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WO2016017684A1 - 有機エレクトロルミネッセンス素子材料、有機エレクトロルミネッセンス素子、発光性薄膜、表示装置及び照明装置 - Google Patents

有機エレクトロルミネッセンス素子材料、有機エレクトロルミネッセンス素子、発光性薄膜、表示装置及び照明装置 Download PDF

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WO2016017684A1
WO2016017684A1 PCT/JP2015/071483 JP2015071483W WO2016017684A1 WO 2016017684 A1 WO2016017684 A1 WO 2016017684A1 JP 2015071483 W JP2015071483 W JP 2015071483W WO 2016017684 A1 WO2016017684 A1 WO 2016017684A1
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WO
WIPO (PCT)
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ring
group
organic
compound
light
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/JP2015/071483
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English (en)
French (fr)
Inventor
康生 宮田
池水　大
北　弘志
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Konica Minolta Inc
Original Assignee
Konica Minolta Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Konica Minolta Inc filed Critical Konica Minolta Inc
Priority to JP2016538393A priority Critical patent/JP6756613B2/ja
Publication of WO2016017684A1 publication Critical patent/WO2016017684A1/ja
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Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/14—Carrier transporting layers
    • H10K50/16—Electron transporting layers
    • H10K50/167—Electron transporting layers between the light-emitting layer and the anode
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/06—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing organic luminescent materials

