(57)【要約】  最低励起一重項エネルギー準位と最低励起三重項エネルギー準位の差が０．３ｅＶ以下である化合物または遅延蛍光を発するエキサイプレックスを含む励起子生成層と発光材料を含む発光層を有する有機発光素子は、高効率で長寿命である。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記式（１）を満たす化合物または遅延蛍光を発するエキサイプレックスを含む励起子生成層と発光材料を含む発光層を有する有機発光素子。
ΔＥST ≦ ０．３ｅＶ            （１）
（上式において、ΔＥSTは、最低励起一重項エネルギー準位ＥＳ１と最低励起三重項エネルギー準位ＥＴ１の差である。）
【請求項２】
前記励起子生成層と前記発光層の間に隔離層を有する、請求項１に記載の有機発光素子。
【請求項３】
前記発光層の陽極側および陰極側のいずれか一方に前記励起子生成層を有する、請求項１または２に記載の有機発光素子。
【請求項４】
前記発光層の陽極側と陰極側にそれぞれ前記励起子生成層を有する、請求項１または２に記載の有機発光素子。
【請求項５】
前記発光層とその発光層よりも陽極側に形成された励起子生成層の間に第１隔離層を有し、前記発光層とその発光層よりも陰極側に形成された励起子生成層の間に第２隔離層を有する、請求項４に記載の有機発光素子。
【請求項６】
前記励起子生成層の陽極側と陰極側にそれぞれ前記発光層を有する、請求項１または２に記載の有機発光素子。
【請求項７】
前記励起子生成層とその励起子生成層よりも陽極側に形成された発光層の間に第１隔離層を有し、前記励起子生成層とその励起子生成層よりも陰極側に形成された発光層の間に第２隔離層を有する、請求項６に記載の有機発光素子。
【請求項８】
前記第１隔離層と前記第２隔離層がキャリア輸送性化合物を含む、請求項５または７に記載の有機発光素子（ただし、前記キャリア輸送性化合物は、前記式（１）を満たす化合物、前記遅延蛍光を発するエキサイプレックス、前記発光材料のいずれとも異なる化合物である。）。
【請求項９】
前記発光層がキャリア輸送性化合物を含む、請求項１〜８のいずれか１項に記載の有機発光素子（ただし、前記キャリア輸送性化合物は、前記式（１）を満たす化合物、前記遅延蛍光を発するエキサイプレックス、前記発光材料のいずれとも異なる化合物である。）。
【請求項１０】
前記励起子生成層（複数の励起子生成層がある場合は少なくとも１層の励起子生成層）がキャリア輸送性化合物を含む、請求項１〜９のいずれか１項に記載の有機発光素子（ただし、前記キャリア輸送性化合物は、前記式（１）を満たす化合物、前記遅延蛍光を発するエキサイプレックス、前記発光材料のいずれとも異なる化合物である。）。
【請求項１１】
前記発光層と前記励起子生成層（複数の励起子生成層がある場合は少なくとも１層の励起子生成層）が、同じキャリア輸送性化合物を含む、請求項１０に記載の有機発光素子。
【請求項１２】
前記発光層と前記励起子生成層のうち最も陽極側に形成されている層の陽極側に、前記キャリア輸送性化合物を含む層が直接接するように形成されている、請求項９〜１１のいずれか１項に記載の有機発光素子。
【請求項１３】
前記発光層と前記励起子生成層のうち最も陰極側に形成されている層の陰極側に、前記キャリア輸送性化合物を含む層が直接接するように形成されている、請求項９〜１２のいずれか１項に記載の有機発光素子。
【請求項１４】
前記発光層が量子ドットを含む、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の有機発光素子。
【請求項１５】
遅延蛍光を放射する、請求項１〜１４のいずれか１項に記載の有機発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高効率、長寿命な有機発光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機エレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ素子）などの有機発光素子の発光効率を高める研究が盛んに行われている。例えば、発光層の材料については、励起三重項状態から励起一重項状態に逆項間交差することができる化合物の利用に関する研究が精力的に進められている。通常の蛍光発光材料は、室温下で電流励起されると、一重項励起子と三重項励起子が２５：７５の確率で生成し、このうち一重項励起子は基底一重項状態へ放射失活して蛍光を放射するが、三重項励起子は寿命が長いため、基底状態に遷移する前に熱放射によりエネルギーを失って無放射失活してしまう。このため、生成確率が高い三重項励起子のエネルギーを発光に有効利用することができない。これに対して、励起三重項状態から励起一重項状態に逆項間交差することができる化合物では、励起三重項状態から励起一重項状態への逆項間交差によって生成した一重項励起子も基底一重項状態へ遷移する際に蛍光を放射するため、生成確率が高い三重項励起子のエネルギーも間接的に蛍光発光に寄与させることができる。このため、逆項間交差を生じない通常の蛍光発光材料を用いる場合に比べて格段に高い発光効率が見込めることになる。
こうした逆項間交差を生じうる化合物を利用した有機発光素子として、熱活性型の遅延蛍光体とホスト材料を共蒸着して形成した単一の発光層を有するものが多数提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。ここで、熱活性型の遅延蛍光体とは、熱エネルギーの吸収により励起三重項状態から励起一重項状態への逆項間交差が生じる化合物であり、基底一重項状態から直接励起された一重項励起子からの蛍光放射が観測された後、逆項間交差を経由して生じた一重項励起子からの蛍光放射（遅延蛍光放射）が遅れて観測されるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−２５６４９０号公報
【特許文献２】特開２０１４−１３５４６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、本発明者らが、実際に、上記の熱活性型の遅延蛍光体とホスト材料からなる単一の共蒸着膜を発光層とする有機発光素子を作製し、その素子特性を評価したところ、効率が低く駆動寿命も十分に長いとは言えず、さらなる改善の余地があることが判明した。【０００５】
このような状況下において本発明者らは、効率が高く、駆動寿命が長い有機発光素子を提供することを目的として鋭意検討を進めた。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
鋭意検討を進めた結果、本発明者らは、発光材料を含む発光層の片側または両側に、最低励起一重項エネルギー準位ＥＳ１と最低励起三重項エネルギー準位ＥＴ１との差ΔＥＳＴが小さい化合物を含む励起子生成層が配された積層構造を用いることにより、高い効率が得られるとともに駆動寿命が長い有機発光素子を実現できることを見出した。本発明は、このような知見に基づいて提案されたものであり、以下の構成を有する。【０００７】
［１］  下記式（１）を満たす化合物または遅延蛍光を発するエキサイプレックスを含む励起子生成層と発光材料を含む発光層を有する有機発光素子。
ΔＥST ≦ ０．３ｅＶ            （１）
（上式において、ΔＥSTは、最低励起一重項エネルギー準位ＥＳ１と最低励起三重項エネルギー準位ＥＴ１の差である。）
［２］  前記励起子生成層と前記発光層の間に隔離層を有する、［１］に記載の有機発光素子。
［３］  前記発光層の陽極側および陰極側のいずれか一方に前記励起子生成層を有する、［１］または［２］に記載の有機発光素子。
［４］  前記発光層の陽極側と陰極側にそれぞれ前記励起子生成層を有する、［１］または［２］に記載の有機発光素子。
［５］  前記発光層とその発光層よりも陽極側に形成された励起子生成層の間に第１隔離層を有し、前記発光層とその発光層よりも陰極側に形成された励起子生成層の間に第２隔離層を有する、［４］に記載の有機発光素子。
［６］  前記励起子生成層の陽極側と陰極側にそれぞれ前記発光層を有する、［１］または［２］に記載の有機発光素子。
［７］  前記励起子生成層とその励起子生成層よりも陽極側に形成された発光層の間に第１隔離層を有し、前記励起子生成層とその励起子生成層よりも陰極側に形成された発光層の間に第２隔離層を有する、［６］に記載の有機発光素子。
［８］  前記第１隔離層と前記第２隔離層がキャリア輸送性化合物を含む、［５］または［７］に記載の有機発光素子（ただし、前記キャリア輸送性化合物は、前記式（１）を満たす化合物、前記遅延蛍光を発するエキサイプレックス、前記発光材料のいずれとも異なる化合物である。）。
［９］  前記発光層がキャリア輸送性化合物を含む、［１］〜［８］のいずれか１項に記載の有機発光素子（ただし、前記キャリア輸送性化合物は、前記式（１）を満たす化合物、前記遅延蛍光を発するエキサイプレックス、前記発光材料のいずれとも異なる化合物である。）。
［１０］  前記励起子生成層（複数の励起子生成層がある場合は少なくとも１層の励起子生成層）がキャリア輸送性化合物を含む、［１］〜［９］のいずれか１項に記載の有機発光素子（ただし、前記キャリア輸送性化合物は、前記式（１）を満たす化合物、前記遅延蛍光を発するエキサイプレックス、前記発光材料のいずれとも異なる化合物である。）。
［１１］  前記発光層と前記励起子生成層（複数の励起子生成層がある場合は少なくとも１層の励起子生成層）が同じキャリア輸送性化合物を含む、［１０］に記載の有機発光素子。
［１２］  前記発光層と前記励起子生成層のうち最も陽極側に形成されている層の陽極側に、前記キャリア輸送性化合物を含む層が直接接するように形成されている、［９］〜［１１］のいずれか１項に記載の有機発光素子。
［１３］  前記発光層と前記励起子生成層のうち最も陰極側に形成されている層の陰極側に、前記キャリア輸送性化合物を含む層が直接接するように形成されている、［９］〜［１２］のいずれか１項に記載の有機発光素子。
［１４］  前記発光層が量子ドットを含む、［１］〜［１３］のいずれか１項に記載の有機発光素子。
［１５］  遅延蛍光を放射する、［１］〜［１４］のいずれか１項に記載の有機発光素子。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、効率が高く寿命が顕著に長い有機発光素子を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】有機エレクトロルミネッセンス素子の層構成例を示す概略断面図である。
【図２】比較例９、実施例１３、実施例１４の各有機エレクトロルミネッセンス素子の電流密度−外部量子効率特性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下において、本発明の内容について詳細に説明する。以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様や具体例に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施態様や具体例に限定されるものではない。なお、本明細書において「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。また、本発明に用いられる化合物の分子内に存在する水素原子の同位体種は特に限定されず、例えば分子内の水素原子がすべて１Ｈであってもよいし、一部または全部が２Ｈ（デューテリウムＤ）であってもよい。
【００１１】
本発明の有機発光素子は、下記式（１）を満たす化合物または遅延蛍光を発するエキサイプレックスを含む励起子生成層と発光材料を含む発光層を含む。
ΔＥST ≦ ０．３ｅＶ            （１）
式（１）において、ΔＥSTは、最低励起一重項エネルギー準位ＥＳ１と最低励起三重項エネルギー準位ＥＴ１の差である。
励起子生成層と発光層の間には隔離層が形成されていてもよい。また、励起子生成層は複数層形成されていてもよく、発光層の陽極側、発光層の陰極側、発光層の陽極側と陰極側の両方に形成されていてもよい。また、発光層の陽極側と陰極側の両方に励起子生成層が形成されている場合は、発光層と陽極側の励起子生成層の間だけに隔離層が形成されていてもよく、発光層と陰極側の励起子生成層の間だけに隔離層が形成されていてもよく、陽極側と陰極側の両方に隔離層が形成されていてもよい。さらに本発明では、励起子生成層の陽極側と陰極側の両方に発光層が形成されていてもよい。このとき、励起子生成層と陽極側の発光層の間だけに隔離層が形成されていてもよく、励起子生成層と陰極側の発光層の間だけに隔離層が形成されていてもよく、陽極側と陰極側の両方に隔離層が形成されていてもよい。
すなわち、本発明の有機発光素子は、「励起子生成層／（隔離層）／発光層」の積層構造、または、「発光層／（隔離層）／励起子生成層」の積層構造を少なくとも有するものである。また、「励起子生成層／（隔離層）／発光層／（隔離層）／励起子生成層」の積層構造を有するものであっても、「発光層／（隔離層）／励起子生成層／（隔離層）／発光層」の積層構造を有するものであってもよい。ここで「／」は各層間の境界を表し、「／」の前後の層は互い積層されていることを意味する。また、積層構造の表示は左側が陽極側であり、右側が陰極側である。「（  ）」内に記載された層は、必要に応じて設けられる層である。以下における積層構造の中の「／」、「（  ）」も同様の意味であることとする。
【００１２】
本発明の有機発光素子では、このように式（１）を満たす化合物または遅延蛍光を発するエキサイプレックスと発光材料とが別々の層に含まれており、発光材料を含む発光層の片側または両側に、式（１）を満たす化合物または遅延蛍光を発するエキサイプレックスを含む励起子生成層が配された積層構造を有することにより、高効率かつ長寿命の素子を得ることができる。以下において、高い効率が得られるメカニズムについて考察した内容を説明する。
