(57)【要約】【課題】光通信手段を有し、且つ、高い発光輝度を有する照明装置を提供することが出来た。【解決手段】支持基板上に少なくとも陽極、陰極を有し、該陽極と該陰極間に少なくとも１層の発光層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子を有し、該有機エレクトロルミネッセンス素子が、少なくとも２種の発光材料を含有し、且つ、該発光材料の最も短波長の発光を光通信手段として有することを特徴とする照明装置。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持基板上に少なくとも陽極、陰極を有し、該陽極と該陰極間に少なくとも１層の発光層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子を有し、該有機エレクトロルミネッセンス素子が、少なくとも２種の発光材料を含有し、且つ、該発光材料の最も短波長の発光を光通信手段として有することを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記最も短波長の発光が蛍光発光であることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記最も短波長の発光と、次に短波長な発光との発光極大波長の差が、２０ｎｍ〜２５０ｎｍであることを特徴とする請求項１または２に記載の照明装置。
【請求項４】
前記発光材料の発光の少なくとも一つが、リン光発光性化合物であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項５】
前記次に短波長な発光がリン光発光であり、該リン光発光の発光極大波長が、４６０ｎｍ〜４８０ｎｍの範囲にあることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項６】
前記リン光発光性化合物の少なくとも１種が、下記一般式（１）に記載の部分構造を有するオルトメタル化錯体であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の照明装置。
【化１】
2010049818.tif 000025
〔式中、Ｒ１は置換基を表す。Ｚは５〜７員環を形成するのに必要な非金属原子群を表す。ｎ１は０〜５の整数を表す。Ｂ１〜Ｂ５は、各々炭素原子、窒素原子、酸素原子または硫黄原子を表し、少なくとも一つは窒素原子を表す。Ｍ１は元素周期表における８〜１０族の遷移金属元素を表す。Ｘ１、Ｘ２は、各々炭素原子、窒素原子または酸素原子を表し、Ｌ１は、Ｘ１及びＸ２と共に２座の配位子を形成する原子群を表す。ｍ１は１、２または３の整数を表し、ｍ２は０、１または２の整数を表すが、ｍ１＋ｍ２は、２または３である。〕
【請求項７】
前記最も短波長の発光を発する発光材料の少なくとも１種を含有する層と、発光材料の少なくとも１種を含有する層とが別途に設けられていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項８】
構成として受光手段を有し、該受光手段の検出波長が４５０ｎｍ未満に設定されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項９】
構成として、発信手段を有し、該発信手段が、１ＭＨｚ未満の低周波数帯と、１ＭＨｚ以上の高周波数帯の両方を同一の発光素子から発信することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項１０】
該低周波数帯の信号受信を、４５０ｎｍ以上の波長領域で検出し、該高周波帯の信号受信を、４５０ｎｍ未満の波長領域で検出することを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の照明装置を有することを特徴とする白色照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、発光型の電子ディスプレイデバイスとして、エレクトロルミネッセンスディスプレイ（ＥＬＤ）がある。ＥＬＤの構成要素としては、無機エレクトロルミネッセンス素子や有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、有機ＥＬ素子ともいう）が挙げられる。無機エレクトロルミネッセンス素子は平面型光源として使用されてきたが、発光素子を駆動させるためには交流の高電圧が必要である。
【０００３】
一方、有機ＥＬ素子は、発光する化合物を含有する発光層を陰極と陽極で挟んだ構成を有し、発光層に電子及び正孔を注入して、再結合させることにより励起子（エキシトン）を生成させ、このエキシトンが失活する際の光の放出（蛍光・燐光）を利用して発光する素子であり、数Ｖ〜数十Ｖ程度の電圧で発光が可能であり、更に自己発光型であるために視野角に富み、視認性が高く、薄膜型の完全固体素子であるために省スペース、携帯性等の観点から注目されている。
【０００４】
今後の実用化に向けた有機ＥＬ素子の開発としては、更に低消費電力で、効率よく高輝度に発光する有機ＥＬ素子が望まれているわけであり、例えば、特許第３０９３７９６号公報には、スチルベン誘導体、ジスチリルアリーレン誘導体またはトリススチリルアリーレン誘導体に、微量の蛍光体をドープし、発光輝度の向上、素子の長寿命化を達成する技術が開示され、特開昭６３−２６４６９２号公報には、８−ヒドロキシキノリンアルミニウム錯体をホスト化合物として、これに微量の蛍光体をドープした有機発光層を有する素子が開示されており、特開平３−２５５１９０号公報には、８−ヒドロキシキノリンアルミニウム錯体をホスト化合物として、これにキナクリドン系色素をドープした有機発光層を有する素子等が知られている。
【０００５】
上記特許文献に開示されている技術では、励起一重項からの発光を用いる場合、一重項励起子と三重項励起子の生成比が１：３であるため発光性励起種の生成確率が２５％であることと、光の取り出し効率が約２０％であるため、外部取り出し量子効率（ηｅｘｔ）の限界は５％とされている。
【０００６】
ところが、Ｍ．Ａ．Ｂａｌｄｏ  ｅｔ  ａｌ．，ｎａｔｕｒｅ、３９５巻、１５１〜１５４ページ（１９９８年）により、プリンストン大より、励起三重項からのリン光発光を用いる有機ＥＬ素子の報告がされて以来、Ｍ．Ａ．Ｂａｌｄｏ  ｅｔ  ａｌ．，ｎａｔｕｒｅ、４０３巻、１７号、７５０〜７５３ページ（２０００年）、米国特許第６，０９７，１４７号明細書により、室温で燐光を示す材料の研究が活発になってきている。
【０００７】
更に、最近発見されたリン光発光を利用する有機ＥＬ素子では、以前の蛍光発光を利用する素子に比べ原理的に約４倍の発光効率が実現可能であることから、その材料開発を初めとし、発光素子の層構成や電極の研究開発が世界中で行われている。例えば、Ｓ．Ｌａｍａｎｓｋｙ  ｅｔ  ａｌ．，Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，１２３巻、４３０４ページ（２００１年）には、多くの化合物がイリジウム錯体系等重金属錯体を中心に合成検討がなされている。
【０００８】
有機ＥＬ素子は、電極と電極の間を厚さわずか０．１μｍ程度の有機材料の膜で構成するオールソリッド素子であり、なおかつ、その発光が２Ｖ〜２０Ｖ程度の比較的低い電圧で達成できることから、次世代の平面ディスプレイや照明として期待されている技術である。
【０００９】
また、エレクトロルミネッセンス素子を照明装置に使用すること、及び、可視光通信を行うことは知られている（例えば、特許文献１、２及び３参照。）。
【００１０】
有機エレクトロルミネッセンス素子を照明用に使う場合には、消費電力を抑える要求が高いため、発光効率に優れる“リン光発光”方式が好ましいが、原理的な問題で、リン光発光は残光が大きく、最も残光の少ないＩｒ錯体化合物でも、リン光寿命は数μ秒であり、蛍光発光の１０００倍程度の時間を要してしまう。
【００１１】
この事実から容易に想像がつくように、１ＭＨｚ以上の高周波数帯域での可視光通信にリン光有機エレクトロルミネッセンス素子を適用することは困難である。
【００１２】
一方で、蛍光発光は数ｐ秒程度の寿命であるため、ＭＨｚ帯域での可視光通信が可能になるが、消費電力の点で相応しくない。
【特許文献１】特開２００６−２７０４２２号公報
【特許文献２】特開２００７−１６５７２８号公報
【特許文献３】特開２００７−９７０７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明の目的は、光通信手段を有し、且つ、高い発光輝度を有する照明装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の上記目的は下記の構成により達成された。
【００１５】
１．支持基板上に少なくとも陽極、陰極を有し、該陽極と該陰極間に少なくとも１層の発光層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子を有し、該有機エレクトロルミネッセンス素子が、少なくとも２種の発光材料を含有し、且つ、該発光材料の最も短波長の発光を光通信手段として有することを特徴とする照明装置。
【００１６】
２．前記最も短波長の発光が蛍光発光であることを特徴とする前記１に記載の照明装置。
【００１７】
３．前記最も短波長の発光と、次に短波長な発光との発光極大波長の差が、２０ｎｍ〜２５０ｎｍであることを特徴とする前記１または２に記載の照明装置。
【００１８】
４．前記発光材料の発光の少なくとも一つが、リン光発光性化合物であることを特徴とする前記１〜３のいずれか１項に記載の照明装置。
【００１９】
５．前記次に短波長な発光がリン光発光であり、該リン光発光の発光極大波長が、４６０ｎｍ〜４８０ｎｍの範囲にあることを特徴とする前記１〜４のいずれか１項に記載の照明装置。
【００２０】
６．前記リン光発光性化合物の少なくとも１種が、下記一般式（１）に記載の部分構造を有するオルトメタル化錯体であることを特徴とする前記１〜５のいずれか１項に記載の照明装置。
【００２１】
【化１】
2010049818.tif 000002
【００２２】
〔式中、Ｒ１は置換基を表す。Ｚは５〜７員環を形成するのに必要な非金属原子群を表す。ｎ１は０〜５の整数を表す。Ｂ１〜Ｂ５は、各々炭素原子、窒素原子、酸素原子または硫黄原子を表し、少なくとも一つは窒素原子を表す。Ｍ１は元素周期表における８〜１０族の遷移金属元素を表す。Ｘ１、Ｘ２は、各々炭素原子、窒素原子または酸素原子を表し、Ｌ１は、Ｘ１及びＸ２と共に２座の配位子を形成する原子群を表す。ｍ１は１、２または３の整数を表し、ｍ２は０、１または２の整数を表すが、ｍ１＋ｍ２は、２または３である。〕
７．前記最も短波長の発光を発する発光材料の少なくとも１種を含有する層と、発光材料の少なくとも１種を含有する層とが別途に設けられていることを特徴とする前記１〜６のいずれか１項に記載の照明装置。
【００２３】
８．構成として受光手段を有し、該受光手段の検出波長が４５０ｎｍ未満に設定されていることを特徴とする前記１〜７のいずれか１項に記載の照明装置。
【００２４】
９．構成として、発信手段を有し、該発信手段が、１ＭＨｚ未満の低周波数帯と、１ＭＨｚ以上の高周波数帯の両方を同一の発光素子から発信することを特徴とする前記１〜８のいずれか１項に記載の照明装置。
【００２５】
１０．該低周波数帯の信号受信を、４５０ｎｍ以上の波長領域で検出し、該高周波帯の信号受信を、４５０ｎｍ未満の波長領域で検出することを特徴とする前記１〜９のいずれか１項に記載の照明装置。
【００２６】