Definitions

  • the present invention relates to an organic electroluminescent element material, an organic electroluminescent element using the organic electroluminescent element material, a light-emitting thin film, and a display device and an illumination device provided with the organic electroluminescent element. More specifically, the present invention relates to an organic electroluminescence element with improved luminous efficiency.
  • Organic EL elements also referred to as “organic electroluminescent elements” using electroluminescence of organic materials (Electro Luminescence: hereinafter abbreviated as “EL”) have already been put into practical use as a new light emitting system that enables planar light emission.
  • EL Electro Luminescence
  • organic EL element emission methods There are two types of organic EL element emission methods: “phosphorescence emission” that emits light when returning from the excited triplet state to the ground state and “fluorescence emission” that emits light when returning from the excited singlet state to the ground state. There is a street.
  • TTA triplet-triplet annihilation
  • TTF Triplet-Triplet Fusion
  • thermoally activated delayed fluorescence also referred to as “thermally excited delayed fluorescence”: Thermally Activated Delayed Fluorescence (hereinafter abbreviated as “TADF” where appropriate)
  • TADF Thermally Activated Delayed Fluorescence
  • ⁇ Est In order to minimize ⁇ Est in an organic compound, it is desirable to localize without mixing the highest occupied molecular orbital (HOMO) and the lowest unoccupied molecular orbital (LUMO) in the molecule.
  • HOMO highest occupied molecular orbital
  • LUMO lowest unoccupied molecular orbital
  • FIG. 1A and 1B are schematic diagrams showing energy diagrams of a compound that expresses a TADF phenomenon (TADF compound) and a general fluorescent compound.
  • TADF compound TADF compound
  • FIG. 1A HOMO is localized at the 1st and 2nd carbazolyl groups on the benzene ring, and LUMO is localized at the 4th and 5th cyano groups. Therefore, HOMO and LUMO of 2CzPN can be separated, ⁇ Est becomes extremely small and TADF phenomenon appears.
  • 2CzXy FIG.
  • the present invention has been made in view of the above-described problems and situations, and a problem to be solved is to provide a new organic electroluminescence device with improved luminous efficiency.
  • Another object of the present invention is to provide an organic electroluminescent element material used for the organic electroluminescent element, a light-emitting thin film containing the organic electroluminescent element material, and a display device and an illumination device including the organic electroluminescent element. .
  • the present inventor performs a molecular design in which the ⁇ -conjugated plane having an electron-donating group and the ⁇ -conjugated plane having an electron-withdrawing group are twisted by 45 degrees or more. As a result, it was found that HOMO and LUMO can be effectively separated, and the TADF phenomenon can be further expressed, and the present invention has been achieved.
  • An organic electroluminescence device having at least one light emitting layer between an anode and a cathode, wherein at least one layer of the light emitting layer contains a ⁇ -conjugated compound having a structure represented by the following general formula (1)
  • the ⁇ -conjugated compound is formed from the surface of the ring structure A bonded to the nitrogen atom, the nitrogen atom, the carbon atom, and X.
  • An organic electroluminescence device characterized in that an angle ⁇ formed with a plane of the ring structure is within a range of 45 to 90 degrees.
  • A represents a group having a ring structure
  • A represents an aryl group substituted with an electron-withdrawing group, or an optionally substituted heteroaryl group.
  • B and C may be a single ring or X represents O, S, N—R 1 , C—R 2 (R), which is composed of a condensed ring structure of up to three rings, and each independently represents an optionally substituted aryl ring or heteroaryl ring. 3 ), Si—R 4 (R 5 ), B—R 6 or a single bond, wherein R 1 to R 6 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group, Represents a heteroaryl group.) 2.
  • B and C are each independently substituted, benzene ring, naphthalene ring, indene ring, benzosilole ring, indole ring, benzofuran ring, benzothiophene ring, thienothiophene ring, phenanthrene ring, fluorene ring,
  • the organic electroluminescence device according to any one of Items 1 to 3, which represents a dibenzosilol ring, a dibenzoborol ring, a carbazole ring, a dibenzofuran ring, or a dibenzothiophene ring.
  • the ⁇ -conjugated compound having a structure represented by the general formula (1) is a ⁇ -conjugated compound having a structure represented by any of the following general formulas (2) to (15) The organic electroluminescent element according to any one of items 1 to 4.
  • a and X have the same meanings as A and X in the general formula (1).
  • Y represents O, S, N—R 7 , C—R 8 (R 9 ), Si—R 10 (R 11 ), B—R 12 or CH ⁇ CH, R 7 to R 12 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group or a heteroaryl group, each of which may be substituted. 6).
  • Item 6 The organic electroluminescence device according to Item 5, wherein the ring structure A described in the general formulas (1) to (15) is a group represented by the following general formulas (16) to (27) .
  • R 13 ⁇ R 17 each independently represent a hydrogen atom, a cyano group or a nitrogen-containing aromatic ring as the aryl group or an electron withdrawing group substituted with an electron withdrawing group, R 13 ⁇ R 17 At least one of them represents an aryl group substituted with an electron-withdrawing group or a cyano group or a nitrogen-containing aromatic ring as an electron-withdrawing group, provided that [R 13 and R 17 ] are simultaneously a hydrogen atom. Absent.
  • R 18 to R 33 , R 35 to R 37 , R 39 to R 40 , R 42 to R 43 , R 45 , R 47 and R 49 may each independently be a hydrogen atom or a cyano group, Represents an aryl ring or a heteroaryl ring, provided that [R 18 and R 21 ], [R 22 and R 25 ], [R 26 and R 28 ], [R 29 and R 31 ] or [R 32 and R 33 ] is not simultaneously a hydrogen atom.
  • R 34 , R 38 , R 41 , R 44 , R 46 and R 48 each represent a cyano group, an aryl ring or a heteroaryl ring, each of which may be substituted.
  • a wavy line represents a coupling point. ) 7).
  • the R 1 in the general formula (1) is a group represented by the general formulas (16) to (27), according to any one of the first to sixth items, Organic electroluminescence device.
  • the ⁇ -conjugated compound having the structure represented by the general formula (1) is a structure represented by the general formulas (2) to (15), and the ring structure A is represented by the general formulas (16) to (27).
  • X represents O, C—R 2 (R 3 ), Si—R 4 (R 5 ), or a single bond, and R 2 to R 5 are each independently substituted
  • Y represents O, N—R 7 , C—R 8 (R 9 ), Si—R 10 (R 11 ) or CH ⁇ CH
  • R 7 is Represents an optionally substituted aryl group or a group represented by the general formulas (16) to (27), and R 8 to R 11 each represents an optionally substituted alkyl group or an aryl ring.
  • Item 7 The organic electroluminescence device according to item 6, wherein:
  • the absolute value ( ⁇ Est) of the difference between the lowest excited singlet energy level and the lowest excited triplet energy level of the ⁇ -conjugated compound having the structure represented by the general formula (1) is 0.5 eV or less. 10.
  • the light emitting layer contains a ⁇ -conjugated compound having a structure represented by the general formula (1) and at least one of a fluorescent compound and a phosphorescent compound.
  • Item 10 The organic electroluminescence device according to any one of Items 10 to 10.
  • the light emitting layer contains a ⁇ -conjugated compound having a structure represented by the general formula (1), at least one of a fluorescent compound and a phosphorescent compound, and a host compound.
  • the organic electroluminescent element according to any one of items 1 to 11 described above.
  • a ⁇ -conjugated compound having a structure represented by the following general formula (1) is contained, and the ⁇ -conjugated compound is bonded to a nitrogen atom in each of a ground state, a lowest excited singlet state, and a lowest excited triplet state.
  • A represents a group having a ring structure
  • A represents an aryl group substituted with an electron-withdrawing group, or an optionally substituted heteroaryl group.
  • B and C may be a single ring or X represents O, S, N—R 1 , C—R 2 (R), which is composed of a condensed ring structure of up to three rings, and each independently represents an optionally substituted aryl ring or heteroaryl ring.
  • a display device comprising the organic electroluminescence element according to any one of items 1 to 12.
  • An organic electroluminescence element according to any one of items 1 to 12 is provided.
  • the angle ⁇ formed by the surface of the ring structure A bonded to the nitrogen atom and the surface of the ring structure composed of the nitrogen atom, carbon atom and X is in the range of 45 to 90 degrees.
  • A represents a group having a ring structure
  • A represents an aryl group substituted with an electron-withdrawing group, or an optionally substituted heteroaryl group.
  • B and C may be a single ring or X represents O, S, N—R 1 , C—R 2 (R), which is composed of a condensed ring structure of up to three rings, and each independently represents an optionally substituted aryl ring or heteroaryl ring. 3 ), Si—R 4 (R 5 ), B—R 6 or a single bond, wherein R 1 to R 6 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group, Represents a heteroaryl group.
  • the above-mentioned means of the present invention can provide a new organic electroluminescence device that realizes an improvement in luminous efficiency.
  • the organic electroluminescent element material used for the said organic electroluminescent element, the luminescent thin film containing this organic electroluminescent element material, the display apparatus provided with the said organic electroluminescent element, and an illuminating device can be provided. .
  • the ⁇ -conjugated compound according to the present invention is characterized in that the structural change between the ground state (S 0 ) and the excited state (S 1 and T 1 ) is small.
  • the structural change between the ground state (S 0 ) and the excited state (S 1 and T 1 ) is small.
  • the molecule when a molecule is in an excited state from a ground state, the molecule has a high energy state, so that the structure of the molecule changes in order to obtain a more stable structure.
  • a molecular design has been found in which a ⁇ -conjugated plane having an electron-donating group and a ⁇ -conjugated plane having an electron-withdrawing group maintain a structure that is twisted 45 degrees or more even in the ground state and the excited state.
  • the structural change between the ground state and the excited state is small, the consumption of exciton energy can be suppressed, so that the light emission efficiency is considered to be improved.
  • Schematic diagram showing energy diagram of TADF compound Schematic diagram showing the energy diagram of a general fluorescent compound
  • Schematic diagram showing an example of a display device composed of organic EL elements Schematic diagram of an active matrix display device
  • Schematic showing the pixel circuit Schematic diagram of a passive matrix display device
  • the angle ⁇ is in the range of 75 to 90 degrees in the ground state from the viewpoint of manifesting the effects of the present invention. Furthermore, it is preferable that the angle ⁇ is in the range of 75 to 90 degrees in the lowest excited singlet state and the lowest excited state, because the effect of increasing the light emission efficiency is obtained.
  • the above B and C are each independently substituted, benzene ring, naphthalene ring, indene ring, benzosilol ring, indole ring, benzofuran ring, benzothiophene ring, thienothiophene ring.
  • Phenanthrene ring, fluorene ring, dibenzosilol ring, dibenzoborol ring, carbazole ring, dibenzofuran ring or dibenzothiophene ring is independently substituted, benzene ring, naphthalene ring, indene ring, benzosilol ring, indole ring, benzofuran ring, benzothiophene ring, thienothiophene ring.
  • the ⁇ -conjugated compound having the structure represented by the general formula (1) is a ⁇ -conjugated compound having a structure represented by any one of the general formulas (2) to (15). This is preferable from the viewpoint of expression of the crossing phenomenon.
  • the ring structure A described in the general formulas (1) to (15) is preferably a group represented by the general formulas (16) to (27) from the viewpoint of high luminous efficiency.
  • R 1 in the general formula (1) is preferably a group represented by the general formulas (16) to (27).
  • ring structure A is a structure represented by general formulas (16) to (27)
  • X is O, C—R 2 (R 3 ), Si—R 4 (R 5 ) or a single bond
  • R 2 to R 5 each independently represents an optionally substituted alkyl group or an optionally substituted aryl ring
  • Y represents O , N—R 7 , C—R 8 (R 9 ), Si—R 10 (R 11 ) or CH ⁇ CH, wherein R 7 is an aryl group which may be substituted or the above general formula (16) to represents a group represented by (27), R 8 ⁇ R 11 may be each substituted, preferred to represent an alkyl
  • the absolute value ( ⁇ Est) of the difference between the lowest excited singlet energy level and the lowest excited triplet energy level of the ⁇ -conjugated compound having the structure represented by the general formula (1) is 0.5 eV or less. Is preferable from the viewpoint of high luminous efficiency.
  • the light emitting layer includes a ⁇ -conjugated compound having a structure represented by the general formula (1), and at least one of a fluorescent compound and a phosphorescent compound. It is preferable to contain. Furthermore, in the present invention, the light-emitting layer includes a ⁇ -conjugated compound having a structure represented by the general formula (1), at least one of a fluorescent compound and a phosphorescent compound, and a host compound It is preferable to contain. Thereby, the effect of high luminous efficiency is obtained. Moreover, the organic electroluminescent element material containing the (pi) conjugated compound which has a structure represented by the said General formula (1), and light emission containing this (pi) conjugated compound Can be used as a conductive thin film.
  • the organic EL element of the present invention can be suitably provided in a lighting device and a display device.
  • Organic EL emission methods There are two types of organic EL emission methods: “phosphorescence emission” that emits light when returning from the excited triplet state to the ground state and “fluorescence emission” that emits light when returning from the excited singlet state to the ground state. is there.
  • TTA triplet-triplet annihilation
  • the rate constant is usually small. That is, since the transition is difficult to occur, the exciton lifetime is increased from millisecond to second order, and it is difficult to obtain desired light emission.
  • a rare metal such as iridium, palladium, or platinum, which is a rare metal.
  • the price of the metal itself is a major industrial issue.
  • a general fluorescent compound is not necessarily a heavy metal complex like a phosphorescent compound, and is a so-called organic compound composed of a combination of general elements such as carbon, oxygen, nitrogen and hydrogen.
  • other non-metallic elements such as phosphorus, sulfur, and silicon can be used, and complexes of typical metals such as aluminum and zinc can be used.
  • TTA triplet-triplet annihilation
  • Fluorescent compounds have the advantage of infinite molecular design as described above. That is, among the molecularly designed compounds, there are compounds in which the energy level difference between the excited triplet state and the excited singlet state is extremely close.
  • HOMO is distributed in electron donating sites and LUMO is distributed in electron withdrawing sites in the electron orbit of the molecule.
  • LUMO is distributed in electron withdrawing sites in the electron orbit of the molecule.
  • Rigidity described here means that there are few sites that can move freely in the molecule, for example, by suppressing free rotation in the bond between the rings in the molecule or by introducing a condensed ring with a large ⁇ conjugate plane. means.
  • the electronic state of the molecule is a donor / acceptor type molecule in which the HOMO and LUMO sites are separated. It becomes a state close to the inner CT (intramolecular charge transfer state).
  • stabilization is achieved by bringing the donor part of one molecule and the acceptor part of the other molecule close to each other.
  • a stabilization state is not limited to the formation between two molecules, but can also be formed between a plurality of molecules such as three or five molecules.
  • various stabilization states with a wide distribution are obtained.
  • the shape of the absorption spectrum and emission spectrum becomes broad.
  • various existence states can be taken depending on the direction and angle of interaction between the two molecules.
  • the shape of the emission spectrum becomes broad.
  • the broad emission spectrum causes two major problems.
  • One problem is that the color purity of the emitted color is lowered. This is not a big problem when applied to lighting applications, but when used for electronic displays, the color gamut is small and the color reproducibility of pure colors is low. It becomes difficult.
  • the phosphorescent 0-0 band derived from T 1 having energy lower than that of S 1 is also shortened (increased T 1 ). Therefore, the compound used for the host compound needs to have a high S 1 and a high T 1 in order to prevent reverse energy transfer from the dopant.
  • a host compound consisting essentially of an organic compound takes a plurality of active and unstable chemical species such as a cation radical state, an anion radical state, and an excited state in an organic EL device.
  • active and unstable chemical species such as a cation radical state, an anion radical state, and an excited state in an organic EL device.
  • HOMO and LUMO are substantially separated in the molecule from the viewpoint of reducing ⁇ Est.
  • the distribution states of these HOMO and LUMO can be obtained from the electron density distribution when the structure is optimized by molecular orbital calculation.
  • structure optimization and calculation of electron density distribution by molecular orbital calculation of ⁇ -conjugated compounds in the present invention are performed using molecular orbital calculation software using B3LYP as a functional and 6-31G (d) as a basis function as a calculation method.
  • B3LYP molecular orbital calculation software
  • 6-31G (d) 6-31G
  • the lowest excited singlet energy level S 1 of the ⁇ -conjugated compound in the present invention is defined in the present invention as calculated in the same manner as in a normal method. That is, a sample to be measured is deposited on a quartz substrate to prepare a sample, and the absorption spectrum (vertical axis: absorbance, horizontal axis: wavelength) of this sample is measured at room temperature (300 K). A tangent line is drawn with respect to the rising edge of the absorption spectrum on the long wavelength side, and is calculated from a predetermined conversion formula based on the wavelength value at the intersection of the tangent line and the horizontal axis.
  • the molecules themselves of the ⁇ -conjugated compound used in the present invention have a relatively high aggregation property, an error due to aggregation may occur in the measurement of the thin film.
  • the lowest excited singlet energy level S 1 in the present invention is room temperature (25 ° C.
  • the peak value of the maximum emission wavelength in the solution state of the ⁇ -conjugated compound in (1) was used as an approximate value.
  • the organic EL device of the present invention is an organic electroluminescence device having at least one light emitting layer between an anode and a cathode, wherein at least one layer of the light emitting layer is represented by the general formula (1).
  • a surface of the ring structure A bonded to a nitrogen atom in each of the ground state, the lowest excited singlet state, and the lowest excited triplet state, and a ⁇ -conjugated compound having An angle ⁇ formed with a plane of a ring structure composed of atoms, carbon atoms and X is in the range of 45 to 90 degrees.
  • Anode / light emitting layer // cathode Anode / light emitting layer / electron transport layer / cathode (3) Anode / hole transport layer / light emitting layer / cathode (4) Anode / hole transport layer / light emitting layer / Electron transport layer / cathode (5) anode / hole transport layer / light emitting layer / electron transport layer / electron injection layer / cathode (6) anode / hole injection layer / hole transport layer / light emitting layer / electron transport layer / cathode (7) Anode / hole injection layer / hole transport layer / (electron blocking layer /) light emitting layer / (hole blocking layer /) electron transport layer / electron injection layer / cathode Among the above, the configuration of (7) is Although used preferably, it is
  • the electron transport layer used in the present invention is a layer having a function of transporting electrons, and in a broad sense, an electron injection layer and a hole blocking layer are also included in the electron transport layer. Moreover, you may be comprised by multiple layers.
  • the layer excluding the anode and the cathode is also referred to as “organic layer”.
  • a plurality of light emitting units may be laminated directly or via an intermediate layer, and the intermediate layer is generally an intermediate electrode, an intermediate conductive layer, a charge generation layer, an electron extraction layer, a connection layer, an intermediate layer.
  • a known material structure can be used as long as it is also called an insulating layer and has a function of supplying electrons to the anode-side adjacent layer and holes to the cathode-side adjacent layer.
  • tandem organic EL element examples include, for example, US Pat. No. 6,337,492, US Pat. No. 7,420,203, US Pat. No. 7,473,923, US Pat. No. 6,872,472, US Pat. No. 6,107,734, US Pat. No. 6,337,492, International JP 2005/009087, JP 2006-228712, JP 2006-24791, JP 2006-49393, JP 2006-49394, JP 2006-49396, JP 2011. No. -96679, JP 2005-340187, JP 47114424, JP 34966681, JP 3884564, JP 4213169, JP 2010-192719, JP 2009-076929.
  • the light-emitting layer used in the present invention is a layer that provides a field in which electrons and holes injected from an electrode or an adjacent layer are recombined to emit light via excitons, and the light-emitting portion is the light-emitting layer. Even in the layer, it may be the interface between the light emitting layer and the adjacent layer. If the light emitting layer used for this invention satisfy
  • the total thickness of the light emitting layer is not particularly limited, but it prevents the uniformity of the film to be formed, the application of unnecessary high voltage during light emission, and the improvement of the stability of the emission color against the drive current. From the viewpoint, it is preferably adjusted to a range of 2 nm to 5 ⁇ m, more preferably adjusted to a range of 2 to 500 nm, and further preferably adjusted to a range of 5 to 200 nm.
  • each light emitting layer used in the present invention is preferably adjusted to a range of 2 nm to 1 ⁇ m, more preferably adjusted to a range of 2 to 200 nm, and further preferably in a range of 3 to 150 nm. Adjusted.
  • the light-emitting layer used in the present invention contains a light-emitting dopant (light-emitting compound, light-emitting dopant, also simply referred to as a dopant), and further the above-described host compound (also referred to as matrix material, light-emitting host compound, or simply host). It is preferable to contain.
  • a light-emitting dopant light-emitting compound, light-emitting dopant, also simply referred to as a dopant
  • host compound also referred to as matrix material, light-emitting host compound, or simply host. It is preferable to contain.
  • the luminescent dopant As the luminescent dopant, a fluorescent luminescent dopant (also referred to as a fluorescent luminescent compound or a fluorescent dopant), a delayed fluorescent luminescent dopant, or a phosphorescent luminescent dopant (also referred to as a phosphorescent luminescent compound or a phosphorescent dopant). .) Is preferably used.
  • the light-emitting layer contains the ⁇ -conjugated compound according to the present invention as a fluorescent light-emitting compound or an assist dopant in a range of 0.1 to 50% by mass, particularly in a range of 1 to 30% by mass. It is preferable to contain within.
  • the luminescent compound used in the present invention may be used in combination of two or more kinds, a combination of fluorescent luminescent compounds having different structures, or a combination of a fluorescent luminescent compound and a phosphorescent luminescent compound. May be. Thereby, arbitrary luminescent colors can be obtained.
  • An absolute value ( ⁇ Est) of a difference between the lowest excited singlet energy level and the lowest excited triplet energy level is 0.5 eV or less, a luminescent compound, and a host compound.
  • ⁇ Est an absolute value of a difference between the lowest excited singlet energy level and the lowest excited triplet energy level.
  • the ⁇ -conjugated compound according to the present invention acts as an assist dopant.
  • the ⁇ -conjugated compound according to the present invention acts as a host compound.
  • the energy levels of S 1 and T 1 of the ⁇ -conjugated compound are S of the host compound. 1 and T 1 of the lower than the energy level, it is preferably higher than the energy level of the S 1 and T 1 of the light-emitting compound.
  • the light emitting layer has a mass ratio of 0.1 to 50% of the fluorescent compound and / or phosphorescent compound with respect to the ⁇ -conjugated compound. It is preferable to contain.
  • the emission spectrum of the ⁇ -conjugated compound according to the present invention and the absorption spectrum of the luminescent compound preferably overlap.
  • the light emission color of the organic EL device of the present invention and the compound used in the present invention is shown in FIG. 3.16 on page 108 of “New Color Science Handbook” (edited by the Japan Color Society, University of Tokyo Press, 1985). It is determined by the color when the result measured with a luminance meter CS-1000 (manufactured by Konica Minolta Co., Ltd.) is applied to the CIE chromaticity coordinates.
  • one or a plurality of light-emitting layers contain a plurality of light-emitting dopants having different emission colors and emit white light.
  • the ⁇ -conjugated compound according to the present invention is converted into a singlet exciton by reverse intersystem crossing (RISC) without deactivating the triplet exciton generated on the ⁇ -conjugated compound in the light emitting layer.
  • RISC reverse intersystem crossing
  • It is a compound having a function of improving luminous efficiency as an assist dopant, a host compound, and a fluorescent dopant, which improves luminous efficiency by suppressing deactivation of the element, and can be preferably used as an organic EL device material.
  • the ⁇ -conjugated compound according to the present invention is characterized in that the structural change between the ground state (S 0 ) and the excited state (S 1 and T 1 ) is small.
  • the structural change between the ground state (S 0 ) and the excited state (S 1 and T 1 ) is small.
  • the molecule when a molecule is in an excited state from a ground state, the molecule has a high energy state, so that the structure of the molecule changes in order to obtain a more stable structure.
  • the present application has found a molecular design that maintains a structure in which the ⁇ -conjugated plane having an electron-donating group and the ⁇ -conjugated plane having an electron-withdrawing group are twisted by 45 degrees or more even in an excited state.
  • the structural change between the ground state and the excited state is small, the consumption of exciton energy can be suppressed, so that the light emission efficiency is considered to be improved.
  • the twist angle of the ⁇ -conjugated compound having such a twisted structure is such that the plane of the ring structure A bonded to the nitrogen atom and the plane of the ring structure consisting of the nitrogen atom, carbon atom and X And can be measured as follows.
  • the structure of the ground state, the excited singlet state, and the excited triplet state is optimized using the above theoretical calculation, and the angle ⁇ is calculated using these optimized structures.
  • the angle ⁇ is defined as “the carbon atom adjacent to the condensed ring structure B or C bonded to the nitrogen atom described in the general formula (1)”, “the nitrogen atom described in the general formula (1)”, and “the general formula A plane consisting of three atoms, “a nitrogen atom in ring structure A in which the nitrogen atom described in (1) and ring structure A are bonded”, and “a nitrogen atom described in general formula (1)” and “general formula The atom in ring structure A in which the nitrogen atom described in (1) is bonded to ring structure A ”and“ the atom in ring structure A in which the nitrogen atom described in general formula (1) is bonded to ring structure A ” It can be calculated by selecting the atoms so that the angle formed by the two planes of the plane consisting of the three atoms “the atoms in the ring structure A bonded to the
  • a functional B3LYP and a basis function 6-31G are obtained by molecular orbital calculation software Gaussian09 (Revision C.01, MJ Frisch, et al, Gaussian, Inc., 2010.).
  • a ground state structure can be obtained by performing a density functional calculation using (d).
  • the structures of the lowest excited singlet state and the lowest excited triplet state can be obtained by performing a calculation by the time-dependent density functional method (Time-Dependent DFT) using the functional B3LYP and the basis function 6-31G (d). it can.
  • the angle ⁇ can be expressed as “the carbon atom adjacent to the condensed ring structure B or C bonded to the nitrogen atom described in the general formula (1)” and “the general formula (1).
  • A represents a group having a ring structure
  • A represents an aryl group substituted with an electron-withdrawing group, or an optionally substituted heteroaryl group.
  • B and C each represent an aryl ring or a heteroaryl ring that is composed of a monocyclic ring structure or a condensed ring structure of up to three rings, and each may be independently substituted.
  • X represents O, S, N—R 1 , C—R 2 (R 3 ), Si—R 4 (R 5 ), B—R 6 or a single bond.
  • R 1 to R 6 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group or a heteroaryl group, each of which may be substituted.
  • A represents a group having a ring structure, and A represents an aryl group substituted with an electron-withdrawing group, or an optionally substituted heteroaryl group.
  • an aryl ring having 6 to 20 carbon atoms is preferable.
  • a benzene ring, naphthalene ring, fluorene ring, phenanthrene ring, anthracene ring, biphenylene ring, chrysene ring, pyrene ring, triphenylene ring, chrysene ring, fluoranthene ring, perylene ring, biphenyl ring, and terphenyl ring are more preferable.
  • Particularly preferred are a benzene ring, a biphenyl ring and a terphenyl ring.
  • This electron ring has an electron-withdrawing substituent.
  • the electron withdrawing property refers to the property of decreasing the electron density at a specific position of the molecule, and the electron withdrawing property means a substituent having such properties.
  • Specific examples of the electron-withdrawing substituent include heteroaryl groups such as nitrogen-containing heteroaryl groups, halogen atoms such as fluorine atoms, acyl groups, arylcarbonyl groups, alkoxycarbonyl groups, aryloxycarbonyl groups, and cyano groups.
  • An aryl group or a heteroaryl group is preferred as the group substituted for the heteroaryl group.
  • Examples of the aryl group and heteroaryl group include the same aryl groups and heteroaryl groups that constitute the ring structure A.
  • the alkyl group may be linear, branched, or cyclic, and examples thereof include linear, branched, or cyclic alkyl groups having 1 to 20 carbon atoms. Specific examples include a methyl group, an ethyl group, and n- Propyl group, isopropyl group, n-butyl group, s-butyl group, t-butyl group, n-pentyl group, neopentyl group, n-hexyl group, cyclohexyl group, 2-ethylhexyl group, n-heptyl group, n-octyl group Group, 2-hexyloctyl group, n-nonyl group, n-decyl group, n-undecyl group, n-dodecyl group, n-tridecyl group, n-tetradecyl group, n-pentadecyl group, n-
  • Methyl group, ethyl group, isopropyl group, t-butyl group, cyclohexyl group, 2- Ethylhexyl group, 2-hexyl octyl group are preferable.
  • the alkoxy group may be either a straight chain or a branched chain, and examples thereof include a linear or branched alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms. Specific examples include a methoxy group, an ethoxy group, n- Propoxy group, isopropoxy group, n-butoxy group, isobutoxy group, t-butoxy group, n-pentyloxy group, neopentyloxy group, n-hexyloxy group, cyclohexyloxy group, n-heptyloxy group, n-octyl Oxy group, 2-ethylhexyloxy group, nonyloxy group, decyloxy group, 3,7-dimethyloctyloxy group, n-undecyloxy group, n-dodecyloxy group, n-tridecyloxy group, n-tetradecyloxy group 2-n-hexyl-n-octy
  • An octyloxy group is preferred.
  • A is an aryl ring having 6 to 20 carbon atoms substituted with 1 to 5 cyano groups, an aryl ring having 6 to 20 carbon atoms substituted with 1 to 5 fluorine atoms, An aryl ring having 6 to 20 carbon atoms substituted with 1 to 5 fluoroalkyl groups, a benzene ring substituted with an optionally substituted nitrogen-containing heteroaryl ring, or an optionally substituted nitrogen-containing aroma A ring is preferred.
  • B and C each represent an aryl ring or a heteroaryl ring that is composed of a monocyclic ring structure or a condensed ring structure of up to three rings, and each may be independently substituted.
  • B and C are each independently substituted, benzene ring, naphthalene ring, indene ring, benzosilole ring, indole ring, benzofuran ring, benzothiophene ring, thienothiophene ring, phenanthrene ring, fluorene ring, dibenzo It preferably represents a silole ring, dibenzoborol ring, carbazole ring, dibenzofuran ring or dibenzothiophene ring.
  • X represents O, S, N—R 1 , C—R 2 (R 3 ), Si—R 4 (R 5 ), B—R 6 or a single bond.
  • C—R 2 (R 3 ) represents a divalent group in which two groups of R 2 and R 3 are substituted on a carbon atom.
  • R 1 to R 6 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group or a heteroaryl group, each of which may be substituted. Examples of the alkyl group include the same aryl group and heteroaryl group as the aryl group and heteroaryl group constituting the ring structure A.
  • R 1 is preferably a group represented by the following general formulas (16) to (27).
  • the ⁇ -conjugated compound having a structure represented by the general formula (1) is preferably a ⁇ -conjugated compound having a structure represented by any of the following general formulas (2) to (15).
  • a and X have the same meanings as A and X in the general formula (1).
  • Y represents O, S, N—R 7 , C—R 8 (R 9 ), Si—R 10 (R 11 ), B—R 12 or CH ⁇ CH, each of R 7 to R 12 independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group or a heteroaryl group, each of which may be substituted.
  • R 7 to R 12 are the same groups as R 1 to R 6 described for X in the general formula (1), and R 7 is represented by the general formulas (16) to (27) described later. It is preferable that it is a group.
  • the ring structure A described in the general formulas (1) to (15) is preferably a group represented by the following general formulas (16) to (27).
  • R 13 ⁇ R 17 each independently represent a hydrogen atom, a cyano group or a nitrogen-containing aromatic ring as the aryl group or an electron withdrawing group substituted with an electron withdrawing group
  • the R 13 ⁇ R 17 At least one of them represents an aryl group substituted with an electron-withdrawing group or a cyano group or a nitrogen-containing aromatic ring as an electron-withdrawing group.
  • [R 13 and R 17 ] are not simultaneously hydrogen atoms. The same thing as the above-mentioned is mentioned as a nitrogen-containing aromatic ring.
  • R 18 to R 33 , R 35 to R 37 , R 39 to R 40 , R 42 to R 43 , R 45 , R 47 and R 49 may each independently be a hydrogen atom or a cyano group, Represents an aryl ring or a heteroaryl ring, provided that [R 18 and R 21 ], [R 22 and R 25 ], [R 26 and R 28 ], [R 29 and R 31 ] or [R 32 and R 33 ] is not simultaneously a hydrogen atom.
  • R 34 , R 38 , R 41 , R 44 , R 46 and R 48 each represent a cyano group, an aryl ring or a heteroaryl ring, each of which may be substituted.
  • a wavy line represents a coupling point.
  • aryl group and heteroaryl group examples include the same aryl groups and heteroaryl groups that constitute the ring structure A.
  • the ring structure A is a group represented by the general formulas (16) to (27), the ring structure A is bonded to the nitrogen atom, and the ring structure consisting of a nitrogen atom, a carbon atom, and X
  • the angle ⁇ formed with the surface can be increased to facilitate separation of HOMO and LUMO.
  • the ⁇ -conjugated compound of the present invention suppresses exciton energy consumption because ⁇ Est is minimized by effective separation of HOMO and LUMO and the structural change between the ground state and the excited state is small. Therefore, it can be used as a compound suitable for hole transport and electron transport. Therefore, the ⁇ -conjugated compound of the present invention is not limited to use only in the light emitting layer, and the above-described hole injection layer, hole transport layer, electron blocking layer, hole blocking layer, electron transport layer, electron injection layer And may be used for an intermediate layer or the like.
  • the firefly ⁇ -conjugated compound is described in, for example, the method described in International Publication No. 2011/055933, International Publication No. 2011/132866 and International Publication No. 2012/035853, or the references described in these references. It can be synthesized by referring to the method.
  • (1.2) Fluorescent Luminescent Dopant As the fluorescent luminescent dopant (fluorescent dopant), the ⁇ -conjugated compound of the present invention may be used, or a known fluorescent dopant or delayed fluorescence used in the light emitting layer of the organic EL device. You may use it, selecting suitably from sex dopant.
  • the phosphorescent dopant used in the present invention is a compound in which light emission from an excited triplet is observed, specifically, a compound that emits phosphorescence at room temperature (25 ° C.), and a phosphorescence quantum yield. Is defined as a compound of 0.01 or more at 25 ° C., but a preferable phosphorescence quantum yield is 0.1 or more.
  • the phosphorescent quantum yield can be measured by the method described in Spectroscopic II, page 398 (1992 edition, Maruzen) of Experimental Chemistry Course 4 of the 4th edition. Although the phosphorescence quantum yield in a solution can be measured using various solvents, the phosphorescence dopant used in the present invention achieves the phosphorescence quantum yield (0.01 or more) in any solvent. Just do it.
  • the host compound used in the present invention is a compound mainly responsible for charge injection and transport in the light emitting layer, and its own light emission is not substantially observed in the organic EL device.
  • the host compounds may be used alone or in combination of two or more. By using a plurality of types of host compounds, it is possible to adjust the movement of charges, and the organic EL element can be made highly efficient.
  • the ⁇ -conjugated compound used in the present invention may be used as described above, but there is no particular limitation. From the viewpoint of reverse energy transfer, those having an excitation energy larger than the excitation singlet energy of the dopant are preferred, and those having an excitation triplet energy larger than the excitation triplet energy of the dopant are more preferred.
  • the existence of the excited triplet state of the TADF compound is long, so that the T 1 energy level of the host compound itself is high, and the host compounds are associated with each other.
  • Molecules in which the host compound does not decrease in T 1 such as not forming a low T 1 state in that state, the TADF compound and the host compound do not form an exciplex, or the host compound does not form an electromer due to an electric field. Appropriate design of the structure is required.
  • the host compound itself needs to have high electron hopping mobility, high hole hopping movement, and small structural change when it enters the excited triplet state. It is.
  • Preferred examples of host compounds that satisfy such requirements include those having a high T 1 energy level such as a carbazole skeleton, an azacarbazole skeleton, a dibenzofuran skeleton, a dibenzothiophene skeleton, or an azadibenzofuran skeleton.
  • the host compound has a hole transporting ability or an electron transporting ability, prevents the emission of light from being long-wavelength, and is stable with respect to heat generated when the organic EL element is driven at a high temperature or during the element driving. From the viewpoint of operation, it is preferable to have a high glass transition temperature (Tg). Tg is preferably 90 ° C. or higher, more preferably 120 ° C. or higher.
  • the host compound used in the present invention it is also preferable to use the ⁇ -conjugated compound according to the present invention as described above.
  • the ⁇ -conjugated compound according to the present invention has a condensed ring structure, so that a ⁇ electron cloud spreads, the carrier transport property is high, and the glass transition temperature (Tg) is high.
  • the ⁇ -conjugated compound according to the present invention has a high T 1 and can be suitably used for a light-emitting material having a short emission wavelength (that is, a high T 1 and S 1 ).
  • the electron transport layer is made of a material having a function of transporting electrons, and may have a function of transmitting electrons injected from the cathode to the light emitting layer.
  • the total thickness of the electron transport layer according to the present invention is not particularly limited, but is usually in the range of 2 nm to 5 ⁇ m, more preferably 2 to 500 nm, and further preferably 5 to 200 nm.
  • the organic EL element when the light generated in the light emitting layer is extracted from the electrode, the light extracted directly from the light emitting layer interferes with the light extracted after being reflected by the electrode from which the light is extracted and the electrode located at the counter electrode. It is known to wake up. When light is reflected by the cathode, this interference effect can be efficiently utilized by appropriately adjusting the total thickness of the electron transport layer between several nanometers and several micrometers.
  • the electron mobility of the electron transport layer is preferably 10 ⁇ 5 cm 2 / Vs or more.
  • the material used for the electron transport layer may be any of electron injecting or transporting properties and hole blocking properties, and can be selected from conventionally known compounds. Can be selected and used.
  • a metal complex having a quinolinol skeleton or a dibenzoquinolinol skeleton as a ligand such as tris (8-quinolinol) aluminum (Alq), tris (5,7-dichloro-8-quinolinol) aluminum, tris (5,7- Dibromo-8-quinolinol) aluminum, tris (2-methyl-8-quinolinol) aluminum, tris (5-methyl-8-quinolinol) aluminum, bis (8-quinolinol) zinc (Znq), etc.
  • a metal complex in which the central metal is replaced with In, Mg, Cu, Ca, Sn, Ga, or Pb can also be used as the electron transport material.
  • a polymer material in which these materials are introduced into a polymer chain or these materials as a polymer main chain can be used.
  • the electron transport layer may be doped with a doping material as a guest material to form an electron transport layer having a high n property (electron rich).
  • the doping material include n-type dopants such as metal complexes and metal compounds such as metal halides.
  • Specific examples of the electron transport layer having such a structure include, for example, JP-A-4-297076, JP-A-10-270172, JP-A-2000-196140, 2001-102175, J. Pat. Appl. Phys. , 95, 5773 (2004) and the like.
  • More preferable known electron transport materials in the present invention include aromatic heterocyclic compounds containing at least one nitrogen atom.
  • aromatic heterocyclic compounds containing at least one nitrogen atom For example, pyridine derivatives, pyrimidine derivatives, pyrazine derivatives, triazine derivatives, dibenzofuran derivatives, dibenzothiophene derivatives, aza Examples thereof include dibenzofuran derivatives, azadibenzothiophene derivatives, carbazole derivatives, azacarbazole derivatives, and benzimidazole derivatives.
  • the hole blocking layer is a layer having a function of an electron transport layer in a broad sense, and is preferably made of a material having a function of transporting electrons while having a small ability to transport holes, and transporting electrons while transporting holes. The probability of recombination of electrons and holes can be improved by blocking.
  • the hole blocking layer provided in the organic EL device of the present invention is preferably provided adjacent to the cathode side of the light emitting layer.
  • the layer thickness of the hole blocking layer according to the present invention is preferably in the range of 3 to 100 nm, more preferably in the range of 5 to 30 nm.
  • the material used for the hole blocking layer As the material used for the hole blocking layer, the material used for the above-described electron transport layer is preferably used, and the material used as the above-described host compound is also preferably used for the hole blocking layer.
  • the electron injection layer (also referred to as “cathode buffer layer”) according to the present invention is a layer provided between the cathode and the light emitting layer in order to lower the driving voltage and improve the light emission luminance. It is described in detail in Chapter 2 “Electrode Materials” (pages 123 to 166) of the second edition of “The Forefront of Industrialization (issued by NTT Corporation on November 30, 1998)”.
  • the electron injection layer may be provided as necessary, and may be present between the cathode and the light emitting layer or between the cathode and the electron transport layer as described above.
  • the electron injection layer is preferably a very thin film, and the layer thickness is preferably in the range of 0.1 to 5 nm, depending on the material. Moreover, the nonuniform layer (film
  • JP-A-6-325871, JP-A-9-17574, JP-A-10-74586, and the like Specific examples of materials preferably used for the electron injection layer are as follows. , Metals typified by strontium and aluminum, alkali metal compounds typified by lithium fluoride, sodium fluoride, potassium fluoride, etc., alkaline earth metal compounds typified by magnesium fluoride, calcium fluoride, etc., oxidation Examples thereof include metal oxides typified by aluminum, metal complexes typified by 8-hydroxyquinolinate lithium (Liq), and the like. Further, the above-described electron transport material can also be used.
  • the materials used for the electron injection layer may be used alone or in combination of two or more.
  • the hole transport layer is made of a material having a function of transporting holes and may have a function of transmitting holes injected from the anode to the light emitting layer.
  • the total thickness of the hole transport layer according to the present invention is not particularly limited, but is usually in the range of 5 nm to 5 ⁇ m, more preferably 5 to 500 nm, and further preferably 5 to 200 nm.
  • a material used for the hole transport layer (hereinafter referred to as a hole transport material), any material that has either a hole injection property or a transport property or an electron barrier property may be used. Any one can be selected and used.
