WO2016088513A1 - 有機エレクトロルミネッセンス素子 - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to an organic electroluminescence device, and more particularly to a high-efficiency and long-life organic electroluminescence device.
  • a multi-unit organic EL element is an effective method for realizing a long-life organic electroluminescence (EL) element (for example, see Non-Patent Document 1).
  • organic EL elements such as electric bulletin board use, traffic lights, various lighting, passenger car / motorcycle / bicycle lamps, lighting light sources, etc. used as monochromatic light outdoors.
  • LEDs, incandescent lamps, and fluorescent lamps have been used from the viewpoints of efficiency, life, and reliability.
  • the reason for the decrease in the light emission lifetime at the same luminance and the efficiency of the organic EL element is that the light emitted from the light emitting layer on the reflective electrode side is present on the transmissive electrode side of the light emitting layer (particularly, the organic layer) There is an absorption loss absorbed by the light-emitting layer, and light absorption by the light-emitting dopant in the light-emitting layer existing on the side of the transmissive electrode with respect to the light-emitting layer.
  • the present invention has been made in view of the above problems and situations, and a problem to be solved is to provide a highly efficient and long-life organic electroluminescence element.
  • the present inventor in the process of examining the cause of the above problems, the light emitting layer of the Nth light emitting unit and the light emitting layer of the (N + 1) th light emitting unit from the translucent electrode side. Includes a light-emitting dopant whose emission color is the same color system, the maximum emission maximum wavelength ⁇ N (max) of the EL spectrum of the light-emitting dopant in the light-emitting layer of the N-th light-emitting unit, and the light emission of the (N + 1) -th light-emitting unit It has been found that a high-efficiency and long-life organic electroluminescence device can be provided by making the difference between the maximum emission maximum wavelength ⁇ N + 1 (max) of the EL spectrum of the light-emitting dopant in the layer within a specific numerical range, and It came.
  • the light emitting layer of the Nth light emitting unit and the light emitting layer of the (N + 1) th light emitting unit from the translucent electrode side contain a light emitting dopant whose emission color is the same color system,
  • An organic electroluminescence device characterized in that the wavelength ⁇ N + 1 (max) satisfies the following conditional expression (1).
  • optical distance from the translucent electrode to the light emitting layer of the Nth light emitting unit and the optical distance from the translucent electrode to the light emitting layer of the (N + 1) th light emitting unit are expressed by the following conditional expression (2
  • the organic electroluminescence device according to item 1 characterized in that:
  • All the light emitting layers of the plurality of light emitting units contain a light emitting dopant whose emission color is the same color system,
  • the above-described means of the present invention can provide a highly efficient and long-life organic electroluminescence element.
  • FIG. 1 shows the EL spectrum E N + 1 of the light-emitting dopant used in the light-emitting layer of the (N + 1) -th light-emitting unit, and the EL spectrum E N and absorption spectrum A N of the light-emitting dopant used in the light-emitting layer of the N-th light-emitting unit. It shows.
  • An overlapping region S is formed at the bottom of the EL spectrum E N + 1 on the short wavelength side and the bottom of the absorption spectrum A N on the long wavelength side.
  • the overlapping region S shown in FIG. 1 is large, and as a result, the light emitting layer on the reflective electrode side.
  • the light emission from the light-emitting layer is absorbed by the light-emitting dopant in the light-emitting layer closer to the transmissive electrode than the light-emitting layer, and the light emission efficiency in the light-emitting dopant in the light-emitting layer on the transmissive electrode side is further reduced.
  • the light emission efficiency in the light-emitting dopant in the light-emitting layer on the transmissive electrode side is further reduced.
  • the maximum emission maximum wavelength ⁇ N (max) of the EL spectrum of the light emitting dopant in the light emitting layer of the Nth light emitting unit and the EL spectrum of the light emitting dopant in the light emitting layer of the (N + 1) th light emitting unit By adjusting the optical distance from the light emitting layer of each light emitting unit to the semi-transmissive electrode so that the difference from the maximum light emission maximum wavelength ⁇ N + 1 (max) is within a specific numerical range, As a result, the light emission from the light emitting layer in the (N + 1) th light emitting unit reduces the absorption loss absorbed by the light emitting layer material (including the host compound) in the Nth light emitting unit. It is considered that the photo-degradation of the dopant material is suppressed, and the efficiency and long life of the element itself can be increased.
  • the light emitting layer of the Nth light emitting unit and the light emitting layer of the (N + 1) th light emitting unit from the translucent electrode side contain a light emitting dopant whose emission color is the same color system
  • the maximum emission maximum wavelength ⁇ N (max) of the EL spectrum of the emission dopant in the emission layer of the Nth light emitting unit and the maximum emission maximum wavelength ⁇ N + 1 of the EL spectrum of the emission dopant in the emission layer of the (N + 1) th emission unit. max) satisfies the conditional expression (1).
  • the optical distance from the semi-transmissive electrode to the light emitting layer of the Nth light emitting unit, and the light emission of the (N + 1) th light emitting unit from the semitransmissive electrode It is preferable that the optical distance to the layer satisfies the conditional expression (2).
  • the maximum emission maximum wavelength ⁇ N (max) of the EL spectrum of the emission dopant in the light emitting layer of the Nth light emitting unit and the light emitting layer of the (N + 1) th light emitting unit It is preferable that the maximum emission maximum wavelength ⁇ N + 1 (max) of the EL spectrum of the luminescent dopant in the above satisfies the conditional expression (3), more preferably the conditional expression (4).
  • the light emitting layers of the plurality of light emitting units contain a light emitting dopant whose emission color is the same color.
  • ⁇ representing a numerical range is used in the sense that numerical values described before and after the numerical value range are included as a lower limit value and an upper limit value.
  • the organic EL element of the present invention has a plurality of light emitting units between a pair of semi-transmissive electrodes (also referred to as anodes) and a reflective electrode (also referred to as cathode), and charge generation is generated between the light emitting units.
  • the light emitting layer of the Nth light emitting unit and the light emitting layer of the (N + 1) th light emitting unit from the translucent electrode side contain a light emitting dopant whose emission color is the same color system.
  • the maximum emission maximum wavelength ⁇ N (max) of the EL spectrum of the luminescent dopant in the light emitting layer of the light emitting unit, and the maximum emission maximum wavelength ⁇ N + 1 (max) of the EL spectrum of the luminescent dopant in the light emitting layer of the (N + 1) th light emitting unit Satisfies the following conditional expression (1).
  • the light emitting dopant contained in the light emitting layer of the Nth light emitting unit and the light emitting layer of the (N + 1) th light emitting unit It is also possible to control by the method of changing the luminescent dopant contained.
  • the organic EL element of the present invention has an optical distance from the semi-transmissive electrode to the light emitting layer of the Nth light emitting unit and an optical distance from the semitransmissive electrode to the light emitting layer of the (N + 1) th light emitting unit. It is preferable that the following conditional expression (2) is satisfied.
  • An organic EL element 1 shown in FIG. 2 includes a semi-transmissive electrode 2, a first light emitting unit 4, a charge generating unit 6, a second light emitting unit 8, and a reflective electrode 10.
  • the first light-emitting unit 4 and the second light-emitting unit 8 are respectively composed of layers 4a and 8a having a hole transporting property composed of a hole injection layer, a hole transport layer, an electron blocking layer, and the like, and light emitting layers 4b and 8b. It has layers 4c and 8c having an electron transporting property composed of a hole blocking layer, an electron transport layer, an electron injection layer, and the like.
  • the organic EL element 1 includes at least a light emitting organic material in the light emitting layers 4b and 8b.
  • the light emitting organic material has the same color from among blue (B), green (G), red (R), and the like.
  • the organic EL element 1 has a so-called bottom emission type configuration in which light is extracted from the translucent electrode 2 side.
  • the optical distances n 1 d 1 and n 2 d 2 from the translucent electrode 2 to the light emitting layers 4b and 8b are set to (2m + 1) / 4 times the light emission wavelength of the light emitting dopant. While adjusting, the maximum emission maximum wavelength ⁇ 1 (max) of the EL spectrum of the luminescent dopant in the light emitting layer 4b at that time is the maximum emission maximum wavelength ⁇ 2 (max) of the EL spectrum of the luminescent dopant in the light emitting layer 8b. External extraction efficiency is improved by adjusting the optical distance so as to be on the short wavelength side within the range of 1 to 50 nm.
  • the optical distance is appropriately changed in any layer thickness between the light emitting layer and the semi-transmissive electrode, for example, the layers 4a and 8a having hole transporting property, the light emitting layer 4b, the layer 4c having electron transporting property, and the like. To be adjusted.
  • the refractive index and the optical distance are values measured and analyzed by regarding all the layers sandwiched between the semi-transmissive electrode and the light emitting layer as one layer.
  • the refractive index and the layer thickness can be measured, for example, by using a UVSEL / FUV-FGMS manufactured by Horiba JYOBIN-YVON as a spectroscopic ellipsometer or an FE3000 manufactured by Otsuka Electronics as a reflective spectral film thickness meter.
  • the analysis is performed with Cauchy (n (refractive index): variable, k (attenuation coefficient): fixed without wavelength) in the wavelength range of 500 to 800 nm, and the refractive index and the layer thickness are measured.
  • the refractive index and the optical distance may be measured by forming a layer to be measured on a silicon wafer, or may be measured with a focused ion beam (FIB) or the like after the element or panel is manufactured. Minutes may be separated or measured.
  • FIB focused
  • the maximum emission maximum wavelength of the emission spectrum of the emission dopant in the emission layer of the Nth emission unit is the maximum emission of the emission spectrum of the emission dopant in the emission layer of the (N + 1) th emission unit. It is preferably 5 to 50 nm shorter than the maximum wavelength, and more preferably 20 to 50 nm shorter.
  • all the light emitting layers of the organic EL element contain a light emitting dopant whose emission color is the same color.
  • N is preferably an integer of 1 to 4.
  • the organic EL element of the present invention can increase the color purity in the same color system because each light emitting unit is sufficiently separated by the charge generation unit or the like and can suppress the Forster transition.
  • a hole blocking layer (also referred to as a hole blocking layer) may be provided between the light emitting layer and the reflective electrode or the charge generation unit, and the light emitting layer and the semitransparent electrode or charge generation may be provided.
  • An electron blocking layer (also referred to as an electron barrier layer) may be provided between the units.
  • Different second and third hole transport layers and electron transport layers may be formed. In the above element configuration, the case where N is an integer of 1 to 4, that is, the number of light emitting units is 2 to 5, but the number of light emitting units may be 6 or more.
  • the light emitting layer of the Nth light emitting unit and the light emitting layer of the (N + 1) th light emitting unit from the translucent electrode side contain a light emitting dopant whose emission color is the same color system. It is characterized by.
  • the same color system is a color system belonging to the same color system.
  • red system light means red light having a wavelength band of about 550 to 700 nm
  • green system light is about 480 to 600 nm.
  • Green light in the wavelength band of blue is blue light in the wavelength band of about 400 to 530 nm
  • the absolute value of the difference between the maximum emission maximum wavelengths of the EL spectrum is preferably within 50 nm.
  • each structure of the organic EL element demonstrated below is an example for demonstrating this embodiment, and it is also possible to apply another structure suitably in the range which can comprise the above-mentioned organic EL element. is there.
  • the organic EL element of the present invention has two continuous light-emitting units each having a light-emitting layer whose emission color is the same color system. When three or more light emitting units are included, it is preferable that the light emission colors of all the light emitting layers are the same color system.
  • the light emitting unit may appropriately include an organic layer such as a hole injection layer, a hole transport layer, an electron blocking layer, a hole blocking layer, an electron transport layer, and an electron injection layer in addition to the light emitting layer.
  • the light emitting layer is a layer including a light emitting organic semiconductor thin film that provides a field in which electrons and holes injected from an electrode or an adjacent layer are recombined to emit light via excitons.
  • the portion that emits light may be within the light emitting layer or at the interface between the light emitting layer and the adjacent layer.
  • the light emitting layer preferably includes at least one light emitting material including a light emitting organic material.
  • a phosphorescent light emitting material and a fluorescent light emitting material may be mixed, but it is preferable that the light emitting layer is composed only of the phosphorescent light emitting material or the fluorescent light emitting material.
  • the fluorescent light emitting layer and the phosphorescent light emitting layer are preferably host-dopant type light emitting layers.
  • the number of layers constituting the light emitting layer may be any number, and there may be a plurality of layers having the same light emission spectrum or light emission maximum wavelength.
  • the total thickness of the light emitting layer is not particularly limited, but it prevents the uniformity of the film to be formed, the application of unnecessary high voltage during light emission, and the improvement of the stability of the emission color against the drive current. From the viewpoint, it is preferable to adjust within the range of 5 to 200 nm, and more preferably within the range of 10 to 150 nm. Further, the thickness of each light emitting layer is preferably adjusted within a range of 5 to 200 nm, more preferably within a range of 10 to 40 nm.
  • Luminescent dopant As the luminescent dopant, a fluorescent luminescent dopant (also referred to as a fluorescent dopant or a fluorescent compound) and a phosphorescent dopant (also referred to as a phosphorescent dopant or a phosphorescent compound) are preferably used. .
  • the concentration of the light-emitting dopant in the light-emitting layer can be arbitrarily determined based on the specific dopant used and the device requirements.
  • the concentration of the light emitting dopant may be contained at a uniform concentration in the thickness direction of the light emitting layer, or may have an arbitrary concentration distribution.
  • a material other than the host compound and the light emitting dopant may be included as an assist dopant for the purpose of assisting light emission.
  • the phosphorescent dopant is a compound in which light emission from an excited triplet is observed, specifically, a compound that emits phosphorescence at room temperature (25 ° C.). , A compound having a phosphorescence quantum yield of 0.01 or more at 25 ° C. In the phosphorescent dopant used for a light emitting layer, a preferable phosphorescence quantum yield is 0.1 or more.
  • the phosphorescence quantum yield can be measured by the method described in Spectra II, page 398 (1992 edition, Maruzen) of Experimental Chemistry Course 4 of the 4th edition. The phosphorescence quantum yield in a solution can be measured using various solvents.
  • the phosphorescence emitting dopant used for the light emitting layer should just achieve the said phosphorescence quantum yield (0.01 or more) in any solvent.
  • an excited state of the host compound is generated by recombination of carriers on the host compound to which carriers are transported. It is an energy transfer type in which light is emitted from the phosphorescent dopant by transferring this energy to the phosphorescent dopant.
  • the other is a carrier trap type in which a phosphorescent dopant becomes a carrier trap, carrier recombination occurs on the phosphorescent dopant, and light emission from the phosphorescent dopant is obtained. In any case, it is a condition that the excited state energy of the phosphorescent dopant is lower than the excited state energy of the host compound.
  • a phosphorescent dopant it can select from the well-known material used for the light emitting layer of an organic EL element suitably, and can use it.
  • Specific examples of known phosphorescent dopants include Nature 395, 151 (1998), Appl. Phys. Lett. 78, 1622 (2001), Adv. Mater. 19, 739 (2007), Chem. Mater. 17, 3532 (2005), Adv. Mater. 17, 1059 (2005), International Publication No. 2009/100991, International Publication No. 2008/101842, International Publication No. 2003/040257, US Patent Application Publication No. 2006/835469, US Patent Application Publication No. 2006 /. No. 0202194, U.S. Patent Application Publication No.
  • JP2013-4245A structures represented by general formula (4), general formula (5), and general formula (6) described in paragraphs [0185] to [0235] of JP2013-4245A
  • Preferred examples thereof include compounds having the following formulas and exemplary compounds (Pt-1 to Pt-3, Os-1 and Ir-1 to Ir-45).
  • a preferable phosphorescent dopant is an organometallic complex having Ir as a central metal. More preferably, a complex containing at least one coordination mode of metal-carbon bond, metal-nitrogen bond, metal-oxygen bond, and metal-sulfur bond is preferable.
  • the fluorescent luminescent dopant is a compound that can emit light from an excited singlet, and is not particularly limited as long as light emission from the excited singlet is observed.
  • Examples of the fluorescent light-emitting dopant include anthracene derivatives, pyrene derivatives, chrysene derivatives, fluoranthene derivatives, perylene derivatives, fluorene derivatives, arylacetylene derivatives, styrylarylene derivatives, styrylamine derivatives, arylamine derivatives, boron complexes, coumarin derivatives, Examples include pyran derivatives, cyanine derivatives, croconium derivatives, squalium derivatives, oxobenzanthracene derivatives, fluorescein derivatives, rhodamine derivatives, pyrylium derivatives, perylene derivatives, polythiophene derivatives, rare earth complex compounds, and the like.
  • a light emitting dopant using delayed fluorescence may be used as the fluorescent light emitting dopant.
  • Specific examples of the luminescent dopant using delayed fluorescence include compounds described in, for example, International Publication No. 2011/156793, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-213643, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-93181, and the like.
  • the host compound is a compound mainly responsible for charge injection and transport in the light emitting layer, and its own light emission is not substantially observed in the organic EL element.
  • it is a compound having a phosphorescence quantum yield of phosphorescence emission of less than 0.1 at room temperature (25 ° C.), more preferably a compound having a phosphorescence quantum yield of less than 0.01.
  • the mass ratio in the layer is 20% or more among the compounds contained in a light emitting layer.
  • the excited state energy of the host compound is preferably higher than the excited state energy of the light-emitting dopant contained in the same layer.
  • the host compound may be used alone or in combination of two or more. By using a plurality of types of host compounds, it is possible to adjust the movement of electric charges, and it is possible to increase the efficiency of the organic EL element.
  • the compound conventionally used with the organic EL element can be used.
  • it may be a low molecular compound, a high molecular compound having a repeating unit, or a compound having a reactive group such as a vinyl group or an epoxy group.
  • Tg glass transition temperature
  • the glass transition point (Tg) is a value obtained by a method based on JIS K 7121 using DSC (Differential Scanning Calorimetry).
  • the host compound of the light emitting layer containing the phosphorescent dopant the lowest excited triplet energy (T 1) is preferably larger than 2.1 eV.
  • T 1 is larger than 2.1 eV, high luminous efficiency can be obtained.
  • the lowest excited triplet energy (T 1 ) is the peak energy of the emission band corresponding to the transition between the lowest vibrational bands of the phosphorescence emission spectrum observed at the liquid nitrogen temperature or the liquid helium temperature after dissolving the host compound in the solvent.
  • the hole injection layer (also referred to as “anode buffer layer”) is a layer provided between the anode and the light emitting layer in order to reduce driving voltage and improve light emission luminance.
  • An example of the hole injection layer is “Organic EL device and its industrialization front line (November 30, 1998, issued by NTT)”, Chapter 2, Chapter 2, “Electrode material” (pages 123-166). It is described in.
  • the hole injection layer is provided as necessary, and is provided between the anode or the charge generation unit and the light emitting layer or the hole transport layer as described above. Details of the hole injection layer are described in JP-A-9-45479, JP-A-9-260062, JP-A-8-288069 and the like.
  • A represents C or N.
  • X represents N or CR 0.
  • R 0 represents a hydrogen atom, a halogen atom, a cyano group, a nitro group, a formyl group, an acetyl group, or benzoyl.
  • R 1 and R 2 each independently represents a substituted alkyl group, aryl group, aralkyl group, alkylamino group, arylamino group, aralkylamino group or heterocyclic group.
  • Y, Y ′ and Y ′′ are substituted Represents an unsubstituted 5-membered aromatic heterocycle containing A and X as ring members or a 6-membered aromatic heterocycle containing A and X as ring members.
  • Y, Y ′ and Y ′′ may be the same May be different.
  • the alkyl group in R 0 of the general formula (1) preferably has 1 to 20 carbon atoms, and examples thereof include a linear alkyl group such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, and a hexyl group, and an isopropyl group. and branched chain alkyl groups such as t-butyl group.
  • the aryl group include a monocyclic aromatic hydrocarbon ring group such as a phenyl group, and a polycyclic aromatic hydrocarbon ring group such as a naphthyl group, an anthracenyl group, a pyrenyl group, and a perylenyl group.
  • an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms substituted with an aromatic hydrocarbon ring group such as a phenyl group, a biphenyl group, a naphthyl group, a terphenyl group, an anthracenyl group, a pyrenyl group, a perylenyl group, etc.
  • an aromatic hydrocarbon ring group such as a phenyl group, a biphenyl group, a naphthyl group, a terphenyl group, an anthracenyl group, a pyrenyl group, a perylenyl group, etc.
  • alkylamino group include an amino group substituted with an aliphatic hydrocarbon having 1 to 20 carbon atoms.
  • Examples of the arylamino group include an amino group substituted with an aromatic hydrocarbon ring group such as a phenyl group, a biphenyl group, a naphthyl group, a terphenyl group, an anthracenyl group, a pyrenyl group, and a perylenyl group.
  • Examples of the aralkylamino group include an aromatic hydrocarbon ring group such as a phenyl group, a biphenyl group, a naphthyl group, a terphenyl group, an anthracenyl group, a pyrenyl group, and a perylenyl group, and an aliphatic hydrocarbon having 1 to 20 carbon atoms.
  • heterocyclic group examples include pyrrolyl group, thienyl group, indolyl group, oxazolyl group, imidazolyl group, thiazolyl group, pyridyl group, pyrimidinyl group, piperazinyl group, thiophenyl group, furanyl group, and pyridazinyl group.
  • Examples of the alkyl group having 1 to 60 carbon atoms in R 1 and R 2 in the general formula (1) include a linear alkyl group such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, and a hexyl group, an isopropyl group, a t-butyl group, and the like. And branched chain alkyl groups.
  • Examples of the aryl group include a monocyclic aromatic hydrocarbon ring group such as a phenyl group, and a polycyclic aromatic hydrocarbon ring group such as a naphthyl group, an anthracenyl group, a pyrenyl group, and a perylenyl group.
  • Examples of the 5- to 7-membered heterocyclic group include pyrrolyl group, thienyl group, indolyl group, oxazolyl group, imidazolyl group, thiazolyl group, pyridyl group, pyrimidinyl group, piperazinyl group, thiophenyl group, furanyl group, pyridazinyl group and the like. .
  • a pyrazole ring As the 5-membered aromatic heterocycle in Y, Y ′ and Y ′′ of the general formula (1), a pyrazole ring, an imidazole ring, a thiazole ring, an oxazole ring, an isoxazole ring, an indole ring, a triazole ring, a benzimidazole ring, Examples thereof include a benzopyrazole ring, a benzothiazole ring, a benzoxazole ring, and a benzoisoxazole ring.
  • the 6-membered aromatic heterocycle include a pyridine ring, a pyridazine ring, a pyrimidine ring, a pyrazine ring, and a triazine ring.
  • R 0 to R 2 and Y, Y ′ and Y ′′ in the general formula (1) may be substituted, and examples of the substituent include linear or branched alkyl groups (for example, methyl group, ethyl group).
  • alkenyl group for example, vinyl group, allyl group, etc.
  • alkynyl group Formula example, ethynyl group, propargyl group, etc.
  • aromatic hydrocarbon ring group also referred to as aromatic carbocyclic group, aryl group, etc.
