(57)【要約】  【課題】  発光効率が高く、かつ耐久性に優れた発光素子を提供する。この発光素子は、表示素子、フラットパネルディスプレイ、バックライト、照明、インテリア、標識、看板、電子写真機および光信号発生器などの分野に利用可能である。  【解決手段】  陽極と陰極の間に少なくとも発光層と電子輸送層が存在し、電気エネルギーにより発光する発光素子であって、該電子輸送層が発光層と接する第一電子輸送層および陰極と第一電子輸送層との間に存在する第二電子輸送層からなり、該第二電子輸送層が電子受容性窒素を有する複素芳香環誘導体を含有し、該複素芳香環誘導体が共有結合のみで形成される化合物であることを特徴とする発光素子。  【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
陽極と陰極の間に少なくとも発光層と電子輸送層が存在し、電気エネルギーにより発光する発光素子であって、該電子輸送層が発光層と接する第一電子輸送層および陰極と第一電子輸送層との間に存在する第二電子輸送層からなり、該第二電子輸送層が電子受容性窒素を有する複素芳香環からなる化合物を含有し、該複素芳香環からなる化合物が共有結合のみで形成される化合物であることを特徴とする発光素子。
【請求項２】
第一電子輸送層のイオン化ポテンシャルが第二電子輸送層のイオン化ポテンシャルより小さいことを特徴とする請求項１記載の発光素子。
【請求項３】
第一電子輸送層の膜厚が第二電子輸送層の膜厚より小さいことを特徴とする請求項１記載の発光素子。
【請求項４】
第一電子輸送層が炭素、水素、酸素、硫黄、ケイ素およびリンの中から選ばれる一種以上の原子で構成される芳香環もしくは複素芳香環からなる化合物、ピロール誘導体およびその縮合環誘導体、および電子受容性窒素を有する金属錯体の中から選ばれる少なくとも一種を含有することを特徴とする請求項１記載の発光素子。
【請求項５】
発光層が少なくとも蛍光性発光材料を含み、該発光層が４２０ｎｍ〜４９０ｎｍにピーク波長を有する青色系発光を示すことを特徴とする請求項１記載の発光素子。
【請求項６】
発光層が少なくともリン光性発光材料を含み、該発光層がリン光発光を示すことを特徴とする請求項１記載の発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気エネルギーを光に変換できる発光素子であって、表示素子、フラットパネルディスプレイ、バックライト、照明、インテリア、標識、看板、電子写真機および光信号発生器などの分野に利用可能な発光素子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
陰極から注入された電子と陽極から注入された正孔が両極に挟まれた有機蛍光体内で再結合する際に発光するという有機薄膜発光素子の研究が、近年活発に行われている。この発光素子は、薄型でかつ低駆動電圧下での高輝度発光と、蛍光材料を選ぶことによる多色発光が特徴であり、注目を集めている。
【０００３】
この研究は、コダック社のＣ．Ｗ．Ｔａｎｇらが有機薄膜素子が高輝度に発光することを示して以来、多くの研究機関が検討を行っている。コダック社の研究グループが提示した有機薄膜発光素子の代表的な構成は、ＩＴＯガラス基板上に正孔輸送性のジアミン化合物、発光層である８−ヒドロキシキノリンアルミニウム、そして陰極としてＭｇ：Ａｇを順次設けたものであり、１０Ｖ程度の駆動電圧で１,０００ｃｄ／ｍ２の緑色発光が可能であった（非特許文献１参照）。
【０００４】
また、有機薄膜発光素子は、発光層に種々の蛍光材料を用いることにより、多様な発光色を得ることが可能であることから、ディスプレイなどへの実用化研究が盛んである。三原色の発光材料の中では緑色発光材料の研究が最も進んでおり、現在は赤色発光材料と青色発光材料において、特性向上を目指して鋭意研究がなされている。
【０００５】
また近年、有機薄膜発光素子の発光層に蛍光材料の他に、リン光材料を利用することも提案されている（非特許文献２参照）。有機化合物におけるリン光とは、三重項励起状態から一重項基底状態への遷移に伴う発光を指している。発光層内で正孔と電子が再結合する際に、スピン多重度の違いから一重項と三重項が１：３で生成すると考えられており、リン光を使った素子では蛍光を使った素子の３倍〜４倍の発光効率が達成できる可能性があると考えられている。
【０００６】
一方、有機薄膜発光素子の発光効率と耐久性の向上、および駆動電圧の低下のために、素子構成の工夫が検討されている。例えば、発光層と陰極の間の電子輸送部分を、発光層からの正孔の移動を制限する正孔阻止層（第一電子輸送層）と電子輸送を担う第二電子輸送層に積層することにより、発光層中での正孔と電子の再結合確率を向上させ、発光効率の向上を達成することができる。正孔阻止材料としては、フェナントロリン誘導体やトリアゾール誘導体などが有効であると報告されている（特許文献１、特許文献２および特許文献３参照）。
【非特許文献１】“Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  Ｌｅｔｔｅｒｓ”，（米国），１９８７年，５１巻，１２号，ｐ．９１３−９１５
【非特許文献２】“Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  Ｌｅｔｔｅｒｓ”，（米国），１９９９年，７４巻，３号，ｐ．４４２−４４４
【特許文献１】特開平８−１０９３７３号公報
【特許文献２】特開平１０−２３３２８４号公報
【特許文献３】特開２００１−２６７０８０号公報
【発明の開示】
【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薄膜発光素子では発光素子の駆動安定性が低く、十分な耐久性が得られていなかった。そこで本発明は、かかる従来技術の問題を解決し、発光効率が高く、かつ耐久性に優れた発光素子を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記の目的を達成せんとするものであり、本発明の発光素子は、陽極と陰極の間に少なくとも発光層と電子輸送層が存在し、電気エネルギーにより発光する素子であって、該電子輸送層が発光層と接する第一電子輸送層および陰極と第一電子輸送層との間に存在する第二電子輸送層からなり、該第二電子輸送層が電子受容性窒素を有する複素芳香環からなる化合物を含有し、該複素芳香環からなる化合物が共有結合のみで形成される化合物であることを特徴とする発光素子ある。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、電子輸送層を二層以上に積層し、かつ特定の材料を用いることによって、高い発光効率と優れた耐久性を有する発光素子が得られる。従って、本発明の発光素子は表示素子、フラットパネルディスプレイ、バックライト、照明、インテリア、標識、看板、電子写真機および光信号発生器などの分野への応用が考えられ、その技術的価値は大きいものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の発光素子の実施の形態について詳細に説明する。本発明の発光素子は、陽極と陰極、およびそれら陽極と陰極の間に介在する発光素子材料からなる有機層とで基本的に構成されている。
