(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも有機発光層を有する有機化合物層を陽極と陰極からなる一対の電極で挟持してなる有機エレクトロルミネッセンス素子において、上記有機発光層が２層以上の層からなるとともに、有機発光層を構成する物質として同一種及び／又は同一色の蛍光性物質を全ての有機発光層にドーピングしてなる有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
各有機発光層を構成する有機ホスト物質の電子親和力が全て２．６ｅＶ以上であることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項２】
各有機発光層を構成するホスト物質のイオン化ポテンシャルの関係が以下に示す式１の関係にある請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
Ｉｐ（１）＜Ｉｐ（２）＜・・・・Ｉｐ（ｎ）              （式１）
（上記において、Ｉｐ（１）は、陽極側から数えて１番目の有機発光層を構成する有機ホスト物質のイオン化ポテンシャルであり、Ｉｐ（２）は、陽極側から数えて２番目の有機発光層を構成する有機ホスト物質のイオン化ポテンシャルであり、Ｉｐ（ｎ）は、陽極側から数えてｎ番目の有機発光層を構成する有機ホスト物質のイオン化ポテンシャルである。）
【請求項３】
各有機発光層を構成するホスト物質の電子親和力の関係が以下に示す式２の関係にある請求項１又は２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
Ｅａ（１）＜Ｅａ（２）＜・・・・Ｅａ（ｎ）              （式２）
（上記において、Ｅａ（１）は、陽極側から数えて１番目の有機発光層を構成する有機ホスト物質の電子親和力であり、Ｅａ（２）は、陽極側から数えて２番目の有機発光層を構成する有機ホスト物質の電子親和力であり、Ｅａ（ｎ）は、陽極側から数えてｎ番目の有機発光層を構成する有機ホスト物質の電子親和力である。）
【請求項４】
隣接する有機発光層において、各有機発光層を構成する有機ホスト物質間のイオン化ポテンシャルの差が０．２ｅＶ以上である請求項１〜３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。
【請求項５】
隣接する有機発光層において、各有機発光層を構成する有機ホスト物質間の電子親和力の差が０．２ｅＶ以下である請求項１〜４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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は有機エレクトロルミネッセンス素子に関し、さらに詳しくは、長寿命で、かつ高い発光効率を有する有機エレクトロルミネッセンス素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電界発光を利用したエレクトロルミネッセンス素子（以下、エレクトロルミネッセンスを「ＥＬ」と略記する。）は、自己発光のため視認性が高く、かつ完全固体素子であるため、耐衝撃性に優れるなどの特徴を有することから、各種表示装置における発光素子としての利用が注目されている。
【０００３】
このＥＬ素子には、発光材料に無機化合物を用いてなる無機ＥＬ素子と有機化合物を用いてなる有機ＥＬ素子とがあり、このうち、特に有機ＥＬ素子は、印加電圧を大幅に低くし得る上、小型化が容易であって、消費電力が小さく、面発光が可能であることから、次世代の発光素子として研究開発がなされている。
この有機ＥＬ素子の構成については、陽極／有機発光層／陰極の構成を基本とし、これに正孔注入輸送層や電子注入層を適宜設けたもの、例えば陽極／正孔注入輸送層／有機発光層／陰極や、陽極／正孔注入輸送層／有機発光層／電子注入輸送層／陰極などの構成のものが知られている。
ここで、正孔注入輸送層は、陽極より正孔を注入し、有機発光層へこれを輸送する機能を有し、電子注入輸送層は、陰極より電子を注入し、有機発光層へこれを輸送する機能を有する。また、有機発光層は、正孔と電子の注入を受ける機能と正孔と電子の再結合により蛍光を発する機能を有する。
【０００４】
これまで、発光効率の向上や長寿命化を図るため、種々の素子構成が検討されている。例えば、有機発光層を多層化することにより、発光効率の向上を図った例として、特開平５−３２６１４６号公報には、２層の有機発光層を有する有機ＥＬ素子が開示されている。しかし、２層から発光を取り出す場合の発光効率は、１カンデラ／アンペア程度と低く、寿命も１０００時間（初期輝度１００カンデラ／ｍ2 ）程度と短い。また、有機発光層に蛍光性物質を添加（ドーピング）する技術の開示もない。
【０００５】
有機発光層に蛍光性物質をドーピングする技術も開示されている。例えば、特開平７−６５９５８号公報には、有機ホール輸送層と有機発光層の両方に蛍光物質をドーピングすることにより、有機ＥＬ素子の長寿命化を図る技術が開示されている。しかし、連続駆動時の輝度半減時間が短いものであった。また、蛍光物質のドーピングによる発光効率の改良についての開示もない。
【０００６】
さらに、特開平８−２１３１７２号公報には、２層の有機発光層を有するとともに、その１層に蛍光性物質をドーピングした有機ＥＬ素子が開示されている。しかし、この構成においては、ドーピングしていない有機発光層の発光効率が低いため、有機ＥＬ素子全体の発光効率も低下するという欠点を有する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような状況下で、長寿命で、かつ高い発光効率を有する有機ＥＬ素子を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、前記の好ましい性質を有する有機ＥＬ素子を開発すべく鋭意研究を重ねた結果、複数の有機発光層の全ての層に同一種及び／又は同一色の蛍光性物質をドーピングすることにより、この目的が達成されることを見出した。本発明は、かかる知見に基づいて完成させたものである。
【０００９】
すなわち、本発明の要旨は以下のとおりである。
〔１〕．少なくとも有機発光層を有する有機化合物層を陽極と陰極からなる一対の電極で挟持してなる有機エレクトロルミネッセンス素子において、上記有機発光層が２層以上の層からなるとともに、有機発光層を構成する物質として同一種及び／又は同一色の蛍光性物質を全ての有機発光層にドーピングしてなる有機エレクトロルミネッセンス素子であって、各有機発光層を構成する有機ホスト物質の電子親和力が全て２．６ｅＶ以上であることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
