(57)【要約】  本発明の課題は、所定形状の発光パターンを有し、長時間駆動しても発光領域の発光輝度の低下を抑制できる有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することである。当該有機エレクトロルミネッセンス素子は、陽極２と陰極４との間に、少なくとも正孔輸送層３２、３３と発光層３４を含む有機機能層３を有し、有機機能層３のいずれかが意匠パターン表示制御部として形成されており、かつ当該意匠パターン表示制御部が、有機エレクトロルミネッセンス素子１０の駆動時に電流が流れる領域と当該領域よりも電流が流れにくい領域とで構成されていることにより、当該有機エレクトロルミネッセンス素子１０全体として、適宜の意匠パターンを表示することを特徴とする。
2015111489.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
陽極と陰極との間に、少なくとも正孔輸送層と発光層を含む有機機能層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
前記有機機能層のいずれかが意匠パターン表示制御部として形成されており、かつ当該意匠パターン表示制御部が、有機エレクトロルミネッセンス素子の駆動時に電流が流れる領域と当該領域よりも電流が流れにくい領域とで構成されていることにより、当該有機エレクトロルミネッセンス素子全体として、適宜の意匠パターンを表示することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項２】
前記意匠パターン表示制御部を構成する前記電流が流れる領域及び前記電流が流れにくい領域における電流量の制御が、正孔注入量によって制御されることを特徴とする請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項３】
前記意匠パターン表示制御部として形成される有機機能層が、正孔注入層及び前記正孔輸送層のうちの少なくともいずれかの層であることを特徴する請求項１又は請求項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】
前記陽極が、銀を主成分とする薄膜電極であることを特徴する請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項５】
前記意匠パターンの表示が、発光開始電圧で制御できることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子に関する。特に、所定形状の発光パターンを有し、長時間駆動しても発光領域の発光輝度の低下を抑制できる有機エレクトロルミネッセンス素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、「有機ＥＬ素子」ともいう。）の開発が活発に行われており、表示装置や照明装置として使用されている。
有機ＥＬ素子は、数Ｖ〜数十Ｖ程度の低電圧で発光が可能な薄膜型の完全固体素子であり、高輝度、高発光効率、薄型、軽量といった多くの優れた特長を有している。有機ＥＬ素子は、一対の電極間に、有機材料からなる有機機能層が挟持されて構成され、当該有機機能層で生じた発光光が電極を透過して外部に取り出される。【０００３】
ここで、このような有機ＥＬ素子において、ガラス基板上に積層された有機機能層に対して紫外線を照射し、その照射部分を劣化させることで非発光領域を形成し、有機ＥＬ素子に所定形状の発光パターンを付与する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。しかしながら当該技術は、紫外線照射によって樹脂基材が黄変する場合がある等、紫外線照射量の制御が困難な場合があるという問題があった。【０００４】
また、このように有機機能層を紫外線照射にて所定のパターン形状で形成して有機ＥＬ素子に所定形状の発光パターンを付与する方法によれば、当該所定形状の発光パターンを有する有機ＥＬ素子を長時間駆動すると、発光領域の輝度が低下する場合があるという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第２７９３３７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記問題・状況に鑑みてなされたものであり、その解決課題は、所定形状の発光パターンを有し、長時間駆動しても発光領域の発光輝度の低下を抑制できる有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る上記課題を解決すべく、上記問題の原因等について検討した結果、陽極と陰極との間に、少なくとも正孔輸送層と発光層を含む有機機能層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、前記有機機能層のいずれかが意匠パターン表示制御部として形成されており、かつ当該意匠パターン表示制御部が、有機ＥＬ素子の駆動時に電流が流れる領域と当該領域よりも電流が流れにくい領域とで構成されていることにより、当該有機エレクトロルミネッセンス素子全体として、適宜の意匠パターンを表示することで、所定形状の発光パターンを有し、かつ長時間駆動しても発光領域の発光輝度の低下を抑制できる有機エレクトロルミネッセンス素子が得られることを見いだした。
すなわち、本発明に係る課題は、以下の手段により解決される。【０００８】
１．陽極と陰極との間に、少なくとも正孔輸送層と発光層を含む有機機能層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
前記有機機能層のいずれかが意匠パターン表示制御部として形成されており、かつ当該意匠パターン表示制御部が、有機エレクトロルミネッセンス素子の駆動時に電流が流れる領域と当該領域よりも電流が流れにくい領域とで構成されていることにより、当該有機エレクトロルミネッセンス素子全体として、適宜の意匠パターンを表示することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。【０００９】
２．前記意匠パターン表示制御部を構成する前記電流が流れる領域及び前記電流が流れにくい領域における電流量の制御が、正孔注入量によって制御されることを特徴とする第１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。【００１０】
３．前記意匠パターン表示制御部として形成される有機機能層が、正孔注入層及び前記正孔輸送層のうちの少なくともいずれかの層であることを特徴する第１項又は第２項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。【００１１】
４．前記陽極が、銀を主成分とする薄膜電極であることを特徴する第１項から第３項までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。【００１２】
５．前記意匠パターンの表示が、発光開始電圧で制御できることを特徴とする第１項から第４項までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、所定形状の発光パターンを有し、長時間駆動しても発光領域の発光輝度の低下を抑制できる有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することができる。
本発明の効果の発現機構ないし作用機構については、明確にはなっていないが、以下のように推察している。
以下、図１Ａ及び図１Ｂを参照しながら説明する。図１Ａは、本発明の有機ＥＬ素子の発光領域における電流電圧特性１Ａ、１Ａ１と、従来型の有機ＥＬ素子の発光領域における電流電圧特性２Ａ、２Ａ１とを示し、図１Ｂは、本発明の有機ＥＬ素子の非発光領域における電流電圧特性１Ｂ、１Ｂ１と、従来型の有機ＥＬ素子の非発光領域における電流電圧特性２Ｂ、２Ｂ１とを示している。なお、電流電圧特性１Ａ１、１Ｂ１、２Ａ１、２Ｂ１は、各有機ＥＬ素子を長時間駆動させた後の電流電圧特性を示している。
従来の紫外線照射により所定形状の発光パターンを有する有機ＥＬ素子は、有機機能層のうち少なくとも発光層を含むいずれかの層に紫外線が照射されることによる素子の駆動電圧の増加で、当該発光パターンで発光可能となっている。このような従来の紫外線照射によるパターニング法で形成した有機ＥＬ素子によれば、発光領域の電流電圧特性１Ａと非発光領域の電流電圧特性２Ｂは近似しており、長時間駆動されることで、非発光領域の電流電圧特性２Ｂ１は発光領域の電流電圧特性２Ａ１側にシフトする場合がある。このため、長時間駆動後の従来の有機ＥＬ素子においては、非発光領域の電流特性が初期よりも流れやすくなっており、発光領域への給電電流が変化することで、当該発光領域の輝度が低下してしまう場合がある。
これに対し本発明は、有機機能層のいずれかが、駆動時に電流が流れる領域と当該領域よりも電流が流れにくい領域とを有機層構成で形成構築されていることで、電流が流れる領域が発光領域を構成し、電流が流れにくい領域が非発光領域を構成している。非発光領域は発光領域よりも電流が流れにくい、すなわち、両者の電流電圧特性１Ａ、１Ｂは近似しておらず、長時間駆動することによって電流電圧特性１Ａ、１Ｂがそれぞれシフトしても、非発光領域の電流電圧特性１Ｂ１が発光領域の電流電圧特性１Ａ１よりも低電圧側にシフトしにくい。これにより、非発光領域が発光領域よりも電流が流れやすくなることを抑制することができ、長時間駆動後であっても発光領域への給電電流が減少しにくく、発光領域の輝度低下を抑制することができるものと考えている。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１Ａ】本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子及び従来型の有機エレクトロルミネッセンス素子における発光領域及び非発光領域の電流電圧特性
