JP2010129252A - 有機電界発光素子 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の課題は、高い発光効率を有し、色ズレが改良された有機ＥＬ素子を提供することである。
【解決手段】基板上に対向する一対の電極、及び該電極間に少なくとも発光層を有する有機電界発光素子であって、
（１）前記発光層が少なくとも３層の発光層を積層して有し、
（２）前記少なくとも３層の発光層のうち最も陽極側の発光層と最も陰極側の発光層が同一の発光色を呈し、前記最も陽極側の発光層と最も陰極側の発光層に挟まれた少なくとも１層の発光層は、前記最も陽極側の発光層と最も陰極側の発光層とは異なる発光色を呈し、
（３）前記発光層のうちの少なくとも一層は、少なくとも、ピーク波長５００ｎｍ以上５７０ｎｍ未満の発光を示す燐光発光材料と、ピーク波長５７０ｎｍ以上の発光を示す燐光発光材料とを含有する。
【選択図】図１

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。特に白色発光有機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。

また、有機ＥＬ素子は、複数の発光色を組み合わせる混色によってさまざまな発光色の発光が可能となることも特徴である。
発光色の中で、特に白色発光のニーズは高い。白色発光は、一般照明における省電力、車載ディスプレイ、あるいはバックライトとしても活用できる。さらに、カラーフィルタを用いて青、緑、赤の画素に分けることが可能であり、フルカラー表示装置も可能である。

例えば、短波長発光である青色発光層と長波長発光である赤色発光層との２層を積層することにより、両発光層の混色として白色の発光を得るようにした構成が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
しかしながら、このような発色の異なる（異なるピーク波長の）２層の発光層を積層した構成では、素子の駆動時間すなわち発光時間や印加電圧の変化に伴って、キャリア輸送性のバランスが変化する等により、発光色の色度変化（色ズレ）を生じやすい問題があった。

このような問題を解決する手段として、発光層を、比較的短波長の発光を行う短波長発光層を比較的長波長の発光を行う２つの長波長発光層で挟んだ３層以上積層された構成が開示されている（例えば、特許文献２参照）。しかしながら、該構成では色ズレが改善されるものの、短波長発光層と長波長発光層とがそれぞれ、単色発光層であって、色再現性が不十分であった。また、発光材料として開示されている蛍光発光材料では、発光効率が不十分であった。

また、少なくとも２つの異なる波長で発光する３層以上の発光層を積層して備え、長波長の発光を呈する発光層が短波長の発光を呈する発光層で挟まれた積層構成も開示されている（例えば、特許文献３参照）。発光材料としては、燐光発光材料が開示されている。しかしながら、該構成においても色ズレは改善されるものの、短波長発光層と長波長発光層とがそれぞれ、単色発光層であって、色再現性が不十分であり、また、長波長発光層に含有される燐光発光材料の発光効率が低いために、高い発光効率の白色発光を得るに到っていない。
特開平７−１４２１６９号公報 特開２００３−１８７９７７号公報 特開２００７−３３５２１４号公報

本発明の課題は、特に高い発光効率を有し、且つ、色ズレが改良された有機ＥＬ素子を提供することを課題とするものである。特に、異なる発光ピークを有する３色発光、例えば、青、緑、赤の３色発光がそれぞれ効率良く起こり、高効率で色ズレの少ない白色発光が得られる有機ＥＬ素子を提供することを課題とするものである。