〔２〕．各有機発光層を構成するホスト物質のイオン化ポテンシャルの関係が以下に示す式１の関係にある前記〔１〕に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００１０】
【数３】
0003949214.tif 000002
【００１１】
（上記において、Ｉｐ（１）は、陽極側から数えて１番目の有機発光層を構成する有機ホスト物質のイオン化ポテンシャルであり、Ｉｐ（２）は、陽極側から数えて２番目の有機発光層を構成する有機ホスト物質のイオン化ポテンシャルであり、Ｉｐ（ｎ）は、陽極側から数えてｎ番目の有機発光層を構成する有機ホスト物質のイオン化ポテンシャルである。）
〔３〕．各有機発光層を構成するホスト物質の電子親和力の関係が以下に示す式２の関係にある前記〔１〕又は〔２〕に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００１２】
【数４】
0003949214.tif 000003
【００１３】
（上記において、Ｅａ（１）は、陽極側から数えて１番目の有機発光層を構成する有機ホスト物質の電子親和力であり、Ｅａ（２）は、陽極側から数えて２番目の有機発光層を構成する有機ホスト物質の電子親和力であり、Ｅａ（ｎ）は、陽極側から数えてｎ番目の有機発光層を構成する有機ホスト物質の電子親和力である。）
〔４〕．隣接する有機発光層において、各有機発光層を構成する有機ホスト物質間のイオン化ポテンシャルの差が０．２ｅＶ以上である前記〔１〕〜〔３〕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。
〔５〕．隣接する有機発光層において、各有機発光層を構成する有機ホスト物質間の電子親和力の差が０．２ｅＶ以下である前記〔１〕〜〔４〕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。
【００１４】
本発明の有機ＥＬ素子においては、有機ホスト物質と蛍光性物質とから構成される有機発光層を２層以上設ける。この有機発光層の構成成分の一つである有機ホスト物質としては、正孔と電子の注入が可能であって、正孔と電子が輸送され、再結合して蛍光を発する機能を有するものであれば特に制限されず、様々な化合物を用いることができるが、電子の注入性の点で、電子親和力が２．６ｅＶ以上のものを用いる。そして、この電子親和力は、２．６ｅＶ〜３．２ｅＶの範囲にあることが特に好ましく、陰極に最も近い有機発光層のホスト物質の電子親和力は、２．８〜３．１ｅＶの範囲にあることが長寿命化の点で好ましい。また、このホスト物質のイオン化ポテンシャルは、５．４〜６．０ｅＶの範囲にあることが長寿命化の点で好ましい。なお、本発明において、電子親和力は、真空準位とホスト物質の伝導レベルのエネルギー差に相当するものであり、イオン化ポテンシャルは、真空準位とホスト物質の価電子レベルのエネルギー差に相当するものである。
【００１５】
このような有機ホスト物質としては、例えば一般式（Ｉ）で表されるジスチリルアリーレン誘導体の中から選ぶことができる。
【００１６】
【化１】
0003949214.tif 000004
【００１７】
ここで、一般式（Ｉ）において、ｋ，ｍ及びｎはそれぞれ０又は１であり、且つ、（ｋ＋ｍ＋ｎ）≧１である。式中Ｘ及びＹは、それぞれ独立に置換または無置換の炭素数６〜２０のアリール基を示す。また式中、Ｒ1 〜Ｒ12，Ｒ3'，Ｒ4'，Ｒ9'，Ｒ10' , Ｒ3"，Ｒ4"，Ｒ9"，Ｒ10" はそれぞれ独立に水素原子または炭素数１〜６のアルキル基，炭素数１〜６のアルコキシ基，炭素数６〜１８のアリールオキシ基，炭素数６〜２０のアリール基，アミノ基，アルキルアミノ基，アリールアミノ基，シアノ基，ニトロ基，水酸基，ハロゲン原子又は
【００１８】
【化２】
0003949214.tif 000005
【００１９】
を示す。
ここで、Ｘ及びＹが表す炭素数６〜２０のアリール基としては、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、ターフェニル基、アントラニル基、フェナントリル基、ピレニル基、ペリレニル基などが挙げられる。また、置換基としては例えばメチル基，エチル基，ｎ−プロピル基，ｉ−プロピル基，ｎ−ブチル基，ｉ−ブチル基，ｓｅｃ−ブチル基，ｔ−ブチル基，ｉ−ペンチル基，ｔ−ペンチル基，ネオペンチル基，ｎ−ヘキシル基，ｉ−ヘキシル基などの炭素数１〜６のアルキル基、メトキシ基，エトキシ基，ｎ−プロポキシ基，ｉ−プロポキシ基，ｎ−ブチルオキシ基，ｉ−ブチルオキシ基，ｓｅｃ−ブチルオキシ基，ｉ−ペンチルオキシ基，ｔ−ペンチルオキシ基，ｎ−ヘキシルオキシ基などの炭素数１〜６のアルコキシ基、フェノキシ基，ナフチルオキシ基など炭素数６〜１８のアリールオキシ基、フェニル基、アミノ基、アルキルアミノ基、アリールアミノ基、シアノ基、ニトロ基、水酸基あるいはフッ素，塩素，臭素，ヨウ素原子などのハロゲン原子が挙げられる。これらの置換基は単一でも複数置換されていてもよい。
【００２０】
ここで、Ｒ1 〜Ｒ12，Ｒ3'，Ｒ4'，Ｒ9'，Ｒ10' , Ｒ3"，Ｒ4"，Ｒ9"，Ｒ10" が表す炭素数１〜６のアルキル基としてはメチル基，エチル基，ｎ−プロピル基，ｉ−プロピル基，ｎ−ブチル基，ｉ−ブチル基，ｓｅｃ−ブチル基，ｔ−ブチル基，ｉ−ペンチル基，ｔ−ペンチル基，ネオペンチル基，ｎ−ヘキシル基，ｉ−ヘキシル基などが挙げられる。炭素数１〜６のアルコキシ基としては、メトキシ基，エトキシ基，ｎ−プロポキシ基，ｉ−プロポキシ基，ｎ−ブチルオキシ基，ｉ−ブチルオキシ基，ｓｅｃ−ブチルオキシ基，ｉ−ペンチルオキシ基，ｔ−ペンチルオキシ基，ｎ−ヘキシルオキシ基などが挙げられる。炭素数６〜１８のアリールオキシ基としてはフェノキシ基，ナフチルオキシ基などが挙げられ、炭素数６〜２０のアリール基としてはフェニル基，ナフチル基等が挙げられる。また、アミノ基は、−ＮＨ2を示し、アルキルアミノ基は、−ＮＨＲ，−ＮＲ2（Ｒは炭素数１〜６のアルキル基）を示し、アリールアミノ基は、−ＮＨＡｒ，−ＮＡｒ2（Ａｒは炭素数６〜２０のアリール基）を示す。
【００２１】
また、ハロゲン原子としてはフッ素，塩素，臭素，ヨウ素原子などが挙げられる。
さらに、一般式（Ｉ）において、ｋ＝１，ｍ＝ｎ＝０の場合には、Ｒ1 とＲ2 ，Ｒ3 とＲ4 ，Ｒ5 とＲ6 ，Ｒ7 とＲ8 ，Ｒ9 とＲ10，Ｒ11とＲ12のうち、少なくとも一つは、互いに結合して、飽和あるいは不飽和の５員環または６員環を形成してもよい。その場合ヘテロ原子（Ｎ，Ｏ，Ｓ）を介して環形成してもよい。これの具体的な例としては、Ｒ1 とＲ2 ，Ｒ9 とＲ10，Ｒ5 とＲ6 がそれぞれ不飽和６員環を形成する場合は、
