(57)【要約】【課題】本発明の課題は、低駆動電圧で高効率の発光が得られる有機電界発光素子を提供することである。【解決手段】一対の電極間に発光層を含む少なくとも１層の有機層を有する有機電界発光素子の製造方法であって、該有機層のうち少なくとも１層が少なくとも１種類のアルカリ金属、アルカリ土類金属、もしくはそれらの塩を含有する有機層であり、該アルカリ金属、アルカリ土類金属、もしくはそれらの塩を含有する有機層の成膜中又は成膜後に、５０℃以上前記アルカリ金属、アルカリ土類金属、もしくはそれらの塩を含有する有機層の融点以下の温度で熱処理を施す熱処理工程、又は通電処理を施す通電処理工程を有する。【選択図】図１
2010123512.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の電極間に発光層を含む少なくとも１層の有機層を有する有機電界発光素子の製造方法であって、該有機層のうち少なくとも１層が少なくとも１種類のアルカリ金属、アルカリ土類金属、もしくはそれらの塩を含有する有機層であり、該アルカリ金属、アルカリ土類金属、もしくはそれらの塩を含有する有機層の成膜中又は成膜後に、５０℃以上前記アルカリ金属、アルカリ土類金属、もしくはそれらの塩を含有する有機層の融点以下の温度で熱処理を施す熱処理工程を有することを特徴とする有機電界発光素子の製造方法。
【請求項２】
前記熱処理工程が前記アルカリ金属、アルカリ土類金属、もしくはそれらの塩を含有する有機層の成膜中に施されることを特徴とする、請求項１に記載の有機電界発光素子の製造方法。
【請求項３】
前記熱処理工程が前記アルカリ金属、アルカリ土類金属、もしくはそれらの塩を含有する有機層の成膜後に施されることを特徴とする、請求項１に記載の有機電界発光素子の製造方法。
【請求項４】
一対の電極間に発光層を含む少なくとも１層の有機層を有する有機電界発光素子の製造方法であって、該有機層のうち少なくとも１層が少なくとも１種類のアルカリ金属、アルカリ土類金属、もしくはそれらの塩を含有する有機層であり、該アルカリ金属、アルカリ土類金属、もしくはそれらの塩を含有する有機層の成膜中又は成膜後に、通電処理を施す通電処理工程を有することを特徴とする有機電界発光素子の製造方法。
【請求項５】
前記通電処理工程が前記アルカリ金属、アルカリ土類金属、もしくはそれらの塩を含有する有機層の成膜後に施されることを特徴とする、請求項４に記載の有機電界発光素子の製造方法。
【請求項６】
前記通電処理における電流密度が０．１Ａ／ｃｍ２以下であることを特徴とする、請求項４又は請求項５に記載の有機電界発光素子の製造方法。
【請求項７】
前記少なくとも１種類のアルカリ金属、アルカリ土類金属、もしくはそれらの塩がＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｃａ、及びＳｒよりなる群より選ばれる少なくとも１つを含有することを特徴とする、請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の有機電界発光素子の製造方法。
【請求項８】
前記少なくとも１種類のアルカリ金属もしくはアルカリ土類金属、もしくはそれらの塩がＬｉを含有することを特徴とする、請求７に記載の有機電界発光素子の製造方法。
【請求項９】
前記アルカリ金属、アルカリ土類金属、もしくはそれらの塩を含有する有機層におけるアルカリ金属もしくはアルカリ土類金属、もしくはそれらの塩の濃度が該有機層中の有機材料に対して０．０１質量％〜１０質量％であることを特徴とする、請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の有機電界発光素子の製造方法。
【請求項１０】
前記アルカリ金属、アルカリ土類金属、もしくはそれらの塩を含有する有機層が、少なくとも１種類の電子輸送性材料を含有することを特徴とする、請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載の有機電界発光素子の製造方法。
【請求項１１】
前記電子輸送性材料が有機材料であることを特徴とする、請求項１０に記載の有機電界発光素子の製造方法。
【請求項１２】
一対の電極間に発光層を含む少なくとも１層の有機層を有する有機電界発光素子であって、該有機層のうち少なくとも１層が少なくとも１種類のアルカリ金属、アルカリ土類金属、もしくはそれらの塩を含有する有機層であり、少なくとも該アルカリ金属、アルカリ土類金属、もしくはそれらの塩を含有する有機層が、５０℃以上前記アルカリ金属、アルカリ土類金属、もしくはそれらの塩を含有する有機層の融点以下の温度で熱処理を施された層であることを特徴とする有機電界発光素子。
【請求項１３】
一対の電極間に発光層を含む少なくとも１層の有機層を有する有機電界発光素子であって、該有機層のうち少なくとも１層が少なくとも１種類のアルカリ金属、アルカリ土類金属、もしくはそれらの塩を含有する有機層であり、少なくとも該アルカリ金属、アルカリ土類金属、もしくはそれらの塩を含有する有機層が、通電処理を施された層であることを特徴とする有機電界発光素子。
【請求項１４】
前記アルカリ金属、アルカリ土類金属、もしくはそれらの塩を含有する有機層が電子輸送層であることを特徴とする請求項１２又は請求項１３に記載の有機電界発光素子。
【請求項１５】
前記電子輸送層が電子輸送材料としてフェナントロリン誘導体を含有することを特徴とする請求項１４に記載の有機電界発光素子。
【請求項１６】
前記電子輸送層と前記発光層との間にアルカリ金属、アルカリ土類金属、もしくはそれらの塩を含有しない第２の電子輸送層を有することを特徴とする請求項１４又は請求項１５に記載の有機電界発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はフルカラ−ディスプレイ、バックライト、照明光源等の面光源やプリンタ−等の光源アレイ等に有効に利用できる有機電界発光素子（以下、有機ＥＬ素子と呼ぶ場合がある。）に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ素子は、発光層もしくは発光層を含む複数の有機層と、有機層を挟んだ対向電極とから構成されている。有機ＥＬ素子は、陰極から注入された電子と陽極から注入された正孔とが有機層において再結合し、生成した励起子からの発光、及び前記励起子からエネルギー移動して生成した他の分子の励起子からの発光の少なくとも一方を利用した発光を得るための素子である。
【０００３】
これまで有機ＥＬ素子は、機能を分離した積層構造を用いることにより、輝度及び素子効率が大きく改善され発展してきた。例えば、正孔輸送層と発光兼電子輸送層を積層した二層積層型素子や正孔輸送層、発光層および電子輸送層とを積層した三層積層型素子や、正孔輸送層、発光層、正孔阻止層および電子輸送層とを積層した四層積層型素子がよく用いられる。
【０００４】
しかしながら、有機ＥＬ素子の実用化には、発光効率を高めることおよび駆動耐久性を高めることなど未だ多くの課題が残されている。特に発光効率を高めることは、電力消費が低減でき、さらに駆動耐久性の点でも有利となるので、これまで多くの改良手段が開示されている。しかしながら、一般に発光効率の高い発光材料は駆動中に輝度劣化を起こす欠点を有し、また、駆動耐久性に優れた材料は輝度が低い欠点を有し、発光効率を高めることと駆動耐久性を高めることを両立させることは容易ではなく、さらに改良が探索されている。
【０００５】
例えば、陰極との界面に、ドナー（電子供与性）ドーパントとして機能する金属でドーピングした有機化合物層を有する有機ＥＬ素子が開示されている（例えば、特許文献１参照）。該構成によれば、陰極から有機層への電子注入におけるエネルギー障壁を低下させ、駆動電圧を低下させる効果があるとされている。
【０００６】
また、有機化合物からなる発光層を真空蒸着により形成した後に５０℃以上で加熱処理する有機ＥＬ素子の製造方法が開示されている（例えば、特許文献２参照）。該製造方法によれば、発光材料である該有機化合物は真空蒸着した段階では不安定な結晶状態にあり、これに５０℃以上該有機化合物の融点以下の温度で加熱処理することにより、微結晶凝集構造に変化し、これによって低電圧で効率よく発光し、かつ、長期間安定に発光するとされている。
【特許文献１】特開平１０−２７０１７１号公報
【特許文献２】特開平５−１８２７６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、高い発光効率、低い駆動電圧、かつ耐久性に優れた有機電界発光素子及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の上記課題は、下記の手段によって解決する事を見出された。
＜１＞  一対の電極間に発光層を含む少なくとも１層の有機層を有する有機電界発光素子の製造方法であって、該有機層のうち少なくとも１層が少なくとも１種類のアルカリ金属、アルカリ土類金属、もしくはそれらの塩を含有する有機層であり、該アルカリ金属、アルカリ土類金属、もしくはそれらの塩を含有する有機層の成膜中又は成膜後に、５０℃以上前記アルカリ金属、アルカリ土類金属、もしくはそれらの塩を含有する有機層の融点以下の温度で熱処理を施す熱処理工程を有することを特徴とする有機電界発光素子の製造方法。
＜２＞  前記熱処理工程が前記アルカリ金属、アルカリ土類金属、もしくはそれらの塩を含有する有機層の成膜中に施されることを特徴とする、＜１＞に記載の有機電界発光素子の製造方法。
＜３＞  前記熱処理工程が前記アルカリ金属、アルカリ土類金属、もしくはそれらの塩を含有する有機層の成膜後に施されることを特徴とする、＜１＞に記載の有機電界発光素子の製造方法。
＜４＞  一対の電極間に発光層を含む少なくとも１層の有機層を有する有機電界発光素子の製造方法であって、該有機層のうち少なくとも１層が少なくとも１種類のアルカリ金属、アルカリ土類金属、もしくはそれらの塩を含有する有機層であり、該アルカリ金属、アルカリ土類金属、もしくはそれらの塩を含有する有機層の成膜中又は成膜後に、通電処理を施す通電処理工程を有することを特徴とする有機電界発光素子の製造方法。
＜５＞  前記通電処理工程が前記アルカリ金属、アルカリ土類金属、もしくはそれらの塩を含有する有機層の成膜後に施されることを特徴とする、＜４＞に記載の有機電界発光素子の製造方法。
＜６＞  前記通電処理における電流密度が０．１Ａ／ｃｍ２以下であることを特徴とする、＜４＞又は＜５＞に記載の有機電界発光素子の製造方法。
＜７＞  前記少なくとも１種類のアルカリ金属、アルカリ土類金属、もしくはそれらの塩がＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｃａ、及びＳｒよりなる群より選ばれる少なくとも１つを含有することを特徴とする、＜１＞〜＜６＞のいずれかに記載の有機電界発光素子の製造方法。
＜８＞  前記少なくとも１種類のアルカリ金属もしくはアルカリ土類金属、もしくはそれらの塩がＬｉを含有することを特徴とする、＜７＞に記載の有機電界発光素子の製造方法。
＜９＞  前記アルカリ金属、アルカリ土類金属、もしくはそれらの塩を含有する有機層におけるアルカリ金属もしくはアルカリ土類金属、もしくはそれらの塩の濃度が該有機層中の有機材料に対して０．０１質量％〜１０質量％であることを特徴とする、＜１＞〜＜８＞のいずれかに記載の有機電界発光素子の製造方法。