１１．前記１〜１０のいずれか１項に記載の照明装置を有することを特徴とする白色照明装置。
【発明の効果】
【００２７】
本発明により、光通信手段を有し、且つ、高い発光輝度を有する照明装置を提供することが出来た。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
本発明の照明装置においては、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の構成を有することにより、光通信手段を有し、且つ、高い発光輝度を有する照明装置を提供することが出来た。また、併せて前記照明装置を有する照明装置を得ることが出来た。
【００２９】
以下、本発明に係る各構成要素の詳細について、順次説明する。
【００３０】
《照明装置》
本発明の照明装置について説明する。
【００３１】
本発明者等は、上記の問題点を種々検討した結果、実質、リン光発光の影響のない短波領域にのみ蛍光発光を使用し、その他の発光をリン光発光で行うことにより、消費電力と周波数帯域が両方とも満足できる、光通信手段を有し、且つ、高い発光輝度を有する照明装置を提供することができた。
【００３２】
また、このような構成（短波な成分のみ蛍光で、その他の発光成分はリン光）とすることにより、位置情報などの単純な通信機能は、リン光発光を検出することで行い、同時に画像や音声情報などの高密度通信には、蛍光発光を検出することで行うという、同時処理が可能となり、従来の可視光通信では難しかった機能を付与することが可能になった。
【００３３】
本発明の照明装置は、光通信システム（但し、光通信システムについては図示していない。）の構成において、発光部を光通信手段として用いることができる。
【００３４】
本発明に用いられる光通信システムとしては、例えば、システム構成として、少なくとも一つの光送信装置と少なくとも一つの光受信装置とを含み、光送信装置が光受信装置に対して通信信号を送信することにより、少なくとも片方向の光通信を行うことが出来る。
【００３５】
更に、上記の光送信装置、光受信装置の各々が、例えば、光送信装置が光受信機能をも有し、また、光受信装置が更に光送信機能をも有する場合には、双方向の光通信を行うことも可能である、具体的には、光送信機能を有機ＥＬ素子が担い、光受信機能を有機フォトダイオードが担うことにより、双方向光通信が可能である。
【００３６】
本発明の照明装置は、上記のような光通信システムにおいて、片方向の光通信の場合には、光送信装置の発光部、双方向の光通信の場合には、光送信装置及び／または、光受信装置の発光部に用いることができる。
【００３７】
光通信システムの光送信装置または光受信装置が有する発光部に用いられる、本発明の照明装置は、発光素子として、有機ＥＬ素子が用いられる。
【００３８】
本発明の照明装置に係る有機ＥＬ素子は、少なくとも２種の発光材料を有し、該発光材料の最も短波長の発光が光通信手段として用いられるが、最も短波長の発光としては、より高速な光通信（可視光通信）を行う観点からは、蛍光発光を用いることが好ましい。
【００３９】
また、本発明の照明装置の高輝度照明を得るという観点から、上記の最も短波長の発光以外の光（紫外光、可視光を含む）は、照明用として用いられることが好ましく、本発明に係る有機ＥＬ素子が含有する発光材料の少なくとも一つは、リン光発光性化合物であることが好ましい。該リン光発光性化合物については、有機ＥＬ素子の構成のところで詳細に説明する。
【００４０】
また、本発明の照明装置は、表示デバイス、ディスプレイ、各種発光光源として用いることができる。発光光源として、例えば、家庭用照明、車内照明、時計や液晶用バックライト、看板広告、信号機、光記憶媒体の光源、電子写真複写機の光源、光通信処理機の光源、光センサーの光源等が挙げられるがこれに限定するものではないが、特に液晶表示装置のバックライト、照明用光源としての用途に有効に用いることができる。
【００４１】
本発明の照明装置や本発明に係る化合物の発光する色は、「新編色彩科学ハンドブック」（日本色彩学会編、東京大学出版会、１９８５）の１０８頁の図４．１６において、分光放射輝度計ＣＳ−１０００（コニカミノルタセンシング社製）で測定した結果をＣＩＥ色度座標に当てはめたときの色で決定される。
【００４２】
また、本発明の照明装置が白色の照明装置の場合には、白色とは、２度視野角正面輝度を上記方法により測定した際に、１０００ｃｄ／ｍ２でのＣＩＥ１９３１表色系における色度がＸ＝０．３３±０．０７、Ｙ＝０．３３±０．１の領域内にあることを言う。
【００４３】
《本発明の照明装置に用いられる有機ＥＬ素子の構成層》
本発明の照明装置が有する有機ＥＬ素子の構成層について説明する。ここで、本発明の照明装置としては、白色照明装置（白色発光装置ともいう）が好ましく用いられる。
【００４４】
以下で、本発明の照明装置の中でも、好ましく用いられる白色照明装置（白色発光装置）の具体例を図１〜図２２で示すが、本発明はこれらに限定されない。
【００４５】
図１は、発光層が４層構成である、本発明の照明装置（白色発光型有機ＥＬ素子を有する照明装置）に用いる有機ＥＬ素子の一例を示す模式図である。
【００４６】
図１では、第１発光層には、赤色リン光発光ドーパント、発光ホスト化合物１、第２発光層には、緑色リン光発光ドーパント、発光ホスト化合物２、第３発光層には、青色リン光発光ドーパント、発光ホスト化合物３、第４発光層には、青色蛍光発光ドーパント、発光ホスト化合物４が各々含有されている。
【００４７】
また、正孔注入層には正孔注入材料が、正孔輸送層には正孔輸送材料が、電子輸送層には電子輸送材料が、電子注入層には電子注入材料が、各々含有されている。
【００４８】
尚、発光ホスト化合物１〜４は、各々同じでも異なっていても良く、正孔注入層と正孔輸送層は１層で形成し、正孔注入／正孔輸送層としてもよい、更に、電子注入層と電子輸送層を１層で形成し、電子注入／電子輸送層としてもよい。
【００４９】
また、図１〜図２２の各々で示す白色照明装置（白色発光有機ＥＬ素子）の構成層に含有される材料については、後に詳細に説明する。
【００５０】
図２は、発光層が４層構成である、本発明の白色照明装置に用いる有機ＥＬ素子の一例を示す模式図であり、第１発光層には、赤色リン光発光ドーパント、発光ホスト化合物１が含有され、第２発光層には、緑色リン光発光ドーパント、発光ホスト化合物２が含有され、第３発光層には、青色蛍光発光ドーパント、発光ホスト化合物３が含有され、第４発光層には、青色リン光発光ドーパント、発光ホスト化合物４が含有される構成例を示す。
【００５１】
図３は、発光層が４層構成である、本発明の白色照明装置に用いる有機ＥＬ素子の各々別の一例を示す模式図であり、第１発光層には、緑色リン光発光ドーパント、発光ホスト化合物１が含有され、第２発光層には、赤色リン光発光ドーパント、発光ホスト化合物２が含有され、第３発光層には、青色蛍光発光ドーパント、発光ホスト化合物３が含有され、第４発光層には、青色リン光発光ドーパント、発光ホスト化合物４が含有される構成例を示す。
【００５２】
尚、図２、図３の説明は図１と同様である。
【００５３】
次に、発光層が３層構成である、本発明の白色照明装置に用いる有機ＥＬ素子の例を示す。層構成の説明では、特に、最も短波長の発光を示す青色蛍光発光ドーパントの含有層に注目し、以下の構成について説明する。
【００５４】
図４は、発光層が３層構成である、本発明の照明装置（白色発光型有機ＥＬ素子を有する照明装置）に用いる有機ＥＬ素子の一例を示す模式図である。
【００５５】
図４では、第１発光層には、赤色リン光発光ドーパント、発光ホスト化合物１、第２発光層には、緑色リン光発光ドーパント、発光ホスト化合物２、第３発光層には、青色蛍光発光ドーパント、青色リン光発光ドーパント及び発光ホスト化合物３が各々含有されている。
【００５６】
尚、発光ホスト化合物１〜３は、各々同じでも異なっていてもよく、その他の構成層については、図１と同様である。
【００５７】
図５は、発光層が３層構成である、本発明の照明装置に用いる有機ＥＬ素子の一例を示す模式図であり、第１発光層に、赤色リン光発光ドーパント、発光ホスト化合物１が含有され、第２発光層に、緑色リン光発光ドーパント、青色蛍光発光ドーパント及び発光ホスト化合物２が含有されている構成例を示す。
【００５８】
図６は、発光層が３層構成である、本発明の照明装置に用いる有機ＥＬ素子の一例を示す模式図であり、第１発光層に、赤色リン光発光ドーパント、青色蛍光発光ドーパント、発光ホスト化合物１が含有され、第２発光層に、緑色リン光発光ドーパント、発光ホスト化合物２が含有され、第３発光層に、青色リン光発光ドーパント、発光ホスト化合物３が含有されている構成例を示す。
【００５９】
図７は、発光層が３層構成である、本発明の照明装置に用いる有機ＥＬ素子の一例を示す模式図であり、第１発光層に、赤色リン光発光ドーパント、緑色リン光発光ドーパント、発光ホスト化合物１が含有され、第２発光層に青色蛍光発光ドーパント、発光ホスト化合物２が含有され、第３発光層に、青色リン光発光ドーパント、発光ホスト化合物３が含有されている構成例を示す。
【００６０】
図８は、発光層が３層構成である、本発明の照明装置に用いる有機ＥＬ素子の一例を示す模式図であり、第１発光層に、赤色リン光発光ドーパント、緑色リン光発光ドーパント、発光ホスト化合物１が含有され、第２発光層に、青色リン光発光ドーパント、発光ホスト化合物２、第３発光層に青色蛍光発光ドーパント及び発光ホスト化合物３が含有されている構成例を示す。
【００６１】
図９は、発光層が３層構成である、本発明の照明装置に用いる有機ＥＬ素子の一例を示す模式図であり、第１発光層に、青色リン光発光ドーパント、緑色リン光発光ドーパント、発光ホスト化合物１、第２発光層に、赤色リン光発光ドーパント、発光ホスト化合物２、第３発光層に、青色蛍光発光ドーパント及び発光ホスト化合物３が含有されている構成例を示す。
【００６２】
図１０は、発光層が３層構成である、本発明の照明装置に用いる有機ＥＬ素子の一例を示す模式図であり、第１発光層に、青色リン光発光ドーパント、緑色リン光発光ドーパント、発光ホスト化合物１が含有され、第２発光層に青色蛍光発光ドーパント、発光ホスト化合物２、第３発光層に、赤色リン光発光ドーパント、発光ホスト化合物３が含有されている構成例を示す。
【００６３】
図１１は、発光層が３層構成である、本発明の照明装置に用いる有機ＥＬ素子の一例を示す模式図であり、第１発光層に、青色リン光発光ドーパント、青色蛍光発光ドーパント、発光ホスト化合物１が含有され、第２発光層に、緑色リン光発光ドーパント、発光ホスト化合物２、第３発光層に、赤色リン光発光ドーパント、発光ホスト化合物３が含有されている構成例を示す。
【００６４】
図１２は、発光層が３層構成である、本発明の照明装置に用いる有機ＥＬ素子の一例を示す模式図であり、第１発光層に、青色リン光発光ドーパント、青色蛍光発光ドーパント、発光ホスト化合物１が含有され、第２発光層に、赤色リン光発光ドーパント、発光ホスト化合物２が含有され、第３発光層に、緑色リン光発光ドーパント、発光ホスト化合物３が含有されている構成例を示す。
【００６５】
図１３は、発光層が３層構成である、本発明の照明装置に用いる有機ＥＬ素子の一例を示す模式図であり、第１発光層に、赤色リン光発光ドーパント、発光ホスト化合物１が含有され、第２発光層に、青色リン光発光ドーパント、青色蛍光発光ドーパント及び発光ホスト化合物２が含有され、第３発光層に、緑色リン光発光ドーパント、発光ホスト化合物３が含有されている構成例を示す。
【００６６】