本発明の上記課題は、下記の手段によって解決された。
＜１＞ 基板上に対向する一対の電極、及び該電極間に少なくとも発光層を有する有機電界発光素子であって、
（１）前記発光層が少なくとも３層の発光層を積層して有し、
（２）前記少なくとも３層の発光層のうち最も陽極側の発光層と最も陰極側の発光層が同一の発光色を呈し、前記最も陽極側の発光層と最も陰極側の発光層に挟まれた少なくとも１層の発光層は、前記最も陽極側の発光層と最も陰極側の発光層とは異なる発光色を呈し、
（３）前記少なくとも３層の発光層のうちの少なくとも一層は、少なくとも、ピーク波長５００ｎｍ以上５７０ｎｍ未満の発光を示す燐光発光材料と、ピーク波長５７０ｎｍ以上の発光を示す燐光発光材料とを含有することを特徴とする有機電界発光素子。
＜２＞ 白色発光を呈することを特徴とする＜１＞に記載の有機電界発光素子。
＜３＞ 前記発光層が、陽極側から順に、ピーク波長４２０ｎｍ以上５００ｎｍ未満の発光を示す燐光発光材料を含有する第１の発光層、ピーク波長５００ｎｍ以上５７０ｎｍ未満の発光を示す燐光発光材料とピーク波長５７０ｎｍ以上６５０ｎｍ以下の発光を示す燐光発光材料を含有する第２の発光層、及びピーク波長４２０ｎｍ以上５００ｎｍ未満の発光を示す燐光発光材料を含有する第３の発光層を積層して有することを特徴とする＜１＞又は＜２＞に記載の有機電界発光素子。
＜４＞ 前記発光層が、陽極側から順に、ピーク波長５００ｎｍ以上５７０ｎｍ未満の発光を示す燐光発光材料とピーク波長５７０ｎｍ以上６５０ｎｍ以下の発光を示す燐光発光材料を含有する第１の発光層、ピーク波長４２０ｎｍ以上５００ｎｍ未満の発光を示す燐光発光材料を含有する第２の発光層、及びピーク波長５００ｎｍ以上５７０ｎｍ未満の発光を示す燐光発光材料とピーク波長５７０ｎｍ以上６５０ｎｍ以下の発光を示す燐光発光材料を含有する第３の発光層を積層して有することを特徴とする＜１＞又は＜２＞に記載の有機電界発光素子。
＜５＞ 前記最も陽極側の発光層と最も陰極側の発光層が、正孔輸送性ホスト材料と電子輸送性燐光発光材料を含有することを特徴とする＜１＞〜＜４＞のいずれかに記載の有機電界発光素子。
＜６＞ 前記電子輸送性燐光発光材料が白金錯体であることを特徴とする＜５＞に記載の有機電界発光素子。

本発明によれば、少なくとも、異なる発光ピークを有する３色発光がそれぞれ効率良く起こり、高効率で色ズレの少ない白色発光が得られる有機ＥＬ素子が提供される。
従来、短波発光層を長波発光層で挟んだ構成、或いは長波発光層を短波発光層で挟んだ構成が知られているが、いずれにおいても長波発光層は、ＰＱ２Ｉｒ（ａｃａｃ）やＢｔｐ２Ｉｒ（ａｃａｃ）などの赤色発光材料を１種ドープした単色構成であった。また、短波発光層もＦＩｒｐｉｃを１種ドープした単色構成であった。
本発明では、発光層のうちの少なくとも一層は、少なくとも、ピーク波長５００ｎｍ以上５７０ｎｍ未満の発光を示す燐光発光材料と、ピーク波長５７０ｎｍ以上の発光を示す燐光発光材料との２種を含有することを特徴するものであり、該構成によって、駆動電圧を増加させることなく、色ズレを抑制したまま、各発光材料を効率良く発光させることが可能となることを見出し、本発明に到ったものである。

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。

次に、本発明の有機ＥＬ素子の構成について、詳細に説明する。
本発明の有機ＥＬ素子は、基板上に対向する一対の電極、及び該電極間に少なくとも発光層を有し、該発光層は少なくとも３層の発光層を積層して有し、該少なくとも３層の発光層のうち最も陽極側の発光層と最も陰極側の発光層が同一の発光色を呈し、前記最も陽極側の発光層と最も陰極側の発光層に挟まれた少なくとも１層の発光層は、前記最も陽極側の発光層と最も陰極側の発光層とは異なる発光色を呈し、前記少なくとも３層の発光層のうちの少なくとも一層は、少なくとも、ピーク波長５００ｎｍ以上５７０ｎｍ未満の発光を示す燐光発光材料と、ピーク波長５７０ｎｍ以上の発光を示す燐光発光材料とを含有する。

図１は、本発明の有機ＥＬ素子の１態様を示すものである。基板１上に、陽極２を有し、該陽極上に、順に、正孔注入層３、正孔輸送層４、青色発光（Ｂ発光と略記する場合がある）を含有する第１の発光層５−１、緑色発光材料（Ｇ発光材料と略記する場合がある）と赤色発光材料（Ｒ発光材料と略記する場合がある）を含有する第２の発光層５−２、Ｂ発光の第３の発光層５−３、電子輸送層６、電子注入層７、及び陰極８を有する。
図２は、本発明の有機ＥＬ素子の別の態様を示すものである。基板１上に、陽極２を有し、該陽極上に、順に、正孔注入層３、正孔輸送層４、Ｇ発光材料とＲ発光材料を含有する第１の発光層１５−１、Ｂ発光の第２の発光層１５−２、Ｇ発光材料とＲ発光材料を含有する第３の発光層１５−３、電子輸送層６、電子注入層７、及び陰極８を有する。

