(57)【要約】【課題】発光効率が高い有機電界発光素子の提供、およびこれに用いる好適なイミド化合物の提供を目的とする。【解決手段】少なくとも一種有機化合物層に特定構造のイミド化合物を含有させることにより、高い発光効率（例えば外部量子効率）を示す有機電界発光素子が得られる。また、ある特定の構造を有する本発明の化合物を使うことにより、青色領域において高い外部量子効率で発光する素子の作製が可能になる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の電極間に燐光発光材料を含有する発光層を含む少なくとも一層の有機化合物層を有する有機電界発光素子であって、少なくとも一種のイミド化合物を有機化合物層に含有し、該イミド化合物が、下記一般式（Ｉ）で表されることを特徴とする有機電界発光素子。
【化１】
2009004491.tif 000017
（一般式（Ｉ）中、Ｒ１は少なくとも芳香族炭化水素環基、芳香族ヘテロ環基、及び下記置換基群Ａを含む置換基から選択される置換基を表す。Ｑは芳香族炭化水素環基または芳香族ヘテロ環基を形成するのに必要な原子群を表す。
置換基群Ａ：
アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、非芳香族炭化水素環基、アミノ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、ヘテロ環オキシ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アシルオキシ基、アシルアミノ基、アルコキシカルボニルアミノ基、アリールオキシカルボニルアミノ基、スルホニルアミノ基、スルファモイル基、カルバモイル基、アルキルチオ基、アリールチオ基、ヘテロ環チオ基、スルホニル基、スルフィニル基、ウレイド基、リン酸アミド基、ヒドロキシ基、メルカプト基、ハロゲン原子、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、非芳香族ヘテロ環基、シリル基、シリルオキシ基）
【請求項２】
前記イミド化合物が、下記一般式（ＩＩ）で表されることを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光素子。
【化２】
2009004491.tif 000018
（一般式（ＩＩ）中、Ｒ２は少なくとも芳香族炭化水素環基、芳香族ヘテロ環基、及び請求項１記載の置換基群Ａから誘導されるｎ価の置換基を含む置換基から選択されるｎ価の置換基を表す。Ｑは芳香族炭化水素環基または芳香族ヘテロ環基を形成するのに必要な原子群を表す。ｎは２以上の整数を表す。複数のＱは同一でも異なっていてもよい。）
【請求項３】
前記イミド化合物が下記一般式（ＩＩＩ）で表されることを特徴とする請求項２に記載の有機電界発光素子。
【化３】
2009004491.tif 000019
（一般式（ＩＩ）中、Ａｒはｎ価の芳香族炭化水素環基またはｎ価の芳香族ヘテロ環基を表す。Ｑは芳香族炭化水素環基または芳香族ヘテロ環基を形成するのに必要な原子群を表す。ｎは２以上の整数を表す。複数のＱは同一でも異なっていてもよい。）
【請求項４】
前記一般式（ＩＩＩ）のＡｒが炭素数１０以下である請求項３に記載の有機電界発光素子。
【請求項５】
前記イミド化合物が下記一般式（ＩＶ）で表される請求項１〜４のいずれかに記載の有機電界発光素子。
【化４】
2009004491.tif 000020
（一般式（ＩＶ）中、Ｒ３１およびＲ３４は請求項１のＲ１と同義であり、同一でも異なっていてもよい。Ｒ３２およびＲ３３はＨまたは請求項１の置換基群Ａと同義の置換基を表し、同一でも異なっていてもよい。Ｒ３２またはＲ３３が複数の場合、各々同一でも異なっていてもよい。Ｘは二価の連結基を表す。ｎは１〜４の整数を表す。Ｘが複数の場合、互いに同一でも異なっていてもよい。）
【請求項６】
前記一般式（ＩＶ）で表されるイミド化合物のＲ３１およびＲ３４の炭素数が各々１０以下である請求項５に記載の有機電界発光素子。
【請求項７】
前記イミド化合物の薄膜状態での最低励起三重項エネルギー準位が６０ｋｃａｌ／ｍｏｌ（２５１ｋＪ／ｍｏｌ）以上、９５ｋｃａｌ／ｍｏｌ（３９７ｋＪ／ｍｏｌ）以下である請求項１〜６のいずれかに記載の有機電界発光素子。
【請求項８】
一般式（Ｉ）〜（ＩＶ）で表される化合物のガラス転移温度が１３０℃以上、４５０℃以下である請求項１〜７のいずれかに記載の有機電界発光素子。
【請求項９】
燐光発光材料がイリジウム錯体または白金錯体である請求項１〜８に記載の有機電界発光素子。
【請求項１０】
一般式（Ｉ）〜（ＩＶ）で表される化合物を含有する有機化合物層が電子輸送層である請求項１〜９のいずれかに記載の有機電界発光素子。
【請求項１１】
一般式（Ｉ）〜（ＩＶ）で表される化合物を含有する有機化合物層が発光層である請求
項１〜１０のいずれかに記載の有機電界発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電気エネルギーを光に変換して発光する有機電界発光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機電界発光素子（以下、「有機ＥＬ素子」ともいう）は、低電圧駆動で高輝度の発光が得られることから活発に研究開発が行われている。有機電界発光素子は、一対の電極間に有機化合物層を有し、陰極から注入された電子と陽極から注入された正孔とが有機化合物層において再結合し、生成した励起子のエネルギーを発光に利用するものである。
【０００３】
近年、燐光発光材料を用いることにより、素子の高効率化が進んでおり、燐光発光材料としてイリジウム錯体や白金錯体などを用いた燐光発光素子に関する発明が開示されている（例えば、特許文献１および２参照）。しかしながら、高効率と高耐久性を両立する素子の開発には至っていない。
【０００４】
また、高耐久性の材料を志向し、安定な芳香族六員環のみを組み合わせた材料を用いた有機ＥＬ素子に関する発明が開示されている（例えば、特許文献３参照）。しかし、これらに使用される材料は、縮環を有していたり、共役系が長かったりと、いずれも分子の最低励起三重項準位（Ｔ1準位）が低い。そのため燐光発光素子に用いると、燐光材料の発光を消光してしまうため、発光効率が低くなってしまう。これはより短波長に発光する場合に顕著であり、特に青色燐光素子に用いた場合、発光を大きく消光してしまう。
【０００５】
イミド化合物を用いた有機ＥＬ素子の先行例として特許文献４、特許文献５、特許文献６などがあるが、これらは燐光発光素子に用いるには最低励起三重項エネルギー準位（Ｔ１準位）や電子輸送性の観点で十分なものではなかった。
【０００６】
【特許文献１】米国特許第６３０３２３８号明細書
【特許文献２】国際公開第００／５７６７６号パンフレット
【特許文献３】特開２００２−３５６４４９号公報
【特許文献４】特開２００４−１４３０４４号明細書
【特許文献５】米国特許第５３４３０５０号明細書
【特許文献６】特開２００４−１８４３４号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、発光効率が高い有機電界発光素子の提供にある。またそれに用いるために好適なイミド化合物の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、上記課題を解決すべく検討した結果、特定の構造を有するイミド化合物を有機化合物層に含有する有機電界発光素子が、上記課題を解決することを見出した。すなわち、本発明は下記の手段により達成された。
【０００９】
１）一対の電極間に燐光発光材料を含有する発光層を含む少なくとも一層の有機化合物層を有する有機電界発光素子であって、少なくとも一種のイミド化合物を有機化合物層に含有し、該イミド化合物が、下記一般式（Ｉ）で表されることを特徴とする有機電界発光素子。
【００１０】
【化１】
2009004491.tif 000002
【００１１】
