JP4683846B2 - 有機電界発光素子およびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、有機電界発光素子およびその製造方法に関する。

従来、低分子系の有機電界発光素子では、乾式法を用いて形成された多層積層構造により発光層へのキャリアの円滑な注入がなされている。一方、高分子材料を用いた有機電界発光素子では、湿式法を用いて高分子層が形成される。しかしながら、一般的に用いられる湿式法によれば、上層の高分子層を形成する際に下層の高分子層が溶解する。

そこで、水溶性の導電性高分子と有機溶媒に可溶な発光高分子とを積層した２層型有機電界発光素子が提案されている。また、極性溶媒および無極性溶媒の２種類を用いて積層構造を形成することも提案されている。

さらに、発光層の材料として、基板側の第１の有機層を構成する材料に対して溶解範囲外の溶解度パラメータを有する溶媒に可溶な有機物を用い、発光層上に積層される第２の有機層の材料として、発光層を構成する材料に対して溶解範囲外の溶解度パラメータを有する溶媒に可溶な有機物を用いることにより、多層積層構造を作製する有機発光素子の製造方法も提案されている。
開２００２−２９９０６１号公報

しかしながら、上記の従来技術を用いても、いまだ十分な発光効率を有する有機発光素子は得られていない。

本発明の目的は、十分な発光効率を得ることができる有機電界発光素子およびその製造方法を提供することである。

本明細書において、高分子材料とは、繰り返し単位を含み、一定の分子量分布を有する有機化合物をいう。

本発明に係る有機電界発光素子は、基板上に第１の電極、第１の高分子材料により形成される第１の有機層、第２の高分子材料により形成される第２の有機層および第２の電極を順に備え、第２の高分子材料の分子量が第１の高分子材料の分子量よりも小さいものである。

本発明に係る有機電界発光素子においては、第１の高分子材料により形成される第１の有機層および第２の高分子材料により形成される第２の有機層が順に積層される。この有機電界発光素子の作製の際には、第１の高分子材料の溶液を用いて第１の有機層が形成され、第１の有機層上に第２の高分子材料の溶液を用いて第２の有機層が形成される。

この場合、第２の高分子材料の分子量が第１の高分子材料の分子量よりも小さいので、第１の有機層中の第１の高分子材料が第２の高分子材料の溶液中に溶出することが防止される。それにより、第２の有機層の形成時における第１の有機層への影響が低減される。その結果、高い発光効率を有する有機電界発光素子が実現される。

第１の有機層が発光性を有し、第２の有機層がキャリア輸送性を有してもよい。

この場合、第１の有機層が発光するとともに、第２の有機層により第１の有機層へのキャリアの輸送が促進される。それにより、発光効率が向上する。

第２の高分子材料は、第１の極性のキャリアの輸送性を有するとともに、第１の極性とは逆の第２の極性のキャリアに対する阻止性を有してもよい。

この場合、第２の有機層において第１の極性のキャリアが第１の有機層に効率よく輸送されるとともに、第１の有機層に注入された第２の極性のキャリアが第１の有機層を通り抜けることが阻止される。それにより、第１の有機層において第１の極性のキャリアと第２の極性のキャリアとが効率よく再結合することができる。その結果、発光効率がさらに向上する。

第１の有機層がキャリア輸送性を有し、第２の有機層が発光性を有してもよい。

この場合、第１の有機層により第２の有機層へのキャリアの輸送が促進されるとともに、第２の有機層が発光する。それにより、発光効率が向上する。

第１の高分子材料は、第１の極性のキャリアの輸送性を有するとともに、第１の極性とは逆の第２の極性のキャリアに対する阻止性を有してもよい。

この場合、第１の有機層において第１の極性のキャリアが第２の有機層に効率よく輸送されるとともに、第２の有機層に注入された第２の極性のキャリアが第２の有機層を通り抜けることが阻止される。それにより、第２の有機層において第１の極性のキャリアと第２の極性のキャリアとが効率よく再結合することができる。その結果、発光効率がさらに向上する。

第２の高分子材料の分子量に対する第１の高分子材料の分子量の比が３．５以上であることが好ましい。

この場合、第２の有機層の形成時に第１の有機層が溶解することを十分に抑制することができる。それにより、発光効率がより向上する。

第２の高分子材料の分子量に対する第１の高分子材料の分子量の比が６．２以上であることがより好ましい。

この場合、第２の有機層の形成時に第１の有機層が溶解することをさらに十分に抑制することができる。それにより、発光効率がさらに向上する。

第１の高分子材料の繰り返し単位と第２の高分子材料の繰り返し単位とは共通の骨格を含むことが好ましい。この場合、第１の高分子材料の繰り返し単位と第２の高分子材料の繰り返し単位とが共通の骨格を含むことにより、第１の有機層と第２の有機層との界面における第１の高分子材料と第２の高分子材料との化学的親和性が増加し、パッキングが良好になる。

また、第１の高分子材料と第２の高分子材料との共通の骨格部分は類似した電子的構造を有すると考えられるので、第１の有機層と第２の有機層との界面における第１の高分子材料および第２の高分子材料の共通の骨格同士が近接した部分ではキャリアの注入障壁が小さくなり、第１の有機層と第２の有機層との間でのキャリアの移動が円滑となる。それにより、発光効率および発光寿命が向上する。

本発明に係る有機電界発光素子の製造方法は、第１の電極と第２の電極との間に第１の有機層と第２の有機層とを備えた有機発光素子の製造方法であって、第１の高分子材料を第１の有機溶媒に溶解させることにより第１の高分子材料の溶液を作製する工程と、第１の高分子材料の分子量よりも小さい分子量を有する第２の高分子材料を第２の有機溶媒に溶解させることにより第２の高分子材料の溶液を作製する工程と、第１の高分子材料の溶液を用いて第１の有機層を形成する工程と、第１の有機層上に第２の高分子材料の溶液を用いて第２の有機層を形成する工程とを備えたものである。

本発明に係る有機電界発光素子の製造方法によれば、第１の高分子材料を第１の有機溶媒に溶解させることにより第１の高分子材料の溶液が作製され、第２の高分子材料を第２の有機溶媒に溶解させることにより第２の高分子材料の溶液が作製される。第１の高分子材料の溶液を用いて第１の有機層が形成され、第１の有機層上に第２の高分子材料の溶液を用いて第２の有機層が形成される。

この場合、第２の高分子材料の分子量が第１の高分子材料の分子量よりも小さいので、第１の有機層中の第１の高分子材料が第２の高分子材料の溶液中に溶出することが防止される。それにより、第２の有機層の形成時における第１の有機層への影響が低減される。その結果、高い発光効率を有する有機電界発光素子が実現される。

第１の有機溶媒の比誘電率は、第２の有機溶媒の比誘電率よりも大きいことが好ましい。

この場合、第２の有機層の形成時に第１の有機層が溶解することを抑制することができる。

第１の有機溶媒の比誘電率と第２の有機溶媒の比誘電率とが２以上の差を有することが好ましい。

この場合、第２の有機層の形成時に第１の有機層が溶解することをより抑制することができる。

第１の高分子材料は、複数種類の高分子材料を含んでもよい。この場合、複数種類の高分子材料を選択することにより、発光層における発光色を調整することができるとともに、発光効率および信頼性を向上させることができる。

第２の高分子材料は、複数種類の高分子材料を含んでもよい。この場合、複数種類の高分子材料を選択することにより、発光効率および信頼性を向上させることができる。

本発明によれば、第２の高分子材料の分子量が第１の高分子材料の分子量よりも小さいので、第１の有機層中の第１の高分子材料が第２の高分子材料の溶液中に溶出することが防止される。それにより、第２の有機層の形成時における第１の有機層への影響が低減される。その結果、高い発光効率を有する有機電界発光素子が実現される。

図１は本発明の第１の実施の形態に係る有機電界発光素子の模式的断面図である。なお、以下の説明において、分子量は、一般に用いられる重量平均で表される。

図１の有機電界発光素子は、基板１上に、陽極（ホール注入電極）２、正孔注入層３、発光層４、電子輸送層５、電子注入層６および陰極（電子注入電極）７が順に形成された積層構造を有する。

基板１は、ガラスまたはプラスチック等からなる透明基板である。陽極２は、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）等の金属化合物、銀等の金属または合金からなる透明電極または半透明電極である。

正孔注入層３は、例えば、水溶性の導電性高分子材料からなる。発光層４は、有機溶媒に可溶な発光性の高分子材料からなる。電子輸送層５は、有機溶媒に可溶な電子輸送性の高分子材料からなる。

電子注入層６は、例えばカルシウム等からなる。陰極７は、例えばアルミニウム等の金属または合金からなる。

発光層４を構成する高分子材料としては、電子輸送層５を構成する高分子材料の分子量よりも大きい分子量を有する高分子材料を選択する。また、電子輸送層５を構成する高分子材料としては、発光層４を構成する高分子材料の分子量よりも小さい分子量を有する高分子材料を選択する。

この場合、電子輸送層５を構成する高分子材料の分子量に対する発光層４を構成する高分子材料の分子量の比が３．５以上であることが好ましい。それにより、電子輸送層５の形成時に生じる下地の発光層４の溶解が低減される。その結果、発光効率が向上する。

また、電子輸送層５を構成する高分子材料の分子量に対する発光層４を構成する高分子材料の分子量の比が６．２以上であることがより好ましい。それにより、電子輸送層５の形成時に生じる下地の発光層４の溶解がさらに低減される。その結果、発光効率がさらに向上する。

また、発光層４を構成する高分子材料を溶解させる有機溶媒としては、電子輸送層５を構成する高分子材料を溶解させる有機溶媒よりも比誘電率が大きい有機溶媒を選択する。また、電子輸送層５を構成する高分子材料を溶解させる有機溶媒としては、発光層４を構成する高分子材料を溶解させる有機溶媒よりも比誘電率が小さい有機溶媒を選択する。それにより、電子輸送層５の形成時に下地の発光層４が溶解することが抑制される。

発光層４を構成する高分子材料を溶解させる有機溶媒の比誘電率と電子輸送層５を構成する高分子材料を溶解させる有機溶媒の比誘電率との差が０．２以上であることが好ましい。さらには２以上の差があることが好ましい。それにより、電子輸送層５の形成時に下地の発光層４が溶解することが十分に防止される。

発光層４は、２種類以上の高分子材料を含むことが好ましい。この場合、発光色を調整することができるとともに、発光効率および信頼性を向上させることができる。また、電子輸送層５は、２種類以上の高分子材料を含むことが好ましい。それにより、発光効率および信頼性を向上させることができる。

さらに、電子輸送層５は、正孔阻止性を有する高分子材料を含むことが好ましい。それにより、陽極２側から発光層４に注入された正孔が発光層４を通り抜けることが阻止される。その結果、発光層４において電子および正孔が効率よく再結合することができ、発光効率がさらに向上する。

また、発光層４を構成する高分子材料の繰り返し単位と電子輸送層５を構成する高分子材料の繰り返し単位とに同一の骨格が含まれることが好ましい。それにより、発光効率がさらに向上する。

