有機エレクトロルミネッセンス素子、表示装置、照明装置
【課題】高い発光効率を示し、発光寿命が長く、低駆動電圧であり、且つ、シャープな発光を示す有機エレクトロルミネッセンス素子、該素子を備えた照明装置及び表示装置を提供する。
【解決手段】下記一般式（１）で表わされるオルトメタル錯体を発光層に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。
【解決手段】下記一般式（１）で表わされるオルトメタル錯体を発光層に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。
【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、表示装置、照明装置及び有機エレクトロルミネッセンス素子材料に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、有機ＥＬ素子ともいう）は発光する化合物を含有する発光層を陰極と陽極で挟んだ構成を有し、発光層に電子及び正孔を注入して、再結合させることにより励起子（エキシトン）を生成させ、このエキシトンが失活する際の光の放出（蛍光・リン光）を利用して発光する素子であり、数Ｖ〜数十Ｖ程度の電圧で発光が可能であることから、次世代の平面ディスプレイや照明として注目されている。
【０００３】
内部量子効率の上限が１００％となる励起三重項からのリン光発光を用いた有機ＥＬ素子がプリンストン大より報告されて以来（例えば、非特許文献１参照）、室温でリン光を示す材料の研究が活発になってきている（例えば、非特許文献２、特許文献１参照）。
【０００４】
また、室温でリン光を示す材料として、イリジウム錯体系等重金属錯体が検討されている。
【０００５】
例えば、トリス（２−フェニルピリジン）イリジウム錯体が広く知られている。（非特許文献２）。
【０００６】
また、トリス（２−フェニルピリジン）イリジウム錯体以外として、発光効率向上を目的として、フェニルイミダゾール配位子やカルベン配位子を有するイリジウム錯体が開示されている（例えば、特許文献２、特許文献３、特許文献４参照）。
【０００７】
しかし、これらのドーパントを用いた有機ＥＬ素子においても、発光寿命をはじめとして十分な素子性能が得られていない。
【０００８】
発光寿命改良目的として、フェニルイミダゾール配位子のイミダゾールのＮ位のアリール基の置換基に特徴を持たせた錯体が開示されている（例えば、特許文献５）。
【０００９】
しかしながら、これらの配位子ではＮ−アリール部分が立体的に混み合っているため、錯体の配位部分のひずみが大きく、錯体の熱安定性が悪いという問題があった。
【００１０】
Ｎ−アリール部分のひずみを解消した錯体も開示されている（例えば、特許文献６）が、これらの錯体の発光スペクトルは半値幅がひろく、ディスプレイ用途には彩度が高くよりシャープな発光が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】米国特許第６，０９７，１４７号明細書
【特許文献２】国際公開第２００６／０４６９８０号明細書
【特許文献３】特許４３３７４７５号明細書
【特許文献４】国際公開第２００５／０１９３７３号明細書
【特許文献５】国際公開第２００６／１２１８１１号明細書
【特許文献６】国際公開第２００７／０２３６５９号明細書
【非特許文献】
【００１２】
【非特許文献１】Ｍ．Ａ．Ｂａｌｄｏ ｅｔ ａｌ．，Ｎａｔｕｒｅ、３９５巻、１５１〜１５４頁（１９９８年）
【非特許文献２】Ｍ．Ａ．Ｂａｌｄｏ ｅｔ ａｌ．，Ｎａｔｕｒｅ、４０３巻、１７号、７５０〜７５３頁（２０００年）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明の目的は、高い発光効率を示し、発光寿命が長く、低駆動電圧であり、且つ、シャープな発光を示す有機エレクトロルミネッセンス素子、該素子を備えた照明装置及び表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の上記目的は下記の構成により達成された。
【００１５】
１．陽極と陰極との間に、少なくとも１つの発光層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子において、
下記一般式（１）で表わされるオルトメタル錯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。
【００１６】
【化１】
【００１７】
（Ｒ１〜Ｒ３は水素原子または置換基、Ｒ１又はＲ３のうち少なくとも一つは置換基を表し、Ｒ４は置換基を表し、Ｒ６は水素原子又は置換基を表す。Ｒ５は水素原子又は酸素原子を表し、酸素原子を表すときは、Ｒ４と結合してジベンゾフラン環を形成する。Ｘ１〜Ｘ４は炭素原子又は窒素原子を表し、少なくとも一つは窒素原子を表す。ＭはＩｒ、Ｒｈ又はＰｔを表し、ｎは１〜３の整数を表し、ｍは０〜２の整数を表す。ＭがＩｒ又はＲｈのときはｎ＋ｍは３、ＭがＰｔのときはｎ＋ｍは２を表す。Ｘ５−Ｌ１−Ｘ６は２座の配位子を表し、Ｘ５、Ｘ６は各々独立に炭素原子、窒素原子または酸素原子を表す。）
２．前記一般式（１）において、Ｘ１〜Ｘ４及びＮで形成される５員環Ａがイミダゾール環であることを特徴とする前記１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００１８】
３．前記一般式（１）において、Ｘ１〜Ｘ４及びＮで形成される５員環Ａがピラゾール環であることを特徴とする前記１又は２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００１９】
４．前記一般式（１）において、Ｘ１〜Ｘ４及びＮで形成される５員環Ａがトリアゾール環であることを特徴とする前記１又は２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００２０】
５．前記一般式（１）で表されるオルトメタル錯体においてＭがイリジウムであり、且つ、該オルトメタル錯体は前記発光層に含有されることを特徴とする前記１〜４のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００２１】
６．白色発光することを特徴とする前記１〜５のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００２２】
７．前記１〜６のいずれかの１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えたことを特徴とする表示装置。
【００２３】
８．前記１〜６のいずれかの１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えたことを特徴とする照明装置。
【発明の効果】
【００２４】
本発明により、高い発光効率を示し、発光寿命が長く、低駆動電圧であり、且つ、シャープな発光を示す有機エレクトロルミネッセンス素子、該素子を備えた照明装置及び表示装置を提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】有機ＥＬ素子から構成される表示装置の一例を示した模式図である。
【図２】表示部の模式図である。
【図３】画素の模式図である。
【図４】パッシブマトリクス方式フルカラー表示装置の模式図である。
【図５】照明装置の概略図である。
【図６】照明装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明の有機ＥＬ素子においては、請求項１〜８のいずれか１項に記載の構成を有することにより、効率が高く、半減寿命が長く、低駆動電圧であり、且つ、素子の発光スペクトルがシャープである有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することができた。併せて、該有機エレクトロルミネッセンス素子を備えた表示装置及び照明装置を提供することができた。
【００２７】
以下、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の各構成要素の詳細について、順次説明する。
【００２８】
本発明者らは従来の金属錯体の問題点のひとつとして、有機ＥＬ素子の構成層中で金属錯体同士の凝集が起こるために、実用にたえるような、素子寿命や高発光効率が得られていないのではと推定し、問題点について鋭意検討した。
【００２９】
その結果、上記一般式（１）で表わされるオルトメタル錯体を用いることにより、素子寿命が改善され、且つ、発光効率の上昇が見られることを見出した。
【００３０】
上記から、有機ＥＬ素子の構成層中におけるオルトメタル錯体同士の凝集を抑え、金属錯体の励起子三重項間で生じるＴ−Ｔ消滅を抑制することができたので、素子の寿命の向上が得られたと推定した。
【００３１】
また、別の観点から、本発明者らが検討したところ、シャープな発光を得るには、オルトメタル錯体と、ホストとして発光層に併用する化合物との相互作用も重要であることがわかった。一般式（１）で表されるオルトメタル錯体をドーパントとして用いる際に、ホストとして発光層に併用する化合物として特定構造を有する化合物を選択し、ホストとして発光層に併用する化合物とオルトメタル錯体の相互作用を低減させることで、さらにシャープな発光を得ることができた。
【００３２】
《有機ＥＬ素子材料》
本発明の有機ＥＬ素子材料について説明する。
【００３３】
《オルトメタル錯体》
本発明のオルトメタル錯体について説明する。
【００３４】
本発明のオルトメタル錯体は、本発明の有機ＥＬ素子の構成層のいずれかの層に用いることができるが、本発明の効果（素子の発光効率（詳しくは、外部取り出し量子効率、単に効率ともいう）の向上、半減寿命の増大、駆動電圧の低下）を十分に得る観点からは、素子の発光層、更に、該発光層中において発光ドーパント（単にドーパントともいう）として用いることが好ましい。
【００３５】
尚、本発明の有機ＥＬ素子の構成層については、後に詳細に説明する。
【００３６】
本発明のオルトメタル錯体は、具体的には、前記一般式（１）で表わされる。
【００３７】
本発明の一般式（１）で表されるオルトメタル錯体は、本発明の有機ＥＬ素子の構成層のいずれかの層に用いることができるが、本発明の効果（素子の発光効率（詳しくは、外部取り出し量子効率、単に効率ともいう）の向上、半減寿命の増大、駆動電圧の低下）を十分に得る観点からは、素子の発光層、更に、該発光層中において発光ドーパント（単にドーパントともいう）として用いることが好ましい。
【００３８】
尚、本発明の有機ＥＬ素子の構成層については、後に詳細に説明する。
【００３９】
一般式（Ｉ）において、Ｒ１〜Ｒ３は水素原子又は置換基を表し、Ｒ１又はＲ３のうち少なくとも一つは置換基を表し、Ｒ４は置換基を表す。Ｒ６は水素原子又は置換基を表し、Ｒ１〜Ｒ４、及びＲ６を表す置換基としては、アルキル基（メチル基、エチル基、トリフルオロメチル基、イソプロピル基等）、シクロアルキル基（シクロプロピル基、シクロヘキシル基等）、アルコキシ基（メトキシ基、エトキシ基等）、ハロゲン原子（フッ素原子等）、シアノ基、ニトロ基、ジアルキルアミノ基（ジメチルアミノ基等）、トリアリールシリル基（トリフェニルシリル基等）、ベンジル基、アリール基（フェニル基等）、ヘテロアリール基（ピリジル基、カルバゾリル基等）が挙げられる。Ｒ５は水素原子又は酸素原子を表し、酸素原子を表すときは、Ｒ４と結合してジベンゾフラン環を形成する。また、Ｒ４とＲ６も結合して縮合環を形成してもよく、縮合環としては、９，９′−ジメチルフルオレン、カルバゾール、ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェン等が挙げられる。
【００４０】
本発明の一般式（１）においては、Ｒ１又はＲ３及びＲ４は必ず置換基が置換しており、好ましくは、ベンゼン環Ｂと５員複素環Ａの２面角θが２６度以上９０度以下になるように選択される。
【００４１】
【化２】
【００４２】
二面角θは非経験的分子軌道計算法で求めた最低励起三重項状態でのベンゼン環Ｂと５員複素環Ａの二面角であり、本発明において、非経験的分子軌道計算法は、ａｂ ｉｎｉｔｉｏ法と呼ばれるハートリーフォック近似の計算から密度汎関数（ＤＦＴ）法と呼ばれる計算まで含む一般に知られている非経験的分子軌道計算法である。
【００４３】
《非経験的分子軌道法》
本発明に係る非経験的分子軌道法について説明する。
【００４４】
本発明では、非経験的分子軌道計算法は、密度汎関数法（ＤＦＴ法）による計算が好ましく、この場合、例えばＢ３ＬＹＰ、Ｂ３ＰＷ９１等のキーワードが用いられる。計算を行う場合の基底関数としては、３−２１Ｇ＊、６−３１Ｇ、６−３１Ｇ＊、ｃｃ−ｐＶＤＺ、ｃｃ−ｐＶＴＺ、ＬａｎＬ２ＤＺ、ＬａｎＬ２ＭＢ等を用いることができる。
【００４５】
これらの非経験的分子軌道計算法に用いられるソフトウェアとして、例えば、Ｇａｕｓｓｉａｎ９８、ＱＣｈｅｍ、Ｓｐａｒｔａｎ等が挙げられる。
【００４６】
本発明では、非経験的分子軌道計算法として、米国Ｇａｕｓｓｉａｎ社製の非経験的分子軌道計算法のソフトウェアであるＧａｕｓｓｉａｎ９８（Ｇａｕｓｓｉａｎ９８，Ｒｅｖｉｓｉｏｎ Ａ．１１．４，Ｍ．Ｊ．Ｆｒｉｓｃｈ，ｅｔ ａｌ，Ｇａｕｓｓｉａｎ，Ｉｎｃ．，Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇｈ ＰＡ，２００２．）を用いて計算している。
【００４７】
最低励起３重項状態（Ｔ１ともいう）での該化合物のベンゼン環Ｂと５員複素環Ａの二面角θの測定は、上述した非経験的分子軌道計算法を用いて、この化合物のＴ１での構造最適化を実施し、その結果を解析して調べることで測定する。
【００４８】
この際、たとえばｍ＝０となるトリス体だと二面角を決める原子群は６種類存在するが、この場合は最も小さくなる値を二面角θとする。
【００４９】
例えば、Ｇａｕｓｓｉａｎ９８を用い、密度汎関数法のキーワードの一つであるＢ３ＬＹＰ／ＬａｎＬ２ＤＺを使用して、Ｒ１〜Ｒ６が全て水素原子である化合物Ａについての基底状態でのビアリール部分構造の二面角を測定すると、７１度、７１度、７０度、７１度、７１度、７２度となり、θは７０度となる。
【００５０】
【化３】
【００５１】
また、化合物ＡについてのＴ１でのビアリール部分構造の二面角を測定すると、７８度、７１度、３８度、２５度、７０度、６１度となり、最も小さい値θは２５度となる。
【００５２】
【化４】
【００５３】
これらの結果から、化合物Ａのベンゼン環Ｂと５員複素環Ａは基底状態では配位子が３つとも同様にその二面角θが約７１度ねじれているのに対して、Ｔ１では配位子のうちの一つの二面角が平面に近づこうとして２５度までねじれが緩和されている。本発明において、一般式（１）で表される化合物のＴ１での二面角θは２６°〜９０°である。ここで、二面角θの取りうる値として考えられるのは、理論的には０°以上３６０°未満である。しかし、例えば二面角が１２０°というのは６０°と同義であり、２５０°というのは７０°と同義であり、３００°は６０°と同義であること等から、本発明においては、二面角θの取りうる値としては、０°以上９０°以下の範囲で表す。
【００５４】
二面角θが０°の場合、ベンゼン環Ｂと５印複素環Ａは完全な平面構造であり、二面角が９０度の場合、互いに共役の完全に切れた非平面構造となる。
【００５５】
本発明ではこのように置換基を選択することで、基底状態と励起状態の構造変化を少なくすることができ、より半値幅の小さいシャープな発光を得ることができる。
【００５６】
このような効果を得るためにはＲ１又はＲ３のうち少なくとも一つは置換基を表し、Ｒ４は置換基を表す。Ｒ４はシアノ基、トリアリールシリル基を表すことが好ましい。更に好ましくは、Ｒ４はトリアリールシリル基を表す。
【００５７】
Ｘ１〜Ｘ４は炭素原子又は窒素原子を表し、少なくとも一つは窒素原子を表す。ＭはＩｒ、Ｐｔ又はＲｈを表し、ｎは１〜３の整数を表し、ｍは０〜２の整数を表す。ＭがＩｒ又はＲｈの時はｎ＋ｍは３、ＭがＰｔの時はｎ＋ｍは２を表す。ｍは好ましくは０を表す。Ｍは好ましくはＩｒ、Ｐｔを表し、更に好ましくはＩｒを表す。Ｘ５−Ｌ１−Ｘ６は２座の配位子を形成する原子群を表し、Ｘ５、Ｘ６は各々独立に炭素原子、窒素原子、又は酸素原子を表す。Ｘ５−Ｌ１−Ｘ６で表される２座の配位子としては、例えば、フェニルピリジン、フェニルピラゾール、フェニルイミダゾール、フェニルトリアゾール、フェニルテトラゾール、ピラザボール、アセチルアセトン、ピコリン酸等が挙げられる。尚、これらの配位子は更に上記の置換基を有していてもよい。
【００５８】
一般式（１）で表される化合物は好ましくは、一般式（２）〜一般式（５）で表される。
【００５９】
【化５】
【００６０】
一般式（２）において、Ｒ１〜Ｒ６、Ｍ、Ｘ５−Ｌ−Ｘ６は一般式（１）のそれと同義である。
【００６１】
【化６】
【００６２】
一般式（３）において、Ｒ１〜Ｒ６、Ｍ、Ｘ５−Ｌ−Ｘ６は一般式（１）のそれと同義である。
【００６３】
【化７】
【００６４】
一般式（４）において、Ｒ１〜Ｒ６、Ｍ、Ｘ５−Ｌ−Ｘ６は一般式（１）のそれと同義である。
【００６５】
【化８】
【００６６】
一般式（５）において、Ｒ１〜Ｒ６、Ｍ、Ｘ５−Ｌ−Ｘ６は一般式（１）のそれと同義である。
【００６７】
以下に本発明の一般式（１）、また、一般式（２）〜（５）で表されるオルトメタル化合物の具体例を挙げる。
【００６８】
【化９】
【００６９】
【化１０】
【００７０】
【化１１】
【００７１】
【化１２】
【００７２】
【化１３】
【００７３】
【化１４】
【００７４】
【化１５】
【００７５】
【化１６】
【００７６】
【化１７】
【００７７】
【化１８】
【００７８】
【化１９】
【００７９】
【化２０】
【００８０】
【化２１】
【００８１】
【化２２】
【００８２】
【化２３】
【００８３】
【化２４】
【００８４】
【化２５】
【００８５】
【化２６】
【００８６】
【化２７】
【００８７】
【化２８】
【００８８】
【化２９】
【００８９】
【化３０】
【００９０】
【化３１】
【００９１】
【化３２】
【００９２】
【化３３】
【００９３】
【化３４】
【００９４】
【化３５】
【００９５】
【化３６】
【００９６】
これらの金属錯体は、例えば、Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｅｔｔｅｒ誌、ｖｏｌ３、Ｎｏ．１６、２５７９〜２５８１頁（２００１）、Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，第３０巻、第８号、１６８５〜１６８７頁（１９９１年）、Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，１２３巻、４３０４頁（２００１年）、Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，第４０巻、第７号、１７０４〜１７１１頁（２００１年）、Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，第４１巻、第１２号、３０５５〜３０６６頁（２００２年）、Ｎｅｗ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ．，第２６巻、１１７１頁（２００２年）、Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，第４巻、６９５〜７０９頁（２００４年）、更にこれらの文献中に記載の参考文献等の方法を適用することにより合成できる。
【００９７】
また、本発明の有機ＥＬ素子材料である、一般式（１）で表わされるオルトメタル錯体の合成例については、後述する実施例において、詳細に説明する。
【００９８】
《有機ＥＬ素子の構成層》
本発明の有機ＥＬ素子の構成層について説明する。本発明において、有機ＥＬ素子の層構成の好ましい具体例を以下に示すが、本発明はこれらに限定されない。
【００９９】
（ｉ）陽極／発光層ユニット／電子輸送層／陰極
（ii）陽極／正孔輸送層／発光層ユニット／電子輸送層／陰極
（iii）陽極／正孔輸送層／発光層ユニット／正孔阻止層／電子輸送層／陰極
（iv）陽極／正孔輸送層／発光層ユニット／正孔阻止層／電子輸送層／陰極バッファー層／陰極
（ｖ）陽極／陽極バッファー層／正孔輸送層／発光層ユニット／正孔阻止層／電子輸送層／陰極バッファー層／陰極
更に、発光層間には非発光性の中間層を有していてもよい。中間層は電荷発生層であってもよく、マルチフォトンユニット構成であってもよい。本発明の有機ＥＬ素子としては白色発光層であることが好ましく、これらを用いた照明装置であることが好ましい。
【０１００】
本発明の有機ＥＬ素子を構成する各層について説明する。
【０１０１】
《発光層》
本発明に係る発光層は、電極または電子輸送層、正孔輸送層から注入されてくる電子及び正孔が再結合して発光する層であり、発光する部分は発光層の層内であっても発光層と隣接層との界面であってもよい。
【０１０２】
発光層の膜厚の総和は特に制限はないが、膜の均質性や、発光時に不必要な高電圧を印加するのを防止し、かつ、駆動電流に対する発光色の安定性向上の観点から、２ｎｍ〜５μｍの範囲に調整することが好ましく、更に好ましくは２ｎｍ〜２００ｎｍの範囲に調整され、特に好ましくは、５ｎｍ〜１００ｎｍの範囲である。
【０１０３】
発光層の作製には、後述する発光ドーパントやホスト化合物を、例えば、真空蒸着法、湿式法（ウェットプロセスともいい、例えば、スピンコート法、キャスト法、ダイコート法、ブレードコート法、ロールコート法、インクジェット法、印刷法、スプレーコート法、カーテンコート法、ＬＢ法（ラングミュア・ブロジェット（Ｌａｎｇｍｕｉｒ Ｂｌｏｄｇｅｔｔ法））等を挙げることができる。）等により成膜して形成することができる。（本発明の化合物を発光層に用いる場合、ウェットプロセスで作製することが好ましい。）。
【０１０４】
本発明の有機ＥＬ素子の発光層には、発光ドーパント（リン光発光性ドーパント（リン光ドーパント、リン光発光性ドーパント基ともいう）や蛍光ドーパント等）化合物と、発光ホスト化合物とを含有することが好ましい。
【０１０５】
（発光性ドーパント化合物）
発光性ドーパント化合物（発光ドーパント、単にドーパントともいう）について説明する。
【０１０６】
発光性ドーパントとしては、蛍光ドーパント（蛍光性化合物ともいう）、リン光ドーパント（リン光発光体、リン光性化合物、リン光発光性化合物等ともいう）を用いることができる。
【０１０７】
（リン光ドーパント（リン光発光ドーパントともいう））
本発明に係るリン光ドーパントについて説明する。
【０１０８】
本発明に係るリン光ドーパント化合物は、励起三重項からの発光が観測される化合物であり、具体的には室温（２５℃）にてリン光発光する化合物であり、リン光量子収率が、２５℃において０．０１以上の化合物であると定義されるが、好ましいリン光量子収率は０．１以上である。
【０１０９】
上記リン光量子収率は、第４版実験化学講座７の分光IIの３９８頁（１９９２年版、丸善）に記載の方法により測定できる。溶液中でのリン光量子収率は種々の溶媒を用いて測定できるが、本発明に係るリン光ドーパントは、任意の溶媒のいずれかにおいて上記リン光量子収率（０．０１以上）が達成されればよい。
【０１１０】
リン光ドーパントの発光は原理としては２種挙げられ、１つはキャリアが輸送されるホスト化合物上でキャリアの再結合が起こって発光性ホスト化合物の励起状態が生成し、このエネルギーをリン光ドーパントに移動させることでリン光ドーパントからの発光を得るというエネルギー移動型、もう１つはリン光ドーパントがキャリアトラップとなり、リン光ドーパント上でキャリアの再結合が起こり、リン光ドーパント化合物からの発光が得られるというキャリアトラップ型であるが、いずれの場合においても、リン光ドーパントの励起状態のエネルギーはホスト化合物の励起状態のエネルギーよりも低いことが条件である。
【０１１１】
本発明の有機ＥＬ素子は、発光層の少なくともひとつ１つがリン光発光性の有機金属錯体（リン光発光ドーパント、リン光ドーパント等ともいう）を含有するが、該リン光発光性の有機金属錯体としては、本発明の有機ＥＬ素子材料である、一般式（１）で表されるオルトメタル錯体であることが好ましい。
【０１１２】
また、本発明に係る発光層には、以下の特許公報に記載されている従来公知の化合物等を併用してもよい。
【０１１３】
例えば、国際公開第００／７０６５５号パンフレット、特開２００２−２８０１７８号公報、特開２００１−１８１６１６号公報、特開２００２−２８０１７９号公報、特開２００１−１８１６１７号公報、特開２００２−２８０１８０号公報、特開２００１−２４７８５９号公報、特開２００２−２９９０６０号公報、特開２００１−３１３１７８号公報、特開２００２−３０２６７１号公報、特開２００１−３４５１８３号公報、特開２００２−３２４６７９号公報、国際公開第０２／１５６４５号パンフレット、特開２００２−３３２２９１号公報、特開２００２−５０４８４号公報、特開２００２−３３２２９２号公報、特開２００２−８３６８４号公報、特表２００２−５４０５７２号公報、特開２００２−１１７９７８号公報、特開２００２−３３８５８８号公報、特開２００２−１７０６８４号公報、特開２００２−３５２９６０号公報、国際公開第０１／９３６４２号パンフレット、特開２００２−５０４８３号公報、特開２００２−１００４７６号公報、特開２００２−１７３６７４号公報、特開２００２−３５９０８２号公報、特開２００２−１７５８８４号公報、特開２００２−３６３５５２号公報、特開２００２−１８４５８２号公報、特開２００３−７４６９号公報、特表２００２−５２５８０８号公報、特開２００３−７４７１号公報、特表２００２−５２５８３３号公報、特開２００３−３１３６６号公報、特開２００２−２２６４９５号公報、特開２００２−２３４８９４号公報、特開２００２−２３５０７６号公報、特開２００２−２４１７５１号公報、特開２００１−３１９７７９号公報、特開２００１−３１９７８０号公報、特開２００２−６２８２４号公報、特開２００２−１００４７４号公報、特開２００２−２０３６７９号公報、特開２００２−３４３５７２号公報、特開２００２−２０３６７８号公報等である。
【０１１４】
（蛍光ドーパント（蛍光性化合物ともいう））
蛍光ドーパントとしては、クマリン系色素、ピラン系色素、シアニン系色素、クロコニウム系色素、スクアリウム系色素、オキソベンツアントラセン系色素、フルオレセイン系色素、ローダミン系色素、ピリリウム系色素、ペリレン系色素、スチルベン系色素、ポリチオフェン系色素、または希土類錯体系蛍光体等や、レーザー色素に代表される蛍光量子収率が高い化合物が挙げられる。
【０１１５】
また本発明に係る発光ドーパントは、複数種の化合物を併用して用いてもよく、構造の異なるリン光ドーパント同士の組み合わせや、リン光ドーパントと蛍光ドーパントを組み合わせて用いてもよい。
【０１１６】
ここで、発光ドーパントとして、本発明に係る一般式（１）で表わされるオルトメタル錯体と併用して用いてもよい従来公知の発光ドーパントの具体例を挙げるが、本発明はこれらに限定されない。
【０１１７】
【化３７】
【０１１８】
【化３８】
【０１１９】
【化３９】
【０１２０】
【化４０】
【０１２１】
【化４１】
【０１２２】
【化４２】
【０１２３】
【化４３】
【０１２４】
（発光ホスト化合物（発光ホスト等ともいう））
本発明においてホスト化合物は、発光層に含有される化合物の内で、その層中での質量比が２０％以上であり、且つ室温（２５℃）においてリン光発光のリン光量子収率が、０．１未満の化合物と定義される。好ましくはリン光量子収率が０．０１未満である。また、発光層に含有される化合物の中で、その層中での質量比が２０％以上であることが好ましい。
【０１２５】
本発明に用いることができる発光ホストとしては、特に制限はなく、従来有機ＥＬ素子で用いられる化合物を用いることができる。代表的にはカルバゾール誘導体、トリアリールアミン誘導体、芳香族誘導体、含窒素複素環化合物、チオフェン誘導体、フラン誘導体、オリゴアリーレン化合物等の基本骨格を有するもの、または、カルボリン誘導体やジアザカルバゾール誘導体（ここで、ジアザカルバゾール誘導体とは、カルボリン誘導体のカルボリン環を構成する炭化水素環の少なくとも１つの炭素原子が窒素原子で置換されているものを表す。）等が挙げられる。
【０１２６】
