WO2011021433A1 - 有機電界発光素子 - Google Patents

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WO2011021433A1
WO2011021433A1 PCT/JP2010/060397 JP2010060397W WO2011021433A1 WO 2011021433 A1 WO2011021433 A1 WO 2011021433A1 JP 2010060397 W JP2010060397 W JP 2010060397W WO 2011021433 A1 WO2011021433 A1 WO 2011021433A1
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WO
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layer
light emitting
organic
organic electroluminescent
electroluminescent element
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Application number
PCT/JP2010/060397
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English (en)
French (fr)
Inventor
誠之 林
Original Assignee
富士フイルム株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/14—Carrier transporting layers
    • H10K50/16—Electron transporting layers
    • H10K50/165—Electron transporting layers comprising dopants
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K2101/00—Properties of the organic materials covered by group H10K85/00
    • H10K2101/50—Oxidation-reduction potentials, e.g. excited state redox potentials

Definitions

  • the present invention relates to an organic electroluminescent element (hereinafter also referred to as “organic electroluminescent element” or “organic EL element”).
  • Organic EL elements have features such as self-emission and high-speed response, and are expected to be applied to flat panel displays.
  • a two-layer type laminated type in which a hole-transporting organic thin film (hole-transporting layer) and an electron-transporting organic thin film (electron-transporting layer) are laminated has been reported, It has attracted attention as a large-area light-emitting element that emits light at a low voltage of 10 V or less.
  • Examples of the stacked organic EL element include those having a basic configuration of anode / hole transport layer / light emitting layer / electron transport layer / cathode.
  • An object of the present invention is to provide an organic electroluminescent device having high luminous efficiency and reduced driving voltage.
  • Means for solving the above-mentioned problems are as follows. [1] It has at least one organic layer including a light emitting layer containing a light emitting material and a host material between the anode and the cathode, and an ionization potential ( An organic electroluminescent device having at least one organic layer containing a matrix material having an Ip) of 5.8 eV or more and an electron-accepting dopant having an electron receiving level of 5.7 eV or more. [2] The organic electroluminescence device according to [1], wherein the electron-accepting dopant is an inorganic oxide.
  • the organic electroluminescence device according to [2], wherein the inorganic oxide is an inorganic compound selected from the group consisting of MoO 3 , ReO 3 , WO 3 , and V 2 O 5 .
  • the matrix material is a compound having an ionization potential (Ip) selected from carbazole derivatives of 5.8 eV or more.
  • the matrix material is a compound having an ionization potential (Ip) of 5.8 eV or more selected from compounds represented by the following general formula (I), general formula (II) and general formula (III): [1] The organic electroluminescence device as described in any one of [3].
  • R 1 , R 2 and R 3 each independently represent a hydrogen atom, a deuterium atom or a substituent, and each of the carbazole moieties has a plurality of R 1 and R 2 and a phenyl moiety.
  • the plurality of R 3 possessed may be the same or different.
  • R 4 , R 5 , R 6 and R 7 each independently represent a hydrogen atom, a deuterium atom or a substituent, and a plurality of R 4 and R 5 each carbazole moiety has, and A plurality of R 6 and R 7 in each phenyl moiety may be the same or different.
  • R 8 , R 9 , R 10 and R 11 each independently represent a hydrogen atom, a deuterium atom or a substituent, and each of the phenyl moieties has a plurality of R 9 carbazole moieties.
  • the plurality of R 10 and R 11 and the plurality of R 8 possessed by the pyrimidine moiety may be the same or different.
  • the organic layer containing the matrix material and the electron-accepting dopant is an organic layer adjacent to the anode.
  • an organic electroluminescence device having high luminous efficiency and reduced driving voltage.
  • FIG. 1 is a schematic view showing an example of a layer structure in the organic electroluminescent element of the present invention.
  • the organic electroluminescent element of the present invention has at least one organic layer including a light emitting layer containing a light emitting material and a host material between the anode and the cathode, and the anode and the light emitting layer are interposed between the anode and the light emitting layer.
  • a matrix material having an ionization potential (Ip) of 5.8 eV or more hereinafter also referred to as “specific matrix material” as appropriate
  • an electron-accepting dopant hereinafter, referred to as “specific matrix material” having a level of receiving electrons of 5.7 eV or more.
  • an appropriate organic layer hereinafter also referred to as “specific organic layer” as appropriate).
  • the specific organic layer in the present invention is a layer that functions as a hole injection layer and / or a hole transport layer.
  • the organic electroluminescent element of the present invention may have other layers as required in addition to the specific organic layer and the light emitting layer between the anode and the cathode.
  • stacking aspect of the organic layer in the organic electroluminescent element of this invention the aspect laminated
  • a charge blocking layer or the like may be further provided between the hole transport layer and the light emitting layer, or between the light emitting layer and the electron transport layer.
  • an electron injection layer may be provided between the cathode and the electron transport layer. Each layer may be divided into a plurality of secondary layers.
  • organic electroluminescence device of the present invention will be described in detail by taking an example of an organic electroluminescence device having a specific organic layer as at least one of a hole injection layer and a hole transport layer.
  • the hole injection layer and the hole transport layer are layers having a function of receiving holes from the anode or the anode side and transporting them to the cathode side.
  • the organic electroluminescent element of this invention it has a specific organic layer as at least one of a positive hole injection layer and a positive hole transport layer.
  • the organic electroluminescence device of the present invention has a specific organic layer, so that holes can be efficiently generated from the anode or the anode side without any barrier to the light emitting layer containing a host material having a large ionization potential (Ip). It is assumed that it can be transported. It is also presumed that carrier accumulation between the anode and the light emitting layer is effectively suppressed.
  • Ip ionization potential
  • a matrix material (specific matrix material) having an ionization potential (Ip) of 5.8 eV or more can be doped with an electron-accepting dopant (specific dopant) having a level for receiving electrons of 5.7 eV or more. was first obtained by the present inventors.
  • the organic layer when doping is performed on a matrix material having an ionization potential (Ip) smaller than 5.8 eV, the organic layer may be colored depending on the type of dopant. In addition, such coloring may cause a problem in the emission color of the light emitting element.
  • the specific organic layer in the present invention also has an excellent characteristic that coloring is suppressed and high transparency is exhibited.
  • the specific organic layer may have a single layer structure or a multilayer structure composed of a plurality of layers having the same composition or different compositions.
  • the number of specific organic layers can be set in consideration of the configuration of the light emitting layer and the like.
  • the organic electroluminescent element of the present invention may further have a hole injection layer or a hole transport layer other than the specific organic layer.
  • the specific organic layer is preferably a layer adjacent to the anode.
  • the specific organic layer in this case is a layer that functions as a hole injection layer.
  • One of the preferable layer configurations in the case where the specific organic layer is a hole injection layer adjacent to the anode is an embodiment having another hole transport layer between the specific organic layer and the light emitting layer.
  • the other hole transport layer is more preferably an organic layer containing a specific matrix material and not containing a specific dopant.
  • the specific matrix material contained in the specific organic layer and the specific matrix material contained in the other hole transport layer may be the same or different, but are more preferably the same.
  • a phosphorescent light emitting material as the light emitting material in the light emitting layer, it is preferable to have two or more organic layers between the anode and the light emitting layer, and at least one of the organic layers is a specific organic layer. It is preferable to have a specific organic layer as a layer adjacent to the anode. If a fluorescent light emitting material is used as the light emitting material in the light emitting layer, only one specific organic layer may be provided between the anode and the light emitting layer.
  • the specific organic layer can be formed by using a specific matrix material and a specific dopant by vapor deposition, direct current or high-frequency sputtering, ion plating, or a combination thereof.
  • other hole injection layers or hole transport layers provided between the anode and the light emitting layer can be formed in the same manner as the specific organic layer.
  • the film thickness of the specific organic layer is preferably 1 nm to 500 nm, more preferably 5 nm to 300 nm, and even more preferably 10 nm to 200 nm. Moreover, also when forming another positive hole injection layer or a positive hole transport layer with a specific organic layer between an anode and a light emitting layer, the preferable film thickness is the same as that of the case of a specific organic layer.
  • a matrix material (specific matrix material) whose ionization potential (Ip) is 5.8 eV or higher, which is a characteristic component contained in the specific organic layer in the present invention, and a level for receiving electrons is 5.7 eV or higher.
  • the electron-accepting dopant (specific dopant) will be described in detail.
  • the specific organic layer contains a matrix material (specific matrix material) having an ionization potential (Ip) of 5.8 eV or more.
  • the “matrix material” means an organic compound contained as a main component of the organic layer.
  • a main component means the component which occupies 50 mass% or more and less than 100 mass% specifically in the total mass of the component which comprises one organic layer.
  • the specific matrix material may have an Ip of 5.8 eV or more, preferably 5.8 eV or more and 7.0 eV or less, more preferably 5.8 eV or more and 6.8 eV or less, and more preferably 5.9 eV or more and 6 or less. More preferably, it is 0.5 eV or less.
  • Ip of a compound including a specific matrix material was measured using “AC-2 surface analyzer” manufactured by Riken Keiki Co., Ltd. Specifically, an organic compound to be measured was formed on a quartz substrate to a thickness of about 100 nm, and measurement was performed with a light amount of 20 to 50 nW and an analysis area of 4 mm ⁇ . In addition, about the compound which has large Ip of 6.1 eV or more, it measured using UPS (ultraviolet photoelectron spectroscopy).
  • UPS ultraviolet photoelectron spectroscopy
  • the specific matrix material a material having an Ip of 5.8 eV or more among materials used as a hole injection material or a hole transport material in an organic electroluminescent element may be used.
  • the specific matrix material may be a low molecular compound or a high molecular compound.
  • Specific matrix materials include, for example, pyrrole derivatives, carbazole derivatives, triazole derivatives, oxazole derivatives, oxadiazole derivatives, imidazole derivatives, polyarylalkane derivatives, pyrazoline derivatives, pyrazolone derivatives, phenylenediamine derivatives, arylamine derivatives, amino-substituted chalcones.
  • the specific matrix material may be used alone or in combination of two or more.
  • the specific matrix material is a compound containing a carbazole derivative.
  • the compound include compounds represented by the following general formula (I), general formula (II) and general formula (III).
  • Ip selected from these compounds is 5. It is preferable to use a compound of 8 eV or more as the specific matrix material.
  • R 1 , R 2 and R 3 each independently represent a hydrogen atom, a deuterium atom or a substituent, and each of the carbazole moieties has a plurality of R 1 and R 2 and a phenyl moiety.
  • the plurality of R 3 possessed may be the same or different.
  • Examples of the substituent represented by R 1 , R 2 or R 3 include a cyano group, an alkyl group, an aryl group, and a halogeno group.
  • the substituents represented by R 1 and R 2 are more preferably each independently a cyano group, a phenyl group, a t-butyl group, an isopentyl group, or a fluoro group.
  • the substituent represented by R 3 is more preferably a cyano group, an alkyl group, an aryl group, or a halogeno group.
  • R 4 , R 5 , R 6 and R 7 each independently represent a hydrogen atom, a deuterium atom or a substituent, and a plurality of R 4 and R 5 each carbazole moiety has, and A plurality of R 6 and R 7 in each phenyl moiety may be the same or different.
  • Examples of the substituent represented by R 4 , R 5 , R 6 or R 7 include a cyano group, an alkyl group, an aryl group, and a halogeno group.
  • the substituents represented by R 4 and R 5 are more preferably each independently a cyano group, an alkyl group, an aryl group, or a halogeno group.
  • the substituents represented by R 6 and R 7 are more preferably each independently a cyano group, an alkyl group, an aryl group, or a halogeno group.
  • R 8 , R 9 , R 10 and R 11 each independently represent a hydrogen atom, a deuterium atom or a substituent, and each of the phenyl moieties has a plurality of R 9 carbazole moieties.
  • the plurality of R 10 and R 11 and the plurality of R 8 possessed by the pyrimidine moiety may be the same or different.
  • Examples of the substituent represented by R 8 , R 9 , R 10 or R 11 include a cyano group, an alkyl group, an aryl group, and a halogeno group.
  • the substituents represented by R 8 and R 9 are more preferably each independently a cyano group, an alkyl group, an aryl group, or a halogeno group.
  • the substituents represented by R 10 and R 11 are more preferably each independently a cyano group, an alkyl group, an aryl group, or a halogeno group.
  • the compounds represented by the general formula (I), the general formula (II) and the general formula (III) used as the specific matrix material include the compounds shown below, but are not limited thereto. It is not something.
  • Ip of the compound illustrated below is all 5.8 eV or more.
  • the specific matrix material is preferably the same compound as the host material contained in the light emitting layer from the viewpoint of charge transportability.
  • the specific organic layer may contain a known hole injection material or hole transport material whose Ip is less than 5.8 eV, as long as the effects of the present invention are not impaired.
  • the specific organic layer contains an electron-accepting dopant (specific dopant) whose level for receiving electrons (hereinafter also referred to as “electron-accepting level” as appropriate) is 5.7 eV or more.
  • the specific dopant may have an electron accepting level of 5.7 eV or more, preferably 5.7 eV or more and 7.0 eV or less, more preferably 5.8 eV or more and 6.8 eV or less. More preferably, it is 6.5 eV or less.
  • the electron-accepting level of the compound used as an electron-accepting dopant including a specific dopant was determined by the following procedure.
  • a compound used as an organic dopant such as F4-TCNQ
  • the compound was deposited on quartz, its specular was measured, and the energy at the absorption edge was determined.
  • Ip was measured by “AC-2 surface analyzer” manufactured by Riken Keiki Co., Ltd., and the value obtained by subtracting the energy at the absorption edge from the obtained Ip was defined as the electron accepting level of the organic dopant.
  • the electron accepting level of inorganic oxides such as MoO 3
  • the measured value measured using “AC-2 surface analyzer” manufactured by Riken Keiki Co., Ltd. was defined as the electron accepting level.
  • the specific dopant is preferably an inorganic compound.
  • the inorganic compound is preferably an inorganic compound selected from the group consisting of MoO 3 , ReO 3 , WO 3 , and V 2 O 5 . Among these, MoO 3 is more preferable from the viewpoint of charge transportability.
  • a specific dopant may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types.
  • the concentration of the specific dopant is preferably 1% by mass or more and 50% by mass or less with respect to the total mass of the specific matrix material in one organic layer containing the specific dopant from the viewpoint of charge transportability. % To 45% by mass, more preferably 20% to 40% by mass.
  • the light-emitting layer in the present invention receives holes from a layer (hole injection layer or hole transport layer) provided on the anode side when an electric field is applied, and receives electrons from the cathode, electron injection layer or electron transport layer.
  • the layer has a function of emitting light by providing a recombination field between holes and electrons.
  • the light emitting layer in the present invention contains a light emitting material and a host material. Further, the light emitting layer may be a single layer or two or more layers, and each layer may emit light in different emission colors.
  • the light emitting layer contains a light emitting material.
  • the light emitting material may be either a fluorescent light emitting material or a phosphorescent light emitting material.
  • a combination of a luminescent material and a host material phosphorescent light emission can be obtained from a triplet exciton (phosphorescence) even when a combination of a fluorescent light emitting material and a host material capable of obtaining light emission (fluorescence) from a singlet exciton is obtained.
  • a combination of a material and a host material may be used. Among these, a combination of a phosphorescent material and a host material is preferable from the viewpoint of luminous efficiency.
  • the light emitting layer in the present invention can contain two or more kinds of light emitting materials in order to improve the color purity and widen the light emission wavelength region.
  • the light emitting material emitting green light or blue light applicable to the present invention may be a fluorescent light emitting material emitting green light or blue light, or a phosphorescent light emitting material emitting green light or blue light.
  • phosphorescent material In general, examples of phosphorescent materials include complexes containing transition metal atoms or lanthanoid atoms.
  • transition metal atom in the complex containing a transition metal atom
  • ruthenium, rhodium, palladium, tungsten, rhenium, osmium, iridium, and platinum are mentioned, More preferably, rhenium, iridium, and Platinum is more preferable, and iridium or platinum is more preferable.
  • Examples of the lanthanoid atom in the complex containing a lanthanoid atom include lanthanum, cerium, praseodymium, neodymium, samarium, europium, gadolinium, terbium, dysprosium, holmium, erbium, thulium, ytterbium, and lutetium.
  • neodymium, europium, or gadolinium is preferable.
  • Examples of the ligand of the complex include G.I. Wilkinson et al., Comprehensive Coordination Chemistry, Pergamon Press, 1987, H.C. Listed by Yersin, “Photochemistry and Photophysics of Coordination Compounds”, published by Springer-Verlag, 1987, Akio Yamamoto, “Organic Metal Chemistry-Fundamentals and Applications,” published by Soukabo, 1982, etc. .
  • Specific ligands are preferably halogen ligands (preferably chlorine ligands), aromatic carbocyclic ligands (eg, cyclopentadienyl anion, benzene anion, or naphthyl anion), Nitrogen-containing heterocyclic ligand (eg, phenylpyridine, benzoquinoline, quinolinol, bipyridyl, or phenanthroline), diketone ligand (eg, acetylacetone), carboxylic acid ligand (eg, acetic acid ligand) , Alcoholate ligands (eg, phenolate ligands), carbon monoxide ligands, isonitrile ligands, and cyano ligands, more preferably nitrogen-containing heterocyclic ligands.
  • the complex may have one transition metal atom in the compound, or may be a so-called binuclear complex having two or more. Different metal atoms may be contained at the same time.
  • the light emitting material include, for example, US Pat. Nos. 6,303,238 B1, 6097147, WO 00/57676, 00/70655, and 01/08230.
  • WO01 / 39234A2 pamphlet 01 / 41512A1, pamphlet 02 / 02714A2, pamphlet 02 / 15645A1, pamphlet 02 / 44189A1, pamphlet 2002-124759, 2002-117978 JP, 2002-225352, 2002-235076, 2002-170684, EP1211257, 2002-226495, 2002-2 No. 4894, JP-A No. 2001-247859, JP-A No. 2001-298470, JP-A No. 2002-173684, JP-A No.
  • luminescent materials include Ir complex, Pt complex, Cu complex, Re complex, W complex, Rh complex, Ru complex, Pd complex, Os complex, Eu complex, Tb complex, Gd complex, Dy complex, Ce complex.
  • Particularly preferred luminescent materials are Ir complexes, Pt complexes, and Re complexes.
  • an Ir complex including at least one coordination mode of a metal-carbon bond, a metal-nitrogen bond, a metal-oxygen bond, and a metal-sulfur bond, Pt Complex, Re complex.
  • One of the preferred phosphorescent materials is a compound represented by the following general formula (1).
