JP6661272B2 - 有機ｅｌ素子 - Google Patents

Description

本発明は、有機ＥＬ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」という場合がある）においては、素子寿命の向上、すなわち、駆動安定性の向上が求められている。例えば、特許文献１に記載の技術では、基板上に、陽極、発光層及び陰極が積層された有機ＥＬ素子において、発光層に接して正孔阻止層を設けることで駆動安定性の向上を図っている。

特許第４３２５１９７号公報

しかしながら、近年、更なる有機ＥＬ素子の駆動安定性が要請されている。

したがって、本発明は、駆動安定性をより向上可能な有機ＥＬ素子を提供することを目的とする。

本発明の一側面に係る有機ＥＬ素子は、陽極と、陰極と、陽極及び陰極との間に設けられる発光層とを有する有機ＥＬ素子であって、発光層と陰極との間に設けられる多層型電子輸送層を備え、多層型電子輸送層は、電子輸送材料を含む電子輸送層と、電子輸送層と発光層との間において発光層に接して設けられる発光層側混合層と、を有し、発光層側混合層は、電子輸送材料と共に有機金属錯体化合物を含む。

上記構成では、発光層側混合層と、電子輸送層とを有する多層側電子輸送層を備えている。そして、発光層に接して設けられる発光層側混合層が、電子輸送材料に加えて有機金属錯体化合物を含むため、駆動安定性の向上を図ることができる。

一実施形態において、上記多層型電子輸送層は、電子輸送層より陰極側に電子輸送層に接して設けられる陰極側混合層を更に備え、陰極側混合層は、電子輸送材料と共に有機金属錯体化合物を含んでもよい。

この構成では多層型電子輸送層が電子輸送層より陰極側に陰極側混合層を有する。陰極側混合層が電子輸送材料に加えて有機金属錯体化合物を含むため、陰極から電子輸送層への電子注入が効率化される。その結果、駆動電圧の低下を図ることができる。

一実施形態において、多層型電子輸送層は、発光層側混合層と電子輸送層との間に金属層を更に有してもよい。これにより、駆動電圧の低下が図られる。

一実施形態において、上記発光層側混合層の厚さが２ｎｍ〜２０ｎｍであってもよい。２ｎｍより小さくなるとピンホールが生じ易く、２０ｎｍより大きくなると多層型電子輸送層全体の厚さも厚くなり、駆動電圧が高くなるからである。

一実施形態において、上記発光層側混合層に含まれる有機金属錯体化合物は、８−キノリノールナトリウムであってもよい。

本発明によれば、駆動安定性をより向上可能な有機ＥＬ素子を提供できる。

図１は、一実施形態に係る有機ＥＬ素子の構成を模式的に示す図面である。 図２は、他の実施形態に係る有機ＥＬ素子の構成を模式的に示す図面である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。同一の要素には同一符号を付する。重複する説明は省略する。図面の寸法比率は、説明のものと必ずしも一致していない。

（第１実施形態）
図１に模式的に示したように第１実施形態に係る有機ＥＬ素子１は、基板Ｐ上に、陽極Ｅ１、正孔注入層１１、正孔輸送層１２、発光層１３、多層型電子輸送層１４及び陰極Ｅ２が順に設けられて構成されている。有機ＥＬ素子１は、曲面状又は平面状の照明装置、例えばスキャナの光源として用いられる面状光源、及び、表示装置に好適に用いられ得る。

まず、基板Ｐ、陽極Ｅ１、正孔注入層１１、正孔輸送層１２、発光層１３及び陰極Ｅ２について説明する。

＜基板＞
基板Ｐは、有機ＥＬ素子１の製造工程において化学的に変化しない基板が好適に用いられ、例えばガラス基板、シリコン基板などのリジッド基板であっても、プラスチック基板、高分子フィルムなどの可撓性基板であってもよい。可撓性基板を用いることで、全体として可撓性の有機ＥＬ素子とすることができる。基板Ｐには有機ＥＬ素子１を駆動するための電極、駆動回路が予め形成されていてもよい。

＜陽極＞
陽極Ｅ１には、電気抵抗の低い薄膜が好適に用いられる。陽極Ｅ１及び陰極Ｅ２のうちの少なくともいずれか一方は、透明であり、例えばボトムエミッション型の有機ＥＬ素子では、基板Ｐ側に配置される陽極Ｅ１は、透明であって、可視光領域の光に対する透過率が高いものが好適に用いられる。陽極Ｅ１の材料としては、導電性を有する金属酸化物膜、及び金属薄膜などが用いられる。

具体的には、陽極Ｅ１としては、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズ、インジウムスズ酸化物（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ：略称ＩＴＯ）及びインジウム亜鉛酸化物（ＩｎｄｉｕｍＺｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ：略称ＩＺＯ）などからなる薄膜や、金、白金、銀、銅、アルミニウムあるいはこれら金属を少なくとも１種類以上含む合金等が用いられる。

これらの中でも、陽極Ｅ１としては、透過率、パターニングの容易さから、ＩＴＯ、ＩＺＯ、および酸化スズから成る薄膜が好適に用いられる。なお、陰極Ｅ２側から光を取り出す場合には、陽極Ｅ１としては、発光層１３からの光を陰極Ｅ２側に反射する材料によって形成されることが好ましく、そのような材料としては、仕事関数３．０ｅＶ以上の金属、金属酸化物、金属硫化物が好ましい。例えば光を反射する程度の膜厚の金属薄膜が用いられる。

陽極Ｅ１の形成方法の例としては、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、メッキ法などを挙げることができる。また、陽極Ｅ１として、ポリアニリンもしくはその誘導体、ポリチオフェンもしくはその誘導体などの有機物の透明導電膜を用いてもよい。

陽極Ｅ１の厚さは、光の透過性、電気伝導度などを考慮して適宜決定することができる。陽極Ｅ１の厚さは、例えば１０ｎｍ〜１０μｍであり、好ましくは２０ｎｍ〜１μｍであり、さらに好ましくは５０ｎｍ〜５００ｎｍである。

＜正孔注入層＞
正孔注入層１１は、陽極Ｅ１からの正孔注入効率を改善する機能を有する機能層である。正孔注入層１１を構成する正孔注入材料の例としては、酸化バナジウム、酸化モリブデン、酸化ルテニウム、及び、酸化アルミニウムなどの酸化物、フェニルアミン化合物、スターバースト型アミン化合物、フタロシアニン化合物、アモルファスカーボン、ポリアニリン、及び、ポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）のようなポリチオフェン誘導体などを挙げることができる。

電荷輸送性を有する従来知られた有機材料は、これと電子受容性材料とを組み合わせることにより、正孔注入層材料として用いることができる。

電子受容性材料として、ヘテロポリ酸化合物やアリールスルホン酸を好適に用いることができる。

ヘテロポリ酸化合物とは、Ｋｅｇｇｉｎ型あるいはＤａｗｓｏｎ型の化学構造で示される、ヘテロ原子が分子の中心に位置する構造を有し、バナジウム（Ｖ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）等の酸素酸であるイソポリ酸と、異種元素の酸素酸とが縮合してなるポリ酸である。異種元素の酸素酸としては、主にケイ素（Ｓｉ）、リン（Ｐ）、ヒ素（Ａｓ）の酸素酸が挙げられる。ヘテロポリ酸化合物の具体例としては、リンモリブデン酸、ケイモリブデン酸、リンタングステン酸、リンタングストモリブデン酸、ケイタングステン酸等が挙げられる。

