(57)【要約】【課題】有機ＥＬ素子の発光効率を正確に測定することが可能な評価方法を提供すること。【解決手段】有機ＥＬ素子は、発光層を含む複数の有機機能層からなる積層体を陽極と陰極とで挟持した構成となっている。本願の評価方法によれば、透明基板上に積層体を形成した状態で、分光学的手法を用いて蛍光スペクトルを測定し、発光量子収率を求める。この方法によれば、有機ＥＬ素子の発光効率の指標となる発光量子収率を積層体の状態で測定するため、正確な測定および評価を行うことができる。よって、有機ＥＬ素子の発光効率を正確に測定することが可能な評価方法を提供することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）透明基板上に、少なくとも発光層を含む複数の有機機能層を形成する工程と、
（ｂ）前記複数の有機機能層からなる積層体に、所定の波長の光を照射する工程と、
（ｃ）前記照射された光に応じて前記積層体が放出する蛍光の蛍光スペクトルを測定して、前記積層体の発光量子収率を導出する工程と、を含むことを特徴とする有機ＥＬ素子の評価方法。
【請求項２】
前記透明基板は、石英基板であり、
前記（ｂ）および前記（ｃ）工程は、前記所定の波長の光を放射する光源部と、前記積層体が放出する蛍光を感知する受光部とを備えた積分球の中で行われ、
前記所定の波長は、あらかじめ測定された、前記発光層が放出する蛍光が最大の蛍光強度となる最大蛍光強度における波長であることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ素子の評価方法。
【請求項３】
評価判定の基準となる前記有機ＥＬ素子における前記積層体である基準積層体と、評価対象となる前記有機ＥＬ素子における前記積層体である評価積層体とのそれぞれにおいて、前記（ａ）〜（ｃ）工程を行い、
（ｄ）前記評価積層体における前記発光量子収率と、前記基準積層体における前記発光量子収率とを比較する工程を、さらに含むことを特徴とする請求項１または２に記載の有機ＥＬ素子の評価方法。
【請求項４】
請求項３に記載の評価方法において、前記評価積層体における前記発光量子収率と、前記基準積層体における前記発光量子収率との比率が≧１．０を満たすように、前記評価積層体を形成することを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬ（Electro Luminescence）素子の評価方法、および当該評価方法を用いた製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自発光デバイスである有機ＥＬ素子を用いた有機ＥＬディスプレイは、バックライトなどの外部光源を必要とする液晶ディスプレイよりも、薄型化、および低消費電力化という面で有利であると言われており、商品としての完成度を高めるために、これらの長所をより高めることが期待されている。
特に、低消費電力という観点からすると、正孔と電子との結合効率を示す電流効率が高い有機ＥＬ素子が求められている。換言すれば、駆動電流当たりの発光効率が高い、エネルギー変換効率に優れた有機ＥＬ素子が求められていた。
従来、有機ＥＬ素子の発光効率は、陽極電極、および陰極電極を取り付けた状態の有機ＥＬ素子、つまり、完成状態の有機ＥＬ素子に通電し、発光させて測定する方法が一般的であったが、完成状態まで作り込まなければならないため、効率が悪かった。このため、この点に鑑みて、より効率的な方法が提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、発光層単層の状態で、発光層の蛍光スペクトル、または光吸収スペクトルを測定して、有機ＥＬ素子の発光効率の指標とする方法が開示されている。当該方法によれば、有機ＥＬ素子の製造工程において、発光層（単層）が形成された段階で、装置内に設置された光源から最大蛍光強度を示す波長の光を発光層に照射し、照射された光に応じて発光層が放出する光の蛍光スペクトルを測定するとしている。また、この方法によれば、有機ＥＬ素子を完成状態とする必要がないため、効率良く発光効率を測定することができるとしている。
つまり、当該評価方法では、分光学的手法を用いて、単層の発光層における発光量子収率を測定することにより、有機ＥＬ素子の発光効率を推定していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３９９２５８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、単層の発光層における発光量子収率から、有機ＥＬ素子の正確な発光効率を推定することは困難であった。詳しくは、有機ＥＬ素子は、発光層に加えて、正孔注入層や、電子輸送層などの複数の有機機能層を含んだ多層構造を取ることが一般的であるため、発光層のみの発光量子収率から、多層構造の有機ＥＬ素子の発光効率を推定することは困難であった。特に、多層構造の場合、発光層を構成する発光材料以外の材料が用いられていることに加えて、各有機機能層間に界面が形成されるため、この界面の状態も、有機ＥＬ素子の発光特性に影響を及ぼしていた。例えば、界面にラフネス（歪み）があった場合、ラフネスが消光の原因となって、有機ＥＬ素子の発光効率が低下してしまうことがあった。また、例えば、発光層と接する機能層の界面では、エキシマーの生成による消光（電場消光）により、発光効率が低下してしまうことがあった。
