(57)【要約】【課題】本発明の課題は、高い発光効率と高い駆動耐久性とを両立し、かつ低電圧駆動可能な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、少なくとも１つの発光層及び少なくとも一つの電荷輸送層を含む有機層を挟持してなる有機電界発光素子であって、  １）前記発光層は少なくとも２種類以上のホスト材料及び少なくとも１つの発光材料を含有し、  ２）前記発光層に隣接してホスト材料を含有し、実質的に発光材料を含有しない層を少なくとも一層有し、且つ、  ３）前記少なくとも一層の電荷輸送層が、電子受容性化合物および電子供与性化合物の少なくとも一方によって、ドープされていることを特徴とする有機電界発光素子。【選択図】なし。【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の電極間に、少なくとも１つの発光層及び少なくとも一つの電荷輸送層を含む有機層を挟持してなる有機電界発光素子であって、
１）前記発光層は少なくとも２種類以上のホスト材料及び少なくとも１つの発光材料を含有し、
２）前記発光層に隣接して、ホスト材料を含有し実質的に発光材料を含有しない層を少なくとも一層有し、且つ、
３）前記少なくとも一層の電荷輸送層が、電子受容性化合物および電子供与性化合物の少なくとも一方によってドープされていることを特徴とする有機電界発光素子。
【請求項２】
前記少なくとも一層の電荷輸送層が前記発光層と陽極との間に配された正孔輸送層であって、該正孔輸送層が電子受容性化合物によってｐドープされてい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。
【請求項３】
前記少なくとも一層の電荷輸送層が前記発光層と陰極との間に配された電子輸送層であって、該電子輸送層が電子供与性化合物によってｎドープされていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の有機電界発光素子。
【請求項４】
前記ホスト材料を含有し実質的に発光材料を含有しない層が、前記発光層の陽極に面した面側に配された正孔輸送性中間層であり、正孔輸送性ホスト材料を含有することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の有機電界発光素子。
【請求項５】
前記ホスト材料を含有し実質的に発光材料を含有しない層が、前記発光層の陰極に面した面側に配された電子輸送性中間層であり、電子輸送性ホスト材料を含有することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の有機電界発光素子。
【請求項６】
前記発光材料がリン光発光材料であることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項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および前記励起子の少なくとも一方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と発光層と電子輸送層とを積層した三層積層型素子や、正孔輸送層と発光層と正孔阻止層と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（例えば、非特許文献１参照。）。
【０００４】
しかしながら、有機ＥＬ素子の実用化には未だ多くの課題が残されている。第１に高い発光効率を達成すること、第２に高い駆動耐久性を達成すること、第３に駆動電圧低下を達成することである。特に、連続駆動時の品質低下、即ち非発光あるいは輝度低下領域（いわゆるダークスポット）の発生と成長は最大の課題である。
【０００５】
この駆動時の輝度劣化を改善するため、正孔輸送材料と電子輸送材料からなる混合領域を設けて、素子中の有機層界面をなくす方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
この方法では、素子中の有機層界面をなくすことにより、駆動時に界面に電荷が蓄積することを抑制し輝度劣化を防止している。しかしながら、混合領域と隣接する領域の境界においては、混合領域から漏れ出た正孔が電子輸送材料に注入されたり、同じく電子が正孔輸送材料に注入されたりする可能性があり、正孔輸送材料のアニオン状態からの劣化や電子輸送材料のカチオン状態からの劣化を招くことが懸念される。
【０００６】
また、特許文献２には、正孔ブロック層及び発光層との間における、ＬＵＭＯ（最低非占有分子軌道）のエネルギー準位の差及びＨＯＭＯ（最高占有分子軌道）のエネルギー準位の差、並びにホスト化合物のバンドギャップ及び分子量の関係に着目した青色燐光発光素子が開示されている。しかしながら、当該文献に開示されている青色燐光発光素子は、発光効率と駆動耐久性とが充分に高いものではない。
【０００７】
青色燐光発光素子の発光層には、青色燐光発光材料とホスト材料とが含まれる。青色燐光発光材料は、通常、２７２ｋＪ／ｍｏｌ（６５ｋｃａｌ／ｍｏｌ）以上の最低励起三重項エネルギー（Ｔ１）（以下、適宜、「Ｔ１エネルギー」と称する。）を有している。このため、高い発光効率を達成するには２７２ｋＪ／ｍｏｌ（６５ｋｃａｌ／ｍｏｌ）以上のＴ１エネルギーを有するホスト材料が必要となるが、２７２ｋＪ／ｍｏｌ（６５ｋｃａｌ／ｍｏｌ）以上のＴ１エネルギーを有するホスト材料は電荷（正孔又は電子）を注入し難く、その結果として駆動耐久性が劣る、駆動電圧が高いという問題があった。
【０００８】
駆動電圧を低減させる方法として、特許文献３には正孔輸送層に電子受容性化合物をドープした発光素子が開示されているが、前述の高Ｔ１エネルギーを有するホスト材料に対応するものではなく、発光効率も十分ではない。
【０００９】
このように、高い発光効率と高い駆動耐久性とを両立し、かつ低電圧化した青色燐光発光素子は、未だ提供されていないのが現状である。
【非特許文献１】サイエンス（Ｓｃｉｅｎｃｅ），２６７巻，３号，１９９５年，１３３２頁
【特許文献１】特開２００２−３０５０８５号公報
【特許文献２】特開２００４−６２８７号公報
【特許文献３】特開２００１−２２３０８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、高い発光効率と高い駆動耐久性とを両立し、かつ低電圧駆動可能な有機電界発光素子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
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、少なくとも１つの発光層及び少なくとも一つの電荷輸送層を含む有機層を挟持してなる有機電界発光素子であって、
１）前記発光層は少なくとも２種類以上のホスト材料及び少なくとも１つの発光材料を含有し、
２）前記発光層に隣接して、ホスト材料を含有し実質的に発光材料を含有しない層を少なくとも一層有し、且つ、
３）前記少なくとも一層の電荷輸送層が、電子受容性化合物および電子供与性化合物の少なくとも一方によってドープされていることを特徴とする有機電界発光素子。
＜２＞  前記少なくとも一層の電荷輸送層が前記発光層と陽極との間に配された正孔輸送層であって、該正孔輸送層が電子受容性化合物によってｐドープされていることを特徴とする＜１＞に記載の有機電界発光素子。
＜３＞  前記少なくとも一層の電荷輸送層が前記発光層と陰極との間に配された電子輸送層であって、該電子輸送層が電子供与性化合物によってｎドープされていることを特徴とする＜１＞または＜２＞に記載の有機電界発光素子。
