(57)【要約】【課題】高性能な燐光用ホスト材料を提供することにある。特に、赤色の燐光発光層を構成するにあたり好適なホスト材料を提供することにある。さらに、このホスト材料を用い、高性能な有機ＥＬ素子を提供する。【解決手段】有機ＥＬ素子１０は、燐光発光性ドーパントと組み合わせて燐光材料を構成するホスト材料を有し、ホスト材料は、置換または無置換の多環式縮合芳香族骨格部を有し、この多環式縮合芳香族骨格部の核原子数は１４から３０であって、ホスト材料の最低励起３重項エネルギーギャップが１．７１ｅＶ以上２．０９ｅＶ以下であり、燐光材料の【選択図】図１
2009016693.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燐光発光性ドーパントと組み合わされて燐光材料を構成するホスト材料であって、
金属錯体に配位しない置換または無置換の多環式縮合芳香族骨格部を有し、この多環式縮合芳香族骨格部の核原子数は１４から３０であり、
前記ホスト材料の最低励起３重項エネルギーギャップが１．７１ｅＶ以上２．０９eV以下であり、
ことを特徴とするホスト材料。
【請求項２】
請求項１において
前記ホスト材料は、下記式（１）で表されるアントラセン誘導体または下記式（２）で表されるピレン誘導体である
ことを特徴とするホスト材料。
【化１】
2009016693.tif 000105
（式（１）中、Ａｒ１およびＡｒ２は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の核炭素数６から２０の芳香族環から誘導される基である。前記芳香族環は、１または２以上の置換基で置換されていてもよい。前記置換基は、置換もしくは無置換の核炭素数６から５０のアリール基、置換もしくは無置換の炭素数１から５０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３から５０のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１から５０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の核炭素数６から５０のアラルキル基、置換もしくは無置換の核原子数５から５０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の核原子数５から５０のアリールチオ基、置換もしくは無置換の炭素数１から５０のアルコキシカルボニル基、置換もしくは無置換のシリル基、カルボキシル基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基およびヒドロキシ基から選ばれる。前記芳香族環が２以上の置換基で置換されている場合、前記置換基は同一であっても、異なっていても良く、隣接する置換基同士は互いに結合して飽和または不飽和の環状構造を形成していてもよい。
Ｒ１からＲ８は、水素原子、置換もしくは無置換の核炭素数６から５０のアリール基、置換もしくは無置換の核原子数５から５０のヘテロアリール基、置換もしくは無置換の炭素数１から５０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３から５０のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１から５０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数６から５０のアラルキル基、置換もしくは無置換の核原子数５から５０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の核原子数５から５０のアリールチオ基、置換もしくは無置換の炭素数１から５０のアルコキシカルボニル基、置換もしくは無置換のシリル基、カルボキシル基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基およびヒドロキシ基から選ばれる。また、隣接する置換基同士は互いに結合して飽和または不飽和の環状構造を形成していてもよい。）
【化２】
2009016693.tif 000106
（式（２）中、Ａｒ１ａおよびＡｒ２ａは、それぞれ置換もしくは無置換の核炭素数６から５０の芳香族環基である。
Ｌは、それぞれ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ナフタレニレン基、置換もしくは無置換のフルオレニレン基または置換もしくは無置換のジベンゾシロリレン基である。
ｍは０から２の整数、ｎｂは１から４の整数、ｓは０から２の整数、ｔは０から４の整数である。
また、ＬまたはＡｒ１ａは、ピレンの１から５位のいずれかに結合し、ＬまたはＡｒ２ａは、ピレンの６から１０位のいずれかに結合する。
ただし、ｎｂ＋ｔが偶数のとき、Ａｒ１ａ、Ａｒ２ａ、Ｌは下記(1)又は(2)を満たす。
（１）Ａｒ１ａ≠Ａｒ２ａ（ここで≠は、異なる構造の基であることを示す。）
（２）Ａｒ１ａ＝Ａｒ２ａの時
(2-1)ｍ≠ｓおよび／またはｎｂ≠ｔ、又は
(2-2)ｍ＝ｓかつｎｂ＝ｔの時、
(2-2-1)Ｌ、またはピレンが、それぞれＡｒ１ａおよびＡｒ２ａ上の異なる結合位置に結合しているか、
(2-2-2)Ｌ、またはピレンが、Ａｒ１ａおよびＡｒ２ａ上の同じ結合位置に結合している場合、
Ｌ、またはＡｒ１ａおよびＡｒ２ａのピレンにおける置換位置が１位と６位、または２位と７位である場合はない。）
【請求項３】
請求項１に記載のホスト材料であって、
前記アントラセン誘導体は、下記式（３）で表される非対称型アントラセン誘導体である
ことを特徴とするホスト材料。
【化３】
2009016693.tif 000107
（式（３）中、Ａ１及びＡ２は、それぞれ独立に、水素原子、又は置換もしくは無置換の核炭素数６から５０の芳香族環基である。
Ｒ１からＲ１０は、それぞれ独立に、水素原子、置換もしくは無置換の核炭素数６から５０の芳香族環基、置換もしくは無置換の核炭素数５から５０の芳香族複素環基、置換もしくは無置換の炭素数１から５０のアルキル基、置換もしくは無置換のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１から５０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数６から５０のアラルキル基、置換もしくは無置換の核原子数５から５０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の核原子数５から５０のアリールチオ基、置換もしくは無置換の炭素数１から５０のアルコキシカルボニル基、置換もしくは無置換のシリル基、カルボキシル基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基またはヒドロキシル基から選ばれる。
Ａｒ１、Ａｒ２、Ｒ９およびＲ１０は、それぞれ複数であっても良く、隣接するもの同士で飽和もしくは不飽和の環状構造を形成していてもよい。
ただし、式（３）において、中心のアントラセンの９位および１０位に、前記アントラセン上に示すＸ−Ｙ軸に対して対称型となる基が結合する場合はない。）
【請求項４】
請求項１に記載のホスト材料であって、
前記アントラセン誘導体は、下記式（４）で表されるビスアントラセン誘導体である
ことを特徴とするホスト材料。
【化４】
2009016693.tif 000108
（式（４）中、Ａｎｔは、アントラセン誘導体であり、置換されていてもよい。
Ｒは、水素原子、置換もしくは無置換の核炭素数６から５０のアリール基、置換もしくは無置換の核原子数５から５０のヘテロアリール基、置換もしくは無置換の炭素数１から５０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３から５０のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１から５０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数６から５０のアラルキル基、置換もしくは無置換の核原子数５から５０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の核原子数５から５０のアリールチオ基、置換もしくは無置換の炭素数１から５０のアルコキシカルボニル基、置換もしくは無置換のシリル基、カルボキシル基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基およびヒドロキシ基から選ばれる。また、隣接する置換基同士は互いに結合して飽和または不飽和の環状構造を形成していてもよい。
Ｋは０から９の整数である。）
【請求項５】
請求項１に記載のホスト材料であって、
前記アントラセン誘導体は、下記式（５）で表されるベンズアントラセン誘導体である
ことを特徴とするホスト材料。
【化５】
2009016693.tif 000109
（式（５）中、Ａ１及びＡ２は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の核炭素数６から５０の芳香族環基である。
Ｒ１からＲ１２は、それぞれ独立に、水素原子、置換もしくは無置換の核炭素数６から５０の芳香族環基、置換もしくは無置換の核炭素数５から５０の芳香族複素環基、置換もしくは無置換の炭素数１から５０のアルキル基、置換もしくは無置換のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１から５０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数６から５０のアラルキル基、置換もしくは無置換の核原子数５から５０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の核原子数５から５０のアリールチオ基、置換もしくは無置換の炭素数１から５０のアルコキシカルボニル基、置換もしくは無置換のシリル基、カルボキシル基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基またはヒドロキシル基から選ばれる。）
Ａｒ１、Ａｒ２、Ｒ１１およびＲ１２は、それぞれ複数であっても良く、隣接するもの同士で飽和もしくは不飽和の環状構造を形成していてもよい。）
【請求項６】
燐光発光性ドーパントと請求項１から請求項５のいずれかに記載のホスト材料とを含有する発光層を備える有機ＥＬ素子であって、
前記燐光発光性ドーパントは、中心金属がイリジウム、白金、オスミウム、ルテニウム、レニウムの少なくともいずれかの有機金属錯体である
ことを特徴とする有機ＥＬ素子。
【請求項７】
請求項６に記載の発光層である第１発光層と、
第２ホスト材料を含有する第２発光層と、を備え
前記第２発光層は、前記ホスト材料と、前記燐光性ドーパントとは異なる波長で発光するドーパントを含有する
ことを特徴とする有機ＥＬ素子。
【請求項８】
請求項１から請求項５のいずれかに記載のホスト材料と請求項６に記載の燐光発光性ドーパントとを有する発光層を備え、
前記発光層は、さらに前記燐光発光性ドーパントとは異なる波長で発光するドーパントを含有する
ことを特徴とする有機ＥＬ素子。
【請求項９】
請求項７または請求項８に記載の有機ＥＬ素子において、
前記燐光発光性ドーパントとは異なる波長で発光するドーパントは、前記燐光発光性ドーパントよりも短波長で発光する
ことを特徴とする有機ＥＬ素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機エレクロトロルミネッセンス素子（ＥＬ素子）に関する。特に、赤色に発光する発光層を備えた有機ＥＬ素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
陽極と陰極との間に有機発光層を備え、有機発光層に注入された正孔と電子との再結合によって生じる励起子（エキシトン）エネルギーから発光を得る有機エレクトロルミネセンス素子（有機ＥＬ素子）が知られている。
このような有機ＥＬ素子は、自発光型素子としての利点を活かし、発光効率、画質、消費電力さらには薄型のデザイン性に優れた発光素子として期待されている。
【０００３】
有機ＥＬ素子の更なる改善点として発光効率の点があり、この点、内部量子効率を高めるため、３重項励起子から発光を得る燐光材料の開発が進められ、最近では燐光発光を利用した有機ＥＬ素子が報告されている。
このような燐光材料を用いることにより７５％以上、理論上１００％近い値の内部量子効率を実現でき、高効率、低消費電力の有機ＥＬ素子が得られる。
【０００４】
また、発光材料を有機ＥＬ素子のなかで利用するにあたっては、ホスト材料にドーパント材料をドーピングするドーピング法が知られている。
そして、注入されたエネルギーから効率よく励起子を生成するとともに励起子エネルギーを効率よく発光に繋げるため、ホストで生成された励起子エネルギーをドーパントに移動させ、ドーパントから発光が得られる構成が採用される。
【０００５】
ここで、ホストからドーパントに分子間エネルギー移動を行うためには、ホストのエネルギーギャップＥｇＨがドーパントのエネルギーギャップＥｇＤよりも大きいことが必要である。
３重項エネルギーギャップが有効に大きい材料としては、ＣＢＰ（4,4’-bis(N-carbazolyl)biphenyl）が代表的に知られている。
このＣＢＰをホストとすれば、所定の発光波長（例えば、緑、赤）を示す燐光材料に３重項励起子間でエネルギー移動させて高効率の発光素子を得ることができる。
【０００６】
しかしながら、ＣＢＰをホストとして使用すると、素子寿命が短く、実用に適さないという問題があった。（例えば、１０００ｎｉｔで半減寿命２０００時間）
これは、ＣＢＰの分子構造上の安定性が高くないため、電流にさらされた際に生じる分子の劣化が激しいためと考えられる。
【０００７】
さらに、近年では、各種アプリケーションへの応用から色純度を高める必要がある。
特に深い赤色に発光する発光層を備えた有機ＥＬ素子が求められており、赤色燐光材料として、例えば、白金（II）（２−（２‘−（４’，５‘―ベンゾチエニル）ピリジナートＮ，Ｃ３’）（アセチルアセトネート）（ｂｔｐ（Ｐｔ）ａｃａｃ）が開示されている（特許文献１）。
ＣＢＰはＥｇ(Ｔ)が大きいものの、Ｅｇ(Ｓ)も大きく、電荷の注入に大きな電圧が必要となる。このため電流効率は高いが、電力効率は低い。また、Ｅｇ(Ｓ)が周辺材料に対して大きいため電荷の閉じ込めが困難であり、周辺材への電荷のもれ、エネルギー移動が起こり、効率の低下と周辺材の劣化による寿命低下がおこる。
また、非効率なエネルギー効率のもとで発光輝度を上げるために駆動電圧を高くすると、エネルギー効率も良くないうえに、素子の劣化速度も速くなるという問題が生じる。
【０００８】
