JP2007208217A - 有機電界発光素子 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明の課題は、高い発光効率を有し駆動耐久性に優れた有機ＥＬ素子を提供することである。
【解決手段】対向する陽極電極と陰極電極との間に少なくとも１層の発光層を有する有機電界発光素子であって、前記発光層と前記陽極電極との間にアクセプタとして金属酸化物を含有する有機層を有し、該有機層における該金属酸化物の濃度が厚み方向で異なっていて、前記陽極電極に近い部分より前記発光層に近い部分でより濃度が低いことを特徴とする。
【選択図】なし
【解決手段】対向する陽極電極と陰極電極との間に少なくとも１層の発光層を有する有機電界発光素子であって、前記発光層と前記陽極電極との間にアクセプタとして金属酸化物を含有する有機層を有し、該有機層における該金属酸化物の濃度が厚み方向で異なっていて、前記陽極電極に近い部分より前記発光層に近い部分でより濃度が低いことを特徴とする。
【選択図】なし
Description
本発明は、有機電界発光素子（以下、有機ＥＬ素子と略記する。）に関する。特に低駆動力で高輝度発光する有機ＥＬ素子に関する。
電流を通じることによって励起され発光する薄膜材料を用いた有機電界発光素子が知られている。有機電界発光素子は、低電圧で高輝度の発光が得られるために、携帯電話ディスプレイ、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、コンピュータディスプレイ、自動車の情報ディスプレイ、ＴＶモニター、あるいは一般照明を含む広い分野で幅広い潜在用途を有し、それらの分野でデバイスの薄型化、軽量化、小型化、および省電力のなどの利点を有する。このため、将来の電子ディスプレイ市場の主役としての期待が大きい。しかしながら、実用的にこれらの分野で従来ディスプレイに代わって用いられるためには、発光輝度と色調、広い使用環境条件下での耐久性、安価で大量の生産性など多くの技術改良が課題となっている。
特に課題とされる一つは、輝度と駆動電力の改良である。上記の多くのデバイスは、薄型化、軽量化、小型化に当たって、まず高い輝度を実現することが課題であった。薄型化および軽量化に当たっては、デバイスのみでなく駆動電源のコンパクト化、軽量化も要求される。特に、電力が１次電池あるいは２次電池より供給される場合、省電力は大きな課題であり、低駆動電圧で高輝度を得ることが強く要望されている。従来、高輝度とするためには、高電圧を必要とし、電力消費を早める結果となっていた。また、高輝度および高電圧は、デバイスの耐久性を損なう結果となっていた。
正孔輸送層にアクセプタとして金属ドーパントをドーピングした有機化合物層を配する試みが提案されている（例えば、特許文献１、２参照。）。しかしながら、正孔輸送層にアクセプタを導入することは発光効率の点で不利であった。また、正孔輸送層のアクセプタ濃度を発光層に近い部分が高くなるように連続的に変化させることが提案されている（例えば、特許文献３参照。）。しかしながら、この場合はアクセプタの効果が十分発揮されず、発光効率および駆動耐久性にいづれの点に置いても十分な改良効果を得ることはできなかった。
特開平４−２９７０７６号公報
特開２０００−１９６１４０号公報
ＷＯ２００５−０６４９９４Ａ１号公報
本発明の課題は、特に高発光効率で且つ高耐久性である有機ＥＬ素子を提供するものである。
本発明の上記課題は、下記の手段によって解決された。
＜１＞ 対向する陽極電極と陰極電極との間に少なくとも１層の発光層を有する有機電界発光素子であって、前記発光層と前記陽極電極との間にアクセプタとして金属酸化物を含有する有機層を有し、該有機層における該金属酸化物の濃度が厚み方向で異なっていて、前記陽極電極に近い部分より前記発光層に近い部分でより濃度が低いことを特徴とする有機電界発光素子。
＜２＞ 前記金属酸化物を含有する有機層における最も高濃度である領域の濃度（Ｃｍａｘ）と最も低濃度である領域の濃度（Ｃｍｉｎ）の比（Ｃｍａｘ／Ｃｍｉｎ）が２以上であることを特徴とする＜１＞に記載の有機電界発光素子。
＜３＞ 前記アクセプタとしての金属酸化物が、電荷移動錯体を形成し得る金属酸化物であることを特徴とする＜１＞または＜２＞に記載の有機電界発光素子。
＜４＞ 前記アクセプタを含有する有機層が、正孔注入層であることを特徴とする＜１＞〜＜３＞のいずれか１項に記載の有機電界発光素子。
＜５＞ 前アクセプタを含有する有機層と前記陽極電極との間に正孔輸送層を有することを特徴とする＜１＞〜＜４＞のいずれか１項に記載の有機電界発光素子。
＜６＞ 前記正孔輸送層が、実質的にアクセプタを含有しないことを特徴とする＜５＞に記載の有機電界発光素子。
＜７＞ 前記アクセプタが、酸化モリブデンまたは酸化バナジウムであることを特徴とする＜１＞〜＜６＞のいずれか１項に記載の有機電界発光素子。
＜８＞ 前記正孔注入層が第二のアクセプタとして金属を含まない有機化合物を含有することを特徴とする＜４＞〜＜７＞のいずれか１項に記載の有機電界発光素子。
＜９＞ 前記第二のアクセプタが、７，７，８，８−テトラフルオロテトラシアノキノジメタンであることを特徴とする＜８＞に記載の有機電界発光素子。
＜１＞ 対向する陽極電極と陰極電極との間に少なくとも１層の発光層を有する有機電界発光素子であって、前記発光層と前記陽極電極との間にアクセプタとして金属酸化物を含有する有機層を有し、該有機層における該金属酸化物の濃度が厚み方向で異なっていて、前記陽極電極に近い部分より前記発光層に近い部分でより濃度が低いことを特徴とする有機電界発光素子。
＜２＞ 前記金属酸化物を含有する有機層における最も高濃度である領域の濃度（Ｃｍａｘ）と最も低濃度である領域の濃度（Ｃｍｉｎ）の比（Ｃｍａｘ／Ｃｍｉｎ）が２以上であることを特徴とする＜１＞に記載の有機電界発光素子。
＜３＞ 前記アクセプタとしての金属酸化物が、電荷移動錯体を形成し得る金属酸化物であることを特徴とする＜１＞または＜２＞に記載の有機電界発光素子。
＜４＞ 前記アクセプタを含有する有機層が、正孔注入層であることを特徴とする＜１＞〜＜３＞のいずれか１項に記載の有機電界発光素子。
＜５＞ 前アクセプタを含有する有機層と前記陽極電極との間に正孔輸送層を有することを特徴とする＜１＞〜＜４＞のいずれか１項に記載の有機電界発光素子。
＜６＞ 前記正孔輸送層が、実質的にアクセプタを含有しないことを特徴とする＜５＞に記載の有機電界発光素子。
＜７＞ 前記アクセプタが、酸化モリブデンまたは酸化バナジウムであることを特徴とする＜１＞〜＜６＞のいずれか１項に記載の有機電界発光素子。
＜８＞ 前記正孔注入層が第二のアクセプタとして金属を含まない有機化合物を含有することを特徴とする＜４＞〜＜７＞のいずれか１項に記載の有機電界発光素子。
＜９＞ 前記第二のアクセプタが、７，７，８，８−テトラフルオロテトラシアノキノジメタンであることを特徴とする＜８＞に記載の有機電界発光素子。
従来、アクセプタを有する有機層を設けて、正孔の移動度を制御して、駆動耐久性を改良することは知られていたが、発光効率が低下してしまう欠点があって、高い発光効率と高い駆動耐久性とを両立することが困難であった。
本発明者らは、鋭意努力の結果、アクセプタとして金属酸化物を含有する有機層を有し、該有機層における該金属酸化物の濃度が前記陽極電極に近い部分より前記発光層に近い部分でより濃度を低することによって、高い発光効率を維持し高い駆動耐久性を実現することを可能にし、本発明に到達した。さらに好ましくは、アクセプタを含有する層を正孔注入層として該正孔注入層と発光層との間に実質的にアクセプタを含有しない正孔輸送層を配することによって本願の課題を達成した。
本発明者らは、鋭意努力の結果、アクセプタとして金属酸化物を含有する有機層を有し、該有機層における該金属酸化物の濃度が前記陽極電極に近い部分より前記発光層に近い部分でより濃度を低することによって、高い発光効率を維持し高い駆動耐久性を実現することを可能にし、本発明に到達した。さらに好ましくは、アクセプタを含有する層を正孔注入層として該正孔注入層と発光層との間に実質的にアクセプタを含有しない正孔輸送層を配することによって本願の課題を達成した。
本発明によれば、低い駆動電圧で高輝度発光が得られる有機ＥＬ素子が提供される。さらには、低い駆動電圧で高輝度発光が得られる有機ＥＬ素子であって駆動耐久性に優れた有機ＥＬ素子が提供される。
以下、本発明の有機ＥＬ素子について詳細に説明する。
（構成）
本発明の有機電界発光素子は、一対の電極（陽極と陰極）間に少なくとも発光層を含む有機化合物層を有し、更に、好ましくは、陽極と該発光層との間に正孔輸送層を、また陰極と該発光層との間に電子輸送層を有する。
発光素子の性質上、前記一対の電極のうち少なくとも一方の電極は、透明であることが好ましい。
本発明の有機電界発光素子は、一対の電極（陽極と陰極）間に少なくとも発光層を含む有機化合物層を有し、更に、好ましくは、陽極と該発光層との間に正孔輸送層を、また陰極と該発光層との間に電子輸送層を有する。
発光素子の性質上、前記一対の電極のうち少なくとも一方の電極は、透明であることが好ましい。
本発明における有機化合物層の積層の形態としては、陽極側から、正孔輸送層、発光層、電子輸送層の順に積層されている態様が好ましい。更に、正孔輸送層と陽極との間に正孔注入層、及び／又は発光層と電子輸送層との間に、電子輸送性中間層を有する。また、発光層と正孔輸送層との間に正孔輸送性中間層を、同様に陰極と電子輸送層との間に電子注入層を設けても良い。
本発明の有機電界発光素子における有機化合物層の好適な態様は、陽極側から順に、少なくとも、（１）正孔注入層、正孔輸送層（正孔注入層と正孔輸送層は兼ねても良い）、正孔輸送性中間層、発光層、電子輸送層、及び電子注入層（電子輸送層と電子注入層は兼ねても良い）、を有する態様、（２） 正孔注入層、正孔輸送層（正孔注入層と正孔輸送層は兼ねても良い）、発光層、電子輸送性中間層、電子輸送層、及び電子注入層（電子輸送層と電子注入層は兼ねても良い）、を有する態様、（３）正孔注入層、正孔輸送層（正孔注入層と正孔輸送層は兼ねても良い）、正孔輸送性中間層、発光層、電子輸送性中間層、電子輸送層、及び電子注入層（電子輸送層と電子注入層は兼ねても良い）、を有する態様である。
上記正孔輸送性中間層は、発光層への正孔注入を促進する機能及び電子をブロックする機能の少なくとも一方を有することが好ましい。
また、上記電子輸送性中間層は、発光層への電子注入を促進する機能及び正孔をブロックする機能の少なくとも一方を有することが好ましい。
更に、上記正孔輸送性中間層及び上記電子輸送性中間層の少なくとも一方は、発光層で生成する励起子をブロックする機能を有することが好ましい。
上記の正孔注入促進、電子注入促進、正孔ブロック、電子ブロック、励起子ブロックといった機能を有効に発現させるためには、該正孔輸送性中間層および該電子輸送性中間層は、発光層に隣接していることが好ましい。
尚、各層は複数の二次層に分かれていてもよい。
また、上記電子輸送性中間層は、発光層への電子注入を促進する機能及び正孔をブロックする機能の少なくとも一方を有することが好ましい。
更に、上記正孔輸送性中間層及び上記電子輸送性中間層の少なくとも一方は、発光層で生成する励起子をブロックする機能を有することが好ましい。
上記の正孔注入促進、電子注入促進、正孔ブロック、電子ブロック、励起子ブロックといった機能を有効に発現させるためには、該正孔輸送性中間層および該電子輸送性中間層は、発光層に隣接していることが好ましい。
尚、各層は複数の二次層に分かれていてもよい。
次に、本発明の発光素子を構成する要素について、詳細に説明する。
本発明における有機化合物層について説明する。
本発明の有機電界発光素子は、少なくとも一層の発光層を含む有機化合物層を有しており、発光層以外の他の有機化合物層としては、前述したごとく、正孔注入層、正孔輸送層、正孔輸送性中間層、発光層、電子輸送性中間層、電子輸送層、電子注入層等の各層が挙げられる。
本発明の有機電界発光素子は、少なくとも一層の発光層を含む有機化合物層を有しており、発光層以外の他の有機化合物層としては、前述したごとく、正孔注入層、正孔輸送層、正孔輸送性中間層、発光層、電子輸送性中間層、電子輸送層、電子注入層等の各層が挙げられる。
有機化合物層を構成する各層は、蒸着法やスパッタ法等の乾式製膜法、転写法、印刷法、塗布法、インクジェット法、およびスプレー法等いずれによっても好適に形成することができる。
（アクセプタ）
１）金属酸化物アクセプタ
アクセプタとは電子受容体であり、基材となる有機化合物から電荷をアクセプタに移動させることで、導電性を発現させる。この電荷移動により、アクセプタと基材となる有機化合物は、電荷移動錯体を構成する。
好ましい材料としては、酸化モリブデン、酸化バナジウム、酸化レニウム、およびＮｉＯなどが挙げられる。