本発明に用いることができる公知の発光ホストとしては正孔輸送能、電子輸送能を有しつつ、且つ、発光の長波長化を防ぎ、なおかつ高Ｔｇ（ガラス転移温度）である化合物が好ましい。
【０１２７】
また、本発明においては、従来公知の発光ホストを単独で用いてもよく、または複数種併用して用いてもよい。
【０１２８】
発光ホストを複数種用いることで、電荷の移動を調整することが可能であり、有機ＥＬ素子を高効率化することができる。
【０１２９】
また、前記リン光ドーパントとして用いられる本発明のオルトメタル錯体及び／または従来公知の化合物を複数種用いることで、異なる発光を混ぜることが可能となり、これにより任意の発光色を得ることができる。
【０１３０】
また、本発明に用いられる発光ホストとしては、低分子化合物でも、繰り返し単位をもつ高分子化合物でもよく、ビニル基やエポキシ基のような重合性基を有する低分子化合物（重合性発光ホスト）でもよく、このような化合物を一種または複数種用いても良い。
【０１３１】
公知の発光ホストの具体例としては、以下の文献に記載の化合物が挙げられる。
【０１３２】
特開２００１−２５７０７６号公報、同２００２−３０８８５５号公報、同２００１−３１３１７９号公報、同２００２−３１９４９１号公報、同２００１−３５７９７７号公報、同２００２−３３４７８６号公報、同２００２−８８６０号公報、同２００２−３３４７８７号公報、同２００２−１５８７１号公報、同２００２−３３４７８８号公報、同２００２−４３０５６号公報、同２００２−３３４７８９号公報、同２００２−７５６４５号公報、同２００２−３３８５７９号公報、同２００２−１０５４４５号公報、同２００２−３４３５６８号公報、同２００２−１４１１７３号公報、同２００２−３５２９５７号公報、同２００２−２０３６８３号公報、同２００２−３６３２２７号公報、同２００２−２３１４５３号公報、同２００３−３１６５号公報、同２００２−２３４８８８号公報、同２００３−２７０４８号公報、同２００２−２５５９３４号公報、同２００２−２６０８６１号公報、同２００２−２８０１８３号公報、同２００２−２９９０６０号公報、同２００２−３０２５１６号公報、同２００２−３０５０８３号公報、同２００２−３０５０８４号公報、同２００２−３０８８３７号公報等。
【０１３３】
以下、本発明の有機ＥＬ素子の発光層の発光ホストとして用いられる具体例を挙げるが、本発明はこれらに限定されない。
【０１３４】
【化４４】
【０１３５】
【化４５】
【０１３６】
【化４６】
【０１３７】
【化４７】
【０１３８】
【化４８】
【０１３９】
更に、本発明の有機ＥＬ素子の発光層の発光ホストとして特に好ましいものは、下記一般式（Ｂ）で表される化合物である。
【０１４０】
【化４９】
【０１４１】
式中、ＸａはＯまたはＳを表し、Ｘｂ、Ｘｃ、Ｘｄは、各々水素原子、置換基または下記一般式（Ｃ）で表される基を表し、Ｘｂ、Ｘｃ、Ｘｄのうち少なくとも１つは下記一般式（Ｃ）を表し、該一般式（Ｃ）で表される基のうち少なくとも１つはＡｒがカルバゾリル基を表す。
【０１４２】
一般式（Ｃ）
Ａｒ−（Ｌ２）ｎ−＊
式中、Ｌ２は芳香族炭化水素環または芳香族複素環から導出される２価の連結基を表す。ｎは０または１〜３の整数を表し、ｎが２以上の場合複数のＬ２は同じでも異なっていてもよい。＊は一般式（Ｂ）との連結部位を表す。Ａｒは下記一般式（Ｄ）で表される基を表す。
【０１４３】
【化５０】
【０１４４】
式中、ＸｅはＮ（Ｒ″）、ＯまたはＳを表し、Ｅ１〜Ｅ８はＣ（Ｒ″１）またはＮを表し、Ｒ″及びＲ″１は水素原子、置換基またはＬ２との連結部位を表す。＊はＬ２との連結部位を表す。〕
上記一般式（Ｂ）で表される化合物においては、好ましくは、Ｘｂ、Ｘｃ、Ｘｄのうち少なくとも２つは前記一般式（Ｃ）で表され、より好ましくはＸｂが前記一般式（Ｃ）で表されかつ前記一般式（Ｃ）のＡｒが置換基を有していてもよいカルバゾリル基を表し、更に好ましくはＸｂが前記一般式（Ｃ）で表されかつ前記一般式（Ｃ）のＡｒが置換基を有していてもよいＮ位でＬ２と連結したカルバゾリル基を表す。
【０１４５】
また、Ｘｃが一般式（Ｃ）で表されることが好ましく、更にＸｄが水素原子であることが好ましい。
【０１４６】
以下に、本発明の有機ＥＬ素子の発光層のホスト化合物（発光ホストともいう）として好ましく用いられる一般式（Ｂ）で表される化合物の具体例を挙げるが、本発明はこれらに限定されない。
【０１４７】
【化５１】
【０１４８】
【化５２】
【０１４９】
【化５３】
【０１５０】
【化５４】
【０１５１】
【化５５】
【０１５２】
【化５６】
【０１５３】
【化５７】
【０１５４】
【化５８】
【０１５５】
【化５９】
【０１５６】
【化６０】
【０１５７】
【化６１】
【０１５８】
【化６２】
【０１５９】
【化６３】
【０１６０】
また、本発明の有機ＥＬ素子の発光層の発光ホストとして、下記一般式（Ｂ′）で表される化合物も、特に好ましく用いられる。
【０１６１】
【化６４】
【０１６２】
式中、ＸａはＯまたはＳを表し、Ｘｂ及びＸｃは、各々置換基または下記一般式（Ｃ）で表される基を表し、ＸｂまたはＸｃのうち少なくとも１つは下記一般式（Ｃ）を表し、該一般式（Ｃ）で表される基のうち少なくとも１つはＡｒがカルバゾリル基を表す。
【０１６３】
一般式（Ｃ）
Ａｒ−（Ｌ２）ｎ−＊
式中、Ｌ２は芳香族炭化水素環または芳香族複素環から導出される２価の連結基を表す。ｎは０または１〜３の整数を表し、ｎが２以上の場合複数のＬ２は同じでも異なっていてもよい。＊は一般式（Ｂ）との連結部位を表す。Ａｒは下記一般式（Ｄ）で表される基を表す。
【０１６４】
【化６５】
【０１６５】
式中、ＸｅはＮ（Ｒ″）、ＯまたはＳを表し、Ｅ１〜Ｅ８はＣ（Ｒ″１）またはＮを表し、Ｒ″及びＲ″１は水素原子、置換基またはＬ２との連結部位を表す。＊はＬ２との連結部位を表す。
【０１６６】
上記一般式（Ｂ′）で表される化合物においては、好ましくは、Ｘｂ及びＸｃのうち少なくとも一方が前記一般式（Ｃ）で表され、より好ましくは前記一般式（Ｃ）のＡｒが置換基を有していてもよいカルバゾリル基を表し、更に好ましくは前記一般式（Ｃ）のＡｒが置換基を有していてもよいＮ位でＬ２と連結したカルバゾリル基を表す。
【０１６７】
以下に、本発明の有機ＥＬ素子の発光層のホスト化合物（発光ホストともいう）として好ましく用いられる一般式（Ｂ′）で表される化合物は、具体的には、先に発光ホストとして用いられる具体例として挙げた、ＯＣ−９、ＯＣ−１１、ＯＣ−１２、ＯＣ−１４、ＯＣ−１８、ＯＣ−２９、ＯＣ−３０、ＯＣ−３１、ＯＣ−３２が挙げられるが、本発明はこれらに限定されない。
【０１６８】
《電子輸送層》
電子輸送層とは電子を輸送する機能を有する材料からなり、広い意味で電子注入層、正孔阻止層も電子輸送層に含まれる。電子輸送層は単層もしくは複数層を設けることができる。
【０１６９】
電子輸送層は陰極より注入された電子を発光層に伝達する機能を有していればよく、電子輸送層の構成材料としては従来公知の化合物の中から任意のものを選択し併用することも可能である。
【０１７０】
電子輸送層に用いられる従来公知の材料（以下、電子輸送材料という）の例としては、ニトロ置換フルオレン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、ナフタレンペリレン等の複素環テトラカルボン酸無水物、カルボジイミド、フレオレニリデンメタン誘導体、アントラキノジメタン及びアントロン誘導体、オキサジアゾール誘導体、カルボリン誘導体、または、該カルボリン誘導体のカルボリン環を構成する炭化水素環の炭素原子の少なくとも一つが窒素原子で置換されている環構造を有する誘導体、ヘキサアザトリフェニレン誘導体等が挙げられる。
【０１７１】
更に、上記オキサジアゾール誘導体において、オキサジアゾール環の酸素原子を硫黄原子に置換したチアジアゾール誘導体、電子吸引性基として知られているキノキサリン環を有するキノキサリン誘導体も電子輸送材料として用いることができる。
【０１７２】
これらの材料を高分子鎖に導入した、またはこれらの材料を高分子の主鎖とした高分子材料を用いることもできる。
【０１７３】
また、８−キノリノール誘導体の金属錯体、例えば、トリス（８−キノリノール）アルミニウム（Ａｌｑ）、トリス（５，７−ジクロロ−８−キノリノール）アルミニウム、トリス（５，７−ジブロモ−８−キノリノール）アルミニウム、トリス（２−メチル−８−キノリノール）アルミニウム、トリス（５−メチル−８−キノリノール）アルミニウム、ビス（８−キノリノール）亜鉛（Ｚｎｑ）等、及びこれらの金属錯体の中心金属がＩｎ、Ｍｇ、Ｃｕ、Ｃａ、Ｓｎ、ＧａまたはＰｂに置き替わった金属錯体も電子輸送材料として用いることができる。
【０１７４】
その他、メタルフリーもしくはメタルフタロシアニン、またはそれらの末端がアルキル基やスルホン酸基等で置換されているものも電子輸送材料として用いることができる。
【０１７５】
また、ｎ型−Ｓｉ、ｎ型−ＳｉＣ等の無機半導体も電子輸送材料として用いることができる。
【０１７６】
電子輸送層は電子輸送材料を、例えば、真空蒸着法、湿式法（ウェットプロセスともいい、例えば、スピンコート法、キャスト法、ダイコート法、ブレードコート法、ロールコート法、インクジェット法、印刷法、スプレーコート法、カーテンコート法、ＬＢ法（ラングミュア・ブロジェット（Ｌａｎｇｍｕｉｒ Ｂｌｏｄｇｅｔｔ法）等を挙げることができる。））等により、薄膜化することにより形成することが好ましい。
【０１７７】
有機ＥＬ素子の構成層の形成法については、有機ＥＬ素子の作製方法のところで詳細に説明する。
【０１７８】
電子輸送層の膜厚については特に制限はないが、通常は５ｎｍ〜５０００ｎｍ程度、好ましくは５ｎｍ〜２００ｎｍである。この電子輸送層は上記材料の一種または二種以上からなる一層構造であってもよい。
【０１７９】
また、金属錯体やハロゲン化金属など金属化合物等のｎ型ドーパントをドープして用いてもよい。
【０１８０】
以下、本発明の白色有機ＥＬ素子の電子輸送層の形成に好ましく用いられる従来公知の化合物（電子輸送材料）の具体例を挙げるが、本発明はこれらに限定されない。
【０１８１】
【化６６】
【０１８２】
【化６７】
【０１８３】
【化６８】
【０１８４】
【化６９】
【０１８５】
【化７０】
【０１８６】
【化７１】
【０１８７】
【化７２】
【０１８８】
【化７３】
【０１８９】
【化７４】
【０１９０】
【化７５】
【０１９１】
【化７６】
【０１９２】
《陰極》
一方、陰極としては仕事関数の小さい（４ｅＶ以下）金属（電子注入性金属と称する）、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが用いられる。このような電極物質の具体例としては、ナトリウム、ナトリウム−カリウム合金、マグネシウム、リチウム、マグネシウム／銅混合物、マグネシウム／銀混合物、マグネシウム／アルミニウム混合物、マグネシウム／インジウム混合物、アルミニウム／酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）混合物、インジウム、リチウム／アルミニウム混合物、希土類金属等が挙げられる。
【０１９３】
これらの中で、電子注入性及び酸化等に対する耐久性の点から、電子注入性金属とこれより仕事関数の値が大きく安定な金属である第二金属との混合物、例えば、マグネシウム／銀混合物、マグネシウム／アルミニウム混合物、マグネシウム／インジウム混合物、アルミニウム／酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）混合物、リチウム／アルミニウム混合物、アルミニウム等が好適である。
【０１９４】
陰極はこれらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により薄膜を形成させることにより、作製することができる。また、陰極としてのシート抵抗は数百Ω／□以下が好ましく、膜厚は通常１０ｎｍ〜５μｍ、好ましくは５０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲で選ばれる。尚、発光した光を透過させるため、有機ＥＬ素子の陽極または陰極のいずれか一方が透明または半透明であれば発光輝度が向上し好都合である。
【０１９５】
また、陰極に上記金属を１ｎｍ〜２０ｎｍの膜厚で作製した後に、後述する陽極の説明で挙げたる導電性透明材料をその上に作製することで、透明または半透明の陰極を作製することができ、これを応用することで陽極と陰極の両方が透過性を有する素子を作製することができる。
【０１９６】
《注入層：電子注入層（陰極バッファー層）、正孔注入層》
注入層は必要に応じて設け、電子注入層と正孔注入層があり、上記の如く陽極と発光層または正孔輸送層の間、及び陰極と発光層または電子輸送層との間に存在させてもよい。
【０１９７】
注入層とは、駆動電圧低下や発光輝度向上のために電極と有機層間に設けられる層のことで、「有機ＥＬ素子とその工業化最前線（１９９８年１１月３０日エヌ・ティー・エス社発行）」の第２編第２章「電極材料」（１２３頁〜１６６頁）に詳細に記載されており、正孔注入層（陽極バッファー層）と電子注入層（陰極バッファー層）とがある。
【０１９８】
陽極バッファー層（正孔注入層）は、特開平９−４５４７９号公報、同９−２６００６２号公報、同８−２８８０６９号公報等にもその詳細が記載されており、具体例として、銅フタロシアニンに代表されるフタロシアニンバッファー層、特表２００３−５１９４３２や特開２００６−１３５１４５等に記載されているようなヘキサアザトリフェニレン誘導体バッファー層、酸化バナジウムに代表される酸化物バッファー層、アモルファスカーボンバッファー層、ポリアニリン（エメラルディン）やポリチオフェン等の導電性高分子を用いた高分子バッファー層、トリス（２−フェニルピリジン）イリジウム錯体等に代表されるオルトメタル化錯体層等が挙げられる。
【０１９９】
陰極バッファー層（電子注入層）は、特開平６−３２５８７１号公報、同９−１７５７４号公報、同１０−７４５８６号公報等にもその詳細が記載されており、具体的にはストロンチウムやアルミニウム等に代表される金属バッファー層、フッ化リチウム、フッ化カリウムに代表されるアルカリ金属化合物バッファー層、フッ化マグネシウム、フッ化セシウムに代表されるアルカリ土類金属化合物バッファー層、酸化アルミニウムに代表される酸化物バッファー層等が挙げられる。上記バッファー層（注入層）はごく薄い膜であることが望ましく、素材にもよるがその膜厚は０．１ｎｍ〜５μｍの範囲が好ましい。
【０２００】
《阻止層：正孔阻止層、電子阻止層》
阻止層は、上記の如く有機化合物薄膜の基本構成層の他に必要に応じて設けられるものである。例えば、特開平１１−２０４２５８号公報、同１１−２０４３５９号公報、及び「有機ＥＬ素子とその工業化最前線（１９９８年１１月３０日エヌ・ティー・エス社発行）」の２３７頁等に記載されている正孔阻止（ホールブロック）層がある。
【０２０１】
正孔阻止層とは広い意味では電子輸送層の機能を有し、電子を輸送する機能を有しつつ正孔を輸送する能力が著しく小さい正孔阻止材料からなり、電子を輸送しつつ正孔を阻止することで電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。
【０２０２】
また、前述する電子輸送層の構成を必要に応じて、本発明に係わる正孔阻止層として用いることができる。
【０２０３】
本発明の有機ＥＬ素子の正孔阻止層は、発光層に隣接して設けられていることが好ましい。
【０２０４】
正孔阻止層には、前述のホスト化合物として挙げた、カルバゾール誘導体、カルボリン誘導体、ジアザカルバゾール誘導体（ここで、ジアザカルバゾール誘導体とは、カルボリン環を構成する炭素原子のいずれかひとつが窒素原子で置き換わったものを示す）を含有することが好ましい。
【０２０５】
また、本発明においては、複数の発光色の異なる複数の発光層を有する場合、その発光極大波長が最も短波にある発光層が、全発光層中、最も陽極に近いことが好ましいが、このような場合、該最短波層と該層の次に陽極に近い発光層との間に正孔阻止層を追加して設けることが好ましい。更には、該位置に設けられる正孔阻止層に含有される化合物の５０質量％以上が、前記最短波発光層のホスト化合物に対しそのイオン化ポテンシャルが０．３ｅＶ以上大きいことが好ましい。
【０２０６】
イオン化ポテンシャルは化合物のＨＯＭＯ（最高占有軌道）レベルにある電子を真空準位に放出するのに必要なエネルギーで定義され、例えば下記に示すような方法により求めることができる。
【０２０７】
（１）米国Ｇａｕｓｓｉａｎ社製の分子軌道計算用ソフトウェアであるＧａｕｓｓｉａｎ９８（Ｇａｕｓｓｉａｎ９８、Ｒｅｖｉｓｉｏｎ Ａ．１１．４，Ｍ．Ｊ．Ｆｒｉｓｃｈ，ｅｔ ａｌ，Ｇａｕｓｓｉａｎ，Ｉｎｃ．，Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇｈ ＰＡ，２００２．）を用い、キーワードとしてＢ３ＬＹＰ／６−３１Ｇ＊を用いて構造最適化を行うことにより算出した値（ｅＶ単位換算値）として求めることができる。この計算値が有効な背景には、この手法で求めた計算値と実験値の相関が高いためである。
【０２０８】
（２）イオン化ポテンシャルは光電子分光法で直接測定する方法により求めることもできる。例えば、理研計器社製の低エネルギー電子分光装置「Ｍｏｄｅｌ ＡＣ−１」を用いて、あるいは紫外光電子分光として知られている方法を好適に用いることができる。
【０２０９】
一方、電子阻止層とは広い意味では正孔輸送層の機能を有し、正孔を輸送する機能を有しつつ電子を輸送する能力が著しく小さい材料からなり、正孔を輸送しつつ電子を阻止することで電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。
【０２１０】
また、後述する正孔輸送層の構成を必要に応じて電子阻止層として用いることができる。本発明に係る正孔阻止層、電子輸送層の膜厚としては、好ましくは３ｎｍ〜１００ｎｍであり、更に好ましくは５ｎｍ〜３０ｎｍである。
【０２１１】
《正孔輸送層》
正孔輸送層とは正孔を輸送する機能を有する正孔輸送材料からなり、広い意味で正孔注入層、電子阻止層も正孔輸送層に含まれる。正孔輸送層は単層または複数層設けることができる。
【０２１２】
正孔輸送材料としては、正孔の注入または輸送、電子の障壁性のいずれかを有するものであり、有機物、無機物のいずれであってもよい。例えば、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体及びピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、オキサゾール誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、アニリン系共重合体、また導電性高分子オリゴマー、特にチオフェンオリゴマー等が挙げられる。
【０２１３】
また、特表２００３−５１９４３２号公報や特開２００６−１３５１４５号公報等に記載されているようなアザトリフェニレン誘導体も同様に正孔輸送材料として用いることができる。
【０２１４】
正孔輸送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、芳香族第３級アミン化合物及びスチリルアミン化合物、特に芳香族第３級アミン化合物を用いることが好ましい。
【０２１５】
芳香族第３級アミン化合物及びスチリルアミン化合物の代表例としては、Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラフェニル−４，４′−ジアミノフェニル；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）；２，２−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）プロパン；１，１−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）シクロヘキサン；Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラ−ｐ−トリル−４，４′−ジアミノビフェニル；１，１−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）−４−フェニルシクロヘキサン；ビス（４−ジメチルアミノ−２−メチルフェニル）フェニルメタン；ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）フェニルメタン；Ｎ，Ｎ′−ジフェニル−Ｎ，Ｎ′−ジ（４−メトキシフェニル）−４，４′−ジアミノビフェニル；Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラフェニル−４，４′−ジアミノジフェニルエーテル；４，４′−ビス（ジフェニルアミノ）クオードリフェニル；Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリ（ｐ−トリル）アミン；４−（ジ−ｐ−トリルアミノ）−４′−〔４−（ジ−ｐ−トリルアミノ）スチリル〕スチルベン；４−Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ−（２−ジフェニルビニル）ベンゼン；３−メトキシ−４′−Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノスチルベンゼン；Ｎ−フェニルカルバゾール、更には米国特許第５，０６１，５６９号明細書に記載されている２個の縮合芳香族環を分子内に有するもの、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（ＮＰＤ）、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（ＭＴＤＡＴＡ）等が挙げられる。
【０２１６】
更にこれらの材料を高分子鎖に導入した、またはこれらの材料を高分子の主鎖とした高分子材料を用いることもできる。
【０２１７】
また、ｐ型−Ｓｉ、ｐ型−ＳｉＣ等の無機化合物も正孔注入材料、正孔輸送材料として使用することができる。
【０２１８】
また、特開平１１−２５１０６７号公報、Ｊ．Ｈｕａｎｇ ｅｔ．ａｌ．著文献（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ ８０（２００２），ｐ．１３９）に記載されているような、所謂ｐ型正孔輸送材料を用いることもできる。本発明においては、より高効率の発光素子が得られることからこれらの材料を用いることが好ましい。
【０２１９】
正孔輸送層は上記正孔輸送材料を、例えば、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法を含む印刷法、ＬＢ法等の公知の方法により、薄膜化することにより形成することができる。
【０２２０】
正孔輸送層の膜厚については特に制限はないが、通常は５ｎｍ〜５μｍ程度、好ましくは５ｎｍ〜２００ｎｍである。この正孔輸送層は上記材料の一種または２種以上からなる一層構造であってもよい。
【０２２１】
また、不純物をドープしたｐ性の高い正孔輸送層を用いることもできる。その例としては、特開平４−２９７０７６号公報、特開２０００−１９６１４０号公報、同２００１−１０２１７５号公報の各公報、Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，９５，５７７３（２００４）等に記載されたものが挙げられる。
【０２２２】
本発明においては、このようなｐ性の高い正孔輸送層を用いることが、より低消費電力の素子を作製することができるため好ましい。
【０２２３】
《陽極》
有機ＥＬ素子における陽極としては、仕事関数の大きい（４ｅＶ以上）金属、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが好ましく用いられる。このような電極物質の具体例としては、Ａｕ等の金属、ＣｕＩ、インジウムチンオキシド（ＩＴＯ）、ＳｎＯ２、ＺｎＯ等の導電性透明材料が挙げられる。
【０２２４】
また、ＩＤＩＸＯ（Ｉｎ２Ｏ３−ＺｎＯ）等非晶質で透明導電膜を作製可能な材料を用いてもよい。陽極はこれらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により薄膜を形成させ、フォトリソグラフィー法で所望の形状のパターンを形成してもよく、あるいはパターン精度をあまり必要としない場合は（１００μｍ以上程度）、上記電極物質の蒸着やスパッタリング時に所望の形状のマスクを介してパターンを形成してもよい。
【０２２５】
あるいは、有機導電性化合物のように塗布可能な物質を用いる場合には、印刷方式、コーティング方式等湿式成膜法を用いることもできる。この陽極より発光を取り出す場合には、透過率を１０％より大きくすることが望ましく、また陽極としてのシート抵抗は数百Ω／□以下が好ましい。更に膜厚は材料にもよるが、通常１０ｎｍ〜１０００ｎｍ、好ましくは１０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲で選ばれる。
【０２２６】
《支持基板》
本発明の有機ＥＬ素子に用いることのできる支持基板（以下、基体、基板、基材、支持体等とも言う）としては、ガラス、プラスチック等の種類には特に限定はなく、また透明であっても不透明であってもよい。支持基板側から光を取り出す場合には、支持基板は透明であることが好ましい。好ましく用いられる透明な支持基板としては、ガラス、石英、透明樹脂フィルムを挙げることができる。特に好ましい支持基板は、有機ＥＬ素子にフレキシブル性を与えることが可能な樹脂フィルムである。
【０２２７】
樹脂フィルムとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等のポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、セロファン、セルロースジアセテート、セルローストリアセテート、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートプロピオネート（ＣＡＰ）、セルロースアセテートフタレート（ＴＡＣ）、セルロースナイトレート等のセルロースエステル類またはそれらの誘導体、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、ポリエチレンビニルアルコール、シンジオタクティックポリスチレン、ポリカーボネート、ノルボルネン樹脂、ポリメチルペンテン、ポリエーテルケトン、ポリイミド、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリフェニレンスルフィド、ポリスルホン類、ポリエーテルイミド、ポリエーテルケトンイミド、ポリアミド、フッ素樹脂、ナイロン、ポリメチルメタクリレート、アクリルあるいはポリアリレート類、アートン（商品名ＪＳＲ社製）あるいはアペル（商品名三井化学社製）といったシクロオレフィン系樹脂等を挙げられる。
【０２２８】
樹脂フィルムの表面には、無機物、有機物の被膜またはその両者のハイブリッド被膜が形成されていてもよく、ＪＩＳ Ｋ ７１２９−１９９２に準拠した方法で測定された、水蒸気透過度（２５±０．５℃、相対湿度（９０±２）％ＲＨ）が０．０１ｇ／（ｍ２・２４ｈ）以下のバリア性フィルムであることが好ましく、更には、ＪＩＳ Ｋ ７１２６−１９８７に準拠した方法で測定された酸素透過度が、１０−３ｃｍ３／（ｍ２・２４ｈ・ａｔｍ）以下、水蒸気透過度が、１０−５ｇ／（ｍ２・２４ｈ）以下の高バリア性フィルムであることが好ましい。
【０２２９】
バリア膜を形成する材料としては、水分や酸素等素子の劣化をもたらすものの浸入を抑制する機能を有する材料であればよく、例えば、酸化珪素、二酸化珪素、窒化珪素等を用いることができる。更に該膜の脆弱性を改良するために、これら無機層と有機材料からなる層の積層構造を持たせることがより好ましい。無機層と有機層の積層順については特に制限はないが、両者を交互に複数回積層させることが好ましい。
【０２３０】
