JP2008108710A - 有機発光素子 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の課題は、高い外部量子効率の有機ＥＬ素子を提供することである。
【解決手段】一対の電極間に少なくとも発光層を挟持してなる有機電界発光素子であって、前記発光層が厚み方向に少なくとも３層に分割され、該分割された発光層間に電子ブロック材料を含有する中間層を少なくとも２層有し、該中間層の電子ブロック能が陽極に近い層が最も大きく、陰極に近い層が最も小さいことを特徴とする有機発光素子。
【選択図】なし

Description

本発明は外部量子効率が改良された有機発光素子に関する。特に、フルカラ−ディスプレイ、バックライト、照明光源等の面光源やプリンタ−等の光源アレイ等に有効に利用できる有機発光素子に関する。

有機発光素子（以後、有機ＥＬ素子と略記する。）は、発光層もしくは発光層を含む複数の有機機能層と、これらの層を挟んだ対向電極とから構成されている。有機ＥＬ素子は、陰極から注入された電子と陽極から注入されたホールとが発光層において再結合し、生成した励起子からの発光及び前記励起子の少なくとも一方からエネルギー移動して生成した他の分子の励起子からの発光を利用した、発光を得るための素子である。

これまで有機ＥＬ素子は、機能を分離した積層構造を用いることにより、輝度及び素子効率が大きく改善され発展してきた。例えば、ホール輸送層と発光兼電子輸送層を積層した二層積層型素子やホール輸送層と発光層と電子輸送層とを積層した三層積層型素子や、ホール輸送層と発光層とホール阻止層と電子輸送層とを積層した四層積層型素子がよく用いられる（例えば、非特許文献１参照。）。

しかしながら、有機ＥＬ素子の実用化には未だ多くの課題が残されている。第１に高い外部量子効率を達成すること、第２に高い駆動耐久性を達成することである。

例えば、発光層とホール輸送層との間に０．１ｎｍ〜５ｎｍの界面層をバリア層として設け、ホールの移動を遅くすることによってホールと電子の移動バランスを調整して外部量子効率を高める試みが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。しかしながら、この手段では、キャリア総体の移動は低下するので輝度が低下し、駆動電圧が増加し、また、キャリアの素子内滞留時間が長くなるために駆動耐久性が低下する問題が懸念される。

また、一つの発光ユニットを多層に積層した構成が知られている。例えば、複数の有機発光素子の発光ユニットを絶縁層で隔離し、各発光ユニットにそれぞれ対向する電極を配した構成が開示されている（例えば、特許文献２参照。）。しかしながら、この構成では、発光ユニット間の絶縁層および電極が発光の取り出しを妨げるため、実質的に各発光ユニットから発光が十分に利用することができない。また、各発光ユニットが本来抱えている外部量子効率の低さを改良する手段にはならない。

また、マルチフォトンと呼ばれる発光層と機能層を含む一つの発光ユニットを多層に積層した構成が知られている。前記マルチフォトンの有機ＥＬ素子とは、複数の発光層が、互いに電気絶縁性電荷発生層によって隔離されているものである（例えば、特許文献３参照。）。しかしながら、この構成においても、発光ユニットが単に複数積層されているだけであって、各発光ユニットが本来抱えている外部量子効率の低さを改良する手段にはならない。

高い外部量子効率と高い駆動耐久性とを両立させることは、実用的に有用な有機ＥＬ素子を設計する上で極めて重要な課題であり、常に改良を求められている課題であった。
サイエンス（Ｓｃｉｅｎｃｅ），２６７巻，３号，１９９５年，１３３２頁 特開２００３−１２３９８４号公報 特開平６−３１０２７５号公報 特開２００３−４５６７６号公報

本発明は、外部量子効率と駆動耐久性が改良された有機ＥＬ素子を提供することを目的とする。

本発明の上記課題は、下記の手段によって解決する事を見出された。
＜１＞ 一対の電極間に少なくとも発光層を挟持してなる有機電界発光素子であって、前記発光層が厚み方向に少なくとも３層に分割され、該分割された発光層間に電子ブロック材料を含有する中間層を少なくとも２層有し、該中間層の電子ブロック能が陽極に近い層が最も大きく、陰極に近い層が最も小さいことを特徴とする有機発光素子。＜２＞ 一対の電極間に少なくとも発光層を挟持してなる有機電界発光素子であって、前記発光層が厚み方向に少なくとも３層に分割され、該分割された発光層間にホールブロック材料を含有する中間層を少なくとも２層有し、該中間層のホールブロック能が陽極に近い層が最も小さく、陰極に近い層が最も大きいことを特徴とする有機発光素子。
＜３＞ 前記電子ブロック材料のＥａ（電子親和力）が陽極に近い層において最も小さく、陰極に近い層において最も大きいことを特徴とする＜１＞に記載の有機発光素子。
＜４＞ 前記ホールブロック材料のＩｐ（イオン化ポテンシャル）が陽極に近い層において最も小さく、陰極に近い層において最も大きいことを特徴とする＜２＞に記載の有機発光素子。
＜５＞ 前記中間層における前記電子ブロック材料の濃度が陽極に近い層において最も高く、陰極に近い層において最も低いことを特徴とする＜１＞に記載の有機発光素子。
＜６＞ 前記中間層における前記ホールブロック材料の濃度が陽極に近い層において最も低く、陰極に近い層において最も高いことを特徴とする＜２＞に記載の有機発光素子。
＜７＞ 前記中間層の電子移動度が陽極に近い層において最も低く、陰極に近い層において最も高いことを特徴とする＜１＞に記載の有機発光素子。
＜８＞ 前記中間層のホール移動度が陽極に近い層において最も高く、陰極に近い層において最も低いことを特徴とする＜２＞に記載の有機発光素子。
＜９＞ 前記中間層の厚みが陽極に近い層において最も厚く、陰極に近い層において最も薄いことを特徴とする＜１＞に記載の有機発光素子。
＜１０＞ 前記中間層の厚みが陽極に近い層において最も薄く、陰極に近い層において最も厚いことを特徴とする＜２＞に記載の有機発光素子。
＜１１＞ 前記発光層の発光材料が燐光材料であることを特徴とする＜１＞〜＜１０＞のいずれか１項に記載の有機発光素子。
＜１２＞ 前記中間層が発光材料を含有することを特徴とする＜１＞〜＜１１＞のいずれか１項に記載の有機発光素子。
＜１３＞ 前記中間層が含有する発光材料が燐光材料であることを特徴とする＜１２＞に記載の有機発光素子。

本発明により、飛躍的に外部量子効率が改良された有機ＥＬ素子が提供される。さらに、外部量子効率の改良と共に駆動耐久性が改良された有機ＥＬ素子が提供される。

本発明の有機ＥＬ素子は、一対の電極間に少なくとも発光層を挟持してなる有機電界発光素子であって、前記発光層が厚み方向に少なくとも３層に分割され、該分割された発光層間に電子ブロック材料を含有する中間層を少なくとも２層有し、該中間層の電子ブロック能が陽極に近い層が最も大きく、陰極に近い層が最も小さい。 前記中間層の電子ブロック能は、好ましくは電子ブロック材料のＥａ値の異なる材料を用いることによって調整することができる。
前記中間層の電子ブロック能は、各層の電子ブロック材料の含有濃度を変えることによっても調整できる。あるいは、前記中間層の電子ブロック能は、各層の厚みを変えることによっても調整できる。
好ましくは、前記中間層の電子移動度が陽極に近い層において最も低く、陰極に近い層において最も高い。本発明の有機ＥＬ素子の別の態様では、前記中間層のホールブロック能が陽極に近い層が最も小さく、陰極に近い層が最もホールブロック能が大きい。
前記中間層のホールブロック能はＩｐ値の異なる材料を用いることによって調整することができる。
前記中間層のホールブロック能は、各層のホールブロック材料の含有濃度を変えることによっても調整できる。あるいは、前記中間層のホールブロック能は、各層の厚みを変えることによっても調整できる。
好ましくは、前記中間層のホール移動度が陽極に近い層において最も高く、陰極に近い層において最も低いことが好ましい。

即ち、本発明の有機ＥＬ素子は、厚み方向に３層以上の薄層に細分された発光層間に中間層を２層以上挟持した多数積層構成であって、該２層以上の中間層の電子ブロック能またはホールブロック能が互いに異なる。
本願における中間層が、３層以上の場合は、その中の任意の３層を選んだときに上記厚みの条件を満たせば良い。例えば、電子ブロック材料を含有する中間層を用いた場合、陽極に最も近い中間層の電子ブロック能が最も大きく、陰極に最も近い中間層の電子ブロック能が最も小さければ、これらの中間層の間に存在する中間層の電子ブロック能は、これらの中間層の電子ブロック能の間にあれば良い。
更に、陽極に最も近い中間層と陰極に最も近い中間層の間の、複数の中間層の電子ブロック能は、該陰極側から該陽極側に向かって順に大きくなっていることが好ましい。

本発明者らは、発光素子における外部量子効率の低い原因を解析した結果、主な発光は発光層と隣接層の極く限られた界面付近で起こっていること、また、電荷がこの極限られた界面に局在化する結果、再結合に至るまでに徐々に劣化を引き起こすことも原因と推定された。
本発明者らは改良手段を鋭意探索の結果、発光層を厚み方向に複数の薄層の発光層に細分し、細分された各発光層間に電荷ブロック能をもつ中間層を配し、かつ中間層が電子ブロック能を持つ場合はその電子ブロック能を陽極に近い中間層が大きく、陰極に近い中間層が小さくし、ホールブロック能を持つ場合はそのホールブロック能を陽極に近い中間層が小さく、陰極に近い中間層が大きくすることにより、改良出来ることを見出した。即ち、電子とホールの局在化する領域間の距離が短縮され再結合の速度が速まり、また、各発光層からのキャリアーの漏れが改善され、発光効率が向上した。また、各薄層の発光ユニットを連結するのは電荷ブロック能を持つ中間層であり、駆動抵抗を大きく高めることなく、かつ各素子で発生した光を効率よく外部に取り出すことが可能となった。
好ましくは、さらに中間層に発光材料を含有させることにより、該層が発光することも可能であって、より高輝度の発光を得ることが可能である。
好ましくは、前記発光層が含有する発光材料が燐光材料である。さらに、好ましくは、前記中間層が含有する発光材料が燐光材料である。

