(57)【要約】  本発明は、支持基板上に少なくとも陽極、陰極を有し、該陽極と該陰極間に少なくとも１層の発光層を含む有機化合物層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子において、該有機化合物層の少なくとも１層が、通電により発光スペクトルが短波長側にシフトする発光材料を含有する有機エレクトロルミネッセンス素子、及び該素子を用いた表示装置、照明装置に関する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持基板上に少なくとも陽極、陰極を有し、該陽極と該陰極間に少なくとも１層の発光層を含む有機化合物層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子において、
該有機化合物層の少なくとも１層が、通電により発光スペクトルが短波長側にシフトする発光材料Ａを含有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】
前記発光材料Ａと、該発光材料Ａの発光初期の発光波長よりも短波長の発光スペクトルを示す発光材料Ｂを少なくとも１種以上含有することを特徴とする請求の範囲第１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項３】
前記発光材料Ａと該有機化合物層中で反応することが可能な材料Ｃとを、前記発光材料Ａと同一層に含有することを特徴とする請求の範囲第１項または請求の範囲第２項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項４】
前記発光材料Ａが、分子中に、下記で表される部分構造のいずれかひとつを含む化合物であることを特徴とする請求の範囲第１項〜請求の範囲第３項のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化１】
2007119420.tif 000022
【請求項５】
前記有機化合物層中で反応することが可能な材料Ｃが、分子中に下記で表される部分構造のいずれかひとつを含む化合物であることを特徴とする請求の範囲第３項または請求の範囲第４項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化２】
2007119420.tif 000023
【請求項６】
前記発光材料Ａの通電後の発光スペクトルの極大ピークのうち最も短波長側に存在する極大ピークの波長が４８０ｎｍ以下であることを特徴とする請求の範囲第１項〜請求の範囲第５項のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項７】
前記発光材料Ａが、リン光ドーパントであることを特徴とする請求の範囲第１項〜請求の範囲第６項のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項８】
請求の範囲第１項〜請求の範囲第７項のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を発光させるに当たり、１０ｃｄ／ｍ2〜１０，０００ｃｄ／ｍ2の輝度で発光させることにより、発光経時の色度変化を抑制することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子の発光色度安定化方法。
【請求項９】
請求の範囲第１項〜請求の範囲第７項のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を具備したことを特徴とする照明装置。
【請求項１０】
請求の範囲第１項〜請求の範囲第７項のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を具備したことを特徴とする電子ディスプレイ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子、有機エレクトロルミネッセンス素子の発光色度安定化方法、照明装置及び電子ディスプレイ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、発光型の電子ディスプレイデバイスとして、エレクトロルミネッセンスディスプレイ（ＥＬＤ）がある。ＥＬＤの構成要素としては、無機エレクトロルミネッセンス素子や有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、有機ＥＬ素子ともいう）が挙げられる。無機エレクトロルミネッセンス素子は平面型光源として使用されてきたが、発光素子を駆動させるためには交流の高電圧が必要である。【０００３】
一方、有機ＥＬ素子は、発光する化合物を含有する発光層を陰極と陽極で挟んだ構成を有し、発光層に電子及び正孔を注入して、再結合させることにより励起子（エキシトン）を生成させ、このエキシトンが失活する際の光の放出（蛍光・燐光）を利用して発光する素子であり、数Ｖ〜数十Ｖ程度の電圧で発光が可能であり、更に自己発光型であるために視野角に富み、視認性が高く、薄膜型の完全固体素子であるために省スペース、携帯性等の観点から注目されている。【０００４】
今後の実用化に向けた有機ＥＬ素子の開発としては、更に低消費電力で、効率よく高輝度に発光する有機ＥＬ素子が望まれているわけであり、例えば、特許第３０９３７９６号公報には、スチルベン誘導体、ジスチリルアリーレン誘導体またはトリススチリルアリーレン誘導体に、微量の蛍光体をドープし、発光輝度の向上、素子の長寿命化を達成する技術が開示され、特開昭６３−２６４６９２号公報には、８−ヒドロキシキノリンアルミニウム錯体をホスト化合物として、これに微量の蛍光体をドープした有機発光層を有する素子が開示されており、特開平３−２５５１９０号公報には、８−ヒドロキシキノリンアルミニウム錯体をホスト化合物として、これにキナクリドン系色素をドープした有機発光層を有する素子等が知られている。【０００５】
上記特許文献に開示されている技術では、励起一重項からの発光を用いる場合、一重項励起子と三重項励起子の生成比が１：３であるため発光性励起種の生成確率が２５％であることと、光の取り出し効率が約２０％であるため、外部取り出し量子効率（ηｅｘｔ）の限界は５％とされている。【０００６】
ところが、Ｍ．Ａ．Ｂａｌｄｏ  ｅｔ  ａｌ．，ｎａｔｕｒｅ、３９５巻、１５１〜１５４ページ（１９９８年）により、プリンストン大より、励起三重項からのリン光発光を用いる有機ＥＬ素子の報告がされて以来、Ｍ．Ａ．Ｂａｌｄｏ  ｅｔ  ａｌ．，ｎａｔｕｒｅ、４０３巻、１７号、７５０〜７５３ページ（２０００年）、米国特許第６，０９７，１４７号明細書により、室温で燐光を示す材料の研究が活発になってきている。【０００７】
更に、最近発見されたリン光発光を利用する有機ＥＬ素子では、以前の蛍光発光を利用する素子に比べ原理的に約４倍の発光効率が実現可能であることから、その材料開発を初めとし、発光素子の層構成や電極の研究開発が世界中で行われている。例えば、Ｓ．Ｌａｍａｎｓｋｙ  ｅｔ  ａｌ．，Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，１２３巻、４３０４ページ（２００１年）には、多くの化合物がイリジウム錯体系等重金属錯体を中心に合成検討がなされている。【０００８】
また、有機ＥＬ素子は、電極と電極の間を厚さわずか０．１μｍ程度の有機材料の膜で構成するオールソリッド素子であり、なおかつその発光が２Ｖ〜２０Ｖ程度の比較的低い電圧で達成できることから、次世代の平面ディスプレイや照明として期待されている技術である。【０００９】
しかしながら、有機ＥＬ素子は、その発光機構が有機材料の励起状態から基底状態への失活を利用した発光現象をもとにするものであることから、青色や青緑色等の波長が短い領域を発光させるには、バンドギャップを大きくする必要があり、従ってその大きなギャップを励起させるために高い電圧が必要になる。【００１０】
更に、励起状態自体が高いレベルに位置することから基底状態に戻る際のダメージが大きく、緑色や赤色の発光に比べ寿命が短くなる傾向にあり、特に三重項励起状態からの発光を利用するリン光発光ではその傾向が顕著となる。【００１１】
上記のような問題点を解決する手段としては、種々の技術があるが、例えば、有機エレクトロルミネッセンス素子の構成層を製膜した後に、高分子量化するという技術があり、分子内にビニル基を２つ有する２官能性のトリフェニルアミン誘導体が記載されており、その化合物を製膜した後に紫外線照射により３次元架橋されたポリマーを形成する（例えば、特許文献１参照。）、２つ以上のビニル基を有する材料を複数の層に添加する技術が開示され、重合反応は、陰極を積層する前の有機層製膜時点で紫外線や熱の照射で行う方法（例えば、特許文献２参照。）、リン光ドーパントの末端にビニル基を有する材料と同様にビニル基を有するコモノマーの混合物にラジカル発生剤であるＡＩＢＮ（アゾイソブチロニトリル）を添加して製膜時に重合反応を進行させる製造方法（例えば、特許文献３参照。）、同一層内の２分子間でディールスアルダー反応を起こさせて架橋させる製造方法（例えば、特許文献４参照。）等が挙げられる。【００１２】
上記の技術は、いずれも製膜時または製膜直後（陰極を付ける前）に重合反応を完結させる方法であるが、有機ＥＬ素子の耐久性向上という実用上の観点からは、まだ、不十分であり、更なる素子の耐久性向上技術が求められている。
【特許文献１】特開平５−２７１１６６号公報
【特許文献２】特開２００１−２９７８８２号公報
【特許文献３】特開２００３−７３６６６号公報
【特許文献４】特開２００３−８６３７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、発光色度の変動が少なく、且つ、素子の使用により堅牢性が向上する有機エレクトロルミネッセンス素子、該素子を用いる表示装置及び照明装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の上記目的は、下記構成により達成された。【００１５】
１．支持基板上に少なくとも陽極、陰極を有し、該陽極と該陰極間に少なくとも１層の発光層を含む有機化合物層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子において、