バリア膜の形成方法については特に限定はなく、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、分子線エピタキシー法、クラスターイオンビーム法、イオンプレーティング法、プラズマ重合法、大気圧プラズマ重合法、プラズマＣＶＤ法、レーザーＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、コーティング法等を用いることができるが、特開２００４−６８１４３号公報に記載されているような大気圧プラズマ重合法によるものが特に好ましい。
【０２３１】
不透明な支持基板としては、例えば、アルミ、ステンレス等の金属板、フィルムや不透明樹脂基板、セラミック製の基板等が挙げられる。
【０２３２】
本発明の有機ＥＬ素子の発光の室温における外部取り出し効率は、１％以上であることが好ましく、より好ましくは５％以上である。
【０２３３】
ここに、外部取り出し量子効率（％）＝有機ＥＬ素子外部に発光した光子数／有機ＥＬ素子に流した電子数×１００である。
【０２３４】
また、カラーフィルター等の色相改良フィルター等を併用しても、有機ＥＬ素子からの発光色を蛍光体を用いて多色へ変換する色変換フィルターを併用してもよい。色変換フィルターを用いる場合においては、有機ＥＬ素子の発光のλｍａｘは４８０ｎｍ以下が好ましい。
【０２３５】
《有機ＥＬ素子の作製方法》
有機ＥＬ素子の作製方法の一例として、陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／陰極バッファー層（電子注入層）／陰極からなる素子の作製方法について説明する。
【０２３６】
まず、適当な基体上に所望の電極物質、例えば、陽極用物質からなる薄膜を１μｍ以下、好ましくは１０ｎｍ〜２００ｎｍの膜厚になるように形成させ、陽極を作製する。
【０２３７】
次に、この上に素子材料である正孔注入層、正孔輸送層、発光層、正孔阻止層、電子輸送層、陰極バッファー層等の有機化合物を含有する薄膜を形成させる。
【０２３８】
薄膜の形成方法としては、例えば、真空蒸着法、湿式法（ウェットプロセスともいう）等により成膜して形成することができる。
【０２３９】
湿式法としては、スピンコート法、キャスト法、ダイコート法、ブレードコート法、ロールコート法、インクジェット法、印刷法、スプレーコート法、カーテンコート法、ＬＢ法等があるが、精密な薄膜が形成可能で、且つ高生産性の点から、ダイコート法、ロールコート法、インクジェット法、スプレーコート法などのロール・ツー・ロール方式適性の高い方法が好ましい。また、層ごとに異なる成膜法を適用してもよい。
【０２４０】
本発明に係る有機ＥＬ材料を溶解または分散する液媒体としては、例えば、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、酢酸エチル等の脂肪酸エステル類、ジクロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素類、トルエン、キシレン、メシチレン、シクロヘキシルベンゼン等の芳香族炭化水素類、シクロヘキサン、デカリン、ドデカン等の脂肪族炭化水素類、ＤＭＦ、ＤＭＳＯ等の有機溶媒を用いることができる。
【０２４１】
また、分散方法としては、超音波、高剪断力分散やメディア分散等の分散方法により分散することができる。
【０２４２】
これらの層の形成後、その上に陰極用物質からなる薄膜を１μｍ以下、好ましくは５０〜２００ｎｍの範囲の膜厚になるように形成させ、陰極を設けることにより所望の有機ＥＬ素子が得られる。
【０２４３】
また、順序を逆にして、陰極、陰極バッファー層、電子輸送層、正孔阻止層、発光層、正孔輸送層、正孔注入層、陽極の順に作製することも可能である。
【０２４４】
このようにして得られた多色の表示装置に、直流電圧を印加する場合には陽極を＋、陰極を−の極性として電圧２Ｖ〜４０Ｖ程度を印加すると発光が観測できる。また交流電圧を印加してもよい。尚、印加する交流の波形は任意でよい。
【０２４５】
本発明の有機ＥＬ素子の作製は、一回の真空引きで一貫して正孔注入層から陰極まで作製するのが好ましいが、途中で取り出して異なる成膜法を施しても構わない。その際、作業を乾燥不活性ガス雰囲気下で行うことが好ましい。
【０２４６】
《封止》
本発明に用いられる封止手段としては、例えば、封止部材と電極、支持基板とを接着剤で接着する方法を挙げることができる。
【０２４７】
封止部材としては、有機ＥＬ素子の表示領域を覆うように配置されておればよく、凹板状でも平板状でもよい。また透明性、電気絶縁性は特に問わない。
【０２４８】
具体的には、ガラス板、ポリマー板・フィルム、金属板・フィルム等が挙げられる。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、石英等を挙げることができる。
【０２４９】
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、ポリサルフォン等から形成されたものを挙げることができる。
【０２５０】
金属板としては、ステンレス、鉄、銅、アルミニウム、マグネシウム、ニッケル、亜鉛、クロム、チタン、モリブテン、シリコン、ゲルマニウム及びタンタルからなる群から選ばれる一種以上の金属または合金からなるものが挙げられる。
【０２５１】
本発明においては、素子を薄膜化できるということからポリマーフィルム、金属フィルムを好ましく使用することができる。
【０２５２】
更には、ポリマーフィルムは、ＪＩＳ Ｋ ７１２６−１９８７に準拠した方法で測定された酸素透過度が１×１０−３ｃｍ３（ｍ２・２４ｈ・ａｔｍ）以下、ＪＩＳ Ｋ ７１２９−１９９２に準拠した方法で測定された、水蒸気透過度（２５±０．５℃、相対湿度（９０±２）％ＲＨ）が、１×１０−３ｇ／（ｍ２・２４ｈ）以下のものであることが好ましい。
【０２５３】
封止部材を凹状に加工するのは、サンドブラスト加工、化学エッチング加工等が使われる。
【０２５４】
接着剤として具体的には、アクリル酸系オリゴマー、メタクリル酸系オリゴマーの反応性ビニル基を有する光硬化及び熱硬化型接着剤、２−シアノアクリル酸エステル等の湿気硬化型等の接着剤を挙げることができる。また、エポキシ系等の熱及び化学硬化型（二液混合）を挙げることができる。また、ホットメルト型のポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィンを挙げることができる。また、カチオン硬化タイプの紫外線硬化型エポキシ樹脂接着剤を挙げることができる。
【０２５５】
なお、有機ＥＬ素子が熱処理により劣化する場合があるので、室温から８０℃までに接着硬化できるものが好ましい。また、前記接着剤中に乾燥剤を分散させておいてもよい。封止部分への接着剤の塗布は市販のディスペンサーを使ってもよいし、スクリーン印刷のように印刷してもよい。
【０２５６】
また、有機層を挟み支持基板と対向する側の電極の外側に該電極と有機層を被覆し、支持基板と接する形で無機物、有機物の層を形成し封止膜とすることも好適にできる。この場合、該膜を形成する材料としては、水分や酸素等素子の劣化をもたらすものの浸入を抑制する機能を有する材料であればよく、例えば、酸化珪素、二酸化珪素、窒化珪素等を用いることができる。
【０２５７】
更に、該膜の脆弱性を改良するために、これら無機層と有機材料からなる層の積層構造を持たせることが好ましい。これらの膜の形成方法については、特に限定はなく、例えば真空蒸着法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、分子線エピタキシー法、クラスターイオンビーム法、イオンプレーティング法、プラズマ重合法、大気圧プラズマ重合法、プラズマＣＶＤ法、レーザーＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、コーティング法等を用いることができる。
【０２５８】
封止部材と有機ＥＬ素子の表示領域との間隙には、気相及び液相では、窒素、アルゴン等の不活性気体やフッ化炭化水素、シリコンオイルのような不活性液体を注入することが好ましい。また真空とすることも可能である。また、内部に吸湿性化合物を封入することもできる。
【０２５９】
吸湿性化合物としては、例えば、金属酸化物（例えば、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化カルシウム、酸化バリウム、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム等）、硫酸塩（例えば、硫酸ナトリウム、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム、硫酸コバルト等）、金属ハロゲン化物（例えば、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、フッ化セシウム、フッ化タンタル、臭化セリウム、臭化マグネシウム、沃化バリウム、沃化マグネシウム等）、過塩素酸類（例えば、過塩素酸バリウム、過塩素酸マグネシウム等）等が挙げられ、硫酸塩、金属ハロゲン化物及び過塩素酸類においては無水塩が好適に用いられる。
【０２６０】
《保護膜、保護板》
有機層を挟み支持基板と対向する側の前記封止膜、あるいは前記封止用フィルムの外側に、素子の機械的強度を高めるために保護膜、あるいは保護板を設けてもよい。特に封止が前記封止膜により行われている場合には、その機械的強度は必ずしも高くないため、このような保護膜、保護板を設けることが好ましい。これに使用することができる材料としては、前記封止に用いたのと同様なガラス板、ポリマー板・フィルム、金属板・フィルム等を用いることができるが、軽量且つ薄膜化ということからポリマーフィルムを用いることが好ましい。
【０２６１】
《光取り出し》
有機ＥＬ素子は空気よりも屈折率の高い（屈折率が１．７〜２．１程度）層の内部で発光し、発光層で発生した光のうち１５％から２０％程度の光しか取り出せないことが一般的に言われている。これは、臨界角以上の角度θで界面（透明基板と空気との界面）に入射する光は、全反射を起こし素子外部に取り出すことができないことや、透明電極ないし発光層と透明基板との間で光が全反射を起こし、光が透明電極ないし発光層を導波し、結果として光が素子側面方向に逃げるためである。
【０２６２】
この光の取り出しの効率を向上させる手法としては、例えば、透明基板表面に凹凸を形成し、透明基板と空気界面での全反射を防ぐ方法（米国特許第４，７７４，４３５号明細書）、基板に集光性を持たせることにより効率を向上させる方法（特開昭６３−３１４７９５号公報）、素子の側面等に反射面を形成する方法（特開平１−２２０３９４号公報）、基板と発光体の間に中間の屈折率を持つ平坦層を導入し、反射防止膜を形成する方法（特開昭６２−１７２６９１号公報）、基板と発光体の間に基板よりも低屈折率を持つ平坦層を導入する方法（特開２００１−２０２８２７号公報）、基板、透明電極層や発光層のいずれかの層間（含む、基板と外界間）に回折格子を形成する方法（特開平１１−２８３７５１号公報）等がある。
【０２６３】
本発明においては、これらの方法を本発明の有機ＥＬ素子と組み合わせて用いることができるが、基板と発光体の間に基板よりも低屈折率を持つ平坦層を導入する方法、あるいは基板、透明電極層や発光層のいずれかの層間（含む、基板と外界間）に回折格子を形成する方法を好適に用いることができる。
【０２６４】
本発明はこれらの手段を組み合わせることにより、更に高輝度あるいは耐久性に優れた素子を得ることができる。
【０２６５】
透明電極と透明基板の間に低屈折率の媒質を光の波長よりも長い厚みで形成すると、透明電極から出てきた光は、媒質の屈折率が低いほど外部への取り出し効率が高くなる。
【０２６６】
低屈折率層としては、例えば、エアロゲル、多孔質シリカ、フッ化マグネシウム、フッ素系ポリマー等が挙げられる。透明基板の屈折率は一般に１．５〜１．７程度であるので、低屈折率層は屈折率がおよそ１．５以下であることが好ましい。また、更に１．３５以下であることが好ましい。
【０２６７】
また、低屈折率媒質の厚みは媒質中の波長の２倍以上となるのが望ましい。これは低屈折率媒質の厚みが、光の波長程度になってエバネッセントで染み出した電磁波が基板内に入り込む膜厚になると、低屈折率層の効果が薄れるからである。
【０２６８】
全反射を起こす界面もしくはいずれかの媒質中に回折格子を導入する方法は、光取り出し効率の向上効果が高いという特徴がある。この方法は回折格子が１次の回折や２次の回折といった所謂ブラッグ回折により、光の向きを屈折とは異なる特定の向きに変えることができる性質を利用して、発光層から発生した光のうち層間での全反射等により外に出ることができない光を、いずれかの層間もしくは、媒質中（透明基板内や透明電極内）に回折格子を導入することで光を回折させ、光を外に取り出そうとするものである。
【０２６９】
導入する回折格子は、二次元的な周期屈折率を持っていることが望ましい。これは発光層で発光する光はあらゆる方向にランダムに発生するので、ある方向にのみ周期的な屈折率分布を持っている一般的な１次元回折格子では、特定の方向に進む光しか回折されず、光の取り出し効率がさほど上がらない。
【０２７０】
しかしながら、屈折率分布を二次元的な分布にすることにより、あらゆる方向に進む光が回折され、光の取り出し効率が上がる。
【０２７１】
回折格子を導入する位置としては前述の通り、いずれかの層間もしくは媒質中（透明基板内や透明電極内）でもよいが、光が発生する場所である有機発光層の近傍が望ましい。
【０２７２】
このとき、回折格子の周期は媒質中の光の波長の約１／２〜３倍程度が好ましい。
【０２７３】
回折格子の配列は正方形のラチス状、三角形のラチス状、ハニカムラチス状等、２次元的に配列が繰り返されることが好ましい。
【０２７４】
《集光シート》
本発明の有機ＥＬ素子は基板の光取り出し側に、例えば、マイクロレンズアレイ状の構造を設けるように加工したり、あるいは所謂集光シートと組み合わせることにより、特定方向、例えば、素子発光面に対し正面方向に集光することにより、特定方向上の輝度を高めることができる。
【０２７５】
マイクロレンズアレイの例としては、基板の光取り出し側に一辺が３０μｍでその頂角が９０度となるような四角錐を２次元に配列する。一辺は１０μｍ〜１００μｍが好ましい。これより小さくなると回折の効果が発生して色付く、大きすぎると厚みが厚くなり好ましくない。
【０２７６】
集光シートとしては、例えば、液晶表示装置のＬＥＤバックライトで実用化されているものを用いることが可能である。このようなシートとして、例えば、住友スリーエム社製輝度上昇フィルム（ＢＥＦ）等を用いることができる。
【０２７７】
プリズムシートの形状としては、例えば、基材に頂角９０度、ピッチ５０μｍの△状のストライプが形成されたものであってもよいし、頂角が丸みを帯びた形状、ピッチをランダムに変化させた形状、その他の形状であってもよい。
【０２７８】
また、発光素子からの光放射角を制御するために、光拡散板・フィルムを集光シートと併用してもよい。例えば、（株）きもと製拡散フィルム（ライトアップ）等を用いることができる。
【０２７９】
《用途》
本発明の有機ＥＬ素子は、表示デバイス、ディスプレイ、各種発光光源として用いることができる。発光光源として、例えば、照明装置（家庭用照明、車内照明）、時計や液晶用バックライト、看板広告、信号機、光記憶媒体の光源、電子写真複写機の光源、光通信処理機の光源、光センサーの光源等が挙げられるがこれに限定するものではないが、特に液晶表示装置のバックライト、照明用光源としての用途に有効に用いることができる。
【０２８０】
本発明の有機ＥＬ素子においては、必要に応じ成膜時にメタルマスクやインクジェットプリンティング法等でパターニングを施してもよい。パターニングする場合は、電極のみをパターニングしてもよいし、電極と発光層をパターニングしてもよいし、素子全層をパターニングしてもよく、素子の作製においては、従来公知の方法を用いることができる。
【０２８１】
本発明の有機ＥＬ素子や本発明に係る化合物の発光する色は、「新編色彩科学ハンドブック」（日本色彩学会編、東京大学出版会、１９８５）の１０８頁の図４．１６において、分光放射輝度計ＣＳ−１０００（コニカミノルタセンシング（株）製）で測定した結果をＣＩＥ色度座標に当てはめたときの色で決定される。
【０２８２】
また、本発明の有機ＥＬ素子が白色素子の場合には、白色とは、２度視野角正面輝度を上記方法により測定した際に、１０００ｃｄ／ｍ２でのＣＩＥ１９３１表色系における色度がＸ＝０．３３±０．０７、Ｙ＝０．３３±０．１の領域内にあることを言う。
【０２８３】
《表示装置》
本発明の表示装置について説明する。本発明の表示装置は、本発明の有機ＥＬ素子を具備したものである。
【０２８４】
本発明の表示装置は単色でも多色でもよいが、ここでは多色表示装置について説明する。多色表示装置の場合は発光層形成時のみシャドーマスクを設け、一面に蒸着法、キャスト法、スピンコート法、インクジェット法、印刷法等で膜を形成できる。
【０２８５】
発光層のみパターニングを行う場合、その方法に限定はないが、好ましくは蒸着法、インクジェット法、スピンコート法、印刷法である。
【０２８６】
表示装置に具備される有機ＥＬ素子の構成は、必要に応じて上記の有機ＥＬ素子の構成例の中から選択される。
【０２８７】
また、有機ＥＬ素子の製造方法は、上記の本発明の有機ＥＬ素子の製造の一態様に示したとおりである。
【０２８８】
得られた多色表示装置に直流電圧を印加する場合には、陽極を＋、陰極を−の極性として電圧２Ｖ〜４０Ｖ程度を印加すると発光が観測できる。また、逆の極性で電圧を印加しても電流は流れずに発光は全く生じない。更に交流電圧を印加する場合には、陽極が＋、陰極が−の状態になったときのみ発光する。尚、印加する交流の波形は任意でよい。
【０２８９】
多色表示装置は、表示デバイス、ディスプレイ、各種発光光源として用いることができる。表示デバイス、ディスプレイにおいて、青、赤、緑発光の３種の有機ＥＬ素子を用いることによりフルカラーの表示が可能となる。
【０２９０】
表示デバイス、ディスプレイとしては、テレビ、パソコン、モバイル機器、ＡＶ機器、文字放送表示、自動車内の情報表示等が挙げられる。特に静止画像や動画像を再生する表示装置として使用してもよく、動画再生用の表示装置として使用する場合の駆動方式は単純マトリクス（パッシブマトリクス）方式でもアクティブマトリクス方式でもどちらでもよい。
【０２９１】
発光光源としては家庭用照明、車内照明、時計や液晶用のバックライト、看板広告、信号機、光記憶媒体の光源、電子写真複写機の光源、光通信処理機の光源、光センサーの光源等が挙げられるが、本発明はこれらに限定されない。
【０２９２】
以下、本発明の有機ＥＬ素子を有する表示装置の一例を図面に基づいて説明する。
【０２９３】
図１は有機ＥＬ素子から構成される表示装置の一例を示した模式図である。有機ＥＬ素子の発光により画像情報の表示を行う、例えば、携帯電話等のディスプレイの模式図である。
【０２９４】
ディスプレイ１は複数の画素を有する表示部Ａ、画像情報に基づいて表示部Ａの画像走査を行う制御部Ｂ等からなる。
【０２９５】
制御部Ｂは表示部Ａと電気的に接続され、複数の画素それぞれに外部からの画像情報に基づいて走査信号と画像データ信号を送り、走査信号により走査線毎の画素が画像データ信号に応じて順次発光して画像走査を行って画像情報を表示部Ａに表示する。
【０２９６】
図２は表示部Ａの模式図である。
【０２９７】
表示部Ａは基板上に、複数の走査線５及びデータ線６を含む配線部と複数の画素３等とを有する。表示部Ａの主要な部材の説明を以下に行う。
【０２９８】
図においては、画素３の発光した光が白矢印方向（下方向）へ取り出される場合を示している。
【０２９９】
配線部の走査線５及び複数のデータ線６はそれぞれ導電材料からなり、走査線５とデータ線６は格子状に直交して、直交する位置で画素３に接続している（詳細は図示していない）。
【０３００】
画素３は走査線５から走査信号が印加されると、データ線６から画像データ信号を受け取り、受け取った画像データに応じて発光する。発光の色が赤領域の画素、緑領域の画素、青領域の画素を適宜同一基板上に並置することによって、フルカラー表示が可能となる。
【０３０１】
次に、画素の発光プロセスを説明する。図３は画素の模式図である。
【０３０２】
画素は有機ＥＬ素子１０、スイッチングトランジスタ１１、駆動トランジスタ１２、コンデンサ１３等を備えている。複数の画素に有機ＥＬ素子１０として、赤色、緑色、青色発光の有機ＥＬ素子を用い、これらを同一基板上に並置することでフルカラー表示を行うことができる。
【０３０３】
図３において、制御部Ｂからデータ線６を介してスイッチングトランジスタ１１のドレインに画像データ信号が印加される。そして、制御部Ｂから走査線５を介してスイッチングトランジスタ１１のゲートに走査信号が印加されると、スイッチングトランジスタ１１の駆動がオンし、ドレインに印加された画像データ信号がコンデンサ１３と駆動トランジスタ１２のゲートに伝達される。
【０３０４】
画像データ信号の伝達により、コンデンサ１３が画像データ信号の電位に応じて充電されるとともに、駆動トランジスタ１２の駆動がオンする。駆動トランジスタ１２は、ドレインが電源ライン７に接続され、ソースが有機ＥＬ素子１０の電極に接続されており、ゲートに印加された画像データ信号の電位に応じて電源ライン７から有機ＥＬ素子１０に電流が供給される。
【０３０５】
制御部Ｂの順次走査により走査信号が次の走査線５に移ると、スイッチングトランジスタ１１の駆動がオフする。しかし、スイッチングトランジスタ１１の駆動がオフしてもコンデンサ１３は充電された画像データ信号の電位を保持するので、駆動トランジスタ１２の駆動はオン状態が保たれて、次の走査信号の印加が行われるまで有機ＥＬ素子１０の発光が継続する。順次走査により次に走査信号が印加されたとき、走査信号に同期した次の画像データ信号の電位に応じて駆動トランジスタ１２が駆動して有機ＥＬ素子１０が発光する。
【０３０６】
即ち、有機ＥＬ素子１０の発光は、複数の画素それぞれの有機ＥＬ素子１０に対して、アクティブ素子であるスイッチングトランジスタ１１と駆動トランジスタ１２を設けて、複数の画素３それぞれの有機ＥＬ素子１０の発光を行っている。このような発光方法をアクティブマトリクス方式と呼んでいる。
【０３０７】
ここで、有機ＥＬ素子１０の発光は複数の階調電位を持つ多値の画像データ信号による複数の階調の発光でもよいし、２値の画像データ信号による所定の発光量のオン、オフでもよい。また、コンデンサ１３の電位の保持は次の走査信号の印加まで継続して保持してもよいし、次の走査信号が印加される直前に放電させてもよい。
【０３０８】
本発明においては、上述したアクティブマトリクス方式に限らず、走査信号が走査されたときのみデータ信号に応じて有機ＥＬ素子を発光させるパッシブマトリクス方式の発光駆動でもよい。
【０３０９】
図４はパッシブマトリクス方式による表示装置の模式図である。図４において、複数の走査線５と複数の画像データ線６が画素３を挟んで対向して格子状に設けられている。
【０３１０】
順次走査により走査線５の走査信号が印加されたとき、印加された走査線５に接続している画素３が画像データ信号に応じて発光する。
【０３１１】
パッシブマトリクス方式では画素３にアクティブ素子が無く、製造コストの低減が計れる。
【０３１２】
《照明装置》
本発明の照明装置について説明する。本発明の照明装置は上記有機ＥＬ素子を有する。
【０３１３】
本発明の有機ＥＬ素子に共振器構造を持たせた有機ＥＬ素子として用いてもよく、このような共振器構造を有した有機ＥＬ素子の使用目的としては、光記憶媒体の光源、電子写真複写機の光源、光通信処理機の光源、光センサーの光源等が挙げられるが、これらに限定されない。また、レーザー発振をさせることにより上記用途に使用してもよい。
【０３１４】
また、本発明の有機ＥＬ素子は照明用や露光光源のような一種のランプとして使用してもよいし、画像を投影するタイプのプロジェクション装置や、静止画像や動画像を直接視認するタイプの表示装置（ディスプレイ）として使用してもよい。
【０３１５】
動画再生用の表示装置として使用する場合の駆動方式は、単純マトリクス（パッシブマトリクス）方式でもアクティブマトリクス方式でもどちらでもよい。または、異なる発光色を有する本発明の有機ＥＬ素子を２種以上使用することにより、フルカラー表示装置を作製することが可能である。
【０３１６】
また、本発明の有機ＥＬ材料は照明装置として、実質白色の発光を生じる有機ＥＬ素子に適用できる。複数の発光材料により複数の発光色を同時に発光させて混色により白色発光を得る。複数の発光色の組み合わせとしては、青色、緑色、青色の３原色の３つの発光極大波長を含有させたものでもよいし、青色と黄色、青緑と橙色等の補色の関係を利用した２つの発光極大波長を含有したものでもよい。
【０３１７】
また複数の発光色を得るための発光材料の組み合わせは、複数のリン光または蛍光で発光する材料を複数組み合わせたもの、蛍光またはリン光で発光する発光材料と、発光材料からの光を励起光として発光する色素材料との組み合わせたもののいずれでもよいが、本発明に係る白色有機ＥＬ素子においては、発光ドーパントを複数組み合わせ混合するだけでよい。
【０３１８】
発光層、正孔輸送層あるいは電子輸送層等の形成時のみマスクを設け、マスクにより塗り分ける等単純に配置するだけでよく、他層は共通であるのでマスク等のパターニングは不要であり、一面に蒸着法、キャスト法、スピンコート法、インクジェット法、印刷法等で例えば電極膜を形成でき、生産性も向上する。
【０３１９】
この方法によれば、複数色の発光素子をアレー状に並列配置した白色有機ＥＬ装置と異なり、素子自体が発光白色である。
【０３２０】
発光層に用いる発光材料としては特に制限はなく、例えば、液晶表示素子におけるバックライトであれば、ＣＦ（カラーフィルター）特性に対応した波長範囲に適合するように、本発明に係る金属錯体、また公知の発光材料の中から任意のものを選択して組み合わせて白色化すればよい。
【０３２１】
《本発明の照明装置の一態様》
本発明の有機ＥＬ素子を具備した、本発明の照明装置の一態様について説明する。
【０３２２】
本発明の有機ＥＬ素子の非発光面をガラスケースで覆い、厚み３００μｍのガラス基板を封止用基板として用いて、周囲にシール材として、エポキシ系光硬化型接着剤（東亞合成社製ラックストラックＬＣ０６２９Ｂ）を適用し、これを陰極上に重ねて透明支持基板と密着させ、ガラス基板側からＵＶ光を照射して、硬化させて、封止し、図５、図６に示すような照明装置を形成することができる。
【０３２３】
図５は、照明装置の概略図を示し、本発明の有機ＥＬ素子１０１はガラスカバー１０２で覆われている（尚、ガラスカバーでの封止作業は、有機ＥＬ素子１０１を大気に接触させることなく窒素雰囲気下のグローブボックス（純度９９．９９９％以上の高純度窒素ガスの雰囲気下）で行った。）。
【０３２４】
図６は、照明装置の断面図を示し、図６において、１０５は陰極、１０６は有機ＥＬ層、１０７は透明電極付きガラス基板を示す。尚、ガラスカバー１０２内には窒素ガス１０８が充填され、捕水剤１０９が設けられている。
【実施例】
【０３２５】
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれにより限定されるものではない。
【０３２６】
以下に代表的な化合物の合成例を示す。
【０３２７】
〔化合物例２の合成〕
以下に示すようにして、配位子Ａを合成し、次いで化合物例１−２０を合成した。
【０３２８】
《配位子Ａの合成》
（工程１）
【０３２９】
【化７７】
【０３３０】
ｍ−フェニルアニリン１７ｇ及びメタノール４０ｍｌを入れ、メカニカル攪拌機、コンデンサー、温度計を付けて水浴上にセットし、攪拌中にグリオキザール（４０％溶液）１４．５ｇを添加し、室温で２時間攪拌した。攪拌後塩化アンモニウム１０．６ｇ、ホルムアルデヒド（３８％水溶液）１５．７ｇ、メタノール８０ｍｌを加えて加熱し、１時間煮沸還流した。これにリン酸（８５％）１３．７ｇを、滴下ロートを使用して還流状態を保ちながら滴下し、さらに還流を３時間継続して反応終了として一夜放置した。反応液を２Ｌコルベンに移してエバポレーターでメタノールを留去した。５００ｍｌビーカーに氷水１４７ｍｌを入れ、これに濃縮物を注入して溶解した。メカニカル攪拌機で攪拌中に苛性カリ（ＫＯＨ）１１ｇ、水３０ｍｌの溶液を加え中和した後、酢酸エチルで抽出した。後処理後、シリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製することで、８ｇのイミダゾール化合物を得た。
