专利名称：有机el元件及有机el元件的制造方法
技术领域：
本发明涉及有机EL(电场发光Electro Luminescence)元件及有机EL元件的制造方法。
背景技术：
自柯达公司发表利用使用低分子化合物的真空蒸镀法形成有机层的层叠型有机EL元件以来，有机EL显示装置的开发异常活跃并即刻已实用化。
另一方面，人们要求进一步提高有机EL元件的元件特性。通常知道，现有的有机EL元件使用发光层、电子移动层及电子注入层等具有喹啉铝配位化合物等的电子输送能的材料。但是，虽然这类有机EL元件得到了高的发光亮度，但在发光效率方面未必充分。当发光效率不充分时，需要提高用于发光的驱动电压，其结果是，产生有机EL元件的寿命降低的问题。
因此，为了提供高效率且均匀发光的有机EL元件，例如有人提出了将能隙为4.0eV以上的绝缘性金属氧化物插入到发光层和阴极之间而形成的有机EL元件(例如参照专利文献1)。另外，为了提高效率及寿命，例如有人提出了将绝缘层设置于发光层与阳极及阴极之间的有机EL元件(例如参照专利文献2)。
专利文献1特开平5-3080号公报专利文献2美国专利第5853905号说明书但是，最近，有机EL元件所要求的元件特性的水准提高了，即使是上述现有的有机EL元件，为了以高水准全部满足亮度、发光效率及寿命，仍有改善的余地。特别是现有的有机EL元件，其寿命不能说长，发光亮度、发光效率等元件特性在较短时间内降低了。
发明内容
本发明就是鉴于现有技术所存在的问题而完成的发明，其目的是提供一种发光亮度及发光效率优异、可长时间以高水准维持这些元件特性的长寿命的有机EL元件及其制造方法。
本发明人等为了达成上述目的而进行专心研究，结果发现通过以特定厚度将由特定的有机化合物构成的有机薄膜层设置于有机EL元件的发光层与电子注入电极层之间，可以解决上述课题，从而完成了本发明。
即，本发明的有机EL元件，其特征在于，包括基板、在基板一侧相互对向地配置的第一电极层和第二电极层、和配置于这些电极层间的发光层，第一电极层及第二电极层中任一方为空穴注入电极层，另一方为电子注入电极层，在发光层和电子注入电极层之间设置有由能隙为3.5eV以上的可蒸镀的极性有机化合物构成的有机薄膜层，有机薄膜层的膜厚为0.1nm～4nm。
这里，所谓“能隙”是指HOMO(最高已占轨道)水平和LUMO(最低未占轨道)水平的或价电子带和传导带的能量差的值。另外，上述“有机薄膜层的膜厚”可用触针式段差计、椭圆偏振计、剖面TEM、AFM、STM等直接测定方法及光学的吸收或水晶振子的重量变化等换算来测定。
根据本发明的有机EL元件，通过具有上述构成，即使经过长时间也可以以高水准维持发光亮度、发光效率等元件特性，可有效地实现长寿命的有机EL元件。再者，关于利用本发明的有机EL元件得到这样的效果的理由并不明确，但本发明人等推测如下。
即认为通过设置满足上述条件的有机薄膜层，有机薄膜层既发挥着作为对空穴的阻塞层的功能，同时又发挥着充分的电子注入性，可取得电子和空穴的注入平衡。而且还认为发光层中的空穴和电子的再结合的概率上升，可得到具有充分高的发光效率及寿命的有机EL元件。
另外，根据上述本发明的有机EL元件，由于可利用蒸镀法形成上述有机薄膜层，所以可防止如使用溶剂的涂布制膜法那样侵蚀下层发光层而成为无发光状态的情形，可以进行自由度更高的元件设计。而且，可以充分地抑制因涂布时的残留溶剂所造成的元件恶化。
另外，在本发明的有机EL元件中，在上述有机薄膜层和电子注入电极层之间还优选设置由选自碱金属、碱土类金属、稀土类金属及这些金属的化合物中的至少一种金属或化合物构成的层。
通过设置这样的层，可促进电子注入，而且可使发光亮度、发光效率及寿命得以提高。
另外，在本发明的有机EL元件中，上述电子注入电极层优选包括设置在离有机薄膜层近的一侧的由选自碱金属、碱土类金属、稀土类金属及这些金属的化合物中的至少一种物质构成的层。
电子注入电极层在离有机薄膜层近的一侧具有上述的层，由此，可促进电子注入，而且可使发光亮度、发光效率及寿命得以提高。
另外，在本发明的有机EL元件中，上述电子注入电极层包括设置在离有机薄膜层近的一侧的第一电子注入电极层和设置在离有机薄膜层远的一侧的第二电子注入电极层，优选第一电子注入电极层包含选自碱金属、碱土类金属、稀土类金属及这些金属的化合物中的至少一种物质，优选第二电子注入电极层含有Al、Ag、In、Ti、Cu、Au、Mo、W、Pt、Pd、Ni或这些金属的合金。
在具有上述电子注入电极层的有机EL元件中，在使有机薄膜层和第一电子注入电极层邻接的情况下，通过有机薄膜层可改善上述第一电子注入电极层的附着性，同时，由于第二电子注入电极层发挥着作为保护层的功能，所以即使在第一电子注入电极层的膜厚更薄的情况下，也可以更进一步确实地防止剥离等问题，可实现更高的发光效率及长寿命。
而且，上述第一电子注入电极层的膜厚优选为0.01nm～2nm。通过使第一电子注入电极层薄膜化为这样范围的膜厚，可使对发光层的电子注入能提高到更高水准的水平，可实现驱动电压的降低及发光亮度的提高。由此，可实现具有更高发光效率的有机EL元件。
而且，上述极性有机化合物优选含有冠醚、环芳(cyclophane)、三嗪、杯芳烃(calixarene)、聚醚或含杂环化合物。通过设置这样的有机薄膜层，可更确实地提高有机EL元件的发光亮度、发光效率及寿命。再者，冠醚、环芳、三嗪、杯芳烃及聚醚中也可含有它们的衍生物。
另外，优选上述极性有机化合物含有分子量或重均分子量为2000以下的下述(a)～(c)的有机化合物的1个或2个以上。
(a)选自乙烯基吡啶、(甲基)丙烯酸、N-烷基丙烯酰胺、N，N-二烷基丙烯酰胺、羟基(甲基)丙烯酸酯、乙酸乙烯酯、苯乙烯及N-乙烯吡咯烷酮的化合物的聚合物或共聚物或具有其骨架单元的化合物。
(b)烷基的碳原子数为2～4的氧化烯烃聚合物或共聚物或具有其骨架单元的化合物。
(c)聚噁唑啉、聚乙烯醇缩丁醛或具有其骨架单元的化合物。
通过设置这样的有机薄膜层，可更确实地提高有机EL元件的发光亮度、发光效率及寿命。再者，上述有机化合物的分子量或重均分子量表示用质量分析计(MASS)、凝胶浸透色谱分析计(GPC)等得到的值。
而且，上述极性有机化合物的能隙优选为3.8eV以上。通过设置由能隙为3.8eV以上的上述极性有机化合物构成的有机薄膜层，可确实地长时间以高水准维持发光亮度、发光效率等元件特性，可有效地实现长寿命的有机EL元件。
另外，本发明提供一种有机EL元件的制造方法，该有机EL元件包括基板、相互对向地配置于基板一侧的第一电极层及第二电极层、和配置于这些电极层间的发光层，第一电极层及第二电极层中的任一方为空穴注入电极层，另一方为电子注入电极层，在发光层和电子注入电极层之间设置有机薄膜层，其特征在于包括通过将能隙为3.5eV以上的可蒸镀的极性有机化合物进行成膜、使得膜厚为0.1nm～4nm、从而形成有机薄膜层的有机薄膜层形成工序。
根据本发明的有机EL元件的制造方法，就可容易且确实地得到上述本发明的有机EL元件。
在上述有机薄膜层形成工序中，优选为，通过在发光层上或电子注入电极层上真空蒸镀极性有机化合物而形成有机薄膜层。当通过真空蒸镀形成有机薄膜层时，因为膜厚的控制性优异且难以含有不纯物质，所以能够更容易且更确实地形成膜厚均匀且高纯度的有机薄膜。由此，能够更进一步提高所得到的本发明的有机EL元件的发光亮度、发光效率及寿命。另外，当在发光层上设置有机薄膜层时，能够进行更有效的空穴阻塞，促进对发光层的电子注入，更容易且更确实地实现所得到的有机EL元件的驱动电压的降低。当在电子注入电极层上设置有机薄膜层时，可使有机薄膜层和电子注入电极层的附着性更进一步提高，能够使电子注入电极层的膜厚变薄。由此，可实现所得到的有机EL元件的更进一步高效率化及长寿命化。
发明效果根据本发明，就可以提供发光亮度及发光效率充分优异、可以长时间以高水准维持这些元件特性的长寿命的有机EL元件及其制造方法。
图1是表示本发明的有机EL元件的第一实施方式的示意剖面图。
图2是表示本发明的有机EL元件的第二实施方式的示意剖面图。
图3是表示本发明的有机EL元件的第三实施方式的示意剖面图。
符号说明1、2、3有机EL元件，10基板，12第一电极层，16有机薄膜层，18第二电极层，20发光层，20a第一发光层，20b第二发光层，22电子输送层，24空穴注入层，26空穴输送层，28第一电子注入电极层，30第二电子注入电极层。
具体实施例方式
以下，根据需要一边参照附图一边详细地说明本发明优选的实施方式。
首先，参照图1详细地说明本发明的有机EL元件的优选的实施方式。图1是表示本发明的有机EL元件的第一实施方式的剖面示意图。
本实施方式的有机EL元件1包括基板10、在基板10的一侧形成的第一电极层12、在第一电极层12上形成的发光层20、在发光层20上形成的有机薄膜层16和在有机薄膜层16上形成的第二电极层18，第一电极层12是空穴注入电极层，第二电极层18是电子注入电极层。
本实施方式的有机EL元件1通过具有上述构成，发光亮度及发光效率充分优异，能够长时间以高水准维持这些元件特性。关于有机EL元件1具有这样的效果的理由，本发明人等推测如下。即认为由满足上述条件的极性有机化合物构成的有机薄膜层16既发挥着有机薄膜层对空穴的阻塞层的功能，同时又发挥着充分的电子注入性，可取得电子和空穴的注入平衡。而且还认为发光层中的空穴和电子的再结合的概率上升，可得到具有充分高的发光效率及寿命的有机EL元件。
另外，在将有机薄膜层16设置在发光层20上的有机EL元件1中，可以进行更有效的空穴阻塞，促进对发光层20的电子注入，更容易且更确实地实现驱动电压的降低。另外，因为由极性有机化合物构成的有机薄膜层16与电子注入电极层的附着性优异，所以在充分确保电子注入电极层对有机EL元件的附着性的同时，能够使电子注入电极层的膜厚变薄。由此，有机EL元件1可实现更进一步的高效率化及长寿命化。
(基板)就基板10而言，可举出非晶质基板(例如玻璃、石英等)、结晶基板(例如Si、GaAs、ZnSe、ZnS、GaP、InP等)，另外，也可以使用在这些结晶基板上形成结晶质、非晶质或金属缓冲层的基板。另外，就金属基板而言，可使用Mo、Al、Pt、Ir、Au、Pd等。而且，也可使用树脂薄膜基板(例如聚对苯二甲酸乙二醇酯等)。