アリールスルホン酸としてはベンゼンスルホン酸、トシル酸、ｐ−スチレンスルホン酸、２−ナフタレンスルホン酸、４−ヒドロキシベンゼンスルホン酸、５−スルホサリチル酸、ｐ−ドデシルベンゼンスルホン酸、ジヘキシルベンゼンスルホン酸、２，５−ジヘキシルベンゼンスルホン酸、ジブチルナフタレンスルホン酸、６，７−ジブチル−２−ナフタレンスルホン酸、ドデシルナフタレンスルホン酸、３−ドデシル−２−ナフタレンスルホン酸、ヘキシルナフタレンスルホン酸、４−ヘキシル−１−ナフタレンスルホン酸、オクチルナフタレンスルホン酸、２−オクチル−１−ナフタレンスルホン酸、ヘキシルナフタレンスルホン酸、７−へキシル−１−ナフタレンスルホン酸、６−ヘキシル−２−ナフタレンスルホン酸、ジノニルナフタレンスルホン酸、２，７−ジノニル−４−ナフタレンスルホン酸、ジノニルナフタレンジスルホン酸、２，７−ジノニル−４，５−ナフタレンジスルホン酸、等が挙げられる。

ヘテロポリ酸化合物と、アリールスルホン酸を混合して用いても良い。

正孔注入層１１は、例えば前述の正孔注入材料を含む塗布液を用いた塗布法によって形成される。塗布液の溶媒としては、正孔注入材料を溶解するものであればよく、例えばクロロホルム、水、塩化メチレン、ジクロロエタン等の塩素系溶媒、テトラヒドロフラン等のエーテル系溶媒、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶媒、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン系溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチル、エチルセルソルブアセテート等のエステル系溶媒を挙げることができる。

塗布法としては、スピンコート法、キャスティング法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ワイアーバーコート法、ディップコート法、スプレーコート法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、及び、インクジェットプリント法などを挙げることができる。これら塗布法のうちの１つを用いて、陽極Ｅ１が形成された基板Ｐ上に前述した塗布液を塗布することによって、正孔注入層１１を形成することができる。

真空蒸着法などによって正孔注入層１１を成膜することも可能である。さらに、金属酸化物から成る正孔注入層１１であればスパッタリング法、イオンプレーティング法などを用いることも可能である。

正孔注入層１１の厚さは、用いる材料によって最適値が異なり、求められる特性及び成膜の簡易さなどを勘案して適宜決定される。正孔注入層１１の厚さは、例えば１ｎｍ〜１μｍであり、好ましくは２ｎｍ〜５００ｎｍであり、さらに好ましくは５ｎｍ〜２００ｎｍである。

＜正孔輸送層＞
正孔輸送層１２は、正孔輸送層１２の陽極Ｅ１側の界面に接している層（図１では、正孔注入層１１）又は陽極Ｅ１により近い正孔輸送層１２からの正孔注入を改善する機能を有する機能層である。

正孔輸送層１２を構成する正孔輸送材料としては、ポリビニルカルバゾール若しくはその誘導体、ポリシラン若しくはその誘導体、側鎖若しくは主鎖に芳香族アミンを有するポリシロキサン誘導体、ピラゾリン誘導体、アリールアミン誘導体、スチルベン誘導体、トリフェニルジアミン誘導体、ポリアニリン若しくはその誘導体、ポリチオフェン若しくはその誘導体、ポリアリールアミン若しくはその誘導体、ポリピロール若しくはその誘導体、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）若しくはその誘導体、又はポリ（２，５−チエニレンビニレン）若しくはその誘導体などを挙げることができる。また、特開２０１２−１４４７２２号公報に開示されている正孔輸層材料も挙げることができる。

これらの中で正孔輸送材料としては、ポリビニルカルバゾール若しくはその誘導体、ポリシラン若しくはその誘導体、側鎖若しくは主鎖に芳香族アミン化合物基を有するポリシロキサン誘導体、ポリアニリン若しくはその誘導体、ポリチオフェン若しくはその誘導体、ポリアリールアミン若しくはその誘導体、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）若しくはその誘導体、又はポリ（２，５−チエニレンビニレン）若しくはその誘導体などの高分子正孔輸送材料が好ましく、さらに好ましくはポリビニルカルバゾール若しくはその誘導体、ポリシラン若しくはその誘導体、側鎖若しくは主鎖に芳香族アミンを有するポリシロキサン誘導体である。低分子の正孔輸送材料の場合には、高分子バインダーに分散させて用いることが好ましい。

正孔輸送層１２の形成方法としては、低分子の正孔輸送材料では、高分子バインダーとの混合溶液からの成膜による方法を挙げることができ、高分子の正孔輸送材料では、溶液からの成膜による方法を挙げることができる。

溶液からの成膜に用いる溶媒としては、正孔輸送材料を溶解させるものであればよく、クロロホルム、塩化メチレン、ジクロロエタン等の塩素系溶媒、テトラヒドロフラン等のエーテル系溶媒、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶媒、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン系溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチル、エチルセルソルブアセテート等のエステル系溶媒を挙げることができる。

溶液からの成膜方法としては、正孔注入層を成膜する方法として挙げた方法と同様の塗布法を挙げることができる。

混合する高分子バインダーとしては、電荷輸送を極度に阻害しないものが好ましく、また可視光に対する吸収が弱いものが好適に用いられる。該高分子バインダーとしては、ポリカーボネート、ポリアクリレート、ポリメチルアクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリシロキサンなどを挙げることができる。

正孔輸送層１２の膜厚としては、用いる材料によって最適値が異なり、駆動電圧と発光効率が適度な値となるように適宜設定され、少なくともピンホールが発生しないような厚さが必要であり、あまり厚いと、素子の駆動電圧が高くなり好ましくない。従って、該正孔輸送層１２の膜厚は、例えば１ｎｍ〜１μｍであり、好ましくは２ｎｍ〜５００ｎｍであり、さらに好ましくは５ｎｍ〜２００ｎｍである。

＜発光層＞
発光層１３は、通常、主として蛍光及び／又はりん光を発光する有機物、又は該有機物とこれを補助するドーパントとを含む。ドーパントは、例えば発光効率を向上させたり、発光波長を変化させたりするために加えられる。なお、有機物としては、溶解性の観点からは高分子化合物であることが好ましい。発光層１３は、ポリスチレン換算の数平均分子量が、１０^３〜１０^８である高分子化合物を含むことが好ましい。発光層１３を構成する発光材料としては、例えば下記の色素系の発光材料、金属錯体系の発光材料、高分子系の発光材料を挙げることができる。

色素系の発光材料としては、例えばシクロペンダミン誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、トリフェニルアミン誘導体、オキサジアゾール誘導体、ピラゾロキノリン誘導体、ジスチリルベンゼン誘導体、ジスチリルアリーレン誘導体、ピロール誘導体、チオフェン環化合物、ピリジン環化合物、ペリノン誘導体、ペリレン誘導体、オリゴチオフェン誘導体、オキサジアゾールダイマー、ピラゾリンダイマー、キナクリドン誘導体、クマリン誘導体などを挙げることができる。

金属錯体系の発光材料としては、例えばＴｂ、Ｅｕ、Ｄｙなどの希土類金属、又はＡｌ、Ｚｎ、Ｂｅ、Ｐｔ、Ｉｒなどを中心金属に有し、オキサジアゾール、チアジアゾール、フェニルピリジン、フェニルベンゾイミダゾール、キノリン構造などを配位子に有する金属錯体を挙げることができる。金属錯体としては、例えばイリジウム錯体、白金錯体などの三重項励起状態からの発光を有する金属錯体、アルミニウムキノリノール錯体、ベンゾキノリノールベリリウム錯体、ベンゾオキサゾリル亜鉛錯体、ベンゾチアゾール亜鉛錯体、アゾメチル亜鉛錯体、ポルフィリン亜鉛錯体、フェナントロリンユーロピウム錯体などを挙げることができる。

高分子系の発光材料としては、例えばポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、ポリシラン誘導体、ポリアセチレン誘導体、ポリフルオレン誘導体、ポリビニルカルバゾール誘導体、上記色素材料、金属錯体材料を高分子化した材料などを挙げることができる。

