(57)【要約】【課題】電子注入性および耐久性に優れた電子注入層の得られる材料を提供する。【解決手段】一般式（１）で表される有機金属錯体。（Ｍは金属原子。Ｃは炭素原子、Ｎは窒素原子、Ｏは酸素原子。Ｑ１は点線の円弧と窒素原子、Ｘ１、Ｙ１と共に含窒素複素環構造が形成されていることを表す。Ｘ１、Ｘ２はそれぞれ炭素原子または窒素原子のいずれかを表し、Ｙ１、Ｙ２はそれぞれ炭素原子、窒素原子、酸素原子、または硫黄原子。Ｑ２は点線の円弧と炭素原子、Ｘ２、Ｙ２と共に芳香族炭化水素環または芳香族複素環が形成されていることを表す。Ｒ１、Ｒ２はアミノ基上の１価のアルキル基を表し、ＬはＱ２とアミノ基とが直接結合されていること、またはＱ２とアミノ基とを結合する連結基。ｎは、１、２又は３。）［化１］2019080078.tif 000020【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極と発光層との間に電子注入層を有し、
前記電子注入層が、下記一般式（１）で表される有機金属錯体を含むことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化１】
2019080078.tif 000018
（一般式（１）中、Ｍは金属原子であり、周期表の第１族〜第３族、第１２族、または第１３族に属する金属原子を表す。Ｃは炭素原子、Ｎは窒素原子、Ｏは酸素原子を表す。窒素原子から金属原子Ｍへの点線は、窒素原子が金属原子Ｍへ配位していることを表す。Ｑ１は点線の円弧と窒素原子、Ｘ１、Ｙ１と共に含窒素複素環構造が形成されていることを表す。Ｘ１、Ｘ２はそれぞれ炭素原子または窒素原子のいずれかを表し、Ｙ１、Ｙ２はそれぞれ炭素原子、窒素原子、酸素原子、または硫黄原子を表す。Ｑ２は点線の円弧と炭素原子、Ｘ２、Ｙ２と共に芳香族炭化水素環または芳香族複素環が形成されていることを表す。Ｒ１、Ｒ２はアミノ基上の１価のアルキル基を表し、ＬはＱ２とアミノ基とが直接結合されていること、またはＱ２とアミノ基とを結合する連結基を表す。ｎは、１、２又は３である。）
【請求項２】
電極と発光層との間に電子注入層を有し、
前記電子注入層が、下記一般式（２）で表される有機金属錯体を含むことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化２】
2019080078.tif 000019
（一般式（２）中、Ｍは金属原子であり、周期表の第１族〜第３族、第１２族、または第１３族に属する金属原子を表す。Ｎは窒素原子、Ｏは酸素原子を表す。窒素原子から金属原子Ｍへの点線は、窒素原子が金属原子Ｍへ配位していることを表す。Ｑ１は点線の円弧と窒素原子、Ｘ１、Ｙ１と共に含窒素複素環構造が形成されていることを表す。Ｘ１は炭素原子または窒素原子のいずれかを表し、Ｙ１は炭素原子、窒素原子、酸素原子、または硫黄原子を表す。Ｒ１、Ｒ２はアミノ基上の１価のアルキル基を表し、Ｌはベンゼン環とアミノ基とが直接結合されていること、またはベンゼン環とアミノ基とを結合する連結基を表す。ｎは、１、２又は３である。）
【請求項３】
前記電極と前記電子注入層との間に、無機の酸化物層を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項４】
前記電子注入層の平均厚さが５〜１００ｎｍであることを特徴とする請求項１〜請求項３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。
【請求項５】
水蒸気透過度が１×１０−３ｇ／ｍ２／ｄａｙ未満の材料を用いて封止されていることを特徴とする請求項１〜請求項４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。
【請求項６】
請求項１〜請求項５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の製造方法であり、
前記電子注入層を形成する工程が、前記有機金属錯体を含む溶液を塗布する工程を含むことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
【請求項７】
請求項１〜請求項５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を備えることを特徴とする表示装置。
【請求項８】
請求項１〜請求項５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を備えることを特徴とする照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機金属錯体、有機エレクトロルミネッセンス（以下、エレクトロルミネッセンス（電界発光）を「ＥＬ」と記す場合がある。）素子およびその製造方法、表示装置、照明装置、薄膜太陽電池に関する。より詳しくは、有機ＥＬ素子に設けられる電子注入層の材料として、好適に用いることができる有機金属錯体に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ素子は、薄く、柔軟でフレキシブルである。また、有機ＥＬ素子を用いた表示装置は、現在主流となっている液晶表示装置およびプラズマ表示装置と比べて、高輝度、高精細な表示が可能である。また、有機ＥＬ素子を用いた表示装置は、液晶表示装置に比べて視野角が広い。このため、有機ＥＬ素子を用いた表示装置は、今後、テレビや携帯電話のディスプレイ等としての利用の拡大が期待されている。
また、有機ＥＬ素子は、照明装置としての利用も期待されている。
【０００３】
有機ＥＬ素子は、陰極と発光層と陽極とが積層されたものである。有機ＥＬ素子では、陽極の仕事関数と発光層の最高占有軌道（ＨＯＭＯ）エネルギー差は、陰極の仕事関数と発光層の最低非占有軌道（ＬＵＭＯ）エネルギー差と比較して小さい。したがって、発光層に、陽極から正孔を注入することと比較して、陰極から電子を注入することは困難である。このため、従来の有機ＥＬ素子では、陰極と発光層との間に、電子注入層を配置して、陰極から発光層への電子の注入を促進している。
【０００４】
しかし、一般に、電子注入層には、アルカリ金属等の酸素や水に活性な材料が用いられている。このため、従来の有機ＥＬ素子は、封止層によって厳密に封止して、酸素や水による電子注入層の劣化を防止する必要があった。
一方、柔軟性に優れた有機ＥＬ素子を得るためには、プラスチック基板を用いることが好ましい。しかし、プラスチック基板は、厳密に封止し難い材料である。このため、有機ＥＬ素子の基板として、プラスチック基板を用いることができない場合があった。
【０００５】
また、有機ＥＬ素子の性能を確保しつつ、耐久性を向上させるために、アルカリ金属を含まない電子注入層を用いることが検討されている。
例えば、非特許文献１には、ポリエチレンイミンからなる電子注入層を有する有機ＥＬ素子が記載されている。また、非特許文献２には、アミンが電子の注入速度改善に有効であることが記載され、非特許文献３には、それらのアミノ基が電極と有機層界面において電子注入に及ぼす効果について記載されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】ジャンシャン  チェン（Ｊｉａｎｇｓｈａｎ  Ｃｈｅｎ）外６名「ジャーナル  オブ  マテリアルズ  ケミストリー（Ｊｏｕｒｎａｌ  Ｏｆ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ）」、第２２巻、２０１２年、ｐ５１６４−５１７０
【非特許文献２】ヒョサン  チョイ（Ｈｙｏｓｕｎｇ  Ｃｈｏｉ）外８名「アドバンスト  マテリアルズ（Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ）」、第２３巻、２０１１年、ｐ２７５９
【非特許文献３】ウィンファ  チョウ（Ｙｉｎｈｕａ  Ｚｈｏ）外２１名「サイエンス（Ｓｃｉｅｎｃｅ）」、第３３６巻、２０１２年、ｐ３２７
【非特許文献４】ヨンフーン  キム（Ｙｏｕｎｇ−Ｈｏｏｎ  Ｋｉｍ）外５名「アドバンスト  ファンクショナル  マテリアルズ（Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ）」、２０１４年、ＤＯＩ：１０．１００２／ａｄｆｍ．２０１３０４１６３
【非特許文献５】ステファン  フォーフル、外４名「アドバンスト  マテリアルズ（Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ）」、２０１４年、ＤＯＩ：１０．１００２／ａｄｍａ．２０１３０４６６６
【非特許文献６】ステファン  フォーフル、外５名「アドバンスト  マテリアルズ（Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ）」、第２６巻、２０１４年、ＤＯＩ：１０．１００２／ａｄｍａ．２０１４００３３２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の有機ＥＬ素子の電子注入層は、電子注入性および／または耐久性が不十分であった。
例えば、有機ＥＬ素子の電子注入層の材料として、ポリエチレンイミンを用いることで、優れた電子注入性が得られる。しかし、ポリエチレンイミンの分子中には、電気的刺激に対して不安定なＮＨ結合が存在している。このため、ポリエチレンイミンからなる電子注入層を有する有機ＥＬ素子は、輝度の劣化が早く、耐久性が不十分であった。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、電子注入性および耐久性に優れた電子注入層の得られる材料を提供することを課題とする。
また、本発明は、電子注入性および耐久性に優れた電子注入層を有する有機薄膜太陽電池、有機ＥＬ素子、および有機ＥＬ素子の製造方法を提供することを課題とする。
また、本発明は、電子注入性および耐久性に優れた電子注入層を有する有機ＥＬ素子を備えた表示装置、照明装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者等は、電子注入層に用いる材料として、有機金属錯体に着目した。有機金属錯体は、金属原子を囲むように非共有電子対を有する配位子が配位結合したものであり、大きな分子内双極子モーメントを持つ。本発明者等は、有機金属錯体を含む電子注入層を形成し、有機金属錯体の双極子の向きを電子注入層における電子注入の促進に利用すべく、以下に示すように、検討を重ねた。
【００１０】
例えば、有機ＥＬ素子の陰極と発光層との間に、有機金属錯体を含む電子注入層を形成した場合には、電子注入層中の有機金属錯体の分子内双極子の向きが、陰極側から発光層側に向かう方向となればよい。すなわち、陰極側がマイナスの電荷となり、発光層側がプラスの電荷となるように、有機金属錯体を配向させればよい。このことにより、電子注入層の仕事関数を、陰極から発光層への電子注入に有利な値に変えることができ、陰極から発光層への電子の注入が促進される。
しかし、電子注入層中の有機金属錯体の分子内双極子の向きを、所定の方向に揃えて並べることは困難であった。
【００１１】
そこで本発明者等は、従来、電子注入層の材料として用いられているポリエチレンイミンに注目した。ポリエチレンイミンからなる電子注入層では、ポリエチレンイミンのアミノ基を形成している窒素原子の電荷が、有機ＥＬ素子の陰極を形成している材料と配位結合を作る。このことから、本発明者等は、有機金属錯体に、陰極を形成している材料と配位結合を形成し得るアミノ基を付与することを検討した。そして、有機金属錯体における金属原子と配位子との配位結合から遠い特定部位にアミノ基を付与することで、有機金属錯体を所定の方向に配向できることを見出した。
【００１２】
より詳細には、特定部位にアミノ基を付与した有機金属錯体を含む電子注入層を陰極に接して形成すると、有機金属錯体中のアミノ基と陰極材料とが配位結合して、双極子（界面双極子）が生じるとともに、有機金属錯体中のアミノ基が陰極に近接して配置される。そして、有機金属錯体内におけるアミノ基と、金属原子と配位子との配位結合との位置関係によって、有機金属錯体が特定の向きに配向する。
【００１３】