【０３３１】
（工程２）
【０３３２】
【化７８】
【０３３３】
工程１で得たイミダゾール化合物８ｇをＴＨＦ（脱水）８０ｍｌに溶解し、−７０℃以下まで冷却下、ｎＢｕＬｉ（１．６Ｍ）２３．８ｍｌを−７０℃以下を保って滴下ロートより滴下し、後約１時間同温度で攪拌した。攪拌後、臭素２ｍｌを−６０℃以下を保って約１時間で滴下し、３０分そのまま攪拌した。次に冷却浴を外して室温になるまでゆっくり昇温した。約２０℃となったところで５％チオ硫酸ナトリウムを約５０ｍｌ添加し、これを１０％食塩水で中性まで洗浄して脱水後濃縮して粗製品を得た。組製品をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製することで、イミダゾールのブロモ体を６．３ｇ得た。
【０３３４】
（工程３）
【０３３５】
【化７９】
【０３３６】
ｍ−ジブロモベンゼン１５ｇを脱水エーテル１００ｍｌに溶解し、−７０℃以下まで冷却下、ｎＢｕＬｉ（１．６Ｍ）４１．７ｍｌを−７０℃以下を保って滴下ロートより滴下し、後約１時間同温度で攪拌した。攪拌後、トリフェニルシリルクロライド２１ｇをＴＨＦ（脱水）２０ｍｌに溶解した溶液を、−６０℃以下を保って約１時間で滴下し、３０分そのまま攪拌した。次に冷却浴を外して室温になるまでゆっくり昇温した。約２０度まで昇温したところで１時間撹拌し、再び、−７０℃以下まで冷却下、ｎＢｕＬｉ（１．６Ｍ）４１．７ｍｌを−７０℃以下を保って滴下ロートより滴下し、後約１時間同温度で攪拌した。攪拌後、イソプロピルピナコールボレート１７ｇを、−６０℃以下を保って約１時間で滴下し、３０分そのまま攪拌した後冷却浴を外して室温になるまでゆっくり昇温し、後処理した後、シリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製することで、ピナコールボレート化合物を１６ｇ得た。
【０３３７】
（工程４）
【０３３８】
【化８０】
【０３３９】
工程２で得られたイミダゾールのブロモ体６ｇと、工程３で得られたピナコールボレート化合物１３ｇと、エチレングリコールジメチルエーテル６０ｍｌ、ＴＨＦ１０ｍｌ、炭酸カリウム６．７ｇ、水２０ｍｌを窒素気流下撹拌し、テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム（０）１．２ｇを加え、１０時間加熱還流した。後処理後、シリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製することで、５ｇの配位子Ａを得た。配位子Ａの構造はマススペクトル及び１Ｈ−ＮＭＲで確認した。
【０３４０】
《化合物例（１−２０）の合成》
（工程５）
【０３４１】
【化８１】
【０３４２】
窒素雰囲気下、工程４で得た配位子Ａ３ｇに、２−エトキシエタノール３０ｍｌ、水９ｍｌを加え、撹拌下、塩化イリジウム・３水和物６３６ｍｇを加えて内温８５℃で２時間加熱し、この反応液を室温に戻した後沈殿物をろ取した。更に得られた沈殿をメタノールで洗浄し、乾燥後、前駆体を２ｇ得た。
【０３４３】
（工程６）
【０３４４】
【化８２】
【０３４５】
窒素雰囲気下、工程５で得た前駆体Ｂ６００ｍｇと、工程４で得た配位子Ａ１．３ｇと、酢酸フェニル８ｍｌと、トリフルオロ酢酸銀４４７ｍｇを加え、内温１１０度で７時間加熱した。後処理後、カラムクロマトグラフィーで精製することで、化合物例（１−２０）を２００ｍｇ合成した。化合物例（１−２０）の構造はマススペクトル及び１Ｈ−ＮＭＲで確認した。
【０３４６】
〔化合物例（２−１４）の合成〕
下記スキームに従って、合成した。構造はマススペクトル及び１Ｈ−ＮＭＲで確認した。
【０３４７】
【化８３】
【０３４８】
〔化合物例４−４４の合成〕
下記スキームに従って、合成した。構造はマススペクトル及び１Ｈ−ＮＭＲで確認した。
【０３４９】
【化８４】
【０３５０】
〔化合物例１−３１の合成〕
下記スキームに従って、合成した。構造はマススペクトル及び１Ｈ−ＮＭＲで確認した。
【０３５１】
【化８５】
【０３５２】
〔化合物例３−７の合成〕
下記スキームに従って、合成した。構造はマススペクトル及び１Ｈ−ＮＭＲで確認した。
【０３５３】
【化８６】
【０３５４】
実施例１
〔有機ＥＬ素子１−１の作製〕
以下に有機ＥＬ素子の作製に用いられる化合物の構造を示す。
【０３５５】
【化８７】
【０３５６】
陽極として１００ｍｍ×１００ｍｍ×１．１ｍｍのガラス基板上にＩＴＯ（インジウムチンオキシド）を１００ｎｍ成膜した基板（ＡｖａｎＳｔｒａｔｅ株式会社製、ＮＡ−４５）にパターニングを行った。その後、このＩＴＯ透明電極を設けた透明支持基板をイソプロピルアルコールで超音波洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥して、ＵＶオゾン洗浄を５分間行った。
【０３５７】
この透明支持基板上に、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）−ポリスチレンスルホネート（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ、Ｂａｙｅｒ株式会社製、Ｂａｙｔｒｏｎ Ｐ Ａｌ ４０８３）を純水で７０％に希釈した溶液をスピンコート法により成膜した後、２００℃にて１時間乾燥し、膜厚３０ｎｍの第１正孔輸送層を設けた。
【０３５８】
この第１正孔輸送層上に、正孔輸送材料Ｐｏｌｙ（Ｎ，Ｎ′−ビス（４−ブチルフェニル）−Ｎ，Ｎ′−ビス（フェニル））ベンジジン（Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｄｙｅ Ｓｏｕｒｃｅ株式会社製、ＡＤＳ−２５４）のクロロベンゼン溶液をスピンコート法により成膜した。１５０℃で１時間加熱乾燥し、膜厚４０ｎｍの第２正孔輸送層を設けた。
【０３５９】
この第２正孔輸送層上に、ホスト化合物ＯＣ−１１及びドーパント化合物である比較１の酢酸ブチル溶液をスピンコート法により成膜し、１２０℃で１時間加熱乾燥し、膜厚３０ｎｍの発光層を設けた。
【０３６０】
この発光層上に、電子輸送材料ＥＴ−１１の１−ブタノールの溶液をスピンコート法により成膜し、膜厚２０ｎｍの電子輸送層を設けた。
【０３６１】
これを、真空蒸着装置に取付け、真空槽を４×１０−４Ｐａまで減圧した。次いで、電子注入層としてフッ化リチウム１．０ｎｍ、陰極としてアルミニウム１１０ｎｍを蒸着し、有機ＥＬ素子１−１を作製した。
【０３６２】
〔有機ＥＬ素子１−２〜１−１２の作製〕
有機ＥＬ素子１−１の作製において、発光層のホスト化合物ＯＣ−１１、ドーパント化合物比較１を表１に示す化合物に置き換えた以外は同様にして、有機ＥＬ素子１−２〜１−１２を各々作製した。
【０３６３】
〈有機ＥＬ素子の評価〉
得られた有機ＥＬ素子１−１〜１−１２を評価するに際しては、作製後の各有機ＥＬ素子の非発光面をガラスケースで覆い、厚み３００μｍのガラス基板を封止用基板として用いて、周囲にシール材としてエポキシ系光硬化型接着剤（東亞合成社製ラックストラックＬＣ０６２９Ｂ）を適用し、これを上記陰極上に重ねて前記透明支持基板と密着させ、ガラス基板側からＵＶ光を照射して、硬化させて、封止して、図５、図６に示すような照明装置を形成して評価した。
【０３６４】
次いで下記評価を行った。
【０３６５】
（外部取り出し量子効率（単に、効率ともいう））
有機ＥＬ素子を室温（約２３〜２５℃）、２．５ｍＡ／ｃｍ２の定電流条件下による点灯を行い、点灯開始直後の発光輝度（Ｌ）［ｃｄ／ｍ２］を測定することにより、外部取り出し量子効率（η）を算出した。
【０３６６】
ここで、発光輝度の測定はＣＳ−１０００（コニカミノルタセンシング製）を用いて行い、外部取り出し量子効率は有機ＥＬ素子１−２（比較）を１００とする相対値で表した。
【０３６７】
（駆動電圧）
有機ＥＬ素子を室温（約２３℃〜２５℃）、２．５ｍＡ／ｃｍ２の定電流条件下により駆動した時の電圧を各々測定し、測定結果を下記に示した計算式により計算し、得られた結果を表１に示した。
【０３６８】
有機ＥＬ素子１−２（比較）を１００として各々相対値で示した。
【０３６９】
電圧＝（各素子の駆動電圧／有機ＥＬ素子１−２（比較）の駆動電圧）×１００
尚、値が小さいほうが比較に対して駆動電圧が低いことを示す。
【０３７０】
（半減寿命）
下記に示す測定法に従って、半減寿命の評価を行った。
【０３７１】
各有機ＥＬ素子を初期輝度１０００ｃｄ／ｍ２を与える電流で定電流駆動して、初期輝度の１／２（５００ｃｄ／ｍ２）になる時間を求め、これを半減寿命の尺度とした。
【０３７２】
尚、半減寿命は比較の有機ＥＬ素子１−２（比較）を１００とした時の相対値で表示した。
【０３７３】
（半値幅）
有機ＥＬ素子１−１〜１−１２の発光スペクトルの半値幅を有機ＥＬ素子１−２（比較例）を１００とした時の相対値で表示した。
【０３７４】
得られた結果を表１に示す。
【０３７５】
【表１】
【０３７６】
表１から、本発明の素子は比較に対して、高い効率を示し、半減寿命が向上し、駆動電圧も低下する等、素子としての特性が向上した。さらに発光スペクトルの半値幅も小さくなり、シャープな発光が得られた。
【０３７７】
実施例２
〔有機ＥＬ素子２−１〜２−１２の作製〕
有機ＥＬ素子１−１の作製において、発光層のホスト化合物ＯＣ−１１、ドーパント化合物である比較１を表２に示す化合物に置き換えた以外は同様にして、有機ＥＬ素子２−１〜２−１２を作製した。
【０３７８】
〈有機ＥＬ素子２−１〜２−１２の評価〉
得られた有機ＥＬ素子２−１〜２−１２を評価するに際しては、実施例１の有機ＥＬ素子１−１〜１−１２と同様に封止し、図５、図６に示すような照明装置を形成して評価した。
【０３７９】
次いで、下記の評価を行った。
【０３８０】
（外部取り出し量子効率（単に、効率ともいう））
実施例１に記載の方法と同様にして行った。尚、外部取り出し量子効率は有機ＥＬ素子２−１（比較例）を１００とする相対値で表した。
【０３８１】
（ダークスポット）
各有機ＥＬ素子を室温下、２．５ｍＡ／ｃｍ２の定電流条件下による連続点灯を行った際の発光面を目視することで下記のようにランク評価を行った。尚、目視は無作為に抽出した１０人による評価である。
【０３８２】
×：ダークスポットを確認した人数が５人以上
△：ダークスポットを確認した人数が１〜４人
○：ダークスポットを確認した人数が０人
とした。
【０３８３】
（電圧上昇率）
６ｍＡ／ｃｍ２の一定電流で駆動したときに、初期電圧と１５０時間後の電圧を測定した。初期電圧に対する１００時間後の電圧の相対値を電圧上昇率とした。
【０３８４】
（発光色（単に色ともいう））
実施例１に記載の方法と同様にして行った。
【０３８５】
得られた結果を表２に示す。
【０３８６】
【表２】
【０３８７】
表２から、比較の有機ＥＬ素子２−１、２−２に比べて、本発明の有機ＥＬ素子材料を用いて作製した本発明の有機ＥＬ素子２−３〜２−１２は、各々高い効率を示し、且つ、ダークスポットや電圧上昇も抑えられる等、素子としての諸特性が向上していることが明らかである。
【０３８８】
実施例３
〔有機ＥＬ素子３−１の作製〕
陽極として１００ｍｍ×１００ｍｍ×１．１ｍｍのガラス基板上にＩＴＯ（インジウムチンオキシド）を１００ｎｍ製膜した基板（ＮＨテクノグラス社製ＮＡ４５）にパターニングを行った後、このＩＴＯ透明電極を設けた透明支持基板をイソプロピルアルコールで超音波洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥し、ＵＶオゾン洗浄を５分間行った。
【０３８９】
この透明支持基板上に、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）−ポリスチレンスルホネート（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ、Ｈ．Ｃ．スタルク社製、ＣＬＥＶＩＯ Ｐ ＶＰ ＡＩ ４０８３）を純水で７０％に希釈した溶液を用い、３０００ｒｐｍ、３０秒の条件でスピンコート法により薄膜を形成した後、２００℃にて１時間乾燥し、膜厚２０ｎｍの第１正孔輸送層を設けた。
【０３９０】
この透明支持基板を市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに固定し、一方、モリブデン製抵抗加熱ボートにα−ＮＰＤを２００ｍｇ入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにホスト化合物としてＯＣ−３０を２００ｍｇ入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにＥＴ−８を２００ｍｇ入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにドーパント化合物である比較１を１００ｍｇ入れ、真空蒸着装置に取り付けた。
【０３９１】
次いで真空槽を４×１０−４Ｐａまで減圧した後、α−ＮＰＤの入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度０．１ｎｍ／秒で透明支持基板に蒸着し２０ｎｍの第２正孔輸送層を設けた。
【０３９２】
更に、ホスト化合物ＯＣ−３０とドーパント化合物である比較１の入った前記加熱ボートに通電して加熱し、それぞれ蒸着速度０．１ｎｍ／秒、０．００６ｎｍ／秒で前記正孔輸送層上に共蒸着して４０ｎｍの発光層を設けた。
【０３９３】
更にＥＴ−８入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度０．１ｎｍ／秒で前記発光層上に蒸着して膜厚３０ｎｍの電子輸送層を設けた。
【０３９４】
尚、蒸着時の基板温度は室温であった。
【０３９５】
引き続き、陰極バッファー層としてフッ化リチウム０．５ｎｍを蒸着し、更にアルミニウム１１０ｎｍを蒸着して陰極を形成し、有機ＥＬ素子３−１を作製した。
【０３９６】
〔有機ＥＬ素子３−２〜３−１２の作製〕
有機ＥＬ素子３−１の作製において、発光層のホスト化合物ＯＣ−３０、ドーパント化合物である比較１を表３に記載の化合物に置き換えた以外は同様にして、有機ＥＬ素子３−２〜３−１２を各々作製した。
【０３９７】
〈有機ＥＬ素子３−１〜３−１２の評価〉
得られた有機ＥＬ素子３−１〜３−１２を評価するに際しては、実施例１の有機ＥＬ素子１−１と同様に封止し、図５、図６に示すような照明装置を形成して評価した。
【０３９８】
次いで、下記評価を行った。
【０３９９】
（発光輝度）
有機ＥＬ素子の温度２３℃、１０Ｖ直流電圧を印加した時の発光輝度（Ｌ）［ｃｄ／ｍ２］を測定した。発光輝度は有機ＥＬ素子３−２（比較例）を１００とする相対値で表した。発光輝度については、ＣＳ−１０００（コニカミノルタセンシング社製）を用いて測定した。
【０４００】
（外部取り出し量子効率（単に、効率ともいう））
実施例１に記載の方法と同様にして行った。尚、外部取り出し量子効率は、有機ＥＬ素子３−２（比較）を１００として各々相対値で示した。
【０４０１】
（半減寿命）
実施例１に記載の方法と同様にして行った。尚、半減寿命は、有機ＥＬ素子３−２（比較）を１００として各々相対値で示した。
【０４０２】
（駆動電圧）
実施例１に記載の方法と同様にして行った。尚、駆動電圧は、有機ＥＬ素子３−２（比較）を１００として各々相対値で示した。
【０４０３】
【表３】
【０４０４】
表３から、蒸着法で素子を製造した場合も、本発明の素子は比較に対して、各々高い発光輝度を示し、発光ムラや保存素子の電圧上昇も抑えられる等、素子としての諸特性が向上した。
【０４０５】
実施例４
〔有機ＥＬ素子４−１〜４−１０の作製〕
有機ＥＬ素子３−１の作製において、発光層のホスト化合物ＯＣ−３０、ドーパント化合物である比較１を表４に示す化合物に置き換えた以外は同様にして、有機ＥＬ素子４−１〜４−１０を作製した。
【０４０６】
〈有機ＥＬ素子４−１〜４−１０の評価〉
得られた有機ＥＬ素子４−１〜４−１０を評価するに際しては、実施例１の有機ＥＬ素子１−１と同様に封止し、図５、図６に示すような照明装置を形成して評価した。
【０４０７】
次いで、下記評価を行った。
【０４０８】
（発光輝度）
実施例３に記載の方法と同様にして行った。尚、発光輝度は有機ＥＬ素子４−１（比較例）を１００とした時の相対値で表した。
【０４０９】
（初期劣化）
下記に示す測定法に従って、初期劣化の評価を行った。前記半減寿命の測定時に、輝度が９０％に到達する時間を測定し、これを初期劣化の尺度とした。
【０４１０】
初期劣化は以下の計算式を基に計算した。
【０４１１】
初期劣化＝（有機ＥＬ素子４−１の輝度９０％到達時間）／（各素子の輝度９０％到達時間）×１００
即ち、初期劣化の値は小さいほど初期の劣化が小さいことを示す。
【０４１２】
（駆動電圧）
実施例１に記載の方法と同様にして行った。尚、駆動電圧は、有機ＥＬ素子４−１（比較例）を１００として各々相対値で示した。
【０４１３】
得られた結果を表４に示す。
【０４１４】
【表４】
【０４１５】
表４から、比較の有機ＥＬ素子４−１、４−２に比べて、本発明の有機ＥＬ素子材料を用いて作製した本発明の有機ＥＬ素子４−３〜４−１０は、各々高い発光輝度を示し、初期劣化が抑えられ、且つ、駆動電圧も低下する等、素子としての諸特性が向上していることが明らかである。
【０４１６】
実施例５
〔白色発光有機ＥＬ素子５−１の作製〕
陽極として１００ｍｍ×１００ｍｍ×１．１ｍｍのガラス基板上にＩＴＯ（インジウムチンオキシド）を１００ｎｍ成膜した基板（ＡｖａｎＳｔｒａｔｅ株式会社製、ＮＡ−４５）にパターニングを行った。その後、このＩＴＯ透明電極を設けた透明支持基板をイソプロピルアルコールで超音波洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥して、ＵＶオゾン洗浄を５分間行った。
【０４１７】
この透明支持基板上に、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）−ポリスチレンスルホネート（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ、Ｂａｙｅｒ株式会社製、Ｂａｙｔｒｏｎ Ｐ Ａｌ ４０８３）を純水で７０％に希釈した溶液をスピンコート法により成膜した後、２００℃にて１時間乾燥し、膜厚３０ｎｍの第１正孔輸送層を設けた。
【０４１８】
この第１正孔輸送層上に、正孔輸送材料Ｐｏｌｙ（Ｎ，Ｎ′−ビス（４−ブチルフェニル）−Ｎ，Ｎ′−ビス（フェニル））ベンジジン（Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｄｙｅ Ｓｏｕｒｃｅ株式会社製、ＡＤＳ−２５４）のクロロベンゼン溶液をスピンコート法により成膜した。１５０℃で１時間加熱乾燥し、膜厚４０ｎｍの第２正孔輸送層を設けた。
【０４１９】
次に、ホスト化合物２４（１００ｍｇ）とドーパント材料Ｄ−１（３ｍｇ）とＤ−１０（３ｍｇ）をトルエン１０ｍｌに溶解した溶液を用い、２０００ｒｐｍ、３０秒の条件下、スピンコート法により成膜した。６０℃で１時間真空乾燥し第１発光層を形成した。
【０４２０】
更にこの第一発光層上に、ホスト化合物ＯＣ−１１（１００ｍｇ）と化合物例１−４８（１６ｍｇ）を６ｍｌのヘキサフルオロイソプロパノール（ＨＦＩＰ）に溶解した溶液を用い、２０００ｒｐｍ、３０秒の条件でスピンコート法により成膜し、６０℃で１時間真空乾燥し、第２発光層を形成した。
【０４２１】
この基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに固定し、真空槽を４×１０−４Ｐａまで減圧した後、第二発光層上に、電子輸送材料ＥＴ−９を３０ｎｍ、続いて陰極バッファー層としてフッ化リチウムを０．５ｎｍ、更に陰極としてアルミニウムを１１０ｎｍ蒸着して陰極を形成し、有機ＥＬ素子５−１を作製した。
【０４２２】
この素子に通電したところほぼ白色の光が得られ、照明装置として使用出来ることが判った。尚、例示の他の化合物に置き換えても同様に白色の発光が得られることが判った。
【０４２３】
実施例６
〔白色発光有機ＥＬ素子６−１の作製〕
陽極として１００ｍｍ×１００ｍｍ×１．１ｍｍのガラス基板上にＩＴＯ（インジウムチンオキシド）を１００ｎｍ成膜した基板（ＡｖａｎＳｔｒａｔｅ株式会社製、ＮＡ−４５）にパターニングを行った。その後、このＩＴＯ透明電極を設けた透明支持基板をイソプロピルアルコールで超音波洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥して、ＵＶオゾン洗浄を５分間行った。
【０４２４】
この透明支持基板上に、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）−ポリスチレンスルホネート（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ、Ｂａｙｅｒ株式会社製、Ｂａｙｔｒｏｎ Ｐ Ａｌ ４０８３）を純水で７０％に希釈した溶液をスピンコート法により成膜した後、２００℃にて１時間乾燥し、膜厚３０ｎｍの第１正孔輸送層を設けた。
【０４２５】
この第１正孔輸送層上に、正孔輸送材料Ｐｏｌｙ（Ｎ，Ｎ′−ビス（４−ブチルフェニル）−Ｎ，Ｎ′−ビス（フェニル））ベンジジン（Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｄｙｅ Ｓｏｕｒｃｅ株式会社製、ＡＤＳ−２５４）のクロロベンゼン溶液をスピンコート法により成膜した。１５０℃で１時間加熱乾燥し、膜厚４０ｎｍの第２正孔輸送層を設けた。
【０４２６】
次に、ホストとして７（１００ｍｇ）とドーパント材料Ｄ−１（３ｍｇ）とＤ−６（３ｍｇ）、化合物例１−２６（１６ｍｇ）をトルエン１０ｍｌに溶解した溶液を用い、２０００ｒｐｍ、３０秒の条件下、スピンコート法により成膜した。６０℃で１時間真空乾燥し発光層を形成した。
【０４２７】
この基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに固定し、真空槽を４×１０−４Ｐａまで減圧した後、発光層上に、電子輸送材料ＥＴ−１５を３０ｎｍ、続いて陰極バッファー層としてフッ化リチウムを０．５ｎｍ、更に陰極としてアルミニウムを１１０ｎｍ蒸着して陰極を形成し、有機ＥＬ素子６−１を作製した。
【０４２８】
この素子に通電したところほぼ白色の光が得られ、照明装置として使用出来ることが判った。尚、例示の他の化合物に置き換えても同様に白色の発光が得られることが判った。
【０４２９】
実施例７
〔白色発光有機ＥＬ素子７−１の作製〕
陽極として１００ｍｍ×１００ｍｍ×１．１ｍｍのガラス基板上にＩＴＯ（インジウムチンオキシド）を１００ｎｍ製膜した基板（ＮＨテクノグラス社製ＮＡ４５）にパターニングを行った後、このＩＴＯ透明電極を設けた透明支持基板をイソプロピルアルコールで超音波洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥し、ＵＶオゾン洗浄を５分間行った。
【０４３０】
この透明支持基板を市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに固定し、一方、モリブデン製抵抗加熱ボートにα−ＮＰＤを２００ｍｇ入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにホスト化合物として９を２００ｍｇ入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにＥＴ−１１を２００ｍｇ入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにドーパント化合物である化合物例１−３５を１００ｍｇ入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにドーパント化合物であるＤ−１０を１００ｍｇ入れ、真空蒸着装置に取り付けた。
【０４３１】
次いで真空槽を４×１０−４Ｐａまで減圧した後、α−ＮＰＤの入った前記加熱ボートをそれぞれ別々に通電して、蒸着速度０．１ｎｍ／秒で透明支持基板に蒸着し２０ｎｍの第１正孔輸送層を設けた。
【０４３２】
更に、ホスト化合物９とドーパント化合物である化合物例１−３５、ドーパント化合物であるＤ−１０の入った前記加熱ボートに通電して、ホスト化合物である９とドーパント化合物である化合物例１−３５及びＤ−１０の蒸着速度が１００：５：０．６になるように調節し、膜厚３０ｎｍの厚さになるように蒸着し、発光層を設けた。
【０４３３】
更にＥＴ−１１入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度０．１ｎｍ／秒で前記発光層上に蒸着して膜厚３０ｎｍの電子輸送層を設けた。
【０４３４】
尚、蒸着時の基板温度は室温であった。
【０４３５】
引き続き、陰極バッファー層としてフッ化リチウム０．５ｎｍを蒸着し、更にアルミニウム１１０ｎｍを蒸着して陰極を形成し、有機ＥＬ素子７−１を作製した。
【０４３６】
この素子に通電したところほぼ白色の光が得られ、照明装置として使用出来ることが判った。尚、例示の他の化合物に置き換えても同様に白色の発光が得られることが判った。
【符号の説明】
【０４３７】
１ ディスプレイ
３ 画素
５ 走査線
６ データ線
７ 電源ライン
１０ 有機ＥＬ素子
１１ スイッチングトランジスタ
１２ 駆動トランジスタ
１３ コンデンサ
Ａ 表示部
Ｂ 制御部
１０７ 透明電極付きガラス基板
１０６ 有機ＥＬ層
１０５ 陰極
１０２ ガラスカバー
１０８ 窒素ガス
１０９ 捕水剤
【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、表示装置、照明装置及び有機エレクトロルミネッセンス素子材料に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、有機ＥＬ素子ともいう）は発光する化合物を含有する発光層を陰極と陽極で挟んだ構成を有し、発光層に電子及び正孔を注入して、再結合させることにより励起子（エキシトン）を生成させ、このエキシトンが失活する際の光の放出（蛍光・リン光）を利用して発光する素子であり、数Ｖ〜数十Ｖ程度の電圧で発光が可能であることから、次世代の平面ディスプレイや照明として注目されている。
【０００３】
内部量子効率の上限が１００％となる励起三重項からのリン光発光を用いた有機ＥＬ素子がプリンストン大より報告されて以来（例えば、非特許文献１参照）、室温でリン光を示す材料の研究が活発になってきている（例えば、非特許文献２、特許文献１参照）。
【０００４】
また、室温でリン光を示す材料として、イリジウム錯体系等重金属錯体が検討されている。
【０００５】
例えば、トリス（２−フェニルピリジン）イリジウム錯体が広く知られている。（非特許文献２）。
【０００６】
また、トリス（２−フェニルピリジン）イリジウム錯体以外として、発光効率向上を目的として、フェニルイミダゾール配位子やカルベン配位子を有するイリジウム錯体が開示されている（例えば、特許文献２、特許文献３、特許文献４参照）。
【０００７】
しかし、これらのドーパントを用いた有機ＥＬ素子においても、発光寿命をはじめとして十分な素子性能が得られていない。
【０００８】
発光寿命改良目的として、フェニルイミダゾール配位子のイミダゾールのＮ位のアリール基の置換基に特徴を持たせた錯体が開示されている（例えば、特許文献５）。
【０００９】
しかしながら、これらの配位子ではＮ−アリール部分が立体的に混み合っているため、錯体の配位部分のひずみが大きく、錯体の熱安定性が悪いという問題があった。
【００１０】
Ｎ−アリール部分のひずみを解消した錯体も開示されている（例えば、特許文献６）が、これらの錯体の発光スペクトルは半値幅がひろく、ディスプレイ用途には彩度が高くよりシャープな発光が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】米国特許第６，０９７，１４７号明細書
【特許文献２】国際公開第２００６／０４６９８０号明細書
【特許文献３】特許４３３７４７５号明細書
【特許文献４】国際公開第２００５／０１９３７３号明細書
【特許文献５】国際公開第２００６／１２１８１１号明細書
【特許文献６】国際公開第２００７／０２３６５９号明細書
【非特許文献】
【００１２】
【非特許文献１】Ｍ．Ａ．Ｂａｌｄｏ ｅｔ ａｌ．，Ｎａｔｕｒｅ、３９５巻、１５１〜１５４頁（１９９８年）