【００２２】
【化３】
0003949214.tif 000006
【００２３】
などが挙げられる。
Ｒ7 とＲ8 がヘテロ原子Ｏを介し、飽和５員環を形成し、Ｒ11とＲ12がヘテロ原子Ｎを介し、飽和５員環を形成し、Ｒ3 とＲ4 ，Ｒ9 とＲ10が、飽和６員環を形成する場合は、
【００２４】
【化４】
0003949214.tif 000007
【００２５】
などが挙げられる。
さらに、一般式（Ｉ）において、ｋ＝ｍ＝１，ｎ＝０の場合には、下記のように一般式は表される。
【００２６】
【化５】
0003949214.tif 000008
【００２７】
（ここで、Ｒ1 〜Ｒ12，Ｒ3'，Ｒ4'，Ｒ9'，Ｒ10' は前記と同じである。）
Ｒ1 とＲ2 ，Ｒ3 とＲ4 ，Ｒ3'とＲ4'，Ｒ5 とＲ6 ，Ｒ7 とＲ8 ，Ｒ9 とＲ10，Ｒ9'とＲ10' ，Ｒ11とＲ12は互いに結合して飽和あるいは不飽和の５員環または６員環を形成していても、あるいは、形成していなくてもよい。その場合、ヘテロ原子（Ｎ，Ｏ，Ｓ）を介して環を形成してもよい。
【００２８】
また、Ｒ2 とＲ3 ，Ｒ4 とＲ3'，Ｒ4'とＲ5 ，Ｒ8 とＲ9 ，Ｒ10とＲ9'，Ｒ10' とＲ11は互いに結合して飽和あるいは不飽和の５員環または６員環を形成していても、あるいは、形成していなくてもよい。その場合、ヘテロ原子（Ｎ，Ｏ，Ｓ）を介して環を形成してもよい。
これらの具体的な例としては、
Ｒ2 とＲ3 ，Ｒ10とＲ9'，Ｒ4'とＲ5 がそれぞれ飽和５員環を形成する場合は、
【００２９】
【化６】
0003949214.tif 000009
【００３０】
などが挙げられる。
Ｒ4 とＲ3'，Ｒ10とＲ9'が飽和６員環を形成する場合は、
【００３１】
【化７】
0003949214.tif 000010
【００３２】
などが挙げられる。
Ｒ10が
【００３３】
【化８】
0003949214.tif 000011
【００３４】
であり、Ｒ9'が水素の場合で５員環を形成する場合は、
【００３５】
【化９】
0003949214.tif 000012
【００３６】
などが挙げられる。
さらに一般式（Ｉ）においてｋ＝ｍ＝ｎ＝１の場合には、下記のように一般式は表される。
【００３７】
【化１０】
0003949214.tif 000013
【００３８】
（ここで、Ｒ1 〜Ｒ12，Ｒ3'，Ｒ4'，Ｒ9'，Ｒ10' ，Ｒ3"，Ｒ4"，Ｒ9"，Ｒ10" は前記と同じである。）
Ｒ1 とＲ2 ，Ｒ3 とＲ4 ，Ｒ3'とＲ4'，Ｒ3"とＲ4"，Ｒ5 とＲ6 ，Ｒ7 とＲ8 ，Ｒ9 とＲ10，Ｒ9'とＲ10' ，Ｒ9"とＲ10" ，Ｒ11とＲ12は互いに結合して飽和あるいは不飽和の５員環または６員環を形成していても、あるいは、形成していなくてもよい。その場合、ヘテロ原子（Ｎ，Ｏ，Ｓ）を介して環を形成してもよい。
【００３９】
また、Ｒ2 とＲ3 ，Ｒ4 とＲ3'，Ｒ4'とＲ3"，Ｒ4"とＲ5 ，Ｒ8 とＲ9 ，Ｒ10とＲ9'，Ｒ10' とＲ9"，Ｒ10" とＲ11は互いに結合して飽和あるいは不飽和の５員環または６員環を形成していても、あるいは、形成していなくてもよい。その場合、ヘテロ原子（Ｎ，Ｏ，Ｓ）を介して環を形成してもよい。
これらの具体的な例としては、Ｒ8 ，Ｒ9 ，Ｒ10" ，Ｒ11が
【００４０】
【化１１】
0003949214.tif 000014
【００４１】
であり、各々の不飽和の６員環を形成し、Ｒ3'，Ｒ4'がヘテロ原子Ｎを介し、飽和５員環を形成する場合は、
【００４２】
【化１２】
0003949214.tif 000015
【００４３】
などが挙げられる。
また、ＸとＹは置換基と結合して置換または無置換の飽和５員環または飽和６員環を形成してもよい。具体的な飽和５員環または６員環を有するスチリル化合物としては、ＸとＹが飽和５員環を形成する場合は、ｋ＝ｍ＝１，ｎ＝０の場合を例にして示すと、
【００４４】
【化１３】
0003949214.tif 000016
【００４５】
などが挙げられ、ＸとＹが飽和６員環を形成する場合は、
【００４６】
【化１４】
0003949214.tif 000017
【００４７】
などが挙げられる。
本発明においては、有機発光層のガラス転移温度は７５℃以上であることが好ましい。このような、有機ホスト化合物としては、中央のポリフェニル骨格がすべてパラ位で結合した、一般式（II）
【００４８】
【化１５】
0003949214.tif 000018
【００４９】
（式中、Ｒ1 〜Ｒ12，Ｒ3'，Ｒ4'，Ｒ9'，Ｒ10' ，Ｒ3"，Ｒ4"，Ｒ9"，Ｒ10" ，Ｘ，Ｙ，ｋ，ｍ及びｎは前記と同じである。）
で表される化合物の中から選ぶのが望ましい。
上記一般式（Ｉ）で表されるスチリル化合物は、種々の公知の方法によって製造することができる。具体的には、次の３つの方法が挙げられる。
〔方法１〕
一般式（ａ）
【００５０】
【化１６】
0003949214.tif 000019
【００５１】
（式中、ｋ，ｍ及びｎはそれぞれ０又は１であり、且つ、（ｋ＋ｍ＋ｎ）≧１である。また、Ｒ1 〜Ｒ12，Ｒ3'，Ｒ4'，Ｒ9'，Ｒ10' ，Ｒ3"，Ｒ4"，Ｒ9"およびＲ10" は前記と同じであり、Ｒは炭素数１〜４のアルキル基またはフェニル基を示す。）
で表されるホスホン酸エステルと、
一般式（ｂ）
【００５２】
【化１７】
0003949214.tif 000020
【００５３】
（式中、Ｘ，Ｙは前記と同じである。）
で表されるカルボニル化合物をを塩基存在下で縮合する方法（Ｗｉｔｔｉｇ反応またはＷｉｔｔｉｇ−Ｈｏｒｎｅｒ反応）により合成することができる。
〔方法２〕
一般式（ｃ）
【００５４】
【化１８】
0003949214.tif 000021
【００５５】
（式中、ｋ，ｍ及びｎはそれぞれ０又は１であり、且つ、（ｋ＋ｍ＋ｎ）≧１である。また、Ｒ1 〜Ｒ12，Ｒ3'，Ｒ4'，Ｒ9'，Ｒ10' ，Ｒ3"，Ｒ4"，Ｒ9"およびＲ10" は前記と同じである。）
で表されるジアルデヒド化合物と
一般式（ｄ）
【００５６】
【化１９】
0003949214.tif 000022
【００５７】
（式中、Ｘ，Ｙは前記と同じであり、Ｒは一般式（ａ）の場合と同じである。）
で表されるホスホン酸エステルを塩基存在下で縮合する方法（Ｗｉｔｔｉｇ反応またはＷｉｔｔｉｇ−Ｈｏｒｎｅｒ反応）により合成することができる。