そこで、上記問題を解消するため、長波長発光の燐光材料のホストとしてはＣＢＰではなく、例えば、Ｂａｌｑ（ビス−（２−メチルー８−キノリノレート）−４−（フェニルフェノレート）アルミニウム）やａｌｑ（トリス（８−キノリノール）アルミニウム）を用いることにより性能が向上した有機ＥＬ素子が提供されることが開示されている（例えば、特許文献２）。
【０００９】
【特許文献１】米国出願２００２／１８２４４１号公開公報
【特許文献２】ＷＯ２００４／０６００２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、Ｂａｌｑやａｌｑは代表的な電子輸送性材料であるため、発光層のホスト材料として使用した場合の性能には限界があり、具体的には、駆動電圧の上昇および素子寿命の劣化という問題が生じる。
すなわち、発光層において励起子生成を行うにあたり、電子注入および電子輸送は容易である一方、Ｂａｌｑやａｌｑに正孔を注入することには困難がある。無理に正孔を注入するためには、印加電圧を高くしなければならず、駆動電圧の上昇という問題が生じる。
また、これら材料はホール耐性が弱いことから正孔にさらされた際の分子劣化が激しく、素子寿命の劣化に繋がるという問題がある。
【００１１】
本発明の目的は、高性能な燐光用ホスト材料を提供することにある。
特に、赤色の燐光発光層を構成するにあたり好適なホスト材料を提供することにある。
さらに、このホスト材料を用い、高性能な有機ＥＬ素子を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明のホスト材料は、燐光発光性ドーパントと組み合わされて燐光材料を構成するホスト材料であって、金属錯体に配位しない置換または無置換の多環式縮合芳香族骨格部を有し、この多環式縮合芳香族骨格部の核原子数は１４から３０であって、前記ホスト材料の最低励起３重項エネルギーギャップが１．７１ｅＶ以上２．０９ｅＶ以下であることを特徴とする。
このため、本発明のホスト材料は、３重項エネルギーギャップＥｇ（Ｔ）が１．７１ｅＶ以上２．０９ｅＶ以下であるので、ホスト材料で生成された３重項励起子エネルギーは燐光発光性ドーパントに分子間エネルギー移動が可能である。
その結果、効率よく励起子生成できるとともに、燐光発光性ドーパントを効率よく発光させて、赤色の燐光発光を得ることができる。
【００１３】
従来は、燐光発光層のホスト材料としては３重項エネルギーギャップが大きいことからＣＢＰが代表的に用いられていたが、寿命が短い欠点が致命的であった。
この点、本発明のホスト材料は、分子の安定性が高く、長寿命のホスト材料とできる。
そして、本発明のホスト材料の３重項エネルギーギャップは１．７１ｅＶ以上２．０９ｅＶ以下であることからＣＢＰのように緑から赤色まで短波長の燐光発光材料のホストまで共通に使えるものではないが、むしろ、赤色の燐光錯体のＥｇ（Ｔ）に非常にマッチングしており、効率のよい分子間エネルギー移動に格段に高効率な赤色発光層を構成することが可能となる。
このように本発明のホスト材料によれば、従来に比べて長寿命かつ高効率な赤色燐光発光層を構成することができる。
【００１４】
ここで、ホスト材料の三重項エネルギーギャップＥｇは、燐光発光スペクトルに基づいて規定することが例として挙げられ、例えば、本発明にあっては以下のように規定することが例として挙げられる。
すなわち、各材料をＥＰＡ溶媒（容積比でジエチルエーテル：イソペンタン：エタノール＝５：５：２）に１０μｍｏｌ／Ｌで溶解し、燐光測定用試料とする。
そして、燐光測定用試料を石英セルに入れ、７７Ｋに冷却し、励起光を照射し、放射される燐光を波長に対して測定する。
得られた燐光スペクトルの短波長側の立ちあがりに対して接線を引き、該波長値をエネルギーに換算した値を三重項エネルギーギャップＥｇとする。
なお、測定には市販の測定装置Ｆ−４５００（日立製）を用いることができる。
ただし、このような規定によらず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で３重項エネルギーギャップとして定義できる値であればよい。
【００１５】
また、本発明のホスト材料は、前記ホストは、下記式（１）で表されるアントラセン誘導体または下記式（２）で表されるピレン誘導体であることが好ましい。
【００１６】
【化１】
2009016693.tif 000003
【００１７】
（式（１）中、Ａｒ１およびＡｒ２は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の核炭素数６から２０の芳香族環から誘導される基である。前記芳香族環は、１または２以上の置換基で置換されていてもよい。前記置換基は、置換もしくは無置換の核炭素数６から５０のアリール基、置換もしくは無置換の炭素数１から５０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３から５０のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１から５０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の核炭素数６から５０のアラルキル基、置換もしくは無置換の核原子数５から５０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の核原子数５から５０のアリールチオ基、置換もしくは無置換の炭素数１から５０のアルコキシカルボニル基、置換もしくは無置換のシリル基、カルボキシル基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基およびヒドロキシ基から選ばれる。前記芳香族環が２以上の置換基で置換されている場合、前記置換基は同一であっても、異なっていても良く、隣接する置換基同士は互いに結合して飽和または不飽和の環状構造を形成していてもよい。
Ｒ１からＲ８は、水素原子、置換もしくは無置換の核炭素数６から５０のアリール基、置換もしくは無置換の核原子数５から５０のヘテロアリール基、置換もしくは無置換の炭素数１から５０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３から５０のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１から５０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数６から５０のアラルキル基、置換もしくは無置換の核原子数５から５０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の核原子数５から５０のアリールチオ基、置換もしくは無置換の炭素数１から５０のアルコキシカルボニル基、置換もしくは無置換のシリル基、カルボキシル基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基およびヒドロキシ基から選ばれる。また、隣接する置換基同士は互いに結合して飽和または不飽和の環状構造を形成していてもよい。）
【００１８】
【化２】
2009016693.tif 000004
【００１９】
（式（２）中、Ａｒ１ａおよびＡｒ２ａは、それぞれ置換もしくは無置換の核炭素数６から５０の芳香族環基である。
Ｌは、それぞれ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ナフタレニレン基、置換もしくは無置換のフルオレニレン基または置換もしくは無置換のジベンゾシロリレン基である。
ｍは０から２の整数、ｎｂは１から４の整数、ｓは０から２の整数、ｔは０から４の整数である。
また、ＬまたはＡｒ１ａは、ピレンの１から５位のいずれかに結合し、ＬまたはＡｒ２ａは、ピレンの６から１０位のいずれかに結合する。
ただし、ｎｂ＋ｔが偶数のとき、Ａｒ１ａ、Ａｒ２ａ、Ｌは下記(1)又は(2)を満たす。
（１）Ａｒ１ａ≠Ａｒ２ａ（ここで≠は、異なる構造の基であることを示す。）
（２）Ａｒ１ａ＝Ａｒ２ａの時
(2-1)ｍ≠ｓおよび／またはｎｂ≠ｔ、又は
(2-2)ｍ＝ｓかつｎｂ＝ｔの時、
(2-2-1)Ｌ、またはピレンが、それぞれＡｒ１ａおよびＡｒ２ａ上の異なる結合位置に結合しているか、
(2-2-2) Ｌ、またはピレンが、Ａｒ１ａおよびＡｒ２ａ上の同じ結合位置に結合している場合、
Ｌ、またはＡｒ１ａおよびＡｒ２ａのピレンにおける置換位置が１位と６位、または２位と７位である場合はない。）
【００２０】
本発明において、アントラセン誘導体またはピレン誘導体を波長領域６２３ｎｍ以上７２０ｎｍ以下の燐光発光材料のホストとして使用する。
本発明のアントラセン誘導体およびピレン誘導体は、分子の安定性が高く、長寿命のホスト材料とできる。
また、アントラセン誘導体またはピレン誘導体は正孔および電子に対して十分な移動度を示すため、電荷注入が効率よく行われ、ホスト材料として励起子生成を効率よく行うことができる。
【００２１】
本発明では、前記アントラセン誘導体は、下記式（３）で表される非対称型アントラセン誘導体であることが好ましい。
【化３】
2009016693.tif 000005
【００２２】
（式（３）中、Ａ１及びＡ２は、それぞれ独立に、水素原子、又は置換もしくは無置換の核炭素数６から５０の芳香族環基である。
Ｒ１からＲ１０は、それぞれ独立に、水素原子、置換もしくは無置換の核炭素数６から５０の芳香族環基、置換もしくは無置換の核炭素数５から５０の芳香族複素環基、置換もしくは無置換の炭素数１から５０のアルキル基、置換もしくは無置換のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１から５０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数６から５０のアラルキル基、置換もしくは無置換の核原子数５から５０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の核原子数５から５０のアリールチオ基、置換もしくは無置換の炭素数１から５０のアルコキシカルボニル基、置換もしくは無置換のシリル基、カルボキシル基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基またはヒドロキシル基から選ばれる。
Ａｒ１、Ａｒ２、Ｒ９およびＲ１０は、それぞれ複数であっても良く、隣接するもの同士で飽和もしくは不飽和の環状構造を形成していてもよい。
ただし、式（３）において、中心のアントラセンの９位および１０位に、前記アントラセン上に示すＸ−Ｙ軸に対して対称型となる基が結合する場合はない。）
【００２３】
本発明では、前記アントラセン誘導体は、下記式（４）で表されるビスアントラセン誘導体であることが好ましい。
【化４】
2009016693.tif 000006
【００２４】
（式（４）中、Ａｎｔは、アントラセン誘導体であり、置換されていてもよい。
Ｒは、水素原子、置換もしくは無置換の核炭素数６から５０のアリール基、置換もしくは無置換の核原子数５から５０のヘテロアリール基、置換もしくは無置換の炭素数１から５０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３から５０のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１から５０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数６から５０のアラルキル基、置換もしくは無置換の核原子数５から５０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の核原子数５から５０のアリールチオ基、置換もしくは無置換の炭素数１から５０のアルコキシカルボニル基、置換もしくは無置換のシリル基、カルボキシル基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基およびヒドロキシ基から選ばれる。また、隣接する置換基同士は互いに結合して飽和または不飽和の環状構造を形成していてもよい。
Ｋは０から９の整数である。）
【００２５】
本発明では、前記アントラセン誘導体は、下記式（５）で表されるベンズアントラセン誘導体であることが好ましい。
【化５】
2009016693.tif 000007
【００２６】
（式（５）中、Ａ１及びＡ２は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の核炭素数６から５０の芳香族環基である。
Ｒ１からＲ１２は、それぞれ独立に、水素原子、置換もしくは無置換の核炭素数６から５０の芳香族環基、置換もしくは無置換の核炭素数５から５０の芳香族複素環基、置換もしくは無置換の炭素数１から５０のアルキル基、置換もしくは無置換のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１から５０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数６から５０のアラルキル基、置換もしくは無置換の核原子数５から５０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の核原子数５から５０のアリールチオ基、置換もしくは無置換の炭素数１から５０のアルコキシカルボニル基、置換もしくは無置換のシリル基、カルボキシル基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基またはヒドロキシル基から選ばれる。）
Ａｒ１、Ａｒ２、Ｒ１１およびＲ１２は、それぞれ複数であっても良く、隣接するもの同士で飽和もしくは不飽和の環状構造を形成していてもよい。）
【００２７】
本発明の有機ＥＬ素子は、燐光発光性ドーパントと上述したホスト材料とを含有する発光層を備える有機ＥＬ素子であって、前記燐光発光性ドーパントは、中心金属がイリジウム、白金、オスミウム、ルテニウム、レニウムの少なくともいずれか一種の有機金属錯体であることを特徴とする。
燐光発光性ドーパントは、一種類であることが通常であるが、燐光発光性ドーパントが複数添加されてもよい。
【００２８】
また、本発明の有機ＥＬ素子は、上述の発光層である第１発光層と、第２ホスト材料を含有する第２発光層と、を備え、前記第２発光層は、前記ホスト材料と、前記燐光性ドーパントとは異なる波長で発光するドーパントを含有することが好ましい。  蛍光性発光ドーパントは、アミンドーパントまたはフルオランテンドーパントとすることが例として挙げられる。
【００２９】
さらに、本発明の有機ＥＬ素子は、上述のホスト材料と上述の燐光発光性ドーパントとを有する発光層を備え、前記発光層は、さらに前記燐光発光性ドーパントとは異なる波長で発光するドーパントを含有していることが好ましい。
