(57)【要約】  銀を主成分とした金属電極層と、金属電極層の一主面側に設けられた第１発光層と、金属電極層の他主面側に設けられ第１発光層で生じた発光光によって当該金属電極層で生じたプラズモン共鳴によるエネルギーを吸収して発光する第２発光層と、銀と相互作用する物質を含有し前記金属電極層の下地として当該金属電極層の一主面側または他主面側に隣接した状態で設けられた下地層とを備えた発光素子である。
2014181640.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
銀を主成分とした金属電極層と、
前記金属電極層の一主面側に設けられた第１発光層と、
前記金属電極層の他主面側に設けられ、前記第１発光層で生じた発光光によって当該金属電極層で生じたプラズモン共鳴によるエネルギーを吸収して発光する第２発光層と、
銀と相互作用する物質を含有し、前記金属電極層の下地として当該金属電極層の一主面側または他主面側に隣接した状態で設けられた下地層とを備えた
発光素子。
【請求項２】
前記下地層は、ルイス塩基を含む有機材料層を有する
請求項１記載の発光素子。
【請求項３】
前記下地層は、窒素原子（Ｎ）および硫黄原子（Ｓ）の少なくとも一方を含んだ化合物を用いて構成され、
前記化合物は、当該化合物に含まれる窒素原子（Ｎ）および硫黄原子（Ｓ）が有する非共有電子対のうち芳香族性に関与せずかつ金属に配位していない非共有電子対の数をｎ、分子量をＭとした場合の有効非共有電子対含有率［ｎ／Ｍ］が、２．０×１０-３≦［ｎ／Ｍ］である
請求項１または２記載の発光素子。
【請求項４】
前記化合物における前記有効非共有電子対含有率［ｎ／Ｍ］が、３．９×１０-３≦［ｎ／Ｍ］である
請求項３記載の発光素子。
【請求項５】
前記下地層は、銀よりも昇華熱エンタルピーが大きい高表面エネルギー材料を用いて構成された無機材料層を有する
請求項１〜４の何れかに記載の発光素子。
【請求項６】
前記下地層は、前記金属電極層側から順に、前記無機材料層および前記有機材料層が設けられた
請求項５記載の発光素子。
【請求項７】
前記金属電極層との間に前記第１発光層を挟持する状態で設けられた対向電極を備え、
前記金属電極層と前記対向電極との間に少なくとも前記第１発光層を挟持して有機電界発光素子が構成されている
請求項１〜６の何れかに記載の発光素子。
【請求項８】
請求項１〜７の何れかに記載の発光素子が配列された
表示装置。
【請求項９】
前記発光素子は、異なる発光色で発光する前記第２発光層を備えた
請求項８記載の表示装置。
【請求項１０】
前記複数の発光素子は、前記第１発光層を共通層として設けた
請求項８または９記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子及び表示装置に関し、特にはプラズモン共鳴を利用した発光素子及びこの発光素子を用いた表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
平面型の表示装置の一つとして、自発光型の有機電界発光素子を用いた表示装置が検討されている。有機電界発光素子を用いてフルカラー表示を行う場合には、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）に発光する各色の有機電界発光素子を配列して用いるか、または白色発光の有機電界発光素子と各色のカラーフィルタとを組み合わせて用いることになる。しかしながら、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色において十分な輝度の有機電界発光素子を得ることは困難であり、一方、カラーフィルタと組み合わせる構成は光損失が大きいため光取り出しの観点からは不利な構成であった。【０００３】
そこで、有機電界発光素子を構成する電極層、またはこの電極層の外側に隣接する層として金属薄膜を設け、この金属薄膜の外側にもう一つの発光層を設けた構成の発光素子が提案されている。このような構成の発光素子では、有機電界発光素子で生じた光エネルギーによって金属薄膜内でプラズモン共鳴が励起され、これによって生じたエネルギーによりもう一つの発光層において発光を生じさせる構成である。このため、有機電界発光素子の発光層で生じた光は、もう一つの発光層で変換して外部に放出されることになる（例えば下記特許文献１，２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１９４２８５号公報
【特許文献２】特開２００９−５９５８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述した構成の発光素子においては、プラズモン共鳴を励起させるための金属薄膜が、有機電界発光素子における電極層として用いられている。このため、金属薄膜は、十分な導電性を得るために、ある程度の膜厚を有する必要があった。しかしながら、金属薄膜の膜厚が厚いことにより、金属薄膜においての表面プラズモン吸収によって光損失が発生し、プラズモンを活用したとしても、もう一つの発光材料層から効率よく光を取り出すことは困難であった。【０００６】
そこで本発明は、極薄膜でありながらも十分な導電性を備えた金属電極層を有することにより、金属電極層においての表面プラズモン吸収を抑え、これにより金属電極層においてのプラズモン共鳴を利用した発光を効率良く取り出すことが可能な発光素子を提供することを目的とする。また本発明はこの様な発光素子を用いることにより、表示特性の向上が図られた表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような目的を達成するための本発明の発光素子は、
銀を主成分とした金属電極層と、金属電極層の一主面側に設けられた第１発光層と、金属電極層の他主面側に設けられ第１発光層で生じた発光光によって当該金属電極層で生じたプラズモン共鳴によるエネルギーを吸収して発光する第２発光層とを有する。またさらに、銀と相互作用する物質を含有し、金属電極層の下地として金属電極層の一主面側または他主面側に隣接した状態で設けられた下地層を備えている。【０００８】
また本発明はこのような発光素子が配列された表示装置でもある。【０００９】
このような構成の発光素子においては、銀と相互作用する物質を含有する下地層が金属電極層に隣接して設けられている。これにより銀を主成分とする金属電極層は、下地層との相互作用により、隣接界面においての銀の拡散距離が減少して凝集が抑えられたものとなる。つまり、一般的には核成長型（Ｖｏｌｕｍｅｒ−Ｗｅｂｅｒ：ＶＷ型）での膜成長により島状に孤立し易い銀を用いた金属電極層が、単層成長型（Ｆｒａｎｋ−ｖａｎ  ｄｅｒ  Ｍｅｒｗｅ：ＦＭ型）の膜成長によって成膜されたものとなり、薄い膜厚でありながらも、均一な膜厚を有する層となる。このため、この金属電極層は、極薄い膜厚でありながらも導電性の良好なものとなる。【００１０】
したがって、この金属電極層を用いた発光素子においては、第１発光層で発生させた発光エネルギーによって金属電極層内でプラズモン共鳴が励起され、これによって生じたエネルギーにより第２発光層で発光が生じた場合に、金属電極層においての表面プラズモン吸収による光損失が抑えられる。
【発明の効果】
【００１１】
以上説明したように、本発明によれば金属電極層においてのプラズモン共鳴を利用した発光素子において、極薄膜でありながらも十分な導電性を備えた金属電極層を用いることが可能となるため、金属電極層においての表面プラズモン吸収が抑えられ、発光効率の向上を図ることが可能になる。また本発明の表示装置は、このような発光効率の向上が図られた発光素子を配列したものであるため、表示特性の向上を図ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態の発光素子を示す断面模式図である。
【図２】発光素子に設ける下地層の第１例を示す断面模式図である。
【図３】発光素子に設ける下地層の第２例を示す断面模式図である。
【図４】発光素子に設ける下地層の第３例を示す断面模式図である。
【図５】窒素原子の結合様式を説明するためのＴＢＡＣとＩｒ（ｐｐｙ）３の構造式を示す図である。
【図６】ピリジン環の構造式と分子軌道を示す図である。
【図７】ピロール環の構造式と分子軌道を示す図である。
【図８】イミダゾール環の構造式と分子軌道を示す図である。
【図９】δ−カルボリン環の構造式と分子軌道を示す図である。
【図１０】第２実施形態の発光素子を示す断面模式図である。
【図１１】表示装置の一構成例を示す断面模式図である。
【図１２】窒素含有層の有効非共有電子対含有率［ｎ／Ｍ］と、窒素含有層に積層された電極層のシート抵抗との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて次に示す順に説明する。
１．第１実施形態（ボトムエミッション型の有機電界発光素子を用いた発光素子）
２．第２実施形態（トップエミッション型の有機電界発光素子を用いた発光素子）
３．発光素子を用いた表示装置
【００１４】
≪１．第１実施形態（ボトムエミッション型の有機電界発光素子を用いた発光素子）≫
図１は、第１実施形態の発光素子の構成を説明するための断面模式図である。本第１実施形態においては、ボトムエミッション構造の有機電界発光素子ＥＬ１を用いた発光素子の構成を説明する。
【００１５】
この図に示す発光素子１は、透明基板１０上にボトムエミッション構造の有機電界発光素子ＥＬ１を設けた構成であり、有機電界発光素子ＥＬ１で得られた発光光ｈを、透明基板１０側から取り出す構成である。有機電界発光素子ＥＬ１は、銀を主成分とする透明な金属電極層１１を備えており、この上部に発光機能層１３と、対向電極１５とを積層している。発光機能層１３は、少なくとも有機材料で構成された第１発光層１３ａを有する。
【００１６】
またこの発光素子１は、金属電極層１１と透明基板１０との間に、もう一つの発光層である第２発光層１７が設けられている。この第２発光層１７は、金属電極層１１で生じたプラズモン共鳴によるエネルギーを吸収して発光する。
【００１７】
そして特に本第１実施形態の発光素子１は、金属電極層１１と第２発光層１７との間に、金属電極層１１に隣接した状態で下地層２０が設けられており、この下地層２０が銀と相互作用する物質を含有しているところが特徴的である。
【００１８】
以下、以上のような積層構成の発光素子１について、透明基板１０、有機電界発光素子ＥＬ１の金属電極層１１、金属電極層１１の下地層２０、有機電界発光素子ＥＬ１の発光機能層１３、対向電極１５、第２発光層１７の順に詳細な構成を説明する。
【００１９】
＜透明基板１０＞
透明基板１０は、光透過性を有する基板材料で構成されたもので、例えばガラス、石英、透明樹脂フィルムを挙げることができるが、これらに限定されない。
【００２０】
ガラスとしては、例えば、シリカガラス、ソーダ石灰シリカガラス、鉛ガラス、ホウケイ酸塩ガラス、無アルカリガラス等が挙げられる。これらのガラス材料の表面には、金属酸化物層１ａとの密着性、耐久性、平滑性の観点から、必要に応じて、研磨等の物理的処理を施したり、無機物または有機物からなる被膜や、これらの被膜を組み合わせたハイブリッド被膜が形成される。
【００２１】
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（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が挙げられる。
【００２２】
樹脂フィルムの表面には、無機物または有機物からなる被膜や、これらの被膜を組み合わせたハイブリッド被膜が形成されていてもよい。このような被膜およびハイブリッド被膜は、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・２４時間）以下のバリア性フィルム（バリア膜等ともいう）であることが好ましい。またさらには、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・２４時間・ａｔｍ）以下、水蒸気透過度が１０-5ｇ／（ｍ2・２４時間）以下の高バリア性フィルムであることが好ましい。
【００２３】
以上のようなバリア性フィルム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。さらに当該バリア性フィルム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（有機層）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。
【００２４】
バリア性フィルム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が、特開２００４−６８１４３号公報に記載の大気圧プラズマ重合法によるものが特に好ましい。
【００２５】
＜金属電極層１１（有機電界発光素子ＥＬ１）＞
金属電極層１１は、発光機能層１３および対向電極１５と共に有機電界発光素子ＥＬ１を構成する電極であり、アノード（すなわち陽極）またはカソード（すなわち陰極）として設けられている。この金属電極層１１は、ここでは特に、銀もしくは銀を主成分とする合金で構成された層であって、以降に説明する下地層２０に隣接して成膜された層であることとする。
【００２６】
金属電極層１１が、銀（Ａｇ）を主成分とする合金である場合、銀を５０質量％以上含む合金であることが好ましい。金属電極層１１を構成する銀（Ａｇ）を主成分とする合金は、一例として銀マグネシウム（ＡｇＭｇ）、銀銅（ＡｇＣｕ）、銀パラジウム（ＡｇＰｄ）、銀パラジウム銅（ＡｇＰｄＣｕ）、銀インジウム（ＡｇＩｎ）、銀アルミニウム（ＡｇＡｌ）、銀モリブデン(ＡｇＭｏ)などが挙げられる。
【００２７】
以上のような金属電極層１１は、銀または銀を主成分とした合金の層が、必要に応じて複数の層に分けて積層された構成であっても良い。
【００２８】
さらにこの金属電極層１１は、膜厚が４〜１２ｎｍの範囲にあることが好ましい。膜厚が１２ｎｍ以下であることにより、層の吸収成分または反射成分が低く抑えられ、金属電極層１１の光透過率が維持されるため好ましい。また、膜厚が４ｎｍ以上であることにより金属電極層１１の導電性も確保される。
【００２９】
尚、このように極薄膜として設けられた金属電極層１１には、その低抵抗化を図ることを目的として、透明基板１０側からの発光光ｈの取り出しの妨げにならない位置に、補助電極を接続させても良い。このような補助電極を形成する材料は、金、白金、銀、銅、アルミニウム等の抵抗が低い金属が好ましい。
【００３０】
［金属電極層１１の成膜方法］
以上のような金属電極層１１の成膜方法としては、インクジェット法、コーティング法、ディップ法などのウェットプロセスを用いる方法や、蒸着法（抵抗加熱、ＥＢ法など）、スパッタ法、ＣＶＤ法などのドライプロセスを用いる方法などが挙げられる。
【００３１】
例えば、スパッタ法を適用した金属電極層１１の成膜であれば、銀を主成分とした合金のスパッタターゲット用意し、このスパッタゲートを用いたスパッタ成膜を行う。上述した合金の全ての場合において、スパッタ法を適用した金属電極層１１の成膜が可能である。このうち、銀銅（ＡｇＣｕ）、銀パラジウム（ＡｇＰｄ）、または銀パラジウム銅（ＡｇＰｄＣｕ）、または銀モリブデン(ＡｇＭｏ)を成膜する場合には、スパッタ法を適用した金属電極層１１の成膜が行われる。
【００３２】
