JP4621201B2 - 有機エレクトロルミネッセンス素子 - Google Patents

Description

本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、「有機ＥＬ素子」と略記する）に関する。

近年、白色系有機ＥＬ素子は、モノカラー表示装置、バックライト等の照明及びカラーフィルターを使用したフルカラー表示装置等に使用できるため積極的に開発されている。特に白色系有機ＥＬ素子を照明用途に用いる場合、例えば蛍光灯の発光効率と比較して同等レベル以上にある、発光効率が高い白色系有機ＥＬ素子が要求される。

有機ＥＬにより白色発光を得る方法は数多く開示されている。これらの方法は、１種類の発光材料だけで白色を得るものは少なく、通常は２種類又は３種類の発光材料を一つの有機ＥＬ素子の中で、同時に発光させている。２種類の発光材料を使用する場合は、青色系とその補色となる黄色〜赤色系の発光材料を選択するが、黄色〜赤色系の発光が強くなることが多く、赤味を帯びた白色になりがちである。

特開２００３−２７２８５７号公報では、発光層を２分割するタイプにおいて、発光層の発光領域が偏りやすい陽極側の発光層を青色系発光層とすることで、発光色が赤色に偏りがちな傾向を打ち消し、色変化を抑制した白色素子を提案しているが、その発光効率は必ずしも十分なレベルではなかった。

また、特開平０８−０７８１６３号公報では、正孔輸送層と電子輸送層の間にキャリア再結合領域制御層を挿入した構造において、必ずしも実用上十分なレベルではないが、ある程度発光効率が高い白色発光を得た。しかしながら、上記キャリア再結合領域制御層のアフィニティ−レベルが正孔輸送層のアフィニティ−レベルに対して大きい値であったため、駆動電圧が高く、さらに駆動時間とともに正孔輸送層に電子が注入されにくくなった。その結果、青色発光強度が低下し、発光色が赤色に偏りがちであった。

本発明は、発光効率が高くかつ色度変化が少ない有機ＥＬ素子を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明者らは鋭意研究した結果、二層の有機発光層間に電荷障壁層を挿入し、そのエネルギーレベルを制御することで、高い発光効率を有しかつ色度変化の少ない有機ＥＬ素子が得られることを見出し本発明を完成させた。
本発明によれば、以下の有機ＥＬ素子が提供できる。
１．陽極、第一発光層、電荷障壁層、第二発光層、陰極をこの順に積層していて、
前記電荷障壁層のイオン化ポテンシャルが、前記第一発光層のイオン化ポテンシャルよりも０．１ｅＶ以上大きく、前記電荷障壁層のアフィニティレベルが、前記第一発光層及び第二発光層のアフィニティレベルよりも０．１ｅＶ以上小さい有機エレクトロルミネッセンス素子。
２．前記電荷障壁層のイオン化ポテンシャルが、前記第一発光層のイオン化ポテンシャルよりも０．２ｅＶ以上大きく、前記電荷障壁層のアフィニティレベルが、前記第一発光層及び第二発光層のアフィニティレベルよりも０．２ｅＶ以上小さい１記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
３．陽極、第一発光層、第一電荷障壁層、第二電荷障壁層、第二発光層、陰極をこの順に積層していて、
前記第一電荷障壁層のイオン化ポテンシャルが、前記第一発光層のイオン化ポテンシャルよりも０．１ｅＶ以上大きく、
前記第二電荷障壁層のアフィニティレベルが、前記第二発光層のアフィニティレベルよりも０．１ｅＶ以上小さい有機エレクトロルミネッセンス素子。
４．前記第一電荷障壁層のイオン化ポテンシャルが、前記第一発光層のイオン化ポテンシャルよりも０．２ｅＶ以上大きく、
前記第二電荷障壁層のアフィニティレベルが、前記第二発光層のアフィニティレベルよりも０．２ｅＶ以上小さい３記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
５．前記第一発光層が、第一の発光色のドーパントを含有し、前記第二発光層が第二の発光色のドーパントを含有する１〜４のいずれか一の有機エレクトロルミネッセンス素子。
６．少なくとも１つの電荷障壁層が、第三の発光色のドーパントを含有する１〜５のいずれか一記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
７．前記第一、第二、第三のドーパントが青色系、緑色系、赤色系から選択される１〜６のいずれか一記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
８．前記第一発光層からの発光が、青色系発光又は赤色系発光である１〜７のいずれか一記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
９．前記第二発光層からの発光が、青色系発光又は赤色系発光である１〜７のいずれか一記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
１０．前記第一発光層及び前記第二発光層のいずれかの発光層からの発光が、青色系発光であり、他の発光層からの発光が赤色系発光である１〜７のいずれか一記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
１１．前記第一発光層が正孔輸送性材料からなり、前記第二発光層が電子輸送性材料からなる１〜１０のいずれか一記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
１２．前記第一発光層の正孔移動度が１０^−５ｃｍ^２／ｖ・ｓ以上であり、前記第二発光層の電子移動度が１０^−６ｃｍ^２／ｖ・ｓ以上である１〜１１のいずれか一記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
１３．白色を発光する１〜１１のいずれか一記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。

本発明よれば、高効率かつ色度変化の少ない有機ＥＬ素子、特に白色系有機ＥＬ素子を提供することができる。

実施形態１の白色系有機ＥＬ素子の構成を示す図である。 実施形態１の第一発光層、電荷障壁層、第二発光層のエネルギーレベル図である。 実施形態２の白色系有機ＥＬ素子の構成を示す図である。 実施形態２の第一発光層、第一電荷障壁層、第二電荷障壁層、第二発光層のエネルギーレベル図である。 図５（ａ）は実施例１のエネルギーレベル図、図５（ｂ）は比較例２のエネルギーレベル図、図５（ｃ）は比較例３のエネルギーレベル図、図５（ｄ）は比較例４のエネルギーレベル図である。

実施形態１
図１は、本発明の一実施形態にかかる白色系有機ＥＬ素子の構成を示す図であり、図２は、この有機ＥＬ素子の第一発光層、電荷障壁層、第二発光層のエネルギーレベル図である。

図１に示されるように、白色系有機ＥＬ素子１は、陽極２、正孔注入層３、正孔輸送層４、第一発光層５、電荷障壁層６、第二発光層７、電子輸送層８及び陰極９を積層した構造を有している。第一発光層５は、第一のホスト材料と第一のドーパントを含み、第二発光層７は第二のホスト材料と第二のドーパントを含む。

この素子１では、第一発光層５を青色系発光とし、第二発光層７を赤色系発光とすることにより、白色発光を得ている。

図２は、有機ＥＬ素子１の第一発光層５、電荷障壁層６、第二発光層７のエネルギーレベルを示し、この図において上辺のレベルは電子のアフィニティレベル、下辺はイオン化ポテンシャルを示す。エネルギーレベル図においては、下方がより大きい値を示す。

電荷障壁層６のイオン化ポテンシャルは、第一発光層５のイオン化ポテンシャルよりも０．１ｅＶ以上、好ましくは０．２ｅＶ以上、より好ましくは０．３ｅＶ以上、大きく、電荷障壁層６のアフィニティレベルは、第一発光層５及び第二発光層７のアフィニティレベルよりも０．１ｅＶ以上、好ましくは０．２ｅＶ以上、より好ましくは０．３ｅＶ以上、小さい。

図２において、陽極２（図示せず）から、正孔注入層３（図示せず）、正孔輸送層４（図示せず）を通って輸送された正孔は、第一発光層５に注入されるが、電荷障壁層６が障壁となるため、電荷障壁層６付近Ｘで局在する。しかし、正孔の一部は電荷障壁層６を超えて第二発光層７に移動する。一方、陰極９（図示せず）から、電子輸送層８（図示せず）を通って輸送された電子は、第二発光層７に注入されるが、電荷障壁層６が障壁となるため、電荷障壁層６付近Ｙで局在する。しかし、電子の一部は電荷障壁層６を超えて第一発光層５に移動する。従って、正孔又は電子が局在する電荷障壁層付近Ｘ，Ｙで、第一発光層５、第二発光層７が特に発光する。

第一発光層５が正孔輸送性材料から構成されていると、正孔輸送層４から注入された正孔が電荷障壁層６付近Ｘまで輸送されやすくなり、第二発光層７が電子輸送性材料から構成されていると、電子輸送層８から注入された電子が電荷障壁層６付近Ｙまで輸送されやすくなる。好ましくは、第一発光層５の正孔移動度は１０^−５ｃｍ^２／ｖ・ｓ以上であり、第二発光層７の電子移動度は１０^−６ｃｍ^２／ｖ・ｓ以上である。尚、正孔又は電子移動度は、Ｔｉｍｅ ｏｆ ｆｌｉｇｈｔ法で測定する。

このように、本実施形態の白色系有機ＥＬ素子１においては、二層の発光層５，７間に電荷障壁層６が存在し、その電荷障壁層６のエネルギーレベルを制御することで二つの発光層５，７が効率的に発光し、高い発光効率を実現できる。この白色系有機ＥＬ素子は実用的な発光効率を有するため、情報表示機器、車載表示機器、照明器具等に好適に使用できる。

尚、この実施形態では、第一発光層５を青色系発光、第二発光層７を赤色系発光としているが、その逆でもよい。第一発光層５の第一のホスト材料と第一のドーパントは、第二発光層７の第二のホスト材料と第二のドーパントと、それぞれ同一でも異なっていてもよく、適宜選択できる。

また、電荷障壁層６も、第一及び第二のドーパントと同一でも異なっていてもよい第三のドーパントを含有することができる。電荷障壁層６が第三のドーパントを含有することにより、より色度変化が少ない素子を実現できる。
好ましくは、第一、第二、第三のドーパントが青色系、緑色系、黄色〜橙色又は赤色を呈する赤色系から選択される。このように選択することにより白色色度の調整が容易で、色度変化が少ない素子を実現できる。

本発明において、好ましくは、青色系発光の発光最大波長は４５０〜５００ｎｍであり、緑色系発光の発光最大波長は５００〜５５０ｎｍであり、赤色系発光の発光最大波長は５５０〜６５０ｎｍである。

実施形態２
図３は、本発明の他の実施形態にかかる白色系有機ＥＬ素子の構成を示す図であり、図４は、この有機ＥＬ素子の第一発光層、第一電荷障壁層、第二電荷障壁層、第二発光層のエネルギーレベル図である。

図３に示すように、この実施形態は、実施形態１の電荷障壁層６を、複数の電荷障壁層６ａ，６ｂに変えたものである。
図４に示すように、電荷障壁層６ａのイオン化ポテンシャルは、第一発光層５のイオン化ポテンシャルよりも０．１ｅＶ以上、好ましくは０．２ｅＶ以上、大きく、電荷障壁層６ｂのアフィニティレベルは、第二発光層７のアフィニティレベルよりも０．１ｅＶ以上、好ましくは０．２ｅＶ以上、小さい。

このように、電荷障壁層を複数にすることによりより発光効率が高い素子を実現できる。
尚、この実施形態では、電荷障壁層は２つであるが、３以上の電荷障壁層を設けてもよい。その場合、陽極に最も近い電荷障壁層が第一電荷障壁層となり、陰極に最も近い電荷障壁層が第二電荷障壁層となる。