より好ましくは、蒸着が容易な酸化モリブデン、酸化バナジウム、および酸化レニウムが挙げられる。特に好ましくは、酸化モリブデンまたは酸化バナジウムである。
本発明における金属酸化物アクセプタは、陽極と発光層との間の有機層に含有される。
金属酸化物アクセプタを含有する層は、正孔注入層が好ましい。これは、正孔注入層の正孔注入材料が元々正孔が入りやすいからである。すなわち、電子が抜けやすい性質があり、この電子をアクセプタが受容し電荷移動錯体を構成することができるためである。正孔注入層と正孔輸送層が存在する場合は、特開２０００−１９６１４０号に述べられているように、正孔輸送層にはアクセプタを添加しないことが、発光効率を低下させないという点で望ましい。
１）金属酸化物アクセプタ
アクセプタとは電子受容体であり、基材となる有機化合物から電荷をアクセプタに移動させることで、導電性を発現させる。この電荷移動により、アクセプタと基材となる有機化合物は、電荷移動錯体を構成する。
好ましい材料としては、酸化モリブデン、酸化バナジウム、酸化レニウム、およびＮｉＯなどが挙げられる。
より好ましくは、蒸着が容易な酸化モリブデン、酸化バナジウム、および酸化レニウムが挙げられる。特に好ましくは、酸化モリブデンまたは酸化バナジウムである。
本発明における金属酸化物アクセプタは、陽極と発光層との間の有機層に含有される。
金属酸化物アクセプタを含有する層は、正孔注入層が好ましい。これは、正孔注入層の正孔注入材料が元々正孔が入りやすいからである。すなわち、電子が抜けやすい性質があり、この電子をアクセプタが受容し電荷移動錯体を構成することができるためである。正孔注入層と正孔輸送層が存在する場合は、特開２０００−１９６１４０号に述べられているように、正孔輸送層にはアクセプタを添加しないことが、発光効率を低下させないという点で望ましい。
金属酸化物アクセプタを含有する層における金属酸化物アクセプタの膜中濃度は、陽極に面する側よりも発光層に面する側でより低濃度であるべく、層内で勾配を有することを特徴とする。濃度勾配は、階段状に変化しても、連続的に変化しても良い。好ましくは、最も高濃度である領域の濃度（Ｃｍａｘ）が１質量％〜１００質量％、より好ましくは５質量％〜５０質量％であり、最も低濃度である領域の濃度（Ｃｍｉｎ）が好ましくは０．１質量％〜５０質量％、より好ましくは１質量％〜１０質量％である。ＣｍａｘとＣｍｉｎの比（Ｃｍａｘ／Ｃｍｉｎ）が好ましくは２以上、より好ましくは５以上である。
アクセプタの蒸着量は、基材となる正孔注入材料や正孔輸送材料に対する濃度でコントロールする。具体的な方法としては、正孔注入材料や正孔輸送材料を加熱する温度とアクセプタ材料を加熱する温度を変えることで、濃度をコントロールすることが可能である。
濃度を上げる場合は、アクセプタ材料を加熱する温度を上げ、正孔注入材料や正孔輸送材料を加熱する温度を下げることができる。また、濃度を下げる場合は、アクセプタ材料を加熱する温度を下げ、正孔注入材料や正孔輸送材料を加熱する温度を上げることができる。
また、ＷＯ２００５−０６４９９４Ａ１号公報に示されているように、蒸着する基板と正孔注入材料や正孔輸送材料の距離、蒸着する基板とアクセプタ材料の距離をそれぞれ変えることでコントロールすることも可能である。濃度を上げる場合は、蒸着する基板と正孔注入材料やアクセプタ材料の距離を長くし、蒸着する基板とアクセプタ材料の距離を短くする。
濃度を変化させるパターンとしては、階段的に変化させる場合や、連続的に変化させる場合がある。階段的に変化させる場合は、基材となる正孔注入材料や正孔輸送材料とアクセプタ材料の共蒸着を一定の濃度で行った後、別の濃度で、再び正孔注入材料や正孔輸送材料とアクセプタ材料の共蒸着を行えば良い。連続的に変化させる場合には、正孔注入材料や正孔輸送材料を加熱する温度とアクセプタ材料を加熱する温度を連続的に変える、あるいは、蒸着する基板と正孔注入材料や正孔輸送材料の距離、蒸着する基板とアクセプタ材料の距離をそれぞれ変えることで可能となる。
濃度を上げる場合は、アクセプタ材料を加熱する温度を上げ、正孔注入材料や正孔輸送材料を加熱する温度を下げることができる。また、濃度を下げる場合は、アクセプタ材料を加熱する温度を下げ、正孔注入材料や正孔輸送材料を加熱する温度を上げることができる。
また、ＷＯ２００５−０６４９９４Ａ１号公報に示されているように、蒸着する基板と正孔注入材料や正孔輸送材料の距離、蒸着する基板とアクセプタ材料の距離をそれぞれ変えることでコントロールすることも可能である。濃度を上げる場合は、蒸着する基板と正孔注入材料やアクセプタ材料の距離を長くし、蒸着する基板とアクセプタ材料の距離を短くする。
濃度を変化させるパターンとしては、階段的に変化させる場合や、連続的に変化させる場合がある。階段的に変化させる場合は、基材となる正孔注入材料や正孔輸送材料とアクセプタ材料の共蒸着を一定の濃度で行った後、別の濃度で、再び正孔注入材料や正孔輸送材料とアクセプタ材料の共蒸着を行えば良い。連続的に変化させる場合には、正孔注入材料や正孔輸送材料を加熱する温度とアクセプタ材料を加熱する温度を連続的に変える、あるいは、蒸着する基板と正孔注入材料や正孔輸送材料の距離、蒸着する基板とアクセプタ材料の距離をそれぞれ変えることで可能となる。
２）第二のアクセプタ
本発明における第二のアクセプタは、金属を含まない有機化合物より選ばれる。このような、金属を含まないアクセプタは、基材となる有機化合物に対して電子受容体となり導電性が生じさせることが可能である。
好ましい素材としては、シアノ基を含むＦ４−ＴＣＮＱ（７，７，８，８−テトラフルオロテトラシアノキノジメタン）、ＴＣＮＱ（テトラシアノエチレン）、およびＴＣＮＥ（テトラシアノエチレン）などが挙げられる。
金属化合物アクセプタと同様、正孔注入層や正孔輸送層にアクセプタが用いられる。正孔注入層と正孔輸送層が存在する場合は、特開２０００−１９６１４０号に述べられているように、正孔輸送層にアクセプタを添加しないことが、発光効率を低下させないという点で望ましい。第二のアクセプタの濃度パターンは、第一の濃度パターンに対して、均一でも変化があっても基本的には構わないが、ＷＯ２００５−０６４９９４Ａ１号公報に述べられているように、Ｆ４−ＴＣＮＱなので、リークを防ぐために電極側の濃度は他の部分に比べて小さく、電子が発光に寄与しない（電子の素抜け）による効率低下を防ぐために、正孔輸送層との界面側も濃度を他の部分に比べて小さくするとより良い。濃度を変化させるパターンとしては、第一のアクセプタと同様である。
本発明における第二のアクセプタは、金属を含まない有機化合物より選ばれる。このような、金属を含まないアクセプタは、基材となる有機化合物に対して電子受容体となり導電性が生じさせることが可能である。
好ましい素材としては、シアノ基を含むＦ４−ＴＣＮＱ（７，７，８，８−テトラフルオロテトラシアノキノジメタン）、ＴＣＮＱ（テトラシアノエチレン）、およびＴＣＮＥ（テトラシアノエチレン）などが挙げられる。
金属化合物アクセプタと同様、正孔注入層や正孔輸送層にアクセプタが用いられる。正孔注入層と正孔輸送層が存在する場合は、特開２０００−１９６１４０号に述べられているように、正孔輸送層にアクセプタを添加しないことが、発光効率を低下させないという点で望ましい。第二のアクセプタの濃度パターンは、第一の濃度パターンに対して、均一でも変化があっても基本的には構わないが、ＷＯ２００５−０６４９９４Ａ１号公報に述べられているように、Ｆ４−ＴＣＮＱなので、リークを防ぐために電極側の濃度は他の部分に比べて小さく、電子が発光に寄与しない（電子の素抜け）による効率低下を防ぐために、正孔輸送層との界面側も濃度を他の部分に比べて小さくするとより良い。濃度を変化させるパターンとしては、第一のアクセプタと同様である。
金属を含まない有機化合物を含有する有機層中の金属を含まない有機化合物の膜中濃度は、好ましくは０．０１質量％〜１０質量％、より好ましくは０．０５質量％〜１質量％である。
（正孔注入層、正孔輸送層）
正孔注入層、正孔輸送層は、陽極又は陽極側から正孔を受け取り陰極側に輸送する機能を有する層である。
正孔注入層、正孔輸送層は、陽極又は陽極側から正孔を受け取り陰極側に輸送する機能を有する層である。
正孔注入層は正孔の移動のキャリアとなるドーパントを含有するのが好ましい。正孔注入層に導入するドーパントとしては、電子受容性で有機化合物を酸化する性質を有すれば、無機化合物でも有機化合物でも使用でき、具体的には、無機化合物は塩化第二鉄や塩化アルミニウム、塩化ガリウム、塩化インジウム、および五塩化アンチモンなどのルイス酸化合物を好適に用いることができる。
有機化合物の場合は、置換基としてニトロ基、ハロゲン、シアノ基、トリフルオロメチル基などを有する化合物、キノン系化合物、酸無水物系化合物、フレーレンなどを好適に用いることができる。
具体的にはヘキサシアノブタジエン、ヘキサシアノベンゼン、テトラシアノエチレン、テトラシアノキノジメタン、テトラフルオロテトラシアノキノジメタン、ｐ−フルオラニル、ｐ−クロラニル、ｐ−ブロマニル、ｐ−ベンゾキノン、２，６−ジクロロベンゾキノン、２，５−ジクロロベンゾキノン、テトラメチルベンゾキノン、１，２，４，５−テトラシアノベンゼン、ｏ−ジシアノベンゼン、ｐ−ジシアノベンゼン、１，４−ジシアノテトラフルオロベンゼン、２，３−ジクロロ−５，６−ジシアノベンゾキノン、ｐ−ジニトロベンゼン、ｍ−ジニトロベンゼン、ｏ−ジニトロベンゼン、ｐ−シアノニトロベンゼン、ｍ−シアノニトロベンゼン、ｏ−シアノニトロベンゼン、１，４−ナフトキノン、２，３−ジクロロナフトキノン、１−ニトロナフタレン、２−ニトロナフタレン、１，３−ジニトロナフタレン、１，５−ジニトロナフタレン、９−シアノアントラセン、９−ニトロアントラセン、９，１０−アントラキノン、１，３，６，８−テトラニトロカルバゾール、２，４，７−トリニトロ−９−フルオレノン、２，３，５，６−テトラシアノピリジン、マレイン酸無水物、フタル酸無水物、Ｃ６０、およびＣ７０などが挙げられる。
具体的にはヘキサシアノブタジエン、ヘキサシアノベンゼン、テトラシアノエチレン、テトラシアノキノジメタン、テトラフルオロテトラシアノキノジメタン、ｐ−フルオラニル、ｐ−クロラニル、ｐ−ブロマニル、ｐ−ベンゾキノン、２，６−ジクロロベンゾキノン、２，５−ジクロロベンゾキノン、テトラメチルベンゾキノン、１，２，４，５−テトラシアノベンゼン、ｏ−ジシアノベンゼン、ｐ−ジシアノベンゼン、１，４−ジシアノテトラフルオロベンゼン、２，３−ジクロロ−５，６−ジシアノベンゾキノン、ｐ−ジニトロベンゼン、ｍ−ジニトロベンゼン、ｏ−ジニトロベンゼン、ｐ−シアノニトロベンゼン、ｍ−シアノニトロベンゼン、ｏ−シアノニトロベンゼン、１，４−ナフトキノン、２，３−ジクロロナフトキノン、１−ニトロナフタレン、２−ニトロナフタレン、１，３−ジニトロナフタレン、１，５−ジニトロナフタレン、９−シアノアントラセン、９−ニトロアントラセン、９，１０−アントラキノン、１，３，６，８−テトラニトロカルバゾール、２，４，７−トリニトロ−９−フルオレノン、２，３，５，６−テトラシアノピリジン、マレイン酸無水物、フタル酸無水物、Ｃ６０、およびＣ７０などが挙げられる。
このうちヘキサシアノブタジエン、ヘキサシアノベンゼン、テトラシアノエチレン、テトラシアノキノジメタン、テトラフルオロテトラシアノキノジメタン、ｐ−フルオラニル、ｐ−クロラニル、ｐ−ブロマニル、ｐ−ベンゾキノン、２，６−ジクロロベンゾキノン、２，５−ジクロロベンゾキノン、１，２，４，５−テトラシアノベンゼン、１，４−ジシアノテトラフルオロベンゼン、２，３−ジクロロ−５，６−ジシアノベンゾキノン、ｐ−ジニトロベンゼン、ｍ−ジニトロベンゼン、ｏ−ジニトロベンゼン、１，４−ナフトキノン、２，３−ジクロロナフトキノン、１，３−ジニトロナフタレン、１，５−ジニトロナフタレン、９，１０−アントラキノン、１，３，６，８−テトラニトロカルバゾール、２，４，７−トリニトロ−９−フルオレノン、２，３，５，６−テトラシアノピリジン、またはＣ６０が好ましく、ヘキサシアノブタジエン、ヘキサシアノベンゼン、テトラシアノエチレン、テトラシアノキノジメタン、テトラフルオロテトラシアノキノジメタン、ｐ−フルオラニル、ｐ−クロラニル、ｐ−ブロマニル、２，６−ジクロロベンゾキノン、２，５−ジクロロベンゾキノン、２，３−ジクロロナフトキノン、１，２，４，５−テトラシアノベンゼン、２，３−ジクロロ−５，６−ジシアノベンゾキノン、または２，３，５，６−テトラシアノピリジンが特に好ましい。
これらの電子受容性ドーパントは、単独で用いてもよいし、２種以上を用いてもよい。