一方、銀アルミニウム（ＡｇＡｌ）、銀マグネシウム（ＡｇＭｇ）、銀インジウム（ＡｇＩｎ）を成膜する場合であれば、蒸着法を適用した金属電極層１１の成膜も行われる。蒸着法の場合、合金成分と銀（Ａｇ）とを共蒸着する。この際、合金成分の蒸着速度と銀（Ａｇ）の蒸着速度とをそれぞれ調整することにより、主材料である銀（Ａｇ）に対する合金成分の添加濃度を調整した蒸着成膜を行う。
【００３３】
また金属電極層１１は、以降に説明する下地層２０上に成膜されることにより、成膜後の高温アニール処理等がなくても十分に導電性を有することを特徴とするが、必要に応じて、成膜後に高温アニール処理等を行ったものであっても良い。
【００３４】
＜下地層２０＞
下地層２０は、金属電極層１１の下地として透明基板１０の上方に設けられたものであり、本第１実施形態においては、透明基板１０上に第２発光層１７を介して設けられている。このような下地層２０は、銀と相互作用する物質を含有した層であって、金属電極層１１に隣接して配置されているところが重要である。このような下地層２０は、銀と相互作用する物質を含有した層であれば良く、無機材料層や有機材料層として構成される。図２〜図４には、下地層２０の各構成を示す。
【００３５】
図２に示すように、下地層２０は、有機材料層２０ａで構成されたものであっても良い。このような有機材料層２０ａは、銀と相互作用する物質として窒素原子（Ｎ）や硫黄原子（Ｓ）を含有し、好ましくはルイス塩基を含む。
【００３６】
また図３に示すように、下地層２０は、無機材料層２０ｂで構成されたものであっても良い。このような無機材料層２０ｂは、銀と相互作用する物質として、銀よりも昇華熱エンタルピーが大きい高表面エネルギー材料を含む。
【００３７】
またさらに図４に示すように、下地層２０は、上述した有機材料層２０ａと無機材料層２０ｂと積層した構成であっても良い。この場合、下地層２０は、金属電極層１１側から順に、無機材料層２０ｂと有機材料層２０ａとを配置した構成とする。
【００３８】
図１に示したように、以上のように構成された下地層２０は、何れの構成であっても光透過性を有する膜厚で構成され、金属電極層１１と第２発光層１７との間が所定の間隔ｄ以下に保たれる程度に薄い膜厚を有していることとする。ここで言う所定の間隔ｄとは１０ｎｍ程度であり、金属電極層１１と第２発光層１７とがごく近い位置に配置されるようにする。
【００３９】
次に、図２〜図４に示した各下地層２０を構成する有機材料層２０ａ、無機材料層２０ｂの詳細な構成を説明する。
【００４０】
［有機材料層２０ａ］
有機材料層２０ａは、銀と相互作用する物質として、例えば窒素（Ｎ）または硫黄（Ｓ）を含有する化合物を用いて構成された層である。この有機材料層２０ａは、ルイス塩基、すなわち非共有電子対を持っている原子を含む化合物を用いて構成されていることが好ましい。このようなルイス塩基を有する化合物として、窒素含有化合物または硫黄含有化合物が例示される。
【００４１】
一例として有機材料層２０ａは、窒素含有化合物および硫黄含有化合物の少なくとも一方または両方を用いて構成された層であり、それぞれ複数種類の化合物を含有していても良い。また、有機材料層２０ａを構成する化合物は、窒素と硫黄の両方を含有した化合物であっても良い。
【００４２】
次に、下地層２０を構成する有機材料層２０ａの詳細を、窒素含有化合物（１）、窒素含有化合物（２）、窒素含有化合物（３）、硫黄含有化合物、および有機材料層２０ａの成膜方法の順に説明する。
【００４３】
［窒素含有化合物（１）］
有機材料層２０ａを構成する窒素含有化合物は、窒素原子（Ｎ）を含んだ化合物であれば良いが、特に非共有電子対を有する窒素原子を含む有機化合物であり、次のような化合物であることが好ましい。すなわち、有機材料層２０ａを構成する窒素含有化合物は、化合物に含有される窒素原子のうち、特に金属電極層１１を構成する主材料である銀と安定的に結合する窒素原子の非共有電子対を［有効非共有電子対］とした場合、この［有効非共有電子対］の含有率が所定範囲であることが好ましい。
【００４４】
ここで［有効非共有電子対］とは、化合物に含有される窒素原子が有する非共有電子対のうち、芳香族性に関与せずかつ金属に配位していない非共有電子対であることとする。ここでの芳香族性とは、π電子を持つ原子が環状に並んだ不飽和環状構造を言い、いわゆる「ヒュッケル則」に従う芳香族性であって、環上のπ電子系に含まれる電子の数が「４ｎ＋２」(ｎ＝０、または自然数)個であることを条件としている。
【００４５】
以上のような［有効非共有電子対］は、その非共有電子対を備えた窒素原子自体が、芳香環を構成するヘテロ原子であるか否かにかかわらず、窒素原子が有する非共有電子対が芳香族性と関与しているか否かによって選択される。例えば、ある窒素原子が芳香環を構成するヘテロ原子であっても、その窒素原子の非共有電子対が、芳香族性に必須要素として直接的に関与しない非共有電子対、すなわち共役不飽和環構造（芳香環）上の非局在化したπ電子系に芳香族性発現のために必須のものとして関与していない非共有電子対であれば、その非共有電子対は［有効非共有電子対］の一つとしてカウントされる。これに対して、ある窒素原子が芳香環を構成するヘテロ原子でない場合であっても、その窒素原子の非共有電子対が芳香族性に関与していれば、その窒素原子の非共有電子対は［有効非共有電子対］としてカウントされることはない。尚、各化合物において、上述した［有効非共有電子対］の数ｎは、［有効非共有電子対］を有する窒素原子の数と一致する。
【００４６】
次に、上述した［有効非共有電子対］について、具体例を挙げて詳細に説明する。
【００４７】
窒素原子は、第１５族元素であり、最外殻に５個の電子を有する。このうち３個の不対電子は他の原子との共有結合に用いられ、残りの２個は一対の非共有電子対となる。このため、通常、窒素原子の結合本数は３本である。
【００４８】
例えば、窒素原子を有する基として、アミノ基（−ＮＲ１Ｒ２）、アミド基（−Ｃ（＝Ｏ）ＮＲ１Ｒ２）、ニトロ基（−ＮＯ２）、シアノ基（−ＣＮ）、ジアゾ基（−Ｎ２）、アジド基（−Ｎ３）、ウレア結合（−ＮＲ１Ｃ＝ＯＮＲ２−）、イソチオシアネート基（−Ｎ＝Ｃ＝Ｓ）、チオアミド基（−Ｃ（＝Ｓ）ＮＲ１Ｒ２）などが挙げられる。尚、Ｒ１，Ｒ２は、それぞれ水素原子（Ｈ）または置換基である。これらの基を構成する窒素原子の非共有電子対は、芳香族性に関与せずかつ金属に配位していないため、［有効非共有電子対］に該当する。このうち、ニトロ基（−ＮＯ２）の窒素原子が有する非共有電子対は、酸素原子との共鳴構造に利用されているものの、以降の実施例で示すように良好な効果が得られていることから、芳香族性に関与せずかつ金属に配位していない［有効非共有電子対］として窒素上に存在すると考えられる。
【００４９】
また、窒素原子は、非共有電子対を利用することで４本目の結合を作り出すこともできる。この場合の一例を図５を用いて説明する。図５は、テトラブチルアンモニウムクロライド（ＴＢＡＣ）の構造式と、トリス（２−フェニルピリジン）イリジウム（III）［Ｉｒ（ｐｐｙ）３］の構造式である。
【００５０】
このうち、ＴＢＡＣは、四つのブチル基のうちの１つが窒素原子とイオン結合しており、対イオンとして塩化物イオンを有する第四級アンモニウム塩である。この場合、窒素原子の非共有電子対を構成する電子のうちの１つは、ブチル基とのイオン結合に供与される。このため、ＴＢＡＣの窒素原子は、そもそも非共有電子対が存在していないと同等になる。したがって、ＴＢＡＣを構成する窒素原子の非共有電子対は、芳香族性に関与せずかつ金属に配位していない［有効非共有電子対］には該当しない。
【００５１】
また、Ｉｒ（ｐｐｙ）３は、イリジウム原子と窒素原子とが配位結合している中性の金属錯体である。このＩｒ（ｐｐｙ）３を構成する窒素原子の非共有電子対は、イリジウム原子に配位していて、配位結合に利用されている。したがって、Ｉｒ（ｐｐｙ）３を構成する窒素原子の非共有電子対も、芳香族性に関与せずかつ金属に配位していない［有効非共有電子対］には該当しない。
【００５２】
また、窒素原子は、芳香環を構成することのできるヘテロ原子として一般的であり、芳香族性の発現に寄与することができる。この「含窒素芳香環」としては、たとえば、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、トリアジン環、ピロール環、イミダゾール環、ピラゾール環、トリアゾール環、テトラゾール環等が挙げられる。
【００５３】
図６は、以上に例示した基のうちの一つであるピリジン環の構造式と分子軌道を示す図である。図６に示すとおり、ピリジン環は、６員環状に並んだ共役（共鳴）不飽和環構造において、非局在化したπ電子の数が６個であるため、４ｎ＋２（ｎ＝０または自然数）のヒュッケル則を満たす。６員環内の窒素原子は、−ＣＨ＝を置換したものであるため、１個の不対電子を６π電子系に動員するのみで、非共有電子対は芳香族性発現のために必須のものとして関与していない。
【００５４】
したがって、ピリジン環を構成する窒素原子の非共有電子対は、芳香族性に関与せずかつ金属に配位していない［有効非共有電子対］に該当する。
【００５５】
図７は、ピロール環の構造式と分子軌道を示す図である。図７に示すとおり、ピロール環は、５員環を構成する炭素原子のうちの一つが窒素原子に置換された構造であるが、やはりπ電子の数は６個であり、ヒュッケル則を満たした含窒素芳香環である。ピロール環の窒素原子は、水素原子とも結合しているため、非共有電子対が６π電子系に動員される。
【００５６】
したがって、ピロール環の窒素原子は、非共有電子対を有するものの、この非共有電子対は、芳香族性発現のために必須のものとして利用されているため、芳香族性に関与せずかつ金属に配位していない［有効非共有電子対］には該当しない。
【００５７】
図８は、イミダゾール環の構造式と分子軌道を示す図である。図８に示すとおり、イミダゾール環は、二つの窒素原子Ｎ１，Ｎ２が、５員環内の１、３位に置換した構造を有しており、やはりπ電子数が６個の含窒素芳香環である。このうち一つの窒素原子Ｎ１は、１個の不対電子のみを６π電子系に動員し、非共有電子対を芳香族性発現のために利用していないピリジン環型の窒素原子であり、この窒素原子Ｎ１の非共有電子対は、［有効非共有電子対］に該当する。これに対して、他方の窒素原子Ｎ２は、非共有電子対を６π電子系に動員しているピロール環型の窒素原子であるため、この窒素原子Ｎ２の非共有電子対は、［有効非共有電子対］に該当しない。
【００５８】
したがって、イミダゾール環においては、これを構成する二つの窒素原子Ｎ１，Ｎ２のうちの一つの窒素原子Ｎ１の非共有電子対のみが、［有効非共有電子対］に該当する。
【００５９】
以上のような「含窒素芳香環」の窒素原子における非共有電子対の選別は、含窒素芳香環骨格を有する縮環化合物の場合も同様に適用される。
【００６０】
図９は、δ−カルボリン環の構造式と分子軌道を示す図である。図９に示すとおり、δ−カルボリン環は、含窒素芳香環骨格を有する縮環化合物であり、ベンゼン環骨格、ピロール環骨格、およびピリジン環骨格がこの順に縮合したアザカルバゾール化合物である。このうち、ピリジン環の窒素原子Ｎ３は１個の不対電子のみをπ電子系に動員し、ピロール環の窒素原子Ｎ４は非共有電子対をπ電子系に動員しており、環を形成している炭素原子からの１１個のπ電子とともに、全体のπ電子数が１４個の芳香環となっている。
【００６１】
したがって、δ-カルボリン環の二つの窒素原子Ｎ３，Ｎ４のうち、ピリジン環を構成する窒素原子Ｎ３の非共有電子対は［有効非共有電子対］に該当するが、ピロール環を構成する窒素原子Ｎ４の非共有電子対は、［有効非共有電子対］に該当しない。
【００６２】
このように、縮環化合物を構成する窒素原子の非共有電子対は、縮環化合物を構成するピリジン環やピロール環等の単環中の結合と同様に、縮環化合物中の結合に関与する。
【００６３】
そして以上説明した［有効非共有電子対］は、電極層１ｂの主成分である銀と強い相互作用を発現するために重要である。そのような［有効非共有電子対］を有する窒素原子は、安定性、耐久性の観点から、含窒素芳香環中の窒素原子であることが好ましい。したがって、窒素含有層１ａに含有される化合物は、［有効非共有電子対］を持つ窒素原子をヘテロ原子とした芳香族複素環を有することが好ましい。
【００６４】
特に本実施形態においては、このような化合物の分子量Ｍに対する［有効非共有電子対］の数ｎを、例えば有効非共有電子対含有率［ｎ／Ｍ］と定義する。そして有機材料層２０ａは、この［ｎ／Ｍ］が、２．０×１０-３≦［ｎ／Ｍ］となるように選択された化合物を用いて構成されていても良い。また有機材料層２０ａは、以上のように定義される有効非共有電子対含有率［ｎ／Ｍ］が、３．９×１０-３≦［ｎ／Ｍ］の範囲であれば好ましく、６．５×１０-３≦［ｎ／Ｍ］の範囲であればさらに好ましい。
【００６５】
また有機材料層２０ａは、有効非共有電子対含有率［ｎ／Ｍ］が上述した所定範囲である化合物を用いて構成されていれば良く、このような化合物のみで構成されていても良く、またこのような化合物と他の化合物とを混合して用いて構成されていても良い。他の化合物は、窒素原子が含有されていてもいなくても良く、さらに有効非共有電子対含有率［ｎ／Ｍ］が上述した所定範囲でなくても良い。
【００６６】
有機材料層２０ａが、複数の化合物を用いて構成されている場合、例えば化合物の混合比に基づき、これらの化合物を混合した混合化合物の分子量Ｍを求め、この分子量Ｍに対しての［有効非共有電子対］の合計の数ｎを、有効非共有電子対含有率［ｎ／Ｍ］の平均値として求め、この値が上述した所定範囲であることが好ましい。つまり有機材料層２０ａ自体の有効非共有電子対含有率［ｎ／Ｍ］が所定範囲であることが好ましい。
【００６７】
尚、有機材料層２０ａが、複数の化合物を用いて構成されている場合であって、膜厚方向に化合物の混合比（含有比）が異なる構成であれば、金属電極層１１と接する側の有機材料層２０ａの表面層における有効非共有電子対含有率［ｎ／Ｍ］が所定範囲であれば良い。
【００６８】
以下に、有機材料層２０ａを構成する窒素含有化合物として、上述した有効非共有電子対含有率［ｎ／Ｍ］が２．０×１０-３≦［ｎ／Ｍ］を満たす窒素含有化合物の具体例（No.１〜No.４８）を示す。各窒素含有化合物No.１〜No.４８には、［有効非共有電子対］を有する窒素原子に対して○を付した。また、下記表１には、これらの窒素含有化合物No.１〜No.４８の分子量Ｍ、［有効非共有電子対］の数ｎ、および有効非共有電子対含有率［ｎ／Ｍ］を示す。下記窒素含有化合物No.３３の銅フタロシアニンにおいては、窒素原子が有する非共有電子対のうち銅に配位していない非共有電子対が［有効非共有電子対］としてカウントされる。
【００６９】
【化１】
2014181640.tif 000003
【００７０】
【化２】
2014181640.tif 000004
【００７１】
【化３】
2014181640.tif 000005
【００７２】
【化４】
2014181640.tif 000006
【００７３】
【化５】
2014181640.tif 000007
【００７４】
【化６】
2014181640.tif 000008
【００７５】
【表１】
2014181640.tif 000009
【００７６】
尚、上記表１には、これらの例示した窒素含有化合物が、以降に説明する他の窒素含有化合物を表す一般式（１）〜（８ａ）にも属する場合の該当一般式を示した。
【００７７】
［窒素含有化合物（２）］