つまり、従来の評価方法では、有機ＥＬ素子の発光効率を正確に測定することが困難であるという課題があった。換言すれば、有機ＥＬ素子の発光効率を正確、かつ効率的に測定することが可能な評価方法が知られていないという課題があった。よって、適切な評価方法を用いて発光効率の優れた有機ＥＬ素子を製造することも困難であるという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の適用例又は形態として実現することが可能である。
【０００７】
（適用例）
（ａ）透明基板上に、少なくとも発光層を含む複数の有機機能層を形成する工程と、（ｂ）前記複数の有機機能層からなる積層体に、所定の波長の光を照射する工程と、（ｃ）前記照射された光に応じて前記積層体が放出する蛍光の蛍光スペクトルを測定して、前記積層体の発光量子収率を導出する工程と、を含むことを特徴とする有機ＥＬ素子の評価方法。
【０００８】
この評価方法によれば、有機ＥＬ素子を積層体の状態で評価するため、単層の発光層で評価していた従来の評価方法よりも、正確な評価を行うことができる。換言すれば、実際の素子構成と同じ積層体の状態で発光量子収率を測定することにより、正確な発光効率を求めることができる。
よって、有機ＥＬ素子の発光効率を正確に測定することが可能な評価方法を提供することができる。さらに、透明基板上に複数の有機機能層を積層した状態で評価を行うため、陰極および陽極電極を形成する必要がなく、効率的に評価を行うことができる。
従って、有機ＥＬ素子の発光効率を正確、かつ効率的に測定することが可能な評価方法を提供することができる。
【０００９】
また、透明基板は、石英基板であり、（ｂ）および（ｃ）工程は、所定の波長の光を放射する光源部と、積層体が放出する蛍光を感知する受光部とを備えた積分球の中で行われ、所定の波長は、あらかじめ測定された、発光層が放出する蛍光が最大の蛍光強度となる最大蛍光強度における波長であることが好ましい。
また、評価判定の基準となる有機ＥＬ素子における積層体である基準積層体と、評価対象となる有機ＥＬ素子における積層体である評価積層体とのそれぞれにおいて、（ａ）〜（ｃ）工程を行い、（ｄ）評価積層体における発光量子収率と、基準積層体における発光量子収率とを比較する工程を、さらに含むことが好ましい。
【００１０】
上記記載の評価方法において、評価積層体における発光量子収率と、基準積層体における発光量子収率との比率が≧１．０を満たすように、評価積層体を形成することを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態１に係る有機ＥＬパネルの斜視図。
【図２】（ａ）〜（ｄ）積層体（有機ＥＬ素子）の基本構成を示す断面図。
【図３】発光量子収率の測定装置の概要図。
【図４】（ａ），（ｂ）評価事例における積層体の一態様を示す図。
【図５】積層体（有機ＥＬ素子）の評価方法の流れを示すフローチャート図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の各図においては、各層や各部位を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部位の縮尺を実際とは異ならしめてある。
【００１３】
（実施形態）
「有機ＥＬパネルの概要」
図１は、本実施形態に係る有機ＥＬパネルの概略構成を示した斜視図である。
まず、本発明の実施形態に係る有機ＥＬ素子を用いた有機ＥＬディスプレイとしての有機ＥＬパネル１００の概要構成について説明する。
【００１４】
有機ＥＬパネル１００は、素子基板１と対向基板３０との間に、有機ＥＬ素子を挟持して構成されている。素子基板１と対向基板３０とは、その周縁部がシール材２５により接着されており、内部の有機ＥＬ素子を密閉した構成となっている。また、平面的に、シール材２５に囲まれた領域内が表示領域Ｖとなっている。
表示領域Ｖには、それぞれが有機ＥＬ素子からなる複数の画素Ｐがマトリックス状に配置されている。詳しくは、赤色、緑色、青色の３色の画素Ｐが周期的に配列されている。
有機ＥＬパネル１００は、これらの画素Ｐが放つ表示光を対向基板３０側から出射するトップエミッション型の有機ＥＬパネルである。
また、素子基板１には、その一辺が対向基板３０の外形から張出した張出し領域が形成されている。張出し領域には、画像信号を含む各種信号を外部から入力するための端子部１３や、各画素Ｐを駆動するための駆動回路（図示せず）が形成されている。
【００１５】
ここで、各画素Ｐを構成する有機ＥＬ素子は、素子基板１側に形成されている。詳しくは、素子基板１側から、陽極（画素電極）、積層体、陰極（共通電極）の順番で積層されており、透明電極からなる陰極側から光を出射する構成となっている。
なお、本明細書においては、発光層を含む複数の有機機能層からなる多層構造のことを「積層体」とし、積層体に陰極および陽極を取り付けた完成状態の素子のことを「有機ＥＬ素子」と定義している。
また、赤色の画素Ｐにおける積層体には、赤色の色光を発する発光層が形成されている。同様に、緑色の画素Ｐの積層体には緑色の色光を発する発光層が形成されており、青色の画素Ｐの積層体には青色の色光を発する発光層が形成されている。
なお、各発光層が赤色、緑色、青色の異なる色光を発する３色方式に限定するものではなく、例えば、発光層は白色の単色で、画素ごとに赤色、緑色、青色のカラーフィルターを備えたカラーフィルター方式であっても良い。
