JP5656228B2 - 有機エレクトロルミネッセンス素子 - Google Patents
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Description
本発明は、高い発光効率を有する有機エレクトロルミネッセンス素子に関する。
有機エレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ素子）の発光効率を高める研究が盛んに行われている。これまでにも、有機エレクトロルミネッセンス素子を構成する電子輸送材料、ホール輸送材料、発光材料などを新たに開発して組み合わせることにより、発光効率を高める工夫が種々なされてきている。なかでも、リン光材料は励起三重項状態を使用することができ、量子効率が高いことから発光材料として注目を集めている。しかしながら、リン光材料には、トリプレット−トリプレット失活を起こしやすいという共通の課題があるため、そのような失活を抑えるための様々な検討がなされている（非特許文献１参照）。
例えば、トリフェニルホスフィンオキサイド構造を含む化合物は、従来のカルバゾール系化合物に比べて最低励起三重項エネルギー準位が高いことから、発光材料のホスト材料として注目されている。例えば特許文献１には、最低励起三重項エネルギー準位が２．６５ｅＶ以上である化合物を選択して用いることにより発光効率を改善することが記載されている。特許文献１には、下記の構造を有する化合物に発光材料をドープした層を４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（ＮＰＢ）層に積層した構造を有する有機エレクトロルミネッセンス素子が記載されている。
非特許文献２には、下記のトリフェニルホスフィンオキサイド構造を含む化合物にイリジウム（III）ビス（４，６−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ2）ピコリナート（Ｆｌｒｐｉｃ）をドープした発光層に４，４’，４”−トリス（カルバゾール−９−イル）トリフェニルアミン（ＴＣＴＡ）からなるホール輸送層を積層した構造を有する有機エレクトロルミネッセンス素子が記載されている。この文献には、希薄溶液で測定したリン光スペクトルが掲載されている。
非特許文献３には、下記のトリフェニルホスフィンオキサイド構造を含む化合物からなる層に、９−（３−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル）−３−（ジブロモフェニルホスホリル）−９Ｈ−カルバゾール（ｍＣＰＰＯ１）にビス（３，５−ジフルオロ−４−シアノフェニル）ピリジン）イリジウムピコリナート（ＦＣＮＩｒｐｉｃ）をドープした発光層を積層した構造を有する有機エレクトロルミネッセンス素子が記載されている。この文献には、このような構造を有する有機エレクトロルミネッセンス素子によれば、高い発光効率を達成しうることが記載されている。
非特許文献４には、下記のトリフェニルホスフィンオキサイド構造を含む化合物にイリジウム（III）ビス（４，６−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ2）ピコリナート（Ｆｌｒｐｉｃ）をドープした発光層に、４，４’，４”−トリス（カルバゾール−９−イル）トリフェニルアミン（ＴＣＴＡ）からなるホール輸送層を積層した構造を有する有機エレクトロルミネッセンス素子が記載されている。この文献には、このような構造を有する有機エレクトロルミネッセンス素子によれば、高い発光効率を達成しうることが記載されている。
L.Xiao, Adv. Mater. 2011, 23, 926-952
P.A.Vecchi et.al., Organic Letters, 2006, Vol.8, No.19, 4211-4214
S.O.Jeon, Adv. Mater. 2011, XX, 1-6
C. Han, Chem. Eur. J. 2011, 17, 5800-5803
しかしながら、特許文献１や非特許文献２の記載にしたがってトリフェニルホスフィンオキサイド構造を含む化合物を用いた有機エレクトロルミネッセンス素子を製造しても、十分な発光効率を達成することはできない。また、非特許文献３および非特許文献４には高い発光効率を達成しうることが記載されているが、高い発光効率を達成するために各材料が満たすべき一般的な条件については記載されていない。このため、これまでの研究では、いかなる条件がそろえば高い発光効率を達成することができるのかを一般化するに至っていない。そこで、本発明者らは、高い発光効率を達成するために必要な材料の条件を一般化し、有用な有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することを課題として鋭意検討を進めた。
上記の課題を解決するために鋭意検討を進めた結果、本発明者らは、有機エレクトロルミネッセンス素子内にて隣接する２つの有機層を構成する各有機材料の最低励起三重項エネルギー準位とドーパントとして添加する発光材料の最低励起三重項エネルギー準位が、一定の関係を満たすときに高い発光効率を達成することを見出した。本発明者らは、この知見に基づいて、上記の課題を解決する手段として、以下の本発明を提供するに至った。
［１］ 陽極、主として第１有機材料により構成される第１有機層、主として第２有機材料により構成される第２有機層、陰極をこの順に積層した構造を有する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、前記第１有機層と前記第２有機層のうちの少なくとも一方に発光材料を含み、以下の式（Ａ）および式（Ｂ）を満たし、前記第２有機材料が下記一般式（１）で表される化合物であ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。
式（Ａ） Ｔ１（第１） − Ｔ１（発光） ＞ ０．１９ｅＶ
式（Ｂ） Ｔ１（第２） − Ｔ１（発光） ＞ ０．２４ｅＶ
（上式において、Ｔ１（第１）は前記第１有機材料の７７Ｋにおける最低励起三重項エネルギー準位を表し、Ｔ１（第２）は前記第２有機材料の７７Ｋにおける最低励起三重項エネルギー準位を表し、Ｔ１（発光）は前記発光材料の７７Ｋにおける最低励起三重項エネルギー準位を表す。）
［一般式（１）において、Ｘはｍ価の連結基を表し、ｍは２〜４のいずれかの整数を表す。Ｒ 1 、Ｒ 2 およびＲ 3 は各々独立に置換基を表し、ｎ１およびｎ２は各々独立に０〜５のいずれかの整数を表し、ｎ３は０〜４のいずれかの整数を表す。］
［２］ 前記第１有機材料の７７Ｋにおける最低励起三重項エネルギー準位が２．８０ｅＶ以上であることを特徴とする［１］に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
［３］ 前記第２有機材料の７７Ｋにおける最低励起三重項エネルギー準位が２．９５ｅＶ以上であることを特徴とする［１］または［２］に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
［４］ 前記第２有機材料の７７Ｋにおける最低励起三重項エネルギー準位が３．００ｅＶ以上であることを特徴とする［１］または［２］に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
［５］ 前記発光材料が第１有機層のみに含まれていることを特徴とする［１］〜［４］のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
［６］ 前記第２有機層の厚みが４０ｎｍ以上であることを特徴とする［５］に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
［７］ 前記発光材料が第２有機層のみに含まれていることを特徴とする［１］〜［４］のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
［８］ 前記第１有機層の厚みが３０ｎｍ以上であることを特徴とする［７］に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
［９］ 前記発光材料が第１有機層と第２有機層の両方に含まれていることを特徴とする［１］〜［４］のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
［１０］ 前記発光材料がリン光発光材料であることを特徴とする［１］〜［９］のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
［１１］ 前記発光材料がＣｕ錯体であることを特徴とする［１］〜［９］のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
