(57)【要約】  単層の、または２層以上の積層構造を有する電界発光層に、式(1)：【化１】2006040915.tif 000064〔式中、Ａｒ1はアリール基、ｍは１〜５の整数を示す。Φは、式(1a)：【化２】2006040915.tif 000065（式中、Ａｒ2はアリール基、ｐは１〜５の整数を示す。）または、式(1b)：【化３】2006040915.tif 000066（式中、Ａｒ3はアリール基、ｑは１〜５の整数を示す。）で表される基を示し、ｎは０〜２の整数を示す。〕で表されるピリジン誘導体を含有させてなり、発光効率、発光輝度および耐久性に優れ、特に、青色の発光効率、発光輝度を、他の色と同等まで向上し、しかも耐久性にも優れた有機ＥＬ素子である。【特許請求の範囲】
【請求項１】
単層の、または２層以上の積層構造を有する電界発光層と、この電界発光層に電子を注入するための陰極と、電界発光層に正孔を注入するための陽極とを備える有機エレクトロルミネッセンス素子であって、電界発光層が、式(1)：
【化５２】
2006040915.tif 000053
〔式中、Ａｒ1は置換基を有してもよいアリール基を示し、ｍは１〜５の整数を示す。ｍが２以上の整数であるとき、各々のＡｒ1は同じでも異なってもよい。Φは、式(1a)：
【化５３】
2006040915.tif 000054
（式中、Ａｒ2は置換基を有してもよいアリール基を示し、ｐは１〜５の整数を示す。ｐが２以上の整数であるとき、各々のＡｒ2は同じでも異なってもよい。）
または、式(1b)：
【化５４】
2006040915.tif 000055
（式中、Ａｒ3は置換基を有してもよいアリール基を示し、ｑは１〜５の整数を示す。ｑが２以上の整数であるとき、各々のＡｒ3は同じでも異なってもよい。）
で表される基を示し、ｎは０〜２の整数を示す。ｎが２であるとき、各々のΦは同じでも異なってもよい。〕
で表されるピリジン誘導体を含有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項２】
ピリジン誘導体が、式(1)中のＡｒ1がフェニル基、ｍが４で、かつ、ｎが０である化合物である請求項１記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項３】
ピリジン誘導体が、式(11-1)：
【化５５】
2006040915.tif 000056
で表される化合物、および、式(11-2)：
【化５６】
2006040915.tif 000057
で表される化合物からなる群より選ばれた少なくとも１種である請求項２記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項４】
ピリジン誘導体が、式(1)中のＡｒ1がフェニル基、ｍが４、ｎが１、Φが式(1a)で表される基で、かつ、式(1a)中のＡｒ2がフェニル基、ｐが４である化合物である請求項１記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項５】
ピリジン誘導体が、式(12-1)：
【化５７】
2006040915.tif 000058
で表される化合物、および、式(12-2)：
【化５８】
2006040915.tif 000059
で表される化合物からなる群より選ばれた少なくとも１種である請求項４記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項６】
ピリジン誘導体が、式(1)中のＡｒ1がフェニル基、ｍが４、ｎが１、Φが式(1b)で表される基で、かつ、式(1b)中のＡｒ3がフェニル基、ｑが４である化合物である請求項１記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項７】
ピリジン誘導体が、式(13-1)：
【化５９】
2006040915.tif 000060
で表される化合物である請求項６記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項８】
ピリジン誘導体が、式(1)中のＡｒ1がフェニル基、ｍが４で、かつ、ｎが０であると共に、４つのＡｒ1のうちの２つに、式(1c)：
【化６０】
2006040915.tif 000061
（式中、Ａｒ4は置換基を有してもよいアリール基を示し、ｒは１〜５の整数を示す。ｒが２以上の整数であるとき、各々のＡｒ4は同じでも異なってもよい。）
で表され、式中のＡｒ4がフェニル基、またはトリル基、ｒが４である基が１つずつ置換した化合物である請求項１記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項９】
ピリジン誘導体が、式(14-1)：
【化６１】
2006040915.tif 000062
で表される化合物、および、式(14-2)：
【化６２】
2006040915.tif 000063
で表される化合物からなる群より選ばれた少なくとも１種である請求項８記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１０】
電界発光層が、発光材料をゲスト材料、式(1)で表されるピリジン誘導体をホスト材料として含有する発光層を含む、２層以上の積層構造を有する請求項１記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１１】
発光層と共に積層構造の電界発光層を構成する他の層として、発光層と陰極との間に設けられる電子輸送層、および発光層と陽極との間に設けられる正孔輸送層のうちの少なくとも一方を備える請求項１０記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１２】
電界発光層が、発光材料をゲスト材料、式(1)で表されるピリジン誘導体をホスト材料として含有する単層の発光層である請求項１記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１３】
電界発光層が、式(1)で表されるピリジン誘導体を電子輸送材料として含有する電子輸送層を含む、２層以上の積層構造を有する請求項１記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１４】
電子輸送層と共に積層構造の電界発光層を構成する他の層として、電子輸送層と陽極との間に設けられる発光層と、この発光層と陽極との間に設けられる正孔輸送層とを備える請求項１３記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１５】
電子輸送層と共に積層構造の電界発光層を構成する他の層として、電子輸送層と陽極との間に設けられる正孔輸送層を備え、正孔輸送層と電子輸送層のうちの一方が発光層を兼ねる請求項１３記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自己発光型であるため、バックライトを必要とする液晶ディスプレイよりもさらに薄いディスプレイ装置を作ることができるだけでなく、これまでよりも薄型のバックライトとして、液晶ディスプレイの薄型化をも可能とし、しかもプラズマディスプレイよりも構造が簡単である等、様々な利点を有することから、薄膜型の有機エレクトロルミネッセンス素子（以下「有機ＥＬ素子」と略記する場合がある）が、次世代技術として注目されている。【０００３】
有機ＥＬ素子としては、最初、アントラセン等の有機蛍光体の単結晶や蒸着膜を、陰極と陽極とで挟んだ構造を有する素子が検討されたが、その後、電子と正孔との再結合効率を向上して、素子の発光効率を高めるために、リン光性または蛍光性を有する発光材料、電子輸送能を有する電子輸送材料、正孔輸送能を有する正孔輸送材料、成膜性を有するバインダ等、それぞれの機能に優れた化合物を複合的に用いた、単層の、あるいは２層以上の積層構造を有する機能分離型の電界発光層を備えたものが、広く研究されている。【０００４】
例えば、下記非特許文献１においては、電子輸送材料を含む電子輸送層と、正孔輸送材料を含む正孔輸送層とを積層した２層構造の電界発光層を備え、このうち電子輸送層に発光層としての機能を持たせた有機ＥＬ素子が提案されている。素子の構成は、陰極／電子輸送層／正孔輸送層／陽極／基板である。
この有機ＥＬ素子においては、正孔輸送層が、陽極から注入された正孔を電子輸送層に注入する働きをすると共に、陰極から電子輸送層に注入された電子が正孔と再結合せずに陽極に逃げるのを阻止して、電子輸送層内に封じ込めるためにも機能する。そのため、電子輸送層内で、電子と正孔とを効率よく再結合させることができる。そして、当該電子輸送層中に含まれる電子輸送材料等を効率よく発光させて、有機ＥＬ素子の発光効率を向上すると共に、その駆動電圧を低下させることができる。【０００５】
また、下記非特許文献２においては、上記２層構造を有する電界発光層において、逆に、正孔輸送層も発光層となりうることが示されている。素子の構成は、同じく、陰極／電子輸送層／正孔輸送層／陽極／基板である。
この有機ＥＬ素子においては、電子輸送層が、陰極から注入された電子を正孔輸送層に注入する働きをすると共に、陽極から正孔輸送層に注入された正孔が電子と再結合せずに陰極に逃げるのを阻止して、正孔輸送層内に封じ込めるためにも機能する。そのため、正孔輸送層内で、電子と正孔とを効率よく再結合させることができる。そして、当該正孔輸送層中に含まれる正孔輸送材料等を効率よく発光させて、有機ＥＬ素子の発光効率を向上すると共に、その駆動電圧を低下させることができる。【０００６】
さらに、下記非特許文献３においては、電子輸送層と正孔輸送層との間に、発光材料を含む発光層を挟んだ３層構造の電界発光層を備えた有機ＥＬ素子が提案されている。素子の構成は、陰極／電子輸送層／発光層／正孔輸送層／陽極／基板である。
この有機ＥＬ素子においては、正孔輸送層が、陽極から注入された正孔を発光層に注入する働きをすると共に、陰極から発光層に注入された電子が正孔と再結合せずに陽極に逃げるのを阻止して、発光層内に封じ込めるために機能する。また、電子輸送層が、陰極から注入された電子を発光層に注入する働きをすると共に、陽極から発光層に注入された正孔が電子と再結合せずに陰極に逃げるのを阻止して、発光層内に封じ込めるために機能する。そのため、上で述べた２層構造のものに比べて、発光層内での電子と正孔の再結合効率を向上させて、有機ＥＬ素子の発光効率をさらに向上し、かつ駆動電圧をより一層、低下させることができる。【０００７】
これらの有機ＥＬ素子において、電子輸送材料としては、オキサジアゾール類、トリアゾール類が、また、正孔輸送材料としては、トリフェニルアミン誘導体等の芳香族第３級アミン類が、それぞれ一般的に用いられる。また、発光材料としては、リン光性もしくは蛍光性を有する有機金属錯体や有機金属化合物等が用いられる。
また、リン光性の発光材料は、一般に、成膜性が低く、しかも励起状態で自己消光を起こしやすいことから、有機ＥＬ素子の発光効率が低くなる傾向にあり、それを防止して発光効率を向上するために、例えば、フェニルカルバゾール誘導体等をホスト材料として使用し、このホスト材料中に、リン光性の発光材料をゲスト材料として分散させて発光層を形成することも行われる。【０００８】
また、下記特許文献１〜４には、それぞれ、ピリジンを基本骨格とするピリジン誘導体が、有機ＥＬ素子の電子輸送材料等として有用であることが記載されている。
【非特許文献１】C. W. Tang and S. A. VanSlyke; Appl. Phys. Lett. , 51 (1987) 913
【非特許文献２】C. Adachi, T. Tsutsui and S. Saito; Appl. Phys. Lett. , 55 (1989) 1489
【非特許文献３】C. Adachi, S. Tokito, T. Tsutsui and S. Saito; Jpn. J. Appl. Phys. , 27 (1988) L269
【特許文献１】特開平７−２８５９３７号公報
【特許文献２】特開２００１−９７９５０号公報
【特許文献３】特開２００３−１７２６８号公報
【特許文献４】特開２００５−２６２２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
有機ＥＬ素子を用いて、液晶ディスプレイ等に代わる新たなディスプレイ装置を作製するためには、それぞれ、赤、緑、青の光の三原色に発光する有機ＥＬ素子の構成を有する微小な発光セルを、ディスプレイのドットごとに配列すること等が考えられる。そのためには、赤、緑、および青の各色の発光セルを構成する有機ＥＬ素子が、ほぼ同じ発光効率、発光輝度で発光することが肝要である。【００１０】
しかし、現在、緑色および赤色については、上記ディスプレイ装置等を実現するために必要な高い発光効率、発光輝度を有する素子を構成しうる発光材料や発光層が既に実用化されているものの、青色については、緑色や赤色と同等の発光効率、発光輝度を有するものが開発されていないのが現状である。
例えば、青色発光の発光層として一般的に知られている、式(51)：【００１１】
【化１】
2006040915.tif 000002
【００１２】
で表される４，４′−ジ（Ｎ−カルバゾリル）ビフェニル〈ＣＢＰ〉をホスト材料として用いて、このホスト材料からなる層中に、ゲスト材料として、式(21)：【００１３】
【化２】
2006040915.tif 000003
【００１４】
で表されるイリジウム(III)ビス〔（４，６−ジ−フルオロフェニル）−ピリジナト−Ｎ，Ｃ2′〕ピコリナート〈ＦＩｒｐｉｃ〉を分散させた構造を有する発光層を備えた有機ＥＬ素子の量子効率は、後述する比較例１の結果からも明らかなように５．７％程度であり、発光効率の更なる向上が求められる。
また、有機ＥＬ素子は、長時間、発光させると発光輝度が大きく低下するという問題があり、安定性の向上と長寿命化も大きな課題である。そして、この課題を解決するために、電界発光層を構成する各層の耐久性を向上することも求められる。【００１５】
本発明の目的は、発光効率、発光輝度および耐久性に優れた有機ＥＬ素子、特に、青色の発光効率、発光輝度を、他の色と同等まで向上し、しかも耐久性にも優れた有機ＥＬ素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
請求項１記載の発明は、単層の、または２層以上の積層構造を有する電界発光層と、この電界発光層に電子を注入するための陰極と、電界発光層に正孔を注入するための陽極とを備える有機エレクトロルミネッセンス素子であって、電界発光層が、式(1)：【００１７】
【化３】
2006040915.tif 000004
【００１８】