この合成で用いる反応溶媒としては、炭化水素，アルコール類，エーテル類が好ましい。具体的には、メタノール；エタノール；イソプロパノール；ブタノール；２−メトキシエタノール；１，２−ジメトキシエタン；ビス（２−メトキシエチル）エーテル；ジオキサン；テトラヒドロフラン；トルエン；キシレンなどが挙げられる。またジメチルスルホキシド；Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド；Ｎ−メチルピロリドン；１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノンなども好ましく用いられる。特に、テトラヒドロフラン，ジメチルスルホキシドが好適である。
【００５８】
また、縮合剤としては苛性ソーダ，苛性カリ，ナトリウムアミド，水素化ナトリウム，ｎ−ブチルリチウム，さらにはナトリウムメチラート，カリウム−ｔ−ブトキシドなどのアルコラートが好ましく、特にｎ−ブチルリチウム，カリウム−ｔ−ブトキシドが好ましい。
反応温度は、用いる反応原料の種類などにより異なり、一義的に定めることはできないが、通常は０℃〜約１００℃までの広範囲を指定できる。特に好ましくは０℃〜室温の範囲である。
〔方法３〕
一般式（ｅ）
【００５９】
【化２０】
0003949214.tif 000023
【００６０】
（式中Ｘ，Ｙ，Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ7 ，Ｒ8 またはＲ5 ，Ｒ6 ，Ｒ11，Ｒ12は前記と同じである。）
で表されるブロモ体をＭｇと反応させて調製したグリニヤール試薬と、
一般式（ｆ）
【００６１】
【化２１】
0003949214.tif 000024
【００６２】
（式中、ｋ，ｍ及びｎはそれぞれ０又は１であり、且つ、（ｋ＋ｍ＋ｎ）≧１である。また、Ｒ3 ，Ｒ4 ，Ｒ9 ，Ｒ10，Ｒ3'，Ｒ4'，Ｒ9'，Ｒ10' ，Ｒ3"，Ｒ4"，Ｒ9"及びＲ10" は前記と同じである。）
で表されるジブロモアリーレン体とを金属触媒下カップリングさせるグリニヤール反応により、合成することができる。
【００６３】
カップリングに用いる遷移金属錯体触媒としては、ニッケル触媒，パラジウム触媒が好適であり、ＮｉＣｌ2 （ｄｐｐｐ）（東京化成），〔ＮｉＣｌ2 （ＰＰｈ3 ）2 〕や、ＰｄｃＬ2 （ｄｐｐｆ），Ｐｄ（ＰＰｈ3 ）4 などが用いられる。
反応溶媒としては、脱水したジエチルエーテル，ＴＨＦ，ジ−ｎ−プロピルエーテル，ジ−ｎ−ブチルエーテル，ジ−ｉ−プロピルエーテル，ジエチレングリコールジメチルエーテル（ジグリム），ジオキサン，ジメトキシエタン（ＤＭＥ）などを用いることができる。
【００６４】
望ましくは、ジエチルエーテルあるいはＴＨＦがよい。
以下に、本発明で用いられる上記スチリル化合物の具体例（１）〜（６２）を挙げるが、本発明はそれらに限定されるものではない。
【００６５】
【化２２】
0003949214.tif 000025
【００６６】
【化２３】
0003949214.tif 000026
【００６７】
【化２４】
0003949214.tif 000027
【００６８】
【化２５】
0003949214.tif 000028
【００６９】
【化２６】
0003949214.tif 000029
【００７０】
【化２７】
0003949214.tif 000030
【００７１】
【化２８】
0003949214.tif 000031
【００７２】
【化２９】
0003949214.tif 000032
【００７３】
【化３０】
0003949214.tif 000033
【００７４】
本発明においては、前記の機能を有するものであれば、前記したジスチリルアリーレン誘導体に限らず、他の有機ホスト物質であってもよい。しかし、発光効率の点で、ジスチリルアリーレン誘導体を用いるのがが好ましい。
本発明においては、各有機発光層について有機ホスト物質を一種用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００７５】
本発明においては、全ての有機発光層においてホスト物質の電子親和力を２．６ｅＶ以上とすることが好適である。それは、有機ＥＬ素子の発光効率を高めるには、有機発光層への電子の注入を阻害する電子注入障壁（電子注入レベルと有機発光層の伝導レベルのエネルギーレベル差）をできるだけ小さくすることが効果的だからである。
【００７６】
一般に、陰極を構成する金属の仕事関数は３．０ｅＶ以上であり、また電子注入輸送層の伝導レベルも３．０ｅＶ程度である場合が多い。このため、有機発光層中のホスト物質の電子親和力を２．６ｅＶ以上とすることにより、前記の電子注入障壁を低くし、これにより有機発光層への電子の注入を容易にし、発光効率を高めることができる。このような理由より、電子親和力が、２．６〜３．２ｅＶの範囲にあるホスト物質を使用することが特に好ましい。更に、陰極に最も近い有機発光層のホスト物質の電子親和力は２．８〜３．１ｅＶの範囲にあることが長寿命化の点で好ましい。
【００７７】
また、有機ホスト物質のイオン化ポテンシャルは、５．４〜６．０ｅＶの範囲にあることが、有機発光層への正孔の注入を容易にし、無理な電圧がかからなくなるため長寿命化の点で好ましい。
本発明の有機ＥＬ素子においては、前記のように有機発光層中のホスト物質の電子親和力は２．６ｅＶ以上であることが好ましいが、各有機発光層への電子の注入性をさらに改善して発光効率を上げるためには、ホスト物質の電子親和力が、陽極から陰極に向かって大きくなるように配置するのが好ましい（式２参照）。
【００７８】
このような配置としては、具体的には、例えば、陽極に隣接する発光層（第１発光層）のホスト物質として、電子親和力が２．７ｅＶの９，１０−ジ〔４−（２，２’−ジフェニルビニル−１−イル）フェニル〕アントラセン（以下、ＤＰＶＤＰＡＮと略記する場合がある。構造式は前記（２））を用い、この発光層に隣接する発光層（第２発光層）のホスト物質として、電子親和力が２．８２ｅＶの４，４’−ビス（２，２−ジフェニルビニル）−２’，７’−ジフェニル−４’，５’，９’，１０’−テトラヒドロピレン（以下、ＤＰＶＤＰＴＨＰｙと略記する場合がある。構造式は前記（４０））や電子親和力が２．８０ｅＶの４，４’−ビス（２，２−ジフェニルビニル）−ターフェニレン（以下、ＤＰＶＴＰと略記する場合がある。）を用いる構成が挙げられる。
【００７９】
有機発光層への電子の注入性をさらに改善し発光効率を上げるためには、このような配置において隣接するホスト物質の電子親和力の差を０．２ｅＶ以下とするのが好ましい。このような配置としては、具体的には、例えば前記の例を挙げることができる。
【００８０】
次に、本発明の有機発光層を構成するホスト物質間のイオン化ポテンシャルの関係について説明する。一般に、有機物では正孔の方が電子より移動度が高いため、有機発光層内で電子と再結合しなかった正孔は、そのまま陰極へ透過し、発光に寄与しない。このため、発光効率を上げるには、正孔をできるだけ有機発光層中にとどめ、電子と正孔の再結合確率を高める必要がある。このためには、正孔が陽極から陰極に移動する際のエネルギー障壁を作ることが効果的である。
