JP2020155539A - 有機エレクトロルミネッセンス素子 - Google Patents
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Abstract
【課題】駆動電圧が低く、経時駆動しても電圧上昇が抑制された有機ＥＬ素子を提供すること。【解決手段】基板上に、対となる陰極と陽極と、発光層と前記陰極に隣接する電子輸送層とを含む有機機能層とを、備える有機ＥＬ素子であって、前記電子輸送層が、下記式（Ｉ）で表される構造を有する化合物と金属酸化物とを含有し、下記式（Ｉ）で表される構造を有する化合物のＬＵＭＯエネルギー準位（ＥＤＬ）が前記金属酸化物の伝導帯下端のエネルギー準位（ＥＣＢ）より高く、前記ＥＤＬと前記ＥＣＢとのエネルギー差ΔＥ（ＥＤＬ−ＥＣＢ）が、０．３ｅＶ以上であり、前記発光層中の発光性化合物の発光波長領域と下記式（Ｉ）で表される構造を有する化合物の吸収波長領域に重なり部分を有する。【選択図】図１
Description
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子に関し、より詳しくは、駆動電圧が低く、経時駆動しても電圧上昇が抑制された有機エレクトロルミネッセンス素子に関する。
有機エレクトロルミネッセンス素子（以下「有機ＥＬ素子」ともいう。）は、低電圧で駆動でき、画像表示装置や照明装置に好適に用いられている。有機ＥＬ素子は、陰極と陽極との間に、電子輸送層、発光層、正孔輸送層等の複数の層が積層された構造を有している。
従来、有機ＥＬ素子の電子注入層の材料として、ＬｉＦなどのアルカリ金属化合物が用いられている。近年では、大気中で安定な金属酸化物を用いる試みがなされている。
従来、有機ＥＬ素子の電子注入層の材料として、ＬｉＦなどのアルカリ金属化合物が用いられている。近年では、大気中で安定な金属酸化物を用いる試みがなされている。
しかし、金属酸化物は高導電性を有するものの、仕事関数が材料により決まっており、その材料選択幅が狭く、とくに陰極からの電子注入障壁が高いという問題があった。その解決手段として、ポリエチレンイミンなどの高分子や、ジメチルアミノ基を有する芳香族化合物のような材料をドープすることで電子注入性を改善できることが知られている（例えば、非特許文献１、及び特許文献１参照。）
しかしながら、ポリエチレンイミンに限らず、金属酸化物に有機物をドープした場合、陰極との界面劣化が原因となるデバイスの電圧上昇が多く起こることが知られている。
このため、経時駆動すると駆動電圧が上昇し、有機ＥＬ素子の寿命に影響するという問題があった。
このため、経時駆動すると駆動電圧が上昇し、有機ＥＬ素子の寿命に影響するという問題があった。
ＡＣＳ Ａｐｐｌ．Ｍａｔｅｒ．Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ．２０１８，１０．１７３１８−１７３２６
本発明は、上記問題・状況に鑑みてなされたものであり、その解決課題は、駆動電圧が低く、経時駆動しても電圧上昇が抑制された有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することである。
本発明者は、上記課題を解決すべく、上記問題の原因等について検討した結果、金属酸化物に、特定のＬＵＭＯエネルギー準位を有する吸光性化合物をドープすることにより、陰極からの電子注入障壁を軽減することができ、駆動電圧を大幅に軽減できることを見いだし本発明に至った。
すなわち、本発明に係る上記課題は、以下の手段により解決される。
すなわち、本発明に係る上記課題は、以下の手段により解決される。
１．基板上に、対となる陰極と陽極と、発光層と前記陰極に隣接する電子輸送層とを含む有機機能層とを、備える有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
前記電子輸送層が、下記式（Ｉ）で表される構造を有する化合物と金属酸化物とを含有し、
下記式（Ｉ）で表される構造を有する化合物のＬＵＭＯエネルギー準位（ＥＤＬ）が、前記金属酸化物伝導帯下端のエネルギー準位（ＥＣＢ）より高く、
下記式（Ｉ）で表される構造を有する化合物のＬＵＭＯエネルギー準位（ＥＤＬ）と前記金属酸化物の伝導帯下端のエネルギー準位（ＥＣＢ）とのエネルギー差ΔＥ（ＥＤＬ−ＥＣＢ）が、０．３ｅＶ以上であり、
前記発光層中の発光性化合物の発光波長領域と下記式（Ｉ）で表される構造を有する化合物の吸収波長領域に重なり部分があることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
前記電子輸送層が、下記式（Ｉ）で表される構造を有する化合物と金属酸化物とを含有し、
下記式（Ｉ）で表される構造を有する化合物のＬＵＭＯエネルギー準位（ＥＤＬ）が、前記金属酸化物伝導帯下端のエネルギー準位（ＥＣＢ）より高く、
下記式（Ｉ）で表される構造を有する化合物のＬＵＭＯエネルギー準位（ＥＤＬ）と前記金属酸化物の伝導帯下端のエネルギー準位（ＥＣＢ）とのエネルギー差ΔＥ（ＥＤＬ−ＥＣＢ）が、０．３ｅＶ以上であり、
前記発光層中の発光性化合物の発光波長領域と下記式（Ｉ）で表される構造を有する化合物の吸収波長領域に重なり部分があることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
（式中、Ａｒ１は、置換若しくは非置換の、芳香族炭化水素基又は複素環基を表す。ただし、Ａｒ１が、ジメチルアミノ基を有するものを除く。Ｘは、酸性基、電子吸引性基又は電子吸引性環構造を有する有機残基を表す。ｎは、１〜４の整数を表す。ｎが複数のとき、それぞれのＸは同一であっても異なっていてもよい。）
２．前記式（Ｉ）で表される構造を有する化合物が、下記式（II）で表されるトリフェニルアミン骨格を有する化合物であることを特徴とする第１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
（式中、Ａｒ２、Ａｒ３及びＡｒ４は、それぞれ独立に、置換又は非置換のベンゼン環を表す。Ｘは、酸性基、電子吸引性基又は電子吸引性環構造を有する有機残基を表す。ただし、Ａｒ２、Ａｒ３又はＡｒ４が、ジメチルアミノ基を有するものを除く。ｎは、１〜４の整数を表す。ｎが複数のとき、それぞれのＸは同一であっても異なっていてもよい。）
３．前記電子輸送層が、前記金属酸化物として、酸化亜鉛を含有することを特徴とする第１項又は第２項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
４．前記金属酸化物が、ナノ粒子であることを特徴とする第１項から第３項までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
本発明の上記手段により、駆動電圧が低く、経時駆動しても電圧上昇が抑制された有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することができる。
本発明の効果の発現機構ないし作用機構については、明確にはなっていないが、以下のように推察している。
本発明では、有機ＥＬ素子の発光層から発光の一部を、金属酸化物にドープした式（Ｉ）で表される構造を有する化合物（吸光性化合物ともいう）に吸収・再励起させ、生成したキャリアを金属酸化物上に変換することで、金属酸化物上のキャリア密度を増加させることができ、陰極からの電子注入障壁を低減してデバイスを駆動できるものと推定される。
したがって、陰極に隣接する電子注入層又は輸送層と陰極の界面で発生していた劣化を大幅に低減できることから、駆動電圧を低くすることができ、経時駆動しても駆動電圧の上昇を小さくすることができるものと推定される。
したがって、陰極に隣接する電子注入層又は輸送層と陰極の界面で発生していた劣化を大幅に低減できることから、駆動電圧を低くすることができ、経時駆動しても駆動電圧の上昇を小さくすることができるものと推定される。
図を用いて説明する。図１は、有機ＥＬ素子に含まれる材料が有するエネルギー準位の関係を示す概念図である。図１に示す有機ＥＬ素子は、陽極（ＩＴＯ）／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極（Ａｌ）から構成されている例である。
なお、エネルギー準位は、最も高エネルギーの真空準位０ｅＶを基準として、これよりも低い側は負の値で定義される。つまり、例えば、エネルギー準位が−(マイナス)３ｅＶと−４ｅＶとでは、−３ｅＶの方が高いエネルギー準位である。
なお、エネルギー準位は、最も高エネルギーの真空準位０ｅＶを基準として、これよりも低い側は負の値で定義される。つまり、例えば、エネルギー準位が−(マイナス)３ｅＶと−４ｅＶとでは、−３ｅＶの方が高いエネルギー準位である。
正孔輸送層には正孔輸送材料、発光層には発光性化合物、を含有している。本発明に係る電子輸送層は、陰極に接しており、式（Ｉ）で表される構造を有する化合物（吸光性化合物）をドープした酸化亜鉛（金属酸化物）を含有している。
本発明では、有機ＥＬ素子の発光層中の発光性化合物に起因する発光の一部を、金属酸化物にドープした式（Ｉ）で表される構造を有する化合物（吸光性化合物ともいう）に吸収・再励起させる。生成した励起電子、つまり吸光性化合物のＨＯＭＯからＬＵＭＯに遷移した電子を金属酸化物上に移動することで、金属酸化物上のキャリア密度を増加させることができる。
すなわち、吸光性化合物は、発光層中の発光の一部を吸収することで、吸光性化合物ＨＯＭＯエネルギー準位（ＥＤＨ）の電子が吸光性化合物ＬＵＭＯエネルギー準位（ＥＤＬ）に遷移し、さらに、吸光性化合物ＬＵＭＯエネルギー準位（ＥＤＬ）の電子は金属酸化物の伝導帯下端のエネルギー準位（ＥＣＢ）に移動することで、金属酸化物上のキャリア密度を増加させる。
このとき、電子移動は高エネルギー側から低エネルギー側に効率的に起こるので、吸光性化合物ＬＵＭＯエネルギー準位（ＥＤＬ）が金属酸化物伝導帯下端のエネルギー準位（ＥＣＢ）より高く、吸光性化合物ＬＵＭＯエネルギー準位（ＥＤＬ）と前記金属酸化物の伝導帯下端のエネルギー準位（ＥＣＢ）とのエネルギー差ΔＥ（ＥＤＬ−ＥＣＢ）が、０．３ｅＶ以上あることが、吸光性化合物ＬＵＭＯエネルギー準位（ＥＤＬ）から金属酸化物の伝導帯下端のエネルギー準位（ＥＣＢ）に電子が高効率に移動するために好ましい。より好ましくは０．５ｅＶ以上であり、更に０．７ｅＶ以上のエネルギー差ΔＥがあることが好ましい。
本発明において、発光層中の発光性化合物の発光波長領域と前記式（Ｉ）で表される構造を有する化合物の吸収波長領域に重なり部分があることが必要である。この重なりを利用して、発光性化合物で発光した光の一部を、式（Ｉ）で表される構造を有する化合物（吸光性化合物）が吸収する。
具体的には、発光性化合物の発光スペクトルと吸光性化合物の吸収スペクトルに重なり部分があること必要である。発光スペクトルと吸収スペクトルのピーク波長の関係は、吸収のピーク波長が発光のピーク波長よりも短波長側でも長波長でもよい。
発光性化合物の発光スペクトルと吸光性化合物の吸収スペクトルに重なり部分があるためには、発光性化合物の発光スペクトルピーク波長λｅｍと吸光性化合物の吸収スペクトルピーク波長λａの差が±０〜２００ｎｍの範囲が好ましく、±０〜１００ｎｍの範囲がより好ましい。
発光性化合物の発光スペクトルの測定は、例えば、分光放射輝度計ＣＳ−１０００（コニカミノルタ社製）を用いて、吸光性化合物の吸収スペクトルの測定は、例えば、日立ハイテク製の分光光度計Ｕ−３３００を用いて行うことができる。
発光性化合物の発光スペクトルと吸光性化合物の吸収スペクトルに重なり部分があるためには、発光性化合物の発光スペクトルピーク波長λｅｍと吸光性化合物の吸収スペクトルピーク波長λａの差が±０〜２００ｎｍの範囲が好ましく、±０〜１００ｎｍの範囲がより好ましい。
発光性化合物の発光スペクトルの測定は、例えば、分光放射輝度計ＣＳ−１０００（コニカミノルタ社製）を用いて、吸光性化合物の吸収スペクトルの測定は、例えば、日立ハイテク製の分光光度計Ｕ−３３００を用いて行うことができる。
また、吸光性化合物と金属酸化物とは、接している必要がある。本発明において、式（Ｉ）で表される構造を有する化合物（吸光性化合物）をドープした金属酸化物とは、金属酸化物中に吸光性化合物を含有している場合だけでなく、金属酸化物粒子の表面に吸着している態様も含む。吸光性化合物と金属酸化物との間で電子の移動が可能であればよい。
吸光性化合物と金属酸化物との間で、より電子移動を効率的に行うためには、強い相互作用として、両者の間で、静電相互作用や、ファンデルワールス力、水素結合、又は、化学的結合などが生じることが好ましい。そのためには、吸光性化合物が酸性基、電子吸引性基又は電子吸引性環構造を有することが好ましく、酸性基としてカルボキシ基、スルホ基、又はホスホン酸基を有することがより好ましい。
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、基板上に、対となる陰極と陽極と、発光層と前記陰極に隣接する電子輸送層とを有する有機機能層とを、備える有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
前記電子輸送層が、前記式（Ｉ）で表される構造を有する化合物と金属酸化物とを含有し、
前記式（Ｉ）で表される構造を有する化合物のＬＵＭＯエネルギー準位（ＥＤＬ）が、前記金属酸化物伝導帯下端のエネルギー準位（ＥＣＢ）より高く、
前記式（Ｉ）で表される構造を有する化合物のＬＵＭＯエネルギー準位（ＥＤＬ）と前記金属酸化物の伝導帯下端のエネルギー準位（ＥＣＢ）とのエネルギー差ΔＥ（ＥＤＬ−ＥＣＢ）が、０．３ｅＶ以上であり、
前記発光層中の発光性化合物の発光波長領域と前記式（Ｉ）で表される構造を有する化合物の吸収波長領域に重なり部分があることを特徴とする。この特徴は、下記各実施態様（形態）に共通する又は対応する技術的特徴である。
前記電子輸送層が、前記式（Ｉ）で表される構造を有する化合物と金属酸化物とを含有し、
前記式（Ｉ）で表される構造を有する化合物のＬＵＭＯエネルギー準位（ＥＤＬ）が、前記金属酸化物伝導帯下端のエネルギー準位（ＥＣＢ）より高く、
前記式（Ｉ）で表される構造を有する化合物のＬＵＭＯエネルギー準位（ＥＤＬ）と前記金属酸化物の伝導帯下端のエネルギー準位（ＥＣＢ）とのエネルギー差ΔＥ（ＥＤＬ−ＥＣＢ）が、０．３ｅＶ以上であり、
前記発光層中の発光性化合物の発光波長領域と前記式（Ｉ）で表される構造を有する化合物の吸収波長領域に重なり部分があることを特徴とする。この特徴は、下記各実施態様（形態）に共通する又は対応する技術的特徴である。
本発明の実施態様としては、本発明の効果発現の観点から、前記式（Ｉ）で表される構造を有する化合物が、前記式（II）で表されるトリフェニルアミン骨格を有する化合物であることが、吸光性化合物が光吸収した際に効率的に電荷分離することから好ましい。トリフェニルアミン骨格は強いドナー性骨格であり、電子吸引性骨格と結合した構造を有する場合、この化合物のＨＯＭＯの電荷分布はドナー性骨格部位に局在化し、ＬＵＭＯの電荷分布は電子吸引性骨格部位に局在化する。これにより、化合物のＬＵＭＯに励起された電子は、ＨＯＭＯへの失活を抑制して、金属酸化物の伝導帯への電子移動が起こりやすくなる。