図１４は、発光層が３層構成である、本発明の照明装置に用いる有機ＥＬ素子の一例を示す模式図であり、第１発光層に、緑色リン光発光ドーパント、発光ホスト化合物１が含有され、第２発光層に、青色リン光発光ドーパント、青色蛍光発光ドーパント及び発光ホスト化合物２が含有され、第３発光層に、赤色リン光発光ドーパント、発光ホスト化合物３が含有されている構成例を示す。
【００６７】
図１５は、発光層が３層構成である、本発明の照明装置に用いる有機ＥＬ素子の一例を示す模式図であり、第１発光層に、緑色リン光発光ドーパント、発光ホスト化合物１が含有され、第２発光層に、赤色リン光発光ドーパント、発光ホスト化合物２が含有され、第３発光層に、青色リン光発光ドーパント、青色蛍光発光ドーパント、発光ホスト化合物３が含有されている構成例を示す。
【００６８】
尚、図４〜図１５において、発光ホスト化合物１〜３は同一でも良く異なっていてもよい。その他の構成層については、図１と同様である。
【００６９】
図１６は、発光層が２層構成である、本発明の照明装置に用いる有機ＥＬ素子の一例を示す模式図であり、第１発光層に、緑色リン光発光ドーパント、青色リン光発光ドーパント、青色蛍光発光ドーパント、発光ホスト化合物１が含有され、第２発光層に、赤色リン光発光ドーパント、発光ホスト化合物２が含有されている構成例を示す。
【００７０】
図１７は、発光層が２層構成である、本発明の照明装置に用いる有機ＥＬ素子の一例を示す模式図であり、第１発光層に、緑色リン光発光ドーパント、赤色リン光発光ドーパント、発光ホスト化合物１が含有され、第２発光層に、青色リン光発光ドーパント、青色蛍光発光ドーパント、発光ホスト化合物２が含有されている構成例を示す。
【００７１】
図１８は、発光層が２層構成である、本発明の照明装置に用いる有機ＥＬ素子の一例を示す模式図であり、第１発光層に、青色蛍光発光ドーパント、緑色リン光発光ドーパント、赤色リン光発光ドーパント、発光ホスト化合物１が含有され、第２発光層に、青色リン光発光ドーパント、発光ホスト化合物２が含有されている構成例を示す。
【００７２】
図１９は、発光層が２層構成である、本発明の照明装置に用いる有機ＥＬ素子の一例を示す模式図であり、第１発光層に、青色蛍光発光ドーパント、赤色リン光発光ドーパント、発光ホスト化合物１が含有され、第２発光層に、青色リン光発光ドーパント、緑色リン光発光ドーパント、発光ホスト化合物２が含有されている構成例を示す。
【００７３】
図２０は、発光層が２層構成である、本発明の照明装置に用いる有機ＥＬ素子の一例を示す模式図であり、第１発光層に、青色蛍光発光ドーパント、緑色リン光発光ドーパント、発光ホスト化合物１が含有され、第２発光層に、青色リン光発光ドーパント、赤色リン光発光ドーパント、発光ホスト化合物２が含有されている構成例を示す。
【００７４】
図２１は、発光層が２層構成である、本発明の照明装置に用いる有機ＥＬ素子の一例を示す模式図であり、第１発光層に、青色リン光発光ドーパント、緑色リン光発光ドーパント、赤色リン光発光ドーパント、発光ホスト化合物１が含有され、第２発光層に、青色リン光発光ドーパント、青色蛍光発光ドーパント、発光ホスト化合物２が含有されている構成例を示す。
【００７５】
尚、図１６〜図２１において、発光ホスト化合物１、２は各々同一でも良く異なっていてもよい。その他の構成層については、図１と同様である。
【００７６】
図２２は、発光層が１層構成である、本発明の照明装置に用いる有機ＥＬ素子の一例を示す模式図であり、第１発光層に、青色リン光発光ドーパント、緑色リン光発光ドーパント、赤色リン光発光ドーパント、青色蛍光発光ドーパント、発光ホスト化合物１が含有されている構成例を示す。その他の構成層については、図１と同様である。
【００７７】
上記図１〜図２２に各々示したような有機ＥＬ素子を有する本発明の照明装置の一例を図２３、図２４に示すが、本発明の照明装置はこれらに限定されない。
【００７８】
図２３は、本発明の照明装置の概略図を示し、有機ＥＬ素子１０１は、ステンレス製封止缶１０２で覆われている。尚、有機ＥＬ素子１０１の一例として、図１〜図２２に各々示した有機ＥＬ素子が用いられる。
【００７９】
尚、ステンレス製封止缶での封止作業は、有機ＥＬ素子１０１を大気に接触させることなく窒素雰囲気下のグローブボックス（純度９９．９９９％以上の高純度窒素ガスの雰囲気下）で行い、ステンレス製封止缶１０２と紫外線硬化性接着剤を用いて貼合した。
【００８０】
また、図２４は、本発明の照明装置の断面図を示し、図２３において、１０５は陰極、１０６は有機ＥＬ素子の構成層、１０７は透明電極付きガラス基板を示す。
【００８１】
尚、ステンレス製封止缶１０２内には窒素ガス１０８が充填され、捕水剤１０９（酸化バリウムを脱水剤として用いた）が設けられている。
【００８２】
尚、本発明の照明装置、白色照明装置においては、以下に示すような態様も好ましく用いられる。
【００８３】
（ａ）発光層と発光層の間に、電荷を調整するための電荷調整層を適宜設けてもよい、  （ｂ）陽極（陽極側基板等ともいう）が不透明で、陰極（陰極側基板等ともいう）が、極薄の金属または、極薄の金属と透明電極の積層で形成された、トップエミッション構造を形成してもよい、
（ｃ）陰極（陰極側基板等ともいう）も透明（極薄の金属、または、極薄の金属と透明電極の積層で形成）の電極で形成された両面発光構造を形成してもよい、
（ｄ）発光層と発光層との間に、〔電子輸送層／電子注入層／誘電体層〕を挿入した、マルチフォトンエミッション素子を形成してもよい、
等の態様が挙げられる。
【００８４】
本発明の照明装置に用いられている有機ＥＬ素子においては、青色発光層の発光極大波長は４３０ｎｍ〜４８０ｎｍにあるものが好ましく、緑色発光層は発光極大波長が５１０ｎｍ〜５５０ｎｍ、赤色発光層は発光極大波長が６００ｎｍ〜６４０ｎｍの範囲にある単色発光層であることが好ましく、これらを用いた表示装置であることが好ましい。
【００８５】
また、これらの少なくとも３層の発光層を積層して白色発光層としたものであってもよい。更に、発光層間には非発光性の中間層を有していてもよい。
【００８６】
本発明の照明装置が有する有機ＥＬ素子としては白色発光層であることが好ましく、これらを用いた白色の照明装置であることが好ましい。
【００８７】
以下に、本発明の照明装置に好ましく用いられる白色の有機ＥＬ素子の発光スペクトルの一例を図２５、図２６に示すが、本発明はこれらに限定されない。
【００８８】
図２５は、発光材料として、後述する、図３０の青色蛍光発光ドーパント、図２７の青色リン光発光ドーパント、図２８の赤色リン光発光ドーパントを含有する白色発光有機ＥＬ素子の発光スペクトルの一例を示す。
【００８９】
また、図２６は、発光材料として、図２７〜図３０に各々記載の、青色リン光発光ドーパント、緑色リン光発光ドーパント、赤色リン光発光ドーパント、青色蛍光発光ドーパントを含有する白色発光有機ＥＬ素子の発光スペクトルの一例を示すものである。
【００９０】
本発明の照明装置は、例えば、図２５、図２６に記載のような白色発光有機ＥＬ素子を有するものであるが、光通信手段（発信及び／または受信）として用いられる、発光または検出（受光）には、４２０ｎｍ〜４４０ｎｍという、白色発光有機ＥＬ素子が含有する発光材料の最も短波長の光（発光）が用いられる。
【００９１】
図２５、図２６の白色発光有機ＥＬ素子の発光スペクトルにおいて、最も短波長の光としては、図３０に示す青色蛍光発光ドーパントが発する蛍光発光が光通信手段として用いられる。
【００９２】
このような蛍光発光を光通信に用いることにより、高速応答適性のある光通信を行うことが可能になり、且つ、図２７〜図２９に記載のようなリン光発光スペクトルを示す発光材料を用いることにより、高輝度な白色照明装置を得ることができる。
【００９３】
続いて、本発明の白色発光照明装置が有する有機ＥＬ素子に用いられる発光材料の発光スペクトルの一例を図２７〜図３０に各々示すが、本発明はこれらに限定されない。
【００９４】
図２７は、本発明の照明装置の発光材料に係る青色リン光発光ドーパントの発光スペクトルの一例であり、図２８は、緑色リン光発光ドーパントの発光スペクトルの一例であり、図２９は、赤色リン光発光ドーパントの発光スペクトルの一例であり、図３０は、青色蛍光発光ドーパントの発光スペクトルの一例を各々示す。
【００９５】
尚、図２７〜図３０に記載の青色リン光発光材料（青色リン光発光ドーパントともいう）、緑色リン光発光材料（緑色リン光発光ドーパントともいう）、赤色リン光発光材料（赤色リン光発光ドーパント）、青色蛍光発光材料（青色蛍光発光ドーパント）については、後述する発光層のところで詳細に説明する。
【００９６】
以下、本発明の照明装置が有する有機ＥＬ素子を構成する各層について説明する。
【００９７】
《発光層》
本発明に係る発光層は、電極または電子輸送層、正孔輸送層から注入されてくる電子及び正孔が再結合して発光する層であり、発光する部分は発光層の層内であっても発光層と隣接層との界面であってもよい。
【００９８】
発光層の膜厚の総和は特に制限はないが、膜の均質性や、発光時に不必要な高電圧を印加するのを防止し、かつ、駆動電流に対する発光色の安定性向上の観点から、２ｎｍ〜５μｍの範囲に調整することが好ましく、さらに好ましくは２ｎｍ〜２００ｎｍの範囲に調整され、特に好ましくは、１０ｎｍ〜２０ｎｍの範囲である。
【００９９】
発光層の作製には、後述する発光ドーパントやホスト化合物を、例えば、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、ＬＢ法、インクジェット法等の公知の薄膜化法により製膜して形成することができる。
【０１００】
本発明の照明装置に係る有機ＥＬ素子は、発光材料として少なくとも２種の発光材料を含有するが、発光層には、発光ホスト化合物と、すくなくとも１種の発光ドーパント（リン光ドーパント（リン光発光性ドーパントともいう）や蛍光ドーパント等）を含有することが好ましい。尚、発光層には、複数の発光材料が含有されていてもよい。
【０１０１】
（発光ドーパント）
本発明に係る発光ドーパントについて説明する。
【０１０２】
本発明に係る発光ドーパントとしては、蛍光ドーパント（蛍光性化合物ともいう）、リン光ドーパント（リン光発光体、リン光性化合物、リン光発光性化合物等ともいう）を用いることができるが、より発光効率の高い有機ＥＬ素子を得る観点からは、本発明の有機ＥＬ素子の発光層や発光ユニットに使用される発光ドーパント（単に、発光材料ということもある）としては、上記のホスト化合物を含有すると同時に、リン光ドーパントを含有することが好ましい。
【０１０３】
本発明の照明装置は、本発明に係る発光材料の中で最も短波長の発光を光通信手段として用いるが、高速通信への適性（高速応答適性）の観点から、蛍光ドーパント（蛍光発光性化合物、蛍光性化合物等ともいう）が発する蛍光発光を用いることが好ましい。
【０１０４】
また、最も短波長の発光と、次に短波長な発光との発光極大波長の差は、２０ｎｍ〜２５０ｎｍの範囲であることが好ましい。
【０１０５】
（蛍光ドーパント（蛍光発光性化合物、蛍光性化合物等ともいう））
本発明に係る蛍光発光を発する蛍光ドーパント（蛍光性化合物）としては、クマリン系色素、ピラン系色素、シアニン系色素、クロコニウム系色素、スクアリウム系色素、オキソベンツアントラセン系色素、フルオレセイン系色素、ローダミン系色素、ピリリウム系色素、ペリレン系色素、スチルベン系色素、ポリチオフェン系色素、または希土類錯体系蛍光体等が挙げられる。
【０１０６】
因みに、図３０に記載のような短波長の発光スペクトルを有する青色蛍光発光材料（青色蛍光発光ドーパント）は適宜、上記の蛍光ドーパントから選択することが出来る。
【０１０７】
（リン光ドーパント）
本発明に係るリン光ドーパントについて説明する。
【０１０８】
