるので、キャリアトラップ型にも有利に働く。
【０２１７】
このようなホスト化合物としては、有機ＥＬ素子に使用され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、また後述する正孔輸送材料や電子輸送材料のほとんどが発光層のホスト化合物としても使用できる。
【０２１８】
ポリビニルカルバゾールやポリフルオレンのような高分子材料でもよく、さらに前記ホスト化合物を高分子鎖に導入した、または前記ホスト化合物を高分子の主鎖とした高分子材料を使用してもよい。
【０２１９】
さらに、ホスト化合物及びリン光性化合物を複数種用いてもよい。ホスト化合物を複数種もちいることで、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。また、リン光性化合物を複数種用いることで、異なる発光を混ぜることが可能となり、これにより任意の発光色を得ることができる。リン光性化合物の種類、ドープ量を調整することで白色発光が可能であり、照明、バックライトへの応用もできる。
【０２２０】
ホスト化合物としては、正孔輸送能、電子輸送能を有しつつ、かつ、発光の長波長化を防ぎ、なおかつ高Ｔｇ（ガラス転移温度）である化合物が好ましい。
【０２２１】
ホスト化合物としてはカルバゾール誘導体が好ましく、カルバゾール環単体、更に好ましくはＮ−フェニルカルバゾール単体、もしくはＮ−アルキルカルバゾール単体の性能を有する化合物が有効である。カルバゾール環単体、Ｎ−フェニルカルバゾール単体、もしくはＮ−アルキルカルバゾール単体であるとガラス転移点が低く、素子寿命の点から思わしくないため、熱的安定性を確保するために高分子量化するが、その際、カルバゾール環単体、Ｎ−フェニルカルバゾール単体、もしくはＮ−アルキルカルバゾール単体の性能を維持できるように、連結基には充分な配慮が必要である。
【０２２２】
これまで有機ＥＬ材料に用いられてきたように単純なフェニル基、ナフタレン基で連結すると、共役が延びることで、励起３重項エネルギーが小さくなってしまう。よって、連結には置換基により芳香環の２面角を５０度以上になるようにねじることやアルキル基を用いることで性能を維持できる。
【０２２３】
本発明においては、以下に示す一般式のカルバゾール誘導体が好ましい。
【０２２４】
まず、前記一般式１１で表される化合物が挙げられる。
【０２２５】
前記一般式１１で、Ｒ1001〜Ｒ1013は、各々独立に、水素原子、もしくは置換基を表すが、少なくとも一つは置換基を表す。
【０２２６】
Ｒ1001〜Ｒ1013はがアリール基、ヘテロアリール基である場合、アリール基、ヘテロアリール基とフェニルカルバゾールに連結する二面角は５０度以上である事が好ましい。これは置換基を導入することで立体的に制御することができる。
【０２２７】
なお、上述した本発明で用いる正孔輸送材料で説明したように、置換基、アリール基、ヘテロアリール基のみでリン光０−０バンドが４５０ｎｍ以上である基は適当ではない。
【０２２８】
置換基を導入せず立体的な制御を行わない場合、二面角は５０度以下になるのが一般的である。この様な状態では、共役長が延びることで、励起３重項エネルギーが小さくなる場合がある（リン光の０−０バンドが長波長化する。）
次に、前記一般式１２で表される化合物が挙げられる。
【０２２９】
前記一般式１２で、Ｒ1021は、アルキル基、シクロアルキル基、もしくはフッ化アルキル基を表し、Ｒ1022〜Ｒ1029は、各々独立に、水素原子、もしくは置換基を表すが、少なくとも一つは置換基を表す。
【０２３０】
Ｒ1022〜Ｒ1029がアリール基、ヘテロアリール基である場合、アリール基、ヘテロアリール基とフェニルカルバゾールに連結する二面角は５０度以上であることが好ましい。
【０２３１】
次に、前記一般式１３で表される化合物が挙げられる。
【０２３２】
前記一般式１３で、Ｒ1031〜Ｒ1046は、各々独立に、水素原子、もしくは置換基を表し、Ｌ3は２価の連結基、もしくは直接結合を表すが、直接結合の場合はＲ1037、Ｒ1038、Ｒ1045、Ｒ1046のうちいずれかは置換基を表す。
【０２３３】
次に、前記一般式１４で表される化合物が挙げられる。
【０２３４】
前記一般式１４で、Ｒ1051〜Ｒ1063は、各々独立に、水素原子、もしくは置換基を表すが、Ｒ1057、Ｒ1058、Ｒ1062、Ｒ1063のいずれかは置換基を表す。
【０２３５】
次に、前記一般式１５で表される化合物が挙げられる。
【０２３６】
前記一般式１５で、Ｒ1071〜Ｒ1079は、各々独立に、水素原子、もしくは置換基を表すが、Ｒ1072、Ｒ1073のいずれかは置換基を表す。ｎは、１〜８の整数を表す。
【０２３７】
以下に、カルバゾール誘導体の化合物例を示すが、これらに限定されるものではない。
【０２３８】
【化５６】
2004311424.tif 000058
【０２３９】
【化５７】
2004311424.tif 000059
【０２４０】
【化５８】
2004311424.tif 000060