発光層４を構成する発光性の高分子材料および電子輸送層５を構成する高分子材料の例については後述する。

電子輸送層５を構成する高分子材料に低分子材料を添加してもよい。電子輸送層５を構成する高分子材料に添加する低分子材料の例については後述する。また、電子輸送層５を構成する材料として低分子材料を用いてもよい。

図２は本発明の第２の実施の形態に係る有機電界発光素子の模式的断面図である。なお、以下の説明において、分子量は、一般に用いられる重量平均で表される。

図２の有機電界発光素子が図１の有機電界発光素子と異なるのは、電子輸送層５が設けられず、正孔注入層３と発光層４との間に正孔輸送層８が設けられている点である。

正孔輸送層８は、有機溶媒に可溶な電子輸送性の高分子材料からなる。発光層４は、有機溶媒に可溶な発光性の高分子材料からなる。

正孔輸送層８を構成する高分子材料としては、発光層４を構成する高分子材料の分子量よりも大きい分子量を有する高分子材料を選択する。また、発光層４を構成する高分子材料としては、正孔輸送層８を構成する高分子材料の分子量よりも小さい分子量を有する高分子材料を選択する。

この場合、発光層４を構成する高分子材料の分子量に対する正孔輸送層８を構成する高分子材料の分子量の比が３．５以上であることが好ましい。それにより、発光層４の形成時に生じる下地の正孔輸送層８の溶解が低減される。その結果、発光効率が向上する。

また、発光層４を構成する高分子材料の分子量に対する正孔輸送層８を構成する高分子材料の分子量の比が６．２以上であることがより好ましい。それにより、発光層４の形成時に生じる下地の正孔輸送層８の溶解がさらに低減される。その結果、発光効率がさらに向上する。

また、正孔輸送層８を構成する高分子材料を溶解させる有機溶媒としては、発光層４を構成する高分子材料を溶解させる有機溶媒よりも比誘電率が大きい有機溶媒を選択する。また、発光層４を構成する高分子材料を溶解させる有機溶媒としては、正孔輸送層８を構成する高分子材料を溶解させる有機溶媒よりも比誘電率が小さい有機溶媒を選択する。それにより、発光層４の形成時に下地の正孔輸送層８が溶解することが抑制される。

正孔輸送層８を構成する高分子材料を溶解させる有機溶媒の比誘電率と発光層４を構成する高分子材料を溶解させる有機溶媒の比誘電率との差が０．２以上であることが好ましい。さらには２以上の差があることが好ましい。それにより、発光層４の形成時に下地の正孔輸送層８が溶解することが十分に防止される。

発光層４は、２種類以上の高分子材料を含むことが好ましい。この場合、発光色を調整することができるとともに、発光効率および信頼性を向上させることができる。また、正孔輸送層８は、２種類以上の高分子材料を含むことが好ましい。それにより、発光効率および信頼性を向上させることができる。

さらに、正孔輸送層８は、電子阻止性を有する高分子材料を含むことが好ましい。それにより、陰極７側から発光層４に注入された電子が発光層４を通り抜けることが阻止される。その結果、発光層４において電子および正孔が効率よく再結合することができ、発光効率がさらに向上する。

また、正孔輸送層８を構成する高分子材料の繰り返し単位と発光層４を構成する高分子材料の繰り返し単位とに同一の骨格が含まれることが好ましい。それにより、発光効率がさらに向上する。

正孔輸送層８を構成する高分子材料の例については後述する。正孔輸送層８を構成する高分子材料に低分子材料を添加してもよい。正孔輸送層８を構成する高分子材料に添加する低分子材料の例については後述する。また、正孔輸送層８を構成する材料として低分子材料を用いてもよい。

図３は本発明の第３の実施の形態に係る有機電界発光素子の模式的断面図である。

図３の有機電界発光素子が図２の有機電界発光素子と異なるのは、電子注入層６および陰極（電子注入電極）７の代わり電子注入層６ａおよび陰極（電子注入電極）７ａが設けられ、陰極７ａ上に保護層９がさらに設けられている点である。

電子注入層６ａは、フッ化リチウム等のアルカリ金属を含有する化合物からなる。また、陰極７ａは、例えばカルシウム等からなる。保護層９は、例えばアルミニウム等の金属または合金からなる。

本実施の形態に係る有機電界発光素子においては、電子注入層６ａがアルカリ金属を含有するので、電子注入性が向上する。それにより、高い発光効率が得られる。

なお、本発明に係る有機電界発光素子の構成は、図１〜図３に示される構成に限定されず、種々の構成を用いることができる。例えば、キャリア輸送層として電子輸送層５および正孔輸送層８の両方を設けてもよい。

（発光層４の材料）
＜ＭＥＨ−ＰＰＶ＞
発光層４を構成する高分子材料としては、下記式（Ａ１）で示される分子構造を有するポリ［2-メトキシ-5-（2-エチルヘキシルオキシ）-1,4-フェニレン-ビニレン］（Poly［2-methoxy-5-（2-ethylhexyloxy）-1,4-phenylene-vinylene］）（以下、ＭＥＨ−ＰＰＶと呼ぶ）を用いることができる。ＭＥＨ−ＰＰＶの分子量は７５０，０００である。

＜ＰＦ８−ＰＡＶ＞
発光層４を構成する高分子材料としては、下記式（Ａ２）で示される分子構造を有するポリ［（9,9-ジオクチルフルオレン-2,7-ジイル）-alt-（9,10-ジビニレン−アントラセン）］（Poly［（9,9-dioctylfluorene-2,7-diyl）-alt-（9,10-divinylene-anthracene）］）（以下、ＰＦ８−ＰＡＶと呼ぶ）を用いることができる。ＰＦ８−ＰＡＶの分子量は７５，０００である。

＜ＰＦ８−ＭＥＨＰＰＶ＞
発光層４を構成する高分子材料としては、下記式（Ａ３）で示される分子構造を有するポリ［（9,9-ジオクチルフルオレン-2,7-ジイル）-alt-｛2-メトキシ-5-（2-エチルヘキシルオキシ）-1,4-ジビニレン−フェニレン｝］（Poly［（9,9-dioctylfluorene-2,7-diyl）-alt-｛2-methoxy-5-（2-ethylhexyloxy）-1,4-divinylene-phenylene｝］）（以下、ＰＦ８−ＭＥＨＰＰＶと呼ぶ）を用いることができる。ＰＦ８−ＭＥＨＰＰＶの分子量は８６，０００である。

＜ＰＦ８−ＣＮＭＥＨＰＰＶ＞
発光層４を構成する高分子材料としては、下記式（Ａ４）で示される分子構造を有するポリ［（9,9-ジオクチルフルオレン-2,7-ジイル）-alt-｛2-メトキシ-5-（2-エチルヘキシルオキシ）-1,4-ビス（1-シアノビニレン）フェニレン｝］（Poly［（9,9-dioctylfluorene-2,7-diyl）-alt-｛2-methoxy-5-（2-ethylhexyloxy）-1,4-bis（1-cyanovinylene）phenylene｝］）（以下、ＰＦ８−ＣＮＭＥＨＰＰＶと呼ぶ）を用いることができる。ＰＦ８−ＣＮＭＥＨＰＰＶの分子量は５９，０００である。

＜ＰＦ６−ＣＶＡＰ＞
発光層４を構成する高分子材料として、下記式（Ａ５）で示される分子構造を有するポリ［（9,9-ジヘキシルフルオレン-2,7-ジイル）-alt-｛2,5-ビス（N,N'-ジフェニルアミノ）-1,4-ビス（1-シアノビニレン）フェニレン｝］（Poly［（9,9-dihexylfluorene-2,7-diyl）-alt-｛2,5-bis（N,N'-diphenylamino）-1,4-bis（1-cyanovinylene）phenylene｝］）（以下、ＰＦ６−ＣＶＡＰと呼ぶ）を用いることができる。ＰＦ６−ＣＶＡＰの分子量は５７，０００である。

＜Ｃｚ−ＣＮＭＥＨＰＰＶ＞
発光層４を構成する高分子材料として、下記式（Ａ６）で示される分子構造を有するポリ［（9-エチルカルバゾール-3,6-ジイル）-alt-｛2-メトキシ-5-（2-エチルヘキシルオキシ）-1,4-ビス（1-シアノビニレン）フェニレン｝］（Poly［（9-ethylcarbazole-3,6-diyl）-alt-｛2-methoxy-5-（2-ethylhexyloxy）-1,4-bis（1-cyanovinylene）phenylene｝］）（以下、Ｃｚ−ＣＮＭＥＨＰＰＶと呼ぶ）を用いることができる。Ｃｚ−ＣＮＭＥＨＰＰＶの分子量は１１，０００である。

＜ＢＤＰＡＰ−ＣＮＭＥＨＰＰＶ＞
発光層４を構成する高分子材料として、下記式（Ａ７）で示される分子構造を有するポリ［｛2,5-ビス（N,N’-ジフェニルアミノ）ベンゾ-1,4-ジイル｝-alt-｛2-メトキシ-5-（2-エチルヘキシルオキシ）-1,4-ビス（1-シアノビニレン）フェニレン｝］（Poly［｛2,5-bis（N,N’-diphenylamino）benz-1,4-diyl｝-alt-｛2-methoxy-5-（2-ethylhexyloxy）-1,4-bis（1-cyanovinylene）phenylene｝］）（以下、ＢＤＰＡＰ−ＣＮＭＥＨＰＰＶと呼ぶ）を用いることができる。ＢＤＰＡＰ−ＣＮＭＥＨＰＰＶの分子量は３０，０００である。

＜ＣＮ−ＰＰＰ＞
発光層４を構成する高分子材料として、下記式（Ａ８）で示される分子構造を有するポリ［2-（6-シアノ-6-メチルヘプチルオキシ）-1,4-フェニレン］（Poly［2-（6-cyano-6-methylheptyloxy）-1,4-phenylene］）（以下、ＣＮ−ＰＰＰと呼ぶ）を用いることができる。ＣＮ−ＰＰＰの分子量は５，０００である。

＜ＰＦ８−ＤＭＯＰ＞
発光層４を構成する高分子材料として、下記式（Ａ９）で示される分子構造を有するポリ［（9,9-ジオクチルフルオレン-2,7-ジイル）-alt-｛1,4-（2,5-ジメトキシ）フェニレン｝］（Poly［（9,9-dioctylfluorene-2,7-diyl）-alt-｛1,4-（2,5-dimethoxy）phenylene｝］）（以下、ＰＦ８−ＤＭＯＰと呼ぶ）を用いることができる。ＰＦ８−ＤＭＯＰの分子量は１６０，０００である。

＜ＰＦ８−ＤＳＢ＞
発光層４を構成する高分子材料として、下記式（Ａ１０）で示される分子構造を有するポリ［（9,9-ジオクチルフルオレン-2,7-ジイル）-alt-｛１，4-ジスチリル-5-（2-エチルヘキシルオキシ）-2-メトキシベンゼン｝］（Poly［（9,9-dioctylfluorene-2,7-diyl）-alt-｛1,4-distyryl-5-（2-ethylhexyloxy）-2-methoxybenzene｝］）（以下、ＰＦ８−ＤＳＢと呼ぶ）を用いることができる。ＰＦ８−ＤＳＢの分子量は５６，０００である。

