(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の電極間に発光層又は発光層を含む複数の有機化合物層を有する発光素子において、下記一般式(2)で表される化合物を少なくとも１種含み、かつ三重項励起状態からの発光を利用し、390〜495nmに発光極大波長を有することを特徴とする発光素子。
【化２】
0004003824.tif 000017
一般式(2)中、Ar21、Ar22、Ar23、Ar24及びAr25はそれぞれアリール基又はヘテロアリール基を表し、R21は水素原子又は置換基を表す。
【請求項２】
請求項１に記載の発光素子において、前記一般式(2)で表される化合物が下記一般式(3)で表されることを特徴とする発光素子。
【化３】
0004003824.tif 000018
一般式(3)中、R11、R12、R13、R14、R15及びR16はそれぞれ置換基を表し、n11、n12、n13、n14、n15及びn16はそれぞれ０〜５の整数を表す。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の発光素子において、遷移金属錯体の三重項励起状態からの発光を利用することを特徴とする発光素子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電気エネルギーを光に変換して発光する発光素子に関し、特に表示素子、ディスプレイ、バックライト、電子写真、照明光源、記録光源、露光光源、読み取り光源、標識、看板、インテリア、光通信デバイス等に好適に使用できる発光素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
今日、種々の表示素子に関する研究開発が活発に行われており、中でも有機電界発光（EL）素子は低電圧で高輝度の発光が可能であるため注目されている。例えば、有機化合物の蒸着により形成した有機薄膜を有する発光素子が知られている（アプライド  フィジックス  レターズ, 51巻, 913頁, 1987年）。この発光素子は、電子輸送材料（トリス(8-ヒドロキシキノリナト)アルミニウム錯体（Alq））と正孔輸送材料（アミン化合物）を積層した構造を有し、従来の単層型素子に比べて大幅に向上した発光特性を示す。
【０００３】
近年、有機EL素子をカラーディスプレイや白色光源に適用するための研究が活発に行われているが、高性能なカラーディスプレイや白色光源を得る為には青・緑・赤それぞれの発光特性を向上する必要が有る。発光特性を改善した発光素子としては、オルトメタル化イリジウム錯体（Ir(ppy)3：Tris-Ortho-Metalated Complex of Iridium (III) with 2-Phenylpyridine）からの発光を利用した緑色発光素子が報告されている（Applied Physics Letters, 75, 4 (1999)）。この緑色発光素子は８％の外部量子収率を示し、従来から発光素子の限界といわれていた５％の外部量子収率を凌駕している。しかしながら、この発光素子の発光色は緑色に限定されているためディスプレイとしての適用範囲が狭く、高効率で他色の光を発する発光素子の開発が求められている。青色発光素子に着目すると、DPVBi（4,4'-ビス(2,2'-ジフェニルビニル)-ビフェニル）等のジスチリルアリーレン化合物及びその類縁体を用いた発光素子が多数報告されているが、５％を超える外部量子効率を示す素子は未だ報告されていない。青色発光で５％の外部量子収率が実現すれば、高効率有機EL素子のカラー化及び白色化が大きく前進することになるため、そのような発光素子の開発が嘱望されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、発光特性に優れた発光素子、特に青色発光素子及び多色発光素子を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的に鑑み鋭意研究の結果、本発明者は、特定の構造を有する芳香族化合物を用いるとともに三重項励起状態からの発光を利用した発光素子は発光特性に優れていることを発見し、本発明に想到した。
【０００６】
即ち、本発明の発光素子は一対の電極間に発光層又は発光層を含む複数の有機化合物層を有し、下記一般式(2)で表される化合物を少なくとも１種含み、かつ三重項励起状態からの発光を利用し、390〜495nmに発光極大波長を有することを特徴とする。
【化５】
0004003824.tif 000002
一般式(2)中、Ar21、Ar22、Ar23、Ar24及びAr25はそれぞれアリール基又はヘテロアリール基を表し、R21は水素原子又は置換基を表す。 
【０００７】
上記一般式(2)で表される化合物は、下記一般式(3)により表されることがより好ましい。
【化６】
0004003824.tif 000003
一般式(3)中、R11、R12、R13、R14、R15及びR16はそれぞれ置換基を表し、n11、n12、n13、n14、n15及びn16はそれぞれ０〜５の整数を表す。