上述したように、本発明では、陽極、第一発光層、電荷障壁層、第二発光層及び陰極がこの順序に積層して構成されている。電荷障壁層は複数層であってもよい。本発明において、陽極と第一発光層の間、又は第二発光層と陰極の間に、他の有機層又は無機層を介在させることができる。介在層は、電子及び正孔を輸送できるものであれば制限されない。光取り出し方向にある場合は、透明性であることが好ましい。本発明の好適な有機ＥＬ素子の例として、以下の構成が挙げられる。
・陽極／第一発光層／電荷障壁層／第二発光層／陰極
・陽極／正孔輸送層／第一発光層／電荷障壁層／第二発光層／陰極
・陽極／第一発光層／電荷障壁層／第二発光層／電子輸送層／陰極
・陽極／正孔輸送層／第一発光層／電荷障壁層／第二発光層／電子輸送層／陰極
・陽極／正孔注入層／正孔輸送層／第一発光層／電荷障壁層／第二発光層／電子輸送層／陰極
・陽極／正孔注入層／正孔輸送層／第一発光層／電荷障壁層／第二発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極
・陽極／第一発光層／第一電荷障壁層／第二電荷障壁層／第二発光層／陰極
・陽極／正孔輸送層／第一発光層／第一電荷障壁層／第二電荷障壁層／第二発光層／陰極
・陽極／第一発光層／第一電荷障壁層／第二電荷障壁層／第二発光層／電子輸送層／陰極
・陽極／正孔輸送層／第一発光層／第一電荷障壁層／第二電荷障壁層／第二発光層／電子輸送層／陰極
・陽極／正孔注入層／正孔輸送層／第一発光層／第一電荷障壁層／第二電荷障壁層／第二発光層／電子輸送層／陰極
・陽極／正孔注入層／正孔輸送層／第一発光層／第一電荷障壁層／第二電荷障壁層／第二発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極

以下、本発明の特徴的な部分である電荷障壁層、青色系発光層及び赤色系発光層を中心に説明する。ここで赤色系とは黄色〜橙色又は赤色のことである。本発明では、電荷障壁層と発光層が所定のエネルギーレベルを有するように、電荷障壁層と発光層の材料を選択する。その他の有機層、無機化合物層、陽極、陰極等の構成や製法については、一般的な構成を採ることができるため、簡単に説明する。

１．電荷障壁層
陽極に近い方の有機発光層から陰極に近い方の有機発光層への正孔の注入を制限し、かつ陰極に近い方の有機発光層から陽極に近い方の有機発光層への電子の注入を制限する層であって、電荷障壁層は各発光層からの発光量を調整するために設ける。

１層の電荷障壁層を用いる場合、電荷障壁層に用いられる材料は陽極に近い方の有機発光層のイオン化ポテンシャルよりも０．１ｅＶ以上大きいイオン化ポテンシャルを有し、さらにいずれの有機発光層のアフィニティレベルよりも０．１ｅＶ以上小さなアフィニティレベルを有する。イオン化ポテンシャル又はアフィニティレベルの差は０．２ｅＶ以上であることが好ましい。

また、複数の電荷障壁層を積層しても良く、その場合、陽極に最も近い電荷障壁層は陽極に近い方の有機発光層のイオン化ポテンシャルよりも０．１ｅＶ以上大きいイオン化ポテンシャルを有し、かつ陰極に最も近い電荷障壁層が、陰極に近い方の有機発光層のアフィニティレベルよりも０．１ｅＶ以上小さなアフィニティレベルを有する。イオン化ポテンシャル又はアフィニティレベルの差は０．２ｅＶ以上であることが好ましい。

電荷障壁層の膜厚は、特に限定されないが、好ましくは、０．１〜５０ｎｍである。より好ましくは０．１〜１０ｎｍである。

電荷障壁層として種々の有機化合物、無機化合物を用いることができる。有機化合物としては、第三級アミン化合物、カルバゾール誘導体、含窒素複素環を含む化合物や金属錯体等を用いることができる。無機化合物としては、Ｂａ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｙｂ，Ａｌ，Ｇａ，Ｉｎ，Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｃｄ，Ｍｇ，Ｓｉ，Ｔａ，Ｇｅ，Ｓｂ，Ｚｎ，Ｃｓ，Ｅｕ，Ｙ，Ｃｅ，Ｗ，Ｚｒ，Ｌａ，Ｓｃ，Ｒｂ，Ｌｕ，Ｔｉ，Ｃｒ、Ｈｏ，Ｃｕ，Ｅｒ，Ｓｍ、Ｗ、Ｃｏ、Ｓｅ、Ｈｆ，Ｔｍ、Ｆｅ、Ｎｂ等の金属との酸化物、窒化物、複合酸化物、硫化物、弗化物等を用いることができる。

尚、電荷障壁層は以下に説明する青色系、緑色系又は赤色系のドーパントを含むことができる。

２．発光層
（１）青色系発光層
青系発光層は、好ましくは発光の最大波長が４５０〜５００ｎｍである発光層であり、ホスト材料と青色系ドーパントからなる。ホスト材料は、スチリル誘導体、アリーレン誘導体又は芳香族アミンであることが好ましい。スチリル誘導体は、ジスチリル誘導体、トリスチリル誘導体、テトラスチリル誘導体及びスチリルアミン誘導体の中から選ばれる少なくとも一種類であることが特に好ましい。アリーレン誘導体は、アントラセン誘導体、特にアリールアントラセン骨格を含有する化合物であることが特に好ましい。芳香族アミンは、芳香族置換された窒素原子を２〜４個有する化合物であることが好ましく、芳香族置換された窒素原子を２〜４個有し、かつアルケニル基を少なくとも一つ有する化合物が特に好ましい。

上記スチリル誘導体及びアントラセン誘導体としては、例えば下記一般式〔１〕〜〔６〕で示される化合物が、上記芳香族アミンとしては、例えば下記一般式〔７〕〜〔８〕で示される化合物が挙げられる。

〔式中、Ｒ^１〜Ｒ^８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、置換もしくは未置換の炭素原子数１〜２０のアルキル基、置換もしくは未置換の炭素原子数１〜２０のアルコキシ基、置換もしくは未置換の炭素原子数６〜３０のアリールオキシ基、置換もしくは未置換の炭素原子数１〜２０のアルキルチオ基、置換もしくは未置換の炭素原子数６〜３０のアリールチオ基、置換もしくは未置換の炭素原子数７〜３０のアリールアルキル基、置換もしくは未置換の炭素原子数５〜３０の単環基、置換もしくは未置換の炭素原子数１０〜３０の縮合多環基又は置換もしくは未置換の炭素原子数５〜３０の複素環基である。Ａｒ^１及びＡｒ^２は、それぞれ独立に、置換もしくは未置換の炭素原子数６〜３０のアリール基又は置換もしくは未置換のアルケニル基であり、置換基としては、置換もしくは未置換の炭素原子数１〜２０のアルキル基、置換もしくは未置換の炭素原子数１〜２０のアルコキシ基、置換もしくは未置換の炭素原子数６〜３０のアリールオキシ基、置換もしくは未置換の炭素原子数１〜２０のアルキルチオ基、置換もしくは未置換の炭素原子数６〜３０のアリールチオ基、置換もしくは未置換の炭素原子数６〜３０のアリールアルキル基、置換もしくは未置換の炭素原子数５〜３０の単環基、置換もしくは未置換の炭素原子数１０〜３０の縮合多環基、置換もしくは未置換の炭素原子数５〜３０の複素環基又は置換もしくは未置換の炭素原子数４〜４０のアルケニル基である。〕

〔式中、Ｒ^１〜Ｒ^１０、Ａｒ^１及びＡｒ^２は式［１］と同じである。〕

〔式中、Ｒ^１〜Ｒ^１０、Ａｒ^３及びＡｒ^４は式［１］と同じである。ｌは１〜３、ｍは１〜３、かつｌ＋ｍ≧２である。〕

〔式中、Ｒ^１〜Ｒ^８、Ａｒ^１及びＡｒ^２は式［１］と同じである。〕

〔式中、Ｒ^１１〜Ｒ^２０は、それぞれ独立に水素原子、アルケニル基、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アルコキシル基、アリーロキシ基、アルキルアミノ基、アリールアミノ基又は置換してもよい複素環式基を示し、ａ及びｂは、それぞれ１〜５の整数を示し、それらが２以上の場合、Ｒ^１１同士又はＲ^１２同士は、それぞれにおいて、同一でも異なっていてもよく、またＲ^１１同士又はＲ^１２同士が結合して環を形成していてもよいし、Ｒ^１３とＲ^１４、Ｒ^１５とＲ^１６、Ｒ^１７とＲ^１８、Ｒ^１９とＲ^２０がたがいに結合して環を形成していてもよい。Ｌ^１は単結合又は−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｎ（Ｒ）−（Ｒはアルキル基又は置換してもよいアリール基である）又はアリーレン基を示す。〕

〔式中、Ｒ^２１〜Ｒ^３０は、それぞれ独立に水素原子、アルケニル基、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アルコキシル基、アリーロキシ基、アルキルアミノ基、アリールアミノ基又は置換してもよい複数環式基を示し、ｃ、ｄ、ｅ及びｆは、それぞれ１〜５の整数を示し、それらが２以上の場合、Ｒ^２１同士、Ｒ^２２同士、Ｒ^２６同士又はＲ^２７同士は、それぞれにおいて、同一でも異なっていてもよく、またＲ^２１同士、Ｒ^２２同士、Ｒ^２６同士又はＲ^２７同士が結合して環を形成していてもよいし、Ｒ^２３とＲ^２４、Ｒ^２８とＲ^２９がたがいに結合して環を形成していてもよい。Ｌ^２は単結合又は−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｎ（Ｒ）−（Ｒはアルキル基又は置換してもよいアリール基である）又はアリーレン基を示す。〕

〔式中、Ａｒ^５、Ａｒ^６及びＡｒ^７は、それぞれ独立に炭素原子数６〜４０の置換若しくは無置換の一価の芳香族基を示し、それらの中の少なくとも一つはスチリル基を含んでいてもよく、ｇは１〜４の整数を示す。〕

〔式中、Ａｒ^８、Ａｒ^９、Ａｒ^１１、Ａｒ^１３及びＡｒ^１４は、それぞれ独立に炭素原子数６〜４０の置換若しくは無置換の一価の芳香族基を示し、Ａｒ^１０及びＡｒ^１２は、それぞれ独立に炭素原子数６〜４０の置換若しくは無置換の二価の芳香族基を示し、Ａｒ^８〜Ａｒ^１４の少なくとも一つはスチリル基又はスチリレン基を含んでいてもよく、ｈ及びｋはそれぞれ０〜２の整数、ｉ及びｊはそれぞれ０〜３の整数である。〕

青色系ドーパントは、スチリルアミン、アミン置換スチリル化合物及び縮合芳香族環含有化合物の中から選ばれる少なくとも一種類であることが好ましい。そのとき、青色系ドーパントは異なる複数の化合物から構成されていもよい。上記スチリルアミン及びアミン置換スチリル化合物としては、例えば下記一般式〔９〕〜〔１０〕で示される化合物が、上記縮合芳香族環含有化合物としては、例えば下記一般式〔１１〕で示される化合物が挙げられる。

〔式中、Ａｒ^５、Ａｒ^６及びＡｒ^７は、それぞれ独立に、炭素原子数６〜４０の置換もしくは無置換の芳香族基を示し、それらの中の少なくとも一つはスチリル基を含み、ｐは１〜３の整数を示す。〕