その結果、金属原子と配位子との配位結合によって生じる双極子（分子内双極子）のベクトルは、陰極側から発光層側に向かう方向になる。しかも、分子内双極子は、アミノ基と陰極材料との配位結合によって生じる界面双極子の向きと同じである。したがって、有機金属錯体を含む電子注入層全体の双極子モーメント（ベクトル）は、分子内双極子と界面双極子とが足し合わされて、陰極側から発光層側に向かう方向となる。よって、電子注入層により、陰極から発光層への電子注入が促進される。
【００１４】
さらに本発明者等は、有機金属錯体にアミノ基として、アンモニアの水素原子を１価のアルキル基で置換したアミノ基を付与した。このアミノ基は、電気的刺激に対して不安定なＮＨ結合を含まず、ＮＨ結合を含むアミノ基と比較して電気的に安定である。したがって、アンモニアの水素原子を１価のアルキル基で置換したアミノ基を付与した有機金属錯体を含む電子注入層は、ポリエチレンイミンからなる電子注入層と比較して、劣化しにくく、耐久性に優れる。
【００１５】
さらに本発明者等は、アンモニアの水素原子を１価のアルキル基で置換したアミノ基を有機金属錯体に付与することで、有機金属錯体の溶媒への溶解性が向上することを見出した。したがって、このような有機金属錯体は、溶媒に溶解して溶液とし、これを塗布する方法により、有機金属錯体を含む電子注入層を形成できる。
以上の知見によりなされた本発明の要旨は以下の通りである。
【００１６】
すなわち、本発明は、以下の発明に関わるものである。
［１］下記一般式（１）で表される有機金属錯体。
【００１７】
【化１】
2019080078.tif 000002
【００１８】
（一般式（１）中、Ｍは金属原子であり、周期表の第１族〜第３族、第１２族、または第１３族に属する金属原子を表す。Ｃは炭素原子、Ｎは窒素原子、Ｏは酸素原子を表す。窒素原子から金属原子Ｍへの点線は、窒素原子が金属原子Ｍへ配位していることを表す。Ｑ１は点線の円弧と窒素原子、Ｘ１、Ｙ１と共に含窒素複素環構造が形成されていることを表す。Ｘ１、Ｘ２はそれぞれ炭素原子または窒素原子のいずれかを表し、Ｙ１、Ｙ２はそれぞれ炭素原子、窒素原子、酸素原子、または硫黄原子を表す。Ｑ２は点線の円弧と炭素原子、Ｘ２、Ｙ２と共に芳香族炭化水素環または芳香族複素環が形成されていることを表す。Ｒ１、Ｒ２はアミノ基上の１価のアルキル基を表し、ＬはＱ２とアミノ基とが直接結合されていること、またはＱ２とアミノ基とを結合する連結基を表す。ｎは、１、２又は３である。）
【００１９】
［２］下記一般式（２）で表される有機金属錯体。
【００２０】
【化２】
2019080078.tif 000003
【００２１】
（一般式（２）中、Ｍは金属原子であり、周期表の第１族〜第３族、第１２族、または第１３族に属する金属原子を表す。Ｎは窒素原子、Ｏは酸素原子を表す。窒素原子から金属原子Ｍへの点線は、窒素原子が金属原子Ｍへ配位していることを表す。Ｑ１は点線の円弧と窒素原子、Ｘ１、Ｙ１と共に含窒素複素環構造が形成されていることを表す。Ｘ１は炭素原子または窒素原子のいずれかを表し、Ｙ１は炭素原子、窒素原子、酸素原子、または硫黄原子を表す。Ｒ１、Ｒ２はアミノ基上の１価のアルキル基を表し、Ｌはベンゼン環とアミノ基とが直接結合されていること、またはベンゼン環とアミノ基とを結合する連結基を表す。ｎは、１、２又は３である。）
【００２２】
［３］下記一般式（３）で表される有機金属錯体。
【００２３】
【化３】
2019080078.tif 000004
【００２４】
（一般式（３）中、Ｍは金属原子であり、周期表の第１族〜第３族、第１２族、または第１３族に属する金属原子を表す。Ｎは窒素原子、Ｏは酸素原子を表す。窒素原子から金属原子Ｍへの点線は、窒素原子が金属原子Ｍへ配位していることを表す。Ｑ１は点線の円弧と窒素原子とナフタレン環の一部と共に含窒素複素環構造が形成されていることを表す。Ｒ１、Ｒ２はアミノ基上の１価のアルキル基を表し、Ｌはナフタレン環とアミノ基とが直接結合されていること、またはナフタレン環とアミノ基とを結合する連結基を表す。ｎは、１、２又は３である。）
【００２５】
［４］電極と発光層との間に電子注入層を有し、前記電子注入層が、［１］〜［３］のいずれかに記載の有機金属錯体を含むことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
［５］前記電極と前記電子注入層との間に、無機の酸化物層を有することを特徴とする［４］に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
［６］前記電子注入層の平均厚さが５〜１００ｎｍであることを特徴とする［４］または［５］に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００２６】
［７］水蒸気透過度が１×１０−３ｇ／ｍ２／ｄａｙ未満の材料を用いて封止されていることを特徴とする［４］〜［６］のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
［８］［４］〜［７］のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法であり、前記電子注入層を形成する工程が、前記有機金属錯体を含む溶液を塗布する工程を含むことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
【００２７】
［９］［４］〜［７］のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えることを特徴とする表示装置。
［１０］［４］〜［７］のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えることを特徴とする照明装置。
［１１］［１］〜［３］のいずれかに記載の有機金属錯体を含む電子注入層を備えることを特徴とする有機薄膜太陽電池。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の有機金属錯体は、上記一般式（１）〜（３）のいずれかで示されるものであるため、電子注入層の材料として用いた場合に、優れた電子注入性および耐久性を有する電子注入層が得られる。
また、本発明の有機ＥＬ素子は、上記一般式（１）〜（３）のいずれかで示される有機金属錯体を含む電子注入層を有している。このため、有機金属錯体を含む電子注入層全体の双極子モーメント（ベクトル）が、陰極側から発光層側に向かう方向となる。したがって、本発明の有機ＥＬ素子では、電子注入層により、陰極から発光層への電子注入が促進され、低い駆動電圧で、高い発光効率が得られる。また、本発明の有機ＥＬ素子は、有機金属錯体がＮＨ結合を含まないものであるため、ＮＨ結合を含むアミノ基を含む化合物を用いた電子注入層を有する場合と比較して、電気的に安定で耐久性に優れる。したがって、本発明の有機ＥＬ素子では、電子注入層の劣化による有機ＥＬ素子の劣化が抑制される。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の有機ＥＬ素子の一例を説明するための概略断面図である。
【図２】本発明の有機ＥＬ素子中での有機金属錯体の配向を説明するための説明図であり、無機の酸化物層上の有機金属錯体の分子模型（分子モデル）を示した斜視図である。
【図３】本発明の有機ＥＬ素子の他の例を説明するための概略断面図である。
【図４】図４（ａ）は素子１〜４の印加電圧と電流密度との関係を示したグラフである。図４（ｂ）は素子１〜４の印加電圧と輝度との関係を示したグラフである。
【図５】素子１と素子３の初期輝度１０００ｃｄ／ｍ２から連続駆動した際の経過時間に対する輝度の変化を示したグラフである。
【図６】素子１と素子５の印加電圧と輝度との関係を示したグラフである。
【図７】素子６の封止方法を説明するための斜視図である。
【図８】樹脂材料を用いて封止した素子６と、ガラス材料を用いて封止した素子６の初期輝度１０００ｃｄ／ｍ２から連続駆動した際の経過時間に対する輝度の変化を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下に、本発明について詳細に説明する。
「有機金属錯体」
本発明の有機金属錯体は、上記一般式（１）で示される有機金属錯体である。
【００３１】
上記一般式（１）中、窒素原子から金属原子Ｍへの点線は、窒素原子が金属原子Ｍへ配位していることを表す。窒素原子が金属原子Ｍへ配位しているとは、窒素原子が金属原子Ｍに対して、配位子と同様に作用して化学的に影響していることを意味する。上記一般式（１）において、Ｃは炭素原子、Ｎは窒素原子、Ｏは酸素原子を表す。
【００３２】
上記一般式（１）中、Ｍは金属原子であり、周期表の第１族〜第３族、第１２族、または第１３族に属する金属原子を表す。金属原子Ｍは、リチウム、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、バリウム、スカンジウム、亜鉛、アルミニウム、又は、ガリウムであることが好ましい。金属原子Ｍは、ベリリウム、マグネシウム、亜鉛、又は、アルミニウムであることがより好ましい。金属原子Ｍは、ベリリウム、マグネシウム、又は、亜鉛であることが更に好ましい。
【００３３】
上記一般式（１）において、Ｑ１は点線の円弧と窒素原子、Ｘ１、Ｙ１と共に含窒素複素環構造が形成されていることを表す。上記一般式（１）において、Ｑ１で示す含窒素複素環構造は、置換基を有していてもよい。
上記一般式（１）において、Ｘ１、Ｘ２はそれぞれ炭素原子または窒素原子のいずれかを表し、Ｙ１、Ｙ２はそれぞれ炭素原子、窒素原子、酸素原子、または硫黄原子を表す。Ｙ１とＹ２はこれらを結合する連結基Ａを介してＸ１、Ｘ２と環構造を形成してもよい。上記一般式（２）に示すように、Ｑ２で示す芳香族炭化水素環または芳香族複素環がベンゼン環である場合、Ｙ１はこれに結合する連結基を介してベンゼン環の一部と結合し、前記ベンゼン環の一部およびＸ１と共に５員環構造または６員環構造を形成してもよい。
【００３４】
Ｑ１で表わされる含窒素複素環としては、ピリジン環、ピラジン環、トリアジン環、ピリミジン環、ピリダジン環等の６員環の含窒素複素環、イミダゾール環、オキサゾール環、チアゾール環、オキサジアゾール環、チアジアゾール環、トリアゾール環、ピラゾール環、オキサゾリン環等の５員環の含窒素複素環、キノリン環、キノキサリン環、ナフチリジン環、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等の縮合含窒素複素環等が挙げられる。これらのＱ１で表わされる含窒素複素環の中でも、ピリジン環、ベンゾチアゾール環が好ましい。
【００３５】
上記一般式（１）において、Ｑ２は点線の円弧と炭素原子、Ｘ２、Ｙ２と共に芳香族炭化水素環または芳香族複素環が形成されていることを表す。Ｑ２で示す芳香族炭化水素環または芳香族複素環は、置換基を有していてもよい。
Ｑ２で表わされる芳香族炭化水素環の例としては、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、アズレン環、フェナントレン環、トリフェニレン環、オクタヒドロナフタレン環等が挙げられる。
Ｑ２で表わされる芳香族複素環の例としては、ピリジン環、ピラジン環、トリアジン環、ピリミジン環、ピリダジン環等の６員環の含窒素複素環、イミダゾール環、オキサゾール環、チアゾール環、チオフェン環、ピロール環の５員環の芳香族複素環、キノリン環、キノキサリン環、ナフチリジン環、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、カルバゾール環等の縮合芳香族複素環等が挙げられる。
これらのＱ２で示す芳香族炭化水素環または芳香族複素環の中でも、ベンゼン環、ピリジン環が好ましく、上記一般式（２）に示すように、ベンゼン環がより好ましい。
【００３６】
これらＹ１、Ｙ２、Ｘ１、Ｘ２と環構造を形成する連結基（以下、「連結基Ａ」と記す場合がある。）の例としては、下記一般式（２−１）〜（２−９）で表される構造が挙げられ、上記一般式（３）に示すように、一般式（２−１）表される構造が好ましい。上記の連結基Ａ中に含まれる水素原子は、１価の置換基と置き換えてもよい。
【００３７】
【化４】
2019080078.tif 000005
【００３８】
