(57)【要約】【課題】本発明の課題は、電圧変動及び色変動の小さい有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することである。【解決手段】本発明の有機ＥＬ素子（１）は、一対の陽極（２０）及び陰極（６０）間に、陽極（２０）側から第１発光ユニット（３０）、電荷発生ユニット（４０）、第２発光ユニット（５０）が順次積層され、第１発光ユニット（３０）又は第２発光ユニット（５０）が、正孔注入層（３２ａ）又は（５２ａ）をその内部に含む正孔注入・輸送層（３２）又は（５２）を有し、第１発光ユニット（３０）又は第２発光ユニット（５０）における正孔注入・輸送層（３２）又は（５２）の層厚（ｄＨＩＴＬ）と正孔注入層（３２ａ）又は（５２ａ）の層厚（ｄＨＩＬ）とが、下記条件式を満たすことを特徴とする。  ｄＨＩＬ／ｄＨＩＴＬ≦０．２０【選択図】図１
2016072586.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の陽極及び陰極間に、陽極側から第１発光ユニット、電荷発生ユニット、第２発光ユニットが順次積層され、前記第１発光ユニット又は前記第２発光ユニットが、正孔注入層をその内部に含む正孔注入・輸送層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
前記第１発光ユニット又は前記第２発光ユニットにおける前記正孔注入・輸送層の層厚（ｄＨＩＴＬ）と前記正孔注入層の層厚（ｄＨＩＬ）とが、下記条件式を満たすことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
ｄＨＩＬ／ｄＨＩＴＬ≦０．２０
【請求項２】
前記正孔注入・輸送層の層厚（ｄＨＩＴＬ）と前記正孔注入層の層厚（ｄＨＩＬ）とが、下記条件式を満たすことを特徴とする請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
ｄＨＩＬ／ｄＨＩＴＬ≦０．１０
【請求項３】
前記正孔注入層の層厚が、１〜１５ｎｍの範囲内であること特徴とする請求項１又は請求項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】
前記正孔注入層の層厚が、１〜１０ｎｍの範囲内であること特徴とする請求項３に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項５】
前記正孔注入層が、単種の化合物からなることを特徴とする請求項１から請求項４まで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】
前記正孔注入層には、下記一般式（１）で表される構造を有する化合物が含有されていることを特徴とする請求項１から請求項５まで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。
【化１】
2016072586.tif 000044
（一般式（１）中、Ａは、Ｃ又はＮを表す。Ｘは、Ｎ又はＣＲ０を表す。Ｒ０は、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、ホルミル基、アセチル基、ベンゾイル基、アミド基（−ＣＯＮＨＲ１又は−ＣＯＮＲ１Ｒ２）、スチリル基、エチニル基、キノリル基、キナゾリル基、フェナントロリル基、ビキノリル基、アントラキノニル基、ベンゾキノニル基、キノニル基、アクリジニル基、及び置換又は無置換の、アルキル基、アリール基、アラルキル基、アルキルアミノ基、アリールアミノ基、アラルキルアミノ基又は複素環基の中から選択されるいずれかの基を表す。Ｒ１及びＲ２は、それぞれ独立に、置換又は無置換の、炭素数１〜６０のアルキル基、アリール基又は５〜７員の複素環基を表す。Ｙ、Ｙ′及びＹ″は、置換又は無置換の、環員としてＡ及びＸを含む５員の芳香族複素環又は環員としてＡ及びＸを含む６員の芳香族複素環を表す。Ｙ、Ｙ′及びＹ″は、同一でも異なっていてもよい。）
【請求項７】
前記一般式（１）で表される構造を有する化合物が、下記一般式（２）で表される構造を有する化合物であることを特徴とする請求項６に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化２】
2016072586.tif 000045
（一般式（２）中、Ｒ３〜Ｒ８は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、スルホニル基（−ＳＯ２Ｒ９）、スルフィニル基（−ＳＯＲ９）、スルホンアミド基（−ＳＯ２ＮＲ９Ｒ１０）、スルホナト基（−ＳＯ３Ｒ９）、トリフルオロメチル基、エステル基（−ＣＯＯＲ９）、アミド基（−ＣＯＮＨＲ９又は−ＣＯＮＲ９Ｒ１０）、及び置換又は無置換の、炭素数１〜１２の直鎖若しくは分岐アルキル基、炭素数１〜１２の直鎖若しくは分岐アルコキシ基、芳香族炭化水素環基、アリールアミノ基、非芳香族複素環基、芳香族複素環基又はアラルキルアミノ基の中から選択されるいずれかの基を表す。Ｒ９及びＲ１０は、それぞれ独立に、置換又は無置換の、炭素数１〜６０のアルキル基、アリール基又は５〜７員の複素環基を表す。）
【請求項８】
前記一般式（１）で表される構造を有する化合物が、下記一般式（３）で表される構造を有する化合物であることを特徴とする請求項６に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化３】
2016072586.tif 000046
（一般式（３）中、Ｒ１１〜Ｒ２２は、それぞれ独立に、ハロゲン原子、アミノ基、シアノ基、ニトロ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、及び置換又は無置換の、脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素環基、脂肪族複素環基又は芳香族複素環基の中から選択されるいずれかの基を表す。Ｒ１１〜Ｒ２２は、それぞれ隣接する置換基同士で環を形成していてもよい。）
【請求項９】
前記正孔注入層には、下記一般式（４）で表される構造を有する化合物が含有されていることを特徴とする請求項１から請求項５まで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。
【化４】
2016072586.tif 000047
（一般式（４）中、Ｒ２３〜Ｒ２８は、それぞれ独立に、置換又は無置換の、アルキル基、アリール基、アラルキル基又は複素環基を表す。Ｒ２３〜Ｒ２８は、同一でも異なっていてもよい。Ｒ２３とＲ２４、Ｒ２５とＲ２６及びＲ２７とＲ２８、又は、Ｒ２３とＲ２８、Ｒ２４とＲ２５及びＲ２６とＲ２７は、縮合環を形成していてもよい。）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子に関する。より詳しくは、電圧変動及び色変動の小さい有機エレクトロルミネッセンス素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、有機エレクトロルミネッセンス（ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ：ＥＬ）素子は、陽極／発光層／陰極からなる層構成を基本とし、これに正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層等の層を適宜設けることによって構成されている。
このような構成からなる有機ＥＬ素子は、一般的に発光電流効率と駆動寿命とがトレードオフの関係になることが知られている。そのため、このトレードオフの関係を改善するべく、有機材料、有機層構成、素子駆動方法等、様々な視点から検討が加えられてきた。
【０００３】
そして、有機層構成の観点から、このトレードオフ関係を抜本的に改善する技術として、少なくとも有機材料を用いて構成された発光層を少なくとも含む、１層以上からなる有機層を１つの発光ユニットとし、電荷発生ユニットを介して複数の発光ユニットを積層することにより、発光電流効率を維持しつつ長寿命化を図る、あるいは駆動寿命を大きく損なうことなく発光電流効率を格段に増大させ得る、いわゆるタンデム構造が提案されている。
【０００４】
ところで、一般に、有機ＥＬ素子では、正孔注入・輸送層の移動度は電子注入・輸送層の移動度よりも小さく、その差異は低温になるほど顕著になる。その結果、正孔輸送性が律速となり、低温になると大きな電圧上昇を引き起こしていた。さらには、タンデム構造の有機ＥＬ素子においては、第１発光ユニットと第２発光ユニットのうち、発光層の電子輸送性が高い発光ユニット側の発光色に色がシフトしやすくなる。また、正孔注入・輸送層内においても、正孔輸送層と比べ、正孔注入層部分での正孔輸送性が遅い。
【０００５】
また、正孔注入層に導入する材料系として、一般的に三つのケースがあり、（ｉ）有機化合物単体、（ii）金属酸化物単体、及び（iii）有機化合物と金属、金属酸化物、又はビフェロセンＦ−ＴＣＮＱ等のｐ型のドーピング材料が挙げられる。材料自体の安定性（量産）の観点から、正孔注入層材料としては有機化合物単体が最も望ましいが、有機化合物単体の場合、特に正孔注入層部分において、正孔輸送性が正孔輸送層材料に比べ低くなるといった欠点があった。さらに、低温になるにつれ、ホッピング伝導の法則（μ＝ｅＲ２ｖ／ｋＢＴ×ｅｘｐ（−２αＲ））からも、更に正孔輸送性が電子輸送性よりも律速過程として顕著になり、第１発光ユニットと第２発光ユニットのうち、発光層の電子輸送性が高い発光ユニット側の発光色に色がシフトしていた。
【０００６】
以上のように、一対の陽極−陰極間に、複数の発光層（特に、蛍光発光層とリン光発光層とが混在している場合）が積層された層を有する素子においては、複数の発光層でそれぞれ正孔と電子とが再結合するため、環境温度の変化により、正孔と電子との再結合領域が変動し、電圧及び色が大きく変動してしまっていた。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記問題・状況に鑑みてなされたものであり、その解決課題は、電圧変動及び色変動の小さい有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、上記課題を解決すべく、上記問題の原因等について検討する過程において、第１発光ユニット又は第２発光ユニットにおける正孔注入・輸送層の層厚（ｄＨＩＴＬ）と正孔注入層の層厚（ｄＨＩＬ）とが、特定の条件式を満たすことにより、電圧変動及び色変動の小さい有機エレクトロルミネッセンス素子を提供できることを見出し、本発明に至った。
【０００９】
すなわち、本発明に係る上記課題は、以下の手段により解決される。
【００１０】
１．一対の陽極及び陰極間に、陽極側から第１発光ユニット、電荷発生ユニット、第２発光ユニットが順次積層され、前記第１発光ユニット又は前記第２発光ユニットが、正孔注入層をその内部に含む正孔注入・輸送層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
前記第１発光ユニット又は前記第２発光ユニットにおける前記正孔注入・輸送層の層厚（ｄＨＩＴＬ）と前記正孔注入層の層厚（ｄＨＩＬ）とが、下記条件式を満たすことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
ｄＨＩＬ／ｄＨＩＴＬ≦０．２０
【００１１】
２．前記正孔注入・輸送層の層厚（ｄＨＩＴＬ）と前記正孔注入層の層厚（ｄＨＩＬ）とが、下記条件式を満たすことを特徴とする第１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
ｄＨＩＬ／ｄＨＩＴＬ≦０．１０
【００１２】
３．前記正孔注入層の層厚が、１〜１５ｎｍの範囲内であること特徴とする第１項又は第２項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００１３】
４．前記正孔注入層の層厚が、１〜１０ｎｍの範囲内であること特徴とする第３項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００１４】
５．前記正孔注入層が、単種の化合物からなることを特徴とする第１項から第４項まで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。
【００１５】
６．前記正孔注入層には、下記一般式（１）で表される構造を有する化合物が含有されていることを特徴とする第１項から第５項まで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。
【００１６】
【化１】
2016072586.tif 000003
【００１７】
（一般式（１）中、Ａは、Ｃ又はＮを表す。Ｘは、Ｎ又はＣＲ０を表す。Ｒ０は、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、ホルミル基、アセチル基、ベンゾイル基、アミド基（−ＣＯＮＨＲ１又は−ＣＯＮＲ１Ｒ２）、スチリル基、エチニル基、キノリル基、キナゾリル基、フェナントロリル基、ビキノリル基、アントラキノニル基、ベンゾキノニル基、キノニル基、アクリジニル基、及び置換又は無置換の、アルキル基、アリール基、アラルキル基、アルキルアミノ基、アリールアミノ基、アラルキルアミノ基又は複素環基の中から選択されるいずれかの基を表す。Ｒ１及びＲ２は、それぞれ独立に、置換又は無置換の、炭素数１〜６０のアルキル基、アリール基又は５〜７員の複素環基を表す。Ｙ、Ｙ′及びＹ″は、置換又は無置換の、環員としてＡ及びＸを含む５員の芳香族複素環又は環員としてＡ及びＸを含む６員の芳香族複素環を表す。Ｙ、Ｙ′及びＹ″は、同一でも異なっていてもよい。）
【００１８】
７．前記一般式（１）で表される構造を有する化合物が、下記一般式（２）で表される構造を有する化合物であることを特徴とする第６項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００１９】
【化２】
2016072586.tif 000004
【００２０】
（一般式（２）中、Ｒ３〜Ｒ８は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、スルホニル基（−ＳＯ２Ｒ９）、スルフィニル基（−ＳＯＲ９）、スルホンアミド基（−ＳＯ２ＮＲ９Ｒ１０）、スルホナト基（−ＳＯ３Ｒ９）、トリフルオロメチル基、エステル基（−ＣＯＯＲ９）、アミド基（−ＣＯＮＨＲ９又は−ＣＯＮＲ９Ｒ１０）、及び置換又は無置換の、炭素数１〜１２の直鎖若しくは分岐アルキル基、炭素数１〜１２の直鎖若しくは分岐アルコキシ基、芳香族炭化水素環基、アリールアミノ基、非芳香族複素環基、芳香族複素環基又はアラルキルアミノ基の中から選択されるいずれかの基を表す。Ｒ９及びＲ１０は、それぞれ独立に、置換又は無置換の、炭素数１〜６０のアルキル基、アリール基又は５〜７員の複素環基を表す。）