【００８１】
そこで、本発明の好ましい態様では、有機発光層中のホスト物質のイオン化ポテンシャルが陽極側に近い層から陰極側に向かって大きくなるように配置する（式１参照）。
このような配置とするには、イオン化ポテンシャルの異なるホスト物質を用いればよく、具体的には、例えば、陽極に隣接する発光層（第１発光層）のホスト物質として、イオン化ポテンシャルが５．６０ｅＶのＤＰＶＤＰＡＮを用い、この発光層に隣接する発光層（第２発光層）のホスト物質として、イオン化ポテンシャルが５．８６ｅＶのＤＰＶＤＰＴＨＰｙやイオン化ポテンシャルが５．９６ｅＶのＤＰＶＴＰを用いる構成が挙げられる。
【００８２】
有機ＥＬ素子の発光効率を上げるには、ホスト物質のイオン化ポテンシャルを前記のように配置すればよいのだが、このような配置において隣接するホスト物質のイオン化ポテンシャルの差が０．２ｅＶ以上であることがより好ましい。このように配置することで、正孔が有機発光層中にとどまる確率が更に高まり、発光効率が更に向上する。このような配置としては、例えば前記のようなホスト物質の配置を挙げることができる。
【００８３】
次に、図面により、各有機発光層を構成する有機ホスト物質の好ましいエネルギーレベルの関係について説明する。
一般に、有機ＥＬ素子は、有機発光層へのキャリア（正孔と電子）の注入、輸送、再結合、蛍光の発生という一連の過程を経て発光にいたる。図１は、有機発光層が１層からなる従来の有機ＥＬ素子のエネルギーレベルの位置関係を示している。図１において（図２，図３についても同様に）、電子注入レベル１は有機発光層に隣接する層が電子輸送層の場合は電子輸送層の伝導レベルを意味し、有機発光層に直接陰極が接する場合は陰極を構成する金属のフェルミレベルに対応する。一方、正孔注入レベル２は有機発光層に隣接する層が正孔輸送層の場合は正孔輸送層の価電子レベルを意味し、有機発光層に直接陽極が接する場合は陽極を構成する金属のフェルミレベルに対応する。
【００８４】
図示していない陽極、陰極間に電圧を印加することにより、電子注入レベル１から有機発光層の伝導レベル３へ電子が注入され、一方正孔注入レベル２からは、有機発光層の価電子レベル４へ正孔が注入される。有機発光層に注入された電子と正孔は、有機発光層中で再結合し、生成された励起状態よりホスト物質が発光する。この場合おいて、有機発光層中に蛍光性物質がドーピングされているときには、電子と正孔の再結合により生成されたホスト物質の励起状態よりドーパントの励起状態にエネルギー移動が起こりドーパントが発光する。有機ホスト物質と蛍光性物質とから構成される有機発光層を２層以上含む素子構成の場合、有機発光層に注入される正孔と電子の均衡がより良くなり、結果として素子の発光効率や寿命が改善される。
【００８５】
図２は、本発明の有機ＥＬ素子の有機発光層における好ましいエネルギーレベルの位置関係の一態様を示したものである。図２では、陽極や正孔輸送層等に隣接する有機発光層として第１発光層を、陰極や電子輸送層等に隣接する有機発光層として第２発光層を設けている。図２において（図３についても同様に）、真空準位と伝導レベル３１（第１発光層の伝導レベル）とのエネルギーレベルの差、あるいは真空準位と伝導レベル３２（第２発光層の伝導レベル）とのエネルギーレベルの差が電子親和力に相当する。図２に示すように、電子親和力が大きいホスト物質を使用することにより、有機発光層への電子注入障壁５２が小さくなり、有機発光層への電子の注入が容易になって発光効率が向上する。また、第２発光層の電子親和力よりも第１発光層の電子親和力の方が小さくなる構成を採用することで、第２発光層への電子の注入がスムーズに行われることが図２から考えられる。更に、第１発光層と第２発光層の間の電子親和力の差を小さくすることで第２発光層から第１発光層への電子注入障壁５１が小さくなり、第１発光層への電子の注入が容易になり、発光効率が向上する。このような理由から、本発明においては、全ての有機発光層を構成するホスト物質の電子親和力を２．６ｅＶ以上とする態様、陽極側から陰極側に移るにつれて各ホスト物質の電子親和力が高まるように配置する態様、そして、各ホスト物質の電子親和力の差が０．２ｅＶ以下である態様を好ましい態様とした。
【００８６】
一方、本発明においては、各有機発光層を構成するホスト物質間のイオン化ポテンシャルについても、陽極側から陰極側に移るにつれて該ホスト物質のイオン化ポテンシャルが高まるように配置することを好ましい態様とした。それは、図２に示すように、正孔注入レベル２、第１発光層の価電子レベル４１及び第２発光層の価電子レベル４２の順でエネルギーレベルを低下させる（すなわち、イオン化ポテンシャルを高める）ことにより各発光層に注入された正孔がそのまま陰極へ通過しないように、発光層に正孔をとどめ、発光層中で電子と再結合させることができるからである。特に、正孔注入障壁６２に相当するイオン化ポテンシャルの差を０．２ｅＶ以上とすることで、第一発光層中に効率よく正孔をとどめることができ、発光効率を向上させることができる。
【００８７】
図３も、本発明の有機ＥＬ素子の有機発光層における好ましいエネルギーレベルの位置関係の一態様を示したものである。図２と図３は、イオン化ポテンシャルに関しては、同様の関係にある。しかし、第１発光層と第２発光層との電子親和力の関係が異なる。図３の場合、第２発光層の電子親和力は第１発光層よりも低い。このため、第２発光層を構成する有機ホスト物質の電子親和力を２．６ｅＶよりも格段に高めることが難しく、電子注入障壁５２が図２の場合よりは大きくなる可能性が高い。この場合、図２の場合程には電子注入性が改善されない。従って、本発明においては、図３より図２の構成の方が好ましい。
【００８８】
一方、有機発光層を構成するもう一つの成分である蛍光性物質は、有機ＥＬ素子の効率及び寿命を向上させるために、有機発光層に添加（ドープ）されるものである。
有機発光層において、電子と正孔の再結合により生成されたホスト物質の励起状態から蛍光性物質の励起状態へエネルギーが移動することにより、蛍光性物質が発光する。
【００８９】
この蛍光性物質は、正孔と電子の再結合に応答して発光できるものであれば特に制限されず、例えば公知の蛍光色素などを用いることができるが、そのエネルギーギャップ（価電子レベルと伝導レベルのエネルギー差）が、有機ホスト物質のエネルギーギャップより小さいものを選ぶことが肝要である。それは、有機ホスト物質の励起状態から、蛍光性物質（ドーパント）の励起状態へ効率よくエネルギー移動が生じるようにするためである。
【００９０】