（一般式（Ｉ）中、Ｒ１は少なくとも芳香族炭化水素環基、芳香族ヘテロ環基、及び下記置換基群Ａを含む置換基から選択される置換基を表す。Ｑは芳香族炭化水素環基または芳香族ヘテロ環基を形成するのに必要な原子群を表す。
置換基群Ａ：
アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、非芳香族炭化水素環基、アミノ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、ヘテロ環オキシ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アシルオキシ基、アシルアミノ基、アルコキシカルボニルアミノ基、アリールオキシカルボニルアミノ基、スルホニルアミノ基、スルファモイル基、カルバモイル基、アルキルチオ基、アリールチオ基、ヘテロ環チオ基、スルホニル基、スルフィニル基、ウレイド基、リン酸アミド基、ヒドロキシ基、メルカプト基、ハロゲン原子、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、非芳香族ヘテロ環基、シリル基、シリルオキシ基
２）前記イミド化合物が、下記一般式（ＩＩ）で表されることを特徴とする上記１）に記載の有機電界発光素子。
【００１２】
【化２】
2009004491.tif 000003
【００１３】
（一般式（ＩＩ）中、Ｒ２は少なくとも芳香族炭化水素環基、芳香族ヘテロ環基、及び上記１）記載の置換基群Ａから誘導されるｎ価の置換基を含む置換基から選択されるｎ価の置換基を表す。Ｑは芳香族炭化水素環基または芳香族ヘテロ環基を形成するのに必要な原子群を表す。ｎは２以上の整数を表す。複数のＱは同一でも異なっていてもよい。）
３）前記イミド化合物が下記一般式（ＩＩＩ）で表されることを特徴とする上記２）に記載の有機電界発光素子。
【００１４】
【化３】
2009004491.tif 000004
【００１５】
（一般式（ＩＩＩ）中、Ａｒはｎ価の芳香族炭化水素環基またはｎ価の芳香族ヘテロ環基を表す。Ｑは芳香族炭化水素環基または芳香族ヘテロ環基を形成するのに必要な原子群を表す。ｎは２以上の整数を表す。複数のＱは同一でも異なっていてもよい。）
４）前記一般式（ＩＩＩ）のＡｒが炭素数１０以下である上記３）に記載の有機電界発光素子。
５）前記イミド化合物が下記一般式（ＩＶ）で表される上記１）〜４）のいずれかに記載の有機電界発光素子。
【００１６】
【化４】
2009004491.tif 000005
【００１７】
（一般式（ＩＶ）中、Ｒ３１およびＲ３４は請求項１のＲ１と同義であり、同一でも異なっていてもよい。Ｒ３２およびＲ３３はＨまたは請求項１の置換基群Ａと同義の置換基を表し、同一でも異なっていてもよい。Ｒ３２またはＲ３３が複数の場合、各々同一でも異なっていてもよい。Ｘは二価の連結基を表す。ｎは１〜４の整数を表す。Ｘが複数の場合、互いに同一でも異なっていてもよい。）
６）前記一般式（ＩＶ）で表されるイミド化合物のＲ３１およびＲ３４の炭素数が各々１０以下である上記５）に記載の有機電界発光素子。
７）前記イミド化合物の薄膜状態での最低励起三重項エネルギー準位が６０ｋｃａｌ／ｍｏｌ（２５１ｋＪ／ｍｏｌ）以上、９５ｋｃａｌ／ｍｏｌ（３９７ｋＪ／ｍｏｌ）以下である上記１）〜６）のいずれかに記載の有機電界発光素子。
８）一般式（Ｉ）〜（ＩＶ）で表される化合物のガラス転移温度が１３０℃以上、４５０℃以下である上記１）〜７）のいずれかに記載の有機電界発光素子。
９）燐光発光材料がイリジウム錯体または白金錯体である上記１）〜８）に記載の有機電界発光素子。
１０）一般式（Ｉ）〜（ＩＶ）で表される化合物を含有する有機化合物層が電子輸送層である上記１）〜９）のいずれかに記載の有機電界発光素子。
１１）一般式（Ｉ）〜（ＩＶ）で表される化合物を含有する有機化合物層が発光層である上記１）〜１０）のいずれかに記載の有機電界発光素子。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の有機電界発光素子は、本発明の一般式（Ｉ）で表されるイミド化合物（本明細書において「本発明の化合物」と同義で用いる。）を少なくとも一種、一対の電極間に設けられる有機化合物層に含有することを特徴とする。これにより、高い発光効率（例えば外部量子効率）を有する有機電界発光素子（本明細書において「本発明の素子」と同義で用いる）が提供できる。また、ある特定の構造を有する本発明の化合物を使うことにより、青色領域において高い外部量子効率で発光する素子が提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の有機電界発光素子は、有機化合物層として、少なくとも燐光発光材料を含有する発光層を有する。有機化合物層とは、有機化合物のみからなる層であっても良いし、有機化合物に無機化合物が併含された層でもよい。有機化合物層は、前記発光層以外の機能を有する層を有していてもよい。発光層以外の有機化合物層として、正孔注入層、正孔輸送層、電子ブロック層、励起子ブロック層、正孔ブロック層、電子輸送層、電子注入層、保護層などが適宜配置されていてもよく、それぞれ他の層の機能を兼ね備えていても良い。また各層は複数の層から構成されていても良い。
【００２０】
本発明の有機電界発光素子は、少なくとも燐光発光材料を含有する発光層を有するが、励起一重項からの発光（蛍光）を利用するものを併用してもよい。併用手段としては、蛍光発光材料を燐光発光材料と同一の発光層に併用しても別個の発光層に含有させる形態としてもよい。
【００２１】
本発明の有機電界発光素子の発光層は、少なくとも一種の燐光発光材料と、少なくとも一種のホスト材料から構成されていることが好ましい。ここで、ホスト材料とは、発光層を構成する材料のうち、発光材料以外のものであり、発光材料を分散して層中に保持する機能、陽極や正孔輸送層等から正孔を受け取る機能、陰極や電子輸送層等から電子を受け取る機能、正孔および／または電子を輸送する機能、正孔と電子の再結合の場を提供する機能、再結合により生成した励起子のエネルギーを発光材料に移動させる機能、および正孔および／または電子を発光材料に輸送する機能のうち少なくとも一種の機能を有する材料を意味する。
【００２２】
本発明の一般式（Ｉ）で表されるイミド化合物について詳細に説明する。
【００２３】
【化５】
2009004491.tif 000006
【００２４】
（一般式（Ｉ）中、Ｒ１は少なくとも芳香族炭化水素環基、芳香族ヘテロ環基、及び下記置換基群Ａを含む置換基から選択される置換基を表す。Ｑは芳香族炭化水素環基または芳香族ヘテロ環基を形成するのに必要な原子群を表す。
置換基群Ａ：
アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、非芳香族炭化水素環基、アミノ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、ヘテロ環オキシ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アシルオキシ基、アシルアミノ基、アルコキシカルボニルアミノ基、アリールオキシカルボニルアミノ基、スルホニルアミノ基、スルファモイル基、カルバモイル基、アルキルチオ基、アリールチオ基、ヘテロ環チオ基、スルホニル基、スルフィニル基、ウレイド基、リン酸アミド基、ヒドロキシ基、メルカプト基、ハロゲン原
子、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、非芳香族ヘテロ環基、シリル基、シリルオキシ基
【００２５】
置換基群Ａとしては、以下のものが挙げられる。
（置換基群Ａ）