上記一般式（２−１）〜（２−９）中の＊印は、＊印の付された位置で連結基ＡとＹ１、Ｙ２とが結合することを表す。すなわち、上記一般式（１）に示すＱ１、Ｑ２は、連結基Ａを介して縮合環を形成してもよいことを表す。
本実施形態においては、連結基Ａを示す上記一般式（２−１）〜（２−９）で表される構造が一般式（２−１）で表される構造であって、Ｑ２で示す芳香族炭化水素環または芳香族複素環がベンゼン環である場合、Ｙ１、Ｙ２、Ｘ１、Ｘ２と連結基Ａとからなる環構造は、上記一般式（３）に示すように、ベンゼン環であることが好ましい。
さらに、本実施形態においては、Ｑ１で表わされる含窒素複素環がピリジン環、Ｑ２で示す芳香族炭化水素環または芳香族複素環がベンゼン環であり、Ｙ１、Ｙ２、Ｘ１、Ｘ２と連結基Ａとからなる環構造がベンゼン環であることが好ましい。この場合、Ｑ１、Ｑ２と一般式（２−１）で表される構造とからなる縮合環は、７，８−ベンゾキノリンとなる。
【００３９】
一般式（１）において、ＬはＱ２とアミノ基とが直接結合されていること、またはＱ２とアミノ基とを結合する連結基を表す。Ｌで表わされる連結基は、Ｑ２で表される芳香族炭化水素環または芳香族複素環を構成する任意の位置の元素とアミノ基とを結ぶ基である。Ｌで表わされる連結基ＬとＱ２との結合位置は、特に制限されないが、Ｑ２において酸素原子が結合している炭素原子のオルト位で結合していることが好ましい。Ｌで表わされる連結基Ｌが、Ｑ２の酸素原子が結合している炭素原子のオルト位に結合している場合、例えば、有機金属錯体を含む電子注入層を陰極上に形成すると、陰極と有機金属錯体のアミノ基との配位結合によって、金属原子と配位子との配位結合によって生じる分子内双極子が、陰極側から発光層側に向かう方向に配向されやすくなる。
【００４０】
Ｌで表わされる連結基の例としては、アルキレン連結基（例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基等）、アリーレン連結基（例えば、フェニレン基、ナフチレン基等）、複素環連結基（例えば、フリル基、チエニレン基、ピリジル基、ピリミジル基、トリアジル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、オキサゾリル基、モルホリル基等）、アルケニレン連結基（ビニレン基等）、アルキニレン連結基、窒素原子、酸素原子等が挙げられる。Ｌで表わされる連結基は、上記で挙げた連結基の中から２つ以上を組み合わせてもよい。Ｌで表わされる連結基としては、上記の連結基の中でも特に、アルキレン連結基が好ましい。Ｌで表わされる連結基がアルキレン連結基であると、有機金属錯体の溶解性を向上させることができ、好ましい。また、上記の連結基Ｌ中に含まれる水素原子は、１価の置換基と置き換えてもよい。
【００４１】
一般式（１）中、Ｒ１、Ｒ２はアミノ基上の１価のアルキル基を表し、Ｒ１、Ｒ２は同一であってもよいし、異なっていてもよい。Ｒ１、Ｒ２で表される１価のアルキル基としては、メチル基、エチル基、ベンジル基等の炭化水素基、アルコキシエチル基、ジメチルアミノエチル基等のヘテロ原子含有基等が挙げられる。
【００４２】
一般式（１）において、Ｑ１、Ｑ２、連結基Ａ、連結基Ｌは、それぞれ同一または異なる１価の置換基を有していてもよい。Ｑ１、Ｑ２、連結基Ａ、連結基Ｌにおいて、１価の置換基が結合する位置や数は特に限定されない。Ｑ１、Ｑ２、連結基Ａ、連結基Ｌのいずれか１以上に結合してもよい１価の置換基としては、特に制限されないが、例えば、ハロゲン原子、炭素数１〜２０の炭化水素基、炭素数１〜１２のハロゲン化炭化水素基、炭素数０〜１２の複素環基、シアノ基、炭素数１〜１２のアルコキシ基、炭素数２〜１２のアルコキシカルボニル基、炭素数６〜１２のアリールオキシ基、炭素数２〜３０のＮ−二置換アミノ基等が挙げられる。
【００４３】
上記ハロゲン原子は、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、又は、ヨウ素原子であることが好ましい。
【００４４】
上記炭素数１〜２０の炭化水素基は、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ヘキシル基、オクチル基等の炭素数１〜１２の直鎖状若しくは分岐鎖状アルキル基；ビニル基、１−プロペニル基、アリル基、スチリル基等の炭素数２〜１２のアルケニル基；エチニル基、１−プロピニル基、プロパルギル基等の炭素数２〜１２のアルキニル基；シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基等の炭素数５〜１２の環状アルキル基；アルキル基、アルケニル基、アルキニル基等で置換されていてもよい炭素数６〜２０のアリール基が挙げられる。
上記炭素数１〜２０の炭化水素基は、上述したもののうち、その炭素数が１〜８であることが好ましく、より好ましくは、炭素数１〜６であり、更に好ましくは、炭素数１〜４である。上記炭素数１〜２０の炭化水素基は、上述したもののうち、炭素数１であることが特に好ましい。
【００４５】
上記炭素数１〜１２のハロゲン化炭化水素基は、フルオロメチル基、ジフルオロメチル基、トリフルオロメチル基等の炭素数１〜１２のハロアルキル基；ハロゲン原子で置換された炭素数６〜１２のアリール基が挙げられる。
上記炭素数１〜１２のハロゲン化炭化水素基は、上述したもののうち、その炭素数が１〜８であることが好ましく、より好ましくは、１〜６である。
【００４６】
上記炭素数０〜１２の複素環基は、ペンタゾール等の五員環窒素含有環基；トリアゾール、テトラゾール、イミダゾール、オキサゾール、イソオキサゾール、チアゾール、イソチアゾール、ピラゾール、ピロール、ピロリジン、オキサゾリン、フラン、チオフェン等の五員環複素環基；ピリジン、ピラジン、ピペリジン、モルホリン、チアジン等の六員環複素環基が好適なものとして挙げられる。なお、これらの複素環基は、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、アルコキシ基、アルケニル基、アルキニル基等で置換されていてもよい。
上記炭素数０〜１２の複素環基は、上述したもののうち、炭素数が１〜８であることが好ましく、より好ましくは、１〜６である。
【００４７】
上記炭素数１〜１２のアルコキシ基は、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、ヘプチルオキシ基、オクチルオキシ基等の直鎖状又は分岐鎖状のものが好適なものとして挙げられる。
上記炭素数１〜１２のアルコキシ基は、上述したもののうち、炭素数が１〜８であることが好ましく、より好ましくは、１〜６であり、更に好ましくは、１〜３である。
【００４８】
上記炭素数２〜１２のアルコキシカルボニル基は、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、ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニル基、ヘキシルオキシカルボニル基、オクチルオキシカルボニル基等の直鎖状又は分岐鎖状のものが挙げられる。
上記炭素数２〜１２のアルコキシカルボニル基は、上述したもののうち、炭素数が２であることが好ましい。
【００４９】
上記炭素数６〜１２のアリールオキシ基としては、フェニルオキシ基、ベンジルオキシ基等が挙げられる。上記炭素数６〜１２のアリールオキシ基は、例えば、アリールオキシ基のアリール基の部分が、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、アルコキシ基、アルケニル基、アルキニル基等で置換されていてもよい。
上記炭素数６〜１２のアリールオキシ基は、上述したもののうち、炭素数が６〜１０であることが好ましく、より好ましくは、６〜８であり、更に好ましくは、６である。
【００５０】
上記炭素数２〜３０のＮ−二置換アミノ基としては、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ピロリジニル基、モルホリニル基等の炭素数１〜１２のジアルキルアミノ基；Ｎ−メチル−Ｎ−フェニルアミノ基、Ｎ−エチル−Ｎ−ナフチルアミノ基等の炭素数６〜２０のＮ−アルキル−Ｎ−アリールアミノ基；ジフェニルアミノ基、カルバゾリル基、フェノキサジニル基、フェノチアジニル基等の炭素数１１〜３０の非環状ジアリールアミノ基又は環状ジアリールアミノ基等が好適なものとして挙げられる。
なお、非環状ジアリールアミノ基とは、芳香環以外の環構造を有しないものをいう。環状ジアリールアミノ基とは、芳香環以外の環構造を有するものをいう。上記炭素数２〜３０のＮ−二置換アミノ基は、例えば、Ｎ−二置換アミノ基のアルキル基またはアリール基の部分が、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、アルケニル基、アルキニル基等で置換されていてもよい。
【００５１】
上記炭素数１〜１２のジアルキルアミノ基は、上述したもののうち、その炭素数が１〜８であることが好ましい。より好ましくは、１〜６である。更に好ましくは、１〜４である。
上記炭素数６〜２０のＮ−アルキル−Ｎ−アリールアミノ基は、上述したもののうち、その炭素数が７〜１８であることが好ましい。より好ましくは、７〜１５である。更に好ましくは、７〜１１である。
上記炭素数１１〜３０の非環状ジアリールアミノ基又は環状ジアリールアミノ基は、上述したもののうち、その炭素数が１１〜２０であることが好ましく、より好ましくは、１２〜１８であり、更に好ましくは、１２〜１６である。
【００５２】
その他、Ｑ１、Ｑ２、連結基Ａ、連結基Ｌのいずれか１以上に結合してもよい１価の置換基は、アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基等のアシル基；Ｎ，Ｎ−ジメチルカルバモイル基、Ｎ，Ｎ−ジエチルカルバモイル基等のＮ，Ｎ−ジアルキルカルバモイル基；チオアセチル基、チオベンゾイル基、メトキシチオカルボニル基等のチオカルボニル基；ジオキサボロラニル基、スタニル基、シリル基、エステル基、ホルミル基、チオエーテル基、エポキシ基、イソシアネート基、スルホ基、スルホニル基、ホスホリル基等であってもよい。
【００５３】
なお、上記１価の置換基（Ｑ１、Ｑ２、連結基Ａ、連結基Ｌのいずれか１以上に結合してもよい１価の置換基）は、本発明の効果を発揮できる限り、ハロゲン原子、ヘテロ原子、アルキル基、アルコキシ基、アルケニル基、アルキニル基、芳香環等の１価の置換基で置換されていてもよい。上記１価の置換基（Ｑ１、Ｑ２、連結基Ａ、連結基Ｌのいずれか１以上に結合してもよい１価の置換基）が、更に１価の置換基を有する場合、Ｑ１、Ｑ２、連結基Ａ、連結基Ｌのいずれか１以上に結合してもよい１価の置換基に結合する１価の置換基の位置および数は、特に限定されない。
【００５４】
上記一般式（１）におけるｎは、１〜３の数である。言い換えると、上記一般式（１）で表される有機金属錯体の配位子は、１〜３つである。ｎは、金属原子Ｍの価数に応じて決定することが好ましい。例えば金属原子Ｍがリチウム、ナトリウム等の周期表第１族の金属原子である場合、ｎは１であり、ベリリウム、マグネシウム、亜鉛等の周期表第２族または第１２族である場合、ｎは２である。また、金属原子Ｍがスカンジウム、アルミニウム、ガリウム等の周期表第３族、第１３族の金属原子である場合、ｎは３である。
ｎが複数である場合、上記一般式（１）で表される有機金属錯体の配位子は、全て同一であってもよいし、一部のみ同じであってもよいし、全てが異なっていてもよいが、有機金属錯体の合成の難易度および純度の観点から、全て同一であることが好ましい。また、好ましい金属原子Ｍであるベリリウム、マグネシウム、亜鉛の価数が２であるため、ｎは２であることが好ましい。
【００５５】
上記一般式（１）で示される有機金属錯体のアミノ基は、Ｑ１で示す含窒素複素環構造とＱ２で示す芳香族炭化水素環または芳香族複素環のうち、金属原子Ｍへ配位している窒素原子を含まないＱ２に結合されている。
【００５６】
上記一般式（１）で示される有機金属錯体としては、具体的には、下記一般式（４）で示される有機金属錯体であることが好ましい。