【００１１】
本発明で用いられる陽極は、光を取り出すために、透明であれば酸化錫、酸化インジウム、酸化錫インジウム（ＩＴＯ）などの導電性金属酸化物、あるいは金、銀、クロムなどの金属、ヨウ化銅、硫化銅などの無機導電性物質、ポリチオフェン、ポリピロールおよびポリアニリンなどの導電性ポリマなど、特に限定されるものでないが、ＩＴＯガラスやネサガラスを用いることが特に望ましい。
【００１２】
透明電極の抵抗は、発光素子の発光に十分な電流が供給できればよいので限定されないが、発光素子の消費電力の観点からは低抵抗であることが望ましい。例えば、３００Ω／□以下のＩＴＯ基板であれば素子電極として機能するが、現在では１０Ω／□程度の基板の供給も可能になっていることから、低抵抗品を使用することが特に望ましい。ＩＴＯの厚みは抵抗値に合わせて任意に選ぶ事ができるが、通常１００〜３００ｎｍの間で用いられることが多い。
【００１３】
また、ガラス基板にはソーダライムガラスや無アルカリガラスなどが用いられ、また、厚みも機械的強度を保つのに十分な厚みがあればよいので、０．５ｍｍ以上あれば十分である。ガラスの材質については、ガラスからの溶出イオンが少ない方がよいので無アルカリガラスの方が好ましいが、ＳｉＯ２などのバリアコートを施したソーダライムガラスも市販されているのでこれを使用することができる。さらに、陽極が安定に機能するのであれば、基板はガラスである必要はなく、例えば、プラスチック基板上に陽極を形成しても良い。ＩＴＯ膜形成方法は、電子線ビーム法、スパッタリング法および化学反応法など特に制限を受けるものではない。
【００１４】
本発明で用いられる陰極は、電子を有機層に効率良く注入できる物質であれば特に限定されないが、一般に白金、金、銀、銅、鉄、錫、亜鉛、アルミニウム、インジウム、クロム、リチウム、ナトリウム、カリウム、セシウム、カルシウムおよびマグネシウムなどが挙げられる。電子注入効率をあげて素子特性を向上させるためには、リチウム、ナトリウム、カリウム、セシウム、カルシウム、マグネシウムまたはこれら低仕事関数金属を含む合金が有効である。しかしながら、これらの低仕事関数金属は、一般に大気中で不安定であることが多く、例えば、有機層に微量のリチウム、セシウムやマグネシウム（真空蒸着の膜厚計表示で１ｎｍ以下）をドーピングして安定性の高い電極を使用する方法が好ましい例として挙げることができるが、フッ化リチウム、フッ化セシウム、酸化リチウムおよび酸化セシウムのような無機塩の使用も可能であることから特にこれらに限定されるものではない。更に、電極保護のために白金、金、銀、銅、鉄、錫、アルミニウムおよびインジウムなどの金属、またはこれら金属を用いた合金、そしてシリカ、チタニアおよび窒化ケイ素などの無機物、ポリビニルアルコール、塩化ビニル、炭化水素系高分子化合物などを積層することが、好ましい例として挙げられる。これらの電極の作製法も、抵抗加熱、電子線ビーム、スパッタリング、イオンプレーティングおよびコーティングなど、導通を取ることができれば特に制限されない。
【００１５】
本発明の発光素子は、その有機層が発光素子材料から構成される。発光素子材料とは、自ら発光するもの、またはその発光を助けるもののいずれかに該当し、発光に関与している化合物を指すものであり、具体的には、正孔輸送材料、発光材料および電子輸送材料などが該当する。
【００１６】
本発明の発光素子は、有機層が発光素子材料からなる層により形成され、陽極と陰極の間に、発光素子材料からなる少なくとも発光層と電子輸送層が存在する。そして、その電子輸送層は、発光層と接する第一電子輸送層と、陰極と第一電子輸送層の間に存在する第二電子輸送層とからなる。有機層の構成例としては、１）正孔輸送層／発光層／第一電子輸送層／第二電子輸送層、および、２）発光層／第一電子輸送層／第二電子輸送層などの積層構成が挙げられる。また、上記各層は、それぞれ単一層からなってもよいし、複数層からなってもよい。
【００１７】
正孔輸送層は、正孔輸送材料の一種または二種以上を積層、混合するか、正孔輸送材料と高分子結着剤の混合物により形成される。また、正孔輸送材料に塩化鉄（III）のような無機塩を添加して層を形成してもよい。正孔輸送材料としては、例えば、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ジ（３−メチルフェニル）−４，４’−ジフェニル−１，１’−ジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジナフチル−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−４，４’−ジフェニル−１，１’−ジアミン、４，４’，４”−トリス（３−メチルフェニル（フェニル）アミノ）トリフェニルアミンなどのトリフェニルアミン誘導体、ビス（Ｎ−アリルカルバゾール）またはビス（Ｎ−アルキルカルバゾール）などのビスカルバゾール誘導体、ピラゾリン誘導体、スチルベン系化合物、ヒドラゾン系化合物、ベンゾフラン誘導体やチオフェン誘導体、オキサジアゾール誘導体、フタロシアニン誘導体、ポルフィリン誘導体などの複素環化合物、ポリマー系では前記単量体を側鎖に有するポリカーボネートやスチレン誘導体、ポリビニルカルバゾールおよびポリシランなどが好ましいが、発光素子の作製に必要な薄膜を形成し、陽極から正孔が注入できて、さらに正孔を輸送できる化合物であれば特に限定されるものではない。
【００１８】
本発明において、発光層は単一層でも複数層からなってもどちらでもよく、それぞれ発光材料（ホスト材料、ドーパント材料）により形成され、これはホスト材料とドーパント材料との混合物であっても、ホスト材料単独であっても、いずれでもよい。すなわち、本発明の発光素子では、発光層の各層において、ホスト材料もしくはドーパント材料のみが発光してもよいし、ホスト材料とドーパント材料がともに発光してもよい。ホスト材料とドーパント材料は、それぞれ一種類であっても、複数の組み合わせであっても、いずれでもよい。ドーパント材料はホスト材料の全体に含まれていても、部分的に含まれていても、いずれであってもよい。ドーパント材料は積層されていても、分散されていても、いずれであってもよい。ドーパント材料の量は、多すぎると濃度消光現象が起きるため、ホスト材料に対して１０重量％以下で用いることが好ましく、さらに好ましくは５重量％以下である。ドーピング方法としては、ホスト材料との共蒸着法によって形成することができるが、ホスト材料と予め混合してから同時に蒸着しても良い。
【００１９】
