JP7124818B2 - 有機エレクトロルミネッセンス素子 - Google Patents

Description

本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子に関する。より詳しくは、本発明は、外部量子効率が高く素子寿命が向上した有機エレクトロルミネッセンス素子に関する。

近年の化石エネルギーの高騰によって、自然エネルギーから直接電力を発電できるシステムが求められており、化石燃料による発電コストよりも低コストの発電を達成しうる太陽電池として単結晶・多結晶・アモルファスのＳｉを用いた太陽電池、ＧａＡｓやＣＩＧＳなどの化合物系の太陽電池、又は色素増感型光電変換素子（グレッツェルセル）などが提案・実用化されている。

しかしながら、これらの太陽電池では基板に重いガラスを用いなければならないため、設置時に補強工事が必要であり、発電コストが高くなる一因であった。

このような状況に対し、陽極と陰極の間に電子供与体層（ｐ型半導体層）と電子受容体層（ｎ型半導体層）とが混合された有機バルクヘテロジャンクション型太陽電池が提案されている。これらのバルクヘテロジャンクション型太陽電池においては、陽極・陰極以外は塗布プロセスで形成されているため、高速かつ安価な製造が可能であると期待され、前述の発電コストの課題を解決できる可能性がある。

さらに、バルクヘテロジャンクション型太陽電池は、上記のＳｉ系太陽電池・化合物半導体系太陽電池・色素増感太陽電池等と異なり、１６０℃より高温のプロセスが無いため、安価かつ軽量なプラスチック基板上への形成も可能であると期待される。

非特許文献１では太陽光スペクトルを効率よく吸収するために長波長まで吸収可能な有機高分子を用いることによって、５％を超える変換効率を達成するに至っている。しかしながら、長波化するほどよいというものではなく、効率的に電荷分離を生じるためには、ｐ型半導体層（電子供与体層）を構成する分子のＬＵＭＯのエネルギー準位がｎ型半導体層（電子受容体層）を構成する分子のＬＵＭＯのエネルギー準位よりも高く、かつ、ｎ型半導体層（電子受容体層）を構成する分子のＨＯＭＯのエネルギー準位がｐ型半導体層（電子供与体層）を構成する分子のＨＯＭＯのエネルギー準位よりも低い関係になっていることが重要との示唆がある。

一方、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、有機太陽電池と逆の機能を有し、陰極と陽極の間を、有機発光物質が含有された有機薄膜層（単層部又は多層部）で構成する素子である。この様な有機ＥＬ素子に電圧を印加すると、有機薄膜層に陰極から電子が、陽極から正孔が注入され、これらが発光層（有機発光物質含有層）において再結合して励起子が生じる。有機ＥＬ素子はこれら励起子からの光の放出（蛍光・リン光）を利用した発光素子であり、次世代の平面ディスプレイや照明として期待されている技術である。

さらに、蛍光発光を利用する有機ＥＬ素子に比べ、原理的に約４倍の発光効率が実現可能である励起三重項からのリン光発光を利用する有機ＥＬ素子がプリンストン大学から報告されて以来、室温でリン光を示す材料の開発を始めとし、発光素子の層構成や電極の研究開発が世界中で行われている。

このように、リン光発光方式は大変ポテンシャルの高い方式であるが、リン光発光を利用する有機ＥＬ素子においては、蛍光発光を利用するそれとは大きく異なり、発光中心の位置をコントロールする方法、とりわけ発光層の内部で再結合を行い、いかに発光を安定に行わせることができるかが、素子の効率・寿命を向上する上で重要な技術的課題となっている。そのためのアプローチとしては、通常、有機太陽電池で積極的に生じさせている励起状態の電荷分離過程は抑制し、電荷を積極的に再結合させることが好ましいと想定されている。発光層内のホスト化合物から発光ドーパントへエネルギー移動させるとともに、発光ドーパント上でホールトラップ又は電子トラップし、発光層内で発光ドーパントのラジカルとホスト化合物の対ラジカルを再結合させる検討が行われている（例えば、非特許文献２参照。）。

しかしながら、単一ホスト化合物にリン光発光性金属錯体をドーピングしただけでは、前記ホスト化合物上に励起状態が生成し、励起一重項エネルギー・励起三重項エネルギーがともに高エネルギーであるために、反応・凝集・結晶化などの好ましくない形態変化を生じ、発光ドーパントの励起状態を消光するサイト（クエンチャー）又はエネルギー準位間のギャップの小さい非発光性サイトとなることで、有機ＥＬ素子の駆動に伴う劣化が引き起こされ、有機ＥＬ素子を照明装置などに用いる際に満足のいく素子寿命が得られないという問題があった。

さらに、特許文献１では、励起錯体（エキサイプレックスともいう。）を生じる２種のホスト化合物とリン光発光性金属錯体を含む発光層を用いて励起錯体からリン光発光性金属錯体へエネルギー移動させ高効率化させる方法が開示されている。

しかしながら、本発明者らの検討によれば、エキサイプレックスは単独の電子供与性ホスト化合物・電子受容性ホスト化合物に比べてスペクトル形状を大きく変える極めて長波の発光を有し、該特許文献１の実施例で非開示の短波の吸収を有する青色領域のリン光発光性金属錯体に対しては、フェルスターエネルギー移動を生じるに十分な発光と吸収の重なりを生じることができないという問題があることが分かった。

すなわち、速やかにリン光発光性金属錯体にエネルギー移動できない場合には、高エネルギーの励起状態に留まる時間が長いため、劣化につながる形態変化を引き起こしやすく、高効率化と素子寿命との両立が難しい問題があった。

特開２０１２－１８６４６１号公報

Ａ．Ｈｅｅｇｅｒ：Ｓｃｉｅｎｃｅ；ｖｏｌ３１７（２００７） ｐ２２２ 安達千波矢：有機半導体のデバイス物性、講談社 ｐ１０３

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、外部量子効率が高く素子寿命が向上し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する過程において、有機ＥＬ素子の発光層内に、前記有機太陽電池のエネルギー準位関係にあり励起状態が電荷分離状態に緩和しうる機能を有する（以下、光誘起電荷移動ともいう。）、少なくとも異なる２種以上のホスト化合物を含有させることで、当該ホスト化合物の励起状態を効果的に抑制できるとの着想に至り、外部量子効率と素子寿命が向上した有機エレクトロルミネッセンス素子が得られることを見出した。

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。

１．陰極及び陽極の間に、少なくとも、第１ホスト化合物及び第２ホスト化合物、並びにリン光発光性金属錯体を含有する発光層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
前記第１ホスト化合物及び第２ホスト化合物が、下記特性（Ａ）及び特性（Ｂ）を有し、かつ、前記第２ホスト化合物が、カルバゾール環の３位又は６位にシアノ基が置換した化合物で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。
（Ａ）蛍光発光スペクトル上の特性：
前記第１ホスト化合物及び第２ホスト化合物それぞれ単独及び両者の混合物の単膜の蛍光発光スペクトルにおける最大発光強度の発光帯の対比において、当該第１ホスト化合物及び第２ホスト化合物それぞれの前記発光帯の短波側蛍光発光端のうち長波側にあるホスト化合物の前記短波側蛍光発光端の波長と前記混合物の前記発光帯の短波側蛍光発光端の波長との差が－３～３ｎｍの範囲内である。
（Ｂ）分子軌道エネルギー準位上の特性：
前記第１ホスト化合物及び第２ホスト化合物の最高被占分子軌道（ＨＯＭＯ）及び最低空分子軌道（ＬＵＭＯ）のエネルギー準位を、それぞれ、ＨＯＭＯ₁、ＬＵＭＯ₁、ＨＯＭＯ₂及びＬＵＭＯ₂としたとき、それぞれのエネルギー準位が下記式（１ａ）～式（１ｃ）で表される関係を満たす。

式（１ａ）：ＬＵＭＯ₁＞ＬＵＭＯ₂
式（１ｂ）：ＨＯＭＯ₁＞ＨＯＭＯ₂
式（１ｃ）：ΔＧ＝（ＬＵＭＯ₂－ＨＯＭＯ₁）－｛（ＬＵＭＯ₁－ＨＯＭＯ₁）及び（ＬＵＭＯ₂－ＨＯＭＯ₂）のうちの最小値｝＜－０．１（ｅＶ）
２．陰極及び陽極の間に、少なくとも、第１ホスト化合物及び第２ホスト化合物、並びにリン光発光性金属錯体を含有する発光層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
前記第１ホスト化合物及び第２ホスト化合物が、下記特性（Ａ）及び特性（Ｂ）を有し、かつ、前記第２ホスト化合物が、下記構造式Ｈ－２０１、Ｈ－２０４、Ｈ－２０６、Ｈ－２０７、Ｈ－２０８、Ｈ－２０９又はＨ－２１０で表される化合物で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。
（Ａ）蛍光発光スペクトル上の特性：
前記第１ホスト化合物及び第２ホスト化合物それぞれ単独及び両者の混合物の単膜の蛍光発光スペクトルにおける最大発光強度の発光帯の対比において、当該第１ホスト化合物及び第２ホスト化合物それぞれの前記発光帯の短波側蛍光発光端のうち長波側にあるホスト化合物の前記短波側蛍光発光端の波長と前記混合物の前記発光帯の短波側蛍光発光端の波長との差が－３～３ｎｍの範囲内である。
（Ｂ）分子軌道エネルギー準位上の特性：
前記第１ホスト化合物及び第２ホスト化合物の最高被占分子軌道（ＨＯＭＯ）及び最低空分子軌道（ＬＵＭＯ）のエネルギー準位を、それぞれ、ＨＯＭＯ ₁ 、ＬＵＭＯ ₁ 、ＨＯＭＯ ₂ 及びＬＵＭＯ ₂ としたとき、それぞれのエネルギー準位が下記式（１ａ）～式（１ｃ）で表される関係を満たす。
式（１ａ）：ＬＵＭＯ ₁ ＞ＬＵＭＯ ₂
式（１ｂ）：ＨＯＭＯ ₁ ＞ＨＯＭＯ ₂
式（１ｃ）：ΔＧ＝（ＬＵＭＯ ₂ －ＨＯＭＯ ₁ ）－｛（ＬＵＭＯ ₁ －ＨＯＭＯ ₁ ）及び（ＬＵＭＯ ₂ －ＨＯＭＯ ₂ ）のうちの最小値｝＜－０．１（ｅＶ）

３．下記式（２ａ）及び式（２ｂ）で表される関係を満たす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。

式（２ａ）：ΔＧ′＝（ＬＵＭＯ_PC－ＨＯＭＯ₁）－Ｔ_PC1＞０
式（２ｂ）：ΔＧ″＝（ＬＵＭＯ₂－ＨＯＭＯ_PC）－Ｔ_PC1＞０
ここで、ＬＵＭＯ_PC：前記リン光発光性金属錯体のＬＵＭＯのエネルギー準位
ＨＯＭＯ_PC：前記リン光発光性金属錯体のＨＯＭＯのエネルギー準位
Ｔ_PC1：前記リン光発光性金属錯体の最低励起三重項エネルギー
ＨＯＭＯ₁：前記第１ホスト化合物のＨＯＭＯのエネルギー準位
ＬＵＭＯ₂：前記第２ホスト化合物のＬＵＭＯのエネルギー準位
４．前記リン光発光性金属錯体の最低励起三重項エネルギー（Ｔ_PC1）が、２．２５～３．００ｅＶの範囲内であることを特徴とする第３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、外部量子効率と素子寿命が向上し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又は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。

光化学の領域で一般的に知られている励起状態と電荷分離状態のエネルギー差を表すＲｅｈｍ－Ｗｅｌｌｅｒ式を式（３）に示す。

式（３）
ΔＧ＝（ＬＵＭＯ_{ａｃｃｅｐｔｏｒ}－ＨＯＭＯ_{ｄｏｎｏｒ}）－Ｅ^＊－Ｅｑ
式（３）において、ＬＵＭＯ_{ａｃｃｅｐｔｏｒ}は電子受容性ホスト化合物のＬＵＭＯのエネルギー準位、ＨＯＭＯ_{ｄｏｎｏｒ}は電子供与性ホスト化合物のＨＯＭＯのエネルギー準位、Ｅ^＊は励起された電子受容性ホスト化合物又は電子供与性ホスト化合物のエネルギー（励起一重項－基底状態のエネルギー差）、Ｅｑはラジカル対間のクーロンエネルギーを表す。

式（３）において、ΔＧが負に大きくなると励起状態のエネルギーよりも電荷分離状態のエネルギーが安定な場合、励起状態から電荷分離状態への緩和が生じる（この過程を光誘起電荷移動ともいう。）。

本発明者らは、ホスト化合物の励起状態が生成する場合、励起一重項状態・励起三重項状態ともにギャップが広く高エネルギーであるため、反応・凝集・結晶化などの好ましくない形態変化が生じ、ホスト化合物が励起状態の消光物質・非発光性の再結合物質となることで、有機ＥＬ素子の駆動に伴う劣化を引き起こすことを突き止めた。上記課題を解決するにあたり、本発明者らは、ホスト化合物上での再結合を阻害しドーパント上での再結合のみを生じさせるために、有機太陽電池で広く利用されている光誘起電荷移動（励起状態の電荷分離）を利用し、ホスト化合物の励起状態をより効果的に抑制できるとの着想に至った。

すなわち、本発明の構成にあたる異なる２種のホスト化合物を混合し、バルクヘテロジャンクション型有機太陽電池で用いられる励起状態の電荷分離を生じさせるエネルギー準位関係とすると、電子供与性のホスト化合物が励起された場合には近接する電子受容性のホスト化合物により、また、電子受容性のホスト化合物が励起された場合には近接する電子供与性のホスト化合物に電荷移動することで、互いに励起状態が消光（失活）し、反応・凝集・結晶化などの好ましくない形態変化の起点となる高エネルギーのホスト励起状態が速やかに発光層内から除かれるため、有機ＥＬ素子の素子寿命向上につながるものと推察される。

また、上記式（３）に従って生成された電荷分離状態が発光する、すなわち、励起状態の電荷分離過程と競合してエキサイプレックス形成過程が生じることも考えられる。エキサイプレックスを生じないホスト化合物の励起三重項エネルギーはエネルギー移動速度の遅いデクスターエネルギー移動でのみ移動し得るため、励起三重項上の励起状態は滞留し、好ましくない前記形態変化の起点となりやすいと考えられる。

しかしながら、本発明の構成とは異なる発現機構にあたる、異なる２種のホスト化合物間でエキサイプレックスを生じ、十分にリン光発光性金属錯体の光吸収スペクトルと発光スペクトルの重なりを有する場合には、励起三重項状態と励起一重項状態が混合し、電荷分離過程と競合しながら、リン光発光性金属錯体に対し相対的に速いフェルスターエネルギー移動を生じうる。この場合でもより効果的なホスト励起状態の抑制を図ることができるものと推察される。

本発に係る式（１ａ）～式（１ｃ）、及び式（２ａ）、式（２ｂ）を説明する概念図 本発に係る式（１ａ）～式（１ｃ）、及び式（２ａ）、式（２ｂ）を説明する別の概念図 本発明に係る蛍光発光端の波長を示す模式図 本発明に係る蛍光発光端の波長を示す別の模式図 本発明に係る蛍光発光端の波長を示す別の模式図 本発明に係る蛍光発光端の波長を示す別の模式図 本発明の有機ＥＬ素子を用いた照明装置の概略図 本発明の有機ＥＬ素子を用いた照明装置の断面図 評価用単膜試料の断面図 実施例に用いた有機ＥＬ素子の断面図