上記発光材料のうち、青色に発光する材料としては、ジスチリルアリーレン誘導体、オキサジアゾール誘導体、およびそれらの重合体、ポリビニルカルバゾール誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体などを挙げることができる。なかでも高分子材料のポリビニルカルバゾール誘導体、ポリパラフェニレン誘導体やポリフルオレン誘導体などが好ましい。青色に発光する材料としては、特開２０１２−１４４７２２号公報に開示されている材料も挙げられる。

緑色に発光する材料としては、キナクリドン誘導体、クマリン誘導体、およびそれらの重合体、ポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体などを挙げることができる。なかでも高分子材料のポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体などが好ましい。緑色に発光する材料としては、特開２０１２−０３６３８８号公報に開示されている材料も挙げられる。

赤色に発光する材料としては、クマリン誘導体、チオフェン環化合物、およびそれらの重合体、ポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、ポリフルオレン誘導体などを挙げることが出来る。なかでも高分子材料のポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、ポリフルオレン誘導体などが好ましい。赤色に発光する材料としては、特開２０１１−１０５７０１号公報に開示されている材料も挙げられる。

ドーパント材料としては、例えばペリレン誘導体、クマリン誘導体、ルブレン誘導体、キナクリドン誘導体、スクアリウム誘導体、ポルフィリン誘導体、スチリル色素、テトラセン誘導体、ピラゾロン誘導体、デカシクレン、フェノキサゾンなどを挙げることができる。

発光層１３の形成方法としては、発光材料を含む溶液を正孔輸送層１２上に塗布する塗布法、真空蒸着法、転写法などを挙げることができる。これらの中でも製造工程の容易さから塗布法で発光層を形成することが好ましい。発光材料を含む溶液の溶媒としては、例えば前述した正孔注入層１１を形成するための塗布液の溶媒として挙げた溶媒を用いることができる。

発光材料を含む溶液を塗布する方法としては、スピンコート法、キャスティング法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ワイアーバーコート法、ディップコート法、スリットコート法、キャピラリーコート法、スプレーコート法、ノズルコート法などのコート法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、反転印刷法、インクジェットプリント法などの塗布法を用いることができる。パターン形成や多色の塗分けが容易であるという点で、グラビア印刷法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、反転印刷法、インクジェットプリント法が好ましい。また、昇華性を示す低分子化合物の場合には、真空蒸着法を用いることができる。さらには、レーザーや摩擦による転写や熱転写などの方法によって、所望するところのみに発光層１３を形成することもできる。

発光層１３の厚さは、通常約２ｎｍ〜２００ｎｍである。

＜陰極＞
陰極Ｅ２の材料としては、仕事関数が小さく、多層型電子輸送層１４への電子注入が容易で、電気伝導度の高い材料が好ましい。陽極Ｅ１側から光を取り出す場合には、発光層１３からの光を陰極Ｅ２で陽極Ｅ１側に反射するために、陰極Ｅ２の材料としては可視光反射率の高い材料が好ましい。

陰極Ｅ２には、例えば、アルカリ金属、アルカリ土類金属、遷移金属及び周期表１３族金属などを用いることができる。陰極Ｅ２の材料としては、例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、アルミニウム、スカンジウム、バナジウム、亜鉛、イットリビウム、インジウム、セリウム、サマリウム、ユーロビウム、テルビウム、イッテルビウムなどの金属、前記金属のうちの２種以上の合金、前記金属の内の１種以上と、金、銀、白金、銅、マンガン、チタン、コバルト、ニッケル、タングステンの内の１種との合金、又はグラファイトもしくはグラファイト層間化合物などが用いられる。本明細書では、アルカリ土類金属にマグネシウムを含めている。以下の記載においても同様である。

合金の例としては、マグネシウム―銀合金、マグネシウム―インジウム合金、マグネシウム―アルミニウム合金、インジウム―銀合金、リチウム―アルミニウム合金、リチウム―マグネシウム合金、リチウム―インジウム合金、カルシウム-アルミニウム合金、などを挙げることができる。

陰極Ｅ２側から光を取り出す素子を構成する場合には、陰極Ｅ２として透明導電性電極を用いることができ、例えば、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズ、ＩＴＯおよびＩＺＯなどの導電性金属酸化物からなる薄膜や、ポリアニリンもしくはその誘導体、ポリチオフェンもしくはその誘導体などの導電性有機物から成る薄膜を用いることができる。なお、陰極を２層以上の積層構造としてもよい。

陰極Ｅ２の厚さは、電気伝導度、耐久性を考慮して適宜設定される。陰極Ｅ２の厚さは、例えば１０ｎｍ〜１０μｍであり、好ましくは２０ｎｍ〜１μｍであり、さらに好ましくは５０ｎｍ〜５００ｎｍである。

陰極Ｅ２の形成方法としては、例えば真空蒸着法、スパッタリング法、及び、金属薄膜を熱圧着するラミネート法などを挙げることができる。

次に、多層型電子輸送層１４について説明する。図１に示したように、多層型電子輸送層１４は、電子輸送層１４ａの両側に第１混合層（発光層側混合層）１４ｂと第２混合層（陰極側混合層）１４ｃとが設けられた積層体である。

＜電子輸送層＞
電子輸送層１４ａは、多層型電子輸送層１４における本体部に対応する。電子輸送層１４ａは電子輸送材料を含む一方、後述する第１混合層１４ｂ及び第２混合層１４ｃに含まれる有機金属錯体化合物を含まない。

電子輸送材料としては、一般に電子輸送層として使用されている公知のものが使用できる。たとえば、ナフタレン、アントラセンなどの縮合アリール環を有する化合物やその誘導体、４，４-ビス（ジフェニルエテニル）ビフェニルに代表されるスチリル系芳香環誘導体、ペリレン誘導体、ペリノン誘導体、クマリン誘導体、ナフタルイミド誘導体、アントラキノン、ナフトキノン、ジフェノキノン、アントラキノジメタン、テトラシアノアントラキノジメタンなどのキノン誘導体、リンオキサイド誘導体、カルバゾール誘導体、及び、インドール誘導体、トリス（８−キノリノラート）、アルミニウム（III）などのキノリノール錯体、及び、ヒドロキシフェニルオキサゾール錯体などのヒドロキシアゾール錯体、アゾメチン錯体、トロポロン金属錯体及びフラボノール金属錯体、電子受容性窒素を有するヘテロアリール環を有する化合物などが挙げられる。

電子受容性窒素とは、隣接原子との間に多重結合を形成している窒素原子を表す。窒素原子が高い電子陰性度を有することから、多重結合も電子受容的な性質を有する。従って、電子受容性窒素を有するヘテロアリール環は、高い電子親和性を有する。これらの電子受容性窒素を有するヘテロアリール環構造を有する化合物としては、例えば、ベンズイミダゾール誘導体、ベンズチアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、チアジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、ピリジン誘導体、ピラジン誘導体、フェナントロリン誘導体、キノキサリンン誘導体、キノリン誘導体、ベンゾキノリン誘導体、ビピリジンやターピリジンなどのオリゴピリジン誘導体、キノキサリン誘導体、及び、ナフチリジン誘導体、フェナントロリン誘導体などが好ましい化合物として挙げられる。

電子輸送層１４ａの形成方法は、低分子の電子輸送材料を用いる場合には、真空蒸着法、溶液若しくは溶融状態からの成膜を挙げることができ、高分子の電子輸送材料を用いる場合には、溶液または溶融状態からの成膜を挙げることができる。溶液または溶融状態からの成膜を実施する場合には、高分子バインダーを併用してもよい。

＜第１混合層＞
第１混合層１４ｂは、電子輸送層１４ａより発光層１３側において発光層１３に接して設けられる。第１混合層１４ｂは電子輸送層１４ａにも接している。第１混合層１４ｂは、電子輸送層１４ａが含む電子輸送材料と共に、有機金属錯体化合物を含む層であり、第１混合層１４ｂは、電子輸送層１４ａの組成物に有機金属錯体化合物が混合された層であり得る。第１混合層１４ｂが有する電子輸送材料は、電子輸送層１４ａで例示した電子輸送材料と同様であり得る。

