(57)【要約】【課題】素子寿命の長い有機ＥＬ素子を製造することができる有機ＥＬ素子の製造方法、装置寿命の長い有機ＥＬ素子、素子寿命の長い面状光源、照明装置および表示装置を提供することである。【解決手段】陽極と、陰極と、該陽極および陰極間に設けられる有機物を含む発光層と、該陽極および陰極間において前記発光層に接して設けられる隣接層とを有する有機ＥＬ素子の製造方法である。有機ＥＬ素子の製造方法は、発光層を形成する発光層形成工程と、隣接層を形成する隣接層形成工程とを含む。前記発光層形成工程および前記隣接層形成工程のうちの先に行われる一方の工程の開始から他方の工程の終了までの、有機ＥＬ素子の前駆体の雰囲気中の酸素濃度および水分濃度を、体積比でそれぞれ１０００ｐｐｍ以下に保つことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
陽極と、陰極と、該陽極および陰極間に設けられる有機物を含む発光層と、該陽極および陰極間において前記発光層に接して設けられる隣接層とを有する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、
塗布法により発光層用の塗膜を形成し、さらに該発光層用の塗膜を焼成することにより発光層を形成する発光層形成工程と、
塗布法により隣接層用の塗膜を形成し、さらに該隣接層用の塗膜を焼成することにより隣接層を形成する隣接層形成工程とを含み、
前記発光層形成工程および前記隣接層形成工程のうちの先に行われる一方の工程の開始から他方の工程の終了までの、前記有機エレクトロルミネッセンス素子の前駆体の雰囲気中の酸素濃度および水分濃度を、体積比でそれぞれ１０００ｐｐｍ以下に保つことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
【請求項２】
前記発光層形成工程および前記隣接層形成工程のうちの先に行われる一方の工程の開始から他方の工程の終了までの、前記有機エレクトロルミネッセンス素子の前駆体の雰囲気中の酸素濃度および水分濃度を、体積比でそれぞれ１０ｐｐｍ以下に保つことを特徴とする請求項１記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
【請求項３】
前記発光層形成工程では、不活性ガスを含有する雰囲気中において前記発光層用の塗膜を形成し、
前記隣接層形成工程では、不活性ガスを含有する雰囲気中において前記隣接層用の塗膜を形成することを特徴とする請求項１または２記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
【請求項４】
前記発光層形成工程では、不活性ガスを含有する雰囲気中において前記発光層用の塗膜を焼成し、
前記隣接層形成工程では、不活性ガスを含有する雰囲気中において前記隣接層用の塗膜を焼成することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
【請求項５】
前記不活性ガスが窒素ガスであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
【請求項６】
前記発光層形成工程では、１０Ｐａ以下の雰囲気中において前記発光層用の塗膜を焼成し、
前記隣接層形成工程では、１０Ｐａ以下の雰囲気中において前記隣接層用の塗膜を焼成することを特徴とする請求項１〜３記載のいずれか１つに有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
【請求項７】
前記発光層形成工程では、５０℃〜２５０℃の範囲の温度の雰囲気中において前記発光層用の塗膜を焼成し、
前記隣接層形成工程では、５０℃〜２５０℃の範囲の温度の雰囲気中において前記隣接層用の塗膜を焼成することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
【請求項８】
前記隣接層が、前記発光層の陽極側の表面に接して設けられ、
隣接層形成工程の後に発光層形成工程が行われることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１つに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法によって製造された有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１０】
請求項９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１１】
請求項９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。
【請求項１２】
請求項９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。
【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、その製造方法、面状光源、照明装置および表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、有機ＥＬ素子という場合がある）は、陽極と、陰極と、有機物を含む発光層とを含んで構成される。有機ＥＬ素子に電圧が印加されると、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る。有機ＥＬ素子は、注入された正孔と電子とが発光層において再結合することによって発光する。
【０００３】
工程が簡易で、大面積化が容易な塗布法によって発光層を形成することができるという利点が有機ＥＬ素子にはある。具体的には、発光層となる材料を含む有機溶液を用いて塗膜を形成し、さらに形成した塗膜を乾燥することによって発光層を形成することができる。例えば水分濃度および酸素濃度を１質量ｐｐｍ以下とした雰囲気において発光層を形成した有機ＥＬ素子がある（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２６５６８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の技術の有機ＥＬ素子では素子寿命が必ずしも十分ではなく、有機ＥＬ素子の長寿命化が望まれていた。
【０００６】
従って本発明の目的は、素子寿命の長い有機ＥＬ素子を製造することができる有機ＥＬ素子の製造方法、装置寿命の長い有機ＥＬ素子、素子寿命の長い面状光源、照明装置および表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記問題に鑑み本発明者は鋭意検討した結果、発光層形成工程とともに、発光層に隣接する隣接層の形成工程のうちの先に行われる一方の工程の開始から他方の工程の終了までの、前記有機エレクトロルミネッセンス素子の前駆体の雰囲気中の酸素濃度および水分濃度を、体積比でそれぞれ所定の値以下に保つことによって、有機ＥＬ素子の寿命を向上できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【０００８】
本発明は、陽極と、陰極と、該陽極および陰極間に設けられる有機物を含む発光層と、該陽極および陰極間において前記発光層に接して設けられる隣接層とを有する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、
