(57)【要約】  第１電極と、第１電極上に設けられた第１発光機能層と、第１発光機能層上に設けられた第２電極と、第２電極上に設けられた第２発光機能層と、第２発光機能層上に設けられた第３電極とを備える。そして、第１電極と第３電極とが同じ極性の電極であり、第２電極が第１電極及び第３電極と逆の極性の電極である有機エレクトロルミネッセンス素子を構成する。
2014200067.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１電極と、
前記第１電極上に設けられた第１発光機能層と、
前記第１発光機能層上に設けられた第２電極と、
前記第２電極上に設けられた第２発光機能層と、
前記第２発光機能層上に設けられた第３電極と、を備え、
前記第１電極と前記第３電極とが同じ極性の電極であり、
前記第２電極が前記第１電極及び前記第３電極と逆の極性の電極である
有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項２】
前記第２発光機能層と異なる位置で、前記第２電極上に第３発光機能層を有し、前記第３発光機能層上に前記第３電極を備える請求項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】
前記第２発光機能層と前記第３発光機能層とに対し、共通の前記第１電極、前記第１発光機能層、及び、前記第２電極が設けられている請求項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】
第１発光ユニットと、第２発光ユニットとを有し、
前記第１発光ユニットが、前記第１電極、前記第１発光機能層、前記第２電極、前記第２発光機能層、及び、前記第３電極を含み、
前記第２発光ユニットが、前記第１電極、前記第１発光機能層、前記第２電極、前記第３発光機能層、及び、前記第３電極を含む
請求項２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項５】
前記第３電極上に設けられた第３発光機能層と、前記第３発光機能層上に設けられた第４電極とを有し、前記第１電極と前記第３電極とが同じ極性の電極であり、前記第２電極と前記第４電極とが前記第１電極及び前記第３電極と逆の極性の電極である請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項６】
第１電極と、
前記第１電極上に設けられた第１発光機能層と、
前記第１発光機能層上に設けられた第２電極と、
前記第２電極上に設けられた第２発光機能層と、
前記第２発光機能層と異なる位置で、前記第２電極上に設けられた第３発光機能層と、
前記第２発光機能層上及び前記第３発光機能層上に設けられた第３電極と、
を備え、
前記第１電極と前記第３電極とが逆の極性の電極であり、
前記第２電極が、第１発光機能層と、前記第２発光機能層及び前記第３発光機能層とに対して逆の極性の電極となる
有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備える
電子機器。
【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、及び、有機エレクトロルミネッセンス素子を備える電子機器に係わる。
【背景技術】
【０００２】
有機エレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ素子）は液晶表示装置に比べ視野角依存性が少ない、コントラスト比が高い、薄膜化が可能等の利点を有している。
また、近年では、有機ＥＬ素子を利用した携帯ディスプレイや携帯背面ディスプレイ等も積極的に市場投入されている。これらの有機ＥＬ素子を利用したディスプレイは、視認性の高さから、大型テレビへの市場投入が期待され、一部投入計画が報道されるなどフラットパネルディスプレイでの市場投入に拍車がかかってきている。【０００３】
また、有機ＥＬ素子は自己発光型光源であり、面発光光源であるため、次世代照明として脚光をあびており、有機ＥＬ照明として各所で開発がなされている。
有機ＥＬ素子は、電極間内にＲＧＢの発各光材料を有し、ＲＧＢの発光出力を任意に調製して駆動することで、又は、有機層の厚さを含めた層設計を施すことで、発光色や発光色強度を自由に変えることが可能となる。このため、有機ＥＬ素子は、照明用途として要求される白色として、例えば、色温度２０００Ｋや３０００Ｋなどの電球色から、５０００Ｋや６０００Ｋなどの昼白色まで、自由に発光することが可能である。さらに、燐光材料を使用することで、ＬＥＤや蛍光灯と同等又はそれを超える発光効率を実現でき、薄型化照明としての実現が期待されている。【０００４】
また、ディスプレイのように複数の色を可変するため、例えば、ＲＧＢ発光層を水平方向に短冊状に形成し、それぞれの発光色の強度比を変えることで色を変える照明や光源も提案されている（例えば、特許文献１参照）。
さらに、ＲＧＢの発光層を透明基板と垂直方向にスタックすることで開口率を増やし、調色することも提案されている（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２００３−０６６８６８号公報
【特許文献２】特表２００８−５０３０５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
有機ＥＬ照明においては、照明用途に必要なルーメンを得るため、有機ＥＬ素子の大型化や、発光輝度を向上させる必要がある。また、ディスプレイのように、有機ＥＬ素子のＲＧＢの発光層をファインパターンで形成すると、開口率が低減し、輝度が低下する。【０００７】
開口率の低減、及び、輝度の低下を補うために、ＲＧＢの各発光層を基板と素直方向にスタックして開口率を補正する構成では、各色の発光層の間に形成する電極を、一方の色で陽極として機能させ、他方の色で陰極として機能させる必要がある。このため、スタック構造の有機ＥＬ素子を調色する際には、各色の発光層で独立したｄｕｔｙ駆動が必要となる。従って、各色を同時に発光することができず、有機ＥＬ素子の実駆動下での発光効率が低下してしまう。【０００８】
上述した問題の解決のため、本発明においては、輝度の向上が可能な有機エレクトロルミネッセンス素子、及び、電子機器を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、第１電極と、第１電極上に設けられた第１発光機能層と、第１発光機能層上に設けられた第２電極と、第２電極上に設けられた第２発光機能層と、第２発光機能層上に設けられた第３電極とを備える。そして、第１電極と第３電極とが同じ極性の電極であり、第２電極が第１電極及び第３電極と逆の極性の電極である。【００１０】
また、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、第１電極と、第１電極上に設けられた第１発光機能層と、第１発光機能層上に設けられた第２電極と、第２電極上に設けられた第２発光機能層と、第２発光機能層と異なる位置で、第２電極上に設けられた第３発光機能層と、第２発光機能層上及び第３発光機能層上に設けられた第３電極とを備える。そして、第１電極と第３電極とが逆の極性の電極であり、第２電極が、第１発光機能層と、第２発光機能層及び第３発光機能層とに対して逆の極性の電極となる。【００１１】
また、本発明の電子機器は、上記有機エレクトロルミネッセンス素子を備える。【００１２】
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子によれば、第１発光機能層と第２発光機能層との間に設けられた第２電極が、第１発光機能層及び第２発光機能層に対して、同じ極性の電極として機能する。このため、第１発光機能層と第２発光機能層とを同時に駆動することができる。従って、有機エレクトロルミネッセンス素子の輝度を向上させることができる。
また、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子によれば、第１発光機能層上に、第２発光機能層と第３発光機能層とが設けられている。このため、第１発光機能層の開口率を、第２発光機能層及び第３発光機能層よりも大きく構成することができ、第１発光機能層の輝度を向上させることができる。従って、有機エレクトロルミネッセンス素子の輝度を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、輝度の向上が可能な有機エレクトロルミネッセンス素子及び電子機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１実施形態の有機ＥＬ素子の概略構成を示す図である。
【図２】第１実施形態の有機ＥＬ素子の駆動波形を示す図である。
【図３】第２実施形態の有機ＥＬ素子の概略構成を示す図である。
【図４】第２実施形態の有機ＥＬ素子の駆動波形を示す図である。
【図５】第２実施形態の変形例の有機ＥＬ素子の概略構成を示す図である。
【図６】第３実施形態の有機ＥＬ素子の概略構成を示す図である。
【図７】第３実施形態の有機ＥＬ素子の駆動波形を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための最良の形態の例を説明するが、本発明は以下の例に限定されるものではない。
なお、説明は以下の順序で行う。
１．有機エレクトロルミネッセンス素子（第１実施形態）
２．有機エレクトロルミネッセンス素子（第２実施形態、及び、変形例）
３．有機エレクトロルミネッセンス素子（第３実施形態）
【００１６】
〈１．有機エレクトロルミネッセンス素子（第１実施形態）〉
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子（以下有機ＥＬ素子と記す）の具体的な実施の形態について説明する。
【００１７】
［有機エレクトロルミネッセンス素子の構成］
図１に、第１実施形態の有機ＥＬ素子の概略構成図（断面図）を示す。
図１に示す有機ＥＬ素子は、第１発光ユニット１８、第２発光ユニット１９、及び、第１発光ユニット１８と第２発光ユニット１９との素子分離用の隔壁となる絶縁層１７を備える。また、これらの構成からなる有機ＥＬ素子が、支持基板２０上に搭載されている。
【００１８】
第１発光ユニット１８は、第１電極１４、第１発光機能層１１、第２電極１５、第２発光機能層１２、及び、第３電極１６がこの順に積層された構成である。また、第２発光ユニット１９は、第１電極１４、第１発光機能層１１、第２電極１５、第３発光機能層１３、及び、第３電極１６がこの順に積層された構成である。このように、２つの発光層が電極を介して積層された第１発光ユニット１８、第２発光ユニット１９は、互いに隔壁となる絶縁層１７を介して、支持基板２０上に交互に配置されている。
【００１９】
第１電極１４は、支持基板２０上において、第１発光ユニット１８及び第２発光ユニット１９毎に独立して設けられている。第１電極１４同士は、絶縁層１７により絶縁されている。また、第１電極１４は、図示しない有機ＥＬ素子の駆動部の電源回路に接続されている。
【００２０】
第１発光ユニット１８及び第２発光ユニット１９において、第１電極１４上に第１発光機能層１１が設けられている。第１発光機能層１１は、詳細を後述する構成であり、少なくとも１層の有機発光層を備えている。
【００２１】
第１発光ユニット１８及び第２発光ユニット１９において、第１発光機能層１１上には、第２電極１５が設けられている。第２電極１５は、上述の第１電極１４と同様に、図示しない有機ＥＬ素子の駆動部の電源回路に接続されている。
【００２２】
そして、第１発光ユニット１８においては、第２電極１５上に第２発光機能層１２が設けられている。また、第２発光ユニット１９においては、第２電極１５上に第３発光機能層１３が設けられている。第２発光機能層１２及び第３発光機能層１３は、それぞれ上述の第１発光機能層１１とは異なる発光色を有する有機発光層を備える構成である。つまり、有機ＥＬ素子において、第１発光機能層１１、第２発光機能層１２及び第３発光機能層１３は、それぞれ異なる発光層を有する構成である。
【００２３】
第１発光ユニット１８においては、第２発光機能層１２上に、第３電極１６が設けられている。同様に、第２発光ユニット１９においても、第３発光機能層１３上に、第３電極１６が設けられている。第３電極１６は、上述の第１電極１４と同様に、図示しない有機ＥＬ素子の駆動部の電源回路に接続されている。
【００２４】
本例の有機ＥＬ素子は、支持基板２０側から発光光を取り出す構成である。このため、第１電極１４、及び、第２電極１５は透明電極により構成される。また、支持基板２０には透明基板が用いられる。
【００２５】
上述のように、第１発光ユニット１８は、第１発光機能層１１と、第２発光機能層１２とを有している。そして、第２発光ユニット１９は、第１発光機能層１１と、第３発光機能層１３とを有している。このため、例えば、第１発光ユニット１８の、第１発光機能層１１を青色（Ｂ）の発光層を有する構成とし、第２発光機能層１２を緑色（Ｇ）の発光層を有する構成とする。さらに、第２発光ユニット１９の、第１発光機能層１１を青色（Ｂ）の発光層を有する構成とし、第３発光機能層１３を赤色（Ｒ）の発光層を有する構成とする。このように、有機ＥＬ素子は、２つの発光ユニットにおいて、第１から第３の発光機能層を有することで、ＲＧＢからなる３色の発光を得ることができる。
【００２６】
また、第１発光ユニット１８では、第１発光機能層１１が、第１電極１４と第２電極１５とに挟持されている。そして、第２発光機能層１２が、第２電極１５と第３電極１６とに挟持されている。
第２発光ユニット１９では、第１発光機能層１１が、第１電極１４と第２電極１５とに挟持されている。そして、第３発光機能層１３が、第２電極１５と第３電極１６とに挟持されている。
つまり、第２電極１５は、第１発光機能層１１と、第２電極１５上に形成される第２発光機能層１２及び第３発光機能層１３とに対して、共通電極として構成されている。
【００２７】
また、第１電極１４と第３電極１６とを同じ極性の電極とし、第２電極１５を第１電極１４及び第３電極１６と逆の極性の電極とする。例えば、上述の第１電極１４は、第１発光機能層１１に対して、陰極として機能する。同様に、第３電極１６は、本例では第２発光機能層１２及び第３発光機能層１３に対して、陰極として機能する。そして、第２電極１５は、第１発光機能層１１に対して、陽極として機能する。さらに、第２電極１５は、第２電極１５上に設けられる第２発光機能層１２及び第３発光機能層１３に対しても、陽極として機能する。
