(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
陽極と、
陰極と、
前記陽極と前記陰極との間に位置する、発光層を含む複数の発光ユニットと、
前記複数の発光ユニットの間に位置する中間層と、を有し、
前記中間層が、前記中間層から前記発光ユニットへの電荷の移動に対する障壁となる部位に設けられた絶縁性有機物層と、前記絶縁性有機物層に隣接する有機層と、で構成され、
前記発光ユニットのうちの前記中間層に隣接する領域と、前記有機層のうちの前記絶縁性有機物層に隣接する領域と、に同型のキャリアがドープされていること、
を特徴とする有機エレクトルミネッセント素子。
【請求項２】
前記有機層を構成する前記有機物の電子親和力と、前記有機層の前記絶縁性有機物層側とは反対側に隣接する層のイオン化ポテンシャルとの差が、１．４ｅＶ以下であること、
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ト素子。
【請求項３】
前記有機層を構成する前記有機物が、ヘキサアザトリフェニレン誘導体を含むこと、
を特徴とする請求項２に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
【請求項４】
前記キャリアがｎ型であること、
を特徴とする請求項１〜３のうちのいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
【請求項５】
前記キャリアがメタロセン誘導体を含むこと、
を特徴とする請求項４に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
【請求項６】
前記キャリアが、下記式：
【化１】
0005977742.tif 000013
（式中、Ｘ1、Ｘ2及びＸ3のうち少なくとも一つはアルキル基である。）で表されるアルキルアミン誘導体を含むこと、
を特徴とする請求項４に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
【請求項７】
前記絶縁性有機物層がβ−ジケトン型配位子を有する有機金属錯体を含むこと、
を特徴とする請求項１〜６のうちのいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平面光源や表示素子に利用される有機エレクトロルミネッセント素子（以下、「有機ＥＬ素子」と略記することがある。）に関する。
【背景技術】
【０００２】
対向する陽極と陰極との間に、有機化合物からなる発光層を有する有機ＥＬ素子は、近年、低電圧駆動の大面積表示素子を実現するものとして注目されている。イーストマンコダック社のＴａｎｇらは、素子の高効率化のため、キャリア輸送性の異なる有機化合物を積層し、ホール及び電子がそれぞれ陽極及び陰極よりバランスよく注入される構造を採用し、しかも陰極と陽極に挟まれた有機層の層厚を２００ｎｍ以下とすることで、１０Ｖ以下の印加電圧で１０００ｃｄ／ｍ2と外部量子効率１％の実用化に十分な高輝度及び高効率を得ることに成功した。【０００３】
例えば特許文献１〜特許文献６によれば、陰極と陽極に挟まれた有機層全体の膜厚を１μｍ以下とすることで、より低い印加電圧によって発光できるデバイスを提供できるとされており、好ましくは前記膜厚を１００〜５００ｎｍの範囲とすれば、２５Ｖ以下の印加電圧で発光を得るに有用な電場（Ｅ＝Ｖｃｍ-1）が得られるとされている。【０００４】
有機ＥＬ素子の構造は、上記のようなＴａｎｇらが示した構造を基礎として発展してきたが、最近では、例えば特許文献７及び特許文献８に示されているように、電極に挟まれた構造を一つの単位（発光ユニット）とし、この発光ユニットを直列に接続し得るように複数積層した構造を有する有機ＥＬ素子が開発されている。この技術は、有機ＥＬ素子の、飛躍的な長寿命化、光源や照明に要求される高輝度の実現、及び大面積の均一発光、を可能とする技術として注目されている。低電圧であるにもかかわらず大電流を必要とするＴａｎｇらの有機ＥＬ素子の構造では、これらの要求を満たすことができなかったからである。【０００５】
次に、特許文献８に記載のように、本願の発明者は直列型（タンデム型）構造を有する有機ＥＬ素子を考案及び実現し、ユニットの接続層部分にＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）やＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ）のような透明電極材料の代わりに、導電性の低い電化発生層を使用することにより複数の発光ユニットの直列接続を可能とした。この有機ＥＬ素子では、従来型有機ＥＬ素子と同様に陰極と陽極の交差した領域のみが発光し、さらに透明電極の成膜に必須とされるスパッタリング工程も不要となるため、現在では、直列型の有機ＥＬ素子の構造のなかでも最も有用と認識され、マルチフォトン有機ＥＬ素子と呼称されて広く知られるに至っている。マルチフォトンと呼称される理由は、発光ユニットの数を所定以上とすれば、有機ＥＬ素子を通過する電子数を上回る光子数を発生させることができるからである。【０００６】
しかしながら、このマルチフォトン有機ＥＬ素子は、従来型有機ＥＬ素子に比べて、数倍の製造工程が必要になるという問題があり、さらに、導電性の低い電化発生層を、例えば特許文献９〜特許文献１４に記載の化学ドーピングの手法を駆使して作製しなければならず、その製造工程の制御が困難であるという問題もある。【０００７】
直列型有機ＥＬ素子は、大面積を均一の強度で発光させるのに適している。直列型有機ＥＬ素子では、従来型有機ＥＬ素子と比べた場合、同輝度を得るために必要な電圧Ｖをほぼユニット数を乗じた分大きくすることができ、逆に電流Ｉはほぼユニット数で除した分だけ小さくできる。その結果、素子抵抗（電圧と電流の比：ＶＩ-1）がユニット数の略二乗分だけ上昇して、外部電極の面抵抗による電圧降下が低減でき、面内における略均一な電位を実現できるからである。【０００８】
この電位の均一性、換言すると輝度の均一性は、ユニット数を増やせば増やすほど向上することは言うまでもない。ただし、本発明者のこれまでの知見によれば、照明に必要な３０００ｃｄｍ-2以上の輝度が必要な場合、対角５インチ程度の発光面積ならば、数ユニット程度の積層体で略均一の発光を実現できるが、例えば対角１５インチ以上の発光面積となると、数ユニット程度の積層体でそのような高輝度での均一発光は不可能で、少なくとも１５ユニット程度は必要と思われる。これほどの多数のユニットの積層体を効率よく低コストで生産するのはほぼ不可能である。【０００９】