また、陰極側から光を取り出すトップエミッション型に限定するものではなく、陽極側から、素子基板１を介して光を出射するボトムエミッション型であっても良い。ボトムエミッション型の方が、トップエミッション型よりも構成がシンプルであるため、製造効率が高く、歩留りを向上させることができる。
【００１６】
「有機ＥＬ素子（積層体）の構成」
図２（ａ）〜（ｄ）は、本実施形態に係る積層体（有機ＥＬ素子）の基本構成を示す断面図である。
本発明に係る評価方法によれば、図２（ａ）〜（ｄ）に示すような、様々な構成の積層体の評価を行うことができる。
図２（ａ）に示された積層体Ｌ１は、有機機能層としての正孔注入層３と、発光層５との２層の積層構造となっている。なお、詳細は後述するが、発光効率の評価に伴う発光量子収率を測定する際には、積層体Ｌ１を石英基板上に形成する。詳しくは、石英基板上に、正孔注入層３と発光層５とを、この順番に積層した状態で発光量子収率を測定することになる。
また、点線で示すように、積層体Ｌ１を挟持するように陽極、および陰極を形成することにより、積層体Ｌ１を備えた有機ＥＬ素子が形成される。換言すれば、陽極と、正孔注入層３と、発光層５と、陰極とを、この順番に積層することにより、積層体Ｌ１を備えた有機ＥＬ素子が形成される。
【００１７】
図２（ｂ）に示された積層体Ｌ２は、図２（ａ）の積層体Ｌ１の構成に加えて、有機機能層としての正孔輸送層４を備えている。詳しくは、積層体Ｌ２は、正孔注入層３と、正孔輸送層４と、発光層５とを、この順番に積層した３層構造となっている。
積層体Ｌ２によれば、正孔輸送層４を備えたことにより、電荷輸送機能と発光機能とが概ね分離されるため、発光層５内における電子と正孔とをより効率的に再結合させることが可能となる。なお、積層体Ｌ１と同様に、発光量子収率を測定する際には、積層体Ｌ２を石英基板上に形成する。
また、点線で示すように、積層体Ｌ２を挟持するように陽極、および陰極を形成することにより、積層体Ｌ２を備えた有機ＥＬ素子が形成される。換言すれば、陽極と、正孔注入層３と、正孔輸送層４と、発光層５と、陰極とを、この順番に積層することにより、積層体Ｌ２を備えた有機ＥＬ素子が形成される。
【００１８】
図２（ｃ）に示された積層体Ｌ３は、図２（ａ）の積層体Ｌ１の構成に加えて、有機機能層としての電子輸送層７を備えている。詳しくは、積層体Ｌ３は、正孔注入層３と、発光層５と、電子輸送層７とを、この順番に積層した３層構造となっている。
積層体Ｌ３によれば、電子輸送層７を備えたことにより、電荷輸送機能と発光機能とが概ね分離されるため、発光層５内における電子と正孔とをより効率的に再結合させることが可能となる。なお、積層体Ｌ１と同様に、発光量子収率を測定する際には、積層体Ｌ３を石英基板上に形成する。
また、点線で示すように、積層体Ｌ３を挟持するように陽極、および陰極を形成することにより、積層体Ｌ３を備えた有機ＥＬ素子が形成される。換言すれば、陽極と、正孔注入層３と、発光層５と、電子輸送層７と、陰極とを、この順番に積層することにより、積層体Ｌ３を備えた有機ＥＬ素子が形成される。
【００１９】
図２（ｄ）に示された積層体Ｌ４は、図２（ｃ）の積層体Ｌ３の構成に加えて、有機機能層としての正孔阻止層６を備えている。詳しくは、積層体Ｌ４は、正孔注入層３と、発光層５と、正孔阻止層６と、電子輸送層７とを、この順番に積層した４層構造となっている。
正孔阻止層６は、発光層５から移動してくる正孔が陰極に到達するのを阻止する役割と、注入された電子を効率よく発光層５の方向に輸送する機能を担う有機機能層である。この正孔阻止層６を備えた積層体Ｌ４によれば、発光層５内における電子と正孔とをより効率的に再結合させることが可能となる。なお、積層体Ｌ１と同様に、発光量子収率を測定する際には、積層体Ｌ４を石英基板上に形成する。
また、点線で示すように、積層体Ｌ４を挟持するように陽極、および陰極を形成することにより、積層体Ｌ４を備えた有機ＥＬ素子が形成される。換言すれば、陽極と、正孔注入層３と、発光層５と、正孔阻止層６と、電子輸送層７と、陰極とを、この順番に積層することにより、積層体Ｌ４を備えた有機ＥＬ素子が形成される。
【００２０】
また、積層体の構成は、上述した積層体Ｌ１〜Ｌ４に限定するものではなく、これらを組み合せた構成や、さらに他の機能層を追加した構成であっても良い。換言すれば、少なくとも発光層を含み、複数の有機機能層が積層された多層構造の積層体であれば良い。例えば、図２（ｃ）の積層体Ｌ３において、正孔注入層３と発光層５との間に、図２（ｂ）の正孔輸送層４を追加した構成であっても良い。
また、以降の説明において、積層体Ｌ１〜Ｌ４の総称を「積層体Ｌ」ともいう。
【００２１】
「有機機能層の材料」
上述した積層体Ｌを構成する各有機機能層の材料は、多層構造を形成可能な材料であれば良く、低分子材料であっても良いし、高分子材料であっても良い。なお、低分子材料を用いる場合には、例えば、真空蒸着法などの蒸着法を用いて各有機機能層を形成することが好ましい。また、レーザー転写法を用いても良い。
本実施形態では、高分子材料を用いて積層体を形成した。詳しくは、高分子材料（溶質）を溶媒に溶かした溶液をインクとして用いたインクジェット法によって、積層体を形成している。なお、溶液の塗布は、インクジェット法に限定するものではなく、溶液を塗布可能な方法であれば良い。例えば、ジェットディスペンサー法や、ニードルディスペンサー法などのディスペンサー法を用いることもできる。または、キャスティング法、スピンコート法であっても良い。