また、前記電子輸送層が、前記金属酸化物として、酸化亜鉛を含有することが、吸光性化合物からの電子移動が起こり易い伝導帯エネルギー準位であること、および、電子易動度が高いことから好ましい。
前記金属酸化物が、ナノ粒子であることが、表面積が大きく、吸光性化合物が安定に吸着しやすいことから好ましい。
前記金属酸化物が、ナノ粒子であることが、表面積が大きく、吸光性化合物が安定に吸着しやすいことから好ましい。
以下、本発明とその構成要素、及び本発明を実施するための形態・態様について詳細な説明をする。なお、本願において、「〜」は、その前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用する。
《有機エレクトロルミネッセンス素子》
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、基板上に、対となる陰極と陽極と、発光層と前記陰極に隣接する電子輸送層とを有する有機機能層とを、備える有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
前記電子輸送層が、下記式（Ｉ）で表される構造を有する化合物と金属酸化物とを含有し、
前記式（Ｉ）で表される構造を有する化合物のＬＵＭＯエネルギー準位（ＥＤＬ）が、前記金属酸化物伝導帯下端のエネルギー準位（ＥＣＢ）より高く、
前記式（Ｉ）で表される構造を有する化合物のＬＵＭＯエネルギー準位（ＥＤＬ）と前記金属酸化物の伝導帯下端のエネルギー準位（ＥＣＢ）とのエネルギー差ΔＥ（ＥＤＬ−ＥＣＢ）が、０．３ｅＶ以上であり、
前記発光層中の発光性化合物の発光波長領域と前記式（Ｉ）で表される構造を有する化合物の吸収波長領域に重なり部分があることを特徴とする。
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、基板上に、対となる陰極と陽極と、発光層と前記陰極に隣接する電子輸送層とを有する有機機能層とを、備える有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
前記電子輸送層が、下記式（Ｉ）で表される構造を有する化合物と金属酸化物とを含有し、
前記式（Ｉ）で表される構造を有する化合物のＬＵＭＯエネルギー準位（ＥＤＬ）が、前記金属酸化物伝導帯下端のエネルギー準位（ＥＣＢ）より高く、
前記式（Ｉ）で表される構造を有する化合物のＬＵＭＯエネルギー準位（ＥＤＬ）と前記金属酸化物の伝導帯下端のエネルギー準位（ＥＣＢ）とのエネルギー差ΔＥ（ＥＤＬ−ＥＣＢ）が、０．３ｅＶ以上であり、
前記発光層中の発光性化合物の発光波長領域と前記式（Ｉ）で表される構造を有する化合物の吸収波長領域に重なり部分があることを特徴とする。
なお、本発明において、用いる吸光性化合物の、ＨＯＭＯ及びＬＵＭＯのエネルギー準位は、下記の方法を用いて求める。
本発明において、ＨＯＭＯのエネルギー準位（ＥＤＨ）は、イオン化ポテンシャルの測定値（正の値）を負の値として定義したものである。なお、イオン化ポテンシャルは大気中光電子分光装置（例えば、ＡＣ−１、ＡＣ−２、及びＡＣ−３（理研計器（株）製））や、紫外光電子分光（ＵＰＳ）装置で測定することができる。本実施例では、ＡＣ−３で測定した。ＡＣ−３で測定する場合は、アルミ製皿上の粉末サンプル、あるいは、洗浄したＩＴＯ上に有機薄膜を５０〜１００ｎｍの厚さに成膜し測定する。
ＬＵＭＯのエネルギー準位（ＥＤＬ）は、下記のように定義した。
ＥＤＬ＝ ＥＤＨ＋Ｅｇ
本発明において、ＨＯＭＯのエネルギー準位（ＥＤＨ）は、イオン化ポテンシャルの測定値（正の値）を負の値として定義したものである。なお、イオン化ポテンシャルは大気中光電子分光装置（例えば、ＡＣ−１、ＡＣ−２、及びＡＣ−３（理研計器（株）製））や、紫外光電子分光（ＵＰＳ）装置で測定することができる。本実施例では、ＡＣ−３で測定した。ＡＣ−３で測定する場合は、アルミ製皿上の粉末サンプル、あるいは、洗浄したＩＴＯ上に有機薄膜を５０〜１００ｎｍの厚さに成膜し測定する。
ＬＵＭＯのエネルギー準位（ＥＤＬ）は、下記のように定義した。
ＥＤＬ＝ ＥＤＨ＋Ｅｇ
ここでＥｇは、吸光性化合物のＨＯＭＯとＬＵＭＯのエネルギーギャップに相当する励起エネルギーであり、吸光性化合物の吸収スペクトルの吸収ピークの５％強度となる長波長側吸収端波長のエネルギー（ｅＶ単位換算値）とした。
吸光性化合物の吸収スペクトルの測定は、例えば、日立ハイテク製の分光光度計Ｕ−３３００を用いて行うことができる。本実施例では、吸光性化合物を１０−６〜１０−４ｍｏｌ／Ｌの濃度でエタノール溶液として測定した。
吸光性化合物の吸収スペクトルの測定は、例えば、日立ハイテク製の分光光度計Ｕ−３３００を用いて行うことができる。本実施例では、吸光性化合物を１０−６〜１０−４ｍｏｌ／Ｌの濃度でエタノール溶液として測定した。
また、金属酸化物の伝導帯下端のエネルギー準位（ＥＣＢ）を見積もる方法としては、紫外線光電子分光法、Ｘ線光電子分光法、オージェ電子分光法により求められる価電子帯のエネルギー準位および光学的バンドギャップエネルギーから見積もる方法がある。
本発明では、紫外線光電子分光法により求められる価電子帯のエネルギー準位及び光学的バンドギャップエネルギーにより得た。
本発明では、紫外線光電子分光法により求められる価電子帯のエネルギー準位及び光学的バンドギャップエネルギーにより得た。
《金属酸化物》
本発明に用いることのできる金属酸化物は、前述したように、下記２要件を満たせば、特に制限はない。
（１）前記式（Ｉ）で表される構造を有する化合物のＬＵＭＯエネルギー準位（ＥＤＬ）が、金属酸化物伝導帯下端のエネルギー準位（ＥＣＢ）より高い。
（２）前記式（Ｉ）で表される構造を有する化合物のＬＵＭＯエネルギー準位（ＥＤＬ）と金属酸化物の伝導帯下端のエネルギー準位（ＥＣＢ）とのエネルギー差ΔＥ（ＥＤＬ−ＥＣＢ）が、０．３ｅＶ以上である。
本発明に用いることのできる金属酸化物は、前述したように、下記２要件を満たせば、特に制限はない。
（１）前記式（Ｉ）で表される構造を有する化合物のＬＵＭＯエネルギー準位（ＥＤＬ）が、金属酸化物伝導帯下端のエネルギー準位（ＥＣＢ）より高い。
（２）前記式（Ｉ）で表される構造を有する化合物のＬＵＭＯエネルギー準位（ＥＤＬ）と金属酸化物の伝導帯下端のエネルギー準位（ＥＣＢ）とのエネルギー差ΔＥ（ＥＤＬ−ＥＣＢ）が、０．３ｅＶ以上である。
このような、金属酸化物としては、化学的安定性、物理的安定性という観点から、アルミナ、ジルコニア、チタニア、シリカ、マグネシア又はニオブの酸化物が好ましい。具体的には、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化シリコン、酸化二アルミニウム、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化ニオブ、酸化ハフニウム、酸化イットリウム、酸化セリウム、又はこれら金属酸化物の水和物、さらには、チタン酸バリウム、ジルコニウム酸バリウム、ニオブ酸カリウム、ニオブ酸ナトリウム、チタン酸カルシウム、タンタル酸ストロンチウム、チタン酸ビスマス、チタン酸ビスマスナトリウム、又はこれらのうち少なくとも一種を組成に含む固溶体を例示することができる。
中でも好ましくは、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）又はＡＺＯ（ＡｌドープＺｎＯ）のような固溶体が挙げられる。より好ましいのは、金属酸化物伝導帯下端のエネルギー準位や電子易動度の観点から酸化亜鉛又は酸化亜鉛にＡｌをドープしたＡＺＯである。さらに好ましくは、酸化亜鉛である。
本発明では前記金属酸化物がナノ粒子であることが好ましい。「ナノ粒子」とは、粒子直径が１ｎｍ以上５００ｎｍ以下の球状、断面直径が１ｎｍ以上５００ｎｍ以下の繊維状、または厚さが１ｎｍ以上５００ｎｍ以下の板状の粒子をいう。
《式（Ｉ）で表される構造を有する化合物》
本発明において、陰極に隣接する電子輸送層が、下記式（Ｉ）で表される構造を有する化合物と金属酸化物とを含有する。
また、前記式（Ｉ）で表される構造を有する化合物のＬＵＭＯエネルギー準位（ＥＤＬ）が、前記金属酸化物伝導帯下端のエネルギー準位（ＥＣＢ）より高く、前記式（Ｉ）で表される構造を有する化合物のＬＵＭＯエネルギー準位（ＥＤＬ）と前記金属酸化物の伝導帯下端のエネルギー準位（ＥＣＢ）とのエネルギー差ΔＥ（ＥＤＬ−ＥＣＢ）が、０．３ｅＶ以上であり、前記発光層中の発光性化合物の発光波長領域と前記式（Ｉ）で表される構造を有する化合物の吸収波長領域に重なり部分がある。
本発明において、陰極に隣接する電子輸送層が、下記式（Ｉ）で表される構造を有する化合物と金属酸化物とを含有する。
また、前記式（Ｉ）で表される構造を有する化合物のＬＵＭＯエネルギー準位（ＥＤＬ）が、前記金属酸化物伝導帯下端のエネルギー準位（ＥＣＢ）より高く、前記式（Ｉ）で表される構造を有する化合物のＬＵＭＯエネルギー準位（ＥＤＬ）と前記金属酸化物の伝導帯下端のエネルギー準位（ＥＣＢ）とのエネルギー差ΔＥ（ＥＤＬ−ＥＣＢ）が、０．３ｅＶ以上であり、前記発光層中の発光性化合物の発光波長領域と前記式（Ｉ）で表される構造を有する化合物の吸収波長領域に重なり部分がある。
（式中、Ａｒ１は、置換若しくは非置換の、芳香族炭化水素基又は複素環基を表す。ただし、Ａｒ１が、ジメチルアミノ基を有するものを除く。Ｘは、酸性基、電子吸引性基又は電子吸引性環構造を有する有機残基を表す。ｎは、１〜４の整数を表す。ｎが複数のとき、それぞれのＸは同一であっても異なっていてもよい。）
さらに、前記式（Ｉ）で表される構造を有する化合物が、下記式（II）で表されるトリフェニルアミン骨格を有する化合物であることが好ましい。
（式中、Ａｒ２、Ａｒ３及びＡｒ４は、それぞれ独立に、置換若しくは非置換のベンゼン環を表す。Ｘは、酸性基、電子吸引性基又は電子吸引性環構造を有する有機残基を表す。ただし、Ａｒ２、Ａｒ３又はＡｒ４が、ジメチルアミノ基を有するものを除く。ｎは、１〜４の整数を表す。ｎが複数のとき、それぞれのＸは同一であっても異なっていてもよい。）
Ａｒ１で表される、置換若しくは非置換の、芳香族炭化水素基としては、具体的には、例えば、ベンゼン環、インデン環、ナフタレン環、アズレン環、フルオレン環、フェナントレン環、アントラセン環、アセナフチレン環、ビフェニレン環、クリセン環、ナフタセン環、ピレン環、ペンタレン環、アセアントリレン環、ヘプタレン環、トリフェニレン環、ａｓ−インダセン環、クリセン環、ｓ−インダセン環、プレイアデン環、フェナレン環、フルオランテン環、ペリレン環、アセフェナントリレン環、ビフェニル環、ターフェニル環、テトラフェニル環等が挙げられる。
Ａｒ１で表される、置換若しくは非置換の、芳香族炭化水素基は、炭素原子数６〜４０の置換又は非置換の、芳香族炭化水素基であることが好ましい。
Ａｒ１で表される複素環基としては、例えば、ピリジル基、ピリミジニル基、フリル基、ピロリル基、イミダゾリル基、ベンゾイミダゾリル基、ピラゾリル基、ピラジニル基、トリアゾリル基（例えば、１，２，４−トリアゾール−１−イル基、１，２，３−トリアゾール−１−イル基等）、ピラゾロトリアゾリル基、オキサゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、チアゾリル基、イソオキサゾリル基、イソチアゾリル基、フラザニル基、チエニル基、キノリル基、ベンゾフリル基、ジベンゾフリル基、ベンゾチエニル基、ジベンゾチエニル基、インドリル基、カルバゾリル基、カルボリニル基、ジアザカルバゾリル基（前記カルボリニル基のカルボリン環を構成する炭素原子の一つが窒素原子で置き換わったものを示す）、キノキサリニル基、ピリダジニル基、トリアジニル基、キナゾリニル基、フタラジニル基、９，１０−ジヒドロアクリジン基、フェノキサジン環、フェノチアジン環、ジベンゾシロール環等が挙げられる。
Ａｒ１で表される複素環基は、炭素原子数１〜４０の置換又は非置換の、芳香族複素環基であることが好ましい。
Ａｒ２、Ａｒ３又はＡｒ４は、置換若しくは非置換の、ベンゼン環を表す。
Ａｒ２、Ａｒ３又はＡｒ４は、置換若しくは非置換の、ベンゼン環を表す。
置換基としては、アルキル基（例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基等）、シクロアルキル基（例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等）、アルケニル基（例えば、ビニル基、アリル基等）、アルキニル基（例えば、エチニル基、プロパルギル基等）、芳香族炭化水素基（例えば、フェニル基、ｐ−クロロフェニル基、メシチル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、アントリル基、アズレニル基、アセナフテニル基、フルオレニル基、フェナントリル基、インデニル基、ピレニル基、ビフェニリル基等）、芳香族複素環基（例えば、ピリジル基、ピリミジニル基、フリル基、ピロリル基、イミダゾリル基、ベンゾイミダゾリル基、ピラゾリル基、ピラジニル基、トリアゾリル基（例えば、１，２，４−トリアゾール−１−イル基、１，２，３−トリアゾール−１−イル基等）、ピラゾロトリアゾリル基、オキサゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、チアゾリル基、イソオキサゾリル基、イソチアゾリル基、フラザニル基、チエニル基、キノリル基、ベンゾフリル基、ジベンゾフリル基、ベンゾチエニル基、ジベンゾチエニル基、インドリル基、カルバゾリル基、カルボリニル基、ジアザカルバゾリル基（前記カルボリニル基のカルボリン環を構成する炭素原子の一つが窒素原子で置き換わったものを示す）、キノキサリニル基、ピリダジニル基、トリアジニル基、キナゾリニル基、フタラジニル基等）、複素環基（例えば、ピロリジル基、イミダゾリジル基、モルホリル基、オキサゾリジル基等）、アルコキシ基（例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、ドデシルオキシ基等）、シクロアルコキシ基（例えば、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基等）、アリールオキシ基（例えば、フェノキシ基、ナフチルオキシ基等）、アルキルチオ基（例えば、メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基、ペンチルチオ基、ヘキシルチオ基、オクチルチオ基、ドデシルチオ基等）、シクロアルキルチオ基（例えば、シクロペンチルチオ基、シクロヘキシルチオ基等）、アリールチオ基（例えば、フェニルチオ基、ナフチルチオ基等）、アルコキシカルボニル基（例えば、メチルオキシカルボニル基、エチルオキシカルボニル基、ブチルオキシカルボニル基、オクチルオキシカルボニル基、ドデシルオキシカルボニル基等）、アリールオキシカルボニル基（例えば、フェニルオキシカルボニル基、ナフチルオキシカルボニル基等）、スルファモイル基（例えば、アミノスルホニル基、メチルアミノスルホニル基、ジメチルアミノスルホニル基、ブチルアミノスルホニル