１．発光層
本発明の有機ＥＬ素子は、一対の電極間に、少なくとも発光層を挟持してなる有機ＥＬ素子であって、前記発光層が厚み方向に分割され、分割された各発光層間に中間層を有する。該中間層は電荷ブロック層として機能する。本願では厚み方向に細分された発光層を「単位発光層」と以後記載する。
本発明における単位発光層の厚みは、好ましくは２ｎｍ以上５０ｎｍ以下、より好ましくは２ｎｍ以上４０ｎｍ以下、さらに好ましくは２ｎｍ以上３０ｎｍ以下である。
本発明における発光層は、好ましくは、厚み方向に３層以上５０層以下、より好ましくは、４層以上３０層以下に細分される。
本発明における単位発光層は、中間層によって連結される。好ましくは、少なくとも厚み方向に４層の単位発光層とそれらを連結する３層の中間層を有する。
本発明における中間層は、好ましくは、発光材料を含有する。前記電荷ブロック材料としてホールブロック材料または電子ブロック材料を含有する。
好ましくは、前記中間層が発光材料として燐光材料を含有する。

（中間層）
本発明における中間層についてより詳細に説明する。
本発明における中間層は、電荷ブロック層として機能する。
本発明における電荷ブロック層として機能する中間層とは、陰極側から発光層側に輸送された電子が、陽極側に通りぬけることを抑制するか、または、陽極側から発光層に輸送されたホールが、陰極側に通りぬけることを抑制する機能を有する層であり、完全にキャリアの移動を止めるための層ではない。
本発明における中間層は、さらに発光材料を含有することが好ましい。

１）中間層内の電子ブロック材料
本発明に用いられる中間層内の電子ブロック材料は、そのＥａ値が１．５ｅＶ以上３．０ｅＶ以下の範囲の材料である。より好ましくは２．０ｅＶ以上２．８ｅＶ以下の範囲である。
本発明における中間層内の電子ブロック材料は、陽極に近い層にはＥａが用いられる中で最も小さい材料が用いられ、陰極に近い層にはＥａが用いられる中で最も大きい材料が用いられることが好ましい。
本発明における中間層の電子ブロック能は、層中の電子ブロック材料のＥａ値が小さいほど、層中の電子ブロック材料濃度が高いほど、層の厚みが厚いほど層における電子移動度が小さいほど、大きい。

これらの条件を満足する電子ブロック材料の例としては、Ｎ，Ｎ′−ジカルバゾリル−３，５−ベンゼン（以下、「ｍＣＰ」と表記する）やＮ，Ｎ’−ジカルバゾリル−４，４’−ビフェニル（以下「ＣＢＰ」と表記する）等のカルバゾール誘導体、アザカルバゾール誘導体、インドール誘導体、アザインドール誘導体、ピレン誘導体、ピロール誘導体、トリアゾール誘導体、またはオキサゾール誘導体等のホール輸送性材料が好ましい。特に好ましくはｍＣＰやＣＢＰ等のカルバゾール誘導体、ピレン誘導体のホール輸送性材料であるが、適度に発光層内に電子が入るようコントロールできる材料であれば、これらに限定されるものではない。
電子ブロック材料の具体的化合物として、例えば下記のようなホール輸送性材料が挙げられるが、これらに限定されるものではない。

２）中間層内のホールブロック材料
本発明に用いられる中間層内のホールブロック材料は、そのＩｐ値が５．０ｅＶ以上８．０ｅＶ以下の範囲の材料である。より好ましくは５．５ｅＶ以上７．０ｅＶ以下の範囲である。
本発明における中間層内のホールブロック材料は、陽極に近い層にはＩｐが用いられる中で最も小さい材料が用いられ、陰極に近い層にはＩｐが用いられる中で最も大きい材料が用いられることが好ましい。
本発明における中間層のホールブロック能は、層中のホールブロック材料のＩｐ値が大きいほど、層中のホールブロック材料濃度が高いほど、層の厚みが厚いほど、層におけるホール移動度が小さいほど、大きい。

これらの条件を満足するホールブロック材料の例としては、Ａｌｕｍｉｎｕｍ（III）ｂｉｓ（２−ｍｅｔｈｙｌ−８−ｑｕｉｎｏｌｉｎａｔｏ）−４−ｐｈｅｎｙｌｐｈｅｎｏｌａｔｅ（以下「ＢＡｌｑ」と表記する）等のアルミニウム錯体、トリアゾール誘導体、２，９−ｄｉｍｅｔｈｙｌ−４，７−ｄｉｐｈｅｎｙｌ−１，１０−ｐｈｅｎａｎｔｈｒｏｌｉｎ（以下「ＢＣＰ」と表記）等のフェナントロリン誘導体、イミダゾピリジン誘導体等の電子輸送性材料が好ましい。特に好ましくはイミダゾピリジン誘導体の電子輸送性材料であるが、適度に発光層内にホールが入るようコントロールできる材料であれば、これらに限定されるものではない。
ホールブロック材料の具体的化合物として、例えば下記のような電子輸送性材料が挙げられるが、これらに限定されるものではない。

３）中間層の構成
本発明における中間層を構成する割合は、一般的に、電荷ブロック材料が５体積％〜９０体積％、発光材料が０体積％〜３０体積％、電荷輸送材料が０体積％〜９５体積％（発光材料と電荷輸送材料の合計が１０体積％〜９５体積％）であることが好ましく、電荷ブロック材料が１０体積％〜８０体積％、発光材料が０体積％〜３０体積％、電荷輸送材料が０体積％〜９０体積％（発光材料と電荷輸送材料の合計が２０体積％〜８０体積％）であることが好ましく、電荷ブロック材料が３０体積％〜７０体積％、発光材料が０体積％〜３０体積％、電荷輸送材料が０体積％〜７０体積％（発光材料と電荷輸送材料の合計が３０体積％〜７０体積％）であることが更に好ましい。
電荷ブロック材料が９０体積％を超えるとキャリアの移動が大きく阻害され駆動電圧が上がる問題があり好ましくない。電荷ブロック材料が５体積％を下回ると電荷のブロック性能が殆どなくなるため外部量子効率の向上効果が現れない問題があり好ましくない。

４）厚み
本発明における中間層の厚さは、駆動電圧の上昇を抑えるため、一般的に３ｎｍ〜１００ｎｍであることが好ましく、５ｎｍ〜５０ｎｍであることがより好ましい。
厚みが１００ｎｍを超えるとキャリアの移動が大きく阻害され駆動電圧が上がる問題が生じるので好ましくない。厚みが３ｎｍを下回ると層の形成が不十分となり、中間層が電荷ブロック層としての機能を部分的あるいは全面的に失うので好ましくない。
５）層数
本発明における中間層の層数は、２〜４９であることが好ましく、より好ましくは３〜２９、さらに好ましくは４〜１４である。

（発光層の分割）
本発明に用いられる発光層の分割について説明する。各発光層の組成については後述の発光層の説明で詳細に説明する。
本発明の構成においては、発光層は厚み方向に３層以上の単位発光層に細分化され、好ましくは、４層以上３０層以下、より好ましくは、５層以上１５層以下の単位発光層に細分される。中間層が電子ブロック材料を含有する場合、単位発光層の厚みは、陰極側より陽極側に向かって順に薄い。一方、中間層がホールブロック材料を含有する場合、単位発光層の厚みは、陽極側より陰極側に向かって順に薄い。
本発明における単位発光層の厚みが２ｎｍ以上５０ｎｍ以下、より好ましくは２ｎｍ以上４０ｎｍ以下、さらに好ましくは２ｎｍ以上３０ｎｍ以下と極めて薄層である。
本発明における単位発光層の厚みが２ｎｍより小さいと十分な発光が得られず、５０ｎｍを超えると発光層の細分化の効果が十分に発揮できない。

本発明における多層の発光層は、互いに同一の波長の光を発光する材料構成の発光層であっても、互いに異なる波長の光を発光する材料構成の発光層であっても良い。例えば、同一波長の光を発光する材料構成の発光層であれば、高効率の同一波長の発光を取り出すことができる。一方、互いに異なる波長の光を発光する場合、それぞれの発光波長の組合せによって所望の色調の発光を取り出すことも、あるいは白色発光を得ることも出来る。

（分割された層構成）
図面により層構成を説明する。図１〜５に示した層構成は、本願の意図を説明するのに必要な層のみを示している。発光素子として必要であっても本願の説明に直接必要ではない要素は省略してある。
図１は比較の発光素子の層構成の概略図である。基板（図示していない）上にＩＴＯ等からなる陽極電極１を有し、その上に順にホール注入層２、ホール輸送層３、発光層４、電子輸送層５、電子注入層６、およびアルミニウム等の金属による陰極７を配する。
図２は比較の別の発光素子の層構成の概略図であり、発光層を第１発光層４ａ、第２発光層４ｂおよび第３発光層４ｃの３つに分割され、間に中間層８ａおよび８ｂを配した構成である。図２における３つの発光層および２つの中間層を含む総厚みは、図１における発光層４の厚みとほぼ同等である。
図３は本願の発光素子の一例であり、発光層が第１発光層４ａ、第２発光層４ｂおよび第３発光層４ｃの３つに分割され、間に中間層８ａおよび８ｂを配した構成である。中間層８ａは、電子ブロック能の大きな電子ブロック材料を含有し、中間層８ｂは、電子ブロック能の小さな電子ブロック材料を含有する。図３における３つの発光層および２つの中間層を含む総厚みは、図１における発光層４とほぼ同等である。
図４は本願の別の層構成の例を示す。発光層は４ａ、４ｂ、４ｃ、および４ｄに４分割され、各分割された発光層の間にそれぞれ中間層８ａ、８ｂ、および８ｃを配する。中間層８ａはホールブロック能が最も小さなホールブロック材料を含有し、中間層８ｃは、ホールブロックが最も大きなホールブロック材料を含有し、中間層８ｂは、ホールブロック能が中間の大きさのホールブロック材料を含有する。図４における４つの分割された発光層と３つの中間層を含めた総厚みは、図１における発光層４とほぼ同等である。
図５は本願の別の層構成の例を示す。発光層は４ａ、４ｂ、４ｃ、および４ｄに４分割され、各分割された発光層の間にそれぞれ中間層８ａ、８ｂ、および８ｃを配する。中間層８ａ、８ｂ、および８ｃは電子ブロック材料を含有し、中間層８ａが最も厚みが厚く、８ｃが最も薄く、８ｂの厚みがこれらの中間である。図５の４つの分割された発光層と３つの中間層を含めた総厚みは、図１における発光層４とほぼ同等である。

２．有機ＥＬ素子
本発明における有機化合物層の積層の形態としては、陽極側から、ホール輸送層、発光層、電子輸送層の順に積層されている態様が好ましい。更に、ホール輸送層と陽極との間にホール注入層、及び発光層と電子輸送層との間に電子輸送性中間層の少なくとも一方を有しても良い。また、発光層とホール輸送層との間にホール輸送性中間層を、同様に陰極と電子輸送層との間に電子注入層を設けても良い。