本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、陰極及び陽極の間に、少なくとも、第１ホスト化合物及び第２ホスト化合物、並びにリン光発光性金属錯体を含有する発光層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
前記第１ホスト化合物及び第２ホスト化合物が、下記特性（Ａ）及び特性（Ｂ）を有し、かつ、前記第２ホスト化合物が、カルバゾール環の３位又は６位にシアノ基が置換した化合物であることを特徴とする。

この特徴は、各請求項に係る発明に共通する又は対応する技術的特徴である。

本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、陰極及び陽極の間に、少なくとも、第１ホスト化合物及び第２ホスト化合物、並びにリン光発光性金属錯体を含有する発光層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
前記第１ホスト化合物及び第２ホスト化合物が、前記特性（Ａ）及び特性（Ｂ）を有し、かつ、前記第２ホスト化合物が、前記構造式Ｈ－２０１、Ｈ－２０４、Ｈ－２０６、Ｈ－２０７、Ｈ－２０８、Ｈ－２０９又はＨ－２１０で表される化合物であることを特徴とする。
また、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、第１ホスト化合物及び第２ホスト化合物と、リン光発光性金属錯体（ドーパント）のエネルギー準位が、前記式（２ａ）及び式（２ｂ）で表される関係を満たすことが、好ましい。

また、その場合前記リン光発光性金属錯体の最低励起三重項エネルギー（Ｔ_ｐｃ１）が、２．２５～３．００ｅＶの範囲内であることが、本願発明の励起状態を緩和する効果を得る観点から、好ましい範囲である。

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。

≪本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の概要≫
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、陰極及び陽極の間に、少なくとも、第１ホスト化合物及び第２ホスト化合物、並びにリン光発光性金属錯体を含有する発光層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
前記第１ホスト化合物及び第２ホスト化合物が、下記特性（Ａ）及び特性（Ｂ）を有し、かつ、前記第２ホスト化合物が、カルバゾール環の３位又は６位にシアノ基が置換した化合物であることを特徴とする。
（Ａ）蛍光発光スペクトル上の特性：
前記第１ホスト化合物及び第２ホスト化合物それぞれ単独及び両者の混合物の単膜の蛍光発光スペクトルにおける最大発光強度の発光帯の対比において、当該第１ホスト化合物及び第２ホスト化合物それぞれの前記発光帯の短波側蛍光発光端のうち長波側にあるホスト化合物の前記短波側蛍光発光端の波長と前記混合物の前記発光帯の短波側蛍光発光端の波長との差が－３～３ｎｍの範囲内である。
（Ｂ）分子軌道エネルギー準位上の特性：
前記第１ホスト化合物及び第２ホスト化合物の最高被占分子軌道（ＨＯＭＯ）及び最低空分子軌道（ＬＵＭＯ）のエネルギー準位を、それぞれ、ＨＯＭＯ₁、ＬＵＭＯ₁、ＨＯＭＯ₂及びＬＵＭＯ₂としたとき、それぞれのエネルギー準位が下記式（１ａ）～式（１ｃ）で表される関係を満たす。

式（１ａ）：ＬＵＭＯ_１＞ＬＵＭＯ_２
式（１ｂ）：ＨＯＭＯ_１＞ＨＯＭＯ_２
式（１ｃ）：ΔＧ＝（ＬＵＭＯ_２－ＨＯＭＯ_１）－｛（ＬＵＭＯ_１－ＨＯＭＯ_１）及び（ＬＵＭＯ_２－ＨＯＭＯ_２）のうち最小値｝＜－０．１（ｅＶ）
第１ホスト化合物と第２ホスト化合物に係る式（１ａ）及び（１ｂ）で示すエネルギー準位の大小関係は、第１ホスト化合物が電子供与性（ｄｏｎｏｒ）であると規定するものである。したがって、この場合は第２ホスト化合物は電子受容性（ａｃｃａｐｔｏｒ）となる。

また、式（１ｃ）に係るΔＧが負の値（－０．１（ｅＶ））であることは、電荷分離を生じることを示す。

図１は、本発に係る式（１ａ）～式（１ｃ）、及び、式（２ａ）、式（２ｂ）を説明する概念図である。

図１Ａは、第１ホスト化合物と第２ホスト化合物のエネルギー準位の関係を示す概念図である。ここで、「Ｌ_１」、「Ｌ_２」は、それぞれ第１ホスト化合物と第２ホスト化合物のＬＵＭＯのエネルギー準位、「Ｈ_１」、「Ｈ_２」はそれぞれ第１ホスト化合物と第２ホスト化合物のＨＯＭＯのエネルギー準位を表す。

本発明において、ＨＯＭＯ_１、ＬＵＭＯ_１、ＨＯＭＯ_２及びＬＵＭＯ_２の値は、米国Ｇａｕｓｓｉａｎ社製の分子軌道計算用ソフトウェアであるＧａｕｓｓｉａｎ９８（Ｇａｕｓｓｉａｎ９８、Ｒｅｖｉｓｉｏｎ Ａ．１１．４，Ｍ．Ｊ．Ｆｒｉｓｃｈ，ｅｔ ａｌ，Ｇａｕｓｓｉａｎ，Ｉｎｃ．，Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇｈ ＰＡ，２００２．）を用いて計算したときの値であり、本発明に用いられるホスト化合物としては、キーワードとしてＢ３ＬＹＰ／６－３１Ｇ＊を用い、リン光発光性金属錯体としてはＢ３ＬＹＰ／ＬａｎＬ２ＤＺを用いて、対象とする分子構造の構造最適化を行うことにより、ＨＯＭＯ・ＬＵＭＯ・Ｔ_ｐｃ１のそれぞれのエネルギーを算出する（ｅＶ単位換算値）。

この計算値が有効な背景には、この手法で求めた計算値と実験値の相関が高いことが知られているためであり、前記式（１ａ）～式（１ｃ）、及び、式（２ａ）、式（２ｂ）の計算に用いる数値に関しても前記手法によって求めた値を用いる。

前記式（３）の励起エネルギーは、下記式（４ａ）及び式（４ｂ）で表すことができる。

アクセプター励起時は、
式（４ａ）：Ｅ^＊＝（ＬＵＭＯ_{ａｃｃｅｐｔｏｒ}－ＨＯＭＯ_{ａｃｃｅｐｔｏｒ}）－ｅ^２／（４πεε_０Ｒ）
ドナー励起時は、
式（４ｂ）：Ｅ^＊＝（ＬＵＭＯ_{ｄｏｎｏｒ}－ＨＯＭＯ_{ｄｏｎｏｒ}）－ｅ^２／（４πεε_０Ｒ）
と表される。式（４ａ）及び式（４ｂ）においては、ｅ^２／（４πεε_０Ｒ）は１分子内の励起子束縛エネルギー（Ｒは等価な分子半径を有する球の半径）を表す。

粗く近似すると、
式（４ｃ）：Ｅ^＊－Ｅｑ≒（ＬＵＭＯ_{ａｃｃｅｐｔｏ}ｒ－ＨＯＭＯ_{ａｃｃｅｐｔｏｒ}）ｏｒ（ＬＵＭＯ_{ｄｏｎｏｒ}－ＨＯＭＯ_{ｄｏｎｏｒ}）
と表すことができるため、前記式（３）は前記計算によって求めたＨＯＭＯ_１、ＨＯＭＯ_２、ＬＵＭＯ_１及びＬＵＭＯ_２を用いてΔＧを評価することができる。

前述のとおり、式（１ａ）及び式（１ｂ）の第１ホスト化合物と第２ホスト化合物のＨＯＭＯ及びＬＵＭＯのエネルギー準位の高低関係によって、第１ホスト化合物は電子供与性（ｄｏｎｏｒ）であり、第２ホスト化合物は電子受容性（ａｃｃｅｐｔｏｒ）と規定されることから、式（３）のΔＧは下記式（５）として書き換えることができる。

式（５）ΔＧ＝（ＬＵＭＯ_{ａｃｃｅｐｔｏｒ}－ＨＯＭＯ_{ｄｏｎｏｒ}）－｛（ＬＵＭＯ_{ａｃｃｅｐｔｏｒ}－ＨＯＭＯ_{ａｃｃｅｐｔｏｒ}），（ＬＵＭＯ_{ｄｏｎｏｒ}－ＨＯＭＯ_{ｄｏｎｏｒ}）のうちの最小値｝
式（５）においては、ＬＵＭＯ_{ａｃｃｅｐｔｏｒ}、ＨＯＭＯ_{ａｃｃｅｐｔｏｒ}は電子受容性ホスト化合物のＬＵＭＯ及びＨＯＭＯのエネルギー準位、ＬＵＭＯ_{ｄｏｎｏｒ}、ＨＯＭＯ_{ｄｏｎｏｒ}は電子供与性ホスト化合物のＬＵＭＯ及びＨＯＭＯのエネルギー準位を表す。励起状態の電荷分離を発現させるためには、式（５）におけるΔＧは負であることが必要であり、本願ではΔＧ＜－０．１（ｅＶ）である。負のΔＧの範囲の下限に制限は無いが、一般的にＭａｒｃｕｓの電子移動反応速度によって知られているように、－ΔＧが再配向エネルギーに近い場合が最も電荷分離が効率的に生じるため好ましい。有機化合物の再配向エネルギーは用いる化合物によって異なるが、おおよそ０．１～１．０ｅＶであるため、ΔＧは－０．１～－１．０ｅＶの範囲にあることが好ましい。

一方、リン光発光性金属錯体と第１ホスト化合物及び第２ホスト化合物のエネルギー準位の関係は、以下の式（２ａ）及び式（２ｂ）で表される関係を満たすことが好ましい。

式（２ａ）：ΔＧ′＝（ＬＵＭＯ_ＰＣ－ＨＯＭＯ_１）－Ｔ_ＰＣ１＞０
式（２ｂ）：ΔＧ″＝（ＬＵＭＯ_２－ＨＯＭＯ_ＰＣ）－Ｔ_ＰＣ１＞０
ここで、ＬＵＭＯ_ＰＣ：前記リン光発光性金属錯体のＬＵＭＯのエネルギー準位
ＨＯＭＯ_ＰＣ：前記リン光発光性金属錯体のＨＯＭＯのエネルギー準位
Ｔ_ＰＣ１：前記リン光発光性金属錯体の最低励起三重項エネルギー
ＨＯＭＯ_１：前記第１ホスト化合物のＨＯＭＯのエネルギー準位
ＬＵＭＯ_２：前記第２ホスト化合物のＬＵＭＯのエネルギー準位
上記ΔＧ′、ΔＧ″が負となる場合、リン光発光性金属錯体から好ましくない電荷分離消光、又はリン光発光性錯体と第１ホスト化合物又は第２ホスト化合物間でエキサイプレックスを形成し、好ましくない長波化を引き起こすことがある。このような好ましくない発光材料とホスト化合物の間での相互作用が、これまで当業者によって有機ＥＬ素子中で電荷分離消光が積極的に用いられなかった要因と考えられる。

しかしながら、本発明者らは、発光材料とホスト化合物の間での相互作用を抑制しつつ、異なるホスト化合物の間で電荷分離を生じさせることによって、本発明の優れた効果を得ることができるとの着想に至ったものである。

図１Ｂは、リン光発光性金属錯体と第１ホスト化合物間のエネルギーΔＧ′、リン光発光性金属錯体と第２ホスト化合物間のエネルギーΔＧ″の関係を示す概念図である。

また、本発明においてはエキサイプレックスを生じない方が好ましく、その要因としては以下の様に推察している。

類似の構成として、例えば、前記特開２０１２－１８６４６１号公報では励起錯体（エキサイプレックスともいう。）を生じる２種のホスト化合物とリン光発光性金属錯体を含む発光層を用いて、励起錯体からリン光発光性金属錯体へエネルギー移動させ高効率化させる方法が開示されている。

しかしながら、当該公報段落〔００７４〕でも述べられているように励起錯体を形成する場合は、一般的に励起状態に存在する時間が長くなる。また、実施例で開示されているエキサイプレックスは、単独の電子供与性ホスト化合物・電子受容性ホスト化合物に比べてスペクトル形状を大きく変える極めて長波の発光を有する（当該公報段落〔００８１〕～〔００８３〕参照。）。そのため、該公報の実施例で非開示の短波の吸収を有する青色領域のリン光発光性金属錯体に対しては、フェルスターエネルギー移動を生じるのに十分な発光スペクトルと光吸収スペクトルの重なりを生じることができない。速やかにリン光発光性金属錯体にエネルギー移動できない場合には、高エネルギーの励起状態に留まる時間が長いため、劣化につながる形態変化を引き起こしやすく、高効率化と素子寿命との両立が難しいことが問題となる。

なお、光誘起電荷移動とエキサイプレックスとは、光誘起電荷移動は電子移動による失活であるため長波化を生じず、エキサイプレックスでは２種ホスト化合物間でエネルギーが非局在化し安定化が生じるため長波化を生じることから、両者を実験的に区別することができる。実質的には、前記第１ホスト化合物の単独使用の単膜の蛍光発光端と第２ホスト化合物の単独使用の単膜の蛍光発光端のうち長波側にあるホスト化合物の蛍光発光端の波長と、前記第１ホスト化合物と前記第２ホスト化合物とを１：１の比率にて混合した単膜の蛍光発光端との波長において長波化がない、すなわち、それぞれ蛍光発光端の波長の差が実験誤差を含めて－３～３ｎｍの範囲内にあれば、長波化をしていないものと考えられる。

なお、本発明においては図２に示すように単膜の蛍光発光スペクトルの発光帯のうち最大ピークの強度を１００％に規格化したときに、強度が１０％を超えない短波側の波長を蛍光発光端の波長と定義する。「蛍光発光極大波長、蛍光発光最大波長」は励起状態にある化合物の周囲の極性媒体が緩和することで長波化すること（いわゆるソルバトクロミズム）があるため、ホスト化合物を単独で用いた単膜と混合して用いた単膜の比較に適さない。一方、前記「蛍光発光端」は当該緩和の影響を受けにくいことから、本願においては「蛍光発光極大波長、蛍光発光最大波長」ではなく、当該蛍光発光端の波長の変化量で定義する。

図２Ａは、第１ホスト化合物の蛍光発光スペクトルから求めた蛍光発光端の波長λ_１、図２Ｂは第２ホスト化合物の蛍光発光スペクトルから求めた蛍光発光端の波長λ_２、図２Ｃは、第１ホスト化合物及び第２ホスト化合物の混合物の蛍光発光スペクトルから求めた蛍光発光端の波長λ_３を表す。

本願の場合、図２Ｄに示すように、λ_１＜λ_２のときに、λ_２とλ_３の差が－３～３ｎｍの範囲内に入ることが必要である。

上記蛍光発光スペクトルは、下記測定方法に従って評価を行う。

前記各単膜を励起波長３００ｎｍで励起して、室温状態（２３℃・５５％ＲＨ）の蛍光発光スペクトルを測定することにより、蛍光発光端の波長を算出する。ここで、蛍光発光スペクトルの測定はＦ－７０００（（株）日立ハイテクノロジーズ製）を用いて行い、蛍光発光端の波長は分解能１ｎｍで測定したスペクトルを用いる。
《有機ＥＬ素子の構成層》
以下、本発明の有機ＥＬ素子を詳細に説明する。