当基板10为光取出侧时，优选使用玻璃或石英等透明基板，特别优选使用价格便宜的玻璃透明基板。为了调整发色光，在透明基板上也可以设置色过滤膜、含有荧光物质的色变换膜、或电介质反射膜等。
(空穴注入电极层)作为第一电极层的空穴注入电极(阳极)层12所使用的材料，优选为可以以良好效率向发光层注入空穴的材料，优选为功函数为4.5eV～5.5eV的物质。具体地说，优选为以作为透明导电膜的锡掺杂氧化铟(ITC))、锌掺杂氧化铟(IZO)、氧化铟(In2O3)、氧化锡(SnO2)及氧化锌(ZnO)中任一种为主要组成的物质。
这些氧化物也可以多少偏离其化学量论组成。ITO中的SnO2相对于In2O3的混合比优选为1～20质量％，更优选为5～12质量％。另外，IZO中的ZnO相对于In2O3的混合比通常为12～32质量％左右。为了调整功函数，空穴注入电极层12也可以含有二氧化硅(SiO2)。SiO2的含量相对于ITO优选为0.5～10摩尔％左右。通过含有SiO2，ITO的功函数有增大的倾向。
光取出侧的电极层不限于空穴注入电极层，在作为有机EL元件发光波长区域的400～700nm中的透过率、特别是RGB各色波长中的透过率优选为50％以上，更优选为80％以上，更进一步优选为90％以上。当光透过率小于50％时，有来自发光层的发光自身衰减、发光元件难以得到所需亮度的倾向。
因为成为光取出侧的电极层，所以空穴注入电极层12的膜厚优选为考虑上述的光透过率来决定。例如，当使用氧化物的透明导电膜时，其膜厚优选为50～500nm，更优选为50～300nm。当空穴注入电极层12的膜厚大于500nm时，光透过率不充分，同时，有产生空穴注入电极层12从基板10上剥离的倾向。另外，伴随着膜厚的减少，光透过性得以提高，但当膜厚小于50nm时，对发光层20的空穴注入效率降低，同时，会有膜的强度降低的倾向。
(电子注入电极层)作为第二电极层的电子注入电极层(阴极)层18所使用的材料，基于后述的有机薄膜层16的效果，无需具有较低的功函数，所以没有特别限定。因此，可使用具有较低功函数的Li、Na、K或Cs等碱金属、Mg、Ca、Sr或Ba等碱土类金属、LiF或CsI等碱金属卤化物、Li2O等氧化物、La、Ce、Sn、Zn或Zr等与碱金属或碱土类金属特性相近的金属，而且，也可使用具有较高功函数的Al、Ag、In、Ti、Cu、Au、Mo、W、Pt、Pd或Ni、或这些金属的合金、或这些金属与其它金属的合金。另外，也可以单独使用这些中的一种或组合使用2种以上。
其中，从后述的有效地发挥有机薄膜层16的功能的观点出发，优选将LiF用于电子注入电极层18中。通过将LiF用于电子注入电极层18中，有可达成更优异的发光亮度、发光效率及寿命的倾向。
电子注入电极层18的膜厚，只要可对发光层20进行电子注入，就没有特别限制，当使用碱金属或碱土类金属时，优选为0.1～100nm，更优选为1.0～50nm。另外，使用碱金属卤化物或Li2O等氧化物时的膜厚，从对发光层20的电子注入能力观点出发，尽可能优选为薄的，具体地说，优选为10nm以下，更优选为1nm以下。
而且，在本实施方式的有机EL元件中，电子注入电极层18具有多层构成，从更进一步提高发光亮度、发光效率及寿命的观点出发而优选。例如，当电子注入电极层18为2层构成时，有机薄膜层16侧的层可作为第一电子注入电极层，与有机薄膜层16侧相反侧的层可作为第二电子注入电极层(以下有时也将第一电子注入电极层称为“电子注入电极层”、将第二电子注入电极层称为“保护电极层”)。这时，第一电子注入电极层所使用的材料，优选为选自上述碱金属、上述碱土类金属、Yb、La、Er、Sm、Ce等稀土类金属及这些金属的化合物中的至少一种金属或化合物。就上述金属的化合物而言，可举出LiF或CsI等碱金属的卤化物、Li2O等碱金属的氧化物及MgO、MgF2、CaO、CaF2、BaO等碱土类金属的卤化物或氧化物。在本实施方式中，从以更高水准实现发光亮度、发光效率及寿命的观点出发，优选使用LiF或Li2O作为第一电子注入电极层的构成材料。另外，第二电子注入电极层(保护电极层)所使用的材料，优选使用Al、Ag、In、Ti、Cu、Au、Mo、W、Pt、Pd或Ni、或这些金属的合金、或这些金属与其它金属的合金。
在上述实施方式中，利用由具有极性的有机化合物构成的有机薄膜层，改善作为无机化合物薄膜层的上述第一电子注入电极层的附着性，同时，第二电子注入电极层发挥着作为保护层的功能，即使在第一电子注入电极层的膜厚更薄的情况下，也可充分防止剥离等问题，也可以得到具有更高发光效率及寿命的有机EL元件。
第一电子注入电极层的膜厚，优选为0.01～10nm，更优选为0.01～5nm，特别优选为0.01nm～1nm。另外，有机薄膜层和第一电子注入电极层的合计膜厚更优选为5nm以下。另外，第二电子注入电极层的膜厚，优选为5～1000nm，更优选为50～1000nm。
(发光层)就发光层20所使用的发光材料而言，例如可举出有机金属配位化合物或荧光色素等低分子发光材料(发光性低分子化合物)、或π共轭系高分子化合物或分子分散型高分子化合物(具有将荧光色素分散于非共轭系高分子化合物中的结构的高分子化合物)等高分子发光材料(发光性高分子化合物)。或者，也可以组合使用混合使用具有较低发光性的发光材料作为基质材料、具有较高发光性的发光材料作为掺杂剂材料(客体材料)等的二种以上的发光材料。
就构成发光层20的优选的低分子化合物而言，可举出萘衍生物、菲衍生物、蒽衍生物、并四苯衍生物、芘衍生物、苝衍生物、六苯并苯衍生物、茚衍生物、芴衍生物、荧蒽衍生物、芪衍生物、戊二烯衍生物、噁唑衍生物、噁二唑衍生物、噻唑衍生物、咪唑衍生物、吲哚衍生物、三唑衍生物、吡啶衍生物、吡嗪衍生物、吡咯衍生物、噻吩衍生物、喹啉衍生物、喹喔啉衍生物、咔唑衍生物、三苯基胺衍生物、二氨基联苯衍生物、苯乙烯基胺衍生物、吡喃衍生物、香豆素、喹吖二酮(quinacridone)衍生物、或以Al、Zn、Be、Ir、Pt或稀土类金属等为中心金属的有机金属配位化合物等。这些低分子化合物既可以单独使用1种也可以组合使用2种以上。
在本实施方式中，发光层20优选为由基质材料和掺杂剂构成。基质材料优选为苯乙烯基衍生物、亚芳基衍生物或芳香族胺。苯乙烯基衍生物特别优选为选自二苯乙烯基衍生物、三苯乙烯基衍生物、四苯乙烯基衍生物及苯乙烯基胺衍生物中的至少一种。亚芳基衍生物特别优选为蒽衍生物、特别是含有芳基蒽骨架的化合物。芳香族胺优选为具有2～4个被芳香族取代的氮原子的化合物，特别优选为具有2～4个被芳香族取代的氮原子且具有至少一个烯基的化合物。
就上述苯乙烯基衍生物及蒽衍生物而言，例如可举出用下述通式(A-1)～(A-6)表示的化合物；就上述芳香族胺而言，例如可举出用下述通式(A-7)～(A-8)表示的化合物。
[式中，R12～R18分别独立地为氢原子、卤原子、氰基、硝基、取代或未取代的碳原子数为1～20的烷基、取代或未取代的碳原子数为1～20的烷氧基、取代或未取代的碳原子数为6～30的芳氧基、取代或未取代的碳原子数为1～20的烷硫基、取代或未取代的碳原子数为6～30的芳硫基、取代或未取代的碳原子数为7～30的芳基烷基、取代或未取代的碳原子数为5～30的单环基、取代或未取代的碳原子数为10～30的缩合多环基、或者、取代或未取代的碳原子数为5～30的杂环基。Ar11及Ar12分别独立地为取代或未取代的碳原子数为6～30的芳基或取代或未取代的烯基，就取代基而言，为取代或未取代的碳原子数为1～20的烷基、取代或未取代的碳原子数为1～20的烷氧基、取代或未取代的碳原子数为6～30的芳氧基、取代或未取代的碳原子数为1～20的烷硫基、取代或未取代的碳原子数为6～30的芳硫基、取代或未取代的碳原子数为6～30的芳基烷基、取代或未取代的碳原子数为5～30的单环基、取代或未取代的碳原子数为10～30的缩合多环基、或者、取代或未取代的碳原子数为5～30的杂环基。] [式中，R21～R30分别独立地为氢原子、卤原子、氰基、硝基、取代或未取代的碳原子数为1～20的烷基、取代或未取代的碳原子数为1～20的烷氧基、取代或未取代的碳原子数为6～30的芳氧基、取代或未取代的碳原子数为1～20的烷硫基、取代或未取代的碳原子数为6～30的芳硫基、取代或未取代的碳原子数为7～30的芳基烷基、取代或未取代的碳原子数为5～30的单环基、取代或未取代的碳原子数为10～30的缩合多环基、或者、取代或未取代的碳原子数为5～30的杂环基。Ar21及Ar22分别独立地为取代或未取代的碳原子数为6～30的芳基、或者、取代或未取代的烯基，就取代基而言，为取代或未取代的碳原子数为1～20的烷基、取代或未取代的碳原子数为1～20的烷氧基、取代或未取代的碳原子数为6～30的芳氧基、取代或未取代的碳原子数为1～20的烷硫基、取代或未取代的碳原子数为6～30的芳硫基、取代或未取代的碳原子数为6～30的芳基烷基、取代或未取代的碳原子数为5～30的单环基、取代或未取代的碳原子数为10～30的缩合多环基、或者、取代或未取代的碳原子数为5～30的杂环基。] [式中，R31～R40分别独立地为氢原子、卤原子、氰基、硝基、取代或未取代的碳原子数为1～20的烷基、取代或未取代的碳原子数为1～20的烷氧基、取代或未取代的碳原子数为6～30的芳氧基、取代或未取代的碳原子数为1～20的烷硫基、取代或未取代的碳原子数为6～30的芳硫基、取代或未取代的碳原子数为7～30的芳基烷基、取代或未取代的碳原子数为5～30的单环基、取代或未取代的碳原子数为10～30的缩合多环基、或者、取代或未取代的碳原子数为5～30的杂环基。Ar31及Ar32分别独立地为取代或未取代的碳原子数为6～30的芳基、或者、取代或未取代的烯基，就取代基而言，为取代或未取代的碳原子数为1～20的烷基、取代或未取代的碳原子数为1～20的烷氧基、取代或未取代的碳原子数为6～30的芳氧基、取代或未取代的碳原子数为1～20的烷硫基、取代或未取代的碳原子数为6～30的芳硫基、取代或未取代的碳原子数为6～30的芳基烷基、取代或未取代的碳原子数为5～30的单环基、取代或未取代的碳原子数为10～30的缩合多环基、取代或未取代的碳原子数为5～30的杂环基、或者、取代或未取代的碳原子数为4～40的烯基。1为1～3，m为1～3且1+m≥2。]