【０００８】
本発明の発光素子は遷移金属錯体の三重項励起状態からの発光を利用したものであることが好ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の発光素子は一対の電極間に発光層又は発光層を含む複数の有機化合物層を有し、下記一般式(1)で表される化合物を少なくとも１種含むのが好ましい。本発明の発光素子は三重項励起状態からの発光を利用した素子である。以下、一般式(1)で表される化合物を「化合物(1)」と称する。
【化７】
0004003824.tif 000004
【００１０】
一般式(1)中、Ar11、Ar12、Ar13、Ar14及びAr15はそれぞれアリール基又はヘテロアリール基を表し、好ましくはアリール基である。Ar11、Ar12、Ar13、Ar14及びAr15が表すアリール基及びヘテロアリール基は単環構造を有することが好ましい。アリール基の例としてはフェニル基、ナフチル基、アンスリル基、フェナンスリル基、ピレニル基、ペリレニル基、クリセニル基、トリフェニレニル基、ベンゾアンスリル基、ベンゾフェナンスリル基等が挙げられる。中でもフェニル基、ナフチル基、アンスリル基及びフェナンスリル基が好ましく、フェニル基及びナフチル基がより好ましく、フェニル基が特に好ましい。ヘテロアリール基の例としてはピリジル基、ピラジル基、ピリミジル基、キノリル基、キノキサリル基、キナゾリル基、アクリジル基、フェナントリジル基、フタラジル基、フェナンスロリル基、トリアジル基等が挙げられる。中でもピリジル基及びトリアジル基が好ましい。Ar11、Ar12、Ar13、Ar14及びAr15は置換基を有していてもよく、該置換基の例としては後述するR1の例と同様のものが挙げられる。
【００１１】
一般式(1)中、Arはアリール基を表し、好ましくはフェニル基、ナフチル基、フェナンスリル基又はアンスリル基であり、より好ましくはフェニル基である。
【００１２】
一般式(1)中、R1は置換基を表す。この置換基の例としては、アルキル基（好ましくは炭素数１〜30、より好ましくは炭素数１〜20、特に好ましくは炭素数１〜10であり、例えばメチル基、エチル基、イソプロピル基、t-ブチル基、n-オクチル基、n-デシル基、n-ヘキサデシル基、シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等）、アルケニル基（好ましくは炭素数２〜30、より好ましくは炭素数２〜20、特に好ましくは炭素数２〜10であり、例えばビニル基、アリル基、2-ブテニル基、3-ペンテニル基等）、アルキニル基（好ましくは炭素数２〜30、より好ましくは炭素数２〜20、特に好ましくは炭素数２〜10であり、例えばプロパルギル基、3-ペンチニル基等）、アリール基（好ましくは炭素数６〜30、より好ましくは炭素数６〜20、特に好ましくは炭素数６〜12であり、例えばフェニル基、p-メチルフェニル基、ナフチル基、アントラニル基等）、アミノ基（好ましくは炭素数０〜30、より好ましくは炭素数０〜20、特に好ましくは炭素数０〜10であり、例えばアミノ基、メチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジベンジルアミノ基、ジフェニルアミノ基、ジトリルアミノ基等）、アルコキシ基（好ましくは炭素数１〜30、より好ましくは炭素数１〜20、特に好ましくは炭素数１〜10であり、例えばメトキシ基、エトキシ基、ブトキシ基、2-エチルヘキシロキシ基等）、アリールオキシ基（好ましくは炭素数６〜30、より好ましくは炭素数６〜20、特に好ましくは炭素数６〜12であり、例えばフェニルオキシ基、1-ナフチルオキシ基、2-ナフチルオキシ基等）、ヘテロアリールオキシ基（好ましくは炭素数１〜30、より好ましくは炭素数１〜20、特に好ましくは炭素数１〜12であり、例えばピリジルオキシ基、ピラジルオキシ基、ピリミジルオキシ基、キノリルオキシ基等）、アシル基（好ましくは炭素数１〜30、より好ましくは炭素数１〜20、特に好ましくは炭素数１〜12であり、例えばアセチル基、ベンゾイル基、ホルミル基、ピバロイル基等）、アルコキシカルボニル基（好ましくは炭素数２〜30、より好ましくは炭素数２〜20、特に好ましくは炭素数２〜12であり、例えばメトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基等）、アリールオキシカルボニル基（好ましくは炭素数７〜30、より好ましくは炭素数７〜20、特に好ましくは炭素数７〜12であり、例えばフェニルオキシカルボニル基等）、アシルオキシ基（好ましくは炭素数２〜30、より好ましくは炭素数２〜20、特に好ましくは炭素数２〜10であり、例えばアセトキシ基、ベンゾイルオキシ基等）、アシルアミノ基（好ましくは炭素数２〜30、より好ましくは炭素数２〜20、特に好ましくは炭素数２〜10であり、例えばアセチルアミノ基、ベンゾイルアミノ基等）、アルコキシカルボニルアミノ基（好ましくは炭素数２〜30、より好ましくは炭