(57)【要約】【課題】本発明は、駆動安定性に優れた有機電界発光素子を提供することを主目的とする。【解決手段】本発明は、一般式（Ｉ）【要化１】（式中、Ｘはｎ価の連結基を表し、フェナントリジノン骨格におけるいずれかのベンゼン環を形成する炭素原子または窒素原子と結合している。また、ｎは２または３を表す。）で表されることを特徴とする化合物を提供することにより上記目的を達成するものである。【選択図】      無し【特許請求の範囲】
【請求項１】
一般式（Ｉ）
【化１】
2004307380.tif 000051
（式中、Ｘはｎ価の連結基を表し、フェナントリジノン骨格におけるいずれかのベンゼン環を形成する炭素原子または窒素原子と結合している。また、ｎは２または３を表す。
なお、フェナントリジノン骨格におけるＸと結合していない炭素原子および窒素原子は、いずれも任意の基で置換されていてもよく、該置換基同士が互いに結合して環を形成していてもよい。また、１分子中に含まれるｎ個のフェナントリジノン骨格単位は、その置換基を含め、同一であっても異なっていてもよい。）で表されることを特徴とする化合物。
【請求項２】
一般式（ＩＩ）
【化２】
2004307380.tif 000052
（式中、Ｘはｎ価の連結基を表し、ｎは２または３を表す。
なお、フェナントリジノン骨格におけるベンゼン環を形成する炭素原子は、いずれも任意の基で置換されていてもよく、該置換基同士が互いに結合して環を形成していてもよい。
また、１分子中に含まれるｎ個の下記構造
【化３】
2004307380.tif 000053
は、その置換基を含め、同一であっても異なっていてもよい。）で表されることを特徴とする請求項１に記載の化合物。
【請求項３】
一般式（ＩＩＩ）
【化４】
2004307380.tif 000054
（式中、Ｘはｎ価の連結基を表し、ｎは２または３を表し、Ｒ３はアルキル基、アラルキル基、ハロアルキル基、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基、または置換基を有していてもよい芳香族複素環基を表す。
なお、フェナントリジノン骨格におけるベンゼン環を形成する炭素原子は、いずれも任意の基で置換されていてもよく、該置換基同士が互いに結合して環を形成していてもよい。
また、１分子中に含まれるｎ個の下記構造
【化５】
2004307380.tif 000055
は、その置換基を含め、同一であっても異なっていてもよい。）で表されることを特徴とする請求項１に記載の化合物。
【請求項４】
一般式（ＩＶ）
【化６】
2004307380.tif 000056
（式中、Ｘ´はｎ価の連結基を表し、フェナントリジノン骨格におけるいずれかのベンゼン環を形成する炭素原子または窒素原子と結合している。ｌおよびｍは各々１または２であり、ｌ＋ｍ＝ｎ（但し、ｎは２または３である。）である。Ｒ６はアルキル基、アラルキル基、ハロアルキル基、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基、または置換基を有していてもよい芳香族複素環基を表す。
なお、フェナントリジノン骨格におけるベンゼン環を形成する炭素原子は、いずれも任意の基で置換されていてもよく、該置換基同士が互いに結合して環を形成していてもよい。
また、１分子中に複数個存在する下記構造
【化７】
2004307380.tif 000057
は、その置換基を含め、同一であっても異なっていてもよい。）で表されることを特徴とする請求項１に記載の化合物。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれかの請求項に記載の化合物を含有することを特徴とする電荷輸送材料。
【請求項６】
請求項１から請求項４までのいずれかの請求項に記載の化合物を含有することを特徴とする有機電界発光素子材料。
【請求項７】
基板上に、陽極、発光層および陰極が順次積層されてなる有機電界発光素子において、請求項１から請求項４までのいずれかの請求項に記載の化合物を含有する層を有することを特徴とする有機電界発光素子。
【請求項８】
請求項１から４までのいずれかの請求項に記載の化合物を含有する層を、発光層として有することを特徴とする請求項７に記載の有機電界発光素子。
【請求項９】
請求項１から請求項４までのいずれかの請求項に記載の化合物を含有する層を、発光層と陰極との間に有することを特徴とする請求項７に記載の有機電界発光素子。
【請求項１０】
請求項１から請求項４までのいずれかの請求項に記載の化合物を含有する層のイオン化ポテンシャルが、発光層のイオン化ポテンシャルより０．１ｅＶ以上大きいことを特徴とする請求項７または請求項９に記載の有機電界発光素子。
【請求項１１】
前記発光層に、周期表７ないし１１族から選ばれる少なくとも一つの金属を含む有機金属錯体を含有すること特徴とする請求項７から請求項１０までのいずれかの請求項に記載の有機電界発光素子。
【請求項１２】
請求項１から請求項４までのいずれかの請求項に記載の化合物を含む層が正孔阻止層であり、該正孔阻止層と陰極との間に電子輸送層を有し、かつ正孔阻止層材料、電子輸送層材料および発光層材料の間に、以下の関係が成立することを特徴とする請求項９から請求項１１までのいずれかの請求項に記載の有機電界発光素子。
（電子輸送層材料の還元電位）≧（正孔阻止層材料の還元電位）≧（発光層材料の還元電位）
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機電界発光素子に関するものであり、詳しくは、有機化合物からなる発光層に電界をかけて光を放出する薄膜型デバイスに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、薄膜型の電界発光（ＥＬ）素子としては、無機材料のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体であるＺｎＳ、ＣａＳ、ＳｒＳ等に、発光中心であるＭｎや希土類元素（Ｅｕ、Ｃｅ、Ｔｂ、Ｓｍ等）をドープしたものが一般的であるが、上記の無機材料から作製したＥＬ素子は、
１）交流駆動が必要（５０〜１０００Ｈｚ）、
２）駆動電圧が高い（〜２００Ｖ）、
３）フルカラー化が困難（特に青色）、
４）周辺駆動回路のコストが高い、
という問題点を有している。
【０００３】
近年、上記問題点を改良するため、有機薄膜を用いたＥＬ素子の開発が行われるようになった。特に、発光効率を高めるため、電極からのキャリアー注入効率の向上を目的として電極の種類の最適化を行い、芳香族ジアミンからなる正孔輸送層と８−ヒドロキシキノリンのアルミニウム錯体からなる発光層とを設けた有機電界発光素子の開発（非特許文献１）により、従来のアントラセン等の単結晶を用いたＥＬ素子と比較して発光効率の大幅な改善がなされている。また、例えば、８−ヒドロキシキノリンのアルミニウム錯体をホスト材料として、クマリン等のレーザー用蛍光色素をドープすること（非特許文献２）で、発光効率の向上や発光波長の変換等も行われており、実用特性に近づいている。
【０００４】
上記の様な低分子材料を用いた電界発光素子の他にも、発光層の材料として、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）、ポリ［２−メトキシ−５−（２−エチルヘキシルオキシ）−１，４−フェニレンビニレン］、ポリ（３−アルキルチオフェン）等の高分子材料を用いた電界発光素子の開発や、ポリビニルカルバゾール等の高分子に低分子の発光材料と電子移動材料を混合した素子の開発も行われている。
【０００５】
素子の発光効率を上げる試みとして、蛍光ではなく燐光を用いることも検討されている。燐光を用いる、すなわち、三重項励起状態からの発光を利用すれば、従来の蛍光（一重項）を用いた素子と比べて、最大で４倍の効率向上が期待される。この目的のためにクマリン誘導体やベンゾフェノン誘導体を発光層とすることが検討されたが、極めて低い輝度しか得られなかった。その後、三重項状態を利用する試みとして、ユーロピウム錯体を用いることが検討されてきたが、これも高効率の発光には至らなかった。
【０００６】
最近、以下に示す白金錯体（Ｔ−１）を用いることで、高効率の赤色発光が可能なことが報告された（非特許文献３）。その後、以下に示すイリジウム錯体（Ｔ−２）を発光層にドープすることで、さらに緑色発光で効率が大きく改善されている（非特許文献４）。
【０００７】
【化８】
2004307380.tif 000002
有機電界発光素子をフラットパネル・ディスプレイの分野に応用する際の大きな課題の一つとして、駆動安定性の向上が挙げられる。特に低分子材料を積層させてなる有機電界発光素子において、燐光発光を利用した素子の寿命が蛍光発光を利用した素子と比較して短く問題となっている。燐光発光素子は高効率で発光するため、デバイスの低消費電力化が期待され、また照明用途としても有望であるが、その長寿命化は実用化において必須となっている。
【０００８】
これまでに報告されている有機電界発光素子では、基本的には正孔輸送層と電子輸送層の組み合わせにより発光を得ている。陽極から注入された正孔は正孔輸送層を移動し、陰極から注入されて電子輸送層を移動してくる電子と、両層の界面近傍で再結合をし、正孔輸送層および／または電子輸送層を励起させて発光させるのが原理である。近年は正孔輸送層と電子輸送層の間に発光層を設けることにより、発光効率を向上させている素子が一般的である。
【０００９】
さらに、発光層中での励起子生成を促進させ、発光の高効率化・発光色の高純度化を目的に、発光層と電子輸送層の間に正孔阻止層を設けることが提案されている。特に、青色（蛍光）発光素子や燐光発光素子の場合には、発光層と陰極との間に用いる正孔阻止層の材料選択が非常に重要となる。
【００１０】
正孔阻止層が無い場合、再結合領域が電子輸送層まで及び、発光効率が蛍光素子に比べて大幅に低下すること（特許文献１）や、電子輸送層に用いている材料の発光による、発光色の色純度が低下するといった問題が発生する。また、正孔阻止層を用いた場合でも、用いられる正孔阻止材料の種類によっては発光効率や駆動寿命に大きな影響を及ぼすことが知られている（非特許文献５）。このため、燐光発光素子においては、特に有効な正孔阻止層が必要とされている。
【００１１】
正孔阻止層の材料としては、例えば、特許文献２には、トリス（５，７−ジクロル−８−ヒドロキシキノリノ）アルミニウムの使用について記載されており、また特許文献３では、シラシクロペンタジエンの使用も提案されているが、いずれも駆動安定性は十分ではなかった。
