(57)【要約】      （修正有）【課題】有機ＥＬ素子内部で発生する光量を増大させ、光取出し効率が高い、マルチフォトン型の有機ＥＬ素子、照明装置、面状光源および表示装置を提供する。【解決手段】有機ＥＬ素子１０は、支持基板１５と、支持基板１５に接して設けられる光透過性を有する陽極（第１電極）１４と、他方の電極である陰極（第２電極）１６と、両電極間に設けられ、かつ各々有機発光層を含む第１及び第２の発光ユニット１１，１２と、第１及び第２の発光ユニットに挟持されて配置される電荷発生層１３とを備え、電荷発生層１３は、仕事関数が３．０ｅＶ以下の金属およびその化合物からなる群（Ａ）から選ばれるものの１種類以上と、仕事関数が４．０ｅＶ以上の化合物（Ｂ）の１種類以上とを含み、陽極１４の屈折率ｎ１および支持基板１５の屈折率をｎ２がそれぞれ次式（１）：2010192472.tif 000011を満たす。【選択図】図１
2010192472.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光透過性を有する基板と、
陽極および陰極のうちのいずれか一方の電極であり、前記基板に接して設けられる光透過性を有する第１電極と、
前記陽極および陰極のうちの他方の電極である第２電極と、
前記第１電極および第２電極間に設けられ、かつそれぞれが有機発光層を含む複数の発光ユニットと、
前記発光ユニットに挟持されて配置される電荷発生層とを備え、
前記電荷発生層は、仕事関数が３．０ｅＶ以下の金属およびその化合物からなる群（Ａ）から選ばれるものの１種類以上と、仕事関数が４．０ｅＶ以上の化合物（Ｂ）の１種類以上とを含み、
前記第１電極の屈折率をｎ１、前記基板の屈折率をｎ２とすると、ｎ１およびｎ２がそれぞれ次式（１）：
【数１】
2010192472.tif 000010
を満たす、
有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項２】
前記発光ユニットが、塗布法により形成されてなる有機発光層を含む、請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項３】
前記有機発光層が、高分子有機化合物を含む、請求項１または２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項４】
前記電荷発生層が、前記群（Ａ）から選ばれるものの１種類以上を含む第１の層と、前記化合物（Ｂ）の１種類以上を含む第２の層とを含んで成り、前記第１の層が、前記第２の層よりも、前記陽極としての第１または第２電極寄りに配置される、請求項１から３のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項５】
前記電荷発生層は、前記群（Ａ）から選ばれるものの１種類以上と、前記化合物（Ｂ）の１種類以上とが混合されてなる層である、請求項１から３のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項６】
前記仕事関数が３.０ｅＶ以下の金属が、アルカリ金属、及びアルカリ土類金属からなる群から選択される、請求項１から５のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項７】
前記化合物（Ｂ）が遷移金属酸化物である、請求項１から６のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項８】
前記遷移金属酸化物が、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｍｎ、Ｔｃ、及びＲｅからなる群から選ばれる１種類以上の金属の酸化物である、請求項７に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項９】
前記仕事関数が３．０ｅＶ以下の金属がＬｉであり、前記仕事関数が４．０ｅＶ以上の化合物がＶ2Ｏ5である、請求項１から８のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１０】
前記第１電極が、塗布法により形成される、請求項１から９のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１１】
前記第１電極が、
光透過性を有する膜本体と、
該膜本体中に配置され、導電性を有するワイヤ状の導電体とを含む、請求項１から１０のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１２】
前記ワイヤ状の導電体の径が２００ｎｍ以下である、請求項１１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１３】
前記ワイヤ状の導電体が、前記膜本体中において網目構造を構成している、請求項１２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１４】
前記膜本体が、導電性を有する樹脂を含む、請求項１１から１３のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１５】
前記第１電極が、陽極である、請求項１から１４のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１６】
請求項１から１５のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備える照明装置。
【請求項１７】
請求項１から１５のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備える面状光源。
【請求項１８】
請求項１から１５のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備える表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、有機ＥＬ素子ということがある。）、照明装置、面状光源及び表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ素子は一対の電極と、該電極間に設けられる有機化合物を含む発光層（以下、有機発光層という場合がある）とを含んで構成される。有機ＥＬ素子に電圧を印加すると、陽極から正孔が注入されるとともに陰極から電子が注入され、これら正孔と電子とが有機発光層において結合することによって発光する。
【０００３】
通常の有機ＥＬ素子は１層の有機発光層を含んで構成されている。発光素子としては当然に、高輝度で発光することが求められている。そのため発光を担う有機発光層を２層以上備える有機ＥＬ素子が検討されている。例えば有機発光層を含む発光ユニットを複数段積層した構成のいわゆるマルチフォトン型の有機ＥＬ素子が提案されている。なお有機発光層を含む発光ユニットを単に積層しただけでは特性の高い有機ＥＬ素子を得ることができないので、発光ユニット間には所定の電荷発生層が設けられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
有機ＥＬ素子は通常、基板上に設けられる。いわゆるボトムエミッション型の有機ＥＬ素子は、一対の電極のうちの基板寄りに配置される電極および基板を通して、基板側から光を出射する。そのため基板寄りに配置される電極には透明電極が用いられている。このような透明電極としては、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ：Indium  Tin  Oxide）等の金属酸化物からなる薄膜が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２７２８６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
マルチフォトン型の有機ＥＬ素子は、１層の有機発光層を備える通常の有機ＥＬ素子に比べると構成が複雑になるが、確かに、マルチフォトン型の有機ＥＬ素子を構成することにより、素子内において発生する光の量が増加するので、その輝度を向上させることは可能である。しかしながら、素子内において発生する光の量を増加させることを目的として、構成が複雑なマルチフォトン型の構成を敢えて採用したとしても、素子内において発生する光の一部は基板表面などで反射して、外に出射しないために、有機ＥＬ素子の輝度は必ずしも十分とはいえない。
【０００７】
本発明は上記従来技術における問題点に鑑みてなされたものであり、その課題は、光取出し効率および輝度の高いマルチフォトン型の有機ＥＬ素子、並びにこの有機ＥＬ素子を備える照明装置、面状光源および表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するため、本発明では、下記の構成を採用した。
［１］  光透過性を有する基板と、
陽極および陰極のうちのいずれか一方の電極であり、前記基板に接して設けられる光透過性を有する第１電極と、
前記陽極および陰極のうちの他方の電極である第２電極と、
前記第１電極および第２電極間に設けられ、かつそれぞれが有機発光層を含む複数の発光ユニットと、
前記発光ユニットに挟持されて配置される電荷発生層とを備え、
前記電荷発生層は、仕事関数が３．０ｅＶ以下の金属およびその化合物からなる群（Ａ）から選ばれるものの１種類以上と、仕事関数が４．０ｅＶ以上の化合物（Ｂ）の１種類以上とを含み、
前記第１電極の屈折率をｎ１、前記基板の屈折率をｎ２とすると、ｎ１およびｎ２がそれぞれ次式（１）：
【数１】
2010192472.tif 000003
を満たす、
有機エレクトロルミネッセンス素子。
［２］  前記発光ユニットが、塗布法により形成されてなる有機発光層を含む、上記［１］に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
［３］  前記有機発光層が、高分子有機化合物を含む、上記「１」又は［２］に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
［４］  前記電荷発生層が、前記群（Ａ）から選ばれるものの１種類以上を含む第１の層と、前記化合物（Ｂ）の１種類以上を含む第２の層とを含んで成り、前記第１の層が、前記第２の層よりも、前記陽極としての第１または第２電極寄りに配置される、上記［１］から［３］のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