本発明に係るリン光ドーパントは、励起三重項からの発光が観測される化合物であり、具体的には、室温（２５℃）にてリン光発光する化合物であり、リン光量子収率が、２５℃において０．０１以上の化合物であると定義されるが、好ましいリン光量子収率は０．１以上である。
【０１０９】
上記リン光量子収率は、第４版実験化学講座７の分光IIの３９８頁（１９９２年版、丸善）に記載の方法により測定できる。溶液中でのリン光量子収率は種々の溶媒を用いて測定できるが、本発明に係るリン光ドーパントは、任意の溶媒のいずれかにおいて上記リン光量子収率（０．０１以上）が達成されればよい。
【０１１０】
リン光ドーパントの発光は原理としては２種挙げられ、一つはキャリアが輸送されるホスト化合物上でキャリアの再結合が起こってホスト化合物の励起状態が生成し、このエネルギーをリン光ドーパントに移動させることでリン光ドーパントからの発光を得るというエネルギー移動型、もう一つはリン光ドーパントがキャリアトラップとなり、リン光ドーパント上でキャリアの再結合が起こりリン光ドーパントからの発光が得られるというキャリアトラップ型であるが、いずれの場合においても、リン光ドーパントの励起状態のエネルギーはホスト化合物の励起状態のエネルギーよりも低いことが条件である。
【０１１１】
リン光ドーパントは、有機ＥＬ素子の発光層に使用される公知のものの中から適宜選択して用いることができるが、高輝度な照明装置を得る観点からは、発光材料の発光の少なくとも一つが、リン光発光性化合物であることが好ましい。
【０１１２】
また、次に短波長な発光がリン光発光であり、該リン光発光の発光極大波長が、４６０ｎｍ〜４８０ｎｍの範囲にあることが好ましい。
【０１１３】
更に、本発明に係るリン光発光性化合物としては、上記一般式（１）に記載の部分構造を有するオルトメタル化錯体が好ましい。
【０１１４】
《一般式（１）で表される部分構造を有するオルトメタル化錯体》
本発明に係る一般式（１）で表される部分構造を有するオルトメタル化錯体について説明する。
【０１１５】
本発明に係る一般式（１）で表される部分構造を有するオルトメタル化錯体は励起三重項からの発光が観測されるが、燐光量子収率が２５℃において０．００１以上であることが好ましく、更に好ましくは燐光量子収率が０．０１以上であり、特に好ましくは０．１以上である。
【０１１６】
燐光量子収率は、第４版実験化学講座７の分光IIの３９８頁（１９９２年版、丸善）に記載の方法により測定できる。溶液中での燐光量子収率は種々の溶媒を用いて測定できるが、任意の溶媒のいずれかにおいて上記燐光量子収率が達成されればよい。
【０１１７】
一般式（１）で表される部分構造を有するオルトメタル化錯体は、ＨＯＭＯが−５．１５〜−３．５０ｅＶ、ＬＵＭＯが−１．２５〜＋１．００ｅＶであることが好ましく、更に好ましくは、ＨＯＭＯが−４．８０〜−３．５０ｅＶ、ＬＵＭＯが−０．８０〜＋１．００ｅＶである。
【０１１８】
一般式（１）において、Ｒ１で表される置換基としては、例えば、アルキル基（例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基等）、シクロアルキル基（例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等）、アルケニル基（例えば、ビニル基、アリル基等）、アルキニル基（例えば、エチニル基、プロパルギル基等）、芳香族炭化水素環基（芳香族炭素環基、アリール基等ともいい、例えば、フェニル基、ｐ−クロロフェニル基、メシチル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、アントリル基、アズレニル基、アセナフテニル基、フルオレニル基、フェナントリル基、インデニル基、ピレニル基、ビフェニリル基等）、芳香族複素環基（例えば、ピリジル基、ピリミジニル基、フリル基、ピロリル基、イミダゾリル基、ベンゾイミダゾリル基、ピラゾリル基、ピラジニル基、トリアゾリル基（例えば、１，２，４−トリアゾール−１−イル基、１，２，３−トリアゾール−１−イル基等）、オキサゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、チアゾリル基、イソオキサゾリル基、イソチアゾリル基、フラザニル基、チエニル基、キノリル基、ベンゾフリル基、ジベンゾフリル基、ベンゾチエニル基、ジベンゾチエニル基、インドリル基、カルバゾリル基、カルボリニル基、ジアザカルバゾリル基（前記カルボリニル基のカルボリン環を構成する炭素原子の一つが窒素原子で置き換わったものを示す）、キノキサリニル基、ピリダジニル基、トリアジニル基、キナゾリニル基、フタラジニル基等）、複素環基（例えば、ピロリジル基、イミダゾリジル基、モルホリル基、オキサゾリジル基等）、アルコキシ基（例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、ドデシルオキシ基等）、シクロアルコキシ基（例えば、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基等）、アリールオキシ基（例えば、フェノキシ基、ナフチルオキシ基等）、アルキルチオ基（例えば、メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基、ペンチルチオ基、ヘキシルチオ基、オクチルチオ基、ドデシルチオ基等）、シクロアルキルチオ基（例えば、シクロペンチルチオ基、シクロヘキシルチオ基等）、アリールチオ基（例えば、フェニルチオ基、ナフチルチオ基等）、アルコキシカルボニル基（例えば、メチルオキシカルボニル基、エチルオキシカルボニル基、ブチルオキシカルボニル基、オクチルオキシカルボニル基、ドデシルオキシカルボニル基等）、アリールオキシカルボニル基（例えば、フェニルオキシカルボニル基、ナフチルオキシカルボニル基等）、スルファモイル基（例えば、アミノスルホニル基、メチルアミノスルホニル基、ジメチルアミノスルホニル基、ブチルアミノスルホニル基、ヘキシルアミノスルホニル基、シクロヘキシルアミノスルホニル基、オクチルアミノスルホニル基、ドデシルアミノスルホニル基、フェニルアミノスルホニル基、ナフチルアミノスルホニル基、２−ピリジルアミノスルホニル基等）、アシル基（例えば、アセチル基、エチルカルボニル基、プロピルカルボニル基、ペンチルカルボニル基、シクロヘキシルカルボニル基、オクチルカルボニル基、２−エチルヘキシルカルボニル基、ドデシルカルボニル基、フェニルカルボニル基、ナフチルカルボニル基、ピリジルカルボニル基等）、アシルオキシ基（例えば、アセチルオキシ基、エチルカルボニルオキシ基、ブチルカルボニルオキシ基、オクチルカルボニルオキシ基、ドデシルカルボニルオキシ基、フェニルカルボニルオキシ基等）、アミド基（例えば、メチルカルボニルアミノ基、エチルカルボニルアミノ基、ジメチルカルボニルアミノ基、プロピルカルボニルアミノ基、ペンチルカルボニルアミノ基、シクロヘキシルカルボニルアミノ基、２−エチルヘキシルカルボニルアミノ基、オクチルカルボニルアミノ基、ドデシルカルボニルアミノ基、フェニルカルボニルアミノ基、ナフチルカルボニルアミノ基等）、カルバモイル基（例えば、アミノカルボニル基、メチルアミノカルボニル基、ジメチルアミノカルボニル基、プロピルアミノカルボニル基、ペンチルアミノカルボニル基、シクロヘキシルアミノカルボニル基、オクチルアミノカルボニル基、２−エチルヘキシルアミノカルボニル基、ドデシルアミノカルボニル基、フェニルアミノカルボニル基、ナフチルアミノカルボニル基、２−ピリジルアミノカルボニル基等）、ウレイド基（例えば、メチルウレイド基、エチルウレイド基、ペンチルウレイド基、シクロヘキシルウレイド基、オクチルウレイド基、ドデシルウレイド基、フェニルウレイド基、ナフチルウレイド基、２−ピリジルアミノウレイド基等）、スルフィニル基（例えば、メチルスルフィニル基、エチルスルフィニル基、ブチルスルフィニル基、シクロヘキシルスルフィニル基、２−エチルヘキシルスルフィニル基、ドデシルスルフィニル基、フェニルスルフィニル基、ナフチルスルフィニル基、２−ピリジルスルフィニル基等）、アルキルスルホニル基（例えば、メチルスルホニル基、エチルスルホニル基、ブチルスルホニル基、シクロヘキシルスルホニル基、２−エチルヘキシルスルホニル基、ドデシルスルホニル基等）、アリールスルホニル基またはヘテロアリールスルホニル基（例えば、フェニルスルホニル基、ナフチルスルホニル基、２−ピリジルスルホニル基等）、アミノ基（例えば、アミノ基、エチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ブチルアミノ基、シクロペンチルアミノ基、２−エチルヘキシルアミノ基、ドデシルアミノ基、アニリノ基、ナフチルアミノ基、２−ピリジルアミノ基等）、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、メルカプト基、シリル基（例えば、トリメチルシリル基、トリイソプロピルシリル基、トリフェニルシリル基、フェニルジエチルシリル基等）等が挙げられる。これらの置換基のうち、好ましいものはアルキル基もしくはアリール基である。
【０１１９】
一般式（１）において、Ｚにより形成される５〜７員環としては、例えば、ベンゼン環、ナフタレン環、ピリジン環、ピリミジン環、ピロール環、チオフェン環、ピラゾール環、イミダゾール環、オキサゾール環及びチアゾール環等が挙げられる。これらのうちで好ましいものは、ベンゼン環である。
【０１２０】
また、Ｚにより形成される５〜７員環は、更に縮合環を有していても良い。
【０１２１】
一般式（１）において、Ｂ１〜Ｂ５により形成される含窒素複素環としては単環が好ましい。例えば、ピロール環、ピラゾール環、イミダゾール環、トリアゾール環、テトラゾール環、オキサゾール環、イソオキサゾール環、チアゾール環、イソチアゾール環、オキサジアゾール環及びチアジアゾー環ル等が挙げられる。これらのうちで好ましいものはピラゾール環、イミダゾール環であり、更に好ましくはイミダゾール環である。
【０１２２】
これらの環は上記の置換基によって更に置換されていてもよい。置換基として好ましいものはアルキル基及びアリール基であり、更に好ましくはアリール基である。
【０１２３】
一般式（１）において、Ｘ１−Ｌ１−Ｘ２で表される２座の配位子の具体例としては、例えば、置換または無置換のフェニルピリジン、フェニルピラゾール、フェニルイミダゾール、フェニルトリアゾール、フェニルテトラゾール、ピラザボール、ピコリン酸及びアセチルアセトン等が挙げられる。これらの基は上記の置換基によって更に置換されていてもよい。
【０１２４】
一般式（１）において、ｍ１は１、２または３の整数を表し、ｍ２は０、１または２の整数を表すが、ｍ１＋ｍ２は２または３である。中でも、ｍ２は０である場合が好ましい。
【０１２５】
一般式（１）において、Ｍ１は元素周期表の８〜１０族の遷移金属元素（単に遷移金属とも言う）を表すが、中でもイリジウム、白金が好ましく、更に好ましくはイリジウムである。
【０１２６】
なお一般式（１）で表される燐光性化合物は、重合性基または反応性基を有していてもいなくてもよい。
【０１２７】
以下、一般式（１）で表されるオルトメタル化錯体（化合物）の具体例を示すが、本発明はこれらに限定されない。
【０１２８】
【化２】
2010049818.tif 000003
【０１２９】
【化３】
2010049818.tif 000004
【０１３０】
【化４】
2010049818.tif 000005
【０１３１】
【化５】
2010049818.tif 000006
【０１３２】
【化６】
2010049818.tif 000007
【０１３３】