【図１Ｂ】本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子及び従来型の有機エレクトロルミネッセンス素子における発光領域及び非発光領域の電流電圧特性
【図２】本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の一例を示す概略断面図
【図３Ａ】有機エレクトロルミネッセンス素子の発光パターンの一例を示す概略平面図
【図３Ｂ】有機エレクトロルミネッセンス素子の発光パターンの一例を示す概略平面図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、陽極と陰極との間に、少なくとも正孔輸送層と発光層を含む有機機能層を有する素子であって、前記有機機能層のいずれかが意匠パターン表示制御部として形成されており、かつ当該意匠パターン表示制御部が、有機エレクトロルミネッセンス素子の駆動時に電流が流れる領域と当該領域よりも電流が流れにくい領域とで構成されていることにより、当該有機エレクトロルミネッセンス素子全体として、適宜の意匠パターンを表示することを特徴とする。この特徴は、請求項１から請求項５までの請求項に係る発明に共通する技術的特徴である。
本発明においては、前記意匠パターン表示制御部を構成する前記電流が流れる領域及び前記電流が流れにくい領域における電流量の制御が、正孔注入量によって制御されることが好ましい。
また、本発明においては、前記意匠パターン表示制御部として形成される有機機能層が、正孔注入層及び前記正孔輸送層のうちの少なくともいずれかの層であることが好ましい。
また、本発明においては、前記陽極が、銀を主成分とする薄膜電極であることが好ましい。
また、本発明においては、前記意匠パターンの表示が、発光開始電圧で制御できることが好ましい。
【００１６】
以下、本発明を実施するための形態について適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
なお、本願において、数値範囲を表す「〜」は、その前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用している。
【００１７】
《有機ＥＬ素子の層構成》
本発明の有機ＥＬ素子における代表的な素子構成としては、以下の構成を挙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）陽極／発光層／陰極
（２）陽極／発光層／電子輸送層／陰極
（３）陽極／正孔輸送層／発光層／陰極
（４）陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
（５）陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極
（６）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
（７）陽極／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／陰極
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。
【００１８】
本発明に係る発光層は、単層又は複数層で構成されており、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良い。
【００１９】
必要に応じて、発光層と陰極との間に正孔阻止層（正孔障壁層ともいう）や電子注入層（陰極バッファー層ともいう）を設けても良く、また、発光層と陽極との間に電子阻止層（電子障壁層ともいう）や正孔注入層（陽極バッファー層ともいう）を設けても良い。
【００２０】
本発明に係る電子輸送層とは、電子を輸送する機能を有する層であり、広い意味で電子注入層、正孔阻止層も電子輸送層に含まれ、複数層で構成されていても良い。
【００２１】
本発明に係る正孔輸送層とは、正孔を輸送する機能を有する層であり、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、複数層で構成されていても良い。また、狭義の正孔輸送層としても、複数層で構成されていても良い。
【００２２】
上記の代表的な素子構成において、陽極と陰極を除いた層を「有機機能層」という。
【００２３】
（タンデム構造）
また、本発明に係る有機ＥＬ素子は、少なくとも１層の発光層を含み、上記有機機能層のうちいずれかの層から構成される発光ユニットを複数積層した、いわゆるタンデム構造の素子であっても良い。
【００２４】
タンデム構造の代表的な素子構成としては、例えば以下の構成を挙げることができる。
【００２５】
陽極／第１発光ユニット／中間層／第２発光ユニット／陰極
陽極／第１発光ユニット／中間層／第２発光ユニット／中間層／第３発光ユニット／陰極
【００２６】
ここで、上記複数の発光ユニットは全て同じであっても異なっていても良い。また、二つの発光ユニットが同じであり、残る一つが異なっていても良い。複数の発光ユニットは直接積層されていても、中間層（中間電極、中間導電層、電荷発生層、電子引抜層、接続層、中間絶縁層とも呼ばれる）を介して積層されていても良く、陽極側の隣接層に電子を供給する機能を有する層が設けられ、陰極側の隣接層に正孔を供給する機能を有する層が設けられていれば、公知の材料構成を用いることができる。
【００２７】
中間層に用いられる材料としては、例えば、ＩＴＯ（インジウム・スズ酸化物）、ＩＺＯ（インジウム・亜鉛酸化物）、ＺｎＯ２、ＴｉＮ、ＺｒＮ、ＨｆＮ、ＴｉＯｘ、ＶＯｘ、ＣｕＩ、ＩｎＮ、ＧａＮ、ＣｕＡｌＯ２、ＣｕＧａＯ２、ＳｒＣｕ２Ｏ２、ＬａＢ６、ＲｕＯ２、Ａｌ等の導電性無機化合物層、これら導電性無機化合物の２層膜や多層膜、またＣ６０等のフラーレン類、オリゴチオフェン等の導電性有機物層、金属フタロシアニン類、無金属フタロシアニン類、ポルフィリン類等の導電性有機化合物層等が挙げられるが、本発明はこれらに限定されない。
【００２８】
発光ユニット内の好ましい構成としては、例えば上記の代表的な素子構成で挙げた（１）〜（７）の構成から、陽極と陰極を除いたもの等が挙げられるが、本発明はこれらに限定されない。
【００２９】
タンデム型有機ＥＬ素子の具体例としては、例えば、米国特許第７４２０２０３号、米国特許第７４７３９２３号、米国特許第６８７２４７２号、米国特許第６１０７７３４号、米国特許第６３３７４９２号、特開２０１１−９６６７９号公報、特開２０１０−１９２７１９号公報、特開２００９−０７６９２９号公報、特開２００８−０７８４１４号公報、特開２００７−０５９８４８号公報、国際公開第２００５／０９４１３０号等に記載の素子構成や構成材料等が挙げられるが、本発明はこれらに限定されない。
【００３０】
《意匠パターン表示制御部》
本発明の有機ＥＬ素子は、意匠パターン表示制御部を備えていることで、所定形状の発光パターンで発光することが可能となっている。
なお、ここでいう「意匠パターン」とは、有機ＥＬ素子により表示される図案（図の柄や模様）、文字、画像等をいう。「パターン化」又は「パターニング」とは、これらのパターン表示機能を持たせることをいう。有機ＥＬ素子が有する「発光パターン」とは、有機ＥＬ素子が発光する際、所定の図案（図の柄や模様）、文字、画像等に基づいて、発光面の位置により発光強度（輝度）を変えて光を発光させるためにあらかじめ当該有機ＥＬ素子に形成（付与）される所定の図案（図の柄や模様）、文字、画像等を表示させる機能を有する発生源、又は当該発生源から発生される光で構成される図案（図の柄や模様）等をいう。
【００３１】
意匠パターン表示制御部は、本発明の有機ＥＬ素子を構成する有機機能層のうちいずれかの層が蒸着用マスクを用いてパターニングされた層であって、有機ＥＬ素子の駆動時に電流が流れる領域と当該領域よりも電流が流れにくい領域とで構成されている。意匠パターン表示制御部のうち電流が流れる領域が発光領域を構成し、電流が流れにくい領域が非発光領域を構成することで、本発明の有機ＥＬ素子は、有機ＥＬ素子全体として適宜の意匠パターンを表示できるものである。ここで、電流が流れにくい領域とは、電流が流れる領域の電流電圧特性の＋２Ｖ以上高電圧側の電流電圧特性を有する領域をいう。
【００３２】
意匠パターン表示制御部において、電流が流れる領域と当該領域よりも電流が流れにくい領域とにおける電流量の制御としては、正孔注入量が制御されることによって行われることが好ましい。
具体的には、例えば、有機ＥＬ素子が、後述する各有機機能層材料を用いて、正孔注入層／第１正孔輸送層／第２正孔輸送層／青色発光層／緑色発光層／正孔阻止層／電子輸送層／電子注入層から構成される場合、正孔注入層と第１正孔輸送層とがパターニングされることで、正孔注入量を制御することができる。すなわち、各有機機能層が重畳する領域のうち、正孔注入層及び第１正孔輸送層が形成されていない箇所は、正孔注入層及び第１正孔輸送層が形成されている箇所に比べて正孔注入量が少ないため、発光開始電圧が増大している。これにより、正孔注入層及び第１正孔輸送層が形成されている箇所は電流が流れやすく、正孔注入層及び第１正孔輸送層が形成されていない箇所は電流が流れにくくなっている。
【００３３】
また、意匠パターン表示制御部のうち電流が流れにくい領域は、上記のように、発光開始電圧が増大しているが、完全な絶縁状態にはなっていない。したがって、所定形状の発光パターンが鋭利な形状を含む場合、すなわち、意匠パターン表示制御部のうち電流が流れやすい領域が平面視で鋭利な形状を含む場合であっても、有機ＥＬ素子駆動時において局所的に電流が集中することがなく、短絡の発生を抑制することができる。
具体的には、例えば図３Ａに示すような発光領域Ａ１と非発光領域Ｂ１からなる発光パターンを有する従来の有機ＥＬ素子においては、非発光領域Ｂ１が電気的に絶縁状態となっており、領域Ｌにおいて電流が集中し短絡が発生しやすいと考えられる。しかしながら、本発明の有機ＥＬ素子においては、上記したように非発光領域Ｂ１には微小な電流が流れるため、領域Ｌで局所的に電流が集中することを抑制し、短絡の発生を抑制することができる。
【００３４】
意匠パターン表示制御部を備える有機ＥＬ素子１０について、図２を参照して説明する。