本発明の有機ＥＬ素子における代表的な素子構成としては、以下の構成を上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／陰極
（２）陽極／発光層／電子輸送層／陰極
（３）陽極／正孔輸送層／発光層／陰極
（４）陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
（５）陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極
（６）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
（７）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（７）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。

本発明に係る発光層は、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。

本発明に係る電子輸送層とは、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。

本発明に係る正孔輸送層とは、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。

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「有機層」ともいう。

（タンデム構造）
また、本発明に係る有機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／第２発光ユニット／第３発光ユニット／陰極
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。

また、第３発光ユニットはなくてもよく、一方で第３発光ユニットと電極の間にさらに発光ユニットや中間層を設けてもよい。

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、公知の材料及び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）、ＺｎＯ_２、ＴｉＮ、ＺｒＮ、ＨｆＮ、ＴｉＯｘ、ＶＯｘ、ＣｕＩ、ＩｎＮ、ＧａＮ、ＣｕＡｌＯ_２、ＣｕＧａＯ_２、ＳｒＣｕ_２Ｏ_２、ＬａＢ_６、ＲｕＯ_２、Ａｌ等の導電性無機化合物層や、Ａｕ／Ｂｉ_２Ｏ_３等の２層膜や、ＳｎＯ_２／Ａｇ／ＳｎＯ_２、ＺｎＯ／Ａｇ／ＺｎＯ、Ｂｉ_２Ｏ_３／Ａｕ／Ｂｉ_２Ｏ_３、ＴｉＯ_２／ＴｉＮ／ＴｉＯ_２、ＴｉＯ_２／ＺｒＮ／ＴｉＯ_２等の多層膜、またＣ_６０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）～（７）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、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。

以下、本発明の有機ＥＬ素子を構成する各層について説明する。
《発光層》
本発明に係る発光層は、電極又は隣接層から注入されてくる電子及び正孔が再結合し、励起子を経由して発光する場を提供する層であり、発光する部分は発光層の層内であっても、発光層と隣接層との界面であってもよい。本発明に係る発光層は、本発明で規定する要件を満たしていれば、その構成に特に制限はない。

発光層の膜厚の総和は、特に制限はないが、形成する膜の均質性や、発光時に不必要な高電圧を印加するのを防止し、かつ、駆動電流に対する発光色の安定性向上の観点から、２ｎｍ～５μｍの範囲に調整することが好ましく、より好ましくは２～５００ｎｍの範囲に調整され、更に好ましくは５～２００ｎｍの範囲に調整される。

また、本発明の個々の発光層の膜厚としては、２ｎｍ～１μｍの範囲に調整することが好ましく、より好ましくは２～２００ｎｍの範囲に調整され、更に好ましくは３～１５０ｎｍの範囲に調整される。

本発明の発光層には、発光ドーパント（発光性ドーパント化合物、ドーパント化合物、単にドーパントともいう）と、ホスト化合物（マトリックス材料、発光ホスト化合物、単にホストともいう）とを含有することが好ましい。

［１］ホスト化合物
本発明に係る第１ホスト化合物及び第２ホスト化合物は、発光層において主に電荷の注入及び輸送を担う化合物であり、有機ＥＬ素子においてそれ自体の発光は実質的に観測されない。

好ましくは室温（２５℃）においてリン光発光のリン光量子収率が、０．１未満の化合物であり、さらに好ましくはリン光量子収率が０．０１未満の化合物である。また、発光層に含有される化合物の内で、その層中での質量比が２０％以上であることが好ましい。

また、第１ホスト化合物及び第２ホスト化合物の励起状態エネルギーは、同一層内に含有される発光ドーパントの励起状態エネルギーよりも高いことが好ましい。

本発明に係る第１ホスト化合物と第２ホスト化合物は、当該第１ホスト化合物単独の単膜の蛍光発光端と当該第２ホスト化合物単独の単膜の蛍光発光端のうち長波側にあるホスト化合物の蛍光発光端の波長と、前記第１ホスト化合物と前記第２ホスト化合物とを混合した単膜の蛍光発光端の波長の差が－３～３ｎｍの範囲内であり、かつ、前記式（１ａ）～式（１ｃ）の関係を満たすことを特徴とする。

したがって、当該構成要件を満たせば、本発明に係る第１ホスト化合物及び第２ホスト化合物としては、特に制限はなく、従来有機ＥＬ素子で用いられる化合物の中から適宜選択して用いることができる。低分子化合物でも繰り返し単位を有する高分子化合物でもよく、また、ビニル基やエポキシ基のような反応性基を有する化合物でもよい。

発光層内に第１ホスト化合物及び第２ホスト化合物以外にホスト化合物が含まれていてもよい。第１ホスト化合物及び第２ホスト化合物以外のホスト化合物は、第１ホスト化合物及び第２ホスト化合物の間の電荷分離を阻害しない範囲であれば、ＨＯＭＯのエネルギー準位、ＬＵＭＯのエネルギー準位、蛍光波長等に特に制限はなく用いることができる。

公知の第１ホスト化合物及び第２ホスト化合物としては、正孔輸送能又は電子輸送能を有しつつ、かつ、発光の長波長化を防ぎ、さらに、有機ＥＬ素子を高温駆動時や素子駆動中の発熱に対して安定して動作させる観点から、高いガラス転移温度（Ｔｇ）を有することが好ましい。好ましくはＴｇが９０℃以上であり、より好ましくは１２０℃以上である。

ここで、ガラス転移温度（Ｔｇ）とは、ＤＳＣ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｓｃａｎ
ｎｉｎｇ Ｃａｌｏｒｉｍｅｔｒｙ：示差走査熱量法）を用いて、ＪＩＳ－Ｋ－７１２１
に準拠した方法により求められる値である。

本発明の有機ＥＬ素子に用いられる、公知の第１ホスト化合物及び第２ホスト化合物の具体例としては、以下の文献に記載の化合物等が挙げられるが、本発明はこれらに限定されない。

特開２００１－２５７０７６号公報、同２００２－３０８８５５号公報、同２００１－３１３１７９号公報、同２００２－３１９４９１号公報、同２００１－３５７９７７号公報、同２００２－３３４７８６号公報、同２００２－８８６０号公報、同２００２－３３４７８７号公報、同２００２－１５８７１号公報、同２００２－３３４７８８号公報、同２００２－４３０５６号公報、同２００２－３３４７８９号公報、同２００２－７５６４５号公報、同２００２－３３８５７９号公報、同２００２－１０５４４５号公報、同２００２－３４３５６８号公報、同２００２－１４１１７３号公報、同２００２－３５２９５７号公報、同２００２－２０３６８３号公報、同２００２－３６３２２７号公報、同２００２－２３１４５３号公報、同２００３－３１６５号公報、同２００２－２３４８８８号公報、同２００３－２７０４８号公報、同２００２－２５５９３４号公報、同２００２－２６０８６１号公報、同２００２－２８０１８３号公報、同２００２－２９９０６０号公報、同２００２－３０２５１６号公報、同２００２－３０５０８３号公報、同２００２－３０５０８４号公報、同２００２－３０８８３７号公報、米国特許出願公開第２００３／０１７５５５３号明細書、米国特許出願公開第２００６／０２８０９６５号明細書、米国特許出願公開第２００５／０１１２４０７号明細書、米国特許出願公開第２００９／００１７３３０号明細書、米国特許出願公開第２００９／００３０２０２号明細書、米国特許出願公開第２００５／０２３８９１９号明細書、国際公開第２００１／０３９２３４号明細書、国際公開第２００９／０２１１２６号、国際公開第２００８／０５６７４６号、国際公開第２００４／０９３２０７号、国際公開第２００５／０８９０２５号、国際公開第２００７／０６３７９６号、国際公開第２００７／０６３７５４号、国際公開第２００４／１０７８２２号、国際公開第２００５／０３０９００号、国際公開第２００６／１１４９６６号、国際公開第２００９／０８６０２８号、国際公開第２００９／００３８９８号、国際公開第２０１２／０２３９４７号、特開２００８－０７４９３９号公報、特開２００７－２５４２９７号公報、ＥＰ２０３４５３８、等である。

［１－１］第１ホスト化合物
第１ホスト化合物としては前記公知のホスト化合物を使用することができるが、電子供与性を有する材料が好ましい。中でも、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、アザトリフェニレン誘導体、有機金属錯体を含む低分子、また、前記構造を主鎖又は側鎖に導入した高分子材料又はオリゴマー等が好ましく用いられる。

第１ホスト化合物と第２ホスト化合物の混合膜の長波化を抑制しつつ、電荷分離を生じるためのエネルギー準位の観点からは、下記一般式（１１）～一般式（１５）で表されるカルバゾール誘導体、インドロカルバゾール誘導体がさらに好ましい。

Ｒ_１１１は水素原子、アルキル基、芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基を表し、一般式（１１）で表される化合物はさらに置換基を有していてもよい。

一般式（１１）においてＲ_１１１で表されるアルキル基、芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基としては、置換基としては、例えば、水素原子、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、（ｔ）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、プロパルギル基等）、芳香族炭化水素環基（アリール基ともいい、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）、複素環基（例えば、エポキシ環、アジリジン環、チイラン環、オキセタン環、アゼチジン環、チエタン環、テトラヒドロフラン環、ジオキソラン環、ピロリジン環、ピラゾリジン環、イミダゾリジン環、オキサゾリジン環、テトラヒドロチオフェン環、スルホラン環、チアゾリジン環、ε－カプロラクトン環、ε－カプロラクタム環、ピペリジン環、ヘキサヒドロピリダジン環、ヘキサヒドロピリミジン環、ピペラジン環、モルホリン環、テトラヒドロピラン環、１，３－ジオキサン環、１，４－ジオキサン環、トリオキサン環、テトラヒドロチオピラン環、チオモルホリン環、チオモルホリン－１，１－ジオキシド環、ピラノース環、ジアザビシクロ［２，２，２］－オクタン環等）、芳香族複素環基（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）、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、インドロインドリル基、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）、ハロゲン原子（例えば、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、フッ素原子等）、アルコキシル基（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）、シクロアルコキシル基（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）、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）、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）、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又はアリールスルホニル基（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、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、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、ジアリールアミノ基（例えば、ジフェニルアミノ基、ジナフチルアミノ基、フェニルナフチルアミノ基等）、ナフチルアミノ基、２－ピリジルアミノ基等）、ニトロ基、シアノ基、ヒドロキシル基、メルカプト基、アルキルシリル基又はアリールシリル基（例えば、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、（ｔ）ブチルジメチルシリル基、トリイソプロピルシリル基、（ｔ）ブチルジフェニルシリル基、トリフェニルシリル基、トリナフチルシリル基、２－ピリジルシリル基等）、アルキルホスフィノ基又はアリールホスフィノ基（ジメチルホスフィノ基、ジエチルホスフィノ基、ジシクロヘキシルホスフィノ基、メチルフェニルホスフィノ基、ジフェニルホスフィノ基、ジナフチルホスフィノ基、ジ（２－ピリジル）ホスホスフィノ基）、アルキルホスホリル基又はアリールホスホリル基（ジメチルホスホリル基、ジエチルホスホリル基、ジシクロヘキシルホスホリル基、メチルフェニルホスホリル基、ジフェニルホスホリル基、ジナフチルホスホリル基、ジ（２－ピリジル）ホスホリル基）、アルキルチオホスホリル基又はアリールチオホスホリル基（ジメチルチオホスホリル基、ジエチルチオホスホリル基、ジシクロヘキシルチオホスホリル基、メチルフェニルチオホスホリル基、ジフェニルチオホスホリル基、ジナフチルチオホスホリル基、ジ（２－ピリジル）チオホスホリル基）から選ばれるいずれかの基を表す。なお、これらの置換基はさらに上記の置換基によって置換されていてもよいし、また、それらが互いに縮合してさらに環を形成してもよい。

さらに、好ましくはアルキル基、芳香族炭化水素環基、芳香族複素環基、複素環基、シクロアルキル基である。

以下に、一般式（１１）で表される化合物の具体例を挙げるが、本発明はこれらに限定されるものではない。

一般式（１２）において、Ｒ_１２１はアルキル基、芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基を表す。一般式（１２）におけるアルキル基、芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基としては、一般式（１１）のＲ_１１１で説明したものと同義である。

以下に、一般式（１２）で表される化合物の具体例を挙げるが、本発明はこれらに限定されるものではない。

一般式（１３）において、Ｒ_１３１はアルキル基、芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基を表す。 一般式（１３）におけるアルキル基、芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基としては、一般式（１１）のＲ_１１１で説明したものと同義である。

以下に、一般式（１３）で表される化合物の具体例を挙げるが、本発明はこれらに限定されるものではない。

一般式（１４）において、ＸはＣＲＲ′、ＮＲ″、Ｏ、Ｓ、又はＳｉを表し、Ｒ、Ｒ′、Ｒ″、及びＲ_１４１はそれぞれ独立にアルキル基、芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基を表す。一般式（１４）におけるアルキル基、芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基としては、一般式（１１）のＲ_１１１で説明したものと同義である。

以下に、一般式（１４）で表される化合物の具体例を挙げるが、本発明はこれらに限定されるものではない。

一般式（１５）において、Ｒ_１５１及びＲ_１５２は、それぞれ独立にアルキル基、芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基を表す。環Ｚ_１～Ｚ_３は芳香族炭化水素環又は芳香族複素環を形成する残基を表し、置換基を有していてもよい。

一般式（１５）におけるアルキル基、芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基としては、一般式（１１）のＲ_１１１で説明したものと同義である。

一般式（１６）において、Ｒ_１６１及びＲ_１６２は、それぞれ独立にアルキル基、芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基を表す。環Ｚ_１～Ｚ_３は芳香族炭化水素環又は芳香族複素環を形成する残基を表し、置換基を有していてもよい。

一般式（１６）におけるアルキル基、芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基としては、一般式（１１）のＲ_１１１で説明したものと同義である。

以下に、一般式（１５）又は（１６）で表される化合物の具体例を挙げるが、本発明はこれらに限定されるものではない。

［１－２］第２ホスト化合物
第２ホスト化合物としては前記公知のホスト化合物を使用することができるが、電子受容性を有する材料が好ましい。

例えば、含窒素芳香族複素環誘導体（カルバゾール誘導体、アザカルバゾール誘導体（カルバゾール環を構成する炭素原子の一つ以上が窒素原子に置換されたもの）、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、ピラジン誘導体、ピリダジン誘導体、トリアジン誘導体、キノリン誘導体、キノキサリン誘導体、フェナントロリン誘導体、アザトリフェニレン誘導体、オキサゾール誘導体、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、ベンズイミダゾール誘導体、ベンズオキサゾール誘導体、ベンズチアゾール誘導体等）、ジベンゾフラン誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、シロール誘導体、芳香族炭化水素環誘導体（ナフタレン誘導体、アントラセン誘導体、トリフェニレン等）等が挙げられる。

また、配位子にキノリノール骨格やジベンゾキノリノール骨格を有する金属錯体、例えば、トリス（８－キノリノール）アルミニウム（Ａｌｑ_３）、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（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用いることができる。