【０２４１】
【化５９】
2004311424.tif 000061
【０２４２】
【化６０】
2004311424.tif 000062
【０２４３】
【化６１】
2004311424.tif 000063
【０２４４】
【化６２】
2004311424.tif 000064
【０２４５】
【化６３】
2004311424.tif 000065
【０２４６】
【化６４】
2004311424.tif 000066
【０２４７】
【化６５】
2004311424.tif 000067
【０２４８】
【化６６】
2004311424.tif 000068
【０２４９】
本発明においては、本発明の正孔輸送材料と上述したホスト化合物を組み合わせることで、特に発光効率において大きな効果が得られる。
【０２５０】
また、発光層は、ホスト化合物としてさらに蛍光極大波長を有するホスト化合物を含有していてもよい。この場合、他のホスト化合物とリン光性化合物から蛍光性化合物へのエネルギー移動で、有機ＥＬ素子としての電界発光は蛍光極大波長を有する他のホスト化合物からの発光も得られる。蛍光極大波長を有するホスト化合物として好ましいのは、溶液状態で蛍光量子収率が高いものである。ここで、蛍光量子収率は１０％以上、特に３０％以上が好ましい。具体的な蛍光極大波長を有するホスト化合物としては、クマリン系色素、ピラン系色素、シアニン系色素、クロコニウム系色素、スクアリウム系色素、オキソベンツアントラセン系色素、フルオレセイン系色素、ローダミン系色素、ピリリウム系色素、ペリレン系色素、スチルベン系色素、ポリチオフェン系色素等が挙げられる。蛍光量子収率は、前記第４版実験化学講座７の分光IIの３６２頁（１９９２年版、丸善）に記載の方法により測定することができる。
【０２５１】
本明細書の発光する色は、「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４．１６において、分光放射輝度計ＣＳ−１０００（ミノルタ製）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。
【０２５２】
発光層は、上記化合物を、例えば真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、ＬＢ法、インクジェット法等の公知の薄膜化法により製膜して形成することができる。発光層としての膜厚は特に制限はないが、通常は５ｎｍ〜５μｍ、好ましくは５〜２００ｎｍの範囲で選ばれる。この発光層は、これらのリン光性化合物やホスト化合物が１種または２種以上からなる一層構造であってもよいし、あるいは、同一組成または異種組成の複数層からなる積層構造であってもよい。
【０２５３】
《正孔輸送層》
正孔輸送層とは正孔を輸送する機能を有する正孔輸送材料からなり、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。正孔輸送層は単層または複数層設けることができる。
【０２５４】
本発明において、発光層に隣接する正孔輸送材料には、前述した正孔輸送材料を１種又は２種以上用いることができる。
【０２５５】
本発明の有機ＥＬ素子では、発光層に隣接する正孔輸送層の正孔輸送材料のイオン化ポテンシャルが５．００〜５．７０ｅＶであることが好ましい。さらに好ましくは、５．００〜５．４５ｅＶである。これにより、より一層発光効率を高め、駆動電圧を下げることができる。
【０２５６】
本発明において、イオン化ポテンシャルとは、化合物のＨＯＭＯ（最高被占分子軌道）レベルにある電子を真空準位に放出するのに必要なエネルギーで定義され、具体的には膜状態（層状態）の化合物から電子を取り出すのに必要なエネルギーであり、これらは光電子分光法で直接測定することができる。本発明では、アルバック−ファイ（株）製ＥＳＣＡ  ５６００  ＵＰＳ（ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ  ｐｈｏｔｏｅｍｉｓｓｉｏｎ  ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）にて測定される値を用いている。
【０２５７】
本発明では、発光層に隣接する正孔輸送層の正孔輸送材料のイオン化ポテンシャルＩｐ１（ｅＶ）と発光層のリン光性化合物のイオン化ポテンシャルＩｐ３（ｅＶ）とが下式を満たすことが好ましく、これにより、エネルギー効率を向上させ、より一層発光効率を高めることができる。
【０２５８】
−０．１ｅＶ≦Ｉｐ３−Ｉｐ１≦０．５ｅＶ
本発明では、発光層に隣接する正孔輸送層の正孔輸送材料のイオン化ポテンシャルＩｐ１（ｅＶ）と発光層のホスト化合物のイオン化ポテンシャルＩｐ２（ｅＶ）とが下式を満たすことが好ましく、これにより、エネルギー効率を向上させ、より一層発光効率を高めることができる。
【０２５９】
０．３ｅＶ＜Ｉｐ２−Ｉｐ１＜１．０ｅＶ