式（Ａ） Ｔ１（第１） − Ｔ１（発光） ＞ ０．１９ｅＶ
式（Ｂ） Ｔ１（第２） − Ｔ１（発光） ＞ ０．２４ｅＶ
（上式において、Ｔ１（第１）は前記第１有機材料の７７Ｋにおける最低励起三重項エネルギー準位を表し、Ｔ１（第２）は前記第２有機材料の７７Ｋにおける最低励起三重項エネルギー準位を表し、Ｔ１（発光）は前記発光材料の７７Ｋにおける最低励起三重項エネルギー準位を表す。）
［２］ 前記第１有機材料の７７Ｋにおける最低励起三重項エネルギー準位が２．８０ｅＶ以上であることを特徴とする［１］に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
［３］ 前記第２有機材料の７７Ｋにおける最低励起三重項エネルギー準位が２．９５ｅＶ以上であることを特徴とする［１］または［２］に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
［４］ 前記第２有機材料の７７Ｋにおける最低励起三重項エネルギー準位が３．００ｅＶ以上であることを特徴とする［１］または［２］に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
［５］ 前記発光材料が第１有機層のみに含まれていることを特徴とする［１］〜［４］のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
［６］ 前記第２有機層の厚みが４０ｎｍ以上であることを特徴とする［５］に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
［７］ 前記発光材料が第２有機層のみに含まれていることを特徴とする［１］〜［４］のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
［８］ 前記第１有機層の厚みが３０ｎｍ以上であることを特徴とする［７］に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
［９］ 前記発光材料が第１有機層と第２有機層の両方に含まれていることを特徴とする［１］〜［４］のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
［１０］ 前記発光材料がリン光発光材料であることを特徴とする［１］〜［９］のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
［１１］ 前記発光材料がＣｕ錯体であることを特徴とする［１］〜［９］のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、特定の条件を満たす２種類の有機材料と発光材料を組み合わせて用いているため、発光効率が極めて高いという特徴を有する。特に、本発明によればリン光青色錯体の発光効率を大きく向上させることができる。
以下において、本発明の内容について詳細に説明する。以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様や具体例に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施態様や具体例に限定されるものではない。なお、本明細書において「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
［本発明の特徴］
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、陽極、主として第１有機材料により構成される第１有機層、主として第２有機材料により構成される第２有機層、陰極をこの順に積層した構造を有する。
第１有機層は主としてホール輸送機能を果たす層であり、第１有機層に発光材料をドープしたときには第１有機層は発光材料へ電子を輸送する機能も果たす。第１有機層は、そのような機能を果たす第１有機材料から主として形成されており、ここでいう「主として」とは第１有機層を構成する有機材料の中で最も含有量が多い有機材料を意味する。通常は５０重量％以上、好ましくは６０重量％以上、より好ましくは７０重量％以上の含有量を示す。
第２有機層は主として電子輸送機能を果たす層であり、第２有機層に発光材料をドープしたときには第２有機層は発光材料へホールを輸送する機能も果たす。第２有機層は、そのような機能を果たす第２有機材料から主として形成されており、ここでいう「主として」とは第２有機層を構成する有機材料の中で最も含有量が多い有機材料を意味する。通常は５０重量％以上、好ましくは６０重量％以上、より好ましくは７０重量％以上の含有量を示す。
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、陽極、主として第１有機材料により構成される第１有機層、主として第２有機材料により構成される第２有機層、陰極をこの順に積層した構造を有する。
第１有機層は主としてホール輸送機能を果たす層であり、第１有機層に発光材料をドープしたときには第１有機層は発光材料へ電子を輸送する機能も果たす。第１有機層は、そのような機能を果たす第１有機材料から主として形成されており、ここでいう「主として」とは第１有機層を構成する有機材料の中で最も含有量が多い有機材料を意味する。通常は５０重量％以上、好ましくは６０重量％以上、より好ましくは７０重量％以上の含有量を示す。
第２有機層は主として電子輸送機能を果たす層であり、第２有機層に発光材料をドープしたときには第２有機層は発光材料へホールを輸送する機能も果たす。第２有機層は、そのような機能を果たす第２有機材料から主として形成されており、ここでいう「主として」とは第２有機層を構成する有機材料の中で最も含有量が多い有機材料を意味する。通常は５０重量％以上、好ましくは６０重量％以上、より好ましくは７０重量％以上の含有量を示す。
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子を構成する陽極と第１有機層の間には、他の層が積層されていてもよい。例えば、ホール注入機能を有する有機層、ホール輸送機能を有する有機層、電子ブロッキング機能を有する有機層が積層されていてもよい。
また、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子を構成する陰極と第２有機層の間にも、他の層が積層されていてもよい。例えば、電子注入機能を有する有機層、電子輸送機能を有する有機層、ホールブロッキング機能を有する有機層が積層されていてもよい。
また、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子を構成する陰極と第２有機層の間にも、他の層が積層されていてもよい。例えば、電子注入機能を有する有機層、電子輸送機能を有する有機層、ホールブロッキング機能を有する有機層が積層されていてもよい。
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子では、発光材料は第１有機層か第２有機層の少なくとも一方に含まれている。したがって、発光材料は第１有機層のみに含まれていてもよいし、第２有機層のみに含まれていてもよいし、第１有機層と第２有機層の両方に含まれていてもよい。好ましいのは、第１有機層のみに含まれている態様と第２有機層のみに含まれている態様であり、より好ましくは第１有機層にのみ含まれている態様である。
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子では、第１有機層のみに発光材料が含まれている場合に、第２有機層の厚みを４０ｎｍ以上にすることが好ましく、５０ｎｍ以上にすることがより好ましい。また、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子では、第２有機層にのみ発光材料が含まれている場合に、第１有機層の厚みを３０ｎｍ以上にすることが好ましく、５０ｎｍ以上にすることがより好ましい。このような態様を採用することによって、発光材料が添加された有機層で発生したエキシトンの消光が抑えられ、発光効率が大きく増大する。
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子では、第１有機層のみに発光材料が含まれている場合に、第２有機層の厚みを４０ｎｍ以上にすることが好ましく、５０ｎｍ以上にすることがより好ましい。また、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子では、第２有機層にのみ発光材料が含まれている場合に、第１有機層の厚みを３０ｎｍ以上にすることが好ましく、５０ｎｍ以上にすることがより好ましい。このような態様を採用することによって、発光材料が添加された有機層で発生したエキシトンの消光が抑えられ、発光効率が大きく増大する。