  • X 1 , X 2 , X 3 and X 4 each independently represent a carbon atom or a nitrogen atom. Any one or more of X 1 , X 2 , X 3 and X 4 represents a nitrogen atom.
  • X 5 , X 6 , X 7 , X 8 , X 9 and X 10 each independently represent a carbon atom or a nitrogen atom.
  • X 11 and X 12 independently represents a carbon atom or a nitrogen atom
  • X 13, X 14 and X 15 represent each independently, a carbon atom, a nitrogen atom, an oxygen atom, or a sulfur atom
  • the number of nitrogen atoms contained in the 5-membered ring skeleton is 2 or less.
  • L represents a single bond or a divalent linking group.
  • the compound represented by the general formula (1) is preferably a compound represented by the following general formula (2).
  • X 1 , X 2 , X 3 and X 4 each independently represent a carbon atom or a nitrogen atom. Any one or more of X 1 , X 2 , X 3 and X 4 represents a nitrogen atom.
  • R 41 , R 42 , R 43 , R 44 , R 45 and R 46 each independently represent a hydrogen atom or a substituent.
  • X 11 and X 12 independently represents a carbon atom or a nitrogen atom
  • X 13, X 14 and X 15 represent each independently, a carbon atom, a nitrogen atom, an oxygen atom, or a sulfur atom
  • the number of nitrogen atoms contained in the 5-membered ring skeleton is 2 or less.
  • L represents a single bond or a divalent linking group.
  • the compound represented by the general formula (2) is preferably a compound represented by the following general formula (2a-1).
  • X 1 , X 2 , X 3 and X 4 each independently represent a carbon atom or a nitrogen atom. Any one or more of X 1 , X 2 , X 3 and X 4 represents a nitrogen atom.
  • R 41 , R 42 , R 43 , R 44 , R 45 and R 46 each independently represent a hydrogen atom or a substituent.
  • X 53 , X 54 and X 55 each independently represent a carbon atom or a nitrogen atom, and the number of nitrogen atoms contained in the 5-membered ring skeleton containing X 53 , X 54 and X 55 is 1 or 2 is there.
  • L represents a single bond or a divalent linking group.
  • the compound represented by the general formula (2a-1) is preferably a compound represented by the following general formula (2a-2).
  • X 1 , X 2 , X 3 and X 4 each independently represent a carbon atom or a nitrogen atom. Any one or more of X 1 , X 2 , X 3 and X 4 represents a nitrogen atom.
  • R 41 , R 42 , R 43 , R 44 , R 45 and R 46 each independently represent a hydrogen atom or a substituent.
  • X 53 and X 54 each independently represent a carbon atom or a nitrogen atom, and the number of nitrogen atoms contained in the 5-membered ring skeleton containing X 53 and X 54 is 1 or 2.
  • R 75 represents a hydrogen atom or a substituent.
  • L represents a single bond or a divalent linking group.
  • the compound represented by the general formula (2a-2) is preferably a compound represented by the following general formula (2a-3).
  • X 1 , X 2 and X 4 each independently represent a carbon atom or a nitrogen atom.
  • R 41 , R 42 , R 43 , R 44 , R 45 and R 46 each independently represent a hydrogen atom or a substituent.
  • X 53 and X 54 each independently represent a carbon atom or a nitrogen atom, and the number of nitrogen atoms contained in the 5-membered ring skeleton containing X 53 and X 54 is 1 or 2.
  • R 75 represents a hydrogen atom or a substituent.
  • L represents a single bond or a divalent linking group.
  • the compound represented by the general formula (2) is preferably a compound represented by the following general formula (2b-1).
  • X 1 , X 2 , X 3 and X 4 each independently represent a carbon atom or a nitrogen atom. Any one or more of X 1 , X 2 , X 3 and X 4 represents a nitrogen atom.
  • R 41 , R 42 , R 43 , R 44 , R 45 and R 46 each independently represent a hydrogen atom or a substituent.
  • X 61 represents a carbon atom or a nitrogen atom.
  • X 13 , X 14 and X 15 each independently represent a carbon atom, a nitrogen atom, an oxygen atom or a sulfur atom, and a 5-membered ring represented by X 61 , carbon atom, X 13 , X 14 and X 15
  • the number of nitrogen atoms contained in the skeleton is 2 or less.
  • L represents a single bond or a divalent linking group.
  • the compound represented by the general formula (2b-1) is preferably a compound represented by the following general formula (2b-2).
  • X 1 , X 2 , X 3 and X 4 each independently represent a carbon atom or a nitrogen atom. Any one or more of X 1 , X 2 , X 3 and X 4 represents a nitrogen atom.
  • R 41 , R 42 , R 43 , R 44 , R 45 and R 46 each independently represent a hydrogen atom or a substituent.
  • X94 and X95 each independently represent a carbon atom or a nitrogen atom, and at least one of X94 and X95 represents a carbon atom.
  • R 93 represents a hydrogen atom or a substituent.
  • L represents a single bond or a divalent linking group.
  • the compound represented by the general formula (2b-2) is preferably a compound represented by the following general formula (2b-3).
  • X 1 , X 2 and X 4 each independently represent a carbon atom or a nitrogen atom. Any one or more of X 1 , X 2 and X 4 represents a nitrogen atom.
  • R 41 , R 42 , R 43 , R 44 , R 45 and R 46 each independently represent a hydrogen atom or a substituent.
  • X94 and X95 each independently represent a carbon atom or a nitrogen atom, and at least one of X94 and X95 represents a carbon atom.
  • R 93 represents a hydrogen atom or a substituent.
  • L represents a single bond or a divalent linking group.
  • an iridium complex or a platinum complex having an Ip of 5.8 eV or more and 7.0 eV or less is preferable from the viewpoint of hole injection into the light emitting layer.
  • Fluorescent materials generally include benzoxazole, benzimidazole, benzothiazole, styrylbenzene, polyphenyl, diphenylbutadiene, tetraphenylbutadiene, naphthalimide, coumarin, pyran, perinone, oxadiazole, aldazine, pyralidine, cyclopentadiene.
  • a fluorescent light emitting material having an Ip of 5.8 eV or more and 7.0 eV or less is preferable from the viewpoint of hole injection into the light emitting layer.
  • luminescent material in the present invention include the following compounds, but are not limited thereto.
  • the light emitting material used in the present invention is preferably (21) to (24), D-1 to D-30, and (22) to (30) from the viewpoint of driving durability and external quantum efficiency. 24), D-2 to D-30 are more preferred.
  • the light emitting material contained in the light emitting layer is preferably contained in an amount of 0.5% by mass or more and 30% by mass or less from the viewpoint of driving durability and external quantum efficiency with respect to the total mass of the compound forming the light emitting layer. More preferably, the content is from 25% by mass to 25% by mass.
  • the light emitting layer contains a host material.
  • a host material any of an electron transporting host and a hole transporting host can be preferably used, and an electron transporting host and a hole transporting host may be used in combination.
  • the electron transporting host material preferably has an electron affinity Ea of 2.5 eV or more and 3.5 eV or less, more preferably 2.6 eV or more and 3.4 eV or less, from the viewpoint of improving durability and lowering driving voltage. Preferably, it is 2.8 eV or more and 3.3 eV or less. Further, from the viewpoint of improving durability and reducing driving voltage, the ionization potential Ip is preferably 5.7 eV or more and 7.5 eV or less, more preferably 5.8 eV or more and 7.0 eV or less, and 5.9 eV or more. More preferably, it is 6.5 eV or less.
  • the lowest triplet excitation level (hereinafter sometimes referred to as “T1”) is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose, but is preferably 2.2 eV or more and 3.7 eV or less, preferably 2 More preferably, it is 0.4 eV or more and 3.7 eV or less, and more preferably 2.4 eV or more and 3.4 eV or less.
  • an electron transporting host material examples include pyridine, pyrimidine, triazine, imidazole, pyrazole, triazole, oxazole, oxadiazol, fluorenone, anthraquinodimethane, anthrone, diphenylquinone, Thiopyran dioxide, carbodiimide, fluorenylidenemethane, distyrylpyrazine, fluorine-substituted aromatic compounds, aromatic tetracarboxylic anhydrides such as naphthalene and perylene, phthalocyanines, and their derivatives (forms condensed rings with other rings) And metal complexes of 8-quinolinol derivatives and various metal complexes represented by metal complexes having metal phthalocyanine, benzoxazole or benzothiazole as a ligand.
  • metal complexes As the electron transporting host, metal complexes, azole derivatives (benzimidazole derivatives, imidazopyridine derivatives, etc.), and azine derivatives (pyridine derivatives, pyrimidine derivatives, triazine derivatives, etc.) are preferable. Among them, metal complex compounds are preferable from the viewpoint of durability. preferable. As the metal complex compound, a metal complex having a ligand having at least one nitrogen atom, oxygen atom or sulfur atom coordinated to a metal is more preferable.
  • the metal ion in the metal complex is not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose, but beryllium ion, magnesium ion, aluminum ion, gallium ion, zinc ion, indium ion, tin ion, platinum ion, Palladium ions are preferred, beryllium ions, aluminum ions, gallium ions, zinc ions, platinum ions and palladium ions are more preferred, and aluminum ions, zinc ions, platinum ions and palladium ions are still more preferred.
  • the ligand is preferably a nitrogen-containing heterocyclic ligand (preferably having 1 to 30 carbon atoms, more preferably 2 to 20 carbon atoms, particularly preferably 3 to 15 carbon atoms), and is a monodentate ligand.
  • it may be a bidentate or more ligand.
  • it is a bidentate to 6-dentate ligand.
  • bidentate to hexadentate ligands and monodentate mixed ligands are also preferred.
  • the ligand examples include an azine ligand (for example, pyridine ligand, bipyridyl ligand, terpyridine ligand, etc.), a hydroxyphenylazole ligand (for example, hydroxyphenylbenzimidazole ligand).
  • an alkoxy ligand preferably having a carbon number of 1 to 30, more preferably a carbon number).
  • aryloxy ligands preferably 6 to 30 carbon atoms, more preferably Has 6 to 20 carbon atoms, particularly preferably 6 to 12 carbon atoms.
  • heteroaryloxy ligand preferably having 1 to 30 carbon atoms, more preferably Has 1 to 20 carbon atoms, particularly preferably 1 to 12 carbon atoms, such as pyridyloxy, pyrazyloxy, pyrimidyloxy, quinolyloxy, etc.
  • an alkylthio ligand preferably having 1 to 30 carbon atoms, more preferably 1-20 carbon atoms, particularly preferably 1-12 carbon atoms, such as methylthio and ethylthio
  • arylthio ligands preferably 6-30 carbon atoms, more preferably 6-20 carbon atoms, Particularly preferably, it has 6 to 12 carbon atoms, and examples thereof include phenylthio and the like.
  • a ruthio ligand (preferably having 1 to 30 carbon atoms, more preferably 1 to 20 carbon atoms, particularly preferably 1 to 12 carbon atoms, such as pyridylthio, 2-benzimidazolylthio, 2-benzoxazolylthio, 2-benzthiazolylthio, etc.), siloxy ligands (preferably having 1 to 30 carbon atoms, more preferably 3 to 25 carbon atoms, particularly preferably 6 to 20 carbon atoms, such as triphenyl A siloxy group, a triethoxysiloxy group, a triisopropylsiloxy group, etc.), an aromatic hydrocarbon anion ligand (preferably having a carbon number of 6 to 30, more preferably a carbon number of 6 to 25, and particularly preferably a carbon number).
  • aromatic heterocyclic anion Ligand preferably having 1 to 30 carbon atoms, more preferably 2 to 25 carbon atoms, particularly preferably 2 to 20 carbon atoms, such as pyrrole anion, pyrazole anion, pyrazole anion, triazole anion, oxazole anion, benzoxazole Anion, thiazole anion, benzothiazole anion, thiophene anion, benzothiophene anion and the like can be mentioned.
  • An indolenine anion ligand, and the like preferably a nitrogen-containing heterocyclic ligand, an aryloxy ligand, a heteroaryloxy group, or a siloxy ligand, more preferably a nitrogen-containing heterocyclic ring.
  • Examples of the metal complex electron transporting host material include Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-235076, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-214179, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-221106, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-221665, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-221068. And compounds described in JP-A No. 2004-327313 and the like.
  • electron transporting host material examples include, but are not limited to, the following electron transporting host materials.
  • the hole transporting host material preferably has an ionization potential Ip of 5.1 eV or more and 6.4 eV or less, preferably 5.4 eV or more and 6.2 eV or less, from the viewpoint of improving durability and reducing driving voltage. More preferably, it is 5.6 eV or more and 6.0 eV or less. Further, from the viewpoint of improving durability and lowering driving voltage, the electron affinity Ea is preferably 1.2 eV or more and 3.1 eV or less, more preferably 1.4 eV or more and 3.0 eV or less, and 1.8 eV or more. More preferably, it is 2.8 eV or less.
  • the lowest triplet excitation level (hereinafter sometimes referred to as “T1”) of the hole transporting host material is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. 0.7 eV or less is preferable, 2.4 eV or more and 3.7 eV or less is more preferable, and 2.4 eV or more and 3.4 eV or less is still more preferable.
  • Examples of the hole transporting host material include pyrrole, indole, carbazole, azaindole, azacarbazole, pyrazole, imidazole, polyarylalkane, pyrazoline, pyrazolone, phenylenediamine, arylamine, amino-substituted chalcone, styrylanthracene, fluorenone, Hydrazone, stilbene, silazane, aromatic tertiary amine compound, styrylamine compound, aromatic dimethylidin compound, porphyrin compound, polysilane compound, poly (N-vinylcarbazole), aniline copolymer, thiophene oligomer, polythiophene
  • conductive polymer oligomers such as organic silanes, carbon films, or derivatives thereof.
  • indole derivatives carbazole derivatives, azaindole derivatives, azacarbazole derivatives, aromatic tertiary amine compounds, and thiophene derivatives are preferable, and indole skeleton, carbazole skeleton, azaindole skeleton, azacarbazole skeleton in the molecule, or Those having a plurality of aromatic tertiary amine skeletons are preferred.
  • a host material in which part or all of the hydrogen in the host material is replaced with deuterium can be used (Japanese Patent Laid-Open No. 2009-277790, Japanese Patent Laid-Open No. 2004-515506).
  • hole transporting host materials include, but are not limited to, the following hole transporting host materials.
  • the formation of the light emitting layer is not particularly limited and can be formed according to a known method.
  • a dry film forming method such as a vapor deposition method or a sputtering method, a wet coating method, a transfer method, a printing method, an ink jet method, etc. It can form more suitably.
  • nm or more and 500 nm or less are preferable, 3 nm or more and 200 nm or less are more preferable from a viewpoint of external quantum efficiency, and 10 nm or more and 200 nm or less are preferable. Further preferred.
  • the electron injection layer and the electron transport layer are layers having any one of a function of injecting electrons from the cathode, a function of transporting electrons, and a function of blocking holes that can be injected from the anode.
  • the material for the electron injection layer and the electron transport layer include pyridine, pyrimidine, triazine, imidazole, triazole, oxazole, oxadiazol, fluorenone, anthraquinodimethane, anthrone, diphenylquinone, thiol.
  • Heterocyclic tetracarboxylic anhydrides such as pyran dioxide, carbodiimide, fluorenylidenemethane, distyrylpyrazine, fluorine-substituted aromatic compounds, naphthaleneperylene, phthalocyanines, and their derivatives (form condensed rings with other rings)
  • the electron injection layer and / or the electron transport layer may contain a reducing dopant.
  • the reducing dopant is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose.
  • Alkali metal, alkaline earth metal, rare earth metal, alkali metal oxide, alkali metal halide, alkaline earth metal At least selected from oxides of alkaline earth metal halides, rare earth metal oxides, rare earth metal halides, alkali metal organic complexes, alkaline earth metal organic complexes, and rare earth metal organic complexes
  • oxides of alkaline earth metal halides, rare earth metal oxides, rare earth metal halides, alkali metal organic complexes, alkaline earth metal organic complexes, and rare earth metal organic complexes One type is preferable.
  • a reducing dopant may be used independently and may use 2 or more types.
  • the amount of reducing dopant used varies depending on the type of material, but it is preferably 0.1% by mass or more and 99% by mass or less, and 0.3% by mass or more and 80% by mass with respect to the electron transport layer material or the electron injection material. % Or less, more preferably 0.5% by mass or more and 50% by mass or less.
  • the thickness of the electron transport layer is preferably from 1 nm to 200 nm, more preferably from 1 nm to 100 nm, and even more preferably from 1 nm to 50 nm.
  • the thickness of the electron injection layer is preferably 1 nm to 200 nm, more preferably 1 nm to 100 nm, and still more preferably 1 nm to 50 nm.
  • the electron injection layer and the electron transport layer may have a single layer structure composed of one or more of the above-described materials, or may have a multilayer structure composed of a plurality of layers having the same composition or different compositions.
  • the electron injection layer and the electron transport layer can be formed according to a known method.
  • a vapor deposition method, a wet film formation method, an MBE (molecular beam epitaxy) method, a cluster ion beam method, a molecular stacking method, and an LB method can be suitably formed by a printing method, a transfer method, or the like.
  • the hole blocking layer is a layer having a function of preventing holes transported from the anode side to the light emitting layer from passing through to the cathode side.
  • the hole blocking layer is usually provided as an organic layer adjacent to the light emitting layer on the cathode side.
  • the electron blocking layer is a layer having a function of preventing electrons transported from the cathode side to the light emitting layer from passing through to the anode side.
  • the electron blocking layer is usually provided as an organic compound layer adjacent to the light emitting layer on the anode side.
  • Examples of the compound constituting the hole blocking layer include aluminum complexes such as BAlq, triazole derivatives, phenanthroline derivatives such as BCP, and the like.
  • a compound known as a hole transport material can be used in addition to the material described above as the specific matrix material.
  • the electron block layer and the hole block layer are not particularly limited and can be formed according to a known method.
  • a vapor deposition method, a dry film forming method such as a sputtering method, a wet coating method, a transfer method, a printing method It can be suitably formed by an inkjet method or the like.
  • the thickness of the hole blocking layer and the electron blocking layer is preferably from 1 nm to 200 nm, more preferably from 1 nm to 50 nm, and even more preferably from 3 nm to 10 nm.
  • the hole blocking layer and the electron blocking layer may have a single layer structure composed of one or more of the above-described materials, or may have a multilayer structure composed of a plurality of layers having the same composition or different compositions. .
  • the organic electroluminescent element of the present invention includes a pair of electrodes, that is, an anode and a cathode.
  • a pair of electrodes that is, an anode and a cathode.
  • the anode and the cathode is transparent.
  • the anode only needs to have a function as an electrode for supplying holes to the organic layer
  • the cathode only needs to have a function as an electrode for injecting electrons into the organic layer.
  • the shape, structure, size and the like of the electrode are not particularly limited, and can be appropriately selected from known electrode materials according to the use and purpose of the organic electroluminescence device.
  • a material which comprises an electrode, a metal, an alloy, a metal oxide, an electroconductive compound, or a mixture thereof etc. are mentioned suitably, for example.
  • the material constituting the anode examples include conductive materials such as tin oxide (ATO, FTO) doped with antimony or fluorine, tin oxide, zinc oxide, indium oxide, indium tin oxide (ITO), and indium zinc oxide (IZO).
  • conductive materials such as tin oxide (ATO, FTO) doped with antimony or fluorine, tin oxide, zinc oxide, indium oxide, indium tin oxide (ITO), and indium zinc oxide (IZO).
  • Metals such as gold, silver, chromium and nickel; mixtures or laminates of these metals and conductive metal oxides; inorganic conductive materials such as copper iodide and copper sulfide; polyaniline, polythiophene and polypyrrole Organic conductive materials such as these, or a laminate of these and ITO.
  • a conductive metal oxide is preferable, and ITO is particularly preferable in terms of productivity, high conductivity, transparency, and the like.
  • Examples of the material constituting the cathode include alkali metals (eg, Li, Na, K, Cs, etc.), alkaline earth metals (eg, Mg, Ca, etc.), gold, silver, lead, aluminum, sodium-potassium alloy, lithium -Aluminum alloys, magnesium-silver alloys, rare earth metals such as indium and ytterbium, etc. These may be used alone, but two or more can be suitably used in combination from the viewpoint of achieving both stability and electron injection.
  • alkali metals eg, Li, Na, K, Cs, etc.
  • alkaline earth metals eg, Mg, Ca, etc.
  • an alkali metal or an alkaline earth metal is preferable from the viewpoint of electron injecting property
  • a material mainly composed of aluminum is preferable from the viewpoint of excellent storage stability.