塗布法により発光層用の塗膜を形成し、さらに該発光層用の塗膜を焼成することにより発光層を形成する発光層形成工程と、
塗布法により隣接層用の塗膜を形成し、さらに該隣接層用の塗膜を焼成することにより隣接層を形成する隣接層形成工程とを含み、
前記発光層形成工程および前記隣接層形成工程のうちの先に行われる一方の工程の開始から他方の工程の終了までの、前記有機エレクトロルミネッセンス素子の前駆体の雰囲気中の酸素濃度および水分濃度を、体積比でそれぞれ１０００ｐｐｍ以下に保つことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法である。
【０００９】
また本発明は、前記発光層形成工程および前記隣接層形成工程のうちの先に行われる一方の工程の開始から他方の工程の終了までの、前記有機エレクトロルミネッセンス素子の前駆体の雰囲気中の酸素濃度および水分濃度を、体積比でそれぞれ１０ｐｐｍ以下に保つことを特徴とする前記有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法である。
【００１０】
また本発明は、発光層形成工程では、不活性ガスを含有する雰囲気中において前記発光層用の塗膜を形成し、
前記隣接層形成工程では、不活性ガスを含有する雰囲気中において前記隣接層用の塗膜を形成することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法である。
【００１１】
また本発明は、前記発光層形成工程では、不活性ガスを含有する雰囲気中において前記発光層用の塗膜を焼成し、
前記隣接層形成工程では、不活性ガスを含有する雰囲気中において前記隣接層用の塗膜を焼成することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法である。
【００１２】
また本発明は、前記不活性ガスが窒素ガスであることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法である。
【００１３】
また本発明は、前記発光層形成工程では、１０Ｐａ以下の雰囲気中において前記発光層用の塗膜を焼成し、
前記隣接層形成工程では、１０Ｐａ以下の雰囲気中において前記隣接層用の塗膜を焼成することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法である。
【００１４】
また本発明は、前記発光層形成工程では、５０℃〜２５０℃の範囲の温度の雰囲気中において前記発光層用の塗膜を焼成し、
前記隣接層形成工程では、５０℃〜２５０℃の範囲の温度の雰囲気中において前記隣接層用の塗膜を焼成することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法である。
【００１５】
また本発明は、前記隣接層が、前記発光層の陽極側の表面に接して設けられ、
隣接層形成工程の後に発光層形成工程が行われることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法である。
【００１６】
また本発明は、前記有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法によって製造された有機エレクトロルミネッセンス素子である。
【００１７】
また本発明は、前記有機エレクトロルミネッセンス素子を備える面状光源である。
【００１８】
また本発明は、前記有機エレクトロルミネッセンス素子を備える表示装置である。
【００１９】
また本発明は、前記有機エレクトロルミネッセンス素子を備える照明装置である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、前記発光層形成工程および前記隣接層形成工程のうちの先に行われる一方の工程の開始から他方の工程の終了までの、前記有機エレクトロルミネッセンス素子の前駆体の雰囲気中の酸素濃度および水分濃度を、体積比でそれぞれ所定の値以下に保つことによって、素子寿命の長い有機ＥＬ素子を製造することができる。
【００２１】
また素子寿命の長い有機ＥＬ素子を用いることによって、寿命の長い面状光源、照明装置および表示装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
図１は、本発明の実施の一形態の有機ＥＬ素子１を模式的に示す図である。有機ＥＬ素子は、通常基板２上に設けられ、陽極３、陰極７および発光層６を含んで構成される。本実施の形態の有機ＥＬ素子１は、発光層６に隣接する隣接層として正孔輸送層５、および正孔注入層４をさらに備える。本実施の形態の有機ＥＬ素子１は、陽極３、正孔注入層４、正孔輸送層５、発光層６、陰極７が、この順で基板２に積層されて構成されている。なお本明細書において、基板の厚み方向の一方を上方または上といい、基板の厚み方向の他方を下方または下という。
【００２３】
有機ＥＬ素子１は、基板２上に陽極３、正孔注入層４、正孔輸送層５、発光層６、陰極７を順次積層することによって製造される。本実施の形態の有機ＥＬ素子１の製造方法は、塗布法により発光層用の塗膜を形成し、さらに該発光層用の塗膜を焼成することにより発光層を形成する発光層形成工程と、塗布法により隣接層用の塗膜を形成し、さらに該隣接層用の塗膜を焼成することにより隣接層を形成する隣接層形成工程とを含み、前記発光層形成工程および前記隣接層形成工程のうちの先に行われる一方の工程の開始から他方の工程の終了までの、前記有機エレクトロルミネッセンス素子の前駆体の雰囲気中の酸素濃度および水分濃度を、体積比でそれぞれ１０００ｐｐｍ以下に保つことを特徴とする。
【００２４】
以下、図１に示す有機ＥＬ素子を例として前記発光層形成工程および前記隣接層形成工程について説明し、有機ＥＬ素子の他の構成要素の形成方法の詳細については後述する。
＜隣接層（正孔輸送層）形成工程＞
まず陽極３および正孔注入層４が基板２上に形成された有機ＥＬ素子１の前駆体の雰囲気中の酸素濃度および水分濃度を、体積比でそれぞれ１０００ｐｐｍ以下に保つ。なお本明細書において有機ＥＬ素子１の前駆体（以下、素子前駆体という場合がある）とは、有機ＥＬ素子１を作製している途中の段階のものをいう。
【００２５】
雰囲気中の酸素濃度および水分濃度を、体積比でそれぞれ１０００ｐｐｍ以下に保つ方法としては、グローブボックスを用いる方法、真空チャンバー、真空オーブンなどを挙げることができる。
【００２６】
酸素濃度および水分濃度を体積比でそれぞれ１０００ｐｐｍ以下に保った後に、正孔輸送層となる材料を含む塗布液を正孔注入層４上に塗布し、正孔輸送層用の塗膜を形成する。
【００２７】
正孔輸送層用の塗膜は、有機ＥＬ素子の長寿命化の観点から不活性ガスを含有する雰囲気中において形成することが好ましい。不活性ガスとしては、ヘリウムガス、アルゴンガス、窒素ガス、およびこれらの混合ガスなどを挙げることができ、これらのなかでも素子作製の容易さから窒素ガスが好ましい。これらの不活性ガスは、素子前駆体を収容する収容装置内に導入される。雰囲気中の不活性ガスの濃度は、体積比で通常９９％以上であり、好ましくは、９９．５％以上である。
【００２８】
次に、雰囲気中の酸素濃度および水分濃度を、体積比でそれぞれ１０００ｐｐｍ以下に保った状態で正孔輸送層用の塗膜を焼成する。この焼成によって、塗膜に含まれる溶媒が除去され、正孔輸送層５が形成される。