〔式中、Ａｒ^１５及びＡｒ^１６は、それぞれ独立に、炭素原子数６〜３０のアリーレン基、Ｅ^１及びＥ^２は、それぞれ独立に、炭素原子数６〜３０のアリール基もしくはアルキル基、水素原子又はシアノ基を示し、ｑは１〜３の整数を示す。Ｕ及び／又はＶはアミノ基を含む置換基であり、該アミノ基がアリールアミノ基であると好ましい。〕

〔式中、Ａは炭素原子数１〜１６のアルキル基もしくはアルコキシ基、炭素原子数６〜３０の置換もしくは未置換のアリール基、炭素原子数６〜３０の置換もしくは未置換のアルキルアミノ基、又は炭素原子数６〜３０の置換もしくは未置換のアリールアミノ基、Ｂは炭素原子数１０〜４０の縮合芳香族環基を示し、ｒは１〜４の整数を示す。〕

また、青色系発光層としては、りん光発光性ドーパントを含む発光層を用いることもできる。この場合、ホスト材料は、カルバゾール環を含む化合物が好ましい。具体例を以下に示す。

ホスト化合物のその他の具体例としては、トリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、芳香族第三アミン化合物、スチリルアミン化合物、芳香族ジメチリデン系化合物、ポルフィリン系化合物、アントラキノジメタン誘導体、アントロン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、カルボジイミド誘導体、フルオレニリデンメタン誘導体、ジスチリルピラジン誘導体、ナフタレンペリレン等の複素環テトラカルボン酸無水物、フタロシアニン誘導体、８−キノリノール誘導体の金属錯体やメタルフタロシアニン、ベンゾオキサゾールやベンゾチアゾールを配位子とする金属錯体に代表される各種金属錯体ポリシラン系化合物、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）誘導体、アニリン系共重合体、チオフェンオリゴマー、ポリチオフェン等の導電性高分子オリゴマー、ポリチオフェン誘導体、ポリフェニレン誘導体、ポリフェニレンビニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体等の高分子化合物等が挙げられる。ホスト化合物は単独で使用しても良いし、２種以上を併用しても良い。

りん光発光性ドーパントは、三重項励起子から発光することのできる化合物である。その種類は、三重項励起子から発光する限り特に制限はないが、具体的には、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｏｓ、またはＲｅ原子を含む金属錯体であることが好ましく、この中でも、ポルフィリン金属錯体又はオルトメタル化金属錯体が好ましい。ポルフィリン金属錯体としては、ポルフィリン白金錯体が好ましい。オルトメタル化金属錯体を形成する配位子としては種々のものがあるが、好ましい配位子としては、２−フェニルピリジン誘導体、７，８−ベンゾキノリン誘導体、２−（２−チエニル）ピリジン誘導体、２−（１−ナフチル）ピリジン誘導体、２−フェニルキノリン誘導体等が挙げられる。これらの誘導体は必要に応じて置換基を有しても良い。特に、フッ素化物、トリフルオロメチル基を導入したものが、青色系ドーパントとしては好ましい。さらに補助配位子としてアセチルアセトナート、ピクリン酸等の上記配位子以外の配位子を有していてもよい。りん光発光性ドーパントは単独で使用しても良いし、２種以上を併用してもよい。

りん光発光性ドーパントの青色系発光層における含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、好ましくは０．１〜７０質量％であり、より好ましくは１〜３０質量％である。りん光発光性ドーパントの含有量が０．１質量％未満では、添加の効果が十分に発揮されない場合があり、７０質量％を超えると、いわゆる濃度消光と言われる現象により素子性能が低下する場合がある。

青色系発光層の膜厚は、好ましくは５〜３０ｎｍ、より好ましくは７〜３０ｎｍ、最も好ましくは１０〜３０ｎｍである。５ｎｍ未満では発光層形成が困難となり、色度の調整が困難となる恐れがあり、３０ｎｍを超えると駆動電圧が上昇する恐れがある。

（２）赤色系（黄色〜橙色又は赤色）発光層
赤色系発光層は、好ましくは発光の最大波長が５５０〜６５０ｎｍである発光層であり、ホスト材料と黄色〜橙色又は赤色ドーパントからなる。ホスト材料は、スチリル誘導体、アントラセン誘導体、芳香族アミン、８−ヒドロキシキノリン又はその誘導体の金属錯体であることが好ましい。スチリル誘導体、アントラセン誘導体、芳香族アミンの具体例としては、青色系発光層で用いられるホスト材料を黄色〜橙色又は赤色発光層にも用いることができる。８−ヒドロキシキノリン又はその誘導体の金属錯体の具体例としては、オキシン（一般に８−キノリノール又は８−ヒドロキシキノリン）のキレートを含む金属キレートオキシノイド化合物、例えばトリス（８−キノリノール）アルミニウムを用いることができる。ホスト材料としてアントラセン誘導体のような電子輸送性の化合物を用いる場合は青色系発光層と黄色〜橙色又は赤色発光層に用いるホスト材料は同一でも異なっていても構わない。

黄色〜橙色又は赤色系ドーパントは、少なくとも一つのフルオランテン骨格又はペリレン骨格を有する蛍光性化合物が使用でき、例えば下記一般式〔１２〕〜〔２８〕で示される化合物が挙げられる。

〔式中、Ｘ^１〜Ｘ^２０は、それぞれ独立に、水素原子、直鎖、分岐もしくは環状の炭素原子数１〜２０のアルキル基、直鎖、分岐もしくは環状の炭素原子数１〜２０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素原子数６〜３０のアリール基、置換もしくは無置換の炭素原子数６〜３０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の炭素原子数６〜３０のアリールアミノ基、置換もしくは無置換の炭素原子数１〜３０のアルキルアミノ基、置換もしくは無置換の炭素原子数７〜３０のアリールアルキルアミノ基又は置換もしくは無置換炭素原子数８〜３０のアルケニル基であり、隣接する置換基及びＸ^１〜Ｘ^２０は結合して環状構造を形成していてもよい。隣接する置換基がアリール基の時は、置換基は同一であってもよい。〕
また、一般式〔１２〕〜〔２６〕の化合物は、アミノ基又はアルケニル基を含有すると好ましい。

〔式中、Ｘ^２１〜Ｘ^２４は、それぞれ独立に、炭素原子数１〜２０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素原子数６〜３０のアリール基であり、Ｘ^２１とＸ^２２及び／又はＸ^２３とＸ^２４は、炭素−炭素結合又は−Ｏ−、−Ｓ−を介して結合していてもよい。Ｘ^２５〜Ｘ^３６は、それぞれ独立に、水素原子、直鎖、分岐もしくは環状の炭素原子数１〜２０のアルキル基、直鎖、分岐もしくは環状の炭素原子数１〜２０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素原子数６〜３０のアリール基、置換もしくは無置換の炭素原子数６〜３０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の炭素原子数６〜３０のアリールアミノ基、置換もしくは無置換の炭素原子数１〜３０のアルキルアミノ基、置換もしくは無置換の炭素原子数７〜３０のアリールアルキルアミノ基又は置換もしくは無置換炭素原子数８〜３０のアルケニル基であり、隣接する置換基及びＸ^２５〜Ｘ^３６は結合して環状構造を形成していてもよい。各式中の置換基Ｘ^２５〜Ｘ^３６の少なくとも一つがアミノ基又はアルケニル基を含有すると好ましい。〕

また、フルオランテン骨格を有する蛍光性化合物は、高効率及び長寿命を得るために電子供与性基を含有することが好ましく、好ましい電子供与性基は置換もしくは未置換のアリールアミノ基である。さらに、フルオランテン骨格を有する蛍光性化合物は、縮合環数５以上が好ましく、６以上が特に好ましい。これは、蛍光性化合物が５４０〜７００ｎｍの蛍光ピーク波長を示し、青色系発光材料と蛍光性化合物からの発光が重なって白色を呈するからである。上記の蛍光性化合物は、フルオランテン骨格を複数有すると、発光色が黄色〜橙色又は赤色領域となるため好ましい。特に好ましい蛍光性化合物は、電子供与性基とフルオランテン骨格又はペリレン骨格を有し、５４０〜７００ｎｍの蛍光ピーク波長を示すものである。

また、赤色系発光層は、りん光発光性ドーパントを添加した発光層を用いることができる。この場合のホスト材料は、カルバゾール環を含む化合物が好ましく、青色系発光層で用いられる化合物を用いることができる。
りん光発光性ドーパントは、三重項励起子から発光することのできる化合物であり、三重項励起子から発光する限り特に制限されない。好ましくは、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｏｓ、またはＲｅ原子を含む金属錯体であることであり、この中でも、ポルフィリン金属錯体又はオルトメタル化金属錯体が好ましい。オルトメタル化金属錯体を形成する配位子としては種々のものがあるが、好ましい配位子としては、２−フェニルピリジン誘導体、７，８−ベンゾキノリン誘導体、２−（１−ナフチル）ピリジン誘導体、２−フェニルキノリン誘導体等が挙げられる。これらの誘導体は必要に応じて置換基を有してもよい。特に、黄色〜赤色系ドーパントとしては、２−フェニルキノリン誘導体、２−（２−チエニル）ピリジン誘導体等が好ましい。さらに補助配位子として、アセチルアセトナート、ピクリン酸等の上記配位子以外の配位子を有していてもよい。

りん光発光性ドーパントの赤色系発光層における含有量は、目的に応じて適宜選択することができる。好ましくは０．１〜７０質量％であり、より好ましくは、１〜３０質量％である。りん光発光性ドーパントの含有量が０．１質量％未満では、添加効果が十分に発揮しない場合がある。７０質量％を超えると、いわゆる濃度消光と言われる現象が顕著になり素子性能が低下する場合がある。

赤色系発光層の膜厚は、好ましくは１０〜５０ｎｍ、より好ましくは２０〜５０ｎｍ、最も好ましくは３０〜５０ｎｍである。１０ｎｍ未満では発光効率が低下する恐れがあり、５０ｎｍを超えると駆動電圧が上昇する恐れがある。

（３）緑色系発光層
緑色系発光層は、好ましくは発光の最大波長が５００〜５５０ｎｍである発光層であり、ホスト材料と緑色系ドーパントからなる。ホスト材料は、スチリル誘導体、アントラセン誘導体、芳香族アミン、８−ヒドロキシキノリン又はその誘導体の金属錯体であることが好ましい。スチリル誘導体、アントラセン誘導体、芳香族アミンの具体例としては、青色系発光層で用いられるホスト材料を緑色発光層にも用いることができる。８−ヒドロキシキノリン又はその誘導体の金属錯体の具体例としては、オキシン（一般に８−キノリノール又は８−ヒドロキシキノリン）のキレートを含む金属キレートオキシノイド化合物、例えばトリス（８−キノリノール）アルミニウムを用いることができる。ホスト材料としてアントラセン誘導体のような電子輸送性の化合物を用いる場合は青色系発光層と緑色系発光層に用いるホスト材料は同一でも異なっていても構わない。緑色系ドーパントとしては、Ｃ５４５Ｔ〔１０−（２−ベンゾチアゾリル）−２，３，６，７−テトラヒドロ−１，２，７，７−テトラメチル−１Ｈ，５Ｈ，１１Ｈ−［１］ベンゾピラノ［６，７，８−ｉｊ］キノリジン−１１−オン〕等が挙げられる。