【００２８】
以下、有機ＥＬ素子の各構成について説明する。
［発光機能層］
有機ＥＬ素子は、対となる電極と、電極間に発光性を有する発光機能層を備える構成である。発光機能層の代表的な素子構成としては、以下の構成を上げることができるが、これらに限定されるものではない。
（１）発光層
（２）発光層／電子輸送層
（３）正孔輸送層／発光層
（４）正孔輸送層／発光層／電子輸送層
（５）正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層
（６）正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層
（７）正孔注入層／正孔輸送層／（電子阻止層／）発光層／（正孔阻止層／）電子輸送層／電子注入層
上記の中で（７）の構成が好ましく用いられるが、これに限定されるものではない。
【００２９】
上記構成において、発光層は、単層又は複数層で構成される。発光層が複数の場合は、各発光層の間に非発光性の中間層を設けてもよい。
また、必要に応じて、発光層と陰極との間に正孔阻止層（正孔障壁層）や電子注入層（陰極バッファー層）等を設けてもよく、また、発光層と陽極との間に電子阻止層（電子障壁層）や正孔注入層（陽極バッファー層）等を設けてもよい。
電子輸送層は、電子を輸送する機能を有する層である。電子輸送層には、広い意味で電子注入層、及び、正孔阻止層も含まれる。また、電子輸送層は、複数層で構成されていてもよい。
正孔輸送層は、正孔を輸送する機能を有する層である。正孔輸送層には、広い意味で正孔注入層、及び、電子阻止層も含まれる。また、正孔輸送層は、複数層で構成されていてもよい。
【００３０】
［発光層］
有機ＥＬ素子に用いる発光層は、電極又は隣接層から注入される電子と正孔とが再結合し、励起子を経由して発光する場を提供する層である。発光層において、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。
【００３１】
発光層の厚さの総和は、特に制限されず、形成する膜の均質性、発光時に必要とされる電圧、及び、駆動電流に対する発光色の安定性等の観点から決められる。発光層の厚さの総和は、例えば、２ｎｍ〜５μｍの範囲に調整することが好ましく、より好ましくは２ｎｍ〜５００ｎｍの範囲に調整され、更に好ましくは５ｎｍ〜２００ｎｍの範囲に調整される。また、発光層の個々の膜厚としては、２ｎｍ〜１μｍの範囲に調整することが好ましく、より好ましくは２ｎｍ〜２００ｎｍｎｍの範囲に調整され、更に好ましくは３ｎｍ〜１５０ｎｍの範囲に調整される。
【００３２】
発光層は、発光ドーパント（発光性ドーパント化合物、ドーパント化合物、単にドーパントともいう）と、ホスト化合物（マトリックス材料、発光ホスト化合物、単にホストともいう）とを含有することが好ましい。
【００３３】
（１．発光ドーパント）
発光層に用いられる発光ドーパントとしては、蛍光発光性ドーパント（蛍光ドーパント、蛍光性化合物ともいう）、及び、リン光発光性ドーパント（リン光ドーパント、リン光性化合物ともいう）が好ましく用いられる。これらのうち、少なくとも１層の発光層がリン光発光ドーパントを含有することが好ましい。
【００３４】
発光層中の発光ドーパントの濃度については、使用される特定のドーパント及びデバイスの必要条件に基づいて、任意に決定することができる。光ドーパントの濃度は、発光層の膜厚方向に対し、均一な濃度で含有されていてもよく、また任意の濃度分布を有していてもよい。
【００３５】
また、発光層は、複数種の発光ドーパントが含まれていてもよい。例えば、構造の異なるドーパント同士の組み合わせや、蛍光発光性ドーパントとリン光発光性ドーパントとを組み合わせて用いてもよい。これにより、任意の発光色を得ることができる。
【００３６】
有機ＥＬ素子が発光する色は、「新編色彩科学ハンドブック」（日本色彩学会編、東京大学出版会、１９８５）の１０８頁の図４．１６において、分光放射輝度計ＣＳ−２０００（コニカミノルタセンシング（株）製）で測定した結果をＣＩＥ色度座標に当てはめたときの色で決定される。
【００３７】
有機ＥＬ素子は、１層又は複数層の発光層が、発光色の異なる複数の発光ドーパントを含有し、白色発光を示すことも好ましい。白色を示す発光ドーパントの組み合わせについては特に限定はないが、例えば青と橙との組み合わせや、青と緑と赤との組み合わせ等が挙げられる。
有機ＥＬ素子における白色としては、２度視野角正面輝度を前述の方法により測定した際に、１０００ｃｄ／ｍ２でのＣＩＥ１９３１表色系における色度がｘ＝０．３０±０．０９、ｙ＝０．３０±０．０８の領域内にあることが好ましい。
【００３８】
（１−１．リン光発光性ドーパント）
リン光発光性ドーパントは、励起三重項からの発光が観測される化合物であり、具体的には、室温（２５℃）にてリン光発光する化合物であり、２５℃においてリン光量子収率が０．０１以上の化合物である。発光層に用いるリン光発光性ドーパントにおいて、好ましいリン光量子収率は０．１以上である。
【００３９】
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。発光層に用いるリン光発光性ドーパントは、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。
【００４０】
リン光発光性ドーパントの発光は、原理として二種挙げられる。
一つは、キャリアが輸送されるホスト化合物上で、キャリアの再結合によるホスト化合物の励起状態が生成される。このエネルギーをリン光発光性ドーパントに移動させることでリン光発光性ドーパントからの発光を得るというエネルギー移動型である。もう一つは、リン光発光性ドーパントがキャリアトラップとなり、リン光発光性ドーパント上でキャリアの再結合が起こり、リン光発光性ドーパントからの発光が得られるというキャリアトラップ型である。いずれの場合においても、リン光発光性ドーパントの励起状態のエネルギーは、ホスト化合物の励起状態のエネルギーよりも低いことが条件となる。
【００４１】
リン光発光性ドーパントは、有機ＥＬ素子の発光層に使用される公知の材料から適宜選択して用いることができる。
公知のリン光発光性ドーパン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等が挙げられる。
【００４２】
Nature 395,151 (1998)、Appl. Phys. Lett. 78, 1622 (2001)、Adv. Mater. 19, 739 (2007)、Chem. Mater. 17, 3532 (2005)、Adv. Mater. 17, 1059 (2005)、国際公開第２００９１００９９１号、国際公開第２００８１０１８４２号、国際公開第２００３０４０２５７号、米国特許公開第２００６８３５４６９号、米国特許公開第２００６０２０２１９４号、米国特許公開第２００７００８７３２１号、米国特許公開第２００５０２４４６７３号
【００４３】
Inorg. Chem. 40, 1704 (2001)、Chem. Mater. 16, 2480 (2004)、Adv. Mater. 16, 2003 (2004)、Angew. Chem. lnt. Ed. 2006, 45, 7800、Appl. Phys. Lett. 86, 153505 (2005)、Chem. Lett. 34, 592 (2005)、Chem. Commun. 2906 (2005)、Inorg. Chem. 42, 1248 (2003)、国際公開第２００９０５０２９０号、国際公開第２００２０１５６４５号、国際公開第２００９０００６７３号、米国特許公開第２００２００３４６５６号、米国特許第７３３２２３２号、米国特許公開第２００９０１０８７３７号、米国特許公開第２００９００３９７７６号、米国特許第６９２１９１５号、米国特許第６６８７２６６号、米国特許公開第２００７０１９０３５９号、米国特許公開第２００６０００８６７０号、米国特許公開第２００９０１６５８４６号、米国特許公開第２００８００１５３５５号、米国特許第７２５０２２６号、米国特許第７３９６５９８号、米国特許公開第２００６０２６３６３５号、米国特許公開第２００３０１３８６５７号、米国特許公開第２００３０１５２８０２号、米国特許第７０９０９２８号
【００４４】
Angew. Chem. lnt. Ed. 47, 1 (2008)、Chem. Mater. 18, 5119 (2006)、Inorg. Chem. 46, 4308 (2007)、Organometallics 23, 3745 (2004)、Appl. Phys. Lett. 74, 1361 (1999)、国際公開第２００２００２７１４号、国際公開第２００６００９０２４号、国際公開第２００６０５６４１８号、国際公開第２００５０１９３７３号、国際公開第２００５１２３８７３号、国際公開第２００５１２３８７３号、国際公開第２００７００４３８０号、国際公開第２００６０８２７４２号、米国特許公開第２００６０２５１９２３号、米国特許公開第２００５０２６０４４１号、米国特許第７３９３５９９号、米国特許第７５３４５０５号、米国特許第７４４５８５５号、米国特許公開第２００７０１９０３５９号、米国特許公開第２００８０２９７０３３号、米国特許第７３３８７２２号、米国特許公開第２００２０１３４９８４号、米国特許第７２７９７０４号、米国特許公開第２００６０９８１２０号、米国特許公開第２００６１０３８７４号
【００４５】
国際公開第２００５０７６３８０号、国際公開第２０１００３２６６３号、国際公開第第２００８１４０１１５号、国際公開第２００７０５２４３１号、国際公開第２０１１１３４０１３号、国際公開第２０１１１５７３３９号、国際公開第２０１００８６０８９号、国際公開第２００９１１３６４６号、国際公開第２０１２０２０３２７号、国際公開第２０１１０５１４０４号、国際公開第２０１１００４６３９号、国際公開第２０１１０７３１４９号、米国特許公開第２０１２２２８５８３号、米国特許公開第２０１２２１２１２６号、特開２０１２−０６９７３７号公報、特開２０１２−１９５５５４号公報、特開２００９−１１４０８６号公報、特開２００３−８１９８８号公報、特開２００２−３０２６７１号公報、特開２００２−３６３５５２号公報
【００４６】
中でも、好ましいリン光発光性ドーパントとしては、Ｉｒを中心金属に有する有機金属錯体が挙げられる。さらに好ましくは、金属−炭素結合、金属−窒素結合、金属−酸素結合、金属−硫黄結合の少なくとも１つの配位様式を含む錯体が好ましい。
【００４７】
以下、発光層に適用可能な公知のリン光発光性ドーパントの具体例を挙げるが、リン光発光性ドーパントはこれらに限定されず、その他の化合物を適用することもできる。
【００４８】
【化１】
2014200067.tif 000003
【００４９】
【化２】
2014200067.tif 000004
【００５０】
【化３】
2014200067.tif 000005
【００５１】
【化４】
2014200067.tif 000006
【００５２】
【化５】
2014200067.tif 000007
【００５３】
（１−２．蛍光発光性ドーパント）
蛍光発光性ドーパントは、励起一重項からの発光が可能な化合物であり、励起一重項からの発光が観測される限り特に限定されない。
【００５４】
蛍光発光性ドーパントしては、例えば、アントラセン誘導体、ピレン誘導体、クリセン誘導体、フルオランテン誘導体、ペリレン誘導体、フルオレン誘導体、アリールアセチレン誘導体、スチリルアリーレン誘導体、スチリルアミン誘導体、アリールアミン誘導体、ホウ素錯体、クマリン誘導体、ピラン誘導体、シアニン誘導体、クロコニウム誘導体、スクアリウム誘導体、オキソベンツアントラセン誘導体、フルオレセイン誘導体、ローダミン誘導体、ピリリウム誘導体、ペリレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、又は希土類錯体系化合物等が挙げられる。
【００５５】
また、蛍光発光性ドーパントして、遅延蛍光を利用した発光ドーパント等を用いてもよい。
遅延蛍光を利用した発光ドーパントの具体例としては、例えば、国際公開第２０１１／１５６７９３号公報、特開２０１１−２１３６４３号公報、特開２０１０−９３１８１号公報等に記載の化合物が挙げられる。
【００５６】
（２．ホスト化合物）
ホスト化合物は、発光層において主に電荷の注入及び輸送を担う化合物であり、有機ＥＬ素子においてそれ自体の発光は実質的に観測されない。
好ましくは室温（２５℃）においてリン光発光のリン光量子収率が、０．１未満の化合物であり、さらに好ましくは、リン光量子収率が０．０１未満の化合物である。また、発光層に含有される化合物の内で、その層中での質量比が２０％以上であることが好ましい。
【００５７】
また、ホスト化合物の励起状態エネルギーは、同一層内に含有される発光ドーパントの励起状態エネルギーよりも高いことが好ましい。
ホスト化合物は、単独で用いてもよく、または複数種併用して用いてもよい。ホスト化合物を複数種用いることで、電荷の移動を調整することが可能であり、有機ＥＬ素子の高効率化が可能となる。
【００５８】
発光層に用いるホスト化合物としては、特に制限はなく、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。例えば、低分子化合物や、繰り返し単位を有する高分子化合物でもよく、或いは、ビニル基やエポキシ基のような反応性基を有する化合物でもよい。
【００５９】
公知のホスト化合物としては、正孔輸送能または電子輸送能を有しつつ、発光の長波長化を防ぎ、さらに、有機ＥＬ素子を高温駆動時や素子駆動中の発熱に対する安定性の観点から、高いガラス転移温度（Ｔｇ）を有することが好ましい。ホスト化合物としては、Ｔｇが９０℃以上であることが好ましく、より好ましくは１２０℃以上である。
ここで、ガラス転移点（Ｔｇ）とは、ＤＳＣ（Differential Scanning Colorimetry：示差走査熱量法）を用いて、ＪＩＳ−Ｋ−７１２１に準拠した方法により求められる値である。
【００６０】
有機ＥＬ素子に用いられる、公知のホスト化合物の具体例としては、以下の文献に記載の化合物等が挙げられるが、これらに限定されない。