【００２９】
焼成は、素子の発光特性および寿命特性の観点から５０℃〜２５０℃の範囲の温度の範囲内で行うことが好ましい。焼成時間は、正孔輸送層用の塗膜の成分によって適宜選択され、例えば通常５分〜２時間程度である。
【００３０】
塗膜の焼成は、有機ＥＬ素子の長寿命化の観点から不活性ガスを含有する雰囲気中において行うことが好ましい。不活性ガスとしては、ヘリウムガス、アルゴンガス、窒素ガスおよびこれらの混合ガスなどを挙げることができ、これらのなかでも素子作製の容易さから窒素ガスが好ましい。これらの不活性ガスは、素子前駆体を収容する収容装置内に導入される。雰囲気中の不活性ガスの濃度は、体積比で通常９９％以上であり、好ましくは、９９．５％以上である。
【００３１】
また塗膜の焼成は、有機ＥＬ素子の長寿命化の観点から１０Ｐａ以下の雰囲気中において行われることが好ましく、正孔輸送層用の塗膜の焼成は、不活性ガスが導入されるとともに、減圧された収容装置内で行われることが好ましい。
【００３２】
また正孔輸送層用の塗膜の形成および該塗膜の焼成は、素子の発光特性および寿命特性の観点から雰囲気中の酸素濃度および水分濃度が体積比でそれぞれ６００ｐｐｍ以下に保った状態で行われることが好ましく、酸素濃度および水分濃度が体積比でそれぞれ３００ｐｐｍ以下であることがより好ましく、酸素濃度および水分濃度が体積比でそれぞれ１００ｐｐｍ以下であることがさらに好ましく、酸素濃度および水分濃度が体積比でそれぞれ１０ｐｐｍ以下であることが特に好ましい。
＜発光層形成工程＞
正孔輸送層５を形成した後に、該正孔輸送層５上に発光層６を形成する。なお、正孔輸送層形成工程と発光層形成工程との間では、素子前駆体の雰囲気中の酸素濃度および水分濃度は、体積比でそれぞれ１０００ｐｐｍ以下に保持され、好ましくは６００ｐｐｍ以下に保持され、より好ましくは３００ｐｐｍ以下に保持され、さらに好ましくは１００ｐｐｍ以下に保持され、特に好ましくは１０ｐｐｍ以下に保持される。
【００３３】
酸素濃度および水分濃度を体積比でそれぞれ１０００ｐｐｍ以下に保った状態で、発光層となる材料を含む塗布液を正孔輸送層５上に塗布し、発光層用の塗膜を形成する。
【００３４】
発光層用の塗膜は、有機ＥＬ素子の長寿命化の観点から不活性ガスを含有する雰囲気中において形成することが好ましい。不活性ガスとしては、ヘリウムガス、アルゴンガス、窒素ガス、およびこれらの混合ガスなどを挙げることができ、これらのなかでも素子作製の容易さから窒素ガスが好ましい。これらの不活性ガスは、素子前駆体を収容する収容装置内に導入される。雰囲気中の不活性ガスの濃度は、体積比で通常９９％以上であり、好ましくは、９９．５％以上である。
【００３５】
次に、雰囲気中の酸素濃度および水分濃度を、体積比でそれぞれ１０００ｐｐｍ以下に保った状態で発光層用の塗膜を焼成する。この焼成によって、塗膜に含まれる溶媒が除去され、発光層６が形成される。
【００３６】
焼成は、素子の発光特性および寿命特性の観点から、５０℃〜２５０℃の範囲の温度の範囲内で行うことが好ましい。焼成時間は、発光層用の塗膜の成分によって適宜選択され、例えば通常５分〜２時間程度である。
【００３７】
塗膜の焼成は、有機ＥＬ素子の長寿命化の観点から不活性ガスを含有する雰囲気中において行うことが好ましい。不活性ガスとしては、ヘリウムガス、アルゴンガス、窒素ガス、およびこれらの混合ガスなどを挙げることができ、これらのなかでも素子作製の容易さから窒素ガスが好ましい。これらの不活性ガスは、素子前駆体を収容する収容装置内に導入される。雰囲気中の不活性ガスの濃度は、体積比で通常９９％以上であり、好ましくは、９９．５％以上である。
【００３８】
また塗膜の焼成は、有機ＥＬ素子の長寿命化の観点から１０Ｐａ以下の雰囲気中において行われることが好ましい。発光層用の塗膜の焼成は、不活性ガスが導入されるとともに、減圧された収容装置内で行われることが好ましい。
【００３９】
また発光層用の塗膜の形成および該塗膜の焼成は、素子の発光特性および寿命特性の観点から雰囲気中の酸素濃度および水分濃度が体積比でそれぞれ６００ｐｐｍ以下に保った状態で行われることが好ましく、より好ましくは、酸素濃度および水分濃度が体積比でそれぞれ３００ｐｐｍ以下であり、さらに好ましくは、酸素濃度および水分濃度が体積比でそれぞれ１００ｐｐｍ以下であり、特に好ましくは、酸素濃度および水分濃度が体積比でそれぞれ１０ｐｐｍ以下である。
【００４０】
発光層６を形成した後に、陰極７を発光層６上に形成することによって、有機ＥＬ素子１が製造される。
【００４１】
以上説明したように、正孔輸送層形成工程の開始から発光層形成工程の終了までの、前素子前駆体の雰囲気中の酸素濃度および水分濃度を、体積比でそれぞれ１０００ｐｐｍ以下に保持することによって、素子寿命の長い有機ＥＬ素子１を実現することができる。従来の技術では発光層の形成過程において、雰囲気中の酸素濃度および水分濃度を低下させていたが、本実施の形態では、発光層に加えて、発光層と隣接層との両方が形成されるまでの過程において、一貫して雰囲気中の酸素濃度および水分濃度を低下さているので、素子寿命の長い有機ＥＬ素子１を実現することができる。
【００４２】
また素子の発光特性および寿命特性の観点から、正孔輸送層形成工程の開始から発光層形成工程の終了までの、前素子前駆体の雰囲気中の酸素濃度および水分濃度を、体積比でそれぞれ６００ｐｐｍ以下に保持することが好ましく、より好ましくは、前素子前駆体の雰囲気中の酸素濃度および水分濃度が体積比でそれぞれ３００ｐｐｍ以下であり、さらに好ましくは、前素子前駆体の雰囲気中の酸素濃度および水分濃度が体積比でそれぞれ１００ｐｐｍ以下であり、特に好ましくは、１０ｐｐｍ以下である。
【００４３】
本発明の他の実施の形態では、発光層を形成した後に発光層上に塗布形成される隣接層（電子注入層および電子輸送層など）を、前述の実施の形態の正孔輸送層を形成する際の雰囲気と同様の雰囲気で形成してもよい。なおこの場合でも、発光層形成工程の開始から隣接層形成工程の終了までの、素子前駆体の雰囲気中の酸素濃度および水分濃度を、体積比でそれぞれ１０００ｐｐｍ以下に保持することによって、素子寿命の長い有機ＥＬ素子を実現することができる。
【００４４】
また発光層に隣接する層以外にも塗布形成される層がある場合には、塗布形成される一連の層を、前述した発光層形成工程における雰囲気と同様の雰囲気で形成することが好ましく、塗布形成される一連の層の形成の開始から終了までの素子前駆体の雰囲気中の酸素濃度および水分濃度を、体積比でそれぞれ１０００ｐｐｍ以下に保持することによって、素子寿命の長い有機ＥＬ素子を実現することができる。
【００４５】
また基板上に設ける有機ＥＬ素子の積層順序を逆順にしてもよい。すなわち前述の実施の形態では、陽極を基板側に配置し、陰極を基板とは離間する側に配置していたが、陰極を基板側に配置し、陽極を基板とは離間する側に配置した有機ＥＬ素子を構成してもよい。すなわち発光層を形成した後に正孔輸送層を形成してもよく、この場合であっても、発光層形成工程の開始から正孔輸送層形成工程の終了までの、素子前駆体の雰囲気中の酸素濃度および水分濃度を、体積比でそれぞれ１０００ｐｐｍ以下に保持することによって、素子寿命の長い有機ＥＬ素子を実現することができる。
【００４６】