【００１２】
この駆動劣化の要因としては、材料のガラス転移温度（Ｔｇ）が低いことに由来する熱劣化や、電子や正孔の注入により材料が還元・酸化されてしまう電気化学的要因などが考えられている。
【００１３】
さらに、有機電界発光素子の大きな課題の一つとして、駆動電圧の低下も挙げられる。駆動電圧が高いとそれを使用した機器の消費電力が高くなる。特に携帯電話やモバイルＰＣなどの携帯用途では、駆動電圧の高低は機器の使用可能時間の長短に直接影響する。また、駆動電圧の高い素子を駆動するためのドライバーＩＣは一般に高価になる傾向があり、製品の低価格化を妨げる一因となっている。
【００１４】
【特許文献１】
特開２００２−８８６０号公報
【特許文献２】
特開平２−１９５６８３号公報
【特許文献３】
特開平９−８７６１６号公報
【非特許文献１】
Ａｐｐｌ．  Ｐｈｙｓ．  Ｌｅｔｔ．，  ５１巻，  ９１３頁，  １９８７年
【非特許文献２】
Ｊ．  Ａｐｐｌ．  Ｐｈｙｓ．，  ６５巻，  ３６１０頁，  １９８９年
【非特許文献３】
Ｎａｔｕｒｅ，  ３９５巻，  １５１頁，  １９９８年
【非特許文献４】
Ａｐｐｌ．  Ｐｈｙｓ．  Ｌｅｔｔ．，  ７５巻，  ４頁，  １９９９年
【非特許文献５】
Ａｐｐｌ．  Ｐｈｙｓ．  Ｌｅｔｔ．，  ８１巻，１６２頁，２００２年
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
上述の理由から、陰極から注入された電子を効率よく発光層に輸送すること、および発光層を通過する正孔を阻止することが必要であり、高発光効率かつ安定な素子を作製するための素子構造および材料に対して、更なる改良検討が望まれていた。
【００１６】
【課題が解決するための手段】
本発明者は上記実情に鑑み、駆動安定性に優れた有機電界発光素子を提供することを目的として鋭意検討した結果、正孔阻止層に特定の化合物を用いることで、上記課題を解決することができることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１７】
すなわち、本発明は、請求項１に記載するように、一般式（Ｉ）
【００１８】
【化９】
2004307380.tif 000003
（式中、Ｘはｎ価の連結基を表し、フェナントリジノン骨格におけるいずれかのベンゼン環を形成する炭素原子または窒素原子と結合している。また、ｎは２または３を表す。
【００１９】
なお、フェナントリジノン骨格におけるＸと結合していない炭素原子および窒素原子は、いずれも任意の基で置換されていてもよく、該置換基同士が互いに結合して環を形成していてもよい。また、１分子中に含まれるｎ個のフェナントリジノン骨格単位は、その置換基を含め、同一であっても異なっていてもよい。）で表されることを特徴とする化合物を提供するものである。
【００２０】
正孔阻止層を構成する材料は、発光層中の発光に寄与する物質のイオン化ポテンシャル（後述するように、発光層がホスト材料とドーパントを含んでいる場合にはホスト材料のイオン化ポテンシャルをいう。）よりも０．１ｅＶ以上大きなイオン化ポテンシャルを有することが好ましい。また、安定な薄膜形状を与え、高いガラス転移温度（Ｔｇ）を有し、電子を効率よく輸送できる化合物であることが必要である。さらに、電気化学的かつ化学的に安定であり、トラップとなったり発光を消光したりする不純物が製造時や使用時に発生しにくい化合物であることが要求される。
【００２１】
上記一般式（Ｉ）で表されるフェナントリジノン骨格を有する化合物は、これらの要求特性をすべて満たすことができるため、目的とする発光色を高い純度で高効率に発光することが可能であり、更には駆動安定性にも優れた有機電界発光素子を実現することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、一般式（Ｉ）で表される化合物、電荷輸送材料、有機電界発光素子材料および有機電界発光素子について詳細に説明する。
【００２３】
［１］一般式（Ｉ）で表される化合物
本発明の化合物は、一般式（Ｉ）
【００２４】
【化１０】
2004307380.tif 000004
（式中、Ｘはｎ価の連結基を表し、フェナントリジノン骨格におけるいずれかのベンゼン環を形成する炭素原子または窒素原子と結合している。また、ｎは２または３を表す。
【００２５】
なお、フェナントリジノン骨格におけるＸと結合していない炭素原子および窒素原子は、いずれも任意の基で置換されていてもよく、該置換基同士が互いに結合して環を形成していてもよい。また、１分子中に含まれるｎ個のフェナントリジノン骨格単位は、その置換基を含め、同一であっても異なっていてもよい。）で表されることを特徴としている。
【００２６】
このように、一般式（Ｉ）で表される化合物は、電子吸引性のフェナントリジノン骨格において、カルボニル基に隣接する窒素原子上の塩基性度を低くするように設計されているので、酸化電位が上昇し、化合物の耐酸化性を向上させることにより酸化電位を安定化することができる。また、１分子中に２個または３個のフェナントリジノン骨格を含有するので、十分に高いガラス転移温度（Ｔｇ）を有することができる。さらに、通常２０００以下程度の分子量をもつ化合物にフェナントリジノン骨格を複数個有することにより、広い光学的バンドギャップと、適度な電子輸送能を実現することができる
上記化合物において、２個または３個のフェナントリジノン骨格は連結基Ｘを介して結合しているが、連結基Ｘは、フェナントリジノン骨格におけるベンゼン環を形成する炭素原子または窒素原子のうちいずれの原子と結合していてもよい。
【００２７】
また、１分子中に含まれる複数個のフェナントリジノン骨格単位における連結基Ｘとの結合位置は、同一であっても異なっていてもよく、フェナントリジノン骨格の有する置換基もまた、同一であっても異なっていてもよい。
【００２８】
一般式（Ｉ）において、１分子中に含まれるフェナントリジノン骨格単位の数ｎは２または３である。
【００２９】
分子の平面性が高いため、高い電荷輸送能が得られると考えられる点、および原料の種類が豊富であるため合成上の自由度が高い点では、ｎは２であることが好ましい。
【００３０】
一方、アモルファス性が高く、ガラス転移点（Ｔｇ）も高いため、後述するように有機電界発光素子に使用した場合に、駆動安定性の高い素子が得られる点では、ｎは３であることが好ましい。
【００３１】
一般式（Ｉ）において、Ｘはｎ価の連結基を表す。連結基Ｘは、上記複数のフェナントリジノン骨格単位を結合するものであれば特に限定されるものではないが、芳香族炭化水素、芳香族複素環または脂肪族環式炭化水素由来のｎ価の基を含む構造を有していることが好ましい。
【００３２】
これらの芳香族炭化水素、芳香族複素環および脂肪族環式炭化水素は、いずれも置換基を有していてもよい。このような置換基としては、一般式（Ｉ）において、フェナントリジノン骨格が有しうるものとして後述する基等が挙げられる。
【００３３】
該芳香族炭化水素としては、例えば、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環等の６員環の単環または２〜４縮合環が挙げられる。
【００３４】
該芳香族複素環としては、例えば、チオフェン環、フラン環、ピリジン環、ピリミジン環、キノリン環、トリアジン環、オキサジアゾール環等の５〜６員環の単環または２〜４縮合環が挙げられる。
【００３５】
また、該脂肪族環式炭化水素としては、シクロプロパン環、シクロブタン環、シクロヘキサン環、シクロペンタン環、シクロデカン環等の炭素数３〜１０の環が挙げられる。
【００３６】
連結基Ｘは、上述した環由来のｎ価の基そのものであっても、これらを複数組み合わせてなる基であっても、あるいは上述のｎ価の基に上記以外の２価または３価の基を組み合わせてなる基であってもよい。
【００３７】
このような連結基Ｘの具体例としては、下記の基を挙げることができる。なお、連結基Ｘはこれらの基に限定されるものではない。また、下記の基は、置換可能な部位に、Ｒ３、Ｒ６またはフェナントリジノン骨格が有しうる任意の置換基として後述する各基を置換基として有していてもよく、また、これらの置換基は互いに結合して環を形成していてもよい。
【００３８】
さらに、構造式中の芳香族炭化水素、芳香族複素環または脂肪族環式炭化水素由来の基の多くは、パラ位に結合手を有するものとして記載してあるが、本発明においてはメタ位やオルト位である基も採用することができる。
【００３９】
【化１１】
2004307380.tif 000005
【化１２】
2004307380.tif 000006
【化１３】
2004307380.tif 000007
【化１４】
2004307380.tif 000008
これらの連結基Ｘの中でも、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素環を含む基が好ましく、特にベンゼン環、ナフタレン環またはビナフチル環由来の基が好ましい。
【００４０】
一般式（Ｉ）において、フェナントリジノン骨格におけるＸと結合していない炭素原子および窒素原子は、いずれも任意の基で置換されていてもよい。
【００４１】
このような置換基としては、本発明の化合物の性能を損なわない限り特に限定されるものではないが、好ましくは、フッ素原子、塩素原子などのハロゲン原子；メチル基、エチル基などの炭素数１〜６のアルキル基；ベンジル基などのアラルキル基；ビニル基などの炭素数２〜６のアルケニル基；シアノ基；メトキシ基、エトキシ基などのアルコキシ基；フェノキシ基、ベンジルオキシ基などのアリールオキシ基；ジエチルアミノ基、ジイソプロピルアミノ基などのジアラルキルアミノ基；ジベンジルアミノ基、ジフェネチルアミノ基などのジアラルキルアミノ基；トリフルオロメチル基などのハロアルキル基；置換基を有していてもよいフェニル基、ナフチル基などの芳香族炭化水素基；置換基を有していてもよいチエニル基、ピリジル基などの芳香族複素環基等が挙げられる。
【００４２】
上記芳香族炭化水素基および芳香族複素環基が有する置換基としては、アルキル基、芳香族炭化水素基、芳香族複素環基、炭素数１〜６程度のハロアルキル基、炭素数７〜３０程度のアラルキル基等が挙げられ、個々の基に関する具体例としては、一般式（ＩＩＩ）におけるＲ３、および式（ＩＶ）におけるＲ６として後述するものと同様の基が挙げられる。