〔式中、Ａｒ1は置換基を有してもよいアリール基を示し、ｍは１〜５の整数を示す。ｍが２以上の整数であるとき、各々のＡｒ1は同じでも異なってもよい。Φは、式(1a)：【００１９】
【化４】
2006040915.tif 000005
【００２０】
（式中、Ａｒ2は置換基を有してもよいアリール基を示し、ｐは１〜５の整数を示す。ｐが２以上の整数であるとき、各々のＡｒ2は同じでも異なってもよい。）
または、式(1b)：【００２１】
【化５】
2006040915.tif 000006
【００２２】
（式中、Ａｒ3は置換基を有してもよいアリール基を示し、ｑは１〜５の整数を示す。ｑが２以上の整数であるとき、各々のＡｒ3は同じでも異なってもよい。）
で表される基を示し、ｎは０〜２の整数を示す。ｎが２であるとき、各々のΦは同じでも異なってもよい。〕
で表されるピリジン誘導体を含有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子である。【００２３】
請求項２記載の発明は、ピリジン誘導体が、式(1)中のＡｒ1がフェニル基、ｍが４で、かつ、ｎが０である化合物である請求項１記載の有機エレクトロルミネッセンス素子である。
請求項３記載の発明は、ピリジン誘導体が、式(11-1)：【００２４】
【化６】
2006040915.tif 000007
【００２５】
で表される化合物、および、式(11-2)：【００２６】
【化７】
2006040915.tif 000008
【００２７】
で表される化合物からなる群より選ばれた少なくとも１種である請求項２記載の有機エレクトロルミネッセンス素子である。
請求項４記載の発明は、ピリジン誘導体が、式(1)中のＡｒ1がフェニル基、ｍが４、ｎが１、Φが式(1a)で表される基で、かつ、式(1a)中のＡｒ2がフェニル基、ｐが４である化合物である請求項１記載の有機エレクトロルミネッセンス素子である。【００２８】
請求項５記載の発明は、ピリジン誘導体が、式(12-1)：【００２９】
【化８】
2006040915.tif 000009
【００３０】
で表される化合物、および、式(12-2)：【００３１】
【化９】
2006040915.tif 000010
【００３２】
で表される化合物からなる群より選ばれた少なくとも１種である請求項４記載の有機エレクトロルミネッセンス素子である。
請求項６記載の発明は、ピリジン誘導体が、式(1)中のＡｒ1がフェニル基、ｍが４、ｎが１、Φが式(1b)で表される基で、かつ、式(1b)中のＡｒ3がフェニル基、ｑが４である化合物である請求項１記載の有機エレクトロルミネッセンス素子である。【００３３】
請求項７記載の発明は、ピリジン誘導体が、式(13-1)：【００３４】
【化１０】
2006040915.tif 000011
【００３５】
で表される化合物である請求項６記載の有機エレクトロルミネッセンス素子である。
請求項８記載の発明は、ピリジン誘導体が、式(1)中のＡｒ1がフェニル基、ｍが４で、かつ、ｎが０であると共に、４つのＡｒ1のうちの２つに、式(1c)：【００３６】
【化１１】
2006040915.tif 000012
【００３７】
（式中、Ａｒ4は置換基を有してもよいアリール基を示し、ｒは１〜５の整数を示す。ｒが２以上の整数であるとき、各々のＡｒ4は同じでも異なってもよい。）
で表され、式中のＡｒ4がフェニル基、またはトリル基、ｒが４である基が１つずつ置換した化合物である請求項１記載の有機エレクトロルミネッセンス素子である。
請求項９記載の発明は、ピリジン誘導体が、式(14-1)：【００３８】
【化１２】
2006040915.tif 000013
【００３９】
で表される化合物、および、式(14-2)：【００４０】
【化１３】
2006040915.tif 000014
【００４１】
で表される化合物からなる群より選ばれた少なくとも１種である請求項８記載の有機エレクトロルミネッセンス素子である。
請求項１０記載の発明は、電界発光層が、発光材料をゲスト材料、式(1)で表されるピリジン誘導体をホスト材料として含有する発光層を含む、２層以上の積層構造を有する請求項１記載の有機エレクトロルミネッセンス素子である。【００４２】
請求項１１記載の発明は、発光層と共に積層構造の電界発光層を構成する他の層として、発光層と陰極との間に設けられる電子輸送層、および発光層と陽極との間に設けられる正孔輸送層のうちの少なくとも一方を備える請求項１０記載の有機エレクトロルミネッセンス素子である。
請求項１２記載の発明は、電界発光層が、発光材料をゲスト材料、式(1)で表されるピリジン誘導体をホスト材料として含有する単層の発光層である請求項１記載の有機エレクトロルミネッセンス素子である。【００４３】
請求項１３記載の発明は、電界発光層が、式(1)で表されるピリジン誘導体を電子輸送材料として含有する電子輸送層を含む、２層以上の積層構造を有する請求項１記載の有機エレクトロルミネッセンス素子である。
請求項１４記載の発明は、電子輸送層と共に積層構造の電界発光層を構成する他の層として、電子輸送層と陽極との間に設けられる発光層と、この発光層と陽極との間に設けられる正孔輸送層とを備える請求項１３記載の有機エレクトロルミネッセンス素子である。【００４４】
請求項１５記載の発明は、電子輸送層と共に積層構造の電界発光層を構成する他の層として、電子輸送層と陽極との間に設けられる正孔輸送層を備え、正孔輸送層と電子輸送層のうちの一方が発光層を兼ねる請求項１３記載の有機エレクトロルミネッセンス素子である。
【発明の効果】
【００４５】
発明者は、上記特許文献１にも記載されているように、分子中にピリジンの骨格を有するピリジン誘導体が電子輸送能を有することに着目し、このピリジン誘導体の構造をモディファイして、前記課題を解決することを検討した。その結果、前記式(1)で表されるピリジン誘導体を使用すればよいことを見出した。
すなわち、式(1)のピリジン誘導体は、分子中に含まれるピリジン骨格が持つ電子吸引性によって、例えば、発光材料と共に発光層を形成するホスト材料として使用した際に、発光材料と、キャリヤのトラップとなるエキサイプレックスを形成しない。また、式(1)のピリジン誘導体は、分子中に、当該ピリジン骨格と直結したフェニル基を含む、複数のアリール基を有するものの、ピリジン骨格が、これら複数のアリール基に亘る大きなπ電子共役系の形成を阻害するために機能することから、層中で、それぞれのアリール基が、独立した芳香族化合物に近い挙動をする。例えば、アリール基が全てフェニル基であるピリジン誘導体によって形成した層は、その融点以上では固体膜化することが不可能な、ベンゼンの膜に近い機能を有するものとなる。そのため、式(1)のピリジン誘導体は、エネルギーギャップが大きく、かつ量子効率が大きい。つまり、ホスト材料としてのエネルギーレベルが高い。【００４６】
しかも、式(1)のピリジン誘導体は、上記特許文献１に記載されたものなど、従来のピリジン誘導体に比べて相対的に分子量が大きく、熱安定性に優れると共に、分子の非対称性が大きく結晶性が低いことから、例えば、真空蒸着法等によって膜化する際の成膜性にも優れている。したがって、式(1)のピリジン誘導体をホスト材料として用いて感光層を形成することにより、有機ＥＬ素子の発光効率、発光輝度を、これまでよりも向上することが可能となる。【００４７】
また、上記のように各アリール基は、発光層中で、それぞれ独立した芳香族化合物に近い挙動をすることから、当該アリール基として、発光材料の発光波長と近い発光スペクトルを有する芳香族化合物に相当する基を選択すれば、素子の発光効率、発光輝度を、さらに向上することもできる。特に、アリール基として、ベンゼンに相当するフェニル基等の、青色の発光スペクトルを有する芳香族化合物に相当する基を選択した式(1)のピリジン誘導体を、ゲスト材料としての青色発光の発光材料と組み合わせて発光層を形成すれば、青色発光の有機ＥＬ素子の発光効率および発光輝度を、他の色の素子と同等程度まで向上することも可能である。【００４８】
しかも、式(1)のピリジン誘導体は、前記のように分子量が大きく、特に、有機ＥＬ素子の常用温度範囲（およそ１３０℃以下）内での熱安定性に優れていることから、当該式(1)のピリジン誘導体をホスト材料として使用すれば、発光層の、そして当該発光層を有する有機ＥＬ素子の、上記常用温度範囲内での耐久性を向上することもできる。また、式(1)のピリジン誘導体は良好な電子輸送能を有することから、当該ピリジン誘導体を電子輸送材料として使用して電子輸送層を形成すると、電子輸送層の電子輸送特性を向上させて、有機ＥＬ素子の発光効率、発光輝度を向上させることができる。また、電子輸送層の、そして有機ＥＬ素子の耐久性を向上することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】図１は、本発明の実施例１で作製した、発光材料のドーピング量が６重量％である発光層を含む電界発光層を備えた有機ＥＬ素子における、印加電圧と電流密度との関係を示すグラフである。
【図２】図２は、上記有機ＥＬ素子における、電流密度と外部量子効率との関係を示すグラフである。
【図３】図３は、上記有機ＥＬ素子の、発光スペクトルを測定した結果を示すグラフである。
【図４】図４は、本発明の実施例１で作製した、発光材料のドーピング量が１０重量％である発光層を含む電界発光層を備えた有機ＥＬ素子における、印加電圧と電流密度との関係を示すグラフである。
【図５】図５は、上記有機ＥＬ素子における、電流密度と外部量子効率との関係を示すグラフである。
【図６】図６は、上記有機ＥＬ素子の、発光スペクトルを測定した結果を示すグラフである。
【図７】図７は、本発明の実施例２で作製した有機ＥＬ素子における、印加電圧と電流密度との関係を示すグラフである。
【図８】図８は、上記有機ＥＬ素子における、電流密度と外部量子効率との関係を示すグラフである。
【図９】図９は、上記有機ＥＬ素子の、発光スペクトルを測定した結果を示すグラフである。
【図１０】図１０は、本発明の実施例３で作製した有機ＥＬ素子における、印加電圧と電流密度との関係を示すグラフである。
【図１１】図１１は、上記有機ＥＬ素子における、電流密度と外部量子効率との関係を示すグラフである。
【図１２】図１２は、上記有機ＥＬ素子の、発光スペクトルを測定した結果を示すグラフである。
【図１３】図１３は、本発明の実施例４で作製した有機ＥＬ素子における、印加電圧と電流密度との関係を示すグラフである。
【図１４】図１４は、上記有機ＥＬ素子における、電流密度と外部量子効率との関係を示すグラフである。
【図１５】図１５は、上記有機ＥＬ素子の、発光スペクトルを測定した結果を示すグラフである。
【図１６】図１６は、本発明の実施例５で作製した有機ＥＬ素子における、印加電圧と電流密度との関係を示すグラフである。
【図１７】図１７は、上記有機ＥＬ素子における、電流密度と外部量子効率との関係を示すグラフである。
【図１８】図１８は、上記有機ＥＬ素子の、発光スペクトルを測定した結果を示すグラフである。
【図１９】図１９は、本発明の実施例６で作製した有機ＥＬ素子における、印加電圧と電流密度との関係を示すグラフである。
【図２０】図２０は、上記有機ＥＬ素子における、電流密度と外部量子効率との関係を示すグラフである。
【図２１】図２１は、上記有機ＥＬ素子の、発光スペクトルを測定した結果を示すグラフである。
【図２２】図２２は、本発明の実施例７で作製した有機ＥＬ素子における、印加電圧と電流密度との関係を示すグラフである。
【図２３】図２３は、上記有機ＥＬ素子における、電流密度と外部量子効率との関係を示すグラフである。
【図２４】図２４は、上記有機ＥＬ素子の、発光スペクトルを測定した結果を示すグラフである。
【図２５】図２５は、比較例１で作製した有機ＥＬ素子における、電流密度と外部量子効率との関係を示すグラフである。
【発明の実施の形態】
【００５０】
本発明の有機ＥＬ素子は、前記のように、単層の、または２層以上の積層構造を有する電界発光層と、この電界発光層に電子を注入するための陰極と、電界発光層に正孔を注入するための陽極とを備え、電界発光層が、式(1)：
【００５１】
【化１４】
2006040915.tif 000015
【００５２】
〔式中、Ａｒ1は置換基を有してもよいアリール基を示し、ｍは１〜５の整数を示す。ｍが２以上の整数であるとき、各々のＡｒ1は同じでも異なってもよい。Φは、式(1a)：
【００５３】
【化１５】
2006040915.tif 000016
【００５４】
（式中、Ａｒ2は置換基を有してもよいアリール基を示し、ｐは１〜５の整数を示す。ｐが２以上の整数であるとき、各々のＡｒ2は同じでも異なってもよい。）
または、式(1b)：
【００５５】
【化１６】
2006040915.tif 000017
【００５６】
（式中、Ａｒ3は置換基を有してもよいアリール基を示し、ｑは１〜５の整数を示す。ｑが２以上の整数であるとき、各々のＡｒ3は同じでも異なってもよい。）
で表される基を示し、ｎは０〜２の整数を示す。ｎが２であるとき、各々のΦは同じでも異なってもよい。〕
で表されるピリジン誘導体を含有することを特徴とするものである。
【００５７】
《ピリジン誘導体》
上記式(1)で表されるピリジン誘導体において、Ａｒ1〜Ａｒ3に相当するアリール基としては、例えばフェニル基、ナフチル基、ビフェニリル基、ｏ−テルフェニル基、アントリル基、フェナントリル基等が挙げられる。また、Ａｒ1〜Ａｒ3に相当するアリール基に置換してもよい置換基としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｉ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｉ−ブチル基、ｓ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基等の、炭素数１〜６のアルキル基や、式(1c)：
【００５８】
【化１７】
2006040915.tif 000018
【００５９】
（式中、Ａｒ4は置換基を有してもよいアリール基を示し、ｒは１〜５の整数を示す。ｒが２以上の整数であるとき、各々のＡｒ4は同じでも異なってもよい。）
で表される基が挙げられる。置換基は、１つのアリール基に対して１つ以上、置換することができる。Ａｒ4に相当するアリール基としては、前記と同じ基が挙げられる。また、Ａｒ4に相当するアリール基に置換してもよい置換基としては、前記と同じアルキル基が挙げられる。
【００６０】
なお、Ａｒ1〜Ａｒ4に相当するアリール基としては、前述したようにフェニル基が好ましく、その置換数ｍ、ｐ、ｑ、ｒは、前記１〜５の範囲内でも４〜５、特に４が好ましい。また、４つのフェニル基の置換位置は、式(10)：
【００６１】
【化１８】