本発明の構成では、青色発光材料（Ｂ発光材料と略記する場合がある）を含有する発光層は、Ｂ発光材料の他にはそれ以外の発光色の異なる発光材料を含有しないのに対して、隣接する発光層は、Ｇ発光材料とＲ発光材料を混合して含有する。本発明の構成により、Ｂ発光層で形成される励起子は、Ｂ発光層内で発光し、Ｇ発光材料やＲ発光材料による阻害を受けないので、効率よくＢ発光することができる。一方、Ｇ発光材料とＲ発光材料を混合して含有する層においては、発光効率の高いＧ燐光材料からＧ発光が起きると共に、その高効率のＧ燐光材料からＲ燐光材料にエネルギー移動してＲ発光が起こり、結果として当該層での発光効率が高められ、白色発光の効率を向上することができる。さらに、Ｇ発光材料とＲ発光材料を混合することにより、薄層化が可能であり、駆動電圧を低下することができる。

複数の発光色の組み合わせる混色によってさまざまな発光色の発光が可能となるが、本発明の有機ＥＬ素子は、好ましくは、白色発光を呈する。
本発明における発光層は、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。

（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中間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中間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。
本発明においては、少なくとも３層の発光層を積層して有し、該少なくとも３層の発光層のうち最も陽極側の発光層と最も陰極側の発光層が同一の発光色を呈し、前記最も陽極側の発光層と最も陰極側の発光層に挟まれた少なくとも１層の発光層は、前記最も陽極側の発光層と最も陰極側の発光層とは異なる発光色を呈し、前記少なくとも３層の発光層のうちの少なくとも一層は、少なくとも、ピーク波長５００ｎｍ以上５７０ｎｍ未満の発光を示す燐光発光材料と、ピーク波長５７０ｎｍ以上の発光を示す燐光発光材料とを含有する。

好ましい態様は、陽極側から順に、ピーク波長４２０ｎｍ以上５００ｎｍ未満の発光を示す燐光発光材料を含有する第１の発光層、ピーク波長５００ｎｍ以上５７０ｎｍ未満の発光を示す燐光発光材料とピーク波長５７０ｎｍ以上６５０ｎｍ以下の発光を示す燐光発光材料を含有する第２の発光層、及びピーク波長４２０ｎｍ以上５００ｎｍ未満の発光を示す燐光発光材料を含有する第３の発光層を積層して有する構成である。

好ましい別の態様は、陽極側から順に、ピーク波長５００ｎｍ以上５７０ｎｍ未満の発光を示す燐光発光材料とピーク波長５７０ｎｍ以上６５０ｎｍ以下の発光を示す燐光発光材料を含有する第１の発光層、ピーク波長４２０ｎｍ以上５００ｎｍ未満の発光を示す燐光発光材料を含有する第２の発光層、及びピーク波長５００ｎｍ以上５７０ｎｍ未満の発光を示す燐光発光材料とピーク波長５７０ｎｍ以上６５０ｎｍ以下の発光を示す燐光発光材料を含有する第３の発光層を積層して有する構成である。

好ましくは、最も陽極側の発光層と最も陰極側の発光層が、正孔輸送性ホスト材料と電子輸送性燐光発光材料を含有する。より好ましくは、電子輸送性燐光発光材料が白金錯体である。