【００４３】
なお、一般式（Ｉ）におけるこれらの任意の置換基は、各々隣接する置換基同士が互いに結合して環を形成していてもよい。このように形成される環としては、例えば、ベンゼン環、シクロヘキサン環等の５〜７員環を挙げることができる。
【００４４】
一般式（Ｉ）において、フェナントリジノン骨格におけるＸと結合していない炭素原子が有する置換基として特に好ましいのは、水素原子、アルコキシ基、アリールオキシ基、ハロアルキル基、ハロゲン原子である。
【００４５】
また、一般式（Ｉ）において、フェナントリジノン骨格におけるＸと結合していない窒素原子が有する置換基として特に好ましいのは、無置換またはアルキル基もしくは芳香族炭化水素基で置換された芳香族炭化水素基、あるいはアルキル基であり、最も好ましいのは、フェニル基、ビフェニル基、トリル基、メチル基またはエチル基等である。
【００４６】
本発明においては、上記一般式（Ｉ）で表される化合物の中でも、一般式（ＩＩ）〜（ＩＶ）で表される化合物であることが好ましい。以下、各化合物について説明する。
【００４７】
（１）  一般式（ＩＩ）
【００４８】
【化１５】
2004307380.tif 000009
（式中、Ｘはｎ価の連結基を表し、ｎは２または３を表す。
【００４９】
なお、フェナントリジノン骨格におけるベンゼン環を形成する炭素原子は、いずれも任意の基で置換されていてもよく、該置換基同士が互いに結合して環を形成していてもよい。
【００５０】
また、１分子中に含まれるｎ個の下記構造
【００５１】
【化１６】
2004307380.tif 000010
は、その置換基を含め、同一であっても異なっていてもよい。）で表される化合物。
【００５２】
一般式（ＩＩ）で表される化合物は、連結基Ｘが、フェナントリジノン骨格における窒素原子と結合していることを特徴としている。このように複数のフェナントリジノン骨格単位が、フェナントリジノン骨格における窒素原子を介して結合していることにより、一般式（ＩＩ）で表される化合物は、対称性が高く、光学的バンドギャップが広く、合成が比較的容易で化合物の設計上の自由度が高い。特に、一般式（Ｉ）で表される化合物の中でも、一般式（ＩＩ）で表される化合物は、平面性が比較的高く、電荷輸送能が高い分子構造が得られる点で好ましい。
【００５３】
一般式（ＩＩ）におけるＸ、ｎは、一般式（Ｉ）で述べたものと同じである。また、フェナントリジノン骨格におけるベンゼン環を形成する炭素原子が任意に有する置換基も一般式（Ｉ）で述べたものと同じである。これらの好ましい態様についても上述したとおりである。
【００５４】
一般式（ＩＩ）で表される化合物は、後述するように電荷輸送材料として使用する場合には、一般式（Ｉ）で表される化合物の中でも、電荷輸送能が最も高いと考えられるため好ましい。特に、フェナントリジノン骨格が同一平面内に存在する、フェナントリジノン骨格と共役する、あるいはフェナントリジノン骨格が分子間で重なり合う（スタッキングする）ように、連結基Ｘとしてベンゼン、ビフェニル、ビナフチル由来のｎ価の基、あるいはアントラセン（好ましくはジフェニルアントラセン）等の芳香族多環式炭化水素由来のｎ価の基を有することが好ましい。なお、これらはいずれも置換されていてもよい。
【００５５】
（２）  一般式（ＩＩＩ）
【００５６】
【化１７】
2004307380.tif 000011
（式中、Ｘはｎ価の連結基を表し、ｎは２または３を表し、Ｒ３はアルキル基、アラルキル基、ハロアルキル基、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基、または置換基を有していてもよい芳香族複素環基を表す。
【００５７】
なお、フェナントリジノン骨格におけるベンゼン環を形成する炭素原子は、いずれも任意の基で置換されていてもよく、該置換基同士が互いに結合して環を形成していてもよい。
【００５８】
また、１分子中に含まれるｎ個の下記構造
【００５９】
【化１８】
2004307380.tif 000012
は、その置換基を含め、同一であっても異なっていてもよい。）で表される化合物。
【００６０】
一般式（ＩＩＩ）で表される化合物は、連結基Ｘが、フェナントリジノン骨格におけるベンゼン環を形成する炭素原子の一つと結合しており、窒素原子上に置換基Ｒ３を有することを特徴としている。このように複数のフェナントリジノン骨格単位が、フェナントリジノン骨格におけるベンゼン環を形成する炭素原子を介して結合していることにより、上記一般式（ＩＩ）と同様に、対称性が高く、光学的バンドギャップが広く、合成が比較的容易で化合物の設計上の自由度が高い。特に、一般式（Ｉ）で表される化合物の中でも、一般式（ＩＩＩ）で表される化合物は、分子内に若干の非共役性を持たせて、分子の光学的バンドギャップの大きさを微調整することができる点で好ましい。
【００６１】
一般式（ＩＩＩ）におけるＸ、ｎは、一般式（Ｉ）で述べたものと同じである。また、フェナントリジノン骨格におけるベンゼン環を形成する炭素原子が任意に有する置換基も一般式（Ｉ）で述べたものと同じである。これらの好ましい態様についても上述したとおりである。
【００６２】
一般式（ＩＩＩ）におけるＲ３としては、例えば、メチル基、エチル基などの炭素数１〜６程度のアルキル基；置換基を有していてもよいフェニル基、ナフチル基などの芳香族炭化水素基、置換基を有していてもよいチエニル基、ピリジル基などの芳香族複素環基；トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基などの炭素数１〜６程度のハロアルキル基、ベンジル基などの炭素数７〜３０程度のアラルキル基等が挙げられる。
【００６３】
上記芳香族炭化水素基および芳香族複素環基が有する置換基としては、フッ素原子、塩素原子などのハロゲン原子；メチル基、エチル基などの炭素数１〜６程度のアルキル基；ビニル基などの炭素数２〜６程度のアルケニル基；メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基などの炭素数２〜６程度のアルコキシカルボニル基；メトキシ基、エトキシ基などの炭素数１〜６程度のアルコキシ基；フェノキシ基、ベンジルオキシ基などのアリールオキシ基；ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基などのジアルキルアミノ基；アセチル基などのアシル基；トリフルオロメチル基などのハロアルキル基；シアノ基等が挙げられる。
【００６４】
Ｒ３として特に好ましいのは、無置換またはアルキル基もしくは芳香族炭化水素基で置換された芳香族炭化水素基、あるいはアルキル基であり、最も好ましくはフェニル基、ビフェニル基、トリル基、メチル基またはエチル基等である。
【００６５】
（３）  一般式（ＩＶ）
【００６６】
【化１９】
2004307380.tif 000013
（式中、Ｘ’はｎ価の連結基を表し、フェナントリジノン骨格におけるいずれかのベンゼン環を形成する炭素原子または窒素原子と結合している。ｌおよびｍは各々１または２であり、ｌ＋ｍ＝ｎ（但し、ｎは２または３である）である。Ｒ６はアルキル基、アラルキル基、ハロアルキル基、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基、または置換基を有していてもよい芳香族複素環基を表す。
【００６７】
なお、フェナントリジノン骨格におけるベンゼン環を形成する炭素原子は、いずれも任意の基で置換されていてもよく、該置換基同士が互いに結合して環を形成していてもよい。
【００６８】
また、１分子中に複数個存在する下記構造
【００６９】
【化２０】
2004307380.tif 000014
は、その置換基を含め、同一であっても異なっていてもよい。）で表される化合物。
【００７０】
一般式（ＩＶ）で表される化合物は、連結基Ｘ´を介して、連結基Ｘ´との結合位置の異なる２種類のフェナントリジノン骨格単位が結合しており、そのうち一方のフェナントリジノン骨格における窒素原子が置換基Ｒ６を有していることを特徴としている。一般式（ＩＶ）で表される化合物は、このような構造を有することにより、一般式（Ｉ）で表される化合物の中で最もアモルファス性が高い点で好ましい。
【００７１】
一般式（ＩＶ）におけるＸ´としては、一般式（Ｉ）における連結基Ｘと同じ基が例示できる。好ましい基についても、上記Ｘで述べたものと同じものを挙げることができる。
【００７２】
また、フェナントリジノン骨格におけるベンゼン環を形成する炭素原子が任意に有する置換基も一般式（Ｉ）で述べたものと同じである。これらの好ましい態様についても上述したとおりである。
【００７３】
一般式（ＩＶ）において、ｌ＋ｍ＝ｎであり、ｎは２または３であるから、ｌ＋ｍ＝２または３である。好ましくはｌ＝１であり、ｍ＝１または２であり、より好ましくはｌ＝ｍ＝１である。合成プロセスの点から、上記の順に好ましい。
【００７４】
一般式（ＩＶ）におけるＲ６としては、上記Ｒ３で例示した基と同様の基を挙げることができる。Ｒ６として特に好ましい基も上記Ｒ３と同様であり、Ｒ６として特に好ましいのは、無置換またはアルキル基もしくは芳香族炭化水素基で置換された芳香族炭化水素基、あるいはアルキル基であり、最も好ましくはフェニル基、ビフェニル基、トリル基、メチル基またはエチル基等である。
【００７５】
以下に一般式（Ｉ）で表される化合物の好ましい具体例を示すが、本発明の化合物はこれらに限定されるものではない。
【００７６】
【化２１】
2004307380.tif 000015
【化２２】
2004307380.tif 000016
【化２３】
2004307380.tif 000017
【化２４】
2004307380.tif 000018
【化２５】
2004307380.tif 000019
【化２６】
2004307380.tif 000020
【化２７】
2004307380.tif 000021
【化２８】
2004307380.tif 000022
このような本発明の化合物は、公知の方法により製造することができる。例えば、ジヨード体とフェナントリジノンとをＵｌｌｍａｎｎ反応により合成する。次に、フェナントリジノン環の窒素のパラ位にモノブロモ化を行った後、リチオ化、ホウ素化を行い、ホウ酸誘導体を合成する。こうして得られたジヨード体とホウ酸誘導体とをＳｕｚｕｋｉ−Ｍｉｙａｕｒａ反応によりカップリングを行う等、種々の方法により製造することができる。