【００２１】
８．前記一般式（１）で表される構造を有する化合物が、下記一般式（３）で表される構造を有する化合物であることを特徴とする第６項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００２２】
【化３】
2016072586.tif 000005
【００２３】
（一般式（３）中、Ｒ１１〜Ｒ２２は、それぞれ独立に、ハロゲン原子、アミノ基、シアノ基、ニトロ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、及び置換又は無置換の、脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素環基、脂肪族複素環基又は芳香族複素環基の中から選択されるいずれかの基を表す。Ｒ１１〜Ｒ２２は、それぞれ隣接する置換基同士で環を形成していてもよい。）
【００２４】
９．前記正孔注入層には、下記一般式（４）で表される構造を有する化合物が含有されていることを特徴とする第１項から第５項まで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。
【００２５】
【化４】
2016072586.tif 000006
【００２６】
（一般式（４）中、Ｒ２３〜Ｒ２８は、それぞれ独立に、置換又は無置換の、アルキル基、アリール基、アラルキル基又は複素環基を表す。Ｒ２３〜Ｒ２８は、同一でも異なっていてもよい。Ｒ２３とＲ２４、Ｒ２５とＲ２６及びＲ２７とＲ２８、又は、Ｒ２３とＲ２８、Ｒ２４とＲ２５及びＲ２６とＲ２７は、縮合環を形成していてもよい。）
【発明の効果】
【００２７】
本発明の上記手段により、電圧変動及び色変動の小さい有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することができる。
【００２８】
本発明の効果の発現機構・作用機構については明確になっていないが、以下のように推察している。
【００２９】
従来、正孔移動度よりも電子移動度が大きいことから、正孔と電子との再結合位置が正孔注入・輸送層側へシフトしてしまい、このため陽極に近い発光層が発光しやすくなり、これが色ずれの原因となっていた。
加えて、正孔注入・輸送層内において、正孔注入層は正孔輸送層に比べ、正孔輸送性が低いため、正孔注入層が厚い場合、低温駆動時において、大きな電圧上昇を引き起こし、更には、色変動が大きくなることがわかった。
本発明においては、第１発光ユニット又は第２発光ユニットにおける正孔注入・輸送層の層厚（ｄＨＩＴＬ）と正孔注入層の層厚（ｄＨＩＬ）とが、特定の条件式を満たすことにより、低温環境下においても正孔注入層における正孔輸送性の顕著な低下分を最小限にし、発光ユニット間で安定して正孔と電子とを再結合させ、電圧変動及び色変動を小さくすることができるものと推測される。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の有機ＥＬ素子の一例を示す概略断面図
【発明を実施するための形態】
【００３１】
本発明の有機ＥＬ素子は、第１発光ユニット又は第２発光ユニットにおける正孔注入・輸送層の層厚（ｄＨＩＴＬ）と正孔注入層の層厚（ｄＨＩＬ）とが、特定の条件式を満たすことを特徴とする。この特徴は、請求項１から請求項９までの請求項に係る発明に共通する技術的特徴である。
【００３２】
本発明の実施態様としては、正孔注入・輸送層の層厚（ｄＨＩＴＬ）と正孔注入層の層厚（ｄＨＩＬ）との層厚比（ｄＨＩＬ／ｄＨＩＴＬ）を０．１０以下とすること、更には、正孔注入層の層厚を１〜１５ｎｍの範囲内、好ましくは１〜１０ｎｍの範囲内とすることがより好ましい。
【００３３】
また、生産効率の観点から、正孔注入層が単種の化合物からなることが好ましい。
【００３４】
また、材料安定性及び正孔注入性の観点から、正孔注入層に一般式（１）〜（４）で表される構造を有する化合物が含有されていることが好ましい。
【００３５】
以下、本発明とその構成要素、及び本発明を実施するための形態・態様について詳細な説明をする。なお、本願において、数値範囲を表す「〜」は、その前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用している。
【００３６】
≪有機ＥＬ素子の構成≫
本発明の有機ＥＬ素子は、一対の陽極及び陰極間に、陽極側から第１発光ユニットと、電荷発生ユニットと、第２発光ユニットとが順次積層され、第１発光ユニット又は第２発光ユニットにおける正孔注入・輸送層の層厚（ｄＨＩＴＬ）と正孔注入層の層厚（ｄＨＩＬ）とが、下記条件式を満たすことを特徴とする。
ｄＨＩＬ／ｄＨＩＴＬ≦０．２０
以下、図面を用いて、詳細に説明する。
【００３７】
図１は、本発明の有機ＥＬ素子の一例を示す概略断面図である。
図１に示すとおり、有機ＥＬ素子１は、基板１０上に、陽極２０、第１発光ユニット３０、電荷発生ユニット４０、第２発光ユニット５０、陰極５０を順に備えている。
第１発光ユニット３０は、正孔注入・輸送層３２、発光層３４、電子注入・輸送層３６を有し、正孔注入・輸送層３２は、正孔注入層３２ａやその他の層３２ｂ（正孔輸送層、電子阻止層等）を含んでいてもよい。第２発光ユニット５０は、正孔注入・輸送層５２、発光層５４、電子注入・輸送層５６を有し、正孔注入・輸送層５２は、正孔注入層５２ａやその他の層５２ｂ（正孔輸送層、電子阻止層等）を含んでいてもよい。本発明においては、少なくともいずれかの発光ユニットにおける正孔注入・輸送層が正孔注入層及び正孔輸送層を必ず含み、正孔注入・輸送層の層厚（ｄＨＩＴＬ）と正孔注入層の層厚（ｄＨＩＬ）とが条件式ｄＨＩＬ／ｄＨＩＴＬ≦０．２０を満たしていればよく、その他の発光ユニットにおける正孔注入・輸送層は、例えば、正孔輸送層のみから構成されていてもよい。
有機ＥＬ素子１は、陽極２０が透明電極により構成され、陰極６０を反射電極として機能させる構成を有し、基板１０側から光を取り出す、いわゆるボトムエミッション型の構成である。
【００３８】
また、有機ＥＬ素子１は、第１発光ユニット３０及び第２発光ユニット５０に、少なくとも発光性の有機材料、例えば、青（Ｂ）、緑（Ｇ）、赤（Ｒ）の各色の発光ドーパントが含有された、白色発光素子である。
【００３９】
以下、本発明の有機ＥＬ素子を構成する陽極、第１発光ユニット、電荷発生ユニット、第２発光ユニット、及び陰極の各構成、並びに本発明の有機ＥＬ素子が設けられる基板の構成の詳細について説明する。なお、以下に説明する有機ＥＬ素子の各構成は、実施形態を説明するための一例であり、上述の有機ＥＬ素子を構成することが可能な範囲で適宜その他構成を適用することも可能である。
【００４０】
＜発光ユニット＞
本発明に係る第１発光ユニット及び第２発光ユニットは、正孔注入・輸送層、発光層及び電子注入・輸送層を有しており、少なくとも第１発光ユニット又は第２発光ユニットにおける正孔注入・輸送層の層厚（ｄＨＩＴＬ）と正孔注入層の層厚（ｄＨＩＬ）とが、下記条件式を満たすことを特徴とする。
ｄＨＩＬ／ｄＨＩＴＬ≦０．２０
【００４１】
（発光層）
発光層は、電極又は隣接層から注入される電子と正孔とが再結合し、励起子を経由して発光する場を提供する、発光性の有機半導体薄膜を含む層である。発光する部分は、発光層の層内であっても発光層と隣接層との界面であってもよい。
【００４２】
発光層は、発光性を有する有機材料を含む発光材料を少なくとも１種以上含むことが好ましい。
発光層には、リン光発光材料と蛍光発光材料とを混在させてもよいが、好ましくは発光層をリン光発光材料又は蛍光発光材料のみで構成することが好ましい。
蛍光発光層及びリン光発光層は、ホスト−ドーパント型の発光層であることが好ましい。
【００４３】
また、異なる発光色を呈する発光ユニットを積層して白色発光を得ようとする場合には、これら発光ユニットが相互に補色の関係にあることが好ましい。例えば、青色発光ユニットと、補色となる黄緑、黄色又はオレンジ色（橙色）の発光色を呈する発光ユニットを設けることで、白色発光を呈する有機ＥＬ素子とすることができる。なお、「補色」の関係とは、混合すると無彩色になる色同士の関係をいう。つまり、補色の関係にある色を発光する物質の発光を混合すると、白色発光を得ることができる。
【００４４】
発光層を構成する層は、何層でもよく、同一の発光スペクトルや発光極大波長を有する層が複数層あってもよい。
発光層の層厚の総和は、特に制限はないが、形成する膜の均質性や、発光時に不必要な高電圧を印加するのを防止し、かつ、駆動電流に対する発光色の安定性向上の観点から、５〜２００ｎｍの範囲内に調整することが好ましく、更に好ましくは１０〜１５０ｎｍの範囲内に調整される。また、個々の発光層の層厚としては、５〜２００ｎｍの範囲内に調整することが好ましく、更に好ましくは１０〜４０ｎｍの範囲内に調整することである。
【００４５】
（１）発光ドーパント
発光ドーパントとしては、蛍光発光性ドーパント（蛍光ドーパント、蛍光性化合物ともいう。）、及び、リン光発光性ドーパント（リン光ドーパント、リン光性化合物ともいう。）が好ましく用いられる。発光層中の発光ドーパントの濃度については、使用される特定のドーパント及びデバイスの必要条件に基づいて任意に決定することができる。発光ドーパントの濃度は、発光層の層厚方向に対し、均一な濃度で含有されていてもよく、また任意の濃度分布を有していてもよい。
【００４６】
また、発光層には、複数種の発光ドーパントが含まれていてもよい。例えば、構造の異なるドーパント同士の組み合わせや、蛍光発光性ドーパントとリン光発光性ドーパントとを組み合わせて用いてもよい。これにより、任意の発光色を得ることができる。
【００４７】
本発明の有機ＥＬ素子は、１層又は複数層の発光層が、発光色の異なる複数の発光ドーパントを含有し、白色発光を示すことが好ましい。白色を示す発光ドーパントの組み合わせについては特に限定はないが、例えば、青と橙との組み合わせや、青と緑と赤との組み合わせ等が挙げられる。有機ＥＬ素子における白色としては、２度視野角正面輝度を前述の方法により測定した際に、１０００ｃｄ／ｍ２でのＣＩＥ１９３１表色系における色度がｘ＝０．３９±０．０９、ｙ＝０．３８±０．０８の領域内にあることが好ましい。
【００４８】
（１．１）リン光発光性ドーパント
リン光発光性ドーパントは、励起三重項からの発光が観測される化合物であり、具体的には、室温（２５℃）にてリン光発光する化合物であり、２５℃においてリン光量子収率が０．０１以上の化合物である。発光層に用いるリン光発光性ドーパントにおいて、好ましいリン光量子収率は０．１以上である。
リン光量子収率は、第４版実験化学講座７の分光IIの３９８頁（１９９２年版、丸善）に記載の方法により測定できる。溶液中でのリン光量子収率は、種々の溶媒を用いて測定できる。発光層に用いるリン光発光性ドーパントは、任意の溶媒のいずれかにおいて上記リン光量子収率（０．０１以上）が達成されればよい。
【００４９】
リン光発光性ドーパントの発光は、原理として２種挙げられる。
一つは、キャリアが輸送されるホスト化合物上で、キャリアの再結合によるホスト化合物の励起状態が生成される。このエネルギーをリン光発光性ドーパントに移動させることでリン光発光性ドーパントからの発光を得るというエネルギー移動型である。もう一つは、リン光発光性ドーパントがキャリアトラップとなり、リン光発光性ドーパント上でキャリアの再結合が起こり、リン光発光性ドーパントからの発光が得られるというキャリアトラップ型である。いずれの場合においても、リン光発光性ドーパントの励起状態のエネルギーは、ホスト化合物の励起状態のエネルギーよりも低いことが条件となる。
【００５０】
リン光発光性ドーパントとしては、有機ＥＬ素子の発光層に使用される公知の材料から適宜選択して用いることができる。
公知のリン光発光性ドーパントの具体例としては、Ｎａｔｕｒｅ  ３９５，１５１（１９９８）、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．７８，１６２２（２００１）、Ａｄｖ．Ｍａｔｅｒ．１９，７３９（２００７）、Ｃｈｅｍ．Ｍａｔｅｒ．１７，３５３２（２００５）、Ａｄｖ．Ｍａｔｅｒ．１７，１０５９（２００５）、国際公開第２００９／１００９９１号、国際公開第２００８／１０１８４２号、国際公開第２００３／０４０２５７号、米国特許出願公開第２００６／８３５４６９号明細書、米国特許出願公開第２００６／０２０２１９４号明細書、米国特許出願公開第２００７／００８７３２１号明細書、米国特許出願公開第２００５／０２４４６７３号明細書、Ｉｎｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．４０，１７０４（２００１）、Ｃｈｅｍ．Ｍａｔｅｒ．１６，２４８０（２００４）、Ａｄｖ．Ｍａｔｅｒ．１６，２００３（２００４）、Ａｎｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．ｌｎｔ．Ｅｄ．２００６，４５，７８００、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．８６，１５３５０５（２００５）、Ｃｈｅｍ．Ｌｅｔｔ．３４，５９２（２００５）、Ｃｈｅｍ．Ｃｏｍｍｕｎ．２９０６（２００５）、Ｉｎｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．４２，１２４８（２００３）、国際公開第２００９／０５０２９０号、国際公開第２００２／０１５６４５号、国際公開第２００９／０００６７３号、米国特許出願公開第２００２／００３４６５６号明細書、米国特許第７３３２２３２号明細書、米国特許出願公開第２００９／０１０８７３７号明細書、米国特許出願公開第２００９／００３９７７６号明細書、米国特許第６９２１９１５号明細書、米国特許第６６８７２６６号明細書、米国特許出願公開第２００７／０１９０３５９号明細書、米国特許出願公開第２００６／０００８６７０号明細書、米国特許出願公開第２００９／０１６５８４６号明細書、米国特許出願公開第２００８／００１５３５５号明細書、米国特許第７２５０２２６号明細書、米国特許第７３９６５９８号明細書、米国特許出願公開第２００６／０２６３６３５号明細書、米国特許出願公開第２００３／０１３８６５７号明細書、米国特許出願公開第２００３／０１５２８０２号明細書、米国特許第７０９０９２８号明細書、Ａｎｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．ｌｎｔ．Ｅｄ．４７，１（２００８）、Ｃｈｅｍ．Ｍａｔｅｒ．１８，５１１９（２００６）、Ｉｎｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．４６，４３０８（２００７）、Ｏｒｇａｎｏｍｅｔａｌｌｉｃｓ  ２３，３７４５（２００４）、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．７４，１３６１（１９９９）、国際公開第２００２／００２７１４号、国際公開第２００６／００９０２４号、国際公開第２００６／０５６４１８号、国際公開第２００５／０１９３７３号、国際公開第２００５／１２３８７３号、国際公開第２００５／１２３８７３号、国際公開第２００７／００４３８０号、国際公開第２００６／０８２７４２号、米国特許出願公開第２００６／０２５１９２３号明細書、米国特許出願公開第２００５／０２６０４４１号明細書、米国特許第７３９３５９９号明細書、米国特許第７５３４５０５号明細書、米国特許第７４４５８５５号明細書、米国特許出願公開第２００７／０１９０３５９号明細書、米国特許出願公開第２００８／０２９７０３３号明細書、米国特��第７３３８７２２号明細書、米国特許出願公開第２００２／０１３４９８４号明細書、米国特許第７２７９７０４号明細書、米国特許出願公開第２００６／０９８１２０号明細書、米国特許出願公開第２００６／１０３８７４号明細書、国際公開第２００５／０７６３８０号、国際公開第２０１０／０３２６６３号、国際公開第第２００８／１４０１１５号、国際公開第２００７／０５２４３１号、国際公開第２０１１／１３４０１３号、国際公開第２０１１／１５７３３９号、国際公開第２０１０／０８６０８９号、国際公開第２００９／１１３６４６号、国際公開第２０１２／０２０３２７号、国際公開第２０１１／０５１４０４号、国際公開第２０１１／００４６３９号、国際公開第２０１１／０７３１４９号、米国特許出願公開第２０１２／２２８５８３号明細書、米国特許出願公開第２０１２／２１２１２６号明細書、特開２０１２−０６９７３７号公報、特開２０１２−１９５５５４号公報、特開２００９−１１４０８６号公報、特開２００３−８１９８８号公報、特開２００２−３０２６７１号公報、特開２００２−３６３５５２号公報等に記載の化合物が挙げられる。