2006040915.tif 000019
【００６２】
に示すように、中心のフェニル基の２位、３位、４位および５位であるのが好ましい。つまり、式(1)のピリジン誘導体としては、ピリジンと、上記式(10)で表される基（２，３，４，５−テトラフェニルフェニル基）を１つの繰り返し単位として１つ以上、有する化合物が好ましい。
このような繰り返し単位を有するピリジン誘導体は、分子の非対称性が高いことから、結晶性が低く成膜性に優れる上、ピリジン骨格の電子吸引性によるエキサイプレックスの形成を防止する効果や、ピリジン骨格による、π電子共役系の形成を阻害する効果などに優れており、しかも、多数のフェニル基を有することから、ホスト材料としてのエネルギーレベルが高く、また、電子輸送材料としての電子輸送能にも優れている。しかも、分子量が大きく、熱安定性にも優れている。
【００６３】
式(1)で表されるピリジン誘導体の具体例としては、下記の各化合物が挙げられる。
式(1)中のＡｒ1がフェニル基、ｍが４で、かつ、ｎが０である、式(11-1)で表される化合物〈３Ｇ１−ピリジン〉や、式(11-2)で表される化合物〈２Ｇ１−ピリジン〉（いずれも、ピリジン１つと、式(10)の繰り返し単位１つとを有するもの）。
【００６４】
【化１９】
2006040915.tif 000020
【００６５】
【化２０】
2006040915.tif 000021
【００６６】
式(1)中のＡｒ1がフェニル基、ｍが４、ｎが１、Φが式(1a)で表される基で、かつ、式(1a)中のＡｒ2がフェニル基、ｐが４である、式(12-1)で表される化合物〈２，６Ｇ１−ピリジン〉や、式(12-2)で表される化合物〈３，５Ｇ１−ピリジン〉（いずれも、ピリジン１つと、式(10)の繰り返し単位２つとを有するもの）。
【００６７】
【化２１】
2006040915.tif 000022
【００６８】
【化２２】
2006040915.tif 000023
【００６９】
式(1)中のＡｒ1がフェニル基、ｍが４、ｎが１、Φが式(1b)で表される基で、かつ、式(1b)中のＡｒ3がフェニル基、ｑが４である、式(13-1)で表される化合物〈２，２′Ｇ１−ピリジン〉（ピリジン２つと、式(10)の繰り返し単位２つとを有するもの）。
【００７０】
【化２３】
2006040915.tif 000024
【００７１】
式(1)中のＡｒ1がフェニル基、ｍが４で、かつ、ｎが０であると共に、４つのＡｒ1のうちの２つに、式(1c)で表され、式中のＡｒ4がフェニル基、ｒが４である基が１つずつ置換した、式(14-1)で表される化合物〈３Ｇ２−ピリジン〉や、この３Ｇ２−ピリジンの最も外側のフェニル基に、置換基としてメチル基が１つずつ置換した、式(14-2)で表される化合物〈３Ｇ２*−ピリジン〉（いずれも、ピリジン１つと、式(10）の繰り返し単位３つとを有するもの)。
【００７２】
【化２４】
2006040915.tif 000025
【００７３】
【化２５】
2006040915.tif 000026
【００７４】
これらの具体的化合物は、いずれも、"Homogeneous Palladium Catalyst Suppressing Pd Black Formation in Air Oxidation of Alcohols" Tetsuo Iwasawa, Makoto Tokunaga, Yasushi Obora, and Yasushi Tsuji; J. AM. CHEM. SOC. 2004, 126, 6554-6555所載の方法によって合成することができる。
《有機ＥＬ素子》
上記式(1)のピリジン誘導体を含む電界発光層は、単層であってもよいし、２層以上の積層構造を有していてもよい。電界発光層が２層以上の積層構造を有する場合、式(1)のピリジン誘導体は、発光層、正孔輸送層、および電子輸送層のいずれか１層、または２層以上に含有させることができる。
【００７５】
このうち、発光層に式(1)のピリジン誘導体を含有させる場合、当該発光層としては、式(1)のピリジン誘導体をホスト材料として用いて形成した層中に、ゲスト材料として、リン光性または蛍光性を有する発光材料を分散させた構造を有する層等が挙げられる。かかる構造を有する発光層は、式(1)のピリジン誘導体を、真空蒸着法等の気相成長法や、当該式(1)のピリジン誘導体を含む溶液を塗布して乾燥させる溶液塗布法等の、種々の成膜法によって膜化した後、発光材料をドーピングして形成することができる。
【００７６】
先に説明したように、式(1)で表されるピリジン誘導体は、ホスト材料としてのエネルギーレベルが高く、かつ成膜性に優れると共に、熱安定性に優れていることから、上記の構造を有する発光層を含む、積層構造の電界発光層を備えた有機ＥＬ素子は、発光効率、発光輝度が高く、かつ耐久性に優れたものとなる。また、式(1)のピリジン誘導体として、前記式(11-1)〜(14-1)のいずれかで表される化合物等の、Ａｒ1〜Ａｒ4に相当するアリール基がいずれもフェニル基である化合物など、青色の発光スペクトルを有する化合物を選択して、ゲスト材料としての青色発光の発光材料と組み合わせれば、赤色や緑色などの他の色の素子と同等レベルの高い発光効率および発光輝度を有する青色発光の有機ＥＬ素子を形成することもできる。式(1)で表されるピリジン誘導体、および発光材料は、発光の波長等を調整するために、それぞれ、２種以上を併用してもよい。
【００７７】
発光層における、発光材料の含有割合は、式(1)のピリジン誘導体と発光材料との総量の０．１〜３０重量％であるのが好ましく、０．１〜１０重量％であるのがさらに好ましい。発光材料の含有割合がこの範囲未満では、素子の発光効率および発光輝度が低下して、十分な発光が得られないおそれがあり、この範囲を超える場合には、相対的に、式(1)のピリジン誘導体の量が不足するため、却って、素子の発光効率および発光輝度が低下して、十分な発光が得られないおそれがある。また、素子の耐久性が低下するおそれもある。
【００７８】
発光材料としては、リン光性もしくは蛍光性を有する種々の、有機金属錯体や有機金属化合物等がいずれも使用可能である。リン光性の発光材料としては、例えば、イリジウム（Ｉｒ）、白金（Ｐｔ）、ルテニウム（Ｒｕ）、オスミウム（Ｏｓ）等の白金族元素や、金（Ａｕ）を含む有機金属錯体が挙げられる。このうち、白金を含む有機金属錯体としては、例えば、２，３，７，８，１２，１３，１７，１８−オクタエチル−１２Ｈ，２３Ｈ−ポルフィリン白金、〔２−（４′，６′−ジフルオロフェニル）−ピリジナト−Ｎ，Ｃ2′〕白金等が挙げられる。
【００７９】
また、イリジウムを含む有機金属錯体としては、例えば、式(21)で表されるイリジウム(III)ビス〔（４，６−ジフルオロフェニル）−ピリジナト−Ｎ，Ｃ2′〕ピコリナート〈ＦＩｒｐｉｃ〉、式(22)で表されるイリジウム(III)ビス（４′，６′−ジフルオロフェニルピリジナト）テトラキス（１−ピラゾリル）ボラート〈ＦＩｒ６〉、式(23)で表されるビス〔２−（３，５−ビストリフルオロメチル−フェニル）−ピリジナト−Ｎ，Ｃ2′〕イリジウム(III)ピコリナート〈（ＣＦ3ｐｐｙ）2Ｉｒ（ｐｉｃ）〉〔以上、青色発光〕、式(24)で表されるｆａｃ−トリス−（２−フェニルピリジン）イリジウム(III)〈Ｉｒ（ｐｐｙ）3〉、式(25)で表されるビス（２−フェニルピリジン）イリジウム(III)アセチルアセトナート〈Ｐｐｙ2Ｉｒ（ａｃａｃ）〉〔以上、緑色発光〕、式(26)で表されるビス（２−フェニルベンゾチアゾラト−Ｎ，Ｃ2′）イリジウム(III)アセチルアセトナート〈Ｂｔ2Ｉｒ（ａｃａｃ）〉〔黄色発光〕、式(27)で表されるビス〔２−（２′−ベンゾ（４，５−ａ）チエニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ3′〕イリジウム(III)アセチルアセトナート〈Ｂｔｐ2Ｉｒ（ａｃａｃ）〉、式(28)で表されるイリジウム(III)ビス（ジベンゾ[ｆ，ｈ]キノザリン）アセチルアセトナート〈Ｉｒ（ＤＢＱ）2（ａｃａｃ）〉〔以上、赤色発光〕等が挙げられる。
【００８０】
【化２６】
2006040915.tif 000027
【００８１】
【化２７】
2006040915.tif 000028
【００８２】
【化２８】
2006040915.tif 000029
【００８３】
【化２９】
2006040915.tif 000030
【００８４】
【化３０】
2006040915.tif 000031
【００８５】
【化３１】
2006040915.tif 000032
【００８６】
【化３２】
2006040915.tif 000033
【００８７】
【化３３】
2006040915.tif 000034
【００８８】
また、蛍光性の発光材料としては、例えば、式(29)で表されるトリス（８−キノリノラート）アルミニウム(III)錯体〈Ａｌｑ3〉〔緑色発光〕等が挙げられる。
【００８９】
【化３４】
2006040915.tif 000035
【００９０】
また、発光層には、当該発光層の発光波長を調整するために、レーザー色素等をドーピングすることもできる。レーザー色素としては、例えば、式(31)で表される４−（ジシアノメチレン）−２−メチル−６−（ユロリジン−４−イル−ビニル）−４Ｈ−ピラン〈ＤＣＭ２〉〔赤色発光〕、式(32)で表されるクマリン６〔緑色発光〕、式(33)で表されるペリレン〔青色発光〕等が挙げられる。
【００９１】
【化３５】
2006040915.tif 000036
【００９２】
【化３６】
2006040915.tif 000037
【００９３】
【化３７】
2006040915.tif 000038
【００９４】
発光層の膜厚は、１〜５０ｎｍであるのが好ましく、５〜３０ｎｍであるのがさらに好ましい。発光層の膜厚がこの範囲未満では、発光効率が低下するおそれがあり、逆に、この範囲を超える場合には、駆動電圧が上昇するおそれがある。
発光層と共に、積層構造の電界発光層を構成する他の層としては、発光層と陰極との間に設けられる電子輸送層や、発光層と陽極との間に設けられる正孔輸送層等が挙げられる。このうち、電子輸送層を形成する電子輸送材料としては、例えば、式(41)で表される２−(４′−ｔ−ブチルフェニル)−５−（４″−ビフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール〈ＰＢＤ〉、式(42)で表される３−（４−ビフェニルイル）−４−フェニル−５−（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，２，４−トリアゾール〈ＴＡＺ〉、式(43)で表される４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントリロン〈Ｂｐｈｅｎ〉、式(44)で表される２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントリロン〈ＢＣＰ〉、式(45)で表されるビス（２−メチル−８−キノリノラート−Ｎ１，Ｏ８）−（１，１′−ビフェニル−４−オラート）アルミニウム〈ＢＡｌＱ2〉等が挙げられる。また、前記式(29)で表されるＡｌｑ3も、電子輸送材料として使用することができる。
【００９５】
【化３８】
2006040915.tif 000039
【００９６】
【化３９】
2006040915.tif 000040
【００９７】
【化４０】
2006040915.tif 000041
【００９８】
【化４１】
2006040915.tif 000042
【００９９】
【化４２】
2006040915.tif 000043
【０１００】
電子輸送層は単層であってもよいし、本来的な意味の電子輸送層と、それを補助する電子注入層、正孔阻止層等との積層構造を有していてもよい。このうち、電子注入層は、電子輸送層と陰極との間に設けられて、陰極から電子輸送層への電子の注入を補助するための層であって、上記例示の各種電子輸送材料のうち、特に、電子の注入を補助する機能に優れた、上記式(45)で表されるＢＡｌＱ2等によって形成するのが好ましい。
【０１０１】
また、正孔阻止層は、電子輸送層と発光層との間に設けられて、陽極から発光層に注入された正孔が、電子と再結合せずに陰極に逃げるのを阻止するための層であって、上記例示の各種電子輸送材料のうち、特に、正孔を阻止する機能に優れた、上記式(42)で表されるＴＡＺや、式(43)で表されるＢｐｈｅｎ、式(44)で表されるＢＣＰ等によって形成するのが好ましい。
【０１０２】
単層の電子輸送層や、積層構造の電子輸送層を構成する各層は、それぞれ、真空蒸着法等の気相成長法や、溶液塗布法等によって形成することができる。また、単層の電子輸送層の膜厚は、１〜５０ｎｍであるのが好ましく、５〜２０ｎｍであるのがさらに好ましい。電子輸送層の膜厚がこの範囲未満では、電子注入効率が不十分になったり、正孔の閉じ込め効果が不十分になったりするおそれがあり、逆に、この範囲を超える場合には、駆動電圧が上昇するおそれがある。
【０１０３】
また、積層構造の電子輸送層のうち、本体としての電子輸送層の膜厚は、１〜２０ｎｍであるのが好ましく、５〜１０ｎｍであるのがさらに好ましい。電子輸送層の膜厚がこの範囲未満では、電子注入効率が不十分になったり、正孔の閉じ込め効果が不十分になったりするおそれがあり、逆に、この範囲を超える場合には、駆動電圧が上昇するおそれがある。
【０１０４】
また、電子注入層の膜厚は、１〜５０ｎｍであるのが好ましく、５〜２０ｎｍであるのがさらに好ましい。電子注入層の膜厚がこの範囲未満では、当該電子注入層による、陰極から電子輸送層に電子を注入する効果が十分に得られないおそれがあり、逆に、この範囲を超える場合には、駆動電圧が上昇するおそれがある。
さらに、正孔阻止層の膜厚は、１〜５０ｎｍであるのが好ましく、５〜２０ｎｍであるのがさらに好ましい。正孔阻止層の膜厚がこの範囲未満では、当該正孔阻止層による、正孔が陰極に逃げるのを阻止する効果が十分に得られないおそれがあり、逆に、この範囲を超える場合には、駆動電圧が上昇するおそれがある。
【０１０５】
発光層と共に積層構造の電界発光層を構成する正孔輸送層のもとになる正孔輸送材料としては、例えば、式(51)で表される４，４′−ジ（Ｎ−カルバゾリル）ビフェニル〈ＣＢＰ〉、式(52)で表されるＮ，Ｎ′−ジフェニル−Ｎ，Ｎ′−ビス（３−メチルフェニル）−１，１′−ビフェニル−４，４′−ジアミン〈ＴＰＤ〉、式(53)で表される４，４′−ビス〔Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ〕ビフェニル〈α−ＮＰＤ〉、式(54)で表される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〈ｍ−ＭＴＤＡＴＡ〉等が挙げられる。