  • the material mainly composed of aluminum is aluminum alone, an alloy of aluminum and 0.01% by mass to 10% by mass of alkali metal or alkaline earth metal, or a mixture thereof (for example, lithium-aluminum alloy, magnesium-aluminum). Alloy).
  • the method for forming the electrode is not particularly limited, and can be performed according to a known method.
  • the electrode forming method include a wet method such as a printing method and a coating method; a physical method such as a vacuum deposition method, a sputtering method, and an ion plating method; a chemical method such as a CVD method and a plasma CVD method. It is done.
  • the electrode can be formed on the substrate according to a method selected appropriately in consideration of suitability with the material constituting the electrode among these forming methods. For example, when ITO is selected as the anode material, the anode can be formed according to a direct current or high frequency sputtering method, a vacuum deposition method, an ion plating method, or the like. When a metal or the like is selected as the material for the cathode, the cathode can be formed according to a sputtering method or the like simultaneously or sequentially with one or more of them.
  • patterning when forming the electrode, it may be performed by chemical etching such as photolithography, or may be performed by physical etching using a laser or the like. Etc., or by a lift-off method or a printing method.
  • the organic electroluminescent element of the present invention is preferably provided on a substrate, and may be provided in such a manner that the electrode and the substrate are in direct contact with each other, or may be provided in an intermediate layer. .
  • inorganic materials such as a yttria stabilized zirconia (YSZ) and glass (an alkali free glass, soda-lime glass, etc.); polyethylene terephthalate, Examples thereof include polyesters such as polybutylene phthalate and polyethylene naphthalate; organic materials such as polystyrene, polycarbonate, polyethersulfone, polyarylate, polyimide, polycycloolefin, norbornene resin, and poly (chlorotrifluoroethylene).
  • YSZ yttria stabilized zirconia
  • glass an alkali free glass, soda-lime glass, etc.
  • polyethylene terephthalate examples thereof include polyesters such as polybutylene phthalate and polyethylene naphthalate; organic materials such as polystyrene, polycarbonate, polyethersulfone, polyarylate, polyimide, polycycloolefin, norbornene resin, and poly (chlorotrifluoroethylene).
  • the shape, structure, size, etc. of the substrate are not particularly limited and can be appropriately selected according to the use, purpose, etc. of the organic electroluminescence device.
  • the shape of the substrate is preferably a plate shape.
  • the structure of the substrate may be a single layer structure, a laminated structure, may be formed of a single member, or may be formed of two or more members.
  • the substrate may be transparent or opaque, and if transparent, it may be colorless and transparent or colored and transparent.
  • the substrate can be provided with a moisture permeation preventing layer (gas barrier layer) on the front surface or the back surface.
  • a moisture permeation preventing layer gas barrier layer
  • examples of the material of the moisture permeation preventing layer (gas barrier layer) include inorganic substances such as silicon nitride and silicon oxide.
  • the moisture permeation preventing layer (gas barrier layer) can be formed by, for example, a high frequency sputtering method.
  • the entire organic electroluminescent element may be protected by a protective layer.
  • the material contained in the protective layer is not particularly limited as long as it has a function of inhibiting the entry of elements that promote element deterioration such as moisture and oxygen into the element, and is appropriately selected according to the purpose.
  • metals such as In, Sn, Pb, Au, Cu, Ag, Al, Ti, Ni; MgO, SiO, SiO 2 , Al 2 O 3 , GeO, NiO, CaO, BaO, Fe 2 O 3 , metal oxides such as Y 2 O 3 and TiO 2 ; metal nitrides such as SiNx and SiNxOy; metal fluorides such as MgF 2 , LiF, AlF 3 and CaF 2 ; polyethylene, polypropylene, polymethyl methacrylate, polyimide, Polyurea, polytetrafluoroethylene, polychlorotrifluoroethylene, polydichlorodifluoroethylene, chlorotrifluoroethylene and di Copolymers with lorodifluoroethylene, copolymers obtained by copolymerizing monomer mixtures containing tetrafluoroethylene and at least one comonomer, fluorine-containing copolymers having a cyclic structure in the copoly
  • a formation method of a protective layer there is no restriction
  • the method for forming the protective layer include vacuum deposition, sputtering, reactive sputtering, MBE (molecular beam epitaxy), cluster ion beam, ion plating, and plasma polymerization (high frequency excitation ion plating). , Plasma CVD method, laser CVD method, thermal CVD method, gas source CVD method, coating method, printing method, transfer method and the like.
  • the whole element may be sealed using the sealing container. Furthermore, a moisture absorbent or an inert liquid may be sealed in the space between the sealing container and the organic electroluminescent element.
  • paraffins for example, paraffins, liquid paraffins; Fluorinated solvents, such as perfluoroalkane, perfluoroamine, and perfluoroether; Chlorinated solvent , Silicone oils, and the like.
  • the organic electroluminescent device of the present invention is preferably suppressed by sealing the device performance deterioration due to oxygen and moisture from the atmosphere with a resin sealing layer.
  • the resin material of the resin sealing layer is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose.
  • acrylic resin, epoxy resin, fluorine resin, silicone resin, rubber resin, ester resin, etc. Is mentioned.
  • an epoxy resin is particularly preferable from the viewpoint of moisture prevention function.
  • a thermosetting epoxy resin or a photocurable epoxy resin is preferable.
  • the organic electroluminescent element of the present invention may be sealed using a sealing adhesive.
  • the sealing adhesive used in the present invention has a function of preventing intrusion of moisture and oxygen from the end portion.
  • the same material as that used for the resin sealing layer can be used.
  • an epoxy adhesive is preferable from the viewpoint of moisture prevention, and a photocurable adhesive or a thermosetting adhesive is particularly preferable.
  • a filler to the sealing adhesive.
  • the filler for example, inorganic materials such as SiO 2 , SiO (silicon oxide), SiON (silicon oxynitride), SiN (silicon nitride) are preferable. Addition of the filler increases the viscosity of the sealing adhesive, improves processing suitability, and improves moisture resistance.
  • the sealing adhesive may contain a desiccant.
  • the desiccant include barium oxide, calcium oxide, and strontium oxide.
  • the addition amount of the desiccant is preferably 0.01% by mass to 20% by mass and more preferably 0.05% by mass to 15% by mass with respect to the sealing adhesive. When the addition amount is less than 0.01% by mass, the effect of adding the desiccant is diminished, and when it exceeds 20% by mass, it is difficult to uniformly disperse the desiccant in the sealing adhesive. Sometimes.
  • FIG. 1 is a schematic view showing an example of the layer structure of the organic electroluminescent element of the present invention.
  • the organic EL element 10 includes an anode 2 (for example, an ITO electrode) formed on the glass substrate 1, a hole injection layer 3, a hole transport layer 4, a light emitting layer 5, a first electron transport layer 6, It has a layer structure in which the second electron transport layer 7 and the cathode 8 (for example, an Al—Li electrode) are laminated in this order.
  • the anode 2 (for example, ITO electrode) and the cathode 8 for example, Al—Li electrode
  • at least one of the hole injection layer 3 and the hole transport layer 4 is a specific organic layer.
  • the organic electroluminescence device of the present invention emits light by applying a direct current (which may include an alternating current component as necessary) voltage (usually 2 to 15 volts) or a direct current between the anode and the cathode. Obtainable.
  • the organic electroluminescent element of the present invention can be applied to an active matrix by a thin film transistor (TFT).
  • TFT thin film transistor
  • As the active layer of the thin film transistor amorphous silicon, high temperature polysilicon, low temperature polysilicon, microcrystalline silicon, oxide semiconductor, organic semiconductor, carbon nanotube, or the like can be used.
  • the organic electroluminescent device of the present invention can be applied with the thin film transistor described in, for example, International Publication No. 2005/088826, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-165529, US Patent Application Publication No. 2008 / 0237598A1, and the like.
  • Light extraction efficiency can be improved by various well-known devices. For example, by processing the substrate surface shape (for example, forming a fine concavo-convex pattern), controlling the refractive index of the substrate, ITO layer, organic layer, controlling the thickness of the substrate, ITO layer, organic layer, etc. It is possible to improve the external quantum efficiency.
  • the light extraction method from the organic electroluminescence device of the present invention may be a top emission method or a bottom emission method.
  • the organic electroluminescent element of the present invention may have a resonator structure.
  • the resonator structure is, for example, a structure in which a multilayer mirror made of a plurality of laminated films having different refractive indexes, a transparent or translucent electrode, a light emitting layer, and a metal electrode are stacked on a transparent substrate.
  • the light generated in the light emitting layer resonates repeatedly with the multilayer mirror and the metal electrode as a reflection plate.
  • a transparent or translucent electrode and a metal electrode each function as a reflecting plate on a transparent substrate, and light generated in the light emitting layer resonates and resonates repeatedly between them.
  • the optical path length determined from the effective refractive index of the two reflectors and the refractive index and thickness of each layer between the reflectors is adjusted to an optimum value to obtain the desired resonant wavelength. Is done.
  • the calculation formula in the case of the first aspect is described in JP-A-9-180883.
  • the calculation formula in the case of the second aspect is described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-127795.
  • the use of the organic electroluminescent device of the present invention is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose.
  • the display device, display, backlight, electrophotography, illumination light source, recording light source, exposure light source, reading It can be suitably used for light sources, signs, signboards, interiors, optical communications, and the like.
  • a method for making an organic EL display of a full color type includes three primary colors (blue (B), green ( G), red light (R)), a three-color light emission method in which organic EL elements that emit light corresponding to red (R) are arranged on a substrate, and white light emitted from an organic electroluminescent element for white light emission into three primary colors through a color filter. And a color conversion method in which blue light emission by an organic electroluminescent element for blue light emission is converted into red (R) and green (G) through a fluorescent dye layer.
  • the planar light source of a desired luminescent color can be obtained by using combining the organic electroluminescent element of the different luminescent color obtained by the said method.
  • a white light-emitting light source combining blue and yellow light-emitting elements a white light-emitting light source combining blue, green, and red light-emitting elements can be used.
  • ITO Indium Tin Oxide
  • ⁇ -NPD Bis [N- (1-naphthyl) -N-pheny] benzidine
  • a hole transport material 1 (the following structure) was deposited in a thickness of 3 nm to form a second hole transport layer.
  • a light emitting layer doped with a host material 1 (the following structure) and platinum complex 1 (the following structure) which is a phosphorescent material of 10% by mass with respect to the host material 1 is formed with a thickness of 30 nm.
  • a light emitting layer was formed by vapor deposition to a thickness.
  • BAlq (Bis- (2-methyl-8-quinolinolato) -4- (phenyl-phenolate) -aluminium (III)) is deposited as a first electron transport layer to a thickness of 10 nm to form a first electron transport layer. A layer was formed.
  • BCP 2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline, the following structure
  • Li were co-deposited to a thickness of 20 nm at the deposition rate shown below.
  • a two-electron transport layer was formed.
  • BCP 0.2 nm / sec Li: 0.15 nm / min
  • LiF was deposited on the electron transport layer to a thickness of 1 nm.
  • a mask patterned for the cathode (a mask having a light emitting area of 2 mm ⁇ 2 mm) was placed, and metal aluminum was deposited to a thickness of 100 nm to form a cathode.
  • the laminate produced as described above is placed in a glove box substituted with argon gas, and a stainless steel sealing can and an ultraviolet curable sealing adhesive (XNR5516HV, manufactured by Nagase Ciba Co., Ltd.) are used. Sealed. Thus, an organic electroluminescent element of Comparative Example 1 was produced.
  • Comparative Example 2 The organic electroluminescence of Comparative Example 2 was the same as Comparative Example 1 except that 30% by mass of MoO 3 was used instead of 1% by mass of F4-TCNQ used as the dopant material in forming the hole injection layer. An element was produced.
  • Comparative Example 3 In forming the hole injection layer, the host material 1 is used in place of 2-TNATA used as the matrix material, and the first hole transport layer is formed by vapor-depositing the host material 1 to a thickness of 10 nm. An organic electroluminescent element of Comparative Example 3 was produced in the same manner as Comparative Example 1 except that no layer was formed.
  • Comparative Example 4 In the formation of the light emitting layer, an organic electroluminescent element of Comparative Example 4 was produced in the same manner as Comparative Example 1 except that platinum complex 2 (the following structure) was used instead of platinum complex 1 used as the light emitting material. .
  • Comparative Example 5 In the formation of the light emitting layer, an organic electroluminescent element of Comparative Example 5 was produced in the same manner as Comparative Example 3 except that the platinum complex 2 was used instead of the platinum complex 1 used as the light emitting material.
  • Comparative Example 6 Comparative Example 5 except that CBP (4,4′-bis [9-dicarbazolyl] -2,2′-biphenyl) was used in place of the host material 1 used as the matrix material in forming the hole injection layer. In the same manner, an organic electroluminescent element of Comparative Example 6 was produced.
  • Comparative Example 7 In the formation of the hole injection layer, a comparison was made in the same manner as in Comparative Example 5 except that mCP (N, N′-dicarbazolyl-3,5-benzene) was used instead of the host material 1 used as the matrix material. The organic electroluminescent element of Example 7 was produced.
  • Comparative Example 8 An organic electroluminescent element of Comparative Example 8 was produced in the same manner as Comparative Example 5 except that the hole transport material 1 was used instead of the host material 1 used as the matrix material in forming the hole injection layer.
  • Comparative Example 10 A hole injection layer was formed in the same manner as in Comparative Example 4 except that ⁇ -NPD as a matrix material and 30% by mass of MoO 3 with respect to the matrix material were co-evaporated to a thickness of 120 nm. The organic electroluminescent element of Comparative Example 10 was produced.
  • Comparative Example 11 In the formation of the hole injection layer, instead of ⁇ -NPD used as the matrix material, TPD (N, N′-Diphenyl-N, N′-di (m-tolyl) -benzidine) is used to form the first hole.
  • An organic electroluminescent element of Comparative Example 11 was produced in the same manner as Comparative Example 10 except that the transport layer was formed by vapor deposition of TDP with a thickness of 7 nm.
  • the hole transport material 3 is used instead of the TPD used as the matrix material, and the first hole transport layer is formed by vapor-depositing the hole transport material 3 (the following structure) to a thickness of 10 nm.
  • the organic electroluminescent element of the comparative example 12 was produced like the comparative example 10 except not having formed the 2nd positive hole transport layer.
  • Example 1 A hole injection layer is formed by co-evaporation with a thickness of 120 nm using a host material 1 as a matrix material and 30% by mass of MoO 3 with respect to the matrix material.
  • An organic electroluminescent element of Example 1 was produced in the same manner as Comparative Example 1 except that the material 1 was formed by vapor deposition to a thickness of 7 nm and the second hole transport layer was not formed.
  • Example 2 An organic electroluminescent element of Example 2 was produced in the same manner as Example 1 except that WO 3 was used instead of MoO 3 used as the dopant material in forming the hole injection layer.
  • Example 3 An organic electroluminescent element of Example 3 was produced in the same manner as in Example 1 except that ReO 3 was used instead of MoO 3 used as the dopant material in forming the hole injection layer.
  • Example 4 A hole injection layer is formed by co-evaporation with a thickness of 120 nm using a host material 1 as a matrix material and 30% by mass of MoO 3 with respect to the matrix material.
  • An organic electroluminescent element of Example 4 was produced in the same manner as in Comparative Example 4 except that the material 1 was formed by vapor deposition to a thickness of 10 nm and the second hole transport layer was not formed.
  • Example 5 An organic electroluminescent element of Example 5 was produced in the same manner as in Example 4 except that CBP was used instead of F4-TCNQ used as the matrix material in forming the hole injection layer.
  • Example 6 An organic electroluminescent element of Example 6 was produced in the same manner as Example 4 except that mCP was used instead of F4-TCNQ used as the matrix material in forming the hole injection layer.
  • Example 7 An organic electroluminescent element of Example 7 was produced in the same manner as Example 4 except that hole transport material 1 was used instead of F4-TCNQ used as the matrix material in forming the hole injection layer.
  • Example 8 An organic electroluminescent element of Example 8 was produced in the same manner as Example 4 except that hole transport material 2 was used instead of F4-TCNQ used as the matrix material in forming the hole injection layer.
  • the organic layers (hole injection layer, hole transport layer, and light emitting layer) existing between the anode and the light emitting layer
  • the configuration is summarized in Tables 1 and 2 below.
  • the hole injection layer is the specific organic layer in the present invention.
  • Ip (eV) of the matrix material and electron accepting level (eV) of the dopant material were measured by the above-described method using the hole injection layer in each organic electroluminescence device, and the measured values are shown in Tables 1 and 2 below. It was written together.
  • the measurement results of the external quantum efficiency and the driving voltage are as relative values with respect to Table 1 where the external quantum efficiency and driving voltage of the organic electroluminescent element of Comparative Example 1 are set to 100, and for Table 2 of Comparative Example 4 It shows as a relative value where the external quantum efficiency and driving voltage of the organic electroluminescence device are 100.
  • the hole injection layer which is a specific organic layer, has a matrix material (specific matrix material) with an Ip of 5.4 eV or more and an electron-accepting dopant with an electron-accepting level of 5.7 eV It was confirmed that each of the organic electroluminescent devices of Examples 1 to 8 containing the specific dopant material) was an organic electroluminescent device having a high external quantum efficiency and a low driving voltage.
  • each of the organic electroluminescent elements of Comparative Examples 1 to 12 in which one or both of the matrix material and the dopant material contained in the hole injection layer are outside the scope of the present invention is compared with the organic electroluminescent elements of the examples. However, both the external quantum efficiency and the driving voltage were inferior.
  • the organic electroluminescent elements of Example 1 and Example 4 when the matrix material used for the hole injection layer and the host material in the light emitting layer are the same compound, the external quantum efficiency is higher and the driving voltage is higher. Was confirmed to be a low organic electroluminescence device.
  • the organic electroluminescent elements of Comparative Example 3 and Comparative Example 5 even when the same compound was used as the host material in the light emitting layer, the external quantum efficiency and All of the driving voltages were inferior.
  • the organic electroluminescent device of the present invention can achieve both excellent luminous efficiency and reduction of driving voltage, for example, display device, display, backlight, electrophotography, illumination light source, recording light source, exposure light source, reading light source. It is suitably used for signs, signs, interiors, optical communications, and the like.

