(57)【要約】【課題】長寿命で高発光効率な有機電界発光素子を提供する。【解決手段】陽極、発光層、２層以上の電子輸送層及び陰極をこの順に有する有機電界発光素子。発光層に含有される電荷輸送材料のうち電子輸送を担う電荷輸送材料の電子親和力（ＥＡ１）と、発光層に隣接している電子輸送層に含有される電荷輸送材料のうち電子親和力の絶対値が最も大きい電荷輸送材料の電子親和力（ＥＡ２）が下記式（１）を満たし、最も陰極側の電子輸送層に含有される電荷輸送材料のうち電子親和力の絶対値が最も大きい電荷輸送材料の電子親和力（ＥＡ３）と陰極の仕事関数（ＷＦ）が下記式（２）を満たす。  式（１）：０．００ｅＶ≦｜ＥＡ１｜−｜ＥＡ２｜≦０．２０ｅＶ  式（２）：−１．６０ｅＶ≦｜ＷＦ｜  −｜ＥＡ３｜≦１．６０ｅＶ【選択図】図１
2016026416.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも陽極、発光層、２層以上の電子輸送層及び陰極をこの順に有する有機電界発光素子であって、
該２層以上の電子輸送層の少なくとも１層は該発光層に隣接しており、
該発光層が発光材料及び電荷輸送材料を含有し、
該発光層に隣接している電子輸送層が電荷輸送材料を含有し、
該発光層に含有される電荷輸送材料と該発光層に隣接している電子輸送層に含有される電荷輸送材料は、互いに同一の材料であっても異なる材料であってもよく、
該発光層に含有される電荷輸送材料のうち、電子輸送を担う電荷輸送材料の電子親和力をＥＡ１、
該発光層に隣接している電子輸送層に含有される電荷輸送材料のうち、電子親和力の絶対値が最も大きい電荷輸送材料の電子親和力をＥＡ２としたときに、
ＥＡ１とＥＡ２が下記式（１）で表される関係を満たし、
該２層以上の電子輸送層のうち、最も陰極側の電子輸送層に含有される電荷輸送材料のうち、電子親和力の絶対値が最も大きい電荷輸送材料の電子親和力をＥＡ３、
該陰極の仕事関数をＷＦとしたときに、
ＥＡ３とＷＦが下記式（２）で表される関係を満たす、
ただし、前記電荷輸送材料の電子親和力（ＥＡ）の測定法は以下の通りとする、
ことを特徴とする、有機電界発光素子。
式（１）：  ０．００ｅＶ≦｜ＥＡ１｜−｜ＥＡ２｜≦０．２０ｅＶ
式（２）：−１．６０ｅＶ≦｜ＷＦ｜  −｜ＥＡ３｜≦１．６０ｅＶ
＜電荷輸送材料の電子親和力（ＥＡ）の測定法＞
当該電荷輸送材料をＩＴＯ基板上に成膜したサンプルについて、１０Ｔｏｒｒ以下に真空引きした状態で、イオン化ポテンシャル測定装置を用いて、イオン化ポテンシャル（ＩＰ）を測定し、同じ工程で成膜した別のサンプルを用いて、紫外−可視吸光度計を用いて薄膜吸収スペクトルを測定し、得られた薄膜吸収スペクトルの短波長側の立ち上がり部分で吸収スペクトルとベースラインの接線を引き、該両接線の交点の波長Ｗ（ｎｍ）を求め、バンドギャップ（Ｅｇ）を１２４０／Ｗとし、ＩＰ−Ｅｇの値を算出して電子親和力（ＥＡ）とする。
【請求項２】
前記発光層に隣接している前記電子輸送層に含有される前記電荷輸送材料が、電子輸送性のユニットと正孔輸送性のユニットとを有する下記式（６）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１に記載の有機電界発光素子。
（Ｂ）−（Ｌ−Ａ）ｘ          （６）
（式中、Ａは置換基を有していてもよい正孔輸送ユニットであるカルバゾール環を示し、
Ｂは置換基を有していてもよい電子輸送ユニットであるピリジン環、ピリミジン環またはトリアジン環を示し、該ピリジン環、該ピリミジン環または該トリアジン環は窒素原子に対して、ｏ−位及びｐ−位が全て芳香環基で置換されており、
Ｌは置換基を有していてもよい炭素数６〜３０の芳香族炭化水素基を示し、
ｘは１〜４の整数を示し、ｘが２以上の整数の場合、複数含まれるＬ−Ａは同一であっても異なってもよく、
Ａ、ＢまたはＬが有していてもよい置換基は、炭素数６以上２５以下の芳香族炭化水素基である。）
【請求項３】
少なくとも陽極、発光層、２層以上の電子輸送層及び陰極をこの順に有する有機電界発光素子であって、
該２層以上の電子輸送層の少なくとも１層は該発光層に隣接しており、
該発光層が発光材料及び電荷輸送材料を含有し、
該発光層に隣接している電子輸送層が電荷輸送材料を含有し、
該発光層に含有される電荷輸送材料と該発光層に隣接している電子輸送層に含有される電荷輸送材料は、互いに同一の材料であっても異なる材料であってもよく、
該発光層に隣接している該電子輸送層に含有される該電荷輸送材料が、電子輸送性のユニットと正孔輸送性のユニットとを有する下記式（６）で表される構造を有する化合物であり、
該発光層に含有される電荷輸送材料のうち、電子輸送を担う電荷輸送材料の電子親和力をＥＡ１、
該発光層に隣接している電子輸送層に含有される電荷輸送材料のうち、電子親和力の絶対値が最も大きい電荷輸送材料の電子親和力をＥＡ２としたときに、
ＥＡ１とＥＡ２が下記式（１）で表される関係を満たし、
該２層以上の電子輸送層のうち、最も陰極側の電子輸送層に含有される電荷輸送材料のうち、電子親和力の絶対値が最も大きい電荷輸送材料の電子親和力をＥＡ３、
該陰極の仕事関数をＷＦとしたときに、
ＥＡ３とＷＦが下記式（２）で表される関係を満たすことを特徴とする、有機電界発光素子。
式（１）：  ０．００ｅＶ≦｜ＥＡ１｜−｜ＥＡ２｜≦０．２０ｅＶ
式（２）：−１．６０ｅＶ≦｜ＷＦ｜  −｜ＥＡ３｜≦１．６０ｅＶ
（Ｂ）−（Ｌ−Ａ）ｘ          （６）
（式中、Ａは置換基を有していてもよい正孔輸送ユニットであるカルバゾール環を示し、
Ｂは置換基を有していてもよい電子輸送ユニットであるピリジン環、ピリミジン環またはトリアジン環を示し、該ピリジン環、該ピリミジン環または該トリアジン環は窒素原子に対して、ｏ−位及びｐ−位が全て芳香環基で置換されており、
Ｌは置換基を有していてもよい炭素数６〜３０の芳香族炭化水素基を示し、
ｘは１〜４の整数を示し、ｘが２以上の整数の場合、複数含まれるＬ−Ａは同一であっても異なってもよく、
Ａ、ＢまたはＬが有していてもよい置換基は、炭素数６以上２５以下の芳香族炭化水素基である。）
【請求項４】
前記発光層に含有される前記電荷輸送材料のうち、電子輸送を担う電荷輸送材料が、電子輸送ユニットを有する化合物であることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の有機電界発光素子。
【請求項５】
前記電子輸送ユニットが、置換基を有していてもよい電子輸送ユニットであるピリジン環、ピリミジン環またはトリアジン環であり、該ピリジン環、該ピリミジン環または該トリアジン環は窒素原子に対して、ｏ−位及びｐ−位が全て芳香環基で置換されていてもよく、有していてもよい置換基は、炭素数６以上２５以下の芳香族炭化水素基であることを特徴とする、請求項４に記載の有機電界発光素子。
【請求項６】
前記ＥＡ１と前記ＥＡ２が下記式（３）で表される関係を満たすことを特徴とする、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の有機電界発光素子。
式（３）：０．００ｅＶ＜｜ＥＡ１｜−｜ＥＡ２｜≦０．２０ｅＶ
【請求項７】
前記ＥＡ３と前記ＷＦが下記式（４）で表される関係を満たすことを特徴とする、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の有機電界発光素子。
式（４）：０．００ｅＶ≦｜ＷＦ｜  −｜ＥＡ３｜≦１．６０ｅＶ
【請求項８】
前記発光層に隣接している電子輸送層が、前記発光層に含有されている電荷輸送材料とは異なる電荷輸送材料を含有していることを特徴とする、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の有機電界発光素子。
【請求項９】
前記発光層が湿式成膜法により作製された層であることを特徴とする、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の有機電界発光素子。
【請求項１０】
基板上に、互いに異なる色に発光する２種類以上の有機電界発光素子を有する有機電界発光デバイスであって、
該有機電界発光素子のうち、少なくとも１種類の有機電界発光素子が請求項１乃至９のいずれか１項に記載の有機電界発光素子であることを特徴とする、有機電界発光デバイス。
【請求項１１】
前記有機電界発光素子の全ての有機電界発光素子が請求項１乃至９のいずれか１項に記載の有機電界発光素子であることを特徴とする、請求項１０に記載の有機電界発光デバイス。
【請求項１２】
前記有機電界発光素子のうち、少なくとも２種類の有機電界発光素子が有する前記発光層に隣接している電子輸送層が同一であることを特徴とする、請求項１０又は１１に記載の有機電界発光デバイス。
【請求項１３】
請求項１乃至９のいずれか１項に記載の有機電界発光素子を含むことを特徴とする、有機ＥＬ表示装置。
【請求項１４】
請求項１乃至９のいずれか１項に記載の有機電界発光素子を含むことを特徴とする、有機ＥＬ照明。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機電界発光素子と、該素子を含む有機電界発光デバイス、有機ＥＬ表示装置及び有機ＥＬ照明に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機電界発光素子は、ディスプレイや照明等の用途に応用すべく、盛んに開発が行われている。有機電界発光素子は、通常、少なくとも一対の電極とこれに挟まれた有機発光層によって構成されている。有機電界発光素子は、通常、両電極間への電界の印加により、陰極から電子が、陽極から正孔が、各々発光層に注入され、この電子と正孔が再結合して生成する励起子により発光する。
【０００３】
しかしながら、発光層への電荷注入には、大きなエネルギーが必要であるため、有機電界発光素子を高輝度に発光させるためには、高電圧が必要である上に、素子の寿命が短い。
【０００４】
そこで、特許文献１では、発光層と電極との間に複数の電子輸送層を設け、各層の電子親和力について、「発光層の電子親和力＜発光層に隣接する電子輸送層の電子親和力＜発光層から２番目に隣接する電子輸送層の電子親和力＜・・・発光層からｎ番目に隣接する電子輸送層の電子親和力」とすることにより、電荷注入を促進し、駆動耐久性を改善する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１７３５８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示された技術では、未だ十分な性能を有する有機電界発光素子を得るには至っておらず、更に長寿命で高発光効率な有機電界発光素子の開発が望まれている。
【０００７】
本発明は、長寿命で高発光効率な有機電界発光素子、並びこれを有する有機電界発光デバイス、有機ＥＬ表示装置及び有機ＥＬ照明を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討を行った。この結果、従来考えられてきた「発光層の電子親和力の絶対値＜発光層に隣接する電子輸送層の電子親和力の絶対値」とするよりも、意外なことに、「発光層の電子親和力の絶対値≧発光層に隣接する電子輸送層の電子親和力の絶対値」とし、且つ「陰極の仕事関数の絶対値≧最も陰極側の電子輸送層の電子親和力の絶対値」とする方が、有機電界発光素子が長寿命で高発光効率になることを見出し、本発明を完成した。
【０００９】
即ち、本発明は以下を要旨とする。
【００１０】
［１］  少なくとも陽極、発光層、２層以上の電子輸送層及び陰極をこの順に有する有機電界発光素子であって、該２層以上の電子輸送層の少なくとも１層は該発光層に隣接しており、該発光層が発光材料及び電荷輸送材料を含有し、該発光層に隣接している電子輸送層が電荷輸送材料を含有し、該発光層に含有される電荷輸送材料と該発光層に隣接している電子輸送層に含有される電荷輸送材料は、互いに同一の材料であっても異なる材料であってもよく、該発光層に含有される電荷輸送材料のうち、電子輸送を担う電荷輸送材料の電子親和力をＥＡ１、該発光層に隣接している電子輸送層に含有される電荷輸送材料のうち、電子親和力の絶対値が最も大きい電荷輸送材料の電子親和力をＥＡ２としたときに、ＥＡ１とＥＡ２が下記式（１）で表される関係を満たし、該２層以上の電子輸送層のうち、最も陰極側の電子輸送層に含有される電荷輸送材料のうち、電子親和力の絶対値が最も大きい電荷輸送材料の電子親和力をＥＡ３、該陰極の仕事関数をＷＦとしたときに、ＥＡ３とＷＦが下記式（２）で表される関係を満たす、ただし、前記電荷輸送材料の電子親和力（ＥＡ）の測定法は以下の通りとする、ことを特徴とする、有機電界発光素子。
式（１）：  ０．００ｅＶ≦｜ＥＡ１｜−｜ＥＡ２｜≦０．２０ｅＶ
式（２）：−１．６０ｅＶ≦｜ＷＦ｜  −｜ＥＡ３｜≦１．６０ｅＶ
＜電荷輸送材料の電子親和力（ＥＡ）の測定法＞
当該電荷輸送材料をＩＴＯ基板上に成膜したサンプルについて、１０Ｔｏｒｒ以下に真空引きした状態で、イオン化ポテンシャル測定装置を用いて、イオン化ポテンシャル（ＩＰ）を測定し、同じ工程で成膜した別のサンプルを用いて、紫外−可視吸光度計を用いて薄膜吸収スペクトルを測定し、得られた薄膜吸収スペクトルの短波長側の立ち上がり部分で吸収スペクトルとベースラインの接線を引き、該両接線の交点の波長Ｗ（ｎｍ）を求め、バンドギャップ（Ｅｇ）を１２４０／Ｗとし、ＩＰ−Ｅｇの値を算出して電子親和力（ＥＡ）とする。
【００１１】
［２］  前記発光層に隣接している前記電子輸送層に含有される前記電荷輸送材料が、電子輸送性のユニットと正孔輸送性のユニットとを有する下記式（６）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、［１］に記載の有機電界発光素子。
（Ｂ）−（Ｌ−Ａ）ｘ          （６）
（式中、Ａは置換基を有していてもよい正孔輸送ユニットであるカルバゾール環を示し、Ｂは置換基を有していてもよい電子輸送ユニットであるピリジン環、ピリミジン環またはトリアジン環を示し、該ピリジン環、該ピリミジン環または該トリアジン環は窒素原子に対して、ｏ−位及びｐ−位が全て芳香環基で置換されており、Ｌは置換基を有していてもよい炭素数６〜３０の芳香族炭化水素基を示し、ｘは１〜４の整数を示し、ｘが２以上の整数の場合、複数含まれるＬ−Ａは同一であっても異なってもよく、Ａ、ＢまたはＬが有していてもよい置換基は、炭素数６以上２５以下の芳香族炭化水素基である。）
【００１２】
［３］  少なくとも陽極、発光層、２層以上の電子輸送層及び陰極をこの順に有する有機電界発光素子であって、該２層以上の電子輸送層の少なくとも１層は該発光層に隣接しており、該発光層が発光材料及び電荷輸送材料を含有し、該発光層に隣接している電子輸送層が電荷輸送材料を含有し、該発光層に含有される電荷輸送材料と該発光層に隣接している電子輸送層に含有される電荷輸送材料は、互いに同一の材料であっても異なる材料であってもよく、該発光層に隣接している該電子輸送層に含有される該電荷輸送材料が、電子輸送性のユニットと正孔輸送性のユニットとを有する下記式（６）で表される構造を有する化合物であり、該発光層に含有される電荷輸送材料のうち、電子輸送を担う電荷輸送材料の電子親和力をＥＡ１、該発光層に隣接している電子輸送層に含有される電荷輸送材料のうち、電子親和力の絶対値が最も大きい電荷輸送材料の電子親和力をＥＡ２としたときに、ＥＡ１とＥＡ２が下記式（１）で表される関係を満たし、該２層以上の電子輸送層のうち、最も陰極側の電子輸送層に含有される電荷輸送材料のうち、電子親和力の絶対値が最も大きい電荷輸送材料の電子親和力をＥＡ３、該陰極の仕事関数をＷＦとしたときに、ＥＡ３とＷＦが下記式（２）で表される関係を満たすことを特徴とする、有機電界発光素子。
式（１）：  ０．００ｅＶ≦｜ＥＡ１｜−｜ＥＡ２｜≦０．２０ｅＶ
式（２）：−１．６０ｅＶ≦｜ＷＦ｜  −｜ＥＡ３｜≦１．６０ｅＶ
（Ｂ）−（Ｌ−Ａ）ｘ          （６）
（式中、Ａは置換基を有していてもよい正孔輸送ユニットであるカルバゾール環を示し、
Ｂは置換基を有していてもよい電子輸送ユニットであるピリジン環、ピリミジン環またはトリアジン環を示し、該ピリジン環、該ピリミジン環または該トリアジン環は窒素原子に対して、ｏ−位及びｐ−位が全て芳香環基で置換されており、
Ｌは置換基を有していてもよい炭素数６〜３０の芳香族炭化水素基を示し、
ｘは１〜４の整数を示し、ｘが２以上の整数の場合、複数含まれるＬ−Ａは同一であっても異なってもよく、
Ａ、ＢまたはＬが有していてもよい置換基は、炭素数６以上２５以下の芳香族炭化水素基である。）
【００１３】
［４］  前記発光層に含有される前記電荷輸送材料のうち、電子輸送を担う電荷輸送材料が、電子輸送ユニットを有する化合物であることを特徴とする、［１］乃至［３］のいずれかに記載の有機電界発光素子。
【００１４】
［５］  前記電子輸送ユニットが、置換基を有していてもよい電子輸送ユニットであるピリジン環、ピリミジン環またはトリアジン環であり、該ピリジン環、該ピリミジン環または該トリアジン環は窒素原子に対して、ｏ−位及びｐ−位が全て芳香環基で置換されていてもよく、有していてもよい置換基は、炭素数６以上２５以下の芳香族炭化水素基であることを特徴とする、［４］に記載の有機電界発光素子。
【００１５】
［６］  前記ＥＡ１と前記ＥＡ２が下記式（３）で表される関係を満たすことを特徴とする、［１］乃至［５］のいずれかに記載の有機電界発光素子。
式（３）：０．００ｅＶ＜｜ＥＡ１｜−｜ＥＡ２｜≦０．２０ｅＶ
【００１６】
［７］  前記ＥＡ３と前記ＷＦが下記式（４）で表される関係を満たすことを特徴とする、［１］乃至［６］のいずれかに記載の有機電界発光素子。
式（４）：０．００ｅＶ≦｜ＷＦ｜  −｜ＥＡ３｜≦１．６０ｅＶ
【００１７】
［８］  前記発光層に隣接している電子輸送層が、前記発光層に含有されている電荷輸送材料とは異なる電荷輸送材料を含有していることを特徴とする、［１］乃至［７］のいずれかに記載の有機電界発光素子。
【００１８】
［９］  前記発光層が湿式成膜法により作製された層であることを特徴とする、［１］乃至［８］のいずれかに記載の有機電界発光素子。
【００１９】
［１０］  基板上に、互いに異なる色に発光する２種類以上の有機電界発光素子を有する有機電界発光デバイスであって、
該有機電界発光素子のうち、少なくとも１種類の有機電界発光素子が［１］乃至［９］のいずれかに記載の有機電界発光素子であることを特徴とする、有機電界発光デバイス。
【００２０】
［１１］  前記有機電界発光素子の全ての有機電界発光素子が［１］乃至［９］のいずれかに記載の有機電界発光素子であることを特徴とする、［１０］に記載の有機電界発光デバイス。
【００２１】
［１２］  前記有機電界発光素子のうち、少なくとも２種類の有機電界発光素子が有する前記発光層に隣接している電子輸送層が同一であることを特徴とする、［１０］又は［１１］に記載の有機電界発光デバイス。
【００２２】
［１３］  ［１］乃至［９］のいずれかに記載の有機電界発光素子を含むことを特徴とする、有機ＥＬ表示装置。
【００２３】
［１４］  ［１］乃至［９］のいずれかに記載の有機電界発光素子を含むことを特徴とする、有機ＥＬ照明。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、長寿命で高発光効率な有機電界発光素子が提供される。
本発明の有機電界発光素子は、電流効率が高く、駆動寿命が長いため、フラットパネル・ディスプレイ（例えばＯＡコンピュータ用や壁掛けテレビ）や面発光体としての特徴を生かした光源（例えば、複写機の光源、液晶ディスプレイや計器類のバックライト光源）、表示板、標識灯への応用が考えられ、その技術的価値は高いものである。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の有機電界発光素子の構造の一例を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下に、本発明を詳細に説明するが、本発明は以下の説明に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々変更して実施することができる。
【００２７】
〔有機電界発光素子〕
本発明の有機電界発光素子は、少なくとも陽極、発光層、２層以上の電子輸送層及び陰極をこの順に有する有機電界発光素子であって、該２層以上の電子輸送層の少なくとも１層は該発光層に隣接しており、該発光層が発光材料及び電荷輸送材料を含有し、該発光層に隣接している電子輸送層が電荷輸送材料を含有し、該発光層に含有される電荷輸送材料と該発光層に隣接している電子輸送層に含有される電荷輸送材料は、互いに同一の材料であっても異なる材料であってもよく、該発光層に含有される電荷輸送材料のうち、電子輸送を担う電荷輸送材料の電子親和力をＥＡ１、該発光層に隣接している電子輸送層に含有される電荷輸送材料のうち、電子親和力の絶対値が最も大きい電荷輸送材料の電子親和力をＥＡ２としたときに、ＥＡ１とＥＡ２が下記式（１）、好ましくは下記式（３）で表される関係を満たし、該２層以上の電子輸送層のうち、最も陰極側の電子輸送層に含有される電荷輸送材料のうち、電子親和力の絶対値が最も大きい電荷輸送材料の電子親和力をＥＡ３、該陰極の仕事関数をＷＦとしたときに、ＥＡ３とＷＦが下記式（２）、好ましくは下記式（４）で表される関係を満たすことを特徴とする。