【００２２】
以下、各有機機能層の材料としての高分子材料の好適例を列挙する。
まず、溶液の溶媒について説明する。
溶媒としては、トルエン、ベンゼン、キシレン、トリメチルベンゼン、テトラリン、3-フェノキシトルエン、シクロへキシルベンゼン、ジクロロベンゼン、トリクロロベンゼン、などの芳香族系溶媒を用いることができる。また、テトラヒドロフラン、エチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、エチレングリコール、エチレングリコールジエチルエーテル、ジオキサン、アニソールなどのエーテル系溶媒や、塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素などのハロゲン化炭化水素系溶媒であっても良い。また、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、シクロヘキサンなどの炭化水素系溶媒、アセトン、N-メチル-2-ピロリジノン、メチルエチルケトン、テトラロン、シクロヘキサノンなどのケトン系溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチルなどのエステル系溶媒であっても良い。また、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコールなどのアルコール系溶媒、アセトニトリルなどの二トリル系溶媒、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドなどのアミド系溶媒、ジメチルスルホキシドなどの硫黄化合物溶媒、および水であっても良い。
また、これらの溶媒を２種類以上混ぜ合わせた溶液を溶媒として用いても良い。
【００２３】
続いて、正孔注入層３の材料について説明する。
正孔注入層３の材料としては、ポリチオフェン、ポリアニリン、ポリピロール、３，４−ポリエチレンジオシチオフェン／ポリスチレンスルフォン酸（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）を用いることができる。また、これらの物質をエチレングリコールやジエチレングリコールなどのグリコール系溶媒に溶解した溶液として用いる。好適例としては、エーテル系溶媒にＰＥＤＯＴ／ＰＳＳを溶解して用いる。
また、銅フタロシアニンＴＡＰＣ、(1,1-ビス[4-(ジ-p-トリル)アミ.ノフェニル]シクロヘキサン))ＴＰＤ  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、α−ＮＰＤN,N’-ジフェニル-N,N’-ビス-(1-ナフチル)-１,１’ビフェニル-4,4’-ジアミン、ｍ−ＭＴＤＡＴＡ、４，４’，４”−トリス（３−メチルフェニルフェニルアミノ）トリフェニルアミン２−ＴＮＡＴＡ、４，４’，４”−トリス（Ｎ, Ｎ−（２−ナフチル）フェニルアミノ）トリフェニルアミンＴＣＴＡ、Tris-(4-carbazoyl-9-yl-phenyl)-amineスピローＴＡＤ、（ＤＴＰ）ＤＰＰＤ、ＨＴＭ１、Tri-p-tolylamineHTM2,1,1-bis[(di-4-tolylamino) phenyl]cyclohexaneＴＰＴ１、1,3,5-tris(4-pyridyl)-2,4,6-triazinTPTE、Triphenylamine-tetramerなども用いることができる。
【００２４】
次に、正孔輸送層４の材料について説明する。
正孔輸送層４の材料としては、ポリフルオレン誘導体（ＰＦ）やポリパラフェニレンビニレン誘導体（ＰＰＶ）、ポリパラフェニレン誘導体（ＰＰＰ）、ポリビニカルバゾール（ＰＶＫ）、ポリチオフェン誘導体、ポリメチルフェニルシラン（ＰＭＰＳ）を含むポリシラン系などの高分子有機材料を用いることができる。また、正孔注入層で用いた材料、例えば、ＴＡＰＣ、ＴＰＤ、α−ＮＰＤ、ｍ−ＭＴＤＡＴＡ、２−ＴＮＡＴＡ、ＴＣＴＡ、スピローＴＡＤ、（ＤＴＰ）ＤＰＰＤ、ＨＴＭ１、ＴＰＴＥなどの材料を用いても良い。
【００２５】
次に、発光層５の材料について説明する。
まず、高分子系の蛍光発光材料としては、ポリフルオレン誘導体、ポリフェニリン誘導体、ポリフェニレンビニレン誘導体を用いることができる。好適例としては、アメリカンダイソース社製のＡＤＳ１０９ＧＥ、ＡＤＳ１１１ＲＥ、ＡＤＳ１３６ＢＥ（いずれも商標）が挙げられる。
また、低分子系の材料を用いる場合、発光層５は、ホスト材料とゲスト材料とから構成される。
ホスト材料としては、ＣＢＰ（4,4’-bis(9-dicarbazolyl)-2,2’-biphenyl）、ＢＡｌｑ（Bis-(2-methyl-8-quinolinolate)-4-(phenylphenolate)aluminium）、ｍＣＰ（N,N-dicarbazolyl-3,5-benzene：ＣＢＰ誘導体）、ＣＤＢＰ（4,4'-bis(9-carbazolyl)-2,2'-dimethyl-biphenyl）、ＤＣＢ（N,N’-Dicarbazolyl-1,4-dimethene-benzene）、Ｐ０６（2,7-bis(diphenylphosphine oxide)-9,9-dimethylfluorene）、ＳｉｍＣＰ（3,5-bis(9-carbazolyl)tetraphenylsilane）、ＵＧＨ３（W-bis(triphenylsilyl)benzene）などを用いることができる。