以下、有機ＥＬ素子の素子構成および各構成要素についてさらに詳細に説明する。
【００４７】
本発明の有機ＥＬ素子は、陽極と、陰極と、陽極および陰極の間に配置される発光層と、陽極および陰極の間において発光層に隣接する隣接層を必須の構成要件として有している。なお、陽極と陰極との間には、例えば素子特性を向上させるために、前述の発光層および隣接層に加えて、さらなる層が設けられる場合がある。
【００４８】
陰極と発光層との間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。また陰極と発光層との間に電子注入層と電子輸送層との両方の層が設けられる場合、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場合がある。
【００４９】
電子注入層は、陰極からの電子注入効率を改善する機能を有する層である。電子輸送層は、陰極、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る。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、及び／又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。
【００５０】
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することによって確認することができる。例えば正孔ブロック層を備えず、ホール電流のみを流す素子と、該素子に正孔ブロック層を挿入した構成の素子とを作製し、正孔ブロック層を備える素子の電流値の減少で、正孔ブロック層が正孔の輸送を堰き止める機能を示すことを確認できる。
【００５１】
陽極と発光層との間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。陽極と発光層との間に、正孔注入層と正孔輸送層との両方の層が設けられる場合、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場合がある。
【００５２】
正孔注入層は、陽極からの正孔注入効率を改善する機能を有する層である。正孔輸送層は、陽極、正孔注入層または陽極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。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、及び／又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。
【００５３】
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、例えば電子電流のみを流す素子を作製することによって確認することができる。例えば電子ブロック層を備えず、電子電流のみを流す素子と、該素子に電子ブロック層を挿入した構成の素子とを作製し、電子ブロック層を備える素子の電流値の減少で、電子ブロック層が電子の輸送を堰き止める機能を示すことを確認できる。
【００５４】
本実施の形態の有機ＥＬ素子がとりうる素子構成の一例を以下に示す。
ａ）陽極／正孔注入層／発光層／陰極
ｂ）陽極／正孔注入層／発光層／電子注入層／陰極
ｃ）陽極／正孔注入層／発光層／電子輸送層／陰極
ｅ）陽極／正孔注入層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極
ｆ）陽極／正孔輸送層／発光層／陰極
ｄ）陽極／正孔輸送層／発光層／電子注入層／陰極
ｅ）陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
ｆ）陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極
ｇ）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／陰極
ｈ）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子注入層／陰極
ｉ）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
ｊ）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
ｋ）陽極／発光層／電子注入層／陰極
ｌ）陽極／発光層／電子輸送層／陰極
ｍ）陽極／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極
（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。）
有機ＥＬ素子は、２層以上の発光層を有していてもよい。ａ）〜ｍ）に示す各構成において、陽極と陰極との間に設けられる層をそれぞれ「繰り返し単位Ａ」とすると、２層の発光層を有する有機ＥＬ素子としては、以下のｎ）に示す素子構成を挙げることができる。
ｎ）陽極／（繰り返し単位Ａ）／電荷発生層／（繰り返し単位Ａ）／陰極
また「（繰り返し単位Ａ）／電荷発生層」を「繰り返し単位Ｂ」とすると、３層以上の発光層を有する有機ＥＬ素子としては、具体的には、以下のｏ）に示す素子構成を挙げることができる。
ｏ）陽極／（繰り返し単位Ｂ）ｘ／（繰り返し単位Ａ）／陰極
ここで、記号「ｘ」は２以上の整数を表し、「（繰り返し単位Ｂ）ｘ」は、（繰り返し単位Ｂ）を「ｘ」段積層した構成を表す。電荷発生層とは電界を印加することにより、正孔と電子とが発生する層である。電荷発生層としては、例えば酸化バナジウム、インジウムスズ酸化物（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ：略称ＩＴＯ）、酸化モリブデンなどから成る薄膜を挙げることができる。
【００５５】
有機ＥＬ素子は、さらに封止のための封止膜または封止板などの封止部材で覆われていてもよい。有機ＥＬ素子を基板に設ける場合は、通常基板側に陽極が配置されるが、基板側に陰極を配置するようにしてもよい。
【００５６】
本実施の形態の有機ＥＬ素子は、内部で発生した光を外に取出すために、通常、発光層を基準にして光が取出される側に配置される全ての層を透明なものとしている。透明の程度としては、光の取出される側の有機ＥＬ素子の最表面と、発光層との間の可視光透過率が４０％以上であることが好ましい。紫外領域または赤外領域の発光が求められる有機ＥＬ素子の場合には、当該領域において４０％以上の光透過率を示すものが好ましい。
【００５７】
本実施の形態の有機ＥＬ素子は、さらに電極との密着性向上や電極からの電荷注入性の改善のために、電極に隣接して膜厚２ｎｍ以下の絶縁層を設けてもよい。また界面での密着性向上や混合の防止などのために、前述した各層間に薄いバッファー層を挿入してもよい。
【００５８】
積層する層の順序、層数、および各層の厚さについては、発光効率や素子寿命を勘案して適宜設定することができる。
【００５９】
次に、有機ＥＬ素子を構成する各層の材料および形成方法について、より具体的に説明する。
＜基板＞
基板は、有機ＥＬ素子を製造する工程において変化しないものが好適に用いられ、例えばガラス、プラスチック、高分子フィルム、およびシリコン基板、並びにこれらを積層したものなどが用いられる。前記基板としては、市販のものが使用可能であり、また公知の方法により製造することができる。
