CN102986052B - 有机电致发光元件、有机电致发光器件、有机el显示装置和有机el照明 - Google Patents

有机电致发光元件、有机电致发光器件、有机el显示装置和有机el照明 Download PDF

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Abstract

本发明的目的在于提供寿命长且为高效率的有机电致发光元件以及具有该元件的有机电致发光器件。本发明涉及依次具有阳极、发光层、2层以上的电子传输层和阴极的有机电致发光元件。该2层以上的电子传输层中的至少1层与该发光层相邻；该发光层含有发光材料和电荷传输材料；与该发光层相邻的电子传输层含有电荷传输材料；该发光层所含有的电荷传输材料与相邻于该发光层的电子传输层所含有的电荷传输材料可以为相同的材料，也可以为不同的材料。将该发光层所含有的电荷传输材料之中承担电子传输的电荷传输材料的电子亲和力设为EA1、将与该发光层相邻的电子传输层中所含有的电荷传输材料中电子亲和力绝对值最大的电荷传输材料的电子亲和力设为EA2时，EA1与EA2满足下式(1)所表示的关系。并且，将该2层以上的电子传输层之中最接近阴极侧的电子传输层中所含有的电荷传输材料中电子亲和力绝对值最大的电荷传输材料的电子亲和力设为EA3、将该阴极的功函设为WF时，EA3与WF满足下式(2)所表示的关系。式(1)：0.00eV≦｜EA1｜-｜EA2｜≦0.20eV式(2)：-1.60eV≦｜WF｜-｜EA3｜≦1.60eV。

Description

有机电致发光元件、有机电致发光器件、有机EL显示装置和有机EL照明
技术领域
本发明涉及有机电致发光元件、含有该元件的有机电致发光器件、有机EL显示装置和有机EL照明。
背景技术
对于有机电致发光元件，正积极进行开发以将其用于显示屏或照明等用途。有机电致发光元件通常由至少一反电极和夹在其间的有机发光层构成。对于有机电致发光元件，通常通过向两电极间施加电场，分别将电子由阴极、将空穴由阳极注入发光层中，该电子与空穴再结合，通过所生成的激子而发光。
但是，向发光层中注入电荷需要大量的能量，因而为了使有机电致发光元件高亮度地发光，需要为高电压，而且元件的寿命较短。
于是，在专利文献1中公开了下述的技术：在发光层与电极之间设置2个以上的电子传输层，对于各层的电子亲和力，使“发光层的电子亲和力<与发光层相邻的电子传输层的电子亲和力<自发光层起第二相邻的电子传输层的电子亲和力<···自发光层起第n相邻的电子传输层的电子亲和力”，由此来促进电荷注入、改善驱动耐久性。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2006-173588号公报
发明内容
发明所要解决的课题
但是，在专利文献1所公开的技术中，尚未得到具有充分性能的有机电致发光元件，希望进一步开发出寿命长且为高效率的有机电致发光元件。本发明的课题在于提供寿命长、发光效率高的有机电致发光元件以及具有该元件的有机电致发光器件、有机EL显示装置和有机EL照明。
用于解决课题的手段
本发明人为了解决上述课题进行了深入研究。其结果，特别意外地发现，相比于以往一直为人们所想到的“发光层的电子亲和力绝对值<与发光层相邻的电子传输层的电子亲和力绝对值”，通过使“发光层的电子亲和力绝对值≧与发光层相邻的电子传输层的电子亲和力绝对值”、且使“阴极功函的绝对值≧最接近阴极侧的电子传输层的电子亲和力绝对值”，可使有机电致发光元件的寿命长且发光效率高，从而完成了本发明。
即，本发明的第1要点在于一种有机电致发光元件，其为依次具有阳极、发光层、2层以上的电子传输层和阴极的有机电致发光元件，该有机电致发光元件的特征在于：该2层以上的电子传输层中的至少1层与该发光层相邻；该发光层含有发光材料和电荷传输材料；与该发光层相邻的电子传输层含有电荷传输材料；该发光层所含有的电荷传输材料与相邻于该发光层的电子传输层所含有的电荷传输材料可以为相同的材料，也可以为不同的材料；将该发光层所含有的电荷传输材料之中承担电子传输的电荷传输材料的电子亲和力设为EA1、将与该发光层相邻的电子传输层所含有的电荷传输材料之中电子亲和力绝对值最大的电荷传输材料的电子亲和力设为EA2时，EA1与EA2满足下式(1)所表示的关系；
将该2层以上的电子传输层之中最接近阴极侧的电子传输层所含有的电荷传输材料之中电子亲和力绝对值最大的电荷传输材料的电子亲和力设为EA3、将该阴极的功函设为WF时，EA3与WF满足下式(2)所表示的关系。
式(1)：0.00eV≦｜EA1｜-｜EA2｜≦0.20eV
式(2)：-1.60eV≦｜WF｜-｜EA3｜≦1.60eV
本发明的第2要点在于第1要点中的有机电致发光元件，其特征在于，上述EA1与上述EA2满足下式(3)所表示的关系。
式(3)：0.00eV<｜EA1｜-｜EA2｜≦0.20eV
本发明的第3要点在于第1或2要点中的有机电致发光元件，其特征在于，上述EA3与上述WF满足下式(4)所表示的关系。
式(4)：0.00eV≦｜WF｜-｜EA3｜≦1.60eV
本发明的第4要点在于第1～3任意1个要点中的有机电致发光元件，其特征在于，与上述发光层相邻的电子传输层含有与上述发光层所含有的电荷传输材料不同的电荷传输材料。
本发明的第5要点在于第1～4任意1个要点中的有机电致发光元件，其特征在于，上述发光层为通过湿式成膜法而制作的层。
本发明的第6要点在于一种有机电致发光器件(デバイス)，其在基板上具有发出彼此不同颜色的光的两种以上的有机电致发光元件(素子)，该有机电致发光器件的特征在于，该有机电致发光元件中的至少一种有机电致发光元件为第1～5要点中的任意1个要点所述的有机电致发光元件。
本发明的第7要点在于第6要点中的有机电致发光器件，其特征在于，上述有机电致发光元件中的全部有机电致发光元件为第1～5任意1个要点中所述的有机电致发光元件。
本发明的第8的要点为第6或7要点中的有机电致发光器件，其特征在于，上述有机电致发光元件中，至少两种有机电致发光元件所具有的与上述发光层相邻的电子传输层是相同的。
本发明的第9要点在于一种有机EL显示装置，其特征在于，其含有第1～5任意1个要点中所述的有机电致发光元件。
本发明的第10要点在于一种有机EL照明，其特征在于，其含有第1～5任意1个要点中所述的有机电致发光元件。
发明的效果
根据本发明，可以提供寿命长、发光效率高的有机电致发光元件。
本发明的有机电致发光元件的电流效率高、驱动寿命长，因而认为其可应用于作为平板·显示屏(例如OA(OfficeAutomation)计算机用或壁挂电视机)或面发光体发挥特征的光源(例如复印机的光源、液晶显示屏或计量表类的背光光源)、显示板、标识灯中，其技术价值高。
附图说明
图1为示意性示出本发明有机电致发光元件的结构的一例的截面图。
具体实施方式
下面对本发明进行详细说明，但本发明并不限于以下的说明，可以在不脱离本发明的要点的范围内进行各种变更来实施本发明。
〔有机电致发光元件〕
本发明的有机电致发光元件为至少依次具有阳极、发光层、2层以上的电子传输层和阴极的有机电致发光元件，其特征在于：该电子传输层中的至少1层与该发光层相邻；该发光层含有发光材料和电荷传输材料；与该发光层相邻的电子传输层含有电荷传输材料；该发光层所含有的电荷传输材料与相邻于该发光层的电子传输层所含有的电荷传输材料可以为相同的材料，也可以为彼此不同的材料；将该发光层所含有的电荷传输材料中承担电子传输的电荷传输材料的电子亲和力设为EA1、将与该发光层相邻的电子传输层所含有的电荷传输材料之中电子亲和力绝对值最大的电荷传输材料的电子亲和力设为EA2时，EA1与EA2满足下式(1)所表示的关系；将该电子传输层中最接近阴极侧的电子传输层所含有的电荷传输材料之中电子亲和力绝对值最大的电荷传输材料的电子亲和力设为EA3、将该阴极的功函设为WF时，EA3与WF满足下式(2)所表示的关系。
式(1)：0.00eV≦｜EA1｜-｜EA2｜≦0.20eV
式(2)：-1.60eV≦｜WF｜-｜EA3｜≦1.60eV
需要说明的是，在下文中，有时将电子亲和力简称为“EA”。
本发明的有机电致发光元件具有2层以上的电子传输层。所谓电子传输层指的是具有电子传输性的电介质层。电子传输层由下述化合物形成，该化合物可使从阴极注入的电子在提供电场的电极间效率良好地在发光层的方向进行传输。并且，在该电子传输层中，有时将与该发光层相邻的电子传输层简称为“相邻电子传输层”、将最接近阴极侧的电子传输层简称为“阴极侧电子传输层”。
需要说明的是，电子注入层指的是具有从阴极向电子传输层的电子注入性的非导电体层，并且其指的是与本发明的电子传输层不同的层。另外，阴极指的是构成阳极的异性极的电极。
[承担电子传输的电荷传输材料]
所谓“承担电子传输的电荷传输材料”指的是下述材料：在发光层中含有2种以上的电荷传输材料的情况下，在通过电荷传输材料单层膜的TimeofFlight(ToF)法测定的电荷迁移率中观测到的、电子迁移率测定时的电荷检测量Q(e)相对于空穴迁移率测定时的电荷检测量Q(h)之比“Q(e)/Q(h)”为最大的材料。
<电荷检测量之比“Q(e)/Q(h)”>
基于ToF法的电荷迁移率测定中的电荷检测量之比“Q(e)/Q(h)”可以通过下述方法进行测定。
在半透明电极上将测定对象——电荷传输材料和反电极(対電極)成膜后，进行密封，从而制作测定用样品。对于电荷传输材料的成膜方法，只要可得到良好的无定形膜，湿式法与干式法均可。对于进行成膜的电荷传输膜材料的膜厚，只要在电荷转移测定时发生电荷分离的场所～反电极为止的距离足够长、该距离不会对电荷传输性的评价带来影响即可。具体地说，膜厚优选为500nm以上、更优选为1000nm以上。
接下来，按照半透明电极为阳极、反电极为阴极来施加一定的电场强度。从在膜内部迁移的电荷自然扩散的影响小的方面考虑，优选电场强度大；但另一方面，从将电荷拉到反电极的效果不会过强、容易对电荷损失等进行精确评价的方面考虑，优选电场强度小。具体地说，电场强度优选为90kV/cm以上、更优选为120kV/cm以上，并且另一方面优选为360kV/cm以下、更优选为310kV/cm以下。
在该状态下，从半透明电极侧对测定用样品照射单色光脉冲激光。对于激光照射时的电场强度、激光的激发波长、脉冲宽度和每1脉冲的光量的条件与对测定电荷检测量之比的对象样品进行空穴电荷量Q(h)与电子电荷量Q(e)测定时相同。对于每1脉冲的光量，从过剩量电荷所产生的影响使电荷传输性被高估的可能性低的方面考虑，优选每1脉冲的光量少，具体地说，优选为30μJ以下。
若对电荷传输材料膜进行光的照射，则在该膜的半透明电极侧发生电荷分离，空穴向反电极侧发生迁移。通过利用示波器等测定该电流值来计算出空穴电荷量Q(h)。接下来，按照使半透明电极为阴极、使反电极为阳极来施加一定的电场强度，进行同样的操作，从而计算出电子电荷量Q(e)。然后，可通过求得二者之比来求出电荷检测量之比“Q(e)/Q(h)”。
在进行空穴电荷量Q(h)与电子电荷量Q(e)的测定时，通过使激光照射时的电场强度、激光的激发波长、脉冲宽度和每1脉冲的光量(激发能量)为相同条件，可使在空穴电荷量Q(h)与电子电荷量Q(e)的测定时在各电荷分离中所产生的电荷量一定。从而，电荷检测量之比“Q(e)/Q(h)”为表示更易流通空穴的材料还是更易流通电子的材料的指标。即，电荷检测量之比“Q(e)/Q(h)”越大，则表示该材料易使电子流动的性质。由此，在本发明的发光层含有两种以上的电荷传输材料的情况下，可将通过电荷传输材料单层膜的ToF法测定的电荷迁移率中所观测的空穴迁移率测定时的电荷检测量与电子迁移率测定时的电荷检测量之比Q(e)/Q(h)最大的材料判断为承担电子传输的材料。
<阴极材料的功函>
阴极材料的功函通常可利用光电子分光法来求得。在利用光电子分光法进行的测定中，在10-8torr后半～10-10torr的超真空下，对样品照射紫外线的单色光或X射线，利用光电子增倍管等对于从金属表面飞出的电子进行检测，获得激发样品的能量与检测出的电子数的相关性，由此可求得功函。特别是对于单质材料的功函，Michaeison,HrbertB.在1977年进行了报告(J.Appl.Phys.,48.4729(1977))。具体以铝的情况为例进行说明。在10-9～10-10torr的真空度下，在作为测定用台座的石英上进行铝的蒸镀，由此来制作洁净的无定形铝薄膜。并且，在超真空下，以高压汞灯为光源，利用单色器取出单色光，对样品表面进行照射。计算出从样品表面飞出的电子数，获得与光源能量的相关性，从而计算出其值为4.28eV。另外，关于银、金、镍之类的金属的功函，银为4.26eV、金为5.10eV、镍为5.15eV，这些功函值也分别作为极一般的值而为人知。
[作用机制]
如上所述，本发明的有机电致发光元件的特征在于，发光层内的电荷传输材料之中承担电子传输的电荷传输材料的EA的绝对值｜EA1｜大于或等于相邻电子传输层内的电荷传输材料中EA的绝对值最大的电荷传输材料的EA的绝对值｜EA2｜，优选｜EA1｜大于｜EA2｜。采用该构成所产生的作用机制推测如下。
在发光层内的电荷传输材料的EA(EA1)小于相邻电子传输层内的电荷传输材料EA(EA2)、也即｜EA1｜-｜EA2｜<0eV的现有元件中，在发光层与相邻电子传输层的界面处发生来源于EA间隙(ギャップ)的电子蓄积。如此蓄积的电子会引起发光层与相邻电子传输层之间的界面发光层侧发生空穴蓄积；界面处发生复合受激态(エキシプレックス)；等等。可认为，所产生的电荷引起界面附近的发光材料或电荷传输材料的劣化，会导致元件寿命降低，进一步会阻碍发光层中激子的产生、引起激子的消光，无法效率良好地取得界面附近发光层的发光。
与此相对，本发明的有机电致发光元件中，相比于｜EA1｜，｜EA2｜与其一致或更小，因而发光层与相邻电子传输层之间蓄积的电子少，可抑制基于上述理由的元件寿命降低和发光效率降低，由此可更进一步得到寿命长、发光效率良好的有机电致发光元件。
并且，另一方面，在｜EA1｜-｜EA2｜为上述式(1)和(3)的上限以下的情况下，发光层与相邻电子传输层的EA差小，电荷的授受平稳地进行，不易引起电子蓄积所致的劣化。因此，使｜EA1｜-｜EA2｜为0.20eV以下。
另外，本发明的有机电致发光元件的特征在于，阴极功函(WF)的绝对值与阴极侧电子传输层内的电荷传输材料中电子亲和力绝对值最大的电荷传输材料的EA(EA3)的绝对值之差为一定值以下。采用该构成所产生的作用机制推测如下。
即，在｜EA1｜与｜EA2｜满足上述式(1)所表示的关系且｜WF｜-｜EA3｜为-1.60eV以上、1.60eV以下时，从阴极向阴极侧电子传输层的电子注入障碍减小，可效率良好地进行电子的注入。但是，在不满足上述式(1)或(2)的情况下，发光层与相邻电子传输层之间蓄积的电子量也会增多，因而，在同时满足式(1)和(2)时，电子可效率良好地进入到发光层，发光层附近不易发生电子的蓄积，可制成寿命长、发光效率优异的元件。
<电子亲和力>
在本发明中，由单层膜吸收光谱计算出能带间隙(Eg)，电荷传输材料的电子亲和力(EA)为由该能带间隙(Eg)与后述的电离势(IP)的值通过下式而计算出的值。
EA=IP-Eg
<电离势(IP)的测定方法>
电荷传输材料的电离势(IP)可以通过使用理研计量表株式会社制造的“AC-1”、“AC-3”、Optel社制造的“PCR-101”、“PCR-201”等市售的电离势测定装置来进行测定。
电离势(IP)测定用的样品可以通过利用湿式或干式法使该电荷传输材料在ITO基板上成膜来制作。作为湿式成膜法，可以举出将该电荷传输材料溶于二甲苯、甲苯等有机溶剂中并利用旋涂法进行成膜的方法等。另外，作为干式成膜法，可以举出真空蒸镀法等。
<能带间隙(Eg)的测定方法>