特に、リン光発光性ドーパントとして、特開２０１３−４２４５号公報の段落［０１８５］〜［０２３５］に記載の一般式（４）、一般式（５）、一般式（６）で表される構造を有する化合物、及び、例示化合物（Ｐｔ−１〜Ｐｔ−３、Ｏｓ−１及びＩｒ−１〜Ｉｒ−４５）を好ましく挙げることができる。
【００５１】
中でも、好ましいリン光発光性ドーパントとしては、Ｉｒを中心金属に有する有機金属錯体が挙げられる。さらに好ましくは、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錯体が好ましい。
【００５２】
（１．２）蛍光発光性ドーパント
蛍光発光性ドーパントは、励起一重項からの発光が可能な化合物であり、励起一重項からの発光が観測される限り特に限定されない。
【００５３】
蛍光発光性ドーパントしては、例えば、アントラセン誘導体、ピレン誘導体、クリセン誘導体、フルオランテン誘導体、ペリレン誘導体、フルオレン誘導体、アリールアセチレン誘導体、スチリルアリーレン誘導体、スチリルアミン誘導体、アリールアミン誘導体、ホウ素錯体、クマリン誘導体、ピラン誘導体、シアニン誘導体、クロコニウム誘導体、スクアリウム誘導体、オキソベンツアントラセン誘導体、フルオレセイン誘導体、ローダミン誘導体、ピリリウム誘導体、ペリレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、希土類錯体系化合物等が挙げられる。
【００５４】
また、蛍光発光性ドーパントして、遅延蛍光を利用した発光ドーパント等を用いてもよい。遅延蛍光を利用した発光ドーパントの具体例としては、例えば、国際公開第２０１１／１５６７９３号、特開２０１１−２１３６４３号公報、特開２０１０−９３１８１号公報等に記載の化合物が挙げられる。
【００５５】
（２）ホスト化合物
ホスト化合物は、発光層において主に電荷の注入及び輸送を担う化合物であり、有機ＥＬ素子においてそれ自体の発光は実質的に観測されない。
好ましくは室温（２５℃）においてリン光発光のリン光量子収率が、０．１未満の化合物であり、更に好ましくは、リン光量子収率が０．０１未満の化合物である。また、発光層に含有される化合物のうちで、その層中での質量比が２０％以上であることが好ましい。
【００５６】
また、ホスト化合物の励起状態エネルギーは、同一層内に含有される発光ドーパントの励起状態エネルギーよりも高いことが好ましい。
【００５７】
ホスト化合物は、単独で用いてもよく、又、複数種併用して用いてもよい。ホスト化合物を複数種用いることで、電荷の移動を調整することが可能であり、有機ＥＬ素子の高効率化が可能となる。
【００５８】
発光層に用いるホスト化合物としては、特に制限はなく、従来有機ＥＬ素子で用いられている化合物を用いることができる。例えば、低分子化合物や、繰り返し単位を有する高分子化合物でもよく、あるいは、ビニル基やエポキシ基のような反応性基を有する化合物でもよい。
【００５９】
公知のホスト化合物としては、正孔輸送能又は電子輸送能を有しつつ、発光の長波長化を防ぎ、更に、有機ＥＬ素子を高温駆動時や素子駆動中の発熱に対する安定性の観点から、高いガラス転移温度（Ｔｇ）を有することが好ましい。ホスト化合物としては、Ｔｇが９０℃以上であることが好ましく、より好ましくは１２０℃以上である。
ここで、ガラス転移点（Ｔｇ）とは、ＤＳＣ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｃａｌｏｒｉｍｅｔｒｙ：示差走査熱量法）を用いて、ＪＩＳ  Ｋ  ７１２１に準拠した方法により求められる値である。
【００６０】
また、リン光発光性ドーパントが含まれる発光層のホスト化合物は、その最低励起三重項エネルギー（Ｔ１）が、２．１ｅＶより大きいことが好ましい。Ｔ１が、２．１ｅＶより大きいことにより、高い発光効率を得られる。最低励起三重項エネルギー（Ｔ１）とは、ホスト化合物を溶媒に溶解し、液体窒素温度、あるいは液体ヘリウム温度において観測したリン光発光スペクトルの最低振動バンド間遷移に対応する発光バンドのピークエネルギーをいう。
【００６１】
有機ＥＬ素子に用いられる、公知のホスト化合物の具体例としては、特開２００１−２５７０７６号公報、同２００２−３０８８５５号公報、同２００１−３１３１７９号公報、同２００２−３１９４９１号公報、同２００１−３５７９７７号公報、同２００２−３３４７８６号公報、同２００２−８８６０号公報、同２００２−３３４７８７号公報、同２００２−１５８７１号公報、同２００２−３３４７８８号公報、同２００２−４３０５６号公報、同２００２−３３４７８９号公報、同２００２−７５６４５号公報、同２００２−３３８５７９号公報、同２００２−１０５４４５号公報、同２００２−３４３５６８号公報、同２００２−１４１１７３号公報、同２００２−３５２９５７号公報、同２００２−２０３６８３号公報、同２００２−３６３２２７号公報、同２００２−２３１４５３号公報、同２００３−３１６５号公報、同２００２−２３４８８８号公報、同２００３−２７０４８号公報、同２００２−２５５９３４号公報、同２００２−２６０８６１号公報、同２００２−２８０１８３号公報、同２００２−２９９０６０号公報、同２００２−３０２５１６号公報、同２００２−３０５０８３号公報、同２００２−３０５０８４号公報、同２００２−３０８８３７号公報、米国特許出願公開第２００３／０１７５５５３号明細書、米国特許出願公開第２００６／０２８０９６５号明細書、米国特許出願公開第２００５／０１１２４０７号明細書、米国特許出願公開第２００９／００１７３３０号明細書、米国特許出願公開第２００９／００３０２０２号明細書、米国特許出願公開第２００５／０２３８９１９号明細書、国際公開第２００１／０３９２３４号、国際公開第２００９／０２１１２６号、国際公開第２００８／０５６７４６号、国際公開第２００４／０９３２０７号、国際公開第２００５／０８９０２５号、国際公開第２００７／０６３７９６号、国際公開第２００７／０６３７５４号、国際公開第２００４／１０７８２２号、国際公開第２００５／０３０９００号、国際公開第２００６／１１４９６６号、国際公開第２００９／０８６０２８号、国際公開第２００９／００３８９８号、国際公開第２０１２／０２３９４７号、特開２００８−０７４９３９号公報、特開２００７−２５４２９７号公報、欧州特許第２０３４５３８号明細書等に記載の化合物等が挙げられるが、これらに限定されない。
【００６２】
（正孔注入・輸送層）
正孔注入・輸送層は、正孔を輸送する機能を有する層であり、正孔注入層、正孔輸送層、電子阻止層等から構成される。
本発明においては、第１発光ユニット又は第２発光ユニットにおける正孔注入・輸送層が、少なくとも正孔注入層及び正孔輸送層を有し、正孔注入・輸送層の層厚（ｄＨＩＴＬ）と正孔注入層の層厚（ｄＨＩＬ）とが条件式ｄＨＩＬ／ｄＨＩＴＬ≦０．２０を満たしており、好ましくは条件式ｄＨＩＬ／ｄＨＩＴＬ≦０．１０を満たしている。
【００６３】
（１）正孔注入層
正孔注入層（「陽極バッファー層」ともいう。）は、駆動電圧低減や発光輝度向上のために陽極と発光層との間に設けられる層である。正孔注入層の一例は、「有機ＥＬ素子とその工業化最前線（１９９８年１１月３０日エヌ・ティー・エス社発行）」の第２編第２章「電極材料」（１２３〜１６６頁）に記載されている。
正孔注入層は、必要に応じて設けられ、上述のように陽極又は電荷発生ユニットと、発光層又は正孔輸送層との間に設けられる。
正孔注入層は、特開平９−４５４７９号公報、同９−２６００６２号公報、同８−２８８０６９号公報等にもその詳細が記載されている。
【００６４】
（１．１）一般式（１）で表される構造を有する化合物
正孔注入層の構成材料としては、下記一般式（１）で表される化合物を好適に用いることができる。
【００６５】
【化５】
2016072586.tif 000007
【００６６】
（一般式（１）中、Ａは、Ｃ又はＮを表す。Ｘは、Ｎ又はＣＲ０を表す。Ｒ０は、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、ホルミル基、アセチル基、ベンゾイル基、アミド基（−ＣＯＮＨＲ１又は−ＣＯＮＲ１Ｒ２）、スチリル基、エチニル基、キノリル基、キナゾリル基、フェナントロリル基、ビキノリル基、アントラキノニル基、ベンゾキノニル基、キノニル基、アクリジニル基、及び置換又は無置換の、アルキル基、アリール基、アラルキル基、アルキルアミノ基、アリールアミノ基、アラルキルアミノ基又は複素環基の中から選択されるいずれかの基を表す。Ｒ１及びＲ２は、それぞれ独立に、置換又は無置換の、炭素数１〜６０のアルキル基、アリール基又は５〜７員の複素環基を表す。Ｙ、Ｙ′及びＹ″は、置換又は無置換の、環員としてＡ及びＸを含む５員の芳香族複素環又は環員としてＡ及びＸを含む６員の芳香族複素環を表す。Ｙ、Ｙ′及びＹ″は、同一でも異なっていてもよい。）
【００６７】
一般式（１）のＲ０におけるアルキル基としては、炭素数が１〜２０であることが望ましくて、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ヘキシル基等の直鎖アルキル基及びイソプロピル基、ｔ−ブチル基等の分枝鎖アルキル基等が挙げられる。
アリール基としては、フェニル基などの単環式芳香族炭化水素環基、及びナフチル基、アントラセニル基、ピレニル基、ペリレニル基などの多環式芳香族炭化水素環基などを挙げることができる。
アラルキル基としては、フェニル基、ビフェニル基、ナフチル基、テルフェニル基、アントラセニル基、ピレニル基、ペリレニル基などのような芳香族炭化水素環基で置換された炭素数１〜２０であるアルキル基を挙げることができる。
アルキルアミノ基としては、炭素数１〜２０である脂肪族炭化水素に置換されたアミノ基を挙げることができる。
アリールアミノ基としては、フェニル基、ビフェニル基、ナフチル基、テルフェニル基、アントラセニル基、ピレニル基、ペリレニル基などのような芳香族炭化水素環基で置換されたアミノ基を挙げることができる。
アラルキルアミノ基としては、フェニル基、ビフェニル基、ナフチル基、テルフェニル基、アントラセニル基、ピレニル基、ペリレニル基などのような芳香族炭化水素環基と炭素数１〜２０である脂肪族炭化水素で置換されたアミノ基を挙げることができる。
複素環基としては、ピロリル基、チエニル基、インドリル基、オキサゾリル基、イミダゾリル基、チアゾリル基、ピリジル基、ピリミジニル基、ピペラジニル基、チオフェニル基、フラニル基、ピリダジニル基などが挙げられる。
【００６８】
一般式（１）のＲ１及びＲ２における炭素数１〜６０のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ヘキシル基等の直鎖アルキル基及びイソプロピル基、ｔ−ブチル基等の分枝鎖アルキル基等が挙げられる。
アリール基としては、フェニル基などの単環式芳香族炭化水素環基、及びナフチル基、アントラセニル基、ピレニル基、ペリレニル基などの多環式芳香族炭化水素環基などを挙げることができる。
５〜７員の複素環基としては、ピロリル基、チエニル基、インドリル基、オキサゾリル基、イミダゾリル基、チアゾリル基、ピリジル基、ピリミジニル基、ピペラジニル基、チオフェニル基、フラニル基、ピリダジニル基等が挙げられる。
【００６９】
一般式（１）のＹ、Ｙ′及びＹ″における５員の芳香族複素環としては、ピラゾール環、イミダゾール環、チアゾール環、オキサゾール環、イソオキサゾール環、インドール環、トリアゾール環、ベンゾイミダゾール環、ベンゾピラゾール環、ベンゾチアゾール環、ベンゾオキサゾール環、ベンゾイソオキサゾール環等が挙げられる。
６員の芳香族複素環としては、ピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環、トリアジン環等が挙げられる。
【００７０】