また、本発明の発光材料は蛍光性であってもリン光性であってもどちらでもかまわない。なかでも発光層が蛍光性発光材料を含み、発光層が４２０〜４９０ｎｍにピーク波長を有する青色系発光を示す場合、および発光層がリン光性発光材料を含み、発光層がリン光発光を示す場合には、発光層のバンドギャップが大きく、発光に関与するエネルギー量が大きくなるため、本発明による耐久性向上の効果が顕著となる。なお、本発明における蛍光発光とは、スピン多重度が同じ状態間の遷移による発光を指し、リン光発光とはスピン多重度の異なる状態間の遷移による発光を指す。例えば、一重項励起状態から基底状態（一般に、有機化合物の基底状態は一重項である）への遷移に伴う発光は蛍光発光であり、三重項励起状態から基底状態への遷移に伴う発光はリン光発光である。
【００２０】
本発明で用いられるドーパント材料としては、特に限定されるものではなく、既知の化合物を用いることができ、所望の発光色に応じて様々な材料の中から選択することができる。
【００２１】
具体的には、これに限定されるものではないが、青〜青緑色ドーパント材料としては、ナフタレン、アントラセン、フェナンスレン、ピレン、トリフェニレン、ペリレン、フルオレン、インデンなどの芳香族炭化水素化合物やその誘導体、フラン、ピロール、チオフェン、シロール、９−シラフルオレン、９，９’−スピロビシラフルオレン、ベンゾチオフェン、ベンゾフラン、インドール、ジベンゾチオフェン、ジベンゾフラン、イミダゾピリジン、フェナントロリン、ピラジン、ナフチリジン、キノキサリン、ピロロピリジン、チオキサンテンなどの芳香族複素環化合物やその誘導体、ジスチリルベンゼン誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、スチルベン誘導体、アルダジン誘導体、クマリン誘導体、イミダゾール、チアゾール、チアジアゾール、カルバゾール、オキサゾール、オキサジアゾール、トリアゾールなどのアゾール誘導体およびその金属錯体およびＮ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ジ（３−メチルフェニル）−４，４’−ジフェニル−１，１’−ジアミンに代表される芳香族アミン誘導体などが挙げられる。
【００２２】
また、緑〜黄色ドーパント材料としては、クマリン誘導体、フタルイミド誘導体、ナフタルイミド誘導体、ペリノン誘導体、ピロロピロール誘導体、シクロペンタジエン誘導体、アクリドン誘導体、キナクリドン誘導体およびルブレンなどのナフタセン誘導体などが挙げられ、さらに上記青〜青緑色ドーパント材料として例示した化合物に、アリール基、ヘテロアリール基、アリールビニル基、アミノ基、シアノ基など長波長化を可能とする置換基を導入した化合物も好適な例として挙げられる。
【００２３】
さらに、橙〜赤色ドーパント材料としては、ビス（ジイソプロピルフェニル）ペリレンテトラカルボン酸イミドなどのナフタルイミド誘導体、ペリノン誘導体、アセチルアセトンやベンゾイルアセトンとフェナントロリンなどを配位子とするＥｕ錯体などの希土類錯体、４−（ジシアノメチレン）−２−メチル−６−（ｐ−ジメチルアミノスチリル）−４Ｈ−ピランやその類縁体、マグネシウムフタロシアニン、アルミニウムクロロフタロシアニンなどの金属フタロシアニン誘導体、ローダミン化合物、デアザフラビン誘導体、クマリン誘導体、キナクリドン誘導体、フェノキサジン誘導体、オキサジン誘導体、キナゾリン誘導体、ピロロピリジン誘導体、スクアリリウム誘導体、ビオラントロン誘導体、フェナジン誘導体、フェノキサゾン誘導体およびチアジアゾロピレン誘導体など挙げられ、さらに上記青〜青緑色および緑〜黄色ドーパント材料として例示した化合物に、アリール基、ヘテロアリール基、アリールビニル基、アミノ基、シアノ基など長波長化を可能とする置換基を導入した化合物も好適な例として挙げられる。さらに、トリス（２−フェニルピリジン）イリジウム（III）に代表されるイリジウムや白金を中心金属としたリン光性金属錯体も好適な例として挙げられる。
【００２４】
本発明で用いられるホスト材料としては、特に限定されるものではないが、以前から発光体として知られていたアントラセンやピレンなどの縮合環誘導体、トリス（８−キノリノラト）アルミニウムをはじめとする金属キレート化オキシノイド化合物、ビススチリルアントラセン誘導体やジスチリルベンゼン誘導体などのビススチリル誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、クマリン誘導体、オキサジアゾール誘導体、ピロロピリジン誘導体、ペリノン誘導体、シクロペンタジエン誘導体、オキサジアゾール誘導体、チアジアゾロピリジン誘導体、ピロロピロール誘導体、ポリマー系では、ポリフェニレンビニレン誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、そして、ポリチオフェン誘導体が好適に用いられる。
【００２５】
また、リン光発光を示す発光層のホスト材料としては、特に限定されるものではないが、４，４’−ビス（カルバゾリル−Ｎ−イル）ビフェニルやＮ，Ｎ’−ジフェニル−３，３’−ビスカルバゾールなどのカルバゾール誘導体、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ジ（３−メチルフェニル）−４，４’−ジフェニル−１，１’−ジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジナフチル−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−４，４’−ジフェニル−１，１’−ジアミンなどのトリフェニルアミン誘導体、インドール誘導体、トリアゾール、オキサジアゾール、イミダゾールなどのアゾール誘導体、フェナントロリン誘導体、キノリン誘導体、キノキサリン誘導体、ナフチリジン誘導体、ビピリジンおよびターピリジンなどのオリゴピリジン誘導体などが挙げられる。
【００２６】
本発明において、電子輸送層とは、陰極から電子が注入され、さらに電子を輸送することを司る層であり、電子注入効率が高く、注入された電子を効率良く輸送することが望ましい。そのためには電子親和力が大きく、しかも電子移動度が大きく、さらに安定性に優れ、トラップとなる不純物が製造時および使用時に発生しにくい物質であることが要求される。しかしながら、正孔と電子の輸送バランスを考えた場合に、陽極からの正孔が再結合せずに陰極側へ流れるのを効率よく阻止できる役割を主に果たす場合には、電子輸送能力がそれ程高くなくても、発光効率を向上させる効果は電子輸送能力が高い材料と同等に有する。したがって、本発明における電子輸送層は、正孔の移動を効率よく阻止できる正孔阻止層も同義のものとして含まれる。
【００２７】