本発明の有機電界発光素子における有機化合物層の好適な態様は、陽極側から順に、少なくとも、（１）ホール注入層、ホール輸送層（ホール注入層とホール輸送層は兼ねても良い）、ホール輸送性中間層、発光層、中間層、電子輸送層、及び電子注入層（電子輸送層と電子注入層は兼ねても良い）、を有する態様、（２）ホール注入層、ホール輸送層（ホール注入層とホール輸送層は兼ねても良い）、発光層、中間層、電子輸送性中間層、電子輸送層、及び電子注入層（電子輸送層と電子注入層は兼ねても良い）、を有する態様、（３）ホール注入層、ホール輸送層（ホール注入層とホール輸送層は兼ねても良い）、ホール輸送性中間層、発光層、中間層、電子輸送性中間層、電子輸送層、及び電子注入層（電子輸送層と電子注入層は兼ねても良い）を有する態様である。

上記ホール輸送性中間層は、発光層へのホール注入を促進する機能及び電子をブロックする機能の少なくとも一方を有することが好ましい。
また、上記電子輸送性中間層は、発光層への電子注入を促進する機能及びホールをブロックする機能の少なくとも一方を有することが好ましい。
更に、上記ホール輸送性中間層及び上記電子輸送性中間層の少なくとも一方は、発光層で生成する励起子をブロックする機能を有することが好ましい。
上記のホール注入促進、電子注入促進、ホールブロック、電子ブロック、励起子ブロックといった機能を有効に発現させるためには、該ホール輸送性中間層および該電子輸送性中間層は、発光層に隣接していることが好ましい。
尚、各層は複数の二次層に分かれていてもよい。

本発明における有機ＥＬ素子は、共振器構造を有しても良い。例えば、透明基板上に、屈折率の異なる複数の積層膜よりなる多層膜ミラー、透明または半透明電極、発光層、および金属電極を重ね合わせて有する。発光層で生じた光は多層膜ミラーと金属電極を反射板としてその間で反射を繰り返し共振する。
別の好ましい態様では、透明基板上に、透明または半透明電極と金属電極がそれぞれ反射板として機能して、発光層で生じた光はその間で反射を繰り返し共振する。
共振構造を形成するためには、２つの反射板の有効屈折率、反射板間の各層の屈折率と厚みから決定される光路長を所望の共振波長の得るのに最適な値となるよう調整される。第一の態様の場合の計算式は特開平９−１８０８８３号明細書に記載されている。第２の態様の場合の計算式は特開２００４−１２７７９５号明細書に記載されている。
有機化合物層を構成する各層は、蒸着法やスパッタ法等の乾式製膜法、転写法、印刷法、塗布法、インクジェット法、およびスプレー法等いずれによっても好適に形成することができる。

次に、本発明の発光素子を構成する要素について、詳細に説明する。

（発光層）
発光層は、電界印加時に、陽極、ホール注入層、ホール輸送層またはホール輸送性中間層からホールを受け取り、陰極、電子注入層、電子輸送層または電子輸送性中間層から電子を受け取り、ホールと電子の再結合の場を提供して発光させる機能を有する層である。
本発明における発光層は、少なくとも一種の発光性ドーパントと少なくとも一種のホスト化合物とを含む。
発光層の各層に、少なくとも一種の発光性ドーパントと少なくとも一種のホスト化合物とを含有することが好ましい。

本発明における発光層に含有する発光性ドーパントとホスト化合物としては、一重項励起子からの発光（蛍光）が得られる蛍光発光性ドーパントとホスト化合物との組み合せでも、三重項励起子からの発光（燐光）が得られる燐光発光性ドーパントとホスト化合物との組み合せでもよい。
本発明における発光層は、色純度を向上させるためや発光波長領域を広げるために２種類以上の発光性ドーパントを含有することができる。

本発明における発光性ドーパントとしては、燐光性発光材料、蛍光性発光材料等いずれもドーパントとして用いることができる。
本発明における発光性ドーパントは、更に前記ホスト化合物との間で、１．２ｅＶ＞｜ホストのＩｐ−発光性ドーパントのΔＩｐ｜＞０．２ｅＶ及び１．２ｅＶ＞｜ホストのＥａ−発光性ドーパントのＥａ｜＞０．２ｅＶの少なくとも一方の関係を満たすドーパントであることが駆動耐久性の観点で好ましい。

《燐光発光性ドーパント》
燐光発光材料としては、一般に、遷移金属原子又はランタノイド原子を含む錯体を挙げることができる。
遷移金属原子としては、好ましくは、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、タングステン、レニウム、オスミウム、イリジウム、及び白金が挙げられ、より好ましくは、レニウム、イリジウム、及び白金であり、更に好ましくはイリジウム、白金である。
ランタノイド原子としては、例えばランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジム、サマリウム、ユーロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム、およびルテシウムが挙げられる。これらのランタノイド原子の中でも、ネオジム、ユーロピウム、及びガドリニウムが好ましい。

錯体の配位子としては、例えば、Ｇ．Ｗｉｌｋｉｎｓｏｎ等著，Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，Ｐｅｒｇａｍｏｎ Ｐｒｅｓｓ社１９８７年発行、Ｈ．Ｙｅｒｓｉｎ著，「Ｐｈｏｔｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｐｈｏｔｏｐｈｙｓｉｃｓ ｏｆ Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ Ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ」 Ｓｐｒｉｎｇｅｒ−Ｖｅｒｌａｇ社１９８７年発行、山本明夫著「有機金属化学−基礎と応用−」裳華房社１９８２年発行等に記載の配位子などが挙げられる。

具体的な配位子としては、好ましくは、ハロゲン配位子（好ましくは塩素配位子）、芳香族炭素環配位子（例えば、シクロペンタジエニルアニオン、ベンゼンアニオン、またはナフチルアニオンなど）、含窒素ヘテロ環配位子（例えば、フェニルピリジン、ベンゾキノリン、キノリノール、ビピリジル、またはフェナントロリンなど）、カルベン配位子、ジケトン配位子（例えば、アセチルアセトンなど）、カルボン酸配位子（例えば、酢酸配位子など）、アルコラト配位子（例えば、フェノラト配位子など）、一酸化炭素配位子、イソニトリル配位子、シアノ配位子であり、より好ましくは、含窒素ヘテロ環配位子である。
上記錯体は、化合物中に遷移金属原子を一つ有してもよいし、また、２つ以上有するいわゆる複核錯体であってもよい。異種の金属原子を同時に含有していてもよい。

これらの中でも、発光材料の具体例としては、例えば、ＵＳ６３０３２３８Ｂ１、ＵＳ６０９７１４７、ＷＯ００／５７６７６、ＷＯ００／７０６５５、ＷＯ０１／０８２３０、ＷＯ０１／３９２３４Ａ２、ＷＯ０１／４１５１２Ａ１、ＷＯ０２／０２７１４Ａ２、ＷＯ０２／１５６４５Ａ１、ＷＯ０２／４４１８９Ａ１、特開２００１−２４７８５９、特願２０００−３３５６１、特開２００２−１１７９７８、特開２００２−２２５３５２、特開２００２−２３５０７６、特願２００１−２３９２８１、特開２００２−１７０６８４、ＥＰ１２１１２５７、特開２００２−２２６４９５、特開２００２−２３４８９４、特開２００１−２４７８５９、特開２００１−２９８４７０、特開２００２−１７３６７４、特開２００２−２０３６７８、特開２００２−２０３６７９、特開２００４−３５７７９１、特開２００６−２５６９９９、特願２００５−７５３４１等の特許文献に記載の燐光発光化合物などが挙げられる。

《蛍光発光性ドーパント》
蛍光発光材料としては、例えばベンゾオキサゾール誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、ベンゾチアゾール誘導体、スチリルベンゼン誘導体、ポリフェニル誘導体、ジフェニルブタジエン誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、ナフタルイミド誘導体、クマリン誘導体、ペリレン誘導体、ペリノン誘導体、オキサジアゾール誘導体、アルダジン誘導体、ピラリジン誘導体、シクロペンタジエン誘導体、ビススチリルアントラセン誘導体、キナクリドン誘導体、ピロロピリジン誘導体、チアジアゾロピリジン誘導体、スチリルアミン誘導体、芳香族ジメチリデン化合物、８−キノリノール誘導体の金属錯体や希土類錯体に代表される各種金属錯体、ポリチオフェン誘導体、ポリフェニレン誘導体、ポリフェニレンビニレン誘導体、および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。これらは１種または２種以上を混合して用いることができる。

これらの中でも、発光性ドーパントの具体例としては例えば下記のものが挙げられるが、これらに限定されるものではない。

上記の中でも、本発明で用いる発光性ドーパントとしては、外部量子効率、耐久性の観点からＤ−２〜Ｄ−１９、Ｄ−２４〜Ｄ−３１が好ましく、Ｄ−２〜Ｄ−８、Ｄ−１２、Ｄ−１４〜Ｄ−１９、Ｄ−２４〜Ｄ−２７、またはＤ−２８〜Ｄ−３１がより好ましく、Ｄ−２４〜Ｄ−２７、またはＤ−２８〜Ｄ−３１が更に好ましい。

発光層中の発光性ドーパントは、発光層中に一般的に発光層を形成する全化合物体積に対して、０．１体積％〜３０体積％含有されるが、耐久性、外部量子効率の観点から２体積％〜３０体積％含有されることが好ましく、５体積％〜３０体積％含有されることがより好ましい。

（ホスト材料）
本発明に用いられるホスト材料としては、ホール輸送性に優れるホール輸送性ホスト材料（ホール輸送性ホストと記載する場合がある）及び電子輸送性に優れる電子輸送性ホスト化合物（電子輸送性ホストと記載する場合がある）を用いることができる。

《ホール輸送性ホスト》
本発明の有機層に用いられるホール輸送性ホストとしては、耐久性向上、駆動電圧低下の観点から、イオン化ポテンシャルＩｐが５．１ｅＶ以上６．４ｅＶ以下であることが好ましく、５．４ｅＶ以上６．２ｅＶ以下であることがより好ましく、５．６ｅＶ以上６．０ｅＶ以下であることが更に好ましい。また、耐久性向上、駆動電圧低下の観点から、電子親和力Ｅａが１．２ｅＶ以上３．１ｅＶ以下であることが好ましく、１．４ｅＶ以上３．０ｅＶ以下であることがより好ましく、１．８ｅＶ以上２．８ｅＶ以下であることが更に好ましい。

このようなホール輸送性ホストとしては、具体的には、例えば、以下の材料を挙げることができる。
ピロール、カルバゾール、アザカルバゾール、インドール、アザインドール、ピラゾール、イミダゾール、ポリアリールアルカン、ピラゾリン、ピラゾロン、フェニレンジアミン、アリールアミン、アミノ置換カルコン、スチリルアントラセン、フルオレノン、ヒドラゾン、スチルベン、シラザン、芳香族第三級アミン化合物、スチリルアミン化合物、芳香族ジメチリディン系化合物、ポルフィリン系化合物、ポリシラン系化合物、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）、アニリン系共重合体、チオフェンオリゴマチオフェンオリゴマー、ポリチオフェン等の導電性高分子オリゴマー、有機シラン、カーボン膜、及びそれらの誘導体等が挙げられる。