このような蛍光性物質としては、例えばスチルベン誘導体，トリスチリルアリーレン誘導体，ジスチリルアリーレン誘導体などを挙げることができる。この中では、ジスチリルアリーレン誘導体を好ましく用いることができ、このような誘導体の例として、ジフェニルアミノビニルアリーレンを挙げることができる。本発明においては、この蛍光性物質は一種用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよいが、同一種及び／又は同一色のものを使用する必要がある。
【００９１】
各有機発光層における、有機ホスト物質と蛍光性物質との構成比率は、発光効率や素子の寿命を考慮して適宜選択すればよいが、好適には、有機ホスト物質と蛍光性物質が重量比として１００：１〜１０：１となるように添加すればよい。
【００９２】
本発明においては、２層以上の有機発光層を必要とし、全ての有機発光層に同一種及び／又は同一色の蛍光性物質をドーピングする必要がある。一般に、素子を駆動した場合の劣化の振る舞いは各有機発光層の性状に大きく依存する。したがって、発光色又は種類の異なる蛍光性物質をドーピングした場合には、素子の輝度の低下が発光層により異なるため、素子を駆動すると発光色が時間とともにずれるという問題点を生ずる。このため、発光色が同一色となる蛍光性物質あるいは同一種の蛍光性物質をドーピングする必要がある。ここで、同一種とは、例えば、ローダミン６Ｇとローダミン１９のように基本骨格が同じ化合物のようなものであり、同一色とは発光色が三原色で分類したときに同一色と分類されるような色である。
【００９３】
本発明においては、全ての有機発光層に蛍光性物質をドーピングする必要がある。それは、ドーピングしていない有機発光層が１層でもあると、その層の発光効率が下がり、素子全体の発光効率が低下するからである。さらに、ドーピングしていない有機発光層は駆動劣化が速いため、この層の劣化を引き金として有機ＥＬ素子全体の劣化の進行が早る可能性がある。
【００９４】
本発明の有機ＥＬ素子の層構成については特に制限はなく、各種の態様があるが、基本的には、一つの電極（陽極と陰極）間に、２層以上の前記有機発光層を挟持した構成とし、これに必要に応じて、有機化合物層として正孔注入輸送層や電子注入層を介在させればよい。透明基板上に形成される有機ＥＬ素子の層構成の例としては、以下のようなものがある。
▲１▼陽極／有機発光層（２層以上）／陰極
▲２▼陽極／正孔注入層／有機発光層（２層以上）／陰極
▲３▼陽極／有機発光層（２層以上）／電子注入層／陰極
▲４▼陽極／正孔注入層／有機発光層（２層以上）／電子注入層／陰極
▲５▼陽極／正孔注入層／正孔輸送層／有機発光層（２層以上）／電子注入層／陰極
上記構成において、正孔注入層，正孔輸送層，電子注入層などの有機化合物層は、後記する機能を有するものであれば、特に制限はない。また、上記構成においては、透明基板上に陽極側から積層して素子を作製することも、陰極側から積層して作製することもできる。更に、陽極および／または陰極に透明性の材料を使用することにより、透明基板の反対側から光を取り出すこともできる。
【００９５】
本発明の有機ＥＬ素子において、必要に応じて設けられる正孔注入輸送層は、陽極より正孔を注入し、発光層へ伝達する機能を有するものである。このため、この層への電子の注入は考慮されておらず、その注入は難しい。従って、この層に蛍光性物質をドーピングしても、発光効率は極めて低く、素子の発光効率への寄与は極めて少ない。
【００９６】
正孔を伝達する機能としては、１０4 〜１０6 Ｖ／ｃｍの電界印加時に、１０-6ｃｍ2 ／Ｖ・ｓ以上の正孔移動度を有するものが好適である。また、必要に応じて、正孔注入層と正孔輸送層を重ねることも可能である。
このような正孔注入輸送層に用いられる材料としては、例えば一般式（III)
【００９７】
【化３１】
0003949214.tif 000034
【００９８】
で表される化合物を挙げることができる。上記一般式（III)）において、Ｑ1 及びＱ2 は、それぞれ窒素原子及び少なくとも３個の炭素環（それらの少なくとも１個は、フェニル基などの芳香族環である。）を有する基を示し、それらはたがいに同一でも異なっていてもよく、Ｇはシクロアルキレン基，アリーレン基又は炭素一炭素結合からなる連結基を示す。
【００９９】
本発明においては、正孔注入輸送層の材料としては、上記一般式（III)で表される化合物において、アリールアミンを３個以上直鎖状又は分岐状に連結したオリゴマーアミンの中から選ぶのが好ましい。
このような化合物としては、例えば一般式（IV）
【０１００】
【化３２】
0003949214.tif 000035
【０１０１】
（式中、Ｒ13〜Ｒ17は、それぞれアルキル基，アルコキシ基又はフェニル基を示し、それらはたがいに同一でも異なっていてもよい。また、置換基がフェニル基の場合は、置換される基と縮合し、ナフチル基を形成しても良い。）
で表されるものが挙げられ、その具体例としては、以下のものなど挙げることができる。
【０１０２】
【化３３】
0003949214.tif 000036
これらは一種用いてもよく、二種以上を組合せて用いてもよい。
【０１０３】
また、本発明の有機ＥＬ素子において、必要に応じて設けられる電子注入層（電子注入輸送層）は、陰極より注入された電子を有機発光層へ伝達する機能を有するものであって、その材料としては、従来公知の電子伝達化合物の中から任意に選ばれる。この電子注入層に用いられる材料としては、例えば８−ヒドロキシキノリン又はその誘導体の金属錯体、あるいはオキサジアゾール誘導体などが好ましく挙げられる。
上記８−ヒドロキシキノリン又はその誘導体の金属錯体の例としては、オキシン（一般に８−キノリノール又は８−ヒドロキシキノリン）のキレートを含む金属キレートオキサノイド化合物などが挙げられる。
これらの化合物は一種用いてもよく、二種以上を組合せて用いてもよい。
また、前記構成の素子においては、いずれも基板に支持されていることが好ましく、該基板については特に制限はなく、従来有機ＥＬ素子に慣用されているもの、例えばガラスや透明プラスチックからなるものが用いられる。
【０１０４】
この有機ＥＬ素子における陽極は、素子中に正孔を注入するための電極であり、この陽極としては、仕事関数の大きい（４ｅＶ以上）金属，合金，電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが好ましく用いられる。このような電極物質の具体例としてはＡｕなどの金属，ＣｕＩ，ＩＴＯ（インジウムチンオキシド），ＳｎＯ2 ，ＺｎＯなどの導電性透明材料が挙げられる。この陽極は、例えばこれらの電極物質を真空蒸着やスパッタリングなどの方法により、薄膜を形成させることにより作製することができる。この電極より発光を取り出す場合には、発光に対する透過率を１０％より大きくすることが望ましく、また、電極としてのシート抵抗は数百Ω／□以下が好ましい。