[式中，R41～R48分别独立地为氢原子、卤原子、氰基、硝基、取代或未取代的碳原子数为1～20的烷基、取代或未取代的碳原子数为1～20的烷氧基、取代或未取代的碳原子数为6～30的芳氧基、取代或未取代的碳原子数为1～20的烷硫基、取代或未取代的碳原子数为6～30的芳硫基、取代或未取代的碳原子数为7～30的芳基烷基、取代或未取代的碳原子数为5～30的单环基、取代或未取代的碳原子数为10～30的缩合多环基、或者、取代或未取代的碳原子数为5～30的杂环基。Ar41及Ar42分别独立地为取代或未取代的碳原子数为6～30的芳基、或者、取代或未取代的烯基，就取代基而言，为取代或未取代的碳原子数为1～20的烷基、取代或未取代的碳原子数为1～20的烷氧基、取代或未取代的碳原子数为6～30的芳氧基、取代或未取代的碳原子数为1～20的烷硫基、取代或未取代的碳原子数为6～30的芳硫基、取代或未取代的碳原子数为6～30的芳基烷基、取代或未取代的碳原子数为5～30的单环基、取代或未取代的碳原子数为10～30的缩合多环基、取代或未取代的碳原子数为5～30的杂环基、或者、取代或未取代的碳原子数为4～40的烯基。] [式中，R51～R60分别独立地表示氢原子、烯基、烷基、环烷基、芳基、烷氧基、芳氧基、烷基氨基、芳基氨基或可以取代的杂环式基，a5及b5分别表示1～5的整数，当它们为2以上时，R51彼此之间及R52彼此之间分别既可以相同也可以不同，另外，R51彼此之间或R52彼此之间也可以结合形成环，R53和R54、R55和R56、R57和R58、R59和R60也可以相互结合而形成环。L51表示单键或-O-、-S-、-N(R)-(R为烷基或也可取代的芳基)或亚芳基。] [式中，R61～R70分别独立地表示氢原子、烯基、烷基、环烷基、芳基、烷氧基、芳氧基、烷基氨基、芳基氨基或也可取代的杂环式基，c6、d6、e6及f6分别表示1～5的整数，当它们为2以上时，R61彼此之间、R62彼此之间、R66彼此之间及R67彼此之间分别既可以相同也可以不同，另外，R61彼此之间、R62彼此之间、R66彼此之间或R67彼此之间也可以结合形成环，R63和R64、R68和R69也可以相互结合而形成环。L61表示单键或-O-、-S-、-N(R)-(R为烷基或也可取代的芳基)或亚芳基。] [式中，Ar71、Ar72及Ar73分别独立地表示碳原子数为6～40的取代或未取代的一价的芳香族基或苯乙烯基，g7表示1～4的整数。]
[式中，Ar81、Ar82、Ar84、Ar86及Ar87分别独立地表示碳原子数为6～40的取代或未取代的一价的芳香族基或苯乙烯基，Ar83及Ar85分别独立地表示碳原子数为6～40的取代或未取代的二价的芳香族基或亚苯乙烯基(styrylene)，h8及k8分别表示0～2的整数，i8及j8分别表示0～3的整数。]本实施方式所使用的蓝色系掺杂剂，优选为苯乙烯基胺、胺取代苯乙烯基化合物或含缩合芳香族环化合物。这时，蓝色系掺杂剂也可以由不同的多个化合物构成。就上述苯乙烯基胺及胺取代苯乙烯基化合物而言，例如可举出用下述通式(A-9)～(A-10)表示的化合物；就上述含缩合芳香族环化合物而言，例如可举出用下述通式(A-11)表示的化合物。
[式中，Ar91、Ar92及Ar93分别独立地表示碳原子数为6～40的取代或未取代的芳香族基或苯乙烯基，p9表示1～3的整数。] [式中，Ar101及Ar102分别独立地表示碳原子数为6～30的亚芳基，E101及E102分别独立地表示碳原子数为6～30的芳基或烷基、氢原子或氰基，q10表示1～3的整数。U和/或V为含有氨基的取代基。该氨基优选为芳基氨基。] [式中，A表示碳原子数为1～16的烷基或烷氧基、碳原子数为6～30的取代或未取代的芳基、碳原子数为6～30的取代或未取代的烷基氨基、或碳原子数为6～30的取代或未取代的芳基氨基，B表示碳原子数为10～40的的缩合芳香族环基，r11表示1～4的整数。]另外，就蓝色系发光层而言，也可使用含有磷光发光性掺杂剂的发光层。这时，基质材料优选为含有咔唑环的化合物。就具体例而言，可举出用下述通式(B-1)～(B-6)表示的化合物。
就基质化合物的其它具体例而言，可举出三唑衍生物、噁唑衍生物、噁二唑衍生物、咪唑衍生物、聚芳基烷烃衍生物、吡唑啉衍生物、吡唑啉酮衍生物、苯二胺衍生物、芳基胺衍生物、氨基取代芳基丙烯酰芳烃衍生物、苯乙烯基蒽衍生物、芴酮衍生物、腙衍生物、芪衍生物、硅氨烷衍生物、芳香族叔胺化合物、苯乙烯基胺化合物、芳香族二亚甲基(Methylidene)系化合物、卟啉系化合物、蒽醌二甲烷衍生物、蒽酮衍生物、二苯基醌衍生物、噻喃二氧化物衍生物、碳化二亚胺衍生物、亚芴基甲烷衍生物、二苯乙烯基吡嗪衍生物、萘并苝等杂环四羧酸酐、酞菁衍生物、8-喹啉酚衍生物的金属配位化合物或金属酞菁、以苯并噁唑或苯并噻唑为配位体的金属配位化合物所代表的各种金属配位化合物。基质化合物既可单独使用也可同时使用2种以上。
磷光发光性掺杂剂是可由三重态激发子发光的化合物。就其种类而言，只要由三重态激发子发光，就没有特别限制，具体地说，优选为含有Ir、Ru、Pd、Pt、Os或Re原子的金属配位化合物，其中，优选为卟啉金属配位化合物或邻位金属化金属配位化合物。就卟啉金属配位化合物而言，优选为卟啉铂配位化合物。就形成邻位金属化金属配位化合物的配位体而言，有许多种，但就优选的配位体而言，可举出2-苯基吡啶衍生物、7，8-苯并喹啉衍生物、2-(2-噻嗯基)吡啶衍生物、2-(1-萘基)吡啶衍生物、2-苯基喹啉衍生物等。这些衍生物根据需要也可以具有取代基。特别是，氟化物、导入三氟甲基的物质，作为蓝色系掺杂剂来说是优选的。而且，作为辅助配位体，也可以具有除了乙酰丙酮配位体、苦味酸等的上述配位体以外的配位体。磷光发光性掺杂剂既可以单独使用也可以同时使用2种以上。
就磷光发光性掺杂剂的蓝色系发光层的含量而言，没有特别限制，可根据目的适当选择，但优选为0.1～70质量％，更优选为1～30质量％。当磷光发光性掺杂剂的含量小于0.1质量％时，有时不能充分发挥出添加的效果；当大于70质量％时，有时会因被称为所谓的浓度消光的现象而使元件性能降低。
就绿色系发光层而言，同样优选为基质材料和掺杂剂的组合。基质材料优选为苯乙烯基衍生物、蒽衍生物、芳香族胺、8-羟基喹啉或其衍生物的金属配位化合物。就苯乙烯基衍生物、蒽衍生物、芳香族胺的具体例而言，也可使用在蓝色系发光层中使用的基质材料。
就掺杂剂而言，可举出特开2000-268964号公报、特开2000-268963号公报所记载的并四苯系材料、特开平6-9952号公报所记载的香豆素系材料。
黄色～红色系发光层，优选为由基质材料和黄色～红色系掺杂剂构成。基质材料优选为苯乙烯基衍生物、蒽衍生物、芳香族胺、8-羟基喹啉或其衍生物的金属配位化合物。就苯乙烯基衍生物、蒽衍生物、芳香族胺的具体例而言，在黄色～红色系发光层中也可使用在蓝色发光层中所使用的基质材料。就8-羟基喹啉或其衍生物的金属配位化合物的具体例而言，可使用含有8-羟基喹啉(oxine)(通常为8-喹啉酚(quinolinol)或8-羟基喹啉(8-hydroxyquinoline))的螯合物的金属螯合氧化合物(chelated oxinoid compounds of metals)、三(8-喹啉酚)铝。当使用蒽衍生物作为基质材料时，蓝色系发光层和黄色～红色系发光层所使用的基质材料既可以相同也可以不同，这都没关系。当使用苯乙烯基衍生物或芳香族胺这类空穴输送性的化合物作为基质材料时，蓝色系发光层和黄色～红色系发光层所使用的基质材料优选为不相同。
黄色～红色系掺杂剂可使用至少具有一个荧蒽骨架或苝骨架的荧光性化合物，例如可举出用下述通式(Y-1)～(Y-17)表示的化合物。
[式(Y-1)～(Y-15)中，X101～X120分别独立地为氢原子、直链、支链或环状的碳原子数为1～20的烷基、直链、支链或环状的碳原子数为1～20的烷氧基、取代或无取代的碳原子数为6～30的芳基、取代或无取代的碳原子数为6～30的芳氧基、取代或无取代的碳原子数为6～30的芳基氨基、取代或无取代的碳原子数为1～30的烷基氨基、取代或无取代的碳原子数为7～30的芳基烷基氨基、或者、取代或无取代的碳原子数为8～30的烯基，邻接的取代基及X101～X120也可以结合而形成环状结构。当邻接的取代基为芳基时，取代基也可以相同。]
[式(Y-16)及(Y-17)中，X121～X124分别独立地为碳原子数为1～20的烷基、取代或无取代的碳原子数为6～30的芳基，X121和X122和/或X123和X124也可以通过碳-碳键或-O-、-S-进行结合。X125～X136为氢原子、直链、支链或环状的碳原子数为1～20的烷基、直链、支链或环状的碳原子数为1～20的烷氧基、取代或无取代的碳原子数为6～30的芳基、取代或无取代的碳原子数为6～30的芳氧基、取代或无取代的碳原子数为6～30的芳基氨基、取代或无取代的碳原子数为1～30的烷基氨基、取代或无取代的碳原子数为7～30的芳基烷基氨基、或者、取代或无取代的碳原子数为8～30的烯基，邻接的取代基及X125～X136也可以结合而形成环状结构。]式(Y-1)～(Y-15)的化合物优选含有氨基或烯基。
式(Y-16)及(Y-17)的化合物是X125～X136的至少一个优选含有胺或烯基。
另外，具有荧蒽骨架的荧光性化合物，为了得到高效率及长寿命，优选含有电子供给性基。优选的电子供给性基是取代或未取代的芳基氨基。而且，具有荧蒽骨架的荧光性化合物的缩合环数优选为5以上，特别优选为6以上。
另外，在本实施方式中，也可以使用由特开2002-8867号公报记载的茚并苝系掺杂剂和二苯基并四苯系基质材料构成的红色发光层。
另外，就黄色～红色系发光层而言，也可以使用添加磷光发光性掺杂剂的发光层。这时的基质材料优选为含有咔唑环的化合物，可使用在蓝色系发光层中使用的化合物。
这里添加的磷光发光性掺杂剂是可由三重态激发子发光的化合物，只要由三重态激发子发光就没有特别限制。具体地说，优选为含有Ir、Ru、Pd、Pt、Os或Re原子的金属配位化合物，其中，优选为卟啉金属配位化合物或邻位金属化金属配位化合物。就形成邻位金属化金属配位化合物的配位体而言，有许多种，但就优选的配位体而言，可举出2-苯基吡啶衍生物、7，8-苯并喹啉衍生物、2-(1-萘基)吡啶衍生物、2-苯基喹啉衍生物等。这些衍生物根据需要也可以具有取代基。特别是，就黄色～红色系掺杂剂而言，优选2-苯基喹啉衍生物、2-(2-噻嗯基)吡啶衍生物。而且，辅助配位体也可以具有除了乙酰丙酮配位体、苦味酸等的上述配位体以外的配位体。