能带间隙(Eg)是使用紫外-可视吸光度计通过薄膜吸收光谱的测定而得到的。具体地说，在薄膜吸收光谱的短波长侧的开始上升(立ち上がり)部分引出吸收光谱与基线的切线，由该两切线交点的波长W(nm)通过下式来求出。
Eg=1240÷W
即，例如，在该交点的波长为470nm的情况下的Eg为1240÷470=2.63(eV)。
对于表示该能带间隙的能量的测定，只要利用能够测定吸收光谱的装置进行测定即可，对于装置的种类等没有特别限制，例如可使用日立制作所制“F4500”等。
表示能带间隙的能量测定用样品可通过利用湿式或干式法使该电荷传输材料在玻璃基板上成膜来进行制作。作为湿式成膜法，可以举出将该电荷传输材料溶于二甲苯、甲苯等有机溶剂中并利用旋涂法进行成膜的方法等。另外，作为干式成膜法，可以举出真空蒸镀法等。
[发光层]
本发明的有机电致发光元件所具有的发光层含有至少一种以上的发光材料(具有发光性质的材料)与一种以上的电荷传输材料。并且，发光层可以含有发光材料作为掺杂剂材料、含有空穴传输材料或电子传输材料等电荷传输材料作为宿主(ホスト)材料。进一步地，发光层也可以在无损于本发明效果的范围内含有其它成分。另外，在利用湿式成膜法形成发光层的情况下，优选均使用低分子量材料。
｛发光材料｝
作为发光材料，可以应用通常作为有机电致发光元件的发光材料使用的任意公知材料，没有特别限制，只要使用在所期望的发射光波长下发光、发光效率良好的物质即可。作为发光材料，可以为荧光发光材料，也可以为磷光发光材料，从内部量子效率的方面出发，优选磷光发光材料。并且，例如蓝色可使用荧光发光材料、绿色和红色可使用磷光发光材料等，可将荧光发光材料与磷光发光材料组合使用。
需要说明的是，出于提高在下述溶剂中的溶解性的目的，优选降低发光材料分子的对称性或刚性、或者导入烷基等亲油性取代基；其中所述溶剂为制备发光层形成用组合物所使用的溶剂，该发光层形成用组合物被用于通过湿式成膜法形成发光层时。
作为发光材料，可以仅使用任意1种，也可以以任意组合和比例合用两种以上。
<荧光发光材料>
以下举出发光材料中的荧光发光材料的实例，但荧光发光材料并不限定于以下的示例物。
作为提供蓝色发光的荧光发光材料(蓝色荧光色素)，可以举出例如萘、1,2-苯并菲、二萘嵌苯、芘、蒽、香豆素、对双(2-苯基乙烯基)苯、芳基胺和它们的衍生物等。其中优选蒽、1,2-苯并菲、芘、芳基胺和它们的衍生物等。
作为提供绿色发光的荧光发光材料(绿色荧光色素)，可以举出例如喹吖啶酮、香豆素、Al(C9H6NO)3等铝络合物和它们的衍生物等。
作为提供黄色发光的荧光发光材料(黄色荧光色素)，可以举出例如红荧烯、1,3-二氢-2H-萘嵌间二氮杂苯-2-酮和它们的衍生物等。
作为提供红色发光的荧光发光材料(红色荧光色素)，可以举出例如DCM(4-(二氰基亚甲基)-2-甲基-6-(对二甲氨基苯乙烯)-4H-吡喃)系化合物、苯并吡喃、若丹明、苯并噻吨、氮杂苯并噻吨等呫吨；以及它们的衍生物等。
作为属于上述提供蓝色荧光的材料的芳基胺衍生物，从元件的发光效率、驱动寿命等方面出发，更具体地说，优选下式(X)所表示的化合物。
[化1]
(式中，Ar21表示核碳原子数为10～40的取代或者无取代的缩合芳香环基，Ar22和Ar23各自独立地表示碳原子数为6～40的取代或者无取代的1价芳香族烃环基，p表示1～4的整数。)
需要说明的是，本发明中的芳香环基可以为芳香族烃环基，也可以为芳香族杂环基。
作为Ar21，具体地说，可以举出具有1个剩余化合价的萘、菲、荧蒽、蒽、芘、二萘嵌苯、六苯并苯、1,2-苯并菲、苉(ピセン)、二苯基蒽、芴、苯并[9,10]菲、玉红省(ルビセン)、苯并蒽、苯基蒽、双蒽、二蒽基苯或二苯并蒽等。此处，对于本发明中的剩余化合价，如《有機化学·生化学命名法(上)》(修订第2版、南江堂、1992年发行)中所记载，指的是可与其它剩余化合价形成键的化合价。
下面示出了作为荧光发光材料的芳基胺衍生物的优选具体例，但本发明的荧光发光材料并不限于这些。下文中，“Me”表示甲基，“Et”表示乙基。
[化2]
[化3]
[化4]
[化5]
<磷光发光材料>
作为磷光发光材料，可以举出例如含有选自长周期型周期表(以下，只要没有特别注明，在称为“周期表”的情况下，指的是长周期型周期表。)第7～11族中的金属作为中心金属的Werner型络合物或有机金属络合物等。
作为选自周期表第7～11族中的金属，优选可以举出钌、铑、钯、银、铼、锇、铱、铂、金等，其中更优选为铱或铂。
作为络合物的配位体，优选(杂)芳基吡啶配位体、(杂)芳基吡唑配位体等(杂)芳基与吡啶、吡唑、菲咯啉等连结而成的配位体，特别优选苯基吡啶配位体、苯基吡唑配位体。此处，(杂)芳基表示芳基或杂芳基。
作为磷光发光材料，具体地说，可以举出三(2-苯基吡啶)铱、三(2-苯基吡啶)钌、三(2-苯基吡啶)钯、双(2-苯基吡啶)铂、三(2-苯基吡啶)锇、三(2-苯基吡啶)铼、八乙基卟啉铂、八苯基卟啉铂、八乙基卟啉钯、八苯基卟啉钯等。
对于作为磷光发光材料的磷光性有机金属络合物，特别优选可以举出下式(III)或式(IV)所表示的化合物。
ML(q-j)L’j(III)
(式(III)中，M表示金属，q表示上述金属的价数。并且，L和L’表示二齿配位体。j表示0、1或2的数。)
[化6]
(式(IV)中，M7表示金属，T表示碳原子或氮原子。R92～R95各自独立地表示取代基。其中T为氮原子的情况下，无R94和R95。)
下面首先对式(III)所表示的化合物进行说明。
式(III)中，M表示任意的金属，作为优选的具体例，可以举出作为选自周期表第7～11族的金属举出的上述金属等。
并且，式(III)中，二齿配位体L表示具有以下部分结构的配位体。
[化7]
上述L的部分结构中，环A1表示具有或不具有取代基的芳香环基。本发明中的芳香环基可以为芳香族烃环基，也可以为芳香族杂环基。
作为该芳香族烃环基，可以举出具有1个剩余化合价的5或6元环的单环或2～5稠环等。
作为该芳香族烃环基的具体例，可以举出具有1个剩余化合价的苯环、萘环、蒽环、菲环、二萘嵌苯环、并四苯环、芘环、苯并芘环、1,2-苯并菲环、苯并[9,10]菲环、苊环、荧蒽环、芴环等。
作为该芳香族杂环基，可以举出具有1个剩余化合价的5或6元环的单环或2～4稠环等。
作为具体例，可以举出具有1个剩余化合价的呋喃环、苯并呋喃环、噻吩环、苯并噻吩环、吡咯环、吡唑环、咪唑环、噁二唑环、吲哚环、咔唑环、吡咯并咪唑环、吡咯并吡唑环、吡咯并吡咯环、噻吩并吡咯环、噻吩并噻吩环、呋喃并吡咯环、呋喃并呋喃环、噻吩并呋喃环、苯并异噁唑环、苯并异噻唑环、苯并咪唑环、吡啶环、吡嗪环、哒嗪环、嘧啶环、三嗪环、喹啉环、异喹啉环、噌啉环、喹喔啉环、菲啶环、萘嵌间二氮杂苯环、喹唑啉环、喹唑啉酮环、甘菊环等。
并且，上述L的部分结构中，环A2表示具有或不具有取代基的含氮芳香族杂环基。
作为该含氮芳香族杂环基，可以举出具有1个剩余化合价的5或6元环的单环或2～4稠环等。
作为具体例，可以举出具有1个剩余化合价的吡咯环、吡唑环、咪唑环、噁二唑环、吲哚环、咔唑环、吡咯并咪唑环、吡咯并吡唑环、吡咯并吡咯环、噻吩并吡咯环、呋喃并吡咯环、噻吩并呋喃环、苯并异噁唑环、苯并异噻唑环、苯并咪唑环、吡啶环、吡嗪环、哒嗪环、嘧啶环、三嗪环、喹啉环、异喹啉环、喹喔啉环、菲啶环、萘嵌间二氮杂苯环、喹唑啉环、喹唑啉酮环等。
作为环A1或环A2分别可以具有的取代基的示例，可以举出：卤原子；烷基；链烯基；烷氧基羰基；烷氧基；芳氧基；二烷基氨基；二芳基氨基；咔唑基；酰基；卤烷基；氰基；芳香族烃环基等。并且，在环A1为含氮芳香族杂环基的情况下以及环A2可以具有芳香族烃环基作为取代基。
并且，式(III)中，二齿配位体L’表示具有以下部分结构的配位体。其中，在下式中，“Ph”表示苯基。
[化8]
其中，作为L’，从络合物稳定性的方面出发，优选以下举出的配位体。
[化9]
作为式(III)所表示的化合物，进一步优选可以举出下式(IIIa)、(IIIb)、(IIIc)所表示的化合物。
[化10]
(式(IIIa)中，M4表示与M同样的金属，w表示上述金属的价数，环A1表示具有或不具有取代基的芳香族烃环基，环A2表示具有或不具有取代基的含氮芳香族杂环基。)
[化11]
(式(IIIb)中，M5表示与M同样的金属，w表示上述金属的价数，环A1表示具有或不具有取代基的芳香环基，环A2表示具有或不具有取代基的含氮芳香族杂环基。)
[化12]
(式(IIIc)中，M6表示与M同样的金属，w表示上述金属的价数，j表示0、1或2，环A1和环A1’各自独立地表示具有或不具有取代基的芳香环基，环A2和环A2’各自独立地表示具有或不具有取代基的含氮芳香族杂环基。)
上述式(IIIa)～(IIIc)中，作为环A1和环A1’的芳香环基的优选例，可以举出苯基、联苯基、萘基、蒽基、噻吩基、呋喃基、苯并噻吩基、苯并呋喃基、吡啶基、喹啉基、异喹啉基、咔唑基等。
上述式(IIIa)～(IIIc)中，作为环A2和环A2’的含氮芳香族杂环基的优选例，可以举出吡啶基、嘧啶基、吡唑基、三嗪基、苯并噻唑基、苯并噁唑基、苯并咪唑基、喹啉基、异喹啉基、喹喔啉基、菲啶基等。
作为上述式(IIIa)～(IIIc)中的环A1和环A1’的芳香环基、环A2和环A2’的含氮芳香族杂环基可以具有的取代基，可以举出：卤原子；烷基；链烯基；烷氧基羰基；烷氧基；芳氧基；二烷基氨基；二芳基氨基；咔唑基；酰基；卤烷基；氰基等。
需要说明的是，这些取代基可以相互连结形成环。作为具体例，可以举出：环A1所具有的取代基与环A2所具有的取代基结合、或者环A1’所具有的取代基与环A2’所具有的取代基结合，从而可形成一个稠环。作为这样的稠环，可以举出7,8-苯并喹啉基等。
其中，作为环A1、环A1’、环A2和环A2’的取代基，更优选可以举出烷基、烷氧基、芳香族烃环基、氰基、卤原子、卤烷基、二芳基氨基、咔唑基等。
并且，作为式(IIIa)～(IIIc)中的M4～M6的优选例，可以举出钌、铑、钯、银、铼、锇、铱、铂或金等。
下面示出上述式(III)和(IIIa)～(IIIc)所表示的有机金属络合物的具体例，但其并不限于下述的化合物。
[化13]
[化14]
上述式(III)所表示的有机金属络合物中，特别优选具有2-芳基吡啶系配位体(即2-芳基吡啶、其上结合任意取代基而成的配位体、以及其上缩合有任意基团而成的配位体)作为配位体L和/或L’的化合物。
另外，国际公开第2005/019373号中记载的化合物也可以作为发光材料使用。
接下来，对式(IV)所表示的化合物进行说明。
式(IV)中，M7表示金属。作为具体例，可以举出作为选自周期表第7～11族中的金属举出的上述金属等。作为M7，其中优选可以举出钌、铑、钯、银、铼、锇、铱、铂或金，特别优选可以举出铂、钯等2价金属。
并且，式(IV)中，R92和R93各自独立地表示氢原子、卤原子、烷基、芳烷基、链烯基、氰基、氨基、酰基、烷氧基羰基、羧基、烷氧基、烷基氨基、芳烷基氨基、卤烷基、羟基、芳氧基、芳香环基。
进一步地，T为碳原子的情况下，R94和R95各自独立地表示与作为R92和R93而举出的基团相同的取代基。并且，T为氮原子的情况下，无R94和R95。
并且，R92～R95可以进一步具有取代基。具有取代基的情况下，其种类没有特别限制，可以将任意基团作为取代基。
进一步地，R92～R95中的任意2个以上的基团可以相互连结形成环。
下面示出了式(IV)所表示的有机金属络合物的具体例(T-1、T-10～T-15)，但其并不限于下述的示例物。另外，在以下的化学式中，“Me”表示甲基，“Et”表示乙基。
[化15]
这些发光材料可以单独使用一种，并且也可将两种以上以任意的组合和比例进行使用。
<分子量>
只要不显著损害本发明的效果，本发明中的发光材料的分子量为任意的。本发明中的发光材料的分子量优选为10000以下、更优选为5000以下、进一步优选为4000以下、特别优选为3000以下。并且，本发明中的发光材料的分子量通常为100以上、优选为200以上、更优选为300以上、进一步优选为400以上。
从如下方面考虑优选发光材料的分子量大：玻璃化转变温度、熔点、分解温度等较高、发光层材料和所形成的发光层的耐热性优异的方面；以及不易产生由于气体发生、再结晶化和分子迁移等所致的膜质降低、或不易产生与材料热分解相伴的杂质浓度上升等方面。另一方面，从有机化合物的精制容易、易于溶解在溶剂的方面考虑，优选发光材料的分子量小。
在本发明的发光层中，通常可含有0.01重量%以上、优选为0.05重量%以上、进一步优选为0.1重量%以上的发光材料。并且，发光材料可含有通常为35重量%以下、优选为20重量%以下、进一步优选为10重量%以下。需要说明的是，在合用2种以上的发光材料的情况下，优选使它们的合计含量包含在上述范围内。
｛电荷传输材料｝
有机电致发光元件的发光层中，发光材料优选自具有电荷传输性能的宿主材料接受电荷或能量而发光。因而，发光层通常含有例如作为该宿主材料使用的电荷传输材料。电荷传输材料包括具有空穴传输性的化合物(有时称为空穴传输材料或空穴传输性化合物)以及具有电子传输性的化合物(有时称为电子传输材料或电子传输性化合物)。发光层可以含有空穴传输材料与电子传输材料这两者，也可以含有任意之一。需要说明的是，发光层包含具有空穴传输性的化合物，但在不包含具有电子传输性的化合物的情况下，在发光层中，只要具有空穴传输性的化合物可传输电子即可。
此处，作为电荷传输材料的示例，可以举出芳香族胺系化合物、酞菁系化合物、卟啉系化合物、噻吩系化合物、苄基苯基系化合物、芴系化合物、腙系化合物、硅氮烷系化合物、硅胺烷系化合物、磷酰胺系化合物、喹吖啶酮系化合物、苯并[9,10]菲系化合物、咔唑系化合物、芘系化合物、蒽系化合物、菲咯啉系化合物、喹啉系化合物、吡啶系化合物、三嗪系化合物、噁二唑系化合物、咪唑系化合物等。
这些电荷传输材料可以单独使用一种，并且可将两种以上以任意的组合以及比例进行使用。
电子传输材料优选为具有电子传输性单元的化合物。所谓电子传输性单元(电子传输单元)为对电子的耐久性优异、具有电子传输性的结构(单元)。另外，在发光层中含有2种以上的电荷传输材料的情况下，该具有电子传输单元的化合物容易成为上述承担电子传输的电荷传输材料。
本发明中的电子传输单元为电子易于进入到单元中并且易将已进入的电子稳定化的单元。例如，吡啶环等由于氮原子的缘故，其环略微缺电子，容易接受电子，进入到环中的电子呈非局域化，从而在吡啶环上稳定化。
作为具有上述这样性能的单元的结构，可以举出含有带sp2杂化轨道的杂原子的单环或稠环。此处，出于易形成sp2杂化轨道、对电子的稳定性高、电子传输性高的原因，杂原子优选氮、氧、硫和硒，特别优选氮。从电子传输性高的方面考虑，优选电荷传输材料所拥有的具有sp2杂化轨道的杂原子数多。
下面举出电子传输单元的实例，但并不限于这些。
作为电子传输单元，具体地说，可以举出喹啉环、喹唑啉环、喹喔啉环、菲咯啉环、吡啶环、嘧啶环、哒嗪环、吡嗪环、三嗪环、噻二唑环、苯并噻二唑环、羟基喹啉金属络合物、菲咯啉金属络合物、六氮杂苯并[9,10]菲结构、四氰基苯并喹啉结构等。其中，出于对电子的稳定性高、电子传输性高的原因，优选可以举出喹啉环、喹唑啉环、喹喔啉环、菲咯啉环、吡啶环、嘧啶环、哒嗪环、吡嗪环、三嗪环等，其中从电气稳定性优异的方面考虑，优选可以举出喹啉环、喹唑啉环、吡啶环、嘧啶环、三嗪环、1,10-菲咯啉环等。
需要说明的是，在上述电子传输单元为含有氮原子的6元环的单环或稠环的情况下，优选氮原子的邻位和对位全部被芳香环所取代。
其理由如下。即，含有氮原子的6元环的邻位和对位为活性部位，通过将此处被芳香环基取代，电子呈非局域化。由此，电子更稳定。
需要说明的是，在上述电子传输单元为含有氮原子的6元环的稠环的情况下，氮原子的邻位和对位之中未形成稠环的一部分的部位被芳香环基所取代即可。
作为电子传输材料，由于对电子的稳定性高、电子传输性高的原因，更优选具有下述(b)组(电子传输单元)中举出的环的衍生物的有机化合物。