【００７７】
一般式（Ｉ）で表される化合物の分子量は、通常、下限が４６０程度、好ましくは５５０程度であり、上限は通常２０００程度、好ましくは１１００程度である。下限値を下回ると、Ｔｇが低下するおそれがあり、上限を超えると蒸着による成膜が困難となる可能性がある。
【００７８】
本発明の一般式（Ｉ）で表される化合物は、このように、通常２０００以下程度の分子量をもつ化合物の一分子中に、フェナントリジノン骨格を複数個含有させることにより、広い光学的バンドギャップと、適度な電子輸送能を実現するものである。
【００７９】
［２］電荷輸送材料
本発明の電荷輸送材料は、上記一般式（Ｉ）で表される化合物（一般式（ＩＩ）〜（ＩＶ）で表される化合物を含む。以下、同様である。）を含有することを特徴としている。
【００８０】
一般式（Ｉ）で表される化合物は、高い電荷輸送能を有することから、電荷輸送材料として電子写真感光体、有機電界発光素子、光電変換素子、有機太陽電池、有機整流素子等に好適に使用できる。特に電子輸送能に優れることから電子輸送材料として好適である。
【００８１】
［３］有機電界発光素子材料
本発明の有機電界発光素子材料は、上記一般式（Ｉ）で表される化合物を含有することを特徴としている。
【００８２】
一般式（Ｉ）で表される化合物を用いることにより、耐熱性に優れ、長期間安定に駆動（発光）する有機電界発光素子が得られることから、有機電界発光素子材料として好適である。
【００８３】
［４］有機電界発光素子
次に、本発明の有機電界発光素子について説明する。
【００８４】
本発明の有機電界発光素子は、基板上に、陽極、発光層および陰極が順次積層されてなる有機電界発光素子において、上記一般式（Ｉ）で表される化合物を含有する層を有することを特徴としている。
【００８５】
該化合物は光学的バンドギャップが広く、また適度な電子輸送能を有するため、発光層と陰極との間に、該化合物を含有する層を有していることが好ましい。特に発光層の陰極側に接して設ける層（本明細書においては、これを「正孔阻止層」と称す。）に使用すると有効である。
【００８６】
なお、上記一般式（Ｉ）で表される化合物は、正孔阻止層以外の層に使用することもできる。例えば発光層と陰極との間に設けられる電子輸送性の層に使用することが好ましい。この場合、発光層には必ずしも接している必要はないが、前述した該化合物の特性を最も有効に活かすには、正孔阻止層の材料とすることが好ましい。また、上記一般式（Ｉ）で表される化合物は発光層に（特に後述するホスト材料として）使用することも可能である。
【００８７】
本発明の有機電界発光素子においては、同一の層内に２種以上の上記一般式（Ｉ）で表される化合物が含有されていてもよい。また、２以上の層に一般式（Ｉ）で表される化合物が含有されている場合、これらの層に含有される該化合物は同一のものであっても異なるものであってもよい。
【００８８】
なお、本発明の有機電界発光素子において、陰極−発光層間に設けられた層のうち、正孔阻止層と陰極の間に設けられた層が１つの場合にはこれを「電子輸送層」と称し、２つ以上の場合は陰極に接している層を「電子注入層」、それ以外の層を総称して「電子輸送層」と称す。以下に、添付図面を参照して、上記一般式（Ｉ）で表される化合物を正孔阻止層に含有する場合を例に、本発明の有機電界発光素子の実施形態を詳細に説明する。
【００８９】
図１は本発明に用いられる一般的な有機電界発光素子の構造例を模式的に示す断面図であり、１は基板、２は陽極、４は正孔輸送層、５は発光層、６は正孔阻止層、８は陰極を各々表す。
【００９０】
基板１は有機電界発光素子の支持体となるものであり、石英やガラスの板、金属板や金属箔、プラスチックフィルムやシートなどが用いられる。特にガラス板や、ポリエステル、ポリメタクリレート、ポリカーボネート、ポリスルホンなどの透明な合成樹脂の板が好ましい。合成樹脂基板を使用する場合にはガスバリア性に留意する必要がある。基板のガスバリア性が小さすぎると、基板を通過した外気により有機電界発光素子が劣化することがあるので好ましくない。このため、合成樹脂基板の少なくとも片面に緻密なシリコン酸化膜等を設けてガスバリア性を確保する方法も好ましい方法の一つである。
【００９１】
基板１上には陽極２が設けられるが、陽極２は正孔輸送層への正孔注入の役割を果たすものである。この陽極は、通常、アルミニウム、金、銀、ニッケル、パラジウム、白金等の金属、インジウムおよび／またはスズの酸化物などの金属酸化物、ヨウ化銅などのハロゲン化金属、カーボンブラック、あるいは、ポリ（３−メチルチオフェン）、ポリピロール、ポリアニリン等の導電性高分子などにより構成される。陽極２の形成は通常、スパッタリング法、真空蒸着法などにより行われることが多い。また、銀などの金属微粒子、ヨウ化銅などの微粒子、カーボンブラック、導電性の金属酸化物微粒子、導電性高分子微粉末などの場合には、適当なバインダー樹脂溶液に分散し、基板１上に塗布することにより陽極２を形成することもできる。さらに、導電性高分子の場合は電解重合により直接基板１上に薄膜を形成したり、基板１上に導電性高分子を塗布して陽極２を形成することもできる（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，６０巻，２７１１頁，１９９２年）。
【００９２】
陽極２は異なる材料からなる層を積層して形成された積層構造であってもよい。
【００９３】
陽極２の厚みは、必要とする透明性により異なる。透明性が必要とされる場合は、可視光の透過率を、通常、６０％以上、好ましくは８０％以上とすることが望ましく、この場合厚みは、通常５ｎｍ以上、好ましくは１０ｎｍ以上であり、また通常１０００ｎｍ以下、好ましくは５００ｎｍ以下程度である。不透明でよい場合は陽極２は基板１と同一でもよい。
【００９４】
図１に示す構成の素子において、陽極２の上には正孔輸送層４が設けられる。正孔輸送層の材料に要求される条件としては、陽極からの正孔注入効率が高く、かつ、注入された正孔を効率よく輸送することができる材料であることが必要である。そのためには、イオン化ポテンシャルが小さく、可視光の光に対して透明性が高く、しかも正孔移動度が大きく、さらに安定性に優れ、トラップとなる不純物が製造時や使用時に発生しにくいことが要求される。また、発光層５に接するために発光層からの発光を消光したり、発光層との間でエキサイプレックスを形成して効率を低下させないことが求められる。上記の一般的要求以外に、車載表示用の応用を考えた場合、素子にはさらに耐熱性が要求される。従って、Ｔｇとして８５℃以上の値を有する材料が望ましい。
【００９５】
このような正孔輸送材料としては、例えば、４，４´−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニルで代表される２個以上の３級アミンを含み２個以上の縮合芳香族環が窒素原子に置換した芳香族ジアミン（特開平５−２３４６８１号公報）、４，４´，４´´−トリス（１−ナフチルフェニルアミノ）トリフェニルアミン等のスターバースト構造を有する芳香族アミン化合物（Ｊ．Ｌｕｍｉｎ．，７２−７４巻、９８５頁、１９９７年）、トリフェニルアミンの四量体から成る芳香族アミン化合物（Ｃｈｅｍ．Ｃｏｍｍｕｎ．，２１７５頁、１９９６年）、２，２´，７，７´−テトラキス−（ジフェニルアミノ）−９，９’−スピロビフルオレン等のスピロ化合物（Ｓｙｎｔｈ．Ｍｅｔａｌｓ，９１巻、２０９頁、１９９７年）等が挙げられる。これらの化合物は、単独で用いてもよいし、必要に応じて、複数種混合して用いてもよい。
【００９６】
上記の化合物以外に、正孔輸送層４の材料として、ポリビニルカルバゾール、ポリビニルトリフェニルアミン（特開平７−５３９５３号公報）、テトラフェニルベンジジンを含有するポリアリーレンエーテルサルホン（Ｐｏｌｙｍ．Ａｄｖ．Ｔｅｃｈ．，７巻、３３頁、１９９６年）等の高分子材料が挙げられる。
【００９７】
正孔輸送層４は、スプレー法、印刷法、スピンコート法、ディップコート法、ダイコート法などの通常の塗布法や、インクジェット法、スクリーン印刷法など各種印刷法等の湿式成膜法や、真空蒸着法などの乾式成膜法で形成することができる。
【００９８】
塗布法の場合は、正孔輸送材料を１種または２種以上を、必要により正孔のトラップにならないバインダー樹脂や塗布性改良剤などの添加剤を添加し、適当な溶剤に溶解して塗布溶液を調製し、スピンコート法などの方法により陽極２上に塗布し、乾燥して正孔輸送層４を形成する。バインダー樹脂としては、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエステル等が挙げられる。バインダー樹脂は添加量が多いと正孔移動度を低下させるので、少ない方が望ましく、通常、５０重量％以下が好ましい。
【００９９】
真空蒸着法の場合には、正孔輸送材料を真空容器内に設置されたるつぼに入れ、真空容器内を適当な真空ポンプで１０−４Ｐａ程度にまで排気した後、るつぼを加熱して、正孔輸送材料を蒸発させ、るつぼと向かい合って置かれた、陽極２が形成された基板１上に正孔輸送層４を形成させる。
【０１００】
正孔輸送層４の膜厚は、通常５ｎｍ以上、好ましくは１０ｎｍ以上であり、また通常３００ｎｍ以下、好ましくは１００ｎｍ以下である。この様に薄い膜を一様に形成するためには、一般に真空蒸着法がよく用いられる。
【０１０１】
図１に示す素子において、正孔輸送層４の上には発光層５が設けられる。発光層５は、電界を与えられた電極間において、陽極から注入されて正孔輸送層を移動する正孔と、陰極から注入されて正孔阻止層６を移動する電子との再結合により励起されて強い発光を示す発光性化合物より形成される。
【０１０２】
発光層５に用いられる発光性化合物としては、安定な薄膜形状を有し、固体状態で高い発光（蛍光または燐光）量子収率を示し、正孔および／または電子を効率よく輸送することができる化合物であることが必要である。さらに電気化学的かつ化学的に安定であり、トラップとなる不純物が製造時や使用時に発生しにくい化合物であることが要求される。
【０１０３】