有機金属錯体化合物に含まれる金属イオンとしては、アルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオン、希土類金属イオンの少なくとも一つを含有するものが好ましい。また、有機金属錯体化合物に含まれる配位子にはキノリノール、ベンゾキノリノール、アクリジノール、フェナントリジノール、ヒドロキシフェニルオキサゾール、ヒドロキシフェニルチアール、ヒドロキシジアリールオキサジアゾール、ヒドロキシジアリールチアジアゾール、ヒドロキシフェニルピリジン、ヒドロキシフェニルベンゾイミダゾール、ヒドロキシベンゾトリアゾール、ヒドロキシフルボラン、ビピリジル、フェナントロリン、フタロシアニン、ポルフィリン、シクロペンタジエン、βージケトン類、アゾメチン類、およびそれらの誘導体などが好ましい。

有機金属錯体化合物としては、例えば、下記式（１）〜式（１６）の何れかの化合物が挙げられる。

式（１）〜式（１６）中、Ｍはアルカリ金属を表す。アルカリ金属としては、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウムが挙げられ、これらの中でも、リチウム、ナトリウム又はセシウムが好ましく、リチウム又はナトリウムがさらに好ましい。

式（１）〜式（１６）で表される各有機金属錯体化合物において、五員環又は六員環を構成する炭素原子に結合する少なくとも１つの水素原子は、炭素数１〜１２のアルキル基で置換されていてもよい。炭素数１〜１２のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、又はｔ−ブチル基が好ましい。

式（１）〜（１６）中、有機金属錯体化合物としては、式（１）、式（２）、式（４）、式（６）、式（７）、又は式（９）が好ましく、式（１）、式（２）又は式（４）がさらに好ましい。

有機金属錯体化合物の具体例としては、８−キノリノールリチウム、８−キノリノールナトリウム、８−キノリノールカリウム、８−キノリノールルビジウム、８−キノリノールセシウム、ベンゾー８−キノリノールリチウム、ベンゾー８−キノリノールナトリウム、ベンゾー８−キノリノールカリウム、ベンゾー８−キノリノールルビジウム、ベンゾー８−キノリノールセシウム、２−メチルー８−キノリノールリチウム、２−メチルー８−キノリノールナトリウム、２−メチルー８−キノリノールカリウム、２−メチルー８−キノリノールルビジウム及び２−メチルー８−キノリノールセシウムが挙げられる。

上記の中でも有機金属錯体化合物としては、８−キノリノールリチウム、８−キノリノールナトリウムが好ましく、さらに８−キノリノールナトリウムが好ましい。

電子輸送材料と有機金属錯体化合物との混合割合の例は、電子輸送材料の質量をＶ１とし、有機金属錯体化合物の質量をＶ２とした場合、Ｖ１：Ｖ２は、１：９９〜９９：１であり、好ましくは、５：９５〜７０：３０である。

第１混合層１４ｂの形成方法の例は、低分子の電子輸送材料を用いる場合には、真空蒸着法、溶液若しくは溶融状態からの成膜を挙げることができ、高分子の電子輸送材料を用いる場合には、溶液または溶融状態からの成膜を挙げることができる。溶液または溶融状態からの成膜を実施する場合には、高分子バインダーを併用してもよい。例えば、真空蒸着法では、第１混合層１４ｂを構成する電子輸送材料及び有機金属錯体化合物を共蒸着すればよい。

＜第２混合層＞
第２混合層１４ｃは、第１混合層１４ｂと同様に、電子輸送材料及び有機金属錯体化合物を含む層である。第２混合層１４ｃは、電子輸送層１４ａの組成物に有機金属錯体化合物が混合された層であり得る。第２混合層１４ｃは、陰極Ｅ２からの電子注入効率を改善する為の層であり、電子注入層として機能する。

第２混合層１４ｃに含まれる電子輸送材料は電子輸送層１４ａの説明で例示した電子輸送材料とし得る。第２混合層１４ｃに含まれる有機金属錯体化合物は、第１混合層１４ｂの説明で例示した有機金属錯体化合物が挙げられる。第２混合層１４ｃに含まれる電子輸送材料及び有機金属錯体化合物は、第１混合層１４ｂに含まれる電子輸送材料及び有機金属錯体化合物と同じであり得る。

第２混合層１４ｃは、第１混合層１４ｂと同様にして形成される。第２混合層１４ｃにおいて、電子輸送材料と有機金属錯体化合物との混合割合は、電子輸送材料の質量をＶ３とし、有機金属錯体化合物の質量をＶ４とした場合、Ｖ３：Ｖ４の例は、５：９５〜５０：５０である。

多層型電子輸送層１４の厚さは、多層型電子輸送層１４の層構成及び用いる材料によって最適値が異なり、駆動電圧と発光効率が適度な値となるように選択すればよく、少なくともピンホールが発生しないような厚さが必要であり、厚すぎると素子の駆動電圧が高くなり好ましくない。従って、多層型電子輸送層１４の膜厚は、例えば７ｎｍ〜１μｍである。

このような多層型電子輸送層１４の膜厚において、電子輸送層１４ａの膜厚は、例えば３ｎｍ〜１μｍであり、第１混合層１４ｂの膜厚は、例えば、２ｎｍ〜２０ｎｍであり、第２混合層１４ｃの膜厚は、例えば、２ｎｍ〜２０ｎｍである。第１及び第２混合層１４ｂ，１４ｃの厚さは、電子輸送層１４ａの厚さより薄い。第１及び第２混合層１４ｂ，１４ｃも２ｎｍより薄くなるとピンポールが生じる傾向にあり、また、２０ｎｍより厚くなると、多層型電子輸送層１４全体の膜厚も厚くなる傾向にあり、結果として、駆動電圧が高くなる。

多層型電子輸送層１４は、発光層１３上に順に第１混合層１４ｂ、電子輸送層１４ａ及び第２混合層１４ｃを形成することで形成され得る。第１混合層１４ｂ、電子輸送層１４ａ及び第２混合層１４ｃは同じ成膜方法で形成されることが製造効率を向上させる観点から好ましい。

多層型電子輸送層１４が有する第１混合層１４ｂ、電子輸送層１４ａ及び第２混合層１４ｃは、何れも電子輸送材料を有している。従って、多層型電子輸送層１４は、例えば、多層型電子輸送層の全体を電子輸送材料から構成した電子輸送層において、発光層側界面及び陰極層側界面に、有機金属錯体化合物を局所的にドープした構成に対応する。ここで、「ドープ」とは、２つ以上の異なる材料を意図的に混合することを意味する。

第１混合層１４ｂ、電子輸送層１４ａ及び第２混合層１４ｃが有する電子輸送材料は、同じ材料とし得るが、第１混合層１４ｂ、電子輸送層１４ａ及び第２混合層１４ｃが有する電子輸送材料は異なっていてもよい。その場合、第１混合層１４ｂ、電子輸送層１４ａ及び第２混合層１４ｃのそれぞれが有する電子輸送材料は、例えば、電子輸送層１４ａの説明において例示した電子輸送材料を使用することができる。第１混合層１４ｂ及び第２混合層１４ｃも同一の材料から構成されていなくてもよい。

有機ＥＬ素子１は、基板Ｐ上に、陽極Ｅ１、正孔注入層１１、正孔輸送層１２、発光層１３、多層型電子輸送層１４及び陰極Ｅ２を順に形成することで製造される。基板Ｐ上の各構成要素の形成方法は、前述したとおりであるため、説明を省略する。