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Abstract

　陽極と陰極との間に、発光材料とホスト材料とを含有する発光層を含む少なくとも１層の有機層を有してなり、前記陽極と前記発光層との間に、イオン化ポテンシャル（Ｉｐ）が５．８ｅＶ以上であるマトリックス材料と電子を受け取る準位が５．７ｅＶ以上である電子受容性ドーパントとを含有する有機層を少なくとも１層有する有機電界発光素子。

Description

有機電界発光素子
　本発明は、有機電界発光素子（以下、「有機エレクトロルミネッセント素子」、「有機ＥＬ素子」と称することもある。）に関する。
　有機ＥＬ素子は、自発光、高速応答などの特長を持ち、フラットパネルディスプレイへの適用が期待されている。特に、正孔輸送性の有機薄膜（正孔輸送層）と電子輸送性の有機薄膜（電子輸送層）とを積層した２層型（積層型）のものが報告されて以来、有機ＥＬ素子は、１０Ｖ以下の低電圧で発光する大面積発光素子として関心を集めている。積層型の有機ＥＬ素子としては、例えば、陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極、を基本構成とするものが挙げられる。
　このような有機ＥＬ素子においては、高い発光効率、素子の長寿命化などの観点から、種々の検討がなされている。そのような検討の一つとして、電極から発光層への電荷注入におけるエネルギー障壁を低下させことが提案されている。
　例えば、特開平１１－３５４２８３号公報及び特開平１０－２７０１７１号公報には、電極に接する有機層に電子受容性ドーパントをドーピングした有機エレクトロルミネッセント素子が開示されている。また、国際公開第２００８／１０２６４４号パンフレットには、対極への正孔及び電子の突き抜けを防止する層を有さない素子構成を採用した素子が開示されている。また、“ＡＤＶＡＮＣＥＤ　ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ”，２００９年，２１号，ｐｐ．１－４には、特定の化合物により構成した層の電極側をドーピングした素子などが開示されている。
　しかしながら、高い発光効率と、素子の長寿命化に繋がる駆動電圧の低減と、を両立した有機ＥＬ素子については、未だ充分な効果を奏するものは提供されておらず、更なる改良が望まれているのが現状である。
　本発明は、発光効率が高く、且つ駆動電圧が低減された有機電界発光素子を提供することを目的とする。
　前記課題を解決するための手段は以下の通りである。
　［１］　陽極と陰極との間に、発光材料とホスト材料とを含有する発光層を含む少なくとも１層の有機層を有してなり、前記陽極と前記発光層との間に、イオン化ポテンシャル（Ｉｐ）が５．８ｅＶ以上であるマトリックス材料と電子を受け取る準位が５．７ｅＶ以上である電子受容性ドーパントとを含有する有機層を少なくとも１層有する有機電界発光素子。
　［２］　前記電子受容性ドーパントが、無機酸化物である前記［１］に記載の有機電界発光素子。
　［３］　前記無機酸化物が、ＭｏＯ３、ＲｅＯ３、ＷＯ３、及びＶ２Ｏ５からなる群から選択される無機化合物である前記［２］に記載の有機電界発光素子。
　［４］　前記マトリックス材料が、カルバゾール誘導体から選択されたイオン化ポテンシャル（Ｉｐ）が５．８ｅＶ以上の化合物である前記［１］～［３］のいずれかに記載の有機電界発光素子。
　［５］　前記マトリックス材料が、下記一般式（Ｉ）、一般式（ＩＩ）及び一般式（ＩＩＩ）で表される化合物から選択されたイオン化ポテンシャル（Ｉｐ）が５．８ｅＶ以上の化合物である前記［１］～［３］のいずれかに記載のの有機電界発光素子。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
 
　一般式（Ｉ）中、Ｒ１、Ｒ２及びＲ３は、それぞれ独立に、水素原子、重水素原子又は置換基を表し、各カルバゾール部位が有する複数のＲ１及びＲ２、及びフェニル部位が有する複数のＲ３は、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。
　一般式（ＩＩ）中、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６及びＲ７は、それぞれ独立に、水素原子、重水素原子又は置換基を表し、各カルバゾール部位が有する複数のＲ４及びＲ５、及び各フェニル部位が有する複数のＲ６及びＲ７は、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。
　一般式（ＩＩＩ）中、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０及びＲ１１は、それぞれ独立に、水素原子、重水素原子又は置換基を表し、カルバゾール部位が有する複数のＲ９、各フェニル部位が有する複数のＲ１０及びＲ１１、及びピリミジン部位が有する複数のＲ８は、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。
　［６］　前記電子受容性ドーパントの濃度が、該電子受容性ドーパントを含有する１層の有機層における前記マトリックス材料の全質量に対し、１質量％以上５０質量％以下である前記［１］から［５］のいずれかに記載の有機電界発光素子。
　［７］　前記ホスト材料と前記マトリックス材料とが同じ化合物である前記［１］から［６］のいずれかに記載の有機電界発光素子。
　［８］　前記発光材料が、緑色発光若しくは青色発光する蛍光発光材料、又は緑色発光若しくは青色発光する燐光発光材料である前記［１］から［７］のいずれかに記載の有機電界発光素子。
　［９］前記マトリックス材料と前記電子受容性ドーパントとを含有する有機層が、前記陽極に隣接した有機層である前記［１］から［８］のいずれかに記載の有機電界発光素子。
　本発明によれば、発光効率が高く、且つ駆動電圧が低減された有機電界発光素子を提供することができる。
図１は、本発明の有機電界発光素子における層構成の一例を示す概略図である。
［有機電界発光素子］
　本発明の有機電界発光素子は、陽極と陰極との間に、発光材料とホスト材料とを含有する発光層を含む少なくとも１層の有機層を有してなり、陽極と発光層との間に、イオン化ポテンシャル（Ｉｐ）が５．８ｅＶ以上であるマトリックス材料料（以下、適宜、「特定マトリックス材料」とも称する。）と、電子を受け取る準位が５．７ｅＶ以上である電子受容性ドーパント（以下、適宜、「特定ドーパント」とも称する。）と、を含有する有機層（以下、適宜、「特定有機層」とも称する。）を少なくとも１層有することを特徴とする。
　本発明における特定有機層は、正孔注入層及び／又は正孔輸送層として機能する層である。
　本発明の有機電界発光素子は、陽極及び陰極の間には、特定有機層及び発光層の他、必要に応じてその他の層を有していてもよい。
　本発明の有機電界発光素子における有機層の積層態様の一例としては、陽極側から、正孔注入層及び／又は正孔輸送層、発光層、電子輸送層の順に積層されている態様が挙げられる。このような積層態様を有する有機電界発光素子においては、更に、正孔輸送層と発光層との間、又は、発光層と電子輸送層との間に、電荷ブロック層等を有していてもよい。また、陰極と電子輸送層との間には、電子注入層を有してもよい。尚、各層は複数の二次層に分かれていてもよい。
　以下、特定有機層を、正孔注入層及び正孔輸送層の少なくとも一方として有する態様の有機電界発光素子を例に、本発明の有機電界発光素子について詳細に説明する。
（正孔注入層、正孔輸送層）
　正孔注入層及び正孔輸送層は、陽極又は陽極側から正孔を受け取り陰極側に輸送する機能を有する層である。本発明の有機電界発光素子においては、特定有機層を、正孔注入層及び正孔輸送層の少なくとも一方として有する。
　本発明の有機電界発光素子は、特定有機層を有することで、イオン化ポテンシャル（Ｉｐ）の大きなホスト材料を含有する発光層に対して、より障壁なく効率的に、陽極又は陽極側から正孔を輸送することができるものと推察される。また、陽極と発光層との間におけるキャリアの蓄積も効果的に抑制されるものと推察される。
　なお、イオン化ポテンシャル（Ｉｐ）が５．８ｅＶ以上であるマトリックス材料（特定マトリックス材料）を、電子を受け取る準位が５．７ｅＶ以上である電子受容性ドーパント（特定ドーパント）によりドーピングしうる旨の知見は、本発明者により初めて得られたものである。
　また、本発明者の知見によれば、イオン化ポテンシャル（Ｉｐ）が５．８ｅＶよりも小さいマトリックス材料に対してドーピングを行った場合、ドーパントの種類によっては、有機層に着色が生じてしまうことがあり、かかる着色は、発光素子の発光色に支障を来し問題となる場合がある。これに対し、本発明における特定有機層は、着色が抑制され且つ高い透明性を示すという、優れた特性をも有する。
　特定有機層は、単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。特定有機層の数は、発光層の構成などを考慮して設定することができる。
　また、本発明の有機電界発光素子は、特定有機層以外の他の正孔注入層又は正孔輸送層を更に有していてもよい。
　陽極と発光層との間に２層以上の有機層を有する場合、特定有機層は陽極に隣接する層がであることが好ましい。この場合における特定有機層は、正孔注入層として機能する層となる。
　特定有機層が、陽極に隣接する正孔注入層である場合の好ましい層構成の一つは、特定有機層と発光層との間に、他の正孔輸送層を有する態様である。他の正孔輸送層としては、特定マトリックス材料を含有し且つ特定ドーパントを含有しない有機層であることがより好ましい。また、特定有機層に含有される特定マトリックス材料と、他の正孔輸送層が含有する特定マトリックス材料とは、同一であっても異なっていてもよいが、同一であることがより好ましい。
　また、発光層における発光材料として燐光発光材料を用いる場合であれば、陽極と発光層との間には、２層以上の有機層を有すること好ましく、該有機層の少なくとも１層が特定有機層であることが好ましく、陽極に隣接する層として特定有機層を有することがより好ましい。発光層における発光材料として蛍光発光材料を用いる場合であれば、１層の特定有機層のみを、陽極と発光層との間に有するものであってもよい。
　特定有機層は、特定マトリックス材料、特定ドーパントを用い、蒸着法、直流又は高周波スパッタ法、イオンプレーティング法など、又はそれらの組み合わせにより形成することができる。
　また、特定有機層と共に、陽極と発光層との間に設けられる他の正孔注入層又は正孔輸送層についても、特定有機層と同様に形成することができる。
　特定有機層の膜厚としては、１ｎｍ～５００ｎｍが好ましく、５ｎｍ～３００ｎｍがより好ましく、１０ｎｍ～２００ｎｍが更に好ましい。また、陽極と発光層との間に、特定有機層と共に他の正孔注入層又は正孔輸送層を形成する場合についても、その好ましい膜厚は、特定有機層の場合と同様である。
　以下、本発明における特定有機層が含有する特徴的な成分である、イオン化ポテンシャル（Ｉｐ）が５．８ｅＶ以上であるマトリックス材料（特定マトリックス材料）、電子を受け取る準位が５．７ｅＶ以上である電子受容性ドーパント（特定ドーパント）について詳細に説明する。
＜イオン化ポテンシャル（Ｉｐ）が５．８ｅＶ以上であるマトリックス材料＞
　特定有機層は、イオン化ポテンシャル（Ｉｐ）が５．８ｅＶ以上であるマトリックス材料（特定マトリックス材料）を含有する。
　本発明において「マトリックス材料」とは、有機層の主成分として含有される有機化合物を意味する。ここで、主成分とは、具体的には、１層の有機層を構成する成分の全質量中、５０質量％以上１００質量％未満を占める成分を意味する。
　特定マトリックス材料は、Ｉｐは５．８ｅＶ以上であればよく、５．８ｅＶ以上７．０ｅＶ以下であることが好ましく、５．８ｅＶ以上６．８ｅＶ以下であることがより好ましく、５．９ｅＶ以上６．５ｅＶ以下であることがさらに好ましい。
　本明細書において、特定マトリックス材料を包含する化合物のＩｐは、理研計器（株）製「ＡＣ－２表面分析装置」を用いて測定した。具体的には、石英基板上に、測定対象となる有機化合物を、厚み約１００ｎｍ程度に成膜し、光量２０～５０ｎＷ、分析エリア４ｍｍφで測定を行った。なお、６．１ｅＶ以上の大きなＩｐを有する化合物については、ＵＰＳ（紫外線光電子分光法）を用いて測定を行った。
　特定マトリックス材料として具体的には、有機電界発光素子において正孔注入材料又は正孔輸送材料として用いられる材料のうち、Ｉｐが５．８ｅＶ以上のものを用いればよい。特定マトリックス材料としては、低分子化合物であっても高分子化合物であってもよい。
　特定マトリックス材料としては、例えば、ピロール誘導体、カルバゾール誘導体、トリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、芳香族第三級アミン化合物、スチリルアミン化合物、芳香族ジメチリディン系化合物、フタロシアニン系化合物、ポルフィリン系化合物、チオフェン誘導体、有機シラン誘導体、カーボン、などから選択された、Ｉｐが５．８ｅＶ以上の化合物が挙げられる。
　特定マトリックス材料は、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
　特定マトリックス材料としてより好ましくは、カルバゾール誘導体を含む化合物である。該化合物としては、例えば、下記一般式（Ｉ）、一般式（ＩＩ）及び一般式（ＩＩＩ）で表される化合物が挙げられ、本発明においては、これらの化合物から選択されたＩｐが５．８ｅＶ以上の化合物を、特定マトリックス材料として用いることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
 