下記一般式（４）で示される有機金属錯体は、上記一般式（１）で示される有機金属錯体において、金属原子Ｍがベリリウムであり、Ｑ１、Ｑ２と連結基Ａとからなる環構造が７，８−ベンゾキノリンであり、連結基Ｌがトリメチレンレン基（−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−）であり、Ｒ１およびＲ２がメチル基であり、ｎが２であるものである。
【００５７】
【化５】
2019080078.tif 000006
【００５８】
また、上記一般式（１）で示される有機金属錯体の好ましい他の例としては、例えば、下記一般式（１００）〜（１４１）で示される有機金属錯体が挙げられる。下記一般式（１００）〜（１４１）で示される有機金属錯体の中でも特に、電気的刺激に対して非常に安定であるため、下記一般式（１３６）、（１３７）で示される有機金属錯体が好ましい。
【００５９】
【化６】
2019080078.tif 000007
【００６０】
【化７】
2019080078.tif 000008
【００６１】
【化８】
2019080078.tif 000009
【００６２】
【化９】
2019080078.tif 000010
【００６３】
【化１０】
2019080078.tif 000011
【００６４】
【化１１】
2019080078.tif 000012
【００６５】
「有機ＥＬ素子」
次に、本発明の有機ＥＬ素子について、例を挙げて詳細に説明する。
図１は、本発明の有機ＥＬ素子の一例を説明するための概略断面図である。図１に示す本実施形態の有機ＥＬ素子１は、基板２上に、陰極３と、無機の酸化物層４と、電子注入層５と、発光層６と、正孔輸送層７と、正孔注入層８と、陽極９とがこの順に形成された積層構造を有する。図１に示す有機ＥＬ素子１における電子注入層５は、上記一般式（１）で示される有機金属錯体を含むものである。
【００６６】
図１に示す有機ＥＬ素子１は、基板２と発光層６との間に陰極３が配置された逆構造の有機ＥＬ素子（ｉＯＬＥＤ素子）である。また、図１に示す有機ＥＬ素子１は、有機ＥＬ素子を構成する層の一部（少なくとも無機の酸化物層４）を、無機化合物を用いて形成した有機無機ハイブリッド型の有機電界発光素子（ＨＯＩＬＥＤ素子）である。
図１に示す有機ＥＬ素子１は、基板２側と反対側に光を取り出すトップエミッション型のものであってもよいし、基板２側に光を取り出すボトムエミッション型のものであってもよい。
本実施形態においては、逆構造の有機ＥＬ素子を例に挙げて説明するが、本発明の有機ＥＬ素子は、基板と発光層との間に陽極が配置された順構造のものであってもよい。順構造の有機ＥＬ素子としては、例えば、基板側から順に、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層が積層されたものなどが挙げられ、これらの層のうち、いくつかの層はなくてもよいし、複数であってもよく、特に限定されない。本発明の有機ＥＬ素子が順構造である場合も、電子注入層は、上記一般式（１）で示される有機金属錯体を含むものである。
【００６７】
「基板」
基板２の材料としては、樹脂材料、ガラス材料等が挙げられる。
基板２に用いられる樹脂材料としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリプロピレン、シクロオレフィンポリマー、ポリアミド、ポリエーテルサルフォン、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリアリレート等が挙げられる。基板２の材料として、樹脂材料を用いた場合、柔軟性に優れた有機ＥＬ素子１が得られるため好ましい。
基板２に用いられるガラス材料としては、石英ガラス、ソーダガラス等が挙げられる。
【００６８】
本実施形態の有機ＥＬ素子１では、電子注入層５の材料として、大気中で不安定な材料であるアルカリ金属等を用いない。このため、有機ＥＬ素子１の封止に用いる材料の水蒸気透過度が１×１０−３ｇ／ｍ２／ｄａｙ未満であれば、有機ＥＬ素子１の劣化を十分に抑制できる。したがって、有機ＥＬ素子１を封止する部材である基板２の材料として、例えば、水蒸気透過度が１×１０−３ｇ／ｍ２／ｄａｙ未満の樹脂材料などを用いることができる。また、本実施形態の有機ＥＬ素子１では、基板２の材料として樹脂材料を用いた場合であっても十分に耐久性が得られるので、例えば、樹脂材料からなる基板２の外側に、外部からの酸素や水の侵入を防止する特別なバリアコート層などを形成する必要はない。
【００６９】
有機ＥＬ素子１がボトムエミッション型のものである場合には、基板２の材料として、透明のものを用いる。
有機ＥＬ素子１がトップエミッション型のものである場合には、基板２の材料として、透明のものだけでなく、不透明のものも用いることができる。不透明基板としては、例えば、アルミナのようなセラミックス材料からなる基板、ステンレス鋼のような金属板の表面に酸化膜（絶縁膜）を形成した基板、樹脂材料で構成された基板等が挙げられる。
【００７０】
基板２の平均厚さは、基板２の材料等に応じて決定でき、０．１〜３０ｍｍであることが好ましく、０．１〜１０ｍｍであることがより好ましい。基板２の平均厚さは、デジタルマルチメーター、ノギスにより測定できる。
【００７１】
「陰極」
陰極３は、基板２上に直接接触して形成されている。
陰極３の材料としては、ＩＴＯ（インジウム酸化錫）、ＩＺＯ（インジウム酸化亜鉛）、ＦＴＯ（フッ素酸化錫）、Ｉｎ３Ｏ３、ＳｎＯ２、Ｓｂ含有ＳｎＯ２、Ａｌ含有ＺｎＯ等の酸化物等の導電材料が挙げられる。この中でも、陰極３の材料として、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＦＴＯを用いることが好ましい。
陰極３の平均厚さは、特に制限されないが、１０〜５００ｎｍであることが好ましく、１００〜２００ｎｍであることがより好ましい。
陰極３の平均厚さは、触針式段差計、分光エリプソメトリーにより測定できる。
【００７２】
「酸化物層」
酸化物層４は、電子注入層としての機能および／または陰極としての機能を備えている。
酸化物層４は、半導体もしくは絶縁体積層薄膜の層であり、単体の金属酸化物からなる層、二種類以上の金属酸化物を混合した層と単体の金属酸化物からなる層のいずれか一方または両方を積層した層、二種類以上の金属酸化物を混合した層である。
酸化物層４を形成する金属酸化物を構成する金属元素としては、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、ニオブ、タンタル、クロム、モリブデン、タングステン、マンガン、インジウム、ガリウム、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、カドミウム、アルミニウム、ケイ素が挙げられる。
【００７３】
酸化物層４が、二種類以上の金属酸化物を混合した層を含む場合、金属酸化物を構成する金属元素の少なくとも一つが、マグネシウム、アルミニウム、カルシウム、ジルコニウム、ハフニウム、ケイ素、チタン、亜鉛からなる層であることが好ましい。
酸化物層４が、単体の金属酸化物からなる層である場合、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化ハフニウム、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化亜鉛からなる群から選ばれる金属酸化物からなる層であることが好ましい。
【００７４】
酸化物層４が、二種類以上の金属酸化物を混合した層と単体の金属酸化物からなる層のいずれか一方または両方を積層した層、または二種類以上の金属酸化物を混合した層である場合、酸化チタン／酸化亜鉛、酸化チタン／酸化マグネシウム、酸化チタン／酸化ジルコニウム、酸化チタン／酸化アルミニウム、酸化チタン／酸化ハフニウム、酸化チタン／酸化ケイ素、酸化亜鉛／酸化マグネシウム、酸化亜鉛／酸化ジルコニウム、酸化亜鉛／酸化ハフニウム、酸化亜鉛／酸化ケイ素、酸化カルシウム／酸化アルミニウム、から選ばれる二種の金属酸化物の組合せを積層及び／又は混合したもの、酸化チタン／酸化亜鉛／酸化マグネシウム、酸化チタン／酸化亜鉛／酸化ジルコニウム、酸化チタン／酸化亜鉛／酸化アルミニウム、酸化チタン／酸化亜鉛／酸化ハフニウム、酸化チタン／酸化亜鉛／酸化ケイ素、酸化インジウム／酸化ガリウム／酸化亜鉛、から選ばれる三種の金属酸化物の組合せを積層及び／又は混合したものなどが挙げられる。
【００７５】
酸化物層４は、特殊な組成として良好な特性を示す酸化物半導体であるＩＧＺＯおよび／またはエレクトライドである１２ＣａＯ・７Ａｌ２Ｏ３を含むものであってもよい。  酸化物層４の平均厚さは、特に限定されないが、１〜１０００ｎｍであることが好ましく、２〜１００ｎｍであることがより好ましい。
酸化物層４の平均厚さは、触針式段差計、分光エリプソメトリーにより測定できる。
【００７６】
「電子注入層」
電子注入層５は、一般式（１）で表わされる有機金属錯体を含むものである。電子注入層５に含まれる一般式（１）で表わされる有機金属錯体は、一種のみであってもよいし、二種以上であってもよい。一般式（１）で表わされる有機金属錯体としては、上記一般式（４）で示される有機金属錯体を用いることが好ましい。
【００７７】
電子注入層５の平均厚さは、５〜１００ｎｍであることが好ましく、１０〜５０ｎｍであることがより好ましい。電子注入層５の平均厚さが５ｎｍ以上である場合、有機金属錯体を含む溶液を塗布する方法を用いて電子注入層５を形成することにより、表面の平滑な電子注入層５が得られ、有機ＥＬ素子１の製造時におけるリークを十分に防止できる。また、電子注入層５の平均厚さが１００ｎｍ以下である場合、電子注入層５を設けることによる有機ＥＬ素子１の駆動電圧の上昇を十分に抑制できる。
電子注入層５の平均厚さは、例えば、触針式段差計、分光エリプソメトリーにより測定できる。
【００７８】
「発光層」
発光層６を形成する材料としては、発光層６の材料として通常用いることのできるいずれの材料を用いてもよく、これらを混合して用いてもよい。具体的には、例えば、発光層６として、ビス［２−（２−ベンゾチアゾリル）フェノラト］亜鉛（ＩＩ）（Ｚｎ（ＢＴＺ）２）と、トリス［１−フェニルイソキノリン］イリジウム（ＩＩＩ）（Ｉｒ（ｐｉｑ）３）とを含むものとすることができる。
また、発光層６を形成する材料は、低分子化合物であってもよいし、高分子化合物であってもよい。なお、本発明において低分子材料とは、高分子材料（重合体）ではない材料を意味し、分子量が低い有機化合物を必ずしも意味するものではない。
【００７９】
発光層６を形成する高分子材料としては、例えば、トランス型ポリアセチレン、シス型ポリアセチレン、ポリ（ジ−フェニルアセチレン）（ＰＤＰＡ）、ポリ（アルキルフェニルアセチレン）（ＰＡＰＡ）のようなポリアセチレン系化合物；ポリ（パラ−フェンビニレン）（ＰＰＶ）、ポリ（２，５−ジアルコキシ−パラ−フェニレンビニレン）（ＲＯ−ＰＰＶ）、シアノ−置換−ポリ（パラ−フェンビニレン）（ＣＮ−ＰＰＶ）、ポリ（２−ジメチルオクチルシリル−パラ−フェニレンビニレン）（ＤＭＯＳ−ＰＰＶ）、ポリ（２−メトキシ，５−（２’−エチルヘキソキシ）−パラ−フェニレンビニレン）（ＭＥＨ−ＰＰＶ）のようなポリパラフェニレンビニレン系化合物；ポリ（３−アルキルチオフェン）（ＰＡＴ）、ポリ（オキシプロピレン）トリオール（ＰＯＰＴ）のようなポリチオフェン系化合物；ポリ（９，９−ジアルキルフルオレン）（ＰＤＡＦ）、ポリ（ジオクチルフルオレン−アルト−ベンゾチアジアゾール）（Ｆ８ＢＴ）、α，ω−ビス［Ｎ，Ｎ’−ジ（メチルフェニル）アミノフェニル］−ポリ［９，９−ビス（２−エチルヘキシル）フルオレン−２，７−ジル］（ＰＦ２／６ａｍ４）、ポリ（９，９−ジオクチル−２，７−ジビニレンフルオレニル−オルト−コ（アントラセン−９，１０−ジイル）のようなポリフルオレン系化合物；ポリ（パラ−フェニレン）（ＰＰＰ）、ポリ（１，５−ジアルコキシ−パラ−フェニレン）（ＲＯ−ＰＰＰ）のようなポリパラフェニレン系化合物；ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）（ＰＶＫ）のようなポリカルバゾール系化合物；ポリ（メチルフェニルシラン）（ＰＭＰＳ）、ポリ（ナフチルフェニルシラン）（ＰＮＰＳ）、ポリ（ビフェニリルフェニルシラン）（ＰＢＰＳ）のようなポリシラン系化合物；更には特願２０１０−２３０９９５号、特願２０１１−６４５７号に記載のホウ素化合物系高分子材料等が挙げられる。