その他、メタルフリー若しくはメタルフタロシアニン、又はそれらの末端がアルキル基やスルホン酸基等で置換されているものも、好ましく用いることができる。

また、これらの材料を高分子鎖に導入した、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。

これらの誘導体にフルオロ基、シアノ基、スルホニル基、トリフルオロメチル基、カルボラニル基等の電子吸引性基を置換し電子受容性を増した材料も好ましく用いることができる。

第１ホスト化合物と第２ホスト化合物の混合膜の長波化を抑制しつつ、電荷分離を生じるための準位の観点からは、下記一般式（２１）及び一般式（２２）で表されるカルバゾール誘導体、アザカルバゾール・アザジベンゾフラン・アザジベンゾチオフェン誘導体がカルバゾール誘導体、アザカルバゾール・アザジベンゾフラン・アザジベンゾチオフェン誘導体、トリアジン誘導体がさらに好ましい。

一般式（２１）において、ＸはＣＲＲ′、ＮＲ″、Ｏ、Ｓ、又はＳｉを表し、Ｒ、Ｒ′、及びＲ″はそれぞれ独立にアルキル基、芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基を表す。一般式（２１）におけるアルキル基、芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基としては、一般式（１１）のＲ_１１１で説明したものと同義である。

Ｒ_２１２は電子受容性の置換基を表す。本発明において、電子受容性の置換基とは下記に記載のハメットのσｐ値が正の値を示す置換基のことであり、そのような置換基は水素原子と比べて結合原子側に電子を与えやすい特性を有する。

電子受容性を示す置換基の具体例としてはハロゲン原子（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、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）、カルボラニル基等が挙げられる。

またその他の置換基を用いる場合のハメットのσｐ値については、例えば、下記文献等が参照できる。

本発明に係るハメットのσｐ値とはハメットの置換基定数σｐを指す。ハメットのσｐの値は、Ｈａｍｍｅｔｔ等によって安息香酸エチルの加水分解に及ぼす置換基の電子的効果から求められた置換基定数であり、『薬物の構造活性相関』（南江堂：１９７９年）、『Ｓｕｂｓｔｉｔｕｅｎｔ Ｃｏｎｓｔａｎｔｓ ｆｏｒ Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｉｎ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｂｉｏｌｏｇｙ』（Ｃ．Ｈａｎｓｃｈ ａｎｄ Ａ．Ｌｅｏ，Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ＆Ｓｏｎｓ，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ，１９７９年）等に記載の基を引用することができる。

以下に、一般式（２１）で表される化合物の具体例を挙げるが、本発明はこれらに限定されるものではない。

一般式（２２）において、ＸはＣＲＲ′、ＮＲ″、Ｏ、Ｓ、又はＳｉを表し、Ｒ、Ｒ′、及びＲ″はそれぞれ独立にアルキル基、芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基を表す。一般式（２２）におけるアルキル基、芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基としては、一般式（１１）のＲ_１１１で説明したものと同義である。上記一般式（２２）において、Ｘ_１～Ｘ_８はそれぞれ窒素原子又はＣＲ′″を表し、少なくとも一つが窒素原子を表す。Ｒ′″は、それぞれ単なる結合手、水素原子又は置換基を表し、ＣＲ′″が複数ある場合、それぞれのＣＣＲ′″は同じでも異なっていても良い。

以下に、一般式（２２）で表される化合物の具体例を挙げるが、本発明はこれらに限定されるものではない。

［２］発光ドーパント
本発明に係る発光ドーパントについて説明する。

発光ドーパントとしては、蛍光発光性ドーパント（蛍光ドーパント、蛍光性化合物ともいう）と、リン光発光性ドーパント（リン光ドーパント、リン光性化合物ともいう）が好ましく用いられる。本発明においては、少なくとも１層の発光層がリン光発光性ドーパントを含有することが好ましい。

発光層中の発光ドーパントの濃度については、使用される特定のドーパント及びデバイスの必要条件に基づいて、任意に決定することができ、発光層の膜厚方向に対し、均一な濃度で含有されていてもよく、また任意の濃度分布を有していてもよい。

また、本発明に係る発光ドーパントは、複数種を併用して用いてもよく、構造の異なるドーパント同士の組み合わせや、蛍光発光性ドーパントとリン光発光性ドーパントとを組み合わせて用いてもよい。これにより、任意の発光色を得ることができる。

本発明の有機ＥＬ素子や本発明に係る化合物の発光する色は、「新編色彩科学ハンドブック」（日本色彩学会編、東京大学出版会、１９８５）の１０８頁の図４．１６において、分光放射輝度計ＣＳ－１０００（コニカミノルタ（株）製）で測定した結果をＣＩＥ色度座標に当てはめたときの色で決定される。

本発明においては、１層又は複数層の発光層が、発光色の異なる複数の発光ドーパントを含有し、白色発光を示すことも好ましい。

白色を示す発光ドーパントの組み合わせについては特に限定はないが、例えば青と橙や、青と緑と赤の組み合わせ等が挙げられる。

本発明の有機ＥＬ素子における白色とは、特に限定はなく、橙色寄りの白色であっても青色寄りの白色であってもよいが、２度視野角正面輝度を前述の方法により測定した際に、１０００ｃｄ／ｍ^２でのＣＩＥ１９３１表色系における色度がｘ＝０．３９±０．０９、ｙ＝０．３８±０．０８の領域内にあることが好ましい。

［２－１］リン光発光性ドーパント
本発明に係るリン光発光性ドーパント（以下、「リン光ドーパント」ともいう）について説明する。リン光ドーパントは、本発明ではいう「リン光発光性金属錯体」がこれに該当する。

本発明に係るリン光ドーパントは、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、本発明に係るリン光ドーパントは、任意の溶媒のいずれかにおいて上記リン光量子収率（０．０１以上）が達成されればよい。

リン光ドーパントの発光は原理としては２種挙げられ、一つはキャリアが輸送されるホスト化合物上でキャリアの再結合が起こってホスト化合物の励起状態が生成し、このエネルギーをリン光ドーパントに移動させることでリン光ドーパントからの発光を得るというエネルギー移動型である。もう一つはリン光ドーパントがキャリアトラップとなり、リン光ドーパント上でキャリアの再結合が起こりリン光ドーパントからの発光が得られるというキャリアトラップ型である。いずれの場合においても、リン光ドーパントの励起状態のエネルギーはホスト化合物の励起状態のエネルギーよりも低いことが条件である。

本発明において使用できるリン光ドーパントとしては、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。

本発明に使用できる公知のリン光ドーパントの具体例としては、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２００９１００９９１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、
Ｉｎｏｒｇ． Ｃｈｅｍ． ４０， １７０４ （２００１）、Ｃｈｅｍ． Ｍａｔｅｒ． １６， ２４８０ （２００４）、Ａｄｖ． Ｍａｔｅｒ． １６， ２００３ （２００４）、Ａｎｇｅｗ． Ｃｈｅｍ． ｌｎｔ． 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２００２／０１５６４５号、国際公開第２００９／０００６７３号、米国特許出願公開第２００２／００３４６５６号明細書、米国特許第７３３２２３２号明細書、米国特許出願公開第２００９／０１０８７３７号明細書、米国特許出願公開第２００９／００３９７７６号明細書、米国特許第６９２１９１５号明細書、米国特許第６６８７２６６号明細書、米国特許出願公開第２００７／０１９０３５９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２００９／０１６５８４６号明細書、米国特許出願公開第２００８／００１５３５５号明細書、米国特許第７２５０２２６号明細書、米国特許第７３９６５９８号明細書、米国特許出願公開第２００６／０２６３６３５号明細書、米国特許出願公開第２００３／０１３８６５７号明細書、米国特許出願公開第２００３／０１５２８０２号明細書、米国特許第７０９０９２８号明細書、
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２００２／００２７１４号、国際公開第２００６／００９０２４号、国際公開第２００６／０５６４１８号、国際公開第２００５／０１９３７３号、国際公開第２００５／１２３８７３号、国際公開第２００５／１２３８７３号、国際公開第２００７／００４３８０号、国際公開第２００６／０８２７４２号、米国特許出願公開第２００６／０２５１９２３号明細書、米国特許出願公開第２００５／０２６０４４１号明細書、米国特許第７３９３５９９号明細書、米国特許第７５３４５０５号明細書、米国特許第７４４５８５５号明細書、米国特許出願公開第２００７／０１９０３５９号明細書、米国特許出願公開第２００８／０２９７０３３号明細書、米国特許第７３３８７２２号明細書、米国特許出願公開第２００２／０１３４９８４号明細書、米国特許第７２７９７０４号明細書、米国特許出願公開第２００６／０９８１２０号明細書、米国特許出願公開第２００６／１０３８７４号明細書、
国際公開第２００５／０７６３８０号、国際公開第２０１０／０３２６６３号、国際公開第第２００８／１４０１１５号、国際公開第２００７／０５２４３１号、国際公開第２０１１／１３４０１３号、国際公開第２０１１／１５７３３９号、国際公開第２０１０／０８６０８９号、国際公開第２００９／１１３６４６号、国際公開第２０１２／０２０３２７号、国際公開第２０１１／０５１４０４号、国際公開第２０１１／００４６３９号、国際公開第２０１１０／７３１４９号、米国特許出願公開第２０１２／２２８５８３号明細書、米国特許出願公開第２０１２／２１２１２６号明細書、特開２０１２－０６９７３７号公報、特開２０１２－１９５５５４号明細書、特開２００９－１１４０８６号明細書、特開２００３－８１９８８号公報、特開２００２－３０２６７１号公報、特開２００２－３６３５５２号公報等である。

中でも、好ましいリン光ドーパントとしては、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。

［２－２］好ましいリン光ドーパントの具体例
ここで、本発明に使用できる公知のリン光ドーパントの具体例を挙げるが、本発明はこれらに限定されない。

以上例示した、リン光ドーパント（リン光発光性金属錯体）の最低励起三重項エネルギー（Ｔ_ｐｃ１）は、２．２５～３．００ｅＶの範囲内であることが好ましい。

２．２５ｅＶ以上である理由としては、前記リン光発光性金属錯体の最低励起三重項エネルギー（Ｔ_ＰＣ１）が、２．２５ｅＶ以下であると、ホスト化合物の最低励起一重項エネルギーは有機化合物で一般的に用いられる炭素－炭素結合、炭素－窒素結合よりも十分低く設定し得るため、本願発明の励起状態を緩和する効果が得られにくいためである。

また、３．００ｅＶ以下である理由としては、前記リン光発光性金属錯体の最低励起三重項エネルギー（Ｔ_ＰＣ１）が３．００ｅＶ以上の場合には、ホスト化合物の最低励起三重項エネルギーが３．００ｅＶ以上必要となり、リン光発光性金属錯体又はホスト化合物で一般的に用いられる炭素－窒素結合の結合開裂エネルギーである３．００ｅＶを最低励起三重項エネルギーが超え、結合開裂が生じることから本願発明の効果が得られにくいためである。

［２－３］蛍光ドーパント
本発明に用いることができる蛍光発光性ドーパント（以下、「蛍光ドーパント」ともいう）について説明する。

本発明に用いることができる蛍光ドーパントは、励起一重項からの発光が可能な化合物であり、励起一重項からの発光が観測される限り特に限定されない。

本発明に用いることができる蛍光ドーパントとしては、例えば、アントラセン誘導体、ピレン誘導体、クリセン誘導体、フルオランテン誘導体、ペリレン誘導体、フルオレン誘導体、アリールアセチレン誘導体、スチリルアリーレン誘導体、スチリルアミン誘導体、アリールアミン誘導体、ホウ素錯体、クマリン誘導体、ピラン誘導体、シアニン誘導体、クロコニウム誘導体、スクアリウム誘導体、オキソベンツアントラセン誘導体、フルオレセイン誘導体、ローダミン誘導体、ピリリウム誘導体、ペリレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、又は希土類錯体系化合物等が挙げられる。

また、近年では遅延蛍光を利用した発光ドーパントも開発されており、これらを用いてもよい。

遅延蛍光を利用した蛍光ドーパントの具体例としては、例えば、国際公開第２０１１／１５６７９３号、特開２０１１－２１３６４３号公報、特開２０１０－９３１８１号公報等に記載の化合物が挙げられるが、本発明はこれらに限定されない。
《電子輸送層》
本発明において電子輸送層とは、電子を輸送する機能を有する材料からなり、陰極より注入された電子を発光層に伝達する機能を有していればよい。

本発明の電子輸送層の総膜厚については特に制限はないが、通常は２ｎｍ～５μｍの範囲であり、より好ましくは２～５００ｎｍであり、さらに好ましくは５～２００ｎｍである。

また、有機ＥＬ素子においては発光層で生じた光を電極から取り出す際、発光層から直接取り出される光と、光を取り出す電極と対極に位置する電極によって反射されてから取り出される光とが干渉を起こすことが知られている。光が陰極で反射される場合は、電子輸送層の総膜厚を２ｎｍ～５μｍの間で適宜調整することにより、この干渉効果を効率的に利用することが可能である。

一方で、電子輸送層の膜厚を厚くすると電圧が上昇しやすくなるため、特に膜厚が厚い場合においては、電子輸送層の電子移動度は１０^－５ｃｍ^２／Ｖ・ｓ以上であることが好ましい。

電子輸送層に用いられる材料（以下、電子輸送材料という）としては、電子の注入性又は輸送性、正孔の障壁性のいずれかを有していればよく、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、含窒素芳香族複素環誘導体（カルバゾール誘導体、アザカルバゾール誘導体（カルバゾール環を構成する炭素原子の一つ以上が窒素原子に置換されたもの）、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、ピラジン誘導体、ピリダジン誘導体、トリアジン誘導体、キノリン誘導体、キノキサリン誘導体、フェナントロリン誘導体、アザトリフェニレン誘導体、オキサゾール誘導体、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、ベンズイミダゾール誘導体、ベンズオキサゾール誘導体、ベンズチアゾール誘導体等）、ジベンゾフラン誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、シロール誘導体、芳香族炭化水素環誘導体（ナフタレン誘導体、アントラセン誘導体、トリフェニレン等）等が挙げられる。

また、配位子にキノリノール骨格やジベンゾキノリノール骨格を有する金属錯体、例えば、トリス（８－キノリノール）アルミニウム（Ａｌｑ）、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（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、電子輸送材料として用いることができる。

その他、メタルフリー若しくはメタルフタロシアニン、又はそれらの末端がアルキル基やスルホン酸基等で置換されているものも、電子輸送材料として好ましく用いることができる。また、発光層の材料として例示したジスチリルピラジン誘導体も、電子輸送材料として用いることができるし、正孔注入層、正孔輸送層と同様にｎ型－Ｓｉ、ｎ型－ＳｉＣ等の無機半導体も電子輸送材料として用いることができる。

また、これらの材料を高分子鎖に導入した、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。

本発明に係る電子輸送層においては、電子輸送層にドープ材をゲスト材料としてドープして、ｎ性の高い（電子リッチ）電子輸送層を形成してもよい。ドープ材としては、金属錯体やハロゲン化金属など金属化合物等のｎ型ドーパントが挙げられる。このような構成の電子輸送層の具体例としては、例えば、特開平４－２９７０７６号公報、同１０－２７０１７２号公報、特開２０００－１９６１４０号公報、同２００１－１０２１７５号公報、Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，９５，５７７３（２００４）等の文献に記載されたものが挙げられる。