  • Aromatic heterocyclic group for example, furan ring, dibenzofuran ring, thiophene ring, dibenzothiophene ring, oxazole ring, pyrrole ring, pyridine ring, pyridazine ring, pyrimidine ring, pyrazine ring, triazine ring, benzimidazole ring, oxadi Azole ring, triazole ring, imidazole ring, pyrazole ring, thiazole ring, indole ring, indazole ring, benzimidazole ring, benzothiazole ring, benzoxazole ring, quinoxaline ring, quinazoline ring, cinnoline ring, quinoline ring, isoquinoline ring A group derived from a phthalazine ring, a naphthyridine ring, a carbazole ring, a carbazole
  • the compound having a structure represented by the general formula (1) is preferably a compound having a structure represented by the following general formula (2).
  • R 3 to R 8 are each independently a hydrogen atom, halogen atom, cyano group, nitro group, sulfonyl group (—SO 2 R 9 ), sulfinyl group (—SOR 9 ), sulfone.
  • An amide group (—SO 2 NR 9 R 10 ), a sulfonate group (—SO 3 R 9 ), a trifluoromethyl group, an ester group (—COOR 9 ), an amide group (—CONHR 9 or —CONR 9 R 10 ), and A substituted or unsubstituted linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, a linear or branched alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms, an aromatic hydrocarbon ring group, an arylamino group, a non-aromatic heterocyclic group, R 9 and R 10 each independently represents a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 60 carbon atoms, an aromatic heterocyclic group or an aralkylamino group. Represents a reel group or a 5- to 7-membered heterocyclic group.)
  • R 9 and R 10 in the general formula (2) have the same meanings as R 1 and R 2 in the general formula (1).
  • R 3 to R 10 in the general formula (2) may be substituted, and examples of the substituent include the same substituents as in the general formula (1).
  • the compound having a structure represented by the general formula (1) is preferably a compound having a structure represented by the following general formula (3).
  • R 11 to R 22 are each independently a halogen atom, amino group, cyano group, nitro group, alkoxy group, aryloxy group, alkylthio group, arylthio group, acyl group, alkoxycarbonyl group.
  • R 11 to R 22 may each form a ring with adjacent substituents.
  • Examples of the alkoxy group in R 11 to R 22 in the general formula (3) include a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, an isopropoxy group, a butoxy group, an isobutoxy group, a tert-butoxy group, a pentyloxy group, a hexyloxy group, and an octyl group.
  • Examples thereof include an alkoxyl group having 1 to 18 carbon atoms such as an oxy group, a tert-octyloxy group, a 2-bornyloxy group, a 2-isobornyloxy group, and a 1-adamantyloxy group.
  • the aryloxy group includes a phenoxy group, a 4-tert-butylphenoxy group, a 1-naphthyloxy group, a 2-naphthyloxy group, a 9-anthryloxy group, a 2-phenanthryloxy group, a 1-naphthacenyl group, 1 Examples thereof include aryloxy groups having 6 to 30 carbon atoms, such as -pyrenyl group, 2-chrycenyl group, 3-perylenyl group, and 1-pentacenyl group.
  • alkylthio group examples include methylthio group, ethylthio group, propylthio group, butylthio group, isobutylthio group, tert-butylthio group, pentylthio group, isopentylthio group, hexylthio group, isohexylthio group, heptyl group, and octylthio group. Examples thereof include 1 to 18 alkylthio groups.
  • arylthio group examples include arylthio groups having 6 to 30 carbon atoms such as phenylthio group, 4-methylphenylthio group, 4-tert-butylphenylthio group, and 1-naphthylthio group.
  • acyl group examples include acyl groups having 2 to 18 carbon atoms such as acetyl group, propionyl group, pivaloyl group, cyclohexylcarbonyl group, benzoyl group, toluoyl group, anisoyl group, cinnamoyl group and the like.
  • alkoxycarbonyl group examples include carbon such as methoxycarbonyl group, ethoxycarbonyl group, propoxycarbonyl group, butoxycarbinyl group, pentyloxycarbonyl group, hexyloxycarbonyl group, heptyloxycarbonyl group, octyloxycarbonyl group, benzyloxycarbonyl group, etc. Examples thereof include alkoxycarbonyl groups of 2 to 18.
  • the aryloxycarbonyl group include aryloxycarbonyl groups having 7 to 30 carbon atoms such as a phenoxycarbonyl group, a 1-naphthyloxycarbonyl group, and a 2-phenanthryloxycarbonyl group.
  • alkylsulfonyl group examples include alkylsulfonyl having 1 to 18 carbon atoms such as mesyl group, ethylsulfonyl group, propylsulfonyl group, butylsulfonyl group, pentylsulfonyl group, hexylsulfonyl group, heptylsulfonyl group, octylsulfonyl group, and nonylsulfonyl group.
  • alkylsulfonyl having 1 to 18 carbon atoms such as mesyl group, ethylsulfonyl group, propylsulfonyl group, butylsulfonyl group, pentylsulfonyl group, hexylsulfonyl group, heptylsulfonyl group, octylsulfonyl group, and nonyl
  • arylsulfonyl group examples include arylsulfonyl groups having 6 to 30 carbon atoms such as a benzenesulfonyl group, a p-toluenesulfonyl group, and a 1-naphthylsulfonyl group.
  • Examples of the aliphatic hydrocarbon group include alkyl groups (for example, methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, butyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, pentyl group, isopentyl group, hexyl group, isohexyl group, A heptyl group, an octyl group, a nonyl group, a decyl group, a dodecyl group, a pentadecyl group, an octadecyl group and the like, an alkenyl group (for example, a vinyl group, a 1-propenyl group, a 2-propenyl group, an iso group) Propenyl group, 1-butenyl group, 2-butenyl group, 3-butenyl group, 1-octenyl group, 1-decenyl group, 1-octenyl group and the like, alkyny
  • Examples of the aromatic hydrocarbon ring group include 1-naphthyl group, 2-naphthyl group, 1-anthryl group, 2-anthryl group, 5-anthryl group, 1-phenanthryl group, 9-phenanthryl group, 1-acenaphthyl group, 2 -Triphenylenyl group, 1-chrycenyl group, 2-azurenyl group, 1-pyrenyl group, 2-triphenylyl group, 1-pyrenyl group, 2-pyrenyl group, 1-perylenyl group, 2-perylenyl group, 3-perylenyl group, 2 A condensed ring hydrocarbon group having 10 to 30 carbon atoms such as indenyl group, 1-acenaphthylenyl group, 2-naphthacenyl group, 2-pentacenyl group, o-biphenylyl group, m-biphenylyl group, p-biphenylyl group, terphen
  • aliphatic heterocyclic group examples include monovalent aliphatic heterocyclic groups having 3 to 18 carbon atoms such as a 3-isochromanyl group, a 7-chromanyl group, a 3-coumarinyl group, a piperidino group, a morpholino group, and a 2-morpholinyl group. Can be mentioned.
  • the aromatic heterocyclic group includes 2-furyl group, 3-furyl group, 2-thienyl group, 3-thienyl group, 2-benzofuryl group, 2-benzothienyl group, 2-pyridyl group, 3-pyridyl group, 4 And aromatic heterocyclic groups having 3 to 30 carbon atoms such as -pyridyl group, 2-quinolyl group and 5-isoquinolyl group.
  • R 11 to R 22 in the general formula (3) may be substituted, and examples of the substituent include those similar to the substituent in the general formula (1).
  • R 23 to R 28 each independently represents a substituted or unsubstituted alkyl group, aryl group, aralkyl group or heterocyclic group.
  • R 23 to R 28 may be the same or different.
  • R 23 and R 24 , R 25 and R 26 and R 27 and R 28 , or R 23 and R 28 , R 24 and R 25, and R 26 and R 27 form a condensed ring. May be.
  • Examples of the alkyl group in R 23 to R 28 in the general formula (4) include linear alkyl groups such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, and a hexyl group, and branched alkyl groups such as an isopropyl group and a t-butyl group.
  • Examples of the aryl group include a monocyclic aromatic hydrocarbon ring group such as a phenyl group, and a polycyclic aromatic hydrocarbon ring group such as a naphthyl group and an anthracenyl group.
  • Examples of the aralkyl group include a benzyl group, a phenylpropyl group, and a naphthylmethyl group.
  • heterocyclic group examples include heterocyclic monocycles such as pyrrolyl group, thienyl group, pyridyl group, phenazyl group, pyridazyl group, and acridyl group, and heterocyclic condensed rings.
  • Examples of the substituent for R 23 to R 28 in the general formula (4) include a halogen atom, a cyano group, a nitro group, a formyl group, an acetyl group, a benzoyl group, an amide group, a styryl group, an ethynyl group, a phenyl group, a naphthyl group, Examples thereof include monocyclic aromatic rings such as anthranyl groups, polycyclic condensed rings, pyridyl groups, pyridazyl groups, phenazyl groups, pyrrolyl groups, imidazolyl groups, and the like, and polycyclic heterocondensed rings such as quinolyl groups and acridyl groups.
  • the condensed ring formed between R 23 and R 24 , R 25 and R 26 and R 27 and R 28 , or R 23 and R 28 , R 24 and R 25, and R 26 and R 27 includes a benzo group, A naphtho group, a pyrido group, etc. are mentioned.
  • each R ′ independently represents a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted aryl group having 5 to 60 nuclear atoms or an alkyl group having 1 to 50 nuclear atoms. .
  • the aryl group having 5 to 60 nucleus atoms in R ′ in the general formulas (5) to (12) includes phenyl group, naphthyl group, biphenylyl group, anthranyl group, phenanthryl group, pyrenyl group, chrysenyl group, fluoranthenyl Group, fluorenyl group, pyridinyl group, quinolyl group, isoquinolyl group, phenanthryl group and the like.
  • alkyl group having 1 to 50 nucleus atoms examples include a methyl group, an ethyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, a trifluoromethyl group, and a trifluoroethyl group.
  • R ′ in the general formulas (5) to (12) may be substituted, and examples of the substituent include the same substituents as in the general formula (1).
  • the material etc. which are used for the below-mentioned positive hole transport layer are mentioned, for example.
  • phthalocyanine derivatives represented by copper phthalocyanine, hexaazatriphenylene derivatives as described in JP-T-2003-519432, JP-A-2006-135145, etc. metal oxides represented by vanadium oxide, amorphous Conductive polymers such as carbon, polyaniline (emeraldine) and polythiophene, orthometalated complexes represented by tris (2-phenylpyridine) iridium complex, and triarylamine derivatives are preferred.
  • the materials used for the above-described hole injection layer may be used alone or in combination of a plurality of types, but the hole injection layer according to the present invention is preferably composed of a single type of compound. .
  • a material system to be introduced into the hole injection layer there are generally three cases as a material system to be introduced into the hole injection layer: (i) an organic compound simple substance, (ii) a metal oxide simple substance, and (iii) an organic compound and a metal, a metal oxide, Alternatively, a p-type doping material such as biferrocene F-TCNQ can be used. From the viewpoint of stability (mass production) of the material itself, the organic compound alone is most desirable as the hole injection layer material. However, in the case of the organic compound alone, the hole transporting layer has a hole transporting property particularly in the hole injection layer portion. There was a drawback that it was lower than the material.
  • ⁇ eR 2 v / k B T ⁇ exp ( ⁇ 2 ⁇ R)
  • the layer thickness (d HIL ) of the hole injection layer is determined by the layer having hole transportability sandwiched between the semi-transmissive electrode or the charge generation unit and the light emitting layer (for example, the hole injection layer).
  • the layer thickness ratio (d HIL / d HL ) is preferably 0.20 or less, and 0.10 or less with respect to the total layer thickness (d HL ) of the hole transport layer, the electron transport layer, etc.
  • the thickness of the hole injection layer is preferably in the range of 1 to 15 nm, more preferably in the range of 1 to 10 nm.
  • the hole transport layer is made of a material having a function of transporting holes.
  • the hole transport layer is a layer having a function of transmitting holes injected from the anode to the light emitting layer.
  • the thickness of the hole transport layer is not particularly limited, but is usually in the range of 5 nm to 5 ⁇ m, more preferably in the range of 2 to 500 nm, and still more preferably in the range of 5 to 200 nm. Is within.
  • the hole transport layer may be a single layer, two layers, or three layers.
  • the material used for the hole transport layer (hereinafter referred to as a hole transport material) only needs to have either a hole injecting property or a transporting property or an electron barrier property.
  • a hole transport material an arbitrary material can be selected and used from conventionally known compounds.
  • the hole transport material may be used alone or in combination of two or more.
  • the hole transport material examples include porphyrin derivatives, phthalocyanine derivatives, oxazole derivatives, oxadiazole derivatives, triazole derivatives, imidazole derivatives, pyrazoline derivatives, pyrazolone derivatives, phenylenediamine derivatives, hydrazone derivatives, stilbene derivatives, polyarylalkane derivatives, Triarylamine derivatives, carbazole derivatives, indolocarbazole derivatives, isoindole derivatives, acene derivatives such as anthracene and naphthalene, fluorene derivatives, fluorenone derivatives, polyvinylcarbazole, polymer materials with aromatic amines introduced in the main chain or side chain Or oligomer, polysilane, conductive polymer or oligomer (for example, PEDOT: PSS, aniline copolymer, polyaniline, polythiol) Emissions, etc.) and the like.
  • PEDOT PSS, ani
  • triarylamine derivatives examples include a benzidine type typified by ⁇ -NPD, a starburst type typified by MTDATA, and a compound having fluorene or anthracene in the triarylamine linking core part.
  • hexaazatriphenylene derivatives described in JP-T-2003-519432 and JP-A-2006-135145 can also be used as the hole transport material.
  • a hole transport layer having a high p property doped with impurities can also be used.
  • JP-A-4-297076, JP-A-2000-196140, 2001-102175, J. Pat. Appl. Phys. 95, 5773 (2004), etc. can also be applied to the hole transport layer.
  • JP-A-11-251067, J. Org. Huang et. al. It is also possible to use so-called p-type hole transport materials and inorganic compounds such as p-type-Si and p-type-SiC, as described in the literature (Applied Physics Letters 80 (2002), p. 139).
  • ortho-metalated organometallic complexes having Ir or Pt as the central metal as typified by Ir (ppy) 3 are also preferably used.
  • the above-mentioned materials can be used as the hole transport material, a triarylamine derivative, a carbazole derivative, an indolocarbazole derivative, an azatriphenylene derivative, an organometallic complex, or an aromatic amine is introduced into the main chain or side chain.
  • the polymer materials or oligomers used are preferably used.
  • hole transporting material examples include Appl. Phys. Lett. 69, 2160 (1996), J. MoI. Lumin. 72-74,985 (1997), Appl. Phys. Lett. 78, 673 (2001), Appl. Phys. Lett. 90, 183503 (2007), Appl. Phys. Lett. 90, 183503 (2007), Appl. Phys. Lett. 51, 913 (1987), Synth. Met. 87, 171 (1997), Synth. Met. 91, 209 (1997), Synth. Met. 111, 421 (2000), SID Symposium Digest, 37, 923 (2006), J. Am. Mater. Chem. 3,319 (1993), Adv. Mater.
  • the electron blocking layer is a layer having a function of a hole transport layer in a broad sense. Preferably, it is made of a material having a function of transporting holes and a small ability to transport electrons.
  • the electron blocking layer can improve the probability of recombination of electrons and holes by blocking electrons while transporting holes.
  • the structure of the above-mentioned hole transport layer can be used as an electron blocking layer of an organic EL element as needed.
  • the electron blocking layer provided in the organic EL element is preferably provided adjacent to the anode side of the light emitting layer.
  • the thickness of the electron blocking layer is preferably in the range of 3 to 100 nm, more preferably in the range of 5 to 30 nm.
  • the materials used for the electron blocking layer can be preferably used.
  • the material used as the above-mentioned host compound can also be preferably used as the electron blocking layer.
  • the hole blocking layer is a layer having a function of an electron transport layer in a broad sense. Preferably, it is made of a material having a function of transporting electrons and a small ability to transport holes. By blocking holes while transporting electrons, the recombination probability of electrons and holes can be improved. It is more effective if the hole blocking layer also has a function as a layer for blocking triplet energy. Moreover, the structure of the below-mentioned electron carrying layer can be used as a hole-blocking layer as needed.
  • the hole blocking layer provided in the organic EL element is preferably provided adjacent to the cathode side of the light emitting layer.
  • the layer thickness of the hole blocking layer is preferably in the range of 3 to 100 nm, more preferably in the range of 5 to 30 nm.
  • the material used for a hole-blocking layer the material used for the below-mentioned electron carrying layer is used preferably, and the material used as the above-mentioned host compound is also preferably used for a hole-blocking layer.
  • the electron transport layer used for the organic EL element is made of a material having a function of transporting electrons, and has a function of transmitting electrons injected from the cathode to the light emitting layer.
  • the electron transport material may be used alone or in combination of two or more.
  • the thickness of the electron transport layer is not particularly limited, but is usually in the range of 2 nm to 5 ⁇ m, more preferably in the range of 2 to 500 nm, and still more preferably in the range of 5 to 200 nm.
  • the organic EL element when the light generated in the light emitting layer is extracted, the light extracted directly from the light emitting layer through the anode and the light extracted after being reflected by the cathode positioned opposite to the anode cause interference. It is known. Therefore, in the organic EL device of the present invention, the total thickness of each light emitting unit is adjusted by adjusting the layer having hole transportability (for example, hole injection layer, hole transport layer, electron blocking layer, etc.) and electron transportability. It is preferable to adjust the total layer thickness of the layers (for example, the electron injection layer, the electron transport layer, and the hole blocking layer) appropriately between several nm to several ⁇ m.
  • hole transportability for example, hole injection layer, hole transport layer, electron blocking layer, etc.
  • electron transportability for example, the electron injection layer, the electron transport layer, and the hole blocking layer
  • the electron mobility of the electron transporting layer is 1 ⁇ 10 ⁇ 5 cm 2 / Vs or higher is preferable.
  • the material used for the electron transporting layer may have either an electron injecting or transporting property or a hole blocking property. Any one can be selected and used. Examples thereof include nitrogen-containing aromatic heterocyclic derivatives, aromatic hydrocarbon ring derivatives, dibenzofuran derivatives, dibenzothiophene derivatives, silole derivatives, and the like.
  • Examples of the nitrogen-containing aromatic heterocyclic derivative include a carbazole derivative, an azacarbazole derivative (one having one or more carbon atoms constituting the carbazole ring substituted with a nitrogen atom), a pyridine derivative, a pyrimidine derivative, a pyrazine derivative, a pyridazine derivative, Examples include triazine derivatives, quinoline derivatives, quinoxaline derivatives, phenanthroline derivatives, azatriphenylene derivatives, oxazole derivatives, thiazole derivatives, oxadiazole derivatives, thiadiazole derivatives, triazole derivatives, benzimidazole derivatives, benzoxazole derivatives, and benzthiazole derivatives.
  • Examples of the aromatic hydrocarbon ring derivative include naphthalene derivatives, anthracene derivatives, triphenylene and the like.
  • a metal complex having a quinolinol skeleton or a dibenzoquinolinol skeleton as a ligand such as tris (8-quinolinol) aluminum (Alq 3 ), tris (5,7-dichloro-8-quinolinol) aluminum, tris (5,7 -Dibromo-8-quinolinol) aluminum, tris (2-methyl-8-quinolinol) aluminum, tris (5-methyl-8-quinolinol) aluminum, bis (8-quinolinol) zinc (Znq), etc., and their metals
  • a metal complex in which the central metal of the complex is replaced with In, Mg, Cu, Ca, Sn, Ga, or Pb can also be used as the electron transport material.
  • metal-free or metal phthalocyanine or those having the terminal substituted with an alkyl group or a sulfonic acid group can be preferably used as the electron transporting material.
  • a distyrylpyrazine derivative used as a material for the light-emitting layer can also be used as an electron transport material, and an inorganic material such as n-type-Si, n-type-SiC, etc., like the hole injection layer and the hole transport layer.
  • a semiconductor can also be used as an electron transport material.
  • a polymer material in which these materials are introduced into a polymer chain or these materials are used as a polymer main chain can also be used.
  • a doping material may be doped into the electron transport layer as a guest material to form an electron transport layer having a high n property (electron rich).
  • the doping material include metal compounds such as metal complexes and metal halides, and other n-type dopants.
  • Specific examples of the electron transport layer having such a structure include, for example, JP-A-4-297076, JP-A-10-270172, JP-A-2000-196140, 2001-102175, J. Pat. Appl. Phys. , 95, 5773 (2004) and the like.
  • JP 2008-277810 A JP 2006-156445 A
  • JP 2005-340122 A JP 2003-45662 A
  • JP 2003-31367 A JP 2003-282270 A.
  • More preferable electron transport materials include pyridine derivatives, pyrimidine derivatives, pyrazine derivatives, triazine derivatives, dibenzofuran derivatives, dibenzothiophene derivatives, carbazole derivatives, azacarbazole derivatives, and benzimidazole derivatives.
  • the electron injection layer (also referred to as “cathode buffer layer”) is a layer provided between the cathode and the light emitting layer in order to reduce driving voltage and improve light emission luminance.
  • An example of an electron injection layer is described in the second chapter, Chapter 2, “Electrode Materials” (pages 123-166) of “Organic EL devices and their industrialization front line (November 30, 1998, NTS luminescence)”. Are listed.
  • the electron injection layer is provided as necessary, and as described above, between the cathode or the charge generation unit and the light emitting layer, or between the cathode or the charge generation unit and the electron transport layer.
  • the electron injection layer is preferably a very thin film, and depending on the material, the layer thickness is preferably in the range of 0.1 to 5 nm. Moreover, the nonuniform film
  • JP-A-6-325871, JP-A-9-17574, and JP-A-10-74586 Specific examples of materials preferably used for the electron injection layer include metals typified by strontium and aluminum, alkali metal compounds typified by lithium fluoride, sodium fluoride, and potassium fluoride, magnesium fluoride, and fluoride. Examples thereof include alkaline earth metal compounds typified by calcium, metal oxides typified by aluminum oxide, metal complexes typified by lithium 8-hydroxyquinolate (Liq), and the like.
  • the material used for said electron injection layer may be used independently, and may be used in combination of multiple types.
  • a non-light emitting charge generating unit is provided between the light emitting units.
  • the charge generation unit is a layer having an interface with an organic compound layer that electrically connects a plurality of light emitting units in series in an electric field.
  • an organic compound or an inorganic compound can be used alone or in combination.
  • the charge generation unit is composed of at least one layer, preferably two or more layers, and particularly preferably includes one or both of a p-type semiconductor layer and an n-type semiconductor layer.
  • the charge generation unit may be a bipolar layer capable of generating and transporting holes and electrons inside the layer by an external electric field.
  • metals, metal oxides and alloys thereof that can be used as ordinary electrode materials can be suitably used.
  • the charge generation unit can have a structure of a charge generation layer having a function of injecting electrons into one light emitting unit and a function of injecting holes into the other light emitting unit.
  • the charge generation unit can be formed using the same material as the semi-transmissive electrode or the reflective electrode, and can be formed using a material having lower conductivity than the semi-transmissive electrode and the reflective electrode. It is.
  • an insulator or a semiconductor such as lithium oxide, lithium fluoride, or cesium carbonate can be used as the layer having a function of injecting electrons in the charge generation unit.
  • a material obtained by adding an electron donating substance to a substance having a high electron transporting property can be used.