【００８０】
発光層６を形成する低分子材料としては、例えば、配位子に２，２’−ビピリジン−４，４’−ジカルボン酸を持つ、３配位のイリジウム錯体、ファクトリス（２−フェニルピリジン）イリジウム（Ｉｒ（ｐｐｙ）３）、８−ヒドロキシキノリンアルミニウム（Ａｌｑ３）、トリス（４−メチル−８キノリノレート）アルミニウム（ＩＩＩ）（Ａｌｍｑ３）、８−ヒドロキシキノリン亜鉛（Ｚｎｑ２）、（１，１０−フェナントロリン）−トリス−（４，４，４−トリフルオロ−１−（２−チエニル）−ブタン−１，３−ジオネート）ユーロピウム（ＩＩＩ）（Ｅｕ（ＴＴＡ）３（ｐｈｅｎ））、２，３，７，８，１２，１３，１７，１８−オクタエチル−２１Ｈ，２３Ｈ−ポルフィンプラチナム（ＩＩ）のような各種金属錯体；ジスチリルベンゼン（ＤＳＢ）、ジアミノジスチリルベンゼン（ＤＡＤＳＢ）のようなベンゼン系化合物；ナフタレン、ナイルレッドのようなナフタレン系化合物；フェナントレンのようなフェナントレン系化合物；クリセン、６−ニトロクリセンのようなクリセン系化合物；ペリレン、Ｎ，Ｎ’−ビス（２，５−ジ−ｔ−ブチルフェニル）−３，４，９，１０−ペリレン−ジ−カルボキシイミド（ＢＰＰＣ）のようなペリレン系化合物；コロネンのようなコロネン系化合物；アントラセン、ビススチリルアントラセンのようなアントラセン系化合物；ピレンのようなピレン系化合物；４−（ジ−シアノメチレン）−２−メチル−６−（パラ−ジメチルアミノスチリル）−４Ｈ−ピラン（ＤＣＭ）のようなピラン系化合物；アクリジンのようなアクリジン系化合物；スチルベンのようなスチルベン系化合物；２，５−ジベンゾオキサゾールチオフェンのようなチオフェン系化合物；ベンゾオキサゾールのようなベンゾオキサゾール系化合物；ベンゾイミダゾールのようなベンゾイミダゾール系化合物；２，２’−（パラ−フェニレンジビニレン）−ビスベンゾチアゾールのようなベンゾチアゾール系化合物；ビスチリル（１，４−ジフェニル−１，３−ブタジエン）、テトラフェニルブタジエンのようなブタジエン系化合物；ナフタルイミドのようなナフタルイミド系化合物；クマリンのようなクマリン系化合物；ペリノンのようなペリノン系化合物；オキサジアゾールのようなオキサジアゾール系化合物；アルダジン系化合物；１，２，３，４，５−ペンタフェニル−１，３−シクロペンタジエン（ＰＰＣＰ）のようなシクロペンタジエン系化合物；キナクリドン、キナクリドンレッドのようなキナクリドン系化合物；ピロロピリジン、チアジアゾロピリジンのようなピリジン系化合物；２，２’，７，７’−テトラフェニル−９，９’−スピロビフルオレンのようなスピロ化合物；フタロシアニン（Ｈ２Ｐｃ）、銅フタロシアニンのような金属または無金属のフタロシアニン系化合物；更には特開２００９−１５５３２５号公報、特開２０１１−１８４４３０号および特願２０１１−６４５８号に記載のホウ素化合物材料等が挙げられる。
【００８１】
発光層６の平均厚さは、特に限定されないが、１０〜１５０ｎｍであることが好ましく、２０〜１００ｎｍであることがより好ましい。
発光層６の平均厚さは、触針式段差計により測定してもよいし、水晶振動子膜厚計により発光層６の成膜時に測定してもよい。
【００８２】
「正孔輸送層」
正孔輸送層７に用いる正孔輸送性有機材料としては、各種ｐ型の高分子材料（有機ポリマー）、各種ｐ型の低分子材料を単独または組み合わせて用いることができる。
具体的には、正孔輸送層７の材料として、例えば、Ｎ，Ｎ’−ジ（１−ナフチル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン（α−ＮＰＤ）、ポリアリールアミン、フルオレン−アリールアミン共重合体、フルオレン−ビチオフェン共重合体、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）、ポリビニルピレン、ポリビニルアントラセン、ポリチオフェン、ポリアルキルチオフェン、ポリヘキシルチオフェン、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）、ポリチニレンビニレン、ピレンホルムアルデヒド樹脂、エチルカルバゾールホルムアルデヒド樹脂またはその誘導体等が挙げられる。これらの正孔輸送層７の材料は、他の化合物との混合物として用いることもできる。一例として、正孔輸送層７の材料として用いられるポリチオフェンを含有する混合物として、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン／スチレンスルホン酸）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）等が挙げられる。
【００８３】
正孔輸送層７の平均厚さは、特に限定されないが、１０〜１５０ｎｍであることが好ましく、２０〜１００ｎｍであることがより好ましい。
正孔輸送層７の平均厚さは、例えば、触針式段差計、分光エリプソメトリーにより測定することができる。
【００８４】
「正孔注入層」
正孔注入層８は、無機材料からなるものであってもよいし、有機材料からなるものであってもよい。無機材料は、有機材料と比較して安定であるため、有機材料を用いた場合と比較して、酸素や水に対する高い耐性が得られやすい。
無機材料としては、特に制限されないが、例えば、酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）、酸化モリブテン（ＭｏＯ３）、酸化ルテニウム（ＲｕＯ２）等の金属酸化物を１種又は２種以上を用いることができる。
有機材料としては、ジピラジノ［２，３−ｆ：２‘，３’−ｈ］キノキサリン−２，３，６，７，１０，１１−ヘキサカルボニトリル（ＨＡＴ−ＣＮ）や２，３，５，６−テトラフルオロ−７，７，８，８−テトラシアノ−キノジメタン（Ｆ４−ＴＣＮＱ）等を用いることができる。
【００８５】
正孔注入層８の平均厚さは、特に限定されないが、１〜１０００ｎｍであることが好ましく、５〜５０ｎｍであることがより好ましい。
正孔注入層８の平均厚さは、水晶振動子膜厚計により成膜時に測定することができる。
【００８６】
「陽極」
陽極９に用いられる材料としては、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌまたはこれらを含む合金等が挙げられる。この中でも、陽極９の材料として、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌを用いることが好ましい。
陽極９の平均厚さは、特に限定されないが、１０〜１０００ｎｍであることが好ましく、３０〜１５０ｎｍであることがより好ましい。また、陽極９の材料として不透過な材料を用いる場合でも、例えば、平均厚さを１０〜３０ｎｍ程度にすることで、トップエミッション型の有機ＥＬ素子における透明な陽極として使用できる。
陽極９の平均厚さは、水晶振動子膜厚計により陽極９の成膜時に測定できる。
【００８７】
「封止」
図１に示す有機ＥＬ素子１は、必要に応じて、封止されていてもよい。
例えば、図１に示す有機ＥＬ素子１は、有機ＥＬ素子１を収容する凹状の空間を有する封止容器（不図示）と、封止容器の縁部と基板２とを接着する接着剤とによって封止されていてもよい。また、例えば、図１に示す有機ＥＬ素子１は、陽極９上に配置された板部材（不図示）と、板部材の陽極９と対向する側の縁部に沿って配置された枠部材（不図示）とからなる封止部材と、板部材と枠部材との間および枠部材と基板２との間とを接着する接着剤とを用いて封止されていてもよい。
【００８８】
封止容器または封止部材を用いて有機ＥＬ素子１を封止する場合、封止容器内または封止部材の内側に、水分を吸収する乾燥材を配置してもよい。また、封止容器または封止部材として、水分を吸収する材料を用いてもよい。また、封止された封止容器内または封止部材の内側には、空間が形成されていてもよい。
【００８９】
図１に示す有機ＥＬ素子１を封止する場合に用いる封止容器または封止部材の材料としては、樹脂材料、ガラス材料等を用いることができる。封止容器または封止部材に用いられる樹脂材料およびガラス材料としては、基板２に用いる材料と同様のものが挙げられる。なお、封止部材の板部材と枠部材とは同じ材料であってもよいし、異なる材料であってもよい。
本実施形態の有機ＥＬ素子１では、電子注入層５の材料として、大気中で不安定な材料であるアルカリ金属等を用いない。このため、封止容器または封止部材の水蒸気透過度が１×１０−３ｇ／ｍ２／ｄａｙ未満であれば、有機ＥＬ素子１の劣化を十分に抑制できる。したがって、封止容器または封止部材の材料として、水蒸気透過度が１×１０−３ｇ／ｍ２／ｄａｙ未満の樹脂材料を用いることが可能である。
【００９０】
「有機ＥＬ素子の製造方法」
次に、本発明の有機ＥＬ素子の製造方法の一例として、図１に示す有機ＥＬ素子１の製造方法を説明する。
図１に示す有機ＥＬ素子１を製造するには、まず、基板２上に陰極３を形成する。
陰極３は、スパッタ法、真空蒸着法、ゾルゲル法、スプレー熱分解（ＳＰＤ）法、原子層堆積（ＡＬＤ）法、気相成膜法、液相成膜法等により形成することができる。陰極３の形成には、金属箔を接合する方法を用いてもよい。
【００９１】
次に、陰極３上に無機の酸化物層４を形成する。
酸化物層４は、例えば、スプレー熱分解法、ゾルゲル法、スパッタ法、真空蒸着法等の方法を用いて形成する。このようにして形成された酸化物層４の表面は、平滑ではなく凹凸を有するものとなる場合がある。酸化物層４はなくてもよい。
【００９２】
次に、酸化物層４上に電子注入層５を形成する。
電子注入層５は、一般式（１）で示される有機金属錯体を含む溶液を塗布することにより形成することが好ましい。
一般式（１）で示される有機金属錯体を含む溶液は、一般式（１）で示される有機金属錯体を溶媒に溶解することにより得られる。
【００９３】
一般式（１）で示される有機金属錯体を溶解するために用いる溶媒としては、例えば、無機溶媒や有機溶媒、またはこれらを含む混合溶媒等を用いることができる。
無機溶媒としては、例えば、硝酸、硫酸、アンモニア、過酸化水素、水、二硫化炭素、四塩化炭素、エチレンカーボネイト等が挙げられる。
【００９４】
有機溶媒としては、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、アセトン、ジエチルケトン、メチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）、メチルイソプロピルケトン（ＭＩＰＫ）、シクロヘキサノン等のケトン系溶媒、メタノール、エタノール、イソプロパノール、エチレングリコール、ジエチレングリコール（ＤＥＧ）、グリセリン等のアルコール系溶媒、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、１，２−ジメトキシエタン（ＤＭＥ）、１，４−ジオキサン、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、テトラヒドロピラン（ＴＨＰ）、アニソール、ジエチレングリコールジメチルエーテル（ジグリム）、ジエチレングリコールエチルエーテル（カルビトール）等のエーテル系溶媒、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、フェニルセロソルブ等のセロソルブ系溶媒、ヘキサン、ペンタン、ヘプタン、シクロヘキサン等の脂肪族炭化水素系溶媒、トルエン、キシレン、ベンゼン等の芳香族炭化水素系溶媒、ピリジン、ピラジン、フラン、ピロール、チオフェン、メチルピロリドン等の芳香族複素環化合物系溶媒、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡ）等のアミド系溶媒、クロロベンゼン、ジクロロメタン、クロロホルム、１，２−ジクロロエタン等のハロゲン化合物系溶媒、酢酸エチル、酢酸メチル、ギ酸エチル等のエステル系溶媒、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、スルホラン等の硫黄化合物系溶媒、アセトニトリル、プロピオニトリル、アクリロニトリル等のニトリル系溶媒、ギ酸、酢酸、トリクロロ酢酸、トリフルオロ酢酸等の有機酸系溶媒のような各種有機溶媒等が挙げられる。
【００９５】