  • triarylamine derivatives examples include benzidine type typified by ⁇ -NPD (4,4′-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenylamino] biphenyl), starburst type typified by MTDATA, Examples include compounds having fluorene or anthracene in the triarylamine-linked core.
  • hexaazatriphenylene derivatives such as those described in JP-T-2003-519432 and JP-A-2006-135145 can also be used as a hole transport material.
  • a hole transport layer having a high p property doped with impurities can also be used.
  • examples thereof include JP-A-4-297076, JP-A-2000-196140, JP-A-2001-102175, J. Pat. Appl. Phys. 95, 5773 (2004), and the like.
  • JP-A-11-251067, J. Org. Huang et. al. It is also possible to use so-called p-type hole transport materials and inorganic compounds such as p-type-Si and p-type-SiC, as described in the literature (Applied Physics Letters 80 (2002), p. 139). Further, ortho-metalated organometallic complexes having Ir or Pt as the central metal as typified by Ir (ppy) 3 are also preferably used.
  • the above-mentioned materials can be used as the hole transport material, a triarylamine derivative, a carbazole derivative, an indolocarbazole derivative, an azatriphenylene derivative, an organometallic complex, or an aromatic amine is introduced into the main chain or side chain.
  • the polymer materials or oligomers used are preferably used.
  • the hole transport material may be used alone or in combination of two or more.
  • the electron blocking layer is a layer having a function of a hole transport layer in a broad sense, and is preferably made of a material having a function of transporting holes and a small ability to transport electrons, while transporting holes. By blocking electrons, the probability of recombination of electrons and holes can be improved.
  • the above-described configuration of the hole transport layer can be used as an electron blocking layer according to the present invention, if necessary.
  • the electron blocking layer provided in the organic EL device of the present invention is preferably provided adjacent to the anode side of the light emitting layer.
  • the layer thickness of the electron blocking layer according to the present invention is preferably in the range of 3 to 100 nm, and more preferably in the range of 5 to 30 nm.
  • the material used for the electron blocking layer As the material used for the electron blocking layer, the material used for the above-described hole transport layer is preferably used, and the above-mentioned host compound is also preferably used for the electron blocking layer.
  • the hole injection layer (also referred to as “anode buffer layer”) according to the present invention is a layer provided between the anode and the light emitting layer for the purpose of lowering the driving voltage and improving the light emission luminance. It is described in detail in Volume 2, Chapter 2, “Electrode Materials” (pages 123 to 166) of “The Forefront of Industrialization (issued by NTT Corporation on November 30, 1998)”.
  • the hole injection layer may be provided as necessary, and may be present between the anode and the light emitting layer or between the anode and the hole transport layer as described above.
  • the details of the hole injection layer are described in JP-A-9-45479, JP-A-9-260062, JP-A-8-288069, etc.
  • Examples of materials used for the hole injection layer include: Examples thereof include materials used for the above-described hole transport layer.
  • phthalocyanine derivatives typified by copper phthalocyanine, hexaazatriphenylene derivatives, metal oxides typified by vanadium oxide, amorphous carbon as described in JP-T-2003-519432, JP-A-2006-135145, etc.
  • the materials used for the hole injection layer described above may be used alone or in combination of two or more.
  • additives include halogen elements and halogenated compounds such as bromine, iodine and chlorine, alkali metals and alkaline earth metals such as Pd, Ca, and Na, transition metal compounds, complexes, and salts.
  • the content of the additive can be arbitrarily determined, but is preferably 1000 ppm or less, more preferably 500 ppm or less, and further preferably 50 ppm or less with respect to the total mass% of the contained layer. .
  • ⁇ Method for forming organic layer> A method for forming an organic layer (hole injection layer, hole transport layer, light emitting layer, hole blocking layer, electron transport layer, electron injection layer, intermediate layer, etc.) according to the present invention will be described.
  • the formation method of the organic layer according to the present invention is not particularly limited, and a conventionally known formation method such as a vacuum deposition method or a wet method (also referred to as a wet process) can be used.
  • wet method examples include spin coating method, casting method, ink jet method, printing method, die coating method, blade coating method, roll coating method, spray coating method, curtain coating method, and LB method (Langmuir-Blodgett method). From the viewpoint of obtaining a homogeneous thin film easily and high productivity, a method with high roll-to-roll method suitability such as a die coating method, a roll coating method, an ink jet method and a spray coating method is preferable.
  • liquid medium for dissolving or dispersing the organic EL material used in the present invention examples include ketones such as methyl ethyl ketone and cyclohexanone, fatty acid esters such as ethyl acetate, halogenated hydrocarbons such as dichlorobenzene, toluene, xylene, Aromatic hydrocarbons such as mesitylene and cyclohexylbenzene, aliphatic hydrocarbons such as cyclohexane, decalin, and dodecane, and organic solvents such as DMF and DMSO can be used.
  • ketones such as methyl ethyl ketone and cyclohexanone
  • fatty acid esters such as ethyl acetate
  • halogenated hydrocarbons such as dichlorobenzene, toluene, xylene
  • Aromatic hydrocarbons such as mesitylene and cyclohexylbenzene
  • a dispersion method it can be dispersed by a dispersion method such as ultrasonic wave, high shearing force dispersion or media dispersion.
  • vapor deposition conditions vary depending on the type of compound used, but generally a boat heating temperature of 50 to 450 ° C., a degree of vacuum of 10 ⁇ 6 to 10 ⁇ 2 Pa, and a vapor deposition rate of 0.01 to It is desirable to select appropriately within the range of 50 nm / second, substrate temperature ⁇ 50 to 300 ° C., layer (film) thickness 0.1 nm to 5 ⁇ m, preferably 5 to 200 nm.
  • the organic layer according to the present invention it is preferable to consistently produce from the hole injection layer to the cathode by one evacuation, but it may be taken out halfway and subjected to different film forming methods. In that case, it is preferable to perform the work in a dry inert gas atmosphere.
  • anode As the anode in the organic EL element, a material having a work function (4 eV or more, preferably 4.5 eV or more) of a metal, an alloy, an electrically conductive compound, or a mixture thereof is preferably used.
  • an electrode substance include metals such as Au, conductive transparent materials such as CuI, indium tin oxide (ITO), SnO 2 , and ZnO.
  • an amorphous material such as IDIXO (In 2 O 3 —ZnO) that can form a transparent conductive film may be used.
  • the anode may be formed by depositing a thin film of these electrode materials by vapor deposition or sputtering, and a pattern having a desired shape may be formed by photolithography, or when pattern accuracy is not so high (about 100 ⁇ m or more) A pattern may be formed through a mask having a desired shape at the time of vapor deposition or sputtering of the electrode material.
  • a wet film forming method such as a printing method or a coating method can be used.
  • the transmittance be greater than 10%, and the sheet resistance as the anode is preferably several hundred ⁇ / ⁇ or less.
  • the film thickness of the anode depends on the material, it is usually selected within the range of 10 nm to 1 ⁇ m, preferably 10 to 200 nm.
  • cathode As the cathode, a material having a work function (4 eV or less) metal (referred to as an electron injecting metal), an alloy, an electrically conductive compound, and a mixture thereof as an electrode material is used. Specific examples of such electrode materials include sodium, sodium-potassium alloy, magnesium, lithium, magnesium / copper mixture, magnesium / silver mixture, magnesium / aluminum mixture, magnesium / indium mixture, aluminum / aluminum oxide (Al 2 O 3 ) Mixtures, indium, lithium / aluminum mixtures, aluminum, rare earth metals and the like.
  • the cathode can be produced by forming a thin film of these electrode materials by a method such as vapor deposition or sputtering.
  • the sheet resistance as the cathode is preferably several hundred ⁇ / ⁇ or less, and the film thickness is usually selected in the range of 10 nm to 5 ⁇ m, preferably 50 to 200 nm.
  • the emission luminance is improved, which is convenient.
  • a transparent or translucent cathode can be produced by producing a conductive transparent material mentioned in the description of the anode on the cathode after producing the above metal with a thickness of 1 to 20 nm.
  • the support substrate (hereinafter also referred to as a substrate or a substrate) that can be used in the organic EL device of the present invention is not particularly limited in the type of glass, plastic and the like, and is transparent or opaque. May be.
  • the support substrate is preferably transparent.
  • the transparent support substrate preferably used include glass, quartz, and a transparent resin film.
  • a particularly preferable support substrate is a resin film capable of giving flexibility to the organic EL element.
  • polyesters such as polyethylene terephthalate (PET) and polyethylene naphthalate (PEN), polyethylene, polypropylene, cellophane, cellulose diacetate, cellulose triacetate (TAC), cellulose acetate butyrate, cellulose acetate propionate ( CAP), cellulose esters such as cellulose acetate phthalate, cellulose nitrate or derivatives thereof, polyvinylidene chloride, polyvinyl alcohol, polyethylene vinyl alcohol, syndiotactic polystyrene, polycarbonate, norbornene resin, polymethylpentene, polyether ketone, polyimide , Polyethersulfone (PES), polyphenylene sulfide, polysulfones Cycloolefin resins such as polyetherimide, polyetherketoneimide, polyamide, fluororesin, nylon, polymethylmethacrylate, acrylic or polyarylate, Arton (trade name, manufactured by JSR) or Appel (trade name, manufactured by J
  • the surface of the resin film may be formed with an inorganic film, an organic film, or a hybrid film of both, and the water vapor permeability (25 ⁇ 0.5 ° C.) measured by a method according to JIS K 7129-1992.
  • Relative humidity (90 ⁇ 2)% RH) is preferably 0.01 g / m 2 ⁇ 24 h or less, and oxygen permeability measured by a method according to JIS K 7126-1987.
  • it is preferably a high-barrier film having 1 ⁇ 10 ⁇ 3 cm 3 / m 2 ⁇ 24 h ⁇ atm or less and a water vapor permeability of 1 ⁇ 10 ⁇ 5 g / m 2 ⁇ 24 h or less.
  • the method for forming the barrier film is not particularly limited.
  • vacuum deposition, sputtering, reactive sputtering, molecular beam epitaxy, cluster ion beam, ion plating, plasma polymerization, atmospheric pressure plasma polymerization A plasma CVD method, a laser CVD method, a thermal CVD method, a coating method, or the like can be used, but an atmospheric pressure plasma polymerization method as described in JP-A-2004-68143 is particularly preferable.
  • the opaque support substrate examples include metal plates such as aluminum and stainless steel, films, opaque resin substrates, ceramic substrates, and the like.
  • the external extraction quantum efficiency (%) the number of photons emitted to the outside of the organic EL element / the number of electrons sent to the organic EL element ⁇ 100.
  • a hue improvement filter such as a color filter may be used in combination, or a color conversion filter that converts the emission color from the organic EL element into multiple colors using a phosphor may be used in combination.
  • sealing means used for sealing the organic EL element of the present invention include a method of bonding a sealing member, an electrode, and a support substrate with an adhesive.
  • a sealing member it should just be arrange
  • transparency and electrical insulation are not particularly limited.
  • Specific examples include a glass plate, a polymer plate / film, and a metal plate / film.
  • the glass plate include soda-lime glass, barium / strontium-containing glass, lead glass, aluminosilicate glass, borosilicate glass, barium borosilicate glass, and quartz.
  • the polymer plate include polycarbonate, acrylic, polyethylene terephthalate, polyether sulfide, and polysulfone.
  • the metal plate include those made of one or more metals or alloys selected from the group consisting of stainless steel, iron, copper, aluminum, magnesium, nickel, zinc, chromium, titanium, molybdenum, silicon, germanium, and tantalum.
  • a polymer film and a metal film can be preferably used because the organic EL element can be thinned.
  • the polymer film is JIS K
  • the oxygen permeability measured by the method according to 7126-1987 is 1 ⁇ 10 ⁇ 3 cm 3 / m 2 ⁇ 24 h ⁇ atm or less
  • the water vapor permeability measured by the method according to JIS K 7129-1992 is preferably 1 ⁇ 10 ⁇ 3 g / m 2 ⁇ 24 h or less.
  • sealing member For processing the sealing member into a concave shape, sandblasting, chemical etching, or the like is used.
  • the adhesive include photocuring and thermosetting adhesives having reactive vinyl groups of acrylic acid oligomers and methacrylic acid oligomers, and moisture curing adhesives such as 2-cyanoacrylates. be able to.
  • hot-melt type polyamide, polyester, and polyolefin can be mentioned.
  • a cationic curing type ultraviolet curing epoxy resin adhesive can be mentioned.
  • an organic EL element may deteriorate by heat processing, what can be adhesively cured from room temperature to 80 ° C. is preferable.
  • a desiccant may be dispersed in the adhesive.
  • coating of the adhesive agent to a sealing part may use commercially available dispenser, and may print like screen printing.
  • the electrode and the organic layer are coated on the outside of the electrode facing the support substrate with the organic layer interposed therebetween, and an inorganic or organic layer is formed in contact with the support substrate to form a sealing film.
  • the material for forming the film may be any material that has a function of suppressing intrusion of elements that cause deterioration of elements such as moisture and oxygen.
  • silicon oxide, silicon dioxide, silicon nitride, or the like may be used. it can.
  • a laminated structure of these inorganic layers and layers made of organic materials it is preferable to have a laminated structure of these inorganic layers and layers made of organic materials.
  • the method of forming these films There are no particular limitations on the method of forming these films. For example, vacuum deposition, sputtering, reactive sputtering, molecular beam epitaxy, cluster ion beam, ion plating, plasma polymerization, atmospheric pressure plasma A combination method, a plasma CVD method, a laser CVD method, a thermal CVD method, a coating method, or the like can be used.
  • an inert gas such as nitrogen or argon, or an inert liquid such as fluorinated hydrocarbon or silicon oil can be injected in the gas phase and liquid phase.
  • a vacuum can also be used.
  • a hygroscopic compound can also be enclosed inside.
  • hygroscopic compound examples include metal oxides (for example, sodium oxide, potassium oxide, calcium oxide, barium oxide, magnesium oxide, aluminum oxide) and sulfates (for example, sodium sulfate, calcium sulfate, magnesium sulfate, cobalt sulfate).
  • metal oxides for example, sodium oxide, potassium oxide, calcium oxide, barium oxide, magnesium oxide, aluminum oxide
  • sulfates for example, sodium sulfate, calcium sulfate, magnesium sulfate, cobalt sulfate.
  • metal halides eg calcium chloride, magnesium chloride, cesium fluoride, tantalum fluoride, cerium bromide, magnesium bromide, barium iodide, magnesium iodide etc.
  • perchloric acids eg perchloric acid Barium, magnesium perchlorate, and the like
  • anhydrous salts are preferably used in sulfates, metal halides, and perchloric acids.
  • a protective film or a protective plate may be provided outside the sealing film or the sealing film on the side facing the support substrate with the organic layer interposed therebetween.
  • the mechanical strength is not necessarily high, and thus it is preferable to provide such a protective film and a protective plate.
  • the same glass plate, polymer plate / film, metal plate / film, etc. used for the sealing can be used, but the polymer film is light and thin. Is preferably used.
  • An organic EL element emits light inside a layer having a refractive index higher than that of air (within a refractive index of about 1.6 to 2.1), and is about 15% to 20% of light generated in the light emitting layer. It is generally said that it can only be taken out. This is because light incident on the interface (interface between the transparent substrate and air) at an angle ⁇ greater than the critical angle causes total reflection and cannot be taken out of the device, or between the transparent electrode or light emitting layer and the transparent substrate. This is because light is totally reflected between the light and the light is guided through the transparent electrode or the light emitting layer, and as a result, the light escapes in the direction of the side surface of the device.
  • a technique for improving the light extraction efficiency for example, a method of forming irregularities on the surface of the transparent substrate to prevent total reflection at the transparent substrate and the air interface (for example, US Pat. No. 4,774,435), A method for improving efficiency by providing light condensing property (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 63-134795), a method for forming a reflective surface on the side surface of an element (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 1-220394), a substrate A method of forming an antireflection film by introducing a flat layer having an intermediate refractive index between the substrate and the light emitter (for example, Japanese Patent Laid-Open No.
  • these methods can be used in combination with the organic EL device of the present invention.
  • a method of introducing a flat layer having a lower refractive index than the substrate between the substrate and the light emitter, or a substrate, transparent A method of forming a diffraction grating between any layers of the electrode layer and the light emitting layer (including between the substrate and the outside) can be suitably used.
  • the light extracted from the transparent electrode has a higher extraction efficiency to the outside as the refractive index of the medium is lower.
  • the low refractive index layer examples include aerogel, porous silica, magnesium fluoride, and a fluorine-based polymer. Since the refractive index of the transparent substrate is generally in the range of about 1.5 to 1.7, the low refractive index layer preferably has a refractive index of about 1.5 or less. Furthermore, it is preferable that it is 1.35 or less.
  • the thickness of the low refractive index medium is preferably at least twice the wavelength in the medium. This is because the effect of the low refractive index layer is diminished when the thickness of the low refractive index medium is about the wavelength of light and the electromagnetic wave exuded by evanescent enters the substrate.
  • the method of introducing a diffraction grating into an interface that causes total reflection or in any medium has a feature that the effect of improving the light extraction efficiency is high.
  • This method uses the property that the diffraction grating can change the direction of light to a specific direction different from refraction by so-called Bragg diffraction, such as first-order diffraction or second-order diffraction.
  • the light that cannot be emitted due to total internal reflection between layers is diffracted by introducing a diffraction grating into any layer or medium (in the transparent substrate or transparent electrode). , Trying to extract light out.
  • the diffraction grating to be introduced has a two-dimensional periodic refractive index. This is because light emitted from the light-emitting layer is randomly generated in all directions, so in a general one-dimensional diffraction grating having a periodic refractive index distribution only in a certain direction, only light traveling in a specific direction is diffracted. The light extraction efficiency does not increase so much.
  • the refractive index distribution a two-dimensional distribution
  • the light traveling in all directions is diffracted, and the light extraction efficiency is increased.
  • the position where the diffraction grating is introduced may be in any layer or in the medium (in the transparent substrate or transparent electrode), but is preferably in the vicinity of the organic light emitting layer where light is generated.
  • the period of the diffraction grating is preferably in the range of about 1/2 to 3 times the wavelength of light in the medium.
  • the arrangement of the diffraction gratings is preferably two-dimensionally repeated, such as a square lattice, a triangular lattice, or a honeycomb lattice.
  • the organic EL device of the present invention is front-facing to a specific direction, for example, the light emitting surface of the device by combining a so-called condensing sheet, for example, by providing a structure on the microlens array on the light extraction side of the support substrate (substrate). By condensing in the direction, the luminance in a specific direction can be increased.
  • a quadrangular pyramid having a side of 30 ⁇ m and an apex angle of 90 degrees is arranged two-dimensionally on the light extraction side of the substrate.
  • One side is preferably within a range of 10 to 100 ⁇ m. If it becomes smaller than this, the effect of diffraction will generate
  • the condensing sheet it is possible to use, for example, an LED backlight of a liquid crystal display device that has been put into practical use.
  • a brightness enhancement film (BEF) manufactured by Sumitomo 3M Limited can be used.
  • the shape of the prism sheet for example, the base material may be formed by forming a ⁇ -shaped stripe having a vertex angle of 90 degrees and a pitch of 50 ⁇ m, or the vertex angle is rounded and the pitch is changed randomly. Other shapes may be used.
  • a light diffusion plate / film may be used in combination with the light collecting sheet.
  • a diffusion film (light-up) manufactured by Kimoto Co., Ltd. can be used.
  • the organic EL element of the present invention can be used as an electronic device such as a display device, a display, and various light emitting devices.
  • Examples of light emitting devices include lighting devices (home lighting, interior lighting), clocks and backlights for liquid crystals, billboard advertisements, traffic lights, light sources of optical storage media, light sources of electrophotographic copying machines, light sources of optical communication processors, light Although the light source of a sensor etc. are mentioned, It is not limited to this, Especially, it can use effectively for the use as a backlight of a liquid crystal display device, and a light source for illumination.
  • patterning may be performed by a metal mask, an ink jet printing method, or the like during film formation, if necessary.
  • patterning only the electrode may be patterned, the electrode and the light emitting layer may be patterned, or the entire layer of the element may be patterned.
  • a conventionally known method is used. Can do.
  • the display device including the organic EL element of the present invention may be single color or multicolor, but here, the multicolor display device will be described.
  • a shadow mask is provided only at the time of forming a light emitting layer, and a film can be formed on one surface by vapor deposition, casting, spin coating, ink jet or printing.
  • the method is not limited, but a vapor deposition method, an ink jet method, a spin coating method, and a printing method are preferable.
  • the configuration of the organic EL element included in the display device is selected from the above-described configuration examples of the organic EL element as necessary.
  • the manufacturing method of an organic EL element is as having shown in the one aspect
  • a DC voltage When a DC voltage is applied to the multicolor display device thus obtained, light emission can be observed by applying a voltage of about 2 to 40 V with the positive polarity of the anode and the negative polarity of the cathode. Further, even when a voltage is applied with the opposite polarity, no current flows and no light emission occurs. Further, when an AC voltage is applied, light is emitted only when the anode is in the + state and the cathode is in the-state.
  • the alternating current waveform to be applied may be arbitrary.
  • the multicolor display device can be used as a display device, a display, or various light emission sources.
  • a display device or display full-color display is possible by using three types of organic EL elements of blue, red, and green light emission.
  • Examples of the display device or display include a television, a personal computer, a mobile device, an AV device, a character broadcast display, and an information display in a car.
  • the display device or display may be used as a display device for reproducing still images and moving images
  • the driving method when used as a display device for reproducing moving images may be either a simple matrix (passive matrix) method or an active matrix method.
  • Light-emitting devices include household lighting, interior lighting, clock and liquid crystal backlights, billboard advertisements, traffic lights, optical storage media light sources, electrophotographic copying machine light sources, optical communication processor light sources, optical sensor light sources, etc.
  • the present invention is not limited to these.
  • FIG. 2 is a schematic view showing an example of a display device composed of organic EL elements. It is a schematic diagram of a display such as a mobile phone that displays image information by light emission of an organic EL element.
  • the display 1 includes a display unit A having a plurality of pixels, a control unit B that performs image scanning of the display unit A based on image information, a wiring unit C that electrically connects the display unit A and the control unit B, and the like.
  • the control unit B is electrically connected to the display unit A via the wiring unit C, and sends a scanning signal and an image data signal to each of a plurality of pixels based on image information from the outside. Sequentially emit light according to the image data signal, scan the image, and display the image information on the display unit A.
  • FIG. 3 is a schematic diagram of a display device using an active matrix method.
  • the display unit A has a wiring unit C including a plurality of scanning lines 5 and data lines 6, a plurality of pixels 3 and the like on a substrate.
  • the main members of the display unit A will be described below.
  • FIG. 3 shows a case where the light emitted from the pixel 3 is extracted in the direction of the white arrow (downward).
  • the scanning line 5 and the plurality of data lines 6 in the wiring portion are each made of a conductive material, and the scanning lines 5 and the data lines 6 are orthogonal to each other in a grid pattern and are connected to the pixels 3 at the orthogonal positions (details are illustrated Not)
  • the pixel 3 When the scanning signal is applied from the scanning line 5, the pixel 3 receives the image data signal from the data line 6 and emits light according to the received image data.
  • a full color display can be achieved by appropriately arranging pixels in the red region, the green region, and the blue region on the same substrate.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing a pixel circuit.
  • the pixel includes an organic EL element 10, a switching transistor 11, a driving transistor 12, a capacitor 13, and the like.
  • a full color display can be performed by using red, green, and blue light emitting organic EL elements as the organic EL elements 10 in a plurality of pixels, and juxtaposing them on the same substrate.
  • an image data signal is applied from the control unit B to the drain of the switching transistor 11 via the data line 6.
  • a scanning signal is applied from the control unit B to the gate of the switching transistor 11 via the scanning line 5
  • the driving of the switching transistor 11 is turned on, and the image data signal applied to the drain is supplied to the capacitor 13 and the driving transistor 12. Is transmitted to the gate.
  • the capacitor 13 is charged according to the potential of the image data signal, and the drive transistor 12 is turned on.
  • the drive transistor 12 has a drain connected to the power supply line 7 and a source connected to the electrode of the organic EL element 10, and the power supply line 7 connects to the organic EL element 10 according to the potential of the image data signal applied to the gate. Current is supplied.
  • the driving of the switching transistor 11 When the scanning signal moves to the next scanning line 5 by the sequential scanning of the control unit B, the driving of the switching transistor 11 is turned off. However, since the capacitor 13 holds the charged potential of the image data signal even if the driving of the switching transistor 11 is turned off, the driving of the driving transistor 12 is kept on and the next scanning signal is applied. Until then, the light emission of the organic EL element 10 continues.
  • the driving transistor 12 When the scanning signal is next applied by sequential scanning, the driving transistor 12 is driven according to the potential of the next image data signal synchronized with the scanning signal, and the organic EL element 10 emits light.
  • the organic EL element 10 emits light by the switching transistor 11 and the drive transistor 12 that are active elements for the organic EL element 10 of each of the plurality of pixels, and the light emission of the organic EL element 10 of each of the plurality of pixels 3. It is carried out.
  • Such a light emitting method is called an active matrix method.
  • the light emission of the organic EL element 10 may be light emission of a plurality of gradations by a multi-value image data signal having a plurality of gradation potentials, or by turning on / off a predetermined light emission amount by a binary image data signal. Good.
  • the potential of the capacitor 13 may be held continuously until the next scanning signal is applied, or may be discharged immediately before the next scanning signal is applied.
  • the present invention not only the active matrix method described above, but also a passive matrix light emission drive in which an organic EL element emits light according to a data signal only when a scanning signal is scanned.
  • FIG. 5 is a schematic view of a passive matrix display device.
  • a plurality of scanning lines 5 and a plurality of image data lines 6 are provided in a lattice shape so as to face each other with the pixel 3 interposed therebetween.
  • the pixel 3 connected to the applied scanning line 5 emits light according to the image data signal.
  • a display device with improved luminous efficiency was obtained by using the organic EL element of the present invention.
  • the organic EL element of the present invention can also be used for a lighting device.
  • the organic EL element of the present invention may be used as an organic EL element having a resonator structure.
  • Examples of the purpose of use of the organic EL element having such a resonator structure include a light source of an optical storage medium, a light source of an electrophotographic copying machine, a light source of an optical communication processing machine, and a light source of an optical sensor. It is not limited. Moreover, you may use for the said use by making a laser oscillation.
  • the organic EL element of the present invention may be used as a kind of lamp for illumination or exposure light source, a projection device for projecting an image, or a type for directly viewing a still image or a moving image. It may be used as a display device (display).
  • the drive method when used as a display device for moving image reproduction may be either a passive matrix method or an active matrix method.
  • the ⁇ -conjugated compound used in the present invention can be applied to a lighting device including an organic EL element that emits substantially white light.
  • white light emission can be obtained by simultaneously emitting a plurality of light emission colors and mixing the colors.
  • the combination of a plurality of emission colors may include three emission maximum wavelengths of three primary colors of red, green, and blue, or two of the complementary colors such as blue and yellow, blue green and orange, etc. The thing containing the light emission maximum wavelength may be used.
  • the organic EL device forming method of the present invention may be simply arranged by providing a mask only when forming a light emitting layer, a hole transporting layer, an electron transporting layer, etc. Since the other layers are common, patterning of a mask or the like is unnecessary, and for example, an electrode film can be formed on one surface by a vapor deposition method, a cast method, a spin coating method, an ink jet method, a printing method, or the like, and productivity is improved.
  • the non-light emitting surface of the organic EL device of the present invention is covered with a glass case, a 300 ⁇ m thick glass substrate is used as a sealing substrate, and an epoxy photocurable adhesive (LUX The track LC0629B) is applied, and this is overlaid on the cathode and brought into close contact with the transparent support substrate, irradiated with UV light from the glass substrate side, cured, sealed, and illuminated as shown in FIGS.
  • a device can be formed.
  • FIG. 6 shows a schematic diagram of the lighting device, and the organic EL element of the present invention (organic EL element 101 in the lighting device) is covered with a glass cover 102 (note that the sealing operation with the glass cover is performed by lighting. This was performed in a glove box under a nitrogen atmosphere (in an atmosphere of high-purity nitrogen gas having a purity of 99.999% or more) without bringing the organic EL element 101 in the apparatus into contact with the air.
  • a nitrogen atmosphere in an atmosphere of high-purity nitrogen gas having a purity of 99.999% or more
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of the lighting device, 105 is a cathode, 106 is an organic layer, and 107 is a glass substrate with a transparent electrode.
  • the glass cover 102 is filled with nitrogen gas 108 and a water catching agent 109 is provided.
  • an illumination device with improved luminous efficiency can be obtained.
  • the organic EL device material of the present invention is an organic electroluminescence device material containing a ⁇ -conjugated compound having a structure represented by the general formula (1), wherein the ⁇ -conjugated compound is in a ground state, at least excited.
  • the angle ⁇ between the plane of the ring structure A bonded to the nitrogen atom and the plane of the ring structure composed of the nitrogen atom, carbon atom, and X is 45 to 90 It is within the range of degrees.
  • the ⁇ -conjugated compound according to the present invention as an organic EL element material is used for a light-emitting thin film. You can also.
  • the light-emitting thin film of the present invention contains a ⁇ -conjugated compound having a structure represented by the general formula (1), and the ⁇ -conjugated compound includes a ground state, a lowest excited singlet state, and a lowest excited triplet state.
  • the angle ⁇ formed by the surface of the ring structure A bonded to the nitrogen atom and the surface of the ring structure composed of the nitrogen atom, carbon atom and X is in the range of 45 to 90 degrees.
  • the light-emitting thin film and the present invention can be produced in the same manner as the organic layer forming method.
  • the method for forming the light-emitting thin film of the present invention is not particularly limited, and conventionally known methods such as a vacuum deposition method and a wet method (also referred to as a wet process) can be used.
  • wet method examples include spin coating method, casting method, ink jet method, printing method, die coating method, blade coating method, roll coating method, spray coating method, curtain coating method, and LB method (Langmuir-Blodgett method). From the viewpoint of obtaining a homogeneous thin film easily and high productivity, a method with high roll-to-roll method suitability such as a die coating method, a roll coating method, an ink jet method and a spray coating method is preferable.
  • liquid medium for dissolving or dispersing the light emitting material used in the present invention examples include ketones such as methyl ethyl ketone and cyclohexanone, fatty acid esters such as ethyl acetate, halogenated hydrocarbons such as dichlorobenzene, toluene, xylene, and mesitylene.
  • Aromatic hydrocarbons such as cyclohexylbenzene, aliphatic hydrocarbons such as cyclohexane, decalin, and dodecane, and organic solvents such as DMF and DMSO can be used.
  • a dispersion method it can be dispersed by a dispersion method such as ultrasonic wave, high shearing force dispersion or media dispersion.
  • the vapor deposition conditions vary depending on the type of compound used, but generally the boat heating temperature is in the range of 50 to 450 ° C., and the vacuum is in the range of 10 ⁇ 6 to 10 ⁇ 2 Pa.
  • the deposition rate is within the range of 0.01 to 50 nm / second
  • the substrate temperature is within the range of ⁇ 50 to 300 ° C.
  • the layer thickness is within the range of 0.1 to 5 ⁇ m, and preferably within the range of 5 to 200 nm. desirable.
  • the spin coat method when adopted for film formation, it is preferable to perform the spin coater within a range of 100 to 1000 rpm and within a range of 10 to 120 seconds in a dry inert gas atmosphere.
  • Example 1 ⁇ Production of Organic EL Element 1-1 >> An ITO (Indium Tin Oxide) film having a thickness of 150 nm was formed as an anode on a glass substrate having a thickness of 50 mm ⁇ 50 mm and a thickness of 0.7 mm. After patterning, a transparent substrate with the ITO transparent electrode was attached. After ultrasonic cleaning with isopropyl alcohol, drying with dry nitrogen gas, and UV ozone cleaning for 5 minutes, this transparent substrate was fixed to a substrate holder of a commercially available vacuum deposition apparatus.
  • ITO Indium Tin Oxide
  • Each of the deposition crucibles in the vacuum deposition apparatus was filled with the constituent material of each layer in an amount optimal for device fabrication.
  • the evaporation crucible used was made of a resistance heating material made of molybdenum or tungsten.
  • the deposition crucible containing HAT-CN was energized and heated, and deposited on the ITO transparent electrode at a deposition rate of 0.1 nm / second. A hole injection layer was formed.
  • ⁇ -NPD was deposited on the hole injection layer at a deposition rate of 0.1 nm / second to form a hole transport layer having a layer thickness of 40 nm.
  • the host compound mCP and the comparative compound 1 as the luminescent compound were co-deposited at a deposition rate of 0.1 nm / second so as to be 92% and 8% by volume, respectively, to form a luminescent layer having a layer thickness of 30 nm.
  • BCP was deposited at a deposition rate of 0.1 nm / second to form an electron transport layer having a layer thickness of 30 nm.
  • lithium fluoride with a film thickness of 0.5 nm
  • 100 nm of aluminum was vapor-deposited to form a cathode.
  • the non-light emitting surface side of the above element is covered with a can-like glass case shown in FIGS. 6 and 7 in an atmosphere of high purity nitrogen gas having a purity of 99.999% or more, and an electrode lead-out wiring is installed to form an organic EL element. 1-1 was produced.
  • the absolute value ( ⁇ Est) of the difference between the lowest excited singlet energy level and the lowest excited triplet energy level was calculated using molecular orbital calculation software Gaussian 09 (Revision C.01, MJ Frisch, et al, Gaussian, Inc.). , 2010.) using the optimized structure calculated by the density functional method using the functional B3LYP and the basis function 6-31G (d), the time-dependent density functional using the same functional and basis functions as described above.
  • the excitation state was calculated by a functional method (Time-Dependent DFT).
  • the structure of the ground state was obtained by the calculation.
  • the structures of the lowest excited singlet state and the lowest excited triplet state were obtained by calculation using a time-dependent density functional method (Time-Dependent DFT) using the functional B3LYP and the basis function 6-31G (d).
  • the angle ⁇ was calculated using these optimized structures.
  • the angle ⁇ is “a carbon atom adjacent to the condensed ring structure B or C bonded to the nitrogen atom described in the general formula (1)”, “a nitrogen atom described in the general formula (1)”, and “general A plane consisting of three atoms, “atom in ring structure A in which the nitrogen atom described in formula (1) is bonded to ring structure A”, “a nitrogen atom described in general formula (1)” and “general In the ring structure A in which the nitrogen atom described in formula (1) and the ring structure A are bonded to each other and in the ring structure A in which the nitrogen atom described in general formula (1) is bonded to the ring structure A.
  • the atoms were selected so that the angle formed by the two planes of the plane consisting of the three atoms in the range of 0 to 90 degrees was in the range of 0 to 90 degrees.
  • ⁇ conjugate in which ⁇ G , ⁇ S and ⁇ T are 45 degrees or more, and the absolute value of ⁇ S ⁇ G and the absolute value of ⁇ S ⁇ T are smaller than those of the comparative organic EL element 1-1. It can be seen that the organic EL devices 1-2 to 1-15 of the present invention using a compound of the present invention have improved luminous efficiency. It can also be seen that the organic EL devices 1-3 to 1-15 using a ⁇ -conjugated compound having ⁇ Est of 0.5 eV or less have further improved luminous efficiency.
  • polystyrene sulfonate PEDOT / PSS, Bayer, Baytron P Al 4083
  • PEDOT / PSS polystyrene sulfonate
  • a thin film was formed by spin coating under conditions of 30 seconds, and then dried at 200 ° C. for 1 hour to provide a hole injection layer having a layer thickness of 20 nm.
  • This transparent support substrate was fixed to a substrate holder of a commercially available vacuum vapor deposition apparatus, and each of the vapor deposition crucibles in the vacuum vapor deposition apparatus was filled with a constituent material of each layer in an amount optimal for device fabrication.
  • the evaporation crucible used was made of a resistance heating material made of molybdenum or tungsten.
  • ⁇ -NPD was deposited on the hole injection layer at a deposition rate of 0.1 nm / second to form a hole transport layer having a layer thickness of 40 nm.
  • mCP and luminescent compound 2 were co-deposited at a deposition rate of 0.1 nm / second so as to be 91% and 9% by volume, respectively, to form a luminescent layer having a layer thickness of 30 nm.
  • TPBi was deposited at a deposition rate of 0.1 nm / second to form an electron transport layer having a layer thickness of 30 nm.
  • the non-light emitting surface side of the above element is covered with a can-like glass case shown in FIGS. 6 and 7 in an atmosphere of high purity nitrogen gas having a purity of 99.999% or more, and an electrode lead-out wiring is installed to form an organic EL element. 2-1.
  • Organic EL element 2-2 In the production of the organic EL element 2-1, mCP is used as the host compound in the light emitting layer, the light emitting compound 2 is used as the light emitting compound, and the comparative compound 1 is used as the third component (assist dopant).
  • Organic EL element 2-2 was produced in the same manner as in the production of organic EL element 2-1, except that the light emitting layer was formed so that the volume% was 13% and 13%.
  • Luminous efficiency and ⁇ Est were measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 2. The obtained result showed a relative value where the organic EL element 2-1 was 100.
  • ⁇ G , ⁇ S , and ⁇ T are 45 degrees or more, and the absolute value of ⁇ S ⁇ G and the absolute value of ⁇ S ⁇ T are larger than those of the comparative organic EL elements 2-1 and 2-2. It can be seen that the organic EL elements 2-3 to 2-16 of the present invention using a ⁇ -conjugated compound having a small value have improved luminous efficiency. It can also be seen that the organic EL elements 2-4 to 2-16 using a ⁇ -conjugated compound having ⁇ Est of 0.5 eV or less have further improved luminous efficiency.
  • Example 3 ⁇ Preparation of organic EL element 3-1 >> An ITO (indium tin oxide) film having a thickness of 150 nm was formed on a 50 mm ⁇ 50 mm ⁇ 0.7 mm thick glass substrate, followed by patterning to form an ITO transparent electrode as an anode.
  • the transparent substrate provided with the ITO transparent electrode was subjected to ultrasonic cleaning with isopropyl alcohol and dried with dry nitrogen gas, followed by UV ozone cleaning for 5 minutes.
  • the obtained transparent substrate was fixed to a substrate holder of a commercially available vacuum deposition apparatus.
  • Each of the resistance heating boats for vapor deposition in the vacuum vapor deposition apparatus was filled with an optimum amount for each element of the constituent material of each layer.
  • the resistance heating boat was made of molybdenum or tungsten.
  • the vacuum deposition apparatus After depressurizing the inside of the vacuum deposition apparatus to a vacuum degree of 1 ⁇ 10 ⁇ 4 Pa, it is heated by energizing a resistance heating boat containing HAT-CN, and deposited on the ITO transparent electrode at a deposition rate of 0.1 nm / second, A hole injection layer having a thickness of 15 nm was formed.
  • ⁇ -NPD was deposited at a deposition rate of 0.1 nm / second to form a 30 nm-thick hole transport layer.
  • a resistance heating boat containing comparative compound 1 as a host compound and tris (2-phenylpyridinato) iridium (III) as a luminescent compound was energized and heated, and the deposition rate was 0.1 nm / second, Co-evaporation was performed on the hole transport layer at 0.010 nm / second to form a light emitting layer having a thickness of 40 nm.
  • HB-1 was deposited at a deposition rate of 0.1 nm / second to form a first electron transport layer having a thickness of 5 nm.
  • ET-1 was deposited thereon at a deposition rate of 0.1 nm / second to form a second electron transport layer having a thickness of 45 nm.
  • lithium fluoride was vapor-deposited to a thickness of 0.5 nm, and then 100 nm of aluminum was vapor-deposited to form a cathode to produce an organic EL element 3-1.
  • Example 2 In the same manner as in Example 1, the light emission luminance of the organic EL element 3-1 was measured, and the light emission efficiency was calculated. The relative luminous efficiency of each organic EL element relative to the luminous efficiency of the organic EL element 3-1 was determined. Table 3 shows the measurement results obtained.
  • ⁇ G , ⁇ S , and ⁇ T are 45 degrees or more, and the absolute value of ⁇ S ⁇ G and the absolute value of ⁇ S ⁇ T are smaller than those of the comparative organic EL element 3-1. It can be seen that the organic EL devices 3-2 to 3-15 of the present invention using a conjugated compound have improved luminous efficiency. It can also be seen that the organic EL elements 3-3 to 3-15 using a ⁇ -conjugated compound having ⁇ Est of 0.5 eV or less have further improved luminous efficiency.
  • the organic EL element of the present invention has improved luminous efficiency and can be used as an electronic device such as a display device, a display, and various light emitting devices.
  • light emitting devices include lighting devices (home lighting, interior lighting), clocks and backlights for liquid crystals, billboard advertisements, traffic lights, light sources of optical storage media, light sources of electrophotographic copying machines, light sources of optical communication processors, light Examples include a light source of a sensor. In particular, it can be effectively used as a backlight of a liquid crystal display device and a light source for illumination.