基、ヘキシルアミノスルホニル基、シクロヘキシルアミノスルホニル基、オクチルアミノスルホニル基、ドデシルアミノスルホニル基、フェニルアミノスルホニル基、ナフチルアミノスルホニル基、２−ピリジルアミノスルホニル基等）、アシル基（例えば、アセチル基、エチルカルボニル基、プロピルカルボニル基、ペンチルカルボニル基、シクロヘキシルカルボニル基、オクチルカルボニル基、２−エチルヘキシルカルボニル基、ドデシルカルボニル基、フェニルカルボニル基、ナフチルカルボニル基、ピリジルカルボニル基等）、アシルオキシ基（例えば、アセチルオキシ基、エチルカルボニルオキシ基、ブチルカルボニルオキシ基、オクチルカルボニルオキシ基、ドデシルカルボニルオキシ基、フェニルカルボニルオキシ基等）、アミド基（例えば、メチルカルボニルアミノ基、エチルカルボニルアミノ基、ジメチルカルボニルアミノ基、プロピルカルボニルアミノ基、ペンチルカルボニルアミノ基、シクロヘキシルカルボニルアミノ基、２−エチルヘキシルカルボニルアミノ基、オクチルカルボニルアミノ基、ドデシルカルボニルアミノ基、フェニルカルボニルアミノ基、ナフチルカルボニルアミノ基等）、カルバモイル基（例えば、アミノカルボニル基、メチルアミノカルボニル基、ジメチルアミノカルボニル基、プロピルアミノカルボニル基、ペンチルアミノカルボニル基、シクロヘキシルアミノカルボニル基、オクチルアミノカルボニル基、２−エチルヘキシルアミノカルボニル基、ドデシルアミノカルボニル基、フェニルアミノカルボニル基、ナフチルアミノカルボニル基、２−ピリジルアミノカルボニル基等）、ウレイド基（例えば、メチルウレイド基、エチルウレイド基、ペンチルウレイド基、シクロヘキシルウレイド基、オクチルウレイド基、ドデシルウレイド基、フェニルウレイド基ナフチルウレイド基、２−ピリジルアミノウレイド基等）、スルフィニル基（例えば、メチルスルフィニル基、エチルスルフィニル基、ブチルスルフィニル基、シクロヘキシルスルフィニル基、２−エチルヘキシルスルフィニル基、ドデシルスルフィニル基、フェニルスルフィニル基、ナフチルスルフィニル基、２−ピリジルスルフィニル基等）、アルキルスルホニル基（例えば、メチルスルホニル基、エチルスルホニル基、ブチルスルホニル基、シクロヘキシルスルホニル基、２−エチルヘキシルスルホニル基、ドデシルスルホニル基等）、アリールスルホニル基又はヘテロアリールスルホニル基（例えば、フェニルスルホニル基、ナフチルスルホニル基、２−ピリジルスルホニル基等）、アミノ基（例えば、アミノ基、エチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ジフェニルアミノ基、ジイソプロピルアミノ基、ジタートブチル基、シクロヘキシルアミノ基、ブチルアミノ基、シクロペンチルアミノ基、２−エチルヘキシルアミノ基、ドデシルアミノ基、アニリノ基、ナフチルアミノ基、２−ピリジルアミノ基等）、ハロゲン原子（例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子等）、フッ化炭化水素基（例えば、フルオロメチル基、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、ペンタフルオロフェニル基等）、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、メルカプト基、シリル基（例えば、トリメチルシリル基、トリイソプロピルシリル基、トリフェニルシリル基、フェニルジエチルシリル基等）、ホスホノ基等が挙げられる。好ましくは、アルキル基、芳香族炭化水素基、アミノ基、ヒドロキシ基、シリル基が挙げられる。
また、これらの置換基は、上記の置換基によってさらに置換されていてもよい。
また、これらの置換基は、上記の置換基によってさらに置換されていてもよい。
置換基Ｘに含まれる酸性基としては、カルボキシ基、スルホ基（−ＳＯ３Ｈ） 、スルフィノ基、スルフィニル基、ホスホン酸基［−ＰＯ（ＯＨ）２］、ホスホリル基、 ホスフィニル基、ホスホノ基、チオール基、ヒドロキシ基、ホスホニル基、及びスルホニ ル基；並びにこれらの塩（金属塩、有機カチオン塩）などが挙げられる。これらのうち、 酸性基としては、カルボキシ基、スルホ基、ホスホン酸基、ヒドロキシ基が好ましく、カ ルボキシ基、スルホ基、ホスホン酸基がより好ましい。
置換基Ｘに含まれる酸性を示す環構造としては、バルビツール酸、チオバルビツール酸、四角酸、クロコン酸、尿酸、ウラシル、チミン由来の環構造などが挙げられる。
置換基Ｘに含まれる酸性を示す環構造としては、バルビツール酸、チオバルビツール酸、四角酸、クロコン酸、尿酸、ウラシル、チミン由来の環構造などが挙げられる。
Ｘが表す電子吸引性基又は電子吸引性環構造を有する有機残基としては、電子吸引性基としては、シアノ基、ニトロ基、フルオロ基、クロロ基、ブロモ基、ヨード基、パーフルオロアルキル基（例えば、トリフルオロメチル基）、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、パーフルオロアルキルスルホニル基、パーフルオロアリールスルホニル基などが挙げられる。これらのうち、シアノ基、ニトロ基、フルオロ基、クロロ基が好ましく、シアノ基、ニトロ基がより好ましい。また、電子吸引性環構造としては、ローダニン環、ジローダニン環、イミダゾロン環、ピラゾロン環、ピラゾリン環、ヒダントイン環、チオヒダントイン環、キノン環、ピラン環、ピラジン環、ピリミジン環、イミダゾール環、インドール環、ベンゾチアゾール環、ベンゾイミダゾール環、ベンゾオキサゾール環、チアジアゾール環等が挙げられる。中でも、ローダニン環、ジローダニン環、イミダゾロン環、ピラゾロン環、ピラゾリン環、キノン環、チアジアゾール環が好ましく、ローダニン環、ジローダニン環、イミダゾロン環、ピラゾリン環であることがより好ましい。
また、置換基Ｘにおいて、酸性基と、電子吸引性基又は電子吸引性環構造とは、酸素原子（Ｏ）、硫黄原子（Ｓ）、セレン原子（Ｓｅ）、又はテルル原子（Ｔｅ）等の原子を介して結合してもよい。又は、置換基Ｘは、電荷、特に正の電荷を帯びてもよく、この際、Ｃｌ−、Ｂｒ−、Ｉ−、ＣｌＯ４ −、ＮＯ３ −、ＳＯ４ ２−、Ｈ２ＰＯ４ −等の対イオンを有していてもよい。
また、置換基Ｘにおいて、酸性基と、電子吸引性基又は電子吸引性環構造とは、酸素原子（Ｏ）、硫黄原子（Ｓ）、セレン原子（Ｓｅ）、又はテルル原子（Ｔｅ）等の原子を介して結合してもよい。又は、置換基Ｘは、電荷、特に正の電荷を帯びてもよく、この際、Ｃｌ−、Ｂｒ−、Ｉ−、ＣｌＯ４ −、ＮＯ３ −、ＳＯ４ ２−、Ｈ２ＰＯ４ −等の対イオンを有していてもよい。
これらのＸは、吸光性化合物において光吸収してＬＵＭＯに遷移した電子とＨＯＭＯの正孔との電荷分離を起こしやすくし、ＬＵＭＯの電子を効果的に金属酸化物に注入できる。
Ｘとして、特に好ましくは、それぞれカルボキシ基若しくはホスホン酸を有する、ローダニン環、ジローダニン環、イミダゾロン環、チオヒダントイン環、ピラゾロン環、シアノアクリル酸又はシアノビニルホスホン酸である。
これらＸは、金属酸化物と強く相互作用し、安定して金属酸化物に吸着あるいは結合する。
また、式（Ｉ）で表される構造を有する化合物において、Ｘは複数有していてもよく、Ｘが複数有していている場合は、Ｘが互いに同一でも異なっていても良い。Ｘを複数有していると、金属酸化物に多点で吸着してより安定化し得る。
Ｘとして、特に好ましくは、それぞれカルボキシ基若しくはホスホン酸を有する、ローダニン環、ジローダニン環、イミダゾロン環、チオヒダントイン環、ピラゾロン環、シアノアクリル酸又はシアノビニルホスホン酸である。
これらＸは、金属酸化物と強く相互作用し、安定して金属酸化物に吸着あるいは結合する。
また、式（Ｉ）で表される構造を有する化合物において、Ｘは複数有していてもよく、Ｘが複数有していている場合は、Ｘが互いに同一でも異なっていても良い。Ｘを複数有していると、金属酸化物に多点で吸着してより安定化し得る。
式（Ｉ）で表される構造を有する化合物は、有機ＥＬ素子の発光層から発光の一部を吸収することでその特性が機能する。この時、光吸収量が著しく多いと、素子外部に取り出される発光量が少なくなり、素子性能が悪化してしまう。そのため、適切な光吸収量となる金属酸化物と、式（Ｉ）で表される構造を有する化合物からなる電子輸送層の吸光度は、吸光性化合物由来のピーク波長において、好ましくは０．０１〜１．００、より好ましくは０．０２〜０．５０、更に好ましくは０．０２〜０．３０の範囲内である。
このような電子輸送層の吸光度であるためには、電子輸送層の厚さにもよるが、電子輸送層中における吸光性化合物の量の範囲は、１〜１００００ｍoｌ／ｍ３であることが好ましく、１０〜５０００ｍoｌ／ｍ３であることがより好ましく、５０〜２０００ｍoｌ／ｍ３の範囲内であることがさらに好ましい。
電子輸送層中における金属酸化物との割合は、金属酸化物１００質量部に対して、吸光性化合物を０．０１〜１０００質量部含むことが好ましく、より好ましくは０．１〜５００質量部、さらに好ましくは０．５〜１００質量部の範囲内である。
なお電子輸送層の吸光度の測定は、透明ガラス上に形成した電子輸送層の吸収スペクトルの測定を、例えば、日立ハイテク製の分光光度計Ｕ−３３００を用いて行うことができる。
電子輸送層中における金属酸化物との割合は、金属酸化物１００質量部に対して、吸光性化合物を０．０１〜１０００質量部含むことが好ましく、より好ましくは０．１〜５００質量部、さらに好ましくは０．５〜１００質量部の範囲内である。
なお電子輸送層の吸光度の測定は、透明ガラス上に形成した電子輸送層の吸収スペクトルの測定を、例えば、日立ハイテク製の分光光度計Ｕ−３３００を用いて行うことができる。
これら、式（Ｉ）で表される構造を有する化合物の具体例としては、例えば下記化合物が挙げられる。
これらの化合物は公知の合成方法で合成することができる。
〔有機ＥＬ素子の素子構成〕
有機ＥＬ素子における代表的な素子構成としては、以下の構成を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
（１）陽極／発光層／電子輸送層／陰極
（２）陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
（３）陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極
（４）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
（５）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／（電子阻止層／）発光層／（正孔阻止層／）電子輸送層／電子注入層／陰極
有機ＥＬ素子における代表的な素子構成としては、以下の構成を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
（１）陽極／発光層／電子輸送層／陰極
（２）陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
（３）陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極
（４）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
（５）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／（電子阻止層／）発光層／（正孔阻止層／）電子輸送層／電子注入層／陰極
上記の中で（５）の構成が好ましく用いられるが、これに限定されるものではない。
（５）の構成において、正孔注入層／正孔輸送層／（電子阻止層／）発光層までを有機機能層群１、及び（正孔阻止層／）電子輸送層／電子注入層までを有機機能層群２と呼ぶ場合がある。
（５）の構成において、正孔注入層／正孔輸送層／（電子阻止層／）発光層までを有機機能層群１、及び（正孔阻止層／）電子輸送層／電子注入層までを有機機能層群２と呼ぶ場合がある。
本発明に用いられる発光層は、単層又は複数層で構成されており、発光層が複数の場合は各発光層の間に非発光性の中間層を設けてもよい。
必要に応じて、発光層と陰極との間に正孔阻止層（正孔障壁層ともいう）や電子注入層（陰極バッファー層ともいう）を設けてもよく、また、発光層と陽極との間に電子阻止層（電子障壁層ともいう）や正孔注入層（陽極バッファー層ともいう）を設けてもよい。
必要に応じて、発光層と陰極との間に正孔阻止層（正孔障壁層ともいう）や電子注入層（陰極バッファー層ともいう）を設けてもよく、また、発光層と陽極との間に電子阻止層（電子障壁層ともいう）や正孔注入層（陽極バッファー層ともいう）を設けてもよい。
本発明に用いられる電子輸送層とは、電子を輸送する機能を有する層であり、広い意味で電子注入層、正孔阻止層も電子輸送層に含まれる。また、複数層で構成されていてもよい。
本発明に用いられる正孔輸送層とは、正孔を輸送する機能を有する層であり、広い意味で正孔注入層、電子阻止層も正孔輸送層に含まれる。また、複数層で構成されていてもよい。
図２は、代表的な有機ＥＬ素子の一例を示す断面図である。
有機ＥＬ素子１００は、基材１０１、陽極１０２、正孔注入層１０３、正孔輸送層１０４、発光層１０５、正孔阻止層１０６、電子輸送層１０７、電子注入層１０８及び陰極１０９をこの順に備えている。
上記の代表的な素子構成において、陽極と陰極を除いた層を「機能層１１０」という。
有機ＥＬ素子１００は、基材１０１、陽極１０２、正孔注入層１０３、正孔輸送層１０４、発光層１０５、正孔阻止層１０６、電子輸送層１０７、電子注入層１０８及び陰極１０９をこの順に備えている。
上記の代表的な素子構成において、陽極と陰極を除いた層を「機能層１１０」という。
（タンデム構造）
また、当該有機ＥＬ素子は、少なくとも１層の発光層を含む発光ユニットを複数積層した、いわゆるタンデム構造の素子であってもよい。
また、当該有機ＥＬ素子は、少なくとも１層の発光層を含む発光ユニットを複数積層した、いわゆるタンデム構造の素子であってもよい。
タンデム構造の代表的な素子構成としては、例えば以下の構成を挙げることができる。
陽極／第１発光ユニット／中間層／第２発光ユニット／中間層／第３発光ユニット／陰極
ここで、上記第１発光ユニット、第２発光ユニット及び第３発光ユニットは全て同じであっても、異なっていてもよい。また二つの発光ユニットが同じであり、残る一つが異なっていてもよい。
陽極／第１発光ユニット／中間層／第２発光ユニット／中間層／第３発光ユニット／陰極
ここで、上記第１発光ユニット、第２発光ユニット及び第３発光ユニットは全て同じであっても、異なっていてもよい。また二つの発光ユニットが同じであり、残る一つが異なっていてもよい。
複数の発光ユニットは直接積層されていても、中間層を介して積層されていてもよく、中間層は、一般的に中間電極、中間導電層、電荷発生層、電子引抜層、接続層、中間絶縁層とも呼ばれ、陽極側の隣接層に電子を、陰極側の隣接層に正孔を供給する機能を持った層であれば、公知の材料構成を用いることができる。