有機材料層２０ａを構成する他の窒素含有化合物（２）として、以上のような有効非共有電子対含有率［ｎ／Ｍ］が上述した所定範囲である窒素含有化合物（１）の他、その成膜性の観点から、次に説明する一般式（１）〜（８ａ）で表される構造を有する窒素含有化合物（２）が用いられる。
【００７８】
これらの一般式（１）〜（８ａ）で示される構造を有する窒素含有化合物（２）の中には、上述した有効非共有電子対含有率［ｎ／Ｍ］の範囲に当てはまる窒素含有化合物（１）も含まれ、このような窒素含有化合物であれば単独で有機材料層２０ａを構成する窒素含有化合物として用いることができる（上記表１参照）。一方、下記一般式（１）〜（８ａ）で示される構造を有する窒素含有化合物（２）が、上述した有効非共有電子対含有率［ｎ／Ｍ］の範囲に当てはまらない窒素含有化合物であれば、有効非共有電子対含有率［ｎ／Ｍ］が上述した範囲の窒素含有化合物（１）と混合することで有機材料層２０ａを構成する窒素含有化合物として用いることが好ましい。
【００７９】
【化７】
2014181640.tif 000010
【００８０】
上記一般式（１）中におけるＸ１１は、−Ｎ（Ｒ１１）−または−Ｏ−を表す。また一般式（１）中におけるＥ１０１〜Ｅ１０８は、各々−Ｃ（Ｒ１２）＝または−Ｎ＝を表す。Ｅ１０１〜Ｅ１０８のうち少なくとも１つは−Ｎ＝である。上記Ｒ１１およびＲ１２は、それぞれが水素原子（Ｈ）または置換基を表す。
【００８１】
この置換基の例としては、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、ｔｅｒｔ−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、ペンタデシル基等）、シクロアルキル基（例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等）、アルケニル基（例えば、ビニル基、アリル基等）、アルキニル基（例えば、エチニル基、プロパルギル基等）、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）、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、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任意の炭素原子の一つが窒素原子で置き換わったものを示す）、フタラジニル基等）、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、オキサゾリジル基等）、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等）、アリールオキシ基（例えば、フェノキシ基、ナフチルオキシ基等）、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、ドデシルチオ基等）、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等）、アリールチオ基（例えば、フェニルチオ基、ナフチルチオ基等）、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等）、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等）、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等）、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等）、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等）、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等）、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等）、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等）、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等）、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等）、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等）、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、ピペリジル基（ピペリジニル基ともいう）、２，２，６，６−テトラメチルピペリジニル基等）、ハロゲン原子（例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子等）、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等）、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等）、リン酸エステル基（例えば、ジヘキシルホスホリル基等）、亜リン酸エステル基（例えばジフェニルホスフィニル基等）、ホスホノ基等が挙げられる。
【００８２】
これらの置換基の一部は、上記の置換基によってさらに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。これらの置換基は、化合物と銀（Ａｇ）との相互作用を阻害することのないものが好ましく用いられ、さらには上述した有効非共有電子対を有する窒素を有するものが特に好ましく適用される。尚、以上の置換基に関する記述は、以降に説明する一般式（２）〜（８ａ）の説明において示される置換基に対して同様に適用される。
【００８３】
以上のような一般式（１）で表される構造を有する化合物は、化合物中の窒素と、電極層１ｂを構成する銀との間で強力な相互作用を発現できるため、好ましい。
【００８４】
【化８】
2014181640.tif 000011
【００８５】
上記一般式（１ａ）で示される構造を有する窒素含有化合物は、上記一般式（１）で示される構造を有する窒素含有化合物の一形態であり、一般式（１）におけるＸ１１を−Ｎ（Ｒ１１）−とした窒素含有化合物である。このような化合物であれば、上記相互作用をより強力に発現できるため、好ましい。
【００８６】
【化９】
2014181640.tif 000012
【００８７】
上記一般式（１ａ−１）で示される構造を有する窒素含有化合物は、上記一般式（１ａ）で示される窒素含有化合物の一形態であり、一般式（１ａ）におけるＥ１０４を−Ｎ＝とした窒素含有化合物である。このような化合物であれば、より効果的に上記相互作用を発現できるため、好ましい。
【００８８】
【化１０】
2014181640.tif 000013
【００８９】
上記一般式（１ａ−２）で示される構造を有する窒素含有化合物は、上記一般式（１ａ）で示される窒素含有化合物の他の一形態であり、一般式（１ａ）におけるＥ１０３およびＥ１０６を−Ｎ＝とした窒素含有化合物である。このような化合物は、窒素原子の数が多いことから、より強力に上記相互作用を発現できるため、好ましい。
【００９０】
【化１１】
2014181640.tif 000014
【００９１】
上記一般式（１ｂ）で示される構造を有する窒素含有化合物は、上記一般式（１）で示される構造を有する窒素含有化合物の他の一形態であり、一般式（１）におけるＸ１１を−Ｏ−とし、Ｅ１０４を−Ｎ＝とした窒素含有化合物である。このような化合物であれば、より効果的に上記相互作用を発現できるため、好ましい。
【００９２】
さらに、以下の一般式（２）〜（８ａ）で表される構造を有する化合物であれば、より効果的に上記相互作用を発現できるため、好ましい。
【００９３】
【化１２】
2014181640.tif 000015
【００９４】
上記一般式（２）は、一般式（１）の一形態でもある。上記一般式（２）の式中、Ｙ２１は、アリーレン基、ヘテロアリーレン基またはそれらの組み合わせからなる２価の連結基を表す。Ｅ２０１〜Ｅ２１６、Ｅ２２１〜Ｅ２３８は、各々−Ｃ（Ｒ２１）＝または−Ｎ＝を表す。Ｒ２１は水素原子（Ｈ）または置換基を表す。ただし、Ｅ２２１〜Ｅ２２９の少なくとも１つ、およびＥ２３０〜Ｅ２３８の少なくとも１つは−Ｎ＝を表す。ｋ２１およびｋ２２は０〜４の整数を表すが、ｋ２１＋ｋ２２は２以上の整数である。
【００９５】
一般式（２）において、Ｙ２１で表されるアリーレン基としては、例えば、ｏ−フェニレン基、ｐ−フェニレン基、ナフタレンジイル基、アントラセンジイル基、ナフタセンジイル基、ピレンジイル基、ナフチルナフタレンジイル基、ビフェニルジイル基（例えば、［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジイル基、３，３’−ビフェニルジイル基、３，６−ビフェニルジイル基等）、テルフェニルジイル基、クアテルフェニルジイル基、キンクフェニルジイル基、セキシフェニルジイル基、セプチフェニルジイル基、オクチフェニルジイル基、ノビフェニルジイル基、デシフェニルジイル基等が例示される。
【００９６】
また一般式（２）において、Ｙ２１で表されるヘテロアリーレン基としては、例えば、カルバゾール環、カルボリン環、ジアザカルバゾール環（モノアザカルボリン環ともいい、カルボリン環を構成する炭素原子のひとつが窒素原子で置き換わった構成の環構成を示す）、トリアゾール環、ピロール環、ピリジン環、ピラジン環、キノキサリン環、チオフェン環、オキサジアゾール環、ジベンゾフラン環、ジベンゾチオフェン環、インドール環からなる群から導出される２価の基等が例示される。
【００９７】
Ｙ２１で表されるアリーレン基、ヘテロアリーレン基またはそれらの組み合わせからなる２価の連結基の好ましい態様としては、ヘテロアリーレン基の中でも、３環以上の環が縮合してなる縮合芳香族複素環から導出される基を含むことが好ましく、また、当該３環以上の環が縮合してなる縮合芳香族複素環から導出される基としては、ジベンゾフラン環から導出される基またはジベンゾチオフェン環から導出される基が好ましい。
【００９８】
一般式（２）において、Ｅ２０１〜Ｅ２１６、Ｅ２２１〜Ｅ２３８で各々表される−Ｃ（Ｒ２１）＝のＲ２１が置換基である場合、その置換基の例としては、一般式（１）のＲ１１，Ｒ１２として例示した置換基が同様に適用される。
【００９９】
一般式（２）において、Ｅ２０１〜Ｅ２０８のうちの６つ以上、およびＥ２０９〜Ｅ２１６のうちの６つ以上が、各々−Ｃ（Ｒ２１）＝で表されることが好ましい。
【０１００】
一般式（２）において、Ｅ２２５〜Ｅ２２９の少なくとも１つ、およびＥ２３４〜Ｅ２３８の少なくとも１つが−Ｎ＝を表すことが好ましい。
【０１０１】
さらには、一般式（２）において、Ｅ２２５〜Ｅ２２９のいずれか１つ、およびＥ２３４〜Ｅ２３８のいずれか１つが−Ｎ＝を表すことが好ましい。
【０１０２】
また、一般式（２）において、Ｅ２２１〜Ｅ２２４およびＥ２３０〜Ｅ２３３が、各々−Ｃ（Ｒ２１）＝で表されることが好ましい態様として挙げられる。
【０１０３】
さらに、一般式（２）で表される窒素含有化合物において、Ｅ２０３が−Ｃ（Ｒ２１）＝で表され、かつＲ２１が連結部位を表すことが好ましく、さらに、Ｅ２１１も同時に−Ｃ（Ｒ２１）＝で表され、かつＲ２１が連結部位を表すことが好ましい。
【０１０４】
さらに、Ｅ２２５及びＥ２３４が−Ｎ＝で表されることが好ましく、Ｅ２２１〜Ｅ２２４およびＥ２３０〜Ｅ２３３が、各々−Ｃ（Ｒ２１）＝で表されることが好ましい。
【０１０５】
【化１３】
2014181640.tif 000016
【０１０６】
上記一般式（３）は、一般式（１ａ−２）の一形態でもある。上記一般式（３）の式中、Ｅ３０１〜Ｅ３１２は、各々−Ｃ（Ｒ３１）＝を表し、Ｒ３１は水素原子（Ｈ）または置換基を表す。また、Ｙ３１は、アリーレン基、ヘテロアリーレン基またはそれらの組み合わせからなる２価の連結基を表す。
【０１０７】
上記一般式（３）において、Ｅ３０１〜Ｅ３１２で各々表される−Ｃ（Ｒ３１）＝のＲ３１が置換基である場合、その置換基の例としては、一般式（１）のＲ１１，Ｒ１２として例示した置換基が同様に適用される。
【０１０８】
また一般式（３）において、Ｙ３１で表されるアリーレン基、ヘテロアリーレン基またはそれらの組み合わせからなる２価の連結基の好ましい態様としては、一般式（２）のＹ２１と同様のものが挙げられる。
【０１０９】
【化１４】
2014181640.tif 000017
【０１１０】
上記一般式（４）は、一般式（１ａ−１）の一形態でもある。上記一般式（４）の式中、Ｅ４０１〜Ｅ４１４は、各々−Ｃ（Ｒ４１）＝を表し、Ｒ４１は水素原子（Ｈ）または置換基を表す。またＡｒ４１は、置換あるいは無置換の、芳香族炭化水素環あるいは芳香族複素環を表す。さらにｋ４１は３以上の整数を表す。
【０１１１】
上記一般式（４）において、Ｅ４０１〜Ｅ４１４で各々表される−Ｃ（Ｒ４１）＝のＲ４１が置換基である場合、その置換基の例としては、一般式（１）のＲ１１，Ｒ１２として例示した置換基が同様に適用される。
【０１１２】
また一般式（４）において、Ａｒ４１が芳香族炭化水素環を表す場合、この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、さらに一般式（１）のＲ１１，Ｒ１２として例示した置換基を有しても良い。
【０１１３】
また一般式（４）において、Ａｒ４１が芳香族複素環を表す場合、この芳香族複素環としては、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、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、フタラジン環、カルバゾール環、アザカルバゾール環等が挙げられる。尚、アザカルバゾール環とは、カルバゾール環を構成するベンゼン環の炭素原子が１つ以上窒素原子で置き換わったものを示す。これらの環は、さらに一般式（１）において、Ｒ１１，Ｒ１２として例示した置換基を有しても良い。
【０１１４】
【化１５】
2014181640.tif 000018
【０１１５】
上記一般式（５）の式中、Ｒ５１は置換基を表す。Ｅ５０１，Ｅ５０２、Ｅ５１１〜Ｅ５１５、Ｅ５２１〜Ｅ５２５は、各々−Ｃ（Ｒ５２）＝または−Ｎ＝を表す。Ｅ５０３〜Ｅ５０５は、各々−Ｃ（Ｒ５２）＝を表す。Ｒ５２は、水素原子（Ｈ）または置換基を表す。Ｅ５０１およびＥ５０２のうちの少なくとも１つは−Ｎ＝であり、Ｅ５１１〜Ｅ５１５のうちの少なくとも１つは−Ｎ＝であり、Ｅ５２１〜Ｅ５２５のうちの少なくとも１つは−Ｎ＝である。
【０１１６】
上記一般式（５）において、Ｒ５１が表す置換基およびＲ５２が置換基を表す場合、これらの置換基の例としては、一般式（１）のＲ１１，Ｒ１２として例示した置換基が同様に適用される。
【０１１７】
【化１６】
2014181640.tif 000019
【０１１８】
上記一般式（６）の式中、Ｅ６０１〜Ｅ６１２は、各々−Ｃ（Ｒ６１）＝または−Ｎ＝を表し、Ｒ６１は水素原子（Ｈ）または置換基を表す。またＡｒ６１は、置換あるいは無置換の、芳香族炭化水素環あるいは芳香族複素環を表す。
【０１１９】
上記一般式（６）において、Ｅ６０１〜Ｅ６１２で各々表される−Ｃ（Ｒ６１）＝のＲ６１が置換基である場合、その置換基の例としては、一般式（１）のＲ１１，Ｒ１２として例示した置換基が同様に適用される。