【化７】
2010049818.tif 000008
【０１３４】
【化８】
2010049818.tif 000009
【０１３５】
【化９】
2010049818.tif 000010
【０１３６】
【化１０】
2010049818.tif 000011
【０１３７】
【化１１】
2010049818.tif 000012
【０１３８】
【化１２】
2010049818.tif 000013
【０１３９】
【化１３】
2010049818.tif 000014
【０１４０】
【化１４】
2010049818.tif 000015
【０１４１】
【化１５】
2010049818.tif 000016
【０１４２】
【化１６】
2010049818.tif 000017
【０１４３】
【化１７】
2010049818.tif 000018
【０１４４】
【化１８】
2010049818.tif 000019
【０１４５】
本発明に係る一般式（１）で表されるリン光発光性化合物の合成は、例えば、Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｌｅｔｔｅｒ誌  ｖｏｌ３  Ｎｏ．１６、２５７９〜２５８１頁（２００１）、Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  第３０巻  第８号  １６８５〜１６８７頁（１９９１年）、Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．  １２３巻  ４３０４頁（２００１年）、Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  第４０巻  第７号  １７０４〜１７１１頁（２００１年）、Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  第４１巻  第１２号  ３０５５〜３０６６頁（２００２年）、Ｎｅｗ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  第２６巻  １１７１頁（２００２年）、Ｅｕｒｏｐｅａｎ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  第４巻  ６９５〜７０９頁（２００４年）、更にこれらの文献中に記載の参考文献等の方法を適用することにより合成できる。
【０１４６】
また、本発明に係るリン光ドーパントとしては、好ましくは元素の周期表で８〜１０族の金属を含有する錯体系化合物であり、さらに好ましくはイリジウム化合物、オスミウム化合物、または白金化合物（白金錯体系化合物）、希土類錯体であり、中でも最も好ましいのはイリジウム化合物を用いることができる。
【０１４７】
更に、上記一般式（１）で表されるリン光発光性化合物と従来公知のリン光ドーパントを併用することも可能である。
【０１４８】
併用できるリン光ドーパントとして用いられる化合物の具体例を以下に示すが、本発明はこれらに限定されない。
【０１４９】
【化１９】
2010049818.tif 000020
【０１５０】
【化２０】
2010049818.tif 000021
【０１５１】
【化２１】
2010049818.tif 000022
【０１５２】
【化２２】
2010049818.tif 000023
【０１５３】
【化２３】
2010049818.tif 000024
【０１５４】
（ホスト化合物（発光ホスト等ともいう））
本発明に用いられるホスト化合物について説明する。
【０１５５】
ここで、本発明においてホスト化合物とは、発光層に含有される化合物の内でその層中での質量比が２０％以上であり、且つ室温（２５℃）においてリン光発光のリン光量子収率が、０．１未満の化合物と定義される。好ましくはリン光量子収率が０．０１未満である。また、発光層に含有される化合物の中で、その層中での質量比が２０％以上であることが好ましい。
【０１５６】
ホスト化合物としては、公知のホスト化合物を単独で用いてもよく、または複数種併用して用いてもよい。ホスト化合物を複数種用いることで、電荷の移動を調整することが可能であり、有機ＥＬ素子を高効率化することができる。また、後述する発光ドーパントを複数種用いることで、異なる発光を混ぜることが可能となり、これにより任意の発光色を得ることができる。
【０１５７】
また、本発明に用いられる発光ホストとしては、従来公知の低分子化合物でも、繰り返し単位をもつ高分子化合物でもよく、ビニル基やエポキシ基のような重合性基を有する低分子化合物（蒸着重合性発光ホスト）でもよく、前記材料Ｃのような化合物を１種または複数種用いても良い。
【０１５８】
併用してもよい公知のホスト化合物としては、正孔輸送能、電子輸送能を有しつつ、且つ発光の長波長化を防ぎ、なお且つ高Ｔｇ（ガラス転移温度）である化合物が好ましい。
【０１５９】
公知のホスト化合物の具体例としては、以下の文献に記載されている化合物が挙げられる。
【０１６０】
特開２００１−２５７０７６号公報、同２００２−３０８８５５号公報、同２００１−３１３１７９号公報、同２００２−３１９４９１号公報、同２００１−３５７９７７号公報、同２００２−３３４７８６号公報、同２００２−８８６０号公報、同２００２−３３４７８７号公報、同２００２−１５８７１号公報、同２００２−３３４７８８号公報、同２００２−４３０５６号公報、同２００２−３３４７８９号公報、同２００２−７５６４５号公報、同２００２−３３８５７９号公報、同２００２−１０５４４５号公報、同２００２−３４３５６８号公報、同２００２−１４１１７３号公報、同２００２−３５２９５７号公報、同２００２−２０３６８３号公報、同２００２−３６３２２７号公報、同２００２−２３１４５３号公報、同２００３−３１６５号公報、同２００２−２３４８８８号公報、同２００３−２７０４８号公報、同２００２−２５５９３４号公報、同２００２−２６０８６１号公報、同２００２−２８０１８３号公報、同２００２−２９９０６０号公報、同２００２−３０２５１６号公報、同２００２−３０５０８３号公報、同２００２−３０５０８４号公報、同２００２−３０８８３７号公報等。
【０１６１】
次に、本発明の有機ＥＬ素子の構成層として用いられる、注入層、阻止層、電子輸送層等について説明する。
【０１６２】
《注入層：電子注入層、正孔注入層》
注入層は必要に応じて設け、電子注入層と正孔注入層があり、上記の如く陽極と発光層または正孔輸送層の間、及び陰極と発光層または電子輸送層との間に存在させてもよい。
【０１６３】
注入層とは、駆動電圧低下や発光輝度向上のために電極と有機層間に設けられる層のことで、「有機ＥＬ素子とその工業化最前線（１９９８年１１月３０日エヌ・ティー・エス社発行）」の第２編第２章「電極材料」（１２３〜１６６頁）に詳細に記載されており、正孔注入層（陽極バッファー層）と電子注入層（陰極バッファー層）とがある。
【０１６４】
陽極バッファー層（正孔注入層）は、特開平９−４５４７９号公報、同９−２６００６２号公報、同８−２８８０６９号公報等にもその詳細が記載されており、具体例として、銅フタロシアニンに代表されるフタロシアニンバッファー層、酸化バナジウムに代表される酸化物バッファー層、アモルファスカーボンバッファー層、ポリアニリン（エメラルディン）やポリチオフェン等の導電性高分子を用いた高分子バッファー層等が挙げられる。
【０１６５】
陰極バッファー層（電子注入層）は、特開平６−３２５８７１号公報、同９−１７５７４号公報、同１０−７４５８６号公報等にもその詳細が記載されており、具体的にはストロンチウムやアルミニウム等に代表される金属バッファー層、フッ化リチウムに代表されるアルカリ金属化合物バッファー層、フッ化マグネシウムに代表されるアルカリ土類金属化合物バッファー層、酸化アルミニウムに代表される酸化物バッファー層等が挙げられる。上記バッファー層（注入層）はごく薄い膜であることが望ましく、素材にもよるがその膜厚は０．１ｎｍ〜５μｍの範囲が好ましい。
【０１６６】
《阻止層：正孔阻止層、電子阻止層》
阻止層は、上記の如く有機化合物薄膜の基本構成層の他に必要に応じて設けられるものである。例えば、特開平１１−２０４２５８号公報、同１１−２０４３５９号公報、及び「有機ＥＬ素子とその工業化最前線（１９９８年１１月３０日エヌ・ティー・エス社発行）」の２３７頁等に記載されている正孔阻止（ホールブロック）層がある。
【０１６７】
正孔阻止層とは広い意味では電子輸送層の機能を有し、電子を輸送する機能を有しつつ正孔を輸送する能力が著しく小さい正孔阻止材料からなり、電子を輸送しつつ正孔を阻止することで電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。また、後述する電子輸送層の構成を必要に応じて、本発明に係わる正孔阻止層として用いることができる。
【０１６８】
本発明の有機ＥＬ素子の正孔阻止層は、発光層に隣接して設けられていることが好ましい。
【０１６９】
正孔阻止層には、前述のホスト化合物として挙げたアザカルバゾール誘導体を含有することが好ましい。
【０１７０】
また、本発明においては、複数の発光色の異なる複数の発光層を有する場合、その発光極大波長が最も短波にある発光層が、全発光層中、最も陽極に近いことが好ましいが、このような場合、該最短波層と該層の次に陽極に近い発光層との間に正孔阻止層を追加して設けることが好ましい。更には、該位置に設けられる正孔阻止層に含有される化合物の５０質量％以上が、前記最短波発光層のホスト化合物に対しそのイオン化ポテンシャルが０．３ｅＶ以上大きいことが好ましい。
【０１７１】
イオン化ポテンシャルは化合物のＨＯＭＯ（最高被占分子軌道）レベルにある電子を真空準位に放出するのに必要なエネルギーで定義され、例えば下記に示すような方法により求めることができる。
【０１７２】
（１）米国Ｇａｕｓｓｉａｎ社製の分子軌道計算用ソフトウェアであるＧａｕｓｓｉａｎ９８（Ｇａｕｓｓｉａｎ９８、Ｒｅｖｉｓｉｏｎ  Ａ．１１．４，Ｍ．Ｊ．Ｆｒｉｓｃｈ，ｅｔ  ａｌ，Ｇａｕｓｓｉａｎ，Ｉｎｃ．，Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇｈ  ＰＡ，２００２．）を用い、キーワードとしてＢ３ＬＹＰ／６−３１Ｇ＊を用いて構造最適化を行うことにより算出した値（ｅＶ単位換算値）の小数点第２位を四捨五入した値としてイオン化ポテンシャルを求めることができる。この計算値が有効な背景には、この手法で求めた計算値と実験値の相関が高いためである。
【０１７３】
（２）イオン化ポテンシャルは光電子分光法で直接測定する方法により求めることもできる。例えば、理研計器社製の低エネルギー電子分光装置「Ｍｏｄｅｌ  ＡＣ−１」を用いて、あるいは紫外光電子分光として知られている方法を好適に用いることができる。
【０１７４】
一方、電子阻止層とは広い意味では正孔輸送層の機能を有し、正孔を輸送する機能を有しつつ電子を輸送する能力が著しく小さい材料からなり、正孔を輸送しつつ電子を阻止することで電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。また、後述する正孔輸送層の構成を必要に応じて電子阻止層として用いることができる。本発明に係る正孔阻止層、電子輸送層の膜厚としては、好ましくは３ｎｍ〜１００ｎｍであり、更に好ましくは５ｎｍ〜３０ｎｍである。
【０１７５】
《正孔輸送層》
正孔輸送層とは正孔を輸送する機能を有する正孔輸送材料からなり、広い意味で正孔注入層、電子阻止層も正孔輸送層に含まれる。正孔輸送層は単層または複数層設けることができる。
【０１７６】