本発明の有機ＥＬ素子に用いられる、公知の好ましい電子輸送材料の具体例としては、以下の文献に記載の化合物等が挙げられるが、本発明はこれらに限定されない。

米国特許第６５２８１８７号明細書、米国特許第７２３０１０７号明細書、米国特許出願公開第２００５／００２５９９３号明細書、米国特許出願公開第２００４／００３６０７７号明細書、米国特許出願公開第２００９／０１１５３１６号明細書、米国特許出願公開第２００９／０１０１８７０号明細書、米国特許出願公開第２００９／０１７９５５４号明細書、国際公開第２００３／０６０９５６号、国際公開第２００８／１３２０８５号、Ａｐｐｌ． Ｐｈｙｓ． Ｌｅｔｔ． ７５， ４ （１９９９）、Ａｐｐｌ． Ｐｈｙｓ． Ｌｅｔｔ． ７９， ４４９ （２００１）、Ａｐｐｌ． Ｐｈｙｓ． Ｌｅｔｔ． ８１， １６２ （２００２）、Ａｐｐｌ． Ｐｈｙｓ． Ｌｅｔｔ． ８１， １６２ （２００２）、Ａｐｐｌ． Ｐｈｙｓ． Ｌｅｔｔ． ７９， １５６ （２００１）、
米国特許第７９６４２９３号明細書、米国特許出願公開第２００９／０３０２０２号明細書、国際公開第２００４／０８０９７５号、国際公開第２００４／０６３１５９号、国際公開第２００５／０８５３８７号、国際公開第２００６／０６７９３１号、国際公開第２００７／０８６５５２号、国際公開第２００８／１１４６９０号、国際公開第２００９／０６９４４２号、国際公開第２００９／０６６７７９号、国際公開第２００９／０５４２５３号、国際公開第２０１１／０８６９３５号、国際公開第２０１０／１５０５９３号、国際公開第２０１０／０４７７０７号、ＥＰ２３１１８２６号、特開２０１０－２５１６７５号公報、特開２００９－２０９１３３号公報、特開２００９－１２４１１４号公報、特開２００８－２７７８１０号公報、特開２００６－１５６４４５号公報、特開２００５－３４０１２２号公報、特開２００３－４５６６２号公報、特開２００３－３１３６７号公報、特開２００３－２８２２７０号公報、国際公開第２０１２／１１５０３４号、等である。

本発明におけるよりより好ましい電子輸送材料としては、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、ピラジン誘導体、トリアジン誘導体、ジベンゾフラン誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、カルバゾール誘導体、アザカルバゾール誘導体、ベンズイミダゾール誘導体が挙げられる。

本発明の有機ＥＬ素子の電子輸送層に用いる化合物として好ましい具体例を以下に挙げるが、本発明はこれらに限定されない。

電子輸送材料は単独で用いてもよく、また複数種を併用して用いてもよい。
《正孔阻止層》
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層であり、好ましく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小さい材料からなり、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、前述する電子輸送層の構成を必要に応じて、本発明に係る正孔阻止層として用いることができる。

本発明の有機ＥＬ素子に設ける正孔阻止層は、発光層の陰極側に隣接して設けられることが好ましい。

本発明に係る正孔阻止層の膜厚としては、好ましくは３～１００ｎｍの範囲であり、更に好ましくは５～３０ｎｍの範囲である。

正孔阻止層に用いられる材料としては、前述の電子輸送層に用いられる材料が好ましく用いられ、また、前述のホスト化合物として用いられる材料も正孔阻止層に好ましく用いられる。
《電子注入層》
本発明有機ＥＬ素子に設ける電子注入層（「陰極バッファー層」ともいう）とは、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、「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。

本発明において電子注入層は必要に応じて設け、上記のように陰極と発光層との間、又は陰極と電子輸送層との間に存在させてもよい。

電子注入層はごく薄い膜であることが好ましく、素材にもよるがその膜厚は０．１～５ｎｍの範囲が好ましい。また構成材料が断続的に存在する不均一な膜であってもよい。

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土類金属化合物、酸化アルミニウム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、前述の電子輸送材料を用いることも可能である。

また、上記の電子注入層に用いられる材料は単独で用いてもよく、複数種を併用して用いてもよい。
《正孔輸送層》
本発明有機ＥＬ素子に設ける正孔輸送層とは、正孔を輸送する機能を有する材料からなり、陽極より注入された正孔を発光層に伝達する機能を有していればよい。

本発明の正孔輸送層の総膜厚については特に制限はないが、通常は５ｎｍ～５μｍの範囲であり、より好ましくは２～５００ｎｍであり、さらに好ましくは５～２００ｎｍである。

正孔輸送層に用いられる材料（以下、正孔輸送材料という）としては、正孔の注入性又は輸送性、電子の障壁性のいずれかを有していればよく、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、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：PSS、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に代表されるベンジジン型や、ＭＴＤＡＴＡ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。

さらに不純物をドープしたｐ性の高い正孔輸送層を用いることもできる。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号公報の各公報、Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，９５，５７７３（２００４）等に記載されたものが挙げられる。

また、特開平１１－２５１０６７号公報、Ｊ．Ｈｕａｎｇ ｅｔ．ａｌ．著文献（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ ８０（２００２），ｐ．１３９）に記載されているような、いわゆるｐ型正孔輸送材料やｐ型－Ｓｉ、ｐ型－ＳｉＣ等の無機化合物を用いることもできる。さらにＩｒ（ｐｐｙ）_３に代表されるような中心金属にＩｒやＰｔを有するオルトメタル化有機金属錯体も好ましく用いられる。

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、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、アザトリフェニレン誘導体、有機金属錯体、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等が好ましく用いられる。

本発明の有機ＥＬ素子に用いられる、公知の好ましい正孔輸送材料の具体例としては、上記で挙げた文献の他、以下の文献に記載の化合物等が挙げられるが、本発明はこれらに限定されない。

例えば、Ａｐｐｌ． Ｐｈｙｓ． Ｌｅｔｔ． ６９， ２１６０ （１９９６）、Ｊ． Ｌｕｍｉｎ． ７２－７４， ９８５ （１９９７）、Ａｐｐｌ． Ｐｈｙｓ． Ｌｅｔｔ． ７８， ６７３ （２００１）、Ａｐｐｌ． Ｐｈｙｓ． Ｌｅｔｔ． ９０， １８３５０３ （２００７）、Ａｐｐｌ． Ｐｈｙｓ． Ｌｅｔｔ． ９０， １８３５０３ （２００７）、Ａｐｐｌ． Ｐｈｙｓ． Ｌｅｔｔ． ５１， ９１３ （１９８７）、Ｓｙｎｔｈ． Ｍｅｔ． ８７， １７１ （１９９７）、Ｓｙｎｔｈ． Ｍｅｔ． ９１， ２０９ （１９９７）、Ｓｙｎｔｈ． Ｍｅｔ． １１１，４２１ （２０００）、ＳＩＤ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ Ｄｉｇｅｓｔ， ３７， ９２３ （２００６）、Ｊ． Ｍａｔｅｒ． Ｃｈｅｍ． ３， ３１９ （１９９３）、Ａｄｖ． Ｍａｔｅｒ． ６， ６７７ （１９９４）、Ｃｈｅｍ． Ｍａｔｅｒ． １５，３１４８ （２００３）、米国特許出願公開第２００３／０１６２０５３号明細書、米国特許出願公開第２００２／０１５８２４２号明細書、米国特許出願公開第２００６／０２４０２７９号明細書、米国特許出願公開第２００８／０２２０２６５号明細書、米国特許第５０６１５６９号明細書、国際公開第２００７／００２６８３号、国際公開第２００９／０１８００９号、ＥＰ６５０９５５、米国特許出願公開第２００８／０１２４５７２号明細書、米国特許出願公開第２００７／０２７８９３８号明細書、米国特許出願公開第２００８／０１０６１９０号明細書、米国特許出願公開第２００８／００１８２２１号明細書、国際公開第２０１２／１１５０３４号、特表２００３－５１９４３２号公報、特開２００６－１３５１４５号公報、米国特許出願番号１３／５８５９８１号等である。

正孔輸送材料は単独で用いてもよく、また複数種を併用して用いてもよい。
《電子阻止層》
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層であり、好ましく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、前述する正孔輸送層の構成を必要に応じて、本発明に係る電子阻止層として用いることができる。

本発明の有機ＥＬ素子に設ける電子阻止層は、発光層の陽極側に隣接して設けられることが好ましい。

本発明に係る電子阻止層の膜厚としては、好ましくは３～１００ｎｍの範囲であり、更に好ましくは５～３０ｎｍの範囲である。

電子阻止層に用いられる材料としては、前述の正孔輸送層に用いられる材料が好ましく用いられ、また、前述のホスト化合物として用いられる材料も電子阻止層に好ましく用いられる。
《正孔注入層》
本発明の有機ＥＬ素子に設ける正孔注入層（「陽極バッファー層」ともいう）とは、駆動電圧低下や発光輝度向上のために陽極と発光層と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）に詳細に記載されている。

本発明において正孔注入層は必要に応じて設け、上記のように陽極と発光層又は陽極と正孔輸送層との間に存在させてもよい。

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、例えば前述の正孔輸送層に用いられる材料等が挙げられる。

中でも銅フタロシアニンに代表されるフタロシアニン誘導体、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、酸化バナジウムに代表される金属酸化物、アモルファスカーボン、ポリアニリン（エメラルディン）やポリチオフェン等の導電性高分子、トリス（２－フェニルピリジン）イリジウム錯体等に代表されるオルトメタル化錯体、トリアリールアミン誘導体等が好ましい。

前述の正孔注入層に用いられる材料は単独で用いてもよく、また複数種を併用して用いてもよい。
《その他の添加化合物》
前述した本発明における有機層は、更に他の含有物が含まれていてもよい。

含有物としては、例えば臭素、ヨウ素及び塩素等のハロゲン元素やハロゲン化化合物、Ｐｄ、Ｃａ、Ｎａ等のアルカリ金属やアルカリ土類金属、遷移金属の化合物や錯体、塩等が挙げられる。

含有物の含有量は、任意に決定することができるが、含有される層の全質量％に対して１０００ｐｐｍ以下であることが好ましく、より好ましくは５００ｐｐｍ以下であり、さらに好ましくは５０ｐｐｍ以下である。

ただし、電子や正孔の輸送性を向上させる目的や、励起子のエネルギー移動を有利にするための目的などによってはこの範囲内ではない。
《有機層の形成方法》
本発明の有機層（正孔注入層、正孔輸送層、発光層、正孔阻止層、電子輸送層、電子注入層等）の形成方法について説明する。

本発明の有機層の形成方法は、特に制限はなく、従来公知の例えば真空蒸着法、湿式法（ウェットプロセスともいう。）等による形成方法を用いることができる。

湿式法としては、スピンコート法、キャスト法、インクジェット印刷法、印刷法、ダイコート法、ブレードコート法、ロールコート法、スプレーコート法、カーテンコート法、ＬＢ法（ラングミュア－ブロジェット法）等があるが、均質な薄膜が得られやすく、かつ高生産性の点から、ダイコート法、ロールコート法、インクジェット印刷法、スプレーコート法などのロール・ｔｏ・ロール方式適性の高い方法が好ましい。

本発明の有機ＥＬ素子に用いる材料を溶解又は分散する液媒体としては、例えば、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、酢酸エチル等の脂肪酸エステル類、ジクロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素類、トルエン、キシレン、メシチレン、シクロヘキシルベンゼン等の芳香族炭化水素類、シクロヘキサン、デカリン、ドデカン等の脂肪族炭化水素類、ＤＭＦ、ＤＭＳＯ等の有機溶媒を用いることができる。

また、分散方法としては、超音波、高剪断力分散やメディア分散等の分散方法により分散することができる。

更に層毎に異なる成膜法を適用してもよい。成膜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１０^－６～１０^－２Ｐａ、蒸着速度０．０１～５０ｎｍ／秒、基板温度－５０～３００℃、膜厚０．１ｎｍ～５μｍ、好ましくは５～２００ｎｍの範囲で適宜選ぶことが望ましい。

本発明の有機層の形成は、１回の真空引きで一貫して正孔注入層から陰極まで作製するのが好ましいが、途中で取り出して異なる成膜法を施しても構わない。その際は作業を乾燥不活性ガス雰囲気下で行うことが好ましい。
《陽極》
有機ＥＬ素子における陽極としては、仕事関数の大きい（４ｅＶ以上、好ましくは４．５Ｖ以上）金属、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが好ましく用いられる。このような電極物質の具体例としては、Ａｕ等の金属、ＣｕＩ、インジウム・スズ酸化物（ＩＴＯ）、ＳｎＯ_２、ＺｎＯ等の導電性透明材料が挙げられる。また、ＩＤＩＸＯ（Ｉｎ_２Ｏ_３－ＺｎＯ）等非晶質で透明導電膜を作製可能な材料を用いてもよい。

陽極はこれらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により薄膜を形成させ、フォトリソグラフィー法で所望の形状のパターンを形成してもよく、又はパターン精度をあまり必要としない場合は（１００μｍ以上程度）、上記電極物質の蒸着やスパッタリング時に所望の形状のマスクを介してパターンを形成してもよい。

または、有機導電性化合物のように塗布可能な物質を用いる場合には、印刷方式、コーティング方式等湿式成膜法を用いることもできる。この陽極より発光を取り出す場合には、透過率を１０％より大きくすることが望ましく、また陽極としてのシート抵抗は数百Ω／ｓｑ．以下が好ましい。

陽極の膜厚は材料にもよるが、通常１０ｎｍ～１μｍ、好ましくは１０～２００ｎｍの範囲で選ばれる。
《陰極》
陰極としては仕事関数の小さい（４ｅＶ以下）金属（電子注入性金属と称する。）、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが用いられる。このような電極物質の具体例としては、ナトリウム、ナトリウム－カリウム合金、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、アルミニウム／酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）混合物、インジウム、リチウム／アルミニウム混合物、アルミニウム、希土類金属等が挙げられる。これらの中で、電子注入性及び酸化等に対する耐久性の点から、電子注入性金属とこれより仕事関数の値が大きく安定な金属である第２金属との混合物、例えば、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、アルミニウム／酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）混合物、リチウム／アルミニウム混合物、アルミニウム等が好適である。

陰極はこれらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により薄膜を形成させることにより、作製することができる。また、陰極としてのシート抵抗は数百Ω／ｓｑ．以下が好ましく、膜厚は通常１０ｎｍ～５μｍ、好ましくは５０～２００ｎｍの範囲で選ばれる。

なお、発光した光を透過させるため、有機ＥＬ素子の陽極又は陰極のいずれか一方が透明又は半透明であれば発光輝度が向上し好ましい。

また、陰極に上記金属を１～２０ｎｍの膜厚で作製した後に、陽極の説明で挙げる導電性透明材料をその上に作製することで、透明又は半透明の陰極を作製することができ、これを応用することで陽極と陰極の両方が透過性を有する素子を作製することができる。
《支持基板》
本発明の有機ＥＬ素子に用いることのできる支持基板（以下、基体、基板、基材、支持体等ともいう。）としては、ガラス、プラスチック等の種類には特に限定はなく、また透明であっても不透明であってもよい。支持基板側から光を取り出す場合には、支持基板は透明であることが好ましい。好ましく用いられる透明な支持基板としては、ガラス、石英、透明樹脂フィルムを挙げることができる。特に好ましい支持基板は、有機ＥＬ素子にフレキシブル性を与えることが可能な樹脂フィルムである。