中でも、インドール誘導体、カルバゾール誘導体、アザインドール誘導体、アザカルバゾール誘導体、芳香族第三級アミン化合物、チオフェン誘導体が好ましく、特に分子内にカルバゾール骨格インドール骨格、および／または芳香族第三級アミン骨格を複数個有するものが好ましい。
このようなホール輸送性ホストとしての具体的化合物としては、例えば下記のものが挙げられるが、これらに限定されるものではない。

《電子輸送性ホスト》
本発明に用いられる発光層内の電子輸送性ホストとしては、耐久性向上、駆動電圧低下の観点から、電子親和力Ｅａが２．５ｅＶ以上３．５ｅＶ以下であることが好ましく、２．６ｅＶ以上３．４ｅＶ以下であることがより好ましく、２．８ｅＶ以上３．３ｅＶ以下であることが更に好ましい。また、耐久性向上、駆動電圧低下の観点から、イオン化ポテンシャルＩｐが５．７ｅＶ以上７．５ｅＶ以下であることが好ましく、５．８ｅＶ以上７．０ｅＶ以下であることがより好ましく、５．９ｅＶ以上６．５ｅＶ以下であることが更に好ましい。

このような電子輸送性ホストとしては、具体的には、例えば、ピリジン、ピリミジン、トリアジン、イミダゾール、ピラゾール、トリアゾ−ル、オキサゾ−ル、オキサジアゾ−ル、フルオレノン、アントラキノジメタン、アントロン、ジフェニルキノン、チオピランジオキシド、カルボジイミド、フルオレニリデンメタン、ジスチリルピラジン、フッ素置換芳香族化合物、ナフタレンペリレン等の複素環テトラカルボン酸無水物、フタロシアニン、およびそれらの誘導体（他の環と縮合環を形成してもよい）、８−キノリノ−ル誘導体の金属錯体やメタルフタロシアニン、ベンゾオキサゾ−ルやベンゾチアゾ−ルを配位子とする金属錯体に代表される各種金属錯体等を挙げることができる。

電子輸送性ホストとして好ましくは、金属錯体、アゾール誘導体（ベンズイミダゾール誘導体、イミダゾピリジン誘導体等）、アジン誘導体（ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、トリアジン誘導体等）であり、中でも、本発明においては耐久性の点から金属錯体化合物が好ましい。金属錯体化合物は金属に配位する少なくとも１つの窒素原子または酸素原子または硫黄原子を有する配位子をもつ金属錯体がより好ましい。
金属錯体中の金属イオンは特に限定されないが、好ましくはベリリウムイオン、マグネシウムイオン、アルミニウムイオン、ガリウムイオン、亜鉛イオン、インジウムイオン、錫イオン、白金イオン、またはパラジウムイオンであり、より好ましくはベリリウムイオン、アルミニウムイオン、ガリウムイオン、亜鉛イオン、白金イオン、またはパラジウムイオンであり、更に好ましくはアルミニウムイオン、亜鉛イオン、またはパラジウムイオンである。

前記金属錯体中に含まれる配位子としては種々の公知の配位子が有るが、例えば、「Ｐｈｏｔｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｐｈｏｔｏｐｈｙｓｉｃｓ ｏｆ Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ Ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ」、Ｓｐｒｉｎｇｅｒ−Ｖｅｒｌａｇ社、Ｈ．Ｙｅｒｓｉｎ著、１９８７年発行、「有機金属化学−基礎と応用−」、裳華房社、山本明夫著、１９８２年発行等に記載の配位子が挙げられる。

前記配位子として、好ましくは含窒素ヘテロ環配位子（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数２〜２０、特に好ましくは炭素数３〜１５であり、単座配位子であっても２座以上の配位子であっても良い。好ましくは２座以上６座以下の配位子である。また、２座以上６座以下の配位子と単座の混合配位子も好ましい。
配位子としては、例えばアジン配位子（例えば、ピリジン配位子、ビピリジル配位子、ターピリジン配位子などが挙げられる。）、ヒドロキシフェニルアゾール配位子（例えば、ヒドロキシフェニルベンズイミダゾール配位子、ヒドロキシフェニルベンズオキサゾール配位子、ヒドロキシフェニルイミダゾール配位子、ヒドロキシフェニルイミダゾピリジン配位子などが挙げられる。）、アルコキシ配位子（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数１〜２０、特に好ましくは炭素数１〜１０であり、例えばメトキシ、エトキシ、ブトキシ、２−エチルヘキシロキシなどが挙げられる。）、アリールオキシ配位子（好ましくは炭素数６〜３０、より好ましくは炭素数６〜２０、特に好ましくは炭素数６〜１２であり、例えばフェニルオキシ、１−ナフチルオキシ、２−ナフチルオキシ、２，４，６−トリメチルフェニルオキシ、４−ビフェニルオキシなどが挙げられる。）、

ヘテロアリールオキシ配位子（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数１〜２０、特に好ましくは炭素数１〜１２であり、例えばピリジルオキシ、ピラジルオキシ、ピリミジルオキシ、およびキノリルオキシなどが挙げられる。）、アルキルチオ配位子（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数１〜２０、特に好ましくは炭素数１〜１２であり、例えばメチルチオ、エチルチオなどが挙げられる。）、アリールチオ配位子（好ましくは炭素数６〜３０、より好ましくは炭素数６〜２０、特に好ましくは炭素数６〜１２であり、例えばフェニルチオなどが挙げられる。）、ヘテロアリールチオ配位子（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数１〜２０、特に好ましくは炭素数１〜１２であり、例えばピリジルチオ、２−ベンズイミゾリルチオ、２−ベンズオキサゾリルチオ、および２−ベンズチアゾリルチオなどが挙げられる。）、シロキシ配位子（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数３〜２５、特に好ましくは炭素数６〜２０であり、例えば、トリフェニルシロキシ基、トリエトキシシロキシ基、およびトリイソプロピルシロキシ基などが挙げられる。）、芳香族炭化水素アニオン配位子（好ましくは炭素数６〜３０、より好ましくは炭素数６〜２５、特に好ましくは炭素数６〜２０であり、例えばフェニルアニオン、ナフチルアニオン、およびアントラニルアニオンなどが挙げられる。）、芳香族ヘテロ環アニオン配位子（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数２〜２５、特に好ましくは炭素数２〜２０であり、例えばピロールアニオン、ピラゾールアニオン、ピラゾールアニオン、トリアゾールアニオン、オキサゾールアニオン、ベンゾオキサゾールアニオン、チアゾールアニオン、ベンゾチアゾールアニオン、チオフェンアニオン、およびベンゾチオフェンアニオンなどが挙げられる。）、インドレニンアニオン配位子などが挙げられ、好ましくは含窒素ヘテロ環配位子、アリールオキシ配位子、ヘテロアリールオキシ基、またはシロキシ配位子であり、更に好ましくは含窒素ヘテロ環配位子、アリールオキシ配位子、シロキシ配位子、芳香族炭化水素アニオン配位子、または芳香族ヘテロ環アニオン配位子である。

金属錯体電子輸送性ホストの例としては、例えば特開２００２−２３５０７６、特開２００４−２１４１７９、特開２００４−２２１０６２、特開２００４−２２１０６５、特開２００４−２２１０６８、特開２００４−３２７３１３等に記載の化合物が挙げられる。

このような電子輸送性ホストとしては、具体的には、例えば、以下の材料を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。

電子輸送層ホストとしては、Ｅ−１〜Ｅ−６、Ｅ−８、Ｅ−９、Ｅ−２１、またはＥ−２２が好ましく、Ｅ−３、Ｅ−４、Ｅ−６、Ｅ−８、Ｅ−９、Ｅ−１０、Ｅ−２１、またはＥ−２２がより好ましく、Ｅ−３、Ｅ−４、Ｅ−２１、またはＥ−２２が更に好ましい。

本発明における発光層において、発光性ドーパントとして燐光発光性ドーパントを用いたとき、該燐光発光性ドーパントの最低三重項励起エネルギーＴ１（Ｄ）と前記複数のホスト化合物の最低励起三重項エネルギーのうち最小のもの前記Ｔ１（Ｈ）ｍｉｎとが、Ｔ１（Ｈ）ｍｉｎ＞Ｔ１（Ｄ）の関係を満たすことが色純度、外部量子効率、駆動耐久性の点で好ましい。

また、本発明におけるホスト化合物の含有量は、特に限定されるものではないが、外部量子効率、駆動電圧の観点から、発光層を形成する全化合物体積に対して７０体積％以上９５体積％以下であることが好ましい。

（ホール注入層、ホール輸送層）
ホール注入層、ホール輸送層は、陽極又は陽極側からホールを受け取り陰極側に輸送する機能を有する層である。

ホール注入層はホールの移動のキャリアとなるドーパントを含有するのが好ましい。ホール注入層に導入するドーパントとしては、電子受容性で有機化合物を酸化する性質を有すれば、無機化合物でも有機化合物でも使用でき、具体的には、無機化合物は塩化第二鉄や塩化アルミニウム、塩化ガリウム、塩化インジウム、および五塩化アンチモンなどのルイス酸化合物を好適に用いることができる。

有機化合物の場合は、置換基としてニトロ基、ハロゲン、シアノ基、またはトリフルオロメチル基などを有する化合物、キノン系化合物、酸無水物系化合物、またはフレーレンなどを好適に用いることができる。
具体的にはヘキサシアノブタジエン、ヘキサシアノベンゼン、テトラシアノエチレン、テトラシアノキノジメタン、テトラフルオロテトラシアノキノジメタン、ｐ−フルオラニル、ｐ−クロラニル、ｐ−ブロマニル、ｐ−ベンゾキノン、２，６−ジクロロベンゾキノン、２，５−ジクロロベンゾキノン、テトラメチルベンゾキノン、１，２，４，５−テトラシアノベンゼン、ｏ−ジシアノベンゼン、ｐ−ジシアノベンゼン、１，４−ジシアノテトラフルオロベンゼン、２，３−ジクロロ−５，６−ジシアノベンゾキノン、ｐ−ジニトロベンゼン、ｍ−ジニトロベンゼン、ｏ−ジニトロベンゼン、ｐ−シアノニトロベンゼン、ｍ−シアノニトロベンゼン、ｏ−シアノニトロベンゼン、１，４−ナフトキノン、２，３−ジクロロナフトキノン、１−ニトロナフタレン、２−ニトロナフタレン、１，３−ジニトロナフタレン、１，５−ジニトロナフタレン、９−シアノアントラセン、９−ニトロアントラセン、９，１０−アントラキノン、１，３，６，８−テトラニトロカルバゾール、２，４，７−トリニトロ−９−フルオレノン、２，３，５，６−テトラシアノピリジン、マレイン酸無水物、フタル酸無水物、Ｃ６０、およびＣ７０などが挙げられる。