＜陽極＞
陽極は、陽極を通して発光層からの光を取出す構成の有機ＥＬ素子の場合、透明又は半透明の電極が用いられる。透明電極または半透明電極としては、電気伝導度の高い金属酸化物、金属硫化物および金属などの薄膜を用いることができ、光透過率の高いものが好適に用いられる。具体的には、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズ、ＩＴＯ、インジウム亜鉛酸化物（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ：略称ＩＺＯ）、金、白金、銀、および銅などから成る薄膜が用いられ、これらの中でもＩＴＯ、ＩＺＯ、または酸化スズから成る薄膜が好適に用いられる。陽極の作製方法としては、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、メッキ法などを挙げることができる。また、該陽極として、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有機の透明導電膜を用いてもよい。
【００６０】
陽極には、光を反射する材料を用いてもよく、該材料としては、仕事関数３．０ｅＶ以上の金属、金属酸化物、金属硫化物が好ましい。
【００６１】
陽極の膜厚は、光の透過性と電気伝導度とを考慮して、適宜選択することができ、例えば１０ｎｍ〜１０μｍであり、好ましくは２０ｎｍ〜１μｍであり、さらに好ましくは５０ｎｍ〜５００ｎｍである。
＜正孔注入層＞
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。
【００６２】
正孔注入層の成膜方法としては、例えば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、長寿命化の観点からは、前述した隣接層形成工程と同様の雰囲気中において成膜することが好ましい。溶液からの成膜に用いられる溶媒としては、正孔注入材料を溶解させるものであれば特に制限はなく、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、イソプロピルアルコールなどのアルコール系溶媒、および水を挙げることができ、これらを混合したものを用いてもよい。
【００６３】
溶液からの成膜方法としては、スピンコート法、キャスティング法、ノズルコート法、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、スプレーコート法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、インクジェットプリント法などの塗布法を挙げることができる。
【００６４】
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が適度な値となるように適宜設定され、少なくともピンホールが発生しないような厚さが必要であり、あまり厚いと、素子の駆動電圧が高くなるので好ましくない。従って正孔注入層の膜厚は、例えば１ｎｍ〜１μｍであり、好ましくは２ｎｍ〜５００ｎｍであり、さらに好ましくは５ｎｍ〜２００ｎｍである。
＜正孔輸送層＞
正孔輸送層を構成する正孔輸送材料としては、ポリビニルカルバゾール若しくはその誘導体、ポリシラン若しくはその誘導体、側鎖若しくは主鎖に芳香族アミン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、ポリアニリン若しくはその誘導体、ポリチオフェン若しくはその誘導体、ポリアリールアミン若しくはその誘導体、ポリピロール若しくはその誘導体、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）若しくはその誘導体、又はポリ（２，５−チエニレンビニレン）若しくはその誘導体などを挙げることができる。
【００６５】
これらの中で正孔輸送材料としては、ポリビニルカルバゾール若しくはその誘導体、ポリシラン若しくはその誘導体、側鎖若しくは主鎖に芳香族アミン化合物基を有するポリシロキサン誘導体、ポリアニリン若しくはその誘導体、ポリチオフェン若しくはその誘導体、ポリアリールアミン若しくはその誘導体、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）若しくはその誘導体、又はポリ（２，５−チエニレンビニレン）若しくはその誘導体などの高分子正孔輸送材料が好ましく、さらに好ましくはポリビニルカルバゾール若しくはその誘導体、ポリシラン若しくはその誘導体、側鎖若しくは主鎖に芳香族アミンを有するポリシロキサン誘導体である。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。
【００６６】
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。
【００６７】
溶液からの成膜に用いられる溶媒としては、正孔輸送材料を溶解させるものであれば特に制限はなく、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などを挙げることができ、これらを混合したものを用いてもよい。
【００６８】
溶液からの成膜方法としては、前述した正孔中注入層の成膜法と同様の塗布法を挙げることができ、長寿命化の観点からは、前述した隣接層形成工程と同様の雰囲気中において成膜することが好ましい。
【００６９】
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。
【００７０】
正孔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適宜設定され、少なくともピンホールが発生しないような厚さが必要であり、あまり厚いと、素子の駆動電圧が高くなり好ましくない。従って、該正孔輸送層の膜厚は、例えば１ｎｍ〜１μｍであり、好ましくは２ｎｍ〜５００ｎｍであり、さらに好ましくは５ｎｍ〜２００ｎｍである。
＜発光層＞
発光層は、通常、主として蛍光及び／又はりん光を発光する有機物、または該有機物とこれを補助するドーパントとから形成される。ドーパントは、例えば発光効率の向上や、発光波長を変化させるために加えられる。なお、有機物は、低分子化合物でも高分子化合物でもよく、発光層は、ポリスチレン換算の数平均分子量が、１０3〜１０8である高分子化合物を含むことが好ましい。発光層を構成する発光材料としては、例えば以下の色素系材料、金属錯体系材料、高分子系材料、ドーパント材料を挙げることができる。
（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、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、トリフマニルアミン誘導体、オキサジアゾールダイマー、ピラゾリンダイマー、キナクリドン誘導体、クマリン誘導体などを挙げることができる。
（金属錯体系材料）
金属錯体系材料としては、例えば中心金属に、Ａｌ、Ｚｎ、Ｂｅなど、またはＴｂ、Ｅｕ、Ｄｙなどの希土類金属を有し、配位子にオキサジアゾール、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、ユーロピウム錯体などを挙げることができる。