【０１２０】
また一般式（６）において、Ａｒ６１が表す、置換あるいは無置換の、芳香族炭化水素環あるいは芳香族複素環は、一般式（４）のＡｒ４１と同様のものが挙げられる。
【０１２１】
【化１７】
2014181640.tif 000020
【０１２２】
上記一般式（７）の式中、Ｒ７１〜Ｒ７３は、各々水素原子（Ｈ）または置換基を表し、Ａｒ７１は、芳香族炭化水素環基あるいは芳香族複素環基を表す。
【０１２３】
また一般式（７）において、Ａｒ７１が表す芳香族炭化水素環あるいは芳香族複素環は、一般式（４）のＡｒ４１と同様のものが挙げられる。
【０１２４】
【化１８】
2014181640.tif 000021
【０１２５】
上記一般式（８）は、一般式（７）の一形態でもある。上記一般式（８）の式中、Ｒ８１〜Ｒ８６は、各々水素原子（Ｈ）または置換基を表す。Ｅ８０１〜Ｅ８０３は、各々−Ｃ（Ｒ８７）＝または−Ｎ＝を表し、Ｒ８７は水素原子（Ｈ）または置換基を表す。Ａｒ８１は、芳香族炭化水素環基または芳香族複素環基を表す。
【０１２６】
また一般式（８）において、Ａｒ８１が表す、芳香族炭化水素環あるいは芳香族複素環は、一般式（４）のＡｒ４１と同様のものが挙げられる。
【０１２７】
【化１９】
2014181640.tif 000022
【０１２８】
上記一般式（８ａ）で示される構造を有する化合物は、上記一般式（８）で示される構造を有する化合物の一形態であり、一般式（８）におけるＡｒ８１がカルバゾール誘導体である。上記一般式（８ａ）の式中、Ｅ８０４〜Ｅ８１１は、各々−Ｃ（Ｒ８８）＝または−Ｎ＝を表し、Ｒ８８は水素原子（Ｈ）または置換基を表す。Ｅ８０８〜Ｅ８１１のうち少なくとも一つは−Ｎ＝であり、Ｅ８０４〜Ｅ８０７、Ｅ８０８〜Ｅ８１１は、各々互いに結合して新たな環を形成してもよい。
【０１２９】
［窒素含有化合物（３）］
有機材料層２０ａを構成するさらに他の窒素含有化合物（３）として、以上のような一般式（１）〜（８ａ）で表される窒素含有化合物（２）の他、下記に具体例を示す窒素含有化合物１〜１６６が例示される。これらの窒素含有化合物は、成膜性に優れた材料である。またこれらの窒素含有化合物は、有機電界発光素子ＥＬ１における電子輸送層または電子注入層を構成する材料としても用いることができるのである。尚、これらの窒素含有化合物１〜１６６の中には、上述した有効非共有電子対含有率［ｎ／Ｍ］の範囲に当てはまる窒素含有化合物も含まれ、このような窒素含有化合物であれば単独で有機材料層２０ａを構成する窒素含有化合物として用いることができる。さらに、これらの窒素含有化合物１〜１６６の中には、上述した一般式（１）〜（８ａ）に当てはまる窒素含有化合物もある。
【０１３０】
【化２０】
2014181640.tif 000023
【０１３１】
【化２１】
2014181640.tif 000024
【０１３２】
【化２２】
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【０１３３】
【化２３】
2014181640.tif 000026
【０１３４】
【化２４】
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【０１３５】
【化２５】
2014181640.tif 000028
【０１３６】
【化２６】
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【０１３７】
【化２７】
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【０１３８】
【化２８】
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【０１３９】
【化２９】
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【０１４０】
【化３０】
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【０１４１】
【化３１】
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【０１４２】
【化３２】
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【０１４３】
【化３３】
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【０１４４】
【化３４】
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【０１４５】
【化３５】
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【０１４６】
【化３６】
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【０１４７】
【化３７】
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【０１４８】
【化３８】
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【０１４９】
【化３９】
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【０１５０】
【化４０】
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【０１５１】
【化４１】
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【０１５２】
【化４２】
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【０１５３】
【化４３】
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【０１５４】
【化４４】
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【０１５５】
【化４５】
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【０１５６】
【化４６】
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【０１５７】
【化４７】
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【０１５８】
【化４８】
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【０１５９】
【化４９】
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【０１６０】
【化５０】
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【０１６１】
【化５１】
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【０１６２】
【化５２】
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【０１６３】
【化５３】
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【０１６４】
【化５４】
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【０１６５】
［窒素含有化合物の合成例］
以下に代表的な窒素含有化合物の合成例として、窒素含有化合物５の具体的な合成例を示すが、これに限定されない。
【０１６６】
【化５５】
2014181640.tif 000058
【０１６７】
工程１：（中間体１の合成）
窒素雰囲気下、２，８−ジブロモジベンゾフラン（１．０モル）、カルバゾール（２．０モル）、銅粉末（３．０モル）、炭酸カリウム（１．５モル）を、ＤＭＡｃ（ジメチルアセトアミド）３００ｍｌ中で混合し、１３０℃で２４時間撹拌した。これによって得た反応液を室温まで冷却後、トルエン１Ｌを加え、蒸留水で３回洗浄し、減圧雰囲気下において洗浄物から溶媒を留去し、その残渣をシリカゲルフラッシュクロマトグラフィー（ｎ−ヘプタン：トルエン＝４：１〜３：１）にて精製し、中間体１を収率８５％で得た。
【０１６８】
工程２：（中間体２の合成）
室温、大気下で中間体１（０．５モル）をＤＭＦ（ジメチルホルムアミド）１００ｍｌに溶解し、ＮＢＳ（Ｎ−ブロモコハク酸イミド）（２．０モル）を加え、一晩室温で撹拌した。得られた沈殿を濾過し、メタノールで洗浄し、中間体２を収率９２％で得た。
【０１６９】
工程３：（窒素含有化合物５の合成）
窒素雰囲気下、中間体２（０．２５モル）、２−フェニルピリジン（１．０モル）、ルテニウム錯体［（η６−Ｃ６Ｈ６）ＲｕＣｌ２］２（０．０５モル）、トリフェニルホスフィン（０．２モル）、炭酸カリウム（１２モル）を、ＮＭＰ（Ｎ−メチル−２−ピロリドン）３Ｌ中で混合し、１４０℃で一晩撹拌した。
【０１７０】
反応液を室温まで冷却後、ジクロロメタン５Ｌを加え、反応液を濾過した。次いで減圧雰囲気下（８００Ｐａ、８０℃）において濾液から溶媒を留去し、その残渣をシリカゲルフラッシュクロマトグラフィー（ＣＨ２Ｃｌ２：Ｅｔ３Ｎ＝２０：１〜１０：１）にて精製した。
【０１７１】
減圧雰囲気下において、精製物から溶媒を留去した後、その残渣をジクロロメタンに再び溶解し、水で３回洗浄した。洗浄によって得られた物質を無水硫酸マグネシウムで乾燥させ、減圧雰囲気下において乾燥後の物質から溶媒を留去することにより、窒素含有化合物５を収率６８％で得た。
【０１７２】
［硫黄含有化合物］
有機材料層２０ａを構成する硫黄含有化合物は、硫黄（Ｓ）を含んだ化合物であればよいが、特に非共有電子対を有する硫黄原子を含む有機化合物であり、２価の硫黄原子を有する下記一般式（９）、一般式（１０）、一般式（１１）、または一般式（１２）で表される。
【０１７３】
【化５６】
2014181640.tif 000059
【０１７４】
上記一般式（９）において、Ｒ９１およびＲ９２は、置換基を表す。Ｒ９１およびＲ９２で表される置換基としては、一般式（１）のＲ１１，Ｒ１２として例示した置換基が同様に適用される。
【０１７５】
【化５７】
2014181640.tif 000060
【０１７６】
上記一般式（１０）において、Ｒ９３およびＲ９４は、置換基を表す。Ｒ９３およびＲ９４で表される置換基としては、一般式（１）のＲ１１，Ｒ１２として例示した置換基が同様に適用される。
【０１７７】
【化５８】
2014181640.tif 000061
【０１７８】
上記一般式（１１）において、Ｒ９５は、置換基を表す。Ｒ９５で表される置換基としては、一般式（１）のＲ１１，Ｒ１２として例示した置換基が同様に適用される。
【０１７９】
【化５９】
2014181640.tif 000062
【０１８０】
上記一般式（１２）において、Ｒ９６は、置換基を表す。Ｒ９６で表される置換基としては、一般式（１）のＲ１１，Ｒ１２として例示した置換基が同様に適用される。
【０１８１】
以下に、有機材料層２０ａを構成する硫黄含有化合物の具体例を示すが、硫黄含有化合物はこれらの例示した化合物に限定されるものではない。
【０１８２】
非共有電子対を有する硫黄原子を含む有機化合物（硫黄含有化合物）のうち、２価の硫黄原子を有する一般式（９）で表される化合物の具体例としては、下記化合物が挙げられる。
【０１８３】
【化６０】
2014181640.tif 000063
【０１８４】
また、一般式（１０）で表される化合物の具体例としては、下記化合物が挙げられる。
【０１８５】
【化６１】
2014181640.tif 000064
【０１８６】
また、一般式（１１）で表される化合物の具体例としては、下記化合物が挙げられる。
【０１８７】
【化６２】
2014181640.tif 000065
【０１８８】
【化６３】
2014181640.tif 000066
【０１８９】
また、一般式（１２）で表される化合物の具体例としては、下記化合物が挙げられる。
【０１９０】
【化６４】
2014181640.tif 000067
【０１９１】
尚、有機材料層２０ａを構成する硫黄含有化合物は、以上に例示した化合物の他、窒素含有化合物と同様に、有効非共有電子対含有率［ｎ／Ｍ］が、２．０×１０-３≦［ｎ／Ｍ］となるように選択された化合物であっても良く、３．９×１０-３≦［ｎ／Ｍ］の範囲であればさらに好ましい。
【０１９２】
尚、ここで言う有効非共有電子対含有率［ｎ／Ｍ］とは、窒素含有化合物（１）においての定義と同様である。すなわち、硫黄含有化合物に含有される硫黄原子のうち、特に金属電極層１１を構成する主材料である銀と安定的に結合する硫黄原子の非共有電子対を［有効非共有電子対］とした場合、この化合物の分子量Ｍに対する［有効非共有電子対］の数ｎである。
【０１９３】
［有機材料層２０ａの成膜方法］
以上のような有機材料層２０ａの成膜方法としては、インクジェット法、コーティング法、ディップ法などのウェットプロセスを用いる方法や、蒸着法（抵抗加熱法、電子ビーム蒸着法など）、スパッタ法、ＣＶＤ法などのドライプロセスを用いる方法などが挙げられる。なかでも蒸着法が好ましく適用される。
【０１９４】
特に、複数の化合物を用いて有機材料層２０ａを成膜する場合であれば、複数の蒸着源から複数の化合物を同時に供給する共蒸着が適用される。また化合物として高分子材料を用いる場合であれば、塗布法が好ましく適用される。この場合、化合物を溶媒に溶解させた塗布液を用いる。化合物を溶解させる溶媒が限定されることはない。さらに、複数の化合物を用いて有機材料層２０ａを成膜する場合であれば、複数の化合物を溶解させることが可能な溶媒を用いて塗布液を作製すれば良い。
【０１９５】
＜無機材料層２０ｂ＞
図３または図４に示すように下地層２０を構成する無機材料層２０ｂは、金属電極層１１を構成する銀（Ａｇ）よりも、昇華熱エンタルピーが大きい高表面エネルギー材料を用いて構成された層であって、金属電極層１１に接した状態で設けられる。銀（Ａｇ）よりも、昇華熱エンタルピーが大きい材料（高表面エネルギー材料）としては、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、金（Ａｕ）、プラチナ（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、インジウム（Ｉｎ）、Ｍｏ（モリブデン）、銅（Ｃｕ）等が例示される。
【０１９６】
無機材料層２０ｂは、これらの材料のうちの少なくとも１つを用いて構成されると共に、これらの材料を主成分とし、その他の材料を含有していてもよい。その他の材料としては、銀（Ａｇ）、マグネシウム（Ｍｇ）、銅（Ｃｕ）、インジウム（Ｉｎ）、リチウム（Ｌｉ）などが用いられる。
【０１９７】
また、これらの材料は酸化物の状態で設けられても良く、例えばモリブデン（Ｍｏ）であれば酸化モリブデン（ＭｏＯ２、ＭｏＯ３）として無機材料層２０ｂを構成しても良い。
【０１９８】