有機ＥＬ素子１では、多層型電子輸送層１４を備えることにより、発光層１３と電子輸送層１４ａとの間に第１混合層１４ｂを有する。第１混合層１４ｂが、電子輸送材料に加えて有機金属錯体化合物を有することから、有機ＥＬ素子１の素子寿命が長くなり、駆動安定性が向上する。これは、例えば、電荷蓄積した電荷による電子輸送層の劣化が有機金属錯体化合物により抑制されると考えられるからである。

多層型電子輸送層１４が第２混合層１４ｃを有し、第２混合層１４ｃが有機金属錯体化合物を有することから陰極Ｅ２から電子輸送層１４ａへの電子注入効率が改善される。その結果、駆動電圧をより小さくできる。

（第２実施形態）
図２に示した第２実施形態に係る有機ＥＬ素子２は、多層型電子輸送層１４の代わりに多層型電子輸送層１４Ａを備えている。多層型電子輸送層１４Ａを備える点以外は、有機ＥＬ素子２の構成は、有機ＥＬ素子１の構成と同様である。

有機ＥＬ素子２が備える多層型電子輸送層１４Ａは、第１混合層１４ｂと電子輸送層１４ａとの間に金属層１４ｄが設けられている点で、多層型電子輸送層１４と相違する。

金属層１４ｄは、第１混合層１４ｂに接するように第１混合層１４ｂ上に積層されている。金属層１４ｄは電子輸送層１４ａにも接している。

金属層１４ｄの材料の例は、アルカリ金属及びアルカリ土類金属を含む。金属層１４ｄとしてのアルカリ金属の例は、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、フランシウムであり、アルカリ土類金属の例は、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、ラジウムである。これの中でもマグネシウムが好ましい。金属層１４ｄの厚さの例は、０．５ｎｍ〜１０ｎｍである。金属層１４ｄは、例えば、真空蒸着法で形成され得る。

有機ＥＬ素子２は、金属層１４ｄを有する点以外は、有機ＥＬ素子１の構成と同じであることから、有機ＥＬ素子１と少なくとも同じ作用効果を有する。そして、金属層１４ｄを有することにより、駆動電圧の低下が図られ、素子寿命が更に改善される。その結果、有機ＥＬ素子２の駆動安定性が更に向上する。

以上、本発明の種々の実施形態を説明したが、例示した種々の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

例えば、有機ＥＬ素子の構成は、図１及び図２に例示した構成に限定されない。

有機ＥＬ素子は、発光層１３と陰極Ｅ２との間に多層型電子輸送層を有していればよい。有機ＥＬ素子の取り得る層構成の例を示す。なお、以下の説明では、第１及び第２実施形態の構成も含む場合もある。
ａ）陽極／正孔注入層／発光層／多層型電子輸送層／陰極
ｂ）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／多層型電子輸送層／陰極
ｃ）陽極／発光層／多層型電子輸送層／陰極
記号「／」は、記号「／」の両側の層同士が接合していることを意味している。

ａ）〜ｃ）において、「多層型電子輸送層」とは、
(i) 第１積層構造：第１混合層／電子輸送層、
(ii) 第２積層構造：第１混合層／電子輸送層／第２混合層、
(iii)第３積層構造：第１混合層／金属層／電子輸送層、及び、
(iv) 第４積層構造：第１混合層／金属層／電子輸送層／第２混合層、
の何れかを意味する。

上記第２積層構造及び第４積層構造のように第２混合層が多層型電子輸送層に含まれる有機ＥＬ素子の場合は、その有機ＥＬ素子は、電子注入層を有していることに対応する。

多層型電子輸送層を構成する少なくとも何れかの層が正孔の輸送を堰き止める機能を有する層である場合、そのような正孔の輸送を堰き止める機能を有する層は、正孔ブロック層と称される場合もある。

正孔ブロック層が正孔の輸送を堰き止める機能を有することは、例えば正孔電流のみを流す有機ＥＬ素子を作製し、その電流値の減少で堰き止める効果を確認することができる。

また、ａ）及びｂ）において、正孔注入層、及び／又は正孔輸送層が電子の輸送を堰き止める機能を有する場合には、これらの層が電子ブロック層と称される場合もある。電子ブロック層が電子の輸送を堰き止める機能を有することは、例えば電子電流のみを流す有機ＥＬ素子を作製し、測定された電流値の減少で電子の輸送を堰き止める効果を確認することができる。なお、正孔注入層、及び／又は正孔輸送層とは別に、電子ブロック層を陽極と発光層との間に設けてもよい。

更に、有機ＥＬ素子は単層の発光層を有していても２層以上の発光層を有していてもよい。上記ａ）〜ｃ）の層構成のうちのいずれか１つにおいて、陽極と陰極との間に配置された積層体を「構造単位Ａ」とすると、２層の発光層を有する有機ＥＬ素子の構成として、下記ｄ）に示す層構成を挙げることができる。なお、２個ある（構造単位Ａ）の層構成は互いに同じであっても、異なっていてもよい。
ｄ）陽極／（構造単位Ａ）／電荷発生層／（構造単位Ａ）／陰極

ここで電荷発生層とは、電界を印加することにより、正孔と電子とを発生する層である。電荷発生層としては、例えば酸化バナジウム、インジウムスズ酸化物（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ：略称ＩＴＯ）、酸化モリブデンなどからなる薄膜を挙げることができる。

「（構造単位Ａ）／電荷発生層」を「構造単位Ｂ」とすると、３層以上の発光層１３を有する有機ＥＬ素子の構成として、以下のｅ）に示す層構成を挙げることができる。
ｅ）陽極／（構造単位Ｂ）ｘ／（構造単位Ａ）／陰極
記号「ｘ」は、２以上の整数を表し、「（構造単位Ｂ）ｘ」は、（構造単位Ｂ）がｘ段積層された積層体を表す。また、複数ある（構造単位Ｂ）の層構成は同じでも、異なっていてもよい。

電荷発生層を設けずに、複数の発光層を直接的に積層させて有機ＥＬ素子を構成してもよい。

これまでの説明では、陽極を基板側に配置した例を説明したが、陰極を基板側に配置してもよい。この場合、例えばａ）〜ｅ）の各有機ＥＬ素子を基板上に作製する場合、陰極（各構成ａ）〜ｅ）の右側）から順に各層を基板上に積層すればよい。

以下、実施例及び比較例に基づいて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。

[実施例１]
実施例１として図１に示したように、基板上に、陽極、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、第１混合層、電子輸送層、第２混合層及び陰極が順に積層された有機ＥＬ素子を製造した。実施例１の有機ＥＬ素子を有機ＥＬ素子Ａ１と称す。実施例１では、有機ＥＬ素子Ａ１をガラスによって封止する。以下、有機ＥＬ素子Ａ１の製造方法を具体的に説明する。

＜基板及び陽極＞
有機ＥＬ素子Ａ１の基板としてガラス基板を準備した。ガラス基板上に、陽極としてＩＴＯ薄膜を所定のパターンで形成した。ＩＴＯ薄膜はスパッタリング法によって形成し、その膜厚は、４５ｎｍである。ＩＴＯ薄膜が表面に形成されたガラス基板を、有機溶媒、アルカリ洗剤及び超純水で超音波洗浄した後、有機溶媒で１０分間煮沸し、乾燥させた。次に、紫外線オゾン（ＵＶ−Ｏ３）装置を用いて、ＩＴＯ薄膜が形成されている面に紫外線オゾン処理を約１５分間おこなった。

＜正孔注入層＞
電荷輸送性を有する有機材料と電子受容性材料と組み合わせた正孔注入材料を、スピンコート法によってＩＴＯ薄膜上に塗布することにより、３５ｎｍの厚みの塗膜を形成した。以下では、実施例１で使用した正孔注入材料を正孔注入材料α１と称す。大気中において、上記塗膜をホットプレート上で乾燥させて正孔注入層を形成した。ホットプレートを利用した乾燥では、まず５０℃で４分間乾燥させた後、更に２３０℃で１５分間乾燥させた。