［５］  前記電荷発生層は、前記群（Ａ）から選ばれるものの１種類以上と、前記化合物（Ｂ）の１種類以上とが混合されてなる層である、上記［１］から［３］のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
［６］  前記仕事関数が３.０ｅＶ以下の金属が、アルカリ金属、及びアルカリ土類金属からなる群から選択される、上記［１］から［５］のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
［７］  前記化合物（Ｂ）が遷移金属酸化物である、上記［１］から［６］のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
［８］  前記遷移金属酸化物が、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｍｎ、Ｔｃ、及びＲｅからなる群から選ばれる１種類以上の金属の酸化物である、上記［７］に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
［９］  前記仕事関数が３．０ｅＶ以下の金属がＬｉであり、前記仕事関数が４．０ｅＶ以上の化合物がＶ2Ｏ5である、上記［１］から［８］のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
［１０］  前記第１電極が、塗布法により形成される、上記［１］から［９］のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
［１１］  前記第１電極が、
光透過性を有する膜本体と、
該膜本体中に配置され、導電性を有するワイヤ状の導電体とを含む、上記［１］から［１０］のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
［１２］  前記ワイヤ状の導電体の径が２００ｎｍ以下である、上記［１１］に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
［１３］  前記ワイヤ状の導電体が、前記膜本体中において網目構造を構成している、上記［１２］に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
［１４］  前記膜本体が、導電性を有する樹脂を含む、上記［１１］から［１３］のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
［１５］  前記第１電極が、陽極である、上記［１］から［１４］のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
［１６］  上記［１］から［１５］のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備える照明装置。
［１７］  上記［１］から［１５］のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備える面状光源。
［１８］  上記［１］から［１５］のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備える表示装置。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、光取出し効率および輝度の高い、発光性能の優れたマルチフォトン型の有機ＥＬ素子を実現することができる。したがって、本発明の有機ＥＬ素子は、照明装置、面状光源、フラットパネルディスプレイ等の表示装置に好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の有機ＥＬ素子の第１の実施形態を示す正面断面図である。
【図２】図２は、本発明の有機ＥＬ素子の第２の実施形態を示す正面断面図である。
【図３】図３は、本発明の有機ＥＬ素子の発光ユニットの他の積層構成を示す正面断面図である。
【図４】図４は、従来の有機ＥＬ素子の構成を示す正面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の有機ＥＬ素子の実施の一形態について図面を参照しつつ説明する。なお理解の容易のため、図面における各部材の縮尺は実際とは異なる場合がある。また本発明は以下の記述によって限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。層構造等の説明の便宜上、下記に示す例においては基板を下に配置した図と共に有機ＥＬ素子の説明をするが、本発明の有機ＥＬ素子およびこれを搭載した有機ＥＬ装置は、必ずしもこの配置で製造されたり、使用されたりするわけではない。なお以下の説明において支持基板の厚み方向の一方を上または上方といい、支持基板の厚み方向の他方を下または下方という場合がある。
【００１２】
１．本発明の有機ＥＬ素子
本発明の有機ＥＬ素子は、光透過性を有する基板と、陽極および陰極のうちのいずれか一方の電極であり、前記基板に接して設けられる光透過性を有する第１電極と、前記陽極および陰極のうちの他方の電極である第２電極と、前記第１電極および第２電極間に設けられ、かつそれぞれが有機発光層を含む複数の発光ユニットと、前記発光ユニットに挟持されて配置される電荷発生層とを備え、前記電荷発生層は、仕事関数が３．０ｅＶ以下の金属およびその化合物からなる群（Ａ）から選ばれるものの１種類以上と、仕事関数が４．０ｅＶ以上の化合物（Ｂ）の１種類以上とを含み、前記第１電極の屈折率をｎ１、前記基板の屈折率をｎ２とすると、ｎ１およびｎ２がそれぞれ次式（１）：
【数２】
2010192472.tif 000004
を満たすことを特徴としている。
なお本明細書では「光透過性を有する支持基板」、「光透過性を有する電極」は、入射した光の少なくとも一部が透過する支持基板、電極をそれぞれ意味する。
【００１３】
本実施形態の有機ＥＬ素子は、電荷発生層を介して複数の発光ユニットが複数段積層された構成のマルチフォトン型の有機ＥＬ素子である。有機ＥＬ素子のとりうる層構成を以下に示す。
（ｉ）陽極／第１の発光ユニット／電荷発生層／第２の発光ユニット／陰極
（ｉｉ）陽極／発光ユニット／（電荷発生層／発光ユニット）ｘ／陰極
ここで記号「／」は、記号「／」を挟む層が隣接して積層されていることを表す。また記号「ｘ」は２以上の整数を表し、「（電荷発生層／発光ユニット）ｘ」は、電荷発生層と発光ユニットとからなる積層体がｘ段積層されていることを表す。有機ＥＬ素子は、（ｉ）または（ｉｉ）に示す構成の積層体（以下、発光機能部という場合がある。）が支持基板上に設けられて構成される。なお発光機能部は、陽極および陰極のうちの一方の電極を支持基板寄りに配置させて、支持基板上に設けられている。
【００１４】
［第１の実施形態］
図１を参照しつつ、第１の実施形態の有機ＥＬ素子およびその変形例について説明する。図１は、本発明の第１の実施形態の有機ＥＬ素子を示す正面図である。
本実施形態における有機ＥＬ素子１０は、発光機能部１７と、この発光機能部１７が搭載される支持基板１５とを備える。
【００１５】
発光機能部１７は通常、前述した（ｉ）または（ｉｉ）の構成において、光透過性を有する第１電極としての陽極１４を最も支持基板１５寄りに配置するようにして、支持基板１５上に設けられる。本実施形態における発光機能部１７は、第１電極としての陽極１４、第１の発光ユニット１１、電荷発生層１３、第２の発光ユニット１２、および第２電極としての陰極１６が、支持基板１５側からこの順で積層されて構成される。このように、本実施形態では、第１及び第２の発光ユニット１１、１２が電荷発生層１３を介して積層されたマルチフォトン型の有機ＥＬ素子１０が構成される。
【００１６】
本実施の形態では発光機能部１７を保護するために、発光機能部１７を覆う封止基板（上部封止膜という場合がある）１８がさらに設けられている。
なお本実施形態では第１電極１４として陽極を設け、第２電極１６として陰極を設けているが、変形例としては発光機能部１７の積層順を逆順とし、第１電極として陰極を設け、第２電極として陽極を設けた有機ＥＬ素子を構成してもよい。また前述した（ｉ）または（ｉｉ）の構成において、第２電極として陰極を最も支持基板１５寄りに配置するように、発光機能部を支持基板１５上に設けてもよい。
【００１７】
＜１．発光機能部＞
発光機能部１７は、上述の通り、陽極（第１電極）１４、陰極（第２電極）１６、第１の発光ユニット１１、第２の発光ユニット１２、および第１の発光ユニット１１と第２の発光ユニット１２との間に位置する電荷発生層１３を備える。第１及び第２の発光ユニット１１、１２は、それぞれが有機発光層を含む。第１の発光ユニット１１は、第１の有機発光層１１のみで構成され、第２の発光ユニット１２は、第２の有機発光層のみで構成されている。
【００１８】
まず、第１の発光ユニット１１、第２の発光ユニット１２、電荷発生層１３、第１電極１４について説明し、その後、有機ＥＬ素子の他の構成要素について説明する。
【００１９】
＜Ａ＞発光ユニット
発光ユニットは、有機発光層を含んで構成される。発光ユニットは、１または複数の有機発光層を備える。なお発光ユニットは、有機発光層のみによって構成されていてもよく、有機発光層とは異なる層を含んでいてもよい。発光ユニットを構成する層のうちで、有機発光層を基準にして陽極側に設けられる層としては、正孔注入層、正孔輸送層、電子ブロック層などを挙げることができる。また発光ユニットを構成する層のうちで、有機発光層を基準にして陰極側に設けられる層としては、電子注入層、電子輸送層、正孔ブロック層などを挙げることができる。これら有機発光層とは異なる層については、任意の層として後述する。
発光ユニットは、マルチフォトン型ではない通常の有機ＥＬ素子、すなわち１層の有機発光層を有する有機ＥＬ素子のうちの、陽極と陰極とに挟持された部分と同様の構成をなす。図１に示す本実施形態の有機ＥＬ素子１０では、第１の発光ユニット１１は第１の有機発光層のみで構成され、第２の発光ユニット１２は第２の発光層のみで構成されている。
【００２０】
有機発光層は、塗布法および蒸着法などによって形成することができ、前記発光ユニットが、塗布法により形成されてなる有機発光層を含むことが好ましい。すなわち発光ユニットは、有機発光層を形成する材料（以下、発光材料という場合がある）を含む溶液を塗布し、乾燥することにより形成される有機発光層を含むことが好ましい。本実施形態の有機ＥＬ素子１０においては、第１及び第２の有機発光層１１，１２は、塗布法によって形成される。
【００２１】