【００２８】
式（１）：０．００ｅＶ≦｜ＥＡ１｜−｜ＥＡ２｜≦０．２０ｅＶ
式（３）：０．００ｅＶ＜｜ＥＡ１｜−｜ＥＡ２｜≦０．２０ｅＶ
【００２９】
式（２）：−１．６０ｅＶ≦｜ＷＦ｜  −｜ＥＡ３｜≦１．６０ｅＶ
式（４）：０．００ｅＶ≦｜ＷＦ｜  −｜ＥＡ３｜≦１．６０ｅＶ
【００３０】
なお、以下において、電子親和力を「ＥＡ」と略記する場合がある。
【００３１】
本発明の有機電界発光素子は、２層以上の電子輸送層を有する。電子輸送層とは、電子輸送性を有する誘電体の層のことを言う。電子輸送層は、電界を与えられた電極間において陰極から注入された電子を効率よく発光層の方向に輸送することができる化合物より形成される。そして、該電子輸送層のうち、該発光層に隣接している電子輸送層を単に「隣接電子輸送層」、最も陰極側の電子輸送層を単に「陰極側電子輸送層」と各々称す場合がある。
なお、電子注入層は、陰極から電子輸送層への電子注入性を有する非導電体の層のことを言い、本発明に係る電子輸送層とは異なる層のことを言う。また、陰極は、陽極の対極となる電極のことを言う。
【００３２】
［電子輸送を担う電荷輸送材料］
発光層に２種以上の電荷輸送材料が含まれる場合、各電荷輸送材料の単層膜についてＴｉｍｅ  ｏｆ  Ｆｌｉｇｈｔ（ＴｏＦ）法によって以下の方法で測定される電荷移動度において観測される電子移動度測定時の電荷検出量Ｑ（ｅ）の正孔移動度測定時の電荷検出量Ｑ（ｈ）に対する比「Ｑ（ｅ）／Ｑ（ｈ）」が最も大きい材料のことを「電子輸送を担う電荷輸送材料」と言う。
【００３３】
＜電荷検出量の比「Ｑ（ｅ）／Ｑ（ｈ）」＞
ＴｏＦ法による電荷移動度測定における電荷検出量の比「Ｑ（ｅ）／Ｑ（ｈ）」は、次の方法により測定することができる。
半透明電極上に測定対象の電荷輸送材料及び対電極を成膜した後、封止することにより、測定用のサンプルを作製する。電荷輸送材料の成膜方法は、良好なアモルファス膜が得られれば、湿式法でも乾式法でも構わない。成膜する電荷輸送膜材料の膜厚は、電荷移動測定時に電荷分離が起こる場所〜対電極までの距離が十分に長く、その距離が電荷輸送性の評価に影響を及ぼさなければよい。具体的には、５００ｎｍ以上が好ましく、１０００ｎｍ以上が更に好ましい。
次に、半透明電極が陽極、対電極が陰極になる様に、サンプルに一定の電界強度をかける。電界強度は、膜内部を移動する電荷の自然拡散の影響が小さい点では大きいことが好ましいが、また、一方で、電荷を対電極まで引っ張る効果が強過ぎず、電荷の損失などを正確に評価しやすい点では小さいことが好ましい。具体的には、電界強度は、９０ｋＶ／ｃｍ以上であることが好ましく、１２０ｋＶ／ｃｍ以上であることが更に好ましく、また、一方、３６０ｋＶ／ｃｍ以下であることが好ましく、３１０ｋＶ／ｃｍ以下であることが更に好ましい。
【００３４】
この状態で、測定用サンプルに、半透明電極側から単色光パルスレーザーを照射する。レーザー光照射時の電界強度、レーザー光の励起波長、パルス幅及び１パルス当たりの光量は、電荷検出量の比を測定する対象のサンプルについて、正孔の電荷量Ｑ（ｈ）と電子の電荷量Ｑ（ｅ）の測定時で同一条件とする。１パルス当たりの光量は、過剰量の電荷が発生する影響により電荷輸送性が高く見積もられてしまう可能性が低い点では少ないことが好ましく、具体的には、３０μＪ以下であることが好ましい。
【００３５】
電荷輸送材料の膜に光を照射すると、該膜の半透明電極側で電荷分離が起こり、対電極側に正孔が移動する。この電流値を、オシロスコープなどを用いて測定することにより、正孔の電荷量Ｑ（ｈ）を算出する。次に、半透明電極が陰極に、対電極が陽極となる様に、一定の電界強度をかけ、同様の操作を行うことにより、電子の電荷量Ｑ（ｅ）を算出する。そして、この両者の比を求めることにより、電荷検出量の比「Ｑ（ｅ）／Ｑ（ｈ）」を求めることができる。
【００３６】
正孔の電荷量Ｑ（ｈ）と電子の電荷量Ｑ（ｅ）の測定時で、レーザー光照射時の電界強度、レーザー光の励起波長、パルス幅及び１パルス当たりの光量（励起エネルギー）を同一条件とすることにより、正孔の電荷量Ｑ（ｈ）と電子の電荷量Ｑ（ｅ）の測定時に各々電荷分離で発生する電荷量は一定となる。従って、電荷検出量の比「Ｑ（ｅ）／Ｑ（ｈ）」が正孔と電子のどちらをより流しやすい材料であるかを示す指標となる。即ち、電荷検出量の比「Ｑ（ｅ）／Ｑ（ｈ）」が大きいほど、その材料が電子を流しやすい性質であることを表す。
【００３７】
このようにして、本発明に係る発光層に電荷輸送材料が複数種含まれる場合に、電荷輸送材料の単層膜のＴｏＦ法によって測定される電荷移動度において観測される正孔移動度測定時の電荷検出量と電子移動度測定時の電荷検出量の比Ｑ（ｅ）／Ｑ（ｈ）が最も大きい材料を、「電子輸送を担う電荷輸送材料」と判断することができる。
【００３８】
［陰極の仕事関数］
陰極の仕事関数は、一般的に、光電子分光法により求めることができる。光電子分光法による測定は、１０−８ｔｏｒｒ後半〜１０−１０ｔｏｒｒの超真空下において、紫外線の単色光やＸ線をサンプルに照射し、金属表面から飛び出してくる電子を光電子増倍管などで検出し、サンプルを励起したエネルギーと検出された電子の数の相関を取ることにより求めることができる。特に、単体の材料の仕事関数については、以下の通り、Ｍｉｃｈａｅｉｓｏｎ，  Ｈｒｂｅｒｔ  Ｂ．により１９７７年に報告されている（Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，４８．４７２９（１９７７））。
【００３９】
具体的に、アルミニウムの場合を例に説明する。１０−９〜１０−１０ｔｏｒｒの真空度において、アルミニウムを測定用の台座であるクオーツ上に蒸着することにより清浄なアモルファスのアルミニウム薄膜を作製する。そして、超真空下において、高圧水銀灯を光源とし、モノクロメーターにより単色光を取り出して、サンプル表面に照射する。サンプル表面から飛び出す電子数を算出し、光源のエネルギーとの相関を取ることにより、アルミニウムについては仕事関数４．２８ｅＶの値が算出されている。他にも銀、金、ニッケルといった金属の仕事関数については、銀であれば４．２６ｅＶ、金であれば５．１０ｅＶ、ニッケルであれば５．１５ｅＶといった値が各々極一般的な値として知られている。
【００４０】
［作用機構］
上述のように、本発明の有機電界発光素子は、発光層内の電荷輸送材料のうち電子輸送を担う電荷輸送材料のＥＡの絶対値｜ＥＡ１｜（以下、「発光層内の電荷輸送材料の｜ＥＡ１｜」又は単に「｜ＥＡ１｜」と称す場合がある。）が、隣接電子輸送層内の電荷輸送材料のうち、ＥＡの絶対値が最も大きい電荷輸送材料のＥＡの絶対値｜ＥＡ２｜（以下、「隣接電子輸送層内の電荷輸送材料の｜ＥＡ２｜」又は単に「｜ＥＡ２｜」と称す場合がある。）以上、好ましくは｜ＥＡ１｜が｜ＥＡ２｜より大きいことを特徴とする。この構成とすることによる素子寿命と発光効率の向上効果の作用機構については、以下のように推定される。
【００４１】
発光層内の電荷輸送材料の｜ＥＡ１｜の方が、隣接電子輸送層内の電荷輸送材料の｜ＥＡ２｜に比べて小さい、即ち、｜ＥＡ１｜−｜ＥＡ２｜＜０ｅＶである従来の素子では、発光層と隣接電子輸送層との界面にはＥＡのギャップに由来する電子の蓄積が起こる。このように蓄積された電子は、発光層と隣接電子輸送層との界面の発光層側での正孔の蓄積、界面でのエキシプレックスの発生、などを引き起こす。発生した電荷は、界面近傍での発光材料や電荷輸送材料の劣化を引き起こし、素子寿命の低下を引き起こし、さらに、発光層における励起子の発生の阻害、励起子の消光を引き起こすことが考えられ、界面付近の発光層の発光を効率よく取り出す事が出来なくなる。
【００４２】
これに対して、本発明の有機電界発光素子では、｜ＥＡ１｜に比べて、｜ＥＡ２｜は一致するか、或いは小さいため、発光層と隣接電子輸送層との間に蓄積する電子が少なく、前述の理由による素子寿命の低下及び発光効率の低下を抑える事ができ、これにより、より一層、長寿命で発光効率の良い有機電界発光素子を得る事が出来る。
【００４３】
そして、一方で、上述の式（１）及び（３）の上限以下である場合、発光層と隣接電子輸送層とのＥＡ差が小さく、電荷の授受がスムーズに行われ、電子の蓄積による劣化が起こり難い。このため、｜ＥＡ１｜−｜ＥＡ２｜は０．２０ｅＶ以下とする。
【００４４】
また、本発明の有機電界発光素子は、陰極の仕事関数（ＷＦ）の絶対値（以下、単に「｜ＷＦ｜」と称す場合がある。）と、陰極側電子輸送層内の電荷輸送材料のうち、電子親和力の絶対値が最も大きい電荷輸送材料のＥＡの絶対値｜ＥＡ３｜（以下、「陰極側電子輸送層内の電荷輸送材料の｜ＥＡ３｜」又は単に「｜ＥＡ３｜」と称す場合がある。）との差の絶対値が一定値以下であることを特徴とする。この構成とすることによる素子寿命と発光効率の向上効果の作用機構については、以下のように推定される。
【００４５】
即ち、｜ＥＡ１｜と｜ＥＡ２｜が上記式（１）で表される関係を満たし且つ｜ＷＦ｜−｜ＥＡ３｜が−１．６０ｅＶ以上、１．６０ｅＶ以下である時は、陰極から陰極側電子輸送層への電子の注入障壁が小さくなり、電子の注入が効率良く行われる。しかしながら、上記式（１）又は（２）を満たさない場合には、発光層と隣接電子輸送層との間に蓄積される電子の量も多くなってしまうため、式（１）及び（２）を同時に満たすときに、発光層に効率よく電子が入り、発光層近傍で電子の蓄積が起こり難く、長寿命で発光効率に優れる素子にすることができる。
【００４６】
［電子親和力の算出方法］
本発明において、電荷輸送材料の電子親和力（ＥＡ）は、当該電荷輸送材料の単層膜の吸収スペクトルから算出されるバンドギャップ（Ｅｇ）と、後述のイオン化ポテンシャル（ＩＰ）の値から以下の式により算出される値である。
ＥＡ＝ＩＰ−Ｅｇ
【００４７】
＜イオン化ポテンシャル（ＩＰ）の測定方法＞
電荷輸送材料のイオン化ポテンシャル(ＩＰ)は、理研計器株式会社製「ＡＣ−１」、「ＡＣ−３」、オプテル社製「ＰＣＲ−１０１」、「ＰＣＲ−２０１」などの市販のイオン化ポテンシャル測定装置を用いることにより測定できる。
イオン化ポテンシャル(ＩＰ)測定用のサンプルは、ＩＴＯ基板上に当該電荷輸送材料を湿式又は乾式法で成膜することにより作製できる。湿式成膜法としては、当該電荷輸送材料をキシレンやトルエンなどの有機溶剤に溶かしてスピンコート法で成膜する方法などが挙げられる。また、乾式成膜法としては、真空蒸着法などが挙げられる。
【００４８】
＜バンドギャップ（Ｅｇ）の測定方法＞
バンドギャップ（Ｅｇ）は、紫外−可視吸光度計を用いた薄膜吸収スペクトルの測定により得られる。具体的には、薄膜吸収スペクトルの短波長側の立ち上がり部分で吸収スペクトルとベースラインの接線を引き、該両接線の交点の波長Ｗ（ｎｍ）から下記式により求められる。
Ｅｇ＝１２４０÷Ｗ
【００４９】
すなわち、例えば、該交点の波長が４７０ｎｍである場合のＥｇは、１２４０÷４７０＝２．６３（ｅＶ）となる。
このバンドギャップを示すエネルギーの測定は、吸収スペクトルが測定可能な装置で測定すればよく、装置の種類等に特に制限はないが、例えば日立製作所社製分光蛍光光度計「Ｆ−４５００」等を用いることができる。
【００５０】
バンドギャップを示すエネルギーの測定用サンプルは、ガラス基板上に当該電荷輸送材料を湿式又は乾式法で成膜することにより作製できる。湿式成膜法としては、当該電荷輸送材料をキシレンやトルエンなどの有機溶剤に溶かしてスピンコート法で成膜する方法などが挙げられる。また、乾式成膜法としては、真空蒸着法などが挙げられる。
【００５１】
［発光層］
本発明の有機電界発光素子が有する発光層は、少なくとも一つ以上の発光材料（発光の性質を有する材料）と一つ以上の電荷輸送材料を含む。また、発光層は、発光材料をドーパント材料とし、正孔輸送材料や電子輸送材料などの電荷輸送材料をホスト材料として含んでいてもよい。更に、発光層は、本発明の効果を著しく損なわない範囲で、その他の成分を含有していてもよい。なお、湿式成膜法で発光層を形成する場合は、何れも低分子量の材料を使用することが好ましい。
【００５２】
｛発光材料｝
発光材料としては、通常、有機電界発光素子の発光材料として使用されている任意の公知の材料を適用することができ、特に制限はなく、所望の発光波長で発光し、発光効率が良好である物質を用いればよい。発光材料としては、蛍光発光材料であってもよく、燐光発光材料であってもよいが、内部量子効率の観点から、好ましくは燐光発光材料である。また、例えば、青色は蛍光発光材料、緑色及び赤色は燐光発光材料を用いるなど、蛍光発光材料と燐光発光材料を組み合わせて用いてもよい。
【００５３】
なお、湿式成膜法により発光層を形成する際に用いられる発光層形成用組成物の調製に用いる溶剤への溶解性を向上させる目的で、発光材料の分子の対称性や剛性を低下させたり、或いはアルキル基などの親油性置換基を導入したりすることが好ましい。
発光材料は、いずれか１種のみを用いてもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
【００５４】
＜蛍光発光材料＞
以下、発光材料のうち蛍光発光材料の例を挙げるが、蛍光発光材料は以下の例示物に限定されるものではない。
【００５５】
青色発光を与える蛍光発光材料（青色蛍光色素）としては、例えば、ナフタレン、クリセン、ペリレン、ピレン、アントラセン、クマリン、ｐ−ビス（２−フェニルエテニル）ベンゼン、アリールアミン及びそれらの誘導体等が挙げられる。中でも、アントラセン、クリセン、ピレン、アリールアミン及びそれらの誘導体等が好ましい。
【００５６】
緑色発光を与える蛍光発光材料（緑色蛍光色素）としては、例えば、キナクリドン、クマリン、Ａｌ（Ｃ９Ｈ６ＮＯ）３などのアルミニウム錯体及びそれらの誘導体等が挙げられる。
【００５７】
黄色発光を与える蛍光発光材料（黄色蛍光色素）としては、例えば、ルブレン、ペリミドン及びそれらの誘導体等が挙げられる。
【００５８】
赤色発光を与える蛍光発光材料（赤色蛍光色素）としては、例えば、ＤＣＭ（４−（ジシアノメチレン）−２−メチル−６−（ｐ−ジメチルアミノスチレン）−４Ｈ−ピラン）系化合物、ベンゾピラン、ローダミン、ベンゾチオキサンテン、アザベンゾチオキサンテン等のキサンテン及びそれらの誘導体等が挙げられる。
【００５９】
上記青色蛍光を与える誘導体であるアリールアミン誘導体としては、より具体的には、下記式（Ｘ）で表される材料が、素子の発光効率、駆動寿命等の観点から好ましい。
【００６０】
【化１】
2016026416.tif 000003
【００６１】
（式中、Ａｒ２１は、核炭素数１０〜４０の置換もしくは無置換の縮合芳香環基（本発明における芳香環基は、芳香族炭化水素環基でもよいし、芳香族複素環基でもよい。）を示し、Ａｒ２２及びＡｒ２３は、それぞれ独立に炭素数６〜４０の置換もしくは無置換の１価の芳香族炭化水素環基を示し、ｐは１〜４の整数を示す。）
【００６２】
Ａｒ２１としては、具体的には、１個の遊離原子価を有するナフタレン、フェナントレン、フルオランテン、アントラセン、ピレン、ペリレン、コロネン、クリセン、ピセン、ジフェニルアントラセン、フルオレン、トリフェニレン、ルビセン、ベンゾアントラセン、フェニルアントラセン、ビスアントラセン、ジアントラセニルベンゼンまたはジベンゾアントラセンなどが挙げられる。ここで、本発明において、遊離原子価とは、有機化学・生化学命名法（上）（改定第２版、南江堂、１９９２年発行）に記載のとおり、他の遊離原子価と結合を形成できるものを言う。
【００６３】
以下に、蛍光発光材料としてのアリールアミン誘導体の好ましい具体例を示すが、本発明に係る蛍光発光材料はこれらに限定されるものではない。以下において、「Ｍｅ」はメチル基を、「Ｅｔ」はエチル基を表す。
【００６４】
【化２】
2016026416.tif 000004
【００６５】
【化３】
2016026416.tif 000005
【００６６】
【化４】
2016026416.tif 000006
【００６７】
【化５】
2016026416.tif 000007
【００６８】
＜燐光発光材料＞
燐光発光材料としては、例えば、長周期型周期表（以下、特に断り書きの無い限り「周期表」という場合には、長周期型周期表を指すものとする。）第７〜１１族から選ばれる金属を中心金属として含むウェルナー型錯体又は有機金属錯体が挙げられる。
【００６９】
周期表第７〜１１族から選ばれる金属として、好ましくは、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、銀、レニウム、オスミウム、イリジウム、白金、金等が挙げられ、中でもより好ましくはイリジウム又は白金である。
【００７０】
錯体の配位子としては、（ヘテロ）アリールピリジン配位子、（ヘテロ）アリールピラゾール配位子などの（ヘテロ）アリール基とピリジン、ピラゾール、フェナントロリンなどが連結した配位子が好ましく、特にフェニルピリジン配位子、フェニルピラゾール配位子が好ましい。ここで、（ヘテロ）アリールとは、アリール基又はヘテロアリール基を表す。
【００７１】
燐光発光材料として、具体的には、トリス（２−フェニルピリジン）イリジウム、トリス（２−フェニルピリジン）ルテニウム、トリス（２−フェニルピリジン）パラジウム、ビス（２−フェニルピリジン）白金、トリス（２−フェニルピリジン）オスミウム、トリス（２−フェニルピリジン）レニウム、オクタエチル白金ポルフィリン、オクタフェニル白金ポルフィリン、オクタエチルパラジウムポルフィリン、オクタフェニルパラジウムポルフィリン等が挙げられる。
【００７２】
特に、燐光発光材料の燐光性有機金属錯体としては、好ましくは下記式(III)又は式（IV）で表される化合物が挙げられる。
【００７３】
ＭＬ（ｑ−ｊ）Ｌ′ｊ        （III）
（式（III）中、Ｍは金属を表し、ｑは上記金属の価数を表す。また、Ｌ及びＬ′は二座配位子を表す。ｊは０、１又は２の数を表す。）
【００７４】
【化６】
2016026416.tif 000008
【００７５】
（式（IV）中、Ｍ７は金属を表し、Ｔは炭素原子又は窒素原子を表す。Ｒ９２〜Ｒ９５は、それぞれ独立に置換基を表す。但し、Ｔが窒素原子の場合は、Ｒ９４及びＲ９５は無い。）
【００７６】
以下、まず、式（III）で表される化合物について説明する。
【００７７】
式（III）中、Ｍは任意の金属を表し、好ましいものの具体例としては、周期表第７〜１１族から選ばれる金属として前述した金属が挙げられる。
【００７８】
また、式（III）中、二座配位子Ｌは、以下の部分構造を有する配位子を示す。
【００７９】
【化７】
2016026416.tif 000009
【００８０】
上記Ｌの部分構造において、環Ａ１は、置換基を有していてもよい、芳香環基を表す。前述の如く、本発明における芳香環基は、芳香族炭化水素環基でもよいし、芳香族複素環基でもよい。
【００８１】
該芳香族炭化水素環基としては、１個の遊離原子価を有する、５または６員環の単環または２〜５縮合環などが挙げられる。
該芳香族炭化水素環基の具体例としては、１個の遊離原子価を有する、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フェナントレン環、ペリレン環、テトラセン環、ピレン環、ベンズピレン環、クリセン環、トリフェニレン環、アセナフテン環、フルオランテン環、フルオレン環などが挙げられる。
【００８２】
該芳香族複素環基としては、１個の遊離原子価を有する、５または６員環の単環または２〜４縮合環などが挙げられる。
具体例としては、１個の遊離原子価を有する、フラン環、ベンゾフラン環、チオフェン環、ベンゾチオフェン環、ピロール環、ピラゾール環、イミダゾール環、オキサジアゾール環、インドール環、カルバゾール環、ピロロイミダゾール環、ピロロピラゾール環、ピロロピロール環、チエノピロール環、チエノチオフェン環、フロピロール環、フロフラン環、チエノフラン環、ベンゾイソオキサゾール環、ベンゾイソチアゾール環、ベンゾイミダゾール環、ピリジン環、ピラジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、トリアジン環、キノリン環、イソキノリン環、シノリン環、キノキサリン環、フェナントリジン環、ベンゾイミダゾール環、ペリミジン環、キナゾリン環、キナゾリノン環、アズレン環などが挙げられる。
【００８３】
また、上記Ｌの部分構造において、環Ａ２は、置換基を有していてもよい、含窒素芳香族複素環基を表す。
【００８４】
該含窒素芳香族複素環基としては、１個の遊離原子価を有する、５または６員環の単環または２〜４縮合環などが挙げられる。