正孔輸送材料としては、正孔の注入または輸送、電子の障壁性のいずれかを有するものであり、有機物、無機物のいずれであってもよい。例えば、トリアゾール誘導体、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、ピラゾリン誘導体及びピラゾロン誘導体、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、オキサゾール誘導体、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、アニリン系共重合体、また導電性高分子オリゴマー、特にチオフェンオリゴマー等が挙げられる。
【０１７７】
正孔輸送材料としては上記のものを使用することができるが、ポルフィリン化合物、芳香族第３級アミン化合物及びスチリルアミン化合物、特に芳香族第３級アミン化合物を用いることが好ましい。
【０１７８】
芳香族第３級アミン化合物及びスチリルアミン化合物の代表例としては、Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラフェニル−４，４′−ジアミノフェニル；Ｎ，Ｎ′−ジフェニル−Ｎ，Ｎ′−ビス（３−メチルフェニル）−〔１，１′−ビフェニル〕−４，４′−ジアミン（ＴＰＤ）；２，２−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）プロパン；１，１−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）シクロヘキサン；Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラ−ｐ−トリル−４，４′−ジアミノビフェニル；１，１−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）−４−フェニルシクロヘキサン；ビス（４−ジメチルアミノ−２−メチルフェニル）フェニルメタン；ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）フェニルメタン；Ｎ，Ｎ′−ジフェニル−Ｎ，Ｎ′−ジ（４−メトキシフェニル）−４，４′−ジアミノビフェニル；Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラフェニル−４，４′−ジアミノジフェニルエーテル；４，４′−ビス（ジフェニルアミノ）クオードリフェニル；Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリ（ｐ−トリル）アミン；４−（ジ−ｐ−トリルアミノ）−４′−〔４−（ジ−ｐ−トリルアミノ）スチリル〕スチルベン；４−Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ−（２−ジフェニルビニル）ベンゼン；３−メトキシ−４′−Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノスチルベンゼン；Ｎ−フェニルカルバゾール、更には米国特許第５，０６１，５６９号明細書に記載されている２個の縮合芳香族環を分子内に有するもの、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（ＮＰＤ）、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（ＭＴＤＡＴＡ）等が挙げられる。
【０１７９】
更にこれらの材料を高分子鎖に導入した、またはこれらの材料を高分子の主鎖とした高分子材料を用いることもできる。また、ｐ型−Ｓｉ、ｐ型−ＳｉＣ等の無機化合物も正孔注入材料、正孔輸送材料として使用することができる。
【０１８０】
また、特開平１１−２５１０６７号公報、Ｊ．Ｈｕａｎｇ  ｅｔ．ａｌ．著文献（Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  Ｌｅｔｔｅｒｓ  ８０（２００２），ｐ．１３９）に記載されているような、所謂ｐ型正孔輸送材料を用いることもできる。本発明においては、より高効率の発光素子が得られることからこれらの材料を用いることが好ましい。
【０１８１】
正孔輸送層は上記正孔輸送材料を、例えば、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法を含む印刷法、ＬＢ法等の公知の方法により、薄膜化することにより形成することができる。
【０１８２】
正孔輸送層の膜厚については特に制限はないが、通常は５ｎｍ〜５μｍ程度、好ましくは５ｎｍ〜２００ｎｍである。この正孔輸送層は上記材料の１種または２種以上からなる一層構造であってもよい。
【０１８３】
また、不純物をドープしたｐ性の高い正孔輸送層を用いることもできる。その例としては、特開平４−２９７０７６号公報、特開２０００−１９６１４０号公報、同２００１−１０２１７５号公報の各公報、Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，９５，５７７３（２００４）等に記載されたものが挙げられる。
【０１８４】
本発明においては、このようなｐ性の高い正孔輸送層を用いることが、より低消費電力の素子を作製することができるため好ましい。
【０１８５】
《電子輸送層》
電子輸送層とは電子を輸送する機能を有する材料からなり、広い意味で電子注入層、正孔阻止層も電子輸送層に含まれる。電子輸送層は単層または複数層設けることができる。
【０１８６】
従来、単層の電子輸送層、及び複数層とする場合は発光層に対して陰極側に隣接する電子輸送層に用いられる電子輸送材料（正孔阻止材料を兼ねる）としては、陰極より注入された電子を発光層に伝達する機能を有していればよく、その材料としては従来公知の化合物の中から任意のものを選択して用いることができ、例えば、ニトロ置換フルオレン誘導体、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、フレオレニリデンメタン誘導体、アントラキノジメタン及びアントロン誘導体、オキサジアゾール誘導体等が挙げられる。
【０１８７】
更に上記オキサジアゾール誘導体において、オキサジアゾール環の酸素原子を硫黄原子に置換したチアジアゾール誘導体、電子吸引基として知られているキノキサリン環を有するキノキサリン誘導体も、電子輸送材料として用いることができる。
【０１８８】
更にこれらの材料を高分子鎖に導入した、またはこれらの材料を高分子の主鎖とした高分子材料を用いることもできる。
【０１８９】
また８−キノリノール誘導体の金属錯体、例えば、トリス（８−キノリノール）アルミニウム（Ａｌｑ）、トリス（５，７−ジクロロ−８−キノリノール）アルミニウム、トリス（５，７−ジブロモ−８−キノリノール）アルミニウム、トリス（２−メチル−８−キノリノール）アルミニウム、トリス（５−メチル−８−キノリノール）アルミニウム、ビス（８−キノリノール）亜鉛（Ｚｎｑ）等、及びこれらの金属錯体の中心金属がＩｎ、Ｍｇ、Ｃｕ、Ｃａ、Ｓｎ、ＧａまたはＰｂに置き替わった金属錯体も、電子輸送材料として用いることができる。
【０１９０】
その他、メタルフリーまたはメタルフタロシアニン、またはそれらの末端がアルキル基やスルホン酸基等で置換されているものも、電子輸送材料として好ましく用いることができる。
【０１９１】
また、発光層の材料として例示したジスチリルピラジン誘導体も、電子輸送材料として用いることができるし、正孔注入層、正孔輸送層と同様にｎ型−Ｓｉ、ｎ型−ＳｉＣ等の無機半導体も電子輸送材料として用いることができる。
【０１９２】
電子輸送層は上記電子輸送材料を、例えば、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法を含む印刷法、ＬＢ法等の公知の方法により、薄膜化することにより形成することができる。
【０１９３】
電子輸送層の膜厚については特に制限はないが、通常は５ｎｍ〜５μｍ程度、好ましくは５ｎｍ〜２００ｎｍである。電子輸送層は上記材料の１種または２種以上からなる一層構造であってもよい。
【０１９４】
また、不純物をドープしたｎ性の高い電子輸送層を用いることもできる。その例としては、特開平４−２９７０７６号公報、同１０−２７０１７２号公報、特開２０００−１９６１４０号公報、同２００１−１０２１７５号公報、Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，９５，５７７３（２００４）等に記載されたものが挙げられる。
【０１９５】
本発明においては、このようなｎ性の高い電子輸送層を用いることがより低消費電力の素子を作製することができるため好ましい。
【０１９６】
《陽極》
本発明に係る有機ＥＬ素子における陽極としては、仕事関数の大きい（４ｅＶ以上）金属、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが好ましく用いられる。このような電極物質の具体例としては、Ａｕ等の金属、ＣｕＩ、インジウムチンオキシド（ＩＴＯ）、ＳｎＯ２、ＺｎＯ等の導電性透明材料が挙げられる。
【０１９７】
また、ＩＤＩＸＯ（Ｉｎ２Ｏ３−ＺｎＯ）等非晶質で透明導電膜を作製可能な材料を用いてもよい。陽極はこれらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により薄膜を形成させ、フォトリソグラフィー法で所望の形状のパターンを形成してもよく、あるいはパターン精度をあまり必要としない場合は（１００μｍ以上程度）、上記電極物質の蒸着やスパッタリング時に所望の形状のマスクを介してパターンを形成してもよい。
【０１９８】
あるいは、有機導電性化合物のように塗布可能な物質を用いる場合には、印刷方式、コーティング方式等湿式成膜法を用いることもできる。
【０１９９】
この陽極より発光を取り出す場合には、透過率を１０％より大きくすることが望ましく、また陽極としてのシート抵抗は数百Ω／□以下が好ましい。更に膜厚は材料にもよるが、通常１０ｎｍ〜１０００ｎｍ、好ましくは１０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲で選ばれる。
【０２００】
《陰極》
一方、陰極としては仕事関数の小さい（４ｅＶ以下）金属（電子注入性金属と称する）、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが用いられる。
【０２０１】
このような電極物質の具体例としては、ナトリウム、ナトリウム−カリウム合金、マグネシウム、リチウム、マグネシウム／銅混合物、マグネシウム／銀混合物、マグネシウム／アルミニウム混合物、マグネシウム／インジウム混合物、アルミニウム／酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）混合物、インジウム、リチウム／アルミニウム混合物、希土類金属等が挙げられる。
【０２０２】
これらの中で、電子注入性及び酸化等に対する耐久性の点から、電子注入性金属とこれより仕事関数の値が大きく安定な金属である第二金属との混合物、例えば、マグネシウム／銀混合物、マグネシウム／アルミニウム混合物、マグネシウム／インジウム混合物、アルミニウム／酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）混合物、リチウム／アルミニウム混合物、アルミニウム等が好適である。
【０２０３】
陰極はこれらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により薄膜を形成させることにより、作製することができる。
【０２０４】
