(57)【要約】【課題】低コストのウェットプロセスで作製可能であり、発光輝度、駆動電圧、電圧上昇率に優れた有機エレクトロルミネッセンス素子を提供すること。【解決手段】陽極及び陰極の間に、構成層として発光ホスト及び発光ドーパントを含有する発光層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、該発光層はウェットプロセスで形成され、且つ該発光層の該発光層と隣接する少なくとも１つの隣接層との界面から０〜５ｎｍの範囲の発光ドーパントの平均濃度は、発光層内に含まれる全発光ドーパントの平均濃度に対して５０％以上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。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
陽極及び陰極の間に、構成層として発光ホスト及び発光ドーパントを含有する発光層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、該発光層はウェットプロセスで形成され、且つ該発光層の該発光層と隣接する少なくとも１つの隣接層との界面から０〜５ｎｍの範囲の発光ドーパントの平均濃度は、発光層内に含まれる全発光ドーパントの平均濃度に対して５０％以上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。
【請求項２】
前記発光層内に含まれる全発光ドーパントの平均濃度に対して５０％以上の平均濃度である範囲が０〜１０ｎｍであることを特徴とする請求項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】
前記発光層内に含まれる全発光ドーパントの平均濃度に対して５０％以上の平均濃度である範囲が、発光層内の陽極に近い側に存在することを特徴とする請求項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】
前記発光ホストの分子量が１５００以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項５】
前記発光ホストが分子中に下記一般式（ａ）で表される部分構造を少なくとも３個以上有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化１】
2011009517.tif 000021
（式中、ＸはＮＲ′、Ｏ、Ｓ、ＣＲ′Ｒ″またはＳｉＲ′Ｒ″を表す。Ｒ′、Ｒ″は各々水素原子または置換基を表す。Ａｒは芳香環を形成するのに必要な原子群を表す。ｎは０〜８の整数を表す。）
【請求項６】
前記隣接層の１つが電子輸送層であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項７】
前記隣接層の１つが正孔輸送層であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項８】
前記発光ドーパントがリン光発光を呈することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項９】
前記発光ドーパントが下記一般式（１）で表される有機金属錯体であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化２】
2011009517.tif 000022
（式中、Ｚは炭化水素環基、芳香族複素環基または複素環基を表す。Ｒ８１〜Ｒ８６は水素原子または置換基を表す。Ｐ１−Ｌ１−Ｐ２は２座の配位子を表し、Ｐ１、Ｐ２は各々独立に炭素原子、窒素原子または酸素原子を表す。Ｌ１はＰ１、Ｐ２と共に２座の配位子を形成する原子群を表す。ｊ１は１〜３の整数を表し、ｊ２は０〜２の整数を表すが、ｊ１＋ｊ２は２または３である。Ｍ１は元素周期表における８〜１０族の金属元素を表す。）
【請求項１０】
前記一般式（１）のＭ１がイリジウムであることを特徴とする請求項９に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【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に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光型の電子デバイスとして、エレクトロルミネッセンス素子（以下、適宜「ＥＬＤ」と略記する。）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（以下、「無機ＥＬ素子」とも言う。）や有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、「有機ＥＬ素子」とも言う。）が挙げられる。無機ＥＬ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、有機エレクトロルミネッセンス素子は、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・リン光）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】
しかしながら、今後の実用化に向けた有機ＥＬ素子においては、更に低駆動電圧で発光輝度の高い有機ＥＬ素子の開発が望まれている。
【０００５】
また、有機エレクトロルミネッセンス素子は、従来実用に供されてきた主要な光源、例えば、発光ダイオードや冷陰極管と異なり、面光源であることも大きな特徴である。この特性を有効に活用できる用途として、照明用光源や様々なディスプレイのバックライトがある。特に近年、需要の増加が著しい液晶フルカラーディスプレイのバックライトとして用いることも好適である。
【０００６】
有機エレクトロルミネッセンス素子をこのような照明用光源、あるいはディスプレイのバックライトとして実用するための課題として更なる発光輝度の向上が挙げられる。そのためには、有機エレクトロルミネッセンス素子を構成する有機機能層の一部において、それぞれ別個の機能を有する材料を複数混合して構成する、所謂発光ホスト及び発光ドーパントを組み入れることが一般的となりつつある。
【０００７】
更なる性能向上の手段として、発光層のドーパント材料の分布に工夫をした発光層の作製方法が開発されている。発光層内において正孔輸送層側のドーパント濃度を高くし、連続駆動時の輝度劣化を少なくする発明が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００８】
しかし、発光ドーパントの濃度を連続的に変化させる手段として明示しているのは、真空蒸着法における蒸着レートの制御のみであり、生産性に適した手段の提案とは言えない。
【０００９】
有機エレクトロルミネッセンス素子の作製方法としては、真空蒸着法、ウェットプロセス（塗布法）等があるが、真空プロセスを必要とせず、連続生産が簡便であり、生産速度を速くできるという理由で近年はウェットプロセス（スピンコート法、キャスト法、インクジェット法、スプレー法、印刷法、スロット型コータ法等）における製造方法が注目されており、発光ホスト及び発光ドーパントを有する発光層をウェットプロセスでの作製という工夫がなされている（例えば、特許文献２参照）、しかしながら、ウェットプロセスで作製した有機ＥＬ素子は、蒸着型素子に比べて、性能安定性、特に発光輝度に関して十分な性能が出ないことが一般的に知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００４−６１０２号公報
【特許文献２】特開２００８−１１２８７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、その目的は、低コストのウェットプロセスで作製可能であり、発光輝度、駆動電圧、電圧上昇率に優れた有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る上記課題は、以下の手段により解決される。
【００１３】
１．陽極及び陰極の間に、構成層として発光ホスト及び発光ドーパントを含有する発光層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、該発光層はウェットプロセスで形成され、且つ該発光層の該発光層と隣接する少なくとも１つの隣接層との界面から０〜５ｎｍの範囲の発光ドーパントの平均濃度は、発光層内に含まれる全発光ドーパントの平均濃度に対して５０％以上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。
【００１４】