このような多数のユニットの積層体を効率よく低コストで生産するのが不可能な理由は、第一に、製法が複雑である点にある。即ち、本発明者らが特許文献８において提案しているように、ホール電荷と電子電荷を生成するために設けられる電荷発生層の作製が非常に複雑だからである。【００１０】
例えば、特許文献８の請求項１又は２には、電子供与性の強い金属酸化物と電子受容性の高いアミン系有機化合物の混合または積層による接触界面に於いて生じる電荷移動錯体によって、あたかも電荷発生層から発光ユニットに、発光物質の励起に必要な電子電荷とホール電荷が供給されるような記載がされている。しかしながら、実際にはこの特許文献８に記載されている構成では、前記界面に於いて印加電界により金属酸化物に電子がアミン系有機化合物にホールが発生するものの、これらの電荷は該電荷移動錯体により発光物質にホール及び電子の両電荷が自動的に供給されるわけではなく、その実施例に具体的に示されるように、電荷発生層の陽極側に接する部位において、必ずアルカリ金属等の強電子供与性物質を電子輸送性有機物に作用させ、当該有機物に対し電子注入を促進させる手法を必要とする。【００１１】
なぜならば、電子輸送性有機物と前記金属酸化物との間には、大きなエネルギー差があり、金属酸化物に発生した電子を電子輸送性有機物に注入するためにはアルカリ金属のような強い電子供与性物質によりキャリアドープを行い、イオン化したドーパントの空間電荷により実効的に電子輸送性有機物との注入障壁を低減する必要があるためである。【００１２】
この注入効率が低い場合、電荷発生層より陽極側に位置する発光ユニット内で発光物質を含有する発光層の中をホールが優勢に移動し、その過剰のホールは電荷発生層で過剰に存在する電子と非発光再結合を起し電流が流れる過程を経る。発光層部位はホール電流の抵抗体としてのみ存在し、発光物質は発光しない。即ち、特許文献８における「電荷移動錯体からなる電荷発生層」を形成してマルチフォトン有機ＥＬ素子を作製しても、実際は何らの効果も得られない。【００１３】
膜中へのアルカリ金属の供給方法としては、アルカリ金属を抵抗加熱によって直接蒸発させる方法（抵抗加熱蒸着法）や、アルカリ金属イオンを含む化合物を含有する膜を用いる方法等があり、これらの方法は特許文献８において提案されている。【００１４】
また、さらにアルカリ金属イオンを含む酸化物、炭酸化物、複合酸化物、複合炭酸化物、等を電子ビーム蒸着法で蒸着すれば、その電子ビーム蒸着法自体が、化合物中の金属をイオン状態から金属原子状態へ還元する手段の一つであることから、結果的にアルカリ金属を電子輸送性有機物に作用させることもできる。さらに例外的には、炭酸セシウム（ＣｓＣＯ3）のように、電子ビーム蒸着法を使用せずとも、単なる真空中での抵抗加熱により、還元により金属セシウムを生成させ得る場合もある。【００１５】
これらのような酸化物、炭酸化物、複合酸化物、複合炭酸化物等のアルカリ金属化合物については、例えば特許文献９又は特許文献１０に、炭酸リチウムや酸化リチウムを含む電子注入層や中間陰極層（界面層）と称する層を、電荷発生層の陽極側に接するように形成させることが記載されており、これらの文献には蒸着法が明記されていない。もし電子ビーム蒸着法によらず通常の抵抗加熱蒸着法によって膜形成した場合には、化合物中のアルカリ金属イオンが金属に還元されないため、前述のように発光物質に電子電荷を輸送できなくなることは、実験によって簡単に確かめられる。【００１６】
このアルカリ金属は、有機ＥＬ素子の発光性有機物に接触作用すると、その強い還元性によって発光性有機物の発光性を失わせるため（この現象は発光クエンチングと呼称されることがある。）、実際の製造プロセスにおいては、発光層等の有機物からなる層の形成のための製造チャンバーとは隔離した場所に設置する必要がある。したがって、複数の発光ユニットを有するマルチフォトン有機ＥＬ素子のように、略同一の工程を何度も繰り返して製造しなければならない場合には、複数の蒸着チャンバーを設置して、かつ、その間を何度も行き来する必要が生じ、電荷発生層及びそれに接する層を形成する工程が煩雑になり、個々の工程の制御の複雑さと相まって、製品価格を押し上げてしまうという問題がある。【００１７】
上記のような従来技術に対し、本発明者らは、鋭意検討の結果、従前に提案、開発してきたマルチフォトン有機ＥＬ素子の構造に必須であったアルカリ金属等の還元性物質（強電子供与性物質）の使用を回避しながらも（したがって製造工程を格段に簡素化し）、従来と略同等の性能を発揮する有機ＥＬ素子を提案している（特許文献１１）。より具体的には、本発明者らは、鋭意検討の結果、アルカリ金属等の強電子供与性物質を使用しなくても、電荷発生部位からみて陽極の方向に電子電荷（ラジカルアニオン状態の電子受容性半導体分子）を移動させて発光層へ注入させ得る構造として、発光層への電荷の移動に対する障壁となる部位に絶縁性有機物層を設ける構造を見出し、アルカリ金属を用いずにスタック型構造を有する有機ＥＬ素子を完成した
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１８】
【特許文献１】特開昭５９−１９４３９３号公報
【特許文献２】特開昭６３−２６４６９２号公報
【特許文献３】特開平２−１５５９５号公報
【特許文献４】米国特許第４，５３９，５０７号明細書
【特許文献５】米国特許第４，７６９，２９２号明細書
【特許文献６】米国特許第４，８８５，２１１号明細書
【特許文献７】特開平１１−３２９７４８号公報
【特許文献８】特許第３９３３５９１号明細書
【特許文献９】特開２００６−１３５１４５号公報
【特許文献１０】特開２００７−１２３６１１号公報
【特許文献１１】国際公開  ＷＯ２０１０／１１３４９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