また、陰極としてのシート抵抗は数百Ω／□以下が好ましく、膜厚は通常１０ｎｍ〜５μｍ、好ましくは５０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲で選ばれる。尚、発光した光を透過させるため、有機ＥＬ素子の陽極または陰極のいずれか一方が透明または半透明であれば発光輝度が向上し好都合である。
【０２０５】
また、陰極に上記金属を１ｎｍ〜２０ｎｍの膜厚で作製した後に、陽極の説明で挙げた導電性透明材料をその上に作製することで、透明または半透明の陰極を作製することができ、これを応用することで陽極と陰極の両方が透過性を有する素子を作製することができる。
【０２０６】
《支持基板》
本発明に係る有機ＥＬ素子に用いることのできる支持基板（以下、基体、基板、基材、支持体等とも言う）としては、ガラス、プラスチック等の種類には特に限定はなく、また透明であっても不透明であってもよい。支持基板側から光を取り出す場合には、支持基板は透明であることが好ましい。好ましく用いられる透明な支持基板としては、ガラス、石英、透明樹脂フィルムを挙げることができる。特に好ましい支持基板は、有機ＥＬ素子にフレキシブル性を与えることが可能な樹脂フィルムである。
【０２０７】
樹脂フィルムとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等のポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、セロファン、セルロースジアセテート、セルローストリアセテート、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートプロピオネート（ＣＡＰ）、セルロースアセテートフタレート（ＴＡＣ）、セルロースナイトレート等のセルロースエステル類またはそれらの誘導体、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、ポリエチレンビニルアルコール、シンジオタクティックポリスチレン、ポリカーボネート、ノルボルネン樹脂、ポリメチルペンテン、ポリエーテルケトン、ポリイミド、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリフェニレンスルフィド、ポリスルホン類、ポリエーテルイミド、ポリエーテルケトンイミド、ポリアミド、フッ素樹脂、ナイロン、ポリメチルメタクリレート、アクリルあるいはポリアリレート類、アートン（商品名ＪＳＲ社製）あるいはアペル（商品名三井化学社製）といったシクロオレフィン系樹脂等を挙げられる。
【０２０８】
樹脂フィルムの表面には、無機物、有機物の被膜またはその両者のハイブリッド被膜が形成されていてもよく、ＪＩＳ  Ｋ  ７１２９−１９９２に準拠した方法で測定された、水蒸気透過度（２５±０．５℃、相対湿度（９０±２）％ＲＨ）が０．０１ｇ／（ｍ２・２４ｈ）以下のバリア性フィルムであることが好ましく、更には、ＪＩＳ  Ｋ  ７１２６−１９８７に準拠した方法で測定された酸素透過度が、１０−３ｍｌ／（ｍ２・２４ｈ・ＭＰａ）以下、水蒸気透過度が、１０−５ｇ／（ｍ２・２４ｈ）以下の高バリア性フィルムであることが好ましい。
【０２０９】
バリア膜を形成する材料としては、水分や酸素等素子の劣化をもたらすものの浸入を抑制する機能を有する材料であればよく、例えば、酸化珪素、二酸化珪素、窒化珪素等を用いることができる。更に該膜の脆弱性を改良するために、これら無機層と有機材料からなる層の積層構造を持たせることがより好ましい。無機層と有機層の積層順については特に制限はないが、両者を交互に複数回積層させることが好ましい。
【０２１０】
バリア膜の形成方法については特に限定はなく、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、分子線エピタキシー法、クラスタ−イオンビーム法、イオンプレーティング法、プラズマ重合法、大気圧プラズマ重合法、プラズマＣＶＤ法、レーザーＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、コーティング法等を用いることができるが、特開２００４−６８１４３号公報に記載されているような大気圧プラズマ重合法によるものが特に好ましい。
【０２１１】
不透明な支持基板としては、例えば、アルミ、ステンレス等の金属板、フィルムや不透明樹脂基板、セラミック製の基板等が挙げられる。
【０２１２】
本発明の有機ＥＬ素子の発光の室温における外部取り出し効率は、１％以上であることが好ましく、より好ましくは５％以上である。
【０２１３】
尚、外部取り出し量子効率（％）は、以下で定義される。
【０２１４】
外部取り出し量子効率（％）＝有機ＥＬ素子外部に発光した光子数／有機ＥＬ素子に流した電子数×１００
また、カラーフィルター等の色相改良フィルター等を併用しても、有機ＥＬ素子からの発光色を蛍光体を用いて多色へ変換する色変換フィルターを併用してもよい。色変換フィルターを用いる場合においては、有機ＥＬ素子の発光のλｍａｘは４８０ｎｍ以下が好ましい。
【０２１５】
《封止》
本発明に用いられる封止手段としては、例えば、封止部材と電極、支持基板とを接着剤で接着する方法を挙げることができる。
【０２１６】
封止部材としては、有機ＥＬ素子の表示領域を覆うように配置されておればよく、凹板状でも平板状でもよい。また透明性、電気絶縁性は特に問わない。
【０２１７】
具体的には、ガラス板、ポリマー板・フィルム、金属板・フィルム等が挙げられる。ガラス板としては、特にソーダ石灰ガラス、バリウム・ストロンチウム含有ガラス、鉛ガラス、アルミノケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス、バリウムホウケイ酸ガラス、石英等を挙げることができる。
【０２１８】
また、ポリマー板としては、ポリカーボネート、アクリル、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルサルファイド、ポリサルフォン等を挙げることができる。
【０２１９】
金属板としては、ステンレス、鉄、銅、アルミニウム、マグネシウム、ニッケル、亜鉛、クロム、チタン、モリブテン、シリコン、ゲルマニウム及びタンタルからなる群から選ばれる一種以上の金属または合金からなるものが挙げられる。
【０２２０】
本発明においては、素子を薄膜化できるということからポリマーフィルム、金属フィルムを好ましく使用することができる。
【０２２１】
更には、ポリマーフィルムは、ＪＩＳ  Ｋ  ７１２６−１９８７に準拠した方法で測定された酸素透過度が１×１０−３ｍｌ／（ｍ２・２４ｈ・ＭＰａ）以下、ＪＩＳ  Ｋ  ７１２９−１９９２に準拠した方法で測定された、水蒸気透過度（２５±０．５℃、相対湿度（９０±２）％ＲＨ）が、１×１０−３ｇ／（ｍ２・２４ｈ）以下のものであることが好ましい。
【０２２２】
封止部材を凹状に加工するのは、サンドブラスト加工、化学エッチング加工等が使われる。
【０２２３】
接着剤として具体的には、アクリル酸系オリゴマー、メタクリル酸系オリゴマーの反応性ビニル基を有する光硬化及び熱硬化型接着剤、２−シアノアクリル酸エステル等の湿気硬化型等の接着剤を挙げることができる。また、エポキシ系等の熱及び化学硬化型（二液混合）を挙げることができる。
【０２２４】
また、ホットメルト型のポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィンを挙げることができる。また、カチオン硬化タイプの紫外線硬化型エポキシ樹脂接着剤を挙げることができる。
【０２２５】
なお、有機ＥＬ素子が熱処理により劣化する場合があるので、室温から８０℃までに接着硬化できるものが好ましい。
【０２２６】
また、前記接着剤中に乾燥剤を分散させておいてもよい。封止部分への接着剤の塗布は市販のディスペンサーを使ってもよいし、スクリーン印刷のように印刷してもよい。
【０２２７】
また、有機層を挟み支持基板と対向する側の電極の外側に該電極と有機層を被覆し、支持基板と接する形で無機物、有機物の層を形成し封止膜とすることも好適にできる。
【０２２８】
この場合、該膜を形成する材料としては、水分や酸素等素子の劣化をもたらすものの浸入を抑制する機能を有する材料であればよく、例えば、酸化珪素、二酸化珪素、窒化珪素等を用いることができる。更に該膜の脆弱性を改良するために、これら無機層と有機材料からなる層の積層構造を持たせることが好ましい。
【０２２９】
これらの膜の形成方法については、特に限定はなく、例えば真空蒸着法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、分子線エピタキシー法、クラスタ−イオンビーム法、イオンプレーティング法、プラズマ重合法、大気圧プラズマ重合法、プラズマＣＶＤ法、レーザーＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、コーティング法等を用いることができる。
【０２３０】
封止部材と有機ＥＬ素子の表示領域との間隙には、気相及び液相では、窒素、アルゴン等の不活性気体やフッ化炭化水素、シリコンオイルのような不活性液体を注入することが好ましい。また真空とすることも可能である。また、内部に吸湿性化合物を封入することもできる。
【０２３１】
吸湿性化合物としては、例えば、金属酸化物（例えば、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化カルシウム、酸化バリウム、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム等）、硫酸塩（例えば、硫酸ナトリウム、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム、硫酸コバルト等）、金属ハロゲン化物（例えば、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、フッ化セシウム、フッ化タンタル、臭化セリウム、臭化マグネシウム、沃化バリウム、沃化マグネシウム等）、過塩素酸類（例えば、過塩素酸バリウム、過塩素酸マグネシウム等）等が挙げられ、硫酸塩、金属ハロゲン化物及び過塩素酸類においては無水塩が好適に用いられる。
【０２３２】
《保護膜、保護板》
有機層を挟み支持基板と対向する側の前記封止膜、あるいは前記封止用フィルムの外側に、素子の機械的強度を高めるために保護膜、あるいは保護板を設けてもよい。特に封止が前記封止膜により行われている場合には、その機械的強度は必ずしも高くないため、このような保護膜、保護板を設けることが好ましい。これに使用することができる材料としては、前記封止に用いたのと同様なガラス板、ポリマー板・フィルム、金属板・フィルム等を用いることができるが、軽量且つ薄膜化ということからポリマーフィルムを用いることが好ましい。
【０２３３】
《光取り出し》
有機ＥＬ素子は空気よりも屈折率の高い（屈折率が１．７〜２．１程度）層の内部で発光し、発光層で発生した光のうち１５％から２０％程度の光しか取り出せないことが一般的に言われている。これは、臨界角以上の角度θで界面（透明基板と空気との界面）に入射する光は、全反射を起こし素子外部に取り出すことができないことや、透明電極ないし発光層と透明基板との間で光が全反射を起こし、光が透明電極ないし発光層を導波し、結果として光が素子側面方向に逃げるためである。
【０２３４】