有機発光層は発光材料として有機化合物を含む層である。有機発光層には、主として蛍光および／または燐光を発光する有機物（低分子化合物および／または高分子化合物）が発光材料として含まれる。なお本明細書において、高分子化合物とは、ポリスチレン換算の数平均分子量が１０3以上のものである。なお数平均分子量の上限を規定する理由は特にないが、ポリスチレン換算の数平均分子量の上限は通常、１０8以下である。有機発光層は、さらにドーパント材料を含んでいてもよい。有機発光層を形成する材料としては例えば、以下の色素系材料、金属錯体系材料、高分子系材料、およびドーパント材料などが挙げられる。
【００２２】
＜Ａ−１＞色素系材料
色素系材料としては例えば、シクロペンダミン誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体化合物、トリフェニルアミン誘導体、オキサジアゾール誘導体、ピラゾロキノリン誘導体、ジスチリルベンゼン誘導体、ジスチリルアリーレン誘導体、ピロール誘導体、チオフェン環化合物、キナクリドン誘導体、クマリン誘導体、ピリジン環化合物、ペリノン誘導体、ペリレン誘導体、オリゴチオフェン誘導体、オキサジアゾールダイマー、ピラゾリンダイマーなどが挙げられる。
【００２３】
＜Ａ−２＞金属錯体系材料
金属錯体系材料としては例えば、Ｔｂ、Ｅｕ、Ｄｙなどの希土類金属、またはＡｌ、Ｚｎ、Ｂｅ、Ｉｒ、Ｐｔなどを中心金属に有し、オキサジアゾール、チアジアゾール、フェニルピリジン、フェニルベンゾイミダゾール、キノリン構造などを配位子に有する金属錯体を挙げることができ、例えばイリジウム錯体、白金錯体などの三重項励起状態からの発光を有する金属錯体、アルミキノリノール錯体、ベンゾキノリノールベリリウム錯体、ベンゾオキサゾリル亜鉛錯体、ベンゾチアゾール亜鉛錯体、アゾメチル亜鉛錯体、ポルフィリン亜鉛錯体、フェナントロリンユーロピウム錯体などを挙げることができる。
【００２４】
＜Ａ−３＞高分子系材料
高分子系材料としては、例えば、ポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、ポリシラン誘導体、ポリアセチレン誘導体、ポリフルオレン誘導体、ポリビニルカルバゾール誘導体、上記色素体や金属錯体系発光材料を高分子化したものなどが挙げられる。
上記発光性材料のうち、青色に発光する材料としては、例えば、ジスチリルアリーレン誘導体、オキサジアゾール誘導体、およびそれらの重合体、ポリビニルカルバゾール誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体などを挙げることができる。なかでも高分子材料のポリビニルカルバゾール誘導体、ポリパラフェニレン誘導体やポリフルオレン誘導体などが好ましい。
また、緑色に発光する材料としては、例えば、キナクリドン誘導体、クマリン誘導体、およびそれらの重合体、ポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体などを挙げることができる。なかでも高分子材料のポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体などが好ましい。
また、赤色に発光する材料としては、例えば、クマリン誘導体、チオフェン環化合物、およびそれらの重合体、ポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、ポリフルオレン誘導体などを挙げることが出来る。なかでも高分子材料のポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、ポリフルオレン誘導体などが好ましい。
【００２５】
＜Ａ−４＞ドーパント材料
発光層中に発光効率の向上や発光波長を変化させるなどの目的で、ドーパントを添加してもよい。このようなドーパントとしては、例えば、ペリレン誘導体、クマリン誘導体、ルブレン誘導体、キナクリドン誘導体、スクアリウム誘導体、ポルフィリン誘導体、スチリル系色素、テトラセン誘導体、ピラゾロン誘導体、デカシクレン、フェノキサゾンなどを挙げることができる。なお、このような発光層の厚さは、通常約２ｎｍ以上、２０００ｎｍ以下である。
【００２６】
＜Ａ−５＞有機発光層の成膜方法
有機発光層の成膜方法としては、溶液から成膜する方法、真空蒸着法、転写法などを用いることができる。溶液から成膜する方法に用いられる溶液の溶媒には、発光材料を溶解するものが好ましく、例えば、クロロホルム、塩化メチレン、ジクロロエタンなどの塩素系溶媒、テトラヒドロフランなどのエーテル系溶媒、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素系溶媒、アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン系溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチル、エチルセルソルブアセテートなどのエステル系溶媒、水を挙げることができる。
【００２７】
溶液から成膜する方法において、有機発光層を形成する面上に溶液を塗布する方法としては、例えば、スピンコート法、キャスティング法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ワイアーバーコート法、ディップコート法、スリットコート法、キャピラリーコート法、スプレーコート法、ノズルコート法などのコート法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、反転印刷法、インクジェットプリント法等の印刷法等の塗布法を用いることができる。パターン形成や多色の色分けが容易であるという点で、グラビア印刷法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、反転印刷法、インクジェットプリント法等の印刷法が好ましい。また、昇華性の低分子化合物の場合は、真空蒸着法を用いることができる。さらには、レーザーまたは摩擦による転写や熱転写により、所望のところのみに有機発光層を形成する方法も用いることができる。
【００２８】
＜Ｂ＞電荷発生層
電荷発生層は、発光ユニットに挟持されて配置されている。電荷発生層は、一対の電極間に電圧を印加した状態において電荷（正孔と電子）を発生する。発生した電子は、電荷発生層に対して陽極側に隣接する発光ユニットに注入され、発生した正孔は、電荷発生層に対して陰極側に隣接する発光ユニットに注入される。一対の電極から注入される電荷に加えて、電荷発生層で発生した電荷が素子内に注入されることになるので、電荷発生層を設けることによって、注入した電流に対する発光効率（電流効率）が向上する。
【００２９】
本実施形態における電荷発生層１３は、仕事関数が３．０ｅＶ以下の金属およびその化合物からなる群（Ａ）から選ばれるものの１種類以上と、仕事関数が４．０ｅＶ以上の化合物（Ｂ）の１種類以上とを含む。化合物（Ｂ）の１種類以上を組合せて用いることにより、群（Ａ）から選ばれるものの１種類以上のみからなる電荷発生層と比べると、電荷を効率的に発生する電荷発生層を形成することができる。
【００３０】
なお仕事関数が３．０ｅＶ以下の金属およびその化合物からなる群（Ａ）から選ばれるものの仕事関数としては１．５ｅＶ以上が好ましい。また仕事関数が４．０ｅＶ以上の化合物（Ｂ）の仕事関数としては７．５ｅＶ以下が好ましい。
【００３１】
仕事関数が３．０ｅＶ以下の金属の化合物とは、金属の仕事関数が３．０ｅＶ以下であり、かつ化合物自体の仕事関数が３．０ｅＶ以下である化合物をさす。仕事関数がこのような範囲を満たす材料を含む電荷発生層を構成することにより、効率的な電荷注入が起こり易くなる。
【００３２】
電荷発生層を構成する仕事関数が３．０ｅＶ以下の金属は、アルカリ金属、アルカリ土類金属、及び希土類金属からなる群から選択することができる。これらの中でもアルカリ金属及びアルカリ土類金属が好ましい。アルカリ金属としては、リチウム（Ｌｉ）（２．９３ｅＶ）、ナトリウム（Ｎａ）（２．３６ｅＶ）、カリウム（Ｋ）（２．２８ｅＶ）、ルビジウム（Ｒｂ）（２．１６ｅＶ）、及びセシウム（Ｃｅ）（１．９５ｅＶ）が好ましく、アルカリ土類金属としては、カルシウム（Ｃａ）（２．９ｅＶ）及びバリウム（Ｂａ）（２．５２ｅＶ）が好ましい（カッコ内は仕事関数を示す。）。これらの中では、Ｌｉがより好ましい。また電荷発生層を構成する仕事関数が３．０ｅＶ以下の金属の化合物としては、前記の金属の酸化物、ハロゲン化物、フッ化物、ホウ化物、窒化物、炭化物等が挙げられる。
【００３３】
仕事関数が４．０ｅＶ以上の化合物（Ｂ）としては、仕事関数が４．０ｅＶ以上の無機又は有機化合物が選ばれる。仕事関数が４．０ｅＶ以上の無機化合物としては、遷移金属酸化物が好ましく、遷移金属酸化物の中でも、バナジウム（Ｖ）、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、マンガン（Ｍｎ）、テクネチウム（Ｔｃ）、レニウム（Ｒｅ）などの酸化物が好ましく、Ｖ2Ｏ5がより好ましい。
【００３４】
仕事関数が４．０ｅＶ以上の有機化合物としては、電荷発生層を形成した後の工程で用いられる塗布液に溶解しにくく、かつ群（Ａ）から選ばれるものから電子を受け取りやすい電子受容性の材料が好ましく、仕事関数が３．０ｅＶ以下の金属およびその化合物からなる群（Ａ）から選ばれるものと電荷移動錯体を形成するものがより好ましい。このような材料としてはテトラフルオロ−テトラシアノキノジメタン（４Ｆ−ＴＣＮＱ）が挙げられる。
【００３５】
電荷発生層は以下の２通りの構造をとり得る。
（ｉ）前記金属およびその化合物からなる群（Ａ）から選ばれるものを１種類以上含む第１の層１３−１と、前記化合物（Ｂ）を１種類以上含む第２の層１３−２とを含む電荷発生層１３（積層構造：図１参照）。
（ｉｉ）前記金属およびその化合物からなる群（Ａ）から選ばれるものの１種類以上と前記化合物（Ｂ）の１種類以上とが混合された電荷発生層（混合層）。
【００３６】
前記積層構造（ｉ）の場合には、第２の層１３−２よりも陽極寄りに第１の層１３−１を配置することが好ましい。
【００３７】
なお混合層としての電荷発生層（ｉｉ）は、共蒸着などの手法を用いて２種類の材料が混合した層を一度に形成する方法や、第１の層を構成する材料を極めて薄く形成することにより、連続膜になる前の島状の離散的な構造を形成し、この構造の上に第２の層を形成することにより混合層とする方法などを用いて形成することができる。
【００３８】
本発明の効果を十分に得るためには、第１の層１３−１の厚さは、０．１ｎｍ以上、１０ｎｍ以下が好ましく、より好ましくは０．１ｎｍ以上、６ｎｍ以下である。また第２の層１３−２の厚さは、２ｎｍ以上１００ｎｍ以下が好ましく、より好ましくは４ｎｍ以上、８０ｎｍ以下である。
【００３９】