電子受容性ドーパントの使用量は、材料の種類によって異なるが、正孔注入層材料に対して０．０１質量％〜５０質量％であることが好ましく、０．０５質量％〜２０質量％であることが更に好ましく、０．１質量％〜１０質量％であることが特に好ましい。該使用量が、正孔注入材料に対して０．０１質量％未満のときには、本発明の効果が不十分であるため好ましくなく、５０質量％を超えると正孔注入能力が損なわれるため好ましくない。
電子受容性ドーパントの使用量は、材料の種類によって異なるが、正孔注入層材料に対して０．０１質量％〜５０質量％であることが好ましく、０．０５質量％〜２０質量％であることが更に好ましく、０．１質量％〜１０質量％であることが特に好ましい。該使用量が、正孔注入材料に対して０．０１質量％未満のときには、本発明の効果が不十分であるため好ましくなく、５０質量％を超えると正孔注入能力が損なわれるため好ましくない。
正孔注入層がアクセプタを含有する場合、正孔輸送層は、実質敵にアクセプタを含有しないことが好ましい。
正孔注入層、正孔輸送層の材料としては、具体的には、ピロール誘導体、カルバゾール誘導体、ピラゾール誘導体、トリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、芳香族第三級アミン化合物、スチリルアミン化合物、芳香族ジメチリディン系化合物、ポルフィリン系化合物、有機シラン誘導体、またはカーボン等を含有する層であることが好ましい。
正孔注入層、正孔輸送層の厚さは、特に限定されるものではないが、駆動電圧低下、発光効率向上、耐久性向上の観点から、厚さが１ｎｍ〜５μｍであることが好ましく、５ｎｍ〜１μｍであることが更に好ましく、１０ｎｍ〜５００ｎｍであることが特に好ましい。
正孔注入層、正孔輸送層は、上述した材料の１種又は２種以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。
正孔注入層、正孔輸送層は、上述した材料の１種又は２種以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。
前記発光層に隣接したキャリア輸送層が正孔輸送層であるとき、該正孔輸送層のＩｐ（ＨＴＬ）は前記発光層中に含有されるドーパントのＩｐ（Ｄ）より小さいことが駆動耐久性の点で好ましい。
正孔輸送層におけるＩｐ（ＨＴＬ）は、後述するＩｐの測定方法により測定することができる。
正孔輸送層におけるＩｐ（ＨＴＬ）は、後述するＩｐの測定方法により測定することができる。
また、正孔輸送層におけるキャリア移動度は、一般的に、１０-7ｃｍ2・Ｖ-1・ｓ-1以上１０-1ｃｍ2・Ｖ-1・ｓ-1以下であり、中でも、発光効率の点から１０-5ｃｍ2・Ｖ-1・ｓ-1以上１０-1ｃｍ2・Ｖ-1・ｓ-1以下が好ましく、１０-4ｃｍ2・Ｖ-1・ｓ-1以上１０-1ｃｍ2・Ｖ-1・ｓ-1以下が更に好ましく、１０-3ｃｍ2・Ｖ-1・ｓ-1以上１０-1ｃｍ2・Ｖ-1・ｓ-1以下が特に好ましい。
該キャリア移動度は、前記発光層のキャリア移動度の測定方法と同様の方法により測定した値を採用する。
また、該正孔輸送層のキャリア移動度は、前記発光層のキャリア移動度より大きいことが駆動耐久性、発光効率の観点から好ましい。
該キャリア移動度は、前記発光層のキャリア移動度の測定方法と同様の方法により測定した値を採用する。
また、該正孔輸送層のキャリア移動度は、前記発光層のキャリア移動度より大きいことが駆動耐久性、発光効率の観点から好ましい。
（電子注入層、電子輸送層）
電子注入層、電子輸送層は、陰極から電子を注入する機能、電子を輸送する機能、陽極から注入され得た正孔を障壁する機能のいずれかを有している層である。
電子注入層、電子輸送層は、陰極から電子を注入する機能、電子を輸送する機能、陽極から注入され得た正孔を障壁する機能のいずれかを有している層である。
電子注入層、あるいは電子輸送層に導入される電子供与性ドーパントとしては、電子供与性で有機化合物を還元する性質を有していればよく、Ｌｉなどのアルカリ金属、Ｍｇなどのアルカリ土類金属、希土類金属を含む遷移金属などが好適に用いられる。
特に仕事関数が４．２ｅＶ以下の金属が好適に使用でき、具体的には、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｙ、Ｃｓ、Ｌａ、Ｓｍ、Ｇｄ、およびＹｂなどが挙げられる。
特に仕事関数が４．２ｅＶ以下の金属が好適に使用でき、具体的には、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｙ、Ｃｓ、Ｌａ、Ｓｍ、Ｇｄ、およびＹｂなどが挙げられる。
これらの電子供与性ドーパントは、単独で用いてもよいし、２種以上を用いてもよい。
電子供与性ドーパントの使用量は、材料の種類によって異なるが、電子輸送層材料に対して０．１質量％〜９９質量％であることが好ましく、１．０質量％〜８０質量％であることが更に好ましく、２．０質量％〜７０質量％であることが特に好ましい。該使用量が、電子輸送層材料に対して０．１質量％未満のときには、本発明の効果が不十分であるため好ましくなく、９９質量％を超えると電子輸送能力が損なわれるため好ましくない。
電子供与性ドーパントの使用量は、材料の種類によって異なるが、電子輸送層材料に対して０．１質量％〜９９質量％であることが好ましく、１．０質量％〜８０質量％であることが更に好ましく、２．０質量％〜７０質量％であることが特に好ましい。該使用量が、電子輸送層材料に対して０．１質量％未満のときには、本発明の効果が不十分であるため好ましくなく、９９質量％を超えると電子輸送能力が損なわれるため好ましくない。
電子注入層、電子輸送層の材料としては、具体的には、ピリジン、ピリミジン、トリアジン、イミダゾール、トリアゾ−ル、オキサゾ−ル、オキサジアゾ−ル、フルオレノン、アントラキノジメタン、アントロン、ジフェニルキノン、チオピランジオキシド、カルボジイミド、フルオレニリデンメタン、ジスチリルピラジン、フッ素置換芳香族化合物、ナフタレンペリレン等の複素環テトラカルボン酸無水物、フタロシアニン、およびそれらの誘導体（他の環と縮合環を形成してもよい）、８−キノリノ−ル誘導体の金属錯体やメタルフタロシアニン、ベンゾオキサゾ−ルやベンゾチアゾ−ルを配位子とする金属錯体に代表される各種金属錯体等を挙げることができる。
電子注入層、電子輸送層の厚さは、特に限定されるものではないが、駆動電圧低下、発光効率向上、耐久性向上の観点から、厚さが１ｎｍ〜５μｍであることが好ましく、５ｎｍ〜１μｍであることが更に好ましく、１０ｎｍ〜５００ｎｍであることが特に好ましい。
電子注入層、電子輸送層は、上述した材料の１種又は２種以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。
前記発光層に隣接したキャリア輸送層が電子輸送層であるとき、該電子輸送層のＥａ（ＥＴＬ）は前記発光層中に含有されるドーパントのＥａ（Ｄ）より大きいことが駆動耐久性の点で好ましい。
電子注入層、電子輸送層は、上述した材料の１種又は２種以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。
前記発光層に隣接したキャリア輸送層が電子輸送層であるとき、該電子輸送層のＥａ（ＥＴＬ）は前記発光層中に含有されるドーパントのＥａ（Ｄ）より大きいことが駆動耐久性の点で好ましい。
該Ｅａ（ＥＴＬ）は、後述するＥａの測定方法と同様の方法により測定した値を用いる。
また、電子輸送層におけるキャリア移動度は、一般的に、１０-7ｃｍ2・Ｖ-1・ｓ-1以上１０-1ｃｍ2・Ｖ-1・ｓ-1以下であり、中でも、発光効率の点から１０-5ｃｍ2・Ｖ-1・ｓ-1以上１０-1ｃｍ2・Ｖ-1・ｓ-1以下が好ましく、１０-4ｃｍ2・Ｖ-1・ｓ-1以上１０-1ｃｍ2・Ｖ-1・ｓ-1以下が更に好ましく、１０-3ｃｍ2・Ｖ-1・ｓ-1以上１０-1ｃｍ2・Ｖ-1・ｓ-1以下が特に好ましい。
また、該電子輸送層のキャリア移動度は、前記発光層のキャリア移動度より大きいことが駆動耐久性の観点から好ましい。該キャリア移動度は、前記正孔輸送層の測定方法と同様に行った。
本発明における発光素子のキャリア移動度において、正孔輸送層、電子輸送層、及び発光層におけるキャリア移動度としては、（電子輸送層≧正孔輸送層）＞発光層であることが、駆動耐久性の点で好ましい。
バッファー層に含有されるホスト材料としては、後述する正孔輸送性ホストまたは電子輸送性ホストを好適に用いることができる。
また、電子輸送層におけるキャリア移動度は、一般的に、１０-7ｃｍ2・Ｖ-1・ｓ-1以上１０-1ｃｍ2・Ｖ-1・ｓ-1以下であり、中でも、発光効率の点から１０-5ｃｍ2・Ｖ-1・ｓ-1以上１０-1ｃｍ2・Ｖ-1・ｓ-1以下が好ましく、１０-4ｃｍ2・Ｖ-1・ｓ-1以上１０-1ｃｍ2・Ｖ-1・ｓ-1以下が更に好ましく、１０-3ｃｍ2・Ｖ-1・ｓ-1以上１０-1ｃｍ2・Ｖ-1・ｓ-1以下が特に好ましい。
また、該電子輸送層のキャリア移動度は、前記発光層のキャリア移動度より大きいことが駆動耐久性の観点から好ましい。該キャリア移動度は、前記正孔輸送層の測定方法と同様に行った。
本発明における発光素子のキャリア移動度において、正孔輸送層、電子輸送層、及び発光層におけるキャリア移動度としては、（電子輸送層≧正孔輸送層）＞発光層であることが、駆動耐久性の点で好ましい。
バッファー層に含有されるホスト材料としては、後述する正孔輸送性ホストまたは電子輸送性ホストを好適に用いることができる。
（発光層）
発光層は、電界印加時に、陽極、正孔注入層、正孔輸送層または正孔輸送性バッファー層から正孔を受け取り、陰極、電子注入層、電子輸送層または電子輸送性バッファー層から電子を受け取り、正孔と電子の再結合の場を提供して発光させる機能を有する層である。
本発明における発光層は、少なくとも一種の発光性ドーパントと複数のホスト化合物とを含む。
また、発光層は１層であっても２層以上であってもよく、それぞれの層が異なる発光色で発光してもよい。発光層が複数の場合であっても、発光層の各層に、少なくとも一種の発光性ドーパントと複数のホスト化合物とを含有することが好ましい。
発光層は、電界印加時に、陽極、正孔注入層、正孔輸送層または正孔輸送性バッファー層から正孔を受け取り、陰極、電子注入層、電子輸送層または電子輸送性バッファー層から電子を受け取り、正孔と電子の再結合の場を提供して発光させる機能を有する層である。
本発明における発光層は、少なくとも一種の発光性ドーパントと複数のホスト化合物とを含む。
また、発光層は１層であっても２層以上であってもよく、それぞれの層が異なる発光色で発光してもよい。発光層が複数の場合であっても、発光層の各層に、少なくとも一種の発光性ドーパントと複数のホスト化合物とを含有することが好ましい。
本発明における発光層に含有する発光性ドーパントと複数のホスト化合物としては、一重項励起子からの発光（蛍光）が得られる蛍光発光性ドーパントと複数のホスト化合物との組み合せでも、三重項励起子からの発光（燐光）が得られる燐光発光性ドーパントと複数のホスト化合物との組み合せでもよい。
本発明における発光層は、色純度を向上させるためや発光波長領域を広げるために２種類以上の発光性ドーパントを含有することができる。
本発明における発光層は、色純度を向上させるためや発光波長領域を広げるために２種類以上の発光性ドーパントを含有することができる。
《発光性ドーパント》
本発明における発光性ドーパントとしては、燐光性発光材料、蛍光性発光材料等いずれもドーパントとして用いることができる。
本発明における発光性ドーパントは、更に前記ホスト化合物との間で、１．２ｅＶ＞△Ｉｐ＞０．２ｅＶ、及び１．２ｅＶ＞△Ｅａ＞０．２ｅＶの少なくとも一方の関係を満たすドーパントであることが駆動耐久性の観点で好ましい。
本発明における発光性ドーパントとしては、燐光性発光材料、蛍光性発光材料等いずれもドーパントとして用いることができる。
本発明における発光性ドーパントは、更に前記ホスト化合物との間で、１．２ｅＶ＞△Ｉｐ＞０．２ｅＶ、及び１．２ｅＶ＞△Ｅａ＞０．２ｅＶの少なくとも一方の関係を満たすドーパントであることが駆動耐久性の観点で好ましい。
《燐光発光性ドーパント》
前記燐光性の発光性ドーパントとしては、一般に、遷移金属原子又はランタノイド原子を含む錯体を挙げることができる。
例えば、該遷移金属原子としては、特に限定されないが、好ましくは、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、タングステン、レニウム、オスミウム、イリジウム、及び白金が挙げられ、より好ましくは、レニウム、イリジウム、及び白金であり、更に好ましくはイリジウム、白金である。
ランタノイド原子としては、例えばランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジム、サマリウム、ユーロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム、およびルテシウムが挙げられる。これらのランタノイド原子の中でも、ネオジム、ユーロピウム、及びガドリニウムが好ましい。