すなわち、一の発光層中に二以上のドーパントが含有されている。発光層に含有されているドーパントは、一または二以上の燐光発光性ドーパントと一または二以上の蛍光発光性ドーパントとがドープされていてもよい。
このような構成において、上述したホスト材料は、一重項エネルギーギャップＥｇ（Ｓ）が十分に広く、蛍光発光性ドーパントのホスト材料としても好適である。
特に、青色発光ドーパントのホストとして好適である
ここで、蛍光発光性ドーパントがドープされる場合には、蛍光発光性ドーパントを青色にすると、全体として白色になる。
つまり、白色素子を簡便に製造することができる。
【００３０】
そして、本発明の有機ＥＬ素子では、前記燐光発光性ドーパントとは異なる波長で発光するドーパントは、前記燐光発光性ドーパントよりも短波長で発光することが好ましい。
燐光発光性ドーパントとは異なる波長で発光するドーパントは、蛍光発光性ドーパントでも燐光発光性ドーパントでもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【００３２】
（有機ＥＬ素子の構成）
以下、有機ＥＬ素子の素子構成について説明する。
（１）有機ＥＬ素子の構成
本実施形態の有機ＥＬ素子は、図１に示すように、透光性の基板上に設けられた陽極と、正孔注入層と、発光層と、電子輸送層と、電子注入層、陰極とをこの順で備えた構成を示すがこれに限られない。例えば
(1)陽極／発光層／陰極
(2)陽極／正孔注入層／発光層／陰極
(3)陽極／発光層／電子注入層／陰極
(4)陽極／正孔注入層／発光層／電子注入層／陰極
(5) 陽極／有機半導体層／発光層／陰極
(6) 陽極／有機半導体層／電子障壁層／発光層／陰極
(7) 陽極／有機半導体層／発光層／付着改善層／陰極
(8) 陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子注入層／陰極(9) 陽極／絶縁層／発光層／絶縁層／陰極
(10)陽極／無機半導体層／絶縁層／発光層／絶縁層／陰極
(11)陽極／有機半導体層／絶縁層／発光層／絶縁層／陰極
(12)陽極／絶縁層／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／絶縁層／陰極
(13)陽極／絶縁層／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子注入層／陰極
などの構造を挙げることができる。
【００３３】
図１は、本発明における一実施の形態にかかる有機ＥＬ素子の概略構成を示す図である。
【００３４】
図１において、有機ＥＬ素子１０は透光性の基板１１上に設けられた陽極１２と、正孔注入層１３と、発光層１４と、電子輸送層１５と、電子注入層１６と、陰極１７とを備える。
【００３５】
（２）透光性基板１１
有機ＥＬ素子は、透光性の基板上に作製する。ここでいう透光性基板は有機ＥＬ素子を支持する基板であり、４００〜７００ｎｍの可視領域の光の透過率が５０％以上で平滑な基板が好ましい。 
具体的には、ガラス板、ポリマー板等が挙げられる。
ガラス板としては、特にソーダ石灰ガラス、バリウム・ストロンチウム含有ガラス、鉛ガラス、アルミノケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス、バリウムホウケイ酸ガラス、石英等が挙げられる。
またポリマー板としては、ポリカーボネート、アクリル、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルサルファイド、ポリサルフォン等を挙げることができる。
【００３６】
（３）陽極１２
陽極１２としては、仕事関数の大きい（例えば、４．０ｅＶ以上）金属、合金、電気伝導性化合物又はこれらの混合物を使用することが好ましい。具体的には、インジウムチンオキサイド（ＩＴＯ）、インジウムジンクオキサイド、スズ、酸化亜鉛、金、白金、パラジウム等の１種を単独で、又は２種以上を組み合わせて使用することができる。
また、陽極１２の厚さも特に制限されるものではないが、１０〜１，０００ｎｍの範囲内の値とするのが好ましく、１０〜２００ｎｍの範囲内の値とするのがより好ましい。
【００３７】
（４）発光層１４
有機ＥＬ素子の発光層は以下の機能を併せ持つものである。
すなわち、
(1)注入機能；電界印加時に陽極又は正孔注入層より正孔を注入することができ、陰極又
は電子注入層より電子を注入することができる機能、
(2)輸送機能；注入した電荷（電子と正孔）を電界の力で移動させる機能、
(3)発光機能；電子と正孔の再結合の場を提供し、これを発光につなげる機能、
がある。
ただし、正孔の注入されやすさと電子の注入されやすさに違いがあってもよく、また、正孔と電子の移動度で表される輸送能に大小があってもよいが、少なくともどちらか一方の電荷を移動することが好ましい。
この発光層を形成する方法としては、例えば蒸着法、スピンコート法、ＬＢ法等の公知の方法を適用することができる。
発光層は、特に分子堆積膜であることが好ましい。
ここで分子堆積膜とは、気相状態の材料化合物から沈着され形成された薄膜や、溶液状態又は液相状態の材料化合物から固体化され形成された膜のことであり、通常この分子堆積膜は、ＬＢ法により形成された薄膜（分子累積膜）とは凝集構造、高次構造の相違や、それに起因する機能的な相違により区分することができる。
また、特開昭５７−５１７８１号公報に開示されているように、樹脂等の結着剤と材料化合物とを溶剤に溶かして溶液とした後、これをスピンコート法等により薄膜化することによっても、発光層を形成することができる。
さらに、発光層の膜厚は、好ましくは５〜５０ｎｍ、より好ましくは６〜５０ｎｍである。５ｎｍ未満では発光層形成が困難となり、色度の調整が困難となる恐れがあり、５０ｎｍを超えると駆動電圧が上昇する恐れがある。
発光層１４は、ホスト材料と燐光発光用ドーパントとを含有した燐光発光層である。
【００３８】
赤色燐光用ドーパントの具体例としては、例えば、ＰＱＩｒ（iridium(III) bis(2-phenyl quinolyl-N,C2’) acetylacetonate）の他、下記の化合物が挙げられる。
【００３９】
【化６】
2009016693.tif 000008
【００４０】
緑色燐光用ドーパントの具体例としては、例えば、Ｉｒ（ｐｐｙ）３（fac-tris(2-phenylpyridine) iridium）、の他、下記の化合物が挙げられる。
【００４１】
【化７】
2009016693.tif 000009
【００４２】
本実施形態のホスト材料は、Ｅｇ（Ｔ）が１．７１ｅＶ以上２．０９ｅＶ以下、波長領域が６２３ｎｍ以上７２０ｎｍ以下であり、ドーパントと組み合わされる。このようなホスト材料として、例えば、下記式（１）で表されるアントラセン誘導体がある。
【００４３】
【化８】
2009016693.tif 000010
【００４４】
（式（１）中、Ａｒ１およびＡｒ２は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の核炭素数６から２０の芳香族環から誘導される基である。前記芳香族環は、１または２以上の置換基で置換されていてもよい。前記置換基は、置換もしくは無置換の核炭素数６から５０のアリール基、置換もしくは無置換の炭素数１から５０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３から５０のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１から５０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の核炭素数６から５０のアラルキル基、置換もしくは無置換の核原子数５から５０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の核原子数５から５０のアリールチオ基、置換もしくは無置換の炭素数１から５０のアルコキシカルボニル基、置換もしくは無置換のシリル基、カルボキシル基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基およびヒドロキシ基から選ばれる。前記芳香族環が２以上の置換基で置換されている場合、前記置換基は同一であっても、異なっていても良く、隣接する置換基同士は互いに結合して飽和または不飽和の環状構造を形成していてもよい。
Ｒ１からＲ８は、水素原子、置換もしくは無置換の核炭素数６から５０のアリール基、置換もしくは無置換の核原子数５から５０のヘテロアリール基、置換もしくは無置換の炭素数１から５０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３から５０のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１から５０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数６から５０のアラルキル基、置換もしくは無置換の核原子数５から５０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の核原子数５から５０のアリールチオ基、置換もしくは無置換の炭素数１から５０のアルコキシカルボニル基、置換もしくは無置換のシリル基、カルボキシル基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基およびヒドロキシ基から選ばれる。また、隣接する置換基同士は互いに結合して飽和または不飽和の環状構造を形成していてもよい。）
【００４５】
このようなアントラセン誘導体の具体例として下記の化７および化８の２ａ−４９から２ａ−５１が挙げられる。
【００４６】
【化９】
2009016693.tif 000011
【００４７】
【化１０】
2009016693.tif 000012
【００４８】
また、式（１）で表されるアントラセン誘導体は、例えば、下記式（３）で表される非対称型アントラセンであってもよい。
【００４９】
【化１１】
2009016693.tif 000013
【００５０】
（式（３）中、Ａ１及びＡ２は、それぞれ独立に、水素原子、又は置換もしくは無置換の核炭素数６から５０の芳香族環基である。
Ｒ１からＲ１０は、それぞれ独立に、水素原子、置換もしくは無置換の核炭素数６から５０の芳香族環基、置換もしくは無置換の核炭素数５から５０の芳香族複素環基、置換もしくは無置換の炭素数１から５０のアルキル基、置換もしくは無置換のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１から５０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数６から５０のアラルキル基、置換もしくは無置換の核原子数５から５０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の核原子数５から５０のアリールチオ基、置換もしくは無置換の炭素数１から５０のアルコキシカルボニル基、置換もしくは無置換のシリル基、カルボキシル基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基またはヒドロキシル基から選ばれる。
Ａｒ１、Ａｒ２、Ｒ９およびＲ１０は、それぞれ複数であっても良く、隣接するもの同士で飽和もしくは不飽和の環状構造を形成していてもよい。
ただし、式（２）において、中心のアントラセンの９位および１０位に、前記アントラセン上に示すＸ−Ｙ軸に対して対称型となる基が結合する場合はない。）
【００５１】
このような非対称型アントラセン誘導体として、例えば、下記のようなものが挙げられる。
【００５２】
【化１２】
2009016693.tif 000014
【００５３】
【化１３】
2009016693.tif 000015
【００５４】
【化１４】
2009016693.tif 000016
【００５５】
【化１５】
2009016693.tif 000017
【００５６】
【化１６】
2009016693.tif 000018
【００５７】
【化１７】
2009016693.tif 000019
【００５８】
また、式（１）で表されるアントラセン誘導体は、下記式（４）で表されるビスアントラセン誘導体であってもよい。
【化１８】
2009016693.tif 000020
【００５９】
（式中、Ａｎｔは、アントラセン誘導体であり、置換されていてもよい。
Ｒは、水素原子、置換もしくは無置換の核炭素数６から５０のアリール基、置換もしくは無置換の核原子数５から５０のヘテロアリール基、置換もしくは無置換の炭素数１から５０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３から５０のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１から５０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数６から５０のアラルキル基、置換もしくは無置換の核原子数５から５０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の核原子数５から５０のアリールチオ基、置換もしくは無置換の炭素数１から５０のアルコキシカルボニル基、置換もしくは無置換のシリル基、カルボキシル基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基およびヒドロキシ基から選ばれる。また、隣接する置換基同士は互いに結合して飽和または不飽和の環状構造を形成していてもよい。
Ｋは０から９の整数である。）
【００６０】
このようなビスアントラセン誘導体として、例えば、下記のようなものが挙げられる。具体的には、化８の２ａ−４１から２ａ−４８および化１７、化１８に示すものである。
【００６１】
【化１９】
2009016693.tif 000021
【００６２】
【化２０】
2009016693.tif 000022
【００６３】
また、式（１）で表されるアントラセン誘導体として、下記式（５）で表されるベンズアントラセン誘導体であってもよい。
【化２１】
2009016693.tif 000023
【００６４】
（式中、Ａ１及びＡ２は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の核炭素数６から５０の芳香族環基である。