有機ＥＬ素子１０は、基板１上に、陽極２、有機機能層３及び陰極４等を積層して構成されている。有機機能層３は、正孔注入層３１、第１正孔輸送層３２、第２正孔輸送層３３、発光層３４、電子輸送層３５及び電子注入層３６を備えている。
【００３５】
有機ＥＬ素子１０の領域Ａには有機機能層３の全ての層が積層されているが、領域Ｂにおいては、有機機能層３のうち正孔注入層３１及び第１正孔輸送層が積層されていない。すなわち、図２に示す有機ＥＬ素子１０においては、正孔注入層３１及び第１正孔輸送層３２がパターニングされた層であり、これらの層が意匠パターン表示制御部を構成している。
これにより、領域Ｂにおける正孔注入量を、領域Ａにおける正孔注入量よりも少なくすることができ、領域Ｂを電流が流れにくい領域（非発光領域）、領域Ａを電流が流れる領域（発光領域）とすることができる。また、領域Ｂは完全な絶縁状態ではなく、微小な電流が流れるため、領域Ａの縁部分等に電流が集中することを抑制し、短絡の発生を抑制できる。
【００３６】
なお、図２に示す例では、正孔注入層３１及び第１正孔輸送層３２がパターニングされることで、意匠パターン表示制御部が構成されるものとしたが、電流が流れる領域と当該領域よりも電流が流れにくい領域とを形成することができれば、他の有機機能層がパターニングされることで意匠パターン表示制御部が構成されていても良い。
また、タンデム構造の有機ＥＬ素子の場合、各発光ユニットがそれぞれ意匠パターン表示制御部を備えていても良く、それらの意匠パターン表示制御部が互いに異なる発光パターンで発光するように構成されていても良い。
【００３７】
ここで、図２のように構成される本発明の有機ＥＬ素子と、図２と同様の層構成を有し、正孔注入層、第１正孔輸送層、第２正孔輸送層及び発光層がパターニングされることで発光パターンが付与されている従来型の有機ＥＬ素子の電流電圧特性について、図１Ａ及び図１Ｂを参照して説明する。図１Ａは、本発明の有機ＥＬ素子の発光領域における電流電圧特性１Ａ、１Ａ１と、従来型の有機ＥＬ素子の発光領域における電流電圧特性２Ａ、２Ａ１とを示し、図１Ｂは、本発明の有機ＥＬ素子の非発光領域における電流電圧特性１Ｂ、１Ｂ１と、従来型の有機ＥＬ素子の非発光領域における電流電圧特性２Ｂ、２Ｂ１とを示している。なお、電流電圧特性１Ａ１、１Ｂ１、２Ａ１、２Ｂ１は、各有機ＥＬ素子を長時間駆動させた後の電流電圧特性を示している。
従来型の有機ＥＬ素子は、有機機能層のうち発光層等が所定のパターン形状に形成されることで、当該発光パターンで発光可能となっている。このような従来型の有機ＥＬ素子によれば、発光領域の電流電圧特性２Ａと非発光領域の電流電圧特性２Ｂとが近似しており、長時間駆動されることで、非発光領域の電流電圧特性２Ｂ１は発光領域の電流電圧特性２Ａ１よりも低電圧側にシフトする場合がある。このため、長時間駆動後の従来型の有機ＥＬ素子においては、非発光領域の方が発光領域よりも電流が流れやすくなっており、発光領域への給電電流が減少することで、当該発光領域の輝度が低下してしまう場合がある。
これに対し本発明の有機ＥＬ素子は、有機機能層のうち正孔注入層及び第１正孔輸送層が意匠パターン表示制御部を構成し、当該意匠パターン表示制御部が、駆動時に電流が流れる領域と当該領域よりも電流が流れにくい領域とで構成されていることで、電流が流れる領域が発光領域を構成し、電流が流れにくい領域が非発光領域を構成している。非発光領域は発光領域よりも電流が流れにくい、すなわち、両者の電流電圧特性１Ａ、１Ｂは近似しておらず、長時間駆動することによって電流電圧特性１Ａ、１Ｂがそれぞれシフトしても、非発光領域の電流電圧特性１Ｂ１が発光領域の電流電圧特性１Ａ１よりも低電圧側にシフトしにくい。これにより、非発光領域が発光領域よりも電流が流れやすくなることを抑制することができ、長時間駆動後であっても発光領域への給電電流が減少しにくく、発光領域の輝度低下を抑制することができるものと考えている。
【００３８】
（正孔注入層の層厚）
意匠パターン表示制御部が、上記したように正孔注入層をパターニングすることで構成されている場合、正孔注入層の層厚が２ｎｍ未満であると、発光時の発光パターンが不明瞭となる可能性がある。一方、正孔注入層の層厚が５０ｎｍを超えると、正孔注入層が形成されている箇所と形成されていない箇所との段差部分においてリーク発生頻度が上昇してしまうとともに、非発光時の発光パターンの視認性が高くなってしまう。
したがって、意匠パターン表示制御部が正孔注入層をパターニングすることで構成されている場合、正孔注入層の層厚は、２〜５０ｎｍであることが好ましく、２〜３０ｎｍであることがより好ましい。
【００３９】
（正孔輸送層の層厚）
意匠パターン表示制御部が、上記したように正孔注入層及び正孔輸送層をパターニングすることで構成されている場合において、正孔注入層に対して正孔輸送層が隣接して設けられる場合、正孔輸送層の層厚が１５ｎｍ未満であると、有機ＥＬ素子の耐久性が低下してしまう。一方、正孔輸送層の層厚が２００ｎｍを超えると視野角を変化させた際の色差が大きくなるとともに、発光層で発生する光の吸収量が増加してしまうため、発光時の発光パターンがぼやける可能性がある。
したがって、意匠パターン表示制御部が正孔注入層及び正孔輸送層をパターニングすることで構成されている場合、正孔輸送層の層厚は、１５〜２００ｎｍであることが好ましく、２０〜１５０ｎｍであることがより好ましい。
【００４０】
以下、本発明に係る有機ＥＬ素子を構成する各層について説明する。
【００４１】
《発光層》
発光層には、ホスト化合物及び発光ドーパントが含まれていることが好ましい。
発光層に含有される発光ドーパントは、発光層の層厚方向に対し、均一な濃度で含有されていても良いし、濃度分布を有していても良い。
タンデム構造の有機ＥＬ素子である場合には、各発光ユニットに包含される個々の発光層の層厚は、特に制限はないが、形成する層の均質性や、発光時に不必要な高電圧の印加を防止し、かつ、駆動電流に対する発光色の安定性向上の観点から、５〜２００ｎｍの範囲内に調整することが好ましく、更に好ましくは１０〜１００ｎｍの範囲内に調整される。
以下、発光層に含まれるリン光ホスト化合物及びリン光ドーパントについて説明する。
【００４２】
（１）リン光ホスト化合物
本発明に用いられるリン光ホスト化合物としては、構造的には特に制限はないが、代表的には、例えば、カルバゾール誘導体、トリアリールアミン誘導体、芳香族ボラン誘導体、含窒素複素環化合物、チオフェン誘導体、フラン誘導体、オリゴアリーレン化合物等の基本骨格を有するものや、カルボリン誘導体やジアザカルバゾール誘導体（ここで、ジアザカルバゾール誘導体とは、カルボリン誘導体のカルボリン環を構成する炭化水素環の少なくとも一つの炭素原子が窒素原子で置換されているものを表す。）等が挙げられる。
【００４３】
リン光ホスト化合物は、単独で用いても良いし、複数種併用して用いても良い。
【００４４】
本発明に係る発光層に用いられるリン光ホスト化合物としては、下記一般式（ａ）で表される化合物であることが好ましい。
【００４５】
【化１】
2015111489.tif 000003
【００４６】
一般式（ａ）中、Ｘは、ＮＲ′、Ｏ、Ｓ、ＣＲ′Ｒ″又はＳｉＲ′Ｒ″を表す。Ｒ′及びＲ″は、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を表す。Ａｒは、芳香族環を表す。ｎは、０〜８の整数を表す。
【００４７】
一般式（ａ）において、Ｒ′及びＲ″で表される置換基としては、例えば、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、１−プロペニル基、２−ブテニル基、１，３−ブタジエニル基、２−ペンテニル基、イソプロペニル基等）、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、ビフェニリル基等）、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（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又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）、ホスホノ基等が挙げられる。
これらの置換基は、上記の置換基によって更に置換されていても良い。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良い。
【００４８】
一般式（ａ）において、Ｘは、ＮＲ′又はＯを表すことが好ましく、Ｒ′は、芳香族炭化水素基又は芳香族複素環基を表すことが特に好ましい。
【００４９】
一般式（ａ）において、Ａｒで表される芳香族環としては、芳香族炭化水素環又は芳香族複素環が挙げられる。
Ａｒで表される芳香族環としては、単環又は縮合環のいずれであっても良く、更には、未置換であっても上述のＲ′及びＲ″で表される置換基を有していても良い。
【００５０】
一般式（ａ）において、Ａｒで表される芳香族炭化水素環としては、例えば、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。
【００５１】
一般式（ａ）において、Ａｒで表される芳香族複素環としては、例えば、フラン環、ジベンゾフラン環、チオフェン環、オキサゾール環、ピロール環、ピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環、トリアジン環、ベンゾイミダゾール環、オキサジアゾール環、トリアゾール環、イミダゾール環、ピラゾール環、チアゾール環、インドール環、インダゾール環、ベンゾイミダゾール環、ベンゾチアゾール環、ベンゾオキサゾール環、キノキサリン環、キナゾリン環、シンノリン環、キノリン環、イソキノリン環、フタラジン環、ナフチリジン環、カルバゾール環、カルボリン環、ジアザカルバゾール環（カルボリン環を構成する炭化水素環の炭素原子の一つが窒素原子で置換されている環を示す。）等が挙げられる。
【００５２】
一般式（ａ）において、Ａｒで表される芳香族環として、好ましくは、カルバゾール環、カルボリン環、ジベンゾフラン環、ベンゼン環であり、より好ましくは、カルバゾール環、カルボリン環、ベンゼン環であり、特に好ましくは、置換基を有するベンゼン環であり、最も好ましくは、カルバゾリル基を有するベンゼン環である。