(b)组
[化16]
(其中，上述(b)组所含有的环均在氮原子的邻位和对位全部具有芳香环基取代基。)
上述(b)组中，对于氮原子的同一环状的2,4,6位碳原子上的取代了氢原子的芳香环基没有特别限制。即，其可以为芳香族烃环基、也可以为芳香族杂环基，从对电氧化具有优异的耐久性的方面考虑，优选为芳香族烃环基。芳香环基的碳原子数优选为6～30，并且，芳香环基为稠环的情况下，该稠合的芳香环数优选为2～4。
此处，作为上述(b)组中含有的环结构所具有的优选取代基，可以举出卤原子，以及进一步可以举出具有或不具有取代基的碳原子数为1～10的烷基、碳原子数为2～10的链烯基或碳原子数为6～30的1价芳香族烃环基等。
并且，作为低分子量的电子传输材料，可以举出2,5-双(1-萘基)-1,3,4-噁二唑(BND)、2,5-双(6’-(2’,2”-联吡啶))-1,1-二甲基-3,4-二苯基噻咯(PyPySPyPy)、红菲绕啉(BPhen)、2,9-二甲基-4,7-二苯基-1,10-菲咯啉(BCP、浴铜灵)、2-(4-联苯基)-5-(对叔丁基苯基)-1,3,4-噁二唑(tBu-PBD)、4,4’-双(9-咔唑)-联苯(CBP)等。
需要说明的是，在发光层中，电子传输材料可以仅使用一种，也可以以任意组合和比例合用两种以上。
空穴传输材料优选为具有空穴传输性单元的化合物。所谓空穴传输性单元(空穴传输单元)为对空穴的耐久性优异、具有空穴传输性的结构(单元)。
本发明中的空穴传输单元表示的是具有易于从发光层取出空穴的电离势并且对空穴稳定的单元。
易于从发光层中取出空穴的电离势通常为5.4eV以上、优选为5.5eV以上、更优选为5.6eV以上，并且另一方面，通常为6.3eV以下、优选为6.2eV以下、更优选为6.1eV以下。
并且，对空穴稳定指的是，空穴传输单元即使为自由基状态也不易分解。其为这样的情况：由于自由基阳离子被非局域化，从而即使为自由基状态也呈稳定化。
作为具有上述这样性能的单元的结构，可以举出含有带sp3轨道的杂原子的结构或者碳原子数为4n系的芳香族稠环等。
下面举出空穴传输单元的实例，但并不限于这些。
作为空穴传输单元，具体地说，可以举出咔唑环、酞菁环、萘酞菁结构、卟啉结构、三芳基胺结构、三芳基膦结构、苯并呋喃环、二苯并呋喃环、芘环、苯二胺结构、吡咯环、联苯胺结构、苯胺结构、二芳基胺结构、咪唑啉酮结构、吡唑环等。其中，出于对空穴的稳定性优异、空穴传输性高的理由，优选为咔唑环、苯并呋喃环、二苯并呋喃环、芘环、三芳基胺结构，更优选为咔唑环、苯并呋喃环、二苯并呋喃环、芘环，特别优选为咔唑环、芘环。
作为空穴传输材料，出于对空穴的稳定性优异、空穴传输性高的理由，更优选具有下述(a)组(空穴传输单元)中举出的任一环的衍生物的有机化合物。
(a)组
[化17]
这些环结构也可以具有取代基，作为优选的取代基，可以举出卤原子，以及进一步可以举出具有或不具有取代基的碳原子数为1～10的烷基、碳原子数为2～10的链烯基或碳原子数为6～30的1价芳香族烃环基等。
更具体地说，作为低分子量的空穴传输材料的示例，可以举出：以4,4’-双[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]联苯为代表的、含有2个以上叔胺且2个以上的缩合芳香环取代在氮原子上的芳香族胺系化合物(日本特开平5-234681号公报)；4,4’,4”-三(1-萘基苯基氨基)三苯胺等具有星爆结构的芳香族胺系化合物(JournalofLuminescence,1997年,Vol.72-74,pp.985)；由三苯胺的四聚体形成的芳香族胺系化合物(ChemicalCommunications,1996年,pp.2175)；2,2’,7,7’-四-(二苯基氨基)-9,9’-螺双芴等芴系化合物(SyntheticMetals,1997年,Vol.91,pp.209)等。并且，可以使用后述的[空穴注入层]中作为(低分子量的空穴传输材料)而示例出的化合物。
需要说明的是，在发光层中，空穴传输材料可以仅使用一种，也可以以任意组合和比例合用两种以上。
<分子量>
只要不显著损害本发明的效果，本发明中的电荷传输材料的分子量为任意的。本发明中的电荷传输材料的分子量通常为10000以下、优选为5000以下、更优选为4000以下、进一步优选为3000以下。并且，本发明中的电荷传输材料的分子量通常为100以上、优选为200以上、更优选为300以上、进一步优选为400以上。
从以下方面考虑优选电荷传输材料的分子量在上述范围内：玻璃化转变温度、熔点、分解温度等较高、发光层材料和所形成的发光层的耐热性良好的方面；以及不易产生由于再结晶化或分子迁移等所致的膜质降低、或不易产生与材料热分解相伴的杂质浓度上升等；元件性能优异的方面；以及精制容易的方面。
<电子亲和力(EA)>
发光层中，上述那样的电荷传输材料可以仅含有1种，也可以含有2种以上。在发光层中含有2种以上的电荷传输材料的情况下，优选主要承担电子传输的电荷传输材料(电子传输材料)的EA大于主要承担空穴传输的电荷传输材料(空穴传输材料)的EA。即，一般来说，在同一层含有2种以上的电荷传输材料的情况下，电子易附着于EA大的材料，因而通过将EA大的电荷传输材料作为电子传输材料，可以制作发光效率高·寿命长的元件。
对于本发明的发光层所含有的承担电子传输的电荷传输材料的EA的绝对值｜EA1｜，从电子存在于传输电子的能级时化合物易于呈稳定状态的方面考虑，优选该｜EA1｜较大；并且，另一方面，从因形成稳定自由基阴离子而不易对电荷的传输或授受、激子的生成产生阻碍等方面考虑，优选该｜EA1｜较小。具体地说，｜EA1｜优选为2.40eV以上、更优选为2.50eV以上；另外还优选为3.30eV以下、更优选为3.20eV以下。
在电荷传输材料的化学结构与｜EA｜之间，通常多认为有以下趋势。例如，在为中心处具有呈芳香性的6元环单环的材料的情况下，｜EA｜倾向于以苯环(杂原子0个)<吡啶环(杂原子1个)<嘧啶环(杂原子2个)<三嗪环(杂原子3个)的顺序增大。并且，在为相同结构的芳香环的稠环的情况下，｜EA｜倾向于以苯环(单环)<萘环(2稠环)<蒽环(3稠环)<1,2-苯并菲环(4稠环)的顺序增大。
在本发明的发光层中，可使电荷传输材料的含量通常为65重量%以上、优选为80重量%以上、进一步优选为90重量%以上。并且，可使电荷传输材料的含量通常为99.99重量%以下、优选为99.95重量%以下、进一步优选为99.9重量%以下。需要说明的是，在合用2种以上的电荷传输材料的情况下，优选使它们的合计含量包含在上述范围内。
｛发光层的形成｝
本发明的发光层优选通过湿式成膜法来形成，这是因为材料的利用效率高，并且通过与在其阳极侧形成的空穴传输层适度混合，易于使空穴的注入性良好。
本发明中的湿式成膜法指的是，作为成膜方法、即涂布方法，采用例如旋涂法、浸渍涂布法、模涂法、棒涂法、刮板涂布法、辊涂法、喷涂法、毛细管柱涂布法、喷墨法、喷嘴印刷法、丝网印刷法、凹版印刷法、苯胺印刷法等湿式成膜的方法，使该涂布膜干燥来进行膜形成的方法。这些成膜方法中，优选旋涂法、喷涂法、喷墨法、喷嘴印刷法。
在通过湿式成膜法来形成发光层的情况下，通常将上述发光材料、电荷传输材料以及根据需要使用的后述其它材料溶解在适当的溶剂中，使用由此制备出的发光层形成用组合物进行成膜，从而形成发光层。
对于发光层的湿式成膜法中所用的溶剂，只要为发光材料和电荷传输材料等发光层的形成中所用的材料良好地溶解或分散的溶剂，就没有特别限定。
关于溶剂的溶解性，优选在25℃、1气压下，对发光材料和电荷传输材料分别溶解通常为0.01重量%以上、优选为0.05重量%以上、进一步优选为0.1重量%以上。
下面举出溶剂的具体例，但只要无损于本发明的效果，溶剂并不限于这些。
作为溶剂，可以举出例如：正癸烷、环己烷、乙基环己烷、十氢化萘、二环己烷等链烷烃类；甲苯、二甲苯、均三甲苯、环己基苯、四甲基环己酮、四氢化萘等芳香族烃类；氯苯、二氯苯、三氯苯等卤代芳香族烃类；1,2-二甲氧基苯、1,3-二甲氧基苯、苯甲醚、苯乙醚、2-甲氧基甲苯、3-甲氧基甲苯、4-甲氧基甲苯、2,3-二甲基苯甲醚、2,4-二甲基苯甲醚、二苯基醚等芳香族醚类；乙酸苯酯、丙酸苯酯、苯甲酸甲酯、苯甲酸乙酯、苯甲酸丙酯、苯甲酸正丁酯等芳香族酯类；环己酮、环辛酮、葑酮等脂环族酮类；环己醇、环辛醇等脂环族醇类；甲基乙基酮、二丁基酮等脂肪族酮类；丁醇、己醇等脂肪族醇类；乙二醇二甲基醚、乙二醇二乙基醚、丙二醇-1-单甲醚乙酸酯(PGMEA)等脂肪族醚类；等等。
溶剂中，优选链烷烃类、芳香族烃类。
这些溶剂可以单独使用一种，并且也可以任意的组合以及比例使用两种以上。
并且，为了得到更为均匀的膜，优选以适当的速度从刚完成成膜后的液膜中蒸发溶剂。因此，溶剂的沸点可以通常为80℃以上、优选为100℃以上、更优选为120℃以上。并且，溶剂的沸点可以通常为270℃以下、优选为250℃以下、更优选为沸点230℃以下。
｛发光层形成用组合物的组成｝
本发明中的发光层形成用组合物中，可使发光材料的含量通常为0.01重量%以上、优选为0.05重量%以上、进一步优选为0.1重量%以上。并且，可使发光材料的含量通常为20重量%以下、优选为10重量%以下、进一步优选为5重量%以下。
本发明中的发光层形成用组合物中，可使电荷传输材料的含量通常为0.1重量%以上、优选为0.5重量%以上、进一步优选为1重量%以上。并且，可使其含量通常为20重量%以下、优选为10重量%以下、进一步优选为5重量%以下。
另外，发光层形成用组合物中的发光材料与电荷传输材料的含量之比(发光材料/电荷传输材料的重量比)以通常0.01以上、优选0.03以上为宜。并且，发光层形成用组合物中的发光材料与电荷传输材料的含量之比(发光材料/电荷传输材料的重量比)以通常0.5以下、优选0.2以下为宜。
只要不显著损害本发明的效果，本发明的发光层形成用组合物中的溶剂含量为任意的。若发光层形成用组合物中的溶剂含量多，则粘性低、成膜作业性优异，从这方面考虑是优选的。另一方面，若溶剂的含量少，则易于使成膜后除去溶剂而得到的膜获得厚度、易于成膜，从这方面考虑优选溶剂的含量少。具体地说，相对于发光层形成用组合物为100重量份，溶剂的含量可以优选为10重量份以上、更优选为50重量份以上、特别优选为80重量份以上。并且，溶剂的含量可优选为99.95重量份以下、更优选为99.9重量份以下、特别优选为99.8重量份以下。需要说明的是，在作为发光层形成用组合物混合使用2种以上的溶剂的情况下，优选使这些溶剂的合计满足该范围。
出于提高成膜性的目的，本发明中的发光层形成用组合物可以含有流平剂、消泡剂等各种添加剂。
对于本发明的发光层形成用组合物中的发光材料、空穴传输材料、电子传输材料等的总量——固体成分浓度，从不易产生膜厚不均的方面考虑，优选该固体成分浓度较小；并且，另一方面，从不易在膜上产生缺陷的方面考虑，优选该固体成分浓度较大。具体地说，可通常为0.01重量%以上、通常为70重量%以下。
关于发光层的形成，通常使这样的发光层形成用组合物在作为发光层下层的层(通常为后述的空穴注入层或空穴传输层)上进行湿式成膜后，对所得到的涂膜进行干燥、除去溶剂，由此来形成发光层。
｛膜厚｝
只要不显著损害本发明的效果，发光层的膜厚是任意的，从不易在膜上产生缺陷的方面考虑，优选该膜厚较厚；并且，另一方面，从驱动电压易降低的方面考虑，优选该膜厚较薄。具体地说，其可在通常为3nm以上、优选为5nm以上、并且通常为200nm以下、优选为100nm以下的范围。
需要说明的是，有机电致发光元件中也可以设有2层以上的发光层。发光层为2层以上的情况下，各层的条件如上所述，但仅与阴极侧相邻且具有电子传输层的发光层满足与相邻电子传输层的EA相关规定即可。
[相邻电子传输层]
相邻电子传输层为在发光层与阴极之间与发光层相邻地设置的具有电子传输性的电介质层。相邻电子传输层优选具有下述性质：将从阴极注入的电子传输到发光层的电子传输性；防止传输到发光层的空穴泄漏到阴极侧的空穴阻止性或者防止在发光层产生的激子的扩散的空穴缓和性。相邻电子传输层的形成方法并无限制。因而，可通过湿式成膜法、蒸镀法或其它方法来形成。只要不显著损害本发明的效果，相邻电子传输层的膜厚为任意的，但通常为0.3nm以上、优选为0.5nm以上，并且通常为100nm以下、优选为50nm以下。
｛电荷传输材料｝
本发明中，相邻电子传输层中需要有电子传输性、对电子通电的耐性、以及对空穴通电的耐性，因而作为形成相邻电子传输层的电荷传输材料，优选使用具有电子传输性单元与空穴传输性单元的有机化合物。此处，如上所述，空穴传输单元为对空穴的耐久性优异、具有空穴传输性的结构。并且，电子传输单元为对电子的耐久性优异、具有电子传输性的结构。即，本发明的相邻电子传输层中，优选含有对电氧化还原的耐久性优异的电荷传输材料。
对于相邻电子传输层所含有的电荷传输材料所具有的空穴传输单元和电子传输单元的数目，只要电荷传输材料具有空穴传输性与电子传输性，该数目没有限制，从电荷传输性高度的方面考虑，优选该数目较多；并且，另一方面，从精制容易性的方面考虑，优选该数目较少。具体地说，空穴传输单元与电子传输单元分别优选为1个以上，另外还优选为10个以下、更优选为5个以下。
关于空穴传输单元与电子传输单元数目的比例，可以为相同数目，也可以一方的单元数目多于另一方的单元数目，优选电子传输单元的数目多于空穴传输单元的数目。如此，在一方的单元数目多于另一方的单元数目的情况下，优选其差值为1个以上，并且，另一方面，优选其差值为5个以下、更优选为3个以下。
关于空穴传输单元和电子传输单元所具有的结构和优选的具体例如上所述。
对于空穴传输单元与电子传输单元来说，只要各单元表现出空穴传输性和电子传输性，两单元可以任意方式结合。具体地说，两单元可直接键合，也可在两单元之间具有连结基团。
作为介于空穴传输单元与电子传输单元之间的连结基团，优选为具有或不具有取代基的亚烷基、具有或不具有取代基的亚链烯基和具有或不具有取代基的2价芳香族烃环基等。
亚烷基的碳原子数优选为1以上，另外还优选为10以下、更优选为8以下。作为具体例，可以举出亚甲基、1,2-乙烯基、1,3-丙烯基、1,4-丁烯基、1,5-戊二烯基和1,8-辛烯基等，其中，优选合成简便的亚甲基和1,2-乙烯基。
亚链烯基的碳原子数优选为2以上，另外还优选为10以下、更优选为6以下。作为具体例，可以举出1,2-亚乙烯基、1,3-亚丙烯基、1,2-亚丙烯基和1,4-亚丁烯基等，其中，出于通过分子平面性的提高而使共轭面变大、电荷呈非局域化、易于提高稳定性的理由，优选1,2-亚乙烯基。
2价芳香族烃环基的碳原子数优选为6以上，另外还优选为30以下。2价的芳香族烃环基具有稠环的情况下，进行缩合的环数目优选为5个以下。即，优选为单环和2～5稠环、或者它们的2个以上连结而成的2价基团。此处，芳香族烃环为2个以上的情况下，从环稳定性较高的方面考虑，优选为2～8个、更优选为2～5个。作为2价芳香族烃环基的具体例，可以举出具有2价剩余化合价的苯环、萘环、菲环、蒽环、苯并[9,10]菲环、1,2-苯并菲环、并四苯环、二萘嵌苯环、六苯并苯环等。其中，从环稳定性较高的方面考虑，优选具有2价剩余化合价的苯环、萘环、蒽环、苯并[9,10]菲环等。
以下述的结构式S1～S15来表示2价芳香族烃环基特别优选的具体例，但本发明并不限于这些。
[化18]
连结基团可以具有取代基也可以不具有取代基，从通过提高对电子的稳定性来降低分子的结晶性、易于提高膜稳定性的方面考虑，优选无取代，另一方面，从化合物电气稳定性的方面考虑，也优选具有取代基。连结基团具有取代基的情况下，优选烷基、芳香族烃环基、芳香族杂环基、烷氧基、(杂)芳氧基、烷硫基、(杂)芳硫基、氰基等(此处，所谓“(杂)芳基”意味着“芳基”与“杂芳基”这两者。)。其中，从化合物稳定性的方面考虑，优选烷基。需要说明的是，此处，具有烷基作为取代基指的是连结基团为亚烷基以外的基团的情况，具有芳香族烃环基作为取代基指的是连结基团为芳香族烃环基以外的基团的情况。