しかしながら、上記特許文献１１において提案されているスタック型有機ＥＬ素子は、従来の有機ＥＬ素子と同様の高さの駆動電圧を必要としており、本発明者らは、省エネ等の観点からは未だ改善の余地があると考えていたところ、更に有機ＥＬ素子の構造について鋭意実験を繰返して検討を行った。そして、上記特許文献１１における有機ＥＬ素子において、電荷発生部位からみて陽極の方向に絶縁性有機物層を設けた素子に対し、発光層への電荷注入をより効率良くさせることができれば、駆動電圧を低減したスタック型有機ＥＬ素子の構造が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。即ち、本発明の目的は、アルカリ金属等の強電子供与性物質を使用せず、電荷発生(キャリア発生)部位からみて陽極の方向に電子電荷を移動させて発光層へ注入させ得る構造として、発光層への電荷の移動に対する障壁となる部位に絶縁性有機物層を設ける構造を有し、更にその駆動電圧を低減し得る有機ＥＬ素子の新たな構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上記の課題を解決すべく、本発明は、第一の態様として、
陽極と、
陰極と、
前記陽極と前記陰極との間に位置する、発光層を含む複数の発光ユニットと、
前記複数の発光ユニットの間に位置する中間層と、を有し、
前記中間層が、前記中間層から前記発光ユニットへの電荷の移動に対する障壁となる部位に設けられた絶縁性有機物層と、前記絶縁性有機物層に隣接する有機層と、で構成され、
前記発光ユニットのうちの前記中間層に隣接する領域と、前記有機層のうちの前記絶縁性有機物層に隣接する領域と、に同型のキャリア（ドーパント）がドープされていること、
を特徴とする有機エレクトルミネッセント素子（以下、「有機ＥＬ素子」という。）を提供する。このような構成を有する本発明によれば、中間層から発光ユニットへの電荷注入の効率を上げて、中間層における電圧ロスを大きく低減させることができ、より低い駆動電圧で動作するスタック型有機ＥＬ素子を実現することができる。【００２１】
上記本発明の有機ＥＬ素子においては、前記有機層を構成する前記有機物の電子親和力と、前記有機層の前記絶縁性有機物層側とは反対側に隣接する層のイオン化ポテンシャルとの差が、１．４ｅＶ以下であること、が好ましい。このような構成を有する本発明によれば、より確実に中間層から発光ユニットへの電荷注入の効率を上げて、中間層における電圧ロスを大きく低減させることができ、より低い駆動電圧で動作するスタック型有機ＥＬ素子を実現することができる。【００２２】
また、上記本発明の有機ＥＬ素子においては、前記有機層を構成する前記有機物が、ヘキサアザトリフェニレン誘導体を含むこと、が好ましい。ヘキサアザトリフェニレン誘導体は深い電子親和力を有することから、これを用いれば、充分なキャリア密度を生成することができ、より確実に中間層から発光ユニットへの電荷注入の効率を上げて、中間層における電圧ロスを大きく低減させることができ、駆動電圧の増大を抑えることができる。【００２３】
また、上記本発明の有機ＥＬ素子においては、前記キャリアが例えばメタロセン誘導体等のｎ型キャリア（ドーパント）であること、が好ましい。これを用いれば、より確実に充分なキャリア密度を生成することができ、より確実に中間層から発光ユニットへの電荷注入の効率を上げて、中間層における電圧ロスを大きく低減させることができ、駆動電圧の増大を抑えることができる。【００２４】
また、上記本発明の有機ＥＬ素子においては、前記キャリアが例えば下記式：
【化１】
0005977742.tif 000002
【００２５】
で示されるアルキルアミン誘導体等のｎ型キャリア（ドーパント）であること、が好ましい。これを用いれば、より確実に充分なキャリア密度を生成することができ、より確実に中間層から発光ユニットへの電荷注入の効率を上げて、中間層における電圧ロスを大きく低減させることができ、駆動電圧の増大を抑えることができる。【００２６】
また、上記本発明の有機ＥＬ素子においては、前記絶縁性有機物層がβ−ジケトン型配位子を有する有機金属錯体を含むこと、が好ましい。これを用いれば、絶縁性有機物層の比誘電率をより低減させることができ、より確実に中間層から発光ユニットへの電荷注入の効率を上げて、中間層における電圧ロスを大きく低減させることができ、駆動電圧の増大を抑えることができる。【００２７】
上記の課題を解決すべく、本発明は、第二の態様として、
複素環化合物とメタロセン誘導体とを含む層を有すること、を特徴とする有機エレクトロルミネッセント素子を提供する。【００２８】
前記メタロセン誘導体がＣｏ又はＮｉを含むこと、が好ましく、また、前記複素環化合物が、ピリジン誘導体、トリアジン誘導体、フェナントロリン誘導体又はヘキサアザフェニレン誘導体であること、が好ましい。【００２９】
上記の課題を解決すべく、本発明は、第三の態様として、
メタロセン誘導体と、下記式：
【化２】
0005977742.tif 000003
【００３０】
（式中、Ａｒ1、Ａｒ2及びＡｒ3は、それぞれ独立に、置換基を有して良いアリール基である。）で表わされる化合物と、を含む層を有すること、
を特徴とする有機エレクトロルミネッセント素子を提供する。【００３１】
これら本発明の第二の態様及び第三の態様によれば、有機ＥＬ素子の積層構造において、発光ユニットへの電荷注入の効率を上げて、各層における電圧ロスを大きく低減させることができ、より低い駆動電圧で動作するスタック型有機ＥＬ素子を実現することができる。【００３２】
ここで、本発明の特徴である「複数の発光ユニットの間に位置する中間層」、即ち「中間層から発光ユニットへの電荷の移動に対する障壁となる部位に設けられた絶縁性有機物層と、絶縁性有機物層に隣接する有機層と、で構成された中間層」について説明する。この中間層の役割は、隣接する発光ユニットに対し、中間層より陽極側のユニットに対しては電子を、陰極側のユニットに対しては正孔を、それぞれ同量ずつ注入することにある。この注入のバランスが保たれることで、各発光ユニットは等価的に直列接続となり、スタック化素子として期待される動作が得られる。【００３３】
本発明の有機ＥＬ素子における中間層は、層中又は一方の界面で、いわゆる「電荷発生層」として作用（より正確にはキャリア生成層又はキャリア生成界面として作用）し、他方の界面で、生成したキャリアをその界面に接する発光ユニットに注入する機能を持つものである。具体的には、深い電子親和力を持つ材料を含む層又は当該材料で構成される層を、浅いイオン化ポテンシャルを持つ正孔輸送層（例えばＮＰＢやその他のトリフェニルアミン誘導体等によって構成される層）に隣接させ、電界を印加することで正孔輸送層側にホールを生成させ、同時に、中間層側に電子を生成させることができる。【００３４】