本発明では、発光層に隣接する正孔輸送層の正孔輸送材料の電子親和力Ｅａ１（ｅＶ）と発光層のリン光性化合物の励起三重項準位Ｔ３（ｅＶ）とが下式を満たすことが好ましい。
【０２６０】
０．５ｅＶ＜Ｔ３−Ｅａ１＜１．３ｅＶ
Ｔ３（ｅＶ）はリン光性化合物のＩｐ３（ｅＶ）から励起三重項エネルギーを引くことで求めることができる。
【０２６１】
励起三重項状態のリン光性化合物は基底状態より活性であり酸化されやすい状態となっている。従ってリン光性化合物の周囲に存在する正孔輸送材料との電子の授受により失活してしまう場合があるが、正孔輸送材料の電子親和力Ｅａ１（ｅＶ）とリン光性化合物の励起三重項準位Ｔ３（ｅＶ）とが上述の関係を満たすことにより、電子の授受を制限して失活を防止し、これによりより一層発光効率を高めることができる。
【０２６２】
本発明において、電子親和力は、真空準位にある電子が物質のＬＵＭＯ（最低空分子軌道）レベルに落ちて安定化するエネルギーで定義され、
電子親和力（ｅＶ）＝イオン化ポテンシャルＩｐ（ｅＶ）＋バンドギャップ（ｅＶ）
で求めることができる。
【０２６３】
本発明において、バンドギャップとは、分子のＨＯＭＯ−ＬＵＭＯ間のエネルギーを表し、具体的には石英基板上に膜を作製し、吸収スペクトルを測定し、その吸収端から求める。
【０２６４】
本発明では、発光層に隣接する正孔輸送層の正孔輸送材料の電子親和力Ｅａ１（ｅＶ）と発光層のホスト化合物の電子親和力Ｅａ２（ｅＶ）とが０．１ｅＶ＜Ｅａ２−Ｅａ１＜０．８ｅＶを満たすことが好ましく、０．３ｅＶ＜Ｅａ２−Ｅａ１＜０．５ｅＶを満たすことが最も好ましい。正孔輸送材料の電子親和力Ｅａ１（ｅＶ）とホスト化合物の電子親和力Ｅａ２（ｅＶ）とが上述の関係を満たすことにより、ホスト化合物に正孔輸送材料から電子が送られるのを制限し、これにより正孔と電子の再結合を高めることができ、より一層発光効率を高めることができる。
【０２６５】
本発明では、正孔輸送層に隣接し、発光層とは反対側にさらに正孔輸送層を有し、この正孔輸送層のイオン化ポテンシャルＩｐ４（ｅＶ）と発光層に隣接する正孔輸送材料のイオン化ポテンシャルＩｐ１（ｅＶ）とが０．１ｅＶ＜Ｉｐ１−Ｉｐ４＜０．７ｅＶを満たしていることが好ましい。上述の関係を満たす正孔輸送層をさらに設けることにより、陽極と正孔輸送層とのエネルギーギャプ差により正孔輸送層への正孔の注入がスムーズに行われていなかったのを改善して正孔注入を効率よく行うことができ、これにより、より一層発光効率を高めることができ、駆動電圧を下げることができる。さらにこのとき、発光層に隣接する正孔輸送層の膜厚が５〜２０ｎｍであることが好ましく、これにより、正孔輸送層への正孔注入がより効果的に行われ、さらに一層発光効率を高めることができる。特に、駆動電圧を下げることができる。
【０２６６】
正孔輸送層に隣接し、発光層とは反対側に位置する正孔輸送層に含有される正孔輸送材料には、正孔の注入または輸送、電子の障壁性のいずれかを有するものであり、有機物、無機物のいずれであってもよい。例えばトリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体及びピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、オキサゾール誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、アニリン系共重合体、また、導電性高分子オリゴマー、特にチオフェンオリゴマー等が挙げられる。
【０２６７】
正孔輸送層に隣接し、発光層とは反対側に位置する正孔輸送層に含有される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、ポルフィリン化合物、芳香族第三級アミン化合物及びスチリルアミン化合物、特に芳香族第三級アミン化合物を用いることが好ましい。
【０２６８】
芳香族第三級アミン化合物及びスチリルアミン化合物の代表例としては、Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラフェニル−４，４′−ジアミノフェニル；Ｎ，Ｎ′−ジフェニル−Ｎ，Ｎ′−ビス（３−メチルフェニル）−〔１，１′−ビフェニル〕−４，４′−ジアミン（ＴＰＤ）；２，２−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）プロパン；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，Ｎ′，Ｎ′−テトラ−ｐ−トリル−４，４′−ジアミノビフェニル；１，１−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）−４−フェニルシクロヘキサン；ビス（４−ジメチルアミノ−２−メチルフェニル）フェニルメタン；ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）フェニルメタン；Ｎ，Ｎ′−ジフェニル−Ｎ，Ｎ′−ジ（４−メトキシフェニル）−４，４′−ジアミノビフェニル；Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラフェニル−４，４′−ジアミノジフェニルエーテル；４，４′−ビス（ジフェニルアミノ）クオードリフェニル；Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリ（ｐ−トリル）アミン；４−（ジ−ｐ−トリルアミノ）−４′−〔４−（ジ−ｐ−トリルアミノ）スチリル〕スチルベン；４−Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ−（２−ジフェニルビニル）ベンゼン；３−メトキシ−４′−Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノスチルベン；Ｎ−フェニルカルバゾール、さらには、米国特許第５，０６１，５６９号明細書に記載されている２個の縮合芳香族環を分子内に有するもの、例えば４，４′−ビス〔Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ〕ビフェニル（ＮＰＤ）、特開平４−３０８６８８号に記載されているトリフェニルアミンユニットが３つスターバースト型に連結された４，４′，４″−トリス〔Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ〕トリフェニルアミン（ＭＴＤＡＴＡ）等が挙げられる。
【０２６９】
さらに、これらの材料を高分子鎖に導入した、また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。また、ｐ型−Ｓｉ，ｐ型−ＳｉＣ等の無機化合物も正孔注入材料、正孔輸送材料として使用することができる。
【０２７０】
正孔輸送層は、上記正孔輸送材料を、例えば真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法を含む印刷法、ＬＢ法等の公知の方法により、薄膜化することにより形成することができる。正孔輸送層の膜厚については特に制限はないが、通常は５ｎｍ〜５μｍ程度、好ましくは５−２００ｎｍである。この正孔輸送層は、上記材料の１種または２種以上からなる一層構造であってもよい。
【０２７１】
《電子輸送層》
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、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。電子輸送層は単層または複数層設けることができる。
【０２７２】
従来、単層の電子輸送層、及び複数層とする場合は発光層に対して陰極側に隣接する電子輸送層に用いられる電子輸送材料（正孔阻止材料を兼ねる）としては、下記の材料が知られている。
【０２７３】
さらに、電子輸送層は、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く、その材料としては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。
【０２７４】
この電子輸送層に用いられる材料（以下、電子輸送材料という）の例としては、ニトロ置換フルオレン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、カルボジイミド、フレオレニリデンメタン誘導体、アントラキノジメタン及びアントロン誘導体、オキサジアゾール誘導体等が挙げられる。さらに、上記オキサジアゾール誘導体において、オキサジアゾール環の酸素原子を硫黄原子に置換したチアジアゾール誘導体、電子吸引基として知られているキノキサリン環を有するキノキサリン誘導体も、電子輸送材料として用いることができる。
【０２７５】
さらにこれらの材料を高分子鎖に導入した、また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。
【０２７６】
また、８−キノリノール誘導体の金属錯体、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または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。その他、メタルフリー若しくはメタルフタロシアニン、また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。
【０２７７】
電子輸送層は、上記電子輸送材料を、例えば真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法を含む印刷法、ＬＢ法等の公知の方法により、薄膜化することにより形成することができる。電子輸送層の膜厚については特に制限はないが、通常は５ｎｍ〜５μｍ程度、好ましくは５〜２００ｎｍである。電子輸送層は、上記材料の１種または２種以上からなる一層構造であってもよい。
【０２７８】
《基体（基板、基材、支持体等ともいう）》