すなわち、式（１）を満たす化合物は、励起エネルギーの供給により励起三重項状態になると、ΔＥSTが小さいことにより一定の確率で励起三重項状態から励起一重項状態への逆項間交差が生じると推測される。仮に、この式（１）を満たす化合物と発光材料とを単一の発光層に共存させた場合、上記のように励起三重項状態になった式（１）を満たす化合物の一部は逆項間交差を生じて励起一重項状態に遷移するが、励起三重項状態になった式（１）を満たす化合物の他の一部は、その励起三重項エネルギーがデクスター機構により発光材料に移動して失活する。ここで、逆項間交差により励起一重項状態に遷移した式（１）を満たす化合物の励起一重項エネルギーは、フェルスター機構またはデクスター機構により発光材料に移動して該発光材料が励起一重項状態に遷移する。そして、その発光材料が基底一重項状態に失活する際に蛍光を放射して発光層が発光することになる。一方、式（１）を満たす化合物からデクスター機構で励起三重項エネルギーを受け取った発光材料は、励起三重項状態に遷移するが、励起三重項状態から基底一重項状態への遷移はスピン禁制であるために時間がかかり、ほとんどの発光材料では、その間に熱放射してエネルギーを失い、無放射失活してしまう。このため、式（１）を満たす化合物と発光材料とを単一の発光層に共存させた場合には、励起三重項状態になった式（１）を満たす化合物の他の一部の励起三重項エネルギー（すなわち、式（１）を満たす化合物から発光材料にデクスター機構で移動する励起三重項エネルギー）が発光に利用されず、発光効率が低くなってしまう。
一方、本発明によれば、式（１）を満たす化合物と発光材料が別々の層に含まれているために、式（１）を満たす化合物と発光材料との間の距離が長くなる。ここで、励起三重項状態の分子から基底一重項状態の分子へのエネルギー移動は、フェルスター機構では禁制であり、デクスター機構でのみ起こりうるが、デクスター機構でのエネルギー移動が可能な距離は０．３〜１ｎｍであり、フェルスター移動が可能な距離（１〜１０ｎｍ）に比べて遥かに短距離である。このため、式（１）を満たす化合物と発光材料との間の距離が長くなると、励起三重項状態にある式（１）を満たす化合物から基底一重項状態にある発光材料へのデクスター機構によるエネルギー移動は顕著に抑制され、その分、式（１）を満たす化合物が励起三重項状態から励起一重項状態へ逆項間交差する確率が高くなる。その結果、その励起一重項エネルギーを受け取って蛍光を放射する発光材料の割合も大きくなるために、高い発光効率が得られることになる。以上のことから、本発明によれば高い発光効率が得られることを説明することができる。
遅延蛍光を発するエキサイプレックスも、基本的に同じ原理により高い発光効率を実現することができる。
また、本発明の有機発光素子は低い電圧で駆動させることができるとともに、発光ピークの半値幅が狭く、色度や色純度が優れている。
以下において、本発明の有機発光素子が有する励起子生成層および発光層を含む積層構造、必要に応じて設けられる隔離層等について詳細に説明する。
【００１３】
［励起子生成層］
励起子生成層（exciton generation layer）は、下記式（１）を満たす化合物、または、遅延蛍光を発するエキサイプレックスを含む。
ΔＥST ≦ ０．３ｅＶ            （１）
励起子生成層が含む式（１）を満たす化合物は、式（１）を満たす化合物群のうちの１種類であってもよいし、２種類以上の組み合わせであってもよい。また、単一の化合物であってもよいし、エキサイプレックスであってもよい。エキサイプレックスとは、種類が異なる２つ以上の分子（アクセプター分子とドナー分子）の会合体であって、励起エネルギーが供与されると一の分子から他の分子に電子遷移が生じて励起状態に変換するものである。
式（１）におけるΔＥSTは、化合物の最低励起一重項エネルギー準位ＥＳ１と最低励起三重項エネルギー準位ＥＴ１を以下の方法で算出し、ΔＥST＝ＥＳ１−ＥＴ１により求められる値である。
（１）最低励起一重項エネルギー準位ＥＳ１
測定対象化合物とｍＣＰとを、測定対象化合物が濃度６重量％となるように共蒸着することでＳｉ基板上に厚さ１００ｎｍの試料を作製する。常温（３００Ｋ）でこの試料の蛍光スペクトルを測定する。励起光入射直後から入射後１００ナノ秒までの発光を積算することで、縦軸を発光強度、横軸を波長の蛍光スペクトルを得る。蛍光スペクトルは、縦軸を発光、横軸を波長とする。この発光スペクトルの短波側の立ち上がりに対して接線を引き、その接線と横軸との交点の波長値 λedge［ｎｍ］を求めた。この波長値を次に示す換算式でエネルギー値に換算した値をＥＳ１とする。
換算式：ＥＳ１［ｅＶ］＝１２３９．８５／λedge
発光スペクトルの測定には、例えば励起光源に窒素レーザー（Lasertechnik Berlin社製、ＭＮＬ２００）を用い、検出器にストリークカメラ（浜松ホトニクス社製、Ｃ４３３４）を用いることができる。
（２） 最低励起三重項エネルギー準位ＥＴ１
最低励起一重項エネルギー準位ＥＳ１と同じ試料を５［Ｋ］に冷却し、励起光（３３７ｎｍ）を燐光測定用試料に照射し、ストリークカメラを用いて、燐光強度を測定する。励起光入射後１ミリ秒から入射後１０ミリ秒の発光を積算することで、縦軸を発光強度、横軸を波長の燐光スペクトルを得る。この燐光スペクトルの短波長側の立ち上がりに対して接線を引き、その接線と横軸との交点の波長値λedge［ｎｍ］を求めた。この波長値を次に示す換算式でエネルギー値に換算した値をＥＴ１とする。
換算式：ＥＴ１［ｅＶ］＝１２３９．８５／λedge
燐光スペクトルの短波長側の立ち上がりに対する接線は以下のように引く。燐光スペクトルの短波長側から、スペクトルの極大値のうち、最も短波長側の極大値までスペクトル曲線上を移動する際に、長波長側に向けて曲線上の各点における接線を考える。この接線は、曲線が立ち上がるにつれ（つまり縦軸が増加するにつれ）、傾きが増加する。この傾きの値が極大値をとる点において引いた接線を、当該燐光スペクトルの短波長側の立ち上がりに対する接線とする。
なお、スペクトルの最大ピーク強度の１０％以下のピーク強度をもつ極大点は、上述の最も短波長側の極大値には含めず、最も短波長側の極大値に最も近い、傾きの値が極大値をとる点において引いた接線を当該燐光スペクトルの短波長側の立ち上がりに対する接線とする。
【００１４】
式（１）を満たす化合物のΔＥSTは、より低いことが好ましく、具体的には０．３ｅＶ以下であることが好ましく、０．２ｅＶ以下であることが好ましく、０．１ｅＶ以下であることがより好ましく、理想的には０ｅＶである。
【００１５】
式（１）を満たす化合物には、従来、遅延蛍光を放射する化合物として知られている化合物であって、ΔＥSTを測定した結果が０．３ｅＶ以下である化合物を広く採用することができる。
遅延蛍光を放射する化合物（遅延蛍光体）として、ＷＯ２０１３／１５４０６４号公報の段落０００８〜００４８および００９５〜０１３３、ＷＯ２０１３／０１１９５４号公報の段落０００７〜００４７および００７３〜００８５、ＷＯ２０１３／０１１９５５号公報の段落０００７〜００３３および００５９〜００６６、ＷＯ２０１３／０８１０８８号公報の段落０００８〜００７１および０１１８〜０１３３、特開２０１３−２５６４９０号公報の段落０００９〜００４６および００９３〜０１３４、特開２０１３−１１６９７５号公報の段落０００８〜００２０および００３８〜００４０、ＷＯ２０１３／１３３３５９号公報の段落０００７〜００３２および００７９〜００８４、ＷＯ２０１３／１６１４３７号公報の段落０００８〜００５４および０１０１〜０１２１、特開２０１４−９３５２号公報の段落０００７〜００４１および００６０〜００６９、特開２０１４−９２２４号公報の段落０００８〜００４８および００６７〜００７６に記載される一般式に包含される化合物、特に例示化合物を好ましく挙げることができる。これらの公報は、本明細書の一部としてここに引用している。
また、遅延蛍光を放射する化合物（遅延蛍光体）として、特開２０１３−２５３１２１号公報、ＷＯ２０１３／１３３３５９号公報、ＷＯ２０１４／０３４５３５号公報、ＷＯ２０１４／１１５７４３号公報、ＷＯ２０１４／１２２８９５号公報、ＷＯ２０１４／１２６２００号公報、ＷＯ２０１４／１３６７５８号公報、ＷＯ２０１４／１３３１２１号公報、ＷＯ２０１４／１３６８６０号公報、ＷＯ２０１４／１９６５８５号公報、ＷＯ２０１４／１８９１２２号公報、ＷＯ２０１４／１６８１０１号公報、ＷＯ２０１５／００８５８０号公報、ＷＯ２０１４／２０３８４０号公報、ＷＯ２０１５／００２２１３号公報、ＷＯ２０１５／０１６２００号公報、ＷＯ２０１５／０１９７２５号公報、ＷＯ２０１５／０７２４７０号公報、ＷＯ２０１５／１０８０４９号公報、ＷＯ２０１５／０８０１８２号公報、ＷＯ２０１５／０７２５３７号公報、ＷＯ２０１５／０８０１８３号公報、特開２０１５−１２９２４０号公報、ＷＯ２０１５／１２９７１４号公報、ＷＯ２０１５／１２９７１５号公報、ＷＯ２０１５／１３３５０１号公報、ＷＯ２０１５／１３６８８０号公報、ＷＯ２０１５／１３７２４４号公報、ＷＯ２０１５／１３７２０２号公報、ＷＯ２０１５／１３７１３６号公報、ＷＯ２０１５／１４６５４１号公報、ＷＯ２０１５／１５９５４１号公報に記載される一般式に包含される化合物、特に例示化合物を好ましく挙げることができる。これらの公報も、本明細書の一部としてここに引用している。
【００１６】
以下において、式（１）を満たす化合物の具体例を例示する。ただし、本発明において用いることができる式（１）を満たす化合物はこれらの具体例によって限定的に解釈されるべきものではない。
【化１−１】
2018047853.tif 000003
【化１−２】
2018047853.tif 000004
【００１７】
さらに、以下に記載する一般式（Ａ）〜（Ｇ）で表される化合物であって、式（１）を満たすものも、本発明の励起子生成層に好ましく用いることができる。
まず一般式（Ａ）で表される化合物について説明する。
【化２】
2018047853.tif 000005
【００１８】
一般式（Ａ）において、Ｒ１〜Ｒ５の０〜４つはシアノ基を表し、Ｒ１〜Ｒ５の少なくとも１つは置換アミノ基を表し、残りのＲ１〜Ｒ５は水素原子、またはシアノと置換アミノ基以外の置換基を表す。
ここでいう置換アミノ基は、ジアリールアミノ基であることが好ましく、ジアリールアミノ基を構成する２つのアリール基は互いに連結して例えばカルバゾリル基となっていてもよい。また、置換アミノ基はＲ１〜Ｒ５のいずれであってもよいが、例えばＲ１、Ｒ３、Ｒ４の組み合わせ、Ｒ２、Ｒ４の組み合わせなどを好ましく例示することができる。
一般式（Ａ）に包含される化合物群と化合物の具体例については、本明細書の一部としてここに引用するＷＯ２０１５／０８０１８３号公報およびＷＯ２０１５／１２９７１５号公報を参照することができる。
【００１９】
次に一般式（Ｂ）で表される化合物について説明する。一般式（Ｂ）と一般式（Ｃ）は、上記の一般式（Ａ）に包含されるもののうち、好ましい化合物群を例として一般化したものである。
【化３】
2018047853.tif 000006
【００２０】
一般式（Ｂ）において、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４およびＲ５のうちの１つ以上は、各々独立に、１位か８位の少なくとも一方に置換基を有する９−カルバゾリル基、１位か９位の少なくとも一方に置換基を有する１０−フェノキサジル基、または１位か９位の少なくとも一方に置換基を有する１０−フェノチアジル基を表す。残りは水素原子または置換基を表すが、該置換基は、１位か８位の少なくとも一方に置換基を有する９−カルバゾリル基、１位か９位の少なくとも一方に置換基を有する１０−フェノキサジル基、または１位か９位の少なくとも一方に置換基を有する１０−フェノチアジル基ではない。前記９−カルバゾリル基、前記１０−フェノキサジル基および前記１０−フェノチアジル基の各環骨格を構成する１以上の炭素原子は窒素原子で置換されていてもよい。
【００２１】
一般式（Ｂ）のＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４およびＲ５のうちの１つ以上が表す「１位か８位の少なくとも一方に置換基を有する９−カルバゾリル基」の具体例（ｍ−Ｄ１〜ｍ−Ｄ９）を挙げる。
【化４】
2018047853.tif 000007
【００２２】
一般式（Ｂ）のＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４およびＲ５のうちの上記の「１つ以上」を除いた残りが表す「置換基」の具体例（Ｃｚ、Ｃｚ１〜１２）を挙げる。
【化５】
2018047853.tif 000008
【００２３】
一般式（Ｂ）で表される化合物の具体例を挙げる。
【化６】
2018047853.tif 000009
【００２４】
次に一般式（Ｃ）で表される化合物について説明する。
【化７】
2018047853.tif 000010
【００２５】
一般式（Ｃ）において、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ４およびＲ５のうちの３つ以上は、各々独立に置換もしくは無置換の９−カルバゾリル基、置換もしくは無置換の１０−フェノキサジル基、置換もしくは無置換の１０−フェノチアジル基、またはシアノ基を表す。残りは水素原子または置換基を表すが、該置換基は、置換もしくは無置換の９−カルバゾリル基、置換もしくは無置換の１０−フェノキサジル基、または置換もしくは無置換の１０−フェノチアジル基ではない。前記９−カルバゾリル基、前記１０−フェノキサジル基および前記１０−フェノチアジル基の各環骨格を構成する１以上の炭素原子は窒素原子で置換されていてもよい。Ｒ３は、各々独立に水素原子または置換基を表すが、該置換基は、置換もしくは無置換の９−カルバゾリル基、置換もしくは無置換の１０−フェノキサジル基、シアノ基、置換もしくは無置換の１０−フェノチアジル基、置換もしくは無置換のアリール基、置換もしくは無置換のヘテロアリール基、置換もしくは無置換のアルキニル基ではない。
【００２６】
一般式（Ｃ）のＲ１、Ｒ２、Ｒ４およびＲ５の具体例（Ｄ１〜Ｄ４２）を例示する。
【化８−１】
2018047853.tif 000011
【化８−２】
2018047853.tif 000012
【化８−３】
2018047853.tif 000013
【００２７】
一般式（Ｃ）で表される化合物の具体例を挙げる。
【化９】
2018047853.tif 000014
【００２８】
次に一般式（Ｄ）で表される化合物について説明する。
【化１０】
2018047853.tif 000015
【００２９】
一般式（Ｄ）において、
Ｓｐはベンゼン環またはビフェニル環を表し、