＜正孔輸送層＞
高分子材料である正孔輸送材料とキシレンとを混合し、固形物（正孔輸送材料）濃度が０．６重量％の正孔輸送層形成用組成物を得た。以下では、実施例１で使用した正孔輸送材料を正孔輸送材料α２と称す。得られた正孔輸送層形成用組成物を、スピンコート法により正孔注入層上に塗布し、膜厚２０ｎｍの塗膜を得た。この塗膜を設けたガラス基板を窒素雰囲気（不活性雰囲気）下において、ホットプレートを利用して、１８０℃で６０分間加熱することで溶媒を蒸発させた後、室温まで自然冷却し、正孔輸送層を得た。

＜発光層＞
発光性共役系高分子材料とキシレンとを混合し、発光性共役系高分子材料の濃度が１．３％の発光層形成用組成物を得た。実施例１では、発光性共役系高分子材料として青色発光性共役系高分子材料を使用した。以下では、実施例１で使用した青色発光性共役系高分子材料を青色発光性共役系高分子材料α３と称す。得られた発光層形成用組成物を、スピンコート法により正孔輸送層上に塗布し、膜厚６５ｎｍの塗膜を得た。この塗膜を設けたガラス基板を窒素雰囲気（不活性雰囲気）下において、ホットプレートを利用して、１５０℃で１０分間加熱することで溶媒を蒸発させた後、室温まで自然冷却し、発光層を得た。

＜第１混合層＞
発光層が形成されたガラス基板を蒸着チャンバ―に移し、発光層上に第１混合層を形成した。具体的には、蒸着チャンバー内の真空度が１．０×１０^−５Ｐａ以下になるまで排気し、電子輸送材料と有機金属錯体化合物とを真空蒸着法によって発光層上に共蒸着し、膜厚が５ｎｍであり、電子輸送材料と有機金属錯体化合物とが混合された第１混合層を形成した。以下では、実施例１で使用した電子輸送材料及び有機金属錯体化合物を電子輸送材料α４及び有機金属錯体化合物αと称す。電子輸送材料α４は、東レ株式会社製のＴＲ−Ｅ３１４である。有機金属錯体化合物α５は、８−キノリノールナトリウム（Ｎａｑ）である。電子輸送材料α４と有機金属錯体化合物α５の蒸着速度はそれぞれ０．３Å／ｓとした。すなわち、第１混合層における電子輸送材料α４と有機金属錯体化合物α５の質量比は５０：５０である。

＜電子輸送層＞
第１混合層を形成した後、同じ蒸着チャンバ―内で第１混合層上に、電子輸送層を形成した。具体的には、第１混合層上に、電子輸送材料α４を真空蒸着法によって蒸着し、膜厚が６０ｎｍの電子輸送層を形成した。電子輸送材料α４の蒸着速度は０．５Å／ｓとした。

＜第２混合層＞
電子輸送層を形成した後、同じ蒸着チャンバ―内で電子輸送層上に、第２混合層を形成した。具体的には、電子輸送材料α４と有機金属錯体化合物α５とを真空蒸着法によって電子輸送層上に共蒸着し、膜厚が５ｎｍであり、電子輸送材料α４と有機金属錯体化合物α５が混合された第２混合層を形成した。電子輸送材料α４と有機金属錯体化合物α５の蒸着速度はそれぞれ０．３Å／ｓとした。すなわち、第２混合層における電子輸送材料α４と有機金属錯体化合物α５の質量比は５０：５０である。

＜陰極＞
第２混合層を形成した後、同じ蒸着チャンバ―内で陰極を形成した。具体的には、第２混合層上に、真空蒸着法によりマグネシウムと銀とを共蒸着し、膜厚が２０ｎｍの陰極ａを形成した後、陰極ａ上にアルミニウムを真空蒸着法によって蒸着し、膜厚が１００ｎｍの陰極ｂを形成した。すなわち、有機ＥＬ素子Ａ１の陰極としては、第２混合層上に、厚さ２０ｎｍの陰極ａと厚さ１００ｎｍの陰極ｂとが積層された２層構造の陰極を形成した。

＜ガラス封止＞
陰極を形成した後、大気に暴露させることなく蒸着室から陰極形成後のガラス基板を封止処理室に搬送し、窒素雰囲気（不活性雰囲気）下において、ＵＶ硬化樹脂を周囲に塗布した封止ガラスと、蒸着室から搬送されたガラス基板とを貼り合わせてＵＶ光を照射することでＵＶ硬化樹脂を硬化し、有機ＥＬ素子Ａ１をガラスによって封止した。

上記のようにして製造した有機ＥＬ素子Ａ１を駆動して、素子寿命、電流効率及び駆動電圧を測定した。

素子寿命は、駆動開始時の輝度を１００としたときに、駆動開始から輝度が８０に低下するまでの時間で表されるＬＴ８０で評価した。素子寿命の測定は、有機ＥＬ素子Ａ１を１０ｍＡ／ｃｍ^２の定電流で駆動しておこなった。駆動電圧は、有機ＥＬ素子Ａ１を１０ｍＡ／ｃｍ^２の定電流で駆動しているときの電圧である。電流効率は、輝度が１０００ｃｄ／ｍ^２（すなわち、１０００ｎｉｔ）の時の値である。

有機ＥＬ素子Ａ１の測定結果において、素子寿命（ＬＴ８０）は、１５．１時間であり、電流効率は、１．０ｃｄ／Ａであり、駆動電圧は６．０Ｖであった。

[比較例１]
比較例１として、基板上に、陽極、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、及び陰極が順に積層された有機ＥＬ素子を製造した、比較例１の有機ＥＬ素子を有機ＥＬ素子Ｂ１と称す。有機ＥＬ素子Ｂ１の構成は、第１及び第２混合層を有しない点及び電子輸送層の膜厚が７０ｎｍである点以外は、実施例１の有機ＥＬ素子Ａ１と同様の構成を有する。すなわち、比較例１において、基板、陽極、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、及び陰極の材料及び厚さ及びそれらの形成方法は、実施例１の場合と同様である。そのため、電子輸送層の形成方法について説明し、他の説明を省略する。

比較例１において電子輸送層は次のようにして形成した。すなわち、発光層を形成した後に、発光層が形成されたガラス基板（基板）を蒸着チャンバ―に移した。そして、蒸着チャンバー内の真空度が１．０×１０^−５Ｐａ以下になるまで排気し、電子輸送材料α４を真空蒸着法によって発光層上に蒸着し、膜厚が７０ｎｍの電子輸送層を形成した。電子輸送材料α４の蒸着速度は、０．５Å／ｓとした。

比較例１においても、実施例１と同様に製造した有機ＥＬ素子Ｂ１をガラス封止した。

比較例１の有機ＥＬ素子Ｂ１を駆動して、実施例１と同様の条件で、素子寿命、電流効率及び駆動電圧を測定した。

その結果、比較例１では、素子寿命（ＬＴ８０）は、０．１時間であり、電流効率は、１．０ｃｄ／Ａであり、駆動電圧は６．１Ｖであった。

[比較例２]
比較例２として、基板上に、陽極、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、第２混合層及び陰極が順に積層された有機ＥＬ素子を製造した、比較例２の有機ＥＬ素子を有機ＥＬ素子Ｂ２と称す。有機ＥＬ素子Ｂ２の構造は、第１混合層を有しない点及び電子輸送層の膜厚が６５ｎｍである点以外は、実施例１の有機ＥＬ素子Ａ１と同様の構成である。比較例２において、基板、陽極、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、第２混合層及び陰極の材料及び厚さ及びそれらの形成方法は、実施例１の場合と同様である。そして、比較例２の電子輸送層の形成方法は、膜厚を６５ｎｍとする点以外は、比較例１の場合と同様である。