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、エチル、ｉｓｏ−プロピル、ｔｅｒｔ−ブチル、ｎ−オクチル、ｎ−デシル、ｎ−ヘキサデシル、シクロプロピル、シクロペンチル、シクロヘキシルなどが挙げられる。）、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、アリル、２−ブテニル、３−ペンテニルなどが挙げられる。）、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、３−ペンチニルなどが挙げられる。）、非芳香族炭化水素環基（好ましくは炭素数３〜３０、より好ましくは炭素数３〜２０、特に好ましくは炭素数３〜１０であり、例えばシクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基などが挙げられる。）、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、メチルアミノ、ジメチルアミノ、ジエチルアミノ、ジベンジルアミノ、ジフェニルアミノ、ジトリルアミノなどが挙げられる。）、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、エトキシ、ブトキシ、２−エチルヘキシロキシなどが挙げられる。）、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、１−ナフチルオキシ、２−ナフチルオキシなどが挙げられる。）、ヘテロ環オキシ基（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、ピラジルオキシ、ピリミジルオキシ、キノリルオキシなどが挙げられる。）、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、ベンゾイル、ホルミル、ピバロイルなどが挙げられる。）、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、エトキシカルボニルなどが挙げられる。）、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などが挙げられる。）、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、ベンゾイルオキシなどが挙げられる。）、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、ベンゾイルアミノなどが挙げられる。）、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などが挙げられる。）、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などが挙げられる。）、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、ベンゼンスルホニルアミノなどが挙げられる。）、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、メチルスルファモイル、ジメチルスルファモイル、フェニルスルファモイルなどが挙げられる。）、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、メチルカルバモイル、ジエチルカルバモイル、フェニルカルバモイルなどが挙げられる。）、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、エチルチオなどが挙げられる。）、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などが挙げられる。）、ヘテロ環チオ基（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、２−ベンズイミダゾリルチオ、２−ベンズオキサゾリルチオ、２−ベンズチアゾリルチオなどが挙げられる。）、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、トシルなどが挙げられる。）、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、ベンゼンスルフィニルなどが挙げられる。）、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、メチルウレイド、フェニルウレイドなどが挙げられる。）、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、フェニルリン酸アミドなどが挙げられる。）、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）、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、非芳香族ヘテロ環基（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数１〜２０であり、ヘテロ原子としては、例えば窒素原子、酸素原子、硫黄原子であり、例えばピペリジノ基、モルホリノ基、テトラヒドロフリル基、テトラヒドロチエニル基、テトラヒドロピラニル基などが挙げられる。）、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、トリフェニルシリルなどが挙げられる。）、シリルオキシ基（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オキシ、トリフェニルシリルオキシなどが挙げられる。）
【００２６】
Ｒ1で表される芳香族炭化水素環基または芳香族ヘテロ環基の環としては特に限定されないが、４〜１０員環が好ましく、５〜７員環がより好ましく、５および６員環がさらに好ましく、６員環が特に好ましい。Ｒ1で表される芳香族ヘテロ環基に含まれるヘテロ原子は特に限定されないが、窒素、酸素、硫黄、セレン、珪素、ゲルマニウム、リンを含む芳香族ヘテロ環基が好ましく、窒素、酸素、硫黄がより好ましく、窒素、酸素がさらに好ましく、窒素が特に好ましい。Ｒ1で表される芳香族ヘテロ環基ひとつに含有されるヘテロ原子数は特に限定されないが、１〜３が好ましい。
Ｒ1で表される芳香族炭化水素環基または芳香族ヘテロ環基は置換基を有していてもよく、置換基としては上記芳香族炭化水素環基、芳香族ヘテロ環基、および置換基群Ａとしてあげたものが適用できる。置換基として、置換基群Ａの非芳香族ヘテロ環基として、以下の基を選択することにより、一般式（ＩＩ）で表される化合物が形成できる。
【００２７】
【化６】
2009004491.tif 000007
【００２８】
上記基中、Ｑは一般式（Ｉ）のものと同義である。
【００２９】
Ｒ1で表される芳香族炭化水素環基または芳香族ヘテロ環基の環の具体例としては、ベ
ンゼン環、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、ピリダジン環、トリアジン環、ピロール環、ピラゾール環、イミダゾール環、トリアゾール環、オキサゾール環、オキサジアゾール環、チアゾール環、チアジアゾール環、フラン環、チオフェン環、セレノフェン環、シロール環、ゲルモール環、ホスホール環等が挙げられる。
【００３０】
Ｒ1で表される芳香族炭化水素環基または芳香族ヘテロ環基の環として好ましくは、ベンゼン環、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、トリアジン環、ピロール環、ピラゾール環、イミダゾール環、トリアゾール環、オキサゾール環、チアゾール環、フラン環、チオフェン環であり、より好ましくは、ベンゼン環、ピリジン環、ピラジン環、ピロール環、ピラゾール環、イミダゾール環、オキサゾール環、チアゾール環、チオフェン環であり、さらに好ましくは、ベンゼン環、ピリジン環、ピラジン環、ピラゾール環、イミダゾール環、チオフェン環であり、特に好ましくはベンゼン環、ピリジン環、ピラジン環である。
【００３１】