さらに膜厚は材料にもよるが、通常１０ｎｍ〜１μｍ、好ましくは５０〜２００ｎｍの範囲で選ばれる。
一方、陰極は、素子中に電子を注入するための電極であり、この陰極としては、仕事関数の小さい（４ｅＶ以下）金属，合金，電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが用いられる。このような電極物質の具体例としては、ナトリウム，ナトリウム−カリウム合金，マグネシウム，リチウム，マグネシウム／銅混合物，マグネシウム／銀合金，アルミニウム−リチウム合金，Ａｌ／Ａｌ2 Ｏ3 混合物，インジウム，希土類金属などが挙げられる。この陰極は、例えばこれらの電極物質を真空蒸着やスパッタリングなどの方法により、薄膜を形成させることにより、作製することができる。この電極より発光を取り出す場合には、発光に対する透過率を１０％より大きくすることが望ましく、また電極としてのシート抵抗は１００Ω／口以下が好ましい。さらに膜厚は材料にもよるが、通常１０ｎｍ〜１μｍ、好ましくは５０〜２００ｎｍの範囲で選ばれる。
【０１０５】
次に、本発明の有機ＥＬ素子を作製する好適な例を説明する。まず適当な基板上に、所望の電極物質、例えば陽極用物質からなる薄膜を、１０ｎｍ〜１μｍ、好ましくは５０〜２００ｎｍの範囲の膜厚になるように、蒸着やスパッタリングなどの方法により形成させ、陽極を作製する。次に、この上に素子材料である正孔注入層，正孔輸送層，２層以上の有機発光層，電子注入層の材料からなる薄膜を形成させる。
【０１０６】
この薄膜の作製方法としては、スピンコート法，キャスト法，蒸着法などがあるが、均質な膜が得られやすく、かつピンホールが生成しにくいなどの点から、真空蒸着法が好ましい。この薄膜化に、この蒸着法を採用する場合、その蒸着条件は、使用する化合物の種類，分子堆積膜の目的とする結晶構造，会合構造などにより異なるが、一般にボート加熱温度５０〜４００℃，真空度１０-6〜１０-3Ｐａ，蒸着速度0.０１〜５０ｎｍ／秒，基板温度−５０〜３００℃，膜厚５ｎｍ〜５μｍの範囲で適宜選ぶことが望ましい。
【０１０７】
有機発光層に蛍光性物質をドーピングする方法としては、例えば、有機ホスト物質との共蒸着法を挙げることができる。具体的には、真空蒸着装置内に２つの抵抗加熱ボートを用意し、その一方に有機ホスト物質を入れ、他方にドーパントとなる蛍光性物質を入れ、２つのボートを同時に加熱してこれらの物質を同時に蒸着することにより、蛍光性物質をドーピングできる。
【０１０８】
これらの層の形成後、その上に陰極用物質からなる薄膜を、１０ｎｍ〜１μｍ、好ましくは５０〜２００ｎｍの範囲の膜厚になるように、例えば蒸着やスパッタリングなどの方法により形成させ、陰極を設けることにより、所望の有機ＥＬ素子が得られる。なお、このＥＬ素子の作製においては、作製順序を逆にして、基板上に陰極を設けるた後、前記の層を逆の順番で積層して作製することも可能である。
【０１０９】
このようにして得られた有機ＥＬ素子に、直流電圧を印加する場合には、陽極を＋，陰極を−の極性として電圧３〜４０Ｖ程度を印加すると、発光が観測できる。また、逆の極性で電圧を印加しても電流は流れずに発光は全く生じない。さらに、交流電圧を印加する場合には、正極が＋，負極が−の状態になったときのみ発光する。なお、印加する交流の波形は任意でよい。
【０１１０】
【実施例】
次に本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定されるものではない。
実施例１
（１）有機ＥＬ素子の作製
２５ｍｍ×７５ｍｍ×1.１ｍｍサイズのガラス基板上にＩＴＯ電極を１２０ｎｍの厚さで成膜したものを透明支持基板とした。これをイソプロピルアルコールで５分間超音波洗浄したのち、純水で５分間洗浄し、最後に再びイソプロピルアルコールで５分間超音波洗浄した。その後、乾燥窒素を吹き付けて基板表面からイソプロピルアルコールを除去したのち、紫外線／オゾン洗浄を行った。
【０１１１】
この透明支持基板を市販の真空蒸着装置〔日本真空技術（株）製〕の基板ホルダーに固定し、モリブデン製の抵抗加熱ボート６つを用意してそれぞれに、４，４’−ビス〔Ｎ，Ｎ−ジ−（ｍ−トリル）アミノ〕−４”−フェニル−トリフェニルアミン（以下、ＴＰＤ７４と略記）５００ｍｇ、４，４’−ビス〔Ｎ−フェニル−Ｎ−（１−ナフチル）−４−アミノフェニル〕トリフェニルアミン（以下、ＴＰＤ７８と略記）５００ｍｇ、９，１０−ジ〔４−（２，２’−ジフェニルビニル−１−イル）フェニル〕アントラセン（ＤＰＶＤＰＡＮ。構造式は前記（２））１００ｍｇ、４，４’−ビス〔２−（４−（Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ）フェニル）ビニル〕ビフェニル（以下、ＤＰＡＶＢｉと略記）１００ｍｇ、４，４’’’−ビス（２，２−ジフェニルビニル）−（２’，２’’−ジフェニルクォーターフェニレン）（以下、ＤＰＶＤＰＱＰと略記、構造式は前記（３１））を１００ｍｇ及びトリス（８−ヒドロキシキノリン）アルミニウム（以下、Ａｌｑと略記）１００ｍｇを入れた。
【０１１２】
真空チャンバー内を１×１０-4Ｐａまで減圧したのち、まずＴＰＤ７４入りのボートを加熱してＴＰＤ７４を前記透明支持基板上に堆積させ、膜厚６０ｎｍの正孔注入層を成膜した。次いでＴＰＤ７８入りのボートを加熱してＴＰＤ７８を蒸発させ、膜厚２０ｎｍの正孔輸送層を成膜した。続いて、ＤＰＶＤＰＡＮ入りのボートとＤＰＡＶＢｉ入りのボートを同時に加熱して、ＤＰＶＤＰＡＮ及びＤＰＡＶＢｉを蒸発させ、正孔輸送層上に、第１発光層として２０ｎｍ積層蒸着した。なお、第１発光層におけるＤＰＶＤＰＡＮとＤＰＡＶＢｉとの重量比は４０：１であった。続いて、ＤＰＶＤＰＱＰ入りのボートとＤＰＡＶＢｉ入りのボートを同時に加熱して、ＤＰＶＤＰＱＰとＤＰＡＶＢｉを蒸発させ、正孔輸送層上に、第２発光層として２０ｎｍ積層蒸着した。なお、第２発光層におけるＤＰＶＤＰＱＰとＤＰＡＶＢｉとの重量比は４０：１であった。最後にＡｌｑ入りのボートを加熱して、Ａｌｑを第２発光層上に堆積させ、膜厚２０ｎｍの電子注入層を成膜した。
【０１１３】
次に、これを真空槽から取り出し、上記電子注入層の上にステンレススチール製のマスクを設置し、再び基板ホルダーに固定した。次いで、アルミニウムとリチウムからなるリチウム濃度５原子％の合金母材を陰極形成用の蒸着材料として用い、蒸着時の真空度１×１０-4Ｐａ、蒸着速度0.５〜1.０ｎｍ／秒の条件で蒸着し、膜厚１５０ｎｍの陰極を形成した。
【０１１４】
この方法により、ＤＰＶＤＰＡＮ中に蛍光性物質としてＤＰＡＶＢｉをドーピングした第１発光層とＤＰＶＤＰＱＰ中に蛍光性物質としてＤＰＡＶＢｉをドーピングした第２発光層が、正孔輸送層と電子注入層を介して陽極と陰極で挟持された有機ＥＬ素子を作製した。