素数２〜20、特に好ましくは炭素数２〜12であり、例えばメトキシカルボニルアミノ基等）、アリールオキシカルボニルアミノ基（好ましくは炭素数７〜30、より好ましくは炭素数７〜20、特に好ましくは炭素数７〜12であり、例えばフェニルオキシカルボニルアミノ基等）、スルホニルアミノ基（好ましくは炭素数１〜30、より好ましくは炭素数１〜20、特に好ましくは炭素数１〜12であり、例えばメタンスルホニルアミノ基、ベンゼンスルホニルアミノ基等）、スルファモイル基（好ましくは炭素数０〜30、より好ましくは炭素数０〜20、特に好ましくは炭素数０〜12であり、例えばスルファモイル基、メチルスルファモイル基、ジメチルスルファモイル基、フェニルスルファモイル基等）、カルバモイル基（好ましくは炭素数１〜30、より好ましくは炭素数１〜20、特に好ましくは炭素数１〜12であり、例えばカルバモイル基、メチルカルバモイル基、ジエチルカルバモイル基、フェニルカルバモイル基等）、アルキルチオ基（好ましくは炭素数１〜30、より好ましくは炭素数１〜20、特に好ましくは炭素数１〜12であり、例えばメチルチオ基、エチルチオ基等）、アリールチオ基（好ましくは炭素数６〜30、より好ましくは炭素数６〜20、特に好ましくは炭素数６〜12であり、例えばフェニルチオ基等）、ヘテロアリールチオ基（好ましくは炭素数１〜30、より好ましくは炭素数１〜20、特に好ましくは炭素数１〜12であり、例えばピリジルチオ基、2-ベンズイミゾリルチオ基、2-ベンズオキサゾリルチオ基、2-ベンズチアゾリルチオ基等）、スルホニル基（好ましくは炭素数１〜30、より好ましくは炭素数１〜20、特に好ましくは炭素数１〜12であり、例えばメシル基、トシル基等）、スルフィニル基（好ましくは炭素数１〜30、より好ましくは炭素数１〜20、特に好ましくは炭素数１〜12であり、例えばメタンスルフィニル基、ベンゼンスルフィニル基等）、ウレイド基（好ましくは炭素数１〜30、より好ましくは炭素数１〜20、特に好ましくは炭素数１〜12であり、例えばウレイド基、メチルウレイド基、フェニルウレイド基等）、リン酸アミド基（好ましくは炭素数１〜30、より好ましくは炭素数１〜20、特に好ましくは炭素数１〜12であり、例えばジエチルリン酸アミド基、フェニルリン酸アミド基等）、ヒドロキシ基、メルカプト基、ハロゲン原子（例えばフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等）、シアノ基、スルホ基、カルボキシル基、ニトロ基、ヒドロキサム酸基、スルフィノ基、ヒドラジノ基、イミノ基、ヘテロ環基（好ましくは炭素数１〜30、より好ましくは炭素数１〜12であり、ヘテロ原子として窒素原子、酸素原子、硫黄原子等を含み、例えばイミダゾリル基、ピリジル基、キノリル基、フリル基、チエニル基、ピペリジル基、モルホリノ基、ベンズオキサゾリル基、ベンズイミダゾリル基、ベンズチアゾリル基、カルバゾリル基、アゼピニル基等）、シリル基（好ましくは炭素数３〜40、より好ましくは炭素数３〜30、特に好ましくは炭素数３〜24であり、例えばトリメチルシリル基、トリフェニルシリル基等）等が挙げられる。これらの置換基は更に置換されていてもよい。R1はアルキル基、アリール基（特にフェニル基）又はヘテロアリール基（特にピリジル基及びトリアジル基）であることが好ましい。
【００１３】
一般式(1)中、n1は０以上の整数を表す。n1は０〜10の整数であるのが好ましく、０〜５の整数であるのがより好ましく、１であることが特に好ましい。
【００１４】
化合物(1)は好ましくは下記一般式(2)により表され、より好ましくは下記一般式(3)により表される。
【化８】
0004003824.tif 000005
【化９】
0004003824.tif 000006
【００１５】
一般式(2)中、Ar21、Ar22、Ar23、Ar24及びAr25は上述したAr11、Ar12、Ar13、Ar14及びAr15と同義であり、好ましい態様も同じである。R21は水素原子又は置換基を表し、好ましくはアルキル基、アリール基又はヘテロアリール基である。
【００１６】
一般式(3)中、R11、R12、R13、R14、R15及びR16はそれぞれ置換基を表し、該置換基の例としては上記R1の例と同様のものが挙げられる。R11、R12、R13、R14、R15及びR16は好ましくはアルキル基である。n11、n12、n13、n14、n15及びn16はそれぞれ０〜５の整数を表し、好ましくは０、１又は２であり、より好ましくは０又は１である。
【００１７】
化合物(1)は低分子化合物であるのが好ましいが、オリゴマー化合物又はポリマー化合物であってもよい。ポリマー化合物である場合、その質量平均分子量（ポリスチレン換算）は好ましくは1000〜5000000、より好ましくは2000〜1000000、特に好ましくは3000〜100000であり、一般式(1)で表される構造がポリマー主鎖中に含まれてもよく、ポリマー側鎖に含まれていてもよい。このようなポリマー化合物はホモポリマーであっても共重合体であってもよい。