具体例としては、１個の遊離原子価を有する、ピロール環、ピラゾール環、イミダゾール環、オキサジアゾール環、インドール環、カルバゾール環、ピロロイミダゾール環、ピロロピラゾール環、ピロロピロール環、チエノピロール環、フロピロール環、チエノフラン環、ベンゾイソオキサゾール環、ベンゾイソチアゾール環、ベンゾイミダゾール環、ピリジン環、ピラジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、トリアジン環、キノリン環、イソキノリン環、キノキサリン環、フェナントリジン環、ベンゾイミダゾール環、ペリミジン環、キナゾリン環、キナゾリノン環などが挙げられる。
【００８５】
環Ａ１または環Ａ２がそれぞれ有していてもよい置換基の例としては、ハロゲン原子；アルキル基；アルケニル基；アルコキシカルボニル基；アルコキシ基；アリールオキシ基；ジアルキルアミノ基；ジアリールアミノ基；カルバゾリル基；アシル基；ハロアルキル基；シアノ基；芳香族炭化水素環基等が挙げられる。
また、環Ａ１が含窒素芳香族複素環基である場合及び環Ａ２は、芳香族炭化水素環基を置換基として有していてもよい。
【００８６】
また、式（III）中、二座配位子Ｌ′は、以下の部分構造を有する配位子を示す。但し、以下の式において、「Ｐｈ」はフェニル基を表す。
【００８７】
【化８】
2016026416.tif 000010
【００８８】
中でも、Ｌ′としては、錯体の安定性の観点から、以下に挙げる配位子が好ましい。
【００８９】
【化９】
2016026416.tif 000011
【００９０】
式（III）で表される化合物として、更に好ましくは、下記式（IIIａ），（IIIｂ），（IIIｃ）で表される化合物が挙げられる。
【００９１】
【化１０】
2016026416.tif 000012
【００９２】
（式（IIIａ）中、Ｍ４は、Ｍと同様の金属を表し、ｗは、上記金属の価数を表し、環Ａ１は、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素環基を表し、環Ａ２は、置換基を有していてもよい含窒素芳香族複素環基を表す。）
【００９３】
【化１１】
2016026416.tif 000013
【００９４】
（式（IIIｂ）中、Ｍ５は、Ｍと同様の金属を表し、ｗは、上記金属の価数を表し、環Ａ１は、置換基を有していてもよい芳香環基を表し、環Ａ２は、置換基を有していてもよい含窒素芳香族複素環基を表す。）
【００９５】
【化１２】
2016026416.tif 000014
【００９６】
（式（IIIｃ）中、Ｍ６は、Ｍと同様の金属を表し、ｗは、上記金属の価数を表し、ｊは、０、１又は２を表し、環Ａ１及び環Ａ１′は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい芳香環基を表し、環Ａ２及び環Ａ２′は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい含窒素芳香族複素環基を表す。）
【００９７】
上記式（IIIａ）〜（IIIｃ）において、環Ａ１及び環Ａ１′の芳香環基の好ましい例としては、フェニル基、ビフェニル基、ナフチル基、アントリル基、チエニル基、フリル基、ベンゾチエニル基、ベンゾフリル基、ピリジル基、キノリル基、イソキノリル基、カルバゾリル基等が挙げられる。
【００９８】
上記式（IIIａ）〜（IIIｃ）において、環Ａ２及び環Ａ２′の含窒素芳香族複素環基の好ましい例としては、ピリジル基、ピリミジル基、ピラジル基、トリアジル基、ベンゾチアゾール基、ベンゾオキサゾール基、ベンゾイミダゾール基、キノリル基、イソキノリル基、キノキサリル基、フェナントリジル基等が挙げられる。
【００９９】
上記式（IIIａ）〜（IIIｃ）における環Ａ１および環Ａ１′の芳香環基、環Ａ２および環Ａ２′の含窒素芳香族複素環基が有していてもよい置換基としては、ハロゲン原子；アルキル基；アルケニル基；アルコキシカルボニル基；アルコキシ基；アリールオキシ基；ジアルキルアミノ基；ジアリールアミノ基；カルバゾリル基；アシル基；ハロアルキル基；シアノ基等が挙げられる。
なお、これら置換基は互いに連結して環を形成してもよい。具体例としては、環Ａ１が有する置換基と環Ａ２が有する置換基とが結合するか、又は、環Ａ１′が有する置換基と環Ａ２′が有する置換基とが結合することにより、一つの縮合環を形成してもよい。このような縮合環としては、７，８−ベンゾキノリン基等が挙げられる。
【０１００】
中でも、環Ａ１、環Ａ１′、環Ａ２及び環Ａ２′の置換基として、より好ましくは、アルキル基、アルコキシ基、芳香族炭化水素環基、シアノ基、ハロゲン原子、ハロアルキル基、ジアリールアミノ基、カルバゾリル基などが挙げられる。
【０１０１】
また、式（IIIａ）〜（IIIｃ）におけるＭ４〜Ｍ６の好ましい例としては、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、銀、レニウム、オスミウム、イリジウム、白金又は金などが挙げられる。
【０１０２】
上記式（III）及び（IIIａ）〜（IIIｃ）で示される有機金属錯体の具体例を以下に示すが、下記の化合物に限定されるものではない。
【０１０３】
【化１３】
2016026416.tif 000015
【０１０４】
【化１４】
2016026416.tif 000016
【０１０５】
上記式（III）で表される有機金属錯体の中でも、特に、配位子Ｌ及び／又はＬ′として２−アリールピリジン系配位子、即ち、２−アリールピリジン、これに任意の置換基が結合したもの、及び、これに任意の基が縮合してなるものを有する化合物が好ましい。
【０１０６】
また、国際公開第２００５／０１９３７３号パンフレットに記載の化合物も、発光材料として使用することが可能である。
【０１０７】
次に、式（IV）で表される化合物について説明する。
【０１０８】
式（IV）中、Ｍ７は金属を表す。具体例としては、周期表第７〜１１族から選ばれる金属として前述した金属が挙げられる。Ｍ７としては、中でも好ましくは、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、銀、レニウム、オスミウム、イリジウム、白金又は金が挙げられ、特に好ましくは、白金、パラジウム等の２価の金属が挙げられる。
【０１０９】
また、式（IV）において、Ｒ９２及びＲ９３は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アラルキル基、アルケニル基、シアノ基、アミノ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、カルボキシル基、アルコキシ基、アルキルアミノ基、アラルキルアミノ基、ハロアルキル基、水酸基、アリールオキシ基、又は芳香環基を表す。
【０１１０】
更に、Ｔが炭素原子の場合、Ｒ９４及びＲ９５は、それぞれ独立に、Ｒ９２及びＲ９３として挙げたものと同様の置換基を表す。また、Ｔが窒素原子の場合は、Ｒ９４及びＲ９５は無い。
【０１１１】
また、Ｒ９２〜Ｒ９５は、更に置換基を有していてもよい。置換基を有する場合、その種類に特に制限はなく、任意の基を置換基とすることができる。
【０１１２】
更に、Ｒ９２〜Ｒ９５のうち任意の２つ以上の基が互いに連結して環を形成してもよい。
【０１１３】
式（IV）で表される有機金属錯体の具体例（Ｔ−１、Ｔ−１０〜Ｔ−１５）を以下に示すが、下記の例示物に限定されるものではない。また、以下の化学式において、「Ｍｅ」はメチル基を表し、「Ｅｔ」はエチル基を表す。
【０１１４】
【化１５】
2016026416.tif 000017
【０１１５】
これらの発光材料は、１種類を単独で用いてもよく、また２種類以上を任意の組み合わせ、および比率で用いてもよい。
【０１１６】
＜分子量＞
本発明における発光材料の分子量は、本発明の効果を著しく損なわない限り任意である。本発明における発光材料の分子量は、好ましくは１００００以下、より好ましくは５０００以下、更に好ましくは４０００以下、特に好ましくは３０００以下である。また、本発明における発光材料の分子量は、通常１００以上、好ましくは２００以上、より好ましくは３００以上、更に好ましくは４００以上である。
【０１１７】
発光材料の分子量は、ガラス転移温度や融点、分解温度等が高く、発光層材料および形成された発光層の耐熱性に優れる点、及び、ガス発生、再結晶化及び分子のマイグレーションなどに起因する膜質の低下や材料の熱分解に伴う不純物濃度の上昇などが起こり難い点では大きいことが好ましい。一方、発光材料の分子量は、有機化合物の精製が容易で、溶剤に溶解させやすい点では小さいことが好ましい。
【０１１８】
本発明に係る発光層には、発光材料が通常０．０１重量％以上、好ましくは０．０５重量％以上、さらに好ましくは０．１重量％以上含有されていることが良い。また、発光層は、発光材料が通常３５重量％以下、好ましくは２０重量％以下、さらに好ましくは１０重量％以下含有されていることが良い。なお、２種以上の発光材料を併用する場合には、これらの合計の含有量が上記範囲に含まれるようにすることが好ましい。
【０１１９】
｛電荷輸送材料｝
有機電界発光素子の発光層において、発光材料は、電荷輸送性能を有するホスト材料から電荷又はエネルギーを受け取って発光することが好ましい。従って、発光層は、通常、例えば、このホスト材料として使用されるような、電荷輸送材料を含む。電荷輸送材料には、正孔輸送性を有する化合物（正孔輸送材料或いは正孔輸送性化合物と称することがある）と、電子輸送性を有する化合物（電子輸送材料或いは電子輸送性化合物と称することがある）がある。発光層は、正孔輸送材料と電子輸送材料の両方を含んでいてもよく、いずれか一方を含んでいてもよい。なお、発光層が正孔輸送性を有する化合物は含んでいるが、電子輸送性を有する化合物を含んでいない場合は、発光層において、正孔輸送性を有する化合物が電子を輸送すれば良い。
【０１２０】
ここで、電荷輸送材料の例としては、芳香族アミン系化合物、フタロシアニン系化合物、ポルフィリン系化合物、チオフェン系化合物、ベンジルフェニル系化合物、フルオレン系化合物、ヒドラゾン系化合物、シラザン系化合物、シラナミン系化合物、ホスファミン系化合物、キナクリドン系化合物、トリフェニレン系化合物、カルバゾール系化合物、ピレン系化合物、アントラセン系化合物、フェナントロリン系化合物、キノリン系化合物、ピリジン系化合物、トリアジン系化合物、オキサジアゾール系化合物、イミダゾール系化合物等が挙げられる。
【０１２１】
これらの電荷輸送材料は、１種類を単独で用いてもよく、また２種類以上を任意の組み合わせ、及び比率で用いてもよい。
【０１２２】
＜電子輸送材料＞
発光層に含まれる電子輸送材料は、電子輸送性のユニットを有する化合物であることが好ましい。電子輸送性のユニット（電子輸送ユニット）とは、電子に対する耐久性に優れており、電子輸送性を有する構造（ユニット）である。また、発光層に２種以上の電荷輸送材料が含まれる場合、この電子輸送ユニットを有する化合物が前述の電子輸送を担う電荷輸送材料となりやすい。
【０１２３】
本発明における電子輸送ユニットとは、ユニットに電子が入り易く、また入った電子を安定化し易いユニットである。例えばピリジン環等は窒素原子のために環が僅かに電子不足であり、電子を受け取りやすく、環に入った電子は非局在化されることにより、ピリジン環上で安定化する。
【０１２４】
上記の様な性能を有するユニットの構造としては、ｓｐ２混成軌道からなるヘテロ原子を含む単環又は縮合環が挙げられる。ここで、ヘテロ原子は、ｓｐ２混成軌道を形成しやすく、電子に対する安定性が高く、電子輸送性が高いことから窒素原子、酸素原子、硫黄原子及びセレン原子が好ましく、窒素原子が特に好ましい。電荷輸送材料料が有するｓｐ２混成軌道を有するヘテロ原子の数は、電子輸送性が高い点では、多いことが好ましい。
【０１２５】
以下に電子輸送ユニットの例を挙げるが、これらに限定されるものではない。
【０１２６】
電子輸送ユニットとしては具体的には、キノリン環、キナゾリン環、キノキサリン環、フェナントロリン環、ピリジン環、ピリミジン環、ピリダジン環、ピラジン環、トリアジン環、チアジアゾール環、ベンゾチアジアゾール環、キノリノール金属錯体、フェナントロリン金属錯体、ヘキサアザトリフェニレン構造、テトラシアルベンゾキノリン構造等が挙げられる。この中でも電子に対する安定性が高く、電子輸送性が高いことから、好ましくは、キノリン環、キナゾリン環、キノキサリン環、フェナントロリン環、ピリジン環、ピリミジン環、ピリダジン環、ピラジン環、トリアジン環などが挙げられ、中でも電気的安定性に優れる点で好ましくは、キノリン環、キナゾリン環、ピリジン環、ピリミジン環、トリアジン環、１，１０−フェナントロリン環などが挙げられる。
【０１２７】
尚、上記電子輸送ユニットが窒素原子を含む６員環の単環又は縮合環である場合、窒素原子に対して、ｏ−位及びｐ−位が全て芳香環で置換されていることが好ましい。
この理由は次の通りである。即ち、窒素原子を含む６員環のｏ−位及びｐ−位は、活性部位であり、ここが芳香環基によって置換されることで電子が非局在化する。このことで、電子により安定となる。
【０１２８】
尚、上記電子輸送ユニットが窒素原子を含む６員環の縮合環である場合は、窒素原子のｏ−位及びｐ−位のうち、縮合環の一部を形成していない部位が、芳香環基で置換されていればよい。
【０１２９】
電子輸送材料としては、電子に対する安定性が高く、電子輸送性が高いことから、下記（ｂ）群（電子輸送ユニット）に挙げられる環の誘導体を有する有機化合物がより好ましい。
【０１３０】
【化１６】
2016026416.tif 000018
【０１３１】
（但し、上記（ｂ）群に含まれる環はいずれも、窒素原子に対して、ｏ−位及びｐ−位が全て芳香環基で置換されている。）
【０１３２】
前記（ｂ）群中の、窒素原子に対して、同一環状の２，４，６位の炭素原子上の水素原子が置換されている芳香環基は、特に制限はない。つまり、芳香族炭化水素環基であっても、芳香族複素環基であってもよいが、電気的酸化に対して優れた耐久性を有する点で、芳香族炭化水素環基であることが好ましい。芳香環基の炭素数は、６〜３０が好ましく、また、芳香環基が縮合環基の場合、その縮合している芳香環の数は２〜４が好ましい。
【０１３３】
ここで、上記（ｂ）群に含まれる環構造が有する好ましい置換基としては、ハロゲン原子、及び、更に置換基を有していてもよい、炭素数１〜１０のアルキル基、炭素数２〜１０のアルケニル基又は炭素数６〜３０の１価の芳香族炭化水素環基などが挙げられる。
【０１３４】
また、低分子量の電子輸送材料として、２，５−ビス（１−ナフチル）−１，３，４−オキサジアゾール（ＢＮＤ）、２，５−ビス（６’−（２’，２”−ビピリジル））−１，１−ジメチル−３，４−ジフェニルシロール（ＰｙＰｙＳＰｙＰｙ）、バソフェナントロリン（ＢＰｈｅｎ）、２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（ＢＣＰ、バソクプロイン）、２−（４−ビフェニリル）−５−（ｐ−ターシャルブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（ｔＢｕ−ＰＢＤ）、４，４’−ビス（９−カルバゾール）−ビフェニル（ＣＢＰ）等が挙げられる。
【０１３５】
なお、発光層において、電子輸送材料は、１種のみを用いてもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
【０１３６】
＜正孔輸送材料＞
発光層に含まれる正孔輸送材料は、正孔輸送性のユニットを有する化合物であることが好ましい。正孔輸送性のユニット（正孔輸送ユニット）とは、正孔に対する耐久性に優れており、正孔輸送性を有する構造（ユニット）である。
【０１３７】
本発明における正孔輸送ユニットとは、発光層から正孔を取り出し易いイオン化ポテンシャルを有し、また正孔に安定であるユニットであることを示す。
発光層から正孔を取り出し易いイオン化ポテンシャルとは、通常５．４ｅＶ以上、好ましくは５．５ｅＶ以上、より好ましくは５．６ｅＶ以上であり、また、一方、通常６．３ｅＶ以下、好ましくは６．２ｅＶ、より好ましくは６．１ｅＶ以下である。
また、正孔に安定であるとは、正孔輸送ユニットが、ラジカル状態になっても分解され難いということである。これは、ラジカルカチオンが非局在化されることにより、ラジカル状態でも安定化するということである。
【０１３８】
上記の様な性能を有するユニットの構造としては、ｓｐ３軌道を有するヘテロ原子を含む構造、又は、炭素数が４ｎ系の芳香族縮合環などが挙げられる。
【０１３９】
以下に正孔輸送ユニットの例を挙げるが、これらに限定されるものではない。
【０１４０】
正孔輸送ユニットとしては、具体的にはカルバゾール環、フタロシアニン環、ナフタロシアニン構造、ポルフィリン構造、トリアリールアミン構造、トリアリールホスフィン構造、ベンゾフラン環、ジベンゾフラン環、ピレン環、フェニレンジアミン構造、ピロール環、ベンジジン構造、アニリン構造、ジアリールアミン構造、イミダゾリジノン構造、ピラゾール環等が挙げられる。この中でも正孔に対する安定性に優れ、正孔輸送性が高いことから、好ましくは、カルバゾール環、ベンゾフラン環、ジベンゾフラン環、ピレン環、トリアリールアミン構造であり、より好ましくはカルバゾール環、ベンゾフラン環、ジベンゾフラン環、ピレン環であり、特に好ましくはカルバゾール環、ピレン環である。
【０１４１】
正孔輸送材料としては、正孔に対する安定性に優れ、正孔輸送性が高いことから、下記（ａ）群（正孔輸送ユニット）に挙げられる何れかの環の誘導体を有する有機化合物がより好ましい。
【０１４２】
【化１７】
2016026416.tif 000019
【０１４３】
これらの環構造は、置換基を有していてもよく、好ましい置換基としては、ハロゲン原子、及び、更に置換基を有していてもよい、炭素数１〜１０のアルキル基、炭素数２〜１０のアルケニル基又は炭素数６〜３０の１価の芳香族炭化水素環基などが挙げられる。
【０１４４】
より具体的には、低分子量の正孔輸送材料の例として、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニルに代表される、２個以上の３級アミンを含み２個以上の縮合芳香族環が窒素原子に置換した芳香族アミン系化合物（特開平５−２３４６８１号公報）、４，４’，４”−トリス（１−ナフチルフェニルアミノ）トリフェニルアミン等のスターバースト構造を有する芳香族アミン系化合物（Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ，  １９９７年，  Ｖｏｌ．７２−７４，  ｐｐ．９８５）、トリフェニルアミンの四量体から成る芳香族アミン系化合物（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，  １９９６年，  ｐｐ．２１７５）、２，２’，７，７’−テトラキス−（ジフェニルアミノ）−９，９’−スピロビフルオレン等のフルオレン系化合物（Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ  Ｍｅｔａｌｓ，  １９９７年，Ｖｏｌ．９１  ，ｐｐ．２０９）等が挙げられる。また、後述の［正孔注入層］における（低分子量の正孔輸送材料）として例示した化合物を用いることができる。
【０１４５】
なお、発光層において、正孔輸送材料は、１種のみを用いてもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
【０１４６】
＜分子量＞
本発明における電荷輸送材料の分子量は、本発明の効果を著しく損なわない限り任意である。本発明における電荷輸送材料の分子量は、通常１００００以下、好ましくは５０００以下、より好ましくは４０００以下、更に好ましくは３０００以下である。また、本発明における電荷輸送材料の分子量は、通常１００以上、好ましくは２００以上、より好ましくは３００以上、更に好ましくは４００以上である。
【０１４７】
電荷輸送材料の分子量が上記範囲内であると、ガラス転移温度や融点、分解温度等が高く、発光層材料および形成された発光層の耐熱性が良好である点、及び、再結晶化や分子のマイグレーションなどに起因する膜質の低下や、材料の熱分解に伴う不純物濃度の上昇などが起こり難く、素子性能に優れる点、また、精製が容易である点などで好ましい。  
【０１４８】
＜電子親和力（ＥＡ）＞
発光層には、上述のような電荷輸送材料の１種のみが含まれていてもよく、２種以上が含まれていてもよい。発光層に２種以上の電荷輸送材料が含まれる場合、主に正孔の輸送を担う電荷輸送材料（正孔輸送材料）のＥＡに比べて、主に電子輸送を担う電荷輸送材料（電子輸送材料）のＥＡの方が大きいことが望ましい。即ち、一般的に、同一の層に複数の電荷輸送材料が含まれる場合、電子はＥＡの大きい材料に乗りやすいため、ＥＡの大きい電荷輸送材料を電子輸送材料とすることで、高発光効率・長寿命の素子を作製する事が可能となる。
【０１４９】