前記燐光性の発光性ドーパントとしては、一般に、遷移金属原子又はランタノイド原子を含む錯体を挙げることができる。
例えば、該遷移金属原子としては、特に限定されないが、好ましくは、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、タングステン、レニウム、オスミウム、イリジウム、及び白金が挙げられ、より好ましくは、レニウム、イリジウム、及び白金であり、更に好ましくはイリジウム、白金である。
ランタノイド原子としては、例えばランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジム、サマリウム、ユーロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム、およびルテシウムが挙げられる。これらのランタノイド原子の中でも、ネオジム、ユーロピウム、及びガドリニウムが好ましい。
錯体の配位子としては、例えば、Ｇ．Ｗｉｌｋｉｎｓｏｎ等著，Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ， Ｐｅｒｇａｍｏｎ Ｐｒｅｓｓ社１９８７年発行、Ｈ．Ｙｅｒｓｉｎ著，「Ｐｈｏｔｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｐｈｏｔｏｐｈｙｓｉｃｓ ｏｆ Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ Ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ」 Ｓｐｒｉｎｇｅｒ−Ｖｅｒｌａｇ社１９８７年発行、山本明夫著「有機金属化学−基礎と応用−」裳華房社１９８２年発行等に記載の配位子などが挙げられる。
具体的な配位子としては、好ましくは、ハロゲン配位子（好ましくは塩素配位子）、芳香族炭素環配位子（例えば、シクロペンタジエニルアニオン、ベンゼンアニオン、またはナフチルアニオンなど）、含窒素ヘテロ環配位子（例えば、フェニルピリジン、ベンゾキノリン、キノリノール、ビピリジル、またはフェナントロリンなど）、ジケトン配位子（例えば、アセチルアセトンなど）、カルボン酸配位子（例えば、酢酸配位子など）、アルコラト配位子（例えば、フェノラト配位子など）、一酸化炭素配位子、イソニトリル配位子、シアノ配位子であり、より好ましくは、含窒素ヘテロ環配位子である。
上記錯体は、化合物中に遷移金属原子を一つ有してもよいし、また、２つ以上有するいわゆる複核錯体であってもよい。異種の金属原子を同時に含有していてもよい。
具体的な配位子としては、好ましくは、ハロゲン配位子（好ましくは塩素配位子）、芳香族炭素環配位子（例えば、シクロペンタジエニルアニオン、ベンゼンアニオン、またはナフチルアニオンなど）、含窒素ヘテロ環配位子（例えば、フェニルピリジン、ベンゾキノリン、キノリノール、ビピリジル、またはフェナントロリンなど）、ジケトン配位子（例えば、アセチルアセトンなど）、カルボン酸配位子（例えば、酢酸配位子など）、アルコラト配位子（例えば、フェノラト配位子など）、一酸化炭素配位子、イソニトリル配位子、シアノ配位子であり、より好ましくは、含窒素ヘテロ環配位子である。
上記錯体は、化合物中に遷移金属原子を一つ有してもよいし、また、２つ以上有するいわゆる複核錯体であってもよい。異種の金属原子を同時に含有していてもよい。
これらの中でも、発光性ドーパントの具体例としては、例えば、ＵＳ６３０３２３８Ｂ１、ＵＳ６０９７１４７、ＷＯ００／５７６７６、ＷＯ００／７０６５５、ＷＯ０１／０８２３０、ＷＯ０１／３９２３４Ａ２、ＷＯ０１／４１５１２Ａ１、ＷＯ０２／０２７１４Ａ２、ＷＯ０２／１５６４５Ａ１、ＷＯ０２／４４１８９Ａ１、特開２００１−２４７８５９、特願２０００−３３５６１、特開２００２−１１７９７８、特開２００２−２２５３５２、特開２００２−２３５０７６、特願２００１−２３９２８１、特開２００２−１７０６８４、ＥＰ １２１１２５７、特開２００２−２２６４９５、特開２００２−２３４８９４、特開２００１−２４７８５９、特開２００１−２９８４７０、特開２００２−１７３６７４、特開２００２−２０３６７８、特開２００２−２０３６７９、特開２００４−３５７７９１、特願２００５−７５３４０、特願２００５−７５３４１等の特許文献に記載の燐光発光化合物などが挙げられ、中でも、更に好ましい（２）の関係を満たす発光性ドーパントとしては、Ｉｒ錯体、Ｐｔ錯体、Ｃｕ錯体、Ｒｅ錯体、Ｗ錯体、Ｒｈ錯体、Ｒｕ錯体、Ｐｄ錯体、Ｏｓ錯体、Ｅｕ錯体、Ｔｂ錯体、Ｇｄ錯体、Ｄｙ錯体、およびＣｅ錯体が挙げられる。特に好ましくは、Ｉｒ錯体、Ｐｔ錯体、またはＲｅ錯体であり、中でも金属−炭素結合、金属−窒素結合、金属−酸素結合、または金属−硫黄結合の少なくとも一つの配位様式を含むＩｒ錯体、Ｐｔ錯体、またはＲｅ錯体が好ましい。
《蛍光発光性ドーパント》
前記蛍光性の発光性ドーパントとしては、一般には、ベンゾオキサゾール、ベンゾイミダゾール、ベンゾチアゾール、スチリルベンゼン、ポリフェニル、ジフェニルブタジエン、テトラフェニルブタジエン、ナフタルイミド、クマリン、ピラン、ペリノン、オキサジアゾール、アルダジン、ピラリジン、シクロペンタジエン、ビススチリルアントラセン、キナクリドン、ピロロピリジン、チアジアゾロピリジン、シクロペンタジエン、スチリルアミン、芳香族ジメチリディン化合物、縮合多環芳香族化合物（アントラセン、フェナントロリン、ピレン、ペリレン、ルブレン、またはペンタセンなど）、８−キノリノールの金属錯体、ピロメテン錯体や希土類錯体に代表される各種金属錯体、ポリチオフェン、ポリフェニレン、ポリフェニレンビニレン等のポリマー化合物、有機シラン、およびこれらの誘導体などを挙げることができる。
前記蛍光性の発光性ドーパントとしては、一般には、ベンゾオキサゾール、ベンゾイミダゾール、ベンゾチアゾール、スチリルベンゼン、ポリフェニル、ジフェニルブタジエン、テトラフェニルブタジエン、ナフタルイミド、クマリン、ピラン、ペリノン、オキサジアゾール、アルダジン、ピラリジン、シクロペンタジエン、ビススチリルアントラセン、キナクリドン、ピロロピリジン、チアジアゾロピリジン、シクロペンタジエン、スチリルアミン、芳香族ジメチリディン化合物、縮合多環芳香族化合物（アントラセン、フェナントロリン、ピレン、ペリレン、ルブレン、またはペンタセンなど）、８−キノリノールの金属錯体、ピロメテン錯体や希土類錯体に代表される各種金属錯体、ポリチオフェン、ポリフェニレン、ポリフェニレンビニレン等のポリマー化合物、有機シラン、およびこれらの誘導体などを挙げることができる。
これらの中でも、発光性ドーパントの具体例としては例えば下記のものが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
上記の中でも、本発明で用いる発光性ドーパントとしては、発光効率、耐久性の観点からＤ−２、Ｄ−３、Ｄ−４、Ｄ−５、Ｄ−６、Ｄ−７、Ｄ−８、Ｄ−９、Ｄ−１０、Ｄ−１１、Ｄ−１２、Ｄ−１３、Ｄ−１４、Ｄ−１５、Ｄ−１６、Ｄ−２１、Ｄ−２２、Ｄ−２３、Ｄ−２４、またはＤ−２５〜Ｄ−２８が好ましく、Ｄ−２、Ｄ−３、Ｄ−４、Ｄ−５、Ｄ−６、Ｄ−７、Ｄ−８、Ｄ−１２、Ｄ−１４、Ｄ−１５、Ｄ−１６、Ｄ−２１、Ｄ−２２、Ｄ−２３、Ｄ−２４、またはＤ−２５〜Ｄ−２８がより好ましく、Ｄ−２１、Ｄ−２２、Ｄ−２３、Ｄ−２４、またはＤ−２５〜Ｄ−２８が更に好ましい。
発光層中の発光性ドーパントは、発光層中に一般的に発光層を形成する全化合物質量に対して、０．１質量％〜３０質量％含有されるが、耐久性、発光効率の観点から１質量％〜１５質量％含有されることが好ましく、２質量％〜１２質量％含有されることがより好ましい。
発光層の厚さは、特に限定されるものではないが、通常、１ｎｍ〜５００ｎｍであるのが好ましく、中でも、発光効率の観点で、５ｎｍ〜２００ｎｍであるのがより好ましく、５ｎｍ〜１００ｎｍであるのが更に好ましい。
（ホスト材料）
本発明に用いられるホスト材料としては、正孔輸送性に優れる正孔輸送性ホスト材料（正孔輸送性ホストと記載する場合がある）及び電子輸送性に優れる電子輸送性ホスト化合物（電子輸送性ホストと記載する場合がある）を用いることができる。
本発明に用いられるホスト材料としては、正孔輸送性に優れる正孔輸送性ホスト材料（正孔輸送性ホストと記載する場合がある）及び電子輸送性に優れる電子輸送性ホスト化合物（電子輸送性ホストと記載する場合がある）を用いることができる。
《正孔輸送性ホスト》
本発明の有機層に用いられる正孔輸送性ホストとしては、耐久性向上、駆動電圧低下の観点から、イオン化ポテンシャルＩｐが５．１ｅＶ以上６．３ｅＶ以下であることが好ましく、５．４ｅＶ以上６．１ｅＶ以下であることがより好ましく、５．６ｅＶ以上５．８ｅＶ以下であることが更に好ましい。また、耐久性向上、駆動電圧低下の観点から、電子親和力Ｅａが１．２ｅＶ以上３．１ｅＶ以下であることが好ましく、１．４ｅＶ以上３．０ｅＶ以下であることがより好ましく、１．８ｅＶ以上２．８ｅＶ以下であることが更に好ましい。
本発明の有機層に用いられる正孔輸送性ホストとしては、耐久性向上、駆動電圧低下の観点から、イオン化ポテンシャルＩｐが５．１ｅＶ以上６．３ｅＶ以下であることが好ましく、５．４ｅＶ以上６．１ｅＶ以下であることがより好ましく、５．６ｅＶ以上５．８ｅＶ以下であることが更に好ましい。また、耐久性向上、駆動電圧低下の観点から、電子親和力Ｅａが１．２ｅＶ以上３．１ｅＶ以下であることが好ましく、１．４ｅＶ以上３．０ｅＶ以下であることがより好ましく、１．８ｅＶ以上２．８ｅＶ以下であることが更に好ましい。
このような正孔輸送性ホストとしては、具体的には、例えば、以下の材料を挙げることができる。
ピロール、カルバゾール、トリアゾール、オキサゾール、オキサジアゾール、ピラゾール、イミダゾール、ポリアリールアルカン、ピラゾリン、ピラゾロン、フェニレンジアミン、アリールアミン、アミノ置換カルコン、スチリルアントラセン、フルオレノン、ヒドラゾン、スチルベン、シラザン、芳香族第三級アミン化合物、スチリルアミン化合物、芳香族ジメチリディン系化合物、ポルフィリン系化合物、ポリシラン系化合物、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）、アニリン系共重合体、チオフェンオリゴマチオフェンオリゴマー、ポリチオフェン等の導電性高分子オリゴマー、有機シラン、カーボン膜、及びそれらの誘導体等が挙げられる。
中でも、カルバゾール誘導体、芳香族第三級アミン化合物、チオフェン誘導体が好ましく、特に分子内にカルバゾール骨格および芳香族第三級アミン骨格の少なくとも一方を複数個有するものが好ましい。
このような正孔輸送性ホストとしての具体的化合物としては、例えば下記のものが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
ピロール、カルバゾール、トリアゾール、オキサゾール、オキサジアゾール、ピラゾール、イミダゾール、ポリアリールアルカン、ピラゾリン、ピラゾロン、フェニレンジアミン、アリールアミン、アミノ置換カルコン、スチリルアントラセン、フルオレノン、ヒドラゾン、スチルベン、シラザン、芳香族第三級アミン化合物、スチリルアミン化合物、芳香族ジメチリディン系化合物、ポルフィリン系化合物、ポリシラン系化合物、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）、アニリン系共重合体、チオフェンオリゴマチオフェンオリゴマー、ポリチオフェン等の導電性高分子オリゴマー、有機シラン、カーボン膜、及びそれらの誘導体等が挙げられる。
中でも、カルバゾール誘導体、芳香族第三級アミン化合物、チオフェン誘導体が好ましく、特に分子内にカルバゾール骨格および芳香族第三級アミン骨格の少なくとも一方を複数個有するものが好ましい。
このような正孔輸送性ホストとしての具体的化合物としては、例えば下記のものが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
《電子輸送性ホスト》
本発明に用いられる発光層内の電子輸送性ホストとしては、耐久性向上、駆動電圧低下の観点から、電子親和力Ｅａが２．５ｅＶ以上３．５ｅＶ以下であることが好ましく、２．６ｅＶ以上３．２ｅＶ以下であることがより好ましく、２．８ｅＶ以上３．１ｅＶ以下であることが更に好ましい。また、耐久性向上、駆動電圧低下の観点から、イオン化ポテンシャルＩｐが５．７ｅＶ以上７．５ｅＶ以下であることが好ましく、５．８ｅＶ以上７．０ｅＶ以下であることがより好ましく、５．９ｅＶ以上６．５ｅＶ以下であることが更に好ましい。