烷基的碳原子数优选为1以上，另外还优选为20以下。作为具体例，可以举出甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、己基、辛基、环己基、癸基和十八烷基等，其中，出于原料容易获得、易于以低成本进行合成的理由，优选甲基、乙基和异丙基，特别优选甲基和乙基。
作为取代基的芳香族烃环基的碳原子数优选为6以上，另外还优选为25以下。对于作为取代基的芳香族烃环基的具体例，可以举出苯基、1-萘基、2-萘基等萘基；9-菲基(フェナンチル)、3-菲基等菲基；1-蒽基、2-蒽基、9-蒽基等蒽基；1-并四苯基(ナフタセニル)、2-并四苯基等并四苯基；1-屈(クリセニル)基、2-屈基、3-屈基、4-屈基、5-屈基、6-屈基等屈基；1-芘基等芘基；1-苯并[9,10]菲基等苯并[9,10]菲基；以及1-晕苯基(コロネニル)等晕苯基；4-联苯基、3-联苯基等联苯基等。这些之中，从化合物稳定性的方面考虑，优选苯基、2-萘基和3-联苯基等，出于容易精制的理由，特别优选苯基。
作为取代基的芳香族杂环基的碳原子数优选为3以上，另外还优选为20以下。对于作为取代基的芳香族烃环基的具体例，可以举出：2-噻吩基等噻吩基；2-呋喃基等呋喃基；2-咪唑基等咪唑基；9-咔唑基等咔唑基；2-吡啶基等吡啶基；以及1,3,5-三嗪-2-基等的三嗪基等。其中，从稳定性方面考虑，优选咔唑基、特别优选9-咔唑基。烷氧基的碳原子数优选为1以上，另外还优选为20以下。作为具体例，可以举出甲氧基、乙氧基、异丙氧基、环己氧基、十八烷基氧基等。
(杂)芳氧基的碳原子数优选为3以上，另外还优选为20以下。作为具体例，可以举出苯氧基、1-萘基氧基、9-邻氨基苯甲氧基、2-噻吩基氧基等。
烷硫基的碳原子数优选为1以上，另外还优选为20以下。作为具体例，可以举出甲硫基、乙硫基、异丙硫基、环己硫基等。
(杂)芳硫基的碳原子数优选为3以上，另外还优选为20以下。作为具体例，可以举出苯硫基、1-萘硫基、9-邻氨基苯甲硫基、2-噻吩基硫基等。
作为相邻电子传输层所含有的电荷传输材料，例如优选为具有如下通式(5)～(7)所示结构的化合物。
(A)m-(L)l-(B)n(5)
(B)-(L-A)x(6)
(A)-(L-B)y(7)
(式中，A表示具有或不具有取代基的碳原子数为1～30的空穴传输单元，B表示具有或不具有取代基的碳原子数为1～30的电子传输单元，L表示具有或不具有取代基的碳原子数为1～30的烃基，l表示0～3的整数，m和n各自表示1～4的整数。l、m和/或n为2以上的情况下，以2个以上含有的L、A、B分别可以相同或不同。并且，x和y表示1～4的整数，x或y为2以上的整数的情况下，以2个以上含有的L-A、L-B分别可以相同或不同。)
需要说明的是，通式(5)和(6)中的A均表示1价基团，通式(7)中的A表示y价基团。同样地，通式(5)和(7)中的B均表示1价基团，通式(6)中的B表示x价基团。通式(5)中的(L)l表示m+n价基团，通式(6)～(7)中的L均表示2价基团。
此处，分别优选将A作为上述空穴传输单元、将B作为上述电子传输单元、将L作为上述连结基团进行详述。关于具体例和优选方式也是同样的。另外，L特别优选为具有或不具有取代基的碳原子数为1～10的饱和烃基、碳原子数为2～10的不饱和烃基或碳原子数为6～30的芳香族烃环基。
对于式(5)～(7)的结构，具体地说，在式(5)中l、m和n为1的情况下、式(6)中x为1的情况下以及式(7)中y为1的情况下，式(5)～(7)的结构均为“A-L-B”。并且，式(5)～(7)例如分别为如下式(5’)～(7’)那样的结构。
[化19]
下面列举出作为形成相邻电子传输层的电荷传输材料优选使用的化合物。
[化20]
[化21]
[化22]
[化23]
在本发明的相邻电子传输层中，上述电荷传输材料可以仅含有1种，也可以以任意组合和比例含有2种以上。
<分子量>
从耐热性良好、不易导致气体产生、并且精制容易、易于高纯度化的方面考虑，作为形成相邻电子传输层的电荷传输材料使用的有机化合物的分子量优选为以下范围。即，通常为10000以下、优选为5000以下、更优选为4000以下、进一步优选为3000以下，并且通常为100以上、优选为200以上、更优选为300以上、进一步优选为400以上的范围。
<电子亲和力(EA)>
在相邻电子传输层中可以仅含有1种上述那样的电荷传输材料，也可以含有2种以上。相邻电子传输层具有2种以上的电荷传输材料的情况下，优选主要承担电子传输的电荷传输材料(电子传输材料)的EA大于主要承担空穴传输的电荷传输材料(空穴传输材料)的EA。即，一般来说，在同一层含有2种以上电荷传输材料的情况下，电子易附着于EA大的材料，因而通过将EA大的电荷传输材料作为电子传输材料，可以制作发光效率高·寿命长的元件。
并且，对于本发明的相邻电子传输层所含有的电荷传输材料的EA的绝对值｜EA｜来说，从电子存在于传输电子的能级时化合物易于呈稳定状态的方面考虑，优选该｜EA｜较大；并且，另一方面，从因形成稳定自由基阴离子而不易对电荷的传输或授受、激子的生成产生阻碍等方面考虑，优选该｜EA｜较小。具体地说，相邻电子传输层中的电荷传输材料之中，EA的绝对值最大的电荷传输材料的EA(在相邻电子传输层中仅含有1种电荷传输材料的情况下，为该电荷传输材料的EA；在含有2种以上的电荷传输材料的情况下，为2种以上的电荷传输材料中的EA的绝对值最大的电荷传输材料的EA)的绝对值｜EA2｜优选为2.30eV以上、更优选为2.40eV以上，另外还优选为3.20eV以下、更优选为3.10eV以下。
并且，在电荷传输材料的化学结构与｜EA｜之间，通常多认为有上述趋势。
[EA1与EA2的关系]
本发明的有机电致发光元件的特征在于，EA1与EA2满足下式(1)所表示的关系、优选满足下式(3)所表示的关系，其中，EA1为发光层所含有的电荷传输材料中承担电子传输的电荷传输材料的电子亲和力，EA2为相邻电子传输层所含有的电荷传输材料之中的具有绝对值最大的电子亲和力的电荷传输材料的电子亲和力。
式(1)：0.00eV≦｜EA1｜-｜EA2｜≦0.20eV
式(3)：0.00eV<｜EA1｜-｜EA2｜≦0.20eV
即，本发明的有机电致发光元件的特征在于，发光层内的电荷传输材料的｜EA1｜大于或等于相邻电子传输层内的电荷传输材料的｜EA2｜、优选｜EA1｜大于｜EA2｜。
另外，关于采用该构成所产生的作用机制，如上述所推测，本发明中的｜EA1｜-｜EA2｜以0.00eV以上、优选0.01eV以上、特别优选0.04eV以上为宜。并且，本发明中的｜EA1｜-｜EA2｜以0.20eV以下、优选0.19eV以下、更优选0.17eV以下为宜。
需要说明的是，本发明中，发光层所含有的电荷传输材料与相邻电子传输层所含有的电荷传输材料可以为相同材料，也可以为不同材料，优选相邻电子传输层含有与发光层所含有的电荷传输材料不同的电荷传输材料。其理由在于，对于发光层所含有的电荷传输材料，要求为使发光材料效率良好地发光的特性，与此相对，在相邻电子传输层中，通常以效率良好的电子传输与空穴的阻止或缓和为目的，因而所要求的材料特性不同。
特别是在发光层和/或相邻电子传输层含有2种以上的电荷传输材料的情况下，优选各层中EA最大的电荷传输材料彼此为不同的材料。其理由也在于，电子传输主要是由各层中EA最大的电荷传输材料所承担的，如上所述，由于两层中电荷传输材料所要求的性能不同，因而最佳材料自然也就不同。
为了制作发光层所含有的电荷传输材料与相邻电子传输层所含有的电荷传输材料满足上述式(1)、优选满足上述式(3)的本发明的有机电致发光元件，可参照上述电荷传输材料的化学结构与｜EA｜之间的趋势，暂且选择电荷传输材料的组合，对于各电荷传输材料，按照上述方法测定EA，对发光层中所用的电荷传输材料与相邻电子传输层中所用的电荷传输材料的组合进行选择，以使得发光层中所用的电荷传输材料与相邻电子传输层中所用的电荷传输材料满足上述式(1)、优选满足上述式(3)的关系。
[阴极]
阴极为发挥出向发光层侧层注入电子的作用的电极。
作为阴极的材料，通常由铝、金、银、镍、钯、铂等金属；铟和/或锡氧化物等金属氧化物；碘化铜等卤化金属；炭黑；或聚(3-甲基噻吩)、聚吡咯、聚苯胺等导电性高分子等来构成。这些之中，为了效率良好地进行电子注入，优选功函低的金属，例如使用锡、镁、铟、钙、铝、银等适当的金属或它们的合金。作为具体例，可以举出镁-银合金、镁-铟合金、铝-锂合金等低功函的合金电极。
需要说明的是，阴极的材料可以仅使用一种，也可以以任意组合和比例合用两种以上。
阴极的膜厚根据所需要的透明性的不同而不同。需要透明性的情况下，优选使可见光的透过率通常为60%以上、优选为80%以上。在这种情况下，阴极的厚度通常为5nm以上、优选为10nm以上，并且通常为1000nm以下、优选为500nm以下的程度。在可以为不透明的情况下，阴极的厚度为任意的，阴极与基板可以相同。并且，在上述阴极上也可以进一步层积不同的导电材料。
此外，在为了保护由低功函金属(例如包含钠、铯等碱金属；钡、钙等碱土金属等)形成的阴极而在其上进一步层积功函高、对大气稳定的金属层时，元件的稳定性增加，因而优选。为了该目的，例如使用铝、银、铜、镍、铬、金、铂等金属。需要说明的是，这些材料可以仅使用1种，也可以以任意组合和比例合用两种以上。
<功函(WF)>
从对大气、水分等具有稳定性的方面考虑，优选阴极的功函(WF)大，另外，从对于阴极侧电子传输层的电子注入性的方面考虑，还优选阴极的功函(WF)小。具体地说，WF优选为2.00eV以上、更优选为2.40eV以上，另外还优选为4.90eV以下、更优选为4.80eV以下。
[阴极侧电子传输层]
阴极侧电子传输层为设于相邻电子传输层与阴极之间的电子传输层，在相邻电子传输层与阴极之间具有2个以上的电子传输层的情况下，其为位于该最接近阴极侧的电子传输层。
作为设于相邻电子传输层与阴极之间的电子传输层中所用的电子传输材料，通常使用由阴极或阴极侧的相邻层进行的电子注入效率高、且可效率良好地传输所注入的具有高电子迁移率的电子的化合物。作为满足这样的条件的化合物，可以举出例如：8-羟基喹啉的铝络合物或锂络合物等金属络合物(日本特开昭59-194393号公报)、10-羟基苯并[h]喹啉的金属络合物、噁二唑衍生物、二苯乙烯基联苯衍生物、噻咯衍生物、3-羟基黄酮金属络合物、5-羟基黄酮金属络合物、苯并噁唑金属络合物、苯并噻唑金属络合物、三苯并咪唑基苯(美国专利第5645948号说明书)、喹喔啉化合物(日本特开平6-207169号公报)、菲咯啉衍生物(日本特开平5-331459号公报)、2-叔丁基-9,10-N,N’-二氰基蒽醌二亚胺、三嗪化合物衍生物、n型氢化非晶态碳化硅、n型硫化锌、n型硒化锌等。
另外，作为该电子传输层中所用的电子传输材料，通过在以红菲绕啉等含氮杂环化合物或8-羟基喹啉的铝络合物等金属络合物为代表的电子传输性有机化合物中掺杂钠、钾、铯、锂、铷等碱金属(记载于日本特开平10-270171号公报、日本特开2002-100478号公报、日本特开2002-100482号公报等中)，可使所得材料兼具电子注入传输性与优异的膜质，因而优选该材料。并且，在上述电子传输性有机化合物中掺杂氟化锂、碳酸铯等无机盐也是有效的。
需要说明的是，设于相邻电子传输层与阴极之间的电子传输层的材料可以仅使用一种，也可以以任意组合和比例合用两种以上。
对于设于相邻电子传输层与阴极之间的电子传输层的形成方法没有限制。因而，可通过湿式成膜法、蒸镀法或其它方法来形成。
只要不显著损害本发明的效果，设于相邻电子传输层与阴极之间的电子传输层的膜厚为任意的，通常为1nm以上、优选为5nm以上，并且通常为300nm以下、优选为100nm以下的范围。
在阴极侧电子传输层含有2种以上的电荷传输材料的情况下，将具有绝对值最大的电子亲和力的电荷传输材料的电子亲和力绝对值设为｜EA3｜。
对于本发明阴极侧电子传输层所含有的电荷传输材料的EA的绝对值｜EA｜来说，从电子存在于传输电子的能级时化合物易于呈稳定状态的方面考虑，优选该｜EA｜较大；并且，另一方面，从因形成稳定自由基阴离子而不易对电荷的传输或授受、激子的生成产生阻碍等方面考虑，优选该｜EA｜较小。具体地说，相邻电子传输层中的电荷传输材料中EA绝对值最大的电荷传输材料的EA(在相邻电子传输层中仅含有1种电荷传输材料的情况下，为该电荷传输材料的EA；在含有2种以上的电荷传输材料的情况下，为2种以上电荷传输材料中EA绝对值最大的电荷传输材料的EA)的绝对值｜EA3｜优选为2.60eV以上、进一步优选为2.70eV以上，另外还优选为3.30eV以下、更优选为3.20eV以下。并且，在电荷传输材料的化学结构与｜EA｜之间大体上发现上述的趋势的情况比较多。
[EA3与WF的关系]
本发明的有机电致发光元件的特征在于，阴极功函的绝对值｜WF｜与阴极侧电子传输层内的电荷传输材料中的具有绝对值最大的电子亲和力的电荷传输材料的绝对值｜EA(EA3)｜之差处于特定范围内，并且满足下式(2)所表示的关系。
式(2)：-1.60eV≦｜WF｜-｜EA3｜≦1.60eV
并且，该｜WF｜与｜EA3｜之差更优选满足下式(4)所表示的关系。
式(4)：0.00eV≦｜WF｜-｜EA3｜≦1.60eV
另外，关于该构成的作用机制，推测如上所述。
从阴极向阴极侧电子传输层的电子授受是从阴极的功函(WF)向阴极侧电子传输层的承担电子传输的能级(具有绝对值最大的电子亲和力的电荷传输材料的电子亲和力(EA3))进行的。并且，两者的差越小，电子越能平稳地在各能级间迁移。因此，其差的绝对值为1.60eV以下、优选为1.50eV以下、进一步优选为1.40eV以下。并且，在另一方面，与阴极功函的绝对值相比，阴极侧电子传输层的承担电子传输的能级的绝对值越小，该阴极侧电子传输层越难以被还原，该阴极侧电子传输层越易稳定。因此，｜WF｜-｜EA3｜为-1.60eV以上、优选为-1.00eV以上、进一步优选-0.5eV以上、特别优选为0.00eV以上、最优选为0.80eV以上。并且，｜WF｜-｜EA3｜为1.60eV以下、优选为1.50eV以下、进一步优选为1.40eV以下。
〔有机电致发光元件的层构成与形成方法〕
下面参照图1对本发明的有机电致发光元件的层构成及其一般的形成方法等实施方式的一例进行说明。
图1为示出本发明有机电致发光元件10的结构例的截面示意图，在图1中，1表示基板、2表示阳极、3表示空穴注入层、4表示空穴传输层、5表示发光层、6表示空穴阻止层(相邻电子传输层)、7表示阴极侧电子传输层、8表示电子注入层、9表示阴极。
[基板]
基板1构成有机电致发光元件的支持体。作为基板1，使用石英板或玻璃板、金属板或金属箔、塑料膜或塑料片等。特别优选玻璃板；聚酯、聚甲基丙烯酸酯、聚碳酸酯、聚砜等透明合成树脂板。在使用合成树脂基板的情况下，优选要留意气体阻隔性。基板的气体阻隔性大时，有机电致发光元件不易由于透过基板的外气而产生劣化，因此优选基板的气体阻隔性大。因此，在合成树脂基板的至少单面设置致密的氧化硅膜等来确保气体阻隔性的方法也为优选的方法之一。
[阳极]
阳极2发挥出向发光层5侧的层中注入空穴的作用。
该阳极2通常由铝、金、银、镍、钯、铂等金属；铟和/或锡氧化物等金属氧化物；碘化铜等卤化金属；炭黑；或聚(3-甲基噻吩)、聚吡咯、聚苯胺等导电性高分子等构成。
通常，阳极2的形成大多通过溅射法、真空蒸镀法等方法来进行。另外，在使用银等金属微粒、碘化铜等微粒、炭黑、导电性的金属氧化物微粒、导电性高分子微粉末等来形成阳极2的情况下，也可以通过将这些微粒等分散在适当的粘结剂树脂溶液中并涂布于基板1上来形成阳极2。进一步地，在导电性高分子的情况下，还可以通过电解聚合在基板1上直接形成薄膜。并且也可在基板1上涂布导电性高分子来形成阳极2(Appl.Phys.Lett.,60卷,2711页,1992年)。