一般式（１）におけるＲ０〜Ｒ２、並びにＹ、Ｙ′及びＹ″は置換されていてもよく、その置換基としては、例えば、直鎖又は分岐アルキル基（例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基等）、アルケニル基（例えば、ビニル基、アリル基等）、アルキニル基（例えば、エチニル基、プロパルギル基等）、芳香族炭化水素環基（芳香族炭素環基、アリール基等ともいう。例えば、ベンゼン環、ビフェニル、ナフタレン環、アズレン環、アントラセン環、フェナントレン環、ピレン環、クリセン環、ナフタセン環、トリフェニレン環、ｏ−ターフェニル環、ｍ−ターフェニル環、ｐ−ターフェニル環、アセナフテン環、コロネン環、インデン環、フルオレン環、フルオラントレン環、ナフタセン環、ペンタセン環、ペリレン環、ペンタフェン環、ピセン環、ピレン環、ピラントレン環、アンスラアントレン環、テトラリン等から導出される基）、芳香族複素環基（例えば、フラン環、ジベンゾフラン環、チオフェン環、ジベンゾチオフェン環、オキサゾール環、ピロール環、ピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環、トリアジン環、ベンゾイミダゾール環、オキサジアゾール環、トリアゾール環、イミダゾール環、ピラゾール環、チアゾール環、インドール環、インダゾール環、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、キノキサリン環、キナゾリン環、シンノリン環、キノリン環、イソキノリン環、フタラジン環、ナフチリジン環、カルバゾール環、カルボリン環、ジアザカルバゾール環（カルボリン環を構成する炭化水素環の炭素原子の一つが更に窒素原子で置換されている環等から導出される基。また、カルボリン環とジアザカルバゾール環を合わせて「アザカルバゾール環」と呼ぶ場合もある。）、非芳香族炭化水素環基（例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等）、非芳香族複素環基（例えば、ピロリジル基、イミダゾリジル基、モルホリル基、オキサゾリジル基等）、アルコキシ基（例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、ドデシルオキシ基等）、シクロアルコキシ基（例えば、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基等）、アリールオキシ基（例えば、フェノキシ基、ナフチルオキシ基等）、アルキルチオ基（例えば、メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基、ペンチルチオ基、ヘキシルチオ基、オクチルチオ基、ドデシルチオ基等）、シクロアルキルチオ基（例えば、シクロペンチルチオ基、シクロヘキシルチオ基等）、アリールチオ基（例えば、フェニルチオ基、ナフチルチオ基等）、アルコキシカルボニル基（例えば、メチルオキシカルボニル基、エチルオキシカルボニル基、ブチルオキシカルボニル基、オクチルオキシカルボニル基、ドデシルオキシカルボニル基等）、アリールオキシカルボニル基（例えば、フェニルオキシカルボニル基、ナフチルオキシカルボニル基等）、スルファモイル基（例えば、アミノスルホニル基、メチルアミノスルホニル基、ジメチルアミノスルホニル基、ブチルアミノスルホニル基、ヘキシルアミノスルホニル基、シクロヘキシルアミノスルホニル基、オクチルアミノスルホニル基、ドデシルアミノスルホニル基、フェニルアミノスルホニル基、ナフチルアミノスルホニル基、２−ピリジルアミノスルホニル基等）、アシル基（例えば、アセチル基、エチルカルボニル基、プロピルカルボニル基、ペンチルカルボニル基、シクロヘキシルカルボニル基、オクチルカルボニル基、２−エチルヘキシルカルボニル基、ドデシルカルボニル基、フェニルカルボニル基、ナフチルカルボニル基、ピリジルカルボニル基等）、アシルオキシ基（例えば、アセチルオキシ基、エチルカルボニルオキシ基、ブチルカルボニルオキシ基、オクチルカルボニルオキシ基、ドデシルカルボニルオキシ基、フェニルカルボニルオキシ基等）、アミド基（例えば、メチルカルボニルアミノ基、エチルカルボニルアミノ基、ジメチルカルボニルアミノ基、プロピルカルボニルアミノ基、ペンチルカルボニルアミノ基、シクロヘキシルカルボニルアミノ基、２−エチルヘキシルカルボニルアミノ基、オクチルカルボニルアミノ基、ドデシルカルボニルアミノ基、フェニルカルボニルアミノ基、ナフチルカルボニルアミノ基等）、カルバモイル基（例えば、アミノカルボニル基、メチルアミノカルボニル基、ジメチルアミノカルボニル基、プロピルアミノカルボニル基、ペンチルアミノカルボニル基、シクロヘキシルアミノカルボニル基、オクチルアミノカルボニル基、２−エチルヘキシルアミノカルボニル基、ドデシルアミノカルボニル基、フェニルアミノカルボニル基、ナフチルアミノカルボニル基、２−ピリジルアミノカルボニル基等）、ウレイド基（例えば、メチルウレイド基、エチルウレイド基、ペンチルウレイド基、シクロヘキシルウレイド基、オクチルウレイド基、ドデシルウレイド基、フェニルウレイド基ナフチルウレイド基、２−ピリジルアミノウレイド基等）、スルフィニル基（例えば、メチルスルフィニル基、エチルスルフィニル基、ブチルスルフィニル基、シクロヘキシルスルフィニル基、２−エチルヘキシルスルフィニル基、ドデシルスルフィニル基、フェニルスルフィニル基、ナフチルスルフィニル基、２−ピリジルスルフィニル基等）、アルキルスルホニル基（例えば、メチルスルホニル基、エチルスルホニル基、ブチルスルホニル基、シクロヘキシルスルホニル基、２−エチルヘキシルスルホニル基、ドデシルスルホニル基等）、アリールスルホニル基又はヘテロアリールスルホニル基（例えば、フェニルスルホニル基、ナフチルスルホニル基、２−ピリジルスルホニル基等）、アミノ基（例えば、アミノ基、エチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ブチルアミノ基、シクロペンチルアミノ基、２−エチルヘキシルアミノ基、ドデシルアミノ基、アニリノ基、ナフチルアミノ基、２−ピリジルアミノ基等）、ハロゲン原子（例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子等）、フッ化炭化水素基（例えば、フルオロメチル基、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、ペンタフルオロフェニル基等）、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、チオール基、シリル基（例えば、トリメチルシリル基、トリイソプロピルシリル基、トリフェニルシリル基、フェニルジエチルシリル基等）、重水素原子等が挙げられる。
【００７１】
上記一般式（１）で表される構造を有する化合物は、下記一般式（２）で表される化合物であることが好ましい。
【００７２】
【化６】
2016072586.tif 000008
【００７３】
（一般式（２）中、Ｒ３〜Ｒ８は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、スルホニル基（−ＳＯ２Ｒ９）、スルフィニル基（−ＳＯＲ９）、スルホンアミド基（−ＳＯ２ＮＲ９Ｒ１０）、スルホナト基（−ＳＯ３Ｒ９）、トリフルオロメチル基、エステル基（−ＣＯＯＲ９）、アミド基（−ＣＯＮＨＲ９又は−ＣＯＮＲ９Ｒ１０）、及び置換又は無置換の、炭素数１〜１２の直鎖若しくは分岐アルキル基、炭素数１〜１２の直鎖若しくは分岐アルコキシ基、芳香族炭化水素環基、アリールアミノ基、非芳香族複素環基、芳香族複素環基又はアラルキルアミノ基の中から選択されるいずれかの基を表す。Ｒ９及びＲ１０は、それぞれ独立に、置換又は無置換の、炭素数１〜６０のアルキル基、アリール基又は５〜７員の複素環基を表す。）
【００７４】
一般式（２）におけるＲ９及びＲ１０は、一般式（１）におけるＲ１及びＲ２と同義である。
【００７５】
一般式（２）におけるＲ３〜Ｒ１０は置換されていてもよく、その置換基としては、一般式（１）における置換基と同様のものが挙げられる。
【００７６】
上記一般式（１）で表される構造を有する化合物は、下記一般式（３）で表される構造を有する化合物であることが好ましい。
【００７７】
【化７】
2016072586.tif 000009
【００７８】
（一般式（３）中、Ｒ１１〜Ｒ２２は、それぞれ独立に、ハロゲン原子、アミノ基、シアノ基、ニトロ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、及び置換又は無置換の、脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素環基、脂肪族複素環基又は芳香族複素環基の中から選択されるいずれかの基を表す。Ｒ１１〜Ｒ２２は、それぞれ隣接する置換基同士で環を形成していてもよい。）
【００７９】
一般式（３）のＲ１１〜Ｒ２２におけるアルコキシ基としては、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、オクチルオキシ基、ｔｅｒｔ−オクチルオキシ基、２−ボルニルオキシ基、２−イソボルニルオキシ基、１−アダマンチルオキシ基等の炭素数１〜１８のアルコキシル基が挙げられる。
アリールオキシ基としては、フェノキシ基、４−ｔｅｒｔ−ブチルフェノキシ基、１−ナフチルオキシ基、２−ナフチルオキシ基、９−アンスリルオキシ基、２−フェナントリルオキシ基、１−ナフタセニル基、１−ピレニル基、２−クリセニル基、３−ペリレニル基、１−ペンタセニル基といった炭素数６〜３０のアリールオキシ基が挙げられる。
アルキルチオ基としては、メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基、ブチルチオ基、イソブチルチオ基、ｔｅｒｔ−ブチルチオ基、ペンチルチオ基、イソペンチルチオ基、ヘキシルチオ基、イソヘキシルチオ基、ヘプチル基、オクチルチオ基といった炭素数１〜１８のアルキルチオ基が挙げられる。
アリールチオ基としては、フェニルチオ基、４−メチルフェニルチオ基、４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニルチオ基、１−ナフチルチオといった炭素数６〜３０のアリールチオ基が挙げられる。
アシル基としては、アセチル基、プロピオニル基、ピバロイル基、シクロヘキシルカルボニル基、ベンゾイル基、トルオイル基、アニソイル基、シンナモイル基等の炭素数２〜１８のアシル基が挙げられる。
アルコキシカルボニル基としては、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、ブトキシカルビニル基、ペンチルオキシカルボニル基、ヘキシルオキシカルボニル基、ヘプチルオキシカルボニル基、オクチルオキシカルボニル基、ベンジルオキシカルボニル基等の炭素数２〜１８のアルコキシカルボニル基が挙げられる。
アリールオキシカルボニル基としては、フェノキシカルボニル基、１−ナフチルオキシカルボニル基、２−フェナントリルオキシカルボニル基等の炭素数７〜３０のアリールオキシカルボニル基が挙げられる。
アルキルスルホニル基としては、メシル基、エチルスルホニル基、プロピルスルホニル基、ブチルスルホニル基、ペンチルスルホニル基、ヘキシルスルホニル基、ヘプチルスルホニル基、オクチルスルホニル基、ノニルスルホニル基等の炭素数１〜１８のアルキルスルホニル基が挙げられる。
アリールスルホニル基としては、ベンゼンスルホニル基、ｐ−トルエンスルホニル基、１−ナフチルスルホニル基等の炭素数６〜３０のアリールスルホニル基が挙げられる。
脂肪族炭化水素基としては、アルキル基（例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ヘキシル基、イソヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ドデシル基、ペンタデシル基、オクタデシル基といった炭素数１〜１８のアルキル基）、アルケニル基（例えば、ビニル基、１−プロペニル基、２−プロペニル基、イソプロペニル基、１−ブテニル基、２−ブテニル基、３−ブテニル基、１−オクテニル基、１−デセニル基、１−オクタデセニル基といった炭素数２〜１８のアルケニル基）、アルキニル基（例えば、エチニル基、１−プロピニル基、２−プロピニル基、１−ブチニル基、２−ブチニル基、３−ブチニル基、１−オクチニル基、１−デシニル基、１−オクタデシニル基といった炭素数２〜１８のアルキニル基）、シクロアルキル基（例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロオクタデシル基、２−ボルニル基、２−イソボルニル基、１−アダマンチル基といった炭素数３〜１８のシクロアルキル基）等の炭素数１〜１８の１価の脂肪族炭化水素基が挙げられる。
芳香族炭化水素環基としては、１−ナフチル基、２−ナフチル基、１−アンスリル基、２−アンスリル基、５−アンスリル基、１−フェナンスリル基、９−フェナンスリル基、１−アセナフチル基、２−トリフェニレニル基、１−クリセニル基、２−アズレニル基、１−ピレニル基、２−トリフェニレル基、１−ピレニル基、２−ピレニル基、１−ペリレニル基、２−ペリレニル基、３−ペリレニル基、２−インデニル基、１−アセナフチレニル基、２−ナフタセニル基、２−ペンタセニル基等の炭素数１０〜３０の縮合環炭化水素基、ｏ−ビフェニリル基、ｍ−ビフェニリル基、ｐ−ビフェニリル基、テルフェニリル基、７−（２−ナフチル）−２−ナフチル基等の炭素数１２〜３０の環集合炭化水素基が挙げられる。
脂肪族複素環基としては、３−イソクロマニル基、７−クロマニル基、３−クマリニル基、ピペリジノ基、モルホリノ基、２−モルホリニル基等の炭素数３〜１８の１価の脂肪族複素環基が挙げられる。
芳香族複素環基としては、２−フリル基、３−フリル基、２−チエニル基、３−チエニル基、２−ベンゾフリル基、２−ベンゾチエニル基、２−ピリジル基、３−ピリジル基、４−ピリジル基、２−キノリル、５−イソキノリル基等の炭素数３〜３０の芳香族複素環基が挙げられる。
【００８０】
一般式（３）におけるＲ１１〜Ｒ２２は置換されていてもよく、その置換基としては、一般式（１）における置換基と同様のものが挙げられる。
【００８１】
（１．２）一般式（４）で表される構造を有する化合物
正孔注入層の構成材料としては、下記一般式（４）で表される化合物好適に用いることができる。
【００８２】
【化８】
2016072586.tif 000010
【００８３】
（一般式（４）中、Ｒ２３〜Ｒ２８は、それぞれ独立に、置換又は無置換の、アルキル基、アリール基、アラルキル基又は複素環基を表す。Ｒ２３〜Ｒ２８は、同一でも異なっていてもよい。Ｒ２３とＲ２４、Ｒ２５とＲ２６及びＲ２７とＲ２８、又は、Ｒ２３とＲ２８、Ｒ２４とＲ２５及びＲ２６とＲ２７は、縮合環を形成していてもよい。）
【００８４】
一般式（４）のＲ２３〜Ｒ２８におけるアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ヘキシル基などの直鎖アルキル基、イソプロピル基、ｔ−ブチル基などの分岐アルキル基が挙げられる。
アリール基としては、フェニル基などの単環芳香族炭化水素環基、ナフチル基、アントラセニル基などの多環芳香族炭化水素環基などが挙げられる。
アラルキル基としては、ベンジル基、フェニルプロピル基、ナフチルメチル基などが挙げられる。
複素環基としては、ピロリル基、チエニル基、ピリジル基、フェナジル基、ピリダジル基、アクリジル基などの複素単環や複素縮合環などが挙げられる。
【００８５】
一般式（４）におけるＲ２３〜Ｒ２８の置換基としては、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、ホルミル基、アセチル基、ベンゾイル基、アミド基、スチリル基、エチニル基やフェニル基、ナフチル基、アンスラニル基などの単環の芳香環や多環縮合環、ピリジル基、ピリダジル基、フェナジル基やピロリル基、イミダゾリル基などやキノリル基、アクリジル基などの多環複素縮合環などが挙げられる。