＜４＞  前記ホスト材料を含有し実質的に発光材料を含有しない層が、前記発光層の陽極に面した面側に配された正孔輸送性中間層であり、正孔輸送性ホスト材料を含有することを特徴とする＜１＞〜＜３＞のいずれか１項に記載の有機電界発光素子。
＜５＞  前記ホスト材料を含有し実質的に発光材料を含有しない層が、前記発光層の陰極に面した面側に配された電子輸送性中間層であり、電子輸送性ホスト材料を含有することを特徴とする＜１＞〜＜４＞のいずれか１項に記載の有機電界発光素子。
＜６＞  前記発光材料がリン光発光材料であることを特徴とする＜１＞〜＜５＞のいずれか１項に記載の有機電界発光素子。
【発明の効果】
【００１２】
本発明により、高い発光効率と高い駆動耐久性とを有する有機電界発光素子が提供される。さらに、低電圧で駆動可能な有機電界発光素子が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の有機ＥＬ素子は、少なくとも１層の発光層とそれに隣接する実質的にホスト材料のみを含有する中間層を有し、且つ、少なくとも１層の電荷輸送層が、電子受容性化合物および電子供与性化合物の少なくとも一方によってドープされていることを特徴とする。
本発明における電荷輸送層は、好ましくは、前記発光層と陽極との間に配された正孔輸送層であって、該正孔輸送層が電子受容性化合物によってｐドープされている。
本発明における電荷輸送層の別の好ましい態様は、前記発光層と陰極との間に配された電子輸送層であって、該電子輸送層が電子供与性化合物によってｎドープされている。
【００１４】
本発明における実質的にホスト材料のみを含有する中間層は、好ましくは、前記発光層の陽極に面した面側に配された正孔輸送性中間層であり、正孔輸送性ホスト材料を含有する。
本発明における実質的にホスト材料のみを含有する中間層の別の好ましい態様は、前記発光層の陰極に面した面側に配された電子輸送性中間層であり、電子輸送性ホスト材料を含有する。
本発明における実質的にホスト材料のみを含有するということは、発光材料を発光に寄与する程度には含んでいないことを意味する。
【００１５】
本発明の有機電界発光素子は、前記発光材料のイオン化ポテンシャルをＩｐ（Ｄ）、前記複数のホスト材料のイオン化ポテンシャルのうち、最小のものをＩｐ（Ｈ）ｍｉｎとしたときに、△Ｉｐ＝Ｉｐ（Ｄ）−Ｉｐ（Ｈ）ｍｉｎで定義される△Ｉｐが、△Ｉｐ＞０ｅＶの関係を満たすことが好ましい。
また、前記発光材料の電子親和力をＥａ（Ｄ）、前記複数のホスト材料の電子親和力のうち、最大のものをＥａ（Ｈ）ｍａｘとしたときに、△Ｅａ＝Ｅａ（Ｈ）ｍａｘ−Ｅａ（Ｄ）で定義される△Ｅａが、△Ｅａ＞０ｅＶの関係を満たすことが好ましい。
より好ましくは、前記△Ｉｐが、△Ｉｐ＞０ｅＶの関係を満たし、かつ前記△Ｅａが、△Ｅａ＞０ｅＶの関係を満たす有機電界発光素子である。
【００１６】
更に、本発明の有機電界発光素子は、前記△Ｉｐが１．２ｅＶ＞△Ｉｐ＞０．２ｅＶ、及び前記△Ｅａが１．２ｅＶ＞△Ｅａ＞０．２ｅＶの少なくとも一方の関係を満たすことが駆動耐久性の観点から好ましく、特に、前記△Ｉｐが１．２ｅＶ＞△Ｉｐ＞０．４ｅＶ及び前記△Ｅａが１．２ｅＶ＞△Ｅａ＞０．４ｅＶの少なくとも一方の関係を満たすことが好ましい。
本発明の有機電界発光素子は上記構成とすることにより、発光層へのキャリアの注入障壁が小さくなることにより、駆動電圧が低下できるとともに、キャリアはホスト材料に主に注入されることにより発光材料がキャリアによって劣化することが抑制できるため、耐久性も向上できる。
【００１７】
更に、本発明の有機電界発光素子は、前記Ｉｐ（Ｈ）ｍｉｎが５．１ｅＶ以上６．３ｅＶ以下であることが好ましく、前記Ｉｐ（Ｈ）ｍｉｎが５．４ｅＶ以上６．１ｅＶ以下であることがより好ましく、前記Ｉｐ（Ｈ）ｍｉｎが５．６ｅＶ以上５．８ｅＶ以下であることが更に好ましい。
また、本発明の有機電界発光素子は、前記Ｅａ（Ｈ）ｍａｘが２．６ｅＶ以上３．３ｅＶ以下であることが好ましく、前記Ｅａ（Ｈ）ｍａｘが２．８ｅＶ以上３．２ｅＶ以下であることがより好ましく、前記Ｅａ（Ｈ）ｍａｘが２．８ｅＶ以上３．１ｅＶ以下であることが更に好ましい。
特に好ましくは、前記Ｉｐ（Ｈ）ｍｉｎが５．６ｅＶ以上５．８ｅＶ以下であり、かつ前記Ｅａ（Ｈ）ｍａｘが２．８ｅＶ以上３．１ｅＶ以下である。
【００１８】
このような条件を満たすことによる一つの効果は、正孔輸送性中間層及び電子輸送性中間体の少なくとも一方から発光層への正孔注入、電子注入が起きやすいために低電圧駆動が可能になることである。
また、別の効果として、該発光層中の複数のホスト材料間での相互作用を抑制することが挙げられる。すなわち、複数のホスト材料間での相互作用の結果、より低い励起エネルギー状態を有する電荷移動錯体、エキサイプレックス等が形成されると、本来いずれかのホスト材料に生成すべき励起状態が、電荷移動錯体、エキサイプレックス上に形成されたり、一旦生成したホスト材料の励起状態から、電荷移動錯体やエキサイプレックスにエネルギー移動が起きてしまう。この結果、発光材料へのエネルギー移動が不十分となり、所定の発光が得られなくなる可能性がある。また、電荷移動錯体、エキサイプレックス上での励起状態からの分解により駆動耐久性の低下が懸念されるからである。
該発光層中の複数のホスト材料間での相互作用が存在するかどうかは、該発光層中に含有される複数のホスト材料のみの単層膜を該発光層の形成条件と同様にして製膜し、蛍光燐光スペクトルを測定し、個々のホスト材料単独の発光スペクトルと比較する事で判断できる。
【００１９】
つまり、該蛍光燐光スペクトル中に複数のホスト材料に含まれるそれぞれ単独での発光スペクトルに帰属できない長波発光スペクトル成分が観測された場合は、相互作用が起こっていると考えられる。特に、複数のホスト材料の単独での発光スペクトルの主ピークのいずれよりも１５ｎｍ以上長波長側に発光スペクトル成分が観測されないことが好ましい。
蛍光燐光スペクトルの測定には、例えば、島津製作所製ＲＦ−５３００ＰＣを用いる事ができ、励起光は、各含有ホスト材料が単独で吸収をもつ波長の光を用いる。
【００２０】
ここで、本発明における前記イオン化ポテンシャル（Ｉｐ）、前記電子親和力（Ｅａ）、及び後述の三重項状態準位（Ｔ１）について説明する。
前記イオン化ポテンシャル（Ｉｐ）、前記電子親和力（Ｅａ）、及び後述の三重項状態準位（Ｔ１）は、石英上に各材料を真空蒸着法により製膜した単層膜を測定して得られた値である。
該イオン化ポテンシャル（Ｉｐ）は、紫外線光電子分析装置ＡＣ−１、ＡＣ−３（理研計器製）により室温・大気下で測定した値で規定する。紫外線光電子分析装置の測定原理については、安達千波矢等著「有機薄膜仕事関数データ集」シーエムシー出版社２００４年発行に記載されている。
【００２１】
また、前記電子親和力（Ｅａ）は、単層膜の吸収スペクトルの長波端からバンドギャップを算出し、これと前記イオン化ポテンシャルの値から電子親和力（Ｅａ）を算出した値で規定する。
【００２２】
該最低三重項励起エネルギー（三重項状態準位Ｔ１）は、室温での燐光発光スペクトルを測定し、その短波端から算出した値で規定する。該温度は液体窒素冷却温度においても行うことができる。
【００２３】
本発明の発光素子において駆動電圧が低下できる要因としては、以下のように推測している。
即ち、正孔輸送層と発光層との間に正孔輸送性ホスト材料のみからなる正孔輸送性中間層を設けた場合、正孔輸送性中間層材料と発光層中の正孔輸送性ホスト材料とのＩｐ差がないため、発光層への正孔注入障壁が小さくなり正孔注入が容易となり、低電圧駆動が可能になると考えられる。
同様に、電子輸送層と発光層との間に電子輸送性ホスト材料のみからなる電子輸送性中間層を設けた場合、電子輸送性中間層材料と発光層中の電子輸送性ホスト材料とのＥａ差がないため、発光層への電子注入障壁が小さくなり電子注入が容易となり、低電圧駆動が可能になると考えられる。