本発明の有機ＥＬ素子は基体上に形成されているのが好ましい。
【０２７９】
本発明の有機ＥＬ素子に係る基体としては、ガラス、プラスチック等の種類には特に限定はなく、また、透明のものであれば特に制限はないが、好ましく用いられる基板としては例えばガラス、石英、光透過性樹脂フィルムを挙げることができる。特に好ましい基体は、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。
【０２８０】
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）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンスルフィド、ポリアリレート、ポリイミド、ポリカーボネート（ＰＣ）、セルローストリアセテート（ＴＡＣ）、セルロースアセテートプロピオネート（ＣＡＰ）等からなるフィルム等が挙げられる。樹脂フィルムの表面には、無機物または有機物の被膜またはその両者のハイブリッド被膜が形成されていてもよい。
【０２８１】
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の発光の室温における外部取り出し効率は１％以上であることが好ましく、より好ましくは５％以上である。ここに、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。
【０２８２】
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を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。色変換フィルターを用いる場合においては、有機ＥＬ素子の発光のλｍａｘは４８０ｎｍ以下が好ましい。
【０２８３】
《有機ＥＬ素子の作製方法》
本発明の有機ＥＬ素子の作製方法の一例として、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／陰極からなる有機ＥＬ素子の作製法について説明する。
【０２８４】
まず適当な基体上に、所望の電極物質、例えば陽極用物質からなる薄膜を、１μｍ以下、好ましくは１０〜２００ｎｍの膜厚になるように、蒸着やスパッタリング等の方法により形成させ、陽極を作製する。次に、この上に有機ＥＬ素子材料である正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層、正孔阻止層の有機化合物薄膜を形成させる。
【０２８５】
この有機化合物薄膜の薄膜化の方法としては、前記の如く蒸着法、ウェットプロセス（スピンコート法、キャスト法、インクジェット法、印刷法）等があるが、均質な膜が得られやすく、かつピンホールが生成しにくい等の点から、真空蒸着法、スピンコート法、インクジェット法、印刷法が特に好ましい。さらに層ごとに異なる製膜法を適用してもよい。製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℃、膜厚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。
【０２８６】
これらの層を形成後、その上に陰極用物質からなる薄膜を、１μｍ以下好ましくは５０〜２００ｎｍの範囲の膜厚になるように、例えば蒸着やスパッタリング等の方法により形成させ、陰極を設けることにより、所望の有機ＥＬ素子が得られる。この有機ＥＬ素子の作製は、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製膜法を施してもかまわない。その際、作業を乾燥不活性ガス雰囲気下で行う等の配慮が必要となる。
【０２８７】
本発明の多色の表示装置は、発光層形成時のみシャドーマスクを設け、他層は共通であるのでシャドーマスク等のパターニングは不要であり、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。
【０２８８】
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、印刷法である。蒸着法を用いる場合においてはシャドーマスクを用いたパターニングが好ましい。
【０２８９】
また作製順序を逆にして、陰極、電子注入層、電子輸送層、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。このようにして得られた多色の表示装置に、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。また交流電圧を印加してもよい。なお、印加する交流の波形は任意でよい。
【０２９０】
本発明の多色の表示装置は、表示デバイス、ディスプレー、各種発光光源として用いることができる。表示デバイス、ディスプレーにおいて、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。
【０２９１】