以上のような無機材料層２０ｂは、光透過性を有する膜厚で構成されることとする。このような無機材料層２０ｂは、連続した膜として構成されている必要はなく、島状であったり複数の孔を有する形状であっても良い。特に無機材料層２０ｂが金属材料で構成される場合、この無機材料層２０ｂは、隣接して設けられる金属電極層１１とともに、有機電界発光素子ＥＬ１の電極層を構成するものとなる。この場合であっても、無機材料層２０ｂは、光透過性を有する程度に極薄い膜厚であることが重要である。
【０１９９】
また、図３に示したように、無機材料層２０ｂを単独で下地層２０とする場合であれば、無機材料層２０ｂの膜厚は、全体で金属電極層１１と第２発光層１７との間が所定の間隔ｄ以下であることとする。
【０２００】
さらに図４に示したように、無機材料層２０ｂと有機材料層２０ａとで下地層２０を構成する場合、有機材料層２０ａの上部に無機材料層２０ｂを介して金属電極層１１が設けられることになる。このような構成において、無機材料層２０ｂが島状であったり複数の孔を有する形状であれば、有機材料層２０ａは無機材料層２０ｂを介して金属電極層１１と隣接した配置されたものとなる。この場合、無機材料層２０ｂは、１ｎｍ以下の膜厚であって良い。
【０２０１】
［無機材料層２０ｂの成膜方法］
このような無機材料層２０ｂの成膜方法が特に限定されることはないが、なかでも蒸着法（特に電子ビーム蒸着法）やスパッタ法が好ましく適用される。
【０２０２】
＜発光機能層１３（有機電界発光素子ＥＬ１）＞
発光機能層１３は、金属電極層１１と対向電極１５との間に挟持された層であって、金属電極層１１および対向電極１５と共に有機電界発光素子ＥＬ１を構成している。この発光機能層１３は、一般的な有機電界発光素子における発光機能層の層構造であって良く、有機材料で構成された第１発光層１３ａを有することが必須である。この第１発光層１３ａは、以降に説明する第２発光層１７に対しての、第１発光層１３ａとして設けられていることとする。
【０２０３】
このような発光機能層１３は、一例として、金属電極層１１および対向電極１５のうちアノードとして用いられる電極側から順に、［正孔注入層／正孔輸送層／第１発光層１３ａ／電子輸送層／電子注入層］を積層した構成が例示される。このうち、正孔注入層および正孔輸送層は、正孔輸送性と正孔注入性とを有する正孔輸送／注入層として設けられても良い。また電子輸送層および電子注入層は、電子輸送性と電子注入性とを有する電子輸送／注入層として設けられても良い。またこれらの各層のうち、例えば電子注入層は無機材料で構成されている場合もある。
【０２０４】
また発光機能層１３は、これらの層の他にも正孔阻止層や電子阻止層等が必要に応じて必要箇所に積層されていて良い。さらに第１発光層１３ａは、各波長領域の発光光を発生させる各色発光層を有し、これらの各色発光層を、非発光性の中間層を介して積層させて発光層ユニットとして形成されていても良い。中間層は、正孔阻止層、電子阻止層として機能しても良い。
【０２０５】
以下、発光機能層１３を構成する第１発光層１３ａ、発光機能層１３の他の層の詳細をこの順に説明する。
【０２０６】
［第１発光層１３ａ］
第１発光層１３ａは、カソードまたは電子輸送層から注入された電子と、アノードまたは正孔輸送層から注入された正孔とが再結合して発光する層であり、発光する部分は第１発光層１３ａの層内であっても第１発光層１３ａにおける隣接する層との界面であってもよい。
【０２０７】
このような第１発光層１３ａとしては、含まれる発光材料が発光要件を満たしていれば、その構成には特に制限はない。また、同一の発光スペクトルや発光極大波長を有する層が複数層あってもよい。この場合、各第１発光層１３ａ間には非発光性の中間層（図示せず）を有していることが好ましい。
【０２０８】
第１発光層１３ａの膜厚の総和は１〜１００ｎｍの範囲にあることが好ましく、さらに好ましくは、より低い駆動電圧を得ることができることから１〜３０ｎｍである。尚、第１発光層１３ａの膜厚の総和とは、第１発光層１３ａ間に非発光性の中間層が存在する場合には、当該中間層も含む膜厚である。
【０２０９】
複数層を積層した構成の第１発光層１３ａの場合、個々の発光層の膜厚としては、１〜５０ｎｍの範囲に調整することが好ましく、さらに好ましくは１〜２０ｎｍの範囲に調整することがより好ましい。積層された複数の発光層が、青、緑、赤のそれぞれの発光色に対応する場合、青、緑、赤の各発光層の膜厚の関係については、特に制限はない。
【０２１０】
以上のような第１発光層１３ａは、後述する発光材料やホスト化合物を、例えば、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、ＬＢ法、インクジェット法等の公知の薄膜形成方法により成膜して形成することができる。
【０２１１】
また第１発光層１３ａは、複数の発光材料を混合してもよく、また燐光発光材料と蛍光発光材料（蛍光ドーパント、蛍光性化合物ともいう）を同一の第１発光層１３ａ中に混合して用いてもよい。
【０２１２】
第１発光層１３ａの構成として、ホスト化合物（発光ホストともいう）、発光材料（発光ドーパント化合物、ゲスト材料ともいう）を含有し、発光材料より発光させることが好ましいが、ホスト化合物を含有せず発光材料のみであっても良い。
【０２１３】
（ホスト化合物）
第１発光層１３ａに含有されるホスト化合物としては、室温（２５℃）における燐光発光の燐光量子収率が０．１未満の化合物が好ましい。さらに好ましくは燐光量子収率が０．０１未満である。また、第１発光層１３ａに含有される化合物の中で、その層中での体積比が５０％以上であることが好ましい。
【０２１４】
ホスト化合物としては、公知のホスト化合物を単独で用いてもよく、または複数種用いてもよい。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、有機電界発光素子ＥＬ１を高効率化することができる。また、後述する発光材料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。
【０２１５】
用いられるホスト化合物としては、従来公知の低分子化合物でも、繰り返し単位をも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（蒸着重合性発光ホスト）でもよい。
【０２１６】
公知のホスト化合物としては、正孔輸送能、電子輸送能を有しつつ、発光の長波長化を防ぎ、かつ高Ｔｇ（ガラス転移温度）化合物が好ましい。ここでいうガラス転移点（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。
【０２１７】
ホスト化合物の具体例としては、特開２０１３−４２４５号公報の段落［０１６３］〜［０１７８］に記載の化合物Ｈ１〜Ｈ７９を例示することができる。特開２０１３−４２４５号公報の段落［０１６３］〜［０１７８］に記載の化合物Ｈ１〜Ｈ７９を本願明細書に組み込む。
【０２１８】
また、その他の公知のホスト化合物の具体例としては、以下の文献に記載されている化合物を用いることもできる。例えば、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号公報等が挙げられる。
【０２１９】
（発光材料）
本発明で用いることのできる発光材料としては、蛍光発光材料および燐光発光性化合物（燐光性化合物、燐光発光材料ともいう）が挙げられる。
【０２２０】
燐光発光性化合物とは、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℃）にて燐光発光する化合物であり、燐光量子収率が２５℃において０．０１以上の化合物であると定義されるが、好ましい燐光量子収率は０．１以上である。
【０２２１】
上記燐光量子収率は、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。溶液中での燐光量子収率は種々の溶媒を用いて測定できるが、本発明において燐光発光性化合物を用いる場合、任意の溶媒のいずれかにおいて上記燐光量子収率（０．０１以上）が達成されればよい。
【０２２２】
燐光発光性化合物の発光の原理としては２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が起こってホスト化合物の励起状態が生成し、このエネルギーを燐光発光性化合物に移動させることで燐光発光性化合物からの発光を得るというエネルギー移動型であり、もう一つは、燐光発光性化合物がキャリアトラップとなり、燐光発光性化合物上でキャリアの再結合が起こり燐光発光性化合物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、燐光発光性化合物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。
【０２２３】
燐光発光性化合物は、一般的な有機電界発光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が、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、さらに好ましくはイリジウム化合物、オスミウム化合物、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。
【０２２４】
本発明においては、少なくとも一つの第１発光層１３ａに２種以上の燐光発光性化合物を含有していてもよく、第１発光層１３ａにおける燐光発光性化合物の濃度比が第１発光層１３ａの厚さ方向で変化していてもよい。
【０２２５】
燐光発光性化合物は好ましくは第１発光層１３ａの総量に対し０．１体積％以上３０体積％未満である。
【０２２６】
燐光発光性化合物としては、特開２０１３−４２４５号公報の段落［０１８５］〜［０２４４］に記載の一般式（４）、一般式（５）、一般式（６）で表される化合物、及び、例示化合物を好ましく挙げることができる。また、その他の例示化合物として、Ｉｒ−４６〜Ｉｒ−５０を以下に示す。特開２０１３−４２４５号公報の段落［０１８５］〜［０２４４］に記載の一般式（４）、一般式（５）、一般式（６）で表される化合物、及び、例示化合物（Ｐｔ−１〜Ｐｔ−３、Ｏｓ−１、Ｉｒ−１〜Ｉｒ−４５）を本願明細書に組み込む。
【０２２７】
【化６５】
2014181640.tif 000068
【０２２８】
尚、これらの燐光発光性化合物（燐光発光性の金属錯体ともいう）は、第１発光層１３ｃに発光ドーパントとして含有されることが好ましい態様であるが、第１発光層１３ｃ以外の発光機能層１３に含有されていてもよい。
【０２２９】
また、燐光発光性化合物は、一般的な有機電界発光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。
【０２３０】
上記の燐光発光性化合物（燐光発光性金属錯体等ともいう）は、例えば、Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｌｅｔｔｅｒｓ誌、ｖｏｌ．３、Ｎｏ．１６、２５７９〜２５８１頁（２００１）、Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，第３０巻、第８号、１６８５〜１６８７頁（１９９１年）、Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，１２３巻、４３０４頁（２００１年）、Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，第４０巻、第７号、１７０４〜１７１１頁（２００１年）、Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，第４１巻、第１２号、３０５５〜３０６６頁（２００２年）、Ｎｅｗ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ．，第２６巻、１１７１頁（２００２年）、Ｅｕｒｏｐｅａｎ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，第４巻、６９５〜７０９頁（２００４年）、さらにこれらの文献中に記載の参考文献等の方法を適用することにより合成できる。
【０２３１】
（蛍光発光材料）
蛍光発光材料としては、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。
【０２３２】
［注入層：正孔注入層、電子注入層］
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第１発光層１３ａの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、正孔注入層と電子注入層とがある。
【０２３３】
注入層は、必要に応じて設けることができる。正孔注入層であれば、アノードと第１発光層１３ａまたは正孔輸送層の間、電子注入層であればカソードと第１発光層１３ａまたは電子輸送層との間に存在させてもよい。
【０２３４】
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層、酸化バナジウムに代表される酸化物層、アモルファスカーボン層、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層等が挙げられる。
【０２３５】
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層、フッ化カリウムに代表されるアルカリ金属ハライド層、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層等が挙げられる。本発明の電子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１ｎｍ〜１０μｍの範囲が好ましい。
【０２３６】
［正孔輸送層］
正孔輸送層は、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に含まれる。正孔輸送層は単層または複数層設けることができる。
【０２３７】
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。
【０２３８】
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。
【０２３９】
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、さらには米国特許第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。
【０２４０】
さら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。
【０２４１】
また、特開平１１−２５１０６７号公報、Ｊ．Ｈｕａｎｇ  ｅｔ．ａｌ．，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。
【０２４２】
正孔輸送層は、上記正孔輸送材料を、例えば、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法を含む印刷法、ＬＢ法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。
【０２４３】
また、正孔輸送層の材料に不純物をドープしてｐ性を高くすることもできる。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。