また、正孔輸送層に電子受容性ドーパントをドープすることにより、陽極から正孔輸送層への正孔注入障壁を小さくすることができ、低電圧駆動が可能になると考えられる。
同様に、電子輸送層に電子供与性ドーパントをドープすることにより、陰極から電子輸送層への電子注入障壁を小さくすることができ、低電圧駆動が可能になると考えられる。
【００２４】
本発明の発光素子が駆動耐久性において顕著に優れていることについては、以下のような発光メカニズムにより機能しているものと推測している。
即ち、陽極から注入された正孔は、正孔注入層、正孔輸送層を経由して大半が発光層中の正孔輸送性ホスト材料に注入される。一方、陰極から注入された電子は、電子注入層、電子輸送層を経由して大半が発光層中の電子輸送性ホスト材料に注入される。発光層中の正孔輸送性ホストから電子輸送性ホスト材料のＨＯＭＯへ正孔が注入され電子輸送性ホスト材料上に励起子が生成する。または電子輸送性ホスト材料から正孔輸送性ホスト材料のＬＵＭＯへ電子が注入され正孔輸送性ホスト材料上に励起子が生成する。このホスト材料の励起状態エネルギーが発光材料に移動して、発光材料の一重項及び（又は）三重項状態から発光する。
ここで、発光層に正孔と電子が注入される際、正孔は主に正孔輸送性ホスト材料に、電子は主に電子輸送性ホスト材料に注入されことにより、正孔輸送性ホスト材料をアニオン状態から、電子輸送性ホスト材料をカチオン状態から解放することが出来、結果として駆動耐久性向上が得られる。また、正孔及び電子が発光層中に注入される際、発光材料のＨＯＭＯ、ＬＵＭＯが正孔輸送性ホスト材料及び電子輸送性ホスト材料によって形成されるＩｐ（Ｈ）ｍｉｎ及びＥａ（Ｈ）ｍａｘの外側にあるため、発光材料にはほとんどキャリアが注入されず、カチオンまたはアニオンに対して耐性の低い発光材料の劣化を抑制でき、耐久性を向上することが出来ると考えられる。
【００２５】
本発明の発光素子が駆動耐久性において顕著に優れている別の要因としては、以下のように推測している。
即ち、正孔輸送層に電子受容性ドーパントをドープすることにより、陽極から正孔輸送層  への正孔注入が容易となり、更に、正孔輸送層と発光層との間に正孔輸送性ホストのみからなる正孔輸送性中間層を有することにより、発光層への正孔注入が容易となり、界面での正孔の集中が起き難くなり、劣化が抑制できると考えられる。
同様に、電子輸送層に電子供与性ドーパントをドープすることにより、陰極から電子輸送層への電子注入が容易となり、更に、電子輸送層と発光層との間に電子輸送性ホストのみからなる電子輸送性中間層を有することにより、発光層への電子注入が容易となり、電子輸送層と発光層が直接接している構成より界面での電子の集中が起き難くなり、劣化が抑制できると考えられる。
【００２６】
このような界面でのキャリア集中を抑制する効果は、特開２００２−３１３５８４号公報に記載された発光層に隣接する層に正孔輸送材料と電子輸送材料を一定比率で混合した混合層を設けることでも発現の可能性はあるが、この素子構成では以下のような問題が発生する。一つには、発光層からキャリアの漏れが起こりやすく、正孔と電子の再結合確率が低下することによって発光効率が低下する。これは、発光層に隣接する陰極側にＩｐの小さい正孔輸送性材料があるため、正孔が漏れ易く、また発光層に隣接する陽極側に電子輸送材料があるために、電子が漏れ易くなるためと推測される。
これに対し、本発明では発光層に隣接する陰極側にはＩｐの大きな（ＨＯＭＯが低い）電子輸送性材料が存在し、また発光層に隣接する陽極側にはＥａの小さい（ＬＵＭＯが高い）正孔輸送性材料が存在するため、正孔、電子ともに発光層から漏れにくくなる。これにより、発光層中での正孔と電子の再結合確率が高くなり、高効率発光が可能となると考えられる。
【００２７】
本発明の発光素子が、駆動耐久性に優れている別の要因について以下のように推測している。本発明の発光素子においては発光層に電子輸送性ホスト材料と正孔輸送性ホスト材料が含まれていることが好ましいが、発光層に注入される正孔と電子のバランスが極端に悪いときには、過剰な電荷がホスト材料あるいは発光材料に注入されることにより駆動中の劣化を生じ、逆に駆動耐久性を悪化させる恐れがある。即ち、正孔の注入量が電子の注入量に比べて圧倒的に多い場合には、一部の正孔が電子輸送性ホスト材料あるいは発光材料に注入されることによりカチオン状態からの劣化を生じ、駆動耐久性が悪化すると推測される。同様に、電子の注入量が正孔の注入量に比べて圧倒的に多い場合には、一部の電子が正孔輸送性ホスト材料あるいは発光材料に注入されることによりアニオン状態からの劣化を生じ、駆動耐久性が悪化すると推測される。本発明の素子では電荷輸送層にドープすることにより、発光層への電荷注入のバランスを制御することができ、駆動耐久性を更に向上させることができると推測される。
【００２８】
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は、一対の電極（陽極と陰極）間に少なくとも発光層を含む有機化合物層を有し、更に、陽極と該発光層との間に正孔輸送層を、また陰極と該発光層との間に電子輸送層を有する。
発光素子の性質上、前記一対の電極のうち少なくとも一方の電極は、透明であることが好ましい。
【００２９】
本発明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、正孔輸送層、発光層、電子輸送層の順に積層されている態様が好ましい。更に、正孔輸送層と発光層との間に正孔輸送性中間層及び発光層と電子輸送層との間に、電子輸送性中間層の少なくとも一方を有する。また、陽極と正孔輸送層との間に正孔注入層を、同様に陰極と電子輸送層との間に電子注入層を設けても良い。
【００３０】
本発明の有機電界発光素子における有機化合物層の好適な態様は、陽極側から順に、少なくとも、（１）正孔注入層、正孔輸送層（正孔注入層と正孔輸送層は兼ねても良い）、正孔輸送性中間層、発光層、電子輸送層、及び電子注入層（電子輸送層と電子注入層は兼ねても良い）、を有する態様、（２）  正孔注入層、正孔輸送層（正孔注入層と正孔輸送層は兼ねても良い）、発光層、電子輸送性中間層、電子輸送層、及び電子注入層（電子輸送層と電子注入層は兼ねても良い）、を有する態様、（３）正孔注入層、正孔輸送層（正孔注入層と正孔輸送層は兼ねても良い）、正孔輸送性中間層、発光層、電子輸送性中間層、電子輸送層、及び電子注入層（電子輸送層と電子注入層は兼ねても良い）、を有する態様である。
【００３１】
上記正孔輸送性中間層は、発光層への正孔注入を促進する機能及び電子をブロックする機能の少なくとも一方を有することが好ましい。
また、上記電子輸送性中間層は、発光層への電子注入を促進する機能及び正孔をブロックする機能の少なくとも一方を有することが好ましい。
更に、上記正孔輸送性中間層及び上記電子輸送性中間層の少なくとも一方は、発光層で生成する励起子をブロックする機能を有することが好ましい。
上記の正孔注入促進、電子注入促進、正孔ブロック、電子ブロック、励起子ブロックといった機能を有効に発現させるためには、該正孔輸送性中間層および該電子輸送性中間層は、発光層に隣接していることが好ましい。
尚、各層は複数の二次層に分かれていてもよい。
【００３２】
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。
【００３３】
本発明における有機化合物層について説明する。
本発明の有機電界発光素子は、少なくとも一層の発光層を含む有機化合物層を有しており、発光層以外の他の有機化合物層としては、前述したごとく、正孔注入層、正孔輸送層、正孔輸送性中間層、発光層、電子輸送性中間層、電子輸送層、電子注入層等の各層が挙げられる。
【００３４】
（有機化合物層の形成）
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。