磷光发光性掺杂剂的黄色～红色系发光层的含量，可根据目的适当选择。优选为0.1～70质量％，更优选为1～30质量％。当磷光发光性掺杂剂的含量小于0.1质量％时，有时不能充分发挥出添加效果；当大于70质量％时，有时被称为所谓的浓度消光的现象变地显著、元件性能降低。
黄色～红色系发光层的膜厚，优选为10～50nm，更优选为20～50nm，最优选为30～50nm。当小于10nm时，有时发光效率降低，当大于50nm时，有时驱动电压上升。
在本实施方式中，层叠或混合上述各发光层，组合各发光色，可形成白色、蓝绿色、黄白色等各种发光色。
另外，就构成发光层20的优选的高分子发光材料而言，例如可举出导入发光材料并高分子化的材料，具体地说，可举出直接或通过连结基将乙烯基导入至下述物质的将单体高分子化的聚乙烯化合物等，下述物质为咔唑、蒽、并四苯、芘、并四苯、六苯并苯、苝、酞苝、萘酞苝等缩合杂环化合物(而且，也可以是导入取代基的它们的衍生物)。
而且，从更进一步提高发光效率、耐热性及寿命的观点出发，在高分子发光材料中，更优选使用分子分散型高分子化合物作为发光层20的发光材料，当使用选自将含有由具有用下述通式(1)～(4)表示的结构的化合物所衍生的乙烯基单体的聚合性单体进行聚合而得到的乙烯系高分子化合物、将含有用下述通式(5)～(10)表示的化合物的聚合性单体进行聚合而得到的乙烯系高分子化合物、以及、具有用下述通式(11)～(13)表示的重复单元的高分子化合物中的至少一种高分子化合物时，从载流子输送性、耐热性及发光效率的稳定性的观点考虑而更优选。另外，从与上述同样的观点出发，由具有用下述通式(1)～(4)表示的结构的化合物所衍生的乙烯基单体，分别更优选为由具有用下述通式(14)～(16)及(18)表示的结构的化合物所衍生的乙烯基单体，用下述通式(5)、(9)及(10)表示的化合物，分别更优选为用下述通式(21)～(23)表示的化合物。
而且，从与上述同样的观点出发，由具有用通式(16)表示的结构的化合物所衍生的乙烯基单体，更优选为由具有用下述通式(17)表示的结构的化合物所衍生的乙烯基单体，通式(17)中的X61～X73中至少一个特别优选为具有总碳原子数为3～20的烷基的取代基。另外，由具有用通式(18)表示的结构的化合物所衍生的乙烯基单体，还优选为由具有用下述通式(19)表示的结构的化合物所衍生的乙烯基单体，更优选为由具有用下述通式(20)表示的结构的化合物所衍生的乙烯基单体。
另外，从与上述同样的观点出发，用通式(23)表示的化合物更优选为用下述通式(24)或(25)表示的化合物。
这里，式(1)中，X1～X10既可以相同也可以不同，分别表示氢、烷基、烷氧基、芳基、芳氧基、杂环基、氨基、氰基或卤原子。另外，式(1)的与构成芘环的碳原子结合的取代基彼此之间也可以相互结合而形成环。
这里，式(2)中，X11～X20既可以相同也可以不同，分别表示氢、烷基、烷氧基、芳基、芳氧基、杂环基、氨基、氰基或卤原子。另外，式(2)的与构成菲环的碳原子结合的取代基彼此之间也可以相互结合而形成环。
这里，式(3)中，X21～X24既可以相同也可以不同，分别表示取代基，n1表示1～3的整数，k1及k4分别表示0～5的整数，k2及k3分别表示0～4的整数。
这里，式(4)中，X25～X29既可以相同也可以不同，分别表示烷基、烷氧基、芳基、芳氧基、杂环基、氨基、卤原子或氰基。k5～k9表示对应的苯环的取代基的数，k5及k7分别表示0～5的整数，k6及k9分别表示0～4的整数，k8表示0～2的整数。另外，式(4)的与构成二苯基并四苯环的碳原子结合的取代基彼此之间也可以相互结合而形成环。
这里，式(5)及(6)中，L1及L2分别表示二价的基，X30～X35既可以相同也可以不同，分别表示烷基、烷氧基、芳基、芳氧基、杂环基、氨基、卤原子或氰基，a及b分别表示0或1，k10、k13、k14及k15分别表示0～3的整数，k11表示0～2的整数，k12表示0～4的整数。另外，与构成荧蒽环的碳原子结合的取代基彼此之间也可以相互结合而形成环。
这里，式(7)及(8)中，L3及L4分别表示二价的基，X36～X38既可以相同也可以不同，分别表示氢原子或取代基，Y1～Y4既可以相同也可以不同，分别表示取代基，c及d分别表示0或1，p、r及s分别表示0～4的整数，q表示0～3的整数，与构成芴环的碳原子结合的取代基彼此之间也可以相互结合而形成环。
这里，式(9)及(10)中，L5及L6分别表示二价的基，X39～X58既可以相同也可以不同，分别表示碳原子或氮原子，e及f分别表示0或1，X39～X48中的一个是用L5表示的基或乙烯基结合的碳原子，除此之外的碳原子上也可以结合有取代基，该取代基彼此之间也可以相互结合而形成环，X49～X58中的一个是用L6表示的基或乙烯基结合的碳原子，除此之外的碳原子上也可以结合有取代基，该取代基彼此之间也可以相互结合而形成环。
这里，式(14)中，L7表示单键或亚烷基或亚芳基等二价的基，既可无取代也可具有取代基，X2～X10既可以相同也可以不同，分别表示氢原子、烷基、烷氧基、芳基、芳氧基、杂环基、氨基、氰基或卤原子。另外，式(14)中的与构成芘环的碳原子结合的取代基彼此之间也可以相互结合而形成环。
这里，式(15)中，L8表示单键或亚烷基或亚芳基等二价的基，该二价的基既可无取代也可具有取代基，X11～X20既可以相同也可以不同，分别表示氢原子、烷基、烷氧基、芳基、芳氧基、杂环基、氨基、氰基或卤原子。另外，式(15)中的与构成菲环的碳原子结合的取代基彼此之间也可以相互结合而形成环。
这里，式(16)中，X21～X23、X59及X60既可以相同也可以不同，分别表示烷基、烷氧基、芳基、芳氧基、杂环基、卤原子、氰基、羟基或氨基。n1表示1～3的整数，n2表示0或1，k1表示0～5的整数，k2、k3、k16及k17分别表示0～4的整数。
这里，式(17)中，X61～X73分别既可以相同也可以不同，分别表示氢原子、烷基、烷氧基或芳基。n1表示1～3的整数，n2表示0或1。
这里，式(18)中，L9表示单键、亚烷基或亚芳基，既可无取代也可具有取代基，X25～X29既可以相同也可以不同，分别表示烷基、烷氧基、芳基、芳氧基、杂环基、氨基、卤原子或氰基。k5～k9表示对应的苯环的取代基的数，k5、k6及k9分别表示0～4的整数，k7表示0～5的整数，k8表示0～2的整数。另外，式(18)的与构成二苯基并四苯环的碳原子结合的取代基彼此之间也可以相互结合而形成环。
这里，式(19)中，L10表示单键、亚烷基或亚芳基，既可无取代也可具有取代基，X25～X29及X74既可以相同也可以不同，分别表示烷基、烷氧基、芳基、芳氧基、杂环基、氨基、卤原子或氰基。k5～k9及k21表示对应的苯环的取代基的数，k5及k7分别表示0～5的整数，k6、k9及k21分别表示0～4的整数，k8表示0或1。另外，式(19)的与构成二苯基并四苯环的碳原子结合的取代基彼此之间也可以相互结合而形成环。
这里，式(20)中，L10表示单键、亚烷基或亚芳基，既可无取代也可具有取代基，X25～X27、X29、X74及X75既可以相同也可以不同，分别表示烷基、烷氧基、芳基、芳氧基、杂环基、氨基、卤原子或氰基。k5～k7、k9、k21及k22表示对应的苯环的取代基的数，k5、k7及k22分别表示0～5的整数，k6、k9及k21分别表示0～4的整数。另外，式(20)的与构成二苯基并四苯环的碳原子结合的取代基彼此之间也可以相互结合而形成环。
这里，式(21)中，L1表示二价的基，X30～X32既可以相同也可以不同，分别表示烷基、烷氧基、芳基、芳氧基、杂环基、氨基、卤原子或氰基。a表示0或1，k10表示0～3的整数，k11表示0～2的整数，k12表示0～4的整数。另外，式(21)的与构成荧蒽环的碳原子结合的取代基彼此之间也可以相互结合而形成环。
这里，式(22)中，L5表示二价的基，e表示0或1。另外，式(22)中的构成菲绕啉环的碳原子之中除了用L5表示的基或乙烯基结合的原子以外的碳原子上也可以结合有取代基，该取代基彼此之间也可以相互结合而形成环。
这里，式(23)中，L6表示二价的基，f表示0或1。另外，式(23)的构成菲绕啉环的碳原子之中除了用L6表示的基或乙烯基结合的原子以外的碳原子上也可以结合有取代基，该取代基彼此之间也可以相互结合而形成环。
这里，式(24)及(25)中，L6表示二价的基，f表示0或1。另外，构成菲绕啉环的碳原子之中除了用L6表示的基或乙烯基结合的原子以外的碳原子上也可以结合有取代基，该取代基彼此之间也可以相互结合而形成环。
另外，当使用π共轭系高分子化合物时，更优选为具有用下述通式(26)～(29)表示的重复单元的高分子化合物中的任一个。
另外，各个上述高分子化合物所具有的L1～L10是取代或未取代的亚苯基，当a～f为1时，从与上述同样的观点出发而特别优选。
而且，作为发光层20的发光材料所用的上述高分子化合物之中2种以上的高分子化合物所具有的重复单元进行共聚所得的共聚物也可以用作该发光材料，当1种以上的上述高分子化合物所具有的重复单元与这里没有例示的高分子化合物所具有的重复单元进行共聚所得的共聚物也可以用作该发光材料。
发光层20，除了发光材料之外，根据需要还可以含有现有已知的空穴输送性材料和/或电子输送性材料等载流子输送材料。
就空穴输送性材料而言，可举出吡唑啉衍生物、芳基胺衍生物、芪衍生物或三苯基二胺衍生物等。
而且，就空穴输送性材料的具体例而言，可举出后述的本发明的有机EL元件的其它实施方式所具备的空穴注入层或空穴输送层作为形成材料所使用的材料。
就电子输送性材料而言，可使用噁二唑衍生物、蒽醌二甲烷或其衍生物、苯醌或其衍生物、萘醌或其衍生物、蒽醌或其衍生物、四氰基蒽醌二甲烷或其衍生物、芴或其衍生物、二苯基二氰基乙烯或其衍生物、联对苯醌衍生物、或者、8-羟基喹啉或其衍生物等有机金属配位化合物等。
上述电子输送性材料之中，优选使用8-羟基喹啉或其衍生物等有机金属配位化合物，就其具体例而言，可举出后述的本发明的有机EL元件的其它实施方式所具备的电子输送层作为形成材料使用的材料。