このような条件を満たし、蛍光を発する発光層を形成する材料としては、８−ヒドロキシキノリンのアルミニウム錯体などの金属錯体（特開昭５９−１９４３９３号公報）、１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリンの金属錯体（特開平６−３２２３６２号公報）、ビススチリルベンゼン誘導体（特開平１−２４５０８７号公報、同２−２２２４８４号公報）、ビススチリルアリーレン誘導体（特開平２−２４７２７８号公報）、（２−ヒドロキシフェニル）ベンゾチアゾールの金属錯体（特開平８−３１５９８３号公報）、シロール誘導体、等が挙げられる。これらの発光層材料は、通常は真空蒸着法により正孔輸送層上に積層される。また、前述の正孔輸送層材料のうち、発光性を有する芳香族アミン系化合物も発光層材料として用いることができる。
【０１０４】
素子の発光効率を向上させるとともに発光色を変える目的で、例えば、８−ヒドロキシキノリンのアルミニウム錯体をホスト材料として、クマリン等のレーザー用蛍光色素をドープすること（Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，６５巻，３６１０頁，  １９８９年）等が行われている。このドーピング手法は、発光層５にも適用でき、ドープ用材料としては、クマリン以外にも各種の蛍光色素が使用できる。青色発光を与える蛍光色素としては、ペリレン、ピレン、アントラセン、クマリンおよびそれらの誘導体等が挙げられる。緑色蛍光色素としては、キナクリドン誘導体、クマリン誘導体等が挙げられる。黄色蛍光色素としては、ルブレン、ペリミドン誘導体等が挙げられる。赤色蛍光色素としては、ＤＣＭ系化合物、ベンゾピラン誘導体、ローダミン誘導体、ベンゾチオキサンテン誘導体、アザベンゾチオキサンテン等が挙げられる。
【０１０５】
上記のドープ用蛍光色素以外にも、ホスト材料に応じて、レーザー研究，８巻，６９４頁，８０３頁，９５８頁（１９８０年）；同９巻，８５頁（１９８１年）、に列挙されている蛍光色素などが発光層用のドープ材料として使用することができる。
【０１０６】
ホスト材料に対して上記蛍光色素がドープされる量は、１０−３重量％以上が好ましく、また１０重量％以下が好ましい。０．１重量％以下では素子の発光効率向上に寄与できない場合があり、３０重量％を越えると濃度消光が起き、発光効率の低下に至る可能性がある。
【０１０７】
一方、燐光発光を示す発光層は、通常、燐光性ドーパントとホスト材料を含んで形成される。燐光性ドーパントとしては、例えば周期表７ないし１１族から選ばれる金属を含む有機金属錯体が挙げられ、該金属錯体のＴ１（最低励起三重項準位）より高いＴ１を有する電荷輸送性有機化合物をホスト材料として使用することが好ましい。
【０１０８】
周期表７ないし１１族から選ばれる金属を含む燐光性有機金属錯体における、該金属として好ましくは、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、銀、レニウム、オスミウム、イリジウム、白金、および金が挙げられる。これらの有機金属錯体として、好ましくは下記一般式（Ｖ）または一般式（ＶＩ）で表される化合物が挙げられる。
【０１０９】
ＭＬｚ−ｊＬ´ｊ  （Ｖ）
（式中、Ｍは金属、ｚは該金属の価数を表す。ＬおよびＬ´は二座配位子を表す。ｊは０または１または２を表す。）
【０１１０】
【化２９】
2004307380.tif 000023
（式中、Ｍ７は金属、Ｔは炭素または窒素を表す。Ｔが窒素の場合はＲ１４、Ｒ１５は無く、Ｔが炭素の場合はＲ１４、Ｒ１５は水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アラルキル基、アルケニル基、シアノ基、アミノ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、カルボキシル基、アルコキシ基、アルキルアミノ基、アラルキルアミノ基、ハロアルキル基、水酸基、アリールオキシ基、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基または芳香族複素環基を表す。
【０１１１】
Ｒ１２、Ｒ１３は水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アラルキル基、アルケニル基、シアノ基、アミノ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、カルボキシル基、アルコキシ基、アルキルアミノ基、アラルキルアミノ基、ハロアルキル基、水酸基、アリールオキシ基、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基または芳香族複素環基を表し、互いに連結して環を形成してもよい。）
一般式（Ｖ）中の二座配位子ＬおよびＬ´は各々以下の部分構造を有する配位子を示す。
【０１１２】
【化３０】
2004307380.tif 000024
（環Ａ１および環Ａ１´は各々独立に、芳香族炭化水素基または芳香族複素環基を表し、置換基を有していてもよい。環Ａ２および環Ａ２´は含窒素芳香族複素環基を表し、置換基を有していてもよい。Ｒ´、Ｒ´´およびＲ´´´は各々ハロゲン原子；アルキル基；アルケニル基；アルコキシカルボニル基；メトキシ基；アルコキシ基；アリールオキシ基；ジアルキルアミノ基；ジアリールアミノ基；カルバゾリル基；アシル基；ハロアルキル基またはシアノ基を表す。）
一般式（Ｖ）で表される化合物として、さらに好ましくは下記一般式（Ｖａ）、（Ｖｂ）、（Ｖｃ）で表される化合物が挙げられる。
【０１１３】
【化３１】
2004307380.tif 000025
（式中、Ｍ４は金属、ｚは該金属の価数を表す。環Ａ１は置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基を表し、環Ａ２は置換基を有していてもよい含窒素芳香族複素環基を表す。）
【０１１４】
【化３２】
2004307380.tif 000026
（式中、Ｍ５は金属、ｚは該金属の価数を表す。環Ａ１は置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基または芳香族複素環基を表し、環Ａ２は置換基を有していてもよい含窒素芳香族複素環基を表す。）
【０１１５】
【化３３】
2004307380.tif 000027
（式中、Ｍ６は金属、ｚは該金属の価数を表し、ｊは０または１または２を表す。環Ａ１および環Ａ１´は各々独立に、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基または芳香族複素環基を表し、環Ａ２および環Ａ２´は各々独立に、置換基を有していてもよい含窒素芳香族複素環基を表す。）
一般式（Ｖａ）、（Ｖｂ）、（Ｖｃ）で表される化合物の環Ａ１および環Ａ１´として、好ましくは、フェニル基、ビフェニル基、ナフチル基、アントリル基、チエニル基、フリル基、ベンゾチエニル基、ベンゾフリル基、ピリジル基、キノリル基、イソキノリル基、またはカルバゾリル基が挙げられる。
【０１１６】
環Ａ２および環Ａ２´として、好ましくは、ピリジル基、ピリミジル基、ピラジル基、トリアジル基、ベンゾチアゾール基、ベンゾオキサゾール基、ベンゾイミダゾール基、キノリル基、イソキノリル基、キノキサリル基、またはフェナントリジル基が挙げられる。
【０１１７】
一般式（Ｖａ）、（Ｖｂ）および（Ｖｃ）で表される化合物が有していてもよい置換基としては、フッ素原子等のハロゲン原子；メチル基、エチル基等の炭素数１〜６のアルキル基；ビニル基等の炭素数２〜６のアルケニル基；メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基等の炭素数２〜６のアルコキシカルボニル基；メトキシ基、エトキシ基等の炭素数１〜６のアルコキシ基；フェノキシ基、ベンジルオキシ基などのアリールオキシ基；ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基等のジアルキルアミノ基；ジフェニルアミノ基等のジアリールアミノ基；カルバゾリル基；アセチル基等のアシル基；トリフルオロメチル基等のハロアルキル基；シアノ基等が挙げられ、これらは互いに連結して環を形成してもよい。
【０１１８】
なお、環Ａ１が有する置換基と環Ａ２が有する置換基が結合、または環Ａ１´が有する置換基と環Ａ２´が有する置換基が結合して、一つの縮合環を形成してもよく、このような縮合環としては７，８−ベンゾキノリン基等が挙げられる。
【０１１９】
環Ａ１、環Ａ１´、環Ａ２および環Ａ２´の置換基として、より好ましくはアルキル基、アルコキシ基、芳香族炭化水素基、シアノ基、ハロゲン原子、ハロアルキル基、ジアリールアミノ基、またはカルバゾリル基が挙げられる。
【０１２０】
式（Ｖａ）、（Ｖｂ）におけるＭ４ないしＭ５として好ましくは、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、銀、レニウム、オスミウム、イリジウム、白金または金が挙げられる。
【０１２１】
式（ＶＩ）におけるＭ７として好ましくは、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、銀、レニウム、オスミウム、イリジウム、白金または金が挙げられ、特に好ましくは、白金、パラジウム等の２価の金属が挙げられる。
【０１２２】
上記一般式（Ｖ）、（Ｖａ）、（Ｖｂ）および（Ｖｃ）で示される有機金属錯体の具体例を以下に示すが、下記の化合物に限定されるわけではない。
【０１２３】
【化３４】
2004307380.tif 000028
【化３５】
2004307380.tif 000029
上記一般式（ＶＩ）で表される有機金属錯体の具体例を以下に示すが、下記の化合物に限定されるわけではない。
【０１２４】
【化３６】
2004307380.tif 000030
燐光発光を示す発光層に使用されるホスト材料としては、蛍光発光を示す発光層に使用されるホスト材料として前述した材料の他に、４，４´−Ｎ，Ｎ´−ジカルバゾールビフェニルなどのカルバゾール誘導体（ＷＯ  ００／７０６５５号公報）、トリス（８−ヒドロキシキノリン）アルミニウム（ＵＳＰ  ６，３０３，２３８号公報）、２，２´，２´´−（１，３，５−ベンゼントリル）トリス［１−フェニル−１Ｈ−ベンズイミダゾール］（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，７８巻，１６２２頁，２００１年）、ポリビニルカルバゾール（特開２００１−２５７０７６号公報）等が挙げられる。
【０１２５】
さらに本発明の有機電界発光素子における発光層は、ホスト材料および燐光性ドーパントと共に、前述の蛍光色素を含有していてもよい。
【０１２６】