＜１０＞  前記アルカリ金属、アルカリ土類金属、もしくはそれらの塩を含有する有機層が、少なくとも一種類の電子輸送性材料を含有することを特徴とする、＜１＞〜＜９＞のいずれかに記載の有機電界発光素子の製造方法。
＜１１＞  前記電子輸送性材料が有機材料であることを特徴とする、＜１０＞に記載の有機電界発光素子の製造方法。
＜１２＞  一対の電極間に発光層を含む少なくとも１層の有機層を有する有機電界発光素子であって、該有機層のうち少なくとも１層が少なくとも１種類のアルカリ金属、アルカリ土類金属、もしくはそれらの塩を含有する有機層であり、少なくとも該アルカリ金属、アルカリ土類金属、もしくはそれらの塩を含有する有機層が、５０℃以上前記アルカリ金属、アルカリ土類金属、もしくはそれらの塩を含有する有機層の融点以下の温度で熱処理を施された層であることを特徴とする有機電界発光素子。
＜１３＞  一対の電極間に発光層を含む少なくとも１層の有機層を有する有機電界発光素子であって、該有機層のうち少なくとも１層が少なくとも１種類のアルカリ金属、アルカリ土類金属、もしくはそれらの塩を含有する有機層であり、少なくとも該アルカリ金属、アルカリ土類金属、もしくはそれらの塩を含有する有機層が、通電処理を施された層であることを特徴とする有機電界発光素子。
＜１４＞  前記アルカリ金属、アルカリ土類金属、もしくはそれらの塩を含有する有機層が電子輸送層であることを特徴とする＜１２＞又は＜１３＞に記載の有機電界発光素子。
＜１５＞  前記電子輸送層が電子輸送材料としてフェナントロリン誘導体を含有することを特徴とする＜１４＞に記載の有機電界発光素子。
＜１６＞  前記電子輸送層と前記発光層との間にアルカリ金属、アルカリ土類金属、もしくはそれらの塩を含有しない第２の電子輸送層を有することを特徴とする＜１４＞又は＜１５＞に記載の有機電界発光素子。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、高い発光効率と低い駆動電圧を有し、かつ耐久性に優れた有機ＥＬ素子及びその製造方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の有機電界発光素子の製造方法は、発光層を含む少なくとも１層の有機層の内、少なくとも１層が少なくとも１種類のアルカリ金属、アルカリ土類金属、もしくはそれらの塩を含有する有機層であり、該有機層の成膜中又は成膜後に、５０℃以上該有機層の融点以下の温度で熱処理を施す熱処理工程を有することを特徴とする。
本発明の有機電界発光素子の製造方法の別の態様は、発光層を含む少なくとも１層の有機層の内、少なくとも１層が少なくとも１種類のアルカリ金属、アルカリ土類金属、もしくはそれらの塩を含有する有機層であり、該アルカリ金属、アルカリ土類金属、もしくはそれらの塩を含有する有機層の成膜中又は成膜後に、通電処理を施す通電処理工程を有することを特徴とする。
【００１１】
本発明における熱処理工程又は通電処理工程によれば、アルカリ金属、アルカリ土類金属、もしくはそれらの塩を含有する有機層において、該層の有機材料とアルカリ金属、アルカリ土類金属、もしくはそれらの塩との相互作用が強化され、その結果、キャリア密度が増加し、電気抵抗が低下し、駆動電圧の低下、発光効率の向上、及び駆動耐久性の向上をもたらしているものと推測される。本効果は、特開平５−１８２７６４号公報に開示される発光材料の微結晶凝集構造の形成とは全く異なるものである。
本発明の効果は、前記アルカリ金属、アルカリ土類金属、もしくはそれらの塩を含有する有機層が電子輸送層である場合に特に大きい。更に、前記電子輸送層の電子輸送材料がフェナントロリン誘導体である場合に特に大きい効果が得られる。
【００１２】
次に、本発明の有機電界発光素子について詳細に説明する。
（構成）
本発明の有機電界発光素子における有機化合物層の積層の形態としては、陽極側から、発光層、電子輸送層の順に積層されている。更に、陽極と発光層との間に正孔注入層、正孔注入層と発光層との間に正孔輸送層、電子輸送層と陰極間に電子注入層を有しても良い。更に、正孔輸送層と発光層との間、又は、発光層と電子輸送層との間には、電荷ブロック層（電子ブロック層、正孔ブロック層）等を有していてもよい。
本発明に於いては、好ましくは、少なくとも１種類のアルカリ金属、アルカリ土類金属、もしくはそれらの塩を含有する有機層が電子輸送層である。より好ましくは、該電子輸送層と発光層との間に、アルカリ金属、アルカリ土類金属、もしくはそれらの塩を含有しない第２の電子輸送層が配置される。
【００１３】
本発明の有機電界発光素子における有機化合物層の構成は、好ましくは、陽極側から順に、少なくとも、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、及び電子注入層を有する態様である。より好ましくは、陽極側から順に、少なくとも、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、第２電子輸送層、電子輸送層（第１電子輸送層と呼ぶ場合がある）、及び電子注入層を有する態様である。該第１電子輸送層が、少なくとも１種類のアルカリ金属、アルカリ土類金属、もしくはそれらの塩を含有する有機層である。
図１は、本発明の有機ＥＬ素子の層構成の好ましい態様の概略断面図である。基板１の上に、順に、陽極２、正孔注入層３、正孔輸送層４、発光層５、第１電子輸送層６、電子注入層７、及び陰極８が配置される。
図２は、本発明の有機ＥＬ素子の層構成の好ましい別の態様の概略断面図である。基板１の上に、順に、陽極２、正孔注入層３、正孔輸送層４、発光層５、第２電子輸送層９、第１電子輸送層６、電子注入層７、及び陰極８が配置される。
【００１４】
尚、各層は複数の二次層に分かれていてもよい。
【００１５】
次に、本発明の発光素子を構成する要素について、詳細に説明する。
【００１６】
（有機化合物層の製造方法）
本発明の有機電界発光素子において、有機化合物層を構成する各層は、蒸着法やスパッタ法等の乾式製膜法、転写法、印刷法、塗布法、インクジェット法、またはスプレー法等いずれによっても好適に形成することができる。
【００１７】
有機化合物層を構成する各層は、基板上に順次、形成し、積層される。
本発明における有機化合物層の形成工程は、少なくとも１種類のアルカリ金属、アルカリ土類金属、もしくはそれらの塩を含有する有機層の成膜中又は成膜後に、５０℃以上該有機層の融点以下の温度で熱処理を施す熱処理工程、又は通電処理を施す通電処理工程を有することを特徴とする。熱処理を施す工程は、該有機層を成膜する工程で、成膜の初期から成膜を完了するまで連続的に行ってもよい。あるいは、全ての有機層を形成後に熱処理を施してもよい。通電処理を施す工程は、全ての有機層と電極の形成後に行うのが好ましい。
【００１８】
１）熱処理工程
本発明における熱処理工程に用いられる加熱手段は、有機層を所望の温度で加熱するものであれば、特に限定されず、一般に知られている加熱手段を用いることができる。具体的例としては、例えば、基板にドラム状あるいは平板状の熱媒体を接触させて、基板を加熱し、基板からの熱伝導により有機層を加熱する方法、赤外線や遠赤外線などによる輻射熱を利用して、有機層の表面から間接的に加熱する方法、高周波加熱法、あるいは高温のオーブン中に保持して加熱する方法などがある。
【００１９】
有機層の成膜中に加熱する手段としては、基板加熱法が好ましい。
有機層の成膜後に加熱する手段としては、赤外線や遠赤外線などによる加熱法、あるいは、形成された素子全体を高温のオーブン中に保持して加熱する方法を好ましく用いることができる。
本発明における熱処理工程として、基板加熱法で、アルカリ金属、アルカリ土類金属、もしくはそれらの塩を含有する有機層の成膜中に加熱するのが好ましい。
熱処理温度は、５０℃以上で有機層の融点以下の温度が用いられる。好ましくは、６０℃以上で有機層の融点以下、より好ましくは、７０℃以上で有機層の融点以下である。
５０℃以下では、加熱時間を長くしても、十分な熱処理の効果が得られない。また、有機層の融点以上では、有機層が変性され、あるいは膜が崩れるために、素子性能が発現しなくなるため、好ましくない。
熱処理時間は、任意であって、有機層の材料によって、適正な条件を見出して、設定することができる。
【００２０】
２）通電処理工程
本発明に於ける通電処理工程は、電極プレートを通電面に密着させて行う方法、及び有機ＥＬ素子の一対の電極を形成後、両電極に通電して行う方法がある。好ましくは、有機ＥＬ素子の電極がそのまま利用できる点で、全ての有機層及び電極を形成後、電極間に通電するのが好ましい。
本発明の通電処理は、有機ＥＬ素子を発光させる電流密度領域とは、異なる領域を用いるものであって、本発明の効果は、通常の発光のための通電では得ることが出来ない。
本発明に於ける通電処理工程における電流密度は、０．０１ｍＡ／ｍ２〜１００ｍＡ／ｍ２が好ましく、０．１ｍＡ／ｍ２〜５０ｍＡ／ｍ２がより好ましく、０．１ｍＡ／ｍ２〜１０ｍＡ／ｍ２が更に好ましい。
【００２１】
（電子輸送層）
本発明における少なくとも１種類のアルカリ金属、アルカリ土類金属、もしくはそれらの塩を含有する有機層は、好ましくは、電子輸送層である。
電子輸送層は、陰極側から電子を受け取り陽極側に輸送する機能を有する層であり、陰極を発光層との間に配置される。
好ましくは、本発明における電子輸送層は、少なくとも１種類のアルカリ金属、アルカリ土類金属、もしくはそれらの塩と有機電子輸送材料とを含有する。アルカリ金属、アルカリ土類金属、もしくはそれらの塩は、単独で用いてもよいし、２種以上を用いてもよい。有機電子輸送材料は、単独で用いてもよいし、２種以上を用いてもよい。
更に好ましくは、本発明の電子輸送層は、少なくとも２層有し、少なくとも１種類のアルカリ金属、アルカリ土類金属、もしくはそれらの塩と有機電子輸送材料とを含有する第１電子輸送層、該第１電子輸送層の発光層側にアルカリ金属、アルカリ土類金属、もしくはそれらの塩を含有しない第２電子輸送層を有する。
電子輸送層の総厚みは、５ｎｍ以上５００ｎｍ以下が好ましく、１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下がより好ましく、１５ｎｍ以上１００ｎｍ以下が更に好ましい。
第１電子輸送層の厚みは、５ｎｍ以上５００ｎｍ以下が好ましく、５ｎｍ以上２００ｎｍ以下がより好ましく、１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下が更に好ましい。
第２電子輸送層の厚みは、０．５ｎｍ以上５０ｎｍ以下が好ましく、１ｎｍ以上３０ｎｍ以下がより好ましく、３ｎｍ以上２０ｎｍ以下が更に好ましい。
第１電子輸送層の厚みは第２電子輸送層の厚みより厚いことが好ましく、第１電子輸送層の厚み／第２電子輸送層の厚みの比率は、１〜５００が好ましく、１．５〜１００がより好ましく、２〜５０が更に好ましい。
【００２２】
１）第１電子輸送層
第１電子輸送層は、少なくとも１種類のアルカリ金属、アルカリ土類金属、もしくはそれらの塩と電子輸送材料とを含有する層である。好ましくは、第１電子輸送層のアルカリ金属、アルカリ土類金属、もしくはそれらの塩の含有率は、０．０１質量％以上１０質量％であり、より好ましくは、０．１質量％以上５質量％、更に好ましくは、０．２質量％以上３質量％である。
アルカリ金属、アルカリ土類金属、もしくはそれらの塩の含有率が０．０１質量％未満では、加熱や通電処理を行っても十分な駆動電圧低下の効果が得られないので好ましくない。
アルカリ金属、アルカリ土類金属、もしくはそれらの塩の含有率が１０質量％を越えると、効率低下などが発生するため、好ましくない。