Ｒ１からＲ１２は、それぞれ独立に、水素原子、置換もしくは無置換の核炭素数６から５０の芳香族環基、置換もしくは無置換の核炭素数５から５０の芳香族複素環基、置換もしくは無置換の炭素数１から５０のアルキル基、置換もしくは無置換のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１から５０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数６から５０のアラルキル基、置換もしくは無置換の核原子数５から５０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の核原子数５から５０のアリールチオ基、置換もしくは無置換の炭素数１から５０のアルコキシカルボニル基、置換もしくは無置換のシリル基、カルボキシル基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基またはヒドロキシル基から選ばれる。）
Ａｒ１、Ａｒ２、Ｒ１１およびＲ１２は、それぞれ複数であっても良く、隣接するもの同士で飽和もしくは不飽和の環状構造を形成していてもよい。）
【００６５】
このようなベンズアントラセン誘導体として、例えば、下記のようなものが挙げられる。
【００６６】
【化２２】
2009016693.tif 000024
【００６７】
また、ホスト材料は下記式（２）で表されるピレン誘導体であってもよい。
【化２３】
2009016693.tif 000025
【００６８】
（式中、Ａｒ１ａおよびＡｒ２ａは、それぞれ置換もしくは無置換の核炭素数６から５０の芳香族環基である。
Ｌは、それぞれ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ナフタレニレン基、置換もしくは無置換のフルオレニレン基または置換もしくは無置換のジベンゾシロリレン基である。
ｍは０から２の整数、ｎｂは１から４の整数、ｓは０から２の整数、ｔは０から４の整数である。
また、ＬまたはＡｒ１ａは、ピレンの１から５位のいずれかに結合し、ＬまたはＡｒ２ａは、ピレンの６から１０位のいずれかに結合する。
ただし、ｎｂ＋ｔが偶数のとき、Ａｒ１ａ、Ａｒ２ａ、Ｌは下記(1)又は(2)を満たす。
（１）Ａｒ１ａ≠Ａｒ２ａ（ここで≠は、異なる構造の基であることを示す。）
（２）Ａｒ１ａ＝Ａｒ２ａの時
(2-1)ｍ≠ｓおよび／またはｎｂ≠ｔ、又は
(2-2)ｍ＝ｓかつｎｂ＝ｔの時、
(2-2-1)Ｌ、またはピレンが、それぞれＡｒ１ａおよびＡｒ２ａ上の異なる結合位置に結合しているか、
(2-2-2)Ｌ、またはピレンが、Ａｒ１ａおよびＡｒ２ａ上の同じ結合位置に結合している場合、
Ｌ、またはＡｒ１ａおよびＡｒ２ａのピレンにおける置換位置が１位と６位、または２位と７位である場合はない。）
【００６９】
このようなピレン誘導体として、例えば、下記のようなものが挙げられる。
【００７０】
【化２４】
2009016693.tif 000026
【００７１】
【化２５】
2009016693.tif 000027
【００７２】
【化２６】
2009016693.tif 000028
【００７３】
【化２７】
2009016693.tif 000029
【００７４】
上記アントラセン誘導体、ベンズアントラセン誘導体、ピレン誘導体のうち少なくともいずれか１種を有するホスト材料に組み合わされる燐光発光性ドーパントは、中心金属がイリジウム、白金、オスミウム、ルテニウム、レニウムの少なくともいずれか一種の有機金属錯体である。
このような有機金属錯体として、例えば、下記のようなものが挙げられる。
【００７５】
【化２８】
2009016693.tif 000030
【００７６】
【化２９】
2009016693.tif 000031
【００７７】
【化３０】
2009016693.tif 000032
【００７８】
【化３１】
2009016693.tif 000033
【００７９】
【化３２】
2009016693.tif 000034
【００８０】
（５）正孔注入層１３
陽極１２と発光層１４の間には、正孔注入層１３が設けられている。
また、正孔注入層１３の他に正孔輸送層又は有機半導体層等を設けることができる。正孔注入層１３又は正孔輸送層は、発光層１４への正孔注入を助け、発光領域まで輸送する層であって、正孔移動度が大きく、イオン化エネルギーが通常５．５ｅＶ以下と小さい。正孔注入層１３はエネルギーレベルの急な変化を緩和する等、エネルギーレベルを調整するために設ける。このような正孔注入層１３又は正孔輸送層としてはより低い電界強度で正孔を発光層１４に輸送する材料が好ましく、さらに正孔の移動度が、例えば１０4 〜１０6 Ｖ／ｃｍの電界印加時に、少なくとも１０−６ ｃｍ２ ／Ｖ・秒であるものが好ましい。
ここで、正孔の移動度の測定方法について具体例を示す。
２５ｍｍ×７５ｍｍ×１．１ｍｍのＩＴＯ透明電極付きガラス基板（アサヒガラス製）をイソプロピルアルコール中で超音波洗浄を５分行った後、ＵＶオゾン洗浄を３０分間行う。
洗浄後のガラス基板を真空蒸着装置の基板ホルダに装着し、まず、ＩＴＯ透明基板電極上に測定材料を３〜５μｍ、抵抗加熱蒸着により成膜する。
続いて、この膜上に金属Ａｌを１０ｎｍ蒸着させ、半透明電極を形成する。  このように作成した素子により、１０４〜１０６Ｖ／ｃｍの電界強度におけるキャリア（正孔、）移動度を（株）オプテル製のタイムオブフライト測定装置ＴＯＦ−４０１で測定する。
ここで、励起光は３３７ｎｍの窒素レーザーによる光を用いる。
光電流（Ｉ）−時間（ｔ）曲線を両対数でプロットし、得られた屈曲点をｔｒとして、移動度μは、移動度μ＝Ｌ２／（ｔｒ×Ｖ）として求めることができる。ここで、Ｌは試料膜厚であり、Ｖは印加電圧である。
なお、同様の方法により電子の移動度を測定することもできる。
【００８１】
正孔注入層１３又は正孔輸送層を形成する材料としては、前記の好ましい性質を有するものであれば特に制限はなく、従来、光導伝材料において正孔の電荷輸送材料として慣用されているものや、有機ＥＬ素子の正孔注入層に使用されている公知のものの中から任意のものを選択して用いることができる。
【００８２】
このような正孔注入層又は正孔輸送層の形成材料としては、具体的には、例えばトリアゾール誘導体（米国特許３，１１２，１９７号明細書等参照）、オキサジアゾール誘導体（米国特許３，１８９，４４７号明細書等参照）、イミダゾール誘導体（特公昭３７−１６０９６号公報等参照）、ポリアリールアルカン誘導体（米国特許３，６１５，４０２号明細書、同第３，８２０，９８９号明細書、同第３，５４２，５４４号明細書、特公昭４５−５５５号公報、同５１−１０９８３号公報、特開昭５１−９３２２４号公報、同５５−１７１０５号公報、同５６−４１４８号公報、同５５−１０８６６７号公報、同５５−１５６９５３号公報、同５６−３６６５６号公報等参照）、ピラゾリン誘導体およびピラゾロン誘導体（米国特許第３，１８０，７２９号明細書、同第４，２７８，７４６号明細書、特開昭５５−８８０６４号公報、同５５−８８０６５号公報、同４９−１０５５３７号公報、同５５−５１０８６号公報、同５６−８００５１号公報、同５６−８８１４１号公報、同５７−４５５４５号公報、同５４−１１２６３７号公報、同５５−７４５４６号公報等参照）、フェニレンジアミン誘導体（米国特許第３，６１５，４０４号明細書、特公昭５１−１０１０５号公報、同４６−３７１２号公報、同４７−２５３３６号公報、特開昭５４−５３４３５号公報、同５４−１１０５３６号公報、同５４−１１９９２５号公報等参照）、アリールアミン誘導体（米国特許第３，５６７，４５０号明細書、同第３，１８０，７０３号明細書、同第３，２４０，５９７号明細書、同第３，６５８，５２０号明細書、同第４，２３２，１０３号明細書、同第４，１７５，９６１号明細書、同第４，０１２，３７６号明細書、特公昭４９−３５７０２号公報、同３９−２７５７７号公報、特開昭５５−１４４２５０号公報、同５６−１１９１３２号公報、同５６−２２４３７号公報、西独特許第１，１１０，５１８号明細書等参照）、アミノ置換カルコン誘導体（米国特許第３，５２６，５０１号明細書等参照）、オキサゾール誘導体（米国特許第３，２５７，２０３号明細書等に開示のもの）、スチリルアントラセン誘導体（特開昭５６−４６２３４号公報等参照）、フルオレノン誘導体（特開昭５４−１１０８３７号公報等参照）、ヒドラゾン誘導体（米国特許第３，７１７，４６２号明細書、特開昭５４−５９１４３号公報、同５５−５２０６３号公報、同５５−５２０６４号公報、同５５−４６７６０号公報、同５５−８５４９５号公報、同５７−１１３５０号公報、同５７−１４８７４９号公報、特開平２−３１１５９１号公報等参照）、スチルベン誘導体（特開昭６１−２１０３６３号公報、同第６１−２２８４５１号公報、同６１−１４６４２号公報、同６１−７２２５５号公報、同６２−４７６４６号公報、同６２−３６６７４号公報、同６２−１０６５２号公報、同６２−３０２５５号公報、同６０−９３４５５号公報、同６０−９４４６２号公報、同６０−１７４７４９号公報、同６０−１７５０５２号公報等参照）、シラザン誘導体（米国特許第４，９５０，９５０号明細書）、ポリシラン系（特開平２−２０４９９６号公報）、アニリン系共重合体（特開平２−２８２２６３号公報）、特開平１−２１１３９９号公報に開示されている導電性高分子オリゴマー（特にチオフェンオリゴマー）等を挙げることができる。
【００８３】
正孔注入層１３又は正孔輸送層の材料としては、上記のものを使用することができるが、ポルフィリン化合物（特開昭６３−２９５６９５号公報等に開示のもの）、芳香族第三級アミン化合物およびスチリルアミン化合物（米国特許第４，１２７，４１２号明細書、特開昭５３−２７０３３号公報、同５４−５８４４５号公報、同５４−１４９６３４号公報、同５４−６４２９９号公報、同５５−７９４５０号公報、同５５−１４４２５０号公報、同５６−１１９１３２号公報、同６１−２９５５５８号公報、同６１−９８３５３号公報、同６３−２９５６９５号公報等参照）、芳香族第三級アミン化合物を用いることもできる。また米国特許第５，０６１，５６９号に記載されている２個の縮合芳香族環を分子内に有する、例えば４，４’−ビス（Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ）ビフェニル、また特開平４−３０８６８８号公報に記載されているトリフェニルアミンユニットが３つスターバースト型に連結された４，４’，４"−トリス（Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ）トリフェニルアミン等を挙げることができる。
また、特許公報第３６１４４０５号、３５７１９７７号または米国特許４，７８０，５３６に記載されているヘキサアザトリフェニレン誘導体等も正孔注入性の材料として好適に用いることができる。
さらに、発光層の材料として示した前述の芳香族ジメチリディン系化合物の他、ｐ型Ｓｉ、ｐ型ＳｉＣ等の無機化合物も正孔注入層１３又は正孔輸送層の材料として使用することができる。
この正孔注入層１３又は正孔輸送層は、上述した材料の１種または２種以上からなる一層で構成されてもよいし、また、正孔注入層１３又は正孔輸送層とは別種の化合物からなる正孔注入層又は正孔輸送層を積層したものであってもよい。正孔注入層１３又は正孔輸送層の膜厚は、特に限定されないが、好ましくは、２０〜２００ｎｍである。
有機半導体層は、発光層１４への正孔注入または電子注入を助ける層であって、１０-10 Ｓ／ｃｍ以上の導電率を有するものが好適である。このような有機半導体層の材料としては、含チオフェンオリゴマーや特開平８−１９３１９１号公報に記載の含アリールアミンオリゴマー等の導電性オリゴマー、含アリールアミンデンドリマー等の導電性デンドリマー等を用いることができる。有機半導体層の膜厚は、特に限定されないが、好ましくは、１０〜１，０００ｎｍである。
【００８４】
（６）電子輸送層１５および電子注入層１６
陰極１７と発光層１４との間に、電子注入層１５および電子輸送層１６等が設けられている。電子注入層１５および電子輸送層１６は、発光層１４への電子の注入を助ける層であって、電子移動度が大きい。電子注入層１５はエネルギーレベルの急な変化を緩和する等、エネルギーレベルを調整するために設ける。電子注入層１５および電子輸送層１６に用いられる材料としては、８−ヒドロキシキノリン又はその誘導体の金属錯体、オキサジアゾール誘導体、含窒素複素環誘導体が好適である。上記８−ヒドロキシキノリン又はその誘導体の金属錯体の具体例としては、オキシン（一般に８−キノリノール又は８−ヒドロキシキノリン）のキレートを含む金属キレートオキシノイド化合物、例えばトリス（８−キノリノール）アルミニウムを用いることができる。そして、オキサジアゾール誘導体としては、下記一般式[６]〜[８]
【００８５】
【化３３】
2009016693.tif 000035
【００８６】
（式（６）から（８）中、Ａｒ１７、Ａｒ１８、Ａｒ１９、Ａｒ２１、Ａｒ２２及びＡｒ２５は、それぞれ置換基を有する若しくは有しないアリール基を示し、Ａｒ１７とＡｒ１８、Ａｒ１９とＡｒ２１、Ａｒ２２とＡｒ２５は、たがいに同一でも異なっていてもよい。Ａｒ２０、Ａｒ２３及びＡｒ２４は、それぞれ置換基を有する若しくは有しないアリーレン基を示し、Ａｒ２３とＡｒ２４は、たがいに同一でも異なっていてもよい。）で表される電子伝達化合物が挙げられる。これら一般式（６）から（８）におけるアリール基としては、フェニル基、ビフェニル基、アントラニル基、ペリレニル基、ピレニル基などが挙げられる。また、アリーレン基としては、フェニレン基、ナフチレン基、ビフェニレン基、アントラニレン基、ペリレニレン基、ピレニレン基などが挙げられる。そして、これらへの置換基としては炭素数１〜１０のアルキル基、炭素数１〜１０のアルコキシ基またはシアノ基等が挙げられる。この電子伝達化合物は、薄膜形成性の良好なものが好ましく用いられる。そして、これら電子伝達性化合物の具体例としては、下記のものを挙げることができる。
【００８７】
【化３４】
2009016693.tif 000036
含窒素複素環誘導体としては、以下の一般式（９）または（１０）を有する有機化合物からなる含窒素複素環誘導体であって、金属錯体でない含窒素化合物が挙げられる。例えば、（９）に示す骨格を含有する５員環もしくは６員環である。
【００８８】
【化３５】
2009016693.tif 000037
【００８９】
（式中、Ｘは炭素原子もしくは窒素原子を表す。Ｚ１ならびにＺ２は、それぞれ独立に含窒素ヘテロ環を形成可能な原子群を表す。）
【００９０】
【化３６】
2009016693.tif 000038
【００９１】
含窒素複素環誘導体は、好ましくは、５員環もしくは６員環からなる含窒素芳香多環族を有し、窒素原子複数個の場合は隣接しない結合位に有する骨格を有する有機化合物である。さらには、このような複数窒素原子を有する含窒素芳香多環族の場合は、上記（９）と（１０）もしくは（９）と（１１）を組み合わせた骨格を有する含窒素芳香多環有機化合物でもよい。
【００９２】
式（９）から（１１）に表される化合物の含窒素基は、例えば以下の一般式(１２)から(３４) 