【００６１】
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、米国特許公開第２００３０１７５５５３号、米国特許公開第２００６０２８０９６５号、米国特許公開第２００５０１１２４０７号、米国特許公開第２００９００１７３３０号、米国特許公開第２００９００３０２０２号、米国特許公開第２００５０２３８９１９号、国際公開第２００１０３９２３４号、国際公開第２００９０２１１２６号、国際公開第２００８０５６７４６号、国際公開第２００４０９３２０７号、国際公開第２００５０８９０２５号、国際公開第２００７０６３７９６号、国際公開第２００７０６３７５４号、国際公開第２００４１０７８２２号、国際公開第２００５０３０９００号、国際公開第２００６１１４９６６号、国際公開第２００９０８６０２８号、国際公開第２００９００３８９８号、国際公開第２０１２０２３９４７号公報、特開２００８−０７４９３９号公報、特開２００７−２５４２９７号公報、ＥＰ２０３４５３８等である。
【００６２】
［電子輸送層］
有機ＥＬ素子に用いる電子輸送層とは、電子を輸送する機能を有する材料からなり、陰極より注入された電子を発光層に伝達する機能を有する。
電子輸送材料は単独で用いてもよく、また複数種を併用して用いてもよい。
電子輸送層の総厚については特に制限はないが、通常は２ｎｍ〜５μｍの範囲であり、より好ましくは２ｎｍ〜５００ｎｍであり、さらに好ましくは５ｎｍ〜２００ｎｍである。
【００６３】
また、有機ＥＬ素子においては、発光層で生じた光を電極から取り出す際、発光層から直接取り出される光と、光を取り出す電極と対極に位置する電極で反射されてから取り出される光とが、干渉を起こすことが知られている。光が電極で反射される場合は、電子輸送層の総膜厚を数ｎｍ〜数μｍの間で適宜調整することにより、この干渉効果を効率的に利用することが可能である。
一方で、電子輸送層の膜厚を厚くすると電圧が上昇しやすくなるため、特に膜厚が厚い場合においては、電子輸送層の電子移動度は１０−５ｃｍ２／Ｖｓ以上であることが好ましい。
【００６４】
電子輸送層に用いられる材料（以下、電子輸送材料という）としては、電子の注入性若しくは輸送性、又は、正孔の障壁性のいずれかを有していればよく、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る。
【００６５】
例えば、含窒素芳香族複素環誘導体、芳香族炭化水素環誘導体、ジベンゾフラン誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、シロール誘導体等が挙げられる。
【００６６】
上記含窒素芳香族複素環誘導体としては、カルバゾール誘導体、アザカルバゾール誘導体（カルバゾール環を構成する炭素原子の１つ以上が窒素原子に置換）、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、ピラジン誘導体、ピリダジン誘導体、トリアジン誘導体、キノリン誘導体、キノキサリン誘導体、フェナントロリン誘導体、アザトリフェニレン誘導体、オキサゾール誘導体、チアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、チアジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、ベンズイミダゾール誘導体、ベンズオキサゾール誘導体、ベンズチアゾール誘導体等が挙げられる。
芳香族炭化水素環誘導体としては、ナフタレン誘導体、アントラセン誘導体、トリフェニレン等が挙げられる。
【００６７】
また、配位子にキノリノール骨格やジベンゾキノリノール骨格を有する金属錯体、例えば、トリス（８−キノリノール）アルミニウム（Ａｌｑ３）、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又は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。
【００６８】
その他、メタルフリー若しくはメタルフタロシアニン、又は、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。
また、これらの材料を高分子鎖に導入した高分子材料、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。
【００６９】
有機ＥＬ素子では、ゲスト材料として電子輸送層にドープ材をドープして、ｎ性の高い（電子リッチ）電子輸送層を形成してもよい。ドープ材としては、金属錯体及びハロゲン化金属等の金属化合物や、その他のｎ型ドーパントが挙げられる。このような構成の電子輸送層の具体例としては、例えば、特開平４−２９７０７６号公報、同１０−２７０１７２号公報、特開２０００−１９６１４０号公報、同２００１−１０２１７５号公報、J.Appl.Phys.,95,5773(2004)等の文献に記載されたものが挙げられる。
【００７０】
有機ＥＬ素子に用いられる、公知の好ましい電子輸送材料の具体例としては、以下の文献に記載の化合物等が挙げられるが、これらに限定されない。
米国特許第６５２８１８７号、米国特許第７２３０１０７号、米国特許公開第２００５００２５９９３号、米国特許公開第２００４００３６０７７号、米国特許公開第２００９０１１５３１６号、米国特許公開第２００９０１０１８７０号、米国特許公開第２００９０１７９５５４号、国際公開第２００３０６０９５６号、国際公開第２００８１３２０８５号、Appl. Phys. Lett. 75, 4 (1999)、Appl. Phys. Lett. 79, 449 (2001)、Appl. Phys. Lett. 81, 162 (2002)、Appl. Phys. Lett. 81, 162 (2002)、Appl. Phys. Lett. 79, 156 (2001)、米国特許第７９６４２９３号、米国特許公開第２００９０３０２０２号、国際公開第２００４０８０９７５号、国際公開第２００４０６３１５９号、国際公開第２００５０８５３８７号、国際公開第２００６０６７９３１号、国際公開第２００７０８６５５２号、国際公開第２００８１１４６９０号、国際公開第２００９０６９４４２号、国際公開第２００９０６６７７９号、国際公開第２００９０５４２５３号、国際公開第２０１１０８６９３５号、国際公開第２０１０１５０５９３号、国際公開第２０１００４７７０７号、ＥＰ２３１１８２６号、特開２０１０−２５１６７５号公報、特開２００９−２０９１３３号公報、特開２００９−１２４１１４号公報、特開２００８−２７７８１０号公報、特開２００６−１５６４４５号公報、特開２００５−３４０１２２号公報、特開２００３−４５６６２号公報、特開２００３−３１３６７号公報、特開２００３−２８２２７０号公報、国際公開第２０１２１１５０３４号等
【００７１】
より好ましい電子輸送材料としては、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、ピラジン誘導体、トリアジン誘導体、ジベンゾフラン誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、カルバゾール誘導体、アザカルバゾール誘導体、ベンズイミダゾール誘導体が挙げられる。
【００７２】
［正孔阻止層］
正孔阻止層は、広い意味では電子輸送層の機能を有する層である。好ましくは、電子を輸送する機能を有しつつ、正孔を輸送する能力が小さい材料からなる。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、上述の電子輸送層の構成を、必要に応じて正孔阻止層として用いることができる。
有機ＥＬ素子に設ける正孔阻止層は、発光層の陰極側に隣接して設けられることが好ましい。
【００７３】
有機ＥＬ素子において、正孔阻止層の厚さは、好ましくは３〜１００ｎｍの範囲であり、さらに好ましくは５〜３０ｎｍの範囲である。
正孔阻止層に用いられる材料としては、上述の電子輸送層に用いられる材料が好ましく用いられ、また、上述のホスト化合物として用いられる材料も正孔阻止層に好ましく用いられる。
【００７４】
［電子注入層］
電子注入層（「陰極バッファー層」ともいう）は、駆動電圧低下や発光輝度向上のために陰極と発光層との間に設けられる層である。電子注入層の一例は、「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）に記載されている。
【００７５】
有機ＥＬ素子において、電子注入層は必要に応じて設けられ、上述のように陰極と発光層との間、又は、陰極と電子輸送層との間に設けられる。
電子注入層はごく薄い膜であることが好ましく、素材にもよるがその膜厚は０．１ｎｍ〜５ｎｍの範囲が好ましい。また構成材料が断続的に存在する不均一な膜であってもよい。
【００７６】
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いる。電子注入層に好ましく用いられる材料の具体例としては、ストロンチウムやアルミニウム等に代表される金属、フッ化リチウム、フッ化ナトリウム、フッ化カリウム等に代表されるアルカリ金属化合物、フッ化マグネシウム、フッ化カルシウム等に代表されるアルカリ土類金属化合物、酸化アルミニウムに代表される金属酸化物、リチウム８−ヒドロキシキノレート（Ｌｉｑ）等に代表される金属錯体等が挙げられる。また、上述の電子輸送材料を用いることも可能である。
また、上記の電子注入層に用いられる材料は単独で用いてもよく、複数種を併用して用いてもよい。
【００７７】
［正孔輸送層］
正孔輸送層は、正孔を輸送する機能を有する材料からなる。正孔輸送層は、陽極より注入された正孔を発光層に伝達する機能を有する層である。
【００７８】
有機ＥＬ素子において、正孔輸送層の総膜厚に特に制限はないが、通常は５ｎｍ〜５μｍの範囲であり、より好ましくは２ｎｍ〜５００ｎｍであり、さらに好ましくは５ｎｍ〜２００ｎｍである。
【００７９】
正孔輸送層に用いられる材料（以下、正孔輸送材料という）は、正孔の注入性または輸送性、電子の障壁性のいずれかを有していればよい。正孔輸送材料は、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る。正孔輸送材料は単独で用いてもよく、また複数種を併用して用いてもよい。
【００８０】
正孔輸送材料は、例えば、ポルフィリン誘導体、フタロシアニン誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、トリアリールアミン誘導体、カルバゾール誘導体、インドロカルバゾール誘導体、イソインドール誘導体、アントラセンやナフタレン等のアセン系誘導体、フルオレン誘導体、フルオレノン誘導体、ポリビニルカルバゾール、芳香族アミンを主鎖若しくは側鎖に導入した高分子材料又はオリゴマー、ポリシラン、導電性ポリマー又はオリゴマー（例えばＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ、アニリン系共重合体、ポリアニリン、ポリチオフェン等）等が挙げられる。
【００８１】
トリアリールアミン誘導体としては、α−ＮＰＤに代表されるベンジジン型や、ＭＴＤＡＴＡに代表されるスターバースト型、トリアリールアミン連結コア部にフルオレンやアントラセンを有する化合物等が挙げられる。
【００８２】
また、特表２００３−５１９４３２号公報や特開２００６−１３５１４５号公報等に記載されているヘキサアザトリフェニレン誘導体も正孔輸送材料として用いることができる。
さらに、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。例えば、特開平４−２９７０７６号公報、特開２０００−１９６１４０号公報、同２００１−１０２１７５号公報の各公報、J.Appl.Phys.,95,5773(2004)等に記載された構成を正孔輸送層に適用することもできる。
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型正孔輸送材料やｐ型−Ｓｉ、ｐ型−ＳｉＣ等の無機化合物を用いることもできる。さらにＩｒ（ｐｐｙ）３に代表されるような中心金属にＩｒやＰｔを有するオルトメタル化有機金属錯体も好ましく用いられる。
【００８３】
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、トリアリールアミン誘導体、カルバゾール誘導体、インドロカルバゾール誘導体、アザトリフェニレン誘導体、有機金属錯体、芳香族アミンを主鎖若しくは側鎖に導入した高分子材料又はオリゴマー等が好ましく用いられる。
【００８４】
有機ＥＬ素子に用いられる正孔輸送材料の具体例としては、上記で挙げた文献の他、以下の文献に記載の化合物等が挙げられるが、これらに限定されない。
Appl. Phys. Lett. 69, 2160 (1996)、J. Lμｍin. 72-74, 985 (1997)、Appl. Phys. Lett. 78, 673 (2001)、Appl. Phys. Lett. 90, 183503 (2007)、Appl. Phys. Lett. 90, 183503 (2007)、Appl. Phys. Lett. 51, 913 (1987)、Synth. Met. 87, 171 (1997)、Synth. Met. 91, 209 (1997)、Synth. Met. 111,421 (2000)、SID Symposiμｍ Digest, 37, 923 (2006)、J. Mater. Chem. 3, 319 (1993)、Adv. Mater. 6, 677 (1994)、Chem. Mater. 15,3148 (2003)、米国特許公開第２００３０１６２０５３号、米国特許公開第２００２０１５８２４２号、米国特許公開第２００６０２４０２７９号、米国特許公開第２００８０２２０２６５号、米国特許第５０６１５６９号、国際公開第２００７００２６８３号、国際公開第２００９０１８００９号、ＥＰ６５０９５５、米国特許公開第２００８０１２４５７２号、米国特許公開第２００７０２７８９３８号、米国特許公開第２００８０１０６１９０号、米国特許公開第２００８００１８２２１号、国際公開第２０１２１１５０３４号、特表２００３−５１９４３２号公報、特開２００６−１３５１４５号公報、米国特許出願番号１３／５８５９８１号