本発明に用いられる発光層内の電子輸送性ホストとしては、耐久性向上、駆動電圧低下の観点から、電子親和力Ｅａが２．５ｅＶ以上３．５ｅＶ以下であることが好ましく、２．６ｅＶ以上３．２ｅＶ以下であることがより好ましく、２．８ｅＶ以上３．１ｅＶ以下であることが更に好ましい。また、耐久性向上、駆動電圧低下の観点から、イオン化ポテンシャルＩｐが５．７ｅＶ以上７．５ｅＶ以下であることが好ましく、５．８ｅＶ以上７．０ｅＶ以下であることがより好ましく、５．９ｅＶ以上６．５ｅＶ以下であることが更に好ましい。
このような電子輸送性ホストとしては、具体的には、例えば、以下の材料を挙げることができる。
ピリジン、ピリミジン、トリアジン、イミダゾール、ピラゾール、トリアゾ−ル、オキサゾ−ル、オキサジアゾ−ル、フルオレノン、アントラキノジメタン、アントロン、ジフェニルキノン、チオピランジオキシド、カルボジイミド、フルオレニリデンメタン、ジスチリルピラジン、フッ素置換芳香族化合物、ナフタレンペリレン等の複素環テトラカルボン酸無水物、フタロシアニン、およびそれらの誘導体（他の環と縮合環を形成してもよい）、８−キノリノ−ル誘導体の金属錯体やメタルフタロシアニン、ベンゾオキサゾ−ルやベンゾチアゾ−ルを配位子とする金属錯体に代表される各種金属錯体等を挙げることができる。
ピリジン、ピリミジン、トリアジン、イミダゾール、ピラゾール、トリアゾ−ル、オキサゾ−ル、オキサジアゾ−ル、フルオレノン、アントラキノジメタン、アントロン、ジフェニルキノン、チオピランジオキシド、カルボジイミド、フルオレニリデンメタン、ジスチリルピラジン、フッ素置換芳香族化合物、ナフタレンペリレン等の複素環テトラカルボン酸無水物、フタロシアニン、およびそれらの誘導体（他の環と縮合環を形成してもよい）、８−キノリノ−ル誘導体の金属錯体やメタルフタロシアニン、ベンゾオキサゾ−ルやベンゾチアゾ−ルを配位子とする金属錯体に代表される各種金属錯体等を挙げることができる。
電子輸送性ホストとして好ましくは、金属錯体、アゾール誘導体（ベンズイミダゾール誘導体、イミダゾピリジン誘導体等）、アジン誘導体（ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、トリアジン誘導体等）であり、中でも、本発明においては耐久性の点から金属錯体化合物が好ましい。金属錯体化合物（Ａ）は金属に配位する少なくとも１つの窒素原子または酸素原子または硫黄原子を有する配位子をもつ金属錯体がより好ましい。
金属錯体中の金属イオンは特に限定されないが、好ましくはベリリウムイオン、マグネシウムイオン、アルミニウムイオン、ガリウムイオン、亜鉛イオン、インジウムイオン、錫イオン、白金イオン、またはパラジウムイオンであり、より好ましくはベリリウムイオン、アルミニウムイオン、ガリウムイオン、亜鉛イオン、白金イオン、またはパラジウムイオンであり、更に好ましくはアルミニウムイオン、亜鉛イオン、またはパラジウムイオンである。
金属錯体中の金属イオンは特に限定されないが、好ましくはベリリウムイオン、マグネシウムイオン、アルミニウムイオン、ガリウムイオン、亜鉛イオン、インジウムイオン、錫イオン、白金イオン、またはパラジウムイオンであり、より好ましくはベリリウムイオン、アルミニウムイオン、ガリウムイオン、亜鉛イオン、白金イオン、またはパラジウムイオンであり、更に好ましくはアルミニウムイオン、亜鉛イオン、またはパラジウムイオンである。
前記金属錯体中に含まれる配位子としては種々の公知の配位子が有るが、例えば、「Ｐｈｏｔｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｐｈｏｔｏｐｈｙｓｉｃｓ ｏｆ Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ Ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ」、Ｓｐｒｉｎｇｅｒ−Ｖｅｒｌａｇ社、Ｈ．Ｙｅｒｓｉｎ著、１９８７年発行、「有機金属化学−基礎と応用−」、裳華房社、山本明夫著、１９８２年発行等に記載の配位子が挙げられる。
前記配位子として、好ましくは含窒素ヘテロ環配位子（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数２〜２０、特に好ましくは炭素数３〜１５であり、単座配位子であっても２座以上の配位子であっても良い。好ましくは２座以上６座以下の配位子である。また、２座以上６座以下の配位子と単座の混合配位子も好ましい。
配位子としては、例えばアジン配位子（例えば、ピリジン配位子、ビピリジル配位子、ターピリジン配位子などが挙げられる。）、ヒドロキシフェニルアゾール配位子（例えば、ヒドロキシフェニルベンズイミダゾール配位子、ヒドロキシフェニルベンズオキサゾール配位子、ヒドロキシフェニルイミダゾール配位子、ヒドロキシフェニルイミダゾピリジン配位子などが挙げられる。）、アルコキシ配位子（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数１〜２０、特に好ましくは炭素数１〜１０であり、例えばメトキシ、エトキシ、ブトキシ、２−エチルヘキシロキシなどが挙げられる。）、アリールオキシ配位子（好ましくは炭素数６〜３０、より好ましくは炭素数６〜２０、特に好ましくは炭素数６〜１２であり、例えばフェニルオキシ、１−ナフチルオキシ、２−ナフチルオキシ、２，４，６−トリメチルフェニルオキシ、４−ビフェニルオキシなどが挙げられる。）、
配位子としては、例えばアジン配位子（例えば、ピリジン配位子、ビピリジル配位子、ターピリジン配位子などが挙げられる。）、ヒドロキシフェニルアゾール配位子（例えば、ヒドロキシフェニルベンズイミダゾール配位子、ヒドロキシフェニルベンズオキサゾール配位子、ヒドロキシフェニルイミダゾール配位子、ヒドロキシフェニルイミダゾピリジン配位子などが挙げられる。）、アルコキシ配位子（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数１〜２０、特に好ましくは炭素数１〜１０であり、例えばメトキシ、エトキシ、ブトキシ、２−エチルヘキシロキシなどが挙げられる。）、アリールオキシ配位子（好ましくは炭素数６〜３０、より好ましくは炭素数６〜２０、特に好ましくは炭素数６〜１２であり、例えばフェニルオキシ、１−ナフチルオキシ、２−ナフチルオキシ、２，４，６−トリメチルフェニルオキシ、４−ビフェニルオキシなどが挙げられる。）、
ヘテロアリールオキシ配位子（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数１〜２０、特に好ましくは炭素数１〜１２であり、例えばピリジルオキシ、ピラジルオキシ、ピリミジルオキシ、およびキノリルオキシなどが挙げられる。）、アルキルチオ配位子（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数１〜２０、特に好ましくは炭素数１〜１２であり、例えばメチルチオ、エチルチオなどが挙げられる。）、アリールチオ配位子（好ましくは炭素数６〜３０、より好ましくは炭素数６〜２０、特に好ましくは炭素数６〜１２であり、例えばフェニルチオなどが挙げられる。）、ヘテロアリールチオ配位子（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数１〜２０、特に好ましくは炭素数１〜１２であり、例えばピリジルチオ、２−ベンズイミゾリルチオ、２−ベンズオキサゾリルチオ、および２−ベンズチアゾリルチオなどが挙げられる。）、シロキシ配位子（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数３〜２５、特に好ましくは炭素数６〜２０であり、例えば、トリフェニルシロキシ基、トリエトキシシロキシ基、およびトリイソプロピルシロキシ基などが挙げられる。）、芳香族炭化水素アニオン配位子（好ましくは炭素数６〜３０、より好ましくは炭素数６〜２５、特に好ましくは炭素数６〜２０であり、例えばフェニルアニオン、ナフチルアニオン、およびアントラニルアニオンなどが挙げられる。）、芳香族ヘテロ環アニオン配位子（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数２〜２５、特に好ましくは炭素数２〜２０であり、例えばピロールアニオン、ピラゾールアニオン、ピラゾールアニオン、トリアゾールアニオン、オキサゾールアニオン、ベンゾオキサゾールアニオン、チアゾールアニオン、ベンゾチアゾールアニオン、チオフェンアニオン、およびベンゾチオフェンアニオンなどが挙げられる。）、インドレニンアニオン配位子などが挙げられ、好ましくは含窒素ヘテロ環配位子、アリールオキシ配位子、ヘテロアリールオキシ基、またはシロキシ配位子であり、更に好ましくは含窒素ヘテロ環配位子、アリールオキシ配位子、シロキシ配位子、芳香族炭化水素アニオン配位子、または芳香族ヘテロ環アニオン配位子である。
金属錯体電子輸送性ホストの例としては、例えば特開２００２−２３５０７６、特開２００４−２１４１７９、特開２００４−２２１０６２、特開２００４−２２１０６５、特開２００４−２２１０６８、特開２００４−３２７３１３等に記載の化合物が挙げられる。
このような電子輸送性ホストとしては、具体的には、例えば、以下の材料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。
電子輸送層ホストとしては、Ｅ−１〜Ｅ−６、Ｅ−８、Ｅ−９、Ｅ−２１、またはＥ−２２が好ましく、Ｅ−３、Ｅ−４、Ｅ−６、Ｅ−８、Ｅ−９、Ｅ−１０、Ｅ−２１、またはＥ−２２がより好ましく、Ｅ−３、Ｅ−４、Ｅ−２１、またはＥ−２２が更に好ましい。
本発明における発光層において、発光性ドーパントとして燐光発光性ドーパントを用いたとき、該燐光発光性ドーパントの最低三重項励起エネルギーＴ１（Ｄ）と前記複数のホスト化合物の最低励起三重項エネルギーのうち最小のもの前記Ｔ１（Ｈ）ｍｉｎとが、Ｔ１（Ｈ）ｍｉｎ＞Ｔ１（Ｄ）の関係を満たすことが色純度、発光効率、駆動耐久性の点で好ましい。
また、本発明におけるホスト化合物の含有量は、特に限定されるものではないが、発光効率、駆動電圧の観点から、発光層を形成する全化合物質量に対して１５質量％以上８５質量％以下であることが好ましい。
また、発光層におけるキャリア移動度は、一般的に、１０-7ｃｍ2・Ｖ-1・ｓ-1以上１０-1ｃｍ2・Ｖ-1・ｓ-1以下であり、中でも、発光効率の点から１０-6ｃｍ2・Ｖ-1・ｓ-1以上１０-1ｃｍ2・Ｖ-1・ｓ-1以下が好ましく、１０-5ｃｍ2・Ｖ-1・ｓ-1以上１０-1ｃｍ2・Ｖ-1・ｓ-1以下が更に好ましく、１０-4ｃｍ2・Ｖ-1・ｓ-1以上１０-1ｃｍ2・Ｖ-1・ｓ-1以下が特に好ましい。
該発光層のキャリア移動度は、後述の前記キャリア輸送層のキャリア移動度より小さいことが発光効率、駆動耐久性の観点から好ましい。
該キャリア移動度は、Ｔｉｍｅ ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ法により測定し、得られた値をキャリア移動度とした。
該キャリア移動度は、Ｔｉｍｅ ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ法により測定し、得られた値をキャリア移動度とした。
（正孔ブロック層）
正孔ブロック層は、陽極側から発光層に輸送された正孔が、陰極側に通りぬけることを防止する機能を有する層である。本発明においては、発光層と陰極側で隣接する有機化合物層として、正孔ブロック層を設けることができる。
正孔ブロック層は、特に限定されるものではないが、具体的には、ＢＡｌｑ等のアルミニウム錯体、トリアゾール誘導体、ピラザボール誘導体等を含有することができる。
また、正孔ブロック層の厚さは、駆動電圧を下げるため、一般的に５０ｎｍ以下であることが好ましく、１ｎｍ〜５０ｎｍであることが好ましく、５ｎｍ〜４０ｎｍであることが更に好ましい。
正孔ブロック層は、陽極側から発光層に輸送された正孔が、陰極側に通りぬけることを防止する機能を有する層である。本発明においては、発光層と陰極側で隣接する有機化合物層として、正孔ブロック層を設けることができる。
正孔ブロック層は、特に限定されるものではないが、具体的には、ＢＡｌｑ等のアルミニウム錯体、トリアゾール誘導体、ピラザボール誘導体等を含有することができる。
また、正孔ブロック層の厚さは、駆動電圧を下げるため、一般的に５０ｎｍ以下であることが好ましく、１ｎｍ〜５０ｎｍであることが好ましく、５ｎｍ〜４０ｎｍであることが更に好ましい。
（陽極）
陽極は、通常、有機化合物層に正孔を供給する電極としての機能を有していればよく、その形状、構造、大きさ等については特に制限はなく、発光素子の用途、目的に応じて、公知の電極材料の中から適宜選択することができる。前述のごとく、陽極は、通常透明陽極として設けられる。