発光材料の含有量は、発光材料が含まれている有機層の０．１重量％以上であることが好ましく、
１．０重量％以上であることがより好ましく、３．０重量％以上であることがさらに好ましい。また、発光材料の含有量は、発光材料が含まれている有機層の３０重量％以下であることが好ましく、２０重量％以下であることがより好ましく、１０重量％以下であることがさらに好ましい。
１．０重量％以上であることがより好ましく、３．０重量％以上であることがさらに好ましい。また、発光材料の含有量は、発光材料が含まれている有機層の３０重量％以下であることが好ましく、２０重量％以下であることがより好ましく、１０重量％以下であることがさらに好ましい。
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、下記の式（Ａ）および式（Ｂ）を満たす。
式（Ａ） Ｔ１（第１） − Ｔ１（発光） ＞ ０．１９ｅＶ
式（Ｂ） Ｔ１（第２） − Ｔ１（発光） ＞ ０．２４ｅＶ
上式において、Ｔ１（第１）は第１有機材料の７７Ｋにおける最低励起三重項エネルギー準位を表し、Ｔ１（第２）は第２有機材料の７７Ｋにおける最低励起三重項エネルギー準位を表し、Ｔ１（発光）は発光材料の７７Ｋにおける最低励起三重項エネルギー準位を表す。本発明における最低励起三重項エネルギー準位は、石英基板上に形成した薄膜の７７ＫにおけるＰＬスペクトルを測定し、最も短波側のピーク値のエネルギーを算出することにより決定した値である。したがって、本発明における薄膜での最低励起三重項エネルギー準位の値は、従来技術文献によく記載されているような溶液状態において測定されたものとは数値が異なる。薄膜状態において高い最低励起三重項エネルギー準位を有する材料を提供するためには、分子間の水素結合による会合を防ぐことが重要であることを本発明者らは見出した。
式（Ａ） Ｔ１（第１） − Ｔ１（発光） ＞ ０．１９ｅＶ
式（Ｂ） Ｔ１（第２） − Ｔ１（発光） ＞ ０．２４ｅＶ
上式において、Ｔ１（第１）は第１有機材料の７７Ｋにおける最低励起三重項エネルギー準位を表し、Ｔ１（第２）は第２有機材料の７７Ｋにおける最低励起三重項エネルギー準位を表し、Ｔ１（発光）は発光材料の７７Ｋにおける最低励起三重項エネルギー準位を表す。本発明における最低励起三重項エネルギー準位は、石英基板上に形成した薄膜の７７ＫにおけるＰＬスペクトルを測定し、最も短波側のピーク値のエネルギーを算出することにより決定した値である。したがって、本発明における薄膜での最低励起三重項エネルギー準位の値は、従来技術文献によく記載されているような溶液状態において測定されたものとは数値が異なる。薄膜状態において高い最低励起三重項エネルギー準位を有する材料を提供するためには、分子間の水素結合による会合を防ぐことが重要であることを本発明者らは見出した。
従来の研究では、発光材料の最低励起三重項エネルギー準位と、その発光材料を添加した有機層を構成する有機材料の最低励起三重項エネルギー準位との関係が、もっぱら注目されてきた。これに対して本発明者らは、発光材料を添加した層に隣接する有機層を構成する有機材料の薄膜での最低励起三重項エネルギー準位についても考慮する必要があることを初めて見出した。そして、そのような隣接する有機層を構成する有機材料の薄膜での最低励起三重項エネルギー準位と発光材料の薄膜での最低励起三重項エネルギー準位との間に一定以上のエネルギー差が存在することも、有機エレクトロルミネッセンス素子の発光効率を高めるために重要であることを見出した。上記の式（Ａ）および式（Ｂ）は、このような知見に基づいて導出されたものである。
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、さらに下記の式（Ａ−１）を満たすものであることが好ましく、式（Ａ−２）を満たすものであることがより好ましく、式（Ａ−３）を満たすものであることがより好ましい。
式（Ａ−１） Ｔ１（第１） − Ｔ１（発光） ＞ ０．２１ｅＶ
式（Ａ−２） Ｔ１（第１） − Ｔ１（発光） ＞ ０．２３ｅＶ
式（Ａ−３） Ｔ１（第１） − Ｔ１（発光） ＞ ０．２５ｅＶ
また、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、さらに下記の式（Ｂ−１）を満たすものであることが好ましく、式（Ｂ−２）を満たすものであることがより好ましく、式（Ｂ−３）を満たすものであることがより好ましい。
式（Ｂ−１） Ｔ１（第２） − Ｔ１（発光） ＞ ０．２９ｅＶ
式（Ｂ−２） Ｔ１（第２） − Ｔ１（発光） ＞ ０．３４ｅＶ
式（Ｂ−３） Ｔ１（第２） − Ｔ１（発光） ＞ ０．４０ｅＶ
式（Ａ−１） Ｔ１（第１） − Ｔ１（発光） ＞ ０．２１ｅＶ
式（Ａ−２） Ｔ１（第１） − Ｔ１（発光） ＞ ０．２３ｅＶ
式（Ａ−３） Ｔ１（第１） − Ｔ１（発光） ＞ ０．２５ｅＶ
また、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、さらに下記の式（Ｂ−１）を満たすものであることが好ましく、式（Ｂ−２）を満たすものであることがより好ましく、式（Ｂ−３）を満たすものであることがより好ましい。
式（Ｂ−１） Ｔ１（第２） − Ｔ１（発光） ＞ ０．２９ｅＶ
式（Ｂ−２） Ｔ１（第２） − Ｔ１（発光） ＞ ０．３４ｅＶ
式（Ｂ−３） Ｔ１（第２） − Ｔ１（発光） ＞ ０．４０ｅＶ
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子において、第１有機材料の７７Ｋにおける最低励起三重項エネルギー準位［Ｔ１（第１）］は、２．８０ｅＶ以上であることが好ましく、２．８５ｅＶ以上であることがより好ましく、２．９０ｅＶ以上であることがさらに好ましく、２．９２ｅＶ以上であることがさらにより好ましい。また、第２有機材料の７７Ｋにおける最低励起三重項エネルギー準位［Ｔ１（第２）］は、２．８０ｅＶ以上であることが好ましく、２．９５ｅＶ以上であることがより好ましく、３．００ｅＶ以上であることがさらに好ましく、３．０３ｅＶ以上であることがさらにより好ましく、３．０５ｅＶ以上であることが特に好ましい。発光材料の７７Ｋにおける最低励起三重項エネルギー準位［Ｔ１（発光）］は、２．０〜２．８ｅＶであることが好ましく、２．４〜２．８ｅＶであることがより好ましく、２．６〜２．８ｅＶであることがさらに好ましい。
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、式（Ａ）および式（Ｂ）を満たすために、発光効率が極めて高いという特徴を有する。後述する実施例に具体的に示すように、発光材料としてＦＩｒｐｉｃを用いた場合に外部量子効率１８％を達成しており、また発光材料としてＣｕ錯体を用いた場合にも１５％を超える外部量子効率を達成している。
例えば、非特許文献２や非特許文献４に記載される従来の有機エレクトロルミネッセンス素子では、発光材料であるＦｌｒｐｉｃの７７Ｋにおける最低励起三重項エネルギー準位が２．６７ｅＶであるのに対して、発光材料をドープした発光層に隣接するホール輸送層には、７７Ｋにおける最低励起三重項エネルギー準位が２．７０ｅＶである４，４’，４”−トリス（カルバゾール−９−イル）トリフェニルアミン（ＴＣＴＡ）が用いられているに過ぎない。Ｔ１（第１）−Ｔ１（発光）は０．０６ｅＶで小さいため、発光効率は本発明ほど高くすることはできない。
例えば、非特許文献２や非特許文献４に記載される従来の有機エレクトロルミネッセンス素子では、発光材料であるＦｌｒｐｉｃの７７Ｋにおける最低励起三重項エネルギー準位が２．６７ｅＶであるのに対して、発光材料をドープした発光層に隣接するホール輸送層には、７７Ｋにおける最低励起三重項エネルギー準位が２．７０ｅＶである４，４’，４”−トリス（カルバゾール−９−イル）トリフェニルアミン（ＴＣＴＡ）が用いられているに過ぎない。Ｔ１（第１）−Ｔ１（発光）は０．０６ｅＶで小さいため、発光効率は本発明ほど高くすることはできない。
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、上記の式（Ａ）および式（Ｂ）を満たす限り、第１有機材料、第２有機材料、発光材料の種類と組み合わせは特に制限されない。以下において、好ましい具体例を参照しながら本発明をさらに具体的に説明するが、本発明の範囲は以下の具体例に基づく説明により限定的に解釈されるべきものではない。
［好ましい第２有機材料の説明］
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子には、第２有機材料として下記一般式（１）で表される構造を有する化合物を好ましく用いることができる。
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子には、第２有機材料として下記一般式（１）で表される構造を有する化合物を好ましく用いることができる。