阳极2通常为单层结构，但根据需要，也可以为由多种材料形成的层积结构。
阳极2的厚度根据所需要的透明性等来适宜选择即可。在需要透明性的情况下，优选使可见光的透过率通常为60%以上、优选为80%以上。这种情况下，阳极2的厚度通常为5nm以上、优选为10nm以上。并且，这种情况下，阳极2的厚度通常为1000nm以下、优选为500nm以下的程度。在其可为不透明的情况下，阳极2的厚度是任意的。可以使用兼具阳极2功能的基板1。另外，在上述阳极2的上面还可进一步层积不同的导电材料。
出于除去附着于阳极2的杂质、调整电离势、提高空穴注入性的目的，优选对阳极2表面进行紫外线(UV)/臭氧处理、或者氧等离子体、氩等离子体处理。
[空穴注入层]
空穴注入层3是从阳极2向发光层5传输空穴的层。空穴注入层3并非为本发明有机电致发光元件中所必须的层，但在设有空穴注入层3的情况下，空穴注入层3通常在阳极2上形成。
本发明的空穴注入层3的形成方法可以为真空蒸镀法、也可以为湿式成膜法，并无特别限制。从减少暗斑的方面出发，空穴注入层3优选通过湿式成膜法来形成。
空穴注入层3的膜厚通常为5nm以上、优选为10nm以上，并且通常为1000nm以下、优选为500nm以下的范围。
｛基于湿式成膜法的空穴注入层的形成｝
在通过湿式成膜法来形成空穴注入层3的情况下，通常，将构成空穴注入层3的材料与适当的溶剂(空穴注入层用溶剂)混合来制备成膜用组合物(空穴注入层形成用组合物)，采用适当的方法将该空穴注入层3形成用组合物涂布在相当于空穴注入层下层的层(通常为阳极2)上来进行成膜、并使其干燥，由此来形成空穴注入层3。
<空穴传输材料>
空穴注入层形成用组合物通常含有空穴传输材料和溶剂作为空穴注入层3的构成材料。
对于空穴传输材料来说，只要是通常用于有机电致发光元件的空穴注入层3的具有空穴传输性的化合物即可，可以是聚合物等高分子化合物，也可以是单体等低分子化合物，但优选为高分子化合物。
作为空穴传输材料，从阳极2到空穴注入层3的电荷注入势垒(電荷注入障壁)的方面出发，优选为具有4.5eV～6.0eV的电离势的化合物。作为空穴传输材料的示例，可以举出芳香族胺衍生物、酞菁衍生物、卟啉衍生物、低聚噻吩衍生物、聚噻吩衍生物、苄基苯基衍生物、叔胺经芴基连结而成的化合物、腙衍生物、硅氮烷衍生物、硅胺烷衍生物、磷酰胺衍生物、喹吖啶酮衍生物、聚苯胺衍生物、聚吡咯衍生物、聚苯乙炔衍生物、聚噻吩乙炔衍生物、聚喹啉衍生物、聚喹喔啉衍生物、碳等。
另外，在本发明中，所谓衍生物是指，例如若以芳香族胺衍生物为例，则该衍生物包括芳香族胺本身和以芳香族胺为主骨架的化合物，其可以为聚合物、也可以为单体。
作为空穴注入层3的材料使用的空穴传输材料可以单独含有这样的化合物中的任意1种，也可以含有2种以上。在含有2种以上的空穴传输材料的情况下，其组合是任意的，但优选将1种或2种以上的芳香族叔胺高分子化合物与1种或2种以上的其它空穴传输材料合用。
在上述示例的材料中，从非晶质性、可见光的透过率的方面考虑，优选芳香族胺化合物、特别优选芳香族叔胺化合物。此处，所谓芳香族叔胺化合物为具有芳香族叔胺结构的化合物，其也包括具有芳香族叔胺来源的基团的化合物。
芳香族叔胺化合物的种类没有特别限制，从由于表面平滑化效果而带来的均匀发光的方面考虑，更优选重均分子量为1000以上、1000000以下的高分子化合物(重复单元连接而成的聚合型化合物)。作为芳香族叔胺高分子化合物的优选例，可以举出具有下式(I)所表示的重复单元的高分子化合物。
[化24]
(式(I)中，Ar1～Ar5各自独立地表示具有或不具有取代基的芳香环基。Zb表示选自下述连接基团组中的连接基团。并且，Ar1～Ar5中的键合在同一个N原子上的二个基团可以相互键合而形成环。
<连接基团组>
[化25]
(上述各式中，Ar6～Ar16各自独立地表示具有或不具有取代基的芳香环基。R5和R6各自独立地表示氢原子或任意的取代基。)
作为Ar1～Ar16芳香环基，从高分子化合物的溶解性、耐热性、空穴注入·传输性的方面考虑，优选具有1个或2个剩余化合价的来源于苯环、萘环、菲环、噻吩环、吡啶环的基团，更优选苯环、萘环。
Ar1～Ar16芳香环基可以进一步带有取代基。作为取代基的分子量，通常为400以下，其中优选为250以下左右。作为取代基，优选烷基、链烯基、烷氧基、芳香环基等。
R5和R6为任意取代基的情况下，作为该取代基，可以举出烷基、链烯基、烷氧基、甲硅烷基、甲硅烷氧基、芳香环基等。
作为具有式(I)所表示的重复单元的芳香族叔胺高分子化合物的具体例，可以举出国际公开第2005/089024号中记载的化合物。
并且，作为空穴传输材料，也优选为使作为聚噻吩衍生物的3,4-乙烯二氧噻吩(3,4-ethylenedioxythiophene)在高分子量聚苯乙烯磺酸中聚合而成的导电性聚合物(PEDOT/PSS)。并且可利用甲基丙烯酸酯等对该聚合物的末端进行封端。
另外，空穴传输材料也可以为下述[空穴传输层]一项中记载的交联性化合物。在使用该交联性化合物情况下的成膜方法也是同样的。
只要不显著损害本发明的效果，空穴注入层形成用组合物中的空穴传输材料的浓度是任意的。从膜厚均匀性的方面考虑，空穴注入层形成用组合物中的空穴传输材料的浓度通常为0.01重量%以上、优选为0.1重量%以上、进一步优选为0.5重量%以上，并且另一方面，通常为70重量%以下、优选为60重量%以下、进一步优选为50重量%以下。从不易产生膜厚不均的方面考虑，优选该浓度小。并且，从不易在成膜后的空穴注入层中产生缺陷的方面考虑，优选该浓度大。
<电子接受性化合物>
空穴注入层形成用组合物优选含有电子接受性化合物作为空穴注入层3的构成材料。
电子接受性化合物优选为具有氧化力、具有接受来自上述空穴传输材料的单电子的能力的化合物。具体地说，作为电子接受性化合物，优选电子亲和力为4eV以上的化合物、更优选为5eV以上的化合物。
作为这样的电子接受性化合物，可以举出例如选自由三芳基硼化合物、卤化金属、路易斯酸、有机酸、鎓盐、芳基胺与卤化金属的盐、芳基胺与路易斯酸的盐组成的组中的1种或2种以上的化合物等。更具体地说，作为电子接受性化合物，可以举出：4-异丙基-4’-甲基二苯基碘鎓四(五氟苯基)硼酸盐、三苯基锍四氟硼酸盐等有机基团取代的鎓盐(国际公开2005/089024号)；氯化铁(III)(日本特开平11-251067号公报)、过二硫酸铵等高化合价的无机化合物；四氰基乙烯等氰化合物、三(五氟苯基)硼(日本特开2003-31365号公报)等芳香族硼化合物；富勒烯衍生物；碘；聚苯乙烯磺酸离子、烷基苯磺酸离子、樟脑磺酸离子等磺酸离子等。
这些电子接受性化合物可以通过对空穴传输材料进行氧化来提高空穴注入层3的电导率。
空穴注入层3或空穴注入层形成用组合物中的电子接受性化合物相对于空穴传输材料的含量通常为0.1摩尔%以上、优选为1摩尔%以上。但通常为100摩尔%以下、优选为40摩尔%以下。
<其它构成材料>
作为空穴注入层3的材料，只要不显著损害本发明的效果，除了上述的空穴传输材料、电子接受性化合物之外，也可以进一步含有其它成分。作为其它成分的示例，可以举出各种发光材料、电子传输材料、粘结剂树脂、涂布性改良剂等。另外，其它成分可以仅使用一种，也可以以任意组合和比例合用两种以上。
<溶剂>
湿式成膜法中所用的空穴注入层形成用组合物的溶剂中的至少一种优选为能够溶解上述空穴注入层3的构成材料的化合物。并且，该溶剂的沸点可通常为110℃以上、优选为140℃以上、进一步优选为200℃以上，并且可通常为400℃以下、进一步优选为300℃以下。从干燥速度不会过快、膜质优异的方面考虑，优选溶剂的沸点高。另外，从可进行低温干燥、不易对其它层或基板产生热影响的方面考虑，也优选溶剂的沸点低。
作为溶剂，可以举出例如醚类溶剂、酯类溶剂、芳香族烃类溶剂、酰胺类溶剂等。
作为醚类溶剂，可以举出例如：乙二醇二甲基醚、乙二醇二乙基醚、丙二醇-1-单甲醚乙酸酯(PGMEA)等脂肪族醚；1,2-二甲氧基苯、1,3-二甲氧基苯、苯甲醚、苯乙醚、2-甲氧基甲苯、3-甲氧基甲苯、4-甲氧基甲苯、2,3-二甲基苯甲醚、2,4-二甲基苯甲醚等芳香族醚等。
作为酯类溶剂，可以举出例如乙酸苯酯、丙酸苯酯、苯甲酸甲酯、苯甲酸乙酯、苯甲酸丙酯、苯甲酸正丁酯等芳香族酯等。
作为芳香族烃类溶剂，可以举出例如甲苯、二甲苯、环己基苯、3-异丙基联苯、1,2,3,4-四甲基苯、1,4-二异丙基苯、环己基苯、甲基萘等。
作为酰胺类溶剂，可以举出例如，N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺等。
此外，还可以使用二甲基亚砜等。
这些溶剂可以仅使用1种，也可以以任意组合和比例使用2种以上。
<成膜方法>
在将空穴注入层3湿式成膜时，通常，在制备空穴注入层形成用组合物后，通过湿式成膜法将该组合物在相当于空穴注入层3下层的层(通常为阳极2)上进行涂布成膜、并进行干燥，由此来形成空穴注入层3。
出于不易因组合物中产生结晶而导致膜缺损的理由，涂布时的温度优选为10℃以上、50℃以下。
只要不显著损害本发明的效果，涂布时的相对湿度并无限定，通常为0.01ppm以上、80%以下。
涂布后，通常对空穴注入层形成用组合物的膜进行干燥。在干燥时，可以进行加热，也可以不加热。若举出加热干燥时所使用的加热手段的实例，则可以举出洁净烘箱、加热板、红外线、卤素加热器、微波照射等。其中，为了对膜整体均匀地施加热，优选洁净烘箱和加热板。
对于进行加热的情况下的加热温度，只要不显著损害本发明的效果，优选在空穴注入层形成用组合物中所用溶剂的沸点以上的温度进行加热。并且，在空穴注入层中所用的溶剂为包含两种以上的混合溶剂的情况下，优选在至少一种溶剂的沸点以上的温度进行加热。考虑到溶剂的沸点上升，在加热工序中，优选在120℃以上、优选在410℃以下进行加热。
进行加热时，加热温度并无特别限制，在通过湿式成膜法进行与空穴注入层的阴极侧相接的层的成膜的情况下，对于加热温度，优选在使涂膜呈充分不溶化的温度下进行加热。加热时的加热时间优选为10秒以上，并且另一方面通常为180分钟以下。从不易引起其它层成分的扩散的方面考虑，优选加热时间短；空穴注入层易变得均质的方面考虑，优选加热时间长。加热也可以分2次以上来进行。
｛基于真空蒸镀法的空穴注入层3的形成｝
在通过真空蒸镀法来形成空穴注入层3的情况下，例如，可以如下所述来形成空穴注入层3。将1种或2种以上的空穴注入层3的构成材料(上述的空穴传输材料、电子接受性化合物等)投入到设于真空容器内的坩埚中(在使用2种以上材料的情况下，投入到各自的坩埚中)，用适当的真空泵将真空容器内排气至10-4Pa左右。然后对坩埚进行加热(在使用2种以上材料的情况下，对各坩埚进行加热)，控制蒸发量，使之蒸发(在使用2种以上材料的情况下，各自独立地控制蒸发量进行蒸发)，在与坩埚对面放置的基板1的阳极2上形成空穴注入层3。另外，在使用2种以上的材料的情况下，也可以将它们的混合物投入至坩埚中，进行加热、蒸发，从而形成空穴注入层3。
只要不显著损害本发明的效果，蒸镀时的真空度并无限制。蒸镀时的真空度通常为0.1×10-6Torr(0.13×10-4Pa)以上、9.0×10-6Torr(12.0×10-4Pa)以下。只要不显著损害本发明的效果，蒸镀速度并无限制。蒸镀速度通常为秒以上、秒以下。只要不显著损害本发明的效果，蒸镀时的成膜温度并无限制。蒸镀时的成膜温度优选在10℃以上、50℃以下进行。
[空穴传输层]
空穴传输层4为从阳极2向发光层5传输空穴的层。空穴传输层4并非为本发明的有机电致发光元件所必须的层，在设有空穴传输层4的情况下，在有空穴注入层3时，空穴传输层4可在空穴注入层3的上面形成；在无空穴注入层3时，空穴传输层4可在阳极2的上面形成。
空穴传输层4的形成方法可以为真空蒸镀法、也可以为湿式成膜法，并无特别限制。从降低暗斑的方面出发，优选通过湿式成膜法来形成空穴传输层4。
作为形成空穴传输层4的材料，优选为空穴传输性高、且可效率良好地传输所注入的空穴的材料。因此，对于形成空穴传输层4的材料，优选电离势小、对于可见光的透明性高、空穴迁移率大、稳定性优异、在制造时或使用时不易产生会成为陷阱(トラップ)的杂质。另外，在多数情况下，由于空穴传输层4要与发光层5接触，因而优选其不会使来自发光层5的发光消光、优选不会在发光层5之间形成激态复合物而使效率降低。
作为这样的空穴传输层4的材料只要是以往作为空穴传输层4的构成材料使用的材料即可。作为空穴传输层4的材料，可以举出例如作为上述空穴注入层3中使用的空穴传输材料而示例出的材料。并且可以举出芳基胺衍生物、芴衍生物、螺环衍生物、咔唑衍生物、吡啶衍生物、吡嗪衍生物、嘧啶衍生物、三嗪衍生物、喹啉衍生物、菲咯啉衍生物、酞菁衍生物、卟啉衍生物、噻咯衍生物、低聚噻吩衍生物、稠合多环芳香族衍生物、金属络合物等。
另外可以举出例如聚乙烯基咔唑衍生物、聚芳基胺衍生物、聚乙烯基三苯胺衍生物、聚芴衍生物、聚亚芳香基衍生物、含有四苯基联苯胺的聚亚芳香基醚砜(ポリアリーレンエーテルサルホン)衍生物、聚亚芳香基1,2-亚乙烯基衍生物、聚硅氧烷衍生物、聚噻吩衍生物、聚(对苯撑乙烯)衍生物等。它们可以为交替共聚物、无规聚合物、嵌段聚合体或接枝共聚物中的任意一种。另外，也可以是在主链具有分枝并且具有3个以上末端部的高分子、所谓的树状高分子。
其中，作为空穴传输层4的材料，优选为聚芳基胺衍生物、聚亚芳香基衍生物。
作为聚芳基胺衍生物，优选为含有下式(II)所表示的重复单元的聚合物。特别优选由下式(II)所表示的重复单元形成的聚合物，这种情况下，各重复单元中的Ara或Arb可以不同。
[化26]
(式(II)中，Ara和Arb各自独立地表示具有或不具有取代基的芳香环基。)
作为Ara、Arb具有或不具有取代基的芳香族烃环基，可以举出例如：具有1价或2价剩余化合价的苯环、萘环、蒽环、菲环、二萘嵌苯环、并四苯环、芘环、苯并芘环、1,2-苯并菲(クリセン)环、苯并[9,10]菲环、苊环、荧蒽环、芴环等具有1价或2价剩余化合价的6元环的单环或2～5稠环以及2个以上的这些环通过直接键合连结而成的基团。
作为具有或不具有取代基的芳香族杂环基，可以举出例如：具有1价或2价剩余化合价的呋喃环、苯并呋喃环、噻吩环、苯并噻吩环、吡咯环、吡唑环、咪唑环、噁二唑环、吲哚环、咔唑环、吡咯并咪唑环、吡咯并吡唑环、吡咯并吡咯环、噻吩并吡咯环、噻吩并噻吩环、呋喃并吡咯环、呋喃并呋喃环、噻吩并呋喃环、苯并异噁唑环、苯并异噻唑环、苯并咪唑环、吡啶环、吡嗪环、哒嗪环、嘧啶环、三嗪环、喹啉环、异喹啉环、噌啉环、喹喔啉环、菲啶环、萘嵌间二氮杂苯环、喹唑啉环、喹唑啉酮环、甘菊环等具有1价或2价剩余化合价的5或6元环的单环或2～4稠环以及2个以上的这些环通过直接键合连结而成的基团。
从溶解性、耐热性的方面考虑，优选Ara和Arb各自独立地为选自由具有1价或2价剩余化合价的苯环、萘环、蒽环、菲环、苯并[9,10]菲环、芘环、噻吩环、吡啶环、芴环组成的组中的环、或2个以上的苯环连结而成的基团(例如联苯基(二聚苯基)或三聚苯基(三联苯基))。
其中，优选具有1价剩余化合价的由苯环衍生的基团(苯基)、2个苯环连结而成的基团(联苯基)和由芴环衍生的基团(芴基)。
作为Ara和Arb中的芳香环基可以具有的取代基，可以举出烷基、链烯基、炔基、烷氧基、芳氧基、烷氧基羰基、二烷基氨基、二芳基氨基、酰基、卤原子、卤烷基、烷硫基、芳硫基、甲硅烷基、甲硅烷氧基、氰基、芳香环基等。
作为聚亚芳香基衍生物，可以举出在其重复单元中具有下述基团的聚合物，所述基团为在上述式(II)中作为Ara或Arb而示例出的具有或不具有取代基的芳香环基等亚芳香基。
作为聚亚芳香基衍生物，优选为具有由下式(V-1)和/或下式(V-2)形成的重复单元的聚合物。
[化27]