载流子输送材料的使用量，根据所使用的化合物种类等不同而不同，所以在不阻碍充分的成膜性和发光特性的范围内可决定最佳的添加量。通常，相对于发光材料为1～40质量％、更优选为2～30质量％。
发光层20的膜厚没有特别限制，而且，根据形成方法不同而有所不同，但从更进一步提高发光效率的观点出发，优选为20～150nm。
(有机薄膜层)有机薄膜层16由能隙为3.5eV以上的可蒸镀的极性有机化合物构成，其膜厚需要为0.1nm～4nm。
就能隙为3.5eV以上的可蒸镀的极性有机化合物而言，可举出下述(a)～(e)所示的化合物。
(a)选自乙烯基吡啶、(甲基)丙烯酸、N-烷基丙烯酰胺、N，N-二烷基丙烯酰胺、羟基(甲基)丙烯酸酯、乙酸乙烯酯、苯乙烯及N-乙烯吡咯烷酮中的化合物的聚合物或共聚物或具有其骨架单元的化合物。
(b)烷基的碳原子数为2～4的氧化烯烃聚合物或共聚物或具有其骨架单元的化合物。
(c)聚噁唑啉、聚乙烯醇缩丁醛或具有其骨架单元的化合物。
(d)冠醚、环芳、三嗪、杯芳烃或它们的衍生物。
(e)聚醚、聚醚的衍生物或含杂环化合物。其中，上述(a)～(e)的化合物也可以具有取代基。
再者，上述(a)～(e)的化合物需要全部满足能隙为3.5eV以上、可蒸镀、具有极性的条件，因此，例如，在上述(a)所示的聚合物或共聚物中，由于没有取代基的苯乙烯的单独聚合物没有极性，所以被除外。另外，由于聚甲基丙烯酸甲酯在蒸镀时分解难以形成有机薄膜层，即，不被看作是可蒸镀的化合物，所以可被除外。另外，(d)的化合物之中的环芳，选择分子内含有极性基或杂原子并具有极性的环芳。
另外，上述(a)～(c)的化合物，其重均分子量(Mw)优选为2000以下。上述(d)及(e)的化合物，其分子量优选为2000以下。再者，当(d)及(e)的化合物是聚合物时，其重均分子量(Mw)优选为2000以下。
而且，就上述(a)化合物而言，更优选使用下述通式(a-1a)～(a-1c)所表示的结构确定的聚乙烯基吡啶低聚物。
这里，n表示聚合度，用上述通式(a-1a)～(a-1c)表示的聚乙烯基吡啶低聚物是指n为4～20之中的任一个的化合物。
另外，本实施方式中所使用的聚乙烯基吡啶低聚物也可以是具有不同聚合度的低聚物的混合物即具有分子量分布的物质。
另外，就上述(b)所示的化合物而言，可举出用下述通式(b-1)表示的化合物。
这里，式(b-1)中，R1、R2、R3、R4、Z及W分别独立地表示氢、可具有取代基的烷基、可具有取代基的烷氧基、可具有取代基的芳基、可具有取代基的芳氧基、可具有取代基的杂环基、可具有取代基的氨基、可具有取代基的氰基或卤原子。另外，R1、R2、R3及R4也可以相互结合而形成环。另外，式(b-1)中，k100及k101分别独立地表示1～4的整数，n20表示2～45的整数。
另外，就上述(b-1)化合物而言，例如可举出用下述通式(b-1a)～(b-1d)表示的化合物。
这里，n表示聚合度，用上述通式(b-1a)、(b-1b)、(b-1c)及(b-1d)表示的含杂环化合物分别是指n为10～50、10～30、10～30、3～15之中的任一个的化合物。
就上述冠醚而言，例如可举出具有用下述通式(d-1)表示的结构的化合物。
这里，式(d-1)中，R5、R6、R7及R8分别独立地表示氢、可具有取代基的烷基、可具有取代基的烷氧基、可具有取代基的芳基、可具有取代基的芳氧基、可具有取代基的杂环基、可具有取代基的氨基、可具有取代基的氰基或卤原子。另外，R5、R6、R7及R8也可以相互结合而形成环。另外，式(d-1)中，k102及k103分别独立地表示1～4的整数，n21表示2～45的整数。
另外，就具有用上述通式(d-1)表示的结构的化合物而言，例如可举出用下述通式(d-1a)及(d-1b)表示的化合物。
另外，就本实施方式中能够使用的冠醚而言，可举出用下述通式(d-1c)～(d-1g)表示的化合物。
而且，就作为冠醚优选的物质而言，例如可举出具有用下述通式(d-2)及(d-3)表示的结构的化合物。
这里，n22及m22分别独立地表示1～50的整数。X104及X105既可以相同也可以不同，分别表示烷基、烷氧基、芳基、芳氧基、杂环基、卤原子、氰基、羟基或氨基。k104及k105表示对应的苯环的取代基的数，k104及k105分别表示0～4的整数。
这里，n23表示2～50的整数。
另外，用上述通式(d-2)表示的冠醚之中，使用具有用下述通式(d-2a)～(d-2c)表示的结构的化合物，从长寿命化及高发光效率的观点考虑而优选。
另外，用上述通式(d-3)表示的冠醚之中，使用具有用下述通式(d-3a)表示的结构的化合物，从长寿命化及高发光效率的观点考虑而更优选。
就环芳而言，例如可举出1，6，20，25-四偶氮[6，1，6，1]对环芳等环芳衍生物。
就三嗪而言，例如可举出三(2-吡啶基)-1，3，5-三嗪等三嗪衍生物。
就杯芳烃而言，例如可举出4-叔丁基杯芳烃等杯芳烃衍生物。
就聚醚或聚醚衍生物而言，除了上述的(b)的化合物及冠醚以外，还可举出具有多个OAr结构的化合物。这里，Ar表示可具有取代基的芳基、或可具有取代基的杂环基。另外，在本实施方式中，优选使用具有2～20个OAr结构的化合物。
就上述具有多个OAr结构的化合物而言，例如可举出用下述通式(e-1a)～(e-1c)表示的化合物。
就上述含杂环化合物而言，例如可举出用下述通式(e-2)～(e-220)表示的化合物。
这里，n表示聚合度，用上述通式(e-1)～(e-13)表示的含杂环化合物是指n为3～12之中的任一个的化合物。
这里，n表示聚合度，用上述通式(e-14)～(e-19)表示的含杂环化合物是指n为4～20之中的任一个的化合物，用上述通式(e-20)～(e-22)表示的含杂环化合物是指n为3～10之中的任一个的化合物。
这里，n表示聚合度，用上述通式(e-30)表示的含杂环化合物是指nc+nb+na为5～20之中的任一个的化合物。
这里，n表示聚合度，用上述通式(e-35)表示的含杂环化合物是指n为7～20之中的任一个的化合物。
这里，n表示聚合度，用上述通式(e-43)表示的含杂环化合物是指n为7～20之中的任一个的化合物。
这里，n表示聚合度，用上述通式(e-51)表示的含杂环化合物是指n为7～20之中的任一个的化合物。
这里，n表示聚合度，用上述通式(e-59)表示的含杂环化合物是指n为5～20之中的任一个的化合物。
这里，n表示聚合度，用上述通式(e-71)表示的含杂环化合物是指n为5～20之中的任一个的化合物。
这里，n表示聚合度，用上述通式(e-79)表示的含杂环化合物是指n为5～20之中的任一个的化合物。
这里，n表示聚合度，用上述通式(e-85)表示的含杂环化合物是指n为4～20之中的任一个的化合物。
这里，n表示聚合度，用上述通式(e-95)表示的含杂环化合物是指n为4～20之中的任一个的化合物。
这里，n表示聚合度，用上述通式(e-105)表示的含杂环化合物是指n为7～20之中的任一个的化合物。
这里，n表示聚合度，用上述通式(e-114)表示的含杂环化合物是指n为7～20之中的任一个的化合物。
这里，n表示聚合度，用上述通式(e-120)表示的含杂环化合物是指n为4～15之中的任一个的化合物。
这里，n表示聚合度，用上述通式(e-129)表示的含杂环化合物是指n为4～20之中的任一个的化合物。
这里，n表示聚合度，用上述通式(e-138)表示的含杂环化合物是指n为4～20之中的任一个的化合物。
这里，n表示聚合度，用上述通式(e-147)表示的含杂环化合物是指n为5～20之中的任一个的化合物。
这里，n表示聚合度，用上述通式(e-153)、(e-154)、(e-156)、(e-157)、(e-159)、(e-160)、(e-162)、(e-163)表示的含杂环化合物是指n为4～15之中的任一个的化合物。
这里，n表示聚合度，用上述通式(e-165)、(e-166)、(e-168)、(e-169)、(e-171)、(e-172)、(e-174)、(e-175)表示的含杂环化合物是指n为4～20之中的任一个的化合物。
这里，n表示聚合度，用上述通式(e-177)、(e-178)、(e-180)、(e-181)、(e-183)、(e-184)、(e-186)、(e-187)表示的含杂环化合物是指n为4～20之中的任一个的化合物。
这里，n表示聚合度，用上述通式(e-189)、(e-190)、(e-192)、(e-193)、(e-195)、(e-196)、(e-198)、(e-199)表示的含杂环化合物是指n为4～20之中的任一个的化合物。
这里，n表示聚合度，用上述通式(e-201)、(e-202)、(e-204)、(e-205)、(e-207)、(e-208)、(e-210)、(e-211)表示的含杂环化合物是指n为4～20之中的任一个的化合物。
这里，n表示聚合度，用上述通式(e-213)、(e-214)、(e-216)、(e-217)、(e-219)、(e-220)表示的含杂环化合物是指n为4～20之中的任一个的化合物。
另外，在本实施方式中，可蒸镀的极性有机化合物的能隙优选为3.5eV～4.5eV，特别优选为3.8eV～4.5eV。
另外，在本实施方式中，可蒸镀的极性有机化合物优选为具有芳香族骨架或杂环骨架。通过设置由这样的极性有机化合物构成的有机薄膜层，更进一步改善有机薄膜层和电子注入电极层的紧密贴合性，得到稳定的薄膜，得到高效率且稳定的电子注入性。另外，使用具有上述骨架的极性有机化合物，蒸镀时的材料的分解得以抑制，可更确实地得到稳定特性的元件。
上面说明了本发明有机EL元件的优选实施方式，但本发明并不受限于上述实施方式。
在本发明的有机EL元件的其它实施方式中，第一电极层是电子注入电极(阴极)层、第二电极层是空穴注入电极层也可以。在将电子注入电极(阴极)层配置于基板上时，可将电子注入电极层侧用作光取出侧。此时，优选电子注入电极层满足将上述空穴注入电极层用作光取出侧时的光学条件和膜厚条件。
另外，在其它实施方式中，如现在已知那样，作为有机层可以层叠多层发光层，除了发光层之外可以层叠空穴注入层、空穴输送层和/或电子输送层。此时，与空穴注入电极层的发光层侧邻近地层叠空穴注入层，在上述空穴注入层和发光层之间层叠空穴输送层，在电子注入电极层和有机薄膜层之间层叠电子输送层。