中間層に用いられる材料としては、例えば、ＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）、ＩＺＯ（インジウム・亜鉛酸化物）、ＺｎＯ２、ＴｉＮ、ＺｒＮ、ＨｆＮ、ＴｉＯｘ、ＶＯｘ、ＣｕＩ、ＩｎＮ、ＧａＮ、ＣｕＡｌＯ２、ＣｕＧａＯ２、ＳｒＣｕ２Ｏ２、ＬａＢ６、ＲｕＯ２、Ａｌ等の導電性無機化合物層や、Ａｕ／Ｂｉ２Ｏ３等の２層膜や、ＳｎＯ２／Ａｇ／ＳｎＯ２、ＺｎＯ／Ａｇ／ＺｎＯ、Ｂｉ２Ｏ３／Ａｕ／Ｂｉ２Ｏ３、ＴｉＯ２／ＴｉＮ／ＴｉＯ２、ＴｉＯ２／ＺｒＮ／ＴｉＯ２等の多層膜、またＣ６０等のフラーレン類、オリゴチオフェン等の導電性有機物層、金属フタロシアニン類、無金属フタロシアニン類、金属ポルフィリン類、無金属ポルフィリン類等の導電性有機化合物層等が挙げられるが、本発明はこれらに限定されない。
発光ユニット内の好ましい構成としては、例えば、上記の代表的な素子構成で挙げた（１）〜（５）の構成から、陽極と陰極を除いたもの等が挙げられるが、本発明はこれらに限定されない。
タンデム型有機ＥＬ素子の具体例としては、例えば、米国特許第６３３７４９２号明細書、米国特許第７４２０２０３号明細書、米国特許第７４７３９２３号明細書、米国特許第６８７２４７２号明細書、米国特許第６１０７７３４号明細書、米国特許第６３３７４９２号明細書、国際公開第２００５／００９０８７号、特開２００６−２２８７１２号公報、特開２００６−２４７９１号公報、特開２００６−４９３９３号公報、特開２００６−４９３９４号公報、特開２００６−４９３９６号公報、特開２０１１−９６６７９号公報、特開２００５−３４０１８７号公報、特許第４７１１４２４号公報、特許第３４９６６８１号公報、特許第３８８４５６４号公報、特許第４２１３１６９号公報、特開２０１０−１９２７１９号公報、特開２００９−０７６９２９号公報、特開２００８−０７８４１４号公報、特開２００７−０５９８４８号公報、特開２００３−２７２８６０号公報、特開２００３−０４５６７６号公報、国際公開第２００５／０９４１３０号等に記載の素子構成や構成材料等が挙げられるが、本発明はこれらに限定されない。
更に、有機ＥＬ素子を構成する各層について説明する。
更に、有機ＥＬ素子を構成する各層について説明する。
〔基板〕
有機ＥＬ素子に適用可能な基板としては、特に制限はなく、例えば、ガラス、プラスチック等の種類を挙げることができる。
有機ＥＬ素子に適用可能な基板としては、特に制限はなく、例えば、ガラス、プラスチック等の種類を挙げることができる。
本発明に用いられる基板は、光透過性であっても、光不透過性であってもよい。本発明に適用可能な基板としては、特に制限されず、例えば、樹脂基板、薄膜金属箔、薄板フレキシブルガラス等が挙げられる。
本発明に適用可能な樹脂基板としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（略称：ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（略称：ＰＥＮ）等のポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、セロファン、セルロースジアセテート、セルローストリアセテート（略称：ＴＡＣ）、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートプロピオネート（略称：ＣＡＰ）、セルロースアセテートフタレート、セルロースナイトレート等のセルロースエステル類及びそれらの誘導体、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、ポリエチレンビニルアルコール、シンジオタクティックポリスチレン、ポリカーボネート（略称：ＰＣ）、ノルボルネン樹脂、ポリメチルペンテン、ポリエーテルケトン、ポリイミド、ポリエーテルスルホン（略称：ＰＥＳ）、ポリフェニレンスルフィド、ポリスルホン類、ポリエーテルイミド、ポリエーテルケトンイミド、ポリアミド、フッ素樹脂、ナイロン、ポリメチルメタクリレート、アクリル及びポリアリレート類、アートン（登録商標）（ＪＳＲ社製）及びアペル（登録商標）（三井化学社製）等のシクロオレフィン系樹脂等を挙げることができる。
これら樹脂基板のうち、コストや入手の容易性の点では、ポリエチレンテレフタレート（略称：ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート（略称：ＰＥＮ）、ポリカーボネート（略称：ＰＣ）等のフィルムが可撓性の樹脂基板として好ましく用いられる。
樹脂基板の厚さとしては、３〜２００μｍの範囲内にある薄膜の樹脂基板であることが好ましいが、より好ましくは１０〜１５０μｍの範囲内であり、特に好ましくは、２０〜１２０μｍの範囲内である。
また、本発明用いられる基板として適用可能な薄板ガラスは、湾曲できるほど薄くしたガラス板である。薄板ガラスの厚さは、薄板ガラスが可撓性を示す範囲で適宜設定できる。
薄板ガラスとしては、ソーダ石灰ガラス、バリウム・ストロンチウム含有ガラス、鉛ガラス、アルミノケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス、バリウムホウケイ酸ガラス、石英等を挙げることができる。薄板ガラスの厚さとしては、例えば、５〜３００μｍの範囲であり、好ましくは２０〜１５０μｍの範囲である。
また、薄膜金属箔の形成材料としては、例えば、ステンレス、鉄、銅、アルミニウム、マグネシウム、ニッケル、亜鉛、クロム、チタン、モリブテン、シリコン、ゲルマニウム及びタンタルからなる群から選ばれる１種以上の金属又は合金からなるものが挙げられる。薄膜金属箔の厚さは、薄膜金属箔がフレキシビリティーを示す範囲で適宜設定することができ、例えば、１０〜１００μｍの範囲内であり、好ましくは２０〜６０μｍの範囲内である。
〔第１電極：陽極〕
有機ＥＬ素子を構成する陽極としては、Ａｇ、Ａｕ等の金属又は金属を主成分とする合金、ＣｕＩ、又はインジウム−スズの複合酸化物（ＩＴＯ）、ＳｎＯ２及びＺｎＯ等の金属酸化物を挙げることができるが、金属又は金属を主成分とする合金であることが好ましく、更に好ましくは、銀又は銀を主成分とする合金である。
有機ＥＬ素子を構成する陽極としては、Ａｇ、Ａｕ等の金属又は金属を主成分とする合金、ＣｕＩ、又はインジウム−スズの複合酸化物（ＩＴＯ）、ＳｎＯ２及びＺｎＯ等の金属酸化物を挙げることができるが、金属又は金属を主成分とする合金であることが好ましく、更に好ましくは、銀又は銀を主成分とする合金である。
透明陽極を、銀を主成分として構成する場合、銀の純度としては、９９％以上であることが好ましい。また、銀の安定性を確保するためにパラジウム（Ｐｄ）、銅（Ｃｕ）及び金（Ａｕ）等が添加されていてもよい。
透明陽極は銀を主成分として構成されている層であるが、具体的には、銀単独で形成しても、又は銀（Ａｇ）を含有する合金から構成されていてもよい。そのような合金としては、例えば、銀・マグネシウム（Ａｇ・Ｍｇ）、銀・銅（Ａｇ・Ｃｕ）、銀・パラジウム（Ａｇ・Ｐｄ）、銀・パラジウム・銅（Ａｇ・Ｐｄ・Ｃｕ）、銀・インジウム（Ａｇ・Ｉｎ）などが挙げられる。
上記陽極を構成する各構成材料の中でも、本発明用いられる有機ＥＬ素子を構成する陽極としては、銀を主成分として構成し、厚さが２〜２０ｎｍの範囲内にある透明陽極であることが好ましいが、更に好ましくは厚さが４〜１２ｎｍの範囲内である。厚さが２０ｎｍ以下であれば、透明陽極の吸収成分及び反射成分が低く抑えられ、高い光透過率が維持されるため好ましい。
本発明でいう銀を主成分として構成されている層とは、透明陽極中の銀の含有量が６０質量％以上であることをいい、好ましくは銀の含有量が８０質量％以上であり、より好ましくは銀の含有量が９０質量％以上であり、特に好ましくは銀の含有量が９８質量％以上である。また、本発明に係る透明陽極でいう「透明」とは、波長５５０ｎｍでの光透過率が５０％以上であることをいう。
透明陽極においては、銀を主成分として構成されている層が、必要に応じて複数の層に分けて積層された構成であってもよい。
また、本発明においては、陽極が、銀を主成分として構成する透明陽極である場合には、形成する透明陽極の銀膜の均一性を高める観点から、その下部に、下地層を設けることが好ましい。下地層としては、特に制限はないが、窒素原子又は硫黄原子を有する有機化合物を含有する層であることが好ましく、当該下地層上に、透明陽極を形成する方法が好ましい態様である。
〔発光層〕
有機ＥＬ素子を構成する発光層は、発光材料としてリン光発光化合物、又は蛍光性化合物（両者を総称して発光性化合物ともいう）を用いることができるが、本発明においては、特に、発光材料としてリン光発光化合物が含有されている構成が好ましい。
有機ＥＬ素子を構成する発光層は、発光材料としてリン光発光化合物、又は蛍光性化合物（両者を総称して発光性化合物ともいう）を用いることができるが、本発明においては、特に、発光材料としてリン光発光化合物が含有されている構成が好ましい。
この発光層は、電極又は電子輸送層から注入された電子と、正孔輸送層から注入された正孔とが再結合して発光する層であり、発光する部分は発光層の層内であっても発光層と隣接する層との界面であってもよい。
このような発光層としては、含まれる発光材料が発光要件を満たしていれば、その構成には特に制限はない。また、同一の発光スペクトルや発光極大波長を有する層が複数層あってもよい。この場合、各発光層間には非発光性の中間層を有していることが好ましい。
発光層の厚さの総和は、１〜１００ｎｍの範囲内にあることが好ましく、より低い駆動電圧を得ることができることから１〜３０ｎｍの範囲内がさらに好ましい。なお、発光層の厚さの総和とは、発光層間に非発光性の中間層が存在する場合には、当該中間層も含む厚さである。
以上のような発光層は、後述する発光材料やホスト化合物を、例えば、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、ＬＢ法（ラングミュア・ブロジェット、Ｌａｎｇｍｕｉｒ Ｂｌｏｄｇｅｔｔ法）及びインクジェット法等の公知の方法により形成することができる。
また発光層は、複数の発光材料を混合してもよく、リン光発光材料と蛍光発光材料（蛍光ドーパント、蛍光性化合物ともいう）とを同一発光層中に混合して用いてもよい。発光層の構成としては、ホスト化合物（発光ホスト等ともいう）及び発光材料（発光ドーパントともいう。）を含有し、発光材料より発光させることが好ましい。
（ホスト化合物）
発光層に含有されるホスト化合物としては、室温（２５℃）におけるリン光発光のリン光量子収率が０．１未満の化合物が好ましい。さらにリン光量子収率が０．０１未満であることが好ましい。また、発光層に含有される化合物の中で、その層中での体積比が５０％以上であることが好ましい。
発光層に含有されるホスト化合物としては、室温（２５℃）におけるリン光発光のリン光量子収率が０．１未満の化合物が好ましい。さらにリン光量子収率が０．０１未満であることが好ましい。また、発光層に含有される化合物の中で、その層中での体積比が５０％以上であることが好ましい。
ホスト化合物としては、公知のホスト化合物を単独で用いてもよく、又は、複数種のホスト化合物を用いてもよい。ホスト化合物を複数種用いることで、電荷の移動を調整することが可能であり、有機電界発光素子を高効率化することができる。また、後述する発光材料を複数種用いることで、異なる発光を混ぜることが可能となり、これにより任意の発光色を得ることができる。
発光層に用いられるホスト化合物としては、従来公知の低分子化合物でも、繰り返し単位をもつ高分子化合物でもよく、ビニル基やエポキシ基のような重合性基を有する低分子化合物（蒸着重合性発光ホスト）でもよい。
本発明に適用可能なホスト化合物としては、例えば、特開２００１−２５７０７６号公報、同２００１−３５７９７７号公報、同２００２−８８６０号公報、同２００２−４３０５６号公報、同２００２−１０５４４５号公報、同２００２−３５２９５７号公報、同２００２−２３１４５３号公報、同２００２−２３４８８８号公報、同２００２−２６０８６１号公報、同２００２−３０５０８３号公報、米国特許出願公開第２００５／０１１２４０７号明細書、米国特許出願公開第２００９／００３０２０２号明細書、国際公開第２００１／０３９２３４号、国際公開第２００８／０５６７４６号、国際公開第２００５／０８９０２５号、国際公開第２００７／０６３７５４号、国際公開第２００５／０３０９００号、国際公開第２００９／０８６０２８号、国際公開第２０１２／０２３９４７号、特開２００７−２５４２９７号公報、欧州特許第２０３４５３８号明細書等に記載されている化合物を挙げることができる。
（発光材料）
本発明で用いることのできる発光材料としては、リン光発光性化合物（リン光性化合物、リン光発光材料又はリン光発光ドーパントともいう。）及び蛍光発光性化合物（蛍光性化合物又は蛍光発光材料ともいう。）が挙げられるが、特に、リン光発光性化合物を用いることが、高い発光効率を得ることができる観点から好ましい。
本発明で用いることのできる発光材料としては、リン光発光性化合物（リン光性化合物、リン光発光材料又はリン光発光ドーパントともいう。）及び蛍光発光性化合物（蛍光性化合物又は蛍光発光材料ともいう。）が挙げられるが、特に、リン光発光性化合物を用いることが、高い発光効率を得ることができる観点から好ましい。
〈リン光発光性化合物〉
リン光発光性化合物とは、励起三重項からの発光が観測される化合物であり、具体的には室温（２５℃）にてリン光発光する化合物であり、リン光量子収率が２５℃において０．０１以上の化合物であると定義されるが、好ましいリン光量子収率は０．１以上である。
リン光発光性化合物とは、励起三重項からの発光が観測される化合物であり、具体的には室温（２５℃）にてリン光発光する化合物であり、リン光量子収率が２５℃において０．０１以上の化合物であると定義されるが、好ましいリン光量子収率は０．１以上である。
上記リン光量子収率は、第４版実験化学講座７の分光IIの３９８頁（１９９２年版、丸善）に記載の方法により測定できる。溶液中でのリン光量子収率は、種々の溶媒を用いて測定できるが、本発明においてリン光発光性化合物を用いる場合、任意の溶媒のいずれかにおいて、上記リン光量子収率として０．０１以上が達成されればよい。
リン光発光性化合物は、一般的な有機ＥＬ素子の発光層に使用される公知のものの中から適宜選択して用いることができるが、好ましくは元素の周期表で８〜１０族の金属を含有する錯体系化合物であり、さらに好ましくはイリジウム化合物、オスミウム化合物、白金化合物（白金錯体系化合物）又は希土類錯体であり、中でも最も好ましいのはイリジウム化合物である。
本発明においては、少なくとも一つの発光層が、二種以上のリン光発光性化合物が含有されていてもよく、発光層におけるリン光発光性化合物の濃度比が発光層の厚さ方向で変化している態様であってもよい。
本発明に使用できる公知のリン光発光性化合物の具体例としては、以下の文献に記載されている化合物等が挙げられる。