  • Organic compounds used in the charge generation unit include nanocarbon materials, organic metal complex compounds that function as organic semiconductor materials (organic acceptors, organic donors), organic salts, aromatic hydrocarbon compounds and derivatives thereof, and heteroaromatic hydrocarbons. Examples thereof include compounds and derivatives thereof. Examples of inorganic compounds include metals, inorganic oxides, and inorganic salts.
  • Examples of the substance having a high electron transporting property include tris (8-quinolinolato) aluminum (Alq 3 ), tris (4-methyl-8-quinolinolato) aluminum (Almq 3 ), and bis (10-hydroxybenzo [h] quinolinato).
  • a metal complex having a quinoline skeleton or a benzoquinoline skeleton such as beryllium (BeBq 2 ), bis (2-methyl-8-quinolinolato) (4-phenylphenolato) aluminum (BAlq), or the like can be used.
  • a metal complex having an oxazole-based or thiazole-based ligand such as can also be used.
  • 2- (4-biphenylyl) -5- (4-tert-butylphenyl) -1,3,4-oxadiazole PBD
  • 1,3-bis [5- (p -Tert-butylphenyl) -1,3,4-oxadiazol-2-yl] benzene OXD-7
  • bathophenanthroline BPhen
  • bathocuproin BCP
  • the substance having a high electron transporting property is a substance mainly having an electron mobility of 1 ⁇ 10 ⁇ 6 cm 2 / Vs or higher. Any substance other than those described above can be used as long as it has a property of transporting more electrons than holes.
  • the electron injecting property can be increased by adding an electron donating substance to a substance having a high electron transporting property. For this reason, the drive voltage of a light emitting element can be reduced.
  • an alkali metal an alkaline earth metal, a rare earth metal, a metal belonging to Group 13 of the periodic table, an oxide thereof, or a carbonate thereof can be used.
  • lithium (Li), cesium (Cs), magnesium (Mg), calcium (Ca), ytterbium (Yb), indium (In), lithium oxide, cesium carbonate, or the like is preferably used.
  • an organic compound such as tetrathianaphthacene may be used as a donor substance.
  • the layer having a function of injecting holes in the charge generation unit for example, a semiconductor such as molybdenum oxide, vanadium oxide, rhenium oxide, ruthenium oxide, or an insulator can be used.
  • a material in which an electron-accepting substance is added to a substance having a high hole-transport property can be used.
  • a layer made of an electron accepting substance may be used.
  • Examples of the substance having a high hole transporting property include 4,4′-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenylamino] biphenyl (NPB or ⁇ -NPD), N, N′-bis (3- Methylphenyl) -N, N'-diphenyl- [1,1'-biphenyl] -4,4'-diamine (TPD), 4,4 ', 4 "-tris (N, N-diphenylamino) triphenylamine
  • An aromatic amine compound such as (TDATA) or 4,4 ′, 4 ′′ -tris [N- (3-methylphenyl) -N-phenylamino] triphenylamine (MTDATA) can be used.
  • the above-described substance having a high hole-transport property is mainly a substance having a hole mobility of 1 ⁇ 10 ⁇ 6 cm 2 / Vs or higher. Any substance other than those described above may be used as long as it has a property of transporting more holes than electrons. Moreover, you may use the above-mentioned host compound.
  • the hole-injecting property can be increased by adding an electron-accepting substance to a substance having a high hole-transporting property. For this reason, the drive voltage of a light emitting element can be reduced.
  • the electron-accepting substance 7,7,8,8-tetracyano-2,3,5,6-tetrafluoroquinodimethane (F4-TCNQ), chloranil, or the like can be used. Transition metal oxides can also be used. In addition, an oxide of a metal belonging to Groups 4 to 8 in the periodic table can be used.
  • vanadium oxide, niobium oxide, tantalum oxide, chromium oxide, molybdenum oxide, tungsten oxide, manganese oxide, and rhenium oxide are preferable because of their high electron accepting properties.
  • molybdenum oxide is especially preferable because it is stable in the air, has a low hygroscopic property, and is easy to handle.
  • another layer may be introduced between the layer having a function of injecting holes and the layer having a function of injecting electrons, if necessary.
  • a conductive layer such as ITO or an electronic relay layer may be provided.
  • the electron relay layer has a function of reducing voltage loss generated between a layer having a function of injecting holes and a layer having a function of injecting electrons.
  • a material having a LUMO level of about ⁇ 5.0 eV or more, and it is more preferable to use a material having a range of ⁇ 5.0 to ⁇ 3.0 eV.
  • PTCDA 3,4,9,10-perylenetetracarboxylic dianhydride
  • PTCBI 3,4,9,10-perylenetetracarboxylic bisbenzimidazole
  • the light emitting unit constituting the organic EL element may further contain other additives.
  • the additive include halogen elements and halogenated compounds such as bromine, iodine, and chlorine, alkali metals and alkaline earth metals such as Pd, Ca, and Na, transition metal compounds, complexes, and salts.
  • the content of the additive can be arbitrarily determined, but is preferably 1000 ppm or less, more preferably 500 ppm or less, still more preferably 50 ppm or less, based on the total mass% of the contained layer. . However, it is not within this range depending on the purpose of improving the transportability of electrons and holes or the purpose of favoring the exciton energy transfer.
  • an electrode substance made of a metal, an alloy, an electrically conductive compound, and a mixture thereof having a high work function (4 eV or more, preferably 4.3 eV or more) is used. Specifically, it contains silver (Ag), aluminum (Al), indium tin oxide (ITO), indium tin oxide containing silicon oxide (hereinafter also referred to as ITSO), and 2 to 20% zinc oxide.
  • the semi-transmissive electrode may be formed by forming a thin electrode material film using a method such as vapor deposition or sputtering, and forming a pattern having a desired shape by a photolithography method. Further, when pattern accuracy is not so required (about 100 ⁇ m or more), a pattern may be formed through a mask having a desired shape when the electrode material is deposited or sputtered. In the case of using a coatable material such as an organic conductive compound, a wet film forming method such as a printing method or a coating method can also be used.
  • the light transmittance of the semi-transmissive electrode is preferably in the range of 10 to 100% at a wavelength of 450 nm, and the light reflectance is preferably in the range of 5 to 80%.
  • the sheet resistance as a semi-transmissive electrode is several hundred ⁇ / sq. The following is preferred. Further, although the thickness of the semi-transmissive electrode depends on the material, it is usually selected within the range of 10 nm to 1 ⁇ m, preferably 10 nm to 200 nm.
  • the semi-transmissive electrode in the case where translucency is required for the semi-transmissive electrode, there is a configuration in which the above-described metal material is thinned and formed so as to have semi-transparency, and the translucent material is laminated thereon.
  • a semi-permeable metal material may be used in a single layer.
  • the material of the semi-transmissive electrode is not limited to these.
  • the film thickness of the metal material is preferably in the range of 1 to 50 nm, more preferably in the range of 5 to 40 nm. 5 nm or more is desirable from the viewpoint of film thickness stability and film quality of the metal material, and the resonance mechanism depending on the film thickness of the metal material is strengthened, but 40 nm or less is desirable from the viewpoint of extracting light emitted from the inside.
  • Electrode substance made of a metal having a small work function (4 eV or less) (referred to as an electron injecting metal), an alloy, an electrically conductive compound, or a mixture thereof is used.
  • electrode materials include sodium, sodium-potassium alloy, magnesium, lithium, magnesium / copper mixture, magnesium / silver mixture, magnesium / aluminum mixture, magnesium / indium mixture, aluminum / aluminum oxide (Al 2 O 3 ) Mixtures, indium, lithium / aluminum mixtures, aluminum, silver, silver-based alloys, aluminum / silver mixtures, rare earth metals, and the like.
  • the reflective electrode can be produced by using the above electrode material by vapor deposition or sputtering.
  • the sheet resistance of the reflective electrode is several hundred ⁇ / sq. The following is preferred.
  • the thickness of the reflective electrode is usually selected in the range of 10 nm to 5 ⁇ m, preferably in the range of 50 to 200 nm.
  • the substrate used for the organic EL element is not particularly limited in the type such as glass and plastic, and may be transparent or opaque. When extracting light from the substrate side, the substrate is preferably transparent. Preferred examples of the transparent substrate include glass, quartz, and a transparent resin film. Particularly preferred is a resin film capable of giving flexibility to the organic EL element.
  • polyesters such as polyethylene terephthalate (PET) and polyethylene naphthalate (PEN), polyethylene, polypropylene, cellophane, cellulose diacetate, cellulose triacetate (TAC), cellulose acetate butyrate, cellulose acetate propionate ( CAP), cellulose esters such as cellulose acetate phthalate, cellulose nitrate or derivatives thereof, polyvinylidene chloride, polyvinyl alcohol, polyethylene vinyl alcohol, syndiotactic polystyrene, polycarbonate, norbornene resin, polymethylpentene, polyether ketone, polyimide , Polyethersulfone (PES), polyphenylene sulfide, polysulfones Cycloolefin resins such as polyetherimide, polyetherketoneimide, polyamide, fluororesin, nylon, polymethylmethacrylate, acrylic or polyarylate, Arton (trade name, manufactured by JSR) or Appel (trade name, manufactured by J
  • a gas barrier film may be formed on the surface of the resin film by using an inorganic film, an organic film, or a hybrid film of both.
  • the gas barrier membrane has a water vapor permeability (25 ⁇ 0.5 ° C., relative humidity (90 ⁇ 2)% RH) measured by a method according to JIS K 7129-1992, 0.01 g / (m 2 ⁇ 24 h). )
  • the following gas barrier films are preferred.
  • the oxygen permeability measured by a method according to JIS K 7126-1987 is 1 ⁇ 10 ⁇ 3 ml / (m 2 ⁇ 24 h ⁇ atm) or less, and the water vapor permeability is 1 ⁇ 10 ⁇ 5 g / A high gas barrier film of (m 2 ⁇ 24 h) or less is preferable.
  • any material may be used as long as it has a function of suppressing intrusion of elements that cause deterioration of elements such as moisture and oxygen.
  • silicon oxide, silicon dioxide, silicon nitride, or the like can be used.
  • the method for forming the gas barrier film is not particularly limited.
  • the vacuum deposition method, sputtering method, reactive sputtering method, molecular beam epitaxy method, cluster ion beam method, ion plating method, plasma polymerization method, atmospheric pressure plasma weight A combination method, a plasma CVD method, a laser CVD method, a thermal CVD method, a coating method, or the like can be used.
  • an atmospheric pressure plasma polymerization method as described in JP-A-2004-68143 is preferable.
  • the opaque support substrate examples include metal plates / films such as aluminum and stainless steel, opaque resin substrates, ceramic substrates, and the like.
  • sealing means used for sealing the organic EL element include a method of bonding a sealing member, an electrode, and a substrate with an adhesive.
  • a sealing member it should just be arrange
  • transparency and electrical insulation are not particularly limited.
  • Specific examples include a glass plate, a polymer plate, a polymer film, a metal plate / film, and the like.
  • the glass plate include soda-lime glass, barium / strontium-containing glass, lead glass, aluminosilicate glass, borosilicate glass, barium borosilicate glass, and quartz.
  • the polymer plate and polymer film include polycarbonate, acrylic, polyethylene terephthalate, polyether sulfide, and polysulfone.
  • the metal plate include metals including one or more selected from the group consisting of stainless steel, iron, copper, aluminum, magnesium, nickel, zinc, chromium, titanium, molybdenum, silicon, germanium, and tantalum, and alloys.
  • the polymer film preferably has an oxygen permeability of 1 ⁇ 10 ⁇ 3 ml / (m 2 ⁇ 24 h ⁇ atm) or less and a water vapor permeability of 1 ⁇ 10 ⁇ 3 g / (m 2 ⁇ 24 h) or less. More preferably, the water vapor permeability is 1 ⁇ 10 ⁇ 5 g / (m 2 ⁇ 24 h) or less and the oxygen permeability is 1 ⁇ 10 ⁇ 5 ml / (m 2 ⁇ 24 h ⁇ atm) or less.
  • adhesives include photo-curing and thermosetting adhesives having reactive vinyl groups such as acrylic acid oligomers and methacrylic acid oligomers, and moisture curing adhesives such as 2-cyanoacrylates.
  • photo-curing and thermosetting adhesives having reactive vinyl groups such as acrylic acid oligomers and methacrylic acid oligomers, and moisture curing adhesives such as 2-cyanoacrylates.
  • fever and chemical-curing types (2 liquid mixing), such as an epoxy type can be mentioned.
  • hot-melt type polyamide, polyester, and polyolefin can be mentioned.
  • a cationic curing type ultraviolet curing epoxy resin adhesive can be mentioned.
  • an organic EL element may deteriorate by heat processing, it is preferable that it can be adhesively cured from room temperature (25 ° C.) to 80 ° C. Further, a desiccant may be dispersed in the adhesive.
  • coating of the adhesive agent to a sealing part may use commercially available dispenser, and may print it like screen printing.
  • an inert gas such as nitrogen or argon, or an inert liquid such as fluorinated hydrocarbon or silicon oil is injected in the gas phase and the liquid phase.
  • a vacuum can also be used.
  • a hygroscopic compound can also be enclosed inside.
  • hygroscopic compound examples include metal oxides (for example, sodium oxide, potassium oxide, calcium oxide, barium oxide, magnesium oxide, aluminum oxide) and sulfates (for example, sodium sulfate, calcium sulfate, magnesium sulfate, cobalt sulfate).
  • metal oxides for example, sodium oxide, potassium oxide, calcium oxide, barium oxide, magnesium oxide, aluminum oxide
  • sulfates for example, sodium sulfate, calcium sulfate, magnesium sulfate, cobalt sulfate.
  • metal halides eg calcium chloride, magnesium chloride, cesium fluoride, tantalum fluoride, cerium bromide, magnesium bromide, barium iodide, magnesium iodide etc.
  • perchloric acids eg perchloric acid Barium, magnesium perchlorate, and the like
  • anhydrous salts are preferably used in sulfates, metal halides, and perchloric acids.
  • a protective film or a protective plate may be provided outside the sealing film.
  • the mechanical strength is not necessarily high, and thus it is preferable to provide such a protective film and a protective plate.
  • the same glass plate, polymer plate / film, metal plate / film, etc. as those used for the sealing can be used, but the polymer film is light and thin. Is preferably used.
  • An organic EL element emits light inside a layer having a higher refractive index than air (within a refractive index of about 1.6 to 2.1), and only about 15 to 20% of the light generated in the light emitting layer is emitted. It is generally said that it cannot be taken out. This is because light incident on the interface (interface between the transparent substrate and air) at an angle ⁇ greater than the critical angle causes total reflection and cannot be taken out of the element, or between the transparent electrode or light emitting layer and the transparent substrate. This is because the light undergoes total reflection between the light, the light is guided through the transparent electrode or the light emitting layer, and as a result, the light escapes in the side surface direction of the element.
  • a method for improving the light extraction efficiency for example, a method of forming irregularities on the surface of the transparent substrate to prevent total reflection at the transparent substrate and the air interface (for example, US Pat. No. 4,774,435), A method for improving efficiency by providing light condensing property (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 63-134795), a method for forming a reflective surface on the side surface of an element (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 1-220394), a substrate A method of forming an antireflection film by introducing a flat layer having an intermediate refractive index between the substrate and the light emitter (for example, Japanese Patent Laid-Open No. Sho 62-172691), lower than the substrate between the substrate and the light emitter.
  • a method of introducing a flat layer having a refractive index for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-202827, and forming a diffraction grating between any one of a substrate, a transparent electrode layer and a light emitting layer (including between the substrate and the outside).
  • Method JP etc. 1-283751 can be mentioned.
  • a desired electrode material for example, a thin film made of an anode material is formed on a suitable substrate by a method such as vapor deposition or sputtering so as to have a film thickness of 1 ⁇ m or less, preferably 10 to 200 nm, and is semi-transparent. An electrode is produced.
  • a hole injection layer, a hole transport layer, an electron blocking layer, a light emitting layer, an electron injection layer, and an electron transport layer are formed thereon as a first light emitting unit.
  • a vapor deposition method, a wet process spin coating method, casting method, ink jet method, printing method, LB method (Langmuir-Blodget method), spray method, printing method, slot type coater
  • the vacuum deposition method, spin coating method, ink jet method, printing method, and slot type coater method are particularly preferred from the standpoint that a homogeneous film can be easily obtained and pinholes are hardly formed. Different film formation methods may be applied for each layer.
  • the vapor deposition conditions vary depending on the type of compound used, but generally the boat heating temperature is 50 to 450 ° C., the degree of vacuum is 1 ⁇ 10 ⁇ 6 to 1 ⁇ 10 ⁇ 2 Pa, and the vapor deposition rate. It is desirable to select appropriately within a range of 0.01 to 50 nm / second, a substrate temperature of ⁇ 50 ° C. to 300 ° C., and a layer thickness of 0.1 nm to 5 ⁇ m, preferably 5 to 200 nm.
  • a charge generation unit is formed on the first light emitting unit.
  • the method for forming the charge generation unit is not particularly limited as long as it is a method capable of forming a thin film. For example, vapor deposition, sputtering, wet process (spin coating method, casting method, ink jet method, LB method, spray method, printing method) Slot type coater method).
  • a second light emitting unit is formed on the charge generation unit in the same manner as the first light emitting unit.
  • a thin film made of, for example, a cathode material is formed thereon by a method such as vapor deposition or sputtering so as to have a film thickness of 1 ⁇ m or less, preferably in the range of 50 to 200 nm, and a reflective electrode is provided. . Thereby, a desired organic EL element is obtained.
  • the organic EL element is manufactured from the first light emitting unit to the reflective electrode consistently by one evacuation, it may be taken out halfway and subjected to different film forming methods. At that time, it is necessary to consider that the work is performed in a dry inert gas atmosphere.
  • the organic EL element may be sealed and protected.
  • the organic EL element is covered with a thermosetting resin in a state where part or all of the semi-transmissive electrode and the reflective electrode are exposed, and this is heat-cured to seal the organic EL element.
  • the organic EL element sealing body and a part or all of the semi-transmissive electrode and the reflective electrode of the organic EL element exposed therefrom are covered with a protective member, and the overlapping part of the protective member is heated at a predetermined temperature. Crimp.
  • Two protective members may be overlapped to cover an organic EL element sealing body, and the side edges may be heat-pressed together, or one protective member may be folded to seal an organic EL element sealing body, etc. And the side edge portions (particularly, the open ends) may be thermocompression-bonded.
  • the organic EL module which sealed and protected the organic EL element by the above process is manufactured.
  • the bottom emission type organic EL element in which the semi-transmissive electrode, the first light emitting unit, the charge generating unit, the second light emitting unit, and the reflective electrode are laminated in this order from the substrate side.
  • the present invention is not limited to this configuration.
  • the stacking order of the layers may be reversed, the semi-transmissive electrode and the reflective electrode may be reversed, and it is sufficient that at least two light emitting layers are provided.
  • the layer configuration and the number of stacked layers of the light emitting layer are not particularly limited, and a configuration capable of realizing a desired organic EL element can be obtained.
  • the light emitting layer constituting the organic EL element may be two layers, or three or more light emitting layers may be laminated.
  • a single light emitting material may be used, or a plurality of light emitting layers may be laminated directly or via an organic layer. A combination of these may be used as appropriate.
  • the organic EL element used in the lighting device may be designed such that the organic EL element having the above-described configuration has a resonator structure.
  • Examples of the purpose of use of the organic EL element configured as a resonator structure include, but are not limited to, a light source of an optical storage medium, a light source of an electrophotographic copying machine, a light source of an optical communication processor, a light source of an optical sensor, and the like. .
  • the combination of light emitting materials may be a combination of a plurality of phosphorescent or fluorescent materials, or a combination of a light emitting material that emits light by fluorescence or phosphorescence and a dye material that emits light from the light emitting material as excitation light. Good.
  • a plurality of light emitting dopants may be used in combination in the light emitting layer.
  • Such an organic EL element is different from a structure in which organic EL elements emitting light of each color are individually arranged in parallel to obtain light emission, and the organic EL element itself emits light. For this reason, a mask is not required for the formation of most layers constituting the element, and for example, a conductive layer can be formed on one surface by vapor deposition, casting, spin coating, ink jet, printing, etc., and productivity is improved. . If the organic EL element demonstrated above is used, it is possible to produce the illuminating device whose emitted light color is substantially the same color system.
  • the lighting device can increase the area of the light emitting surface by using, for example, a plurality of organic EL elements.
  • the light emitting surface is enlarged by arranging a plurality of light emitting panels provided with organic EL elements on the substrate on the support substrate (that is, tiling).
  • the support substrate may also serve as a sealing material, and each light emitting panel is tiled in a state where the organic EL element is sandwiched between the support substrate and the substrate of the light emitting panel.
  • An adhesive may be filled between the support substrate and the organic EL element may be sealed by this. Note that the terminals of the semi-transmissive electrode and the reflective electrode are exposed around the light-emitting panel.
  • the center of each light emitting panel is a light emitting region, and a non-light emitting region is generated between the light emitting panels.
  • a light extraction member for increasing the amount of light extracted from the non-light emitting area may be provided in the non-light emitting area of the light extraction surface.
  • a light collecting sheet or a light diffusion sheet can be used as the light extraction member.
  • a hole transporting layer was formed by laminating Exemplary Compound HI-145, Compound 1-A, and Compound 1-B from the anode side.
  • a compound 3 having the following structural formula was vapor-deposited such that 86 vol% and LiF were 14 vol% to form a layer having a thickness of 10 nm. Furthermore, it vapor-deposited so that the compound 3 might be 98 vol% and Li might be 2 vol%, and the layer with a layer thickness of 10 nm was formed.
  • This formed the 2nd electron carrying layer (it serves as an electron injection layer) comprised from two layers, the layer which consists of a compound 3 and LiF, and the layer which consists of a compound 3 and Li.
  • a first light emitting unit composed of the first hole injection layer, the first hole transport layer, the first electron blocking layer, the first light emitting layer, and the first electron transport layer was produced.
  • a hole transporting layer was formed by laminating Exemplary Compound HI-145, Compound 1-A, and Compound 1-B from the charge generation unit side.
  • the compound 3 was deposited so as to be 86 vol% and LiF was 14 vol%. Formed. Furthermore, it vapor-deposited so that the compound 3 might be 98 vol% and Li might be 2 vol%, and the layer with a layer thickness of 10 nm was formed. This formed the 2nd electron carrying layer comprised from two layers, the layer which consists of a compound 3 and LiF, and the layer which consists of a compound 3 and Li.
  • the organic EL element was sealed by irradiating UV light from the glass case side to cure the sealing material, and the organic EL element 101 was produced.
  • the sealing operation with the glass case was performed in a glove box under a nitrogen atmosphere (in an atmosphere of high-purity nitrogen gas having a purity of 99.999% or more) without bringing the organic EL element into contact with the atmosphere.
  • organic EL element 201 (yellow type)
  • the thickness of the first hole transport layer was 55 nm
  • the thickness of the second hole transport layer was 75 nm
  • the first and second light emitting layers were formed as follows.
  • the organic EL element 201 was produced.
  • a second phosphorescent light emitting layer having a layer thickness of 20 nm was formed.
  • organic EL element 202 (yellow type)
  • the organic EL element 202 was produced in the same manner except that the layer thickness of the second hole transport layer was changed to 85 nm.
  • a second fluorescent light emitting layer having a thickness of 20 nm was formed.