比較例２においても、実施例１と同様に有機ＥＬ素子Ｂ２をガラス封止した。

比較例２の有機ＥＬ素子Ｂ２を駆動して、実施例１と同様の条件で、素子寿命、電流効率及び駆動電圧を測定した。その結果、比較例２では、素子寿命（ＬＴ８０）は、２．３時間であり、電流効率は、１．０ｃｄ／Ａであり、駆動電圧は５．５Ｖであった。

[実施例１及び比較例１，２の比較]
前述した実施例１、比較例１，２の有機ＥＬ素子Ａ１，Ｂ１，Ｂ２の素子寿命、電流効率及び駆動電圧の測定結果を表１に示す。

表１から理解されるように、第１混合層を設けた実施例１では、比較例１，２に対して、ほぼ同様の電流効率及び駆動電圧において、より長い素子寿命を得ることができていることが理解され得る。特に、実施例１と比較例２とを比較することで、このような素子寿命の違いが第１混合層の影響で生じていることが理解される。従って、電子輸送材料及び有機金属錯体化合物を含む第１混合層を設けることで、有機ＥＬ素子の駆動安定性が向上することが理解される。

次に、図２に示したように、多層型電子輸送層が金属層を更に備えた場合の作用効果の検証結果について説明する。

（実施例２）
実施例２として、図２に示したように、基板上に、陽極、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、第１混合層、金属層、電子輸送層、第２混合層及び陰極が順に積層された有機ＥＬ素子を製造した。実施例２の有機ＥＬ素子を有機ＥＬ素子Ａ２と称す。実施例２では、有機ＥＬ素子Ａ２を実施例１の場合と同様にガラスによって封止する。有機ＥＬ素子Ａ２の製造方法を具体的に説明する。

＜基板及び陽極＞
有機ＥＬ素子Ａ２の基板としてガラス基板を準備した。準備したガラス基板上に、陽極としてＩＴＯ薄膜を所定のパターンで形成した。ＩＴＯ薄膜はスパッタリング法によって形成し、その膜厚は、４５ｎｍである。ＩＴＯ薄膜が表面に形成されたガラス基板を、有機溶媒、アルカリ洗剤及び超純水で超音波洗浄した後、有機溶媒で１０分間煮沸し、乾燥させた。次に、紫外線オゾン（ＵＶ−Ｏ３）装置を用いて、ＩＴＯ薄膜が形成されている面に紫外線オゾン処理を約１５分間おこなった。

＜正孔注入層＞
正孔注入材料α１を含むインクを、スピンコート法によってＩＴＯ薄膜上に塗布して形成する塗膜の厚さを８０ｎｍとした点以外は、実施例１と同様にして正孔注入層を形成した。

＜正孔輸送層＞
実施例１の場合と同様にして正孔注入層上に正孔輸送層を形成した。

＜発光層＞
赤色発光性共役系高分子材料とキシレンとを混合し、赤色発光性共役系高分子材料の濃度が２．８％の発光層形成用組成物を得た。以下、実施例２で使用した赤色発光性共役系高分子材料を赤色発光性共役系高分子材料α６と称す。得られた発光層形成用組成物を、スピンコート法により正孔輸送層上に塗布し、膜厚１６０ｎｍの塗膜を得た。この塗膜を設けたガラス基板を窒素雰囲気（不活性雰囲気）下において、ホットプレートを利用して、１５０℃で１０分間加熱することで溶媒を蒸発させた後、室温まで自然冷却し、発光層を得た。

＜第１混合層＞
実施例１と同様にして発光層上に第１混合層を形成した。

＜金属層＞
第１混合層を形成した後、第１混合層を形成した蒸着チャンバ―内で第１混合層上にマグネシウムを真空蒸着法で蒸着し、膜厚が２ｎｍである金属層を形成した。マグネシウムの蒸着速度は０．５Å／ｓとした。

＜電子輸送層＞
金属層を形成した後、同じ蒸着チャンバ―内で、実施例１の場合と同様にして、電子輸送層を形成した。

＜第２混合層＞
電子輸送層を形成した後、電子輸送材料α４と有機金属錯体化合物α５の蒸着速度をそれぞれ０．１Å／ｓ及び０．９Å／ｓとした点以外は、実施例１と同様にして、電子輸送層上に第２混合層を形成した。すなわち、第２混合層における電子輸送材料α４と有機金属錯体化合物α５の質量比は１０：９０である。

＜陰極＞
第２混合層を形成した後、同じ蒸着チャンバ―内で陰極を形成した。具体的には、第２混合層上に、真空蒸着法によりマグネシウムを蒸着し、膜厚が２ｎｍの陰極ａを形成した後、陰極ａ上に銀を真空蒸着法によって蒸着し、膜厚が１８ｎｍの陰極ｂを形成した。続いて、陰極ｂ上にアルミニウムを真空蒸着法によって蒸着し、膜厚が１００ｎｍの陰極ｃを形成した。すなわち、有機ＥＬ素子Ａ２の陰極としては、第２混合層上に、厚さ２ｎｍの陰極ａと、厚さ１８ｎｍの陰極ｂと、厚さ１００ｎｍの陰極ｃが積層された３層構造の陰極を形成した。

＜ガラス封止＞
陰極を形成した後、実施例１の場合と同様にして、有機ＥＬ素子Ａ２をガラスで封止した。

有機ＥＬ素子Ａ２は、発光層に赤色発光性共役系高分子材料α６を含むため、有機ＥＬ素子Ａ２は、赤色発光素子である。

製造した有機ＥＬ素子Ａ２を駆動して、素子寿命、電流効率及び駆動電圧を測定した。素子寿命は、実施例１と同様に、ＬＴ８０で評価した。素子寿命の測定は、素子を８０ｍＡ／ｃｍ^２の定電流で駆動した状態で測定した。電流効率は、輝度が１００ｃｄ／ｍ^２（すなわち、１００ｎｉｔ）の時の値である。駆動電圧は、電流密度が１０ｍＡ／ｃｍ^２の時の値である。

有機ＥＬ素子Ａ２の測定結果において、素子寿命（ＬＴ８０）は、１５６．１時間であり、電流効率は、８．２ｃｄ／Ａであり、駆動電圧は６．８Ｖであった。

（実施例３）
実施例３として、金属層を備えない点以外は実施例２の場合と同様にして、有機ＥＬ素子を製造し、ガラスで封止した。実施例３の有機ＥＬ素子を有機ＥＬ素子Ａ３と称す。
有機ＥＬ素子Ａ３も有機ＥＬ素子Ａ２と同様に赤色発光素子である。

製造した有機ＥＬ素子Ａ３を、実施例２の場合と同様の条件で、素子寿命、電流効率及び駆動電圧を測定した。実施例３では、素子寿命（ＬＴ８０）は、５２．０時間であり、電流効率は、６．４ｃｄ／Ａであり、駆動電圧は１１．５Ｖであった。

[実施例２及び実施例３の比較]
前述した実施例２及び実施例３における素子寿命、電流効率及び駆動電圧の測定結果を表２に示す。

表２から理解されるように、金属層を設けた実施例２は、金属層を設けていない実施例３に対して、より低い駆動電圧で駆動可能であると共に、より長い素子寿命を実現できることが理解される。

（実施例４）
実施例４では、正孔注入層及び発光層の構成が相違する点以外は、実施例２の場合と同様の構成を有する有機ＥＬ素子を製造し、実施例２と同様にガラスで封止した。実施例４の有機ＥＬ素子を有機ＥＬ素子Ａ４と称す。有機ＥＬ素子Ａ４における正孔注入層及び発光層の形成方法について説明する。

＜正孔注入層＞
正孔注入材料α１を含むインクがＩＴＯ薄膜上に塗布されて形成される塗膜の厚さを８５ｎｍとした点以外は、実施例２の場合と同様にして正孔注入層を形成した。