このうちヘキサシアノブタジエン、ヘキサシアノベンゼン、テトラシアノエチレン、テトラシアノキノジメタン、テトラフルオロテトラシアノキノジメタン、ｐ−フルオラニル、ｐ−クロラニル、ｐ−ブロマニル、ｐ−ベンゾキノン、２，６−ジクロロベンゾキノン、２，５−ジクロロベンゾキノン、１，２，４，５−テトラシアノベンゼン、１，４−ジシアノテトラフルオロベンゼン、２，３−ジクロロ−５，６−ジシアノベンゾキノン、ｐ−ジニトロベンゼン、ｍ−ジニトロベンゼン、ｏ−ジニトロベンゼン、１，４−ナフトキノン、２，３−ジクロロナフトキノン、１，３−ジニトロナフタレン、１，５−ジニトロナフタレン、９，１０−アントラキノン、１，３，６，８−テトラニトロカルバゾール、２，４，７−トリニトロ−９−フルオレノン、２，３，５，６−テトラシアノピリジン、またはＣ６０が好ましく、ヘキサシアノブタジエン、ヘキサシアノベンゼン、テトラシアノエチレン、テトラシアノキノジメタン、テトラフルオロテトラシアノキノジメタン、ｐ−フルオラニル、ｐ−クロラニル、ｐ−ブロマニル、２，６−ジクロロベンゾキノン、２，５−ジクロロベンゾキノン、２，３−ジクロロナフトキノン、１，２，４，５−テトラシアノベンゼン、２，３−ジクロロ−５，６−ジシアノベンゾキノン、または２，３，５，６−テトラシアノピリジンが特に好ましい。

これらの電子受容性ドーパントは、単独で用いてもよいし、２種以上を用いてもよい。
電子受容性ドーパントの使用量は、材料の種類によって異なるが、ホール注入材料に対して０．０１体積％〜５０体積％であることが好ましく、０．０５体積％〜２０体積％であることが更に好ましく、０．１体積％〜１０体積％であることが特に好ましい。該使用量が、ホール注入材料に対して０．０１体積％未満のときには、本発明の効果が不十分であるため好ましくなく、５０体積％を超えるとホール注入能力が損なわれるため好ましくない。

ホール注入層がアクセプタを含有する場合、ホール輸送層は、実質的にアクセプタを含有しないことが好ましい。

ホール注入層、ホール輸送層の材料としては、具体的には、ピロール誘導体、カルバゾール誘導体、アザカルバゾール誘導体、インドール誘導体、アザインドール誘導体、ピラゾール誘導体、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、芳香族第三級アミン化合物、スチリルアミン化合物、芳香族ジメチリディン系化合物、ポルフィリン系化合物、有機シラン誘導体、またはカーボン等を含有する層であることが好ましい。

ホール注入層、ホール輸送層の厚さは、特に限定されるものではないが、駆動電圧低下、外部量子効率向上、耐久性向上の観点から、厚さが１ｎｍ〜５μｍであることが好ましく、５ｎｍ〜１μｍであることが更に好ましく、１０ｎｍ〜５００ｎｍであることが特に好ましい。
ホール注入層、ホール輸送層は、上述した材料の１種又は２種以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。

前記発光層に隣接したキャリア輸送層がホール輸送層であるとき、該ホール輸送層のＩｐ（ＨＴＬ）は前記発光層中に含有されるドーパントのＩｐ（Ｄ）より小さいことが駆動耐久性の点で好ましい。
ホール輸送層におけるＩｐ（ＨＴＬ）は、後述するＩｐの測定方法により測定することができる。

また、ホール輸送層におけるキャリア移動度は、一般的に、１０^−７ｃｍ^２・Ｖ^−１・ｓ^−１以上１０^−１ｃｍ^２・Ｖ^−１・ｓ^−１以下であり、中でも、外部量子効率の点から１０^−５ｃｍ^２・Ｖ^−１・ｓ^−１以上１０^−１ｃｍ^２・Ｖ^−１・ｓ^−１以下が好ましく、１０^−４ｃｍ^２・Ｖ^−１・ｓ^−１以上１０^−１ｃｍ^２・Ｖ^−１・ｓ^−１以下が更に好ましく、１０^−３ｃｍ^２・Ｖ^−１・ｓ^−１以上１０^−１ｃｍ^２・Ｖ^−１・ｓ^−１以下が特に好ましい。
該キャリア移動度は、前記発光層のキャリア移動度の測定方法と同様の方法により測定した値を採用する。
また、該ホール輸送層のキャリア移動度は、前記発光層のキャリア移動度より大きいことが駆動耐久性、外部量子効率の観点から好ましい。

（電子注入層、電子輸送層）
電子注入層、電子輸送層は、陰極から電子を注入する機能、電子を輸送する機能、陽極から注入され得たホールを障壁する機能のいずれかを有している層である。

電子注入層、あるいは電子輸送層に導入される電子供与性ドーパントとしては、電子供与性で有機化合物を還元する性質を有していればよく、Ｌｉなどのアルカリ金属、Ｍｇなどのアルカリ土類金属、希土類金属を含む遷移金属などが好適に用いられる。
特に仕事関数が４．２ｅＶ以下の金属が好適に使用でき、具体的には、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｙ、Ｃｓ、Ｌａ、Ｓｍ、Ｇｄ、およびＹｂなどが挙げられる。

これらの電子供与性ドーパントは、単独で用いてもよいし、２種以上を用いてもよい。
電子供与性ドーパントの使用量は、材料の種類によって異なるが、電子輸送層材料に対して０．１体積％〜９９体積％であることが好ましく、１．０体積％〜８０体積％であることが更に好ましく、２．０体積％〜７０体積％であることが特に好ましい。該使用量が、電子輸送層材料に対して０．１体積％未満のときには、本発明の効果が不十分であるため好ましくなく、９９体積％を超えると電子輸送能力が損なわれるため好ましくない。

電子注入層、電子輸送層の材料としては、具体的には、ピリジン、ピリミジン、トリアジン、イミダゾール、トリアゾ−ル、オキサゾ−ル、オキサジアゾ−ル、フルオレノン、アントラキノジメタン、アントロン、ジフェニルキノン、チオピランジオキシド、カルボジイミド、フルオレニリデンメタン、ジスチリルピラジン、フッ素置換芳香族化合物、ナフタレンペリレン等の複素環テトラカルボン酸無水物、フタロシアニン、およびそれらの誘導体（他の環と縮合環を形成してもよい）、８−キノリノ−ル誘導体の金属錯体やメタルフタロシアニン、ベンゾオキサゾ−ルやベンゾチアゾ−ルを配位子とする金属錯体に代表される各種金属錯体等を挙げることができる。

電子注入層、電子輸送層の厚さは、特に限定されるものではないが、駆動電圧低下、外部量子効率向上、耐久性向上の観点から、厚さが１ｎｍ〜５μｍであることが好ましく、５ｎｍ〜１μｍであることが更に好ましく、１０ｎｍ〜５００ｎｍであることが特に好ましい。
電子注入層、電子輸送層は、上述した材料の１種又は２種以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。
前記発光層に隣接したキャリア輸送層が電子輸送層であるとき、該電子輸送層のＥａ（ＥＴＬ）は前記発光層中に含有されるドーパントのＥａ（Ｄ）より大きいことが駆動耐久性の点で好ましい。

該Ｅａ（ＥＴＬ）は、後述するＥａの測定方法と同様の方法により測定した値を用いる。
また、電子輸送層におけるキャリア移動度は、一般的に、１０^−７ｃｍ^２・Ｖ^−１・ｓ^−１以上１０^−１ｃｍ^２・Ｖ^−１・ｓ^−１以下であり、中でも、外部量子効率の点から１０^−５ｃｍ^２・Ｖ^−１・ｓ^−１以上１０^−１ｃｍ^２・Ｖ^−１・ｓ^−１以下が好ましく、１０^−４ｃｍ^２・Ｖ^−１・ｓ^−１以上１０^−１ｃｍ^２・Ｖ^−１・ｓ^−１以下が更に好ましく、１０^−３ｃｍ^２・Ｖ^−１・ｓ^−１以上１０^−１ｃｍ^２・Ｖ^−１・ｓ^−１以下が特に好ましい。
また、該電子輸送層のキャリア移動度は、前記発光層のキャリア移動度より大きいことが駆動耐久性の観点から好ましい。該キャリア移動度は、前記ホール輸送層の測定方法と同様に行った。
本発明における発光素子のキャリア移動度において、ホール輸送層、電子輸送層、及び発光層におけるキャリア移動度としては、（電子輸送層＝ホール輸送層）＞発光層であることが、駆動耐久性の点で好ましい。

（ホールブロック層）
ホールブロック層は、陽極側から発光層に輸送されたホールが、陰極側に通りぬけることを防止する機能を有する層である。本発明においては、発光層と陰極側で隣接する有機化合物層として、ホールブロック層を設けることができる。
ホールブロック層は、特に限定されるものではないが、具体的には、ＢＡｌｑ等のアルミニウム錯体、トリアゾール誘導体、ピラザボール誘導体等を含有することができる。
また、ホールブロック層の厚さは、駆動電圧の上昇を抑えるため、一般的に５０ｎｍ以下であることが好ましく、１ｎｍ〜５０ｎｍであることが好ましく、５ｎｍ〜４０ｎｍであることが更に好ましい。

（陽極）
陽極は、通常、有機化合物層にホールを供給する電極としての機能を有していればよく、その形状、構造、大きさ等については特に制限はなく、発光素子の用途、目的に応じて、公知の電極材料の中から適宜選択することができる。前述のごとく、陽極は、通常透明陽極として設けられる。

陽極の材料としては、例えば、金属、合金、金属酸化物、導電性化合物、又はこれらの混合物が好適に挙げられ、仕事関数が４．０ｅＶ以上の材料が好ましい。陽極材料の具体例としては、アンチモンやフッ素等をドープした酸化錫（ＡＴＯ、ＦＴＯ）、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化亜鉛インジウム（ＩＺＯ）等の導電性金属酸化物、金、銀、クロム、またはニッケル等の金属、さらにこれらの金属と導電性金属酸化物との混合物又は積層物、ヨウ化銅、硫化銅などの無機導電性物質、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロールなどの有機導電性材料、及びこれらとＩＴＯとの積層物などが挙げられる。この中で好ましいのは、導電性金属酸化物であり、特に、生産性、高導電性、透明性等の点からはＩＴＯが好ましい。

陽極は、例えば、印刷方式、コーティング方式等の湿式方式、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の物理的方式、ＣＶＤ、プラズマＣＶＤ法等の化学的方式などの中から、陽極を構成する材料との適性を考慮して適宜選択した方法に従って、前記基板上に形成することができる。例えば、陽極の材料として、ＩＴＯを選択する場合には、陽極の形成は、直流又は高周波スパッタ法、真空蒸着法、イオンプレーティング法等に従って行うことができる。