【０１０６】
【化４３】
2006040915.tif 000044
【０１０７】
【化４４】
2006040915.tif 000045
【０１０８】
【化４５】
2006040915.tif 000046
【０１０９】
【化４６】
2006040915.tif 000047
【０１１０】
正孔輸送層は単層であってもよいし、本来的な意味の正孔輸送層と、それを補助する正孔注入層、電子阻止層等との積層構造を有していてもよい。このうち、正孔注入層は、正孔輸送層と陽極との間に設けられて、陽極から正孔輸送層への電子の注入を補助するための層であって、特に、正孔の注入を補助する機能に優れた、上記式(51)〜(54)で表される各化合物や、式(55)で表される銅フタロシアニン（ＣｕＰＣ）等によって形成するのが好ましい。
【０１１１】
【化４７】
2006040915.tif 000048
【０１１２】
また、電子阻止層は、正孔輸送層と発光層との間に設けられて、陰極から発光層に注入された電子が、正孔と再結合せずに陽極に逃げるのを阻止するための層であって、特に、正孔を阻止する機能に優れた、式(56)で表される１，３−ジ（Ｎ−カルバゾリル）フェニル（ｍＣＰ）等によって形成するのが好ましい。
【０１１３】
【化４８】
2006040915.tif 000049
【０１１４】
単層の正孔輸送層や、積層構造の正孔輸送層を構成する各層は、それぞれ、真空蒸着法等の気相成長法や、溶液塗布法等によって形成することができる。また、単層の正孔輸送層の膜厚は、１〜５０ｎｍであるのが好ましく、５〜２０ｎｍであるのがさらに好ましい。正孔輸送層の膜厚がこの範囲未満では、正孔注入効率が低下するおそれがあり、逆に、この範囲を超える場合には、駆動電圧が上昇するおそれがある。
【０１１５】
また、積層構造の正孔輸送層のうち、本体としての正孔輸送層の膜厚は、１〜２０ｎｍであるのが好ましく、５〜１０ｎｍであるのがさらに好ましい。正孔輸送層の膜厚がこの範囲未満では、正孔注入効率が低下するおそれがあり、逆に、この範囲を超える場合には、駆動電圧が上昇するおそれがある。
また、正孔注入層の膜厚は、１〜５０ｎｍであるのが好ましく、５〜２０ｎｍであるのがさらに好ましい。正孔注入層の膜厚がこの範囲未満では、当該正孔注入層による、陽極から正孔輸送層に正孔を注入する効果が十分に得られないおそれがあり、逆に、この範囲を超える場合には、駆動電圧が上昇するおそれがある。
【０１１６】
さらに、電子阻止層の膜厚は、１〜５０ｎｍであるのが好ましく、２〜５０ｎｍであるのがさらに好ましい。電子阻止層の膜厚がこの範囲未満では、当該電子阻止層による、電子が陽極に逃げるのを阻止する効果が十分に得られないおそれがあり、逆に、この範囲を超える場合には、駆動電圧が上昇するおそれがある。
積層構造を有する電界発光層のうち、電子輸送層に式(1)のピリジン誘導体を含有させる場合、当該電子輸送層としては、式(1)のピリジン誘導体を、真空蒸着法等の気相成長法や、溶液塗布法等によって膜化した層が挙げられる。
【０１１７】
先に説明したように、式(1)で表されるピリジン誘導体が、電子輸送能に優れ、かつ成膜性に優れると共に、熱安定性に優れていることから、上記の構造を有する電子輸送層を含む、積層構造の電界発光層を備えた有機ＥＬ素子は、発光効率、発光輝度が高く、かつ耐久性に優れたものとなる。
式(1)のピリジン誘導体を含有する上記の電子輸送層は、単層で、発光層や正孔輸送層と組み合わせて電界発光層を構成してもよいし、先に説明した電子注入層や正孔阻止層と組み合わせて積層構造の電子輸送層として、発光層や正孔輸送層と組み合わせて電界発光層を構成してもよい。また、式(1)のピリジン誘導体は、正孔を阻止する機能にも優れることから、当該式(1)のピリジン誘導体を含む正孔阻止層を、他の電子輸送材料からなる電子輸送層等と組み合わせて積層構造の電子輸送層を形成し、それを、発光層や正孔輸送層と組み合わせて電界発光層を構成してもよい。
【０１１８】
電子輸送層と組み合わせる発光層としては、前記の、式(1)のピリジン誘導体を含む発光層が挙げられる他、従来公知の種々の構成を有する発光層を組み合わせることもできる。
すなわち、式(51)で表されるＣＢＰや、式(56)で表されるｍＣＰ、あるいは式(57)：
【０１１９】
【化４９】
2006040915.tif 000050
【０１２０】
で表される２，２′−ジメチル−４，４′−ジ（Ｎ−カルバゾリル）ビフェニル〈ＣＤＢＰ〉等のフェニルカルバゾール誘導体、式(58)：
【０１２１】
【化５０】
2006040915.tif 000051
【０１２２】
で表されるジフェニルジ（ｏ−トリル）シラン〈ＵＧＨ１〉、式(59)：
【０１２３】
【化５１】
2006040915.tif 000052
【０１２４】
で表されるｐ−ビス（トリフェニルシリル）ベンゼン〈ＵＧＨ２〉等のアリールシラン化合物等をホスト材料として用いて形成した層中に、ゲスト材料として、前記例示の各種の発光材料を分散させた構造を有する発光層を組み合わせることができる。
また、正孔輸送層としては、前記例示の単層構造の、または積層構造の正孔輸送層を組み合わせることができる。
【０１２５】
式(1)のピリジン誘導体を含有する電子輸送層を含む電界発光層の具体例としては、当該電子輸送層と正孔輸送層の２層構造（正孔輸送層、電子輸送層はそれぞれ単層でも積層構造でもよい）で、いずれか一方が発光層を兼ねるものや、電子輸送層と発光層と正孔輸送層の３層構造（正孔輸送層、電子輸送層はそれぞれ単層でも積層構造でもよい）を有するもの等が挙げられる。
【０１２６】
単層の電子輸送層の膜厚は、１〜５０ｎｍであるのが好ましく、２０〜５０ｎｍであるのがさらに好ましい。電子輸送層の膜厚がこの範囲未満では、電子注入効率が低下するおそれがあり、逆に、この範囲を超える場合には、駆動電圧が上昇するおそれがある。
また、積層構造の電子輸送層のうち、本体としての電子輸送層の膜厚は、１〜５０ｎｍであるのが好ましく、５〜２０ｎｍであるのがさらに好ましい。電子輸送層の膜厚がこの範囲未満では、電子注入効率が低下するおそれがありおそれがあり、逆に、この範囲を超える場合には、駆動電圧が上昇するおそれがある。
【０１２７】
式(1)のピリジン誘導体を含む単層の電界発光層は、前記積層構造の電界発光層に含まれる発光層と同様に構成することができる。すなわち、単層の電界発光層としては、式(1)のピリジン誘導体をホスト材料として用いて形成した層中に、ゲスト材料として、前記例示の各種の発光材料を分散させた構造を有する層等が挙げられる。
式(1)で表されるピリジン誘導体が、先に説明したように、ホスト材料としてのエネルギーレベルが高く、かつ成膜性に優れると共に、熱安定性に優れていることから、上記の構造を有する単層の電界発光層を備えた有機ＥＬ素子は、発光効率、発光輝度が高く、かつ耐久性に優れたものとなる。
【０１２８】
また、式(1)のピリジン誘導体として、前記式(11-1)〜(14-1)のいずれかで表される化合物等の、式(1)中のアリール基がフェニル基である化合物など、青色の発光スペクトルを有する化合物を選択して、ゲスト材料としての青色発光の発光材料と組み合わせれば、赤色や緑色などの他の色の素子と同等レベルの高い発光効率および発光輝度を有する青色発光の有機ＥＬ素子を形成することもできる。
【０１２９】
かかる構造を有する単層の電界発光層は、式(1)のピリジン誘導体を、真空蒸着法等の気相成長法や、当該式(1)のピリジン誘導体を含む溶液を塗布して乾燥させる溶液塗布法等の、種々の成膜法によって膜化した後、発光材料をドーピングして形成することができる。
単層の電界発光層における、発光材料の含有割合は、式(1)のピリジン誘導体と発光材料との総量の０．１〜３０重量％であるのが好ましく、０．１〜１０重量％であるのがさらに好ましい。発光材料の含有割合がこの範囲未満では、素子の発光効率および発光輝度が低下して、十分な発光が得られないおそれがあり、この範囲を超える場合には、相対的に、式(1)のピリジン誘導体の量が不足するため、却って、素子の発光効率および発光輝度が低下して、十分な発光が得られないおそれがある。また、素子の耐久性が低下するおそれもある。
【０１３０】
単層の電界発光層の膜厚は、１０〜２００ｎｍであるのが好ましく、５０〜１００ｎｍであるのがさらに好ましい。膜厚がこの範囲未満では、発光効率が低下するおそれがあり、逆に、この範囲を超える場合には、駆動電圧が上昇するおそれがある。
以上で説明した積層構造の電界発光層のうち、式(1)で表されるピリジン誘導体を含む層や、単層の電界発光層には、本発明の効果を阻害したり低下させたりしない範囲で、各層においてピリジン誘導体と同じ機能をする他の化合物を添加してもよい。すなわち、積層構造の電界発光層のうち発光層や正孔輸送層、単層構造の電界発光層には、式(1)のピリジン誘導体と共に、ホスト材料として機能する、式(51)、(56)〜(59)で表される化合物等を含有させてもよい。また、積層構造の電界発光層のうち電子輸送層には、式(1)のピリジン誘導体と共に、式(29)、(41)〜(44)で表される化合物を含有させてもよい。
【０１３１】
上記電界発光層と共に有機ＥＬ素子を構成する陰極としては、電界発光層への電子の注入効率を向上することを考慮すると、仕事関数の小さい材料からなるものが好ましく、例えば、マグネシウム、アルミニウム、リチウム、インジウム、マグネシウム−アルミニウム合金、マグネシウム−銀合金、アルミニウム−リチウム合金等からなる薄膜が、陰極として好適に使用される。また、陰極上には、銀等からなる保護層を形成してもよい。
【０１３２】
また、陽極としては、電界発光層への正孔の注入効率を向上することを考慮すると、逆に仕事関数の大きい材料からなるものが好ましい。また、電界発光層からの光を素子の外部へ効率よく取り出すことも併せて考慮すると、陰極としては、例えばインジウム−スズ複合酸化物（ＩＴＯ）からなる薄膜が好適に使用される。
【実施例】
【０１３３】
〈実施例１〉
ガラス基板上に、下記の各層を、順に、いずれも真空蒸着法によって成膜して、４層の積層構造を有する電界発光層を備えた有機ＥＬ素子を作製した。なお、発光層における発光材料のドーピング量（含有割合）は、式(11-1)で表される３Ｇ１−ピリジンと発光材料との総量の６重量％、または１０重量％とした。【０１３４】
陽極：厚み１１０ｎｍのＩＴＯ層。
正孔輸送層：厚み５０ｎｍの、式(53)で表されるα−ＮＰＤの層。
発光層：ホスト材料としての、式(11-1)で表される３Ｇ１−ピリジンからなる層中に、ゲスト材料（発光材料）として、式(24)で表されるＩｒ（ｐｐｙ）3をドーピングして形成した、厚み２０ｎｍの層。【０１３５】
正孔阻止層：厚み１０ｎｍの、式(44)で表されるＢＣＰの層。
電子輸送層：厚み３０ｎｍの、式(29)で表されるＡｌｑ3の層。
陰極：厚み１００ｎｍの、マグネシウム−銀合金の層。
保護層：厚み１０ｎｍの銀の層。
上記有機ＥＬ素子の、陰極および陽極を直流電源に接続して、室温（２３±１℃）の大気中で、電界発光層に直流電圧を印加して発光させたところ、発光材料のドーピング量を６重量％としたものは、図１〜３に示す結果が、また、ドーピング量を１０重量％としたものは、図４〜６に示す結果が得られた。なお、図１、４は、印加電圧と電流密度との関係を示すグラフ、図２、５は、電流密度と外部量子効率との関係を示すグラフ、図３、６は、素子の発光スペクトルを測定した結果を示すグラフである。これらの図から明らかなように、実施例１の構成によれば、発光材料のドーピング量が６重量％であっても、有機ＥＬ素子を、外部量子効率が１０％に近い、高い発光効率で、緑色に発光できること、発光材料のドーピング量を１０重量％に増加させれば、発光効率をさらに向上できることが確認された。【０１３６】
〈実施例２〉
ガラス基板上に、下記の各層を、順に、いずれも真空蒸着法によって成膜して、４層の積層構造を有する電界発光層を備えた有機ＥＬ素子を作製した。なお、発光層における発光材料のドーピング量（含有割合）は、式(11-1)で表される３Ｇ１−ピリジンと発光材料との総量の１０重量％とした。【０１３７】
陽極：厚み１１０ｎｍのＩＴＯ層。
正孔輸送層：厚み５０ｎｍの、式(52)で表されるＴＰＤの層。
発光層：ホスト材料としての、式(11-1)で表される３Ｇ１−ピリジンからなる層中に、ゲスト材料（発光材料）として、式(24)で表されるＩｒ（ｐｐｙ）3をドーピングして形成した、厚み２０ｎｍの層。【０１３８】
正孔阻止層：厚み１０ｎｍの、式(44)で表されるＢＣＰの層。
電子輸送層：厚み３０ｎｍの、式(29)で表されるＡｌｑ3の層。
陰極：厚み１００ｎｍの、マグネシウム−銀合金の層。
保護層：厚み１０ｎｍの銀の層。
上記有機ＥＬ素子の、陰極および陽極を直流電源に接続して、室温（２３±１℃）の大気中で、電界発光層に直流電圧を印加して発光させたところ、図７〜９に示す結果が得られた。なお、図７は、印加電圧と電流密度との関係を示すグラフ、図８は、電流密度と外部量子効率との関係を示すグラフ、図９は、素子の発光スペクトルを測定した結果を示すグラフである。これらの図から明らかなように、実施例２の構成によれば、有機ＥＬ素子を、外部量子効率が１０％を超える、高い発光効率で、緑色に発光できることが確認された。【０１３９】
〈実施例３〉
ガラス基板上に、下記の各層を、順に、いずれも真空蒸着法によって成膜して、３層の積層構造を有する電界発光層を備えた有機ＥＬ素子を作製した。なお、発光層における発光材料のドーピング量（含有割合）は、式(11-1)で表される３Ｇ１−ピリジンと発光材料との総量の１０重量％とした。【０１４０】
陽極：厚み１１０ｎｍのＩＴＯ層。
正孔輸送層：厚み５０ｎｍの、式(52)で表されるＴＰＤの層。
発光層：ホスト材料としての、式(11-1)で表される３Ｇ１−ピリジンからなる層中に、ゲスト材料（発光材料）として、式(24)で表されるＩｒ（ｐｐｙ）3をドーピングして形成した、厚み２０ｎｍの層。【０１４１】
電子輸送層：厚み４０ｎｍの、式(43)で表されるＢｐｈｅｎの層。
陰極：厚み１００ｎｍの、マグネシウム−銀合金の層。
保護層：厚み１０ｎｍの銀の層。
上記有機ＥＬ素子の、陰極および陽極を直流電源に接続して、室温（２３±１℃）の大気中で、電界発光層に直流電圧を印加して発光させたところ、図１０〜１２に示す結果が得られた。なお、図１０は、印加電圧と電流密度との関係を示すグラフ、図１１は、電流密度と外部量子効率との関係を示すグラフ、図１２は、素子の発光スペクトルを測定した結果を示すグラフである。これらの図から明らかなように、実施例３の構成によれば、有機ＥＬ素子を、外部量子効率が１０％に近い、高い発光効率で、緑色に発光できることが確認された。【０１４２】
〈実施例４〉