本実施形態の電荷発生層は、第３の層としてさらに透明導電性薄膜を含んでいてもよい。透明導電性薄膜としては、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズ、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）などを用いることができる。
【００４０】
本実施形態の電荷発生層の光透過率は、有機発光層から放出される光に対して高い透過率を有することが好ましい。十分に光を取り出し、十分な輝度を得るためには、波長５５０ｎｍの光の透過率が３０％以上であることが好ましく、さらに好ましくは５０％以上である。
【００４１】
（混色、白色）
有機ＥＬ素子１０の発光色は、各発光ユニットから放射される光を混色したものである。本実施形態では第１及び第２の発光ユニット１１、１２を含むため、第１及び第２の発光ユニット１１、１２の発光波長を互いに異ならせることによって、混色により有機ＥＬ素子１０から取り出される光の色を、第１及び第２の発光ユニット１１、１２からそれぞれ発せられる光の色とは別の色とすることができる。例えば補色の関係にある２色の混色や、３個以上の発光ユニットを用いて、３色（ＲＧＢなど）の混色や、４色以上の混色を生じさせることができ、取り出される光の色を白色とすることができる。例えば本実施形態の第１の有機発光層１１、第２の有機発光層１２の発光色を互いに異ならせることによって、所期の発光色で発光する有機ＥＬ素子を実現することができるため、設計の自由度を向上させることができる。
【００４２】
（キャビティ効果）
各発光ユニットの層構成および層厚は、キャビティ効果（光の干渉効果）を考慮して設計することが好ましい。具体的には、第１及び第２の発光ユニット１１、１２から発生する光の波長を、陽極１４と陰極１６とに挟持された構造物の平均屈折率で割った値の１／４の整数倍に、前記構造物の厚さを設定することが好ましい。このような関係が満足される構成では、光の干渉効果により光取出し効率が最大となるためである。この関係は厳密に成立しているときに効果が最大となるが、厳密には成立していなくてもその効果は発現するため、おおむね構造物の厚さが、発光波長を平均屈折率で割った値の１／４の整数倍の±２０％以内であればよい。さらに実質的に発光している部位と、光を反射する方の反射性電極（本実施形態では陰極１６）との距離が、発光波長を平均屈折率で割った値の１／４の整数倍となる場合に光の干渉効果が最大となるので好ましい。なお複数の発光ユニットにおいて、全ての発光ユニットに対して上述の関係が満たすことが好ましいが、少なくとも１つの発光ユニットに対して上述の関係が満たされていればキャビティ効果が発現するので、少なくとも１つの発光ユニットが上述の関係を満たすように層厚を制御することが好ましい。
【００４３】
＜Ｃ＞第１電極
第１電極は、陽極および陰極のうちのいずれか一方の電極であり、光透過性を有する電極である。本実施形態における第１電極１４は、有機ＥＬ素子１０の陽極１４に相当する。
【００４４】
本実施形態における陽極１４は、光透過性を有する膜本体と、膜本体中に配置され、導電性を有するワイヤ状の導電体とを含んで構成される。膜本体は、可視光領域の光の透過率が高いものが好適に用いられる。膜本体は樹脂、無機ポリマー、無機−有機ハイブリッド化合物などからなる。
【００４５】
本実施形態における陽極（第１電極）１４は、可視光領域の光の透過率が８０％以上、体積抵抗率が１Ω・ｃｍ以下、表面粗さＲａが１００ｎｍ以下であることが好ましい。これら陽極１４の可視光領域の光の透過率、体積抵抗率、表面粗さＲａは、膜本体中に配置される導電体の重量割合、径、密度を適宜調整することにより、調整することができる。
【００４６】
可視光領域の光の透過率はワイヤ状の導電体の重量割合が増えるに従い減少する。光の透過率が８０％以上となる導電体の重量割合は、膜本体および導電体の材質や、導電体の径にも依存するが、約３０％以下である。
また体積抵抗率は導電体の重量割合が増えるに従い減少する。体積抵抗率が１Ωｃｍ以下となる導電体の重量割合は、膜本体および導電体の材質や導電体の径にも依存するが１０-5％以上であり、体積抵抗率が１０-3Ωｃｍ以下となる導電体の重量割合は、１％以上である。
可視光領域の光透過率は、導電体の径が小さいほど高くなり、導電体の密度が高くなるほど高くなる。
【００４７】
膜本体としては、導電性を有する樹脂が好適に用いられる。このようにワイヤ状の導電体に加えて、膜本体が導電性を有することによって、陽極１４の低電気抵抗化（以下、電気抵抗を略して抵抗という場合がある）を図ることができる。このような低抵抗の陽極１４を用いることによって、陽極１４での電圧降下を抑制し、有機ＥＬ素子の低電圧駆動を実現するとともに、輝度ムラを抑制することができる。
【００４８】
陽極１４の膜厚は、電気抵抗および可視光の透過率などによって適宜設定され、例えば、０．０３μｍ以上、１０μｍ以下であり、好ましくは０．０５μｍ以上、１μｍ以下である。
【００４９】
＜Ｃ−１＞ワイヤ状の導電体
ワイヤ状の導電体は、径の小さいものが好ましい。ワイヤ状の導電体の径は、４００ｎｍ以下が好ましく、２００ｎｍ以下がより好ましく、１００ｎｍ以下がさらに好ましい。。ワイヤ状の導電体は、陽極１４を通る光を回折または散乱するので、陽極１４のヘイズ値を高めるとともに光の透過率を低下させるが、可視光の波長程度または可視光の波長よりも小さい径のワイヤ状の導電体を用いることによって、可視光に対するヘイズ値を低く抑えるとともに、光の透過率を向上させることができる。またワイヤ状の導電体の径は、小さすぎると、抵抗が高くなるため、１０ｎｍ以上が好ましい。なお有機ＥＬ素子を照明装置に用いる場合には、陽極１４のヘイズ値はある程度高い方が広い範囲を照らすことができるので、ヘイズ値の高い陽極１４が好適に用いられる場合もある。したがって陽極１４の光学的特性は、有機ＥＬ素子が用いられる装置に応じて適宜設定される。
【００５０】
膜本体中に配置されるワイヤ状の導電体は、１本でも、複数本でもよい。ワイヤ状の導電体は、膜本体中において、網目構造を形成していることが好ましい。例えば膜本体中において、１つまたは複数のワイヤ状の導電体は、膜本体の全体に渡って複雑に絡み合って配置されることによって網目構造を形成する。具体的には、１本のワイヤ状の導電体が複雑に絡み合ったり、複数本のワイヤ状の導電体が互いに接触し合って配置されたりする構造が２次元的または３次元的に広がって網目構造を形成している。ワイヤ状の導電体は、例えば曲線状でも、針状でもよい。曲線状及び／又は針状の導電体が互いに接触し合って網目構造を形成することによって、体積抵抗率の低い陽極１４を実現することができる。この網目構造は規則的であっても、規則的でなくてもよい。網目構造を形成するワイヤ状の導電体によって、陽極１４の体積抵抗率を下げることができる。
【００５１】
ワイヤ状の導電体は、少なくとも一部が陽極１４の支持基板１５とは反対側の表面寄りに配置されることが好ましい。このようにワイヤ状の導電体を配置することによって、陽極１４の表面部の抵抗を下げることができる。
【００５２】
ワイヤ状の導電体の材料としては、例えば、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ａｌおよびこれらの合金などの抵抗の低い金属が好適に用いられる。ワイヤ状の導電体は、例えばN.R.Jana,  L.Gearheart  and  C.J.Murphyによる方法（Chm.Commun.,2001,  p617-p618）や、C.Ducamp-Sanguesa,  R.Herrera-Urbina,  and  M.Figlarz等による方法（J.  Solid  State  Chem.,Vol.100,  1992,  p272〜p280）によって製造することができる。
【００５３】
＜Ｃ−２＞屈折率の制御
本実施形態に係る有機ＥＬ素子１０では、第１電極である陽極１４の屈折率をｎ１、支持基板１５の屈折率をｎ２としたとき、陽極１４の屈折率ｎ１は、次式（１）：
【数３】
2010192472.tif 000005
を満たす。
また陽極１４は、発光機能部１７において当該陽極１４に接する部材の屈折率ｎ３以下であることが好ましい。本実施形態において陽極１４に接する部材の屈折率ｎ３は、発光ユニット１１（有機発光層１１）の屈折率に相当する。本実施形態では有機発光層が陽極１４に接して設けられているが、後述するように、正孔注入層、正孔輸送層などが陽極１４に接して設けられる場合もある。有機発光層、正孔注入層および正孔輸送層の屈折率は、それぞれ通常１．５〜１．８程度である。
【００５４】
従来のボトムエミッション型の有機ＥＬ素子では、ＩＴＯ薄膜が陽極として用いられてきた。ＩＴＯ薄膜の屈折率ｎ１は、２程度であり、ガラス基板の屈折率ｎ２は、１．５程度であり、ＩＴＯ薄膜に接する部材（たとえば正孔注入層）の屈折率ｎ３は、１．７程度である。このように従来の有機ＥＬ素子は、屈折率の低いガラス基板と有機発光層との間に、屈折率の高いＩＴＯ薄膜が配置されていた。このように屈折率の高い部材（ＩＴＯ薄膜）が介在するため、全反射などによってＩＴＯ薄膜の表面で光の一部が反射され、有機発光層からの光を効率的に外に取り出すことができなかった。
【００５５】
これに対して本実施形態では、上記式（１）の関係を満たす第１電極である陽極１４を用い、好ましい形態として陽極１４に接する第１の有機発光層１１の屈折率ｎ３以下の屈折率を有する陽極１４を用いている。このため従来の有機ＥＬ素子に比べて、支持基板１５、陽極１４、および陽極１４に接する部材（第１の有機発光層１１）の各屈折率の差が小さい有機ＥＬ素子を構成することができる。これによって第１及び第２の有機発光層１１，１２からの光が陽極１４で反射することを抑制し、光取出し効率を向上することができる。特にｎ２≦ｎ１≦ｎ３の関係を満たす支持基板１５を用いれば、第１及び第２の有機発光層１１，１２からの光が陽極１４で反射することをさらに抑制し、光取出し効率をさらに向上することができる。これによって有機ＥＬ素子の輝度を向上することができる。
【００５６】
また、陽極１４の表面粗さＲａが１００ｎｍ以下の場合、平坦な陽極１４上に各層を順次成膜することになるので、各層における膜厚のばらつきを抑制することができる。また表面に突起が形成された陽極上に、例えば塗布法によって薄膜を形成すると、突起が薄膜を貫通し、短絡が生じるおそれがあるが、陽極１４の表面粗さＲａを１００ｎｍ以下に抑えることにより、陽極１４の突起に起因する短絡の発生を抑制することができる。
【００５７】
＜Ｃ−３＞第１電極の作製方法