Ｃｚは１位と８位の少なくとも一方に置換基を有する９−カルバゾリル基（ここにおいて、９−カルバゾリル基のカルバゾール環の環骨格を構成する１〜８位の炭素原子の少なくとも１つは窒素原子で置換されていてもよいが、１位と８位がともに窒素原子で置換されていることはない。）を表し、
Ｄはハメットのσｐ値が負である置換基を表し、
Ａはハメットのσｐ値が正である置換基（ただし、シアノ基は除く）を表し、
ａは１以上の整数を表し、ｍは０以上の整数を表し、ｎは１以上の整数を表すが、ａ＋ｍ＋ｎはＳｐが表すベンゼン環またはビフェニル環に置換可能な最大置換基数を超えることはない。
【００３０】
Ｃｚが表す「１位と８位の少なくとも一方に置換基を有する９−カルバゾリル基」の具体例（ｍ−Ｄ１〜ｍ−Ｄ１４）を例示する。
【化１１】
2018047853.tif 000016
【００３１】
Ｄが表す置換基の具体例（Ｃｚ、Ｃｚ１〜１２）を例示する。
【化１２】
2018047853.tif 000017
【００３２】
Ａが表す置換基の具体例（Ａ−１〜Ａ−７７）を例示する。＊は結合位置を示す。
【化１３−１】
2018047853.tif 000018
【化１３−２】
2018047853.tif 000019
【化１３−３】
2018047853.tif 000020
【００３３】
一般式（Ｄ）で表される化合物は、下記一般式Ｓ−１〜Ｓ−１８で表される化合物であることが好ましい。Ｒ１１〜Ｒ１５、Ｒ２１〜Ｒ２４、Ｒ２６〜Ｒ２９は、各々独立に置換基Ｃｚ、置換基Ｄ、置換基Ａのいずれかを表す。ただし、一般式Ｓ−１〜Ｓ−１８は、それぞれ、Ｒ１１〜Ｒ１５、Ｒ２１〜Ｒ２４、Ｒ２６〜Ｒ２９のうちの該一般式が有するもの中に、置換基Ｃｚと置換基Ａを少なくとも１つずつ有する。Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ、Ｒｄは各々独立にアルキル基を表す。Ｒａ同士、Ｒｂ同士、Ｒｃ同士、Ｒｄ同士は、同一であっても異なっていてもよい。
【化１４】
2018047853.tif 000021
【００３４】
一般式（Ｄ）で表される化合物の具体例を挙げる。
【化１５】
2018047853.tif 000022
【００３５】
次に一般式（Ｅ）で表される化合物について説明する。
【化１６】
2018047853.tif 000023
【００３６】
一般式（Ｅ）において、
Ａｒは、置換もしくは無置換のフェニレン基、置換もしくは無置換のビフェニルジイル基、または置換もしくは無置換のヘテロアリーレン基を表す。
Ｒ１〜Ｒ１０は、水素原子または置換基を表し、Ｒ１とＲ８の少なくとも一方は置換基である。また、Ｒ１〜Ｒ８の少なくとも１つはジベンゾフリル基またはジベンゾチエニル基である。
【００３７】
一般式（Ｅ）のＡｒに結合するカルバゾリル基の具体例を挙げる。
【化１７】
2018047853.tif 000024
【００３８】
一般式（Ｅ）で表される化合物の具体例を挙げる。以下のＸはＯまたはＳである。
【化１８】
2018047853.tif 000025
【００３９】
次に一般式（Ｆ）で表される化合物について説明する。
【化１９】
2018047853.tif 000026
【００４０】
一般式（Ｆ）において、Ｒ１およびＲ２は各々独立にフッ化アルキル基を表し、Ｄはハメットのσｐ値が負である置換基を表し、Ａはハメットのσｐ値が正である置換基を表す。
【００４１】
Ａが含む置換基の具体例として、一般式（Ｄ）で例示したＡが表す置換基の具体例（Ａ−１〜Ａ−７７）を挙げることができる。
以下において、一般式（Ｆ）で表される化合物の具体例を例示する。
【化２０−１】
2018047853.tif 000027
【化２０−２】
2018047853.tif 000028
【化２０−３】
2018047853.tif 000029
【化２０−４】
2018047853.tif 000030
【化２０−５】
2018047853.tif 000031
【化２０−６】
2018047853.tif 000032
【化２０−７】
2018047853.tif 000033
【００４２】
次に一般式（Ｇ）で表される化合物について説明する。
【化２１】
2018047853.tif 000034
【００４３】
一般式（Ｇ）において、Ｒ１〜Ｒ８、Ｒ１２およびＲ１４〜Ｒ２５は各々独立に水素原子または置換基を表し、Ｒ１１は置換もしくは無置換のアルキル基を表す。ただし、Ｒ２〜Ｒ４の少なくとも１つは置換もしくは無置換のアルキル基であり、Ｒ５〜Ｒ７の少なくとも１つは置換もしくは無置換のアルキル基である。
【００４４】
一般式（Ｇ）で表される化合物の具体例を例示する。
【化２２】
2018047853.tif 000035
【００４５】
以下において、遅延蛍光を発するエキサイプレックスの会合体を構成しうるアクセプター分子とドナー分子の具体例を例示する。ただし、本発明において用いることができる遅延蛍光を発するエキサイプレックスはこれらの具体例によって限定的に解釈されるべきものではない。
【化２３−１】
2018047853.tif 000036
【化２３−２】
2018047853.tif 000037
【化２３−３】
2018047853.tif 000038
【化２３−４】
2018047853.tif 000039
【００４６】
励起子生成層は、式（１）を満たす化合物または遅延蛍光を発するエキサイプレックスを構成するアクセプター分子とドナー分子のみからなる材料で構成されていてもよいし、他の材料を含んでいてもよい。励起子生成層における式（１）を満たす化合物または遅延蛍光を発するエキサイプレックスを構成するアクセプター分子とドナー分子の含有量の下限値は例えば１質量％超、５質量％超、１０質量％超とすることができ、２０質量％超、５０質量％超、７５質量％超であってもよい。更に、濃度は固定ではなく発光層の厚さ方向において濃度勾配を有していてもよい。
他の材料として、ホスト材料を挙げることができる。ホスト材料には、少なくとも最低励起三重項エネルギー準位ＥＴ１が式（１）を満たす化合物の最低励起三重項エネルギー準位ＥＴ１よりも高いものを用いることが好ましい。これにより、励起三重項状態にあるホスト材料のエネルギーを、式（１）を満たす化合物に円滑に移動させることができるとともに、式（１）を満たす化合物の励起三重項エネルギーを該化合物の分子内に閉じ込めることが可能になり、そのエネルギーを有機発光素子の発光に効果的に利用することができる。ホスト材料を用いる場合は、励起子生成層における式（１）を満たす化合物の含有量を５０質量％以下とすることが好ましく、効率を考慮して２５質量以下、１５質量％以下、１０％質量以下とすることもできる。
【００４７】
ホスト材料としては、有機エレクトロルミネッセンス素子で用いられる公知のホスト材料を使用することができる。このようなホスト材料としては、４，４’−ビス（カルバゾール）ビフェニル、９，９−ジ（４−ジカルバゾール−ベンジル）フルオレン（ＣＰＦ）、３，６−ビス（トリフェニルシリル）カルバゾール（ｍＣＰ）、ポリ（Ｎ−オクチル−２，７−カルバゾール−Ｏ−９，９−ジオクチル−２，７−フルオレン）（ＰＣＦ）、１，３，５−トリス（カルバゾール−９−イル）ベンゼン（ＴＣＰ）、９，９−ビス［４−（カルバゾール−９−イル）−フェニル］フルオレン（ＦＬ−２ＣＢＰ）等のカルバゾール誘導体；４−（ジフェニルフォスフォイル）−Ｎ，Ｎ-ジフェニルアニリン（ＨＭ−Ａ１）等のアニリン誘導体；１，３−ビス（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）ベンゼン（ｍＤＰＦＢ）、１，４−ビス（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）ベンゼン（ｐＤＰＦＢ）等のフルオレン誘導体；１，３，５−トリス［４−（ジフェニルアミノ）フェニル］ベンゼン（ＴＤＡＰＢ）；１，４−ビストリフェニルシリルベンゼン（ＵＧＨ−２）；１，３−ビス（トリフェニルシリル）ベンゼン（ＵＧＨ−３）；９−（４−ターシャルブチルフェニル）−３，６−ビス（トリフェニルシリル）−９Ｈ−カルバゾール（ＣｚＳｉ）等が例示できる。
【００４８】
励起子生成層には、ホスト材料と、式（１）を満たす化合物または遅延蛍光を発するエキサイプレックスを構成するアクセプター分子とドナー分子の他に、さらにドーパントを含んでいてもよい。励起子生成層におけるドーパントの含有量は、式（１）を満たす化合物または遅延蛍光を発するエキサイプレックスを構成するアクセプター分子とドナー分子の含有量よりも少ないことが好ましく、例えば１０質量％以下、５質量％以下、３質量％以下、１質量％以下、０．５質量％以下で用いることが可能であり、また０．００１質量％以上、０．０１質量％以上、０．１質量％以上で用いることが可能である。ドーパントとしては、例えば発光層に用いる発光材料と同じものを採用することが可能である。発光層と同じ発光材料を励起子生成層のドーパントとして採用することにより、式（１）を満たす化合物から励起子生成層内のドーパントと発光層内の発光材料へエネルギーが移動し、これらがともに発光する。これによって、式（１）を満たす化合物のエネルギーをより効率良く発光に利用することが可能になる。なお、このようなドーパントを含む励起子生成層は、ドーパントが発光することから発光層としても機能するものである。
また、その他の態様として、励起子生成層は、式（１）を満たす化合物または遅延蛍光を発するエキサイプレックスを構成するアクセプター分子とドナー分子が高分子材料（結着用樹脂）や無機材料中に分散されて構成されたものであってもよい。
【００４９】
励起子生成層の厚さは、特に限定されないが、発光層の片側に励起子生成層を設ける場合および発光層の両側に励起子生成層を設ける場合のいずれにおいても、１００ｎｍ以下であることが好ましく、５０ｎｍ以下であることがより好ましく、３０ｎｍ以下であることがさらにより好ましく、１０ｎｍ以下であることがさらになおより好ましく、５ｎｍ以下であることが特に好ましい。これにより、励起三重項状態に遷移した式（１）を満たす化合物または遅延蛍光を発するエキサイプレックスのエネルギーが発光層に含まれる発光材料へ移動することがより確実に抑制され、高い発光効率を得ることができる。
【００５０】
励起子生成層が複数存在するときは、各励起子生成層に含まれる式（１）を満たす化合物または遅延蛍光を発するエキサイプレックスの種類、必要に応じて用いられる他の材料の種類、組成比、厚さは同一であっても異なっていてもよい。
【００５１】
［発光層］
発光層は発光材料を含む。発光層が含む発光材料は、１種類単独であってもよいし、２種類以上の組み合わせであってもよい。また、２種類以上の発光材料を用いる場合、各発光材料の発光色は同じ色相であってもよいし、異なる色相であってもよい。異なる色相の発光材料を用いることにより、その混合色や白色の発光を得ることができる。
発光層に用いる発光材料の種類は特に制限されず、蛍光発光材料、遅延蛍光材料、燐光発光材料のいずれであってもよいが、蛍光発光材料または遅延蛍光発光材料であることがより好ましい、蛍光発光材料であることがより好ましい。また、発光材料には、最低励起一重項エネルギー準位ＥＳ１と最低励起三重項エネルギー準位ＥＴ１の差ΔＥSTが式（１）を満たす化合物よりも大きい化合物を用いることが好ましく、ΔＥST ＞ ０．３ｅＶである化合物を用いることがより好ましく、例えばΔＥST ＞ ０．５ｅＶである化合物を用いることもできる。
また、発光材料は、励起子生成層が含む式（１）を満たす化合物よりも、その最低励起一重項エネルギー準位ＥＳ１が低いことが好ましい。これにより、励起子生成層において励起一重項状態に遷移した式（１）を満たす化合物のエネルギーを、発光層の発光材料に円滑に移動させることができ、そのエネルギーを発光材料の発光に効果的に利用することができる。発光材料の最低励起一重項エネルギー準位ＥＳ１が、励起子生成層が含む式（１）を満たす化合物よりも高い場合は、両者の最低励起一重項エネルギー準位ＥＳ１の差は０．５ｅＶ以下であることが好ましく、０．３ｅＶ以下であることがより好ましく、０．２ｅＶ以下であることがさらに好ましい。
発光材料が発光する光の種類は、特に限定はされないが、可視光、赤外光、紫外光であることが好ましく、可視光であることがより好ましい。
以下に、発光材料として用いることができる好ましい化合物を発光色毎に具体的に例示する。ただし、本発明において用いることができる発光材料は、以下の例示化合物によって限定的に解釈されることはない。なお、以下の例示化合物の構造式において、Ｅｔはエチル基を表し、ｉ−Ｐｒはイソプロピル基を表す。
【００５２】
【化２４】
2018047853.tif 000040
【００５３】
【化２５】
2018047853.tif 000041
【００５４】
【化２６】
2018047853.tif 000042
【００５５】
【化２７】
2018047853.tif 000043
【００５６】
（２）赤色発光化合物
【化２８】
2018047853.tif 000044
【００５７】
【化２９】
2018047853.tif 000045
【００５８】
【化３０】
2018047853.tif 000046
【００５９】
【化３１】
2018047853.tif 000047
【００６０】
【化３２】
2018047853.tif 000048
【００６１】
（３）青色発光化合物
【化３３】
2018047853.tif 000049
【００６２】
【化３４】
2018047853.tif 000050
【００６３】
【化３５】
2018047853.tif 000051
【００６４】
【化３６】
2018047853.tif 000052
【００６５】
【化３７】
2018047853.tif 000053
【００６６】
【化３８】
2018047853.tif 000054
【００６７】
【化３９】
2018047853.tif 000055
【００６８】
【化４０】
2018047853.tif 000056
【００６９】
【化４１】
2018047853.tif 000057
【００７０】
（４）黄色発光化合物
【化４２】
2018047853.tif 000058
【００７１】
以上の各発光色の化合物の他、下記の化合物も発光材料として用いることができる。
【化４３】
2018047853.tif 000059
【００７２】