ゲスト材料における燐光材料としては、Ｉｒ（ｐｐｙ）３（Fac-tris(2-phenypyridine)iridium）、Ｐｐｙ２Ｉｒ（ａｃａｃ）（Bis(2-phenyl-pyridinato-N,C2)iridium(acetylacetone）、Ｂｔ２Ｉｒ（ａｃａｃ）（Bis(2-phenylbenxothiozolato-N,C2’)iridium(III)(acetylacetonate)）、Ｂｔｐ２Ｉｒ（ａｃａｃ）（Bis(2-2'-benzothienyl)-pyridinato-N,C3）Iridium(acetylacetonate）、ＦＩｒｐｉｃ（Iridium-bis(4,6difluorophenyl-pyridinato-N,C.2.)-picolinate）、Ｉｒ（ｐｍｂ）３（Iridium-tris(1-phenyl-3-methylbenzimidazolin-2-ylidene-C,C(2)'）、ＦＩｒＮ４（（(Iridium (III)bis(4,6-difluorophenylpyridinato)(5-(pyridin-2-yl)-tetrazolate）、Ｆｉｒｔａｚ（（Iridium(III)bis(4,6-difluorophenylpyridinato)(5-(pyridine-2-yl)-1,2,4-triazo-late）、ＰｔＯＥＰ（2,3,7,8,12,13,17,18-Octaethyl-21H,23H-porphine,platinum(II）などを用いることができる。
【００２６】
ゲスト材料における蛍光材料としては、Alq3(8-ヒドロキシキノリナート)アルミニウム,ルブレン、ペリレン、９，１０−ジフェニルアントラセン、テトラフェニルブタジエン、ナイルレッド、クマリン６、キナクリドンなどを用いることができる。
なお、ホスト材料にゲスト材料をドーピングする方式に限定するものではなく、これらの材料単一で発光層として用いてもよい。
【００２７】
次に、正孔阻止層６の材料について説明する。
正孔阻止層６としては、BALq、OXD-1 1,3,5-トリ(5-(4-tert-ブチルフェニル)-1,3,4-オキサジアゾール)、BCP(Bathocuproine）、PBD(2-(4-ビフェニル)-5-(4-tert-ブチルフェニル)-1,2,4-オキサジアゾール、TAZ（3-(4-ビフェニル)-5-(4-tert-ブチルフェニル)-1,2,4-トリアゾール、DPVBi4,4’-ビス(1,1-ジフェニルエテニル)ビフェニル、BND  2,5-ビス(1-ナフチル)-1,3,4-オキサジアゾール、DTVBi  4,4’-ビス(1,1-ビス(4-メチルフェニル)エテニル)ビフェニル、BBD 2,5-ビス(4-ビフェニリル)-1,3,4-オキサジアゾールなどを用いることができる。また、オキサジアゾール系高分子化合物や、トリアゾール系高分子化合物であっても良い。
【００２８】
次に、電子輸送層７の材料について説明する。
電子輸送層７としては、Ａｌｑ3(8-ヒドロキシキノリナート)アルミニウム、オキサジアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、フェナンソロリン誘導体、アントラキノジメタン誘導体、ベンゾキノン誘導体、ナフトキノン誘導体、アントラキノン誘導体、テトラシアノアンスラキノジメタン誘導体、フルオレノン誘導体、ジフェニルジシアノエチレン誘導体、ジフェノキノン誘導体、ヒドロキシキノリン誘導体などを用いることができる。また、前述した正孔阻止層６の材料も、電子輸送層７の材料として用いることができる。
【００２９】
続いて、各積層体を有機ＥＬ素子とする場合に必要となる陽極、および陰極の材料について説明する。
陽極としては、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）や、ＺｎＯ（酸化亜鉛）などの透明電極を用いることができる。
陰極としては、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、アルミニウム、銅、銀、金などの単体、またはこれらの合金を用いることができる。また、炭酸セシウム(Cs2CO3)、またはフッ化リチウム（ＬｉＦ）からなる層に、アルミニウム（Ａｌ）を積層した多層体や、マグネシウム銀（ＭｇＡｇ）などの合金を用いても良い。なお、トップエミッション型の場合、陰極側から光が出射されるため、前述したＭｇＡｇなどの合金を光が透過できる程度にごく薄く成膜したハーフミラー状の金属薄膜を陰極として用いる。
【００３０】
「発光量子収率の測定方法」
図３は、発光量子収率の測定装置の概要図である。
ここでは、図２で説明した積層体の発光量子収率の測定方法について説明する。
【００３１】
図３に示すように、積層体Ｌの発光量子収率は、積分球１１０を備えた測定装置２００を用いて測定される。
測定装置２００は、積分球１１０、光源装置１２０、照射光分光器１３０、分光検出器１４０、解析用コンピューター１５０などから構成されており、分光学的手法を用いて蛍光スペクトルを測定し、当該測定結果からソフトウエア処理によって、発光量子収率を導出する測定装置である。
積分球１１０は、球内一面が拡散反射面とされた球体であり、光入射口１１１、試料搬入口１１２、受光部としての受光センサー１１３などを備えている。なお、図３では、積分球１１０の側断面図を示している。