【００８６】
Ｒ２３とＲ２４、Ｒ２５とＲ２６及びＲ２７とＲ２８、又は、Ｒ２３とＲ２８、Ｒ２４とＲ２５及びＲ２６とＲ２７間で形成される縮合環としては、ベンゾ基、ナフト基、ピリド基などが挙げられる。
【００８７】
（１．３）その他の材料
本発明においては、下記一般式（５）〜（１２）で表される構造を有する化合物も好適に用いられる。
【００８８】
【化９】
2016072586.tif 000011
【００８９】
（一般式（５）〜（１２）中、Ｒ′は、それぞれ独立に、水素原子、置換又は無置換の、核原子数５〜６０のアリール基又は核原子数１〜５０のアルキル基を表す。）
【００９０】
一般式（５）〜（１２）のＲ′における核原子数５〜６０のアリール基としては、フェニル基、ナフチル基、ビフェニルイル基、アントラニル基、フェナントリル基、ピレニル基、クリセニル基、フルオランテニル基、フルオレニル基、ピリジニル基、キノリル基、イソキノリル基、フェナントリル基などが挙げられる。
核原子数１〜５０のアルキル基としては、メチル基、エチル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、トリフルオロメチル基、トリフルオロエチル基などが挙げられる。
【００９１】
一般式（５）〜（１２）におけるＲ′は置換されていてもよく、その置換基としては、一般式（１）における置換基と同様のものが挙げられる。
【００９２】
以下に、一般式（１）〜（１２）で表される構造を有する化合物の具体例を示す。なお、以下の例示化合物において「Ｔｏｌ」とは、ｏ−、ｍ−又はｐ−メチルフェニル基のいずれかを表している。
【００９３】
【化１０】
2016072586.tif 000012
【００９４】
【化１１】
2016072586.tif 000013
【００９５】
【化１２】
2016072586.tif 000014
【００９６】
【化１３】
2016072586.tif 000015
【００９７】
【化１４】
2016072586.tif 000016
【００９８】
【化１５】
2016072586.tif 000017
【００９９】
【化１６】
2016072586.tif 000018
【０１００】
【化１７】
2016072586.tif 000019
【０１０１】
【化１８】
2016072586.tif 000020
【０１０２】
【化１９】
2016072586.tif 000021
【０１０３】
【化２０】
2016072586.tif 000022
【０１０４】
【化２１】
2016072586.tif 000023
【０１０５】
【化２２】
2016072586.tif 000024
【０１０６】
【化２３】
2016072586.tif 000025
【０１０７】
【化２４】
2016072586.tif 000026
【０１０８】
【化２５】
2016072586.tif 000027
【０１０９】
【化２６】
2016072586.tif 000028
【０１１０】
【化２７】
2016072586.tif 000029
【０１１１】
【化２８】
2016072586.tif 000030
【０１１２】
【化２９】
2016072586.tif 000031
【０１１３】
【化３０】
2016072586.tif 000032
【０１１４】
【化３１】
2016072586.tif 000033
【０１１５】
【化３２】
2016072586.tif 000034
【０１１６】
【化３３】
2016072586.tif 000035
【０１１７】
【化３４】
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【０１１８】
【化３５】
2016072586.tif 000037
【０１１９】
その他、正孔注入層に用いられる材料としては、例えば、後述の正孔輸送層に用いられる材料等が挙げられる。中でも、銅フタロシアニンに代表されるフタロシアニン誘導体、特表２００３−５１９４３２号公報や特開２００６−１３５１４５号公報等に記載されているようなヘキサアザトリフェニレン誘導体、酸化バナジウムに代表される金属酸化物、アモルファスカーボン、ポリアニリン（エメラルディン）やポリチオフェン等の導電性高分子、トリス（２−フェニルピリジン）イリジウム錯体等に代表されるオルトメタル化錯体、トリアリールアミン誘導体等が好ましい。
上述の正孔注入層に用いられる材料は単独で用いてもよく、また複数種を併用して用いてもよいが、本発明に係る正孔注入層は、単種の化合物からなることが好ましい。
【０１２０】
正孔注入層の層厚としては、１〜１５ｎｍの範囲内であることが好ましく、１〜１０ｎｍの範囲内であることがより好ましい。
【０１２１】
（２）正孔輸送層
正孔輸送層は、正孔を輸送する機能を有する材料からなる。正孔輸送層は、陽極より注入された正孔を発光層に伝達する機能を有する層である。
有機ＥＬ素子において、正孔輸送層の総層厚に特に制限はないが、通常は５ｎｍ〜５μｍの範囲内であり、より好ましくは２〜５００ｎｍの範囲内であり、更に好ましくは５〜２００ｎｍの範囲内である。
【０１２２】
正孔輸送層に用いられる材料（以下、正孔輸送材料という。）は、正孔の注入性又は輸送性、電子の障壁性のいずれかを有していればよい。正孔輸送材料は、従来公知の化合物の中から任意のものを選択して用いることができる。正孔輸送材料は単独で用いてもよく、また、複数種を併用して用いてもよい。
【０１２３】
正孔輸送材料としては、例えば、ポルフィリン誘導体、フタロシアニン誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、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、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、トリアリールアミン誘導体、カルバゾール誘導体、インドロカルバゾール誘導体、イソインドール誘導体、アントラセンやナフタレン等のアセン系誘導体、フルオレン誘導体、フルオレノン誘導体、ポリビニルカルバゾール、芳香族アミンを主鎖若しくは側鎖に導入した高分子材料又はオリゴマー、ポリシラン、導電性ポリマー又はオリゴマー（例えば、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ、アニリン系共重合体、ポリアニリン、ポリチオフェン等）等が挙げられる。
【０１２４】
トリアリールアミン誘導体としては、α−ＮＰＤに代表されるベンジジン型や、ＭＴＤＡＴＡに代表されるスターバースト型、トリアリールアミン連結コア部にフルオレンやアントラセンを有する化合物等が挙げられる。
また、特表２００３−５１９４３２号公報や特開２００６−１３５１４５号公報等に記載されているヘキサアザトリフェニレン誘導体も正孔輸送材料として用いることができる。
【０１２５】
さらに、不純物をドープしたｐ性の高い正孔輸送層を用いることもできる。例えば、特開平４−２９７０７６号公報、特開２０００−１９６１４０号公報、同２００１−１０２１７５号公報の各公報、Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，９５，５７７３（２００４）等に記載された構成を正孔輸送層に適用することもできる。
また、特開平１１−２５１０６７号公報、Ｊ．Ｈｕａｎｇ  ｅｔ．ａｌ．著文献（Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  Ｌｅｔｔｅｒｓ  ８０（２００２），ｐ．１３９）に記載されているような、いわゆるｐ型正孔輸送材料やｐ型−Ｓｉ、ｐ型−ＳｉＣ等の無機化合物を用いることもできる。さらに、Ｉｒ（ｐｐｙ）３に代表されるような中心金属にＩｒやＰｔを有するオルトメタル化有機金属錯体も好ましく用いられる。
【０１２６】
正孔輸送材料としては、上記のものを使用することができるが、トリアリールアミン誘導体、カルバゾール誘導体、インドロカルバゾール誘導体、アザトリフェニレン誘導体、有機金属錯体、芳香族アミンを主鎖若しくは側鎖に導入した高分子材料又はオリゴマー等が好ましく用いられる。
正孔輸送材料の具体例としては、上記で挙げた文献の他、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．６９，２１６０（１９９６）、Ｊ．Ｌｕｍｉｎ．７２−７４，９８５（１９９７）、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．７８，６７３（２００１）、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．９０，１８３５０３（２００７）、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．９０，１８３５０３（２００７）、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．５１，９１３（１９８７）、Ｓｙｎｔｈ．Ｍｅｔ．８７，１７１（１９９７）、Ｓｙｎｔｈ．Ｍｅｔ．９１，２０９（１９９７）、Ｓｙｎｔｈ．Ｍｅｔ．１１１，４２１（２０００）、ＳＩＤ  Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ  Ｄｉｇｅｓｔ，３７，９２３（２００６）、Ｊ．Ｍａｔｅｒ．Ｃｈｅｍ．３，３１９（１９９３）、Ａｄｖ．Ｍａｔｅｒ．６，６７７（１９９４）、Ｃｈｅｍ．Ｍａｔｅｒ．１５，３１４８（２００３）、米国特許出願公開第２００３／０１６２０５３号明細書、米国特許出願公開第２００２／０１５８２４２号明細書、米国特許出願公開第２００６／０２４０２７９号明細書、米国特許出願公開第２００８／０２２０２６５号明細書、米国特許第５０６１５６９号明細書、国際公開第２００７／００２６８３号、国際公開第２００９／０１８００９号、欧州特許第６５０９５５号明細書、米国特許出願公開第２００８／０１２４５７２号明細書、米国特許出願公開第２００７／０２７８９３８号明細書、米国特許出願公開第２００８／０１０６１９０号明細書、米国特許出願公開第２００８／００１８２２１号明細書、国際公開第２０１２／１１５０３４号、特表２００３−５１９４３２号公報、特開２００６−１３５１４５号公報、米国特許出願番号１３／５８５９８１号に記載の化合物等が挙げられるが、これらに限定されない。
【０１２７】
（３）電子阻止層
電子阻止層は、広い意味では正孔輸送層の機能を有する層である。好ましくは、正孔を輸送する機能を有しつつ、電子を輸送する能力が小さい材料からなる。電子阻止層は、正孔を輸送しつつ電子を阻止することで、電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。
また、上述の正孔輸送層の構成を必要に応じて、有機ＥＬ素子の電子阻止層として用いることができる。有機ＥＬ素子に設ける電子阻止層は、発光層の陽極側に隣接して設けられることが好ましい。
【０１２８】
電子阻止層の層厚としては、好ましくは３〜１００ｎｍの範囲内であり、更に好ましくは５〜３０ｎｍの範囲内である。
電子阻止層に用いられる材料としては、上述の正孔輸送層に用いられる材料が好ましく用いることができる。また、上述のホスト化合物として用いられる材料も、電子阻止層として好ましく用いることができる。
【０１２９】
（電子注入・輸送層）
電子注入・輸送層は、例えば、電子注入層、電子輸送層、正孔阻止層等から構成されている。
【０１３０】
（１）電子輸送層
有機ＥＬ素子に用いる電子輸送層とは、電子を輸送する機能を有する材料からなり、陰極より注入された電子を発光層に伝達する機能を有する。
電子輸送材料は単独で用いてもよく、また複数種を併用して用いてもよい。
電子輸送層の総厚については特に制限はないが、通常は２ｎｍ〜５μｍの範囲内であり、より好ましくは２〜５００ｎｍの範囲内であり、更に好ましくは５〜２００ｎｍの範囲内である。
【０１３１】
また、有機ＥＬ素子においては、発光層で生じた光を取り出す際、発光層から陽極を通じて直接取り出される光と、陽極と対極に位置する陰極で反射されてから取り出される光とが、干渉を起こすことが知られている。
したがって、有機ＥＬ素子では、発光層の層厚の調整を、正孔輸送層及び電子輸送層の層厚を数ｎｍ〜数μｍの間で適宜調整することで行うことが好ましい。
一方で、電子輸送層の層厚を厚くすると電圧が上昇しやすくなるため、特に層厚が厚い場合においては、電子輸送層の電子移動度は１×１０−５ｃｍ２／Ｖｓ以上であることが好ましい。
【０１３２】
電子輸送層に用いられる材料（以下、電子輸送材料という。）としては、電子の注入性若しくは輸送性、又は、正孔の障壁性のいずれかを有していればよく、従来公知の化合物の中から任意のものを選択して用いることができる。例えば、含窒素芳香族複素環誘導体、芳香族炭化水素環誘導体、ジベンゾフラン誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、シロール誘導体等が挙げられる。
【０１３３】
上記含窒素芳香族複素環誘導体としては、カルバゾール誘導体、アザカルバゾール誘導体（カルバゾール環を構成する炭素原子の一つ以上が窒素原子に置換したもの）、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、ピラジン誘導体、ピリダジン誘導体、トリアジン誘導体、キノリン誘導体、キノキサリン誘導体、フェナントロリン誘導体、アザトリフェニレン誘導体、オキサゾール誘導体、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、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等が挙げられる。
芳香族炭化水素環誘導体としては、ナフタレン誘導体、アントラセン誘導体、トリフェニレン等が挙げられる。
【０１３４】
また、配位子にキノリノール骨格やジベンゾキノリノール骨格を有する金属錯体、例えば、トリス（８−キノリノール）アルミニウム（Ａｌｑ３）、トリス（５，７−ジクロロ−８−キノリノール）アルミニウム、トリス（５，７−ジブロモ−８−キノリノール）アルミニウム、トリス（２−メチル−８−キノリノール）アルミニウム、トリス（５−メチル−８−キノリノール）アルミニウム、ビス（８−キノリノール）亜鉛（Ｚｎｑ）等、及び、これらの金属錯体の中心金属がＩｎ、Ｍｇ、Ｃｕ、Ｃａ、Ｓｎ、Ｇａ又はＰｂに置き替わった金属錯体も、電子輸送材料として用いることができる。
【０１３５】
その他、メタルフリー若しくはメタルフタロシアニン、又は、それらの末端がアルキル基やスルホン酸基等で置換されているものも、電子輸送材料として好ましく用いることができる。また、発光層の材料としても用いられるジスチリルピラジン誘導体も、電子輸送材料として用いることができるし、正孔注入層、正孔輸送層と同様にｎ型−Ｓｉ、ｎ型−ＳｉＣ等の無機半導体も電子輸送材料として用いることができる。