発光層には、量子ドットを用いることもできる。量子ドットは、量子閉じ込め効果を有するナノサイズの半導体粒子である。量子ドットの構成材料種や粒子径を調節することによって、量子ドットのバンドギャップ値を制御することができる。このため、所望の波長領域で発光する量子ドットを準備しやすいという利点がある。それにより、目的とする発光色度をカラーフィルターを用いずに実現できるため、高効率を実現できる。本発明で用いることができる量子ドットの直径は２〜１０ｎｍであるものが好ましく、４〜８ｎｍであるものがより好ましく、５〜６ｎｍであるものがさらに好ましい。
量子ドットの構成材料種は特に制限されない。通常は、周期表第１４〜１６族から選択される１以上の元素により構成された量子ドットを好ましく用いることができる。例えば、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐ、Ｓｅ、Ｔｅなどの単一元素からなる単体であってもよいし、２つ以上の元素からなる化合物であってもよい。２つ以上の元素からなる量子ドットとしては、ＳｉＣ、ＳｎＯ2、Ｓｎ（II）Ｓｎ（IV）Ｓ3、ＳｎＳ2、ＳｎＳ、ＳｎＳｅ、ＳｎＴｅ、ＰｂＳ、ＰｂＳｅ、ＰｂＴｅ、ＢＮ、ＢＰ、ＢＡｓ、ＡｌＮ、ＡｌＰ、ＡｌＡｓ、ＡｌＳｂ、ＧａＮ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＳｂ、ＩｎＮ、ＩｎＰ、ＩｎＡｓ、ＩｎＳｂ、Ａｌ2Ｓ3、Ａｌ2Ｓｅ3、Ｇａ2Ｓ3、Ｇａ2Ｓｅ3、Ｇａ2Ｔｅ3、Ｉｎ2Ｏ3、Ｉｎ2Ｓ3、Ｉｎ2Ｓｅ3、Ｉｎ2Ｔｅ3、ＴｌＣｌ、ＴｌＢｒ、ＴｌＩ、ＺｎＯ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＣｄＯ、ＣｄＳ）、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＨｇＳ、ＨｇＳｅ、ＨｇＴｅ、Ａｓ2Ｓ3、Ａｓ2Ｓｅ3、Ａｓ2Ｔｅ3、Ｓｂ2Ｓ3、Ｓｂ2Ｓｅ3、Ｓｂ2Ｔｅ3、Ｂｉ2Ｓ3、Ｂｉ2Ｓｅ3、Ｂｉ2Ｔｅ3、Ｃｕ2Ｏ、Ｃｕ2Ｓｅ、ＣｕＣｌ、ＣｕＢｒ、ＣｕＩ、ＡｇＣｌ、ＡｇＢｒ、ＮｉＯ、ＣｏＯ、ＣｏＳ、Ｆｅ3Ｏ4、ＦｅＳ、ＭｎＯ、ＭｏＳ2、ＷＯ2、ＶＯ、ＶＯ2、Ｔａ2Ｏ5、ＴｉＯ2、Ｔｉ2Ｏ5、Ｔｉ2Ｏ3、Ｔｉ5Ｏ9、ＭｇＳ、ＭｇＳｅ、ＣｄＣｒ2Ｏ4、ＣｄＣｒ2Ｓｅ4、ＣｕＣｒ2Ｓ4、ＨｇＣｒ2Ｓｅ4、ＢａＴｉＯ3を挙げることができる。また、これらを混合して用いることもできる。上記の例示の中では、ＣｄＳｅ、ＺｎＳｅ、ＣｄＳ、ＣｄＳｅＳ／ＺｎＳを好ましく採用することができる。また、本発明では、市販の量子ドットを用いることもできる。例えば、Aldorich社製の型番７５３７８５や７５３７４２などを好ましく用いることができる。
本発明で用いる量子ドットは、表面がコーティングされているものであってもよい。
量子ドットは、適切な溶剤を用いてスピンコートする等の方法により製膜することができる。溶剤としては、例えばトルエン、ヘキサン、ハロゲン溶媒、アルコール系溶媒、水などを用いることができる。
【００７３】
発光層は、発光材料のみから構成されていてもよいし、他の材料を含んでいてもよい。発光層における発光材料の含有量の下限値は例えば０．１質量％超、１質量％超、５質量％超、１０質量％超とすることができ、２０質量％超、５０質量％超、７５質量％超であってもよい。更に、濃度は固定ではなく発光層の厚さ方向において濃度勾配を有していてもよい。他の材料として、ホスト材料を挙げることができる。ホスト材料には、少なくとも最低励起一重項エネルギー準位ＥＳ１が発光材料の最低励起一重項エネルギー準位ＥＳ１よりも高いものを用いることが好ましい。これにより、励起一重項状態にあるホスト材料のエネルギーを発光材料に円滑に移動させることができるとともに、発光材料の励起一重項エネルギーを発光材料の分子中に閉じ込めることが可能になり、その発光効率を十分に引き出すことが可能となる。発光層に用いられるホスト材料の具体例としては、「励起子生成層」の欄で例示したホスト材料の具体例と同じものを挙げることができる。また、発光層は、発光材料が高分子材料（結着用樹脂）や無機材料中に分散されて構成されたものであってもよい。ホスト材料を用いる場合は、発光層における発光材料の含有量を５０重量％以下とすることが好ましく、効率を考慮して２５重量以下、１０％以下、５％以下とすることもできる。
【００７４】
発光層には、式（１）を満たす化合物や遅延蛍光を発するエキサイプレックスは含まれていない（含有量ゼロ）ことが好ましい。ただし、式（１）を満たす化合物や遅延蛍光を発するエキサイプレックスを本発明の効果に悪影響を与えない範囲の少量で含む態様まで本発明から完全に排除するものではない。具体的には、発光層には、本発明の効果に悪影響を与えない限り、式（１）を満たす化合物や遅延蛍光を発するエキサイプレックスが例えば０．１重量％以下、好ましくは０．０１重量％以下、さらに好ましくは０．００１重量以下の量で含まれていてもよい。
【００７５】
発光層の厚さは、特に限定されないが、１ｎｍ以上であることが好ましく、３ｎｍ以上であることがより好ましく、１０ｎｍ以上や５０ｎｍ以上にすることも可能である。これにより、励起三重項状態に遷移した式（１）を満たす化合物や遅延蛍光を発するエキサイプレックスのエネルギーが発光層に含まれる発光材料へ移動することがより確実に抑制され、高い発光効率を得ることができる。また、有機発光素子の薄型化を図る点から、発光層の厚さは、１０ｎｍ以下であることが好ましく、８ｎｍ以下であることがより好ましく、６ｎｍ以下であることがさらに好ましい。
【００７６】
励起子生成層と発光層は、励起子生成層が含む式（１）を満たす化合物、遅延蛍光を発する化合物および発光層が含む発光材料のいずれとも異なる化合物（本明細書においてこのような化合物を「キャリア輸送性化合物」という）を含むことが好ましい。キャリア輸送性化合物は、ホスト化合物、電子輸送性の化合物、電子輸送性の化合物として機能する化合物から選択される。また、隔離層が存在しているとき、隔離層もこのようなキャリア輸送性化合物を含むことが好ましい。励起子生成層が２層以上存在するときは、そのうちの少なくとの１層がキャリア輸送性化合物を含むことが好ましく、すべての層がキャリア輸送性化合物を含むことがより好ましい。隔離層が２層以上存在するときは、そのうちの少なくとの１層がキャリア輸送性化合物を含むことが好ましく、すべての層がキャリア輸送性化合物を含むことがより好ましい。また、有機発光素子を構成する複数の層がキャリア輸送性化合物を含むとき、それらのキャリア輸送性化合物は互いに同一であっても異なっていてもよい。例えば、発光層と励起子生成層に含まれるキャリア輸送性化合物は、互いに同一であっても異なっていてもよい。
【００７７】
ここでいうキャリア輸送性化合物としては、「励起子生成層」、「発光層」の欄で説明したホスト材料に用いられる化合物を挙げることができる。励起子生成層と発光層には、式（１）を満たす化合物や遅延蛍光を発する化合物や発光材料以外はキャリア輸送性化合物のみで構成されていてもよいし、その一部のみがキャリア輸送性化合物により構成されていてもよいが、キャリア輸送性化合物のみで構成されていることが好ましい。また、隔離層についても、キャリア輸送性化合物のみで構成されていてもよいし、その一部のみがキャリア輸送性化合物により構成されていてもよいが、キャリア輸送性化合物のみで構成されていることが好ましい。
なお、各層に含まれるキャリア輸送性化合物は、１種類であってもよいし、２種類以上であってもよい。２種類以上の化合物が含まれている場合は、その存在比は各層で異なっていてもよい。
【００７８】
本発明の有機発光素子において、発光は少なくとも発光層が含む発光材料から生じる。但し、発光の一部は、励起子生成層が含む式（１）を満たす化合物や遅延蛍光を発するエキサイプレックスや励起子生成層や隔離層が含むホスト材料からの発光であってもかまわない。本発明では、発光の２５％以上が発光材料からの発光であることが好ましく、発光の５０％以上が発光材料からの発光であることが好ましく、発光の８０％以上が発光材料からの発光であることがより好ましく、発光の９０％以上が発光材料からの発光であることがさらに好ましく、発光の９９％以上が発光材料からの発光であることがさらにより好ましい。
発光は、蛍光発光であり、遅延蛍光発光や燐光発光を含んでいてもよい。遅延蛍光は、エネルギー供与により励起状態になった化合物において、励起三重項状態から励起一重項状態への逆項間交差が生じた後、その励起一重項状態から基底状態に戻る際に放射される蛍光であり、直接生じた励起一重項状態からの蛍光（通常の蛍光）よりも遅れて観測される蛍光である。
【００７９】
［隔離層］
本発明の有機発光素子は、さらに、励起子生成層と発光層の間に隔離層が存在していてもよい。隔離層を存在させることによって、励起子生成層に含まれる式（１）を満たす化合物または遅延蛍光を発するエキサイプレックスと、発光層に含まれる発光材料との距離がより長くなるため、励起子生成層において励起三重項状態に遷移した式（１）を満たす化合物または遅延蛍光を発するエキサイプレックスのエネルギーが発光層に含まれる発光材料へデクスター機構で移動することをより確実に抑制することができる。その結果、式（１）を満たす化合物または遅延蛍光を発するエキサイプレックスが励起三重項状態から励起一重項状態に逆項間交差する確率が高くなると推測され、励起三重項状態に遷移した式（１）を満たす化合物または遅延蛍光を発するエキサイプレックスのエネルギーを蛍光発光に有効に利用することができる。
発光層の陽極側と陰極側のそれぞれに励起子生成層が存在している場合は、いずれか一方の励起子生成層と発光層の間にだけ隔離層が存在していてもよいし、両方の励起子生成層と発光層の間にそれぞれ隔離層が存在していてもよい。好ましいのは、両方にそれぞれ隔離層が存在している態様である。
【００８０】
隔離層の材料は、無機材料、有機材料、無機部分と有機部分を有する有機無機混成材料のいずれであってもよいが、有機化合物を含むことが好ましく、有機化合物のみからなることがより好ましい。
複数の隔離層が存在する場合、各隔離層の材料は、同一であっても異なっていてもよいが、各隔離層がキャリア輸送性化合物を含むことが好ましい。複数の隔離層は、キャリア輸送性化合物により全体が構成されていてもよいし、キャリア輸送性化合物により一部が構成されていてもよいが、キャリア輸送性化合物により全体が構成されていることが好ましい。また、複数の隔離層にキャリア輸送性化合物は、１種類であってもよいし、２種類以上であってもよい。
また、少なくとも１層の隔離層と、上記の発光層は、発光層が含む発光材料とは異なるキャリア輸送性化合物を含むことが好ましい。発光材料とは異なるキャリア輸送性化合物として、「発光層」の欄で説明したホスト材料に用いられる化合物を挙げることができる。隔離層は、発光層に含まれているのと同じキャリア輸送性化合物により全体が構成されていてもよいし、発光層に含まれているのと同じキャリア輸送性化合物により一部が構成されていてもよいが、発光層とキャリア輸送性化合物により全体が構成されていることが好ましい。発光層は、発光材料を除く材料の全体が少なくとも１層の隔離層に含まれているのと同じキャリア輸送性化合物により構成されていてもよいし、その一部が隔離層に含まれているのと同じキャリア輸送性化合物により構成されていてもよいが、発光材料を除く材料の全体が隔離層と同じキャリア輸送性化合物により構成されていることが好ましい。発光層と隔離層の化合物は、１種類であってもよいし、２種類以上であってもよい。
【００８１】
隔離層の厚さは、１０ｎｍ以下であることが好ましく、５ｎｍ以下であることがより好ましく、３ｎｍ以下であることがさらにより好ましく、１．５ｎｍ以下であることがさらになおより好ましく、１．３ｎｍ以下であることが特に好ましい。これにより、有機発光素子の駆動電圧を低くすることができる。また、隔離層の厚さは、式（１）を満たす化合物や遅延蛍光を発する化合物から発光材料への励起三重項エネルギーの移動を抑制する観点から、０．１ｎｍ以上であることが好ましく、０．５ｎｍ以上であることが好ましく、１ｎｍ以上であることがより好ましい。
【００８２】
［その他の層］
本発明の有機発光素子が有機エレクトロルミネッセンス素子である場合、さらに、発光層と励起子生成層のうち最も陽極側に存在する層に直接接するように層が形成されていてもよいし、また、発光層と励起子生成層のうち最も陰極側に存在する層に直接接するように層が形成されていてもよく、これら両方に層が形成されていてもよい。これらの直接接するように形成される層を便宜的に外側層と呼ぶ。本発明の有機発光素子は、「外側層／発光層／（隔離層）／励起子生成層」、「外側層／励起子生成層／発光層」、「発光層／（隔離層）／励起子生成層／外側層」、「励起子生成層／（隔離層）／発光層／外側層」の構造を含むものとすることが可能である。
【００８３】
外側層の材料は、無機材料、有機材料、無機部分と有機部分を有する有機無機混成材料のいずれであってもよいが、有機無機混成材料や有機化合物を含むことが好ましい。また、有機化合物を含む共蒸着膜であってもよい。
陽極側と陰極側の両方に外側層を有する場合、これらの外側層の材料は、同一であっても異なっていてもよい。外側層は、キャリア輸送性化合物を含むことが好ましい。また、発光層と励起子生成層（と隔離層）がキャリア輸送性化合物を含む場合、外側層も、その化合物を含むことが好ましい。化合物としては、「励起子生成層」、「発光層」の欄で説明したホスト材料を挙げることができる。外側層は、励起子生成層と発光層（と隔離層）とキャリア輸送性化合物により全体が構成されていてもよいし、その一部がキャリア輸送性化合物により構成されていてもよいが、キャリア輸送性化合物により全体が構成されていることが好ましい。また、外側層が含むキャリア輸送性化合物は、１種類であってもよいし、２種類以上であってもよい。
以上の励起子生成層、発光層、隔離層および外側層は、必要に応じて添加剤（ドナー、アクセプター等）等を含んでいてもよい。
【００８４】
［有機発光素子の具体的な実施形態］
本発明の有機発光素子は、上記のように、少なくとも励起子生成層と発光層を含み、その間に隔離層が存在していてもよいし、その陽極側または陰極側に外側層が存在していてもよい。以下の説明では、励起子生成層と発光層からなる積層構造の全体、および、励起子生成層と発光層からなる積層構造に、さらに隔離層および外側層の少なくとも一方を追加した積層構造の全体を「発光部」と称することとする。