陽極は、通常、有機化合物層に正孔を供給する電極としての機能を有していればよく、その形状、構造、大きさ等については特に制限はなく、発光素子の用途、目的に応じて、公知の電極材料の中から適宜選択することができる。前述のごとく、陽極は、通常透明陽極として設けられる。
陽極の材料としては、例えば、金属、合金、金属酸化物、導電性化合物、又はこれらの混合物が好適に挙げられ、仕事関数が４．０ｅＶ以上の材料が好ましい。陽極材料の具体例としては、アンチモンやフッ素等をドープした酸化錫（ＡＴＯ、ＦＴＯ）、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化亜鉛インジウム（ＩＺＯ）等の導電性金属酸化物、金、銀、クロム、ニッケル等の金属、さらにこれらの金属と導電性金属酸化物との混合物又は積層物、ヨウ化銅、硫化銅などの無機導電性物質、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロールなどの有機導電性材料、及びこれらとＩＴＯとの積層物などが挙げられる。この中で好ましいのは、導電性金属酸化物であり、特に、生産性、高導電性、透明性等の点からはＩＴＯが好ましい。
陽極は、例えば、印刷方式、コーティング方式等の湿式方式、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の物理的方式、ＣＶＤ、プラズマＣＶＤ法等の化学的方式などの中から、陽極を構成する材料との適性を考慮して適宜選択した方法に従って、前記基板上に形成することができる。例えば、陽極の材料として、ＩＴＯを選択する場合には、陽極の形成は、直流又は高周波スパッタ法、真空蒸着法、イオンプレーティング法等に従って行うことができる。
本発明の有機電界発光素子において、陽極の形成位置としては特に制限はなく、発光素子の用途、目的に応じて適宜選択することができる。陽極は、基板における一方の表面の全部に形成されていてもよく、その一部に形成されていてもよい。
なお、陽極を形成する際のパターニングとしては、フォトリソグラフィーなどによる化学的エッチングによって行ってもよいし、レーザーなどによる物理的エッチングによって行ってもよく、また、マスクを重ねて真空蒸着やスパッタ等をして行ってもよいし、リフトオフ法や印刷法によって行ってもよい。
陽極の厚みとしては、陽極を構成する材料により適宜選択することができ、一概に規定することはできないが、通常、１０ｎｍ〜５０μｍ程度であり、５０ｎｍ〜２０μｍが好ましい。
陽極の抵抗値としては、１０3Ω／□以下が好ましく、１０2Ω／□以下がより好ましい。陽極が透明である場合は、無色透明であっても、有色透明であってもよい。透明陽極側から発光を取り出すためには、その透過率としては、６０％以上が好ましく、７０％以上がより好ましい。
なお、透明陽極については、沢田豊監修「透明電極膜の新展開」シーエムシー刊（１９９９）に詳述があり、ここに記載される事項を本発明に適用することができる。耐熱性の低いプラスティック基材を用いる場合は、ＩＴＯ又はＩＺＯを使用し、１５０℃以下の低温で成膜した透明陽極が好ましい。
（陰極）
陰極は、通常、有機化合物層に電子を注入する電極としての機能を有していればよく、その形状、構造、大きさ等については特に制限はなく、発光素子の用途、目的に応じて、公知の電極材料の中から適宜選択することができる。
陰極は、通常、有機化合物層に電子を注入する電極としての機能を有していればよく、その形状、構造、大きさ等については特に制限はなく、発光素子の用途、目的に応じて、公知の電極材料の中から適宜選択することができる。
陰極を構成する材料としては、例えば、金属、合金、金属酸化物、電気伝導性化合物、これらの混合物などが挙げられ、仕事関数が４．５ｅＶ以下のものが好ましい。具体例としてはアルカリ金属（たとえば、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、またはＣｓ等）、アルカリ土類金属（たとえばＭｇ、Ｃａ等）、金、銀、鉛、アルミニウム、ナトリウム−カリウム合金、リチウム−アルミニウム合金、マグネシウム−銀合金、インジウム、およびイッテルビウム等の希土類金属などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいが、安定性と電子注入性とを両立させる観点からは、２種以上を好適に併用することができる。
これらの中でも、陰極を構成する材料としては、電子注入性の点で、アルカリ金属やアルカリ土類金属が好ましく、保存安定性に優れる点で、アルミニウムを主体とする材料が好ましい。
アルミニウムを主体とする材料とは、アルミニウム単独、アルミニウムと０．０１質量％〜１０質量％のアルカリ金属又はアルカリ土類金属との合金若しくはこれらの混合物（例えば、リチウム−アルミニウム合金、マグネシウム−アルミニウム合金など）をいう。
アルミニウムを主体とする材料とは、アルミニウム単独、アルミニウムと０．０１質量％〜１０質量％のアルカリ金属又はアルカリ土類金属との合金若しくはこれらの混合物（例えば、リチウム−アルミニウム合金、マグネシウム−アルミニウム合金など）をいう。
なお、陰極の材料については、特開平２−１５５９５号公報、特開平５−１２１１７２号公報に詳述されており、これらの広報に記載の材料は、本発明においても適用することができる。
陰極の形成方法については、特に制限はなく、公知の方法に従って行うことができる。
例えば、印刷方式、コーティング方式等の湿式方式、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の物理的方式、ＣＶＤ、プラズマＣＶＤ法等の化学的方式などの中から、前記した陰極を構成する材料との適性を考慮して適宜選択した方法に従って形成することができる。例えば、陰極の材料として、金属等を選択する場合には、その１種又は２種以上を同時又は順次にスパッタ法等に従って行うことができる。
例えば、印刷方式、コーティング方式等の湿式方式、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の物理的方式、ＣＶＤ、プラズマＣＶＤ法等の化学的方式などの中から、前記した陰極を構成する材料との適性を考慮して適宜選択した方法に従って形成することができる。例えば、陰極の材料として、金属等を選択する場合には、その１種又は２種以上を同時又は順次にスパッタ法等に従って行うことができる。
陰極を形成するに際してのパターニングは、フォトリソグラフィーなどによる化学的エッチングによって行ってもよいし、レーザーなどによる物理的エッチングによって行ってもよく、マスクを重ねて真空蒸着やスパッタ等をして行ってもよいし、リフトオフ法や印刷法によって行ってもよい。
本発明において、陰極形成位置は特に制限はなく、有機化合物層上の全部に形成されていてもよく、その一部に形成されていてもよい。
また、陰極と前記有機化合物層との間に、アルカリ金属又はアルカリ土類金属のフッ化物、酸化物等による誘電体層を０．１ｎｍ〜５ｎｍの厚みで挿入してもよい。この誘電体層は、一種の電子注入層と見ることもできる。誘電体層は、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、およびイオンプレーティング法等により形成することができる。
また、陰極と前記有機化合物層との間に、アルカリ金属又はアルカリ土類金属のフッ化物、酸化物等による誘電体層を０．１ｎｍ〜５ｎｍの厚みで挿入してもよい。この誘電体層は、一種の電子注入層と見ることもできる。誘電体層は、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、およびイオンプレーティング法等により形成することができる。
陰極の厚みは、陰極を構成する材料により適宜選択することができ、一概に規定することはできないが、通常１０ｎｍ〜５μｍ程度であり、５０ｎｍ〜１μｍが好ましい。
また、陰極は、透明であってもよいし、不透明であってもよい。なお、透明な陰極は、陰極の材料を１ｎｍ〜１０ｎｍの厚さに薄く成膜し、更にＩＴＯやＩＺＯ等の透明な導電性材料を積層することにより形成することができる。
また、陰極は、透明であってもよいし、不透明であってもよい。なお、透明な陰極は、陰極の材料を１ｎｍ〜１０ｎｍの厚さに薄く成膜し、更にＩＴＯやＩＺＯ等の透明な導電性材料を積層することにより形成することができる。
（基板）
本発明においては基板を用いることができる。用いられる基板としては、有機化合物層から発せられる光を散乱又は減衰させない基板であることが好ましい。その具体例としては、ジルコニア安定化イットリウム（ＹＳＺ）、ガラス等の無機材料、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、ポリイミド、ポリシクロオレフィン、ノルボルネン樹脂、およびポリ（クロロトリフルオロエチレン）等の有機材料が挙げられる。
例えば、基板としてガラスを用いる場合、その材質については、ガラスからの溶出イオンを少なくするため、無アルカリガラスを用いることが好ましい。また、ソーダライムガラスを用いる場合には、シリカなどのバリアコートを施したものを使用することが好ましい。有機材料の場合には、耐熱性、寸法安定性、耐溶剤性、電気絶縁性、及び加工性に優れていることが好ましい。
本発明においては基板を用いることができる。用いられる基板としては、有機化合物層から発せられる光を散乱又は減衰させない基板であることが好ましい。その具体例としては、ジルコニア安定化イットリウム（ＹＳＺ）、ガラス等の無機材料、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、ポリイミド、ポリシクロオレフィン、ノルボルネン樹脂、およびポリ（クロロトリフルオロエチレン）等の有機材料が挙げられる。
例えば、基板としてガラスを用いる場合、その材質については、ガラスからの溶出イオンを少なくするため、無アルカリガラスを用いることが好ましい。また、ソーダライムガラスを用いる場合には、シリカなどのバリアコートを施したものを使用することが好ましい。有機材料の場合には、耐熱性、寸法安定性、耐溶剤性、電気絶縁性、及び加工性に優れていることが好ましい。
基板の形状、構造、大きさ等については、特に制限はなく、発光素子の用途、目的等に応じて適宜選択することができる。一般的には、基板の形状としては、板状であることが好ましい。基板の構造としては、単層構造であってもよいし、積層構造であってもよく、また、単一部材で形成されていてもよいし、２以上の部材で形成されていてもよい。
基板は、無色透明であっても、有色透明であってもよいが、有機発光層から発せられる光を散乱又は減衰等させることがない点で、無色透明であることが好ましい。
基板には、その表面又は裏面に透湿防止層（ガスバリア層）を設けることができる。
透湿防止層（ガスバリア層）の材料としては、窒化珪素、酸化珪素などの無機物が好適に用いられる。透湿防止層（ガスバリア層）は、例えば、高周波スパッタリング法などにより形成することができる。
熱可塑性基板を用いる場合には、更に必要に応じて、ハードコート層、アンダーコート層などを設けてもよい。
透湿防止層（ガスバリア層）の材料としては、窒化珪素、酸化珪素などの無機物が好適に用いられる。透湿防止層（ガスバリア層）は、例えば、高周波スパッタリング法などにより形成することができる。
熱可塑性基板を用いる場合には、更に必要に応じて、ハードコート層、アンダーコート層などを設けてもよい。
（保護層）
本発明において、有機ＥＬ素子全体は、保護層によって保護されていてもよい。
保護層に含まれる材料としては、水分や酸素等の素子劣化を促進するものが素子内に入ることを抑止する機能を有しているものであればよい。
その具体例としては、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ａｕ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｔｉ、またはＮｉ等の金属、ＭｇＯ、ＳｉＯ、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＧｅＯ、ＮｉＯ、ＣａＯ、ＢａＯ、Ｆｅ2Ｏ3、Ｙ2Ｏ3、またはＴｉＯ2等の金属酸化物、ＳｉＮx、ＳｉＮxＯy等の金属窒化物、ＭｇＦ2、ＬｉＦ、ＡｌＦ3、またはＣａＦ2等の金属フッ化物、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルメタクリレート、ポリイミド、ポリウレア、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリジクロロジフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレンとジクロロジフルオロエチレンとの共重合体、テトラフルオロエチレンと少なくとも１種のコモノマーとを含むモノマー混合物を共重合させて得られる共重合体、共重合主鎖に環状構造を有する含フッ素共重合体、吸水率１％以上の吸水性物質、吸水率０．１％以下の防湿性物質等が挙げられる。