本発明に於ける発光層の総厚みは、好ましくは、５ｎｍ以上２００ｎｍ以下であり、より好ましくは１０ｎｍ以上１３０ｎｍ以下、更に好ましくは、１０ｎｍ以上７０ｎｍ以下である。発光層の厚みが、５ｎｍを下まわると発光効率、耐久性の悪化の点で好ましくなく、２００ｎｍを超えると駆動電圧の上昇の点で好ましくない。
ピーク波長５００ｎｍ以上５７０ｎｍ未満の発光を示す燐光発光材料とピーク波長５７０ｎｍ以上の発光を示す燐光発光材料を含有する層の厚みは、好ましくは０．５ｎｍ以上６０ｎｍ以下であり、より好ましくは１ｎｍ以上４０ｎｍ以下、更に好ましくは、２ｎｍ以上２０ｎｍ以下である。０．５ｎｍを下まわると発光効率、耐久性の悪化の点で好ましくなく、６０ｎｍを超えると駆動電圧の上昇の点で好ましくない。
本発明における発光層の総厚み（ｄ）に対するピーク波長５００ｎｍ以上５７０ｎｍ未満の発光を示す燐光発光材料とピーク波長５７０ｎｍ以上の発光を示す燐光発光材料を含有する層の厚み（ｃ）の比率は、好ましくは、（ｃ）／（ｄ）＝０．０２〜０．５、より好ましくは、０．０５〜０．３である。（ｃ）／（ｄ）が０．０２を下まわるとピーク波長５００ｎｍ以上５７０ｎｍ未満の発光とピーク波長５７０ｎｍ以上の発光の強度が低下する点で好ましくなく、０．５を超えるとピーク波長５００ｎｍ以上５７０ｎｍ未満の発光とピーク波長５７０ｎｍ以上の発光の強度が強くなりすぎる点で好ましくない。

ピーク波長５００ｎｍ以上５７０ｎｍ未満の発光を示す燐光発光材料とピーク波長５７０ｎｍ以上の発光を示す燐光発光材料を含有する層における、ピーク波長５００ｎｍ以上５７０ｎｍ未満の発光を示す燐光発光材料（ｅ）とピーク波長５７０ｎｍ以上の発光を示す燐光発光材料（ｆ）の含有比率は、質量比で（ｅ／ｆ）＝２．５〜３００が好ましく、より好ましくは、５〜１００である。
（ｅ／ｆ）が２．５を下まわるとピーク波長５７０ｎｍ以上の発光の強度が強くなりすぎる点で好ましくなく、３００を超えるとピーク波長５００ｎｍ以上５７０ｎｍ未満の発光の強度が強くなりすぎる点で好ましくない。

＜発光材料＞
本発明に用いることのできる燐光発光材料について説明する。
燐光発光材料としては、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。

これらの中でも、発光材料の具体例としては、例えば、ＵＳ６３０３２３８Ｂ１号公報、ＵＳ６０９７１４７号公報、ＷＯ００／５７６７６号公報、ＷＯ００／７０６５５号公報、ＷＯ０１／０８２３０号公報、ＷＯ０１／３９２３４Ａ２号公報、ＷＯ０１／４１５１２Ａ１号公報、ＷＯ０２／０２７１４Ａ２号公報、ＷＯ０２／１５６４５Ａ１号公報、ＷＯ０２／４４１８９Ａ１号公報、特開２００１−２４７８５９号公報、特開２００２−３０２６７１号公報、特開２００２−１１７９７８号公報、特開２００２−２２５３５２号公報、特開２００２−２３５０７６号公報、特開２００３−１３３０７４号公報、特開２００２−１７０６８４号公報、ＥＰ１２１１２５７号公報、特開２００２−２２６４９５号公報、特開２００２−２３４８９４号公報、特開２００１−２４７８５９号公報、特開２００１−２９８４７０号公報、特開２００２−１７３６７４号公報、特開２００２−２０３６７８号公報、特開２００２−２０３６７９号公報、特開２００４−３５７７９１号公報、特開２００６−２５６９９９号公報等に記載の燐光発光化合物などが挙げられる。

本発明における発光材料として、電子輸送性発光材料又は正孔輸送性発光材料が用いられる。
＜電子輸送性発光材料＞
電子輸送性発光材料としては、好ましくは、その電子親和力（Ｅａ）が２．５ｅＶ以上３．５ｅＶ以下であり、イオン化ポテンシャル（Ｉｐ）が５．７ｅＶ以上７．０ｅＶ以下の電子輸送性発光材料である。
好ましく用いることのできる材料は、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、白金、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、及びルテシウム錯体を挙げる事ができる。より好ましくは、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、又は白金錯体であり、最も好ましくは白金錯体である。
具体的白金錯体の例を以下に例示するが、本発明はこれらに限定されものではない。