本発明における電子輸送層は、発光層と接する第一電子輸送層と、第一電子輸送層と陰極の間に存在する第二電子輸送層からなる。第一および第二電子輸送層は、それぞれ一種または二種以上を積層、混合するか、電子輸送材料と高分子粘着剤の混合物により形成される。また、電子輸送材料にリチウムやセシウムなどの金属、フッ化リチウムやフッ化セシウムなどの無機塩を添加して層を形成してもよい。
【００２８】
本発明の第二電子輸送層は、電子受容性窒素を有する複素芳香環からなる化合物を含有し、該複素芳香環からなる化合物が共有結合のみで形成される化合物であることが重要である。
【００２９】
一方、第一電子輸送層は、炭素、水素、酸素、硫黄、ケイ素およびリンの中から選ばれる一種以上の原子で構成される芳香環もしくは複素芳香環からなる化合物、ピロール誘導体およびその縮合環誘導体、および電子受容性窒素を有する金属錯体の中から選ばれる少なくとも一種を含有することが好ましい。
【００３０】
本発明における電子受容性窒素とは、隣接原子との間に多重結合を形成している窒素原子を表す。窒素原子が高い電子陰性度を有することから、該多重結合は電子受容的な性質を有する。それゆえ、電子受容性窒素を有する複素芳香環は、高い電子親和性を有する。電子受容性窒素を有する複素芳香環としては、例えば、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、キノリン環、キノキサリン環、ナフチリジン環、ピリミドピリミジン環、ベンゾキノリン環、フェナントロリン環、イミダゾール環、オキサゾール環、オキサジアゾール環、トリアゾール環、チアゾール環、チアジアゾール環、ベンゾオキサゾール環、ベンゾチアゾール環、ベンズイミダゾール環およびフェナンスロイミダゾール環などが挙げられる。
【００３１】
また、炭素、水素、酸素、硫黄、ケイ素およびリンの中から選ばれる一種以上の原子で構成される芳香環もしくは複素芳香環としては、ベンゼン環、ナフタレン環、フェナンスレン環、アントラセン環などの炭化水素系芳香環、フラン環、チオフェン環、シロール環などの複素芳香環およびその縮合環などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００３２】
第二電子輸送層のイオン化ポテンシャルは、特に限定されるものではないが、好ましくは５．８ｅＶ以上８．０ｅＶ以下であり、より好ましくは６．０ｅＶ以上７．５ｅＶ以下である。また、第一電子輸送層のイオン化ポテンシャルＥｇ１が第二電子輸送層のイオン化ポテンシャルＥｇ２より小さいことが好ましく、イオン化ポテンシャルの差Ｅｇ２−Ｅｇ１は好ましくは０．０５ｅＶ以上、さらに好ましくは０．１ｅＶ以上である。
【００３３】
さらに、本発明の発光素子では、電子輸送の観点から、第一電子輸送層の膜厚が第二電子輸送層の膜厚より小さいことが好ましい。なお、イオン化ポテンシャルの絶対値は測定方法により異なることが報告されているが、本発明のイオン化ポテンシャルは、大気雰囲気型紫外線光電子分析装置（ＡＣ−１、理研機器（株）製）を用いて、ＩＴＯガラス基板上に３０ｎｍ〜１００ｎｍの厚さに蒸着した薄膜を測定した値である。
【００３４】
第二電子輸送層に用いられる材料としては、電子受容性窒素を有する複素芳香環からなる化合物を含有し、該複素芳香環からなる化合物が共有結合のみで形成される化合物であり、例えば、ベンズイミダゾール誘導体、ベンズオキサゾール誘導体、ベンズチアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、チアジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、ピラジン誘導体、フェナントロリン誘導体、キノキサリン誘導体、キノリン誘導体、ベンゾキノリン誘導体、ビピリジンやターピリジンなどのオリゴピリジン誘導体、キノキサリン誘導体およびナフチリジン誘導体などが好ましい化合物として挙げられる。中でも、トリス（Ｎ−フェニルベンズイミダゾール−２−イル）ベンゼンなどのイミダゾール誘導体、１，３−ビス［（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）１，３，４−オキサジアゾリル］フェニレンなどのオキサジアゾール誘導体、Ｎ−ナフチル−２，５−ジフェニル−１，３，４−トリアゾールなどのトリアゾール誘導体、バソクプロインや１，３−ビス（２−フェニル−１，１０−フェナントロリン−９−イル）ベンゼンなどのフェナントロリン誘導体、２，２’−ビス（ベンゾ［ｈ］キノリン−２−イル）−９，９’−スピロビフルオレンなどのベンゾキノリン誘導体、１，３−ビス（４’−（２，２’：６’２”−ターピリジニル））ベンゼンなどのターピリジン誘導体、ビス（１−ナフチル）−４−（１，８−ナフチリジン−２−イル）フェニルホスフィンオキサイドなどのナフチリジン誘導体が、電子輸送能の観点から好ましく用いられる。
【００３５】
一方、第一電子輸送層に用いられる材料としては、炭素、水素、酸素、硫黄、ケイ素およびリンの中から選ばれる一種以上の原子で構成される芳香環もしくは複素芳香環からなる化合物、ピロール誘導体およびその縮合環誘導体および電子受容性窒素を有する金属錯体の中から選ばれる少なくとも一種を含有することが好ましい。具体的には、ナフタレン、アントラセンなどの縮合環系芳香環誘導体、４，４’−ビス（ジフェニルエテニル）ビフェニルに代表されるスチリル系芳香環誘導体、ペリレン誘導体、ペリノン誘導体、クマリン誘導体、ナフタルイミド誘導体、アントラキノンやジフェノキノンなどのキノン誘導体、リンオキサイド誘導体、カルバゾール誘導体およびインドール誘導体などが挙げられる。電子受容性窒素を有する金属錯体としては、例えば、トリス（８−キノリノラト）アルミニウムなどのキノリノール錯体やヒドロキシフェニルオキサゾール錯体などのヒドロキシアゾール錯体、アゾメチン錯体、トロポロン金属錯体およびフラボノール金属錯体などが挙げられる。これらの電子輸送材料は単独でも用いられるが、異なる電子輸送材料と混合して使用しても構わない。中でも、トリス（８−キノリノラト）アルミニウムなどのキノリノール錯体、９，１０−ビス（２−ナフチル）アントラセンなどのアントラセン誘導体、４，４’−ビス（ジフェニルエテニル）ビフェニルなどのスチリル系芳香環誘導体、４，４’−ビス（Ｎ−カルバゾリル）ビフェニル、１，３，５−トリス（Ｎ−カルバゾリル）ベンゼンなどのカルバゾール誘導体が、耐久性の観点から好ましく用いられる。
【００３６】
発光素子を構成する上記各層の形成方法は、抵抗加熱蒸着、電子ビーム蒸着、スパッタリング、分子積層法、コーティング法など特に限定されるものではないが、通常は、抵抗加熱蒸着または電子ビーム蒸着が特性面で好ましい。
【００３７】
層の厚みは、発光物質の抵抗値にもよるので限定することはできないが、１〜１,０００ｎｍの間から選ばれる。発光層、第二電子輸送層、正孔輸送層の膜厚は、好ましくは１ｎｍ以上２００ｎｍ以下であり、さらに好ましくは５ｎｍ以上１００ｎｍ以下である。第一電子輸送層の膜厚は、第二電子輸送層の膜厚より小さいことが好ましいが、膜厚範囲としては上記発光層等と同様である。膜厚は通常、水晶発振式膜厚測定装置などで測定できる。