樹脂フィルムとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（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（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（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又はそれらの誘導体、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、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（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、アクリル又はポリアリレート類、アートン（商品名ＪＳＲ社製）又はアペル（商品名三井化学社製）といったシクロオレフィン系樹脂等を挙げられる。

樹脂フィルムの表面には、無機物、有機物の被膜又はその両者のハイブリッド被膜が形成されていてもよく、ＪＩＳ Ｋ ７１２９－１９９２に準拠した方法で測定された、水蒸気透過度（２５±０．５℃、相対湿度（９０±２）％ＲＨ）が０．０１ｇ／（ｍ^２・２４ｈ）以下のガスバリアー性フィルムであることが好ましく、更には、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／（ｍ^２・２４ｈ・ａｔｍ）以下、水蒸気透過度が、１×１０^－５ｇ／（ｍ^２・２４ｈ）以下の高ガスバリアー性フィルムであることが好ましい。

ガスバリアー膜を形成する材料としては、水分や酸素等素子の劣化をもたらすものの浸入を抑制する機能を有する材料であればよく、例えば、酸化ケイ素、二酸化ケイ素、窒化ケイ素等を用いることができる。更に該膜の脆弱性を改良するために、これら無機層と有機材料からなる層の積層構造を持たせることがより好ましい。無機層と有機層の積層順については特に制限はないが、両者を交互に複数回積層させることが好ましい。

ガスバリアー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が、特開２００４－６８１４３号公報に記載されているような大気圧プラズマ重合法によるものが特に好ましい。

不透明な支持基板としては、例えば、アルミ、ステンレス等の金属板、フィルムや不透明樹脂基板、セラミック製の基板等が挙げられる。

本発明の有機ＥＬ素子の発光の室温における外部量子効率は、１％以上であることが好ましく、５％以上であるとより好ましい。

ここで、外部量子効率（％）＝有機ＥＬ素子外部に発光した光子数／有機ＥＬ素子に流した電子数×１００である。

また、カラーフィルター等の色相改良フィルター等を併用しても、有機ＥＬ素子からの発光色を蛍光体を用いて多色へ変換する色変換フィルターを併用してもよい。
《封止》
本発明の有機ＥＬ素子の封止に用いられる封止手段としては、例えば、封止部材と、電極、支持基板とを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、電気絶縁性は特に限定されない。

具体的には、ガラス板、ポリマー板・フィルム、金属板・フィルム等が挙げられる。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、ポリエーテルスルフイド、ポリスルフォン等を挙げることができる。金属板としては、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からなるものが挙げられる。

本発明においては、有機ＥＬ素子を薄膜化できるということからポリマーフィルム、金属フィルムを好ましく使用することができる。さらには、ポリマーフィルムは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／ｍ^２／２４ｈ以下、ＪＩＳ Ｋ ７１２９－１９９２に準拠した方法で測定された、水蒸気透過度（２５±０．５℃、相対湿度（９０±２）％）が、１×１０^－３ｇ／（ｍ^２／２４ｈ）以下のものであることが好ましい。

封止部材を凹状に加工するのは、サンドブラスト加工、化学エッチング加工等が使われる。

接着剤として具体的には、アクリル酸系オリゴマー、メタクリル酸系オリゴマーの反応性ビニル基を有する光硬化及び熱硬化型接着剤、２－シアノアクリル酸エステル等の湿気硬化型等の接着剤を挙げることができる。また、エポキシ系等の熱及び化学硬化型（二液混合）を挙げることができる。また、ホットメルト型のポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィンを挙げることができる。また、カチオン硬化タイプの紫外線硬化型エポキシ樹脂接着剤を挙げることができる。

なお、有機ＥＬ素子が熱処理により劣化する場合があるので、室温から８０℃までに接着硬化できるものが好ましい。また、前記接着剤中に乾燥剤を分散させておいてもよい。封止部分への接着剤の塗布は市販のディスペンサーを使ってもよいし、スクリーン印刷のように印刷してもよい。

また、有機層を挟み支持基板と対向する側の電極の外側に該電極と有機層を被覆し、支持基板と接する形で無機物、有機物の層を形成し封止膜とすることも好適にできる。この場合、該膜を形成する材料としては、水分や酸素等素子の劣化をもたらすものの浸入を抑制する機能を有する材料であればよく、例えば、酸化ケイ素、二酸化ケイ素、窒化ケイ素等を用いることができる。

さらに該膜の脆弱性を改良するために、これら無機層と有機材料からなる層の積層構造を持たせることが好ましい。これらの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。

封止部材と有機ＥＬ素子の表示領域との間隙には、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が好ましい。また、真空とすることも可能である。また、内部に吸湿性化合物を封入することもできる。

吸湿性化合物としては、例えば、金属酸化物（例えば、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化カルシウム、酸化バリウム、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム等）、硫酸塩（例えば、硫酸ナトリウム、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム、硫酸コバルト等）、金属ハロゲン化物（例えば、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、フッ化セシウム、フッ化タンタル、臭化セリウム、臭化マグネシウム、ヨウ化バリウム、ヨウ化マグネシウム等）、過塩素酸類（例えば、過塩素酸バリウム、過塩素酸マグネシウム等）等が挙げられ、硫酸塩、金属ハロゲン化物及び過塩素酸類においては無水塩が好適に用いられる。
《保護膜、保護板》
有機層を挟み支持基板と対向する側の前記封止膜又は前記封止用フィルムの外側に、素子の機械的強度を高めるために、保護膜又は保護板を設けてもよい。特に、封止が前記封止膜により行われている場合には、その機械的強度は必ずしも高くないため、このような保護膜、保護板を設けることが好ましい。これに使用することができる材料としては、前記封止に用いたのと同様なガラス板、ポリマー板・フィルム、金属板・フィルム等を用いることができるが、軽量かつ薄膜化ということからポリマーフィルムを用いることが好ましい。
《光取り出し向上技術》
本発明の有機ＥＬ素子は、空気よりも屈折率の高い（屈折率１．６～２．１程度の範囲内）層の内部で発光し、発光層で発生した光のうち１５％から２０％程度の光しか取り出せないことが一般的に言われている。これは、臨界角以上の角度θで界面（透明基板と空気との界面）に入射する光は、全反射を起こし素子外部に取り出すことができないことや、透明電極から発光層と透明基板との間で光が全反射を起こし、光が透明電極から発光層を導波し、結果として、光が素子側面方向に逃げるためである。

この光の取り出しの効率を向上させる手法としては、例えば、透明基板表面に凹凸を形成し、透明基板と空気界面での全反射を防ぐ方法（例えば、米国特許第４７７４４３５号明細書）、基板に集光性を持たせることにより効率を向上させる方法（例えば、特開昭６３－３１４７９５号公報）、素子の側面等に反射面を形成する方法（例えば、特開平１－２２０３９４号公報）、基板と発光体の間に中間の屈折率を持つ平坦層を導入し、反射防止膜を形成する方法（例えば、特開昭６２－１７２６９１号公報）、基板と発光体の間に基板よりも低屈折率を持つ平坦層を導入する方法（例えば、特開２００１－２０２８２７号公報）、基板、透明電極層や発光層のいずれかの層間（含む、基板と外界間）に回折格子を形成する方法（特開平１１－２８３７５１号公報）などが挙げられる。

本発明においては、これらの方法を本発明の有機ＥＬ素子と組み合わせて用いることができるが、基板と発光体の間に基板よりも低屈折率を持つ平坦層を導入する方法、又は基板、透明電極層や発光層のいずれかの層間（含む、基板と外界間）に回折格子を形成する方法を好適に用いることができる。

本発明は、これらの手段を組み合わせることにより、更に高輝度又は耐久性に優れた素子を得ることができる。

透明電極と透明基板の間に低屈折率の媒質を光の波長よりも長い厚さで形成すると、透明電極から出てきた光は、媒質の屈折率が低いほど、外部への取り出し効率が高くなる。

低屈折率層としては、例えば、エアロゲル、多孔質シリカ、フッ化マグネシウム、フッ素系ポリマーなどが挙げられる。透明基板の屈折率は一般に１．５～１．７程度の範囲内であるので、低屈折率層は、屈折率がおよそ１．５以下であることが好ましい。またさらに１．３５以下であることが好ましい。

また、低屈折率媒質の厚さは、媒質中の波長の２倍以上となるのが望ましい。これは、低屈折率媒質の厚さが、光の波長程度になってエバネッセントで染み出した電磁波が基板内に入り込む膜厚になると、低屈折率層の効果が薄れるからである。

全反射を起こす界面又は、いずれかの媒質中に回折格子を導入する方法は、光取り出し効率の向上効果が高いという特徴がある。この方法は、回折格子が１次の回折や、２次の回折といった、いわゆるブラッグ回折により、光の向きを屈折とは異なる特定の向きに変えることができる性質を利用して、発光層から発生した光のうち、層間での全反射等により外に出ることができない光を、いずれかの層間若しくは、媒質中（透明基板内や透明電極内）に回折格子を導入することで光を回折させ、光を外に取り出そうとするものである。

導入する回折格子は、二次元的な周期屈折率を持っていることが望ましい。これは、発光層で発光する光はあらゆる方向にランダムに発生するので、ある方向にのみ周期的な屈折率分布を持っている一般的な一次元回折格子では、特定の方向に進む光しか回折されず、光の取り出し効率がさほど上がらない。

しかしながら、屈折率分布を二次元的な分布にすることにより、あらゆる方向に進む光が回折され、光の取り出し効率が上がる。

回折格子を導入する位置としては、いずれかの層間、若しくは媒質中（透明基板内や透明電極内）でも良いが、光が発生する場所である有機発光層の近傍が望ましい。このとき、回折格子の周期は、媒質中の光の波長の約１／２～３倍程度の範囲内が好ましい。回折格子の配列は、正方形のラチス状、三角形のラチス状、ハニカムラチス状など、二次元的に配列が繰り返されることが好ましい。
《集光シート》
本発明の有機ＥＬ素子は、支持基板（基板）の光取出し側に、例えばマイクロレンズアレイ上の構造を設けるように加工したり、又は、いわゆる集光シートと組み合わせることにより、特定方向、例えば素子発光面に対し正面方向に集光することにより、特定方向上の輝度を高めることができる。

マイクロレンズアレイの例としては、基板の光取り出し側に一辺が３０μｍでその頂角が９０度となるような四角錐を二次元に配列する。一辺は１０～１００μｍの範囲内が好ましい。これより小さくなると回折の効果が発生して色付く、大きすぎると厚さが厚くなり好ましくない。

集光シートとしては、例えば液晶表示装置のＬＥＤバックライトで実用化されているものを用いることが可能である。このようなシートとして例えば、住友スリーエム社製輝度上昇フィルム（ＢＥＦ）などを用いることができる。プリズムシートの形状としては、例えば基材に頂角９０度、ピッチ５０μｍの△状のストライプが形成されたものであってもよいし、頂角が丸みを帯びた形状、ピッチをランダムに変化させた形状、その他の形状であっても良い。

また、有機ＥＬ素子からの光放射角を制御するために光拡散板・フィルムを、集光シートと併用してもよい。例えば、（株）きもと製拡散フィルム（ライトアップ）などを用いることができる。
《用途》
本発明の有機ＥＬ素子は、表示デバイス、ディスプレイ、各種発光光源として用いることができる。

発光光源として、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。

本発明の有機ＥＬ素子においては、必要に応じ成膜時にメタルマスクやインクジェット印刷法等でパターニングを施してもよい。パターニングする場合は、電極のみをパターニングしてもよいし、電極と発光層をパターニングしてもよいし、素子全層をパターニングしてもよく、素子の作製においては、従来公知の方法を用いることができる。《本発明の照明装置の一態様》
本発明の有機ＥＬ素子を具備した、本発明の照明装置の一態様について説明する。

本発明の有機ＥＬ素子の非発光面をガラスケースで覆い、厚さ３００μｍのガラス基板を封止用基板として用いて、周囲にシール材として、エポキシ系光硬化型接着剤（東亞合成社製ラックストラックＬＣ０６２９Ｂ）を適用し、これを陰極上に重ねて透明支持基板と密着させ、ガラス基板側からＵＶ光を照射して、硬化させて、封止し、図３及び図４に示すような照明装置を形成することができる。

図３は、照明装置の概略図を示し、照明装置１０１は、有機ＥＬ素子１０３がガラスカバー１０２で覆われている（なお、ガラスカバーでの封止作業は、有機ＥＬ素子１０３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。）。

図４は、照明装置の断面図を示し、図４において、１０５は陰極、１０６は有機ＥＬ層、１０７は透明電極付きガラス基板を示す。なお、ガラスカバー１０２内には窒素ガス１０８が充填され、捕水剤１０９が設けられている。

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。

以下、本発明の要件を満たす実施例と比較例とを例示して、本発明に係る単膜、及び有機エレクトロルミネッセンス素子について説明する。

なお、本実施例（［比較例１］～［比較例１７］、［参考例１］～［参考例１８］、［実施例１］～［実施例４］）において使用した各種化合物については、以下の化合物を使用した。

本発明例と比較例とを用いて本発明を説明する前に、まず、参考例１で、本発明に係る前記第１ホスト化合物と前記第２ホスト化合物を単独で用いた単膜の蛍光発光端の波長のうち長波側の蛍光発光端の波長と、前記第１ホスト化合物と前記第２ホスト化合物とを１：１にて混合した単膜の蛍光発光端シフト量（Δλ）の評価を行った。
《ホスト化合物単独の単膜（比較例１～１７用）の作製》
５０ｍｍ×５０ｍｍ、厚さ０．７ｍｍの石英基板を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分間行った後、この透明基板を市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに固定した。真空蒸着装置の蒸着用るつぼのそれぞれに、表Ｉに示す「第１ホスト化合物」及び「第２ホスト化合物」を、それぞれ素子作製に最適の量となるように充填した。蒸着用るつぼは、モリブデン性の抵抗加熱用材料で作製されたものを用いた。

真空蒸着装置内を真空度１×１０^－４Ｐａまで減圧した後、第１ホスト化合物又は第２ホスト化合物のいずれか一方が１００体積％になるように蒸着させ、膜厚３０ｎｍの評価用単膜を作製した。

次いで、厚さ３００μｍのガラス基板を封止用基板として用いて、周囲にシール材としてエポキシ系光硬化型接着剤（東亞合成株式会社製アロニックスＬＣ０６２９Ｂ）を適用し、これを透明支持基板と密着させ、ガラス基板側からＵＶ光を照射して、硬化させて、封止して、図５に示すような構成からなる評価用単膜を作製した。図５では、評価用単膜試料２０１、石英基板２０２、評価用単膜２０３、ガラス基板（封止基板）２０４及び接着剤２０５をそれぞれ表す。
《ホスト化合物混合の単膜（参考例１～１８用）の作製》
真空蒸着装置内を真空度１×１０^－４Ｐａまで減圧した後、表IIに記載の第１ホスト化合物及び第２ホスト化合物がそれぞれ５０体積％：５０体積％になるように共蒸着させ、膜厚３０ｎｍの評価用単膜を作製した以外は、前記ホスト化合物単独の単膜の作製と同様の方法で作製を行った。
《蛍光発光スペクトルの測定》
下記測定方法に従って、蛍光発光スペクトルの評価を行った。