２．前記発光層内に含まれる全発光ドーパントの平均濃度に対して５０％以上の平均濃度である範囲が０〜１０ｎｍであることを特徴とする前記１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００１５】
３．前記発光層内に含まれる全発光ドーパントの平均濃度に対して５０％以上の平均濃度である範囲が、発光層内の陽極に近い側に存在することを特徴とする前記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。
【００１６】
４．前記発光ホストの分子量が１５００以下であることを特徴とする前記１〜３のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００１７】
５．前記発光ホストが分子中に下記一般式（ａ）で表される部分構造を少なくとも３個以上有することを特徴とする前記１〜４のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００１８】
【化１】
2011009517.tif 000002
【００１９】
（式中、ＸはＮＲ′、Ｏ、Ｓ、ＣＲ′Ｒ″またはＳｉＲ′Ｒ″を表す。Ｒ′、Ｒ″は各々水素原子または置換基を表す。Ａｒは芳香環を形成するのに必要な原子群を表す。ｎは０〜８の整数を表す。）
６．前記隣接層の１つが電子輸送層であることを特徴とする前記１〜５のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００２０】
７．前記隣接層の１つが正孔輸送層であることを特徴とする前記１〜５のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００２１】
８．前記発光ドーパントがリン光発光を呈することを特徴とする前記１〜７のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００２２】
９．前記発光ドーパントが下記一般式（１）で表される有機金属錯体であることを特徴とする前記１〜８のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００２３】
【化２】
2011009517.tif 000003
【００２４】
（式中、Ｚは炭化水素環基、芳香族複素環基または複素環基を表す。Ｒ８１〜Ｒ８６は水素原子または置換基を表す。Ｐ１−Ｌ１−Ｐ２は２座の配位子を表し、Ｐ１、Ｐ２は各々独立に炭素原子、窒素原子または酸素原子を表す。Ｌ１はＰ１、Ｐ２と共に２座の配位子を形成する原子群を表す。ｊ１は１〜３の整数を表し、ｊ２は０〜２の整数を表すが、ｊ１＋ｊ２は２または３である。Ｍ１は元素周期表における８〜１０族の金属元素を表す。）
１０．前記一般式（１）のＭ１がイリジウムであることを特徴とする前記９に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【発明の効果】
【００２５】
本発明により、低コストのウェットプロセスで作製可能であり、発光輝度、駆動電圧、電圧上昇率に優れた有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することができる。
【００２６】
上記のような本発明の効果については、発光層内の発光ドーパントの濃度が関係している。発光層と隣接する層との界面付近において、発光層内に含まれる全発光ドーパントの平均濃度に対して５０％未満である範囲が存在すると、隣接層からのキャリアの注入が阻害され、有機ＥＬ素子の発光輝度が低下することがわれわれの鋭意検討の結果明らかとなった。発光層界面付近にこのような発光ドーパント濃度の低い範囲ができる理由としては定かではないが、ウェットプロセスで発光層を成膜する場合、ウェットプロセスで用いる溶媒の溶解性や揮発性及び発光層の成膜方法が関係していると考えられる。
【００２７】
本発明者らは、本発明に記載されているように、隣接層との界面付近の発光ドーパントの平均濃度を発光層内に含まれる全発光ドーパントの濃度の平均に対して５０％以上にすることに成功し、キャリアの注入を阻害する要因を除き、発光輝度の低下を抑制した有機ＥＬ素子が得られることを見出した。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の有機ＥＬ素子の一例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００２９】
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子においては、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、低コストのウェットプロセスで作製可能であり、発光輝度が高い有機エレクトロルミネッセンス素子を得ることができた。
【００３０】
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。
【００３１】
本発明は、ウェットプロセスでの成膜プロセスで発光層を成膜し、当該発光層の少なくとも１つの隣接層との界面から０〜５ｎｍの範囲の発光ドーパントの平均濃度は、発光層内に含まれる全発光ドーパントの平均濃度に対して５０％以上である有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することができた。
【００３２】
本発明において、「発光ホスト及び発光ドーパントを含有する発光層」とは、発光に寄与する化合物として、発光ホストと発光ドーパントを含有する発光層を言う。
【００３３】
本発明の実施態様としては、本発明の効果の観点から、隣接層との界面から０〜１０ｎｍの範囲の発光ドーパントの平均濃度が全発光ドーパントの平均濃度に対して５０％以上であることが好ましく、発光層内の陽極に近い側に全発光ドーパントの平均濃度に対して５０％以上の平均濃度である範囲が存在することが好ましい。また、当該発光層の発光ホストの分子量が１５００以下であることが好ましく、当該発光層の発光ドーパントがリン光ドーパントであると更に好ましい。
【００３４】
本発明においては、前記隣接層が正孔輸送層であること、また当該隣接層が電子輸送層であることが好ましい。
【００３５】
以下、本発明とその構成要素、及び発明を実施するための形態等について詳細な説明をする。
【００３６】
本発明における全発光ドーパントの平均濃度に対して５０％以上の平均濃度である範囲について説明する。
【００３７】
本発明における全発光ドーパントの平均濃度に対して５０％以上の平均濃度である範囲とは、当該発光層内に含まれる全発光ドーパントの平均濃度に対して５０％以上の発光ドーパントの平均濃度である範囲を指し、全て発光ドーパントであることも含まれる。本発明では、当該範囲が隣接層との界面から０〜５ｎｍであることを特徴としているが、好ましくは０〜１０ｎｍである。当該発光層内に含まれる全発光ドーパントの平均濃度に対して５０％以上の平均濃度である範囲は、当該発光層内の陽極に近い側及び陰極に近い側の両側に存在しても、片側のみに存在してもよい。片側にのみ存在する場合は、陽極に近い側に存在することが好ましい。
【００３８】
本発明における全発光ドーパントの平均濃度に対して５０％以上の平均濃度である範囲の形成方法について説明する。
【００３９】
隣接層との界面付近に全発光ドーパントの平均濃度に対して５０％以上の平均濃度である範囲の形成方法としては、例えば、発光層の塗布成膜時において、溶媒を高速に乾燥する方法がある。溶媒を高速に乾燥する手段としては、蒸気圧の高い溶媒を用いる、溶媒を送風により乾燥させる等がある。蒸気圧の高い溶媒とは２０℃での蒸気圧が１．０ｋＰａ以上の溶媒であり、このような溶媒としては、例えば、トルエン（２０℃蒸気圧：２．９ｋＰａ）、酢酸エチル（２０℃蒸気圧：２．９ｋＰａ）、酢酸イソプロピル（２０℃蒸気圧：５．３ｋＰａ）、酢酸ノルマルプロピル（２０℃蒸気圧：３．３ｋＰａ）、メチルエチルケトン（２０℃蒸気圧：１０．５ｋＰａ）が挙げられる。溶媒を送風により乾燥させるとは、発光層塗布直後に送風を当て乾燥させることであり、用いる発光ホストあるいは発光ドーパントの特性や材料純度、または用いる溶媒の特性等に依存するため、その送風条件を一般的に規定することはできない。しかし、送風の温度及び風速は、本発明に係る発光層の形成に影響が出ない限り、大きいほど乾燥速度は速くなり、より速い乾燥が可能である。
【００４０】
本発明における発光層内に含まれる全発光ドーパントの平均濃度に対して５０％以上の平均濃度である範囲の測定方法について説明する。
【００４１】