Ｎａｔｕｒｅ ３９５，１５１（１９９８）、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．７８， １６２２（２００１）、Ａｄｖ．Ｍａｔｅｒ．１９，７３９（２００７）、Ｃｈｅｍ．Ｍａｔｅｒ．１７，３５３２（２００５）、Ａｄｖ．Ｍａｔｅｒ．１７，１０５９（２００５）、国際公開第２００９／１００９９１号、国際公開第２００８／１０１８４２号、国際公開第２００３／０４０２５７号、米国特許出願公開第２００６／８３５４６９号明細書、米国特許出願公開第２００６／０２０２１９４号明細書、米国特許出願公開第２００７／００８７３２１号明細書、米国特許出願公開第２００５／０２４４６７３号明細書等に記載の化合物を挙げることができる。
また、Ｉｎｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．４０，１７０４（２００１）、Ｃｈｅｍ．Ｍａｔｅｒ．１６，２４８０（２００４）、Ａｄｖ．Ｍａｔｅｒ．１６，２００３（２００４）、Ａｎｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．Ｉｎｔ．Ｅｄ．２００６，４５，７８００、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．８６，１５３５０５（２００５）、Ｃｈｅｍ．Ｌｅｔｔ．３４，５９２（２００５）、Ｃｈｅｍ．Ｃｏｍｍｕｎ．２９０６（２００５）、Ｉｎｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．４２，１２４８（２００３）、国際公開第２００９／０５０２９０号、国際公開第２００９／０００６７３号、米国特許第７３３２２３２号明細書、米国特許出願公開第２００９／００３９７７６号、米国特許第６６８７２６６号明細書、米国特許出願公開第２００６／０００８６７０号明細書、米国特許出願公開第２００８／００１５３５５号明細書、米国特許第７３９６５９８号明細書、米国特許出願公開第２００３／０１３８６５７号明細書、米国特許第７０９０９２８号明細書等に記載の化合物を挙げることができる。
また、Ａｎｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．ｌｎｔ．Ｅｄ．４７，１（２００８）、Ｃｈｅｍ．Ｍａｔｅｒ．１８，５１１９（２００６）、Ｉｎｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．４６，４３０８（２００７）、Ｏｒｇａｎｏｍｅｔａｌｌｉｃｓ ２３，３７４５（２００４）、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．７４，１３６１（１９９９）、国際公開第２００６／０５６４１８号、国際公開第２００５／１２３８７３号、国際公開第２００６／０８２７４２号、米国特許出願公開第２００５／０２６０４４１号明細書、米国特許第７５３４５０５号明細書、米国特許出願公開第２００７／０１９０３５９号明細書、米国特許第７３３８７２２号明細書、米国特許第７２７９７０４号明細書、米国特許出願公開第２００６／１０３８７４号明細書等に記載の化合物も挙げることができる。
さらには、国際公開第２００５／０７６３８０号、国際公開第２００８／１４０１１５号、国際公開第２０１１／１３４０１３号、国際公開第２０１０／０８６０８９号、国際公開第２０１２／０２０３２７号、国際公開第２０１１／０５１４０４号、国際公開第２０１１／０７３１４９号、特開２００９−１１４０８６号公報、特開２００３−８１９８８号公報、特開２００２−３６３５５２号公報等に記載の化合物も挙げることができる。
本発明においては、好ましいリン光発光性化合物としてはＩｒを中心金属に有する有機金属錯体が挙げられる。さらに好ましくは、金属−炭素結合、金属−窒素結合、金属−酸素結合、金属−硫黄結合の少なくとも一つの配位様式を含む錯体が好ましい。
上記説明したリン光発光性化合物（リン光発光性金属錯体ともいう）は、例えば、Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｅｔｔｅｒ誌、ｖｏｌ３、Ｎｏ．１６、２５７９〜２５８１頁（２００１）、Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，第３０巻、第８号、１６８５〜１６８７頁（１９９１年）、Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，１２３巻、４３０４頁（２００１年）、Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，第４０巻、第７号、１７０４〜１７１１頁（２００１年）、Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，第４１巻、第１２号、３０５５〜３０６６頁（２００２年）、Ｎｅｗ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ．，第２６巻、１１７１頁（２００２年）、Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，第４巻、６９５〜７０９頁（２００４年）、さらにこれらの文献中に記載されている参考文献等に開示されている方法を適用することにより合成することができる。
〈蛍光発光性化合物〉
蛍光発光性化合物としては、クマリン系色素、ピラン系色素、シアニン系色素、クロコニウム系色素、スクアリウム系色素、オキソベンツアントラセン系色素、フルオレセイン系色素、ローダミン系色素、ピリリウム系色素、ペリレン系色素、スチルベン系色素、ポリチオフェン系色素又は希土類錯体系蛍光体等が挙げられる。
蛍光発光性化合物としては、クマリン系色素、ピラン系色素、シアニン系色素、クロコニウム系色素、スクアリウム系色素、オキソベンツアントラセン系色素、フルオレセイン系色素、ローダミン系色素、ピリリウム系色素、ペリレン系色素、スチルベン系色素、ポリチオフェン系色素又は希土類錯体系蛍光体等が挙げられる。
〔有機機能層群〕
次いで、有機機能層ユニットを構成する各層について、電荷注入層、正孔輸送層、電子輸送層及び阻止層の順に説明する。
次いで、有機機能層ユニットを構成する各層について、電荷注入層、正孔輸送層、電子輸送層及び阻止層の順に説明する。
〔電荷注入層〕
電荷注入層は、駆動電圧低下や発光輝度向上のために、電極と発光層の間に設けられる層のことで、「有機ＥＬ素子とその工業化最前線（１９９８年１１月３０日エヌ・ティー・エス社発行）」の第２編第２章「電極材料」（１２３〜１６６頁）にその詳細が記載されており、正孔注入層と電子注入層とがある。
電荷注入層は、駆動電圧低下や発光輝度向上のために、電極と発光層の間に設けられる層のことで、「有機ＥＬ素子とその工業化最前線（１９９８年１１月３０日エヌ・ティー・エス社発行）」の第２編第２章「電極材料」（１２３〜１６６頁）にその詳細が記載されており、正孔注入層と電子注入層とがある。
電荷注入層としては、一般には、正孔注入層であれば、陽極と発光層又は正孔輸送層との間、電子注入層であれば陰極と発光層又は電子輸送層との間に存在させることができる。また、中間電極で用いられる場合は、隣接する電子注入層及び正孔注入層の少なくとも一方が、本発明の要件を満たしていればよい。
正孔注入層は、駆動電圧低下や発光輝度向上のために、陽極に隣接して配置される層であり、「有機ＥＬ素子とその工業化最前線（１９９８年１１月３０日エヌ・ティー・エス社発行）」の第２編第２章「電極材料」（１２３〜１６６頁）に詳細に記載されている。
正孔注入層は、特開平９−４５４７９号公報、同９−２６００６２号公報、同８−２８８０６９号公報等にもその詳細が記載されており、正孔注入層に用いられる材料としては、例えば、ポルフィリン誘導体、フタロシアニン誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、トリアリールアミン誘導体、カルバゾール誘導体、インドロカルバゾール誘導体、イソインドール誘導体、アントラセンやナフタレン等のアセン系誘導体、フルオレン誘導体、フルオレノン誘導体、及びポリビニルカルバゾール、芳香族アミンを主鎖又は側鎖に導入した高分子材料又はオリゴマー、ポリシラン、導電性ポリマー又はオリゴマー（例えば、ＰＥＤＯＴ（ポリエチレンジオキシチオフェン）：ＰＳＳ（ポリスチレンスルホン酸）、アニリン系共重合体、ポリアニリン、ポリチオフェン等）等が挙げられる。
トリアリールアミン誘導体としては、α−ＮＰＤ（４，４′−ビス〔Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ〕ビフェニル）に代表されるベンジジン型や、ＭＴＤＡＴＡ（４，４′，４″−トリス〔Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ〕トリフェニルアミン）に代表されるスターバースト型、トリアリールアミン連結コア部にフルオレンやアントラセンを有する化合物等が挙げられる。
また、特表２００３−５１９４３２号公報や特開２００６−１３５１４５号公報等に記載されているようなヘキサアザトリフェニレン誘導体も同様に正孔輸送材料として用いることができる。
電子注入層は、駆動電圧低下や発光輝度向上のために、陰極と発光層との間に設けられる層のことであり、「有機ＥＬ素子とその工業化最前線（１９９８年１１月３０日エヌ・ティー・エス社発行）」の第２編第２章「電極材料」（１２３〜１６６頁）に詳細に記載されている。
電子注入層は、特開平６−３２５８７１号公報、同９−１７５７４号公報、同１０−７４５８６号公報等にもその詳細が記載されており、電子注入層に好ましく用いられる材料の具体例としては、ストロンチウムやアルミニウム等に代表される金属、フッ化リチウム、フッ化ナトリウム、フッ化カリウム等に代表されるアルカリ金属化合物、フッ化マグネシウム、フッ化カルシウム等に代表されるアルカリ金属ハライド層、フッ化マグネシウムに代表されるアルカリ土類金属化合物層、酸化モリブデン、酸化アルミニウム等に代表される金属酸化物、リチウム８−ヒドロキシキノレート（Ｌｉｑ）等に代表される金属錯体等が挙げられる。また、本発明における透明電極が陰極の場合は、金属錯体等の有機材料が特に好適に用いられる。電子注入層はごく薄い膜であることが望ましく、構成材料にもよるが、その層厚は１ｎｍ〜１０μｍの範囲が好ましい。
〔正孔輸送層〕
正孔輸送層とは正孔を輸送する機能を有する正孔輸送材料からなり、広い意味で正孔注入層及び電子阻止層も正孔輸送層の機能を有する。正孔輸送層は単層又は複数層設けることができる。
正孔輸送層とは正孔を輸送する機能を有する正孔輸送材料からなり、広い意味で正孔注入層及び電子阻止層も正孔輸送層の機能を有する。正孔輸送層は単層又は複数層設けることができる。
正孔輸送材料としては、正孔の注入又は輸送、電子の障壁性のいずれかを有するものであり、有機物、無機物のいずれであってもよい。例えば、トリアゾール誘導体、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、オキサゾール誘導体、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、アニリン系共重合体、導電性高分子オリゴマー及びチオフェンオリゴマー等が挙げられる。
正孔輸送材料としては、上記のものを使用することができるが、ポルフィリン化合物、芳香族第３級アミン化合物及びスチリルアミン化合物を用いることができ、特に芳香族第３級アミン化合物を用いることが好ましい。
芳香族第３級アミン化合物及びスチリルアミン化合物の代表例としては、Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラフェニル−４，４′−ジアミノフェニル、Ｎ，Ｎ′−ジフェニル−Ｎ，Ｎ′−ビス（３−メチルフェニル）−〔１，１′−ビフェニル〕−４，４′−ジアミン（略称：ＴＰＤ）、２，２−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）プロパン、１，１−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）シクロヘキサン、Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラ−ｐ−トリル−４，４′−ジアミノビフェニル、１，１−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）−４−フェニルシクロヘキサン、ビス（４−ジメチルアミノ−２−メチルフェニル）フェニルメタン、ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）フェニルメタン、Ｎ，Ｎ′−ジフェニル−Ｎ，Ｎ′−ジ（４−メトキシフェニル）−４，４′−ジアミノビフェニル、Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラフェニル−４，４′−ジアミノジフェニルエーテル、４，４′−ビス（ジフェニルアミノ）クオードリフェニル、Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリ（ｐ−トリル）アミン、４−（ジ−ｐ−トリルアミノ）−４′−〔４−（ジ−ｐ−トリルアミノ）スチリル〕スチルベン、４−Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ−（２−ジフェニルビニル）ベンゼン、３−メトキシ−４′−Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノスチルベンゼン及びＮ−フェニルカルバゾール等が挙げられる。
正孔輸送層は、上記正孔輸送材料を、例えば、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法を含む印刷法及びＬＢ法（ラングミュア・ブロジェット、Ｌａｎｇｍｕｉｒ Ｂｌｏｄｇｅｔｔ法）等の公知の方法により、薄膜化することにより形成することができる。正孔輸送層の層厚については特に制限はないが、通常は５ｎｍ〜５μｍ程度、好ましくは５〜２００ｎｍの範囲である。この正孔輸送層は、上記材料の一種又は二種以上からなる一層構造であってもよい。
また、正孔輸送層の材料に不純物をドープすることにより、ｐ性を高くすることもできる。その例としては、特開平４−２９７０７６号公報、特開２０００−１９６１４０号公報、同２００１−１０２１７５号公報及びＪ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，９５，５７７３（２００４）等に記載されたものが挙げられる。
このように、正孔輸送層のｐ性を高くすると、より低消費電力の素子を作製することができるため好ましい。
〔電子輸送層〕
電子輸送層は、電子を輸送する機能を有する材料から構成され、広い意味で電子注入層、正孔阻止層も電子輸送層に含まれる。電子輸送層は、単層構造又は複数層の積層構造として設けることができる。
本発明においては、前述したように、陰極に隣接する電子輸送層が、前記式（Ｉ）で表される構造を有する化合物と金属酸化物とを含有する。
電子輸送層は、電子を輸送する機能を有する材料から構成され、広い意味で電子注入層、正孔阻止層も電子輸送層に含まれる。電子輸送層は、単層構造又は複数層の積層構造として設けることができる。