本発明において、有機ＥＬ素子全体は、保護層によって保護されていてもよい。
保護層に含まれる材料としては、水分や酸素等の素子劣化を促進するものが素子内に入ることを抑止する機能を有しているものであればよい。
その具体例としては、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ａｕ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｔｉ、またはＮｉ等の金属、ＭｇＯ、ＳｉＯ、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＧｅＯ、ＮｉＯ、ＣａＯ、ＢａＯ、Ｆｅ2Ｏ3、Ｙ2Ｏ3、またはＴｉＯ2等の金属酸化物、ＳｉＮx、ＳｉＮxＯy等の金属窒化物、ＭｇＦ2、ＬｉＦ、ＡｌＦ3、またはＣａＦ2等の金属フッ化物、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルメタクリレート、ポリイミド、ポリウレア、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリジクロロジフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレンとジクロロジフルオロエチレンとの共重合体、テトラフルオロエチレンと少なくとも１種のコモノマーとを含むモノマー混合物を共重合させて得られる共重合体、共重合主鎖に環状構造を有する含フッ素共重合体、吸水率１％以上の吸水性物質、吸水率０．１％以下の防湿性物質等が挙げられる。
保護層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、ＭＢＥ（分子線エピタキシ）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（高周波励起イオンプレーティング法）、プラズマＣＶＤ法、レーザーＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、ガスソースＣＶＤ法、コーティング法、印刷法、または転写法を適用できる。
（封止）
さらに、本発明の有機電界発光素子は、封止容器を用いて素子全体を封止してもよい。
また、封止容器と発光素子の間の空間に水分吸収剤又は不活性液体を封入してもよい。水分吸収剤としては、特に限定されることはないが、例えば、酸化バリウム、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化カルシウム、硫酸ナトリウム、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム、五酸化燐、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、塩化銅、フッ化セシウム、フッ化ニオブ、臭化カルシウム、臭化バナジウム、モレキュラーシーブ、ゼオライト、および酸化マグネシウム等を挙げることができる。不活性液体としては、特に限定されることはないが、例えば、パラフィン類、流動パラフィン類、パーフルオロアルカンやパーフルオロアミン、パーフルオロエーテル等のフッ素系溶剤、塩素系溶剤、シリコーンオイル類が挙げられる。
さらに、本発明の有機電界発光素子は、封止容器を用いて素子全体を封止してもよい。
また、封止容器と発光素子の間の空間に水分吸収剤又は不活性液体を封入してもよい。水分吸収剤としては、特に限定されることはないが、例えば、酸化バリウム、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化カルシウム、硫酸ナトリウム、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム、五酸化燐、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、塩化銅、フッ化セシウム、フッ化ニオブ、臭化カルシウム、臭化バナジウム、モレキュラーシーブ、ゼオライト、および酸化マグネシウム等を挙げることができる。不活性液体としては、特に限定されることはないが、例えば、パラフィン類、流動パラフィン類、パーフルオロアルカンやパーフルオロアミン、パーフルオロエーテル等のフッ素系溶剤、塩素系溶剤、シリコーンオイル類が挙げられる。
本発明の有機電界発光素子は、陽極と陰極との間に直流（必要に応じて交流成分を含んでもよい）電圧（通常２ボルト〜１５ボルト）、又は直流電流を印加することにより、発光を得ることができる。
本発明における有機電界発光素子の駆動耐久性は、特定の輝度における、ある輝度まで減少する時間により測定することができる。例えば、ＫＥＩＴＨＬＥＹ製ソ−スメジャ−ユニット２４００型を用いて、直流電圧を有機ＥＬ素子に印加し発光させ、初期輝度５００ｃｄ／ｍ2の条件で連続駆動試験をおこない、輝度が２００ｃｄ／ｍ2になった時間を輝度減少時間として、該輝度減少時間を従来発光素子と比較することにより求めることができる。本発明においてはこの数値を用いた。
この有機電界発光素子の重要な特性値として、外部量子効率がある。外部量子効率は、「外部量子効率φ＝素子から放出されたフォトン数／素子に注入された電子数」で算出され、この値が大きいほど消費電力の点で有利な素子と言える。
本発明における有機電界発光素子の駆動耐久性は、特定の輝度における、ある輝度まで減少する時間により測定することができる。例えば、ＫＥＩＴＨＬＥＹ製ソ−スメジャ−ユニット２４００型を用いて、直流電圧を有機ＥＬ素子に印加し発光させ、初期輝度５００ｃｄ／ｍ2の条件で連続駆動試験をおこない、輝度が２００ｃｄ／ｍ2になった時間を輝度減少時間として、該輝度減少時間を従来発光素子と比較することにより求めることができる。本発明においてはこの数値を用いた。
この有機電界発光素子の重要な特性値として、外部量子効率がある。外部量子効率は、「外部量子効率φ＝素子から放出されたフォトン数／素子に注入された電子数」で算出され、この値が大きいほど消費電力の点で有利な素子と言える。
また、有機電界発光素子の外部量子効率は、「外部量子効率φ＝内部量子効率×光取り出し効率」で決まる。有機化合物からの蛍光発光を利用する有機ＥＬ素子においては、内部量子効率の限界値が２５％であり、光取り出し効率が約２０％であることから、外部量子効率の限界値は約５％とされている。
該外部量子効率の数値は、２０℃で素子を駆動したときの外部量子効率の最大値、もしくは、２０℃で素子を駆動した時の１００ｃｄ／ｍ2〜３００ｃｄ／ｍ2付近（好ましくは２００ｃｄ／ｍ2）での外部量子効率の値を用いることができる。
本発明においては、東陽テクニカ製ソースメジャーユニット２４００型を用いて、直流定電圧をＥＬ素子に印加し発光させ、その輝度をトプコン社製輝度計ＢＭ−８を用いて測定し、２００ｃｄ／ｍ2における外部量子効率を算出した値を用いる。
本発明においては、東陽テクニカ製ソースメジャーユニット２４００型を用いて、直流定電圧をＥＬ素子に印加し発光させ、その輝度をトプコン社製輝度計ＢＭ−８を用いて測定し、２００ｃｄ／ｍ2における外部量子効率を算出した値を用いる。
また、発光素子の外部量子効率は、発光輝度、発光スペクトル、電流密度を測定し、その結果と比視感度曲線から算出することができる。すなわち、電流密度値を用い、入力した電子数を算出することができる。そして、発光スペクトルと比視感度曲線（スペクトル）を用いた積分計算により、発光輝度を発光したフォトン数に換算することができる。これらから外部量子効率（％）は、「（発光したフォトン数／素子に入力した電子数）×１００」で計算することができる。
本発明の有機電界発光素子の駆動方法については、特開平２−１４８６８７号、同６−３０１３５５号、同５−２９０８０号、同７−１３４５５８号、同８−２３４６８５号、同８−２４１０４７号の各公報、特許第２７８４６１５号、米国特許５８２８４２９号、同６０２３３０８号の各明細書、等に記載の駆動方法を適用することができる。
（本発明の有機電界発光素子の用途）
本発明の有機電界発光素子は、表示素子、ディスプレイ、バックライト、電子写真、照明光源、記録光源、露光光源、読み取り光源、標識、看板、インテリア、または光通信等に好適に利用できる。
本発明の有機電界発光素子は、表示素子、ディスプレイ、バックライト、電子写真、照明光源、記録光源、露光光源、読み取り光源、標識、看板、インテリア、または光通信等に好適に利用できる。
以下に、本発明の有機電界発光素子の実施例について説明するが、本発明はこれら実施例により限定されるものではない。
実施例１
１．有機ＥＬ素子の作製
（比較の有機ＥＬ素子Ａ１の作製）
０．５ｍｍ厚み、２．５ｃｍ角のＩＴＯガラス基板（ジオマテック（株）製、表面抵抗１０Ω／□）を洗浄容器に入れ、２−プロパノール中で超音波洗浄した後、３０分間ＵＶ−オゾン処理を行った。この透明陽極上に真空蒸着法にて以下の層を蒸着した。本発明の実施例における蒸着速度は特に断りのない場合は０．２ｎｍ／秒である。蒸着速度は水晶振動子を用いて測定した。以下に記載の膜厚も水晶振動子を用いて測定したものである。
１．有機ＥＬ素子の作製
（比較の有機ＥＬ素子Ａ１の作製）
０．５ｍｍ厚み、２．５ｃｍ角のＩＴＯガラス基板（ジオマテック（株）製、表面抵抗１０Ω／□）を洗浄容器に入れ、２−プロパノール中で超音波洗浄した後、３０分間ＵＶ−オゾン処理を行った。この透明陽極上に真空蒸着法にて以下の層を蒸着した。本発明の実施例における蒸着速度は特に断りのない場合は０．２ｎｍ／秒である。蒸着速度は水晶振動子を用いて測定した。以下に記載の膜厚も水晶振動子を用いて測定したものである。
−正孔注入層《アクセプタ無し》−
２−ＴＮＡＴＡの蒸着速度を０．５ｎｍ／秒で蒸着を行った。膜厚は１４０ｎｍとした。
−正孔輸送層−
正孔注入層の上に、α−ＮＰＤの蒸着速度を０．５ｎｍ／秒として蒸着を行った。膜厚は１０ｎｍとした。
−発光層−
ホストであるＣＢＰを蒸着速度０．１ｎｍ／秒とし、発光性ドーパントｔｂｐｐｙが発光層中の有機材料全体の１２質量％となるように共蒸着を行った。発光層の膜厚は３０ｎｍとした。
−電子輸送層−
ＡＬＱ：膜厚２０ｎｍ（蒸着速度：０．１ｎｍ／秒）
２−ＴＮＡＴＡの蒸着速度を０．５ｎｍ／秒で蒸着を行った。膜厚は１４０ｎｍとした。
−正孔輸送層−
正孔注入層の上に、α−ＮＰＤの蒸着速度を０．５ｎｍ／秒として蒸着を行った。膜厚は１０ｎｍとした。
−発光層−
ホストであるＣＢＰを蒸着速度０．１ｎｍ／秒とし、発光性ドーパントｔｂｐｐｙが発光層中の有機材料全体の１２質量％となるように共蒸着を行った。発光層の膜厚は３０ｎｍとした。
−電子輸送層−
ＡＬＱ：膜厚２０ｎｍ（蒸着速度：０．１ｎｍ／秒）
−電子注入層および陰極−
この上にパタ−ニングしたマスク（発光領域が２ｍｍ×２ｍｍとなるマスク）を設置し、フッ化リチウムを０．１ｎｍ／秒の蒸着速度にて０．５ｎｍ蒸着し電子注入層とした。更に金属アルミニウムを１００ｎｍ蒸着し陰極とした。
この上にパタ−ニングしたマスク（発光領域が２ｍｍ×２ｍｍとなるマスク）を設置し、フッ化リチウムを０．１ｎｍ／秒の蒸着速度にて０．５ｎｍ蒸着し電子注入層とした。更に金属アルミニウムを１００ｎｍ蒸着し陰極とした。
作製した積層体を、アルゴンガスで置換したグロ−ブボックス内に入れ、ステンレス製の封止缶および紫外線硬化型の接着剤（ＸＮＲ５５１６ＨＶ、長瀬チバ（株）製）を用いて封止した。
こうして、比較の有機ＥＬ素子Ａ１を得た。
こうして、比較の有機ＥＬ素子Ａ１を得た。
（比較の有機ＥＬ素子Ａ２〜Ａ４の作製）
有機ＥＬ素子Ａ１の作製において、正孔注入層に下記のようにアクセプタを加えた比較の有機ＥＬ素子Ａ２〜Ａ４を作製した。
・Ａ２：金属酸化物アクセプタを均一濃度分布（１０質量％）で含有
正孔注入材料２−ＴＮＡＴＡ０．０９ｎｍ／ｓに対して、金属酸化物アクセプタＭｏＯ3を０．０１ｎｍ／ｓで共蒸着した。
・Ａ３：金属酸化物アクセプタを均一濃度分布（１質量％）で含有
正孔注入材料２−ＴＮＡＴＡ０．０９９ｎｍ／ｓに対して、金属酸化物アクセプタＭｏＯ3を０．００１ｎｍ／ｓで共蒸着した。
有機ＥＬ素子Ａ１の作製において、正孔注入層に下記のようにアクセプタを加えた比較の有機ＥＬ素子Ａ２〜Ａ４を作製した。
・Ａ２：金属酸化物アクセプタを均一濃度分布（１０質量％）で含有
正孔注入材料２−ＴＮＡＴＡ０．０９ｎｍ／ｓに対して、金属酸化物アクセプタＭｏＯ3を０．０１ｎｍ／ｓで共蒸着した。