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Abstract

　本発明の課題は、発光効率が改良された新たな有機ＥＬ素子を提供することである。また、当該有機ＥＬ素子に用いられる有機ＥＬ素子材料、及び該有機ＥＬ素子材料を含有する発光性薄膜並びに当該有機ＥＬ素子が具備された表示装置及び照明装置を提供することである。　本発明の有機ＥＬ素子は、陽極と陰極の間に少なくとも１層の発光層を有する有機ＥＬ素子であって、該発光層の少なくとも１層が、下記一般式（１）で表される構造を有するπ共役系化合物を含有し、該π共役系化合物が、基底状態、最低励起一重項状態及び最低励起三重項状態のそれぞれにおいて、窒素原子と結合している環構造Ａの面と、窒素原子、炭素原子及びＸとからなる環構造の面とのなす角度θが４５～９０度の範囲内であることを特徴とする。　

Description

有機エレクトロルミネッセンス素子材料、有機エレクトロルミネッセンス素子、発光性薄膜、表示装置及び照明装置
　本発明は有機エレクトロルミネッセンス素子材料、それを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子、発光性薄膜、その有機エレクトロルミネッセンス素子が具備された表示装置及び照明装置に関する。より詳しくは、発光効率が改良された有機エレクトロルミネッセンス素子等に関する。
　有機材料のエレクトロルミネッセンス（Ｅｌｅｃｔｒｏ　Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ：以下「ＥＬ」と略記する。）を利用した有機ＥＬ素子（「有機電界発光素子」ともいう。）は、平面発光を可能とする新しい発光システムとして既に実用化されている技術である。有機ＥＬ素子は、電子ディスプレイはもとより、最近では照明機器にも適用され、その発展が期待されている。
　有機ＥＬ素子の発光方式としては、励起三重項状態から基底状態に戻る際に光を発する「リン光発光」と、励起一重項状態から基底状態に戻る際に光を発する「蛍光発光」の二通りがある。
　有機ＥＬ素子に電界をかけると、陽極と陰極からそれぞれ正孔と電子が注入され、発光層において再結合し励起子を生じる。このとき一重項励起子と三重項励起子とが２５％：７５％の割合で生成するため、三重項励起子を利用するリン光発光の方が、蛍光発光に比べ、理論的に高い内部量子効率が得られることが知られている。
　しかしながら、リン光発光方式において実際に高い量子効率を得るためには、中心金属にイリジウムや白金などの希少金属を用いた錯体を用いる必要があり、将来的に希少金属の埋蔵量や金属自体の値段が産業上大きな問題となることが懸念される。
　一方で、蛍光発光型においても発光効率を向上させるために様々な開発がなされており、近年新しい動きが出てきた。
　例えば、特許文献１には、二つの三重項励起子の衝突により一重項励起子が生成する現象（Ｔｒｉｐｌｅｔ－Ｔｒｉｐｌｅｔ　Ａｎｎｉｈｉｌａｔｉｏｎ：以下、適宜「ＴＴＡ」と略記する。また、Ｔｒｉｐｌｅｔ－Ｔｒｉｐｌｅｔ　Ｆｕｓｉｏｎ：「ＴＴＦ」ともいう。）に着目し、ＴＴＡを効率的に起こして蛍光素子の高効率化を図る技術が開示されている。この技術により蛍光発光材料の発光効率は従来の蛍光発光材料の２～３倍まで向上しているが、ＴＴＡにおける理論的な一重項励起子生成効率は４０％程度にとどまるため、依然としてリン光発光に比べ高発光効率化の問題を有している。
　さらに近年では、三重項励起子から一重項励起子への逆項間交差（Ｒｅｖｅｒｓｅ　Ｉｎｔｅｒｓｙｓｔｅｍ　Ｃｒｏｓｓｉｎｇ：以下、適宜「ＲＩＳＣ」と略記する。）が生じる現象を利用した現象（熱活性型遅延蛍光（「熱励起型遅延蛍光」ともいう：Ｔｈｅｒｍａｌｌｙ　Ａｃｔｉｖａｔｅｄ　Ｄｅｌａｙｅｄ　Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ：以下、適宜「ＴＡＤＦ」と略記する。）を利用した蛍光発光材料と、有機ＥＬ素子への利用の可能性が報告されている（例えば、特許文献２、非特許文献１、非特許文献２参照。）。このＴＡＤＦ機構による遅延蛍光を利用すると、電界励起による蛍光発光においても、理論的にはリン光発光と同等の１００％の内部量子効率が可能となる。
　ＴＡＤＦ現象発現のためには、室温又は発光素子中の発光層温度で電界励起により生じた７５％の三重項励起子から一重項励起子への逆項間交差が起こる必要がある。さらに、逆項間交差により生じた一重項励起子が、直接励起により生じた２５％の一重項励起子と同様に蛍光発光することにより、１００％の内部量子効率が理論上可能となる。この逆項間交差が起こるためには、最低励起一重項エネルギー準位（Ｓ1）と最低励起三重項エネルギー準位（Ｔ1）との差の絶対値（以降、ΔＥｓｔと呼ぶ。）が極めて小さいことが必須である。
　さらに、ホスト化合物と発光性化合物からなる発光層に、ＴＡＤＦ性を示す化合物を第三成分（アシストドーパント）として発光層に含めると、高発光効率発現に有効であることが知られている（非特許文献３参照。）。アシストドーパント上に２５％の一重項励起子と７５％の三重項励起子を電界励起により発生させることによって、三重項励起子は逆項間交差（ＲＩＳＣ）を伴って一重項励起子を生成することができる。一重項励起子のエネルギーは、発光性化合物へエネルギー移動し、発光性化合物が発光することが可能となる。したがって、理論上１００％の励起子エネルギーを利用して、発光性化合物を発光させることが可能となり、高発光効率が発現する。
　有機化合物においてΔＥｓｔを極小化するには、分子内の最高被占分子軌道（ＨＯＭＯ）と最低空分子軌道（ＬＵＭＯ）を混在させずに局在化させることが望ましい。
　図１Ａ、１Ｂは、ＴＡＤＦ現象を発現する化合物（ＴＡＤＦ化合物）と一般的な蛍光発光性化合物のエネルギーダイヤグラム示した模式図である。例えば、図１Ａに示す構造を有する２ＣｚＰＮでは、ベンゼン環上の１位と２位のカルバゾリル基にＨＯＭＯが局在し、４位と５位のシアノ基にＬＵＭＯが局在している。そのため、２ＣｚＰＮのＨＯＭＯとＬＵＭＯを分離することができ、ΔＥｓｔが極めて小さくなってＴＡＤＦ現象を発現する。一方、２ＣｚＰＮの４位と５位のシアノ基をメチル基に置き換えた２ＣｚＸｙ（図１Ｂ）では、構造は類似しているが、２ＣｚＰＮでみられるＨＯＭＯとＬＵＭＯの明確な分離ができないために、ΔＥｓｔを小さくすることはできず、ＴＡＤＦ現象を発現させるには至らない。
　従来技術では、ＨＯＭＯとＬＵＭＯを明確に分離するには、強力な電子供与性基又は電子吸引性基を用いる手法が知られている。しかしながら、強力な電子供与性基又は電子吸引性基を用いることは、強い分子内電荷移動（ＣＴ）性の励起状態を形成するため、吸収スペクトルや発光スペクトルがブロード化する要因となり、発光効率を改良する点においても不十分であった。そのため、ＨＯＭＯとＬＵＭＯを分離し、ＴＡＤＦ現象をより発現させる新たな手法が望まれている。
国際公開第２０１０／１３４３５０号 特開２０１３－１１６９７５号公報
Ｈ．Ｕｏｙａｍａ，ｅｔ　ａｌ．，Ｎａｔｕｒｅ，２０１２，４９２，２３４－２３８ Ｑ．Ｚｈａｎｇ　ｅｔ　ａｌ．，Ｎａｔｕｒｅ，Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ，２０１４，８，３２６－３３２ Ｈ．Ｎａｋａｎоｔａｎｉ，ｅｔ　ａｌ．，Ｎａｔｕｒｅ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｉｏｎ，２０１４，５，４０１６－４０２２．
　本発明は、上記問題・状況に鑑みてなされたものであり、その解決課題は、発光効率が改良された新たな有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することである。また、当該有機エレクトロルミネッセンス素子に用いられる有機エレクトロルミネッセンス素子材料、及び該有機エレクトロルミネッセンス素子材料を含有する発光性薄膜並びに当該有機エレクトロルミネッセンス素子が具備された表示装置及び照明装置を提供することである。
　本発明者は、上記課題を解決すべく、上記問題の原因等について検討した結果、電子供与性基を有するπ共役平面と電子吸引性基を有するπ共役平面が４５度以上ねじれる分子設計を行うことにより、ＨＯＭＯとＬＵＭＯを効果的に分離することができ、ＴＡＤＦ現象をより発現させることができることを見いだして本発明に至った。
　すなわち、本発明に係る上記課題は、以下の手段により解決される。
　１．陽極と陰極の間に少なくとも１層の発光層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、該発光層の少なくとも１層が、下記一般式（１）で表される構造を有するπ共役系化合物を含有し、該π共役系化合物が、基底状態、最低励起一重項状態及び最低励起三重項状態のそれぞれにおいて、窒素原子と結合している環構造Ａの面と、窒素原子、炭素原子及びＸとからなる環構造の面とのなす角度θが４５～９０度の範囲内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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
　（式中、Ａは環構造を有する基を表し、Ａは、電子吸引性基で置換されているアリール基、又は置換されていてもよいヘテロアリール基を表す。Ｂ及びＣは、単環又は３環までの縮環構造で構成され、各々独立に、それぞれ置換されていてもよい、アリール環又はヘテロアリール環を表す。Ｘは、Ｏ、Ｓ、Ｎ－Ｒ1、Ｃ－Ｒ2（Ｒ3）、Ｓｉ－Ｒ4（Ｒ5）、Ｂ－Ｒ6又は単結合を表す。Ｒ1～Ｒ6は、各々独立に、水素原子、それぞれ置換されていてもよい、アルキル基、アリール基又はヘテロアリール基を表す。）
　２．前記角度θが、前記基底状態において７５～９０度の範囲内であることを特徴とする第１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
　３．前記角度θが、前記最低励起一重項状態及び最低励起三重項状態において７５～９０度の範囲内であることを特徴とする第１項又は第２項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
　４．前記Ｂ及びＣは、各々独立に、それぞれ置換されていてもよい、ベンゼン環、ナフタレン環、インデン環、ベンゾシロール環、インドール環、ベンゾフラン環、ベンゾチオフェン環、チエノチオフェン環、フェナントレン環、フルオレン環、ジベンゾシロール環、ジベンゾボロール環、カルバゾール環、ジベンゾフラン環又はジベンゾチオフェン環を表すことを特徴とする第１項から第３項まで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。
　５．前記一般式（１）で表される構造を有するπ共役系化合物が、下記一般式（２）～（１５）のいずれかで表される構造を有するπ共役系化合物であることを特徴とする第１項から第４項まで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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
　（式中、Ａ及びＸは前記一般式（１）におけるＡ及びＸと同義である。Ｙは、Ｏ、Ｓ、Ｎ－Ｒ7、Ｃ－Ｒ8（Ｒ9）、Ｓｉ－Ｒ10（Ｒ11）、Ｂ－Ｒ12又はＣＨ＝ＣＨを表す。Ｒ7～Ｒ12は、各々独立に、水素原子、それぞれ置換されていてもよい、アルキル基、アリール基又はヘテロアリール基を表す。）
　６．前記一般式（１）～（１５）に記載の環構造Ａが、下記一般式（１６）～（２７）で表される基であることを特徴とする第５項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
　（式中、Ｒ13～Ｒ17は、各々独立に、水素原子、電子吸引性基で置換されているアリール基又は電子吸引性基としてシアノ基若しくは含窒素芳香環を表し、Ｒ13～Ｒ17のうち少なくとも一つは電子吸引性基で置換されているアリール基又は電子吸引性基としてシアノ基若しくは含窒素芳香環を表す。ただし、［Ｒ13及びＲ17］が同時に水素原子であることはない。
Ｒ18～Ｒ33、Ｒ35～Ｒ37、Ｒ39～Ｒ40、Ｒ42～Ｒ43、Ｒ45、Ｒ47及びＲ49は、各々独立に、水素原子、シアノ基、それぞれ置換されていてもよい、アリール環又はヘテロアリール環を表し、ただし、［Ｒ18及びＲ21］、［Ｒ22及びＲ25］、［Ｒ26及びＲ28］、［Ｒ29及びＲ31］又は［Ｒ32及びＲ33］が同時に水素原子であることはない。Ｒ34、Ｒ38、Ｒ41、Ｒ44、Ｒ46及びＲ48は、シアノ基、それぞれ置換されていてもよい、アリール環又はヘテロアリール環を表す。波線は結合箇所を表す。）
　７．前記一般式（１）中のＲ1が、前記一般式（１６）～（２７）で表される基であることを特徴とする第１項から第６項まで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．前記一般式（２）～（１５）中のＲ7が、前記一般式（１６）～（２７）で表される基であることを特徴とする第５項から第７項まで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。
　９．前記一般式（１）で表される構造を有するπ共役系化合物が、一般式（２）～（１５）で表される構造であり、環構造Ａは一般式（１６）～（２７）で表される構造であり、Ｘは、Ｏ、Ｃ－Ｒ2（Ｒ3）、Ｓｉ－Ｒ4（Ｒ5）、又は単結合を表し、Ｒ2～Ｒ5は、各々独立に、置換されていてもよい、アルキル基又はアリール環を表し、Ｙは、Ｏ、Ｎ－Ｒ7、Ｃ－Ｒ8（Ｒ9）、Ｓｉ－Ｒ10（Ｒ11）又はＣＨ＝ＣＨを表し、Ｒ7は、置換されていてもよいアリール基又は前記一般式（１６）～（２７）で表される基を表し、Ｒ8～Ｒ11は、それぞれ置換されていてもよい、アルキル基又はアリール環を表すことを特徴とする第６項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
　１０．前記一般式（１）で表される構造を有するπ共役系化合物の最低励起一重項エネルギー準位と最低励起三重項エネルギー準位との差の絶対値（ΔＥｓｔ）が０．５ｅＶ以下であることを特徴とする第１項から第９項まで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．前記発光層が、前記一般式（１）で表される構造を有するπ共役系化合物と、蛍光発光性化合物及びリン光発光性化合物のうち少なくとも１種とを含有することを特徴とする第１項から第１０項まで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。
　１２．前記発光層が、前記一般式（１）で表される構造を有するπ共役系化合物と、蛍光発光性化合物及びリン光発光性化合物のうち少なくとも１種と、ホスト化合物とを含有することを特徴とする第１項から第１１項まで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。
　１３．下記一般式（１）で表される構造を有するπ共役系化合物を含有し、該π共役系化合物が、基底状態、最低励起一重項状態及び最低励起三重項状態のそれぞれにおいて、窒素原子と結合している環構造Ａの面と、窒素原子、炭素原子及びＸとからなる環構造の面とのなす角度θが４５～９０度の範囲内であることを特徴とする発光性薄膜。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
　（式中、Ａは環構造を有する基を表し、Ａは、電子吸引性基で置換されているアリール基、又は置換されていてもよいヘテロアリール基を表す。Ｂ及びＣは、単環又は３環までの縮環構造で構成され、各々独立に、それぞれ置換されていてもよい、アリール環又はヘテロアリール環を表す。Ｘは、Ｏ、Ｓ、Ｎ－Ｒ1、Ｃ－Ｒ2（Ｒ3）、Ｓｉ－Ｒ4（Ｒ5）、Ｂ－Ｒ6又は単結合を表す。Ｒ1～Ｒ6は、各々独立に、水素原子、それぞれ置換されていてもよい、アルキル基、アリール基又はヘテロアリール基を表す。）
　１４．第１項から第１２項まで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が、具備されていることを特徴とする表示装置。
　１５．第１項から第１２項まで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が、具備されていることを特徴とする照明装置。
　１６．下記一般式（１）で表される構造を有するπ共役系化合物を含有する有機エレクトロルミネッセンス素子材料であって、該π共役系化合物が、基底状態、最低励起一重項状態及び最低励起三重項状態のそれぞれにおいて、窒素原子と結合している環構造Ａの面と、窒素原子、炭素原子及びＸとからなる環構造の面とのなす角度θが４５～９０度の範囲内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材料。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
　（式中、Ａは環構造を有する基を表し、Ａは、電子吸引性基で置換されているアリール基、又は置換されていてもよいヘテロアリール基を表す。Ｂ及びＣは、単環又は３環までの縮環構造で構成され、各々独立に、それぞれ置換されていてもよい、アリール環又はヘテロアリール環を表す。Ｘは、Ｏ、Ｓ、Ｎ－Ｒ1、Ｃ－Ｒ2（Ｒ3）、Ｓｉ－Ｒ4（Ｒ5）、Ｂ－Ｒ6又は単結合を表す。Ｒ1～Ｒ6は、各々独立に、水素原子、それぞれ置換されていてもよい、アルキル基、アリール基又はヘテロアリール基を表す。）
　本発明の上記手段により、発光効率の改良を実現した新たな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。また、当該有機エレクトロルミネッセンス素子に用いられる有機エレクトロルミネッセンス素子材料、及び該有機エレクトロルミネッセンス素子材料を含有する発光性薄膜並びに当該有機エレクトロルミネッセンス素子が具備された表示装置及び照明装置を提供することができる。
　本発明の効果の発現機構ないし作用機構について、以下のように推察している。
　本願では、電子供与性基を有する面と電子吸引性基を有する面が４５度以上ねじれる分子設計により、ＨＯＭＯとＬＵＭＯを分離する手法を見いだした。ＨＯＭＯとＬＵＭＯをねじって分離することにより、ＨＯＭＯの電子が励起されたときに、ねじれたＬＵＭＯの軌道に電子が移動するため、励起の前後で軌道が大きく変化する。その結果、スピン－軌道相互作用が大きくなるため項間交差の禁制が弱められる。また、励起の前後での波動関数の重なりが小さいほど、ΔＥｓｔが小さくなることが知られている。その結果、この手法により、高速で逆項間交差が可能となり、ＴＡＤＦ性を向上させることができるものと考えられる。
　さらに、本発明に係るπ共役系化合物は基底状態（Ｓ0）と励起状態（Ｓ1及びＴ1）での構造変化が小さいという特徴を有している。一般的には、分子が基底状態から励起状態になると、高いエネルギー状態を有するようになることから、より安定な構造を取ろうとするため分子の構造が変化する。しかし、本願では、電子供与性基を有するπ共役平面と電子吸引性基を有するπ共役平面が基底状態及び励起状態においても４５度以上ねじれた構造を保つ分子設計を見いだした。その結果、基底状態と励起状態間での構造変化が小さいことから、励起子エネルギーの消費を抑制することができるため、発光効率が向上すると考えられる。
ＴＡＤＦ化合物のエネルギーダイヤグラム示した模式図 一般的な蛍光発光性化合物のエネルギーダイヤグラム示した模式図 π共役系化合物がアシストドーパントとして機能する場合のエネルギーダイヤグラムを示した模式図 π共役系化合物がホスト化合物として機能する場合のエネルギーダイヤグラムを示した模式図 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 アクティブマトリクス方式による表示装置の模式図 画素の回路を示した概略図 パッシブマトリクス方式による表示装置の模式図 照明装置の概略図 照明装置の断面図
　本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、陽極と陰極の間に少なくとも１層の発光層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、該発光層の少なくとも１層が、前記一般式（１）で表される構造を有するπ共役系化合物を含有し、該π共役系化合物が、基底状態、最低励起一重項状態及び最低励起三重項状態のそれぞれにおいて、窒素原子と結合している環構造Ａの面と、窒素原子、炭素原子及びＸとからなる環構造の面とのなす角度θが４５～９０度の範囲内であることを特徴とする。この特徴は、請求項１から請求項１６までの請求項に係る発明に共通する技術的特徴である。
　本発明の実施態様としては、本発明の効果発現の観点から、前記角度θが、前記基底状態において７５～９０度の範囲内であることが好ましい。さらに、前記角度θが、前記最低励起一重項状態及び最低励起状態において７５～９０度の範囲内であることが、高発光効率化の効果が得られることから好ましい。
　さらに、本発明においては、前記Ｂ及びＣは、各々独立に、それぞれ置換されていてもよい、ベンゼン環、ナフタレン環、インデン環、ベンゾシロール環、インドール環、ベンゾフラン環、ベンゾチオフェン環、チエノチオフェン環、フェナントレン環、フルオレン環、ジベンゾシロール環、ジベンゾボロール環、カルバゾール環、ジベンゾフラン環又はジベンゾチオフェン環を表すことが好ましい。これにより、高発光効率化の効果が得られる。
　前記一般式（１）で表される構造を有するπ共役系化合物が、前記一般式（２）～（１５）のいずれかで表される構造を有するπ共役系化合物であることが逆項間交差現象発現の観点から好ましい。また、前記一般式（１）～（１５）に記載の環構造Ａが、前記一般式（１６）～（２７）で表される基であることが、高発光効率化の観点から、好ましい。
　さらに、本発明においては、前記一般式（１）中のＲ1が、前記一般式（１６）～（２７）で表される基であることが好ましい。これにより、高発光効率化の効果が得られる
　本発明の実施態様としては、本発明の効果発現の観点から、前記一般式（１）で表される構造を有するπ共役系化合物が、一般式（２）～（１５）で表される構造であり、環構造Ａは一般式（１６）～（２７）で表される構造であり、Ｘは、Ｏ、Ｃ－Ｒ2（Ｒ3）、Ｓｉ－Ｒ4（Ｒ5）、又は単結合を表し、Ｒ2～Ｒ5は、各々独立に、置換されていてもよいアルキル基又は置換されていてもよいアリール環を表し、Ｙは、Ｏ、Ｎ－Ｒ7、Ｃ－Ｒ8（Ｒ9）、Ｓｉ－Ｒ10（Ｒ11）又はＣＨ＝ＣＨを表し、Ｒ7は、置換されていてもよいアリール基又は前記一般式（１６）～（２７）で表される基を表し、Ｒ8～Ｒ11は、それぞれ置換されていてもよい、アルキル基又はアリール環を表すことが好ましい。
　前記一般式（１）で表される構造を有するπ共役系化合物の最低励起一重項エネルギー準位と最低励起三重項エネルギー準位との差の絶対値（ΔＥｓｔ）が０．５ｅＶ以下であることが高発光効率化の観点から好ましい。
　また、高発光効率化の観点から、前記発光層が、前記一般式（１）で表される構造を有するπ共役系化合物と、蛍光発光性化合物及びリン光発光性化合物のうち少なくとも１種とを含有することが好ましい。さらに、本発明においては、前記発光層が、前記一般式（１）で表される構造を有するπ共役系化合物と、蛍光発光性化合物及びリン光発光性化合物のうち少なくとも１種と、ホスト化合物とを含有することが好ましい。これにより、高発光効率化の効果が得られる
　また、前記一般式（１）で表される構造を有するπ共役系化合物を含有した有機エレクトロルミネッセンス素子材料、及び該π共役系化合物を含有する発光性薄膜として用いることができる。
　さらに、本発明の有機ＥＬ素子は、照明装置及び表示装置に好適に具備され得る。
　以下、本発明とその構成要素、及び本発明を実施するための形態・態様について詳細な説明をする。なお、本願において、「～」は、その前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用する。
　本論に入る前に、本発明の技術思想と関連する、有機ＥＬの発光方式及び発光材料について述べる。
　＜有機ＥＬの発光方式＞
　有機ＥＬの発光方式としては励起三重項状態から基底状態に戻る際に光を発する「リン光発光」と、励起一重項状態から基底状態に戻る際に光を発する「蛍光発光」の二通りがある。
　有機ＥＬのような電界で励起する場合には、三重項励起子が７５％の確率で、一重項励起子が２５％の確率で生成するため、リン光発光の方が蛍光発光に比べ発光効率を高くすることが可能で、低消費電力化を実現するには優れた方式である。
　一方、蛍光発光においても、７５％の確率で生成してしまう、通常では、励起子のエネルギーが、無輻射失活により、熱にしかならない三重項励起子を、高密度で存在させることによって、二つの三重項励起子から一つの一重項励起子を発生させて発光効率を向上させるＴＴＡ（Ｔｒｉｐｌｅｔ－Ｔｒｉｐｌｅｔ　Ａｎｎｉｈｉｌａｔｉｏｎ、また、Ｔｒｉｐｌｅｔ－Ｔｒｉｐｌｅｔ　Ｆｕｓｉｏｎ：「ＴＴＦ」と略記する。）機構を利用した方式が見つかっている。
　さらに、近年では、安達らの発見により励起一重項状態と励起三重項状態のエネルギーギャップを小さくすることで、発光中のジュール熱励起及び／又は発光素子が置かれる環境温度によりエネルギー準位の低い励起三重項状態から一重項状態に逆項間交差がおこり、結果としてほぼ１００％に近い蛍光発光を可能とする現象（熱励起型遅延蛍光又は熱励起型遅延蛍光ともいう：「ＴＡＤＦ」）とそれを可能にする蛍光物質が見いだされている（例えば、非特許文献１等参照。）。
　＜リン光発光性化合物＞
　前述のとおり、リン光発光は発光効率的には蛍光発光よりも理論的には３倍有利であるが、励起三重項状態から一重項基底状態へのエネルギー失活（＝リン光発光）は禁制遷移であり、また同様に励起一重項状態から励起三重項状態への項間交差も禁制遷移であるため、通常その速度定数は小さい。すなわち、遷移が起こりにくいため、励起子寿命はミリ秒から秒オーダーと長くなり、所望の発光を得ることが困難である。
　ただし、イリジウムや白金などの重金属を用いた錯体が発光する場合には、中心金属の重原子効果によって、前記の禁制遷移の速度定数が３桁以上増大し、配位子の選択によっては、１００％のリン光量子収率を得ることも可能となる。
　しかしながら、このような理想的な発光を得るためには、希少金属であるイリジウムやパラジウム、白金などのいわゆる白金属と呼ばれる貴金属を用いる必要があり、大量に使用されることになるとその埋蔵量や金属自体の値段が産業上大きな問題となってくる。
　＜蛍光発光性化合物＞
　一般的な蛍光発光性化合物は、リン光発光性化合物のような重金属錯体である必要性は特になく、炭素、酸素、窒素及び水素などの一般的な元素の組み合わせから構成される、いわゆる有機化合物が適用でき、さらに、リンや硫黄、ケイ素などその他の非金属元素を用いることも可能で、また、アルミニウムや亜鉛などの典型金属の錯体も活用できるなど、その多様性はほぼ無限と言える。
　ただし、従来の蛍光化合物では前記のように励起子の２５％しか発光に適用できないために、リン光発光のような高効率発光は望めない。
　＜遅延蛍光化合物＞
　［励起三重項－三重項消滅（ＴＴＡ）遅延蛍光化合物］
　蛍光発光性化合物の問題点を解決すべく登場したのが遅延蛍光を利用した発光方式である。励起三重項子同士の衝突を起源とするＴＴＡ方式は、下記のような一般式で記述できる。すなわち、従来、励起子のエネルギーが、無輻射失活により、熱にしか変換されなかった三重項励起子の一部が、発光に寄与しうる一重項励起子に逆項間交差できるメリットがあり、実際の有機ＥＬ素子においても従来の蛍光発光素子の約２倍の外部取り出し量子効率を得ることができている。
　一般式：　Ｔ*　＋　Ｔ*　→　Ｓ*　＋　Ｓ
（式中、Ｔ*は三重項励起子、Ｓ*は一重項励起子、Ｓは基底状態分子を表す。）
　しかしながら、上式からもわかるように、二つの三重項励起子から発光に利用できる一重項励起子は一つしか生成しないため、この方式で１００％の内部量子効率を得ることは原理上できない。
　［熱活性型遅延蛍光（ＴＡＤＦ）化合物］
　もう一つの高効率蛍光発光であるＴＡＤＦ方式は、ＴＴＡの問題点を解決できる方式である。
　蛍光発光性化合物は前記のごとく無限に分子設計できる利点を持っている。すなわち、分子設計された化合物の中で、特異的に励起三重項状態と励起一重項状態のエネルギー準位差が極めて近接する化合物が存在する。
　このような化合物は、分子内に重原子を持っていないにもかかわらず、ΔＥｓｔが小さいために通常では起こりえない励起三重項状態から励起一重項状態への逆項間交差が起こる。さらに、励起一重項状態から基底状態への失活（＝蛍光発光）の速度定数が極めて大きいことから、三重項励起子はそれ自体が基底状態に熱的に失活（無輻射失活）するよりも、励起一重項状態経由で蛍光を発しながら基底状態に戻る方が速度論的に有利である。そのため、ＴＡＤＦでは理論的には１００％の蛍光発光が可能となる。
　＜ΔＥｓｔに関する分子設計思想＞
　上記ΔＥｓｔを小さくするための分子設計について説明する。
　ΔＥｓｔを小さくするためには、原理上分子内の最高被占軌道（Ｈｉｇｈｅｓｔ　Ｏｃｃｕｐｉｅｄ　Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ　Ｏｒｂｉｔａｌ：ＨＯＭＯ）と最低空軌道（Ｌｏｗｅｓｔ　Ｕｎｏｃｃｕｐｉｅｄ　Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ　Ｏｒｂｉｔａｌ：ＬＵＭＯ）の空間的な重なりを小さくすることが最も効果的である。
　一般に分子の電子軌道において、ＨＯＭＯは電子供与性部位に、ＬＵＭＯは電子吸引性部位に分布することが知られており、分子内に電子供与性と電子吸引性の骨格を導入することによって、ＨＯＭＯとＬＵＭＯが存在する位置を遠ざけることが可能である。
　例えば、「実用化ステージを迎えた有機光エレクトロニクス」応用物理　第８２巻、第６号、２０１３年においては、シアノ基やトリアジンなどの電子吸引性の骨格と、カルバゾールやジフェニルアミノ基等の電子供与性の骨格とを導入することで、ＬＵＭＯとＨＯＭＯとをそれぞれ局在化させている。
　また、化合物の基底状態と励起三重項状態との分子構造変化を小さくすることも効果的である。構造変化を小さくするための方法としては、例えば、化合物を剛直にすることなどが効果的である。ここで述べる剛直とは、例えば、分子内の環と環との結合における自由回転を抑制することや、π共役面の大きい縮合環を導入するなど、分子内において自由に動ける部位が少ないことを意味する。特に、発光に関与する部位を剛直にすることによって、励起状態における構造変化を小さくすることが可能である。
　＜ＴＡＤＦ化合物が抱える一般的な問題＞
　ＴＡＤＦ化合物は、その発光機構及び分子構造の面から種々の問題を抱えている。以下に、一般的にＴＡＤＦ化合物が抱える問題の一部について記載する。
　ＴＡＤＦ化合物においては、ΔＥｓｔを小さくするためにＨＯＭＯとＬＵＭＯの存在する部位をできるだけ離すことが必要であるが、このため、分子の電子状態はＨＯＭＯ部位とＬＵＭＯ部位が分離したドナー／アクセプター型の分子内ＣＴ（分子内電荷移動状態）に近い状態となってしまう。
　このような分子は、複数存在すると一方の分子のドナー部分と他方の分子のアクセプター部分とを近接させると安定化が図られる。そのような安定化状態は２分子間での形成に限らず、３分子間若しくは５分子間など、複数の分子間でも形成が可能であり、結果、広い分布を持った種々の安定化状態が存在することになり、吸収スペクトル及び発光スペクトルの形状はブロードとなる。また、２分子を超える多分子集合体を形成しない場合であっても、二つの分子の相互作用する方向や角度などの違いによって様々な存在状態を取り得るため、基本的にはやはり吸収スペクトル及び発光スペクトルの形状はブロードになる。
　発光スペクトルがブロードになることは二つの大きな問題を発生する。一つは、発光色の色純度が低くなってしまう問題である。照明用途に適用する場合にはそれほど大きな問題にはならないが、電子ディスプレイ用途に用いる場合には色再現域が小さくなり、また、純色の色再現性が低くなることから、実際に商品として適用するのは困難になる。
　もう一つの問題は、発光スペクトルの短波長側の立ち上がり波長（「蛍光０－０バンド」と呼ぶ。）が短波長化、すなわち高Ｓ1化（最低励起一重項エネルギー準位の高エネルギー化）してしまうことである。
　当然、蛍光０－０バンドが短波長化すると、Ｓ1よりもエネルギーの低いＴ1に由来するリン光０－０バンドも短波長化（高Ｔ1化）してしまう。そのため、ホスト化合物に用いる化合物はドーパントからの逆エネルギー移動を起こさないようにするために、高Ｓ1化かつ高Ｔ1化する必要が生じてくる。
　これは非常に大きな問題である。基本的に有機化合物からなるホスト化合物は、有機ＥＬ素子中で、カチオンラジカル状態、アニオンラジカル状態及び励起状態という、複数の活性かつ不安定な化学種の状態を取るが、それら化学種は分子内のπ共役系を拡大することで比較的安定に存在させることができる。
　しかしながら、高Ｓ1化かつ高Ｔ1化を達成するには、分子内のπ共役系を縮小するか若しくは断ち切ることが必要となり、安定性と両立させることが困難になって、結果的には発光素子の寿命を短くしてしまうことになる。