＜正孔輸送性燐光発光材料＞
本発明における燐光発光材料として、正孔輸送性燐光発光材料を用いることができる。
正孔輸送性燐光発光材料としては、好ましくは、その電子親和力（Ｅａ）が２．４ｅＶ以上３．４ｅＶ以下であり、イオン化ポテンシャル（Ｉｐ）が５．０ｅＶ以上６．３ｅＶ以下の正孔輸送性燐光発光材料である。
好ましく用いることのできる材料は、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、白金、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、及びルテシウム錯体を挙げる事ができ、より好ましくは、イリジウム錯体である。
具体的イリジウム錯体の例を以下に例示するが、本発明はこれらに限定されものではない。

＜ピーク波長４２０ｎｍ以上５００ｎｍ未満の発光を示す燐光発光材料＞
ピーク波長４２０ｎｍ以上５００ｎｍ未満の発光を示す燐光発光材料の具体例として、下記が挙げられるが、本発明はこれらに限定される訳ではない。

＜ピーク波長５００ｎｍ以上５７０ｎｍ未満の発光を示す燐光発光材料＞
ピーク波長５００ｎｍ以上５７０ｎｍ未満の発光を示す燐光発光材料の具体例として、下記が挙げられるが、本発明はこれらに限定される訳ではない。

＜ピーク波長５７０ｎｍ以上６５０ｎｍ以下の発光を示す燐光発光材料＞
ピーク波長５７０ｎｍ以上６５０ｎｍ以下の発光を示す燐光発光材料の具体例として、下記が挙げられるが、本発明はこれらに限定される訳ではない。

好ましくは、最も陽極側の発光層と最も陰極側の発光層が、正孔輸送性ホスト材料と電子輸送性燐光発光材料を含有する。本発明における特に好ましい材料は、電子輸送性燐光発光材料が白金錯体であり、正孔輸送性燐光発光材料がイリジウム錯体である。

＜ホスト材料＞
本発明に於ける発光層は、前述の発光材料をゲストとして、ホスト材料を含有するのが好ましい。ホスト材料としては、電子輸送性ホスト材料及び正孔輸送性ホスト材料のいずれも本発明に用いることが出来る。好ましくは、電子輸送性発光材料をゲストとした場合は、正孔輸送性ホスト材料を用いる。また、正孔輸送性発光材料をゲストとした場合は、電子輸送性ホスト材料を用いるのが好ましい。
以下に、電子輸送性ホスト材料及び正孔輸送性ホスト材料について説明する。

＜正孔輸送性ホスト材料＞
本発明の発光層に用いられる正孔輸送性ホスト材料としては、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６．４ｅＶ以下であることが好ましく、５．４ｅＶ以上６．２ｅＶ以下であることがより好ましく、５．６ｅＶ以上６．０ｅＶ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材料としては、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、インドール、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、インドール誘導体、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／またはインドール骨格および／または芳香族第三級アミン骨格を複数個有するものが好ましい。更には、カルバゾール骨格および／またはインドール骨格を有するものが好ましい。
このような正孔輸送性ホスト材料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。

＜電子輸送性ホスト材料＞
本発明に用いられる電子輸送性ホスト材料としては、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３．４ｅＶ以下であることがより好ましく、２．８ｅＶ以上３．３ｅＶ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、ナフタレン及びペリレン等の芳香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。

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。）、

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号公報、特開２００４−２１４１７９号公報、特開２００４−２２１０６２号公報、特開２００４−２２１０６５号公報、特開２００４−２２１０６８号公報、特開２００４−３２７３１３号公報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−１０、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−８、Ｅ−９、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、外部量子効率、駆動耐久性の点で好ましい。

本発明における発光層が青色発光層である場合、発光材料として蛍光発光材料を用いることができる。
蛍光性発光材料としては、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、又はペンタセンなど）、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。

＜ホスト材料および発光材料の混合比＞
本発明に於ける発光層のホスト材料に対する発光材料の混合比率（発光材料／ホスト材料）は、発光層の総計として、質量比で０．０１〜１．０が好ましく、０．０３〜０．５がより好ましい。

（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。

正孔注入層は正孔の移動のキャリアとなる電子受容性材料を含有するのが好ましい。正孔注入層に導入する電子受容性材料としては、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、ハロゲン原子、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、フラーレン類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、フラーレン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材料は、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％であることがより好ましく、０．１質量％〜１０質量％であることが更に好ましい。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、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。

（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材料としては、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。

これらの電子供与性材料は、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、０．２質量％〜７０質量％であることが更に好ましく、０．３質量％〜５０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、ナフタレン及びペリレン等の芳香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。

（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、３ｎｍ〜３０ｎｍ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、１０^３Ω／□以下が好ましく、１０^２Ω／□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。