【００５３】
また、一般式（ａ）において、Ａｒで表される芳香族環としては、下記に示すような、各々３環以上の縮合環であることが好ましい一態様である。
３環以上が縮合した芳香族炭化水素縮合環としては、具体的には、例えば、ナフタセン環、アントラセン環、テトラセン環、ペンタセン環、ヘキサセン環、フェナントレン環、ピレン環、ベンゾピレン環、ベンゾアズレン環、クリセン環、ベンゾクリセン環、アセナフテン環、アセナフチレン環、トリフェニレン環、コロネン環、ベンゾコロネン環、ヘキサベンゾコロネン環、フルオレン環、ベンゾフルオレン環、フルオランテン環、ペリレン環、ナフトペリレン環、ペンタベンゾペリレン環、ベンゾペリレン環、ペンタフェン環、ピセン環、ピラントレン環、コロネン環、ナフトコロネン環、オバレン環、アンスラアントレン環等が挙げられる。
【００５４】
また、３環以上が縮合した芳香族複素環縮合環としては、具体的には、例えば、アクリジン環、ベンゾキノリン環、カルバゾール環、カルボリン環、フェナジン環、フェナントリジン環、フェナントロリン環、カルボリン環、サイクラジン環、キンドリン環、テペニジン環、キニンドリン環、トリフェノジチアジン環、トリフェノジオキサジン環、フェナントラジン環、アントラジン環、ペリミジン環、ジアザカルバゾール環（カルボリン環を構成する炭化水素環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。）、フェナントロリン環、ジベンゾフラン環、ジベンゾチオフェン環、ナフトフラン環、ナフトチオフェン環、ベンゾジフラン環、ベンゾジチオフェン環、ナフトジフラン環、ナフトジチオフェン環、アントラフラン環、アントラジフラン環、アントラチオフェン環、アントラジチオフェン環、チアントレン環、フェノキサチイン環、チオファントレン環（ナフトチオフェン環）等が挙げられる。
【００５５】
また、一般式（ａ）において、ｎは、０〜８の整数を表すが、０〜２の整数であることが好ましく、特に、ＸがＯ又はＳである場合には、１又は２であることが好ましい。
【００５６】
以下、一般式（ａ）で表されるリン光ホスト化合物の具体例を示すが、本発明はこれらに限定されない。
【００５７】
【化２】
2015111489.tif 000004
【００５８】
【化３】
2015111489.tif 000005
【００５９】
【化４】
2015111489.tif 000006
【００６０】
【化５】
2015111489.tif 000007
【００６１】
【化６】
2015111489.tif 000008
【００６２】
【化７】
2015111489.tif 000009
【００６３】
【化８】
2015111489.tif 000010
【００６４】
【化９】
2015111489.tif 000011
【００６５】
また、本発明に用いるリン光ホスト化合物は、低分子化合物でも、繰り返し単位を持つ高分子化合物でも良く、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）でも良い。
【００６６】
リン光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、かつ、発光の長波長化を防ぎ、高Ｔｇ（ガラス転移温度）である化合物が好ましい。本発明においては、ガラス転移点が９０℃以上の化合物が好ましく、更には１３０℃以上の化合物が優れた特性を得られることから好ましい。
ここで、ガラス転移点（Ｔｇ）とは、ＤＳＣ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｃａｌｏｒｉｍｅｔｒｙ：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。
【００６７】
また、本発明においては、従来公知のホスト化合物を用いることもできる。
従来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好適に用いることができる。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。
【００６８】
タンデム構造の有機ＥＬ素子においては、リン光ホスト化合物は各発光ユニットの発光層ごとに異なっていても良いが、同一の化合物であることが生産効率上、工程管理上好ましい。
【００６９】
また、リン光ホスト化合物は、その最低励起３重項エネルギー（Ｔ１）が、２．７ｅＶより大きいことがより高い発光効率を得られることから好ましい。
本発明でいう最低励起３重項エネルギーとは、ホスト化合物を溶媒に溶解し、液体窒素温度において観測したリン光発光スペクトルの最低振動バンド間遷移に対応する発光バンドのピークエネルギーのことをいう。
【００７０】
（２）リン光発光ドーパント
本発明に用いることができるリン光発光ドーパントは、公知のものの中から選ぶことができる。例えば、元素の周期表で８族〜１０族の金属を含有する錯体系化合物、好ましくはイリジウム化合物、オスミウム化合物若しくは白金化合物（白金錯体系化合物）、又は希土類錯体から選ぶことができる。中でも、最も好ましいのはイリジウム化合物である。
白色発光を呈する有機ＥＬ素子を作製する場合、少なくとも緑、黄、赤領域の発光を担う発光体としては、リン光発光材料が好ましい。
【００７１】
（一般式（Ａ）〜（Ｃ）で表される部分構造）
また、リン光発光ドーパントとして青色リン光発光ドーパントを用いる場合、有機ＥＬ素子の発光層に使用される公知のものの中から適宜選択して用いることができるが、下記一般式（Ａ）〜（Ｃ）から選ばれる少なくとも一つの部分構造を有していることが好ましい。
【００７２】
【化１０】
2015111489.tif 000012
【００７３】
一般式（Ａ）中、Ｒａは、水素原子、脂肪族基、芳香族基又は複素環基を表す。Ｒｂ及びＲｃは、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を表す。Ａ１は、芳香族環又は芳香族複素環を形成するのに必要な残基を表す。Ｍは、Ｉｒ又はＰｔを表す。
【００７４】
【化１１】
2015111489.tif 000013
【００７５】
一般式（Ｂ）中、Ｒａは、水素原子、脂肪族基、芳香族基又は複素環基を表す。Ｒｂ、Ｒｃ、Ｒｂ１及びＲｃ１は、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を表す。Ａ１は、芳香族環又は芳香族複素環を形成するのに必要な残基を表す。Ｍは、Ｉｒ又はＰｔを表す。
【００７６】
【化１２】
2015111489.tif 000014
【００７７】
一般式（Ｃ）中、Ｒａは、水素原子、脂肪族基、芳香族基又は複素環基を表す。Ｒｂ及びＲｃは、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を表す。Ａ１は、芳香族環又は芳香族複素環を形成するのに必要な残基を表す。Ｍは、Ｉｒ又はＰｔを表す。
【００７８】
一般式（Ａ）〜（Ｃ）において、Ｒａで表される脂肪族基としては、例えば、アルキル基（例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、２−エチル−ヘキシル基、オクチル基、ウンデシル基、ドデシル基、テトラデシル基）、シクロアルキル基（例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基）が挙げられる。
Ｒａで表される芳香族基としては、例えば、フェニル基、トリル基、アズレニル基、アントラニル基、フェナントリル基、ピレニル基、クリセニル基、ナフタセニル基、ｏ−テルフェニル基、ｍ−テルフェニル基、ｐ−テルフェニル基、アセナフテニル基、コロネニル基、フルオレニル基、ペリレニル基等が挙げられる。
Ｒａで表される複素環基としては、例えば、ピロリル基、インドリル基、フリル基、チエニル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、インドリジニル基、キノリニル基、カルバゾリル基、インドリニル基、チアゾリル基、ピリジル基、ピリダジニル基、チアジアジニル基、オキサジアゾリル基、ベンゾキノリニル基、チアジアゾリル基、ピロロチアゾリル基、ピロロピリダジニル基、テトラゾリル基、オキサゾリル基、クロマニル基等を挙げることができる。
これらの基は、一般式（ａ）におけるＲ′及びＲ″で表される置換基を有していても良い。
【００７９】
一般式（Ａ）〜（Ｃ）において、Ｒｂ、Ｒｃ、Ｒｂ１及びＲｃ１で表される置換基としては、例えば、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）、アリール基（例えば、フェニル基、ナフチル基等）、芳香族複素環基（例えば、フリル基、チエニル基、ピリジル基、ピリダジニル基、ピリミジニル基、ピラジニル基、トリアジニル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、チアゾリル基、キナゾリニル基、フタラジニル基等）、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）、アルコキシル基（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）、シクロアルコキシル基（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（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）等が挙げられる。
これらの置換基は、上記の置換基によって更に置換されていても良い。
【００８０】
一般式（Ａ）〜（Ｃ）において、Ａ１で表される芳香族環としては、例えば、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。