【００８５】
［電子阻止層］
電子阻止層は、広い意味では正孔輸送層の機能を有する層である。好ましくは、正孔を輸送する機能を有しつつ電子を輸送する能力が小さい材料からなる。電子阻止層は、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。
【００８６】
また、上述の正孔輸送層の構成を必要に応じて、有機ＥＬ素子の電子阻止層として用いることができる。有機ＥＬ素子に設ける電子阻止層は、発光層の陽極側に隣接して設けられることが好ましい。
【００８７】
電子阻止層の厚さとしては、好ましくは３〜１００ｎｍの範囲であり、更に好ましくは５〜３０ｎｍの範囲である。
電子阻止層に用いられる材料としては、上述の正孔輸送層に用いられる材料を好ましく用いることができる。また、上述のホスト化合物として用いられる材料も、電子阻止層として好ましく用いることができる。
【００８８】
［正孔注入層］
正孔注入層（「陽極バッファー層」ともいう）は、駆動電圧低下や発光輝度向上のために陽極と発光層との間に設けられる層である。正孔注入層の一例は、「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）に記載されている。
正孔注入層は必要に応じて設けられ、上述のように陽極と発光層との間、又は、陽極と正孔輸送層との間に設けられる。
【００８９】
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いる。
正孔注入層に用いられる材料は、例えば上述の正孔輸送層に用いられる材料等が挙げられる。中でも、銅フタロシアニンに代表されるフタロシアニン誘導体、特表２００３−５１９４３２号公報や特開２００６−１３５１４５号公報等に記載されているようなヘキサアザトリフェニレン誘導体、酸化バナジウムに代表される金属酸化物、アモルファスカーボン、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、トリス（２−フェニルピリジン）イリジウム錯体等に代表されるオルトメタル化錯体、トリアリールアミン誘導体等が好ましい。
上述の正孔注入層に用いられる材料は単独で用いてもよく、また複数種を併用して用いてもよい。
【００９０】
［含有物］
有機ＥＬ素子を構成する発光機能層は、更に他の含有物を含んでもよい。
含有物としては、例えば臭素、ヨウ素及び塩素等のハロゲン元素やハロゲン化化合物、Ｐｄ、Ｃａ、Ｎａ等のアルカリ金属やアルカリ土類金属、遷移金属の化合物や錯体、塩等が挙げられる。
【００９１】
含有物の含有量は、任意に決定することができるが、含有される層の全質量％に対して１０００ｐｐｍ以下であることが好ましく、より好ましくは５００ｐｐｍ以下であり、さらに好ましくは５０ｐｐｍ以下である。
ただし、電子や正孔の輸送性を向上させる目的や、励起子のエネルギー移動を有利にするための目的などによってはこの範囲内ではない。
【００９２】
［発光機能層の形成方法］
有機ＥＬ素子の発光機能層（正孔注入層、正孔輸送層、発光層、正孔阻止層、電子輸送層、電子注入層等）の形成方法について説明する。
発光機能層の形成方法は、特に制限はなく、従来公知の例えば真空蒸着法、湿式法（ウェットプロセス）等により形成することができる。
【００９３】
湿式法としては、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法、印刷法、ダイコート法、ブレードコート法、ロールコート法、スプレーコート法、カーテンコート法、ＬＢ法（ラングミュア−ブロジェット法）等がある。均質な薄膜が得られやすく、且つ高生産性の点から、ダイコート法、ロールコート法、インクジェット法、スプレーコート法等のロール・ツー・ロール方式に適性の高い方法が好ましい。
【００９４】
湿式法において、発光機能層の材料を溶解又は分散する液媒体としては、例えば、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、酢酸エチル等の脂肪酸エステル類、ジクロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素類、トルエン、キシレン、メシチレン、シクロヘキシルベンゼン等の芳香族炭化水素類、シクロヘキサン、デカリン、ドデカン等の脂肪族炭化水素類、ＤＭＦ、ＤＭＳＯ等の有機溶媒を用いることができる。
また、超音波、高剪断力分散やメディア分散等の分散方法により分散することができる。
【００９５】
発光機能層を構成する各層の形成に蒸着法を採用する場合、その蒸着条件は使用する化合物の種類等により異なるが、一般にボート加熱温度５０℃〜４５０℃、真空度１０−６Ｐａ〜１０−２Ｐａ、蒸着速度０．０１ｎｍ／秒〜５０ｎｍ／秒、基板温度−５０℃〜３００℃、膜厚０．１ｎｍ〜５μｍ、好ましくは５ｎｍ〜２００ｎｍの範囲で適宜選ぶことが望ましい。
【００９６】
有機ＥＬ素子の形成は、一回の真空引きで一貫して発光機能層から陰極まで作製するのが好ましいが、途中で取り出して異なる製膜法を施しても構わない。その際は作業を乾燥不活性ガス雰囲気下で行うことが好ましい。
また、層毎に異なる形成方法を適用してもよい。
【００９７】
［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、好ましくは４．３ｅＶ以上）金属、合金、電気伝導性化合物、及び、これらの混合物からなる電極物質が用いられる。このような電極物質の具体例としては、ＡｕやＡｇ等の金属及びこれらの合金、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）等の非晶質で透明導電膜を作製可能な材料を用いてもよい。
【００９８】
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し、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する。或いは、パターン精度をあまり必要としない（１００μｍ以上程度）場合は、上記電極物質を蒸着法又はスパッタリング法で形成する際に、所望の形状のマスクを介してパターン形成してもよい。
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。
【００９９】
陽極側から発光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い。また、陽極としてのシート抵抗は数百Ω／ｓｑ．以下が好ましい。また、陽極の厚さは、材料にもよるが、通常１０ｎｍ〜１μｍ、好ましくは１０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲で選ばれる。
【０１００】
［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、これらの混合物からなる電極物質が用いられる。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、アルミニウム、希土類金属等が挙げられる。
【０１０１】
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、この電子注入性金属よりも仕事関数の値が大きく安定な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。
【０１０２】
陰極は、上記電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法を用いて、作製することができる。また、陰極のシート抵抗は、数百Ω／ｓｑ．以下が好ましい。また、陰極の厚さは通常１０ｎｍ〜５μｍ、好ましくは５０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲で選ばれる。
【０１０３】
なお、発光した光を透過させるため、有機ＥＬ素子の電極の一方が透明又は半透明であれば、発光輝度が向上し好都合である。
また、陰極に上記金属を１ｎｍ〜２０ｎｍの膜厚で作製した後に、陽極の説明で挙げる導電性透明材料をその上に作製することで、透明又は半透明の陰極を作製することができる。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。
【０１０４】
［支持基板］
有機ＥＬ素子に用いることができる支持基板２０（以下、基体、基板、基材、支持体等とも言う）としては、ガラス、プラスチック等の種類には特に限定はなく、また透明であっても不透明であってもよい。支持基板２０側から光を取り出す場合には、支持基板２０は透明であることが好ましい。好ましく用いられる透明な支持基板２０としては、ガラス、石英、透明樹脂フィルムを挙げることができる。特に好ましい支持基板２０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。
【０１０５】
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（ＴＡＣ）、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、セルロースナイトレート等のセルロースエステル類またはそれらの誘導体、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、ポリエチレンビニルアルコール、シンジオタクティックポリスチレン、ポリカーボネート、ノルボルネン樹脂、ポリメチルペンテン、ポリエーテルケトン、ポリイミド、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリフェニレンスルフィド、ポリスルホン類、ポリエーテルイミド、ポリエーテルケトンイミド、ポリアミド、フッ素樹脂、ナイロン、ポリメチルメタクリレート、アクリルあるいはポリアリレート類、アートン（商品名ＪＳＲ社製）あるいはアペル（商品名三井化学社製）といったシクロオレフィン系樹脂等を挙げられる。
【０１０６】
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等によるバリア膜が形成されていてもよい。バリア膜は、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い。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・ａｔｍ）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。
【０１０７】
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い。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、バリア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との積層構造を持たせることがより好ましい。無機層と発光機能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。
【０１０８】
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。例えば、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好ましい。
【０１０９】
不透明な支持基板としては、例えば、アルミ、ステンレス等の金属板、フィルムや不透明樹脂基板、セラミック製の基板等が挙げられる。
【０１１０】
［封止］
有機ＥＬ素子は、封止部を備えていてもよい。
有機ＥＬは少ない電力で良好な発光をするものの、水分に弱く、水分吸水により非発光部ができてしまうため、封止部により封止することが好ましい。
【０１１１】
有機ＥＬ素子の封止に用いられる封止手段としては、例えば、封止部材と、電極、支持基板とを接着剤で接着する方法を挙げることができる。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、電気絶縁性は特に限定されない。
【０１１２】
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。
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、ゲルマニウムおよ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。
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。
【０１１３】
有機ＥＬ素子の薄膜化のためには、ポリマーフィルム、金属フィルムを使用することが好ましい。さらに、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）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）％）が、１×１０−３ｇ／（ｍ２／２４ｈ）以下であることが好ましい。
【０１１４】
接着剤としては、例えば、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型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。
【０１１５】
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℃以下までで接着硬化できるものが好ましい。また、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。
【０１１６】
また、発光機能層を挟み支持基板と対向する側の電極上に、この電極と発光機能層とを被覆して支持基板と接する形で、無機物や有機物の層を形成することで封止膜とすることもできる。この場合、封止膜を形成する材料としては、水分や酸素等素子等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。
【０１１７】
さらに、封止膜の脆弱性を改良するために、上述のバリア膜と同様に、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−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。