該有機化合物層の少なくとも１層が、通電により発光スペクトルが短波長側にシフトする発光材料Ａを含有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。【００１６】
２．前記発光材料Ａと、該発光材料Ａの発光初期の発光波長よりも短波長の発光スペクトルを示す発光材料Ｂを少なくとも１種以上含有することを特徴とする前記１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。【００１７】
３．前記発光材料Ａと該有機化合物層中で反応することが可能な材料Ｃとを、前記発光材料Ａと同一層に含有することを特徴とする前記１または２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。【００１８】
４．前記発光材料Ａが、分子中に、下記で表される部分構造のいずれかひとつを含む化合物であることを特徴とする前記１〜３のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。【００１９】
【化１】
2007119420.tif 000002
【００２０】
５．前記有機化合物層中で反応することが可能な材料Ｃが、分子中に下記で表される部分構造のいずれかひとつを含む化合物であることを特徴とする前記３または４に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。【００２１】
【化２】
2007119420.tif 000003
【００２２】
６．前記発光材料Ａの通電後の発光スペクトルの極大ピークのうち最も短波長側に存在する極大ピークの波長が４８０ｎｍ以下であることを特徴とする前記１〜５のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。【００２３】
７．前記発光材料Ａが、リン光ドーパントであることを特徴とする前記１〜６のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。【００２４】
８．前記１〜７のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を発光させるに当たり、１０ｃｄ／ｍ2〜１０，０００ｃｄ／ｍ2の輝度で発光させることにより、発光経時の色度変化を抑制することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子の発光色度安定化方法。【００２５】
９．前記１〜７のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を具備したことを特徴とする照明装置。【００２６】
１０．前記１〜７のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を具備したことを特徴とする電子ディスプレイ装置。
【発明の効果】
【００２７】
本発明により、発光色度の変動が少なく、且つ、素子の使用により堅牢性が向上する有機エレクトロルミネッセンス素子、有機エレクトロルミネッセンス素子の発光色度安定化方法、該素子を用いる表示装置及び照明装置を提供する事ができた。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の有機ＥＬ素子の一例を示す模式図である。
【図２】本発明の有機ＥＬ素子の一例を示す模式図である。
【図３】本発明の有機ＥＬ素子の一例を示す模式図である。
【図４】本発明の有機ＥＬ素子の一例を示す模式図である。
【図５】本発明の有機ＥＬ素子の一例を示す模式図である。
【図６】本発明の有機ＥＬ素子の一例を示す模式図である。
【図７】照明装置の概略図である。
【図８】照明装置の断面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１０１  有機ＥＬ素子
１０２  ガラスカバー
１０５  陰極
１０６  有機ＥＬ層
１０７  透明電極付きガラス基板
１０８  窒素ガス
１０９  捕水剤
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ素子ともいう）においては、請求の範囲第１項〜請求の範囲第７項のいずれか１項に記載の構成を有することにより、発光色度の変動が少なく、且つ、素子の使用により堅牢性が向上する有機エレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ素子）を得ることが出来た。【００３１】
また、前記有機ＥＬ素子を特定の輝度条件下で発光させることにより、発光経時の色度変化を実用的に十分なレベルで抑制できる発光色度安定化方法の確立に成功した。更には、該素子を用いることにより、高輝度の表示装置、照明装置を得ることにも併せて成功した。【００３２】
以下、本発明に係る各構成要素の詳細について、順次説明する。【００３３】
有機ＥＬ素子は電界により励起された発光材料が基底状態に戻る際の発光現象を利用したものであり、原理的に短波な光を発光させるためには、高い電圧が必要となる。【００３４】
またより短波な発光を得るには、より高い励起状態にする必要があるため、原理上、発光波長が短波なほど発光寿命は短くなることがわかっている。【００３５】
本発明者等が本発明に至った経緯は、上記の従来公知の有機ＥＬ素子の問題点を種々検討している中で、有機ＥＬ素子の使用開始直後に比べ、電流を流して発光させているうちに、発光スペクトルが次第に短波化する素子が実現できることを発見したことに端を発したものであり、具体的には、有機ＥＬ素子を実際に使用（必要な輝度で発光）させているうちに、次第に発光波長が短波長化する発光材料を見出し、また、該発光材料に基づく発光スペクトルの短波長化を促進し、且つ、素子の堅牢性を増強する併用材料を用いて発光経時で減衰する発光色を効果的に補償する技術を完成させたものである。【００３６】
この現象を利用すると、例えば、青と緑の領域に発光を有する発光素子の場合、通常では青成分の経時劣化が大きく、使用中に発光色度が次第に緑色側（ＣＩＥ色度図状ではｘ値、ｙ値ともに増大する方向）にシフトするが、例えば、使用中に発光色が緑色から青色に変化する発光材料を含み、更に、青色の発光材料を含む素子では、通電（使用）により相対的に早く輝度が低下する青色発光を効果的に補償（発光色補償ともいう）することが可能になり、発光色変化の少ない（発光色度変化が少ないともいう）素子が実現出来る。【００３７】
また、前記発光色変化が重合反応を伴うものである場合は、通電により新たに発生するより短波長側の発光材料は、熱的安定性の高い鎖状のポリマーや、高次のネットワークポリマーに変化させることが可能であるため、使用初期の状態よりも通電継続を行うことにより、従来公知の有機ＥＬ素子では、経時により、発光の色度変化という大きな問題点を抱えているが、本発明の有機ＥＬ素子では、通電により発光を継続させることにより、更に堅牢性が次第に増強されるという、今までにない全く新規なコンセプトに基づく革新的な有機ＥＬ素子の実現に成功した。【００３８】
《発光材料Ａ》
本発明の有機ＥＬ素子の構成層（有機化合物層）の少なくとも１層に含まれ、素子の通電により発光スペクトルが短波長側にシフト（移動）する発光材料Ａについて説明する。【００３９】
本発明に係る発光材料Ａに用いられる化合物の部分構造（この部分構造には素子の通電により発光する機能部位が含まれていてもよい）としては、後述する、本発明の有機ＥＬ素子の構成層で説明する、正孔輸送層、正孔注入層、電子注入層、発光層、正孔阻止層、電子輸送層、電子阻止層等に用いられる化合物等が記載されている、各種公知の特許文献、参考文献等に記載の化合物に含まれる部分構造を用いることが出来る。【００４０】
中でも、本発明に係る発光材料Ａは、本発明の有機ＥＬ素子の発光層に含有されることが好ましく、また、該発光層中においては、後述する、ホスト化合物でも、ドーパント（発光ドーパントともいう）または、ドーピングを必要としない発光材料でもよいが、ドーパント（発光ドーパント、ここで、発光ドーパントとしては、リン光ドーパント、蛍光ドーパントがあげられる。）であることが好ましく、特に好ましくは、リン光ドーパントである。【００４１】
ここで、リン光ドーパント、蛍光ドーパントについては、後述する、有機ＥＬ素子の構成層のところで詳細に説明する。【００４２】
ここで、本発明の有機ＥＬ素子に係る発光材料Ａとしての機能を示す、即ち、上記のような発光色補償を行う機能を有する為には、本発明の有機ＥＬ素子を発光させている際に素子内部で発生する活性種（活性ラジカル等が挙げられる）、光（発光により生じるフォトン）、またはジュール熱を活用することが重要であり、なおかつ、その活性種の作用、光の作用、またはジュール熱による化学変化で発光材料Ａの発光波長（通電開始直後で、発光材料Ａが、上記の活性種、光、またはジュール熱等により分子構造上の変化が起きていない状態での発光波長である）を短波長側にシフトさせることが好ましい。そのためには、発光材料の分子内に、素子内で起こる反応や作用により発光材料の発光波長が短波化させる置換基が付与されていることが好ましい。【００４３】
《置換基》
本発明の有機ＥＬ素子への通電により、有機ＥＬ素子内部で起こる反応（化学反応の場合もあり、単に異性体（構造異性体、回転異性体等）等への変換等もここの反応の範囲に入る）により発光材料の発光波長を短波化させる置換基としては、該置換基を導入することにより発光材料の発光波長を長波化する置換基を発光材料に導入し、それが素子内部で発生する活性種等の作用で変化し、導入以前の発光波長またはそれに近い発光波長になるような設計が必要である。【００４４】
発光材料Ａの発光波長を長波化するには、共役系を拡張してＬＵＭＯ（最低空軌道）のエネルギーレベルを下げるか、ＨＯＭＯ（最高被占軌道）のエネルギーレベルを上げる、もしくは、電子的効果によりＬＵＭＯ（最低空軌道）のエネルギーレベルを下げるか、または、ＨＯＭＯ（最高被占軌道）のエネルギーレベルを上げる、のどちらか、またはその両方を使うことが一般的である。【００４５】