発光層内に含まれる全発光ドーパントの濃度の平均に対して、５０％以上の平均濃度である範囲の測定方法としてはいくつか方法があるが、膜内の元素の量を高感度で分析可能で且つ深さ方向の元素の濃度変化を追えることから二次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ）を用いることが好ましい。二次イオン質量分析法については、例えば、日本表面科学会「二次イオン質量分析法（表面科学技術選書）」（丸善）等を参考にすることができる。
【００４２】
二次イオン質量分析法は、１０−８Ｐａ程度の高真空下で一次イオンと呼ばれるイオンビームを試料表面に照射しスパッタリングを行う。それにより放出された構成粒子の中で、二次イオンを質量分析することにより表面に存在する元素を分析する方法である。表面をスパッタし、削り取っていくので破壊分析ではあるが、表面からμｍ以上の深さまでの元素の濃度変化を分析することが可能である。
【００４３】
一次イオンとしては、例えば、Ｃｓ＋、Ｉｎ＋、Ｇａ＋等の金属イオン種が好ましいが、どのイオン種を用いるのが好ましいかは測定対象元素によって使い分けられる。
【００４４】
本発明では、具体的にはＰｈｙｓｉｃａｌ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ製のＡＤＥＰＴ１０１０を使用して、一次イオン種は、Ｃｓ＋、一次イオンの加速電圧は２ｋＶの条件で有機ＥＬ素子内の深さ方向における各種元素の分布量を測定した。
【００４５】
本発明における隣接層について説明する。
【００４６】
本発明における隣接層とは、発光ホスト及び発光ドーパントを含有する発光層に隣接する、発光層とは異なる機能を有する層であり、当該隣接層は陽極と発光層の間でも陰極と発光層の間でもよい。隣接層に特に制限はないが、例えば、陽極バッファー層、陰極バッファー層、正孔阻止層、電子阻止層、正孔輸送層、電子輸送層、中間層であり、キャリアの発光層への移動を容易にするために、隣接層は電子輸送層あるいは正孔輸送層が好ましい。
【００４７】
《有機ＥＬ素子の層構成》
本発明の有機ＥＬ素子の層構成について説明する。
【００４８】
本発明の有機ＥＬ素子の構成層としては、例えば、陽極バッファー層、陰極バッファー層、正孔阻止層、電子阻止層、正孔輸送層、電子輸送層、中間層、発光層がある。これらの層を用い好ましい層構成の具体例を以下に示すが、本発明はこれに限定されない。
【００４９】
（ｉ）陽極／発光層／電子輸送層／陰極
（ii）陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
（iii）陽極／正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／陰極
（iv）陽極／正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／陰極バッファー層／陰極
（ｖ）陽極／陽極バッファー層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極バッファー層／陰極
（vi）陽極／陽極バッファー層／正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／陰極バッファー層／陰極
（vii）陽極／陽極バッファー層／正孔輸送層／電子阻止層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／陰極バッファー層／陰極。
【００５０】
《発光層》
本発明における発光層について説明する。
【００５１】
発光層とは、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が、層間での励起子の失活等が考えられることから発光層の層内であることが好ましい。
【００５２】
本発明に係る発光層は本発明で規定する要件を満たしていれば、その構成に特に制限はない。
【００５３】
発光層の膜厚は特に制限はないが、形成する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、且つ駆動電流に対する発光色の安定性向上の観点から、２〜２００ｎｍの範囲に調整することが好ましく、更に好ましくは５〜１００ｎｍの範囲に調整される。
【００５４】
本発明の有機ＥＬ素子の発光層には、発光ホストと発光ドーパントの少なくとも一種とを含有することが特徴となっており、また当該発光層と隣接層の界面から０〜５ｎｍの範囲は、発光層内に含まれる全発光ドーパントの平均濃度に対して５０％以上の平均濃度であることが特徴となっている。
【００５５】
本発明に係る発光層を形成した場合、発光輝度の低下及び駆動電圧の上昇を抑えることができた。その理由としては定かではないが、隣接層との界面付近を発光層内に含まれる全発光ドーパントの平均濃度に対して５０％以上の平均濃度とすることで、キャリアの注入を阻害する要因が除かれ、発光輝度の低下及び駆動電圧の上昇が抑制され、低電圧での駆動が可能になったと推定している。
【００５６】
本発明において、発光層は発光ホスト及び発光ドーパントを有している。これにより、発光輝度、及び外部取り出し量子効率等を向上させることができ、性能を高めることができる。
【００５７】
以下、発光層に含まれる発光ホストと発光ドーパントについて説明する。
【００５８】
（発光ホスト）
発光ホストとは、発光層に含有される化合物の内で室温（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。
【００５９】
発光ホストとしては、公知の発光ホスト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。発光ホスト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。
【００６０】
併用してもよい公知の発光ホストとしては、従来有機ＥＬ素子で用いられる化合物を用いることができるが、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。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、繰り返し単位を持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（重合性発光ホスト）でもよいが、好ましくは分子量が１５００以下の発光ホストである。
【００６１】
以下に、本発明に好ましく用いられる発光ホストの具体例を示すが、本発明はこれらに限定されない。
【００６２】
【化３】
2011009517.tif 000004
【００６３】
【化４】
2011009517.tif 000005
【００６４】
【化５】
2011009517.tif 000006
【００６５】
【化６】
2011009517.tif 000007
【００６６】
【化７】
2011009517.tif 000008
【００６７】
【化８】
2011009517.tif 000009
【００６８】
上記以外の公知発光ホストの具体例としては、以下の文献に記載されている化合物が挙げられる。
【００６９】
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。
【００７０】
中でも、本発明に係る発光ホストとしては、上記一般式（ａ）で表される部分構造を少なくとも３個以上有する発光ホストが好ましい。３個以上の連結はＸの部分で連結してもよく、その他の部分で連結してもよい。
【００７１】
中でも、本発明に係る発光ホストとしては、前記一般式（ａ）で表される部分構造を少なくとも３個以上有する発光ホストが好ましい。３個以上の連結はＸの部分で連結してもよく、その他の部分で連結してもよい。
【００７２】
〈一般式（ａ）で表される部分構造〉
本発明の一般式（ａ）で表される部分構造について説明する。
【００７３】