【００３５】
（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。
【００３６】
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、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、および五酸化バナジウム、三酸化モリブデンなどの金属酸化物を好適に用いることができる。
【００３７】
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。
具体的にはヘキサシアノブタジエン、ヘキサシアノベンゼン、テトラシアノエチレン、テトラシアノキノジメタン、テトラフルオロテトラシアノキノジメタン、ｐ−フルオラニル、ｐ−クロラニル、ｐ−ブロマニル、ｐ−ベンゾキノン、２，６−ジクロロベンゾキノン、２，５−ジクロロベンゾキノン、テトラメチルベンゾキノン、１，２，４，５−テトラシアノベンゼン、ｏ−ジシアノベンゼン、ｐ−ジシアノベンゼン、１，４−ジシアノテトラフルオロベンゼン、２，３−ジクロロ−５，６−ジシアノベンゾキノン、ｐ−ジニトロベンゼン、ｍ−ジニトロベンゼン、ｏ−ジニトロベンゼン、ｐ−シアノニトロベンゼン、ｍ−シアノニトロベンゼン、ｏ−シアノニトロベンゼン、１，４−ナフトキノン、２，３−ジクロロナフトキノン、１−ニトロナフタレン、２−ニトロナフタレン、１，３−ジニトロナフタレン、１，５−ジニトロナフタレン、９−シアノアントラセン、９−ニトロアントラセン、９，１０−アントラキノン、１，３，６，８−テトラニトロカルバゾール、２，４，７−トリニトロ−９−フルオレノン、２，３，５，６−テトラシアノピリジン、マレイン酸無水物、フタル酸無水物、フラーレンＣ６０、およびフラーレンＣ７０などが挙げられ、特開平６−２１２１５３、同１１−１１１４６３、同１１−２５１０６７、特開２０００−１９６１４０、同２０００−２８６０５４、同２０００−３１５５８０、同２００１−１０２１７５、同２００１−１６０４９３、同２００２−２５２０８５、同２００２−５６９８５、同２００３−１５７９８１、同２００３−２７１８６２、同２００３−２２９２７８、同２００４−３４２６１４、同２００５−７２０１２、同２００５−１６６６３７、同２００５−２０９６４３等に記載の化合物を好適に用いることが出来る。
【００３８】
このうちヘキサシアノブタジエン、ヘキサシアノベンゼン、テトラシアノエチレン、テトラシアノキノジメタン、テトラフルオロテトラシアノキノジメタン、ｐ−フルオラニル、ｐ−クロラニル、ｐ−ブロマニル、ｐ−ベンゾキノン、２，６−ジクロロベンゾキノン、２，５−ジクロロベンゾキノン、１，２，４，５−テトラシアノベンゼン、１，４−ジシアノテトラフルオロベンゼン、２，３−ジクロロ−５，６−ジシアノベンゾキノン、ｐ−ジニトロベンゼン、ｍ−ジニトロベンゼン、ｏ−ジニトロベンゼン、１，４−ナフトキノン、２，３−ジクロロナフトキノン、１，３−ジニトロナフタレン、１，５−ジニトロナフタレン、９，１０−アントラキノン、１，３，６，８−テトラニトロカルバゾール、２，４，７−トリニトロ−９−フルオレノン、２，３，５，６−テトラシアノピリジン、またはフラーレンＣ６０が好ましく、ヘキサシアノブタジエン、ヘキサシアノベンゼン、テトラシアノエチレン、テトラシアノキノジメタン、テトラフルオロテトラシアノキノジメタン、ｐ−フルオラニル、ｐ−クロラニル、ｐ−ブロマニル、２，６−ジクロロベンゾキノン、２，５−ジクロロベンゾキノン、２，３−ジクロロナフトキノン、１，２，４，５−テトラシアノベンゼン、２，３−ジクロロ−５，６−ジシアノベンゾキノン、または２，３，５，６−テトラシアノピリジンがより好ましく、テトラフルオロテトラシアノキノジメタンが特に好ましい。
【００３９】
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。該使用量が、正孔輸送材料に対して０．０１質量％未満のときには、本発明の効果が不十分であるため好ましくなく、５０質量％を超えると正孔輸送能力が損なわれるため好ましくない。
【００４０】
正孔注入層、正孔輸送層の材料としては、具体的には、ピロール誘導体、カルバゾール誘導体、アザカルバゾール誘導体、ピラゾール誘導体、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、チオフェン誘導体、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、ポルフィリン系化合物、有機シラン誘導体、またはカーボン等を含有する層であることが好ましい。
【００４１】
正孔注入層、正孔輸送層の厚さは、特に限定されるものではないが、駆動電圧低下、発光効率向上、耐久性向上の観点から、厚さが１ｎｍ〜５μｍであることが好ましく、５ｎｍ〜１μｍであることが更に好ましく、１０ｎｍ〜５００ｎｍであることが特に好ましい。
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。
【００４２】
前記発光層に隣接したキャリア輸送層が正孔輸送層であるとき、該正孔輸送層のＩｐ（ＨＴＬ）は前記発光層中に含有されるドーパントのＩｐ（Ｄ）より小さいことが駆動耐久性の点で好ましい。
正孔輸送層におけるＩｐ（ＨＴＬ）は、後述するＩｐの測定方法により測定することができる。
【００４３】
また、正孔輸送層におけるキャリア移動度は、一般的に、１０−７ｃｍ２・Ｖ−１・ｓ−１以上１０−１ｃｍ２・Ｖ−１・ｓ−１以下であり、中でも、発光効率の点から１０−５ｃｍ２・Ｖ−１・ｓ−１以上１０−１ｃｍ２・Ｖ−１・ｓ−１以下が好ましく、１０−４ｃｍ２・Ｖ−１・ｓ−１以上１０−１ｃｍ２・Ｖ−１・ｓ−１以下が更に好ましく、１０−３ｃｍ２・Ｖ−１・ｓ−１以上１０−１ｃｍ２・Ｖ−１・ｓ−１以下が特に好ましい。
該キャリア移動度は、前記発光層のキャリア移動度の測定方法と同様の方法により測定した値を採用する。
また、該正孔輸送層のキャリア移動度は、前記発光層のキャリア移動度より大きいことが駆動耐久性、発光効率の観点から好ましい。
【００４４】
（電子注入層、電子輸送層）
電子注入層、電子輸送層は、陰極から電子を注入する機能、電子を輸送する機能、陽極から注入され得た正孔を障壁する機能のいずれかを有している層である。
【００４５】
電子注入層、あるいは電子輸送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。還元性有機化合物としては、例えば、含窒素化合物、含カルコゲン元素化合物（例えば含硫黄化合物、含セレン化合物、または含テルル化合物など）、含リン化合物などが挙げられる。この他にも、特開平６−２１２１５３、特開２０００−１９６１４０、同２００３−６８４６８、同２００３−２２９２７８、同２００４−３４２６１４等に記載の材料を用いることが出来る。
【００４６】
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％〜９９質量％であることが好ましく、１．０質量％〜８０質量％であることが更に好ましく、２．０質量％〜７０質量％であることが特に好ましい。該使用量が、電子輸送層材料に対して０．１質量％未満のときには、本発明の効果が不十分であるため好ましくなく、９９質量％を超えると電子輸送能力が損なわれるため好ましくない。
【００４７】
電子注入層、電子輸送層の材料としては、具体的には、ピリジン、ピリミジン、トリアジン、イミダゾール、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複素環テトラカルボン酸無水物、フタロシアニン、シロール、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。