【非特許文献２】Ｍ．Ａ．Ｂａｌｄｏ ｅｔ ａｌ．，Ｎａｔｕｒｅ、４０３巻、１７号、７５０〜７５３頁（２０００年）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明の目的は、高い発光効率を示し、発光寿命が長く、低駆動電圧であり、且つ、シャープな発光を示す有機エレクトロルミネッセンス素子、該素子を備えた照明装置及び表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の上記目的は下記の構成により達成された。
【００１５】
１．陽極と陰極との間に、少なくとも１つの発光層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子において、
下記一般式（１）で表わされるオルトメタル錯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。
【００１６】
【化１】
【００１７】
（Ｒ１〜Ｒ３は水素原子または置換基、Ｒ１又はＲ３のうち少なくとも一つは置換基を表し、Ｒ４は置換基を表し、Ｒ６は水素原子又は置換基を表す。Ｒ５は水素原子又は酸素原子を表し、酸素原子を表すときは、Ｒ４と結合してジベンゾフラン環を形成する。Ｘ１〜Ｘ４は炭素原子又は窒素原子を表し、少なくとも一つは窒素原子を表す。ＭはＩｒ、Ｒｈ又はＰｔを表し、ｎは１〜３の整数を表し、ｍは０〜２の整数を表す。ＭがＩｒ又はＲｈのときはｎ＋ｍは３、ＭがＰｔのときはｎ＋ｍは２を表す。Ｘ５−Ｌ１−Ｘ６は２座の配位子を表し、Ｘ５、Ｘ６は各々独立に炭素原子、窒素原子または酸素原子を表す。）
２．前記一般式（１）において、Ｘ１〜Ｘ４及びＮで形成される５員環Ａがイミダゾール環であることを特徴とする前記１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００１８】
３．前記一般式（１）において、Ｘ１〜Ｘ４及びＮで形成される５員環Ａがピラゾール環であることを特徴とする前記１又は２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００１９】
４．前記一般式（１）において、Ｘ１〜Ｘ４及びＮで形成される５員環Ａがトリアゾール環であることを特徴とする前記１又は２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００２０】
５．前記一般式（１）で表されるオルトメタル錯体においてＭがイリジウムであり、且つ、該オルトメタル錯体は前記発光層に含有されることを特徴とする前記１〜４のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００２１】
６．白色発光することを特徴とする前記１〜５のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００２２】
７．前記１〜６のいずれかの１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えたことを特徴とする表示装置。
【００２３】
８．前記１〜６のいずれかの１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えたことを特徴とする照明装置。
【発明の効果】
【００２４】
本発明により、高い発光効率を示し、発光寿命が長く、低駆動電圧であり、且つ、シャープな発光を示す有機エレクトロルミネッセンス素子、該素子を備えた照明装置及び表示装置を提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】有機ＥＬ素子から構成される表示装置の一例を示した模式図である。
【図２】表示部の模式図である。
【図３】画素の模式図である。
【図４】パッシブマトリクス方式フルカラー表示装置の模式図である。
【図５】照明装置の概略図である。
【図６】照明装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明の有機ＥＬ素子においては、請求項１〜８のいずれか１項に記載の構成を有することにより、効率が高く、半減寿命が長く、低駆動電圧であり、且つ、素子の発光スペクトルがシャープである有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することができた。併せて、該有機エレクトロルミネッセンス素子を備えた表示装置及び照明装置を提供することができた。
【００２７】
以下、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の各構成要素の詳細について、順次説明する。
【００２８】
本発明者らは従来の金属錯体の問題点のひとつとして、有機ＥＬ素子の構成層中で金属錯体同士の凝集が起こるために、実用にたえるような、素子寿命や高発光効率が得られていないのではと推定し、問題点について鋭意検討した。
【００２９】
その結果、上記一般式（１）で表わされるオルトメタル錯体を用いることにより、素子寿命が改善され、且つ、発光効率の上昇が見られることを見出した。
【００３０】
上記から、有機ＥＬ素子の構成層中におけるオルトメタル錯体同士の凝集を抑え、金属錯体の励起子三重項間で生じるＴ−Ｔ消滅を抑制することができたので、素子の寿命の向上が得られたと推定した。
【００３１】
また、別の観点から、本発明者らが検討したところ、シャープな発光を得るには、オルトメタル錯体と、ホストとして発光層に併用する化合物との相互作用も重要であることがわかった。一般式（１）で表されるオルトメタル錯体をドーパントとして用いる際に、ホストとして発光層に併用する化合物として特定構造を有する化合物を選択し、ホストとして発光層に併用する化合物とオルトメタル錯体の相互作用を低減させることで、さらにシャープな発光を得ることができた。
【００３２】
《有機ＥＬ素子材料》
本発明の有機ＥＬ素子材料について説明する。
【００３３】
《オルトメタル錯体》
本発明のオルトメタル錯体について説明する。
【００３４】
本発明のオルトメタル錯体は、本発明の有機ＥＬ素子の構成層のいずれかの層に用いることができるが、本発明の効果（素子の発光効率（詳しくは、外部取り出し量子効率、単に効率ともいう）の向上、半減寿命の増大、駆動電圧の低下）を十分に得る観点からは、素子の発光層、更に、該発光層中において発光ドーパント（単にドーパントともいう）として用いることが好ましい。
【００３５】
尚、本発明の有機ＥＬ素子の構成層については、後に詳細に説明する。
【００３６】
本発明のオルトメタル錯体は、具体的には、前記一般式（１）で表わされる。
【００３７】
本発明の一般式（１）で表されるオルトメタル錯体は、本発明の有機ＥＬ素子の構成層のいずれかの層に用いることができるが、本発明の効果（素子の発光効率（詳しくは、外部取り出し量子効率、単に効率ともいう）の向上、半減寿命の増大、駆動電圧の低下）を十分に得る観点からは、素子の発光層、更に、該発光層中において発光ドーパント（単にドーパントともいう）として用いることが好ましい。
【００３８】
尚、本発明の有機ＥＬ素子の構成層については、後に詳細に説明する。
【００３９】
一般式（Ｉ）において、Ｒ１〜Ｒ３は水素原子又は置換基を表し、Ｒ１又はＲ３のうち少なくとも一つは置換基を表し、Ｒ４は置換基を表す。Ｒ６は水素原子又は置換基を表し、Ｒ１〜Ｒ４、及びＲ６を表す置換基としては、アルキル基（メチル基、エチル基、トリフルオロメチル基、イソプロピル基等）、シクロアルキル基（シクロプロピル基、シクロヘキシル基等）、アルコキシ基（メトキシ基、エトキシ基等）、ハロゲン原子（フッ素原子等）、シアノ基、ニトロ基、ジアルキルアミノ基（ジメチルアミノ基等）、トリアリールシリル基（トリフェニルシリル基等）、ベンジル基、アリール基（フェニル基等）、ヘテロアリール基（ピリジル基、カルバゾリル基等）が挙げられる。Ｒ５は水素原子又は酸素原子を表し、酸素原子を表すときは、Ｒ４と結合してジベンゾフラン環を形成する。また、Ｒ４とＲ６も結合して縮合環を形成してもよく、縮合環としては、９，９′−ジメチルフルオレン、カルバゾール、ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェン等が挙げられる。
【００４０】
本発明の一般式（１）においては、Ｒ１又はＲ３及びＲ４は必ず置換基が置換しており、好ましくは、ベンゼン環Ｂと５員複素環Ａの２面角θが２６度以上９０度以下になるように選択される。
【００４１】
【化２】
【００４２】
二面角θは非経験的分子軌道計算法で求めた最低励起三重項状態でのベンゼン環Ｂと５員複素環Ａの二面角であり、本発明において、非経験的分子軌道計算法は、ａｂ ｉｎｉｔｉｏ法と呼ばれるハートリーフォック近似の計算から密度汎関数（ＤＦＴ）法と呼ばれる計算まで含む一般に知られている非経験的分子軌道計算法である。
【００４３】
《非経験的分子軌道法》
本発明に係る非経験的分子軌道法について説明する。
【００４４】
本発明では、非経験的分子軌道計算法は、密度汎関数法（ＤＦＴ法）による計算が好ましく、この場合、例えばＢ３ＬＹＰ、Ｂ３ＰＷ９１等のキーワードが用いられる。計算を行う場合の基底関数としては、３−２１Ｇ＊、６−３１Ｇ、６−３１Ｇ＊、ｃｃ−ｐＶＤＺ、ｃｃ−ｐＶＴＺ、ＬａｎＬ２ＤＺ、ＬａｎＬ２ＭＢ等を用いることができる。
【００４５】
これらの非経験的分子軌道計算法に用いられるソフトウェアとして、例えば、Ｇａｕｓｓｉａｎ９８、ＱＣｈｅｍ、Ｓｐａｒｔａｎ等が挙げられる。
【００４６】
本発明では、非経験的分子軌道計算法として、米国Ｇａｕｓｓｉａｎ社製の非経験的分子軌道計算法のソフトウェアであるＧａｕｓｓｉａｎ９８（Ｇａｕｓｓｉａｎ９８，Ｒｅｖｉｓｉｏｎ Ａ．１１．４，Ｍ．Ｊ．Ｆｒｉｓｃｈ，ｅｔ ａｌ，Ｇａｕｓｓｉａｎ，Ｉｎｃ．，Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇｈ ＰＡ，２００２．）を用いて計算している。
【００４７】
最低励起３重項状態（Ｔ１ともいう）での該化合物のベンゼン環Ｂと５員複素環Ａの二面角θの測定は、上述した非経験的分子軌道計算法を用いて、この化合物のＴ１での構造最適化を実施し、その結果を解析して調べることで測定する。
【００４８】
この際、たとえばｍ＝０となるトリス体だと二面角を決める原子群は６種類存在するが、この場合は最も小さくなる値を二面角θとする。
【００４９】
例えば、Ｇａｕｓｓｉａｎ９８を用い、密度汎関数法のキーワードの一つであるＢ３ＬＹＰ／ＬａｎＬ２ＤＺを使用して、Ｒ１〜Ｒ６が全て水素原子である化合物Ａについての基底状態でのビアリール部分構造の二面角を測定すると、７１度、７１度、７０度、７１度、７１度、７２度となり、θは７０度となる。
【００５０】
【化３】
【００５１】
また、化合物ＡについてのＴ１でのビアリール部分構造の二面角を測定すると、７８度、７１度、３８度、２５度、７０度、６１度となり、最も小さい値θは２５度となる。
【００５２】
【化４】
【００５３】
これらの結果から、化合物Ａのベンゼン環Ｂと５員複素環Ａは基底状態では配位子が３つとも同様にその二面角θが約７１度ねじれているのに対して、Ｔ１では配位子のうちの一つの二面角が平面に近づこうとして２５度までねじれが緩和されている。本発明において、一般式（１）で表される化合物のＴ１での二面角θは２６°〜９０°である。ここで、二面角θの取りうる値として考えられるのは、理論的には０°以上３６０°未満である。しかし、例えば二面角が１２０°というのは６０°と同義であり、２５０°というのは７０°と同義であり、３００°は６０°と同義であること等から、本発明においては、二面角θの取りうる値としては、０°以上９０°以下の範囲で表す。
【００５４】
二面角θが０°の場合、ベンゼン環Ｂと５印複素環Ａは完全な平面構造であり、二面角が９０度の場合、互いに共役の完全に切れた非平面構造となる。
【００５５】
本発明ではこのように置換基を選択することで、基底状態と励起状態の構造変化を少なくすることができ、より半値幅の小さいシャープな発光を得ることができる。
【００５６】
このような効果を得るためにはＲ１又はＲ３のうち少なくとも一つは置換基を表し、Ｒ４は置換基を表す。Ｒ４はシアノ基、トリアリールシリル基を表すことが好ましい。更に好ましくは、Ｒ４はトリアリールシリル基を表す。
【００５７】
Ｘ１〜Ｘ４は炭素原子又は窒素原子を表し、少なくとも一つは窒素原子を表す。ＭはＩｒ、Ｐｔ又はＲｈを表し、ｎは１〜３の整数を表し、ｍは０〜２の整数を表す。ＭがＩｒ又はＲｈの時はｎ＋ｍは３、ＭがＰｔの時はｎ＋ｍは２を表す。ｍは好ましくは０を表す。Ｍは好ましくはＩｒ、Ｐｔを表し、更に好ましくはＩｒを表す。Ｘ５−Ｌ１−Ｘ６は２座の配位子を形成する原子群を表し、Ｘ５、Ｘ６は各々独立に炭素原子、窒素原子、又は酸素原子を表す。Ｘ５−Ｌ１−Ｘ６で表される２座の配位子としては、例えば、フェニルピリジン、フェニルピラゾール、フェニルイミダゾール、フェニルトリアゾール、フェニルテトラゾール、ピラザボール、アセチルアセトン、ピコリン酸等が挙げられる。尚、これらの配位子は更に上記の置換基を有していてもよい。
【００５８】
一般式（１）で表される化合物は好ましくは、一般式（２）〜一般式（５）で表される。
【００５９】
【化５】
【００６０】
一般式（２）において、Ｒ１〜Ｒ６、Ｍ、Ｘ５−Ｌ−Ｘ６は一般式（１）のそれと同義である。
【００６１】
【化６】
【００６２】
一般式（３）において、Ｒ１〜Ｒ６、Ｍ、Ｘ５−Ｌ−Ｘ６は一般式（１）のそれと同義である。
【００６３】
【化７】
【００６４】
一般式（４）において、Ｒ１〜Ｒ６、Ｍ、Ｘ５−Ｌ−Ｘ６は一般式（１）のそれと同義である。
【００６５】
【化８】
【００６６】
一般式（５）において、Ｒ１〜Ｒ６、Ｍ、Ｘ５−Ｌ−Ｘ６は一般式（１）のそれと同義である。
【００６７】
以下に本発明の一般式（１）、また、一般式（２）〜（５）で表されるオルトメタル化合物の具体例を挙げる。
【００６８】
【化９】
【００６９】
【化１０】
【００７０】
【化１１】
【００７１】
【化１２】
【００７２】
【化１３】
【００７３】
【化１４】
【００７４】
【化１５】
【００７５】
【化１６】
【００７６】
【化１７】
【００７７】
【化１８】
【００７８】
【化１９】
【００７９】
【化２０】
【００８０】
【化２１】
【００８１】
【化２２】
【００８２】
【化２３】
【００８３】
【化２４】
【００８４】
【化２５】
【００８５】
【化２６】
【００８６】
【化２７】
【００８７】
【化２８】
【００８８】
【化２９】
【００８９】
【化３０】
【００９０】
【化３１】
【００９１】
【化３２】
【００９２】
【化３３】
【００９３】
【化３４】
【００９４】
【化３５】
【００９５】
【化３６】
【００９６】
これらの金属錯体は、例えば、Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｅｔｔｅｒ誌、ｖｏｌ３、Ｎｏ．１６、２５７９〜２５８１頁（２００１）、Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，第３０巻、第８号、１６８５〜１６８７頁（１９９１年）、Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，１２３巻、４３０４頁（２００１年）、Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，第４０巻、第７号、１７０４〜１７１１頁（２００１年）、Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，第４１巻、第１２号、３０５５〜３０６６頁（２００２年）、Ｎｅｗ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ．，第２６巻、１１７１頁（２００２年）、Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，第４巻、６９５〜７０９頁（２００４年）、更にこれらの文献中に記載の参考文献等の方法を適用することにより合成できる。
【００９７】
また、本発明の有機ＥＬ素子材料である、一般式（１）で表わされるオルトメタル錯体の合成例については、後述する実施例において、詳細に説明する。
【００９８】
《有機ＥＬ素子の構成層》
本発明の有機ＥＬ素子の構成層について説明する。本発明において、有機ＥＬ素子の層構成の好ましい具体例を以下に示すが、本発明はこれらに限定されない。
【００９９】
（ｉ）陽極／発光層ユニット／電子輸送層／陰極
（ii）陽極／正孔輸送層／発光層ユニット／電子輸送層／陰極
（iii）陽極／正孔輸送層／発光層ユニット／正孔阻止層／電子輸送層／陰極
（iv）陽極／正孔輸送層／発光層ユニット／正孔阻止層／電子輸送層／陰極バッファー層／陰極
（ｖ）陽極／陽極バッファー層／正孔輸送層／発光層ユニット／正孔阻止層／電子輸送層／陰極バッファー層／陰極
更に、発光層間には非発光性の中間層を有していてもよい。中間層は電荷発生層であってもよく、マルチフォトンユニット構成であってもよい。本発明の有機ＥＬ素子としては白色発光層であることが好ましく、これらを用いた照明装置であることが好ましい。
【０１００】
本発明の有機ＥＬ素子を構成する各層について説明する。
【０１０１】
《発光層》
本発明に係る発光層は、電極または電子輸送層、正孔輸送層から注入されてくる電子及び正孔が再結合して発光する層であり、発光する部分は発光層の層内であっても発光層と隣接層との界面であってもよい。
【０１０２】
発光層の膜厚の総和は特に制限はないが、膜の均質性や、発光時に不必要な高電圧を印加するのを防止し、かつ、駆動電流に対する発光色の安定性向上の観点から、２ｎｍ〜５μｍの範囲に調整することが好ましく、更に好ましくは２ｎｍ〜２００ｎｍの範囲に調整され、特に好ましくは、５ｎｍ〜１００ｎｍの範囲である。
【０１０３】
発光層の作製には、後述する発光ドーパントやホスト化合物を、例えば、真空蒸着法、湿式法（ウェットプロセスともいい、例えば、スピンコート法、キャスト法、ダイコート法、ブレードコート法、ロールコート法、インクジェット法、印刷法、スプレーコート法、カーテンコート法、ＬＢ法（ラングミュア・ブロジェット（Ｌａｎｇｍｕｉｒ Ｂｌｏｄｇｅｔｔ法））等を挙げることができる。）等により成膜して形成することができる。（本発明の化合物を発光層に用いる場合、ウェットプロセスで作製することが好ましい。）。
【０１０４】
本発明の有機ＥＬ素子の発光層には、発光ドーパント（リン光発光性ドーパント（リン光ドーパント、リン光発光性ドーパント基ともいう）や蛍光ドーパント等）化合物と、発光ホスト化合物とを含有することが好ましい。
【０１０５】
（発光性ドーパント化合物）
発光性ドーパント化合物（発光ドーパント、単にドーパントともいう）について説明する。
【０１０６】
発光性ドーパントとしては、蛍光ドーパント（蛍光性化合物ともいう）、リン光ドーパント（リン光発光体、リン光性化合物、リン光発光性化合物等ともいう）を用いることができる。
【０１０７】
（リン光ドーパント（リン光発光ドーパントともいう））
本発明に係るリン光ドーパントについて説明する。
【０１０８】
本発明に係るリン光ドーパント化合物は、励起三重項からの発光が観測される化合物であり、具体的には室温（２５℃）にてリン光発光する化合物であり、リン光量子収率が、２５℃において０．０１以上の化合物であると定義されるが、好ましいリン光量子収率は０．１以上である。
【０１０９】
上記リン光量子収率は、第４版実験化学講座７の分光IIの３９８頁（１９９２年版、丸善）に記載の方法により測定できる。溶液中でのリン光量子収率は種々の溶媒を用いて測定できるが、本発明に係るリン光ドーパントは、任意の溶媒のいずれかにおいて上記リン光量子収率（０．０１以上）が達成されればよい。
【０１１０】
リン光ドーパントの発光は原理としては２種挙げられ、１つはキャリアが輸送されるホスト化合物上でキャリアの再結合が起こって発光性ホスト化合物の励起状態が生成し、このエネルギーをリン光ドーパントに移動させることでリン光ドーパントからの発光を得るというエネルギー移動型、もう１つはリン光ドーパントがキャリアトラップとなり、リン光ドーパント上でキャリアの再結合が起こり、リン光ドーパント化合物からの発光が得られるというキャリアトラップ型であるが、いずれの場合においても、リン光ドーパントの励起状態のエネルギーはホスト化合物の励起状態のエネルギーよりも低いことが条件である。
【０１１１】
本発明の有機ＥＬ素子は、発光層の少なくともひとつ１つがリン光発光性の有機金属錯体（リン光発光ドーパント、リン光ドーパント等ともいう）を含有するが、該リン光発光性の有機金属錯体としては、本発明の有機ＥＬ素子材料である、一般式（１）で表されるオルトメタル錯体であることが好ましい。
【０１１２】
また、本発明に係る発光層には、以下の特許公報に記載されている従来公知の化合物等を併用してもよい。
【０１１３】
例えば、国際公開第００／７０６５５号パンフレット、特開２００２−２８０１７８号公報、特開２００１−１８１６１６号公報、特開２００２−２８０１７９号公報、特開２００１−１８１６１７号公報、特開２００２−２８０１８０号公報、特開２００１−２４７８５９号公報、特開２００２−２９９０６０号公報、特開２００１−３１３１７８号公報、特開２００２−３０２６７１号公報、特開２００１−３４５１８３号公報、特開２００２−３２４６７９号公報、国際公開第０２／１５６４５号パンフレット、特開２００２−３３２２９１号公報、特開２００２−５０４８４号公報、特開２００２−３３２２９２号公報、特開２００２−８３６８４号公報、特表２００２−５４０５７２号公報、特開２００２−１１７９７８号公報、特開２００２−３３８５８８号公報、特開２００２−１７０６８４号公報、特開２００２−３５２９６０号公報、国際公開第０１／９３６４２号パンフレット、特開２００２−５０４８３号公報、特開２００２−１００４７６号公報、特開２００２−１７３６７４号公報、特開２００２−３５９０８２号公報、特開２００２−１７５８８４号公報、特開２００２−３６３５５２号公報、特開２００２−１８４５８２号公報、特開２００３−７４６９号公報、特表２００２−５２５８０８号公報、特開２００３−７４７１号公報、特表２００２−５２５８３３号公報、特開２００３−３１３６６号公報、特開２００２−２２６４９５号公報、特開２００２−２３４８９４号公報、特開２００２−２３５０７６号公報、特開２００２−２４１７５１号公報、特開２００１−３１９７７９号公報、特開２００１−３１９７８０号公報、特開２００２−６２８２４号公報、特開２００２−１００４７４号公報、特開２００２−２０３６７９号公報、特開２００２−３４３５７２号公報、特開２００２−２０３６７８号公報等である。
【０１１４】
（蛍光ドーパント（蛍光性化合物ともいう））
蛍光ドーパントとしては、クマリン系色素、ピラン系色素、シアニン系色素、クロコニウム系色素、スクアリウム系色素、オキソベンツアントラセン系色素、フルオレセイン系色素、ローダミン系色素、ピリリウム系色素、ペリレン系色素、スチルベン系色素、ポリチオフェン系色素、または希土類錯体系蛍光体等や、レーザー色素に代表される蛍光量子収率が高い化合物が挙げられる。
【０１１５】
また本発明に係る発光ドーパントは、複数種の化合物を併用して用いてもよく、構造の異なるリン光ドーパント同士の組み合わせや、リン光ドーパントと蛍光ドーパントを組み合わせて用いてもよい。
【０１１６】
ここで、発光ドーパントとして、本発明に係る一般式（１）で表わされるオルトメタル錯体と併用して用いてもよい従来公知の発光ドーパントの具体例を挙げるが、本発明はこれらに限定されない。
【０１１７】
【化３７】
【０１１８】
【化３８】
【０１１９】
【化３９】
【０１２０】
【化４０】
【０１２１】
【化４１】
【０１２２】
【化４２】
【０１２３】
【化４３】
【０１２４】
（発光ホスト化合物（発光ホスト等ともいう））
本発明においてホスト化合物は、発光層に含有される化合物の内で、その層中での質量比が２０％以上であり、且つ室温（２５℃）においてリン光発光のリン光量子収率が、０．１未満の化合物と定義される。好ましくはリン光量子収率が０．０１未満である。また、発光層に含有される化合物の中で、その層中での質量比が２０％以上であることが好ましい。
【０１２５】
本発明に用いることができる発光ホストとしては、特に制限はなく、従来有機ＥＬ素子で用いられる化合物を用いることができる。代表的にはカルバゾール誘導体、トリアリールアミン誘導体、芳香族誘導体、含窒素複素環化合物、チオフェン誘導体、フラン誘導体、オリゴアリーレン化合物等の基本骨格を有するもの、または、カルボリン誘導体やジアザカルバゾール誘導体（ここで、ジアザカルバゾール誘導体とは、カルボリン誘導体のカルボリン環を構成する炭化水素環の少なくとも１つの炭素原子が窒素原子で置換されているものを表す。）等が挙げられる。
【０１２６】
本発明に用いることができる公知の発光ホストとしては正孔輸送能、電子輸送能を有しつつ、且つ、発光の長波長化を防ぎ、なおかつ高Ｔｇ（ガラス転移温度）である化合物が好ましい。
【０１２７】
また、本発明においては、従来公知の発光ホストを単独で用いてもよく、または複数種併用して用いてもよい。
【０１２８】
発光ホストを複数種用いることで、電荷の移動を調整することが可能であり、有機ＥＬ素子を高効率化することができる。
【０１２９】
また、前記リン光ドーパントとして用いられる本発明のオルトメタル錯体及び／または従来公知の化合物を複数種用いることで、異なる発光を混ぜることが可能となり、これにより任意の発光色を得ることができる。
【０１３０】
また、本発明に用いられる発光ホストとしては、低分子化合物でも、繰り返し単位をもつ高分子化合物でもよく、ビニル基やエポキシ基のような重合性基を有する低分子化合物（重合性発光ホスト）でもよく、このような化合物を一種または複数種用いても良い。
【０１３１】
公知の発光ホストの具体例としては、以下の文献に記載の化合物が挙げられる。
【０１３２】
特開２００１−２５７０７６号公報、同２００２−３０８８５５号公報、同２００１−３１３１７９号公報、同２００２−３１９４９１号公報、同２００１−３５７９７７号公報、同２００２−３３４７８６号公報、同２００２−８８６０号公報、同２００２−３３４７８７号公報、同２００２−１５８７１号公報、同２００２−３３４７８８号公報、同２００２−４３０５６号公報、同２００２−３３４７８９号公報、同２００２−７５６４５号公報、同２００２−３３８５７９号公報、同２００２−１０５４４５号公報、同２００２−３４３５６８号公報、同２００２−１４１１７３号公報、同２００２−３５２９５７号公報、同２００２−２０３６８３号公報、同２００２−３６３２２７号公報、同２００２−２３１４５３号公報、同２００３−３１６５号公報、同２００２−２３４８８８号公報、同２００３−２７０４８号公報、同２００２−２５５９３４号公報、同２００２−２６０８６１号公報、同２００２−２８０１８３号公報、同２００２−２９９０６０号公報、同２００２−３０２５１６号公報、同２００２−３０５０８３号公報、同２００２−３０５０８４号公報、同２００２−３０８８３７号公報等。
【０１３３】
以下、本発明の有機ＥＬ素子の発光層の発光ホストとして用いられる具体例を挙げるが、本発明はこれらに限定されない。
【０１３４】
【化４４】
【０１３５】
【化４５】
【０１３６】
【化４６】
【０１３７】
【化４７】
【０１３８】
【化４８】
【０１３９】
更に、本発明の有機ＥＬ素子の発光層の発光ホストとして特に好ましいものは、下記一般式（Ｂ）で表される化合物である。
【０１４０】
【化４９】
【０１４１】
式中、ＸａはＯまたはＳを表し、Ｘｂ、Ｘｃ、Ｘｄは、各々水素原子、置換基または下記一般式（Ｃ）で表される基を表し、Ｘｂ、Ｘｃ、Ｘｄのうち少なくとも１つは下記一般式（Ｃ）を表し、該一般式（Ｃ）で表される基のうち少なくとも１つはＡｒがカルバゾリル基を表す。
【０１４２】
一般式（Ｃ）
Ａｒ−（Ｌ２）ｎ−＊
式中、Ｌ２は芳香族炭化水素環または芳香族複素環から導出される２価の連結基を表す。ｎは０または１〜３の整数を表し、ｎが２以上の場合複数のＬ２は同じでも異なっていてもよい。＊は一般式（Ｂ）との連結部位を表す。Ａｒは下記一般式（Ｄ）で表される基を表す。
【０１４３】
【化５０】
【０１４４】
式中、ＸｅはＮ（Ｒ″）、ＯまたはＳを表し、Ｅ１〜Ｅ８はＣ（Ｒ″１）またはＮを表し、Ｒ″及びＲ″１は水素原子、置換基またはＬ２との連結部位を表す。＊はＬ２との連結部位を表す。〕