【００２３】
−アルカリ金属、アルカリ土類金属、もしくはそれらの塩−
アルカリ金属、アルカリ土類金属、もしくはそれらの塩としては、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｃａ、及びＳｒよりなる群より選ばれる金属又は塩が好ましい。より好ましくは、Ｌｉ又はその塩である。
ここで塩とは、ルイス塩基と反応して形成される錯化合物を指し、例えばハロゲン化物、炭酸塩、硫酸塩、硝酸塩、リン酸塩、酢酸塩、チタン酸塩、珪酸塩等が挙げられる。また塩を用いる場合、アルカリ金属（アルカリ土類金属）から形成されたこれらの塩を有機層中にドープする態様や、有機層中にドープされたアルカリ金属（アルカリ土類金属）の単体が有機層中の化合物と反応して錯化合物が形成される態様が挙げられる。
【００２４】
−電子輸送材料−
【００２５】
電子輸送層に用いられる電子輸送材料としては、有機電子輸送材料が好ましく、具体的には、ピリジン誘導体、キノリン誘導体、ピリミジン誘導体、ピラジン誘導体、フタラジン誘導体、フェナントロリン誘導体、トリアジン誘導体、トリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、フルオレノン誘導体、アントラキノジメタン誘導体、アントロン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、カルボジイミド誘導体、フルオレニリデンメタン誘導体、ジスチリルピラジン誘導体、ナフタレン、ペリレン等の芳香環テトラカルボン酸無水物、フタロシアニン誘導体、８−キノリノール誘導体の金属錯体やメタルフタロシアニン、ベンゾオキサゾールやベンゾチアゾールを配位子とする金属錯体に代表される各種金属錯体、シロールに代表される有機シラン誘導体、等である。これらの電子輸送材料は、単独で用いてもよいし、２種以上を用いてもよい。
【００２６】
本発明に於いて、好ましい電子輸送材料はフェナントロリン誘導体である。フェナントロリン誘導体として、好ましくは、下記一般式（ＥＴ）で表される化合物である。
【００２７】
【化１】
2010123512.tif 000003
【００２８】
一般式（ＥＴ）中、Ｒ１は水素原子又は置換基を表し、ｎは０〜８の整数を表す。ｎが２以上の整数の場合、複数のＲ１は、互いに同一でも異なっても良い。
【００２９】
＜置換基Ｒ１の説明＞
Ｒ１で示される置換基としては、いかなるものでも良く、特に制限は無いが、例えば、ハロゲン原子、アルキル基（シクロアルキル基、ビシクロアルキル基、トリシクロアルキル基を含む）、アルケニル基（シクロアルケニル基、ビシクロアルケニル基を含む）、アルキニル基、アリール基、複素環基（ヘテロ環基と言っても良い）、シアノ基、ヒドロキシル基、ニトロ基、カルボキシル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、シリルオキシ基、ヘテロ環オキシ基、アシルオキシ基、カルバモイルオキシ基、アルコキシカルボニルオキシ基、アリールオキシカルボニルオキシ基、アミノ基（アニリノ基を含む）、アンモニオ基、アシルアミノ基、アミノカルボニルアミノ基、アルコキシカルボニルアミノ基、アリールオキシカルボニルアミノ基、スルファモイルアミノ基、アルキル及びアリールスルホニルアミノ基、メルカプト基、アルキルチオ基、アリールチオ基、ヘテロ環チオ基、スルファモイル基、スルホ基、アルキル及びアリールスルフィニル基、アルキル及びアリールスルホニル基、アシル基、アリールオキシカルボニル基、アルコキシカルボニル基、カルバモイル基、アリール及びヘテロ環アゾ基、イミド基、ホスフィノ基、ホスフィニル基、ホスフィニルオキシ基、ホスフィニルアミノ基、ホスホノ基、シリル基、ヒドラジノ基、ウレイド基、ボロン酸基（−Ｂ（ＯＨ）２）、ホスファト基（−ＯＰＯ（ＯＨ）２）、スルファト基（−ＯＳＯ３Ｈ）、その他の公知の置換基、が例として挙げられる。
更に詳しくは、Ｗは、ハロゲン原子（例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子）、アルキル基［直鎖、分岐、環状の置換もしくは無置換のアルキル基を表す。それらは、アルキル基（好ましくは炭素数１から３０のアルキル基、例えばメチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｔ−ブチル、ｎ−オクチル、エイコシル、２−クロロエチル、２−シアノエチル、２−エチルヘキシル）、シクロアルキル基（好ましくは、炭素数３から３０の置換または無置換のシクロアルキル基、例えば、シクロヘキシル、シクロペンチル、４−ｎ−ドデシルシクロヘキシル）、ビシクロアルキル基（好ましくは、炭素数５から３０の置換もしくは無置換のビシクロアルキル基、つまり、炭素数５から３０のビシクロアルカンから水素原子を一個取り去った一価の基である。例えば、ビシクロ［１，２，２］ヘプタン−２−イル、ビシクロ［２，２，２］オクタン−３−イル）、更に環構造が多いトリシクロ構造なども包含するものである。
【００３０】
以下に説明する置換基の中のアルキル基（例えばアルキルチオ基のアルキル基）はこのような概念のアルキル基を表すが、さらにアルケニル基、アルキニル基も含むこととする。］、アルケニル基［直鎖、分岐、環状の置換もしくは無置換のアルケニル基を表す。それらは、アルケニル基（好ましくは炭素数２から３０の置換または無置換のアルケニル基、例えば、ビニル、アリル、プレニル、ゲラニル、オレイル）、シクロアルケニル基（好ましくは、炭素数３から３０の置換もしくは無置換のシクロアルケニル基、つまり、炭素数３から３０のシクロアルケンの水素原子を一個取り去った一価の基である。例えば、２−シクロペンテン−１−イル、２−シクロヘキセン−１−イル）、ビシクロアルケニル基（置換もしくは無置換のビシクロアルケニル基、好ましくは、炭素数５から３０の置換もしくは無置換のビシクロアルケニル基、つまり二重結合を一個持つビシクロアルケンの水素原子を一個取り去った一価の基である。例えば、ビシクロ［２，２，１］ヘプト−２−エン−１−イル、ビシクロ［２，２，２］オクト−２−エン−４−イル）を包含するものである。］、アルキニル基（好ましくは、炭素数２から３０の置換または無置換のアルキニル基、例えば、エチニル、プロパルギル、トリメチルシリルエチニル基）、アリール基（好ましくは炭素数６から３０の置換もしくは無置換のアリール基、例えばフェニル、ｐ−トリル、ナフチル、ｍ−クロロフェニル、ｏ−ヘキサデカノイルアミノフェニル）、複素環基（好ましくは５または６員の置換もしくは無置換の、芳香族もしくは非芳香族の複素環化合物から一個の水素原子を取り除いた一価の基であり、更に好ましくは、炭素数３から３０の５もしくは６員の芳香族の複素環基である。例えば、２−フリル、２−チエニル、２−ピリミジニル、２−ベンゾチアゾリル、なお、１−メチル−２−ピリジニオ、１−メチル−２−キノリニオのようなカチオン性の複素環基でも良い。）、シアノ基、ヒドロキシル基、ニトロ基、カルボキシル基、アルコキシ基（好ましくは、炭素数１から３０の置換もしくは無置換のアルコキシ基、例えば、メトキシ、エトキシ、イソプロポキシ、ｔ−ブトキシ、ｎ−オクチルオキシ、２−メトキシエトキシ）、アリールオキシ基（好ましくは、炭素数６から３０の置換もしくは無置換のアリールオキシ基、例えば、フェノキシ、２−メチルフェノキシ、４−ｔ−ブチルフェノキシ、３−ニトロフェノキシ、２−テトラデカノイルアミノフェノキシ）、シリルオキシ基（好ましくは、炭素数３から２０のシリルオキシ基、例えば、トリメチルシリルオキシ、ｔ−ブチルジメチルシリルオキシ）、
【００３１】
ヘテロ環オキシ基（好ましくは、炭素数２から３０の置換もしくは無置換のヘテロ環オキシ基、１−フェニルテトラゾールー５−オキシ、２−テトラヒドロピラニルオキシ）、アシルオキシ基（好ましくはホルミルオキシ基、炭素数２から３０の置換もしくは無置換のアルキルカルボニルオキシ基、炭素数６から３０の置換もしくは無置換のアリールカルボニルオキシ基、例えば、ホルミルオキシ、アセチルオキシ、ピバロイルオキシ、ステアロイルオキシ、ベンゾイルオキシ、ｐ−メトキシフェニルカルボニルオキシ）、カルバモイルオキシ基（好ましくは、炭素数１から３０の置換もしくは無置換のカルバモイルオキシ基、例えば、Ｎ，Ｎ−ジメチルカルバモイルオキシ、Ｎ，Ｎ−ジエチルカルバモイルオキシ、モルホリノカルボニルオキシ、Ｎ，Ｎ−ジ−ｎ−オクチルアミノカルボニルオキシ、Ｎ−ｎ−オクチルカルバモイルオキシ）、アルコキシカルボニルオキシ基（好ましくは、炭素数２から３０の置換もしくは無置換アルコキシカルボニルオキシ基、例えばメトキシカルボニルオキシ、エトキシカルボニルオキシ、ｔ−ブトキシカルボニルオキシ、ｎ−オクチルカルボニルオキシ）、アリールオキシカルボニルオキシ基（好ましくは、炭素数７から３０の置換もしくは無置換のアリールオキシカルボニルオキシ基、例えば、フェノキシカルボニルオキシ、ｐ−メトキシフェノキシカルボニルオキシ、ｐ−ｎ−ヘキサデシルオキシフェノキシカルボニルオキシ）、アミノ基（好ましくは、アミノ基、炭素数１から３０の置換もしくは無置換のアルキルアミノ基、炭素数６から３０の置換もしくは無置換のアニリノ基、例えば、アミノ、メチルアミノ、ジメチルアミノ、アニリノ、Ｎ−メチル−アニリノ、ジフェニルアミノ）、アンモニオ基（好ましくはアンモニオ基、炭素数１から３０の置換もしくは無置換のアルキル、アリール、ヘテロ環が置換したアンモニオ基、例えば、トリメチルアンモニオ、トリエチルアンモニオ、ジフェニルメチルアンモニオ）、アシルアミノ基（好ましくは、ホルミルアミノ基、炭素数１から３０の置換もしくは無置換のアルキルカルボニルアミノ基、炭素数６から３０の置換もしくは無置換のアリールカルボニルアミノ基、例えば、ホルミルアミノ、アセチルアミノ、ピバロイルアミノ、ラウロイルアミノ、ベンゾイルアミノ、３，４，５−トリ−ｎ−オクチルオキシフェニルカルボニルアミノ）、
【００３２】
アミノカルボニルアミノ基（好ましくは、炭素数１から３０の置換もしくは無置換のアミノカルボニルアミノ、例えば、カルバモイルアミノ、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノカルボニルアミノ、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノカルボニルアミノ、モルホリノカルボニルアミノ）、アルコキシカルボニルアミノ基（好ましくは炭素数２から３０の置換もしくは無置換アルコキシカルボニルアミノ基、例えば、メトキシカルボニルアミノ、エトキシカルボニルアミノ、ｔ−ブトキシカルボニルアミノ、ｎ−オクタデシルオキシカルボニルアミノ、Ｎ−メチルーメトキシカルボニルアミノ）、アリールオキシカルボニルアミノ基（好ましくは、炭素数７から３０の置換もしくは無置換のアリールオキシカルボニルアミノ基、例えば、フェノキシカルボニルアミノ、ｐ−クロロフェノキシカルボニルアミノ、ｍ−ｎ−オクチルオキシフェノキシカルボニルアミノ）、
【００３３】