Ａ１で表される芳香族複素環としては、例えば、フラン環、チオフェン環、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、カルボリン環、ジアザカルバゾール環（カルボリン環を構成する炭化水素環の炭素原子の一つが窒素原子で置換されている環を示す。）等が挙げられる。
【００８１】
一般式（Ａ）〜（Ｃ）において、Ｍは、Ｉｒ又はＰｔを表すが、中でもＩｒが好ましい。
【００８２】
一般式（Ａ）〜（Ｃ）の構造は部分構造であり、それ自身が完成構造の発光ドーパントとなるには、中心金属の価数に対応した配位子が必要である。そのような配位子としては、具体的には、例えば、ハロゲン（例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子等）、アリール基（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、ビフェニル基、ナフチル基、アントリル基、フェナントリル基等）、アルキル基（例えば、メチル基、エチル基、イソプロピル基、ヒドロキシエチル基、メトキシメチル基、トリフルオロメチル基、ｔ−ブチル基等）、アルキルオキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、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、フタラジニル基等）、一般式（Ａ）〜（Ｃ）の金属を除いた部分構造等が挙げられる。
【００８３】
発光ドーパントとしては、一般式（Ａ）〜（Ｃ）の部分構造３個で完成構造となるトリス体が好ましい。
【００８４】
以下、上記一般式（Ａ）〜（Ｃ）の部分構造を有するリン光発光ドーパントを例示するが、これらに限定されるものではない。
【００８５】
【化１３】
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【００８６】
【化１４】
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【００８７】
【化１５】
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【００８８】
【化１６】
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【００８９】
【化１７】
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【００９０】
【化１８】
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【００９１】
【化１９】
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【００９２】
【化２０】
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【００９３】
【化２１】
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【００９４】
（３）蛍光発光ドーパント
蛍光発光ドーパント（蛍光性ドーパント、蛍光発光体等ともいう。）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、希土類錯体系蛍光体等が挙げられる。
【００９５】
《注入層：正孔注入層、電子注入層》
注入層は、必要に応じて設けることができ、陽極又は中間層と、発光層又は正孔輸送層との間、あるいは陰極又は中間層と、発光層又は電子輸送層との間に存在させても良い。
【００９６】
注入層とは、駆動電圧低下や発光輝度向上のために、電極及び中間層と有機層間に設けられる層のことで、例えば、「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）にその詳細が記載されており、正孔注入層（陽極バッファー層）と電子注入層（陰極バッファー層）とがある。
【００９７】
正孔注入層（陽極バッファー層）としては、特開平９−４５４７９号公報、同９−２６００６２号公報、同８−２８８０６９号公報等にもその詳細が記載されており、具体例として、銅フタロシアニンに代表されるフタロシアニンバッファー層、酸化バナジウムに代表される酸化物バッファー層、アモルファスカーボンバッファー層、ポリアニリン（エメラルディン）やポリチオフェン等の導電性高分子を用いた高分子バッファー層等が挙げられる。また、特表２００３−５１９４３２号公報に記載されている材料を使用することも好ましい。
【００９８】
正孔注入層は、複数の材料を混合して用いても良いが、本発明においては、単一の有機化合物を成膜することによって形成されることが好ましい。理由として、複数の材料を混合して使用する場合、混合比の生産時における変動、例えば、成膜基板面内における濃度変動等による性能変動のリスクが高くなることが挙げられる。
【００９９】
正孔注入層の層厚については特に制限はなく、通常は０．１〜１００ｎｍ程度の範囲内であるが、本発明においては、２〜５０ｎｍの範囲内であることが好ましく、２〜３０ｎｍの範囲内であることがより好ましい。
【０１００】
電子注入層に好適な材料としては、電子輸送層と陰極間に設ける電子注入層においては、仕事関数３ｅＶ以下のアルカリ金属、アルカリ土類金属、及びこれらの化合物が挙げられる。アルカリ金属化合物としては、具体的には、フッ化カリウム、フッ化リチウム、フッ化ナトリウム、フッ化セシウム、酸化リチウム、リチウムキノリン錯体、炭酸セシウム等が挙げられ、フッ化リチウム、フッ化セシウムが好ましい。
中間層の陽極側に隣接する層としては、アルカリ金属化合物あるいはアルカリ土類化合物からなる層を設けないことが好ましい。
【０１０１】
電子注入層の層厚については特に制限はないが、通常は０．１〜１０ｎｍ程度の範囲内、好ましくは０．１〜２ｎｍの範囲内である。
【０１０２】
《阻止層：正孔阻止層、電子阻止層》
阻止層は、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。
【０１０３】
正孔阻止層とは、広い意味では電子輸送層の機能を有し、電子を輸送する機能を有しつつ正孔を輸送する能力が著しく小さい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、正孔阻止層として用いることができる。
正孔阻止層は、発光層に隣接して設けられていることが好ましい。
【０１０４】
一方、電子阻止層とは、広い意味では正孔輸送層の機能を有し、正孔を輸送する機能を有しつつ電子を輸送する能力が著しく小さい材料からなり、正孔を輸送しつつ電子を阻止することで電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。また、後述する正孔輸送層の構成を必要に応じて電子阻止層として用いることができる。
【０１０５】
本発明に係る正孔阻止層及び電子阻子層の層厚としては、好ましくは３〜１００ｎｍの範囲内であり、更に好ましくは５〜３０ｎｍの範囲内である。
【０１０６】
《正孔輸送層》
正孔輸送層とは、正孔を輸送する機能を有する正孔輸送材料からなり、広い意味で正孔注入層、電子阻止層も正孔輸送層に含まれる。
正孔輸送層は、単層又は複数層設けることができる。
【０１０７】
正孔輸送材料としては、正孔の注入若しくは輸送、又は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良い。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や、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。
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、更には、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。
【０１０８】
芳香族第３級アミン化合物及びスチリルアミン化合物の代表例としては、Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラフェニル−４，４′−ジアミノフェニル、Ｎ，Ｎ′−ジフェニル−Ｎ，Ｎ′−ビス（３−メチルフェニル）−〔１，１′−ビフェニル〕−４，４′−ジアミン（ＴＰＤ）、２，２−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）プロパン、１，１−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）シクロヘキサン、Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラ−ｐ−トリル−４，４′−ジアミノビフェニル、１，１−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）−４−フェニルシクロヘキサン、ビス（４−ジメチルアミノ−２−メチルフェニル）フェニルメタン、ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）フェニルメタン、Ｎ，Ｎ′−ジフェニル−Ｎ，Ｎ′−ジ（４−メトキシフェニル）−４，４′−ジアミノビフェニル、Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラフェニル−４，４′−ジアミノジフェニルエーテル、４，４′−ビス（ジフェニルアミノ）クオードリフェニル、Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリ（ｐ−トリル）アミン、４−（ジ−ｐ−トリルアミノ）−４′−〔４−（ジ−ｐ−トリルアミノ）スチリル〕スチルベン、４−Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ−（２−ジフェニルビニル）ベンゼン、３−メトキシ−４′−Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノスチルベンゼン、Ｎ−フェニルカルバゾール、更には、米国特許第５０６１５６９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個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。