更に、そのような置換基が、素子内部で発生する活性種（活性ラジカル等）、光、またはジュール熱で化学変化を起こし、もとの状態よりも発光波長が短波化するには、下記に示される置換基を発光材料が有していることが好ましい。【００４６】
【化３】
2007119420.tif 000004
【００４７】
有機ＥＬの発光層は、層を構成する材料全てが発光材料であってもいいし、発光ドーパントと発光ホストが共存するものであってもいい。また、発光ドーパントは複数種存在してもよく、発光層が積層された多色発光素子であってもいい。【００４８】
発光層が発光ドーパントと発光ホストとで構成される素子の場合、前記発光材料の化学変化は、発光ホストとの間での反応を利用してもよく、その場合、縮合や付加重合などの化学反応が起こっても良い。【００４９】
従って、発光ホストとの化学反応を利用する場合、発光材料（すなわち発光ドーパント）に置換している上記反応性基と反応を起こしうる置換基を発光ホストに導入することが好ましい。【００５０】
例えば、発光材料に水酸基（−ＯＨ）が置換している場合、発光ホストにはイソシアナート基（−ＮＣＯ）や、イソチオシアナート基（−ＮＣＳ）を導入した材料を選択する  とか、発光材料にビニル基（−＝）が置換している場合、それとラジカル重合可能なビニル基（−＝）を導入した発光ホストを選択する等の方法を講ずる必要がある。【００５１】
通常、リン光性の発光を利用する、いわゆる「リン光素子」では、リン光ドーパントを発光ホストに対し質量比で１％〜２０％程度混合することが発光効率の観点から有効であるとされており、本発明においてリン光性発光を利用する場合には、発光ホストを併用することが好ましく、該発光ホスト材料は反応性を持つリン光発光材料（リン光ドーパント）と化学反応可能な置換基を有していることが好ましい。【００５２】
本発明において最も好ましい形態は、発光ドーパントおよび発光ホストの両方にビニル基が置換した材料を少なくとも１種ずつ、同一層に共存させ、その発光素子に通電することにより、発光層内で発生するアニオンラジカルまたはカチオンラジカルを重合開始剤として利用し、鎖状または網目状のポリマーを形成させることである。【００５３】
それにより発光素子は、最初の状態よりもより堅牢性が増強されたものとなり、使ううちに次第に耐久性が増す理想的な発光素子を実現することが可能になる。【００５４】
以下、本発明に係る発光材料Ａの具体例を示すが、本発明はこれらに限定されない。【００５５】
【化４】
2007119420.tif 000005
【００５６】
【化５】
2007119420.tif 000006
【００５７】
【化６】
2007119420.tif 000007
【００５８】
【化７】
2007119420.tif 000008
【００５９】
【化８】
2007119420.tif 000009
【００６０】
【化９】
2007119420.tif 000010
【００６１】
【化１０】
2007119420.tif 000011
【００６２】
【化１１】
2007119420.tif 000012
【００６３】
上記の化合物の中で、Ｐ−１〜Ｐ−４８は、リン光ドーパントとして用いられる化合物であり、Ｆ−１、Ｆ−２は、蛍光ドーパントとして用いられる化合物である。【００６４】
《発光材料Ｂ》
本発明に係る発光材料Ｂについて説明する。【００６５】
本発明に係る発光材料Ｂは、上記の発光材料Ａの発光初期の発光波長よりも短波長の発光スペクトルを示す材料（化合物）であるが、具体的には、有機ＥＬ素子に含まれる発光材料Ａから、前記反応性の置換基を取り除いたものが好適な例として挙げられる。【００６６】
また、本発明に係る発光材料Ａとは、別途に単に、発光材料Ａの発光初期の発光波長よりも短波長の発光波長を有する化合物（材料ともいう）でもよい。【００６７】
即ち、発光材料Ｂの発光波長域は、発光材料Ａが通電により化学構造的に変性したことにより、新たに発現する発光波長域と近いものであることが好ましい。【００６８】
Ｂが存在する層はＡと同一層であっても、異なる層であってもよい。【００６９】
Ｂは１種類である必要はなく、何種類共存していても構わない。【００７０】
また、ＡおよびＢの他に発光材料があってもよく、その発光材料にもＡのような反応性の置換基が置換していてもよい。【００７１】
ここで、化学構造的に変性とは、発光材料Ａが素子の通電により発光材料Ａ自体が化学反応する場合（例えば、上記の置換基を有する、発光材料Ａは、通電により活性ラジカル種が発生し、自己重合または共重合反応を開始することにより、ポリマーが生成されるし、化合物Ａの反応性基と縮合できる置換基を持つ化合物と化合物Ａとが、発生するジュール熱で縮合することであたらな化合物が生成される。また、構造異性体等への異性化を発端とする膜物性が変化する場合）等も一例として挙げることができる。【００７２】
更に、本発明では、後述する、有機ＥＬ素子の構成層において、発光層に用いられる、従来公知の、リン光ドーパント、蛍光ドーパント等も、本発明に係る発光材料Ｂとして使用可能である。【００７３】
《有機化合物層中で反応することが可能な材料Ｃ》
発光材料Ａと、有機化合物層中で反応することが可能な材料Ｃについて説明する。【００７４】
本発明に係る、有機化合物層中で反応することが可能な材料としては、本願請求の範囲第５項に記載のように、上記の置換基を有していることが好ましく、例えば、素子の通電により、生成する発光材料Ａの活性種と、共重合反応や、重縮合可能な材料である。【００７５】
以下、本発明に係る材料Ｃの具体例を挙げるが、本発明はこれらに限定されない。【００７６】
【化１２】
2007119420.tif 000013
【００７７】
【化１３】
2007119420.tif 000014
【００７８】
尚、上記材料Ｃの具体例は、いずれも発光ホスト化合物としての機能を有する化合物である。もちろんＣは発光材料Ａと同一層に存在することが好ましいが、発光層以外、例えば、電子輸送層や正孔輸送層、中間層など任意の層に存在していてもよい。【００７９】
《発光色度安定化方法》
本発明の有機ＥＬ素子は、使用（必要な輝度で発光）しているうちに、次第に発光波長が短波長化する発光材料を含有しており、該発光材料に基づく発光スペクトルが短波長化することによって、発光経時で減衰する発光色を効果的に補償する技術を完成させたものである。【００８０】
本発明の有機ＥＬ素子の発光を、通電の継続によって、より短波な発光スペクトル（発光波長がより短波な発光とも、発光ピークが短波化する等ともいう）に変化させるための通電方法としては、連続的に電流を流し続ける、いわゆるＤＣ駆動でも、間欠的に電流を流す、いわゆるパルス駆動でも、また、さらには交流駆動でもよく、その時の電流密度に特に制限はない。【００８１】
但し、使用中に次第に発光スペクトルが変化し（発光素子中の発光材料の少なくとも１つの発光スペクトル形状が変化すること）、実質的に発光色を補償するという観点からは、実際の使用する輝度付近で発光させ、適度な活性種、フォトン、または熱を素子内部に発生させることが好ましく、具体的には、電流密度にして０．０１ｍＡ／ｃｍ2〜１０００ｍＡ／ｃｍ2の範囲で通電するのが好適である。【００８２】
《有機ＥＬ素子の構成層》
本発明の有機ＥＬ素子の構成層について説明する。本発明において、有機ＥＬ素子の層構成の好ましい具体例を以下に示すが、本発明はこれらに限定されない。【００８３】
（ｉ）陽極／発光層／電子輸送層／陰極
（ii）陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
（iii）陽極／正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／陰極
（iv）陽極／正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／陰極バッファー層／陰極
（ｖ）陽極／陽極バッファー層／正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／陰極バッファー層／陰極
本発明の有機ＥＬ素子においては、青色発光層の発光極大波長は４３０ｎｍ〜４８０ｎｍにあるものが好ましく、緑色発光層は発光極大波長が５１０ｎｍ〜５５０ｎｍ、赤色発光層は発光極大波長が６００ｎｍ〜６４０ｎｍの範囲にある単色発光層であることが好ましく、これらを用いた表示装置であることが好ましい。また、これらの少なくとも３層の発光層を積層して白色発光層としたものであってもよい。更に、発光層間には非発光性の中間層を有していてもよい。本発明の有機ＥＬ素子としては白色発光層であることが好ましく、これらを用いた照明装置であることが好ましい。【００８４】
本発明の有機ＥＬ素子を構成する各層について説明する。【００８５】
《発光層》
本発明に係る発光層は、電極または電子輸送層、正孔輸送層から注入されてくる電子及び正孔が再結合して発光する層であり、発光する部分は発光層の層内であっても発光層と隣接層との界面であってもよい。【００８６】
発光層の膜厚の総和は特に制限はないが、膜の均質性や、発光時に不必要な高電圧を印加するのを防止し、かつ、駆動電流に対する発光色の安定性向上の観点から、２ｎｍ〜５μｍの範囲に調整することが好ましく、さらに好ましくは２ｎｍ〜２００ｎｍの範囲に調整され、特に好ましくは、１０ｎｍ〜１００ｎｍの範囲である。【００８７】
発光層の作製には、後述する発光ドーパントやホスト化合物を、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化法により製膜して形成することができる。【００８８】
本発明の有機ＥＬ素子の発光層には、発光ホスト化合物と、発光ドーパント（リン光ドーパント（リン光発光性ドーパントともいう）や蛍光ドーパント等）の少なくとも１種類とを含有することが好ましい。【００８９】
（ホスト化合物（発光ホスト等ともいう））
本発明に用いられるホスト化合物について説明する。【００９０】
ここで、本発明においてホスト化合物とは、発光層に含有される化合物の内でその層中での質量比が２０％以上であり、且つ室温（２５℃）においてリン光発光のリン光量子収率が、０．１未満の化合物と定義される。好ましくはリン光量子収率が０．０１未満である。また、発光層に含有される化合物の中で、その層中での質量比が２０％以上であることが好ましい。【００９１】