スルファモイルアミノ基（好ましくは、炭素数０から３０の置換もしくは無置換のスルファモイルアミノ基、例えば、スルファモイルアミノ、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノスルホニルアミノ、Ｎ−ｎ−オクチルアミノスルホニルアミノ）、アルキル及びアリールスルホニルアミノ基（好ましくは炭素数１から３０の置換もしくは無置換のアルキルスルホニルアミノ、炭素数６から３０の置換もしくは無置換のアリールスルホニルアミノ、例えば、メチルスルホニルアミノ、ブチルスルホニルアミノ、フェニルスルホニルアミノ、２，３，５−トリクロロフェニルスルホニルアミノ、ｐ−メチルフェニルスルホニルアミノ）、メルカプト基、アルキルチオ基（好ましくは、炭素数１から３０の置換もしくは無置換のアルキルチオ基、例えばメチルチオ、エチルチオ、ｎ−ヘキサデシルチオ）、アリールチオ基（好ましくは炭素数６から３０の置換もしくは無置換のアリールチオ、例えば、フェニルチオ、ｐ−クロロフェニルチオ、ｍ−メトキシフェニルチオ）、ヘテロ環チオ基（好ましくは炭素数２から３０の置換または無置換のヘテロ環チオ基、例えば、２−ベンゾチアゾリルチオ、１−フェニルテトラゾール−５−イルチオ）、スルファモイル基（好ましくは炭素数０から３０の置換もしくは無置換のスルファモイル基、例えば、Ｎ−エチルスルファモイル、Ｎ−（３−ドデシルオキシプロピル）スルファモイル、Ｎ，Ｎ−ジメチルスルファモイル、Ｎ−アセチルスルファモイル、Ｎ−ベンゾイルスルファモイル、Ｎ−（Ｎ‘−フェニルカルバモイル）スルファモイル）、スルホ基、アルキル及びアリールスルフィニル基（好ましくは、炭素数１から３０の置換または無置換のアルキルスルフィニル基、６から３０の置換または無置換のアリールスルフィニル基、例えば、メチルスルフィニル、エチルスルフィニル、フェニルスルフィニル、ｐ−メチルフェニルスルフィニル）、
【００３４】
アルキル及びアリールスルホニル基（好ましくは、炭素数１から３０の置換または無置換のアルキルスルホニル基、６から３０の置換または無置換のアリールスルホニル基、例えば、メチルスルホニル、エチルスルホニル、フェニルスルホニル、ｐ−メチルフェニルスルホニル）、アシル基（好ましくはホルミル基、炭素数２から３０の置換または無置換のアルキルカルボニル基、炭素数７から３０の置換もしくは無置換のアリールカルボニル基、炭素数４から３０の置換もしくは無置換の炭素原子でカルボニル基と結合しているヘテロ環カルボニル基、例えば、アセチル、ピバロイル、２−クロロアセチル、ステアロイル、ベンゾイル、ｐ−ｎ−オクチルオキシフェニルカルボニル、２−ピリジルカルボニル、２−フリルカルボニル）、アリールオキシカルボニル基（好ましくは、炭素数７から３０の置換もしくは無置換のアリールオキシカルボニル基、
【００３５】
例えば、フェノキシカルボニル、ｏ−クロロフェノキシカルボニル、ｍ−ニトロフェノキシカルボニル、ｐ−ｔ−ブチルフェノキシカルボニル）、アルコキシカルボニル基（好ましくは、炭素数２から３０の置換もしくは無置換アルコキシカルボニル基、例えば、メトキシカルボニル、エトキシカルボニル、ｔ−ブトキシカルボニル、ｎ−オクタデシルオキシカルボニル）、カルバモイル基（好ましくは、炭素数１から３０の置換もしくは無置換のカルバモイル、例えば、カルバモイル、Ｎ−メチルカルバモイル、Ｎ，Ｎ−ジメチルカルバモイル、Ｎ，Ｎ−ジ−ｎ−オクチルカルバモイル、Ｎ−（メチルスルホニル）カルバモイル）、アリール及びヘテロ環アゾ基（好ましくは炭素数６から３０の置換もしくは無置換のアリールアゾ基、炭素数３から３０の置換もしくは無置換のヘテロ環アゾ基、例えば、フェニルアゾ、ｐ−クロロフェニルアゾ、５−エチルチオ−１，３，４−チアジアゾール−２−イルアゾ）、イミド基（好ましくは、Ｎ−スクシンイミド、Ｎ−フタルイミド）、ホスフィノ基（好ましくは、炭素数２から３０の置換もしくは無置換のホスフィノ基、例えば、ジメチルホスフィノ、ジフェニルホスフィノ、メチルフェノキシホスフィノ）、ホスフィニル基（好ましくは、炭素数２から３０の置換もしくは無置換のホスフィニル基、例えば、ホスフィニル、ジオクチルオキシホスフィニル、ジエトキシホスフィニル）、ホスフィニルオキシ基（好ましくは、炭素数２から３０の置換もしくは無置換のホスフィニルオキシ基、例えば、ジフェノキシホスフィニルオキシ、ジオクチルオキシホスフィニルオキシ）、ホスフィニルアミノ基（好ましくは、炭素数２から３０の置換もしくは無置換のホスフィニルアミノ基、例えば、ジメトキシホスフィニルアミノ、ジメチルアミノホスフィニルアミノ）、ホスフォ基、シリル基（好ましくは、炭素数３から３０の置換もしくは無置換のシリル基、例えば、トリメチルシリル、ｔ−ブチルジメチルシリル、フェニルジメチルシリル）、ヒドラジノ基（好ましくは炭素数０から３０の置換もしくは無置換のヒドラジノ基、例えば、トリメチルヒドラジノ）、ウレイド基（好ましくは炭素数０から３０の置換もしくは無置換のウレイド基、例えばＮ，Ｎ−ジメチルウレイド）、を表す。
また、Ｒが連結基であってもよく、例えば、Ｃ、Ｎ、Ｏ、Ｓ、Ｓｉ、又はＧｅで形成される連結基であり、さらに好ましくは芳香環、芳香族へテロ環からなる連結基であり、特に好ましくはベンゼン環、ピリジン環、ピリミジン環、又はトリアジン環からなる連結基である。
【００３６】
次に、一般式（ＥＴ）で表される化合物の具体例を挙げるが、本発明はこれらの化合物に限定される訳ではない。
【００３７】
【化２】
2010123512.tif 000004
【００３８】
【化３】
2010123512.tif 000005
【００３９】
２）第２電子輸送層
本発明における第２電子輸送層は、アルカリ金属、アルカリ土類金属、もしくはそれらの塩を実質的に含有しない層である。実質的に含有しないとは、含有量が該電子輸送層の電子輸送性がこれらの金属又は塩を全く含有しない場合と差が認められない範囲内を意味する。
【００４０】
本発明における第２電子輸送層は、電子輸送材料として、好ましくは、有機電子輸送材料を含有し、具体的には、ピリジン誘導体、キノリン誘導体、ピリミジン誘導体、ピラジン誘導体、フタラジン誘導体、フェナントロリン誘導体、トリアジン誘導体、トリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、フルオレノン誘導体、アントラキノジメタン誘導体、アントロン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、カルボジイミド誘導体、フルオレニリデンメタン誘導体、ジスチリルピラジン誘導体、ナフタレン、ペリレン等の芳香環テトラカルボン酸無水物、フタロシアニン誘導体、８−キノリノール誘導体の金属錯体やメタルフタロシアニン、ベンゾオキサゾールやベンゾチアゾールを配位子とする金属錯体に代表される各種金属錯体、シロールに代表される有機シラン誘導体、等である。これらの電子輸送材料は、単独で用いてもよいし、２種以上を用いてもよい。
【００４１】
（発光層）
本発明における発光層は、電界印加時に、陽極から正孔を受け取り、陰極から電子を受け取り、正孔と電子の再結合の場を提供して発光させる機能を有する層である。
本発明における発光層は、少なくとも一種の発光材料とホスト材料とを含むのが好ましい。
また、発光層は１層であっても２層以上であってもよく、それぞれの層が異なる発光色で発光してもよい。発光層が複数の場合であっても、発光層の各層に、少なくとも一種の発光材料と複数のホスト材料とを含有することが好ましい。
【００４２】
本発明における発光層に含有する発光材料とホスト材料としては、一重項励起子からの発光（蛍光）が得られる蛍光発光材料とホスト材料との組み合せでも、三重項励起子からの発光（燐光）が得られる燐光発光材料とホスト材料との組み合せでもよいが、中でも、発光効率の観点から、燐光発光材料とホスト材料との組み合せが好ましい。
本発明における発光層は、色純度を向上させるためや発光波長領域を広げるために２種類以上の発光材料を含有することができる。
【００４３】
《燐光発光材料》
前記燐光発光材料としては、一般に、遷移金属原子又はランタノイド原子を含む錯体を挙げることができる。
例えば、該遷移金属原子としては、特に限定されないが、好ましくは、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、タングステン、レニウム、オスミウム、イリジウム、及び白金が挙げられ、より好ましくは、レニウム、イリジウム、及び白金であり、更に好ましくはイリジウム、白金である。
ランタノイド原子としては、例えばランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジム、サマリウム、ユーロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム、およびルテシウムが挙げられる。これらのランタノイド原子の中でも、ネオジム、ユーロピウム、及びガドリニウムが好ましい。
【００４４】
錯体の配位子としては、例えば、Ｇ．Ｗｉｌｋｉｎｓｏｎ等著，Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ  Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，  Ｐｅｒｇａｍｏｎ  Ｐｒｅｓｓ社１９８７年発行、Ｈ．Ｙｅｒｓｉｎ著，「Ｐｈｏｔｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ａｎｄ  Ｐｈｏｔｏｐｈｙｓｉｃｓ  ｏｆ  Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ  Ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ」  Ｓｐｒｉｎｇｅｒ−Ｖｅｒｌａｇ社１９８７年発行、山本明夫著「有機金属化学−基礎と応用−」裳華房社１９８２年発行等に記載の配位子などが挙げられる。
具体的な配位子としては、好ましくは、ハロゲン配位子（好ましくは塩素配位子）、芳香族炭素環配位子（例えば、シクロペンタジエニルアニオン、ベンゼンアニオン、またはナフチルアニオンなど）、含窒素ヘテロ環配位子（例えば、フェニルピリジン、ベンゾキノリン、キノリノール、ビピリジル、またはフェナントロリンなど）、ジケトン配位子（例えば、アセチルアセトンなど）、カルボン酸配位子（例えば、酢酸配位子など）、アルコラト配位子（例えば、フェノラト配位子など）、一酸化炭素配位子、イソニトリル配位子、シアノ配位子であり、より好ましくは、含窒素ヘテロ環配位子である。
上記錯体は、化合物中に遷移金属原子を一つ有してもよいし、また、２つ以上有するいわゆる複核錯体であってもよい。異種の金属原子を同時に含有していてもよい。  
【００４５】
これらの中でも、発光材料の具体例としては、例えば、ＵＳ６３０３２３８Ｂ１号公報、ＵＳ６０９７１４７号公報、ＷＯ００／５７６７６号公報、ＷＯ００／７０６５５号公報、ＷＯ０１／０８２３０号公報、ＷＯ０１／３９２３４Ａ２号公報、ＷＯ０１／４１５１２Ａ１号公報、ＷＯ０２／０２７１４Ａ２号公報、ＷＯ０２／１５６４５Ａ１号公報、ＷＯ０２／４４１８９Ａ１号公報、特開２００１−２４７８５９号公報、特開２００２−１１７９７８号公報、特開２００２−２２５３５２号公報、特開２００２−２３５０７６号公報、特開２００２−１７０６８４号公報、ＥＰ１２１１２５７号公報、特開２００２−２２６４９５号公報、特開２００２−２３４８９４号公報、特開２００１−２４７８５９号公報、特開２００１−２９８４７０号公報、特開２００２−１７３６７４号公報、特開２００２−２０３６７８号公報、特開２００２−２０３６７９号公報、特開２００４−３５７７９１号公報、特開２００６−２５６９９９号公報等の特許文献に記載の燐光発光化合物などが挙げられ、中でも、更に好ましい（２）の関係を満たす発光材料としては、Ｉｒ錯体、Ｐｔ錯体、Ｃｕ錯体、Ｒｅ錯体、Ｗ錯体、Ｒｈ錯体、Ｒｕ錯体、Ｐｄ錯体、Ｏｓ錯体、Ｅｕ錯体、Ｔｂ錯体、Ｇｄ錯体、Ｄｙ錯体、Ｃｅ錯体が挙げられる。特に好ましくは、Ｉｒ錯体、Ｐｔ錯体、Ｒｅ錯体であり、中でも金属−炭素結合、金属−窒素結合、金属−酸素結合、金属−硫黄結合の少なくとも一つの配位様式を含むＩｒ錯体、Ｐｔ錯体、Ｒｅ錯体が好ましい。