(式(V-1)中，Ra、Rb、Rc和Rd各自独立地表示烷基、烷氧基、苯基烷基、苯基烷氧基、苯基、苯氧基、烷基苯基、烷氧基苯基、烷基羰基、烷氧基羰基或者羧基。t和s各自独立地表示0～3的整数。t或s为2以上的情况下，一分子中所含有的2个以上的Ra或Rb可以相同也可以不同，相邻的Ra或Rb相互间可以形成环。)
[化28]
(式(V-2)中，Re和Rf各自独立地与上述式(V-1)中的Ra、Rb、Rc或Rd的含义相同。r和u各自独立地表示0～3的整数。r或u为2以上的情况下，一分子中所含有的2个以上的Re和Rf可以相同也可以不同，相邻的Re或Rf相互间可以形成环。X表示构成5元环或6元环的原子或原子组。)
作为X的具体例，为-O-、-BR-、-NR-、-SiR2-、-PR-、-SR-、-CR2-或它们键合而成的基团。另外，R表示氢原子或任意的有机基团。本发明中的有机基团指的是包含至少一个碳原子的基团。
另外，作为聚亚芳香基衍生物，除了具有由上述式(V-1)和/或上述式(V-2)形成的重复单元外，优选还进一步具有下式(V-3)所表示的重复单元。
[化29]
(式(V-3)中，Arc～Arj各自独立地表示具有或不具有取代基的芳香环基。v和w各自独立地表示0或1。)
作为Arc～Arj的具体例，与上述式(II)中的Ara和Arb相同。
上述式(V-1)～(V-3)的具体例和聚亚芳香基衍生物的具体例等可以举出日本特开2008-98619号公报所记载的物质等。
在通过湿式成膜法形成空穴传输层4的情况下，与上述空穴注入层3的形成同样地在制备空穴传输层形成用组合物后进行湿式成膜，之后进行干燥。
在空穴传输层形成用组合物中，除了上述空穴传输材料以外，还含有溶剂。所使用的溶剂与上述空穴注入层形成用组合物中使用的溶剂相同。另外，成膜条件、干燥条件等也与形成空穴注入层3的的情况相同。
在通过真空蒸镀法形成空穴传输层4的情况下，其成膜条件等也同样地与形成上述空穴注入层3的情况相同。
空穴传输层4除了上述空穴传输材料以外还可以含有各种发光材料、电子传输材料、粘结剂树脂、涂布性改良剂等。
空穴传输层4也可以为将交联性化合物交联而形成的层。交联性化合物为具有交联性基团的化合物，其通过交联形成网状高分子化合物。
若举出该交联性基团的实例，则可以举出：具有1价剩余化合价的氧杂环丁烷、环氧等环状醚；乙烯基、三氟乙烯基、苯乙烯基、丙烯酰基、甲基丙烯酰基、肉桂酰基等不饱和双键衍生的基团；具有1价剩余化合价的苯并环丁烯等。
交联性化合物可以是单体、低聚物、聚合物中的任意一种。交联性化合物可以仅具有1种，也可以以任意的组合和比例具有2种以上。
作为交联性化合物，优选使用具有交联性基团的空穴传输材料。作为空穴传输材料，可以举出上述示例的材料等；作为具有交联性基团的空穴传输材料，可以举出交联性基团键合在这些空穴传输材料的主链或侧链上而成的材料等。特别优选交联性基团藉由亚烷基等连接基团而键合在主链上。并且，作为空穴传输材料，特别优选为包含具有交联性基团的重复单元的聚合物。作为空穴传输材料，特别优选为具有下述重复单元的聚合物，该重复单元为交联性基团直接或藉由连接基团键合在上述式(II)或式(V-1)～(V-3)上而成的重复单元。
作为交联性化合物，优选使用具有交联性基团的空穴传输材料。若举出空穴传输材料的实例，则可以举出：吡啶衍生物、吡嗪衍生物、嘧啶衍生物、三嗪衍生物、喹啉衍生物、菲咯啉衍生物、咔唑衍生物、酞菁衍生物、卟啉衍生物等含氮芳香族化合物衍生物；三苯胺衍生物；噻咯衍生物；低聚噻吩衍生物、稠合多环芳香族衍生物、金属络合物等。其中，作为空穴传输性化合物，优选吡啶衍生物、吡嗪衍生物、嘧啶衍生物、三嗪衍生物、喹啉衍生物、菲咯啉衍生物、咔唑衍生物等含氮芳香族衍生物；三苯胺衍生物、噻咯衍生物、稠合多环芳香族衍生物、金属络合物等，进一步特别优选三苯胺衍生物。
为了使交联性化合物交联来形成空穴传输层4，通常将交联性化合物溶解或分散在溶剂中来制备空穴传输层形成用组合物，通过湿式成膜使其成膜来进行交联。
在空穴传输层形成用组合物中，除了交联性化合物之外，还可以含有促进交联反应的添加物。若举出促进交联反应的添加物的实例，则可以举出：烷基苯酮化合物、酰基氧化膦化合物、茂金属化合物、肟酯化合物、偶氮化合物、鎓盐等聚合引发剂和聚合促进剂；稠合多环烃、卟啉化合物、二芳基酮化合物等光敏剂等。
并且，在空穴传输层形成用组合物中还可以含有流平剂、消泡剂等涂布性改良剂；电子接受性化合物；粘结剂树脂等。
空穴传输层形成用组合物中含有通常为0.01重量%以上、优选为0.05重量%以上、进一步优选为0.1重量%以上的交联性化合物。并且，空穴传输层形成用组合物中含有通常为50重量%以下、优选为20重量%以下、进一步优选为10重量%以下的交联性化合物。
通常在以这样的浓度使含有交联性化合物的空穴传输层形成用组合物在下层(通常为空穴注入层3)上进行成膜后，通过加热和/或光等活性能量照射使交联性化合物发生交联，从而形成网状高分子化合物。
成膜时的温度、湿度等条件与上述空穴注入层的湿式成膜时相同。
成膜后的加热方法没有特别限定。作为加热温度条件，通常为120℃以上、优选为400℃以下。
加热时间通常为1分钟以上、优选为24小时以下。加热手段没有特别限定。作为加热手段，可以使用将具有成膜后的层的层积体载置于加热板上或在烘箱内进行加热等手段。作为加热方法，具体地说，例如可以使用在加热板上以120℃以上、加热1分钟以上等条件。
作为在利用光等活性能量照射进行交联的情况下的活性能量照射的方法，可以举出：直接使用超高压水银灯、高压水银灯、卤素灯、红外灯等紫外·可见·红外光源进行照射的方法；或者使用内置有上述光源的掩模对准器、输送带型光照射装置进行照射的方法等。对于光以外的活性能量照射，可以举出使用例如照射由磁控管产生的微波的装置、也即所谓微波炉进行照射的方法等。作为照射时间，优选设定为用于降低膜的溶解性所必需的条件，通常照射0.1秒以上、优选照射10小时以下。
加热和光等活性能量照射中，对于各方法及条件，可以分别单独或组合进行。组合的情况下，实施的顺序没有特别限定。
如此形成的空穴传输层4的膜厚通常为5nm以上、优选为10nm以上，并且通常为300nm以下、优选为100nm以下。
[发光层]
发光层5为如下的层：在施加电场的电极之间通过从阳极2注入的空穴与从阴极9注入的电子的再结合而被激发、构成主要发光光源的层。对于发光层5，通常在有空穴传输层4的情况下，其可在空穴传输层4上形成；在无空穴传输层4、有空穴注入层3的情况下，其可在空穴注入层3上形成；在既无空穴传输层4亦无空穴注入层3的情况下，其可在阳极2上形成。
关于发光层的构成材料和形成方法等如上所述。
[空穴阻止层]
在发光层5与后述的电子注入层8之间可以设有空穴阻止层6。空穴阻止层6为电子传输层中的还进一步承担阻止从阳极2迁移来的空穴到达阴极9的作用的层。空穴阻止层6为在发光层5上以与发光层5阴极9侧的界面相接的方式进行层积的层。本发明的有机电致发光元件中，空穴阻止层并非为必需的构成层，在与发光层相邻地设置空穴阻止层的情况下，该空穴阻止层为相邻电子传输层。
该空穴阻止层6具有如下作用：阻止从阳极2迁移的空穴到达阴极9的作用、以及将从阴极9注入的电子效率良好地在发光层5的方向进行传输的作用。
作为构成空穴阻止层6的材料所要求的物性，可以举出电子迁移率高且空穴迁移率低、能隙(HOMO、LUMO之差)大、激发三重态能级(T1)高等。作为满足这样的条件的空穴阻止层6的材料，可以举出例如：双(2-甲基-8-羟基喹啉络)(苯酚络)铝、双(2-甲基-8-羟基喹啉络)(三苯基三苯基硼络)铝等混合配位体络合物；双(2-甲基-8-喹啉络)铝-μ-氧-双-(2-甲基-8-羟基喹啉)铝双核金属络合物等金属络合物；二苯乙烯基联苯衍生物等苯乙烯基化合物(日本特开平11-242996号公报)；3-(4-联苯基)-4-苯基-5(4-叔丁基苯基)-1,2,4-三唑等三唑衍生物(日本特开平7-41759号公报)；浴铜灵等菲咯啉衍生物(日本特开平10-79297号公报)等。此外，国际公开第2005/022962号中记载的至少具有1个2,4,6位被取代的吡啶环的化合物也优选作为空穴阻止层6的材料。
另外，空穴阻止层6的材料可以仅使用一种，也可以以任意组合和比例合用两种以上。
对空穴阻止层6的形成方法并无限制。因此，空穴阻止层6可以利用湿式成膜法、蒸镀法或其它方法来形成。
只要不显著损害本发明的效果，空穴阻止层6的膜厚为任意的。空穴阻止层6的膜厚通常为0.3nm以上、优选为0.5nm以上，且通常为100nm以下、优选为50nm以下。
[电子传输层]
电子传输层7为设于发光层5与后述的阴极9之间的层。在本发明的有机电致发光元件中具有2层以上的电子传输层7的情况下，其中位于最接近阴极侧的层为阴极侧电子传输层。并且，在不设有上述空穴阻止层6而设有2层以上的电子传输层的情况下，其中与发光层相邻的层为相邻电子传输层。
关于电子传输层7的构成材料和形成方法等如上述阴极侧电子传输层中所记载。
[电子注入层]
在电子传输层7与后述的阴极9之间可以设有电子注入层8。电子注入层8为从阴极9向电子传输层7注入电子(对电子的受授进行辅助)的层。电子注入层8由无机盐等绝缘体(无电子传输性)形成。
作为电子注入层8，可以举出锂(LiF)、氟化镁(MgF2)、氧化锂(Li2O)、碳酸铯(II)(CsCO3)等(参照AppliedPhysicsLetters,1997年,Vol.70,pp.152；日本特开平10-74586号公报；IEEETransactionsonElectronDevices,1997年,Vol.44,pp.1245；SID04Digest,pp.154等)。
由于电子注入层8为无机绝缘体，因而为了效率良好地进行电子注入，优选以极薄膜的形式进行使用，其膜厚通常为0.1nm以上、优选为5nm以下。
另外，电子注入层8的材料可以仅使用一种，也可以以任意组合和比例合用两种以上。
电子注入层8的形成方法并无限制。因而，可以利用湿式成膜法、蒸镀法或其它方法来形成。
[阴极9]
阴极9为发挥出将电子注入到发光层5侧的层(电子注入层8或发光层5等)的作用的电极。阴极9承担着与电路导通的作用，该电路从电源向有机电致发光元件供给电力。
关于阴极9的构成材料和形成方法等，如上述阴极的说明中所记载。
[其它层]
在不脱离其宗旨的范围内，本发明的有机电致发光元件也可以具有其它构成。具体地说，例如，只要不损害其性能，在阳极2与阴极9之间也可以具有除上述说明的层以外的任意层，并且也可以省略上述说明中的层。只是，在所有情况下，在发光层与阴极之间与发光层相邻地设置的电子传输层为相邻电子传输层、在阴极与发光层之间与阴极相邻地设置的电子传输层为阴极侧电子传输层。
作为除上述说明的层以外可以具有的层，可以举出例如电子阻止层。
设有电子阻止层的情况下，通常设在空穴注入层3或空穴传输层4与发光层5之间。电子阻止层通过阻止从发光层5迁移来的电子到达空穴注入层3而增大了发光层5内空穴与电子的再结合概率，具有将所生成的激子限制在发光层5内的作用、以将由空穴注入层3注入的空穴效率良好地在发光层5的方向传输的作用。在使用磷光材料或使用蓝色发光材料作为发光材料的情况下，设置电子阻止层是特别有效的。
作为电子阻止层所要求的特性，可以举出空穴传输性高、能隙(HOMO、LUMO之差)大、激发三重态能级(T1)高等。此外，在本发明中，通过湿式成膜法来制作发光层5作为本发明的有机层的情况下，对于电子阻止层也要求湿式成膜的适合性。作为这样的电子阻止层中所用的材料，可以举出以F8-TFB为代表的二辛基芴与三苯胺的共聚物(国际公开第2004/084260号)等。
另外，电子阻止层的材料可以仅使用一种，也可以以任意组合和比例合用两种以上。
对电子阻止层的形成方法并无限制。因而，电子阻止层可通过湿式成膜法、蒸镀法或其它方法来形成。
另外，在以上说明的层构成中，也可以以相反顺序进行基板以外的构成要件的层积。例如，若为图1的层构成的话，则基板1上可以依阴极9、电子注入层8、阴极侧电子传输层7、空穴阻止层6(相邻电子传输层)、发光层5、空穴传输层4、空穴注入层3、阳极2的顺序设置其它构成要件。
进而，也可以通过在至少一方具有透明性的2片基板之间层积基板以外的构成要件来构成本发明的有机电致发光元件。
另外，还可以形成对除基板以外的构成要件(发光单元)进行多段重叠而成的结构(层积多个发光单元而成的结构)。在该情况下，若设置例如由五氧化钒(V2O5)等形成的电荷发生层(CarrierGenerationLayer：CGL)来代替各段间(发光单元间)的界面层(阳极为ITO、阴极为Al的情况下为这2层)，则段间的势垒减少，从发光效率·驱动电压的方面考虑是更为优选的。
进一步地，本发明的有机电致发光元件可以构成为单一的有机电致发光元件，也可以适用于2个以上的有机电致发光元件配置成阵列状的构成，还可以适用于阳极与阴极配置成X-Y矩阵状的构成。
并且，只要不显著损害本发明的效果，上述各层还可以包含所说明的成分以外的成分作为材料。
〔有机电致发光器件〕
本发明的有机电致发光器件为在基板上具有发出彼此不同颜色的光的两种以上有机电致发光元件的有机电致发光器件，其特征在于，该有机电致发光元件中的至少一种有机电致发光元件为下述有机电致发光元件，该有机电致发光元件的发光层的电荷传输材料与相邻电子传输层的电荷传输材料满足上述式(1)、优选满足式(3)；阴极材料的功函与阴极侧电子传输层的电荷传输材料满足上述式(2)。
在该有机电致发光器件中，优选全部有机电致发光元件为本发明的有机电致发光元件；并且，有机电致发光元件之中，优选至少两种有机电致发光元件所具有的相邻电子传输层为相同的材料构成，更优选为相同的材料构成且为相同膜厚。其理由在于，相比于形成与各有机电致发光元件相邻的相邻电子传输层的情况，在制造有机电致发光器件时，上述情况可期待成本的降低。特别是在通过蒸镀法形成相邻电子传输层的情况下，无需为各有机电致发光元件设置用于形成相邻电子传输层的掩模，在制造有机电致发光器件时，会使成本具有非常大幅的降低。
〔有机EL显示装置〕
本发明的有机EL显示装置使用上述本发明的有机电致发光元件。对于本发明有机EL显示装置的型号、结构并无特别限制，可以使用本发明的有机电致发光元件按照常规方法进行组装。
例如，可以利用“有机EL显示屏”(Ohmsha、平成16年8月20日发行、时任静士、安達千波矢、村田英幸著)中记载的方法来形成本发明的有机EL显示装置。
〔有机EL照明〕
本发明的有机EL照明使用上述本发明的有机电致发光元件。关于本发明有机EL照明的型号、结构并无特别限制，可以使用本发明的有机电致发光元件通过常规方法进行组装。
实施例
下面通过实施例来更具体地说明本发明，但只要不超出其要点，本发明并不限定于以下实施例的记载。
另外，元件制作中所用的材料分别如下进行合成。
·P1和H1···基于日本特开2009-287000号公报所记载的方法进行合成。
·eH-3和eH-7···基于日本特开2006-188493号公报所记载的方法进行合成。
·hH-1···基于日本特开2011-26237号公报所记载的方法进行合成。
·D-1···基于日本特开2010-202644号公报所记载的方法进行合成。
·D-2···基于日本国日本特愿2010-225230号所记载的方法进行合成。
·eH-11···基于日本特开2005-268199号公报所记载的方法进行合成。
·eH-4···基于日本特开2010-235708号公报所记载的方法进行合成。
这些以外的材料通过组合以下的反应路线[A]～[H]进行合成。
[A]Cz-Ar偶联(参考文献：欧州专利申请公开第1820801号说明书)
[化30]
[B]NH-Ar偶联(参考文献：J.Org.Chem.,Vol.64,No.15,1999)
[化31]
[C]Ar-Ar偶联(参考文献：Chemicalreviews,95(7),2457-2483.)