＜ＰＦ６−ＣＮＶｉｎｙｌ＞
発光層４を構成する高分子材料として、下記式（Ａ１１）で示される分子構造を有するポリ（9,9-ジヘキシルフルオレニレン-シアノビニレン）（Poly（9,9-dihexylfluorenylene-cyanovinylene））（以下、ＰＦ６−ＣＮＶｉｎｙｌと呼ぶ）を用いることができる。ＰＦ６−ＣＮＶｉｎｙｌの分子量は４２０，０００である。

＜ＰＦ８−ＰＰＶ＞
発光層４を構成する高分子材料として、下記式（Ａ１２）で示される分子構造を有するポリ［（9,9-ジオクチルフルオレン-2,7-ジイル）-alt-（1,4-ジビニレン-フェニレン）］（Poly［（9,9-dioctylfluorene-2,7-diyl）-alt-（1,4-divinylene-phenylene）］）（以下、ＰＦ８−ＰＰＶと呼ぶ）を用いることができる。ＰＦ８−ＰＰＶの分子量は２０，０００である。

＜ＰＦ８＞
発光層４を構成する高分子材料として、下記式（Ａ１３）で示される分子構造を有するポリ（9,9-ジオクチルフルオレン-2,7-ジイル）（Poly（9,9-dioctylfluorene-2,7-diyl））（以下、ＰＦ８と呼ぶ）を用いることができる。ＰＦ８の分子量は１４０，０００である。

＜ＰＦ６＞
発光層４を構成する高分子材料として、下記式（Ａ１４）で示される分子構造を有するポリ（9,9-ジヘキシルフルオレン-2,7-ジイル）（Poly（9,9-dihexylfluorene-2,7-diyl））（以下、ＰＦ６と呼ぶ）を用いることができる。ＰＦ６の分子量は３００，０００である。

＜ＰＦ６−ＴＰＤＡＢ＞
発光層４を構成する高分子材料として、下記式（Ａ１５）で示される分子構造を有するポリ［（9,9-ジヘキシルフルオレン-2,7-ジイル）-alt−｛N,N’-ビス（4-ブチルフェニル）-N,N’-ジフェニル-1,4-ジアミノベンゼン｝］（Poly［（9,9-dihexylfluorene-2,7-diyl）-alt-｛N,N’-bis（4-butylphenyl）-N,N’-diphenyl-1,4-diaminobenzene｝］）（以下、ＰＦ６−ＴＰＤＡＢと呼ぶ）を用いることができる。ＰＦ６−ＴＰＤＡＢの分子量は１０，０００である。

＜ＰＦ６−Ａｎｔ＞
発光層４を構成する高分子材料として、下記式（Ａ１６）で示される分子構造を有するポリ［（9,9-ジヘキシルフルオレン-2,7-ジイル）-alt-（9,10-アントラセン-9,10-ジイル）］（Poly［（9,9-dihexylfluoren-2,7-diyl）-alt-（9,10-anthracene-9,10-diyl）］）（以下、ＰＦ６−Ａｎｔと呼ぶ）を用いることができる。ＰＦ６−Ａｎｔの分子量は６５，０００である。

＜ＰＦ６−Ｃｚ＞
発光層４を構成する高分子材料として、下記式（Ａ１７）で示される分子構造を有するポリ［（9,9-ジヘキシルフルオレン-2,7-ジイル）-alt-（9-エチルカルバゾール-3,6-ジイル）］（Poly［（9,9-dihexylfluorene-2,7-diyl）-alt-（9-ethylcarbazole-3,6-diyl）］）（以下、ＰＦ６−Ｃｚと呼ぶ）を用いることができる。ＰＦ６−Ｃｚの分子量は５０，０００である。

＜ＰＦ６−ＤＡＰ＞
発光層４を構成する高分子材料として、下記式（Ａ１８）で示される分子構造を有するポリ［（9,9-ジヘキシルフルオレン-2,7-ジイル）-alt-｛N,N’-ビス（4-ブチルフェニル）-1,4-ジアミノベンゼン｝］（Poly［（9,9-dihexylfluorene-2,7-diyl）-alt-｛N,N’-bis（4-buthylphenyl）-1,4-diaminobenzene｝］）（以下、ＰＦ６−ＤＡＰと呼ぶ）を用いることができる。ＰＦ６−ＤＡＰの分子量は４０，０００である。

＜Ｐｏｌｙ−ＴＰＤ＞
発光層４を構成する高分子材料として、下記式（Ａ１９）で示される分子構造を有するポリ［N,N’-ビス（4-ブチルフェニル）-N,N’-ジフェニル-1,1’-ビフェニル-4,4’-ジアミン］（Poly［N,N’-bis（4-buthylphenyl）-N,N’-diphenyl-1,1’-biphenyl-4,4’-diamine］）（以下、Ｐｏｌｙ−ＴＰＤと呼ぶ）を用いることができる。Ｐｏｌｙ−ＴＰＤの分子量は２９，０００である。

＜ＰＦ８−Ｂｐｙ＞
発光層４を構成する高分子材料として、下記式（Ａ２０）で示される分子構造を有するポリ［（9,9-ジオクチルフルオレン-2,7-ジイル）-alt-｛（2,2’-ビピリジン）-6,6’-ジイル｝］（Poly［（9,9-dioctylfluorene-2,7-diyl）-alt-[(2,2’-bipyridine）-6,6’-diyl｝］）（以下、ＰＦ８−Ｂｐｙと呼ぶ）を用いることができる。ＰＦ８−Ｂｐｙの分子量は１０，０００である。

＜ＰＦ８−Ｃｚ＞
発光層４を構成する高分子材料として、下記式（Ａ２１）で示される分子構造を有するポリ［（9,9-ジオクチルフルオレン-2,7-ジイル）-alt-（9-ブチルカルバゾール-3,6-ジイル）］（Poly［（9,9-dioctylfluorene-2,7-diyl）-alt-（9-butylcarbazole-3,6-diyl）］）（以下、ＰＦ８−Ｃｚと呼ぶ）を用いることができる。ＰＦ８−Ｃｚの分子量は３２，０００である。

＜ＰＶＣｚ＞
発光層４を構成する高分子材料として、下記式（Ａ２２）で示される分子構造を有するポリ（N-ビニルカルバゾール）（Poly（N-vinylcarbazole））（以下、ＰＶＣｚと呼ぶ）を用いることができる。ＰＶＣｚの分子量は１０００，０００である。

＜ＰＦ８−ＳＢ（１０％）＞
発光層４を構成する高分子材料として、下記式（Ａ２３）で示される分子構造を有する［（9,9-ジオクチルフルオレン-2,7-ジイル）：（スチリルベンゼン-4,4’-ジイル）］（９０：１０）共重合体（Poly［（9,9-dioctylfluorene-2,7-diyl）-co-（styrylbenzene）-4,4’-diyl］）（以下、ＰＦ８−ＳＢ（１０％）と呼ぶ）を用いることができる。ＰＦ８−ＳＢ（１０％）の分子量は８６０，０００である。

＜ＰＦ８−ＴＰＡ＞
発光層４を構成する高分子材料として、下記式（Ａ２４）で示される分子構造を有するポリ［（9,9-ジオクチルフルオレン-2,7-ジイル）-alt-（トリフェニルアミン-4,4’-ジイル）］（Poly［（9,9-dioctylfluorene-2,7-diyl）-alt-（triphenylamine-4,4’-diyl）］）（以下、ＰＦ８−ＴＰＡと呼ぶ）を用いることができる。ＰＦ８−ＴＰＡの分子量は５０，０００である。

＜ＰＦ８−ＴＰＤ＞
発光層４を構成する高分子材料として、下記式（Ａ２５）で示される分子構造を有するポリ［（9,9-ジオクチクフルオレン-2,7-ジイル）-alt-｛N,N’-ビス（4-tert-ブチルフェニル）-N,N’-ジフェニル-1,1’-ビフェニル-4,4’-ジアミン｝］（Poly［（9,9-dioctylfluorene-2,7-diyl）-alt-｛N,N’-bis（4-tert-butylphenyl）-N,N’-diphenyl-1,1’-biphenyl-4,4’-diamine｝］）（以下、ＰＦ８−ＴＰＤと呼ぶ）を用いることができる。ＰＦ８−ＴＰＤの分子量は２３０，０００である。

＜ＰＦ８−ＢＴ（１０％）＞
発光層４を構成する高分子材料として、下記式（Ａ２６）で示される分子構造を有する［（9,9-ジオクチルフルオレン-2,7-ジイル）：（ベンゾチオゾール-4,7-ジイル）］（９０：１０）共重合体（Poly［（9,9-dioctylfluorene-2,7-diyl）-co-（benzothiazole-4,7-diyl）］）（以下、ＰＦ８−ＢＴ（１０％）と呼ぶ）を用いることができる。ＰＦ８−ＢＴ（１０％）の分子量は４４０，０００である。

＜ＰＦ８−Ｐｙ＞
発光層４を構成する高分子材料として、下記式（Ａ２７）で示される分子構造を有するポリ［（9,9-ジオクチルフルオレン-2,7-ジイル）-alt-（ピリジン-2,6-ジイル）］（Poly［（9,9-dioctylfluorene-2,7-diyl）-alt-（pyridine-2,6-diyl）］）（以下、ＰＦ８−Ｐｙと呼ぶ）を用いることができる。ＰＦ８−Ｐｙの分子量は９７，０００である。

発光層４を構成する高分子材料は、上記の例に限定されず、他の発光性の高分子材料を用いることもできる。ここで、発光層４を構成する高分子材料は、２種類以上の高分子材料の混合物でもよい。また、１種類または２種類以上の高分子材料に１種類または２種類以上の低分子材料を添加してもよい。

３種類以上の高分子材料を混合することにより白色発光を得ることも可能となる。

また、発光層４を構成する高分子材料として、電子受容性および電子供与性の両方を有するバイポーラ性の高分子材料を用いることにより、信頼性の向上を図ることができる。バイポーラ性の高分子材料として、例えば、ＰＦ６−ＣＶＡＰを用いることができる。

また、発光層４にＭＥＨ−ＰＰＶ等の単一の繰り返し単位を有する高分子材料を用いた場合、正孔の注入に対しては安定であるが、電子の注入により不安定になる。この場合、バイポーラ性のＰＦ６−ＣＶＡＰをＭＥＨ−ＰＰＶに混合することにより、発光層４の電子受容性を高め、結果的に有機電界発光素子の長寿命化を図ることができる。

図４は有機電界発光素子における正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層および電子注入層における最低空分子軌道（ＬＵＭＯ）および最高被占分子軌道（ＨＯＭＯ）のエネルギーレベルを示す模式図である。

図４において、電子は、陰極から電子注入層および電子輸送層を通して発光層に輸送される。また、正孔は、陽極から正孔注入層および正孔輸送層を通して発光層に輸送される。この場合、正孔輸送層のＬＵＭＯレベルが高いと、電子がブロックされる。また、電子輸送層のＨＯＭＯレベルが低いと、正孔がブロックされる。それにより、電子および正孔が発光層で結合しやすくなる。