各単膜を励起波長３００ｎｍで励起して、室温状態（２３℃・５５％ＲＨ）の蛍光発光スペクトルを測定することにより、発光端を算出した。ここで、蛍光発光スペクトルの測定はＦ－７０００（（株）日立ハイテクノロジーズ製）を用いて行い、蛍光発光端の波長は分解能１ｎｍで測定したスペクトルにおいて、蛍光の最大強度を１００％に規格化したときに強度が１０％を超えない短波側の波長と定義した。蛍光発光端差の長波化がない、すなわち、第１ホスト化合物及び第２ホスト化合物それぞれ単独及び両者の混合物の単膜の蛍光発光スペクトルにおける最大発光強度の発光帯の対比において、当該第１ホスト化合物及び第２ホスト化合物それぞれの蛍光発光端のうち長波側にあるホスト化合物の蛍光発光端の波長と前記混合物の蛍光発光端の波長との差が－３～３ｎｍの範囲内にあれば、長波化をしていないといえる。

以上の評価結果を表Ｉ、IIに示す。表IIに示すとおり、ホスト化合物混合使用単膜である参考例４、５、１３及び１４においては、混合により長波化を生じ、エキサイプレックスを形成してしまうことが確認できた。
《ΔＧの評価》
前記評価用単膜の蛍光シフト量を評価した「第１ホスト化合物」及び「第２ホスト化合物」について、下記方法に従って光誘起電荷移動のΔＧの評価を行った。

キーワードとしてＢ３ＬＹＰ／６－３１Ｇ＊を用いて、「第１ホスト化合物」及び「第２ホスト化合物」のそれぞれに対し、分子構造の構造最適化を行うことにより各分子に対して、ＨＯＭＯ・ＬＵＭＯのエネルギー準位を算出し、下式（５）に基づいてΔＧの評価を行った。

式（５）：ΔＧ＝（ＬＵＭＯ_{ａｃｃｅｐｔｏｒ}－ＨＯＭＯ_{ｄｏｎｏｒ}）－｛（ＬＵＭＯ_{ａｃｃｅｐｔｏｒ}－ＨＯＭＯ_{ａｃｃｅｐｔｏｒ}），（ＬＵＭＯ_{ｄｏｎｏｒ}－ＨＯＭＯ_{ｄｏｎｏｒ}）のうちの最小値｝
以上の評価結果を表IIに併記した。

励起状態の電荷分離を発現させるためには、式（５）におけるΔＧは負であることが必要であり、本願ではΔＧ＜－０．１（ｅＶ）である。負のΔＧの範囲の下限に制限は無いが、一般的にＭａｒｃｕｓの電子移動反応速度によって知られているように－ΔＧが再配向エネルギーに近い場合に、最も電荷分離が効率的に生じるため好ましい。有機化合物の再配向エネルギーは用いる化合物によって異なるが、おおよそ０．１～１．０ｅＶであるため、ΔＧは－１．０～－０．１Ｖの範囲にあることが好ましいが、参考例１、４～１３、１５、１６の組み合わせはΔＧが－１．０～－０．１ｅＶの範囲にあり、電荷移動が自発的に進む方向であることを確認できた。

［実施例１］
実施例１では、第１ホスト化合物及び第２ホスト化合物を含有する蒸着成膜白色光照明装置（有機ＥＬ素子）の特性について評価した。

（照明装置１－１の作製）
陽極として厚さ０．７ｍｍのガラス基板上に、ＩＴＯ（インジウム・スズ酸化物）を１１０ｎｍの厚さで成膜した支持基板にパターニングを行った後、このＩＴＯ透明電極を付けた透明支持基板を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。この基板上に、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、ヘレウス社製、クレヴィオス（Ｃｌｅｖｉｏｓ Ｐ ＡＩ 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成膜した後、１３０℃にて１時間乾燥し、膜厚３０ｎｍの正孔注入輸送層を設けた。正孔注入輸送層を設けた後、この透明支持基板を市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに固定した。真空蒸着装置内の蒸着用るつぼの各々に、各層の構成材料を各々素子作製に最適の量、充填した。蒸着用るつぼはモリブデン製又はタングステン製の抵抗加熱用材料で作製されたものを用いた。

次いで、真空度１×１０^－４Ｐａまで減圧した後、前記緑色リン光発光性金属錯体ＧＤ－１、赤色リン光発光性金属錯体ＲＤ－１、青色リン光発光性金属錯体ＢＤ－１、及び第１ホスト化合物Ｈ－１０１を、ＧＤ－１が１体積％、ＲＤ－１が０．５体積％、ＢＤ－１が１６．５体積％、Ｈ－１０１が８２体積％になるよう厚さ８０ｎｍで共蒸着し発光層（以下、ＥＭＬと略記する。）を形成した。その後、化合物ＥＴ－１を膜厚１０ｎｍ、次いでＥＴ－２を膜厚３０ｎｍ蒸着して電子輸送層を形成し、さらにフッ化カリウム（以下、ＫＦと略記載する。）を厚さ２ｎｍで形成した。さらに、アルミニウムを１５０ｎｍ蒸着して陰極を形成した。

次いで、上記素子の非発光面をガラスケースで覆い、比較例の照明装置１－１を作製した。

なお、ガラスカバーでの封止作業は、照明装置１－１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、照明装置１－１の第１ホスト化合物を、表IIIに示すホスト化合物に変更した以
外は、照明装置１－１と同様の比較例の照明装置１－２～１－６を作製した。

さらに、ホスト化合物を第１ホスト化合物４１体積％及び第２ホスト化合物４１体積％に変更した以外は、照明装置１－１と同様の照明装置１－７～１－２２を作製した。

作製した照明装置１－１～１－２２について、下記のように外部量子効率を測定し、発光性の評価を行った。また、下記のように半減寿命を測定し、連続駆動安定性（素子寿命）を評価した。

＜外部量子効率（ＥＱＥ）＞
各照明装置を室温（約２３℃）、２．５ｍＡ／ｃｍ^２の定電流条件下による通電を行い、発光開始直後の発光輝度（Ｌ０）［ｃｄ／ｍ^２］を測定することにより、外部量子効率（ＥＱＥ）を算出した。

ここで、発光輝度の測定はＣＳ－２０００（コニカミノルタ（株）製）を用いて行い、外部量子効率は、照明装置１－１を１００とする相対値で表した。なお、値が大きいほうが発光効率に優れていることを示す。

＜素子寿命＞
下記測定法に従って、半減寿命測定による連続駆動安定性（素子寿命）の評価を行った。

各照明装置を初期輝度４０００ｃｄ／ｍ^２を与える電流で定電流駆動して、初期輝度の１／２になる時間を求め、これを半減寿命として素子寿命の尺度とした。なお、素子寿命は照明装置１－１を１００とする相対値で表した。なお、値が大きいほうが比較例に対して耐久性に優れていることを示す。

以上の評価結果を表IIIに示す。

《ΔＧ′及びΔＧ″の評価》
前記参考例に記載の「第１ホスト化合物」及び「第２ホスト化合物」について、下記方法に従って「第１ホスト化合物」及び「第２ホスト化合物」と、「リン光発光性金属錯体」との間の光誘起電荷移動のΔＧ′及びΔＧ″の評価を下記式（２ａ）及び（２ｂ）に基づいて行い表IIIに併記した。

本発明に用いた青色リン光発光性金属錯体についてＢ３ＬＹＰ／ＬａｎＬ２ＤＺを用いて、対象とする分子構造の構造最適化を行うことにより、ＬＵＭＯのエネルギー準位、ＨＯＭＯのエネルギー準位、最低励起三重項エネルギーを算出し、下式（２ａ）及び（２ｂ）に基づいてΔＧ′、ΔＧ″の評価を行った。ＢＤ－１のＬＵＭＯのエネルギー準位、ＨＯＭＯのエネルギー準位、最低励起三重項エネルギーはそれぞれ－１．００ｅＶ、－４．８３ｅＶ、及び２．７８ｅＶと求められ、算出に用いた。

式（２ａ）：ΔＧ′＝（ＬＵＭＯ_ＰＣ－ＨＯＭＯ_１）－Ｔ_ＰＣ１
式（２ｂ）：ΔＧ″＝（ＬＵＭＯ_２－ＨＯＭＯ_ＰＣ）－Ｔ_ＰＣ１
ここで、ＬＵＭＯ_ＰＣ：前記リン光発光性金属錯体のＬＵＭＯのエネルギー準位
ＨＯＭＯ_ＰＣ：前記リン光発光性金属錯体のＨＯＭＯのエネルギー準位
Ｔ_ＰＣ１：前記リン光発光性金属錯体の最低励起三重項エネルギー
ＨＯＭＯ_１：前記第１ホスト化合物のＨＯＭＯのエネルギー準位
ＬＵＭＯ_２：前記第２ホスト化合物のＬＵＭＯのエネルギー準位
以上の評価結果を表IIIに併記した。ΔＧ′、ΔＧ″はいずれも正に大きい方向（ΔＧ
′＞０、ΔＧ″＞０）が青色リン光発光錯体とホスト化合物間で失活又はエキサイプレックスを生じないため好ましい。

表IIIより明らかなように、単独のホスト化合物を用いた照明装置１－１～１－６に対して本発明の照明装置１－１３～１－２２は外部量子効率及び素子寿命に優れることが分かる。さらに光誘起電荷移動が自発的に生じない組み合わせの１－７及び１－８では素子寿命に劣ることから本発明の関係を満たさないホストを混合した場合には、本発明の効果が発現しないことが分かる。また、エキサイプレックスを形成する組み合わせのホスト化合物を用いた照明装置１－９～１－１２においては外部量子効率及び素子寿命が低下してしまうことが分かる。

また、ΔＧ′の値が負の値になるホスト化合物の組み合わせである照明装置１－２１及び１－２２は、外部量子効率の向上が、本発明の照明装置１－１３～１－２０に対して低位にあることが分かった。

［実施例２］
表IVに記載の第１ホスト化合物、第２ホスト化合物、それらの組成比及び、青色リン光発光性金属錯体をＢＤ－２に変更した以外は、実施例１の照明装置の作製と同様の方法で、照明装置２－１～２－４を作製し、実施例１と同様な評価を行い結果を表IVに示した。

なお、ＢＤ－２のＬＵＭＯのエネルギー準位、ＨＯＭＯのエネルギー準位、最低励起三重項エネルギーは、それぞれ－１．１０ｅＶ、－４．４３ｅＶ、及び２．８１ｅＶと求められ、算出に用いた。

表IVより、本発明の照明装置２－３及び２－４は、外部量子効率及び素子寿命に優れることが分かる。

［実施例３］
次に、実施例３では、塗布液を用いて、ウェットプロセスにて作製した青色発光する照明装置（及び素子）の特性について確認した。

≪評価用照明装置の作製≫
（基材の準備）
まず、ポリエチレンナフタレートフィルム（以下、ＰＥＮと略記する。）（帝人デュポンフィルム株式会社製）の陽極を形成する側の全面に、特開２００４－６８１４３号公報に記載の構成の大気圧プラズマ放電処理装置を用いて、ＳｉＯ_ｘからなる無機物のガスバリアー層を層厚５００ｎｍとなるように形成した。これにより、酸素透過度０．００１ｍＬ／（ｍ^２・２４ｈ）以下、水蒸気透過度０．００１ｇ／（ｍ^２・２４ｈ）以下のガスバリアー性を有する可撓性の基材を作製した。

（陽極の形成）
上記基材上に厚さ１２０ｎｍのＩＴＯ（インジウム・スズ酸化物）をスパッタ法により成膜し、フォトリソグラフィー法によりパターニングを行い、陽極を形成した。なお、パターンは発光領域の面積が５ｃｍ×５ｃｍになるようなパターンとした。

（正孔注入層の形成）
陽極を形成した基材を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。そして、陽極を形成した基材上に、特許第４５０９７８７号公報の実施例１６と同様に調製したポリ（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）の分散液をイソプロピルアルコールで希釈した２質量％溶液をダイコート法にて塗布、自然乾燥し、層厚４０ｎｍの正孔注入層を形成した。

（正孔輸送層の形成）
次に、正孔注入層を形成した基材を、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、ダイコート法にて５ｍ／ｍｉｎで塗布、自然乾燥した後に、１３０℃で３０分間保持し、層厚３０ｎｍの正孔輸送層を形成した。

〈正孔輸送層形成用塗布液〉
正孔輸送材料 ＨＴ－２（重量平均分子量Ｍｗ＝８００００）
１０質量部
クロロベンゼン ３０００質量部
（発光層の形成）
次に、正孔輸送層を形成した基材を、下記組成の発光層形成用塗布液を用い、ダイコート法にて５ｍ／ｍｉｎの塗布速度で塗布し、自然乾燥した後に、１２０℃で３０分間保持し、層厚５０ｎｍの発光層を形成した。

〈発光層形成用塗布液〉
表Ｖに記載の第１ホスト化合物 ９質量部
青色リン光発光性金属錯体 ＢＤ－３ １質量部
酢酸イソプロピル ２０００質量部
（ブロック層の形成）
次に、発光層を形成した基材を、下記組成のブロック層形成用塗布液を用い、ダイコート法にて５ｍ／ｍｉｎの塗布速度で塗布し、自然乾燥した後に、８０℃で３０分間保持し、層厚１０ｎｍのブロック層を形成した。

（電子輸送層の形成）
次に、発光層を形成した基材を、下記組成の電子輸送層形成用塗布液を用い、ダイコート法にて５ｍ／ｍｉｎの塗布速度で塗布し、自然乾燥した後に、８０℃で３０分間保持し、層厚３０ｎｍの電子輸送層を形成した。

〈電子輸送層形成用塗布液〉
ＥＴ－３ ６質量部
１Ｈ，１Ｈ，３Ｈ－テトラフルオロプロパノール（ＴＦＰＯ）
２０００質量部
（電子注入層、陰極の形成）
次に、基板を大気に曝露することなく真空蒸着装置へ取り付けた。また、モリブデン製抵抗加熱ボートにフッ化ナトリウム及びフッ化カリウムを入れたものを真空蒸着装置に取り付け、真空槽を４×１０^－５Ｐａまで減圧した。その後、ボートに通電して加熱し、フッ化ナトリウムを０．０２ｎｍ／秒で前記電子輸送層上に蒸着し、膜厚１ｎｍの薄膜を形成した。同様に、フッ化カリウムを０．０２ｎｍ／秒でフッ化ナトリウム薄膜上に蒸着し、層厚１．５ｎｍの電子注入層を形成した。

ここで、上記正孔注入層～電子注入層までを有機機能層という。

引き続き、アルミニウムを蒸着して厚さ１００ｎｍの陰極を形成した。

（封止）
以上の工程により形成した積層体に対し、市販のロールラミネート装置を用いて封止基材を接着した。

封止基材として、可撓性を有する厚さ３０μｍのアルミニウム箔（東洋アルミニウム（株）製）に、ドライラミネーション用の２液反応型のウレタン系接着剤を用いて層厚１．５μｍの接着剤層を設け、厚さ１２μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムをラミネートしたものを作製した。