また、緑色系発光層としては、りん光発光性ドーパントを添加した発光層を用いることができる。この場合のホスト材料は、カルバゾール環を含む化合物が好ましく、青色系発光層で用いられる化合物を用いることができる。

りん光性ドーパントは三重項励起子から発光することのできる化合物であり、三重項励起子から発光する限り特に制限されない。好ましくは、Ｉｒ，Ｒｕ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ｏｓ，又はＲｅ原子を含む金属錯体であり、この中でも、ポリフィリン金属錯体又はオルトメタル化金属錯体が好ましい。ポルフィリン金属錯体としては、ポルフィリン白金錯体が好ましい。オルトメタル化金属錯体を形成する配位子としては種々のものがあるが、好ましい配位子としては、２−フェニルピリジン誘導体、７，８−ベンゾキノリン誘導体、２−（２−チエニル）ピリジン誘導体、２−（１−ナフチル）ピリジン誘導体、２−フェニルキノリン誘導体等が挙げられる。これらの誘導体は必要に応じて置換基を有しても良い。特に、緑色系ドーパントとしては２−フェニルピリジン誘導体が好ましい。さらに補助配位子として上記配位子以外の配位子を有していてもよい。りん光発光性ドーパントは単独で使用しても良いし、２種以上を併用してもよい。

りん光発光性ドーパントの緑色系発光層における含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、好ましくは０．１〜７０質量％であり、より好ましくは１〜３０質量％である。りん光発光性ドーパントの含有量が０．１質量％未満では、添加の効果が十分に発揮されない場合があり、７０質量％を超えると、いわゆる濃度消光と言われる現象により素子性能が低下する場合がある。

緑色系発光層の膜厚は、好ましくは１０〜５０ｎｍ、より好ましくは２０〜５０ｎｍ、最も好ましくは３０〜５０ｎｍである。１０ｎｍ未満では発光効率が低下する恐れがあり、５０ｎｍを超えると駆動電圧が上昇する恐れがある。

３．他の有機層
（１）第一の有機層
陽極と発光層の間に、第一の有機層として、正孔注入層、正孔輸送層又は有機半導体層等を設けることができる。正孔注入層又は正孔輸送層は、発光層への正孔注入を助け、発光領域まで輸送する層であって、正孔移動度が大きく、イオン化エネルギーが通常５．５ｅＶ以下と小さい。正孔注入層はエネルギーレベルの急な変化を緩和する等、エネルギーレベルを調整するために設ける。このような正孔注入層又は正孔輸送層としてはより低い電界強度で正孔を発光層に輸送する材料が好ましく、さらに正孔の移動度が、例えば１０^４〜１０^６Ｖ／ｃｍの電界印加時に、少なくとも１０^−６ｃｍ^２／Ｖ・秒であるものが好ましい。正孔注入層又は正孔輸送層を形成する材料としては、従来、光導伝材料において正孔の電荷輸送材料として慣用されているものや、有機ＥＬ素子の正孔注入層に使用されている公知のものの中から任意のものを選択して用いることができる。

このような正孔注入層又は正孔輸送層の形成材料としては、具体的には、例えばトリアゾール誘導体（米国特許３，１１２，１９７号明細書等参照）、オキサジアゾール誘導体（米国特許３，１８９，４４７号明細書等参照）、イミダゾール誘導体（特公昭３７−１６０９６号公報等参照）、ポリアリールアルカン誘導体（米国特許３，６１５，４０２号明細書、同第３，８２０，９８９号明細書、同第３，５４２，５４４号明細書、特公昭４５−５５５号公報、同５１−１０９８３号公報、特開昭５１−９３２２４号公報、同５５−１７１０５号公報、同５６−４１４８号公報、同５５−１０８６６７号公報、同５５−１５６９５３号公報、同５６−３６６５６号公報等参照）、ピラゾリン誘導体及びピラゾロン誘導体（米国特許第３，１８０，７２９号明細書、同第４，２７８，７４６号明細書、特開昭５５−８８０６４号公報、同５５−８８０６５号公報、同４９−１０５５３７号公報、同５５−５１０８６号公報、同５６−８００５１号公報、同５６−８８１４１号公報、同５７−４５５４５号公報、同５４−１１２６３７号公報、同５５−７４５４６号公報等参照）、フェニレンジアミン誘導体（米国特許第３，６１５，４０４号明細書、特公昭５１−１０１０５号公報、同４６−３７１２号公報、同４７−２５３３６号公報、特開昭５４−５３４３５号公報、同５４−１１０５３６号公報、同５４−１１９９２５号公報等参照）、アリールアミン誘導体（米国特許第３，５６７，４５０号明細書、同第３，１８０，７０３号明細書、同第３，２４０，５９７号明細書、同第３，６５８，５２０号明細書、同第４，２３２，１０３号明細書、同第４，１７５，９６１号明細書、同第４，０１２，３７６号明細書、特公昭４９−３５７０２号公報、同３９−２７５７７号公報、特開昭５５−１４４２５０号公報、同５６−１１９１３２号公報、同５６−２２４３７号公報、西独特許第１，１１０，５１８号明細書等参照）、アミノ置換カルコン誘導体（米国特許第３，５２６，５０１号明細書等参照）、オキサゾール誘導体（米国特許第３，２５７，２０３号明細書等に開示のもの）、スチリルアントラセン誘導体（特開昭５６−４６２３４号公報等参照）、フルオレノン誘導体（特開昭５４−１１０８３７号公報等参照）、ヒドラゾン誘導体（米国特許第３，７１７，４６２号明細書、特開昭５４−５９１４３号公報、同５５−５２０６３号公報、同５５−５２０６４号公報、同５５−４６７６０号公報、同５５−８５４９５号公報、同５７−１１３５０号公報、同５７−１４８７４９号公報、特開平２−３１１５９１号公報等参照）、スチルベン誘導体（特開昭６１−２１０３６３号公報、同第６１−２２８４５１号公報、同６１−１４６４２号公報、同６１−７２２５５号公報、同６２−４７６４６号公報、同６２−３６６７４号公報、同６２−１０６５２号公報、同６２−３０２５５号公報、同６０−９３４５５号公報、同６０−９４４６２号公報、同６０−１７４７４９号公報、同６０−１７５０５２号公報等参照）、シラザン誘導体（米国特許第４，９５０，９５０号明細書）、ポリシラン系（特開平２−２０４９９６号公報）、アニリン系共重合体（特開平２−２８２２６３号公報）、特開平１−２１１３９９号公報に開示されている導電性高分子オリゴマー（特にチオフェンオリゴマー）等を挙げることができる。

正孔注入層又は正孔輸送層の材料としては、上記のものを使用することができるが、ポルフィリン化合物（特開昭６３−２９５６９６５号公報等に開示のもの）、芳香族第三級アミン化合物及びスチリルアミン化合物（米国特許第４，１２７，４１２号明細書、特開昭５３−２７０３３号公報、同５４−５８４４５号公報、同５４−１４９６３４号公報、同５４−６４２９９号公報、同５５−７９４５０号公報、同５５−１４４２５０号公報、同５６−１１９１３２号公報、同６１−２９５５５８号公報、同６１−９８３５３号公報、同６３−２９５６９５号公報等参照）、芳香族第三級アミン化合物を用いることもできる。また米国特許第５，０６１，５６９号に記載されている２個の縮合芳香族環を分子内に有する、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、また特開平４−３０８６８８号公報に記載されているトリフェニルアミンユニットが３つスターバースト型に連結された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等を挙げることができる。さらに、発光層の材料として示した前述の芳香族ジメチリディン系化合物の他、ｐ型Ｓｉ、ｐ型ＳｉＣ等の無機化合物も正孔注入層又は正孔輸送層の材料として使用することができる。

この正孔注入層又は正孔輸送層は、上述した材料の１種又は２種以上からなる一層で構成されてもよいし、また、正孔注入層又は正孔輸送層とは別種の化合物からなる正孔注入層又は正孔輸送層を積層したものであってもよい。正孔注入層又は正孔輸送層の膜厚は、特に限定されないが、好ましくは、２０〜２００ｎｍである。

有機半導体層は、発光層への正孔注入又は電子注入を助ける層であって、１０^−１０Ｓ／ｃｍ以上の導電率を有するものが好適である。このような有機半導体層の材料としては、含チオフェンオリゴマーや特開平８−１９３１９１号公報に記載の含アリールアミンオリゴマー等の導電性オリゴマー、含アリールアミンデンドリマー等の導電性デンドリマー等を用いることができる。有機半導体層の膜厚は、特に限定されないが、好ましくは、１０〜１，０００ｎｍである。

（２）第二の有機層
陰極と発光層の間に、第二の有機層として、電子注入層又は電子輸送層等を設けることができる。電子注入層又は電子輸送層は、発光層への電子の注入を助ける層であって、電子移動度が大きい。電子注入層はエネルギーレベルの急な変化を緩和する等、エネルギーレベルを調整するために設ける。

電子輸送層は数ｎｍ〜数μｍの膜厚で適宜選ばれるが、１０^４〜１０^６Ｖ／ｃｍの電界印加時に電子移動度が１０^−５ｃｍ^２／Ｖｓ以上であるものが好ましい。

電子輸送層に用いられる材料としては、８−ヒドロキシキノリン又はその誘導体の金属錯体が好適である。
上記８−ヒドロキシキノリン又はその誘導体の金属錯体の具体例としては、オキシン（一般に８−キノリノール又は８−ヒドロキシキノリン）のキレートを含む金属キレートオキシノイド化合物が挙げられる。

例えば発光材料の項で記載したＡｌｑを電子注入層として用いることができる。

一方オキサジアゾール誘導体としては、下記の式で表される電子伝達化合物が挙げられる。

（式中、Ａｒ^１７，Ａｒ^１８，Ａｒ^１９，Ａｒ^２１，Ａｒ^２２，Ａｒ^２５は置換又は無置換のアリール基を示し、それぞれ互いに同一であっても異なっていてもよい。またＡｒ^２０，Ａｒ^２３，Ａｒ^２４は置換又は無置換のアリーレン基を示し、それぞれ同一であっても異なっていてもよい）

ここでアリール基としてはフェニル基、ビフェニル基、アントラニル基、ペリレニル基、ピレニル基が挙げられる。またアリーレン基としてはフェニレン基、ナフチレン基、ビフェニレン基、アントラニレン基、ペリレニレン基、ピレニレン基等が挙げられる。また置換基としては炭素数１〜１０のアルキル基、炭素数１〜１０のアルコキシ基又はシアノ基等が挙げられる。この電子伝達化合物は薄膜形成性のものが好ましい。