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。

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。

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。

（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。

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。

（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成分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、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＧｅＯ、ＮｉＯ、ＣａＯ、ＢａＯ、Ｆｅ_２Ｏ_３、Ｙ_２Ｏ_３、またはＴｉＯ_２等の金属酸化物、ＳｉＮ_ｘ、ＳｉＮ_ｘＯ_ｙ等の金属窒化物、ＭｇＦ_２、ＬｉＦ、ＡｌＦ_３、またはＣａＦ_２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。

（駆動）
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を用いて測定した。
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号号公報、同６−３０１３５５号号公報、同５−２９０８０号号公報、同７−１３４５５８号号公報、同８−２３４６８５号号公報、同８−２４１０４７号公報、特許第２７８４６１５号公報、米国特許５８２８４２９号公報、同６０２３３０８号公報、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。

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
１）本発明の素子Ｎｏ．１の作製
酸化インジウム錫（ＩＴＯと略記する）の１００ｎｍ蒸着層を有するガラス基板（ジオマテック（株）製、表面抵抗１０Ω／□、サイズ：０．５ｍｍ厚み、２．５ｃｍ角）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、順次、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−
４，４’，４”−トリス（２−ナフチルフェニルアミノ）トリフェニルアミン（２−ＴＮＡＴＡと略記する）に対して２，３，５，６−テトラフルオロ−７，７，８，８−テトラシアノキノジメタン（Ｆ４−ＴＣＮＱと略記する）を１．０質量％ドープして、ＩＴＯ膜の上に膜厚１６０ｎｍに蒸着した。
−正孔輸送層−
正孔注入層の上に、Ｎ，Ｎ’−ジナフチル−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミン（α−ＮＰＤと略記する）を蒸着した。膜厚は１０ｎｍであった。

−発光層−
順に、下記の３層を成膜した。
・第１の発光層
１，３−ｂｉｓ（ｃａｒｂａｚｏｌ−９−ｙｌ）ｂｅｎｚｅｎｅ（ｍＣＰと略記する）に対してＩｒｉｄｉｕｍ（ＩＩＩ）ｂｉｓ（４，６−（ｄｉ−ｆｌｕｏｒｏｐｈｅｎｙｌ）−ｐｙｒｉｄｉｎａｔｅ−Ｎ，Ｃ２’）ｐｉｃｏｌｉｎａｔｅ（ＦＩｒｐｉｃと略記する）を１５質量％ドープして、上記正孔輸送層の上に膜厚１２ｎｍに蒸着した。
・第２の発光層
ｍＣＰに対してｆａｃ−ｔｒｉｓ−（２−ｐｈｅｎｙｌｐｙｒｉｄｉｎａｔｅ−Ｎ，Ｃ２’）Ｉｒｉｄｉｕｍ（ＩＩＩ）（Ｉｒｐｐｙ_３と略記する）を１５質量％、及び発光材料６を１．２質量％ドープして、上記第１の発光層の上に膜厚５ｎｍに蒸着した。
・第３の発光層
ｍＣＰに対してＦＩｒｐｉｃを１５質量％ドープして、上記第２の発光層の上に膜厚１２ｎｍに蒸着した。

−電子輸送層−
ｂｉｓ−（２−ｍｅｔｈｙｌ−８−ｑｕｉｎｏｌｉｎｏｌａｔｅ）−４−（ｐｈｅｎｙｌｐｈｅｎｏｌａｔｅ） ａｌｕｍｉｎｉｕｍ（Ｂａｌｑと略記する）を膜厚４０ｎｍに蒸着した。
−電子注入層−
フッ化リチウム（ＬｉＦ）を１ｎｍとなるように蒸着した。
−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、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。

２）本発明の素子Ｎｏ．２の作製
上記本発明の素子Ｎｏ．１の作製において、発光層のみを下記に変更して、その他は本発明の素子Ｎｏ．１と同様にして、本発明の素子Ｎｏ．２を作製した。
・第１の発光層
ｍＣＰに対してＦＩｒｐｉｃを１５質量％ドープして、正孔輸送層の上に膜厚１２ｎｍに蒸着した。
・第２の発光層
ｍＣＰに対してＩｒｐｐｙ_３を１５質量％、及び発光材料１を０．５質量％ドープして、上記第１の発光層の上に膜厚５ｎｍに蒸着した。
・第３の発光層
ｍＣＰに対してＦＩｒｐｉｃを１５質量％ドープして、上記第２の発光層の上に膜厚１２ｎｍに蒸着した。