一般式（１）において、Ｘはｍ価の連結基を表し、ｍは２〜４のいずれかの整数を表す。Ｒ1、Ｒ2およびＲ3は各々独立に置換基を表し、ｎ１およびｎ２は各々独立に０〜５のいずれかの整数を表し、ｎ３は０〜４のいずれかの整数を表す。ｎ１が２〜５のいずれかの整数であるとき、ｎ１個のＲ1はそれぞれ互いに同一であっても異なっていてもよく、ｎ２が２〜５のいずれかの整数であるとき、ｎ２個のＲ2はそれぞれ互いに同一であっても異なっていてもよく、また、ｎ３が２〜４のいずれかの整数であるとき、ｎ３個のＲ3はそれぞれ互いに同一であっても異なっていてもよい。さらに、ｍ個の各構造単位におけるＲ1、Ｒ2、Ｒ3、ｎ１、ｎ２およびｎ３は、互いに同一であっても異なっていてもよい。
一般式（１）におけるＸは、下記のいずれかの構造を有する連結基であることが好ましい。
上記構造において、Ｒ5およびＲ6は、各々独立に水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のアリール基を表す。Ｒ7、Ｒ8、Ｒ9およびＲ10は、各々独立に水素原子、置換もしくは無置換のアルキル基、または置換もしくは無置換のアリール基を表し、置換もしくは無置換のアルキル基、または置換もしくは無置換のアリール基であることが好ましい。
Ｒ5およびＲ6として採用しうるハロゲン原子は、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子であることが好ましく、フッ素原子、塩素原子であることがより好ましく、フッ素原子であることがさらに好ましい。
Ｒ5、Ｒ6、Ｒ7、Ｒ8、Ｒ9およびＲ10として採用しうるアルキル基は、直鎖状であっても、分枝状であっても、環状であってもよい。好ましいのは直鎖状または分枝状のアルキル基である。アルキル基の炭素数は、１〜２０であることが好ましく、１〜１２であることがより好ましく、１〜６であることがさらに好ましく、１〜３であること（すなわちメチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基）がさらにより好ましい。環状のアルキル基としては、例えばシクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基を挙げることができる。
Ｒ5、Ｒ6、Ｒ7、Ｒ8、Ｒ9およびＲ10として採用しうるアリール基は、１つの芳香環からなるものであってもよいし、２以上の芳香環が融合した構造を有するものであってもよい。アリール基の炭素数は、６〜２２であることが好ましく、６〜１８であることがより好ましく、６〜１４であることがさらに好ましく、６〜１０であること（すなわちフェニル基、１−ナフチル基、２−ナフチル基）がさらにより好ましい。
Ｒ5、Ｒ6、Ｒ7、Ｒ8、Ｒ9およびＲ10として採用しうるアルキル基は、直鎖状であっても、分枝状であっても、環状であってもよい。好ましいのは直鎖状または分枝状のアルキル基である。アルキル基の炭素数は、１〜２０であることが好ましく、１〜１２であることがより好ましく、１〜６であることがさらに好ましく、１〜３であること（すなわちメチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基）がさらにより好ましい。環状のアルキル基としては、例えばシクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基を挙げることができる。
Ｒ5、Ｒ6、Ｒ7、Ｒ8、Ｒ9およびＲ10として採用しうるアリール基は、１つの芳香環からなるものであってもよいし、２以上の芳香環が融合した構造を有するものであってもよい。アリール基の炭素数は、６〜２２であることが好ましく、６〜１８であることがより好ましく、６〜１４であることがさらに好ましく、６〜１０であること（すなわちフェニル基、１−ナフチル基、２−ナフチル基）がさらにより好ましい。
上記アルキル基は、さらに置換されていてもよいし、置換されていなくてもよい。置換されている場合の置換基としては、例えばアルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基を挙げることができ、置換基としてのアリール基の説明と好ましい範囲については上記アリール基の記載を参照することができる。
また、上記アリール基は、さらに置換されていてもよいし、置換されていなくてもよい。置換されている場合の置換基としては、例えばアルキル基、アルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基を挙げることができ、アルキル基とアリール基の説明と好ましい範囲については上記アルキル基と上記アリール基の記載を参照することができる。
置換基として採用しうるアルコキシ基は、直鎖状であっても、分枝状であっても、環状であってもよい。好ましいのは直鎖状または分枝状のアルコキシ基である。アルコキシ基の炭素数は、１〜２０であることが好ましく、１〜１２であることがより好ましく、１〜６であることがさらに好ましく、１〜３であること（すなわちメトキシ基、エトキシ基、ｎ−プロポキシ基、イソプロポキシ基）がさらにより好ましい。環状のアルコキシ基としては、例えばシクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基、シクロヘプチルオキシ基を挙げることができる。
置換基として採用しうるアリールオキシ基は、１つの芳香環からなるものであってもよいし、２以上の芳香環が融合した構造を有するものであってもよい。アリールオキシ基の炭素数は、６〜２２であることが好ましく、６〜１８であることがより好ましく、６〜１４であることがさらに好ましく、６〜１０であること（すなわちフェニルオキシ基、１−ナフチルオキシ基、２−ナフチルオキシ基）がさらにより好ましい。
また、上記アリール基は、さらに置換されていてもよいし、置換されていなくてもよい。置換されている場合の置換基としては、例えばアルキル基、アルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基を挙げることができ、アルキル基とアリール基の説明と好ましい範囲については上記アルキル基と上記アリール基の記載を参照することができる。
置換基として採用しうるアルコキシ基は、直鎖状であっても、分枝状であっても、環状であってもよい。好ましいのは直鎖状または分枝状のアルコキシ基である。アルコキシ基の炭素数は、１〜２０であることが好ましく、１〜１２であることがより好ましく、１〜６であることがさらに好ましく、１〜３であること（すなわちメトキシ基、エトキシ基、ｎ−プロポキシ基、イソプロポキシ基）がさらにより好ましい。環状のアルコキシ基としては、例えばシクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基、シクロヘプチルオキシ基を挙げることができる。
置換基として採用しうるアリールオキシ基は、１つの芳香環からなるものであってもよいし、２以上の芳香環が融合した構造を有するものであってもよい。アリールオキシ基の炭素数は、６〜２２であることが好ましく、６〜１８であることがより好ましく、６〜１４であることがさらに好ましく、６〜１０であること（すなわちフェニルオキシ基、１−ナフチルオキシ基、２−ナフチルオキシ基）がさらにより好ましい。
Ｒ5、Ｒ6、Ｒ7、Ｒ8、Ｒ9またはＲ10を有する上記構造のうち、好ましい構造の具体例を以下に挙げる。
一般式（１）におけるＸとして、例えば以下の連結基をさらに好ましい連結基として採用することができる。
一般式（１）におけるＸとして、例えば以下の連結基をさらにより好ましい連結基として採用することができる。
一般式（１）におけるｍは、２または３であることが好ましい。
一般式（１）におけるＲ1、Ｒ2およびＲ3が表す置換基として、例えば置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のアルコキシ基、置換もしくは無置換のアリール基、置換もしくは無置換のアリールオキシ基を挙げることができる。好ましいのは、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のアリール基、置換もしくは無置換のアルコキシ基、置換もしくは無置換のアリールオキシ基であり、より好ましいのは、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のアリール基である。
置換基として採用しうるアルキル基、アルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基の説明と好ましい範囲については、上記のＲ5、Ｒ6、Ｒ7、Ｒ8、Ｒ9およびＲ10が表すアルキル基とアリール基の説明と好ましい範囲、および上記の置換基として採用しうるアルコキシ基とアリールオキシ基の説明と好ましい範囲と同じである。