一般式（ａ）で表される部分構造のＸにおいて、Ｒ′、Ｒ″で各々表される置換基としては、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、ｔ−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）、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）、アルケニル基（例えば、ビニル基、アリル基）、アルキニル基（例えば、エチニル基、プロパルギル基）、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）、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）、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）、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）、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）、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）、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）、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）、アリールチオ基（例えば、フェニルチオ基、ナフチルチオ基）、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）、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）、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）、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）、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）、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）、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）、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）、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）、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）、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）、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）、ハロゲン原子（例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子）、フッ化炭化水素基（例えば、フルオロメチル基、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、ペンタフルオロフェニル基）、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）が挙げられる。これらの置換基は上記の置換基によって更に置換されていてもよい。これらの置換基は複数が互いに結合して環を形成していてもよい。
【００７４】
中でも、ＸとしてはＮＲ′またはＯが好ましく、またＲ′としては、芳香族炭化水素基（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）または、芳香族複素環基（例えば、フリル基、チエニル基、ピリジル基、ピリダジニル基、ピリミジニル基、ピラジニル基、トリアジニル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、チアゾリル基、キナゾリニル基、フタラジニル基等）が特に好ましい。
【００７５】
上記の芳香族炭化水素基、芳香族複素環基は、各々一般式（ａ）で表される部分構造のＸにおいて、Ｒ′、Ｒ″で各々表される置換基を有してもよい。
【００７６】
一般式（ａ）で表される部分構造において、Ａｒにより表される芳香環としては、芳香族炭化水素環または芳香族複素環が挙げられる。また、該芳香環は単環でもよく、縮合環でもよく、更に未置換でも、一般式（ａ）で表される部分構造のＸにおいて、Ｒ′、Ｒ″で各々表される置換基を有してもよい。
【００７７】
一般式（ａ）で表される部分構造において、Ａｒにより表される芳香族炭化水素環としては、ベンゼン環、ビフェニル環、ナフタレン環、アズレン環、アントラセン環、フェナントレン環、ピレン環、クリセン環、ナフタセン環、トリフェニレン環、ｏ−テルフェニル環、ｍ−テルフェニル環、ｐ−テルフェニル環、アセナフテン環、コロネン環、フルオレン環、フルオラントレン環、ナフタセン環、ペンタセン環、ペリレン環、ペンタフェン環、ピセン環、ピレン環、ピラントレン環、アンスラアントレン環等が挙げられる。これらの環は更に、一般式（ａ）で表される部分構造のＸにおいて、Ｒ′、Ｒ″で各々表される置換基を有してもよい。
【００７８】
一般式（ａ）で表される部分構造において、Ａｒにより表される芳香族複素環としては、例えば、フラン環、ジベンゾフラン環、チオフェン環、オキサゾール環、ピロール環、ピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環、トリアジン環、ベンゾイミダゾール環、オキサジアゾール環、トリアゾール環、イミダゾール環、ピラゾール環、チアゾール環、インドール環、インダゾール環、ベンゾイミダゾール環、ベンゾチアゾール環、ベンゾオキサゾール環、キノキサリン環、キナゾリン環、シンノリン環、キノリン環、イソキノリン環、フタラジン環、ナフチリジン環、カルバゾール環、カルボリン環、ジアザカルバゾール環（カルボリン環を構成する炭化水素環の炭素原子の一つが更に窒素原子で置換されている環を示す）等が挙げられる。
【００７９】
これらの環は、更に一般式（ａ）で表される部分構造のＸにおいて、Ｒ′、Ｒ″で各々表される置換基を有してもよい。
【００８０】
上記の中でも、一般式（ａ）において、Ａｒにより表される芳香環として、好ましく用いられるのは、カルバゾール環、カルボリン環、ジベンゾフラン環、ベンゼン環であり、更に好ましく用いられるのは、カルバゾール環、カルボリン環、ベンゼン環であり、より好ましくは置換基を有するベンゼン環であり、特に好ましくはカルバゾリル基を有するベンゼン環が挙げられる。
【００８１】
また、一般式（ａ）において、Ａｒにより表される芳香環としては、各々３環以上の縮合環が好ましい一態様であり、３環以上が縮合した芳香族炭化水素縮合環としては、具体的には、ナフタセン環、アントラセン環、テトラセン環、ペンタセン環、ヘキサセン環、フェナントレン環、ピレン環、ベンゾピレン環、ベンゾアズレン環、クリセン環、ベンゾクリセン環、アセナフテン環、アセナフチレン環、トリフェニレン環、コロネン環、ベンゾコロネン環、ヘキサベンゾコロネン環、フルオレン環、ベンゾフルオレン環、フルオランテン環、ペリレン環、ナフトペリレン環、ペンタベンゾペリレン環、ベンゾペリレン環、ペンタフェン環、ピセン環、ピラントレン環、コロネン環、ナフトコロネン環、オバレン環、アンスラアントレン環等が挙げられる。
【００８２】
なお、これらの環は、更に上記の置換基を有していてもよい。
【００８３】
また、３環以上が縮合した芳香族複素環としては、具体的には、アクリジン環、ベンゾキノリン環、カルバゾール環、カルボリン環、フェナジン環、フェナントリジン環、フェナントロリン環、カルボリン環、サイクラジン環、キンドリン環、テペニジン環、キニンドリン環、トリフェノジチアジン環、トリフェノジオキサジン環、フェナントラジン環、アントラジン環、ペリミジン環、ジアザカルバゾール環（カルボリン環を構成する炭素原子の任意の一つが窒素原子で置き換わったものを表す）、フェナントロリン環、ジベンゾフラン環、ジベンゾチオフェン環、ナフトフラン環、ナフトチオフェン環、ベンゾジフラン環、ベンゾジチオフェン環、ナフトジフラン環、ナフトジチオフェン環、アントラフラン環、アントラジフラン環、アントラチオフェン環、アントラジチオフェン環、チアントレン環、フェノキサチイン環、チオファントレン環（ナフトチオフェン環）等が挙げられる。なお、これらの環は更に置換基を有していてもよい。
【００８４】
また、一般式（ａ）において、ｎは０〜８の整数を表すが、０〜２であることが好ましく、特にＸがＯ、Ｓである場合には１〜２であることが好ましい。
【００８５】
〈一般式（ａ−１）、（ａ−２）または（ａ−３）で表される発光ホスト〉
本発明に係る発光ホストは、上記一般式（ａ）で表される部分構造を少なくとも３個有するが、好ましい態様としては、下記の一般式（ａ−１）、（ａ−２）または（ａ−３）で表される化合物が好ましい。
【００８６】
【化９】
2011009517.tif 000010
【００８７】
式中、Ａｒ′、Ａｒ″は芳香環を表し、該芳香環は、一般式（ａ）においてＡｒにより表される芳香環と同義である。ｎは１以上の整数を表し、ｍは０以上の整数を表す。
【００８８】