本発明の有機電界発光素子において、陽極の形成位置としては特に制限はなく、発光素子の用途、目的に応じて適宜選択することができる。陽極は、基板における一方の表面の全部に形成されていてもよく、その一部に形成されていてもよい。

なお、陽極を形成する際のパターニングとしては、フォトリソグラフィーなどによる化学的エッチングによって行ってもよいし、レーザーなどによる物理的エッチングによって行ってもよく、また、マスクを重ねて真空蒸着やスパッタ等をして行ってもよいし、リフトオフ法や印刷法によって行ってもよい。

陽極の厚みとしては、陽極を構成する材料により適宜選択することができ、一概に規定することはできないが、通常、１０ｎｍ〜５０μｍ程度であり、５０ｎｍ〜２０μｍが好ましい。

陽極の抵抗値としては、１０^３Ω／□以下が好ましく、１０^２Ω／□以下がより好ましい。陽極が透明である場合は、無色透明であっても、有色透明であってもよい。透明陽極側から発光を取り出すためには、その透過率としては、６０％以上が好ましく、７０％以上がより好ましい。

なお、透明陽極については、沢田豊監修「透明電極膜の新展開」シーエムシー刊（１９９９）に詳述があり、ここに記載される事項を本発明に適用することができる。耐熱性の低いプラスティック基材を用いる場合は、ＩＴＯ又はＩＺＯを使用し、１５０℃以下の低温で成膜した透明陽極が好ましい。

（陰極）
陰極は、通常、有機化合物層に電子を注入する電極としての機能を有していればよく、その形状、構造、大きさ等については特に制限はなく、発光素子の用途、目的に応じて、公知の電極材料の中から適宜選択することができる。

陰極を構成する材料としては、例えば、金属、合金、金属酸化物、電気伝導性化合物、これらの混合物などが挙げられ、仕事関数が４．５ｅＶ以下のものが好ましい。具体例としてはアルカリ金属（たとえば、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、またはＣｓ等）、アルカリ土類金属（たとえばＭｇ、Ｃａ等）、金、銀、鉛、アルミニウム、ナトリウム−カリウム合金、リチウム−アルミニウム合金、マグネシウム−銀合金、インジウム、およびイッテルビウム等の希土類金属などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいが、安定性と電子注入性とを両立させる観点からは、２種以上を好適に併用することができる。

これらの中でも、陰極を構成する材料としては、電子注入性の点で、アルカリ金属やアルカリ土類金属が好ましく、保存安定性に優れる点で、アルミニウムを主体とする材料が好ましい。
アルミニウムを主体とする材料とは、アルミニウム単独、アルミニウムと０．０１体積％〜１０体積％のアルカリ金属又はアルカリ土類金属との合金若しくはこれらの混合物（例えば、リチウム−アルミニウム合金、マグネシウム−アルミニウム合金など）をいう。

なお、陰極の材料については、特開平２−１５５９５号公報、特開平５−１２１１７２号公報に詳述されており、これらの広報に記載の材料は、本発明においても適用することができる。

陰極の形成方法については、特に制限はなく、公知の方法に従って行うことができる。
例えば、印刷方式、コーティング方式等の湿式方式、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の物理的方式、ＣＶＤ、プラズマＣＶＤ法等の化学的方式などの中から、前記した陰極を構成する材料との適性を考慮して適宜選択した方法に従って形成することができる。例えば、陰極の材料として、金属等を選択する場合には、その１種又は２種以上を同時又は順次にスパッタ法等に従って行うことができる。

陰極を形成するに際してのパターニングは、フォトリソグラフィーなどによる化学的エッチングによって行ってもよいし、レーザーなどによる物理的エッチングによって行ってもよく、マスクを重ねて真空蒸着やスパッタ等をして行ってもよいし、リフトオフ法や印刷法によって行ってもよい。

本発明において、陰極形成位置は特に制限はなく、有機化合物層上の全部に形成されていてもよく、その一部に形成されていてもよい。
また、陰極と前記有機化合物層との間に、アルカリ金属又はアルカリ土類金属のフッ化物、酸化物等による誘電体層を０．１ｎｍ〜５ｎｍの厚みで挿入してもよい。この誘電体層は、一種の電子注入層と見ることもできる。誘電体層は、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、およびイオンプレーティング法等により形成することができる。

陰極の厚みは、陰極を構成する材料により適宜選択することができ、一概に規定することはできないが、通常１０ｎｍ〜５μｍ程度であり、５０ｎｍ〜１μｍが好ましい。
また、陰極は、透明であってもよいし、不透明であってもよい。なお、透明な陰極は、陰極の材料を１ｎｍ〜１０ｎｍの厚さに薄く成膜し、更にＩＴＯやＩＺＯ等の透明な導電性材料を積層することにより形成することができる。

（基板）
本発明においては基板を用いることができる。用いられる基板としては、有機化合物層から発せられる光を散乱又は減衰させない基板であることが好ましい。その具体例としては、ジルコニア安定化イットリウム（ＹＳＺ）、ガラス等の無機材料、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、ポリイミド、ポリシクロオレフィン、ノルボルネン樹脂、およびポリ（クロロトリフルオロエチレン）等の有機材料が挙げられる。
例えば、基板としてガラスを用いる場合、その材質については、ガラスからの溶出イオンを少なくするため、無アルカリガラスを用いることが好ましい。また、ソーダライムガラスを用いる場合には、シリカなどのバリアコートを施したものを使用することが好ましい。有機材料の場合には、耐熱性、寸法安定性、耐溶剤性、電気絶縁性、及び加工性に優れていることが好ましい。

基板の形状、構造、大きさ等については、特に制限はなく、発光素子の用途、目的等に応じて適宜選択することができる。一般的には、基板の形状としては、板状であることが好ましい。基板の構造としては、単層構造であってもよいし、積層構造であってもよく、また、単一部材で形成されていてもよいし、２以上の部材で形成されていてもよい。

基板は、無色透明であっても、有色透明であってもよいが、有機発光層から発せられる光を散乱又は減衰等させることがない点で、無色透明であることが好ましい。

基板には、その表面又は裏面に透湿防止層（ガスバリア層）を設けることができる。
透湿防止層（ガスバリア層）の材料としては、窒化珪素、酸化珪素などの無機物が好適に用いられる。透湿防止層（ガスバリア層）は、例えば、高周波スパッタリング法などにより形成することができる。
熱可塑性基板を用いる場合には、更に必要に応じて、ハードコート層、アンダーコート層などを設けてもよい。

（保護層）
本発明において、有機ＥＬ素子全体は、保護層によって保護されていてもよい。
保護層に含まれる材料としては、水分や酸素等の素子劣化を促進するものが素子内に入ることを抑止する機能を有しているものであればよい。
その具体例としては、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ａｕ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｔｉ、またはＮｉ等の金属、ＭｇＯ、ＳｉＯ、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＧｅＯ、ＮｉＯ、ＣａＯ、ＢａＯ、Ｆｅ_２Ｏ_３、Ｙ_２Ｏ_３、またはＴｉＯ_２等の金属酸化物、ＳｉＮ_ｘ、ＳｉＮ_ｘＯ_ｙ等の金属窒化物、ＭｇＦ_２、ＬｉＦ、ＡｌＦ_３、またはＣａＦ_２等の金属フッ化物、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルメタクリレート、ポリイミド、ポリウレア、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリジクロロジフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレンとジクロロジフルオロエチレンとの共重合体、テトラフルオロエチレンと少なくとも１種のコモノマーとを含むモノマー混合物を共重合させて得られる共重合体、共重合主鎖に環状構造を有する含フッ素共重合体、吸水率１％以上の吸水性物質、吸水率０．１％以下の防湿性物質等が挙げられる。

保護層の形成方法については、特に限定はなく、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、ＭＢＥ（分子線エピタキシ）法、クラスターイオンビーム法、イオンプレーティング法、プラズマ重合法（高周波励起イオンプレーティング法）、プラズマＣＶＤ法、レーザーＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、ガスソースＣＶＤ法、コーティング法、印刷法、または転写法を適用できる。

（封止）
さらに、本発明の有機ＥＬ素子は、封止容器を用いて素子全体を封止してもよい。
また、封止容器と発光素子の間の空間に水分吸収剤又は不活性液体を封入してもよい。
水分吸収剤としては、特に限定されることはないが、例えば、酸化バリウム、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化カルシウム、硫酸ナトリウム、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム、五酸化燐、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、塩化銅、フッ化セシウム、フッ化ニオブ、臭化カルシウム、臭化バナジウム、モレキュラーシーブ、ゼオライト、および酸化マグネシウム等を挙げることができる。不活性液体としては、特に限定されることはないが、例えば、パラフィン類、流動パラフィン類、パーフルオロアルカンやパーフルオロアミン、パーフルオロエーテル等のフッ素系溶剤、塩素系溶剤、およびシリコーンオイル類が挙げられる。

３．駆動
本発明の有機ＥＬ素子は、陽極と陰極との間に直流（必要に応じて交流成分を含んでもよい）電圧（通常２ボルト〜１５ボルト）、又は直流電流を印加することにより、発光を得ることができる。
本発明における有機ＥＬ素子の駆動耐久性は、特定の輝度における、ある輝度まで減少する時間により測定することができる。例えば、ＫＥＩＴＨＬＥＹ製ソ−スメジャ−ユニット２４００型を用いて、直流電圧を有機ＥＬ素子に印加し発光させ、初期輝度を緑の発光なら１５００ｃｄ／ｍ^２、青の発光であれば３６０ｃｄ／ｍ^２の条件で連続駆動試験をおこない、輝度が初期輝度の８０％になった時間を輝度減少時間として、該輝度減少時間を従来発光素子と比較することにより求めることができる。本発明においてはこの数値を用いた。この有機ＥＬ素子の重要な特性値として、外部量子効率がある。外部量子効率は、「外部量子効率φ＝素子から放出されたフォトン数／素子に注入された電子数」で算出され、この値が大きいほど消費電力の点で有利な素子と言える。

また、有機ＥＬ素子の外部量子効率は、「外部量子効率φ＝内部量子効率×光取り出し効率」で決まる。有機化合物からの蛍光発光を利用する有機ＥＬ素子においては、内部量子効率の限界値が２５％であり、光取り出し効率が約２０％であることから、外部量子効率の限界値は約５％とされている。