従来、種々の文献において、このような機能を有する層を「電荷発生層」と称し、特別な構成は或いは効果を発生させているかのような記述がなされてきたものの、この現象自体は有機ＥＬ素子の技術分野においては何ら特別なものではなく、当該技術者であれば周知の事実である。例えば、従来有機ＥＬ素子の陽極に用いられてきたＩＴＯがアミン系の正孔輸送層に対してホール注入可能であることは周知の事実である。また、ＩＴＯはｎ型半導体であり、その「仕事関数」は伝導帯のエネルギーレベル、即ち電子親和力であるという事実からすれば、このようなエネルギーレベルの関係にある界面があれば、アミン側にホールを注入することが可能であることは直ちに理解される。したがって、従来、種々の文献においては、いわゆる「電荷発生層」について、電子受容性化合物と電子供与性化合物の組合せや、電荷移動錯体の生成が必要であるかの誤解が多く見られ、特別な構成によりこれを達成したかの記述も多数あるが、純粋にエネルギーの関係のみでこの性質は決定される。【００３５】
次に、上記のように、前記有機層を構成する前記有機物の深い電子親和力と、前記有機層の前記絶縁性有機物層側とは反対側に隣接する層（例えば発光ユニット中の正孔輸送層）のイオン化ポテンシャルとの差が、１．４ｅＶ以下、好ましくは０．８ｅＶ以下であれば、より確実にキャリア生成が可能であり好ましい。なお、ＩＴＯとアミン系正孔輸送材料の場合、ＩＴＯの仕事関数、即ち電子親和力は、酸素による表面処理等によって変化し、概ね４．７ｅＶから５．３ｅＶの範囲にあることが知られている。更に、例えば、Ｄ．  Ｊ．  Ｍｉｌｌｉｒｏｎ，  Ｉ．  Ｇ．  Ｈｉｌｌ，  Ｃ．  Ｓｈｅｎ，  Ａ．  Ｋａｈｎ，  Ｊ．  Ｓｃｈｗａｒｔｚ，  Ｊ．  Ａｐｐｌ．  Ｐｈｙｓ．  Ｖｏｌ．  ８７(２０００)，  ５７２では、４．１ｅＶから４．５ｅＶ程度のものも得られ、正孔輸送層のイオン化ポテンシャルとの差が１．３４ｅＶの場合にでも正孔注入が可能であることが示されている。【００３６】
アミン系の正孔輸送材料の電子親和力としては、４，４’−ビス［Ｎ−（２−ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ］ビフェニル（ＮＰＢ）が５．４ｅＶ、トリフェニレンジアミン（ＴＰＤ）で５．５ｅＶ、スターバーストアミン誘導体が約５．０ｅＶから５．２ｅＶであることが知られている。従って、深い電子親和力を持つ層の電子親和力と正孔輸送層のイオン化ポテンシャルとの差が１．４ｅＶ以下であれば、充分にキャリア生成が可能である。【００３７】
また、この１．４ｅＶという値は、有機層のエネルギーレベルの分布から理論的にも妥当性を見出せる。例えば、アモルファス性の薄膜の場合、分子間距離の不均一性、分子の配向分布から、電荷に対する分極エネルギーに分布が生じ、このため電子親和力及びイオン化ポテンシャルが空間分布を持ち、偏差が０．２〜０．３ｅＶのガウス分布を生じる。このため、１．４ｅＶの差はこの分布のすそ野で重なりを与え、その重なり幅は分布中心から２．３３〜３．５σに位置することになり、ガウスの誤差関数を用いてｅｒｆｃ（２．３３）＾２〜ｅｒｆｃ（３．５）＾２の状態密度を持つこととなる。これは、全状態密度を１０＾２２としたときに、１０15〜１０18／ｃｍ3の状態密度に相当し、有機ＥＬの発光に必要とされる１０14〜１０17／ｃｍ3のキャリア密度から考えても、１．４ｅＶ以内であれば十分なキャリア密度を生成可能であることがわかる。【００３８】
ここで、上記の構成を逆にし、中間層側にホールを生成させ、隣接する陽極側の発光ユニットに電子を生成する場合には、中間層側に浅いイオン化ポテンシャルを持つ材料で構成された層或いは当該材料を含む層を配置し、陰極側の発光ユニットとの界面に絶縁性有機化合物からなる層を配する。この場合の浅いイオン化ポテンシャルの層と陽極側の発光ユニットの接する層の電子親和力との差も、同様に１．４ｅＶ以下であればキャリア生成が可能であり好ましい。【００３９】
また、有機層を構成する有機物の深い電子親和力と、有機層の絶縁性有機物層側とは反対側に隣接する層のイオン化ポテンシャルとの差が、負になる場合（例えば、深い電子親和力を持つ層の電子親和力が正孔輸送層のイオン化ポテンシャルより大きくなった場合等）は、電界を印加すること無く界面でキャリアを生成することとなる。電子親和力の定義、即ち「（中性分子のエネルギー）−（アニオン分子のエネルギー）」と、イオン化ポテンシャルの定義、即ち「（カチオン分子のエネルギー）−（中性分子のエネルギー）」から、両分子が中性でいるよりもアニオンとカチオンになった方がエネルギーが低いため、熱平衡状態に於いてキャリア生成を自発的に引き起こす。従って、このように上記差が負になる場合でもキャリア生成の効果があるため、上記のようなエネルギーレベルの関係にある層を中間層として利用可能である。【００４０】
なお、このキャリアが生成され、両キャリアが存在している場合を時として「電荷移動錯体が生成されている。」と誤解するきらいがあるが、電荷移動錯体は錯体を形成する束縛エネルギーを持つもので、この束縛エネルギーがアクセプターの電子親和力とドナーのイオン化ポテンシャルとの差より大きいことは、周知の事実であり、先に述べた議論からも明らかである。この電荷移動錯体が生成されると、電荷移動錯体から自由キャリアとして電子とホールを生成するには、束縛エネルギーを超えるエネルギーを与える必要がある。これは、単一分子に対してそのエネルギーに相当する電位差を与えることに等しく、界面にこの錯体が全て配列している場合でも、その電位差分の印加電圧上昇を引き起こす。混合層の場合であって、層内に電荷移動錯体が分布している場合は、その電圧上昇は分子層数倍となり、数ｎｍ程度の膜厚でさえ数Ｖ以上の電位差となり、中間層として機能させることが困難となる。【００４１】
中間層として重要な点は、この例の構成の場合、深い電子親和力を持つ層側に生成された電子は陽極側に位置する発光ユニットへ高いバリアを超えて注入されねばならず、これをどのような手法で実現するかにある。本発明者らは、上記特許文献１１において、この界面に絶縁性有機化合物の薄層を配置することで、深い電子親和力の層より、浅い電子親和力を持つ電子輸送層に電子注入が可能となり、等価的に直列動作が可能となることを見出した。更に、本発明者らは鋭意検討を進め、前記発光ユニットのうちの前記中間層に隣接する領域と、前記有機層のうちの前記絶縁性有機物層に隣接する領域と、に同型（特にｎ型）のキャリアをドープすれば、中間層における電圧ロスが大きく低減し、より低い駆動電圧で動作することを見いだし、本発明に至った。【００４２】