　また、重金属を含まないＴＡＤＦ化合物においては、励起三重項状態から基底状態に失活する遷移は禁制遷移であるため、励起三重項状態での存在時間（励起子寿命）は数百μ秒からミリ秒オーダーと極めて長い。そのため、仮にホスト化合物のＴ1エネルギー準位が蛍光発光性化合物のそれよりも高いエネルギーレベルであったとしても、その存在時間の長さから蛍光発光性化合物の励起三重項状態からホスト化合物へと逆エネルギー移動を起こす確率が増大してしまう。その結果、本来意図するＴＡＤＦ化合物の励起三重項状態から励起一重項状態への逆項間交差が十分に起こらずに、ホスト化合物への好ましくない逆エネルギー移動が主流となって、十分な発光効率が得られないという不具合が生じてしまう。
　上記のような問題を解決するためには、ＴＡＤＦ化合物の発光スペクトル形状をシャープ化し、発光極大波長と発光スペクトルの立ち上がり波長の差を小さくすることが必要となる。そのためには、基本的には励起一重項状態及び励起三重項状態の分子構造の変化を小さくすることにより達成することが可能である。
　また、ホスト化合物への逆エネルギー移動を抑制するためには、ＴＡＤＦ化合物の励起三重項状態の存在時間（励起子寿命）を短くすることが効果的である。それを実現するには、基底状態と励起三重項状態との分子構造変化を小さくすること及び禁制遷移をほどくのに好適な置換基や元素を導入することなどの対策を講じることで、問題点を解決することが可能である。
　以下に、本発明に係るπ共役系化合物に関する種々の測定方法について記載する。
　［電子密度分布］
　本発明に係るπ共役系化合物は、ΔＥｓｔを小さくするという観点から、分子内においてＨＯＭＯとＬＵＭＯが実質的に分離していることが好ましい。これらＨＯＭＯ及びＬＵＭＯの分布状態については、分子軌道計算により得られる構造最適化した際の電子密度分布から求めることができる。
　本発明におけるπ共役系化合物の分子軌道計算による構造最適化及び電子密度分布の算出は、計算手法として、汎関数としてＢ３ＬＹＰ、基底関数として６－３１Ｇ（ｄ）を用いた分子軌道計算用ソフトウェアを用いて算出することができ、ソフトウェアに特に限定はなく、いずれを用いても同様に求めることができる。
　本発明においては、分子軌道計算用ソフトウェアとして、米国Ｇａｕｓｓｉａｎ社製のＧａｕｓｓｉａｎ０９（Ｒｅｖｉｓｉｏｎ　Ｃ．０１，Ｍ．Ｊ．Ｆｒｉｓｃｈ，ｅｔ　ａｌ，Ｇａｕｓｓｉａｎ，Ｉｎｃ．，２０１０．）を用いた。
　また、「ＨＯＭＯとＬＵＭＯが実質的に分離している」とは、上記分子計算により算出されたＨＯＭＯ軌道分布及びＬＵＭＯ軌道分布の中心部位が離れており、より好ましくはＨＯＭＯ軌道の分布とＬＵＭＯ軌道の分布がほぼ重なっていないことを意味する。
　また、ＨＯＭＯとＬＵＭＯの分離状態については、前述の汎関数としてＢ３ＬＹＰ、基底関数として６－３１Ｇ（ｄ）を用いた構造最適化計算から、さらに時間依存密度汎関数法（Ｔｉｍｅ－Ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ　ＤＦＴ）による励起状態計算を実施してＳ1、Ｔ1のエネルギー準位（それぞれＥ（Ｓ1）、Ｅ（Ｔ1））を求めてΔＥｓｔ＝｜Ｅ（Ｓ1）－Ｅ（Ｔ1）｜として算出することも可能である。算出されたΔＥｓｔが小さいほど、ＨＯＭＯとＬＵＭＯがより分離していることを示す。本発明においては、前述と同様の計算手法を用いて算出されたΔＥｓｔが０．５ｅＶ以下であり、好ましくは０．２ｅＶ以下であり、より好ましくは０．１ｅＶ以下である。
　［最低励起一重項エネルギー準位Ｓ1］
　本発明におけるπ共役系化合物の最低励起一重項エネルギー準位Ｓ1については、本発明においても通常の手法と同様にして算出されるもので定義される。すなわち、測定対象となる化合物を石英基板上に蒸着して試料を作製し、常温（３００Ｋ）でこの試料の吸収スペクトル（縦軸：吸光度、横軸：波長とする。）を測定する。この吸収スペクトルの長波長側の立ち上がりに対して接線を引き、その接線と横軸との交点の波長値に基づいて、所定の換算式から算出される。
　ただし、本発明において使用するπ共役系化合物の分子自体の凝集性が比較的高い場合、薄膜の測定においては凝集による誤差を生じる可能性がある。本発明におけるπ共役系化合物はストークスシフトが比較的小さいこと、さらに励起状態と基底状態の構造変化が小さいことを考慮し、本発明における最低励起一重項エネルギー準位Ｓ1は、室温（２５℃）におけるπ共役系化合物の溶液状態の最大発光波長のピーク値を近似値として用いた。
　ここで、使用する溶媒は、π共役系化合物の凝集状態に影響を与えない、すなわち溶媒効果の影響が小さい溶媒、例えばシクロヘキサンやトルエン等の非極性溶媒等を用いることができる。
　［最低励起三重項エネルギー準位Ｔ1］
　本発明で用いられるπ共役系化合物の最低励起三重項エネルギー準位（Ｔ1）については、溶液若しくは薄膜のフォトルミネッセンス（ＰＬ）特性により算出した。例えば、薄膜における算出方法としては、希薄状態のπ共役系化合物の分散物を薄膜にした後に、ストリークカメラを用い、過渡ＰＬ特性を測定することで、蛍光成分とリン光成分の分離を行い、そのエネルギー差の絶対値をΔＥｓｔとして最低励起一重項エネルギー準位から最低励起三重項エネルギー準位を求めることができる。
　測定・評価にあたって、絶対ＰＬ量子収率の測定については、絶対ＰＬ量子収率測定装置Ｃ９９２０－０２（浜松ホトニクス社製）を用いた。発光寿命は、ストリークカメラＣ４３３４（浜松ホトニクス社製）を用いて、サンプルをレーザー光で励起させながら測定した。
　《有機ＥＬ素子の構成層》
　本発明の有機ＥＬ素子は、陽極と陰極の間に少なくとも１層の発光層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、該発光層の少なくとも１層が、前記一般式（１）で表される構造を有するπ共役系化合物を含有し、該π共役系化合物が、基底状態、最低励起一重項状態及び最低励起三重項状態のそれぞれにおいて、窒素原子と結合している環構造Ａの面と、窒素原子、炭素原子及びＸとからなる環構造の面とのなす角度θが４５～９０度の範囲内であることを特徴とする。
　本発明の有機ＥＬ素子における代表的な素子構成としては、以下の構成を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
（１）陽極／発光層／／陰極
（２）陽極／発光層／電子輸送層／陰極
（３）陽極／正孔輸送層／発光層／陰極
（４）陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
（５）陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極
（６）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
（７）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／（電子阻止層／）発光層／（正孔阻止層／）電子輸送層／電子注入層／陰極
　上記の中で（７）の構成が好ましく用いられるが、これに限定されるものではない。
　本発明に用いられる発光層は、単層又は複数層で構成されており、発光層が複数の場合は各発光層の間に非発光性の中間層を設けてもよい。
　必要に応じて、発光層と陰極との間に正孔阻止層（正孔障壁層ともいう）や電子注入層（陰極バッファー層ともいう）を設けてもよく、また、発光層と陽極との間に電子阻止層（電子障壁層ともいう）や正孔注入層（陽極バッファー層ともいう）を設けてもよい。
　本発明に用いられる電子輸送層とは、電子を輸送する機能を有する層であり、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。また、複数層で構成されていてもよい。
　本発明に用いられる正孔輸送層とは、正孔を輸送する機能を有する層であり、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。また、複数層で構成されていてもよい。
　上記の代表的な素子構成において、陽極と陰極を除いた層を「有機層」ともいう。
　（タンデム構造）
　また、本発明の有機ＥＬ素子は、少なくとも１層の発光層を含む発光ユニットを複数積層した、いわゆるタンデム構造の素子であってもよい。
　タンデム構造の代表的な素子構成としては、例えば以下の構成を挙げることができる。
　陽極／第１発光ユニット／中間層／第２発光ユニット／中間層／第３発光ユニット／陰極
　ここで、上記第１発光ユニット、第２発光ユニット及び第３発光ユニットは全て同じであっても、異なっていてもよい。また二つの発光ユニットが同じであり、残る一つが異なっていてもよい。
　複数の発光ユニットは直接積層されていても、中間層を介して積層されていてもよく、中間層は、一般的に中間電極、中間導電層、電荷発生層、電子引抜層、接続層、中間絶縁層とも呼ばれ、陽極側の隣接層に電子を、陰極側の隣接層に正孔を供給する機能を持った層であれば、公知の材料構成を用いることができる。
　中間層に用いられる材料としては、例えば、ＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）、ＩＺＯ（インジウム・亜鉛酸化物）、ＺｎＯ2、ＴｉＮ、ＺｒＮ、ＨｆＮ、ＴｉＯｘ、ＶＯｘ、ＣｕＩ、ＩｎＮ、ＧａＮ、ＣｕＡｌＯ2、ＣｕＧａＯ2、ＳｒＣｕ2Ｏ2、ＬａＢ6、ＲｕＯ2、Ａｌ等の導電性無機化合物層や、Ａｕ／Ｂｉ2Ｏ3等の２層膜や、ＳｎＯ2／Ａｇ／ＳｎＯ2、ＺｎＯ／Ａｇ／ＺｎＯ、Ｂｉ2Ｏ3／Ａｕ／Ｂｉ2Ｏ3、ＴｉＯ2／ＴｉＮ／ＴｉＯ2、ＴｉＯ2／ＺｒＮ／ＴｉＯ2等の多層膜、またＣ60等のフラーレン類、オリゴチオフェン等の導電性有機物層、金属フタロシアニン類、無金属フタロシアニン類、金属ポルフィリン類、無金属ポルフィリン類等の導電性有機化合物層等が挙げられるが、本発明はこれらに限定されない。
　発光ユニット内の好ましい構成としては、例えば、上記の代表的な素子構成で挙げた（１）～（７）の構成から、陽極と陰極を除いたもの等が挙げられるが、本発明はこれらに限定されない。
　タンデム型有機ＥＬ素子の具体例としては、例えば、米国特許第６３３７４９２号、米国特許第７４２０２０３号、米国特許第７４７３９２３号、米国特許第６８７２４７２号、米国特許第６１０７７３４号、米国特許第６３３７４９２号、国際公開第２００５／００９０８７号、特開２００６－２２８７１２号公報、特開２００６－２４７９１号公報、特開２００６－４９３９３号公報、特開２００６－４９３９４号公報、特開２００６－４９３９６号公報、特開２０１１－９６６７９号公報、特開２００５－３４０１８７号公報、特許第４７１１４２４号公報、特許第３４９６６８１号公報、特許第３８８４５６４号公報、特許第４２１３１６９号公報、特開２０１０－１９２７１９号公報、特開２００９－０７６９２９号公報、特開２００８－０７８４１４号公報、特開２００７－０５９８４８号公報、特開２００３－２７２８６０号公報、特開２００３－０４５６７６号公報、国際公開第２００５／０９４１３０号等に記載の素子構成や構成材料等が挙げられるが、本発明はこれらに限定されない。
　以下、本発明の有機ＥＬ素子を構成する各層について説明する。
　《発光層》
　本発明に用いられる発光層は、電極又は隣接層から注入されてくる電子及び正孔が再結合し、励起子を経由して発光する場を提供する層であり、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。本発明に用いられる発光層は、本発明で規定する要件を満たしていれば、その構成に特に制限はない。
　発光層の層厚の総和は、特に制限はないが、形成する膜の均質性や、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、より好ましくは２～５００ｎｍの範囲に調整され、更に好ましくは５～２００ｎｍの範囲に調整される。
　また、本発明に用いられる個々の発光層の層厚としては、２ｎｍ～１μｍの範囲に調整することが好ましく、より好ましくは２～２００ｎｍの範囲に調整され、更に好ましくは３～１５０ｎｍの範囲に調整される。
　本発明に用いられる発光層には、発光ドーパント（発光性化合物、発光性ドーパント、単にドーパントともいう。）を含有し、さらに前述のホスト化合物（マトリックス材料、発光ホスト化合物、単にホストともいう。）を含有することが好ましい。
　（１）発光ドーパント
　発光ドーパントとしては、蛍光発光性ドーパント（蛍光発光性化合物、蛍光ドーパントともいう。）、遅延蛍光発光性ドーパント、リン光発光性ドーパント（リン光発光性化合物、リン光ドーパントともいう。）が好ましく用いられる。本発明においては、発光層が、本発明に係るπ共役系化合物を蛍光発光性化合物又はアシストドーパントとして、０．１～５０質量％の範囲内で含有し、特に、１～３０質量％の範囲内で含有することが好ましい。
　本発明においては、発光層が発光性化合物を０．１～５０質量％の範囲内で含有し、特に、１～３０質量％の範囲内で含有することが好ましい。
　発光層中の発光性化合物の濃度については、使用される特定の発光性化合物及びデバイスの必要条件に基づいて、任意に決定することができ、発光層の層厚方向に対し、均一な濃度で含有されていてもよく、また任意の濃度分布を有していてもよい。
　また、本発明で用いられる発光性化合物は、複数種を併用して用いてもよく、構造の異なる蛍光発光性化合物同士の組み合わせや、蛍光発光性化合物とリン光発光性化合物とを組み合わせて用いてもよい。これにより、任意の発光色を得ることができる。
　最低励起一重項エネルギー準位と最低励起三重項エネルギー準位との差の絶対値（ΔＥｓｔ）が、０．５ｅＶ以下である本発明に係るπ共役系化合物と、発光性化合物と、ホスト化合物を発光層に含有する場合、本発明に係るπ共役系化合物はアシストドーパントとして作用する。一方、発光層が、本発明に係るπ共役系化合物と発光性化合物を含有し、ホスト化合物を含有しない場合、本発明に係るπ共役系化合物はホスト化合物として作用する。
　効果が発現する機構としては、いずれの場合も同様であり、本発明に係るπ共役系化合物上に生成した三重項励起子を逆項間交差（ＲＩＳＣ）で一重項励起子へと変換する点にある。
　これにより、本発明に係るπ共役系化合物上に生成した理論上すべての励起子エネルギーを発光性化合物にエネルギー移動することができ、高発光効率の発現を可能にする。
　したがって、発光層が、本発明に係るπ共役系化合物、発光性化合物及びホスト化合物の３成分を含有する場合は、π共役系化合物のＳ1とＴ1のエネルギー準位は、ホスト化合物のＳ1とＴ1のエネルギー準位よりも低く、発光性化合物のＳ1とＴ1のエネルギー準位よりも高い方が好ましい。
　同様に、発光層が、本発明に係るπ共役系化合物と発光性化合物の２成分を含有する場合は、π共役系化合物のＳ1とＴ1のエネルギー準位は、発光性化合物のＳ1とＴ1のエネルギー準位よりも高い方が好ましい。
　図１Ｃ及び図１Ｄに、本発明のパイ共役系化合物がそれぞれアシストドーパント及びホスト化合物として作用する場合の模式図を示す。図１Ｃ及び図１Ｄは一例であって、本発明に係るπ共役系化合物上に生成する三重項励起子の生成過程は電界励起のみに限定されず、発光層内又は周辺層界面からのエネルギー移動や電子移動等も含まれる。
　さらに、図１Ｃ及び図１Ｄでは、発光材料として蛍光発光性化合物を用いて示しているが、これに限定されず、リン光発光性化合物を用いてもよいし、蛍光発光性化合物とリン光発光性化合物の両者を用いてもよい。
　本発明に係るπ共役系化合物をアシストドーパントとして用いる場合、発光層は、π共役系化合物に対し質量比で１００％以上のホスト化合物を含有し、蛍光発光性化合物及び／又はリン光発光性化合物がπ共役系化合物に対して質量比０．１～５０％の範囲内で含有していることが好ましい。
　本発明に係るπ共役系化合物をホスト化合物として用いる場合、発光層は、蛍光発光性化合物及び／又はリン光発光性化合物をπ共役系化合物に対して質量比０．１～５０％の範囲内で含有することが好ましい。
　本発明に係るπ共役系化合物をアシストドーパント又はホスト化合物として用いる場合、本発明に係るπ共役系化合物の発光スペクトルと発光性化合物の吸収スペクトルが重なることが好ましい。
　本発明の有機ＥＬ素子や本発明に用いられ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３．１６において、分光放射輝度計ＣＳ－１０００（コニカミノルタ（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。
　本発明においては、１層又は複数層の発光層が、発光色の異なる複数の発光ドーパントを含有し、白色発光を示すことも好ましい。
　白色を示す発光ドーパントの組み合わせについては特に限定はないが、例えば青と橙や、青と緑と赤の組合わせ等が挙げられる。
　本発明の有機ＥＬ素子における白色とは、２度視野角正面輝度を前述の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＝０．３９±０．０９、ｙ＝０．３８±０．０８の領域内にあることが好ましい。
　（１．１）π共役系化合物
　本発明に係るπ共役系化合物は前記一般式（１）で表される構造を有し、該π共役系化合物が、基底状態、最低励起一重項状態及び最低励起三重項状態のそれぞれにおいて、窒素原子と結合している環構造Ａの面と、窒素原子、炭素原子及びＸとからなる環構造の面とのなす角度θが４５～９０度の範囲内であることを特徴とする。
　本発明に係るπ共役系化合物は、発光層においてπ共役系化合物上に生成した三重項励起子を失活させずに、逆項間交差（ＲＩＳＣ）により一重項励起子へと変換し、励起子の失活を抑制することで、発光効率を改善する、アシストドーパント、ホスト化合物、蛍光ドーパントとして発光効率を向上する機能を有する化合物であり、有機ＥＬ素子材料として好ましく用いることができる。
　本発明に係るπ共役系化合物は最低励起一重項エネルギー準位及び最低励起三重項エネルギー準位のそれぞれにおいて、窒素原子と結合している環構造Ａの面と、窒素原子、炭素原子及びＸとからなる環構造の面とのなす角度θが４５～９０度の範囲である。７５～９０度の範囲であることが好ましい。
　このような分子設計とすることで、本発明に係るπ共役系化合物は基底状態（Ｓ0）と励起状態（Ｓ1及びＴ1）での構造変化が小さいという特徴を有している。一般的には、分子が基底状態から励起状態になると、高いエネルギー状態を有するようになることから、より安定な構造を取ろうとするため分子の構造が変化する。しかし、本願では、電子供与性基を有するπ共役平面と電子吸引性基を有するπ共役平面が励起状態においても４５度以上ねじれた構造を保つ分子設計を見いだした。その結果、基底状態と励起状態間での構造変化が小さいことから、励起子エネルギーの消費を抑制することができるため、発光効率が改良すると考えられる。
　本発明において、このようなねじれた構造を有するπ共役系化合物のねじれの角度は、窒素原子と結合している環構造Ａの面と、窒素原子、炭素原子及びＸとからなる環構造の面とのなす角度θで定義され、以下のようにして測定することができる。
　上述の理論計算を用いて、基底状態、励起一重項状態、励起三重項状態の構造最適化を行い、これらの最適化構造を用いて、角度θを算出する。角度θは、一般式（１）に記載の窒素原子と結合している縮環構造Ｂ又はＣと隣接している炭素原子」と「一般式（１）に記載の窒素原子」と「一般式（１）に記載の窒素原子と環構造Ａを結合している環構造Ａ内の原子」の、３つの原子からなる平面と、「一般式（１）に記載の窒素原子」と「一般式（１）に記載の窒素原子と環構造Ａを結合している環構造Ａ内の原子」と「一般式（１）に記載の窒素原子と環構造Ａを結合している環構造Ａ内の原子と結合している環構造Ａ内の原子」、の３つの原子からなる平面の二つの平面のなす角度が０～９０度になるように原子を選ぶことによって算出することができる。
　具体的な計算方法としては、例えば、分子軌道計算用ソフトウェアＧａｕｓｓｉａｎ０９（Ｒｅｖｉｓｉｏｎ　Ｃ．０１，Ｍ．Ｊ．Ｆｒｉｓｃｈ，ｅｔ　ａｌ，Ｇａｕｓｓｉａｎ，Ｉｎｃ．，２０１０．）により、汎関数Ｂ３ＬＹＰ、基底関数６－３１Ｇ（ｄ）を用いた密度汎関数法による計算を行って基底状態の構造を得ることができる。最低励起一重項状態及び最低励起三重項状態の構造は、汎関数Ｂ３ＬＹＰ、基底関数６－３１Ｇ（ｄ）を用いた時間依存密度汎関数法（Ｔｉｍｅ－Ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ　ＤＦＴ）による計算を行って得ることができる。これらの最適化構造を用いて、角度θは、「一般式（１）に記載の窒素原子と結合している縮環構造Ｂ又はＣと隣接している炭素原子」と「一般式（１）に記載の窒素原子」と「一般式（１）に記載の窒素原子と環構造Ａを結合している環構造Ａ内の原子」の、３つの原子からなる平面と、「一般式（１）に記載の窒素原子」と「一般式（１）に記載の窒素原子と環構造Ａを結合している環構造Ａ内の原子」と「一般式（１）に記載の窒素原子と環構造Ａを結合している環構造Ａ内の原子と結合している環構造Ａ内の原子」、の３つの原子からなる平面の二つの平面のなす角度が０～９０度に範囲になるように原子を選ぶことによって算出できる。
　以下に一般式（１）で表される構造を有するπ共系化合物を説明する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
　式中、Ａは環構造を有する基を表し、Ａは、電子吸引性基で置換されているアリール基、又は置換されていてもよいヘテロアリール基を表す。Ｂ及びＣは、単環又は３環までの縮環構造で構成され、各々独立に、それぞれ置換されていてもよい、アリール環又はヘテロアリール環を表す。Ｘは、Ｏ、Ｓ、Ｎ－Ｒ1、Ｃ－Ｒ2（Ｒ3）、Ｓｉ－Ｒ4（Ｒ5）、Ｂ－Ｒ6又は単結合を表す。Ｒ1～Ｒ6は、各々独立に、水素原子、それぞれ置換されていてもよい、アルキル基、アリール基又はヘテロアリール基を表す。
　Ａは環構造を有する基を表し、Ａは、電子吸引性基で置換されているアリール基、又は置換されていてもよいヘテロアリール基を表す。
　環構造Ａを構成するアリール基としては、炭素数６～２０のアリール環が好ましい。具体的には、ベンゼン環、インデン環、ナフタレン環、アズレン環、フルオレン環、フェナントレン環、アントラセン環、アセナフチレン環、ビフェニレン環、クリセン環、ナフタセン環、ピレン環、ペンタレン環、アセアントリレン環、ヘプタレン環、トリフェニレン環、ａｓ－インダセン環、クリセン環、ｓ－インダセン環、プレイアデン環、フェナレン環、フルオランテン環、ペリレン環、アセフェナントリレン環、ビフェニル環、ターフェニル環等を挙げることができる。ベンゼン環、ナフタレン環、フルオレン環、フェナントレン環、アントラセン環、ビフェニレン環、クリセン環、ピレン環、トリフェニレン環、クリセン環、フルオランテン環、ペリレン環、ビフェニル環、ターフェニル環がより好ましい。特に好ましくは、ベンゼン環、ビフェニル環、ターフェニル環である。
　このアリール環には電子吸引性の置換基が置換している。電子吸引性とは、分子の特定の位置における電子密度を減弱させる性質をいい、電子吸引性とは、そのような性質を持つ置換基を意味する。具体的な電子吸引性の置換基としては、例えば、含窒素ヘテロアリール基などのヘテロアリール基、フッ素原子などのハロゲン原子、アシル基、アリールカルボニル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、シアノ基、アルキルスルフィニル基、アリールスルフィニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、ニトロ基又はこれらの基が置換したアルキル基又はアリール基等から選ぶことができる。好ましくは、１～５個のフッ素原子で置換されている炭素数６～２０のアリール環、１～５個のフルオロアルキル基、フッ素原子、シアノ基、含窒素ヘテロアリール環である。
　環構造Ａを構成するヘテロアリール基としては、５員環又は６員環の含窒素ヘテロアリール環、含酸素ヘテロアリール環又は含硫黄ヘテロアリール環を挙げることができる。好ましくは、含窒素ヘテロアリール環であり、ピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環、トリアジン環、キノリン環、イソキノリン環、キナゾリン環、シンノリン環、キノキサリン環、フタラジン環、プテリジン環、アクリジン環、フェナントリジン環、又はフェナントロリン環がより好ましい。特に好ましくは、ピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環、トリアジン環、キノリン環、イソキノリン環、フェナントリジン環、又はフェナントロリン環である。
　ヘテロアリール基に置換する基としてはアリール基又はヘテロアリール基が好ましい。アリール基及びヘテロアリール基は、環構造Ａを構成する上記アリール基及びヘテロアリール基と同じものを挙げることができる。
　アルキル基は直鎖、分岐、又は環状のいずれでもよく、例えば、炭素数１～２０の直鎖、分岐、又は環状のアルキル基が挙げられ、具体的には、メチル基、エチル基、ｎ－プロピル基、イソプロピル基、ｎ－ブチル基、ｓ－ブチル基、ｔ－ブチル基、ｎ－ペンチル基、ネオペンチル基、ｎ－ヘキシル基、シクロヘキシル基、２－エチルヘキシル基、ｎ－ヘプチル基、ｎ－オクチル基、２－ヘキシルオクチル基、ｎ－ノニル基、ｎ－デシル基、ｎ－ウンデシル基、ｎ－ドデシル基、ｎ－トリデシル基、ｎ－テトラデシル基、ｎ－ペンタデシル基、ｎ－ヘキサデシル基、ｎ－ヘプタデシル基、ｎ－オクタデシル基、ｎ－ノナデシル基、ｎ－イコシル基が挙げられ、メチル基、エチル基、イソプロピル基、ｔ－ブチル基、シクロヘキシル基、２－エチルヘキシル基、２－ヘキシルオクチル基が好ましい。
　アルコキシ基は、直鎖及び分枝鎖のいずれでもよく、例えば、炭素数１～２０の直鎖もしくは分枝鎖状のアルコキシ基が挙げられ、具体的には、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、ｎ－ブトキシ基、イソブトキシ基、ｔ－ブトキシ基、ｎ－ペンチルオキシ基、ネオペンチルオキシ基、ｎ－ヘキシルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基、ｎ－ヘプチルオキシ基、ｎ－オクチルオキシ基、２－エチルヘキシルオキシ基、ノニルオキシ基、デシルオキシ基、３，７－ジメチルオクチルオキシ基、ｎ－ウンデシルオキシ基、ｎ－ドデシルオキシ基、ｎ－トリデシルオキシ基、ｎ－テトラデシルオキシ基、２－ｎ－ヘキシル－ｎ－オクチルオキシ基、ｎ－ペンタデシルオキシ基、ｎ－ヘキサデシルオキシ基、ｎ－ヘプタデシルオキシ基、ｎ－オクタデシルオキシ基、ｎ－ノナデシルオキシ基、ｎ－イコシルオキシ基が挙げられ、メトキシ基、エトキシ基、イソプロポキシ基、ｔ－ブトキシ基、シクロヘキシルオキシ基、２－エチルヘキシルオキシ基、２－ヘキシルオクチルオキシ基が好ましい。
　これらの中で、Ａは、１～５個のシアノ基で置換されている炭素数６～２０のアリール環、１～５個のフッ素原子で置換されている炭素数６～２０のアリール環、１～５個のフルオロアルキル基で置換されている炭素数６～２０のアリール環、置換されていてもよい含窒素ヘテロアリール環で置換されているベンゼン環又は置換されていてもよい含窒素芳香環であることが好ましい。
　Ｂ及びＣは、単環又は３環までの縮環構造で構成され、各々独立に、それぞれ置換されていてもよい、アリール環又はヘテロアリール環を表す。
　Ｂ及びＣは、各々独立に、それぞれ置換されていてもよい、ベンゼン環、ナフタレン環、インデン環、ベンゾシロール環、インドール環、ベンゾフラン環、ベンゾチオフェン環、チエノチオフェン環、フェナントレン環、フルオレン環、ジベンゾシロール環、ジベンゾボロール環、カルバゾール環、ジベンゾフラン環又はジベンゾチオフェン環を表すことが好ましい。
　Ｘは、Ｏ、Ｓ、Ｎ－Ｒ1、Ｃ－Ｒ2（Ｒ3）、Ｓｉ－Ｒ4（Ｒ5）、Ｂ－Ｒ6又は単結合を表す。ここで、例えば、Ｃ－Ｒ2（Ｒ3）は炭素原子上にＲ2とＲ3の２つの基が置換した２価の基を表す。Ｒ1～Ｒ6は、各々独立に、水素原子、それぞれ置換されていてもよい、アルキル基、アリール基又はヘテロアリール基を表す。アルキル基はアリール基及びヘテロアリール基は、環構造Ａを構成する上記アリール基及びヘテロアリール基と同じものを挙げることができる。さらに、Ｒ1は後述する一般式（１６）～（２７）で表される基であることが好ましい。
　前記一般式（１）で表される構造を有するπ共役系化合物は、下記一般式（２）～（１５）のいずれかで表される構造を有するπ共役系化合物であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
　（式中、Ａ及びＸは前記一般式（１）におけるＡ及びＸと同義である。Ｙは、Ｏ、Ｓ、Ｎ－Ｒ7、Ｃ－Ｒ8（Ｒ9）、Ｓｉ－Ｒ10（Ｒ11）、Ｂ－Ｒ12又はＣＨ＝ＣＨを表す。Ｒ7～Ｒ12は、各々独立に、水素原子、それぞれ置換されていてもよい、アルキル基、アリール基又はヘテロアリール基を表す。具体的には、Ｒ7～Ｒ12は、一般式（１）においてＸに記載したＲ1～Ｒ6と同様な基である。さらに、Ｒ7は後述する一般式（１６）～（２７）で表わされる基であることが好ましい。
　また、前記一般式（１）～（１５）に記載の環構造Ａが、下記一般式（１６）～（２７）で表される基であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
　式中、Ｒ13～Ｒ17は、各々独立に、水素原子、電子吸引性基で置換されているアリール基又は電子吸引性基としてシアノ基若しくは含窒素芳香環を表し、Ｒ13～Ｒ17のうち少なくとも一つは電子吸引性基で置換されているアリール基又は電子吸引性基としてシアノ基若しくは含窒素芳香環を表す。ただし、［Ｒ13及びＲ17］が同時に水素原子であることはない。含窒素芳香環としては、上述の同様なものが挙げられる。
　Ｒ18～Ｒ33、Ｒ35～Ｒ37、Ｒ39～Ｒ40、Ｒ42～Ｒ43、Ｒ45、Ｒ47及びＲ49は、各々独立に、水素原子、シアノ基、それぞれ置換されていてもよい、アリール環又はヘテロアリール環を表し、ただし、［Ｒ18及びＲ21］、［Ｒ22及びＲ25］、［Ｒ26及びＲ28］、［Ｒ29及びＲ31］又は［Ｒ32及びＲ33］が同時に水素原子であることはない。Ｒ34、Ｒ38、Ｒ41、Ｒ44、Ｒ46及びＲ48は、シアノ基、それぞれ置換されていてもよい、アリール環又はヘテロアリール環を表す。波線は結合箇所を表す。
　アリール基及びヘテロアリール基は、環構造Ａを構成する上記アリール基及びヘテロアリール基と同じものを挙げることができる。
　環構造Ａが一般式（１６）～（２７）で表される基であることにより、窒素原子と結合している環構造Ａの面と、窒素原子、炭素原子及びＸとからなる環構造の面とのなす角度θを大きくし、ＨＯＭＯとＬＵＭＯの分離を容易にすることができる。
　さらに、前記一般式（１）で表される構造を有するπ共役系化合物が、一般式（２）～（１５）で表される構造であり、環構造Ａは一般式（１６）～（２７）で表される構造であり、Ｘは、Ｏ、Ｃ－Ｒ2（Ｒ3）、Ｓｉ－Ｒ4（Ｒ5）、又は単結合を表し、Ｒ2～Ｒ5は、各々独立に、置換されていてもよいアルキル基又は置換されていてもよいアリール環を表し、Ｙは、Ｏ、Ｎ－Ｒ7、Ｃ－Ｒ8（Ｒ9）、Ｓｉ－Ｒ10（Ｒ11）又はＣＨ＝ＣＨを表し、Ｒ7は、置換されていてもよいアリール基又は前記一般式（１６）～（２７）で表される基を表し、Ｒ8～Ｒ11は、それぞれ置換されていてもよい、アルキル基又はアリール環表すことが好ましい。Ｒ2～Ｒ5及びＲ7～Ｒ11は、それぞれ一般式（１）及び一般式（２）～（１５）に記載したＲ2～Ｒ5及びＲ7～Ｒ11と同様である。
　以下に、本発明に係るπ共役系化合物の好ましい具体例を挙げるが、これらの化合物はさらに置換基で置換されていたり、構造異性体などが存在する場合もあり、本記述に限定されない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000027
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000028
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000029
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000030
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000031
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000032
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000033
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000034
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000035
　本発明のπ共役系化合物は、ＨＯＭＯとＬＵＭＯの効果的な分離によりΔＥｓｔが極小化することと、基底状態と励起状態間での構造変化が小さいことから、励起子エネルギーの消費を抑制することができるため、正孔輸送、電子輸送にも適した化合物として使用することができる。そのため、本発明のπ共役系化合物は、発光層での使用のみに限定されず、上述の正孔注入層、正孔輸送層、電子阻止層、正孔阻止層、電子輸送層、電子注入層、中間層などに用いてもよい。