【００４８】
電子注入層、電子輸送層の厚さは、特に限定されるものではないが、駆動電圧低下、発光効率向上、耐久性向上の観点から、厚さが１ｎｍ〜５μｍであることが好ましく、５ｎｍ〜１μｍであることが更に好ましく、１０ｎｍ〜５００ｎｍであることが特に好ましい。
電子注入層、電子輸送層は、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。
前記発光層に隣接したキャリア輸送層が電子輸送層であるとき、該電子輸送層のＥａ（ＥＴＬ）は前記発光層中に含有されるドーパントのＥａ（Ｄ）より大きいことが駆動耐久性の点で好ましい。
【００４９】
該Ｅａ（ＥＴＬ）は、後述するＥａの測定方法と同様の方法により測定した値を用いる。
また、電子輸送層におけるキャリア移動度は、一般的に、１０−７ｃｍ２・Ｖ−１・ｓ−１以上１０−１ｃｍ２・Ｖ−１・ｓ−１以下であり、中でも、発光効率の点から１０−５ｃｍ２・Ｖ−１・ｓ−１以上１０−１ｃｍ２・Ｖ−１・ｓ−１以下が好ましく、１０−４ｃｍ２・Ｖ−１・ｓ−１以上１０−１ｃｍ２・Ｖ−１・ｓ−１以下が更に好ましく、１０−３ｃｍ２・Ｖ−１・ｓ−１以上１０−１ｃｍ２・Ｖ−１・ｓ−１以下が特に好ましい。
また、該電子輸送層のキャリア移動度は、前記発光層のキャリア移動度より大きいことが駆動耐久性の観点から好ましい。該キャリア移動度は、前記正孔輸送層の測定方法と同様に行った。
本発明における発光素子のキャリア移動度において、正孔輸送層、電子輸送層、及び発光層におけるキャリア移動度としては、（電子輸送層≧正孔輸送層）＞発光層であることが、駆動耐久性の点で好ましい。
【００５０】
（発光層）
発光層は、電界印加時に、陽極、正孔注入層、正孔輸送層または正孔輸送性中間層から正孔を受け取り、陰極、電子注入層、電子輸送層または電子輸送性中間層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性ドーパントと複数のホスト化合物とを含む。
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性ドーパントと複数のホスト化合物とを含有することが好ましい。
【００５１】
本発明における発光層に含有する発光性ドーパントと複数のホスト化合物としては、一重項励起子からの発光（蛍光）が得られる蛍光発光性ドーパントと複数のホスト化合物との組み合せでも、三重項励起子からの発光（燐光）が得られる燐光発光性ドーパントと複数のホスト化合物との組み合せでもよいが、中でも、発光効率の観点から、燐光発光性ドーパントと複数のホスト化合物との組み合せであることが好ましい。
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種類以上の発光性ドーパントを含有することができる。
【００５２】
《発光性ドーパント》
本発明における発光性ドーパントとしては、燐光性発光材料、蛍光性発光材料等いずれもドーパントとして用いることができる。
本発明における発光性ドーパントは、更に前記ホスト化合物との間で、１．２ｅＶ＞△Ｉｐ＞０．２ｅＶ及び１．２ｅＶ＞△Ｅａ＞０．２ｅＶの少なくとも一方の関係を満たすドーパントであることが駆動耐久性の観点で好ましい。
【００５３】
《燐光発光性ドーパント》
前記燐光性の発光性ドーパントとしては、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、金、銀、銅、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。
【００５４】
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、好ましくは炭素数５〜３０、より好ましくは炭素数６〜３０、さらに好ましくは炭素数６〜２０であり、特に好ましくは炭素数６〜１２であり、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、好ましくは炭素数５〜３０、より好ましくは炭素数６〜３０、さらに好ましくは炭素数６〜２０であり、特に好ましくは炭素数６〜１２であり、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、好ましくは炭素数２〜３０、より好ましくは炭素数２〜２０、さらに好ましくは炭素数２〜１６であり、酢酸配位子など）、アルコラト配位子（例えば、好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数１〜２０、さらに好ましくは炭素数６〜２０であり、フェノラト配位子など）、シリルオキシ配位子（例えば、好ましくは炭素数３〜４０、より好ましくは炭素数３〜３０、さらに好ましくは炭素数３〜２０であり、例えば、トリメチルシリルオキシ配位子、ジメチル−ｔｅｒｔ−ブチルシリルオキシ配位子、トリフェニルシリルオキシ配位子など）、一酸化炭素配位子、イソニトリル配位子、シアノ配位子、リン配位子（好ましくは炭素数３〜４０、より好ましくは炭素数３〜３０、さらに好ましくは炭素数３〜２０、特に好ましくは炭素数６〜２０であり、例えば、トリフェニルフォスフィン配位子など）、チオラト配位子（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数１〜２０、さらに好ましくは炭素数６〜２０、例えば、フェニルチオラト配位子など）、フォスフィンオキシド配位子（好ましくは炭素数３〜３０、より好ましくは炭素数８〜３０、さらに好ましくは炭素数１８〜３０、例えば、トリフェニルフォスフィンオキシド配位子など）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。  
【００５５】
これらの中でも、発光性ドーパントの具体例としては、例えば、ＵＳ６３０３２３８Ｂ１、ＵＳ６０９７１４７、ＷＯ００／５７６７６、ＷＯ００／７０６５５、ＷＯ０１／０８２３０、ＷＯ０１／３９２３４Ａ２、ＷＯ０１／４１５１２Ａ１、ＷＯ０２／０２７１４Ａ２、ＷＯ０２／１５６４５Ａ１、ＷＯ０２／４４１８９Ａ１、特開２００１−２４７８５９、特開２００２−３０２６７１、特開２００２−１１７９７８、特開２００３−１３３０７４、特開２００２−２３５０７６、特開２００３−１２３９８２、特開２００２−１７０６８４、ＥＰ１２１１２５７、特開２００２−２２６４９５、特開２００２−２３４８９４、特開２００１−２４７８５９、特開２００１−２９８４７０、特開２００２−１７３６７４、特開２００２−２０３６７８、特開２００２−２０３６７９、特開２００４−３５７７９１、特願２００５−７５３４０、特願２００５−７５３４１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、更に好ましい発光性ドーパントとしては、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、およびＣｅ錯体が挙げられる。特に好ましくは、Ｉｒ錯体、Ｐｔ錯体、または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、またはＲｅ錯体が好ましい。
【００５６】
《蛍光発光性ドーパント》
前記蛍光性の発光性ドーパントとしては、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、またはペンタセンなど）、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。
【００５７】
これらの中でも、発光性ドーパント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。