（発光ドーパント）
本発明に係る発光ドーパントとしては、蛍光ドーパント、リン光ドーパントを用いることができるが、より発光輝度の高い有機ＥＬ素子を得る観点からは、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としては、上記の発光ホスト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。
【００８９】
蛍光ドーパントの代表例としては、レーザー色素に代表される蛍光量子収率が高い化合物や、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。
【００９０】
リン光ドーパントとしては、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が、好ましいリン光量子収率は０．１以上である。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
本発明に係るリン光ドーパントは、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、更に好ましくはイリジウム化合物、オスミウム化合物、ユーロピウム錯体、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である。
【００９４】
本発明に係るリン光ドーパントとして、更に好ましくは前記一般式（１）で表される有機金属錯体が挙げられる。その他、具体的には以下の特許公報に記載されている化合物などが挙げられる。
【００９５】
国際公開第００／７０６５５号パンフレット、特開２００２−２８０１７８号公報、特開２００１−１８１６１６号公報、特開２００２−２８０１７９号公報、特開２００１−１８１６１７号公報、特開２００２−２８０１８０号公報、特開２００１−２４７８５９号公報、特開２００２−２９９０６０号公報、特開２００１−３１３１７８号公報、特開２００２−３０２６７１号公報、特開２００１−３４５１８３号公報、特開２００２−３２４６７９号公報、国際公開第０２／１５６４５号パンフレット、特開２００２−３３２２９１号公報、特開２００２−５０４８４号公報、特開２００２−３３２２９２号公報、特開２００２−８３６８４号公報、特表２００２−５４０５７２号公報、特開２００２−１１７９７８号公報、特開２００２−３３８５８８号公報、特開２００２−１７０６８４号公報、特開２００２−３５２９６０号公報、国際公開第０１／９３６４２号パンフレット、特開２００２−５０４８３号公報、特開２００２−１００４７６号公報、特開２００２−１７３６７４号公報、特開２００２−３５９０８２号公報、特開２００２−１７５８８４号公報、特開２００２−３６３５５２号公報、特開２００２−１８４５８２号公報、特開２００３−７４６９号公報、特表２００２−５２５８０８号公報、特開２００３−７４７１号公報、特表２００２−５２５８３３号公報、特開２００３−３１３６６号公報、特開２００２−２２６４９５号公報、特開２００２−２３４８９４号公報、特開２００２−２３５０７６号公報、特開２００２−２４１７５１号公報、特開２００１−３１９７７９号公報、特開２００１−３１９７８０号公報、特開２００２−６２８２４号公報、特開２００２−１００４７４号公報、特開２００２−２０３６７９号公報、特開２００２−３４３５７２号公報、特開２００２−２０３６７８号公報等。
【００９６】
以下に、リン光ドーパントとして用いられる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。これらの化合物は、例えばＩｎｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．４０巻、１７０４〜１７１１に記載の方法等により合成できる。
【００９７】
【化１０】
2011009517.tif 000011
【００９８】
【化１１】
2011009517.tif 000012
【００９９】
【化１２】
2011009517.tif 000013
【０１００】
【化１３】
2011009517.tif 000014
【０１０１】
【化１４】
2011009517.tif 000015
【０１０２】
【化１５】
2011009517.tif 000016
【０１０３】
特に本発明の有機ＥＬ素子でリン光ドーパントを用いる場合、ホストの３重項エネルギーはドーパントの３重項エネルギーより大きいことが好ましい。これにより、輝度、及び外部取り出し効率を高くすることができ、品質をより高めることができる。
【０１０４】
本発明に係るリン光ドーパントとしては、前記一般式（１）で表される有機金属錯体が好ましく用いられる。
【０１０５】
《一般式（１）で表される有機金属錯体》
前記一般式（１）で表される有機金属錯体において、Ｐ１−Ｌ１−Ｐ２で表される２座の配位子としては、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、アセチルアセトン、ピコリン酸等が挙げられる。
【０１０６】
Ｍ１は元素周期表における８〜１０族の遷移金属元素が用いられるが、中でもイリジウム、白金が好ましく、特にイリジウムが好ましい。
【０１０７】
Ｚで表される炭化水素環基としては、非芳香族炭化水素環基、芳香族炭化水素環基が挙げられ、非芳香族炭化水素環基としては、シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等が挙げられ置換されていても無置換でもよい。
【０１０８】
また、芳香族炭化水素環基（芳香族炭化水素基、アリール基等とも言う）としては、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、ビフェニリル基等が挙げられる。これらの基は置換されていても無置換でもよい。
【０１０９】
前記一般式（１）で表される有機金属錯体において、Ｒ８１〜Ｒ８６は水素原子または置換基を表し、置換基の例としては、前述した一般式（ａ）で表される部分構造のＸにおいて、Ｒ′、Ｒ″で各々表される置換基と同様である。
【０１１０】
また、これらの置換基は更に前述した一般式（ａ）で表される部分構造のＸにおいて、Ｒ′、Ｒ″で各々表される置換基によって置換されていてもよい。また、これらの置換基は複数が互いに結合して環を形成していてもよい。
【０１１１】
《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、正孔注入層と電子注入層があり、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。
【０１１２】
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、陽極バッファー層（正孔注入層）と陰極バッファー層（電子注入層）とがある。
【０１１３】
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。
【０１１４】
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。
【０１１５】
《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。
【０１１６】
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。
【０１１７】
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３〜１００ｎｍであり、更に好ましくは５〜３０ｎｍである。
【０１１８】
《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の機能を有する。正孔輸送層は単層または複数層設けることができる。
【０１１９】
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。
【０１２０】
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。
【０１２１】
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。
【０１２２】
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。
【０１２３】
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。
【０１２４】