本発明の有機発光素子は、有機フォトルミネッセンス素子（有機ＰＬ素子）および有機エレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ素子）のいずれであってもよい。有機フォトルミネッセンス素子は、基板上に少なくとも発光部を形成した構造を有する。
【００８５】
有機エレクトロルミネッセンス素子は、少なくとも発光部を含む有機ＥＬ層が一対の電極間に狭持されて構成されている。有機エレクトロルミネッセンス素子は、基板上に、第１電極と、有機ＥＬ層と、第２電極がこの順に積層されて構成されていることが好ましい。この場合、有機エレクトロルミネッセンス素子は、発光部で発生した光を基板側から取り出すボトムエミッション型であってもよいし、発光部で発生した光を基板の反対側（第２電極側）から取り出すトップエミッション型であってもよい。
【００８６】
第１電極および第２電極は、有機エレクトロルミネッセンス素子の陽極または陰極として対で機能する。すなわち、第１電極が陽極である場合には、第２電極は陰極となり、第１電極を陰極である場合には、第２電極は陽極となる。
【００８７】
有機ＥＬ層は、発光部のみからなるものであってもよいし、発光部の他に、１層以上の機能層を有するものであってもよい。その他の機能層として、正孔注入層、正孔輸送層、電子阻止層、正孔阻止層、電子輸送層、電子注入層、励起子阻止層などを挙げることができる。正孔輸送層は正孔注入機能を有した正孔注入輸送層でもよく、電子輸送層は電子注入機能を有した電子注入輸送層でもよい。有機ＥＬ層（有機層）の具体的な層構成として、下記の構成が挙げられる。ただし、本発明で用いられる有機ＥＬ層の層構成はこれらの具体例に限定されるものではない。なお、下記の層構成において、正孔注入層、正孔輸送層および電子阻止層は発光部よりも陽極側に配され、正孔阻止層、電子輸送層および電子注入層は発光部よりも陰極側に配される。
（１）発光部
（２）正孔輸送層／発光部
（３）発光部／電子輸送層
（４）正孔注入層／発光部
（５）正孔輸送層／発光部／電子輸送層
（６）正孔注入層／正孔輸送層／発光部／電子輸送層
（７）正孔注入層／正孔輸送層／発光部／電子輸送層／電子注入層
（８）正孔注入層／正孔輸送層／発光部／正孔阻止層／電子輸送層
（９）正孔注入層／正孔輸送層／発光部／正孔阻止層／電子輸送層／電子注入層
（１０）正孔注入層／正孔輸送層／電子阻止層／発光部／電子輸送層
（１１）正孔注入層／正孔輸送層／電子阻止層／発光部／電子輸送層／電子注入層
（１２）正孔注入層／正孔輸送層／電子阻止層／励起子阻止層/発光部／正孔阻止層／電子輸送層
（１３）正孔注入層／正孔輸送層／電子阻止層／励起子阻止層/発光部／正孔阻止層／電子輸送層／電子注入層
（１４）正孔注入層／正孔輸送層／電子阻止層/発光部／励起子阻止層／正孔阻止層／電子輸送層
（１５）正孔注入層／正孔輸送層／電子阻止層／発光部／励起子阻止層／正孔阻止層／電子輸送層／電子注入層
（１６）正孔注入層／正孔輸送層／電子阻止層／励起子阻止層/発光部／励起子阻止層／正孔阻止層／電子輸送層
（１７）正孔注入層／正孔輸送層／電子阻止層／励起子阻止層／発光部／励起子阻止層／正孔阻止層／電子輸送層／電子注入層
（１８）正孔注入層／正孔輸送層／電子阻止層／発光部／正孔阻止層／電子輸送層
（１９）正孔注入層／正孔輸送層／電子阻止層／発光部／正孔阻止層／電子輸送層／電子注入層
（２０）正孔注入層／正孔輸送層／電子阻止層／励起子阻止層／発光部／励起子阻止層／正孔阻止層／電子輸送層
（２１）正孔注入層／正孔輸送層／電子阻止層／励起子阻止層／発光部／励起子阻止層／正孔阻止層／電子輸送層／電子注入層
また、代表例として、（６）の層構成を有する有機エレクトロルミネッセンスを図１に示す。図１において、１は基板、２は陽極、３は正孔注入層、４は正孔輸送層、５は発光部、６は電子輸送層、７は陰極である。
発光部は、励起子生成層、隔離層、発光層などから構成させる。
【００８８】
発光部を構成する各層、正孔注入層、正孔輸送層、電子阻止層、正孔阻止層、電子輸送層及び電子注入層は、それぞれ、単層構造であっても多層構造であってもよい。また、これらの層は、単一の材料で構成されていてもよいし、共蒸着膜のような２種類以上の材料で構成されていてもよい。また、正孔注入層、正孔輸送層、電子阻止層、正孔阻止層、電子輸送層及び電子注入層の材料は、有機材料であってもよいし、無機材料であってもよい。
【００８９】
以下において、有機エレクトロルミネッセンス素子の各部材及び各層について、第１電極（基板側の電極）が陽極、第２電極（基板と反対側の電極）が陰極である場合を例にして詳細に説明する。なお、この例では、正孔注入層、正孔輸送層、電子阻止層が発光部と第１電極の間（発光部よりも基板側）に設けられ、電子注入層、電子輸送層、正孔阻止層が発光部と第２電極の間に設けられる。一方、第１電極（基板側の電極）が陰極、第２電極（基板と反対側の電極）が陽極である場合には、電子注入層、電子輸送層、正孔阻止層が発光部と第１電極の間（発光部よりも基板側）に設けられ、正孔注入層、正孔輸送層、電子阻止層が発光部と第２電極との間に設けられる。この場合の有機ＥＬ層の各層の説明と好ましい範囲、構成材料の具体例については、下記の対応する層の説明と好ましい範囲、構成材料の具体例を参照することができる。また、基板と発光部の説明は有機フォトルミネッセンス素子にも該当する。
【００９０】
［基板］
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、基板に支持されていることが好ましい。この基板については、特に制限はなく、従来から有機エレクトロルミネッセンス素子に慣用されているものであればよく、例えば、ガラス、透明プラスチック、石英、シリコンなどからなるものを用いることができる。
【００９１】
［陽極（第１電極）］
本実施形態では、陽極は第１電極として基板の表面に設けられている。
有機エレクトロルミネッセンス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、電気伝導性化合物およびこれらの混合物を電極材料とするものが好ましく用いられる。このような電極材料の具体例としては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、Ａｕ合金、Ａｌ合金等が挙げられる。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、単層構造であってもよいし、２種類以上の導電膜を積層した多層構造であってもよい。多層構造の陽極の好ましい例として、金属膜と透明導電膜との積層構造を挙げることができ、ＩＴＯ／Ａｇ／ＩＴＯからなる積層構造であることがより好ましい。陽極はこれらの電極材料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）、上記電極材料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。あるいは、有機導電性化合物のように塗布可能な材料を用いる場合には、印刷方式、コーティング方式等湿式成膜法を用いることもできる。
陽極の光透過率の好ましい範囲は、発光を取り出す向きによって異なり、基板側から発光を取り出すボトムエミッション構造である場合には、光透過率を１０％より大きくすることが望ましく、透明または半透明の材料により陽極を構成することが好ましい。一方、陰極（第２電極）側から発光を取りだすトップエミッション構造である場合には、陽極の透過率は特に制限されず、非透光性であっても構わない。また、この実施形態とは異なり、第２電極が陽極である場合には、陽極の透過率は、トップエミッション構造で１０％より大きくすることが望ましく、ボトムエミッション構造では特に制限されず、陽極は非透光性であってもよい。
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。
【００９２】
［陰極（第２電極）］
本実施形態では、陰極は第２電極として有機ＥＬ層の陽極と反対側に設けられている。
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、電気伝導性化合物およびこれらの混合物を電極材料とするものが用いられる。このような電極材料の具体例としては、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、電子注入性およ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材料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。
陰極の光透過率の好ましい範囲は、発光を取り出す向きによって異なり、陰極（第２電極）側から発光を取り出す場合（トップエミッション構造である場合）には、透過率を１０％より大きくすることが望ましく、透明または半透明の材料により陰極を構成することが好ましい。透明または半透明の陰極は、陽極の説明で挙げた導電性透明材料を陰極に用いることで作製することができる。い。一方、基板側から発光を取り出す場合（ボトムエミッション構造である場合）には、陰極の透過率は特に制限されず、非透光性であっても構わない。また、この実施形態とは異なり、第１電極が陰極である場合には、陰極の透過率は、ボトムエミッション構造で１０％より大きくすることが望ましく、トップエミッション構造では特に制限されず、陰極は非透光性であってもよい。
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。
【００９３】
ここで、第１電極および第２電極のうち光取り出し側になる電極には、偏光板が設けられていてもよい。偏光板としては、例えば、公知の直線偏光板とλ／４板とを組み合わせたものを用いることができる。偏光板が設けられていることにより、第１電極及び第２電極からの外光反射や、基板又は封止基板の表面での外光反射を防止でき、色変換発光素子のコントラストを向上させることができる。
【００９４】
［微小共振器構造］
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子がトップエミッション構造である場合、必要に応じて、第１電極と第２電極を反射性電極とし、これらの電極間の光学距離Ｌを調整して微小共振器構造（マイクロキャビティ構造）を構成してもよい。この場合、第１電極として反射電極を用い、第２電極として半透明電極を用いることが好ましい。
【００９５】
半透明電極としては、金属からなる半透明電極の単層、金属からなる半透明電極とその他の材料からなる透明電極との積層構造を用いることができるが、光の反射率及び透過率の観点から、銀又は銀合金からなる半透明電極を用いることが好ましい。
半透明電極である第２電極の膜厚は、５〜３０ｎｍであることが好ましい。半透明電極の膜厚が５ｎｍ以上であることにより、光を十分に反射でき、干渉効果を十分に得られる。また、半透明電極の膜厚が３０ｎｍ以下であることにより、光の透過率の急激な低下を抑制でき、輝度及び発光効率の低下を抑制できる。
【００９６】
また、反射電極である第１電極としては、光の反射率が高い電極を用いることが好ましい。このような電極としては、アルミニウム、銀、金、アルミニウム−リチウム合金、アルミニウム−ネオジウム合金、アルミニウム−シリコン合金等の光反射性金属電極や、透明電極と光反射性金属電極とを組み合わせた電極等が例示できる。
【００９７】
第１電極及び第２電極により微小共振器構造（マイクロキャビティ構造）が構成されると、第１電極及び第２電極の干渉効果により、有機ＥＬ層の発光を光取り出し方向に集光することができる。すなわち、有機ＥＬ層の発光に指向性を持たせることができるため、周囲に逃げる発光ロスを低減でき、発光効率を向上させることができる。また、微小共振器構造によれば、有機ＥＬ層の発光スペクトルも調整でき、所望の発光ピーク波長及び半値幅に調整できる。
【００９８】
［発光部］
発光部は、陽極および陰極のそれぞれから注入された正孔および電子が再結合することにより励起子が生成した後、発光する層であり、励起子生成層と発光層を少なくとも含み、これらの層の間に隔離層が存在してもよく、これらの層の陽極側または陰極側に外側層が存在していてもよい。発光部を構成する各層の説明と好ましい範囲、具体例については、上記の「励起子生成層」、「発光層」、「隔離層」、「その他の層」の欄を参照することができる。
【００９９】
［注入層および電荷輸送層］
電荷輸送層は、各電極から注入された電荷を発光部へ効率よく輸送するために電極と発光部との間に設けられる層のことで、正孔輸送層と電子輸送層がある。
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、正孔注入層と電子注入層があり、陽極と発光部または正孔輸送層の間、および陰極と発光部または電子輸送層との間に存在させてもよい。注入層は必要に応じて設けることができる。
【０１００】
［正孔注入層および正孔輸送層］
正孔注入層および正孔輸送層は、陽極である第１電極からの正孔の注入や発光部への輸送（注入）をより効率よく行う目的で、陽極と発光部との間に設けられる。正孔注入層と正孔輸送層は、いずれか一方のみが設けられていてもよいし、両方の層が設けられていてもよいし、両方の機能を兼ねる１つの層（正孔注入輸送層）として設けられていてもよい。
【０１０１】
正孔注入層および正孔輸送層は、それぞれ公知の正孔注入材料および正孔輸送材料を用いて構成することができる。また、正孔注入層と正孔輸送層の両方を設ける場合、陽極からの正孔の注入、輸送をより効率よく行う点から、正孔注入層を構成する材料は、正孔輸送層に用いる材料よりも最高被占分子軌道（ＨＯＭＯ）のエネルギー準位が低い材料であることが好ましく、正孔輸送層を構成する材料は、正孔注入層に用いる材料よりも正孔の移動度が高い材料であることが好ましい。
【０１０２】