以下，利用
这些实施方式以外的方式。再者，对与第一实施方式相同或同等的构成要素标记相同符号，省略重复说明。
图2是表示本发明的有机EL元件的第二实施方式的剖面示意图。图2所示的有机EL元件2在以下方面不同于有机EL元件1，即，在空穴注入电极层12和发光层20之间从空穴注入电极层侧算起具有空穴注入层24和空穴输送层26，在有机薄膜层16和电子注入电极层18之间具有电子输送层22。
图2所示的有机EL元件2，通过具有上述的构成，可更容易且更确实地以高水准全部满足发光亮度、发光效率及寿命。
空穴输送层26中所使用的空穴输送性材料及电子输送层22中所使用的电子输送性材料，例如可举出噁二唑衍生物、蒽醌二甲烷或其衍生物、苯醌或其衍生物、萘醌或其衍生物、蒽醌或其衍生物、四氰基蒽醌二甲烷或其衍生物、芴或其衍生物、二苯基二氰基乙烯或其衍生物、联对苯醌衍生物、或者、8-羟基喹啉及其衍生物等有机金属配位化合物等。
空穴注入层24中所使用的空穴注入材料，例如可举出吡唑啉衍生物、芳基胺衍生物、芪衍生物或三苯基二胺衍生物、聚噻吩或聚苯胺等公知的导电性高分子化合物。
另外，作空穴注入层或空穴输送层的形成材料，具体地可举出例如三唑衍生物(参照美国专利3,112,197号说明书等)、噁二唑衍生物(参照美国专利3,189,447号说明书等)、咪唑(参照日本特公昭37-16096号公报等)、聚芳基烷烃衍生物(参照美国专利3,615,402号说明书、美国专利第3,820,989号说明书、美国专利第3,542,544号说明书、特公昭45-555号公报、特公昭51-10983号公报、特开昭51-93224号公报、特开昭55-17105号公报、特开昭56-4148号公报、特开昭55-108667号公报、特开昭55-156953号公报、特开昭56-36656号公报等)、吡唑啉衍生物及吡唑啉酮衍生物(参照美国专利第3,180,729号说明书、美国专利第4,278,746号说明书、特开昭55-88064号公报、特开昭55-88065号公报、特开昭49-105537号公报、特开昭55-51086号公报、特开昭56-80051号公报、特开昭56-88141号公报、特开昭57-45545号公报、特开昭54-112637号公报、特开昭55-74546号公报等)、苯二胺衍生物(参照美国专利第3,615,404号说明书、特公昭51-10105号公报、特公昭46-3712号公报、特公昭47-25336号公报、特开昭54-53435号公报、特开昭54-110536号公报、特开昭54-119925号公报等)、芳基胺衍生物(参照美国专利第3,567,450号说明书、美国专利第3,180,703号说明书、美国专利第3,240,597号说明书、美国专利第3,658,520号说明书、美国专利第4,232,103号说明书、美国专利第4,175,961号说明书、美国专利第4,012,376号说明书、特公昭49-35702号公报、特公昭39-27577号公报、特开昭55-144250号公报、特开昭56-119132号公报、特开昭56-22437号公报、西独专利第1,110,518号说明书等)、氨基取代芳基丙烯酰芳烃(chalcone)衍生物(参照美国专利第3,526,501号说明书等)、噁唑衍生物(美国专利第3,257,203号说明书等所公开的物质)、苯乙烯基蒽衍生物(参照特开昭56-46234号公报等)、芴酮衍生物(参照特开昭54-110837号公报等)、腙衍生物(美国专利第3,717,462号说明书、特开昭54-59143号公报、特开昭55-52063号公报、特开昭55-52064号公报、特开昭55-46760号公报、特开昭55-85495号公报、特开昭57-11350号公报、特开昭57-148749号公报、特开平2-311591号公报等)、芪衍生物(参照特开昭61-210363号公报、特开昭第61-228451号公报、特开昭61-14642号公报、特开昭61-72255号公报、特开昭62-47646号公报、特开昭62-36674号公报、特开昭62-10652号公报、特开昭62-30255号公报、特开昭60-93455号公报、特开昭60-94462号公报、特开昭60-174749号公报、特开昭60-175052号公报等)、硅氨烷衍生物(美国专利第4,950,950号说明书)、聚硅烷系(特开平2-204996号公报)、苯胺系共聚物(特开平2-282263号公报)、特开平1-211399号公报所公开的导电性高分子低聚物(特别是噻吩低聚物)等。
空穴输送性材料可使用上述的物质，但也可使用卟啉化合物(特开昭63-295695号公报等公开的物质)、芳香族叔胺化合物及苯乙烯基胺化合物(美国专利第4,127,412号说明书、特开昭53-27033号公报、特开昭54-58445号公报、特开昭54-149634号公报、特开昭54-64299号公报、特开昭55-79450号公报、特开昭55-144250号公报、特开昭56-119132号公报、特开昭61-295558号公报、特开昭61-98353号公报、特开昭63-295695号公报等)、芳香族叔胺化合物。另外，可举出美国专利第5,061,569号所记载的分子内具有二个缩合芳香族环的例如4，4’-二(N-(1-萘基)-N-苯基氨基)联苯、及特开平4-308688号公报所记载的三苯基胺单元被连结成三个星爆型的4，4’，4”-三(N-(3-甲基苯基)-N-苯基氨基)三苯基胺等。而且，除了作为发光层的材料例示的上述芳香族二亚甲基系化合物以外，p型Si、p型SiC等无机化合物也可用作空穴输送性材料。
空穴注入层或空穴输送层也可以用由上述材料的一种或二种以上制成的一层构成，另外，也可以是层叠由与空穴注入层或空穴输送层不同种的化合物构成的空穴注入层或空穴输送层的层。空穴注入层或空穴输送层的膜厚没有特别限定，优选为20～200nm。
就电子输送层22所使用的材料而言，例如可使用噁二唑衍生物、蒽醌二甲烷或其衍生物、苯醌或其衍生物、萘醌或其衍生物、蒽醌或其衍生物、四氰基蒽醌二甲烷或其衍生物、芴或其衍生物、二苯基二氰基乙撑或其衍生物、联对苯醌衍生物、或者8-羟基喹啉或其衍生物等有机金属配位化合物等。在本实施方式中，电子输送层所使用的材料优选为8-羟基喹啉或其衍生物的金属配位化合物。
上述8-羟基喹啉或其衍生物的金属配位化合物的具体例，可使用含有8-羟基喹啉(oxine)(通常为8-喹啉酚(quinolinol)或8-羟基喹啉(8-hydroxyquinoline))的螯合物的金属螯合氧化合物(chelatedoxinoid compounds of metals)，例如在发光材料项中记载的三(8-喹啉酚)铝(Alq)。
另一方面，就噁二唑衍生物而言，可举出用下述通式(C-1)～(C-3)表示的电子传导化合物。
[式中，Ar201、Ar202、Ar203、Ar205、Ar206、Ar209分别表示取代或无取代的芳基，相互之间既可以相同也可以不同。另外，Ar204、Ar207、Ar208分别表示取代或无取代的亚芳基，相互之间既可以相同也可以不同。]就上述电子传导性化合物的具体例而言，可举出用下述通式(C-4)～(C-9)表示的化合物、用下述通式(C-10)及(C-11)表示的含氮杂环衍生物。
[式中，A1～A3为氮原子或碳原子。R及R’是可具有取代基的碳原子数为6～60的芳基、可具有取代基的碳原子数为3～60的杂芳基、碳原子数为1～20的烷基、碳原子数为1～20的卤代烷基、碳原子数为1～20的烷氧基，n为0～5的整数，当n为2及以上的整数时，多个R相互之间既可以相同也可以不同。另外，邻接的多个R基彼此之间也可以相互结合形成取代或未取代的碳环式脂肪族环、或者、取代或未取代的碳环式芳香族环。Ar103是可具有取代基的碳原子数为6～60的芳基、可具有取代基的碳原子数为3～60的杂芳基。Ar104为氢原子、碳原子数为1～20的烷基、碳原子数为1～20的卤代烷基、碳原子数为1～20的烷氧基、可具有取代基的碳原子数为6～60的芳基、可具有取代基的碳原子数为3～60的杂芳基。其中，Ar103、Ar104的任一方是可具有取代基的碳原子数为10～60的缩合环基、可具有取代基的碳原子数为3～60的杂缩合环基。L101、L102及L103分别是单键、可具有取代基的碳原子数为6～60的缩合环、可具有取代基的碳原子数为3～60的杂缩合环或可具有取代基的亚芴基。]另外，作为上述电子传导性化合物的具体例，可举出用下述式表示的含氮杂环衍生物。
HAr-L104-Ar107-Ar108[式中，HAr是可具有取代基的碳原子数为3～40的含氮杂环，L104是单键、可具有取代基的碳原子数为6～60的亚芳基、可具有取代基的碳原子数为3～60的杂亚芳基或可具有取代基的亚芴基，Ar107是可具有取代基的碳原子数为6～60的二价芳香族烃基，Ar108是可具有取代基的碳原子数为6～60的芳基或可具有取代基的碳原子数为3～60的杂芳基。]而且，特开平第09-087616号公报所示的用下述通式(C-12)表示的硅环戊二烯衍生物。
[式中，Q1及Q2分别独立是碳原子数为1～6的饱和或不饱和的烃基、烷氧基、烯氧基、炔氧基、羟基、取代或无取代的芳基、取代或无取代的杂环、或Q1和Q2结合形成饱和或不饱和的环的结构，R101～R104分别独立是氢、卤素、取代或无取代的碳原子数为1～6的烷基、烷氧基、芳氧基、全氟烷基、全氟烷氧基、氨基、烷基羰基、芳基羰基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、偶氮基、烷基羰氧基、芳基羰氧基、烷氧基羰氧基、芳氧基羰氧基、亚硫酰基、硫酰基、sulfanil、甲硅烷基、氨基甲酰基、芳基、杂环基、烯基、炔基、硝基、甲酰基、亚硝基、甲酰氧基、异氰基、氰酸酯基、异氰酸酯基、硫氰酸酯基、异硫氰酸酯基、或者、氰基或邻接时取代或无取代的环缩合的结构。
而且，可举出特开平第09-194487号公报公开的用下述通式(C-13)表示的硅环戊二烯衍生物。