３）本発明の素子Ｎｏ．３の作製
上記本発明の素子Ｎｏ．１の作製において、発光層のみを下記に変更して、その他は本発明の素子Ｎｏ．１と同様にして、本発明の素子Ｎｏ．３を作製した。
・第１の発光層
ｍＣＰに対してＦＩｒｐｉｃを１５質量％ドープして、正孔輸送層の上に膜厚１２ｎｍに蒸着した。
・第２の発光層
ｍＣＰに対して発光材料２を１５質量％、及び発光材料１を０．５質量％ドープして、上記第１の発光層の上に膜厚５ｎｍに蒸着した。
・第３の発光層
ｍＣＰに対してＦＩｒｐｉｃを１５質量％ドープして、上記第２の発光層の上に膜厚１２ｎｍに蒸着した。

４）本発明の素子Ｎｏ．４の作製
上記本発明の素子Ｎｏ．１の作製において、発光層のみを下記に変更して、その他は本発明の素子Ｎｏ．１と同様にして、本発明の素子Ｎｏ．４を作製した。
・第１の発光層
ｍＣＰに対して発光材料４を１５質量％ドープして、正孔輸送層の上に膜厚１２ｎｍに蒸着した。
・第２の発光層
ｍＣＰに対してＩｒｐｐｙ_３を１５質量％、及び発光材料１を０．５質量％ドープして、上記第１の発光層の上に膜厚５ｎｍに蒸着した。
・第３の発光層
ｍＣＰに対して発光材料４を１５質量％ドープして、正孔輸送層の上に膜厚１２ｎｍに蒸着した。

５）本発明の素子Ｎｏ．５の作製
上記本発明の素子Ｎｏ．１の作製において、発光層のみを下記に変更して、その他は本発明の素子Ｎｏ．１と同様にして、本発明の素子Ｎｏ．５を作製した。
・第１の発光層
ｍＣＰに対してＦＩｒｐｉｃを１５質量％ドープして、正孔輸送層の上に膜厚１２ｎｍに蒸着した。
・第２の発光層
ｍＣＰに対して発光材料３を１５質量％、及び発光材料１を０．５質量％ドープして、上記第１の発光層の上に膜厚５ｎｍに蒸着した。
・第３の発光層
ｍＣＰに対してＦＩｒｐｉｃを１５質量％ドープして、上記第２の発光層の上に膜厚１２ｎｍに蒸着した。

６）本発明の素子Ｎｏ．６の作製
上記本発明の素子Ｎｏ．１の作製において、発光層のみを下記に変更して、その他は本発明の素子Ｎｏ．１と同様にして、本発明の素子Ｎｏ．６を作製した。
・第１の発光層
ｍＣＰに対して発光材料４を１５質量％ドープして、正孔輸送層の上に膜厚１２ｎｍに蒸着した。
・第２の発光層
ｍＣＰに対して発光材料３を１５質量％、及び発光材料１を０．５質量％ドープして、上記第１の発光層の上に膜厚５ｎｍに蒸着した。
・第３の発光層
ｍＣＰに対して発光材料４を１５質量％ドープして、上記第２の発光層の上に膜厚１２ｎｍに蒸着した。

７）比較の素子Ｎｏ．１の作製
上記本発明の素子Ｎｏ．１の作製において、発光層のみを下記に変更して、その他は本発明の素子Ｎｏ．１と同様にして、比較の素子Ｎｏ．１を作製した。
・第１の発光層
ｍＣＰに対してＦＩｒｐｉｃを１５質量％ドープして、正孔輸送層の上に膜厚１２ｎｍに蒸着した。
・第２の発光層
ｍＣＰに対して発光材料６を１０質量％ドープして、上記第１の発光層の上に膜厚５ｎｍに蒸着した。
・第３の発光層
ｍＣＰに対してＦＩｒｐｉｃを１５質量％ドープして、上記第２の発光層の上に膜厚１２ｎｍに蒸着した。