一般式（１）で示される有機金属錯体を含む溶液を塗布する方法としては、例えば、スピンコート法、キャスティング法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ワイヤーバーコート法、ディップコート法、スプレーコート法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、インクジェット印刷法等の各種塗布法を用いることができる。
【００９６】
また、本実施形態の電子注入層５では、有機金属錯体の電子輸送性によって、例えば、ポリエチレンイミンからなる電子注入層と比較して、電子注入層５を設けることによる有機ＥＬ素子１の駆動電圧の上昇を抑制できる。このため、電子注入層５の被形成面（本実施形態においては酸化物層４の上面）に形成されている凹凸を覆って平滑な表面を得るために、十分な厚みで電子注入層５を形成できる。
【００９７】
次に、電子注入層５上に、発光層６と、正孔輸送層７とをこの順で形成する。
発光層６および正孔輸送層７の形成方法は、特に限定されず、発光層６または正孔輸送層７に用いられる材料の特性に合わせて、従来公知の種々の形成方法を適宜用いることができる。
【００９８】
具体的には、発光層６および正孔輸送層７を形成する方法として、発光層６または正孔輸送層７となる有機化合物を含む有機化合物溶液を塗布する塗布法、真空蒸着法、ＥＳＤＵＳ（Ｅｖａｐｏｒａｔｉｖｅ  Ｓｐｒａｙ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ  ｆｒｏｍ  Ｕｌｔｒａ−ｄｉｌｕｔｅ  Ｓｏｌｕｔｉｏｎ）法などが挙げられる。これらの発光層６および正孔輸送層７の形成方法の中でも特に、塗布法を用いることが好ましい。なお、発光層６または正孔輸送層７となる有機化合物の溶媒溶解性が低い場合には、真空蒸着法、ＥＳＤＵＳ法を用いることが好ましい。
【００９９】
塗布法を用いて発光層６および正孔輸送層７を形成する場合には、発光層６または正孔輸送層７となる有機化合物を溶媒に溶解することにより、発光層６または正孔輸送層７となる有機化合物を含む有機化合物溶液を形成する。
発光層６または正孔輸送層７となる有機化合物を溶解するために用いる溶媒は、電子注入層５を形成する際に、一般式（１）で示される有機金属錯体を溶解するために用いる溶媒と、同様のものを用いることができる。
【０１００】
発光層６または正孔輸送層７となる有機化合物を溶解するために用いる溶媒は、上記の溶媒の中でも、非極性溶媒が好適である。具体的には、例えば、キシレン、トルエン、シクロヘキシルベンゼン、ジハイドロベンゾフラン、トリメチルベンゼン、テトラメチルベンゼン等の芳香族炭化水素系溶媒、ピリジン、ピラジン、フラン、ピロール、チオフェン、メチルピロリドン等の芳香族複素環化合物系溶媒、ヘキサン、ペンタン、ヘプタン、シクロヘキサン等の脂肪族炭化水素系溶媒等が好ましく、これらを単独または混合して用いることができる。
【０１０１】
発光層６または正孔輸送層７となる有機化合物を含む有機化合物溶液を塗布する方法としては、スピンコート法、キャスティング法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ワイヤーバーコート法、ディップコート法、スプレーコート法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、インクジェット印刷法等の各種塗布法を用いることができる。これらの塗布法の中でも、膜厚をより制御しやすいという点で、スピンコート法やスリットコート法を用いることが好ましい。
【０１０２】
次に、正孔輸送層７上に正孔注入層８と、陽極９とをこの順に形成する。
正孔注入層８が無機材料からなるものである場合、正孔注入層８は、例えば、酸化物層４と同様にして形成できる。
正孔注入層８が有機材料からなるものである場合、正孔注入層８は、例えば、発光層６および正孔輸送層７と同様にして形成できる。
陽極９は、例えば、陰極３と同様にして形成できる。
以上の工程により、図１に示す有機ＥＬ素子１が得られる。
【０１０３】
「封止方法」
図１に示す有機ＥＬ素子１を封止する場合には、有機ＥＬ素子の封止に用いられる通常の方法を使用して封止できる。
例えば、不活性ガス中で、有機ＥＬ素子１を収容する凹状の空間を有する封止容器内に有機ＥＬ素子１を配置し、封止容器の縁部と基板２とを接着剤で接着する方法を用いることができる。また、例えば、有機ＥＬ素子１の陽極９上に、板部材と、板部材の陽極９と対向する側の縁部に沿って配置された枠部材とからなる封止部材を配置し、板部材と枠部材との間および枠部材と基板２との間を接着剤で接着する方法を用いてもよい。
【０１０４】
図１に示す有機ＥＬ素子１は、上記一般式（１）で示される有機金属錯体を含む電子注入層５を有している。このため、図１に示す有機ＥＬ素子１では、陰極３から発光層６への電子注入が促進される。以下、この理由を、一般式（１）で示される有機金属錯体の具体例である上記一般式（４）で示される有機金属錯体を例に挙げて、図２を用いて説明する。
図２は、本発明の有機ＥＬ素子中での有機金属錯体の配向を説明するための説明図であり、無機の酸化物層上の有機金属錯体の分子模型（分子モデル）を示した斜視図である。図２において、原子を球で示し、原子間の結合を棒で示している。また、図２における小さい球は水素原子を示し、表記のない大きい球は炭素原子を示している。
【０１０５】
図２および上記一般式（４）で示される有機金属錯体は、一般式（１）におけるｎが２のものである。図２に示すように、この有機金属錯体は、金属原子Ｍに、配位子として２つの７，８−ベンゾキノリンの窒素原子が配位している（一般式（１）における窒素原子から金属原子Ｍへの点線）ことによって、大きな分子内双極子を有する。また、この有機金属錯体中のアミノ基は、７，８−ベンゾキノリンのピリジン環（一般式（１）におけるＱ１）と結合していないベンゼン環（一般式（１）におけるＱ２）に結合されている、連結基Ｌとしてのトリメチレンレン基（−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−）の末端に結合されている。
【０１０６】
一般式（４）で示される有機金属錯体を含む電子注入層５を、酸化物層４に接して形成すると、図２に示すように、有機金属錯体中のアミノ基と酸化物層４の材料とが配位結合して双極子（界面双極子）が生じるとともに、有機金属錯体中のアミノ基が酸化物層４に近接して配置される。そして、有機金属錯体内におけるアミノ基と、金属原子Ｍと配位子との配位結合との位置関係によって、図２に示すように、有機金属錯体が特定の向きに配向する。すなわち、有機金属錯体は、７，８−ベンゾキノリンのピリジン環側が酸化物層４から遠く、ピリジン環と結合していないベンゼン環側が酸化物層４に近い向きに配向される。
【０１０７】
その結果、図２に示すように、有機金属錯体の金属原子Ｍと２つの配位子との配位結合によって生じる２つの双極子（分子内双極子）を足し合わせたベクトルは、陰極３側から発光層６側に向かう方向になる。しかも、図２に示すように、分子内双極子の向きは、アミノ基と酸化物層４の材料との配位結合によって生じる界面双極子の向きと同じである。したがって、有機金属錯体を含む電子注入層５全体の双極子モーメント（ベクトル）は、分子内双極子と界面双極子とが足し合わされて、陰極３側から発光層６側に向かう方向となる。よって、電子注入層５を有する有機ＥＬ素子１では、陰極３から発光層６への電子注入が促進される。
【０１０８】
本発明者は、上記一般式（４）で示される有機金属錯体の分子内双極子を、Ｇａｕｓｓｉａｎ０３プログラムを用いた分子軌道計算により見積った。その結果、この有機金属錯体の分子内双極子の値は、５．５Ｄｅｂｙｅであり、極めて大きいものであった。このことは、有機ＥＬ素子の電子注入層の材料として、上記一般式（４）で示される有機金属錯体を用いることで、従来は難しかった大きな障壁を超えることが可能であることを示している。
【０１０９】
なお、有機ＥＬ素子１の酸化物層４が形成されていない場合には、陰極３と電子注入層５に含まれる有機金属錯体のアミノ基との配位結合によって界面双極子が生じる。この場合も、酸化物層４が形成されている場合と同様に、有機金属錯体の金属原子Ｍと２つの配位子との配位結合によって生じる２つの双極子（分子内双極子）を足し合わせたベクトルは、陰極３側から発光層６側に向かう方向になる。また、陰極３と電子注入層５とが接している場合も、酸化物層４が形成されている場合と同様に、界面双極子の向きが、陰極３側から発光層６側に向かう方向となる。
【０１１０】
上述したように、電子注入層５を有する有機ＥＬ素子１では、陰極３から発光層６への電子注入が促進されるため、低い駆動電圧で、高い発光効率が得られる。
また、図１に示す有機ＥＬ素子１において、陰極３と電子注入層５との間に無機の酸化物層４が形成されている場合には、陰極３からの電子注入をより一層促進できる。
従来、一般的な逆構造の有機ＥＬ素子においては、電子注入層の基板側に、電子注入を促進するための酸化物層を形成していた（例えば、非特許文献６参照）。これに対し、本実施形態の有機ＥＬ素子１では、陰極３と電子注入層５との間に無機の酸化物層４を形成しなくても、充分に陰極３から発光層６への電子注入を促進できる。酸化物層４を形成しない場合には、生産性が向上するため好ましい。また、無機の酸化物層４として、電子注入を促進する機能を有していないものを形成してもよい。
【０１１１】
また、電子注入層５に含まれる有機金属錯体は、ＮＨ結合を含むアミノ基を含む材料と比較して、電気的に安定である。このため、図１に示す有機ＥＬ素子１は、電子注入層５の劣化に起因する劣化が生じにくく、連続駆動した際の耐久性に優れ、寿命の長いものとなる。
さらに、図１に示す有機ＥＬ素子１は、アルカリ金属を含む電子注入層を有する有機ＥＬ素子と比較して、酸素や水に対する耐性が高いものであるため、厳密な封止の必要がない。このため、有機ＥＬ素子１において、基板２の材料と、封止容器または封止部材の材料の一方または両方に樹脂材料を用いることにより、柔軟性に優れた有機ＥＬ素子１を得ることができる。
【０１１２】
また、図１に示す有機ＥＬ素子１は、逆構造の有機ＥＬ素子（ｉＯＬＥＤ素子）である。ｉＯＬＥＤ素子は、基板と発光層との間に陽極が配置された順構造の有機ＥＬ素子と比較して、陽極から発光層に注入する正孔の速度が早く、陰極から発光層に注入する電子の速度が遅くなりやすい。このため、従来、逆構造の有機ＥＬ素子では、陽極から注入される正孔を発光に充分に活用できない場合があった。
これに対し、本実施形態の有機ＥＬ素子１は、上記一般式（１）で示される有機金属錯体を含む電子注入層５を有しているため、陰極３から発光層６への電子の注入速度が速く、陽極９から注入される正孔を発光に充分に活用できる。
【０１１３】
また、本実施形態において、一般式（１）で示される有機金属錯体を含む溶液を塗布する方法により電子注入層５を形成した場合、塗布法以外の他の方法を用いて電子注入層５を形成した場合と比較して、有機金属錯体のアミノ基の窒素原子の電荷が酸化物層４と配位結合を形成しやすい。このため、電子注入層５全体の双極子モーメントが陰極３側から発光層６側に向かう方向となるように、有機金属錯体が配向されやすい。したがって、より一層陰極３から発光層６への電子注入効果の高い電子注入層５が得られる。
【０１１４】
また、本実施形態において、一般式（１）で示される有機金属錯体を含む溶液を塗布する方法により電子注入層５を形成した場合、塗布法以外の他の方法を用いて電子注入層５を形成した場合と比較して、表面の平滑な電子注入層５が得られる。その結果、電子注入層５を形成した後に形成される発光層６の結晶化が抑制され、均一な面発光が得られるとともに、リーク電流の抑制された有機ＥＬ素子１が得られる。
【０１１５】
また、本実施形態において、無機の酸化物層４上に、有機金属錯体を含む溶液を塗布する方法により電子注入層５を形成した場合、酸化物層４の表面が凹凸を有するものであっても、形成された電子注入層５の表面は平滑なものとなる。したがって、本実施形態において形成した酸化物層４の表面が凹凸を有するものであって、電子注入層５を形成した後に形成される発光層６として結晶化しやすい材料を用いたとしても、発光層６の結晶化を効果的に抑制できる。
【０１１６】