【００５８】
【化１】
2007134677.tif 000002
【００５９】
【化２】
2007134677.tif 000003
【００６０】
【化３】
2007134677.tif 000004
【００６１】
上記の中でも、本発明で用いる発光性ドーパントとしては、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、Ｄ−２４、またはＤ−２５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。
【００６２】
発光層中の発光性ドーパントは、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、０．１質量％〜３０質量％含有されるが、耐久性、発光効率の観点から１質量％〜１５質量％含有されることが好ましく、２質量％〜１２質量％含有されることがより好ましい。
【００６３】
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。
【００６４】
（ホスト材料）
発光層に用いられるホスト材料は、少なくとも２種類以上のホスト材料を用いることが必要である。
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。
【００６５】
《正孔輸送性ホスト》
本発明の有機層に用いられる正孔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、イオン化ポテンシャルＩｐが５．１ｅＶ以上６．３ｅＶ以下であることが好ましく、５．４ｅＶ以上６．１ｅＶ以下であることがより好ましく、５．６ｅＶ以上５．８ｅＶ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、電子親和力Ｅａが１．２ｅＶ以上３．１ｅＶ以下であることが好ましく、１．４ｅＶ以上３．０ｅＶ以下であることがより好ましく、１．８ｅＶ以上２．８ｅＶ以下であることが更に好ましい。
【００６６】
このような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、カルバゾール、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。
中でも、カルバゾール誘導体、芳香族第三級アミン化合物、チオフェン誘導体が好ましく、特に分子内にカルバゾール骨格および芳香族第三級アミン骨格の少なくとも一方を複数個有するものが好ましい。
このような正孔輸送性ホストとしての具体的化合物としては、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。
【００６７】
【化４】
2007134677.tif 000005
【００６８】
【化５】
2007134677.tif 000006
【００６９】
【化６】
2007134677.tif 000007
【００７０】
【化７】
2007134677.tif 000008
【００７１】
【化８】
2007134677.tif 000009
【００７２】
正孔輸送ホストとしては、Ｈ−１〜Ｈ−２１が好ましく、Ｈ−１〜Ｈ−１８がより好ましくＨ−１、Ｈ−４〜Ｈ−６、Ｈ−１２、Ｈ−１４、Ｈ−１７、およびＨ−１８がさらに好ましい。
【００７３】
《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３．２ｅＶ以下であることがより好ましく、２．８ｅＶ以上３．１ｅＶ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。
【００７４】
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複素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。
【００７５】
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（Ａ）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。
【００７６】
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。
【００７７】
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、および４−ビフェニルオキシなどが挙げられる。）、
【００７８】
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、またはシロキシ配位子であり、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。
【００７９】
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、特開２００４−２１４１７９、特開２００４−２２１０６２、特開２００４−２２１０６５、特開２００４−２２１０６８、特開２００４−３２７３１３等に記載の化合物が挙げられる。
【００８０】
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が、これらに限定されるものではない。
【００８１】
【化９】
2007134677.tif 000010
【００８２】
【化１０】
2007134677.tif 000011
【００８３】
【化１１】
2007134677.tif 000012
【００８４】
電子輸送層ホストとしては、Ｅ−１〜Ｅ−６、Ｅ−８、Ｅ−９、Ｅ−２１、またはＥ−２２が好ましく、Ｅ−３、Ｅ−４、Ｅ−６、Ｅ−８、Ｅ−９、Ｅ−１０、Ｅ−２１、またはＥ−２２がより好ましく、Ｅ−３、Ｅ−４、Ｅ−２１、またはＥ−２２が更に好ましい。
【００８５】
本発明における発光層において、発光性ドーパントとして燐光発光性ドーパントを用いたとき、該燐光発光性ドーパントの最低三重項励起エネルギーＴ１（Ｄ）と前記複数のホスト化合物の最低励起三重項エネルギーのうち最小のもの前記Ｔ１（Ｈ）ｍｉｎとが、Ｔ１（Ｈ）ｍｉｎ＞Ｔ１（Ｄ）の関係を満たすことが色純度、発光効率、駆動耐久性の点で好ましい。
【００８６】
また、本発明の複数の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、それぞれ１５質量％以上８５質量％以下であることが好ましい。
【００８７】
また、発光層におけるキャリア移動度は、一般的に、１０−７ｃｍ２・Ｖ−１・ｓ−１以上１０−１ｃｍ２・Ｖ−１・ｓ−１以下であり、中でも、発光効率の点から１０−６ｃｍ２・Ｖ−１・ｓ−１以上１０−１ｃｍ２・Ｖ−１・ｓ−１以下が好ましく、１０−５ｃｍ２・Ｖ−１・ｓ−１以上１０−１ｃｍ２・Ｖ−１・ｓ−１以下が更に好ましく、１０−４ｃｍ２・Ｖ−１・ｓ−１以上１０−１ｃｍ２・Ｖ−１・ｓ−１以下が特に好ましい。
【００８８】
該発光層のキャリア移動度は、後述の前記キャリア輸送層のキャリア移動度より小さいことが発光効率、駆動耐久性の観点から好ましい。
該キャリア移動度は、Ｔｉｍｅ  ｏｆ  Ｆｌｉｇｈｔ法により測定し、得られた値をキャリア移動度とした。
【００８９】
（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。本発明においては、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。
正孔ブロック層は、特に限定されるものではないが、具体的には、ＢＡｌｑ等のアルミニウム錯体、トリアゾール誘導体、トリアジン誘導体、ピリジン誘導体、キノリン誘導体、フェナントロリン誘導体、およびピラザボール誘導体等を含有することができる。