上記一般式（Ｂ）で表される化合物においては、好ましくは、Ｘｂ、Ｘｃ、Ｘｄのうち少なくとも２つは前記一般式（Ｃ）で表され、より好ましくはＸｂが前記一般式（Ｃ）で表されかつ前記一般式（Ｃ）のＡｒが置換基を有していてもよいカルバゾリル基を表し、更に好ましくはＸｂが前記一般式（Ｃ）で表されかつ前記一般式（Ｃ）のＡｒが置換基を有していてもよいＮ位でＬ２と連結したカルバゾリル基を表す。
【０１４５】
また、Ｘｃが一般式（Ｃ）で表されることが好ましく、更にＸｄが水素原子であることが好ましい。
【０１４６】
以下に、本発明の有機ＥＬ素子の発光層のホスト化合物（発光ホストともいう）として好ましく用いられる一般式（Ｂ）で表される化合物の具体例を挙げるが、本発明はこれらに限定されない。
【０１４７】
【化５１】
【０１４８】
【化５２】
【０１４９】
【化５３】
【０１５０】
【化５４】
【０１５１】
【化５５】
【０１５２】
【化５６】
【０１５３】
【化５７】
【０１５４】
【化５８】
【０１５５】
【化５９】
【０１５６】
【化６０】
【０１５７】
【化６１】
【０１５８】
【化６２】
【０１５９】
【化６３】
【０１６０】
また、本発明の有機ＥＬ素子の発光層の発光ホストとして、下記一般式（Ｂ′）で表される化合物も、特に好ましく用いられる。
【０１６１】
【化６４】
【０１６２】
式中、ＸａはＯまたはＳを表し、Ｘｂ及びＸｃは、各々置換基または下記一般式（Ｃ）で表される基を表し、ＸｂまたはＸｃのうち少なくとも１つは下記一般式（Ｃ）を表し、該一般式（Ｃ）で表される基のうち少なくとも１つはＡｒがカルバゾリル基を表す。
【０１６３】
一般式（Ｃ）
Ａｒ−（Ｌ２）ｎ−＊
式中、Ｌ２は芳香族炭化水素環または芳香族複素環から導出される２価の連結基を表す。ｎは０または１〜３の整数を表し、ｎが２以上の場合複数のＬ２は同じでも異なっていてもよい。＊は一般式（Ｂ）との連結部位を表す。Ａｒは下記一般式（Ｄ）で表される基を表す。
【０１６４】
【化６５】
【０１６５】
式中、ＸｅはＮ（Ｒ″）、ＯまたはＳを表し、Ｅ１〜Ｅ８はＣ（Ｒ″１）またはＮを表し、Ｒ″及びＲ″１は水素原子、置換基またはＬ２との連結部位を表す。＊はＬ２との連結部位を表す。
【０１６６】
上記一般式（Ｂ′）で表される化合物においては、好ましくは、Ｘｂ及びＸｃのうち少なくとも一方が前記一般式（Ｃ）で表され、より好ましくは前記一般式（Ｃ）のＡｒが置換基を有していてもよいカルバゾリル基を表し、更に好ましくは前記一般式（Ｃ）のＡｒが置換基を有していてもよいＮ位でＬ２と連結したカルバゾリル基を表す。
【０１６７】
以下に、本発明の有機ＥＬ素子の発光層のホスト化合物（発光ホストともいう）として好ましく用いられる一般式（Ｂ′）で表される化合物は、具体的には、先に発光ホストとして用いられる具体例として挙げた、ＯＣ−９、ＯＣ−１１、ＯＣ−１２、ＯＣ−１４、ＯＣ−１８、ＯＣ−２９、ＯＣ−３０、ＯＣ−３１、ＯＣ−３２が挙げられるが、本発明はこれらに限定されない。
【０１６８】
《電子輸送層》
電子輸送層とは電子を輸送する機能を有する材料からなり、広い意味で電子注入層、正孔阻止層も電子輸送層に含まれる。電子輸送層は単層もしくは複数層を設けることができる。
【０１６９】
電子輸送層は陰極より注入された電子を発光層に伝達する機能を有していればよく、電子輸送層の構成材料としては従来公知の化合物の中から任意のものを選択し併用することも可能である。
【０１７０】
電子輸送層に用いられる従来公知の材料（以下、電子輸送材料という）の例としては、ニトロ置換フルオレン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、ナフタレンペリレン等の複素環テトラカルボン酸無水物、カルボジイミド、フレオレニリデンメタン誘導体、アントラキノジメタン及びアントロン誘導体、オキサジアゾール誘導体、カルボリン誘導体、または、該カルボリン誘導体のカルボリン環を構成する炭化水素環の炭素原子の少なくとも一つが窒素原子で置換されている環構造を有する誘導体、ヘキサアザトリフェニレン誘導体等が挙げられる。
【０１７１】
更に、上記オキサジアゾール誘導体において、オキサジアゾール環の酸素原子を硫黄原子に置換したチアジアゾール誘導体、電子吸引性基として知られているキノキサリン環を有するキノキサリン誘導体も電子輸送材料として用いることができる。
【０１７２】
これらの材料を高分子鎖に導入した、またはこれらの材料を高分子の主鎖とした高分子材料を用いることもできる。
【０１７３】
また、８−キノリノール誘導体の金属錯体、例えば、トリス（８−キノリノール）アルミニウム（Ａｌｑ）、トリス（５，７−ジクロロ−８−キノリノール）アルミニウム、トリス（５，７−ジブロモ−８−キノリノール）アルミニウム、トリス（２−メチル−８−キノリノール）アルミニウム、トリス（５−メチル−８−キノリノール）アルミニウム、ビス（８−キノリノール）亜鉛（Ｚｎｑ）等、及びこれらの金属錯体の中心金属がＩｎ、Ｍｇ、Ｃｕ、Ｃａ、Ｓｎ、ＧａまたはＰｂに置き替わった金属錯体も電子輸送材料として用いることができる。
【０１７４】
その他、メタルフリーもしくはメタルフタロシアニン、またはそれらの末端がアルキル基やスルホン酸基等で置換されているものも電子輸送材料として用いることができる。
【０１７５】
また、ｎ型−Ｓｉ、ｎ型−ＳｉＣ等の無機半導体も電子輸送材料として用いることができる。
【０１７６】
電子輸送層は電子輸送材料を、例えば、真空蒸着法、湿式法（ウェットプロセスともいい、例えば、スピンコート法、キャスト法、ダイコート法、ブレードコート法、ロールコート法、インクジェット法、印刷法、スプレーコート法、カーテンコート法、ＬＢ法（ラングミュア・ブロジェット（Ｌａｎｇｍｕｉｒ Ｂｌｏｄｇｅｔｔ法）等を挙げることができる。））等により、薄膜化することにより形成することが好ましい。
【０１７７】
有機ＥＬ素子の構成層の形成法については、有機ＥＬ素子の作製方法のところで詳細に説明する。
【０１７８】
電子輸送層の膜厚については特に制限はないが、通常は５ｎｍ〜５０００ｎｍ程度、好ましくは５ｎｍ〜２００ｎｍである。この電子輸送層は上記材料の一種または二種以上からなる一層構造であってもよい。
【０１７９】
また、金属錯体やハロゲン化金属など金属化合物等のｎ型ドーパントをドープして用いてもよい。
【０１８０】
以下、本発明の白色有機ＥＬ素子の電子輸送層の形成に好ましく用いられる従来公知の化合物（電子輸送材料）の具体例を挙げるが、本発明はこれらに限定されない。
【０１８１】
【化６６】
【０１８２】
【化６７】
【０１８３】
【化６８】
【０１８４】
【化６９】
【０１８５】
【化７０】
【０１８６】
【化７１】
【０１８７】
【化７２】
【０１８８】
【化７３】
【０１８９】
【化７４】
【０１９０】
【化７５】
【０１９１】
【化７６】
【０１９２】
《陰極》
一方、陰極としては仕事関数の小さい（４ｅＶ以下）金属（電子注入性金属と称する）、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが用いられる。このような電極物質の具体例としては、ナトリウム、ナトリウム−カリウム合金、マグネシウム、リチウム、マグネシウム／銅混合物、マグネシウム／銀混合物、マグネシウム／アルミニウム混合物、マグネシウム／インジウム混合物、アルミニウム／酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）混合物、インジウム、リチウム／アルミニウム混合物、希土類金属等が挙げられる。
【０１９３】
これらの中で、電子注入性及び酸化等に対する耐久性の点から、電子注入性金属とこれより仕事関数の値が大きく安定な金属である第二金属との混合物、例えば、マグネシウム／銀混合物、マグネシウム／アルミニウム混合物、マグネシウム／インジウム混合物、アルミニウム／酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）混合物、リチウム／アルミニウム混合物、アルミニウム等が好適である。
【０１９４】
陰極はこれらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により薄膜を形成させることにより、作製することができる。また、陰極としてのシート抵抗は数百Ω／□以下が好ましく、膜厚は通常１０ｎｍ〜５μｍ、好ましくは５０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲で選ばれる。尚、発光した光を透過させるため、有機ＥＬ素子の陽極または陰極のいずれか一方が透明または半透明であれば発光輝度が向上し好都合である。
【０１９５】
また、陰極に上記金属を１ｎｍ〜２０ｎｍの膜厚で作製した後に、後述する陽極の説明で挙げたる導電性透明材料をその上に作製することで、透明または半透明の陰極を作製することができ、これを応用することで陽極と陰極の両方が透過性を有する素子を作製することができる。
【０１９６】
《注入層：電子注入層（陰極バッファー層）、正孔注入層》
注入層は必要に応じて設け、電子注入層と正孔注入層があり、上記の如く陽極と発光層または正孔輸送層の間、及び陰極と発光層または電子輸送層との間に存在させてもよい。
【０１９７】
注入層とは、駆動電圧低下や発光輝度向上のために電極と有機層間に設けられる層のことで、「有機ＥＬ素子とその工業化最前線（１９９８年１１月３０日エヌ・ティー・エス社発行）」の第２編第２章「電極材料」（１２３頁〜１６６頁）に詳細に記載されており、正孔注入層（陽極バッファー層）と電子注入層（陰極バッファー層）とがある。
【０１９８】
陽極バッファー層（正孔注入層）は、特開平９−４５４７９号公報、同９−２６００６２号公報、同８−２８８０６９号公報等にもその詳細が記載されており、具体例として、銅フタロシアニンに代表されるフタロシアニンバッファー層、特表２００３−５１９４３２や特開２００６−１３５１４５等に記載されているようなヘキサアザトリフェニレン誘導体バッファー層、酸化バナジウムに代表される酸化物バッファー層、アモルファスカーボンバッファー層、ポリアニリン（エメラルディン）やポリチオフェン等の導電性高分子を用いた高分子バッファー層、トリス（２−フェニルピリジン）イリジウム錯体等に代表されるオルトメタル化錯体層等が挙げられる。
【０１９９】
陰極バッファー層（電子注入層）は、特開平６−３２５８７１号公報、同９−１７５７４号公報、同１０−７４５８６号公報等にもその詳細が記載されており、具体的にはストロンチウムやアルミニウム等に代表される金属バッファー層、フッ化リチウム、フッ化カリウムに代表されるアルカリ金属化合物バッファー層、フッ化マグネシウム、フッ化セシウムに代表されるアルカリ土類金属化合物バッファー層、酸化アルミニウムに代表される酸化物バッファー層等が挙げられる。上記バッファー層（注入層）はごく薄い膜であることが望ましく、素材にもよるがその膜厚は０．１ｎｍ〜５μｍの範囲が好ましい。
【０２００】
《阻止層：正孔阻止層、電子阻止層》
阻止層は、上記の如く有機化合物薄膜の基本構成層の他に必要に応じて設けられるものである。例えば、特開平１１−２０４２５８号公報、同１１−２０４３５９号公報、及び「有機ＥＬ素子とその工業化最前線（１９９８年１１月３０日エヌ・ティー・エス社発行）」の２３７頁等に記載されている正孔阻止（ホールブロック）層がある。
【０２０１】
正孔阻止層とは広い意味では電子輸送層の機能を有し、電子を輸送する機能を有しつつ正孔を輸送する能力が著しく小さい正孔阻止材料からなり、電子を輸送しつつ正孔を阻止することで電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。
【０２０２】
また、前述する電子輸送層の構成を必要に応じて、本発明に係わる正孔阻止層として用いることができる。
【０２０３】
本発明の有機ＥＬ素子の正孔阻止層は、発光層に隣接して設けられていることが好ましい。
【０２０４】
正孔阻止層には、前述のホスト化合物として挙げた、カルバゾール誘導体、カルボリン誘導体、ジアザカルバゾール誘導体（ここで、ジアザカルバゾール誘導体とは、カルボリン環を構成する炭素原子のいずれかひとつが窒素原子で置き換わったものを示す）を含有することが好ましい。
【０２０５】
また、本発明においては、複数の発光色の異なる複数の発光層を有する場合、その発光極大波長が最も短波にある発光層が、全発光層中、最も陽極に近いことが好ましいが、このような場合、該最短波層と該層の次に陽極に近い発光層との間に正孔阻止層を追加して設けることが好ましい。更には、該位置に設けられる正孔阻止層に含有される化合物の５０質量％以上が、前記最短波発光層のホスト化合物に対しそのイオン化ポテンシャルが０．３ｅＶ以上大きいことが好ましい。
【０２０６】
イオン化ポテンシャルは化合物のＨＯＭＯ（最高占有軌道）レベルにある電子を真空準位に放出するのに必要なエネルギーで定義され、例えば下記に示すような方法により求めることができる。
【０２０７】
（１）米国Ｇａｕｓｓｉａｎ社製の分子軌道計算用ソフトウェアであるＧａｕｓｓｉａｎ９８（Ｇａｕｓｓｉａｎ９８、Ｒｅｖｉｓｉｏｎ Ａ．１１．４，Ｍ．Ｊ．Ｆｒｉｓｃｈ，ｅｔ ａｌ，Ｇａｕｓｓｉａｎ，Ｉｎｃ．，Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇｈ ＰＡ，２００２．）を用い、キーワードとしてＢ３ＬＹＰ／６−３１Ｇ＊を用いて構造最適化を行うことにより算出した値（ｅＶ単位換算値）として求めることができる。この計算値が有効な背景には、この手法で求めた計算値と実験値の相関が高いためである。
【０２０８】
（２）イオン化ポテンシャルは光電子分光法で直接測定する方法により求めることもできる。例えば、理研計器社製の低エネルギー電子分光装置「Ｍｏｄｅｌ ＡＣ−１」を用いて、あるいは紫外光電子分光として知られている方法を好適に用いることができる。
【０２０９】
一方、電子阻止層とは広い意味では正孔輸送層の機能を有し、正孔を輸送する機能を有しつつ電子を輸送する能力が著しく小さい材料からなり、正孔を輸送しつつ電子を阻止することで電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。
【０２１０】
また、後述する正孔輸送層の構成を必要に応じて電子阻止層として用いることができる。本発明に係る正孔阻止層、電子輸送層の膜厚としては、好ましくは３ｎｍ〜１００ｎｍであり、更に好ましくは５ｎｍ〜３０ｎｍである。
【０２１１】
《正孔輸送層》
正孔輸送層とは正孔を輸送する機能を有する正孔輸送材料からなり、広い意味で正孔注入層、電子阻止層も正孔輸送層に含まれる。正孔輸送層は単層または複数層設けることができる。
【０２１２】
正孔輸送材料としては、正孔の注入または輸送、電子の障壁性のいずれかを有するものであり、有機物、無機物のいずれであってもよい。例えば、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体及びピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、オキサゾール誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、アニリン系共重合体、また導電性高分子オリゴマー、特にチオフェンオリゴマー等が挙げられる。
【０２１３】
また、特表２００３−５１９４３２号公報や特開２００６−１３５１４５号公報等に記載されているようなアザトリフェニレン誘導体も同様に正孔輸送材料として用いることができる。
【０２１４】
正孔輸送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、芳香族第３級アミン化合物及びスチリルアミン化合物、特に芳香族第３級アミン化合物を用いることが好ましい。
【０２１５】
芳香族第３級アミン化合物及びスチリルアミン化合物の代表例としては、Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラフェニル−４，４′−ジアミノフェニル；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）；２，２−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）プロパン；１，１−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）シクロヘキサン；Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラ−ｐ−トリル−４，４′−ジアミノビフェニル；１，１−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）−４−フェニルシクロヘキサン；ビス（４−ジメチルアミノ−２−メチルフェニル）フェニルメタン；ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）フェニルメタン；Ｎ，Ｎ′−ジフェニル−Ｎ，Ｎ′−ジ（４−メトキシフェニル）−４，４′−ジアミノビフェニル；Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラフェニル−４，４′−ジアミノジフェニルエーテル；４，４′−ビス（ジフェニルアミノ）クオードリフェニル；Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリ（ｐ−トリル）アミン；４−（ジ−ｐ−トリルアミノ）−４′−〔４−（ジ−ｐ−トリルアミノ）スチリル〕スチルベン；４−Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ−（２−ジフェニルビニル）ベンゼン；３−メトキシ−４′−Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノスチルベンゼン；Ｎ−フェニルカルバゾール、更には米国特許第５，０６１，５６９号明細書に記載されている２個の縮合芳香族環を分子内に有するもの、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（ＮＰＤ）、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（ＭＴＤＡＴＡ）等が挙げられる。
【０２１６】
更にこれらの材料を高分子鎖に導入した、またはこれらの材料を高分子の主鎖とした高分子材料を用いることもできる。
【０２１７】
また、ｐ型−Ｓｉ、ｐ型−ＳｉＣ等の無機化合物も正孔注入材料、正孔輸送材料として使用することができる。
【０２１８】
また、特開平１１−２５１０６７号公報、Ｊ．Ｈｕａｎｇ ｅｔ．ａｌ．著文献（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ ８０（２００２），ｐ．１３９）に記載されているような、所謂ｐ型正孔輸送材料を用いることもできる。本発明においては、より高効率の発光素子が得られることからこれらの材料を用いることが好ましい。
【０２１９】
正孔輸送層は上記正孔輸送材料を、例えば、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法を含む印刷法、ＬＢ法等の公知の方法により、薄膜化することにより形成することができる。
【０２２０】
正孔輸送層の膜厚については特に制限はないが、通常は５ｎｍ〜５μｍ程度、好ましくは５ｎｍ〜２００ｎｍである。この正孔輸送層は上記材料の一種または２種以上からなる一層構造であってもよい。
【０２２１】
また、不純物をドープしたｐ性の高い正孔輸送層を用いることもできる。その例としては、特開平４−２９７０７６号公報、特開２０００−１９６１４０号公報、同２００１−１０２１７５号公報の各公報、Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，９５，５７７３（２００４）等に記載されたものが挙げられる。
【０２２２】
本発明においては、このようなｐ性の高い正孔輸送層を用いることが、より低消費電力の素子を作製することができるため好ましい。
【０２２３】
《陽極》
有機ＥＬ素子における陽極としては、仕事関数の大きい（４ｅＶ以上）金属、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが好ましく用いられる。このような電極物質の具体例としては、Ａｕ等の金属、ＣｕＩ、インジウムチンオキシド（ＩＴＯ）、ＳｎＯ２、ＺｎＯ等の導電性透明材料が挙げられる。
【０２２４】
また、ＩＤＩＸＯ（Ｉｎ２Ｏ３−ＺｎＯ）等非晶質で透明導電膜を作製可能な材料を用いてもよい。陽極はこれらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により薄膜を形成させ、フォトリソグラフィー法で所望の形状のパターンを形成してもよく、あるいはパターン精度をあまり必要としない場合は（１００μｍ以上程度）、上記電極物質の蒸着やスパッタリング時に所望の形状のマスクを介してパターンを形成してもよい。
【０２２５】
あるいは、有機導電性化合物のように塗布可能な物質を用いる場合には、印刷方式、コーティング方式等湿式成膜法を用いることもできる。この陽極より発光を取り出す場合には、透過率を１０％より大きくすることが望ましく、また陽極としてのシート抵抗は数百Ω／□以下が好ましい。更に膜厚は材料にもよるが、通常１０ｎｍ〜１０００ｎｍ、好ましくは１０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲で選ばれる。
【０２２６】
《支持基板》
本発明の有機ＥＬ素子に用いることのできる支持基板（以下、基体、基板、基材、支持体等とも言う）としては、ガラス、プラスチック等の種類には特に限定はなく、また透明であっても不透明であってもよい。支持基板側から光を取り出す場合には、支持基板は透明であることが好ましい。好ましく用いられる透明な支持基板としては、ガラス、石英、透明樹脂フィルムを挙げることができる。特に好ましい支持基板は、有機ＥＬ素子にフレキシブル性を与えることが可能な樹脂フィルムである。
【０２２７】
樹脂フィルムとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等のポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、セロファン、セルロースジアセテート、セルローストリアセテート、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートプロピオネート（ＣＡＰ）、セルロースアセテートフタレート（ＴＡＣ）、セルロースナイトレート等のセルロースエステル類またはそれらの誘導体、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、ポリエチレンビニルアルコール、シンジオタクティックポリスチレン、ポリカーボネート、ノルボルネン樹脂、ポリメチルペンテン、ポリエーテルケトン、ポリイミド、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリフェニレンスルフィド、ポリスルホン類、ポリエーテルイミド、ポリエーテルケトンイミド、ポリアミド、フッ素樹脂、ナイロン、ポリメチルメタクリレート、アクリルあるいはポリアリレート類、アートン（商品名ＪＳＲ社製）あるいはアペル（商品名三井化学社製）といったシクロオレフィン系樹脂等を挙げられる。
【０２２８】
樹脂フィルムの表面には、無機物、有機物の被膜またはその両者のハイブリッド被膜が形成されていてもよく、ＪＩＳ Ｋ ７１２９−１９９２に準拠した方法で測定された、水蒸気透過度（２５±０．５℃、相対湿度（９０±２）％ＲＨ）が０．０１ｇ／（ｍ２・２４ｈ）以下のバリア性フィルムであることが好ましく、更には、ＪＩＳ Ｋ ７１２６−１９８７に準拠した方法で測定された酸素透過度が、１０−３ｃｍ３／（ｍ２・２４ｈ・ａｔｍ）以下、水蒸気透過度が、１０−５ｇ／（ｍ２・２４ｈ）以下の高バリア性フィルムであることが好ましい。
【０２２９】
バリア膜を形成する材料としては、水分や酸素等素子の劣化をもたらすものの浸入を抑制する機能を有する材料であればよく、例えば、酸化珪素、二酸化珪素、窒化珪素等を用いることができる。更に該膜の脆弱性を改良するために、これら無機層と有機材料からなる層の積層構造を持たせることがより好ましい。無機層と有機層の積層順については特に制限はないが、両者を交互に複数回積層させることが好ましい。
【０２３０】
バリア膜の形成方法については特に限定はなく、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、分子線エピタキシー法、クラスターイオンビーム法、イオンプレーティング法、プラズマ重合法、大気圧プラズマ重合法、プラズマＣＶＤ法、レーザーＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、コーティング法等を用いることができるが、特開２００４−６８１４３号公報に記載されているような大気圧プラズマ重合法によるものが特に好ましい。
【０２３１】
不透明な支持基板としては、例えば、アルミ、ステンレス等の金属板、フィルムや不透明樹脂基板、セラミック製の基板等が挙げられる。
【０２３２】
本発明の有機ＥＬ素子の発光の室温における外部取り出し効率は、１％以上であることが好ましく、より好ましくは５％以上である。
【０２３３】
ここに、外部取り出し量子効率（％）＝有機ＥＬ素子外部に発光した光子数／有機ＥＬ素子に流した電子数×１００である。
【０２３４】
また、カラーフィルター等の色相改良フィルター等を併用しても、有機ＥＬ素子からの発光色を蛍光体を用いて多色へ変換する色変換フィルターを併用してもよい。色変換フィルターを用いる場合においては、有機ＥＬ素子の発光のλｍａｘは４８０ｎｍ以下が好ましい。
【０２３５】
《有機ＥＬ素子の作製方法》
有機ＥＬ素子の作製方法の一例として、陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／陰極バッファー層（電子注入層）／陰極からなる素子の作製方法について説明する。
【０２３６】
まず、適当な基体上に所望の電極物質、例えば、陽極用物質からなる薄膜を１μｍ以下、好ましくは１０ｎｍ〜２００ｎｍの膜厚になるように形成させ、陽極を作製する。
【０２３７】
次に、この上に素子材料である正孔注入層、正孔輸送層、発光層、正孔阻止層、電子輸送層、陰極バッファー層等の有機化合物を含有する薄膜を形成させる。
【０２３８】
薄膜の形成方法としては、例えば、真空蒸着法、湿式法（ウェットプロセスともいう）等により成膜して形成することができる。
【０２３９】
湿式法としては、スピンコート法、キャスト法、ダイコート法、ブレードコート法、ロールコート法、インクジェット法、印刷法、スプレーコート法、カーテンコート法、ＬＢ法等があるが、精密な薄膜が形成可能で、且つ高生産性の点から、ダイコート法、ロールコート法、インクジェット法、スプレーコート法などのロール・ツー・ロール方式適性の高い方法が好ましい。また、層ごとに異なる成膜法を適用してもよい。
【０２４０】
本発明に係る有機ＥＬ材料を溶解または分散する液媒体としては、例えば、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、酢酸エチル等の脂肪酸エステル類、ジクロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素類、トルエン、キシレン、メシチレン、シクロヘキシルベンゼン等の芳香族炭化水素類、シクロヘキサン、デカリン、ドデカン等の脂肪族炭化水素類、ＤＭＦ、ＤＭＳＯ等の有機溶媒を用いることができる。
【０２４１】
また、分散方法としては、超音波、高剪断力分散やメディア分散等の分散方法により分散することができる。
【０２４２】
これらの層の形成後、その上に陰極用物質からなる薄膜を１μｍ以下、好ましくは５０〜２００ｎｍの範囲の膜厚になるように形成させ、陰極を設けることにより所望の有機ＥＬ素子が得られる。
【０２４３】
また、順序を逆にして、陰極、陰極バッファー層、電子輸送層、正孔阻止層、発光層、正孔輸送層、正孔注入層、陽極の順に作製することも可能である。
【０２４４】