本発明においては、前述したように、陰極に隣接する電子輸送層が、前記式（Ｉ）で表される構造を有する化合物と金属酸化物とを含有する。
前記式（Ｉ）で表される構造を有する化合物と金属酸化物とを含有する電子輸送層の形成方法は特に限定されないが、例えば、下記のような実施形態がある。
（a）前記式（Ｉ）で表される構造を有する化合物と金属塩とを含む溶液を塗布し、加熱処理することで、金属塩が熱分解して金属酸化物を生じ、前記式（Ｉ）で表される構造を有する化合物と金属酸化物とを含有する電子輸送層を形成する。
（ｂ）金属酸化物のナノ粒子と前記式（Ｉ）で表される構造を有する化合物とを含む溶液を塗布し、前記式（Ｉ）で表される構造を有する化合物と金属酸化物とを含有する電子輸送層を形成する。
（ｃ）金属酸化物のナノ粒子を塗布し、金属酸化物の膜を形成する。その後、金属酸化物の膜に、前記式（Ｉ）で表される構造を有する化合物を含む溶液を塗布し、金属酸化物のナノ粒子に前記式（Ｉ）で表される構造を有する化合物を吸着させて、前記式（Ｉ）で表される構造を有する化合物と金属酸化物とを含有する電子輸送層を形成する。
（a）前記式（Ｉ）で表される構造を有する化合物と金属塩とを含む溶液を塗布し、加熱処理することで、金属塩が熱分解して金属酸化物を生じ、前記式（Ｉ）で表される構造を有する化合物と金属酸化物とを含有する電子輸送層を形成する。
（ｂ）金属酸化物のナノ粒子と前記式（Ｉ）で表される構造を有する化合物とを含む溶液を塗布し、前記式（Ｉ）で表される構造を有する化合物と金属酸化物とを含有する電子輸送層を形成する。
（ｃ）金属酸化物のナノ粒子を塗布し、金属酸化物の膜を形成する。その後、金属酸化物の膜に、前記式（Ｉ）で表される構造を有する化合物を含む溶液を塗布し、金属酸化物のナノ粒子に前記式（Ｉ）で表される構造を有する化合物を吸着させて、前記式（Ｉ）で表される構造を有する化合物と金属酸化物とを含有する電子輸送層を形成する。
積層構造の電子輸送層において、発光層に隣接する層部分を構成する電子輸送層以外の電子を輸送する機能を有する材料から構成される層に含まれる電子輸送材料（正孔阻止材料を兼ねる）としては、従来公知の化合物の中から任意のものを選択して用いることができる。例えば、ニトロ置換フルオレン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、カルボジイミド、フレオレニリデンメタン誘導体、アントラキノジメタン、アントロン誘導体及びオキサジアゾール誘導体等が挙げられる。さらに、上記オキサジアゾール誘導体において、オキサジアゾール環の酸素原子を硫黄原子に置換したチアジアゾール誘導体、電子吸引基として知られているキノキサリン環を有するキノキサリン誘導体も、電子輸送層の材料として用いることができる。さらにこれらの材料を高分子鎖に導入した高分子材料又はこれらの材料を高分子の主鎖とした高分子材料を用いることもできる。
また、８−キノリノール誘導体の金属錯体、例えば、トリス（８−キノリノール）アルミニウム（略称：Ａｌｑ３）、トリス（５，７−ジクロロ−８−キノリノール）アルミニウム、トリス（５，７−ジブロモ−８−キノリノール）アルミニウム、トリス（２−メチル−８−キノリノール）アルミニウム、トリス（５−メチル−８−キノリノール）アルミニウム、ビス（８−キノリノール）亜鉛（略称：Ｚｎｑ）等及びこれらの金属錯体の中心金属がＩｎ、Ｍｇ、Ｃｕ、Ｃａ、Ｓｎ、Ｇａ又はＰｂに置き替わった金属錯体も、電子輸送層の材料として用いることができる。
電子輸送層は、上記材料を、例えば、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法を含む印刷法及びＬＢ法等の公知の方法により、薄膜化することで形成することができる。電子輸送層の層厚については特に制限はないが、通常は２ｎｍ〜５μｍ程度、好ましくは５〜２００ｎｍの範囲内である。電子輸送層は上記材料の１種又は２種以上からなる単一構造であってもよい。
〔阻止層〕
阻止層としては、正孔阻止層及び電子阻止層が挙げられ、上記説明した有機機能層ユニット３の各構成層の他に、必要に応じて設けられる層である。例えば、特開平１１−２０４２５８号公報、同１１−２０４３５９号公報、及び「有機ＥＬ素子とその工業化最前線（１９９８年１１月３０日エヌ・ティー・エス社発行）」の２３７頁等に記載されている正孔阻止（ホールブロック）層等を挙げることができる。
阻止層としては、正孔阻止層及び電子阻止層が挙げられ、上記説明した有機機能層ユニット３の各構成層の他に、必要に応じて設けられる層である。例えば、特開平１１−２０４２５８号公報、同１１−２０４３５９号公報、及び「有機ＥＬ素子とその工業化最前線（１９９８年１１月３０日エヌ・ティー・エス社発行）」の２３７頁等に記載されている正孔阻止（ホールブロック）層等を挙げることができる。
正孔阻止層とは、広い意味では、電子輸送層の機能を有する。正孔阻止層は、電子を輸送する機能を有しつつ正孔を輸送する能力が著しく小さい正孔阻止材料からなり、電子を輸送しつつ正孔を阻止することで電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。また、電子輸送層の構成を必要に応じて、正孔阻止層として用いることができる。正孔阻止層は、発光層に隣接して設けられていることが好ましい。
一方、電子阻止層とは、広い意味では、正孔輸送層の機能を有する。電子阻止層は、正孔を輸送する機能を有しつつ、電子を輸送する能力が著しく小さい材料からなり、正孔を輸送しつつ電子を阻止することで電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。また、正孔輸送層の構成を必要に応じて電子阻止層として用いることができる。本発明に適用する正孔阻止層の層厚としては、好ましくは３〜１００ｎｍの範囲であり、さらに好ましくは５〜３０ｎｍの範囲である。
〔第２電極：陰極〕
陰極は、有機機能層群や発光層に電子を供給するために機能する電極膜であり、金属、合金、有機又は無機の導電性化合物若しくはこれらの混合物が用いられる。具体的には、金、アルミニウム、銀、マグネシウム、リチウム、マグネシウム／銅混合物、マグネシウム／銀混合物、マグネシウム／アルミニウム混合物、マグネシウム／インジウム混合物、インジウム、リチウム／アルミニウム混合物、希土類金属、ＩＴＯ、ＺｎＯ、ＴｉＯ２及びＳｎＯ２等の酸化物半導体などが挙げられる。
陰極は、有機機能層群や発光層に電子を供給するために機能する電極膜であり、金属、合金、有機又は無機の導電性化合物若しくはこれらの混合物が用いられる。具体的には、金、アルミニウム、銀、マグネシウム、リチウム、マグネシウム／銅混合物、マグネシウム／銀混合物、マグネシウム／アルミニウム混合物、マグネシウム／インジウム混合物、インジウム、リチウム／アルミニウム混合物、希土類金属、ＩＴＯ、ＺｎＯ、ＴｉＯ２及びＳｎＯ２等の酸化物半導体などが挙げられる。
陰極は、これらの導電性材料やその分散液をスピンコート法、キャスト法、インクジェット法、蒸着法、印刷法等の方法により薄膜を形成させて作製することができる。また、第２電極としてのシート抵抗は、数百Ω／ｓｑ．以下が好ましく、厚さは通常５ｎｍ〜５μｍ、好ましくは５〜２００ｎｍの範囲で選ばれる。
なお、有機ＥＬ素子が、陰極側からも発光光Ｌを取り出す、両面発光型の場合には、光透過性の良好な陰極を選択して構成すればよい。
〔封止部材〕
有機ＥＬ素子を封止するのに用いられる封止手段としては、例えば、フレキシブル封止部材と、陰極及び透明基板とを封止用接着剤で接着する方法を挙げることができる。
封止部材としては、有機ＥＬ素子の表示領域を覆うように配置されていればよく、凹板状でも、平板状でもよい。また透明性及び電気絶縁性は特に限定されない。
有機ＥＬ素子を封止するのに用いられる封止手段としては、例えば、フレキシブル封止部材と、陰極及び透明基板とを封止用接着剤で接着する方法を挙げることができる。
封止部材としては、有機ＥＬ素子の表示領域を覆うように配置されていればよく、凹板状でも、平板状でもよい。また透明性及び電気絶縁性は特に限定されない。
具体的には、フレキシブル性を備えた薄膜ガラス板、ポリマー板、フィルム、金属フィルム（金属箔）等が挙げられる。ガラス板としては、特にソーダ石灰ガラス、バリウム・ストロンチウム含有ガラス、鉛ガラス、アルミノケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス、バリウムホウケイ酸ガラス、石英等を挙げることができる。また、ポリマー板としては、ポリカーボネート、アクリル、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルサルファイド、ポリサルフォン等を挙げることができる。金属フィルムとしては、ステンレス、鉄、銅、アルミニウム、マグネシウム、ニッケル、亜鉛、クロム、チタン、モリブテン、シリコン、ゲルマニウム及びタンタルからなる群から選ばれる１種以上の金属又は合金が挙げられる。
本発明においては、封止部材としては、有機ＥＬ素子を薄膜化することできる観点から、ポリマーフィルム及び金属フィルムを好ましく使用することができる。さらに、ポリマーフィルムは、ＪＩＳ Ｋ ７１２９−１９９２に準拠した方法で測定された温度２５±０．５℃、相対湿度９０±２％ＲＨにおける水蒸気透過度が、１×１０−３ｇ／ｍ２・２４ｈ以下であることが好ましく、さらには、ＪＩＳ Ｋ ７１２６−１９８７に準拠した方法で測定された酸素透過度が、１×１０−３ｍＬ／ｍ２・２４ｈ・ａｔｏｍ（１ａｔｏｍは、１．０１３２５×１０５Ｐａである）以下であって、温度２５±０．５℃、相対湿度９０±２％ＲＨにおける水蒸気透過度が、１×１０−３ｇ／ｍ２・２４ｈ以下であることが好ましい。
封止部材と有機ＥＬ素子の表示領域（発光領域）との間隙には、気相及び液相では窒素、アルゴン等の不活性気体やフッ化炭化水素、シリコーンオイルのような不活性液体を注入することもできる。また、封止部材と有機ＥＬ素子の表示領域との間隙を真空とすることや、間隙に吸湿性化合物を封入することもできる。
また、有機ＥＬ素子における発光機能層ユニットを完全に覆い、かつ有機ＥＬ素子における第１電極である陽極（３）と、第２電極である陰極（６）の端子部分を露出させる状態で、透明基板上に封止膜を設けることもできる。
このような封止膜は、無機材料や有機材料を用いて構成され、特に、水分や酸素等の浸入を抑制する機能を有する材料、例えば、酸化ケイ素、二酸化ケイ素、窒化ケイ素等の無機材料が用いられる。さらに封止膜の脆弱性を改良するために、これら無機材料からなる膜とともに、有機材料からなる膜を用いて積層構造としてもよい。
これらの封止膜の形成方法については、特に限定はなく、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、分子線エピタキシー法、クラスターイオンビーム法、イオンプレーティング法、プラズマ重合法、大気圧プラズマ重合法、プラズマＣＶＤ法、レーザーＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、コーティング法等を用いることができる。
以上のような封止材は、有機ＥＬ素子における第１電極である陽極（３）と、第２電極である陰極（６）の端子部分を露出させるとともに、少なくとも発光機能層を覆う状態で設けられている。
《有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法》
有機ＥＬ素子の製造方法としては、透明基材上に、陽極、有機機能層群１、発光層、有機機能層群２及び陰極を積層して積層体を形成する。
有機ＥＬ素子の製造方法としては、透明基材上に、陽極、有機機能層群１、発光層、有機機能層群２及び陰極を積層して積層体を形成する。
まず、透明基材を準備し、該透明基材上に、所望の電極物質、例えば、陽極用物質からなる薄膜を１μｍ以下、好ましくは１０〜２００ｎｍの範囲内の厚さになるように、蒸着やスパッタリング等の方法により形成させ、陽極を形成する。同時に、陽極端部に、外部電源と接続する接続電極部を形成する。
次に、この上に、有機機能層群１を構成する正孔注入層及び正孔輸送層、発光層、有機機能層群２を構成する電子輸送層等を順に積層する。
これらの各層の形成は、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法、蒸着法、印刷法等があるが、均質な層が得られやすく、かつ、ピンホールが生成しにくい等の点から、真空蒸着法、スピンコート法又はインクジェット法が特に好ましい。更に、層ごとに異なる形成法を適用してもよい。これらの各層の形成に蒸着法を採用する場合、その蒸着条件は使用する化合物の種類等により異なるが、一般にボート加熱温度５０〜４５０℃、真空度１×１０−６〜１×１０−２Ｐａ、蒸着速度０．０１〜５０ｎｍ／秒、基板温度−５０〜３００℃、層厚０．１〜５μｍの範囲内で、各条件を適宜選択することが望ましい。
以上のようにして有機機能層群２を形成した後、この上部に陰極をスピンコート法、キャスト法、インクジェット法、蒸着法、印刷法などの適宜の形成法によって形成する。この際、陰極は、有機機能層群によって陽極に対して絶縁状態を保ちつつ、有機機能層群の上方から透明基板の周縁に端子部分を引き出した形状にパターン形成する。
陰極の形成後、これら透明基材、陽極、有機機能層群、発光層及び陰極を封止材で封止する。すなわち、陽極及び陰極の端子部分を露出させた状態で、透明基材上に、少なくとも有機機能層群を覆う封止材を設ける。
中でも、インクジェット印刷法等の湿式塗布方式により形成することが生産性や加工適性の観点から好ましい実施形態である。
〔インクジェット印刷法〕
以下、インクジェット印刷法による形成方法について、その一例を、図を交えて説明
する。
以下、インクジェット印刷法による形成方法について、その一例を、図を交えて説明
する。
図３は、湿式塗布方式の一例であるインクジェット印刷方式を用いた電子デバイスの形成方法の一例を示す概略図である。
図４は、インクジェットヘッド３０を用いた湿式塗布装置を用いて、基材１上に本発明の電子デバイス用組成物を含むインクを吐出する方法の一例を示してある。
図３に示すように、一例として、基材１を連続的に搬送しながら、インクジェットヘッド３０により電子デバイス形成材料を含むインクを、インク液滴として順次射出して、例えば、電子デバイスである電子輸送層を形成する。
本発明の有機ＥＬデバイスの製造方法に適用可能なインクジェットヘッド３０としては、特に限定はなく、例えばインク圧力室に圧電素子を備えた振動板を有しており、この振動板によるインク圧力室の圧力変化でインク液を吐出させる剪断モード型（ピエゾ型）のヘッドでもよいし、発熱素子を有しており、この発熱素子からの熱エネルギーによりインク液の膜沸騰による急激な体積変化によりノズルからインク液を吐出させるサーマルタイプのヘッドであってもよい。
インクジェットヘッド３０には、射出用のインク液の供給機構などが接続されている。インク液の供給はタンク３８Ａにより行われる。インクジェットヘッド３０内のインク液圧力を常に一定に保つようにこの例ではタンク液面を一定にする。その方法としては、インク液をタンク３８Ａからオーバーフローさせてタンク３８Ｂに自然流下で戻している。タンク３８Ｂからタンク３８Ａへのインク液の供給は、ポンプ３１により行われており、射出条件に合わせて安定的にタンク３８Ａの液面が一定となるように制御されている。