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、または複数種併用して用いてもよい。ホスト化合物を複数種用いることで、電荷の移動を調整することが可能であり、有機ＥＬ素子を高効率化することができる。また、後述する発光ドーパントを複数種用いることで、異なる発光を混ぜることが可能となり、これにより任意の発光色を得ることができる。【００９２】
また、本発明に用いられる発光ホストとしては、従来公知の低分子化合物でも、繰り返し単位を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）でもよく、前記材料Ｃのような化合物を１種または複数種用いても良い。【００９３】
併用してもよい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、且つ発光の長波長化を防ぎ、なお且つ高Ｔｇ（ガラス転移温度）である化合物が好ましい。【００９４】
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が挙げられる。【００９５】
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。【００９６】
（発光ドーパント）
本発明に係る発光ドーパントについて説明する。【００９７】
本発明に係る発光ドーパントとしては、蛍光ドーパント（蛍光性化合物ともいう）、リン光ドーパント（リン光発光体、リン光性化合物、リン光発光性化合物等ともいう）を用いることができるが、より発光効率の高い有機ＥＬ素子を得る観点からは、本発明の有機ＥＬ素子の発光層や発光ユニットに使用される発光ドーパント（単に、発光材料ということもある）としては、上記のホスト化合物を含有すると同時に、リン光ドーパントを含有することが好ましい。【００９８】
（リン光ドーパント）
本発明に係るリン光ドーパントについて説明する。【００９９】
本発明に係るリン光ドーパントは、励起三重項からの発光が観測される化合物であり、具体的には、室温（２５℃）にてリン光発光する化合物であり、リン光量子収率が、２５℃において０．０１以上の化合物であると定義されるが、好ましいリン光量子収率は０．１以上である。【０１００】
上記リン光量子収率は、第４版実験化学講座７の分光IIの３９８頁（１９９２年版、丸善）に記載の方法により測定できる。溶液中でのリン光量子収率は種々の溶媒を用いて測定できるが、本発明に係るリン光ドーパントは、任意の溶媒のいずれかにおいて上記リン光量子収率（０．０１以上）が達成されればよい。【０１０１】
リン光ドーパントの発光は原理としては２種挙げられ、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、このエネルギーをリン光ドーパントに移動させることでリン光ドーパントからの発光を得るというエネルギー移動型、もう一つはリン光ドーパントがキャリアトラップとなり、リン光ドーパント上でキャリアの再結合が起こりリン光ドーパントからの発光が得られるというキャリアトラップ型であるが、いずれの場合においても、リン光ドーパントの励起状態のエネルギーはホスト化合物の励起状態のエネルギーよりも低いことが条件である。【０１０２】
リン光ドーパントは、有機ＥＬ素子の発光層に使用される公知のものの中から適宜選択して用いることができる。【０１０３】
本発明に係るリン光ドーパントとしては、好ましくは元素の周期表で８〜１０族の金属を含有する錯体系化合物であり、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。【０１０４】
以下に、リン光ドーパントとして用いられる化合物の具体例を示すが、本発明はこれらに限定されない。これらの化合物は、例えば、Ｉｎｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．４０巻、１７０４〜１７１１に記載の方法等により合成できる。尚、上記の発光材料Ａの好ましい態様は、リン光ドーパントして用いられる場合である。【０１０５】
【化１４】
2007119420.tif 000015
【０１０６】
【化１５】
2007119420.tif 000016
【０１０７】
【化１６】
2007119420.tif 000017
【０１０８】
【化１７】
2007119420.tif 000018
【０１０９】
【化１８】
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【０１１０】
【化１９】
2007119420.tif 000020
【０１１１】
（蛍光ドーパント（蛍光性化合物ともいう））
蛍光ドーパント（蛍光性化合物）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。【０１１２】
次に、本発明の有機ＥＬ素子の構成層として用いられる、注入層、阻止層、電子輸送層等について説明する。【０１１３】
《注入層：電子注入層、正孔注入層》
注入層は必要に応じて設け、電子注入層と正孔注入層があり、上記の如く陽極と発光層または正孔輸送層の間、及び陰極と発光層または電子輸送層との間に存在させてもよい。【０１１４】
注入層とは、駆動電圧低下や発光輝度向上のために電極と有機層間に設けられる層のことで、「有機ＥＬ素子とその工業化最前線（１９９８年１１月３０日エヌ・ティー・エス社発行）」の第２編第２章「電極材料」（１２３〜１６６頁）に詳細に記載されており、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。【０１１５】
陽極バッファー層（正孔注入層）は、特開平９−４５４７９号公報、同９−２６００６２号公報、同８−２８８０６９号公報等にもその詳細が記載されており、具体例として、銅フタロシアニンに代表されるフタロシアニンバッファー層、酸化バナジウムに代表される酸化物バッファー層、アモルファスカーボンバッファー層、ポリアニリン（エメラルディン）やポリチオフェン等の導電性高分子を用いた高分子バッファー層等が挙げられる。【０１１６】
陰極バッファー層（電子注入層）は、特開平６−３２５８７１号公報、同９−１７５７４号公報、同１０−７４５８６号公報等にもその詳細が記載されており、具体的にはストロンチウムやアルミニウム等に代表される金属バッファー層、フッ化リチウムに代表されるアルカリ金属化合物バッファー層、フッ化マグネシウムに代表されるアルカリ土類金属化合物バッファー層、酸化アルミニウムに代表される酸化物バッファー層等が挙げられる。上記バッファー層（注入層）はごく薄い膜であることが望ましく、素材にもよるがその膜厚は０．１ｎｍ〜５μｍの範囲が好ましい。【０１１７】
《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。【０１１８】
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、本発明に係わる正孔阻止層として用いることができる。【０１１９】
本発明の有機ＥＬ素子の正孔阻止層は、発光層に隣接して設けられていることが好ましい。【０１２０】
正孔阻止層には、前述のホスト化合物として挙げたアザカルバゾール誘導体を含有することが好ましい。【０１２１】
また、本発明においては、複数の発光色の異なる複数の発光層を有する場合、その発光極大波長が最も短波にある発光層が、全発光層中、最も陽極に近いことが好ましいが、このような場合、該最短波層と該層の次に陽極に近い発光層との間に正孔阻止層を追加して設けることが好ましい。更には、該位置に設けられる正孔阻止層に含有される化合物の５０質量％以上が、前記最短波発光層のホスト化合物に対しそのイオン化ポテンシャルが０．３ｅＶ以上大きいことが好ましい。【０１２２】
イオン化ポテンシャルは化合物のＨＯＭＯ（最高被占分子軌道）レベルにある電子を真空準位に放出するのに必要なエネルギーで定義され、例えば下記に示すような方法により求めることができる。【０１２３】
（１）米国Ｇａｕｓｓｉａｎ社製の分子軌道計算用ソフトウェアであるＧａｕｓｓｉａｎ９８（Ｇａｕｓｓｉａｎ９８、Ｒｅｖｉｓｉｏｎ  Ａ．１１．４，Ｍ．Ｊ．Ｆｒｉｓｃｈ，ｅｔ  ａｌ，Ｇａｕｓｓｉａｎ，Ｉｎｃ．，Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇｈ  ＰＡ，２００２．）を用い、キーワードとしてＢ３ＬＹＰ／６−３１Ｇ＊を用いて構造最適化を行うことにより算出した値（ｅＶ単位換算値）の小数点第２位を四捨五入した値としてイオン化ポテンシャルを求めることができる。この計算値が有効な背景には、この手法で求めた計算値と実験値の相関が高いためである。【０１２４】
（２）イオン化ポテンシャルは光電子分光法で直接測定する方法により求めることもできる。例えば、理研計器社製の低エネルギー電子分光装置「Ｍｏｄｅｌ  ＡＣ−１」を用いて、あるいは紫外光電子分光として知られている方法を好適に用いることができる。【０１２５】
一方、電子阻止層とは広い意味では正孔輸送層の機能を有し、正孔を輸送する機能を有しつつ電子を輸送する能力が著しく小さい材料からなり、正孔を輸送しつつ電子を阻止することで電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。また、後述する正孔輸送層の構成を必要に応じて電子阻止層として用いることができる。本発明に係る正孔阻止層、電子輸送層の膜厚としては、好ましくは３ｎｍ〜１００ｎｍであり、更に好ましくは５ｎｍ〜３０ｎｍである。【０１２６】
《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。正孔輸送層は単層または複数層設けることができる。【０１２７】
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。【０１２８】
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。【０１２９】