第１電極に相当する陽極１４の作製方法について説明する。陽極１４を作製する方法としては例えば、ワイヤ状の導電体を樹脂に練り込むことによって、ワイヤ状の導電体を樹脂に分散させる方法、ワイヤ状の導電体と樹脂とを分散媒に分散させた分散液を用いる塗布法によって成膜化する方法、およびワイヤ状の導電体を樹脂からなる膜の表面にコーティングし、導電体を膜中に分散させる方法などを挙げることができる。なお陽極１４には必要に応じて界面活性剤や酸化防止剤などの各種添加剤を加えてもよい。樹脂の種類は、屈折率、透光率および電気抵抗などの陽極１４に求められる特性に応じて適宜選ばれる。またワイヤ状の導電体を分散させる量は、陽極１４の電気抵抗、ヘイズ値および透光率などに影響するので、陽極１４に求められる特性に応じて適宜設定される。
【００５８】
本実施形態の陽極１４は、導電性を有するワイヤ状の導電体を分散媒に分散させた分散液を、支持基板１５に塗布することにより塗膜を形成し、さらにこの塗膜を硬化することによって得られる。このように陽極１４を塗布法によって形成することができるため、真空蒸着およびスパッタ法などのように真空装置を用いて陽極１４を形成する場合、または特殊な工程で陽極１４を形成する場合に比べて、簡易に陽極１４を形成することができるとともに、低コスト化を図ることができる。さらに陽極１４の特性は、樹脂およびワイヤ状の導電体の種類、並びにワイヤ状の導電体の形状などによって決まるため、これらを適宜選択することで、意図する光学特性および電気的特性などを示す陽極１４を容易に作製することができる。
【００５９】
分散液は、ワイヤ状の導電体と樹脂とを分散媒に分散させることによって調製される。用いられる分散媒としては例えば、クロロホルム、塩化メチレン、ジクロロエタン等の塩素系溶媒、テトラヒドロフラン等のエーテル系溶媒、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶媒、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン系溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチル、エチルセルソルブアセテート等のエステル系溶媒を挙げることができる。
【００６０】
また樹脂としては、光透過率の高いものが好ましく、また陽極１４上に設けられる層を塗布法により形成する場合には、使用される塗布液に、陽極１４の一部を構成する樹脂が溶解しないものである必要がある。このような樹脂としては例えば、低密度または高密度のポリエチレン、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−ブテン共重合体、エチレン−ヘキセン共重合体、エチレン−オクテン共重合体、エチレン−ノルボルネン共重合体、エチレン−ドモン共重合体、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−メチルメタクリレート共重合体、アイオノマー樹脂などのポリオレフィン系樹脂；ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートなどのポリエステル系樹脂；ナイロン−６、ナイロン−６，６、メタキシレンジアミン−アジピン酸縮重合体；ポリメチルメタクリルイミドなどのアミド系樹脂；ポリメチルメタクリレートなどのアクリル系樹脂；ポリスチレン、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、ポリアクリロニトリルなどのスチレン−アクリロニトリル系樹脂；トリ酢酸セルロース、ジ酢酸セルロースなどの疎水化セルロース系樹脂；ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレンなどのハロゲン含有樹脂；ポリビニルアルコール、エチレン−ビニルアルコール共重合体、セルロース誘導体などの水素結合性樹脂；ポリカーボネート樹脂、ポリサルホン樹脂、ポリエーテルサルホン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリフェニレンオキシド樹脂、ポリメチレンオキシド樹脂、ポリアリレート樹脂、液晶樹脂などのエンジニアリングプラスチック系樹脂などが挙げられる。
【００６１】
また陽極１４上に設けられる層を塗布法により形成する場合に、使用する塗布液に対して、陽極１４の一部を構成する樹脂が溶解し難いという観点からは、前記樹脂として熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂、フォトレジスト材料が好適に用いられる。
【００６２】
また樹脂としては、導電性を有する樹脂が好適に用いられる。導電性を有する樹脂としては例えば、ポリアニリン、ポリチオフェンの誘導体などが挙げられる。
【００６３】
陽極１４の屈折率は、樹脂などによって構成される膜本体の屈折率によって主に決まる。この膜本体の屈折率は、例えば、用いる樹脂の種類によって主に決まるので、用いる樹脂を適宜選択することによって、意図する屈折率を示す陽極１４を容易に形成することができる。
【００６４】
なお感光性フォトレジストに用いられる感光性材料および光硬化性モノマーに、ワイヤ状の導電体を分散させた分散液を用いれば、塗布法およびフォトリソグラフィによって所定のパターン形状を有する陽極１４を容易に形成することができる。
【００６５】
陽極１４としては、有機ＥＬ素子を形成する工程において加熱される温度で変化しないものが好ましいため、陽極１４を構成する樹脂としては、ガラス転移点Ｔｇが、１５０℃以上のものが好ましく、１８０℃以上のものがより好ましく、２００℃以上のものがさらに好ましい。このような樹脂としては、例えばガラス転移点Ｔｇが２３０℃のポリエーテルサルホンや高耐熱性フォトレジスト材料などを挙げることができる。
【００６６】
必要に応じて分散液に混入されるバインダーおよび添加剤などの種類、並びにワイヤ状の導電体の分散量は、成膜の容易さおよび陽極１４の特性などの条件に応じて適宜設定および選択することができる。
【００６７】
ワイヤ状の導電体を分散した分散液の塗布方法としては、ディッピング法、バーコータによるコーティング法、スピンコータによるコーティング法、ドクターブレード法、噴霧塗布法、スクリーンメッシュ印刷法、刷毛塗り、吹き付け、ロールコーティング等の工業的に通常用いられている方法を挙げることができる。なお熱硬化性樹脂および光硬化性樹脂を用いる場合には、分散液を塗布した後に、加熱または光照射することによって塗膜を硬化させることができる。
【００６８】
以上説明した本実施形態の有機ＥＬ素子では、同時に発光する第１の発光ユニット１１及び第２の発光ユニット１２を備えるマルチフォトン型の素子を構成している。このように複数の発光ユニットを備えることにより、有機ＥＬ素子内部で発生する光量を増大させることができる。また第１電極１４の屈折率ｎ１と、支持基板１５の屈折率ｎ２とがそれぞれ前述した式（１）を満たすことで、前述したように光取出し効率を高くすることができる。このように有機ＥＬ素子内部で発生する光量を増大させるとともに、光取出し効率を高くすることで、発光性能のより優れたマルチフォトン型の有機ＥＬ素子を実現することができる。
また複数の発光ユニットはそれぞれが発光するので、有機ＥＬ素子１０の輝度は各発光ユニットから放射される光を重ねあわしたものとなる。このように複数の発光ユニットを備えることにより、負荷を各発光ユニットに分散させることができる。発光ユニットを１つしか備えないシングルフォトン型の有機ＥＬ素子と同じ光量で本実施形態の有機ＥＬ素子１０を駆動した場合、各発光ユニットにかかる負荷を抑制することができるので、素子の長寿命化を図ることができる。
【００６９】
また本実施形態に係る有機ＥＬ素子は、上述のような第１電極の作製方法を用いて次のような工程による製造方法により製造し得る。
すなわち光透過性を有する基板と、陽極および陰極のうちのいずれか一方の電極であり、前記基板に接して設けられる光透過性を有する第１電極と、前記陽極および陰極のうちの他方の電極である第２電極と、前記第１電極および第２電極間に設けられ、かつそれぞれが有機発光層を含む複数の発光ユニットと、前記発光ユニットに挟持されて配置される電荷発生層とを含む有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法であって、前記第１電極の屈折率をｎ１、前記支持基板の屈折率をｎ２とすると、ｎ１およびｎ２がそれぞれ次式（１）：
【数４】
2010192472.tif 000006
を満たすように、導電性を有するワイヤ状の導電体を分散媒に分散させた分散液を、前記基板の表面上に塗布することにより第１電極を形成する工程と、前記第１電極の上に、前記発光ユニットおよび前記電荷発生層を交互に積層する工程と、第２電極を形成する工程とを含む。また、前記電荷発生層は、仕事関数が３．０ｅＶ以下の金属およびその化合物からなる群（Ａ）から選ばれるものの１種類以上と、仕事関数が４．０ｅＶ以上の化合物（Ｂ）の１種類以上とを含むように形成される。
【００７０】
続いて以上説明した第１の発光ユニット１１、第２の発光ユニット１２、電荷発生層１３および第１電極（陽極）１４以外の有機ＥＬ素子の構成要素について、以下に詳しく説明する。
【００７１】
＜Ｄ＞支持基板
支持基板１５としては、有機ＥＬ素子を形成する工程において変化しないものが好ましく、リジッド基板でも、フレキシブル基板でもよい。例えば、ガラス板、プラスチック板、高分子フィルムおよびシリコン板、並びにこれらを積層した積層板などを支持基板１５として用いることができる。支持基板１５としては、例示したもののうちで、第１電極（本実施形態では陽極）１４との屈折率の差の絶対値が、０．４未満の屈折率を示すものが適宜用いられる。
【００７２】
光を支持基板１５側から取り出すいわゆるボトムエミッション型の有機ＥＬ素子（図１参照）では、支持基板１５は、可視光領域の光の透過率が高いものが好適に用いられる。
【００７３】
＜Ｅ＞第２電極
第２電極は、陽極および陰極のうちの他方の電極であり、第１電極に対向して配置される。本実施形態における第２電極は、陽極１４に対向して配置される電極であって、陰極１６となるものである。このような陰極の材料としては、仕事関数が小さく、発光層への電子注入が容易な材料が好ましい。また陰極の材料としては電気伝導度が高く、可視光反射率の高い材料が好ましい。このような陰極材料としては、金属、金属酸化物、合金、グラファイトまたはグラファイト層間化合物、酸化亜鉛（ＺｎＯ）等の無機半導体などを挙げることができる。
【００７４】