【０１１５】
（２）有機ＥＬ素子の発光試験
得られた素子に、ＩＴＯ電極を正、Ａｌ−Ｌｉ合金電極を負にし、６Ｖの直流電圧を印加したところ、均一な青色発光が得られた。
初期性能は、印加電圧６Ｖ，電流密度１．９ｍＡ／ｃｍ2 ，輝度１０１カンデラ（ｃｄ）／ｍ2 であり、発光効率は４．７ｃｄ／Ａと高効率であった。また、目視及び輝度計（ミノルタ社製、ＣＳ−１００）で観測するかぎりでは、発光面内に無発光点は認められず、発光の均一性に優れていた。
また、この素子を、初期輝度１００ｃｄ／ｍ2 で窒素気流下にて定電流駆動したところ、輝度が５０ｃｄ／ｍ2 になるまでの半減時間は６７００時間であった。また、発光色の変化もないことが確認された。
【０１１６】
実施例２
第２発光層のホスト物質として、ＤＰＶＤＰＱＰに代えて、４，４’−ビス（２，２−ジジフェニルビニル）−２’，７’−ジフェニル−４’，５’，９’，１０’−テトラヒドロピレン（ＤＰＶＤＰＴＨＰｙ。構造式は前記（４０））を使用した以外は、実施例１と同様の方法により有機ＥＬ素子を作製した。そして、実施例１と同様の方法で発光試験をしたところ、均一な青色発光が得られた。また、発光面内に無発光点は見られず、寿命試験後も発光色の変化はなかった。発光効率および寿命についての結果を第１表に示す。
【０１１７】
実施例３
第２発光層のホスト物質として、ＤＰＶＤＰＱＰに代えて、４，４’−ビス（２，２−ジフェニルビニル）−ターフェニレン（ＤＰＶＴＰ）を使用した以外は、実施例１と同様の方法により有機ＥＬ素子を作製した。そして、実施例１と同様の方法で発光試験をしたところ、均一な青色発光が得られた。また、発光面内に無発光点は見られず、寿命試験後も発光色の変化はなかった。発光効率および寿命についての結果を第１表に示す。
【０１１８】
比較例１
第２発光層の作製時、ＤＰＡＶＢｉ（蛍光性物質）を用いなかった以外は、実施例１と同様の方法により有機ＥＬ素子を作製し、同様の方法で発光試験をした。結果を第１表に示す。
【０１１９】
比較例２
実施例１において、ＤＰＶＤＰＡＮを用いて、膜厚４０ｎｍの１層の有機発光層を形成させた（第２発光層は形成せず）以外は、実施例１と全く同様にして、有機ＥＬ素子を作製し、同様の方法で発光試験をした。なお、有機発光層におけるＤＰＶＤＰＡＮとＤＰＡＶＢｉとの重量比は、実施例１と同じく４０：１であった。結果を第１表に示す。
【０１２０】
比較例３
比較例２において、ＴＰＤ７８を蒸着する際に、ＤＰＡＶＢｉを入れたボートを同時に加熱して、ＤＰＡＶＢｉをドーピングした膜厚２０ｎｍの正孔輸送層を形成させた以外は、実施例２と全く同様にして、有機ＥＬ素子を作製し、同様の方法で発光試験をした。なお、正孔輸送層におけるＴＰＤ７８とＤＰＡＶＢｉとの重量比は４０：１であった。結果を第１表に示す。
【０１２１】
比較例４
実施例１において、後記１，３，５−トリス〔４’−｛５−（ｐ−シアノフェニル）オキサゾリル｝フェニル〕ベンゼン（ＴＯＤ）を用いて、膜厚４０ｎｍの１層の有機発光層を形成させた（第２発光層は形成せず）以外は、実施例１と全く同様にして、有機ＥＬ素子を作製し、同様の方法で発光試験をした。なお、有機発光層におけるＴＯＤとＤＰＡＶＢｉとの重量比は、実施例１と同じく４０：１であった。結果を第１表に示す。
【０１２２】
【化３４】
0003949214.tif 000037
【０１２３】
【表１】
0003949214.tif 000038
【０１２４】
また、実施例、比較例において用いた、有機発光層を構成するホスト物質の電子親和力およびイオン化ポテンシャルを第２表に示す。
【０１２５】
【表２】
0003949214.tif 000039
【０１２６】
第１表及び第２表より、発光層が１層である比較例２〜４と比較して、実施例１〜３では、同等以上の発光効率が達成されるとともに、大幅な長寿命化が達成されることが確認された。その際、比較例３のように、正孔輸送層に蛍光性物質をドーピングしても、比較例２と同程度の性能しか得られず、正孔輸送層への蛍光性物質のドーピングのみでは高発光効率かつ長寿命の有機ＥＬ素子は作製できないことが確認された。
【０１２７】
また、第２発光層に蛍光性物質をドーピングしない比較例１と実施例１を比較すると、前者の方が発光効率が低く、寿命も短い。このことから、全発光層への同一色及び同一種の蛍光性物質のドーピングが、発光効率の向上と長寿命化の両方に寄与することが確認された。ところで、各実施例の性能は比較例より優れることは、前記のとおりであるが、実施例を比較したとき、実施例１よりも実施例２，３の方が更に優れていることが分かる。この理由として、実施例２，３では第２発光層を構成するホスト物質の方が電子親和力が大きいのに対して、実施例１では第１発光層を構成するホスト物質の方の方が電子親和力が大きいことが考えられる。このため、実施例２，３では有機発光層への電子の注入性がより改善され、発光効率が向上したものと考えられる。また、有機発光層への電子の注入性がより改善されたことで、有機発光層内の正孔と電子の存在量がより均衡し、より円滑なエネルギー移動が行われるため、更なる長寿命化が実現できたものと考えられる。
【０１２８】
【発明の効果】
本発明の有機ＥＬ素子は、長寿命で、かつ高い発光効率を有する有機ＥＬ素子であって、各種表示装置の発光素子として好適に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  有機ＥＬ素子の発光層近傍におけるエネルギーレベルの位置関係を示す概念図である。
【図２】  本発明の有機ＥＬ素子の発光層近傍におけるエネルギーレベルの位置関係の特に好ましい態様を示す概念図である。
【図３】  本発明の有機ＥＬ素子の発光層近傍におけるエネルギーレベルの位置関係の好ましい態様を示す概念図である。
【符号の説明】
１：電子注入レベル
２：正孔注入レベル
３：伝導レベル
４：価電子レベル
３１：第１発光層の伝導レベル
３２：第２発光層の伝導レベル
４１：第１発光層の価電子レベル
４２：第２発光層の価電子レベル
５１：第１発光層と第２発光層の電子親和力の差
５２：第２発光層の電子親和力と電子注入レベルの差
６１：第１発光層のイオン化ポテンシャルと正孔注入レベルの差
６２：第１発光層と第２発光層のイオン化ポテンシャルの差
【図１】
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【図２】
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【図３】
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