本発明に係る発光層に含まれる電子輸送を担う電荷輸送材料のＥＡの絶対値｜ＥＡ１｜は、電子を輸送するエネルギー準位に電子が存在する際に化合物が安定状態となりやすい点では大きいことが好ましいが、また、一方で、安定なラジカルアニオンの形成による電荷の輸送や授受、励起子の生成阻害などが起こり難い点では、小さいことが好ましい。具体的には、｜ＥＡ１｜は、２．４０ｅＶ以上であることが好ましく、２．５０ｅＶであることが更に好ましく、また、一方で、３．３０ｅＶ以下であることが好ましく、３．２０ｅＶ以下であることが好ましい。
【０１５０】
電荷輸送材料の化学構造と｜ＥＡ｜との間には、大凡、以下の傾向が認められることが多い。例えば、芳香族性を有する６員環単環を中心に有する材料の場合、ベンゼン環（ヘテロ原子０個）＜ピリジン環（ヘテロ原子１個）＜ピリミジン環（ヘテロ原子２個）＜トリアジン環（ヘテロ原子３個）の順に｜ＥＡ｜が大きくなる傾向がある。また、同じ構造の芳香環の縮環の場合、ベンゼン環（単環）＜ナフタレン環（２縮合環）＜アントラセン環（３縮合環）＜クリセン環（４縮合環）の順に｜ＥＡ｜が大きくなる傾向がある。
【０１５１】
本発明に係る発光層には、電荷輸送材料を通常６５重量％以上、好ましくは８０重量％以上、さらに好ましくは９０重量％以上含有することが良い。また、発光層は電荷輸送材料を通常９９．９９重量％以下、好ましくは９９．９５重量％以下、さらに好ましくは９９．９重量％以下含有することが良い。なお、２種以上の電荷輸送材料を併用する場合には、これらの合計の含有量が上記範囲に含まれるようにするのが好ましい。
【０１５２】
｛発光層の形成｝
本発明に係る発光層は、材料の利用効率が高く、また、その陽極側に形成される正孔輸送層と適度に混ざることにより正孔の注入性が良好となりやすいことから、湿式成膜法で形成されるのが好ましい。
【０１５３】
本発明において湿式成膜法とは、成膜方法、即ち、塗布方法として、例えば、スピンコート法、ディップコート法、ダイコート法、バーコート法、ブレードコート法、ロールコート法、スプレーコート法、キャピラリーコート法、インクジェット法、ノズルプリンティング法、スクリーン印刷法、グラビア印刷法、フレキソ印刷法等の湿式で成膜させる方法を採用し、この塗布膜を乾燥させて膜形成を行う方法をいう。これらの成膜方法の中でも、スピンコート法、スプレーコート法、インクジェット法、ノズルプリンティング法が好ましい。
【０１５４】
湿式成膜法により発光層を形成する場合は、通常、上述の発光材料、電荷輸送材料、及び必要に応じて用いられる後述のその他の材料を適切な溶剤に溶解させることにより調製した発光層形成用組成物を用いて成膜することにより形成する。
【０１５５】
発光層の湿式成膜法に用いる溶剤は、発光材料及び電荷輸送材料などの発光層の形成に用いる材料が良好に溶解又は分散する溶剤であれば特に限定されない。
【０１５６】
溶剤の溶解性としては、２５℃、１気圧下で、発光材料及び電荷輸送材料を、各々、通常０．０１重量％以上、好ましくは０．０５重量％以上、さらに好ましくは０．１重量％以上溶解することが好ましい。
【０１５７】
以下に溶剤の具体例を挙げるが、本発明の効果を損なわない限り、溶剤は、これらに限定されるものではない。
【０１５８】
溶剤としては、例えば、ｎ−デカン、シクロヘキサン、エチルシクロヘキサン、デカリン、ビシクロヘキサン等のアルカン類；トルエン、キシレン、メチシレン、シクロヘキシルベンゼン、テトラメチルシクロヘキサノン、テトラリン等の芳香族炭化水素類；クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、トリクロロベンゼン等のハロゲン化芳香族炭化水素類；１，２−ジメトキシベンゼン、１，３−ジメトキシベンゼン、アニソール、フェネトール、２−メトキシトルエン、３−メトキシトルエン、４−メトキシトルエン、２，３−ジメチルアニソール、２，４−ジメチルアニソール、ジフェニルエーテル等の芳香族エーテル類；酢酸フェニル、プロピオン酸フェニル、安息香酸メチル、安息香酸エチル、安息香酸エチル、安息香酸プロピル、安息香酸ｎ−ブチル等の芳香族エステル類、シクロヘキサノン、シクロオクタノン、フェンコン等の脂環族ケトン類；シクロヘキサノール、シクロオクタノール等の脂環族アルコール類；メチルエチルケトン、ジブチルケトン等の脂肪族ケトン類；ブタノール、ヘキサノール等の脂肪族アルコール類；エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、プロピレングリコール−１−モノメチルエーテルアセタート（ＰＧＭＥＡ）等の脂肪族エーテル類；等が挙げられる。
溶剤は、中でも好ましくは、アルカン類や芳香族炭化水素類である。
【０１５９】
これらの溶剤は１種類を単独で用いてもよく、また２種類以上を任意の組み合わせ、及び比率で用いてもよい。
【０１６０】
また、より均一な膜を得るためには、成膜直後の液膜から溶剤が適当な速度で蒸発することが好ましい。このため、溶剤の沸点は、通常８０℃以上、好ましくは１００℃以上、より好ましくは１２０℃以上であることが良い。また、溶剤の沸点は、通常２７０℃以下、好ましくは２５０℃以下、より好ましくは沸点２３０℃以下であることが良い。  
【０１６１】
｛発光層形成用組成物の組成｝
本発明における発光層形成用組成物は、発光材料を通常０．０１重量％以上、好ましくは０．０５重量％以上、さらに好ましくは０．１重量％以上含有しているのが良い。また、発光材料を通常２０重量％以下、好ましくは１０重量％以下、さらに好ましくは５重量％以下含有することが良い。
本発明における発光層形成用組成物は、電荷輸送材料を通常０．１重量％以上、好ましくは０．５重量％以上、さらに好ましくは１重量％以上含有しているのが良い。また、通常２０重量％以下、好ましくは１０重量％以下、さらに好ましくは５重量％以下含有することが良い。
また、発光層形成用組成物中の発光材料と電荷輸送材料との含有量の比（発光材料／電荷輸送材料重量比）は、通常０．０１以上、好ましくは０．０３以上であることが良い。また、発光層形成用組成物中の発光材料と電荷輸送材料との含有量の比（発光材料／電荷輸送材料重量比）は、通常０．５以下、好ましくは０．２以下であることが良い。
【０１６２】
本発明に係る発光層形成用組成物における溶剤の含有量は、本発明の効果を著しく損なわない限り任意である。発光層形成用組成物中の溶剤の含有量が多いと、粘性が低く、成膜の作業性に優れる点で好ましい。一方、溶剤の含有量が少ないと、成膜後に溶剤を除去して得られる膜の厚みを稼ぎやすく、成膜が容易である点で好ましい。具体的には、溶剤の含有量は、発光層形成用組成物１００重量部に対して、好ましくは１０重量部以上、より好ましくは５０重量部以上、特に好ましくは８０重量部以上であることが良い。また、溶剤の含有量は、好ましくは９９．９５重量部以下、より好ましくは９９．９重量部以下、特に好ましくは９９．８重量部以下であることが良い。なお、発光層形成用組成物として２種以上の溶剤を混合して用いる場合には、これらの溶剤の合計がこの範囲を満たすようにするのが好ましい。
【０１６３】
本発明における発光層形成用組成物は、成膜性の向上を目的として、レベリング剤や消泡剤等の各種添加剤を含有してもよい。
【０１６４】
本発明における発光層形成用組成物中の発光材料、正孔輸送材料、電子輸送材料等の合計量である固形分濃度は、膜厚ムラが生じ難い点では少ないことが好ましいが、また、一方で、膜に欠陥が生じ難い点では多いことが好ましい。具体的には、通常０．０１重量％以上、通常７０重量％以下であることがよい。
【０１６５】
発光層は、通常、このような発光層形成用組成物を発光層の下層となる層（通常は後述の正孔注入層又は正孔輸送層）上に湿式成膜後、得られた塗膜を乾燥し、溶剤を除去することにより形成される。
【０１６６】
｛膜厚｝
発光層の膜厚は本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、膜に欠陥が生じ難い点では厚いことが好ましいが、また、一方で、駆動電圧が低くなりやすい点では薄いことが好ましい。発光層の膜厚は具体的には、通常３ｎｍ以上、好ましくは５ｎｍ以上、また、通常２００ｎｍ以下、好ましくは１００ｎｍ以下の範囲であるのがよい。
【０１６７】
なお、有機電界発光素子には、発光層は２層以上設けてもかまわない。発光層が２層以上の場合、各層の条件は上述の通りであるが、隣接電子輸送層とのＥＡについての規定は、陰極側に隣接して電子輸送層を有する発光層のみが満たせばよい。
【０１６８】
［隣接電子輸送層］
隣接電子輸送層は、発光層と陰極との間に、発光層と隣接して設けられた電子輸送性を有する誘電体の層である。隣接電子輸送層は、陰極から注入された電子を発光層へ輸送する電子輸送性と、発光層へ輸送されてきた正孔が陰極側へ漏れる事を防止する正孔阻止性、又は発光層で発生した励起子が拡散することを防ぐ正孔緩和性を有することが好ましい。
【０１６９】
隣接電子輸送層の形成方法に制限はない。従って、湿式成膜法、蒸着法や、その他の方法で形成することができる。
【０１７０】
隣接電子輸送層の膜厚は、本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、通常０．３ｎｍ以上、好ましくは０．５ｎｍ以上、また、通常１００ｎｍ以下、好ましくは５０ｎｍ以下である。
【０１７１】
｛電荷輸送材料｝
本発明において、隣接電子輸送層には、電子輸送性、電子の通電に対する耐性及び正孔の通電に対する耐性が必要となるため、隣接電子輸送層を形成する電荷輸送材料としては、好ましくは電子輸送性のユニットと正孔輸送性のユニットとを有する有機化合物が用いられる。ここで、前述の通り、正孔輸送ユニットは、正孔に対する耐久性に優れており、正孔輸送性を有する構造である。また、電子輸送ユニットは、電子に対する耐久性に優れており、電子輸送性を有する構造である。すなわち、本発明に係る隣接電子輸送層には、電気的酸化還元に対する耐久性に優れた電荷輸送材料が含まれていることが好ましい。
【０１７２】
隣接電子輸送層に含まれる電荷輸送材料が有する正孔輸送ユニット及び電子輸送ユニットの数は、電荷輸送材料が正孔輸送性と電子輸送性を有していれば、制限は無いが、電荷輸送性の高さの点では多いのが好ましく、また、一方、精製の容易さの点では少ないのが好ましい。具体的には、正孔輸送ユニットと電子輸送ユニットの各々について、１個以上であるのが好ましく、また、一方、１０個以下であるのが好ましく、５個以下であるのが更に好ましい。
【０１７３】
正孔輸送ユニットと電子輸送ユニットの数の比率については、同数でも、一方のユニット数が他方のユニット数より多くてもよいが、電子輸送ユニットの数の方が正孔輸送ユニットの数より多くするのが好ましい。このように一方のユニット数が他方のユニット数より多い場合は、その差が１個以上であるのが好ましく、また、一方、５個以下であるのが好ましく、３個以下であるのが更に好ましい。
【０１７４】
正孔輸送ユニット及び電子輸送ユニットが有する構造及び好ましい具体例については、発光層における正孔輸送材料の正孔輸送ユニット及び電子輸送材料の電子輸送ユニットとして前述した通りである。
【０１７５】
正孔輸送ユニットと電子輸送ユニットは、各ユニットが正孔輸送性及び電子輸送性が発現すれば、両ユニットがどのように結合していてもよい。具体的には、両ユニットが直接結合していてもよいし、両ユニットの間に結合基を介していてもよい。
正孔輸送ユニットと電子輸送ユニットを介する結合基としては、置換基を有していてもよいアルキレン基、置換基を有していてもよいアルケニレン基及び置換基を有していてもよい２価の芳香族炭化水素環基等が好ましい。
【０１７６】
アルキレン基の炭素数は、１以上であるのが好ましく、また、一方、１０以下であるのが好ましく、８以下であるのが更に好ましい。具体的な例としては、メチレン基、１，２−エチレン基、１，３−プロピレン基、１，４−ブチレン基、１，５−ペンチレン基及び１，８−オクチレン基等が挙げられ、このうち、合成が簡便なメチレン基及び１，２−エチレン基が好ましい。
【０１７７】
アルケニレン基の炭素数は、２以上であるのが好ましく、また、一方、１０以下であるのが好ましく、６以下であるのが更に好ましい。具体例としては、１，２−ビニレン基、１，３−プロペニレン基、１，２−プロペニレン基及び１，４−ブテニレン基等が挙げられ、このうち、分子の平面性向上により共役面が広がり、電荷が非局在化して、安定性が向上しやすいことからビニレン基が好ましい。
【０１７８】
２価の芳香族炭化水素環基の炭素数は、６以上であるのが好ましく、また、一方、３０以下であるのが好ましい。２価の芳香族炭化水素環基が縮合環を有する場合、縮合している環の数は、５個以下であるのが好ましい。すなわち、単環及び２〜５縮合環、又はこれらが複数個連結してなる２価の基が好ましい。ここで、芳香族炭化水素環が複数個ある場合、環の安定性が高い点から、２〜８個であるのが好ましく、２〜５個であるのが更に好ましい。２価の芳香族炭化水素環基の具体例としては、２個の遊離原子価を有するベンゼン環、ナフタレン環、フェナントレン環、アントラセン環、トリフェニレン環、クリセン環、ナフタセン環、ペリレン環、コロネン環等が挙げられる。このうち、環の安定性が高い点から、２個の遊離原子価を有するベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、トリフェニレン環等が好ましい。
【０１７９】
２価の芳香族炭化水素環基の特に好ましい具体例を以下構造式Ｓ１〜Ｓ１５で表すが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【０１８０】
【化１８】
2016026416.tif 000020
【０１８１】
正孔輸送ユニットと電子輸送ユニットの結合基は、置換基を有していても有していなくてもよいが、電子に対する安定性向上により分子の結晶性が低下して、膜の安定性が向上しやすい点では、無置換であるのが好ましい。また、一方、化合物の電気的安定性の点では、置換基を有するのが好ましい。結合基が置換基を有する場合、その置換基としては、アルキル基、芳香族炭化水素環基、芳香族複素環基、アルコキシ基、（ヘテロ）アリールオキシ基、アルキルチオ基、（ヘテロ）アリールチオ基、シアノ基等が好ましい（ここで、「（ヘテロ）アリール」とは「アリール」と「ヘテロアリール」の双方を意味する。）。このうち、アルキル基が化合物の安定性の点で好ましい。なお、ここで、置換基としてアルキル基を有するのは、結合基がアルキレン基以外の基である場合をいい、置換基として芳香族炭化水素環基を有するのは、結合基が芳香族炭化水素環基以外の基である場合をいう。
【０１８２】
置換基のアルキル基の炭素数は、１以上であるのが好ましく、また、一方、２０以下であるのが好ましい。置換基としてのアルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、ｉｓｏ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ヘキシル基、オクチル基、シクロヘキシル基、デシル基及びオクタデシル基等が挙げられ、このうち、原料が入手しやすく、安価に合成しやすいことからメチル基、エチル基及びイソプロピル基が好ましく、メチル基及びエチル基が特に好ましい。
【０１８３】
置換基の芳香族炭化水素環基の炭素数は、６以上であるのが好ましく、また、一方、２５以下であるのが好ましい。置換基としての芳香族炭化水素環基の具体例としては、フェニル基、１−ナフチル基、２−ナフチル基などのナフチル基；９−フェナンチル基、３−フェナンチル基などのフェナンチル基、１−アントリル基、２−アントリル基、９−アントリル基などのアントリル基；１−ナフタセニル基、２−ナフタセニル基などのナフタセニル基；１−クリセニル基、２−クリセニル基、３−クリセニル基、４−クリセニル基、５−クリセニル基、６−クリセニル基などのクリセニル基；１−ピレニル基などのピレニル基、１−トリフェニレニル基などのトリフェニレニル基及び１−コロネニル基などのコロネニル基、４−ビフェニル基、３−ビフェニル基のビフェニル基等が挙げられる。これらのうち、化合物の安定性の点から、フェニル基、２−ナフチル基及び３−ビフェニル基等が好ましく、フェニル基が精製の容易さから特に好ましい。
【０１８４】
置換基の芳香族複素環基の炭素数は、３以上であるのが好ましく、また、一方、２０以下であるのが好ましい。置換基としての芳香族複素環基の具体例としては、２−チエニル基などのチエニル基；２−フリル基などのフリル基；２−イミダゾリル基などのイミダゾリル基；９−カルバゾリル基などのカルバゾリル基；２−ピリジル基などのピリジル基及び１，３，５−トリアジン−２−イル基などのトリアジニル基等が挙げられる。中でも、化合物の安定性の面からカルバゾリル基が好ましく、９−カルバゾリル基が特に好ましい。
【０１８５】
置換基のアルコキシ基の炭素数は、１以上であるのが好ましく、また、一方、２０以下であるのが好ましい。置換基としてのアルコキシ基の具体例としては、メトキシ基、エトキシ基、イソプロピルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基、オクタデシルオキシ基等が挙げられる。
【０１８６】
置換基の（ヘテロ）アリールオキシ基の炭素数は、３以上であるのが好ましく、また、一方、２０以下であるのが好ましい。置換基としての（ヘテロ）アリールオキシ基の具体例としては、フェノキシ基、１−ナフチルオキシ基、９−アントラニルオキシ基、２−チエニルオキシ基等が挙げられる。
【０１８７】
置換基のアルキルチオ基の炭素数は、１以上であるのが好ましく、また、一方、２０以下であるのが好ましい。置換基としてのアルキルチオ基の具体例としては、メチルチオ基、エチルチオ基、イソプロピルチオ基、シクロヘキシルチオ基等が挙げられる。
【０１８８】
置換基の（ヘテロ）アリールチオ基の炭素数は、３以上であるのが好ましく、また、一方、２０以下であるのが好ましい。置換基としての（ヘテロ）アリールチオ基の具体例としては、フェニルチオ基、１−ナフチルチオ基、９−アントラニルチオ基、２−チエニルチオ基等が挙げられる。
【０１８９】
隣接電子輸送層に含まれる電荷輸送材料としては、例えば、下記一般式（５）〜（７）で表される構造を有する化合物が好ましい。
【０１９０】
（Ａ）ｍ−（Ｌ）ｌ−（Ｂ）ｎ  （５）
（Ｂ）−（Ｌ−Ａ）ｘ          （６）
（Ａ）−（Ｌ−Ｂ）ｙ          （７）
（式中、Ａは置換基を有していてもよい炭素数１〜３０の正孔輸送ユニットを示し、Ｂは置換基を有していてもよい炭素数１〜３０の電子輸送ユニットを示し、Ｌは置換基を有していても良い炭素数１〜３０の炭化水素基を示し、ｌは０〜３の整数を示し、ｍ及びｎは各々１〜４の整数を示す。ｌ、ｍ及び／又はｎが２以上の場合、複数含まれるＬ、Ａ、Ｂは、各々同一であっても異なってもよい。また、ｘ及びｙは１〜４の整数を示し、ｘ又はｙが２以上の整数の場合、複数含まれるＬ−Ａ、Ｌ−Ｂは各々同一であっても異なってもよい。）
【０１９１】
なお、一般式（５）及び（６）におけるＡは、どちらも１価の基を示し、一般式（７）
におけるＡは、ｙ価の基を示す。同様に、一般式（５）及び（７）におけるＢは、どちらも１価の基を示し、一般式（６）におけるＢは、ｘ価の基を示す。一般式（５）における（Ｌ）ｌは、ｍ＋ｎ価の基を示し、一般式（６）〜（７）におけるＬは、何れも２価の基を示す。
【０１９２】
ここで、Ａは、前述の正孔輸送ユニット、Ｂは、前述の電子輸送ユニット、Ｌは前述の結合基として詳述したものが各々好ましく、その具体例及び好ましい態様についても同様である。また、Ｌは、置換基を有していてもよい炭素数１〜１０の飽和炭化水素基、炭素数２〜１０の不飽和炭化水素基又は炭素数６〜３０の芳香族炭化水素環基であるのが特に好ましい。
【０１９３】
式（５）〜（７）の構造は、具体的には、式（５）でｌ、ｍ及びｎが１の場合、式（６）でｘが１の場合、及び式（７）でｙが１の場合は、何れも「Ａ−Ｌ−Ｂ」となる。また、式（５）〜（７）は、各々、例えば、以下の式（５’）〜（７’）のような構造となる。
【０１９４】
【化１９】
2016026416.tif 000021
【０１９５】
次に、隣接電子輸送層を形成する電荷輸送材料として好ましく用いられる化合物を列挙する。
【０１９６】
【化２０】
2016026416.tif 000022
【０１９７】
【化２１】
2016026416.tif 000023
【０１９８】
【化２２】
2016026416.tif 000024
【０１９９】
【化２３】
2016026416.tif 000025
【０２００】
本発明に係る隣接電子輸送層には、上述の電荷輸送材料の１種のみが含まれていてもよく、２種以上が任意の組み合わせ及び比率で含まれていてもよい。
【０２０１】
＜分子量＞
隣接電子輸送層を形成する電荷輸送材料として用いられる有機化合物の分子量は、耐熱性が良好で、ガス発生の原因となりにくく、また精製が容易で、高純度化し易い点で以下の範囲が好ましい。すなわち、通常１００００以下、好ましくは５０００以下、より好ましくは４０００以下、さらに好ましくは３０００以下、また、通常１００以上、好ましくは２００以上、より好ましくは３００以上、さらに好ましくは４００以上の範囲であるのがよい。  