【００４６】
《蛍光発光材料》
前記蛍光発光材料としては、一般には、ベンゾオキサゾール、ベンゾイミダゾール、ベンゾチアゾール、スチリルベンゼン、ポリフェニル、ジフェニルブタジエン、テトラフェニルブタジエン、ナフタルイミド、クマリン、ピラン、ペリノン、オキサジアゾール、アルダジン、ピラリジン、シクロペンタジエン、ビススチリルアントラセン、キナクリドン、ピロロピリジン、チアジアゾロピリジン、シクロペンタジエン、スチリルアミン、芳香族ジメチリディン化合物、縮合多環芳香族化合物（アントラセン、フェナントロリン、ピレン、ペリレン、ルブレン、ペンタセンなど）、８−キノリノールの金属錯体、ピロメテン錯体や希土類錯体に代表される各種金属錯体、ポリチオフェン、ポリフェニレン、ポリフェニレンビニレン等のポリマー化合物、有機シラン、およびこれらの誘導体などを挙げることができる。
【００４７】
これらの中でも、発光材料の具体例としては例えば下記のものが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００４８】
【化４】
2010123512.tif 000006
【００４９】
【化５】
2010123512.tif 000007
【００５０】
【化６】
2010123512.tif 000008
【００５１】
上記の中でも、本発明で用いる発光材料としては、発光効率、耐久性の観点からＤ−２、Ｄ−３、Ｄ−４、Ｄ−５、Ｄ−６、Ｄ−７、Ｄ−８、Ｄ−９、Ｄ−１０、Ｄ−１１、Ｄ−１２、Ｄ−１３、Ｄ−１４、Ｄ−１５、Ｄ−１６、Ｄ−２１、Ｄ−２２、Ｄ−２３、またはＤ−２４が好ましく、Ｄ−２、Ｄ−３、Ｄ−４、Ｄ−５、Ｄ−６、Ｄ−７、Ｄ−８、Ｄ−１２、Ｄ−１４、Ｄ−１５、Ｄ−１６、Ｄ−２１、Ｄ−２２、Ｄ−２３、またはＤ−２４がより好ましく、Ｄ−２１、Ｄ−２２、Ｄ−２３、またはＤ−２４が更に好ましい。
【００５２】
発光層中の発光材料は、発光層中に一般的に発光層を形成する全化合物質量に対して、耐久性、外部量子効率の観点から１質量％〜５０質量％含有されることが好ましく、２質量％〜４０質量％含有されることがより好ましい。
【００５３】
発光層の厚さは、特に限定されるものではないが、通常、１ｎｍ〜５００ｎｍであるのが好ましく、中でも、発光効率の観点で、５ｎｍ〜２００ｎｍであるのがより好ましく、５ｎｍ〜１００ｎｍであるのが更に好ましい。
【００５４】
（ホスト材料）
本発明に用いられるホスト材料としては、正孔輸送性に優れる正孔輸送性ホスト材料（正孔輸送性ホストと記載する場合がある）及び電子輸送性に優れる電子輸送性ホスト化合物（電子輸送性ホストと記載する場合がある）を用いることができる。
【００５５】
《正孔輸送性ホスト》
本発明に用いられる正孔輸送性ホストとしては、具体的には、例えば、以下の材料を挙げることができる。
ピロール、インドール、カルバゾール、アザインドール、アザカルバゾール、トリアゾール、オキサゾール、オキサジアゾール、ピラゾール、イミダゾール、チオフェン、ポリアリールアルカン、ピラゾリン、ピラゾロン、フェニレンジアミン、アリールアミン、アミノ置換カルコン、スチリルアントラセン、フルオレノン、ヒドラゾン、スチルベン、シラザン、芳香族第三級アミン化合物、スチリルアミン化合物、芳香族ジメチリディン系化合物、ポルフィリン系化合物、ポリシラン系化合物、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）、アニリン系共重合体、チオフェンオリゴマー、ポリチオフェン等の導電性高分子オリゴマー、有機シラン、カーボン膜、及び、それらの誘導体等が挙げられる。
好ましくは、インドール誘導体、カルバゾール誘導体、芳香族第三級アミン化合物、チオフェン誘導体であり、より好ましくは、分子内にカルバゾール基を有するものが好ましい。特に、ｔ−ブチル置換カルバゾール基を有する化合物が好ましい。
【００５６】
《電子輸送性ホスト》
本発明に用いられる発光層内の電子輸送性ホストとしては、耐久性向上、駆動電圧低下の観点から、電子親和力Ｅａが２．５ｅＶ以上３．５ｅＶ以下であることが好ましく、２．６ｅＶ以上３．４ｅＶ以下であることがより好ましく、２．８ｅＶ以上３．３ｅＶ以下であることが更に好ましい。また、耐久性向上、駆動電圧低下の観点から、イオン化ポテンシャルＩｐが５．７ｅＶ以上７．５ｅＶ以下であることが好ましく、５．８ｅＶ以上７．０ｅＶ以下であることがより好ましく、５．９ｅＶ以上６．５ｅＶ以下であることが更に好ましい。
【００５７】
このような電子輸送性ホストとしては、具体的には、例えば、以下の材料を挙げることができる。
ピリジン、ピリミジン、トリアジン、イミダゾール、ピラゾール、トリアゾ−ル、オキサゾ−ル、オキサジアゾ−ル、フルオレノン、アントラキノジメタン、アントロン、ジフェニルキノン、チオピランジオキシド、カルボジイミド、フルオレニリデンメタン、ジスチリルピラジン、フッ素置換芳香族化合物、ナフタレン、ペリレン等の芳香環テトラカルボン酸無水物、フタロシアニン、およびそれらの誘導体（他の環と縮合環を形成してもよい）、８−キノリノ−ル誘導体の金属錯体やメタルフタロシアニン、ベンゾオキサゾ−ルやベンゾチアゾ−ルを配位子とする金属錯体に代表される各種金属錯体等を挙げることができる。
【００５８】
電子輸送性ホストとして好ましくは、金属錯体、アゾール誘導体（ベンズイミダゾール誘導体、イミダゾピリジン誘導体等）、アジン誘導体（ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、トリアジン誘導体等）であり、中でも、本発明においては耐久性の点から金属錯体化合物が好ましい。金属錯体化合物は金属に配位する少なくとも１つの窒素原子または酸素原子または硫黄原子を有する配位子をもつ金属錯体がより好ましい。
金属錯体中の金属イオンは特に限定されないが、好ましくはベリリウムイオン、マグネシウムイオン、アルミニウムイオン、ガリウムイオン、亜鉛イオン、インジウムイオン、錫イオン、白金イオン、またはパラジウムイオンであり、より好ましくはベリリウムイオン、アルミニウムイオン、ガリウムイオン、亜鉛イオン、白金イオン、またはパラジウムイオンであり、更に好ましくはアルミニウムイオン、亜鉛イオン、またはパラジウムイオンである。
【００５９】
前記金属錯体中に含まれる配位子としては種々の公知の配位子が有るが、例えば、「Ｐｈｏｔｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ａｎｄ  Ｐｈｏｔｏｐｈｙｓｉｃｓ  ｏｆ  Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ  Ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ」、Ｓｐｒｉｎｇｅｒ−Ｖｅｒｌａｇ社、Ｈ．Ｙｅｒｓｉｎ著、１９８７年発行、「有機金属化学−基礎と応用−」、裳華房社、山本明夫著、１９８２年発行等に記載の配位子が挙げられる。
【００６０】
前記配位子として、好ましくは含窒素ヘテロ環配位子（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数２〜２０、特に好ましくは炭素数３〜１５であり、単座配位子であっても２座以上の配位子であっても良い。好ましくは２座以上６座以下の配位子である。また、２座以上６座以下の配位子と単座の混合配位子も好ましい。
配位子としては、例えばアジン配位子（例えば、ピリジン配位子、ビピリジル配位子、ターピリジン配位子などが挙げられる。）、ヒドロキシフェニルアゾール配位子（例えば、ヒドロキシフェニルベンズイミダゾール配位子、ヒドロキシフェニルベンズオキサゾール配位子、ヒドロキシフェニルイミダゾール配位子、ヒドロキシフェニルイミダゾピリジン配位子などが挙げられる。）、アルコキシ配位子（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数１〜２０、特に好ましくは炭素数１〜１０であり、例えばメトキシ、エトキシ、ブトキシ、２−エチルヘキシロキシなどが挙げられる。）、アリールオキシ配位子（好ましくは炭素数６〜３０、より好ましくは炭素数６〜２０、特に好ましくは炭素数６〜１２であり、例えばフェニルオキシ、１−ナフチルオキシ、２−ナフチルオキシ、２，４，６−トリメチルフェニルオキシ、４−ビフェニルオキシなどが挙げられる。）、
【００６１】
ヘテロアリールオキシ配位子（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数１〜２０、特に好ましくは炭素数１〜１２であり、例えばピリジルオキシ、ピラジルオキシ、ピリミジルオキシ、およびキノリルオキシなどが挙げられる。）、アルキルチオ配位子（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数１〜２０、特に好ましくは炭素数１〜１２であり、例えばメチルチオ、エチルチオなどが挙げられる。）、アリールチオ配位子（好ましくは炭素数６〜３０、より好ましくは炭素数６〜２０、特に好ましくは炭素数６〜１２であり、例えばフェニルチオなどが挙げられる。）、ヘテロアリールチオ配位子（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数１〜２０、特に好ましくは炭素数１〜１２であり、例えばピリジルチオ、２−ベンズイミゾリルチオ、２−ベンズオキサゾリルチオ、および２−ベンズチアゾリルチオなどが挙げられる。）、シロキシ配位子（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数３〜２５、特に好ましくは炭素数６〜２０であり、例えば、トリフェニルシロキシ基、トリエトキシシロキシ基、およびトリイソプロピルシロキシ基などが挙げられる。）、芳香族炭化水素アニオン配位子（好ましくは炭素数６〜３０、より好ましくは炭素数６〜２５、特に好ましくは炭素数６〜２０であり、例えばフェニルアニオン、ナフチルアニオン、およびアントラニルアニオンなどが挙げられる。）、芳香族ヘテロ環アニオン配位子（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数２〜２５、特に好ましくは炭素数２〜２０であり、例えばピロールアニオン、ピラゾールアニオン、ピラゾールアニオン、トリアゾールアニオン、オキサゾールアニオン、ベンゾオキサゾールアニオン、チアゾールアニオン、ベンゾチアゾールアニオン、チオフェンアニオン、およびベンゾチオフェンアニオンなどが挙げられる。）、インドレニンアニオン配位子などが挙げられ、好ましくは含窒素ヘテロ環配位子、アリールオキシ配位子、ヘテロアリールオキシ基、シロキシ配位子、芳香族炭化水素アニオン配位子、または芳香族ヘテロ環アニオン配位子であり、更に好ましくは含窒素ヘテロ環配位子、アリールオキシ配位子、シロキシ配位子、芳香族炭化水素アニオン配位子、または芳香族ヘテロ環アニオン配位子である。
【００６２】
金属錯体電子輸送性ホストの例としては、例えば特開２００２−２３５０７６号公報、特開２００４−２１４１７９号公報、特開２００４−２２１０６２号公報、特開２００４−２２１０６５号公報、特開２００４−２２１０６８号公報、特開２００４−３２７３１３号公報等に記載の化合物が挙げられる。