ＨＯＭＯとＬＵＭＯとのエネルギー差で示されるバンドギャップが異なる２つの発光性の高分子材料を混合して発光層に用いる場合、通常、バンドギャップが小さい発光性の高分子材料から発光が得られる。その際に、バンドギャップが小さい高分子材料が発光しない高分子材料からのエネルギー移動を受けることにより、より高い発光効率を得ることができる。

表１に上記の発光層４を構成する高分子材料の発光色、発光ピーク波長、吸収ピーク波長、ＨＯＭＯレベル、バンドギャップ、ＬＵＭＯレベルおよび分子量の一覧を示す。

図５は発光層を構成する高分子材料のＬＵＭＯレベルおよびＨＯＭＯレベルを示す図である。

第１の実施の形態では、電子輸送層５の高分子材料を考慮して発光色、分子量、ＬＵＭＯレベルおよびＨＯＭＯレベルに基づいて高分子材料を選択する。

また、第２および第３の実施の形態では、正孔輸送層８の材料を考慮して発光色、分子量、ＬＵＭＯレベルおよびＨＯＭＯレベルに基づいて高分子材料を選択する。

（電子輸送層５の材料）
電子輸送層５を構成する材料としては、発光層４の高分子材料を考慮して上記の表１の高分子材料から選択することができる。この場合、電子輸送層５としては、発光層４よりもＬＵＭＯレベルが低い（ＬＵＭＯレベルの絶対値が大きい）高分子材料を選択する。また、電子輸送層５のＨＯＭＯレベルが低い（ＨＯＭＯレベルの絶対値が大きい）ほど正孔阻止の効果が大きくなる。

電子輸送層５としては、例えばＰＦ８−ＤＳＢ、ＭＥＨ−ＰＰＶ、ＰＦ８−ＭＥＨＰＰＶ、ＰＦ８、ＰＦ８−Ｐｙ、ＰＦ６−Ａｎｔ、ＰＦ６、ＰＦ６−ＣＮＶｉｎｙｌ等を用いることができる。

電子輸送層５を構成する高分子材料は、上記の例に限定されず、他の電子輸送性の高分子材料を用いることもできる。ここで、電子輸送層５を構成する高分子材料は、２種類以上の高分子材料の混合物でもよい。また、１種類または２種類以上の高分子材料に１種類または２種類以上の低分子材料を添加してもよい。

電子輸送層５を構成する高分子材料に添加する低分子材料（低分子電子輸送性材料）としては、次のものが挙げられる。

＜ＺｎＰＢＯ＞
低分子電子輸送性添加剤として、下記式（Ｂ１）で示される分子構造を有するジンク・ビス｛2-（o-ヒドロキシフェニル）ベンゾオキサゾラート｝（Zinc bis[2-(o-hydroxyphenyl)benzoxazolate]）（以下、ＺｎＰＢＯと呼ぶ）を用いることができる。ＺｎＰＢＯの分子量は４８６である。

＜アントラセン＞
低分子電子輸送性添加剤として、下記式（Ｂ２）で示される分子構造を有するアントラセン（Anthracene）を用いることができる。アントラセンの分子量は１７８である。

＜Ａｌｑ３＞
低分子電子輸送性添加剤として、下記式（Ｂ３）で示される分子構造を有するアルミニウム・トリス-（8-キノリノレート)（Aluminum tris-（8-quinolinolate)））（以下、Ａｌｑ₃ と呼ぶ）を用いることができる。Ａｌｑ₃ の分子量は４５９である。

＜ペリレン＞
低分子電子輸送性添加剤として、下記式（Ｂ４）で示される分子構造を有するペリレン（Perylene）を用いることができる。ペリレンの分子量は２５２である。

＜ＯＸＤ−７＞
低分子電子輸送性添加剤として、下記式（Ｂ５）で示される分子構造を有する1,3-ビス［5-（4-tert-ブチルフェニル）-1,3,4-オキサジゾール-2-イル］ベンゼン（1,3-bis［5-（4-tert-butylphenyl）-1,3,4-oxadizol-2-yl］benzen）（以下、ＯＸＤ−７と呼ぶ）を用いることができる。ＯＸＤ−７の分子量は４７８である。

（正孔輸送層８の材料）
正孔輸送層８を構成する材料としては、発光層４の高分子材料を考慮して上記の表１の高分子材料から選択することができる。この場合、正孔輸送層８としては、発光層４よりもＨＯＭＯレベルが高い（ＨＯＭＯレベルの絶対値が小さい）高分子材料を選択する。また、正孔輸送層８のＬＵＭＯレベルが高い（ＬＵＭＯレベルの絶対値が小さい）ほど電子阻止の効果が大きくなる。

正孔輸送層８としては、例えばＰＦ８−ＳＢ、ＰＦ８−ＢＴ、ＰＶＣｚ等を用いることができる。

正孔輸送層８を構成する高分子材料は、上記の例に限定されず、他の正孔輸送性の高分子材料を用いることもできる。ここで、正孔輸送層８を構成する高分子材料は、２種類以上の高分子材料の混合物でもよい。また、１種類または２種類以上の高分子材料に１種類または２種類以上の低分子材料を添加してもよい。

正孔輸送層８を構成する高分子材料に添加する低分子材料（低分子正孔輸送性材料）としては、次のものが挙げられる。

＜ＴＰＤ＞
低分子正孔輸送性添加剤として、下記式（Ｂ６）で示される分子構造を有するN,N'-ビス-(3-メチルフェニル)-N,N'-ビス-(フェニル)-ベンジジン（N,N'-Bis-(3-methylphenyl)-N,N'-bis-(phenyl)-benzidine）（以下、ＴＰＤと呼ぶ）を用いることができる。ＴＰＤの分子量は５７０である。

＜ＮＰＢ＞
低分子正孔輸送性添加剤として、下記式（Ｂ７）で示される分子構造を有するN,N'-ジ(ナフタレン-1-イル)-N,N'-ジフェニル-ベンジジン（N,N'-Di(naphthalen-1-yl)-N,N'-diphenyl-benzidine）（以下、ＮＰＢと呼ぶ）を用いることができる。ＮＰＢの分子量は６４４である。

上記の低分子材料を用いて電子輸送層５または正孔輸送層８を形成してもよい。上記の低分子材料を用いた電子輸送層５または正孔輸送層８の形成方法としては、一般的な真空蒸着法の他に、この低分子材料を有機溶媒に溶解させ、スピンコート法等の湿式法で成膜する方法を用いてもよい。特に、本実施の形態では、湿式法を用いることが好ましい。

発光層およびキャリア輸送層に用いることができる高分子材料としては、単一のモノマーから合成された高分子材料の他に、複数のモノマーから合成された共重合体が挙げられる。

表１には主として２種類のモノマーからなる１対１の共重合体の例を示したが、これに限らず、異なるモノマーを用いた共重合体、１対１以外のモノマー構成比を有する共重合体、または３種類以上のモノマーからなる共重合体を使用することも可能である。

共重合体の設計指針としては、べ一スとなる高分子骨格に、類似の形状を有するモノマーを適当な配合比で結合させたり、キャリア輸送性（電子輸送性または正孔輸送性）を補助するモノマーを適当な配合比で結合させたり、発光性の高いモノマーを適当な配合比で結合させたり、またはキャリア輸送性および発光性の両方を有するモノマーを適当な配合比で結合させることにより、高分子材料の性能を向上させる方法が用いられる。

キャリア輸送性モノマーでは、配合比が１モル％から７０モル％の範囲、特に３モル％から５０モル％の範囲にある場合に高い性能向上の効果が得られる。

また、発光性モノマーでは、配合比が０．２モル％から５０モル％の範囲、特に０．５モル％から３０モル％の範囲にある場合に高い性能向上の効果が得られる。

発光性またはキャリア輸送性を発現するモノマーとしては、パイ電子を有するアリール基、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、ピレン、ナフタセン、トリフェニレン、ペリレン、フェナントレン、スチリルベンゼン、ジスチリルベンゼン、フルオレン、ビフェニル等の芳香族炭化水素化合物またはこれらに種々の置換基が付加された化合物、チオフェン、ベンゾチオフェン、ピロール、ポルフィリン、オキサゾール、ベンズオキサゾール、オキサジアゾール、チアゾール、ベンズチアゾール、ベンズチジアゾール、ピラゾリン、トリアゾール、シロキサン、カルバゾール、ピリジン、フェニルピリジン、ピリミジン、ピラジン、トリアジン、オキサジン、キノリン、キナゾリン、キナクリドン、チアジン、ベンゾフラン、クマリン、クロメン、ベンゾフラン、キサンテン、チオキサンテン、アクリジン、チオニン、フェナジン、フェノキサジン、フェナントロリン等のヘテロ環化合物またはこれらに種々の置換基が付加された化合物、フェニルアミン、ナフチルアミン、トリフェニルアミン、アゾベンゼン等の窒素含有化合物またはこれらに種々の置換基が付加された化合物、フェニルシラン等のシリコン含有化合物等を用いることができる。

高分子材料の分子量は、材料合成の際の反応条件（反応温度、反応時間、モノマー配合比、触媒濃度、原料濃度、反応溶媒等）を調整することにより制御することが可能である。また、精製条件（分液、カラムクロマトグラフィー、再沈殿等）を調整することにより不純物、触媒、未反応モノマー、低分子量成分等の不要物を取り除くことができるので、一定の分子量を有する高分子材料を得ることができる。

ここで、発光層４の形成に使用される有機溶媒は二種類以上の有機溶媒からなる混合溶媒でもよい。

発光層４の形成に使用される有機溶媒としては、例えば、エチルセロソルブ、メチルセロソルブ、トルエン、ｏ−ジクロロベンゼン、２，２−ジメチルブタン、２，４−ジメチルペンタン、２−メチルヘキサン、３−メチルヘキサン、２，２，４−トリメチルペンタン、２−メチルブタン、２，２、５−トリメチルヘキサン、１，１，２−トリクロロ−１，２，２−トリフルオロエタン、１−ペンテン、２，２，３−トリメチルペンタン、２−メチルペンタン、ｎ−ペンタン、ｔｒａｎｓ−２−ペンテン、１−ヘキセン、ｃｉｓ−２−ペンテン、２−クロロ−２−メチルプロパン、１，１，２，２−テトラクロロ−１，２−ジフルオロエタン、１−へプテン、ヘキサン、ｎ−オクタン、１−オクテン、ヘプタン、ｎ−ノナン、１−ノネン、ｎ−デカン、１−クロロペンタン、１−デセン、２−クロロブタン、ベンゾトリフルオリド、メチルシクロヘキサン、メチルシクロペンタン、２−クロロプロパン、メシチレン、１−クロロブタン、エチルシクロヘキサン、ｐ−キシレン、ｍ−キシレン、２−ブロモプロパン、シクロヘキセン、シクロペンタン、１−クロロプロパン、シクロヘキサン、２，３−ジメチルブタン、ｏ−キシレン、テトラクロロメタン、ヘキサフルオロベンゼン、ペンタクロロエタン、１−クロロ−２−メチルプロパン、１，１−ジクロロエチレン、１，１，１，２−テトラクロロエタン、１，１，１−トリクロロエタン、１−ブロモプロパン、クメン、ｐ−クロロトルエン、ジエチルスルファイド、ｏ−クロロトルエン、ｐ−ジクロロベンゼン、１，１−ジクロロエタン、テトラクロロエチレン、ｍ−ジクロロベンゼン、ｐ−ジエチルベンゼン、ｍ−ジエチルベンゼン、エチルベンゼン、トリクロロエチレン、３−クロロプロペン、ｏ−ジエチルベンゼン、ｏ−ジクロロベンゼン、ブロモエタン、トルエン、クロロベンゼン、トリクロロメタン、フルオロベンゼン、１，２−ジクロロエチレン（ｔｒａｎｓ）、１，１，２，２−テトラクロロエタン、１．２−ジクロロプロパン、ベンゼン、１，２，３−トリクロロプロパン、スチレン、イソブチロニトリル、１，２−ジクロロエチレン（ｃｉｓ）、１−ブロモ−２−クロロエタン、１，２−ジクロロエタン、ヘキサクロロエチレン、１，２−ジブロモエタン、１，１，２−トリクロロエタン、ジクロロメタン、バレロニトリル、チオフェン、カーボンジスルァイド、クロロブロモメタン、ブロモベンゼン、２−ニトロプロパン、１−ニトロプロパン、ベンゾニトリル、ニトロエタン等炭化水素、ハロゲン化炭化水素、ニトロ化炭化水素、ニトリル類等から選択された１種または２種以上の混合溶媒を用いることができる。