正孔輸送層は上記正孔輸送材料を、例えば、真空蒸着法、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、スプレー法、印刷法、スロット型コータ法等）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。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５〜２００ｎｍ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。
【０１２５】
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、Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，９５，５７７３（２００４）等に記載されたものが挙げられる。
【０１２６】
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。本発明において、正孔輸送層は発光層の隣接層として設けることが好ましい。
【０１２７】
《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の機能を有する。電子輸送層は単層または複数層設けることができる。
【０１２８】
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。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。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。
【０１２９】
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。
【０１３０】
その他、メタルフリーもしく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。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。
【０１３１】
電子輸送層は、上記電子輸送材料を、例えば、真空蒸着法、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、スプレー法、印刷法、スロット型コータ法等）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。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５〜２００ｎｍ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。本発明において、電子輸送層は発光層の隣接層として設けることが好ましい。
【０１３２】
《陽極》
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。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。
【０１３３】
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。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。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１０〜１０００ｎｍ、好ましくは１０〜２００ｎｍの範囲で選ばれる。
【０１３４】
《陰極》
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。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。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。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。
【０１３５】
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５０〜２００ｎｍの範囲で選ばれる。なお、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。
【０１３６】
また、陰極に上記金属を１〜２０ｎｍ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。
【０１３７】
《基板》
本発明に係る有機ＥＬ素子に用いることのできる基板（以下、基体、基材、支持基板等とも言う）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。基板側から光を取り出す場合には、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。
【０１３８】
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（ＪＳＲ製）あるいはアペル（三井化学製）といったシクロオレフィン系樹脂等を挙げられる。
【０１３９】
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。
【０１４０】
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。
【０１４１】
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。
【０１４２】
不透明な基板としては、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。
【０１４３】
本発明に係る有機ＥＬ素子の発光の室温における外部取り出し量子効率は、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。
【０１４４】
ここで、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である。
【０１４５】
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。
【０１４６】
《封止》
本発明に用いられる有機ＥＬ素子の封止手段としては、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。
【０１４７】
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いればよく、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。
【０１４８】
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。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。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。
【０１４９】
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。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。
【０１５０】
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。
【０１５１】
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。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。
【０１５２】
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。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。
【０１５３】
また、有機層を挟み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、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。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。
【０１５４】