【０１１８】
封止部材と有機ＥＬ素子の表示領域との間隙には、窒素、アルゴン等の不活性気体による気相、又は、フッ化炭化水素、シリコンオイルのような不活性液体による液相を注入することが好ましい。また、封止部材と有機ＥＬ素子の表示領域との間隙を、真空とすることも可能である。
【０１１９】
さらに、封止部材と有機ＥＬ素子の表示領域との間隙の内部に、吸湿性化合物を封入することもできる。
吸湿性化合物としては、例えば、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化カルシウム、酸化バリウム、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム等の金属酸化物、硫酸ナトリウム、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム、硫酸コバルト等の硫酸塩、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、フッ化セシウム、フッ化タンタル、臭化セリウム、臭化マグネシウム、沃化バリウム、沃化マグネシウム等の金属ハロゲン化物、過塩素酸バリウム、及び、過塩素酸マグネシウム等の過塩素酸類等が挙げられる。硫酸塩、金属ハロゲン化物及び過塩素酸類としては無水塩が好適に用いられる。
【０１２０】
［保護膜、保護板］
有機ＥＬ素子を封止する封止膜又は封止用フィルムの外側には、素子の機械的強度を高めるために、保護膜又は保護板を設けてもよい。特に、封止膜により有機ＥＬ素子の封止が行われている場合には、機械的強度が必ずしも高くないため、保護膜又は保護板を設けることが好ましい。保護膜又は保護板として使用することが可能な材料としては、例えば、上述の封止部材と同様に、ガラス板、ポリマー板・フィルム、金属板・フィルム等を挙げることができる。保護膜又は保護板としては、軽量化及び薄膜化が可能なポリマーフィルムを用いることが好ましい。
【０１２１】
［用途］
有機ＥＬ素子は、表示デバイス、ディスプレイ、各種発光光源などの電子機器に適用することができる。
発光光源としては、例えば、家庭用照明や車内照明等の照明装置、時計や液晶用バックライト、看板広告、信号機、光記憶媒体等の光源、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。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。
【０１２２】
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く、電極と発光層をパターニングしてもよく、又は、素子全層をパターニングしてもよい。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。
【０１２３】
［駆動方法］
上述の有機ＥＬ素子では、第１発光ユニット１８は、第１発光機能層１１が、第１電極１４と第２電極１５とに挟持されている。そして、第２発光機能層１２が、第２電極１５と第３電極１６とに挟持されている。また、第２発光ユニット１９は、第１発光機能層１１が、第１電極１４と第２電極１５とに挟持されている。そして、第３発光機能層１３が、第２電極１５と第３電極１６とに挟持されている。
【０１２４】
つまり、第１発光ユニット１８及び第２発光ユニット１９において、第２電極１５が、第１発光機能層１１と、第２発光機能層１２又は第３発光機能層１３との共通の電極として構成されている。
このため、例えば、第２電極１５を第１発光機能層１１、第２発光機能層１２及び第３発光機能層１３に共通の陰極として機能させることができる。そして、第１電極１４及び第３電極１６を、第１発光機能層１１、又は、第２発光機能層１２、第３発光機能層１３の陽極として機能させることができる。
【０１２５】
このような構成の有機ＥＬ素子の駆動波形を図２に示す。
図２に示すように、第１発光ユニット１８では、第１発光機能層１１と第２発光機能層１２とを同時に発光させることができる。また、第２発光ユニット１９では、第１発光機能層１１と第３発光機能層１３とを同時に発光させることができる。
このため、有機ＥＬ素子の発光効率を向上させることができる。
【０１２６】
さらに、第１発光ユニット１８と第２発光ユニット１９とは、ｄｕｔｙ駆動させることもできる。このため、第２発光機能層１２と第３発光機能層１３とは、別々に発光を制御することができる。従って、有機ＥＬ素子の任意の調色も可能となる。
【０１２７】
上記構成の有機ＥＬ素子は、第１発光ユニット１８と第２発光ユニット１９とに共通の第１発光機能層１１を、発光効率の劣る発光層で構成し、第２発光機能層１２と第３発光機能層１３を第１発光機能層１１よりも発光効率の高い発光層で構成することが好ましい。
【０１２８】
第１発光ユニット１８及び第２発光ユニット１９のいずかを駆動した際にも、第１発光ユニット１８と第２発光ユニット１９とに共通の第１発光機能層１１を発光させることができる。このため、２層以上の発光機能層を同時に発光させることができ、有機ＥＬ素子の発光効率が向上する。
【０１２９】
さらに、第２発光機能層１２と第３発光機能層１３とは、それぞれの発光効率に応じて、第１発光ユニット１８と第２発光ユニット１９とをｄｕｔｙ駆動させることもできる。
このため、有機ＥＬ素子において、任意の調色が可能となる。
【０１３０】
また、上記構成の有機ＥＬ素子は、第１発光ユニット１８と第２発光ユニット１９とを同時に発光することもできる。つまり、２つの第１発光機能層１１と、第２発光機能層１２及び第３発光機能層１３とを、同時に発光させることができる。この場合には、有機ＥＬ素子の各色の発光層をｄｕｔｙ駆動させている場合よりも、発光効率が向上する。
【０１３１】
さらに、上記構成の有機ＥＬ素子は、第２電極１５が共通であっても、第１発光機能層１１、第２発光機能層１２、又は、第３発光機能層１３を単独で駆動することが可能である。このため、任意に各発光機能層をｄｕｔｙ駆動させることによる、より精密な調色が可能となる。
【０１３２】
また、上記構成の有機ＥＬ素子では、上述の第１発光ユニット１８と第２発光ユニット１９とをｄｕｔｙ駆動させる方法、第１発光ユニット１８と第２発光ユニット１９とを同時に発光させる方法、及び、各発光機能層をｄｕｔｙ駆動させる方法等、任意の駆動方法を組み合わせることにより、精密な調色と発光効率の向上との両立が可能な有機ＥＬ素子を構成することができる。
【０１３３】
［効果］
上記構成の有機ＥＬ素子では、発光効率の低い発光層を第１発光機能層１１に用いることにより、発光効率の低い発光層の面積を増加させることができる。よって、発光効率の高い発光層の開口率を低減することなく、発光効率の低い発光層の面積を大きくすることができる。この結果、有機ＥＬ素子の発光効率や輝度を向上させることができる。
さらに、第１発光機能層１１と第２発光機能層１２又は第３発光機能層１３との発光色の組み合わせを任意に選択することにより、さらに発光効率の低い発光層の面積の増加や、開口率を向上させることができる。
【０１３４】
このため、例えば、赤色発光及び緑色発光は、高い発光効率を得るために燐光材料を使用し、青色は色純度を得るために蛍光材料を使用した場合でも、第１発光機能層１１に青色の発光層を設け、第２発光機能層１２又は第３発光機能層１３に赤色や緑色の発光層を設けることで、青色の発光層の面積比を、赤色や緑色の発光層に比べ大きく形成することができる。
青色の発光層の面積を大幅に増大することで寿命を延ばすことができるため、各発光層の寿命バランスを調整することができる。さらに、青色の発光層の面積を大幅に増大しても、緑や赤の発光層の面積を縮小する必要がないため、開口率の低減や、色発光時の輝度傾斜を抑制することができる。
【０１３５】
また、第１発光ユニット１８と第２発光ユニット１９との面積を調整することにより、第２発光機能層１２と第３発光機能層１３との輝度の調整が可能となる。
この場合にも、第１発光ユニット１８と第２発光ユニット１９との面積の合計が第１発光機能層１１の合計の面積となるため、第１発光機能層１１の輝度が向上する。また、発光効率に応じて面積を変えることにより、第１発光機能層１１、第２発光機能層１２、及び、第３発光機能層１３の寿命を調整することができる。
【０１３６】
上述の有機ＥＬ素子の構成によれば、他の発光層の発光領域を狭めずに任意の発光層の開口率を向上することができるため、視認性を損なわずに発光効率の向上が可能となる。従って、有機ＥＬ素子の表示品質の向上が可能となる。
【０１３７】
なお、有機ＥＬ素子において、各色の発光機能層の積層順や、電極の極性等は、上述の実施形態に限られず、他の構成とすることも可能である。発光機能層が共通電極を介して積層されていればよい。積層された発光機能層に対して共通電極が陰極又は陽極として機能し、共通電極以外の電極が、それぞれ積層された発光機能層に対して共通電極と逆の極性の電極として機能すればよい。発光機能層の積層数や、発光機能層の面積、発光ユニットの数等については、特に限定されない。
【０１３８】
また、上述の実施形態では、第１〜３発光機能層において、それぞれ異なる発光色の発光層を備える構成としているが、これに限られず、第１〜３発光機能層について、同様の構成の発光機能層としてもよく、同じ発光色の発光機能層を積層する構成や、第１〜３発光機能層以外の発光機能層を、発光ユニット内に含む構成としてもよい。発光機能層に適用される発光層の構成や、色調等の組み合わせについても特に限定されず、任意の構成とすることができる。
【０１３９】
さらに、上述の実施形態では、図１において、第１電極から第３電極までの各層が、第１発光ユニットと第２発光ユニットとで分離された構成を示しているが、これらの各層は、有機ＥＬ素子として機能する限り、第１発光ユニットと第２発光ユニットとで共通の構成となっていてもよい。例えば、第１電極を第１発光ユニットと第２発光ユニットとで共通の構成としてもよい。また、例えば、第１発光機能層を構成する各層、特に、電子輸送層や正孔輸送層等を第１発光ユニットと第２発光ユニットとで共通の構成としてもよい。
【０１４０】
〈２．有機エレクトロルミネッセンス素子（第２実施形態、及び、変形例）〉
次に、有機エレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ素子）の第２実施形態について説明する。なお、第２実施形態の有機ＥＬ素子は、各発光機能層と電極との積層構成が異なることを除き、上述の第１実施形態と同様の構成である。このため、上述の第１実施形態と同様の構成については、説明を省略する。
【０１４１】
［有機エレクトロルミネッセンス素子の構成］
図３に、第２実施形態の有機ＥＬ素子の概略構成図（断面図）を示す。
図３に示す有機ＥＬ素子は、第１電極３４、第１発光機能層３１、第２電極３５、第２発光機能層３２、第３発光機能層３３、及び、第３電極３６からなる発光ユニット３９を備える。また、これらの構成からなる発光ユニット３９が、支持基板２０上に搭載されている。さらに、発光ユニット３９の発光領域を囲む絶縁層３７が設けられている。
【０１４２】
発光ユニット３９において、第１電極３４は、支持基板２０上に設けられている。また、発光ユニット３９において、第１電極３４は、発光ユニット３９の発光領域の所定の領域内の全域に渡って連続して設けられている。第１電極３４は、図示しない有機ＥＬ素子の駆動部の電源回路に接続されている。
【０１４３】
第１電極３４上には、第１発光機能層３１が設けられている。第１発光機能層３１は、第１電極３４と同様に発光ユニット３９の発光領域の所定の領域内の全域に渡って連続して設けられている。
【０１４４】
第１発光機能層３１上には、第２電極３５が設けられている。第２電極３５は、第１電極３４と同様に有機ＥＬ素子の発光領域の所定の領域内の全域に渡って連続して設けられている。第２電極３５は、上述の第１電極３４と同様に、図示しない有機ＥＬ素子の駆動部の電源回路に接続されている。
【０１４５】
第２電極３５上には、第２発光機能層３２と第３発光機能層３３とが設けられている。第２発光機能層３２と第３発光機能層３３とは、それぞれ所定の間隔を開けて、独立して設けられている。また、第２発光機能層３２と第３発光機能層３３とは、それぞれ交互に配置されている。
【０１４６】
第２発光機能層３２、及び、第３発光機能層３３上には、第３電極３６が設けられている。第３電極３６は、離間して設けられた第２発光機能層３２及び第３発光機能層３３上にそれぞれ独立して設けられ、第２発光機能層３２又は第３発光機能層３３に、独立して電位を供給することができる構成である。第３電極３６は、上述の第１電極３４と同様に、有機ＥＬ素子の図示しない駆動部の電源回路に接続されている。
【０１４７】
第１発光機能層３１、第２発光機能層３２、及び、第３発光機能層３３は、上述の第１実施形態で説明する発光機能層と同様の構成を適用することができ、少なくとも１層の有機発光層を備えている。
【０１４８】
なお、第２発光機能層３２と、第３発光機能層３３とは、それぞれ同じ面積で構成してもよく、また、異なる面積で構成してもよい。また、本例の有機ＥＬ素子では、１つの発光ユニット３９内に、複数の第２発光機能層３２及び第３発光機能層３３が設けられた構成を示しているが、第２発光機能層３２と、第３発光機能層３３とは、それぞれ少なくとも１つ設けられていればよい。さらに、有機ＥＬ素子は、複数の発光ユニット３９を備える構成としてもよく、単一発光ユニット３９に複数の第２発光機能層３２と、第３発光機能層３３とを配置させた構成としてもよい。有機ＥＬ素子に複数の発光ユニット３９が設けられる構成とする場合には、各発光ユニット３９の間に絶縁層３７を配置する。
【０１４９】
［駆動方法］
上述の有機ＥＬ素子は、発光ユニット３９において、第１発光機能層３１上に、第２電極３５を介して、第２発光機能層３２又は第３発光機能層３３が積層された構成である。また、第１発光機能層３１が、第１電極３４と第２電極３５とに挟持されている。そして、第２発光機能層３２と第３発光機能層３３が、第１発光機能層３１と第２発光機能層３２と第３発光機能層３３とに共有された第２電極３５、及び、それぞれ独立した第３電極３６に挟持されている。
【０１５０】
有機ＥＬ素子は、第１電極３４と第３電極３６が同じ極性であり、第２電極３５が、第１電極３４及び第３電極３６と逆の極性となる。