キャリア輸送層の形成に使用される有機溶媒は二種類以上の有機溶媒からなる混合溶媒でもよい。

キャリア輸送層（電子輸送層５または正孔輸送層８）の形成に使用される有機溶媒としは、例えば、エチルセロソルブ、メチルセロソルブ、トルエン、ｏ−ジクロロベンゼン、２，２−ジメチルブタン、２，４−ジメチルペンタン、２−メチルヘキサン、３−メチルヘキサン、２，２，４−トリメチルペンタン、２−メチルブタン、２，２、５−トリメチルヘキサン、１，１，２−トリクロロ−１，２，２−トリフルオロエタン、１−ペンテン、２，２，３−トリメチルペンタン、２−メチルペンタン、ｎ−ペンタン、ｔｒａｎｓ−２−ペンテン、１−ヘキセン、ｃｉｓ−２−ペンテン、２−クロロ−２−メチルプロパン、１，１，２，２−テトラクロロ−１，２−ジフルオロエタン、１−へプテン、ヘキサン、ｎ−オクタン、１−オクテン、ヘプタン、ｎ−ノナン、１−ノネン、ｎ−デカン、１−クロロペンタン、１−デセン、２−クロロブタン、ベンゾトリフルオリド、メチルシクロヘキサン、メチルシクロペンタン、２−クロロプロパン、メシチレン、１−クロロブタン、エチルシクロヘキサン、ｐ−キシレン、ｍ−キシレン、２−ブロモプロパン、シクロヘキセン、シクロペンタン、１−クロロプロパン、シクロヘキサン、２，３−ジメチルブタン、ｏ−キシレン、テトラクロロメタン、ヘキサフルオロベンゼン、ペンタクロロエタン、１−クロロ−２−メチルプロパン、１，１−ジクロロエチレン、１，１，１，２−テトラクロロエタン、１，１，１−トリクロロエタン、１−ブロモプロパン、クメン、ｐ−クロロトルエン、ジエチルスルファイド、ｏ−クロロトルエン、ｐ−ジクロロベンゼン、１，１−ジクロロエタン、テトラクロロエチレン、ｍ−ジクロロベンゼン、ｐ−ジエチルベンゼン、ｍ−ジエチルベンゼン、エチルベンゼン、トリクロロエチレン、３−クロロプロペン、ｏ−ジエチルベンゼン、ｏ−ジクロロベンゼン、ブロモエタン、トルエン、クロロベンゼン、トリクロロメタン、フルオロベンゼン、１，２−ジクロロエチレン（ｔｒａｎｓ）、１，１，２，２−テトラクロロエタン、１．２−ジクロロプロパン、ベンゼン、１，２，３−トリクロロプロパン、スチレン、イソブチロニトリル、１，２−ジクロロエチレン（ｃｉｓ）、１−ブロモ−２−クロロエタン、１，２−ジクロロエタン、ヘキサクロロエチレン、１，２−ジブロモエタン、１，１，２−トリクロロエタン、ジクロロメタン、バレロニトリル、チオフェン、カーボンジスルァイド、クロロブロモメタン、ブロモベンゼン、２−ニトロプロパン、１−ニトロプロパン、ベンゾニトリル、ニトロエタン等、炭化水素、ハロゲン化炭化水素、ニトロ化炭化水素、ニトリル類等から選択された１種または２種以上の混合溶媒を用いることができる。

また、発光層４を構成する高分子材料を選択することにより、発光層４からの発光色を調整することができる。

発光層４を異なる発光色を発生する２層の発光層により形成してもよい。例えば、２層の発光層のうち一方に橙色〜赤色発光を得ることが可能な高分子材料を用い、他方に青色発光を得ることが可能な高分子材料を用いることにより、白色発光を得ることができる。この場合、白色発光を得ることが可能な有機電界発光素子に赤色、緑色および青色のフィルタを組み合わせることにより光の３原色の表示（ＲＧＢ表示）が可能となり、フルカラー表示が実現する。

また、緑色発光する発光層を備えた有機電界発光素子、橙色または赤色発光する発光層を備えた有機電界発光素子および青色発光する発光層を備えた有機電界発光素子を組み合わせて用いてもよい。この場合、橙色または赤色発光する有機電界発光素子を赤色に発光する画素（Ｒ画素）として用い、緑色発光する有機電界発光素子を緑色に発光する画素（Ｇ画素）として用い、青色発光する有機電界発光素子を青色に発光する画素（Ｂ画素）として用いることにより、光の３原色の表示（ＲＧＢ表示）が可能となり、フルカラー表示が実現する。

以下の実施例では、上記実施の形態に係る有機電界発光素子を作製し、発光特性および発光寿命を評価した。

（実施例１）
実施例１では、図１に示した三層構造を有する有機電界発光素子を次の方法により作製した。

実施例１の有機電界発光素子の製造方法について説明する。ＩＴＯからなる陽極２を備えた基板１を用いた。まず、陽極２上に、下記式（Ｄ１）で示される分子構造を有する［２，３−ジヒドロチエノ（３，４，−ｂ）（１，４）ジオキシン−５，７−ジイル］のポリ（ｐ−スチレンスルホン酸）塩とポリ（ｐ−スチレンスルホン酸）の混合物ポリ（エチレンジオキシチオフェン）：ポリ（スチレンスルホナート）（Poly（ethylenedioxythiophene）：Poly（styrenesulphonate））（以下、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳという）をスピンコート法により４０ｎｍの膜厚を有するように形成し、１８０℃で１０分間大気中においてベークすることにより正孔注入層３を形成した。

次に、正孔注入層３上に、ＭＥＨ−ＰＰＶをスピンコート法により４０ｎｍの膜厚を有するように形成し、窒素雰囲気中において８０℃で５分間ベークすることにより発光層４を形成した。この際、ＭＥＨ−ＰＰＶはｏ−ジクロロベンゼン（比誘電率６．８２８）溶液として用いた。

続いて、発光層４上に、ＰＦ８−ＤＳＢをスピンコート法により４０ｎｍの膜厚を有するように形成することにより、正孔阻止層を兼ねる電子輸送層５を形成した。この際、ＰＦ８−ＤＳＢは、トルエン（比誘電率２．２８３）溶液として用いた。電子輸送層５は、発光層４の高分子膜を損傷することなく形成された。

電子輸送層５上に、膜厚６ｎｍのカルシウムからなる電子注入層６および膜厚２００ｎｍのアルミニウムからなる陰極７を真空蒸着法により形成した。

（比較例１）
比較例１では、図１に示す二層構造を有する有機電界発光素子を次の方法により作製した。

実施例１と同様に、ＩＴＯからなる陽極２を備えた基板１を用いた。まず、実施例１と同様に、陽極２上に、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳをスピンコート法により４０ｎｍの膜厚を有するように形成し、１８０℃で１０分間大気中においてベークすることにより正孔注入層３を形成した。

次に、実施例１と同様に、正孔注入層３上に、ＭＥＨ−ＰＰＶをスピンコート法により４０ｎｍの膜厚を有するように形成し、窒素雰囲気中において８０℃で５分間ベークすることにより発光層４を形成した。この際、ＭＥＨ−ＰＰＶはｏ−ジクロロベンゼン溶液として用いた。

発光層４上に、膜厚６ｎｍのカルシウムからなる電子注入層６および膜厚２００ｎｍのアルミニウムからなる陰極７を真空蒸着法により形成した。

（評価１）
実施例１および比較例１の有機電界発光素子の発光効率を測定した。実施例１および比較例１の有機電界発光素子における発光層４および電子輸送層５の材料、発光効率および輝度半減寿命の測定結果を表２に示す。

表２において、各高分子材料の分子量を括弧内に示す。

表２に示すように、三層構造を有する実施例１の有機電界発光素子は、二層構造を有する比較例１の有機電界発光素子よりも高い発光効率を有することがわかった。

また、実施例１および比較例１の有機電界発光素子の信頼性試験を行った。図７は信頼性試験の結果を示す図である。図７の横軸は時間を表し、縦軸は輝度を表す。

この信頼性試験においては、有機電界発光素子の初期輝度が２４０ｃｄ／ｍ²となるように電流を調整し、有機電界発光素子を定電流で駆動し、輝度半減寿命を測定した。実施例１の有機電界発光素子の電流は０．２８ｍＡであり、比較例１の有機電界発光素子の電流は３．００ｍＡであった。素子面積は２．８ｍｍ²である。

図７に示すように、比較例１の有機電界発光素子の輝度半減寿命は４００時間であった。これに対して、実施例１の有機電界発光素子の輝度半減寿命は３８００時間以上であった。それにより、三層構造を有する実施例１の有機電界発光素子では、二層構造を有する比較例１の有機電界発光素子に比べて輝度半減寿命を大幅に改善できることがわかった。

（比較例２）
比較例２では、図１に示した三層構造を有する有機電界発光素子を次の方法により作製した。

実施例１と同様に、ＩＴＯからなる陽極２を備えた基板１を用いた。まず、実施例１と同様に、陽極２上に、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳをスピンコート法により４０ｎｍの膜厚を有するように形成し、１８０℃で１０分間大気中においてベークすることにより正孔注入層３を形成した。

次に、正孔注入層３上に、ＰＦ６−ＣＶＡＰをスピンコート法により４０ｎｍの膜厚を有するように形成し、窒素雰囲気中において８０℃で５分間ベークすることにより発光層４を形成した。この際、ＰＦ６−ＣＶＡＰはｏ−ジクロロベンゼン溶液として用いた。