８）比較の素子Ｎｏ．２の作製
上記本発明の素子Ｎｏ．１の作製において、発光層のみを下記に変更して、その他は本発明の素子Ｎｏ．１と同様にして、比較の素子Ｎｏ．２を作製した。
・第１の発光層
ｍＣＰに対してＦＩｒｐｉｃを１５質量％ドープして、正孔輸送層の上に膜厚１２ｎｍに蒸着した。
・第２の発光層
ｍＣＰに対して発光材料５を１０質量％ドープして、上記第１の発光層の上に膜厚５ｎｍに蒸着した。
・第３の発光層
ｍＣＰに対してＦＩｒｐｉｃを１５質量％ドープして、上記第２の発光層の上に膜厚１２ｎｍに蒸着した。

９）比較の素子Ｎｏ．３の作製
上記本発明の素子Ｎｏ．１の作製において、発光層のみを下記に変更して、その他は本発明の素子Ｎｏ．１と同様にして、比較の素子Ｎｏ．３を作製した。
・第１の発光層
ｍＣＰに対して発光材料４を１５質量％ドープして、正孔輸送層の上に膜厚１２ｎｍに蒸着した。
・第２の発光層
ｍＣＰに対して発光材料５を１０質量％ドープして、上記第１の発光層の上に膜厚５ｎｍに蒸着した。
・第３の発光層
ｍＣＰに対して発光材料４を１５質量％ドープして、正孔輸送層の上に膜厚１２ｎｍに蒸着した。

用いられた化合物の化学構造式、及びその発光のピーク波長を下記に示す。

２．性能評価
（評価項目）
得られた各素子に電圧を印加し、電流密度が２．５ｍＡ／ｃｍ^２に達した時の輝度を測定し、輝度／電流密度（ｃｄ／Ａ）で発光効率を評価した。

（評価結果）
得られた結果を表１に示した。
表１の結果より、本発明の素子は比較の素子に対して明らかに発光効率が向上した。
なお、いずれの本発明の素子、比較の素子ともに、色ズレの抑制された白色発光が得られた。

本発明の有機ＥＬ素子の断面構成を示す概念図である。 本発明の有機ＥＬ素子の別の態様の断面構成を示す概念図である。

Claims (6)

1. 基板上に対向する一対の電極、及び該電極間に少なくとも発光層を有する有機電界発光素子であって、
   （１）前記発光層が少なくとも３層の発光層を積層して有し、
   （２）前記少なくとも３層の発光層のうち最も陽極側の発光層と最も陰極側の発光層が同一の発光色を呈し、前記最も陽極側の発光層と最も陰極側の発光層に挟まれた少なくとも１層の発光層は、前記最も陽極側の発光層と最も陰極側の発光層とは異なる発光色を呈し、
   （３）前記少なくとも３層の発光層のうちの少なくとも一層は、少なくとも、ピーク波長５００ｎｍ以上５７０ｎｍ未満の発光を示す燐光発光材料と、ピーク波長５７０ｎｍ以上の発光を示す燐光発光材料とを含有することを特徴とする有機電界発光素子。
2. 白色発光を呈す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。
3. 前記発光層が、陽極側から順に、ピーク波長４２０ｎｍ以上５００ｎｍ未満の発光を示す燐光発光材料を含有する第１の発光層、ピーク波長５００ｎｍ以上５７０ｎｍ未満の発光を示す燐光発光材料とピーク波長５７０ｎｍ以上６５０ｎｍ以下の発光を示す燐光発光材料を含有する第２の発光層、及びピーク波長４２０ｎｍ以上５００ｎｍ未満の発光を示す燐光発光材料を含有する第３の発光層を積層して有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の有機電界発光素子。
4. 前記発光層が、陽極側から順に、ピーク波長５００ｎｍ以上５７０ｎｍ未満の発光を示す燐光発光材料とピーク波長５７０ｎｍ以上６５０ｎｍ以下の発光を示す燐光発光材料を含有する第１の発光層、ピーク波長４２０ｎｍ以上５００ｎｍ未満の発光を示す燐光発光材料を含有する第２の発光層、及びピーク波長５００ｎｍ以上５７０ｎｍ未満の発光を示す燐光発光材料とピーク波長５７０ｎｍ以上６５０ｎｍ以下の発光を示す燐光発光材料を含有する第３の発光層を積層して有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の有機電界発光素子。
5. 前記最も陽極側の発光層と最も陰極側の発光層が、正孔輸送性ホスト材料と電子輸送性燐光発光材料を含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。
6. 前記電子輸送性燐光発光材料が白金錯体であることを特徴とする請求項５に記載の有機電界発光素子。