上記電子伝達性化合物の具体例としては下記のものを挙げることができる。

〔式中、ｔＢｕはｔ−ブチル基、Ｍｅはメチル基を示す。〕

下記式で表される含窒素複素環誘導体

（式中、Ａ^１〜Ａ^３は、窒素原子又は炭素原子である。
Ｒは、置換基を有していてもよい炭素数６〜６０のアリール基、置換基を有していてもよい炭素数３〜６０のヘテロアリール基、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜２０のハロアルキル基、炭素数１〜２０のアルコキシ基であり、ｎは０から５の整数であり、ｎが２以上の整数であるとき、複数のＲは互いに同一又は異なっていてもよい。
また、隣接する複数のＲ基同士で互いに結合して、置換又は未置換の炭素環式脂肪族環、あるいは、置換又は未置換の炭素環式芳香族環を形成していてもよい。
Ａｒ^２６は、置換基を有していてもよい炭素数６〜６０のアリール基、置換基を有していてもよい炭素数３〜６０のヘテロアリール基である。
Ａｒ^２７は、水素原子、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜２０のハロアルキル基、炭素数１〜２０のアルコキシ基、置換基を有していてもよい炭素数６〜６０のアリール基、置換基を有していてもよい炭素数３〜６０のヘテロアリール基である。
Ａｒ^２６’は、置換基を有していてもよい炭素数６〜６０のアリーレン基、置換基を有していてもよい炭素数３〜６０のヘテロアリーレン基である。
ただし、Ａｒ^２６、Ａｒ^２７、Ａｒ^２６’のいずれか一方は置換基を有していてもよい炭素数１０〜６０の縮合環基、置換基を有していてもよい炭素数３〜６０のヘテロ縮合環基である。
Ｌ^３、Ｌ^４は、それぞれ単結合、置換基を有していてもよい炭素数６〜６０の縮合環、置換基を有していてもよい炭素数３〜６０のヘテロ縮合環又は置換基を有していてもよいフルオレニレン基である。）

下記式で表される含窒素複素環誘導体
ＨＡｒ−Ｌ^５−Ａｒ^２８−Ａｒ^２９
（式中、ＨＡｒは、置換基を有していても良い炭素数３〜４０の含窒素複素環であり、
Ｌ^５は、単結合、置換基を有していてもよい炭素数６〜６０のアリーレン基、置換基を有していてもよい炭素数３〜６０のヘテロアリーレン基又は置換基を有していてもよいフルオレニレン基であり、
Ａｒ^２８は、置換基を有していてもよい炭素数６〜６０の２価の芳香族炭化水素基であり、
Ａｒ^２９は、置換基を有していてもよい炭素数６〜６０のアリール基又は、
置換基を有していてもよい炭素数３〜６０のヘテロアリール基である。）

特開平第０９−０８７６１６号公報に示されている、下記式で表されるシラシクロペンタジエン誘導体を用いた電界発光素子

（式中、Ｑ^１及びＱ^２は、それぞれ独立に炭素数１から６までの飽和若しくは不飽和の炭化水素基、アルコキシ基、アルケニルオキシ基、アルキニルオキシ基、ヒドロキシ基、置換若しくは無置換のアリール基、又は置換若しくは無置換のヘテロ環であり、Ｑ^１とＱ^２は結合して飽和又は不飽和の環を形成してもよく、Ｒ^３１〜Ｒ^３４は、それぞれ独立に水素、ハロゲン、置換もしくは無置換の炭素数１から６までのアルキル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、パーフルオロアルキル基、パーフルオロアルコキシ基、アミノ基、アルキルカルボニル基、アリールカルボニル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アゾ基、アルキルカルボニルオキシ基、アリールカルボニルオキシ基、アルコキシカルボニルオキシ基、アリールオキシカルボニルオキシ基、スルフィニル基、スルフォニル基、スルファニル基、シリル基、カルバモイル基、アリール基、ヘテロ環基、アルケニル基、アルキニル基、ニトロ基、ホルミル基、ニトロソ基、ホルミルオキシ基、イソシアノ基、シアネート基、イソシアネート基、チオシアネート基、イソチオシアネート基又はシアノ基であり、隣接した場合には結合して置換若しくは無置換の環が縮合した構造を形成してもよい。）

特開平第０９−１９４４８７号公報に示されている下記式で表されるシラシクロペンタジエン誘導体

（式中、Ｑ^３及びＱ^４は、それぞれ独立に炭素数１から６までの飽和もしくは不飽和の炭化水素基、アルコキシ基、アルケニルオキシ基、アルキニルオキシ基、置換もしくは無置換のアリール基、又は置換もしくは無置換のヘテロ環であり、Ｑ^３とＱ^４が結合して飽和もしくは不飽和の環を形成してもよく、Ｒ^３５〜Ｒ^３８は、それぞれ独立に水素、ハロゲン、置換もしくは無置換の炭素数１から６までのアルキル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、パーフルオロアルキル基、パーフルオロアルコキシ基、アミノ基、アルキルカルボニル基、アリールカルボニル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アゾ基、アルキルカルボニルオキシ基、アリールカルボニルオキシ基、アルコキシカルボニルオキシ基、アリールオキシカルボニルオキシ基、スルフィニル基、スルフォニル基、スルファニル基、シリル基、カルバモイル基、アリール基、ヘテロ環基、アルケニル基、アルキニル基、ニトロ基、ホルミル基、ニトロソ基、ホルミルオキシ基、イソシアノ基、シアネート基、イソシアネート基、チオシアネート基、イソチオシアネート基、又はシアノ基であり、隣接した場合には結合して置換もしくは無置換の環が縮合した構造を形成してもよい（但し、Ｒ^３５及びＲ^３８がフェニル基の場合、Ｑ^３及びＱ^４は、アルキル基及びフェニル基ではない。Ｒ^３５及びＲ^３８がチエニル基の場合、Ｑ^３及びＱ^４は、一価炭化水素基を、Ｒ^３６及びＲ^３７は、アルキル基、アリール基、アルケニル基又はＲ^３６とＲ^３７が結合して環を形成する脂肪族基を同時に満たさない構造である。Ｒ^３５及びＲ^３８がシリル基の場合、Ｒ^３６、Ｒ^３７、Ｑ^３及びＱ^４は、それぞれ炭素数１から６の一価炭化水素基又は水素原子でない。Ｒ^３５及びＲ^３６がベンゼン環が縮合した構造を形成する場合、Ｑ^３及びＱ^４は、アルキル基及びフェニル基ではない。））

特再第２０００−０４０５８６号公報に示されている下記式で表されるボラン誘導体

（式中、Ｒ^３９〜Ｒ^４６及びＱ^８は、それぞれ独立に、水素原子、飽和もしくは不飽和の炭化水素基、芳香族基、ヘテロ環基、置換アミノ基、置換ボリル基、アルコキシ基又はアリールオキシ基を示し、Ｑ^５、Ｑ^６及びＱ^７は、それぞれ独立に、飽和もしくは不飽和の炭化水素基、芳香族基、ヘテロ環基、置換アミノ基、アルコキシ基又はアリールオキシ基を示し、Ｑ^７とＱ^８の置換基は相互に結合して縮合環を形成してもよく、ｓは１〜３の整数を示し、ｓが２以上の場合、Ｑ^７は異なってもよい。但し、ｓが１、Ｑ^５、Ｑ^６及びＲ^４０がメチル基であって、Ｒ^４６が水素原子又は置換ボリル基の場合、及びｓが３でＱ^７がメチル基の場合を含まない。）

特開平１０−０８８１２１に示されている下記式で示される化合物

（式中、Ｑ^９，Ｑ^１０は、それぞれ独立に、下記式（３）で示される配位子を表し、Ｌ^６は、ハロゲン原子、置換もしくは未置換のアルキル基、置換もしくは未置換のシクロアルキル基、置換もしくは未置換のアリール基、置換もしくは未置換の複素環基、−ＯＲ^４７（Ｒ^４７は水素原子、置換もしくは未置換のアルキル基、置換もしくは未置換のシクロアルキル基、置換もしくは未置換のアリール基、又は置換もしくは未置換の複素環基である。）又は−Ｏ−Ｇａ−Ｑ^１１（Ｑ^１２）（Ｑ^１１及びＱ^１２は、Ｑ^９及びＱ^１０と同じ意味を表す。）で示される配位子を表す。）

（式中、環Ａ^４及びＡ^５は、それぞれ置換基を有してよい互いに縮合した６員アリール環構造である。）
この金属錯体はｎ型半導体としての性質が強く、電子注入能力が大きい。さらには、錯体形成時の生成エネルギーも低いために、形成した金属錯体の金属と配位子との結合性も強固になり、発光材料としての蛍光量子効率も大きくなっている。

上記式の配位子を形成する環Ａ^４及びＡ^５の置換基の具体的な例を挙げると、塩素、臭素、ヨウ素、フッ素のハロゲン原子、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ステアリル基、トリクロロメチル基等の置換もしくは未置換のアルキル基、フェニル基、ナフチル基、３−メチルフェニル基、３−メトキシフェニル基、３−フルオロフェニル基、３−トリクロロメチルフェニル基、３−トリフルオロメチルフェニル基、３−ニトロフェニル基等の置換もしくは未置換のアリール基、メトキシ基、ｎ−ブトキシ基、ｔｅｒｔ−ブトキシ基、トリクロロメトキシ基、トリフルオロエトキシ基、ペンタフルオロプロポキシ基、２，２，３，３−テトラフルオロプロポキシ基、１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロ−２−プロポキシ基、６−（パーフルオロエチル）ヘキシルオキシ基等の置換もしくは未置換のアルコキシ基、フェノキシ基、ｐ−ニトロフェノキシ基、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノキシ基、３−フルオロフェノキシ基、ペンタフルオロフェノキシ基、３−トリフルオロメチルフェノキシ基等の置換もしくは未置換のアリールオキシ基、メチルチオ基、エチルチオ基、ｔｅｒｔ−ブチルチオ基、ヘキシルチオ基、オクチルチオ基、トリフルオロメチルチオ基等の置換もしくは未置換のアルキルチオ基、フェニルチオ基、ｐ−ニトロフェニルチオ基、ｐｔｅｒｔ−ブチルフェニルチオ基、３−フルオロフェニルチオ基、ペンタフルオロフェニルチオ基、３−トリフルオロメチルフェニルチオ基等の置換もしくは未置換のアリールチオ基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、メチルアミノ基、ジエチルアミノ基、エチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジプロピルアミノ基、ジブチルアミノ基、ジフェニルアミノ基等のモノ又はジ置換アミノ基、ビス（アセトキシメチル）アミノ基、ビス（アセトキシエチル）アミノ基、ビス（アセトキシプロピル）アミノ基、ビス（アセトキシブチル）アミノ基等のアシルアミノ基、水酸基、シロキシ基、アシル基、カルバモイル基、メチルカルバモイル基、ジメチルカルバモイル基、エチルカルバモイル基、ジエチルカルバモイル基、プロイピルカルバモイル基、ブチルカルバモイル基、フェニルカルバモイル基等の置換カルバモイル基、カルボン酸基、スルフォン酸基、イミド基、シクロペンタン基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、アントラニル基、フェナントリル基、フルオレニル基、ピレニル基等のアリール基、ピリジニル基、ピラジニル基、ピリミジニル基、ピリダジニル基、トリアジニル基、インドリニル基、キノリニル基、アクリジニル基、ピロリジニル基、ジオキサニル基、ピペリジニル基、モルフォリジニル基、ピペラジニル基、トリアチニル基、カルバゾリル基、フラニル基、チオフェニル基、オキサゾリル基、オキサジアゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、チアゾリル基、チアジアゾリル基、ベンゾチアゾリル基、トリアゾリル基、イミダゾリル基、ベンゾイミダゾリル基、プラニル基等の複素環基等がある。また、以上の置換基同士が結合してさらなる６員アリール環もしくは複素環を形成しても良い。