【０２４４】
このように、正孔輸送層のｐ性を高くすると、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。
【０２４５】
［電子輸送層］
電子輸送層は、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（図示せず）も電子輸送層に含まれる。電子輸送層は単層構造または複数層の積層構造として設けることができる。
【０２４６】
単層構造の電子輸送層、および積層構造の電子輸送層において第１発光層１３ａに隣接する層部分を構成する電子輸送材料（正孔阻止材料を兼ねる）としては、カソードより注入された電子を第１発光層１３ａに伝達する機能を有していれば良い。このような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る。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、アントロン誘導体及びオキサジアゾール誘導体等が挙げられる。さらに、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、電子輸送層の材料として用いることができる。さら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。
【０２４７】
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（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またはＰｂに置き替わった金属錯体も、電子輸送層の材料として用いることができる。
【０２４８】
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、電子輸送層の材料として好ましく用いることができる。また、第１発光層１３ａの材料としても例示されるジスチリルピラジン誘導体も電子輸送層の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層の材料として用いることができる。
【０２４９】
電子輸送層は、上記材料を、例えば、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法を含む印刷法、ＬＢ法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。
【０２５０】
また、電子輸送層に不純物をドープし、ｎ性を高くすることもできる。その例としては、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）等に記載されたものが挙げられる。さらに電子輸送層には、カリウムやカリウム化合物などを含有させることが好ましい。カリウム化合物としては、例えば、フッ化カリウム等を用いることができる。このように電子輸送層のｎ性を高くすると、より低消費電力の素子を作製することができる。
【０２５１】
また電子輸送層の材料（電子輸送性化合物）として、例えば、上述の化合物Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４８の窒素含有化合物、上記一般式（１）〜（８ａ）で表される窒素含有化合物、上述の化合物１〜１６６の窒素含有化合物を用いることが好ましい。また、一般式（９）〜一般式（１２）で表される硫黄含有化合物、上述の１−１〜１−９、２−１〜２−１１、３−１〜３−２３、及び、４−１の硫黄含有化合物を用いることが好ましい。
【０２５２】
［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。
【０２５３】
正孔阻止層とは、広い意味では、電子輸送層の機能を有する。正孔阻止層は、電子を輸送する機能を有しつつ正孔を輸送する能力が著しく小さい正孔阻止材料からなり、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、本発明に係る正孔阻止層として用いることができる。正孔阻止層は、第１発光層１３ａに隣接して設けられていることが好ましい。
【０２５４】
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する。電子阻止層は、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。本発明に係る阻止層の膜厚としては、好ましくは３〜１００ｎｍであり、さらに好ましくは５〜３０ｎｍである。
【０２５５】
＜対向電極１５（有機電界発光素子ＥＬ１）＞
対向電極１５は、発光機能層１３および金属電極層１１と共に有機電界発光素子ＥＬ１を構成する電極であり、金属電極層１１がアノードである場合にはカソードとて用いられ、金属電極層１１がカソードである場合にはアノードとして用いられる。この対向電極１５は、金属、合金、有機または無機の導電性化合物、およびこれらの混合物のなかから、適宜に選択された材料を用いて構成される。具体的には、金、アルミニウム、銀、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、インジウム、リチウム／アルミニウム混合物、希土類金属、ＩＴＯ、ＺｎＯ、ＴｉＯ２、ＳｎＯ２等の酸化物半導体などが挙げられる。
【０２５６】
対向電極１５は、これらの導電性材料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。また、対向電極１５としてのシート抵抗は、数百Ω／ｓｑ．以下が好ましく、膜厚は通常５ｎｍ〜５μｍ、好ましくは５ｎｍ〜２００ｎｍの範囲で選ばれる。
【０２５７】
尚、この有機電界発光素子ＥＬ１が、対向電極１５側からも発光光ｈを取り出す、両面発光型であれば、上述した導電性材料のうち光透過性の良好な導電性材料を選択して対向電極１５を構成すれば良い。
【０２５８】
＜第２発光層１７＞
第２発光層１７は、第１発光層１３ａとの間に金属電極層１１を挟んで配置された層であり、ここでは、金属電極層１１の下地層２０と透明基板１０との間に設けられている。この第２発光層１７は、前記第１発光層１３ａで生じた発光光ｈによって、金属電極層１１で生じたプラズモン共鳴によるエネルギーを吸収して発光する層である。このため、第２発光層１７は、金属電極層１１に対して近接する位置に設けられていることが好ましく、先にも述べた通り、金属電極層１１と第２発光層１７との間が所定の間隔ｄは、ｄ≦１０ｎｍであることとする。
【０２５９】
このような第２発光層１７は、第１発光層１３ａで例示したと同様の発光材料を含有して構成される。第２発光層１７に含有される発光材料は、透明基板１０から取り出したい波長の発光光が得られるものであれば良く、第１発光層１３ａとは異なる構成であっても良い。
【０２６０】
したがって、第２発光層１７は、第１発光層１３ａとは異なる波長の発光光が得られる発光材料を含有していても良い。ただし、第２発光層１７に含有される発光材料は、第１発光層１３ａに含有される発光材料よりも、発光波長が長いことが好ましい。
【０２６１】
＜発光素子１の作製方法＞
先ず透明基板１０上に、第２発光層１７、下地層２０、金属電極層１１、発光機能層１３、および対向電極１５を、上述した蒸着法やスパッタ法などの適宜選択された成膜法によって形成する。
【０２６２】
また特に金属電極層１１および対向電極１５の形成においては、発光機能層１３によってこれらの電極の絶縁状態を保ちつつ、透明基板１０の周縁にそれぞれの端子部分を引き出した形状にパターン形成する。このような各層のパターン形成は、例えばマスクを用いた成膜法を適用するか、または各層を適宜の成膜方法で成膜した後、レジストパターンをマスクにして成膜した層をパターンエッチングしても良い。また金属電極層１１の形成後には、必要に応じて補助電極のパターン形成を行う。
【０２６３】
以上により、発光素子１が得られる。その後には、発光素子１における金属電極層１１および対向電極１５の端子部分を露出させた状態で、少なくとも発光機能層１３を覆う封止材を設ける。この際、接着剤を用いて、封止材を透明基板１０側に接着し、これらの封止材−透明基板１０間に発光素子１を封止する。
【０２６４】
尚、以上のような発光素子１の作製においては、一回の真空引きで一貫して第２発光層１７から対向電極１５まで作製するのが好ましいが、途中で真空雰囲気から透明基板１０を取り出して異なる成膜法を施しても構わない。その際、作業を乾燥不活性ガス雰囲気下で行う等の配慮が必要となる。
【０２６５】
＜発光素子１の駆動方法＞
このようにして得られた発光素子１の駆動は、直流電圧の印加による場合であれば、金属電極層１１および対向電極１５のうち、アノードとして用いられる電極を＋の極性とし、カソードとして用いられる電極を−の極性として、電圧２Ｖ以上４０Ｖ以下程度を印加する。これにより、発光機能層１３の第１発光層１３ａにおいて発光光ｈが発生し、発光光ｈによって金属電極層１１内でプラズモン共鳴が励起され、これによって生じたエネルギーにより第２発光層１７において発光が生じ、この発光が透明基板１０から取り出される。尚、発光素子１の駆動は、金属電極層１１および対向電極１５に対して交流電圧の印加することよって行っても良い。この場合、印加する交流の波形は任意でよい。
【０２６６】
＜第１実施形態の効果＞
以上説明した第１実施形態の発光素子１においては、銀と相互作用する物質を含有する下地層２０を金属電極層１１に隣接して設けた構成である。これにより銀を主成分とする金属電極層１１は、下地層２０を構成する物質との相互作用により、隣接界面においての銀の拡散距離が減少して凝集が抑えられたものとなる。つまり、一般的には核成長型（Ｖｏｌｕｍｅｒ−Ｗｅｂｅｒ：ＶＷ型）での膜成長により島状に孤立し易い銀を用いた金属電極層１１が、単層成長型（Ｆｒａｎｋ−ｖａｎ  ｄｅｒ  Ｍｅｒｗｅ：ＦＭ型）の膜成長によって成膜されたものとなり、薄い膜厚でありながらも、均一な膜厚を有する層となる。このため、この金属電極層１１は、極薄い膜厚でありながらも導電性の良好なものとなる。
【０２６７】
したがって、この金属電極層１１を用いた発光素子１においては、有機電界発光素子ＥＬ１の第１発光層１３ａで発生させた発光光ｈ（発光エネルギー）によって、金属電極層１１内でプラズモン共鳴が励起され、これによって生じたエネルギーにより第２発光層１７において発光が生じた場合に、金属電極層１１においての表面プラズモン吸収による光損失が抑えられる。その結果、発光効率の向上を図ることが可能になる。
【０２６８】
また以上の発光素子１においては、有機電界発光素子ＥＬ１のアノードまたはカソードとして用いられる金属電極層１１が、これを構成する銀と下地層２０との相互作用が強いことにより、銀を主成分としていながらも極薄膜で導電性が確保されたものとなる。これにより、この金属電極層１１は、銀を主成分とする電極に特有のマイグレーションの発生が抑えられたものとなり、発光素子１における信頼性の向上を図ることも可能である。
【０２６９】
≪２．第２実施形態（トップエミッション型の有機電界発光素子を用いた発光素子）≫
図１０は、第２実施形態の発光素子の構成を説明するための断面模式図である。この図に示す発光素子２が、第１実施形態の発光素子と異なるところは、トップエミッション構造の有機電界発光素子ＥＬ２を用いたところにあり、発光素子２を構成する各層の構成は、第１実施形態と同様である。以下、第１実施形態と同様の構成要素についての重複する詳細な説明は省略し、第２実施形態の発光素子２の特徴的な構成を説明する。
【０２７０】
この図に示す発光素子２は、基板１０’上にトップエミッション構造の有機電界発光素子ＥＬ２を設けた構成であり、有機電界発光素子ＥＬ２で得られた発光光ｈを、基板１０’と逆側から取り出す構成である。有機電界発光素子ＥＬ２は、対向電極１５上に発光機能層１３’と金属電極層１１とをこの順に積層してなり、金属電極層１１が銀を主成分とする透明な金属として構成されている。また発光機能層１３’は、少なくとも有機材料で構成された第１発光層１３ａを有する。
【０２７１】
またこの発光素子２においては、金属電極層１１上に、もう一つの発光層である第２発光層１７が設けられている。この第２発光層１７は、金属電極層１１で生じたプラズモン共鳴によるエネルギーを吸収して発光する。
【０２７２】
そして特に本第２実施形態では、発光機能層１３’における金属電極層１１側の界面層に、金属電極層１１に隣接した状態で銀と相互作用する物質を含有する下地層２０’が設けられているところが特徴的である。
【０２７３】
以下、以上のような積層構成の発光素子２について、基板１０’、有機電界発光素子ＥＬ２の金属電極層１１、金属電極層１１の下地層２０’、有機電界発光素子ＥＬ２の発光機能層１３’、対向電極１５、第２発光層１７の順に詳細な構成を説明する。
【０２７４】
＜基板１０’＞
基板１０’は、第１実施形態で説明したと同様の透明基板が用いられるが、ここで用いられる基板１０’は透明基板に限定されることはなく不透明であって良い。基板１０’が不透明なものである場合、例えば、アルミニウム、ステンレス等の金属基板、不透明樹脂基板、セラミック製の基板等を用いることができる。これらの基板は、フレキシブルに屈曲するフィルム状であっても良い。尚、基板１０’側から発光光ｈを取り出す構成とする場合には、基板１０’を透明基板とする。
【０２７５】
＜金属電極層１１（有機電界発光素子ＥＬ２）＞
第１実施形態で説明したと同様のものであって良い。
【０２７６】
＜下地層２０’＞
下地層２０’は、金属電極層１１の下地として設けられたものであり、本第２実施形態においては、金属電極層１１と対向電極１５との間に配置される構成である。このため、本第２実施形態においての下地層２０’は、発光機能層１３’を構成する層ともなる。このような下地層２０’は、第１実施形態において図２〜図４を用いて説明した各構成および各材料を用いた下地層のうち、発光機能層１３’としての特性を備えた材料を用いて構成されることが好ましい。
【０２７７】
具体的には、金属電極層１１がアノードとして用いられる場合、下地層２０’は正孔注入性または正孔輸送性を有する材料を用いて構成されることが好ましい。一方、金属電極層１１がカソードとして用いられる場合、下地層２０’は、電子注入性または電子輸送性を有する材料を用いて構成されることが好ましい。
【０２７８】
＜発光機能層１３’（有機電界発光素子ＥＬ２）＞
発光機能層１３’は、第１実施形態の発光機能層と同様の構成であるが、金属電極層１１と接して設けられた下地層２０’も、発光機能層１３’を構成するところのみが異なる。
【０２７９】
＜対向電極１５（有機電界発光素子ＥＬ２）＞
対向電極１５は、第１実施形態の対向電極と同様のものであって良く、基板１０’側から発光光ｈを取り出す構成とする場合には、光透過性材料を用いて構成する。
【０２８０】
＜第２発光層１７＞
第２発光層１７は、第１実施形態の第２発光層と同様のものであって良い。
【０２８１】
＜発光素子２の作製方法＞
以上のような発光素子２の作製は、基板１０’側から順に各層を形成すれば良く、その他は第１実施形態の発光素子と同様に行われる。
【０２８２】
＜発光素子２の駆動方法＞
このようにして得られた発光素子２の駆動は、第１実施形態の発光素子と同様に行われる。これにより、発光機能層１３’の第１発光層１３ａにおいて発光光ｈが発生し、発光光ｈによって金属電極層１１内でプラズモン共鳴が励起され、これによって生じたエネルギーにより第２発光層１７において発光が生じ、この発光が基板１０’と逆側から取り出される。