また、これらの材料を高分子鎖に導入した、又は、これらの材料を高分子の主鎖とした高分子材料を用いることもできる。
【０１３６】
有機ＥＬ素子では、ゲスト材料として電子輸送層にドープ材をドープして、ｎ性の高い（電子リッチ）電子輸送層を形成してもよい。ドープ材としては、金属錯体及びハロゲン化金属等の金属化合物や、その他のｎ型ドーパントが挙げられる。このような構成の電子輸送層の具体例としては、例えば、特開平４−２９７０７６号公報、同１０−２７０１７２号公報、特開２０００−１９６１４０号公報、同２００１−１０２１７５号公報、Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，９５，５７７３（２００４）等の文献に記載されたものが挙げられる。
【０１３７】
公知の好ましい電子輸送材料の具体例としては、米国特許第６５２８１８７号明細書、米国特許第７２３０１０７号明細書、米国特許出願公開第２００５／００２５９９３号明細書、米国特許出願公開第２００４／００３６０７７号明細書、米国特許出願公開第２００９／０１１５３１６号明細書、米国特許出願公開第２００９／０１０１８７０号明細書、米国特許出願公開第２００９／０１７９５５４号明細書、国際公開第２００３／０６０９５６号、国際公開第２００８／１３２０８５号、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．７５，４（１９９９）、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．７９，４４９（２００１）、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．８１，１６２（２００２）、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．８１，１６２（２００２）、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．７９，１５６（２００１）、米国特許第７９６４２９３号明細書、米国特許出願公開第２００９／０３０２０２号明細書、国際公開第２００４／０８０９７５号、国際公開第２００４／０６３１５９号、国際公開第２００５／０８５３８７号、国際公開第２００６／０６７９３１号、国際公開第２００７／０８６５５２号、国際公開第２００８／１１４６９０号、国際公開第２００９／０６９４４２号、国際公開第２００９／０６６７７９号、国際公開第２００９／０５４２５３号、国際公開第２０１１／０８６９３５号、国際公開第２０１０／１５０５９３号、国際公開第２０１０／０４７７０７号、欧州特許第２３１１８２６号明細書、特開２０１０−２５１６７５号公報、特開２００９−２０９１３３号公報、特開２００９−１２４１１４号公報、特開２００８−２７７８１０号公報、特開２００６−１５６４４５号公報、特開２００５−３４０１２２号公報、特開２００３−４５６６２号公報、特開２００３−３１３６７号公報、特開２００３−２８２２７０号公報、国際公開第２０１２／１１５０３４号等に記載の化合物が挙げられるが、これらに限定されない。
より好ましい電子輸送材料としては、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、ピラジン誘導体、トリアジン誘導体、ジベンゾフラン誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、カルバゾール誘導体、アザカルバゾール誘導体、ベンズイミダゾール誘導体が挙げられる。
【０１３８】
（２）正孔阻止層
正孔阻止層は、広い意味では電子輸送層の機能を有する層である。好ましくは、電子を輸送する機能を有しつつ、正孔を輸送する能力が小さい材料からなる。電子を輸送しつつ正孔を阻止することで、電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。
また、正孔阻止層に、三重項エネルギーを阻止する層としての機能も有すると更に有効である。
また、上述の電子輸送層の構成を、必要に応じて正孔阻止層として用いることができる。
有機ＥＬ素子に設ける正孔阻止層は、発光層の陰極側に隣接して設けられることが好ましい。
有機ＥＬ素子において、正孔阻止層の層厚は、好ましくは３〜１００ｎｍの範囲内であり、更に好ましくは５〜３０ｎｍの範囲内である。
正孔阻止層に用いられる材料としては、上述の電子輸送層に用いられる材料が好ましく用いられ、また、上述のホスト化合物として用いられる材料も正孔阻止層に好ましく用いられる。
【０１３９】
（３）電子注入層
電子注入層（「陰極バッファー層」ともいう。）は、駆動電圧低減や発光輝度向上のために陰極と発光層との間に設けられる層である。電子注入層の一例は、「有機ＥＬ素子とその工業化最前線（１９９８年１１月３０日エヌ・ティー・エス社発光）」の第２編第２章「電極材料」（１２３〜１６６頁）に記載されている。
【０１４０】
有機ＥＬ素子において、電子注入層は必要に応じて設けられ、上述のように陰極と発光層との間、又は、陰極と電子輸送層との間に設けられる。
電子注入層はごく薄い膜であることが好ましく、素材にもよるがその層厚は０．１〜５ｎｍの範囲内が好ましい。また構成材料が断続的に存在する不均一な膜であってもよい。
【０１４１】
電子注入層は、特開平６−３２５８７１号公報、同９−１７５７４号公報、同１０−７４５８６号公報等にもその詳細が記載されている。電子注入層に好ましく用いられる材料の具体例としては、ストロンチウムやアルミニウム等に代表される金属、フッ化リチウム、フッ化ナトリウム、フッ化カリウム等に代表されるアルカリ金属化合物、フッ化マグネシウム、フッ化カルシウム等に代表されるアルカリ土類金属化合物、酸化アルミニウムに代表される金属酸化物、リチウム８−ヒドロキシキノレート（Ｌｉｑ）等に代表される金属錯体等が挙げられる。また、上述の電子輸送材料を用いることも可能である。
また、上記の電子注入層に用いられる材料は単独で用いてもよく、複数種を併用して用いてもよい。
＜電荷発生ユニット＞
本発明の有機ＥＬ素子においては、第１発光ユニットと第２発光ユニットとの間に、非発光性の電荷発生ユニットが設けられる。電荷発生ユニットは、電界中において、第１発光ユニット及び第２発光ユニットを直列に電気的に連結する有機化合物層との界面を持つ層である。
【０１４２】
電荷発生ユニットとしては、有機化合物、無機化合物を単独又は複数種混合して使用することができる。
【０１４３】
電荷発生ユニットは、少なくとも１層以上から構成されるが、好ましくは１層からなり、また、ｐ型半導体層、ｎ型半導体層の一方若しくは両方を含むことが特に好ましい。
また、電荷発生ユニットは、外部電界により、層内部で正孔、電子を発生・輸送することができるバイポーラ層としてもよい。また、通常の電極材料として使用可能な金属、金属酸化物、及びその合金などが好適に使用できる。
このように、電荷発生ユニットとしては、一方の発光ユニットに電子を注入する機能を有し、他方の発光ユニットに正孔を注入する機能を有する、電荷発生層の構成とすることができる。
特にこのような場合には、第２発光ユニットにおける正孔注入・輸送層を、第１発光ユニット同様に、正孔注入・輸送層と正孔注入層との層厚比（ｄＨＩＬ／ｄＨＩＴＬ）を０．２０以下となるようにすることが好ましい。
【０１４４】
また、電荷発生ユニットは、陽極又は陰極と同じ材料を用いて形成することができ、陽極及び陰極よりも導電率の低い材料を用いて形成することが可能である。
【０１４５】
電荷発生ユニットにおいて、電子を注入する機能を有する層としては、例えば、酸化リチウム、フッ化リチウム、炭酸セシウム等の絶縁体や半導体を用いることができる。又は、電子輸送性の高い物質に電子供与性物質を添加した材料を用いることもできる。
【０１４６】
電荷発生ユニットに用いられる有機化合物としては、ナノカーボン材料、有機半導体材料（有機アクセプター、有機ドナー）として機能する有機金属錯体化合物、有機塩、芳香族炭化水素化合物及びその誘導体、複素芳香族炭化水素化合物及びその誘導体等が挙げられる。
無機化合物としては、金属、無機酸化物、無機塩等が挙げられる。
【０１４７】
電子輸送性の高い物質としては、例えば、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（Ａｌｑ３）、トリス（４−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（Ａｌｍｑ３）、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナト）ベリリウム（ＢｅＢｑ２）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（４−フェニルフェノラト）アルミニウム（ＢＡｌｑ）などのキノリン骨格又はベンゾキノリン骨格を有する金属錯体等を用いることができる。
また、この他にもビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンズオキサゾラト］亜鉛（Ｚｎ（ＢＯＸ）２）、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）等のオキサゾール系、チアゾール系配位子を有する金属錯体等も用いることができる。
【０１４８】
また、金属錯体以外にも、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）、１，３−ビス［５−（ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル］ベンゼン（ＯＸＤ−７）、３−（４−ビフェニリル）−４−フェニル−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，２，４−トリアゾール（ＴＡＺ）、バソフェナントロリン（ＢＰｈｅｎ）、バソキュプロイン（ＢＣＰ）等も用いることができる。
【０１４９】
上述の電子輸送性の高い物質とは、主に１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する物質である。正孔よりも電子の輸送性の高い物質であれば、上記以外の物質を用いることも可能である。
【０１５０】
電子輸送性の高い物質に、電子供与性物質を添加することにより、電子注入性を高くすることができる。このため、発光素子の駆動電圧を低減することができる。電子供与性物質としては、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属若しくは元素周期表における第１３族に属する金属、その酸化物、又は、その炭酸塩を用いることができる。具体的には、リチウム（Ｌｉ）、セシウム（Ｃｓ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、インジウム（Ｉｎ）、酸化リチウム、炭酸セシウム等を用いることが好ましい。また、テトラチアナフタセンのような有機化合物をドナー性物質として用いてもよい。
【０１５１】
また、電荷発生ユニットのうち正孔を注入する機能を有する層として、例えば、酸化モリブデン、酸化バナジウム、酸化レニウム、酸化ルテニウム等の半導体や絶縁体を用いることができる。又は、正孔輸送性の高い物質に、電子受容性物質を添加した材料を用いることができる。また、電子受容性物質からなる層を用いてもよい。
【０１５２】
正孔輸送性の高い物質としては、例えば、４，４′−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（ＮＰＢ又はα−ＮＰＤ）、Ｎ，Ｎ′−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ′−ジフェニル−［１，１′−ビフェニル］−４，４′−ジアミン（ＴＰＤ）、４，４′，４″−トリス（Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ）トリフェニルアミン（ＴＤＡＴＡ）、４，４′，４″−トリス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］トリフェニルアミン（ＭＴＤＡＴＡ）等の芳香族アミン化合物等を用いることができる。
【０１５３】
上述の正孔輸送性の高い物質は、主に１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質である。電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、上記以外の物質を用いても構わない。また、上述のホスト化合物を用いてもよい。
【０１５４】
正孔輸送性の高い物質に、電子受容性物質を添加することにより、正孔注入性を高くすることができる。このため、発光素子の駆動電圧を低減することができる。電子受容性物質としては、７，７，８，８−テトラシアノ−２，３，５，６−テトラフルオロキノジメタン（Ｆ４−ＴＣＮＱ）、クロラニル等を用いることができる。また、遷移金属酸化物を用いることができる。また、元素周期表における第４族〜第８族に属する金属の酸化物を用いることができる。具体的には、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化クロム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化マンガン、酸化レニウムは電子受容性が高いため好ましい。中でも特に、酸化モリブデンは大気中でも安定であり、吸湿性が低く、扱いやすいため好ましい。
【０１５５】
また、正孔輸送性の高い物質に電子受容性物質を添加した構成、及び、電子輸送性の高い物質に電子受容性物質を添加した構成のうち、いずれか一方又は両方の構成を用いることにより、電荷発生ユニットを厚膜化した場合にも駆動電圧の上昇を抑制することができる。よって、電荷発生ユニットを厚膜化することにより、微小な異物や衝撃等によるショートを防止することができ、駆動電圧の上昇させずに信頼性の高い発光素子を得ることができる。
【０１５６】
なお、電荷発生ユニットにおいて、正孔を注入する機能を有する層と電子を注入する機能を有する層との間に、必要に応じて他の層を導入してもよい。例えば、ＩＴＯのような導電層や電子リレー層を設けてもよい。電子リレー層は、正孔を注入する機能を有する層と電子を注入する機能を有する層との間で生じる電圧のロスを低減する機能を有する。具体的には、ＬＵＭＯ準位がおよそ−５．０ｅＶ以上である材料を用いるのが好ましく、−５．０〜−３．０ｅＶの範囲内である材料を用いるのがより好ましい。例えば、３，４，９，１０−ペリレンテトラカルボン酸二無水物（ＰＴＣＤＡ）、３，４，９，１０−ペリレンテトラカルボキシリックビスベンゾイミダゾール（ＰＴＣＢＩ）等を用いることができる。