　一般式（Ｉ）中、Ｒ１、Ｒ２及びＲ３は、それぞれ独立に、水素原子、重水素原子又は置換基を表し、各カルバゾール部位が有する複数のＲ１及びＲ２、及びフェニル部位が有する複数のＲ３は、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。
　Ｒ１、Ｒ２又はＲ３で表される置換基としては、シアノ基、アルキル基、アリール基、及びハロゲノ基などが挙げられる。
　Ｒ１及びＲ２で表される置換基としては、それぞれ独立に、シアノ基、フェニル基、ｔ-ブチル基、イソペンチル基、又はフルオロ基であることがより好ましい。
　Ｒ３で表される置換基としては、シアノ基、アルキル基、アリール基、又はハロゲノ基であることがより好ましい。
　一般式（ＩＩ）中、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６及びＲ７は、それぞれ独立に、水素原子、重水素原子又は置換基を表し、各カルバゾール部位が有する複数のＲ４及びＲ５、及び各フェニル部位が有する複数のＲ６及びＲ７は、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。
　Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６又はＲ７で表される置換基としては、シアノ基、アルキル基、アリール基、及びハロゲノ基が挙げられる。
　Ｒ４及びＲ５で表される置換基としては、それぞれ独立に、シアノ基、アルキル基、アリール基、又はハロゲノ基であることがより好ましい。
　Ｒ６及びＲ７で表される置換基としては、それぞれ独立に、シアノ基、アルキル基、アリール基、又はハロゲノ基であることがより好ましい。
　一般式（ＩＩＩ）中、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０及びＲ１１は、それぞれ独立に、水素原子、重水素原子又は置換基を表し、カルバゾール部位が有する複数のＲ９、各フェニル部位が有する複数のＲ１０及びＲ１１、及びピリミジン部位が有する複数のＲ８は、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。
　Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０又はＲ１１で表される置換基としては、シアノ基、アルキル基、アリール基、及びハロゲノ基が挙げられる。
　Ｒ８及びＲ９で表される置換基としては、それぞれ独立に、シアノ基、アルキル基、アリール基、又はハロゲノ基であることがより好ましい。
　Ｒ１０及びＲ１１で表される置換基としては、それぞれ独立に、シアノ基、アルキル基、アリール基、又はハロゲノ基であることがより好ましい。
　特定マトリックス材料として用いられる、一般式（Ｉ）、一般式（ＩＩ）及び一般式（ＩＩＩ）で表される化合物の好適な具体例としては、以下に示す化合物が挙げられるが、これらに限定されるものではない。なお、以下に例示した化合物のＩｐは、いずれも５．８ｅＶ以上である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
　また、特定マトリックス材料は、電荷輸送性の観点から、発光層が含有するホスト材料と同じ化合物であることが好ましい。
　特定有機層は、本発明の効果を損なわない限りにおいて、Ｉｐが５．８ｅＶよりも小さい公知の正孔注入材料又は正孔輸送材料を含有していてもよい。
＜電子を受け取る準位が５．７ｅＶ以上である電子受容性ドーパント＞
　特定有機層は、電子を受け取る準位（以下、適宜、「電子受容準位」とも称する。）が５．７ｅＶ以上である電子受容性ドーパント（特定ドーパント）を含有する。
　特定ドーパントは、電子受容準位が５．７ｅＶ以上であればよく、５．７ｅＶ以上７．０ｅＶ以下であることが好ましく、５．８ｅＶ以上６．８ｅＶ以下であることがより好ましく、５．９ｅＶ以上６．５ｅＶ以下であることがさらに好ましい。
　本明細書において、特定ドーパントを包含する電子受容性ドーパントとして用いた化合物の電子受容準位は、以下の手順で決定した。Ｆ４－ＴＣＮＱなどの有機ドーパントとして用いた化合物については、まず、該化合物を石英上に成膜して、そのスペキュラ－を測定し、吸収端のエネルギーを求めた。次に、理研計器（株）製「ＡＣ－２表面分析装置」により、Ｉｐを測定し、得られたＩｐから吸収端のエネルギーを引いた値を有機ドーパントの電子受容性準位とした。
　また、ＭｏＯ３などの無機酸化物の電子受容準位については、理研計器（株）製「ＡＣ－２表面分析装置」を用いて測定された測定値をその電子受容性準位とした。
　特定ドーパントとしては、無機化合物であることが好ましい。該無機化合物としては、ＭｏＯ３、ＲｅＯ３、ＷＯ３、及びＶ２Ｏ５からなる群から選択される無機化合物であることが好ましい。これらの中でも、電荷輸送性の点からは、ＭｏＯ３がより好ましい。
　特定ドーパントは、１種単独で用いてもよいし、２種以上を用いてもよい。
　特定ドーパントの濃度は、電荷輸送性の観点から、該特定ドーパントを含有する１層の有機層における特定マトリックス材料の全質量に対し、１質量％以上５０質量％以下であることが好ましく、１０質量％以上４５質量％以下であることがより好ましく、２０質量％以上４０質量％以下であることがさらに好ましい。
（発光層）
　本発明における発光層は、電界印加時に、陽極側に設けられた層（正孔注入層又は正孔輸送層）から正孔を受け取り、陰極、電子注入層又は電子輸送層から電子を受け取り、正孔と電子の再結合の場を提供して発光させる機能を有する層である。
　本発明における発光層は、発光材料とホスト材料とを含有する。また、発光層は１層であっても２層以上であってもよく、それぞれの層が異なる発光色で発光してもよい。
＜発光材料＞
　発光層は、発光材料を含有する。
　発光材料としては、蛍光発光材料及び燐光発光材料のいずれであってもよい。
　発光材料とホスト材料との組み合わせとしては、一重項励起子からの発光（蛍光）が得られる蛍光発光材料とホスト材料との組み合せでも、三重項励起子からの発光（燐光）が得られる燐光発光材料とホスト材料との組み合せでもよい。中でも、発光効率の観点から、燐光発光材料とホスト材料との組み合せが好ましい。
　本発明における発光層は、色純度を向上させるためや発光波長領域を広げるために２種類以上の発光材料を含有することができる。
　また、緑色発光又は青色発光する発光材料の使用は、有機電界発光素子における駆動電圧の低電圧化を困難にする傾向があるが、本発明の有機電界発光素子は、緑色発光又は青色発光する発光材料を用いた場合であっても、高効率で且つ駆動電圧の低い有機電界発光素子となる。本発明に適用しうる緑色発光又は青色発光する発光材料としては、緑色発光又は青色発光する蛍光発光材料であっても、緑色発光又は青色発光する燐光発光材料であってもよい。
－燐光発光材料－
　燐光発光材料としては、一般に、遷移金属原子又はランタノイド原子を含む錯体を挙げることができる。
　遷移金属原子を含む錯体における遷移金属原子としては、特に限定されないが、好ましくは、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、タングステン、レニウム、オスミウム、イリジウム、及び白金が挙げられ、より好ましくは、レニウム、イリジウム、及び白金であり、更に好ましくは、イリジウム又は白金である。
　ランタノイド原子を含む錯体におけるランタノイド原子としては、例えばランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジム、サマリウム、ユーロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム、及びルテシウムが挙げられる。これらのランタノイド原子の中でも、ネオジム、ユーロピウム、又はガドリニウムが好ましい。
　錯体の配位子としては、例えば、Ｇ．Ｗｉｌｋｉｎｓｏｎ等著，Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ　Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ　Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，　Ｐｅｒｇａｍｏｎ　Ｐｒｅｓｓ社１９８７年発行、Ｈ．Ｙｅｒｓｉｎ著，「Ｐｈｏｔｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ　ａｎｄ　Ｐｈｏｔｏｐｈｙｓｉｃｓ　ｏｆ　Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ　Ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ」　Ｓｐｒｉｎｇｅｒ－Ｖｅｒｌａｇ社１９８７年発行、山本明夫著「有機金属化学－基礎と応用－」裳華房社１９８２年発行等に記載の配位子などが挙げられる。
　具体的な配位子としては、好ましくは、ハロゲン配位子（好ましくは塩素配位子）、芳香族炭素環配位子（例えば、シクロペンタジエニルアニオン、ベンゼンアニオン、またはナフチルアニオンなど）、含窒素ヘテロ環配位子（例えば、フェニルピリジン、ベンゾキノリン、キノリノール、ビピリジル、またはフェナントロリンなど）、ジケトン配位子（例えば、アセチルアセトンなど）、カルボン酸配位子（例えば、酢酸配位子など）、アルコラト配位子（例えば、フェノラト配位子など）、一酸化炭素配位子、イソニトリル配位子、シアノ配位子であり、より好ましくは、含窒素ヘテロ環配位子である。
　上記錯体は、化合物中に遷移金属原子を一つ有してもよいし、また、２つ以上有するいわゆる複核錯体であってもよい。異種の金属原子を同時に含有していてもよい。
　これらの中でも、発光材料の具体例としては、例えば、米国特許第６３０３２３８Ｂ１号明細書、同６０９７１４７号明細書、国際公開第００／５７６７６号パンフレット、同００／７０６５５号パンフレット、同０１／０８２３０号パンフレット、ＷＯ０１／３９２３４Ａ２号パンフレット報、同０１／４１５１２Ａ１号パンフレット、同０２／０２７１４Ａ２号パンフレット、同０２／１５６４５Ａ１号パンフレット、同０２／４４１８９Ａ１号パンフレット、特開２００１－２４７８５９号公報、特開２００２－１１７９７８号公報、特開２００２－２２５３５２号公報、特開２００２－２３５０７６号公報、特開２００２－１７０６８４号公報、ＥＰ１２１１２５７号公報、特開２００２－２２６４９５号公報、特開２００２－２３４８９４号公報、特開２００１－２４７８５９号公報、特開２００１－２９８４７０号公報、特開２００２－１７３６７４号公報、特開２００２－２０３６７８号公報、特開２００２－２０３６７９号公報、特開２００４－３５７７９１号公報、特開２００６－２５６９９９号公報等の特許文献に記載の燐光発光化合物などが挙げられる。中でも、更に好ましい発光材料としては、Ｉｒ錯体、Ｐｔ錯体、Ｃｕ錯体、Ｒｅ錯体、Ｗ錯体、Ｒｈ錯体、Ｒｕ錯体、Ｐｄ錯体、Ｏｓ錯体、Ｅｕ錯体、Ｔｂ錯体、Ｇｄ錯体、Ｄｙ錯体、Ｃｅ錯体が挙げられる。特に好ましい発光材料は、Ｉｒ錯体、Ｐｔ錯体、Ｒｅ錯体であり、中でも金属－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Ｉｒ錯体、Ｐｔ錯体、Ｒｅ錯体である。
　好ましい燐光発光材料の一つは、下記一般式（１）で表される化合物である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
 
　一般式（１）中、Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３及びＸ４は、それぞれ独立に、炭素原子又は窒素原子を表す。Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３及びＸ４のうち、いずれか１つ以上は、窒素原子を表す。Ｘ５、Ｘ６、Ｘ７、Ｘ８、Ｘ９及びＸ１０は、それぞれ独立に炭素原子又は窒素原子を表す。Ｘ１１及びＸ１２は、それぞれ独立に、炭素原子又は窒素原子を表し、Ｘ１３、Ｘ１４及びＸ１５は、それぞれ独立に、炭素原子、窒素原子、酸素原子、又は硫黄原子を表し、Ｘ１１、Ｘ１２、Ｘ１３、Ｘ１４及びＸ１５により表される５員環骨格に含まれる窒素原子の数は、２以下である。Ｌは、単結合又は２価の連結基を表す。
　一般式（１）で表される化合物としては、下記一般式（２）で表される化合物であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
 
　一般式（２）中、Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３及びＸ４は、それぞれ独立に、炭素原子又は窒素原子を表す。Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３及びＸ４のうち、いずれか１つ以上は、窒素原子を表す。Ｒ４１、Ｒ４２、Ｒ４３、Ｒ４４、Ｒ４５及びＲ４６は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。Ｘ１１及びＸ１２は、それぞれ独立に、炭素原子又は窒素原子を表し、Ｘ１３、Ｘ１４及びＸ１５は、それぞれ独立に、炭素原子、窒素原子、酸素原子、又は硫黄原子を表し、Ｘ１１、Ｘ１２、Ｘ１３、Ｘ１４及びＸ１５により表される５員環骨格に含まれる窒素原子の数は、２以下である。Ｌは、単結合又は２価の連結基を表す。
　一般式（２）で表される化合物としては、下記一般式（２ａ－１）で表される化合物であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
 