Ｒ1で表される芳香族炭化水素環基または芳香族ヘテロ環基の環はさらに他の環と縮合環を形成してもよく、縮合する環としては、ベンゼン環、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、ピリダジン環、ピロール環、ピラゾール環、イミダゾール環、トリアゾール環、オキサゾール環、オキサジアゾール環、チアゾール環、チアジアゾール環、フラン環、チオフェン環、セレノフェン環、シロール環、ゲルモール環、ホスホール環等が挙げられる。
上記の置換基および縮合環は、さらに置換基を有していてもよく、さらに他の環と縮合していてもよい。置換基としては上記芳香族炭化水素環基、芳香族ヘテロ環基、および置換基群Ａとしてあげたものが適用できる。
【００３２】
Ｑから形成される芳香族炭化水素環基または芳香族ヘテロ環基の環としては特に限定されないが、４〜１０員環が好ましく、５〜７員環がより好ましく、５および６員環がさらに好ましく、６員環が特に好ましい。Ｑから形成される芳香族ヘテロ環基に含まれるヘテロ原子は特に限定されないが、窒素、酸素、硫黄、セレン、珪素、ゲルマニウム、リンを含む芳香族ヘテロ環基が好ましく、窒素、酸素、硫黄がより好ましく、窒素、酸素がさらに好ましく、窒素が特に好ましい。Ｑから形成される芳香族ヘテロ環基ひとつに含有されるヘテロ原子数は特に限定されないが、１〜３が好ましい。
Ｑから形成される芳香族炭化水素環基または芳香族ヘテロ環基の環の具体例としては、ベンゼン環、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、ピリダジン環、ピロール環、ピラゾール環、イミダゾール環、トリアゾール環、オキサゾール環、オキサジアゾール環、チアゾール環、チアジアゾール環、フラン環、チオフェン環、セレノフェン環、シロール環、ゲルモール環、ホスホール環等が挙げられる。
Ｑから形成される芳香族炭化水素環基または芳香族ヘテロ環基は、置換基を有していてもよく、置換基としては上記芳香族炭化水素環基、芳香族ヘテロ環基、および置換基群Ａとしてあげたものが適用できる。置換基として、置換基群Ａの非芳香族ヘテロ環基として、以下の基を選択することにより、一般式（ＩＶ）で表される化合物が形成できる。
【００３３】
【化７】
2009004491.tif 000008
【００３４】
上記基中、Ｒ３１およびＲ３２は後述の一般式（ＩＶ）中のものと同義である。
【００３５】
Ｑから形成される芳香族炭化水素環基または芳香族ヘテロ環基の環はさらに他の環と縮合環を形成してもよく、縮合する環としては、ベンゼン環、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、ピリダジン環、ピロール環、ピラゾール環、イミダゾール環、トリアゾール環、オキサゾール環、オキサジアゾール環、チアゾール環、チアジアゾール環、フラン環、チオフェン環、セレノフェン環、シロール環、ゲルモール環、ホスホール環等が挙げられる。
上記の置換基および縮合環は、さらに置換基を有していてもよく、さらに他の環と縮合していてもよい。置換基としては上記芳香族炭化水素環基、芳香族ヘテロ環基、および置換基群Ａとしてあげたものが適用できる。
【００３６】
Ｑから形成される芳香族炭化水素環基または芳香族ヘテロ環基の環として好ましくは、ベンゼン環、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、トリアジン環、ピロール環、ピラゾール環、イミダゾール環、トリアゾール環、オキサゾール環、チアゾール環、フラン環、チオフェン環であり、より好ましくは、ベンゼン環、ピリジン環、ピラジン環、ピロール環、ピラゾール環、イミダゾール環、オキサゾール環、チアゾール環、チオフェン環であり、さらに好ましくは、ベンゼン環、ピリジン環、ピラジン環、ピラゾール環、イミダゾール環、チオフェン環であり、特に好ましくはベンゼン環、ピリジン環、ピラジン環である。
【００３７】
本発明で用いられるイミド化合物として、より好ましくは前記一般式（Ｉ）のＲ１に置換される基構造を分子内に２つ以上（それぞれは同一でも異なっていてもよい）有する場合である。
【００３８】
本発明で用いられるイミド化合物として、より好ましくは下記一般式（ＩＩ）で表される化合物である。
【００３９】
【化８】
2009004491.tif 000009
【００４０】
（一般式（ＩＩ）中、Ｒ２は少なくとも芳香族炭化水素環基、芳香族ヘテロ環基、及び請求項１記載の置換基群Ａから誘導されるｎ価の置換基を含む置換基から選択されるｎ価の置換基を表す。Ｑは芳香族炭化水素環基または芳香族ヘテロ環基を形成するのに必要な原子群を表す。ｎは２以上の整数を表す。複数のＱは同一でも異なっていてもよい。）
【００４１】
一般式（ＩＩ）について説明する。Ｑは一般式（Ｉ）におけるＱと同義であり、また好ましい範囲も同様である。Ｒ２は一般式（Ｉ）におけるＲ１と価数が異なる以外は該Ｒ１から誘導されるｎ価の置換基と同義であり、また好ましい範囲も同様である。
【００４２】
下記一般式（ＩＩ）で表される化合物として、より好ましくは下記一般式（ＩＩＩ）で表される化合物である。
【００４３】
【化９】
2009004491.tif 000010
【００４４】
（一般式（ＩＩＩ）中、Ａｒはｎ価の芳香族炭化水素環基またはｎ価の芳香族ヘテロ環基を表す。Ｑは芳香族炭化水素環基または芳香族ヘテロ環基を形成するのに必要な原子群を表す。ｎは２以上の整数を表す。複数のＱは同一でも異なっていてもよい。）
【００４５】
一般式（ＩＩＩ）について説明する。Ｑは一般式（Ｉ）におけるＱと同義であり、また好ましい範囲も同様である。Ａｒは一般式（ＩＩ）におけるＲ２のｎ価の芳香族炭化水素環基またはｎ価の芳香族ヘテロ環基と同義である。
Ａｒの環としては、好ましくは６員環または５員環の場合であり、より好ましくはベンゼン環、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、トリアジン環のいずれかであり、さらに好ましくはベンゼン環、ピリジン環である。Ａｒとしてはこれらの環に置換基が結合していてもよく、置換基としては、一般式（Ｉ）のＲ１で説明した芳香族炭化水素環基、芳香族ヘテロ環基、および置換基群Ａが挙げられ、好ましい範囲も同様である。
【００４６】
Ａｒで表される構造として、より好ましくは炭素数１０以下の場合である。
【００４７】
一般式（Ｉ）で表されるイミド化合物としてより好ましくは、下記一般式（ＩＶ）で表される化合物である。
【００４８】
【化１０】
2009004491.tif 000011
【００４９】
（一般式（ＩＶ）中、Ｒ３１およびＲ３４は請求項１のＲ１と同義であり、同一でも異なっていてもよい。Ｒ３２およびＲ３３はＨまたは請求項１の置換基群Ａと同義の置換基を表し、同一でも異なっていてもよい。Ｒ３２またはＲ３３が複数の場合、各々同一でも異なっていてもよい。Ｘは二価の連結基を表す。ｎは１〜４の整数を表す。Ｘが複数の場合、互いに同一でも異なっていてもよい。）
【００５０】
一般式（ＩＶ）について説明する。Ｒ３１およびＲ３４は、前記一般式（Ｉ）におけるＲ１と同義であり、少なくとも芳香族炭化水素環基、芳香族ヘテロ環基、及び上記置換基群Ａを含む置換基から選択される置換基を表す。また好ましい範囲も同様である。Ｒ３２およびＲ３３はＨまたは一般式（Ｉ）におけるＲ１の内置換基群Ａと同義の置換基を表し、同一でも異なっていてもよい。Ｒ３２またはＲ３３が複数の場合、各々同一でも異なっ
ていてもよい。
【００５１】
Ｘは二価の連結基を表し、芳香族炭化水素環基、芳香族ヘテロ環基、炭素原子、窒素原子、珪素原子、硼素原子、酸素原子および硫黄原子、またはこれらの組み合わせから形成される基であり、組み合わせから形成される基としては、置換または無置換のメチレン基、芳香族炭化水素環基基、カルボニル基、イミノ基、スルホニル基、スルフィニル基、エステル基、アミド基、シリル基などが挙げられる。Ｘで表される二価の連結基として好ましい例を以下に示す。
【００５２】
【化１１】
2009004491.tif 000012
【００５３】
Ｘで表される二価の連結基としては、炭素数が１０以下であることが好ましい。
【００５４】