深い電子親和力をもつ有機物としては、ヘキサアザトリフェニレン誘導体（例えばＨＡＴ−ＣＮ６）が好ましい化合物であるが、用いる有機物としてはこの例に限らない。深い電子親和力を持つ有機物に対するｎ型のキャリアは、有機物のなかから見出すことが可能であり、好ましくは、メタロセン誘導体を用いることができるが、これに限定されるものではない。また、前記メタロセン誘導体に含まれる金属元素は、特に限定されないが、Ｃｏ（コバルト）やＮｉ（ニッケル）等が好適に用いられる。【００４３】
また、深い電子親和力を持つ有機物に対するｎ型のキャリアは、有機物のなかから見出すことが可能であり、好ましくは、アルキルアミン誘導体を用いることができる。【００４４】
また、本発明において、前記メタロセン誘導体は、前記中間層以外の層にも使用することができ、具体的には、例えば、電子輸送性有機物である複素環化合物にドープして使用することができる。したがって、本発明は、上記のように、複素環化合物とメタロセン誘導体とを含む層を有すること、を特徴とする有機エレクトロルミネッセント素子にも関する（本発明の第二の態様）。【００４５】
電子輸送性有機物である複素環化合物としては、例えばピリジン誘導体、トリアジン誘導体、フェナントロリン誘導体、ヘキサアザフェニレン誘導体等を挙げることができ、これらのうちの１種又は２種以上を組み合わせて用いることができる。【００４６】
また、電子輸送性有機物としては、下記式で表される化合物等のリン化合物等も使用することができる。したがって、本発明は、上記のように、メタロセン誘導体と、下記式で表わされる化合物と、を含む層を有すること、を特徴とする有機エレクトロルミネッセント素子にも関する（本発明の第三の態様）。
【化３】
0005977742.tif 000004
【００４７】
（式中、Ａｒ1、Ａｒ2、Ａｒ3は、それぞれ独立に、置換基を有してもよいアリール基を表す。）【００４８】
なお、本発明の有機ＥＬ素子における絶縁性有機物層は、絶縁性有機物のみからなる単一膜でもよく、また、絶縁性有機物と、電子輸送層に用いられる電子輸送性有機物及び／又は中間層に利用する深い電子親和力を持つ有機物を含む混合膜であってもよい。
【発明の効果】
【００４９】
本発明によれば、従来のスタック型有機ＥＬ素子の構造に必須であったアルカリ金属等の還元性物質の使用を回避し、製造工程を格段に簡素化しながらも、従来と略同等の性能を有しかつ駆動電圧を低減させたスタック型有機ＥＬ素子を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の第一の態様に係る有機ＥＬ素子の代表的な構成を示す概略断面図である。
【図２】本発明の有機ＥＬ素子の代表的な構成を示すエネルギーダイアグラムの概略図である。
【図３】実施例１で作製した有機ＥＬ素子の積層構造を示す概略断面図である。
【図４】実施例１及び比較例１で作製した有機ＥＬ素子について、電圧（Ｖ）−輝度（ｃｄ／ｍ2）をプロットしたグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００５１】
本発明の第一の態様に係る有機ＥＬ素子は、陽極と、陰極と、前記陽極と前記陰極との間に位置する、発光層を含む複数の発光ユニットと、前記複数の発光ユニットの間に位置する中間層と、を有し、前記中間層が、前記中間層から前記発光ユニットへの電荷の移動に対する障壁となる部位に設けられた絶縁性有機物層と、前記絶縁性有機物層に隣接する有機層と、で構成され、前記発光ユニットのうちの前記中間層に隣接する領域と、前記有機層のうちの前記絶縁性有機物層に隣接する領域と、に同型のキャリアがドープされていること、を特徴とする。以下において、本発明の第一の形態に係る有機ＥＬ素子の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明では重複する説明は省略することがある。
【００５２】
本発明の有機ＥＬ素子はｎ個の発光ユニット（ｎは２以上の整数）を含むが、本実施形態の有機ＥＬ素子１は、図１に示すように、例えばガラス基板等の基板１上に順に形成された、陽極２と；深い電子親和力を有する有機物で構成された有機層３と；第１の発光ユニット４−１と；第１の絶縁性有機物層５−１及び深い電子親和力を有する有機物で構成された第１の有機層６−１からなる第１の中間層７−１と；第２の発光ユニット４−２と；第２の絶縁性有機物層５−２と深い電子親和力を有する有機物で構成された第２の有機層６−２からなる第２の中間層７−２と；第３の発光ユニット４−３と；陰極7と；を有する構造を有している。なお、有機ＥＬ素子１は、図１においては省略しているが、第（ｎ−１）の絶縁性有機物層及び第（ｎ−１）の有機層からなる第(ｎ−１）の中間層と；第ｎの発光ユニットと；を含んでいてもよい。
【００５３】
第１の発光ユニット４−１、第２の発光ユニット４−２、第３の発光ユニット４−３・・・及び第ｎの発光ユニット４−ｎを「発光ユニット４」と総称し、第１の絶縁性有機物層５−１、第２の絶縁性有機物層５−２・・・及び第（ｎ−１）の絶縁性有機物層５−（ｎ−１）を「絶縁性有機物層」と総称することがある。また、第１の有機層６−１、第２の有機層６−２・・・及び第（ｎ−１）の有機層６−（ｎ−１）を「有機層」と総称し、第１の中間層７−１、第２の中間層７−２・・・及び第（ｎ−１）の中間層７−（ｎ−１）を「中間層」と総称することがある。
【００５４】
そして、図１に示す有機ＥＬ素子１においては、第１の発光ユニット４−１、第２の発光ユニット４−２及び第３の発光ユニット４−３のうちのそれぞれ第１の中間層７−１、第２の中間層７−２及び第３の中間層（図示せず。なくてもよい。）に隣接する領域（即ち、第１の絶縁性有機物層５−１、第２の絶縁性有機物層５−２及び第３の絶縁性有機物層（図示せず。なくてもよい。）に隣接する領域）Ａに、ｎ型キャリアがドープされたキャリアドープ層８−１５ａが形成されている。また、第１の有機層６−１及び第２の有機層６−２のうちのそれぞれ第１の絶縁性有機物層５−１及び第２の絶縁性有機物層５−２に隣接する領域Ｂにも、上記と同型のｎ型キャリアがドープされたキャリアドープ層８−１５ｂが形成されている。
【００５５】
上記のように、本実施形態の有機ＥＬ素子１は、発光ユニット４に含まれる発光性有機物をクエンチングするアルカリ金属等の強電子供与性物質を一切含まない。また、発光ユニット４中に効率よく電子電荷を供給するために、低誘電率の絶縁性有機物層５が深い電子親和力を有する有機物で構成された有機層６と発光ユニット４との間に設けられた構成を有している。