電子を輸送する領域又は陰極と有機層の界面領域に、還元性ドーパントを含有してもよい。ここで、還元性ドーパントとは、電子輸送性化合物を還元ができる物質と定義される。従って、一定の還元性を有するものであれば、様々なものが用いられ、例えば、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、アルカリ金属の酸化物、アルカリ金属のハロゲン化物、アルカリ土類金属の酸化物、アルカリ土類金属のハロゲン化物、希土類金属の酸化物又は希土類金属のハロゲン化物、アルカリ金属の有機錯体、アルカリ土類金属の有機錯体、希土類金属の有機錯体からなる群から選択される少なくとも一つの物質を好適に使用することができる。

また、より具体的に、好ましい還元性ドーパントとしては、Ｎａ（仕事関数：２．３６ｅＶ）、Ｋ（仕事関数：２．２８ｅＶ）、Ｒｂ（仕事関数：２．１６ｅＶ）及びＣｓ（仕事関数：１．９５ｅＶ）からなる群から選択される少なくとも一つのアルカリ金属や、Ｃａ（仕事関数：２．９ｅＶ）、Ｓｒ（仕事関数：２．０〜２．５ｅＶ）、及びＢａ（仕事関数：２．５２ｅＶ）からなる群から選択される少なくとも一つのアルカリ土類金属が挙げられる。仕事関数が２．９ｅＶ以下のものが特に好ましい。これらのうち、より好ましい還元性ドーパントは、Ｋ、Ｒｂ及びＣｓからなる群から選択される少なくとも一つのアルカリ金属であり、さらに好ましくは、Ｒｂ又はＣｓであり、最も好ましのは、Ｃｓである。これらのアルカリ金属は、特に還元能力が高く、電子注入域への比較的少量の添加により、有機ＥＬ素子における発光輝度の向上や長寿命化が図られる。また、仕事関数が２．９ｅＶ以下の還元性ドーパントとして、これら２種以上のアルカリ金属の組合わせも好ましく、特に、Ｃｓを含んだ組み合わせ、例えば、ＣｓとＮａ、ＣｓとＫ、ＣｓとＲｂあるいはＣｓとＮａとＫとの組み合わせであることが好ましい。Ｃｓを組み合わせて含むことにより、還元能力を効率的に発揮することができ、電子注入域への添加により、有機ＥＬ素子における発光輝度の向上や長寿命化が図られる。

本発明においては陰極と有機層の間に絶縁体や半導体で構成される電子注入層をさらに設けても良い。この時、電流のリークを有効に防止して、電子注入性を向上させることができる。このような絶縁体としては、アルカリ金属カルコゲナイド、アルカリ土類金属カルコゲナイド、アルカリ金属のハロゲン化物及びアルカリ土類金属のハロゲン化物からなる群から選択される少なくとも一つの金属化合物を使用するのが好ましい。電子注入層がこれらのアルカリ金属カルコゲナイド等で構成されていれば、電子注入性をさらに向上させることができる点で好ましい。具体的に、好ましいアルカリ金属カルコゲナイドとしては、例えば、Ｌｉ_２Ｏ、ＬｉＯ、Ｎａ_２Ｓ、Ｎａ_２Ｓｅ及びＮａＯが挙げられ、好ましいアルカリ土類金属カルコゲナイドとしては、例えば、ＣａＯ、ＢａＯ、ＳｒＯ、ＢｅＯ、ＢａＳ、及びＣａＳｅが挙げられる。また、好ましいアルカリ金属のハロゲン化物としては、例えば、ＬｉＦ、ＮａＦ、ＫＦ、ＬｉＣｌ、ＫＣｌ及びＮａＣｌ等が挙げられる。また、好ましいアルカリ土類金属のハロゲン化物としては、例えば、ＣａＦ_２、ＢａＦ_２、ＳｒＦ_２、ＭｇＦ_２及びＢｅＦ_２といったフッ化物や、フッ化物以外のハロゲン化物が挙げられる。

また、電子輸送層を構成する半導体としては、Ｂａ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｙｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｃｄ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｔａ、Ｓｂ及びＺｎの少なくとも一つの元素を含む酸化物、窒化物又は酸化窒化物等の一種単独又は二種以上の組み合わせが挙げられる。また、電子輸送層を構成する無機化合物が、微結晶又は非晶質の絶縁性薄膜であることが好ましい。電子輸送層がこれらの絶縁性薄膜で構成されていれば、より均質な薄膜が形成されるために、ダークスポット等の画素欠陥を減少させることができる。なお、このような無機化合物としては、上述したアルカリ金属カルコゲナイド、アルカリ土類金属カルコゲナイド、アルカリ金属のハロゲン化物及びアルカリ土類金属のハロゲン化物等が挙げられる。

電子注入層又は電子輸送層の膜厚は、特に限定されないが、好ましくは、１〜１００ｎｍである。

陽極に最も近い有機層である第一発光層又は第一の有機層が、酸化剤を含有していることが好ましい。第一発光層又は第一の有機層に含有される好ましい酸化剤は、電子吸引性又は電子アクセプターである。好ましくは各種キノン誘導体、ジシアノキノジメタン誘導体又は芳香族アミンと、ルイス酸で形成された塩類である。特に好ましいルイス酸は、塩化鉄、塩化アンチモン、塩化アルミニウム等である。

陰極に最も近い有機層である発光層又は第二の有機層が、還元剤を含有していることが好ましい。好ましい還元剤は、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アルカリ金属酸化物、アルカリ土類酸化物、希土類酸化物、アルカリ金属ハロゲン化物、アルカリ土類ハロゲン化物、希土類ハロゲン化物又はアルカリ金属と、芳香族化合物で形成される錯体である。特に好ましいアルカリ金属はＣｓ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋである。

４．無機化合物層
陽極及び／又は陰極に接して無機化合物層を有していてもよい。無機化合物層は、付着改善層として機能する。無機化合物層に使用される好ましい無機化合物としては、アルカリ金属酸化物、アルカリ土類酸化物、希土類酸化物、アルカリ金属ハロゲン化物、アルカリ土類ハロゲン化物、希土類ハロゲン化物、ＳｉＯ_Ｘ、ＡｌＯ_Ｘ、ＳｉＮ_Ｘ、ＳｉＯＮ、ＡｌＯＮ、ＧｅＯ_Ｘ、ＬｉＯ_Ｘ、ＬｉＯＮ、ＴｉＯ_Ｘ、ＴｉＯＮ、ＴａＯ_Ｘ、ＴａＯＮ、ＴａＮ_Ｘ、Ｃ等各種酸化物、窒化物、酸化窒化物である。特に陽極に接する層の成分としては、ＳｉＯ_Ｘ、ＡｌＯ_Ｘ、ＳｉＮ_Ｘ、ＳｉＯＮ、ＡｌＯＮ、ＧｅＯ_Ｘ、Ｃが安定な注入界面層を形成して好ましい。また、特に陰極に接する層の成分としては、ＬｉＦ、ＭｇＦ_２、ＣａＦ_２、ＭｇＦ_２、ＮａＦが好ましい。無機化合物層の膜厚は、特に限定されないが、好ましくは、０．１ｎｍ〜１００ｎｍである。

発光層を含む各有機層及び無機化合物層を形成する方法は、特に限定されないが、例えば、蒸着法、スピンコート法、キャスト法、ＬＢ法等の公知の方法を適用することができる。また、得られる有機ＥＬ素子の特性が均一となり、また、製造時間が短縮できることから、電子注入層と発光層とは同一方法で形成することが好ましく、例えば、電子注入層を蒸着法で製膜する場合には、発光層も蒸着法で製膜することが好ましい。

５．電極
陽極としては、仕事関数の大きい（例えば、４．０ｅＶ以上）金属、合金、電気伝導性化合物又はこれらの混合物を使用することが好ましい。具体的には、インジウムチンオキサイド（ＩＴＯ）、インジウムジンクオキサイド、スズ、酸化亜鉛、金、白金、パラジウム等の１種を単独で、又は２種以上を組み合わせて使用することができる。

また、陽極の厚さも特に制限されるものではないが、１０〜１，０００ｎｍの範囲内の値とするのが好ましく、１０〜２００ｎｍの範囲内の値とするのがより好ましい。

陰極には、仕事関数の小さい（例えば、４．０ｅＶ未満）金属、合金、電気電導性化合物又はこれらの混合物を使用することが好ましい。具体的には、マグネシウム、アルミニウム、インジウム、リチウム、ナトリウム、銀等の１種を単独で、又は２種以上を組み合わせて使用することができる。また陰極の厚さも特に制限されるものではないが、１０〜１０００ｎｍの範囲内の値とするのが好ましく、１０〜２００ｎｍの範囲内の値とするのがより好ましい。陽極又は陰極の少なくとも一方は、発光層から放射された光を外部に有効に取り出すことが出来るように、実質的に透明、より具体的には、光透過率が１０％以上の値であることが好ましい。電極は、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、電子ビーム蒸着法、ＣＶＤ法、ＭＯＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等により製造できる。
［実施例］

以下、本発明の実施例を説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。なお、各例で得られた有機ＥＬ素子の評価は下記の通りである。

（１）初期色度：ミノルタ製ＣＳ１０００を用い、ＣＩＥ１９３１色度座標にて色度を測定した。発光効率を算出、評価した。
（２）発光効率：ミノルタ製ＣＳ１０００を用いて測定した輝度と、そのときの電流密度から算出した。
（３）駆動前後の色度差：室温にて定電流で一定時間駆動した後、初期色度と同様の方法で駆動後の色度を測定した。色度差＝駆動後の色度−初期色度とした。駆動試験時の初期輝度は１０００ｃｄ／ｍ^２とした。
（４）イオン化ポテンシャル（以下、ＩＰと表す）：大気中光電子分光測定装置（理研計器製、ＡＣ−１）を用いて測定した。材料（粉末）に照射した紫外線のエネルギーに対し、放出された光電子を１／２乗でプロットし、光電子放出エネルギーのしきい値をＩＰとした。
（５）アフィニティレベル（以下、Ａｆと表す）：Ａｆ＝ＩＰ−Ｅｇとした。（ただし、Ｅｇは紫外・可視分光光度計（島津製、ＵＶ−３１００ＰＣ）を用い、材料の溶液（溶媒：トルエン）の紫外−可視光吸収スペクトルを測定し、その長波長側接線から算出した光学的バンドキャップを表す。）
（６）正孔又は電子移動度：オプテル製ＴＯＦ−３０１を用いてＴｉｍｅ ｏｆ ｆｌｉｇｈｔ法で測定した。

実施例１
（有機ＥＬ素子の形成）
２５ｍｍ×７５ｍｍ×１．１ｍｍ厚のＩＴＯ透明電極（陽極）付きガラス基板（ジオマティック社製）をイソプロピルアルコール中で超音波洗浄を５分間行なった後、ＵＶオゾン洗浄を３０分間行なった。洗浄後の透明電極ライン付きガラス基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに装着し、まず透明電極ラインが形成されている側の面上に前記透明電極を覆うようにして膜厚６０ｎｍのＮ，Ｎ’−ビス（Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−４−アミノフェニル）−Ｎ，Ｎ−ジフェニル−４，４’−ジアミノ−１，１’−ビフェニル膜（以下「ＴＰＤ２３２膜」と略記する）を成膜した。このＴＰＤ２３２膜は、正孔注入層として機能する。ＴＰＤ２３２膜の成膜に続けて、このＴＰＤ２３２膜上に膜厚２０ｎｍの４，４’−ビス〔Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ〕ビフェニル膜（以下「ＮＰＤ膜」と略記する）を成膜した。このＮＰＤ膜は正孔輸送層として機能する。