該外部量子効率の数値は、２０℃で素子を駆動したときの外部量子効率の最大値、もしくは、２０℃で素子を駆動した時の１００ｃｄ／ｍ^２〜２０００ｃｄ／ｍ^２付近（好ましくは、赤の発光なら５００ｃｄ／ｍ^２、緑の発光なら１５００ｃｄ／ｍ^２、青の発光であれば３６０ｃｄ／ｍ^２）での外部量子効率の値を用いることができる。
本発明においては、ＫＥＩＴＨＬＥＹ製ソースメジャーユニット２４００型を用いて、直流定電圧をＥＬ素子に印加し発光させ、その光量をトプコン社製輝度計ＳＲ−３を用いて測定し、その輝度での外部量子効率を算出した値を用いる。

また、発光素子の外部量子効率は、発光輝度、発光スペクトル、電流密度を測定し、その結果と比視感度曲線から算出することができる。すなわち、電流密度値を用い、入力した電子数を算出することができる。そして、発光スペクトルと比視感度曲線（スペクトル）を用いた積分計算により、発光輝度を発光したフォトン数に換算することができる。これらから外部量子効率（％）は、「（素子から放出されたフォトン数／素子に注入された電子数）×１００」で計算することができる。

本発明の有機ＥＬ素子の駆動方法については、特開平２−１４８６８７号、同６−３０１３５５号、同５−２９０８０号、同７−１３４５５８号、同８−２３４６８５号、同８−２４１０４７号の各公報、特許第２７８４６１５号、米国特許５８２８４２９号、同６０２３３０８号の各明細書、等に記載の駆動方法を適用することができる。

４．用途
本発明の有機ＥＬ素子の用途は特に限定されないが、携帯電話ディスプレイ、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、コンピュータディスプレイ、自動車の情報ディスプレイ、ＴＶモニター、あるいは一般照明等広い分野に適用できる。

以下に、本発明の有機ＥＬ素子の実施例について説明するが、本発明はこれら実施例により限定されるものではない。

実施例１
１．有機ＥＬ素子の作製
（比較の有機ＥＬ素子１の作製）
０．５ｍｍ厚み、２．５ｃｍ角のＩＴＯガラス基板（ジオマテック（株）製、表面抵抗１０Ω／□）を洗浄容器に入れ、２−プロパノール中で超音波洗浄した後、３０分間ＵＶ−オゾン処理を行った。この透明陽極上に真空蒸着法にて以下の層を蒸着した。本発明の実施例における蒸着速度は特に断りのない場合は０．２ｎｍ／秒である。蒸着速度は水晶振動子を用いて測定した。以下に記載の膜厚も水晶振動子を用いて測定したものである。

ホール注入層：ＩＴＯの上にＣｕＰｃを膜厚１０ｎｍに蒸着した。
ホール輸送層：ホール注入層の上に、α−ＮＰＤを膜厚１０ｎｍに蒸着した。
発光層：ＣＢＰとＩｒ（ｐｐｙ）_３を体積比で９５：５となるように共蒸着を行った。発光層の膜厚は９０ｎｍとした。

電子輸送層：発光層の上に、ＢＡｌｑを１０ｎｍの厚みに蒸着した。
電子注入層：電子輸送層の上に、Ａｌｑを２０ｎｍの厚みに蒸着した。

この上にパタ−ニングしたマスク（発光領域が２ｍｍ×２ｍｍとなるマスク）を設置し、フッ化リチウムを０．０１ｎｍ／秒の蒸着速度にて１ｎｍ蒸着し電子注入層とした。更に金属アルミニウムを１００ｎｍ蒸着し陰極とした。

作製した積層体を、窒素ガスで置換したグロ−ブボックス内に入れ、ステンレス製の封止缶および紫外線硬化型の接着剤（ＸＮＲ５５１６ＨＶ、長瀬チバ製）を用いて封止し、比較の有機ＥＬ素子１を作製した。

（比較の有機ＥＬ素子１Ａの作製）
比較の有機ＥＬ素子１において、発光層は下記に示すように３つに分割し、各単位発光層の間に下記導電性電荷ブロック能をもつ中間層として下記中間層１および２を配した。ホール輸送層より順に発光層１−中間層１−発光層２−中間層２−発光層３を配置した。

発光層１：比較例１と同じ組成の発光層を膜厚２０ｎｍに蒸着した。
中間層１：＜電子ブロック材料を含む中間層の例＞
電子ブロック材料となるホール輸送材料ＢとＩｒ（ｐｐｙ）_３を体積比で９５：５とな
るように中間層を形成した。
電子ブロック材料となるホール輸送材料ＢのＥａ値は２．５ｅＶ、発光層中で主に電子を輸送するＣＢＰのＥａ値が２．７ｅＶであるため、障壁により電子の移動が阻害されブロック性がでる。
中間層の膜厚は１５ｎｍとした。
発光層２：発光層１と同じ組成の発光層を膜厚２０ｎｍに蒸着した。
中間層２：中間層１に同じ。中間層の膜厚は１５ｎｍとした。
発光層３：発光層１と同じ組成の発光層を膜厚２０ｎｍに蒸着した。

（比較の有機ＥＬ素子２の作製）
比較の有機ＥＬ素子１において、発光層に用いたＣＢＰを電子輸送材料Ｃ、Ｉｒ（ｐｐｙ）_３をＩｒ（ｂｔｐ）_２（ａｃａｃ）に置き換えて、比較の有機ＥＬ素子２を作製した。
（比較の有機ＥＬ素子２Ａの作製）
比較の有機ＥＬ素子１Ａにおいて、発光層１〜３に用いたＣＢＰを電子輸送材料Ａ、Ｉｒ（ｐｐｙ）_３をＩｒ（ｂｔｐ）_２（ａｃａｃ）に置き換えた。また中間層１、２に用いたホール輸送材料ＢをＣＢＰ、Ｉｒ（ｐｐｙ）_３をＩｒ（ｂｔｐ）_２（ａｃａｃ） に置き換え、比較の有機ＥＬ素子２Ａを作製した。

（本発明の有機ＥＬ素子１の作製）
比較の有機ＥＬ素子１において、発光層を下記に示すように３つに分割し、各単位発光層の間に下記導電性電荷ブロック層として下記中間層１および２を配した。ホール輸送層より順に発光層１−中間層１−発光層２−中間層２−発光層３を配置した。
発光層１：比較例１と同じ組成の発光層を膜厚２５ｎｍに蒸着した。
中間層１：＜電子ブロック材料を含む中間層の例＞
ホール輸送材料ＣとＩｒ（ｐｐｙ）_３を体積比で９５：５となるように中間層を形成した。
中間層の膜厚は５ｎｍとした。
発光層２：比較例１と同じ組成の発光層を膜厚２５ｎｍに蒸着した。
中間層２：中間層１と同じ組成で膜厚を１０ｎｍとした。
発光層３：比較例１と同じ組成の発光層を膜厚２５ｎｍに蒸着した。

２．性能評価結果
得られた比較有機ＥＬ素子１、１Ａおよび本発明の有機ＥＬ素子１を同一条件で下記の手段によって外部量子効率を測定した。さらに先に記載の手段により輝度減少時間を測定した。

《外部量子効率の測定方法》
作製した発光素子をＫＥＩＴＨＬＥＹ製ソ−スメジャ−ユニット２４００型を用いて、直流電圧を発光素子に印加し発光させた。その発光スペクトルと光量をトプコン社製輝度計ＳＲ−３を用いて測定し、発光スペクトル、光量と測定時の電流から外部量子効率を計算した。

その結果、比較有機ＥＬ素子１の外部量子効率が９．８％、比較有機ＥＬ素子１Ａの外部量子効率が１０．４％であったが、本発明の有機ＥＬ素子１の外部量子効率は１２．８％であった。また、比較有機ＥＬ素子１の輝度減少時間は４８時間、比較有機ＥＬ素子１Ａの輝度減少時間は５１時間であったが、本発明の有機ＥＬ素子１の輝度減少時間は８０時間であった。２つの中間層および３つの発光層の合計厚みは比較の有機ＥＬ素子の発光層厚み９０ｎｍと同等であるにも拘わらず高い外部量子効率と駆動耐久性を同時に示したことは全く予想外の結果であった。

実施例２
１．有機ＥＬ素子２の作製
比較の有機ＥＬ素子１において、発光層を下記の４層の単位発光層に分割し、各単位発光層の間に、下記中間層１〜３を配した。ホール輸送層より順に発光層１１−中間層１１−発光層１２−中間層１２−発光層１３−中間層１３−発光層１４を配置した。
単位発光層１１〜１４：比較の有機ＥＬ素子１の発光層と同一組成で厚みをそれぞれ１５ｎｍになるように蒸着した。
中間層１１，１２，１３：＜ホールブロック材料を含む例＞
電子輸送材料ＢとＩｒ（ｐｐｙ）_３を体積比で９５：５となるように中間層を形成した。
中間層１１の厚み：５ｎｍ
中間層１２の厚み：１０ｎｍ
中間層１３の厚み：１５ｎｍ

即ち、単位発光層１１／中間層１１／単位発光層１２／中間層１２／単位発光層１３／中間層１３／単位発光層１４の合計７層に細分化された構成でその総厚みは９０ｎｍであり、比較の有機ＥＬ素子１の発光層と同一である。

２．性能評価結果
得られた本発明の有機ＥＬ素子２を実施例１と同様に外部量子効率および輝度減少時間を測定した。

その結果、本発明の有機ＥＬ素子２の外部量子効率が１３．２％、輝度減少時間は８２時間と極めて高い値を示した。

実施例３
１．有機ＥＬ素子３の作製
実施例２において、下記組成の電子ブロック能をもつ中間層を用いた。
ホール輸送層より順に発光層２１−中間層２１−発光層２２−中間層２２−発光層２３−中間層２３−発光層２４を配置した。
単位発光層２１〜２４：比較の有機ＥＬ素子１の発光層と同一組成で厚みをそれぞれ１５ｎｍになるように蒸着した。
ホール輸送材料Ａ〜ＣとＩｒ（ｐｐｙ）_３を体積比で９５：５となるように中間層２１〜２３を形成した
中間層２１：＜ホール輸送材料Ａ（Ｅａ＝２．３ｅＶ）＞
中間層２２：＜ホール輸送材料Ｂ（Ｅａ＝２．４ｅＶ）＞
中間層２３：＜ホール輸送材料Ｃ（Ｅａ＝２．５ｅＶ）＞
厚みはそれぞれ１０ｎｍであった。

２．性能評価結果
得られた本発明の有機ＥＬ素子３を実施例１と同様に外部量子効率および輝度減少時間を測定した。

その結果、本発明の有機ＥＬ素子３の外部量子効率が１３．５％、輝度減少時間は８５時間と極めて高い値を示した。

実施例４
１．有機ＥＬ素子４の作製
実施例２において、下記組成のホールブロック能をもつ中間層を用いた。
ホール輸送層より順に発光層３１−中間層３１−発光層３２−中間層３２−発光層３３−中間層３３−発光層３４を配置した。
単位発光層３１〜３４：比較の有機ＥＬ素子１の発光層と同一組成で厚みをそれぞれ１５ｎｍになるように蒸着した。
電子輸送材料Ａ〜ＣとＩｒ（ｐｐｙ）_３を体積比で９５：５となるように中間層３１〜３３を形成した
中間層３１：＜電子輸送材料Ａ（Ｉｐ＝６．２ｅＶ）＞
中間層３２：＜電子輸送材料Ｂ（Ｉｐ＝６．４ｅＶ）＞
中間層３３：＜電子輸送材料Ｃ（Ｉｐ＝６．６ｅＶ）＞
厚みはそれぞれ１０ｎｍであった。