「他の例」
図３は、本発明の有機ＥＬ素子の他の例を説明するための概略断面図である。図３に示す有機ＥＬ素子１１と、図１に示す有機ＥＬ素子１とが異なるところは、図１に示す有機ＥＬ素子１における電子注入層５と発光層６との間に、電子輸送層１０を備える点のみである。このため、図３に示す有機ＥＬ素子１１において、図１に示す有機ＥＬ素子１と同じ部材については同じ符号を付し、説明を省略する。
【０１１７】
電子輸送層１０の材料としては、電子輸送層の材料として通常用いることができるいずれの材料を用いてもよい。
具体的には、電子輸送層１０の材料として、フェニル−ディピレニルホスフィンオキサイド（ＰＯＰｙ２）のようなホスフィンオキサイド誘導体、トリス−１，３，５−（３’−（ピリジン−３’’−イル）フェニル）ベンゼン（ＴｍＰｙＰｈＢ）のようなピリジン誘導体、（２−（３−（９−カルバゾリル）フェニル）キノリン（ｍＣＱ））のようなキノリン誘導体、２−フェニル−４，６−ビス（３，５−ジピリジルフェニル）ピリミジン（ＢＰｙＰＰＭ）のようなピリミジン誘導体、ピラジン誘導体、バソフェナントロリン（ＢＰｈｅｎ）のようなフェナントロリン誘導体、２，４−ビス（４−ビフェニル）−６−（４’−（２−ピリジニル）−４−ビフェニル）−［１，３，５］トリアジン（ＭＰＴ）のようなトリアジン誘導体、３−フェニル−４−（１’−ナフチル）−５−フェニル−１，２，４−トリアゾール（ＴＡＺ）のようなトリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、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）のようなオキサジアゾール誘導体、２，２’，２’’−（１，３，５−ベントリイル）−トリス（１−フェニル−１−Ｈ−ベンズイミダゾール）（ＴＰＢＩ）のようなイミダゾール誘導体、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、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）、トリス（８−ヒドロキシキノリナト）アルミニウム（Ａｌｑ３）などに代表される各種金属錯体、２，５−ビス（６’−（２’，２’’−ビピリジル））−１，１−ジメチル−３，４−ジフェニルシロール（ＰｙＰｙＳＰｙＰｙ）等のシロール誘導体に代表される有機シラン誘導体等が挙げられ、これらの１種又は２種以上を用いることができる。これらの電子輸送層１０の材料の中でも、特に、ＰＯＰｙ２のようなホスフィンオキサイド誘導体、Ａｌｑ３のような金属錯体、ＴｍＰｙＰｈＢのようなピリジン誘導体を用いることが好ましい。
【０１１８】
電子輸送層１０の平均厚さは、特に限定されないが、１０〜１５０ｎｍであることが好ましく、２０〜１００ｎｍであることが、より好ましい。
電子輸送層１０の平均厚さは、触針式段差計、分光エリプソメトリーにより測定できる。
電子輸送層１０の形成方法は、特に限定されず、電子輸送層１０に用いられる材料の特性に合わせて、従来公知の種々の形成方法を適宜用いることができる。
【０１１９】
図３に示す有機ＥＬ素子１１は、図１に示す有機ＥＬ素子１と同様に、上記一般式（１）で示される有機金属錯体を含む電子注入層５を有している。したがって、図３に示す有機ＥＬ素子１１においても、電子注入層５の優れた電子注入性によって、低い駆動電圧で、高い発光効率が得られる。しかも、電子注入層５の劣化に起因する劣化が生じにくく、連続駆動した際の耐久性に優れ、寿命の長いものとなる。
【０１２０】
本発明の有機ＥＬ素子は、図１または図３に示す有機ＥＬ素子に限定されるものではない。
具体的には、本発明の有機金属錯体を用いた有機ＥＬ素子においては、基板２上に、陰極３と、電子注入層５と、発光層６と、陽極９とが形成されていればよく、無機の酸化物層４、電子輸送層、正孔輸送層、正孔注入層は、必要に応じて形成すればよい。
また、本発明の有機ＥＬ素子は、図１または図３に示す各層の間に他の層を有していてもよい。また、図１または図３に示す、陰極３、酸化物層４、電子注入層５、電子輸送層、発光層６、正孔輸送層７、正孔注入層８、陽極９の各層は、１層からなるものであってもよく、２層以上からなるものであってもよい。
【０１２１】
なお、上記構成の有機ＥＬ素子１、１１が、正孔輸送層７、正孔注入層８のいずれか一方のみを有する場合には、当該一方の層が発光層６と陽極９とに隣接して積層されることになり、正孔輸送層７と正孔注入層８の両方が設けられていない場合には、発光層６と陽極９とが隣接して積層されることになる。
【０１２２】
本発明の有機ＥＬ素子においては、有機ＥＬ素子の特性をさらに向上させる等の理由から、必要に応じて例えば、正孔阻止層、電子素子層などを有していてもよい。
これらの層を形成するための材料としては、これらの層を形成するために通常用いられる材料を用いることができる。また、これらの層を形成する方法としては、これらの層を形成するために通常用いられる方法を用いることができる。
【０１２３】
また、上述した実施形態では、基板２と発光層６との間に陰極３が配置された逆構造の有機ＥＬ素子（ｉＯＬＥＤ素子）を例に挙げて説明したが、基板と発光層との間に陽極が配置された順構造のものであってもよい。
【０１２４】
なお、順構造の有機ＥＬ素子では、通常、発光層の上に電子注入層を形成する。この場合であっても、電子注入層上に形成される酸化物層（または陰極）と電子注入層に含まれる有機金属錯体のアミノ基との配位結合によって界面双極子が生じる。そして、この場合も、図１に示す有機ＥＬ素子１において酸化物層４上に電子注入層５を形成した場合と同様に、有機金属錯体の金属原子Ｍと配位子との配位結合によって生じる双極子（分子内双極子）の向き、および界面双極子の向きが、陰極３側から発光層６側に向かう方向となる。
【０１２５】
本発明の有機ＥＬ素子は、発光層などの材料を適宜選択することによって発光色を変化させることができるし、カラーフィルター等を併用して所望の発光色を得ることもできる。そのため、表示装置の発光部位や照明装置として好適に用いることができる。
【０１２６】
本発明の表示装置は、本発明の有機金属錯体を含む電子注入性および耐久性に優れた電子注入層を有する有機ＥＬ素子を備える。このため、表示装置として好ましいものである。
また、本発明の照明装置は、本発明の有機金属錯体を含む電子注入性および耐久性に優れた電子注入層を有する有機ＥＬ素子を備える。このため、照明装置として好ましいものである。
【０１２７】
本発明の有機金属錯体は、上述した実施形態に限定されるものではなく、例えば、非特許文献３・５においてポリエチレンイミンがその他のデバイス（太陽電池・照明・トランジスタ）に使われているのと同様に、有機薄膜太陽電池などのデバイスに用いることができる。
本発明の有機薄膜太陽電池は、本発明の有機金属錯体を含む電子注入性および耐久性に優れた電子注入層を備える。したがって、有機薄膜太陽電池として好ましいものである。
【実施例】
【０１２８】
以下、実施例を掲げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、「％」は「モル％」を意味するものとする。
【０１２９】
「有機金属錯体の合成方法」
以下に示す方法により、上記一般式（１）で示される有機金属錯体の具体例である上記一般式（４）で示される有機金属錯体を合成した。
２００ｍＬ反応器に、下記一般式（２００）で示される化合物（１０ｇ，５１．２ｍｍｏｌ，１．０ｅｑ．（当量））と、無水ＤＭＦ（Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド）（１００ｍＬ）とを加えた。得られた溶液に室温で水素化ナトリウム（２．４６ｇ，６１．５ｍｍｏｌ，１．２ｅｑ．）を加えて、１時間撹拌した。その後、アリールブロミド（６．５ｍＬ，７６．８ｍｍｏｌ，１．５ｅｑ．）を滴下し、室温で1時間撹拌し、反応溶液を水（５００ｍＬ）に投入し、酢酸エチル（１００ｍＬ）で２回抽出した。その後、有機層を水、飽和食塩水で順次洗浄し、無水ＭｇＳＯ４を用いて乾燥した後、この溶液を濃縮して褐色の粘帖な液体（１４．９ｇ）を得た。
これをＩＰＥ（イソプロピルエーテル）とヘキサンを用いて再結晶を行い、ベージュ色の粉末である下記一般式（２０１）で示される化合物（１２．２ｇ，５１．９ｍｍｏｌ，ｑｕａｎｔ）を得た。
【０１３０】
次に、１００ｍＬ反応器に、下記一般式（２０１）で示される化合物（１ｇ，４．２５ｍｍｏｌ，１．０ｅｑ．）と、ジエチレングリコール（３０ｍＬ）とを加え、２００℃で１８時間加熱撹拌した。得られた反応溶液に水（２００ｍＬ）を加えてクエンチし、酢酸エチル（５０ｍＬ）加えて水層と有機層の２層に分けた。そして、水層を酢酸エチル（５０ｍＬ）で２回抽出し、有機層を集めて水、飽和食塩水で順次洗浄し、無水ＭｇＳＯ４を用いて乾燥した。その後、この溶液を濃縮して薄黄色の液体（０．８７ｇ）を得た。
これをカラムクロマトグラフィーで精製（ＳｉＯ２：４０ｇ，ヘプタン／酢酸エチル＝７／１→５／１）し、薄黄色の液体である、下記一般式（２０２）で示される化合物（０．５７ｇ，２．４２ｍｍｏｌ，収率５６％）を得た。
【０１３１】
【化１２】
2019080078.tif 000013
【０１３２】
２００ｍＬ反応器に、上記一般式（２０２）で示される化合物（５ｇ，２１．３ｍｍｏｌ，１．０ｅｑ．）と、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）（３０ｍＬ）とを加えた。この溶液を５℃に冷却し、３ｍｏｌ／Ｌの濃度でＭｅＭｇＢｒ（メチルマグネシウムブロミド）を含むＥｔ２Ｏ（ジエチルエーテル）溶液（７．８ｍＬ，２３．４ｍｍｏｌ，１．１ｅｑ．）を加え３０分間撹拌した。この黄色溶液に、０．５ｍｏｌ／Ｌの濃度で９−ＢＢＮ（９−ボラビシクロ［３．３．１］ノナン）を含むＴＨＦ溶液（５５ｍＬ，２７．６ｍｍｏｌ，１．３ｅｑ．）をゆっくり加え、５℃で1時間撹拌した。この溶液に６Ｎ−ＮａＯＨａｑ．（２０ｍＬ）と３０％Ｈ２Ｏ２（１０ｍＬ）とを順次加え、そのまま激しく３０分間撹拌した。得られた反応溶液を１０％の塩化アンモニア水で中和し、酢酸エチル（６０ｍＬ）で２回抽出した。その後、有機層を集めてチオ硫酸ナトリウム水溶液、水、飽和食塩水で洗浄し、無水ＭｇＳＯ４を用いて乾燥した後、この溶液を濃縮し、褐色の粘帖な液体（６．３ｇ）を得た。
これをカラムクロマトグラフィーで精製（ＳｉＯ２＝２００ｇ，ヘキサン／酢酸エチル＝３／１→１／１）し、黄褐色の粘帖な液体である、下記一般式（２０５）で示される化合物（４．４７ｇ，１７．６ｍｍｏｌ，収率８２％）を得た。
【０１３３】
次に、１００ｍＬ反応器に、下記一般式（２０５）で示される化合物（４．４７ｇ，１７．６ｍｍｏｌ，１．０ｅｑ．）と、Ｅｔ３Ｎ（トリエチルアミン）（７．３４ｍＬ，５２．９ｍｍｏｌ，３．０ｅｑ．）と、ＴＨＦ（４５ｍＬ）とを加え、５℃に冷却した。この溶液にメタンスルホニルクロリド（３．０２ｍＬ，３８．８ｍｍｏｌ，２．２ｅｑ．）を滴下し、このまま1時間攪拌した。得られた反応溶液を水（１００ｍＬ）に投入し、酢酸エチルで抽出し、有機層を水、飽和食塩水で洗浄し、乾燥、濃縮して褐色の液体（６．２５ｇ）を得た。
これをカラムクロマトグラフィーで精製（ＳｉＯ２＝２１０ｇ，ヘキサン／酢酸エチル＝１／１→１／２）し、赤黄色の粘帖な液体である、下記一般式（２０６）で示される化合物（５．３ｇ）を得た。
【０１３４】
【化１３】
2019080078.tif 000014
【０１３５】
次に、１００ｍＬオートクレーブに、上記一般式（２０６）で示される化合物（１．２７ｇ，３．８３ｍｍｏｌ，１．０ｅｑ．）と、１０ｗｔ／Ｖ％のジメチルアミン−メタノール溶液（３０ｍＬ）とを加え、８０℃で３時間加熱撹拌し、薄層クロマトグラフィー（ＴＬＣ）にて分析して原料消失を確認した。得られた黄色溶液を濃縮し、残渣を水（５０ｍＬ）に投入し、酢酸エチルで抽出した。そして、有機層を水、飽和食塩水で洗浄し、乾燥、濃縮して褐色の液体（１．０１ｇ）を得た。
これをカラムクロマトグラフィーで精製（ＮＨ−ＳｉＯ２＝５０ｇ，ヘキサン／酢酸エチル＝１／１）し、薄黄色の粘帖な液体である、下記一般式（２０７）で示される化合物（０．９１ｇ，３．２５ｍｍｏｌ，収率８４％）を得た。
【０１３６】