芳香族第３級アミン化合物及びスチリルアミン化合物の代表例としては、Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラフェニル−４，４′−ジアミノフェニル；Ｎ，Ｎ′−ジフェニル−Ｎ，Ｎ′−ビス（３−メチルフェニル）−〔１，１′−ビフェニル〕−４，４′−ジアミン（ＴＰＤ）；２，２−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）プロパン；１，１−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）シクロヘキサン；Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラ−ｐ−トリル−４，４′−ジアミノビフェニル；１，１−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）−４−フェニルシクロヘキサン；ビス（４−ジメチルアミノ−２−メチルフェニル）フェニルメタン；ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）フェニルメタン；Ｎ，Ｎ′−ジフェニル−Ｎ，Ｎ′−ジ（４−メトキシフェニル）−４，４′−ジアミノビフェニル；Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラフェニル−４，４′−ジアミノジフェニルエーテル；４，４′−ビス（ジフェニルアミノ）クオードリフェニル；Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリ（ｐ−トリル）アミン；４−（ジ−ｐ−トリルアミノ）−４′−〔４−（ジ−ｐ−トリルアミノ）スチリル〕スチルベン；４−Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ−（２−ジフェニルビニル）ベンゼン；３−メトキシ−４′−Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノスチルベンゼン；Ｎ−フェニルカルバゾール、更には米国特許第５，０６１，５６９号明細書に記載されている２個の縮合芳香族環を分子内に有するもの、例えば、４，４′−ビス〔Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ〕ビフェニル（ＮＰＤ）、特開平４−３０８６８８号公報に記載されているトリフェニルアミンユニットが３つスターバースト型に連結された４，４′，４″−トリス〔Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ〕トリフェニルアミン（ＭＴＤＡＴＡ）等が挙げられる。【０１３０】
更にこれらの材料を高分子鎖に導入した、またはこれらの材料を高分子の主鎖とした高分子材料を用いることもできる。また、ｐ型−Ｓｉ、ｐ型−ＳｉＣ等の無機化合物も正孔注入材料、正孔輸送材料として使用することができる。【０１３１】
また、特開平１１−２５１０６７号公報、Ｊ．Ｈｕａｎｇ  ｅｔ．ａｌ．著文献（Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  Ｌｅｔｔｅｒｓ  ８０（２００２），ｐ．１３９）に記載されているような、所謂ｐ型正孔輸送材料を用いることもできる。本発明においては、より高効率の発光素子が得られることからこれらの材料を用いることが好ましい。【０１３２】
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５ｎｍ〜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。【０１３３】
また、不純物をドープしたｐ性の高い正孔輸送層を用いることもできる。その例としては、特開平４−２９７０７６号公報、特開２０００−１９６１４０号公報、同２００１−１０２１７５号公報の各公報、Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，９５，５７７３（２００４）等に記載されたものが挙げられる。【０１３４】
本発明においては、このようなｐ性の高い正孔輸送層を用いることが、より低消費電力の素子を作製することができるため好ましい。【０１３５】
《電子輸送層》
電子輸送層とは電子を輸送する機能を有する材料からなり、広い意味で電子注入層、正孔阻止層も電子輸送層に含まれる。電子輸送層は単層または複数層設けることができる。【０１３６】
従来、単層の電子輸送層、及び複数層とする場合は発光層に対して陰極側に隣接する電子輸送層に用いられる電子輸送材料（正孔阻止材料を兼ねる）としては、陰極より注入された電子を発光層に伝達する機能を有していればよく、その材料としては従来公知の化合物の中から任意のものを選択して用いることができ、例えば、ニトロ置換フルオレン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、カルボジイミド、フレオレニリデンメタン誘導体、アントラキノジメタン及びアントロン誘導体、オキサジアゾール誘導体等が挙げられる。更に上記オキサジアゾール誘導体において、オキサジアゾール環の酸素原子を硫黄原子に置換したチアジアゾール誘導体、電子吸引基として知られているキノキサリン環を有するキノキサリン誘導体も、電子輸送材料として用いることができる。更にこれらの材料を高分子鎖に導入した、またはこれらの材料を高分子の主鎖とした高分子材料を用いることもできる。【０１３７】
また８−キノリノール誘導体の金属錯体、例えば、トリス（８−キノリノール）アルミニウム（Ａｌｑ）、トリス（５，７−ジクロロ−８−キノリノール）アルミニウム、トリス（５，７−ジブロモ−８−キノリノール）アルミニウム、トリス（２−メチル−８−キノリノール）アルミニウム、トリス（５−メチル−８−キノリノール）アルミニウム、ビス（８−キノリノール）亜鉛（Ｚｎｑ）等、及びこれらの金属錯体の中心金属がＩｎ、Ｍｇ、Ｃｕ、Ｃａ、Ｓｎ、ＧａまたはＰｂに置き替わった金属錯体も、電子輸送材料として用いることができる。その他、メタルフリーもしくはメタルフタロシアニン、またはそれらの末端がアルキル基やスルホン酸基等で置換されているものも、電子輸送材料として好ましく用いることができる。また、発光層の材料として例示したジスチリルピラジン誘導体も、電子輸送材料として用いることができるし、正孔注入層、正孔輸送層と同様にｎ型−Ｓｉ、ｎ型−ＳｉＣ等の無機半導体も電子輸送材料として用いることができる。【０１３８】
電子輸送層は上記電子輸送材料を、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。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５ｎｍ〜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。【０１３９】
また、不純物をドープしたｎ性の高い電子輸送層を用いることもできる。その例としては、特開平４−２９７０７６号公報、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。【０１４０】
本発明においては、このようなｎ性の高い電子輸送層を用いることがより低消費電力の素子を作製することができるため好ましい。【０１４１】
《陽極》
有機ＥＬ素子における陽極としては、仕事関数の大きい（４ｅＶ以上）金属、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが好ましく用いられる。このような電極物質の具体例としては、Ａｕ等の金属、ＣｕＩ、インジウムチンオキシド（ＩＴＯ）、ＳｎＯ2、ＺｎＯ等の導電性透明材料が挙げられる。また、ＩＤＩＸＯ（Ｉｎ2Ｏ3−ＺｎＯ）等非晶質で透明導電膜を作製可能な材料を用いてもよい。陽極はこれらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により薄膜を形成させ、フォトリソグラフィー法で所望の形状のパターンを形成してもよく、あるいはパターン精度をあまり必要としない場合は（１００μｍ以上程度）、上記電極物質の蒸着やスパッタリング時に所望の形状のマスクを介してパターンを形成してもよい。あるいは、有機導電性化合物のように塗布可能な物質を用いる場合には、印刷方式、コーティング方式等湿式成膜法を用いることもできる。この陽極より発光を取り出す場合には、透過率を１０％より大きくすることが望ましく、また陽極としてのシート抵抗は数百Ω／□以下が好ましい。更に膜厚は材料にもよるが、通常１０ｎｍ〜１０００ｎｍ、好ましくは１０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲で選ばれる。【０１４２】
《陰極》
一方、陰極としては仕事関数の小さい（４ｅＶ以下）金属（電子注入性金属と称する）、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが用いられる。このような電極物質の具体例としては、ナトリウム、ナトリウム−カリウム合金、マグネシウム、リチウム、マグネシウム／銅混合物、マグネシウム／銀混合物、マグネシウム／アルミニウム混合物、マグネシウム／インジウム混合物、アルミニウム／酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）混合物、インジウム、リチウム／アルミニウム混合物、希土類金属等が挙げられる。これらの中で、電子注入性及び酸化等に対する耐久性の点から、電子注入性金属とこれより仕事関数の値が大きく安定な金属である第二金属との混合物、例えば、マグネシウム／銀混合物、マグネシウム／アルミニウム混合物、マグネシウム／インジウム混合物、アルミニウム／酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）混合物、リチウム／アルミニウム混合物、アルミニウム等が好適である。陰極はこれらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により薄膜を形成させることにより、作製することができる。また、陰極としてのシート抵抗は数百Ω／□以下が好ましく、膜厚は通常１０ｎｍ〜５μｍ、好ましくは５０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲で選ばれる。尚、発光した光を透過させるため、有機ＥＬ素子の陽極または陰極のいずれか一方が透明または半透明であれば発光輝度が向上し好都合である。【０１４３】