（高分子系材料）
高分子系材料としては、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、上記色素系材料や金属錯体系発光材料を高分子化したものなどを挙げることができる。
【００７１】
上記発光性材料のうち、青色に発光する材料としては、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。
【００７２】
また、緑色に発光する材料としては、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。
【００７３】
また、赤色に発光する材料としては、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。
（ドーパント材料）
ドーパント材料としては、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〜２００ｎｍである。
【００７４】
発光層の成膜方法としては、前述したように、発光材料を含む溶液からの成膜によって形成される。溶液からの成膜に用いる溶媒としては、前述の溶液から正孔輸送層を成膜する際に用いられる溶媒と同様の溶媒を挙げることができる。
【００７５】
発光材料を含む溶液を塗布する方法としては、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、スプレーコート法およびノズルコート法などのコート法、並びにグラビア印刷法、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などの塗布法を挙げることができる。パターン形成や多色の塗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などの印刷法が好ましい。
＜電子輸送層＞
電子輸送層を構成する電子輸送材料としては、公知のものを使用でき、オキサジアゾール誘導体、アントラキノジメタン若しくはその誘導体、ベンゾキノン若しくはその誘導体、ナフトキノン若しくはその誘導体、アントラキノン若しくはその誘導体、テトラシアノアンスラキノジメタン若しくはその誘導体、フルオレノン誘導体、ジフェニルジシアノエチレン若しくはその誘導体、ジフェノキノン誘導体、又は８−ヒドロキシキノリン若しくはその誘導体の金属錯体、ポリキノリン若しくはその誘導体、ポリキノキサリン若しくはその誘導体、ポリフルオレン若しくはその誘導体などを挙げることができる。
【００７６】
これらのうち、電子輸送材料としては、オキサジアゾール誘導体、ベンゾキノン若しくはその誘導体、アントラキノン若しくはその誘導体、又は８−ヒドロキシキノリン若しくはその誘導体の金属錯体、ポリキノリン若しくはその誘導体、ポリキノキサリン若しくはその誘導体、ポリフルオレン若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。
【００７７】
電子輸送層の成膜法としては特に制限はないが、低分子の電子輸送材料では、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を挙げることができ、高分子の電子輸送材料では溶液または溶融状態からの成膜を挙げることができる。なお溶液または溶融状態からの成膜する場合には、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輸送層を成膜する方法と同様の成膜法を挙げることができ、前述した隣接層形成工程と同様の雰囲気中において成膜することが好ましい。
【００７８】
電子輸送層の膜厚は、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適宜設定され、少なくともピンホールが発しないような厚さが必要であり、あまり厚いと、素子の駆動電圧が高くなり好ましくない。従って該電子輸送層の膜厚としては、例えば１ｎｍ〜１μｍであり、好ましくは２ｎｍ〜５００ｎｍであり、さらに好ましくは５ｎｍ〜２００ｎｍである。
＜電子注入層＞
電子注入層を構成する材料としては、発光層の種類に応じて最適な材料が適宜選択され、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〜１μｍ程度が好ましい。
＜陰極＞
陰極の材料としては、仕事関数の小さく、発光層への電子注入が容易で、電気伝導度の高い材料が好ましい。また陽極側から光を取出す有機ＥＬ素子では、発光層からの光を陰極で陽極側に反射するために、陰極の材料としては可視光反射率の高い材料が好ましい。陰極には、例えばアルカリ金属、アルカリ土類金属、遷移金属およびＩＩＩ−Ｂ族金属などを用いることができる。陰極の材料としては、例えばリチウム、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、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、イッテルビウムなどの金属、前記金属のうちの２種以上の合金、前記金属のうちの１種以上と、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、錫のうちの１種以上との合金、またはグラファイト若しくはグラファイト層間化合物などが用いられる。合金の例としては、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−アルミニウム合金などを挙げることができる。また、陰極としては導電性金属酸化物および導電性有機物などから成る透明導電性電極を用いることができる。具体的には、導電性金属酸化物として酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズ、ＩＴＯ、およびＩＺＯを挙げることができ、導電性有機物として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を挙げることができる。なお、陰極は、２層以上を積層した積層体で構成されていてもよい。なお、電子注入層が陰極として用いられる場合もある。
【００７９】
陰極の膜厚は、電気伝導度や耐久性を考慮して適宜設定され、例えば１０ｎｍ〜１０μｍであり、好ましくは２０ｎｍ〜１μｍであり、さらに好ましくは５０ｎｍ〜５００ｎｍである。
【００８０】
陰極の作製方法としては、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などを挙げることができる。
＜絶縁層＞
絶縁層の材料としては、金属フッ化物、金属酸化物、有機絶縁材料などを挙げることができる。膜厚２ｎｍ以下の絶縁層を設けた有機ＥＬ素子としては、陰極に隣接して膜厚２ｎｍ以下の絶縁層を設けたもの、陽極に隣接して膜厚２ｎｍ以下の絶縁層を設けたものを挙げることができる。
【００８１】
以上説明した有機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、および表示装置に好適に用いることができる。
【００８２】