次に、１００ｍＬ反応器に下記一般式（２０７）で示される化合物（０．５３ｇ，１．８９ｍｍｏｌ，２．０ｅｑ．）と、メタノール（１５ｍＬ）と、ナトリウムメトキシド（０．９５ｍＬ，４．７３ｍｍｏｌ，５ｅｑ．）と、蒸留水（２ｍＬ）とを加え、５０℃に昇温した。この溶液に、蒸留水（２ｍＬ）に溶解させたＢｅＳＯ４・２Ｈ２Ｏ（０．１６７ｇ，０．９４５ｍｍｏｌ，１．０ｅｑ．）をゆっくり滴下した。その後、５０℃で０．５時間撹拌し、蒸留水（１５ｍＬ）加えた。放冷後、得られた黄色懸濁液を濾過した。濾液を７日間、５℃で保管し、析出した結晶を濾過し、水、少量の冷却したメタノールにて洗浄し、高真空下で乾燥し、黄色の固体である、上記一般式（４）で示される有機金属錯体（０．２５ｇ，０．４４ｍｍｏｌ，収率４６％）を得た。
【０１３７】
上記一般式（４）で示される有機金属錯体の同定は、１Ｈ−ＮＭＲを用いて行った。  １Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ：１．８７（ｑｕｉｎ.，Ｊ＝７．２，７．６，８．０Ｈｚ、２Ｈ），２．１０（ｓ，６Ｈ），２．３１（ｔ，Ｊ＝７．２，８．０Ｈｚ），２．８３−３．１１（ｍ、２Ｈ），７．２６−７．２９（ｍ，２Ｈ），７．５４（ｄ，Ｊ＝８．８Ｈｚ，１Ｈ），７．６９（ｄ，Ｊ＝８．０Ｈｚ，１Ｈ），７．８７（ｄ，Ｊ＝９．２Ｈｚ，１Ｈ），８．２３−８．２５（ｍ，２Ｈ）．
【０１３８】
【化１４】
2019080078.tif 000015
【０１３９】
（実施例１「素子１」）
（有機ＥＬ素子の作製）
以下に示す方法により、図１に示す有機ＥＬ素子１を製造し、評価した。
［工程１］
基板２として、ＩＴＯからなる厚み１５０ｎｍ、幅３ｍｍのパターニングされた電極（陰極３）が形成されている平均厚さ０．７ｍｍの市販されている透明ガラス基板を用意した。
そして、陰極３を有する基板２を、アセトン中、イソプロパノール中でそれぞれ１０分間ずつ超音波洗浄し、イソプロパノール中で５分間煮沸した。その後、陰極３を有する基板２を、イソプロパノール中から取り出し、窒素ブローにより乾燥させ、ＵＶオゾン洗浄を２０分間行った。
【０１４０】
［工程２］
［工程１］において洗浄した陰極３の形成されている基板２を、亜鉛金属ターゲットを持つミラトロンスパッタ装置の基板ホルダーに固定した。スパッタ装置のチャンバー内を、約１×１０−４Ｐａの圧力となるまで減圧した後、アルゴンと酸素を導入した状態でスパッタし、基板２の陰極３上に膜厚約２ｎｍの酸化亜鉛層を作製した。なお、酸化亜鉛層を作製する際には、電極取り出しのために、メタルマスクを用いて、ＩＴＯ電極（陰極３）上の一部に酸化亜鉛が成膜されないようにした。その後、陰極３上に酸化亜鉛層の形成された基板２を、大気中で４００℃にセットしたホットプレートで１時間焼成することにより、酸化亜鉛層（酸化物層４）を形成した。
【０１４１】
［工程３］
次に、以下に示す方法により、酸化物層４上に、上記一般式（４）で示される有機金属錯体を含む電子注入層５を形成した。
まず、上述した有機金属錯体の合成方法により合成した一般式（４）で示される有機金属錯体をトルエンに溶解し、０．５重量％のトルエン溶液を作製した。次に、［工程２］で作製した陰極３および酸化物層４の形成されている基板２をスピンコーターに設置した。そして、有機金属錯体の０．５重量％トルエン溶液を酸化物層４上に滴下しながら、基板２を毎分２０００回転で３０秒間回転させて電子注入層５を形成した。得られた電子注入層５の平均厚さは３０ｎｍであった。
【０１４２】
［工程４］
次に、電子注入層５までの各層が形成された基板２を、真空蒸着装置の基板ホルダーに固定した。また、下記一般式（５）で示されるビス［２−（２−ベンゾチアゾリル）フェノラト］亜鉛（ＩＩ）（Ｚｎ（ＢＴＺ）２）、下記一般式（６）で示されるトリス［１−フェニルイソキノリン］イリジウム（ＩＩＩ）（Ｉｒ（ｐｉｑ）３）、下記一般式（７）で示されるＮ，Ｎ’−ジ（１−ナフチル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン（α−ＮＰＤ）を、それぞれアルミナルツボに入れて蒸着源にセットした。
【０１４３】
【化１５】
2019080078.tif 000016
【０１４４】
そして、真空蒸着装置内を約１×１０−５Ｐａの圧力となるまで減圧して、Ｚｎ（ＢＴＺ）２をホスト、Ｉｒ（ｐｉｑ）３をドーパントとして３５ｎｍ共蒸着し、発光層６を成膜した。この時、ドープ濃度は、Ｉｒ（ｐｉｑ）３が発光層６全体に対して６重量％となるようにした。
次に、発光層６まで形成した基板２上に、α−ＮＰＤを４０ｎｍ蒸着することにより、正孔輸送層７を成膜した。さらに、上記一般式（８）で示されるＨＡＴ−ＣＮを真空一貫で蒸着することにより成膜し、膜厚が１０ｎｍの正孔注入層８を形成した。
【０１４５】
［工程５］
次に、正孔注入層８まで形成した基板２上に、アルミニウム（陽極９）を膜厚が１００ｎｍとなるように蒸着して、本発明の実施例である「素子１」を得た。
なお、陽極９を蒸着する時には、ステンレス製の蒸着マスクを用いて、蒸着面が幅３ｍｍの帯状になるようにした。すなわち、作製した素子１の陰極３と陽極９とに挟まれた発光面積が９ｍｍ２となるようにした。
【０１４６】
（実施例２「素子２」）
電子注入層５を形成する際に用いたトルエン溶液中の有機金属錯体の濃度を、１．０重量％としたこと以外は「素子１」と同様にして本発明の実施例である「素子２」を得た。素子２における電子注入層５の平均厚さは５０ｎｍであった。
【０１４７】
（比較例１「素子３」）
電子注入層５を形成する際に用いたトルエン溶液に代えて、ポリエチレンイミン（日本触媒社製、商品名；Ｐ１０００）を０．５質量％含むエタノール溶液を用いたこと以外は「素子１」と同様にして本発明の比較例である「素子３」を得た。素子３における電子注入層５の平均厚さは５ｎｍであった。
【０１４８】
（比較例２「素子４」）
電子注入層５を形成する際に用いたトルエン溶液に代えて、下記一般式（９）で示される化合物を０．５質量％含むジクロロエタン溶液を用いたこと以外は「素子１」と同様にして本発明の比較例である「素子４」を得た。素子４における電子注入層５の平均厚さは３０ｎｍであった。
【０１４９】
【化１６】
2019080078.tif 000017
【０１５０】
（素子１〜４の発光特性測定）
ケースレー社製の「２４００型ソースメーター」により、各素子に電圧を印加し、電流密度を測定した。また、コニカミノルタ社製の「ＬＳ−１００」を用いて、各素子の印加電圧と輝度との関係を調べた。
【０１５１】
（素子１〜４の発光特性）
図４（ａ）は、素子１〜４の印加電圧と電流密度との関係を示したグラフである。図４（ｂ）は素子１〜４の印加電圧と輝度との関係を示したグラフである。
図４（ａ）および図４（ｂ）に示すように、電子注入層の材料として本発明の有機金属錯体を用いた素子１および素子２では、一般式（９）で示される化合物を用いた素子４に比べて、低い駆動電圧で高い輝度が得られている。これは、素子４では、一般式（９）で示される化合物がアミノ基を含んでいないため、基板から発光層への電子注入が難しく、高い駆動電圧が必要であることによるものと推定される。これに対し、素子１および素子２では、有機金属錯体に含まれるアミノ基と酸化物層の材料との配位結合によって生じる界面双極子を利用できるため、低い駆動電圧で高い電子注入性が得られ、高い輝度が得られるものと考えられる。
【０１５２】
また、電子注入層の材料としてポリエチレンイミンを用いた素子３では、本発明の有機金属錯体を用いた素子１および素子２と比較して、電子注入層中のアミノ基の数が多いため、アミノ基と酸化物層の材料との配位結合の数が多くなり、低い駆動電圧で高い輝度が得られていると考えられる。
【０１５３】
図４（ｂ）に示すように、本発明の有機金属錯体を用いた素子１および素子２では、素子２（膜厚５０ｎｍ）のように電子注入層の膜厚を厚くしても、膜厚の薄い素子１（膜厚３０ｎｍ）と同等の輝度−電圧特性が得られる。これは、本発明の有機金属錯体に起因する高い電子輸送性によるものであると考えられる。これに対し、例えば、電子注入層の材料としてポリエチレンイミンを用いた素子３（膜厚５ｎｍ）では、電子注入用有機層の厚みを厚くすると、駆動電圧が顕著に上昇してしまう。
【０１５４】
（素子１、３の耐久性）
素子１と素子３について、初期輝度１０００ｃｄ／ｍ２から連続駆動した際の経過時間に対する輝度の変化を調べた。図５にその結果を示す。
図５に示すように、電子注入層の材料としてポリエチレンイミンを用いた素子３では、輝度が半減するまでの寿命が１０００時間以下であった。これに対して、本発明の有機金属錯体を用いた素子１では、輝度が半減するまでの寿命が２０００時間程度であり、素子３と比較して耐久性に優れ、寿命の長いことが分かった。これは、素子１では、ＮＨ結合を含む素子３と比較して、電子注入層の材料が電気的に安定であるため、電子注入層の劣化が生じにくく、長寿命になったものと考えられる。
【０１５５】
（実施例３「素子５」）
酸化物層４を形成しなかったこと以外は「素子１」と同様にして本発明の実施例である「素子５」を得た。
得られた「素子５」について、「素子１」と同様にして印加電圧と輝度との関係を調べた。その結果を素子１の結果とともに図６に示す。
【０１５６】
図６は、素子１と素子５の印加電圧と輝度との関係を示したグラフである。図６に示すように、素子５と素子１とでは同等の特性が得られている。このことから、本発明の有機金属錯体を用いた素子１では、酸化物層があっても無くても低い駆動電圧で高い輝度が得られることが分かった。
【０１５７】
（実施例４「素子６」）
発光層６を形成する前に、電子注入層５の上に、蒸着法によりＺｎ（ＢＴＺ）２からなる膜厚１０ｎｍの電子輸送層１０を形成したこと以外は「素子１」と同様にして本発明の実施例である「素子６」を得た。
実施例４では、「素子６」を２つ作成し、それぞれ異なる材料を用いて以下に示す方法により封止した。
図７（ａ）および図７（ｂ）は、素子６の封止方法を説明するための斜視図である。まず、図７（ａ）に示すように、素子６の陽極９上に、板部材１４と、板部材１４の陽極９と対向する側の縁部に沿って配置された枠部材１３とからなる封止部材を配置した。その後、図７（ｂ）に示すように、板部材１４と枠部材１３との間および枠部材１３と基板２との間を接着剤で接着して封止した。
【０１５８】
２つの素子６のうち、一方の素子は、板部材１４として樹脂材料（バリアフィルム）からなるものを用い、枠部材１３としてガラス材料からなるものを用いて封止した。本バリアフィルムには、尾池工業社製の封止フィルム（水分透過度３×１０−４ｇ／ｍ２・ｄａｙ）を用いた。また、他方の素子は、板部材１４と枠部材１３とが一体化された凹状の形状を有する封止容器を用いて封止した。封止容器としては、ガラス材料からなるもの（ガラスキャップ）を用いた。
【０１５９】
一部に樹脂材料（バリアフィルム）を用いて封止した素子６（樹脂封止）と、ガラス材料（ガラスキャップ）を用いて封止した素子６（ガラス封止）とについて、それぞれ初期輝度１０００ｃｄ／ｍ２から連続駆動した際の経過時間に対する輝度の変化を調べた。図８にその結果を示す。
図８に示すように、一部に樹脂材料を用いて封止した素子６と、ガラス材料を用いて封止した素子６とにおいて、輝度が半減するまでの寿命は同等であった。
【０１６０】
図４〜図６、図８より、本発明の有機金属錯体は、高い電子注入性、高い耐久性、そして高い大気安定性をすべて兼ね備えた材料であることが確認できた。また、この結果は、本発明の有機金属錯体を用いることにより同様の電荷注入性を実現できるならば、基板と発光層との間に陽極が配置された順構造のものであっても適用可能であることを示すものである。
【符号の説明】
【０１６１】
１、１１：有機ＥＬ素子、２：基板、３：陰極、４：酸化物層、５：電子注入層、６：発光層、７：正孔輸送層、８：正孔注入層、９：陽極、１０：電子輸送層。
【図１】
2019080078.tif 000021
【図２】
2019080078.tif 000022
【図３】
2019080078.tif 000023
【図４】
2019080078.tif 000024
【図５】
2019080078.tif 000025
【図６】
2019080078.tif 000026
【図７】
2019080078.tif 000027
【図８】
2019080078.tif 000028