発光層中にドーパントとして含有される有機金属錯体の量は、０．１重量％以上が好ましく、また３０重量％以下が好ましい。０．１重量％以下では素子の発光効率向上に寄与できない場合があり、３０重量％を越えると有機金属錯体同士が２量体を形成する等の理由で濃度消光が起き、発光効率の低下に至る可能性がある。
【０１２７】
燐光発光を示す発光層における燐光性ドーパントの量は、従来の蛍光（１重項）を用いた素子において、発光層に含有される蛍光性色素（ドーパント）の量より、若干多い方が好ましい傾向がある。また燐光性ドーパントと共に蛍光色素が発光層中に含有される場合、該蛍光色素の量は、０．０５重量％以上が好ましく、０．０５重量％以上がより好ましい。また１０重量％以下が好ましく、２重量％以下がより好ましい。
【０１２８】
発光層５の膜厚は、通常３ｎｍ以上、好ましくは５ｎｍ以上であり、また通常２００ｎｍ以下、好ましくは１００ｎｍ以下である。
【０１２９】
発光層も正孔輸送層と同様の方法で形成することができる。上述の蛍光色素および／または燐光色素（燐光性ドーパント）を発光層のホスト材料にドープする方法を以下に説明する。
【０１３０】
塗布の場合は、前記発光層ホスト材料と、ドープ用色素、さらに必要により、電子のトラップや発光の消光剤とならないバインダー樹脂や、レベリング剤等の塗布性改良剤などの添加剤を添加し溶解した塗布溶液を調整し、スピンコート法などの方法により正孔輸送層４上に塗布し、乾燥して発光層５を形成する。バインダー樹脂としては、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエステル等が挙げられる。バインダー樹脂は添加量が多いと正孔／電子移動度を低下させるので、少ない方が望ましく、５０重量％以下が好ましい。
【０１３１】
真空蒸着法の場合には、前記ホスト材料を真空容器内に設置されたるつぼに入れ、ドープする色素を別のるつぼに入れ、真空容器内を適当な真空ポンプで１０−６Ｔｏｒｒ程度にまで排気した後、各々のるつぼを同時に加熱して蒸発させ、るつぼと向かい合って置かれた基板上に層を形成する。また、他の方法として、上記の材料を予め所定比で混合したものを同一のるつぼを用いて蒸発させてもよい。
【０１３２】
上記各ドーパントが発光層中にドープされる場合、発光層の膜厚方向において均一にドープされるが、膜厚方向において濃度分布があっても構わない。例えば、正孔輸送層との界面近傍にのみドープしたり、逆に、正孔阻止層界面近傍にドープしてもよい。
【０１３３】
発光層も正孔輸送層と同様の方法で形成することができるが、通常は真空蒸着法が用いられる。
【０１３４】
なお発光層５は、本発明の性能を損なわない範囲で上記以外の成分を含んでいてもよい。
【０１３５】
図１に示す素子において、正孔阻止層６は発光層５の上に、発光層５の陰極側の界面に接するように積層される。
【０１３６】
正孔阻止層は、正孔輸送層から移動してくる正孔を陰極に到達するのを阻止する役割と、陰極から注入された電子を効率よく発光層の方向に輸送することができる化合物より形成されることが好ましい。正孔阻止層を構成する材料に求められる物性としては、電子移動度が高く正孔移動度が低いことが必要とされる。正孔阻止層６は正孔と電子を発光層内に閉じこめて、発光効率を向上させる機能を有する。
【０１３７】
本発明の素子において、この正孔阻止層は一般式（Ｉ）で表される化合物を用いる。一般式（Ｉ）で表される化合物は正孔阻止層中に、単独で用いてもよいし、複数種併用してもよい。さらに、本発明の化合物の性能を損なわない範囲で、公知の正孔阻止機能を有する化合物を併用してもよい。
【０１３８】
本発明において、一般式（Ｉ）で表わされる化合物を含有する層のイオン化ポテンシャルは、発光層のイオン化ポテンシャルより０．１ｅＶ以上大きいことが好ましいことから、本発明で用いられる正孔阻止層のイオン化ポテンシャルは発光層のイオン化ポテンシャル（発光層がホスト材料とドーパントを含んでいる場合にはホスト材料のイオン化ポテンシャル）より０．１ｅＶ以上大きいことが好ましい。イオン化ポテンシャルは物質の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る。イオン化ポテンシャルは光電子分光法で直接定義されるか、電気化学的に測定した酸化電位を基準電極に対して補正しても求められる。後者の方法の場合、例えば飽和甘コウ電極（ＳＣＥ）を基準電極として用いたとき、
イオン化ポテンシャル＝酸化電位（ｖｓ．ＳＣＥ）＋４．３ｅＶ
で定義される。（“Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ”，Ｓｐｒｉｎｇｅｒ−Ｖｅｒｌａｇ，１９８５年、９８頁）。
【０１３９】
さらに、本発明で用いられる正孔阻止層の電子親和力（ＥＡ）は、発光層の電子親和力（発光層がホスト材料とドーパントを含んでいる場合にはホスト材料の電子親和力）と比較して同等以上であることが好ましい。電子親和力もイオン化ポテンシャルと同様に真空準位を基準として、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る。電子親和力は、上述のイオン化ポテンシャルから光学的バンドギャップを差し引いて求められるか、電気化学的な還元電位から下記の式で同様に求められる。
【０１４０】
電子親和力＝還元電位（ｖｓ．ＳＣＥ）＋４．３ｅＶ
従って、本発明で用いられる正孔阻止層は、酸化電位と還元電位を用いて、
（正孔阻止層材料の酸化電位）−（発光層材料の酸化電位）≧０．１Ｖ
（正孔阻止層材料の還元電位）≧（発光層材料の還元電位）
と表現することもできる。
【０１４１】
さらに後述の電子輸送層を有する素子の場合には、正孔阻止層の電子親和力は電子輸送層の電子親和力と比較して同等以下であることが好ましい。
（電子輸送層材料の還元電位）≧（正孔阻止層材料の還元電位）≧（発光層材料の還元電位）
正孔阻止層６の膜厚は、通常０．３以上、好ましくは０．５ｎｍ以上であり、また通常１００ｎｍ以下、好ましくは５０ｎｍ以下である。正孔阻止層も正孔輸送層と同様の方法で形成することができるが、通常は真空蒸着法が用いられる。
【０１４２】
陰極８は、正孔阻止層６を介して発光層５に電子を注入する役割を果たす。陰極８として用いられる材料は、前記陽極２に使用される材料を用いることが可能であるが、効率よく電子注入を行うには、仕事関数の低い金属が好ましく、スズ、マグネシウム、インジウム、カルシウム、アルミニウム、銀等の適当な金属またはそれらの合金が用いられる。具体例としては、マグネシウム−銀合金、マグネシウム−インジウム合金、アルミニウム−リチウム合金等の低仕事関数合金電極が挙げられる。さらに、陰極と発光層または電子輸送層の界面にＬｉＦ、ＭｇＦ２、Ｌｉ２Ｏ等の極薄絶縁膜（０．１〜５ｎｍ）を挿入することも、素子の効率を向上させる有効な方法である（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，７０巻，１５２頁，１９９７年；特開平１０−７４５８６号公報；ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ．  Ｄｅｖｉｃｅｓ，４４巻，１２４５頁，１９９７年）。陰極８の膜厚は通常、陽極２と同様である。低仕事関数金属から成る陰極を保護する目的で、この上にさらに、仕事関数が高く大気に対して安定な金属層を積層することは素子の安定性を増す。この目的のために、アルミニウム、銀、銅、ニッケル、クロム、金、白金等の金属が使われる。
【０１４３】
素子の発光効率をさらに向上させることを目的として、図２および図３に示すように、正孔阻止層６と陰極８の間に電子輸送層７が設けられていてもよい。電子輸送層７は、電界を与えられた電極間において陰極から注入された電子を効率よく正孔阻止層６の方向に輸送することができる化合物より形成される。
【０１４４】
このような条件を満たす材料としては、８−ヒドロキシキノリンのアルミニウム錯体などの金属錯体（特開昭５９−１９４３９３号公報）、１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリンの金属錯体、オキサジアゾール誘導体、ジスチリルビフェニル誘導体、シロール誘導体、３−または５−ヒドロキシフラボン金属錯体、ベンズオキサゾール金属錯体、ベンゾチアゾール金属錯体、トリスベンズイミダゾリルベンゼン（米国特許第５，６４５，９４８号）、キノキサリン化合物（特開平６−２０７１６９号公報）、フェナントロリン誘導体（特開平５−３３１４５９号公報）、２−ｔ−ブチル−９，１０−Ｎ，Ｎ´−ジシアノアントラキノンジイミン、ｎ型水素化非晶質炭化シリコン、ｎ型硫化亜鉛、ｎ型セレン化亜鉛などが挙げられる。
【０１４５】
また、上記一般式（Ｉ）で表される本発明の化合物を、この電子輸送層７に使用してもよい。その場合、本発明の化合物のみを使用して電子輸送層７を形成してもよいし、前述した各種公知の材料と併用してもよい。
【０１４６】
電子輸送層７に本発明の化合物を使用した場合、前述の正孔阻止層６にも本発明の化合物を使用してもよいし、また電子輸送層７のみに本発明の化合物を使用し、正孔阻止層６には、それ以外の、公知の正孔阻止材料を使用してもよい。
【０１４７】
電子輸送層６の膜厚は、通常５ｎｍ以上、好ましくは１０ｎｍ以上であり、また通常２００ｎｍ以下、好ましくは１００ｎｍ以下である。
【０１４８】
電子輸送層７は、正孔輸送層４と同様にして塗布法あるいは真空蒸着法により正孔阻止層６上に積層することにより形成される。通常は、真空蒸着法が用いられる。
【０１４９】
正孔注入の効率をさらに向上させ、かつ、有機層全体の陽極への付着力を改善させる目的で、正孔輸送層４と陽極２との間に陽極バッファ層３を挿入することも行われている（図３参照）。陽極バッファ層３を挿入することで、初期の素子の駆動電圧が下がると同時に、素子を定電流で連続駆動した時の電圧上昇も抑制される効果がある。陽極バッファ層に用いられる材料に要求される条件としては、陽極とのコンタクトがよく均一な薄膜が形成でき、熱的に安定、すなわち、融点およびガラス転移温度が高く、融点としては３００℃以上、ガラス転移温度としては１００℃以上であることが好ましい。さらに、イオン化ポテンシャルが低く陽極からの正孔注入が容易なこと、正孔移動度が大きいことが挙げられる。
【０１５０】