【００６３】
本発明における発光層において、前記ホスト材料の三重項最低励起準位（Ｔ１）が、前記燐光発光材料のＴ１より高いことが色純度、発光効率、駆動耐久性の点で好ましい。
【００６４】
また、本発明におけるホスト化合物の含有量は、特に限定されるものではないが、発光効率、駆動電圧の観点から、発光層を形成する全化合物質量に対して１５質量％以上９５質量％以下であることが好ましい。
【００６５】
（基板）
本発明で使用する基板としては、発光層から発せられる光を取り出す側の基板は散乱又は減衰させない基板であることが好ましい。その具体例としては、ジルコニア安定化イットリウム（ＹＳＺ）、ガラス等の無機材料、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、ポリイミド、ポリシクロオレフィン、ノルボルネン樹脂、およびポリ（クロロトリフルオロエチレン）等の有機材料が挙げられる。
例えば、基板としてガラスを用いる場合、その材質については、ガラスからの溶出イオンを少なくするため、無アルカリガラスを用いることが好ましい。また、ソーダライムガラスを用いる場合には、シリカなどのバリアコートを施したものを使用することが好ましい。有機材料の場合には、耐熱性、寸法安定性、耐溶剤性、電気絶縁性、及び加工性に優れていることが好ましい。
【００６６】
基板の形状、構造、大きさ等については、特に制限はなく、発光素子の用途、目的等に応じて適宜選択することができる。一般的には、基板の形状としては、板状であることが好ましい。基板の構造としては、単層構造であってもよいし、積層構造であってもよく、また、単一部材で形成されていてもよいし、２以上の部材で形成されていてもよい。
【００６７】
基板には、その表面又は裏面に透湿防止層（ガスバリア層）を設けることができる。
透湿防止層（ガスバリア層）の材料としては、窒化珪素、酸化珪素などの無機物が好適に用いられる。透湿防止層（ガスバリア層）は、例えば、高周波スパッタリング法などにより形成することができる。
熱可塑性基板を用いる場合には、更に必要に応じて、ハードコート層、アンダーコート層などを設けてもよい。
基板は、電極作製前後、または有機層を製膜前に洗浄および／または前処理をおこなってもよい。洗浄は水、純水、イオン交換水、酸、アルカリ水、有機溶剤いずれでも洗浄することができ、浸せきし超音波洗浄しても良い。また、有機物を分解除去する目的や接着性を良くする目的、電極から有機層への電荷注入を促進する目的で前処理することもできる。前処理法はＵＶ−オゾン処理、酸素プラズマ処理等が好ましく用いられるが特に限定されるものではない。
【００６８】
（陽極）
陽極は、通常、有機化合物層に正孔を供給する電極としての機能を有していればよく、その形状、構造、大きさ等については特に制限はなく、発光素子の用途、目的に応じて、公知の電極材料の中から適宜選択することができる。前述のごとく、陽極は、光を取り出す側の場合は透明陽極として設けられ、光を取り出す側と反対側の場合には透明であっても無くても良い。
【００６９】
陽極の材料としては、例えば、金属、合金、金属酸化物、導電性化合物、又はこれらの混合物が好適に挙げられる。陽極材料の具体例としては、アンチモンやフッ素等をドープした酸化錫（ＡＴＯ、ＦＴＯ）、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化亜鉛インジウム（ＩＺＯ）等の導電性金属酸化物、金、銀、クロム、ニッケル等の金属、さらにこれらの金属と導電性金属酸化物との混合物又は積層物、ヨウ化銅、硫化銅などの無機導電性物質、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロールなどの有機導電性材料、及びこれらとＩＴＯとの積層物などが挙げられる。この中で好ましいのは、導電性金属酸化物であり、特に、生産性、高導電性、透明性等の点からはＩＴＯが好ましいが、他の材料と積層してもよく、また補助電極等を設けても良い
【００７０】
陽極は、例えば、印刷方式、コーティング方式等の湿式方式、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の物理的方式、ＣＶＤ、プラズマＣＶＤ法等の化学的方式などの中から、陽極を構成する材料との適性を考慮して適宜選択した方法に従って、前記基板上に形成することができる。例えば、陽極の材料として、ＩＴＯを選択する場合には、陽極の形成は、直流又は高周波スパッタ法、真空蒸着法、イオンプレーティング法等に従って行うことができる。
陽極の仕事関数は陽極に隣接した正孔注入層や正孔輸送層に正孔が注入できる仕事関数であれば限定されることはなく、４．０ｅＶ以上６．０ｅＶ以下が好ましく、４．５ｅＶ以上５．８ｅＶ以下が更に好ましい。
また陽極の仕事関数は、ＵＶオゾン処理や酸素プラズマ処理により任意の値に調整することができる。
【００７１】
本発明の有機電界発光素子において、陽極の形成位置としては特に制限はなく、発光素子の用途、目的に応じて適宜選択することができるが、前記基板上に形成されるのが好ましい。この場合、陽極は、基板における一方の表面の全部に形成されていてもよく、その一部に形成されていてもよい。
【００７２】
なお、陽極を形成する際のパターニングとしては、フォトリソグラフィーなどによる化学的エッチングによって行ってもよいし、レーザーなどによる物理的エッチングによって行ってもよく、また、マスクを重ねて真空蒸着やスパッタ等をして行ってもよいし、リフトオフ法や印刷法によって行ってもよい。
【００７３】
陽極の厚みとしては、陽極を構成する材料により適宜選択することができ、一概に規定することはできないが、通常、１０ｎｍ〜５０μｍ程度であり、５０ｎｍ〜２０μｍが好ましい。
【００７４】
陽極の抵抗値としては、１０３Ω／□以下が好ましく、１０２Ω／□以下がより好ましい。陽極が透明である場合は、無色透明であっても、有色透明であってもよい。透明陽極側から発光を取り出すためには、その透過率としては、６０％以上が好ましく、７０％以上がより好ましい。
【００７５】
なお、透明陽極については、沢田豊監修「透明電極膜の新展開」シーエムシー刊（１９９９）に詳述があり、ここに記載される事項を本発明に適用することができる。耐熱性の低いプラスティック基材を用いる場合は、ＩＴＯ又はＩＺＯを使用し、１５０℃以下の低温で成膜した透明陽極が好ましい。
【００７６】
（陰極）
陰極は、通常、有機化合物層に電子を注入する電極としての機能を有していればよく、その形状、構造、大きさ等については特に制限はなく、発光素子の用途、目的に応じて、公知の電極材料の中から適宜選択することができる。また陰極側が光を取り出す側の場合には透明または半透明であることが好ましい。
【００７７】
陰極を構成する材料としては、例えば、金属、合金、金属酸化物、電気伝導性化合物、これらの混合物などが挙げられる。具体例としてはアルカリ金属（たとえば、ＬＩ、Ｎａ、Ｋ、Ｃｓ等）、アルカリ土類金属（たとえばＭｇ、Ｃａ等）、金、銀、鉛、アルミニウム、ナトリウム−カリウム合金、リチウム−アルミニウム合金、マグネシウム−銀合金、インジウム、およびイッテルビウム等の希土類金属などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいが、安定性と電子注入性とを両立させる観点からは、２種以上を共蒸着または積層して好適に併用することができる。
陰極の仕事関数は隣接する有機層に電子を注入できる仕事関数で有れば特に限定されることはなく、２．５ｅＶ以上４．５ｅＶが好ましく、更に好ましくは２．５ｅＶ以上４．３ｅＶ以下である。
【００７８】
これらの中でも、陰極を構成する材料としては、電子注入性の点で、アルカリ金属やアルカリ土類金属が好ましく、保存安定性に優れる点で、アルミニウムを主体とする材料が好ましいがＩＴＯ等の導電性金属酸化物と積層構造をとってもよい。
アルミニウムを主体とする材料とは、アルミニウム単独、アルミニウムと０．０１質量％〜１０質量％のアルカリ金属又はアルカリ土類金属との合金若しくはこれらの混合物（例えば、リチウム−アルミニウム合金、マグネシウム−アルミニウム合金など）をいう。
【００７９】
なお、陰極の材料については、特開平２−１５５９５号公報、特開平５−１２１１７２号公報に詳述されており、これらの公報に記載の材料は、本発明においても適用することができる。
【００８０】
陰極の形成方法については、特に制限はなく、公知の方法に従って行うことができる。例えば、印刷方式、コーティング方式等の湿式方式、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の物理的方式、ＣＶＤ、プラズマＣＶＤ法等の化学的方式などの中から、前記した陰極を構成する材料との適性を考慮して適宜選択した方法に従って形成することができる。例えば、陰極の材料として、金属等を選択する場合には、その１種又は２種以上を同時又は順次にスパッタ法等に従って行うことができる。
【００８１】
陰極を形成するに際してのパターニングは、フォトリソグラフィーなどによる化学的エッチングによって行ってもよいし、レーザーなどによる物理的エッチングによって行ってもよく、マスクを重ねて真空蒸着やスパッタ等をして行ってもよいし、リフトオフ法や印刷法によって行ってもよい。
【００８２】
本発明において、陰極形成位置は特に制限はなく、有機化合物層上の全部に形成されていてもよく、その一部に形成されていてもよい。
また、陰極と前記有機化合物層との間に、アルカリ金属又はアルカリ土類金属のフッ化物、酸化物等による誘電体層を０．１ｎｍ〜５ｎｍの厚みで挿入してもよい。この誘電体層は、一種の電子注入層と見ることもできる。誘電体層は、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等により形成することができる。
【００８３】
陰極の厚みは、陰極を構成する材料により適宜選択することができ、一概に規定することはできないが、通常５ｎｍ〜５μｍ程度であり、１０ｎｍ〜１μｍが好ましい。
また、陰極は、透明であってもよいし、不透明であってもよい。なお、透明な陰極は、陰極の材料を１ｎｍ〜１０ｎｍの厚さに薄く成膜し、更にＩＴＯやＩＺＯ等の透明な導電性材料を積層することにより形成することができる。
本発明においては、陽極側を不透明（反射電極）にし、陰極側を透明もしくは半透明にしてトップエミッション型素子にすることもできる。また陽極側を透明にし、陰極側を不透明（反射電極）にしてボトムエミッション型素子にすることもできる。また陽極、陰極いずれも透明にして両側発光型にすることもできる。
【００８４】
（正孔注入層、正孔輸送層）
正孔注入層、正孔輸送層は、陽極又は陽極側から正孔を受け取り陰極側に輸送する機能を有する層である。本発明の正孔注入層、正孔輸送層に使用できる材料としては、特に限定はなく、低分子化合物であっても高分子化合物であっても無機材料であってもよい。
具体的には、ピロール誘導体、カルバゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、芳香族第三級アミン化合物、スチリルアミン化合物、芳香族ジメチリディン系化合物、フタロシアニン系化合物、ポルフィリン系化合物、チオフェン誘導体、有機シラン誘導体、カーボン、フェニルアゾール、フェニルアジンを配位子に有する金属錯体、等を含有する層であることが好ましい。