表示デバイス、ディスプレーとしてはテレビ、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ックス（パッシブマトリックス）方式でもアクティブマトリックス方式でもどちらでもよい。
【０２９２】
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これに限定するものではない。
【０２９３】
また、本発明に係る有機ＥＬ素子に共振器構造を持たせた有機ＥＬ素子として用いてもよい。
【０２９４】
このような共振器構造を有した有機ＥＬ素子の使用目的としては、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、これらに限定されない。また、レーザ発振をさせることにより、上記用途に使用してもよい。
【０２９５】
《表示装置》
本発明の有機ＥＬ素子は、照明用や露光光源のような１種のランプとして使用してもよいし、画像を投影するタイプのプロジェクション装置や、静止画像や動画像を直接視認するタイプの表示装置（ディスプレイ）として使用してもよい。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。または、異なる発光色を有する本発明の有機ＥＬ素子を３種以上使用することにより、フルカラー表示装置を作製することが可能である。または、一色の発光色、例えば白色発光をカラーフィルタを用いてＢＧＲにし、フルカラー化することも可能である。さらに、有機ＥＬの発光色を色変換フィルターを用いて他色に変換しフルカラー化することも可能であるが、その場合、有機ＥＬ発光のλｍａｘは４８０ｎｍ以下であることが好ましい。
【０２９６】
本発明の有機ＥＬ素子から構成される表示装置の一例を図面に基づいて以下に説明する。
【０２９７】
図１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。
【０２９８】
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等からなる。
【０２９９】
制御部Ｂは、表示部Ａと電気的に接続され、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毎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。
【０３００】
図２は、表示部Ａの模式図である。
【０３０１】
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２においては、画素３の発光した光が、白矢印方向（下方向）へ取り出される場合を示している。
【０３０２】
配線部の走査線５及び複数のデータ線６は、各々導電材料からなり、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（詳細は図示せず）。
【０３０３】
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。
【０３０４】
次に、画素の発光プロセスを説明する。
【０３０５】
図３は、画素の模式図である。
【０３０６】
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、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。
【０３０７】
図３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１３と駆動トランジスタ１２のゲートに伝達される。
【０３０８】
画像データ信号の伝達により、コンデンサ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。
【０３０９】
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。
【０３１０】
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。
【０３１１】
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。
【０３１２】
また、コンデンサ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。
【０３１３】
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。
【０３１４】
図４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４において、複数の走査線５と複数の画像データ線６が画素３を挟んで対向して格子状に設けられている。
【０３１５】
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なく、製造コストの低減が計れる。