Ｒ1、Ｒ2およびＲ3が表す置換基は、互いに同一であってもよいし、異なっていてもよい。また、分子中に複数のＲ1が存在する場合、複数のＲ1が表す置換基は、互いに同一であってもよいし、異なっていてもよい。分子中に複数のＲ2が存在する場合や、分子中に複数のＲ3が存在する場合も同じである。
一般式（１）におけるｎ１、ｎ２およびｎ３は各々独立に０〜３のいずれかの整数であることが好ましく、０〜２のいずれかの整数であることがより好ましい。また、ｎ１、ｎ２およびｎ３がすべて０であるものも好ましい。
一般式（１）で表される化合物の中では、下記一般式（２）で表される化合物を好ましく用いることができる。
一般式（２）において、Ｘ11は２つのトリフェニルホスフィン構造を連結する２価の連結基を表す。Ｒ11、Ｒ12、Ｒ13、Ｒ21、Ｒ22およびＲ23は各々独立に置換基を表し、ｎ１１、ｎ１２、ｎ２１およびｎ２２は各々独立に０〜５のいずれかの整数を表し、ｎ１３およびｎ２３は各々独立に０〜４のいずれかの整数を表す。ｎ１１が２〜５のいずれかの整数であるとき、ｎ１１個のＲ11はそれぞれ互いに同一であっても異なっていてもよく、ｎ１２が２〜５のいずれかの整数であるとき、ｎ１２個のＲ12はそれぞれ互いに同一であっても異なっていてもよく、ｎ１３が２〜４のいずれかの整数であるとき、ｎ１３個のＲ13はそれぞれ互いに同一であっても異なっていてもよく、ｎ２１が２〜５のいずれかの整数であるとき、ｎ２１個のＲ21はそれぞれ互いに同一であっても異なっていてもよく、ｎ２２が２〜５のいずれかの整数であるとき、ｎ２２個のＲ22はそれぞれ互いに同一であっても異なっていてもよく、ｎ２３が２〜４のいずれかの整数であるとき、ｎ２３個のＲ23はそれぞれ互いに同一であっても異なっていてもよい。
一般式（２）のＸ11の具体例については、一般式（１）のＸの具体例の中の２価の連結基を挙げることができる。一般式（２）のＸ11の好ましい具体例については、一般式（１）のＸの好ましい具体例の中の２価の連結基を挙げることができる。
一般式（２）のＲ11、Ｒ12、Ｒ13、Ｒ21、Ｒ22およびＲ23の置換基の具体例と好ましい範囲は、一般式（１）のＲ1、Ｒ2およびＲ3の置換基の具体例と好ましい範囲と同じである。
一般式（２）のＲ11、Ｒ12、Ｒ13、Ｒ21、Ｒ22およびＲ23の置換基の具体例と好ましい範囲は、一般式（１）のＲ1、Ｒ2およびＲ3の置換基の具体例と好ましい範囲と同じである。
一般式（２）は、以下の一般式（２−１）、一般式（２−２）および一般式（２−３）を包含する。その中では、一般式（２−１）で表される化合物と一般式（２−３）で表される化合物がより好ましい。一般式（２−１）で表される化合物は結晶化しにくい点で好ましく、一般式（２−３）で表される化合物は最低励起三重項エネルギー準位が高い点で好ましい。
一般式（２−１）、一般式（２−２）および一般式（２−３）における、Ｘ11、Ｒ11、Ｒ12、Ｒ13、Ｒ21、Ｒ22およびＲ23の定義と具体例と好ましい範囲については、式（２）と同じである。
一般式（１）で表される化合物の中では、下記一般式（３）で表される化合物も好ましく用いることができる。
一般式（３）において、Ｒ11、Ｒ12、Ｒ13、Ｒ21、Ｒ22、Ｒ23、Ｒ31、Ｒ32およびＲ33は各々独立に置換基を表し、ｎ１１、ｎ１２、ｎ２１、ｎ２２、ｎ３１およびｎ３２は各々独立に０〜５のいずれかの整数を表し、ｎ１３、ｎ２３およびｎ３３は各々独立に０〜４のいずれかの整数を表す。ｎ１１が２〜５のいずれかの整数であるとき、ｎ１１個のＲ11はそれぞれ互いに同一であっても異なっていてもよく、ｎ１２が２〜５のいずれかの整数であるとき、ｎ１２個のＲ12はそれぞれ互いに同一であっても異なっていてもよく、ｎ１３が２〜４のいずれかの整数であるとき、ｎ１３個のＲ13はそれぞれ互いに同一であっても異なっていてもよく、ｎ２１が２〜５のいずれかの整数であるとき、ｎ２１個のＲ21はそれぞれ互いに同一であっても異なっていてもよく、ｎ２２が２〜５のいずれかの整数であるとき、ｎ２２個のＲ22はそれぞれ互いに同一であっても異なっていてもよく、ｎ２３が２〜４のいずれかの整数であるとき、ｎ２３個のＲ23はそれぞれ互いに同一であっても異なっていてもよく、ｎ３１が２〜５のいずれかの整数であるとき、ｎ３１個のＲ31はそれぞれ互いに同一であっても異なっていてもよく、ｎ３２が２〜５のいずれかの整数であるとき、ｎ３２個のＲ32はそれぞれ互いに同一であっても異なっていてもよく、ｎ３３が２〜４のいずれかの整数であるとき、ｎ３３個のＲ33はそれぞれ互いに同一であっても異なっていてもよい。
一般式（３）のＲ11、Ｒ12、Ｒ13、Ｒ21、Ｒ22、Ｒ23、Ｒ31、Ｒ32およびＲ33の置換基の具体例と好ましい範囲は、一般式（１）のＲ1、Ｒ2およびＲ3の置換基の具体例と好ましい範囲と同じである。
一般式（３）のｎ１１、ｎ１２、ｎ２１、ｎ２２、ｎ３１およびｎ３２の好ましい範囲は、一般式（１）のｎ１およびｎ２の好ましい範囲と同じである。また、一般式（３）のｎ１３、ｎ２３およびｎ３３の好ましい範囲は、一般式（１）のｎ３の好ましい範囲と同じである。
一般式（３）のｎ１１、ｎ１２、ｎ２１、ｎ２２、ｎ３１およびｎ３２の好ましい範囲は、一般式（１）のｎ１およびｎ２の好ましい範囲と同じである。また、一般式（３）のｎ１３、ｎ２３およびｎ３３の好ましい範囲は、一般式（１）のｎ３の好ましい範囲と同じである。
以下において、一般式（１）で表される化合物の具体例を例示するが、本発明において用いることができる一般式（１）で表される化合物はこれらの具体例によって限定的に解釈されるべきものではない。なお、以下の具体例の構造式の中でＰｈはフェニル基を表す。
なお、本発明において第２有機材料として使用することができる化合物は一般式（１）で表される化合物に限定されるものではなく、式（Ａ）および式（Ｂ）を満たす限り、一般式（１）で表される化合物以外の化合物も用いることができる。
［好ましい第１有機材料の説明］
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子に用いる第１有機材料として、例えば、下記の一般式（４）で表される化合物を好ましく用いることができる。
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子に用いる第１有機材料として、例えば、下記の一般式（４）で表される化合物を好ましく用いることができる。
一般式（４）において、Ｚはｑ価の連結基を表し、ｑは２〜４のいずれかの整数を表す。Ｒ41およびＲ42は各々独立に置換基を表し、ｎ４１およびｎ４２は各々独立に０〜４のいずれかの整数を表す。ｎ４１が２〜４のいずれかの整数であるとき、ｎ４１個のＲ41はそれぞれ互いに同一であっても異なっていてもよく、ｎ４２が２〜４のいずれかの整数であるとき、ｎ４２個のＲ42はそれぞれ互いに同一であっても異なっていてもよい。さらに、ｑ個の各構造単位におけるＲ41、Ｒ42、ｎ４１およびｎ４２は、互いに同一であっても異なっていてもよい。
一般式（４）におけるＺは、芳香環または複素環を含む連結基であることが好ましい。芳香環は、単環であっても、２以上の芳香環が融合した融合環であってもよい。芳香環の炭素数は、６〜２２であることが好ましく、６〜１８であることがより好ましく、６〜１４であることがさらに好ましく、６〜１０であることがさらにより好ましい。芳香環の具体例として、ベンゼン環、ナフタレン環を挙げることができる。複素環は、単環であっても、１以上の複素環と芳香環または複素環が融合した融合環であってもよい。複素環の炭素数は５〜２２であることが好ましく、５〜１８であることがより好ましく、５〜１４であることがさらに好ましく、５〜１０であることがさらにより好ましい。複素環を構成する複素原子は窒素原子であることが好ましい。複素環の具体例として、ピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、トリアジン環、トリアゾール環、ベンゾトリアゾール環を挙げることができる。一般式（４）におけるＺは、芳香環または複素環を含むとともに、非芳香族連結基を含んでいてもよい。そのような非芳香族連結基として、以下の構造を有するものを挙げることができる。
上記の非芳香族連結基におけるＲ7、Ｒ8、Ｒ9およびＲ10の説明と好ましい範囲については、上記の一般式（１）のＸの説明と好ましい範囲の記載を参照することができる。
また、一般式（４）におけるＲ41およびＲ42の置換基の説明と好ましい範囲については、上記の一般式（１）のＲ1およびＲ2の説明と好ましい範囲の記載を参照することができる。さらに、一般式（４）におけるｎ４１と４２の説明と好ましい範囲については、上記の一般式（１）のｎ３の説明と好ましい範囲の記載を参照することができる。
また、一般式（４）におけるＲ41およびＲ42の置換基の説明と好ましい範囲については、上記の一般式（１）のＲ1およびＲ2の説明と好ましい範囲の記載を参照することができる。さらに、一般式（４）におけるｎ４１と４２の説明と好ましい範囲については、上記の一般式（１）のｎ３の説明と好ましい範囲の記載を参照することができる。