ガラス基板上に、下記の各層を、順に、いずれも真空蒸着法によって成膜して、４層の積層構造を有する電界発光層を備えた有機ＥＬ素子を作製した。なお、発光層における発光材料のドーピング量（含有割合）は、式(12-1)で表される２，６Ｇ１−ピリジンと発光材料との総量の６重量％とした。【０１４３】
陽極：厚み１１０ｎｍのＩＴＯ層。
正孔輸送層：厚み５０ｎｍの、式(53)で表されるα−ＮＰＤの層。
発光層：ホスト材料としての、式(12-1)で表される２，６Ｇ１−ピリジンからなる層中に、ゲスト材料（発光材料）として、式(24)で表されるＩｒ（ｐｐｙ）3をドーピングして形成した、厚み２０ｎｍの層。【０１４４】
正孔阻止層：厚み１０ｎｍの、式(44)で表されるＢＣＰの層。
電子輸送層：厚み３０ｎｍの、式(29)で表されるＡｌｑ3の層。
陰極：厚み１００ｎｍの、マグネシウム−銀合金の層。
保護層：厚み１０ｎｍの銀の層。
上記有機ＥＬ素子の、陰極および陽極を直流電源に接続して、室温（２３±１℃）の大気中で、電界発光層に直流電圧を印加して発光させたところ、図１３〜１５に示す結果が得られた。なお、図１３は、印加電圧と電流密度との関係を示すグラフ、図１４は、電流密度と外部量子効率との関係を示すグラフ、図１５は、素子の発光スペクトルを測定した結果を示すグラフである。これらの図から明らかなように、実施例４の構成によれば、有機ＥＬ素子を、外部量子効率が１０％に近い、高い発光効率で、緑色に発光できることが確認された。【０１４５】
〈実施例５〉
ガラス基板上に、下記の各層を、順に、いずれも真空蒸着法によって成膜して、４層の積層構造を有する電界発光層を備えた有機ＥＬ素子を作製した。なお、発光層における発光材料のドーピング量（含有割合）は、式(13-1)で表される２，２′Ｇ１−ピリジンと発光材料との総量の６重量％とした。【０１４６】
陽極：厚み１１０ｎｍのＩＴＯ層。
正孔輸送層：厚み５０ｎｍの、式(53)で表されるα−ＮＰＤの層。
発光層：ホスト材料としての、式(13-1)で表される２，２′Ｇ１−ピリジンからなる層中に、ゲスト材料（発光材料）として、式(24)で表されるＩｒ（ｐｐｙ）3をドーピングして形成した、厚み２０ｎｍの層。【０１４７】
正孔阻止層：厚み１０ｎｍの、式(44)で表されるＢＣＰの層。
電子輸送層：厚み３０ｎｍの、式(29)で表されるＡｌｑ3の層。
陰極：厚み１００ｎｍの、マグネシウム−銀合金の層。
保護層：厚み１０ｎｍの銀の層。
上記有機ＥＬ素子の、陰極および陽極を直流電源に接続して、室温（２３±１℃）の大気中で、電界発光層に直流電圧を印加して発光させたところ、図１６〜１８に示す結果が得られた。なお、図１６は、印加電圧と電流密度との関係を示すグラフ、図１７は、電流密度と外部量子効率との関係を示すグラフ、図１８は、素子の発光スペクトルを測定した結果を示すグラフである。これらの図から明らかなように、実施例５の構成によれば、有機ＥＬ素子を、外部量子効率が１０％に近い、高い発光効率で、緑色に発光できることが確認された。【０１４８】
〈実施例６〉
ガラス基板上に、下記の各層を、順に、いずれも真空蒸着法によって成膜して、４層の積層構造を有する電界発光層を備えた有機ＥＬ素子を作製した。なお、発光層における発光材料のドーピング量（含有割合）は、式(11-1)で表される３Ｇ１−ピリジンと発光材料との総量の１０重量％とした。【０１４９】
陽極：厚み１１０ｎｍのＩＴＯ層。
正孔輸送層：厚み４０ｎｍの、式(53)で表されるα−ＮＰＤの層。
電子阻止層：厚み１０ｎｍの、式(56)で表されるｍＣＰの層。
発光層：ホスト材料としての、式(11-1)で表される３Ｇ１−ピリジンからなる層中に、ゲスト材料（発光材料）として、式(21)で表されるＦＩｒｐｉｃをドーピングして形成した、厚み２０ｎｍの層。【０１５０】
電子輸送層：厚み４０ｎｍの、式(43)で表されるＢｐｈｅｎの層。
陰極：厚み１００ｎｍの、マグネシウム−銀合金の層。
保護層：厚み１０ｎｍの銀の層。
上記有機ＥＬ素子の、陰極および陽極を直流電源に接続して、室温（２３±１℃）の大気中で、電界発光層に直流電圧を印加して発光させたところ、図１９〜２１に示す結果が得られた。なお、図１９は、印加電圧と電流密度との関係を示すグラフ、図２０は、電流密度と外部量子効率との関係を示すグラフ、図２１は、素子の発光スペクトルを測定した結果を示すグラフである。これらの図から明らかなように、実施例６の構成によれば、有機ＥＬ素子を、外部量子効率が１０％を超える、高い発光効率で、青色に発光できることが確認された。【０１５１】
〈実施例７〉
ガラス基板上に、下記の各層を、順に、いずれも真空蒸着法によって成膜して、５層の積層構造を有する電界発光層を備えた有機ＥＬ素子を作製した。なお、発光層における発光材料のドーピング量（含有割合）は、式(11-1)で表される３Ｇ１−ピリジンと発光材料との総量の１０重量％とした。【０１５２】
陽極：厚み１１０ｎｍのＩＴＯ層。
正孔輸送層：厚み４０ｎｍの、式(53)で表されるα−ＮＰＤの層。
電子阻止層：厚み１０ｎｍの、式(56)で表されるｍＣＰの層。
発光層：ホスト材料としての、式(11-1)で表される３Ｇ１−ピリジンからなる層中に、ゲスト材料（発光材料）として、式(21)で表されるＦＩｒｐｉｃをドーピングして形成した、厚み２０ｎｍの層。【０１５３】
正孔阻止層：厚み１０ｎｍの、式(11-1)で表される３Ｇ１−ピリジンの層
電子輸送層：厚み３０ｎｍの、式(29)で表されるＡｌｑ3の層。
陰極：厚み１００ｎｍの、マグネシウム−銀合金の層。
保護層：厚み１０ｎｍの銀の層。
上記有機ＥＬ素子の、陰極および陽極を直流電源に接続して、室温（２３±１℃）の大気中で、電界発光層に直流電圧を印加して発光させたところ、図２２〜２４に示す結果が得られた。なお、図２２は、印加電圧と電流密度との関係を示すグラフ、図２３は、電流密度と外部量子効率との関係を示すグラフ、図２４は、素子の発光スペクトルを測定した結果を示すグラフである。これらの図から明らかなように、実施例７の構成によれば、有機ＥＬ素子を、外部量子効率が１０％に近い、高い発光効率で、青色に発光できることが確認された。【０１５４】
〈比較例１〉
ガラス基板上に、下記の各層を、順に、いずれも真空蒸着法によって成膜して、４層の積層構造を有する電界発光層を備えた有機ＥＬ素子を作製した。なお、発光層における発光材料のドーピング量（含有割合）は、式(51)で表されるＣＢＰと発光材料との総量の６重量％とした。【０１５５】
陽極：厚み１１０ｎｍのＩＴＯ層。
正孔注入層：厚み１０ｎｍの、式(55)で表されるＣｕＰＣの層。
正孔輸送層：厚み３０ｎｍの、式(53)で表されるα−ＮＰＤの層。
発光層：ホスト材料としての、式(51)で表されるＣＢＰからなる層中に、ゲスト材料（発光材料）として、式(21)で表されるＦＩｒｐｉｃをドーピングして形成した、厚み３０ｎｍの層。【０１５６】
電子輸送層：厚み３０ｎｍの、式(45)で表されるＢＡｌｑ2からなる層。
陰極：厚み１００ｎｍの、フッ化リチウムからなる層。
陰極：厚み１００ｎｍのアルミニウムの層。
上記有機ＥＬ素子の、陰極および陽極を直流電源に接続して、室温（２３±１℃）の大気中で、電界発光層に直流電圧を印加して発光させたところ、図２５に示す結果が得られた。なお、図２５は、電流密度と外部量子効率との関係を示すグラフである。図から明らかなように、比較例１の構成によれば、有機ＥＬ素子を、外部量子効率が５．７％程度という低い発光効率でしか発光できないことが確認された。
【図１】
2006040915.tif 000067
【図２】
2006040915.tif 000068
【図３】
2006040915.tif 000069
【図４】
2006040915.tif 000070
【図５】
2006040915.tif 000071
【図６】
2006040915.tif 000072
【図７】
2006040915.tif 000073
【図８】
2006040915.tif 000074
【図９】
2006040915.tif 000075
【図１０】
2006040915.tif 000076
【図１１】
2006040915.tif 000077
【図１２】
2006040915.tif 000078
【図１３】
2006040915.tif 000079
【図１４】
2006040915.tif 000080
【図１５】
2006040915.tif 000081
【図１６】
2006040915.tif 000082
【図１７】
2006040915.tif 000083
【図１８】
2006040915.tif 000084
【図１９】
2006040915.tif 000085
【図２０】
2006040915.tif 000086
【図２１】
2006040915.tif 000087
【図２２】
2006040915.tif 000088
【図２３】
2006040915.tif 000089
【図２４】
2006040915.tif 000090
【図２５】
2006040915.tif 000091
【手続補正書】
【提出日】平成18年7月21日(2006.7.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】請求の範囲
【請求項１】２層以上の積層構造を有する電界発光層と、この電界発光層に電子を注入するための陰極と、電界発光層に正孔を注入するための陽極とを備える有機エレクトロルミネッセンス素子であって、電界発光層が、発光材料をゲスト材料、式（１）：
【化５７】
2006040915.tif 000092
〔式中、Ａｒ１は置換基を有してもよいアリール基を示し、ｍは１〜５の整数を示す。ｍが２以上の整数であるとき、各々のＡｒ１は同じでも異なってもよい。Φは、式（１ａ）：
【化５８】
2006040915.tif 000093
（式中、Ａｒ２は置換基を有してもよいアリール基を示し、ｐは１〜５の整数を示す。ｐが２以上の整数であるとき、各々のＡｒ２は同じでも異なってもよい。）
または、式（１ｂ）：
【化５９】
2006040915.tif 000094
（式中、Ａｒ３は置換基を有してもよいアリール基を示し、ｑは１〜５の整数を示す。ｑが２以上の整数であるとき、各々のＡｒ３は同じでも異なってもよい。）
で表される基を示し、ｎは０〜２の整数を示す。ｎが２であるとき、各々のΦは同じでも異なってもよい。〕
で表されるピリジン誘導体をホスト材料として含有する発光層と、前記発光層と陰極との間に設けられる電子輸送層と、発光層と陽極との間に設けられる正孔輸送層と、
下記（ａ）および（ｂ）のうちの少なくとも一方の層：
（ａ）  電子輸送層と発光層との間に設けられる正孔阻止層、
（ｂ）  正孔輸送層と発光層との間に設けられる電子阻止層、
とを有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項２】ピリジン誘導体が、式（１）中のＡｒ１がフェニル基、ｍが４で、かつ、ｎが０である化合物である請求項１記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項３】ピリジン誘導体が、式（１１−１）：
【化６０】
2006040915.tif 000095
で表される化合物、および、式（１１−２）：
【化６１】
2006040915.tif 000096
で表される化合物からなる群より選ばれた少なくとも１種である請求項２記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項４】単層の、または２層以上の積層構造を有する電界発光層と、この電界発光層に電子を注入するための陰極と、電界発光層に正孔を注入するための陽極とを備える有機エレクトロルミネッセンス素子であって、電界発光層が、式（１）：
【化６２】
2006040915.tif 000097
〔式中、Ａｒ１はフェニル基、ｍは４、ｎは１、Φは式（１ａ）：
【化６３】
2006040915.tif 000098
（式中、Ａｒ２はフェニル基、ｐは４である。）で表される基を示す。〕
で表されるピリジン誘導体を含有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項５】ピリジン誘導体が、式（１２−１）：
【化６４】
2006040915.tif 000099
で表される化合物、および、式（１２−２）：
【化６５】
2006040915.tif 000100
で表される化合物からなる群より選ばれた少なくとも１種である請求項４記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項６】２層以上の積層構造を有する電界発光層と、この電界発光層に電子を注入するための陰極と、電界発光層に正孔を注入するための陽極とを備える有機エレクトロルミネッセンス素子であって、電界発光層が、発光材料をゲスト材料、式（１）：
【化６６】
2006040915.tif 000101
〔式中、Ａｒ１はフェニル基、ｍは４、ｎは１、Φは式（１ｂ）：
【化６７】
2006040915.tif 000102
（式中、Ａｒ３はフェニル基、ｑは４である。）で表される基を示す。〕
で表されるピリジン誘導体をホスト材料として含有する発光層を有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項７】ピリジン誘導体が、式（１３−１）：
【化６８】
2006040915.tif 000103
で表される化合物である請求項６記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項８】単層の、または２層以上の積層構造を有する電界発光層と、この電界発光層に電子を注入するための陰極と、電界発光層に正孔を注入するための陽極とを備える有機エレクトロルミネッセンス素子であって、電界発光層が、式（１）：
【化６９】
2006040915.tif 000104
〔式中、Ａｒ１はフェニル基、ｍは４で、かつ、ｎが０であると共に、４つのＡｒ１のうちの２つに、式（１ｃ）：
【化７０】
2006040915.tif 000105
（式中、Ａｒ４はフェニル基、またはトリル基、ｒは４である。）で表される基が１つずつ置換している。〕
で表されるピリジン誘導体を含有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項９】ピリジン誘導体が、式（１４−１）：
【化７１】
2006040915.tif 000106
で表される化合物、および、式（１４−２）：
【化７２】
2006040915.tif 000107