＜発光層＞
緑色発光性共役系高分子材料とキシレンとを混合し、緑色発光性共役系高分子材料の濃度が２．２％の発光層形成用組成物を得た。以下、実施例４で使用した緑色発光性共役系高分子材料を緑色発光性共役系高分子材料α７と称す。得られた発光層形成用組成物を、スピンコート法により正孔輸送層上に塗布し、膜厚８５ｎｍの塗膜を得た。この塗膜を設けたガラス基板を窒素雰囲気（不活性雰囲気）下において、ホットプレートを利用して、１５０℃で１０分間加熱することで溶媒を蒸発させた後、室温まで自然冷却し、発光層を得た。

上記のように、発光層に緑色発光性共役系高分子材料α７を含むため、有機ＥＬ素子Ａ４は緑色発光素子である。

製造した有機ＥＬ素子Ａ４を駆動して、素子寿命、電流効率及び駆動電圧を測定した。素子寿命は、実施例１と同様に、ＬＴ８０で評価した。素子寿命の測定は、素子を２５ｍＡ／ｃｍ^２の定電流で駆動した状態で測定した。電流効率は、輝度が１００ｃｄ／ｍ^２（すなわち、１００ｎｉｔ）の時の値である。駆動電圧は、電流密度が１０ｍＡ／ｃｍ^２の時の値である。

有機ＥＬ素子Ａ３において、素子寿命（ＬＴ８０）は、１２．４時間であり、電流効率は、６．１ｃｄ／Ａであり、駆動電圧は６．２Ｖであった。

（実施例５）
実施例５として、金属層を備えない点以外は実施例４の場合と同様にして、有機ＥＬ素子を製造し、ガラスで封止した。実施例５の有機ＥＬ素子を有機ＥＬ素子Ａ５と称す。
有機ＥＬ素子Ａ５も有機ＥＬ素子Ａ４と同様に緑色発光素子である。

製造した有機ＥＬ素子Ａ５を、実施例４の場合と同様の条件で、素子寿命、電流効率及び駆動電圧を測定した。実施例５では、素子寿命（ＬＴ８０）は、１．７時間であり、電流効率は、１２．９ｃｄ／Ａであり、駆動電圧は８．９Ｖであった。

[実施例４及び実施例５の比較]
前述した実施例４及び実施例５における素子寿命、電流効率及び駆動電圧の測定結果を表３に示す。

表３から理解されるように、金属層を設けた実施例４は、金属層を設けていない実施例５に対して、電流効率は低下するが、より低い駆動電圧で駆動可能であると共に、より長い素子寿命を実現できることが理解される。

（実施例６）
実施例６では、正孔注入層及び発光層の構成が相違する点以外は、実施例２の場合と同様の構成を有する有機ＥＬ素子を製造し、ガラスで封止した。実施例６の有機ＥＬ素子を有機ＥＬ素子Ａ６と称す。有機ＥＬ素子Ａ６における正孔注入層及び発光層の形成方法について説明する。

＜正孔注入層＞
正孔注入材料α１を含むインクがＩＴＯ薄膜上に塗布されて形成される塗膜の厚さを３５ｎｍとした点以外は、実施例２の場合と同様にして正孔注入層を形成した。

＜発光層＞
青色発光性共役系高分子材料α３とキシレンとを混合し、青色発光性共役系高分子材料α３の濃度が１．３％の発光層形成用組成物を得た。得られた発光層形成用組成物を、スピンコート法により正孔輸送層上に塗布し、膜厚６５ｎｍの塗膜を得た。この塗膜を設けたガラス基板を窒素雰囲気（不活性雰囲気）下において、ホットプレートを利用して、１５０℃で１０分間加熱することで溶媒を蒸発させた後、室温まで自然冷却し、発光層を得た。

上記のように、発光層に青色発光性共役系高分子材料α３を含むため、有機ＥＬ素子Ａ６は青色発光素子である。

製造した有機ＥＬ素子Ａ６を駆動して、素子寿命、電流効率及び駆動電圧を測定した。素子寿命は、実施例１と同様に、ＬＴ８０で評価した。素子寿命の測定は、素子を８０ｍＡ／ｃｍ^２の定電流で駆動した状態で測定した。電流効率は、輝度が１００ｃｄ／ｍ^２（すなわち、１００ｎｉｔ）の時の値である。駆動電圧は、電流密度が１０ｍＡ／ｃｍ^２の時の値である。

有機ＥＬ素子Ａ６において、素子寿命（ＬＴ８０）は、１１．８時間であり、電流効率は、１．７ｃｄ／Ａであり、駆動電圧は４．９Ｖであった。

（実施例７）
実施例７として、金属層を備えない点以外は実施例６の場合と同様にして、有機ＥＬ素子を製造し、ガラスで封止した。実施例７の有機ＥＬ素子を有機ＥＬ素子Ａ７と称す。
有機ＥＬ素子Ａ７も有機ＥＬ素子Ａ６と同様に青色発光素子である。

製造した有機ＥＬ素子Ａ７を、実施例６の場合と同様の条件で、素子寿命、電流効率及び駆動電圧を測定した。実施例７では、素子寿命（ＬＴ８０）は、８．０時間であり、電流効率は、１．７ｃｄ／Ａであり、駆動電圧は５．１Ｖであった。

[実施例６及び実施例７の比較]
前述した実施例６及び実施例７における素子寿命、電流効率及び駆動電圧の測定結果を表４に示す。

表４から理解されるように、金属層を設けた実施例６は、金属層を設けていない実施例７に対して、より低い駆動電圧で駆動可能であると共に、より長い素子寿命を実現できることが理解される。

表２〜表４の結果より、赤色発光素子、緑色発光素子及び青色発光素子の何れにおいても金属層を更に設けることで、素子の長寿命化が図れており、金属層が駆動安定性の向上に寄与していることが確認できた。

１，２…有機ＥＬ素子、１３…発光層、１４，１４Ａ…多層型電子輸送層、１４ａ…電子輸送層、１４ｂ…第１混合層（発光層側混合層）、１４ｃ…第２混合層（陰極側混合層）、１４ｄ…金属層、Ｅ１…陽極、Ｅ２…陰極。

Claims (7)

1. 陽極と、陰極と、前記陽極及び前記陰極との間に設けられる発光層とを有する有機ＥＬ素子であって、
   前記発光層と前記陰極との間に設けられる多層型電子輸送層を備え、
   前記多層型電子輸送層は、
   電子輸送材料を含む電子輸送層と、
   前記電子輸送層と前記発光層との間において前記発光層に接して設けられている発光層側混合層と、
   前記電子輸送層より前記陰極側に前記電子輸送層に接して設けられる陰極側混合層と、
   前記発光層側混合層と前記電子輸送層との間に設けられる金属層と、
   を有し、
   前記発光層側混合層は、電子輸送材料と共に有機金属錯体化合物を含み、
   前記陰極側混合層は、電子輸送材料と共に有機金属錯体化合物を含む、
   有機ＥＬ素子。
2. 前記発光層側混合層の厚さが２ｎｍ〜２０ｎｍである、
   請求項１に記載の有機ＥＬ素子。
3. 前記発光層側混合層に含まれる前記有機金属錯体化合物は、８−キノリノールナトリウムである、
   請求項１又は２に記載の有機ＥＬ素子。
4. 前記金属層は、アルカリ金属またはアルカリ土類金属を含む、
   請求項１〜３の何れか一項に記載の有機ＥＬ素子。
5. 前記アルカリ金属は、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウムまたはフランシウムであり、
   前記アルカリ土類金属は、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウムまたはラジウムである、
   請求項４に記載の有機ＥＬ素子。
6. 前記金属層の膜厚が、０．５ｎｍ〜１０ｎｍである、
   請求項１〜５の何れか一項に記載の有機ＥＬ素子。
7. 前記電子輸送層は、前記発光層側混合層及び前記陰極側混合層に含まれておりアルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオン及び希土類金属イオンの少なくとも１つを含有する前記有機金属錯体化合物を含まない、
   請求項１に記載の有機ＥＬ素子。

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