上記金属としては、アルカリ金属、アルカリ土類金属、遷移金属、周期表の１３族金属等を用いることができる。これら金属の具体例としては、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、金、銀、白金、銅、マンガン、チタン、コバルト、ニッケル、タングステン、錫、アルミニウム、スカンジウム、バナジウム、亜鉛、イットリウム、インジウム、セリウム、サマリウム、ユーロピウム、テルビウム、イッテルビウム等を挙げることができる。
【００７５】
また合金としては、上記金属の少なくとも一種を含む合金を挙げることができ、具体的には、マグネシウム−銀合金、マグネシウム−インジウム合金、マグネシウム−アルミニウム合金、インジウム−銀合金、リチウム−アルミニウム合金、リチウム−マグネシウム合金、リチウム−インジウム合金、カルシウム−アルミニウム合金等を挙げることができる。
【００７６】
陰極１６は、例えば陰極側から光を取り出す場合などのように、必要に応じて光透過性を有する電極によって構成してもよい。このような光透過性を有する陰極の材料としては、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズ、ＩＴＯ、ＩＺＯなどの導電性金属酸化物、ポリアニリンもしくはその誘導体、ポリチオフェンもしくはその誘導体などの導電性有機物を挙げることができる。
【００７７】
なお陰極１６を２層以上の積層構造としてもよい。また電子注入層が陰極として用いられる場合もある。
【００７８】
陰極１６の膜厚は、電気伝導度や耐久性を考慮して適宜選択され、例えば１０ｎｍ以上、１０μｍ以下であり、好ましくは２０ｎｍ以上、１μｍ以下であり、さらに好ましくは５０ｎｍ以上、５００ｎｍ以下である。
【００７９】
陰極１６を形成する方法としては、真空蒸着法、スパッタリング法、また金属薄膜を熱圧着するラミネート法等が挙げられる。
【００８０】
＜Ｆ＞封止基板
「陽極１４／第１の発光ユニット１１／電荷発生層１３／第２の発光ユニット１２／陰極１６」からなる発光機能部１７を保護するために、陰極１６が形成された後、発光機能部１７を封止する封止基板（上部封止膜）１８が形成される。この封止基板１８は無機層や有機層により構成され、通常は一つ以上の無機層と一つ以上の有機層とを有する。無機層と有機層との積層数は求められる特性に基づいて適宜決定される。無機層と有機層とは通常、交互に積層される。
【００８１】
封止基板１８の形状は、支持基板１５と貼り合わせた状態において、発光機能部１７を封止できるものであればよく、平板状であってもよいし（図１参照）、平板状の基板にざぐりを形成することによって発光機能部１７を収容する空間を設けた形状の基板を用いてもよい（不図示）。図１に示す例では封止基板１８と発光機能部１７とを密着させて貼り合わせているが、封止基板１８と発光機能部１７との間に空隙が生じている場合には、この空隙に樹脂などの充填剤を設けてもよい。この封止基板１８は、リジッド基板でもフレキシブル基板でもよい。また封止基板１８には、支持基板１５について例示した部材と同様の部材を用いてもよい。
【００８２】
第１及び第２の有機発光層１１，１２などを構成する発光物質はガスおよび液体と接触することにより劣化しやすいため、素子の劣化を抑制するためには発光機能部１７を高度に気密または水密に封止することが好ましい。プラスチック基板はガラス基板と比較するとガスおよび液体の透過性が高いので、支持基板１５としてプラスチック基板を用いる場合には、ガスおよび液体に対するバリア性を高めるための処理をプラスチック基板に予め施すことが好ましい。例えばガスおよび液体などに対するバリア性の高い下部封止膜をプラスチック基板上に積層し、その後、この下部封止膜の上に発光機能部１７を積層することが好ましい。この下部封止膜は例えば、封止基板（上部封止膜）１８と同様にして形成される。
【００８３】
＜Ｇ＞任意の構成層
図１では、陽極１４と陰極１６との間に、第１の発光ユニット１１、第２の発光ユニット１２及び電荷発生層１３が設けられた有機ＥＬ素子１０を示しているが、有機ＥＬ素子の構成は図１に示す例に限られるわけではなく、第１及び第２の発光ユニット１１，１２には、有機発光層の他に、さらに他の機能層および有機発光層を１層以上設けてもよい。第１及び第２の発光ユニット１１，１２において、有機発光層の他に設けられる層（機能層）としては、上述のように例えば正孔注入層、正孔輸送層、電子ブロック層、電子注入層、電子輸送層、正孔ブロック層等が挙げられる。
【００８４】
陽極１４と第１の有機発光層１１との間、電荷発生層１３と第２の有機発光層１２との間に設け得る層としては、正孔注入層、正孔輸送層、電子ブロック層等が挙げられる。陽極１４と第１の有機発光層１１との間、電荷発生層１３と第２の有機発光層１２との間に、正孔注入層と正孔輸送層との両方が設けられる場合、電荷発生層または陽極に接する層を正孔注入層といい、この正孔注入層を除く層を正孔輸送層という。
【００８５】
第１の有機発光層１１と電荷発生層１３との間、第２の有機発光層１２と陰極１６との間に設け得る層としては、電子注入層、電子輸送層、正孔ブロック層等が挙げられる。第１の有機発光層１１と電荷発生層１３との間、第２の有機発光層１２と陰極１６との間に、電子注入層と電子輸送層との両方が設けられる場合、電荷発生層または陰極に接する層を電子注入層といい、この電子注入層を除く層を電子輸送層という。
【００８６】
なお正孔注入層および電子注入層を総称して電荷注入層ということがある。正孔輸送層および電子輸送層を総称して電荷輸送層ということがある。また電子ブロック層および正孔ブロック層を総称して電荷ブロック層ということがある。
【００８７】
以下、任意の機能層（不図示）について説明する。
＜Ｇ−１＞正孔注入層
正孔注入層は、陽極または電荷発生層からの正孔注入効率を改善する機能を有する層である。正孔注入層は、陽極１４と正孔輸送層との間、陽極１４と第１の有機発光層１１との間、電荷発生層１３と第２の有機発光層１２との間、第２の有機発光層１２と正孔輸送層との間に設けることができる。
正孔注入層を構成する正孔注入材料としては、酸化バナジウム、酸化モリブデン、酸化ルテニウム、および酸化アルミニウムなどの酸化物や、フェニルアミン系、スターバースト型アミン系、フタロシアニン系、アモルファスカーボン、ポリアニリン、およびポリチオフェン誘導体などを挙げることができる。
【００８８】
正孔注入層の成膜方法としては例えば、蒸着法や、正孔注入材料を含む溶液からの成膜を挙げることができる。正孔注入材料を含む溶液からの成膜は、上述の第１及び第２の有機発光層１１，１２を成膜する方法と同様にして行うことができる。具体的には正孔注入層となる材料が溶解する溶媒に、正孔注入層となる材料（正孔注入材料）を溶解した塗布液を、慣用の塗布法によって塗布することで成膜することができる。
【００８９】
正孔注入層の膜厚は、用いる材料によって最適値が異なり、駆動電圧と発光効率などが適度な値となるように適宜設定される。正孔注入層の膜厚は、例えば１ｎｍ以上、１μｍ以下であり、好ましくは２ｎｍ以上、５００ｎｍ以下であり、さらに好ましくは５ｎｍ以上、２００ｎｍ以下である。
＜Ｇ−２＞正孔輸送層
正孔輸送層は、陽極１４、電荷発生層１３、正孔注入層または陽極１４により近い正孔輸送層からの正孔注入を改善する機能を有する層である。
正孔輸送層を構成する材料としては、例えば、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ジ（３−メチルフェニル）４，４’−ジアミノビフェニル（ＴＰＤ）、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（ＮＰＢ）等の芳香族アミン誘導体、ポリビニルカルバゾールもしくはその誘導体、ポリシランもしくはその誘導体、側鎖もしくは主鎖に芳香族アミン基を有するポリシロキサン誘導体、ピラゾリン誘導体、アリールアミン誘導体、スチルベン誘導体、トリフェニルジアミン誘導体、ポリアニリンもしくはその誘導体、ポリチオフェンもしくはその誘導体、ポリアリールアミンもしくはその誘導体、ポリピロールもしくはその誘導体、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）もしくはその誘導体、またはポリ（２，５−チエニレンビニレン）もしくはその誘導体などが例示される。これらの中でも、ポリビニルカルバゾールもしくはその誘導体、ポリシランもしくはその誘導体、側鎖もしくは主鎖に芳香族アミン基を有するポリシロキサン誘導体、ポリアニリンもしくはその誘導体、ポリチオフェンもしくはその誘導体、ポリアリールアミンもしくはその誘導体、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）もしくはその誘導体、またはポリ（２，５−チエニレンビニレン）もしくはその誘導体等の高分子正孔輸送材料が好ましく、ポリビニルカルバゾールもしくはその誘導体、ポリシランもしくはその誘導体、側鎖もしくは主鎖に芳香族アミン基を有するポリシロキサン誘導体がさらに好ましい。低分子の正孔輸送材料の場合には、高分子バインダーに分散させて用いることが好ましい。
【００９０】
正孔輸送層の成膜方法としては特に制限はないが、低分子の正孔輸送材料では、高分子バインダーと正孔輸送材料とを含む混合液からの成膜を挙げることができ、高分子の正孔輸送材料では、正孔輸送材料を含む溶液からの成膜を挙げることができる。
【００９１】
溶液からの成膜方法としては、有機発光層および正孔注入層の成膜法として前述した方法と同様の塗布法を挙げることができる。
【００９２】
混合する高分子バインダーとしては、電荷輸送を極度に阻害しないものが好ましく、また可視光に対する吸収の弱いものが好適に用いられ、例えばポリカーボネート、ポリアクリレート、ポリメチルアクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリシロキサンなどを挙げることができる。
【００９３】
正孔輸送層の膜厚は、用いる材料によって最適値が異なり、駆動電圧と発光効率が適度な値となるように選択すればよい。正孔輸送層の膜厚は、例えば１ｎｍから１μｍであり、好ましくは２ｎｍ以上、５００ｎｍ以下であり、さらに好ましくは５ｎｍ以上、２００ｎｍ以下である。
【００９４】
＜Ｇ−３＞電子ブロック層
電子ブロック層は、電子の輸送を堰き止める機能を有する層である。なお正孔注入層および／または正孔輸送層が電子の輸送を堰き止める機能を有する場合には、これらの層が電子ブロック層を兼ねることがある。電子ブロック層が電子の輸送を堰き止める機能を有することは、例えば、電子電流のみを流す素子を作製し、その電流値の減少で堰き止める効果を確認することが可能である。電子ブロック層としては、例えば上記正孔注入層または正孔輸送層の材料として例示した各種材料を用い得る。
【００９５】