続いて、発光層４上に、ＭＥＨ−ＰＰＶを４０ｎｍの膜厚を有するようにスピンコート法により形成することにより、電子輸送層５を形成した。この際、ＭＥＨ−ＰＰＶはトルエン溶液として用いた。電子輸送層５は、発光層４の高分子膜を損傷することなく形成された。

電子輸送層５上に、膜厚６ｎｍのカルシウムからなる電子注入層６および膜厚２００ｎｍのアルミニウムからなる陰極７を真空蒸着法により形成した。

発光層４を構成する高分子材料の繰り返し単位および電子輸送層５を構成する高分子材料の繰り返し単位には同一の骨格（フェニレンビニレン骨格）が含まれる。

（実施例２）
実施例２では、図１に示した三層構造を有する有機電界発光素子を次の方法より作製した。

実施例１と同様に、ＩＴＯからなる陽極２を備えたガラス基板１を用いた。まず、実施例１と同様に、陽極２上に、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳをスピンコート法により４０ｎｍの膜厚を有するように形成し、１８０℃で１０分間大気中においてベークすることにより正孔注入層３を形成した。

次に、正孔注入層３上に、ＰＦ６−ＣＶＡＰをスピンコート法により４０ｎｍの膜厚を有するように形成し、窒素雰囲気中において８０℃で５分間ベークすることにより発光層４を形成した。この際、ＰＦ６−ＣＶＡＰはｏ−ジクロロベンゼン溶液として用いた。

続いて、発光層４上に、ＰＦ８−ＤＳＢを４０ｎｍの膜厚を有するようにスピンコート法により形成することにより、正孔阻止層を兼ねる電子輸送層５を形成した。この際、ＰＦ８−ＤＳＢはトルエン溶液として用いた。電子輸送層５は、発光層４の高分子膜を損傷することなく形成された。

電子輸送層５上に、膜厚６ｎｍのカルシウムからなる電子注入層６および膜厚２００ｎｍのアルミニウムからなる陰極７を真空蒸着法により形成した。

（評価２）
実施例２および比較例２の有機電界発光素子の発光効率を測定した。実施例２および比較例２の有機電界発光素子における発光層４および電子輸送層５の材料および発光効率の測定結果を表３に示す。

表３に示すように、下層である発光層４を構成する材料の分子量が上層である電子輸送層５を構成する材料の分子量よりも大きい実施例２の有機電界発光素子は、下層である発光層４を構成する材料の分子量が上層である電子輸送層５を構成する材料の分子量よりも小さい比較例２の有機電界発光素子よりも高い発光効率を有することがわかった。

また、電子輸送層５を構成する材料が電子輸送性に加えて正孔阻止性を有する実施例２の有機電界発光素子は、電子輸送層５を構成する材料が正孔阻止性を有さない比較例２の有機電界発光素子よりも高い発光効率を有することがわかった。

図８は実施例２の有機電界発光素子における正孔注入層３、発光層４および電子輸送層５における最低空分子軌道（ＬＵＭＯ）および最高被占分子軌道（ＨＯＭＯ）のエネルギーレベルを示す模式図である。また、図９は比較例２の有機電界発光素子の正孔注入層３、発光層４および電子輸送層５における最低空分子軌道（ＬＵＭＯ）および最高被占分子軌道（ＨＯＭＯ）のエネルギーレベルを示す模式図である。

図８に示すように、実施例２の有機電界発光素子においては、発光層４のＨＯＭＯのエネルギーレベルは−５．３３ｅＶとなり、電子輸送層５のＨＯＭＯのエネルギーレベルは−５．１７ｅＶとなる。これに対して、図９に示すように、比較例２の有機電界発光素子においては、正孔注入層３のＨＯＭＯのエネルギーレベルは−５．３３ｅＶとなり、電子輸送層５のＨＯＭＯのエネルギーレベルは−５．５７ｅＶとなる。

それにより、実施例２の有機電界発光素子では、正孔注入層３から発光層４に注入された正孔が発光層４と電子輸送層５との間でのエネルギー障壁により陰極７側に通り抜けることが阻止される。したがって、発光層４において電子と正孔とのバランスが適正となり、電子と正孔とが効率よく再結合する。その結果、高い発光効率が得られる。

なお、従来の２層型有機電界発光素子では、正孔輸送層と発光層の２層を形成することが限度であったため、正孔が過剰に発光層内に流れ込み、電子の注入が正孔の注入に追いつかない。それにより、電子と正孔とのバランスが適正に取れないため、本来得られるべき発光効率よりも低い発光効率しか得られない。

（実施例３）
実施例３では、発光層４および電子輸送層５の膜厚を変えて９種類の有機電界発光素子を作製し、発光特性を評価した。実施例３の有機電界発光素子の構造および作製方法は、発光層４および電子輸送層５の膜厚を除いて実施例１の有機電界発光素子と同様である。

表４に、９種類の有機電界発光素子１−１，１−２，１−３，２−１，２−２，２−３，３−１，３−２，３−３の発光層４および電子輸送層５の膜厚を示す。

（評価３）
実施例３の９種類の有機電界発光素子の発光効率を測定した。実施例３の９種類の有機電界発光素子１−１，１−２，１−３，２−１，２−２，２−３，３−１，３−２，３−３の発光効率の測定結果を表５に示す。

表５に示すように、有機電界発光素子１−２，１−３，２−２，２−３のように電子輸送層５の膜厚および発光層４の膜厚が実施例１と異なる場合でも、比較例１および比較例２の有機電界発光素子と比べて高い発光効率が得られることがわかった。

（実施例４）
実施例４では、実施例２と同じ構造の有機電界発光素子を実施例２と同じ方法で作製した。

（実施例５）
実施例５では、図１に示した三層構造を有する有機電界発光素子を次の方法により作製した。発光層４は２種類の高分子材料から構成される。

実施例１と同様に、ＩＴＯからなる陽極２を備えた基板１を用いた。まず、実施例１と同様に、陽極２上に、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳをスピンコート法により４０ｎｍの膜厚を有するように形成し、１８０℃で１０分間大気中においてベークすることにより正孔注入層３を形成した。

次に、正孔注入層３上に、ＭＥＨ−ＰＰＶにＰＦ６−ＣＶＡＰを１０ｗｔ％添加したものをスピンコート法により４０ｎｍの膜厚を有するように形成し、窒素雰囲気中において８０℃で５分間ベークすることにより発光層４を形成した。この際、発光層４を構成する高分子はｏ−ジクロロベンゼン溶液として用いた。

続いて、発光層４上に、ＰＦ８−ＤＳＢを４０ｎｍの膜厚を有するようにスピンコート法により形成することにより、正孔阻止層を兼ねる電子輸送層５を形成した。この際、ＰＦ８−ＤＳＢはトルエン溶液として用いた。電子輸送層５は、発光層４の高分子膜を損傷することなく形成された。

正孔阻止層を兼ねる電子輸送層５上に、膜厚６ｎｍのカルシウムからなる電子注入層６および膜厚２００ｎｍのアルミニウムからなる陰極７を真空蒸着法により形成した。

（評価４）
実施例４，５の有機電界発光素子の輝度半減寿命を測定した。実施例４，５の有機電界発光素子における発光層４および電子輸送層５の材料および輝度半減寿命の測定結果を表６に示す。測定条件としては、初期輝度が２００ｃｄ／ｍ²であり、室温で定電流駆動を行った。素子面積は２．８ｍｍ²である。

表６に示すように、発光層４が２種類の高分子材料から構成される実施例５の有機電界発光素子は、発光層４が１種類の高分子材料から構成される実施例４の有機電界発光素子よりも長い輝度半減寿命を有することがわかった。

特に、発光層４の材料としてＭＥＨ−ＰＰＶにＰＦ６−ＣＶＡＰを添加したものを用いた有機電界発光素子にあっては、発光層４の材料としてＭＥＨ−ＰＰＶを単独で用いた有機電界発光素子よりも輝度半減寿命が２倍になり、輝度半減寿命を大幅に向上できることがわかった。

（実施例６）
実施例６では、実施例１の有機電界発光素子と同様の構造を有する有機電界発光素子を実施例１と同様の方法により作製した。

（実施例７）
実施例７では、図１に示した三層構造を有する有機電界発光素子を次の方法により作製した。電子輸送層５は２種類の高分子材料から構成される。

実施例１と同様に、ＩＴＯからなる陽極２を備えたガラス基板１を用いた。まず、実施例１と同様に、陽極２上に、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳをスピンコート法により４０ｎｍの膜厚を有するように形成し、１８０℃で１０分間大気中においてベークすることにより正孔注入層３を形成した。

次に、正孔注入層３上に、ＭＥＨ−ＰＰＶををスピンコート法により４０ｎｍの膜厚を有するように形成し、窒素雰囲気中において８０℃で５分間ベークすることにより発光層４を形成した。この際、発光層４を構成する高分子はｏ−ジクロロベンゼン溶液として用いた。

続いて、発光層４上に、ＰＦ８−ＤＳＢにＺｎＢＴＺを５ｗｔ％添加したものを４０ｎｍの膜厚を有するようにスピンコート法により形成することにより、正孔阻止層を兼ねる電子輸送層５を形成した。この際、電子輸送層５を構成する高分子材料はトルエン溶液として用いた。電子輸送層５は、発光層４の高分子膜を損傷することなく形成された。

電子輸送層５上に、膜厚６ｎｍのカルシウムからなる電子注入層６および膜厚２００ｎｍのアルミニウムからなる陰極７を真空蒸着法により形成した。

（評価５）
実施例６，７の有機電界発光素子の発光効率を測定した。実施例６，７の有機電界発光素子における発光層４および電子輸送層５の材料および発光効率の測定結果を表７に示す。

表７に示すように、電子輸送層５が２種類の材料から構成される実施例７の有機電界発光素子は、電子輸送層５が１種類の高分子材料から構成される実施例６の有機電界発光素子よりも高い発光効率を有することがわかった。

特に、電子輸送層５の材料としてＰＦ８−ＤＳＢにＺｎＢＴＺを添加したものを用いた有機電界発光素子にあっては、電子輸送層５の材料としてＰＦ８−ＤＳＢを単独で用いた有機電界発光素子よりも発光効率が大幅に向上することがわかった。

（実施例８）
実施例８では、図１に示した三層構造を有する有機電界発光素子を次の方法により作製した。

実施例１と同様に、ＩＴＯからなる陽極２を備えたガラス基板１を用いた。まず、実施例１と同様に、陽極２上に、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳをスピンコート法により４０ｎｍの膜厚を有するように形成し、１８０℃で１０分間大気中においてベークすることにより正孔注入層３を形成した。

次に、正孔注入層３上に、ＭＥＨ−ＰＰＶををスピンコート法により４０ｎｍの膜厚を有するように形成し、窒素雰囲気中において８０℃で５分間ベークすることにより発光層４を形成した。この際、発光層４を構成する高分子はｏ−ジクロロベンゼン溶液として用いた。

続いて、発光層４上に、ＰＦ８−ＭＥＨＰＰＶを４０ｎｍの膜厚を有するようにスピンコート法により形成することにより、正孔阻止層を兼ねる電子輸送層５を形成した。この際、電子輸送層５を構成する高分子材料はトルエン溶液として用いた。電子輸送層５は、発光層４の高分子膜を損傷することなく形成された。