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。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、クラスターイオンビーム法、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。
【０１５５】
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。
【０１５６】
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）、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）、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）、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）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。
【０１５７】
《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。
【０１５８】
《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内、１５％から２０％程度の光しか取り出せないことが一般的に知られている。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。
【０１５９】
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。
【０１６０】
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、基板と発光層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。
【０１６１】
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。
【０１６２】
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。
【０１６３】
低屈折率層としての媒質は、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。
【０１６４】
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。
【０１６５】
全反射を起こす界面もしく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、いずれかの層間もしくは、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。
【０１６６】
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。
【０１６７】
回折格子を導入する位置としては前述の通り、いずれかの層間もしくは媒質中（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。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。
【０１６８】
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。
【０１６９】
《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。
【０１７０】
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１０〜１００μｍ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き、大きすぎると厚みが厚くなり好ましくない。
【０１７１】
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。
【０１７２】
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。
【０１７３】
《有機ＥＬ素子の作製方法》
本発明に係る有機ＥＬ素子の作製方法は、陽極と陰極に挟まれた有機層の一部または全部をウェットプロセスで形成し、少なくとも発光層はウェットプロセスで形成することが特徴である。本発明で言うウェットプロセスとは、層を形成する際に層形成材料を溶液の形態で供給し、層形成を行うものである。
【０１７４】
本発明に係る有機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。
【０１７５】
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１０〜２００ｎｍ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。
【０１７６】
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、電子注入層等の有機化合物薄膜（有機層）を形成させる。
【０１７７】
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、スプレー法、印刷法、スロット型コータ法等）等がある。更には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、キャスト法、インクジェット法、スプレー法、印刷法、スロット型コータ法等のウェットプロセス法による成膜が好ましい。
【０１７８】
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。
【０１７９】
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５０〜２００ｎｍ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。
【０１８０】
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有機ＥＬ素子に、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。
【０１８１】
以下、本発明の有機ＥＬ素子の一例を図面に基づいて説明する。
【０１８２】
図１は本発明の有機ＥＬ素子の一例を示した模式図である。
【０１８３】
有機ＥＬ素子は、基板１０上に陽極２０を設け、この陽極の上に順次、正孔注入層３０、正孔輸送層４０、発光層５０、電子輸送層６０及び電子注入層を設ける。更に、電子注入層上に陰極８０を設ける。
【０１８４】
発光層５０は、陽極側に発光層内に含まれる全発光ドーパントの平均濃度に対して５０％以上の平均濃度である範囲５１が存在している。当該範囲５１は陰極側に存在していてもよく、陽極側及び陰極側の両方に存在していてもよい。
【０１８５】
《用途》
本発明の有機ＥＬ素子は、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、照明装置（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。
【０１８６】
本発明の有機ＥＬ素子においては、必要に応じ成膜時にメタルマスクやインクジェットプリンティング法等でパターニングを施してもよい。パターニングする場合は、電極のみをパターニングしてもよいし、電極と発光層をパターニングしてもよいし、素子全層をパターニングしてもよく、素子の作製においては従来公知の方法を用いることができる。
【実施例】
【０１８７】
以下、実施例により本発明を説明するが、本発明はこれらに限定されない。
【０１８８】
実施例１
《有機ＥＬ素子１０１の作製》
陽極として、１００ｍｍ×１００ｍｍ×１．１ｍｍのガラス基板上にＩＴＯ（インジウムチンオキシド）を１００ｎｍ製膜した基板にパターニングを行った後、このＩＴＯ透明電極を設けた透明支持基板をノルマルプロピルアルコールで超音波洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥し、ＵＶオゾン洗浄を５分間行った。
【０１８９】
この透明支持基板上に、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）−ポリスチレンスルホネート（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ、Ｂａｙｅｒ社製、Ｂａｙｔｒｏｎ  Ｐ  Ａｌ  ４０８３）を純水で７０％に希釈した溶液を３０００ｒｐｍ、３０秒でスピンコート法により製膜した後、２００℃にて１時間乾燥し、膜厚３０ｎｍの正孔注入層（ＨＴＬ）を設けた。