【化３７】
2009016693.tif 000039
【００９３】
（式（１２）から（３４）中、Rは、炭素数６〜４０のアリール基、炭素数３〜４０のヘテロアリール基、炭素数１〜２０のアルキル基又は炭素数１〜２０のアルコキシ基であり、nは0〜5の整数であり、nが2以上の整数であるとき、複数のRは互いに同一又は異なっていてもよい。）で表される含窒素複素環基から選択される含窒素複素環誘導体である。
【００９４】
さらに、好ましい具体的な化合物として、下記一般式(３５)で表される含窒素複素環誘導体である。
【００９５】
【化３８】
2009016693.tif 000040
【００９６】
（式（３５）中、HArは、置換基を有していても良い炭素数３〜４０の含窒素複素環であり、Lは単結合、置換基を有していてもよい炭素数６〜４０のアリーレン基又は置換基を有していてもよい炭素数３〜４０のヘテロアリーレン基であり、Ar1は置換基を有していても良い炭素数６〜４０の２価の芳香族炭化水素基であり、Ar2は置換基を有していても良い炭素数６〜４０のアリール基又は置換基を有していてもよい炭素数３〜４０のヘテロアリール基である。）
【００９７】
HArは、
【化３９】
2009016693.tif 000041
【００９８】
からなる群から選択される含窒素複素環誘導体である。
【００９９】
Lは、
【化４０】
2009016693.tif 000042
【０１００】
からなる群から選択される含窒素複素環誘導体である。
【０１０１】
Ａｒ２は、
【化４１】
2009016693.tif 000043
【０１０２】
からなる群から選択される含窒素複素環誘導体である。
【０１０３】
Ar１は、一般式(３６)又は(３７)
【化４２】
2009016693.tif 000044
【０１０４】
(式（３６）（３７）中、R1〜R１４は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜２０のアルコキシ基、炭素数６〜４０のアリールオキシ基、置換基を有していてもよい炭素数６〜４０のアリール基又は炭素数３〜４０のヘテロアリール基であり、Ar3は、置換基を有していてもよい炭素数６〜４０のアリール基又は炭素数３〜４０のヘテロアリール基である）で表されるアリールアントラニル基を有する含窒素複素環誘導体である。
【０１０５】
また、Ar１において、R1〜R8が、いずれも水素原子である含窒素複素環誘導体でもよい。
【０１０６】
この他、特開平9-3448記載の
【化４３】
2009016693.tif 000045
【０１０７】
（式中、Ｒ1〜Ｒ4は、それぞれ独立に、水素原子、置換もしくは未置換の脂肪族基、置換もしくは未置換の脂肪族式環基、置換もしくは未置換の炭素環式芳香族環基、置換もしくは未置換の複素環基を表し、Ｘ1 、Ｘ2は、それぞれ独立に、酸素原子、硫黄原子もしくはジシアノメチレン基を表す。）や、特開2000-173774記載の
【０１０８】
【化４４】
2009016693.tif 000046
【０１０９】
〔但し、前記一般式（３８）において、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3及びＲ4は互いに同一の又は異なる基であって、下記一般式（３９）で表わされるアリール基である
【０１１０】
【化４５】
2009016693.tif 000047
【０１１１】
（但し、前記一般式（３９）において、Ｒ5、Ｒ6、Ｒ7、Ｒ8及びＲ9は互いに同一の又は異なる基であって、水素原子、或いはそれらの少なくとも１つが飽和または不飽和アルコキシル基、アルキル基、アミノ基又はアルキルアミノ基である。）〕
等で、前記素子構成条件を満たす有機化合物が挙げられる。
【０１１２】
さらに、該含窒素複素環基もしくは含窒素複素環誘導体を含む高分子化合物であってもよい。
電子注入層１６又は電子輸送層１５の膜厚は、特に限定されないが、好ましくは、１〜１００ｎｍである。
陽極１２に最も近い有機層である発光層又は第一の有機層が、酸化剤を含有していることが好ましい。発光層又は正孔注入層に含有される好ましい酸化剤は、電子吸引性又は電子アクセプターである。好ましくはルイス酸、各種キノン誘導体、ジシアノキノジメタン誘導体、芳香族アミンとルイス酸で形成された塩類である。特に好ましいルイス酸は、塩化鉄、塩化アンチモン、塩化アルミニウム等である。
陰極１７に最も近い有機層である発光層又は第二の有機層が、還元剤を含有していることが好ましい。好ましい還元剤は、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アルカリ金属酸化物、アルカリ土類酸化物、希土類酸化物、アルカリ金属ハロゲン化物、アルカリ土類ハロゲン化物、希土類ハロゲン化物、アルカリ金属と芳香族化合物で形成される錯体である。特に好ましいアルカリ金属はＣｓ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋである。
【０１１３】
（７）無機化合物層
陽極１２及び／又は陰極１７に接してさらに無機化合物層を有していてもよい。無機化合物層は、付着改善層として機能する。無機化合物層に使用される好ましい無機化合物としては、アルカリ金属酸化物、アルカリ土類酸化物、希土類酸化物、アルカリ金属ハロゲン化物、アルカリ土類ハロゲン化物、希土類ハロゲン化物、ＳｉＯＸ 、ＡｌＯＸ 、ＳｉＮＸ 、ＳｉＯＮ、ＡｌＯＮ、ＧｅＯＸ 、ＬｉＯＸ 、ＬｉＯＮ、ＴｉＯＸ 、ＴｉＯＮ、ＴａＯＸ 、ＴａＯＮ、ＴａＮＸ 、Ｃ等各種酸化物、窒化物、酸化窒化物である。特に陽極に接する層の成分としては、ＳｉＯＸ 、ＡｌＯＸ 、ＳｉＮＸ 、ＳｉＯＮ、ＡｌＯＮ、ＧｅＯＸ 、Ｃが安定な注入界面層を形成して好ましい。また、特に陰極に接する層の成分としては、ＬｉＦ、ＭｇＦ２ 、ＣａＦ２ 、ＭｇＦ２ 、ＮａＦが好ましい。無機化合物層の膜厚は、特に限定されないが、好ましくは、０．１ｎｍ〜１００ｎｍである。
【０１１４】
発光層を含む各有機層及び無機化合物層を形成する方法は、特に限定されないが、例えば、蒸着法、スピンコート法、キャスト法、ＬＢ法等の公知の方法を適用することができる。また、得られる有機ＥＬ素子の特性が均一となり、また、製造時間が短縮できることから、電子注入層と発光層とは同一方法で形成することが好ましく、例えば、電子注入層を蒸着法で製膜する場合には、発光層も蒸着法で製膜することが好ましい。
【０１１５】
（８）陰極１７
陰極１７には、仕事関数の小さい（例えば、４．０ｅＶ未満）金属、合金、電気電導性化合物又はこれらの混合物を使用することが好ましい。具体的には、マグネシウム、アルミニウム、インジウム、リチウム、ナトリウム、銀等の１種を単独で、又は２種以上を組み合わせて使用することができる。また陰極１７の厚さも特に制限されるものではないが、１０〜１０００ｎｍの範囲内の値とするのが好ましく、１０〜２００ｎｍの範囲内の値とするのがより好ましい。陽極１２又は陰極１７の少なくとも一方は、発光層１４から放射された光を外部に有効に取り出すことが出来るように、実質的に透明、より具体的には、光透過率が１０％以上の値であることが好ましい。陽極１２又は陰極１７は、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、電子ビーム蒸着法、ＣＶＤ法、ＭＯＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等により製造できる。
【０１１６】
［実施形態の変形例］
なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良などは、本発明に含まれるものである。
【０１１７】
本実施形態において、ホスト材料は、アントラセン誘導体、ピレン誘導体、ベンズアントラセン誘導体のうち少なくともいずれか一種であるとしたが、これに限らない。例えば、フェナントレン誘導体、トリフェニレン誘導体、ペリレン誘導体などでもよい。
【０１１８】
また、本実施形態では、有機ＥＬ素子１０は、ホスト材料と赤色の燐光発光性ドーパントとを有する発光層１４を示したがこれに限られない。例えば、発光層１４の他に第２ホスト材料と蛍光発光性ドーパントとを有する第２発光層をさらに設けても良い。
この場合、蛍光発光性ドーパントは、下記式（４０）で表されるアミンドーパントが例として挙げられる。
【０１１９】
【化４６】
2009016693.tif 000048
【０１２０】
式（４０）中、Ｐは、置換もしくは無置換の核炭素数６〜４０の芳香族炭化水素基、置換もしくは無置換の核原子数３〜４０の複素環基、又は置換もしくは無置換のスチリル基である。ｋは、１〜３の整数である。
Ａｒ１〜Ａｒ４は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の核炭素数６〜４０の芳香族炭化水素基又は置換もしくは無置換の核原子数３〜４０の複素環基であり、ｓは、０〜４の整数である。
Ａｒ１、Ａｒ２、Ｐの中の任意に選ばれる２つの隣接する置換基同士は互いに結合して環を形成してもよい。ｋが２以上のときは、Ｐは同一でも異なっていてもよい。
【０１２１】
Ｐの芳香族炭化水素基及び複素環基の例としては、それぞれ、置換もしくは無置換の核炭素数６〜４０の芳香族炭化水素基、置換もしくは無置換の核原子数３〜４０の複素環基、が挙げられ、例えば、ベンゼン、ビフェニル、ターフェニル、ナフタレン、フェナントレン、フルオランテン、アントラセン、ピレン、ペリレン、コロネン、クリセン、ピセン、ジナフチル、トリナフチル、フェニルアントラセン、ジフェニルアントラセン、フルオレン、トリフェニレン、ルビセン、ベンツアントラセン、ジベンツアントラセン、アセナフトフルオランテン、トリベンゾペンタフェン、フルオランテノフルオランテン、ベンゾジフルオランテン、ベンゾフルオランテン、ジインデノペリレンの残基が挙げられ、特に、ナフタレン、フェナントレン、フルオランテン、アントラセン、ピレン、ペリレン、クリセン、フェニルアントラセン、ジフェニルアントラセンの残基及びこれらを複数組み合わせた残基が好ましい。
【０１２２】
式（２０）において、Ａｒ１〜Ａｒ４は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の核炭素数６〜４０の芳香族炭化水素基又は置換もしくは無置換の核原子数３〜４０の複素環基であり、ｓは、０〜４の整数である。
Ａｒ１〜Ａｒ４の芳香族炭化水素基の例としては、フェニル基、１−ナフチル基、２−ナフチル基、１−アントリル基、２−アントリル基、９−アントリル基、１−フェナントリル基、２−フェナントリル基、３−フェナントリル基、４−フェナントリル基、９−フェナントリル基、１−ナフタセニル基、２−ナフタセニル基、９−ナフタセニル基、１−ピレニル基、２−ピレニル基、４−ピレニル基、２−ビフェニルイル基、３−ビフェニルイル基、４−ビフェニルイル基、ｐ−ターフェニル−４−イル基、ｐ−ターフェニル−３−イル基、ｐ−ターフェニル−２−イル基、ｍ−ターフェニル−４−イル基、ｍ−ターフェニル−３−イル基、ｍ−ターフェニル−２−イル基、ｏ−トリル基、ｍ−トリル基、ｐ−トリル基、ｐ−ｔ−ブチルフェニル基、ｐ−（２−フェニルプロピル）フェニル基、３−メチル−２−ナフチル基、４−メチル−１−ナフチル基、４−メチル−１−アントリル基、４’−メチルビフェニルイル基、４”−ｔ−ブチル−ｐ−ターフェニル−４−イル基等が挙げられる。
【０１２３】
Ａｒ１〜Ａｒ４の複素環基の例としては、１−ピロリル基、２−ピロリル基、３−ピロリル基、ピラジニル基、２−ピリジニル基、３−ピリジニル基、４−ピリジニル基、１−インドリル基、２−インドリル基、３−インドリル基、４−インドリル基、５−インドリル基、６−インドリル基、７−インドリル基、１−イソインドリル基、２−イソインドリル基、３−イソインドリル基、４−イソインドリル基、５−イソインドリル基、６−イソインドリル基、７−イソインドリル基、２−フリル基、３−フリル基、２−ベンゾフラニル基、３−ベンゾフラニル基、４−ベンゾフラニル基、５−ベンゾフラニル基、６−ベンゾフラニル基、７−ベンゾフラニル基、１−イソベンゾフラニル基、３−イソベンゾフラニル基、４−イソベンゾフラニル基、５−イソベンゾフラニル基、６−イソベンゾフラニル基、７−イソベンゾフラニル基、キノリル基、３−キノリル基、４−キノリル基、５−キノリル基、６−キノリル基、７−キノリル基、８−キノリル基、１−イソキノリル基、３−イソキノリル基、４−イソキノリル基、５−イソキノリル基、６−イソキノリル基、７−イソキノリル基、８−イソキノリル基、２−キノキサリニル基、５−キノキサリニル基、６−キノキサリニル基、１−カルバゾリル基、２−カルバゾリル基、３−カルバゾリル基、４−カルバゾリル基、９−カルバゾリル基、１−フェナンスリジニル基、２−フェナンスリジニル基、３−フェナンスリジニル基、４−フェナンスリジニル基、６−フェナンスリジニル基、７−フェナンスリジニル基、８−フェナンスリジニル基、９−フェナンスリジニル基、１０−フェナンスリジニル基、１−アクリジニル基、２−アクリジニル基、３−アクリジニル基、４−アクリジニル基、９−アクリジニル基、１，７−フェナンスロリン−２−イル基、１，７−フェナンスロリン−３−イル基、１，７−フェナンスロリン−４−イル基、１，７−フェナンスロリン−５−イル基、１，７−フェナンスロリン−６−イル基、１，７−フェナンスロリン−８−イル基、１，７−フェナンスロリン−９−イル基、１，７−フェナンスロリン−１０−イル基、１，８−フェナンスロリン−２−イル基、１，８−フェナンスロリン−３−イル基、１，８−フェナンスロリン−４−イル基、１，８−フェナンスロリン−５−イル基、１，８−フェナンスロリン−６−イル基、１，８−フェナンスロリン−７−イル基、１，８−フェナンスロリン−９−イル基、１，８−フェナンスロリン−１０−イル基、１，９−フェナンスロリン−２−イル基、１，９−フェナンスロリン−３−イル基、１，９−フェナンスロリン−４−イル基、１，９−フェナンスロリン−５−イル基、１，９−フェナンスロリン−６−イル基、１，９−フェナンスロリン−７−イル基、１，９−フェナンスロリン−８−イル基、１，９−フェナンスロリン−１０−イル基、１，１０−フェナンスロリン−２−イル基、１，１０−フェナンスロリン−３−イル基、１，１０−フェナンスロリン−４−イル基、１，１０−フェナンスロリン−５−イル基、２，９−フェナンスロリン−１−イル基、２，９−フェナンスロリン−３−イル基、２，９−フェナンスロリン−４−イル基、２，９−フェナンスロリン−５−イル基、２，９−フェナンスロリン−６−イル基、２，９−フェナンスロリン−７−イル基、２，９−フェナンスロリン−８−イル基、２，９−フェナンスロリン−１０−イル基、２，８−フェナンスロリン−１−イル基、２，８−フェナンスロリン−３−イル基、２，８−フェナンスロリン−４−イル基、２，８−フェナンスロリン−５−イル基、２，８−フェナンスロリン−６−イル基、２，８−フェナンスロリン−７−イル基、２，８−フェナンスロリン−９−イル基、２，８−フェナンスロリン−１０−イル基、２，７−フェナンスロリン−１−イル基、２，７−フェナンスロリン−３−イル基、２，７−フェナンスロリン−４−イル基、２，７−フェナンスロリン−５−イル基、２，７−フェナンスロリン−６−イル基、２，７−フェナンスロリン−８−イル基、２，７−フェナンスロリン−９−イル基、２，７−フェナンスロリン−１０−イル基、１−フェナジニル基、２−フェナジニル基、１−フェノチアジニル基、２−フェノチアジニル基、３−フェノチアジニル基、４−フェノチアジニル基、１０−フェノチアジニル基、１−フェノキサジニル基、２−フェノキサジニル基、３−フェノキサジニル基、４−フェノキサジニル基、１０−フェノキサジニル基、２−オキサゾリル基、４−オキサゾリル基、５−オキサゾリル基、２−オキサジアゾリル基、５−オキサジアゾリル基、３−フラザニル基、２−チエニル基、３−チエニル基、２−メチルピロール−１−イル基、２−メチルピロール−３−イル基、２−メチルピロール−４−イル基、２−メチルピロール−５−イル基、３−メチルピロール−１−イル基、３−メチルピロール−２−イル基、３−メチルピロール−４−イル基、３−メチルピロール−５−イル基、２−ｔ−ブチルピロール−４−イル基、３−（２−フェニルプロピル）ピロール−１−イル基、２−メチル−１−インドリル基、４−メチル−１−インドリル基、２−メチル−３−インドリル基、４−メチル−３−インドリル基、２−ｔ−ブチル１−インドリル基、４−ｔ−ブチル１−インドリル基、２−ｔ−ブチル３−インドリル基、４−ｔ−ブチル３−インドリル基等が挙げられる。