【００３８】
本発明の発光素子は、電気エネルギーを光に変換できる発光素子である。ここに電気エネルギーとは主に直流電流を指すが、パルス電流や交流電流を用いることも可能である。電流値および電圧値は特に制限はないが、素子の消費電力や寿命を考慮すると、できるだけ低いエネルギーで最大の輝度が得られるようにするべきである。
【００３９】
本発明の発光素子は、例えば、マトリクスおよび／またはセグメント方式で表示するディスプレイとして好適に用いられる。
【００４０】
本発明におけるマトリクスとは、表示のための画素が格子状やモザイク状など二次元的に配置されたものをいい、画素の集合で文字や画像を表示する。画素の形状やサイズは用途によって決まる。例えば、パソコン、モニター、テレビの画像および文字表示には、通常一辺が３００μｍ以下の四角形の画素が用いられ、また、表示パネルのような大型ディスプレイの場合は、一辺がｍｍオーダーの画素を用いることになる。モノクロ表示の場合は、同じ色の画素を配列すればよいが、カラー表示の場合には、赤、緑、青の画素を並べて表示させる。この場合、典型的にはデルタタイプとストライプタイプがある。そして、このマトリクスの駆動方法としては、線順次駆動方法やアクティブマトリックスのどちらでもよい。線順次駆動の方が構造が簡単であるという利点があるが、動作特性を考慮した場合、アクティブマトリックスの方が優れる場合があるので、これも用途によって使い分けることが必要である。
【００４１】
本発明におけるセグメント方式（タイプ）とは、予め決められた情報を表示するようにパターンを形成し、決められた領域を発光させることになる。例えば、デジタル時計や温度計における時刻や温度表示、オーディオ機器や電磁調理器などの動作状態表示および自動車のパネル表示などが挙げられる。そして、前記マトリクス表示とセグメント表示は同じパネルの中に共存していてもよい。
【００４２】
本発明の発光素子は、各種機器等のバックライトとしても好ましく用いられる。バックライトは、主に自発光しない表示装置の視認性を向上させる目的に使用され、液晶表示装置、時計、オーディオ装置、自動車パネル、表示板および標識などに使用される。特に、液晶表示装置、中でも薄型化が課題となっているパソコン用途のバックライトとしては、従来方式のものが蛍光灯や導光板からなっているため薄型化が困難であることを考えると、本発明における発光素子を用いたバックライトは薄型で軽量が特徴になる。
【実施例】
【００４３】
以下、実施例をあげて本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。イオン化ポテンシャルは、大気雰囲気型紫外線光電子分析装置（ＡＣ−１、理研機器（株）製）を用いて、ＩＴＯガラス基板上に５０ｎｍの厚さに蒸着した薄膜を測定した値である。
【００４４】
（実施例１）
ＩＴＯ透明導電膜を１５０ｎｍ堆積させたガラス基板（旭硝子（株）製、１５Ω／□、電子ビーム蒸着品）を３０×４０ｍｍに切断、エッチングを行った。得られた基板をアセトン、“セミコクリン（登録商標）５６”（フルウチ化学（株）製）で各々１５分間超音波洗浄してから、超純水で洗浄した。続いて、イソプロピルアルコールで１５分間超音波洗浄してから熱メタノールに１５分間浸漬させて乾燥させた。この基板を素子を作製する直前に１時間ＵＶ−オゾン処理し、真空蒸着装置内に設置して、装置内の真空度が５×１０−５Ｐａ以下になるまで排気した。抵抗加熱法によって、まず正孔注入材料として、銅フタロシアニンを１０ｎｍ、正孔輸送材料として、４，４’−ビス（Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ）ビフェニルを５０ｎｍ蒸着した。次に、発光材料として、ホスト材料として、１，４−ジケト−２，５−ビス（３，５−ジメチルフェニル）−３，６−ジフェニルピロロ［３，４−ｃ］ピロールを、またドーパント材料として４，４−ジフルオロ−８−フェニル−１，３，５，７−テトラ（４−ブチルフェニル）−４−ボラ−３ａ，４ａ−ジアザ−ｓ−インダセンをドープ濃度が１％になるように２５ｎｍの厚さに蒸着した。次に、電子輸送材料として、１，４−ジケト−２，５−ビス（３，５−ジメチルベンジル）−３，６−ビス（４−メチルフェニル）ピロロ［３，４−ｃ］ピロールを１０ｎｍの厚さに積層し、第一電子輸送層とした後、１，３−ビス（１，１０−フェナントロリン−２−イル）ベンゼンを４０ｎｍの厚さに積層し、第二電子輸送層とした。次に、リチウムを０．５ｎｍ有機層にドーピングした後、アルミニウムを１,０００ｎｍ蒸着して陰極とし、５×５ｍｍ角の素子を作製した。ここで言う膜厚は、水晶発振式膜厚モニター表示値である。第一電子輸送層のイオン化ポテンシャルＥｇ１は５．８６ｅＶであり、第二電子輸送層のイオン化ポテンシャルＥｇ２は６．３１ｅＶであり、Ｅｇ２＞Ｅｇ１であった。この発光素子からは、発光効率２．５ｌｍ／Ｗの高効率赤色発光が得られた。この発光素子は、４０ｍＡ／ｃｍ２で直流駆動したところ、１,０００時間たっても輝度半減に至らなかった。
【００４５】
（比較例１）
電子輸送材料として、１，３−ビス（１，１０−フェナントロリン−２−イル）ベンゼンを用い５０ｎｍ積層した（電子輸送層を一層とした）こと以外は、実施例１と同様にして発光素子を作製した。この発光素子からは、発光効率２．２ｌｍ／Ｗの高効率赤色発光が得られたが、４０ｍＡ／ｃｍ２で直流駆動したところ、７００時間で輝度半減した。
【００４６】
（比較例２）
電子受容性窒素を有する複素芳香環を含有しない４，４’−ビス（２，２−ジフェニルエテニル）ビフェニルを第二電子輸送層として用いたこと以外は、実施例１と同様にして発光素子を作製した。第一電子輸送層のイオン化ポテンシャルＥｇ１は５．８６ｅＶであり、第二電子輸送層のイオン化ポテンシャルＥｇ２は６．１２ｅＶであり、Ｅｇ２＞Ｅｇ１であった。この発光素子からは、発光効率２．４ｌｍ／Ｗの高効率赤色発光が得られたが、４０ｍＡ／ｃｍ２で直流駆動したところ、２００時間で輝度半減した。
【００４７】
（実施例２）
実施例１と同様にして正孔輸送材料まで蒸着した後、発光材料として、ホスト材料として、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ビス（２−ナフチル）アントラセンを、またドーパント材料として２，５，８，１１−テトラ−ｔｅｒｔ−ブチルペリレンをドープ濃度が０．５％になるように２５ｎｍの厚さに蒸着した。次に、電子輸送材料として、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ビス（２−ナフチル）アントラセンを５ｎｍの厚さに積層し、第一電子輸送層とした後、１，３−ビス（１，１０−フェナントロリン−２−イル）ベンゼンを２０ｎｍの厚さに積層し、第二電子輸送層とした。次に、リチウムを０．５ｎｍ有機層にドーピングした後、アルミニウムを１,０００ｎｍ蒸着して陰極とし、５×５ｍｍ角の素子を作製した。第一電子輸送層のイオン化ポテンシャルＥｇ１は５．６５ｅＶであり、第二電子輸送層のイオン化ポテンシャルＥｇ２は６．３１ｅＶであり、Ｅｇ２＞Ｅｇ１であった。この発光素子からは、発光効率１．６ｌｍ／Ｗの高効率青色発光が得られた。この発光素子は、１０ｍＡ／ｃｍ２で直流駆動したところ、１,０００時間たっても輝度半減に至らなかった。