【０１５７】
＜その他添加剤＞
有機ＥＬ素子を構成する発光層は、更に他の添加剤を含んでもよい。
添加剤としては、例えば、臭素、ヨウ素、塩素等のハロゲン元素やハロゲン化化合物、Ｐｄ、Ｃａ、Ｎａ等のアルカリ金属やアルカリ土類金属、遷移金属の化合物や錯体、塩等が挙げられる。
添加剤の含有量は、任意に決定することができるが、含有される層の全質量％に対して１０００ｐｐｍ以下であることが好ましく、より好ましくは５００ｐｐｍ以下であり、更に好ましくは５０ｐｐｍ以下である。
ただし、電子や正孔の輸送性を向上させる目的や、励起子のエネルギー移動を有利にするための目的などによってはこの範囲内ではない。
【０１５８】
＜陽極＞
有機ＥＬ素子における陽極としては、仕事関数の大きい（４ｅＶ以上、好ましくは４．３ｅＶ以上）金属、合金、電気伝導性化合物、及び、これらの混合物からなる電極物質が用いられる。このような電極物質の具体例としては、ＡｕやＡｇ等の金属及びこれらの合金、ＣｕＩ、インジウムチンオキシド（ＩＴＯ）、ＳｎＯ２、ＺｎＯ等の導電性透明材料が挙げられる。また、ＩＤＩＸＯ（Ｉｎ２Ｏ３−ＺｎＯ）等の非晶質で透明導電膜を作製可能な材料を用いてもよい。
【０１５９】
陽極は、蒸着やスパッタリング等の方法を用いて、薄電極物質の膜を形成し、フォトリソグラフィー法で所望の形状のパターンを形成してもよい。また、パターン精度をあまり必要としない場合は（１００μｍ以上程度）、上記電極物質の蒸着やスパッタリング時に、所望の形状のマスクを介してパターンを形成してもよい。
有機導電性化合物のように塗布可能な物質を用いる場合には、印刷方式、コーティング方式など湿式成膜法を用いることもできる。
【０１６０】
陽極側から発光光を取り出す場合には、透過率を１０％より大きくすることが望ましい。また、陽極としてのシート抵抗は数百Ω／ｓｑ．以下が好ましい。また、陽極の厚さは、材料にもよるが、通常１０ｎｍ〜１μｍの範囲内、好ましくは１０〜２００ｎｍの範囲内で選ばれる。
【０１６１】
＜陰極＞
陰極としては、仕事関数の小さい（４ｅＶ以下）金属（電子注入性金属と称する。）、合金、電気伝導性化合物、及び、これらの混合物からなる電極物質が用いられる。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／銀混合物、マグネシウム／アルミニウム混合物、マグネシウム／インジウム混合物、アルミニウム／酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）混合物、インジウム、リチウム／アルミニウム混合物、アルミニウム、銀、銀を主成分とする合金、アルミニウム／銀混合物、希土類金属等が挙げられる。
【０１６２】
陰極は、上記電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法を用いて、作製することができる。また、陰極のシート抵抗は、数百Ω／ｓｑ．以下が好ましい。また、陰極の厚さは、通常１０ｎｍ〜５μｍの範囲内、好ましくは５０〜２００ｎｍの範囲内で選ばれる。
【０１６３】
＜基板＞
有機ＥＬ素子に用いる基板は、ガラス、プラスチック等の種類には特に限定はなく、また、透明であっても不透明であってもよい。基板側から光を取り出す場合には、基板は透明であることが好ましい。
透明な基板として、好ましくは、ガラス、石英、透明樹脂フィルムを挙げることができる。特に好ましくは、有機ＥＬ素子にフレキシブル性を与えることが可能な樹脂フィルムである。
【０１６４】
樹脂フィルムとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等のポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、セロファン、セルロースジアセテート、セルローストリアセテート（ＴＡＣ）、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートプロピオネート（ＣＡＰ）、セルロースアセテートフタレート、セルロースナイトレート等のセルロースエステル類又はそれらの誘導体、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、ポリエチレンビニルアルコール、シンジオタクティックポリスチレン、ポリカーボネート、ノルボルネン樹脂、ポリメチルペンテン、ポリエーテルケトン、ポリイミド、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリフェニレンスルフィド、ポリスルホン類、ポリエーテルイミド、ポリエーテルケトンイミド、ポリアミド、フッ素樹脂、ナイロン、ポリメチルメタクリレート、アクリルあるいはポリアリレート類、アートン（商品名ＪＳＲ社製）あるいはアペル（商品名三井化学社製）といったシクロオレフィン系樹脂等のフィルムを挙げられる。
【０１６５】
樹脂フィルムの表面には、無機物、有機物の被膜又はその両者のハイブリッド被膜等によるガスバリアー膜が形成されていてもよい。ガスバリアー膜は、ＪＩＳ  Ｋ  ７１２９−１９９２に準拠した方法で測定された、水蒸気透過度（２５±０．５℃、相対湿度（９０±２）％ＲＨ）が０．０１ｇ／（ｍ２・２４ｈ）以下のガスバリアー性フィルムであることが好ましい。更には、ＪＩＳ  Ｋ  ７１２６−１９８７に準拠した方法で測定された酸素透過度が、１×１０−３ｍｌ／（ｍ２・２４ｈ・ａｔｍ）以下、水蒸気透過度が、１×１０−５ｇ／（ｍ２・２４ｈ）以下の高ガスバリアー性フィルムであることが好ましい。
【０１６６】
ガスバリアー膜を形成する材料としては、水分や酸素等素子の劣化をもたらすものの浸入を抑制する機能を有する材料であればよい。例えば、酸化ケイ素、二酸化ケイ素、窒化ケイ素等を用いることができる。さらに、ガスバリアー膜の脆弱性を改良するために、これら無機層と有機材料からなる層との積層構造を持たせることがより好ましい。無機層と有機層の積層順については特に制限はないが、両者を交互に複数回積層させることが好ましい。
【０１６７】
ガスバリアー膜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、分子線エピタキシー法、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、大気圧プラズマ重合法、プラズマＣＶＤ法、レーザーＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、コーティング法等を用いることができる。例えば、特開２００４−６８１４３号公報に記載されているような大気圧プラズマ重合法によるものが好ましい。
【０１６８】
不透明な支持基板としては、例えば、アルミ、ステンレス等の金属板・フィルムや不透明樹脂基板、セラミック製の基板等が挙げられる。
【０１６９】
＜封止＞
有機ＥＬ素子の封止に用いられる封止手段としては、例えば、封止部材と、電極、基板とを接着剤で接着する方法を挙げることができる。
封止部材としては、有機ＥＬ素子の表示領域を覆うように配置されていればよく、凹板状でも、平板状でもよい。また、透明性、電気絶縁性は特に限定されない。
【０１７０】
具体的には、ガラス板、ポリマー板、ポリマーフィルム、金属板・フィルム等が挙げられる。
ガラス板としては、特にソーダ石灰ガラス、バリウム・ストロンチウム含有ガラス、鉛ガラス、アルミノケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス、バリウムホウケイ酸ガラス、石英等を挙げることができる。
また、ポリマー板及びポリマーフィルムとしては、ポリカーボネート、アクリル、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルサルファイド、ポリサルフォン等を挙げることができる。
金属板としては、ステンレス、鉄、銅、アルミニウム、マグネシウム、ニッケル、亜鉛、クロム、チタン、モリブテン、シリコン、ゲルマニウム及びタンタルからなる群から選ばれる１種以上を含む金属、及び、合金が挙げられる。
【０１７１】
有機ＥＬ素子を薄膜化できるということから、ポリマーフィルム、金属フィルムを好ましく使用することができる。さらには、ポリマーフィルムは、酸素透過度１×１０−３ｍｌ／（ｍ２・２４ｈ・ａｔｍ）以下、水蒸気透過度１×１０−３ｇ／（ｍ２・２４ｈ）以下であることが好ましい。また、水蒸気透過度が１×１０−５ｇ／（ｍ２・２４ｈ）以下、かつ酸素透過度が１×１０−５ｍｌ／（ｍ２・２４ｈ・ａｔｍ）以下であることがより好ましい。
【０１７２】
封止部材を凹状に加工するには、サンドブラスト加工、化学エッチング加工等が使われる。接着剤として、具体的には、アクリル酸系オリゴマー、メタクリル酸系オリゴマーの反応性ビニル基を有する光硬化及び熱硬化型接着剤、２−シアノアクリル酸エステル等の湿気硬化型等の接着剤を挙げることができる。また、エポキシ系等の熱及び化学硬化型（２液混合）を挙げることができる。また、ホットメルト型のポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィンを挙げることができる。また、カチオン硬化タイプの紫外線硬化型エポキシ樹脂接着剤を挙げることができる。
【０１７３】
なお、有機ＥＬ素子が熱処理により劣化する場合があるので、室温（２５℃）から８０℃までに接着硬化できることが好ましい。また、接着剤中に乾燥剤を分散させておいてもよい。封止部分への接着剤の塗布は、市販のディスペンサーを使ってもよいし、スクリーン印刷のように印刷してもよい。
【０１７４】
封止部材と有機ＥＬ素子の表示領域との間隙には、気相及び液相では、窒素、アルゴン等の不活性気体や、フッ化炭化水素、シリコンオイルのような不活性液体を注入することが好ましい。また、真空とすることも可能である。また、内部に吸湿性化合物を封入することもできる。
【０１７５】
吸湿性化合物としては、例えば、金属酸化物（例えば、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化カルシウム、酸化バリウム、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム等）、硫酸塩（例えば、硫酸ナトリウム、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム、硫酸コバルト等）、金属ハロゲン化物（例えば、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、フッ化セシウム、フッ化タンタル、臭化セリウム、臭化マグネシウム、ヨウ化バリウム、ヨウ化マグネシウム等）、過塩素酸類（例えば、過塩素酸バリウム、過塩素酸マグネシウム等）等が挙げられ、硫酸塩、金属ハロゲン化物及び過塩素酸類においては無水塩が好適に用いられる。
【０１７６】
＜保護膜、保護板＞
有機ＥＬ素子の機械的強度を高めるために、上記封止用フィルムの外側に保護膜あるいは保護板を設けてもよい。特に、封止が上記封止膜により行われている場合には、その機械的強度は必ずしも高くないため、このような保護膜、保護板を設けることが好ましい。これに使用することができる材料としては、上記封止に用いたのと同様のガラス板、ポリマー板・フィルム、金属板・フィルム等を用いることができるが、軽量かつ薄膜化ということからポリマーフィルムを用いることが好ましい。
【０１７７】
＜光取出し向上技術＞
有機ＥＬ素子は、空気よりも屈折率の高い（屈折率１．６〜２．１程度の範囲内）層の内部で発光し、発光層で発生した光のうち１５〜２０％程度の光しか取り出せないことが一般的に言われている。これは、臨界角以上の角度θで界面（透明基板と空気との界面）に入射する光は、全反射を起こし素子外部に取り出すことができないことや、透明電極又は発光層と透明基板との間で光が全反射を起こし、光が透明電極又は発光層を導波し、結果として、光が素子側面方向に逃げるためである。
【０１７８】
この光の取り出しの効率を向上させる手法としては、例えば、透明基板表面に凹凸を形成し、透明基板と空気界面での全反射を防ぐ方法（例えば、米国特許第４７７４４３５号明細書）、基板に集光性を持たせることにより効率を向上させる方法（例えば、特開昭６３−３１４７９５号公報）、素子の側面等に反射面を形成する方法（例えば、特開平１−２２０３９４号公報）、基板と発光体の間に中間の屈折率を持つ平坦層を導入し、反射防止膜を形成する方法（例えば、特開昭６２−１７２６９１号公報）、基板と発光体との間に基板よりも低屈折率を持つ平坦層を導入する方法（例えば、特開２００１−２０２８２７号公報）、基板、透明電極層や発光層のいずれかの層間（基板と外界間を含む。）に回折格子を形成する方法（特開平１１−２８３７５１号公報）等が挙げられる。
【０１７９】
≪有機ＥＬ素子の作製方法≫
次に、陽極／第１発光ユニット／電荷発生ユニット／第２発光ユニット／陰極からなる有機ＥＬ素子の作製方法の一例について説明する。
【０１８０】
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１μｍ以下、好ましくは１０〜２００ｎｍの膜厚になるように、蒸着やスパッタリング等の方法により形成し、陽極を作製する。
【０１８１】
次に、この上に、第１発光ユニットとして、正孔注入層、正孔輸送層、電子阻止層、発光層、電子注入層、電子輸送層を形成する。
この有機化合物薄膜の薄膜化の方法としては、蒸着法、ウェットプロセス（スピンコート法、キャスト法、インクジェット法、印刷法、ＬＢ法（ラングミュア−ブロジェット法）、スプレー法、印刷法、スロット型コータ法）等があるが、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等の点から、真空蒸着法、スピンコート法、インクジェット法、印刷法、スロット型コータ法が特に好ましい。層毎に異なる成膜法を適用してもよい。
成膜に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等により異なるが、一般にボート加熱温度５０〜４５０℃、真空度１×１０−６〜１×１０−２Ｐａ、蒸着速度０．０１〜５０ｎｍ／秒、基板温度−５０℃〜３００℃、層厚０．１ｎｍ〜５μｍ、好ましくは５〜２００ｎｍの範囲内で適宜選ぶことが望ましい。
【０１８２】
次いで、第１発光ユニット上に、電荷発生ユニットを形成する。
電荷発生ユニットの形成方法としては、薄膜形成ができる方法であれば特に限定されず、例えば、蒸着法、スパッタリング、ウェットプロセス（スピンコート法、キャスト法、インクジェット法、ＬＢ法、スプレー法、印刷法、スロット型コータ法）等が挙げられる。
【０１８３】
次いで、電荷発生ユニット上に、第１発光ユニットと同様にして、第２発光ユニットを形成する。
【０１８４】