で表される化合物からなる群より選ばれた少なくとも１種である請求項８記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１０】電界発光層が、発光材料をゲスト材料、式（１）で表されるピリジン誘導体をホスト材料として含有する発光層を含む、２層以上の積層構造を有する請求項４または８記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１１】発光層と共に積層構造の電界発光層を構成する他の層として、発光層と陰極との間に設けられる電子輸送層、および発光層と陽極との間に設けられる正孔輸送層のうちの少なくとも一方を備える請求項１０記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１２】電界発光層が、発光材料をゲスト材料、式（１）で表されるピリジン誘導体をホスト材料として含有する単層の発光層である請求項４または８記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１３】電界発光層が、式（１）で表されるピリジン誘導体を電子輸送材料として含有する電子輸送層を含む、２層以上の積層構造を有する請求項４または８記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１４】電子輸送層と共に積層構造の電界発光層を構成する他の層として、電子輸送層と陽極との間に設けられる発光層と、この発光層と陽極との間に設けられる正孔輸送層とを備える請求項１３記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１５】電子輸送層と共に積層構造の電界発光層を構成する他の層として、電子輸送層と陽極との間に設けられる正孔輸送層を備え、正孔輸送層と電子輸送層のうちの一方が発光層を兼ねる請求項１３記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１６】発光層と共に積層構造の電界発光層を構成する他の層として、発光層と陰極との間に設けられる電子輸送層、および発光層と陽極との間に設けられる正孔輸送層のうちの少なくとも一方を備える請求項６記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
2006040915.tif 000108
［００１２］
で表される４，４′−ジ（Ｎ−カルバゾリル）ビフェニル〈ＣＢＰ〉をホスト材料として用いて、このホスト材料からなる層中に、ゲスト材料として、式（２１）：
［００１３］
【化２】
2006040915.tif 000109
［００１４］
で表されるイリジウム（ＩＩＩ）ビス〔（４，６−ジ−フルオロフェニル）−ピリジナト−Ｎ，Ｃ２′〕ピコリナート〈ＦＩｒｐｉｃ〉を分散させた構造を有する発光層を備えた有機ＥＬ素子の量子効率は、後述する比較例１の結果からも明らかなように５．７％程度であり、発光効率の更なる向上が求められる。
また、有機ＥＬ素子は、長時間、発光させると発光輝度が大きく低下するという問題があり、安定性の向上と長寿命化も大きな課題である。そして、この課題を解決するために、電界発光層を構成する各層の耐久性を向上することも求められる。
［００１５］
本発明の目的は、発光効率、発光輝度および耐久性に優れた有機ＥＬ素子、特に、青色の発光効率、発光輝度を、他の色と同等まで向上し、しかも耐久性にも優れた有機ＥＬ素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
［００１６］
請求項１記載の発明は、２層以上の積層構造を有する電界発光層と、この電界発光層に電子を注入するための陰極と、電界発光層に正孔を注入する
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
ための陽極とを備える有機エレクトロルミネッセンス素子であって、電界発光層が、発光材料をゲスト材料、式（１）：
［００１７］
【化３】
2006040915.tif 000110
［００１８］
〔式中、Ａｒ１は置換基を有してもよいアリール基を示し、ｍは１〜５の整数を示す。ｍが２以上の整数であるとき、各々のＡｒ１は同じでも異なってもよい。Φは、式（１ａ）：
［００１９］
【化４】
2006040915.tif 000111
［００２０］
（式中、Ａｒ２は置換基を有してもよいアリール基を示し、ｐは１〜５の整数を示す。ｐが２以上の整数であるとき、各々のＡｒ２は同じでも異なってもよい。）
または、式（１ｂ）：
［００２１］
【化５】
2006040915.tif 000112
［００２２］
（式中、Ａｒ３は置換基を有してもよいアリール基を示し、ｑは１〜５の整数を示す。ｑが２以上の整数であるとき、各々のＡｒ３は同じでも異なってもよい。）
で表される基を示し、ｎは０〜２の整数を示す。ｎが２であるとき、各々のΦは同じでも異なってもよい。〕
で表されるピリジン誘導体をホスト材料として含有する発光層と、前記発光層と陰極との間に設けられる電子輸送層と、発光層と陽極との間に設けられる正孔輸送層と、
下記（ａ）および（ｂ）のうちの少なくとも一方の層：
（ａ）  電子輸送層と発光層との間に設けられる正孔阻止層、
（ｂ）  正孔輸送層と発光層との間に設けられる電子阻止層、
とを有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子である。
［００２３］
請求項２記載の発明は、ピリジン誘導体が、式（１）中のＡｒ１がフェニル基、ｍが４で、かつ、ｎが０である化合物である請求項１記載の有機エレクトロルミネッセンス素子で
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
ある。
請求項３記載の発明は、ピリジン誘導体が、式（１１−１）：
［００２４］
【化６】
2006040915.tif 000113
［００２５］
で表される化合物、および、式（１１−２）：
［００２６］
【化７】
2006040915.tif 000114
［００２７］
で表される化合物からなる群より選ばれた少なくとも１種である請求項２記載の有機エレクトロルミネッセンス素子である。
請求項４記載の発明は、単層の、または２層以上の積層構造を有する電界発光層と、この電界発光層に電子を注入するための陰極と、電界発光層に正孔を注入するための陽極とを備える有機エレクトロルミネッセンス素子であって、電界発光層が、式（１）：
［００２８］
【化８】
2006040915.tif 000115
〔式中、Ａｒ１はフェニル基、ｍは４、ｎは１、Φは式（１ａ）：
［００２９］
【化９】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
2006040915.tif 000116
（式中、Ａｒ２はフェニル基、ｐは４である。）で表される基を示す。〕
で表されるピリジン誘導体を含有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子である。
請求項５記載の発明は、ピリジン誘導体が、式（１２−１）：
［００３０］
【化１０】
2006040915.tif 000117
で表される化合物、および、式（１２−２）：
［００３１］
【化１１】
2006040915.tif 000118
［００３２］
で表される化合物からなる群より選ばれた少なくとも１種である請求項４記載の有機エレクトロルミネッセンス素子である。
請求項６記載の発明は、２層以上の積層構造を有する電界発光層と、この電界発光層に電子を注入するための陰極と、電界発光層に正孔を注入するための陽極とを備える有機エレクトロルミネッセンス素子であって、電界発光層が、発光材料をゲスト材料、式（１）：
［００３３］
【化１２】
2006040915.tif 000119
〔式中、Ａｒ１はフェニル基、ｍは４、ｎは１、Φは式（１ｂ）：
［００３４］
【化１３】
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
2006040915.tif 000120
（式中、Ａｒ３はフェニル基、ｑは４である。）で表される基を示す。〕
で表されるピリジン誘導体をホスト材料として含有する発光層を有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子である。
請求項７記載の発明は、ピリジン誘導体が、式（１３−１）：
［００３５］
【化１４】
2006040915.tif 000121
で表される化合物である請求項６記載の有機エレクトロルミネッセンス素子である。
請求項８記載の発明は、単層の、または２層以上の積層構造を有する電界発光層と、この電界発光層に電子を注入するための陰極と、電界発光層に正孔を注入するための陽極とを備える有機エレクトロルミネッセンス素子であって、電界発光層が、式（１）：
［００３６］
【化１５】
2006040915.tif 000122
〔式中、Ａｒ１はフェニル基、ｍは４で、かつ、ｎが０であると共に、４つのＡｒ１のうちの２つに、式（１ｃ）：
［００３７］
【化１６】
2006040915.tif 000123
（式中、Ａｒ４はフェニル基、またはトリル基、ｒは４である。）で表される基が１つずつ置換している。〕
で表されるピリジン誘導体を含有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子である。
請求項９記載の発明は、ピリジン誘導体が、式（１４−１）：
［００３８］
【化１７】
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
2006040915.tif 000124
［００３９］
で表される化合物、および、式（１４−２）：
［００４０］
【化１８】
2006040915.tif 000125
［００４１］
で表される化合物からなる群より選ばれた少なくとも１種である請求項８記載の有機エレクトロルミネッセンス素子である。
請求項１０記載の発明は、電界発光層が、発光材料をゲスト材料、式（１）で表される
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
ピリジン誘導体をホスト材料として含有する発光層を含む、２層以上の積層構造を有する請求項４または８記載の有機エレクトロルミネッセンス素子である。
［００４２］
請求項１１記載の発明は、発光層と共に積層構造の電界発光層を構成する他の層として、発光層と陰極との間に設けられる電子輸送層、および発光層と陽極との間に設けられる正孔輸送層のうちの少なくとも一方を備える請求項１０記載の有機エレクトロルミネッセンス素子である。
請求項１２記載の発明は、電界発光層が、発光材料をゲスト材料、式（１）で表されるピリジン誘導体をホスト材料として含有する単層の発光層である請求項４または８記載の有機エレクトロルミネッセンス素子である。
［００４３］
請求項１３記載の発明は、電界発光層が、式（１）で表されるピリジン誘導体を電子輸送材料として含有する電子輸送層を含む、２層以上の積層構造を有する請求項４または８記載の有機エレクトロルミネッセンス素子である。
請求項１４記載の発明は、電子輸送層と共に積層構造の電界発光層を構成する他の層として、電子輸送層と陽極との間に設けられる発光層と、この発光層と陽極との間に設けられる正孔輸送層とを備える請求項１３記載の有機エレクトロルミネッセンス素子である。
［００４４］
請求項１５記載の発明は、電子輸送層と共に積層構造の電界発光層を構成する他の層として、電子輸送層と陽極との間に設けられる正孔輸送層を備え、正孔輸送層と電子輸送層のうちの一方が発光層を兼ねる請求項１３記載の有機エレクトロルミネッセンス素子である。
請求項１６記載の発明は、発光層と共に積層構造の電界発光層を構成する他の層として、発光層と陰極との間に設けられる電子輸送層、および発光層と陽極との間に設けられる正孔輸送層のうちの少なくとも一方を備える請求項６記載の有機エレクトロルミネッセンス素子である。
【発明の効果】
［００４５］
発明者は、上記特許文献１にも記載されているように、分子中にピリジンの骨格を有するピリジン誘導体が電子輸送能を有することに着目し、このピリジン誘導体の構造をモディファイして、前記課題を解決することを検討したその結果、前記式（１）で表されるピリジン誘導体を使用すればよいことを見出した。
すなわち、式（１）のピリジン誘導体は、分子中に含まれるピリジン骨格が持つ電子吸引性によって、例えば、発光材料と共に発光層を形成するホスト材料として使用した際に、発光材料と、キャリヤのトラップとなるエキサイプレックスを形成しない。また、式
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
［００５０］
本発明の有機ＥＬ素子は、前記のように、２層以上の積層構造を有する電界発光層と、この電界発光層に電子を注入するための陰極と、電界発光層に正孔を注入するための陽極とを備え、電界発光層が、発光材料をゲスト材料、式（１）：
［００５１］
【化１９】
2006040915.tif 000126
［００５２］
〔式中、Ａｒ１は置換基を有してもよいアリール基を示し、ｍは１〜５の整数を示す。ｍが２以上の整数であるとき、各々のＡｒ１は同じでも異なってもよい。Φは、式（１ａ）：
［００５３］
【化２０】
2006040915.tif 000127
［００５４］
（式中、Ａｒ２は置換基を有してもよいアリール基を示し、ｐは１〜５の整数を示す。ｐが２以上の整数であるとき、各々のＡｒ２は同じでも異なってもよい。）
または、式（１ｂ）：
［００５５］
【化２１】
2006040915.tif 000128
［００５６］
（式中、Ａｒ３は置換基を有してもよいアリール基を示し、ｑは１〜５の整数を示す。ｑが２以上の整数であるとき、各々のＡｒ３は同じでも異なってもよい。）
で表される基を示し、ｎは０〜２の整数を示す。ｎが２であるとき、各々のΦは同じでも異なってもよい。〕
で表されるピリジン誘導体をホスト材料として含有する発光層と、前記発光層と陰極との間に設けられる電子輸送層と、発光層と陽極との間に設けられる正孔輸送層と、
下記（ａ）および（ｂ）のうちの少なくとも一方の層：
（ａ）  電子輸送層と発光層との間に設けられる正孔阻止層、
（ｂ）  正孔輸送層と発光層との間に設けられる電子阻止層、
とを有することを特徴とするものである。
本発明の他の有機ＥＬ素子は、２層以上の積層構造を有する電界発光層と、この電界発光層に電子を注入するための陰極と、電界発光層に正孔を注入するための陽極とを備え、電界発光層が、発光材料をゲスト材料、式（１）で表され、かつ、式（１）中のＡｒ１がフェニル基、ｍが４、ｎが１、Φが式（１ｂ）で表される基で、かつ、式（１ｂ）中のＡｒ３がフェニル基、ｑが４であるピリジン誘導体をホスト材料として含有する発光層を有することを特徴とするものである。