  • the organic EL element of the present invention is superior in power efficiency, normal temperature life, and driving life at 85 ° C. as compared with the organic EL element of the comparative example.
  • the lambda N + 1 the difference between the (max) ( ⁇ N + 1 (max) - ⁇ N (max)), be in the range of 1 ⁇ 50 nm prove useful.
  • the present invention can be particularly suitably used for providing an organic EL element having a high efficiency and a long lifetime.

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Abstract

　本発明の課題は、高効率で長寿命な有機ＥＬ素子を提供することである。　本発明の有機ＥＬ素子は、Ｎ番目の発光ユニットの発光層における発光ドーパントのＥＬスペクトル（ＥＮ）の最大発光極大波長λＮ（ｍａｘ）と、（Ｎ＋１）番目の発光ユニットの発光層における発光ドーパントのＥＬスペクトル（ＥＮ＋１）の最大発光極大波長λＮ＋１（ｍａｘ）とが、下記条件式（１）を満たすことを特徴とする。　１ｎｍ≦λＮ＋１（ｍａｘ）－λＮ（ｍａｘ）≦５０ｎｍ　（１）

Description

有機エレクトロルミネッセンス素子
　本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子に関し、より詳しくは、高効率で長寿命な有機エレクトロルミネッセンス素子に関する。
　長寿命の有機エレクトロルミネッセンス（ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ：ＥＬ）素子を実現するため、マルチユニット型の有機ＥＬ素子とすることが有効な方法であることが知られている（例えば、非特許文献１参照。）。
　このような有機ＥＬ素子の用途としては、例えば、電光掲示板用途、信号機、各種照明用、乗用車・バイク・自転車用ランプ、照明光源等を屋外にて単色光として使用する用途など多くあるが、これまでは効率面、寿命、信頼性の観点から、ＬＥＤ、白熱灯、蛍光灯が使用されていた。
　有機ＥＬ素子の効率及び同輝度での発光寿命の低下の原因としては、反射性電極側の発光層からの発光が、その発光層よりも透過性電極側に存在する層（特に、有機層）によって吸収される吸収ロスと、その発光層よりも透過性電極側に存在する発光層中の発光ドーパント等に光吸収され、これに起因する発光ドーパント等の光劣化がある。
　特に、発光色が同色系であるマルチユニット型の有機ＥＬ素子においては、反射性電極側の発光層からの発光が、その発光層よりも透過性電極側の発光層中の発光ドーパントにより吸収され、更に、透過性電極側の発光層中の発光ドーパントの光劣化により、発光効率及び発光寿命の低下を引き起こしていた。
有機ＥＬディスプレイ，オーム社，ｐ５１
　本発明は、上記問題・状況に鑑みてなされたものであり、その解決課題は、高効率で長寿命な有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することである。
　本発明者は、上記課題を解決すべく、上記問題の原因等について検討する過程において、半透過性電極側からＮ番目の発光ユニットの発光層と（Ｎ＋１）番目の発光ユニットの発光層とには、発光色が同色系である発光ドーパントが含有され、Ｎ番目の発光ユニットの発光層における発光ドーパントのＥＬスペクトルの最大発光極大波長λＮ（ｍａｘ）と、（Ｎ＋１）番目の発光ユニットの発光層における発光ドーパントのＥＬスペクトルの最大発光極大波長λＮ＋１（ｍａｘ）との差を特定の数値範囲内とすることにより、高効率で長寿命な有機エレクトロルミネッセンス素子を提供できることを見出し、本発明に至った。
　すなわち、本発明に係る上記課題は、以下の手段により解決される。
　１．一対の半透過性電極と反射性電極間に、複数の発光ユニットを有し、各前記発光ユニット間には、電荷発生ユニットが形成されている有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
　前記半透過性電極側からＮ番目の発光ユニットの発光層と（Ｎ＋１）番目の発光ユニットの発光層とには、発光色が同色系である発光ドーパントが含有され、
　前記Ｎ番目の発光ユニットの発光層における発光ドーパントのエレクトロルミネッセンススペクトルの最大発光極大波長λＮ（ｍａｘ）と、前記（Ｎ＋１）番目の発光ユニットの発光層における発光ドーパントのエレクトロルミネッセンススペクトルの最大発光極大波長λＮ＋１（ｍａｘ）とが、下記条件式（１）を満たすことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
　１ｎｍ≦λＮ＋１（ｍａｘ）－λＮ（ｍａｘ）≦５０ｎｍ　　　（１）
　２．前記半透過性電極から前記Ｎ番目の発光ユニットの発光層までの光学距離と、前記半透過性電極から前記（Ｎ＋１）番目の発光ユニットの発光層までの光学距離とが、下記条件式（２）を満たすことを特徴とする第１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
　１ｎｍ≦ｎＮ＋１ｄＮ＋１×４／（２ｍＮ＋１＋１）－ｎＮｄＮ×４／（２ｍＮ＋１）≦５０ｎｍ（ただし、ｍＮ＜ｍＮ＋１）　　　（２）
（ｎＮ：前記半透過性電極と前記Ｎ番目の発光ユニットの発光層との間に挟持される全ての層の屈折率
ｎＮ＋１：前記半透過性電極と前記（Ｎ＋１）番目の発光ユニットの発光層との間に挟持される全ての層の屈折率
ｄＮ（ｎｍ）：前記半透過性電極から前記Ｎ番目の発光ユニットの発光層までの実距離
ｄＮ＋１（ｎｍ）：前記半透過性電極から前記（Ｎ＋１）番目の発光ユニットの発光層までの実距離
ｍＮ：０以上の整数
ｍＮ＋１：１以上の整数）
　３．前記Ｎ番目の発光ユニットの発光層における発光ドーパントのエレクトロルミネッセンススペクトルの最大発光極大波長λＮ（ｍａｘ）と、前記（Ｎ＋１）番目の発光ユニットの発光層における発光ドーパントのエレクトロルミネッセンススペクトルの最大発光極大波長λＮ＋１（ｍａｘ）とが、下記条件式（３）を満たすことを特徴とする第１項又は第２項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
　５ｎｍ≦λＮ＋１（ｍａｘ）－λＮ（ｍａｘ）≦５０ｎｍ　　　（３）
　４．前記Ｎ番目の発光ユニットの発光層における発光ドーパントのエレクトロルミネッセンススペクトルの最大発光極大波長λＮ（ｍａｘ）と、前記（Ｎ＋１）番目の発光ユニットの発光層における発光ドーパントのエレクトロルミネッセンススペクトルの最大発光極大波長λＮ＋１（ｍａｘ）とが、下記条件式（４）を満たすことを特徴とする第１項から第３項までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
　２０ｎｍ≦λＮ＋１（ｍａｘ）－λＮ（ｍａｘ）≦５０ｎｍ　　　（４）
　５．前記複数の発光ユニットのすべての発光層には、発光色が同色系である発光ドーパントが含有されていることを特徴とする第１項から第４項までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
　本発明の上記手段により、高効率で長寿命な有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することができる。
　本発明の効果の発現機構・作用機構については明確になっていないが、以下のように推察している。
　図１には、（Ｎ＋１）番目の発光ユニットの発光層に用いられる発光ドーパントのＥＬスペクトルＥＮ＋１と、Ｎ番目の発光ユニットの発光層に用いられる発光ドーパントのＥＬスペクトルＥＮ及び吸収スペクトルＡＮとを示している。ＥＬスペクトルＥＮ＋１の短波長側の裾と吸収スペクトルＡＮの長波長側の裾とには、重複領域Ｓが形成されている。
　上記でも触れたように、従来の発光色が同色系であるマルチユニット型の有機ＥＬ素子においては、図１で示される重複領域Ｓが大きくなっており、その結果、反射性電極側の発光層からの発光が、その発光層よりも透過性電極側の発光層中の発光ドーパントにより吸収され、更に、透過性電極側の発光層中の発光ドーパントの光劣化により、発光効率及び発光寿命の低下を引き起こしていた。
　これに対し、本発明では、Ｎ番目の発光ユニットの発光層における発光ドーパントのＥＬスペクトルの最大発光極大波長λＮ（ｍａｘ）と、（Ｎ＋１）番目の発光ユニットの発光層における発光ドーパントのＥＬスペクトルの最大発光極大波長λＮ＋１（ｍａｘ）との差を特定の数値範囲内となるように、各発光ユニットの発光層から半透過性電極までの光学距離等を調整することで、重複領域Ｓの面積を小さくし、その結果、（Ｎ＋１）番目の発光ユニットにおける発光層からの発光が、Ｎ番目の発光ユニットにおける発光層材料（ホスト化合物を含む。）による吸収される吸収ロスを小さくし、また、ドーパント材料の光劣化を抑制し、素子自体の高効率化・長寿命化を可能とするものと考えられる。
本発明の有機ＥＬ素子のＥＬスペクトル及び吸収スペクトルの一例を示す図 本発明の有機ＥＬ素子の一例としての概略構成を示す模式図
　本発明の有機ＥＬ素子は、半透過性電極側からＮ番目の発光ユニットの発光層と（Ｎ＋１）番目の発光ユニットの発光層とには、発光色が同色系である発光ドーパントが含有され、Ｎ番目の発光ユニットの発光層における発光ドーパントのＥＬスペクトルの最大発光極大波長λＮ（ｍａｘ）と、（Ｎ＋１）番目の発光ユニットの発光層における発光ドーパントのＥＬスペクトルの最大発光極大波長λＮ＋１（ｍａｘ）とが、条件式（１）を満たすことを特徴とする。この特徴は、各請求項に係る発明に共通する技術的特徴である。
　本発明の実施態様としては、外部取出し効率を向上させる観点から、半透過性電極からＮ番目の発光ユニットの発光層までの光学距離と、半透過性電極から（Ｎ＋１）番目の発光ユニットの発光層までの光学距離とが、条件式（２）を満たすことが好ましい。
　また、より発光効率及び発光寿命を向上させる観点から、Ｎ番目の発光ユニットの発光層における発光ドーパントのＥＬスペクトルの最大発光極大波長λＮ（ｍａｘ）と、（Ｎ＋１）番目の発光ユニットの発光層における発光ドーパントのＥＬスペクトルの最大発光極大波長λＮ＋１（ｍａｘ）とが、条件式（３）を満たすことが好ましく、条件式（４）を満たすことがより好ましい。
　また、色ずれが少なく、高信頼性デバイスを得る観点から、複数の発光ユニットのすべての発光層には、発光色が同色系である発光ドーパントが含有されていることが好ましい。
　以下、本発明とその構成要素、及び本発明を実施するための形態・態様について詳細な説明をする。なお、本願において、数値範囲を表す「～」は、その前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用している。
≪有機ＥＬ素子の構成≫
　本発明の有機ＥＬ素子は、一対の半透過性電極（陽極ともいう。）と反射性電極（陰極ともいう。）間に、複数の発光ユニットを有し、各発光ユニット間には、電荷発生ユニットが形成され、半透過性電極側からＮ番目の発光ユニットの発光層と（Ｎ＋１）番目の発光ユニットの発光層とには、発光色が同色系である発光ドーパントが含有され、Ｎ番目の発光ユニットの発光層における発光ドーパントのＥＬスペクトルの最大発光極大波長λＮ（ｍａｘ）と、（Ｎ＋１）番目の発光ユニットの発光層における発光ドーパントのＥＬスペクトルの最大発光極大波長λＮ＋１（ｍａｘ）とが、下記条件式（１）を満たすことを特徴とする。
　１ｎｍ≦λＮ＋１（ｍａｘ）－λＮ（ｍａｘ）≦５０ｎｍ　　　（１）
　その方法として、（Ｎ＋１）番目の発光ユニットの発光層のＥＬスペクトルを長波長化するように、Ｎ番目の発光ユニットの発光層に含まれる発光ドーパントと（Ｎ＋１）番目の発光ユニットの発光層に含まれる発光ドーパントを変える方法で制御することも可能である。
　また、本発明の有機ＥＬ素子は、半透過性電極からＮ番目の発光ユニットの発光層までの光学距離と、半透過性電極から（Ｎ＋１）番目の発光ユニットの発光層までの光学距離とが、下記条件式（２）を満たすことが好ましい。
　１ｎｍ≦ｎＮ＋１ｄＮ＋１×４／（２ｍＮ＋１＋１）－ｎＮｄＮ×４／（２ｍＮ＋１）≦５０ｎｍ（ただし、ｍＮ＜ｍＮ＋１）　　　（２）
（ｎＮ：前記半透過性電極と前記Ｎ番目の発光ユニットの発光層との間に挟持される全ての層の屈折率
ｎＮ＋１：前記半透過性電極と前記（Ｎ＋１）番目の発光ユニットの発光層との間に挟持される全ての層の屈折率
ｄＮ（ｎｍ）：前記半透過性電極から前記Ｎ番目の発光ユニットの発光層までの実距離
ｄＮ＋１（ｎｍ）：前記半透過性電極から前記（Ｎ＋１）番目の発光ユニットの発光層までの実距離
ｍＮ：０以上の整数
ｍＮ＋１：１以上の整数）
　以下、二つの発光ユニットを有する有機ＥＬ素子を例にとって、詳細に説明する。
　図２に示す有機ＥＬ素子１は、半透過性電極２、第１発光ユニット４、電荷発生ユニット６、第２発光ユニット８、反射性電極１０から構成されている。第１発光ユニット４及び第２発光ユニット８は、それぞれ、正孔注入層、正孔輸送層、電子阻止層等からなる正孔輸送性を有する層４ａ及び８ａと、発光層４ｂ及び８ｂと、正孔阻止層、電子輸送層、電子注入層等からなる電子輸送性を有する層４ｃ及び８ｃを有している。
　有機ＥＬ素子１は、発光層４ｂ及び８ｂに少なくとも発光性の有機材料を含み、例えば、発光性の有機材料として、青（Ｂ）、緑（Ｇ）及び赤（Ｒ）等の中から、同色系の発光ドーパントを含む複数の発光層を有する発光素子である。
　有機ＥＬ素子１は、半透過性電極２側から光を取り出す、いわゆるボトムエミッション型の構成である。
　発光層４ｂ及び８ｂからの発光光が半透過性電極２に入射した場合、その反射光には位相の反転が起こり、これによって光の干渉効果が生じる。この場合、発光層４ｂから半透過性電極２までの光学距離（屈折率ｎ１×実距離ｄ１）、及び発光層８ｂから半透過性電極２までの光学距離（屈折率ｎ２×実距離ｄ２）が発光波長の（２ｍ＋１）／４倍（ｍは任意の０以上の整数）、すなわち、１／４、３／４、５／４、…倍のときには、発光の外部取出し効率が高くなる。一方で、ｍ／２倍（ｍは任意の正の整数）、すなわち、１／２、１、３／２、…倍のときには、光の外部取出し効率が低くなってしまう。
　そこで、本発明の有機ＥＬ素子においては、半透過性電極２から発光層４ｂ及び８ｂまでの光学距離ｎ１ｄ１及びｎ２ｄ２を、発光ドーパントの発光波長の（２ｍ＋１）／４倍に調整しつつ、その際の発光層４ｂにおける発光ドーパントのＥＬスペクトルの最大発光極大波長λ１（ｍａｘ）を、発光層８ｂにおける発光ドーパントのＥＬスペクトルの最大発光極大波長λ２（ｍａｘ）に対し、１～５０ｎｍの範囲内で短波長側となるように光学距離を調整することで、外部取出し効率を向上させる。
　光学距離は、発光層と半透過性電極間のいずれかの層、例えば、正孔輸送性を有する層４ａ及び８ａ、発光層４ｂ、電子輸送性を有する層４ｃ等の層厚を適宜変更することにより、調整される。
　なお、本発明において、屈折率及び光学距離は、半透過性電極と発光層とに挟持される全ての層を１層とみなし、測定・解析される値とする。
　屈折率及び層厚は、例えば、分光エリプソメータとして、堀場ＪＹＯＢＩＮ－ＹＶＯＮ製ＵＶＳＥＬ／ＦＵＶ－ＦＧＭＳ、あるいは、反射分光膜厚計として、大塚電子製ＦＥ３０００を使用することにより、測定することができる。解析は、波長５００～８００ｎｍの範囲内にて、Ｃａｕｃｈｙ（ｎ（屈折率）：可変、ｋ（減衰係数）：なしで固定）で実施して、屈折率及び層厚を測定する。
　また、屈折率及び光学距離は、測定対象となる層をシリコンウエハ上に成膜し測定してもよいし、素子あるいはパネル作製後に、集束イオンビーム（Ｆｏｃｕｓｅｄ　Ｉｏｎ　Ｂｅａｍ：ＦＩＢ）等で所定の膜分を分離しても測定してもよい。
　また、本発明の有機ＥＬ素子は、Ｎ番目の発光ユニットの発光層における発光ドーパントのＥＬスペクトルの最大発光極大波長は、（Ｎ＋１）番目の発光ユニットの発光層における発光ドーパントのＥＬスペクトルの最大発光極大波長よりも５～５０ｎｍ短波長であることが好ましく、２０～５０ｎｍ短波長であることがより好ましい。
　また、有機ＥＬ素子のすべての発光層に、発光色が同色系である発光ドーパントが含有されていることが好ましい。
　Ｎは、１～４の整数であることが好ましい。
　また、本発明の有機ＥＬ素子は、各発光ユニットが電荷発生ユニット等により十分に離隔されフェルスター遷移を抑制できることから、同色系での色純度を高くすることができる。
　本発明の有機ＥＬ素子の代表的な素子構成としては、以下の構成を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
（Ｉ）半透過性電極／第１発光ユニット／電荷発生ユニット／第２発光ユニット／反射性電極
（II）半透過性電極／第１発光ユニット／電荷発生ユニット／第２発光ユニット／電荷発生ユニット／第３発光ユニット／反射性電極
（III）半透過性電極／第１発光ユニット／電荷発生ユニット／第２発光ユニット／電荷発生ユニット／第３発光ユニット／電荷発生ユニット／第４発光ユニット／反射性電極
（IV）半透過性電極／第１発光ユニット／電荷発生ユニット／第２発光ユニット／電荷発生ユニット／第３発光ユニット／電荷発生ユニット／第４発光ユニット／電荷発生ユニット／第５発光ユニット／反射性電極
　また、各発光ユニットの層構成の好ましい具体例を以下に示すが、本発明はこれらに限定されない。
（ｉ）（半透過性電極側）／発光層／電子輸送層／（反射性電極側）
（ii）（半透過性電極側）／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／（反射性電極側）
（iii）（半透過性電極側）／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／（反射性電極側）
（iv）（半透過性電極側）／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／（反射性電極側）
　必要に応じて、発光層と反射性電極又は電荷発生ユニットとの間に正孔阻止層（正孔障壁層ともいう。）を設けてもよく、また、発光層と半透過性電極又は電荷発生ユニットとの間に電子阻止層（電子障壁層ともいう。）を設けてもよい。
　また、異なる第２や第３の正孔輸送層や電子輸送層が形成されていてもよい。
　以上の素子構成では、Ｎが１～４の整数である場合、すなわち、発光ユニット数が２～５である場合を例示したが、発光ユニット数は６以上でもよい。
　また、本発明においては、半透過性電極側からＮ番目の発光ユニットの発光層と（Ｎ＋１）番目の発光ユニットの発光層とに、発光色が同色系である発光ドーパントが含有されていることを特徴とする。ここで、同色系とは、同じ色の系統に属する色系統であり、例えば、赤色系統の光は、約５５０～７００ｎｍの波長帯域の赤色光をいい、緑色系統の光は、約４８０～６００ｎｍの波長帯域の緑色光をいい、青色系統の光は、約４００～５３０ｎｍの波長帯域の青色光をいい、好ましくはＥＬスペクトルの最大発光極大波長の差の絶対値が５０ｎｍ以内である。
　以下、本発明の有機ＥＬ素子を構成する半透過性電極、第１発光ユニット、電荷発生ユニット、第２発光ユニット、及び反射性電極の各構成、並びに本発明の有機ＥＬ素子が設けられる基板の構成の詳細について説明する。なお、以下に説明する有機ＥＬ素子の各構成は、本実施形態を説明するための一例であり、上述の有機ＥＬ素子を構成することが可能な範囲で適宜その他構成を適用することも可能である。
＜発光ユニット＞
　本発明の有機ＥＬ素子は、少なくとも発光色が同色系である発光層を有する、連続した二つの発光ユニットを有している。発光ユニットを三つ以上有する場合、全ての発光層の発光色が同色系であることが好ましい。
　発光ユニットは、発光層の他、適宜、正孔注入層、正孔輸送層、電子阻止層、正孔阻止層、電子輸送層、電子注入層等の有機層を有していてもよい。
（発光層）
　発光層は、電極又は隣接層から注入される電子と正孔とが再結合し、励起子を経由して発光する場を提供する、発光性の有機半導体薄膜を含む層である。発光する部分は、発光層の層内であっても発光層と隣接層との界面であってもよい。
　発光層は、発光性を有する有機材料を含む発光材料を少なくとも１種以上含むことが好ましい。
　発光層には、リン光発光材料と蛍光発光材料とを混在させてもよいが、好ましくは発光層をリン光発光材料又は蛍光発光材料のみで構成することが好ましい。
　蛍光発光層及びリン光発光層は、ホスト－ドーパント型の発光層であることが好ましい。
　発光層を構成する層は、何層でもよく、同一の発光スペクトルや発光極大波長を有する層が複数層あってもよい。
　発光層の層厚の総和は、特に制限はないが、形成する膜の均質性や、発光時に不必要な高電圧を印加するのを防止し、かつ、駆動電流に対する発光色の安定性向上の観点から、５～２００ｎｍの範囲内に調整することが好ましく、更に好ましくは１０～１５０ｎｍの範囲内に調整される。また、個々の発光層の層厚としては、５～２００ｎｍの範囲内に調整することが好ましく、更に好ましくは１０～４０ｎｍの範囲内に調整することである。
（１）発光ドーパント
　発光ドーパントとしては、蛍光発光性ドーパント（蛍光ドーパント、蛍光性化合物ともいう。）、及び、リン光発光性ドーパント（リン光ドーパント、リン光性化合物ともいう。）が好ましく用いられる。発光層中の発光ドーパントの濃度については、使用される特定のドーパント及びデバイスの必要条件に基づいて任意に決定することができる。発光ドーパントの濃度は、発光層の層厚方向に対し、均一な濃度で含有されていてもよく、また任意の濃度分布を有していてもよい。
　発光層内には、発光を補助することを目的に、アシストドーパントとして、ホスト化合物や発光ドーパント以外の材料が含まれていても構わない。
（１．１）リン光発光性ドーパント
　リン光発光性ドーパントは、励起三重項からの発光が観測される化合物であり、具体的には、室温（２５℃）にてリン光発光する化合物であり、２５℃においてリン光量子収率が０．０１以上の化合物である。発光層に用いるリン光発光性ドーパントにおいて、好ましいリン光量子収率は０．１以上である。
　リン光量子収率は、第４版実験化学講座７の分光IIの３９８頁（１９９２年版、丸善）に記載の方法により測定できる。溶液中でのリン光量子収率は、種々の溶媒を用いて測定できる。発光層に用いるリン光発光性ドーパントは、任意の溶媒のいずれかにおいて上記リン光量子収率（０．０１以上）が達成されればよい。
　リン光発光性ドーパントの発光は、原理として２種挙げられる。
　一つは、キャリアが輸送されるホスト化合物上で、キャリアの再結合によるホスト化合物の励起状態が生成される。このエネルギーをリン光発光性ドーパントに移動させることでリン光発光性ドーパントからの発光を得るというエネルギー移動型である。もう一つは、リン光発光性ドーパントがキャリアトラップとなり、リン光発光性ドーパント上でキャリアの再結合が起こり、リン光発光性ドーパントからの発光が得られるというキャリアトラップ型である。いずれの場合においても、リン光発光性ドーパントの励起状態のエネルギーは、ホスト化合物の励起状態のエネルギーよりも低いことが条件となる。
　リン光発光性ドーパントとしては、有機ＥＬ素子の発光層に使用される公知の材料から適宜選択して用いることができる。