　一般式（２ａ－１）中、Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３及びＸ４は、それぞれ独立に、炭素原子又は窒素原子を表す。Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３及びＸ４のうち、いずれか１つ以上は、窒素原子を表す。Ｒ４１、Ｒ４２、Ｒ４３、Ｒ４４、Ｒ４５及びＲ４６は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。Ｘ５３、Ｘ５４及びＸ５５は、それぞれ独立に、炭素原子又は窒素原子を表し、Ｘ５３、Ｘ５４及びＸ５５を含有する５員環骨格に含まれる窒素原子の数は、１又は２である。Ｌは、単結合又は２価の連結基を表す。
　一般式（２ａ－１）で表される化合物としては、下記一般式（２ａ－２）で表される化合物であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
 
　一般式（２ａ－２）中、Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３及びＸ４は、それぞれ独立に、炭素原子又は窒素原子を表す。Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３及びＸ４のうち、いずれか１つ以上は、窒素原子を表す。Ｒ４１、Ｒ４２、Ｒ４３、Ｒ４４、Ｒ４５及びＲ４６は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。Ｘ５３及びＸ５４は、それぞれ独立に、炭素原子又は窒素原子を表し、Ｘ５３及びＸ５４を含有する５員環骨格に含まれる窒素原子の数は、１又は２である。Ｒ７５は、水素原子又は置換基を表す。Ｌは、単結合もしくは２価の連結基を表す。
　一般式（２ａ－２）で表される化合物としては、下記一般式（２ａ－３）で表される化合物であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
 
　一般式（２ａ－３）中、Ｘ１、Ｘ２及びＸ４は、それぞれ独立に、炭素原子又は窒素原子を表す。Ｒ４１、Ｒ４２、Ｒ４３、Ｒ４４、Ｒ４５及びＲ４６は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。Ｘ５３及びＸ５４は、それぞれ独立に、炭素原子又は窒素原子を表し、Ｘ５３及びＸ５４を含有する５員環骨格に含まれる窒素原子の数は、１又は２である。Ｒ７５は、水素原子又は置換基を表す。Ｌは、単結合又は２価の連結基を表す。
　一般式（２）で表される化合物としては、下記一般式（２ｂ－１）で表される化合物であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
 
　一般式（２ｂ－１）中、Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３及びＸ４は、それぞれ独立に、炭素原子又は窒素原子を表す。Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３及びＸ４のうち、いずれか１つ以上は、窒素原子を表す。Ｒ４１、Ｒ４２、Ｒ４３、Ｒ４４、Ｒ４５及びＲ４６は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。Ｘ６１は、炭素原子又は窒素原子を表す。Ｘ１３、Ｘ１４及びＸ１５は、それぞれ独立に、炭素原子、窒素原子、酸素原子、又は硫黄原子を表し、Ｘ６１、炭素原子、Ｘ１３、Ｘ１４及びＸ１５により表される５員環骨格に含まれる窒素原子の数は、２以下である。Ｌは、単結合又は２価の連結基を表す。
　一般式（２ｂ－１）で表される化合物としては、下記一般式（２ｂ－２）で表される化合物であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
　一般式（２ｂ－２）中、Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３及びＸ４は、それぞれ独立に、炭素原子又は窒素原子を表す。Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３及びＸ４のうち、いずれか１つ以上は、窒素原子を表す。Ｒ４１、Ｒ４２、Ｒ４３、Ｒ４４、Ｒ４５及びＲ４６は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。Ｘ９４及びＸ９５は、それぞれ独立に、炭素原子又は窒素原子を表し、Ｘ９４及びＸ９５の少なくともいずれか一方は、炭素原子を表す。Ｒ９３は、水素原子又は置換基を表す。Ｌは、単結合又は２価の連結基を表す。
　一般式（２ｂ－２）で表される化合物としては、下記一般式（２ｂ－３）で表される化合物であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
 
　一般式（２ｂ－３）中、Ｘ１、Ｘ２及びＸ４は、それぞれ独立に、炭素原子又は窒素原子を表す。Ｘ１、Ｘ２及びＸ４のうち、いずれか１つ以上は、窒素原子を表す。Ｒ４１、Ｒ４２、Ｒ４３、Ｒ４４、Ｒ４５及びＲ４６は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。Ｘ９４及びＸ９５は、それぞれ独立に、炭素原子又は窒素原子を表し、Ｘ９４及びＸ９５の少なくともいずれか一方は、炭素原子を表す。Ｒ９３は、水素原子又は置換基を表す。Ｌは、単結合又は２価の連結基を表す。
　燐光発光材料の中でも、発光層への正孔注入性の観点から、Ｉｐが５．８ｅＶ以上７．０ｅＶ以下のイリジウム錯体又は白金錯体が好ましい。
－蛍光発光材料－
　蛍光発光材料としては、一般には、ベンゾオキサゾール、ベンゾイミダゾール、ベンゾチアゾール、スチリルベンゼン、ポリフェニル、ジフェニルブタジエン、テトラフェニルブタジエン、ナフタルイミド、クマリン、ピラン、ペリノン、オキサジアゾール、アルダジン、ピラリジン、シクロペンタジエン、ビススチリルアントラセン、キナクリドン、ピロロピリジン、チアジアゾロピリジン、シクロペンタジエン、スチリルアミン、芳香族ジメチリディン化合物、縮合多環芳香族化合物（アントラセン、フェナントロリン、ピレン、ペリレン、ルブレン、ペンタセンなど）、８－キノリノールの金属錯体、ピロメテン錯体や希土類錯体に代表される各種金属錯体、ポリチオフェン、ポリフェニレン、ポリフェニレンビニレン等のポリマー化合物、有機シラン、及びこれらの誘導体などを挙げることができる。
　蛍光発光材料の中でも、発光層への正孔注入性の観点から、Ｉｐが５．８ｅＶ以上７．０ｅＶ以下の蛍光発光材料が好ましい。
　本発明における発光材料の具体例としては、以下の化合物を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
　上記した具体例の中でも、本発明で用いる発光材料としては、駆動耐久性、外部量子効率の観点から、（２１）から（２４）、Ｄ－１からＤ－３０が好ましく、（２２）から（２４）、Ｄ－２からＤ－３０がより好ましい。
　発光層が含有する発光材料は、発光層を形成する全化合物質量に対して、駆動耐久性、外部量子効率の観点から、０．５質量％以上３０質量以下含有されることが好ましく、２質量％以上２５質量％含有されることがより好ましい。
＜ホスト材料＞
　発光層は、ホスト材料を含有する。
　ホスト材料としては、電子輸送性ホスト及び正孔輸送性ホストのいずれも好ましく用いることができ、電子輸送性ホスト及び正孔輸送性ホストを併用してもよい。
－電子輸送性ホスト材料－
　電子輸送性ホスト材料としては、耐久性向上、駆動電圧低下の観点から、電子親和力Ｅａが２．５ｅＶ以上３．５ｅＶ以下であることが好ましく、２．６ｅＶ以上３．４ｅＶ以下であることがより好ましく、２．８ｅＶ以上３．３ｅＶ以下であることが更に好ましい。また、耐久性向上、駆動電圧低下の観点から、イオン化ポテンシャルＩｐが５．７ｅＶ以上７．５ｅＶ以下であることが好ましく、５．８ｅＶ以上７．０ｅＶ以下であることがより好ましく、５．９ｅＶ以上６．５ｅＶ以下であることが更に好ましい。
　最低三重項励起準位（以下「Ｔ１」と称することがある。）としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、２．２ｅＶ以上３．７ｅＶ以下が好ましく、２．４ｅＶ以上３．７ｅＶ以下がより好ましく、２．４ｅＶ以上３．４ｅＶ以下が更に好ましい。
　このような電子輸送性ホスト材料としては、具体的には、ピリジン、ピリミジン、トリアジン、イミダゾール、ピラゾール、トリアゾ－ル、オキサゾ－ル、オキサジアゾ－ル、フルオレノン、アントラキノジメタン、アントロン、ジフェニルキノン、チオピランジオキシド、カルボジイミド、フルオレニリデンメタン、ジスチリルピラジン、フッ素置換芳香族化合物、ナフタレン、ペリレン等の芳香環テトラカルボン酸無水物、フタロシアニン、及びそれらの誘導体（他の環と縮合環を形成してもよい）、８－キノリノ－ル誘導体の金属錯体やメタルフタロシアニン、ベンゾオキサゾ－ルやベンゾチアゾ－ルを配位子とする金属錯体に代表される各種金属錯体等を挙げることができる。
　電子輸送性ホストとしては、金属錯体、アゾール誘導体（ベンズイミダゾール誘導体、イミダゾピリジン誘導体等）、アジン誘導体（ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、トリアジン誘導体等）が好ましく、中でも、耐久性の点から金属錯体化合物が好ましい。金属錯体化合物としては、金属に配位する少なくとも１つの窒素原子又は酸素原子又は硫黄原子を有する配位子をもつ金属錯体がより好ましい。
　金属錯体中の金属イオンとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、ベリリウムイオン、マグネシウムイオン、アルミニウムイオン、ガリウムイオン、亜鉛イオン、インジウムイオン、錫イオン、白金イオン、パラジウムイオンが好ましく、ベリリウムイオン、アルミニウムイオン、ガリウムイオン、亜鉛イオン、白金イオン、パラジウムイオンがより好ましく、アルミニウムイオン、亜鉛イオン、白金イオン、パラジウムイオンが更に好ましい。
　金属錯体中に含まれる配位子としては種々の公知の配位子が有るが、例えば、「Ｐｈｏｔｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ　ａｎｄ　Ｐｈｏｔｏｐｈｙｓｉｃｓ　ｏｆ　Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ　Ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ」、Ｓｐｒｉｎｇｅｒ－Ｖｅｒｌａｇ社、Ｈ．Ｙｅｒｓｉｎ著、１９８７年発行、「有機金属化学－基礎と応用－」、裳華房社、山本明夫著、１９８２年発行等に記載の配位子が挙げられる。
　配位子として、好ましくは含窒素ヘテロ環配位子（好ましくは炭素数１～３０、より好ましくは炭素数２～２０、特に好ましくは炭素数３～１５）であり、単座配位子であっても２座以上の配位子であってもよい。好ましくは２座以上６座以下の配位子である。また、２座以上６座以下の配位子と単座の混合配位子も好ましい。
　配位子としては、例えば、アジン配位子（例えば、ピリジン配位子、ビピリジル配位子、ターピリジン配位子などが挙げられる。）、ヒドロキシフェニルアゾール配位子（例えば、ヒドロキシフェニルベンズイミダゾール配位子、ヒドロキシフェニルベンズオキサゾール配位子、ヒドロキシフェニルイミダゾール配位子、ヒドロキシフェニルイミダゾピリジン配位子などが挙げられる。）、アルコキシ配位子（好ましくは炭素数１～３０、より好ましくは炭素数１～２０、特に好ましくは炭素数１～１０であり、例えばメトキシ、エトキシ、ブトキシ、２－エチルヘキシロキシなどが挙げられる。）、アリールオキシ配位子（好ましくは炭素数６～３０、より好ましくは炭素数６～２０、特に好ましくは炭素数６～１２であり、例えばフェニルオキシ、１－ナフチルオキシ、２－ナフチルオキシ、２，４，６－トリメチルフェニルオキシ、４－ビフェニルオキシなどが挙げられる。）、ヘテロアリールオキシ配位子（好ましくは炭素数１～３０、より好ましくは炭素数１～２０、特に好ましくは炭素数１～１２であり、例えばピリジルオキシ、ピラジルオキシ、ピリミジルオキシ、キノリルオキシなどが挙げられる。）、アルキルチオ配位子（好ましくは炭素数１～３０、より好ましくは炭素数１～２０、特に好ましくは炭素数１～１２であり、例えばメチルチオ、エチルチオなどが挙げられる。）、アリールチオ配位子（好ましくは炭素数６～３０、より好ましくは炭素数６～２０、特に好ましくは炭素数６～１２であり、例えばフェニルチオなどが挙げられる。）、ヘテロアリールチオ配位子（好ましくは炭素数１～３０、より好ましくは炭素数１～２０、特に好ましくは炭素数１～１２であり、例えばピリジルチオ、２－ベンズイミゾリルチオ、２－ベンズオキサゾリルチオ、２－ベンズチアゾリルチオなどが挙げられる。）、シロキシ配位子（好ましくは炭素数１～３０、より好ましくは炭素数３～２５、特に好ましくは炭素数６～２０であり、例えば、トリフェニルシロキシ基、トリエトキシシロキシ基、トリイソプロピルシロキシ基などが挙げられる。）、芳香族炭化水素アニオン配位子（好ましくは炭素数６～３０、より好ましくは炭素数６～２５、特に好ましくは炭素数６～２０であり、例えばフェニルアニオン、ナフチルアニオン、アントラニルアニオンなどが挙げられる。）、芳香族ヘテロ環アニオン配位子（好ましくは炭素数１～３０、より好ましくは炭素数２～２５、特に好ましくは炭素数２～２０であり、例えばピロールアニオン、ピラゾールアニオン、ピラゾールアニオン、トリアゾールアニオン、オキサゾールアニオン、ベンゾオキサゾールアニオン、チアゾールアニオン、ベンゾチアゾールアニオン、チオフェンアニオン、ベンゾチオフェンアニオンなどが挙げられる。）、インドレニンアニオン配位子などが挙げられ、好ましくは含窒素ヘテロ環配位子、アリールオキシ配位子、ヘテロアリールオキシ基、又はシロキシ配位子であり、更に好ましくは含窒素ヘテロ環配位子、アリールオキシ配位子、シロキシ配位子、芳香族炭化水素アニオン配位子、又は芳香族ヘテロ環アニオン配位子である。
　金属錯体電子輸送性ホスト材料としては、例えば、特開２００２－２３５０７６号公報、特開２００４－２１４１７９号公報、特開２００４－２２１０６２号公報、特開２００４－２２１０６５号公報、特開２００４－２２１０６８号公報、特開２００４－３２７３１３号公報等に記載の化合物が挙げられる。
　このような電子輸送性ホスト材料としては、具体的には、例えば、以下の電子輸送性ホスト材料を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
 
－正孔輸送性ホスト材料－
　正孔輸送性ホスト材料としては、耐久性向上、駆動電圧低下の観点から、イオン化ポテンシャルＩｐが５．１ｅＶ以上６．４ｅＶ以下であることが好ましく、５．４ｅＶ以上６．２ｅＶ以下であることがより好ましく、５．６ｅＶ以上６．０ｅＶ以下であることが更に好ましい。また、耐久性向上、駆動電圧低下の観点から、電子親和力Ｅａが１．２ｅＶ以上３．１ｅＶ以下であることが好ましく、１．４ｅＶ以上３．０ｅＶ以下であることがより好ましく、１．８ｅＶ以上２．８ｅＶ以下であることが更に好ましい。
　正孔輸送性ホスト材料の最低三重項励起準位（以下「Ｔ１」と称することがある。）としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、２．２ｅＶ以上３．７ｅＶ以下が好ましく、２．４ｅＶ以上３．７ｅＶ以下がより好ましく、２．４ｅＶ以上３．４ｅＶ以下が更に好ましい。
　正孔輸送性ホスト材料としては、例えば、ピロール、インドール、カルバゾール、アザインドール、アザカルバゾール、ピラゾール、イミダゾール、ポリアリールアルカン、ピラゾリン、ピラゾロン、フェニレンジアミン、アリールアミン、アミノ置換カルコン、スチリルアントラセン、フルオレノン、ヒドラゾン、スチルベン、シラザン、芳香族第三級アミン化合物、スチリルアミン化合物、芳香族ジメチリディン系化合物、ポルフィリン系化合物、ポリシラン系化合物、ポリ（Ｎ－ビニルカルバゾール）、アニリン系共重合体、チオフェンオリゴマー、ポリチオフェン等の導電性高分子オリゴマー、有機シラン、カーボン膜、又はそれらの誘導体などが挙げられる。
　これらの中でも、インドール誘導体、カルバゾール誘導体、アザインドール誘導体、アザカルバゾール誘導体、芳香族第三級アミン化合物、チオフェン誘導体が好ましく、特に分子内にインドール骨格、カルバゾール骨格、アザインドール骨格、アザカルバゾール骨格、又は芳香族第三級アミン骨格を複数個有するものが好ましい。
　また、本発明においてはホスト材料の水素を一部又はすべて重水素に置換したホスト材料を用いることができる（特開２００９－２７７７９０号公報、特表２００４－５１５５０６号公報）。
　このような正孔輸送性ホスト材料として具体的には、例えば、下記の正孔輸送性ホスト材料が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000027
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000028
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000029
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000030
 