【００４８】
（比較例３）
電子輸送材料として１，３−ビス（１，１０−フェナントロリン−２−イル）ベンゼンのみを用い２５ｎｍ積層した（電子輸送層を一層とした）こと以外は、実施例２と同様にして発光素子を作製した。この発光素子からは、発光効率１．５ｌｍ／Ｗの高効率青色発光が得られた。この発光素子を１０ｍＡ／ｃｍ２で直流駆動したところ、２００時間で輝度半減した。
【００４９】
（実施例３）
第一電子輸送層としてトリス（８−キノリノラト）アルミニウム（III）を用いたこと以外は、実施例２と同様にして発光素子を作製した。第一電子輸送層のイオン化ポテンシャルＥｇ１は５．６２ｅＶであり、第二電子輸送層のイオン化ポテンシャルＥｇ２は６．３１ｅＶであり、Ｅｇ２＞Ｅｇ１であった。この発光素子からは、発光効率１．５ｌｍ／Ｗの高効率青色発光が得られた。この発光素子は、１０ｍＡ／ｃｍ２で直流駆動したところ、１,０００時間たっても輝度半減に至らなかった。
【００５０】
（比較例４）
電子輸送材料としてトリス（８−キノリノラト）アルミニウム（III）のみを用い２５ｎｍ積層した（電子輸送層を一層とした）こと以外は、実施例３と同様にして発光素子を作製した。この発光素子からは、発光効率０．８ｌｍ／Ｗの青色発光が得られた。この発光素子を１０ｍＡ／ｃｍ２で直流駆動したところ、６００時間で輝度半減した。
【００５１】
（比較例５）
電子輸送材料としてとして１，３−ビス（１，１０−フェナントロリン−２−イル）ベンゼンを第一電子輸送層に、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（III）を第二電子輸送層に用いたこと以外は、実施例２と同様にして発光素子を作製した。第一電子輸送層のイオン化ポテンシャルＥｇ１は６．３１ｅＶであり、第二電子輸送層のイオン化ポテンシャルＥｇ２は５．６２ｅＶであり、Ｅｇ２＜Ｅｇ１であった。この発光素子からは、発光効率１．２ｌｍ／Ｗの高効率青色発光が得られた。この発光素子を１０ｍＡ／ｃｍ２で直流駆動したところ、３００時間で輝度半減した。
【００５２】
（比較例６）
電子受容性窒素を有する複素芳香環を含有しないフェニルビス（１−ピレニル）ホスフィンオキサイドを第二電子輸送層として用いたこと以外は、実施例３と同様にして発光素子を作製した。第一電子輸送層のイオン化ポテンシャルＥｇ１は５．６２ｅＶであり、第二電子輸送層のイオン化ポテンシャルＥｇ２は５．８４ｅＶであり、Ｅｇ２＞Ｅｇ１であった。この発光素子からは、発光効率１．４ｌｍ／Ｗの高効率青色発光が得られたが、１０ｍＡ／ｃｍ２で直流駆動したところ、２００時間で輝度半減した。
【００５３】
（実施例４）
第一電子輸送層および第二電子輸送層の厚さをそれぞれ１５ｎｍおよび１０ｎｍにしたこと以外は、実施例３と同様にして発光素子を作製した。この発光素子からは、発光効率１．２ｌｍ／Ｗの高効率青色発光が得られた。この発光素子は、１０ｍＡ／ｃｍ２で直流駆動したところ、１,０００時間たっても輝度半減に至らなかった。
【００５４】
（実施例５）
２，７−ビス（１，１０−フェナントロリン−２−イル）ナフタレンを第二電子輸送層に用いたこと以外は、実施例２と同様にして発光素子を作製した。第一電子輸送層のイオン化ポテンシャルＥｇ１は５．６５ｅＶであり、第二電子輸送層のイオン化ポテンシャルＥｇ２は６．１２ｅＶであり、Ｅｇ２＞Ｅｇ１であった。この発光素子からは、発光効率１．６ｌｍ／Ｗの高効率青色発光が得られた。この発光素子は、１０ｍＡ／ｃｍ２で直流駆動したところ、１,０００時間たっても輝度半減に至らなかった。
【００５５】
（実施例６）
１，３−ビス（２−フェニル−１，１０−フェナントロリン−９−イル）ベンゼンを第二電子輸送層に用いたこと以外は、実施例２と同様にして発光素子を作製した。第一電子輸送層のイオン化ポテンシャルＥｇ１は５．６５ｅＶであり、第二電子輸送層のイオン化ポテンシャルＥｇ２は６．０５ｅＶであり、Ｅｇ２＞Ｅｇ１であった。この発光素子からは、発光効率１．５ｌｍ／Ｗの高効率青色発光が得られた。この発光素子は、１０ｍＡ／ｃｍ２で直流駆動したところ、１,０００時間たっても輝度半減に至らなかった。
【００５６】
（実施例７）
１，３−ビス（２−フェニル−１，１０−フェナントロリン−９−イル）ベンゼンを第二電子輸送層に用いたこと以外は、実施例３と同様にして発光素子を作製した。第一電子輸送層のイオン化ポテンシャルＥｇ１は５．６２ｅＶであり、第二電子輸送層のイオン化ポテンシャルＥｇ２は６．０５ｅＶであり、Ｅｇ２＞Ｅｇ１であった。この発光素子からは、発光効率１．５ｌｍ／Ｗの高効率青色発光が得られた。この発光素子は、１０ｍＡ／ｃｍ２で直流駆動したところ、１,０００時間たっても輝度半減に至らなかった。
【００５７】
（実施例８）
ビス（２−メチル−８−キノリノラト）−４−フェニルフェノラートアルミニウム（III）を第一電子輸送層に用いたこと以外は、実施例２と同様にして発光素子を作製した。第一電子輸送層のイオン化ポテンシャルＥｇ１は５．９０ｅＶであり、第二電子輸送層のイオン化ポテンシャルＥｇ２は６．３１ｅＶであり、Ｅｇ２＞Ｅｇ１であった。この発光素子からは、発光効率１．４ｌｍ／Ｗの高効率青色発光が得られた。この発光素子は、１０ｍＡ／ｃｍ２で直流駆動したところ、１,０００時間たっても輝度半減に至らなかった。
【００５８】
（実施例９）
フェニルビス（１−ピレニル）ホスフィンオキサイドを第一電子輸送層に用いたこと以外は、実施例２と同様にして発光素子を作製した。第一電子輸送層のイオン化ポテンシャルＥｇ１は５．８４ｅＶであり、第二電子輸送層のイオン化ポテンシャルＥｇ２は６．３１ｅＶであり、Ｅｇ２＞Ｅｇ１であった。この発光素子からは、発光効率１．７ｌｍ／Ｗの高効率青色発光が得られた。この発光素子は、１０ｍＡ／ｃｍ２で直流駆動したところ、１,０００時間たっても輝度半減に至らなかった。
【００５９】
（実施例１０）
１，３−ビス（４’−（２，２’：６’２”−ターピリジニル））ベンゼンを第二電子輸送層に用いたこと以外は、実施例３と同様にして発光素子を作製した。第一電子輸送層のイオン化ポテンシャルＥｇ１は５．６２ｅＶであり、第二電子輸送層のイオン化ポテンシャルＥｇ２は６．０５ｅＶであり、Ｅｇ２＞Ｅｇ１であった。この発光素子からは、発光効率１．５ｌｍ／Ｗの高効率青色発光が得られた。この発光素子は、１０ｍＡ／ｃｍ２で直流駆動したところ、１,０００時間たっても輝度半減に至らなかった。
【００６０】
（実施例１１）