【０２０２】
＜電子親和力（ＥＡ）＞
隣接電子輸送層には、上述のような電荷輸送材料の１種のみが含まれていてもよく、２種以上が含まれていてもよい。隣接電子輸送層が２種以上の電荷輸送材料を有する場合、主に正孔の輸送を担う電荷輸送材料（正孔輸送材料）のＥＡに比べて、主に電子輸送を担う電荷輸送材料（電子輸送材料）のＥＡの方が大きいことが望ましい。即ち、一般的に、同一の層に複数の電荷輸送材料が含まれる場合、電子はＥＡの大きい材料に乗りやすいため、ＥＡの大きい電荷輸送材料を電子輸送材料とすることで、高発光効率・長寿命の素子を作製する事が可能となる。
【０２０３】
また、本発明に係る隣接電子輸送層に含まれる電荷輸送材料のＥＡの絶対値｜ＥＡ｜は、電子を輸送するエネルギー準位に電子が存在する際に化合物が安定状態となりやすい点では大きいことが好ましいが、また、一方で、安定なラジカルアニオンの形成による電荷の輸送や授受、励起子の生成阻害などが起こり難い点では、小さいことが好ましい。具体的には、隣接電子輸送層中の電荷輸送材料のうち、最もＥＡの絶対値の大きい電荷輸送材料のＥＡの絶対値（隣接電子輸送層中に電荷輸送材料を１種のみ含む場合は当該電荷輸送材料のＥＡの絶対値、２種以上の電荷輸送材料を含む場合は、複数の電荷輸送材料のうち、ＥＡの絶対値が最も大きい電荷輸送材料のＥＡの絶対値）、即ち｜ＥＡ２｜は、２．３０ｅＶ以上であることが好ましく、２．４０ｅＶ以上であることが更に好ましく、また、一方、３．２０ｅＶ以下であることが好ましく、３．１０ｅＶ以下であることが更に好ましい。
そして、電荷輸送材料の化学構造と｜ＥＡ｜との間には、大凡、上述の傾向が認められることが多い。
【０２０４】
［｜ＥＡ１｜と｜ＥＡ２｜との関係］
本発明の有機電界発光素子は、発光層に含有される電荷輸送材料のうち、電子輸送を担う電荷輸送材料の電子親和力の絶対値｜ＥＡ１｜と、隣接電子輸送層に含有される電荷輸送材料のうち、最も絶対値が大きい電子親和力を有する電荷輸送材料の電子親和力の絶対値｜ＥＡ２｜とが、下記式（１）、好ましくは下記式（３）で表される関係を満たすことを特徴とする。
式（１）：０．００ｅＶ≦｜ＥＡ１｜−｜ＥＡ２｜≦０．２０ｅＶ
式（３）：０．００ｅＶ＜｜ＥＡ１｜−｜ＥＡ２｜≦０．２０ｅＶ
即ち、本発明の有機電界発光素子は、発光層内の電荷輸送材料の｜ＥＡ１｜が隣接電子輸送層内の電荷輸送材料の｜ＥＡ２｜以上、好ましくは｜ＥＡ１｜が｜ＥＡ２｜より大きいことを特徴とする。
【０２０５】
そして、この構成とすることによる作用機構については、前述のように推定されることから、本発明において｜ＥＡ１｜−｜ＥＡ２｜は０．００ｅＶ以上、好ましくは０．０１ｅＶ以上、特に好ましくは０．０４ｅＶ以上であるのがよい。また、本発明において｜ＥＡ１｜−｜ＥＡ２｜は、０．２０ｅＶ以下、好ましくは０．１９ｅＶ以下、より好ましくは０．１７ｅＶ以下であるのがよい。
【０２０６】
なお、本発明において、発光層に含まれる電荷輸送材料と隣接電子輸送層に含まれる電荷輸送材料とは同一であってもよく、異なる材料であってもよいが、隣接電子輸送層が発光層に含有される電荷輸送材料とは異なる電荷輸送材料を含有していることが好ましい。この理由は、発光層に含まれる電荷輸送材料は発光材料を効率よく発光させる特性が求められるのに対し、隣接電子輸送層は一般的に電子の効率の良い輸送と正孔の阻止］乃至［は緩和を目的とするため、求められる材料特性が異なるためである。
【０２０７】
特に、発光層及び／又は隣接電子輸送層が２種以上の電荷輸送材料を含有する場合、各層の中で最もＥＡの大きい電荷輸送材料同士が異なる材料であることが好ましい。この理由も、主に電子輸送は、各層の最も｜ＥＡ｜の大きい電荷輸送材料が担うが、前述のように、両層における電荷輸送材料に求められる性能が異なるため、最適な材料が自ずと異なることに起因する。
【０２０８】
発光層に含有される電荷輸送材料と隣接電子輸送層に含有される電荷輸送材料とが前記式（１）、好ましくは前記式（３）を満たす本発明の有機電界発光素子を作製するには、上述の電荷輸送材料の化学構造と｜ＥＡ｜との間の傾向を参照して、電荷輸送材料の組合せを仮選択し、各電荷輸送材料について、前述の方法に従ってＥＡを測定し、発光層に用いる電荷輸送材料と隣接電子輸送層に用いる電荷輸送材料が、前記式（１）、好ましくは前記式（３）の関係を満たすように、発光層に用いる電荷輸送材料と隣接電子輸送層に用いる電荷輸送材料の組み合わせを選択すればよい。
【０２０９】
［陰極］
陰極は、発光層側の層に電子を注入する役割を果たす電極である。
【０２１０】
陰極の材料としては、通常、アルミニウム、金、銀、ニッケル、パラジウム、白金等の金属、インジウム及び／又はスズの酸化物等の金属酸化物、ヨウ化銅等のハロゲン化金属、カーボンブラック、或いは、ポリ（３−メチルチオフェン）、ポリピロール、ポリアニリン等の導電性高分子等により構成される。これらのうち、効率よく電子注入を行なうには、仕事関数の低い金属が好ましく、例えば、スズ、マグネシウム、インジウム、カルシウム、アルミニウム、銀等の適当な金属又はそれらの合金が用いられる。具体例としては、マグネシウム−銀合金、マグネシウム−インジウム合金、アルミニウム−リチウム合金等の低仕事関数の合金電極が挙げられる。
【０２１１】
なお、陰極の材料は、１種のみを用いてもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
【０２１２】
陰極の膜厚は、必要とする透明性により異なる。透明性が必要とされる場合は、可視光の透過率を、通常６０％以上、好ましくは８０％以上とすることが好ましい。この場合、陰極の厚みは通常５ｎｍ以上、好ましくは１０ｎｍ以上であり、また、通常１０００ｎｍ以下、好ましくは５００ｎｍ以下程度である。不透明でよい場合は陰極の厚みは任意であり、陰極は基板と同一でもよい。また、さらには、上記の陰極の上に異なる導電材料を積層することも可能である。
【０２１３】
さらに、例えば、ナトリウムやセシウム等のアルカリ金属、バリウムやカルシウム等のアルカリ土類金属等からなる低仕事関数の金属からなる陰極を保護する目的で、この上に更に、仕事関数が高く大気に対して安定な金属層を積層すると、素子の安定性が増すので好ましい。この目的のために、例えば、アルミニウム、銀、銅、ニッケル、クロム、金、白金等の金属が使われる。なお、これらの材料は、１種のみで用いてもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
【０２１４】
＜仕事関数（ＷＦ）＞
陰極の仕事関数（ＷＦ）は、大気や水分などに対する安定性である点では大きいことが好ましいが、また、一方、陰極側電子輸送層に対する電子の注入性の点では小さいことが好ましい。具体的には、陰極のＷＦは、２．００ｅＶ以上であることが好ましく、２．４０ｅＶ以上であることが更に好ましく、また、一方、４．９０ｅＶ以下であることが好ましく、４．８０ｅＶ以下であることが更に好ましい。
【０２１５】
［陰極側電子輸送層］
陰極側電子輸送層は、隣接電子輸送層と陰極の間に設けられた電子輸送層であり、隣接電子輸送層と陰極の間に複数の電子輸送層がある場合は、その最も陰極側にある電子輸送層である。
【０２１６】
隣接電子輸送層と陰極の間に設けられた電子輸送層に用いられる電子輸送材料としては、通常、陰極又は陰極側の隣接層からの電子注入効率が高く、かつ、高い電子移動度を有し注入された電子を効率よく輸送することができる化合物を用いる。このような条件を満たす化合物としては、例えば、８−ヒドロキシキノリンのアルミニウム錯体やリチウム錯体などの金属錯体（特開昭５９−１９４３９３号公報）、１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリンの金属錯体、オキサジアゾール誘導体、ジスチリルビフェニル誘導体、シロール誘導体、３−ヒドロキシフラボン金属錯体、５−ヒドロキシフラボン金属錯体、ベンズオキサゾール金属錯体、ベンゾチアゾール金属錯体、トリスベンズイミダゾリルベンゼン（米国特許第５６４５９４８号明細書）、キノキサリン化合物（特開平６−２０７１６９号公報）、フェナントロリン誘導体（特開平５−３３１４５９号公報）、２−ｔ−ブチル−９，１０−Ｎ，Ｎ’−ジシアノアントラキノンジイミン、トリアジン化合物誘導体、ｎ型水素化非晶質炭化シリコン、ｎ型硫化亜鉛、ｎ型セレン化亜鉛などが挙げられる。
【０２１７】
また、該電子輸送層に用いられる電子輸送材料としては、バソフェナントロリン等の含窒素複素環化合物や８−ヒドロキシキノリンのアルミニウム錯体などの金属錯体に代表される電子輸送性有機化合物に、ナトリウム、カリウム、セシウム、リチウム、ルビジウム等のアルカリ金属をドープさせることにより（特開平１０−２７０１７１号公報、特開２００２−１００４７８号公報、特開２００２−１００４８２号公報などに記載）、電子注入輸送性と優れた膜質を両立させることが可能となるため好ましい。また、上述の電子輸送性有機化合物にフッ化リチウムや炭酸セシウムなどのような無機塩をドープすることも有効である。
【０２１８】
なお、隣接電子輸送層と陰極の間に設けられた電子輸送層の材料は、１種のみを用いてもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
【０２１９】
隣接電子輸送層と陰極の間に設けられた電子輸送層の形成方法に制限はない。従って、湿式成膜法、蒸着法や、その他の方法で形成することができる。
【０２２０】
隣接電子輸送層と陰極の間に設けられた電子輸送層の膜厚は、本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、通常１ｎｍ以上、好ましくは５ｎｍ以上、また、通常３００ｎｍ以下、好ましくは１００ｎｍ以下の範囲である。
【０２２１】
陰極側電子輸送層が２種以上の電荷輸送材料を含有する場合、最も絶対値の大きい電子親和力を有する電荷輸送材料の電子親和力ＥＡ３の絶対値を｜ＥＡ３｜とする。
【０２２２】
本発明に係る陰極側電子輸送層に含まれる電荷輸送材料のＥＡの絶対値｜ＥＡ｜は、電子を輸送するエネルギー準位に電子が存在する際に化合物が安定状態となりやすい点では大きいことが好ましいが、また、一方で、安定なラジカルアニオンの形成による電荷の輸送や授受、励起子の生成阻害などが起こり難い点では、小さいことが好ましい。具体的には、隣接電子輸送層中の電荷輸送材料のうち、最もＥＡの絶対値の大きい電荷輸送材料のＥＡの絶対値（隣接電子輸送層中に電荷輸送材料を１種のみ含む場合は当該電荷輸送材料のＥＡの絶対値、２種以上の電荷輸送材料を含む場合は、複数の電荷輸送材料のうち、ＥＡの絶対値が最も大きい電荷輸送材料のＥＡの絶対値）、即ち｜ＥＡ３｜は、２．６０ｅＶ以上であることが好ましく、２．７０ｅＶ以上であることが更に好ましく、また、一方、３．３０ｅＶ以下であることが好ましく、３．２０ｅＶ以下であることが更に好ましい。
そして、電荷輸送材料の化学構造と｜ＥＡ｜との間には、大凡、上述の傾向が認められることが多い。
【０２２３】
［｜ＥＡ３｜と｜ＷＦ｜との関係］
本発明の有機電界発光素子は、陰極の仕事関数の絶対値｜ＷＦ｜と、陰極側電子輸送層内の電荷輸送材料のうち、絶対値が最も大きい電子親和力を有する電荷輸送材料の絶対値｜ＥＡ３｜との差が下記式（２）、好ましくは下記式（４）で表される関係を満たすことを特徴とする。
式（２）：−１．６０ｅＶ≦｜ＷＦ｜−｜ＥＡ３｜≦１．６０ｅＶ
式（４）：０．００ｅＶ≦｜ＷＦ｜−｜ＥＡ３｜≦１．６０ｅＶ
即ち、本発明の有機電界発光素子は、陰極の仕事関数の絶対値｜ＷＦ｜と陰極側電子輸送層の電子親和力の絶対値｜ＥＡ３｜との差が所定の範囲内であることを特徴とする。
【０２２４】
そして、この構成とすることによる作用機構については、前述のように推定される。
【０２２５】
陰極から陰極側電子輸送層への電子の授受は、陰極の仕事関数（ＷＦ）から、陰極側電子輸送層の電子輸送を担うエネルギー準位（最も絶対値が大きい電子親和力を有する電荷輸送材料の電子親和力（ＥＡ３））へと行われる。そして、両者の差が小さいほど、電子がスムーズに各エネルギー準位間を移動することができる。このため、その差の絶対値｜（ＷＦ）−（ＥＡ３）｜は１．６０ｅＶ以下であり、好ましくは１．５０ｅＶ以下、さらに好ましくは１．４０ｅＶ以下である。また、一方で、陰極の仕事関数の絶対値に比べて、陰極側電子輸送層の電子輸送を担うエネルギー準位の絶対値が小さいほど、該陰極側電子輸送層が還元を受け難く、該陰極側電子輸送層が安定になりやすい。このため、｜ＷＦ｜−｜ＥＡ３｜は−１．６０ｅＶ以上であり、好ましくは−１．００ｅＶ以上であり、更に好ましくは−０．５ｅＶ以上であり、特に好ましくは０．００ｅＶ以上、最も好ましくは０．８０ｅＶ以上であり、また、一方、｜ＷＦ｜−｜ＥＡ３｜は１．６０ｅＶ以下、好ましくは１．５０ｅＶ以下、更に好ましくは１．４０ｅＶ以下である。
【０２２６】
〔有機電界発光素子の層構成と形成方法〕
以下に、本発明の有機電界発光素子の層構成及びその一般的形成方法等の実施の形態の一例を、図１を参照して説明する。
図１は本発明の有機電界発光素子の構造例を示す断面の模式図であり、図１において、１は基板、２は陽極、３は正孔注入層、４は正孔輸送層、５は発光層、６は正孔阻止層（隣接電子輸送層）、７は陰極側電子輸送層、８は電子注入層、９は陰極を各々表す。
【０２２７】
［基板］
基板１は、有機電界発光素子の支持体となるものである。基板１としては、石英やガラスの板、金属板や金属箔、プラスチックフィルムやシート等が用いられる。特にガラス板；ポリエステル、ポリメタクリレート、ポリカーボネート、ポリスルホン等の透明な合成樹脂の板が好ましい。合成樹脂基板を使用する場合には、ガスバリア性に留意するのが好ましい。基板のガスバリア性は、基板を通過した外気による有機電界発光素子の劣化が起こり難いので、大きいことが好ましい。このため、合成樹脂基板の少なくとも片面に緻密なシリコン酸化膜等を設けてガスバリア性を確保する方法も好ましい方法の一つである。
【０２２８】
［陽極］
陽極２は、発光層５側の層への正孔注入の役割を果たすものである。
【０２２９】
この陽極２は、通常、アルミニウム、金、銀、ニッケル、パラジウム、白金等の金属、
インジウム及び／又はスズの酸化物等の金属酸化物、ヨウ化銅等のハロゲン化金属、カーボンブラック、或いは、ポリ（３−メチルチオフェン）、ポリピロール、ポリアニリン等の導電性高分子等により構成される。
【０２３０】
陽極２の形成は、通常、スパッタリング法、真空蒸着法等の方法により行われることが多い。また、銀等の金属微粒子、ヨウ化銅等の微粒子、カーボンブラック、導電性の金属酸化物微粒子、導電性高分子微粉末等を用いて陽極２を形成する場合には、これらの微粒子などを適当なバインダー樹脂溶液に分散させて、基板１上に塗布することにより、陽極２を形成することもできる。さらに、導電性高分子の場合は、電解重合により直接基板１上に薄膜を形成することもできる。また、基板１上に導電性高分子を塗布して陽極２を形成することもできる（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，６０巻，２７１１頁，１９９２年）。
【０２３１】
陽極２は通常は単層構造であるが、所望により複数の材料からなる積層構造とすることも可能である。
【０２３２】
陽極２の厚みは、必要とする透明性などに応じて適宜選択すればよい。透明性が必要とされる場合は、可視光の透過率を、通常６０％以上、好ましくは８０％以上とすることが好ましい。この場合、陽極２の厚みは、通常５ｎｍ以上、好ましくは１０ｎｍ以上である。また、この場合、陽極２の厚みは、通常１０００ｎｍ以下、好ましくは５００ｎｍ以下程度である。不透明でよい場合は、陽極２の厚みは任意である。陽極２の機能を兼ね備えた基板１を用いてもよい。また、さらには、上記の陽極２の上に異なる導電材料を積層することも可能である。
【０２３３】
陽極２に付着した不純物を除去し、イオン化ポテンシャルを調整して正孔注入性を向上させることを目的に、陽極２表面を紫外線（ＵＶ）／オゾン処理したり、酸素プラズマ、アルゴンプラズマ処理したりすることは好ましい。
【０２３４】
［正孔注入層］
正孔注入層３は、陽極２から発光層５へ正孔を輸送する層である。正孔注入層３は、本発明の有機電界発光素子に必須の層ではないが、正孔注入層３を設ける場合は、正孔注入層３は、通常、陽極２上に形成される。
本発明に係る正孔注入層３の形成方法は、真空蒸着法でも、湿式成膜法でもよく、特に制限はない。正孔注入層３は、ダークスポット低減の観点から湿式成膜法により形成することが好ましい。
正孔注入層３の膜厚は、通常５ｎｍ以上、好ましくは１０ｎｍ以上、また、通常１０００ｎｍ以下、好ましくは５００ｎｍ以下の範囲である。
【０２３５】
｛湿式成膜法による正孔注入層の形成｝
湿式成膜法により正孔注入層３を形成する場合、通常は、正孔注入層３を構成する材料を適切な溶剤（正孔注入層用溶剤）と混合して成膜用の組成物（正孔注入層形成用組成物）を調製し、この正孔注入層３形成用組成物を適切な手法により、正孔注入層の下層に該当する層（通常は、陽極２）上に塗布して成膜し、乾燥することにより正孔注入層３を形成する。
【０２３６】
＜正孔輸送材料＞
正孔注入層形成用組成物は通常、正孔注入層３の構成材料として正孔輸送材料及び溶剤を含有する。
【０２３７】
正孔輸送材料は、通常、有機電界発光素子の正孔注入層３に使用される、正孔輸送性を有する化合物であれば、重合体などの高分子化合物であっても、単量体などの低分子化合物であってもよいが、高分子化合物であることが好ましい。
【０２３８】
正孔輸送材料としては、陽極２から正孔注入層３への電荷注入障壁の観点から４．５ｅＶ〜６．０ｅＶのイオン化ポテンシャルを有する化合物が好ましい。正孔輸送材料の例としては、芳香族アミン誘導体、フタロシアニン誘導体、ポルフィリン誘導体、オリゴチオフェン誘導体、ポリチオフェン誘導体、ベンジルフェニル誘導体、フルオレン基で３級アミンを連結した化合物、ヒドラゾン誘導体、シラザン誘導体、シラナミン誘導体、ホスファミン誘導体、キナクリドン誘導体、ポリアニリン誘導体、ポリピロール誘導体、ポリフェニレンビニレン誘導体、ポリチエニレンビニレン誘導体、ポリキノリン誘導体、ポリキノキサリン誘導体、カーボン等が挙げられる。
【０２３９】
尚、本発明において誘導体とは、例えば、芳香族アミン誘導体を例にするならば、芳香族アミンそのもの及び芳香族アミンを主骨格とする化合物を含むものであり、重合体であっても、単量体であってもよい。
【０２４０】
正孔注入層３の材料として用いられる正孔輸送材料は、このような化合物のうち何れか１種を単独で含有していてもよく、２種以上を含有していてもよい。２種以上の正孔輸送材料を含有する場合、その組み合わせは任意であるが、芳香族三級アミン高分子化合物１種又は２種以上と、その他の正孔輸送材料１種又は２種以上とを併用することが好ましい。
【０２４１】
上記例示した中でも非晶質性、可視光の透過率の点から、芳香族アミン化合物が好ましく、特に芳香族三級アミン化合物が好ましい。ここで、芳香族三級アミン化合物とは、芳香族三級アミン構造を有する化合物であって、芳香族三級アミン由来の基を有する化合物も含む。
【０２４２】
芳香族三級アミン化合物の種類は特に制限されないが、表面平滑化効果による均一な発光の点から、重量平均分子量が１０００以上、１００００００以下の高分子化合物（繰り返し単位が連なる重合型化合物）がさらに好ましい。芳香族三級アミン高分子化合物の好ましい例として、下記式（Ｉ）で表される繰り返し単位を有する高分子化合物が挙げられる。
【０２４３】
【化２４】
2016026416.tif 000026
【０２４４】
（式（Ｉ）中、Ａｒ１〜Ａｒ５は、各々独立して、置換基を有していてもよい芳香環基を表す。Ｚｂは、下記の連結基群の中から選ばれる連結基を表す。また、Ａｒ１〜Ａｒ５のうち、同一のＮ原子に結合する二つの基は互いに結合して環を形成してもよい。
【化２５】
2016026416.tif 000027
（上記各式中、Ａｒ６〜Ａｒ１６は、各々独立して、置換基を有していてもよい芳香環基を表す。Ｒ１及びＲ２は、各々独立して、水素原子又は任意の置換基を表す。））
【０２４５】
Ａｒ１〜Ａｒ１６の芳香環基としては、高分子化合物の溶解性、耐熱性、正孔注入・輸送性の点から、１個又は２個の遊離原子価を有する、ベンゼン環、ナフタレン環、フェナントレン環、チオフェン環、ピリジン環由来の基が好ましく、ベンゼン環、ナフタレン環がさらに好ましい。
【０２４６】
Ａｒ１〜Ａｒ１６の芳香環基は、さらに置換基を有していてもよい。置換基の分子量としては、通常４００以下、中でも２５０以下程度が好ましい。置換基としては、アルキル基、アルケニル基、アルコキシ基、芳香環基などが好ましい。
【０２４７】
Ｒ１及びＲ２が任意の置換基である場合、該置換基としては、アルキル基、アルケニル基、アルコキシ基、シリル基、シロキシ基、芳香環基などが挙げられる。
【０２４８】