その後、その上に陰極用物質からなる薄膜を、１μｍ以下好ましくは５０〜２００ｎｍの範囲内の膜厚になるように、例えば、蒸着やスパッタリング等の方法により形成し、陰極を設ける。
これにより所望の有機ＥＬ素子が得られる。
【０１８５】
この有機ＥＬ素子の作製は、１回の真空引きで一貫して第１発光ユニットから陰極まで作製することが好ましいが、途中で取り出して異なる成膜法を施しても構わない。その際、作業を乾燥不活性ガス雰囲気下で行う等の配慮が必要となる。
【０１８６】
その後、有機ＥＬ素子を封止・保護してもよい。
例えば、陽極及び陰極の一部又は全部を露出させた状態で有機ＥＬ素子を熱硬化性樹脂で被覆してこれを加熱硬化させ、有機ＥＬ素子を封止する。
その後、有機ＥＬ素子の封止体とそこから露出した有機ＥＬ素子の陽極及び陰極の一部又は全部とを、保護部材で被覆し、保護部材の重複部分を所定温度で加熱圧着する。２枚の保護部材を重ね合わせて有機ＥＬ素子の封止体等を被覆しその側縁部同士を加熱圧着してもよいし、１枚の保護部材を折り畳んで有機ＥＬ素子の封止体等を被覆しその側縁部（特に開放端）同士を加熱圧着してもよい。
以上の処理により、有機ＥＬ素子を封止・保護した有機ＥＬモジュールが製造される。
【０１８７】
≪その他の構成≫
なお、上述の実施態様では、基板側から、透明電極となる陽極、第１発光ユニット、電荷発生ユニット、第２発光ユニット、及び、反射電極となる陰極がこの順に積層された、ボトムエミッション型の有機ＥＬ素子を例示したが、この構成に限定されない。例えば、各層の積層順は逆でもよいし、陽極と陰極とが逆の構成であってもよい。
【０１８８】
従って、上記層構成の条件を満たしていれば、発光層の層構成や積層数についても特に限定されず、所望の有機ＥＬ素子を実現することが可能な構成とすることができる。さらに、発光層内において、発光材が単種であってもよく、又は、複数の発光層が直接、若しくは、有機層を介して積層された構成であってもよい。
適宜、これらを組み合わせた構成とすることも可能である。
【０１８９】
また、上述の実施態様では、有機ＥＬ素子に用いる発光ドーパントの種類を青、緑及び赤の３種類として示したが、これ以外の発光色の発光ドーパントを用いることもできる。例えば、青、緑及び赤の各色の補色となる発光色を有する発光ドーパントを用いてもよい。発光層にどのような発光ドーパントが用いられていてもよい。
【０１９０】
また、上述の実施態様では、有機ＥＬ素子からの発光色を白色発光として説明しているが、有機ＥＬ素子の発光色は白色に限らず、複数の発光層の発光色の組み合わせによる任意の発光色とすることもできる。
【０１９１】
≪照明装置−１≫
次に、上述の有機ＥＬ素子が用いられる電子デバイスの実施形態の一例として、照明装置について説明する。
【０１９２】
照明装置に用いる有機ＥＬ素子は、上述した構成の有機ＥＬ素子に、共振器構造を持たせた設計としてもよい。共振器構造として構成された有機ＥＬ素子の使用目的としては、光記憶媒体の光源、電子写真複写機の光源、光通信処理機の光源、光センサーの光源等が挙げられるが、これらに限定されない。また、レーザー発振をさせることにより上記用途に使用してもよい。
【０１９３】
なお、有機ＥＬ素子に用いられる材料は、実質的に白色の発光を生じる有機ＥＬ素子（白色有機ＥＬ素子ともいう。）に適用できる。例えば、複数の発光材料により複数の発光色を同時に発光させて混色により白色発光を得ることもできる。複数の発光色の組み合わせとしては、赤色、緑色、青色の３原色の三つの発光極大波長を含有させてもよいし、青色と黄色、青緑と橙色等の補色の関係を利用した二つの発光極大波長を含有させてもよい。
【０１９４】
また、複数の発光色を得るための発光材料の組み合わせは、複数のリン光又は蛍光で発光する材料の組み合わせや、蛍光又はリン光で発光する発光材料と、発光材料からの光を励起光として発光する色素材料との組み合わせでもよい。白色有機ＥＬ素子においては、発光ドーパントを複数組み合わせて混合してもよい。
【０１９５】
このような白色有機ＥＬ素子は、各色発光の有機ＥＬ素子をアレー状に個別に並列配置して白色発光を得る構成と異なり、有機ＥＬ素子自体が白色を発光する。このため、素子を構成するほとんどの層の形成にマスクを必要とせず、一面に蒸着法、キャスト法、スピンコート法、インクジェット法、印刷法等で例えば導電層を形成でき、生産性も向上する。
【０１９６】
また、このような白色有機ＥＬ素子の発光層に用いる発光材料としては、特に制限はなく、例えば液晶表示素子におけるバックライトであれば、ＣＦ（カラーフィルター）特性に対応した波長範囲に適合するように、上述の金属錯体、また公知の発光材料の中から任意の材料を選択して組み合わせて白色化すればよい。
【０１９７】
以上に説明した白色有機ＥＬ素子を用いれば、実質的に白色の発光を生じる照明装置を作製することが可能である。
【０１９８】
≪照明装置−２≫
また、照明装置は、例えば有機ＥＬ素子を複数用いることにより、発光面を大面積化することもできる。この場合、基板上に有機ＥＬ素子を設けた複数の発光パネルを、支持基板上に複数配列する（すなわち、タイリングする。）ことによって発光面を大面積化する。支持基板は、封止材を兼ねるものであってもよく、この支持基板と、発光パネルの基板との間に有機ＥＬ素子を挟持する状態で各発光パネルをタイリングする。支持基板と基板との間には接着剤を充填し、これによって有機ＥＬ素子を封止してもよい。なお、発光パネルの周囲には、陽極及び陰極の端子を露出させておく。
【０１９９】
このような構成の照明装置では、各発光パネルの中央が発光領域となり、発光パネル間には非発光領域が発生する。このため、非発光領域からの光取り出し量を増加させるための光取り出し部材を、光取り出し面の非発光領域に設けてもよい。光取り出し部材としては、集光シートや光拡散シートを用いることができる。
【実施例】
【０２００】
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、実施例において「％」の表示を用いるが、特に断りがない限り「質量％」を表す。
【０２０１】
≪有機ＥＬ素子の作製≫
有機ＥＬ素子について、発光領域面積が５ｃｍ×５ｃｍとなるように各サンプルを作製した。
【０２０２】
（１）有機ＥＬ素子１０１の作製
（１．１）陽極
透明支持基板として、厚さ０．７ｍｍのガラス基板を準備した。そして、この透明支持基板上に、ＩＴＯ（インジウム・スズ酸化物）を１１０ｎｍの厚さで成膜してパターニングを行い、ＩＴＯ透明電極からなる陽極を形成した。この後、ＩＴＯ透明電極を付けた透明支持基板をイソプロピルアルコールで超音波洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥し、ＵＶオゾン洗浄を５分間行った。
【０２０３】
（１．２）第１発光ユニット
（１．２．１）正孔注入・輸送層
次に、陽極を形成した透明支持基板を市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに固定した。そして、有機ＥＬ素子を構成する各層の材料を、真空蒸着装置内の各蒸着用るつぼに素子作製に最適な量を充填した。各蒸着用るつぼとして、モリブデン製又はタングステン製の抵抗加熱用材料で作製された蒸着用るつぼを用いた。
【０２０４】
真空度１×１０−４Ｐａまで減圧した後、例示化合物ＨＩ−１４５（ＨＡＴ−ＣＮ）の入った蒸着用るつぼに通電して加熱し、蒸着速度０．１ｎｍ／秒で陽極上に蒸着し、層厚２ｎｍの正孔注入層を形成した。
【０２０５】
次に、下記構造式に示す化合物１−Ａ（ガラス転移点（Ｔｇ）＝１４０℃）を層厚９０ｎｍになるように蒸着し、正孔輸送層を形成した。
【０２０６】
【化３６】
2016072586.tif 000038
【０２０７】
次に、下記構造式に示す化合物１−Ｂを、層厚１０ｎｍになるように蒸着し、電子阻止層を形成した。
【０２０８】
【化３７】
2016072586.tif 000039
【０２０９】
以上の工程により、陽極側から、例示化合物ＨＩ−１４５、化合物１−Ａ、化合物１−Ｂが積層された正孔注入・輸送層を形成した。化合物１−Ｂは、後述する発光層を構成する化合物２−Ａ及び化合物２−Ｂよりも、ＬＵＭＯ（Ｌｏｗｅｓｔ  Ｕｎｏｃｃｕｐｉｅｄ  Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｏｒｂｉｔａｌ）が浅く、かつ、最低励起三重項エネルギー（Ｔ１）が高い材料である。
つまり、ＬＵＭＯにおいて、ＬＵＭＯ（１−Ｂ）＞ＬＵＭＯ（２−Ａ）、及び、ＬＵＭＯ（１−Ｂ）＞ＬＵＭＯ（２−Ｂ）の関係となる。また、Ｔ１において、Ｔ１（１−Ｂ）＞Ｔ１（２−Ａ）、及び、Ｔ１（１−Ｂ）＞Ｔ１（２−Ｂ）の関係となる。
このような関係を満たす上記化合物１−Ｂを、発光層と接する層に用いることにより、正孔注入・輸送層に電子及び三重項エネルギー阻止層が形成された構成とした。
【０２１０】
（１．２．２）発光層
次に、ホスト化合物として下記構造式に示す化合物２−Ａ（Ｔｇ＝１８９℃）が９８ｖｏｌ％、青色蛍光発光ドーパントとして下記構造式に示す化合物２−Ｂが２ｖｏｌ％となるように蒸着した。これにより、発光層として、青色を呈する層厚１５ｎｍの蛍光発光層を形成した。
【０２１１】
【化３８】
2016072586.tif 000040
【０２１２】
（１．２．３）電子注入・輸送層
次に、下記構造式に示す化合物３が８６ｖｏｌ％、ＬｉＦが１４ｖｏｌ％となるように蒸着し、層厚２０ｎｍの層を形成した。さらに、化合物３が９８ｖｏｌ％、Ｌｉが２ｖｏｌ％となるように蒸着し、層厚１０ｎｍの層を形成した。これにより、化合物３及びＬｉＦからなる層と、化合物３及びＬｉからなる層との２層から構成される電子注入・輸送層を形成した。
【０２１３】
【化３９】
2016072586.tif 000041
【０２１４】
（１．３）電荷発生ユニット
次いで、第１発光ユニット上に、Ａｇを厚さ５ｎｍで成膜し、電荷発生ユニットを形成した。
【０２１５】
（１．４）第２発光ユニット
（１．４．１）正孔注入・輸送層
次いで、第１発光ユニットの正孔注入・輸送層と同様にして、例示化合物ＨＩ−１４５（ＨＡＴ−ＣＮ）の入った蒸着用るつぼに通電して加熱し、蒸着速度０．１ｎｍ／秒で電荷発生ユニット上に蒸着し、層厚１０ｎｍの正孔注入層を形成した。
次に、化合物１−Ａを層厚８０ｎｍになるように蒸着し、正孔輸送層を形成した。
次に、化合物１−Ｂを層厚１０ｎｍになるように蒸着し、電子阻止層を形成した。
【０２１６】
（１．４．２）発光層
次いで、ホスト化合物として下記構造式に示す化合物４−Ａ（Ｔｇ＝１４３℃）が８５ｖｏｌ％、黄色リン光発光ドーパントとして下記構造式に示す化合物４−Ｂが１５ｖｏｌ％となるように蒸着し、黄色を呈する層厚１０ｎｍのリン光発光層を形成した。
【０２１７】
【化４０】
2016072586.tif 000042
【０２１８】
（１．４．３）電子注入・輸送層
次に、第１発光ユニットの電子注入・輸送層と同様にして、化合物３が８６ｖｏｌ％、ＬｉＦが１４ｖｏｌ％となるように蒸着し、層厚２０ｎｍの層を形成した。さらに、化合物３が９８ｖｏｌ％、Ｌｉが２ｖｏｌ％となるように蒸着し、層厚１０ｎｍの層を形成した。これにより、化合物３及びＬｉＦからなる層と、化合物３及びＬｉからなる層との２層から構成される電子注入・輸送層を形成した。
【０２１９】
（１．５）陰極及び封止
次に、アルミニウム１５０ｎｍを蒸着して陰極を形成した。
次に、陰極まで形成した有機ＥＬ素子の非発光面をガラスケースで覆い、有機ＥＬ素子が作製されたガラス基板と接触する、有機ＥＬ素子を覆うガラスケースの周辺部に、エポキシ系光硬化型接着剤（東亞合成社製ラクストラックＬＣ０６２９Ｂ）によるシール材を設けた。そして、このシール材を上記有機ＥＬ素子の陰極側に重ねてガラス基板と密着させた。その後、ガラスケース側からＵＶ光を照射してシール材を硬化することで有機ＥＬ素子を封止し、有機ＥＬ素子１０１を作製した。
なお、ガラスケースでの封止作業は、有機ＥＬ素子を大気に接触させることなく窒素雰囲気下のグローブボックス（純度９９．９９９％以上の高純度窒素ガスの雰囲気下）で行った。
【０２２０】
（２）有機ＥＬ素子１０２〜１１２の作製
有機ＥＬ素子１０１の作製において、第１発光ユニット及び第２発光ユニットにおける正孔注入層と正孔注入・輸送層との層厚比（ｄＨＩＬ／ｄＨＩＴＬ）が表１に記載のとおりとなるように、正孔注入層、正孔輸送層及び電子阻止層の層厚を変更した以外は同様にして、有機ＥＬ素子１０２〜１１２を作製した。
【０２２１】
≪有機ＥＬ素子の評価≫
上記のようにして得られた各有機ＥＬ素子について、下記のようにして、素子特性の評価を行った。
評価結果を表１に示す。
【０２２２】
（１）電圧変化
作製した各有機ＥＬ素子について、分光放射輝度計ＣＳ−１０００（コニカミノルタ社製）を用いて正面輝度を測定し、正面輝度１０００ｃｄ／ｍ２における駆動電圧を求めた。より具体的には、有機ＥＬ素子自体を恒温層に入れ、恒温層のモニター温度が−３０℃又は６０℃に到達してから１０分後、駆動電圧を測定し、その電圧差異ΔＶ（Ｖ）を算出した。
【０２２３】
ΔＶ＝Ｖ（−３０℃）−Ｖ（６０℃）
【０２２４】
（２）温度変化に伴う色度差の測定
各サンプルの色度の測定は、例えば、大田登「色彩工学第２版」（東京電機大学出版局）等を参考にすることができる。
具体的には、所定温度（−３０℃及び６０℃）において、２．５ｍＡ／ｃｍ２の定電流密度条件下による点灯を行ったときの各サンプルの発光スペクトルを、分光放射輝度計ＣＳ−２０００（コニカミノルタ社製）を用いて測定した。そして、この測定により得られたスペクトルをＣＩＥ１９３１表色系で定められた原刺激［Ｘ］、［Ｙ］、［Ｚ］から三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚを用いて色度座標ｘ、ｙに変換した。
温度変化に伴う色度差ΔＥｘｙは、１０００ｃｄ／ｍ２時の色度座標ｘ、ｙから、下記式により色度差ΔＥｘｙを算出した。
【０２２５】
ΔＥｘｙ＝［（ｘ−３０℃−ｘ６０℃）２＋（ｙ−３０℃−ｙ６０℃）２］１／２
【０２２６】
【表１】
2016072586.tif 000043
【０２２７】
表１から明らかなように、第１発光ユニット又は第２発光ユニットにおける正孔注入・輸送層の層厚（ｄＨＩＴＬ）と正孔注入層の層厚（ｄＨＩＬ）との層厚比（ｄＨＩＬ／ｄＨＩＴＬ）が０．２０以下である場合に、環境温度の変化による色変動が抑制されていることがわかる。さらには、環境温度の変化による電圧変動も抑制されていることが確認された。
【符号の説明】
【０２２８】
１  有機ＥＬ素子
１０  基板
２０  陽極
３０  第１発光ユニット
３２  正孔注入・輸送層
３２ａ  正孔注入層
３２ｂ  他の層
３４  発光層
３６  電子注入・輸送層
４０  電荷発生ユニット
５０  第２発光ユニット
５２  正孔注入・輸送層
５２ａ  正孔注入層
５２ｂ  他の層
５４  発光層
５６  電子注入・輸送層
６０  陰極
【図１】
2016072586.tif 000048