この光の取り出しの効率を向上させる手法としては、例えば、透明基板表面に凹凸を形成し、透明基板と空気界面での全反射を防ぐ方法（米国特許第４，７７４，４３５号明細書）、基板に集光性を持たせることにより効率を向上させる方法（特開昭６３−３１４７９５号公報）、素子の側面等に反射面を形成する方法（特開平１−２２０３９４号公報）、基板と発光体の間に中間の屈折率を持つ平坦層を導入し、反射防止膜を形成する方法（特開昭６２−１７２６９１号公報）、基板と発光体の間に基板よりも低屈折率を持つ平坦層を導入する方法（特開２００１−２０２８２７号公報）、基板、透明電極層や発光層のいずれかの層間（含む、基板と外界間）に回折格子を形成する方法（特開平１１−２８３７５１号公報）等がある。
【０２３５】
本発明においては、これらの方法を本発明の有機ＥＬ素子と組み合わせて用いることができるが、基板と発光体の間に基板よりも低屈折率を持つ平坦層を導入する方法、あるいは基板、透明電極層や発光層のいずれかの層間（含む、基板と外界間）に回折格子を形成する方法を好適に用いることができる。
【０２３６】
本発明はこれらの手段を組み合わせることにより、更に高輝度あるいは耐久性に優れた素子を得ることができる。
【０２３７】
透明電極と透明基板の間に低屈折率の媒質を光の波長よりも長い厚みで形成すると、透明電極から出てきた光は、媒質の屈折率が低いほど外部への取り出し効率が高くなる。
【０２３８】
低屈折率層としては、例えば、エアロゲル、多孔質シリカ、フッ化マグネシウム、フッ素系ポリマー等が挙げられる。透明基板の屈折率は一般に１．５〜１．７程度であるので、低屈折率層は屈折率がおよそ１．５以下であることが好ましい。また、更に１．３５以下であることが好ましい。
【０２３９】
また、低屈折率媒質の厚みは媒質中の波長の２倍以上となるのが望ましい。これは低屈折率媒質の厚みが、光の波長程度になってエバネッセントで染み出した電磁波が基板内に入り込む膜厚になると、低屈折率層の効果が薄れるからである。
【０２４０】
全反射を起こす界面またはいずれかの媒質中に回折格子を導入する方法は、光取り出し効率の向上効果が高いという特徴がある。この方法は回折格子が１次の回折や２次の回折といった所謂ブラッグ回折により、光の向きを屈折とは異なる特定の向きに変えることができる性質を利用して、発光層から発生した光のうち層間での全反射等により外に出ることができない光を、いずれかの層間または、媒質中（透明基板内や透明電極内）に回折格子を導入することで光を回折させ、光を外に取り出そうとするものである。
【０２４１】
導入する回折格子は、二次元的な周期屈折率を持っていることが望ましい。これは発光層で発光する光はあらゆる方向にランダムに発生するので、ある方向にのみ周期的な屈折率分布を持っている一般的な１次元回折格子では、特定の方向に進む光しか回折されず、光の取り出し効率がさほど上がらない。しかしながら、屈折率分布を二次元的な分布にすることにより、あらゆる方向に進む光が回折され、光の取り出し効率が上がる。
【０２４２】
回折格子を導入する位置としては前述の通り、いずれかの層間または媒質中（透明基板内や透明電極内）でもよいが、光が発生する場所である有機発光層の近傍が望ましい。
【０２４３】
このとき、回折格子の周期は媒質中の光の波長の約１／２〜３倍程度が好ましい。
【０２４４】
回折格子の配列は正方形のラチス状、三角形のラチス状、ハニカムラチス状等、２次元的に配列が繰り返されることが好ましい。
【０２４５】
《集光シート》
本発明の有機ＥＬ素子は基板の光取り出し側に、例えば、マイクロレンズアレイ状の構造を設けるように加工したり、あるいは所謂集光シートと組み合わせることにより、特定方向、例えば、素子発光面に対し正面方向に集光することにより、特定方向上の輝度を高めることができる。
【０２４６】
マイクロレンズアレイの例としては、基板の光取り出し側に一辺が３０μｍでその頂角が９０度となるような四角錐を２次元に配列する。一辺は１０μｍ〜１００μｍが好ましい。これより小さくなると回折の効果が発生して色付く、大きすぎると厚みが厚くなり好ましくない。
【０２４７】
集光シートとしては、例えば、液晶表示装置のＬＥＤバックライトで実用化されているものを用いることが可能である。このようなシートとして、例えば、住友スリーエム社製輝度上昇フィルム（ＢＥＦ）等を用いることができる。プリズムシートの形状としては、例えば、基材に頂角９０度、ピッチ５０μｍの△状のストライプが形成されたものであってもよいし、頂角が丸みを帯びた形状、ピッチをランダムに変化させた形状、その他の形状であってもよい。
【０２４８】
また、発光素子からの光放射角を制御するために、光拡散板・フィルムを集光シートと併用してもよい。例えば、（株）きもと製拡散フィルム（ライトアップ）等を用いることができる。
【０２４９】
《本発明の照明装置が有する有機ＥＬ素子の作製方法》
本発明の照明装置が有する有機ＥＬ素子の作製方法の一例として、陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極からなる有機ＥＬ素子の作製法を説明する。
【０２５０】
まず適当な基体上に所望の電極物質、例えば、陽極用物質からなる薄膜を１μｍ以下、好ましくは１０ｎｍ〜２００ｎｍの膜厚になるように、蒸着やスパッタリング等の方法により形成させ陽極を作製する。
【０２５１】
次に、この上に有機ＥＬ素子材料である正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層、正孔阻止層の有機化合物薄膜を形成させる。
【０２５２】
これら各層の形成方法としては、前記の如く蒸着法、ウェットプロセス（スピンコート法、キャスト法、インクジェット法、印刷法）等があるが、均質な膜が得られやすく、且つピンホールが生成しにくい等の点から、本発明においてはスピンコート法、インクジェット法、印刷法等の塗布法による成膜が好ましい。
【０２５３】
本発明に係る有機ＥＬ材料を溶解または分散する液媒体としては、例えば、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、酢酸エチル等の脂肪酸エステル類、ジクロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素類、トルエン、キシレン、メシチレン、シクロヘキシルベンゼン等の芳香族炭化水素類、シクロヘキサン、デカリン、ドデカン等の脂肪族炭化水素類、ＤＭＦ、ＤＭＳＯ等の有機溶媒を用いることができる。また分散方法としては、超音波、高剪断力分散やメディア分散等の分散方法により分散することができる。
【０２５４】
これらの層を形成後、その上に陰極用物質からなる薄膜を１μｍ以下、好ましくは、５０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲の膜厚になるように、例えば、蒸着やスパッタリング等の方法により形成させ、陰極を設けることにより所望の有機ＥＬ素子が得られる。
【０２５５】
また作製順序を逆にして、陰極、電子注入層、電子輸送層、発光層、正孔輸送層、正孔注入層、陽極の順に作製することも可能である。このようにして得られた多色の表示装置に、直流電圧を印加する場合には陽極を＋、陰極を−の極性として電圧２〜４０Ｖ程度を印加すると発光が観測できる。また交流電圧を印加してもよい。なお、印加する交流の波形は任意でよい。
【図面の簡単な説明】
【０２５６】
【図１】本発明の照明装置に用いる有機ＥＬ素子の一例を示す模式図である。
【図２】本発明の照明装置に用いる有機ＥＬ素子の一例を示す模式図である。
【図３】本発明の照明装置に用いる有機ＥＬ素子の一例を示す模式図である。
【図４】本発明の照明装置に用いる有機ＥＬ素子の一例を示す模式図である。
【図５】本発明の照明装置に用いる有機ＥＬ素子の一例を示す模式図である。
【図６】本発明の照明装置に用いる有機ＥＬ素子の一例を示す模式図である。
【図７】本発明の照明装置に用いる有機ＥＬ素子の一例を示す模式図である。
【図８】本発明の照明装置に用いる有機ＥＬ素子の一例を示す模式図である。
【図９】本発明の照明装置に用いる有機ＥＬ素子の一例を示す模式図である。
【図１０】本発明の照明装置に用いる有機ＥＬ素子の一例を示す模式図である。
【図１１】本発明の照明装置に用いる有機ＥＬ素子の一例を示す模式図である。
【図１２】本発明の照明装置に用いる有機ＥＬ素子の一例を示す模式図である。
【図１３】本発明の照明装置に用いる有機ＥＬ素子の一例を示す模式図である。
【図１４】本発明の照明装置に用いる有機ＥＬ素子の一例を示す模式図である。
【図１５】本発明の照明装置に用いる有機ＥＬ素子の一例を示す模式図である。
【図１６】本発明の照明装置に用いる有機ＥＬ素子の一例を示す模式図である。
【図１７】本発明の照明装置に用いる有機ＥＬ素子の一例を示す模式図である。
【図１８】本発明の照明装置に用いる有機ＥＬ素子の一例を示す模式図である。
【図１９】本発明の照明装置に用いる有機ＥＬ素子の一例を示す模式図である。
【図２０】本発明の照明装置に用いる有機ＥＬ素子の一例を示す模式図である。
【図２１】本発明の照明装置に用いる有機ＥＬ素子の一例を示す模式図である。
【図２２】本発明の照明装置に用いる有機ＥＬ素子の一例を示す模式図である。
【図２３】本発明の照明装置の概略図である。
【図２４】本発明の照明装置の概略図である。
【図２５】白色型有機ＥＬ素子の発光スペクトルの一例を示す。
【図２６】白色型有機ＥＬ素子の発光スペクトルの一例を示す。
【図２７】青色リン光発光ドーパントの発光スペクトルの一例を示す。
【図２８】緑色リン光発光ドーパントの発光スペクトルの一例を示す。
【図２９】赤色リン光発光ドーパントの発光スペクトルの一例を示す。
【図３０】青色蛍光発光ドーパントの発光スペクトルの一例を示す。
【符号の説明】
【０２５７】
１０１  有機ＥＬ素子
１０２  ガラスカバー
１０５  陰極
１０６  有機ＥＬ層
１０７  透明電極付きガラス基板
１０８  窒素ガス
１０９  捕水剤
【図１】
2010049818.tif 000026
【図２】
2010049818.tif 000027
【図３】
2010049818.tif 000028
【図４】
2010049818.tif 000029
【図５】
2010049818.tif 000030
【図６】
2010049818.tif 000031
【図７】
2010049818.tif 000032
【図８】
2010049818.tif 000033
【図９】
2010049818.tif 000034
【図１０】
2010049818.tif 000035
【図１１】
2010049818.tif 000036
【図１２】
2010049818.tif 000037
【図１３】
2010049818.tif 000038
【図１４】
2010049818.tif 000039
【図１５】
2010049818.tif 000040
【図１６】
2010049818.tif 000041
【図１７】
2010049818.tif 000042
【図１８】
2010049818.tif 000043
【図１９】
2010049818.tif 000044
【図２０】
2010049818.tif 000045
【図２１】
2010049818.tif 000046
【図２２】
2010049818.tif 000047
【図２３】
2010049818.tif 000048
【図２４】
2010049818.tif 000049
【図２５】
2010049818.tif 000050
【図２６】
2010049818.tif 000051
【図２７】
2010049818.tif 000052
【図２８】
2010049818.tif 000053
【図２９】
2010049818.tif 000054
【図３０】
2010049818.tif 000055