２，２’−ビス（ベンゾ［ｈ］キノリン−２−イル）−９，９’−スピロビフルオレンを第二電子輸送層に用いたこと以外は、実施例３と同様にして発光素子を作製した。第一電子輸送層のイオン化ポテンシャルＥｇ１は５．６２ｅＶであり、第二電子輸送層のイオン化ポテンシャルＥｇ２は６．０９ｅＶであり、Ｅｇ２＞Ｅｇ１であった。この発光素子からは、発光効率１．４ｌｍ／Ｗの高効率青色発光が得られた。この発光素子は、１０ｍＡ／ｃｍ２で直流駆動したところ、１,０００時間たっても輝度半減に至らなかった。
【００６１】
（実施例１２）
ビス（１−ナフチル）−４−（１，８−ナフチリジン−２−イル）フェニルホスフィンオキサイドを第二電子輸送層に用いたこと以外は、実施例３と同様にして発光素子を作製した。第一電子輸送層のイオン化ポテンシャルＥｇ１は５．６２ｅＶであり、第二電子輸送層のイオン化ポテンシャルＥｇ２は５．７９ｅＶであり、Ｅｇ２＞Ｅｇ１であった。この発光素子からは、発光効率１．３ｌｍ／Ｗの高効率青色発光が得られた。この発光素子は、１０ｍＡ／ｃｍ２で直流駆動したところ、１,０００時間たっても輝度半減に至らなかった。
【００６２】
（実施例１３）
ビス（１−ナフチル）−４−（キノキサリン−２−イル）フェニルホスフィンオキサイドを第二電子輸送層に用いたこと以外は、実施例３と同様にして発光素子を作製した。第一電子輸送層のイオン化ポテンシャルＥｇ１は５．６２ｅＶであり、第二電子輸送層のイオン化ポテンシャルＥｇ２は５．７７ｅＶであり、Ｅｇ２＞Ｅｇ１であった。この発光素子からは、発光効率１．３ｌｍ／Ｗの高効率青色発光が得られた。この発光素子は、１０ｍＡ／ｃｍ２で直流駆動したところ、１,０００時間たっても輝度半減に至らなかった。
【００６３】
（実施例１４）
ビス（１−ナフチル）−４−（４−フェニル−２，２’−ビピリジン−６−イル）フェニルホスフィンオキサイドを第二電子輸送層に用いたこと以外は、実施例３と同様にして発光素子を作製した。第一電子輸送層のイオン化ポテンシャルＥｇ１は５．６２ｅＶであり、第二電子輸送層のイオン化ポテンシャルＥｇ２は５．６４ｅＶであり、Ｅｇ２＞Ｅｇ１であった。この発光素子からは、発光効率１．２ｌｍ／Ｗの高効率青色発光が得られた。この発光素子は、１０ｍＡ／ｃｍ２で直流駆動したところ、１,０００時間たっても輝度半減に至らなかった。
【００６４】
（実施例１５）
ビス（１−ナフチル）−４−（２−フェニル−１，３，４−オキサジアゾール−５−イル）フェニルホスフィンオキサイドを第二電子輸送層に用いたこと以外は、実施例３と同様にして発光素子を作製した。第一電子輸送層のイオン化ポテンシャルＥｇ１は５．６２ｅＶであり、第二電子輸送層のイオン化ポテンシャルＥｇ２は５．７７ｅＶであり、Ｅｇ２＞Ｅｇ１であった。この発光素子からは、発光効率１．２ｌｍ／Ｗの高効率青色発光が得られた。この発光素子は、１０ｍＡ／ｃｍ２で直流駆動したところ、１,０００時間たっても輝度半減に至らなかった。
【００６５】
（実施例１６）
ビス（１−ナフチル）−４−（キノリン−２−イル）フェニルホスフィンオキサイドを第二電子輸送層に用いたこと以外は、実施例３と同様にして発光素子を作製した。第一電子輸送層のイオン化ポテンシャルＥｇ１は５．６２ｅＶであり、第二電子輸送層のイオン化ポテンシャルＥｇ２は５．７９ｅＶであり、Ｅｇ２＞Ｅｇ１であった。この発光素子からは、発光効率１．１ｌｍ／Ｗの高効率青色発光が得られた。この発光素子は、１０ｍＡ／ｃｍ２で直流駆動したところ、１,０００時間たっても輝度半減に至らなかった。
【００６６】
（実施例１７）
トリス（Ｎ−フェニルベンズイミダゾール−２−イル）ベンゼンを第二電子輸送層に用いたこと以外は、実施例３と同様にして発光素子を作製した。第一電子輸送層のイオン化ポテンシャルＥｇ１は５．６２ｅＶであり、第二電子輸送層のイオン化ポテンシャルＥｇ２は５．７８ｅＶであり、Ｅｇ２＞Ｅｇ１であった。この発光素子からは、発光効率１．２ｌｍ／Ｗの高効率青色発光が得られた。この発光素子は、１０ｍＡ／ｃｍ２で直流駆動したところ、１,０００時間たっても輝度半減に至らなかった。
【００６７】
（実施例１８）
ビス（１−ナフチル）−４−（Ｎ−（１−ナフチル）−２−フェニル−１，３，４−トリアゾール−５−イル）フェニルホスフィンオキサイドを第二電子輸送層に用いたこと以外は、実施例３と同様にして発光素子を作製した。第一電子輸送層のイオン化ポテンシャルＥｇ１は５．６２ｅＶであり、第二電子輸送層のイオン化ポテンシャルＥｇ２は５．７６ｅＶであり、Ｅｇ２＞Ｅｇ１であった。この発光素子からは、発光効率１．２ｌｍ／Ｗの高効率青色発光が得られた。この発光素子は、１０ｍＡ／ｃｍ２で直流駆動したところ、１,０００時間たっても輝度半減に至らなかった。
【００６８】
（実施例１９）
実施例１と同様にして正孔注入材料まで蒸着した後、発光材料として、ホスト材料として４，４’−ビス（Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ）ビフェニルを、またドーパント材料としてルブレンをドープ濃度が３．５％になるように５０ｎｍの厚さに蒸着した。次に、電子輸送材料として、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（III）を１０ｎｍの厚さに積層し、第一電子輸送層とした後、１，３−ビス（１，１０−フェナントロリン−２−イル）ベンゼンを４０ｎｍの厚さに積層し、第二電子輸送層とした。次にリチウムを０．５ｎｍ有機層にドーピングした後、アルミニウムを１０００ｎｍ蒸着して陰極とし、５×５ｍｍ角の素子を作製した。第一電子輸送層のイオン化ポテンシャルＥｇ１は５．６２ｅＶであり、第二電子輸送層のイオン化ポテンシャルＥｇ２は６．３１ｅＶであり、Ｅｇ２＞Ｅｇ１であった。この発光素子からは、発光効率１．８ｌｍ／Ｗの高効率黄色発光が得られた。この発光素子は、１０ｍＡ／ｃｍ２で直流駆動したところ、１,０００時間たっても輝度半減に至らなかった。
【００６９】
（比較例７）
電子輸送材料として１，３−ビス（１，１０−フェナントロリン−２−イル）ベンゼンのみを用い５０ｎｍ積層した（電子輸送層を一層とした）こと以外は、実施例１９と同様にして発光素子を作製した。この発光素子からは、発光効率２．０ｌｍ／Ｗの高効率黄色発光が得られたが、１０ｍＡ／ｃｍ２で直流駆動したところ、１００時間で輝度半減した。
【００７０】
（実施例２０）
発光材料として、ホスト材料として９，１０−ビス（２−ナフチル）アントラセンを、ドーパント材料として４，４’−ビス（２−（４−ジフェニルアミノフェニル）エテニル）ビフェニルおよびルブレンをドープ濃度がそれぞれ５％および１％となるように用いたこと以外は、実施例２と同様にして発光素子を作製した。この発光素子からは、発光効率３．０ｌｍ／Ｗの高効率白色発光が得られた。この発光素子は、４ｍＡ／ｃｍ２で直流駆動したところ、１,０００時間たっても輝度半減に至らなかった。
【００７１】
（比較例８）