なお、ポンプ３１からタンク３８Ａへインク液を戻す際には、フィルター３２を通してから行われている。このように、インク液はインクジェットヘッド３０へ供給される前に絶対濾過精度又は準絶対濾過精度が０．０５〜５０μｍの濾材を少なくとも１回は通過させることが好ましい。
また、インクジェットヘッド３０の洗浄作業や液体充填作業などを実施するためにタンク３６よりインク液が、タンク３７より洗浄溶媒がポンプ３９によりインクジェットヘッド３０へ強制的に供給可能となっている。インクジェットヘッド３０に対してこうしたタンクポンプ類は複数に分けても良いし、配管の分岐を使用しても良い、またそれらの組み合わせでもかまわない。図４では配管分岐３３を使用している。さらにインクジェットヘッド３０内のエアーを十分に除去するためにタンク３６よりポンプ３９にてインクジェット３０へインク液を強制的に送液しながら下記に記すエアー抜き配管からインク液を抜き出して廃液タンク３４に送ることもある。
図５は、インクジェット印刷方式に適用可能なインクジェットヘッドの構造の一例を示す概略外観図である。
図５の（ａ）は、本発明に適用可能なインクジェットヘッド１００を示す概略斜視図であり、図５の（ｂ）は、インクジェットヘッド１００の底面図である。
本発明に適用可能なインクジェットヘッド１００は、インクジェットプリンタ（図示略）に搭載されるものであり、インクをノズルから吐出させるヘッドチップと、このヘッドチップが配設された配線基板と、この配線基板とフレキシブル基板を介して接続された駆動回路基板と、ヘッドチップのチャネルにフィルターを介してインクを導入するマニホールドと、内側にマニホールドが収納された筐体５６と、この筐体５６の底面開口を塞ぐように取り付けられたキャップ受板５７と、マニホールドの第１インクポート及び第２インクポートに取り付けられた第１及び第２ジョイント８１ａ、８１ｂと、マニホールドの第３インクポートに取り付けられた第３ジョイント８２と、筐体５６に取り付けられたカバー部材５９とを備えている。また、筐体５６をプリンタ本体側に取り付けるための取り付け用孔６８がそれぞれ形成されている。
また、図５の（ｂ）で示すキャップ受板５７は、キャップ受板取り付け部６２の形状に対応して、外形が左右方向に長尺な略矩形板状として形成され、その略中央部に複数のノズルが配置されているノズルプレート６１を露出させるため、左右方向に長尺なノズル用開口部７１が設けられている。また、図５のａで示すインクジェットヘッド内部の具体的な構造に関しては、例えば、特開２０１２−１４００１７号公報に記載されている図２等を参照することができる。
図５にはインクジェットヘッドの代表例を示したが、そのほかにも、例えば、特開２
０１２−１４００１７号公報、特開２０１３−０１０２２７号公報、特開２０１４−０５８１７１号公報、特開２０１４−０９７６４４号公報、特開２０１５−１４２９７９号公報、特開２０１５−１４２９８０号公報、特開２０１６−００２６７５号公報、特開２０１６−００２６８２号公報、特開２０１６−１０７４０１号公報、特開２０１７−１０９４７６号公報、特開２０１７−１７７６２６号公報等に記載されている構成からなるインクジェットヘッドを適宜選択して適用することができる。
０１２−１４００１７号公報、特開２０１３−０１０２２７号公報、特開２０１４−０５８１７１号公報、特開２０１４−０９７６４４号公報、特開２０１５−１４２９７９号公報、特開２０１５−１４２９８０号公報、特開２０１６−００２６７５号公報、特開２０１６−００２６８２号公報、特開２０１６−１０７４０１号公報、特開２０１７−１０９４７６号公報、特開２０１７−１７７６２６号公報等に記載されている構成からなるインクジェットヘッドを適宜選択して適用することができる。
（インクの調製）
本発明の電子デバイスの製造方法においては、上記の各構成材料をそのまま電子デバイス用インクとして使用する方法の他、インクジェット印刷方式に適性を有するインクとするため、構成材料をインク溶媒等に溶解して電子デバイス用インクを調製する、及び各種機能性添加剤を含有させることができる。
本発明の電子デバイスの製造方法においては、上記の各構成材料をそのまま電子デバイス用インクとして使用する方法の他、インクジェット印刷方式に適性を有するインクとするため、構成材料をインク溶媒等に溶解して電子デバイス用インクを調製する、及び各種機能性添加剤を含有させることができる。
(インク溶媒)
本発明係る電子デバイス用インク（以下、単にインクともいう。）を調製する場合、本発明に係る成分Ａ、成分Ｂ及び成分Ｃの他に公知の各種有機溶媒を用いることができる。
本発明係る電子デバイス用インク（以下、単にインクともいう。）を調製する場合、本発明に係る成分Ａ、成分Ｂ及び成分Ｃの他に公知の各種有機溶媒を用いることができる。
本発明に係るインクに適用可能な有機溶媒としては、例えば、多価アルコールエーテル類（例えば、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノメチエーテルアセテート、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、プロピレングリコールモノフェニルエーテル等）、アミン類（例えば、エタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、Ｎ−メチルジエタノールアミン、Ｎ−エチルジエタノールアミン、モルホリン、Ｎ−エチルモルホリン、エチレンジアミン、ジエチレンジアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ポリエチレンイミン、ペンタメチルジエチレントリアミン、テトラメチルプロピレンジアミン等）、アミド類（例えば、ホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド等）、複素環類（例えば、２−ピロリドン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、シクロヘキシルピロリドン、２−オキサゾリドン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン等）、スルホキシド類（例えば、ジメチルスルホキシド等）、スルホン類（例えば、スルホラン等）、尿素、アセトニトリル、アセトン等が挙げられる。
(その他の添加剤)
本発明の電子デバイス用インクには、本発明の目的効果を損なわない範囲で、吐出安定性、プリントヘッド適合性、保存安定性、画像保存性、その他の諸性能向上の目的に応じて、公知の各種添加剤、例えば、溶媒、粘度調整剤、表面張力調整剤、比抵抗調整剤、皮膜形成剤、分散剤、界面活性剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、退色防止剤、防バイ剤、防錆剤等を適宜選択して用いることができる。
本発明の電子デバイス用インクには、本発明の目的効果を損なわない範囲で、吐出安定性、プリントヘッド適合性、保存安定性、画像保存性、その他の諸性能向上の目的に応じて、公知の各種添加剤、例えば、溶媒、粘度調整剤、表面張力調整剤、比抵抗調整剤、皮膜形成剤、分散剤、界面活性剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、退色防止剤、防バイ剤、防錆剤等を適宜選択して用いることができる。
有機ＥＬ素子は、電子機器、例えば、表示装置、ディスプレイ、各種発光装置として用いることができる。発光装置として、例えば、照明装置（家庭用照明、車内照明）、時計や液晶用バックライト、看板広告、信号機、光記憶媒体の光源、電子写真複写機の光源、光通信処理機の光源、光センサーの光源等が挙げられるがこれに限定するものではないが、特に液晶表示装置のバックライト、照明用光源としての用途に有効に用いることができる。
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、実施例において「部」又は「％」の表示を用いるが、特に断りがない限り「質量部」又は「質量％」を表す。
［金属酸化物インクの調製］
（ＺｎＯインク）
酢酸亜鉛（Ｚｎ（Ａｃ）２）２．０ｇ（１０．９ｍｍｏｌ）とイオン交換水３６０μＬをメタノール１００ｍＬに加えて撹拌し、６０℃に加熱した。これに、水酸化カリウム（ＫＯＨ）１．１７ｇ（２０．９ｍｍｏｌ）をメタノール５５ｍｌに溶解した溶液を１０〜１５分間かけて滴下させた。６０℃で３時間撹拌した後、溶媒をＴＦＰＯ（１Ｈ，１Ｈ，３Ｈ−テトラフルオロプロパノール）に置換した後、０．４５μｍのポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）フィルターを通してろ過し、粒径６〜７ｎｍのＺｎＯナノインク（Ｃ−１）を得た。
（ＺｎＯインク）
酢酸亜鉛（Ｚｎ（Ａｃ）２）２．０ｇ（１０．９ｍｍｏｌ）とイオン交換水３６０μＬをメタノール１００ｍＬに加えて撹拌し、６０℃に加熱した。これに、水酸化カリウム（ＫＯＨ）１．１７ｇ（２０．９ｍｍｏｌ）をメタノール５５ｍｌに溶解した溶液を１０〜１５分間かけて滴下させた。６０℃で３時間撹拌した後、溶媒をＴＦＰＯ（１Ｈ，１Ｈ，３Ｈ−テトラフルオロプロパノール）に置換した後、０．４５μｍのポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）フィルターを通してろ過し、粒径６〜７ｎｍのＺｎＯナノインク（Ｃ−１）を得た。
（ＡＺＯインク）
酢酸亜鉛（Ｚｎ（Ａｃ）２）２．０ｇ（１０．９ｍｍｏｌ）、硝酸アルミニウム（Ａｌ（ＮＯ３）３）０．０７７ｇ（０．３６ｍｍｏｌ）、イオン交換水３６０μＬをメタノール１００ｍＬに加えて撹拌し、６０℃に加熱した。これに、水酸化カリウム（ＫＯＨ）１．１７ｇ（２０．９ｍｍｏｌ）をメタノール５５ｍＬに溶解した溶液を１０〜１５分間かけて滴下させた。６０℃で３時間撹拌した後、溶媒をＴＦＰＯ（１Ｈ，１Ｈ，３Ｈ−テトラフルオロプロパノール）に置換した後、０．４５μｍのＰＴＦＥフィルターを通してろ過し、粒径６〜７ｎｍのアルミニウムドープＺｎＯ（ＡＺＯ）ナノインク（Ｃ−２）を得た。
酢酸亜鉛（Ｚｎ（Ａｃ）２）２．０ｇ（１０．９ｍｍｏｌ）、硝酸アルミニウム（Ａｌ（ＮＯ３）３）０．０７７ｇ（０．３６ｍｍｏｌ）、イオン交換水３６０μＬをメタノール１００ｍＬに加えて撹拌し、６０℃に加熱した。これに、水酸化カリウム（ＫＯＨ）１．１７ｇ（２０．９ｍｍｏｌ）をメタノール５５ｍＬに溶解した溶液を１０〜１５分間かけて滴下させた。６０℃で３時間撹拌した後、溶媒をＴＦＰＯ（１Ｈ，１Ｈ，３Ｈ−テトラフルオロプロパノール）に置換した後、０．４５μｍのＰＴＦＥフィルターを通してろ過し、粒径６〜７ｎｍのアルミニウムドープＺｎＯ（ＡＺＯ）ナノインク（Ｃ−２）を得た。
（ＺｒＯ２インク）
イオン交換水２５０ｇにオキシ塩化ジルコニウム８水塩（ＺｒＯＣｌ２・８Ｈ２Ｏ）６．５ｇ（２０．２ｍｍｏｌ）を溶解し、これにリンゴ酸１．１ｇ（８．２ｍｍｏｌ）を添加し、ついで、濃度１０質量％のＫＯＨ水溶液３０ｇを添加した後、水熱処理（オートクレーブ２００℃２時間）を行った。その後、溶媒をＴＦＰＯ（１Ｈ，１Ｈ，３Ｈ−テトラフルオロプロパノール）に置換した後、０．４５μｍのＰＴＦＥフィルターを通してろ過し、粒径１０〜１３ｎｍのＺｒＯ２ナノインク（Ｃ−３）を得た。
イオン交換水２５０ｇにオキシ塩化ジルコニウム８水塩（ＺｒＯＣｌ２・８Ｈ２Ｏ）６．５ｇ（２０．２ｍｍｏｌ）を溶解し、これにリンゴ酸１．１ｇ（８．２ｍｍｏｌ）を添加し、ついで、濃度１０質量％のＫＯＨ水溶液３０ｇを添加した後、水熱処理（オートクレーブ２００℃２時間）を行った。その後、溶媒をＴＦＰＯ（１Ｈ，１Ｈ，３Ｈ−テトラフルオロプロパノール）に置換した後、０．４５μｍのＰＴＦＥフィルターを通してろ過し、粒径１０〜１３ｎｍのＺｒＯ２ナノインク（Ｃ−３）を得た。
（ＴｉＯ２インク）
１５℃に保持したイオン交換水に９ｇの炭酸アンモニウム（９３．７ｍｍｏｌ）を溶解し、１００ｍＬの水溶液を得た後、攪拌しながら四塩化チタン溶液６．１ｇ（３２．３ｍｍｏｌ）を徐々に滴下した。１５℃にて１時間撹拌を継続し酸化チタンの沈殿物を得た。この沈殿物を濾別、洗浄し、イオン交換水を加え９０ｍｌの酸化チタンゾルを得た。この酸化チタンゾルを水熱処理（オートクレーブ２３０℃１２時間）を行った。その後、溶媒をＴＦＰＯ（１Ｈ，１Ｈ，３Ｈ−テトラフルオロプロパノール）に置換した後、０．４５μｍのＰＴＦＥフィルターを通してろ過し、粒径１５〜２０ｎｍのＴｉＯ２ナノインク（Ｃ−４）を得た。
１５℃に保持したイオン交換水に９ｇの炭酸アンモニウム（９３．７ｍｍｏｌ）を溶解し、１００ｍＬの水溶液を得た後、攪拌しながら四塩化チタン溶液６．１ｇ（３２．３ｍｍｏｌ）を徐々に滴下した。１５℃にて１時間撹拌を継続し酸化チタンの沈殿物を得た。この沈殿物を濾別、洗浄し、イオン交換水を加え９０ｍｌの酸化チタンゾルを得た。この酸化チタンゾルを水熱処理（オートクレーブ２３０℃１２時間）を行った。その後、溶媒をＴＦＰＯ（１Ｈ，１Ｈ，３Ｈ−テトラフルオロプロパノール）に置換した後、０．４５μｍのＰＴＦＥフィルターを通してろ過し、粒径１５〜２０ｎｍのＴｉＯ２ナノインク（Ｃ−４）を得た。
〔実施例１〕
《有機ＥＬ素子１の作製》
（陽極の形成）
縦５０ｍｍ、横５０ｍｍ、厚さ０．７ｍｍのガラス基板上に、ＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）を１２０ｎｍの厚さで成膜してパターニングを行い、ＩＴＯ透明電極からなる陽極を形成した。その後、イソプロピルアルコールで超音波洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥し、ＵＶオゾン洗浄を５分間行った。
《有機ＥＬ素子１の作製》
（陽極の形成）
縦５０ｍｍ、横５０ｍｍ、厚さ０．７ｍｍのガラス基板上に、ＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）を１２０ｎｍの厚さで成膜してパターニングを行い、ＩＴＯ透明電極からなる陽極を形成した。その後、イソプロピルアルコールで超音波洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥し、ＵＶオゾン洗浄を５分間行った。
（正孔注入層の形成）
ＩＴＯ陽極上に、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）−ポリスチレンスルホネート（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳと略記、Ｂａｙｅｒ社製、Ｂａｙｔｒｏｎ Ｐ Ａｌ ４０８３）を純水で７０％に希釈した溶液を３０００ｒｐｍ、３０秒でスピンコート法により製膜した後、２００℃にて１時間乾燥し、厚さ３０ｎｍの正孔注入層を設けた。
ＩＴＯ陽極上に、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）−ポリスチレンスルホネート（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳと略記、Ｂａｙｅｒ社製、Ｂａｙｔｒｏｎ Ｐ Ａｌ ４０８３）を純水で７０％に希釈した溶液を３０００ｒｐｍ、３０秒でスピンコート法により製膜した後、２００℃にて１時間乾燥し、厚さ３０ｎｍの正孔注入層を設けた。