【実施例】
【０３１６】
以下、実施例により本発明を説明するが、本発明の実施態様はこれらに限定されるものではない。
【０３１７】
実施例１
〈有機ＥＬ素子１−１〜１−１９の作製〉
陽極として１００ｍｍ×１００ｍｍ×１．１ｍｍのガラス基板上にＩＴＯ（インジウムチンオキシド）を１００ｎｍ製膜した基板（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分間行なった。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α−ＮＰＤを２００ｍｇ入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにＣＢＰを２００ｍｇ入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにバソキュプロイン（ＢＣＰ）を２００ｍｇ入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにＩｒ−１を１００ｍｇ入れ、更に別のモリブデン製抵抗加熱ボートにＡｌｑ3を２００ｍｇ入れ、真空蒸着装置に取付けた。
【０３１８】
次いで、真空槽を４×１０-4Ｐａまで減圧した後、α−ＮＰＤ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／ｓｅｃで透明支持基板に蒸着し第一正孔輸送層を設けた。更に、ＣＢＰとＩｒ−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０．２ｎｍ／ｓｅｃ、０．０１２ｎｍ／ｓｅｃで前記正孔輸送層上に共蒸着して発光層を設けた。なお、蒸着時の基板温度は室温であった。更に、ＢＣＰ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／ｓｅｃで前記発光層の上に蒸着して膜厚１０ｎｍの正孔阻止の役割も兼ねた電子輸送層を設けた。その上に、更に、Ａｌｑ3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／ｓｅｃで前記電子輸送層の上に蒸着して更に膜厚４０ｎｍの電子注入層を設けた。なお、蒸着時の基板温度は室温であった。
【０３１９】
引き続きフッ化リチウム０．５ｎｍ及びアルミニウム１１０ｎｍを蒸着して陰極を形成し、有機ＥＬ素子１−１を作製した。表１に示すその他の有機ＥＬ素子も、正孔輸送層、発光層の化合物を表１に示す化合物に置き換えた以外は有機ＥＬ素子１−１と同じ方法で作製した。上記で使用した化合物の構造を以下に示す。
【０３２０】
【表１】
2004311424.tif 000069
【０３２１】
【化６７】
2004311424.tif 000070
【０３２２】
〈有機ＥＬ素子１−１〜１−１９の評価〉
以下のようにして作製した有機ＥＬ素子１−１〜１−１９の評価を行い、その結果を表２に示す。
【０３２３】
（外部取りだし量子効率）
作製した有機ＥＬ素子について、２３℃、乾燥窒素ガス雰囲気下で２．５ｍＡ／ｃｍ2定電流を印加した時の外部取り出し量子効率（％）を測定した。
【０３２４】
（ｌｍ／Ｗ）
分光放射輝度計ＣＳ−１０００（ミノルタ製）で測定した輝度を用いて次式よりｌｍ／Ｗを求めた。
ｌｍ／Ｗ＝（輝度（ｃｄ／ｍ2）×π）／（電流密度（Ａ／ｍ2）×電圧（Ｖ））
（経時劣化）
有機ＥＬ素子を５０℃で７日間保存した後に、上記外部取りだし量子効率の測定法で外部取りだし量子効率を測定した。
【０３２５】
発光効率、ｌｍ／Ｗ、経時劣化の測定結果は、有機ＥＬ素子１−１〜１−１２については、有機ＥＬ素子１−１の測定値を１００とした時の相対値で表し、有機ＥＬ素子１−１３〜１−１９については、有機ＥＬ素子１−１３を１００としたときの相対値で表した。
【０３２６】
【表２】
2004311424.tif 000071
【０３２７】
表２から、本発明の有機ＥＬ素子は、外部取り出し量子効率、ｌｍ／Ｗに優れており、さらに、外部取り出し量子効率の経時劣化が抑えられていることが分かった。また、比較の有機ＥＬ素子１−１に比較して、本発明の有機ＥＬ素子１−６、１−１０、１−１８は、経時劣化の抑制性は少ないが、外部量子効率及び、１ｍ／Ｗは大幅に改善していることが判る。
【０３２８】
実施例２
〈有機ＥＬ素子２−１〜２−４の作製〉
陽極として１００ｍｍ×１００ｍｍ×１．１ｍｍのガラス基板上にＩＴＯ（インジウムチンオキシド）を１００ｎｍ製膜した基板（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分間行なった。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ＣｕＰｃを２００ｍｇ入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートに１−５６を２００ｍｇ入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにＣＢＰを２００ｍｇ入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにバソキュプロイン（ＢＣＰ）を２００ｍｇ入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにＩｒ−１を１００ｍｇ入れ、更に別のモリブデン製抵抗加熱ボートにＡｌｑ3を２００ｍｇ入れ、真空蒸着装置に取付けた。