【０１２４】
以下に、式（２０）で表されるアミン化合物の具体例として、縮合芳香族アミン、スチリルアミン、ベンジジン等を示すが、これらに限定されるものではない。なお、Ｍｅはメチル基を示す。
【０１２５】
【化４７】
2009016693.tif 000049
【０１２６】
【化４８】
2009016693.tif 000050
【０１２７】
【化４９】
2009016693.tif 000051
【０１２８】
【化５０】
2009016693.tif 000052
【０１２９】
【化５１】
2009016693.tif 000053
【０１３０】
【化５２】
2009016693.tif 000054
【０１３１】
【化５３】
2009016693.tif 000055
【０１３２】
【化５４】
2009016693.tif 000056
【０１３３】
【化５５】
2009016693.tif 000057
【０１３４】
【化５６】
2009016693.tif 000058
【０１３５】
【化５７】
2009016693.tif 000059
【０１３６】
【化５８】
2009016693.tif 000060
【０１３７】
【化５９】
2009016693.tif 000061
【０１３８】
【化６０】
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【０１３９】
【化６１】
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【０１４０】
【化６２】
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【０１４１】
【化６３】
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【０１４２】
【化６４】
2009016693.tif 000066
【０１４３】
【化６５】
2009016693.tif 000067
【０１４４】
【化６６】
2009016693.tif 000068
【０１４５】
【化６７】
2009016693.tif 000069
【０１４６】
【化６８】
2009016693.tif 000070
【０１４７】
また、以下のようなカルバゾール基を含む化合物であってもよい。
【０１４８】
【化６９】
2009016693.tif 000071
【０１４９】
また、蛍光発光性ドーパントは、下記式（４１）〜（４４）のいずれかで表されるフルオランテン誘導体であってもよい。
【０１５０】
【化７０】
2009016693.tif 000072
【０１５１】
式（４１）〜（４４）において、Ｘ１〜Ｘ５２は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは無置換の直鎖、分岐もしくは環状の炭素原子数１〜３０のアルキル基、置換もしくは無置換の直鎖、分岐もしくは環状の炭素原子数１〜３０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の直鎖、分岐もしくは環状の炭素原子数１〜３０のアルキルチオ基、置換もしくは無置換の直鎖、分岐もしくは環状の炭素原子数２〜３０のアルケニル基、置換もしくは無置換の直鎖、分岐もしくは環状の炭素原子数２〜３０のアルケニルオキシ基、置換もしくは無置換の直鎖、分岐もしくは環状の炭素原子数２〜３０のアルケニルチオ基、置換もしくは無置換の炭素原子数７〜３０のアラルキル基、置換もしくは無置換の炭素原子数７〜３０のアラルキルオキシ基、置換もしくは無置換の炭素原子数７〜３０のアラルキルチオ基、置換もしくは無置換の炭素原子数６〜２０のアリール基、置換もしくは無置換の炭素原子数６〜２０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の炭素原子数６〜２０のアリールチオ基、置換もしくは無置換の炭素原子数２〜３０のアミノ基、シアノ基、シリル基、水酸基、−ＣＯＯＲ１ｅ基（基中、Ｒ１ｅは水素原子、置換もしくは無置換の直鎖、分岐もしくは環状の炭素原子数１〜３０のアルキル基、置換もしくは無置換の直鎖、分岐もしくは環状の炭素原子数２〜３０のアルケニル基、置換もしくは無置換の炭素原子数７〜３０のアラルキル基、または、置換もしくは無置換の炭素原子数６〜３０のアリール基を表す）、−ＣＯＲ２ｅ基（基中、Ｒ２ｅは水素原子、置換もしくは無置換の直鎖、分岐もしくは環状の炭素原子数１〜３０のアルキル基、置換もしくは無置換の直鎖、分岐もしくは環状の炭素原子数２〜３０のアルケニル基、置換もしくは無置換の炭素原子数７〜３０のアラルキル基、置換もしくは無置換の炭素原子数６〜３０のアリール基、または、アミノ基を表す）、−ＯＣＯＲ３ｅ基（基中、Ｒ３ｅは置換もしくは無置換の直鎖、分岐もしくは環状の炭素原子数１〜３０のアルキル基、置換もしくは無置換の直鎖、分岐もしくは環状の炭素原子数２〜３０のアルケニル基、置換もしくは無置換の炭素原子数７〜３０のアラルキル基、置換もしくは無置換の炭素原子数６〜３０のアリール基を表す）を表し、さらに、Ｘ１〜Ｘ５２のうち、隣接する基及び各基の置換基は、互いに結合して、置換もしくは無置換の炭素環を形成していてもよい。
【０１５２】
このようなフルオランテン誘導体としては、例えば、以下のものが挙げられる。
【０１５３】
【化７１】
2009016693.tif 000073
【０１５４】
【化７２】
2009016693.tif 000074
【０１５５】
【化７３】
2009016693.tif 000075
【０１５６】
【化７４】
2009016693.tif 000076
【０１５７】
【化７５】
2009016693.tif 000077
【０１５８】
【化７６】
2009016693.tif 000078
【０１５９】
【化７７】
2009016693.tif 000079
【０１６０】
【化７８】
2009016693.tif 000080
【０１６１】
【化７９】
2009016693.tif 000081
【０１６２】
【化８０】
2009016693.tif 000082
【０１６３】
【化８１】
2009016693.tif 000083
【０１６４】
【化８２】
2009016693.tif 000084
【０１６５】
【化８３】
2009016693.tif 000085
【０１６６】
【化８４】
2009016693.tif 000086
【０１６７】
【化８５】
2009016693.tif 000087
【０１６８】
【化８６】
2009016693.tif 000088
【０１６９】
【化８７】
2009016693.tif 000089
【０１７０】
【化８８】
2009016693.tif 000090
【０１７１】
また、蛍光発光性ドーパントは、下記式（４５）で表されるホウ素化合物であってもよい。
【０１７２】
【化８９】
2009016693.tif 000091
【０１７３】
式中、ＡおよびＡ’は、１個以上の窒素を含有する６員芳香族環に対応する独立アジン環系を表し、ＸaおよびＸbは、各々独立に選ばれた置換基であって、その二つが結合してＡ またはＡ’に対する縮合環を形成することができるもの、を表し、ｍおよびｎ は、各々独立に０ 〜 ４ を表し、ＺaおよびＺbは、各々独立に選ばれた置換基であり、そして１、２、３、４、１’、２’、３’および４’は、炭素原子または窒素原子のいずれかとして独立に選ばれる。アジン環は、１、２、３、４、１’、２’、３’および４’がすべて炭素原子であり、ｍおよびｎが２以上であり、かつ、ＸaおよびＸbが、芳香族環を形成するため結合する２以上の炭素置換基を表すような、キノリニル環またはイソキノリニル環であることが望ましい。ＺaおよびＺbは、フッ素原子であることが望ましい。
【０１７４】
好適な態様として、２つの縮合環系がキノリンまたはイソキノリン系であり、アリールまたはヘテロアリール置換基がフェニル基であり、６−６縮合環を形成するため結合する２個のＸa基および２個のＸb基が少なくとも存在し、縮合環系が、それぞれ１−２位、３−４位、１’−２’位または３’−４’位で縮合し、縮合環の一方または両方がフェニル基で置換されている下記式１４、１５または１６で表されるようなホウ素化合物がさらに挙げられる。
【０１７５】
【化９０】
2009016693.tif 000092
【０１７６】
上式(４６)から(４８)中Ｘc、Ｘd、Ｘe、Ｘf、ＸgおよびＸhは、水素または独立に選ばれた置換基であるが、そのうちの一つはアリール基またはヘテロアリール基でなければならない。
【０１７７】
該アジン環は、１、２、３、４、１’、２’、３’および４’がすべて炭素原子であり、ｍおよびｎが２以上であり、ＸaおよびＸbが、芳香族環を形成するため結合する２以上の炭素置換基を表し、かつ、一つがアリールまたは置換アリール基であるような、キノリニル環またはイソキノリニル環であることが望ましい。ＺaおよびＺbは、フッ素原子であることが望ましい。
【０１７８】
以下、脱プロトン化ビス（アジニル）アミンリガンドの２つの環窒素で錯体化されたホウ素化合物であって、その２つの環窒素が、異なる6,6縮合環系であってその少なくとも一方の系がアリールまたはヘテロアリール置換基を含有するものの部員である、ホウ素化合物を例示する。
【０１７９】
【化９１】
2009016693.tif 000093
【０１８０】
また、本実施形態の発光層１４のホスト材料と第２発光層の第２ホスト材料は同じでも異なってもよい。
そして、発光層を複数に分ける場合、各発光層には一のドーパントが含有されていてもよく、複数のドーパントが含有されてもよい。複数のドーパントが設けられる例として、青色ドーパント／緑色ドーパントや赤色ドーパント／青色ドーパントや緑色ドーパント／赤色ドーパントなど様々な組み合わせが考えられる。
【０１８１】
また、本実施形態では、発光層１４は、ホスト材料と燐光発光性ドーパントとを含む構成を示したが、これに限られない。
例えば、発光層１４は、さらに蛍光発光性ドーパントを含有していても良い。
すなわち、一の発光層１４中に二以上のドーパントが含有される。発光層１４には、一または二以上の燐光発光性ドーパントと一または二以上の蛍光発光性ドーパントとがドープされていてもよい。蛍光発光性ドーパントがドープされる場合には、蛍光発光性ドーパントを青色にすると全体として、白色になる。
【０１８２】
ここで、燐光発光性ドーパントを含有する燐光発光層と蛍光発光性ドーパントを含有する蛍光発光層とを用いて高効率に白色発光を得るための構成について説明する。
燐光発光層によって電荷がトラップされ、蛍光発光層への電荷注入量が減少することを防止するため、燐光発光性ドーパントは、燐光発光性ホストに対して質量比で１０％以下であることが好ましく、５％以下であることがより好ましい。同一層に複数の燐光発光性ドーパントが存在する場合でも、全体として１０％以下、好ましくは５％以下のドープ濃度にすることが好ましい。
【０１８３】
そして、蛍光発光層に対して燐光発光層が陽極側に配設されている場合には、燐光ホスト材料の正孔移動度が大きいことが好ましい。これにより燐光発光層を抜けて励起子生成層である蛍光発光層への正孔注入を容易にでき、電荷の再結合確率を高めることができる。この場合、燐光ホスト材料の正孔移動度は１．０×１０４〜１．０×１０６Ｖ／ｃｍの電界中において１×１０−５ｃｍ２／Ｖｓ以上であることが好ましい。さらには、１０−４ｃｍ２／Ｖｓ以上であることが好ましく、１０−３ｃｍ２／Ｖｓ以上であることがより好ましい。
また、蛍光発光層に対して燐光発光層が陰極側に配設されている場合には、燐光ホスト材料の電子移動度が大きいことが好ましい。これにより燐光発光層を抜けて励起子生成層である蛍光発光層への電子注入を容易にでき、電荷の再結合確率を高めることができる。この場合、燐光ホスト材料の電子移動度は１．０×１０４〜１．０×１０６Ｖ／ｃｍの電界中において１×１０−５ｃｍ２／Ｖｓ以上であることが好ましい。さらには、１０−４ｃｍ２／Ｖｓ以上であることが好ましく、１０−３ｃｍ２／Ｖｓ以上であることがより好ましい。
【０１８４】
蛍光発光層と燐光発光層とを備えており、蛍光発光層も燐光発光層も電荷注入による電荷の再結合エネルギーで発光する場合には、蛍光発光層は層の厚さが燐光発光層よりも厚いことが好ましい。
蛍光発光は燐光発光に比べて量子効率で劣るため、全体の色度のバランスをとるためには蛍光発光層を厚くし、燐光発光層を薄くすることが好ましい。
その一方、蛍光発光層と燐光発光層とを備え、蛍光発光層にて生成された励起子エネルギー（三重項励起子エネルギー）を燐光発光層にエネルギー移動させて燐光発光層を発光させる場合には、蛍光発光層を薄くして燐光発光層を厚くすることが好ましい。
これは、蛍光発光層のホストで生成された３重項励起子を燐光発光層に移動させるために蛍光発光層が薄いことが好ましく、その一方、燐光発光層は蛍光発光層から拡散してくる３重項エネルギーを受け止める必要があるため厚みをもっていることが好ましいからである。また、蛍光発光層を薄くすることにより蛍光発光層での電荷の再結合確率を高くすることができる。