また、陰極に上記金属を１ｎｍ〜２０ｎｍの膜厚で作製した後に、陽極の説明で挙げた導電性透明材料をその上に作製することで、透明または半透明の陰極を作製することができ、これを応用することで陽極と陰極の両方が透過性を有する素子を作製することができる。【０１４４】
《支持基板》
本発明の有機ＥＬ素子に用いることのできる支持基板（以下、基体、基板、基材、支持体等とも言う）としては、ガラス、プラスチック等の種類には特に限定はなく、また透明であっても不透明であってもよい。支持基板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。【０１４５】
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を挙げられる。【０１４６】
樹脂フィルムの表面には、無機物、有機物の被膜またはその両者のハイブリッド被膜が形成されていてもよく、ＪＩＳ  Ｋ  ７１２９−１９９２に準拠した方法で測定された、水蒸気透過度（２５±０．５℃、相対湿度（９０±２）％ＲＨ）が０．０１ｇ／（ｍ２・２４ｈ）以下のバリア性フィルムであることが好ましく、更には、ＪＩＳ  Ｋ  ７１２６−１９８７に準拠した方法で測定された酸素透過度が、１０−３ｍｌ／（ｍ２・２４ｈ・ＭＰａ）以下、水蒸気透過度が、１０−５ｇ／（ｍ２・２４ｈ）以下の高バリア性フィルムであることが好ましい。【０１４７】
バリア膜を形成する材料としては、水分や酸素等素子の劣化をもたらすものの浸入を抑制する機能を有する材料であればよく、例えば、酸化珪素、二酸化珪素、窒化珪素等を用いることができる。更に該膜の脆弱性を改良するために、これら無機層と有機材料からなる層の積層構造を持たせることがより好ましい。無機層と有機層の積層順については特に制限はないが、両者を交互に複数回積層させることが好ましい。【０１４８】
バリア膜の形成方法については特に限定はなく、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、分子線エピタキシー法、クラスタ−イオンビーム法、イオンプレーティング法、プラズマ重合法、大気圧プラズマ重合法、プラズマＣＶＤ法、レーザーＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、コーティング法等を用いることができるが、特開２００４−６８１４３号公報に記載されているような大気圧プラズマ重合法によるものが特に好ましい。【０１４９】
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。【０１５０】
本発明の有機ＥＬ素子の発光の室温における外部取り出し効率は、１％以上であることが好ましく、より好ましくは５％以上である。ここに、外部取り出し量子効率（％）＝有機ＥＬ素子外部に発光した光子数／有機ＥＬ素子に流した電子数×１００である。【０１５１】
また、カラーフィルター等の色相改良フィルター等を併用しても、有機ＥＬ素子からの発光色を蛍光体を用いて多色へ変換する色変換フィルターを併用してもよい。色変換フィルターを用いる場合においては、有機ＥＬ素子の発光のλｍａｘは４８０ｎｍ以下が好ましい。【０１５２】
《封止》
本発明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。【０１５３】
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おればよく、凹板状でも平板状でもよい。また透明性、電気絶縁性は特に問わない。【０１５４】
具体的には、ガラス板、ポリマー板・フィルム、金属板・フィルム等が挙げられる。ガラス板としては、特にソーダ石灰ガラス、バリウム・ストロンチウム含有ガラス、鉛ガラス、アルミノケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス、バリウムホウケイ酸ガラス、石英等を挙げることができる。また、ポリマー板としては、ポリカーボネート、アクリル、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルサルファイド、ポリサルフォン等を挙げることができる。金属板としては、ステンレス、鉄、銅、アルミニウム、マグネシウム、ニッケル、亜鉛、クロム、チタン、モリブテン、シリコン、ゲルマニウム及びタンタルからなる群から選ばれる一種以上の金属または合金からなるものが挙げられる。【０１５５】
本発明においては、素子を薄膜化できるということからポリマーフィルム、金属フィルムを好ましく使用することができる。更には、ポリマーフィルムは、ＪＩＳ  Ｋ  ７１２６−１９８７に準拠した方法で測定された酸素透過度が１×１０−３ｍｌ／（ｍ２・２４ｈ・ＭＰａ）以下、ＪＩＳ  Ｋ  ７１２９−１９９２に準拠した方法で測定された、水蒸気透過度（２５±０．５℃、相対湿度（９０±２）％ＲＨ）が、１×１０−３ｇ／（ｍ２・２４ｈ）以下のものであることが好ましい。【０１５６】
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。【０１５７】
接着剤として具体的には、アクリル酸系オリゴマー、メタクリル酸系オリゴマーの反応性ビニル基を有する光硬化及び熱硬化型接着剤、２−シアノアクリル酸エステル等の湿気硬化型等の接着剤を挙げることができる。また、エポキシ系等の熱及び化学硬化型（二液混合）を挙げることができる。また、ホットメルト型のポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィンを挙げることができる。また、カチオン硬化タイプの紫外線硬化型エポキシ樹脂接着剤を挙げることができる。【０１５８】
なお、有機ＥＬ素子が熱処理により劣化する場合があるので、室温から８０℃までに接着硬化できるものが好ましい。また、前記接着剤中に乾燥剤を分散させておいてもよい。封止部分への接着剤の塗布は市販のディスペンサーを使ってもよいし、スクリーン印刷のように印刷してもよい。【０１５９】
また、有機層を挟み支持基板と対向する側の電極の外側に該電極と有機層を被覆し、支持基板と接する形で無機物、有機物の層を形成し封止膜とすることも好適にできる。この場合、該膜を形成する材料としては、水分や酸素等素子の劣化をもたらすものの浸入を抑制する機能を有する材料であればよく、例えば、酸化珪素、二酸化珪素、窒化珪素等を用いることができる。更に該膜の脆弱性を改良するために、これら無機層と有機材料からなる層の積層構造を持たせることが好ましい。これらの膜の形成方法については、特に限定はなく、例えば真空蒸着法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、分子線エピタキシー法、クラスタ−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。【０１６０】
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。【０１６１】
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。【０１６２】
《保護膜、保護板》
有機層を挟み支持基板と対向する側の前記封止膜、あるいは前記封止用フィルムの外側に、素子の機械的強度を高めるために保護膜、あるいは保護板を設けてもよい。特に封止が前記封止膜により行われている場合には、その機械的強度は必ずしも高くないため、このような保護膜、保護板を設けることが好ましい。これに使用することができる材料としては、前記封止に用いたのと同様なガラス板、ポリマー板・フィルム、金属板・フィルム等を用いることができるが、軽量且つ薄膜化ということからポリマーフィルムを用いることが好ましい。【０１６３】
《光取り出し》
有機ＥＬ素子は空気よりも屈折率の高い（屈折率が１．７〜２．１程度）層の内部で発光し、発光層で発生した光のうち１５％から２０％程度の光しか取り出せないことが一般的に言われている。これは、臨界角以上の角度θで界面（透明基板と空気との界面）に入射する光は、全反射を起こし素子外部に取り出すことができないことや、透明電極ないし発光層と透明基板との間で光が全反射を起こし、光が透明電極ないし発光層を導波し、結果として光が素子側面方向に逃げるためである。【０１６４】
この光の取り出しの効率を向上させる手法としては、例えば、透明基板表面に凹凸を形成し、透明基板と空気界面での全反射を防ぐ方法（米国特許第４，７７４，４３５号明細書）、基板に集光性を持たせることにより効率を向上させる方法（特開昭６３−３１４７９５号公報）、素子の側面等に反射面を形成する方法（特開平１−２２０３９４号公報）、基板と発光体の間に中間の屈折率を持つ平坦層を導入し、反射防止膜を形成する方法（特開昭６２−１７２６９１号公報）、基板と発光体の間に基板よりも低屈折率を持つ平坦層を導入する方法（特開２００１−２０２８２７号公報）、基板、透明電極層や発光層のいずれかの層間（含む、基板と外界間）に回折格子を形成する方法（特開平１１−２８３７５１号公報）等がある。【０１６５】
本発明においては、これらの方法を本発明の有機ＥＬ素子と組み合わせて用いることができるが、基板と発光体の間に基板よりも低屈折率を持つ平坦層を導入する方法、あるいは基板、透明電極層や発光層のいずれかの層間（含む、基板と外界間）に回折格子を形成する方法を好適に用いることができる。【０１６６】
本発明はこれらの手段を組み合わせることにより、更に高輝度あるいは耐久性に優れた素子を得ることができる。【０１６７】
透明電極と透明基板の間に低屈折率の媒質を光の波長よりも長い厚みで形成すると、透明電極から出てきた光は、媒質の屈折率が低いほど外部への取り出し効率が高くなる。【０１６８】
低屈折率層としては、例えば、エアロゲル、多孔質シリカ、フッ化マグネシウム、フッ素系ポリマー等が挙げられる。透明基板の屈折率は一般に１．５〜１．７程度であるので、低屈折率層は屈折率がおよそ１．５以下であることが好ましい。また、更に１．３５以下であることが好ましい。【０１６９】