以下に一般式（Ｉ）で表される化合物の具体例を記すが、本発明はこれらに限定されることはない。
【００５５】
【化１２】
2009004491.tif 000013
【００５６】
【化１３】
2009004491.tif 000014
【００５７】
本発明の一般式（Ｉ）で表される化合物は、種々の公知の合成法にて合成することが可能である。例えば、例示化合物１は、Macromolecules, 37, 7584-7594 (2004)に記載の方法にて合成できる。
【００５８】
本発明のイミド化合物の薄膜状態での最低励起三重項エネルギー準位（Ｔ1準位）は、６０ｋｃａｌ／ｍｏｌ（２５１ｋＪ／ｍｏｌ）以上、９５ｋｃａｌ／ｍｏｌ（３９７ｋＪ／ｍｏｌ）以下が好ましく、６５ｋｃａｌ／ｍｏｌ（２７２ｋＪ／ｍｏｌ）以上、９５ｋｃａｌ／ｍｏｌ（３９７ｋＪ／ｍｏｌ）以下がより好ましく、６７ｋｃａｌ／ｍｏｌ（２８０ｋＪ／ｍｏｌ）以上、９５ｋｃａｌ／ｍｏｌ（３９７ｋＪ／ｍｏｌ）以下がさらに好ましく、６９ｋｃａｌ／ｍｏｌ（２８９ｋＪ／ｍｏｌ）以上、９５ｋｃａｌ／ｍｏｌ（３９７ｋＪ／ｍｏｌ）以下が最も好ましい。
【００５９】
ここで、薄膜状態でのＴ1準位は、材料の薄膜の燐光発光スペクトルを測定し、その短波長端から求めることができる。また、同様に、材料の溶液状態での燐光発光スペクトルを測定し、その短波長端から溶液状態でのＴ１準位を求めることができる。本特許中では、特別に断らない限り、Ｔ1とは薄膜状態でのＴ１を示すものとする。
【００６０】
素子の耐久性を勘案すると、本発明の化合物のガラス転移温度（Ｔｇ）は、１３０℃以上、４５０℃以下であることが好ましく、より好ましくは１４０℃以上、４５０℃以下であり、さらに好ましくは１５０℃以上、４５０℃以下であり、最も好ましくは１６０℃以上、４５０℃以下である。
【００６１】
ここで、Ｔｇは示差走査熱量測定（ＤＳＣ）、示差熱分析（ＤＴＡ）などの熱測定や、Ｘ線回折（ＸＲＤ）、偏光顕微鏡観察などにより確認できる。
【００６２】
燐光材料として好ましくは、イリジウム錯体、白金錯体であり、特に四座配位子の白金錯体、フッ素置換フェニルピリジンを配位子に有するイリジウム錯体が好ましい。
【００６３】
本発明の化合物は、有機化合物層のうちいずれの層に含有されていてもよく、また複数の層に含有されていても良いが、発光層、正孔ブロック層、電子輸送層、電子注入層に含有されていることが好ましく、電子輸送層または発光層に含有されていることが最も好ましい。電子輸送層に含有される場合、電子輸送層における本発明の化合物の含有率は、７０〜１００質量％であることが好ましく、８５〜１００質量％であることがより好ましく、１００％であることが最も好ましい。発光層に含有される場合、ホスト材料として含有される場合が好ましく、含有率としては５０〜９９．９質量％であることが好ましく、６０〜９９質量％であることがより好ましい。正孔ブロック層、電子注入層に含有される場合、各層における本発明の化合物の含有率は、７０〜１００％であることが好ましく、８５〜１００％であることがより好ましく、１００％であることが最も好ましい。
【００６４】
次に、本発明の素子を構成する要素について、詳細に説明する。
【００６５】
＜基板＞
本発明で使用する基板としては、有機化合物層から発せられる光を散乱または減衰させない基板であることが好ましい。その具体例としては、イットリウム安定化ジルコニア（ＹＳＺ）、ガラス等の無機材料、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、ポリイミド、ポリシクロオレフィン、ノルボルネン樹脂、ポリ（クロロトリフルオロエチレン）等の有機材料が挙げられる。
例えば、基板としてガラスを用いる場合、その材質については、ガラスからの溶出イオンを少なくするため、無アルカリガラスを用いることが好ましい。また、ソーダライムガラスを用いる場合には、シリカなどのバリアコートを施したものを使用することが好ましい。有機材料の場合には、耐熱性、寸法安定性、耐溶剤性、電気絶縁性、および加工性に優れていることが好ましい。
【００６６】
基板の形状、構造、大きさ等については、特に制限はなく、発光素子の用途、目的等に応じて適宜選択することができる。一般的には、基板の形状としては、板状であることが好ましい。基板の構造としては、単層構造であってもよいし、積層構造であってもよく、また、単一部材で形成されていてもよいし、２以上の部材で形成されていてもよい。
【００６７】
基板は、無色透明であっても、有色透明であってもよいが、発光層から発せられる光を散乱または減衰等させることがない点で、無色透明であることが好ましい。
【００６８】
基板には、その表面または裏面に透湿防止層（ガスバリア層）を設けることができる。
透湿防止層（ガスバリア層）の材料としては、窒化珪素、酸化珪素などの無機物が好適に用いられる。透湿防止層（ガスバリア層）は、例えば、高周波スパッタリング法などにより形成することができる。
熱可塑性基板を用いる場合には、更に必要に応じて、ハードコート層、アンダーコート層などを設けてもよい。
【００６９】
＜陽極＞
陽極は、通常、有機化合物層に正孔を供給する電極としての機能を有していればよく、その形状、構造、大きさ等については特に制限はなく、発光素子の用途、目的に応じて、公知の電極材料の中から適宜選択することができる。前述のごとく、陽極は、通常透明陽極として設けられる。
【００７０】
陽極の材料としては、例えば、金属、合金、金属酸化物、導電性化合物、またはこれらの混合物が好適に挙げられる。陽極材料の具体例としては、アンチモンやフッ素等をドープした酸化錫（ＡＴＯ、ＦＴＯ）、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化亜鉛インジウム（ＩＺＯ）等の導電性金属酸化物、金、銀、クロム、ニッケル等の金属、さらにこれらの金属と導電性金属酸化物との混合物または積層物、ヨウ化銅、硫化銅などの無機導電性物質、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロールなどの有機導電性材料、およびこれらとＩＴＯとの積層物などが挙げられる。この中で好ましいのは、導電性金属酸化物であり、特に、生産性、高導電性、透明性等の点からはＩＴＯが好ましい。
【００７１】
陽極は、例えば、印刷方式、コーティング方式等の湿式方式、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の物理的方式、ＣＶＤ、プラズマＣＶＤ法等の化学的方式などの中から、陽極を構成する材料との適性を考慮して適宜選択した方法に従って、前記基板上に形成することができる。例えば、陽極の材料として、ＩＴＯを選択する場合には、陽極の形成は、直流または高周波スパッタ法、真空蒸着法、イオンプレーティング法等に従って行うことができる。
【００７２】
本発明の有機電界発光素子において、陽極の形成位置としては特に制限はなく、発光素子の用途、目的に応じて適宜選択することができるが、前記基板上に形成されるのが好ましい。この場合、陽極は、基板における一方の表面の全部に形成されていてもよく、その一部に形成されていてもよい。
【００７３】
なお、陽極を形成する際のパターニングとしては、フォトリソグラフィーなどによる化学的エッチングによって行ってもよいし、レーザーなどによる物理的エッチングによって行ってもよく、また、マスクを重ねて真空蒸着やスパッタ等をして行ってもよいし、リフトオフ法や印刷法によって行ってもよい。
【００７４】
陽極の厚みとしては、陽極を構成する材料により適宜選択することができ、一概に規定することはできないが、通常、１０ｎｍ〜５０μｍ程度であり、５０ｎｍ〜２０μｍが好ましい。
【００７５】
陽極の抵抗値としては、１０3Ω／□以下が好ましく、１０2Ω／□以下がより好ましい。陽極が透明である場合は、無色透明であっても、有色透明であってもよい。透明陽極側から発光を取り出すためには、その透過率としては、６０％以上が好ましく、７０％以上がより好ましい。
【００７６】