　公知のリン光発光性ドーパントの具体例としては、Ｎａｔｕｒｅ　３９５，１５１（１９９８）、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．７８，１６２２（２００１）、Ａｄｖ．Ｍａｔｅｒ．１９，７３９（２００７）、Ｃｈｅｍ．Ｍａｔｅｒ．１７，３５３２（２００５）、Ａｄｖ．Ｍａｔｅｒ．１７，１０５９（２００５）、国際公開第２００９／１００９９１号、国際公開第２００８／１０１８４２号、国際公開第２００３／０４０２５７号、米国特許出願公開第２００６／８３５４６９号明細書、米国特許出願公開第２００６／０２０２１９４号明細書、米国特許出願公開第２００７／００８７３２１号明細書、米国特許出願公開第２００５／０２４４６７３号明細書、Ｉｎｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．４０，１７０４（２００１）、Ｃｈｅｍ．Ｍａｔｅｒ．１６，２４８０（２００４）、Ａｄｖ．Ｍａｔｅｒ．１６，２００３（２００４）、Ａｎｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．ｌｎｔ．Ｅｄ．２００６，４５，７８００、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．８６，１５３５０５（２００５）、Ｃｈｅｍ．Ｌｅｔｔ．３４，５９２（２００５）、Ｃｈｅｍ．Ｃｏｍｍｕｎ．２９０６（２００５）、Ｉｎｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．４２，１２４８（２００３）、国際公開第２００９／０５０２９０号、国際公開第２００２／０１５６４５号、国際公開第２００９／０００６７３号、米国特許出願公開第２００２／００３４６５６号明細書、米国特許第７３３２２３２号明細書、米国特許出願公開第２００９／０１０８７３７号明細書、米国特許出願公開第２００９／００３９７７６号明細書、米国特許第６９２１９１５号明細書、米国特許第６６８７２６６号明細書、米国特許出願公開第２００７／０１９０３５９号明細書、米国特許出願公開第２００６／０００８６７０号明細書、米国特許出願公開第２００９／０１６５８４６号明細書、米国特許出願公開第２００８／００１５３５５号明細書、米国特許第７２５０２２６号明細書、米国特許第７３９６５９８号明細書、米国特許出願公開第２００６／０２６３６３５号明細書、米国特許出願公開第２００３／０１３８６５７号明細書、米国特許出願公開第２００３／０１５２８０２号明細書、米国特許第７０９０９２８号明細書、Ａｎｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．ｌｎｔ．Ｅｄ．４７，１（２００８）、Ｃｈｅｍ．Ｍａｔｅｒ．１８，５１１９（２００６）、Ｉｎｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．４６，４３０８（２００７）、Ｏｒｇａｎｏｍｅｔａｌｌｉｃｓ　２３，３７４５（２００４）、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．７４，１３６１（１９９９）、国際公開第２００２／００２７１４号、国際公開第２００６／００９０２４号、国際公開第２００６／０５６４１８号、国際公開第２００５／０１９３７３号、国際公開第２００５／１２３８７３号、国際公開第２００５／１２３８７３号、国際公開第２００７／００４３８０号、国際公開第２００６／０８２７４２号、米国特許出願公開第２００６／０２５１９２３号明細書、米国特許出願公開第２００５／０２６０４４１号明細書、米国特許第７３９３５９９号明細書、米国特許第７５３４５０５号明細書、米国特許第７４４５８５５号明細書、米国特許出願公開第２００７／０１９０３５９号明細書、米国特許出願公開第２００８／０２９７０３３号明細書、米国特許第７３３８７２２号明細書、米国特許出願公開第２００２／０１３４９８４号明細書、米国特許第７２７９７０４号明細書、米国特許出願公開第２００６／０９８１２０号明細書、米国特許出願公開第２００６／１０３８７４号明細書、国際公開第２００５／０７６３８０号、国際公開第２０１０／０３２６６３号、国際公開第第２００８／１４０１１５号、国際公開第２００７／０５２４３１号、国際公開第２０１１／１３４０１３号、国際公開第２０１１／１５７３３９号、国際公開第２０１０／０８６０８９号、国際公開第２００９／１１３６４６号、国際公開第２０１２／０２０３２７号、国際公開第２０１１／０５１４０４号、国際公開第２０１１／００４６３９号、国際公開第２０１１／０７３１４９号、米国特許出願公開第２０１２／２２８５８３号明細書、米国特許出願公開第２０１２／２１２１２６号明細書、特開２０１２－０６９７３７号公報、特開２０１２－１９５５５４号公報、特開２００９－１１４０８６号公報、特開２００３－８１９８８号公報、特開２００２－３０２６７１号公報、特開２００２－３６３５５２号公報等に記載の化合物が挙げられる。
　特に、リン光発光性ドーパントとして、特開２０１３－４２４５号公報の段落［０１８５］～［０２３５］に記載の一般式（４）、一般式（５）、一般式（６）で表される構造を有する化合物、及び、例示化合物（Ｐｔ－１～Ｐｔ－３、Ｏｓ－１及びＩｒ－１～Ｉｒ－４５）を好ましく挙げることができる。
　中でも、好ましいリン光発光性ドーパントとしては、Ｉｒを中心金属に有する有機金属錯体が挙げられる。さらに好ましくは、金属－炭素結合、金属－窒素結合、金属－酸素結合、金属－硫黄結合の少なくとも一つの配位様式を含む錯体が好ましい。
（１．２）蛍光発光性ドーパント
　蛍光発光性ドーパントは、励起一重項からの発光が可能な化合物であり、励起一重項からの発光が観測される限り特に限定されない。
　蛍光発光性ドーパントしては、例えば、アントラセン誘導体、ピレン誘導体、クリセン誘導体、フルオランテン誘導体、ペリレン誘導体、フルオレン誘導体、アリールアセチレン誘導体、スチリルアリーレン誘導体、スチリルアミン誘導体、アリールアミン誘導体、ホウ素錯体、クマリン誘導体、ピラン誘導体、シアニン誘導体、クロコニウム誘導体、スクアリウム誘導体、オキソベンツアントラセン誘導体、フルオレセイン誘導体、ローダミン誘導体、ピリリウム誘導体、ペリレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、希土類錯体系化合物等が挙げられる。
　また、蛍光発光性ドーパントして、遅延蛍光を利用した発光ドーパント等を用いてもよい。遅延蛍光を利用した発光ドーパントの具体例としては、例えば、国際公開第２０１１／１５６７９３号、特開２０１１－２１３６４３号公報、特開２０１０－９３１８１号公報等に記載の化合物が挙げられる。
（２）ホスト化合物
　ホスト化合物は、発光層において主に電荷の注入及び輸送を担う化合物であり、有機ＥＬ素子においてそれ自体の発光は実質的に観測されない。
　好ましくは室温（２５℃）においてリン光発光のリン光量子収率が、０．１未満の化合物であり、更に好ましくは、リン光量子収率が０．０１未満の化合物である。また、発光層に含有される化合物のうちで、その層中での質量比が２０％以上であることが好ましい。
　また、ホスト化合物の励起状態エネルギーは、同一層内に含有される発光ドーパントの励起状態エネルギーよりも高いことが好ましい。
　ホスト化合物は、単独で用いてもよく、又、複数種併用して用いてもよい。ホスト化合物を複数種用いることで、電荷の移動を調整することが可能であり、有機ＥＬ素子の高効率化が可能となる。
　発光層に用いるホスト化合物としては、特に制限はなく、従来有機ＥＬ素子で用いられている化合物を用いることができる。例えば、低分子化合物や、繰り返し単位を有する高分子化合物でもよく、あるいは、ビニル基やエポキシ基のような反応性基を有する化合物でもよい。
　公知のホスト化合物としては、正孔輸送能又は電子輸送能を有しつつ、発光の長波長化を防ぎ、更に、有機ＥＬ素子を高温駆動時や素子駆動中の発熱に対する安定性の観点から、高いガラス転移温度（Ｔｇ）を有することが好ましい。ホスト化合物としては、Ｔｇが９０℃以上であることが好ましく、より好ましくは１２０℃以上である。
　ここで、ガラス転移点（Ｔｇ）とは、ＤＳＣ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ　Ｓｃａｎｎｉｎｇ　Ｃａｌｏｒｉｍｅｔｒｙ：示差走査熱量法）を用いて、ＪＩＳ　Ｋ　７１２１に準拠した方法により求められる値である。
　また、リン光発光性ドーパントが含まれる発光層のホスト化合物は、その最低励起三重項エネルギー（Ｔ１）が、２．１ｅＶより大きいことが好ましい。Ｔ１が、２．１ｅＶより大きいことにより、高い発光効率を得られる。最低励起三重項エネルギー（Ｔ１）とは、ホスト化合物を溶媒に溶解し、液体窒素温度、あるいは液体ヘリウム温度において観測したリン光発光スペクトルの最低振動バンド間遷移に対応する発光バンドのピークエネルギーをいう。
　有機ＥＬ素子に用いられる、公知のホスト化合物の具体例としては、特開２００１－２５７０７６号公報、同２００２－３０８８５５号公報、同２００１－３１３１７９号公報、同２００２－３１９４９１号公報、同２００１－３５７９７７号公報、同２００２－３３４７８６号公報、同２００２－８８６０号公報、同２００２－３３４７８７号公報、同２００２－１５８７１号公報、同２００２－３３４７８８号公報、同２００２－４３０５６号公報、同２００２－３３４７８９号公報、同２００２－７５６４５号公報、同２００２－３３８５７９号公報、同２００２－１０５４４５号公報、同２００２－３４３５６８号公報、同２００２－１４１１７３号公報、同２００２－３５２９５７号公報、同２００２－２０３６８３号公報、同２００２－３６３２２７号公報、同２００２－２３１４５３号公報、同２００３－３１６５号公報、同２００２－２３４８８８号公報、同２００３－２７０４８号公報、同２００２－２５５９３４号公報、同２００２－２６０８６１号公報、同２００２－２８０１８３号公報、同２００２－２９９０６０号公報、同２００２－３０２５１６号公報、同２００２－３０５０８３号公報、同２００２－３０５０８４号公報、同２００２－３０８８３７号公報、米国特許出願公開第２００３／０１７５５５３号明細書、米国特許出願公開第２００６／０２８０９６５号明細書、米国特許出願公開第２００５／０１１２４０７号明細書、米国特許出願公開第２００９／００１７３３０号明細書、米国特許出願公開第２００９／００３０２０２号明細書、米国特許出願公開第２００５／０２３８９１９号明細書、国際公開第２００１／０３９２３４号、国際公開第２００９／０２１１２６号、国際公開第２００８／０５６７４６号、国際公開第２００４／０９３２０７号、国際公開第２００５／０８９０２５号、国際公開第２００７／０６３７９６号、国際公開第２００７／０６３７５４号、国際公開第２００４／１０７８２２号、国際公開第２００５／０３０９００号、国際公開第２００６／１１４９６６号、国際公開第２００９／０８６０２８号、国際公開第２００９／００３８９８号、国際公開第２０１２／０２３９４７号、特開２００８－０７４９３９号公報、特開２００７－２５４２９７号公報、欧州特許第２０３４５３８号明細書等に記載の化合物等が挙げられるが、これらに限定されない。
（正孔注入層）
　正孔注入層（「陽極バッファー層」ともいう。）は、駆動電圧低減や発光輝度向上のために陽極と発光層との間に設けられる層である。正孔注入層の一例は、「有機ＥＬ素子とその工業化最前線（１９９８年１１月３０日エヌ・ティー・エス社発行）」の第２編第２章「電極材料」（１２３～１６６頁）に記載されている。
　正孔注入層は、必要に応じて設けられ、上述のように陽極又は電荷発生ユニットと、発光層又は正孔輸送層との間に設けられる。
　正孔注入層は、特開平９－４５４７９号公報、同９－２６００６２号公報、同８－２８８０６９号公報等にもその詳細が記載されている。
（１）一般式（１）で表される構造を有する化合物
　正孔注入層の構成材料としては、下記一般式（１）で表される構造を有する化合物を好適に用いることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
（一般式（１）中、Ａは、Ｃ又はＮを表す。Ｘは、Ｎ又はＣＲ０を表す。Ｒ０は、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、ホルミル基、アセチル基、ベンゾイル基、アミド基（－ＣＯＮＨＲ１又は－ＣＯＮＲ１Ｒ２）、スチリル基、エチニル基、キノリル基、キナゾリル基、フェナントロリル基、ビキノリル基、アントラキノニル基、ベンゾキノニル基、キノニル基、アクリジニル基、及び置換又は無置換の、アルキル基、アリール基、アラルキル基、アルキルアミノ基、アリールアミノ基、アラルキルアミノ基又は複素環基の中から選択されるいずれかの基を表す。Ｒ１及びＲ２は、それぞれ独立に、置換又は無置換の、炭素数１～６０のアルキル基、アリール基又は５～７員の複素環基を表す。Ｙ、Ｙ′及びＹ″は、置換又は無置換の、環員としてＡ及びＸを含む５員の芳香族複素環又は環員としてＡ及びＸを含む６員の芳香族複素環を表す。Ｙ、Ｙ′及びＹ″は、同一でも異なっていてもよい。）
　一般式（１）のＲ０におけるアルキル基としては、炭素数が１～２０であることが望ましくて、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ヘキシル基等の直鎖アルキル基及びイソプロピル基、ｔ－ブチル基等の分枝鎖アルキル基等が挙げられる。
　アリール基としては、フェニル基などの単環式芳香族炭化水素環基、及びナフチル基、アントラセニル基、ピレニル基、ペリレニル基などの多環式芳香族炭化水素環基などを挙げることができる。
　アラルキル基としては、フェニル基、ビフェニル基、ナフチル基、テルフェニル基、アントラセニル基、ピレニル基、ペリレニル基などのような芳香族炭化水素環基で置換された炭素数１～２０であるアルキル基を挙げることができる。
　アルキルアミノ基としては、炭素数１～２０である脂肪族炭化水素に置換されたアミノ基を挙げることができる。
　アリールアミノ基としては、フェニル基、ビフェニル基、ナフチル基、テルフェニル基、アントラセニル基、ピレニル基、ペリレニル基などのような芳香族炭化水素環基で置換されたアミノ基を挙げることができる。
　アラルキルアミノ基としては、フェニル基、ビフェニル基、ナフチル基、テルフェニル基、アントラセニル基、ピレニル基、ペリレニル基などのような芳香族炭化水素環基と炭素数１～２０である脂肪族炭化水素で置換されたアミノ基を挙げることができる。
　複素環基としては、ピロリル基、チエニル基、インドリル基、オキサゾリル基、イミダゾリル基、チアゾリル基、ピリジル基、ピリミジニル基、ピペラジニル基、チオフェニル基、フラニル基、ピリダジニル基などが挙げられる。
　一般式（１）のＲ１及びＲ２における炭素数１～６０のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ヘキシル基等の直鎖アルキル基及びイソプロピル基、ｔ－ブチル基等の分枝鎖アルキル基等が挙げられる。
　アリール基としては、フェニル基などの単環式芳香族炭化水素環基、及びナフチル基、アントラセニル基、ピレニル基、ペリレニル基などの多環式芳香族炭化水素環基などを挙げることができる。
　５～７員の複素環基としては、ピロリル基、チエニル基、インドリル基、オキサゾリル基、イミダゾリル基、チアゾリル基、ピリジル基、ピリミジニル基、ピペラジニル基、チオフェニル基、フラニル基、ピリダジニル基等が挙げられる。
　一般式（１）のＹ、Ｙ′及びＹ″における５員の芳香族複素環としては、ピラゾール環、イミダゾール環、チアゾール環、オキサゾール環、イソオキサゾール環、インドール環、トリアゾール環、ベンゾイミダゾール環、ベンゾピラゾール環、ベンゾチアゾール環、ベンゾオキサゾール環、ベンゾイソオキサゾール環等が挙げられる。
　６員の芳香族複素環としては、ピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環、トリアジン環等が挙げられる。
　一般式（１）におけるＲ０～Ｒ２、並びにＹ、Ｙ′及びＹ″は置換されていてもよく、その置換基としては、例えば、直鎖又は分岐アルキル基（例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｔ－ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基等）、アルケニル基（例えば、ビニル基、アリル基等）、アルキニル基（例えば、エチニル基、プロパルギル基等）、芳香族炭化水素環基（芳香族炭素環基、アリール基等ともいう。例えば、ベンゼン環、ビフェニル、ナフタレン環、アズレン環、アントラセン環、フェナントレン環、ピレン環、クリセン環、ナフタセン環、トリフェニレン環、ｏ－ターフェニル環、ｍ－ターフェニル環、ｐ－ターフェニル環、アセナフテン環、コロネン環、インデン環、フルオレン環、フルオラントレン環、ナフタセン環、ペンタセン環、ペリレン環、ペンタフェン環、ピセン環、ピレン環、ピラントレン環、アンスラアントレン環、テトラリン等から導出される基）、芳香族複素環基（例えば、フラン環、ジベンゾフラン環、チオフェン環、ジベンゾチオフェン環、オキサゾール環、ピロール環、ピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環、トリアジン環、ベンゾイミダゾール環、オキサジアゾール環、トリアゾール環、イミダゾール環、ピラゾール環、チアゾール環、インドール環、インダゾール環、ベンゾイミダゾール環、ベンゾチアゾール環、ベンゾオキサゾール環、キノキサリン環、キナゾリン環、シンノリン環、キノリン環、イソキノリン環、フタラジン環、ナフチリジン環、カルバゾール環、カルボリン環、ジアザカルバゾール環（カルボリン環を構成する炭化水素環の炭素原子の一つが更に窒素原子で置換されている環等から導出される基。また、カルボリン環とジアザカルバゾール環を合わせて「アザカルバゾール環」と呼ぶ場合もある。）、非芳香族炭化水素環基（例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等）、非芳香族複素環基（例えば、ピロリジル基、イミダゾリジル基、モルホリル基、オキサゾリジル基等）、アルコキシ基（例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、ドデシルオキシ基等）、シクロアルコキシ基（例えば、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基等）、アリールオキシ基（例えば、フェノキシ基、ナフチルオキシ基等）、アルキルチオ基（例えば、メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基、ペンチルチオ基、ヘキシルチオ基、オクチルチオ基、ドデシルチオ基等）、シクロアルキルチオ基（例えば、シクロペンチルチオ基、シクロヘキシルチオ基等）、アリールチオ基（例えば、フェニルチオ基、ナフチルチオ基等）、アルコキシカルボニル基（例えば、メチルオキシカルボニル基、エチルオキシカルボニル基、ブチルオキシカルボニル基、オクチルオキシカルボニル基、ドデシルオキシカルボニル基等）、アリールオキシカルボニル基（例えば、フェニルオキシカルボニル基、ナフチルオキシカルボニル基等）、スルファモイル基（例えば、アミノスルホニル基、メチルアミノスルホニル基、ジメチルアミノスルホニル基、ブチルアミノスルホニル基、ヘキシルアミノスルホニル基、シクロヘキシルアミノスルホニル基、オクチルアミノスルホニル基、ドデシルアミノスルホニル基、フェニルアミノスルホニル基、ナフチルアミノスルホニル基、２－ピリジルアミノスルホニル基等）、アシル基（例えば、アセチル基、エチルカルボニル基、プロピルカルボニル基、ペンチルカルボニル基、シクロヘキシルカルボニル基、オクチルカルボニル基、２－エチルヘキシルカルボニル基、ドデシルカルボニル基、フェニルカルボニル基、ナフチルカルボニル基、ピリジルカルボニル基等）、アシルオキシ基（例えば、アセチルオキシ基、エチルカルボニルオキシ基、ブチルカルボニルオキシ基、オクチルカルボニルオキシ基、ドデシルカルボニルオキシ基、フェニルカルボニルオキシ基等）、アミド基（例えば、メチルカルボニルアミノ基、エチルカルボニルアミノ基、ジメチルカルボニルアミノ基、プロピルカルボニルアミノ基、ペンチルカルボニルアミノ基、シクロヘキシルカルボニルアミノ基、２－エチルヘキシルカルボニルアミノ基、オクチルカルボニルアミノ基、ドデシルカルボニルアミノ基、フェニルカルボニルアミノ基、ナフチルカルボニルアミノ基等）、カルバモイル基（例えば、アミノカルボニル基、メチルアミノカルボニル基、ジメチルアミノカルボニル基、プロピルアミノカルボニル基、ペンチルアミノカルボニル基、シクロヘキシルアミノカルボニル基、オクチルアミノカルボニル基、２－エチルヘキシルアミノカルボニル基、ドデシルアミノカルボニル基、フェニルアミノカルボニル基、ナフチルアミノカルボニル基、２－ピリジルアミノカルボニル基等）、ウレイド基（例えば、メチルウレイド基、エチルウレイド基、ペンチルウレイド基、シクロヘキシルウレイド基、オクチルウレイド基、ドデシルウレイド基、フェニルウレイド基ナフチルウレイド基、２－ピリジルアミノウレイド基等）、スルフィニル基（例えば、メチルスルフィニル基、エチルスルフィニル基、ブチルスルフィニル基、シクロヘキシルスルフィニル基、２－エチルヘキシルスルフィニル基、ドデシルスルフィニル基、フェニルスルフィニル基、ナフチルスルフィニル基、２－ピリジルスルフィニル基等）、アルキルスルホニル基（例えば、メチルスルホニル基、エチルスルホニル基、ブチルスルホニル基、シクロヘキシルスルホニル基、２－エチルヘキシルスルホニル基、ドデシルスルホニル基等）、アリールスルホニル基又はヘテロアリールスルホニル基（例えば、フェニルスルホニル基、ナフチルスルホニル基、２－ピリジルスルホニル基等）、アミノ基（例えば、アミノ基、エチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ブチルアミノ基、シクロペンチルアミノ基、２－エチルヘキシルアミノ基、ドデシルアミノ基、アニリノ基、ナフチルアミノ基、２－ピリジルアミノ基等）、ハロゲン原子（例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子等）、フッ化炭化水素基（例えば、フルオロメチル基、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、ペンタフルオロフェニル基等）、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、チオール基、シリル基（例えば、トリメチルシリル基、トリイソプロピルシリル基、トリフェニルシリル基、フェニルジエチルシリル基等）、重水素原子等が挙げられる。
　上記一般式（１）で表される構造を有する化合物は、下記一般式（２）で表される構造を有する化合物であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
（一般式（２）中、Ｒ３～Ｒ８は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、スルホニル基（－ＳＯ２Ｒ９）、スルフィニル基（－ＳＯＲ９）、スルホンアミド基（－ＳＯ２ＮＲ９Ｒ１０）、スルホナト基（－ＳＯ３Ｒ９）、トリフルオロメチル基、エステル基（－ＣＯＯＲ９）、アミド基（－ＣＯＮＨＲ９又は－ＣＯＮＲ９Ｒ１０）、及び置換又は無置換の、炭素数１～１２の直鎖若しくは分岐アルキル基、炭素数１～１２の直鎖若しくは分岐アルコキシ基、芳香族炭化水素環基、アリールアミノ基、非芳香族複素環基、芳香族複素環基又はアラルキルアミノ基の中から選択されるいずれかの基を表す。Ｒ９及びＲ１０は、それぞれ独立に、置換又は無置換の、炭素数１～６０のアルキル基、アリール基又は５～７員の複素環基を表す。）