　発光層の形成は、特に制限はなく、公知の方法に従って形成することができるが、例えば、蒸着法、スパッタ法等の乾式製膜法、湿式塗布方式、転写法、印刷法、インクジェット方式、などにより好適に形成することができる。
　発光層の厚さは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、２ｎｍ以上５００ｎｍ以下が好ましく、外部量子効率の観点から、３ｎｍ以上２００ｎｍ以下がより好ましく、１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下が更に好ましい。
（電子注入層、電子輸送層）
　電子注入層、電子輸送層は、陰極から電子を注入する機能、電子を輸送する機能、陽極から注入され得た正孔を障壁する機能のいずれかを有している層である。
　電子注入層、電子輸送層の材料としては、具体的には、ピリジン、ピリミジン、トリアジン、イミダゾール、トリアゾ－ル、オキサゾ－ル、オキサジアゾ－ル、フルオレノン、アントラキノジメタン、アントロン、ジフェニルキノン、チオピランジオキシド、カルボジイミド、フルオレニリデンメタン、ジスチリルピラジン、フッ素置換芳香族化合物、ナフタレンペリレン等の複素環テトラカルボン酸無水物、フタロシアニン、およびそれらの誘導体（他の環と縮合環を形成してもよい）、８－キノリノ－ル誘導体の金属錯体やメタルフタロシアニン、ベンゾオキサゾ－ルやベンゾチアゾ－ルを配位子とする金属錯体に代表される各種金属錯体等を挙げることができる。
　電子注入層及び／又は電子輸送層は、還元性ドーパントを含有してもよい。
　還元性ドーパントとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、アルカリ金属の酸化物、アルカリ金属のハロゲン化物、アルカリ土類金属の酸化物、アルカリ土類金属のハロゲン化物、希土類金属の酸化物、希土類金属のハロゲン化物、アルカリ金属の有機錯体、アルカリ土類金属の有機錯体、及び希土類金属の有機錯体の中から選ばれる少なくとも１種であることが好ましい。
　還元性ドーパントは、単独で用いてもよいし、２種以上を用いてもよい。
　還元性ドーパントの使用量は、材料の種類によって異なるが、電子輸送層材料又は電子注入材料に対して０．１質量％以上９９質量％以下であることが好ましく、０．３質量％以上８０質量％以下であることがより好ましく、０．５質量％以上５０質量％以下であることが更に好ましい。
　電子輸送層の厚みは、１ｎｍ以上２００ｎｍ以下であることが好ましく、１ｎｍ以上１００ｎｍ以下であることがより好ましいく、１ｎｍ以上５０ｎｍ以下であることが更に好ましい。
　電子注入層の厚みは、１ｎｍ以上２００ｎｍ以下が好ましく、１ｎｍ以上１００ｎｍ以下がより好ましいく、１ｎｍ以上５０ｎｍ以下であることが更に好ましい。
　電子注入層、電子輸送層は、上述した材料の１種又は２種以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。
　電子注入層、及び電子輸送層は、公知の方法に従って形成することができるが、例えば、蒸着法、湿式製膜法、ＭＢＥ（分子線エピタキシー）法、クラスターイオンビーム法、分子積層法、ＬＢ法、印刷法、転写法、などにより好適に形成することができる。
（正孔ブロック層、電子ブロック層）
　正孔ブロック層は、陽極側から発光層に輸送された正孔が陰極側に通り抜けることを防止する機能を有する層である。正孔ブロック層は、通常、発光層と陰極側で隣接する有機層として設けられる。
　電子ブロック層は、陰極側から発光層に輸送された電子が陽極側に通り抜けることを防止する機能を有する層である。電子ブロック層は、通常、発光層と陽極側で隣接する有機化合物層として設けられる。
　正孔ブロック層を構成する化合物の例としては、ＢＡｌｑ等のアルミニウム錯体、トリアゾール誘導体、ＢＣＰ等のフェナントロリン誘導体、等が挙げられる。
　電子ブロック層を構成する化合物の例としては、例えば、特定マトリックス材料として前述した材料の他、正孔輸送材料として公知の化合物が利用できる。
　電子ブロック層及び正孔ブロック層は、特に制限はなく、公知の方法に従って形成することができるが、例えば、蒸着法、スパッタ法等の乾式製膜法、湿式塗布方式、転写法、印刷法、インクジェット方式、などにより好適に形成することができる。
　正孔ブロック層及び電子ブロック層の厚さは、１ｎｍ以上２００ｎｍ以下であるのが好ましく、１ｎｍ以上５０ｎｍ以下であるのがより好ましく、３ｎｍ以上１０ｎｍ以下であるのが更に好ましい。また正孔ブロック層及び電子ブロック層は、上述した材料の１種又は２種以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。
（電極）
　本発明の有機電界発光素子は、一対の電極、即ち陽極と陰極とを含む。有機電界発光素子の性質上、陽極及び陰極のうち少なくとも一方の電極は透明であることが好ましい。通常、陽極は有機層に正孔を供給する電極としての機能を有していればよく、陰極は有機層に電子を注入する電極としての機能を有していればよい。
　電極としては、その形状、構造、大きさ等については特に制限はなく、有機電界発光素子の用途、目的に応じて公知の電極材料の中から適宜選択することができる。
　電極を構成する材料としては、例えば、金属、合金、金属酸化物、導電性化合物、又はこれらの混合物等が好適に挙げられる。
＜陽極＞
　陽極を構成する材料としては、例えば、アンチモンやフッ素等をドープした酸化錫（ＡＴＯ、ＦＴＯ）、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化亜鉛インジウム（ＩＺＯ）等の導電性金属酸化物；金、銀、クロム、ニッケル等の金属；これらの金属と導電性金属酸化物との混合物又は積層物；ヨウ化銅、硫化銅等の無機導電性物質；ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロール等の有機導電性材料、又はこれらとＩＴＯとの積層物、などが挙げられる。これらの中でも、陽極としては、導電性金属酸化物が好ましく、生産性、高導電性、透明性等の点からはＩＴＯが特に好ましい。
＜陰極＞
　陰極を構成する材料としては、例えば、アルカリ金属（例えばＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｃｓ等）、アルカリ土類金属（例えばＭｇ、Ｃａ等）、金、銀、鉛、アルミニウム、ナトリウム－カリウム合金、リチウム－アルミニウム合金、マグネシウム－銀合金、インジウム、イッテルビウム等の希土類金属、などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいが、安定性と電子注入性とを両立させる観点からは、２種以上を好適に併用することができる。
　これらの中でも、陰極としては、電子注入性の点で、アルカリ金属やアルカリ土類金属が好ましく、保存安定性に優れる点で、アルミニウムを主体とする材料が好ましい。
　前記アルミニウムを主体とする材料とは、アルミニウム単独、アルミニウムと０．０１質量％～１０質量％のアルカリ金属又はアルカリ土類金属との合金若しくはこれらの混合物（例えば、リチウム－アルミニウム合金、マグネシウム－アルミニウム合金など）をいう。
　電極の形成方法については、特に制限はなく、公知の方法に従って行うことができる。電極の形成方法としては、例えば、印刷方式、コーティング方式等の湿式方式；真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の物理的方式；ＣＶＤ、プラズマＣＶＤ法等の化学的方式、などが挙げられる。電極は、これらの形成方法の中から、電極を構成する材料との適性を考慮し、適宜選択した方法に従って、基板上に形成することができる。例えば、陽極の材料としてＩＴＯを選択する場合には、直流又は高周波スパッタ法、真空蒸着法、イオンプレーティング法等に従って陽極を形成することができる。陰極の材料として金属等を選択する場合には、その１種又は２種以上を同時又は順次にスパッタ法等に従って陰極を形成することができる。
　なお、電極を形成する際にパターニングを行う場合は、フォトリソグラフィー等による化学的エッチングによって行ってもよいし、レーザー等による物理的エッチングによって行ってもよく、また、マスクを重ねて真空蒸着やスパッタ等をして行ってもよいし、リフトオフ法や印刷法によって行ってもよい。
（基板）
　本発明の有機電界発光素子は、基板上に設けられていることが好ましく、電極と基板とが直接接する形で設けられていてもよいし、中間層を介在する形で設けられていてもよい。
　基板の材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばイットリア安定化ジルコニア（ＹＳＺ）、ガラス（無アルカリガラス、ソーダライムガラス等）等の無機材料；ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル；ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、ポリイミド、ポリシクロオレフィン、ノルボルネン樹脂、ポリ（クロロトリフルオロエチレン）等の有機材料、などが挙げられる。
　基板の形状、構造、大きさ等については、特に制限はなく、有機電界発光素子の用途、目的等に応じて適宜選択することができる。一般的には、基板の形状としては、板状であることが好ましい。基板の構造としては、単層構造であってもよいし、積層構造であってもよく、また、単一部材で形成されていてもよいし、２以上の部材で形成されていてもよい。基板は透明でも不透明でもよく、透明な場合は無色透明でも有色透明でもよい。
　基板には、その表面又は裏面に透湿防止層（ガスバリア層）を設けることができる。
　透湿防止層（ガスバリア層）の材料としては、例えば窒化珪素、酸化珪素等の無機物などが挙げられる。透湿防止層（ガスバリア層）は、例えば高周波スパッタリング法などにより形成することができる。
（保護層）
　有機電界発光素子全体は、保護層によって保護されていてもよい。
　保護層に含まれる材料としては、水分や酸素等の素子劣化を促進するものが素子内に入ることを抑止する機能を有しているものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばＩｎ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ａｕ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｎｉ等の金属；ＭｇＯ、ＳｉＯ、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＧｅＯ、ＮｉＯ、ＣａＯ、ＢａＯ、Ｆｅ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、ＴｉＯ２等の金属酸化物；ＳｉＮｘ、ＳｉＮｘＯｙ等の金属窒化物；ＭｇＦ２、ＬｉＦ、ＡｌＦ３、ＣａＦ２等の金属フッ化物；ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルメタクリレート、ポリイミド、ポリウレア、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリジクロロジフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレンとジクロロジフルオロエチレンとの共重合体、テトラフルオロエチレンと少なくとも１種のコモノマーとを含むモノマー混合物を共重合させて得られる共重合体、共重合主鎖に環状構造を有する含フッ素共重合体、吸水率１％以上の吸水性物質、吸水率０．１％以下の防湿性物質、などが挙げられる。
　保護層の形成方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。保護層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、反応性スパッタリング法、ＭＢＥ（分子線エピタキシ）法、クラスターイオンビーム法、イオンプレーティング法、プラズマ重合法（高周波励起イオンプレーティング法）、プラズマＣＶＤ法、レーザーＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、ガスソースＣＶＤ法、コーティング法、印刷法、転写法などが挙げられる。
（封止容器）
　本発明の有機電界発光素子は、封止容器を用いて素子全体が封止されていてもよい。更に、封止容器と有機電界発光素子の間の空間には、水分吸収剤又は不活性液体を封入してもよい。
　水分吸収剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば酸化バリウム、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化カルシウム、硫酸ナトリウム、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム、五酸化燐、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、塩化銅、フッ化セシウム、フッ化ニオブ、臭化カルシウム、臭化バナジウム、モレキュラーシーブ、ゼオライト、酸化マグネシウム、などが挙げられる。
　不活性液体としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばパラフィン類、流動パラフィン類；パーフルオロアルカン、パーフルオロアミン、パーフルオロエーテル等のフッ素系溶剤；塩素系溶剤、シリコーンオイル類、などが挙げられる。
（樹脂封止層）
　本発明の有機電界発光素子は、大気からの酸素や水分による素子性能劣化を樹脂封止層により封止することで抑制することが好ましい。
　樹脂封止層の樹脂素材としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばアクリル樹脂、エポキシ樹脂、フッ素系樹脂、シリコーン系樹脂、ゴム系樹脂、エステル系樹脂、などが挙げられる。これらの中でも、水分防止機能の点からエポキシ樹脂が特に好ましい。前記エポキシ樹脂の中でも熱硬化型エポキシ樹脂、又は光硬化型エポキシ樹脂が好ましい。
　樹脂封止層の作製方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、樹脂溶液を塗布する方法、樹脂シートを圧着又は熱圧着する方法、蒸着やスパッタリング等により乾式重合する方法、などが挙げられる。
（封止接着剤）
　本発明の有機電界発光素子は、封止接着剤を用いて封止されてもよい。
　本発明に用いられる封止接着剤は、端部よりの水分や酸素の侵入を防止する機能を有する。
　封止接着剤の材料としては、前記樹脂封止層で用いる材料と同じものを用いることができる。これらの中でも、水分防止の点からエポキシ系の接着剤が好ましく、光硬化型接着剤あるいは熱硬化型接着剤が特に好ましい。
　封止接着剤にフィラーを添加することも好ましい。フィラーとしては、例えばＳｉＯ２、ＳｉＯ（酸化ケイ素）、ＳｉＯＮ（酸窒化ケイ素）、ＳｉＮ（窒化ケイ素）等の無機材料が好ましい。該フィラーの添加により、封止接着剤の粘度が上昇し、加工適正が向上し、及び耐湿性が向上する。
　封止接着剤は、乾燥剤を含有してもよい。乾燥剤としては、例えば酸化バリウム、酸化カルシウム、酸化ストロンチウム、などが挙げられる。前記乾燥剤の添加量は、前記封止接着剤に対し０．０１質量％～２０質量％が好ましく、０．０５質量％～１５質量％がより好ましい。前記添加量が、０．０１質量％未満であると、乾燥剤の添加効果が薄れることになり、２０質量％を超えると、封止接着剤中に乾燥剤を均一分散させることが困難になることがある。
　本発明においては、乾燥剤の入った封止接着剤をディスペンサー等により任意量塗布し、塗布後第２基板を重ねて、硬化させることにより封止することができる。
　図１は、本発明の有機電界発光素子の層構成の一例を示す概略図である。有機ＥＬ素子１０は、ガラス基板１上に形成された陽極２（例えばＩＴＯ電極）と、正孔注入層３と、正孔輸送層４と、発光層５と、第一電子輸送層６と、第二電子輸送層７と、陰極８（例えばＡｌ－Ｌｉ電極）とをこの順に積層してなる層構成を有する。なお、陽極２（例えばＩＴＯ電極）と陰極８（例えばＡｌ－Ｌｉ電極）とは電源を介して互いに接続されている。この層構成において、正孔注入層３及び正孔輸送層４の少なくとも一方の層は、特定有機層である。
（駆動）
　本発明の有機電界発光素子は、陽極と陰極との間に直流（必要に応じて交流成分を含んでもよい）電圧（通常２ボルト～１５ボルト）、又は直流電流を印加することにより、発光を得ることができる。
　本発明の有機電界発光素子は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）によりアクティブマトリックスへ適用することができる。薄膜トランジスタの活性層としてアモルファスシリコン、高温ポリシリコン、低温ポリシリコン、微結晶シリコン、酸化物半導体、有機半導体、カーボンナノチューブ等を適用することができる。
　本発明の有機電界発光素子は、例えば国際公開２００５／０８８７２６号パンフレット、特開２００６－１６５５２９号公報、米国特許出願公開２００８／０２３７５９８Ａ１明細書などに記載の薄膜トランジスタを適用することができる。
　本発明の有機電界発光素子は、特に制限はなく、種々の公知の工夫により、光取り出し効率を向上させることができる。例えば、基板表面形状を加工する（例えば微細な凹凸パターンを形成する）、基板、ＩＴＯ層、有機層の屈折率を制御する、基板、ＩＴＯ層、有機層の厚みを制御すること等により、光の取り出し効率を向上させ、外部量子効率を向上させることが可能である。
　本発明の有機電界発光素子からの光取り出し方式は、トップエミッション方式であってもボトムエミッション方式であってもよい。
　本発明の有機電界発光素子は、共振器構造を有してもよい。共振器構造は、例えば、透明基板上に、屈折率の異なる複数の積層膜よりなる多層膜ミラー、透明又は半透明電極、発光層、及び金属電極を重ね合わせて有する構造である。発光層で生じた光は多層膜ミラーと金属電極を反射板としてその間で反射を繰り返し共振する。
　共振器構造の別の好ましい態様では、透明基板上に、透明又は半透明電極と金属電極がそれぞれ反射板として機能して、発光層で生じた光はその間で反射を繰り返し共振する。
　共振構造を形成するためには、２つの反射板の有効屈折率、反射板間の各層の屈折率と厚みから決定される光路長を所望の共振波長の得るのに最適な値となるよう調整される。第１の態様の場合の計算式は、特開平９－１８０８８３号公報に記載されている。第２の態様の場合の計算式は、特開２００４－１２７７９５号公報に記載されている。
（用途）
　本発明の有機電界発光素子の用途としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、表示素子、ディスプレイ、バックライト、電子写真、照明光源、記録光源、露光光源、読み取り光源、標識、看板、インテリア、光通信等に好適に利用できる。
　有機ＥＬディスプレイをフルカラータイプのものとする方法としては、例えば「月刊ディスプレイ」、２０００年９月号、３３～３７ページに記載されているように、色の３原色（青色（Ｂ）、緑色（Ｇ）、赤色（Ｒ））に対応する光をそれぞれ発光する有機ＥＬ素子を基板上に配置する３色発光法、白色発光用の有機電界発光素子による白色発光をカラーフィルターを通して３原色に分ける白色法、青色発光用の有機電界発光素子による青色発光を蛍光色素層を通して赤色（Ｒ）及び緑色（Ｇ）に変換する色変換法、などが知られている。また、上記方法により得られる異なる発光色の有機電界発光素子を複数組み合わせて用いることにより、所望の発光色の平面型光源を得ることができる。例えば、青色及び黄色の発光素子を組み合わせた白色発光光源青色、緑色、赤色の発光素子を組み合わせた白色発光光源、などが挙げられる。
　２００９年８月２１日に出願された日本国特許出願第２００９－１９２５０５号の開示はその全体が参照により本明細書に取り込まれる。
　本明細書に記載された全ての文献、特許出願、及び技術規格は、個々の文献、特許出願、および技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。
　以下、本発明の実施例を説明するが、本発明は、これらの実施例に何ら限定されるものではない。
［比較例１］
（有機電界発光素子の作製）
　０．５ｍｍ厚み、２．５ｃｍ角のガラス基板を洗浄容器に入れ、２－プロパノール中で超音波洗浄した後、３０分間ＵＶ－オゾン処理を行った。このガラス基板上に真空蒸着法にて以下に示す各層を形成した。なお、以下の実施例及び比較例における蒸着速度は、特に断りのない場合は０．２ｎｍ／秒である。蒸着速度は水晶振動子を用いて測定した。以下に記載の各層の膜厚も水晶振動子を用いて測定した。
＜陽極＞
　ガラス基板上に、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）を、厚み１００ｎｍにスパッタ蒸着した。
＜正孔注入層＞
　陽極（ＩＴＯ）上に、マトリックス材料として２－ＴＮＡＴＡ（4,4',4''-Tris(N-(2-naphtyl)-N-phenyl-amino)-triphenyla mine）と、ドーパント材料としてマトリックス材料に対して１質量％のＦ４－ＴＣＮＱ（2,3,5,6-tetrafluoro-7,7,8,8-tetracyanoquinodimethane）とを、厚み１２０ｎｍに共蒸着して、正孔注入層を形成した。
＜第一正孔輸送層＞
　正孔注入層上に、α－ＮＰＤ(Bis[N-(1-naphthyl)-N-pheny]benzidine)を、厚み７ｎｍに蒸着して、第一正孔輸送層を形成した。
＜第二正孔輸送層＞　
　第一正孔輸送層上に、正孔輸送材料１（下記構造）を、厚み３ｎｍに蒸着して、第二正孔輸送層を形成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000031
 