[化32]
[D]硼酸合成(参考文献：JournaloftheAmericanChemicalSociety，112(22),8024-34(1990))
[化33]
[E]Ar-B偶联(参考文献：J.Org.Chem.,60(23),7508-10(1995))
[化34]
[F]与嘧啶骨架的偶联反应(参考文献：J.Org.Chem.,66,7125-7128(2001))
[化35]
[G]吡啶环形成反应(参考文献：J.Chem.Soc.,PerkinTrans.1,3258-3264(2001))
[化36]
[H]与三嗪骨架的偶联反应(参考文献：Org.Lett.,Vol.10,No.5,2008)
[化37]
具体地说，eH-8可如下述反应路线所示进行合成。并且，可通过相同的方法得到eH-1、eH-2、eH-5、eH-6。
[化38]
hH-2可如下述反应路线所示进行合成。并且，也可通过相同的方法得到hH-3。
[化39]
HB-1可如下述反应路线所示进行合成。
[化40]
HB-2可如下述反应路线所示进行合成。
[化41]
HB-4可如下述反应路线所示进行合成。
[化42]
eH-9可如下述反应路线所示进行合成。并且，也可通过相同的方法得到eH-10和eH-11。
[化43]
HB-3可如下述反应路线所示进行合成。
[化44]
D-3可如下述反应路线所示进行合成。
[化45]
〔电荷传输材料的电子亲和力(EA)的测定〕
在下述的实施例和比较例中，对于发光层、作为相邻电子传输层的空穴阻止层、以及作为阴极侧电子传输层的电子传输层中所用的电荷传输材料，按以下方法进行电子亲和力(EA)的测定。
首先，针对在玻璃基板上以70nm的厚度堆积ITO透明导电膜而成的基板(三容真空社制造、溅射成膜品)，依次利用表面活性剂水溶液进行超声波清洗、利用超纯水进行水洗、利用超纯水进行超声波清洗、利用超纯水进行水洗，之后利用压缩空气进行干燥，随后施以紫外线臭氧清洗。
制备各电荷传输材料(hH-1～hH-3、eH-1、eH-2、eH-4～eH-10、HB-1～HB-4、Alq3)的1重量%甲苯溶液，在该清洗后的基板上通过旋涂法按下述条件进行成膜，从而得到膜厚50nm的电荷传输材料的膜。并且，对于一部分材料(eH-3和eH-11)，将上述清洗后的基板搬入到真空蒸镀装置内，进行粗排气后，使用低温泵排气至装置内的真空度为3.0×10-4Pa以下，通过真空蒸镀法在基板上层积电荷传输材料来得到电荷传输材料的薄膜。蒸镀时的真空度保持在2.2×10-4Pa以下，蒸镀速度控制在秒的范围，在基板上形成膜厚50nm的膜。
对于这些样品，使用Optel社制造的“PCR-101”，在抽真空至10Torr以下的状态下进行电离势IP的测定。
采用以同样工序进行成膜的样品，使用日立社制造分光荧光光度计“F-4500”，对透过光光谱、即薄膜吸收光谱进行测定，在其短波长侧的开始上升部分引出吸收光谱与基线的切线，由该两切线交点的波长W(nm)通过下式计算出能带间隙Eg。
Eg=1240/W
通过电离势IP与能带间隙Eg之和来计算出电子亲和力绝对值EA。结果如下述表1所示。
[表1]
后述的实施例和比较例中的发光层中，在发光层中使用两种以上的电荷传输材料的情况下，将具有最大电子亲和力的电荷传输材料作为电子传输材料(e-host)、将具有最小电子亲和力的电荷传输材料作为空穴传输材料(h-host)。
需要说明的是，在发光层中仅使用一种电荷传输材料的情况下，在表述上记载为电子传输材料。
〔电荷检测量之比Q(e)/Q(h)的测定〕
发光层中所用的电荷传输材料的电荷检测量之比“Q(e)/Q(h)”按如下所示进行测定。
与上述的电子亲和力(EA)的测定同样地，对基板(三容真空社制造、溅射成膜品)进行清洗。制作各电荷传输材料(hH-1～hH-3和eH-1～eH-8)的10重量%氯仿溶液，利用旋涂法在下述条件下在该清洗后的基板上进行成膜，从而得到膜厚2μm的电荷传输材料的膜。对于这些样品，按照ITO电极为阳极、反电极为阴极来施加电场强度160kV/cm，在该状态下，hH-1～hH-3、eH-1、eH-2和eH-4～eH-8的光源使用日本激光器社制造的“Brio(Nd：YAG脉冲激光器)”(激发波长355nm、脉冲宽度4ns)，eH-3的光源使用SpectraPhysics社制造的“VSL-337ND-S(氮激光器)”(激发波长337nm、脉冲宽度<4ns)，利用ND过滤器将每1脉冲当的光量调整为20μJ，从ITO电极侧进行照射，使用示波器(Tektronix社制造的“TDS2022”)对此时流经的电流值进行测定，从而计算出空穴电荷量Q(h)。另外，按照ITO电极为阴极、反电极为阳极来进行同样的操作，从而计算出电子的电荷量Q(e)。由其比求出电荷检测量之比“Q(e)/Q(h)”。结果如下述表2所示。
[表2]
〔特性评价用元件的制作和评价〕
[实施例1]
制作图1所示的有机电致发光元件。
首先，在玻璃基板1上以70nm的厚度堆积ITO透明导电膜，以2mm宽度的条纹进行图案化，对于形成有ITO阳极2的基板(三容真空社制造、溅射成膜品)，依次利用表面活性剂水溶液进行超声波清洗、利用超纯水进行水洗、利用超纯水进行超声波清洗、利用超纯水进行水洗，之后利用压缩空气进行干燥，施以紫外线臭氧清洗。
接下来，制备含有2.0重量%的具有下述(P1)所示重复结构的空穴传输性高分子化合物以及0.8重量%下述(A1)所示4-异丙基-4’-甲基二苯基碘鎓四(五氟苯基)硼酸盐的苯甲酸乙酯溶液(空穴注入层形成用组合物)。
[化46]
在下述所示的成膜条件下，通过旋涂法使该空穴注入层形成用组合物在上述ITO基板上进行成膜，进一步在下述所示的烘干条件下进行烘干，从而得到膜厚30nm的空穴注入层3。
<成膜条件>
旋涂器转速2250rpm
旋涂器旋转时间30秒
旋涂气氛大气气氛下
烘干条件大气气氛下，230℃，1小时
其后，制备下述(H1)所表示的空穴传输性高分子化合物的1重量%环己基苯溶液(空穴传输层形成用组合物)，在下述所示的成膜条件下将其旋涂在空穴注入层3上进行成膜，通过烘干进行交联处理，形成膜厚15nm的空穴传输层4。
[化47]
<成膜条件>
旋涂器转速1500rpm
旋涂器旋转时间120秒
旋涂气氛氮气气氛下
烘干条件氮气气氛下，230℃，1小时
接下来，在形成发光层5时，使用以下所示的发光材料(D-1)和(D-2)与电子传输材料(eH-1)(承担电子传输的电荷传输材料)和空穴传输材料(hH-1)，制备下述所示组成的发光层形成用组合物。
[化48]
<发光层形成用组合物组成>
溶剂环己基苯
成分浓度(D-1)：0.25重量%
(D-2)：0.35重量%
(eH-1)：1.25重量%
(hH-1)：3.75重量%
使用该发光层形成用组合物，在以下所示条件下通过旋涂法在空穴传输层4上进行成膜，在下述所示烘干条件下进行烘干处理，从而来形成膜厚60nm的发光层5。
<成膜条件>
旋涂器转速1500rpm
旋涂器旋转时间120秒
旋涂气氛氮气气氛下
烘干条件氮气气氛下，230℃，10分钟
接下来，将进行了空穴注入层3、空穴传输层4和发光层5的湿式成膜的基板搬入到真空蒸镀装置内，进行粗排气后，使用低温泵排气至装置内的真空度为3.0×10-4Pa以下。在将真空度保持在2.2×10-4Pa以下的状态下，在发光层5上以蒸镀速度秒进行膜厚10nm的上述结构式(eH-1)所示化合物的层积，由此形成空穴阻止层6(相邻电子传输层)。
接下来，在将真空度保持在2.2×10-4Pa以下的状态下，在空穴阻止层6上对三(8-羟基喹啉)铝(Alq3)进行加热，以蒸镀速度秒进行膜厚20nm的层积，由此来形成电子传输层7(阴极侧电子传输层)。
此处，将进行蒸镀至电子传输层7为止的元件由有机层蒸镀用腔室传送至金属蒸镀用腔室中。将作为阴极蒸镀用掩模的2mm宽条纹状荫罩按照与阳极2的ITO条纹正交的方式密合在元件上来进行设置。与有机层蒸镀时同样地将装置内排气至真空度为1.1×10-4Pa以下。
其后，在将真空度保持在1.0×10-4Pa以下的状态下，通过使用钼舟进行加热，以蒸镀速度秒将氟化锂(LiF)在电子传输层7上以膜厚0.5nm进行层积，由此来形成电子注入层8。接下来，同样地在将真空度保持在2.0×10-4Pa的状态下，通过使用钼舟进行加热，以蒸镀速度秒对铝进行膜厚80nm的蒸镀，由此来形成阴极9。上述电子注入层8和阴极9蒸镀时的基板温度保持在室温。需要说明的是，铝的WF为4.28eV(参照J.Appl.Phys.,48.4729(1977))。
接着，为了防止元件在保存中由于大气中的水分等而劣化，按以下所记载的方法进行密封处理。
在氮气手套箱中，在23mm×23mm尺寸玻璃板的外周部以1mm的宽度涂布光固化性树脂30Y-437(ThreeBond社制造)，在中央部设置吸水片材(dynic社制造)。搬入结束了阴极形成的基板，按照进行了蒸镀的面与干燥剂片材对向的方式贴合基板。其后，仅对涂布有光固化性树脂的区域进行紫外光照射，使树脂固化。
按以上方式来得到具有2mm×2mm尺寸的发光面积部分的有机电致发光元件。
对所得到的元件进行电流-电压-亮度(IVL)特性的测定，计算出1000cd/m2时的驱动电压(V1k，单位：V)、亮度效率(L/J1k，单位：cd/A)、发光效率(η1k，单位：lm/w)。并进行定电流驱动试验，采用亮度衰减至70%为止时的时间，求出在初期亮度1000cd/m2下的亮度70%衰减寿命(τ70，輝度7割減寿命)。将各测定值与｜EA1｜-｜EA2｜的值和｜WF｜-｜EA3｜的值一同汇总于表3和表4中。
[实施例2]
在发光层中，不使用实施例1中使用的电子传输材料(eH-1)而使用以下所示的电子传输材料(eH-2)，除此以外，利用与实施例1相同的方法制作有机电致发光元件，同样地进行评价，将结果与｜EA1｜-｜EA2｜的值和｜WF｜-｜EA3｜的值一同汇总于表3和表4中。
[化49]
[实施例3]
在空穴阻止层中，不使用实施例1中使用的电子传输材料(eH-1)而使用以下所示的电子传输材料(eH-5)，除此以外，利用与实施例1相同的方法制作有机电致发光元件，同样地进行评价，将结果与｜EA1｜-｜EA2｜的值和｜WF｜-｜EA3｜的值一同汇总于表3和表4中。
[化50]
[比较例1]
在发光层中，不使用实施例1中使用的电子传输材料(eH-1)而使用以下所示的电子传输材料(eH-3)，除此以外，利用与实施例1相同的方法制作有机电致发光元件，同样地进行评价，将结果与｜EA1｜-｜EA2｜的值和｜WF｜-｜EA3｜的值一同汇总于表3和表4中。
[化51]
[比较例2]
在发光层中，不使用实施例1中所用的电子传输材料(eH-1)而使用上述的电子传输材料(eH-3)；不使用空穴传输材料(hH-1)而使用以下所示的空穴传输材料(hH-3)；不使用空穴阻止层中所用的电子传输材料(eH-1)而使用以下所示的电子传输材料(HB-1)；除此以外，采用与实施例1相同的方法制作有机电致发光元件，同样地进行评价，将结果与｜EA1｜-｜EA2｜的值和｜WF｜-｜EA3｜的值一同汇总于表3和表4中。
[化52]
[比较例3]
在发光层中，不使用实施例1中所用的电子传输材料(eH-1)而使用以下所示的电子传输材料(eH-6)；不使用空穴传输材料(hH-1)而使用上述的空穴传输材料(hH-3)；不使用空穴阻止层中所用的电子传输材料(eH-1)而使用以下所示的电子传输材料(HB-2)；除此以外，采用与实施例1相同的方法制作有机电致发光元件，同样地进行评价，将结果与｜EA1｜-｜EA2｜的值和｜WF｜-｜EA3｜的值一同汇总于表3和表4中。
[化53]
[比较例4]
在发光层中，不使用实施例1中所用的电子传输材料(eH-1)而使用以下所示的电子传输材料(eH-8)；不使用空穴传输材料(hH-1)而使用上述的空穴传输材料(hH-3)；不使用空穴阻止层中所用的电子传输材料(eH-1)而使用上述的电子传输材料(eH-5)；除此以外，采用与实施例1相同的方法制作有机电致发光元件，同样地进行评价，将结果与｜EA1｜-｜EA2｜的值和｜WF｜-｜EA3｜的值一同汇总于表3和表4中。
[化54]
[比较例5]
在发光层中，不使用实施例1中所用的电子传输材料(eH-1)而使用上述的电子传输材料(eH-6)；不使用空穴传输材料(hH-1)而使用上述的空穴传输材料(hH-3)；不使用空穴阻止层中所用的电子传输材料(eH-1)而使用以下所示的电子传输材料(HB-3)；除此以外，采用与实施例1相同的方法制作有机电致发光元件，同样地进行评价，将结果与｜EA1｜-｜EA2｜的值和｜WF｜-｜EA3｜的值一同汇总于表3和表4中。
[化55]
[比较例6]
在发光层中，不使用实施例1中所用的电子传输材料(eH-1)而使用以下所示的电子传输材料(eH-4)，除此以外，采用与实施例1相同的方法制作有机电致发光元件，同样地进行评价，将结果与｜EA1｜-｜EA2｜的值和｜WF｜-｜EA3｜的值一同汇总于表3和表4中。
[化56]
如表3和表4所示，在发光层的电荷传输材料之中承担电子传输的电荷传输材料的电子亲和力绝对值｜EA1｜与相当于相邻电子传输层的空穴阻止层中所含有的电子亲和力绝对值最大的电荷传输材料的电子亲和力绝对值｜EA2｜的关系满足式(1)、阴极侧电子传输层中所含有的电子亲和力绝对值最大的电荷传输材料的电子亲和力绝对值｜EA3｜与阴极功函的绝对值｜WF｜的关系满足式(2)的范围内，未见发光特性的大幅降低，得到了寿命特性良好的结果。
[实施例4]
在发光层中，不使用实施例1中所用的发光材料(D-1)、(D-2)而仅使用(D-1)；不使用电子传输材料(eH-1)而使用上述的电子传输材料(eH-5)；并且不使用空穴传输材料(hH-1)而使用以下所示的(hH-2)；在空穴阻止层中，不使用电子传输材料(eH-1)而使用上述的电子传输材料(eH-5)；除此以外，利用与实施例1相同的方法制作有机电致发光元件，同样地进行评价，将结果与｜EA1｜-｜EA2｜的值和｜WF｜-｜EA3｜的值一同汇总于表3和表4中。
[化57]
[实施例5]
在发光层中，不使用实施例4中所用的电子传输材料(eH-5)而使用上述的电子传输材料(eH-6)，除此以外，利用与实施例4相同的方法制作有机电致发光元件，同样地进行评价，将结果与｜EA1｜-｜EA2｜的值和｜WF｜-｜EA3｜的值一同汇总于表3和表4中。
[实施例6]
在发光层中，不使用实施例4中所用的电子传输材料(eH-5)而使用上述的电子传输材料(eH-2)，除此以外，利用与实施例4相同的方法制作有机电致发光元件，同样地进行评价，将结果与｜EA1｜-｜EA2｜的值和｜WF｜-｜EA3｜的值一同汇总于表3和表4中。
[比较例7]
在发光层中，不使用实施例4中所用的电子传输材料(eH-5)而使用以下所示的电子传输材料(eH-7)；不使用空穴传输材料(hH-2)而使用以下所示的空穴传输材料(hH-3)；不使用空穴阻止层中所用的电子传输材料(eH-5)而使用上述的电子传输材料(eH-1)；除此以外，利用与实施例4相同的方法制作有机电致发光元件，同样地进行评价，将结果与｜EA1｜-｜EA2｜的值和｜WF｜-｜EA3｜的值一同汇总于表3和表4中。
[化58]
[比较例8]
在发光层中，不使用比较例7中所用的电子传输材料(eH-7)而使用上述的电子传输材料(eH-8)，除此以外，利用与比较例7相同的方法制作有机电致发光元件，同样地进行评价，将结果与｜EA1｜-｜EA2｜的值和｜WF｜-｜EA3｜的值一同汇总于表3和表4中。
[比较例9]
在发光层中，不使用比较例7中所用的电子传输材料(eH-7)而使用上述的电子传输材料(eH-6)；不使用空穴阻止层中所用的电子传输材料(eH-1)而使用上述的电子传输材料(HB-3)；除此以外，利用与比较例7相同的方法制作有机电致发光元件，同样地进行评价，将结果与｜EA1｜-｜EA2｜的值和｜WF｜-｜EA3｜的值一同汇总于表3和表4中。
[比较例10]
在发光层中，不使用比较例7中所用的电子传输材料(eH-7)而使用上述的电子传输材料(eH-4)；除此以外，利用与比较例7相同的方法制作有机电致发光元件，同样地进行评价，将结果与｜EA1｜-｜EA2｜的值和｜WF｜-｜EA3｜的值一同汇总于表3和表4中。