正孔輸送材料としては、正孔の注入および輸送、電子の障壁性の少なくとも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。使用できる公知の正孔輸送材料としては、例えば、酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）、酸化モリブデン（ＭｏＯ２）等の酸化物；無機ｐ型半導体材料；Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス（フェニル）−ベンジジン（ＴＰＤ）、Ｎ，Ｎ’−ジ（ナフタレン−１−イル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ベンジジン（ＮＰＤ）等の芳香族第三級アミン化合物；キナクリドン化合物、スチリルアミン化合物等の低分子材料；ポリアニリン（ＰＡＮＩ）、ポリアニリン−樟脳スルホン酸（ポリアニリン−カンファースルホン酸；ＰＡＮＩ−ＣＳＡ）、３，４−ポリエチレンジオキシチオフェン／ポリスチレンサルフォネイト（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）、ポリ（トリフェニルアミン）誘導体（Ｐｏｌｙ−ＴＰＤ）、ポリビニルカルバゾール（ＰＶＣｚ）、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）（ＰＰＶ）、ポリ（ｐ−ナフタレンビニレン）（ＰＮＶ）等の高分子材料、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、カルバゾール誘導体、インドロカルバゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体およ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が、ポルフィリン化合物、芳香族第３級アミン化合物およびスチリルアミン化合物を用いることが好ましく、芳香族第３級アミン化合物を用いることがより好ましい。
【０１０３】
正孔注入材料としては、銅フタロシアニン等のフタロシアニン誘導体；４，４’，４”−トリス(３−メチルフェニルフェニルアミノ)トリフェニルアミン、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、４，４’，４”−トリス(２−ナフチルフェニルアミノ)トリフェニルアミン、４，４’，４”−トリス［ビフェニル−２−イル（フェニル)アミノ］トリフェニルアミン、４，４’，４”−トリス［ビフェニル−３−イル（フェニル)アミノ］トリフェニルアミン、４，４’，４”−トリス［ビフェニル−４−イル（３−メチルフェニル)アミノ］トリフェニルアミン、４，４’、４”−トリス［９，９−ジメチル−２−フルオレニル（フェニル）アミノ］トリフェニルアミン等のアミン化合物；酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）、酸化モリブデン（ＭｏＯ２）等の酸化物等が例示できるが、これらに限定されない。
【０１０４】
正孔注入層および正孔輸送層は、それぞれ、上記の正孔注入材料、正孔輸送材料のみから構成されていてもよく、式（１）を満たす化合物や他の添加剤（ドナー、アクセプター等）を任意に含んでいてもよく、上記の正孔注入材料、正孔輸送材料が高分子材料（結着用樹脂）または無機材料中に分散された複合材料により構成されていてもよい。
【０１０５】
正孔注入層および正孔輸送層にアクセプターをドープすることにより、その正孔注入性、正孔輸送性をより向上させることができる。アクセプターとしては、有機エレクトロルミネッセンス素子用のアクセプター材料として公知のものを用いることができる。アクセプター材料の具体例としては、Ａｕ、Ｐｔ、Ｗ、Ｉｒ、ＰＯＣｌ３、ＡｓＦ６、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）、酸化モリブデン（ＭｏＯ２）等の無機材料；ＴＣＮＱ（７，７，８，８，−テトラシアノキノジメタン）、ＴＣＮＱＦ４（テトラフルオロテトラシアノキノジメタン）、ＴＣＮＥ（テトラシアノエチレン）、ＨＣＮＢ（ヘキサシアノブタジエン）、ＤＤＱ（ジシクロジシアノベンゾキノン）等のシアノ基を有する化合物；ＴＮＦ（トリニトロフルオレノン）、ＤＮＦ（ジニトロフルオレノン）等のニトロ基を有する化合物；フルオラニル、クロラニル、ブロマニル等の有機材料等が例示できる。これらの中でも、ＴＣＮＱ、ＴＣＮＱＦ４、ＴＣＮＥ、ＨＣＮＢ、ＤＤＱ等のシアノ基を有する化合物が、キャリア濃度を効果的に増加させることが可能であるためより好ましい。
【０１０６】
［電子注入層および電子輸送層］
電子注入層および電子輸送層は、陰極である第２電極からの電子の注入や発光部への輸送（注入）をより効率よく行う目的で、陰極と発光部との間に設けられる。電子注入層と電子輸送層は、いずれか一方のみが設けられていてもよいし、両方の層が設けてられていてもよいし、両方の機能を兼ねる１つの層（電子注入輸送層）として設けられていてもよい。
【０１０７】
電子注入層および電子輸送層は、それぞれ公知の電子注入材料および電子輸送材料を用いて構成することができる。また、電子注入層と電子輸送層の両方を設ける場合、陰極からの電子の注入、輸送をより効率よく行う点から、電子注入層を構成する材料は、電子輸送層に用いる材料よりも最低空分子軌道（ＬＵＭＯ）のエネルギー準位が高い材料であることが好ましく、電子輸送層を構成する材料は、電子注入層に用いる材料よりも電子の移動度が高い材料であることが好ましい。
【０１０８】
電子輸送材料（正孔阻止材料を兼ねる場合もある）としては、陰極より注入された電子を発光部に伝達する機能を有していればよい。使用できる電子輸送材料としては例えば、ｎ型半導体である無機材料、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およ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。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。
電子注入材料としては、特に、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化バリウム（ＢａＦ２）等のフッ化物；酸化リチウム（Ｌｉ２Ｏ）等の酸化物等が例示できる。
【０１０９】
電子注入層および電子輸送層は、それぞれ、上記の電子注入材料、電子輸送材料のみから構成されていてもよく、式（１）を満たす化合物や他の添加剤（ドナー、アクセプター等）を任意に含んでいてもよく、上記の電子注入材料、電子輸送材料が高分子材料（結着用樹脂）または無機材料中に分散された複合材料により構成されていてもよい。
【０１１０】
電子注入層および電子輸送層にドナーをドープすることにより、その電子注入性、電子輸送性をより向上させることができる。ドナーとしては、有機ＥＬ用のドナー材料として公知のものを用いることができる。前記ドナー材料としては、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類元素、Ａｌ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｉｎ等の無機材料；アニリン類；フェニレンジアミン類；Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラフェニルベンジジン、Ｎ，Ｎ’−ビス−（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス−（フェニル）−ベンジジン、Ｎ，Ｎ’−ジ（ナフタレン−１−イル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ベンジジン等のベンジジン類；トリフェニルアミン、４，４’，４”−トリス（Ｎ，Ｎ−ジフェニル−アミノ）−トリフェニルアミン、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、４，４’，４”−トリス（Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ）−トリフェニルアミン等のトリフェニルアミン類；Ｎ，Ｎ’−ジ−（４−メチル−フェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−１，４−フェニレンジアミン等のトリフェニルジアミン類の芳香族３級アミンを骨格に有する化合物；フェナントレン、ピレン、ペリレン、アントラセン、テトラセン、ペンタセン等の縮合多環化合物（ただし、縮合多環化合物は置換基を有してもよい）；ＴＴＦ（テトラチアフルバレン）類、ジベンゾフラン、フェノチアジン、カルバゾール等の有機材料等が例示できる。
【０１１１】
［阻止層］
阻止層は、発光部中に存在する電荷（電子もしくは正孔）および／または励起子の発光部外への拡散を阻止することができる層である。電子阻止層は、発光部および正孔輸送層の間に配置されることができ、電子が正孔輸送層の方に向かって発光部を通過することを阻止する。同様に、正孔阻止層は発光部および電子輸送層の間に配置されることができ、正孔が電子輸送層の方に向かって発光部を通過することを阻止する。阻止層はまた、励起子が発光部の外側に拡散することを阻止するために用いることができる。すなわち電子阻止層、正孔阻止層はそれぞれ励起子阻止層としての機能も兼ね備えることができる。本明細書でいう電子阻止層または励起子阻止層は、一つの層で電子阻止層および励起子阻止層の機能を有する層を含む意味で使用される。
【０１１２】
［正孔阻止層］
正孔阻止層とは広い意味では電子輸送層の機能を有する。正孔阻止層は電子を輸送しつつ、正孔が電子輸送層へ到達することを阻止する役割があり、これにより発光部中での電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。正孔阻止層を構成する材料としては、上記の電子輸送層および電子注入層を構成する材料として例示しているものと同じものを挙げることができる。
【０１１３】
［電子阻止層］
電子阻止層とは、広い意味では正孔を輸送する機能を有する。電子阻止層は正孔を輸送しつつ、電子が正孔輸送層へ到達することを阻止する役割があり、これにより発光部中での電子と正孔が再結合する確率を向上させることができる。電子阻止層を構成する材料としては、上記の正孔輸送層および正孔注入層を構成する材料として例示しているものと同じものを挙げることができる。
【０１１４】
［励起子阻止層］
励起子阻止層は、発光層中で生成された励起子のエネルギーが正孔輸送層や電子輸送層に移動して該励起子が失活することを防止する機能を有する。励起阻止層を挿入することにより、より効果的に励起子のエネルギーを発光に利用することが可能となり、素子の発光効率を向上させることができる。
励起子阻止層は発光部に隣接して陽極側、陰極側のいずれにも挿入することができ、両方同時に挿入することも可能である。すなわち、励起子阻止層を陽極側に有する場合、正孔輸送層と発光部の間に、発光部に隣接して該層を挿入することができる。また、励起子阻止層を陰極側に有する場合、電子輸送層と発光部の間に、発光部に隣接して該層を挿入することができる。さらに、正孔輸送層と発光部の間、および、電子輸送層と発光部の両方に、発光部に隣接させて励起阻止層を挿入してもよい。また、陽極と、発光部の陽極側に隣接する励起子阻止層との間には、正孔注入層や電子阻止層などを有することができ、陰極と、発光部の陰極側に隣接する励起子阻止層との間には、電子注入層、電子輸送層、正孔阻止層などを有することができる。阻止層を配置する場合、阻止層として用いる材料の励起一重項エネルギーおよび励起三重項エネルギーの少なくともいずれか一方は、発光材料の励起一重項エネルギーおよび励起三重項エネルギーよりも高いことが好ましい。励起子阻止層の構成材料としては、公知の励起子阻止材料がいずれも使用可能である。
【０１１５】
有機ＥＬ層を構成する発光部、正孔輸送層、電子輸送層、正孔注入層、電子注入層、正孔阻止層、電子阻止層、励起子阻止層等の形成方法としては、上記の材料を溶媒に溶解又は分散させてなる有機ＥＬ層形成用組成物を用いて、スピンコーティング法、ディッピング法、ドクターブレード法、吐出コート法、スプレーコート法等の塗布法や、インクジェット法、凸版印刷法、凹版印刷法、スクリーン印刷法、マイクログラビアコート法等の印刷法等による公知のウエットプロセスにより形成する方法；上記の材料を抵抗加熱蒸着法、電子線（ＥＢ）蒸着法、分子線エピタキシー（ＭＢＥ）法、スパッタリング法、有機気相蒸着（ＯＶＰＤ）法等の公知のドライプロセスにより形成する方法；レーザ転写法等により形成する方法等が例示できる。なお、ウエットプロセスにより有機ＥＬ層１７を形成する場合には、有機ＥＬ層形成用組成物は、レベリング剤、粘度調整剤等の、組成物の物性を調整するための添加剤が配合されてなるものでもよい。
【０１１６】
有機ＥＬ層を構成する各層の膜厚は、１〜１０００ｎｍであることが好ましく、１０〜２００ｎｍであることがより好ましい。有機ＥＬ層を構成する各層の膜厚が１０ｎｍ以上であると、本来必要とされる物性［電荷（電子、正孔）の注入特性、輸送特性、閉じ込め特性］がさらに高精度で得られ、異物による画素欠陥の抑制効果が高くなる。また、有機ＥＬ層を構成する各層の膜厚が２００ｎｍ以下であると、駆動電圧の上昇による消費電力の上昇を抑制する効果が高くなる。
【０１１７】
さらに、有機エレクトロルミネッセンス素子に用いることができる材料の具体例を以下に掲載する。ただし、本発明において用いることができる材料は、以下の例示化合物によって限定的に解釈されることはない。また、特定の機能を有する材料として例示した化合物であっても、その他の機能を有する材料として転用することも可能である。なお、以下の例示化合物の構造式におけるＲ、Ｒ’、Ｒ１〜Ｒ１０は、各々独立に水素原子または置換基を表す。Ｘは環骨格を形成する炭素原子または複素原子を表し、ｎは３〜５の整数を表し、Ｙは置換基を表し、ｍは０以上の整数を表す。
【０１１８】
まず、発光部を構成する各層でホスト材料として用いることができる好ましい化合物を挙げる。
【０１１９】
【化４４】
2018047853.tif 000060
【０１２０】
【化４５】
2018047853.tif 000061
【０１２１】
【化４６】
2018047853.tif 000062
【０１２２】
【化４７】
2018047853.tif 000063
【０１２３】
【化４８】
2018047853.tif 000064
【０１２４】
次に、正孔注入材料として用いることができる好ましい化合物例を挙げる。
【０１２５】
【化４９】
2018047853.tif 000065
【０１２６】
次に、正孔輸送材料として用いることができる好ましい化合物例を挙げる。
【０１２７】
【化５０】
2018047853.tif 000066
【０１２８】
【化５１−１】
2018047853.tif 000067