例えば本例では、上述の第１電極３４は、第１発光機能層３１に対して、陰極として機能する。同様に、第３電極３６は、本例では第２発光機能層３２及び第３発光機能層３３に対して、陰極として機能する。
また、第２電極３５は、本例では、第１発光機能層３１に対して、陽極として機能する。さらに、第２電極３５は、第２電極３５上に設けられる第２発光機能層３２及び第３発光機能層３３に対しても、陽極として機能する。
【０１５１】
つまり、第２電極３５は、第１発光機能層３１と、第２電極３５上に形成される第２発光機能層３２及び第３発光機能層３３に対して、共通電極として構成されている。そして、第３電極３６が独立して形成されているため、第２発光機能層３２と第３発光機能層３３をそれぞれ独立して駆動させることができる。
【０１５２】
このような構成の有機ＥＬ素子の駆動波形を図４に示す。
図４に示すように、第１電極３４と第２電極３５とが駆動することにより、発光領域の所定の領域内の全域に設けられた第１発光機能層３１を発光させることができる。また、第１電極３４と第２電極３５の駆動に合わせて、第２発光機能層３２上に設けられた第３電極３６と、第３発光機能層３３上に設けられた第３電極３６とが独立して駆動することにより、第２発光機能層３２、及び、第３発光機能層３３を任意に発光させることができる。
【０１５３】
このように、第１発光機能層３１と第２発光機能層３２とを同時に発光させることができる。また、第１発光機能層３１と第３発光機能層３３とを同時に発光させることができる。さらに、第１発光機能層３１、第２発光機能層３２、及び、第３発光機能層３３を同時に発光させることもできる。
このため、有機ＥＬ素子の発光効率を向上させることができる。
【０１５４】
さらに、第１電極３４を駆動せず、第２電極３５と第３電極３６とを駆動することにより、第１発光機能層３１を発光させずに、第２発光機能層３２と第３発光機能層３３とを、同時に又は独立して発光させることもできる。また、第１電極３４と第２電極３５のみを駆動することにより、第１発光機能層３１のみを発光させることもできる。
【０１５５】
このように、第２電極３５が共通であっても、第１発光機能層３１、第２発光機能層３２、又は、第３発光機能層３３を、それぞれ独立して駆動することが可能である。このため、例えば、それぞれの発光層の発光効率に応じてｄｕｔｙ駆動させることができる。つまり、各発光機能層を任意のｄｕｔｙ駆動とすることにより、精密な調色が可能となる。
【０１５６】
従って、本例の有機ＥＬ素子の構成では、第１発光機能層３１と第２発光機能層３２と第３発光機能層３３とをｄｕｔｙ駆動させる方法、同時に発光させる方法、及び、第１発光機能層３１と、第２発光機能層３２若しくは第３発光機能層３３とを同時に発光させる方法等、駆動方法を任意に組み合わせることにより、精密な調色と発光効率の向上との両立が可能となる。
【０１５７】
［効果］
上記構成の有機ＥＬ素子では、例えば、発光効率の低い発光層を第１発光機能層３１に用いることにより、面積を拡大することができる。よって、発光効率の高い発光層の開口率を低減することなく、発光効率の低い発光層の面積を大きくすることができる。この結果、有機ＥＬ素子の発光効率や輝度を向上させることができる。
【０１５８】
このため、例えば、赤色発光及び緑色発光は、高い発光効率を得るために燐光材料を使用し、青色は色純度を得るために蛍光材料を使用した場合でも、第１発光機能層３１に青色の発光層を設け、第２発光機能層３２又は第３発光機能層３３に赤色や緑色の発光層を設けることで、青色の発光層の面積比を、赤色や緑色の発光層に比べ大きく形成することができる。
このため、青色の発光層の面積を大幅に増大して他の発光層との寿命差を相殺することができるため、各発光層の寿命バランスを調整することができる。さらに、緑や赤の発光層の面積を縮小する必要がないため、開口率の低減や、色発光時の輝度傾斜を抑制することができる。
【０１５９】
また、第２発光機能層３２と第３発光機能層３３との面積を調整することにより、第２発光機能層３２と第３発光機能層３３との輝度の調整が可能となる。
この場合にも、第１発光機能層３１の合計の面積が、第２発光機能層３２と第３発光機能層３３との合計の面積以上となり、第１発光機能層３１、第２発光機能層３２、及び、第３発光機能層１３の寿命を調整することができる。
【０１６０】
上述のように、第２実施形態の有機ＥＬ素子では、第１発光機能層、第２発光機能層、第３発光機能層の面積比を、任意に調整することができる。このため、第１発光機能層、第２発光機能層、及び、第３発光機能層の発光効率がそれぞれ異なる場合にも、面積比によって発光効率の差を補正することができる。このため、第１発光機能層、第２発光機能層、及び、第３発光機能層の面積比を調整することにより、有機ＥＬ素子の発光色を任意に調整することができる。
【０１６１】
さらに、第１発光機能層３１と、第２発光機能層３２又は第３発光機能層３３との発光色の組み合わせを任意に選択することにより、発光効率の低い発光層の面積の増加や、開口率を向上させることができる。
【０１６２】
［有機エレクトロルミネッセンス素子の変形例］
次に、上述の第２実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ素子）の変形例について説明する。なお、第２実施形態の変形例の有機ＥＬ素子において、上述の第２実施形態と同様の構成については、説明を省略する。
【０１６３】
第２実施形態の変形例の有機ＥＬ素子の構成を図５に示す。
図５に示す有機ＥＬ素子は、第１電極３４、第２電極３５及び第３電極３６の極性のみが、上述の第２実施形態と異なる。即ち、上述の第２実施形態の有機ＥＬ素子において、第１電極３４が、第１発光機能層３１の陽極となる。そして、第２電極３５が、第１発光機能層３１の陰極、且つ、第２発光機能層３２及び第３発光機能層３３の陽極となる。さらに、第３電極３６が第２発光機能層３２及び第３発光機能層３３の陰極となる構成である。
【０１６４】
なお、第１発光機能層３１において、陰極、陽極の配置が上述の第２実施形態と逆となる。このため、第１発光機能層３１に、発光層以外に電子輸送層や正孔輸送層等を備える場合には、第１発光機能層３１の積層順が上述の第２実施形態と逆になる。
【０１６５】
また、図５に示す有機ＥＬ素子では、第１電極３４、第２電極３５及び第３電極３６の駆動を切り替えるためのスイッチ３８が駆動部の回路に設けられている。図５に示す有機ＥＬ素子では、駆動部の回路における切り替え用のスイッチとして、１回路２接点のスイッチ３８を例示している。
【０１６６】
上述の構成の有機ＥＬ素子では、スイッチ３８の切り替えにより、第１電極３４及び第２電極３５の駆動、又は、第２電極３５及び第３電極３６の駆動を任意に制御することができる。このため、第１電極３４と第２電極３５とを駆動することより、第１電極３４が陽極、第２電極３５が陰極となり、第１発光機能層３１が発光する。また、第２電極３５と第３電極３６とを駆動することより、第２電極３５が陽極、第３電極３６が陰極となり、第２発光機能層３２と第３発光機能層３３とが発光する。
【０１６７】
上述のように、有機ＥＬ素子では、第２電極３５を、第１発光機能層３１と、第２発光機能層３２又は第３発光機能層３３とで共有する構成である。そして、駆動するタイミングに応じて第２電極３５の極性を陰極と陽極とに切り変えることにより、第１発光機能層３１、第２発光機能層３２又は第３発光機能層３３を、任意に選択して発光させることができる。
【０１６８】
この構成では、第１発光機能層３１と、第２発光機能層３２又は第３発光機能層３３とを同時に発光させることはできないが、第２発光機能層３２と第３発光機能層３３とを同時に発光させることは可能である。また、第１発光機能層３１、第２発光機能層３２及び第３発光機能層３３の形成面積は、上述の第２実施形態と同様のため、発光層の面積の増加や、開口率を向上させることができる。
さらに、第１発光機能層３１、第２発光機能層３２、又は、第３発光機能層３３を単独で駆動することが可能であるため、任意に各層をｄｕｔｙ駆動させて、より精密な調色が可能となる。
従って、発光効率の向上と、任意の調色との両立が可能な有機ＥＬ素子を構成することができる。
【０１６９】
〈３．有機エレクトロルミネッセンス素子（第３実施形態）〉
次に、有機エレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ素子）の第３実施形態について説明する。なお、第３実施形態の有機ＥＬ素子は、各発光機能層と電極との積層構成を除き、上述の第１実施形態と同様の構成である。このため、上述の第１実施形態と同様の構成については、説明を省略する。
【０１７０】
［有機エレクトロルミネッセンス素子の構成］
図６に、第３実施形態の有機ＥＬ素子の概略構成図（断面図）を示す。
図６に示す有機ＥＬ素子は、第１電極４４、第１発光機能層４１、第２電極４５、第２発光機能層４２、第３電極４６、第３発光機能層４３、及び、第４電極４７からなる発光ユニット４９を備える。また、これらの構成からなる発光ユニット４９が、支持基板２０上に搭載されている。さらに、発光ユニット４９の間に、互いの隔壁となる絶縁層４８が設けられている。
【０１７１】
第１電極４４は、支持基板２０上において、発光ユニット４９毎に独立して設けられている。第１電極４４同士は、絶縁層４８により絶縁されている。また、第１電極４４は、図示しない有機ＥＬ素子の駆動部の電源回路に接続されている。
また、第１電極４４上に第１発光機能層４１が設けられている。
【０１７２】
第１発光機能層４１上には、第２電極４５が設けられている。第２電極４５は、上述の第１電極４４と同様に、図示しない有機ＥＬ素子の駆動部の電源回路に接続されている。
また、第２電極４５上に第２発光機能層４２が設けられている。
【０１７３】
第２発光機能層４２上には、第３電極４６が設けられている。第３電極４６は、上述の第１電極４４と同様に、図示しない有機ＥＬ素子の駆動部の電源回路に接続されている。
また、第３電極４６上に第３発光機能層４３が設けられている。
【０１７４】
第３発光機能層４３上には、第４電極４７が設けられている。第４電極４７は、上述の第１電極４４と同様に、図示しない有機ＥＬ素子の駆動部の電源回路に接続されている。
【０１７５】
第１発光機能層４１、第２発光機能層４２、及び、第３発光機能層４３は、上述の第１実施形態で説明する発光機能層と同様の構成を適用することができ、少なくとも１層の有機発光層を備えている。また、有機ＥＬ素子において、第１発光機能層４１、第２発光機能層４２及び第３発光機能層４３は、それぞれ異なる発光層を備える構成である。
【０１７６】
発光ユニット４９は、第１発光機能層４１と、第２発光機能層４２と、第３発光機能層４３との３つの発光機能層を有している。このため、例えば、第１発光機能層４１を緑色（Ｇ）の発光層を有する構成とし、第２発光機能層４２を青色（Ｂ）の発光層を有する構成とし、第３発光機能層４３を赤色（Ｒ）の発光層を有する構成とする。
このように、有機ＥＬ素子では発光ユニット４９に３つの発光機能層を有することで、ＲＧＢからなる３色の発光光を得ることができる。
【０１７７】
また、第１発光機能層４１が、第１電極４４と第２電極４５とに挟持されている。そして、第２発光機能層４２が、第２電極４５と第３電極４６とに挟持されている。さらに、第３発光機能層４３が、第３電極４６と第４電極４７とに挟持されている。
つまり、第２電極４５は、第１発光機能層４１と、第２電極４５上に形成される第２発光機能層４２に対して、共通電極として構成されている。さらに、第３電極４６は、第２発光機能層４２と、第３電極４６上に形成される第３発光機能層４３に対して、共通電極として構成されている。
【０１７８】
また、第１電極４４と第３電極４６とを同じ極性の電極とし、第２電極４５及び第４電極４７を第１電極４４及び第３電極４６と逆の極性の電極とする。例えば本例では、上述の第１電極４４は、第１発光機能層４１に対して陰極として機能する。第２電極４５は、第１発光機能層４１及び第２発光機能層４２に対して陽極として機能する。第３電極４６は、第２発光機能層４２及び第３発光機能層４３に対して陰極として機能する。そして、第４電極４７は、第３発光機能層４３に対して陽極として機能する。
【０１７９】
［駆動方法］
上述の有機ＥＬ素子における駆動波形を図７に示す。
有機ＥＬ素子の発光ユニット４９では、各発光機能層に対して、第１電極４４と第３電極４６とが同じ極性であり、第２電極４５と第４電極４７とが、第１電極４４及び第３電極４６と逆の極性として機能する。このため、図７に示すように、第１電極４４、共有電極となる第２電極４５及び第３電極４６、並びに、第４電極４７を同時に駆動することができる。この結果、第１発光機能層４１、第２発光機能層４２及び第３発光機能層４３を同時に発光させることができる。
このため、有機ＥＬ素子の発光効率を向上させることができる。
【０１８０】
また、図７に示すように、第１電極４４と第２電極４５と第３電極４６とを同時に駆動することにより、第１発光機能層４１と第２発光機能層４２とを同時に発光させることができる。さらに、図７に示すように、第２電極４５と第３電極４６と第４電極４７とを同時に駆動することにより、第２発光機能層４２と第３発光機能層４３とを同時に発光させることができる。
【０１８１】
つまり、発光ユニット４９において、第１発光機能層４１と第２発光機能層４２、又は、第２発光機能層４２と第３発光機能層４３のいずれかを、任意に選択して発光させることができる。これは、駆動する電極を、第１電極４４と第４電極４７とで切り替えることにより、選択することができる。
【０１８２】
このとき、第２発光機能層４２は、第１発光機能層４１が発光する期間と、第３発光機能層４３が発光する期間の両方の期間で発光する。このため、第２発光機能層４２は、第１発光機能層４１と第３発光機能層４３よりも発光期間が長く、点灯率を高くすることができる。従って、例えば、第２発光機能層４２を、発光効率の劣る発光層で構成した場合にも、輝度向上のための面積の増加が必要ない。
【０１８３】
また、第１発光機能層４１と第３発光機能層４３とは、それぞれの発光効率に応じてｄｕｔｙ駆動させることができる。このため、有機ＥＬ素子において、任意の調色が可能となる。
【０１８４】