２．性能評価結果
得られた本発明の有機ＥＬ素子４を実施例１と同様に外部量子効率および輝度減少時間を測定した。

その結果、本発明の有機ＥＬ素子４の外部量子効率が１３．４％、輝度減少時間は８４時間と極めて高い値を示した。

実施例５
１．有機ＥＬ素子５の作製
実施例２において、下記組成の電子ブロック能をもつ中間層として下記組成の電子ブロック層を用いた。
ホール輸送層より順に発光層４１−中間層４１−発光層４２−中間層４２−発光層４３−中間層４３−発光層４４を配置した。
単位発光層４１〜４４：比較の有機ＥＬ素子１の発光層と同一組成で厚みをそれぞれ１５ｎｍになるように蒸着した。
中間層４１：＜ホール輸送材料Ｃの濃度変更 体積比 ホール輸送材料Ｃ：ＣＢＰ：Ｉｒ（ｐｐｙ）_３＝５０：４５：５＞
中間層４２：＜ホール輸送材料Ｃの濃度変更 体積比 ホール輸送材料Ｃ：ＣＢＰ：Ｉｒ（ｐｐｙ）_３＝３０：６５：５＞
中間層４３：＜ホール輸送材料Ｃの濃度変更 体積比 ホール輸送材料Ｃ：ＣＢＰ：Ｉｒ（ｐｐｙ）_３＝１０：８５：５＞
厚みはそれぞれ１０ｎｍであった。

２．性能評価結果
得られた本発明の有機ＥＬ素子５を実施例１と同様に外部量子効率および輝度減少時間を測定した。

その結果、本発明の有機ＥＬ素子５の外部量子効率が１３．６％、輝度減少時間は８７時間と極めて高い値を示した。

実施例６
１．有機ＥＬ素子６の作製
実施例２において、下記組成のホールブロック能をもつ中間層を用いた。
ホール輸送層より順に発光層５１−中間層５１−発光層５２−中間層５２−発光層５３−中間層５３−発光層５４を配置した。
単位発光層５１〜５４：比較の有機ＥＬ素子１の発光層と同一組成で厚みをそれぞれ１５ｎｍになるように蒸着した。
中間層５１：＜電子輸送材料Ｂの濃度変更 体積比 電子輸送材料Ｂ：ＣＢＰ：Ｉｒ（ｐｐｙ）_３＝１０：８５：５＞
中間層５２：＜電子輸送材料Ｂの濃度変更 体積比 電子輸送材料Ｂ：ＣＢＰ：Ｉｒ（ｐｐｙ）_３＝３０：６５：５＞
中間層５３：＜電子輸送材料Ｂの濃度変更 体積比 電子輸送材料Ｂ：ＣＢＰ：Ｉｒ（ｐｐｙ）_３＝５０：４５：５＞
厚みはそれぞれ１０ｎｍであった。

２．性能評価結果
得られた本発明の有機ＥＬ素子６を実施例１と同様に外部量子効率および輝度減少時間を測定した。

その結果、本発明の有機ＥＬ素子６の外部量子効率が１３．７％、輝度減少時間は８８時間と極めて高い値を示した。

実施例７
１．有機ＥＬ素子７の作製
実施例２において、下記組成の異なる電子移動度の材料を含んだ中間層を用いた。
ホール輸送層より順に発光層６１−中間層６１−発光層６２−中間層６２−発光層６３−中間層６３−発光層６４を配置した。
単位発光層６１〜６４：比較の有機ＥＬ素子２の発光層と同一組成で厚みをそれぞれ１５ｎｍになるように蒸着した。
Ｂａｌｑ、ＣＢＰ、電子輸送材料ＢとＩｒ（ｂｔｐ）_２（ａｃａｃ）を体積比で９５：５となるように中間層６１〜６３を形成した。
中間層６１：＜Ｂａｌｑ（電子移動度＝２．５×１０^−５ｃｍ^２・Ｖ^−１・ｓ^−１）＞
中間層６２：＜ＣＢＰ（電子移動度＝６．０×１０^−４ｃｍ^２・Ｖ^−１・ｓ^−１）＞
中間層６３：＜電子輸送材料Ｂ（電子移動度＝９．０×１０^−４ｃｍ^２・Ｖ^−１・ｓ^−１）＞
（電場１０^６Ｖ／ｃｍにおける電子移動度）
厚みはそれぞれ１０ｎｍであった。

２．性能評価結果
得られた比較有機ＥＬ素子２、２Ａおよび本発明の有機ＥＬ素子７を実施例１と同様に外部量子効率および輝度減少時間を測定した。

その結果、比較有機ＥＬ素子２の外部量子効率が４．８％、比較有機ＥＬ素子２Ａの外部量子効率が５．２％であったが、本発明の有機ＥＬ素子７の外部量子効率は７．４％と極めて高い値を示した。また、比較有機ＥＬ素子２の輝度減少時間は６５時間、比較有機ＥＬ素子２Ａの輝度減少時間は７２時間であったが、本発明の有機ＥＬ素子７の輝度減少時間は９３時間と大幅に駆動耐久性が向上した。

実施例８
１．有機ＥＬ素子８の作製
実施例２において、下記組成の異なる電子移動度の材料を含んだ中間層を用いた。
ホール輸送層より順に発光層７１−中間層７１−発光層７２−中間層７２−発光層７３を配置した。
単位発光層７１〜７３：比較の有機ＥＬ素子１の発光層と同一組成で厚みをそれぞれ２０ｎｍになるように蒸着した。
中間層７１、７２：ホール輸送材料Ａ、ホール輸送材料Ｃ（ｍＣＰ）、ホール輸送材料ＤとＩｒ（ｐｐｙ）_３を体積比で９５：５となるように中間層７１〜７２を形成した。
中間層７１：ホール輸送材料Ｃ（ホール移動度＝１．７×１０^−４ｃｍ^２・Ｖ^−１・ｓ^−１）
中間層７２：ホール輸送材料Ｄ（ホール移動度＝６．５×１０^−５ｃｍ^２・Ｖ^−１・ｓ^−１）
ホール移動度は電場１０^６Ｖ／ｃｍにおけるホール移動度である。
厚みはそれぞれ１５ｎｍであった。

２．性能評価結果
得られた本発明の有機ＥＬ素子８を実施例１と同様に外部量子効率および駆動減少時間を測定した。

その結果、比較有機ＥＬ素子１の外部量子効率が９．８％、比較有機ＥＬ素子１Ａの外部量子効率が１０．４％であったが、本発明の有機ＥＬ素子７の外部量子効率は１２．１％と極めて高い値を示した。また、比較有機ＥＬ素子１の輝度減少時間は４８時間、比較有機ＥＬ素子１Ａの輝度減少時間は５１時間であったが、本発明の有機ＥＬ素子８の輝度減少時間は８１時間と大幅に駆動耐久性が向上した。

前記の発光素子に用いられる化合物の構造を下記に示す。

比較の発光素子の層構成の概念図である。 比較の別の発光素子の層構成の概念図で、発光層が３つの単位発光層に分割され、間に同一の中間層を配した構成である。 本発明の発光素子の一例の概念図であり、発光層が３つの単位発光層に分割され、該単位発光層間に電荷ブロック能の異なる中間層を配した構成である。 本発明の発光素子の別の例の層構成の概念図である。発光層が４分割され、それぞれの間に電荷ブロック能の異なる中間層を配した構成である。 本発明の発光素子の別の例の層構成の概念図である。発光層が４分割され、それぞれの間に厚みの異なる中間層を配した構成である。

符号の説明

１：陽極
２：ホール注入層
３：ホール輸送層
４：発光層
４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ：単位発光層
５：電子輸送層
６：電子注入層
７：陰極
８：中間層
８ａ、８ｂ、８ｃ：発光層を分割する中間層

Claims (13)

1. 一対の電極間に少なくとも発光層を挟持してなる有機電界発光素子であって、前記発光層が厚み方向に少なくとも３層に分割され、該分割された発光層間に電子ブロック材料を含有する中間層を少なくとも２層有し、該中間層の電子ブロック能が陽極に近い層が最も大きく、陰極に近い層が最も小さいことを特徴とする有機発光素子。
2. 一対の電極間に少なくとも発光層を挟持してなる有機電界発光素子であって、前記発光層が厚み方向に少なくとも３層に分割され、該分割された発光層間にホールブロック材料を含有する中間層を少なくとも２層有し、該中間層のホールブロック能が陽極に近い層が最も小さく、陰極に近い層が最も大きいことを特徴とする有機発光素子。
3. 前記電子ブロック材料のＥａ（電子親和力）が陽極に近い層において最も小さく、陰極に近い層において最も大きいことを特徴とする請求項１に記載の有機発光素子。
4. 前記ホールブロック材料のＩｐ（イオン化ポテンシャル）が陽極に近い層において最も小さく、陰極に近い層において最も大きいことを特徴とする請求項２に記載の有機発光素子。
5. 前記中間層における前記電子ブロック材料の濃度が陽極に近い層において最も高く、陰極に近い層において最も低いことを特徴とする請求項１に記載の有機発光素子。
6. 前記中間層における前記ホールブロック材料の濃度が陽極に近い層において最も低く、陰極に近い層において最も高いことを特徴とする請求項２に記載の有機発光素子。
7. 前記中間層の電子移動度が陽極に近い層において最も低く、陰極に近い層において最も高いことを特徴とする請求項１に記載の有機発光素子。
8. 前記中間層のホール移動度が陽極に近い層において最も高く、陰極に近い層において最も低いことを特徴とする請求項２に記載の有機発光素子。
9. 前記中間層の厚みが陽極に近い層において最も厚く、陰極に近い層において最も薄いことを特徴とする請求項１に記載の有機発光素子。
10. 前記中間層の厚みが陽極に近い層において最も薄く、陰極に近い層において最も厚いことを特徴とする請求項２に記載の有機発光素子。
11. 前記発光層の発光材料が燐光材料であることを特徴とする請求項１〜請求項１０のいずれか１項に記載の有機発光素子。
12. 前記中間層が発光材料を含有することを特徴とする請求項１〜請求項１１のいずれか１項に記載の有機発光素子。
13. 前記中間層が含有する発光材料が燐光材料であることを特徴とする請求項１２に記載の有機発光素子。