さらに、ＮＰＤ膜の成膜に続けて、膜厚１０ｎｍにて式〔３２〕で示されるスチリル誘導体ＤＰＶＤＰＡＮと、式〔３３〕で示されるＢ１を４０：１の重量比で蒸着し成膜し、第一発光層（ＩＰ／Ａｆ（ｅＶ）＝５．６６／２．７３）とした。この第一発光層は青色発光する。次いで，膜厚５ｎｍにて〔３４〕で示される式４，４−Ｎ，Ｎ−ジカルバゾールビフェニル膜（以下「ＣＢＰ膜」と略記する）を成膜した。このＣＢＰ膜は、電荷障壁層（ＩＰ／Ａｆ〔ｅＶ〕＝５．８６／２．４１）として機能する。次いで、３０ｎｍにてスチリル誘導体ＤＰＶＤＰＡＮと式〔３５〕で示されるＲ１（蛍光ピーク波長５４５ｎｍ）を４０：１の重量比で蒸着し成膜し、黄色〜赤色系発光層（Ａｆ＝２．７３）とした。この膜上に、電子輸送層として膜厚１０ｎｍのトリス（８−キノリノール）アルミニウム膜（以下「Ａｌｑ膜」と略記する。）を成膜した。この後、Ｌｉ（Ｌｉ源：サエスゲッター社製）とＡｌｑを二元蒸着させ、電子注入層としてＡｌｑ：Ｌｉ膜を１０ｎｍ形成した。このＡｌｑ：Ｌｉ膜上に金属Ａｌを１５０ｎｍ蒸着させ金属陰極を形成し有機ＥＬ発光素子を形成した。図５（ａ）は実施例１の電荷障壁層前後のエネルギーレベル図である。

（有機ＥＬ素子の性能評価）
この素子は直流電圧６．５Ｖで発光輝度１００ｃｄ／ｍ^２、効率１４ｃｄ／Ａであった。本材料で作製した素子はＣＩＥ１９３１色度座標にて（ｘ，ｙ）＝（０．２８１，０．２８１）であり白色と確認された。この素子を初期輝度１０００ｃｄ／ｍ^２で定電流駆動したところ寿命は１万時間であり優れていた。一万時間駆動後での色度は（０．２９１，０．２９０）であり、一万時間駆動前後での色差は（０．０１０，０．００９）であり優れていることが確認できた。実施例１及び下記の実施例２〜７及び比較例１〜５で得られた有機ＥＬ素子の初期性能、寿命及び耐熱性の測定結果を表１に示す。この表から明らかなように、本実施例の有機ＥＬ素子は、従来のものにくらべ発光効率が高く、色変化が少なかった。

実施例２
実施例１と同様に素子を作製した。ただし、第一発光層の上に、膜厚５ｎｍにて〔３６〕で示されるＣｚＴＴ膜を成膜し、電荷障壁層（ＩＰ／Ａｆ（ｅＶ）＝５．９０／２．４１）とした。この素子は直流電圧６．５Ｖで発光輝度１０３ｃｄ／ｍ^２、効率１３ｃｄ／Ａであった。色度は（０．２９３，０．２８２）となり、白色発光が得られた。一万時間駆動前後での色差は（０．０１２，０．０１１）であり、高効率かつ色度変化が少ないことが確認できた。

実施例３
実施例１と同様に素子を作製した。ただし、第一発光層の上に、膜厚２．５ｎｍにて〔３７〕で示されるＢＣＰ膜を成膜し、さらにこのＢＣＰ膜に続けて、膜厚２．５ｎｍにて〔３８〕で示されるＮＰＤ膜を成膜し、複数層からなる電荷障壁層（ＢＣＰのＩＰ／ＮＰＤのＡｆ（ｅＶ）＝５．９３／２．２０）とした。この素子は直流電圧６．５Ｖで発光輝度９９ｃｄ／ｍ^２、効率１６ｃｄ／Ａであった。色度は（０．２９５，０．２８１）となり、白色発光が得られた。一万時間駆動前後での色差は（０．００８，０．００７）であり、高効率かつ色度変化が少ないことが確認できた。

比較例１（電荷障壁層のアフィニティーレベルが発光層に比べて０．０８ｅＶ小さいケース）
実施例１と同様に素子を作製した。ただし、第一発光層の上に、膜厚２．５ｎｍにて〔３９〕で示されるＡｌｑ膜を成膜し、さらにこのＡｌｑ膜に続けて、膜厚２．５ｎｍにて〔４０〕で示されるＣｚ１膜を成膜し、複数層からなる電荷障壁層（ＡｌｑのＩＰ／ＣｚｌのＡｆ（ｅＶ）＝５．７０／２．６５）とした。この素子は直流電圧６．５Ｖで発光輝度１０１ｃｄ／ｍ^２、効率８ｃｄ／Ａであり，十分なレベルではなかった。色度は（０．２８６，０．２８３）となり、白色発光が得られた。しかし一万時間駆動前後での色差は実施例１〜３に比べて大きかった。

比較例２（電荷障壁層のアフィニティーレベルが発光層と同等のケース）
実施例１と同様に素子を作製した。ただし、第一発光層の上に、膜厚５ｎｍにてＤＰＶＤＰＡＮ膜を成膜し、電荷障壁層として機能しないノンドープ層（ＩＰ／Ａｆ（ｅＶ）＝５．６６／２．７３）を設けた。この素子は直流電圧６．５Ｖで発光輝度１００ｃｄ／ｍ^２、効率６ｃｄ／Ａであり、十分なレベルではなかった。色度は（０．２８０，０．２８２）となり、白色発光が得られた。しかし一万時間駆動前後での色差は実施例１〜３に比べて大きかった。図５（ｂ）は比較例２の電荷障壁層前後のエネルギーレベル図である。

比較例３（電荷障壁層のアフィニティーレベルが発光層に比べて大きいケース）
実施例１と同様に素子を作製した。ただし、第一発光層の上に、膜厚５ｎｍにて〔４１〕で示されるＴＡＺ膜を成膜し、電荷障壁層（ＩＰ／Ａｆ（ｅＶ）＝６．３０／２．８８）とした。この素子は直流電圧８．５Ｖで発光輝度９８ｃｄ／ｍ^２、効率９ｃｄ／Ａであった。色度は（０．２８１，０．２８２）となり、白色発光が得られた。しかし一万時間駆動前後での色差は実施例１〜３に比べて非常に大きかった。図５（ｃ）は比較例３の電荷障壁層前後のエネルギーレベル図である。

比較例４（電荷障壁層のイオン化ポテンシャルが第一発光層に比べて小さいケース）
実施例１と同様に素子を作製した。ただし、第一発光層の上に、膜厚５ｎｍにて〔４２〕で示されるＴＣＴＡ膜を成膜し、電荷障壁層（ＩＰ／Ａｆ（ｅＶ）＝５．６３／２．２８）とした。この素子は直流電圧７．０Ｖで発光輝度１０５ｃｄ／ｍ^２、効率７ｃｄ／Ａであった。色度は（０．２８３，０．２８１）となり、白色発光が得られた。しかし一万時間駆動前後での色差は実施例１〜３に比べて非常に大きかった。図５（ｄ）は比較例４の電荷障壁層前後のエネルギーレベル図である。

比較例５（電荷障壁層がないケース）
実施例１と同様に素子を作製した。ただし、第一発光層の上に、第二発光層を成膜し、電荷障壁層を成膜しなかった。この素子の色度は（０．２８２，０．２８１）となり、白色発光が得られた。しかし一万時間駆動前後での色差は実施例１〜３に比べて大きかった。

実施例４
２５ｍｍ×７５ｍｍ×１．１ｍｍ厚のＩＴＯ透明電極（陽極）付きガラス基板（ジオマティック社製）をイソプロピルアルコール中で超音波洗浄を５分間行なった後、ＵＶオゾン洗浄を３０分間行なった。洗浄後の透明電極ライン付きガラス基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに装着し、まず透明電極ラインが形成されている側の面上に前記透明電極を覆うようにして膜厚６０ｎｍのＴＰＤ２３２膜を成膜した。このＴＰＤ２３２膜は、正孔注入層として機能する。ＴＰＤ２３２膜の成膜に続けて、このＴＰＤ２３２膜上に膜厚２０ｎｍのＮＰＤ膜を成膜した。このＮＰＤ膜は正孔輸送層として機能する。

さらに、ＮＰＤ膜の成膜に続けて、膜厚１０ｎｍにて式〔３２〕で示されるスチリル誘導体ＤＰＶＤＰＡＮと、式〔３３〕で示されるＢ１を４０：１の重量比で蒸着し成膜し、第一発光層（ＩＰ／Ａｆ（ｅＶ）＝５．６６／２．７３）とした。この第一発光層は青色発光する。次いで，膜厚５ｎｍにて酸化チタン膜を成膜した。この酸化チタン膜は、電荷障壁層（ＩＰ／Ａｆ（ｅＶ）＝６．２１／２．０１）として機能する。次いで、３０ｎｍにてスチリル誘導体ＤＰＶＤＰＡＮと式〔３５〕で示されるＲ１（蛍光ピーク波長５４５ｎｍ）を４０：１の重量比で蒸着し成膜し、黄色〜赤色系発光層（Ａｆ＝２．７３）とした。この膜上に、電子輸送層として膜厚１０ｎｍのＡｌｑ膜を成膜した。この後、Ｌｉ（Ｌｉ源：サエスゲッター社製）とＡｌｑを二元蒸着させ、電子注入層としてＡｌｑ：Ｌｉ膜を１０ｎｍ形成した。このＡｌｑ：Ｌｉ膜上に金属Ａｌを１５０ｎｍ蒸着させ金属陰極を形成し有機ＥＬ発光素子を形成した。

この素子は直流電圧６．５Ｖで発光輝度１００ｃｄ／ｍ^２、効率１３ｃｄ／Ａであった。本材料で作製した素子はＣＩＥ１９３１色度座標にて（ｘ，ｙ）＝（０．２８２，０．２８０）であり白色と確認された。一万時間駆動前後での色差は（０．０１１，０．０１２）であり優れていることが確認できた。本実施例の有機ＥＬ素子は、従来のものにくらべ発光効率が高く、色変化が少なかった。さらに酸化チタンを酸化ゲルマニウムや酸化珪素やフッ化リチウムに置き換えても同等の性能が得られた。

実施例５
２５ｍｍ×７５ｍｍ×１．１ｍｍ厚のＩＴＯ透明電極（陽極）付きガラス基板（ジオマティック社製）をイソプロピルアルコール中で超音波洗浄を５分間行なった後、ＵＶオゾン洗浄を３０分間行なった。洗浄後の透明電極ライン付きガラス基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに装着し、まず透明電極ラインが形成されている側の面上に前記透明電極を覆うようにして膜厚６０ｎｍのＴＰＤ２３２膜を成膜した。このＴＰＤ２３２膜は、正孔注入層として機能する。ＴＰＤ２３２膜の成膜に続けて、このＴＰＤ２３２膜上に膜厚２０ｎｍのＮＰＤ膜を成膜した。このＮＰＤ膜は正孔輸送層として機能する。