光源装置１２０は、キセノンランプや、ハロゲンランプなどの光源と、これらの光源を点灯させる電源回路などを備えている。
照射光分光器１３０は、光源装置１２０の光源が放射する光を分光し、あらかじめ定められた所定の波長の光を所定強度の照射光として導光管１３５に出力する。
導光管１３５は、グラスファイバーなどの導光管（器）であり、照射光分光器１３０が生成した照射光を積分球１１０の光入射口１１１に導いている。
【００３２】
積分球１１０の上面（天井側）には、光入射口１１１が設けられており、下面（底面）には、試料搬入口１１２が形成されている。また、受光センサー１１３は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）などの光センサーからなり、積分球１１０の側面における中程に配置されている。
試料搬入口１１２の内側には、透明基板としての石英基板１０上に形成された積層体Ｌがセットされており、積層体Ｌには、対向して配置された導光管１３５の端部（光源部）から照射光（白抜き矢印）が照射される。なお、透明基板としては、石英基板１０に限定するものではなく、透明な基板であれば良く、例えば、無機ガラスであっても良い。積層体Ｌは、照射光によって励起され、照射光の波長および強度に応じた蛍光を放射する。そして、放射された蛍光は、受光センサー１１３の設置部位を含む積分球１１０内部において略均一な強度部分布となり、受光センサー１１３によって感知（検知）される。なお、蛍光を放射する積層体Ｌに限定するものではなく、リン光を放射する積層体Ｌであっても良い。換言すれば、積層体Ｌはリン光を放射しても良い。
また、積分球１１０内には、照射光が受光センサー１１３に直接入射しないように、光入射口１１１と受光センサー１１３とを結ぶ直線上に、遮光板１１４が形成されている。
【００３３】
受光センサー１１３が感知した蛍光の感知データは、分光検出器１４０に入力され、蛍光のスペクトルが測定される。そして、蛍光スペクトルの測定データは、解析用コンピューター１５０に送信される。
解析用コンピューター１５０には、発光量子収率を導出するためのプログラムがインストールされている。解析用コンピューター１５０は、当該プログラムを起動し、照射光の波長、および強度や、分光検出器１４０からの蛍光スペクトルの測定データを入力して、発光量子収率を導出する。
なお、本実施形態において、発光量子収率とは、積層体Ｌにおいて、吸収した光子に対する放出光子数の比率として定義している。また、導出された発光量子収率は、発光効率を示す指標であり、０〜１．０以内の数値で表され、数値が大きい程、発光効率が高いことを示す。
【００３４】
「積層体の評価方法、および有機ＥＬ素子の製造方法」
図４（ａ），（ｂ）は、評価事例における積層体の一態様を示す図であり、図２（ｂ）に対応している。図５は、積層体（有機ＥＬ素子）の評価方法の流れを示すフローチャートである。
まず、図４（ａ），（ｂ）を用いて、評価事例における積層体の構成について説明する。
【００３５】
本実施形態に係る評価方法では、評価判定の基準となる基準積層体と、評価したい評価対象の評価積層体とを用いて、それぞれの発光量子収率を求めてから比較評価を行う流れのため、評価方法の説明に先立って、図２（ｂ）で説明した積層体Ｌ２に基づく、評価事例における積層体の構成について説明する。
図４（ａ）の基準積層体Ｌ２ａは、図２（ｂ）の積層体Ｌ２と同一であるが、ここでは、説明の都合上、基準積層体Ｌ２ａと称する。また、図４（ｂ）の評価積層体Ｌ２ｂは、正孔輸送層の構成のみが基準積層体Ｌ２ａと異なる。詳しくは、評価積層体Ｌ２ｂの正孔輸送層４ｂには、発光層５を構成する発光材料が添加されている。換言すれば、正孔輸送層４ｂは、本来の正孔輸送層を構成する材料に、発光材料を加えた混合材料から構成されている。この点以外の評価積層体Ｌ２ｂの構成は、基準積層体Ｌ２ａと同様である。
【００３６】
続いて、図５を用いて、評価方法の流れを説明する。
ステップＳ１では、基準積層体Ｌ２ａを図３の測定装置２００の積分球１１０にセットする。
ステップＳ２では、基準積層体Ｌ２ａに照明光を照射して、発光量子収率を測定する。ここで、所定の波長としての照明光の波長は、基準積層体Ｌ２ａにおける単層の発光層５が発する色光に応じてあらかじめ最適な波長が定められている。これは、例えば、ベンダーが提供している発光層５の吸収スペクトルに基づいて定めても良いし、測定装置２００を用いて、発光層５のみの吸収スペクトルを測定して決定しても良い。なお、好適には、単層の発光層５が放出する蛍光において最大の蛍光強度を示す波長を用いる。
【００３７】
ステップＳ３では、評価積層体Ｌ２ｂを図３の測定装置２００の積分球１１０にセットする。
ステップＳ４では、評価積層体Ｌ２ｂに照明光を照射して、発光量子収率を測定する。なお、照明光は、ステップＳ２で説明した照明光と同一である。換言すれば、ステップＳ２における照射光と同じ波長で、同じ強度の照射光を照射する。
ステップＳ５では、評価積層体Ｌ２ｂにおける発光量子収率と、基準積層体Ｌ２ａにおける発光量子収率とを比較する。詳しくは、評価積層体Ｌ２ｂにおける発光量子収率と、基準積層体Ｌ２ａにおける発光量子収率との比率が≧１．０を満たしている場合（S5:Yes）は、評価を終了する。比率が１．０に満たない場合（S5:No）は、ステップＳ６へ進む。換言すれば、両者の発光量子収率の相関関係が下記の数式（１）を満たした場合に評価ステップを終了する。