　＜合成方法＞
　上記蛍π共役系化合物は、例えば、国際公開第２０１１／０５５９３３号、国際公開第２０１１／１３２８６６号及び国際公開第２０１２／０３５８５３号に記載の方法、又は、これらの文献に記載の参照文献に記載の方法を参照することにより合成することができる。
（１．２）蛍光発光性ドーパント
　蛍光発光性ドーパント（蛍光ドーパント）は、本発明のπ共役系化合物を用いてもよいし、有機ＥＬ素子の発光層に使用される公知の蛍光ドーパントや遅延蛍光性ドーパントの中から適宜選択して用いてもよい。
　本発明に使用できる公知の蛍光ドーパントの具体例としては、例えば、アントラセン誘導体、ピレン誘導体、クリセン誘導体、フルオランテン誘導体、ペリレン誘導体、フルオレン誘導体、アリールアセチレン誘導体、スチリルアリーレン誘導体、スチリルアミン誘導体、アリールアミン誘導体、ホウ素錯体、クマリン誘導体、ピラン誘導体、シアニン誘導体、クロコニウム誘導体、スクアリウム誘導体、オキソベンツアントラセン誘導体、フルオレセイン誘導体、ローダミン誘導体、ピリリウム誘導体、ペリレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、又は希土類錯体系化合物等が挙げられる。また、近年では遅延蛍光を利用した発光ドーパントも開発されており、これらを用いてもよい。遅延蛍光を利用した発光ドーパントの具体例としては、例えば、国際公開第２０１１／１５６７９３号、特開２０１１－２１３６４３号公報、特開２０１０－９３１８１号公報等に記載の化合物が挙げられるが、本発明はこれらに限定されない。
　（１．３）リン光発光性ドーパント
　本発明に用いられるリン光発光性ドーパントについて説明する。
　本発明に用いられるリン光発光性ドーパントは、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。
　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、本発明に用いられ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。
　リン光ドーパントは、有機ＥＬ素子の発光層に使用される公知のものの中から適宜選択して用いることができる。本発明に使用できる公知のリン光ドーパントの具体例としては、以下の文献に記載されている化合物等が挙げられる。
　Ｎａｔｕｒｅ　３９５，１５１（１９９８）、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．７８，１６２２（２００１）、Ａｄｖ．Ｍａｔｅｒ．１９，７３９（２００７）、Ｃｈｅｍ．Ｍａｔｅｒ．１７，３５３２（２００５）、Ａｄｖ．Ｍａｔｅｒ．１７，１０５９（２００５）、国際公開第２００９／１００９９１号、国際公開第２００８／１０１８４２号、国際公開第２００３／０４０２５７号、米国特許出願公開第２００６／８３５４６９号明細書、米国特許出願公開第２００６／０２０２１９４号明細書、米国特許出願公開第２００７／００８７３２１号明細書、米国特許出願公開第２００５／０２４４６７３号明細書、Ｉｎｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．４０，１７０４（２００１）、Ｃｈｅｍ．Ｍａｔｅｒ．１６，２４８０（２００４）、Ａｄｖ．Ｍａｔｅｒ．１６，２００３（２００４）、Ａｎｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．ｌｎｔ．Ｅｄ．２００６，４５，７８００、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．８６，１５３５０５（２００５）、Ｃｈｅｍ．Ｌｅｔｔ．３４，５９２（２００５）、Ｃｈｅｍ．Ｃｏｍｍｕｎ．２９０６（２００５）、Ｉｎｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．４２，１２４８（２００３）、国際公開第２００９／０５０２９０号、国際公開第２００２／０１５６４５号、国際公開第２００９／０００６７３号、米国特許出願公開第２００２／００３４６５６号明細書、米国特許第７３３２２３２号、米国特許出願公開第２００９／０１０８７３７号明細書、米国特許出願公開第２００９／００３９７７６号明細書、米国特許第６９２１９１５号、米国特許第６６８７２６６号、米国特許出願公開第２００７／０１９０３５９号明細書、米国特許出願公開第２００６／０００８６７０号明細書、米国特許出願公開第２００９／０１６５８４６号明細書、米国特許出願公開第２００８／００１５３５５号明細書、米国特許第７２５０２２６号、米国特許第７３９６５９８号、米国特許出願公開第２００６／０２６３６３５号明細書、米国特許出願公開第２００３／０１３８６５７号明細書、米国特許出願公開第２００３／０１５２８０２号明細書、米国特許第７０９０９２８号、Ａｎｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．ｌｎｔ．Ｅｄ．４７，１（２００８）、Ｃｈｅｍ．Ｍａｔｅｒ．１８，５１１９（２００６）、Ｉｎｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．４６，４３０８（２００７）、Ｏｒｇａｎｏｍｅｔａｌｌｉｃｓ　２３，３７４５（２００４）、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．７４，１３６１（１９９９）、国際公開第２００２／００２７１４号、国際公開第２００６／００９０２４号、国際公開第２００６／０５６４１８号、国際公開第２００５／０１９３７３号、国際公開第２００５／１２３８７３号、国際公開第２００５／１２３８７３号、国際公開第２００７／００４３８０号、国際公開第２００６／０８２７４２号、米国特許出願公開第２００６／０２５１９２３号明細書、米国特許出願公開第２００５／０２６０４４１号明細書、米国特許第７３９３５９９号、米国特許第７５３４５０５号、米国特許第７４４５８５５号、米国特許出願公開第２００７／０１９０３５９号明細書、米国特許出願公開第２００８／０２９７０３３号明細書、米国特許第７３３８７２２号、米国特許出願公開第２００２／０１３４９８４号明細書、米国特許第７２７９７０４号、米国特許出願公開第２００６／０９８１２０号明細書、米国特許出願公開第２００６／１０３８７４号明細書、国際公開第２００５／０７６３８０号、国際公開第２０１０／０３２６６３号、国際公開第２００８１４０１１５号、国際公開第２００７／０５２４３１号、国際公開第２０１１／１３４０１３号、国際公開第２０１１／１５７３３９号、国際公開第２０１０／０８６０８９号、国際公開第２００９／１１３６４６号、国際公開第２０１２／０２０３２７号、国際公開第２０１１／０５１４０４号、国際公開第２０１１／００４６３９号、国際公開第２０１１／０７３１４９号、米国特許出願公開第２０１２／２２８５８３号明細書、米国特許出願公開第２０１２／２１２１２６号明細書、特開２０１２－０６９７３７号公報、特開２０１２－１９５５５４号公報、特開２００９－１１４０８６号公報、特開２００３－８１９８８号公報、特開２００２－３０２６７１号公報、特開２００２－３６３５５２号公報等である。
　中でも、好ましいリン光ドーパントとしてはＩｒを中心金属に有する有機金属錯体が挙げられる。さらに好ましくは、金属－炭素結合、金属－窒素結合、金属－酸素結合、金属－硫黄結合の少なくとも一つの配位様式を含む錯体が好ましい。
　（２）ホスト化合物
　本発明に用いられるホスト化合物は、発光層において主に電荷の注入及び輸送を担う化合物であり、有機ＥＬ素子においてそれ自体の発光は実質的に観測されない。
　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％以上であることが好ましい。
　ホスト化合物は、単独で用いてもよく、又は複数種併用して用いてもよい。ホスト化合物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。
　以下に、本発明において好ましく用いられるホスト化合物について述べる。
　ホスト化合物としては、上述のように本発明で用いられるπ共役系化合物を用いてもよいが、特に制限はない。逆エネルギー移動の観点から、ドーパントの励起一重項エネルギーより大きな励起エネルギーをもつものが好ましく、さらにドーパントの励起三重項エネルギーより大きな励起三重項エネルギーをもつものがより好ましい。
　ホスト化合物は、発光層内においてキャリアの輸送及び励起子の生成を担う。そのため、カチオンラジカル状態、アニオンラジカル状態、及び励起状態の全ての活性種の状態において安定に存在でき、分解や付加反応などの化学変化を起こさないこと、さらに、層中において通電経時でホスト分子がオングストロームレベルで移動しないことが好ましい。
　また、特に併用する発光ドーパントがＴＡＤＦ発光を示す場合には、ＴＡＤＦ化合物の励起三重項状態の存在時間が長いことから、ホスト化合物自体のＴ1エネルギー準位が高いこと、さらにホスト化合物同士が会合した状態で低Ｔ1状態を作らないこと、ＴＡＤＦ化合物とホスト化合物とがエキサイプレックスを形成しないこと、ホスト化合物が電界によりエレクトロマーを形成しないことなど、ホスト化合物が低Ｔ1化しないような分子構造の適切な設計が必要となる。
　このような要件を満たすためには、ホスト化合物自体が電子のホッピング移動性が高いこと、かつ、正孔のホッピング移動が高いこと、励起三重項状態となったときの構造変化が小さいことが必要である。このような要件を満たすホスト化合物の代表格としてカルバゾール骨格、アザカルバゾール骨格、ジベンゾフラン骨格、ジベンゾチオフェン骨格又はアザジベンゾフラン骨格などの、高Ｔ1エネルギー準位を有するものが好ましく挙げられる。
　また、ホスト化合物は、正孔輸送能又は電子輸送能を有しつつ、かつ、発光の長波長化を防ぎ、さらに、有機ＥＬ素子を高温駆動時や素子駆動中の発熱に対して安定して動作させる観点から、高いガラス転移温度（Ｔｇ）を有することが好ましい。好ましくはＴｇが９０℃以上であり、より好ましくは１２０℃以上である。
　ここで、ガラス転移点（Ｔｇ）とは、ＤＳＣ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ　Ｓｃａｎｎｉｎｇ　Ｃｏｌｏｒｉｍｅｔｒｙ：示差走査熱量法）を用いて、ＪＩＳ　Ｋ　７１２１－２０１２に準拠した方法により求められる値である。
　また、本発明に用いられるホスト化合物としては、上述のように本発明に係るπ共役系化合物を用いることも好適である。本発明に係るπ共役系化合物は、縮環構造を有するためにπ電子雲が広がっておりキャリア輸送性が高く、高いガラス転移温度（Ｔｇ）を有するためである。さらに、本発明に係るπ共役系化合物は高いＴ1を有しており、発光波長の短い（すなわちＴ1及びＳ1の高い）発光材料に対しても好適に用いることができる。
　本発明の有機ＥＬ素子に公知のホスト化合物を用いる場合、その具体例としては、以下の文献に記載の化合物等が挙げられるが、本発明はこれらに限定されない。
　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、米国特許公開第２００３０１７５５５３号、米国特許公開第２００６０２８０９６５号、米国特許公開第２００５０１１２４０７号、米国特許公開第２００９００１７３３０号、米国特許公開第２００９００３０２０２号、米国特許公開第２００５０２３８９１９号、国際公開第２００１０３９２３４号、国際公開第２００９０２１１２６号、国際公開第２００８０５６７４６号、国際公開第２００４０９３２０７号、国際公開第２００５０８９０２５号、国際公開第２００７０６３７９６号、国際公開第２００７０６３７５４号、国際公開第２００４１０７８２２号、国際公開第２００５０３０９００号、国際公開第２００６１１４９６６号、国際公開第２００９０８６０２８号、国際公開第２００９００３８９８号、国際公開第２０１２０２３９４７号、特開２００８－０７４９３９号、特開２００７－２５４２９７号、ＥＰ２０３４５３８、国際公開第２０１１０５５９３３号、国際公開第２０１２０３５８５３号、等である。
　本発明に用いられるホスト化合物として、具体的な化合物例には、特開２０１５－３８９４１号公報の明細書段落［０２５５］～［０２９３］に記載のＨ－１～Ｈ２３１で示される化合物や以下の化学式Ｈ－２３２～Ｈ－２３６で表される化合物が含まれるが、ホスト化合物は、これらに限定されるものではない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000036
　《電子輸送層》
　本発明において電子輸送層とは、電子を輸送する機能を有する材料からなり、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い。
　本発明に係る電子輸送層の総層厚については特に制限はないが、通常は２ｎｍ～５μｍの範囲であり、より好ましくは２～５００ｎｍであり、さらに好ましくは５～２００ｎｍである。
　また、有機ＥＬ素子においては発光層で生じた光を電極から取り出す際、発光層から直接取り出される光と、光を取り出す電極と対極に位置する電極によって反射されてから取り出される光とが干渉を起こすことが知られている。光が陰極で反射される場合は、電子輸送層の総層厚を数ｎｍ～数μｍの間で適宜調整することにより、この干渉効果を効率的に利用することが可能である。
　一方で、電子輸送層の層厚を厚くすると電圧が上昇しやすくなるため、特に層厚が厚い場合においては、電子輸送層の電子移動度は１０-5ｃｍ2／Ｖｓ以上であることが好ましい。
　電子輸送層に用いられる材料（以下、電子輸送材料という）としては、電子の注入性又は輸送性、正孔の障壁性のいずれかを有していればよく、従来公知の化合物の中から任意のものを選択して用いることができる。
　例えば、含窒素芳香族複素環誘導体（カルバゾール誘導体、アザカルバゾール誘導体（カルバゾール環を構成する炭素原子の一つ以上が窒素原子に置換されたもの）、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、ピラジン誘導体、ピリダジン誘導体、トリアジン誘導体、キノリン誘導体、キノキサリン誘導体、フェナントロリン誘導体、アザトリフェニレン誘導体、オキサゾール誘導体、チアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、チアジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、ベンズイミダゾール誘導体、ベンズオキサゾール誘導体、ベンズチアゾール誘導体等）、ジベンゾフラン誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、シロール誘導体、芳香族炭化水素環誘導体（ナフタレン誘導体、アントラセン誘導体、トリフェニレン誘導体等）等が挙げられる。
　また、配位子にキノリノール骨格やジベンゾキノリノール骨格を有する金属錯体、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又は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。
　その他、メタルフリー若しくはメタルフタロシアニン、又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好ましく用いることができる。また、発光層の材料として例示したジスチリルピラジン誘導体も、電子輸送材料として用いることができるし、正孔注入層、正孔輸送層と同様に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。
　また、これらの材料を高分子鎖に導入した、又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。
　本発明に係る電子輸送層においては、電子輸送層にドープ材をゲスト材料としてドープして、ｎ性の高い（電子リッチ）電子輸送層を形成してもよい。ドープ材としては、金属錯体やハロゲン化金属など金属化合物等のｎ型ドーパントが挙げられる。このような構成の電子輸送層の具体例としては、例えば、特開平４－２９７０７６号公報、同１０－２７０１７２号公報、特開２０００－１９６１４０号公報、同２００１－１０２１７５号公報、Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，９５，５７７３（２００４）等の文献に記載されたものが挙げられる。
　本発明の有機ＥＬ素子に用いられる、公知の好ましい電子輸送材料の具体例としては、以下の文献に記載の化合物等が挙げられるが、本発明はこれらに限定されない。
　米国特許第６５２８１８７号、米国特許第７２３０１０７号、米国特許出願公開第２００５／００２５９９３号明細書、米国特許出願公開第２００４／００３６０７７号明細書、米国特許出願公開第２００９／０１１５３１６号明細書、米国特許出願公開第２００９／０１０１８７０号明細書、米国特許出願公開第２００９／０１７９５５４号明細書、国際公開第２００３／０６０９５６号、国際公開第２００８／１３２０８５号、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．７５，４（１９９９）、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．７９，４４９（２００１）、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．８１，１６２（２００２）、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．８１，１６２（２００２）、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．７９，１５６（２００１）、米国特許第７９６４２９３号、米国特許出願公開第２００９／０３０２０２号明細書、国際公開第２００４／０８０９７５号、国際公開第２００４／０６３１５９号、国際公開第２００５／０８５３８７号、国際公開第２００６／０６７９３１号、国際公開第２００７／０８６５５２号、国際公開第２００８／１１４６９０号、国際公開第２００９／０６９４４２号、国際公開第２００９／０６６７７９号、国際公開第２００９／０５４２５３号、国際公開第２０１１／０８６９３５号、国際公開第２０１０／１５０５９３号、国際公開第２０１０／０４７７０７号、ＥＰ２３１１８２６号、特開２０１０－２５１６７５号公報、特開２００９－２０９１３３号公報、特開２００９－１２４１１４号公報、特開２００８－２７７８１０号公報、特開２００６－１５６４４５号公報、特開２００５－３４０１２２号公報、特開２００３－４５６６２号公報、特開２００３－３１３６７号公報、特開２００３－２８２２７０号公報、国際公開第２０１２／１１５０３４号等である。
　本発明におけるより好ましい公知の電子輸送材料としては、少なくとも一つの窒素原子を含む芳香族複素環化合物が挙げられ、例えばピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、ピラジン誘導体、トリアジン誘導体、ジベンゾフラン誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、アザジベンゾフラン誘導体、アザジベンゾチオフェン誘導体、カルバゾール誘導体、アザカルバゾール誘導体、ベンズイミダゾール誘導体などが挙げられる。
　電子輸送材料は単独で用いてもよく、また複数種を併用して用いてもよい。
　《正孔阻止層》
　正孔阻止層とは広い意味では電子輸送層の機能を有する層であり、好ましくは電子を輸送する機能を有しつつ正孔を輸送する能力が小さい材料からなり、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。
　また、前述する電子輸送層の構成を必要に応じて、本発明に係る正孔阻止層として用いることができる。
　本発明の有機ＥＬ素子に設ける正孔阻止層は、発光層の陰極側に隣接して設けられることが好ましい。
　本発明に係る正孔阻止層の層厚としては、好ましくは３～１００ｎｍの範囲であり、更に好ましくは５～３０ｎｍの範囲である。
　正孔阻止層に用いられる材料としては、前述の電子輸送層に用いられる材料が好ましく用いられ、また、前述のホスト化合物として用いられる材料も正孔阻止層に好ましく用いられる。
　《電子注入層》
　本発明に係る電子注入層（「陰極バッファー層」ともいう）とは、駆動電圧低下や発光輝度向上のために陰極と発光層との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」（１２３～１６６頁）に詳細に記載されている。
　本発明において電子注入層は必要に応じて設け、上記のごとく陰極と発光層との間、又は陰極と電子輸送層との間に存在させてもよい。
　電子注入層はごく薄い膜であることが好ましく、素材にもよるがその層厚は０．１～５ｎｍの範囲が好ましい。また構成材料が断続的に存在する不均一な層（膜）であってもよい。
　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、電子注入層に好ましく用いられる材料の具体例としては、ストロンチウムやアルミニウム等に代表される金属、フッ化リチウム、フッ化ナトリウム、フッ化カリウム等に代表されるアルカリ金属化合物、フッ化マグネシウム、フッ化カルシウム等に代表されるアルカリ土類金属化合物、酸化アルミニウムに代表される金属酸化物、８－ヒドロキシキノリネートリチウム（Ｌｉｑ）等に代表される金属錯体等が挙げられる。また、前述の電子輸送材料を用いることも可能である。
　また、上記の電子注入層に用いられる材料は単独で用いてもよく、複数種を併用して用いてもよい。
　《正孔輸送層》
　本発明において正孔輸送層とは、正孔を輸送する機能を有する材料からなり、陽極より注入された正孔を発光層に伝達する機能を有していればよい。
　本発明に係る正孔輸送層の総層厚については特に制限はないが、通常は５ｎｍ～５μｍの範囲であり、より好ましくは５～５００ｎｍであり、さらに好ましくは５～２００ｎｍである。
　正孔輸送層に用いられる材料（以下、正孔輸送材料という）としては、正孔の注入性又は輸送性、電子の障壁性のいずれかを有していればよく、従来公知の化合物の中から任意のものを選択して用いることができる。
　例えば、ポルフィリン誘導体、フタロシアニン誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、トリアリールアミン誘導体、カルバゾール誘導体、インドロカルバゾール誘導体、イソインドール誘導体、アントラセンやナフタレン等のアセン系誘導体、フルオレン誘導体、フルオレノン誘導体、及びポリビニルカルバゾール、芳香族アミンを主鎖又は側鎖に導入した高分子材料又はオリゴマー、ポリシラン、導電性ポリマー又はオリゴマー（例えばＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ、アニリン系共重合体、ポリアニリン、ポリチオフェン等）等が挙げられる。
　トリアリールアミン誘導体としては、α－ＮＰＤ（４，４′－ビス〔Ｎ－（１－ナフチル）－Ｎ－フェニルアミノ〕ビフェニル）に代表されるベンジジン型や、ＭＴＤＡＴＡに代表されるスターバースト型、トリアリールアミン連結コア部にフルオレンやアントラセンを有する化合物等が挙げられる。
　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ヘキサ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。
　さらに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。
　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、いわゆるｐ型正孔輸送材料やｐ型－Ｓｉ、ｐ型－ＳｉＣ等の無機化合物を用いることもできる。さらにＩｒ（ｐｐｙ）3に代表されるような中心金属にＩｒやＰｔを有するオルトメタル化有機金属錯体も好ましく用いられる。
　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、トリアリールアミン誘導体、カルバゾール誘導体、インドロカルバゾール誘導体、アザトリフェニレン誘導体、有機金属錯体、芳香族アミンを主鎖又は側鎖に導入した高分子材料又はオリゴマー等が好ましく用いられる。
　本発明の有機ＥＬ素子に用いられる、公知の好ましい正孔輸送材料の具体例としては、上記で挙げた文献の他、以下の文献に記載の化合物等が挙げられるが、本発明はこれらに限定されない。
　例えば、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．６９，２１６０（１９９６）、Ｊ．Ｌｕｍｉｎ．７２－７４，９８５（１９９７）、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．７８，６７３（２００１）、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．９０，１８３５０３（２００７）、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．９０，１８３５０３（２００７）、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．５１，９１３（１９８７）、Ｓｙｎｔｈ．Ｍｅｔ．８７，１７１（１９９７）、Ｓｙｎｔｈ．Ｍｅｔ．９１，２０９（１９９７）、Ｓｙｎｔｈ．Ｍｅｔ．１１１，４２１（２０００）、ＳＩＤ　Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ　Ｄｉｇｅｓｔ，３７，９２３（２００６）、Ｊ．Ｍａｔｅｒ．Ｃｈｅｍ．３，３１９（１９９３）、Ａｄｖ．Ｍａｔｅｒ．６，６７７（１９９４）、Ｃｈｅｍ．Ｍａｔｅｒ．１５，３１４８（２００３）、米国特許出願公開第２００３／０１６２０５３号明細書、米国特許出願公開第２００２／０１５８２４２号明細書、米国特許出願公開第２００６／０２４０２７９号明細書、米国特許出願公開第２００８／０２２０２６５号明細書、米国特許第５０６１５６９号、国際公開第２００７／００２６８３号、国際公開第２００９／０１８００９号、ＥＰ６５０９５５、米国特許出願公開第２００８／０１２４５７２号明細書、米国特許出願公開第２００７／０２７８９３８号明細書、米国特許出願公開第２００８／０１０６１９０号明細書、米国特許出願公開第２００８／００１８２２１号明細書、国際公開第２０１２／１１５０３４号、特表２００３－５１９４３２号公報、特開２００６－１３５１４５号公報、米国特許出願番号１３／５８５９８１号等である。
　正孔輸送材料は単独で用いてもよく、また複数種を併用して用いてもよい。
　《電子阻止層》
　電子阻止層とは、広い意味では正孔輸送層の機能を有する層であり、好ましくは正孔を輸送する機能を有しつつ電子を輸送する能力が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。
　また、前述する正孔輸送層の構成を必要に応じて、本発明に係る電子阻止層として用いることができる。
　本発明の有機ＥＬ素子に設ける電子阻止層は、発光層の陽極側に隣接して設けられることが好ましい。
　本発明に係る電子阻止層の層厚としては、好ましくは３～１００ｎｍの範囲内であり、更に好ましくは５～３０ｎｍの範囲内である。
　電子阻止層に用いられる材料としては、前述の正孔輸送層に用いられる材料が好ましく用いられ、また、前述のホスト化合物も電子阻止層に好ましく用いられる。
　《正孔注入層》
　本発明に係る正孔注入層（「陽極バッファー層」ともいう）とは、駆動電圧低下や発光輝度向上のために陽極と発光層との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」（１２３～１６６頁）に詳細に記載されている。
　本発明において正孔注入層は必要に応じて設け、上記のごとく陽極と発光層又は陽極と正孔輸送層との間に存在させてもよい。
　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、正孔注入層に用いられる材料としては、例えば前述の正孔輸送層に用いられる材料等が挙げられる。
　中でも銅フタロシアニンに代表されるフタロシアニン誘導体、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ヘキサアザトリフェニレン誘導体、酸化バナジウムに代表される金属酸化物、アモルファスカーボン、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、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、トリアリールアミン誘導体等が好ましい。
　前述の正孔注入層に用いられる材料は単独で用いてもよく、また複数種を併用して用いてもよい。
　《添加物》
　前述した本発明における有機層は、更に他の添加物が含まれていてもよい。
　添加物としては、例えば臭素、ヨウ素及び塩素等のハロゲン元素やハロゲン化化合物、Ｐｄ、Ｃａ、Ｎａ等のアルカリ金属やアルカリ土類金属、遷移金属の化合物や錯体、塩等が挙げられる。
　添加物の含有量は、任意に決定することができるが、含有される層の全質量％に対して１０００ｐｐｍ以下であることが好ましく、より好ましくは５００ｐｐｍ以下であり、さらに好ましくは５０ｐｐｍ以下である。
　ただし、電子や正孔の輸送性を向上させる目的や、励起子のエネルギー移動を有利にするための目的などによってはこの範囲内ではない。
　《有機層の形成方法》
　本発明に係る有機層（正孔注入層、正孔輸送層、発光層、正孔阻止層、電子輸送層、電子注入層、中間層等）の形成方法について説明する。
　本発明に係る有機層の形成方法は、特に制限はなく、従来公知の例えば真空蒸着法、湿式法（ウェットプロセスともいう）等による形成方法を用いることができる。
　湿式法としては、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法、印刷法、ダイコート法、ブレードコート法、ロールコート法、スプレーコート法、カーテンコート法、ＬＢ法（ラングミュア－ブロジェット法）等があるが、均質な薄膜が得られやすく、か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。
　本発明に用いられる有機ＥＬ材料を溶解又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。
　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。
　更に層ごとに異なる成膜法を適用してもよい。成膜に蒸着法を採用する場合、その蒸着条件は使用する化合物の種類等により異なるが、一般にボート加熱温度５０～４５０℃、真空度１０-6～１０-2Ｐａ、蒸着速度０．０１～５０ｎｍ／秒、基板温度－５０～３００℃、層（膜）厚０．１ｎｍ～５μｍ、好ましくは５～２００ｎｍの範囲内で適宜選ぶことが望ましい。
　本発明に係る有機層の形成は、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。その際は作業を乾燥不活性ガス雰囲気下で行うことが好ましい。
　《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、好ましくは４．５ｅＶ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、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、ＳｎＯ2、ＺｎＯ等の導電性透明材料が挙げられる。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余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。
　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。
　陽極の膜厚は材料にもよるが、通常１０ｎｍ～１μｍ、好ましくは１０～２００ｎｍの範囲内で選ばれる。
　《陰極》
　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、アルミニウム、希土類金属等が挙げられる。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。
　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で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５０～２００ｎｍの範囲で選ばれる。
　なお、発光した光を透過させるため、有機ＥＬ素子の陽極又は陰極のいずれか一方が透明又は半透明であれば発光輝度が向上し好都合である。