【０２８３】
＜第２実施形態の効果＞
以上説明した第２実施形態の発光素子２であっても、銀と相互作用する物質を含有する下地層２０’を金属電極層１１に隣接して設けた構成である。このため、第１実施形態の発光素子と同様に、発光効率の向上および信頼性の向上を図ることが可能である。
【０２８４】
尚、以上の第１実施形態および第２実施形態においては、第１発光層が有機電界発光素子に設けられた発光素子の構成を説明した。しかしながら本発明の発光素子は、第１発光層での発光により金属電極層においてプラズモン共鳴を励起し、これによって第２発光層を発光させる構成の発光素子であれば、同様に適用することでき、金属電極層に隣接させて上述した下地層を設けた構成とすれば良く、同様の効果を得ることが可能である。
【０２８５】
≪３．発光素子を用いた表示装置≫
図１１は、上述した発光素子を用いた表示装置の一例を説明するための要部の断面図である。以下、図１１に基づいて表示装置３の構成を説明する。図１１に示す表示装置３は、２次元的に配列された各画素ａに、第１実施形態の発光素子１を設けたパッシブマトリックス型の表示装置である。このため、第１実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【０２８６】
表示装置３は、共通の透明基板１０の上部に、第２発光層１７および下地層２０を積層させ、この上部に金属電極層１１、発光機能層１３、および対向電極１５を積層したボトムエミッション型の有機電界発光素子ＥＬ１を設けて構成されている。
【０２８７】
特にこの表示装置３においては、透明基板１０上において第２発光層１７が画素ａ毎にパターニングされている。パターニングされた各第２発光層１７は、例えば赤色の発光光ｈＲが得られる第２発光層１７Ｒ、緑色の発光光ｈＧが得られる第２発光層１７Ｇ、青色の発光光ｈＢが得られる第２発光層１７Ｂとして構成されている。
【０２８８】
また、下地層２０および金属電極層１１は、第１方向に配列された画素ａの第２発光層１７を共通に覆う状態で、第１方向に延設された形状にパターニングされ、パターニングされた複数の金属電極層１１が絶縁性を保って配置されている。これらの各金属電極層１１は、ここでの図示を省略した駆動回路に接続されている。尚、金属電極層１１の下地層２０は、金属電極層１１と同一形状にパターニングされていても良いし、全画素ａに共通で透明基板１０上を覆う状態で設けられていても良い。
【０２８９】
第１発光層１３ａを含む発光機能層１３は、金属電極層１１を覆う状態で、全画素ａに共通の層として設けられている。
【０２９０】
対向電極１５は、第１方向と異なる第２方向に配列された画素ａの第２発光層１７上を共通に覆う状態で、第２方向に延設された形状にパターニングされ、パターニングされた複数の対向電極１５が絶縁性を保って配置されている。これらの各対向電極１５は、ここでの図示を省略した駆動回路に接続されている。
【０２９１】
以上のような構成においては、第１方向に延設された金属電極層１１と第２方向に延設された対向電極１５とで発光機能層１３が挟持された部分で、各画素ａの有機電界発光素子ＥＬ１が構成されている。また、各画素ａの有機電界発光素子ＥＬ１に対しては、金属電極層１１に隣接して配置された下地層２０を介して、画素ａ毎にパターニングされた各色の第２発光層１７が積層された構成となっている。
【０２９２】
これにより、有機電界発光素子ＥＬ１に対して第２発光層１７を積層させた発光素子１が、２次元に配列された状態となっている。
【０２９３】
＜表示装置３の封止構成＞
以上のような表示装置３においては、透明基板１０上の発光素子１を覆う状態で、ここでの図示を省略した封止材や保護材が設けられている。次に、封止材および保護材の詳細を説明する。
【０２９４】
［封止材］
封止材は、発光素子１が設けられた領域を覆って設けられる。このような封止材は、板状（フィルム状）の封止部材であって接着剤によって透明基板１０側に固定されるものであっても良く、封止膜であっても良い。またこの封止材は、必要に応じて駆動回路を覆う状態で設けられていても良い。
【０２９５】
板状（フィルム状）の封止材としては、具体的には、ガラス基板、ポリマー基板、金属材料基板で構成されたものが挙げられ、これらの基板材料をさらに薄型でフレキシブルに屈曲するフィルム状にして用いても良い。
【０２９６】
ガラス基板としては、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、ポリマー基板としては、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。さらに金属材料基板としては、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、モリブデン、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。
【０２９７】
なかでも、表示装置３の全体を薄膜化できるということから、封止材としてポリマー基板または金属材料基板を薄型のフィルム状にしたものを好ましく使用することができる。ただし、発光素子１が、透明基板１０とは逆の対向電極１５側からも光を取り出すものである場合、この封止材としては光透過性を有するガラス基板またはポリマー基板が用いられる。
【０２９８】
フィルム状としたポリマー基板は、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・ａｔｍ）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。
【０２９９】
また以上のような基板材料は、凹板状に加工して封止材として用いても良い。この場合、上述した基板部材に対してサンドブラスト加工、化学エッチング加工等の加工が施され、凹状が形成される。
【０３００】
またこのような板状の封止材を透明基板１０側に固定するための接着剤は、封止材と透明基板１０との間に挟持された発光素子１を封止するためのシール剤として用いられる。このような接着剤は、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。
【０３０１】
またこのような接着剤としては、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。
【０３０２】
尚、発光素子１を構成する有機材料は、熱処理により劣化する場合がある。このため、接着剤は、室温から８０℃までに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。
【０３０３】
封止材と透明基板１０との接着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。
【０３０４】
また板状の封止材と接着剤との間に隙間が形成される場合、この間隙には、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。
【０３０５】
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、酸化アルミニウム等）、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、硫酸コバルト等）、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、沃化マグネシウム等）、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等）等が挙げられ、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。
【０３０６】
一方、封止材として封止膜を用いる場合、発光素子１を完全に覆う状態で設けられることが重要である。
【０３０７】
このような封止膜は、無機材料や有機材料を用いて構成される。特に、発光機能層１３の劣化をもたらす物質の浸入を抑制する機能を有する材料で構成されることとする。このような材料として、例えば、酸化珪素、二酸化珪素、窒化珪素等の無機材料が用いられる。さらに封止膜の脆弱性を改良するために、これら無機材料からなる膜と共に、有機材料からなる膜を用いて積層構造としても良い。
【０３０８】
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。
【０３０９】
尚、上述した封止材は、さらに電極を備えていても良く、発光素子１の金属電極層１１および対向電極１５の端子部分と、この電極とを導通させるように構成されていても良い。
【０３１０】
［保護膜、保護板］
保護膜もしくは保護板は、発光素子１を機械的に保護するためのものであり、特に封止材が封止膜である場合には、発光素子１に対する機械的な保護が十分ではないため、このような保護膜もしくは保護板を設けることが好ましい。
【０３１１】
以上のような保護膜もしくは保護板は、ガラス板、ポリマー板、これよりも薄型のポリマーフィルム、金属板、これよりも薄型の金属フィルム、またはポリマー材料膜や金属材料膜が適用される。このうち特に、軽量か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。
【０３１２】
尚、以上のような封止構成は、図１を用いて説明した発光素子１および図１０を用いて説明した発光素子２の封止構成としても同様に適用される。
【０３１３】
＜表示装置３の駆動方法＞
このような構成の表示装置３の駆動においては、駆動回路よって、各金属電極層１１および各対向電極１５への電圧印加を走査させる。これにより、金属電極層１１および各対向電極１５への電圧印加によって選択された画素ａにおける有機電界発光素子ＥＬ１の第１発光層１３ａで、印加電圧に応じた発光光ｈが発生する。この発光光ｈによって、金属電極層１１にプラズモン共鳴が引き起こされ、このプラズモン共鳴のエネルギーによって各画素ａに対応する位置の第２発光層１７が、発光光ｈＲ（または発光層ｈＧ，ｈＢ）を発生させ、これが透明基板１０から取り出される。
【０３１４】
したがって、複数の画素ａに各色の発光光ｈＲ，ｈＧ，ｈＢを発生する第２発光層１７Ｒ，１７Ｇ，１７Ｂを割り当てて配置することにより、フルカラー表示が行われる。
【０３１５】
＜表示装置３の効果＞
以上のように構成された表示装置３は、上述した第１実施形態の発光素子１、すなわち金属電極層１１に下地層２０を設けたことで発光効率の向上および信頼性の向上が図られた発光素子１を配列した構成である。したがって、この表示装置３は、表示特性が良好で信頼性が確保されたものとなる。
【０３１６】
尚、以上の第３実施形態においては、パッシブマトリックス型の表示装置に本発明を適用した構成を説明した。しかしながら本発明の表示装置は、アクティブマトリックス型の表示装置への適用も可能である。この場合、金属電極層１１および対向電極１５のうちの一方の電極を画素ａ毎にパターニングし、これに画素トランジスタを接続させた駆動回路に配線する一方、他方の電極を全画素ａに共通の電極とすれば良い。
【０３１７】
また以上の第３実施形態においては、第１実施形態の発光素子１を配列した構成の表示装置を説明した。しかしながら本発明の表示装置は、第２実施形態の発光素子２を配列した構成であっても良く、またこれ以外であっても、第１発光層での発光により金属電極層においてプラズモン共鳴を励起し、これによって第２発光層を発光させる構成の発光素子であれば、同様に用いることができ、同様の効果を得ることが可能である。
【実施例１】
【０３１８】
≪発光素子１の作製≫
図１を用いて説明したボトムエミッション型の有機電界発光素子を有する試料１０１〜１３４の各発光素子を、発光領域の面積が５ｃｍ×５ｃｍとなるように作製した。下記表２には、各層の構成を示す。【０３１９】
＜試料１０１〜１０４の作製＞
（第２発光層〜金属電極層の形成）
先ず、透明な無アルカリガラス製の透明基板を市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに固定した。また、各発光素子の作製において、下記表２に示す第２発光層を構成する各材料をタンタル製抵抗加熱ボートに入れた。各材料の構造式を以下に示す。これらの基板ホルダーと加熱ボートとを真空蒸着装置の第１真空槽に取り付けた。また、タングステン製の抵抗加熱ボートに銀（Ａｇ）を入れ、第２真空槽内に取り付けた。【０３２０】
【化６６】
2014181640.tif 000069
【０３２１】
次いで、第１真空槽を４×１０-4Ｐａまで減圧した後、各材料の入った加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度０．１ｎｍ／秒〜０．２ｎｍ／秒で透明基板上に膜厚８０ｎｍの各化合物で構成された第２発光層を設けた。【０３２２】
次に、第２発光層を成膜した透明基板を、真空状態を保ったまま第２真空槽に移し、第２真空槽を４×１０-4Ｐａまで減圧した後、銀の入った加熱ボートを通電して加熱した。これにより、蒸着速度０．１ｎｍ／秒〜０．２ｎｍ／秒で膜厚１００ｎｍの銀からなる金属電極層を形成した。この金属電極層は、アノードとして形成した。【０３２３】
（発光機能層の形成）
次に、金属電極層の上部に、蒸着法によって、発光機能層を形成した。この際、先ず、各抵抗加熱ボートに、発光機能層を構成する各材料をそれぞれ入れ、真空蒸着装置の第１真空槽に取り付けた。そして、金属電極層までが形成された各透明基板を、金属電極層を形成した装置の真空槽内においての真空状態を保ったまま、上記抵抗加熱ボートが取り付けられた真空蒸着装置の第１真空槽に移した。その後、以下の手順で各層を形成した。【０３２４】
先ず、正孔輸送注入材料として下記構造式に示すα−ＮＰＤが入った加熱ボートに通電して加熱し、α−ＮＰＤよりなる正孔注入層と正孔輸送層とを兼ねた正孔輸送・注入層を、金属電極層上に成膜した。この際、蒸着速度０．１ｎｍ／秒〜０．２ｎｍ／秒、膜厚２０ｎｍとした。【０３２５】
【化６７】
2014181640.tif 000070
【０３２６】
次に、発光材料として下記記構造式に示すＢｅＢｑ２の入った加熱ボートに通電し、ＢｅＢｑ２よりなる第１発光層を、正孔輸送・注入層上に成膜した。この際、蒸着速度０．１ｎｍ／秒〜０．２ｎｍ／秒、膜厚３０ｎｍとした。【０３２７】
【化６８】
2014181640.tif 000071
【０３２８】
次いで、正孔阻止材料として下記構造式に示すＢＡｌｑが入った加熱ボートに通電して加熱し、ＢＡｌｑよりなる正孔阻止層を、第２発光層上に成膜した。この際、蒸着速度０．１ｎｍ／秒〜０．２ｎｍ／秒、膜厚１０ｎｍとした。【０３２９】
【化６９】
2014181640.tif 000072
【０３３０】
その後、電子輸送材料（窒素含有化合物）として先に構造式を示した化合物１０の入った加熱ボートと、フッ化カリウムの入った加熱ボートとを、それぞれ独立に通電し、化合物１０とフッ化カリウムとよりなる電子注入層と電子輸送層とを兼ねた電子輸送・注入層を、正孔阻止層上に成膜した。この際、蒸着速度が化合物１０：フッ化カリウム＝７５：２５になるように、加熱ボートの通電を調節した。また膜厚３０ｎｍとした。尚、化合物１０は、有効非共有電子対含有率［ｎ／Ｍ］が所定範囲である化合物No.７でもある。【０３３１】
（対向電極の形成）