【０１０９】
更に、これらの材料を高分子鎖に導入した、又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。
また、特開平４−２９７０７６号公報、特開２０００−１９６１４０号公報、特開２００１−１０２１７５号公報、Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，９５，５７７３（２００４）、特開平１１−２５１０６７号公報、Ｊ．Ｈｕａｎｇ  ｅｔ．ａｌ．著文献（Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  Ｌｅｔｔｅｒｓ  ８０（２００２），ｐ．１３９）、特表２００３−５１９４３２号公報に記載されているような、いわゆるｐ型半導体的性質を有するとされる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。
【０１１０】
正孔輸送層は、上記材料の１種又は２種以上からなる１層構造であっても良い。
【０１１１】
正孔輸送層の層厚については特に制限はなく、通常は５ｎｍ〜５μｍ程度の範囲内であるが、本発明においては、１５〜２００ｎｍの範囲内であることが好ましく、２０〜１５０ｎｍの範囲内であることがより好ましい。
【０１１２】
《電子輸送層》
電子輸送層とは、電子を輸送する機能を有する材料からなる。
電子輸送層は、単層又は複数層設けることができる。
【０１１３】
電子輸送層に用いられる電子輸送材料としては、陰極又は中間層を介して注入された電子を発光層に伝達する機能を有していれば良く、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。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、ビピリジル誘導体、フレオレニリデンメタン誘導体、カルボジイミド、アントラキノジメタン及びアントロン誘導体、オキサジアゾール誘導体等が挙げられる。また、上記オキサジアゾール誘導体において、オキサジアゾール環の酸素原子を硫黄原子に置換したチアジアゾール誘導体、電子吸引基として知られているキノキサリン環を有するキノキサリン誘導体も、電子輸送材料として用いることができる。更に、これらの材料を高分子鎖に導入した、又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。
タンデム構造の有機ＥＬ素子においては、中間層に隣接して電子輸送層を設ける場合には、ピリジン環をその構造の中に包含する化合物であることが好ましい。
【０１１４】
また、８−キノリノール誘導体の金属錯体、例えば、トリス（８−キノリノール）アルミニウム（Ａｌｑ）、トリス（５，７−ジクロロ−８−キノリノール）アルミニウム、トリス（５，７−ジブロモ−８−キノリノール）アルミニウム、トリス（２−メチル−８−キノリノール）アルミニウム、トリス（５−メチル−８−キノリノール）アルミニウム、ビス（８−キノリノール）亜鉛（Ｚｎｑ）等、及びこれらの金属錯体の中心金属がＩｎ、Ｍｇ、Ｃｕ、Ｃａ、Ｓｎ、Ｇａ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。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も用いられる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。
【０１１５】
電子輸送層には、複数の材料を混合して用いても良い。アルカリ金属、アルカリ土類金属、アルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物のドーピングを行うこともできるが、本発明に係る電子輸送層は、単一の有機化合物を成膜することによって形成されることが好ましい。理由として、複数の材料を混合して使用する場合、混合比の生産時における変動、例えば、成膜基板面内における濃度変動等による性能変動のリスクが高くなることが挙げられる。
本発明においては、低仕事関数の中間層を用いることにより、アルカリ金属等のドーピングを行わずとも、中間層からの電子注入性を損なうことなく好適な性能を得ることができる。
【０１１６】
電子輸送層に含まれる有機化合物のガラス転移温度は、１１０℃以上であることがより優れた高温保存性、高温プロセス安定性が得られることから好ましい。
【０１１７】
電子輸送層の層厚については特に制限はないが、通常は５ｎｍ〜５μｍ程度の範囲内、好ましくは５〜２００ｎｍの範囲内である。
【０１１８】
《支持基板》
本発明の有機ＥＬ素子に適用する支持基板（基体、基板、基材、支持体ともいう。）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良い。支持基板側から光を取り出す場合には、支持基板は透明であることが好ましい。好ましく用いられる透明な支持基板としては、ガラス、石英、透明樹脂フィルムを挙げることができる。特に好ましい支持基板は、有機ＥＬ素子にフレキシブル性を与えることが可能な樹脂フィルムである。
【０１１９】
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又はそれらの誘導体、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。
【０１２０】
樹脂フィルムの表面には、無機物、有機物の被膜又はその両者のハイブリッド被膜が形成されていても良く、ＪＩＳ  Ｋ  ７１２９−１９９２に準拠した方法で測定された水蒸気透過度が０．０１ｇ／（ｍ２・２４ｈ）以下のガスバリアー性フィルムであることが好ましく、更には、ＪＩＳ  Ｋ  ７１２６−１９９２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、及び水蒸気透過度が１×１０−３ｇ／（ｍ２・２４ｈ）以下の高ガスバリアー性フィルムであることが好ましく、更には、酸素透過度が１×１０−５ｍｌ／（ｍ２・２４ｈ・ａｔｍ）以下、及び水蒸気透過度が１×１０−５ｇ／（ｍ２・２４ｈ）であることが特に好ましい。
【０１２１】
ガスバリアー膜を形成する材料としては、水分や酸素等の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良く、例えば、酸化ケイ素、二酸化ケイ素、窒化ケイ素等を用いることができる。更に、ガスバリアー膜の脆弱性を改良するために、これら無機層と有機材料からなる層の積層構造を持たせることがより好ましい。無機層と有機材料からなる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。
【０１２２】
ガスバリアー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が、特開２００４−６８１４３号公報に記載されているような大気圧プラズマ重合法によるものも好適に用いることができる。
【０１２３】
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。
【０１２４】
《封止》
本発明の有機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良く、凹板状でも、平板状でも良い。
また、透明性、電気絶縁性は特に限定されない。
【０１２５】
具体的には、ガラス板、ポリマー板・フィルム、金属板・フィルム等が挙げられる。ガラス板としては、特にソーダ石灰ガラス、バリウム・ストロンチウム含有ガラス、鉛ガラス、アルミノケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス、バリウムホウケイ酸ガラス、石英等を挙げることができる。また、ポリマー板としては、ポリカーボネート、アクリル、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルサルファイド、ポリサルフォン等を挙げることができる。金属板としては、ステンレス、鉄、銅、アルミニウム、マグネシウム、ニッケル、亜鉛、クロム、チタン、モリブテン、シリコン、ゲルマニウム及びタンタルからなる群から選ばれる１種以上の金属又は合金からなるものが挙げられる。
【０１２６】
本発明においては、有機ＥＬ素子を薄膜化できるということからポリマーフィルム又は金属フィルムを好ましく使用することができる。更には、ポリマーフィルムは、酸素透過度が１×１０−３ｍｌ／（ｍ２・２４ｈ・ａｔｍ）以下、及び水蒸気透過度が１×１０−３ｇ／（ｍ２・２４ｈ）以下のものであることが好ましい。また、酸素透過度が１×１０−５ｍｌ／（ｍ２・２４ｈ・ａｔｍ）以下、及び水蒸気透過度が１×１０−５ｇ／（ｍ２・２４ｈ）であることがより好ましい。
【０１２７】
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。
【０１２８】
接着剤としては、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。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。
【０１２９】
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（２５℃）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良い。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良いし、スクリーン印刷のように印刷しても良い。
【０１３０】
封止部材と有機ＥＬ素子の表示領域との間隙には、気相及び液相では、窒素、アルゴン等の不活性気体や、フッ化炭化水素、シリコンオイルのような不活性液体を注入することが好ましい。また、真空とすることも可能である。また、内部に吸湿性化合物を封入することもできる。