また、本発明のさらに他の有機ＥＬ素子は、単層の、または２層以上の積層構造を有する電界発光層と、この電界発光層に電子を注入するための陰極と、電界発光層に正孔を注入するための陽極とを備え、電界発光層が、前記式（１）で表され、かつ
（ｉ）  式（１）中のＡｒ１がフェニル基、ｍが４、ｎが１、Φが式（１ａ）で表される基で、かつ、式（１ａ）中のＡｒ２がフェニル基、ｐが４であるピリジン誘導体、または
（ｉｉｉ）  式（１）中のＡｒ１がフェニル基、ｍが４で、かつ、ｎが０であると共に、４つのＡｒ１のうちの２つに、式（１ｃ）で表され、式中のＡｒ４がフェニル基、またはトリル基、ｒが４である基が１つずつ置換したピリジン誘導体、
を含有することを特徴とするものである。
［００５７］
《ピリジン誘導体》
上記式（１）で表されるピリジン誘導体において、Ａｒ１〜Ａｒ３に相当するアリール基としては、例えばフェニル基、ナフチル基、ビフェニリル基、ｏ−テルフェニル基、アントリ
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
ル基、フェナントリル基等が挙げられる。また、Ａｒ１〜Ａｒ３に相当するアリール基に置換してもよい置換基としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｉ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｉ−ブチル基、ｓ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基等の、炭素数１〜６のアルキル基や、式（１ｃ）：
［００５８］
【化２２】
2006040915.tif 000129
［００５９］
（式中、Ａｒ４は置換基を有してもよいアリール基を示し、ｒは１〜５の整数を示す。ｒが２以上の整数であるとき、各々のＡｒ４は同じでも異なってもよい。）
で表される基が挙げられる。置換基は、１つのアリール基に対して１つ以上、置換することができる。Ａｒ４に相当するアリール基としては、前記と同じ基が挙げられる。また、Ａｒ４に相当するアリール基に置換してもよい置換基としては、前記と同じアルキル基が挙げられる。
［００６０］
なお、Ａｒ１〜Ａｒ４に相当するアリール基としては、前述したようにフェニル基が好ましく、その置換数ｍ、ｐ、ｑ、ｒは、前記１〜５の範囲内でも４〜５、特に４が好ましい。また、４つのフェニル基の置換位置は、式（１０）：
［００６１］
【化２３】
2006040915.tif 000130
［００６２］
に示すように、中心のフェニル基の２位、３位、４位および５位であるのが好ましい。つまり、式（１）のピリジン誘導体としては、ピリジンと、上記式（１０）で表される基（２，３，４，５−テトラフェニルフェニル基）を１つの繰り返し単位として１つ以上、有する化合物が好ましい。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
このような繰り返し単位を有するピリジン誘導体は、分子の非対称性が高いことから、結晶性が低く成膜性に優れる上、ピリジン骨格の電子吸引性によるエキサイプレックスの形成を防止する効果や、ピリジン骨格による、π電子共役系の形成を阻害する効果などに優れており、しかも、多数のフェニル基を有することから、ホスト材料としてのエネルギーレベルが高く、また、電子輸送材料としての電子輸送能にも優れている。しかも、分子量が大きく、熱安定性にも優れている。
［００６３］
式（１）で表されるピリジン誘導体の具体例としては、下記の各化合物が挙げられる。
式（１）中のＡｒ１がフェニル基、ｍが４で、かつ、ｎが０である、式（１１−１）で表される化合物〈３Ｇ１−ピリジン〉や、式（１１−２）で表される化合物〈２Ｇ１−ピリジン〉（いずれも、ピリジン１つと、式（１０）の繰り返し単位１つとを有するもの）。
［００６４］
【化２４】
2006040915.tif 000131
［００６５］
【化２５】
2006040915.tif 000132
［００６６］
式（１）中のＡｒ１がフェニル基、ｍが４、ｎが１、Φが式（１ａ）で表される基で、かつ、式（１ａ）中のＡｒ２がフェニル基、ｐが４である、式（１２−１）で表される化合物〈２，６Ｇ１−ピリジン〉や、式（１２−２）で表される化合物〈３，５Ｇ１−ピリジン〉（いずれも、ピリジン１つと、式（１０）の繰り返し単位２つとを有するもの）。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
［００６７］
【化２６】
2006040915.tif 000133
［００６８］
【化２７】
2006040915.tif 000134
［００６９］
式（１）中のＡｒ１がフェニル基、ｍが４、ｎが１、Φが式（１ｂ）で表される基で、かつ、式（１ｂ）中のＡｒ３がフェニル基、ｑが４である、式（１３−１）で表される化合物〈２，２′Ｇ１−ピリジン〉（ピリジン２つと、式（１０）の繰り返し単位２つとを有するもの）。
［００７０］
【化２８】
2006040915.tif 000135
［００７１］
式（１）中のＡｒ１がフェニル基、ｍが４で、かつ、ｎが０であると共に、４つのＡｒ１のうちの２つに、式（１ｃ）で表され、式中のＡｒ４がフェニル基、ｒが４である基が１つずつ置換した
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
、式（１４−１）で表される化合物〈３Ｇ２−ピリジン〉や、この３Ｇ２−ピリジンの最も外側のフェニル基に、置換基としてメチル基が１つずつ置換した、式（１４−２）で表される化合物〈３Ｇ２＊−ピリジン〉（いずれも、ピリジン１つと、式（１０）の繰り返し単位３つとを有するもの）。
［００７２］
【化２９】
2006040915.tif 000136
［００７３］
【化３０】
2006040915.tif 000137
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
総量の０．１〜３０重量％であるのが好ましく、０．１〜１０重量％であるのがさらに好ましい。発光材料の含有割合がこの範囲未満では、素子の発光効率および発光輝度が低下して、十分な発光が得られないおそれがあり、この範囲を超える場合には、相対的に、式（１）のピリジン誘導体の量が不足するため、却って、素子の発光効率および発光輝度が低下して、十分な発光が得られないおそれがある。また、素子の耐久性が低下するおそれもある。
［００７８］
発光材料としては、リン光性もしくは蛍光性を有する種々の、有機金属錯体や有機金属化合物等がいずれも使用可能である。リン光性の発光材料としては、例えば、イリジウム（Ｉｒ）、白金（Ｐｔ）、ルテニウム（Ｒｕ）、オスミウム（Ｏｓ）等の白金族元素や、金（Ａｕ）を含む有機金属錯体が挙げられる。このうち、白金を含む有機金属錯体としては、例えば、２，３，７，８，１２，１３，１７，１８−オクタエチル−１２Ｈ，２３Ｈ−ポルフィリン白金、〔２−（４′，６′−ジフルオロフェニル）−ピリジナト−Ｎ，Ｃ２′〕白金等が挙げられる。
［００７９］
また、イリジウムを含む有機金属錯体としては、例えば、式（２１）で表されるイリジウム（ＩＩＩ）ビス〔（４，６−ジフルオロフェニル）−ピリジナト−Ｎ，Ｃ２′〕ピコリナート〈ＦＩｒｐｉｃ〉、式（２２）で表されるイリジウム（ＩＩＩ）ビス（４′，６′−ジフルオロフェニルピリジナト）テトラキス（１−ピラゾリル）ボラート〈ＦＩｒ６〉、式（２３）で表されるビス〔２−（３，５−ビストリフルオロメチル−フェニル）−ピリジナト−Ｎ，Ｃ２′〕イリジウム（ＩＩＩ）ピコリナート〈（ＣＦ３ｐｐｙ）２Ｉｒ（ｐｉｃ）〉〔以上、青色発光〕、式（２４）で表されるｆａｃ−トリス−（２−フェニルピリジン）イリジウム（ＩＩＩ）〈Ｉｒ（ｐｐｙ）３〉、式（２５）で表されるビス（２−フェニルピリジン）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート〈Ｐｐｙ２Ｉｒ（ａｃａｃ）〉〔以上、緑色発光〕、式（２６）で表されるビス（２−フェニルベンゾチアゾラト−Ｎ，Ｃ２′）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート〈Ｂｔ２Ｉｒ（ａｃａｃ）〉〔黄色発光〕、式（２７）で表されるビス〔２−（２′−ベンゾ（４，５−ａ）チエニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ３′〕イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート〈Ｂｔｐ２Ｉｒ（ａｃａｃ）〉、式（２８）で表されるイリジウム（ＩＩＩ）ビス（ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノザリン）アセチルアセトナート〈Ｉｒ（ＤＢＱ）２（ａｃａｃ）〉〔以上、赤色発光〕等が挙げられる。
［００８０］
【化３１】
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
2006040915.tif 000138
［００８１］
【化３２】
2006040915.tif 000139
［００８２］
【化３３】
2006040915.tif 000140
［００８３］
【化３４】
2006040915.tif 000141
［００８４］
【化３５】
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
2006040915.tif 000142
［００８５］
【化３６】
2006040915.tif 000143
［００８６］
【化３７】
2006040915.tif 000144
［００８７］
【化３８】
2006040915.tif 000145
［００８８］
また、蛍光性の発光材料としては、例えば、式（２９）で表されるトリス（８−キノリノラート）アルミニウム（ＩＩＩ）錯体〈Ａｌｑ３〉〔緑色発光〕等が挙げられる。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
［００８９］
【化３９】
2006040915.tif 000146
［００９０］
また、発光層には、当該発光層の発光波長を調整するために、レーザー色素等をドーピングすることもできる。レーザー色素としては、例えば、式（３１）で表される４−（ジシアノメチレン）−２−メチル−６−（ユロリジン−４−イル−ビニル）−４Ｈ−ピラン〈ＤＣＭ２〉〔赤色発光〕、式（３２）で表されるクマリン６〔緑色発光〕、式（３３）で表されるペリレン〔青色発光〕等が挙げられる。
［００９１］
【化４０】
2006040915.tif 000147
［００９２］
【化４１】
2006040915.tif 000148
［００９３］
【化４２】
2006040915.tif 000149
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
［００９４］
発光層の膜厚は、１〜５０ｎｍであるのが好ましく、５〜３０ｎｍであるのがさらに好ましい。発光層の膜厚がこの範囲未満では、発光効率が低下するおそれがあり、逆に、この範囲を超える場合には、駆動電圧が上昇するおそれがある。
発光層と共に、積層構造の電界発光層を構成する他の層としては、発光層と陰極との間に設けられる電子輸送層や、発光層と陽極との間に設けられる正孔輸送層等が挙げられる。このうち、電子輸送層を形成する電子輸送材料としては、例えば、式（４１）で表される２−（４′−ｔ−ブチルフェニル）−５−（４″−ビフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール〈ＰＢＤ〉、式（４２）で表される３−（４−ビフェニルイル）−４−フェニル−５−（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，２，４−トリアゾール〈ＴＡＺ〉、式（４３）で表される４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントリロン〈Ｂｐｈｅｎ〉、式（４４）で表される２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントリロン〈ＢＣＰ〉、式（４５）で表されるビス（２−メチル−８−キノリノラート−Ｎ１，Ｏ８）−（１，１′−ビフェニル−４−オラート）アルミニウム〈ＢＡｌＱ２〉等が挙げられる。また、前記式（２９）で表されるＡｌｑ３も、電子輸送材料として使用することができる。
［００９５］
【化４３】
2006040915.tif 000150
［００９６］
【化４４】
2006040915.tif 000151
［００９７］
【化４５】
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
2006040915.tif 000152
［００９８］
【化４６】
2006040915.tif 000153
［００９９］
【化４７】
2006040915.tif 000154
［０１００］
電子輸送層は単層であってもよいし、本来的な意味の電子輸送層と、それを補助する電子注入層、正孔阻止層等との積層構造を有していてもよい。このうち、電子注入層は、電子輸送層と陰極との間に設けられて、陰極から電子輸送層への電子の注入を補助するための層であって、上記例示の各種電子輸送材料のうち、特に、電子の注入を補助する機能に優れた、上記式（４５）で表されるＢＡｌＱ２等によって形成するのが好ましい。
［０１０１］
また、正孔阻止層は、電子輸送層と発光層との間に設けられて、陽極から発光層に注入された正孔が、電子と再結合せずに陰極に逃げるのを阻止するための層であって、上記例示の各種電子輸送材料のうち、特に、正孔を阻止する機能に優れた、上記式（４２）で表されるＴＡＺや、式（４３）で表されるＢｐｈｅｎ、式（４４）で表されるＢＣＰ等によ
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
って形成するのが好ましい。
［０１０２］
単層の電子輸送層や、積層構造の電子輸送層を構成する各層は、それぞれ、真空蒸着法等の気相成長法や、溶液塗布法等によって形成することができる。また、単層の電子輸送層の膜厚は、１〜５０ｎｍであるのが好ましく、５〜２０ｎｍであるのがさらに好ましい。電子輸送層の膜厚がこの範囲未満では、電子注入効率が不十分になったり、正孔の閉じ込め効果が不十分になったりするおそれがあり、逆に、この範囲を超える場合には、駆動電圧が上昇するおそれがある。
［０１０３］