無機材料としては、酸化ケイ素、二酸化ケイ素、酸化ゲルマニウム、二酸化ゲルマニウム、酸化ケイ化ゲルマニウム、五酸化バナジウム、三酸化モリブデン、酸化アルミニウム、二酸化鉄、三酸化鉄等をあげることができる。
【００８５】
本発明の有機ＥＬ素子の正孔注入層あるいは正孔輸送層には、電子受容性ドーパントを含有させることができる。正孔注入層、あるいは正孔輸送層に導入する電子受容性ドーパントとしては、電子受容性で有機化合物を酸化する性質を有すれば、無機化合物でも有機化合物でも使用できる。
【００８６】
具体的には、無機化合物は塩化第二鉄や塩化アルミニウム、塩化ガリウム、塩化インジウム、五塩化アンチモンなどのハロゲン化金属、五酸化バナジウム、および三酸化モリブデンなどの金属酸化物などが挙げられる。
【００８７】
有機化合物の場合は、置換基としてニトロ基、ハロゲン、シアノ基、トリフルオロメチル基などを有する化合物、キノン系化合物、酸無水物系化合物、フラーレンなどを好適に用いることができる。
この他にも、特開平６−２１２１５３号公報、特開平１１−１１１４６３号公報、特開平１１−２５１０６７号公報、特開２０００−１９６１４０号公報、特開２０００−２８６０５４号公報、特開２０００−３１５５８０号公報、特開２００１−１０２１７５号公報、特開２００１−１６０４９３号公報、特開２００２−２５２０８５号公報、特開２００２−５６９８５号公報、特開２００３−１５７９８１号公報、特開２００３−２１７８６２号公報、特開２００３−２２９２７８号公報、特開２００４−３４２６１４号公報、特開２００５−７２０１２号公報、特開２００５−１６６６３７号公報、特開２００５−２０９６４３号公報等に記載の化合物を好適に用いることが出来る。
【００８８】
これらの電子受容性ドーパントは、単独で用いてもよいし、２種以上を用いてもよい。電子受容性ドーパントの使用量は、材料の種類によって異なるが、正孔輸送層材料に対して０．０１質量％〜５０質量％であることが好ましく、０．０５質量％〜２０質量％であることが更に好ましく、０．１質量％〜１０質量％であることが特に好ましい。
【００８９】
正孔注入層、正孔輸送層の厚さは、駆動電圧を下げるという観点から、各々５００ｎｍ以下であることが好ましい。
正孔輸送層の厚さとしては、１ｎｍ〜５００ｎｍであるのが好ましく、５ｎｍ〜３００ｎｍであるのがより好ましく、１０ｎｍ〜２００ｎｍであるのが更に好ましい。また、正孔注入層の厚さとしては、０．１ｎｍ〜５００ｎｍであるのが好ましく、０．５ｎｍ〜３００ｎｍであるのがより好ましく、１ｎｍ〜２００ｎｍであるのが更に好ましい。
正孔注入層、正孔輸送層は、上述した材料の１種又は２種以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。
また本発明では発光効率向上の目的で特開２００５−２９４２４９号公報等に開示されている方法で正孔輸送層に電気的に不活性なアダマンタン化合物等の炭化水素化合物を添加することができる。
正孔注入層、正孔輸送層のＴ１は特に限定されることはないが、励起子拡散抑制の目的で発光層に隣接する正孔輸送層のＴ１と発光層のＴ１の差は１ｅＶ以内であることが好ましい。
【００９０】
（電子注入層）
電子注入層は、陰極から電子を受け取る機能を有する層である。本発明の電子注入層に使用できる材料として特に限定は無く、低分子化合物であっても高分子化合物であってもよい。
具体的には、ピリジン誘導体、キノリン誘導体、ピリミジン誘導体、ピラジン誘導体、フタラジン誘導体、フェナントロリン誘導体、トリアジン誘導体、トリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、フルオレノン誘導体、アントラキノジメタン誘導体、アントロン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、カルボジイミド誘導体、フルオレニリデンメタン誘導体、ジスチリルピラジン誘導体、ナフタレン、ペリレン等の芳香環テトラカルボン酸無水物、フタロシアニン誘導体、８−キノリノール誘導体の金属錯体やメタルフタロシアニン、ベンゾオキサゾールやベンゾチアゾールを配位子とする金属錯体に代表される各種金属錯体、シロールに代表される有機シラン誘導体、等を含有する層であることが好ましい。
【００９１】
電子注入層には、電子供与性ドーパントを含有させることができる。電子注入層に導入される電子供与性ドーパントとしては、電子供与性で有機化合物を還元する性質を有していればよく、Ｌｉなどのアルカリ金属、Ｍｇなどのアルカリ土類金属、希土類金属を含む遷移金属や還元性有機化合物などが好適に用いられる。金属としては、特に仕事関数が４．２ｅＶ以下の金属が好適に使用でき、具体的には、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｙ、Ｃｓ、Ｌａ、Ｓｍ、Ｇｄ、およびＹｂなどが挙げられる。また、還元性有機化合物としては、例えば、含窒素化合物、含硫黄化合物、含リン化合物などが挙げられる。
この他にも、特開平６−２１２１５３号公報、特開２０００−１９６１４０号公報、特開２００３−６８４６８号公報、特開２００３−２２９２７８号公報、特開２００４−３４２６１４号公報等に記載の材料を用いることが出来る。
【００９２】
これらの電子供与性ドーパントは、単独で用いてもよいし、２種以上を用いてもよい。電子供与性ドーパントの使用量は、材料の種類によって異なるが、電子輸送層材料に対して０．１質量％〜３０質量％であることが好ましく、０．１質量％〜２０質量％であることが更に好ましく、０．１質量％〜１０質量％であることが特に好ましい。
【００９３】
電子注入層の厚さとしては、０．１ｎｍ〜２００ｎｍであるのが好ましく、０．２ｎｍ〜１００ｎｍであるのがより好ましく、０．５ｎｍ〜５０ｎｍであるのが更に好ましい。
電子注入層は、上述した材料の１種又は２種以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。
【００９４】
（正孔ブロック層）
正孔ブロック層は、陽極側から発光層に輸送された正孔が、陰極側に通りぬけることを防止する機能を有する層である。本発明において、発光層と陰極側で隣接する有機化合物層として、正孔ブロック層を設けることができる。
正孔ブロック機能は正孔ブロック層のイオン化ポテンシャルが、発光層のイオン化ポテンシャルよりも大きいか、正孔ブロック層のホール移動度が発光層のホール移動度よりも小さい場合に発揮できる。
正孔ブロック層を構成する化合物の例としては、ＢＡｌｑ等のアルミニウム錯体、トリアゾール誘導体、ＢＣＰ等のフェナントロリン誘導体、等が挙げられる。
正孔ブロック層の厚さとしては、１ｎｍ〜５００ｎｍであるのが好ましく、５ｎｍ〜２００ｎｍであるのがより好ましく、１０ｎｍ〜１００ｎｍであるのが更に好ましい。
正孔ブロック層は、上述した材料の１種又は２種以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。
また本発明においては、より発光効率を向上させる目的で特開２００５−２９４２４８号公報に開示されている方法で正孔ブロック層にアダマンタン化合物等の電気的に不活性な炭化水素化合物を添加することができる。
また、本発明では、電子輸送層と発光層の間に励起子拡散ブロック層を設けることもできる。励起子拡散ブロック層は発光層から隣接層へ励起子が拡散し発光効率が低下することを抑制する目的で設置することができる。励起子ブロック層のＴ１は発光層のＴ１よりも大きなものを使用することにより機能を発揮できる。
【００９５】
（電子ブロック層）
電子ブロック層は、陰極側から発光層に輸送された電子が、陽極側に通りぬけることを防止する機能を有する層である。本発明において、発光層と陽極側で隣接する有機化合物層として、電子ブロック層を設けることができる。
電子ブロック機能は電子ブロック層の電子親和力が、発光層の電子親和力よりも小さいか、電子ブロック層の電子移動度が発光層の電子移動度よりも小さい場合に発揮できる。
電子ブロック層を構成する化合物の例としては、例えば前述の正孔輸送材料として挙げたものが適用できる。
電子ブロック層の厚さとしては、１ｎｍ〜５００ｎｍであるのが好ましく、５ｎｍ〜２００ｎｍであるのがより好ましく、１０ｎｍ〜１００ｎｍであるのが更に好ましい。
正孔ブロック層は、上述した材料の１種又は２種以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。
また、本発明では、正孔輸送層と発光層の間に励起子拡散ブロック層を設けることもできる。励起子拡散ブロック層は発光層から隣接層へ励起子が拡散し発光効率が低下することを抑制する目的で設置することができる。励起子ブロック層のＴ１は発光層のＴ１よりも大きなものを使用することにより機能を発揮できる。
【００９６】
（保護層）
本発明において、有機ＥＬ素子全体は、保護層によって保護されていてもよい。
保護層に含まれる材料としては、水分や酸素等の素子劣化を促進するものが素子内に入ることを抑止する機能を有しているものであればよい。
その具体例としては、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ａｕ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｎｉ等の金属、ＭｇＯ、ＳｉＯ、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＧｅＯ、ＮｉＯ、ＣａＯ、ＢａＯ、Ｆｅ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、ＴｉＯ２等の金属酸化物、ＳｉＮｘ、ＳｉＮｘＯｙ等の金属窒化物、ＭｇＦ２、ＬｉＦ、ＡｌＦ３、ＣａＦ２等の金属フッ化物、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルメタクリレート、ポリイミド、ポリウレア、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリジクロロジフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレンとジクロロジフルオロエチレンとの共重合体、テトラフルオロエチレンと少なくとも１種のコモノマーとを含むモノマー混合物を共重合させて得られる共重合体、共重合主鎖に環状構造を有する含フッ素共重合体、吸水率１％以上の吸水性物質、吸水率０．１％以下の防湿性物質等が挙げられる。
【００９７】
保護層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、ＭＢＥ（分子線エピタキシ）法、クラスターイオンビーム法、イオンプレーティング法、プラズマ重合法（高周波励起イオンプレーティング法）、プラズマＣＶＤ法、レーザーＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、ガスソースＣＶＤ法、コーティング法、印刷法、転写法を適用できる。
【００９８】
（封止）
さらに、本発明の有機電界発光素子は、封止容器を用いて素子全体を封止してもよい。
ＳｉＮやＳｉＯＮ等の無機膜により封止することもできる。またさらには特開２００３−２０３７６２号公報等に開示されている方法で固体封止封止することもできる。