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子に用いる第１有機材料として、例えば、下記の一般式（５）で表される化合物も好ましく用いることができる。
一般式（５）において、Ｒ51、Ｒ52およびＲ53は各々独立に置換基を表し、ｎ５１およびｎ５２は各々独立に１〜４のいずれかの整数を表し、ｎ５３は１〜５のいずれかの整数を表す。少なくとも１つのＲ51、少なくとも１つのＲ52、および少なくとも１つのＲ53は、アリール基である。ｎ５１が２〜４のいずれかの整数であるとき、ｎ５１個のＲ51はそれぞれ互いに同一であっても異なっていてもよく、ｎ５２が２〜４のいずれかの整数であるとき、ｎ５２個のＲ52はそれぞれ互いに同一であっても異なっていてもよく、ｎ５３が２〜５のいずれかの整数であるとき、ｎ５３個のＲ53はそれぞれ互いに同一であっても異なっていてもよい。
一般式（５）におけるＲ51、Ｒ52およびＲ53の置換基およびアリール基の説明と好ましい範囲については、上記の一般式（１）のＲ1、Ｒ2およびＲ3の説明と好ましい範囲の記載を参照することができる。さらに、一般式（５）におけるｎ５１、ｎ５２およびｎ５３は１〜３であることが好ましく、１または２であることがより好ましい。
一般式（５）におけるＲ51、Ｒ52およびＲ53の置換基およびアリール基の説明と好ましい範囲については、上記の一般式（１）のＲ1、Ｒ2およびＲ3の説明と好ましい範囲の記載を参照することができる。さらに、一般式（５）におけるｎ５１、ｎ５２およびｎ５３は１〜３であることが好ましく、１または２であることがより好ましい。
以下において、一般式（４）または一般式（５）で表される化合物の具体例を例示するが、本発明において用いることができる一般式（４）または一般式（５）で表される化合物はこれらの具体例によって限定的に解釈されるべきものではない。
なお、本発明において第１有機材料として使用することができる化合物は一般式（４）または一般式（５）で表される化合物に限定されるものではなく、式（Ａ）および式（Ｂ）を満たす限り、一般式（４）または一般式（５）で表される化合物以外の化合物も用いることができる。
［好ましい発光材料］
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子に用いる発光材料は、発光させたい波長等を考慮して選択することができる。例えば、リン光発光材料、熱活性化型遅延蛍光材料、エキサイプレックス型発光材料などを適宜選択して用いることができる。
リン光発光材料としては、従来公知の種々の金属錯体を挙げることができる。本発明では特に深い青色のリン光を発光する材料を好ましく選択することができる。リン光発光材料としては、例えば、Ｆｌｒｐｉｃ、ＦＣＮＩｒ、Ｉｒ（ｄｂｆｍｉ）、ＦＩｒ６、Ｉｒ（ｆｂｐｐｚ）2（ｄｆｂｄｐ）、ＦＩｒＮ４などのＩｒ錯体や、後掲の［Ｃｕ（ｄｎｂｐ）（ＤＰＥＰｈｏｓ）］ＢＦ4や、[Ｃｕ（ｄｐｐｂ）（ＤＰＥＰｈｏｓ）]ＢＦ4、［Ｃｕ（μ−ｌ）ｄｐｐｂ］2、[Ｃｕ（μ−Ｃｌ）ＤＰＥｐｈｏｓ]2、Ｃｕ（２−ｔｚｑ）（ＤＰＥＰｈｏｓ）、[Ｃｕ（ＰＮＰ）]2、ｃｏｍｐｏｕｎｄ １００１、Ｃｕ（Ｂｐｚ4）（ＤＰＥＰｈｏｓ）などのＣｕ錯体、ＦＰｔ、Ｐｔ−４などのＰｔ錯体を好ましい例として挙げることができる。これらの構造を以下に示す。
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子に用いる発光材料は、発光させたい波長等を考慮して選択することができる。例えば、リン光発光材料、熱活性化型遅延蛍光材料、エキサイプレックス型発光材料などを適宜選択して用いることができる。
リン光発光材料としては、従来公知の種々の金属錯体を挙げることができる。本発明では特に深い青色のリン光を発光する材料を好ましく選択することができる。リン光発光材料としては、例えば、Ｆｌｒｐｉｃ、ＦＣＮＩｒ、Ｉｒ（ｄｂｆｍｉ）、ＦＩｒ６、Ｉｒ（ｆｂｐｐｚ）2（ｄｆｂｄｐ）、ＦＩｒＮ４などのＩｒ錯体や、後掲の［Ｃｕ（ｄｎｂｐ）（ＤＰＥＰｈｏｓ）］ＢＦ4や、[Ｃｕ（ｄｐｐｂ）（ＤＰＥＰｈｏｓ）]ＢＦ4、［Ｃｕ（μ−ｌ）ｄｐｐｂ］2、[Ｃｕ（μ−Ｃｌ）ＤＰＥｐｈｏｓ]2、Ｃｕ（２−ｔｚｑ）（ＤＰＥＰｈｏｓ）、[Ｃｕ（ＰＮＰ）]2、ｃｏｍｐｏｕｎｄ １００１、Ｃｕ（Ｂｐｚ4）（ＤＰＥＰｈｏｓ）などのＣｕ錯体、ＦＰｔ、Ｐｔ−４などのＰｔ錯体を好ましい例として挙げることができる。これらの構造を以下に示す。
上に代表的なリン光発光材料を記載したが、本発明に用いることができるリン光発光材料はこれらに限定されるものではなく、式（Ａ）と式（Ｂ）を満たす限り、公知の発光材料も用いることができる。主な発光材料は、例えば、シーエムシー出版、「有機ＥＬのデバイス物理・材料化学・デバイス応用」の第９章に記載されている。
熱活性化型遅延蛍光材料としては、例えば下記のＰＩＣ−ＴＲＺ、[Ｃｕ（ＰＮＰ−tＢｕ）]2を好ましい例として挙げることができる。
エキサイプレックス型発光材料としては、例えば下記のｍ−ＭＴＤＡＴＡとＰＢＤ、ＰｙＰｙＳＰｙＰｙとＮＰＢ、ＰＰＳＰＰとＮＰＢを好ましい例として挙げることができる。
［その他の材料］
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子を構成するその他の材料については、既知の材料の中から適宜選択して最適化することができる。例えば、陽極と第１有機層の間には、上記のようにホール注入層を設けることが好ましいが、そのようなホール注入層を構成する材料として、ポリ（エチレンジオキシ）チオフェン（ＰＥＤＯＴ）、酸化モリブデン等の金属酸化物、公知のアニリン誘導体を好ましく用いることができる。また、第２有機材料と陰極の間には、公知のホールブロッキング材料を用いた層を挿入することが好ましい。
また、有機エレクトロルミネッセンス素子を構成する各層や電極を製造する際には、既知の製造方法を適宜選択して採用することができる。また、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子には、公知の技術や公知の技術から容易に想到しうる様々な改変を必要に応じて加えることができる。
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子を構成するその他の材料については、既知の材料の中から適宜選択して最適化することができる。例えば、陽極と第１有機層の間には、上記のようにホール注入層を設けることが好ましいが、そのようなホール注入層を構成する材料として、ポリ（エチレンジオキシ）チオフェン（ＰＥＤＯＴ）、酸化モリブデン等の金属酸化物、公知のアニリン誘導体を好ましく用いることができる。また、第２有機材料と陰極の間には、公知のホールブロッキング材料を用いた層を挿入することが好ましい。
また、有機エレクトロルミネッセンス素子を構成する各層や電極を製造する際には、既知の製造方法を適宜選択して採用することができる。また、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子には、公知の技術や公知の技術から容易に想到しうる様々な改変を必要に応じて加えることができる。
以下に実施例を挙げて本発明の特徴をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す具体例により限定的に解釈されるべきものではない。
有機エレクトロルミネッセンス素子の作製において第１有機材料として用いた化合物のうち、上記以外のものの構造を以下に示す。
有機エレクトロルミネッセンス素子の作製において第２有機材料として用いた化合物のうち、上記以外のものの構造を以下に示す。
（実施例１）
本実施例において、発光材料と第２有機材料の種類を種々変更した有機エレクトロルミネッセンス素子を作製して、その発光効率を評価した。
（１）有機エレクトロルミネッセンス素子の作製
ガラス１上にインジウム・スズ酸化物（ＩＴＯ）２をおよそ３０〜１００ｎｍの厚さで製膜し、さらにその上にポリ（エチレンジオキシ）チオフェン（ＰＥＤＯＴ）３を３０ｎｍの厚さで製膜した。次いで、［Ｃｕ（ｄｎｂｐ）（ＤＰＥＰｈｏｓ）］ＢＦ4、［Ｃｕ（μ−ｌ）ｄｐｐｂ］2、ＦｌｒＰｉｃのいずれか１つの発光材料を１０重量％ドープした第１有機材料を有機溶媒に溶解させてスピンコートすることにより、第１有機層４を３０ｎｍの厚さで製膜した。第１有機材料としては、ＣｚＳｉ、ＰＯ１２、ｍＣＰ、ＳｉｍＣＰ、ＳｉｍＣＰ２、ＣＢＰＥ、ＣＢＺ、ＰＹＤ２のいずれか１つを用いた。さらに第１有機層の上に、ＢＰｈｅｎ、ＴＰＢＩ、ＴｍＰｙＰＢ、ＳＰＰＯ１、ＴＳＰＯ１、ＰＯ１５、化合物２、化合物１７のいずれか１つの第２有機材料を真空蒸着することにより第２有機層５を５０ｎｍの厚さで製膜した。次いで、フッ化リチウム（ＬｉＦ）６を０．５ｎｍ真空蒸着し、次いでアルミニウム（Ａｌ）７を１００ｎｍの厚さに蒸着して、図１に示す層構成を有する有機エレクトロルミネッセンス素子とした。