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において、各画素を構成する発光素子として用いられ、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、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。
【実施例】
【００８３】
以下実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
（実施例１）
以下の構成の有機ＥＬ素子を作製した。
「ガラス基板／ＩＴＯ（１５０ｎｍ）／Ｂａｙｔｒｏｎ Ｐ（６５ｎｍ）／高分子化合物１（２０ｎｍ）／高分子化合物２（６５ｎｍ）／Ｂａ（５ｎｍ）／Ａｌ（８０ｎｍ）」
まずスパッタ法により厚みが１５０ｎｍのＩＴＯ膜（陽極）が形成されたガラス基板に、ポリ（３，４）エチレンジオキシチオフェン／ポリスチレンスルフォン酸（スタルク製；Baytron P）の懸濁液をスピンコート法により塗布し、厚みが６５ｎｍの塗膜を成膜し、さらにホットプレート上で２００℃、１０分間乾燥することによって正孔注入層を得た。なお正孔注入層の形成は大気雰囲気中においておこなった。
【００８４】
次に、テトラリンに高分子化合物１を溶解させ、テトラリン溶液１を用意した。このテトラリン溶液１における高分子化合物１の濃度を１．０重量％とした。次に酸素濃度および水分濃度がそれぞれ体積比で１０ｐｐｍ以下に制御された窒素雰囲気中において、テトラリン溶液１をスピンコート法により基板に塗布し、膜厚が２０ｎｍの正孔輸送層用の塗膜を成膜し、酸素濃度が体積比で４００ｐｐｍ以上４５０ｐｐｍ以下、および水分濃度が体積比で、４４０ｐｐｍ以上５４０ｐｐｍ以下に制御された雰囲気中において１０分間放置した（以下の実施例および比較例において、正孔輸送層は隣接層に相当する。）。さらに酸素濃度が体積比で４００ｐｐｍ以上４５０ｐｐｍ以下、および水分濃度が体積比で４４０ｐｐｍ以上５４０ｐｐｍ以下に制御された雰囲気中において１８０℃、１時間加熱することによって塗膜を焼成し、正孔輸送層を得た。
【００８５】
次にテトラリンに高分子化合物２を溶解させ、テトラリン溶液２を用意した。このテトラリン溶液２における高分子化合物２の濃度を１．３７重量％とした。酸素濃度および水分濃度がそれぞれ体積比で１０ｐｐｍ以下に制御された窒素雰囲気中において、テトラリン溶液２をスピンコート法により基板に塗布し、膜厚が６５ｎｍの発光層用塗膜を成膜し、酸素濃度が体積比で４００ｐｐｍ以上４５０ｐｐｍ以下および、水分濃度が体積比で、５００ｐｐｍ以上５４０ｐｐｍ以下に制御された雰囲気中において１０分間放置した。さらに酸素濃度が体積比で４００ｐｐｍ以上４５０ｐｐｍ以下、および水分濃度が体積比で５００ｐｐｍ以上５４０ｐｐｍ以下に制御された雰囲気中において１３０℃、１０分加熱することによって塗膜を焼成し、発光層を得た。なお正孔輸送層および発光層を形成する工程における素子前駆体の雰囲気の気圧は大気圧とした。
【００８６】
次に１．０×１０-4Ｐａ以下にまで減圧した後、陰極として、バリウムを約５ｎｍ、次いでアルミニウムを約８０ｎｍ蒸着した。蒸着後、ガラス基板を用いて封止を行うことで、有機エレクトロルミネッセンス素子を作製した。
【００８７】
作製した有機ＥＬ素子を初期輝度５，０００ｃｄ／ｍ2で定電流駆動した際に、輝度が初期輝度の５０％となるまでの時間（寿命）は、１３１時間であった。この寿命を、初期輝度３，０００ｃｄ／ｍ2で定電流駆動した際の寿命に換算すると（換算式＝１３１×（５０００／３０００）2）、３６５時間であった。
（実施例２）
以下の構成の有機ＥＬ素子を作製した。
「ガラス基板／ＩＴＯ（１５０ｎｍ）／Ｂａｙｔｒｏｎ Ｐ（６５ｎｍ）／高分子化合物１（２０ｎｍ）／高分子化合物２（６５ｎｍ）／Ｂａ（５ｎｍ）／Ａｌ（８０ｎｍ）」
まずスパッタ法により厚みが１５０ｎｍのＩＴＯ膜（陽極）が形成されたガラス基板に、ポリ（３，４）エチレンジオキシチオフェン／ポリスチレンスルフォン酸（スタルク製；Baytron P）の懸濁液をスピンコート法により塗布し、厚みが６５ｎｍの塗膜を成膜し、さらにホットプレート上で２００℃、１０分間乾燥することによって正孔注入層を得た。なお正孔注入層の形成は大気雰囲気中においておこなった。
【００８８】
次に、実施例１と同様にしてテトラリン溶液１を用意した。酸素濃度および水分濃度がそれぞれ体積比で１０ｐｐｍ以下に制御された窒素雰囲気中において、テトラリン溶液１をスピンコート法により基板に塗布し、膜厚が２０ｎｍの正孔輸送層用の塗膜を成膜した。さらに酸素濃度および水分濃度がそれぞれ体積比で１０ｐｐｍ以下に制御された窒素雰囲気中において１８０℃、１時間加熱することによって塗膜を焼成し、正孔輸送層を得た。
【００８９】
次に実施例１と同様にしてテトラリン溶液２を用意した。酸素濃度および水分濃度がそれぞれ体積比で１０ｐｐｍ以下に制御された窒素雰囲気中において、テトラリン溶液２をスピンコート法により基板に塗布し、膜厚が６５ｎｍの発光層用塗膜を成膜した。さらに酸素濃度および水分濃度がそれぞれ体積比で１０ｐｐｍ以下に制御された窒素雰囲気中において１３０℃、１０分加熱することによって塗膜を焼成し、発光層を得た。なお正孔輸送層および発光層を形成する工程における素子前駆体の雰囲気の気圧は大気圧とした。
【００９０】
次に１．０×１０-4Ｐａ以下にまで減圧した後、陰極として、バリウムを約５ｎｍ、次いでアルミニウムを約８０ｎｍ蒸着した。蒸着後、ガラス基板を用いて封止を行うことで、有機エレクトロルミネッセンス素子を作製した。
【００９１】
作製した有機ＥＬ素子を初期輝度３，０００ｃｄ／ｍ2で定電流駆動した際に、輝度が初期輝度の５０％となるまでの時間（寿命）は、４１５時間であった。
（比較例１）
以下の構成の有機ＥＬ素子を作製した。
「ガラス基板／ＩＴＯ（１５０ｎｍ）／Ｂａｙｔｒｏｎ Ｐ（６５ｎｍ）／高分子化合物１（２０ｎｍ）／高分子化合物２（６５ｎｍ）／Ｂａ（５ｎｍ）／Ａｌ（８０ｎｍ）」
まずスパッタ法により厚みが１５０ｎｍのＩＴＯ膜（陽極）が形成されたガラス基板に、ポリ（３，４）エチレンジオキシチオフェン／ポリスチレンスルフォン酸（スタルク製；Baytron P）の懸濁液をスピンコート法により塗布し、厚みが６５ｎｍの塗膜を成膜し、さらにホットプレート上で２００℃、１０分間乾燥することによって正孔注入層を得た。なお正孔注入層の形成は大気雰囲気中においておこなった。
【００９２】
次に、実施例１と同様にしてテトラリン溶液１を用意した。大気雰囲気中において、テトラリン溶液１をスピンコート法により基板に塗布し、膜厚が２０ｎｍの正孔輸送層用の塗膜を成膜し、大気雰囲気中において１０分間放置した。次に酸素濃度および水分濃度がそれぞれ体積比で１０ｐｐｍ以下に制御された窒素雰囲気中において１８０℃、１時間加熱することによって塗膜を焼成し、正孔輸送層を得た。
【００９３】
次に実施例１と同様にしてテトラリン溶液２を用意した。酸素濃度および水分濃度がそれぞれ体積比で１０ｐｐｍ以下に制御された窒素雰囲気中において、テトラリン溶液２をスピンコート法により基板に塗布し、膜厚が６５ｎｍの発光層用塗膜を成膜した。さらに酸素濃度および水分濃度がそれぞれ体積比で１０ｐｐｍ以下に制御された窒素雰囲気中において１３０℃、１０分加熱することによって塗膜を焼成し、発光層を得た。なお正孔輸送層および発光層を形成する工程における素子前駆体の雰囲気の気圧は大気圧とした。
【００９４】