このようにして得られた多色の表示装置に、直流電圧を印加する場合には陽極を＋、陰極を−の極性として電圧２Ｖ〜４０Ｖ程度を印加すると発光が観測できる。また交流電圧を印加してもよい。尚、印加する交流の波形は任意でよい。
【０２４５】
本発明の有機ＥＬ素子の作製は、一回の真空引きで一貫して正孔注入層から陰極まで作製するのが好ましいが、途中で取り出して異なる成膜法を施しても構わない。その際、作業を乾燥不活性ガス雰囲気下で行うことが好ましい。
【０２４６】
《封止》
本発明に用いられる封止手段としては、例えば、封止部材と電極、支持基板とを接着剤で接着する方法を挙げることができる。
【０２４７】
封止部材としては、有機ＥＬ素子の表示領域を覆うように配置されておればよく、凹板状でも平板状でもよい。また透明性、電気絶縁性は特に問わない。
【０２４８】
具体的には、ガラス板、ポリマー板・フィルム、金属板・フィルム等が挙げられる。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、石英等を挙げることができる。
【０２４９】
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、ポリサルフォン等から形成されたものを挙げることができる。
【０２５０】
金属板としては、ステンレス、鉄、銅、アルミニウム、マグネシウム、ニッケル、亜鉛、クロム、チタン、モリブテン、シリコン、ゲルマニウム及びタンタルからなる群から選ばれる一種以上の金属または合金からなるものが挙げられる。
【０２５１】
本発明においては、素子を薄膜化できるということからポリマーフィルム、金属フィルムを好ましく使用することができる。
【０２５２】
更には、ポリマーフィルムは、ＪＩＳ Ｋ ７１２６−１９８７に準拠した方法で測定された酸素透過度が１×１０−３ｃｍ３（ｍ２・２４ｈ・ａｔｍ）以下、ＪＩＳ Ｋ ７１２９−１９９２に準拠した方法で測定された、水蒸気透過度（２５±０．５℃、相対湿度（９０±２）％ＲＨ）が、１×１０−３ｇ／（ｍ２・２４ｈ）以下のものであることが好ましい。
【０２５３】
封止部材を凹状に加工するのは、サンドブラスト加工、化学エッチング加工等が使われる。
【０２５４】
接着剤として具体的には、アクリル酸系オリゴマー、メタクリル酸系オリゴマーの反応性ビニル基を有する光硬化及び熱硬化型接着剤、２−シアノアクリル酸エステル等の湿気硬化型等の接着剤を挙げることができる。また、エポキシ系等の熱及び化学硬化型（二液混合）を挙げることができる。また、ホットメルト型のポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィンを挙げることができる。また、カチオン硬化タイプの紫外線硬化型エポキシ樹脂接着剤を挙げることができる。
【０２５５】
なお、有機ＥＬ素子が熱処理により劣化する場合があるので、室温から８０℃までに接着硬化できるものが好ましい。また、前記接着剤中に乾燥剤を分散させておいてもよい。封止部分への接着剤の塗布は市販のディスペンサーを使ってもよいし、スクリーン印刷のように印刷してもよい。
【０２５６】
また、有機層を挟み支持基板と対向する側の電極の外側に該電極と有機層を被覆し、支持基板と接する形で無機物、有機物の層を形成し封止膜とすることも好適にできる。この場合、該膜を形成する材料としては、水分や酸素等素子の劣化をもたらすものの浸入を抑制する機能を有する材料であればよく、例えば、酸化珪素、二酸化珪素、窒化珪素等を用いることができる。
【０２５７】
更に、該膜の脆弱性を改良するために、これら無機層と有機材料からなる層の積層構造を持たせることが好ましい。これらの膜の形成方法については、特に限定はなく、例えば真空蒸着法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、分子線エピタキシー法、クラスターイオンビーム法、イオンプレーティング法、プラズマ重合法、大気圧プラズマ重合法、プラズマＣＶＤ法、レーザーＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、コーティング法等を用いることができる。
【０２５８】
封止部材と有機ＥＬ素子の表示領域との間隙には、気相及び液相では、窒素、アルゴン等の不活性気体やフッ化炭化水素、シリコンオイルのような不活性液体を注入することが好ましい。また真空とすることも可能である。また、内部に吸湿性化合物を封入することもできる。
【０２５９】
吸湿性化合物としては、例えば、金属酸化物（例えば、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化カルシウム、酸化バリウム、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム等）、硫酸塩（例えば、硫酸ナトリウム、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム、硫酸コバルト等）、金属ハロゲン化物（例えば、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、フッ化セシウム、フッ化タンタル、臭化セリウム、臭化マグネシウム、沃化バリウム、沃化マグネシウム等）、過塩素酸類（例えば、過塩素酸バリウム、過塩素酸マグネシウム等）等が挙げられ、硫酸塩、金属ハロゲン化物及び過塩素酸類においては無水塩が好適に用いられる。
【０２６０】
《保護膜、保護板》
有機層を挟み支持基板と対向する側の前記封止膜、あるいは前記封止用フィルムの外側に、素子の機械的強度を高めるために保護膜、あるいは保護板を設けてもよい。特に封止が前記封止膜により行われている場合には、その機械的強度は必ずしも高くないため、このような保護膜、保護板を設けることが好ましい。これに使用することができる材料としては、前記封止に用いたのと同様なガラス板、ポリマー板・フィルム、金属板・フィルム等を用いることができるが、軽量且つ薄膜化ということからポリマーフィルムを用いることが好ましい。
【０２６１】
《光取り出し》
有機ＥＬ素子は空気よりも屈折率の高い（屈折率が１．７〜２．１程度）層の内部で発光し、発光層で発生した光のうち１５％から２０％程度の光しか取り出せないことが一般的に言われている。これは、臨界角以上の角度θで界面（透明基板と空気との界面）に入射する光は、全反射を起こし素子外部に取り出すことができないことや、透明電極ないし発光層と透明基板との間で光が全反射を起こし、光が透明電極ないし発光層を導波し、結果として光が素子側面方向に逃げるためである。
【０２６２】
この光の取り出しの効率を向上させる手法としては、例えば、透明基板表面に凹凸を形成し、透明基板と空気界面での全反射を防ぐ方法（米国特許第４，７７４，４３５号明細書）、基板に集光性を持たせることにより効率を向上させる方法（特開昭６３−３１４７９５号公報）、素子の側面等に反射面を形成する方法（特開平１−２２０３９４号公報）、基板と発光体の間に中間の屈折率を持つ平坦層を導入し、反射防止膜を形成する方法（特開昭６２−１７２６９１号公報）、基板と発光体の間に基板よりも低屈折率を持つ平坦層を導入する方法（特開２００１−２０２８２７号公報）、基板、透明電極層や発光層のいずれかの層間（含む、基板と外界間）に回折格子を形成する方法（特開平１１−２８３７５１号公報）等がある。
【０２６３】
本発明においては、これらの方法を本発明の有機ＥＬ素子と組み合わせて用いることができるが、基板と発光体の間に基板よりも低屈折率を持つ平坦層を導入する方法、あるいは基板、透明電極層や発光層のいずれかの層間（含む、基板と外界間）に回折格子を形成する方法を好適に用いることができる。
【０２６４】
本発明はこれらの手段を組み合わせることにより、更に高輝度あるいは耐久性に優れた素子を得ることができる。
【０２６５】
透明電極と透明基板の間に低屈折率の媒質を光の波長よりも長い厚みで形成すると、透明電極から出てきた光は、媒質の屈折率が低いほど外部への取り出し効率が高くなる。
【０２６６】
低屈折率層としては、例えば、エアロゲル、多孔質シリカ、フッ化マグネシウム、フッ素系ポリマー等が挙げられる。透明基板の屈折率は一般に１．５〜１．７程度であるので、低屈折率層は屈折率がおよそ１．５以下であることが好ましい。また、更に１．３５以下であることが好ましい。
【０２６７】
また、低屈折率媒質の厚みは媒質中の波長の２倍以上となるのが望ましい。これは低屈折率媒質の厚みが、光の波長程度になってエバネッセントで染み出した電磁波が基板内に入り込む膜厚になると、低屈折率層の効果が薄れるからである。
【０２６８】
全反射を起こす界面もしくはいずれかの媒質中に回折格子を導入する方法は、光取り出し効率の向上効果が高いという特徴がある。この方法は回折格子が１次の回折や２次の回折といった所謂ブラッグ回折により、光の向きを屈折とは異なる特定の向きに変えることができる性質を利用して、発光層から発生した光のうち層間での全反射等により外に出ることができない光を、いずれかの層間もしくは、媒質中（透明基板内や透明電極内）に回折格子を導入することで光を回折させ、光を外に取り出そうとするものである。
【０２６９】
導入する回折格子は、二次元的な周期屈折率を持っていることが望ましい。これは発光層で発光する光はあらゆる方向にランダムに発生するので、ある方向にのみ周期的な屈折率分布を持っている一般的な１次元回折格子では、特定の方向に進む光しか回折されず、光の取り出し効率がさほど上がらない。
【０２７０】
しかしながら、屈折率分布を二次元的な分布にすることにより、あらゆる方向に進む光が回折され、光の取り出し効率が上がる。
【０２７１】
回折格子を導入する位置としては前述の通り、いずれかの層間もしくは媒質中（透明基板内や透明電極内）でもよいが、光が発生する場所である有機発光層の近傍が望ましい。
【０２７２】
このとき、回折格子の周期は媒質中の光の波長の約１／２〜３倍程度が好ましい。
【０２７３】
回折格子の配列は正方形のラチス状、三角形のラチス状、ハニカムラチス状等、２次元的に配列が繰り返されることが好ましい。
【０２７４】
《集光シート》
本発明の有機ＥＬ素子は基板の光取り出し側に、例えば、マイクロレンズアレイ状の構造を設けるように加工したり、あるいは所謂集光シートと組み合わせることにより、特定方向、例えば、素子発光面に対し正面方向に集光することにより、特定方向上の輝度を高めることができる。
【０２７５】
マイクロレンズアレイの例としては、基板の光取り出し側に一辺が３０μｍでその頂角が９０度となるような四角錐を２次元に配列する。一辺は１０μｍ〜１００μｍが好ましい。これより小さくなると回折の効果が発生して色付く、大きすぎると厚みが厚くなり好ましくない。
【０２７６】
集光シートとしては、例えば、液晶表示装置のＬＥＤバックライトで実用化されているものを用いることが可能である。このようなシートとして、例えば、住友スリーエム社製輝度上昇フィルム（ＢＥＦ）等を用いることができる。
【０２７７】
プリズムシートの形状としては、例えば、基材に頂角９０度、ピッチ５０μｍの△状のストライプが形成されたものであってもよいし、頂角が丸みを帯びた形状、ピッチをランダムに変化させた形状、その他の形状であってもよい。
【０２７８】
また、発光素子からの光放射角を制御するために、光拡散板・フィルムを集光シートと併用してもよい。例えば、（株）きもと製拡散フィルム（ライトアップ）等を用いることができる。
【０２７９】
《用途》
本発明の有機ＥＬ素子は、表示デバイス、ディスプレイ、各種発光光源として用いることができる。発光光源として、例えば、照明装置（家庭用照明、車内照明）、時計や液晶用バックライト、看板広告、信号機、光記憶媒体の光源、電子写真複写機の光源、光通信処理機の光源、光センサーの光源等が挙げられるがこれに限定するものではないが、特に液晶表示装置のバックライト、照明用光源としての用途に有効に用いることができる。
【０２８０】
本発明の有機ＥＬ素子においては、必要に応じ成膜時にメタルマスクやインクジェットプリンティング法等でパターニングを施してもよい。パターニングする場合は、電極のみをパターニングしてもよいし、電極と発光層をパターニングしてもよいし、素子全層をパターニングしてもよく、素子の作製においては、従来公知の方法を用いることができる。
【０２８１】
本発明の有機ＥＬ素子や本発明に係る化合物の発光する色は、「新編色彩科学ハンドブック」（日本色彩学会編、東京大学出版会、１９８５）の１０８頁の図４．１６において、分光放射輝度計ＣＳ−１０００（コニカミノルタセンシング（株）製）で測定した結果をＣＩＥ色度座標に当てはめたときの色で決定される。
【０２８２】
また、本発明の有機ＥＬ素子が白色素子の場合には、白色とは、２度視野角正面輝度を上記方法により測定した際に、１０００ｃｄ／ｍ２でのＣＩＥ１９３１表色系における色度がＸ＝０．３３±０．０７、Ｙ＝０．３３±０．１の領域内にあることを言う。
【０２８３】
《表示装置》
本発明の表示装置について説明する。本発明の表示装置は、本発明の有機ＥＬ素子を具備したものである。
【０２８４】
本発明の表示装置は単色でも多色でもよいが、ここでは多色表示装置について説明する。多色表示装置の場合は発光層形成時のみシャドーマスクを設け、一面に蒸着法、キャスト法、スピンコート法、インクジェット法、印刷法等で膜を形成できる。
【０２８５】
発光層のみパターニングを行う場合、その方法に限定はないが、好ましくは蒸着法、インクジェット法、スピンコート法、印刷法である。
【０２８６】
表示装置に具備される有機ＥＬ素子の構成は、必要に応じて上記の有機ＥＬ素子の構成例の中から選択される。
【０２８７】
また、有機ＥＬ素子の製造方法は、上記の本発明の有機ＥＬ素子の製造の一態様に示したとおりである。
【０２８８】
得られた多色表示装置に直流電圧を印加する場合には、陽極を＋、陰極を−の極性として電圧２Ｖ〜４０Ｖ程度を印加すると発光が観測できる。また、逆の極性で電圧を印加しても電流は流れずに発光は全く生じない。更に交流電圧を印加する場合には、陽極が＋、陰極が−の状態になったときのみ発光する。尚、印加する交流の波形は任意でよい。
【０２８９】
多色表示装置は、表示デバイス、ディスプレイ、各種発光光源として用いることができる。表示デバイス、ディスプレイにおいて、青、赤、緑発光の３種の有機ＥＬ素子を用いることによりフルカラーの表示が可能となる。
【０２９０】
表示デバイス、ディスプレイとしては、テレビ、パソコン、モバイル機器、ＡＶ機器、文字放送表示、自動車内の情報表示等が挙げられる。特に静止画像や動画像を再生する表示装置として使用してもよく、動画再生用の表示装置として使用する場合の駆動方式は単純マトリクス（パッシブマトリクス）方式でもアクティブマトリクス方式でもどちらでもよい。
【０２９１】
発光光源としては家庭用照明、車内照明、時計や液晶用のバックライト、看板広告、信号機、光記憶媒体の光源、電子写真複写機の光源、光通信処理機の光源、光センサーの光源等が挙げられるが、本発明はこれらに限定されない。
【０２９２】
以下、本発明の有機ＥＬ素子を有する表示装置の一例を図面に基づいて説明する。
【０２９３】
図１は有機ＥＬ素子から構成される表示装置の一例を示した模式図である。有機ＥＬ素子の発光により画像情報の表示を行う、例えば、携帯電話等のディスプレイの模式図である。
【０２９４】
ディスプレイ１は複数の画素を有する表示部Ａ、画像情報に基づいて表示部Ａの画像走査を行う制御部Ｂ等からなる。
【０２９５】
制御部Ｂは表示部Ａと電気的に接続され、複数の画素それぞれに外部からの画像情報に基づいて走査信号と画像データ信号を送り、走査信号により走査線毎の画素が画像データ信号に応じて順次発光して画像走査を行って画像情報を表示部Ａに表示する。
【０２９６】
図２は表示部Ａの模式図である。
【０２９７】
表示部Ａは基板上に、複数の走査線５及びデータ線６を含む配線部と複数の画素３等とを有する。表示部Ａの主要な部材の説明を以下に行う。
【０２９８】
図においては、画素３の発光した光が白矢印方向（下方向）へ取り出される場合を示している。
【０２９９】
配線部の走査線５及び複数のデータ線６はそれぞれ導電材料からなり、走査線５とデータ線６は格子状に直交して、直交する位置で画素３に接続している（詳細は図示していない）。
【０３００】
画素３は走査線５から走査信号が印加されると、データ線６から画像データ信号を受け取り、受け取った画像データに応じて発光する。発光の色が赤領域の画素、緑領域の画素、青領域の画素を適宜同一基板上に並置することによって、フルカラー表示が可能となる。
【０３０１】
次に、画素の発光プロセスを説明する。図３は画素の模式図である。
【０３０２】
画素は有機ＥＬ素子１０、スイッチングトランジスタ１１、駆動トランジスタ１２、コンデンサ１３等を備えている。複数の画素に有機ＥＬ素子１０として、赤色、緑色、青色発光の有機ＥＬ素子を用い、これらを同一基板上に並置することでフルカラー表示を行うことができる。
【０３０３】
図３において、制御部Ｂからデータ線６を介してスイッチングトランジスタ１１のドレインに画像データ信号が印加される。そして、制御部Ｂから走査線５を介してスイッチングトランジスタ１１のゲートに走査信号が印加されると、スイッチングトランジスタ１１の駆動がオンし、ドレインに印加された画像データ信号がコンデンサ１３と駆動トランジスタ１２のゲートに伝達される。
【０３０４】
画像データ信号の伝達により、コンデンサ１３が画像データ信号の電位に応じて充電されるとともに、駆動トランジスタ１２の駆動がオンする。駆動トランジスタ１２は、ドレインが電源ライン７に接続され、ソースが有機ＥＬ素子１０の電極に接続されており、ゲートに印加された画像データ信号の電位に応じて電源ライン７から有機ＥＬ素子１０に電流が供給される。
【０３０５】
制御部Ｂの順次走査により走査信号が次の走査線５に移ると、スイッチングトランジスタ１１の駆動がオフする。しかし、スイッチングトランジスタ１１の駆動がオフしてもコンデンサ１３は充電された画像データ信号の電位を保持するので、駆動トランジスタ１２の駆動はオン状態が保たれて、次の走査信号の印加が行われるまで有機ＥＬ素子１０の発光が継続する。順次走査により次に走査信号が印加されたとき、走査信号に同期した次の画像データ信号の電位に応じて駆動トランジスタ１２が駆動して有機ＥＬ素子１０が発光する。
【０３０６】
即ち、有機ＥＬ素子１０の発光は、複数の画素それぞれの有機ＥＬ素子１０に対して、アクティブ素子であるスイッチングトランジスタ１１と駆動トランジスタ１２を設けて、複数の画素３それぞれの有機ＥＬ素子１０の発光を行っている。このような発光方法をアクティブマトリクス方式と呼んでいる。
【０３０７】
ここで、有機ＥＬ素子１０の発光は複数の階調電位を持つ多値の画像データ信号による複数の階調の発光でもよいし、２値の画像データ信号による所定の発光量のオン、オフでもよい。また、コンデンサ１３の電位の保持は次の走査信号の印加まで継続して保持してもよいし、次の走査信号が印加される直前に放電させてもよい。
【０３０８】
本発明においては、上述したアクティブマトリクス方式に限らず、走査信号が走査されたときのみデータ信号に応じて有機ＥＬ素子を発光させるパッシブマトリクス方式の発光駆動でもよい。
【０３０９】
図４はパッシブマトリクス方式による表示装置の模式図である。図４において、複数の走査線５と複数の画像データ線６が画素３を挟んで対向して格子状に設けられている。
【０３１０】
順次走査により走査線５の走査信号が印加されたとき、印加された走査線５に接続している画素３が画像データ信号に応じて発光する。
【０３１１】
パッシブマトリクス方式では画素３にアクティブ素子が無く、製造コストの低減が計れる。
【０３１２】
《照明装置》
本発明の照明装置について説明する。本発明の照明装置は上記有機ＥＬ素子を有する。
【０３１３】
本発明の有機ＥＬ素子に共振器構造を持たせた有機ＥＬ素子として用いてもよく、このような共振器構造を有した有機ＥＬ素子の使用目的としては、光記憶媒体の光源、電子写真複写機の光源、光通信処理機の光源、光センサーの光源等が挙げられるが、これらに限定されない。また、レーザー発振をさせることにより上記用途に使用してもよい。
【０３１４】
また、本発明の有機ＥＬ素子は照明用や露光光源のような一種のランプとして使用してもよいし、画像を投影するタイプのプロジェクション装置や、静止画像や動画像を直接視認するタイプの表示装置（ディスプレイ）として使用してもよい。
【０３１５】
動画再生用の表示装置として使用する場合の駆動方式は、単純マトリクス（パッシブマトリクス）方式でもアクティブマトリクス方式でもどちらでもよい。または、異なる発光色を有する本発明の有機ＥＬ素子を２種以上使用することにより、フルカラー表示装置を作製することが可能である。
【０３１６】
また、本発明の有機ＥＬ材料は照明装置として、実質白色の発光を生じる有機ＥＬ素子に適用できる。複数の発光材料により複数の発光色を同時に発光させて混色により白色発光を得る。複数の発光色の組み合わせとしては、青色、緑色、青色の３原色の３つの発光極大波長を含有させたものでもよいし、青色と黄色、青緑と橙色等の補色の関係を利用した２つの発光極大波長を含有したものでもよい。
【０３１７】
また複数の発光色を得るための発光材料の組み合わせは、複数のリン光または蛍光で発光する材料を複数組み合わせたもの、蛍光またはリン光で発光する発光材料と、発光材料からの光を励起光として発光する色素材料との組み合わせたもののいずれでもよいが、本発明に係る白色有機ＥＬ素子においては、発光ドーパントを複数組み合わせ混合するだけでよい。
【０３１８】
発光層、正孔輸送層あるいは電子輸送層等の形成時のみマスクを設け、マスクにより塗り分ける等単純に配置するだけでよく、他層は共通であるのでマスク等のパターニングは不要であり、一面に蒸着法、キャスト法、スピンコート法、インクジェット法、印刷法等で例えば電極膜を形成でき、生産性も向上する。
【０３１９】
この方法によれば、複数色の発光素子をアレー状に並列配置した白色有機ＥＬ装置と異なり、素子自体が発光白色である。
【０３２０】
発光層に用いる発光材料としては特に制限はなく、例えば、液晶表示素子におけるバックライトであれば、ＣＦ（カラーフィルター）特性に対応した波長範囲に適合するように、本発明に係る金属錯体、また公知の発光材料の中から任意のものを選択して組み合わせて白色化すればよい。
【０３２１】
《本発明の照明装置の一態様》
本発明の有機ＥＬ素子を具備した、本発明の照明装置の一態様について説明する。
【０３２２】
本発明の有機ＥＬ素子の非発光面をガラスケースで覆い、厚み３００μｍのガラス基板を封止用基板として用いて、周囲にシール材として、エポキシ系光硬化型接着剤（東亞合成社製ラックストラックＬＣ０６２９Ｂ）を適用し、これを陰極上に重ねて透明支持基板と密着させ、ガラス基板側からＵＶ光を照射して、硬化させて、封止し、図５、図６に示すような照明装置を形成することができる。
【０３２３】
図５は、照明装置の概略図を示し、本発明の有機ＥＬ素子１０１はガラスカバー１０２で覆われている（尚、ガラスカバーでの封止作業は、有機ＥＬ素子１０１を大気に接触させることなく窒素雰囲気下のグローブボックス（純度９９．９９９％以上の高純度窒素ガスの雰囲気下）で行った。）。
【０３２４】
図６は、照明装置の断面図を示し、図６において、１０５は陰極、１０６は有機ＥＬ層、１０７は透明電極付きガラス基板を示す。尚、ガラスカバー１０２内には窒素ガス１０８が充填され、捕水剤１０９が設けられている。
【実施例】
【０３２５】
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれにより限定されるものではない。
【０３２６】
以下に代表的な化合物の合成例を示す。
【０３２７】
〔化合物例２の合成〕
以下に示すようにして、配位子Ａを合成し、次いで化合物例１−２０を合成した。
【０３２８】
《配位子Ａの合成》
（工程１）
【０３２９】
【化７７】
【０３３０】
ｍ−フェニルアニリン１７ｇ及びメタノール４０ｍｌを入れ、メカニカル攪拌機、コンデンサー、温度計を付けて水浴上にセットし、攪拌中にグリオキザール（４０％溶液）１４．５ｇを添加し、室温で２時間攪拌した。攪拌後塩化アンモニウム１０．６ｇ、ホルムアルデヒド（３８％水溶液）１５．７ｇ、メタノール８０ｍｌを加えて加熱し、１時間煮沸還流した。これにリン酸（８５％）１３．７ｇを、滴下ロートを使用して還流状態を保ちながら滴下し、さらに還流を３時間継続して反応終了として一夜放置した。反応液を２Ｌコルベンに移してエバポレーターでメタノールを留去した。５００ｍｌビーカーに氷水１４７ｍｌを入れ、これに濃縮物を注入して溶解した。メカニカル攪拌機で攪拌中に苛性カリ（ＫＯＨ）１１ｇ、水３０ｍｌの溶液を加え中和した後、酢酸エチルで抽出した。後処理後、シリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製することで、８ｇのイミダゾール化合物を得た。
【０３３１】
（工程２）
【０３３２】
【化７８】
【０３３３】
工程１で得たイミダゾール化合物８ｇをＴＨＦ（脱水）８０ｍｌに溶解し、−７０℃以下まで冷却下、ｎＢｕＬｉ（１．６Ｍ）２３．８ｍｌを−７０℃以下を保って滴下ロートより滴下し、後約１時間同温度で攪拌した。攪拌後、臭素２ｍｌを−６０℃以下を保って約１時間で滴下し、３０分そのまま攪拌した。次に冷却浴を外して室温になるまでゆっくり昇温した。約２０℃となったところで５％チオ硫酸ナトリウムを約５０ｍｌ添加し、これを１０％食塩水で中性まで洗浄して脱水後濃縮して粗製品を得た。組製品をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製することで、イミダゾールのブロモ体を６．３ｇ得た。
【０３３４】
（工程３）
【０３３５】
【化７９】
【０３３６】
ｍ−ジブロモベンゼン１５ｇを脱水エーテル１００ｍｌに溶解し、−７０℃以下まで冷却下、ｎＢｕＬｉ（１．６Ｍ）４１．７ｍｌを−７０℃以下を保って滴下ロートより滴下し、後約１時間同温度で攪拌した。攪拌後、トリフェニルシリルクロライド２１ｇをＴＨＦ（脱水）２０ｍｌに溶解した溶液を、−６０℃以下を保って約１時間で滴下し、３０分そのまま攪拌した。次に冷却浴を外して室温になるまでゆっくり昇温した。約２０度まで昇温したところで１時間撹拌し、再び、−７０℃以下まで冷却下、ｎＢｕＬｉ（１．６Ｍ）４１．７ｍｌを−７０℃以下を保って滴下ロートより滴下し、後約１時間同温度で攪拌した。攪拌後、イソプロピルピナコールボレート１７ｇを、−６０℃以下を保って約１時間で滴下し、３０分そのまま攪拌した後冷却浴を外して室温になるまでゆっくり昇温し、後処理した後、シリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製することで、ピナコールボレート化合物を１６ｇ得た。
【０３３７】
（工程４）
【０３３８】
【化８０】
【０３３９】
工程２で得られたイミダゾールのブロモ体６ｇと、工程３で得られたピナコールボレート化合物１３ｇと、エチレングリコールジメチルエーテル６０ｍｌ、ＴＨＦ１０ｍｌ、炭酸カリウム６．７ｇ、水２０ｍｌを窒素気流下撹拌し、テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム（０）１．２ｇを加え、１０時間加熱還流した。後処理後、シリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製することで、５ｇの配位子Ａを得た。配位子Ａの構造はマススペクトル及び１Ｈ−ＮＭＲで確認した。
【０３４０】
《化合物例（１−２０）の合成》
（工程５）
【０３４１】
【化８１】
【０３４２】
窒素雰囲気下、工程４で得た配位子Ａ３ｇに、２−エトキシエタノール３０ｍｌ、水９ｍｌを加え、撹拌下、塩化イリジウム・３水和物６３６ｍｇを加えて内温８５℃で２時間加熱し、この反応液を室温に戻した後沈殿物をろ取した。更に得られた沈殿をメタノールで洗浄し、乾燥後、前駆体を２ｇ得た。
【０３４３】
（工程６）
【０３４４】
【化８２】
【０３４５】
窒素雰囲気下、工程５で得た前駆体Ｂ６００ｍｇと、工程４で得た配位子Ａ１．３ｇと、酢酸フェニル８ｍｌと、トリフルオロ酢酸銀４４７ｍｇを加え、内温１１０度で７時間加熱した。後処理後、カラムクロマトグラフィーで精製することで、化合物例（１−２０）を２００ｍｇ合成した。化合物例（１−２０）の構造はマススペクトル及び１Ｈ−ＮＭＲで確認した。
【０３４６】