評価積層体Ｌ２ｂの発光量子収率／基準積層体Ｌ２ａの発光量子収率≧１．０…（１）
【００３８】
ステップＳ６では、評価積層体Ｌ２ｂをあらかじめ作成しておいた別の試料と交換するか、または、新たな評価積層体Ｌ２ｂを作成して、ステップＳ３に戻る。
別の試料とは、最初に評価した評価積層体Ｌ２ｂとは構成、または製法が異なるサンプルのことである。例えば、正孔輸送層４ｂにおける発光材料の添加量が異なるサンプルであっても良いし、当該層が同じ材料であっても、異なる製造方法で製造されたサンプルであっても良い。
また、新たに作成する場合も、発光材料の添加量を異ならせたり、正孔輸送層４ｂと発光層５との間の界面状態を製法によって整えるなど、最初に評価した評価積層体Ｌ２ｂとは構成、および製法が異なる試料とする。
【００３９】
また、上記評価ステップにおいて、ステップＳ５の発光量子収率の比較までが、本実施形態における評価方法に相当する。そして、ステップＳ５における数式（１）、およびステップＳ６を含む分岐ルーチンは、本実施形態における製造方法に相当する。
また、上記説明においては、評価事例として図２（ｂ）の積層体Ｌ２に基づく構成を用いて説明したが、これに限定するものではなく、図２のいずれの積層体Ｌに基づく構成であっても良い。また、例えば、積層体Ｌ１と積層体Ｌ４のように、異なる積層体Ｌ間において評価を行うこともできる。
【００４０】
上述した通り、本実施形態に係る評価方法、および製造方法によれば、以下の効果を得ることができる。
この評価方法によれば、有機ＥＬ素子の発光効率の指標となる発光量子収率を積層体Ｌの状態で測定するため、発光層単層の状態で測定していた従来の方法よりも、正確な測定および評価を行うことができる。換言すれば、実際の素子構成と同じ積層体Ｌの状態で発光量子収率を測定することにより、正確な発光効率を求めることができる。
よって、有機ＥＬ素子の発光効率を正確に測定することが可能な評価方法を提供することができる。特に、有機ＥＬ素子としての発光能力は、発光層のみで一義的に決まるものではないため、正孔注入層などの有機機能層を含めた積層体の状態で評価することにより、当該素子の発光効率の実力を見極めることができる。
さらに、透明基板上に複数の有機機能層を積層した状態で評価を行うため、陰極および陽極電極を形成する必要がなく、効率的に評価を行うことができる。また、発光量子収率の測定は、測定装置２００の積分球１１０内に積層体Ｌが形成された石英基板をセットするだけで良いため、簡便に測定を行うことができる。
従って、有機ＥＬ素子の発光効率を正確、かつ効率的に測定することが可能な評価方法を提供することができる。
【００４１】
また、照射光の波長を発光層５が放出する蛍光が最大の蛍光強度となる最大蛍光強度における波長とすることにより、測定される蛍光スペクトルのＳＮ比が高くなるため、より正確な発光量子収率を求めることができる。
また、評価積層体における発光量子収率と基準積層体における発光量子収率とを比較する工程（ステップＳ５）を含んでいるため、評価積層体の発光効率と、基準積層体の発光効率とを比較評価することができる。
よって、評価積層体の発光効率が、基準積層体の発光効率よりも高くなるように、評価積層体を改良することが可能となる。
【００４２】
また、上述した評価方法を用いた製造方法によれば、評価積層体における発光量子収率と、基準積層体における発光量子収率との比率が≧１．０（数式（１））を満たすように、評価積層体を形成している。
つまり、当該評価方法を用いて数式（１）を満たすことにより、基準積層体よりも高い発光効率の評価積層体を製造することができる。
従って、発光効率の優れた有機ＥＬ素子を製造することが可能な評価方法、および当該評価方法を用いた製造方法を提供することができる。
【００４３】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、上述した実施形態に種々の変更や改良などを加えることが可能である。変形例を以下に述べる。
【００４４】
（変形例）
図２を用いて説明する。
上記実施形態では、各積層体Ｌにおける発光層５は、１層構成であるものとして説明したが、複数層から構成されることであっても良い。
例えば、複数の異なる色光を放射する発光層を複数層積層した積層発光層を発光層５とする構成であっても良い。また、積層発光層における各層の境界（界面）は、明確に分かれていなくても良く、両者の材料が混じっていても良い。
例えば、低分子材料を用いる場合、発光層５を蒸着する際に、複数の蒸着源を設けて、それぞれの蒸着源に複数の異なる色光に対応した材料をセットすることにより、共蒸着により発光層５を形成することであっても良い。また、高分子材料の場合は、複数の異なる色光に対応した材料を一緒に溶解した溶液を用いて、発光層５を形成することであっても良い。
これらの構成によれば、複数の色光が混合した白色光などを放射する発光層を効率良く形成することが可能となり、また、本願の評価方法によれば、これらの発光層を備えた積層体（有機ＥＬ素子）の発光効率を正確に測定することができる。
【実施例】
【００４５】
（実施例１）
「積層体の構成が異なる事例」
図４（ａ）の基準積層体Ｌ２ａと、図４（ｂ）の評価積層体Ｌ２ｂとを、以下の通り製造して、図５のフローチャートに沿って評価を行った。
基準積層体Ｌ２ａにおける各有機機能層の構成材料は、下記の通りである。