【０１３１】
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、ヨウ化バリウム、ヨウ化マグネシウム等）、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。
【０１３２】
《保護膜、保護板》
有機ＥＬ素子の機械的強度を高めるために、上記封止用フィルムの外側に保護膜あるいは保護板を設けても良い。特に、封止が封止膜により行われている場合には、その機械的強度は必ずしも高くないため、このような保護膜、保護板を設けることが好ましい。これに使用することができる材料としては、上記封止に用いたのと同様のガラス板、ポリマー板・フィルム、金属板・フィルム等を用いることができるが、軽量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。
【０１３３】
《陽極》
陽極としては、仕事関数の大きい（４ｅＶ以上）金属、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが好ましく用いられる。このような電極物質の具体例としては、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ等の金属、ＣｕＩ、インジウムチンオキシド（ＩＴＯ）、ＳｎＯ２、ＺｎＯ等の導電性透明材料が挙げられる。また、ＩＤＩＸＯ（Ｉｎ２Ｏ３−ＺｎＯ）等非晶質で透明導電膜を作製可能な材料を用いても良い。
【０１３４】
陽極は、これらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により、薄膜を形成させ、フォトリソグラフィー法で所望の形状のパターンを形成しても良く、あるいはパターン精度をあまり必要としない場合は（１００μｍ以上程度）、上記電極物質の蒸着やスパッタリング時に所望の形状のマスクを介してパターンを形成しても良い。あるいは、有機導電性化合物のように塗布可能な物質を用いる場合には、印刷方式、コーティング方式等の湿式成膜法を用いることもできる。
【０１３５】
陽極側より発光を取り出す場合には、透過率を１０％より大きくすることが好ましい。
また、陽極としてのシート抵抗値は、数百Ω／□以下が好ましい。
膜厚は材料にもよるが、通常５〜１０００ｎｍの範囲内、好ましくは５〜２００ｎｍの範囲内で選ばれる。
【０１３６】
本発明においては、陽極が銀を主成分とする薄膜電極であることが好ましい。
陽極が銀を主成分とする薄膜電極である場合、当該陽極は、例えば、基板側から、下地層と、電極層と、を順に積層した２層構造であることが好ましい。電極層は、銀又は銀を主成分とする合金を用いて構成された層であり、下地層は、例えば、窒素原子を含んだ化合物を用いて構成された層である。なお、本発明において主成分とは、電極層中の含有量が５０質量％以上であることをいう。
【０１３７】
（１）下地層
下地層は、電極層の基板側に設けられる層である。下地層を構成する材料としては、特に限定されるものではなく、銀又は銀を主成分とする合金からなる電極層の成膜に際し、銀の凝集を抑制できるものであれば良く、例えば、窒素原子を含んだ含窒素化合物等が挙げられる。
【０１３８】
下地層が、低屈折率材料（屈折率１．７未満）からなる場合、その層厚の上限としては、５０ｎｍ未満である必要があり、３０ｎｍ未満であることが好ましく、１０ｎｍ未満であることが更に好ましく、５ｎｍ未満であることが特に好ましい。層厚を５０ｎｍ未満とすることにより、光学的ロスを最小限に抑えられる。一方、層厚の下限としては、０．０５ｎｍ以上が必要であり、０．１ｎｍ以上であることが好ましく、０．３ｎｍ以上であることが特に好ましい。層厚を０．０５ｎｍ以上とすることにより、下地層の成膜を均一とし、その効果（銀の凝集抑制）を均一とすることができる。
下地層が、高屈折率材料（屈折率１．７以上）からなる場合、その層厚の上限としては特に制限はなく、層厚の下限としては上記低屈折率材料からなる場合と同様である。
ただし、単なる下地層の機能としては、均一な成膜が得られる必要層厚で形成されれば十分である。
【０１３９】
下地層の成膜方法としては、例えば、塗布法、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法等のドライプロセスを用いる方法等が挙げられる。中でも、蒸着法が好ましく適用される。
【０１４０】
下地層を構成する窒素原子を含んだ化合物としては、分子内に窒素原子を含んでいる化合物であれば特に限定されないが、窒素原子をヘテロ原子とした複素環を有する化合物であることが好ましい。窒素原子をヘテロ原子とした複素環としては、例えば、アジリジン、アジリン、アゼチジン、アゼト、アゾリジン、アゾール、アジナン、ピリジン、アゼパン、アゼピン、イミダゾール、ピラゾール、オキサゾール、チアゾール、イミダゾリン、ピラジン、モルホリン、チアジン、インドール、イソインドール、ベンゾイミダゾール、プリン、キノリン、イソキノリン、キノキサリン、シンノリン、プテリジン、アクリジン、カルバゾール、ベンゾ−Ｃ−シンノリン、ポルフィリン、クロリン、コリン等が挙げられる。
【０１４１】
（２）電極層
電極層の成膜方法としては、例えば、塗布法、インクジェット法、コーティング法、ディップ法等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法等のドライプロセスを用いる方法等が挙げられる。中でも、蒸着法が好ましく適用される。
【０１４２】
また、電極層は、下地層上に成膜することにより、電極層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。
【０１４３】
電極層を構成する銀（Ａｇ）を主成分とする合金としては、例えば、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）等が挙げられる。
【０１４４】
以上のような電極層は、銀又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。
【０１４５】
更に、この電極層は、層厚が４〜９ｎｍの範囲内にあることが好ましい。層厚が９ｎｍより薄い場合には、層の吸収成分又は反射成分が少なく、陽極の透過率が大きくなる。また、層厚が４ｎｍより厚い場合には、層の導電性を十分に確保することができる。
【０１４６】
なお、以上のような下地層とこの上部に成膜された電極層とからなる積層構造の陽極は、電極層の上部が保護膜で覆われていたり、別の電極層が積層されていたりしても良い。この場合、陽極の光透過性を損なうことのないように、保護膜及び別の電極層が光透過性を有することが好ましい。
【０１４７】
《陰極》
一方、陰極としては、金属、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが用いられる。このような電極物質の具体例としては、ナトリウム、ナトリウム−カリウム合金、マグネシウム、リチウム、マグネシウム／銅混合物、マグネシウム／銀混合物、マグネシウム／アルミニウム混合物、マグネシウム／インジウム混合物、アルミニウム／酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）混合物、インジウム、リチウム／アルミニウム混合物、希土類金属、銀、アルミニウム等が挙げられる。これらの中でも、電子注入性及び酸化等に対する耐久性の点から、電子注入性金属とこれより仕事関数の値が大きく安定な金属である第２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や、アルミニウム、銀等が好適である。
【０１４８】
陰極は、これらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により薄膜を形成させることにより、作製することができる。
【０１４９】
また、陰極としてのシート抵抗値は、数百Ω／□以下が好ましく、膜厚は通常５ｎｍ〜５μｍの範囲内、好ましくは５〜２００ｎｍの範囲内で選ばれる。
【０１５０】
なお、発光した光を透過させるため、有機ＥＬ素子の陽極又は陰極のいずれか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、陰極に上記材料を１〜２０ｎｍの範囲内の膜厚で作製した後に、陽極の説明で挙げた導電性透明材料をその上に作製することで、透明又は半透明の陰極を作製することができ、これを応用することで陽極と陰極との両方が透過性を有する素子を作製することができる。
【実施例】
【０１５１】
以下、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。なお、実施例において「％」の表示を用いるが、特に断りがない限り「質量％」を表す。【０１５２】
《有機ＥＬ素子１０１の作製》
（透明基板の準備）
厚さ１２５μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム（帝人デュポンフィルム株式会社製、極高透明品ＰＥＴ  Ｔｙｐｅ  Ｋ）を透明基板として準備した。【０１５３】
下記ポリシラザン含有液を、ワイヤレスバーにて、乾燥後の平均膜厚が３００ｎｍとなるように塗布し、温度８５℃、湿度５５％ＲＨの雰囲気下で１分間加熱処理して乾燥させた。次いで、温度２５℃、湿度１０％ＲＨ（露点温度−８℃）の雰囲気下に１０分間保持し、除湿処理を行って、透明基板上にポリシラザン含有層を形成した。【０１５４】
ポリシラザン含有液としては、パーヒドロポリシラザン（アクアミカ  ＮＮ１２０−１０、無触媒タイプ、ＡＺエレクトロニックマテリアルズ（株）製）の１０質量％ジブチルエーテル溶液を使用した。【０１５５】
次に、ポリシラザン含有層を形成した透明基板を、エキシマ照射装置ＭＥＣＬ−Ｍ−１−２００（株式会社エム・ディ・コム製）の稼動ステージ上に固定し、下記改質処理条件で改質処理を行い、層厚３００ｎｍのポリシラザン改質層を形成した。【０１５６】
照射波長：１７２ｎｍ
ランプ封入ガス：Ｘｅ
エキシマランプ光強度：１３０ｍＷ／ｃｍ２（１７２ｎｍ）
試料と光源の距離：１ｍｍ
ステージ加熱温度：７０℃