（正孔輸送層の形成）
この基板を、窒素ガス（グレードＧ１）を用いた窒素雰囲気下に移し、下記組成の正孔輸送層形成用塗布液を用いて、１５００ｒｐｍ、３０秒でスピンコート法により製膜した後、１３０℃で３０分間保持し、厚さ３０ｎｍの正孔輸送層とした。
＜正孔輸送層形成用塗布液＞
正孔輸送材料 Ｂ１（重量平均分子量Ｍｗ＝８００００） １５質量部
クロロベンゼン ３０００質量部
この基板を、窒素ガス（グレードＧ１）を用いた窒素雰囲気下に移し、下記組成の正孔輸送層形成用塗布液を用いて、１５００ｒｐｍ、３０秒でスピンコート法により製膜した後、１３０℃で３０分間保持し、厚さ３０ｎｍの正孔輸送層とした。
＜正孔輸送層形成用塗布液＞
正孔輸送材料 Ｂ１（重量平均分子量Ｍｗ＝８００００） １５質量部
クロロベンゼン ３０００質量部
（発光層の形成）
次いで、下記組成の発光層形成用塗布液を１５００ｒｐｍ、３０秒でスピンコート法によりそれぞれ製膜した後、１２０℃で３０分間保持し、乾燥後の厚さが４０ｎｍの発光層を形成した。
次いで、下記組成の発光層形成用塗布液を１５００ｒｐｍ、３０秒でスピンコート法によりそれぞれ製膜した後、１２０℃で３０分間保持し、乾燥後の厚さが４０ｎｍの発光層を形成した。
〈発光層形成用塗布液〉
ホスト化合物 Ｂ２ １０質量部
発光性化合物 Ｂ３ １質量部
酢酸プロピレン ２２００質量部
ホスト化合物 Ｂ２ １０質量部
発光性化合物 Ｂ３ １質量部
酢酸プロピレン ２２００質量部
（電子輸送層の形成）
続いて、ＺｎＯインク（Ｃ−１）をスピンコート法により乾燥後４０ｎｍの厚さとなるように成膜した。更に例示化合物（Ａ−６）の、１Ｈ，１Ｈ，３Ｈ−テトラフルオロプロパノール（ＴＦＰＯ）溶液（０．０２質量％）を１０００ｒｐｍ、３０秒でスピンコート法により塗布した後、１２０℃で３０分間保持し、電子輸送層を形成した。なお、電子輸送層の吸収スペクトルのピーク波長における吸光度は０．０８であった。
続いて、ＺｎＯインク（Ｃ−１）をスピンコート法により乾燥後４０ｎｍの厚さとなるように成膜した。更に例示化合物（Ａ−６）の、１Ｈ，１Ｈ，３Ｈ−テトラフルオロプロパノール（ＴＦＰＯ）溶液（０．０２質量％）を１０００ｒｐｍ、３０秒でスピンコート法により塗布した後、１２０℃で３０分間保持し、電子輸送層を形成した。なお、電子輸送層の吸収スペクトルのピーク波長における吸光度は０．０８であった。
（陰極及び封止）
次に、アルミニウム１００ｎｍを蒸着して陰極を形成した後、上記発光素子の非発光面をガラスケースで多い、発光素子が作成されたガラス基板（支持基盤）と接触する、発光素子を覆うガラスケースの周辺部に、エポキシ系光硬化型接着剤（東亜合成社製ラクストラックＬＣ０６２９Ｂ）によるシール剤を設けた。そして、このシール材を上記発光素子の陰極側に重ねてガラス基板と密着させた。その後、ガラスケース側からＵＶ光を照射してシール材を硬化することで発光素子を封止し、有機ＥＬ素子１を作製した。なお、ガラスケースでの封止作業は、発光素子を大気に接触させることなく窒素雰囲気下のグローブボックス（純度９９．９９９％以上の高純度窒素ガスの雰囲気下）で行った。
次に、アルミニウム１００ｎｍを蒸着して陰極を形成した後、上記発光素子の非発光面をガラスケースで多い、発光素子が作成されたガラス基板（支持基盤）と接触する、発光素子を覆うガラスケースの周辺部に、エポキシ系光硬化型接着剤（東亜合成社製ラクストラックＬＣ０６２９Ｂ）によるシール剤を設けた。そして、このシール材を上記発光素子の陰極側に重ねてガラス基板と密着させた。その後、ガラスケース側からＵＶ光を照射してシール材を硬化することで発光素子を封止し、有機ＥＬ素子１を作製した。なお、ガラスケースでの封止作業は、発光素子を大気に接触させることなく窒素雰囲気下のグローブボックス（純度９９．９９９％以上の高純度窒素ガスの雰囲気下）で行った。
《有機ＥＬ素子２〜６の作製》
有機ＥＬ素子１の作製における電子輸送層の形成において、例示化合物（Ａ−６）を、それぞれ表に示した化合物を変えて、そのほかの手順は有機ＥＬ素子１の作製と同様にして、有機ＥＬ素子２〜６の作製を行った。
有機ＥＬ素子１の作製における電子輸送層の形成において、例示化合物（Ａ−６）を、それぞれ表に示した化合物を変えて、そのほかの手順は有機ＥＬ素子１の作製と同様にして、有機ＥＬ素子２〜６の作製を行った。
《有機ＥＬ素子７〜１０の作製》
有機ＥＬ素子１の作製における電子輸送層の形成において、ＺｎＯインク（Ｃ−１）及び例示化合物（Ａ−６）を、それぞれ表に示した金属酸化物を含有するインク及び例示化合物を変えて、そのほかの手順は有機ＥＬ素子１の作製と同様にして、有機ＥＬ素子７〜１０の作製を行った。
有機ＥＬ素子１の作製における電子輸送層の形成において、ＺｎＯインク（Ｃ−１）及び例示化合物（Ａ−６）を、それぞれ表に示した金属酸化物を含有するインク及び例示化合物を変えて、そのほかの手順は有機ＥＬ素子１の作製と同様にして、有機ＥＬ素子７〜１０の作製を行った。
《有機ＥＬ素子１１の作製》
有機ＥＬ素子１の作製における発光層の形成において、発光性化合物Ｂ３を発光性化合物Ｂ４に変えて、さらに電子輸送層の形成において、化合物（Ａ−６）を表に示した例示化合物を変えて、そのほかの手順は有機ＥＬ素子１の作製と同様にして、比較の有機ＥＬ素子１１の作製を行った。
有機ＥＬ素子１の作製における発光層の形成において、発光性化合物Ｂ３を発光性化合物Ｂ４に変えて、さらに電子輸送層の形成において、化合物（Ａ−６）を表に示した例示化合物を変えて、そのほかの手順は有機ＥＬ素子１の作製と同様にして、比較の有機ＥＬ素子１１の作製を行った。
《有機ＥＬ素子１２の作製》
有機ＥＬ素子１の作製における電子輸送層の形成において、ＺｎＯインク（Ｃ−１）及び例示化合物（Ａ−６）を、それぞれ表に示した金属酸化物を含有するインク及び例示化合物を変えて、そのほかの手順は有機ＥＬ素子１の作製と同様にして、有機ＥＬ素子１２の作製を行った。
有機ＥＬ素子１の作製における電子輸送層の形成において、ＺｎＯインク（Ｃ−１）及び例示化合物（Ａ−６）を、それぞれ表に示した金属酸化物を含有するインク及び例示化合物を変えて、そのほかの手順は有機ＥＬ素子１の作製と同様にして、有機ＥＬ素子１２の作製を行った。
［ＬＵＭＯエネルギー準位］
吸光性化合物のＬＵＭＯエネルギー準位ＥＤＬは、以下のようにＨＯＭＯエネルギー準位（ＥＤＨ）を測定して、求めたＥＤＨに表で示したＥｇを加えることにより求めた（ＥＤＬ＝ＥＤＨ＋Ｅｇ）。
吸光性化合物のＨＯＭＯのエネルギー準位（ＥＤＨ）は、イオン化ポテンシャルの測定値（正の値）を負の値として定義した。イオン化ポテンシャルは大気中光電子分光装置（ＡＣ−３（理研計器（株）製））で測定した。
吸光性化合物のＬＵＭＯのエネルギー準位（ＥＤＬ）は、下記のように定義した。
ＥＤＬ＝ ＥＤＨ＋Ｅｇ
吸光性化合物のＬＵＭＯエネルギー準位ＥＤＬは、以下のようにＨＯＭＯエネルギー準位（ＥＤＨ）を測定して、求めたＥＤＨに表で示したＥｇを加えることにより求めた（ＥＤＬ＝ＥＤＨ＋Ｅｇ）。
吸光性化合物のＨＯＭＯのエネルギー準位（ＥＤＨ）は、イオン化ポテンシャルの測定値（正の値）を負の値として定義した。イオン化ポテンシャルは大気中光電子分光装置（ＡＣ−３（理研計器（株）製））で測定した。
吸光性化合物のＬＵＭＯのエネルギー準位（ＥＤＬ）は、下記のように定義した。
ＥＤＬ＝ ＥＤＨ＋Ｅｇ
ここで、Ｅｇは、吸光性化合物のＨＯＭＯとＬＵＭＯのエネルギーギャップに相当する励起エネルギーを表し、吸光性化合物の吸収スペクトルの吸収ピークの５％強度となる長波長側吸収端波長のエネルギー（ｅＶ単位換算値）とした。
吸光性化合物の吸収スペクトルの測定は、日立ハイテク製の分光光度計Ｕ−３３００を用いて行った。吸光性化合物を１０−６〜１０−４ｍｏｌ／Ｌの濃度でエタノール溶液として測定した。
吸光性化合物の吸収スペクトルの測定は、日立ハイテク製の分光光度計Ｕ−３３００を用いて行った。吸光性化合物を１０−６〜１０−４ｍｏｌ／Ｌの濃度でエタノール溶液として測定した。
［発光スペクトルと吸収スペクトルの重なり］
発光層中の発光性化合物の発光波長領域と前記式（Ｉ）で表される構造を有する化合物（吸光性化合物）の吸収波長領域に重なり部分は、前述した発光性化合物の発光スペクトルと吸光性化合物の吸収スペクトルを測定して、発光性化合物の発光スペクトルピーク波長λｅｍと吸光性化合物の吸収スペクトルピーク波長λａの差が２００ｎｍ以下の範囲である場合、発光スペクトルと吸収スペクトルの重なりがあるものと判定した。
発光層中の発光性化合物の発光波長領域と前記式（Ｉ）で表される構造を有する化合物（吸光性化合物）の吸収波長領域に重なり部分は、前述した発光性化合物の発光スペクトルと吸光性化合物の吸収スペクトルを測定して、発光性化合物の発光スペクトルピーク波長λｅｍと吸光性化合物の吸収スペクトルピーク波長λａの差が２００ｎｍ以下の範囲である場合、発光スペクトルと吸収スペクトルの重なりがあるものと判定した。
《評価》
＜駆動電圧＞
室温（２５℃）で、１０００ｃｄ／ｍ２の定輝度条件下による点灯を行い、ケースレー社製の「２４００型ソースメーター」により、有機ＥＬ素子への電圧印加と電流測定を行い、分光放射輝度計ＣＳ−２０００（コニカミノルタセンシング社製）を用いて、各サンプルの発光輝度を測定し、発光輝度１０００ｃｄ／ｍ２における駆動電圧を求めた。
＜駆動電圧＞
室温（２５℃）で、１０００ｃｄ／ｍ２の定輝度条件下による点灯を行い、ケースレー社製の「２４００型ソースメーター」により、有機ＥＬ素子への電圧印加と電流測定を行い、分光放射輝度計ＣＳ−２０００（コニカミノルタセンシング社製）を用いて、各サンプルの発光輝度を測定し、発光輝度１０００ｃｄ／ｍ２における駆動電圧を求めた。
なお、表Ｉでは、有機ＥＬ素子１の初期の駆動電圧を１．００として、各有機ＥＬ素子の駆動電圧を相対値で示した。
＜耐久性の評価＞
上記有機ＥＬ素子１〜１２のそれぞれを、４００μＡの電流を２５℃で５０時間通電保持した。その後、室温（２５℃）で、１０００ｃｄ／ｍ２の定輝度条件下による点灯を行い、ケースレー社製の「２４００型ソースメーター」により、有機ＥＬ素子への電圧印加と電流測定を行い、分光放射輝度計ＣＳ−２０００（コニカミノルタセンシング社製）を用いて、各サンプルの発光輝度を測定し、発光輝度１０００ｃｄ／ｍ２における駆動電圧を求めた。表Ｉでは、有機ＥＬ素子１の初期の駆動電圧を１．００として、各有機ＥＬ素子の耐久試験後の駆動電圧を相対値で示した。
なお、値が小さいものほど安定性が高いことを示している。
上記有機ＥＬ素子１〜１２のそれぞれを、４００μＡの電流を２５℃で５０時間通電保持した。その後、室温（２５℃）で、１０００ｃｄ／ｍ２の定輝度条件下による点灯を行い、ケースレー社製の「２４００型ソースメーター」により、有機ＥＬ素子への電圧印加と電流測定を行い、分光放射輝度計ＣＳ−２０００（コニカミノルタセンシング社製）を用いて、各サンプルの発光輝度を測定し、発光輝度１０００ｃｄ／ｍ２における駆動電圧を求めた。表Ｉでは、有機ＥＬ素子１の初期の駆動電圧を１．００として、各有機ＥＬ素子の耐久試験後の駆動電圧を相対値で示した。
なお、値が小さいものほど安定性が高いことを示している。
表Ｉより、本発明の有機ＥＬ素子は、比較の有機エレクトロルミネッセンス素子に比べて駆動電圧が低く、経時駆動しても電圧上昇が抑制されていることが分かる。比較例１は、赤色に発光したが、式（Ｉ）で表される構造を有する化合物（吸光性化合物）の長波端が赤色領域までなくて、発光スペクトルと記式（Ｉ）で表される構造を有する化合物の吸収スペクトルに重なり部分がなかった。また、比較例２はΔＥが０．３ｅＶ以上なかった。このため初期及び経時駆動での駆動電圧の大きな上昇がみられた。
１００ 有機ＥＬ素子
１０１ 基材
１０２ 陽極
１０３ 正孔注入層
１０４ 正孔輸送層
１０５ 発光層
１０６ 正孔阻止層
１０７ 電子輸送層
１０８ 電子注入層
１０９ 陰極
１１０ 機能層
１ 基材
２ 評価用単膜
３０、１００ インクジェットヘッド
３１ ポンプ
３２ フィルター
３３ 配管分岐
３４ 廃液タンク
３５ 制御部
３６ タンク
３７ タンク
３８Ａ タンク
３８Ｂ タンク
３９ ポンプ
３０ｂ 圧電性基板
３０ｃ 天板
３０ｄ ノズル板
３０ｅ インク液供給管
３０ｆ 配管
５６ 筐体
５７ キャップ受板
５９ カバー部材
６１ ノズルプレート
６２ キャップ受板取付部
６８ 取付用孔
７１ ノズル用開口部
８１ａ 第１ジョイト
８１ｂ 第２ジョイント
８２ 第３ジョイント
１０１ 基材
１０２ 陽極
１０３ 正孔注入層
１０４ 正孔輸送層
１０５ 発光層
１０６ 正孔阻止層
１０７ 電子輸送層
１０８ 電子注入層
１０９ 陰極
１１０ 機能層
１ 基材
２ 評価用単膜
３０、１００ インクジェットヘッド
３１ ポンプ
３２ フィルター
３３ 配管分岐
３４ 廃液タンク
３５ 制御部
３６ タンク
３７ タンク
３８Ａ タンク
３８Ｂ タンク
３９ ポンプ
３０ｂ 圧電性基板
３０ｃ 天板
３０ｄ ノズル板
３０ｅ インク液供給管
３０ｆ 配管
５６ 筐体
５７ キャップ受板
５９ カバー部材
６１ ノズルプレート
６２ キャップ受板取付部
６８ 取付用孔
７１ ノズル用開口部
８１ａ 第１ジョイト
８１ｂ 第２ジョイント
８２ 第３ジョイント
Claims (4)
- 基板上に、対となる陰極と陽極と、発光層と前記陰極に隣接する電子輸送層とを含む有機機能層とを、備える有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
前記電子輸送層が、下記式（Ｉ）で表される構造を有する化合物と金属酸化物とを含有し、
下記式（Ｉ）で表される構造を有する化合物のＬＵＭＯエネルギー準位（ＥＤＬ）が、前記金属酸化物伝導帯下端のエネルギー準位（ＥＣＢ）より高く、
下記式（Ｉ）で表される構造を有する化合物のＬＵＭＯエネルギー準位（ＥＤＬ）と前記金属酸化物の伝導帯下端のエネルギー準位（ＥＣＢ）とのエネルギー差ΔＥ（ＥＤＬ−ＥＣＢ）が、０．３ｅＶ以上であり、
前記発光層中の発光性化合物の発光波長領域と下記式（Ｉ）で表される構造を有する化合物の吸収波長領域に重なり部分があることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記式（Ｉ）で表される構造を有する化合物が、下記式（II）で表されるトリフェニルアミン骨格を有する化合物であることを特徴とする請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記電子輸送層が、前記金属酸化物として、酸化亜鉛を含有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記金属酸化物が、ナノ粒子であることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
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