【化５１−２】
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【０１２９】
【化５２】
2018047853.tif 000069
【０１３０】
【化５３】
2018047853.tif 000070
【０１３１】
【化５４】
2018047853.tif 000071
【０１３２】
【化５５】
2018047853.tif 000072
【０１３３】
次に、電子阻止材料として用いることができる好ましい化合物例を挙げる。
【０１３４】
【化５６】
2018047853.tif 000073
【０１３５】
次に、正孔阻止材料として用いることができる好ましい化合物例を挙げる。
【０１３６】
【化５７】
2018047853.tif 000074
【０１３７】
次に、電子輸送材料として用いることができる好ましい化合物例を挙げる。
【０１３８】
【化５８】
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【０１３９】
【化５９】
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【０１４０】
【化６０】
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【０１４１】
次に、電子注入材料として用いることができる好ましい化合物例を挙げる。
【０１４２】
【化６１】
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【０１４３】
さらに添加可能な材料として好ましい化合物例を挙げる。例えば、安定化材料として添加すること等が考えられる。
【０１４４】
【化６２】
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【０１４５】
上述の方法により作製された有機エレクトロルミネッセンス素子は、得られた素子の陽極と陰極の間に電界を印加することにより発光する。このとき、励起一重項エネルギーによる発光であれば、そのエネルギーレベルに応じた波長の光が、蛍光発光として確認される。また、このとき、遅延蛍光発光が確認される場合もある。また、励起三重項エネルギーによる発光であれば、そのエネルギーレベルに応じた波長が、燐光として確認される。通常の蛍光は、遅延蛍光発光よりも蛍光寿命が短いため、発光寿命は蛍光と遅延蛍光で区別できる。
一方、燐光については、通常の有機化合物では、励起三重項エネルギーは不安定で熱等に変換され、寿命が短く直ちに失活するため、室温では殆ど観測できない。通常の有機化合物の励起三重項エネルギーを測定するためには、極低温の条件での発光を観測することにより測定可能である。
【０１４６】
本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の駆動方式は特に限定されず、アクティブ駆動方式及びパッシブ駆動方式のいずれでもよいが、アクティブ駆動方式であることが好ましい。アクティブ駆動方式を採用することにより、パッシブ駆動方式よりも有機発光素子の発光時間を長くすることができ、所望の輝度を得る駆動電圧を低減し、低消費電力化が可能となる。
【０１４７】
［有機エレクトロルミネッセンス表示装置］
以下において、アクティブ駆動方式で有機エレクトロルミネッセンス素子を駆動する有機エレクトロルミネッセンス表示装置の一例について説明する。
アクティブ駆動方式の有機エレクトロルミネッセンス表示装置は、例えば、上記の有機エレクトロルミネッセンス素子に、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）回路、層間絶縁膜、平坦化膜および封止構造が付加されて構成される。具体的には、こうしたアクティブ駆動方式の有機エレクトロルミネッセンス表示装置は、ＴＦＴ回路を備えた基板（回路基板）と、回路基板上に層間絶縁膜及び平坦化膜を介して設けられた有機エレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ素子）と、有機ＥＬ素子を覆う無機封止膜と、無機封止膜上に設けられた封止基板と、基板と封止基板との間に充填された封止材とで概略構成され、封止基板側から光を取り出すトップエミッション構造とされている。
この有機エレクトロルミネッセンス表示装置で用いる有機ＥＬ素子は、基板を除いた残りの部分、すなわち、第１電極と有機ＥＬ層と第２電極からなる積層体であることとする。
【０１４８】
ＴＦＴ基板は、基板と、基板上に設けられたＴＦＴ回路を有して構成されている。
基板としては、ガラス、石英等からなる無機材料基板；ポリエチレンテレフタレート、ポリカルバゾール、ポリイミド等からなるプラスチック基板；アルミナ等からなるセラミックス基板等の絶縁性基板や、アルミニウム（Ａｌ）、鉄（Ｆｅ）等からなる金属基板；前記基板表面に酸化シリコン（ＳｉＯ２）等の有機絶縁材料等からなる絶縁物をコーティングした基板；Ａｌ等からなる金属基板の表面を陽極酸化等の方法で絶縁化処理を施した基板等が例示できるが、これらに限定されない。
【０１４９】
ＴＦＴ回路は、Ｘ−Ｙマトリクス状に配置された複数のＴＦＴ（薄膜トランジスタ）と各種配線（信号電極線、走査電極線、共通電極線、第１駆動電極及び第２駆動電極）を有しており、有機ＥＬ層を形成する前に、予め基板上に形成されている。このＴＦＴ回路は、有機エレクトロルミネッセンス素子のスイッチング回路および駆動回路として機能する。なお、本発明に係るアクティブ駆動方式のエレクトロルミネッセンス素子では、ＴＦＴ回路の代わりに金属−絶縁体−金属（ＭＩＭ）ダイオードが基板上に設けられていてもよい。
【０１５０】
ＴＦＴは、活性層、ゲート絶縁膜、ソース電極、ドレイン電極およびゲート電極を有して構成されている。ＴＦＴの種類は特に限定されず、スタガ型、逆スタガ型、トップゲート型、コプレーナ型等、従来から公知のものを用いることができる。
活性層の材料としては、非晶質シリコン（アモルファスシリコン）、多結晶シリコン（ポリシリコン）、微結晶シリコン、セレン化カドミウム等の無機半導体材料；酸化亜鉛、酸化インジウム−酸化ガリウム−酸化亜鉛等の酸化物半導体材料；ポリチオフェン誘導体、チオフエンオリゴマー、ポリ（ｐ−フェリレンビニレン）誘導体、ナフタセン、ペンタセン等の有機半導体材料等が挙げられる。
ゲート絶縁膜は、公知の材料を用いて形成することができる。具体的には、ゲート絶縁膜の材料として、プラズマ誘起化学気相成長（ＰＥＣＶＤ）法若しくは減圧化学気相成長（ＬＰＣＶＤ）法等により形成されたＳｉＯ２又はポリシリコン膜を熱酸化して得られたＳｉＯ２等を例示することができる。
ＴＦＴを構成するソース電極、ドレイン電極およびゲート電極、配線回路の信号電極線、走査電極線、共通電極線、第１駆動電極及び第２駆動電極は、例えば、タンタル（Ｔａ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）等の公知の材料を用いて形成することができる。
【０１５１】
層間絶縁膜は、基板の上面及びＴＦＴ回路を覆うように設けられている。
層間絶縁膜は、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ２）、窒化シリコン（ＳｉＮ、Ｓｉ２Ｎ４）、酸化タンタル（ＴａＯ、Ｔａ２Ｏ５）等の無機材料；アクリル樹脂、レジスト材料等の有機材料等、公知の材料を用いて形成することができる。層間絶縁膜の形成方法としては、化学気相成長（ＣＶＤ）法、真空蒸着法等のドライプロセスや、スピンコート法等のウエットプロセスを例示することができ、必要に応じてフォトリソグラフィー法等によりパターニングしてもよい。
また、層間絶縁膜には遮光性を付与するか、層間絶縁膜と遮光性絶縁膜とを組み合わせて設けることが好ましい。この有機エレクトロルミネッセンス表示装置では、発光を封止基板側から取り出すために大半が光透過性の材料で構成される。このため、外光がＴＦＴ回路に入射して、ＴＦＴ特性を不安定にすることが懸念される。これに対して、層間絶縁膜に遮光性を付与するか、層間絶縁膜と遮光性絶縁膜とを組み合わせ設ければ、ＴＦＴ回路への外光の入射が抑えられ、安定なＴＦＴ特性を得ることができる。遮光性の層間絶縁膜および遮光性絶縁膜の材料としては、フタロシアニン、キナクロドン等の顔料又は染料をポリイミド等の高分子樹脂に分散させたものや、カラーレジスト、ブラックマトリクス材料、ＮｉｘＺｎｙＦｅ２Ｏ４等の無機絶縁材料等を例示することができる。
【０１５２】
平坦化膜は、層間絶縁膜の上に設けられている。平坦化膜は、ＴＦＴ回路の表面の凸凹により、有機ＥＬ素子の欠陥（例えば、第１電極や有機ＥＬ層の欠損、第２電極の断線、第１電極と第２電極との短絡、耐圧の低下等）等の発生を防止するために設けられるものである。なお、平坦化膜は省略することも可能である。
平坦化膜は、特に限定されないが、例えば、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化タンタル等の無機材料や、ポリイミド、アクリル樹脂、レジスト材料等の有機材料等の公知の材料を用いて形成することができる。平坦化膜の形成方法としては、ＣＶＤ法、真空蒸着法等のドライプロセスや、スピンコート法等のウエットプロセスを例示することができるが、これらの方法に限定されるものではない。また、平坦化膜は、単層構造及び多層構造のいずれであってもでもよい。
【０１５３】
有機ＥＬ素子は、第１電極と有機ＥＬ層と第２電極からなり、第１電極側を平坦化膜側にして、該平坦化膜の上に設けられている。ただし、平坦化膜を設けない場合には、有機ＥＬ素子は、第１電極側を層間絶縁膜側にして該層間絶縁膜の上に設けられる。
有機ＥＬ素子の第１電極は、各画素に対応するように、Ｘ−Ｙマトリクス状に複数個配置されており、ＴＦＴのドレイン電極に接続されている。この第１電極は有機エレクトロルミネッセンス表示装置の画素電極として機能する。第１電極は、発光部からの発光の取り出し効率を向上させるために、光の反射率が高い電極（反射電極）を用いることが好ましい。このような電極としては、アルミニウム、銀、金、アルミニウム−リチウム合金、アルミニウム−ネオジウム合金、アルミニウム−シリコン合金等の光反射性金属電極や、透明電極と前記光反射性金属電極（反射電極）とを組み合わせた電極等を例示することができる。
【０１５４】
また、各第１電極の辺縁に沿った端部には、絶縁材料からなるエッジカバーが設けられている。これにより、第１電極と第２電極との間でリークが起こるのを防止することができる。エッジカバーは、絶縁材料をＥＢ蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、抵抗加熱蒸着法等の公知の方法により成膜した後、公知のドライエッチングまたはウエットエッチングを用いたフォトリソグラフィー法にてパターニングすることにより形成することができる。エッジカバーを構成する絶縁材料としては、ＳｉＯ、ＳｉＯＮ、ＳｉＮ、ＳｉＯＣ、ＳｉＣ、ＨｆＳｉＯＮ、ＺｒＯ、ＨｆＯ、ＬａＯ等、光透過性を有する公知の材料を例示することができる。
エッジカバーの膜厚は、１００〜２０００ｎｍであることが好ましい。エッジカバーの膜厚が１００ｎｍ以上であることにより、十分な絶縁性が得られ、第１電極と第２電極との間のリークに伴う消費電力の上昇や非発光の発生を効果的に抑制することができる。また、エッジカバーの膜厚が２０００ｎｍ以下であることにより、成膜プロセスでの生産性の低下や、エッジカバーにおける第２電極の断線を効果的に抑制することができる。
【０１５５】
一方、有機ＥＬ素子の第２電極は、画素電極に対向する対向電極として機能する。この有機エレクトロルミネッセンス表示装置においては、有機ＥＬ素子の発光部からの発光を、第２電極を介して封止基板側から取り出すため、第２電極には半透明電極を用いることが好ましい。半透明電極としては、金属からなる半透明電極の単層、金属からなる半透明電極とその他の材料からなる透明電極との積層構造を用いることができるが、光の反射率及び透過率の観点から、銀又は銀合金からなる半透明電極を用いることが好ましい。
【０１５６】
有機ＥＬ層は、第１電極と第２電極の間に、第１電極と概ね同じ平面形状で設けられている。有機ＥＬ層の説明、好ましい範囲および各層を構成する材料の具体例については、上記の有機エレクトロルミネッセンス素子の対応する記載を参照することができる。
【０１５７】
無機封止膜は、平坦化膜上に形成された有機ＥＬ素子の上面及び側面を覆うように設けられている。無機封止膜は、例えばＳｉＯ、ＳｉＯＮ、ＳｉＮ等の光透過性を有する無機材料を用いて形成することができる。無機封止膜の形成方法としては、例えばプラズマＣＶＤ法、イオンプレーティング法、イオンビーム法、スパッタ法等を挙げることができる。
【０１５８】
無機封止膜の上には封止基板が設けられており、回路基板と封止基板との間に配された有機ＥＬ素子の周囲には封止材が充填されている。これにより、外部の酸素や水分が有機ＥＬ層内へ侵入することが防止され、有機エレクトロルミネッセンス表示装置を長寿命化させることができる。
封止基板としては、回路基板で用いる基板と同様のものを用いることができるが、封止基板側から発光を取り出すため、光透過性を有することが必要である。また、封止基板には、色純度を高めるために、カラーフィルタが設けられていてもよい。
【０１５９】
封止材は、公知の封止材料を用いて、公知の方法で形成することができる。封止材としては、樹脂（硬化性樹脂）からなるものが例示できる。この場合には、例えば、有機ＥＬ素子及び無機封止膜が形成された基板の無機封止膜の上面及び／又は側面、あるいは封止基板上に、硬化性樹脂組成物（光硬化性樹脂組成物、熱硬化性樹脂組成物）をスピンコート法、ラミネート法等により塗工し、基板と封止基板とをこの塗工層を介して貼り合わせて、硬化性樹脂組成物を光硬化又は熱硬化させることにより、封止材を形成できる。なお、封止材は光透過性を有することが必要である。
また、封止材として窒素ガス、アルゴンガス等の不活性ガスを用いてもよく、この場合、窒素ガス、アルゴンガス等の不活性ガスをガラス等の封止基板で封止する方法が挙げられる。さらにこの場合には、水分による有機ＥＬ部の劣化を効果的に抑制するために、不活性ガスと共に酸化バリウム等の吸湿剤を封入することが好ましい。
【０１６０】