[式中，Q3及Q4分别独立是碳原子数为1～6的饱和或不饱和的烃基、烷氧基、烯氧基、炔氧基、取代或无取代的芳基、取代或无取代的杂环、或Q3和Q4结合形成饱和或不饱和的环的结构，R105～R108分别独立是氢、卤素、取代或无取代的碳原子数为1～6的烷基、烷氧基、芳氧基、全氟烷基、全氟烷氧基、氨基、烷基羰基、芳基羰基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、偶氮基、烷基羰氧基、芳基羰氧基、烷氧基羰氧基、芳氧基羰氧基、亚硫酰基、硫酰基、磺胺基、甲硅烷基、氨基甲酰基、芳基、杂环基、烯基、炔基、硝基、甲酰基、亚硝基、甲酰氧基、异氰基、氰酸酯基、异氰酸酯基、硫氰酸酯基、异硫氰酸酯基、或者、氰基或邻接时取代或无取代的环缩合的结构(其中，当R105及R108是苯基时，Q3及Q4不是烷基及苯基；当R105及R108是噻嗯基时，是不能同时满足Q3及Q4为一价烃基而R106及R107为烷基、芳基、烯基或R106和R107结合形成环的脂肪族基的结构；当R105及R108为甲硅烷基时，R106、R107、Q3及Q4分别独立，不是碳原子数为1～6的一价烃基或氢原子；当R105及R106是苯环缩合的结构时，Q3及Q4不是烷基及苯基。)]而且，可举出日本特再第2000-040586号公报公开的用下述通式(C-14)表示的硼烷衍生物。
[式中，R109～R116及Q8分别独立地表示氢原子、饱和或不饱和的烃基、芳香族基、杂环基、取代氨基、取代氧硼基、烷氧基或芳氧基，Q5、Q6及Q7分别独立地表示饱和或不饱和的烃基、芳香族基、杂环基、取代氨基、烷氧基或芳氧基，Q7和Q8的取代基可相互结合形成缩合环，s表示1～3的整数，s为2以上时，Q7也可以不同。但是，不包括s为1时Q5、Q6及R110为甲基、R116为氢原子或取代氧硼基的情况及s为3时且Q7为甲基的情况。]而且，可举出日本特开平10-088121号公报公开的用下述通式(C-15)表示的化合物。
[式中，Q9、Q10分别独立地表示用下述通式(C-16)表示的配位体，L109表示卤原子、取代或未取代的烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的芳基、取代或未取代的杂环基、用-OR117(R117是氢原子、取代或未取代的烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的芳基、取代或未取代的杂环基)或-O-Ga-Q11(Q12)(Q11及Q12表示与Q9及Q10相同的意思)表示的配位体。] [式中，环A4及A5是可具有取代基的相互缩合的六元芳环结构。]该金属配位化合物作为n型半导体的性质强、电子注入能力大。而且，形成配位化合物时的生成能量也低，所以形成的金属配位化合物的金属和配位体的结合性也变得坚固，作为发光材料的荧光量子效率也变大。列举形成上述通式(C-16)的配位体的环A4及A5的取代基的具体例，有氯、溴、碘、氟等卤原子、甲基、乙基、丙基、丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、辛基、硬脂基、三氯甲基等取代或未取代的烷基、苯基、萘基、3-甲基苯基、3-甲氧基苯基、3-氟苯基、3-三氯甲基苯基、3-三氟甲基苯基、3-硝基苯基等取代或未取代的芳基、甲氧基、正丁氧基、叔丁氧基、三氯甲氧基、三氟乙氧基、五氟丙氧基、2，2，3，3-四氟丙氧基、1，1，1，3，3，3-六氟-2-丙氧基、6-(全氟乙基)己氧基等取代或未取代的烷氧基、苯氧基、对硝基苯氧基、对叔丁基苯氧基、3-氟苯氧基、五氟苯基、3-三氟甲基苯氧基等取代或未取代的芳氧基、甲硫基、乙硫基、叔丁硫基、己硫基、辛硫基、三氟甲硫基等取代或未取代的烷硫基、苯硫基、对硝基苯硫基、对叔丁基苯硫基、3-氟苯硫基、五氟苯硫基、3-三氟甲基苯硫基等取代或未取代的芳硫基、氰基、硝基、氨基、甲胺基、二甲胺基、乙胺基、二乙胺基、二丙胺基、二丁胺基、二苯胺基等单或双取代氨基、二(乙酰氧基甲基)氨基、二(乙酰氧基乙基)氨基、二(乙酰氧基丙基)氨基、二(乙酰氧基丁基)氨基等酰基氨基、羟基、甲硅烷氧基、酰基、甲基氨基甲酰基、二甲基氨基甲酰基、乙基氨基甲酰基、二乙基氨基甲酰基、丙基氨基甲酰基、丁基氨基甲酰基、苯基氨基甲酰基等氨基甲酰基、羧酸基、磺酸基、酰亚胺基、环戊基、环己基等环烷基、苯基、萘基、联苯基、蒽基、菲基、芴基、芘基等芳基、吡啶基、吡嗪基、嘧啶基、哒嗪基、三嗪基、吲哚满基、喹啉基、吖啶基、吡咯烷基、二噁烷基、哌啶基、吗啉基(morpholidinyl)、哌嗪基、triathinyl基、咔唑基、呋喃基、硫代苯基、噁唑基、噁二唑基、苯并噁唑基、噻唑基、噻二唑基、苯并噻唑基、三唑基、咪唑基、苯并咪唑基、puranyl基等杂环基。另外，以上的取代基彼此之间也可结合形成六元芳基环或杂环。
图3是表示本发明的有机EL元件的第三实施方式的示意剖面图。图3所示的有机EL元件3不同于有机EL元件1的方面在于，具有在基板10上顺序层叠空穴注入层24、空穴输送层26、第一发光层20a、第二发光层20b、有机薄膜层16、第一电子注入电极层28、第二电子注入电极层30(保护电极层)的构成，发光层20是由第一发光层20a和第二发光层20b构成的二层构成；电子注入电极层18是由第一电子注入电极层28和第二电子注入电极层30构成的两层构成；和，设置有空穴注入层24及空穴输送层26。
有机EL元件3，通过使发光层成为两层构成，可以更容易地调整发光色。另外，通过成为发光层/有机薄膜层/第一电子注入电极层/第二电子注入电极层的构成，如上述那样，各层的附着性得以提高、可大幅度降低驱动电压，同时，可以更进一步提高发光亮度、发光效率及寿命。
接着，详细地说明本发明的有机EL元件的制造方法的优选的实施方式。这里，说明具有如图1所示的构成的有机EL元件的制造方法。
首先，在准备的基板10上形成例如ITO等的空穴注入电极层12。其形成方法可采用溅射法或蒸镀法等现有的方法。
接着，在空穴注入电极层12上形成发光层20。就其形成方法而言，发光层含有高分子发光材料(发光性高分子化合物)时，该发光材料如果是可由溶液形成的物质，就可采用旋涂法、喷涂法、浸涂法、喷墨法或印刷法等涂布法。其中，优选使用旋涂法，通过在基板10的整个面上进行涂布，形成发光层20的工序非常简易，制造装置简单而价廉。
另外，当发光层是低分子发光材料时，除上述的涂布法之外，也可使用溅射法或蒸镀法等。
接着，在发光层20上形成有机薄膜层16。就其形成方法而言，只要是使用上述的极性有机化合物且膜厚为0.1nm～4nm可成膜的方法就可以，可使用溅射法或真空蒸镀等蒸镀法、或旋涂法、喷涂法、浸涂法、喷墨法或印刷法等涂布法。
上述方法中，优选为通过真空蒸镀形成有机薄膜层16。真空蒸镀法因为膜厚的控制性优异且难以含有不纯物质，所以可以更容易且更确实地形成膜厚均匀且高纯度的有机薄膜层。由此，可以更进一步提高所得到的本发明的有机EL元件的发光亮度、发光效率及寿命。
然后，在有机薄膜层16上形成电子注入电极层18，完成有机EL元件1。其形成方法可采用蒸镀法或溅射法等现有使用的方法。
以上，说明了本发明的有机EL元件的制造方法的优选的实施方式，但本发明并不限定于上述实施方式。
例如，在有机EL元件1中，当第一电极层是电子注入电极(阴极)层、第二电极层是空穴注入电极层时，基板上配置有电子注入电极(阴极)层。制造这类有机EL元件时，可以以与上述相反的顺序形成各层。
实施例以下，通过实施例更详细地说明本发明，但本发明并不限定于这些实施例。
(实施例1)首先，准备形成厚度为100nm的ITO透明电极(阳极)层的玻璃基板，用中性洗涤剂及纯水超声波洗净该基板，干燥。接着，通过UV/O3洗净ITO透明电极层的表面后，将该玻璃基板固定在真空蒸镀装置“VPC-410”(真空机工株式会试、商品名)的基板架上，使装置内减压到1×10-4Pa以下。然后，维持减压状态，以蒸镀速度为0.1nm/秒，在ITO透明电极层上蒸镀用下述通式(I)表示的化合物，形成厚度为80nm的空穴注入层。
接着，以蒸镀速度为0.1nm/秒，在上述形成的空穴注入层上蒸镀用下述通式(II)表示的化合物，形成厚度为15nm的空穴输送层。
接着，以全体的蒸镀速度为0.1nm/秒，在上述形成的空穴输送层上蒸镀以质量比80∶20∶3的比率混合用下述通式(III)表示的化合物、用上述通式(II)表示的化合物及用下述通式(IV)表示的化合物的混合物，形成厚度为40nm的第一发光层。
接着，以全体的蒸镀速度为0.1nm/秒，在上述形成的第一发光层上蒸镀以质量比80∶20∶3的比率混合用上述通式(III)表示的化合物、用上述通式(II)表示的化合物及用下述通式(V)表示的化合物的混合物，形成厚度为40nm的第二发光层。
接着，以蒸镀速度为0.1nm/秒，在上述形成的发光层上蒸镀用下述通式(A)表示的聚(2-乙烯基吡啶)(重均分子量1000、能隙4.4eV)，形成厚度为2nm的有机薄膜层。
式中，n表示聚合度。
接着，以蒸镀速度为0.01nm/秒，在上述形成的有机薄膜层上蒸镀LiF，形成厚度为0.2nm的电子注入阴极层。接着，以蒸镀速度为2nm/秒，在该电子注入阴极层上蒸镀铝，形成厚度为150nm的保护电极层，得到具有与图3所示的构成同样构成的实施例1的有机EL元件。
将直流电压施加在该有机EL元件上，进行电流密度为10mA/cm2的恒定电流驱动，然后，在驱动电压4.0V下，测定亮度为625cd/cm2的发光，确认了看不到暗点及亮点的均匀发光面。另外，以电流密度为50mA/cm2使该有机EL元件进行恒定电流驱动，评价寿命特性，结果是，初期亮度为3200cd/cm2，亮度相对于该初期亮度衰减到一半的时间(“亮度半衰期”，以下相同)为3000小时。这些结果示于表1中。
表1
(实施例2)除了有机薄膜层的膜厚为1nm以外，其它与实施例1一样，得到实施例2的有机EL元件。
将直流电压施加在该有机EL元件上，进行电流密度为10mA/cm2的恒定电流驱动，然后，在驱动电压4.3V下，测定亮度为600cd/cm2的发光，确认了看不到暗点及亮点的均匀发光面。另外，以电流密度为50mA/cm2使该有机EL元件进行恒定电流驱动，评价寿命特性，结果是，初期亮度为3000cd/cm2，亮度半衰期为2500小时。这些结果示于表1中。
(实施例3)除了有机薄膜层的膜厚为3nm以外，其它与实施例1一样，得到实施例3的有机EL元件。