また、積層構造の電子輸送層のうち、本体としての電子輸送層の膜厚は、１〜２０ｎｍであるのが好ましく、５〜１０ｎｍであるのがさらに好ましい。電子輸送層の膜厚がこの範囲未満では、電子注入効率が不十分になったり、正孔の閉じ込め効果が不十分になったりするおそれがあり、逆に、この範囲を超える場合には、駆動電圧が上昇するおそれがある。
［０１０４］
また、電子注入層の膜厚は、１〜５０ｎｍであるのが好ましく、５〜２０ｎｍであるのがさらに好ましい。電子注入層の膜厚がこの範囲未満では、当該電子注入層による、陰極から電子輸送層に電子を注入する効果が十分に得られないおそれがあり、逆に、この範囲を超える場合には、駆動電圧が上昇するおそれがある。
さらに、正孔阻止層の膜厚は、１〜５０ｎｍであるのが好ましく、５〜２０ｎｍであるのがさらに好ましい。正孔阻止層の膜厚がこの範囲未満では、当該正孔阻止層による、正孔が陰極に逃げるのを阻止する効果が十分に得られないおそれがあり、逆に、この範囲を超える場合には、駆動電圧が上昇するおそれがある。
［０１０５］
発光層と共に積層構造の電界発光層を構成する正孔輸送層のもとになる正孔輸送材料としては、例えば、式（５１）で表される４，４′−ジ（Ｎ−カルバゾリル）ビフェニル〈ＣＢＰ〉、式（５２）で表されるＮ，Ｎ′−ジフェニル−Ｎ，Ｎ′−ビス（３−メチルフェニル）−１，１′−ビフェニル−４，４′−ジアミン〈ＴＰＤ〉、式（５３）で表される４，４′−ビス〔Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ〕ビフェニ〈α−ＮＰＤ〉、式（５４）で表される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〈ｍ−ＭＴＤＡＴＡ〉等が挙げられる。
［０１０６］
【化４８】
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
2006040915.tif 000155
［０１０７］
【化４９】
2006040915.tif 000156
［０１０８］
【化５０】
2006040915.tif 000157
［０１０９］
【化５１】
【手続補正２２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
2006040915.tif 000158
［０１１０］
正孔輸送層は単層であってもよいし、本来的な意味の正孔輸送層と、それを補助する正孔注入層、電子阻止層等との積層構造を有していてもよい。このうち、正孔注入層は、正孔輸送層と陽極との間に設けられて、陽極から正孔輸送層への電子の注入を補助するための層であって、特に、正孔の注入を補助する機能に優れた、上記式（５１）〜（５４）で表される各化合物や、式（５５）で表される銅フタロシアニン（ＣｕＰＣ）等によって形成するのが好ましい。
［０１１１］
【化５２】
2006040915.tif 000159
［０１１２］
また、電子阻止層は、正孔輸送層と発光層との間に設けられて、陰極から発光層に注入された電子が、正孔と再結合せずに陽極に逃げるのを阻止するための層であって、特に、正孔を阻止する機能に優れた、式（５６）で表される１，３−ジ（Ｎ−カルバゾリル）フェニル（ｍＣＰ）等によって形成するのが好ましい。
［０１１３］
【化５３】
【手続補正２３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
度が高く、かつ耐久性に優れたものとなる。
式（１）のピリジン誘導体を含有する上記の電子輸送層は、単層で、発光層や正孔輸送層と組み合わせて電界発光層を構成してもよいし、先に説明した電子注入層や正孔阻止層と組み合わせて積層構造の電子輸送層として、発光層や正孔輸送層と組み合わせて電界発光層を構成してもよい。また、式（１）のピリジン誘導体は、正孔を阻止する機能にも優れることから、当該式（１）のピリジン誘導体を含む正孔阻止層を、他の電子輸送材料からなる電子輸送層等と組み合わせて積層構造の電子輸送層を形成し、それを、発光層や正孔輸送層と組み合わせて電界発光層を構成してもよい。
［０１１８］
電子輸送層と組み合わせる発光層としては、前記の、式（１）のピリジン誘導体を含む発光層が挙げられる他、従来公知の種々の構成を有する発光層を組み合わせることもできる。
すなわち、式（５１）で表されるＣＢＰや、式（５６）で表されるｍＣＰ、あるいは式（５７）：
［０１１９］
【化５４】
2006040915.tif 000160
［０１２０］
で表される２，２′−ジメチル−４，４′−ジ（Ｎ−カルバゾリル）ビフェニル〈ＣＤＢＰ〉等のフェニルカルバゾール誘導体、式（５８）：
［０１２１］
【化５５】
2006040915.tif 000161
［０１２２］
で表されるジフェニルジ（ｏ−トリル）シラン〈ＵＧＨ１〉、式（５９）：
［０１２３］
【化５６】
【手続補正２４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
、有機ＥＬ素子を、外部量子効率が１０％を超える、高い発光効率で、緑色に発光できることが確認された。
［０１３９］
〈比較例１〉
ガラス基板上に、下記の各層を、順に、いずれも真空蒸着法によって成膜して、３層の積層構造を有する電界発光層を備えた有機ＥＬ素子を作製した。なお、発光層における発光材料のドーピング量（含有割合）は、式（１１−１）で表される３Ｇ１−ピリジンと発光材料との総量の１０重量％とした。
［０１４０］
陽極：厚み１１０ｎｍのＩＴＯ層。
正孔輸送層：厚み５０ｎｍの、式（５２）で表されるＴＰＤの層。
発光層：ホスト材料としての、式（１１−１）で表される３Ｇ１−ピリジンからなる層中に、ゲスト材料（発光材料）として、式（２４）で表されるＩｒ（ｐｐｙ）３をドーピングして形成した、厚み２０ｎｍの層。
［０１４１］
電子輸送層：厚み４０ｎｍの、式（４３）で表されるＢｐｈｅｎの層。
陰極：厚み１００ｎｍの、マグネシウム−銀合金の層。
保護層：厚み１０ｎｍの銀の層。
上記有機ＥＬ素子の、陰極および陽極を直流電源に接続して、室温（２３±１℃）の大気中で、電界発光層に直流電圧を印加して発光させたところ、図１０〜１２に示す結果が得られた。なお、図１０は、印加電圧と電流密度との関係を示すグラフ、図１１は、電流密度と外部量子効率との関係を示すグラフ、図１２は、素子の発光スペクトルを測定した結果を示すグラフである。これらの図から明らかなように、比較例１の構成によれば、有機ＥＬ素子の外部量子効率は１０％以下であった。
［０１４２］
〈実施例３〉
ガラス基板上に、下記の各層を、順に、いずれも真空蒸着法によって成膜して、４層の積層構造を有する電界発光層を備えた有機ＥＬ素子を作製した。なお、発光層における発光材料のドーピング量（含有割合）は、式（１２−１）で表される２，６Ｇ１−ピリジンと発光材料との総量の６重量％とした。
［０１４３］
陽極：厚み１１０ｎｍのＩＴＯ層。
【手続補正２５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
正孔輸送層：厚み５０ｎｍの、式（５３）で表されるα−ＮＰＤの層。
発光層：ホスト材料としての、式（１２−１）で表される２，６Ｇ１−ピリジンからなる層中に、ゲスト材料（発光材料）として、式（２４）で表されるＩｒ（ｐｐｙ）３をドーピングして形成した、厚み２０ｎｍの層。
［０１４４］
正孔阻止層：厚み１０ｎｍの、式（４４）で表されるＢＣＰの層。
電子輸送層：厚み３０ｎｍの、式（２９）で表されるＡｌｑ３の層。
陰極：厚み１００ｎｍの、マグネシウム−銀合金の層。
保護層：厚み１０ｎｍの銀の層。
上記有機ＥＬ素子の、陰極および陽極を直流電源に接続して、室温（２３±１℃）の大気中で、電界発光層に直流電圧を印加して発光させたところ、図１３〜１５に示す結果が得られた。なお、図１３は、印加電圧と電流密度との関係を示すグラフ、図１４は、電流密度と外部量子効率との関係を示すグラフ、図１５は、素子の発光スペクトルを測定した結果を示すグラフである。これらの図から明らかなように、実施例３の構成によれば、有機ＥＬ素子を、外部量子効率が１０％に近い、高い発光効率で、緑色に発光できることが確認された。
［０１４５］
〈実施例４〉
ガラス基板上に、下記の各層を、順に、いずれも真空蒸着法によって成膜して、４層の積層構造を有する電界発光層を備えた有機ＥＬ素子を作製した。なお、発光層における発光材料のドーピング量（含有割合）は、式（１３−１）で表される２，２′Ｇ１−ピリジンと発光材料との総量の６重量％とした。
［０１４６］
陽極：厚み１１０ｎｍのＩＴＯ層。
正孔輸送層：厚み５０ｎｍの、式（５３）で表されるα−ＮＰＤの層。
発光層：ホスト材料としての、式（１３−１）で表される２，２′Ｇ１−ピリジンからなる層中に、ゲスト材料（発光材料）として、式（２４）で表されるＩｒ（ｐｐｙ）３をドーピングして形成した、厚み２０ｎｍの層。
［０１４７］
正孔阻止層：厚み１０ｎｍの、式（４４）で表されるＢＣＰの層。
電子輸送層：厚み３０ｎｍの、式（２９）で表されるＡｌｑ３の層。
陰極：厚み１００ｎｍの、マグネシウム−銀合金の層。
【手続補正２６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
保護層：厚み１０ｎｍの銀の層。
上記有機ＥＬ素子の、陰極および陽極を直流電源に接続して、室温（２３±１℃）の大気中で、電界発光層に直流電圧を印加して発光させたところ、図１６〜１８に示す結果が得られた。なお、図１６は、印加電圧と電流密度との関係を示すグラフ、図１７は、電流密度と外部量子効率との関係を示すグラフ、図１８は、素子の発光スペクトルを測定した結果を示すグラフである。これらの図から明らかなように、実施例４の構成によれば、有機ＥＬ素子を、外部量子効率が１０％に近い、高い発光効率で、緑色に発光できることが確認された。
［０１４８］
〈実施例５〉
ガラス基板上に、下記の各層を、順に、いずれも真空蒸着法によって成膜して、４層の積層構造を有する電界発光層を備えた有機ＥＬ素子を作製した。なお、発光層における発光材料のドーピング量（含有割合）は、式（１１−１）で表される３Ｇ１−ピリジンと発光材料との総量の１０重量％とした。
［０１４９］
陽極：厚み１１０ｎｍのＩＴＯ層。
正孔輸送層：厚み４０ｎｍの、式（５３）で表されるα−ＮＰＤの層。
電子阻止層：厚み１０ｎｍの、式（５６）で表されるｍＣＰの層。
発光層：ホスト材料としての、式（１１−１）で表される３Ｇ１−ピリジンからなる層中に、ゲスト材料（発光材料）として、式（２１）で表されるＦＩｒｐｉｃをドーピングして形成した、厚み２０ｎｍの層。
［０１５０］
電子輸送層：厚み４０ｎｍの、式（４３）で表されるＢｐｈｅｎの層。
陰極：厚み１００ｎｍの、マグネシウム−銀合金の層。
保護層：厚み１０ｎｍの銀の層。
上記有機ＥＬ素子の、陰極および陽極を直流電源に接続して、室温（２３±１℃）の大気中で、電界発光層に直流電圧を印加して発光させたところ、図１９〜２１に示す結果が得られた。なお、図１９は、印加電圧と電流密度との関係を示すグラフ、図２０は、電流密度と外部量子効率との関係を示すグラフ、図２１は、素子の発光スペクトルを測定した結果を示すグラフである。これらの図から明らかなように、実施例５の構成によれば、有機ＥＬ素子を、外部量子効率が１０％を超える、高い発光効率で、青色
【手続補正２７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
に発光できることが確認された。
［０１５１］
〈実施例６〉
ガラス基板上に、下記の各層を、順に、いずれも真空蒸着法によって成膜して、５層の積層構造を有する電界発光層を備えた有機ＥＬ素子を作製した。なお、発光層における発光材料のドーピング量（含有割合）は、式（１１−１）で表される３Ｇ１−ピリジンと発光材料との総量の１０重量％とした
［０１５２］
陽極：厚み１１０ｎｍのＩＴＯ層。
正孔輸送層：厚み４０ｎｍの、式（５３）で表されるα−ＮＰＤの層。
電子阻止層：厚み１０ｎｍの、式（５６）で表されるｍＣＰの層。
発光層：ホスト材料としての、式（１１−１）で表される３Ｇ１−ピリジンからなる層中に、ゲスト材料（発光材料）として、式（２１）で表されるＦＩｒｐｉｃをドーピングして形成した、厚み２０ｎｍの層。
［０１５３］
正孔阻止層：厚み１０ｎｍの、式（１１−１）で表される３Ｇ１−ピリジンの層
電子輸送層：厚み３０ｎｍの、式（２９）で表されるＡｌｑ３の層。
陰極：厚み１００ｎｍの、マグネシウム−銀合金の層。
保護層：厚み１０ｎｍの銀の層。
上記有機ＥＬ素子の、陰極および陽極を直流電源に接続して、室温（２３±１℃）の大気中で、電界発光層に直流電圧を印加して発光させたところ、図２２〜２４に示す結果が得られた。なお、図２２は、印加電圧と電流密度との関係を示すグラフ、図２３は、電流密度と外部量子効率との関係を示すグラフ、図２４は、素子の発光スペクトルを測定した結果を示すグラフである。これらの図から明らかなように、実施例６の構成によれば、有機ＥＬ素子を、外部量子効率が１０％に近い、高い発光効率で、青色に発光できることが確認された。
［０１５４］
〈比較例２〉
ガラス基板上に、下記の各層を、順に、いずれも真空蒸着法によって成膜して、４層の積層構造を有する電界発光層を備えた有機ＥＬ素子を作製した。なお、発光層における発光材料のドーピング量（含有割合）は、式（５１）で表されるＣＢＰと発光材料との総量の６重量％とした。
【手続補正２８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
［０１５５］
陽極：厚み１１０ｎｍのＩＴＯ層。
正孔注入層：厚み１０ｎｍの、式（５５）で表されるＣｕＰＣの層。
正孔輸送層：厚み３０ｎｍの、式（５３）で表されるα−ＮＰＤの層。
発光層：ホスト材料としての、式（５１）で表されるＣＢＰからなる層中に、ゲスト材料（発光材料）として、式（２１）で表されるＦＩｒｐｉｃをドーピングして形成した、厚み３０ｎｍの層。
［０１５６］
電子輸送層：厚み３０ｎｍの、式（４５）で表されるＢＡｌｑ２からなる層。
陰極：厚み１００ｎｍの、フッ化リチウムからなる層。
陰極：厚み１００ｎｍのアルミニウムの層。
上記有機ＥＬ素子の、陰極および陽極を直流電源に接続して、室温（２３±１℃）の大気中で、電界発光層に直流電圧を印加して発光させたところ、図２５に示す結果が得られた。なお、図２５は、電流密度と外部量子効率との関係を示すグラフである。図から明らかなように、比較例２の構成によれば、有機ＥＬ素子を、外部量子効率が５．７％程度という低い発光効率でしか発光できないことが確認された。
【国際調査報告】
2006040915.tif 000162
2006040915.tif 000163
2006040915.tif 000164
2006040915.tif 000165