【０３２９】
次いで、真空槽を４×１０-4Ｐａまで減圧した後、ＣｕＰｃ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／ｓｅｃで透明支持基板に蒸着し、第二正孔輸送層を設けた。更に、１−５６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／ｓｅｃで前記第二正孔輸送層上に蒸着し第一正孔輸送層を設けた。さらに、ＣＢＰとＩｒ−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０．２ｎｍ／ｓｅｃ、０．０１２ｎｍ／ｓｅｃで前記第一正孔輸送層上に共蒸着して発光層を設けた。なお、蒸着時の基板温度は室温であった。更に、ＢＣＰ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／ｓｅｃで前記発光層の上に蒸着して膜厚１０ｎｍの正孔阻止の役割も兼ねた電子輸送層を設けた。その上に、更に、Ａｌｑ3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／ｓｅｃで前記電子輸送層の上に蒸着して更に膜厚４０ｎｍの電子注入層を設けた。なお、蒸着時の基板温度は室温であった。
【０３３０】
引き続きフッ化リチウム０．５ｎｍ及びアルミニウム１１０ｎｍを蒸着して陰極を形成し、有機ＥＬ素子２−１を作製した。表３に示すその他の有機ＥＬ素子も、正孔輸送層、発光層の化合物を表３に示す化合物に置き換えた以外は有機ＥＬ素子２−１と同じ方法で作製した。上記で使用した化合物の構造を以下に示す。
【０３３１】
【表３】
2004311424.tif 000072
【０３３２】
【化６８】
2004311424.tif 000073
【０３３３】
〈有機ＥＬ素子２−１〜２−４の評価〉
実施例１と同様にして有機ＥＬ素子の評価を行った。
【０３３４】
外部取り出し量子効率、ｌｍ／Ｗ、経時劣化の測定結果は、有機ＥＬ素子２−１、２−２、２−３、２−４については、それぞれ、有機ＥＬ素子１−２、１−８、１−１５、１−１０を１００とした時の相対値で表した。結果を表４に示す。
【０３３５】
【表４】
2004311424.tif 000074
【０３３６】
表４から、０．１ｅＶ＜Ｉｐ１−Ｉｐ４＜０．７ｅＶを満たす第二正孔輸送層を設けることで本発明の有機ＥＬ素子は、より一層発光効率、ｌｍ／Ｗが優れ、さらに、より一層経時劣化が抑えられていることが分かった。
【０３３７】
実施例３
前記実施例で作製した本発明緑色及び青色発光有機ＥＬ素子と、本発明の緑色発光有機ＥＬ素子のリン光性化合物をＢｔｐ２Ｉｒ（ａｃａｃ）に置き換えた以外は同様にして作製した赤色発光有機ＥＬ素子を同一基板上に並置し、図１に示すアクティブマトリクス方式フルカラー表示装置を作製した。図２には作製したフルカラー表示装置の表示部Ａの模式図のみを示した。即ち同一基板上に、複数の走査線５及びデータ線６を含む配線部と、並置した複数の画素３（発光の色が赤領域の画素、緑領域の画素、青領域の画素等）とを有し、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（詳細は図示せず）。前記複数の画素３は、それぞれの発光色に対応した有機ＥＬ素子、アクティブ素子であるスイッチングトランジスタと駆動トランジスタそれぞれが設けられたアクティブマトリクス方式で駆動されており、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。このように各赤、緑、青の画素を適宜、並置することによって、フルカラー表示が可能となる。
【０３３８】
フルカラー表示装置を駆動することにより、輝度の高く耐久性の良好な、鮮明なフルカラー動画表示が得られた。
【図面の簡単な説明】
【０３３９】
【図１】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。
【図２】表示部の模式図である。
【図３】画素の模式図である。
【図４】パッシブマトリクス方式フルカラー表示装置の模式図である。
【符号の説明】
【０３４０】
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
Ａ  表示部
Ｂ  制御部
【図１】
2004311424.tif 000105
【図２】
2004311424.tif 000106
【図３】
2004311424.tif 000107
【図４】
2004311424.tif 000108