また、低屈折率媒質の厚みは媒質中の波長の２倍以上となるのが望ましい。これは低屈折率媒質の厚みが、光の波長程度になってエバネッセントで染み出した電磁波が基板内に入り込む膜厚になると、低屈折率層の効果が薄れるからである。【０１７０】
全反射を起こす界面もしくはいずれかの媒質中に回折格子を導入する方法は、光取り出し効率の向上効果が高いという特徴がある。この方法は回折格子が１次の回折や２次の回折といった所謂ブラッグ回折により、光の向きを屈折とは異なる特定の向きに変えることができる性質を利用して、発光層から発生した光のうち層間での全反射等により外に出ることができない光を、いずれかの層間もしくは、媒質中（透明基板内や透明電極内）に回折格子を導入することで光を回折させ、光を外に取り出そうとするものである。【０１７１】
導入する回折格子は、二次元的な周期屈折率を持っていることが望ましい。これは発光層で発光する光はあらゆる方向にランダムに発生するので、ある方向にのみ周期的な屈折率分布を持っている一般的な１次元回折格子では、特定の方向に進む光しか回折されず、光の取り出し効率がさほど上がらない。しかしながら、屈折率分布を二次元的な分布にすることにより、あらゆる方向に進む光が回折され、光の取り出し効率が上がる。【０１７２】
回折格子を導入する位置としては前述の通り、いずれかの層間もしくは媒質中（透明基板内や透明電極内）でもよいが、光が発生する場所である有機発光層の近傍が望ましい。【０１７３】
このとき、回折格子の周期は媒質中の光の波長の約１／２〜３倍程度が好ましい。【０１７４】
回折格子の配列は正方形のラチス状、三角形のラチス状、ハニカムラチス状等、２次元的に配列が繰り返されることが好ましい。【０１７５】
《集光シート》
本発明の有機ＥＬ素子は基板の光取り出し側に、例えば、マイクロレンズアレイ状の構造を設けるように加工したり、あるいは所謂集光シートと組み合わせることにより、特定方向、例えば、素子発光面に対し正面方向に集光することにより、特定方向上の輝度を高めることができる。【０１７６】
マイクロレンズアレイの例としては、基板の光取り出し側に一辺が３０μｍでその頂角が９０度となるような四角錐を２次元に配列する。一辺は１０μｍ〜１００μｍが好ましい。これより小さくなると回折の効果が発生して色付く、大きすぎると厚みが厚くなり好ましくない。【０１７７】
集光シートとしては、例えば、液晶表示装置のＬＥＤバックライトで実用化されているものを用いることが可能である。このようなシートとして、例えば、住友スリーエム社製輝度上昇フィルム（ＢＥＦ）等を用いることができる。プリズムシートの形状としては、例えば、基材に頂角９０度、ピッチ５０μｍの△状のストライプが形成されたものであってもよいし、頂角が丸みを帯びた形状、ピッチをランダムに変化させた形状、その他の形状であってもよい。【０１７８】
また、発光素子からの光放射角を制御するために、光拡散板・フィルムを集光シートと併用してもよい。例えば、（株）きもと製拡散フィルム（ライトアップ）等を用いることができる。【０１７９】
《有機ＥＬ素子の作製方法》
本発明の有機ＥＬ素子の作製方法の一例として、陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極からなる有機ＥＬ素子の作製法を説明する。【０１８０】
まず適当な基体上に所望の電極物質、例えば、陽極用物質からなる薄膜を１μｍ以下、好ましくは１０ｎｍ〜２００ｎｍの膜厚になるように、蒸着やスパッタリング等の方法により形成させ陽極を作製する。【０１８１】
次に、この上に有機ＥＬ素子材料である正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層、正孔阻止層の有機化合物薄膜を形成させる。【０１８２】
これら各層の形成方法としては、前記の如く蒸着法、ウェットプロセス（スピンコート法、キャスト法、インクジェット法、印刷法）等があるが、均質な膜が得られやすく、且つピンホールが生成しにくい等の点から、本発明においてはスピンコート法、インクジェット法、印刷法等の塗布法による成膜が好ましい。【０１８３】
本発明に係る有機ＥＬ材料を溶解または分散する液媒体としては、例えば、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、酢酸エチル等の脂肪酸エステル類、ジクロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素類、トルエン、キシレン、メシチレン、シクロヘキシルベンゼン等の芳香族炭化水素類、シクロヘキサン、デカリン、ドデカン等の脂肪族炭化水素類、ＤＭＦ、ＤＭＳＯ等の有機溶媒を用いることができる。また分散方法としては、超音波、高剪断力分散やメディア分散等の分散方法により分散することができる。【０１８４】
これらの層を形成後、その上に陰極用物質からなる薄膜を１μｍ以下、好ましくは、５０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲の膜厚になるように、例えば、蒸着やスパッタリング等の方法により形成させ、陰極を設けることにより所望の有機ＥＬ素子が得られる。【０１８５】
また作製順序を逆にして、陰極、電子注入層、電子輸送層、発光層、正孔輸送層、正孔注入層、陽極の順に作製することも可能である。このようにして得られた多色の表示装置に、直流電圧を印加する場合には陽極を＋、陰極を−の極性として電圧２〜４０Ｖ程度を印加すると発光が観測できる。また交流電圧を印加してもよい。なお、印加する交流の波形は任意でよい。【０１８６】
《用途》
本発明の有機ＥＬ素子は、表示デバイス、ディスプレイ、各種発光光源として用いることができる。発光光源として、例えば、照明装置（家庭用照明、車内照明）、時計や液晶用バックライト、看板広告、信号機、光記憶媒体の光源、電子写真複写機の光源、光通信処理機の光源、光センサーの光源等が挙げられるがこれに限定するものではないが、特に液晶表示装置のバックライト、照明用光源としての用途に有効に用いることができる。【０１８７】
本発明の有機ＥＬ素子においては、必要に応じ成膜時にメタルマスクやインクジェットプリンティング法等でパターニングを施してもよい。パターニングする場合は、電極のみをパターニングしてもよいし、電極と発光層をパターニングしてもよいし、素子全層をパターニングしてもよく、素子の作製においては、従来公知の方法を用いることができる。【０１８８】
本発明の有機ＥＬ素子や本発明に係る化合物の発光する色は、「新編色彩科学ハンドブック」（日本色彩学会編、東京大学出版会、１９８５）の１０８頁の図４．１６において、分光放射輝度計ＣＳ−１０００（コニカミノルタセンシング社製）で測定した結果をＣＩＥ色度座標に当てはめたときの色で決定される。【０１８９】
また、本発明の有機ＥＬ素子が白色素子の場合には、白色とは、２度視野角正面輝度を上記方法により測定した際に、１０００Ｃｄ／ｍ2でのＣＩＥ１９３１表色系における色度がＸ＝０．３３±０．０７、Ｙ＝０．３３±０．１の領域内にあることを言う。
【実施例】
【０１９０】
以下、実施例により本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されない。【０１９１】
また、以下の実施例において用いられる化合物の構造を下記に示す。【０１９２】
【化２０】
2007119420.tif 000021
【０１９３】
実施例１
《有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ−１の作製》
陽極として１００ｍｍ×１００ｍｍ×１．１ｍｍのガラス基板上にＩＴＯ（インジウムチンオキシド）を１５０ｎｍ製膜した基板（ＮＨテクノグラス社製ＮＡ４５）にパターニングを行った後、このＩＴＯ透明電極を設けた透明支持基板を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分間行なった。この透明支持基板を市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに固定し、一方モリブデン製抵抗加熱ボートにα−ＮＰＤを２００ｍｇ入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートに蛍光ドーパントとしてＦ−１を３００ｍｇ入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにＡｌｑ3を２００ｍｇ入れ、真空蒸着装置に取付けた。【０１９４】
次いで、真空槽を４×１０-4Ｐａまで減圧した後、α−ＮＰＤの入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度０．１ｎｍ／秒で透明支持基板に蒸着し、膜厚３０ｎｍの正孔輸送層を設けた。更に、Ｆ−１の入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度０．２ｎｍ／秒で前記正孔輸送層上に蒸着して、膜厚３０ｎｍの発光層を設けた。尚、蒸着時の基板温度は室温であった。【０１９５】
更にＡｌｑ3の入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度０．１ｎｍ／秒で前記発光層の上に蒸着して更に膜厚３０ｎｍの電子輸送層を設けた。尚、蒸着時の基板温度は室温であった。引き続き、フッ化リチウム０．５ｎｍ及びアルミニウム１００ｎｍを蒸着して陰極を形成し、図１に記載の構成層を有する有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ−１を作製した。【０１９６】
図７、図８に示すような照明装置を形成して評価した。【０１９７】
図７は、照明装置の概略図を示し、有機ＥＬ素子１０１は、ステンレス製封止缶１０２で覆われている（尚、ステンレス製封止缶での封止作業は、有機ＥＬ素子１０１を大気に接触させることなく窒素雰囲気下のグローブボックス（純度９９．９９９％以上の高純度窒素ガスの雰囲気下）で行ない、ステンレス製封止缶１０２と紫外線硬化性接着剤を用いてはりあわせた。）。図８は、照明装置の断面図を示し、図６において、１０５は陰極、１０６は有機ＥＬ層、１０７は透明電極付きガラス基板を示す。尚、ステンレス製封止缶１０２内には窒素ガス１０８が充填され、捕水剤１０９（酸化バリウムを脱水剤として用いた）が設けられている。【０１９８】