封止用接着剤として熱硬化性接着剤を、ディスペンサーを使用して封止基材のアルミニウム箔の接着面（つや面）に沿って厚さ２０μｍで均一に塗布した。これを１００Ｐａ以下の真空下で１２時間乾燥させた。更に、その封止基材を露点温度－８０℃以下、酸素濃度０．８ｐｐｍの窒素雰囲気下へ移動して、１２時間以上乾燥させ、封止用接着剤の含水率が１００ｐｐｍ以下となるように調整した。

熱硬化性接着剤としては下記の（Ａ）～（Ｃ）を混合したエポキシ系接着剤を用いた。

（Ａ）ビスフェノールＡジグリシジルエーテル（ＤＧＥＢＡ）
（Ｂ）ジシアンジアミド（ＤＩＣＹ）
（Ｃ）エポキシアダクト系硬化促進剤
上記封止基材を上記積層体に対して密着・配置して、圧着ロールを用いて、圧着ロール温度１００℃、圧力０．５ＭＰａ、装置速度０．３ｍ／ｍｉｎの圧着条件で密着封止した。

以上のようにして、図４に示す構成の有機ＥＬ素子と同様の形態の有機ＥＬ素子３－１を作製した。

次いで、下記の発光層形成用塗布液にて、表Ｖに記載のように第１ホスト化合物及び第２ホスト化合物を組み合わせた以外は同様にして、有機ＥＬ素子３－２及び３－３を作製した。

〈発光層形成用塗布液〉
表Ｖに記載の第１ホスト化合物 ４．５質量部
表Ｖに記載の第２ホスト化合物 ４．５質量部
青色リン光発光性金属錯体 ＢＤ－３ １．０質量部
酢酸イソプロピル ２０００質量部
以上のようにして有機ＥＬ素子３－１～有機ＥＬ素子３－３を作製し、照明装置３－１～照明装置３－３とした。

≪発光性（外部量子効率）、及び半減寿命測定による連続駆動安定性（素子寿命）の評価≫
発光性（外部量子効率）、及び半減寿命測定による連続駆動安定性（素子寿命）の評価、ΔＧ′、ΔＧ″の評価は実施例１と同様の手段で行った。ＢＤ－３のＬＵＭＯのエネルギー準位、ＨＯＭＯのエネルギー準位、最低励起三重項エネルギーは、それぞれ－０．７０ｅＶ、－４．５４ｅＶ、２．８０ｅＶと求められ、算出に用いた。

各評価用照明装置について、評価用照明装置３－１の外部量子効率（ＥＱＥ）、素子寿命を１００とする相対値を求めた。

表Ｖより、本発明の照明装置３－２及び３－３は外部量子効率及び素子寿命に優れることが分かる。

［実施例４］
次に、実施例４では、インクジェット（以下、ＩＪと略記する。）プロセスで作製した青色発光する照明装置（有機ＥＬ素子）の特性について確認した。

≪評価用照明装置の作製≫
（基材の準備）
まず、ポリエチレンナフタレートフィルム（帝人デュポンフィルム株式会社製）（以下、ＰＥＮと略記する。）の陽極を形成する側の全面に、特開２００４－６８１４３号公報に記載の構成の大気圧プラズマ放電処理装置を用いて、ＳｉＯ_ｘからなる無機物のガスバリアー層を層厚５００ｎｍとなるように形成した。これにより、酸素透過度０．００１ｍＬ／（ｍ^２・２４ｈ）以下、水蒸気透過度０．００１ｇ／（ｍ^２・２４ｈ）以下のガスバリアー性を有する可撓性の基材を作製した。

（陽極の形成）
上記基材上に厚さ１２０ｎｍのＩＴＯ（インジウム・スズ酸化物）をスパッタ法により成膜し、フォトリソグラフィー法によりパターニングを行い、陽極を形成した。なお、パターンは発光領域の面積が５ｃｍ×５ｃｍになるようなパターンとした。

（正孔注入層の形成）
陽極を形成した基材を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。そして、陽極を形成した基材上に、特許第４５０９７８７号公報の実施例１６と同様に調製したポリ（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）の分散液をイソプロピルアルコールで希釈した２質量％溶液をＩＪプロセスにて塗布、８０℃で５分乾燥し、層厚４０ｎｍの正孔注入層を形成した。

（正孔輸送層の形成）
次に、正孔注入層を形成した基材を、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、ＩＪプロセスにて塗布、１５０℃で３０分乾燥し、層厚３０ｎｍの正孔輸送層を形成した。

〈正孔輸送層形成用塗布液〉
正孔輸送材料 ＨＴ－２（重量平均分子量Ｍｗ＝８００００）
１０質量部
パラ（ｐ）－キシレン ３０００質量部
（発光層の形成）
次に、正孔輸送層を形成した基材を、下記組成の発光層形成用塗布液を用い、ＩＪプロセスにて塗布し、１３０℃で３０分間乾燥し、層厚５０ｎｍの発光層を形成した。

〈発光層形成用塗布液〉
表VIに記載の第１ホスト化合物 ９質量部
青色リン光発光性金属錯体 ＢＤ－３ １質量部
酢酸イソプロピル ２０００質量部
（電子輸送層の形成）
次に、ブロック層を形成した基材を、下記組成の電子輸送層形成用塗布液を用い、ＩＪプロセスにて塗布し、８０℃で３０分間乾燥し、層厚３０ｎｍの電子輸送層を形成した。

〈電子輸送層形成用塗布液〉
ＥＴ－３ ６質量部
１Ｈ，１Ｈ，３Ｈ－テトラフルオロプロパノール（ＴＦＰＯ）
２０００質量部
（電子注入層、陰極の形成）
続いて、基板を大気に曝露することなく真空蒸着装置へ取り付けた。また、モリブデン製抵抗加熱ボートにフッ化ナトリウム及びフッ化カリウムを入れたものを真空蒸着装置に取り付け、真空槽を４×１０^－５Ｐａまで減圧した。その後、ボートに通電して加熱し、フッ化ナトリウムを０．０２ｎｍ／秒で前記電子輸送層上に蒸着し、膜厚１ｎｍの薄膜を形成した。同様に、フッ化カリウムを０．０２ｎｍ／秒でフッ化ナトリウム薄膜上に蒸着し、層厚１．５ｎｍの電子注入層を形成した。

引き続き、アルミニウムを蒸着して厚さ１００ｎｍの陰極を形成した。

（封止）
以上の工程により形成した積層体に対し、市販のロールラミネート装置を用いて封止基材を接着した。

封止基材として、可撓性を有する厚さ３０μｍのアルミニウム箔（東洋アルミニウム（株）製）に、ドライラミネーション用の２液反応型のウレタン系接着剤を用いて層厚１．５μｍの接着剤層を設け、厚さ１２μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムをラミネートしたものを作製した。

封止用接着剤として熱硬化性接着剤を、ディスペンサーを使用して封止基材のアルミニウム箔の接着面（つや面）に沿って厚さ２０μｍで均一に塗布した。これを１００Ｐａ以下の真空下で１２時間乾燥させた。更に、その封止基材を露点温度－８０℃以下、酸素濃度０．８ｐｐｍの窒素雰囲気下へ移動して、１２時間以上乾燥させ、封止用接着剤の含水率が１００ｐｐｍ以下となるように調整した。

熱硬化性接着剤としては下記の（Ａ）～（Ｃ）を混合したエポキシ系接着剤を用いた。

（Ａ）ビスフェノールＡジグリシジルエーテル（ＤＧＥＢＡ）
（Ｂ）ジシアンジアミド（ＤＩＣＹ）
（Ｃ）エポキシアダクト系硬化促進剤
上記封止基材を上記積層体に対して密着・配置して、圧着ローラーを用いて、圧着ローラー温度１００℃、圧力０．５ＭＰａ、装置速度０．３ｍ／ｍｉｎの圧着条件で密着封止した。

以上のようにして、図６に示す構成の有機ＥＬ素子と同様の形態の有機ＥＬ素子４－１を作製した。図６中、有機ＥＬ素子３０１、封止部材３０２、接着剤層３０３、封止材３０４、陰極３０５、有機機能層３０６、陽極３０７、及び可撓性基材３０８をそれぞれ表す。

次いで、下記の発光層形成用塗布液にて、表VIに記載のように第１ホスト化合物及び第２ホスト化合物を組み合わせた以外は同様にして、有機ＥＬ素子４－２及び４－３を作製した。

〈発光層形成用塗布液〉
表VIに記載の第１ホスト化合物 ４．５質量部
表VIに記載の第２ホスト化合物 ４．５質量部
青色リン光発光性金属錯体 ＢＤ－３ １質量部
酢酸イソプロピル ２０００質量部
以上のようにして有機ＥＬ素子４－１～有機ＥＬ素子４－３を作製し、照明装置４－１～照明装置４－３とした。

≪発光性（外部量子効率）、及び半減寿命測定による連続駆動安定性（素子寿命）の評価≫
発光性（外部量子効率）、及び半減寿命測定による連続駆動安定性（素子寿命）の評価は実施例１と同様の手段で行った。

各評価用照明装置について、評価用照明装置４－１の外部取り出し量子効率（ＥＱＥ）、素子寿命を１００とする相対値を求めた。

表VIより、本発明の照明装置４－２及び４－３は外部量子効率及び素子寿命に優れることが分かる。

本発明の有機ＥＬ素子は、外部量子効率が高く素子寿命が向上した有機ＥＬ素子であるため、表示デバイス、ディスプレイ、各種発光光源として用いることができ、特に液晶表示装置のバックライト、照明用光源として好適である。

１０１ 照明装置
１０２ ガラスカバー
１０３ 有機ＥＬ素子
１０５ 陰極
１０６ 有機ＥＬ層
１０７ 透明電極付きガラス基板
１０８ 窒素ガス
１０９ 捕水剤
２０１ 評価用単膜試料
２０２ 石英基板
２０３ 評価用単膜
２０４ ガラス基板（封止基板）
２０５ 接着剤
３０１ 有機ＥＬ素子
３０２ 封止部材
３０３ 接着剤層
３０４ 封止材
３０５ 陰極
３０６ 有機機能層
３０７ 陽極
３０８ 可撓性基材

Claims (4)

1. 陰極及び陽極の間に、少なくとも、第１ホスト化合物及び第２ホスト化合物、並びにリン光発光性金属錯体を含有する発光層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
   前記第１ホスト化合物及び第２ホスト化合物が、下記特性（Ａ）及び特性（Ｂ）を有し、かつ、前記第２ホスト化合物が、カルバゾール環の３位又は６位にシアノ基が置換した化合物で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。
   （Ａ）蛍光発光スペクトル上の特性：
   前記第１ホスト化合物及び第２ホスト化合物それぞれ単独及び両者の混合物の単膜の蛍光発光スペクトルにおける最大発光強度の発光帯の対比において、当該第１ホスト化合物及び第２ホスト化合物それぞれの前記発光帯の短波側蛍光発光端のうち長波側にあるホスト化合物の前記短波側蛍光発光端の波長と前記混合物の前記発光帯の短波側蛍光発光端の波長との差が－３～３ｎｍの範囲内である。
   （Ｂ）分子軌道エネルギー準位上の特性：
   前記第１ホスト化合物及び第２ホスト化合物の最高被占分子軌道（ＨＯＭＯ）及び最低空分子軌道（ＬＵＭＯ）のエネルギー準位を、それぞれ、ＨＯＭＯ₁、ＬＵＭＯ₁、ＨＯＭＯ₂及びＬＵＭＯ₂としたとき、それぞれのエネルギー準位が下記式（１ａ）～式（１ｃ）で表される関係を満たす。
   式（１ａ）：ＬＵＭＯ₁＞ＬＵＭＯ₂
   式（１ｂ）：ＨＯＭＯ₁＞ＨＯＭＯ₂
   式（１ｃ）：ΔＧ＝（ＬＵＭＯ₂－ＨＯＭＯ₁）－｛（ＬＵＭＯ₁－ＨＯＭＯ₁）及び（ＬＵＭＯ₂－ＨＯＭＯ₂）のうちの最小値｝＜－０．１（ｅＶ）
2. 陰極及び陽極の間に、少なくとも、第１ホスト化合物及び第２ホスト化合物、並びにリン光発光性金属錯体を含有する発光層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
   前記第１ホスト化合物及び第２ホスト化合物が、下記特性（Ａ）及び特性（Ｂ）を有し、かつ、前記第２ホスト化合物が、下記構造式Ｈ－２０１、Ｈ－２０４、Ｈ－２０６、Ｈ－２０７、Ｈ－２０８、Ｈ－２０９又はＨ－２１０で表される化合物で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。
   （Ａ）蛍光発光スペクトル上の特性：
   前記第１ホスト化合物及び第２ホスト化合物それぞれ単独及び両者の混合物の単膜の蛍光発光スペクトルにおける最大発光強度の発光帯の対比において、当該第１ホスト化合物及び第２ホスト化合物それぞれの前記発光帯の短波側蛍光発光端のうち長波側にあるホスト化合物の前記短波側蛍光発光端の波長と前記混合物の前記発光帯の短波側蛍光発光端の波長との差が－３～３ｎｍの範囲内である。
   （Ｂ）分子軌道エネルギー準位上の特性：
   前記第１ホスト化合物及び第２ホスト化合物の最高被占分子軌道（ＨＯＭＯ）及び最低空分子軌道（ＬＵＭＯ）のエネルギー準位を、それぞれ、ＨＯＭＯ ₁ 、ＬＵＭＯ ₁ 、ＨＯＭＯ ₂ 及びＬＵＭＯ ₂ としたとき、それぞれのエネルギー準位が下記式（１ａ）～式（１ｃ）で表される関係を満たす。
   式（１ａ）：ＬＵＭＯ ₁ ＞ＬＵＭＯ ₂
   式（１ｂ）：ＨＯＭＯ ₁ ＞ＨＯＭＯ ₂
   式（１ｃ）：ΔＧ＝（ＬＵＭＯ ₂ －ＨＯＭＯ ₁ ）－｛（ＬＵＭＯ ₁ －ＨＯＭＯ ₁ ）及び（ＬＵＭＯ ₂ －ＨＯＭＯ ₂ ）のうちの最小値｝＜－０．１（ｅＶ）
   

   
3. 下記式（２ａ）及び式（２ｂ）で表される関係を満たす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。
   式（２ａ）：ΔＧ′＝（ＬＵＭＯ_PC－ＨＯＭＯ₁）－Ｔ_PC1＞０
   式（２ｂ）：ΔＧ″＝（ＬＵＭＯ₂－ＨＯＭＯ_PC）－Ｔ_PC1＞０
   ここで、ＬＵＭＯ_PC：前記リン光発光性金属錯体のＬＵＭＯのエネルギー準位
   ＨＯＭＯ_PC：前記リン光発光性金属錯体のＨＯＭＯのエネルギー準位
   Ｔ_PC1：前記リン光発光性金属錯体の最低励起三重項エネルギー
   ＨＯＭＯ₁：前記第１ホスト化合物のＨＯＭＯのエネルギー準位
   ＬＵＭＯ₂：前記第２ホスト化合物のＬＵＭＯのエネルギー準位
4. 前記リン光発光性金属錯体の最低励起三重項エネルギー（Ｔ_PC1）が、２．２５～３．００ｅＶの範囲内であることを特徴とする請求項３に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。

Images