以上の後には、発光機能層が形成された透明基板を、真空蒸着装置の第２真空槽内に移送し、第２真空槽内を４×１０-4Ｐａまで減圧した後、第２真空槽内に取り付けられたアルミニウムの入った加熱ボートを通電して加熱した。これにより、蒸着速度０．３ｎｍ／秒で膜厚１００ｎｍのアルミニウムからなる対向電極を形成した。この対向電極は、カソードとして用いられる。以上によりボトムエミッション型の有機電界発光素子と第２発光層とを積層した発光素子を形成した。【０３３２】
（素子の封止）
その後、発光素子を、厚さ３００μｍのガラス基板からなる封止材で覆い、有機電界発光素子を囲む状態で、封止材と透明基板との間に接着剤（シール材）を充填した。接着剤としては、エポキシ系光硬化型接着剤（東亞合成社製ラックストラックＬＣ０６２９Ｂ）を用いた。封止材と透明基板との間に充填した接着剤に対して、ガラス基板からなる封止材側からＵＶ光を照射し、接着剤を硬化させて発光素子を封止した。【０３３３】
尚、発光素子の形成においては、各層の形成に蒸着マスクを使用し、５ｃｍ×５ｃｍの透明基板における中央の４．５ｃｍ×４．５ｃｍを発光領域とし、発光領域の全周に幅０．２５ｃｍの非発光領域を設けた。また、アノードである金属電極層と、カソードである対向電極とは、発光機能層によって絶縁された状態で、透明基板の周縁に端子部分を引き出された形状で形成した。【０３３４】
以上のようにして、透明基板上に第２発光層と有機電界発光素子とを積層した発光素子を設け、これを封止材と接着剤とで封止した試料１０１〜１０４の各発光パネルを得た。これらの各発光パネルにおいては、有機電界発光素子の第１発光層で発生した発光光が、さらに第２発光層で変換されて透明基板側から取り出される。【０３３５】
＜試料１０５の作製＞
試料１０１の作製で説明した手順において、第２発光層の形成と金属電極層の形成との間に、蒸着法による有機材料層の形成を追加した。これにより、金属電極層の下地層として有機材料層を設けた発光素子を作製した。ただし、銀（Ａｇ）からなる金属電極層は、膜厚７ｎｍで形成した。【０３３６】
この際、下地層（有機材料層）の形成は、第２発光層と同様の真空槽において、第２発光層の形成に連続して行い、窒素含有化合物（１）として示した化合物Ｎｏ.１を用いて膜厚３ｎｍの有機材料層を形成した。この化合物Ｎｏ．１は、先の実施形態で有効非共有電子対含有率［ｎ／Ｍ］の値が［ｎ／Ｍ］≧２．０×１０-３であるとして示した例示化合物である。【０３３７】
＜試料１０６〜１１０の作製＞
試料１０１の作製で説明した手順において、第２発光層の形成と金属電極層の形成との間に、スパッタ法による各無機材料層の形成を追加した。これにより、金属電極層の下地層として無機材料層を設けた各発光素子を作製した。ただし、銀（Ａｇ）からなる金属電極層は、膜厚７ｎｍで形成した。【０３３８】
この際、各下地層（無機材料層）の形成は、第２発光層を成膜した透明基板をスパッタ成膜装置の真空槽内に移し、この真空槽内において下記表２に示した各材料をターゲットとして速度０．０５ｎｍ／秒でスパッタ成膜し、膜厚０．３ｎｍの各無機材料層を形成した。【０３３９】
＜試料１１１〜１３２の作製＞
試料１０１〜１０４の作製で説明した手順において、第２発光層の形成と金属電極層の形成との間に、蒸着法による各有機材料層の形成と、スパッタ法による無機材料層の形成とをこの順で追加した。これにより、金属電極層の下地層として、有機材料層と無機材料層とを積層して設けた各発光素子を作製した。ただし、銀（Ａｇ）からなる金属電極層は、膜厚７ｎｍで形成した。【０３４０】
各有機材料層の形成は、第２発光層と同様の真空槽において、第２発光層の形成に連続して行い、下記表２に示す各化合物を用いて膜厚３ｎｍの有機材料層を形成した。ここで用いた各化合物は、先の実施形態で有効非共有電子対含有率［ｎ／Ｍ］の値が［ｎ／Ｍ］≧２．０×１０-３であるとして示した例示化合物である。【０３４１】
無機材料層の形成は、有機材料層を成膜した透明基板をスパッタ成膜装置の真空槽内に移し、この真空槽内において３酸化モリブデン（ＭｏＯ３）をターゲットとして速度０．０５ｎｍ／秒でスパッタ成膜し、膜厚０．３ｎｍの３酸化モリブデン（ＭｏＯ３）からなる無機材料層を形成した。尚、３酸化モリブデン（ＭｏＯ３）は、蒸着法によっても成膜が可能である。【０３４２】
＜試料１３３〜１３４の作製＞
透明な無アルカリガラス製の透明基板を、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）の透明基板に変更したこと以外は、試料１１９，１２６と同様にして発光素子を作製した。【０３４３】
＜実施例１の各試料の評価＞
試料１０１〜１３４で作製した発光素子（発光パネル）について、（１）発光強度、および（２）高温・高湿保存性の各評価を行った。この結果を下記表２に合わせて示す。【０３４４】
（１）発光強度は、各発光素子に２．５ｍＡ／ｃｍ２の電流を加えた場合の透明基板側での発光強度を分光放射輝度計ＣＳ−２０００（コニカミノルタセンシング製）を用いて測定した。ここでは、さらに試料１０１の発光素子の値を１．００とした相対値として示した。【０３４５】
（２）高温・高湿保存性は、試料１０１〜１３４のように封止された発光素子（発光パネル）のそれぞれを、各１０個用意し、これらを高温高湿環境下で保存した後の発光個数（ｎ／１０個）として評価した。高温高湿環境は、温度６０℃、湿度９０％とし、保存時間は３００時間とした。保存中においては、各発光素子を、輝度が１０００ｃｄになる駆動電圧で駆動させた。発光個数（ｎ／１０個）は、各１０個の試料１０１〜１３４のうち、３００時間の保存後にも発光が確認された個数であり、１０に近いほど好ましい。【０３４６】
【表２】
2014181640.tif 000073
【０３４７】
＜実施例１の評価結果＞
上記表２に示す通り、金属電極層に隣接させた下地層を設けた試料１０５〜１３４の発光素子は、下地層を設けていない試料１０１〜１０４と比較して、金属電極層の膜厚が７ｎｍと極薄膜であるにも関わらず、発光強度および高温高湿保存性が高く、下地層を設けたことによる発光光の取り出し効率の向上と、金属電極層のマイグレーション抑制による信頼性の向上が確認された。これは、試料１３３，１３４の結果を見て分かるように、透明基板がガラスであってもプラスチック材料（ＰＥＴ）であっても同様であることが確認された。【０３４８】
また、金属電極層に隣接させた下地層を設けた試料１０５〜１３４のうち、下地層が有機材料層と無機材料層との積層構造である試料１１１〜１３４は、下地層が単層構造である試料１０５〜１１０と比較して、発光強度が高かった。これは、下地層を積層構造とすることで、金属電極層の膜厚均一性がさらに向上し、同じ膜厚でありながらも導電性および光透過性が向上した結果であると考えられる。【０３４９】
さらに、試料１１１〜１３４における発光強度を比較すると、下地層として形成された有機材料層を構成する化合物の有効非共有電子対含有率［ｎ／Ｍ］が高いほど、発光強度が高い傾向が見られた。【０３５０】
ここで図１２には、有効非共有電子対含有率［ｎ／Ｍ］が、２．０×１０-３≦［ｎ／Ｍ］≦１．９×１０−２である窒素含有化合物No.１〜No.２０を用いた有機材料層（下地層）の上部に、膜厚６ｎｍの銀（Ａｇ）からなる金属電極層を設けた構成について、窒素含有化合物の有効非共有電子対含有率［ｎ／Ｍ］と、各金属電極層について測定されたシート抵抗の値をプロットしたグラフを示す。【０３５１】
図１２のグラフから、有効非共有電子対含有率［ｎ／Ｍ］が２．０×１０-３≦［ｎ／Ｍ］≦１．９×１０−２の範囲では、有効非共有電子対含有率［ｎ／Ｍ］の値が大きいほど、金属電極層のシート抵抗が低くなる傾向が見られた。そして有効非共有電子対含有率［ｎ／Ｍ］＝３．９×１０-３を境にして、３．９×１０-３≦［ｎ／Ｍ］の範囲であれば、飛躍的にシート抵抗を低下させる効果が得られることが確認された。【０３５２】
また以上の結果は、塗布成膜によって有機材料層を形成した試料でも同様であった。また、窒素含有化合物を他の化合物と混合して有機材料層を構成した試料でも同様の結果が得られた。【０３５３】
以上より、有効非共有電子対含有率［ｎ／Ｍ］を指標として、有機材料層を構成する窒素含有化合物または硫黄含有化合物を選択することにより、有機材料層を用いた下地層と金属電極層を構成する銀との相互作用が確実に得られることが確認された。
【実施例２】
【０３５４】
≪発光素子２の作製≫
図１０を用いて説明したトップエミッション型の有機電界発光素子を有する試料２０１〜２３４の各発光素子を、発光領域の面積が５ｃｍ×５ｃｍとなるように作製した。下記表３には、各層の構成を示す。【０３５５】
＜試料２０１〜２０４の作製＞
（対向電極の形成）
先ず、透明な無アルカリガラス製の基板を市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに固定し、真空蒸着装置の真空槽内に移送し、真空槽内を４×１０-4Ｐａまで減圧した後、真空槽内に取り付けられたアルミニウムの入った加熱ボートを通電して加熱した。これにより、蒸着速度０．３ｎｍ／秒で膜厚１００ｎｍのアルミニウムからなる対向電極を形成した。この対向電極は、カソードとして用いられる。【０３５６】
（発光機能層の形成）
次に、対向電極の上部に、実施例１の各発光層と同様の構成で、ＢｅＢｑ２からなる第１発光層を有する発光機能層を形成した。【０３５７】
（金属電極層〜第２発光層の形成）
次いで、発光機能層上に、銀からなる金属電極層を膜厚１００ｎｍでカソードとして形成し、さらに下記表３に示す各材料からなる第２発光層を膜厚８０ｎｍで形成した。これらの形成は、実施例１の試料１０１〜１０４の作製で説明した手順と逆に行った。以上によりトップエミッション型の有機電界発光素子と第２発光層とを積層した発光素子を形成した。【０３５８】
（素子の封止）
その後、発光素子を、実施例１と同様に厚さ３００μｍのガラス基板からなる封止材を用いて封止し、有機電界発光素子の第１発光層で発生した発光光が、さらに第２発光層で変換されて封止材側から取り出される発光パネルを得た。【０３５９】
＜試料２０５の作製＞
試料２０１の作製手順において、発光機能層の形成と金属電極層の形成との間に、蒸着法による有機材料層の形成を追加した。これにより、金属電極層の下地層として有機材料層を設けた発光素子を作製した。この下地層（有機材料層）は、発光機能層を構成する層ともなる。ただし、銀（Ａｇ）からなる金属電極層は、膜厚７ｎｍで形成した。【０３６０】
この際、下地層（有機材料層）の形成は、発光機能層と同様の真空槽において、発光機能層の形成に連続して行い、窒素含有化合物として示した化合物Ｎｏ.１を用いて膜厚３ｎｍの有機材料層を形成した。この化合物Ｎｏ．１は、先の実施形態で有効非共有電子対含有率［ｎ／Ｍ］の値が［ｎ／Ｍ］≧２．０×１０-３であるとして示した例示化合物である。【０３６１】
＜試料２０６〜２１０の作製＞
試料２０１の作製手順において、発光機能層の形成と金属電極層の形成との間に、スパッタ法による各無機材料層の形成を追加した。これにより、金属電極層の下地層として無機材料層を設けた各発光素子を作製した。この下地層（無機材料層）は、発光機能層を構成する層ともなる。ただし、銀（Ａｇ）からなる金属電極層は、膜厚７ｎｍで形成した。【０３６２】
この際、各下地層（無機材料層）の形成は、発光機能層を成膜した基板をスパッタ成膜装置の真空槽内に移し、この真空槽内において下記表３に示した各材料をターゲットとして速度０．０５ｎｍ／秒でスパッタ成膜し、膜厚０．３ｎｍの各無機材料層を形成した。【０３６３】
＜試料２１１〜２３２の作製＞
試料２０１〜２０４の作製手順において、発光機能層の形成と金属電極層の形成との間に、蒸着法による各有機材料層の形成と、スパッタ法による無機材料層の形成とをこの順で追加した。これにより、金属電極層の下地層として、有機材料層と無機材料層とを積層して設けた各発光素子を作製した。この下地層（有機材料層および無機材料層）は、発光機能層を構成する層ともなる。ただし、銀（Ａｇ）からなる金属電極層は、膜厚７ｎｍで形成した。【０３６４】
この際、各有機材料層の形成は、発光機能層と同様の真空槽において、発光機能層の形成に連続して行い、窒素含有化合物として示した各化合物を用いて膜厚３ｎｍの有機材料層を形成した。ここで用いた各化合物は、先の実施形態で有効非共有電子対含有率［ｎ／Ｍ］の値が［ｎ／Ｍ］≧２．０×１０-３であるとして示した例示化合物である。【０３６５】
また無機材料層の形成は、有機材料層を成膜した透明基板をスパッタ成膜装置の真空槽内に移し、この真空槽内において３酸化モリブデン（ＭｏＯ３）をターゲットとして速度０．０５ｎｍ／秒でスパッタ成膜し、膜厚０．３ｎｍの３酸化モリブデン（ＭｏＯ３）からなる無機材料層を形成した。尚、３酸化モリブデン（ＭｏＯ３）は、蒸着法によっても成膜が可能である。【０３６６】
＜試料２３３〜２３４の作製＞
透明な無アルカリガラス製の透明基板を、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）の透明基板に変更したこと以外は、試料２１９，２２６と同様にして発光素子を作製した。【０３６７】
＜実施例２の各試料の評価＞
試料２０１〜２３４で作製した発光素子（発光パネル）について、実施例１と同様に（１）発光強度および（２）高温・高湿保存性の各評価を行った。この結果を下記表３に合わせて示す。【０３６８】
【表３】
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【０３６９】
＜実施例２の評価結果＞
上記表３に示す通り、実施例２も実施例１とほぼ同様の結果が得られた。【０３７０】
すなわち、金属電極層に隣接させて下地層を設けた試料２０５〜２３４の発光素子は、下地層を設けていない試料２０１〜２０４と比較して、金属電極層の膜厚が７ｎｍと極薄膜であるにも関わらず、発光強度および高温高湿保存性が高く、下地層を設けたことによる発光光の取り出し効率の向上と、金属電極層のマイグレーション抑制による信頼性の向上が確認された。これは、試料２３３，２３４の結果を見て分かるように、透明基板がガラスであってもプラスチック材料（ＰＥＴ）であっても同様であることが確認された。【０３７１】
また、金属電極層に隣接させた下地層を設けた試料２０５〜２３４のうち、下地層が有機材料層と無機材料層との積層構造である試料２１１〜２３４は、下地層が単層構造である試料２０５〜２１０と比較して、発光強度が高かった。これは、下地層を積層構造とすることで、金属電極層の膜厚均一性がさらに向上し、同じ膜厚でありながらも導電性が向上した結果であると考えられる。【０３７２】
さらに、試料２１１〜２３４における発光強度を比較すると、下地層として形成された有機材料層を構成する化合物の有効非共有電子対含有率［ｎ／Ｍ］が高いほど、発光強度が高い傾向が見られ、有効非共有電子対含有率［ｎ／Ｍ］を指標として、有機材料層を構成する窒素含有化合物または硫黄含有化合物を選択することの効果が確認された。
【符号の説明】
【０３７３】
１，２…発光素子、３…表示装置、１１…金属電極層、１３ａ…第１発光層、１５…対向電極、１７…第２発光層、２０，２０’…下地層、２０ａ…有機材料層、２０ｂ…無機材料層、ＥＬ１，ＥＬ２…有機電界発光素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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