【０１９０】
次いで、基板を窒素雰囲気下のグローブボックスへと移動し、化合物ＨＴ−１（重量平均分子量５００００；５０ｍｇ）をモノクロロベンゼン１０ｍｌに溶解させた溶液を用いて１５００ｒｐｍ、３０秒の条件下でスピンコート（膜厚約２０ｎｍ）し、１６０℃、３０分間窒素下で乾燥し、正孔輸送層（ＨＴＬ）とした。
【０１９１】
正孔輸送層上に、化合物Ｈ−３３（重量平均分子量５００００；１２８ｍｇ）と化合物Ｄ−５５（２４ｍｇ）を酢酸３−メチルブチル（２０℃蒸気圧：０．５３ｋＰａ）１０ｍｌに溶解させた溶液を用いて１５００ｒｐｍ、３０秒の条件化でスピンコート（膜厚約４０ｎｍ）し、１２０℃、３０分間窒素下で乾燥し、発光層（ＥＭＬ）とした。
【０１９２】
この発光層上に、化合物ＥＴ−１（５０ｍｇ）を２，２，３，３−テトラフルオロプロパノール１０ｍｌに溶解させた溶液を用いて１５００ｒｐｍ、３０秒の条件化でスピンコート（膜厚約２０ｎｍ）し、１２０℃、３０分間窒素下で乾燥し、電子輸送層（ＥＴＬ）とした。
【０１９３】
基板を真空蒸着装置に取付け、真空槽を４×１０−４Ｐａまで減圧し、電子注入層としてＬｉＦを１ｎｍで成膜し、その後アルミニウム１１０ｎｍを蒸着して陰極を形成し、有機ＥＬ素子１０１を作製した。
【０１９４】
【化１６】
2011009517.tif 000017
【０１９５】
《有機ＥＬ素子１０２の作製》
有機ＥＬ素子１０１の作製において、化合物Ｈ−３３をＨ−３２に変更した以外は、同様にして有機ＥＬ素子１０２を作製した。
【０１９６】
《有機ＥＬ素子１０３の作製》
有機ＥＬ素子１０１の作製において、化合物Ｈ−３３（７３ｍｇ）と化合物Ｄ−５５（１４ｍｇ）を酢酸ノルマルプロピル（２０℃蒸気圧：３．３ｋＰａ）１０ｍｌに溶解させた溶液を用いて１５００ｒｐｍ、３０秒の条件化でスピンコート（膜厚約４０ｎｍ）し、１２０℃、３０分間窒素下で乾燥し、発光層とした以外は、同様にして有機ＥＬ素子１０３を作製した。
【０１９７】
《有機ＥＬ素子１０４の作製》
有機ＥＬ素子１０３の作製において、化合物Ｈ−３３をＨ−３２に変更した以外は、同様にして有機ＥＬ素子１０４を作製した。
【０１９８】
《有機ＥＬ素子１０５の作製》
有機ＥＬ素子１０３の作製において、化合物Ｈ−３３をＨ−５に変更し、化合物Ｄ−５５をＤ−４６に変更した以外は、同様にして有機ＥＬ素子１０５を作製した。
【０１９９】
《有機ＥＬ素子１０６の作製》
有機ＥＬ素子１０５の作製において、化合物Ｄ−４６をＤ−４４に変更した以外は、同様にして有機ＥＬ素子１０６を作製した。
【０２００】
《有機ＥＬ素子１０７の作製》
有機ＥＬ素子１０５の作製において、化合物Ｄ−４６をＤ−２４に変更した以外は、同様にして有機ＥＬ素子１０７を作製した。
【０２０１】
《有機ＥＬ素子１０８の作製》
有機ＥＬ素子１０３の作製において、化合物Ｈ−３３をＨ−３１に変更し、化合物Ｄ−５５をＤ−４６に変更した以外は、同様にして有機ＥＬ素子１０５を作製した。
【０２０２】
《有機ＥＬ素子１０９の作製》
有機ＥＬ素子１０８の作製において、化合物Ｄ−４６をＤ−４４に変更した以外は、同様にして有機ＥＬ素子１０９を作製した。
【０２０３】
《有機ＥＬ素子１１０の作製》
有機ＥＬ素子１０８の作製において、化合物Ｄ−４６をＤ−２４に変更した以外は、同様にして有機ＥＬ素子１１０を作製した。
【０２０４】
《有機ＥＬ素子１１１の作製》
有機ＥＬ素子１０４の作製において、発光層形成に使用する溶媒の酢酸ノルマルプロピルを酢酸ブチルに変更した以外は、同様にして有機ＥＬ素子１１１を作製した。
【０２０５】
《有機ＥＬ素子１１２の作製》
有機ＥＬ素子１１０の作製において、発光層形成に使用する溶媒の酢酸ノルマルプロピルを酢酸ブチル（２０℃蒸気圧：１．１ｋＰａ）に変更した以外は、同様にして有機ＥＬ素子１１２を作製した。
【０２０６】
《有機ＥＬ素子の評価》
得られた有機ＥＬ素子１０１〜１１２を以下のようにして評価を行った。結果を表に示す。
【０２０７】
（発光ドーパントの平均濃度）
各素子について、発光層内をダイナミックＳＩＭＳで、発光ドーパントの金属原子（Ｄ−２４及びＤ−５５ではイリジウム、Ｄ−４４及びＤ−４６では白金を指す）と炭素の素子内分布を測定した。なお、ダイナミックＳＩＭＳは、陽極に近い側から陰極に近い側に向けての深さ方向を測定した。各素子の発光層内の全発光ドーパントの平均濃度を求め、０〜５ｎｍ及び０〜１０ｎｍの範囲の発光ドーパントの平均濃度が、当該全発光ドーパントの平均濃度に対し５０％以上であるかを調べた。各素子において、以下とした。
【０２０８】
×：０〜５ｎｍの発光ドーパントの平均濃度は発光層内全発光ドーパントの平均濃度に対し５０％以上でない場合
○：０〜５ｎｍの発光ドーパントの平均濃度は発光層内全発光ドーパントの平均濃度に対し５０％以上であるが、０〜１０ｎｍの平均濃度は発光層内全発光ドーパントの平均濃度に対し５０％以上でない場合
◎：０〜１０ｎｍの発光ドーパントの平均濃度は発光層内全発光ドーパントの平均濃度に対し５０％以上である場合。
【０２０９】
（発光輝度）
有機ＥＬ素子の温度２３℃、１０Ｖ直流電圧を印加した時の発光輝度（ｃｄ／ｍ２）を測定した。発光輝度は有機エレクトロルミネッセンス素子１０１を１００とした時の相対値で表した。発光輝度については、ＣＳ−１０００（コニカミノルタセンシング社製）を用いて測定した。
【０２１０】
（駆動電圧）
駆動電圧とは、２．５ｍＡ／ｃｍ２で駆動した時の電圧で、有機エレクトロルミネッセンス素子１０１を１００とした時の相対値で表した。
【０２１１】
（電圧上昇率）
１０ｍＡ／ｃｍ２の一定電流で駆動したときに、初期電圧と１００時間後の電圧を測定した。初期電圧を１００とし、初期電圧に対する１００時間後の電圧の相対値を電圧上昇率とした。
【０２１２】
【表１】
2011009517.tif 000018
【０２１３】
表１からわかるように、本発明の有機ＥＬ素子では、比較に比べ低電圧駆動で発光輝度が高いことが明らかである。また、定電流駆動したときの電圧上昇が少なく、良好な素子であることがわかった。
【０２１４】
実施例２
《有機ＥＬ素子２０１の作製》
有機ＥＬ素子１０３の作製において、正孔輸送層と発光層の間に、下記のように電子阻止層を成膜した以外は同様にして有機ＥＬ素子２０１を作製した。
【０２１５】
（有機ＥＬ素子２０１における電子阻止層の成膜）
窒素雰囲気下のグローブボックス中で、正孔輸送層上に化合物ＥＢ−１（５０ｍｇ）をトルエン１０ｍｌに溶解させた溶液を用いて１５００ｒｐｍ、３０秒の条件下でスピンコート（膜厚約２０ｎｍ）し、１２０℃、３０分間窒素下で乾燥し、電子阻止層（ＥＢＬ）を設けた。
【０２１６】
《有機ＥＬ素子２０２の作製》
有機ＥＬ素子１０３の作製において、発光層と電子輸送層の間に、下記のように正孔阻止層を成膜した以外は、同様にして有機ＥＬ素子２０２を作製した。
【０２１７】
（有機ＥＬ素子２０２における正孔阻止層の成膜）
窒素雰囲気下のグローブボックス中で、発光層上に化合物ＨＢ−１を２，２，３，３−テトラフルオロプロパノール１０ｍｌに溶解させた溶液を用いて１５００ｒｐｍ、３０秒の条件化でスピンコート（膜厚約２０ｎｍ）し、１２０℃、３０分間窒素下で乾燥し、正孔阻止層（ＨＢＬ）を設けた。
【０２１８】
《有機ＥＬ素子２０３の作製》
有機ＥＬ素子１０３の作製において、正孔輸送層と発光層の間に電子阻止層、発光層と電子輸送層の間に正孔輸送層を前述した有機素子２０１及び２０２のように成膜した以外は同様にして有機ＥＬ素子２０３を作製した。
【０２１９】
【化１７】
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【０２２０】
《有機ＥＬ素子の評価》
得られた有機ＥＬ素子２０１〜２０３を実施例１と同じ評価方法で評価を行った。結果を表２に示す。
【０２２１】
【表２】
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【０２２２】
表２からわかるように、本発明の有機ＥＬ素子は隣接層が正孔輸送層以外であっても発光輝度が高く、低駆動電圧であり、且つ定電流駆動したときの電圧上昇が少なく、良好な素子であることがわかった。
【符号の説明】
【０２２３】
１０  基板
２０  陽極
３０  正孔注入層
４０  正孔輸送層
５０  発光層
５１  発光層内に含まれる全発光ドーパントの平均濃度に対して５０％以上の平均濃度である範囲
６０  電子輸送層
７０  電子注入層
８０  陰極
【図１】
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