また、正孔ブロック層の厚さは、駆動電圧を下げるため、一般的に５０ｎｍ以下であることが好ましく、１ｎｍ〜５０ｎｍであることが好ましく、５ｎｍ〜４０ｎｍであることが更に好ましい。
【００９０】
（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、通常透明陽極として設けられる。
【００９１】
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、仕事関数が４．０ｅＶ以上の材料が好ましい。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。
【００９２】
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。
【００９３】
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。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。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
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。
【００９７】
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。
【００９８】
（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。
【００９９】
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、仕事関数が４．５ｅＶ以下のものが好ましい。具体例としてはアルカリ金属（たとえば、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、または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種以上を好適に併用することができる。
【０１００】
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。
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。
【０１０１】
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、これらの広報に記載の材料は、本発明においても適用することができる。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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１０ｎｍ〜５μｍ程度であり、５０ｎｍ〜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。
【０１０６】
（基板）
本発明においては基板を用いることができる。用いられる基板としては、有機化合物層から発せられる光を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、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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
基板は、無色透明であっても、有色透明であってもよいが、有機発光層から発せられる光を散乱又は減衰等させることがない点で、無色透明であることが好ましい。
【０１０９】
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。
【０１１０】
（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、またはＮｉ等の金属、ＭｇＯ、ＳｉＯ、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＧｅＯ、ＮｉＯ、ＣａＯ、ＢａＯ、Ｆｅ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、またはＴｉＯ２等の金属酸化物、ＳｉＮｘ、ＳｉＮｘＯｙ等の金属窒化物、ＭｇＦ２、ＬｉＦ、ＡｌＦ３、または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。
【０１１１】
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、または転写法を適用できる。
【０１１２】
（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。
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、シリコーンオイル類が挙げられる。
【０１１３】
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。
本発明における有機電界発光素子の駆動耐久性は、特定の輝度における輝度半減時間により測定することができる。例えば、ＫＥＩＴＨＬＥＹ製ソ−スメジャ−ユニット２４００型を用いて、直流電圧を有機ＥＬ素子に印加し発光させ、初期輝度２０００ｃｄ／ｍ２の条件で連続駆動試験をおこない、輝度が１０００ｃｄ／ｍ２になった時間を輝度半減時間Ｔ（１／２）として、該輝度半減時間を従来発光素子と比較することにより求めることができる。本発明においてはこの数値を用いた。
この有機電界発光素子の重要な特性値として、外部量子効率がある。外部量子効率は、「外部量子効率φ＝素子から放出されたフォトン数／素子に注入された電子数」で算出され、この値が大きいほど消費電力の点で有利な素子と言える。
【０１１４】
また、有機電界発光素子の外部量子効率は、「外部量子効率φ＝内部量子効率×光取り出し効率」で決まる。有機化合物からの蛍光発光を利用する有機ＥＬ素子においては、内部量子効率の限界値が２５％であり、光取り出し効率が約２０％であることから、外部量子効率の限界値は約５％とされている。
【０１１５】
素子の外部量子効率としては、消費電力を下げられる点、駆動耐久性を上げられる点で、６％以上が好ましく、１２％以上が特に好ましい。
該外部量子効率の数値は、２０℃で素子を駆動したときの外部量子効率の最大値、もしくは、２０℃で素子を駆動した時の１００ｃｄ／ｍ２〜３００ｃｄ／ｍ２付近（好ましくは２００ｃｄ／ｍ２）での外部量子効率の値を用いることができる。
本発明においては、東陽テクニカ製ソースメジャーユニット２４００型を用いて、直流定電圧をＥＬ素子に印加し発光させ、その輝度をトプコン社製輝度計ＢＭ−８を用いて測定し、２００ｃｄ／ｍ２における外部量子効率を算出した値を用いる。
【０１１６】
また、発光素子の外部量子効率は、発光輝度、発光スペクトル、電流密度を測定し、その結果と比視感度曲線から算出することができる。すなわち、電流密度値を用い、入力した電子数を算出することができる。そして、発光スペクトルと比視感度曲線（スペクトル）を用いた積分計算により、発光輝度を発光したフォトン数に換算することができる。これらから外部量子効率（％）は、「（発光したフォトン数／素子に入力した電子数）×１００」で計算することができる。
【０１１７】
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、同６−３０１３５５号、同５−２９０８０号、同７−１３４５５８号、同８−２３４６８５号、同８−２４１０４７号の各公報、特許第２７８４６１５号、米国特許５８２８４２９号、同６０２３３０８号の各明細書、等に記載の駆動方法を適用することができる。