＜Ｇ−４＞電子注入層
電子注入層は、陰極１６または電荷発生層１３からの電子注入効率を改善する機能を有する層である。電子注入層は、第１の有機発光層１１と電荷発生層１３との間、電子輸送層と電荷発生層１３との間、第２の有機発光層１２と陰極１６との間、または電子輸送層と陰極１６との間に設けられる。
電子注入層を構成する材料としては例えば、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アルカリ金属およびアルカリ土類金属のうちの１種類以上含む合金、アルカリ金属若しくはアルカリ土類金属の酸化物、ハロゲン化物、炭酸化物、またはこれらの物質の混合物などを挙げることができる。アルカリ金属、アルカリ金属の酸化物、ハロゲン化物、および炭酸化物の例としては、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、酸化リチウム、フッ化リチウム、酸化ナトリウム、フッ化ナトリウム、酸化カリウム、フッ化カリウム、酸化ルビジウム、フッ化ルビジウム、酸化セシウム、フッ化セシウム、炭酸リチウムなどを挙げることができる。また、アルカリ土類金属、アルカリ土類金属の酸化物、ハロゲン化物、炭酸化物の例としては、マグネシウム、カルシウム、バリウム、ストロンチウム、酸化マグネシウム、フッ化マグネシウム、酸化カルシウム、フッ化カルシウム、酸化バリウム、フッ化バリウム、酸化ストロンチウム、フッ化ストロンチウム、炭酸マグネシウムなどを挙げることができる。電子注入層は、２層以上を積層した積層体で構成されてもよく、例えばＬｉＦ／Ｃａなどを挙げることができる。電子注入層は、蒸着法、スパッタリング法、印刷法などにより形成される。電子注入層の膜厚としては、１ｎｍ以上、１μｍ以下程度が好ましい。
【００９６】
＜Ｇ−５＞電子輸送層
電子輸送層は、陰極、電荷発生層、電子注入層または陰極により近い電子輸送層からの電子注入を改善する機能を有する層であり、電子輸送層とは電子を輸送する機能を有する層である。
電子輸送層を構成する材料としては、公知のものが使用でき、オキサジアゾール誘導体、アントラキノジメタンもしくはその誘導体、ベンゾキノンもしくはその誘導体、ナフトキノンもしくはその誘導体、アントラキノンもしくはその誘導体、テトラシアノアンスラキノジメタンもしくはその誘導体、フルオレノン誘導体、ジフェニルジシアノエチレンもしくはその誘導体、ジフェノキノン誘導体、または８−ヒドロキシキノリンもしくはその誘導体の金属錯体、ポリキノリンもしくはその誘導体、ポリキノキサリンもしくはその誘導体、ポリフルオレンもしくはその誘導体等が例示される。これらのうち、オキサジアゾール誘導体、ベンゾキノンもしくはその誘導体、アントラキノンもしくはその誘導体、または８−ヒドロキシキノリンもしくはその誘導体の金属錯体、ポリキノリンもしくはその誘導体、ポリキノキサリンもしくはその誘導体、ポリフルオレンもしくはその誘導体が好ましく、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール、ベンゾキノン、アントラキノン、トリス（８−キノリノール）アルミニウム、ポリキノリンがさらに好ましい。
【００９７】
電子輸送層の成膜法としては、特に制限はないが、低分子電子輸送材料では、粉末からの真空蒸着法、または溶液若しくは溶融状態からの成膜による方法などが例示される。また高分子電子輸送材料では、溶液または溶融状態からの成膜による方法などが例示される。溶液または溶融状態からの成膜時には、高分子バインダーを併用してもよい。
溶液から電子輸送層を成膜する方法としては、前述の溶液から正孔注入層を成膜する方法と同様の成膜法が挙げられる。
【００９８】
電子輸送層の膜厚としては、用いる材料によって最適値が異なり、駆動電圧と発光効率が適度な値となるように選択すればよい。電子輸送層の膜厚としては、例えば１ｎｍから１μｍであり、好ましくは２ｎｍ以上、５００ｎｍ以下であり、さらに好ましくは５ｎｍ以上、２００ｎｍ以下である。
【００９９】
＜Ｇ−６＞正孔ブロック層
正孔ブロック層は、正孔の輸送を堰き止める機能を有する層である。なお電子注入層および／または電子輸送層が正孔の輸送を堰き止める機能を有する場合には、これらの層が正孔ブロック層を兼ねることがある。正孔ブロック層が正孔の輸送を堰き止める機能を有することは、例えばホール電流のみを流す素子を作製し、その電流値の減少で堰き止める効果を確認することが可能である。
【０１００】
＜Ｈ＞発光ユニットの層構成
上述したように発光ユニットは様々な層構成を採用し得る。発光ユニットのとり得る層構成の具体的な一例を以下に示す。
ａ）有機発光層
ｂ）正孔注入層／有機発光層
ｃ）有機発光層／電子注入層
ｄ）正孔注入層／有機発光層／電子注入層
ｅ）正孔注入層／正孔輸送層／有機発光層
ｆ）有機発光層／電子輸送層／電子注入層
ｇ）正孔注入層／有機発光層／電子輸送層／電子注入層
ｈ）正孔注入層／正孔輸送層／有機発光層／電子注入層
ｉ）正孔注入層／正孔輸送層／有機発光層／電子輸送層／電子注入層
（ここで、記号「／」は、記号「／」を挟む各層が隣接して積層されていることを示す。以下同じ。）
なお以上のａ）〜ｉ）の構成では、左側が陽極寄りの層であり、右側が陰極寄りの層である。
【０１０１】
有機ＥＬ素子が有する複数の発光ユニットは、互いに同じ層構成であってもよく、また互いに異なる層構成であってもよい。図１に示す本実施形態の第１及び第２の発光ユニット１１，１２は上記ａ）の構成を有している。また図１に示す実施形態では、支持基板１５上に陽極１４を設ける形態を示している。この場合、上記ａ）からｉ）の各形態では、左側（陽極側）に示された層から順に支持基板１５上に配置されることになる。
【０１０２】
なお他の実施形態の有機ＥＬ素子としては、支持基板上に陰極を配置する形態も採用し得る。この場合、上記ａ）からｉ）の各形態では、右側（陰極側）に示された層から順に支持基板上に配置されることになる。
【０１０３】
［第２の実施形態］
次に図２を参照して、本発明の第２の実施形態の有機ＥＬ素子を説明する。図２は第２の実施形態の有機ＥＬ素子を示す正面断面図である。図２中、第１の実施形態と同様である部材については、図１と同一符号を付す。以下、重複する説明は省略して、第１の実施形態と異なる点を主として説明する。
第１の実施形態の有機ＥＬ素子１０は、第１及び第２の発光ユニット１１，１２からの光を陽極１４および支持基板１５を通して外部へ出射するボトムエミッション型の素子であるのに対して、第２の実施形態の有機ＥＬ素子２０は、第１及び第２の発光ユニット１１，１２からの光を陰極（第１電極）２１および封止基板１８を通して外部へ出射するトップエミッション型の素子である。
本実施形態の有機ＥＬ素子２０は支持基板１５、発光機能部２３および封止基板１８がこの順に積層されて構成される。発光機能部２３は陽極２２、第１の発光ユニット１１、電荷発生層１３、第２の発光ユニット１２および陰極２１が支持基板１５側からこの順に積層されて構成される。
【０１０４】
本実施形態では、光透過性を有する第１電極が陰極２１に相当し、光透過性を有する基板が封止基板１８に相当する。陰極２１（第１電極）の屈折率をｎ１、封止基板１８の屈折率をｎ２とすると、ｎ１およびｎ２は、下記式（１）を満たす。
【数５】
2010192472.tif 000007
【０１０５】
本実施形態における陰極２１には、例えば第１の実施形態において第１電極として例示したものを用いることができる。例えば前述と同様に陰極２１は、導電性を有するワイヤ状の導電体を分散媒に分散させた分散液を用いた塗布法により得られる。
【０１０６】
本実施形態に係る有機ＥＬ素子２０においても、第１の実施形態に係る有機ＥＬ素子と同様の作用、効果を得ることができる。すなわち、有機発光層を含む複数の発光ユニットが積層されて構成されるマルチフォトン型の有機ＥＬ素子では、各発光ユニットに負荷を分散させ、各発光ユニットから放射される光を重ね合わされた光が取り出されるため、有機ＥＬ素子２０内部で発生する光量を増大させることができる。
また、第１電極２１の屈折率ｎ１と、封止基板１８の屈折率ｎ２とがそれぞれ上記式（１）を満たすことで、光取出し効率を高くすることができる。
よって、本実施形態に係る有機ＥＬ素子によっても、有機ＥＬ素子２０内部で発生する光量を増大させると共に、光取出し効率を高くすることで、発光性能のより優れたマルチフォトン型の有機ＥＬ素子を実現することができる。
また、マルチフォトン型である有機ＥＬ素子２０全体としてはシングルフォトン型の有機ＥＬ素子と同じ光量となるように駆動させたとしても、有機ＥＬ素子２０は、シングルフォトン型の有機ＥＬ素子より第１及び第２の有機発光層１１、１２に加わる負荷を小さくした状態で発光させることができるため、素子の長寿命化を図ることができる。よって、本実施形態に係る有機ＥＬ素子によっても、有機ＥＬ素子２０内部で発生する光量を増大させ、素子の長寿命化を図ると共に、光取出し効率を高くすることができる。
【０１０７】
２．本発明の有機ＥＬ素子を搭載した装置
以上説明した本発明の各実施形態の有機ＥＬ素子は、曲面状や平面状の照明装置、例えばスキャナの光源として用いられる面状光源、表示装置に好適に用いることができる。
【０１０８】
有機ＥＬ素子を備える表示装置としては、アクティブマトリックス表示装置、パッシブマトリックス表示装置、セグメント表示装置、ドットマトリックス表示装置、および液晶表示装置などを挙げることができる。なお有機ＥＬ素子は、アクティブマトリックス表示装置、パッシブマトリックス表示装置、およびドットマトリックス表示装置において、各画素を構成する発光素子として用いられる。また有機ＥＬ素子は、セグメント表示装置において、各セグメントを構成する発光素子として用いられる。また有機ＥＬ素子は、ドットマトリックス表示装置、および液晶表示装置において、バックライトとして用いられる。
本発明の有機ＥＬ素子は、前述したように発光性能のより優れたマルチフォトン型の素子を実現することができるため、照明装置、面状光源、および表示装置などに好適に使用することができる。
【実施例】
【０１０９】
以下、作製例および比較例に基づいて本発明についてより詳細に説明するが、本発明は下記作製例等に限定されるものではない。
【０１１０】
＜マルチフォトン型の有機ＥＬ素子の発光効率の検証＞
作製例１−１、１−２及び比較例１−１〜１−４では、２つの発光ユニットを１つの電荷発生層で仕切った構造の有機ＥＬ素子を作製し、その効果を確認した。
【０１１１】
＜作製例１−１＞  電荷発生層で仕切った構造の有機ＥＬ素子の作製
（作製例１−１の層構成：ＩＴＯ／ＰＥＤＯＴ／ＭＥＨ−ＰＰＶ／Ｌｉ／Ｖ2Ｏ5／ＭＥＨ−ＰＰＶ／Ａｌ−Ｌｉ合金）