【００１８】
化合物(1)のT1レベル（最低三重項励起状態のエネルギーレベル）は、60〜90kcal/mol（251.4〜377.1kJ/mol）が好ましく、62〜85kcal/mol（259.78〜356.15kJ/mol）がより好ましく、65〜80kcal/mol（272.35〜335.2kJ/mol）が特に好ましい。化合物(1)の具体例を以下に示すが、本発明はそれらに限定されるものではない。
【００１９】
【化１０】
0004003824.tif 000007
【００２０】
【化１１】
0004003824.tif 000008
【００２１】
【化１２】
0004003824.tif 000009
【００２２】
【化１３】
0004003824.tif 000010
【００２３】
化合物(1)は、例えばTetrahedron誌, 1997年, 53号（No. 45）, 15349頁、J. Am. Chem. Soc.誌, 1996年, 118号, 741頁、J. Org. Chem. Soc.誌, 1986年, 51号, 979頁、Angew. Chem. Int. Ed. Engl.誌, 1997年, 36号, 631頁、Indian J. Chem. Sect. B誌, 2000年, 39号, 173頁、Org. Synth. Coll. Vol. 5誌, 1973年, 604頁、Chem. Ber.誌, 1960年, 93号, 1769頁等に記載の公知の手法で合成することができる。
【００２４】
本発明の発光素子は三重項励起状態からの発光を利用する。三重項励起状態からの発光はりん光発光と同義である。以下、りん光を発する材料を「りん光発光材料」と称する。本発明の発光素子は少なくとも１種のりん光発光材料を含む。本発明で用いるりん光発光材料は特に限定されないが、遷移金属錯体が好ましい。遷移金属錯体の中心金属は特に限定されず、好ましくはイリジウム、白金、レニウム又はルテニウムであり、より好ましくはイリジウム又は白金であり、特に好ましくはイリジウムである。遷移金属錯体の中でも、オルトメタル化錯体が非常に好ましく使用できる。オルトメタル化錯体（Orthometalated Complex）とは、山本明夫著「有機金属化学  基礎と応用」, 150頁及び232頁, 裳華房社（1982年）、H. Yersin著「Photochemistry and Photophysics of Coordination Compounds」, 71〜77頁及び135〜146頁, Springer-Verlag社（1987年）等に記載されている化合物群の総称である。
【００２５】
上記りん光発光材料は、20℃でのりん光量子収率が70％以上であり、かつりん光λmax（発光極大値）が495nm以下であるのが好ましく、20℃でのりん光量子収率が80％以上であり、かつりん光λmaxが490nm以下であるのがより好ましく、20℃でのりん光量子収率が85％以上であり、かつりん光λmaxが480nm以下であるのが特に好ましい。
【００２６】
本発明の発光素子のシステム、駆動方法、利用形態等は特に限定されないが、化合物(1)を電荷輸送材料として利用する形態、及び化合物(1)とりん光発光材料を同一層に用いる形態が好ましい。化合物(1)とりん光発光材料を同一層に使用する場合は化合物(1)は主としてホスト材料として機能する。代表的な発光素子として、有機EL（エレクトロルミネッセンス）素子を挙げることができる。
【００２７】
本発明の発光素子は、一対の電極（陽極及び陰極）間に、発光層又は発光層を含む複数の有機化合物層を有する。この発光層又は複数の有機化合物層のうち少なくとも一層は化合物(1)を含有する。化合物(1)を含有する層における該化合物の質量比は、例えば化合物(1)をホスト材料として使用する場合、好ましくは50〜99.9質量％であり、より好ましくは60〜99質量％である。電荷輸送材料として使用する場合には、好ましくは50〜100質量％であり、より好ましくは60〜100質量％である。
【００２８】
化合物(1)を含有する層の形成方法は特に限定されず、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム法、スパッタリング法、分子積層法、コーティング法、インクジェット法、印刷法等の方法が使用可能である。中でも、素子の特性及び製造面から抵抗加熱蒸着法、コーティング法及び転写法が好ましい。
【００２９】
本発明の発光素子は、発光層に加えて正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層、電子輸送層、保護層等を含んでいてよく、これらの各層はそれぞれ他の機能を備えたものであってもよい。化合物(1)はこれらの層のいずれに含まれていてもよい。
【００３０】
本発明の発光素子においては、陰極と発光層の間に5.9eV以上のイオン化ポテンシャルを有する化合物を含有する層を設置するのが好ましい。このイオン化ポテンシャルは6.0eV以上であるのが特に好ましく、このような層は電子輸送層であることが特に好ましい。