このとき、さらに、蛍光発光層での励起子生成確率を高めるため、蛍光発光層にキャリアを閉じ込めるための中間層が蛍光発光層に隣接して配置されていてもよい。
そして、蛍光発光層に対して中間層が陽極側に配設されている場合には、中間層が電子ブロック層として機能するために中間層のアフィニティ準位が小さいことが好ましく、例えば、２．７ｅＶより小さいことが好ましく、さらには２．５ｅＶより小さいことがより好ましい。
【０１８５】
さらに、蛍光発光層に対して中間層が陽極側に配設されている場合には中間層がホールトラップにならないことが蛍光発光層へのキャリア（正孔）注入の観点から好ましく、そのため、中間層の正孔移動度が大きいことが好ましい。これにより中間層を抜けて励起子生成層である蛍光発光層への正孔注入を容易にでき、電荷の再結合確率を高めることができる。この場合、中間層の正孔移動度は１．０×１０４〜１．０×１０６Ｖ／ｃｍの電界中において１×１０−５ｃｍ２／Ｖｓ以上であることが好ましい。さらには、１０−４ｃｍ２／Ｖｓ以上であることが好ましく、１０−３ｃｍ２／Ｖｓ以上であることがより好ましい。
同様に、蛍光発光層に対して中間層が陰極側に配設されている場合には、中間層が正孔ブロック層として機能するために中間層のイオン化ポテンシャルが大きいことが好ましく、例えば、５．６ｅＶより大きいことが好ましく、さらには５．８ｅＶより大きいことがより好ましい。
【０１８６】
さらに、蛍光発光層に対して中間層が陰極側に配設されている場合には中間層が電子トラップにならないことが蛍光発光層へのキャリア（電子）注入の観点から好ましく、そのため、中間層の電子移動度が大きいことが好ましい。これにより中間層を抜けて励起子生成層である蛍光発光層への電子注入を容易にでき、電荷の再結合確率を高めることができる。この場合、中間層の電子移動度は１．０×１０４〜１．０×１０６Ｖ／ｃｍの電界中において１×１０−５ｃｍ２／Ｖｓ以上であることが好ましい。さらには、１０−４ｃｍ２／Ｖｓ以上であることが好ましく、１０−３ｃｍ２／Ｖｓ以上であることがより好ましい。
また、燐光発光性ドーパントと蛍光発光性ドーパントとが同一の発光層に含有されている場合では、この発光層に電荷注入を行って励起子生成を促すことが好ましいため、発光層を厚くすることができる。すると、発光ドーパントの量を多くできるため、発光ドーパント一分子あたりにかかる負荷が小さくなり、結果として、高輝度、長寿命の発光素子とできる。
【０１８７】
その他、本発明の実施における具体的な材料および処理などは、本発明の目的を達成できる範囲で他の材料および処理などとしてもよい。
【実施例】
【０１８８】
実施例および比較例を挙げて本発明をさらに詳しく説明する。なお、本発明はこれらの実施例の記載内容に何ら制限されるものではない。
【０１８９】
［実施例１］
実施例１では、有機ＥＬ素子は、陽極／正孔注入層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極をこの順で備える。
具体的には、２５ｍｍ×７５ｍｍ×１．１ｍｍのＩＴＯ透明電極付きガラス基板（ジオマティック社製）に、イソプロピルアルコール中で５分間の超音波洗浄を施し、さらに、３０分間のＵＶオゾン洗浄を施した。
このようにして洗浄した透明電極付きガラス基板を、真空蒸着装置の基板ホルダに装着し、まず、ガラス基板の透明電極ラインが形成されている側の面上に、透明電極を覆うようにして、ＮＰＤを厚さ６００ｎｍで蒸着し、正孔注入層を得た。
この正孔輸送層上に、赤色燐光用ホストである２ａ−１と赤色燐光用ドーパントであり化２５に示すＰｔＴＰＰとを厚さ２５０ｎｍで共蒸着し、発光層を得た。ＰｔＴＰＰの濃度は、４質量％であった。
【０１９０】
次に、この赤色燐光発光層上にＡｌｑを厚さ３５０ｎｍで蒸着し、電子輸送層を得た。
この電子輸送層上に、厚さ１ｎｍのＬｉＦ、厚さ１００ｎｍの金属Ａｌを順次積層し、陰極を得た。
陽極／正孔注入層／発光層／電子注入層／陰極の蒸着レートはそれぞれ１／１．０４／１／１／５である。
【０１９１】
【表１】
2009016693.tif 000094
【０１９２】
［実施例２から実施例１３］
実施例２から実施例１３では、表１に示すホストを使用した以外は、実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
なお、実施例９のＴＰＰｙは、テトラフェニルピレンの略記である。
【０１９３】
［比較例１から比較例４］
比較例１から比較例４では、表１に示すホストを使用した以外は、実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。なお、比較例４で用いたＴＤｂＮの構造を下記に示す。
【０１９４】
【化９２】
2009016693.tif 000095
【０１９５】
［実施例１４から実施例２６］
実施例１４から実施例２６では、ドーパントとして、化２８に示したＰｔＴａＮＰを使用し、ホストとして表２に示すものを使用した以外は、実施例１から実施例１３と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
【０１９６】
【表２】
2009016693.tif 000096
【０１９７】
［実施例２７から実施例３９］
実施例２７から実施例３９では、ドーパントとして化２８に示したＰｔＴＮＰを使用し、ホストとして表３に示すものを使用した以外は、実施例１から実施例１３と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
なお、ＰｔＴＮＰは、３重項エネルギーギャップが１．７７ｅＶであり、７００ｎｍに発光波長を有する。
【０１９８】
【表３】
2009016693.tif 000097
【０１９９】
［実施例４０から実施例５２］
実施例４０から実施例５２では、ドーパントとして化２８に示したNiq2Ir(acac)．（化合物名をご教示下さい）を使用し、ホストとして表４に示すものを使用した以外は、実施例１から実施例１３と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
【０２００】
【表４】
2009016693.tif 000098
【０２０１】
［実施例５３から実施例６５］
実施例５３から実施例６５では、ドーパントとして化２８に示したＰｔＯＥｔを使用し、ホストとして表５に示すものを使用した以外は、実施例１から実施例１３と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
【０２０２】
【表５】
2009016693.tif 000099
【０２０３】
［実施例６６から実施例７８］
実施例６６から実施例７８では、ドーパントとして化２８に示したＰｔＴＰＢＰを使用し、ホストとして表６に示すものを使用した以外は、実施例１から実施例１３と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
【０２０４】
【表６】
2009016693.tif 000100
【０２０５】
［実施例７９から実施例８２］
実施例７９から実施例８２では、ドーパントとして化２８に示したＩｒ(ＰＱ)2ａｃａｃを使用し、ホストとして表７に示すものを使用した以外は、実施例１、７，９，１２と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
なお、Ｉｒ(ＰＱ)2ａｃａｃは、３重項エネルギーギャップが２．０８ｅＶであり、５９５ｎｍに発光波長を有する。
【０２０６】
【表７】
2009016693.tif 000101
【０２０７】
［実施例８３］
実施例８３では、発光層と電子注入層との間に正孔阻止層を設けた以外は、実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
具体的には、実施例８３の有機ＥＬ素子は、陽極／正孔注入層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／電子注入層／陰極をこの順で備える。
陽極／正孔注入層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／電子注入層／陰極の組成はそれぞれ、ＩＴＯ／ＮＰＤ／ドーパントとしてのＰｔＴＰＰを４質量％含むホストとしての２ａ−１／２，９−ジメチルー４，７−ジフェニルー１，１０−フェナンスロリン（以下「ＢＣＰ」と略記する）／Ａｌｑ／ＬｉＦ／Ａｌである。また、膜厚はそれぞれ６００Å／２５０Å／１００Å／２５０Å／１Å／１００Åである。そして、蒸着レートはそれぞれ１／１．０４／１／１／１／５である。
【０２０８】
［実施例８４］
実施例８４では、電子輸送発光層を正孔阻止層に代えた以外は、実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
具体的には、実施例８４の有機ＥＬ素子は、陽極／正孔注入層／発光層／正孔阻止層／電子注入層／陰極をこの順で備える。
陽極／正孔注入層／発光層／正孔阻止層／電子注入層／陰極の組成はそれぞれ、ＩＴＯ／ＮＰＤ／ドーパントとしてのＰｔＴＰＰを４質量％含むホストとしての２ａ−１／Ｂａｌｑ／ＬｉＦ／Ａｌである。また、膜厚はそれぞれ６００Å／２５０Å／３５０Å／１Å／１００Åである。そして、蒸着レートはそれぞれ１／１．０４／１／１／５である。
【０２０９】
［実施例８５］
実施例８５では、正孔注入層と発光層との間に電子阻止層を設けた以外は、実施例８４と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
具体的には、実施例８４の有機ＥＬ素子は、陽極／正孔注入層／電子阻止層／発光層／正孔阻止層／電子注入層／陰極をこの順で備える。
陽極／正孔注入層／電子阻止層／発光層／正孔阻止層／電子注入層／陰極の組成はそれぞれ、ＩＴＯ／ＮＰＤ／ｆａｃ―トリス―（１−フェニルピラゾレート，Ｎ，Ｃ２‘）イリジウム（ＩＩＩ）(Ｉｒｐｐｚ)／ドーパントとしての化２６ＰｔＴＰＰを４質量％含むホストとしての２ａ−１／Ｂａｌｑ／ＬｉＦ／Ａｌである。また、膜厚はそれぞれ５５０Å／５０Å／２５０Å／３５０Å／１0Å／１5００Åである。そして、蒸着レートはそれぞれ１／１／１．０４／１／１／５である。
【０２１０】
［実施例８６］
実施例８６では、電子輸送層を設けず、発光層に複数のドーパントを用い、電子注入層には表９に示す化合物Ｊを用いた以外は、実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
発光層は、表９に示すホスト材料としての２ａ’−５９と、表９に示す青ドーパントと、表９に示す赤ドーパントとを含有する。青ドーパントおよび赤ドーパントは、２ａ’−５９に対して質量比でそれぞれ  2％、0.1％である。
また、膜厚は、陽極／正孔注入層／発光層／電子注入層／陰極がそれぞれ550Å／400Å／200Å／10Å／1500Åである。そして、蒸着レートはそれぞれ1／1／1.02／  1／3  である。
【０２１１】
【表８】
2009016693.tif 000102
【０２１２】
［実施例８７］
実施例８７では、実施例８６の青ドーパントおよび赤ドーパントの代わりに表８に示す青ドーパントＢを用いた以外は、実施例８６と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
青ドーパントＢは、２ａ’−５９に対して質量比で2％含まれる。
また、膜厚は、陽極／正孔注入層／発光層／電子注入層／陰極がそれぞれ550Å／400Å／200Å／10Å／1500Åである。そして、蒸着レートはそれぞれ1／1／1.03／1／3である。
【０２１３】
［実施例８８］
実施例８８では、正孔注入層と電子注入層との間に複数の発光層を設けた以外は、実施例８６と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
有機ＥＬ素子は、正孔注入層／第１発光層／第２発光層／電子注入層をこの順で備える。第１発光層は、ホスト材料としての２ａ’−５９と、表９に示す青ドーパントとを含有する。青ドーパントは、２ａ’−５９に対して質量比で2％である。
第２発光層は、ホスト材料としての２ａ’−５９と、表９に示す赤ドーパントとを含有する。赤ドーパントは、２ａ’−５９に対して質量比で２％である。
また、膜厚について、陽極／正孔注入層／第１発光層／第２発光層／電子注入層／陰極はそれぞれ550Å／100Å／300Å／200Å／10Å／1500Åである。
【０２１４】
［実施例８９］
実施例８９では、実施例８８の第２発光層における赤ドーパントの代わりに青ドーパントを用い、電子輸送層における化合物Ｊの代わりにＡｌｑ３を用いた以外は実施例８８と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
第２発光層では、青ドーパントは、２ａ’−５９に対して質量比で2％である。
また、膜厚について、陽極／正孔注入層／第１発光層／第２発光層／電子注入層／陰極はそれぞれ550Å／100Å／300Å／200Å／10Å／1500Åである。
【０２１５】
［実施例９０］
実施例９０では、実施例８６の正孔注入層と電子注入層との間に複数の発光層を設けた以外は、実施例８６と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
有機ＥＬ素子は、陽極／正孔注入層／第１発光層／第２発光層としての中間層／第３発光層／電子輸送層をこの順で備える。第１発光層は、ホスト材料としての２ａ’−５９と、表９に示す青ドーパントとを含有する。青ドーパントは、２ａ’−５９に対して質量比で  2％である。中間層は、２ａ’−５９を含有する。第３発光層は、ホスト材料としての２ａ’−５９と、表９に示す赤ドーパントとを含有する。赤ドーパントは、２ａ’−５９に対して質量比で1％である。
また、膜厚について、陽極／正孔注入層／第１発光層／中間層／第３発光層／電子注入層／陰極はそれぞれ550Å／100Å／50Å／300Å／200Å／10Å／1500Åである。
【０２１６】
［実施例９１］
実施例９１では、実施例９０の第１発光層における青ドーパントの代わりに赤ドーパントを用い、中間層における２ａ’−５９の代わりに２ｂ−９と青ドーパントとを用い、第３発光層における２ａ’−５９および赤ドーパントの代わりに２ｂ−９と緑ドーパントとを用いた以外は、実施例９０と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
第１発光層では、赤ドーパントは、２ａ’−５９に対して質量比で1％である。中間層では、青ドーパントは、２ｂ−９に対して質量比で  2％である。第３発光層では、緑ドーパントは、２ｂ−９に対して質量比で3％である。
また、膜厚について、陽極／正孔注入層／第１発光層／中間層／第３発光層／電子注入層／陰極はそれぞれ550Å／50Å／100Å／100Å／200Å／10Å／1500Åである。