　また、陰極に上記金属を１～２０ｎｍの膜厚で作製した後に、陽極の説明で挙げる導電性透明材料をその上に作製することで、透明又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。
　［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、基板、基材等ともいう。）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。
　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（ＴＡＣ）、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、セルロースナイトレート等のセルロースエステル類又はそれらの誘導体、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。
　樹脂フィルムの表面には、無機物、有機物の被膜又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、１×１０-3ｃｍ3／ｍ2・２４ｈ・ａｔｍ以下、水蒸気透過度が、１×１０-5ｇ／ｍ2・２４ｈ以下の高バリア性フィルムであることが好ましい。
　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、酸化ケイ素、二酸化ケイ素、窒化ケイ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。
　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。
　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。
　本発明の有機ＥＬ素子の発光の室温（２５℃）における外部取り出し量子効率は、１％以上であることが好ましく、５％以上であるとより好ましい。
　ここで、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。
　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。
　［封止］
　本発明の有機ＥＬ素子の封止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。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いればよく、凹板状でも、平板状でもよい。また、透明性、電気絶縁性は特に限定されない。
　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。また、ポリマー板としては、ポリカーボネート、アクリル、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルサルファイド、ポリサルフォン等を挙げることができる。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１種以上の金属又は合金からなるものが挙げられる。
　本発明においては、有機ＥＬ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。さらには、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％）が、１×１０-3ｇ／ｍ2・２４ｈ以下のものであることが好ましい。
　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。
　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。
　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。
　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、酸化ケイ素、二酸化ケイ素、窒化ケイ素等を用いることができる。
　さら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。
　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。
　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、ヨウ化バリウム、ヨウ化マグネシウム等）、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。
　［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、軽量か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。
　［光取り出し向上技術］
　有機ＥＬ素子は、空気よりも屈折率の高い（屈折率１．６～２．１程度の範囲内）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。
　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（例えば、米国特許第４７７４４３５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（例えば、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（例えば、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（例えば、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（例えば、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）などが挙げられる。
　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。
　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。
　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さで形成すると、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。
　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、フッ素系ポリマーなどが挙げられる。透明基板の屈折率は一般に１．５～１．７程度の範囲内であるので、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。またさらに１．３５以下であることが好ましい。
　また、低屈折率媒質の厚さは、媒質中の波長の２倍以上となるのが望ましい。これは、低屈折率媒質の厚さが、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。
　全反射を起こす界面又は、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、いわゆる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、いずれかの層間若しくは、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。
　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一次元回折格子では、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。
　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。
　回折格子を導入する位置としては、いずれかの層間、若しくは媒質中（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。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倍程度の範囲内が好ましい。回折格子の配列は、正方形のラチス状、三角形のラチス状、ハニカムラチス状など、二次元的に配列が繰り返されることが好ましい。
　［集光シート］
　本発明の有機ＥＬ素子は、支持基板（基板）の光取出し側に、例えばマイクロレンズアレイ上の構造を設ける加工や、いわゆる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。
　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二次元に配列する。一辺は１０～１００μｍの範囲内が好ましい。これより小さくなると回折の効果が発生して色付く、大きすぎると厚さが厚くなり好ましくない。
　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）などを用いることができる。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。
　また、有機ＥＬ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）などを用いることができる。
　［用途］
　本発明の有機ＥＬ素子は、電子機器、例えば、表示装置、ディスプレイ、各種発光装置として用いることができる。
　発光装置として、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。
　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。
　＜表示装置＞
　本発明の有機ＥＬ素子を具備する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、インクジェット法又は印刷法等で膜を形成できる。
　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、スピンコート法及び印刷法である。
　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。
　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。
　このようにして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２～４０Ｖ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。なお、印加する交流の波形は任意でよい。
　多色表示装置は、表示デバイス、ディスプレイ又は各種発光光源として用いることができる。表示デバイス又はディスプレイにおいて、青、赤及び緑発光の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。
　表示デバイス又は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、文字放送表示及び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。
　発光装置としては、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。
　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。
　図２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。
　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、表示部Ａと制御部Ｂとを電気的に接続する配線部Ｃ等を有する。
　制御部Ｂは表示部Ａと配線部Ｃを介して電気的に接続され、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ごと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。
　図３はアクティブマトリクス方式による表示装置の模式図である。
　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Ｃ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。
　図３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。
　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）。
　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。
　次に、画素の発光プロセスを説明する。図４は画素の回路を示した概略図である。
　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、コンデンサー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、緑色及び青色発光の有機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。
　図４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ー１３と駆動トランジスタ１２のゲートに伝達される。
　画像データ信号の伝達により、コンデンサー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。
　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ー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。
　すなわち、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。
　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、コンデンサー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。
　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。
　図５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５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。
　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。
　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。
　本発明の有機ＥＬ素子を用いることにより、発光効率が向上した表示装置が得られた。
　＜照明装置＞
　本発明の有機ＥＬ素子は、照明装置に用いることもできる。
　本発明の有機ＥＬ素子は、共振器構造を持たせた有機ＥＬ素子として用いてもよい。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。
　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。
　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、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。又は、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。
　また、本発明に用いられるπ共役系化合物は、実質的に白色の発光を生じる有機ＥＬ素子を具備する照明装置に適用できる。例えば、複数の発光材料を用いる場合、複数の発光色を同時に発光させて、混色することで白色発光を得ることができる。複数の発光色の組み合わせとしては、赤色、緑色及び青色の３原色の三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二つの発光極大波長を含有したものでもよい。
　また、本発明の有機ＥＬ素子の形成方法は、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い。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、インクジェット法及び印刷法等で、例えば、電極膜を形成でき、生産性も向上する。
　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、素子自体が白色発光である。
　［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。
　本発明の有機ＥＬ素子の非発光面をガラスケースで覆い、厚さ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６及び図７に示すような照明装置を形成することができる。
　図６は、照明装置の概略図を示し、本発明の有機ＥＬ素子（照明装置内の有機ＥＬ素子１０１）はガラスカバー１０２で覆われている（なお、ガラスカバーでの封止作業は、照明装置内の有機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。）。
　図７は、照明装置の断面図を示し、１０５は陰極、１０６は有機層、１０７は透明電極付きガラス基板を示す。なお、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。
　本発明の有機ＥＬ素子を用いることにより、発光効率が向上した照明装置が得られる。
　＜有機ＥＬ素子材料＞
　本発明の有機ＥＬ素子材料は、前記一般式（１）で表される構造を有するπ共役系化合物を含有する有機エレクトロルミネッセンス素子材料であって、該π共役系化合物が、基底状態、最低励起一重項状態及び最低励起三重項状態のそれぞれにおいて、窒素原子と結合している環構造Ａの面と、窒素原子、炭素原子及びＸとからなる環構造の面とのなす角度θが４５～９０度の範囲内であることを特徴とする。
　このπ共役系化合物を有機ＥＬ素子の電荷移動層に用いることで、π共役系化合物上に生成した三重項励起子を失活させずに、逆項間交差（ＲＩＳＣ）により一重項励起子へと変換し、励起子の失活を抑制することで、有機ＥＬ素子の発光効率を向上させることができる
　さらに、有機ＥＬ素子材料として本発明に係るπ共役系化合物は、発光性薄膜に用いることもできる。
　＜発光性薄膜＞
　本発明の発光性薄膜は、前記一般式（１）で表される構造を有するπ共役系化合物を含有し、該π共役系化合物が、基底状態、最低励起一重項状態及び最低励起三重項状態のそれぞれにおいて、窒素原子と結合している環構造Ａの面と、窒素原子、炭素原子及びＸとからなる環構造の面とのなす角度θが４５～９０度の範囲内であることを特徴とする。
　本発明の発光性薄膜及は、前記有機層の形成方法と同様に作製することができる。
　本発明の発光性薄膜の形成方法は、特に制限はなく、従来公知の例えば真空蒸着法、湿式法（ウェットプロセスともいう）等による形成方法を用いることができる。
　湿式法としては、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法、印刷法、ダイコート法、ブレードコート法、ロールコート法、スプレーコート法、カーテンコート法、ＬＢ法（ラングミュア－ブロジェット法）等があるが、均質な薄膜が得られやすく、か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。
　本発明に用いられる発光材料を溶解又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。
　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。
　更に層毎に異なる成膜法を適用してもよい。成膜に蒸着法を採用する場合、その蒸着条件は使用する化合物の種類等により異なるが、一般にボート加熱温度を５０～４５０℃の範囲内、真空度を１０-6～１０-2Ｐａの範囲内、蒸着速度０．０１～５０ｎｍ／秒の範囲内、基板温度－５０～３００℃の範囲内、層厚０．１ｎｍ～５μｍの範囲内、好ましくは５～２００ｎｍの範囲内で適宜選ぶことが望ましい。
　また、成膜にスピンコート法を採用する場合、スピンコーターを１００～１０００ｒｐｍの範囲内、１０～１２０秒の範囲内で、乾燥不活性ガス雰囲気下で行うことが好ましい。
　以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、実施例において「部」又は「％」の表示を用いるが、特に断りがない限り「質量部」又は「質量％」を表す。
　実施例で用いた化合物を以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000037
　［実施例１］
　《有機ＥＬ素子１－１の作製》
　５０ｍｍ×５０ｍｍ、厚さ０．７ｍｍのガラス基板上に、陽極としてＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）を１５０ｎｍの厚さで成膜し、パターニングを行った後、このＩＴＯ透明電極を付けた透明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分間行った後、この透明基板を市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに固定した。
　真空蒸着装置内の蒸着用るつぼの各々に、各層の構成材料を、各々素子作製に最適の量を充填した。蒸着用るつぼはモリブデン製又はタングステン製の抵抗加熱用材料で作製されたものを用いた。
　真空度１×１０-4Ｐａまで減圧した後、ＨＡＴ－ＣＮの入った蒸着用るつぼに通電して加熱し、蒸着速度０．１ｎｍ／秒でＩＴＯ透明電極上に蒸着し、層厚１０ｎｍの正孔注入層を形成した。
　次いで、α－ＮＰＤを蒸着速度０．１ｎｍ／秒で前記正孔注入層上に蒸着し、層厚４０ｎｍの正孔輸送層を形成した。ホスト化合物ｍＣＰ、発光性化合物として比較化合物１を、それぞれ９２％、８％の体積％になるように蒸着速度０．１ｎｍ／秒で共蒸着し、層厚３０ｎｍの発光層を形成した。
　その後、ＢＣＰを蒸着速度０．１ｎｍ／秒で蒸着し、層厚３０ｎｍの電子輸送層を形成した。
　さらに、フッ化リチウムを膜厚０．５ｎｍで形成した後に、アルミニウム１００ｎｍを蒸着して陰極を形成した。
　上記素子の非発光面側を、純度９９．９９９％以上の高純度窒素ガスの雰囲気下で、図６、７で示した缶状ガラスケースで覆い、電極取り出し配線を設置して、有機ＥＬ素子１－１を作製した。
　《有機ＥＬ素子１－２～１－１５の作製》
　有機ＥＬ素子１－１の作製において、発光層における発光性化合物を比較化合物１から表１に示すように、例示化合物に変えた以外は有機ＥＬ素子１－１と同様の方法で有機ＥＬ素子１－２～１－１５を作製した。
　《評価》
　（発光効率の測定）
　有機ＥＬ素子駆動時の各サンプルの発光効率は以下の測定を行うことにより評価した。上記作製した各有機ＥＬ素子を、室温（２５℃）で、２．５ｍＡ／ｃｍ2の定電流条件下で発光させ、発光開始直後の発光輝度を、分光放射輝度計ＣＳ－２０００（コニカミノルタ社製）を用いて測定し発光効率を算出した。得られた結果は有機ＥＬ素子１－１を１００とする相対値を示した。
　（ΔＥｓｔの測定）
　最低励起一重項エネルギー準位と最低励起三重項エネルギー準位との差の絶対値（ΔＥｓｔ）は分子軌道計算用ソフトウェアＧａｕｓｓｉａｎ０９（Ｒｅｖｉｓｉｏｎ　Ｃ．０１，Ｍ．Ｊ．Ｆｒｉｓｃｈ，ｅｔ　ａｌ，Ｇａｕｓｓｉａｎ，Ｉｎｃ．，２０１０．）により、汎関数Ｂ３ＬＹＰ、基底関数６－３１Ｇ（ｄ）を用いた密度汎関数法によって計算した最適化構造を用いて、上記と同じ汎関数および基底関数を用いた時間依存密度汎関数法（Ｔｉｍｅ－Ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ　ＤＦＴ）による励起状態計算を行って算出した。
　（基底状態、最低励起一重項状態及び最低励起三重項状態の角度θの測定）
基底状態の角度（θG）、最低励起一重項状態の角度（θS）及び最低励励起三重項状態の角度（θT）のそれぞれの角度は、以下のようにして測定した。
　分子軌道計算用ソフトウェアＧａｕｓｓｉａｎ０９（Ｒｅｖｉｓｉｏｎ　Ｃ．０１，Ｍ．Ｊ．Ｆｒｉｓｃｈ，ｅｔ　ａｌ，Ｇａｕｓｓｉａｎ，Ｉｎｃ．，２０１０．）により、汎関数Ｂ３ＬＹＰ、基底関数６－３１Ｇ（ｄ）を用いた密度汎関数法による計算を行って基底状態の構造を得た。最低励起一重項状態及び最低励起三重項状態の構造は、汎関数Ｂ３ＬＹＰ、基底関数６－３１Ｇ（ｄ）を用いた時間依存密度汎関数法（Ｔｉｍｅ－Ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ　ＤＦＴ）による計算を行って得た。これらの最適化構造を用いて、角度θを算出した。角度θは、「一般式（１）に記載の窒素原子と結合している縮環構造Ｂ又はＣと隣接している炭素原子」と「一般式（１）に記載の窒素原子」と「一般式（１）に記載の窒素原子と環構造Ａを結合している環構造Ａ内の原子」の、３つの原子からなる平面と、「一般式（１）に記載の窒素原子」と「一般式（１）に記載の窒素原子と環構造Ａを結合している環構造Ａ内の原子」と「一般式（１）に記載の窒素原子と環構造Ａを結合している環構造Ａ内の原子と結合している環構造Ａ内の原子」、の３つの原子からなる平面の二つの平面のなす角度が０～９０度に範囲になるように原子を選ぶことによって算出した。
　得られた結果を表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000038
　表１から、比較の有機ＥＬ素子１－１よりも、θG、θS及びθTが４５度以上で、θS－θGの絶対値及びθS－θTの絶対値が小さいπ共役系化合物を用いた本発明の有機ＥＬ素子１－２～１－１５の方が発光効率が向上していることが分かる。また、ΔＥｓｔが０．５ｅＶ以下のπ共役系化合物を用いた有機ＥＬ素子１－３～１－１５の方がさらに発光効率が向上していることが分かる。
　［実施例２］
　《有機ＥＬ素子２－１の作製》
　陽極として１００ｍｍ×１００ｍｍ×１．１ｍｍのガラス基板上にＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）を１００ｎｍの厚さで成膜した基板（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。
　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社製、Ｂａｙｔｒｏｎ　Ｐ　Ａｌ　４０８３）を純水で７０％に希釈した溶液を用いて３０００ｒｐｍ、３０秒の条件下、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、層厚２０ｎｍの正孔注入層を設けた。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、真空蒸着装置内の蒸着用るつぼの各々に、各層の構成材料を、各々素子作製に最適の量を充填した。蒸着用るつぼはモリブデン製又はタングステン製の抵抗加熱用材料で作製されたものを用いた。
　真空度１×１０-4Ｐａまで減圧した後、α－ＮＰＤを蒸着速度０．１ｎｍ／秒で前記正孔注入層上に蒸着し、層厚４０ｎｍの正孔輸送層を形成した。ホスト化合物としてｍＣＰ、発光性化合物２が、それぞれ９１％、９％の体積％になるように蒸着速度０．１ｎｍ／秒で共蒸着し、層厚３０ｎｍの発光層を形成した。
　その後、ＴＰＢｉを蒸着速度０．１ｎｍ／秒で蒸着し、層厚３０ｎｍの電子輸送層を形成した。
　さらに、フッ化ナトリウムを膜厚１ｎｍで形成した後に、アルミニウム１００ｎｍを蒸着して陰極を形成した。
　上記素子の非発光面側を、純度９９．９９９％以上の高純度窒素ガスの雰囲気下で、図６、７で示した缶状ガラスケースで覆い、電極取り出し配線を設置して、有機ＥＬ素子２－１を作製した。
　《有機ＥＬ素子２－２の作製》
　有機ＥＬ素子２－１の作製において、発光層中のホスト化合物としてｍＣＰ、発光性化合物として発光性化合物２及び第３成分（アシストドーパント）として比較化合物１を用い、それぞれの比率が８０％、７％、１３％の体積％となるように発光層を形成した以外は有機ＥＬ素子２－１の作製と同様にして、有機ＥＬ素子２－２を作製した。
　《有機ＥＬ素子２－３～２－１６の作製》
　有機ＥＬ素子２－２の作製において、発光層における第３成分を比較化合物１から表２に示すように変えた以外は有機ＥＬ素子２－２と同様の方法で有機ＥＬ素子２－３～２－１６を作製した。
　《評価》
　発光効率の測定とΔＥｓｔの測定を実施例１と同様にして行った。その結果を表２に示す。得られた結果は有機ＥＬ素子２－１を１００とする相対値を示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000039
　表２から、比較の有機ＥＬ素子２－１及び２－２よりも、θG、θS、及びθTが４５度以上で、θS－θGの絶対値及びθS－θTの絶対値が小さいπ共役系化合物を用いた本発明の有機ＥＬ素子２－３～２－１６の方が発光効率が向上していることが分かる。また、ΔＥｓｔが０．５ｅＶ以下のπ共役系化合物を用いた有機ＥＬ素子２－４～２－１６の方がさらに発光効率が向上していることが分かる。
　［実施例３］
　《有機ＥＬ素子３－１の作製》
　５０ｍｍ×５０ｍｍ×厚さ０．７ｍｍのガラス基板上に、ＩＴＯ（インジウム・スズ酸化物）を１５０ｎｍの厚さで成膜した後、パターニングを行い、陽極であるＩＴＯ透明電極を形成した。このＩＴＯ透明電極が設けられた透明基板を、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た後、ＵＶオゾン洗浄を５分間行った。得られた透明基板を市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに固定した。
　真空蒸着装置内の蒸着用の抵抗加熱ボートの各々に、各層の構成材料を各々素子作製に最適の量を充填した。前記抵抗加熱ボートはモリブデン製又はタングステン製を用いた。
　真空蒸着装置内を真空度１×１０-4Ｐａまで減圧した後、ＨＡＴ－ＣＮの入った抵抗加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度０．１ｎｍ／秒でＩＴＯ透明電極上に蒸着し、厚さ１５ｎｍの正孔注入層を形成した。
　次いで、α－ＮＰＤを、蒸着速度０．１ｎｍ／秒で蒸着し、厚さ３０ｎｍの正孔輸送層を形成した。
　次いで、ホスト化合物として比較化合物１と、発光性化合物としてトリス（２－フェニルピリジナト）イリジウム（III）とが入った抵抗加熱ボートに通電して加熱し、それぞれ蒸着速度０．１ｎｍ／秒、０．０１０ｎｍ／秒で正孔輸送層上に共蒸着し、厚さ４０ｎｍの発光層を形成した。
　次いで、ＨＢ－１を蒸着速度０．１ｎｍ／秒で蒸着し、厚さ５ｎｍの第一電子輸送層を形成した。
　さらに、その上に、ＥＴ－１を蒸着速度０．１ｎｍ／秒で蒸着し、厚さ４５ｎｍの第二電子輸送層を形成した。
　その後、フッ化リチウムを厚さ０．５ｎｍになるよう蒸着した後、アルミニウム１００ｎｍを蒸着して陰極を形成し、有機ＥＬ素子３－１を作製した。
　《有機ＥＬ素子３－２～３－１５の作製》
　ホスト化合物を表３に示されるように変更した以外は有機ＥＬ素子３－１と同様にして発光層を形成し、有機ＥＬ素子３－２～３－１５を作製した。
　実施例１と同様にして、有機ＥＬ素子３－１の発光輝度を測定し、発光効率を算出した。各有機ＥＬ素子の有機ＥＬ素子３－１の発光効率に対する相対発光効率を求めた。 得られた測定結果を表３に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000040
　　表３から、比較の有機ＥＬ素子３－１よりも、θG、θS、及びθTが４５度以上で、θS－θGの絶対値及びθS－θTの絶対値が小さいπ共役系化合物を用いた本発明の有機ＥＬ素子３－２～３－１５の方が発光効率が向上していることが分かる。また、ΔＥｓｔが０．５ｅＶ以下のπ共役系化合物を用いた有機ＥＬ素子３－３～３－１５の方がさらに発光効率が向上していることが分かる。
　本発明の有機ＥＬ素子は発光効率が改良され、電子機器、例えば、表示装置、ディスプレイ、各種発光装置として用いることができる。発光装置として、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。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。
　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　コンデンサー
　１０１　照明装置内の有機ＥＬ素子
　１０２　ガラスカバー
　１０５　陰極
　１０６　有機層
　１０７　透明電極付きガラス基板
　１０８　窒素ガス
　１０９　捕水剤
　Ａ　表示部
　Ｂ　制御部
　Ｃ　配線部