【００３１】
本発明の発光素子の発光極大波長は、青色色純度の観点から好ましくは390〜495nmであり、より好ましくは400〜490nmである。また、本発明の発光素子は500nm以上にも発光極大波長を有してよく、白色発光素子であってもよい。青色色純度の観点から、発光のCIE色度値のx値は好ましくは0.22以下、より好ましくは0.20以下であり、発光のCIE色度値のy値は好ましくは0.53以下、より好ましくは0.50以下である。また、青色色純度の観点から発光スペクトルの半値幅は好ましくは100nm以下、より好ましくは90nm以下、更に好ましくは80nm以下、特に好ましくは70nm以下である。以下、本発明の発光素子の各層について詳述する。
【００３２】
(A)陽極
陽極は正孔注入層、正孔輸送層、発光層等に正孔を供給するものである。陽極を形成する材料としては、金属、合金、金属酸化物、電気伝導性化合物、これらの混合物等を用いることができ、好ましくは仕事関数が４eV以上の材料を用いる。具体例としては、金属（金、銀、クロム、ニッケル等）、導電性金属酸化物（酸化スズ、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化インジウムスズ（ITO）等）、これら金属と導電性金属酸化物との混合物又は積層物、無機導電性物質（ヨウ化銅、硫化銅等）、有機導電性材料（ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロール等）及びこれらとITOとの積層物等が挙げられる。陽極は導電性金属酸化物からなるのが好ましく、生産性、高導電性、透明性等の観点からITOが特に好ましい。
【００３３】
陽極の形成法は用いる材料に応じて適宜選択すればよく、例えばITOの場合、電子ビーム法、スパッタリング法、抵抗加熱蒸着法、化学反応法（ゾル−ゲル法等）、酸化インジウムスズ分散物の塗布等の方法を用いることができる。陽極に洗浄等の処理を施すことにより、発光素子の駆動電圧を下げたり、発光効率を高めたりすることも可能である。例えばITOからなる陽極の場合、UV-オゾン処理、プラズマ処理等が効果的である。陽極のシート抵抗は数百Ω／□以下とするのが好ましい。陽極の膜厚は材料に応じて適宜選択可能であるが、通常10nm〜５μmとするのが好ましく、50nm〜１μmとするのがより好ましく、100〜500nmとするのが特に好ましい。
【００３４】
陽極は通常、ソーダライムガラス、無アルカリガラス、透明樹脂等からなる基板上に形成する。ガラス基板の場合、ガラスからの溶出イオンを低減するためには無アルカリガラスを用いるのが好ましい。ソーダライムガラス基板を用いる場合は、予めその表面にシリカ等のバリアコートを形成するのが好ましい。基板の厚さは、機械的強度を保つのに十分であれば特に制限はないが、ガラス基板の場合は通常0.2mm以上、好ましくは0.7mm以上とする。
【００３５】
(B)陰極
陰極は電子注入層、電子輸送層、発光層等に電子を供給するものである。陰極の材料としては、金属、合金、金属ハロゲン化物、金属酸化物、電気伝導性化合物、これらの混合物等を用いることができ、発光層等の隣接する層との密着性やイオン化ポテンシャル、安定性等を考慮して選択すればよい。具体例としては、アルカリ金属（Li、Na、K等）及びそのフッ化物や酸化物、アルカリ土類金属（Mg、Ca等）及びそのフッ化物や酸化物、金、銀、鉛、アルミニウム、ナトリウム及びカリウムからなる合金及び混合金属、リチウム及びアルミニウムからなる合金及び混合金属、マグネシウム及び銀からなる合金及び混合金属、希土類金属（インジウム、イッテリビウム等）、それらの混合物等が挙げられる。陰極は仕事関数が４eV以下の材料からなるのが好ましく、アルミニウム、リチウムとアルミニウムからなる合金又は混合金属、或いはマグネシウムと銀からなる合金又は混合金属からなるのがより好ましい。
【００３６】
陰極は、上記のような材料からなる単層構造であっても、上記材料からなる層を含む積層構造であってもよい。例えば、アルミニウム／フッ化リチウム、アルミニウム／酸化リチウム等の積層構造が好ましい。陰極は電子ビーム法、スパッタリング法、抵抗加熱蒸着法、コーティング法等により形成することができる。蒸着法の場合、材料を単独で蒸着することも、二種以上の材料を同時に蒸着することもできる。合金電極を形成する場合は、複数の金属を同時蒸着して形成することが可能であり、また予め調整した合金を蒸着してもよい。陰極のシート抵抗は数百Ω／□以下とするのが好ましい。陰極の膜厚は材料に応じて適宜選択可能であるが、通常10nm〜５μmとするのが好ましく、50nm〜１μmとするのがより好ましく、100nm〜１μmとするのが特に好ましい。
【００３７】
(C)正孔注入層及び正孔輸送層