式（Ｉ）で表される繰り返し単位を有する芳香族三級アミン高分子化合物の具体例としては、国際公開第２００５／０８９０２４号パンフレットに記載のものが挙げられる。
【０２４９】
また、正孔輸送材料としては、ポリチオフェンの誘導体である３，４−ethylenedioxythiophene（３，４−エチレンジオキシチオフェン）を高分子量ポリスチレンスルホン酸中で重合してなる導電性ポリマー（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）もまた好ましい。また、このポリマーの末端をメタクリレート等でキャップしたものであってもよい。
【０２５０】
尚、正孔輸送材料は、下記［正孔輸送層］の項に記載の架橋性化合物であってもよい。該架橋性化合物を用いた場合の成膜方法についても同様である。
【０２５１】
正孔注入層形成用組成物中の正孔輸送材料の濃度は、本発明の効果を著しく損なわない限り任意である。正孔注入層形成用組成物中の正孔輸送材料の濃度は、膜厚の均一性の点から、通常０．０１重量％以上、好ましくは０．１重量％以上、さらに好ましくは０．５重量％以上であり、また、一方、通常７０重量％以下、好ましくは６０重量％以下、さらに好ましくは５０重量％以下である。この濃度は、膜厚ムラが生じ難い点では小さいことが好ましい。また、この濃度は、成膜された正孔注入層に欠陥が生じ難い点では大きいことが好ましい。
【０２５２】
＜電子受容性化合物＞
正孔注入層形成用組成物は、正孔注入層３の構成材料として、電子受容性化合物を含有していることが好ましい。
【０２５３】
電子受容性化合物とは、酸化力を有し、上述の正孔輸送材料から一電子受容する能力を有する化合物が好ましい。具体的には、電子受容性化合物としては、電子親和力が４ｅＶ以上である化合物が好ましく、５ｅＶ以上の化合物である化合物がさらに好ましい。
【０２５４】
このような電子受容性化合物としては、例えば、トリアリールホウ素化合物、ハロゲン化金属、ルイス酸、有機酸、オニウム塩、アリールアミンとハロゲン化金属との塩、アリールアミンとルイス酸との塩よりなる群から選ばれる１種又は２種以上の化合物等が挙げられる。さらに具体的には、電子受容性化合物としては、４−イソプロピル−４’−メチルジフェニルヨードニウムテトラキス（ペンダフルオロフェニル）ボラート、トリフェニルスルホニウムテトラフルオロボラート等の有機基の置換したオニウム塩（国際公開２００５／０８９０２４号パンフレット）；塩化鉄（III）（特開平１１−２５１０６７号公報）、ペルオキソ二硫酸アンモニウム等の高原子価の無機化合物；テトラシアノエチレン等のシアノ化合物、トリス（ペンダフルオロフェニル）ボラン（特開２００３−３１３６５号公報）等の芳香族ホウ素化合物；フラーレン誘導体；ヨウ素；ポリスチレンスルホン酸イオン、アルキルベンゼンスルホン酸イオン、ショウノウスルホン酸イオン等のスルホン酸イオン等が挙げられる。
【０２５５】
これらの電子受容性化合物は、正孔輸送材料を酸化することにより正孔注入層３の導電率を向上させることができる。
【０２５６】
正孔注入層３或いは正孔注入層形成用組成物中の電子受容性化合物の正孔輸送材料に対する含有量は、通常０．１モル％以上、好ましくは１モル％以上である。但し、通常１００モル％以下、好ましくは４０モル％以下である。
【０２５７】
＜その他の構成材料＞
正孔注入層３の材料としては、本発明の効果を著しく損なわない限り、上述の正孔輸送材料や電子受容性化合物に加えて、さらに、その他の成分を含有させてもよい。その他の成分の例としては、各種の発光材料、電子輸送材料、バインダー樹脂、塗布性改良剤などが挙げられる。なお、その他の成分は、１種のみを用いてもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
【０２５８】
＜溶剤＞
湿式成膜法に用いる正孔注入層形成用組成物の溶剤のうち少なくとも１種は、上述の正孔注入層３の構成材料を溶解しうる化合物であることが好ましい。また、この溶剤の沸点は、通常１１０℃以上、好ましくは１４０℃以上、更に好ましくは２００℃以上であるのが良く、通常４００℃以下、更に好ましくは３００℃以下であることが良い。溶剤の沸点は、乾燥速度が速すぎず、膜質に優れる点では、高いことが好ましい。また、一方、溶剤の沸点は、低温乾燥が可能で、他の層や基板に熱の影響を与え難い点では、低いことが好ましい。
【０２５９】
溶剤として例えば、エーテル系溶剤、エステル系溶剤、芳香族炭化水素系溶剤、アミド系溶剤などが挙げられる。
【０２６０】
エーテル系溶剤としては、例えば、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、プロピレングリコール−１−モノメチルエーテルアセタート（ＰＧＭＥＡ）等の脂肪族エーテル；１，２−ジメトキシベンゼン、１，３−ジメトキシベンゼン、アニソール、フェネトール、２−メトキシトルエン、３−メトキシトルエン、４−メトキシトルエン、２，３−ジメチルアニソール、２，４−ジメチルアニソール等の芳香族エーテル等が挙げられる。
【０２６１】
エステル系溶剤としては、例えば、酢酸フェニル、プロピオン酸フェニル、安息香酸メチル、安息香酸エチル、安息香酸プロピル、安息香酸ｎ−ブチル等の芳香族エステル等が挙げられる。
【０２６２】
芳香族炭化水素系溶剤としては、例えば、トルエン、キシレン、シクロヘキシルベンゼン、３−イロプロピルビフェニル、１，２，３，４−テトラメチルベンゼン、１，４−ジイソプロピルベンゼン、シクロヘキシルベンゼン、メチルナフタレン等が挙げられる。
【０２６３】
アミド系溶剤としては、例えば、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、等が挙げられる。
【０２６４】
その他、ジメチルスルホキシド等も用いることができる。
【０２６５】
これらの溶剤は１種のみを用いてもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で用いてもよい。
【０２６６】
＜成膜方法＞
正孔注入層３を湿式成膜するときは、通常、正孔注入層形成用組成物を調製後、この組成物を湿式成膜法により、正孔注入層３の下層に該当する層（通常は、陽極２）上に塗布成膜し、乾燥することにより形成する。
塗布するときにおける温度は、組成物中に結晶が生じることによる膜の欠損が起こり難いことから、１０℃以上、５０℃以下が好ましい。
塗布するときにおける相対湿度は、本発明の効果を著しく損なわない限り限定されないが、通常０．０１ｐｐｍ以上、８０％以下である。
【０２６７】
塗布後、通常、正孔注入層形成用組成物の膜を乾燥させる。乾燥させるときは、加熱しても良いし、加熱しなくても良い。加熱乾燥するときに使用する加熱手段の例を挙げると、クリーンオーブン、ホットプレート、赤外線、ハロゲンヒーター、マイクロ波照射などが挙げられる。中でも、膜全体に均等に熱を与えやすいことから、クリーンオーブンおよびホットプレートが好ましい。
【０２６８】
加熱する場合における加熱温度は、本発明の効果を著しく損なわない限り、正孔注入層形成用組成物に用いた溶剤の沸点以上の温度で加熱することが好ましい。また、正孔注入層に用いた溶剤が２種類以上含まれている混合溶剤の場合、少なくとも１種類がその溶剤の沸点以上の温度で加熱されるのが好ましい。溶剤の沸点上昇を考慮すると、加熱工程においては、好ましくは１２０℃以上、好ましくは４１０℃以下で加熱することが好ましい。
【０２６９】
加熱するとき、加熱温度は、特に制限されないが、加熱温度は、正孔注入層の陰極側に接する層が湿式成膜法で成膜される場合においては、塗膜の十分な不溶化がなされる温度で加熱するのが好ましい。加熱するときの加熱時間は、１０秒以上が好ましいが、また、一方、通常１８０分以下である。加熱時間は、他の層の成分の拡散が起こり難い点では短いことが好ましいが、正孔注入層が均質になりやすい点では長いことが好ましい。加熱は２回以上に分けて行ってもよい。
【０２７０】
｛真空蒸着法による正孔注入層３の形成｝
真空蒸着により正孔注入層３を形成する場合には、例えば、以下のようにして正孔輸送層３を形成することができる。正孔注入層３の構成材料（前述の正孔輸送材料、電子受容性化合物等）の１種又は２種以上を真空容器内に設置されたるつぼに入れ（２種以上の材料を用いる場合は各々のるつぼに入れ）、真空容器内を適当な真空ポンプで１０−４Ｐａ程度まで排気する。この後、るつぼを加熱して（２種以上の材料を用いる場合は各々のるつぼを加熱して）、蒸発量を制御して蒸発させ（２種以上の材料を用いる場合は各々独立に蒸発量を制御して蒸発させ）、るつぼと向き合って置かれた基板１の陽極２上に正孔注入層３を形成させる。なお、２種以上の材料を用いる場合は、それらの混合物をるつぼに入れ、加熱、蒸発させて正孔注入層３を形成することもできる。
【０２７１】
蒸着時の真空度は、本発明の効果を著しく損なわない限り限定されない。蒸着時の真空度は、通常０．１×１０−６Ｔｏｒｒ（０．１３×１０−４Ｐａ）以上、９．０×１０−６Ｔｏｒｒ（１２．０×１０−４Ｐａ）以下である。蒸着速度は、本発明の効果を著しく損なわない限り限定されない。蒸着速度は、通常０．１Å／秒以上、５．０Å／秒以下である。蒸着時の成膜温度は、本発明の効果を著しく損なわない限り限定されない。蒸着時の成膜温度は、好ましくは１０℃以上、５０℃以下で行われる。
【０２７２】
［正孔輸送層］
正孔輸送層４は、陽極２から発光層５へ輸送する層である。正孔輸送層４は、本発明の有機電界発光素子に必須の層ではないが、正孔輸送層４を設ける場合、正孔輸送層４は、正孔注入層３がある場合には正孔注入層３の上に、正孔注入層３が無い場合には陽極２の上に形成することができる。
【０２７３】
正孔輸送層４の形成方法は、真空蒸着法でも、湿式成膜法でもよく、特に制限はない。正孔輸送層４は、ダークスポット低減の観点から湿式成膜法により形成することが好ましい。
【０２７４】
正孔輸送層４を形成する材料としては、正孔輸送性が高く、かつ、注入された正孔を効率よく輸送することができる材料であることが好ましい。そのために、正孔輸送層４を形成する材料は、イオン化ポテンシャルが小さく、可視光の光に対して透明性が高く、正孔移動度が大きく、安定性に優れ、トラップとなる不純物が製造時や使用時に発生しにくいことが好ましい。また、多くの場合、正孔輸送層４は、発光層５に接するため、発光層５からの発光を消光したり、発光層５との間でエキサイプレックスを形成して効率を低下させたりしないことが好ましい。
【０２７５】
このような正孔輸送層４の材料としては、従来、正孔輸送層４の構成材料として用いられている材料であればよい。正孔輸送層４の材料としては、例えば、前述の正孔注入層３に使用される正孔輸送材料として例示したものが挙げられる。また、アリールアミン誘導体、フルオレン誘導体、スピロ誘導体、カルバゾール誘導体、ピリジン誘導体、ピラジン誘導体、ピリミジン誘導体、トリアジン誘導体、キノリン誘導体、フェナントロリン誘導体、フタロシアニン誘導体、ポルフィリン誘導体、シロール誘導体、オリゴチオフェン誘導体、縮合多環芳香族誘導体、金属錯体などが挙げられる。
【０２７６】
また、例えば、ポリビニルカルバゾール誘導体、ポリアリールアミン誘導体、ポリビニルトリフェニルアミン誘導体、ポリフルオレン誘導体、ポリアリーレン誘導体、テトラフェニルベンジジンを含有するポリアリーレンエーテルサルホン誘導体、ポリアリーレンビニレン誘導体、ポリシロキサン誘導体、ポリチオフェン誘導体、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）誘導体等が挙げられる。これらは、交互共重合体、ランダム重合体、ブロック重合体又はグラフト共重合体のいずれであってもよい。また、主鎖に枝分かれがあり末端部が３つ以上ある高分子や、所謂デンドリマーであってもよい。
中でも、正孔輸送層４の材料としては、ポリアリールアミン誘導体やポリアリーレン誘導体が好ましい。
【０２７７】
ポリアリールアミン誘導体としては、下記式（II）で表される繰り返し単位を含む重合体であることが好ましい。特に、下記式（II）で表される繰り返し単位からなる重合体であることが好ましく、この場合、繰り返し単位それぞれにおいて、Ａｒａ又はＡｒｂが異なっているものであってもよい。
【０２７８】
【化２６】
2016026416.tif 000028
【０２７９】
（式（II）中、Ａｒａ及びＡｒｂは、各々独立して、置換基を有していてもよい、芳香環基を表す。）
【０２８０】
Ａｒａ，Ａｒｂの置換基を有していてもよい芳香族炭化水素環基としては、例えば、１価又は２価の遊離原子価を有する、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フェナントレン環、ペリレン環、テトラセン環、ピレン環、ベンズピレン環、クリセン環、トリフェニレン環、アセナフテン環、フルオランテン環、フルオレン環などの、１価又は２価の遊離原子価を有する６員環の単環又は２〜５縮合環およびこれらの環が２環以上直接結合で連結してなる基が挙げられる。
【０２８１】
置換基を有していてもよい芳香族複素環基としては、例えば、１価又は２価の遊離原子価を有する、フラン環、ベンゾフラン環、チオフェン環、ベンゾチオフェン環、ピロール環、ピラゾール環、イミダゾール環、オキサジアゾール環、インドール環、カルバゾール環、ピロロイミダゾール環、ピロロピラゾール環、ピロロピロール環、チエノピロール環、チエノチオフェン環、フロピロール環、フロフラン環、チエノフラン環、ベンゾイソオキサゾール環、ベンゾイソチアゾール環、ベンゾイミダゾール環、ピリジン環、ピラジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、トリアジン環、キノリン環、イソキノリン環、シノリン環、キノキサリン環、フェナントリジン環、ベンゾイミダゾール環、ペリミジン環、キナゾリン環、キナゾリノン環、アズレン環などの、１価又は２価の遊離原子価を有する、５又は６員環の単環又は２〜４縮合環およびこれらの環が２環以上直接結合で連結してなる基が挙げられる。
【０２８２】
溶解性、耐熱性の点から、ＡｒａおよびＡｒｂは、各々独立に、１価又は２価の遊離原子価を有する、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フェナントレン環、トリフェニレン環、ピレン環、チオフェン環、ピリジン環、フルオレン環からなる群より選ばれる環やベンゼン環が２環以上連結してなる基（例えば、ビフェニル基（ビフェニル基）やターフェニレン基（ターフェニレン基））が好ましい。
中でも、１価の遊離原子価を有する、ベンゼン環由来の基（フェニル基）、ベンゼン環が２環連結してなる基（ビフェニル基）およびフルオレン環由来の基（フルオレニル基）が好ましい。
【０２８３】
ＡｒａおよびＡｒｂにおける芳香環基が有していてもよい置換基としては、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルコキシカルボニル基、ジアルキルアミノ基、ジアリールアミノ基、アシル基、ハロゲン原子、ハロアルキル基、アルキルチオ基、アリールチオ基、シリル基、シロキシ基、シアノ基、芳香環基などが挙げられる。
【０２８４】
ポリアリーレン誘導体としては、前記式（II）におけるＡｒａやＡｒｂとして例示した置換基を有していてもよい、芳香環基などのアリーレン基をその繰り返し単位に有する重合体が挙げられる。
【０２８５】
ポリアリーレン誘導体としては、下記式（Ｖ−１）及び／又は下記式（Ｖ−２）からなる繰り返し単位を有する重合体が好ましい。
【０２８６】
【化２７】
2016026416.tif 000029
【０２８７】
（式（Ｖ−１）中、Ｒa、Ｒb、Ｒｃ及びＲｄは、各々独立に、アルキル基、アルコキシ基、フェニルアルキル基、フェニルアルコキシ基、フェニル基、フェノキシ基、アルキルフェニル基、アルコキシフェニル基、アルキルカルボニル基、アルコキシカルボニル基、又はカルボキシ基を表す。ｔ及びｓは、各々独立に、０〜３の整数を表す。ｔ又はｓが２以上の場合、一分子中に含まれる複数のＲa又はＲbは同一であっても異なっていてもよく、隣接するＲa又はＲb同士で環を形成していてもよい。）
【０２８８】
【化２８】
2016026416.tif 000030
【０２８９】
（式（Ｖ−２）中、Ｒｅ及びＲｆは、各々独立に、上記式（Ｖ−１）におけるＲa、Ｒb、Ｒｃ又はＲｄと同義である。ｒ及びｕは、各々独立に、０〜３の整数を表す。ｒ又はｕが２以上の場合、一分子中に含まれる複数のＲｅ及びＲｆは同一であっても異なっていてもよく、隣接するＲｅ又はＲｆ同士で環を形成していてもよい。Ｘは、５員環又は６員環を構成する原子又は原子群を表す。）
【０２９０】
Ｘの具体例としては、−Ｏ−、−ＢＲ−、−ＮＲ−、−ＳｉＲ２−、−ＰＲ−、−ＳＲ−、−ＣＲ２−又はこれらが結合してなる基である。尚、Ｒは、水素原子又は任意の有機基を表す。本発明における有機基とは、少なくとも一つの炭素原子を含む基である。
【０２９１】
また、ポリアリーレン誘導体としては、前記式（Ｖ−１）及び／又は前記式（Ｖ−２）からなる繰り返し単位に加えて、さらに下記式（Ｖ−３）で表される繰り返し単位を有することが好ましい。
【０２９２】
【化２９】
2016026416.tif 000031
【０２９３】
（式（Ｖ−３）中、Ａｒｃ〜Ａｒｊは、各々独立に、置換基を有していてもよい、芳香環基を表す。ｖ及びｗは、各々独立に０又は１を表す。）
【０２９４】
Ａｒｃ〜Ａｒｊの具体例としては、前記式（II）における、Ａｒａ及びＡｒｂと同様である。
【０２９５】
上記式（Ｖ−１）〜（Ｖ−３）の具体例及びポリアリーレン誘導体の具体例等は、特開２００８−９８６１９号公報に記載のものなどが挙げられる。
【０２９６】
湿式成膜法で正孔輸送層４を形成する場合は、上記正孔注入層３の形成と同様にして、
正孔輸送層形成用組成物を調製した後、湿式成膜後、乾燥させる。
【０２９７】
正孔輸送層形成用組成物には、上述の正孔輸送材料の他、溶剤を含有する。用いる溶剤は、上記正孔注入層形成用組成物に用いたものと同様である。また、成膜条件、乾燥条件等も正孔注入層３の形成の場合と同様である。
【０２９８】
真空蒸着法により正孔輸送層４を形成する場合もまた、その成膜条件等は上記正孔注入層３の形成の場合と同様である。
【０２９９】
正孔輸送層４は、上記正孔輸送材料の他、各種の発光材料、電子輸送材料、バインダー樹脂、塗布性改良剤などを含有していてもよい。
【０３００】
正孔輸送層４はまた、架橋性化合物を架橋して形成される層であってもよい。架橋性化合物は、架橋性基を有する化合物であって、架橋することにより網目状高分子化合物を形成する。
【０３０１】
この架橋性基の例を挙げると、１価の遊離原子価を有するオキセタン、エポキシなどの環状エーテル；ビニル基、トリフルオロビニル基、スチリル基、アクリル基、メタクリロイル、シンナモイル等の不飽和二重結合由来の基；１価の遊離原子価を有するベンゾシクロブテンなどが挙げられる。
【０３０２】
架橋性化合物は、モノマー、オリゴマー、ポリマーのいずれであってもよい。架橋性化合物は１種のみを有していてもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で有していてもよい。
【０３０３】
架橋性化合物としては、架橋性基を有する正孔輸送材料を用いることが好ましい。正孔輸送材料としては、上記の例示したものなどが挙げられ、架橋性基を有する正孔輸送材料としては、これら正孔輸送材料に対して、架橋性基が主鎖又は側鎖に結合しているものなどが挙げられる。特に、架橋性基は、アルキレン基等の連結基を介して、主鎖に結合していることが好ましい。また、特に、正孔輸送材料としては、架橋性基を有する繰り返し単位を含む重合体であることが好ましい。特に、正孔輸送材料としては、上記式（II）や式（Ｖ−１）〜（Ｖ−３）に架橋性基が直接又は連結基を介して結合した繰り返し単位を有する重合体であることが好ましい。
【０３０４】
架橋性化合物としては、架橋性基を有する正孔輸送材料を用いることが好ましい。正孔輸送材料の例を挙げると、ピリジン誘導体、ピラジン誘導体、ピリミジン誘導体、トリアジン誘導体、キノリン誘導体、フェナントロリン誘導体、カルバゾール誘導体、フタロシアニン誘導体、ポルフィリン誘導体等の含窒素芳香族化合物誘導体；トリフェニルアミン誘導体；シロール誘導体；オリゴチオフェン誘導体、縮合多環芳香族誘導体、金属錯体などが挙げられる。その中でも、正孔輸送性化合物としては、ピリジン誘導体、ピラジン誘導体、ピリミジン誘導体、トリアジン誘導体、キノリン誘導体、フェナントロリン誘導体、カルバゾール誘導体等の含窒素芳香族誘導体；トリフェニルアミン誘導体、シロール誘導体、縮合多環芳香族誘導体、金属錯体などが好ましく、特に、トリフェニルアミン誘導体がより好ましい。
【０３０５】
架橋性化合物を架橋して正孔輸送層４を形成するには、通常、架橋性化合物を溶剤に溶解又は分散した正孔輸送層形成用組成物を調製して、湿式成膜により成膜して架橋させる。
【０３０６】