〔化合物例（２−１４）の合成〕
下記スキームに従って、合成した。構造はマススペクトル及び１Ｈ−ＮＭＲで確認した。
【０３４７】
【化８３】
【０３４８】
〔化合物例４−４４の合成〕
下記スキームに従って、合成した。構造はマススペクトル及び１Ｈ−ＮＭＲで確認した。
【０３４９】
【化８４】
【０３５０】
〔化合物例１−３１の合成〕
下記スキームに従って、合成した。構造はマススペクトル及び１Ｈ−ＮＭＲで確認した。
【０３５１】
【化８５】
【０３５２】
〔化合物例３−７の合成〕
下記スキームに従って、合成した。構造はマススペクトル及び１Ｈ−ＮＭＲで確認した。
【０３５３】
【化８６】
【０３５４】
実施例１
〔有機ＥＬ素子１−１の作製〕
以下に有機ＥＬ素子の作製に用いられる化合物の構造を示す。
【０３５５】
【化８７】
【０３５６】
陽極として１００ｍｍ×１００ｍｍ×１．１ｍｍのガラス基板上にＩＴＯ（インジウムチンオキシド）を１００ｎｍ成膜した基板（ＡｖａｎＳｔｒａｔｅ株式会社製、ＮＡ−４５）にパターニングを行った。その後、このＩＴＯ透明電極を設けた透明支持基板をイソプロピルアルコールで超音波洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥して、ＵＶオゾン洗浄を５分間行った。
【０３５７】
この透明支持基板上に、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）−ポリスチレンスルホネート（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ、Ｂａｙｅｒ株式会社製、Ｂａｙｔｒｏｎ Ｐ Ａｌ ４０８３）を純水で７０％に希釈した溶液をスピンコート法により成膜した後、２００℃にて１時間乾燥し、膜厚３０ｎｍの第１正孔輸送層を設けた。
【０３５８】
この第１正孔輸送層上に、正孔輸送材料Ｐｏｌｙ（Ｎ，Ｎ′−ビス（４−ブチルフェニル）−Ｎ，Ｎ′−ビス（フェニル））ベンジジン（Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｄｙｅ Ｓｏｕｒｃｅ株式会社製、ＡＤＳ−２５４）のクロロベンゼン溶液をスピンコート法により成膜した。１５０℃で１時間加熱乾燥し、膜厚４０ｎｍの第２正孔輸送層を設けた。
【０３５９】
この第２正孔輸送層上に、ホスト化合物ＯＣ−１１及びドーパント化合物である比較１の酢酸ブチル溶液をスピンコート法により成膜し、１２０℃で１時間加熱乾燥し、膜厚３０ｎｍの発光層を設けた。
【０３６０】
この発光層上に、電子輸送材料ＥＴ−１１の１−ブタノールの溶液をスピンコート法により成膜し、膜厚２０ｎｍの電子輸送層を設けた。
【０３６１】
これを、真空蒸着装置に取付け、真空槽を４×１０−４Ｐａまで減圧した。次いで、電子注入層としてフッ化リチウム１．０ｎｍ、陰極としてアルミニウム１１０ｎｍを蒸着し、有機ＥＬ素子１−１を作製した。
【０３６２】
〔有機ＥＬ素子１−２〜１−１２の作製〕
有機ＥＬ素子１−１の作製において、発光層のホスト化合物ＯＣ−１１、ドーパント化合物比較１を表１に示す化合物に置き換えた以外は同様にして、有機ＥＬ素子１−２〜１−１２を各々作製した。
【０３６３】
〈有機ＥＬ素子の評価〉
得られた有機ＥＬ素子１−１〜１−１２を評価するに際しては、作製後の各有機ＥＬ素子の非発光面をガラスケースで覆い、厚み３００μｍのガラス基板を封止用基板として用いて、周囲にシール材としてエポキシ系光硬化型接着剤（東亞合成社製ラックストラックＬＣ０６２９Ｂ）を適用し、これを上記陰極上に重ねて前記透明支持基板と密着させ、ガラス基板側からＵＶ光を照射して、硬化させて、封止して、図５、図６に示すような照明装置を形成して評価した。
【０３６４】
次いで下記評価を行った。
【０３６５】
（外部取り出し量子効率（単に、効率ともいう））
有機ＥＬ素子を室温（約２３〜２５℃）、２．５ｍＡ／ｃｍ２の定電流条件下による点灯を行い、点灯開始直後の発光輝度（Ｌ）［ｃｄ／ｍ２］を測定することにより、外部取り出し量子効率（η）を算出した。
【０３６６】
ここで、発光輝度の測定はＣＳ−１０００（コニカミノルタセンシング製）を用いて行い、外部取り出し量子効率は有機ＥＬ素子１−２（比較）を１００とする相対値で表した。
【０３６７】
（駆動電圧）
有機ＥＬ素子を室温（約２３℃〜２５℃）、２．５ｍＡ／ｃｍ２の定電流条件下により駆動した時の電圧を各々測定し、測定結果を下記に示した計算式により計算し、得られた結果を表１に示した。
【０３６８】
有機ＥＬ素子１−２（比較）を１００として各々相対値で示した。
【０３６９】
電圧＝（各素子の駆動電圧／有機ＥＬ素子１−２（比較）の駆動電圧）×１００
尚、値が小さいほうが比較に対して駆動電圧が低いことを示す。
【０３７０】
（半減寿命）
下記に示す測定法に従って、半減寿命の評価を行った。
【０３７１】
各有機ＥＬ素子を初期輝度１０００ｃｄ／ｍ２を与える電流で定電流駆動して、初期輝度の１／２（５００ｃｄ／ｍ２）になる時間を求め、これを半減寿命の尺度とした。
【０３７２】
尚、半減寿命は比較の有機ＥＬ素子１−２（比較）を１００とした時の相対値で表示した。
【０３７３】
（半値幅）
有機ＥＬ素子１−１〜１−１２の発光スペクトルの半値幅を有機ＥＬ素子１−２（比較例）を１００とした時の相対値で表示した。
【０３７４】
得られた結果を表１に示す。
【０３７５】
【表１】
【０３７６】
表１から、本発明の素子は比較に対して、高い効率を示し、半減寿命が向上し、駆動電圧も低下する等、素子としての特性が向上した。さらに発光スペクトルの半値幅も小さくなり、シャープな発光が得られた。
【０３７７】
実施例２
〔有機ＥＬ素子２−１〜２−１２の作製〕
有機ＥＬ素子１−１の作製において、発光層のホスト化合物ＯＣ−１１、ドーパント化合物である比較１を表２に示す化合物に置き換えた以外は同様にして、有機ＥＬ素子２−１〜２−１２を作製した。
【０３７８】
〈有機ＥＬ素子２−１〜２−１２の評価〉
得られた有機ＥＬ素子２−１〜２−１２を評価するに際しては、実施例１の有機ＥＬ素子１−１〜１−１２と同様に封止し、図５、図６に示すような照明装置を形成して評価した。
【０３７９】
次いで、下記の評価を行った。
【０３８０】
（外部取り出し量子効率（単に、効率ともいう））
実施例１に記載の方法と同様にして行った。尚、外部取り出し量子効率は有機ＥＬ素子２−１（比較例）を１００とする相対値で表した。
【０３８１】
（ダークスポット）
各有機ＥＬ素子を室温下、２．５ｍＡ／ｃｍ２の定電流条件下による連続点灯を行った際の発光面を目視することで下記のようにランク評価を行った。尚、目視は無作為に抽出した１０人による評価である。
【０３８２】
×：ダークスポットを確認した人数が５人以上
△：ダークスポットを確認した人数が１〜４人
○：ダークスポットを確認した人数が０人
とした。
【０３８３】
（電圧上昇率）
６ｍＡ／ｃｍ２の一定電流で駆動したときに、初期電圧と１５０時間後の電圧を測定した。初期電圧に対する１００時間後の電圧の相対値を電圧上昇率とした。
【０３８４】
（発光色（単に色ともいう））
実施例１に記載の方法と同様にして行った。
【０３８５】
得られた結果を表２に示す。
【０３８６】
【表２】
【０３８７】
表２から、比較の有機ＥＬ素子２−１、２−２に比べて、本発明の有機ＥＬ素子材料を用いて作製した本発明の有機ＥＬ素子２−３〜２−１２は、各々高い効率を示し、且つ、ダークスポットや電圧上昇も抑えられる等、素子としての諸特性が向上していることが明らかである。
【０３８８】
実施例３
〔有機ＥＬ素子３−１の作製〕
陽極として１００ｍｍ×１００ｍｍ×１．１ｍｍのガラス基板上にＩＴＯ（インジウムチンオキシド）を１００ｎｍ製膜した基板（ＮＨテクノグラス社製ＮＡ４５）にパターニングを行った後、このＩＴＯ透明電極を設けた透明支持基板をイソプロピルアルコールで超音波洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥し、ＵＶオゾン洗浄を５分間行った。
【０３８９】
この透明支持基板上に、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）−ポリスチレンスルホネート（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ、Ｈ．Ｃ．スタルク社製、ＣＬＥＶＩＯ Ｐ ＶＰ ＡＩ ４０８３）を純水で７０％に希釈した溶液を用い、３０００ｒｐｍ、３０秒の条件でスピンコート法により薄膜を形成した後、２００℃にて１時間乾燥し、膜厚２０ｎｍの第１正孔輸送層を設けた。
【０３９０】
この透明支持基板を市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに固定し、一方、モリブデン製抵抗加熱ボートにα−ＮＰＤを２００ｍｇ入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにホスト化合物としてＯＣ−３０を２００ｍｇ入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにＥＴ−８を２００ｍｇ入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにドーパント化合物である比較１を１００ｍｇ入れ、真空蒸着装置に取り付けた。
【０３９１】
次いで真空槽を４×１０−４Ｐａまで減圧した後、α−ＮＰＤの入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度０．１ｎｍ／秒で透明支持基板に蒸着し２０ｎｍの第２正孔輸送層を設けた。
【０３９２】
更に、ホスト化合物ＯＣ−３０とドーパント化合物である比較１の入った前記加熱ボートに通電して加熱し、それぞれ蒸着速度０．１ｎｍ／秒、０．００６ｎｍ／秒で前記正孔輸送層上に共蒸着して４０ｎｍの発光層を設けた。
【０３９３】
更にＥＴ−８入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度０．１ｎｍ／秒で前記発光層上に蒸着して膜厚３０ｎｍの電子輸送層を設けた。
【０３９４】
尚、蒸着時の基板温度は室温であった。
【０３９５】
引き続き、陰極バッファー層としてフッ化リチウム０．５ｎｍを蒸着し、更にアルミニウム１１０ｎｍを蒸着して陰極を形成し、有機ＥＬ素子３−１を作製した。
【０３９６】
〔有機ＥＬ素子３−２〜３−１２の作製〕
有機ＥＬ素子３−１の作製において、発光層のホスト化合物ＯＣ−３０、ドーパント化合物である比較１を表３に記載の化合物に置き換えた以外は同様にして、有機ＥＬ素子３−２〜３−１２を各々作製した。
【０３９７】
〈有機ＥＬ素子３−１〜３−１２の評価〉
得られた有機ＥＬ素子３−１〜３−１２を評価するに際しては、実施例１の有機ＥＬ素子１−１と同様に封止し、図５、図６に示すような照明装置を形成して評価した。
【０３９８】
次いで、下記評価を行った。
【０３９９】
（発光輝度）
有機ＥＬ素子の温度２３℃、１０Ｖ直流電圧を印加した時の発光輝度（Ｌ）［ｃｄ／ｍ２］を測定した。発光輝度は有機ＥＬ素子３−２（比較例）を１００とする相対値で表した。発光輝度については、ＣＳ−１０００（コニカミノルタセンシング社製）を用いて測定した。
【０４００】
（外部取り出し量子効率（単に、効率ともいう））
実施例１に記載の方法と同様にして行った。尚、外部取り出し量子効率は、有機ＥＬ素子３−２（比較）を１００として各々相対値で示した。
【０４０１】
（半減寿命）
実施例１に記載の方法と同様にして行った。尚、半減寿命は、有機ＥＬ素子３−２（比較）を１００として各々相対値で示した。
【０４０２】
（駆動電圧）
実施例１に記載の方法と同様にして行った。尚、駆動電圧は、有機ＥＬ素子３−２（比較）を１００として各々相対値で示した。
【０４０３】
【表３】
【０４０４】
表３から、蒸着法で素子を製造した場合も、本発明の素子は比較に対して、各々高い発光輝度を示し、発光ムラや保存素子の電圧上昇も抑えられる等、素子としての諸特性が向上した。
【０４０５】
実施例４
〔有機ＥＬ素子４−１〜４−１０の作製〕
有機ＥＬ素子３−１の作製において、発光層のホスト化合物ＯＣ−３０、ドーパント化合物である比較１を表４に示す化合物に置き換えた以外は同様にして、有機ＥＬ素子４−１〜４−１０を作製した。
【０４０６】
〈有機ＥＬ素子４−１〜４−１０の評価〉
得られた有機ＥＬ素子４−１〜４−１０を評価するに際しては、実施例１の有機ＥＬ素子１−１と同様に封止し、図５、図６に示すような照明装置を形成して評価した。
【０４０７】
次いで、下記評価を行った。
【０４０８】
（発光輝度）
実施例３に記載の方法と同様にして行った。尚、発光輝度は有機ＥＬ素子４−１（比較例）を１００とした時の相対値で表した。
【０４０９】
（初期劣化）
下記に示す測定法に従って、初期劣化の評価を行った。前記半減寿命の測定時に、輝度が９０％に到達する時間を測定し、これを初期劣化の尺度とした。
【０４１０】
初期劣化は以下の計算式を基に計算した。
【０４１１】
初期劣化＝（有機ＥＬ素子４−１の輝度９０％到達時間）／（各素子の輝度９０％到達時間）×１００
即ち、初期劣化の値は小さいほど初期の劣化が小さいことを示す。
【０４１２】
（駆動電圧）
実施例１に記載の方法と同様にして行った。尚、駆動電圧は、有機ＥＬ素子４−１（比較例）を１００として各々相対値で示した。
【０４１３】
得られた結果を表４に示す。
【０４１４】
【表４】
【０４１５】
表４から、比較の有機ＥＬ素子４−１、４−２に比べて、本発明の有機ＥＬ素子材料を用いて作製した本発明の有機ＥＬ素子４−３〜４−１０は、各々高い発光輝度を示し、初期劣化が抑えられ、且つ、駆動電圧も低下する等、素子としての諸特性が向上していることが明らかである。
【０４１６】
実施例５
〔白色発光有機ＥＬ素子５−１の作製〕
陽極として１００ｍｍ×１００ｍｍ×１．１ｍｍのガラス基板上にＩＴＯ（インジウムチンオキシド）を１００ｎｍ成膜した基板（ＡｖａｎＳｔｒａｔｅ株式会社製、ＮＡ−４５）にパターニングを行った。その後、このＩＴＯ透明電極を設けた透明支持基板をイソプロピルアルコールで超音波洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥して、ＵＶオゾン洗浄を５分間行った。
【０４１７】
この透明支持基板上に、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）−ポリスチレンスルホネート（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ、Ｂａｙｅｒ株式会社製、Ｂａｙｔｒｏｎ Ｐ Ａｌ ４０８３）を純水で７０％に希釈した溶液をスピンコート法により成膜した後、２００℃にて１時間乾燥し、膜厚３０ｎｍの第１正孔輸送層を設けた。
【０４１８】
この第１正孔輸送層上に、正孔輸送材料Ｐｏｌｙ（Ｎ，Ｎ′−ビス（４−ブチルフェニル）−Ｎ，Ｎ′−ビス（フェニル））ベンジジン（Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｄｙｅ Ｓｏｕｒｃｅ株式会社製、ＡＤＳ−２５４）のクロロベンゼン溶液をスピンコート法により成膜した。１５０℃で１時間加熱乾燥し、膜厚４０ｎｍの第２正孔輸送層を設けた。
【０４１９】
次に、ホスト化合物２４（１００ｍｇ）とドーパント材料Ｄ−１（３ｍｇ）とＤ−１０（３ｍｇ）をトルエン１０ｍｌに溶解した溶液を用い、２０００ｒｐｍ、３０秒の条件下、スピンコート法により成膜した。６０℃で１時間真空乾燥し第１発光層を形成した。
【０４２０】
更にこの第一発光層上に、ホスト化合物ＯＣ−１１（１００ｍｇ）と化合物例１−４８（１６ｍｇ）を６ｍｌのヘキサフルオロイソプロパノール（ＨＦＩＰ）に溶解した溶液を用い、２０００ｒｐｍ、３０秒の条件でスピンコート法により成膜し、６０℃で１時間真空乾燥し、第２発光層を形成した。
【０４２１】
この基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに固定し、真空槽を４×１０−４Ｐａまで減圧した後、第二発光層上に、電子輸送材料ＥＴ−９を３０ｎｍ、続いて陰極バッファー層としてフッ化リチウムを０．５ｎｍ、更に陰極としてアルミニウムを１１０ｎｍ蒸着して陰極を形成し、有機ＥＬ素子５−１を作製した。
【０４２２】
この素子に通電したところほぼ白色の光が得られ、照明装置として使用出来ることが判った。尚、例示の他の化合物に置き換えても同様に白色の発光が得られることが判った。
【０４２３】
実施例６
〔白色発光有機ＥＬ素子６−１の作製〕
陽極として１００ｍｍ×１００ｍｍ×１．１ｍｍのガラス基板上にＩＴＯ（インジウムチンオキシド）を１００ｎｍ成膜した基板（ＡｖａｎＳｔｒａｔｅ株式会社製、ＮＡ−４５）にパターニングを行った。その後、このＩＴＯ透明電極を設けた透明支持基板をイソプロピルアルコールで超音波洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥して、ＵＶオゾン洗浄を５分間行った。
【０４２４】
この透明支持基板上に、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）−ポリスチレンスルホネート（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ、Ｂａｙｅｒ株式会社製、Ｂａｙｔｒｏｎ Ｐ Ａｌ ４０８３）を純水で７０％に希釈した溶液をスピンコート法により成膜した後、２００℃にて１時間乾燥し、膜厚３０ｎｍの第１正孔輸送層を設けた。
【０４２５】
この第１正孔輸送層上に、正孔輸送材料Ｐｏｌｙ（Ｎ，Ｎ′−ビス（４−ブチルフェニル）−Ｎ，Ｎ′−ビス（フェニル））ベンジジン（Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｄｙｅ Ｓｏｕｒｃｅ株式会社製、ＡＤＳ−２５４）のクロロベンゼン溶液をスピンコート法により成膜した。１５０℃で１時間加熱乾燥し、膜厚４０ｎｍの第２正孔輸送層を設けた。
【０４２６】
次に、ホストとして７（１００ｍｇ）とドーパント材料Ｄ−１（３ｍｇ）とＤ−６（３ｍｇ）、化合物例１−２６（１６ｍｇ）をトルエン１０ｍｌに溶解した溶液を用い、２０００ｒｐｍ、３０秒の条件下、スピンコート法により成膜した。６０℃で１時間真空乾燥し発光層を形成した。
【０４２７】
この基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに固定し、真空槽を４×１０−４Ｐａまで減圧した後、発光層上に、電子輸送材料ＥＴ−１５を３０ｎｍ、続いて陰極バッファー層としてフッ化リチウムを０．５ｎｍ、更に陰極としてアルミニウムを１１０ｎｍ蒸着して陰極を形成し、有機ＥＬ素子６−１を作製した。
【０４２８】
この素子に通電したところほぼ白色の光が得られ、照明装置として使用出来ることが判った。尚、例示の他の化合物に置き換えても同様に白色の発光が得られることが判った。
【０４２９】
実施例７
〔白色発光有機ＥＬ素子７−１の作製〕
陽極として１００ｍｍ×１００ｍｍ×１．１ｍｍのガラス基板上にＩＴＯ（インジウムチンオキシド）を１００ｎｍ製膜した基板（ＮＨテクノグラス社製ＮＡ４５）にパターニングを行った後、このＩＴＯ透明電極を設けた透明支持基板をイソプロピルアルコールで超音波洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥し、ＵＶオゾン洗浄を５分間行った。
【０４３０】
この透明支持基板を市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに固定し、一方、モリブデン製抵抗加熱ボートにα−ＮＰＤを２００ｍｇ入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにホスト化合物として９を２００ｍｇ入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにＥＴ−１１を２００ｍｇ入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにドーパント化合物である化合物例１−３５を１００ｍｇ入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにドーパント化合物であるＤ−１０を１００ｍｇ入れ、真空蒸着装置に取り付けた。
【０４３１】
次いで真空槽を４×１０−４Ｐａまで減圧した後、α−ＮＰＤの入った前記加熱ボートをそれぞれ別々に通電して、蒸着速度０．１ｎｍ／秒で透明支持基板に蒸着し２０ｎｍの第１正孔輸送層を設けた。
【０４３２】
更に、ホスト化合物９とドーパント化合物である化合物例１−３５、ドーパント化合物であるＤ−１０の入った前記加熱ボートに通電して、ホスト化合物である９とドーパント化合物である化合物例１−３５及びＤ−１０の蒸着速度が１００：５：０．６になるように調節し、膜厚３０ｎｍの厚さになるように蒸着し、発光層を設けた。
【０４３３】
更にＥＴ−１１入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度０．１ｎｍ／秒で前記発光層上に蒸着して膜厚３０ｎｍの電子輸送層を設けた。
【０４３４】
尚、蒸着時の基板温度は室温であった。
【０４３５】
引き続き、陰極バッファー層としてフッ化リチウム０．５ｎｍを蒸着し、更にアルミニウム１１０ｎｍを蒸着して陰極を形成し、有機ＥＬ素子７−１を作製した。
【０４３６】
この素子に通電したところほぼ白色の光が得られ、照明装置として使用出来ることが判った。尚、例示の他の化合物に置き換えても同様に白色の発光が得られることが判った。
【符号の説明】
【０４３７】
１ ディスプレイ
３ 画素
５ 走査線
６ データ線
７ 電源ライン
１０ 有機ＥＬ素子
１１ スイッチングトランジスタ
１２ 駆動トランジスタ
１３ コンデンサ
Ａ 表示部
Ｂ 制御部
１０７ 透明電極付きガラス基板
１０６ 有機ＥＬ層
１０５ 陰極
１０２ ガラスカバー
１０８ 窒素ガス
１０９ 捕水剤
【特許請求の範囲】
【請求項１】
陽極と陰極との間に、少なくとも１つの発光層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子において、
下記一般式（１）で表わされるオルトメタル錯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。
【化１】
（Ｒ１〜Ｒ３は水素原子または置換基、Ｒ１又はＲ３のうち少なくとも一つは置換基を表し、Ｒ４は置換基を表し、Ｒ６は水素原子又は置換基を表す。Ｒ５は水素原子又は酸素原子を表し、酸素原子を表すときは、Ｒ４と結合してジベンゾフラン環を形成する。Ｘ１〜Ｘ４は炭素原子又は窒素原子を表し、少なくとも一つは窒素原子を表す。ＭはＩｒ、Ｒｈ又はＰｔを表し、ｎは１〜３の整数を表し、ｍは０〜２の整数を表す。ＭがＩｒ又はＲｈのときはｎ＋ｍは３、ＭがＰｔのときはｎ＋ｍは２を表す。Ｘ５−Ｌ１−Ｘ６は２座の配位子を表し、Ｘ５、Ｘ６は各々独立に炭素原子、窒素原子または酸素原子を表す。）
【請求項２】
前記一般式（１）において、Ｘ１〜Ｘ４及びＮで形成される５員環Ａがイミダゾール環であることを特徴とする請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項３】
前記一般式（１）において、Ｘ１〜Ｘ４及びＮで形成される５員環Ａがピラゾール環であることを特徴とする請求項１又は２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項４】
前記一般式（１）において、Ｘ１〜Ｘ４及びＮで形成される５員環Ａがトリアゾール環であることを特徴とする請求項１又は２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項５】
前記一般式（１）で表されるオルトメタル錯体においてＭがイリジウムであり、且つ、該オルトメタル錯体は前記発光層に含有されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項６】
白色発光することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかの１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えたことを特徴とする表示装置。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれかの１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えたことを特徴とする照明装置。
【請求項１】
陽極と陰極との間に、少なくとも１つの発光層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子において、
下記一般式（１）で表わされるオルトメタル錯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。
【化１】
（Ｒ１〜Ｒ３は水素原子または置換基、Ｒ１又はＲ３のうち少なくとも一つは置換基を表し、Ｒ４は置換基を表し、Ｒ６は水素原子又は置換基を表す。Ｒ５は水素原子又は酸素原子を表し、酸素原子を表すときは、Ｒ４と結合してジベンゾフラン環を形成する。Ｘ１〜Ｘ４は炭素原子又は窒素原子を表し、少なくとも一つは窒素原子を表す。ＭはＩｒ、Ｒｈ又はＰｔを表し、ｎは１〜３の整数を表し、ｍは０〜２の整数を表す。ＭがＩｒ又はＲｈのときはｎ＋ｍは３、ＭがＰｔのときはｎ＋ｍは２を表す。Ｘ５−Ｌ１−Ｘ６は２座の配位子を表し、Ｘ５、Ｘ６は各々独立に炭素原子、窒素原子または酸素原子を表す。）
【請求項２】
前記一般式（１）において、Ｘ１〜Ｘ４及びＮで形成される５員環Ａがイミダゾール環であることを特徴とする請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項３】
前記一般式（１）において、Ｘ１〜Ｘ４及びＮで形成される５員環Ａがピラゾール環であることを特徴とする請求項１又は２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項４】
前記一般式（１）において、Ｘ１〜Ｘ４及びＮで形成される５員環Ａがトリアゾール環であることを特徴とする請求項１又は２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項５】
前記一般式（１）で表されるオルトメタル錯体においてＭがイリジウムであり、且つ、該オルトメタル錯体は前記発光層に含有されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項６】
白色発光することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかの１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えたことを特徴とする表示装置。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれかの１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えたことを特徴とする照明装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−４１９９０（Ｐ２０１３−４１９９０Ａ）
【公開日】平成２５年２月２８日（２０１３．２．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７７８９６（Ｐ２０１１−１７７８９６）
【出願日】平成２３年８月１６日（２０１１．８．１６）
【出願人】（０００００１２７０）コニカミノルタホールディングス株式会社 (4,463)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月２８日（２０１３．２．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月１６日（２０１１．８．１６）
【出願人】（０００００１２７０）コニカミノルタホールディングス株式会社 (4,463)
【Ｆターム（参考）】
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