【０１１８】
（本発明の有機電界発光素子の用途）
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、または光通信等に好適に利用できる。
【実施例】
【０１１９】
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。
【０１２０】
実施例１
１．有機電界発光素子の作製
０．５ｍｍ厚み、２．５ｃｍ角のＩＴＯガラス基板（ジオマテック（株）製、表面抵抗１０Ω／□）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。
【０１２１】
（正孔注入層）
２−ＴＮＡＴＡの蒸着速度を０．５ｎｍ／秒とし、Ｆ４−ＴＣＮＱ（テトラフルオロテトラシアノキノジメタン）が２−ＴＮＡＴＡに対し０．３質量％となるように共蒸着を行った。膜厚は５５ｎｍとした。
（正孔輸送層）
正孔注入層の上に、α−ＮＰＤの蒸着速度を０．５ｎｍ／秒とし、Ｆ４−ＴＣＮＱがα−ＮＰＤに対し０．３質量％となるように共蒸着を行った。膜厚は５ｎｍとした。
（正孔輸送性中間層）
ＣＢＰ：膜厚１０ｎｍ（蒸着速度：０．３ｎｍ／秒）
（発光層）
ＣＢＰ（正孔輸送性ホスト）およびＥＴＭ−１（電子輸送性ホスト）の蒸着速度をそれぞれ０．３ｎｍ／秒とし、燐光発光性ドーパントＥＭ−１が発光層中の有機材料全体の８質量％となるように三元共蒸着を行った。発光層の膜厚は２０ｎｍとした。
（電子輸送性中間層）
ＥＴＭ−１：膜厚１０ｎｍ（蒸着速度：０．３ｎｍ／秒）
（電子輸送層１）
ＢＡｌｑ：膜厚１０ｎｍ（蒸着速度：０．３ｎｍ／秒）
（電子輸送層２）
電子輸送材料Ａｌｑ：膜厚３０ｎｍ（蒸着速度：１ｎｍ／秒）
【０１２２】
この上にパタ−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、フッ化リチウムを０．１ｎｍ／秒の蒸着速度にて１ｎｍ蒸着し電子注入層とした。更に金属アルミニウムを１００ｎｍ蒸着し陰極とした。
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、長瀬チバ製）を用いて封止し、本発明素子１を作製した。
【０１２３】
比較例１
実施例１の素子において、正孔注入層の代わりに２−ＴＮＡＴＡを蒸着速度０．５ｎｍ／秒で５５ｎｍ蒸着し、正孔輸送層の代わりにα−ＮＰＤを蒸着速度０．５ｎｍ／秒で１０ｎｍ蒸着する以外は実施例１の素子と同様に比較素子１を作製した。
【０１２４】
実施例２
実施例１の素子において、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層２と電子輸送層３の蒸着条件を下記の通りに変更する以外は実施例１の素子と同様にして本発明素子２を作製した。
【０１２５】
（正孔注入層）
銅フタロシアニン：膜厚１０ｎｍ（蒸着速度：０．５ｎｍ／秒）
（正孔輸送層）
α−ＮＰＤ：膜厚３０ｎｍ（蒸着速度：０．３ｎｍ／秒）
（電子輸送層２）
電子輸送材料Ａｌｑ：膜厚２０ｎｍ（蒸着速度：１ｎｍ／秒）
（電子輸送層３）
電子輸送材料Ａｌｑの蒸着速度を１．０ｎｍ／秒に固定し、金属ＬｉがＡｌｑに対し３．０質量％になるように共蒸着を行った。電子輸送層３の膜厚は１０ｎｍとした。
【０１２６】
比較例２
実施例２の素子において、電子輸送層３の蒸着条件を下記の通りに変更する以外は実施例２の素子と同様にして比較素子２を作製した。
（電子輸送層３）
電子輸送材料Ａｌｑ：膜厚１０ｎｍ（蒸着速度：１ｎｍ／秒）
【０１２７】
実施例３
実施例１の素子において、電子輸送層２及び電子輸送層３の蒸着条件を下記の通りに変更する以外は実施例１の素子と同様にして本発明素子３を作製した。
（電子輸送層２）
電子輸送材料Ａｌｑ：膜厚２０ｎｍ（蒸着速度：１ｎｍ／秒）
（電子輸送層３）
電子輸送材料Ａｌｑの蒸着速度を１．０ｎｍ／秒に固定し、金属ＬｉがＡｌｑに対し３．０質量％になるように共蒸着を行った。電子輸送層３の膜厚は１０ｎｍとした。
【０１２８】
比較例３
実施例３の素子において、正孔輸送性中間層及び電子輸送性中間層を無くす代わりに、正孔輸送層及び電子輸送層２の膜厚をそれぞれ１０ｎｍずつ増加する以外は実施例３の素子と同様にして比較素子３を作製した。
【０１２９】
実施例４〜６及び比較例４〜６
前記の本発明素子１〜３及び比較素子１〜３において、ＣＢＰの代わりにＭＣＰを用い、発光性ドーパントＥＭ−１の代わりにＥＭ−３を用いた以外は上記発光素子と同様にして作製した素子を、それぞれ本発明素子４〜６及び比較発光素子４〜６として得た。
【０１３０】
実施例７
実施例１の素子において、正孔輸送層の膜厚を１０ｎｍとする以外は実施例１の素子と同様にして、本発明素子７を作製した。
【０１３１】
前記の発光素子に用いられる化合物の構造を下記に示す。
【０１３２】
【化１２】
2007134677.tif 000013
【０１３３】
＜性能評価＞
１．化合物物性の評価
実施例に用いた化合物のイオン化ポテンシャル、電子親和力、及びＴ１エネルギーの測定方法および測定結果を表１に示す。
（１）イオン化ポテンシャル
ガラス基板上に、有機化合物層に用いた各化合物を、５０ｎｍの厚みになるように蒸着した。この膜を常温常圧下、理研計器（株）製の紫外線光電子分析装置ＡＣ−１またはＡＣ−３によりイオン化ポテンシャルを測定した。
【０１３４】
（２）電子親和力
イオン化ポテンシャル測定に用いた膜の紫外可視吸収スペクトルを、島津製作所製のＵＶ３１００型分光光度計で測定し、吸収スペクトルの長波長端のエネルギーから励起エネルギーを求めた。励起エネルギーと前記イオン化ポテンシャルの値から電子親和力を算出した。
（３）Ｔ１エネルギー
イオン化ポテンシャル測定に用いた膜のリン光スペクトルを、日立製作所製のＦ４５００を用いて、温度条件７７Ｋにて測定し、リン光スペクトルの短波長端のエネルギーからＴ１エネルギーを求めた。
【０１３５】
【表１】
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【０１３６】
２．有機電界発光素子の評価
前記で得た有機電界発光素子を以下の方法により評価した。
（１）外部量子効率
作製した発光素子の発光スペクトルの波形は、浜松フォトニクス社製のマルチ・チャンネル・アナライザーＰＭＡ−１１を用いて測定した。この測定データより発光ピークの波長の値を求めた。更に、この発光スペクトルの波形と測定時の電流・輝度（３００ｃｄ／ｍ２）から外部量子効率を計算した。結果を表２に示した。
【０１３７】
（２）駆動耐久性試験
ＫＥＩＴＨＬＥＹ製ソ−スメジャ−ユニット２４００型を用いて、直流電圧を発光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、３００ｃｄ／ｍ２における外部量子効率を算出した。
続いて、この発光素子を初期輝度一定の条件で連続駆動試験をおこない、輝度が半分になった時間を輝度半減時間Ｔ（１／２）とした。結果を表２に示した。
本発明素子１〜３、７、比較素子１〜３は、初期輝度２０００ｃｄ／ｍ２、本発明素子４〜６、比較素子４〜６は初期輝度３６０ｃｄ／ｍ２で評価した。
【０１３８】
（３）駆動電圧
ＫＥＩＴＨＬＥＹ製ソ−スメジャ−ユニット２４００型を用いて、直流電圧を発光素子に印加し発光させた。輝度（トプコン（株）製輝度計ＢＭ−８にて測定）が、３００ｃｄ／ｍ２となる時の電圧を測定した。結果を表２に示した。
【０１３９】
【表２】
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【０１４０】
表２の結果より、本発明の素子は低電圧で駆動し、光発光効率を有し、かつ、駆動耐久性向上を達成した。