本実施例において、発光材料と第２有機材料の種類を種々変更した有機エレクトロルミネッセンス素子を作製して、その発光効率を評価した。
（１）有機エレクトロルミネッセンス素子の作製
ガラス１上にインジウム・スズ酸化物（ＩＴＯ）２をおよそ３０〜１００ｎｍの厚さで製膜し、さらにその上にポリ（エチレンジオキシ）チオフェン（ＰＥＤＯＴ）３を３０ｎｍの厚さで製膜した。次いで、［Ｃｕ（ｄｎｂｐ）（ＤＰＥＰｈｏｓ）］ＢＦ4、［Ｃｕ（μ−ｌ）ｄｐｐｂ］2、ＦｌｒＰｉｃのいずれか１つの発光材料を１０重量％ドープした第１有機材料を有機溶媒に溶解させてスピンコートすることにより、第１有機層４を３０ｎｍの厚さで製膜した。第１有機材料としては、ＣｚＳｉ、ＰＯ１２、ｍＣＰ、ＳｉｍＣＰ、ＳｉｍＣＰ２、ＣＢＰＥ、ＣＢＺ、ＰＹＤ２のいずれか１つを用いた。さらに第１有機層の上に、ＢＰｈｅｎ、ＴＰＢＩ、ＴｍＰｙＰＢ、ＳＰＰＯ１、ＴＳＰＯ１、ＰＯ１５、化合物２、化合物１７のいずれか１つの第２有機材料を真空蒸着することにより第２有機層５を５０ｎｍの厚さで製膜した。次いで、フッ化リチウム（ＬｉＦ）６を０．５ｎｍ真空蒸着し、次いでアルミニウム（Ａｌ）７を１００ｎｍの厚さに蒸着して、図１に示す層構成を有する有機エレクトロルミネッセンス素子とした。
（２）最低励起三重項エネルギー準位の測定
有機エレクトロルミネッセンス素子の製造に用いた化合物２の７７Ｋにおける最低励起三重項エネルギー準位（Ｔ１）を以下の手順で測定した。
石英基板上に化合物２を真空蒸着することにより、厚さ１００〜２００ｎｍの化合物２の薄膜を形成した。このサンプルを７７Ｋに冷却してＰＬスペクトルを測定した。ＰＬスペクトルの最も短波側のピーク値のエネルギーを算出し、それによって化合物２の最低励起三重項エネルギー準位は３．０５ｅＶであると測定された。
本実施例で用いた他の材料の７７Ｋにおける最低励起三重項エネルギー準位（Ｔ１）も、同じ手順により測定した。結果を以下の表に示す。
有機エレクトロルミネッセンス素子の製造に用いた化合物２の７７Ｋにおける最低励起三重項エネルギー準位（Ｔ１）を以下の手順で測定した。
石英基板上に化合物２を真空蒸着することにより、厚さ１００〜２００ｎｍの化合物２の薄膜を形成した。このサンプルを７７Ｋに冷却してＰＬスペクトルを測定した。ＰＬスペクトルの最も短波側のピーク値のエネルギーを算出し、それによって化合物２の最低励起三重項エネルギー準位は３．０５ｅＶであると測定された。
本実施例で用いた他の材料の７７Ｋにおける最低励起三重項エネルギー準位（Ｔ１）も、同じ手順により測定した。結果を以下の表に示す。
（３）発光効率の評価
半導体パラメータ−アナライザーおよびパワーメータを用いて、上記（１）で製造した各有機エレクトロルミネッセンス素子の電流−電圧−輝度（J-V-L）特性を測定した。ＥＬスペクトルはマルチチャンネル分光器を用いて測定した。これらの結果より、量子効率の算出を行った。
図２〜４に、本実施例で製造した代表的な有機エレクトロルミネッセンス素子の結果を示す。リン光材料であるＦｌｒＰｉｃを発光材料として用いて、第１有機材料としてＰＤＹ２を用いて、第２有機材料として化合物２や化合物１７を用いた場合には、１８％という極めて高い量子効率が得られた。また、Ｃｕ錯体である［Ｃｕ（ｄｎｂｐ）（ＤＰＥＰｈｏｓ）］ＢＦ4を発光材料として用いて、第１有機材料としてＰＤＹ２を用いて、第２有機材料として化合物２を用いた場合にも、１５％を超える高い量子効率が得られた。このことから、式（Ａ）と式（Ｂ）の条件を満たす場合に、比較的高い量子効率が得られることが確認された。
また、発光材料と第２有機材料を固定して、第１有機材料の種類を表１に記載される８種の化合物に変えて評価した結果も同じ傾向を示した。例えば、第２有機材料として化合物２または化合物１７を用いて、第２有機材料の種類を変えた場合には、第１有機材料としてｍＣＰ、ＳｉｍＣＰ、ＳｉｍＣＰ２、ＣＢＰＥ、ＣＢＺ、ＰＹＤ２を用いた場合に比較的高い量子効率が得られ、第１有機材料としてＣＢＺ、ＰＹＤ２を用いた場合にさらに高い量子効率が得られた。
半導体パラメータ−アナライザーおよびパワーメータを用いて、上記（１）で製造した各有機エレクトロルミネッセンス素子の電流−電圧−輝度（J-V-L）特性を測定した。ＥＬスペクトルはマルチチャンネル分光器を用いて測定した。これらの結果より、量子効率の算出を行った。
図２〜４に、本実施例で製造した代表的な有機エレクトロルミネッセンス素子の結果を示す。リン光材料であるＦｌｒＰｉｃを発光材料として用いて、第１有機材料としてＰＤＹ２を用いて、第２有機材料として化合物２や化合物１７を用いた場合には、１８％という極めて高い量子効率が得られた。また、Ｃｕ錯体である［Ｃｕ（ｄｎｂｐ）（ＤＰＥＰｈｏｓ）］ＢＦ4を発光材料として用いて、第１有機材料としてＰＤＹ２を用いて、第２有機材料として化合物２を用いた場合にも、１５％を超える高い量子効率が得られた。このことから、式（Ａ）と式（Ｂ）の条件を満たす場合に、比較的高い量子効率が得られることが確認された。
また、発光材料と第２有機材料を固定して、第１有機材料の種類を表１に記載される８種の化合物に変えて評価した結果も同じ傾向を示した。例えば、第２有機材料として化合物２または化合物１７を用いて、第２有機材料の種類を変えた場合には、第１有機材料としてｍＣＰ、ＳｉｍＣＰ、ＳｉｍＣＰ２、ＣＢＰＥ、ＣＢＺ、ＰＹＤ２を用いた場合に比較的高い量子効率が得られ、第１有機材料としてＣＢＺ、ＰＹＤ２を用いた場合にさらに高い量子効率が得られた。
（実施例２）
本実施例において、発光材料を添加する有機層を変えた有機エレクトロルミネッセンス素子を作製して、その発光効率を評価した。
実施例１の製法にしたがって、ガラス１上、インジウム・スズ酸化物（ＩＴＯ）２、ポリ（エチレンジオキシ）チオフェン（ＰＥＤＯＴ）３、ＦｌｒＰｉｃをドープしたＰＹＤ２の第１有機層４、化合物２の第２有機層５、フッ化リチウム（ＬｉＦ）６、アルミニウム（Ａｌ）７を、実施例１と同じ厚さで製膜し、これをデバイスＩとした。
ＦｌｒＰｉｃをドープする層を第１有機層から第２有機層に変えた点を変更して、その他はデバイスＩと同様に製膜して、デバイスIIを作製した。
ＦｌｒＰｉｃをドープする層を第１有機層と第２有機層の両方に変えた点を変更して、その他はデバイスＩと同様に製膜して、デバイスIIIを作製した。
本実施例において、発光材料を添加する有機層を変えた有機エレクトロルミネッセンス素子を作製して、その発光効率を評価した。
実施例１の製法にしたがって、ガラス１上、インジウム・スズ酸化物（ＩＴＯ）２、ポリ（エチレンジオキシ）チオフェン（ＰＥＤＯＴ）３、ＦｌｒＰｉｃをドープしたＰＹＤ２の第１有機層４、化合物２の第２有機層５、フッ化リチウム（ＬｉＦ）６、アルミニウム（Ａｌ）７を、実施例１と同じ厚さで製膜し、これをデバイスＩとした。
ＦｌｒＰｉｃをドープする層を第１有機層から第２有機層に変えた点を変更して、その他はデバイスＩと同様に製膜して、デバイスIIを作製した。
ＦｌｒＰｉｃをドープする層を第１有機層と第２有機層の両方に変えた点を変更して、その他はデバイスＩと同様に製膜して、デバイスIIIを作製した。
各デバイスの発光効率を実施例１と同様に評価した結果を図５に示す。
いずれのデバイスにおいても、１５％を超える高い量子効率が得られた。特に、第１有機層のみに発光材料をドープしたデバイスIと第２有機層のみに発光材料をドープしたデバイスIIにおいて、一段と高い量子効率が得られた。
いずれのデバイスにおいても、１５％を超える高い量子効率が得られた。特に、第１有機層のみに発光材料をドープしたデバイスIと第２有機層のみに発光材料をドープしたデバイスIIにおいて、一段と高い量子効率が得られた。
（実施例３）
ガラス１上にインジウム・スズ酸化物（ＩＴＯ）２をおよそ３０〜１００ｎｍの厚さで製膜し、さらにその上にポリ（エチレンジオキシ）チオフェン（ＰＥＤＯＴ）３を４０ｎｍの厚さで製膜した。次いで、ＦｌｒＰｉｃまたは［Ｃｕ（ｄｎｂｐ）（ＤＰＥＰｈｏｓ）］+のいずれか１つの発光材料を１０重量％ドープしたＰＹＤ２（第１有機材料）を有機溶媒に溶解させてスピンコートすることにより、第１有機層４を３０ｎｍの厚さで製膜した。さらにその上に、表２に記載の第２有機材料を真空蒸着することにより第２有機層５を５０ｎｍの厚さで製膜した。次いで、フッ化リチウム（ＬｉＦ）６を０．７ｎｍ真空蒸着し、次いでアルミニウム（Ａｌ）７を１００ｎｍの厚さに蒸着して、図１に示す層構成を有する有機エレクトロルミネッセンス素子とした。実施例１と同じ方法により量子効率を測定した結果を表２に示す。