【００５６】
本発明の有機ＥＬ素子１における絶縁性有機物層５は、上述のように、比誘電率の低い絶縁性有機物で構成されていればよく、かかる絶縁性有機物としては、種々の有機化合物を使用することが期待される。なかでも、例えば、下記式：
【化４】
0005977742.tif 000005
【００５７】
で表わされるＣａ（ｄｐｍ）2（ビス−ジ−ピバロイル−メタナート−カルシウム)や、下記式：
【化５】
0005977742.tif 000006
【００５８】
で表わされるＭｇ（ａｃａｃ)2（ビス−アセチルアセトナト−マグネシウム)等のβジケトン型配位子を有する金属錯体等が挙げられる。
【００５９】
また、絶縁性有機物層５は、例えば、電子電荷が移動する部位に設けられる場合は、電子電荷の輸送に対して絶縁性を有する層として機能するものであればよく、したがって、ホール（正孔）輸送性有機物で形成されたホール輸送性有機物層であってもよい。
【００６０】
絶縁性有機物層５の陽極２側及び陰極７側にそれぞれ接するキャリアドープ層８ａ−１５ａ  及び８−１５ｂに使用されるｎ型キャリア（ドーパント）は、特に制限はないが、メタロセン誘導体が好適に用いることができる。例としては、各種金属元素を含むデカメチルメタロセンが挙げられ、これに含まれる金属元素としては、Ｃｏ（コバルト）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｍｎ（マンガン）、Ｒｕ（ルテニウム）等の金属が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００６１】
絶縁性有機物層５の陽極２側及び陰極７側にそれぞれ接するキャリアドープ層８−１５ａ及び８−１５ｂに使用されるｎ型キャリア（ドーパント）は、特に制限はないが、アルキルアミン誘導体を好適に用いることができる。
【００６２】
本実施形態において中間層７のうちの有機層（即ち、深い電子親和力を有する有機物で構成された有機層）６を構成する有機物としては、隣接する層（例えばホール輸送層）との界面において、電子及びホールを発生させる部位を形成し得る有機物であればよい。ここで使用できる深い電子親和力を持つ有機物としては、例えば、下記式：
【化６】
0005977742.tif 000007
【００６３】
で表わされるヘキサアザトリフェニレン誘導体（ＨＡＴ−ＣＮ６）等が挙げられる。ＨＡＴ−ＣＮ６を用い、陰極７側にホール輸送層（例えばＮＰＢからなる層）を隣接して積層する構成にすれば、電圧を印加すると、界面において電子及びホールのキャリア生成を起こし、かつ絶縁性有機物層５を経て発光ユニット４へ良好なキャリア注入を行うことができる。
【００６４】
なお、本発明の有機ＥＬ素子は、前記メタロセン誘導体と複素環化合物との混合層を含む構成を有してもよい（第二の態様）。前記複素環化合物は、前記ＨＡＴ−ＣＮ６等のヘキサアザフェニレン誘導体や、ピリジン誘導体、トリアジン誘導体、又はフェナントロリン誘導体を用いることができる。
【００６５】
また更には、本発明の有機ＥＬ素子は、前記メタロセン誘導体と下記式：
【化７】
0005977742.tif 000008
【００６６】
（式中、Ａｒ1、Ａｒ2、Ａｒ3は、それぞれ独立に、置換基を有してもよいアリール基を表す。）で表される、含リン化合物との混合層を含む構成を有してもよい（第三の態様）。
【００６７】
図１に示す本実施形態の有機ＥＬ素子１において、陰極７を構成する材料としては、一般的には仕事関数の小さい金属、当該金属を含む合金、又は当該金属の金属酸化物等が用いられる。具体的には、Ｌｉ等のアルカリ金属、Ｍｇ、Ｃａ等のアルカリ土類金属、Ｅｕ等の希土類金属等からなる金属単体、又は、これらの金属とＡｌ、Ａｇ、Ｉｎ等との合金等が挙げられる。
【００６８】
また、陰極７と有機層（特に限定されない。）との界面に金属ドーピングされた有機層を用いる構成（特開平１０−２７０１７１号公報及び特開２００１−１０２１７５号公報参照）を採用する場合には、陰極７は導電性材料であれば、その仕事関数等の性質は別段、制限とはならない。
【００６９】
例えば特開平１１−２３３２６２号公報及び特開２０００−１８２７７４号公報に開示された技術を使用して、陰極７に接する有機層をアルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオン及び希土類金属イオンの少なくとも１種を含有する有機金属錯体化合物により構成する場合には、当該有機金属錯体化合物中に含有される金属イオンを真空中で金属に還元し得る金属、例えば、Ａｌ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｓｉ等の（熱還元性）金属、又はこれらの金属を含有する合金を陰極材料として使用することもできる。これらのうち、特に、配線電極として一般に広く使用されているＡｌが蒸着の容易さ、光反射率の高さ、化学的安定性等の観点から好ましい。
【００７０】
陽極２を構成する材料としては、特に制限はなく、例えば、ＩＴＯ（インジウム・すず酸化物）、ＩＺＯ（インジウム・亜鉛酸化物）等の透明導電材料を使用することができる。例えば、特開２００２−３３２５６７号公報に記載された手法を用いてＩＴＯ成膜を有機膜に損傷の無いようなスパッタリング法によって行う場合は、陰極７の場合と同様に、特開平１０−２７０１７１号公報に記載されている金属ドーピングされた有機層を電子注入層に用いれば、前述のＩＴＯやＩＺＯ等の透明導電材料を陰極７に使用することもできる。
【００７１】
したがって、陰極７及び陽極２の両方を透明とすれば、有機層を含む発光ユニット４も中間層７も同様に透明であるから、透明な有機ＥＬ素子を作ることもできる。また、一般的な有機ＥＬ素子の場合とは逆に、陽極２を金属で構成して陰極７を透明電極とすることで、基板１側からではなく陰極７側から光をとり出す構造の有機ＥＬ素子とすることも可能である。また、各層の形成順序に関しては、必ずしも陽極２の形成（成膜）から始める必要はなく、陰極６から形成を始めてもよい。
【００７２】
本実施形態における発光ユニット４は、従来公知の有機ＥＬ素子と同様に、種々の構造を採ることができ、例えば、発光層と、ホール輸送層及び／又は電子輸送層と、の組合せで構成すればよく、その組合せとしても種々の態様を採用することが可能である。
【００７３】