上述のように、本実施形態によれば、有機ＥＬ素子において、２層以上の発光機能層を同時に発光させることができる。さらに、ｄｕｔｙ駆動による任意の調色が可能な有機ＥＬ素子を構成することができる。従って、発光効率の向上と、任意の調色との両立が可能な有機ＥＬ素子を構成することができる。
【実施例】
【０１８５】
以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。【０１８６】
［試料１０１の有機ＥＬ素子の作製］
以下のように、上述の図３に示す構成の有機ＥＬ素子の試料１０１を作製した。【０１８７】
（支持基板）
まず、有機ＥＬ素子を形成する支持基板として、９０ｍｍ×９０ｍｍの外形サイズ有する透明基板を準備した。そして、この透明基板に、アセトン超音波洗浄、セミコクリーン超音波洗浄、オゾンクリーニングを施し、基板の表面を洗浄した。【０１８８】
（第１電極）
次に、洗浄した基板上に、有機ＥＬ素子の陽極となる第１電極を形成した。第１電極としては、スパッタリング法を用いてＩＴＯ層を３００ｎｍ形成した。第１電極は、おおよそ５Ω／ｓｑ．程度のシート抵抗値となるように形成した。【０１８９】
スパッタリングにはＤＣマグネトロンスパッタを使用した。基板加熱温度９０℃、真空度１×１０−４（Ｐａ）となる真空度下に基板を設置し、酸素２％混合アルゴンガスを０．５Ｐａとなるように導入し、５００ＷのＤＣ印加をＩＴＯターゲットに加えることで基板上にＩＴＯ層を形成した。本実施例で使用したＩＴＯ層はおおよそ５Ω／ｓｑ．程度のシート抵抗値になるように設計した。【０１９０】
次に、発光部が８０ｍｍ×８０ｍｍとなるように、ＩＴＯ層を電極の形状にパターニングした。パターニングは、レジストを基板上に１μｍスピン塗布し、８０℃、５分のプリベーク後、露光機にて露光、ＮａＯＨに３分浸漬することで現像し、純水リンスを施し、スピン乾燥後にポストベークを１００℃、４０分実施した。【０１９１】
ＩＴＯ層のエッチングは１５％の塩化第二鉄水溶液を使用し、エッチング後に純水リンスし、レジストを剥離するべくＮａＯＨに３分浸漬、レジストを剥離、同様に純水リンスを施し、スピン乾燥を施すことで所望の形状にエッチングした。【０１９２】
（絶縁層）
次に、陽極となるＩＴＯパターンエッジ近傍での電気的ショートを防ぐために、ポリイミドからなる絶縁層を形成した。
まず、ＩＴＯのパターニングが完了した基板を、再度アセトン超音波洗浄、セミコクリーン超音波洗浄、スピン乾燥、オゾンクリーニングを施した。その後、ポリイミドを１μｍの厚さにスピン塗布した。そして、プリベークを８５℃、３分施し、露光機にて露光後、３％のＴＭＡＨに５分浸漬することで現像した。現像後は純水リンスを施し、スピン乾燥後にポストベークを１００℃、８０分施すことで実施した。【０１９３】
（第１発光機能層）
次に、第１電極上に、青色発光する第１発光機能層を真空蒸着にて形成した。
まず、第１電極の表面状態を活性化するべくＵＶ洗浄を５分実施し、その後基板を真空蒸着装置に入れ、１×１０−５（Ｐａ）の真空度になるまで真空引きした。【０１９４】
真空引きが完了後に、第１発光機能層を構成する各層を随時蒸着にて形成した。
まず、第１電極上に正孔注入層としてＭｏＯ３を３０ｎｍ、正孔輸送層としてα−ＮＰＤを５０ｎｍ蒸着形成した。
次に、発光層として、青色発光色を有する発光ドーパントと発光用ホスト材料とを、発光ドーパントが３〜５％の濃度になるように３０ｎｍ蒸着形成した。
次に、電子輸送層としてＡｌｑ３を３０ｎｍ形成し、電子注入層としてＬｉＦを１ｎｍ形成した。【０１９５】
（第２電極）
次に、第１発光機能層上に、陰極となる第２電極を形成した。
第２電極は、第１発光機能層上を覆うようにＡｌをＥＢ蒸着にて１５ｎｍ形成した。第２電極の取り出しは、基板の１辺に取り出すように形成した。【０１９６】
（第２発光機能層、第３発光機能層）
次に、第２電極上に、緑色発光する第２発光機能層と赤色発光する第３発光機能層とを形成した。第２発光機能層と第３発光機能層とは、蒸着マスクを用いて塗り分けることで、第２電極上にそれぞれ短冊状に形成した。
第２発光機能層は、発光領域ラインが１ｍｍ×７０ｍｍとなるよう形成した。第３発光機能層は、発光領域ラインが２．３ｍｍ×７０ｍｍとなるよう形成した。第２発光機能層と第３発光機能層とのスペースは６０μｍとなるよう形成した。
蒸着マスクのアライメントは±５μｍの精度有するＣＣＤカメラにてアライメント補正し、所望の位置になるような蒸着装置を使用した。
なお、第２発光機能層と第３発光機能層は、発光層と第３電極以外は共通層として同時形成した。【０１９７】
まず、第２電極のＡｌから電子注入するための電子注入層は、第２発光機能層と第３発光機能層との共通層として、ＬｉＦを１ｎｍ形成した。次に、電子輸送層も同様に、第２発光機能層と第３発光機能層との共通層として、Ａｌｑ３を３０ｎｍ形成した。【０１９８】
次に、緑色発光する第２発光機能層の発光層のみを、第２発光機能層の発光領域を開口した蒸着マスクを用いて、発光ドーパントと発光ホスト材料とを発光ドーパントが３％の濃度になるように、３０ｎｍ蒸着形成した。【０１９９】
次に、赤色発光する第３発光機能層の発光層のみを、第３発光機能層の発光領域を開口した蒸着マスクを用いて、発光ドーパントと発光ホスト材料とを発光ドーパントが０．５％の濃度になるように、３０ｎｍ蒸着形成した。【０２００】
次に、第２発光機能層の発光領域と第３発光機能層の発光領域との同時形成が可能な蒸着マスクを用いて、第２発光機能層と第３発光機能層との共通の正孔輸送層として、α−ＮＰＤを３０ｎｍ形成した。次に、正孔注入層も同様に、第２発光機能層と第３発光機能層との共通層として、ＭｏＯ３を３０ｎｍ形成した。【０２０１】
（第３電極）
次に、第２発光機能層、及び、第３発光機能層上に、陽極となる第３電極を形成した。第３電極は、ＥＢ蒸着法を用いてＡｌ層を１５０ｎｍ形成した。第３電極の形成には、第２発光機能層及び第３発光機能層の発光領域を同時に形成可能な開口と、第３電極の電気接続を行うための基板端部へのリード引き回し部の開口とを有する蒸着マスクを用いた。【０２０２】
（封止）
以上の工程により形成した発光ユニットを封止するために、封止部を形成した。本実施例ではザグリ加工を施した封止基板を用いて封止を実施した。
具体的には、４辺のリードを残すように８５ｍｍ×８５ｍｍの外形サイズのガラス缶（ｔ＝１．１ｍｍ）に、ザグリ掘り込み量０．７ｍｍを彫り込み、同部位に吸湿剤を張り付け、水分を吸着するように施した。【０２０３】
また、封止基板と素子基板が接触する部位のザグリ掘り込みが形成されていない領域に、接着剤としてＵＶ硬化性のエポキシ系接着樹脂を塗布し、素子基板と密着させて加圧した。
さらに、接着剤を硬化するため、メタルハライドにて積算照度１０Ｊとなるように封止基板側からＵＶ照射を行い、さらに、接着剤を硬化させるべく、８０℃、１時間程度の熱硬化にて接着剤の硬化を促進させ、封止基板と素子基板である透明基板を接着した。【０２０４】
（有機ＥＬ素子）
以上の工程により、有機ＥＬ素子の試料１０１を作製した。
上述の試料１０１では、第１発光機能層を、第１電極上に、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、及び、電子注入層をこの順に積層した順積層で形成した。また、第２発光機能層及び第３発光機能層を、第２電極上に、電子注入層、電子輸送層、発光層、正孔輸送層、正孔注入層の順に積層した逆積層で形成した。
つまり、試料１０１では、第１発光機能層を順積層、第２発光機能層及び第３発光機能層を逆積層で形成した。【０２０５】
試料１０１では、第２発光機能層及び第３発光機能層の発光層と、第３電極とを蒸着マスクにてパターニング形成した。このため、蒸着マスクからの回り込みによる蒸着ボケを考慮し、蒸着ボケによるショートや混色発光を抑えるための、第２発光機能層と第３発光機能層との発光層のスペース領域を大きく形成した。
作製した試料１０１の有機ＥＬ素子は、青色発光領域の開口率が９５％、緑色発光領域の開口率が２８％、赤色発光領域の開口率が６４％であった。【０２０６】
［試料１０２の有機ＥＬ素子の作製］
以下のように、上述の図１に示す構成の有機ＥＬ素子の試料１０２を作製した。【０２０７】
（支持基板）
上述の試料１０１と同様に、有機ＥＬ素子を形成する支持基板として、９０ｍｍ×９０ｍｍの外形サイズ有する透明基板を準備した。そして、この透明基板に、アセトン超音波洗浄、セミコクリーン超音波洗浄、オゾンクリーニングを施し、基板の表面を洗浄した。【０２０８】
（第１電極）
次に、洗浄した基板上に、有機ＥＬ素子の陰極となる第１電極を形成した。第１電極としては、ＩＴＯ層を３００ｎｍ形成した。第１電極は、スパッタリング法を用いて、おおよそ５Ω／ｓｑ．程度のシート抵抗値となるように形成した。【０２０９】
スパッタリングにはＤＣマグネトロンスパッタを使用した。基板加熱温度９０℃、真空度１×１０−４（Ｐａ）となる真空度下に基板を設置し、酸素２％混合アルゴンガスを０．５Ｐａとなるように導入し、５００ＷのＤＣ印加をＩＴＯターゲットに加えることで基板上にＩＴＯ層を形成した。【０２１０】
次に、発光部が８０ｍｍ×８０ｍｍとなるように、ＩＴＯ層を電極の形状にパターニングした。パターニングは、レジストを基板上に１μｍスピン塗布し、８０℃、５分のプリベーク後、露光機にて露光、ＮａＯＨに３分浸漬することで現像し、純水リンスを施し、スピン乾燥後にポストベークを１００℃、４０分実施した。【０２１１】
ＩＴＯ層のエッチングは１５％の塩化第二鉄水溶液を使用し、エッチング後に純水リンスし、レジストを剥離するべくＮａＯＨに３分浸漬、レジストを剥離、同様に純水リンスを施し、スピン乾燥を施すことで所望の形状にエッチングした。【０２１２】
（絶縁層）
次に、陰極となるＩＴＯパターンエッジ近傍での電気的ショートを防ぐために、ポリイミドからなる絶縁層を形成した。
まず、ＩＴＯのパターニングが完了した基板を、再度アセトン超音波洗浄、セミコクリーン超音波洗浄、スピン乾燥、オゾンクリーニングを施した。その後、ポリイミドを１μｍの厚さにスピン塗布した。そして、プリベークを８５℃、３分施し、露光機にて露光後、３％のＴＭＡＨに５分浸漬することで現像した。現像後は純水リンスを施し、スピン乾燥後にポストベークを１００℃、８０分施すことで実施した。【０２１３】
（素子分離）
さらに、有機ＥＬ素子の第１発光ユニットと第２発光ユニットとの素子分離用の隔壁となる、逆テーパ状の絶縁層を形成した。
この絶縁層は、ポリイミドを２．５μｍの厚さにスピン塗布し、プリベークを８５℃、３分施し、露光機にて露光後、３％のＴＭＡＨに５分浸漬することで現像して形成した。現像後は純水リンスを施し、スピン乾燥後にポストベークを２５０℃、３０分施すことで実施した。
また、素子分離用の絶縁層は、第１発光ユニットの発光領域ラインが１ｍｍ×７０ｍｍ、第２発光ユニットの発光領域ラインが２．３ｍｍ×７０ｍｍ、第１発光ユニットと第２発光ユニットとのスペースが６０μｍとなるパターンに形成した。【０２１４】
（第１発光機能層）
次に、素子分離用の絶縁層で囲まれた領域内の第１電極上に、青色発光する第１発光機能層を真空蒸着にて形成した。
まず、第１電極の表面状態を活性化するためにＵＶ洗浄を５分実施し、その後基板を真空蒸着機に入れ、１×１０−５（Ｐａ）の真空度になるまで真空引きした。
次に、真空引きが完了後に、第１発光機能層の形成領域のみを開口した蒸着マスクを用いて、第１発光機能層を構成する各層を随時蒸着にて形成した。【０２１５】
まず、第１電極上に、ＡｌをＥＢ蒸着法にて０．５ｎｍ形成した。そして、電子注入層としてＬｉＦを１ｎｍ形成し、電子輸送層としてＡｌｑ３を３０ｎｍ形成した。
そして、発光層として、青色発光色を有する発光ドーパントと発光用ホスト材料とを発光ドーパントが３〜５％の濃度になるように３０ｎｍ蒸着形成した。
さらに、正孔輸送層としてα−ＮＰＤを５０ｎｍ形成し、正孔注入層としてＭｏＯ３を３０ｎｍ形成した。【０２１６】
（第２電極）
次に、パターン形成した第１発光機能層上に、陽極となる第２電極を形成した。第２電極は、第１発光機能層上を覆うようにＩＺＯをスパッタリング法にて形成した。第２電極は、スパッタリングにはＣマグネトロンスパッタを使用し、マスク法を用いてパターニングした。【０２１７】
まず、真空度１×１０−４（Ｐａ）となる真空度下に基板を設置し、酸素２．５％混合アルゴンガスを０．７５Ｐａとなるように導入、３００ＷのＤＣ印加をＩＺＯターゲットに加えることで第１発光機能層上にＩＺＯ電極を形成した。第２電極は、ＩＺＯのシート抵抗値がおおよそ６Ω／ｓｑ．程度となるように設計した。
また、第２電極の取り出しは、基板の１辺に取り出すように形成した。【０２１８】
（第２発光機能層、第３発光機能層）
次に、第２電極上に、緑色発光する第２発光機能層と赤色発光する第３発光機能層とを形成した。第２発光機能層と第３発光機能層とは、蒸着マスクを用いて塗り分けることで、第２電極上にそれぞれ短冊状に形成した。
第２発光機能層は、発光領域ラインが１ｍｍ×７０ｍｍとなるよう形成した。第３発光機能層は、発光領域ラインが２．３ｍｍ×７０ｍｍとなるよう形成した。第２発光機能層と第３発光機能層とのスペースは６０μｍとなるよう形成した。【０２１９】
まず、第２発光機能層の発光領域と第３発光機能層の発光領域との同時形成が可能な蒸着マスクを用いて、正孔注入層として、ＭｏＯ３を３０ｎｍ形成した。次に、正孔輸送層として、α−ＮＰＤを３０ｎｍ形成した。【０２２０】
次に、緑色発光する第２発光機能層の発光層のみを、第２発光機能層の発光領域を開口した蒸着マスクを用いて、発光ドーパントと発光ホスト材料とを発光ドーパントが３％の濃度になるように、３０ｎｍ蒸着形成した。【０２２１】
次に、赤色発光する第３発光機能層の発光層のみを、第３発光機能層の発光領域を開口した蒸着マスクを用いて、発光ドーパントと発光ホスト材料とを発光ドーパントが０．５％の濃度になるように、３０ｎｍ蒸着形成した。【０２２２】
次に、第２発光機能層の発光領域と第３発光機能層の発光領域との同時形成が可能な蒸着マスクを用いて、電子輸送層として、Ａｌｑ３を３０ｎｍ形成した。次に、電子注入層として、ＬｉＦを１ｎｍ形成した。【０２２３】
（第３電極）
次に、第２発光機能層、及び、第３発光機能層上に、陰極となる第３電極を形成した。第３電極は、ＥＢ蒸着法を用いてＡｌ層を１５０ｎｍ形成した。第３電極の形成には、第２発光機能層及び第３発光機能層の発光領域を同時に形成可能な開口と、第３電極の電気接続を行うための基板端部へのリード引き回し部の開口とを有する蒸着マスクを用いた。【０２２４】