正孔注入層及び正孔輸送層に用いる材料は、陽極から正孔を注入する機能、正孔を輸送する機能、及び陰極から注入された電子を障壁する機能のいずれかを有しているものであればよい。その具体例としては、カルバゾール、トリアゾール、オキサゾール、オキサジアゾール、イミダゾール、ポリアリールアルカン、ピラゾリン、ピラゾロン、フェニレンジアミン、アリールアミン、アミノ置換カルコン、スチリルアントラセン、フルオレノン、ヒドラゾン、スチルベン、シラザン、芳香族第三級アミン化合物、スチリルアミン化合物、芳香族ジメチリディン系化合物、ポルフィリン系化合物、ポリシラン系化合物、ポリ(N-ビニルカルバゾール)、アニリン系共重合体、チオフェンオリゴマーやポリチオフェン等の導電性高分子、有機シラン、上記化合物(1)、これらの誘導体、カーボン等が挙げられる。
【００３８】
正孔注入層及び正孔輸送層は１種又は２種以上の上記材料からなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。正孔注入層及び正孔輸送層の形成方法としては、真空蒸着法、LB法、上記材料を溶媒中に溶解又は分散させてコーティングする方法（スピンコート法、キャスト法、ディップコート法等）、インクジェット法、印刷法、転写法等が用いられる。コーティング法の場合、上記材料を樹脂成分と共に溶解又は分散させて塗布液を調製してもよく、該樹脂成分としては、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリエステル、ポリスルホン、ポリフェニレンオキシド、ポリブタジエン、ポリ(N-ビニルカルバゾール)、炭化水素樹脂、ケトン樹脂、フェノキシ樹脂、ポリアミド、エチルセルロース、ポリ酢酸ビニル、ABS樹脂、ポリウレタン、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂等が使用できる。正孔注入層及び正孔輸送層の膜厚は特に限定されないが、通常１nm〜５μmとするのが好ましく、５nm〜１μmとするのがより好ましく、10〜500nmとするのが特に好ましい。
【００３９】
(D)発光層
発光素子に電界を印加すると、発光層において陽極、正孔注入層又は正孔輸送層から注入された正孔と、陰極、電子注入層又は電子輸送層から注入された電子とが再結合し、光を発する。発光層をなす材料は、電界印加時に陽極等から正孔を受け取る機能、陰極等から電子を受け取る機能、電荷を移動させる機能、及び正孔と電子の再結合の場を提供して発光させる機能を有する層を形成することができるものであれば特に限定されない。発光層の材料としては例えばベンゾオキサゾール、ベンゾイミダゾール、ベンゾチアゾール、スチリルベンゼン、ポリフェニル、ジフェニルブタジエン、テトラフェニルブタジエン、ナフタルイミド、クマリン、ペリレン、ペリノン、オキサジアゾール、アルダジン、ピラリジン、シクロペンタジエン、ビススチリルアントラセン、キナクリドン、ピロロピリジン、チアジアゾロピリジン、シクロペンタジエン、スチリルアミン、芳香族ジメチリディン化合物、金属錯体（8-キノリノール誘導体の金属錯体等）、高分子発光材料（ポリチオフェン、ポリフェニレン、ポリフェニレンビニレン等）、有機シラン、遷移金属錯体（イリジウムトリスフェニルピリジン錯体、白金ポルフィリン錯体等）、これらの誘導体等が使用できる。ただし、発光層をなす材料の少なくとも１つは、りん光発光材料である。
【００４０】
発光層は単一の材料で形成しても複数の材料で形成してもよい。発光層は１つであっても複数であってもよい。発光層が複数の場合も、それぞれの発光層は単一の材料で形成しても複数の材料で形成してもよい。また、複数の発光層がそれぞれ異なる発光色で発光し白色等を発してもよく、単一の発光層が白色発光してもよい。
【００４１】
発光層の形成方法は特に限定されず、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム法、スパッタリング法、分子積層法、コーティング法（スピンコート法、キャスト法、ディップコート法等）、インクジェット法、印刷法、LB法、転写法等が使用可能である。中でも抵抗加熱蒸着法及びコーティング法が好ましい。発光層の膜厚は特に限定されず、通常１nm〜５μmとするのが好ましく、５nm〜１μmとするのがより好ましく、10〜500nmとするのが特に好ましい。
【００４２】
(E)電子注入層及び電子輸送層
電子注入層及び電子輸送層をなす材料は、陰極から電子を注入する機能、電子を輸送する機能、並びに陽極から注入された正孔を障壁する機能のいずれかを有しているものであればよい。その具体例としては、トリアゾール、オキサゾール、オキサジアゾール、イミダゾール、フルオレノン、アントラキノジメタン、アントロン、ジフェニルキノン、チオピランジオキシド、カルボジイミド、フルオレニリデンメタン、ジスチリルピラジン、ナフタレン、ペリレン等の芳香環テトラカルボン酸無水物、フタロシアニン、金属錯体（8-キノリノール誘導体の金属錯体、メタルフタロシアニン、ベンゾオキサゾールやベンゾチアゾールを配位子とする金属錯体等）、有機シラン、上記化合物(1)、これらの誘導体等が挙げられる。
【００４３】