如表3和表4所示，在发光层的电荷传输材料之中承担电子传输的电荷传输材料的电子亲和力绝对值｜EA1｜与相当于相邻电子传输层的空穴阻止层中所含有的电子亲和力绝对值最大的电荷传输材料的电子亲和力绝对值｜EA2｜的关系满足式(1)、阴极侧电子传输层中所含有的电子亲和力绝对值最大的电荷传输材料的电子亲和力绝对值｜EA3｜与阴极功函的绝对值｜WF｜的关系满足式(2)的范围内，发现了驱动电压的明确降低、亮度效率的提高，得到了寿命特性提高的结果。
[实施例7]
在发光层中，不使用实施例1中所用的发光材料(D-1)和(D-2)而仅使用以下所示的(D-3)；不使用电子传输材料(eH-1)而仅使用以下所示的电子传输材料(eH-9)；不使用空穴传输材料；在空穴阻止层中，不使用(eH-1)而使用以下所示的电子传输材料(eH-9)；除此以外，利用与实施例1相同的方法制作有机电致发光元件，同样地进行评价，将结果与｜EA1｜-｜EA2｜的值和｜WF｜-｜EA3｜的值一同汇总于表3和表4中。
[化59]
[实施例8]
在发光层中，不使用实施例7中所用的电子传输材料(eH-9)而使用以下所示的电子传输材料(eH-10)，除此以外，利用与实施例7相同的方法制作有机电致发光元件，同样地进行评价，将结果与｜EA1｜-｜EA2｜的值和｜WF｜-｜EA3｜的值一同汇总于表3和表4中。
[化60]
[实施例9]
在空穴阻止层中，不使用实施例7中所用的电荷传输材料(eH-9)而使用上述的电荷传输材料(eH-1)，除此以外，利用与实施例7相同的方法制作有机电致发光元件，同样地进行评价，将结果与｜EA1｜-｜EA2｜的值和｜WF｜-｜EA3｜的值一同汇总于表3和表4中。
[比较例11]
在空穴阻止层中，不使用实施例7中所用的电荷传输材料(eH-9)而使用以下所示的电荷传输材料(eH-11)，除此以外，利用与实施例7相同的方法制作有机电致发光元件，同样地进行评价，将结果与｜EA1｜-｜EA2｜的值和｜WF｜-｜EA3｜的值一同汇总于表3和表4中。
[化61]
[比较例12]
在空穴阻止层中，不使用实施例7中所用的电荷传输材料(eH-9)而使用以下所示的电荷传输材料(HB-4)，除此以外，利用与实施例7相同的方法制作有机电致发光元件，同样地进行评价，将结果与｜EA1｜-｜EA2｜的值和｜WF｜-｜EA3｜的值一同汇总于表3和表4中。
[化62]
[比较例13]
在空穴阻止层中，不使用实施例7中所用的电荷传输材料(eH-9)而使用上述的电荷传输材料(eH-6)，除此以外，利用与实施例7相同的方法制作有机电致发光元件，同样地进行评价，将结果与｜EA1｜-｜EA2｜的值和｜WF｜-｜EA3｜的值一同汇总于表3和表4中。
如表3和表4所示，在发光层的电荷传输材料之中承担电子传输的电荷传输材料的电子亲和力绝对值｜EA1｜与相当于相邻电子传输层的空穴阻止层中所含有的电子亲和力绝对值最大的电荷传输材料的电子亲和力绝对值｜EA2｜的关系满足式(1)、阴极侧电子传输层中所含有的电子亲和力绝对值最大的电荷传输材料的电子亲和力绝对值｜EA3｜与阴极功函的绝对值｜WF｜的关系满足式(2)的范围内，可在维持发光效率的同时得到寿命特性良好的结果。
[比较例14]
在发光层中，不使用实施例1中所用的电子传输材料(eH-1)而使用上述的电子传输材料(eH-5)；不使用空穴传输材料(hH-1)而使用上述的空穴传输材料(hH-3)；在空穴阻止层中，不使用电子传输材料(eH-1)而使用上述的电子传输材料(eH-3)；在电子传输层中，不使用Alq3而使用上述的电子传输材料(eH-3)；除此以外，利用与实施例1相同的方法制作有机电致发光元件，同样地进行评价，将结果与｜EA1｜-｜EA2｜的值和｜WF｜-｜EA3｜的值一同汇总于表3和表4中。
[比较例15]
在发光层中，不使用实施例4中所用的空穴传输材料(hH-2)而使用上述的空穴传输材料(hH-3)；不使用空穴阻止材料(eH-5)而使用上述的电子传输材料(eH-3)；在电子传输层中，不使用电子传输材料Alq3而使用上述的电子传输材料(eH-3)；除此以外，利用与实施例4相同的方法制作有机电致发光元件，同样地进行评价，将结果与｜EA1｜-｜EA2｜的值和｜WF｜-｜EA3｜的值一同汇总于表3和表4中。
[比较例16]
在发光层中，不使用实施例1中所用的空穴传输材料(hH-1)而使用上述的空穴传输材料(hH-3)、不使用电子传输材料(eH-1)而使用上述的电子传输材料(eH-5)来形成发光层；不使用电子传输材料(eH-1)而使用电子传输材料(eH-3)来制作空穴阻止层；在电子传输层中，不使用电子传输材料Alq3而使用将上述电子传输材料(eH-3)与LiF按体积比计为eH-3:LiF=94:6共蒸镀而成的层；除此以外，采用与实施例1相同的方法制作有机电致发光元件，同样地进行评价，将结果与｜EA1｜-｜EA2｜的值和｜WF｜-｜EA3｜的值一同汇总于表3和表4中。
[比较例17]
在发光层中，不使用实施例4中所用的空穴传输材料(hH-2)而使用上述的空穴传输材料(hH-3)来形成发光层；不使用电子传输材料(eH-5)而使用上述的电子传输材料(eH-3)来制作空穴阻止层；在电子传输层中，不使用电子传输材料Alq3而使用将上述电子传输材料(eH-3)与LiF按体积比计为eH-3:LiF=94:6共蒸镀而成的层；除此以外，利用与实施例4相同的方法制作有机电致发光元件，同样地进行评价，将结果与｜EA1｜-｜EA2｜的值和｜WF｜-｜EA3｜的值一同汇总于表3和表4中。
如表3和表4所示，在发光层的电荷传输材料之中承担电子传输的电荷传输材料的电子亲和力绝对值｜EA1｜与相当于相邻电子传输层的空穴阻止层中所含有的电子亲和力绝对值最大的电荷传输材料的电子亲和力绝对值｜EA2｜的关系满足式(1)、阴极侧电子传输层中所含有的电子亲和力绝对值最大的电荷传输材料的电子亲和力绝对值｜EA3｜与阴极功函的绝对值｜WF｜的关系满足式(2)的范围内，可在维持发光效率的同时得到寿命特性良好的结果。
[表3]
[表4]
尽管参照特定的实施方式详细地对本发明进行了说明，但对本领域技术人员来说，已知可在不脱离本发明的精神和范围施以各种变更和修正。本申请基于2010年7月8日提交的日本专利申请(日本特愿2010-155918)，以参考的形式将其内容引入本说明书。
符号的说明
1基板
2阳极
3空穴注入层
4空穴传输层
5发光层
6空穴阻止层
7电子传输层
8电子注入层
9阴极
10有机电致发光元件

Claims (25)

1.一种有机电致发光元件，其为依次具有阳极、发光层、2层以上的电子传输层和阴极的有机电致发光元件，其中：
该2层以上的电子传输层的至少1层与该发光层相邻；
该发光层含有发光材料和电荷传输材料；
与该发光层相邻的电子传输层含有电荷传输材料；
该发光层所含有的电荷传输材料与相邻于该发光层的电子传输层所含有的电荷传输材料可以为相同的材料，也可以为不同的材料；
将该发光层所含有的电荷传输材料之中承担电子传输的电荷传输材料的电子亲和力设为EA1、将与该发光层相邻的电子传输层所含有的电荷传输材料之中电子亲和力绝对值最大的电荷传输材料的电子亲和力设为EA2时，EA1与EA2满足下式(1)所表示的关系；
将该2层以上的电子传输层之中最接近阴极侧的电子传输层所含有的电荷传输材料之中电子亲和力绝对值最大的电荷传输材料的电子亲和力设为EA3、将该阴极的功函设为WF时，EA3与WF满足下式(2)所表示的关系；
式(1)：0.00eV≦|EA1|-|EA2|≦0.20eV
式(2)：-1.60eV≦|WF|-|EA3|≦1.60eV，
所述发光层含有具有电子传输性的电子传输材料作为电荷传输材料，
该电子传输材料具有由含有带sp2杂化轨道的杂原子的单环或稠环构成的电子传输单元，杂原子为选自氮原子、氧原子、硫原子和硒原子的原子。
2.如权利要求1所述的有机电致发光元件，其中，所述电子亲和力EA1与所述电子亲和力EA2满足下式(3)所表示的关系；
式(3)：0.00eV<|EA1|-|EA2|≦0.20eV。
3.如权利要求1所述的有机电致发光元件，其中，所述电子亲和力EA3与所述功函WF满足下式(4)所表示的关系；
式(4)：0.00eV≦|WF|-|EA3|≦1.60eV。
4.如权利要求1～3的任一项所述的有机电致发光元件，其中，与所述发光层相邻的电子传输层含有与所述发光层所含有的电荷传输材料不同的电荷传输材料。
5.如权利要求1所述的有机电致发光元件，其中，所述发光层为通过湿式成膜法而制作的层。
6.如权利要求1～3的任一项所述的有机电致发光元件，其特征在于，所述发光层含有以下式(X)所表示的提供蓝色荧光的芳基胺衍生物，
式中，Ar21表示核碳原子数为10～40的取代或者无取代的缩合芳香族烃环基或者缩合芳香族杂环基，Ar22和Ar23各自独立地表示碳原子数为6～40的取代或者无取代的1价芳香族烃环基，p表示1～4的整数。
7.如权利要求1～3的任一项所述的有机电致发光元件，其特征在于，所述发光层含有作为磷光发光材料的以下式(III)或式(IV)所表示的有机金属络合物，
ML(q-j)L’j(III)
式(III)中，M表示选自周期表第7～11族的金属，q表示所述金属的价数，并且，L和L’表示二齿配位体，j表示0、1或2的数，
二齿配位体L表示具有以下部分结构的配位体，
所述L的部分结构中，环A1表示具有或不具有取代基的芳香族烃环基，该芳香族烃环基为具有1个剩余化合价的5或6元环的单环或2～5稠环；或者表示，具有或不具有取代基的芳香族杂环基，该芳香族杂环基为具有1个剩余化合价的5或6元环的单环或2～4稠环，
环A2表示：具有或不具有取代基的含氮芳香族杂环基，该含氮芳香族杂环基为具有1个剩余化合价的5或6元环的单环或2～4稠环，
环A1或环A2分别可以具有的取代基为卤原子、烷基、链烯基、烷氧基羰基、烷氧基、芳氧基、二烷基氨基、二芳基氨基、咔唑基、酰基、卤烷基、氰基、芳香族烃环基，
二齿配位体L’表示具有以下部分结构的配位体，其中，在下式中，“Ph”表示苯基，
式(IV)中，M7表示与M同样的金属，T表示碳原子或氮原子，R92～R95各自独立地表示氢原子、卤原子、烷基、芳烷基、链烯基、氰基、氨基、酰基、烷氧基羰基、羧基、烷氧基、烷基氨基、芳烷基氨基、卤烷基、羟基、芳氧基或芳香环基；T为碳原子的情况下，R94和R95各自独立地与R92和R93同义；T为氮原子的情况下，无R94和R95，R92～R95进一步具有或不具有取代基，R92～R95中的任意2个以上的基团相互连结形成环或不相互连结形成环。
8.如权利要求7所述的有机电致发光元件，其特征在于，所述发光层含有作为磷光发光材料的以下式(IIIa)、(IIIb)、或者(IIIc)所表示的有机金属络合物，
式(IIIa)中，M4表示与所述M同样的金属，w表示所述金属的价数，环A1与权利要求7中的环A1同样，环A2与权利要求7中的环A2同样，
式(IIIb)中，M5表示与所述M同样的金属，w表示所述金属的价数，环A1与权利要求7中的环A1同样，环A2与权利要求7中的环A2同样，
式(IIIc)中，M6表示与所述M同样的金属，w表示所述金属的价数，环A1和环A1’各自独立地与权利要求7中的环A1同样，环A2和环A2’各自独立地与权利要求7中的环A2同样。
9.如权利要求8所述的有机电致发光元件，其特征在于，所述电子传输材料所具有的电子传输单元含有：
喹啉环、喹唑啉环、喹喔啉环、菲咯啉环、吡啶环、嘧啶环、哒嗪环、吡嗪环、三嗪环、噻二唑环、苯并噻二唑环、羟基喹啉金属络合物、菲咯啉金属络合物、六氮杂苯并[9,10]菲结构、四氰基苯并喹啉结构中任意一种。
10.如权利要求9所述的有机电致发光元件，其特征在于，所述电子传输单元为含有氮原子的6元环的单环或者稠环，在该氮原子的邻位和对位全部具有芳香环取代基。
11.如权利要求1所述的有机电致发光元件，其特征在于，所述电子传输材料为有机化合物，该有机化合物具有下述(b)组中示出的环的衍生物，下述(b)组为电子传输单元，
所述(b)组所包括的环均在氮原子的邻位和对位全部具有芳香环取代基。
12.如权利要求1～3的任一项所述的有机电致发光元件，其特征在于，
所述发光层含有具有空穴传输性的空穴传输材料作为电荷传输材料，
该空穴传输材料所具有的空穴传输单元是含有带sp3轨道的杂原子的结构、或者是碳原子数为4n系的芳香族稠环。
13.如权利要求12所述的有机电致发光元件，其特征在于，所述空穴传输材料所具有的空穴传输单元含有：
咔唑环、酞菁环、萘酞菁结构、卟啉结构、三芳基胺结构、三芳基膦结构、苯并呋喃环、二苯并呋喃环、芘环、苯二胺结构、吡咯环、联苯胺结构、苯胺结构、二芳基胺结构、咪唑啉酮结构、吡唑环中任意一种。
14.如权利要求12所述的有机电致发光元件，其特征在于，所述空穴传输材料为有机化合物，该有机化合物具有下述(a)组中示出的任一环的衍生物，下述(a)组为空穴传输单元，
这些环结构具有或不具有取代基，所述取代基为卤原子以及进一步具有或不具有取代基的碳原子数为1～10的烷基、具进一步有或不具有取代基的碳原子数为2～10的链烯基或者进一步具有或不具有取代基的碳原子数为6～30的1价芳香族烃环基。
15.如权利要求1～3的任一项所述的有机电致发光元件，其特征在于，形成与所述发光层相邻的电子传输层的电荷传输材料具有电子传输性单元和空穴传输性单元，
该电子传输单元具有由单环或稠环构成的单元，该单环或稠环含有带sp2杂化轨道的杂原子，该杂原子为选自氮原子、氧原子、硫原子和硒原子的原子，
空穴传输单元是含有带sp3轨道的杂原子的结构、或者是碳原子数为4n系的芳香族稠环。
16.如权利要求15所述的有机电致发光元件，其特征在于，与所述发光层相邻的电子传输层所含有的电荷传输材料中，电子传输单元的数目多于空穴传输单元的数目。
17.如权利要求15所述的有机电致发光元件，其特征在于，与所述发光层相邻的电子传输层所含有的电荷传输材料的空穴传输单元和电子传输单元直接键合，或者二者之间具有连结基团，
该连结基团为：碳原子数为1以上且10以下的亚烷基、碳原子数为2以上且10以下的亚链烯基、或者碳原子数为6以上且30以下的2价芳香族烃环基。
18.如权利要求17所述的有机电致发光元件，其特征在于，将与所述发光层相邻的电子传输层所含有的电荷传输材料的空穴传输单元和电子传输单元连结着的连结基团为以下述结构式S1～S15所表示的2价芳香族烃环基，
19.如权利要求15所述的有机电致发光元件，其特征在于，与所述发光层相邻的电子传输层所含有的电荷传输材料为具有如下通式(5)～(7)所示结构的化合物，
(A)m-(L)l-(B)n(5)
(B)-(L-A)x(6)
(A)-(L-B)y(7)
式中，A表示具有或不具有取代基的碳原子数为1～30的空穴传输单元，B表示具有或不具有取代基的碳原子数为1～30的电子传输单元，L表示具有或不具有取代基的碳原子数为1～30的烃基，l表示0～3的整数，m和n各自表示1～4的整数，l、m和/或n为2以上的情况下，所含有的2个以上的L、A、B分别相同或不同，并且，x和y表示1～4的整数，x或y为2以上的整数的情况下，所含有的2个以上的L-A、L-B分别相同或不同。
20.一种有机电致发光器件，其为在基板上具有发出彼此不同颜色的光的两种以上有机电致发光元件的有机电致发光器件，
其中，该有机电致发光元件之中至少一种有机电致发光元件为权利要求1～19的任一项所述的有机电致发光元件。
21.如权利要求20所述的有机电致发光器件，其中，所述有机电致发光元件中的全部有机电致发光元件为权利要求1～19的任一项所述的有机电致发光元件。
22.如权利要求20所述的有机电致发光器件，其中，在所述有机电致发光元件之中，至少两种有机电致发光元件所具有的与所述发光层相邻的电子传输层是相同的。
23.如权利要求21所述的有机电致发光器件，其中，在所述有机电致发光元件之中，至少两种有机电致发光元件所具有的与所述发光层相邻的电子传输层是相同的。
24.一种有机EL显示装置，其含有权利要求1～19的任一项所述的有机电致发光元件。
25.一种有机EL照明，其含有权利要求1～19的任一项所述的有机电致发光元件。
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