照射装置内の酸素濃度：０．５％
エキシマランプ照射時間：５秒【０１５７】
（陽極の形成）
準備した透明基板上に、下記化合物Ｒ−１を、公知の蒸着法により、厚さ２５ｎｍで蒸着して、下地層を形成した。【０１５８】
【化２２】
2015111489.tif 000024
【０１５９】
次いで、下地層上に、蒸着法により銀を１０ｎｍの厚さで蒸着し、陽極を形成した。【０１６０】
（有機機能層の形成）
陽極が形成された透明基板をイソプロピルアルコールで超音波洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥し、ＵＶオゾン洗浄を５分間行った後、こ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。【０１６１】
真空蒸着装置内の蒸着用るつぼの各々に、各層の構成材料を、各々素子作製に最適な量充填した。蒸着用るつぼはモリブデン製又はタングステン製の抵抗加熱用材料で作製されたものを用いた。【０１６２】
（正孔注入層の形成）
真空度１×１０−４Ｐａまで減圧した後、化合物Ｍ−４の入った蒸着用るつぼに通電して加熱し、蒸着速度０．１ｎｍ／秒で透明支持基板上に蒸着し、層厚１５ｎｍの正孔注入層を形成した。なお、正孔注入層の形成においては、図３Ａに示す形状をパターニングできる蒸着用メタルマスクを用いて蒸着を行った。【０１６３】
（第１正孔輸送層の形成）
次いで、化合物Ｍ−２を蒸着速度０．１ｎｍ／秒で蒸着し、層厚４０ｎｍの第１正孔輸送層を形成した。なお、第１正孔輸送層の形成においては、正孔注入層と同様に、図３Ａに示す形状をパターニングできる蒸着用メタルマスクを用いて蒸着を行った。【０１６４】
（第２正孔輸送層の形成）
次いで、化合物４，４’−ビス〔Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ〕ビフェニル（ＮＰＤ）を蒸着速度０．１ｎｍ／秒で蒸着し、層厚４０ｎｍの第２正孔輸送層を形成した。【０１６５】
（蛍光発光層の形成）
次いで、化合物ＢＤ−１及び化合物Ｈ−１を用い、化合物ＢＤ−１が５％の濃度、化合物Ｈ−１が９５％の濃度になるように蒸着速度０．１ｎｍ／秒で共蒸着し、層厚１５ｎｍの青色発光を呈する蛍光発光層を形成した。【０１６６】
（リン光発光層の形成）
次いで、化合物ＧＤ−１、化合物ＲＤ−１及び化合物Ｈ−２を用い、化合物ＧＤ−１が１７％の濃度、ＲＤ−１が０．８％の濃度、化合物Ｈ−２が８２．２％の濃度となるように蒸着速度０．１ｎｍ／秒で共蒸着し、層厚１５ｎｍの黄色を呈するリン光発光層を形成した。【０１６７】
（電子輸送層の形成）
その後、化合物Ｅ−１を蒸着速度０．１ｎｍ／秒で蒸着し、層厚３０ｎｍの電子輸送層を形成した。【０１６８】
【化２３】
2015111489.tif 000025
【０１６９】
【化２４】
2015111489.tif 000026
【０１７０】
（電子注入層の形成）
更に、ＬｉＦを蒸着し、層厚１．５ｎｍの電子注入層を形成した。【０１７１】
（陰極の形成）
そして、アルミニウム１１０ｎｍを蒸着し、陰極を形成した。【０１７２】
（透明封止基板の作製）
前記透明基板と同様に、厚さ１２５μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム（帝人デュポンフィルム株式会社製、極高透明品ＰＥＴ  Ｔｙｐｅ  Ｋ）上に、前記と同様のポリシラザン含有液を塗布し、エキシマランプで処理してガスバリアー層を形成して、ガスバリアー層付の透明封止基板を得た。【０１７３】
（有機ＥＬ素子の封止）
透明封止基板の接着は、接着剤としてエポキシ系熱硬化型接着剤（巴川製紙所社製エレファンＣＳ）を用い、酸素濃度１０ｐｐｍ以下、水分濃度１０ｐｐｍ以下のグローブボックス内で、８０℃、０．０４ＭＰａ荷重下、減圧（１×１０−３ＭＰａ以下）吸引を２０秒、プレスを２０秒の条件で、有機ＥＬ素子１０１に向けて、前記透明封止部材が有するガスバリアー層が有機ＥＬ素子側になるように真空プレスした。【０１７４】
その後、グローブボックス内で、１１０℃のホットプレート上で３０分間加熱して接着層を熱硬化させた。これにより、図３Ａに示すような、発光領域Ａ１と非発光領域Ｂ１からなる発光パターンを有する有機ＥＬ素子１０１を得た。【０１７５】
《有機ＥＬ素子１０２の作製》
上記有機ＥＬ素子１０１の作製において、電子注入層の形成後、陰極の形成前に、以下に示すように、中間層、正孔注入層、第１正孔輸送層、第２正孔輸送層、蛍光発光層、リン光発光層、電子輸送層及び電子注入層を形成した以外は同様にして、有機ＥＬ素子１０２を作製した。これにより、図３Ａに示すような発光領域Ａ１及び非発光領域Ｂ１からなる発光パターンと、図３Ｂに示すような発光領域Ａ２及び非発光領域Ｂ２からなる発光パターンとを有する有機ＥＬ素子とすることができる。【０１７６】
（中間層の形成）
蒸着法によりアルミニウムを上記電子注入層上に蒸着し、層厚１０ｎｍの中間層を設けた。【０１７７】
（正孔注入層の形成）
次いで、化合物Ｍ−４を蒸着速度０．１ｎｍ／秒で蒸着し、層厚１５ｎｍの正孔注入層を設けた。なお、正孔注入層の形成においては、図３Ｂに示す形状をパターニングできる蒸着用メタルマスクを用いて蒸着を行った。【０１７８】
（第１正孔輸送層の形成）
次いで、化合物Ｍ−２を蒸着速度０．１ｎｍ／秒で蒸着し、層厚５０ｎｍの第１正孔輸送層を設けた。なお、第１正孔輸送層の形成においては、正孔注入層と同様に、図３Ｂに示す形状をパターニングできる蒸着用メタルマスクを用いて蒸着を行った。【０１７９】
（第２正孔輸送層の形成）
次いで、化合物ＮＰＤを蒸着速度０．１ｎｍ／秒で蒸着し、層厚５０ｎｍの第２正孔輸送層を設けた。【０１８０】
（蛍光発光層の形成）
次いで、化合物ＢＤ−１及び化合物Ｈ−１を用い、化合物ＢＤ−１が５％の濃度、化合物Ｈ−１が９５％の濃度になるように蒸着速度０．１ｎｍ／秒で共蒸着し、層厚１５ｎｍの青色発光を呈する蛍光発光層を形成した。【０１８１】
（リン光発光層の形成）
次いで、化合物ＧＤ−１、化合物ＲＤ−１及び化合物Ｈ−２を用い、化合物ＧＤ−１が１７％の濃度、ＲＤ−１が０．８％の濃度、化合物Ｈ−２が８２．２％の濃度となるように蒸着速度０．１ｎｍ／秒で共蒸着し、層厚１５ｎｍの黄色を呈するリン光発光層を形成した。【０１８２】
（電子輸送層の形成）
次いで、化合物Ｅ−１を蒸着速度０．１ｎｍ／秒で蒸着して、層厚３０ｎｍの電子輸送層を形成した。【０１８３】
（電子注入層の形成）
次いで、ＬｉＦを蒸着し、層厚１．５ｎｍの電子注入層を形成した。【０１８４】
《有機ＥＬ素子１０３の作製》
上記有機ＥＬ素子１０１の作製において、電子注入層及び第１正孔輸送層を、図３Ａに示す形状をパターニングできる蒸着用メタルマスクを用いずに形成した以外は同様にして、有機ＥＬ素子１０３を作製した。【０１８５】
《有機ＥＬ素子１０４の作製》
蒸着用メタルマスクを用いることなく、各有機機能層を順次積層した従来の有機ＥＬ素子を作製し、５０Ｗのメタルハライド光源を用いて当該素子の所定領域に対して紫外線を照射し、図３Ａに示すような発光パターンを有する有機ＥＬ素子１０４を得た。【０１８６】
《有機ＥＬ素子１０１〜１０４の評価》
作製した各サンプルに対して、それぞれ発光領域が３０００ｃｄ／ｍ２になるよう電流を印加し、通電状態のまま室温で約３０００時間駆動した。そのときの発光条件として、印加電流及び電圧をそれぞれ表１に示す。３０００時間駆動の前後で、各素子の発光領域の輝度変化率（駆動後の素子の輝度／駆動前の素子の輝度×１００）（％）を求めた。輝度は、分光放射輝度計ＣＳ−１０００（コニカミノルタ社製）を用いて各素子の正面輝度を測定することにより求めた。各有機ＥＬ素子１０１〜１０４についてそれぞれ五つのサンプルを作製し、それらの輝度変化率の平均値を算出し、下記基準に従って評価した。その算出値と評価結果を表１に示す。
なお、有機ＥＬ素子１０２においては、平面視で二つの発光パターンの発光領域が重なり合う箇所の輝度変化率を求めた。
また、各素子について、短絡の発生有無を確認したところ、いずれも短絡の発生はなかった。【０１８７】
○：７０％以上
△：７０％未満【０１８８】
【表１】
2015111489.tif 000027
【０１８９】
表１に示すように、比較例の有機ＥＬ素子１０４と比較して、本発明の有機ＥＬ素子１０１は輝度変化率が低い結果となっている。これにより、本発明の有機ＥＬ素子１０１は、所定形状の発光パターンを有し、長時間駆動しても発光領域の発光輝度の低下を抑制できているといえる。また、タンデム構造の有機ＥＬ素子１０２についても同様の効果が得られている。更に、本発明の有機ＥＬ素子１０１、１０２の輝度低下率は、パターニングを施していない有機ＥＬ素子１０３と同程度となっており、発光パターンを有しない有機ＥＬ素子と同等の性能を発揮できるものといえる。
【産業上の利用可能性】
【０１９０】
以上のように、本発明は、所定形状の発光パターンを有し、長時間駆動しても発光領域の発光輝度の低下を抑制できる有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することに適している。
【符号の説明】
【０１９１】
１    基板
２    陽極
３    有機機能層
４    陰極
１０  有機ＥＬ素子
３１  正孔注入層
３２  第１正孔輸送層
３３  第２正孔輸送層
３４  発光層
３５  電子輸送層
３６  電子注入層
１Ａ、１Ａ１、１Ｂ、１Ｂ１、２Ａ、２Ａ１、２Ｂ、２Ｂ１  電流電圧特性
Ａ    領域
Ａ１、Ａ２  発光領域
Ｂ    領域
Ｂ１、Ｂ２  非発光領域
Ｌ    領域
【図１Ａ】
2015111489.tif 000028
【図１Ｂ】
2015111489.tif 000029
【図２】
2015111489.tif 000030
【図３Ａ】
2015111489.tif 000031
【図３Ｂ】
2015111489.tif 000032
【国際調査報告】
2015111489.tif 000033
2015111489.tif 000034
2015111489.tif 000035
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