電子注入層及び電子輸送層は１種又は２種以上の上記材料からなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。電子注入層及び電子輸送層の形成方法としては、真空蒸着法、LB法、上記材料を溶媒中に溶解又は分散させてコーティングする方法（スピンコート法、キャスト法、ディップコート法等）、インクジェット法、印刷法、転写法等が用いられる。コーティング法の場合、上記材料を樹脂成分と共に溶解又は分散させて塗布液を調製してもよい。該樹脂成分としては、前述した正孔注入層及び正孔輸送層の場合と同様のものが使用できる。電子注入層及び電子輸送層の膜厚は特に限定されず、通常１nm〜５μmとするのが好ましく、５nm〜１μmとするのがより好ましく、10〜500nmとするのが特に好ましい。
【００４４】
(F)保護層
保護層は水分、酸素等の素子劣化を促進するものが素子内に入ることを抑止する機能を有する。保護層の材料としては、金属（In、Sn、Pb、Au、Cu、Ag、Al、Ti、Ni等）、金属酸化物（MgO、SiO、SiO2、Al2O3、GeO、NiO、CaO、BaO、Fe2O3、Y2O3、TiO2等）、金属フッ化物（MgF2、LiF、AlF3、CaF2等）、窒化物（SiNx、SiOxNy等）、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルメタクリレート、ポリイミド、ポリウレア、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリジクロロジフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレンとジクロロジフルオロエチレンとの共重合体、テトラフルオロエチレンと少なくとも１種のコモノマーとを含むモノマー混合物を共重合させて得られる共重合体、共重合主鎖に環状構造を有する含フッ素共重合体、吸水率１％以上の吸水性物質、吸水率0.1％以下の防湿性物質等が使用できる。
【００４５】
保護層の形成方法は特に限定されず、真空蒸着法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、MBE（分子線エピタキシ）法、クラスターイオンビーム法、イオンプレーティング法、プラズマ重合法（高周波励起イオンプレーティング法）、プラズマCVD法、レーザーCVD法、熱CVD法、ガスソースCVD法、コーティング法、印刷法、転写法等が適用できる。
【００４６】
【実施例】
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はそれらに限定されるものではない。
【００４７】
合成例１
(1-2)の合成
0.5gの1-エチニルベンゼン及び1.88gのテトラフェニルシクロペンタジエノンに20mlのo-キシレンを加え、還流下で撹拌した。３時間撹拌した後、得られた反応液を室温に冷却し、これに100mlのメタノールを加え、析出した固体をろ別し、再結晶（クロロホルム／メタノール系）で３回精製し、1.9gの(1-2)を白色固体として得た。得られた(1-2)のマススペクトルを測定し、その構造を確認した。
【００４８】
【化１４】
0004003824.tif 000011
【００４９】
合成例２
(1-26)の合成
0.5gの1,3,5-トリス(フェニルエチニル)ベンゼン及び0.51gのテトラフェニルシクロペンタジエノンに20mlのジフェニルエーテルを加え、還流下で撹拌した。３時間撹拌した後、得られた反応液を室温に冷却し、これに100mlのメタノールを加え、析出した固体をろ別し、シリカゲルカラムクロマトグラフィー（クロロホルム）で精製し、再結晶（クロロホルム／メタノール系）で精製して、0.8gの(1-26)を白色固体として得た。得られた(1-26)のマススペクトルを測定し、その構造を確認した。
【００５０】
【化１５】
0004003824.tif 000012
【００５１】
比較例１
洗浄したITO基板を蒸着装置に入れ、TPD（N,N'-ジフェニル-N,N'-ジ(m-トリル)-ベンジジン）を40nm蒸着し、この上に下記化合物a及びbを17対１の質量比で20nm共蒸着し、更にこの上に下記アゾール化合物cを40nm蒸着した。得られた有機薄膜上に発光面積が４mm×５mmとなるようにパターニングしたマスクを設置し、蒸着装置内でマグネシウム及び銀（マグネシウム：銀＝10：１）を50nm共蒸着した後、銀を50nm蒸着して比較例１の発光素子を作製した。
【００５２】
【化１６】
0004003824.tif 000013
【００５３】
得られた比較例１の発光素子に、東陽テクニカ製「ソースメジャーユニット2400型」を用いて直流定電圧を印加して発光させ、その発光輝度をトプコン社製「輝度計BM-8」を用いて測定し、発光波長を浜松フォトニクス社製「スペクトルアナライザーPMA-11」を用いて測定した。その結果、色度値（0.21，0.53）の青色発光が得られ、外部量子効率は1.2％であった。なお、外部量子効率は発光輝度、発光スペクトル、電流密度及び比視感度曲線より算出した。
【００５４】
比較例２