この目的のために、これまでに銅フタロシアニン等のフタロシアニン化合物（特開昭６３−２９５６９５号公報）、ポリアニリン（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，  ６４巻，１２４５頁，１９９４年）、ポリチオフェン（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，９巻，１２５頁，１９９８年）等の有機化合物や、スパッタ・カーボン膜（Ｓｙｎｔｈ．Ｍｅｔ．，９１巻，７３頁，１９９７年）や、バナジウム酸化物、ルテニウム酸化物、モリブデン酸化物等の金属酸化物（Ｊ．Ｐｈｙｓ．Ｄ，  ２９巻，２７５０頁，１９９６年）が報告されている。
【０１５１】
また、正孔注入・輸送性の低分子有機化合物と電子受容性化合物を含有する層（特開平１１−２５１０６７号公報、特開２０００−１５９２２１号公報等に記載）や、芳香族アミノ基等を含有する非共役系高分子化合物に、必要に応じて電子受容性化合物をドープしてなる層（特開平１１−１３５２６２号公報、特開平１１−２８３７５０号公報、特開２０００−３６３９０号公報、特開２０００−１５０１６８号公報、特開平２００１−２２３０８４号公報、およびＷＯ９７／３３１９３号公報など）、またはポリチオフェン等の導電性ポリマーを含む層（特開平１０−９２５８４号公報）なども挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【０１５２】
上記陽極バッファ層材料としては、低分子・高分子いずれの化合物を用いることも可能である。
【０１５３】
陽極バッファ層の場合も、正孔輸送層と同様にして薄膜形成可能であるが、無機物の場合には、さらに、スパッタ法や電子ビーム蒸着法、プラズマＣＶＤ法が用いられる。
【０１５４】
以上の様にして形成される陽極バッファ層３の膜厚は、低分子化合物を用いて形成される場合、下限は通常３ｎｍ、好ましくは１０ｎｍ程度であり、上限は通常１００ｎｍ、好ましくは５０ｎｍ程度である。また高分子化合物を用いて形成される陽極バッファ層３の、膜厚の下限は通常５ｎｍ、好ましくは１０ｎｍ程度であり、上限は通常１０００ｎｍ、好ましくは５００ｎｍ程度である。
【０１５５】
本発明の有機電界発光素子は、図１とは逆の構造、すなわち、基板上に陰極８、正孔阻止層６、発光層５、正孔輸送層４、陽極２の順に積層することも可能であり、既述したように少なくとも一方が透明性の高い２枚の基板の間に本発明の有機電界発光素子を設けることも可能である。同様に、図２または図３に示した前記各層構成とは逆の順に積層することも可能である。
【０１５６】
本発明は、有機電界発光素子が、単一の素子、アレイ状に配置された構造からなる素子、陽極と陰極がＸ−Ｙマトリックス状に配置された構造のいずれにおいても適用することができる。
【０１５７】
本発明の有機電界発光素子によれば、正孔阻止層に特定の骨格を有する化合物を含有させることにより、色純度の良好で駆動安定性においても大きく改善された素子が得られる。特に、従来困難であった青色発光素子で安定性に優れた素子が得られることから、フルカラーあるいはマルチカラーのパネルへの応用において優れた性能を発揮できる。
【０１５８】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【０１５９】
【実施例】
以下に実施例を示して、本発明をさらに具体的に説明する。ただし、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。
【０１６０】
（実施例１）
【０１６１】
【化３７】
2004307380.tif 000031
フェナントリジノン２．９ｇ、４−ブロモヨードベンゼン５．０ｇ、炭酸カリウム３．７ｇ、銅（ブロンズ）１．１ｇ、テトラグライム１０ｍＬを、１８０℃で８時間加熱、撹拌した。反応物にメタノールを入れ、攪拌後、ろ過し、得られた固体をクロロホルムに溶かして、ろ過し、クロロホルム相を濃縮した。得られた粗生成物をカラムクロマトグラフィーで生成し、目的物を白色固体で０．５ｇ得た。さらに昇華精製を実施し、０．３４ｇを得た。
ＤＥＩ−ＭＳ  ４６４
Ｈ１ＮＭＲ  （ＣＤＣｌ３（δ＝ｐｐｍ）２７０ＭＨｚ）
８．６２（ｄ，２Ｈ）
８．３９（ｄｄ，４Ｈ）
７．８８（ｄｄ，２Ｈ）
７．７１−７．６３（ｍ，６Ｈ）
７．４５−７．２８（ｍ，４Ｈ）
６．９７（ｄ，２Ｈ）
（実施例２）
【０１６２】
【化３８】
2004307380.tif 000032
２−フェニルベンゾイックアシッド８ｇ、１，２−ジクロロエタン５０ｍｌ、ジメチルホルムアミド０．４ｍｌを７０℃まで昇温攪拌し、塩化チオニル４．９９ｇを滴下、その後７０℃で３時間攪拌後、放冷した。別の容器に４−ブロモアニリン６．６ｇ、炭酸ナトリウム６．４ｇ、ジメチルアセトアミド３０ｍｌを入れ攪拌しているところに放冷した先のクロライド化合物を滴下し、室温で５〜６時間攪拌した。反応物を水に注ぎ、白色結晶を得た。結晶を濾別した後、水、メタノール混合溶媒で懸洗し乾燥後、中間体（Ａ）を１２．８ｇ得た。
【０１６３】
中間体（Ａ）３．５ｇを水１００ｍｌに懸濁攪拌し加熱還流した。その系の中にペルオキソ二硫化カリウム２．７ｇを水１００ｍｌに溶解した水溶液を滴下し、目的物を高速液体クロマトグラフィーで確認しながら、環化反応終了まで数回、同水溶液の滴下を繰り返した。得られた中間体（Ｂ）は乾燥後３．０ｇであった。
【０１６４】
次に中間体（Ｂ）３ｇ、ピナコラートジボロン２．４ｇ、酢酸カリウム２．８ｇ、ジメチルスルホキシド５０ｍｌを窒素フロー下、８０℃まで昇温攪拌し、１，１−ビスジフェニルフォスフィノフェロセンジクロロパラジウム０．２１ｇを添加した。反応４時間後、水２００ｍｌにあけ、結晶を得た。トルエンに溶解し、不溶物を除去し、濃縮後、メタノールにて懸洗し１．３ｇの中間体（Ｃ）を得た。
【０１６５】
次に中間体（Ｂ）０．８ｇ、中間体（Ｃ）１．０ｇ、ジメチルホルムアミド１０ｍｌの系内を十分に脱気し、８０℃まで昇温攪拌した。ポリリン酸カリウム１．３３ｇを添加、続いてテトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム０．１ｇを添加し、約９０℃で３時間反応した。析出した固体を濾別し、水洗後、クロロホルムに溶解し、不溶物を除去した。その後メタノール等で精製し、目的物を０．７ｇ得た。さらに昇華精製を実施し、０．３５ｇを得た。
ＤＥＩ−ＭＳ  ５４０
Ｈ１ＮＭＲ  （ＣＤＣｌ３（δ＝ｐｐｍ）２７０ＭＨｚ）
８．６２（ｄ，２Ｈ）
８．３９（ｄｄ，４Ｈ）
７．９４（ｄ，４Ｈ）
７．８５（ｄｄ，２Ｈ）
７．６７（ｄｄ，２Ｈ）
７．４９（ｄ，４Ｈ）
７．３３−７．４３（ｍ，４Ｈ）
６．８７（ｄ，２Ｈ）
（実施例３）
実施例１及び２で得られた化合物の酸化・還元電位を下記に示す条件で測定した。
参照電極：銀線（内部標準物質としてフェロセンを使用）
作用電極：グラッシーカーボン
対極：白金線
測定溶媒：０．１ｍｏｌ／Ｌ  過塩素酸テトラ（ノルマルブチル）アンモニウム塩化メチレン溶液（アセトニトリル溶液）
掃引速度：１００ｍＶ／ｓｅｃ
試料濃度：１ｍｍｏｌ／Ｌ
得られた電位を飽和甘コウ電極（ＳＣＥ）を基準電極として換算した結果を表−１に示す。
【０１６６】
【表１】
2004307380.tif 000033
表−２に一般的に使用されている発光層のホスト材料について、その酸化・還元電位を示す。
【０１６７】
【表２】
2004307380.tif 000034
【化３９】
2004307380.tif 000035
表−１および表−２記載の酸化・還元電位の値から、実施例１で得られた化合物に代表される本発明の化合物は、一般的な発光層ホスト材料より０．１Ｖ以上高い酸化電位を有し（０．１ｅＶ以上高いイオン化ポテンシャルを有し）、かつ同等以上の還元電位を有するものが多いことがわかる。
【０１６８】
従って、この化合物を正孔阻止層の材料として用いることにより、陽極から注入され、発光層を通り抜けて移動してくる正孔が陰極に到達するのを阻止する役割と、陰極から注入された電子を効率よく発光層の方向に輸送する役割を充分に果たし、正孔と電子を発光層内に閉じこめて、発光効率を向上させることが可能であることがわかる。
【０１６９】
（実施例４）
図３に示す構造を有する有機電界発光素子を以下の方法で作製した。
【０１７０】
ガラス基板１の上にインジウム・スズ酸化物（ＩＴＯ）透明導電膜２を１５０ｎｍ堆積したもの（スパッタ成膜品；シート抵抗１５Ω）を通常のフォトリソグラフィ技術と塩酸エッチングを用いて２ｍｍ幅のストライプにパターニングして陽極を形成した。パターン形成したＩＴＯ基板を、アセトンによる超音波洗浄、純水による水洗、イソプロピルアルコールによる超音波洗浄の順で洗浄後、窒素ブローで乾燥させ、最後に紫外線オゾン洗浄を行った。
【０１７１】
陽極バッファ層３の材料として、下記に示す構造式の芳香族アミノ基を有する非共役系高分子化合物（ＰＢ−１）
【０１７２】
【化４０】
2004307380.tif 000036
重量平均分子量        ：２９４００
数平均分子量        ：１２６００
を電子受容性化合物（Ａ−１）
【０１７３】
【化４１】
2004307380.tif 000037
と共に以下の条件でスピンコートした。
溶媒                      安息香酸エチル
塗布液濃度            ２［ｗｔ％］
ＰＢ−１：Ａ−１      １０：１（体積比）
スピナ回転数            １５００［ｒｐｍ］
スピナ回転時間            ３０［秒］
乾燥条件              １００℃１時間
上記のスピンコートにより膜厚３０ｎｍの均一な薄膜が形成された。
【０１７４】
次に陽極バッファ層を成膜した基板を真空蒸着装置内に設置した。上記装置の粗排気を油回転ポンプにより行った後、装置内の真空度が１．０×１０−６Ｔｏｒｒ（約１．３×１０−４Ｐａ）以下になるまで油拡散ポンプを用いて排気した。上記装置内に配置されたセラミックるつぼに入れた、下記に示すアリールアミン化合物（Ｈ−１）
【０１７５】
【化４２】
2004307380.tif 000038
をるつぼの周囲のタンタル線ヒーターで加熱して蒸着を行った。この時のるつぼの温度は、１７０〜１８２℃の範囲で制御した。蒸着時の真空度１．０×１０−６Ｔｏｒｒ（約１．３×１０−４Ｐａ）、蒸着速度は０．１９ｎｍ／秒で膜厚６０ｎｍの正孔輸送層４を得た。
【０１７６】
引続き、発光層５の主成分（ホスト材料）として下記に示すカルバゾール誘導体（Ｅ−１）を、副成分（ドーパント）として有機イリジウム錯体（Ｄ−１）を別々のセラミックるつぼに設置し、２元同時蒸着法により成膜を行った。