次に１．０×１０-4Ｐａ以下にまで減圧した後、陰極として、バリウムを約５ｎｍ、次いでアルミニウムを約８０ｎｍ蒸着した。蒸着後、ガラス基板を用いて封止を行うことで、有機エレクトロルミネッセンス素子を作製した。
【００９５】
作製した有機ＥＬ素子を初期輝度３，０００ｃｄ／ｍ2で定電流駆動した際に、輝度が初期輝度の５０％となるまでの時間（寿命）は、２５６時間であった。
（比較例２）
以下の構成の有機ＥＬ素子を作製した。
「ガラス基板／ＩＴＯ（１５０ｎｍ）／Ｂａｙｔｒｏｎ Ｐ（６５ｎｍ）／高分子化合物１（２０ｎｍ）／高分子化合物２（６５ｎｍ）／Ｂａ（５ｎｍ）／Ａｌ（８０ｎｍ）」
まずスパッタ法により厚みが１５０ｎｍのＩＴＯ膜（陽極）が形成されたガラス基板に、ポリ（３，４）エチレンジオキシチオフェン／ポリスチレンスルフォン酸（スタルク製；Baytron P）の懸濁液をスピンコート法により塗布し、厚みが６５ｎｍの塗膜を成膜し、さらにホットプレート上で２００℃、１０分間乾燥することによって正孔注入層を得た。なお正孔注入層の形成は大気雰囲気中においておこなった。
【００９６】
次に、実施例１と同様にしてテトラリン溶液１を用意した。酸素濃度および水分濃度がそれぞれ体積比で１０ｐｐｍ以下に制御された窒素雰囲気中において、テトラリン溶液１をスピンコート法により基板に塗布し、膜厚が２０ｎｍの正孔輸送層用の塗膜を成膜した。さらに酸素濃度および水分濃度がそれぞれ体積比で１０ｐｐｍ以下に制御された窒素雰囲気中において１８０℃、１時間加熱することによって塗膜を焼成し、正孔輸送層を得た。
【００９７】
次に実施例１と同様にしてテトラリン溶液２を用意した。大気雰囲気中において、テトラリン溶液２をスピンコート法により基板に塗布し、膜厚が６５ｎｍの発光層用塗膜を成膜し、大気雰囲気中において１０分間放置した。次に酸素濃度および水分濃度がそれぞれ体積比で１０ｐｐｍ以下に制御された窒素雰囲気中において１３０℃、１０分加熱することによって塗膜を焼成し、発光層を得た。なお正孔輸送層および発光層を形成する工程における素子前駆体の雰囲気の気圧は大気圧とした。
【００９８】
次に１．０×１０-4Ｐａ以下にまで減圧した後、陰極として、バリウムを約５ｎｍ、次いでアルミニウムを約８０ｎｍ蒸着した。蒸着後、ガラス基板を用いて封止を行うことで、有機エレクトロルミネッセンス素子を作製した。
【００９９】
作製した有機ＥＬ素子を初期輝度３，０００ｃｄ／ｍ2で定電流駆動した際に、輝度が初期輝度の５０％となるまでの時間（寿命）は、２６６時間であった。
（比較例３）
以下の構成の有機ＥＬ素子を作製した。
「ガラス基板／ＩＴＯ（１５０ｎｍ）／Ｂａｙｔｒｏｎ Ｐ（６５ｎｍ）／高分子化合物１（２０ｎｍ）／高分子化合物２（６５ｎｍ）／Ｂａ（５ｎｍ）／Ａｌ（８０ｎｍ）」
まずスパッタ法により厚みが１５０ｎｍのＩＴＯ膜（陽極）が形成されたガラス基板に、ポリ（３，４）エチレンジオキシチオフェン／ポリスチレンスルフォン酸（スタルク製；Baytron P）の懸濁液をスピンコート法により塗布し、厚みが６５ｎｍの塗膜を成膜し、さらにホットプレート上で２００℃、１０分間乾燥することによって正孔注入層を得た。なお正孔注入層の形成は大気雰囲気中においておこなった。
【０１００】
次に、実施例１と同様にしてテトラリン溶液１を用意した。大気雰囲気中において、テトラリン溶液１をスピンコート法により基板に塗布し、膜厚が２０ｎｍの正孔輸送層用の塗膜を成膜し、大気雰囲気中において１０分間放置した。次に酸素濃度および水分濃度がそれぞれ体積比で１０ｐｐｍ以下に制御された窒素雰囲気中において１８０℃、１時間加熱することによって塗膜を焼成し、正孔輸送層を得た。
【０１０１】
次に実施例１と同様にしてテトラリン溶液２を用意した。大気雰囲気中において、テトラリン溶液２をスピンコート法により基板に塗布し、膜厚が６５ｎｍの発光層用塗膜を成膜し、大気雰囲気中において１０分間放置した。次に酸素濃度および水分濃度がそれぞれ体積比で１０ｐｐｍ以下に制御された窒素雰囲気中において１３０℃、１０分加熱することによって塗膜を焼成し、発光層を得た。なお正孔輸送層および発光層を形成する工程における素子前駆体の雰囲気の気圧は大気圧とした。
【０１０２】
次に１．０×１０-4Ｐａ以下にまで減圧した後、陰極として、バリウムを約５ｎｍ、次いでアルミニウムを約８０ｎｍ蒸着した。蒸着後、ガラス基板を用いて封止を行うことで、有機エレクトロルミネッセンス素子を作製した。
【０１０３】
作製した有機ＥＬ素子を初期輝度３，０００ｃｄ／ｍ2で定電流駆動した際に、輝度が初期輝度の５０％となるまでの時間（寿命）は、２３６時間であり、初期輝度５，０００ｃｄ／ｍ2で定電流駆動した際に、輝度が初期輝度の５０％となるまでの時間（寿命）は、８０時間であった。
【０１０４】
以上の結果から、正孔注入層の形成の開始してから発光層を形成が完了するまでの素子前駆体の雰囲気中の酸素濃度および水分濃度を、それぞれ体積比で５００ｐｐｍ以下とすることによって、素子寿命が向上することを確認した。また、正孔注入層の形成の開始してから発光層を形成が完了するまでの素子前駆体の雰囲気中の酸素濃度および水分濃度を、それぞれ体積比で１０ｐｐｍ以下とすることによって、さらなる素子寿命の向上を確認した。
【０１０５】
なお前述した高分子化合物１の替わりとして、例えば以下の高分子化合物３を用い、高分子化合物２の替わりとしてLumation BP361（サメイション製）を用いて実施例１および２と同様に有機ＥＬ素子を作製したとしても、実施例１、２の有機ＥＬ素子と同様に素子寿命の長い有機ＥＬ素子を実現することができる。
【０１０６】
（高分子化合物３）
下記構造式で表される２つの繰り返し単位を含む高分子化合物３を以下のようにして合成した。
2010027539.tif 000003
不活性雰囲気下、２，７−ビス（１，３，２−ジオキサボロラン−２−イル）−９，９−ジオクチルフルオレン（５．２０ｇ）、ビス（４−ブロモフェニル）−（４−セカンダリブチルフェニル）−アミン（０．１４ｇ）、酢酸パラジウム（２．２ｍｇ）、トリ（２−メチルフェニル）ホスフィン（１５．１ｍｇ）、Ａｌｉｑｕａｔ３３６（０．９１ｇ，アルドリッチ製）、トルエン（７０ｍｌ）を混合し、１０５℃に加熱した。この反応溶液に２Ｍ  Ｎａ2ＣＯ3水溶液（１９ｍｌ）を滴下し、４時間還流させた。反応後、フェニルホウ酸（１２１ｍｇ）を加え、さらに３時間還流させた。次いでジエチルジチアカルバミン酸ナトリウム水溶液を加え８0℃で４時間撹拌した。冷却後、水（６０ｍｌ）で３回、３％酢酸水溶液（６０ｍｌ）で３回、水（６０ｍｌ）で３回洗浄し、アルミナカラム、シリカゲルカラムを通すことにより精製した。得られたトルエン溶液をメタノール（３Ｌ）に滴下し、３時間撹拌した後、得られた固体をろ取し乾燥させた。得られた高分子化合物３の収量は５．２５ｇであった。
【０１０７】
高分子化合物３のポリスチレン換算数平均分子量は、１．２×１０5であり、ポリスチレン換算重量平均分子量は２．６×１０4であった。
【図面の簡単な説明】
【０１０８】
【図１】本発明の実施の一形態の有機ＥＬ素子１を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【０１０９】
１    有機ＥＬ素子
２    基板
３    陽極
４    正孔注入層
５    正孔輸送層
６    発光層
７    陰極
【図１】
2010027539.tif 000004