　一般式（２）におけるＲ９及びＲ１０は、一般式（１）におけるＲ１及びＲ２と同義である。
　一般式（２）におけるＲ３～Ｒ１０は置換されていてもよく、その置換基としては、一般式（１）における置換基と同様のものが挙げられる。
　上記一般式（１）で表される構造を有する化合物は、下記一般式（３）で表される構造を有する化合物であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
（一般式（３）中、Ｒ１１～Ｒ２２は、それぞれ独立に、ハロゲン原子、アミノ基、シアノ基、ニトロ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、及び置換又は無置換の、脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素環基、脂肪族複素環基又は芳香族複素環基の中から選択されるいずれかの基を表す。Ｒ１１～Ｒ２２は、それぞれ隣接する置換基同士で環を形成していてもよい。）
　一般式（３）のＲ１１～Ｒ２２におけるアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、イソブトキシ基、ｔｅｒｔ－ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、ｔｅｒｔ－オクチルオキシ基、２－ボルニルオキシ基、２－イソボルニルオキシ基、１－アダマンチルオキシ基等の炭素数１～１８のアルコキシル基が挙げられる。
　アリールオキシ基としては、フェノキシ基、４－ｔｅｒｔ－ブチルフェノキシ基、１－ナフチルオキシ基、２－ナフチルオキシ基、９－アンスリルオキシ基、２－フェナントリルオキシ基、１－ナフタセニル基、１－ピレニル基、２－クリセニル基、３－ペリレニル基、１－ペンタセニル基といった炭素数６～３０のアリールオキシ基が挙げられる。
　アルキルチオ基としては、メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基、ブチルチオ基、イソブチルチオ基、ｔｅｒｔ－ブチルチオ基、ペンチルチオ基、イソペンチルチオ基、ヘキシルチオ基、イソヘキシルチオ基、ヘプチル基、オクチルチオ基といった炭素数１～１８のアルキルチオ基が挙げられる。
　アリールチオ基としては、フェニルチオ基、４－メチルフェニルチオ基、４－ｔｅｒｔ－ブチルフェニルチオ基、１－ナフチルチオといった炭素数６～３０のアリールチオ基が挙げられる。
　アシル基としては、アセチル基、プロピオニル基、ピバロイル基、シクロヘキシルカルボニル基、ベンゾイル基、トルオイル基、アニソイル基、シンナモイル基等の炭素数２～１８のアシル基が挙げられる。
　アルコキシカルボニル基としては、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、プロポキシカルボニル基、ブトキシカルビニル基、ペンチルオキシカルボニル基、ヘキシルオキシカルボニル基、ヘプチルオキシカルボニル基、オクチルオキシカルボニル基、ベンジルオキシカルボニル基等の炭素数２～１８のアルコキシカルボニル基が挙げられる。
　アリールオキシカルボニル基としては、フェノキシカルボニル基、１－ナフチルオキシカルボニル基、２－フェナントリルオキシカルボニル基等の炭素数７～３０のアリールオキシカルボニル基が挙げられる。
　アルキルスルホニル基としては、メシル基、エチルスルホニル基、プロピルスルホニル基、ブチルスルホニル基、ペンチルスルホニル基、ヘキシルスルホニル基、ヘプチルスルホニル基、オクチルスルホニル基、ノニルスルホニル基等の炭素数１～１８のアルキルスルホニル基が挙げられる。
　アリールスルホニル基としては、ベンゼンスルホニル基、ｐ－トルエンスルホニル基、１－ナフチルスルホニル基等の炭素数６～３０のアリールスルホニル基が挙げられる。
　脂肪族炭化水素基としては、アルキル基（例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、ｓｅｃ－ブチル基、ｔｅｒｔ－ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ヘキシル基、イソヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ドデシル基、ペンタデシル基、オクタデシル基といった炭素数１～１８のアルキル基）、アルケニル基（例えば、ビニル基、１－プロペニル基、２－プロペニル基、イソプロペニル基、１－ブテニル基、２－ブテニル基、３－ブテニル基、１－オクテニル基、１－デセニル基、１－オクタデセニル基といった炭素数２～１８のアルケニル基）、アルキニル基（例えば、エチニル基、１－プロピニル基、２－プロピニル基、１－ブチニル基、２－ブチニル基、３－ブチニル基、１－オクチニル基、１－デシニル基、１－オクタデシニル基といった炭素数２～１８のアルキニル基）、シクロアルキル基（例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロオクタデシル基、２－ボルニル基、２－イソボルニル基、１－アダマンチル基といった炭素数３～１８のシクロアルキル基）等の炭素数１～１８の１価の脂肪族炭化水素基が挙げられる。
　芳香族炭化水素環基としては、１－ナフチル基、２－ナフチル基、１－アンスリル基、２－アンスリル基、５－アンスリル基、１－フェナンスリル基、９－フェナンスリル基、１－アセナフチル基、２－トリフェニレニル基、１－クリセニル基、２－アズレニル基、１－ピレニル基、２－トリフェニレル基、１－ピレニル基、２－ピレニル基、１－ペリレニル基、２－ペリレニル基、３－ペリレニル基、２－インデニル基、１－アセナフチレニル基、２－ナフタセニル基、２－ペンタセニル基等の炭素数１０～３０の縮合環炭化水素基、ｏ－ビフェニリル基、ｍ－ビフェニリル基、ｐ－ビフェニリル基、テルフェニリル基、７－（２－ナフチル）－２－ナフチル基等の炭素数１２～３０の環集合炭化水素基が挙げられる。
　脂肪族複素環基としては、３－イソクロマニル基、７－クロマニル基、３－クマリニル基、ピペリジノ基、モルホリノ基、２－モルホリニル基等の炭素数３～１８の１価の脂肪族複素環基が挙げられる。
　芳香族複素環基としては、２－フリル基、３－フリル基、２－チエニル基、３－チエニル基、２－ベンゾフリル基、２－ベンゾチエニル基、２－ピリジル基、３－ピリジル基、４－ピリジル基、２－キノリル、５－イソキノリル基等の炭素数３～３０の芳香族複素環基が挙げられる。
　一般式（３）におけるＲ１１～Ｒ２２は置換されていてもよく、その置換基としては、一般式（１）における置換基と同様のものが挙げられる。
（２）一般式（４）で表される構造を有する化合物
　正孔注入層の構成材料としては、下記一般式（４）で表される構造を有する化合物を好適に用いることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
（一般式（４）中、Ｒ２３～Ｒ２８は、それぞれ独立に、置換又は無置換の、アルキル基、アリール基、アラルキル基又は複素環基を表す。Ｒ２３～Ｒ２８は、同一でも異なっていてもよい。Ｒ２３とＲ２４、Ｒ２５とＲ２６及びＲ２７とＲ２８、又は、Ｒ２３とＲ２８、Ｒ２４とＲ２５及びＲ２６とＲ２７は、縮合環を形成していてもよい。）
　一般式（４）のＲ２３～Ｒ２８におけるアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ヘキシル基などの直鎖アルキル基、イソプロピル基、ｔ－ブチル基などの分岐アルキル基が挙げられる。
　アリール基としては、フェニル基などの単環芳香族炭化水素環基、ナフチル基、アントラセニル基などの多環芳香族炭化水素環基などが挙げられる。
　アラルキル基としては、ベンジル基、フェニルプロピル基、ナフチルメチル基などが挙げられる。
　複素環基としては、ピロリル基、チエニル基、ピリジル基、フェナジル基、ピリダジル基、アクリジル基などの複素単環や複素縮合環などが挙げられる。
　一般式（４）におけるＲ２３～Ｒ２８の置換基としては、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、ホルミル基、アセチル基、ベンゾイル基、アミド基、スチリル基、エチニル基やフェニル基、ナフチル基、アンスラニル基などの単環の芳香環や多環縮合環、ピリジル基、ピリダジル基、フェナジル基やピロリル基、イミダゾリル基などやキノリル基、アクリジル基などの多環複素縮合環などが挙げられる。
　Ｒ２３とＲ２４、Ｒ２５とＲ２６及びＲ２７とＲ２８、又は、Ｒ２３とＲ２８、Ｒ２４とＲ２５及びＲ２６とＲ２７間で形成される縮合環としては、ベンゾ基、ナフト基、ピリド基などが挙げられる。
（３）その他の材料
　本発明においては、下記一般式（５）～（１２）で表される構造を有する化合物も好適に用いられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
（一般式（５）～（１２）中、Ｒ′は、それぞれ独立に、水素原子、置換又は無置換の、核原子数５～６０のアリール基又は核原子数１～５０のアルキル基を表す。）
　一般式（５）～（１２）のＲ′における核原子数５～６０のアリール基としては、フェニル基、ナフチル基、ビフェニルイル基、アントラニル基、フェナントリル基、ピレニル基、クリセニル基、フルオランテニル基、フルオレニル基、ピリジニル基、キノリル基、イソキノリル基、フェナントリル基などが挙げられる。
　核原子数１～５０のアルキル基としては、メチル基、エチル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、トリフルオロメチル基、トリフルオロエチル基などが挙げられる。
　一般式（５）～（１２）におけるＲ′は置換されていてもよく、その置換基としては、一般式（１）における置換基と同様のものが挙げられる。
　以下に、一般式（１）～（１２）で表される構造を有する化合物の具体例を示す。なお、以下の例示化合物において「Ｔｏｌ」とは、ｏ－、ｍ－又はｐ－メチルフェニル基のいずれかを表している。
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　その他、正孔注入層に用いられる材料としては、例えば、後述の正孔輸送層に用いられる材料等が挙げられる。中でも、銅フタロシアニンに代表されるフタロシアニン誘導体、特表２００３－５１９４３２号公報や特開２００６－１３５１４５号公報等に記載されているようなヘキサアザトリフェニレン誘導体、酸化バナジウムに代表される金属酸化物、アモルファスカーボン、ポリアニリン（エメラルディン）やポリチオフェン等の導電性高分子、トリス（２－フェニルピリジン）イリジウム錯体等に代表されるオルトメタル化錯体、トリアリールアミン誘導体等が好ましい。
　上述の正孔注入層に用いられる材料は単独で用いてもよく、また複数種を併用して用いてもよいが、本発明に係る正孔注入層は、単種の化合物からなることが好ましい。
　また、正孔注入層に導入する材料系として、一般的に三つのケースがあり、（ｉ）有機化合物単体、（ii）金属酸化物単体、及び（iii）有機化合物と金属、金属酸化物、又はビフェロセンＦ－ＴＣＮＱ等のｐ型のドーピング材料が挙げられる。材料自体の安定性（量産）の観点から、正孔注入層材料としては有機化合物単体が最も望ましいが、有機化合物単体の場合、特に正孔注入層部分において、正孔輸送性が正孔輸送層材料に比べ低くなるといった欠点があった。さらに、低温になるにつれ、ホッピング伝導の法則（μ＝ｅＲ２ｖ／ｋＢＴ×ｅｘｐ（－２αＲ））からも、更に正孔輸送性が電子輸送性よりも律速過程として顕著になり、例えば、第１発光ユニットと第２発光ユニットのうち、発光層の電子輸送性が高い発光ユニット側の発光色に色がシフトしていた。
　以上の観点から、正孔注入層の層厚（ｄＨＩＬ）は、半透過性電極又は電荷発生ユニットと発光層との間に挟持される正孔輸送性を有する層（例えば、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層等）の総層厚（ｄＨＬ）に対し、層厚比（ｄＨＩＬ／ｄＨＬ）が０．２０以下であることが好ましく、０．１０以下であることがより好ましく、又は、正孔注入層の層厚が、１～１５ｎｍの範囲内であることが好ましく、１～１０ｎｍの範囲内であることがより好ましい。これにより、低温環境下においても正孔注入層による正孔輸送性の顕著な低下分を最小限にし、発光ユニット間で安定してキャリア再結合し、発光できるデバイスを実現することができる。
（正孔輸送層）
　正孔輸送層は、正孔を輸送する機能を有する材料からなる。正孔輸送層は、陽極より注入された正孔を発光層に伝達する機能を有する層である。
　有機ＥＬ素子において、正孔輸送層の層厚に特に制限はないが、通常は５ｎｍ～５μｍの範囲内であり、より好ましくは２～５００ｎｍの範囲内であり、更に好ましくは５～２００ｎｍの範囲内である。
　正孔輸送層は、単層、２層、あるいは３層であってもよい。
　正孔輸送層に用いられる材料（以下、正孔輸送材料という。）は、正孔の注入性又は輸送性、電子の障壁性のいずれかを有していればよい。正孔輸送材料は、従来公知の化合物の中から任意のものを選択して用いることができる。正孔輸送材料は単独で用いてもよく、また、複数種を併用して用いてもよい。
　正孔輸送材料としては、例えば、ポルフィリン誘導体、フタロシアニン誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、トリアリールアミン誘導体、カルバゾール誘導体、インドロカルバゾール誘導体、イソインドール誘導体、アントラセンやナフタレン等のアセン系誘導体、フルオレン誘導体、フルオレノン誘導体、ポリビニルカルバゾール、芳香族アミンを主鎖若しくは側鎖に導入した高分子材料又はオリゴマー、ポリシラン、導電性ポリマー又はオリゴマー（例えば、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ、アニリン系共重合体、ポリアニリン、ポリチオフェン等）等が挙げられる。
　トリアリールアミン誘導体としては、α－ＮＰＤに代表されるベンジジン型や、ＭＴＤＡＴＡに代表されるスターバースト型、トリアリールアミン連結コア部にフルオレンやアントラセンを有する化合物等が挙げられる。
　また、特表２００３－５１９４３２号公報や特開２００６－１３５１４５号公報等に記載されているヘキサアザトリフェニレン誘導体も正孔輸送材料として用いることができる。
　さらに、不純物をドープしたｐ性の高い正孔輸送層を用いることもできる。例えば、特開平４－２９７０７６号公報、特開２０００－１９６１４０号公報、同２００１－１０２１７５号公報の各公報、Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，９５，５７７３（２００４）等に記載された構成を正孔輸送層に適用することもできる。
　また、特開平１１－２５１０６７号公報、Ｊ．Ｈｕａｎｇ　ｅｔ．ａｌ．著文献（Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｐｈｙｓｉｃｓ　Ｌｅｔｔｅｒｓ　８０（２００２），ｐ．１３９）に記載されているような、いわゆるｐ型正孔輸送材料やｐ型－Ｓｉ、ｐ型－ＳｉＣ等の無機化合物を用いることもできる。さらに、Ｉｒ（ｐｐｙ）３に代表されるような中心金属にＩｒやＰｔを有するオルトメタル化有機金属錯体も好ましく用いられる。
　正孔輸送材料としては、上記のものを使用することができるが、トリアリールアミン誘導体、カルバゾール誘導体、インドロカルバゾール誘導体、アザトリフェニレン誘導体、有機金属錯体、芳香族アミンを主鎖若しくは側鎖に導入した高分子材料又はオリゴマー等が好ましく用いられる。
　正孔輸送材料の具体例としては、上記で挙げた文献の他、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．６９，２１６０（１９９６）、Ｊ．Ｌｕｍｉｎ．７２－７４，９８５（１９９７）、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．７８，６７３（２００１）、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．９０，１８３５０３（２００７）、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．９０，１８３５０３（２００７）、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．５１，９１３（１９８７）、Ｓｙｎｔｈ．Ｍｅｔ．８７，１７１（１９９７）、Ｓｙｎｔｈ．Ｍｅｔ．９１，２０９（１９９７）、Ｓｙｎｔｈ．Ｍｅｔ．１１１，４２１（２０００）、ＳＩＤ　Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ　Ｄｉｇｅｓｔ，３７，９２３（２００６）、Ｊ．Ｍａｔｅｒ．Ｃｈｅｍ．３，３１９（１９９３）、Ａｄｖ．Ｍａｔｅｒ．６，６７７（１９９４）、Ｃｈｅｍ．Ｍａｔｅｒ．１５，３１４８（２００３）、米国特許出願公開第２００３／０１６２０５３号明細書、米国特許出願公開第２００２／０１５８２４２号明細書、米国特許出願公開第２００６／０２４０２７９号明細書、米国特許出願公開第２００８／０２２０２６５号明細書、米国特許第５０６１５６９号明細書、国際公開第２００７／００２６８３号、国際公開第２００９／０１８００９号、欧州特許第６５０９５５号明細書、米国特許出願公開第２００８／０１２４５７２号明細書、米国特許出願公開第２００７／０２７８９３８号明細書、米国特許出願公開第２００８／０１０６１９０号明細書、米国特許出願公開第２００８／００１８２２１号明細書、国際公開第２０１２／１１５０３４号、特表２００３－５１９４３２号公報、特開２００６－１３５１４５号公報、米国特許出願番号１３／５８５９８１号に記載の化合物等が挙げられるが、これらに限定されない。
（電子阻止層）
　電子阻止層は、広い意味では正孔輸送層の機能を有する層である。好ましくは、正孔を輸送する機能を有しつつ、電子を輸送する能力が小さい材料からなる。電子阻止層は、正孔を輸送しつつ電子を阻止することで、電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。
　また、上述の正孔輸送層の構成を必要に応じて、有機ＥＬ素子の電子阻止層として用いることができる。有機ＥＬ素子に設ける電子阻止層は、発光層の陽極側に隣接して設けられることが好ましい。
　電子阻止層の層厚としては、好ましくは３～１００ｎｍの範囲内であり、更に好ましくは５～３０ｎｍの範囲内である。
　電子阻止層に用いられる材料としては、上述の正孔輸送層に用いられる材料が好ましく用いることができる。また、上述のホスト化合物として用いられる材料も、電子阻止層として好ましく用いることができる。
（正孔阻止層）
　正孔阻止層は、広い意味では電子輸送層の機能を有する層である。好ましくは、電子を輸送する機能を有しつつ、正孔を輸送する能力が小さい材料からなる。電子を輸送しつつ正孔を阻止することで、電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。
　また、正孔阻止層に、三重項エネルギーを阻止する層としての機能も有すると更に有効である。
　また、後述の電子輸送層の構成を、必要に応じて正孔阻止層として用いることができる。
　有機ＥＬ素子に設ける正孔阻止層は、発光層の陰極側に隣接して設けられることが好ましい。
　有機ＥＬ素子において、正孔阻止層の層厚は、好ましくは３～１００ｎｍの範囲内であり、更に好ましくは５～３０ｎｍの範囲内である。
　正孔阻止層に用いられる材料としては、後述の電子輸送層に用いられる材料が好ましく用いられ、また、上述のホスト化合物として用いられる材料も正孔阻止層に好ましく用いられる。
（電子輸送層）
　有機ＥＬ素子に用いる電子輸送層とは、電子を輸送する機能を有する材料からなり、陰極より注入された電子を発光層に伝達する機能を有する。
　電子輸送材料は単独で用いてもよく、また複数種を併用して用いてもよい。
　電子輸送層の層厚については特に制限はないが、通常は２ｎｍ～５μｍの範囲内であり、より好ましくは２～５００ｎｍの範囲内であり、更に好ましくは５～２００ｎｍの範囲内である。
　また、有機ＥＬ素子においては、発光層で生じた光を取り出す際、発光層から陽極を通じて直接取り出される光と、陽極と対極に位置する陰極で反射されてから取り出される光とが、干渉を起こすことが知られている。
　したがって、本発明の有機ＥＬ素子では、各発光ユニットの総厚の調整を、正孔輸送性を有する層（例えば、正孔注入層、正孔輸送層、電子阻止層等）及び電子輸送性を有する層（例えば、電子注入層、電子輸送層、正孔阻止層）の総層厚を数ｎｍ～数μｍの間で適宜調整することで行うことが好ましい。
　一方で、電子輸送性を有する層の総層厚を厚くすると電圧が上昇しやすくなるため、特に総層厚が厚い場合においては、電子輸送層の電子移動度は１×１０－５ｃｍ２／Ｖｓ以上であることが好ましい。
　電子輸送層に用いられる材料（以下、電子輸送材料という。）としては、電子の注入性若しくは輸送性、又は、正孔の障壁性のいずれかを有していればよく、従来公知の化合物の中から任意のものを選択して用いることができる。例えば、含窒素芳香族複素環誘導体、芳香族炭化水素環誘導体、ジベンゾフラン誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、シロール誘導体等が挙げられる。
　上記含窒素芳香族複素環誘導体としては、カルバゾール誘導体、アザカルバゾール誘導体（カルバゾール環を構成する炭素原子の一つ以上が窒素原子に置換したもの）、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、ピラジン誘導体、ピリダジン誘導体、トリアジン誘導体、キノリン誘導体、キノキサリン誘導体、フェナントロリン誘導体、アザトリフェニレン誘導体、オキサゾール誘導体、チアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、チアジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、ベンズイミダゾール誘導体、ベンズオキサゾール誘導体、ベンズチアゾール誘導体等が挙げられる。
　芳香族炭化水素環誘導体としては、ナフタレン誘導体、アントラセン誘導体、トリフェニレン等が挙げられる。
　また、配位子にキノリノール骨格やジベンゾキノリノール骨格を有する金属錯体、例えば、トリス（８－キノリノール）アルミニウム（Ａｌｑ３）、トリス（５，７－ジクロロ－８－キノリノール）アルミニウム、トリス（５，７－ジブロモ－８－キノリノール）アルミニウム、トリス（２－メチル－８－キノリノール）アルミニウム、トリス（５－メチル－８－キノリノール）アルミニウム、ビス（８－キノリノール）亜鉛（Ｚｎｑ）等、及び、これらの金属錯体の中心金属がＩｎ、Ｍｇ、Ｃｕ、Ｃａ、Ｓｎ、Ｇａ又はＰｂに置き替わった金属錯体も、電子輸送材料として用いることができる。
　その他、メタルフリー若しくはメタルフタロシアニン、又は、それらの末端がアルキル基やスルホン酸基等で置換されているものも、電子輸送材料として好ましく用いることができる。また、発光層の材料としても用いられるジスチリルピラジン誘導体も、電子輸送材料として用いることができるし、正孔注入層、正孔輸送層と同様にｎ型－Ｓｉ、ｎ型－ＳｉＣ等の無機半導体も電子輸送材料として用いることができる。
　また、これらの材料を高分子鎖に導入した、又は、これらの材料を高分子の主鎖とした高分子材料を用いることもできる。