＜発光層＞
　第二正孔輸送層上に、ホスト材料１（下記構造）と、該ホスト材料１に対して１０質量％の燐光発光材料である白金錯体１（下記構造）をドープした発光層を、３０ｎｍの厚みに蒸着して、発光層を形成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000032
 
＜第一電子輸送層＞
　発光層上に、第一電子輸送層としてＢＡｌｑ（Bis-(2-methyl-8-quinolinolato)-4-(phenyl-phenolate)-aluminium (III)）を厚み１０ｎｍに蒸着して、第一電子輸送層を形成した。
＜第二電子輸送層＞
　第一電子輸送層上に、ＢＣＰ（2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline、下記構造）及びＬｉを、以下に示す蒸着速度で厚み２０ｎｍに共蒸着して、第二電子輸送層を形成した。
　ＢＣＰ：０．２ｎｍ／秒
　Ｌｉ　：０．１５ｎｍ／分
＜電子注入層＞
　電子輸送層の上にＬｉＦを厚み１ｎｍに蒸着した。
＜陰極＞
　電子注入層上に、陰極用にパタ－ニングしたマスク（発光領域が２ｍｍ×２ｍｍとなるマスク）を設置し、金属アルミニウムを厚み１００ｎｍとなるように蒸着して、陰極を形成した。
　以上により作製した積層体を、アルゴンガスで置換したグロ－ブボックス内に入れ、ステンレス製の封止缶、及び紫外線硬化型の封止接着剤（ＸＮＲ５５１６ＨＶ、長瀬チバ（株）製）を用いて封止した。
　以上により、比較例１の有機電界発光素子を作製した。
［比較例２］
　正孔注入層の形成において、ドーパント材料として用いた１質量％のＦ４－ＴＣＮＱに代えて３０質量％のＭｏＯ３を用いた以外は、比較例１と同様にして、比較例２の有機電界発光素子を作製した。
［比較例３］
　正孔注入層の形成において、マトリックス材料として用いた２－ＴＮＡＴＡに代えてホスト材料１を用い、第一正孔輸送層をホスト材料１を厚み１０ｎｍに蒸着して形成し、第二正孔輸送層を形成しなかった以外は、比較例１と同様にして、比較例３の有機電界発光素子を作製した。
［比較例４］
　発光層の形成において、発光材料として用いた白金錯体１に代えて、白金錯体２（下記構造）を用いた以外は、比較例１と同様にして、比較例４の有機電界発光素子を作製した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000033
 
［比較例５］
　発光層の形成において、発光材料として用いた白金錯体１に代えて、白金錯体２を用いた以外は、比較例３と同様にして、比較例５の有機電界発光素子を作製した。
［比較例６］
　正孔注入層の形成において、マトリックス材料として用いたホスト材料１に代えて、ＣＢＰ（4,4'-bis[9-dicarbazolyl]-2,2'-biphenyl）を用いた以外は、比較例５と同様にして、比較例６の有機電界発光素子を作製した。
［比較例７］
　正孔注入層の形成において、マトリックス材料として用いたホスト材料１に代えて、ｍＣＰ（N,N’-dicarbazolyl-3,5-benzene）を用いた以外は、比較例５と同様にして、比較例７の有機電界発光素子を作製した。
［比較例８］
　正孔注入層の形成において、マトリックス材料として用いたホスト材料１に代えて正孔輸送材料１を用いた以外は、比較例５と同様にして、比較例８の有機電界発光素子を作製した。
［比較例９］
　正孔注入層の形成において、マトリックス材料として用いたホスト材料１に代えて下記構造式で表される正孔輸送材料２（下記構造）を用いた以外は、比較例５と同様にして、比較例８の有機電界発光素子を作製した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000034
 
［比較例１０］
　正孔注入層を、マトリックス材料としてα－ＮＰＤと、該マトリックス材料に対して３０質量％のＭｏＯ３とを用いて、厚み１２０ｎｍに共蒸着して形成した以外は、比較例４と同様にして、比較例１０の有機電界発光素子を作製した。
［比較例１１］
　正孔注入層の形成において、マトリックス材料として用いたα－ＮＰＤに代えて、ＴＰＤ（N,N’-Diphenyl-N,N’-di(m-tolyl)-benzidine）を用い、第一正孔輸送層をＴＤＰを厚み７ｎｍに蒸着して形成した以外は、比較例１０と同様にして、比較例１１の有機電界発光素子を作製した。
［比較例１２］
　正孔注入層の形成において、マトリックス材料として用いたＴＰＤに代えて、正孔輸送材料３を用い、第一正孔輸送層を正孔輸送材料３（下記構造）を厚み１０ｎｍに蒸着して形成し、第二正孔輸送層を形成しなかったこと以外は、比較例１０と同様にして、比較例１２の有機電界発光素子を作製した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000035
 
［実施例１］
　正孔注入層を、マトリックス材料としてホスト材料１と、該マトリックス材料に対して３０質量％のＭｏＯ３とを用いて、厚み１２０ｎｍに共蒸着して形成し、第一正孔輸送層を、ホスト材料１を厚み７ｎｍに蒸着して形成し、第二正孔輸送層を形成しなかった以外は、比較例１と同様にして、実施例１の有機電界発光素子を作製した。
［実施例２］
　正孔注入層の形成において、ドーパント材料として用いたＭｏＯ３に代えてＷＯ３を用いた以外は、実施例１と同様にして、実施例２の有機電界発光素子を作製した。
［実施例３］
　正孔注入層の形成において、ドーパント材料として用いたＭｏＯ３に代えてＲｅＯ３を用いた以外は、実施例１と同様にして、実施例３の有機電界発光素子を作製した。
［実施例４］
　正孔注入層を、マトリックス材料としてホスト材料１と、該マトリックス材料に対して３０質量％のＭｏＯ３とを用いて、厚み１２０ｎｍに共蒸着して形成し、第一正孔輸送層を、ホスト材料１を厚み１０ｎｍに蒸着して形成し、第二正孔輸送層を形成しなかった以外は、比較例４と同様にして、実施例４の有機電界発光素子を作製した。
［実施例５］
　正孔注入層の形成において、マトリックス材料として用いたＦ４－ＴＣＮＱに代えてＣＢＰを用いた以外は、実施例４と同様にして、実施例５の有機電界発光素子を作製した。
［実施例６］
　正孔注入層の形成において、マトリックス材料として用いたＦ４－ＴＣＮＱに代えてｍＣＰを用いた以外は、実施例４と同様にして、実施例６の有機電界発光素子を作製した。
［実施例７］
　正孔注入層の形成において、マトリックス材料として用いたＦ４－ＴＣＮＱに代えて正孔輸送材料１を用いた以外は、実施例４と同様にして、実施例７の有機電界発光素子を作製した。
［実施例８］
　正孔注入層の形成において、マトリックス材料として用いたＦ４－ＴＣＮＱに代えて正孔輸送材料２を用いた以外は、実施例４と同様にして、実施例８の有機電界発光素子を作製した。
　以上により作製した実施例１～８及び比較例１～１２の有機電界発光素子について、陽極から発光層までの間に存在する有機層（正孔注入層、正孔輸送層、及び発光層）の構成を、下記表１及び２にまとめて示す。実施例１～８においては、正孔注入層が本発明における特定有機層である。
　また、各有機電界発光素子における正孔注入層に用いてマトリック材料のＩｐ（ｅＶ）、及びドーパント材料の電子受容準位（ｅＶ）を前述の方法に測定し、測定値を下記表１及び２に併記した。
［有機電界発光素子の評価］
　実施例１～８及び比較例１～１２の有機電界発光素子について、以下の各評価を行った
＜外部量子効率と駆動電圧の測定＞
　東陽テクニカ株式会社製ソースメジャーユニット２４００を用いて、直流電圧を各素子に印加し、発光させた。発光スペクトル・輝度は、トプコン社製スペクトルアナライザーＳＲ－３を用いて測定し、得られた測定値をもとに電流が１０ｍＡ／ｃｍ２における外部量子効率を、輝度換算法により算出した。また、同電流における電圧を、駆動電圧とした。結果を表１及び表２に併記する。
　なお、外部量子効率及び駆動電圧の測定結果は、表１については、比較例１の有機電界発光素子の外部量子効率及び駆動電圧を１００とした相対値として、表２については、比較例４の有機電界発光素子の外部量子効率及び駆動電圧を１００とした相対値として示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000036
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000037
　表１及び表２の結果から、特定有機層である正孔注入層に、Ｉｐが５．４ｅＶ以上のマトリックス材料（特定マトリックス材料）と、電子受容準位が５．７ｅＶの電子受容性ドーパント（特定ドーパント材料）とを含有する実施例１～８の各有機電界発光素子は、いずれも外部量子効率が高く、且つ駆動電圧は低い有機電界発光素子であることが確認された。
　一方、正孔注入層に含有されるマトリックス材料及びドーパント材料の一方又は双方が本発明の範囲外である比較例１～１２の各有機電界発光素子は、実施例の有機電界発光素子との対比において、外部量子効率及び駆動電圧のいずれについても劣るものであった。
　更に、実施例１及び実施例４の有機電界発光素子からは、正孔注入層に用いたマトリックス材料と、発光層におけるホスト材料とが同じ化合物した場合、より外部量子効率が高く、且つ駆動電圧は低い有機電界発光素子となること確認された。
　一方、比較例３及び比較例５の有機電界発光素子からは、発光層におけるホスト材料に同じ化合物を用いた場合であっても、実施例の有機電界発光素子との対比において、外部量子効率及び駆動電圧のいずれについても劣るものであった。
＜有機層の着色の有無＞
　さらに、各有機電界発光素子における有機層の着色の有無について、吸収スペクトル測定により確認した。その結果、実施例の各有機電界発光素子は、いずれも有機層の着色は確認されなかった。
　一方、マトリックス材料としてＩｐが５．４ｅＶのα－ＮＰＤと、ドーパント材料としてＭｏＯ３とを用いて、正孔注入層を形成した比較例１０の有機電界発光素子については、黄色の着色が確認された。
　本発明の有機電界発光素子は、優れた発光効率と駆動電圧の低減とを両立することができるので、例えば表示素子、ディスプレイ、バックライト、電子写真、照明光源、記録光源、露光光源、読み取り光源、標識、看板、インテリア、光通信などに好適に用いられる。

Claims (9)

  1. 　陽極と陰極との間に、発光材料とホスト材料とを含有する発光層を含む少なくとも１層の有機層を有してなり、前記陽極と前記発光層との間に、イオン化ポテンシャル（Ｉｐ）が５．８ｅＶ以上であるマトリックス材料、及び電子を受け取る準位が５．７ｅＶ以上である電子受容性ドーパントを含有する有機層を少なくとも１層有する有機電界発光素子。
  2. 　前記電子受容性ドーパントが、無機酸化物である請求項１に記載の有機電界発光素子。
  3. 　前記無機酸化物が、ＭｏＯ３、ＲｅＯ３、ＷＯ３、及びＶ２Ｏ５からなる群から選択された無機酸化物である請求項２に記載の有機電界発光素子。
  4. 　前記マトリックス材料が、カルバゾール誘導体から選択されたイオン化ポテンシャル（Ｉｐ）が５．８ｅＶ以上の化合物である請求項１～請求項３のいずれか１項に記載の有機電界発光素子。
  5. 　前記マトリックス材料が、下記一般式（Ｉ）、一般式（ＩＩ）及び一般式（ＩＩＩ）で表される化合物から選択されたイオン化ポテンシャル（Ｉｐ）が５．８ｅＶ以上の化合物である請求項１～請求項３のいずれか１項に記載のの有機電界発光素子。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
     
    　一般式（Ｉ）中、Ｒ１、Ｒ２及びＲ３は、それぞれ独立に、水素原子、重水素原子又は置換基を表し、各カルバゾール部位が有する複数のＲ１及びＲ２、及びフェニル部位が有する複数のＲ３は、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。
    　一般式（ＩＩ）中、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６及びＲ７は、それぞれ独立に、水素原子、重水素原子又は置換基を表し、各カルバゾール部位が有する複数のＲ４及びＲ５、及び各フェニル部位が有する複数のＲ６及びＲ７は、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。
    　一般式（ＩＩＩ）中、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０及びＲ１１は、それぞれ独立に、水素原子、重水素原子又は置換基を表し、カルバゾール部位が有する複数のＲ９、各フェニル部位が有する複数のＲ１０及びＲ１１、及びピリミジン部位が有する複数のＲ８は、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。
  6. 　前記電子受容性ドーパントの濃度が、該電子受容性ドーパントを含有する１層の有機層における前記マトリックス材料の全質量に対し、１質量％以上５０質量％以下である請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の有機電界発光素子。
  7. 　前記ホスト材料と前記マトリックス材料とが同じ化合物である請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の有機電界発光素子。
  8. 　前記発光材料が、緑色発光若しくは青色発光する蛍光発光材料、又は緑色発光若しくは青色発光する燐光発光材料である請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の有機電界発光素子。
  9. 　前記マトリックス材料と前記電子受容性ドーパントとを含有する有機層が、前記陽極に隣接した有機層である請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の有機電界発光素子。
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