電子輸送層５上に、膜厚６ｎｍのカルシウムからなる電子注入層６および膜厚２００ｎｍのアルミニウムからなる陰極７を真空蒸着法により形成した。

発光層４を構成する高分子材料の繰り返し単位および電子輸送層５を構成する高分子材料の繰り返し単位には同一の骨格（フェニレンビニレン骨格）が含まれる。

（実施例９）
実施例９では、図１に示した三層構造を有する有機電界発光素子を次の方法により作製した。

実施例１と同様に、ＩＴＯからなる陽極２を備えたガラス基板１を用いた。まず、実施例１と同様に、陽極２上に、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳをスピンコート法により４０ｎｍの膜厚を有するように形成し、１８０℃で１０分間大気中においてベークすることにより正孔注入層３を形成した。

次に、正孔注入層３上に、ＭＥＨ−ＰＰＶををスピンコート法により４０ｎｍの膜厚を有するように形成し、窒素雰囲気中において８０℃で５分間ベークすることにより発光層４を形成した。この際、発光層４を構成する高分子はｏ−ジクロロベンゼン溶液として用いた。

続いて、発光層４上に、ＰＦ８を４０ｎｍの膜厚を有するようにスピンコート法により形成することにより、正孔阻止層を兼ねる電子輸送層５を形成した。この際、電子輸送層５を構成する高分子材料はトルエン溶液として用いた。電子輸送層５は、発光層４の高分子膜を損傷することなく形成された。

電子輸送層５上に、膜厚６ｎｍのカルシウムからなる電子注入層６および膜厚２００ｎｍのアルミニウムからなる陰極７を真空蒸着法により形成した。

発光層４を構成する高分子材料の繰り返し単位および電子輸送層５を構成する高分子材料の繰り返し単位には同一の骨格が含まれない。

（実施例１０）
実施例１０では、図１に示した三層構造を有する有機電界発光素子を次の方法により作製した。

実施例１と同様に、ＩＴＯからなる陽極２を備えたガラス基板１を用いた。まず、実施例１と同様に、陽極２上に、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳをスピンコート法により４０ｎｍの膜厚を有するように形成し、１８０℃で１０分間大気中においてベークすることにより正孔注入層３を形成した。

次に、正孔注入層３上に、ＭＥＨ−ＰＰＶををスピンコート法により４０ｎｍの膜厚を有するように形成し、窒素雰囲気中において８０℃で５分間ベークすることにより発光層４を形成した。この際、発光層４を構成する高分子はｏ−ジクロロベンゼン溶液として用いた。

続いて、発光層４上に、ＰＦ８−Ｐｙを４０ｎｍの膜厚を有するようにスピンコート法により形成することにより、正孔阻止層を兼ねる電子輸送層５を形成した。この際、電子輸送層５を構成する高分子材料はトルエン溶液として用いた。電子輸送層５は、発光層４の高分子膜を損傷することなく形成された。

電子輸送層５上に、膜厚６ｎｍのカルシウムからなる電子注入層６および膜厚２００ｎｍのアルミニウムからなる陰極７を真空蒸着法により形成した。

発光層４を構成する高分子材料の繰り返し単位および電子輸送層５を構成する高分子材料の繰り返し単位には同一の骨格が含まれない。

（評価６）
実施例８，９，１０の有機電界発光素子の発光効率を測定した。実施例８，９，１０の有機電界発光素子における発光層４および電子輸送層５の材料および発光効率の測定結果を表８に示す。

表８に示すように、電子輸送層５を構成する材料としてＰＦ８−ＭＥＨＰＰＶ、ＰＦ８またはＰＦ８−Ｐｙを用いた実施例８，９，１０の有機電界発光素子においても、発光層４の材料の分子量が電子輸送層５の材料の分子量よりも大きいことにより、電子輸送層５の材料としてＰＦ８−ＤＳＢを用いた実施例１と同様に高い発光効率が得られることがわかった。

また、電子輸送層５を構成する材料が電子輸送性に加えて正孔阻止性を有する実施例８，９，１０の有機電界発光素子は、電子輸送層５を構成する材料が正孔阻止性を有さない比較例２の有機電界発光素子よりも高い発光効率を有することがわかった。

さらに、発光層４を構成する高分子材料の繰り返し単位と電子輸送層５を構成する高分子材料の繰り返し単位とに同一の骨格（フェニレンビニレン骨格）が含まれる実施例８有機電界発光素子は、発光層４を構成する高分子材料の繰り返し単位と電子輸送層５を構成する高分子材料の繰り返し単位とに同一の骨格が含まれない実施例９，１０の有機電界発光素子よりも高い発光効率を有することがわかった。

（実施例１１）
実施例１１では、図１に示した三層構造を有する有機電界発光素子を次の方法により作製した。

実施例１と同様に、ＩＴＯからなる陽極２を備えたガラス基板１を用いた。まず、実施例１と同様に、陽極２上に、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳをスピンコート法により４０ｎｍの膜厚を有するように形成し、１８０℃で１０分間大気中においてベークすることにより正孔注入層３を形成した。

次に、正孔注入層３上に、ＰＦ８−ＭＥＨＰＰＶををスピンコート法により４０ｎｍの膜厚を有するように形成し、窒素雰囲気中において８０℃で５分間ベークすることにより発光層４を形成した。この際、発光層４を構成する高分子はｏ−ジクロロベンゼン溶液として用いた。

続いて、発光層４上に、ＰＦ８−ＤＳＢを４０ｎｍの膜厚を有するようにスピンコート法により形成することにより、正孔阻止層を兼ねる電子輸送層５を形成した。この際、電子輸送層５を構成する高分子材料はトルエン溶液として用いた。電子輸送層５は、発光層４の高分子膜を損傷することなく形成された。

電子輸送層５上に、膜厚６ｎｍのカルシウムからなる電子注入層６および膜厚２００ｎｍのアルミニウムからなる陰極７を真空蒸着法により形成した。

（評価７）
実施例１１の有機電界発光素子の発光効率を測定した。実施例１１の有機電界発光素子における発光層４および電子輸送層５の材料および発光効率の測定結果を表９に示す。

表９に示すように、発光層４を構成する材料としてＰＦ８−ＭＥＨＰＰＶを用いた実施例１１の有機電界発光素子においても、発光層４を構成する材料としてＭＥＨ−ＰＰＶを用いた実施例１の有機電界発光素子と同様に、発光層４の材料の分子量が電子輸送層５の材料の分子量よりも大きいことにより、高い発光効率が得られることがわかった。

(実施例１２)
実施例１２では、図１に示した三層構造を有する有機電界発光素子を次の方法により作製した。発光層４は２種類の高分子材料から構成される。

実施例１と同様に、ＩＴＯからなる陽極２を備えた基板１を用いた。まず、実施例１と同様に、陽極２上に、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳをスピンコート法により４０ｎｍの膜厚を有するように形成し、１８０℃で１０分間大気中においてベークすることにより正孔注入層３を形成した。

次に、正孔注入層３上に、ＭＥＨ−ＰＰＶにＢＤＰＡＰ−ＣＮＭＥＨＰＰＶを１０ｗｔ％添加したものをスピンコート法により４０ｎｍの膜厚を有するように形成し、窒素雰囲気中において８０℃で５分間ベークすることにより発光層４を形成した。この際、発光層４を構成する高分子はｏ−ジクロロベンゼン溶液として用いた。

続いて、発光層４上に、ＰＦ８−ＤＳＢを４０ｎｍの膜厚を有するようにスピンコート法により形成することにより、正孔阻止層を兼ねる電子輸送層５を形成した。この際、ＰＦ８−ＤＳＢはトルエン溶液として用いた。電子輸送層５は、発光層４の高分子膜を損傷することなく形成された。

正孔阻止層を兼ねる電子輸送層５上に、膜厚６ｎｍのカルシウムからなる電子注入層６および膜厚２００ｎｍのアルミニウムからなる陰極７を真空蒸着法により形成した。

（比較例３）
比較例３では、図１に示した三層構造を有する有機電界発光素子を次の方法により作製した。発光層４は１種類の高分子材料から構成される。

実施例１と同様に、ＩＴＯからなる陽極２を備えた基板１を用いた。まず、実施例１と同様に、陽極２上に、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳをスピンコート法により４０ｎｍの膜厚を有するように形成し、１８０℃で１０分間大気中においてベークすることにより正孔注入層３を形成した。

次に、正孔注入層３上に、ＢＤＰＡＰ−ＣＮＭＥＨＰＰＶをスピンコート法により４０ｎｍの膜厚を有するように形成し、窒素雰囲気中において８０℃で５分間ベークすることにより発光層４を形成した。この際、発光層４を構成する高分子はｏ−ジクロロベンゼン溶液として用いた。

続いて、発光層４上に、ＰＦ８−ＤＳＢを４０ｎｍの膜厚を有するようにスピンコート法により形成することにより、正孔阻止層を兼ねる電子輸送層５を形成した。この際、ＰＦ８−ＤＳＢはトルエン溶液として用いた。電子輸送層５は、発光層４の高分子膜を損傷することなく形成された。

正孔阻止層を兼ねる電子輸送層５上に、膜厚６ｎｍのカルシウムからなる電子注入層６および膜厚２００ｎｍのアルミニウムからなる陰極７を真空蒸着法により形成した。

（評価８）
実施例１２および比較例３の有機電界発光素子の発光効率を測定した。実施例１２および比較例３の有機電界発光素子における発光層４および電子輸送層５の材料および発光効率の測定結果を表１０に示す。

表１０に示すように、発光層４が２種類の材料から構成される実施例１２の有機電界発光素子は、発光層４が１種類の高分子材料から構成される比較例３の有機電界発光素子よりも高い発光効率を有することがわかった。

特に、発光層４の材料としてＭＥＨ−ＰＰＶにＢＤＰＡＰ−ＣＮＭＥＨＰＰＶを１０ｗｔ％添加したものを用いた有機電界発光素子にあっては、発光層４の材料としてＢＤＰＡＰ−ＣＮＭＥＨＰＰＶを単独で用いた有機電界発光素子よりも発光効率が大幅に向上することがわかった。

また、下層である発光層４を構成する材料のうち少なくとも１種類の材料の分子量が上層である電子輸送層５の材料の分子量よりも大きいことにより、高い発光効率が得られることがわかった。

（実施例１３）
実施例１３では、図２に示した三層構造を有する有機電界発光素子を次の方法により作製した。

実施例１と同様に、ＩＴＯからなる陽極２を備えた基板１を用いた。まず、実施例１と同様に、陽極２上に、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳをスピンコート法により４０ｎｍの膜厚を有するように形成し、１８０℃で１０分間大気中においてベークすることにより正孔注入層３を形成した。

次に、正孔注入層３上に、ＰＶＣｚをスピンコート法により２５ｎｍの膜厚を有するように形成し、窒素雰囲気中において８０℃で５分間ベークすることにより電子阻止層を兼ねる正孔輸送層８を形成した。この際、ＰＶＣｚはｏ−ジクロロベンゼン（比誘電率６．８２８）溶液として用いた。