作製例１−１における有機ＥＬ素子の作製例を、図３を参照しながら説明する。
本作製例では図１に示す第１の発光ユニット１１を第１の有機発光層１１ａと正孔注入層１１ｂとで構成したものである。支持基板に相当するガラス基板１５上に、陽極１４としてＩＴＯ膜（膜厚１５０ｎｍ）をスパッタ法により形成した基板を用意した。この基板にＢＹＴＲＯＮ製のＰＥＤＯＴ（ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン））／ＰＳＳ（ポリスチレンスルホン酸）溶液をスピンコート法により４０ｎｍの厚みで成膜し、窒素雰囲気下において２００℃で熱処理して正孔注入層１１ｂを得た。発光材料としてＡｌｄｒｉｃｈ社製の重量平均分子量が約２０万のＭＥＨ−ＰＰＶ（ポリ（２−メトキシ−５−（２’−エチル−ヘキシロキシ）−パラ−フェニレンビニレン）を用いた。このＭＥＨ−ＰＰＶの１重量％トルエン溶液を作製し、これをＰＥＤＯＴ／ＰＳＳが成膜された基板上にスピンコートして９０ｎｍの膜厚で第１の有機発光層１１ａを成膜した。正孔注入層１１ｂと第１の有機発光層１１ａを併せて第１の発光ユニット１１とする。
【０１１２】
この上に真空蒸着法により、電荷発生層１３としてＬｉ（仕事関数：２．９３ｅＶ）、Ｖ2Ｏ5（酸化バナジウム）（仕事関数：４ｅＶ以上）を順次それぞれ、２ｎｍ、２０ｎｍの厚みで形成し、第１の層１３−１、第２の層１３−２とした。ここでＬｉの蒸着はＡｌ−Ｌｉ合金（Ｌｉ含有率０．０５％）を用い、Ａｌが飛びはじめる前の数十秒間、先に飛ぶＬｉのみを蒸着することで行い、その直後にＶ2Ｏ5の蒸着を行った。
さらに、Ｖ2Ｏ5膜上に、ＭＥＨ−ＰＰＶの１重量％トルエン溶液をスピンコートして、９０ｎｍの膜厚で第２の有機発光層（第２の発光ユニット）１２を製膜した。さらにこの上に真空蒸着法により陰極１６としてＡｌ−Ｌｉ合金を１００ｎｍ形成した。以上により２つの発光ユニットを１つの電荷発生層で仕切った構造の有機ＥＬ素子を作製した。
得られた素子に直流電圧を印加したところ、発光開始電圧１２Ｖ、最大輝度８０ｃｄ／ｍ2であった。電流効率は０．０７２ｃｄ／Ａであり、下記の比較例１−１の素子（０．０３７ｃｄ／Ａ）に比べて１．９５倍に増大した。
【０１１３】
＜比較例１−１＞  有機ＥＬ素子の作製
（比較例１−１の層構成：ＩＴＯ／ＰＥＤＯＴ／ＭＥＨ−ＰＰＶ／Ａｌ−Ｌｉ合金）
比較のために、作製例１−１において電荷発生層１３と第２の有機発光層（第２の発光ユニット）１２とを設けないこと以外は作製例１−１と同様にして、図４に示すように発光ユニット１１が１つだけの有機ＥＬ素子４０を作製した。なお図４中、図１におけるものと同一部材については同一符号を付している。
比較例１−１の有機ＥＬ素子４０に直流電圧を印加したところ、発光開始電圧５．５Ｖ、最大輝度５２ｃｄ／ｍ2であった。電流効率は０．０３７ｃｄ／Ａであった。
【０１１４】
＜比較例１−２＞  有機ＥＬ素子の作製
（比較例１−２の層構成：ＩＴＯ／ＰＥＤＯＴ／ＭＥＨ−ＰＰＶ／Ｖ2Ｏ5／ＭＥＨ−ＰＰＶ／Ａｌ−Ｌｉ合金）
電荷発生層として、膜厚３０ｎｍのＶ2Ｏ5の１層のみからなるものを用いたことを除いて、比較例１−１と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。得られた素子に４０Ｖ印加しても発光しなかった。
【０１１５】
＜作製例１−２＞  異なる色の発光ユニットを積層した混色素子
（作製例１−２の層構成：ＩＴＯ／ＰＥＤＯＴ／Ｆ８−ＴＰＡ−ＢＴ／Ｌｉ／Ｖ2Ｏ5／ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ／Ｆ８−ＴＰＡ−ＰＤＡ／Ａｌ−Ｌｉ合金）
作製例１−１において発光材料として用いたＭＥＨ−ＰＰＶの代わりに、緑色の光を発光する下記構造式（１）で示す高分子発光材料３１（略称Ｆ８（poly(9,9-dioctylfluorene)）−ＴＰＡ（トリフェニルアミン）−ＢＴ（ポリビスアミドトリアゾール））を発光材料として用いた高分子発光層を含む第１の発光ユニット１１と、電荷発生層１３とを形成した後、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ層を形成し、引き続いて青色の光を発光する下記構造式（２）で示す高分子発光材料３２（略称Ｆ８−ＴＰＡ−ＰＤＡ（p-フェニレンジアミン））を発光材料として用いた高分子発光層を含む第２の発光ユニット１２を成膜した後、作製例１−１と同様にして陰極を形成して、二つの発光ユニットからの発光波長が異なる発光素子を作製した。
【０１１６】
高分子発光材料３１
【化１】
2010192472.tif 000008
【０１１７】
高分子発光材料３２
【化２】
2010192472.tif 000009
【０１１８】
＜比較例１−３、１−４＞  作製例２の比較、緑と青の発光層のみからなる単一素子
（比較例１−３の層構成：ＩＴＯ／ＰＥＤＯＴ／Ｆ８−ＴＰＡ−ＢＴ／Ａｌ−Ｌｉ合金）
（比較例１−４の層構成：ＩＴＯ／ＰＥＤＯＴ／Ｆ８−ＴＰＡ−ＰＤＡ／Ａｌ−Ｌｉ合金）
作製例１−２との比較のため、比較例１−２と同様にＩＴＯ／ＰＥＤＯＴ／有機発光層／Ａｌ−Ｌｉ合金の構造の発光ユニット１つからなる素子を作製した。ここで比較例１−３では、発光材料として緑色を発光するＦ８−ＴＰＡ−ＢＴを有機発光層に用い、比較例１−４では、発光材料として青色を発光するＦ８−ＴＰＡ−ＰＤＡを有機発光層に用いた。
【０１１９】
比較例１−３、１−４の駆動電圧はそれぞれ３．６Ｖ、５．４Ｖであるのに対し、作製例１−２では８．０Ｖとなり２つのユニットを積層した素子の予想に近い電圧を示した。また作製例１−２の素子では２つの層からの混色により、スペクトルが広くなり白がかった緑色の発光が得られた。
【０１２０】
次に、以下の作製例２−１〜２−３では、光透過性を有する膜本体内にワイヤ状の導電体を設けた第１電極の屈折率を特定の範囲に制御するとともに、透明支持基板と第１電極との屈折率差を特定の範囲に制御することにより、光取出し効率を向上させることができることを確認する。
【０１２１】
＜作製例２−１＞第１電極内にワイヤ状の導電体を設置した有機ＥＬ素子の作製
ワイヤ状の導電体として、アミノ基含有高分子系分散剤（アイ・シー・アイ・ジャパン社製、商品名「ソルスパース２４０００ＳＣ」）で表面を保護した銀ナノワイヤー（長軸平均長さ１μｍ、短軸平均長さ１０ｎｍ）を用いる。この銀ナノワイヤーのトルエン分散液２ｇ（銀ナノワイヤー１.０ｇ含有）と、膜本体となる光硬化性モノマーであるトリメチロールプロパントリアクリレート（新中村化学社製、商品名「ＮＫエステル−ＴＭＰＴ」）０．２５ｇとを混合し、銀ナノワイヤーを混合溶液中に分散させ、さらに重合開始剤（日本チバ・ガイギー社製、商品名「イルガキュア９０７」）０．００２５ｇを添加する。この混合溶液を厚さ０．７ｍｍのガラス基板（透明板本体：屈折率約１．５）に塗布し、ホットプレート上で１１０℃２０分加熱して溶媒を乾燥し、さらにＵＶランプで光照射（６０００ｍＷ／ｃｍ2）することによって硬化して、膜厚が１５０ｎｍの透明導電膜を得る。このように成膜することによって、透過率が８０％以上、体積抵抗率が１Ω・ｃｍ以下である透明導電膜が得られる。
【０１２２】
光硬化樹脂の屈折率は１．４７であり、得られる透明導電膜の屈折率も１．４７となり、この透明導電膜付き透明板を、光透過性を有する第１電極を有する透明支持基板あるいは透明封止基板に用いることにより有機ＥＬ素子を得ることができる。得られる有機ＥＬ素子では光取出し効率が向上する。
【０１２３】
＜作製例２−２＞第１電極内にワイヤ状の導電体を設置した有機ＥＬ素子の作製
ワイヤ状の導電体として、アミノ基含有高分子系分散剤（アイ・シー・アイ・ジャパン社製、商品名「ソルスパース２４０００ＳＣ」）で表面を保護した銀ナノワイヤー（長軸平均長さ１μｍ、短軸平均長さ１０ｎｍ）を用いる。この銀ナノワイヤーのトルエン分散液２ｇ（銀ナノワイヤー１.０ｇ含有）と、膜本体となるポリ（エチレンジオキシチオフェン）／ポリスチレンスルホン酸の溶液（スタルク社製、商品名「ＢａｙｔｒｏｎＰ」）２．５ｇとを混合し、銀ナノワイヤーを混合溶液中に分散させる。この混合溶液を厚さ０．７ｍｍのガラス基板（透明板本体）に塗布し、ホットプレート上で２００℃２０分加熱し、溶媒を乾燥すると膜厚が１５０ｎｍの透明導電膜を得る。このように成膜することによって、透過率が８０％以上、体積抵抗率が１Ω・ｃｍ以下である透明導電膜が得られる。
【０１２４】
「ＢａｙｔｒｏｎＰ」の屈折率は１．７であり、得られる透明導電膜の屈折率も１．７となり、この透明導電膜付き透明板を、光透過性を有する第１電極を有する透明支持基板あるいは透明封止基板に用いることにより有機ＥＬ素子を得ることができる。得られる有機ＥＬ素子では、光取出し効率が向上する。
【０１２５】
＜作製例２−３＞第１電極内にワイヤ状の導電体を設置した有機ＥＬ素子の作製
ワイヤ状の導電体として、アミノ基含有高分子系分散剤（アイ・シー・アイ・ジャパン社製、商品名「ソルスパース２４０００ＳＣ」）で表面を保護した銀ナノワイヤー（長軸平均長さ１μｍ、短軸平均長さ１０ｎｍ）を用いる。膜本体となるポリ（エチレンジオキシチオフェン）／ポリスチレンスルホン酸の溶液（スタルク社製、商品名「ＢａｙｔｒｏｎＰ」）２．５ｇに、ジメチルスルホキシド０．１２５ｇを混合した混合液と、銀ナノワイヤーのトルエン分散液２ｇ（銀ナノワイヤー１.０ｇ含有）とを混合し、銀ナノワイヤーを混合溶液中に分散させる。この混合溶液を０．７ｍｍ厚のガラス基板に塗布し、ホットプレート上で２００℃２０分加熱し、溶媒を乾燥すると膜厚が１５０ｎｍの導電膜を得る。このように成膜することによって透過率が８０％以上、体積抵抗率が１Ω・ｃｍ以下である透明導電膜が得られる。
【０１２６】
「ＢａｙｔｒｏｎＰ」の屈折率は１．７であり、得られる透明導電膜の屈折率も１．７となり、この透明導電膜付き透明板を、透明第１電極を有する透明支持基板あるいは透明封止基板に用いることにより有機ＥＬ素子を得ることができる。得られる有機ＥＬ素子では光取出し効率が向上する。
【符号の説明】
【０１２７】
１０、２０、３０  有機ＥＬ素子
１１、１１ａ  第１の発光ユニット（第１の有機発光層）
１２  第２の発光ユニット（第２の有機発光層）
１３  電荷発生層
１３−１  第１の層
１３−２  第２の層
１４  陽極（第１電極）
１５  支持基板
１６  陰極（第２電極）
１７、２３  積層体（発光機能部）
１８  封止基板（上部封止膜）
２１  陰極（第１電極）
２２  陽極（第２電極）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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