なお、透明陽極については、沢田豊監修「透明電極膜の新展開」シーエムシー刊（１９９９）に詳述があり、ここに記載される事項を本発明に適用することができる。耐熱性の低いプラスティック基材を用いる場合は、ＩＴＯまたはＩＺＯを使用し、１５０℃以下の低温で成膜した透明陽極が好ましい。
【００７７】
＜陰極＞
陰極は、通常、有機化合物層に電子を注入する電極としての機能を有していればよく、その形状、構造、大きさ等については特に制限はなく、発光素子の用途、目的に応じて、公知の電極材料の中から適宜選択することができる。
【００７８】
陰極を構成する材料としては、例えば、金属、合金、金属酸化物、電気伝導性化合物、これらの混合物などが挙げられる。具体例としてはアルカリ金属（たとえば、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｃｓ等）、アルカリ土類金属（たとえばＭｇ、Ｃａ等）、金、銀、鉛、アルミニウム、ナトリウム−カリウム合金、リチウム−アルミニウム合金、マグネシウム−銀合金、インジウム、イッテルビウム等の希土類金属、などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいが、安定性と電子注入性とを両立させる観点からは、２種以上を好適に併用することができる。
【００７９】
これらの中でも、陰極を構成する材料としては、電子注入性の点で、アルカリ金属やアルカリ土類金属が好ましく、保存安定性に優れる点で、アルミニウムを主体とする材料が好ましい。
アルミニウムを主体とする材料とは、アルミニウム単独、アルミニウムと０．０１〜１０質量％のアルカリ金属またはアルカリ土類金属との合金若しくはこれらの混合物（例えば、リチウム−アルミニウム合金、マグネシウム−アルミニウム合金など）をいう。
【００８０】
なお、陰極の材料については、特開平２−１５５９５号公報、特開平５−１２１１７２号公報に詳述されており、これらの広報に記載の材料は、本発明においても適用することができる。
【００８１】
陰極の形成方法については、特に制限はなく、公知の方法に従って行うことができる。例えば、印刷方式、コーティング方式等の湿式方式、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の物理的方式、ＣＶＤ、プラズマＣＶＤ法等の化学的方式などの中から、前記した陰極を構成する材料との適性を考慮して適宜選択した方法に従って形成することができる。例えば、陰極の材料として、金属等を選択する場合には、その１種または２種以上を同時または順次にスパッタ法等に従って行うことができる。
【００８２】
陰極を形成するに際してのパターニングは、フォトリソグラフィーなどによる化学的エッチングによって行ってもよいし、レーザーなどによる物理的エッチングによって行ってもよく、マスクを重ねて真空蒸着やスパッタ等をして行ってもよいし、リフトオフ法や印刷法によって行ってもよい。
【００８３】
本発明において、陰極形成位置は特に制限はなく、有機化合物層上の全部に形成されていてもよく、その一部に形成されていてもよい。
また、陰極と前記有機化合物層との間に、アルカリ金属またはアルカリ土類金属のフッ化物、酸化物等による誘電体層を０．１〜５ｎｍの厚みで挿入してもよい。この誘電体層は、一種の電子注入層と見ることもできる。誘電体層は、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等により形成することができる。
【００８４】
陰極の厚みは、陰極を構成する材料により適宜選択することができ、一概に規定することはできないが、通常１０ｎｍ〜５μｍ程度であり、５０ｎｍ〜１μｍが好ましい。
また、陰極は、透明であってもよいし、不透明であってもよい。なお、透明な陰極は、陰極の材料を１〜１０ｎｍの厚さに薄く成膜し、更にＩＴＯやＩＺＯ等の透明な導電性材料を積層することにより形成することができる。
【００８５】
＜有機化合物層＞
本発明における有機化合物層について説明する。本発明の有機電界発光素子は、一対の電極間に、発光層を含む少なくとも一層の有機化合物層を有しており、発光層以外の他の有機化合物層としては、前述したごとく、正孔輸送層、電子輸送層、電荷ブロック層、正孔注入層、電子注入層等の各層が挙げられる。
【００８６】
−有機化合物層の形成−
本発明の有機電界発光素子において、有機化合物層を構成する各層は、蒸着法やスパッタ法等の乾式製膜法、転写法、印刷法等いずれによっても好適に形成することができる。
【００８７】
−発光層−
発光層は、電界印加時に、陽極、正孔注入層、または正孔輸送層から正孔を受け取り、陰極、電子注入層、または電子輸送層から電子を受け取り、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である。
本発明における発光層は、発光材料のみで構成されていても良く、ホスト材料と発光材料の混合層とした構成でも良い。発光材料は少なくとも燐光発光材料を用いるのであれば、蛍光発光材料を併用しても良く、ドーパントは１種であっても２種以上であっても良い。ホスト材料は電荷輸送材料であることが好ましい。ホスト材料は１種であっても２種以上であっても良く、例えば、電子輸送性のホスト材料と正孔輸送性のホスト材料を混合した構成が挙げられる。さらに、発光層中に電荷輸送性を有さず、発光しない材料を含んでいても良い。
また、発光層は１層であっても２層以上であってもよく、それぞれの層が異なる発光色で発光してもよい。
【００８８】
本発明に使用できる蛍光発光材料の例としては、例えば、ベンゾオキサゾール誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、ベンゾチアゾール誘導体、スチリルベンゼン誘導体、ポリフェニル誘導体、ジフェニルブタジエン誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、ナフタルイミド誘導体、クマリン誘導体、縮合芳香族化合物、ペリノン誘導体、オキサジアゾール誘導体、オキサジン誘導体、アルダジン誘導体、ピラリジン誘導体、シクロペンタジエン誘導体、ビススチリルアントラセン誘導体、キナクリドン誘導体、ピロロピリジン誘導体、チアジアゾロピリジン誘導体、シクロペンタジエン誘導体、スチリルアミン誘導体、ジケトピロロピロール誘導体、芳香族ジメチリディン化合物、８−キノリノール誘導体の金属錯体やピロメテン誘導体の金属錯体に代表される各種金属錯体等、ポリチオフェン、ポリフェニレン、ポリフェニレンビニレン等のポリマー化合物、有機シラン誘導体などの化合物等が挙げられる。
【００８９】
また、本発明に使用できる燐光発光材料は、例えば、遷移金属原子またはランタノイド原子を含む錯体が挙げられる。
遷移金属原子としては、特に限定されないが、好ましくは、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、タングステン、レニウム、オスミウム、イリジウム、および白金が挙げられ、より好ましくは、レニウム、イリジウム、および白金である。
ランタノイド原子としては、ランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジム、サマリウム、ユーロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム、ルテシウムが挙げられる。これらのランタノイド原子の中でも、ネオジム、ユーロピウム、およびガドリニウムが好ましい。
【００９０】
錯体の配位子としては、例えば、G. Wilkinson等著、Comprehensive Coordination Chemistry、 Pergamon Press社１９８７年発行、H. Yersin著、「Photochemistry and Photophysics of Coordination Compounds」 Springer-Verlag社１９８７年発行、山本明夫著「有機金属化学−基礎と応用−」裳華房社１９８２年発行等に記載の配位子などが挙げられる。