【０１７７】
【化４３】
2004307380.tif 000039
化合物（Ｅ−１）のるつぼ温度は２４６〜２４９℃、蒸着速度は０．１２ｎｍ／秒に、化合物（Ｄ−１）のるつぼ温度は２７８〜２８２℃にそれぞれ制御し、膜厚３０ｎｍで化合物（Ｄ−１）が５重量％含有された発光層５を正孔輸送層４の上に積層した。蒸着時の真空度は１．１×１０−６Ｔｏｒｒ（約１．５×１０−４Ｐａ）であった。
【０１７８】
さらに、正孔阻止層６として実施例１で合成された目的物（ＨＢ−１）
【０１７９】
【化４４】
2004307380.tif 000040
をるつぼ温度を３０４〜３１５℃として、蒸着速度０．１２ｎｍ／秒で１０ｎｍの膜厚で積層した。蒸着時の真空度は０．８×１０−６Ｔｏｒｒ（約１．１×１０−４Ｐａ）であった。
【０１８０】
正孔阻止層６の上に、電子輸送層７として下記に示すアルミニウムの８−ヒドロキシキノリン錯体（ＥＴ−１）
【０１８１】
【化４５】
2004307380.tif 000041
を同様にして蒸着した。この時のアルミニウムの８−ヒドロキシキノリン錯体のるつぼ温度は２７０〜２７６℃の範囲で制御し、蒸着時の真空度は０．８×１０−６Ｔｏｒｒ（約１．１×１０−４Ｐａ）、蒸着速度は０．２４ｎｍ／秒で膜厚は３５ｎｍとした。
【０１８２】
上記の正孔輸送層、発光層及び電子輸送層を真空蒸着する時の基板温度は室温に保持した。
【０１８３】
ここで、電子輸送層６までの蒸着を行った素子を一度前記真空蒸着装置内より大気中に取り出して、陰極蒸着用のマスクとして２ｍｍ幅のストライプ状シャドーマスクを、陽極２のＩＴＯストライプとは直交するように素子に密着させて、別の真空蒸着装置内に設置して有機層と同様にして装置内の真空度が３．３×１０−４Ｐａ以下になるまで排気した。陰極８として、先ず、フッ化リチウム（ＬｉＦ）を、モリブデンボートを用いて、蒸着速度０．０１ｎｍ／秒、真空度５．７×１０−４Ｐａで、０．５ｎｍの膜厚で電子輸送層７の上に成膜した。次に、アルミニウムを同様にモリブデンボートにより加熱して、蒸着速度０．４７ｎｍ／秒、真空度１．２×１０−３Ｐａで膜厚８０ｎｍのアルミニウム層を形成して陰極８を完成させた。以上の２層型陰極８の蒸着時の基板温度は室温に保持した。
【０１８４】
以上の様にして、２ｍｍ×２ｍｍのサイズの発光面積部分を有する有機電界発光素子が得られた。この素子の発光特性を表−３に示す。表−３において、最大発光輝度は電流密度０．２５Ａ／ｃｍ２での値、発光効率・輝度／電流・電圧は輝度１００ｃｄ／ｍ２での値を各々示す。素子の発光スペクトルの極大波長は６００ｎｍであり、有機イリジウム錯体（Ｄ−１）からのものと同定された。色度はＣＩＥ（ｘ，ｙ）＝（０．６３，０．３６）であった。
【０１８５】
【表３】
2004307380.tif 000042
（比較例１）
正孔阻止層の目的物（ＨＢ−１）の代わりに下記に示す混合配位子錯体（ＨＢＳ）を用いた他は実施例３と同様にして素子を作製した。この素子の発光特性を表−３に示す。素子の発光スペクトルの極大波長は６００ｎｍであり、有機イリジウム錯体（Ｄ−２）からのものと同定された。色度はＣＩＥ（ｘ，ｙ）＝（０．６２，０．３６）と色純度は実施例３と同等であるが、実施例３と比較して発光開始電圧、輝度１００ｃｄ／ｍ２時の電圧が高い。
【０１８６】
【化４６】
2004307380.tif 000043
（実施例５）
図３に示す構造を有する有機電界発光素子を以下の方法で作製した。
【０１８７】
ガラス基板１の上にインジウム・スズ酸化物（ＩＴＯ）透明導電膜２を１５０ｎｍ堆積したもの（スパッター成膜品；シート抵抗１５Ω）を通常のフォトリソグラフィ技術と塩酸エッチングを用いて２ｍｍ幅のストライプにパターニングして陽極を形成した。パターン形成したＩＴＯ基板を、アセトンによる超音波洗浄、純水による水洗、イソプロピルアルコールによる超音波洗浄の順で洗浄後、窒素フローで乾燥させ、最後に紫外線オゾン洗浄を行った。
【０１８８】
陽極バッファ層３の材料として、下記に示す構造式の芳香族アミノ基を有する非共役系高分子化合物（ＰＢ−１）
【０１８９】
【化４７】
2004307380.tif 000044
重量平均分子量：２９４００
数平均分子量：１２６００
を電子受容性化合物（Ａ−１）
【０１９０】
【化４８】
2004307380.tif 000045
と共に以下の条件でスピンコートした。
溶媒                      安息香酸エチル
塗布液濃度            ２［ｗｔ％］
ＰＢ−１：Ａ−１      １０：１（体積比）
スピナ回転数            １５００［ｒｐｍ］
スピナ回転時間            ３０［秒］
乾燥条件              １００℃１時間
上記のスピンコートにより膜厚３０ｎｍの均一な成膜が形成された。
【０１９１】
次に陽極バッファ層を成膜した基板を真空蒸着装置内に設置した。上記装置の粗排気を油回転ポンプにより行った後、装置内の真空度が１．０×１０−６Ｔｏｒｒ（約１．３×１０−４Ｐａ）以下になるまで油拡散ポンプを用いて排気した。上記装置内に配置されたセラミックるつぼに入れた、下記に示すアリールアミン化合物（ＰＰＤ）
【０１９２】
【化４９】
2004307380.tif 000046
をるつぼの周囲のタンタル線ヒーターで加熱して蒸着を行った。この時のるつぼの温度は、３１６〜３２１℃の範囲で制御した。蒸着時の真空度２．１×１０−５Ｐａ、蒸着速度は０．１５ｎｍ／秒で膜厚６０ｎｍの正孔輸送層４を得た。
【０１９３】
引続き、発光層５の主成分（ホスト材料）として下記に示すカルバゾール誘導体（Ｅ−１）を、副成分（ドーパント）として有機イリジウム錯体（Ｄ−２）を別々のセラミックるつぼに設置し、２元同時蒸着法により成膜を行った。
【０１９４】
【化５０】
2004307380.tif 000047
化合物（Ｅ−１）のるつぼ温度は２１１〜２１２℃、蒸着速度は０．１ｎｍ／秒に、化合物（Ｄ−２）のるつぼ温度は２９３〜２９４℃にそれぞれ制御し、膜厚３０ｎｍで化合物（Ｄ−２）が５重量％含有された発光層５を正孔輸送層４の上に積層した。蒸着時の真空度は３．０×１０−５Ｐａであった。
【０１９５】
さらに、正孔阻止層６として実施例２で合成された目的物（ＨＢ−２）
【０１９６】
【化５１】
2004307380.tif 000048
をるつぼ温度を２９５〜２９８℃として、蒸着速度０．１１ｎｍ／秒で１０ｎｍの膜厚で積層した。蒸着時の真空度は２．９×１０−５Ｐａであった。
【０１９７】
正孔阻止層６の上に、電子輸送層７として下記に示すアルミニウムの８−ヒドロキシキノリン錯体（ＥＴ−１）
【０１９８】
【化５２】
2004307380.tif 000049
を同様にして蒸着した。この時のアルミニウムの８−ヒドロキシキノリン錯体のるつぼ温度は２４２〜２４５℃の範囲で制御し、蒸着時の真空度は２．５×１０−５Ｐａ、蒸着速度は０．１３ｎｍ／秒で膜厚は３５ｎｍとした。
【０１９９】
上記の正孔輸送層、発光層及び電子輸送層を真空蒸着する時の基板温度は室温に保持した。
【０２００】
ここで、電子輸送層６までの蒸着を行った素子を一度前記真空蒸着装置内より大気中に取り出して、陰極蒸着用のマスクとして２ｍｍ幅のストライプ状シャドーマスクを、陽極２のＩＴＯストライプとは直交するように素子に密着させて、別の真空蒸着装置内に設置して有機層と同様にして装置内の真空度が３．３×１０−４Ｐａ以下になるまで排気した。陰極８として、先ず、フッ化リチウム（ＬｉＦ）を、モリブデンボートを用いて、蒸着速度０．０１ｎｍ／秒、真空度５．７×１０−４Ｐａで、０．５ｎｍの膜厚で電子輸送層７の上に成膜した。次に、アルミニウムを同様にモリブデンボートにより加熱して、蒸着速度０．４７ｎｍ／秒、真空度１．２×１０−３Ｐａで膜厚８０ｎｍのアルミニウム層を形成して陰極８を完成させた。以上の２層型陰極８の蒸着時の基板温度は室温に保持した。
【０２０１】
以上の様にして、２ｍｍ×２ｍｍのサイズの発光面積部分を有する有機電界発光素子が得られた。この素子の発光特性を表−３に示す。表−３において、最大発光輝度は電流密度０．２５Ａ／ｃｍ２での値、発光効率・輝度／電流・電圧は輝度１００ｃｄ／ｍ２での値を各々示す。素子の発光スペクトルの極大波長は６２５ｎｍであり、有機イリジウム錯体（Ｄ−２）からのものと同定された。色度はＣＩＥ（ｘ，ｙ）＝（０．６７，０．３２）であった。
【０２０２】
（比較例２）
正孔阻止層の目的物（ＨＢ−２）の代わりに下記に示す混合配位子錯体（ＨＢＳ）を用いた他は実施例５と同様にして素子を作製した。この素子の発光特性を表−３に示す。素子の発光スペクトルの極大波長は６２６ｎｍであり、有機イリジウム錯体（Ｄ−２）からのものと同定された。色度はＣＩＥ（ｘ，ｙ）＝（０．６７，０．３２）と色純度は実施例５と同等であるが、実施例５と比較して発光開始電圧、輝度１００ｃｄ／ｍ２時の電圧が高く、発行効率も低い。
【０２０３】
【化５３】
2004307380.tif 000050
【０２０４】
【発明の効果】
本発明の有機電界発光素子によれば、任意に選定された発光材料からの発光のみを得ることが可能であり、さらには駆動安定性に優れた発光が得ることができる。特にこれまで困難であった青色発光素子や燐光発光素子の駆動安定性の改善、および駆動電圧の低下が顕著である。
【０２０５】
従って、本発明による有機電界発光素子はフラットパネル・ディスプレイ（例えばＯＡコンピュータ用や壁掛けテレビ）、車載表示素子、携帯電話表示や面発光体としての特徴を生かした光源（例えば、複写機の光源、液晶ディスプレイや計器類のバックライト光源）、表示板、標識灯への応用が考えられ、その技術的価値は大きいものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】有機電界発光素子の一例を示した模式断面図。
【図２】有機電界発光素子の別の例を示した模式断面図。
【図３】有機電界発光素子の別の例を示した模式断面図。
【符号の説明】
１      基板
２      陽極
３      陽極バッファ層
４      正孔輸送層
５      発光層
６      正孔阻止層
７      電子輸送層
８      陰極
【図１】
2004307380.tif 000058
【図２】
2004307380.tif 000059
【図３】
2004307380.tif 000060