化合物bに替えて下記化合物fを用いたこと以外は上記比較例１と同様にして、比較例２の発光素子を作製した。比較例２の発光素子の発光輝度及び発光波長を比較例１と同様に測定した結果、色度値（0.18，0.38）の青色発光が得られ、外部量子効率は0.3％であった。
【００５５】
【化１７】
0004003824.tif 000014
【００５６】
実施例１
化合物aに替えて化合物(1-1)を用いたこと以外は上記比較例１と同様にして、実施例１の発光素子を作製した。実施例１の発光素子の発光輝度及び発光波長を比較例１と同様に測定した結果、色度値（0.19，0.51）の青色発光が得られ、外部量子効率は8.3％であった。
【００５７】
実施例２
化合物aに替えて化合物(1-1)を用いたこと以外は上記比較例２と同様にして、実施例２の発光素子を作製した。実施例２の発光素子の発光輝度及び発光波長を比較例１と同様に測定した結果、色度値（0.15，0.37）の青色発光が得られ、外部量子効率は6.3％であった。
【００５８】
実施例３
化合物aに替えて化合物(1-26)を用いたこと以外は上記比較例１と同様にして、実施例３の発光素子を作製した。実施例３の発光素子の発光輝度及び発光波長を比較例１と同様に測定した結果、色度値（0.20，0.51）の青色発光が得られ、外部量子効率は8.0％であった。
【００５９】
実施例４
化合物aに替えて化合物(1-18)を用いたこと以外は上記比較例１と同様にして、実施例４の発光素子を作製した。実施例４の発光素子の発光輝度及び発光波長を比較例１と同様に測定した結果、色度値（0.20，0.52）の青色発光が得られ、外部量子効率は5.1％であった。
【００６０】
実施例５
化合物aに替えて化合物(1-1)を用い、化合物cに替えて下記化合物dを用いたこと以外は上記比較例１と同様に有機薄膜を形成した。得られた有機薄膜上に発光面積が４mm×５mmとなるようにパターニングしたマスクを設置し、蒸着装置内でフッ化リチウムを３nm蒸着した後、アルミニウムを60nm蒸着して実施例５の発光素子を作製した。実施例５の発光素子の発光輝度及び発光波長を比較例１と同様に測定した結果、色度値（0.21，0.51）の青色発光が得られ、外部量子効率は10.0％であった。
【００６１】
【化１８】
0004003824.tif 000015
【００６２】
実施例６
化合物aに替えて化合物(1-1)を用い、化合物cに替えて化合物dを用いたこと以外は上記比較例２と同様に有機薄膜を形成した。得られた有機薄膜上に発光面積が４mm×５mmとなるようにパターニングしたマスクを設置し、蒸着装置内でフッ化リチウムを３nm蒸着した後、アルミニウムを60nm蒸着して実施例６の発光素子を作製した。実施例６の発光素子の発光輝度及び発光波長を比較例１と同様に測定した結果、色度値（0.16，0.36）の青色発光が得られ、外部量子効率は8.2％であった。
【００６３】
実施例７
洗浄したITO基板を蒸着装置に入れ、TPDを40nm蒸着し、この上に化合物(1-21)及び下記化合物gを17対１の質量比で５nm共蒸着し、この上に化合物(1-1)及び化合物bを17対１の質量比で15nm共蒸着し、更にこの上にアゾール化合物dを40nm蒸着した。得られた有機薄膜上に発光面積が４mm×５mmとなるようにパターニングしたマスクを設置し、蒸着装置内でフッ化リチウムを３nm蒸着した後、アルミニウムを60nm蒸着して実施例７の発光素子を作製した。実施例７の発光素子の発光輝度及び発光波長を比較例１と同様に測定した結果、色度値（0.31，0.32）の白色発光が得られ、この発光素子の外部量子効率を算出したところ、φEL＝5.2％であった。
【００６４】
【化１９】
0004003824.tif 000016
【００６５】
実施例８
Baytron P（PEDOT−PSS（ポリエチレンジオキシチオフェン−ポリスチレンスルホン酸ドープ体）溶液、バイエル社製）を洗浄したITO基板上にスピンコート（1000rpm、30sec）し、150℃で1.5時間、真空乾燥して膜厚70nmの有機層を得た。次に、18mgの化合物(1-26)及び２mgの化合物bを1.5mlのジクロロエタンに溶解し、これを上記有機層の上にスピンコートして110nmの有機薄膜を得た。これを蒸着装置に入れ有機薄膜上に化合物dを40nm真空蒸着した後、発光面積が４mm×５mmとなるようにパターニングしたマスクを設置し、蒸着装置内でフッ化リチウムを３nm蒸着した後、アルミニウムを60nm蒸着して実施例８の発光素子を作製した。実施例８の発光素子の発光輝度及び発光波長を比較例１と同様に測定した結果、青色発光が得られ、最高輝度は1100cd/m2であった。
【００６６】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の発光素子は外部量子効率が高く発光特性に優れており、色純度の高い青色発光素子や白色発光素子に適用できるため、表示素子、ディスプレイ、バックライト、電子写真、照明光源、記録光源、露光光源、読み取り光源、標識、看板、インテリア、光通信等に好適に使用できる。