ガラス１上にインジウム・スズ酸化物（ＩＴＯ）２をおよそ３０〜１００ｎｍの厚さで製膜し、さらにその上にポリ（エチレンジオキシ）チオフェン（ＰＥＤＯＴ）３を４０ｎｍの厚さで製膜した。次いで、ＦｌｒＰｉｃまたは［Ｃｕ（ｄｎｂｐ）（ＤＰＥＰｈｏｓ）］+のいずれか１つの発光材料を１０重量％ドープしたＰＹＤ２（第１有機材料）を有機溶媒に溶解させてスピンコートすることにより、第１有機層４を３０ｎｍの厚さで製膜した。さらにその上に、表２に記載の第２有機材料を真空蒸着することにより第２有機層５を５０ｎｍの厚さで製膜した。次いで、フッ化リチウム（ＬｉＦ）６を０．７ｎｍ真空蒸着し、次いでアルミニウム（Ａｌ）７を１００ｎｍの厚さに蒸着して、図１に示す層構成を有する有機エレクトロルミネッセンス素子とした。実施例１と同じ方法により量子効率を測定した結果を表２に示す。
表２の結果から明らかなように、式（Ａ）および式（Ｂ）を満たす本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、高い発光効率を実現することができる。また、第２有機材料の最低励起三重項エネルギー準位と発光材料の最低励起三重項エネルギー準位との差が大きいほど、発光効率は高くなる傾向が認められる。
なお、表２の結果は、化合物９、１３、１５および１６を用いた場合の発光効率が比較的低い値となっているが、これらの化合物を用いた場合であっても、式（Ａ）および式（Ｂ）を満たすように第１有機材料と発光材料を選択して組み合わせれば発光効率が高い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る。
なお、表２の結果は、化合物９、１３、１５および１６を用いた場合の発光効率が比較的低い値となっているが、これらの化合物を用いた場合であっても、式（Ａ）および式（Ｂ）を満たすように第１有機材料と発光材料を選択して組み合わせれば発光効率が高い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る。
本発明の遅延蛍光材料は、発光効率が高いことから様々な工業製品に応用することが可能である。例えば、有機エレクトロルミネッセンス素子などの表示素子、ディスプレイ、バックライト、電子写真、照明光源、露光光源、読み取り光源、標識、看板、インテリアの分野への応用が期待される。このため、本発明は産業上の利用可能性が高い。
１ ガラス
２ ＩＴＯ
３ ＰＥＤＯＴ
４ 第１有機層
５ 第２有機層
６ ＬｉＦ
７ Ａｌ
２ ＩＴＯ
３ ＰＥＤＯＴ
４ 第１有機層
５ 第２有機層
６ ＬｉＦ
７ Ａｌ
Claims (11)
- 陽極、主として第１有機材料により構成される第１有機層、主として第２有機材料により構成される第２有機層、陰極をこの順に積層した構造を有する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、前記第１有機層と前記第２有機層のうちの少なくとも一方に発光材料を含み、以下の式（Ａ）および式（Ｂ）を満たし、前記第２有機材料が下記一般式（１）で表される化合物であ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。
式（Ａ） Ｔ１（第１） − Ｔ１（発光） ＞ ０．１９ｅＶ
式（Ｂ） Ｔ１（第２） − Ｔ１（発光） ＞ ０．２４ｅＶ
（上式において、Ｔ１（第１）は前記第１有機材料の７７Ｋにおける最低励起三重項エネルギー準位を表し、Ｔ１（第２）は前記第２有機材料の７７Ｋにおける最低励起三重項エネルギー準位を表し、Ｔ１（発光）は前記発光材料の７７Ｋにおける最低励起三重項エネルギー準位を表す。）
- 前記第１有機材料の７７Ｋにおける最低励起三重項エネルギー準位が２．８０ｅＶ以上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。
- 前記第２有機材料の７７Ｋにおける最低励起三重項エネルギー準位が２．９５ｅＶ以上であることを特徴とする請求項１または２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記第２有機材料の７７Ｋにおける最低励起三重項エネルギー準位が３．００ｅＶ以上であることを特徴とする請求項１または２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記発光材料が第１有機層のみに含まれていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 陽極、主として第１有機材料により構成される第１有機層、主として第２有機材料により構成される第２有機層、陰極をこの順に積層した構造を有する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、発光材料が前記第１有機層のみに含まれており、以下の式（Ａ）および式（Ｂ）を満たし、前記第２有機材料が下記一般式（１）で表される化合物であり、前記第２有機層の厚みが４０ｎｍ以上であ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。
式（Ａ） Ｔ１（第１） − Ｔ１（発光） ＞ ０．１９ｅＶ
式（Ｂ） Ｔ１（第２） − Ｔ１（発光） ＞ ０．２４ｅＶ
（上式において、Ｔ１（第１）は前記第１有機材料の７７Ｋにおける最低励起三重項エネルギー準位を表し、Ｔ１（第２）は前記第２有機材料の７７Ｋにおける最低励起三重項エネルギー準位を表し、Ｔ１（発光）は前記発光材料の７７Ｋにおける最低励起三重項エネルギー準位を表す。）
- 陽極、主として第１有機材料により構成される第１有機層、主として第２有機材料により構成される第２有機層、陰極をこの順に積層した構造を有する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、発光材料が前記第２有機層のみに含まれており、以下の式（Ａ）および式（Ｂ）を満たし、前記第２有機材料が下記一般式（１）で表される化合物であ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。
式（Ａ） Ｔ１（第１） − Ｔ１（発光） ＞ ０．１９ｅＶ
式（Ｂ） Ｔ１（第２） − Ｔ１（発光） ＞ ０．２４ｅＶ
（上式において、Ｔ１（第１）は前記第１有機材料の７７Ｋにおける最低励起三重項エネルギー準位を表し、Ｔ１（第２）は前記第２有機材料の７７Ｋにおける最低励起三重項エネルギー準位を表し、Ｔ１（発光）は前記発光材料の７７Ｋにおける最低励起三重項エネルギー準位を表す。）
- 前記第１有機層の厚みが３０ｎｍ以上であることを特徴とする請求項７に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 陽極、主として第１有機材料により構成される第１有機層、主として第２有機材料により構成される第２有機層、陰極をこの順に積層した構造を有する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、発光材料が前記第１有機層と前記第２有機層の両方に含まれており、以下の式（Ａ）および式（Ｂ）を満たし、前記第２有機材料が下記一般式（１）で表される化合物であ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。
式（Ａ） Ｔ１（第１） − Ｔ１（発光） ＞ ０．１９ｅＶ
式（Ｂ） Ｔ１（第２） − Ｔ１（発光） ＞ ０．２４ｅＶ
（上式において、Ｔ１（第１）は前記第１有機材料の７７Ｋにおける最低励起三重項エネルギー準位を表し、Ｔ１（第２）は前記第２有機材料の７７Ｋにおける最低励起三重項エネルギー準位を表し、Ｔ１（発光）は前記発光材料の７７Ｋにおける最低励起三重項エネルギー準位を表す。）
- 前記発光材料がリン光発光材料であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 陽極、主として第１有機材料により構成される第１有機層、主として第２有機材料により構成される第２有機層、陰極をこの順に積層した構造を有する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、前記第１有機層と前記第２有機層のうちの少なくとも一方に発光材料を含み、以下の式（Ａ）および式（Ｂ）を満たし、前記第２有機材料が下記一般式（１）で表される化合物であり、前記発光材料がＣｕ錯体であ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。
式（Ａ） Ｔ１（第１） − Ｔ１（発光） ＞ ０．１９ｅＶ
式（Ｂ） Ｔ１（第２） − Ｔ１（発光） ＞ ０．２４ｅＶ
（上式において、Ｔ１（第１）は前記第１有機材料の７７Ｋにおける最低励起三重項エネルギー準位を表し、Ｔ１（第２）は前記第２有機材料の７７Ｋにおける最低励起三重項エネルギー準位を表し、Ｔ１（発光）は前記発光材料の７７Ｋにおける最低励起三重項エネルギー準位を表す。）
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