具体的な配位子としては、好ましくは、ハロゲン配位子（好ましくは塩素配位子）、含窒素ヘテロ環配位子（例えば、フェニルピリジン、ベンゾキノリン、キノリノール、ビピリジル、フェナントロリンなど）、ジケトン配位子（例えば、アセチルアセトンなど）、カルボン酸配位子（例えば、酢酸配位子など）、一酸化炭素配位子、イソニトリル配位子、シアノ配位子であり、より好ましくは、含窒素ヘテロ環配位子である。上記錯体は、化合物中に遷移金属原子を一つ有してもよいし、また、２つ以上有するいわゆる複核錯体であってもよい。異種の金属原子を同時に含有していてもよい。
【００９１】
燐光発光材料は、発光層中に、０．１〜４０質量％含有されることが好ましく、０．５〜２０質量％含有されることがより好ましい。
【００９２】
また、本発明における発光層に含有されるホスト材料としては、本発明の化合物の他、例えば、カルバゾール骨格を有するもの、ジアリールアミン骨格を有するもの、ピリジン骨格を有するもの、ピラジン骨格を有するもの、トリアジン骨格を有するものおよびアリールシラン骨格を有するものや、後述の正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層、電子輸送層の項で例示されている材料が挙げられる。
【００９３】
発光層の厚さは、特に限定されるものではないが、通常、１ｎｍ〜５００ｎｍであるのが好ましく、５ｎｍ〜２００ｎｍであるのがより好ましく、１０ｎｍ〜１００ｎｍであるのが更に好ましい。
【００９４】
−正孔注入層、正孔輸送層−
正孔注入層、正孔輸送層は、陽極または陽極側から正孔を受け取り陰極側に輸送する機能を有する層である。正孔注入層、正孔輸送層は、具体的には、本発明の化合物の他、カルバゾール誘導体、トリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体、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、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、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、フタロシアニン系化合物、ポルフィリン系化合物、有機シラン誘導体、ペンタセンやペリレンに代表される縮合多環芳香族化合物、カーボン、等を含有する層であることが好ましい。
正孔注入層、正孔輸送層の厚さは、駆動電圧を下げるという観点から、各々５００ｎｍ以下であることが好ましい。
正孔輸送層の厚さとしては、１ｎｍ〜５００ｎｍであるのが好ましく、５ｎｍ〜２００ｎｍであるのがより好ましく、１０ｎｍ〜１００ｎｍであるのが更に好ましい。また、正孔注入層の厚さとしては、０．１ｎｍ〜２００ｎｍであるのが好ましく、０．５ｎｍ〜１００ｎｍであるのがより好ましく、１ｎｍ〜１００ｎｍであるのが更に好ましい。
正孔注入層、正孔輸送層は、上述した材料の１種または２種以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成または異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。
【００９５】
−電子注入層、電子輸送層−
電子注入層、電子輸送層は、陰極または陰極側から電子を受け取り陽極側に輸送する機能を有する層である。電子注入層、電子輸送層は、具体的には、本発明の化合物の他、トリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、フルオレノン誘導体、アントラキノジメタン誘導体、アントロン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、カルボジイミド誘導体、フルオレニリデンメタン誘導体、ジスチリルピラジン誘導体、ナフタレンやペリレン等の縮合多環芳香族化合物のテトラカルボン酸無水物およびビスイミド誘導体、フタロシアニン系化合物、８−キノリノール誘導体の金属錯体、ベンゾオキサゾールやベンゾチアゾールを配位子とする金属錯体に代表される各種金属錯体、有機シラン誘導体、等を含有する層であることが好ましい。
【００９６】
電子注入層、電子輸送層の厚さは、駆動電圧を下げるという観点から、各々５００ｎｍ以下であることが好ましい。
電子輸送層の厚さとしては、１ｎｍ〜５００ｎｍであるのが好ましく、５ｎｍ〜２００ｎｍであるのがより好ましく、１０ｎｍ〜１００ｎｍであるのが更に好ましい。また、電子注入層の厚さとしては、０．１ｎｍ〜２００ｎｍであるのが好ましく、０．２ｎｍ〜１００ｎｍであるのがより好ましく、０．５ｎｍ〜５０ｎｍであるのが更に好ましい。
電子注入層、電子輸送層は、上述した材料の１種または２種以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成または異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。
【００９７】
−正孔ブロック層−
正孔ブロック層は、陽極側から発光層に輸送された正孔が、陰極側に通りぬけることを防止する機能を有する層である。本発明において、発光層と陰極側で隣接する有機化合物層として、正孔ブロック層を設けることができる。
正孔ブロック層を構成する有機化合物の例としては、本発明の化合物の他、ＢＡｌｑ等のアルミニウム錯体、トリアゾール誘導体、ＢＣＰ等のフェナントロリン誘導体、等が挙げられる。
正孔ブロック層の厚さとしては、１ｎｍ〜５００ｎｍであるのが好ましく、５ｎｍ〜２００ｎｍであるのがより好ましく、１０ｎｍ〜１００ｎｍであるのが更に好ましい。
正孔ブロック層は、上述した材料の１種または２種以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成または異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。
【００９８】
＜保護層＞
本発明において、有機電界発光素子全体は、保護層によって保護されていてもよい。
保護層に含まれる材料としては、水分や酸素等の素子劣化を促進するものが素子内に入ることを抑止する機能を有しているものであればよい。
その具体例としては、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ａｕ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｎｉ等の金属、ＭｇＯ、ＳｉＯ、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＧｅＯ、ＮｉＯ、ＣａＯ、ＢａＯ、Ｆｅ2Ｏ3、Ｙ2Ｏ3、ＴｉＯ2等の金属酸化物、ＳｉＮx、ＳｉＮxＯy等の金属窒化物、ＭｇＦ2、ＬｉＦ、ＡｌＦ3、ＣａＦ2等の金属フッ化物、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルメタクリレート、ポリイミド、ポリウレア、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリジクロロジフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレンとジクロロジフルオロエチレンとの共重合体、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挙げられる。
【００９９】
保護層の形成方法については、特に限定はなく、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、ＭＢＥ（分子線エピタキシ）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、原子層ＣＶＤ（ＡＬＣＶＤ）法、コーティング法、印刷法、転写法を適用できる。
【０１００】
＜封止＞
さらに、本発明の有機電界発光素子は、封止容器を用いて素子全体を封止してもよい。