正孔注入層３には、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳを用いた。
正孔輸送層４には、ＴＦＢを用いた。
発光層５には、ポリフルオレン誘導体を用いた。
【００４６】
また、各有機機能層の製造方法は、下記の通りである。
正孔注入層３の成膜方法。
石英基板上にポリスチレンスルフォン酸にポリチオフェン誘導体である3,4-ポリエチレンジオキシチオフェンを分散させ、さらにこれを水に分散させたＰＥＤＯＴ／ＰＳＳをスピンコート法にて成膜して、５０ｎｍの正孔注入層３を得た。
正孔輸送層４の成膜方法。
ポリ（２，７−（９，９−ジ−ｎ−オクチルフルオレン）−（１，４−フェニレン−（（４−メチルフェニル）イミノ）１，４−フェニレン−（（４−メチルフェニル）イミノ−１，４−フェニレン）（ＴＦＢ）をキシレン溶液に溶解させ、スピンコート法により正孔注入層３上に塗布し、その後、窒素雰囲気下において１８０℃、１時間で加熱を行い２０ｎｍの正孔輸送層４を得た。
発光層５の成膜方法。
正孔輸送層４上に、青色発光のポリフルオレン誘導体６０ｎｍをスピンコート法にて成膜した後、窒素雰囲気下において、１００℃で３０分加熱して、発光層５を形成した。
【００４７】
評価積層体Ｌ２ｂにおける各有機機能層の構成材料は、下記の通りである。
正孔注入層３には、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳを用いた。
正孔輸送層４ｂには、ＴＦＢにポリフルオレン誘導体を添加した材料を用いた。
発光層５には、ポリフルオレン誘導体を用いた。
つまり、評価積層体Ｌ２ｂの構成は、基準積層体Ｌ２ａの構成と、正孔輸送層４ｂのみ異なる。
また、評価積層体Ｌ２ｂの製造方法は、基準積層体Ｌ２ａの製造方法と、正孔輸送層４ｂの製造方法のみ異なる。正孔輸送層４ｂの製造方法を下記に示す。
正孔輸送層４ｂの成膜方法。
ポリ（２，７−（９，９−ジ−ｎ−オクチルフルオレン）−（１，４−フェニレン−（（４−メチルフェニル）イミノ）１，４−フェニレン−（（４−メチルフェニル）イミノ−１，４−フェニレン）（ＴＦＢ）と、青色発光材料であるポリフルオレン誘導体とを、５０：５０重量比で混合したものをキシレン溶液に溶解させて、スピンコート法により正孔注入層３上に塗布し、その後、窒素雰囲気下において１８０℃、１時間で加熱を行い２０ｎｍの正孔輸送層４ｂを得た。
【００４８】
基準積層体Ｌ２ａと、評価積層体Ｌ２ｂとの測定、および評価結果は、下記の通りであった。なお、照明光の波長は、３６５ｎｍとした。
基準積層体Ｌ２ａの発光量子収率は０．７０（７０％）であった。
評価積層体Ｌ２ｂの発光量子収率は０．８４（８４％）であった。
この結果を数式（１）に代入すると０．８４／０．７０＝約１．２となり、１．０以上の条件を満たしていた。
【００４９】
さらに、各積層体に対して陽極、および陰極を形成して、実際に電流を流して電流効率を測定した。また、陽極には、ＩＴＯを用いて、陰極には、Ｃａ／Ａｌを用いた。なお、電流効率も、発光効率を表す指標の一つである。
基準積層体Ｌ２ａの電流効率は３．３ｃｄ／Ａであった。
評価積層体Ｌ２ｂの電流効率は４．３ｃｄ／Ａであった。
また、評価積層体Ｌ２ｂの電流効率／基準積層体Ｌ２ａの電流効率＝４．３／３．３＝１．３となり、数式（１）で求めた約１．２と略同等の比率となっていることが確認された。換言すれば、積層体による評価結果が、完成状態における評価結果と略一致することが確認された。
【００５０】
（実施例２）
「積層体の製造方法が異なる事例」
実施例２においても、図４（ａ）の基準積層体Ｌ２ａと、図４（ｂ）の評価積層体Ｌ２ｂと用いて実施例１と同様に評価を行った。
実施例２では、評価積層体Ｌ２ｂの製造方法のみが、実施例１と異なる。詳しくは、評価積層体Ｌ２ｂの正孔輸送層４ｂを成膜した後に、当該層の表面を洗浄する洗浄工程を追加している。この点以外は、基準積層体Ｌ２ａの構成および製法、評価方法を含めて実施例１と同様である。
【００５１】
正孔輸送層４ｂの成膜後に追加された洗浄工程は、下記の通りである。
正孔輸送層４ｂに対して、１００℃で３０分ベークを行った後、不活性雰囲気下にてトルエンでリンスを行った。
そして、洗浄工程に続いて、上述した製法で発光層５を成膜した評価積層体Ｌ２ｂの発光量子収率の測定結果は以下の通りであった。
評価積層体Ｌ２ｂの発光量子収率は、０．９５（９５％）であった。
この結果を数式（１）に代入すると０．９５／０．７０＝約１．３６となり、１．０以上の条件を満たしていた。
【００５２】
さらに、各積層体に対して陽極、および陰極を形成して、実際に電流を流して電流効率を測定した。
評価積層体Ｌ２ｂの電流効率は５．４ｃｄ／Ａであった。
つまり、洗浄工程を追加したことによって、評価積層体Ｌ２ｂの電流効率が実施例１の４．３ｃｄ／Ａから、５．４ｃｄ／Ａに向上したことになる。これは、洗浄工程によって、正孔輸送層４ｂの表面の不純物が除去され、消光部分が減少したためであると考察している。
【符号の説明】
【００５３】
３…正孔注入層、４…正孔輸送層、５…発光層、６…正孔阻止層、７…電子輸送層、１１０…積分球、１１３…受光部としての受光センサー、２００…測定装置、Ｌ，Ｌ１〜Ｌ４…積層体、Ｌ２ａ…基準積層体、Ｌ２ｂ…評価積層体。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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