正孔輸送層形成用組成物には、架橋性化合物の他、架橋反応を促進する添加物を含んでいてもよい。架橋反応を促進する添加物の例を挙げると、アルキルフェノン化合物、アシルホスフィンオキサイド化合物、メタロセン化合物、オキシムエステル化合物、アゾ化合物、オニウム塩等の重合開始剤及び重合促進剤；縮合多環炭化水素、ポルフィリン化合物、ジアリールケトン化合物等の光増感剤などが挙げられる。
また、正孔輸送層形成用組成物には、レベリング剤、消泡剤等の塗布性改良剤；電子受容性化合物；バインダー樹脂などを含有していてもよい。
【０３０７】
正孔輸送層形成用組成物は、架橋性化合物を通常０．０１重量％以上、好ましくは０．０５重量％以上、さらに好ましくは０．１重量％以上含有する。また、正孔輸送層形成用組成物は、架橋性化合物を通常５０重量％以下、好ましくは２０重量％以下、さらに好ましくは１０重量％以下含有する。
【０３０８】
網目状高分子化合物は、通常、このような濃度で架橋性化合物を含む正孔輸送層形成用組成物を下層（通常は正孔注入層３）上に成膜後、加熱および／又は光などの活性エネルギー照射により、架橋性化合物を架橋させることにより形成される。
【０３０９】
成膜時の温度、湿度などの条件は、前記正孔注入層の湿式成膜時と同様である。
成膜後の加熱の手法は特に限定されない。加熱温度条件としては、通常１２０℃以上、好ましくは４００℃以下である。
【０３１０】
加熱時間としては、通常１分以上、好ましくは２４時間以下である。加熱手段としては、特に限定されない。加熱手段としては、成膜された層を有する積層体を、ホットプレート上に載せる又はオーブン内で加熱するなどの手段が用いられる。加熱方法としては、具体的には、例えば、ホットプレート上で１２０℃以上で、１分間以上加熱する等の条件を用いることができる。
【０３１１】
光などの活性エネルギー照射により架橋性化合物を架橋させる場合における活性エネルギー照射の方法としては、超高圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、ハロゲンランプ、赤外ランプ等の紫外・可視・赤外光源を直接用いて照射する方法、あるいは前述の光源を内蔵するマスクアライナ、コンベア型光照射装置を用いて照射する方法などが挙げられる。光以外の活性エネルギー照射では、例えば、マグネトロンにより発生させたマイクロ波を照射する装置、いわゆる電子レンジを用いて照射する方法などが挙げられる。照射時間としては、膜の溶解性を低下させるために必要な条件を設定することが好ましいが、通常、０．１秒以上、好ましくは１０時間以下照射される。
【０３１２】
加熱及び光などの活性エネルギー照射は、各方法や条件について、それぞれ単独、あるいは組み合わせて行ってもよい。組み合わせる場合、実施する順序は特に限定されない。
【０３１３】
このようにして形成される正孔輸送層４の膜厚は、通常５ｎｍ以上、好ましくは１０ｎｍ以上であり、また通常３００ｎｍ以下、好ましくは１００ｎｍ以下である。
【０３１４】
［発光層］
発光層５は、電界を与えられた電極間において、陽極２から注入された正孔と、陰極９から注入された電子との再結合により励起されて、主たる発光源となる層である。発光層５は、通常、正孔輸送層４がある場合には正孔輸送層４の上に、正孔輸送層４が無く、正孔注入層３がある場合には正孔注入層３の上に、正孔輸送層４も正孔注入層３も無い場合は、陽極２の上に形成することができる。
発光層の構成材料及び形成方法等については、前述の通りである。
【０３１５】
［正孔阻止層］
発光層５と後述の電子注入層８との間に、正孔阻止層６を設けてもよい。正孔阻止層６は、電子輸送層のうち、更に陽極２から移動してくる正孔を陰極９に到達するのを阻止する役割をも担う層である。正孔阻止層６は、発光層５の上に、発光層５の陰極９側の界面に接するように積層される層である。本発明の有機電界発光素子においては、正孔阻止層は必須の構成層ではないが、発光層に隣接して正孔阻止層を設けた場合、この正孔阻止層が隣接電子輸送層となる。
【０３１６】
この正孔阻止層６は、陽極２から移動してくる正孔を陰極９に到達するのを阻止する役割と、陰極９から注入された電子を効率よく発光層５の方向に輸送する役割とを有する。
【０３１７】
正孔阻止層６を構成する材料に求められる物性としては、電子移動度が高く正孔移動度が低いこと、エネルギーギャップ（ＨＯＭＯ、ＬＵＭＯの差）が大きいこと、励起三重項エネルギー準位（Ｔ１）が高いことなどが挙げられる。このような条件を満たす正孔阻止層６の材料としては、例えば、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（フェノラト）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（トリフェニルシラノラト）アルミニウム等の混合配位子錯体、ビス（２−メチル−８−キノラト）アルミニウム−μ−オキソ−ビス−（２−メチル−８−キノリラト）アルミニウム二核金属錯体等の金属錯体、ジスチリルビフェニル誘導体等のスチリル化合物（特開平１１−２４２９９６号公報）、３−（４−ビフェニルイル）−４−フェニル−５（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，２，４−トリアゾール等のトリアゾール誘導体（特開平７−４１７５９号公報）、バソクプロイン等のフェナントロリン誘導体（特開平１０−７９２９７号公報）などが挙げられる。更に、国際公開第２００５−０２２９６２号公報に記載の２，４，６位が置換されたピリジン環を少なくとも１個有する化合物も、正孔阻止層６の材料として好ましい。
なお、正孔阻止層６の材料は、１種のみを用いてもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
【０３１８】
正孔阻止層６の形成方法に制限はない。従って、正孔阻止層６は、湿式成膜法、蒸着法や、その他の方法で形成できる。
【０３１９】
正孔阻止層６の膜厚は、本発明の効果を著しく損なわない限り任意である。正孔阻止層６の膜厚は、通常０．３ｎｍ以上、好ましくは０．５ｎｍ以上、また、通常１００ｎｍ以下、好ましくは５０ｎｍ以下である。
【０３２０】
［電子輸送層］
電子輸送層７は、発光層５と後述の陰極９との間に設けられる層である。本発明の有機電界発光素子に、電子輸送層７が２層以上ある場合、このうち、最も陰極側にある層が陰極側電子輸送層となる。また、上述の正孔阻止層６を設けずに電子輸送層を２層以上設ける場合は、このうち、発光層に隣接している層が隣接電子輸送層となる。
電子輸送層７の構成材料及び形成方法等については、前述の隣接電子輸送層及び陰極側電子輸送層に記載の通りである。
【０３２１】
［電子注入層］
電子輸送層７と後述の陰極９との間に電子注入層８を設けてもよい。電子注入層８は、陰極９から電子輸送層７に電子を注入する（電子の受け渡しを補助する）層である。電子注入層８は、無機塩などの絶縁体（電子輸送性は無い）からなる。
【０３２２】
電子注入層８の材料としては、例えばフッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ2）、酸化リチウム（Ｌｉ2Ｏ）、炭酸セシウム（II）（ＣｓＣＯ3）等が挙げられる（Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  Ｌｅｔｔｅｒｓ，  １９９７年，  Ｖｏｌ．７０，  ｐｐ．１５２；特開平１０−７４５８６号公報；ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ  ｏｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｄｅｖｉｃｅｓ，  １９９７年，Ｖｏｌ．４４，  ｐｐ．１２４５；ＳＩＤ  ０４  Ｄｉｇｅｓｔ，  ｐｐ．１５４等参照）。
【０３２３】
電子注入層８は、無機絶縁体であるため、電子注入を効率よく行なうには、極薄膜として用いることが好ましく、その膜厚は、通常０．１ｎｍ以上、好ましくは５ｎｍ以下である。
【０３２４】
なお、電子注入層８の材料は、１種のみを用いてもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
【０３２５】
電子注入層８の形成方法に制限はない。従って、湿式成膜法、蒸着法や、その他の方法で形成することができる。
【０３２６】
［陰極］
陰極９は、発光層５側の層（電子注入層８又は発光層５など）に電子を注入する役割を果たす電極である。陰極９は、電源から有機電界発光素子へと電気を供給する回路との導通を取る役割を担う。
【０３２７】
陰極９の構成材料及び形成方法等については、前述の陰極の説明に記載の通りである。
【０３２８】
［その他の層］
本発明に係る有機電界発光素子は、その趣旨を逸脱しない範囲において、別の構成を有していてもよい。具体的には、例えば、その性能を損なわない限り、陽極２と陰極９との間に、上記説明にある層の他に任意の層を有していてもよく、また、上記説明にある層が省略されていてもよい。但し、いずれの場合であっても、発光層と陰極との間に発光層に隣接して設けられる電子輸送層が隣接電子輸送層となり、陰極と隣接電子輸送層との間において、最も陰極側に設けられる電子輸送層が陰極側電子輸送層となる。
【０３２９】
上記説明にある層の他に有していてもよい層としては、例えば、電子阻止層が挙げられる。
電子阻止層を設ける場合は、通常、正孔注入層３又は正孔輸送層４と発光層５との間に設けられる。電子阻止層は、発光層５から移動してくる電子が正孔注入層３に到達するのを阻止することで、発光層５内で正孔と電子との再結合確率を増やし、生成した励起子を発光層５内に閉じこめる役割と、正孔注入層３から注入された正孔を効率よく発光層５の方向に輸送する役割とがある。特に、発光材料として燐光材料を用いたり、青色発光材料を用いたりする場合は、電子阻止層を設けることが効果的である。
【０３３０】
電子阻止層に求められる特性としては、正孔輸送性が高く、エネルギーギャップ（ＨＯＭＯ、ＬＵＭＯの差）が大きいこと、励起三重項エネルギー準位（Ｔ１）が高いこと等が挙げられる。更に、本発明においては、発光層５を本発明に係る有機層として湿式成膜法で作製する場合には、電子阻止層にも湿式成膜の適合性が求められる。このような電子阻止層に用いられる材料としては、Ｆ８−ＴＦＢに代表されるジオクチルフルオレンとトリフェニルアミンの共重合体（国際公開第２００４／０８４２６０号パンフレット）等が挙げられる。
【０３３１】
なお、電子阻止層の材料は、１種のみを用いてもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
【０３３２】
電子阻止層の形成方法に制限はない。従って、電子阻止層は、湿式成膜法、蒸着法や、その他の方法で形成することができる。
【０３３３】
また、以上説明した層構成において、基板以外の構成要素を逆の順に積層することも可能である。例えば、図１の層構成であれば、基板１上に他の構成要素を陰極９、電子注入層８、陰極側電子輸送層７、正孔阻止層６（隣接電子輸送層）、発光層５、正孔輸送層４、正孔注入層３、陽極２の順に設けてもよい。
【０３３４】
更には、少なくとも一方が透明性を有する２枚の基板の間に、基板以外の構成要素を積層することにより、本発明に係る有機電界発光素子を構成することも可能である。
【０３３５】
また、基板以外の構成要素（発光ユニット）を複数段重ねた構造（発光ユニットを複数積層させた構造）とすることも可能である。その場合には、各段間（発光ユニット間）の界面層（陽極がＩＴＯ、陰極がＡｌの場合は、それら２層）の代わりに、例えば五酸化バナジウム（Ｖ2Ｏ5）等からなる電荷発生層（Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  Ｌａｙｅｒ：ＣＧＬ）を設けると、段間の障壁が少なくなり、発光効率・駆動電圧の観点からより好ましい。
【０３３６】
更には、本発明に係る有機電界発光素子は、単一の有機電界発光素子として構成してもよく、複数の有機電界発光素子がアレイ状に配置された構成に適用してもよく、陽極と陰極がＸ−Ｙマトリックス状に配置された構成に適用してもよい。
【０３３７】
また、上述した各層には、本発明の効果を著しく損なわない限り、材料として説明した以外の成分が含まれていてもよい。
【０３３８】
〔有機電界発光デバイス〕
本発明の有機電界発光デバイスは、基板上に、互いに異なる色に発光する２種類以上の有機電界発光素子を有する有機電界発光デバイスであって、該有機電界発光素子のうち、少なくとも１種類の有機電界発光素子が、発光層の電荷輸送材料の絶対値｜ＥＡ１｜と隣接電子輸送層の電荷輸送材料の絶対値｜ＥＡ２｜とが前述の式（１）、好ましくは式（３）を満たし、陰極材料の仕事関数の絶対値｜ＷＦ｜と陰極側電子輸送層の電荷輸送材料の絶対値｜ＥＡ３｜とが前述の式（２）、好ましくは式（４）を満たす有機電界発光素子であることを特徴とする。
【０３３９】
この有機電界発光デバイスにおいて、すべての有機電界発光素子が本発明の有機電界発光素子であることが好ましく、また、有機電界発光素子のうち、少なくとも２種類の有機電界発光素子が有する隣接電子輸送層が同一の材料構成であることが好ましく、同一の材料構成で且つ同一の膜厚であることがさらに好ましい。その理由は、各有機電界発光素子にあわせて隣接電子輸送層を形成する場合に比べて、有機電界発光デバイスを製造する際において、コストダウンが期待できるためである。特に、隣接電子輸送層を蒸着で形成する場合、各有機電界発光素子にあわせて隣接電子輸送層を形成するためのマスクを設ける必要が無いことは、有機電界発光デバイスを製造する際において、非常に大きなコストダウンにつながる。
【０３４０】
〔有機ＥＬ表示装置〕
本発明の有機ＥＬ表示装置は、上述の本発明の有機電界発光素子を用いたものである。本発明の有機ＥＬ表示装置の型式や構造については特に制限はなく、本発明の有機電界発光素子を用いて常法に従って組み立てることができる。
例えば、「有機ＥＬディスプレイ」（オーム社、平成１６年８月２０日発行、時任静士、安達千波矢、村田英幸著）に記載されているような方法で、本発明の有機ＥＬ表示装置を形成することができる。
【０３４１】
〔有機ＥＬ照明〕
本発明の有機ＥＬ照明は、上述の本発明の有機電界発光素子を用いたものである。本発明の有機ＥＬ照明の型式や構造については特に制限はなく、本発明の有機電界発光素子を用いて常法に従って組み立てることができる。
【実施例】
【０３４２】
次に、本発明を実施例によって更に具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例の記載に限定されるものではない。
【０３４３】
〔各種材料の合成〕
以下の実施例及び比較例において、素子の作製に用いた各種材料は、各々以下のようにして合成した。
・  Ｐ１及びＨ１：特開２００９−２８７０００号公報に記載の方法に基づいて合成した。
・  ｅＨ−３及びｅＨ−７：特開２００６−１８８４９３号公報に記載の方法に基づいて合成した。
・  ｈＨ−１：特開２０１１−２６２３７号公報に記載の方法に基づいて合成した。
・  Ｄ−１：特開２０１０−２０２６４４号公報に記載の方法に基づいて合成した。
・  Ｄ−２：特願２０１０−２２５２３０号に記載の方法に基づいて合成した。
・  ｅＨ−１１：特開２００５−２６８１９９号公報に記載の方法に基づいて合成した。
・  ｅＨ−４：特開２０１０−２３５７０８号公報に記載の方法に基づいて合成した。
【０３４４】
上記以外の材料は、以下の反応スキームを組み合わせることにより合成した。
【０３４５】
【化３０】
2016026416.tif 000032
【０３４６】
【化３１】
2016026416.tif 000033
【０３４７】
【化３２】
2016026416.tif 000034
【０３４８】
【化３３】
2016026416.tif 000035
【０３４９】
【化３４】
2016026416.tif 000036
【０３５０】
【化３５】
2016026416.tif 000037
【０３５１】
【化３６】
2016026416.tif 000038
【０３５２】
【化３７】
2016026416.tif 000039
【０３５３】
具体的には、ｅＨ−８は、以下の反応スキームで合成することが可能である。そして、同様の方法で、ｅＨ−１、ｅＨ−２、ｅＨ−５、ｅＨ−６を得ることができる。
【０３５４】
【化３８】
2016026416.tif 000040
【０３５５】
ｈＨ−２は、以下の反応スキームで合成することが可能である。そして、同様の方法で、ｈＨ−３を得ることができる。
【０３５６】
【化３９】
2016026416.tif 000041
【０３５７】
ＨＢ−１は、以下の反応スキームで合成することが可能である。
【０３５８】
【化４０】
2016026416.tif 000042
【０３５９】
ＨＢ−２は、以下の反応スキームで合成することが可能である。
【０３６０】
【化４１】
2016026416.tif 000043
【０３６１】
ＨＢ−４は、以下の反応スキームで合成することが可能である。
【０３６２】
【化４２】
2016026416.tif 000044
【０３６３】
ｅＨ−９は、以下の反応スキームで合成することが可能である。そして、同様の方法で、ｅＨ−１０及びｅＨ−１１を得ることができる。
【０３６４】
【化４３】
2016026416.tif 000045
【０３６５】
ＨＢ−３は、以下の反応スキームで合成することが可能である。
【０３６６】
【化４４】
2016026416.tif 000046
【０３６７】
Ｄ−３は、以下の反応スキームで合成することが可能である。
【０３６８】
【化４５】
2016026416.tif 000047
【０３６９】
〔電荷輸送材料の電子親和力（ＥＡ）の測定〕
以下の実施例及び比較例において、発光層、隣接電子輸送層である正孔阻止層及び陰極側電子輸送層である電子輸送層に用いた電荷輸送材料について、以下の方法で電子親和力（ＥＡ）を測定した。
まず、ガラス基板上に、ＩＴＯ透明導電膜を７０ｎｍの厚さに堆積した基板（三容真空社製、スパッタ成膜品）に対して、界面活性剤水溶液による超音波洗浄、超純水による水洗、超純水による超音波洗浄、超純水による水洗の順で洗浄後、圧縮空気で乾燥させた後、紫外線オゾン洗浄を施した。
各電荷輸送材料（ｈＨ−１〜ｈＨ−３、ｅＨ−１、ｅＨ−２、ｅＨ−４〜ｅＨ−１０、ＨＢ−１〜ＨＢ−４、Ａｌｑ３）の１重量％トルエン溶液を調製し、この洗浄した基板上にスピンコート法にて下記の条件で成膜することにより、膜厚５０ｎｍの電荷輸送材料の膜を得た。また、一部の電荷輸送材料（ｅＨ−３及びｅＨ−１１）については、前述の洗浄した基板を真空蒸着装置内に搬入し、粗排気を行った後、装置内の真空度が３．０×１０−４Ｐａ以下になるまでクライオポンプを用いて排気し、基板上に電荷輸送材料を真空蒸着法によって積層して電荷輸送材料の薄膜を得た。蒸着時の真空度は、２．２×１０−４Ｐａ以下を保ち、蒸着速度は、０．６〜１．２Å／秒の範囲で制御し、膜厚５０ｎｍの膜を基板上に形成した。
【０３７０】
これらのサンプルについて、オプテル社製「ＰＣＲ−１０１」を用いて、１０Ｔｏｒｒ以下まで真空引きした状態で、イオン化ポテンシャルＩＰを測定した。
同じ工程で成膜したサンプルを用いて、日立製作所社製分光蛍光光度計「Ｆ−４５００」を用いて、透過光スペクトル、即ち、薄膜吸収スペクトルを測定し、その短波長側の立ち上がり部分で吸収スペクトルとベースラインの接線を引き、該両接線の交点の波長Ｗ（ｎｍ）から下記式により、バンドギャップＥｇを算出した。
Ｅｇ＝１２４０／Ｗ
イオン化ポテンシャルＩＰとバンドギャップＥｇの和から、電子親和力の絶対値ＥＡを算出した。結果は、下記表１に示す通りであった。
【０３７１】
【表１】
2016026416.tif 000048
【０３７２】
後述の実施例及び比較例における発光層では、発光層に２種類以上の電荷輸送材料を使用した場合、最も大きい電子親和力を持つ電荷輸送材料を電子輸送材料（ｅ−ｈｏｓｔ）とし、最も小さい電子親和力を持つ電荷輸送材料を正孔輸送材料（ｈ−ｈｏｓｔ）とした。
なお、発光層に１種類しか電荷輸送材料を用いない場合は、表記上電子輸送材料として記載した。
【０３７３】
〔電荷検出量の比Ｑ（ｅ）／Ｑ（ｈ）の測定〕
発光層に用いた電荷輸送材料の電荷検出量の比「Ｑ（ｅ）／Ｑ（ｈ）」を以下のようにして測定した。
上述の電子親和力（ＥＡ）の測定と同様にして、基板（三容真空社製、スパッタ成膜品）を洗浄した。各電荷輸送材料（ｈＨ−１〜ｈＨ−３及びｅＨ−１〜ｅＨ−８）の１０重量％クロロホルム溶液を作製し、この洗浄した基板上にスピンコート法にて下記の条件で成膜することにより、膜厚２μｍの電荷輸送材料の膜を得た。これらのサンプルについて、ＩＴＯ電極が陽極、対電極が陰極となるように電界強度１６０ｋＶ／ｃｍをかけた状態で、ｈＨ−１〜ｈＨ−３、ｅＨ−１、ｅＨ−２及びｅＨ−４〜ｅＨ−８は、日本レーザー社製「Ｂｒｉｏ（Ｎｄ：ＹＡＧパルスレーザー）」（励起波長３５５ｎｍ、パルス幅４ｎｓ）を、ｅＨ−３は、スペクトラフィジクス社製「ＶＳＬ−３３７ＮＤ−Ｓ（窒素レーザー）」（励起波長３３７ｎｍ、パルス幅＜４ｎｓ）を各々光源に用いて、ＮＤフィルターで２０μＪに１パルス当たりの光量を調整し、ＩＴＯ電極側から照射し、その際に流れる電流値をオシロスコープ（テクトロニクス社製「ＴＤＳ２０２２」）を用いて測定することにより、正孔の電荷量Ｑ（ｈ）を算出した。また、ＩＴＯ電極が陰極、対電極が陽極なるようにして、同様の操作を行うことにより、電子の電荷量Ｑ（ｅ）を算出した。この比より、電荷検出量の比「Ｑ（ｅ）／Ｑ（ｈ）」を求めた。結果は、下記表２に示す通りであった。