発光ユニット４に含まれる「発光層」は、従来の有機ＥＬ素子に用いられる従来の発光層であればよく、発光層を構成する発光材料についても、特に制限はなく、各種の蛍光材料又は燐光材料等の公知の任意のものを使用することができる。例えば、下記式：
【化８】
0005977742.tif 000009
【００７４】
で表わされるトリス（８−キノリノラト）アルミニウム錯体（Ａｌｑ３）等が挙げられる。
【００７５】
「ホール輸送層」は、従来の有機ＥＬ素子のホール輸送層を構成するホール輸送性物質を用いて形成すればよく、特に制限はないが、例えばイオン化ポテンシャルが５．７ｅＶより小さく、ホール輸送性即ち電子供与性を有する有機化合物（電子供与性物質）が挙げられる。一般に電子供与性を有する有機化合物が容易にラジカルカチオン状態となるにはイオン化ポテンシャルが５．７ｅＶより小さいことが望ましい。
【００７６】
例えば、一般式（Ｉ）：
【化９】
0005977742.tif 000010
【００７７】
（式（Ｉ）中、Ａｒ1、Ａｒ2及びＡｒ3は、それぞれ独立して置換基を有してよい芳香族炭化水素基を表わす。）で表わされるアリールアミン化合物であるのが好ましい。なかでも、４，４’−ビス［Ｎ−（２−ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ］ビフェニル（ＮＰＢ）が好ましい。
【００７８】
また、「ホール輸送層」には、上記アリールアミン化合物以外にも、従来から有機ＥＬ素子のホール注入材料として用いられてきたフタロシアニン化合物を含む顔料系有機材料を用いてもよく、電圧印加時に電荷発生できる材料であれば、適宜選択して使用することができる。
【００７９】
「電子輸送層」は、従来の有機ＥＬ素子の電子輸送層を構成する電子輸送性物質を用いて形成すればよく、特に制限はないが、本実施形態で使用する電子輸送性物質は、一般に有機ＥＬ素子に用いられる電子輸送性物質のなかでも比較的深いイオン化ポテンシャルを有するものが好ましい。具体的には、少なくとも概ね６．０ｅＶ以上のイオン化ポテンシャルを有する電子輸送性物質を用いるのが好ましい。このようにイオン化ポテンシャルの深い電子輸送性物質を使用すると、電子輸送性物質に向かってホール電荷が移動しにくく、上述のように、中間層７で発生した電子電荷がホール電荷を電気的に中和することなく、確実に発光物質を励起して発光させることができる。
【００８０】
また、本実施形態で使用する電子輸送性物質の電子親和力は、中間層７内に使用される（強）電子受容性物質の電子親和力と発光ユニット６に含まれる発光性有機物の電子親和力との間に位置することが好ましい。
【００８１】
なお、電子輸送性物質（有機物）としては、例えば、ケミプロ化成（株）製のＫＬＥＴ０２等を用いることができる。なお、ケミプロ化成（株）製の電子輸送性物質（有機物）の物性値は以下に示されている（ケミプロ化成（株）のＨＰより。http://www.chemipro.co.jp/Yuki#EL/Products.html）。
【００８２】
以上、本発明の有機ＥＬ素子の典型的な積層構造（単位）を有する実施形態について説明したが、本発明は、本発明の技術的思想の範囲内で種々の設計変更が可能であり、これら設計変更した発明も当然に本発明に含まれる。
【００８３】
＜変形態様＞
例えば、本発明の有機ＥＬ素子において絶縁性有機物層に電子輸送層が隣接している場合、絶縁性有機物層には、電子輸送層を構成する電子輸送性有機物が混合されていてもよい。即ち、本発明の有機ＥＬ素子は、絶縁性有機物層に代えて、絶縁性有機物・電子輸送性物質混合層を有していてもよい。
【００８４】
また、本発明の有機ＥＬ素子において、絶縁性有機物層に深い電子親和力を有する有機物で構成された有機層が隣接している場合、絶縁性有機物層には、当該有機物層を構成する深い電子親和力を有する有機物が混合されていてもよい。即ち、本発明の有機ＥＬ素子は、絶縁性有機物層に代えて、絶縁性有機物・深い電子親和力を有する有機物の混合層を有していてもよい。このような構成であっても、電子輸送性物質と深い電子親和力を有する有機物の好ましくない相互作用を回避することができる場合があり、このことは適宜実験によって確かめることができる。
【００８５】
また、一般的に、発光ユニットに含まれる発光層は、ホスト材料と、当該ホスト材料中に分散された発光物質と、で構成されている場合が多く、また、当該ホスト材料は、電子輸送性物質と同一の材料である場合もある。したがって、本発明の有機ＥＬ素子において発光層に電子輸送層が隣接している場合、発光層と電子輸送層とは、同一の材料を用いて一体的に形成された単一の層で構成してもよい。
【００８６】
また、本発明の有機ＥＬ素子において発光層にホール輸送層が隣接している場合、ホール輸送性物質が発光したり発光層のホスト材料として機能したりすることもあるため、この場合は、発光層とホール輸送層とを一体的に形成された単一の層で構成してもよい。さらにこの場合、ホール輸送層の陰極寄りの部位のみに発光物質が分散混合されている場合もある。
【００８７】
より具体的には、本発明の有機ＥＬ素子は、例えば次のような積層構造をとることもできる。
ａ）陽極
ｂ）深い電子親和力を有する有機物で構成された有機層
ｃ）ホール輸送層
ｄ）発光層
ｅ）電子輸送層
ｆ）ｎ型キャリアがドープされた電子輸送層
ｇ）絶縁性有機物層
ｈ）ｎ型キャリアがドープされた、深い電子親和力を有する有機物で構成された有機層
ｉ）上記ｂ）〜上記ｈ）の繰り返し
-------------------------------
ｊ）陰極
【００８８】
また、本発明の有機ＥＬ素子は、下記の積層構造をとることもできる。
ａ）陽極
ｂ）深い電子親和力を有する有機物で構成された有機層
ｃ）ホール輸送層
ｄ）発光層
ｅ）電子輸送層
ｆ）ｎ型キャリアドープされた電子輸送層
ｇ）絶縁性有機物層
ｈ）上記ｂ）〜上記ｇ）の繰り返し
-------------------------------
ｉ）陰極
【００８９】
本発明の有機ＥＬ素子は、下記のように、上記積層構造において、深い電子親和力を有する有機物とホール輸送性物質の混合層（深い電子親和力を有する有機物：ホール輸送性物質）を有する積層構造を有していてもよい。なお、混合層は、複数の蒸着源を別々に加熱して成膜し、積層膜として形成したり、複数の蒸着源を同時に加熱して混合膜として形成することができ（共蒸着）、後者が一般的ではあるが、これらに限定されるものではない。
【００９０】