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、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。本発明によれば、励起子生成層と発光層を別々の層として形成することにより、高い効率と長い駆動寿命が得られ、実用性に優れた有機発光素子が得られる。本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子などの有機発光素子は、さらに様々な用途へ応用することが可能である。例えば、上記のように、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子を用いて、有機エレクトロルミネッセンス表示装置を製造することが可能であり、詳細については、時任静士、安達千波矢、村田英幸共著「有機ＥＬディスプレイ」（オーム社）を参照することができる。また、特に本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、需要が大きい有機エレクトロルミネッセンス照明やバックライトに応用することもできる。
【実施例】
【０１６１】
以下に実施例を挙げて本発明の特徴をさらに具体的に説明する。以下に示す材料、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す具体例により限定的に解釈されるべきものではない。なお、発光特性の評価は、ソースメータ（ケースレー社製：２４００シリーズ）、半導体パラメータ・アナライザ（アジレント・テクノロジー社製：Ｅ５２７３Ａ）、光パワーメータ測定装置（ニューポート社製：１９３０Ｃ）、光学分光器（オーシャンオプティクス社製：ＵＳＢ２０００）、分光放射計（トプコン社製：ＳＲ−３）およびストリークカメラ（浜松ホトニクス（株）製Ｃ４３３４型）を用いて行った。
また、本実施例では、発光寿命が０．０５μｓ以上の蛍光を遅延蛍光として判定した。
なお、以下に掲載する発光素子の層構成を示す表における「厚み」の単位はｎｍである。また、単一層の中に２種以上の材料が含まれている場合は、ホスト材料を「材料１」とし、ドーパント材料を「材料２」として表示している。３成分系の場合は、便宜上ホスト材料を「材料１」とし、それ以外の２成分を「材料２」として表示している。また、「材料２」の欄に層中における材料２の濃度（単位：重量％｝を表示している。表中の「ＨＩＬ」はホール注入層、「ＨＴＬ」はホール輸送層、「ＥＢＬ」は電子阻止層、「ＩＮＴ」は隔離層、「ＡＳＬ」は励起子生成層、「ＥＭＬ」は発光層、「ＨＢＬ」はホール阻止層、「ＥＴＬ」は電子輸送層を示す。【０１６２】
（実施例１）
膜厚１００ｎｍのインジウム・スズ酸化物（ＩＴＯ）からなる陽極が形成されたガラス基板上に、各薄膜を真空蒸着法にて、真空度２×１０−５Ｐａで積層した。
まず、ＩＴＯ上にＨＡＴ−ＣＮを１０ｎｍの厚さに蒸着して正孔注入層を形成し、その上に、ＴｒｉｓＰＣｚを３０ｎｍの厚さに蒸着して正孔輸送層を形成した。続いて、ｍＣＢＰを６．５ｎｍの厚さに蒸着して電子阻止層を形成した。
次に、ＴＢＲｂとｍＣＢＰを異なる蒸着源から共蒸着し、５ｎｍの厚さの発光層を形成した。この時、ＴＢＲｂの濃度は１重量％とした。その上に、４ＣｚＩＰＮＭｅとｍＣＢＰを異なる蒸着源から共蒸着し、１０ｎｍの厚さの励起子生成層を形成した。この時、４ＣｚＩＰＮＭｅの濃度は１０重量％とした。
次に、Ｔ２Ｔを１２ｎｍの厚さに蒸着して正孔阻止層を形成し、その上に、ＢｐｙＴＰ２を５５ｎｍの厚さに蒸着して電子輸送層を形成した。さらにＬｉｑを１ｎｍの厚さに形成し、次いでアルミニウム（Ａｌ）を１００ｎｍの厚さに形成することにより陰極を形成した。
以上の工程により、表１に示す層構成を有する実施例１の有機エレクトロルミネッセンス素子を作製した。【０１６３】
（実施例２〜８）
発光層におけるＴＢＲｂの濃度を表１に示すように変えたこと以外は、実施例１と同様にして有機エレクトロルミネッセンス素子を作製した。【０１６４】
（比較例１）
実施例１と同様の方法により、比較例１の有機エレクトロルミネッセンス素子を作製した。ただし、励起子生成層は形成せず、発光層は４ＣｚＩＰＮＭｅとＴＢＲｂとｍＣＢＰとを異なる蒸着源から共蒸着して１５ｎｍの厚さの層とした。また、発光層を形成する際、４ＣｚＩＰＮＭｅの濃度は１０重量％とし、ＴＢＲｂの濃度は１重量％とした。比較例１の有機エレクトロルミネッセンス素子の層構成は表１に示すとおりである。【０１６５】
（比較例２〜８）
発光層におけるＴＢＲｂの濃度を表１に示すように変えたこと以外は、比較例１と同様にして有機エレクトロルミネッセンス素子を作製した。
各実施例および各比較例で使用した４ＣｚＩＰＮＭｅのΔＥSTは０．０２ｅＶであった。【０１６６】
【表１】
2018047853.tif 000080
【０１６７】
各実施例および各比較例で作製した有機エレクトロルミネッセンス素子について、発光強度の過渡減衰曲線を測定したところ、いずれも遅延蛍光を確認することができた。
また、各実施例で作製した有機エレクトロルミネッセンス素子について、１０００ｃｄ／ｍ２で測定した発光ピーク波長、外部量子効率、色度座標（ｘ，ｙ）を表２に示し、比較例で作製した有機エレクトロルミネッセンス素子について、１０００ｃｄ／ｍ２で測定した発光ピーク波長、外部量子効率、色度座標（ｘ，ｙ）を表３に示す。【０１６８】
【表２】
2018047853.tif 000081
【０１６９】
【表３】
2018047853.tif 000082
【０１７０】
表２および表３において、発光層におけるＴｂＲＢ濃度が等しい素子同士を比較すると、実施例１〜８の有機エレクトロルミネッセンス素子は、いずれも、対応している比較例１〜８の有機エレクトロルミネッセンス素子に比べて、外部量子効率が高く、発光のピーク波長が短くて青色純度が高いことがわかる。また、実施例１〜８の有機エレクトロルミネッセンス素子の最大外部量子効率を測定したところ、１０％を超える好ましい結果が得られ、特に実施例１〜４の有機エレクトロルミネッセンス素子の最大外部量子効率が１３〜１４％でより好ましい結果を示した。
さらに、各実施例および各比較例で作製した有機エレクトロルミネッセンス素子のうち、発光層におけるＴＢＲｂ濃度が２５重量％、５０重量％、７５重量％であるもの（実施例５〜実施例７で作製した素子、比較例５〜７で作製した素子）について、初期輝度を約１０００ｃｄ／ｍ２に調整して定電流で連続駆動を行い、輝度が初期輝度の９５％になるまでの時間ＬＴ９５％を測定した。ＬＴ９５％の測定結果を表４に示す。【０１７１】
【表４】
2018047853.tif 000083
【０１７２】
表４において、発光層におけるＴｂＲＢ濃度が等しい素子同士を比較すると、実施例５〜８の有機エレクトロルミネッセンス素子は、いずれも、対応する比較例５〜８の各有機エレクトロルミネッセンス素子に比べてＬＴ９５％が顕著に長く、長寿命であることがわかる。
これらのことから、ΔＥＳＴが０．３以下である化合物を含む励起子生成層と発光材料を含む発光層を別の層として形成することにより、これらをともに含む単一の発光層を設ける場合に比べて、有機エレクトロルミネッセンス素子の効率と寿命が大きく改善されることがわかった。【０１７３】
（実施例９〜１２）
実施例１と同様の方法により、実施例９〜１２の有機エレクトロルミネッセンス素子を作製した。ただし、電子ブロック層と発光層の間に、電子ブロック層側から順に励起子生成層と隔離層を形成し、発光層と正孔ブロック層の間に、発光層側から順に隔離層、励起子生成層、隔離層を形成した。実施例９〜１２の各有機エレクトロルミネッセンス素子の層構成は下の表に示すとおりである。【０１７４】
【表５】
2018047853.tif 000084
【０１７５】
発光ピーク波長は、実施例９の有機エレクトロルミネッセンス素子で５４６．０ｎｍ、実施例１０の有機エレクトロルミネッセンス素子で５４５．０ｎｍ、実施例１１の有機エレクトロルミネッセンス素子で５４５．８ｎｍ、実施例１２の有機エレクトロルミネッセンス素子で５４８．１ｎｍであった。
実施例の電流密度を比較すると、励起子生成層と発光層の間に形成した２つの隔離層の厚みが２ｎｍである実施例１０、１１の有機エレクトロルミネッセンス素子よりも、隔離層の厚みが１ｎｍである実施例９、１２の有機エレクトロルミネッセンス素子の方が高い電流密度が得られている。このことから、励起子生成層と発光層の間に形成する隔離層の厚みは２ｎｍよりも薄い方が好ましいことがわかった。
実施例９〜１２の有機エレクトロルミネッセンス素子の最大外部量子効率は１３〜１４％であり、いずれも高い発光効率が認められた。【０１７６】
（比較例９、実施例１３、実施例１４）
実施例１と同様の方法により、比較例９、実施例１３、実施例１４の各有機エレクトロルミネッセンス素子を作製した。ただし、実施例１３と実施例１４では、励起子生成層とホールブロック層の間に発光層を形成した。比較例９、実施例１３、実施例１４の各有機エレクトロルミネッセンス素子の層構成は下の表に示すとおりである。【０１７７】
【表６】
2018047853.tif 000085
【０１７８】
比較例９、実施例１３、実施例１４の各有機エレクトロルミネッセンス素子について、発光強度の過渡減衰曲線を測定したところ、いずれも遅延蛍光を確認することができた。
また、各有機エレクトロルミネッセンス素子の電流密度−外部量子効率特性を図２に示す。比較例９に比べて、実施例１３と実施例１４の各有機エレクトロルミネッセンス素子は、高い発光効率を示した。このことから、励起子発生層を形成することにより発光効率が向上することが確認された。【０１７９】
（実施例１５）
酢酸亜鉛１ｇ、モノエタノールアミン０．２８ｇ、２−メトキシエタノール１０ｍｌの混合物を室温で一晩攪拌した後に、膜厚１００ｎｍのインジウム・スズ酸化物（ＩＴＯ）からなる陰極が形成されたガラス基板上にスピンコーティングした（５０００ｒｐｍ、６０秒）。その後、２００℃で１０分間アニーリングすることにより電子注入層を形成した。その上に、量子ドットのトルエン溶液（Aldrich製、型番７５３７８５、粒径６ｎｍ、濃度１ｍｇ／ｍｌ、蛍光ピーク波長５７５ｎｍ）をスピンコーティング（１０００ｒｐｍ、６０秒）し、１００℃で１０分間アニーリングすることにより約１２ｎｍの厚さの発光層を形成した。その後、以下の薄膜を真空蒸着法にて、真空度２×１０−５Ｐａで積層した。まず、４ＣｚＩＰＮとｍＣＢＰを異なる蒸着源から共蒸着し、１５ｎｍの厚さの励起子発生層を形成した。この時、４ＣｚＩＰＮの濃度は２０％とした。次いで、ｍＣＢＰを５ｎｍの厚さに蒸着して電子阻止層を形成し、その上にＴｒｉｓＰＣｚを３０ｎｍの厚さに蒸着して正孔輸送層を形成した。続いて、ＨＡＴ−ＣＮを２０ｎｍの厚さに蒸着して正孔注入層を形成し、次いでアルミニウム（Ａｌ）を１００ｎｍの厚さに形成することにより陽極を形成した。
以上の工程により、表７に示す層構成を有する実施例１５の有機エレクトロルミネッセンス素子を作製した。
実施例１５で使用した４ＣｚＩＰＮのΔＥSTは０．０６ｅＶであった。【０１８０】
（比較例１０）
実施例１５と同様の方法により、比較例１０の有機エレクトロルミネッセンス素子を作製した。ただし、励起子発生層に相当する層を形成する際には４ＣｚＩＰＮを共蒸着させず、ｍＣＢＰのみからなる層を１５ｎｍ形成した。比較例１０の有機エレクトロルミネッセンス素子の層構成は表７に示すとおりである。【０１８１】
【表７】
2018047853.tif 000086
【０１８２】
実施例１５、比較例１０の各有機エレクトロルミネッセンス素子について、発光強度の過渡減衰曲線を測定したところ、実施例１５については遅延蛍光を確認できたが、比較例１０については遅延蛍光を確認することができなかった。
各有機エレクトロルミネッセンス素子の外部量子効率を０．１ｍＡ／ｃｍ２で測定したところ、比較例１０では３．５％であったのに対して、実施例１５では５％と高い値を示した。このことから、量子ドットを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子においても、励起子発生層を形成することにより発光効率が向上することが確認された。【０１８３】
（実施例１６）
実施例１と同様の方法により、陽極、正孔注入層、正孔輸送第１層、正孔輸送第２層、電子阻止層、励起子生成層、隔離層、発光層、正孔阻止層、電子輸送層、陰極を順に形成することにより、実施例１６の有機エレクトロルミネッセンス素子を作製した。この素子の層構成は表８に示すとおりである。【０１８４】
（比較例１１）
実施例１６と同様の方法により、比較例１１の有機エレクトロルミネッセンス素子を作製した。ただし、実施例１６の隔離層、発光層、正孔阻止層のかわりに総厚が同じ正孔阻止層を１層形成し、その他の層構成は実施例１６と同じにした。この比較例１１の有機エレクトロルミネッセンス素子の層構成は表８に示すとおりである。実施例１６における励起子生成層は、比較例１１では発光層として機能する。【０１８５】
【表８】
2018047853.tif 000087
【０１８６】
実施例１６、比較例１１の各有機エレクトロルミネッセンス素子について、発光強度の過渡減衰曲線を測定したところ、いずれの素子についても遅延蛍光を確認した。また、いずれの素子も発光ピーク波長は同等であった。
各有機エレクトロルミネッセンス素子の外部量子効率を０．１ｍＡ／ｃｍ２で測定したところ、比較例１１では１３．１％であったのに対して、実施例１６では１３．４％と高い値を示した。このことから、遅延蛍光材料をアシストドーパントとして用いた励起子発生層を形成した場合においても、発光効率が向上することが確認された。【０１８７】
【化６３】
2018047853.tif 000088
【産業上の利用可能性】
【０１８８】
本発明の有機発光素子は、高効率、長寿命なため、表示装置や照明装置の発光素子として効果的に用いることができる。このため、本発明は産業上の利用可能性が高い。
【符号の説明】
【０１８９】
１  基板
２  陽極
３  正孔注入層
４  正孔輸送層
５  発光部
６  電子輸送層
７  陰極
【図１】
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【図２】
2018047853.tif 000090
【国際調査報告】
2018047853.tif 000091
2018047853.tif 000092
2018047853.tif 000093
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