【０３７４】
【表２】
2016026416.tif 000049
【０３７５】
〔特性評価用素子の作製及び評価〕
［実施例１］
図１に示す有機電界発光素子を作製した。
まず、ガラス基板上１に、ＩＴＯ透明導電膜を７０ｎｍの厚さに堆積し、２ｍｍ幅のストライプにパターニングして、ＩＴＯの陽極２を形成した基板（三容真空社製、スパッタ成膜品）について、界面活性剤水溶液による超音波洗浄、超純水による水洗、超純水による超音波洗浄、超純水による水洗の順で洗浄した後、圧縮空気で乾燥させ、紫外線オゾン洗浄を施した。
【０３７６】
次に、下記（Ｐ１）で表される繰り返し構造を有する正孔輸送性高分子化合物を２．０重量％と、下記（Ａ１）で表される４−イソプロピル−４’−メチルジフェニルヨードニウムテトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボラートを０．８重量％含む安息香酸エチル溶液（正孔注入層形成用組成物）を調製した。
【０３７７】
【化４６】
2016026416.tif 000050
【０３７８】
この正孔注入層形成用組成物を、下記に示す成膜条件でスピンコート法により上記ＩＴＯ基板上に成膜し、さらに下記に示すベーク条件にてベークすることにより、膜厚３０ｎｍの正孔注入層３を得た。
【０３７９】
＜成膜条件＞
スピナ回転数          ２２５０ｒｐｍ
スピナ回転時間        ３０秒
スピンコート雰囲気    大気雰囲気下
ベーク条件            大気雰囲気下，２３０℃，１時間
【０３８０】
その後、下記（Ｈ１）で表される正孔輸送性高分子化合物の１重量％シクロヘキシルベンゼン溶液（正孔輸送層形成用組成物）を調製し、これを下記に示す成膜条件で正孔注入層３上にスピンコートにて成膜し、ベークによる架橋処理を行うことで、膜厚１５ｎｍの正孔輸送層４を形成した。
【０３８１】
【化４７】
2016026416.tif 000051
【０３８２】
＜成膜条件＞
スピナ回転数          １５００ｒｐｍ
スピナ回転時間        １２０秒
スピンコート雰囲気    窒素雰囲気下
ベーク条件            窒素雰囲気下，２３０℃，１時間
【０３８３】
次に、発光層５を形成するにあたり、以下に示す発光材料（Ｄ−１）及び（Ｄ−２）と、電子輸送材料（ｅＨ−１）（電子輸送を担う電荷輸送材料）及び正孔輸送材料（ｈＨ−１）を用いて、下記に示す組成の発光層形成用組成物を調製した。
【０３８４】
【化４８】
2016026416.tif 000052
【０３８５】
＜発光層形成用組成物組成＞
溶剤              シクロヘキシルベンゼン
成分濃度          （Ｄ−１）：０．２５重量％
（Ｄ−２）：０．３５重量％
（ｅＨ−１）：１．２５重量％
（ｈＨ−１）：３．７５重量％
【０３８６】
この発光層形成用組成物を用いて、以下に示す条件で正孔輸送層４上にスピンコート法にて成膜し、下記に示すベーク条件でベーク処理を行うことで、膜厚６０ｎｍの発光層５を形成した。
【０３８７】
＜成膜条件＞
スピナ回転数          １５００ｒｐｍ
スピナ回転時間        １２０秒
スピンコート雰囲気    窒素雰囲気下
ベーク条件            窒素雰囲気下，２３０℃，１０分
【０３８８】
次に、正孔注入層３、正孔輸送層４及び発光層５を湿式成膜した基板を真空蒸着装置内に搬入し、粗排気を行った後、クライオポンプを用いて装置内の真空度が３．０×１０−４Ｐａ以下になるまで排気した。発光層５の上に、真空度を２．２×１０−４Ｐａ以下に保った状態で、上記構造式（ｅＨ−１）で表される化合物を蒸着速度０．６〜１．２Å／秒で膜厚１０ｎｍ積層することにより正孔阻止層６（隣接電子輸送層）を形成した。
【０３８９】
次いで、真空度を２．２×１０−４Ｐａ以下に保った状態で、正孔阻止層６の上に、トリス（８−ヒドロキシキノリナート）アルミニウム（Ａｌｑ３）を加熱して、蒸着速度０．７〜１．３Å／秒で膜厚２０ｎｍ積層することにより電子輸送層７（陰極側電子輸送層）を形成した。
【０３９０】
ここで、電子輸送層７までの蒸着を行った素子を、有機層蒸着用チャンバーから金属蒸着用チャンバーへと搬送した。陰極蒸着用のマスクとして２ｍｍ幅のストライプ状シャドーマスクを、陽極２のＩＴＯストライプと直交するように素子に密着させて設置した。有機層蒸着時と同様にして装置内を真空度が１．１×１０−４Ｐａ以下になるまで排気した。
【０３９１】
その後、真空度を１．０×１０−４Ｐａ以下に保った状態で、電子輸送層７の上に、フッ化リチウム（ＬｉＦ）を、モリブデンボートを用いて加熱することにより蒸着速度０．０７〜０．１５Å／秒で膜厚０．５ｎｍ積層することにより電子注入層８を形成した。次に、同様にして、真空度を２．０×１０−４Ｐａに保った状態で、アルミニウムを、モリブデンボートを用いて加熱することにより、蒸着速度０．６〜１０．０Å／秒で膜厚８０ｎｍ蒸着することにより、陰極９を形成した。以上の電子注入層８及び陰極９の蒸着時の基板温度は、室温に保持した。なお、アルミニウムの仕事関数ＷＦは、４．２８ｅＶである（Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，４８．４７２９（１９７７）参照）。
【０３９２】
引き続き、素子が保管中に大気中の水分等で劣化することを防ぐため、以下に記載の方法で封止処理を行った。
窒素グローブボックス中で、２３ｍｍ×２３ｍｍサイズのガラス板の外周部に、１ｍｍの幅で光硬化性樹脂３０Ｙ−４３７（スリーボンド社製）を塗布し、中央部に水分ゲッターシート（ダイニック社製）を設置した。この上に、陰極の形成を終了した基板を搬入し、蒸着された面が乾燥剤シートと対向するように貼り合わせた。その後、光硬化性樹脂が塗布された領域のみに紫外光を照射し、樹脂を硬化させた。
【０３９３】
以上の様にして、２ｍｍ×２ｍｍのサイズの発光面積部分を有する有機電界発光素子が得られた。
【０３９４】
得られた素子の電流−電圧−輝度（ＩＶＬ）特性の測定を行い、１０００ｃｄ／ｍ２時の駆動電圧（Ｖ１ｋ，単位：Ｖ）、輝度効率（Ｌ／Ｊ１ｋ，単位：ｃｄ／Ａ）、発光効率（η１ｋ，単位：ｌｍ／ｗ）を算出した。また、定電流駆動試験を行い、７割まで輝度が減衰した時の時間を用いて、初期輝度１０００ｃｄ／ｍ２での輝度７割減寿命（τ７０）を求めた。各測定値を、層構成、｜ＥＡ１｜−｜ＥＡ２｜の値及び｜ＷＦ｜−|ＥＡ３|の値と共に表３，４にまとめた。
【０３９５】
［実施例２］
発光層において、実施例１で用いた電子輸送材料である（ｅＨ−１）の代わりに、以下に示す電子輸送材料（ｅＨ−２）を用いた以外は実施例１と同様の方法で有機電界発光素子を作製し、同様に評価を行って、層構成、｜ＥＡ１｜−｜ＥＡ２｜の値及び｜ＷＦ｜−|ＥＡ３|の値と共に結果を表３，４にまとめた。
【０３９６】
【化４９】
2016026416.tif 000053
【０３９７】
［実施例３］
正孔阻止層において、実施例１で用いた電子輸送材料である（ｅＨ−１）の代わりに、以下に示す電子輸送材料（ｅＨ−５）を用いた以外は実施例１と同様の方法で有機電界発光素子を作製し、同様に評価を行って、層構成、｜ＥＡ１｜−｜ＥＡ２｜の値及び｜ＷＦ｜−|ＥＡ３|の値と共に結果を表３，４にまとめた。
【０３９８】
【化５０】
2016026416.tif 000054
【０３９９】
［比較例１］
発光層において、実施例１で用いた電子輸送材料である（ｅＨ−１）の代わりに、以下に示す電子輸送材料（ｅＨ−３）を用いた以外は実施例１と同様の方法で有機電界発光素子を作製し、同様に評価を行って、層構成、｜ＥＡ１｜−｜ＥＡ２｜の値及び｜ＷＦ｜−|ＥＡ３|の値と共に結果を表３，４にまとめた。
【０４００】
【化５１】
2016026416.tif 000055
【０４０１】
［比較例２］
発光層において、実施例１で用いた電子輸送材料である（ｅＨ−１）の代わりに上記の電子輸送材料（ｅＨ−３）を用い、正孔輸送性材料である（ｈＨ−１）の代わりに以下に示す正孔輸送材料（ｈＨ−３）を用い、正孔阻止層で用いた電子輸送材料である（ｅＨ−１）の代わりに以下に示す電子輸送材料（ＨＢ−１）を用いた以外は、実施例１と同様の方法で有機電界発光素子を作製し、同様に評価を行って、層構成、｜ＥＡ１｜−｜ＥＡ２｜の値及び｜ＷＦ｜−|ＥＡ３|の値と共に結果を表３，４にまとめた。
【０４０２】
【化５２】
2016026416.tif 000056
【０４０３】
［比較例３］
発光層において、実施例１で用いた電子輸送材料である（ｅＨ−１）の代わりに以下に示す電子輸送材料（ｅＨ−６）を用い、正孔輸送材料である（ｈＨ−１）の代わりに上記の正孔輸送材料（ｈＨ−３）を用い、正孔阻止層で用いた電子輸送材料である（ｅＨ−１）の代わりに以下に示す電子輸送材料（ＨＢ−２）を用いた以外は、実施例１と同様の方法で有機電界発光素子を作製し、同様に評価を行って、層構成、｜ＥＡ１｜−｜ＥＡ２｜の値及び｜ＷＦ｜−|ＥＡ３|の値と共に結果を表３，４にまとめた。
【０４０４】
【化５３】
2016026416.tif 000057
【０４０５】
［比較例４］
発光層において、実施例１で用いた電子輸送材料である（ｅＨ−１）の代わりに以下に示す電子輸送材料（ｅＨ−８）を用い、正孔輸送材料である（ｈＨ−１）の代わりに上記の正孔輸送材料（ｈＨ−３）を用い、正孔阻止層で用いた電子輸送材料である（ｅＨ−１）の代わりに前記の電子輸送材料（ｅＨ−５）を用いた以外は、実施例１と同様の方法で有機電界発光素子を作製し、同様に評価を行って、層構成、｜ＥＡ１｜−｜ＥＡ２｜の値及び｜ＷＦ｜−|ＥＡ３|の値と共に結果を表３，４にまとめた。
【０４０６】
【化５４】
2016026416.tif 000058
【０４０７】
［比較例５］
発光層において、実施例１で用いた電子輸送材料である（ｅＨ−１）の代わりに前記の電子輸送材料（ｅＨ−６）を用い、正孔輸送材料である（ｈＨ−１）の代わりに前記の正孔輸送材料（ｈＨ−３）を用い、正孔阻止層で用いた電子輸送材料である（ｅＨ−１）の代わりに以下に示す電子輸送材料（ＨＢ−３）を用いた以外は、実施例１と同様の方法で有機電界発光素子を作製し、同様に評価を行って、層構成、｜ＥＡ１｜−｜ＥＡ２｜の値及び｜ＷＦ｜−|ＥＡ３|の値と共に結果を表３，４にまとめた。
【０４０８】
【化５５】
2016026416.tif 000059
【０４０９】
［比較例６］
発光層において、実施例１で用いた電子輸送材料である（ｅＨ−１）の代わりに以下に示す電子輸送材料（ｅＨ−４）を用いた以外は、実施例１と同様の方法で有機電界発光素子を作製し、同様に評価を行って、層構成、｜ＥＡ１｜−｜ＥＡ２｜の値及び｜ＷＦ｜−|ＥＡ３|の値と共に結果を表３，４にまとめた。
【０４１０】
【化５６】
2016026416.tif 000060
【０４１１】
［実施例４］
発光層において、実施例１で用いた発光材料（Ｄ−１）、（Ｄ−２）、電子輸送材料（ｅＨ−１）及び正孔輸送材料（ｈＨ−１）の代わりに、発光材料として（Ｄ−１）のみを、電子輸送材料として前記の電子輸送材料（ｅＨ−５）を、正孔輸送材料として以下に示す正孔輸送材料（ｈＨ−２）を用い、正孔阻止層において電子輸送材料（ｅＨ−１）の代わりに、前記の電子輸送材料（ｅＨ−５）を用いた以外は、実施例１と同様の方法で有機電界発光素子を作製し、同様に評価を行って、層構成、｜ＥＡ１｜−｜ＥＡ２｜の値及び｜ＷＦ｜−|ＥＡ３|の値と共に結果を表３，４にまとめた。
【０４１２】
【化５７】
2016026416.tif 000061
【０４１３】
［実施例５］
発光層において、実施例４で用いた電子輸送材料である（ｅＨ−５）の代わりに、前記の電子輸送材料（ｅＨ−６）を用いた以外は、実施例４と同様の方法で有機電界発光素子を作製し、同様に評価を行って、層構成、｜ＥＡ１｜−｜ＥＡ２｜の値及び｜ＷＦ｜−|ＥＡ３|の値と共に結果を表３，４にまとめた。
【０４１４】
［実施例６］
発光層において、実施例４で用いた電子輸送材料である（ｅＨ−５）の代わりに、前記の電子輸送材料（ｅＨ−２）を用いた以外は、実施例４と同様の方法で有機電界発光素子を作製し、同様に評価を行って、層構成、｜ＥＡ１｜−｜ＥＡ２｜の値及び｜ＷＦ｜−|ＥＡ３|の値と共に結果を表３，４にまとめた。
【０４１５】
［比較例７］
発光層において、実施例４で用いた電子輸送材料である（ｅＨ−５）の代わりに、以下に示す電子輸送材料（ｅＨ−７）を用い、正孔輸送材料である（ｈＨ−２）の代わりに、前記の正孔輸送材料（ｈＨ−３）を用い、正孔阻止層に用いた電子輸送材料（ｅＨ−５）の代わりに前記の電子輸送材料（ｅＨ−１）を用いた以外は、実施例４と同様の方法で有機電界発光素子を作製し、同様に評価を行って、層構成、｜ＥＡ１｜−｜ＥＡ２｜の値及び｜ＷＦ｜−|ＥＡ３|の値と共に結果を表３，４にまとめた。
【０４１６】
【化５８】
2016026416.tif 000062
【０４１７】
［比較例８］
発光層において、比較例７で用いた電子輸送材料である（ｅＨ−７）の代わりに、前記の電子輸送材料（ｅＨ−８）を用いた以外は、比較例７と同様の方法で有機電界発光素子を作製し、同様に評価を行って、層構成、｜ＥＡ１｜−｜ＥＡ２｜の値及び｜ＷＦ｜−|ＥＡ３|の値と共に結果を表３，４にまとめた。
【０４１８】
［比較例９］
発光層において、比較例７で用いた電子輸送材料である（ｅＨ−７）の代わりに、前記の電子輸送材料（ｅＨ−６）を用い、正孔阻止層で用いた電子輸送材料である（ｅＨ−１）の代わりに前記の電子輸送材料（ＨＢ−３）を用いた以外は、比較例７と同様の方法で有機電界発光素子を作製し、同様に評価を行って、層構成、｜ＥＡ１｜−｜ＥＡ２｜の値及び｜ＷＦ｜−|ＥＡ３|の値と共に結果を表３，４にまとめた。
【０４１９】
［比較例１０］
発光層において、比較例７で用いた電子輸送材料である（ｅＨ−７）の代わりに、前記の電子輸送材料（ｅＨ−４）を用いた以外は、比較例７と同様の方法で有機電界発光素子を作製し、同様に評価を行って、層構成、｜ＥＡ１｜−｜ＥＡ２｜の値及び｜ＷＦ｜−|ＥＡ３|の値と共に結果を表３，４にまとめた。
【０４２０】
［実施例７］
発光層において、実施例１で用いた発光材料（Ｄ−１）及び（Ｄ−２）と、電子輸送材料（ｅＨ−１）及び正孔輸送材料（ｈＨ−１）の代わりに、発光材料として以下に示す（Ｄ−３）のみを、電子輸送材料として以下に示す電子輸送材料（ｅＨ−９）のみを用い（正孔輸送材料を用いず）、正孔阻止層において（ｅＨ−１）の代わりに、以下に示す電子輸送材料（ｅＨ−９）を用いた以外は、実施例１と同様の方法で有機電界発光素子を作製し、同様に評価を行って、層構成、｜ＥＡ１｜−｜ＥＡ２｜の値及び｜ＷＦ｜−|ＥＡ３|の値と共に結果を表３，４にまとめた。
【０４２１】
【化５９】
2016026416.tif 000063
【０４２２】
［実施例８］
発光層において、実施例７で用いた電子輸送材料である（ｅＨ−９）の代わりに、以下に示す電子輸送材料（ｅＨ−１０）を用いた以外は、実施例７と同様の方法で有機電界発光素子を作製し、同様に評価を行って、層構成、｜ＥＡ１｜−｜ＥＡ２｜の値及び｜ＷＦ｜−|ＥＡ３|の値と共に結果を表３，４にまとめた。
【０４２３】
【化６０】
2016026416.tif 000064
【０４２４】
［実施例９］
正孔阻止層において、実施例７で用いた電荷輸送材料（ｅＨ−９）の代わりに、前記の電荷輸送材料（ｅＨ−１）を用いた以外は、実施例７と同様の方法で有機電界発光素子を作製し、同様に評価を行って、層構成、｜ＥＡ１｜−｜ＥＡ２｜の値及び｜ＷＦ｜−|ＥＡ３|の値と共に結果を表３，４にまとめた。
【０４２５】
［比較例１１］
正孔阻止層において、実施例７で用いた電荷輸送材料（ｅＨ−９）の代わりに、以下に示す電荷輸送材料（ｅＨ−１１）を用いた以外は、実施例７と同様の方法で有機電界発光素子を作製し、同様に評価を行って、層構成、｜ＥＡ１｜−｜ＥＡ２｜の値及び｜ＷＦ｜−|ＥＡ３|の値と共に結果を表３，４にまとめた。
【０４２６】
【化６１】
2016026416.tif 000065
【０４２７】
［比較例１２］
正孔阻止層において、実施例７で用いた電荷輸送材料（ｅＨ−９）の代わりに、以下に示す電荷輸送材料（ＨＢ−４）を用いた以外は、実施例７と同様の方法で有機電界発光素子を作製し、同様に評価を行って、層構成、｜ＥＡ１｜−｜ＥＡ２｜の値及び｜ＷＦ｜−|ＥＡ３|の値と共に結果を表３，４にまとめた。
【０４２８】
【化６２】
2016026416.tif 000066
【０４２９】
［比較例１３］
正孔阻止層において、実施例７で用いた電荷輸送材料（ｅＨ−９）の代わりに、前記の電荷輸送材料（ｅＨ−６）を用いた以外は、実施例７と同様の方法で有機電界発光素子を作製し、同様に評価を行って、層構成、｜ＥＡ１｜−｜ＥＡ２｜の値及び｜ＷＦ｜−|ＥＡ３|の値と共に結果を表３，４にまとめた。
【０４３０】
［比較例１４］
発光層において、実施例１で用いた電子輸送材料（ｅＨ−１）の代わりに前記の電子輸送材料（ｅＨ−５）を用い、正孔輸送材料（ｈＨ−１）の代わりに前記の正孔輸送材料（ｈＨ−３）を用い、正孔阻止層において電子輸送材料(ｅＨ−１)の代わりに電子輸送材料（ｅＨ−３）を用い、電子輸送層において電子輸送材料Ａｌｑ３の代わりに前記の電子輸送材料（ｅＨ−３）を用いた以外は、実施例１と同様の方法で有機電界発光素子を作製し、同様に評価を行って、層構成、｜ＥＡ１｜−｜ＥＡ２｜の値及び｜ＷＦ｜−|ＥＡ３|の値と共に結果を表３，４にまとめた。
【０４３１】
［比較例１５］
発光層において、実施例４で用いた正孔輸送材料（ｈＨ−２）の代わりに前記の正孔輸送材料（ｈＨ−３）を用い、正孔阻止層において電子輸送材料（ｅＨ−５）の代わりに前記の電子輸送材料（ｅＨ−３）を用い、電子輸送層において電子輸送材料Ａｌｑ３の代わりに前記の電子輸送材料（ｅＨ−３）を用いた以外は、実施例４と同様の方法で有機電界発光素子を作製し、同様に評価を行って、層構成、｜ＥＡ１｜−｜ＥＡ２｜の値及び｜ＷＦ｜−|ＥＡ３|の値と共に結果を表３，４にまとめた。
【０４３２】
［比較例１６］
発光層において、実施例１で用いた正孔輸送材料（ｈＨ−１）の代わりに前記の正孔輸送材料（ｈＨ−３）を用い、電子輸送材料（ｅＨ−１）の代わりに前記の電子輸送材料（ｅＨ−５）を用い、正孔阻止層において、電子輸送材料（ｅＨ−１）の代わりに前記の電子輸送材料（ｅＨ−３）を用い、電子輸送層において電子輸送材料Ａｌｑ３の代わりに電子輸送材料（ｅＨ−３）とＬｉＦを用いて体積比でｅＨ−３：ＬｉＦ＝９４：６となるように共蒸着した層を用いた以外は、実施例１と同様の方法で有機電界発光素子を作製し、同様に評価を行って、層構成、｜ＥＡ１｜−｜ＥＡ２｜の値及び｜ＷＦ｜−|ＥＡ３|の値と共に結果を表３，４にまとめた。
【０４３３】
［比較例１７］
発光層において、実施例４で用いた正孔輸送材料（ｈＨ−２）の代わりに前記の正孔輸送材料（ｈＨ−３）を用い、正孔阻止層において、電子輸送材料（ｅＨ−５）の代わりに前記の電子輸送材料（ｅＨ−３）を用い、電子輸送層において電子輸送材料Ａｌｑ３の代わりに電子輸送材料（ｅＨ−３）とＬｉＦを用いて体積比でｅＨ−３：ＬｉＦ＝９４：６となるように共蒸着した層を用いた以外は、実施例４と同様の方法で有機電界発光素子を作製し、同様に評価を行って、層構成、｜ＥＡ１｜−｜ＥＡ２｜の値及び｜ＷＦ｜−|ＥＡ３|の値と共に結果を表３，４にまとめた。
【０４３４】
【表３】
2016026416.tif 000067
【０４３５】
【表４】
2016026416.tif 000068
【０４３６】
以上の通り、発光層の電荷輸送材料のうち電子輸送を担う電荷輸送材料の電子親和力の絶対値｜ＥＡ１｜と、隣接電子輸送層に相当する正孔阻止層の電子輸送材料の電子親和力の絶対値｜ＥＡ２｜の関係が式（１）を満たし、陰極側電子輸送層である電子輸送層に含有される電荷輸送材料の電子親和力の絶対値｜ＥＡ３｜と、陰極の仕事関数の絶対値｜ＷＦ｜の関係が式（２）を満たす範囲内において、素子寿命及び発光効率の向上が認められた。即ち、実施例１〜３は比較例１〜６に対して発光特性に大きな低下は見られず、寿命特性が良好になる結果を得た。また、実施例４〜６は比較例７〜１０に対して、また、実施例７〜９は比較例１１〜１３に対して明確な駆動電圧の低下、輝度効率の向上が見られ、寿命特性が向上する効果を得た。
【符号の説明】
【０４３７】
１  基板
２  陽極
３  正孔注入層
４  正孔輸送層
５  発光層
６  正孔阻止層
７  電子輸送層
８  電子注入層
９  陰極
１０  有機電界発光素子
【図１】
2016026416.tif 000069