また、本発明の有機ＥＬ素子は、例えば次のような積層構造をとることもできる。
ａ）陽極
ｂ）深い電子親和力を持つ有機物・ホール輸送物質の混合層
ｃ）ホール輸送層
ｄ）発光層
ｅ）電子輸送層
ｆ）ｎ型キャリアドープされた電子輸送層
ｇ）絶縁性有機物層
ｈ）ｎ型キャリアがドープされた、深い電子親和力を有する有機物で構成された有機層
ｉ）上記ｂ）〜上記ｈ）の繰り返し
-------------------------------
j）陰極
【００９１】
また、本発明の有機ＥＬ素子は、下記の積層構造をとることもできる。
ａ）陽極
ｂ）深い電子親和力を持つ有機物・ホール輸送物質混合層
ｃ）ホール輸送層
ｄ）発光層
ｅ）電子輸送層
ｆ）ｎ型キャリアがドープされた電子輸送層
ｇ）絶縁性有機物層
ｈ）上記ｂ）〜上記ｇ）の繰り返し
-------------------------------
ｉ）陰極
【００９２】
更に、上記積層構造において、電子輸送層と絶縁性有機物層とが隣接する積層構成部分（「電子輸送層／絶縁性有機物層」）を、電子輸送層と電子輸送性有機物・絶縁性有機物混合層とが隣接する積層構成部分（「電子輸送層／電子輸送性有機物・絶縁性有機物混合層」）に変更してもよい。即ち、電子輸送層を構成する電子輸送性有機物を、絶縁性有機物層に混合して使用してもよい。
【００９３】
また更には、電子輸送層部分全体が予め「電子輸送性有機物・絶縁性有機物混合層」に置換されていてもよく、さらに「電子輸送性有機物・絶縁性有機物混合層／絶縁性有機物層」のように、改めて、該混合層に絶縁性有機物層が隣接して積層されていても良い。
【００９４】
また更には、上記積層構造において、電子輸送層と絶縁性有機物層とが隣接する積層構成部分（「電子輸送層／絶縁性有機物層」）を、電子輸送層と、絶縁性有機物・深い電子親和力を有する有機物の混合層と、が隣接する積層構成部分（「電子輸送層／絶縁性有機物・深い電子親和力を有する有機物の混合層」）に変更してもよい。即ち、前記有機層を構成する深い電子親和力を有する有機物を、絶縁性有機物層に混合して使用してもよい。このような構成であっても電子輸送性有機物と深い電子親和力を有する有機物の好ましくない相互作用を回避できる場合があり、これらは適宜実験によって確かめることができる。
【００９５】
また、一般的に、発光層においては、発光物質がホスト材料に分散されて存在する場合が多く、当該ホスト材料は電子輸送物質と同一である場合もある。したがって、本発明の有機ＥＬ素子においては、発光層と電子輸送層とが隣接する積層構成部分は、同一の材料からなる一層であってもよい。
【００９６】
上記積層構造のホール輸送材料が、発光層を構成する場合や、発光層のホスト材料として機能する場合もあるので、これらの場合は、「ホール輸送層／発光層／電子輸送層」の積層構成部位が、「ホール輸送層（発光層）／電子輸送層」の積層構成部位に変更されてもよい。ホール輸送層の陰極寄りの部位のみに発光物質が分散混合されている場合は、「ホール輸送層／発光層／電子輸送層」の積層構成部位が、「ホール輸送層／ホール輸送材料・発光材料混合層／電子輸送層」の積層構成部位に変更されてもよい。
【００９７】
上記では、本発明の有機ＥＬ素子の基本単位の構造を説明したが、本発明の有機ＥＬ素子は、これらの基本単位が複数積層された構造を有していてもよい。そして、上記のような本発明の有機ＥＬ素子は、真空蒸着装置を用いて従来公知の方法で製造することができる。特に、陽極及び陰極以外の各層が有機化合物で形成された構成を有する有機ＥＬ素子を得る場合には、工程が煩雑になることなく簡便に製造を実施することができる。
【実施例】
【００９８】
以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。【００９９】
≪実施例１≫
実施例１の有機ＥＬ素子として、ガラス基板１１上に以下の表１に示す材料及び厚さの層を順に積層し、図３に示す構造を含む有機ＥＬ素子１０を作製した（図１に示す積層順とは逆の積層順）。各層の形成には、（株）エイコー製の真空蒸着機を使用した。各層の厚さは、触針式表面形状測定器（ＤＥＫＴＡＫ３０３０）を用いて測定し、得られた有機ＥＬ素子の特性評価には、ケースレーインスツルメンツ（株）製のソースメータ２４００及びトプコン（株）製の輝度計ＢＭ−７を使用した。【０１００】
第１の発光ユニット１８−１の構成は、陰極１２側から順に、電子輸送層１８−１ａ（ＫＬＥＴ０２）／発光層１８−１ｂ（Ａｌｑ３）／ホール輸送層１８−１ｃ（ＮＰＢ）の構成とし、第２の発光ユニット１８−２の構成は、陰極１２側から順に、電子輸送層１８−２ａ（ＫＬＥＴ０２）／発光層１８−２ｂ（Ａｌｑ３）／ホール輸送層１８−２ｃ（ＮＰＢ）の構成とした。【０１０１】
また、第１の発光ユニット１８−１及び第２の発光ユニット１８−２のうちのそれぞれ第１の絶縁性有機物層１６−１及び第２の絶縁性有機物層１６−２と隣接する領域（即ち、電子輸送層１８−１ａ及び電子輸送層１８−２ａと隣接する領域）２１ｂ（厚さ５０Å）と、深い電子親和力を有する有機物で構成された有機層のうちの絶縁性有機物層と隣接する領域２１ａ（厚さ２０Å）と、にはｎ型キャリア（ドーパント）である下記式：
【化１０】
0005977742.tif 000011
【０１０２】
で表わされるデカメチルコバルトセンをドープした。【０１０３】
【表１】
0005977742.tif 000012
【０１０４】
≪比較例１≫
比較例１の有機ＥＬ素子として、ｎ型キャリア（ドーパント）を使用しなかったこと以外は、実施例１と同様にして、比較有機ＥＬ素子を作製した。【０１０５】
［評価試験］
上記のようにして作製した有機ＥＬ素子（実施例１）及び比較有機ＥＬ素子（比較例１）それぞれの陽極と陰極との間に、直流電圧を０．１Ｖ／２秒又は０．５Ｖ／２秒の割合でステップ状に印加して、電圧上昇１秒後の輝度（発光層からの緑色発光）及び電流値を測定した。図４に電圧（Ｖ）−輝度（ｃｄ／ｍ2）をプロットしたグラフを示した。図４に示されたとおり、比較例１に対し実施例１は大幅な低電圧化が達成されている。【０１０６】
以上のことから、本発明の有機ＥＬ素子は、低エネルギー消費であることが要求される各種光源及び画像表示装置等、光発生を必要とする広範囲の製品分野で使用可能であるといえる。
【図１】
0005977742.tif 000014
【図３】
0005977742.tif 000015
【図４】
0005977742.tif 000016
【図２】
0005977742.tif 000017