（封止）
次に、上述の試料１０１と同様の方法で第１発光ユニットと第２発光ユニットとを封止し、有機ＥＬ素子の試料１０２を作製した。【０２２５】
（有機ＥＬ素子）
以上の工程により作製した試料１０２では、第２電極を共通陽極として透明電極であるＩＺＯをスパッタリング法にて形成した。第２電極を共通陽極として使用するため、また、高透過率性を有する透明酸化物電極を形成したため、透過率及び発光効率が良好な有機ＥＬ素子が作製された。
作製した試料１０２の有機ＥＬ素子は、青色発光領域の開口率が９３％、緑色発光領域の開口率が２８％、赤色発光領域の開口率が６４％であった。【０２２６】
［試料１０３の有機ＥＬ素子の作製］
以下のように、上述の図５に示す構成の有機ＥＬ素子の試料１０３を作製した。【０２２７】
（支持基板〜第２電極）
まず、上述の試料１０１と同様の方法を用いて、支持基板上に、陽極となる第１電極、絶縁層、第１発光機能層、及び、陰極及び陽極となる第２電極を形成した。【０２２８】
（第２発光機能層、第３発光機能層）
次に、第２電極上に、緑色発光する第２発光機能層と赤色発光する第３発光機能層とを形成した。第２発光機能層と第３発光機能層とは、蒸着マスクを用いて塗り分けることで、第２電極上にそれぞれ短冊状に形成した。
第２発光機能層は、発光領域ラインが１ｍｍ×７０ｍｍとなるよう形成した。第３発光機能層は、発光領域ラインが２．３ｍｍ×７０ｍｍとなるよう形成した。第２発光機能層と第３発光機能層とのスペースは６０μｍとなるよう形成した。
蒸着マスクのアライメントは±５μｍの精度有するＣＣＤカメラにてアライメント補正し、所望の位置になるような蒸着装置を使用した。
なお、第２発光機能層と第３発光機能層は、発光層と第３電極以外は共通層として同時形成した。【０２２９】
まず、第２発光機能層の発光領域と第３発光機能層の発光領域との同時形成が可能な蒸着マスクを用いて、第２電極上に、第２発光機能層と第３発光機能層との共通の正孔注入層として、ＭｏＯ３を３０ｎｍ形成した。次に、同様の蒸着マスクを用いて、正孔輸送層として、α−ＮＰＤを３０ｎｍ形成した。【０２３０】
次に、緑色発光する第２発光機能層の発光層のみを、第２発光機能層の発光領域を開口した蒸着マスクを用いて、発光ドーパントと発光ホスト材料とを発光ドーパントが３％の濃度になるように、３０ｎｍ蒸着形成した。【０２３１】
次に、赤色発光する第３発光機能層の発光層のみを、第３発光機能層の発光領域を開口した蒸着マスクを用いて、発光ドーパントと発光ホスト材料とを発光ドーパントが０．５％の濃度になるように、３０ｎｍ蒸着形成した。【０２３２】
次に、第２発光機能層の発光領域と第３発光機能層の発光領域の同時形成が可能な蒸着マスクを用いて、第２発光機能層と第３発光機能層との共通の電子輸送層として、Ａｌｑ３を３０ｎｍ形成した。次に、同様の蒸着マスクを用いて、電子注入層として、ＬｉＦを１ｎｍ形成した。【０２３３】
（第３電極〜封止）
次に、上述の試料１０１と同様の方法を用いて第３電極を形成した後、形成した発光ユニットを上述の試料１０１と同様の方法を用いて封止した。【０２３４】
（有機ＥＬ素子）
以上の工程により、有機ＥＬ素子の試料１０３を作製した。
試料１０３では、第１電極は、第１発光機能層に対して陽極となる。また、第２電極は、第１発光機能層に対して陰極となり、第２発光機能層及び第３発光機能層に対して陽極となる。第３電極は、第１発光機能層に対して陰極となる。【０２３５】
試料１０３では、第１発光機能層を、第１電極上に、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層の順に積層した順積層で形成した。また、第２発光機能層及び第３発光機能層を、第２電極上に、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層の順に積層した順積層で形成した。
このように、試料１０３では、第１発光機能層と、第２発光機能層及び第３発光機能層とを、共に順積層で形成した。【０２３６】
作製した試料１０３の有機ＥＬ素子は、青色発光領域の開口率が９５％、緑色発光領域の開口率が２８％、赤色発光領域の開口率が６４％であった。【０２３７】
［試料１０４の有機ＥＬ素子の作製］
以下のように、上述の図１に示す構成の有機ＥＬ素子の試料１０４を作製した。なお、試料１０４は、図１に示す構成から素子分離となる絶縁層を除いた構成である。【０２３８】
（支持基板〜絶縁層）
上述の試料１０２と同様の方法を用いて、支持基板上に、陰極となる第１電極、及び、第１電極のパターンエッジ近傍での電気的ショートを防ぐため絶縁層を形成した。【０２３９】
（第１発光機能層）
次に、第１電極上に、第１発光機能層を真空蒸着にて形成した。
まず、第１電極の表面状態を活性化するためにＵＶ洗浄を５分実施し、その後基板を真空蒸着機に入れ、１×１０−５（Ｐａ）の真空度になるまで真空引きした。
次に、真空引きを完了後に、第１発光機能層の形成領域のみを開口した蒸着マスクを用いて、第１発光機能層を構成する各層を随時蒸着にて形成した。【０２４０】
また、第１発光機能層は、第１発光ユニットの発光領域ラインが１ｍｍ×７０ｍｍ、第２発光ユニットの発光領域ラインが２．３ｍｍ×７０ｍｍ、第１発光ユニットと第２発光ユニットとのスペースが６０μｍとなるパターンに形成した。【０２４１】
まず、第１電極上に、ＡｌをＥＢ蒸着法にて０．５ｎｍ形成した。そして、電子注入層としてＬｉＦを１ｎｍ形成し、電子輸送層としてＡｌｑ３を３０ｎｍ形成した。
そして、発光層として、青色発光色有する発光ドーパントと発光用ホスト材料を３〜５％の濃度になるように３０ｎｍ蒸着形成した。
さらに、正孔輸送層としてα−ＮＰＤを５０ｎｍ形成し、正孔注入層としてＭｏＯ３を３０ｎｍ形成した。【０２４２】
（第２電極〜封止）
次に、上述の試料１０２と同様の方法を用いて、パターン形成した第１発光機能層上に、陽極となる第２電極を形成した。さらに、上述の試料１０２と同様の方法を用いて、第１発光ユニットの第２電極上に、緑色発光する第２発光機能層を形成し、第２発光ユニットの第２電極上に、赤色発光する第３発光機能層を形成した。【０２４３】
次に、上述の試料１０２と同様の方法を用いて、第２発光機能層上と第３発光機能層上とに第３電極を形成した後、形成した発光ユニットを上述の試料１０１と同様の方法を用いて封止した。【０２４４】
（有機ＥＬ素子）
以上の工程により、有機ＥＬ素子の試料１０４を作製した。
試料１０４は、上述の試料１０２から素子分離用の隔壁となる絶縁層を除いた構成である。
作製した試料１０４の有機ＥＬ素子は、青色発光領域の開口率が９３％、緑色発光領域の開口率が２８％、赤色発光領域の開口率が６４％であった。【０２４５】
［試料１０５の有機ＥＬ素子の作製］
以下の従来手法を用いて、有機ＥＬ素子の試料１０５を作製した。試料１０５では、ＲＧＢの各色発光層を、従来公知の蒸着塗り分け方法にて形成した。【０２４６】
まず、支持基板上に、第１電極として、ＩＴＯ層を短冊状にパターニング形成した。支持基板の洗浄からＩＴＯ層の形成、ＩＴＯ層のパターニング、及び、ＩＴＯ層のパターンエッジの絶縁膜の形成は、上述の試料１０１と同様の方法で行った。【０２４７】
第１電極のパターニングは、各発光機能層の発光効率と寿命を考慮し、各色の寿命が同じになるように開口率を決定し、この開口率に基づいた寸法で形成した。青色発光する第１発光機能層のパターンを２．５ｍｍ×７０ｍｍ、緑色発光する第２発光機能層を５００μｍ×７０ｍｍ、赤色発光する第３発光機能層を１０００μｍ×７０ｍｍとして、各発光機能層のスペースを２０μｍとして形成した。【０２４８】
また、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、及び、電子注入層は、各発光機能層の共通の構成として、同時形成可能な開口を有する蒸着マスクを用いて、上述の試料１０１の第２発光機能層及び第３発光機能層の形成と同様の方法により形成した。
さらに、上述の試料１０１の第３電極の形成と同様の方法を用いて、各発光機能層上にＡｌによる第２電極を形成した。【０２４９】
以上の工程により、有機ＥＬ素子の試料１０５を作製した。
作製した試料１０５の有機ＥＬ素子は、青色発光領域の開口率が５８％、緑色発光領域の開口率比が１２％、赤色発光領域の開口率比が２３％だった。【０２５０】
［試料１０６の有機ＥＬ素子の作製］
以下の従来手法を用いて、有機ＥＬ素子の試料１０６を作製した。試料１０６では、ＲＧＢの各色発光層を、従来公知の透明基板に対して垂直に積層する方法を用いて形成した。【０２５１】
まず、支持基板上に、第１電極として、ＩＴＯ層を短冊状にパターニング形成した。支持基板の洗浄からＩＴＯ層の形成、ＩＴＯ層のパターニング、及び、ＩＴＯ層のパターンエッジの絶縁膜の形成は、上述の試料１０１と同様の方法で行った。【０２５２】
次に、第１電極上に、青色発光する第１発光機能層を形成した。
第１発光機能層は、第１電極側から順に、正孔注入層としてＭｏＯ３を３０ｎｍ、正孔輸送層としてα−ＮＰＤを５０ｎｍ、青色発光層を３０ｎｍ、電子輸送層としてＡｌｑ３を３０ｎｍ、電子注入層としてＬｉＦを１ｎｍ形成した。
次に、第１発光機能層上に、第２電極として、Ａｌを１０ｎｍの厚さでＥＢ蒸着法を用いて形成した。【０２５３】
次に、第２電極上に、緑色発光する第２発光機能層を形成した。
第２発光機能層は、第２電極側から順に、正孔注入層としてＭｏＯ３を３０ｎｍ、正孔輸送層としてα−ＮＰＤを３０ｎｍ、緑色発光層を３０ｎｍ、電子輸送層としてＡｌｑ３を３０ｎｍ、電子注入層としてＬｉＦを１ｎｍ形成した。
次に、第２発光機能層上に、第３電極として、Ａｌを１０ｎｍの厚さでＥＢ蒸着法を用いて形成した。【０２５４】
次に、第３電極上に、赤色発光する第３発光機能層を形成した。
第３発光機能層は、第３電極側から順に、正孔注入層としてＭｏＯ３を３０ｎｍ、正孔輸送層としてα−ＮＰＤを３０ｎｍ、緑色発光層を３０ｎｍ、電子輸送層としてＡｌｑ３を３０ｎｍ、電子注入層としてＬｉＦを１ｎｍ形成した。
次に、第３発光機能層上に、第４電極として、Ａｌを１５０ｎｍ厚さでＥＢ蒸着法を用いて形成した。【０２５５】
以上の工程により、有機ＥＬ素子の試料１０６を作製した。
作製した試料１０６の有機ＥＬ素子は、青色、赤色、緑色発光領域の開口率が９５％だった。【０２５６】
［実施例の各試料の評価］
上記方法で作製した試料１０１〜１０６有機ＥＬ素子について、発光効率、半減寿命、色度、官能評価、を測定した。この結果を下記表１に示す。【０２５７】
［発光効率］
本評価の発光効率は、室温環境下で各色を１，０００ｃｄ／ｍ２の実駆動下の条件において測定した結果である。【０２５８】
［半減寿命］
本評価の半減寿命は、室温環境下で実駆動させた場合の、初期輝度に対して輝度が半減する寿命結果を示している。【０２５９】
［色度］
本評価の色度は、実駆動下の条件で赤・青・緑を単独発光させた時の色度を示している。【０２６０】
［官能評価］
本評価の官能評価は、１０人にＲＧＢ及び混色である白色を表示したときの見た目の視認性を評価した結果である。【０２６１】
【表１】
2014200067.tif 000008
【０２６２】
［実施例の評価結果］
表１に示すように、試料１０１〜１０４の有機ＥＬ素子と、試料１０５〜１０６の有機ＥＬ素子とを比較すると、試料１０１〜１０４の有機ＥＬ素子は、発光効率や色度が良好であり、寿命も長く、視認に伴う官能評価でも良好な結果が得られた。【０２６３】
試料１０５の有機ＥＬ素子では、従来例による単純な塗り分け方式を採用したため、色度は良好であるが、各発光層に要求される輝度が高くなるため寿命が低下している。特に、発光効率の低い蛍光材料を用いている青色の発光層の寿命が、試料１０１〜１０４の有機ＥＬ素子よりも低下している。【０２６４】
また、試料１０５の有機ＥＬ素子では、緑色発光層が５００μｍであり、青色発光層の２．５ｍｍや赤色発光層の１０００μｍに比べて狭いため、緑色単色発光時には非点灯領域が多く、視認性の官能評価において好ましくない結果となった。【０２６５】
試料１０６の有機ＥＬ素子では、各発光機能層を積層して形成しているため、各発光層が同じ面積であり、開口率が大きい構成である。このため、視認性の官能評価は好ましいものの、各発光層の発光効率に依存した、色の変化、発光効率の低下、及び、寿命の低下が確認された。【０２６６】
一方、試料１０１の有機ＥＬ素子は、青色、緑色、赤色発光領域の開口率が、９５％、２８％、６４％であり、青色、緑色、赤色の発光効率の差を十分に補うことができる。このため、各発光層の寿命を向上することができる。特に、青色発光層の寿命を向上し、発光効率の低下を抑制することができる。【０２６７】
同様に、試料１０２〜１０４の有機ＥＬ素子においても、青色発光層の開口率が大きく、発光効率の差を十分に補うことができる。このため、各発光層の寿命を向上し、発光効率の低下を抑制することができる。【０２６８】
以上の結果から、本発明の構成を用いた有機ＥＬ素子は、発光効率の低い発光層の開口率を向上することができるため、この発光層の寿命の向上及び発光効率の低下を抑制することができる。従って、有機ＥＬ素子の輝度の低下を抑制することができる。【０２６９】
なお、本発明は上述の実施形態例において説明した構成に限定されるものではなく、その他本発明の構成を逸脱しない範囲において種々の変形、変更が可能である。
【符号の説明】
【０２７０】
１１，３１，４１・・・第１発光機能層、１２，３２，４２・・・第２発光機能層、１３，３３，４３・・・第３発光機能層、１４，３４，４４・・・第１電極、１５，３５，４５・・・第２電極、１６，３６，４６・・・第３電極、１７，３７，４８・・・絶縁層、１８・・・第１発光ユニット、１９・・・第２発光ユニット、２０・・・支持基板、３８・・・スイッチ、３９，４９・・・発光ユニット、４７・・・第４電極
【図１】
2014200067.tif 000009
【図２】
2014200067.tif 000010
【図３】
2014200067.tif 000011
【図４】
2014200067.tif 000012
【図５】
2014200067.tif 000013
【図６】
2014200067.tif 000014
【図７】
2014200067.tif 000015
【国際調査報告】
2014200067.tif 000016
2014200067.tif 000017
2014200067.tif 000018
2014200067.tif 000019