電子輸送材料として１，３−ビス（１，１０−フェナントロリン−２−イル）ベンゼンのみを用い２５ｎｍ積層した（電子輸送層を一層とした）こと以外は、実施例２０と同様にして発光素子を作製した。この発光素子からは、発光効率３．１ｌｍ／Ｗの高効率白色発光が得られたが、４ｍＡ／ｃｍ２で直流駆動したところ、４００時間で輝度半減した。
【００７２】
（実施例２１）
実施例１と同様にして正孔輸送材料まで蒸着した後、発光材料として、ホスト材料として４，４’−ビス（２，２−ジフェニルエテニル）ビフェニルを、またドーパント材料として４，４’−ビス（２−（４−ジフェニルアミノフェニル）エテニル）ビフェニルをドープ濃度が２％になるように１５ｎｍの厚さに蒸着し、第一発光層とした。次に、発光材料として、ホスト材料として１，４−ジケト−２，５−ビス（３，５−ジメチルフェニル）−３，６−ジフェニルピロロ［３，４−ｃ］ピロールを、ドーパント材料として４，４−ジフルオロ−８−フェニル−１，３，５，７−テトラ（４−ブチルフェニル）−４−ボラ−３ａ，４ａ−ジアザ−ｓ−インダセンをドープ濃度が１％になるように１０ｎｍの厚さに蒸着し、第二発光層とした。次に、電子輸送材料として、１，４−ジケト−２，５−ビス（３，５−ジメチルフェニル）−３，６−ジフェニルピロロ［３，４−ｃ］ピロールを５ｎｍの厚さに積層し、第一電子輸送層とした後、１，３−ビス（１，１０−フェナントロリン−２−イル）ベンゼンを２０ｎｍの厚さに積層し、第二電子輸送層とした。次に、リチウムを０．５ｎｍ有機層にドーピングした後、アルミニウムを１０００ｎｍ蒸着して陰極とし、５×５ｍｍ角の素子を作製した。第一電子輸送層のイオン化ポテンシャルＥｇ１は５．８６ｅＶであり、第二電子輸送層のイオン化ポテンシャルＥｇ２は６．３１ｅＶであり、Ｅｇ２＞Ｅｇ１であった。この発光素子からは、発光効率２．８ｌｍ／Ｗの高効率白色発光が得られた。この発光素子は、４ｍＡ／ｃｍ２で直流駆動したところ、１０００時間たっても輝度半減に至らなかった。
【００７３】
（実施例２２）
実施例１と同様にして正孔注入材料まで蒸着した後、正孔輸送材料として、４，４’−ビス（Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ）ビフェニルを２５ｎｍ蒸着した。次に、発光材料として、ホスト材料として４，４’−ビス（Ｎ−カルバゾリル）ビフェニルを、またドーパント材料としてトリス（２−フェニルピリジン）イリジウム（III）をドープ濃度が６％になるように３５ｎｍの厚さに蒸着した。次に、電子輸送材料として、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）−４−フェニルフェノラートアルミニウム（III）を１０ｎｍの厚さに積層し、第一電子輸送層とした後、１，３−ビス（１，１０−フェナントロリン−２−イル）ベンゼンを４０ｎｍの厚さに積層し、第二電子輸送層とした。次に、リチウムを０．５ｎｍ有機層にドーピングした後、アルミニウムを１０００ｎｍ蒸着して陰極とし、５×５ｍｍ角の素子を作製した。第一電子輸送層のイオン化ポテンシャルＥｇ１は５．９０ｅＶであり、第二電子輸送層のイオン化ポテンシャルＥｇ２は６．３１ｅＶであり、Ｅｇ２＞Ｅｇ１であった。この発光素子からは、発光効率１４．３ｌｍ／Ｗの高効率緑色発光が得られた。この発光素子は、４ｍＡ／ｃｍ２で直流駆動したところ、１０００時間たっても輝度半減に至らなかった。
【００７４】
（比較例９）
電子輸送材料として１，３−ビス（１，１０−フェナントロリン−２−イル）ベンゼンのみを用い５０ｎｍ積層した（電子輸送層を一層とした）こと以外は、実施例２２と同様にして発光素子を作製した。この発光素子からは、発光効率１５．６ｌｍ／Ｗの高効率緑色発光が得られたが、４ｍＡ／ｃｍ２で直流駆動したところ、７００時間で輝度半減した。
【００７５】
（実施例２３）
ドーパント材料として２−（ベンゾチアゾール−２−イル）−９，１０−ジフェニルアントラセンを用いたこと以外は、実施例２と同様にして発光素子を作製した。この発光素子からは、発光効率１．３ｌｍ／Ｗの高効率青色発光が得られた。この発光素子は、１０ｍＡ／ｃｍ２で直流駆動したところ、１,０００時間たっても輝度半減に至らなかった。
【００７６】
（実施例２４）
ドーパント材料として９−フェニル−（１０−フェニルエチニル）アントラセンを用いたこと以外は、実施例２と同様にして発光素子を作製した。この発光素子からは、発光効率１．５ｌｍ／Ｗの高効率青色発光が得られた。この発光素子は、１０ｍＡ／ｃｍ２で直流駆動したところ、１,０００時間たっても輝度半減に至らなかった。
【００７７】
（実施例２５）
ＩＴＯ透明導電膜を１５０ｎｍ堆積させたガラス基板（旭硝子（株）製、１５Ω／□、電子ビーム蒸着品）を３０×４０ｍｍに切断、フォトリソグラフィ法によって３００μｍピッチ（残り幅２７０μｍ）×３２本のストライプ状にパターン加工した。ＩＴＯストライプの長辺方向片側は外部との電気的接続を容易にするために１．２７ｍｍピッチ（開口部幅８００μｍ）まで広げてある。得られた基板をアセトン、“セミコクリン（登録商標）５６”（フルウチ化学（株）製）で各々１５分間超音波洗浄してから、超純水で洗浄した。続いて、イソプロピルアルコールで１５分間超音波洗浄してから熱メタノールに１５分間浸漬させて乾燥させた。この基板を素子を作製する直前に１時間ＵＶ−オゾン処理し、真空蒸着装置内に設置して、装置内の真空度が５×１０−４Ｐａ以下になるまで排気した。抵抗加熱法によって、まず正孔輸送材料として４，４’−ビス（Ｎ−（ｍ−トリル）−Ｎ−フェニルアミノ）ビフェニルを１５０ｎｍ蒸着した。次に、発光材料として、ホスト材料として、１，４−ジケト−２，５−ビス（３，５−ジメチルフェニル）−３，６−ジフェニルピロロ［３，４−ｃ］ピロールを、またドーパント材料として４，４−ジフルオロ−８−フェニル−１，３，５，７−テトラ（４−ブチルフェニル）−４−ボラ−３ａ，４ａ−ジアザ−ｓ−インダセンをドープ濃度が１％になるように２５ｎｍの厚さに蒸着した。次に、電子輸送材料として、１，４−ジケト−２，５−ビス（３，５−ジメチルベンジル）−３，６−ビス（４−メチルフェニル）ピロロ［３，４−ｃ］ピロールを１０ｎｍの厚さに積層し、第一電子輸送層とした後、１，３−ビス（１，１０−フェナントロリン−２−イル）ベンゼンを４０ｎｍの厚さに積層し、第二電子輸送層とした。ここで言う膜厚は、水晶発振式膜厚モニター表示値である。次に、厚さ５０μｍのコバール板にウエットエッチングによって１６本の２５０μｍの開口部（残り幅５０μｍ、３００μｍピッチに相当）を設けたマスクを、真空中でＩＴＯストライプに直交するようにマスク交換し、マスクとＩＴＯ基板が密着するように裏面から磁石で固定した。そしてリチウムを０．５ｎｍ有機層にドーピングした後、アルミニウムを２００ｎｍ蒸着して３２×１６ドットマトリクス素子を作製した。本素子をマトリクス駆動させたところ、クロストークなく文字表示できた。