　有機ＥＬ素子では、ゲスト材料として電子輸送層にドープ材をドープして、ｎ性の高い（電子リッチ）電子輸送層を形成してもよい。ドープ材としては、金属錯体及びハロゲン化金属等の金属化合物や、その他のｎ型ドーパントが挙げられる。このような構成の電子輸送層の具体例としては、例えば、特開平４－２９７０７６号公報、同１０－２７０１７２号公報、特開２０００－１９６１４０号公報、同２００１－１０２１７５号公報、Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，９５，５７７３（２００４）等の文献に記載されたものが挙げられる。
　公知の好ましい電子輸送材料の具体例としては、米国特許第６５２８１８７号明細書、米国特許第７２３０１０７号明細書、米国特許出願公開第２００５／００２５９９３号明細書、米国特許出願公開第２００４／００３６０７７号明細書、米国特許出願公開第２００９／０１１５３１６号明細書、米国特許出願公開第２００９／０１０１８７０号明細書、米国特許出願公開第２００９／０１７９５５４号明細書、国際公開第２００３／０６０９５６号、国際公開第２００８／１３２０８５号、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．７５，４（１９９９）、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．７９，４４９（２００１）、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．８１，１６２（２００２）、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．８１，１６２（２００２）、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．７９，１５６（２００１）、米国特許第７９６４２９３号明細書、米国特許出願公開第２００９／０３０２０２号明細書、国際公開第２００４／０８０９７５号、国際公開第２００４／０６３１５９号、国際公開第２００５／０８５３８７号、国際公開第２００６／０６７９３１号、国際公開第２００７／０８６５５２号、国際公開第２００８／１１４６９０号、国際公開第２００９／０６９４４２号、国際公開第２００９／０６６７７９号、国際公開第２００９／０５４２５３号、国際公開第２０１１／０８６９３５号、国際公開第２０１０／１５０５９３号、国際公開第２０１０／０４７７０７号、欧州特許第２３１１８２６号明細書、特開２０１０－２５１６７５号公報、特開２００９－２０９１３３号公報、特開２００９－１２４１１４号公報、特開２００８－２７７８１０号公報、特開２００６－１５６４４５号公報、特開２００５－３４０１２２号公報、特開２００３－４５６６２号公報、特開２００３－３１３６７号公報、特開２００３－２８２２７０号公報、国際公開第２０１２／１１５０３４号等に記載の化合物が挙げられるが、これらに限定されない。
　より好ましい電子輸送材料としては、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、ピラジン誘導体、トリアジン誘導体、ジベンゾフラン誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、カルバゾール誘導体、アザカルバゾール誘導体、ベンズイミダゾール誘導体が挙げられる。
（電子注入層）
　電子注入層（「陰極バッファー層」ともいう。）は、駆動電圧低減や発光輝度向上のために陰極と発光層との間に設けられる層である。電子注入層の一例は、「有機ＥＬ素子とその工業化最前線（１９９８年１１月３０日エヌ・ティー・エス社発光）」の第２編第２章「電極材料」（１２３～１６６頁）に記載されている。
　本発明の有機ＥＬ素子において、電子注入層は必要に応じて設けられ、上述のように陰極若しくは電荷発生ユニットと発光層との間、又は、陰極若しくは電荷発生ユニットと電子輸送層との間に設けられる。
　電子注入層はごく薄い膜であることが好ましく、素材にもよるが、その層厚は０．１～５ｎｍの範囲内が好ましい。また、構成材料が断続的に存在する不均一な膜であってもよい。
　電子注入層は、特開平６－３２５８７１号公報、同９－１７５７４号公報、同１０－７４５８６号公報等にもその詳細が記載されている。電子注入層に好ましく用いられる材料の具体例としては、ストロンチウムやアルミニウム等に代表される金属、フッ化リチウム、フッ化ナトリウム、フッ化カリウム等に代表されるアルカリ金属化合物、フッ化マグネシウム、フッ化カルシウム等に代表されるアルカリ土類金属化合物、酸化アルミニウムに代表される金属酸化物、リチウム８－ヒドロキシキノレート（Ｌｉｑ）等に代表される金属錯体等が挙げられる。また、上述の電子輸送材料を用いることも可能である。
　また、上記の電子注入層に用いられる材料は単独で用いてもよく、複数種を併用して用いてもよい。
＜電荷発生ユニット＞
　本発明の有機ＥＬ素子においては、各発光ユニットの間に、非発光性の電荷発生ユニットが設けられる。電荷発生ユニットは、電界中において、複数の発光ユニットを直列に電気的に連結する有機化合物層との界面を持つ層である。
　電荷発生ユニットとしては、有機化合物、無機化合物を単独又は複数種混合して使用することができる。
　電荷発生ユニットは、少なくとも１層以上から構成されるが、好ましくは２層以上からなり、また、ｐ型半導体層、ｎ型半導体層の一方若しくは両方を含むことが特に好ましい。
　また、電荷発生ユニットは、外部電界により、層内部で正孔、電子を発生・輸送することができるバイポーラ層としてもよい。また、通常の電極材料として使用可能な金属、金属酸化物、及びその合金などが好適に使用できる。
　このように、電荷発生ユニットとしては、一方の発光ユニットに電子を注入する機能を有し、他方の発光ユニットに正孔を注入する機能を有する、電荷発生層の構成とすることができる。
　また、電荷発生ユニットは、半透過性電極又は反射性電極と同じ材料を用いて形成することができ、半透過性電極及び反射性電極よりも導電率の低い材料を用いて形成することが可能である。
　電荷発生ユニットにおいて、電子を注入する機能を有する層としては、例えば、酸化リチウム、フッ化リチウム、炭酸セシウム等の絶縁体や半導体を用いることができる。又は、電子輸送性の高い物質に電子供与性物質を添加した材料を用いることもできる。
　電荷発生ユニットに用いられる有機化合物としては、ナノカーボン材料、有機半導体材料（有機アクセプター、有機ドナー）として機能する有機金属錯体化合物、有機塩、芳香族炭化水素化合物及びその誘導体、複素芳香族炭化水素化合物及びその誘導体等が挙げられる。
　無機化合物としては、金属、無機酸化物、無機塩等が挙げられる。
　電子輸送性の高い物質としては、例えば、トリス（８－キノリノラト）アルミニウム（Ａｌｑ３）、トリス（４－メチル－８－キノリノラト）アルミニウム（Ａｌｍｑ３）、ビス（１０－ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナト）ベリリウム（ＢｅＢｑ２）、ビス（２－メチル－８－キノリノラト）（４－フェニルフェノラト）アルミニウム（ＢＡｌｑ）などのキノリン骨格又はベンゾキノリン骨格を有する金属錯体等を用いることができる。
　また、この他にもビス［２－（２－ヒドロキシフェニル）ベンズオキサゾラト］亜鉛（Ｚｎ（ＢＯＸ）２）、ビス［２－（２－ヒドロキシフェニル）ベンゾチアゾラト］亜鉛（Ｚｎ（ＢＴＺ）２）等のオキサゾール系、チアゾール系配位子を有する金属錯体等も用いることができる。
　また、金属錯体以外にも、２－（４－ビフェニリル）－５－（４－ｔｅｒｔ－ブチルフェニル）－１，３，４－オキサジアゾール（ＰＢＤ）、１，３－ビス［５－（ｐ－ｔｅｒｔ－ブチルフェニル）－１，３，４－オキサジアゾール－２－イル］ベンゼン（ＯＸＤ－７）、３－（４－ビフェニリル）－４－フェニル－５－（４－ｔｅｒｔ－ブチルフェニル）－１，２，４－トリアゾール（ＴＡＺ）、バソフェナントロリン（ＢＰｈｅｎ）、バソキュプロイン（ＢＣＰ）等も用いることができる。
　上述の電子輸送性の高い物質とは、主に１×１０－６ｃｍ２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する物質である。正孔よりも電子の輸送性の高い物質であれば、上記以外の物質を用いることも可能である。
　電子輸送性の高い物質に、電子供与性物質を添加することにより、電子注入性を高くすることができる。このため、発光素子の駆動電圧を低減することができる。電子供与性物質としては、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属若しくは元素周期表における第１３族に属する金属、その酸化物、又は、その炭酸塩を用いることができる。具体的には、リチウム（Ｌｉ）、セシウム（Ｃｓ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、インジウム（Ｉｎ）、酸化リチウム、炭酸セシウム等を用いることが好ましい。また、テトラチアナフタセンのような有機化合物をドナー性物質として用いてもよい。
　また、電荷発生ユニットのうち正孔を注入する機能を有する層として、例えば、酸化モリブデン、酸化バナジウム、酸化レニウム、酸化ルテニウム等の半導体や絶縁体を用いることができる。又は、正孔輸送性の高い物質に、電子受容性物質を添加した材料を用いることができる。また、電子受容性物質からなる層を用いてもよい。
　正孔輸送性の高い物質としては、例えば、４，４′－ビス［Ｎ－（１－ナフチル）－Ｎ－フェニルアミノ］ビフェニル（ＮＰＢ又はα－ＮＰＤ）、Ｎ，Ｎ′－ビス（３－メチルフェニル）－Ｎ，Ｎ′－ジフェニル－［１，１′－ビフェニル］－４，４′－ジアミン（ＴＰＤ）、４，４′，４″－トリス（Ｎ，Ｎ－ジフェニルアミノ）トリフェニルアミン（ＴＤＡＴＡ）、４，４′，４″－トリス［Ｎ－（３－メチルフェニル）－Ｎ－フェニルアミノ］トリフェニルアミン（ＭＴＤＡＴＡ）等の芳香族アミン化合物等を用いることができる。
　上述の正孔輸送性の高い物質は、主に１×１０－６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質である。電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、上記以外の物質を用いても構わない。また、上述のホスト化合物を用いてもよい。
　正孔輸送性の高い物質に、電子受容性物質を添加することにより、正孔注入性を高くすることができる。このため、発光素子の駆動電圧を低減することができる。電子受容性物質としては、７，７，８，８－テトラシアノ－２，３，５，６－テトラフルオロキノジメタン（Ｆ４－ＴＣＮＱ）、クロラニル等を用いることができる。また、遷移金属酸化物を用いることができる。また、元素周期表における第４族～第８族に属する金属の酸化物を用いることができる。具体的には、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化クロム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化マンガン、酸化レニウムは電子受容性が高いため好ましい。中でも特に、酸化モリブデンは大気中でも安定であり、吸湿性が低く、扱いやすいため好ましい。
　また、正孔輸送性の高い物質に電子受容性物質を添加した構成、及び、電子輸送性の高い物質に電子受容性物質を添加した構成のうち、いずれか一方又は両方の構成を用いることにより、電荷発生ユニットを厚膜化した場合にも駆動電圧の上昇を抑制することができる。よって、電荷発生ユニットを厚膜化することにより、微小な異物や衝撃等によるショートを防止することができ、駆動電圧の上昇させずに信頼性の高い発光素子を得ることができる。
　なお、電荷発生ユニットにおいて、正孔を注入する機能を有する層と電子を注入する機能を有する層との間に、必要に応じて他の層を導入してもよい。例えば、ＩＴＯのような導電層や電子リレー層を設けてもよい。電子リレー層は、正孔を注入する機能を有する層と電子を注入する機能を有する層との間で生じる電圧のロスを低減する機能を有する。具体的には、ＬＵＭＯ準位がおよそ－５．０ｅＶ以上である材料を用いるのが好ましく、－５．０～－３．０ｅＶの範囲内である材料を用いるのがより好ましい。例えば、３，４，９，１０－ペリレンテトラカルボン酸二無水物（ＰＴＣＤＡ）、３，４，９，１０－ペリレンテトラカルボキシリックビスベンゾイミダゾール（ＰＴＣＢＩ）等を用いることができる。
＜その他添加剤＞
　有機ＥＬ素子を構成する発光ユニットは、更に他の添加剤を含んでもよい。
　添加剤としては、例えば、臭素、ヨウ素、塩素等のハロゲン元素やハロゲン化化合物、Ｐｄ、Ｃａ、Ｎａ等のアルカリ金属やアルカリ土類金属、遷移金属の化合物や錯体、塩等が挙げられる。
　添加剤の含有量は、任意に決定することができるが、含有される層の全質量％に対して１０００ｐｐｍ以下であることが好ましく、より好ましくは５００ｐｐｍ以下であり、更に好ましくは５０ｐｐｍ以下である。
　ただし、電子や正孔の輸送性を向上させる目的や、励起子のエネルギー移動を有利にするための目的などによってはこの範囲内ではない。
＜半透過性電極＞
　有機ＥＬ素子における半透過性電極としては、仕事関数の大きい（４ｅＶ以上、好ましくは４．３ｅＶ以上）金属、合金、電気伝導性化合物、及びこれらの混合物からなる電極物質が用いられる。
　具体的には、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）や、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、酸化ケイ素を含むインジウム錫酸化物（以下、ＩＴＳＯとも記す。）、２～２０％の酸化亜鉛を含む酸化インジウム等の透光性材料の他、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）等の金属材料、又はこれらの積層構造を用いることができる。
　半透過性電極は、蒸着やスパッタリング等の方法を用いて、薄電極物質の膜を形成し、フォトリソグラフィー法で所望の形状のパターンを形成してもよい。また、パターン精度をあまり必要としない場合（１００μｍ以上程度）は、上記電極物質の蒸着やスパッタリング時に、所望の形状のマスクを介してパターンを形成してもよい。
　有機導電性化合物のように塗布可能な物質を用いる場合には、印刷方式、コーティング方式など湿式製膜法を用いることもできる。
　また、半透過性電極の光透過率は、波長４５０ｎｍにおいて、１０～１００％の範囲内であることが好ましく、光反射率は、５～８０％の範囲内が望ましい。また、吸収率（＝１００％－光透過率－光反射率）は、５０％以下が望ましい。
　また、半透過性電極としてのシート抵抗は、数百Ω／ｓｑ．以下が好ましい。また、半透過性電極の厚さは、材料にもよるが、通常１０ｎｍ～１μｍ、好ましくは１０ｎｍ～２００ｎｍの範囲内で選ばれる。
　例えば、半透過性電極に透光性が必要な場合、上記の金属材料を薄くし、半透過性を有するように形成し、その上に透光性材料を積層する構成がある。もちろん、半透過性を有する金属材料を単層で用いてもよい。ただし、半透過性電極の材料は、これらに限定されない。
　また、金属材料の膜厚は、好ましくは１～５０ｎｍの範囲内であり、更に好ましくは、５～４０ｎｍの範囲内である。金属材料の膜厚安定性、膜質の観点から５ｎｍ以上が望ましく、また、金属材料の膜厚による共振機構を強めるが、内部での発光を光取出しする観点から４０ｎｍ以下が望ましい。
＜反射性電極＞
　反射性電極としては、仕事関数の小さい（４ｅＶ以下）金属（電子注入性金属と称する。）、合金、電気伝導性化合物、及びこれらの混合物からなる電極物質が用いられる。このような電極物質の具体例としては、ナトリウム、ナトリウム－カリウム合金、マグネシウム、リチウム、マグネシウム／銅混合物、マグネシウム／銀混合物、マグネシウム／アルミニウム混合物、マグネシウム／インジウム混合物、アルミニウム／酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）混合物、インジウム、リチウム／アルミニウム混合物、アルミニウム、銀、銀を主成分とする合金、アルミニウム／銀混合物、希土類金属等が挙げられる。
　反射性電極は、上記電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法を用いて、作製することができる。また、反射性電極のシート抵抗は、数百Ω／ｓｑ．以下が好ましい。また、反射性電極の厚さは、通常１０ｎｍ～５μｍの範囲内、好ましくは５０～２００ｎｍの範囲内で選ばれる。
＜基板＞
　有機ＥＬ素子に用いる基板は、ガラス、プラスチック等の種類には特に限定はなく、また、透明であっても不透明であってもよい。基板側から光を取り出す場合には、基板は透明であることが好ましい。
　透明な基板として、好ましくは、ガラス、石英、透明樹脂フィルムを挙げることができる。特に好ましくは、有機ＥＬ素子にフレキシブル性を与えることが可能な樹脂フィルムである。
　樹脂フィルムとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等のポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、セロファン、セルロースジアセテート、セルローストリアセテート（ＴＡＣ）、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートプロピオネート（ＣＡＰ）、セルロースアセテートフタレート、セルロースナイトレート等のセルロースエステル類又はそれらの誘導体、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、ポリエチレンビニルアルコール、シンジオタクティックポリスチレン、ポリカーボネート、ノルボルネン樹脂、ポリメチルペンテン、ポリエーテルケトン、ポリイミド、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリフェニレンスルフィド、ポリスルホン類、ポリエーテルイミド、ポリエーテルケトンイミド、ポリアミド、フッ素樹脂、ナイロン、ポリメチルメタクリレート、アクリルあるいはポリアリレート類、アートン（商品名ＪＳＲ社製）あるいはアペル（商品名三井化学社製）といったシクロオレフィン系樹脂等のフィルムを挙げられる。
　樹脂フィルムの表面には、無機物、有機物の被膜又はその両者のハイブリッド被膜等によるガスバリアー膜が形成されていてもよい。ガスバリアー膜は、ＪＩＳ　Ｋ　７１２９－１９９２に準拠した方法で測定された、水蒸気透過度（２５±０．５℃、相対湿度（９０±２）％ＲＨ）が０．０１ｇ／（ｍ２・２４ｈ）以下のガスバリアー性フィルムであることが好ましい。更には、ＪＩＳ　Ｋ　７１２６－１９８７に準拠した方法で測定された酸素透過度が、１×１０－３ｍｌ／（ｍ２・２４ｈ・ａｔｍ）以下、水蒸気透過度が、１×１０－５ｇ／（ｍ２・２４ｈ）以下の高ガスバリアー性フィルムであることが好ましい。
　ガスバリアー膜を形成する材料としては、水分や酸素等素子の劣化をもたらすものの浸入を抑制する機能を有する材料であればよい。例えば、酸化ケイ素、二酸化ケイ素、窒化ケイ素等を用いることができる。さらに、ガスバリアー膜の脆弱性を改良するために、これら無機層と有機材料からなる層との積層構造を持たせることがより好ましい。無機層と有機層の積層順については特に制限はないが、両者を交互に複数回積層させることが好ましい。
　ガスバリアー膜の形成方法については特に限定はなく、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、分子線エピタキシー法、クラスターイオンビーム法、イオンプレーティング法、プラズマ重合法、大気圧プラズマ重合法、プラズマＣＶＤ法、レーザーＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、コーティング法等を用いることができる。例えば、特開２００４－６８１４３号公報に記載されているような大気圧プラズマ重合法によるものが好ましい。
　不透明な支持基板としては、例えば、アルミ、ステンレス等の金属板・フィルムや不透明樹脂基板、セラミック製の基板等が挙げられる。
＜封止＞
　有機ＥＬ素子の封止に用いられる封止手段としては、例えば、封止部材と、電極、基板とを接着剤で接着する方法を挙げることができる。
　封止部材としては、有機ＥＬ素子の表示領域を覆うように配置されていればよく、凹板状でも、平板状でもよい。また、透明性、電気絶縁性は特に限定されない。
　具体的には、ガラス板、ポリマー板、ポリマーフィルム、金属板・フィルム等が挙げられる。
　ガラス板としては、特にソーダ石灰ガラス、バリウム・ストロンチウム含有ガラス、鉛ガラス、アルミノケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス、バリウムホウケイ酸ガラス、石英等を挙げることができる。
　また、ポリマー板及びポリマーフィルムとしては、ポリカーボネート、アクリル、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルサルファイド、ポリサルフォン等を挙げることができる。
　金属板としては、ステンレス、鉄、銅、アルミニウム、マグネシウム、ニッケル、亜鉛、クロム、チタン、モリブテン、シリコン、ゲルマニウム及びタンタルからなる群から選ばれる１種以上を含む金属、及び、合金が挙げられる。
　有機ＥＬ素子を薄膜化できるということから、ポリマーフィルム、金属フィルムを好ましく使用することができる。さらには、ポリマーフィルムは、酸素透過度１×１０－３ｍｌ／（ｍ２・２４ｈ・ａｔｍ）以下、水蒸気透過度１×１０－３ｇ／（ｍ２・２４ｈ）以下であることが好ましい。また、水蒸気透過度が１×１０－５ｇ／（ｍ２・２４ｈ）以下、かつ酸素透過度が１×１０－５ｍｌ／（ｍ２・２４ｈ・ａｔｍ）以下であることがより好ましい。
　封止部材を凹状に加工するには、サンドブラスト加工、化学エッチング加工等が使われる。接着剤として、具体的には、アクリル酸系オリゴマー、メタクリル酸系オリゴマーの反応性ビニル基を有する光硬化及び熱硬化型接着剤、２－シアノアクリル酸エステル等の湿気硬化型等の接着剤を挙げることができる。また、エポキシ系等の熱及び化学硬化型（２液混合）を挙げることができる。また、ホットメルト型のポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィンを挙げることができる。また、カチオン硬化タイプの紫外線硬化型エポキシ樹脂接着剤を挙げることができる。
　なお、有機ＥＬ素子が熱処理により劣化する場合があるので、室温（２５℃）から８０℃までに接着硬化できることが好ましい。また、接着剤中に乾燥剤を分散させておいてもよい。封止部分への接着剤の塗布は、市販のディスペンサーを使ってもよいし、スクリーン印刷のように印刷してもよい。
　封止部材と有機ＥＬ素子の表示領域との間隙には、気相及び液相では、窒素、アルゴン等の不活性気体や、フッ化炭化水素、シリコンオイルのような不活性液体を注入することが好ましい。また、真空とすることも可能である。また、内部に吸湿性化合物を封入することもできる。