次に、正孔輸送層８上に、ＰＦ８−ＳＢ１０％をスピンコート法により７０ｎｍの膜厚を有するように形成することにより発光層４を形成した。この際、ＰＦ８−ＳＢ１０％はキシレン（比誘電率２．２７４〜２．５６２）溶液として用いた。発光層４は、正孔輸送層８の高分子膜を損傷することなく形成された。

続いて、発光層４上に、膜厚６ｎｍのカルシウムからなる電子注入層６および膜厚２００ｎｍのアルミニウムからなる陰極７を真空蒸着法により形成した。

（実施例１４）
実施例１４では、図２に示した三層構造を有する有機電界発光素子を次の方法により作製した。

実施例１と同様に、ＩＴＯからなる陽極２を備えた基板１を用いた。まず、実施例１と同様に、陽極２上に、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳをスピンコート法により４０ｎｍの膜厚を有するように形成し、１８０℃で１０分間大気中においてベークすることにより正孔注入層３を形成した。

次に、正孔注入層３上に、ＰＶＣｚにＰＦ８−ＴＰＡを５０ｗｔ％添加したものをスピンコート法により２５ｎｍの膜厚を有するように形成し、窒素雰囲気中において８０℃で５分間ベークすることにより電子阻止層を兼ねる正孔輸送層８を形成した。この際、ＰＶＣｚはｏ−ジクロロベンゼン（比誘電率６．８２８）溶液として用いた。

次に、正孔輸送層８上に、ＰＦ８−ＢＴ（１０％）をスピンコート法により７０ｎｍの膜厚を有するように形成することにより発光層４を形成した。この際、ＰＦ８−ＳＢ（１０％）はキシレン（比誘電率２．２７４〜２．５６２）溶液として用いた。発光層４は、正孔輸送層８の高分子膜を損傷することなく形成された。

続いて、発光層４上に、膜厚６ｎｍのカルシウムからなる電子注入層６および膜厚２００ｎｍのアルミニウムからなる陰極７を真空蒸着法により形成した。

（比較例４）
比較例４では、図２に示した三層構造を有する有機電界発光素子を次の方法により作製した。

実施例１と同様に、ＩＴＯからなる陽極２を備えた基板１を用いた。まず、実施例１と同様に、陽極２上に、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳをスピンコート法により４０ｎｍの膜厚を有するように形成し、１８０℃で１０分間大気中においてベークすることにより正孔注入層３を形成した。

次に、正孔注入層３上に、ＰＦ８−ＳＢ（１０％）をスピンコート法により７０ｎｍの膜厚を有するように形成することにより発光層４を形成した。この際、ＰＦ８−ＳＢ（１０％）はキシレン（比誘電率２．２７４〜２．５６２）溶液として用いた。発光層４は、正孔輸送層８の高分子膜を損傷することなく形成された。

発光層４上に、膜厚６ｎｍのカルシウムからなる電子注入層６および膜厚２００ｎｍのアルミニウムからなる陰極７を真空蒸着法により形成した。

（評価９）
実施例１３，１４および比較例４の有機電界発光素子の発光効率を測定した。実施例１３，１４および比較例４の有機電界発光素子における正孔輸送層８および発光層４の材料および発光効率の測定結果を表１１に示す。

表１１に示すように、三層構造を有する実施例１３，１４の有機電界発光素子は、二層構造を有する比較例４の有機電界発光素子よりも高い発光効率を有することがわかった。

また、下層である正孔輸送層８を構成する１種類または複数種類の材料のうち少なくとも１種類の材料の分子量が上層である発光層４の材料の分子量よりも大きいことにより、高い発光効率が得られることがわかった。

さらに、正孔輸送層８を構成する材料が正孔輸送性に加えて電子阻止性を有する実施例１３，１４の有機電界発光素子は、正孔輸送層８を有さない比較例４の有機電界発光素子よりも高い発光効率を有することがわかった。

また、正孔輸送層８が２種類の材料から構成される実施例１４の有機電界発光素子は、正孔輸送層８が１種類の高分子材料から構成される実施例１３の有機電界発光素子よりも高い発光効率を有することがわかった。

特に、正孔輸送層８の材料としてＰＶＣｚにＰＦ８−ＴＰＡを５０ｗｔ％添加したものを用いた有機電界発光素子にあっては、正孔輸送層８の材料としてＰＶＣｚを用いた有機電界発光素子よりも発光効率が大幅に向上することがわかった。

（実施例１５）
実施例１５では、図３に示した三層構造を有する有機電界発光素子を次の方法により作製した。

実施例１と同様に、ＩＴＯからなる陽極２を備えた基板１を用いた。まず、実施例１と同様に、陽極２上に、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳをスピンコート法により４０ｎｍの膜厚を有するように形成し、１８０℃で１０分間大気中においてベークすることにより正孔注入層３を形成した。

次に、正孔注入層３上に、ＰＶＣｚをスピンコート法により２５ｎｍの膜厚を有するように形成し、窒素雰囲気中において８０℃で５分間ベークすることにより電子阻止層を兼ねる正孔輸送層８を形成した。この際、ＰＶＣｚはｏ−ジクロロベンゼン（比誘電率６．８２８）溶液として用いた。

次に、正孔輸送層８上に、ＰＦ８−ＳＢ１０％をスピンコート法により７０ｎｍの膜厚を有するように形成することにより発光層４を形成した。この際、ＰＦ８−ＳＢ１０％はキシレン（比誘電率２．２７４〜２．５６２）溶液として用いた。発光層４は、正孔輸送層８の高分子膜を損傷することなく形成された。

続いて、発光層４上に、膜厚１ｎｍのフッ化リチウムからなる電子注入層６ａ、膜厚６ｎｍのカルシウムからなる陰極７ａおよび膜厚２００ｎｍのアルミニウムからなる保護層９を真空蒸着法により形成した。

（評価１０）
実施例１５の有機電界発光素子の発光効率を測定した。実施例１５の有機電界発光素子における正孔輸送層８および発光層４の材料および発光効率の測定結果を表１２に示す。

表１２に示すように、電子注入層６ａがアルカリ金属であるリチウムを含有する実施例１５の有機電界発光素子においては、電子注入性が向上することにより、電子注入層６がカルシウムからなる実施例１３の有機電界発光素子よりも高い発光効率を有することがわかった。

（評価）
表１３は実施例１〜１５および比較例１〜３の有機電界発光素子における上層および下層の材料、上層および下層の材料の分子量、分子量比および発光効率を示す。

なお、表１３において、実施例１〜１２および比較例１〜３では、下層は発光層４であり、上層は電子輸送層５であり、実施例１３〜１５では、下層は正孔輸送層８であり、上層は発光層４である。また、分子量比は、上層の材料の分子量に対する下層の材料の分子量の比である。

また、図１０は実施例１，２，７〜１１および比較例２，３の有機電界発光素子における分子量比と発光効率との関係を示す図である。

表１３および図１０から分子量比が大きい程、発光効率が向上することがわかる。３色の有機電界発光素子を用いたフルカラーディスプレイの要求を満足するためには、発光効率は１．５ｃｄ／Ａ以上であることが好ましく、２．０ｃｄ／Ａ以上であることがより好ましい。したがって、図１０より、分子量比が３．５以上であることが好ましく、６．２以上であることがより好ましい。

本発明に係る有機電界発光素子は、種々の表示装置、種々の光源等に利用することができる。

本発明の第１の実施の形態に係る有機電界発光素子の模式的断面図である。 本発明の第２の実施の形態に係る有機電界発光素子の模式的断面図である。 本発明の第３の実施の形態に係る有機電界発光素子の模式的断面図である。 有機電界発光素子における正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層および電子注入層における最低空分子軌道（ＬＵＭＯ）および最高被占分子軌道（ＨＯＭＯ）のエネルギーレベルを示す模式図である。 発光層を構成する高分子材料のＬＵＭＯレベルおよびＨＯＭＯレベルを示す図である。 比較例２の有機電界発光素子の正孔注入層、発光層および電子輸送層における最低空分子軌道（ＬＵＭＯ）および最高被占分子軌道（ＨＯＭＯ）のエネルギーレベルを示す模式図である。 信頼性試験の結果を示す図である。 実施例２の有機電界発光素子における正孔注入層、発光層および電子輸送層における最低空分子軌道（ＬＵＭＯ）および最高被占分子軌道（ＨＯＭＯ）のエネルギーレベルを示す模式図である。 比較例２の有機電界発光素子の正孔注入層、発光層および電子輸送層における最低空分子軌道（ＬＵＭＯ）および最高被占分子軌道（ＨＯＭＯ）のエネルギーレベルを示す模式図である。 実施例１，２，７〜１１および比較例２，３の有機電界発光素子における分子量比と発光効率との関係を示す図である。

符号の説明

１ 基板
２ 陽極
３ 正孔注入層
４ 発光層
５ 電子輸送層
６，６ａ 電子注入層
７，７ａ 陰極
８ 正孔輸送層
９ 保護層

Claims (6)

1. 基板上に第１の電極、発光性を有する第１の高分子材料により形成される第１の有機層、キャリア輸送性を有する第２の高分子材料により形成される第２の有機層および第２の電極を順に備え、
   前記第１の高分子材料と前記第２の高分子材料との内、少なくとも一方は、複数のモノマーからなる共重合体であり、前記第１の高分子材料の繰り返し単位と前記第２の高分子材料の繰り返し単位とは共通の骨格を含むと共に、前記第２の高分子材料の分子量が前記第１の高分子材料の分子量よりも小さいことを特徴とする有機電界発光素子。
2. 前記第２の高分子材料は、第１の極性のキャリアの輸送性を有するとともに、前記第１の極性とは逆の第２の極性のキャリアに対する阻止性を有することを特徴とする請求項１記載の有機電界発光素子。
3. 前記第２の高分子材料の分子量に対する前記第１の高分子材料の分子量の比が３．５以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載の有機電界発光素子。
4. 前記第２の高分子材料の分子量に対する前記第１の高分子材料の分子量の比が６．２以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載の有機電界発光素子。
5. 基板上に第１の電極、発光性を有する第１の高分子材料により形成される第１の有機層、キャリア輸送性を有する第２の高分子材料により形成される第２の有機層および第２の電極を順に備えた有機電界発光素子の製造方法であって、
   第１の高分子材料を第１の有機溶媒に溶解させることにより第１の高分子材料の溶液を作製する工程と、
   前記第１の高分子材料の繰り返し単位と共通の繰り返し単位を有するとともに、前記第２の高分子材料の分子量が前記第１の高分子材料の分子量よりも小さい分子量を有する第２の高分子材料を第２の有機溶媒に溶解させることにより第２の高分子材料の溶液を作製する工程と、
   前記第１の高分子材料の溶液を用いて前記第１の有機層を形成する工程と、
   前記第１の有機層上に前記第２の高分子材料の溶液を用いて前記第２の有機層を形成する工程とを備えたことを特徴とする有機電界発光素子の製造方法。
6. 前記第１の有機溶媒の比誘電率は、前記第２の有機溶媒の比誘電率よりも大きいことを特徴とする請求項５に記載有機電界発光素子の製造方法。

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