将直流电压施加在该有机EL元件上，进行电流密度为10mA/cm2的恒定电流驱动，然后，在驱动电压4.0V下，测定亮度为610cd/cm2的发光，确认了看不到暗点及亮点的均匀发光面。另外，以电流密度为50mA/cm2使该有机EL元件进行恒定电流驱动，评价寿命特性，结果是，初期亮度为3300cd/cm2，亮度半衰期为2500小时。这些结果示于表1中。
(实施例4)除了有机薄膜层的膜厚为4nm以外，其它与实施例1一样，得到实施例4的有机EL元件。
将直流电压施加在该有机EL元件上，进行电流密度为10mA/cm2的恒定电流驱动，然后，在驱动电压5.0V下，测定亮度为650cd/cm2的发光，确认了看不到暗点及亮点的均匀发光面。另外，以电流密度为50mA/cm2使该有机EL元件进行恒定电流驱动，评价寿命特性，结果是，初期亮度为3500cd/cm2，亮度半衰期为1500小时。这些结果示于表1中。
(实施例5)除了在有机薄膜层上不形成由LiF构成的电子注入阴极层以外，其它与实施例1一样，得到实施例5的有机EL元件。
将直流电压施加在该有机EL元件上，进行电流密度为10mA/cm2的恒定电流驱动，然后，在驱动电压10V下，测定亮度为300cd/cm2的发光，确认了看不到暗点及亮点的均匀发光面。另外，以电流密度为50mA/cm2使该有机EL元件进行恒定电流驱动，评价寿命特性，结果是，初期亮度为1500cd/cm2，亮度半衰期为2000小时。这些结果示于表1中。
(实施例6)代替用上述通式(A)表示的聚(2-乙烯基吡啶)而使用用下述通式(B)表示的冠醚化合物(Dibenzo-30-crown 10-ether)(能隙4.2eV)，除此之外，其它与实施例1一样，得到实施例6的有机EL元件。
将直流电压施加在该有机EL元件上，进行电流密度为10mA/cm2的恒定电流驱动，然后，在驱动电压4.2V下，测定亮度为650cd/cm2的发光，确认了看不到暗点及亮点的均匀发光面。另外，以电流密度为50mA/cm2使该有机EL元件进行恒定电流驱动，评价寿命特性，结果是，初期亮度为2500cd/cm2，亮度半衰期为3000小时。这些结果示于表1中。
(比较例1)除了有机薄膜层的膜厚为5nm以外，其它与实施例1一样，得到比较例1的有机EL元件。
将直流电压施加在该有机EL元件上，进行电流密度为10mA/cm2的恒定电流驱动，然后，在驱动电压7.0V下，测定亮度为650cd/cm2的发光。另外，以电流密度为50mA/cm2使该有机EL元件进行恒定电流驱动，评价寿命特性，结果是，初期亮度为3500cd/cm2，亮度半衰期为3小时，寿命不长。这些结果示于表1中。
(比较例2)代替用上述通式(A)表示的聚(2-乙烯基吡啶)构成的有机薄膜层，以蒸镀速度为0.1nm/秒在发光层上蒸镀Alq3(Tris(8-hydroxyquinolinato)aluminum(III))(分子量459、能隙2.6eV)，形成厚度为30nm的Alq3层，除此以外，其它与实施例1一样，得到比较例2的有机EL元件。
将直流电压施加在该有机EL元件上，进行电流密度为10mA/cm2的恒定电流驱动，然后，在驱动电压6.7V下，测定亮度为450cd/cm2的发光。另外，以电流密度为50mA/cm2使该有机EL元件进行恒定电流驱动，评价寿命特性，结果是，初期亮度为2500cd/cm2，亮度半衰期为1000小时，寿命不长。这些结果示于表1中。
(比较例3)除了不形成用上述通式(A)表示的聚(2-乙烯基吡啶)构成的有机薄膜层以外，其它与实施例1一样，得到比较例3的有机EL元件。
将直流电压施加在该有机EL元件上，进行电流密度为10mA/cm2的恒定电流驱动，然后，在驱动电压13.0V下，确认了没有发光。另外，以电流密度为50mA/cm2使该有机EL元件进行恒定电流驱动，评价寿命特性，结果是，初期亮度为3cd/cm2，亮度半衰期为2小时，寿命也不长。这些结果示于表1中。
(比较例4)除了不形成用上述通式(A)表示的聚(2-乙烯基吡啶)构成的有机薄膜层以及由LiF构成的电子注入阴极层的膜厚为5nm以外，其它与实施例1一样，得到比较例4的有机EL元件。
将直流电压施加在该有机EL元件上，进行电流密度为10mA/cm2的恒定电流驱动，然后，在驱动电压8.0V下，测定了亮度为400cd/cm2的发光。另外，以电流密度为50mA/cm2使该有机EL元件进行恒定电流驱动，评价寿命特性，结果是，初期亮度为2000cd/cm2，亮度半衰期为3小时，寿命不长。这些结果示于表1中。
(比较例5)除了代替用上述通式(A)表示的聚(2-乙烯基吡啶)而使用用下述通式(C)表示的聚苯乙烯(重均分子量1000、能隙4.6eV)以外，其它与实施例1一样，得到比较例5的有机EL元件。
式中，n表示聚合度。
将直流电压施加在该有机EL元件上，进行电流密度为10mA/cm2的恒定电流驱动，然后，在驱动电压10.0V下，确认没有发光。另外，以电流密度为50mA/cm2使该有机EL元件进行恒定电流驱动，评价寿命特性，结果是，初期亮度为20cd/cm2，亮度半衰期为0.5小时，寿命也不长。这些结果示于表1中。
(比较例6)除了代替用上述通式(A)表示的聚(2-乙烯基吡啶)而使用用下述通式(II)表示的化合物(分子量792、能隙3.2eV)以外，其它与实施例1一样，得到比较例6的有机EL元件。
将直流电压施加在该有机EL元件上，进行电流密度为10mA/cm2的恒定电流驱动，然后，在驱动电压10.0V下，确认没有发光。另外，以电流密度为50mA/cm2使该有机EL元件进行恒定电流驱动，评价寿命特性，结果是，初期亮度为25cd/cm2，亮度半衰期为1小时，寿命也不长。这些结果示于表1中。
(比较例7)代替用上述通式(A)表示的聚(2-乙烯基吡啶)而使用用下述通式(D)表示的聚甲基丙烯酸甲酯(重均分子量1000、能隙4.6eV)形成有机薄膜层，蒸镀时，聚甲基丙烯酸甲酯分解，不能形成有机薄膜层。
式中，n表示聚合度。
如表1所示，可确认设置由能隙为3.5eV以上的可蒸镀的极性有机化合物构成的有机薄膜层且有机薄膜层的膜厚在0.1nm～4nm的范围内的实施例1～6的有机EL元件是发光亮度及发光效率优异且可长时间以高水准维持这些元件特性的长寿命的有机EL元件。另外，可确认实施例1～4及6的有机EL元件在更低的驱动电压下得到充分的发光亮度。
权利要求
1.一种有机EL元件，其特征在于包括基板；在该基板一侧相互对向地配置的第一电极层及第二电极层；和，配置于这些电极层间的发光层，所述第一电极层及所述第二电极层中任一方为空穴注入电极层，另一方为电子注入电极层，在所述发光层和所述电子注入电极层之间设置由能隙为3.5eV以上的可蒸镀的极性有机化合物构成的有机薄膜层，所述有机薄膜层的膜厚为0.1nm～4nm。
2.如权利要求1所述的有机EL元件，其特征在于在所述有机薄膜层和所述电子注入电极层之间还设置由选自碱金属、碱土类金属、稀土类金属及这些金属的化合物中的至少一种物质构成的层。
3.如权利要求1所述的有机EL元件，其特征在于所述电子注入电极层包括设置在离所述有机薄膜层近的一侧的由选自碱金属、碱土类金属、稀土类金属及这些金属的化合物中的至少一种物质构成的层。
4.如权利要求1所述的有机EL元件，其特征在于所述电子注入电极层包括设置在离所述有机薄膜层近的一侧的第一电子注入电极层；和，设置在离所述有机薄膜层远的一侧的第二电子注入电极层，所述第一电子注入电极层包含选自碱金属、碱土类金属、稀土类金属及这些金属的化合物中的至少一种物质，所述第二电子注入电极层含有Al、Ag、In、Ti、Cu、Au、Mo、W、Pt、Pd、Ni或这些金属的合金。
5.如权利要求4所述的有机EL元件，其特征在于所述第一电子注入电极层的膜厚为0.01nm～2nm。
6.如权利要求1所述的有机EL元件，其特征在于所述极性有机化合物包含冠醚、环芳、三嗪、杯芳烃、聚醚或含杂环化合物。
7.如权利要求1所述的有机EL元件，其特征在于所述极性有机化合物包含分子量或重均分子量为2000以下的下述(a)～(c)的有机化合物中的1个或2个以上，(a)选自乙烯基吡啶、(甲基)丙烯酸、N-烷基丙烯酰胺、N，N-二烷基丙烯酰胺、羟基(甲基)丙烯酸酯、乙酸乙烯酯、苯乙烯及N-乙烯吡咯烷酮中的化合物的聚合物或共聚物或具有其骨架单元的化合物，(b)烷基的碳原子数为2～4的氧化烯烃聚合物或共聚物或具有其骨架单元的化合物，(c)聚噁唑啉、聚乙烯醇缩丁醛或具有其骨架单元的化合物。
8.如权利要求1所述的有机EL元件，其特征在于所述极性有机化合物的能隙为3.8eV以上。
9.如权利要求1所述的有机EL元件，其特征在于所述极性有机化合物的能隙为3.8eV～4.5eV。
10.如权利要求1所述的有机EL元件，其特征在于所述极性有机化合物具有芳香族骨架或杂环骨架。
11.一种有机EL元件的制造方法，该有机EL元件包括基板、在该基板一侧相互对向地配置的第一电极层及第二电极层、和配置于这些电极层间的发光层，所述第一电极层及所述第二电极层中的任一方为空穴注入电极层，另一方为电子注入电极层，在所述发光层和所述电子注入电极层之间设置有机薄膜层，其特征在于包括通过将能隙为3.5eV以上的可蒸镀的极性有机化合物进行成膜、使得膜厚为0.1nm～4nm、从而形成所述有机薄膜层的有机薄膜层形成工序。
12.如权利要求11所述的有机EL元件的制造方法，其特征在于在所述有机薄膜层形成工序中，通过在所述发光层上或所述电子注入电极层上真空蒸镀所述极性有机化合物，形成所述有机薄膜层。
全文摘要
本发明提供一种发光亮度及发光效率充分优异且可长时间以高水准维持这些元件特性的长寿命的有机EL元件及其制造方法。本发明的有机EL元件，包括基板；在该基板一侧相互对向地配置的第一电极层及第二电极层；和，配置于这些电极层间的发光层，上述第一电极层及上述第二电极层中任一方为空穴注入电极层，另一方为电子注入电极层，在上述发光层和上述电子注入电极层之间设置由能隙为3.5eV以上的可蒸镀的极性有机化合物构成的有机薄膜层，上述有机薄膜层的膜厚为0.1nm～4nm。
文档编号C09K11/06GK1816238SQ20051012583
公开日2006年8月9日 申请日期2005年11月30日 优先权日2004年11月30日
发明者神户江美子, 井上铁司 申请人:Tdk株式会社