　吸湿性化合物としては、例えば、金属酸化物（例えば、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化カルシウム、酸化バリウム、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム等）、硫酸塩（例えば、硫酸ナトリウム、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム、硫酸コバルト等）、金属ハロゲン化物（例えば、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、フッ化セシウム、フッ化タンタル、臭化セリウム、臭化マグネシウム、ヨウ化バリウム、ヨウ化マグネシウム等）、過塩素酸類（例えば、過塩素酸バリウム、過塩素酸マグネシウム等）等が挙げられ、硫酸塩、金属ハロゲン化物及び過塩素酸類においては無水塩が好適に用いられる。
＜保護膜、保護板＞
　有機ＥＬ素子の機械的強度を高めるために、上記封止用フィルムの外側に保護膜あるいは保護板を設けてもよい。特に、封止が上記封止膜により行われている場合には、その機械的強度は必ずしも高くないため、このような保護膜、保護板を設けることが好ましい。これに使用することができる材料としては、上記封止に用いたのと同様のガラス板、ポリマー板・フィルム、金属板・フィルム等を用いることができるが、軽量かつ薄膜化ということからポリマーフィルムを用いることが好ましい。
＜光取出し向上技術＞
　有機ＥＬ素子は、空気よりも屈折率の高い（屈折率１．６～２．１程度の範囲内）層の内部で発光し、発光層で発生した光のうち１５～２０％程度の光しか取り出せないことが一般的に言われている。これは、臨界角以上の角度θで界面（透明基板と空気との界面）に入射する光は、全反射を起こし素子外部に取り出すことができないことや、透明電極又は発光層と透明基板との間で光が全反射を起こし、光が透明電極又は発光層を導波し、結果として、光が素子側面方向に逃げるためである。
　この光の取出しの効率を向上させる手法としては、例えば、透明基板表面に凹凸を形成し、透明基板と空気界面での全反射を防ぐ方法（例えば、米国特許第４７７４４３５号明細書）、基板に集光性を持たせることにより効率を向上させる方法（例えば、特開昭６３－３１４７９５号公報）、素子の側面等に反射面を形成する方法（例えば、特開平１－２２０３９４号公報）、基板と発光体の間に中間の屈折率を持つ平坦層を導入し、反射防止膜を形成する方法（例えば、特開昭６２－１７２６９１号公報）、基板と発光体との間に基板よりも低屈折率を持つ平坦層を導入する方法（例えば、特開２００１－２０２８２７号公報）、基板、透明電極層や発光層のいずれかの層間（基板と外界間を含む。）に回折格子を形成する方法（特開平１１－２８３７５１号公報）等が挙げられる。
≪有機ＥＬ素子の作製方法≫
　次に、半透過性電極／第１発光ユニット／電荷発生ユニット／第２発光ユニット／反射性電極からなる有機ＥＬ素子の作製方法の一例について説明する。
　まず、適当な基板上に所望の電極物質、例えば、陽極用物質からなる薄膜を１μｍ以下、好ましくは１０～２００ｎｍの膜厚になるように、蒸着やスパッタリング等の方法により形成し、半透過性電極を作製する。
　次に、この上に、第１発光ユニットとして、正孔注入層、正孔輸送層、電子阻止層、発光層、電子注入層、電子輸送層を形成する。
　この有機化合物薄膜の薄膜化の方法としては、蒸着法、ウェットプロセス（スピンコート法、キャスト法、インクジェット法、印刷法、ＬＢ法（ラングミュア－ブロジェット法）、スプレー法、印刷法、スロット型コータ法）等があるが、均質な膜が得られやすく、かつピンホールが生成しにくい等の点から、真空蒸着法、スピンコート法、インクジェット法、印刷法、スロット型コータ法が特に好ましい。層毎に異なる成膜法を適用してもよい。
　成膜に蒸着法を採用する場合、その蒸着条件は使用する化合物の種類等により異なるが、一般にボート加熱温度５０～４５０℃、真空度１×１０－６～１×１０－２Ｐａ、蒸着速度０．０１～５０ｎｍ／秒、基板温度－５０℃～３００℃、層厚０．１ｎｍ～５μｍ、好ましくは５～２００ｎｍの範囲内で適宜選ぶことが望ましい。
　次いで、第１発光ユニット上に、電荷発生ユニットを形成する。
　電荷発生ユニットの形成方法としては、薄膜形成ができる方法であれば特に限定されず、例えば、蒸着法、スパッタリング、ウェットプロセス（スピンコート法、キャスト法、インクジェット法、ＬＢ法、スプレー法、印刷法、スロット型コータ法）等が挙げられる。
　次いで、電荷発生ユニット上に、第１発光ユニットと同様にして、第２発光ユニットを形成する。
　その後、その上に、例えば陰極用物質からなる薄膜を、１μｍ以下好ましくは５０～２００ｎｍの範囲内の膜厚になるように、例えば、蒸着やスパッタリング等の方法により形成し、反射性電極を設ける。
　これにより所望の有機ＥＬ素子が得られる。
　この有機ＥＬ素子の作製は、１回の真空引きで一貫して第１発光ユニットから反射性電極まで作製することが好ましいが、途中で取り出して異なる成膜法を施しても構わない。その際、作業を乾燥不活性ガス雰囲気下で行う等の配慮が必要となる。
　その後、有機ＥＬ素子を封止・保護してもよい。
　例えば、半透過性電極及び反射性電極の一部又は全部を露出させた状態で有機ＥＬ素子を熱硬化性樹脂で被覆してこれを加熱硬化させ、有機ＥＬ素子を封止する。
　その後、有機ＥＬ素子の封止体とそこから露出した有機ＥＬ素子の半透過性電極及び反射性電極の一部又は全部とを、保護部材で被覆し、保護部材の重複部分を所定温度で加熱圧着する。２枚の保護部材を重ね合わせて有機ＥＬ素子の封止体等を被覆しその側縁部同士を加熱圧着してもよいし、１枚の保護部材を折り畳んで有機ＥＬ素子の封止体等を被覆しその側縁部（特に、開放端）同士を加熱圧着してもよい。
　以上の処理により、有機ＥＬ素子を封止・保護した有機ＥＬモジュールが製造される。
≪その他の構成≫
　なお、上述の実施態様では、基板側から、半透過性電極、第１発光ユニット、電荷発生ユニット、第２発光ユニット、及び、反射性電極がこの順に積層された、ボトムエミッション型の有機ＥＬ素子を例示したが、この構成に限定されない。例えば、各層の積層順は逆でもよいし、半透過性電極と反射性電極とが逆の構成であってもよく、少なくとも二つの発光層を有していればよい。
　従って、上記層構成の条件を満たしていれば、発光層の層構成や積層数についても特に限定されず、所望の有機ＥＬ素子を実現することが可能な構成とすることができる。例えば、有機ＥＬ素子を構成する発光層を２層としてもよく、また、発光層が３層以上積層された構成としてもよい。さらに、発光層内において、発光材料が単種であってもよく、又は、複数の発光層が直接、若しくは、有機層を介して積層された構成であってもよい。
　適宜、これらを組み合わせた構成とすることも可能である。
≪照明装置－１≫
　次に、上述の有機ＥＬ素子が用いられる電子デバイスの実施形態の一例として、照明装置について説明する。
　照明装置に用いる有機ＥＬ素子は、上述した構成の有機ＥＬ素子に、共振器構造を持たせた設計としてもよい。共振器構造として構成された有機ＥＬ素子の使用目的としては、光記憶媒体の光源、電子写真複写機の光源、光通信処理機の光源、光センサーの光源等が挙げられるが、これらに限定されない。また、レーザー発振をさせることにより上記用途に使用してもよい。
　また、発光材料の組み合わせは、複数のリン光又は蛍光で発光する材料の組み合わせや、蛍光又はリン光で発光する発光材料と、発光材料からの光を励起光として発光する色素材料との組み合わせでもよい。本発明の有機ＥＬ素子においては、発光層内において、発光ドーパントを複数組み合わせて使用してもよい。
　このような有機ＥＬ素子は、各色発光の有機ＥＬ素子をアレー状に個別に並列配置して発光を得る構成と異なり、有機ＥＬ素子自体が発光する。このため、素子を構成するほとんどの層の形成にマスクを必要とせず、一面に蒸着法、キャスト法、スピンコート法、インクジェット法、印刷法等で例えば導電層を形成でき、生産性も向上する。
　以上に説明した有機ＥＬ素子を用いれば、実質的に発光色が同色系である照明装置を作製することが可能である。
≪照明装置－２≫
　また、照明装置は、例えば有機ＥＬ素子を複数用いることにより、発光面を大面積化することもできる。この場合、基板上に有機ＥＬ素子を設けた複数の発光パネルを、支持基板上に複数配列する（すなわち、タイリングする。）ことによって発光面を大面積化する。支持基板は、封止材を兼ねるものであってもよく、この支持基板と、発光パネルの基板との間に有機ＥＬ素子を挟持する状態で各発光パネルをタイリングする。支持基板と基板との間には接着剤を充填し、これによって有機ＥＬ素子を封止してもよい。なお、発光パネルの周囲には、半透過性電極及び反射性電極の端子を露出させておく。
　このような構成の照明装置では、各発光パネルの中央が発光領域となり、発光パネル間には非発光領域が発生する。このため、非発光領域からの光取出し量を増加させるための光取出し部材を、光取出し面の非発光領域に設けてもよい。光取出し部材としては、集光シートや光拡散シートを用いることができる。
　以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、実施例において「％」の表示を用いるが、特に断りがない限り「質量％」を表す。
≪有機ＥＬ素子の作製≫
　有機ＥＬ素子について、発光領域面積が５ｃｍ×５ｃｍとなるように各サンプルを作製した。
（１）有機ＥＬ素子１０１の作製（赤色系）
（１．１）半透過性電極の形成
　透明支持基板として、厚さ０．７ｍｍのガラス基板を準備した。透明支持基板をイソプロピルアルコールで超音波洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥し、ＵＶオゾン洗浄を５分間行った。そして、この透明支持基板上に、Ａｇ（銀）を２０ｎｍの厚さでマスク蒸着して、半透過性電極である陽極を形成した。
（１．２）第１発光ユニット
　次に、陽極を形成した透明支持基板を市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに固定した。そして、各層の材料を、真空蒸着装置内の各蒸着用るつぼに素子作製に最適な量を充填した。各蒸着用るつぼとして、モリブデン製又はタングステン製の抵抗加熱用材料で作製された蒸着用るつぼを用いた。
（１．２．１）第１正孔注入層の形成
　次に、真空度１×１０－４Ｐａまで減圧した後、例示化合物ＨＩ－１４５（ＨＡＴ－ＣＮ）の入った蒸着用るつぼに通電して加熱し、蒸着速度０．１ｎｍ／秒で陽極上に蒸着し、層厚５ｎｍになるように第１正孔注入層を形成した。
（１．２．２）第１正孔輸送層の形成
　次に、下記構造式の化合物１－Ａ（ガラス転移点（Ｔｇ）＝１４０℃）を層厚６５ｎｍになるように蒸着し、第１正孔輸送層を形成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000032
（１．２．３）第１電子阻止層の形成
　次に、下記構造式の化合物１－Ｂを、層厚２０ｎｍになるように蒸着し、第１電子阻止層を形成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000033
　以上の工程により、陽極側から、例示化合物ＨＩ－１４５、化合物１－Ａ、化合物１－Ｂが積層された正孔輸送性を有する層を形成した。
（１．２．４）第１発光層の形成
　次に、ホスト化合物として下記構造式の化合物２－Ａ（Ｔｇ＝１４３℃）が７７ｖｏｌ％、アシストドーパントとして下記構造式の化合物２－Ｂ（Ｉｒ（ｂｚｑ）３）が１５ｖｏｌ％、橙色リン光発光ドーパントとして下記構造式のｐｑ（橙１）が８ｖｏｌ％となるように蒸着し、橙色を呈する層厚３０ｎｍの第１リン光発光層を形成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000034
（１．２．５）第１電子輸送層の形成
　次に、下記構造式の化合物３が８６ｖｏｌ％、ＬｉＦが１４ｖｏｌ％となるように蒸着し、層厚１０ｎｍの層を形成した。さらに、化合物３が９８ｖｏｌ％、Ｌｉが２ｖｏｌ％となるように蒸着し、層厚１０ｎｍの層を形成した。これにより、化合物３及びＬｉＦからなる層と、化合物３及びＬｉからなる層との２層から構成される第２電子輸送層（電子注入層を兼ねる。）を形成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000035
　以上の工程により、第１正孔注入層、第１正孔輸送層、第１電子阻止層、第１発光層及び第１電子輸送層からなる第１発光ユニットを作製した。
（１．３）電荷発生ユニット
　次いで、第１発光ユニット上に、Ａｇを厚さ１ｎｍで成膜し、電荷発生ユニットを形成した。
（１．４）第２発光ユニット
（１．４．１）正孔輸送性を有する層
　次いで、第１発光ユニットの正孔輸送性を有する層と同様にして、例示化合物ＨＩ－１４５（ＨＡＴ－ＣＮ）の入った蒸着用るつぼに通電して加熱し、蒸着速度０．１ｎｍ／秒で電荷発生ユニット上に蒸着し、層厚１５ｎｍの第２正孔注入層を形成した。
　次に、化合物１－Ａを層厚１００ｎｍになるように蒸着し、第２正孔輸送層を形成した。
　次に、化合物１－Ｂを層厚１０ｎｍになるように蒸着し、第２電子阻止層を形成した。
　以上の工程により、電荷発生ユニット側から、例示化合物ＨＩ－１４５、化合物１－Ａ、化合物１－Ｂが積層された正孔輸送性を有する層を形成した。
（１．４．２）第２発光層
　次いで、ホスト化合物として化合物２－Ａ（Ｔｇ＝１４３℃）が７７ｖｏｌ％、アシストドーパントとして化合物２－Ｂが１５ｖｏｌ％、橙色リン光発光ドーパントとしてｐｑ（橙１）が８ｖｏｌ％となるように蒸着し、橙色を呈する層厚２０ｎｍの第２リン光発光層を形成した。
（１．４．３）第２電子輸送層
　次に、第１発光ユニットの電子輸送層と同様にして、化合物３が８６ｖｏｌ％、ＬｉＦが１４ｖｏｌ％となるように蒸着し、層厚１０ｎｍの層を形成した。さらに、化合物３が９８ｖｏｌ％、Ｌｉが２ｖｏｌ％となるように蒸着し、層厚１０ｎｍの層を形成した。これにより、化合物３及びＬｉＦからなる層と、化合物３及びＬｉからなる層との２層から構成される第２電子輸送層を形成した。
（１．５）陰極及び封止
　次に、アルミニウム１５０ｎｍを蒸着して陰極を形成した。
　次に、陰極まで形成した有機ＥＬ素子の非発光面をガラスケースで覆い、有機ＥＬ素子が作製されたガラス基板と接触する、有機ＥＬ素子を覆うガラスケースの周辺部に、エポキシ系光硬化型接着剤（東亞合成社製ラクストラックＬＣ０６２９Ｂ）によるシール材を設けた。そして、このシール材を上記有機ＥＬ素子の陰極側に重ねてガラス基板と密着させた。その後、ガラスケース側からＵＶ光を照射してシール材を硬化することで有機ＥＬ素子を封止し、有機ＥＬ素子１０１を作製した。
　なお、ガラスケースでの封止作業は、有機ＥＬ素子を大気に接触させることなく窒素雰囲気下のグローブボックス（純度９９．９９９％以上の高純度窒素ガスの雰囲気下）で行った。
（２）有機ＥＬ素子１０２の作製（赤色系）
　有機ＥＬ素子１０１の作製において、第２正孔輸送層の層厚を１１０ｎｍに変更した以外は同様にして、有機ＥＬ素子１０２を作製した。
（３）有機ＥＬ素子２０１の作製（黄色系）
　有機ＥＬ素子１０１の作製において、第１正孔輸送層の層厚を５５ｎｍ、第２正孔輸送層の層厚を７５ｎｍとし、第１及び第２発光層を以下のようにして形成した以外は同様にして、有機ＥＬ素子２０１を作製した。
（３．１）第１発光層
　ホスト化合物として、化合物２－Ａ（Ｔｇ＝１４３℃）が８５ｖｏｌ％、黄色リン光発光ドーパントとして化合物２－Ｂが１５ｖｏｌ％となるように蒸着し、黄色を呈する層厚３０ｎｍの第１リン光発光層を形成した。
（３．２）第２発光層
　ホスト化合物として、化合物２－Ａ（Ｔｇ＝１４３℃）が８５ｖｏｌ％、黄色リン光発光ドーパントとして化合物２－Ｂが１５ｖｏｌ％となるように蒸着し、黄色を呈する層厚２０ｎｍの第２リン光発光層を形成した。
（４）有機ＥＬ素子２０２の作製（黄色系）
　有機ＥＬ素子２０１の作製において、第２正孔輸送層の層厚を８５ｎｍに変更した以外は同様にして、有機ＥＬ素子２０２を作製した。
（５）有機ＥＬ素子３０１の作製（青色系）
　有機ＥＬ素子１０１の作製において、第１正孔輸送層の層厚を４１ｎｍ、第２正孔輸送層の層厚を５３ｎｍとし、第１及び第２発光層を以下のようにして形成した以外は同様にして、有機ＥＬ素子３０１を作製した。
（５．１）第１発光層
　ホスト化合物として、下記構造式の化合物４－Ａ（Ｔｇ＝１８９℃）が９８ｖｏｌ％、青色蛍光発光ドーパントとして下記構造式の化合物４－Ｂが２ｖｏｌ％となるように蒸着し、青色を呈する層厚３０ｎｍの第１蛍光発光層を形成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000036
（５．２）第２発光層
　ホスト化合物として、化合物４－Ａ（Ｔｇ＝１８９℃）が８５ｖｏｌ％、青色蛍光発光ドーパントとして化合物４－Ｂが１５ｖｏｌ％となるように蒸着し、青色を呈する層厚２０ｎｍの第２蛍光発光層を形成した。
（６）有機ＥＬ素子３０２の作製（青色系）
　有機ＥＬ素子３０１の作製において、第２正孔輸送層の層厚を６３ｎｍに変更した以外は同様にして、有機ＥＬ素子３０２を作製した。
≪有機ＥＬ素子の評価≫
　作製した各有機ＥＬ素子について、下記のようにして、素子特性の評価を行った。
　評価結果を表１に示す。
（１）屈折率及び実距離の測定・解析
　陽極（半透過性電極）から第１及び第２発光層まで間に挟持される全ての層を１層とみなし、各発光層の発光ドーパントの最大発光極大波長における屈折率ｎ１及びｎ２と、陽極（半透過性電極）から第１及び第２発光層までの実距離ｄ１及びｄ２を、分光エリプソメータとして、堀場ＪＹＯＢＩＮ－ＹＶＯＮ製ＵＶＳＥＬ／ＦＵＶ－ＦＧＭＳを使用し、解析は、波長５００～８００ｎｍの範囲内にて、Ｃａｕｃｈｙ（ｎ（屈折率）：可変、ｋ（減衰係数）：なしで固定）で実施して、屈折率及び層厚を測定した。
　具体的には、測定対象となる第１及び第２発光層までをシリコンウエハ上に成膜して、測定・解析を行った。
（２）電力効率の測定
　作製した各有機ＥＬ素子について、分光放射輝度計ＣＳ－１０００（コニカミノルタ社製）を用いて、電圧ごとに、各有機ＥＬ素子の正面輝度を測定し、正面輝度１０００ｃｄ／ｍ２における電流効率を測定した。
　なお、有機ＥＬ素子１０２、２０２及び３０２の電力効率は、それぞれ有機ＥＬ素子１０１、２０１及び３０１の電力効率を１００とする相対値で表している。
（３）常温寿命
　作製した各有機ＥＬ素子について、常温（２５℃）下で、初期輝度を４０００ｃｄ／ｍ２とし、残存率（輝度）が７０％となる際の寿命を測定した。
　なお、有機ＥＬ素子１０２、２０２及び３０２の常温寿命は、それぞれ有機ＥＬ素子１０１、２０１及び３０１の常温寿命を１００とする相対値で表している。
（４）８５℃での駆動寿命
　作製した各有機ＥＬ素子について、有機ＥＬ素子自体を恒温層に入れ、恒温層を８５℃に設定し、初期正面輝度１０００ｃｄ／ｍ２にて連続駆動させ、残存率（輝度）が７０％となる際の寿命を測定した。
　なお、有機ＥＬ素子１０２、２０２及び３０２の駆動寿命は、それぞれ有機ＥＬ素子１０１、２０１及び３０１の駆動寿命を１００とする相対値で表している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000037
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000038
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000039
（５）まとめ
　表１～３から明らかなように、本発明の有機ＥＬ素子は、比較例の有機ＥＬ素子と比較して、電力効率、常温寿命及び８５℃での駆動寿命が優れている。
　以上から、Ｎ番目の発光ユニットの発光層における発光ドーパントのＥＬスペクトルの最大発光極大波長λＮ（ｍａｘ）と、（Ｎ＋１）番目の発光ユニットの発光層における発光ドーパントのＥＬスペクトルの最大発光極大波長λＮ＋１（ｍａｘ）との差（λＮ＋１（ｍａｘ）－λＮ（ｍａｘ））を、１～５０ｎｍの範囲内とすることが有用であることがわかる。
　本発明は、高効率で長寿命な有機ＥＬ素子を提供することに、特に好適に利用することができる。
１　有機ＥＬ素子
２　半透過性電極
４　第１発光ユニット
　４ａ　正孔輸送性を有する層
　４ｂ　発光層
　４ｃ　電子輸送性を有する層
６　電荷発生ユニット
８　第２発光ユニット
　８ａ　正孔輸送性を有する層
　８ｂ　発光層
　８ｃ　電子輸送性を有する層
１０　反射性電極
ＡＮ　吸収スペクトル
ＥＮ、ＥＮ＋１　ＥＬスペクトル
Ｓ　重複領域

Claims (5)

  1. 　一対の半透過性電極と反射性電極間に、複数の発光ユニットを有し、各前記発光ユニット間には、電荷発生ユニットが形成されている有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
    　前記半透過性電極側からＮ番目の発光ユニットの発光層と（Ｎ＋１）番目の発光ユニットの発光層とには、発光色が同色系である発光ドーパントが含有され、
    　前記Ｎ番目の発光ユニットの発光層における発光ドーパントのエレクトロルミネッセンススペクトルの最大発光極大波長λＮ（ｍａｘ）と、前記（Ｎ＋１）番目の発光ユニットの発光層における発光ドーパントのエレクトロルミネッセンススペクトルの最大発光極大波長λＮ＋１（ｍａｘ）とが、下記条件式（１）を満たすことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
    　１ｎｍ≦λＮ＋１（ｍａｘ）－λＮ（ｍａｘ）≦５０ｎｍ　　　（１）
  2. 　前記半透過性電極から前記Ｎ番目の発光ユニットの発光層までの光学距離と、前記半透過性電極から前記（Ｎ＋１）番目の発光ユニットの発光層までの光学距離とが、下記条件式（２）を満たすことを特徴とする請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
    　１ｎｍ≦ｎＮ＋１ｄＮ＋１×４／（２ｍＮ＋１＋１）－ｎＮｄＮ×４／（２ｍＮ＋１）≦５０ｎｍ（ただし、ｍＮ＜ｍＮ＋１）　　　（２）
    （ｎＮ：前記半透過性電極と前記Ｎ番目の発光ユニットの発光層との間に挟持される全ての層の屈折率
    ｎＮ＋１：前記半透過性電極と前記（Ｎ＋１）番目の発光ユニットの発光層との間に挟持される全ての層の屈折率
    ｄＮ（ｎｍ）：前記半透過性電極から前記Ｎ番目の発光ユニットの発光層までの実距離
    ｄＮ＋１（ｎｍ）：前記半透過性電極から前記（Ｎ＋１）番目の発光ユニットの発光層までの実距離
    ｍＮ：０以上の整数
    ｍＮ＋１：１以上の整数）
  3. 　前記Ｎ番目の発光ユニットの発光層における発光ドーパントのエレクトロルミネッセンススペクトルの最大発光極大波長λＮ（ｍａｘ）と、前記（Ｎ＋１）番目の発光ユニットの発光層における発光ドーパントのエレクトロルミネッセンススペクトルの最大発光極大波長λＮ＋１（ｍａｘ）とが、下記条件式（３）を満たすことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
    　５ｎｍ≦λＮ＋１（ｍａｘ）－λＮ（ｍａｘ）≦５０ｎｍ　　　（３）
  4. 　前記Ｎ番目の発光ユニットの発光層における発光ドーパントのエレクトロルミネッセンススペクトルの最大発光極大波長λＮ（ｍａｘ）と、前記（Ｎ＋１）番目の発光ユニットの発光層における発光ドーパントのエレクトロルミネッセンススペクトルの最大発光極大波長λＮ＋１（ｍａｘ）とが、下記条件式（４）を満たすことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
    　２０ｎｍ≦λＮ＋１（ｍａｘ）－λＮ（ｍａｘ）≦５０ｎｍ　　　（４）
  5. 　前記複数の発光ユニットのすべての発光層には、発光色が同色系である発光ドーパントが含有されていることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
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