また、封止容器と発光素子の間の空間に水分吸収剤または不活性液体を封入してもよい。水分吸収剤としては、特に限定されることはないが、例えば、酸化バリウム、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化カルシウム、硫酸ナトリウム、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム、五酸化燐、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、塩化銅、フッ化セシウム、フッ化ニオブ、臭化カルシウム、臭化バナジウム、モレキュラーシーブ、ゼオライト、酸化マグネシウム等を挙げることができる。不活性液体としては、特に限定されることはないが、例えば、パラフィン類、流動パラフィン類、パーフルオロアルカンやパーフルオロアミン、パーフルオロエーテル等のフッ素系溶剤、塩素系溶剤、シリコーンオイル類が挙げられる。
【０１０１】
本発明の有機電界発光素子は、陽極と陰極との間に直流（必要に応じて交流成分を含んでもよい）電圧（通常２Ｖ〜１５Ｖ）、または直流電流を印加することにより、発光を得ることができる。
本発明の有機電界発光素子の駆動方法については、特開平２−１４８６８７号、同６−３０１３５５号、同５−２９０８０号、同７−１３４５５８号、同８−２３４６８５号、同８−２４１０４７号の各公報、特許第２７８４６１５号、米国特許５８２８４２９号、同６０２３３０８号の各明細書、等に記載の駆動方法を適用することができる。
【実施例】
【０１０２】
以下に本発明を実施例に基づき詳細に説明するが、本発明の態様はこれらに限定されない。
【０１０３】
＜比較例１＞
０．５ｍｍ厚み、２．５ｃｍ角のＩＴＯ膜を有するガラス基板（ジオマテック社製、表面抵抗１０Ω／□）を洗浄容器に入れ、２−プロパノール中で超音波洗浄した後、３０分間ＵＶ−オゾン処理を行った。この透明陽極（ＩＴＯ膜）上に真空蒸着法にて以下の有機化合物層を順次蒸着した。
本発明の実施例における蒸着速度は０．２ｎｍ／秒である。蒸着速度は水晶振動子を用いて測定した。以下に記載の膜厚も水晶振動子を用いて測定したものである。
【０１０４】
（第1正孔輸送層）
２−ＴＮＡＴＡ：膜厚１６０ｎｍ
（第２正孔輸送層）
ＮＰＤ：膜厚１０ｎｍ
（発光層）
ｍＣＰおよびＦＩｒｐｉｃ（質量比９：１）：膜厚６０ｎｍ
（電子輸送層）
ＢＡｌｑ：膜厚４０ｎｍ
【０１０５】
最後にフッ化リチウム０．５ｎｍおよび金属アルミニウム１００ｎｍをこの順に蒸着し陰極とした。
これを大気に触れさせること無く、アルゴンガスで置換したグローブボックス内に入れ、ステンレス製の封止缶および紫外線硬化型の接着剤（ＸＮＲ５５１６ＨＶ、長瀬チバ（株）製）を用いて封止し、比較例１の有機電界発光素子を得た。
【０１０６】
上記比較例に用いた２−ＴＮＡＴＡ、ＮＰＤ、ｍＣＰ、ＦＩｒｐｉｃ、ＢＡｌｑの化学構造を以下に示す。
【０１０７】
【化１４】
2009004491.tif 000015
【０１０８】
＜実施例１＞
化合物１の合成
フタル酸無水物２．２２ｇ（１５．０ｍｍｏｌ）、ｍ−フェニレンジアミン０．８１ｇ（７．５ｍｍｏｌ）、および脱水Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）７ｍＬを混合し、９０℃で約４時間かくはんした。室温まで冷却した後、メタノールを添加して析出物を吸引ろ過し、メタノールおよびアセトンで順次洗浄することで化合物１を得た。収量１．７２ｇ（収率６２％）。特性評価用には昇華精製したものを用いた。昇華精製後のＨＰＬＣ純度９９．７１％。Ｔ１＝７０．０ｋｃａｌ／ｍｏｌ。
ここで、Ｔ１準位は石英基板上に蒸着された化合物１の薄膜（膜厚５０ｎｍ）の燐光スペクトルを液体窒素温度（−１９６℃）で測定したときの短波長端から求めた。
【０１０９】
比較例１の（電子輸送層）の代わりに（電子輸送層１）として本発明の化合物１を１０ｎｍ，（電子輸送層２）としてＢＡｌｑを３０ｎｍ、順次蒸着する以外は比較例１と同様にして有機電界発光素子を作製した。
【０１１０】
実施例１および比較例１の素子を１０Ｖの印加電圧で駆動したときの極大発光波長４７０ｎｍにおける外部量子効率の相対比は、１．６：１であった。比較例で電子輸送層として用いたＢＡｌｑはＴ１＝５４ｋｃａｌ／ｍｏｌであるため、発光材料であるＦＩｒｐｉ
ｃの励起三重項状態（Ｔ１＝６２ｋｃａｌ／ｍｏｌ）が発光層／電子輸送層の界面近傍で消光されていると考えられる。これに対し、本発明の化合物１では、Ｔ１がＦＩｒｐｉｃのＴ１より大きいために発光層／電子輸送層の界面近傍での消光が起こりにくく、高効率な燐光発光が達成されたと考えられる。
【０１１１】
＜実施例２＞
化合物１８の合成
ｍ−フェニレンジアミンを用いる代わりに２，６−ピリジンジアミンを用いたこと以外は実施例１と同様の操作により、化合物１８を得た。収量１．２５ｇ（収率３４％）。特性の評価用には昇華精製したものを用いた。昇華精製後のＨＰＬＣ純度１００．００％。Ｔ１＝７０ｋｃａｌ／ｍｏｌ（注１）。
（注１）化合物１８の蒸着膜は燐光スペクトルの発光強度が弱かったため、薄膜の燐光スペクトルからはＴ１準位を求めることができなかった。そこで、溶液状態での燐光スペクトルの短波長端から求めた溶液Ｔ１と、類似化合物より作成した溶液Ｔ１と薄膜Ｔ１の関係の検量線からＴ１を推定した。
【０１１２】
実施例１の（電子輸送層１）の化合物１の代わりに本発明の化合物１８を用いる以外は実施例１と同様にして有機電界発光素子を作製した。
【０１１３】
実施例２および比較例１の素子を１０Ｖの印加電圧で駆動したときの外部量子効率の相対比は、２．３：１であった。
【０１１４】
＜実施例３＞
化合物１３の合成
フタル酸無水物２．９６ｇ（２０．０ｍｍｏｌ）、２，４，６−トリメチル−１，３−フェニレンジアミン１．５０ｇ（１０．０ｍｍｏｌ）、および脱水ＤＭＡｃ７ｍＬを混合し、９０℃で約５時間かくはんした。室温まで冷却した後、メタノールを添加して析出物を吸引ろ過し、メタノールで洗浄した。ＤＭＡｃ／アセトン混合溶媒から再結晶することで、化合物１３を得た。収量２．１ｇ（収率５１％）。特性評価用には昇華精製したものを用いた。昇華精製後のＨＰＬＣ純度１００．００％。Ｔ１＝６７．９ｋｃａｌ／ｍｏｌ。
【０１１５】
実施例１の（電子輸送層１）の化合物１の代わりに本発明の化合物１３を用いる以外は実施例１と同様にして有機電界発光素子を作製したところ、この素子は実施例１および実施例２と同様に比較例１よりも高い外部量子効率を示した。
【０１１６】
＜実施例４＞
化合物１０の合成
３，４−ピリジンジカルボン酸無水物２．９８ｇ（２０．０ｍｍｏｌ）、ｍ−フェニレンジアミン１．０８ｇ（１０．０ｍｍｏｌ）、酢酸５ｍＬ、および脱水Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）１０ｍＬを混合し、１００℃で約４時間かくはんした。室温まで冷却した後、メタノールを添加して析出物を吸引ろ過し、メタノールで洗浄した。ＤＭＡｃ／アセトン混合溶媒中に分散し，超音波洗浄した後，吸引ろ過し，メタノールで洗浄することにより化合物１０を得た。収量２．３０ｇ（収率５０％）。特性評価用には昇華精製したものを用いた。昇華精製後のＨＰＬＣ純度１００．００％。Ｔ１＝７６．０ｋｃａｌ／ｍｏｌ。
【０１１７】
実施例１の（電子輸送層１）の化合物１の代わりに本発明の化合物１０を用いる以外は実施例１と同様にして有機電界発光素子を作製したところ、この素子は実施例１および実施例２と同様に比較例１よりも高い外部量子効率を示した。
【０１１８】
＜比較例２＞
実施例１の（電子輸送層１）の化合物１の代わりに公知のイミド化合物ｔＢｕ−ＰＴＣを用いる以外は実施例１と同様にして有機電界発光素子を作製したところ、実施例１〜４と比べて発光波長４７０ｎｍにおける外部量子効率が明らかに低かった。
【０１１９】
【化１５】
2009004491.tif 000016
【０１２０】
上記実施例から明らかなように、本発明の化合物を用いることにより、高効率な有機電界発光素子が得られる。