Claims (16)

  1. 　陽極と陰極の間に少なくとも１層の発光層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、該発光層の少なくとも１層が、下記一般式（１）で表される構造を有するπ共役系化合物を含有し、該π共役系化合物が、基底状態、最低励起一重項状態及び最低励起三重項状態のそれぞれにおいて、窒素原子と結合している環構造Ａの面と、窒素原子、炭素原子及びＸとからなる環構造の面とのなす角度θが４５～９０度の範囲内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。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
     　（式中、Ａは環構造を有する基を表し、Ａは、電子吸引性基で置換されているアリール基、又は置換されていてもよいヘテロアリール基を表す。Ｂ及びＣは、単環又は３環までの縮環構造で構成され、各々独立に、それぞれ置換されていてもよい、アリール環又はヘテロアリール環を表す。Ｘは、Ｏ、Ｓ、Ｎ－Ｒ1、Ｃ－Ｒ2（Ｒ3）、Ｓｉ－Ｒ4（Ｒ5）、Ｂ－Ｒ6又は単結合を表す。Ｒ1～Ｒ6は、各々独立に、水素原子、それぞれ置換されていてもよい、アルキル基、アリール基又はヘテロアリール基を表す。）
  2. 　前記角度θが、前記基底状態において７５～９０度の範囲内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。
  3. 　前記角度θが、前記最低励起一重項状態及び最低励起三重項状態において７５～９０度の範囲内であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  4. 　前記Ｂ及びＣは、各々独立に、それぞれ置換されていてもよい、ベンゼン環、ナフタレン環、インデン環、ベンゾシロール環、インドール環、ベンゾフラン環、ベンゾチオフェン環、チエノチオフェン環、フェナントレン環、フルオレン環、ジベンゾシロール環、ジベンゾボロール環、カルバゾール環、ジベンゾフラン環又はジベンゾチオフェン環を表すことを特徴とする請求項１から請求項３まで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。
  5. 　前記一般式（１）で表される構造を有するπ共役系化合物が、下記一般式（２）～（１５）のいずれかで表される構造を有するπ共役系化合物であることを特徴とする請求項１から請求項４まで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。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
     　（式中、Ａ及びＸは前記一般式（１）におけるＡ及びＸと同義である。Ｙは、Ｏ、Ｓ、Ｎ－Ｒ7、Ｃ－Ｒ8（Ｒ9）、Ｓｉ－Ｒ10（Ｒ11）、Ｂ－Ｒ12又はＣＨ＝ＣＨを表す。Ｒ7～Ｒ12は、各々独立に、水素原子、それぞれ置換されていてもよい、アルキル基、アリール基又はヘテロアリール基を表す。）
  6. 　前記一般式（１）～（１５）に記載の環構造Ａが、下記一般式（１６）～（２７）で表される基であることを特徴とする請求項５に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
     　（式中、Ｒ13～Ｒ17は、各々独立に、水素原子、電子吸引性基で置換されているアリール基又は電子吸引性基としてシアノ基若しくは含窒素芳香環を表し、Ｒ13～Ｒ17のうち少なくとも一つは電子吸引性基で置換されているアリール基又は電子吸引性基としてシアノ基若しくは含窒素芳香環を表す。ただし、［Ｒ13及びＲ17］が同時に水素原子であることはない。
    Ｒ18～Ｒ33、Ｒ35～Ｒ37、Ｒ39～Ｒ40、Ｒ42～Ｒ43、Ｒ45、Ｒ47及びＲ49は、各々独立に、水素原子、シアノ基、それぞれ置換されていてもよい、アリール環又はヘテロアリール環を表し、ただし、［Ｒ18及びＲ21］、［Ｒ22及びＲ25］、［Ｒ26及びＲ28］、［Ｒ29及びＲ31］又は［Ｒ32及びＲ33］が同時に水素原子であることはない。Ｒ34、Ｒ38、Ｒ41、Ｒ44、Ｒ46及びＲ48は、シアノ基、それぞれ置換されていてもよい、アリール環又はヘテロアリール環を表す。波線は結合箇所を表す。）
  7. 　前記一般式（１）中のＲ1が、前記一般式（１６）～（２７）で表される基であることを特徴とする請求項１から６まで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. 　前記一般式（２）～（１５）中のＲ7が、前記一般式（１６）～（２７）で表される基であることを特徴とする請求項５から請求項７まで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。
  9. 　前記一般式（１）で表される構造を有するπ共役系化合物が、一般式（２）～（１５）で表される構造であり、環構造Ａは一般式（１６）～（２７）で表される構造であり、Ｘは、Ｏ、Ｃ－Ｒ2（Ｒ3）、Ｓｉ－Ｒ4（Ｒ5）、又は単結合を表し、Ｒ2～Ｒ5は、各々独立に、置換されていてもよい、アルキル基又はアリール環を表し、Ｙは、Ｏ、Ｎ－Ｒ7、Ｃ－Ｒ8（Ｒ9）、Ｓｉ－Ｒ10（Ｒ11）又はＣＨ＝ＣＨを表し、Ｒ7は、置換されていてもよいアリール基又は前記一般式（１６）～（２７）で表される基を表し、Ｒ8～Ｒ11は、それぞれ置換されていてもよい、アルキル基又はアリール環を表すことを特徴とする請求項６に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  10. 　前記一般式（１）で表される構造を有するπ共役系化合物の最低励起一重項エネルギー準位と最低励起三重項エネルギー準位との差の絶対値（ΔＥｓｔ）が０．５ｅＶ以下であることを特徴とする請求項１から請求項９まで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. 　前記発光層が、前記一般式（１）で表される構造を有するπ共役系化合物と、蛍光発光性化合物及びリン光発光性化合物のうち少なくとも１種とを含有することを特徴とする請求項１から請求項１０まで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。
  12. 　前記発光層が、前記一般式（１）で表される構造を有するπ共役系化合物と、蛍光発光性化合物及びリン光発光性化合物のうち少なくとも１種と、ホスト化合物とを含有することを特徴とする請求項１から請求項１１まで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。
  13. 　下記一般式（１）で表される構造を有するπ共役系化合物を含有し、該π共役系化合物が、基底状態、最低励起一重項状態及び最低励起三重項状態のそれぞれにおいて、窒素原子と結合している環構造Ａの面と、窒素原子、炭素原子及びＸとからなる環構造の面とのなす角度θが４５～９０度の範囲内であることを特徴とする発光性薄膜。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
     　（式中、Ａは環構造を有する基を表し、Ａは、電子吸引性基で置換されているアリール基、又は置換されていてもよいヘテロアリール基を表す。Ｂ及びＣは、単環又は３環までの縮環構造で構成され、各々独立に、それぞれ置換されていてもよい、アリール環又はヘテロアリール環を表す。Ｘは、Ｏ、Ｓ、Ｎ－Ｒ1、Ｃ－Ｒ2（Ｒ3）、Ｓｉ－Ｒ4（Ｒ5）、Ｂ－Ｒ6又は単結合を表す。Ｒ1～Ｒ6は、各々独立に、水素原子、それぞれ置換されていてもよい、アルキル基、アリール基又はヘテロアリール基を表す。）
  14. 　請求項１から請求項１２まで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が、具備されていることを特徴とする表示装置。
  15. 　請求項１から請求項１２まで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が、具備されていることを特徴とする照明装置。
  16. 　下記一般式（１）で表される構造を有するπ共役系化合物を含有する有機エレクトロルミネッセンス素子材料であって、該π共役系化合物が、基底状態、最低励起一重項状態及び最低励起三重項状態のそれぞれにおいて、窒素原子と結合している環構造Ａの面と、窒素原子、炭素原子及びＸとからなる環構造の面とのなす角度θが４５～９０度の範囲内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材料。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
     　（式中、Ａは環構造を有する基を表し、Ａは、電子吸引性基で置換されているアリール基、又は置換されていてもよいヘテロアリール基を表す。Ｂ及びＣは、単環又は３環までの縮環構造で構成され、各々独立に、それぞれ置換されていてもよい、アリール環又はヘテロアリール環を表す。Ｘは、Ｏ、Ｓ、Ｎ－Ｒ1、Ｃ－Ｒ2（Ｒ3）、Ｓｉ－Ｒ4（Ｒ5）、Ｂ－Ｒ6又は単結合を表す。Ｒ1～Ｒ6は、各々独立に、水素原子、それぞれ置換されていてもよい、アルキル基、アリール基又はヘテロアリール基を表す。）
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Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016158540A1 (ja) * 2015-03-27 2016-10-06 出光興産株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子、電子機器、および化合物
WO2017210075A1 (en) * 2016-06-02 2017-12-07 E. I. Du Pont De Nemours And Company Electroactive materials
JP2018035135A (ja) * 2016-08-30 2018-03-08 国立大学法人山形大学 新規イソニコチノニトリル誘導体、及びそれを用いた有機ｅｌ素子
US10125310B2 (en) 2015-02-06 2018-11-13 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Organic electroluminescence element and electronic device
CN109912494A (zh) * 2017-12-13 2019-06-21 江苏三月光电科技有限公司 一种以氰基苯为核心的化合物及其在oled器件上的应用
CN109912565A (zh) * 2017-12-13 2019-06-21 江苏三月光电科技有限公司 一种以氰基氮杂苯为核心的化合物及其在有机电致发光器件中的应用
CN109912564A (zh) * 2017-12-13 2019-06-21 江苏三月光电科技有限公司 一种以氰基氮杂苯为核心的化合物及其在oled器件上的应用
WO2019171891A1 (ja) * 2018-03-07 2019-09-12 日鉄ケミカル＆マテリアル株式会社 有機電界発光素子
JP2020510322A (ja) * 2017-01-16 2020-04-02 中国科学院長春應用化学研究所 青色有機エレクトロルミネッセンスデバイスおよびその製造方法
CN111303174A (zh) * 2018-12-11 2020-06-19 北京鼎材科技有限公司 一种有机电致发光材料及其应用
JP2020105341A (ja) * 2018-12-27 2020-07-09 日鉄ケミカル＆マテリアル株式会社 熱活性化遅延蛍光発光材料、及び有機電界発光素子
JP2021500439A (ja) * 2017-10-19 2021-01-07 ザ・ユニヴァーシティ・オブ・ダラムＴｈｅ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｄｕｒｈａｍ 熱活性化遅延蛍光分子、前記分子を含む材料および前記材料を含むデバイス
DE102016122122B4 (de) * 2015-11-18 2021-02-11 Cynora Gmbh Organische Moleküle, insbesondere zur Verwendung in organischen optoelektronischen Vorrichtungen
US11271169B2 (en) 2017-08-24 2022-03-08 Samsung Display Co., Ltd. Nitrogen-containing compound and organic electroluminescence device including the same
US11362286B2 (en) 2018-02-12 2022-06-14 Samsung Display Co., Ltd. Organic electroluminescence device and heterocyclic compound for organic electroluminescence device
US11563187B2 (en) 2017-11-15 2023-01-24 Samsung Display Co., Ltd. Nitrogen-containing compound-containing compound and organic electroluminescence device including the same
US11957043B2 (en) 2020-05-06 2024-04-09 Samsung Display Co., Ltd. Light-emitting device and electronic apparatus comprising same

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7752866B2 (ja) * 2022-01-24 2025-10-14 株式会社Kyulux 化合物、発光材料および発光素子

Citations (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004273190A (ja) * 2003-03-06 2004-09-30 Konica Minolta Holdings Inc 有機エレクトロルミネッセンス素子、有機エレクトロルミネッセンス素子材料、表示装置及び照明装置
JP2009094486A (ja) * 2007-09-18 2009-04-30 Fujifilm Corp 有機電界発光素子
KR20100131939A (ko) * 2009-06-08 2010-12-16 에스에프씨 주식회사 인돌로카바졸 유도체 및 이를 이용한 유기전계발광소자
US20120080670A1 (en) * 2009-05-13 2012-04-05 Samsung Mobile Display Co., Ltd. Compound containing a 5-membered heterocycle and organic light-emitting diode using same, and terminal for same
WO2012149999A1 (de) * 2011-05-05 2012-11-08 Merck Patent Gmbh Verbindungen für elektronische vorrichtungen
WO2013105747A1 (ko) * 2012-01-13 2013-07-18 덕산하이메탈(주) 유기전기 소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
KR20130093195A (ko) * 2012-02-14 2013-08-22 덕산하이메탈(주) 오원자 헤테로 고리를 포함하는 유기전기소자용 화합물, 이를 포함하는 유기전기소자 및 그 전자 장치
WO2013122364A2 (ko) * 2012-02-13 2013-08-22 덕산하이메탈(주) 유기전기소자용 화합물, 이를 포함하는 유기전기소자 및 그 전자 장치
WO2013191404A1 (ko) * 2012-06-22 2013-12-27 덕산하이메탈(주) 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
JP2014503502A (ja) * 2010-11-24 2014-02-13 メルク パテント ゲーエムベーハー 有機エレクトロルミネッセンス素子のための材料
WO2014058183A1 (ko) * 2012-10-11 2014-04-17 덕산하이메탈(주) 유기전기소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
JP2014513047A (ja) * 2011-02-17 2014-05-29 メルク パテント ゲーエムベーハー 電子素子のための材料
WO2014092083A1 (ja) * 2012-12-10 2014-06-19 出光興産株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子
KR20140083897A (ko) * 2012-12-26 2014-07-04 에스에프씨 주식회사 유기발광 화합물 및 이를 포함하는 유기전계발광소자
JP2014135466A (ja) * 2012-04-09 2014-07-24 Kyushu Univ 有機発光素子ならびにそれに用いる発光材料および化合物
WO2014157619A1 (ja) * 2013-03-29 2014-10-02 国立大学法人九州大学 有機エレクトロルミネッセンス素子
WO2014208698A1 (ja) * 2013-06-26 2014-12-31 出光興産株式会社 化合物、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料、有機エレクトロルミネッセンス素子、および電子機器
WO2015008580A1 (ja) * 2013-07-16 2015-01-22 国立大学法人九州大学 化合物、発光材料および有機発光素子

Patent Citations (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004273190A (ja) * 2003-03-06 2004-09-30 Konica Minolta Holdings Inc 有機エレクトロルミネッセンス素子、有機エレクトロルミネッセンス素子材料、表示装置及び照明装置
JP2009094486A (ja) * 2007-09-18 2009-04-30 Fujifilm Corp 有機電界発光素子
US20120080670A1 (en) * 2009-05-13 2012-04-05 Samsung Mobile Display Co., Ltd. Compound containing a 5-membered heterocycle and organic light-emitting diode using same, and terminal for same
KR20100131939A (ko) * 2009-06-08 2010-12-16 에스에프씨 주식회사 인돌로카바졸 유도체 및 이를 이용한 유기전계발광소자
JP2014503502A (ja) * 2010-11-24 2014-02-13 メルク パテント ゲーエムベーハー 有機エレクトロルミネッセンス素子のための材料
JP2014513047A (ja) * 2011-02-17 2014-05-29 メルク パテント ゲーエムベーハー 電子素子のための材料
WO2012149999A1 (de) * 2011-05-05 2012-11-08 Merck Patent Gmbh Verbindungen für elektronische vorrichtungen
WO2013105747A1 (ko) * 2012-01-13 2013-07-18 덕산하이메탈(주) 유기전기 소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
WO2013122364A2 (ko) * 2012-02-13 2013-08-22 덕산하이메탈(주) 유기전기소자용 화합물, 이를 포함하는 유기전기소자 및 그 전자 장치
KR20130093195A (ko) * 2012-02-14 2013-08-22 덕산하이메탈(주) 오원자 헤테로 고리를 포함하는 유기전기소자용 화합물, 이를 포함하는 유기전기소자 및 그 전자 장치
JP2014135466A (ja) * 2012-04-09 2014-07-24 Kyushu Univ 有機発光素子ならびにそれに用いる発光材料および化合物
WO2013191404A1 (ko) * 2012-06-22 2013-12-27 덕산하이메탈(주) 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
WO2014058183A1 (ko) * 2012-10-11 2014-04-17 덕산하이메탈(주) 유기전기소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
WO2014092083A1 (ja) * 2012-12-10 2014-06-19 出光興産株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子
KR20140083897A (ko) * 2012-12-26 2014-07-04 에스에프씨 주식회사 유기발광 화합물 및 이를 포함하는 유기전계발광소자
WO2014157619A1 (ja) * 2013-03-29 2014-10-02 国立大学法人九州大学 有機エレクトロルミネッセンス素子
WO2014208698A1 (ja) * 2013-06-26 2014-12-31 出光興産株式会社 化合物、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料、有機エレクトロルミネッセンス素子、および電子機器
WO2015008580A1 (ja) * 2013-07-16 2015-01-22 国立大学法人九州大学 化合物、発光材料および有機発光素子

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
HIROKI UOYAMA ET AL.: "Highly efficient organic light-emitting diodes from delayed fluorescence", NATURE, vol. 492, 2012, pages 234 - 240 *
TARO FURUKAWA ET AL.: "Reikishi Seisei Koritsu 100% o Shimesu Keiko Yuki EL Soshi", 2014 NEN 3 GATSU, THE 61ST JSAP SPRING MEETING KOEN YOKOSHU *

Cited By (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10125310B2 (en) 2015-02-06 2018-11-13 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Organic electroluminescence element and electronic device
US10351765B2 (en) 2015-02-06 2019-07-16 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Organic electroluminescence element and electronic device
WO2016158540A1 (ja) * 2015-03-27 2016-10-06 出光興産株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子、電子機器、および化合物
JPWO2016158540A1 (ja) * 2015-03-27 2018-02-08 出光興産株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子、電子機器、および化合物
US10547009B2 (en) 2015-03-27 2020-01-28 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Organic electroluminescent element, electronic device and compound
DE102016122122B4 (de) * 2015-11-18 2021-02-11 Cynora Gmbh Organische Moleküle, insbesondere zur Verwendung in organischen optoelektronischen Vorrichtungen
CN109195970B (zh) * 2016-06-02 2022-04-08 株式会社Lg 化学 电活性材料
US20170352815A1 (en) * 2016-06-02 2017-12-07 E I Du Pont De Nemours And Company Electroactive materials
KR20190004354A (ko) * 2016-06-02 2019-01-11 이 아이 듀폰 디 네모아 앤드 캄파니 전기 활성 물질
WO2017210075A1 (en) * 2016-06-02 2017-12-07 E. I. Du Pont De Nemours And Company Electroactive materials
KR102253690B1 (ko) * 2016-06-02 2021-05-17 주식회사 엘지화학 전기 활성 물질
US9966542B2 (en) 2016-06-02 2018-05-08 E I Du Pont De Nemours And Company Electroactive materials
JP2019520347A (ja) * 2016-06-02 2019-07-18 イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニーＥ．Ｉ．Ｄｕ Ｐｏｎｔ Ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ Ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙ 電気活性材料
CN109195970A (zh) * 2016-06-02 2019-01-11 E.I.内穆尔杜邦公司 电活性材料
JP2018035135A (ja) * 2016-08-30 2018-03-08 国立大学法人山形大学 新規イソニコチノニトリル誘導体、及びそれを用いた有機ｅｌ素子
JP2020510322A (ja) * 2017-01-16 2020-04-02 中国科学院長春應用化学研究所 青色有機エレクトロルミネッセンスデバイスおよびその製造方法
US11271169B2 (en) 2017-08-24 2022-03-08 Samsung Display Co., Ltd. Nitrogen-containing compound and organic electroluminescence device including the same
JP2021500439A (ja) * 2017-10-19 2021-01-07 ザ・ユニヴァーシティ・オブ・ダラムＴｈｅ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｄｕｒｈａｍ 熱活性化遅延蛍光分子、前記分子を含む材料および前記材料を含むデバイス
US11725013B2 (en) 2017-10-19 2023-08-15 The University Of Durham Thermally activated delayed fluorescence molecules, materials comprising said molecules, and devices comprising said materials
US11563187B2 (en) 2017-11-15 2023-01-24 Samsung Display Co., Ltd. Nitrogen-containing compound-containing compound and organic electroluminescence device including the same
CN109912564B (zh) * 2017-12-13 2022-08-16 江苏三月科技股份有限公司 一种以氰基氮杂苯为核心的化合物及其在oled器件上的应用
CN109912564A (zh) * 2017-12-13 2019-06-21 江苏三月光电科技有限公司 一种以氰基氮杂苯为核心的化合物及其在oled器件上的应用
CN109912565A (zh) * 2017-12-13 2019-06-21 江苏三月光电科技有限公司 一种以氰基氮杂苯为核心的化合物及其在有机电致发光器件中的应用
CN109912494A (zh) * 2017-12-13 2019-06-21 江苏三月光电科技有限公司 一种以氰基苯为核心的化合物及其在oled器件上的应用
US11362286B2 (en) 2018-02-12 2022-06-14 Samsung Display Co., Ltd. Organic electroluminescence device and heterocyclic compound for organic electroluminescence device
WO2019171891A1 (ja) * 2018-03-07 2019-09-12 日鉄ケミカル＆マテリアル株式会社 有機電界発光素子
JPWO2019171891A1 (ja) * 2018-03-07 2021-05-13 日鉄ケミカル＆マテリアル株式会社 有機電界発光素子
JP7332577B2 (ja) 2018-03-07 2023-08-23 日鉄ケミカル＆マテリアル株式会社 有機電界発光素子
US12185624B2 (en) 2018-03-07 2024-12-31 Nippon Steel Chemical & Material Co., Ltd. Organic electroluminescent element
CN111303174A (zh) * 2018-12-11 2020-06-19 北京鼎材科技有限公司 一种有机电致发光材料及其应用
CN111303174B (zh) * 2018-12-11 2023-08-22 北京鼎材科技有限公司 一种有机电致发光材料及其应用
JP7094215B2 (ja) 2018-12-27 2022-07-01 日鉄ケミカル＆マテリアル株式会社 熱活性化遅延蛍光発光材料、及び有機電界発光素子
JP2020105341A (ja) * 2018-12-27 2020-07-09 日鉄ケミカル＆マテリアル株式会社 熱活性化遅延蛍光発光材料、及び有機電界発光素子
US11957043B2 (en) 2020-05-06 2024-04-09 Samsung Display Co., Ltd. Light-emitting device and electronic apparatus comprising same
US12302743B2 (en) 2020-05-06 2025-05-13 Samsung Display Co., Ltd. Light-emitting device and electronic apparatus comprising same

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JPWO2016017684A1 (ja) 2017-05-18

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