【０２１７】
［実施例９２］
実施例９２では、実施例８８の第１発光層における青ドーパントの代わりに赤ドーパントを用い、第２発光層における２ａ’−５９および赤ドーパントの代わりに２ｂ−９と青ドーパントと緑ドーパントとを用いた以外は、実施例８８と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
第１発光層では、赤ドーパントは、２ａ’−５９に対して質量比で1％である。第２発光層では、青ドーパントおよび緑ドーパントは、２ａ’−５９に対して質量比でそれぞれ2％、0.5％である。
また、膜厚について、陽極／正孔注入層／第１発光層／第２発光層／電子注入層／陰極はそれぞれ550Å／50Å／100Å／200Å／10Å／1500Åである。
【０２１８】
［実施例９３］
実施例９３では、実施例８６の発光層にさらに緑ドーパントを用いた以外は、実施例８６と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
発光層では、青ドーパント、緑ドーパント、および赤ドーパントは、２ａ’−５９に対して質量比でそれぞれ2％、0.5％、0.1％である。
また、膜厚は、陽極／正孔注入層／発光層／電子注入層／陰極がそれぞれ550Å／400Å／200Å／10Å／1500Åである。
【０２１９】
［実施例９４］
実施例９４では、実施例８８の第１発光層にさらに赤ドーパントを用い、第２発光層における２ａ’−５９および赤ドーパントの代わりにＣＢＰおよび緑ドーパントＢを用い、さらに第２発光層と電子注入層との間に電子輸送層として化合物Ｉを用いた以外は、実施例８８と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
第１発光層では、青ドーパントおよび赤ドーパントは、２ａ’−５９に対して質量比でそれぞれ2％、0.1％である。第２発光層では、緑ドーパントＢは、ＣＢＰに対して質量比で  5％である。
また、膜厚について、陽極／正孔注入層／第１発光層／第２発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極はそれぞれ550Å／300Å／100Å／200Å／100Å／10Å／1500Åである。
【０２２０】
［実施例９５］
実施例９５では、実施例９０の第２発光層にさらに青ドーパントを用い、第３発光層における２ａ’−５９および緑ドーパントの代わりにＣＢＰと緑ドーパントＢとを用い、さらに第３発光層と電子注入層との間に電子輸送層として化合物Ｉを用いた以外は、実施例９０と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
第１発光層では、赤ドーパントは、２ａ’−５９に対して質量比で1％である。第２発光層では、青ドーパントは、２ａ’−５９に対して質量比で2％である。第３発光層では、緑ドーパントＢは、ＣＢＰに対して質量比で5％である。
また、膜厚について、陽極／正孔注入層／第１発光層／第２発光層／第３発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極はそれぞれ550Å／50Å／100Å／100Å／  200Å／100Å／10Å／1500Åである。
【０２２１】
［実施例９６］
実施例９６では、実施例９５の第２発光層において２ａ’−５９の代わりに２ｂ−９を用いた以外は、実施例９５と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
第１発光層では、赤ドーパントは、２ａ’−５９に対して質量比で1％である。第２発光層では、青ドーパントは、２ｂ−９に対して質量比で2％である。第３発光層では、緑ドーパントは、ＣＢＰに対して質量比で5％である。
また、膜厚について、陽極／正孔注入層／第１発光層／第２発光層／第３発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極はそれぞれ550Å／50Å／100Å／100Å／  200Å／100Å／10Å／1500Åである。
【０２２２】
［実施例９７］
実施例９７では、実施例８８の第１発光層において青ドーパントの代わりに赤ドーパントを用い、第２発光層において２ａ’−５９および赤ドーパントの代わりに4,4’-ビス(9-カルバゾリル)-2,2’-ジメチル-ビフェニル（以下「ＣＤＢＰ」と略記する）および、ビス{2-[3,5-ビス(トリフルオロメチル)フェニル]-ピリジネート-N,C2’}イリジウム(III)ピコリネート[(CF3ppy)2Ir(pic)]（以下「ＦＩｒｐｉｃ」と略記する）を用い、さらに第２発光層と電子注入層との間に電子輸送層として化合物Ｉを用いた以外は、実施例８９と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
第２発光層では、ＣＤＢＰは、ＦＩｒｐｉｃに対して質量比で8％である。
また、膜厚について、陽極／正孔注入層／第１発光層／第２発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極はそれぞれ550Å／100Å／300Å／200Å／100Å／10  Å／1500Åである。
【０２２３】
［実施例９８］
実施例９８では、実施例９５の第２発光層における２ａ’−５９および青ドーパントの代わりにＣＢＰおよび緑ドーパントＢを用い、第３発光層におけるＣＢＰおよび緑ドーパントの代わりにＣＤＢＰとＦＩｒｐｉｃを用いた以外は、実施例９５と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
第２発光層では、緑ドーパントＢは、ＣＢＰに対して質量比で5％である。第３発光層では、ＦＩｒｐｉｃは、ＣＤＢＰに対して質量比で8％である。
また、膜厚について、陽極／正孔注入層／第１発光層／第２発光層／第３発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極はそれぞれ550Å／100Å／50Å／300Å／200Å／100／10Å／1500Åである。
【０２２４】
［有機ＥＬ素子の評価］
実施例１から８５および比較例１から４において作製した各々の有機ＥＬ素子を、１ｍＡ／ｃｍ２の直流電流により発光させ、引加電圧である電圧（Ｖ）と、色度（ＣＩＥ）（ｘ，ｙ）と、外部量子効率（％）と、半減寿命（Ｌ５０＠１０００ｍｉｔ）とを測定した。その結果を表１から表７、および表９に示す。
また、実施例８６から９８において作製した各々の有機ＥＬ素子を、１ｍＡ／ｃｍ２の直流電流により発光させ、外部量子効率（％）と、半減寿命（Ｌ５０＠１０００ｍｉｔ）とを測定した。その結果を表１０に示す。
【０２２５】
【表９】
2009016693.tif 000103
【０２２６】
【表１０】
2009016693.tif 000104
【０２２７】
表１から明らかなように、実施例１および実施例２では、対称型アントラセン誘導体を備えた有機ＥＬ素子は、比較例１から比較例４におけるＢａｌｑ、Ａｌｑ，ＣＢＰ、ＴＤｂＮを備えた場合よりも電圧が低く、外部量子効率が良好で、半減寿命も長くなった。
また、ビスアントラセン誘導体を用いた実施例３から実施例５では、実施例１および実施例２の場合よりも半減寿命が長くなった。
そして、非対称型アントラセン誘導体を用いた実施例６から実施例８では、実施例１および実施例２の場合よりも外部量子効率が向上し、半減寿命が長くなった。
さらに、ピレン誘導体を用いた実施例９から実施例１１では、実施例１および実施例２の場合よりも外部量子効率が向上し、半減寿命が長くなった。
また、ベンズアントラセン誘導体を用いた実施例１２および実施例１３では、実施例１および実施例２の場合よりも外部量子効率がさらに向上し、半減寿命がさらに長くなった。
なお、実施例１から１３の場合では、ＰｔＴＰＰは、３重項エネルギーギャップが１．８５ｅＶであり、６７０ｎｍに発光波長を有し、色度座標（ＣＩＥ系表色系）（ｘ、ｙ）＝（０．７１８，０．２８３）の赤色発光を呈した。
また、比較例４では、色度座標は、（ｘ、ｙ）＝（０．５８０，０．４４０）であり、ＰｔＴＰＰの発光ではない。
【０２２８】
実施例１４から実施例２６では、表２に示すように、燐光ドーパントとしてＰｔＴａＮＰを用いた場合でも、良好な外部量子効率および長寿命を示した。
実施例１４から２６の場合では、ＰｔＴａＮＰは、３重項エネルギーギャップが１．８２ｅＶであり、６８０ｎｍに発光波長を有し、色度座標（ｘ、ｙ）＝（０．７２３，０．２７７）の赤色発光を呈した。
そして、表３に示すように、特に実施例３２から実施例３４では、燐光ドーパントとしてＰｔＴＮＰを用いた場合でも、良好な外部量子効率および長寿命を示した。
実施例２７から３９の場合、ＰｔＴＮＰは、３重項エネルギーギャップが１．７７ｅＶであり、７００ｎｍに発光波長を有し、色度座標（ｘ、ｙ）＝（０．７２８，０．２７２）の赤色発光を呈した。
さらに、表４に示すように、特に実施例４９から実施例５２では、燐光ドーパントとしてNiq2Ir(acac)．を用いた場合でも、良好な外部量子効率および長寿命を示した。
実施例４０から５２の場合、Niq2Ir(acac)．は、３重項エネルギーギャップが１．９１ｅＶであり、６５０ｎｍに発光波長を有し、色度座標（ｘ、ｙ）＝（０．６８３５，０．３１５５）の赤色発光を呈した。
【０２２９】
また、表５に示すように、実施例５３から実施例６５では、燐光ドーパントとしてＰｔＯＥｔを用いた場合でも長寿命であった。
実施例５３から６５の場合、ＰｔＯＥｔは、３重項エネルギーギャップが１．９１ｅＶであり、６５０ｎｍに発光波長を有し、色度座標（ｘ、ｙ）＝（０．６７３５，０．３０５５）の赤色発光を呈した。
そして、表６および表７に示すように、実施例６６から実施例８２では、燐光ドーパントとしてＰｔＴＰＢＰ、Ｉｒ（ＰＱ）２ａｃａｃを用いた場合では、良好な外部量子効率が得られず、寿命も短かった。
実施例６６から７８の場合、ＰｔＴＰＢＰは、３重項エネルギーギャップが１．６１ｅＶであり、７７０ｎｍに発光波長を有した。
また、実施例７９から８２の場合、Ｉｒ(ＰＱ)2ａｃａｃは、３重項エネルギーギャップが２．０８ｅＶであり、５９５ｎｍに発光波長を有した。
【０２３０】
そして、表８に示すように、実施例８３では、発光層と電子輸送層との間にＢＣＰを有する正孔阻止層を設けることにより、良好な外部量子効率が得られ、寿命も長くなった。
また、実施例８４では、Ａｌｑの代わりのＢａｌｑを有する電子輸送層を設けることにより、良好な外部量子効率が得られ、寿命も長くなった。
そして、実施例８５では、正孔注入層と発光層との間に、Ｉｒｐｐｚを有する電子阻止層を設けるとともに、発光層と電子注入層との間にＢａｌｑを有する電子輸送層を設けた。これにより、外部量子効率が向上し寿命は長くなった。
【０２３１】
アントラセン誘導体およびピレン誘導体は、燐光ドーパント用のホストとして用いた場合、ＣＢＰなどと比較して、外部量子効率が向上し、寿命が長くなることが分かった。
また、正孔阻止層および電子阻止層を備えた構成では、外部量子効率がさらに向上することが分かった。
【０２３２】
実施例８６では、実施例７と比較すると、発光層にさらに青ドーパントを含むとともに、電子輸送層においてＡｌｑの代わりに化合物Ｊを用いることにより、有機ＥＬ素子は、半減寿命がさらに長くなることが分かった。
実施例８７では、２ａ‘−５９は青ドーパントＢと組み合わせることができ、有機ＥＬ素子の半減寿命がさらに長くなることが分かった。
実施例８８では、複数の発光層を設けることにより、有機ＥＬ素子の外部量子効率が向上し、半減寿命がさらに長くなることが分かった。
【０２３３】
実施例８９では、実施例８８と比較すると、実施例８９の第１発光層の構成材料が実施例８８の第２発光層の構成材料と同じであり、実施例８９の第２発光層の構成材料が実施例８８の第１発光層の構成材料と同じである。すなわち、実施例８９と実施例８８とでは、第１発光層と第２発光層と順序が逆の関係にある。また、電子輸送層も異なる。
その結果、実施例８９では、実施例８８の場合よりも外部量子効率が低下するが、半減寿命は長くなることが分かった。
【０２３４】
実施例９０では、第１発光層、第２発光層、および第３発光層を備えており、実施例８８と比較すると、実施例８８の第１発光層と、第２発光層との間に２ａ‘−５９を備えた発光層を設けた構成になっている。このような構成の違いがあっても、外部量子効率および半減寿命については、ほとんど異ならないことが分かった。
【０２３５】
実施例９１では、発光層が３つ設けられており、発光層が１つ設けられた場合や発光層が２つ設けられた場合と比較して、外部量子効率が大幅に向上することが分かった。
実施例９２では、実施例８９と比較すると、第２発光層にさらに緑ドーパントを含有し、電子輸送層にＡｌｑ３の代わりに化合物Ｊを用いることにより、外部量子効率が向上した。
【０２３６】
実施例９３では、実施例８６と比較すると、発光層にさらに緑ドーパントを含有することにより、半減寿命が長くなった。
実施例９４では、実施例８６と比較すると、ＣＢＰおよび緑ドーパントＢを含有する発光層と、化合物Ｉを含有する電子輸送層とさらに備えることにより、外部量子効率が大幅に向上した。
実施例９５では、実施例８９と比較すると、電子輸送層においてＡｌｑ３の代わりに化合物Ｊを用い、ＣＢＰおよび緑ドーパントＢを含有する発光層と、化合物Ｉを含有する電子輸送層とさらに備えることにより、外部量子効率が大幅に向上した。
実施例９６では、実施例９５と比較すると、第２発光層のホスト材料が２a‘―５９と２ｂ−９とで異なっていても、外部量子効率および半減寿命に大きな差は見られなかった。
【０２３７】
実施例９７では、実施例１と比較すると、ＣＤＢＰおよびＦＩｒｐｉｃを有する発光層と、化合物Ｉを含有する電子輸送層とをさらに備えることにより、外部量子効率が大幅に向上した。
実施例９８では、実施例９７と比較すると、実施例９７の第１発光層と第２発光層との間に、ＣＢＰおよび緑ドーパントＢを有する発光層をさらに設けることにより、半減寿命が長くなることが分かった。
【０２３８】
複数のドーパントを有する発光層を備えた有機ＥＬ素子は、１つのドーパントを有する発光層の場合よりも、半減寿命が長くなることが分かった。
また、発光層が複数設けられた有機ＥＬ素子は、発光層が１つからなる場合よりも、外部量子効率が大幅に向上することが分かった。
【産業上の利用可能性】
【０２３９】
本発明は、例えば、薄型表示装置に用いる有機ＥＬ素子として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０２４０】
【図１】本実施形態の有機ＥＬ素子の構成を示す図である。
【符号の説明】
【０２４１】
１０・・・有機ＥＬ素子
１２・・・陽極
１４・・・発光層
１７・・・陰極
【図１】
2009016693.tif 000110