また、封止容器と発光素子の間の空間に水分吸収剤又は不活性液体を封入してもよい。水分吸収剤としては、特に限定されることはないが、例えば、酸化バリウム、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化カルシウム、硫酸ナトリウム、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム、五酸化燐、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、塩化銅、フッ化セシウム、フッ化ニオブ、臭化カルシウム、臭化バナジウム、モレキュラーシーブ、ゼオライト、および酸化マグネシウム等を挙げることができる。不活性液体としては、特に限定されることはないが、例えば、パラフィン類、流動パラフィン類、パーフルオロアルカンやパーフルオロアミン、パーフルオロエーテル等のフッ素系溶剤、塩素系溶剤、およびシリコーンオイル類が挙げられる。
【００９９】
（駆動）
本発明の有機電界発光素子は、陽極と陰極との間に直流（必要に応じて交流成分を含んでもよい）電圧（通常２ボルト〜１５ボルト）、又は直流電流を印加することにより、発光を得ることができる。
本発明の有機電界発光素子の駆動方法については、特開平２−１４８６８７号公報、同６−３０１３５５号公報、同５−２９０８０号公報、同７−１３４５５８号公報、同８−２３４６８５号公報、同８−２４１０４７号公報、特許第２７８４６１５号公報、米国特許５８２８４２９号公報、同６０２３３０８号公報等に記載の駆動方法を適用することができる。
また本発明の素子は素子作製後より安定に駆動させる目的で特願２００８−４８６３０号出願明細書等に開示されている方法で熱処理することができる。また特開平８−１８５９７９号公報等に開示されている方法で電流処理することもできる。
ＴＦＴによりアクティブ駆動させる場合、ＴＦＴはアモルファスシリコン、低温ポリシリコン、酸化物半導体いずれももちいることができる。
【０１００】
本発明の発光素子は、種々の公知の工夫により、光取り出し効率を向上させることができる。例えば、基板表面形状を加工する（例えば微細な凹凸パターンを形成する）、基板・ＩＴＯ層・有機層の屈折率を制御する、基板・ＩＴＯ層・有機層の膜厚を制御すること等により、光の取り出し効率を向上させ、外部量子効率を向上させることが可能である。
またカラーフィルターの設置や色変換材料を用いることによりより一層色度を向上させることができる。
また本発明の素子に他の色発光の発光材を添加して、白色をはじめとする他の色を再現することもできる。この場合、単層発光層であっても複数の発光層であっても良く、またマルチフォトン型素子としても良い。
また本発明の素子はパネルにおいて他の画素と組み合わして多くの色再現をすることができる。その場合、赤、緑、青の三色の副画素を組み合わせてもよく、どの色と組み合わせるかは目的に応じて決める事ができる。
パネルの駆動方法はアクティブ駆動、パッシブ駆動いずれもとることができる。また電流駆動、電圧駆動いずれもとることができる。
【０１０１】
（本発明の用途）
本発明の有機電界発光素子は、表示素子、ディスプレイ、バックライト、電子写真、照明光源、記録光源、露光光源、読み取り光源、標識、看板、インテリア、又は光通信等に好適に利用できる。
【実施例】
【０１０２】
以下に、本発明の有機電界発光素子の実施例について説明するが、本発明はこれら実施例により限定されるものではない。
【０１０３】
実施例１
１．有機ＥＬ素子の作製
１）比較の有機ＥＬ素子１の作製
０．５ｍｍ厚み、２．５ｃｍ角のガラス基板を洗浄容器に入れ、２−プロパノール中で超音波洗浄した後、３０分間ＵＶ−オゾン処理を行った。この透明陽極上に真空蒸着法にて以下の層を蒸着した。本発明の実施例における蒸着速度は特に断りのない場合は０．２ｎｍ／秒である。蒸着速度は水晶振動子を用いて測定した。以下に記載の膜厚も水晶振動子を用いて測定したものである。
【０１０４】
陽極：ガラス基板上にＩｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ（ＩＴＯと略記する）を膜厚１００ｎｍに蒸着した。
正孔注入層：ＩＴＯ上に、４，４’，４”−Ｔｒｉｓ（Ｎ−（２−ｎａｐｈｔｙｌ）−Ｎ−ｐｈｅｎｙｌ−ａｍｉｎｏ）−ｔｒｉｐｈｅｎｙｌａｍｉｎｅ（２−ＴＮＡＴＡと略記する）を膜厚４０ｎｍに蒸着した。
正孔輸送層：正孔注入層の上に、Ｂｉｓ［Ｎ−（１−ｎａｐｈｔｈｙｌ）−Ｎ−ｐｈｅｎｙ］ｂｅｎｚｉｄｉｎｅ（α−ＮＰＤと略記する）を膜厚７ｎｍに蒸着した。
第二正孔輸送層：正孔輸送層の上に正孔輸送材料１を厚み３ｎｍに蒸着した。
発光層：第二正孔輸送層の上にホスト材料１とホスト材料１に対して１０質量％の燐光発光材料であるｔｒｉｓ（２−ｐｈｅｎｙｌｐｙｒｉｄｉｎｅ）ｉｒｉｄｉｕｍ（ＩＩＩ）（Ｉｒ（ｐｐｙ）３と略記する）をドープした発光層を３０ｎｍの厚みに蒸着した。
【０１０５】
【化７】
2010123512.tif 000009
【０１０６】
第１電子輸送層：発光層の上に第１電子輸送層としてＢｉｓ−（２−ｍｅｔｈｙｌ−８−ｑｕｉｎｏｌｉｎｏｌａｔｏ）−４−（ｐｈｅｎｙｌ−ｐｈｅｎｏｌａｔｅ）−ａｌｕｍｉｎｉｕｍ（ＩＩＩ）（ＢＡｌｑと略記する）を厚み１０ｎｍに蒸着した。
第２電子輸送層：第１電子輸送層の上に第２電子輸送層として２，９−ｄｉｍｅｔｈｙｌ−４，７−ｄｉｐｈｅｎｙｌ−１，１０−ｐｈｅｎａｎｔｈｒｏｌｉｎｅ（ＢＣＰと略記する）を厚み３０ｎｍに蒸着した。
電子注入層：第２電子輸送層の上にＬｉＦを厚み１ｎｍに蒸着した。
陰極：電子注入層の上にパタ−ニングしたマスク（発光領域が２ｍｍ×２ｍｍとなるマスク）を設置し、金属アルミニウムを１００ｎｍ蒸着し、陰極とした。
【０１０７】
作製した積層体を、アルゴンガスで置換したグロ−ブボックス内に入れ、ステンレス製の封止缶および紫外線硬化型の接着剤（ＸＮＲ５５１６ＨＶ、長瀬チバ（株）製）を用いて封止した。
こうして、比較の有機ＥＬ素子１を作製した。
【０１０８】
２）比較の有機ＥＬ素子２の作製
比較の有機ＥＬ素子１の作製と同様にして作製した有機ＥＬ素子を、オーブンで８５℃、２４時間の熱処理を施して、比較の有機ＥＬ素子２を作製した。
【０１０９】
３）比較の有機ＥＬ素子３の作製
比較の有機ＥＬ素子１と同様にして作製した有機ＥＬ素子に対して１０ｍＡ／ｃｍ２の電流密度で２４時間通電処理を施して、比較の有機ＥＬ素子３を作製した。
【０１１０】
４）比較の有機ＥＬ素子４の作製
比較の有機ＥＬ素子１の作製で、第２電子輸送層として、ＢＣＰを０．２ｎｍ／秒、Ｌｉを０．１５ｎｍ／分の蒸着速度で共蒸着により３０ｎｍ成膜したこと以外は比較の有機ＥＬ素子１の作製と同様にして、比較の有機ＥＬ素子４を作製した。
【０１１１】
５）比較の有機ＥＬ素子５の作製
比較の有機ＥＬ素子４の作製で、ＢＣＰの代わりにＢａｔｈｐｈｎｅｎａｔｈｒｏｌｉｎｅ（Ｂｐｈｅｎと略記する）を用いたこと以外は比較の有機ＥＬ素子４の作製と同様にして、比較の有機ＥＬ素子５の作製を作製した。
【０１１２】
６）比較の有機ＥＬ素子６の作製
比較の有機ＥＬ素子５の作製で、Ｌｉの代わりにＣｓを用いた以外は比較の有機ＥＬ素子５の作製と同様にして、比較の有機ＥＬ素子６を作製した。
【０１１３】
７）本発明の有機ＥＬ素子１の作製
比較の有機ＥＬ素子４の作製と同様にして作製した有機ＥＬ素子に対して、オーブンで８５℃、２４時間の熱処理を施して、本発明の有機ＥＬ素子１を作製した。
【０１１４】
８）本発明の有機ＥＬ素子２の作製
比較の有機ＥＬ素子４の作製と同様にして作製した有機ＥＬ素子に対して、１０ｍＡ／ｃｍ２の電流密度で２４時間通電処理を施して、本発明の有機ＥＬ素子２を作製した。
【０１１５】
９）本発明の有機ＥＬ素子３の作製
比較の有機ＥＬ素子５の作製と同様にして作製した有機ＥＬ素子に対して、オーブンで８５℃、２４時間の熱処理を施して、本発明の有機ＥＬ素子３を作製した。
【０１１６】
１０）本発明の有機ＥＬ素子４の作製
比較の有機ＥＬ素子５の作製と同様にして作製した有機ＥＬ素子に対して、１０ｍＡ／ｃｍ２の電流密度で２４時間通電処理を施して、本発明の有機ＥＬ素子４を作製した。
【０１１７】
１１）本発明の有機ＥＬ素子５の作製
比較の有機ＥＬ素子４の作製で、Ｉｒ（ｐｐｙ）３の代わりに下記白金錯体１を用いたこと以外は、比較の有機ＥＬ素子４の作製と同様にして作製した有機ＥＬ素子に対して、オーブンで８５℃、２４時間の熱処理を施して、本発明の有機ＥＬ素子５を作製した。
【０１１８】
【化８】
2010123512.tif 000010
【０１１９】
１２）本発明の有機ＥＬ素子６の作製
比較の有機ＥＬ素子６に対して、オーブンで５０℃、７２時間の熱処理を施して、本発明の有機ＥＬ素子６を作製した。
【０１２０】
１３）本発明の有機ＥＬ素子７の作製
比較の有機ＥＬ素子４の作製で、Ｉｒ（ｐｐｙ）３の代わりに白金錯体１を用い、さらに、第２電子輸送層のＢＣＰとＬｉを共蒸着する際に、共蒸着工程を通して、ガラス基板を赤外線により約５０℃に加熱しながら成膜を行ったこと以外は比較の有機ＥＬ素子４の作製と同様にして、本発明の有機ＥＬ素子７を作製した。
【０１２１】
２．性能評価
得られた本発明の有機ＥＬ素子及び比較の有機ＥＬ素子について、下記に従って駆動電圧、外部量子効率、及び駆動耐久性を調べた。
１）駆動電圧
東陽テクニカ（株）製ソースメジャーユニット２４００を用いて、直流電圧を各素子に印加し、発光させた。輝度が１０００ｃｄ／ｍ２となったときの電圧を駆動電圧として測定した。比較の有機ＥＬ素子１の駆動電圧を１００として、それに対する相対値で示した。
２）外部量子効率
東陽テクニカ（株）製ソースメジャーユニット２４００を用いて、直流電圧を各素子に印加し、発光させた。その輝度をトプコン社製輝度計ＢＭ−８を用いて測定した。発光スペクトルと発光波長は、浜松ホトニクス（株）製スペクトルアナライザーＰＭＡ−１１を用いて測定した。これらの数値をもとに、輝度が１０００ｃｄ／ｍ２における外部量子効率を輝度換算法により算出した。比較の有機ＥＬ素子１の外部量子効率を１００として、それに対する相対値で示した。
３）駆動耐久性：輝度半減時間
各素子を輝度１０００ｃｄ／ｍ２になるように直流電圧を印加し、連続駆動して輝度が５００ｃｄ／ｍ２になるまでの時間を測定した。比較の有機ＥＬ素子１の輝度半減時間を１００として、それに対する相対値で示した。
得られた結果を表１に示した。
【０１２２】
【表１】
2010123512.tif 000011
【０１２３】
表１の結果より、電子輸送層にドーピングなしで熱処理も通電処理もしない比較の有機ＥＬ素子１を基準にすると、ドーピングなしで熱処理だけをした比較の有機ＥＬ素子２では、駆動耐久性は向上しているが、駆動電圧は上昇し、外部量子効率が下がってしまった。ドーピングなしで通電処理だけをした比較の有機ＥＬ素子３では、駆動耐久性悪化し、かつ駆動電圧上昇、外部量子効率が低下し、素子性能は悪くなってしまった。
電子輸送層にＬｉをドーピングしたが、熱処理も通電処理も施さない比較の有機ＥＬ素子４、素子５、素子６は、駆動電圧の低下と駆動耐久性向上は見られたが、その効果は小さく、また外部量子効率は低下してしまった。
電子輸送層にＬｉをドーピングし、かつ熱処理又は通電処理を行った本発明の有機ＥＬ素子１〜素子７は、比較の有機ＥＬ素子４，素子５より更に駆動電圧低下と駆動耐久性向上の得られるとともに、比較の有機ＥＬ素子４、素子５に比べて外部量子効率が大幅に向上し、素子性能が大幅に良化した。
【図面の簡単な説明】
【０１２４】
【図１】本発明有機ＥＬ素子の層構成を示す概略図である。
【図２】本発明有機ＥＬ素子の別の層構成を示す概略図である。
【図１】
2010123512.tif 000012
【図２】
2010123512.tif 000013