・Ａ３：金属酸化物アクセプタを均一濃度分布（１質量％）で含有
正孔注入材料２−ＴＮＡＴＡ０．０９９ｎｍ／ｓに対して、金属酸化物アクセプタＭｏＯ3を０．００１ｎｍ／ｓで共蒸着した。
・Ａ４：正孔注入層を２層化して、金属酸化物アクセプタを階段的濃度で含有（ＷＯ２００５−６４９９４Ａ１の構成）
発光層側の正孔注入層が高濃度で金属酸化物アクセプタを含有する比較試料である。
金属酸化物アクセプタＭｏＯ3を用いて、まず、正孔注入材料２−ＴＮＡＴＡ０．０９９ｎｍ／ｓに対して、ＭｏＯ3を０．００１ｎｍ／ｓで２０ｎｍドープして蒸着を行った。
さらに、正孔注入材料２−ＴＮＡＴＡ０．０９９ｎｍ／ｓに対して、ＭｏＯ3を０．００１ｎｍ／ｓで２６０ｎｍドープして蒸着を行った。
陽極側の正孔注入層のＭｏＯ3含有率が１質量％で、発光層側の正孔注入層のＭｏＯ3含有率が１０質量％である。
発光層側の正孔注入層が高濃度で金属酸化物アクセプタを含有する比較試料である。
金属酸化物アクセプタＭｏＯ3を用いて、まず、正孔注入材料２−ＴＮＡＴＡ０．０９９ｎｍ／ｓに対して、ＭｏＯ3を０．００１ｎｍ／ｓで２０ｎｍドープして蒸着を行った。
さらに、正孔注入材料２−ＴＮＡＴＡ０．０９９ｎｍ／ｓに対して、ＭｏＯ3を０．００１ｎｍ／ｓで２６０ｎｍドープして蒸着を行った。
陽極側の正孔注入層のＭｏＯ3含有率が１質量％で、発光層側の正孔注入層のＭｏＯ3含有率が１０質量％である。
（本発明の有機ＥＬ素子１〜５の作製）
有機ＥＬ素子Ａ１の作製において、正孔注入層に表１に記載のようにアクセプタを加えた本発明の有機ＥＬ素子１〜５を作製した。
・試料１：正孔注入層を２層化して、金属酸化物アクセプタを階段的濃度分布で発光層側に低く含有
正孔注入材料２−ＴＮＡＴＡ０．０９ｎｍ／ｓに対して、金属酸化物アクセプタＭｏＯ3を０．０１ｎｍ／ｓで２０ｎｍドープして蒸着を行った。さらに、正孔注入材料２−ＴＮＡＴＡ０．０９９ｎｍ／ｓに対して、金属酸化物アクセプタＭｏＯ3を０．００１ｎｍ／ｓで２６０ｎｍドープして蒸着を行った。
陽極側の正孔注入層のＭｏＯ3含有率が１０質量％で、発光層側の正孔注入層のＭｏＯ3含有率が１質量％である。
有機ＥＬ素子Ａ１の作製において、正孔注入層に表１に記載のようにアクセプタを加えた本発明の有機ＥＬ素子１〜５を作製した。
・試料１：正孔注入層を２層化して、金属酸化物アクセプタを階段的濃度分布で発光層側に低く含有
正孔注入材料２−ＴＮＡＴＡ０．０９ｎｍ／ｓに対して、金属酸化物アクセプタＭｏＯ3を０．０１ｎｍ／ｓで２０ｎｍドープして蒸着を行った。さらに、正孔注入材料２−ＴＮＡＴＡ０．０９９ｎｍ／ｓに対して、金属酸化物アクセプタＭｏＯ3を０．００１ｎｍ／ｓで２６０ｎｍドープして蒸着を行った。
陽極側の正孔注入層のＭｏＯ3含有率が１０質量％で、発光層側の正孔注入層のＭｏＯ3含有率が１質量％である。
・試料２：正孔注入層を２層化して、金属酸化物アクセプタを階段的濃度分布で発光層側により低く含有
正孔注入材料２−ＴＮＡＴＡ０．０５ｎｍ／ｓに対して、金属酸化物アクセプタＭｏＯ3を０．０５ｎｍ／ｓで２０ｎｍドープして蒸着を行った。さらに、正孔注入材料２−ＴＮＡＴＡ０．０９３ｎｍ／ｓに対して、金属酸化物アクセプタＭｏＯ3を０．００７ｎｍ／ｓで２６０ｎｍドープして蒸着を行った。
陽極側の正孔注入層のＭｏＯ3含有率が５０質量％で、発光層側の正孔注入層のＭｏＯ3含有率が７質量％である。
正孔注入材料２−ＴＮＡＴＡ０．０５ｎｍ／ｓに対して、金属酸化物アクセプタＭｏＯ3を０．０５ｎｍ／ｓで２０ｎｍドープして蒸着を行った。さらに、正孔注入材料２−ＴＮＡＴＡ０．０９３ｎｍ／ｓに対して、金属酸化物アクセプタＭｏＯ3を０．００７ｎｍ／ｓで２６０ｎｍドープして蒸着を行った。
陽極側の正孔注入層のＭｏＯ3含有率が５０質量％で、発光層側の正孔注入層のＭｏＯ3含有率が７質量％である。
・試料３：正孔注入層を２層化して、金属酸化物アクセプタと有機アクセプタを階段的濃度分布で発光層側に低く含有
正孔注入材料２−ＴＮＡＴＡ０．８９９ｎｍ／ｓに対して、金属酸化物アクセプタＭｏＯ3を０．１ｎｍ／ｓ、有機アクセプタＦ４−ＴＣＮＱ０．００１ｎｍ／ｓで２０ｎｍドープして３元蒸着を行った。さらに、正孔注入材料２−ＴＮＡＴＡ０．９８９ｎｍ／ｓに対して、金属酸化物アクセプタＭｏＯ3を０．０１ｎｍ／ｓ、有機アクセプタＦ４−ＴＣＮＱ０．００１ｎｍ／ｓで２６０ｎｍドープして３元蒸着を行った。
陽極側の正孔注入層のＭｏＯ3含有率が１０質量％で、発光層側の正孔注入層のＭｏＯ3含有率が１質量％である。
正孔注入材料２−ＴＮＡＴＡ０．８９９ｎｍ／ｓに対して、金属酸化物アクセプタＭｏＯ3を０．１ｎｍ／ｓ、有機アクセプタＦ４−ＴＣＮＱ０．００１ｎｍ／ｓで２０ｎｍドープして３元蒸着を行った。さらに、正孔注入材料２−ＴＮＡＴＡ０．９８９ｎｍ／ｓに対して、金属酸化物アクセプタＭｏＯ3を０．０１ｎｍ／ｓ、有機アクセプタＦ４−ＴＣＮＱ０．００１ｎｍ／ｓで２６０ｎｍドープして３元蒸着を行った。
陽極側の正孔注入層のＭｏＯ3含有率が１０質量％で、発光層側の正孔注入層のＭｏＯ3含有率が１質量％である。
・試料４：正孔注入層を３層化して、金属酸化物アクセプタと有機アクセプタを階段的濃度分布で発光層側に低く含有
正孔注入材料２−ＴＮＡＴＡ０．９ｎｍ／ｓに対して、金属酸化物アクセプタＭｏＯ3を０．１ｎｍ／ｓで２０ｎｍドープして蒸着を行った。さらに、正孔注入材料２−ＴＮＡＴＡ０．９８９ｎｍ／ｓに対して、金属酸化物アクセプタＭｏＯ3を０．０１ｎｍ／ｓ、有機アクセプタＦ４−ＴＣＮＱ０．００１ｎｍ／ｓで１３０ｎｍドープして３元蒸着を行った。その上に、正孔注入材料２−ＴＮＡＴＡ０．９８９ｎｍ／ｓに対して、金属酸化物アクセプタＭｏＯ3を０．０１ｎｍ／ｓで１３０ｎｍドープして共蒸着を行った。
陽極側の正孔注入層のＭｏＯ3含有率が１０質量％で、中間層側の正孔注入層のＭｏＯ3含有率が１質量％で、発光層側の正孔注入層のＭｏＯ3含有率が１質量％である。
正孔注入材料２−ＴＮＡＴＡ０．９ｎｍ／ｓに対して、金属酸化物アクセプタＭｏＯ3を０．１ｎｍ／ｓで２０ｎｍドープして蒸着を行った。さらに、正孔注入材料２−ＴＮＡＴＡ０．９８９ｎｍ／ｓに対して、金属酸化物アクセプタＭｏＯ3を０．０１ｎｍ／ｓ、有機アクセプタＦ４−ＴＣＮＱ０．００１ｎｍ／ｓで１３０ｎｍドープして３元蒸着を行った。その上に、正孔注入材料２−ＴＮＡＴＡ０．９８９ｎｍ／ｓに対して、金属酸化物アクセプタＭｏＯ3を０．０１ｎｍ／ｓで１３０ｎｍドープして共蒸着を行った。
陽極側の正孔注入層のＭｏＯ3含有率が１０質量％で、中間層側の正孔注入層のＭｏＯ3含有率が１質量％で、発光層側の正孔注入層のＭｏＯ3含有率が１質量％である。
・試料５：正孔注入層を３層化して、金属酸化物アクセプタと有機アクセプタを階段的濃度分布で発光層側に低く含有し、有機アクセプタは発光層側に高く含有
正孔注入材料２−ＴＮＡＴＡ０．９ｎｍ／ｓに対して、金属酸化物アクセプタＭｏＯ3を０．１ｎｍ／ｓで２０ｎｍドープして共蒸着を行った。さらに、正孔注入材料２−ＴＮＡＴＡ０．９８９ｎｍ／ｓに対して、金属酸化物アクセプタＭｏＯ3を０．０１ｎｍ／ｓ、有機アクセプタＦ４−ＴＣＮＱ０．００１ｎｍ／ｓで１３０ｎｍドープして３元蒸着を行った。その上に、正孔注入材料２−ＴＮＡＴＡ０．９９９ｎｍ／ｓに対して、有機アクセプタＦ４−ＴＣＮＱ０．００１ｎｍ／ｓで１３０ｎｍドープして共蒸着を行った。
陽極側の正孔注入層のＭｏＯ3含有率が１０質量％で、中間層側の正孔注入層のＭｏＯ3含有率が１質量％で、発光層側の正孔注入層のＭｏＯ3含有率が０質量％である。
正孔注入材料２−ＴＮＡＴＡ０．９ｎｍ／ｓに対して、金属酸化物アクセプタＭｏＯ3を０．１ｎｍ／ｓで２０ｎｍドープして共蒸着を行った。さらに、正孔注入材料２−ＴＮＡＴＡ０．９８９ｎｍ／ｓに対して、金属酸化物アクセプタＭｏＯ3を０．０１ｎｍ／ｓ、有機アクセプタＦ４−ＴＣＮＱ０．００１ｎｍ／ｓで１３０ｎｍドープして３元蒸着を行った。その上に、正孔注入材料２−ＴＮＡＴＡ０．９９９ｎｍ／ｓに対して、有機アクセプタＦ４−ＴＣＮＱ０．００１ｎｍ／ｓで１３０ｎｍドープして共蒸着を行った。
陽極側の正孔注入層のＭｏＯ3含有率が１０質量％で、中間層側の正孔注入層のＭｏＯ3含有率が１質量％で、発光層側の正孔注入層のＭｏＯ3含有率が０質量％である。
前記の発光素子に用いた化合物の構造を下記に示す。
３．性能評価
（評価項目）
（１）発光効率
発光素子の外部量子効率は、発光輝度、発光スペクトル、電流密度を測定し、その結果と比視感度曲線から算出した。外部量子効率（％）は、「（発光したフォトン数／素子に入力した電子数）×１００」で計算を行った。
（２）駆動電圧
駆動電流密度１０ｍＡ／ｃｍ2における駆動電圧を測定した。
（３）駆動耐久性
初期輝度５００ｃｄ／ｍ2の条件で連続駆動試験をおこない、輝度が２００ｃｄ／ｍ2になった時間を輝度減少時間として求めた。
（評価項目）
（１）発光効率
発光素子の外部量子効率は、発光輝度、発光スペクトル、電流密度を測定し、その結果と比視感度曲線から算出した。外部量子効率（％）は、「（発光したフォトン数／素子に入力した電子数）×１００」で計算を行った。
（２）駆動電圧
駆動電流密度１０ｍＡ／ｃｍ2における駆動電圧を測定した。
（３）駆動耐久性
初期輝度５００ｃｄ／ｍ2の条件で連続駆動試験をおこない、輝度が２００ｃｄ／ｍ2になった時間を輝度減少時間として求めた。
（評価結果）
得られた結果を表２に示した。
本発明の素子は、比較の素子Ａ１およびＡ３に比べて、駆動電圧が低く、特に駆動耐久性を長寿命化することができた。また、本発明の素子は、比較の素子Ａ２およびＡ４に比べて、特に発光効率が向上した。
得られた結果を表２に示した。
本発明の素子は、比較の素子Ａ１およびＡ３に比べて、駆動電圧が低く、特に駆動耐久性を長寿命化することができた。また、本発明の素子は、比較の素子Ａ２およびＡ４に比べて、特に発光効率が向上した。
実施例２
１．試料の作製
実施例１の本発明の素子１に対して、正孔輸送層にアクセプタを添加した以外は有機ＥＬ素子２と同様にして本発明の有機ＥＬ素子２１を作製した。
１．試料の作製
実施例１の本発明の素子１に対して、正孔輸送層にアクセプタを添加した以外は有機ＥＬ素子２と同様にして本発明の有機ＥＬ素子２１を作製した。
２．性能評価
実施例１と同様に評価した結果を表３に示した。
その結果、アクセプタを正孔輸送層に入れることで効率が低下した。正孔輸送層にはアクセプタを含有しないことが好ましい性能を示した。
実施例１と同様に評価した結果を表３に示した。
その結果、アクセプタを正孔輸送層に入れることで効率が低下した。正孔輸送層にはアクセプタを含有しないことが好ましい性能を示した。
Claims (9)
- 対向する陽極電極と陰極電極との間に少なくとも１層の発光層を有する有機電界発光素子であって、前記発光層と前記陽極電極との間にアクセプタとして金属酸化物を含有する有機層を有し、該有機層における該金属酸化物の濃度が厚み方向で異なっていて、前記陽極電極に近い部分より前記発光層に近い部分でより濃度が低いことを特徴とする有機電界発光素子。
- 前記金属酸化物を含有する有機層における最も高濃度である領域の濃度（Ｃｍａｘ）と最も低濃度である領域の濃度（Ｃｍｉｎ）の比（Ｃｍａｘ／Ｃｍｉｎ）が２以上であることを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光素子。
- 前記アクセプタとしての金属酸化物が、電荷移動錯体を形成し得る金属酸化物であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の有機電界発光素子。
- 前記アクセプタを含有する有機層が、正孔注入層であることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の有機電界発光素子。
- 前アクセプタを含有する有機層と前記陽極電極との間に正孔輸送層を有することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の有機電界発光素子。
- 前記正孔輸送層が、実質的にアクセプタを含有しないことを特徴とする請求項５に記載の有機電界発光素子。
- 前記アクセプタが、酸化モリブデンまたは酸化バナジウムであることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の有機電界発光素子。
- 前記正孔注入層が第二のアクセプタとして金属を含まない有機化合物を含有することを特徴とする請求項４〜請求項７のいずれか１項に記載の有機電界発光素子。
- 前記第二のアクセプタが、７，７，８，８−テトラフルオロテトラシアノキノジメタンであることを特徴とする請求項８に記載の有機電界発光素子。
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