さらに、ＮＰＤ膜の成膜に続けて、膜厚１０ｎｍにて式〔３２〕で示されるスチリル誘導体ＤＰＶＤＰＡＮと、式〔３３〕で示されるＢ１を４０：１の重量比で蒸着し成膜し、第一発光層（ＩＰ／Ａｆ（ｅＶ）＝５．６６／２．７３）とした。この第一発光層は青色発光する。次いで，膜厚５ｎｍにて〔３４〕で示されるＣＢＰ膜を成膜した。このＣＢＰ膜は、電荷障壁層（ＩＰ／Ａｆ（ｅＶ）＝５．８６／２．４１）として機能する。次いで、３０ｎｍにて式〔４３〕で示されるカルバゾール誘導体と式〔４４〕で示されるイリジウム錯体を３０：１．５の重量比で蒸着し成膜し、赤色発光層（Ａｆ（ｅＶ）＝２．５５）とした。この膜上に、電子輸送層として膜厚１０ｎｍのトリス（８−キノリノール）アルミニウム膜（以下「Ａｌｑ膜」と略記する。）を成膜した。この後、Ｌｉ（Ｌｉ源：サエスゲッター社製）とＡｌｑを二元蒸着させ、電子注入層としてＡｌｑ：Ｌｉ膜を１０ｎｍ形成した。このＡｌｑ：Ｌｉ膜上に金属Ａｌを１５０ｎｍ蒸着させ金属陰極を形成し有機ＥＬ発光素子を形成した。

この素子は直流電圧８．５Ｖで発光輝度１０１ｃｄ／ｍ^２、効率１２ｃｄ／Ａであった。本材料で作製した素子はＣＩＥ１９３１色度座標にて（ｘ，ｙ）＝（０．３０１，０．２８１）であり白色と確認された。この素子を初期輝度１０００ｃｄ／ｍ^２で定電流駆動したところ寿命は５千時間であり優れていた。５千時間駆動後での色度は（０．２８７，０．２６６）であり、５千時間駆動前後での色差は（−０．０１４，−０．０１５）であり優れていることが確認できた。本実施例の有機ＥＬ素子は、従来のものにくらべ発光効率が高く、色変化が少なかった。

実施例６
２５ｍｍ×７５ｍｍ×１．１ｍｍ厚のＩＴＯ透明電極（陽極）付きガラス基板（ジオマティック社製）をイソプロピルアルコール中で超音波洗浄を５分間行なった後、ＵＶオゾン洗浄を３０分間行なった。洗浄後の透明電極ライン付きガラス基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに装着し、まず透明電極ラインが形成されている側の面上に前記透明電極を覆うようにして膜厚６０ｎｍのＴＰＤ２３２膜を成膜した。このＴＰＤ２３２膜は、正孔注入層として機能する。ＴＰＤ２３２膜の成膜に続けて、このＴＰＤ２３２膜上に膜厚２０ｎｍのＮＰＤ膜を成膜した。このＮＰＤ膜は正孔輸送層として機能する。

さらに、ＮＰＤ膜の成膜に続けて、膜厚１０ｎｍにて式〔３２〕で示されるスチリル誘導体ＤＰＶＤＰＡＮと、式〔３３〕で示されるＢ１を４０：１の重量比で蒸着し成膜し、第一発光層（ＩＰ／Ａｆ（ｅＶ）＝５．６６／２．７３）とした。この第一発光層は青色発光する。次いで，膜厚５ｎｍにて〔３４〕で示されるＣＢＰ膜と式〔４４〕で示されるイリジウム錯体を３０：１．５の重量比で蒸着成膜し、電荷障壁層かつ赤色発光層（ＩＰ／Ａｆ（ｅＶ）＝５．８６／２．４１）とした。次いで、３０ｎｍにて式〔４２〕で示されるカルバゾール誘導体と式〔４５〕で示されるイリジウム錯体を３０：１．５の重量比で蒸着し成膜し、緑色発光層（Ａｆ（ｅＶ）＝２．５５）とした。この膜上に、電子輸送層として膜厚１０ｎｍのトリス（８−キノリノール）アルミニウム膜（以下「Ａｌｑ膜」と略記する。）を成膜した。この後、Ｌｉ（Ｌｉ源：サエスゲッター社製）とＡｌｑを二元蒸着させ、電子注入層としてＡｌｑ：Ｌｉ膜を１０ｎｍ形成した。このＡｌｑ：Ｌｉ膜上に金属Ａｌを１５０ｎｍ蒸着させ金属陰極を形成し有機ＥＬ発光素子を形成した。

この素子は直流電圧８．５Ｖで発光輝度９５ｃｄ／ｍ^２、効率１３ｃｄ／Ａであった。本材料で作製した素子はＣＩＥ１９３１色度座標にて（ｘ，ｙ）＝（０．３００，０．２９５）であり白色と確認された。この素子を初期輝度１０００ｃｄ／ｍ^２で定電流駆動したところ寿命は６千時間であり優れていた。６千時間駆動後での色度は（０．２８９，０．２８２）であり、６千時間駆動前後での色差は（−０．０１１，−０．０１３）であり優れていることが確認できた。本実施例の有機ＥＬ素子は、従来のものに比べ発光効率が高く、色変化が少なかった。

実施例７
２５ｍｍ×７５ｍｍ×１．１ｍｍ厚のＩＴＯ透明電極（陽極）付きガラス基板（ジオマティック社製）をイソプロピルアルコール中で超音波洗浄を５分間行なった後、ＵＶオゾン洗浄を３０分間行なった。洗浄後の透明電極ライン付きガラス基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに装着し、まず透明電極ラインが形成されている側の面上に前記透明電極を覆うようにして膜厚６０ｎｍのＴＰＤ２３２膜を成膜した。このＴＰＤ２３２膜は、正孔注入層として機能する。ＴＰＤ２３２膜の成膜に続けて、このＴＰＤ２３２膜上に膜厚２０ｎｍのＮＰＤ膜を成膜した。このＮＰＤ膜は正孔輸送層として機能する。

さらに、ＮＰＤ膜の成膜に続けて、膜厚１０ｎｍにて式〔４６〕で示される４，４’−ビス（２，２−ジフェニルビニル）ビフェニル（ＤＰＶＢｉ）（正孔移動度：８×１０^−４ｃｍ^２／ｖ・ｓ）と、式〔４７〕で示される４，４’−ビス（ジフェニルアミノ）スチルベン（ＤＰＡＶＢ）を４０：１の重量比で蒸着し成膜し、第一発光層（ＩＰ／Ａｆ（ｅＶ）＝５．６５／２．５７）とした。この第一発光層は青色発光する。次いで，膜厚５ｎｍにて〔３４〕で示されるＣＢＰ膜を成膜した。このＣＢＰ膜は、電荷障壁層（ＩＰ／Ａｆ（ｅＶ）＝５．８６／２．４１）として機能する。次いで、３０ｎｍにて式〔３９〕で示されるＡｌｑ（電子移動度：１×１０^−６ｃｍ^２／ｖ・ｓ）と式〔３５〕で示されるＲ１（蛍光ピーク波長５４５ｎｍ）を４０：１の重量比で蒸着し成膜し、黄色〜赤色系発光層（Ａｆ（ｅＶ）＝３．００）とした。この膜上に、電子輸送層として膜厚１０ｎｍのＡｌｑ膜を成膜した。この後、Ｌｉ（Ｌｉ源：サエスゲッター社製）とＡｌｑを二元蒸着させ、電子注入層としてＡｌｑ：Ｌｉ膜を１０ｎｍ形成した。このＡｌｑ：Ｌｉ膜上に金属Ａｌを１５０ｎｍ蒸着させ金属陰極を形成し有機ＥＬ発光素子を形成した。

この素子は直流電圧６．５Ｖで発光輝度９９ｃｄ／ｍ^２、効率１１ｃｄ／Ａであった。本材料で作製した素子はＣＩＥ１９３１色度座標にて（ｘ，ｙ）＝（０．２９８，０．３０５）であり白色と確認された。この素子を初期輝度１０００ｃｄ／ｍ^２で定電流駆動したところ寿命は１万時間であり優れていた。一万時間駆動後での色度は（０．３０８，０．３１７）であり、一万時間駆動前後での色差は（０．０１０，０．０１２）であり優れていることが確認できた。本実施例の有機ＥＬ素子は、従来のものに比べ発光効率が高く、色変化が少なかった。

本発明の有機ＥＬ素子は、発光効率が高くかつ色度変化が少ないため、各種表示装置（例えば、民生用及び工業用のディスプレイ、具体的には、携帯電話、ＰＤＡ、カーナビ、モニター、ＴＶ等の各種モノカラー、フルカラー表示装置）、各種証明（バックライト等）等に利用できる。

Claims (13)

1. 陽極、第一発光層、電荷障壁層、第二発光層、陰極をこの順に積層していて、
   前記電荷障壁層のイオン化ポテンシャルが、前記第一発光層のイオン化ポテンシャルよりも０．１ｅＶ以上大きく、前記電荷障壁層のアフィニティレベルが、前記第一発光層及び第二発光層のアフィニティレベルよりも０．１ｅＶ以上小さい有機エレクトロルミネッセンス素子。
2. 前記電荷障壁層のイオン化ポテンシャルが、前記第一発光層のイオン化ポテンシャルよりも０．２ｅＶ以上大きく、前記電荷障壁層のアフィニティレベルが、前記第一発光層及び第二発光層のアフィニティレベルよりも０．２ｅＶ以上小さい請求項１記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
3. 陽極、第一発光層、第一電荷障壁層、第二電荷障壁層、第二発光層、陰極をこの順に積層していて、
   前記第一電荷障壁層のイオン化ポテンシャルが、前記第一発光層のイオン化ポテンシャルよりも０．１ｅＶ以上大きく、
   前記第二電荷障壁層のアフィニティレベルが、前記第二発光層のアフィニティレベルよりも０．１ｅＶ以上小さい有機エレクトロルミネッセンス素子。
4. 前記第一電荷障壁層のイオン化ポテンシャルが、前記第一発光層のイオン化ポテンシャルよりも０．２ｅＶ以上大きく、
   前記第二電荷障壁層のアフィニティレベルが、前記第二発光層のアフィニティレベルよりも０．２ｅＶ以上小さい請求項３記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
5. 前記第一発光層が、第一の発光色のドーパントを含有し、前記第二発光層が第二の発光色のドーパントを含有する請求項１又は３記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
6. 少なくとも１つの電荷障壁層が、第三の発光色のドーパントを含有する請求項５記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
7. 前記第一、第二及び第三のドーパントが青色系、緑色系及び赤色系から選択される請求項６記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
8. 前記第一発光層からの発光が、青色系発光又は赤色系発光である請求項１又は３記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
9. 前記第二発光層からの発光が、青色系発光又は赤色系発光である請求項１又は３記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
10. 前記第一発光層及び前記第二発光層のいずれかの発光層からの発光が、青色系発光であり、他の発光層からの発光が赤色系発光である請求項１又は３記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
11. 前記第一発光層が正孔輸送性材料からなり、前記第二発光層が電子輸送性材料からなる請求項１又は３記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
12. 前記第一発光層の正孔移動度が１０^−５ｃｍ^２／ｖ・ｓ以上であり、前記第二発光層の電子移動度が１０^−６ｃｍ^２／ｖ・ｓ以上である請求項１１記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
13. 白色を発光する請求項１又は３項記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。

Images