このようにして作製した有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ−１を定法に従い発光特性を評価した。直流電流をＯＬＥＤ−１に通電したところ、約４Ｖから発光し始め、発光色は青緑色だった。次に、２０００ｃｄ／ｍ2になるように電圧を調整し、その時の電流密度を維持したまま定電流駆動させたところ、約２５０時間後に発光色は青に変化した。これは、発光材料Ｆ−１のビニル基が通電によりラジカル重合しＦ−１のネットワークポリマーが形成され、それに伴ってビニル基の共役性がなくなり発光色が青緑から青に変化したのもと考えられる。【０１９９】
実施例２
《有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ−２の作製》
実施例１の有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ−１の作製において、図２に示した素子構成になるように定法にて蒸着製膜した以外は同様にして、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ−２を作製した。【０２００】
得られた有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ−２に直流電圧を印加したところ、約４Ｖで発光し始め、その時の発光色は黄色だった。【０２０１】
この素子を２０００ｃｄ／ｍ2になるように電圧を調整し、その時の電流密度を保ったまま定電流駆動させたところ、発光色は次第に変化し、約１００時間で黄緑色に、さらに約２００時間後には発光色は緑色に変化した。その後の色変化は殆どなかった。【０２０２】
なお、発光ホストをＨ−１からｍ−ＣＰに変更した素子（ＯＬＥＤ−２−２）では、発光開始時の発光色は同様に黄色だったが、初期輝度２０００ｃｄ／ｍ2で３００時間発光させた後の発光色は黄緑色でその後徐々に緑色に近づいて行ったが、Ｈ−１を用いた素子（ＯＬＥＤ−２）のように完全な緑色にはならなかった。【０２０３】
このことは、リン光ドーパントを含有する発光素子においても、通電中に重合反応が進行するが、反応性基の存在密度が低いと反応の進行が遅いことが示唆され、同時に発光ドーパントＰ−５と発光ホストＨ−１との間で共重合が起こったことも示唆される。【０２０４】
実施例３
《有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ−３の作製》
実施例１の有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ−１の作製において、素子の構成を図３に示した素子構成になるように定法にて蒸着製膜した以外は同様にして、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ−３を作製した。【０２０５】
得られた有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ−３に直流電圧を印加したところ、約４Ｖで発光し始め、その時の発光色はオレンジだった。【０２０６】
この素子を２０００ｃｄ／ｍ2になるように電圧を調整し、その時の電流密度を保ったまま定電流駆動させたところ、約１００時間で発光色は黄色に変化した。さらに約１００時間後発光色は緑色となった。さらに１００時間後には青緑色となり、その後次第に青色に近づいた。【０２０７】
このことは、３官能性ドーパントであるＰ−３の３つのビニル基が、通電に伴い重合し、次第にビニル基の存在濃度が減少し、最終的には殆ど重合したことを示唆する。従って、多官能性の化合物を含有させることによりネットワークポリマーが形成することがわかった。【０２０８】
実施例４
《有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ−４の作製》
実施例１の有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ−１の作製において、素子の構成を図４に示した素子構成になるように定法にて蒸着製膜した以外は同様にして、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ−４を作製した。【０２０９】
構成層において、第２層は赤・緑色発光層、第３層は中間層、第４層は通電により発光色を緑から青に変化させるための発光色補償層、第５層は中間層、第６層は青色発光層である。【０２１０】
得られた有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ−４に直流電圧を印加したところ、約５Ｖで発光し始め、その時の発光色は白色だった。また、５０００ｃｄ／ｍ2になるように電圧を調整し、その時の電流密度を保ったまま定電流駆動させたところ、約３００時間経過しても発光色に殆ど変化はなかった（ＣＩＥ色度座標では発光直後が（ｘ＝０．３８、ｙ＝０．４１）３００時間経過後（ｘ＝０．３９、ｙ＝０．４３）と大きな変化はなかった）。【０２１１】
比較の素子として作製した、発光色補償層（第４層）とその上の中間層（第５層）がない有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ−４−２では、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ−４と同様に初期輝度５０００ｃｄ／ｍ2で定電流駆動させたところ約１００時間後にすでに発光色が黄色っぽく変化した。【０２１２】
発光直後のＣＩＥ色度座標が（ｘ＝０．３７、ｙ＝０．３８）だったのに対し、発光１００時間経過後には（ｘ＝０．４４、ｙ＝０．５１）と大きく変化した。【０２１３】
以上の結果から、発光色補償層を付与した、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ−４は、発光経時による発光色変化が極めて少ない良好な素子であることがわかった。【０２１４】
また、更に比較として、上記有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ−４の反応性発光ホストＨ−１をｍ−Ｃｐに換えた、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ−４−３を作製し、発光寿命を、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ−４−２、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ−４と比較した。【０２１５】
初期輝度５０００ｃｄ／ｍ2で３００時間、定電流駆動させた後の発光輝度は、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ−４が３１８０ｃｄ／ｍ2、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ−４−２が１７２０ｃｄ／ｍ2、ＯＬＥＤ−４−３が２１１０ｃｄ／ｍ2だった。【０２１６】
このことから、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ−４の発光色補償層で通電中に生成したと考えられる青色に発光するポリマーは、もともと存在していた低分子ドーパントよりも堅牢性が高く長寿命であることが示唆された。【０２１７】
また、同じドーパント構成で発光ホストに反応性基を持たないｍ−Ｃｐを使った、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ−４−３では、ＯＬＥＤ−４のような顕著な発光寿命の改善効果が認められないことから、発光寿命を改善するためには、反応性ドーパントと反応可能な発光ホストを共存させ、共重合体を形成させることが有効であることが示唆された。【０２１８】
実施例５
《有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ−５の作製》
実施例１の有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ−１の作製において、図５に示した素子構成になるように定法にて蒸着製膜した以外は同様にして、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ−５を作製した。【０２１９】
構成層において、第２層は赤色発光層、第３層は中間層、第４層は通電により発光色オレンジ色から緑さらに青に変化させるための発光色補償層、第５層は中間層、第６層は青色発光層である。【０２２０】
得られた有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ−５に直流電圧を印加したところ、約５Ｖで発光し始め、その時の発光色は白色だった。尚、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ−５には、実施例３の有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ−３において、発光色がオレンジから通電により青色まで変化することを確認したＰ−３を発光色補償層に使用した。さらに発光ホストには、２官能性のＨ−２を使用した。【０２２１】
また、５０００ｃｄ／ｍ2になるように電圧を調整し、その時の電流密度を保ったまま定電流駆動させたところ、約３００時間経過しても発光色に殆ど変化はなかった（ＣＩＥ色度座標では発光直後が（ｘ＝０．３７、ｙ＝０．３９）、３００時間経過後（ｘ＝０．３８、ｙ＝０．４２）と大きな変化はなかった）。【０２２２】
発光寿命に関しては、実施例４の有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ−４よりもさらに良好であり、初期輝度５０００ｃｄ／ｍ2で３００時間定駆動させた後の発光輝度は、３４５０ｃｄ／ｍ2であった。【０２２３】
実施例６
《有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ−６の作製》
ガラス基板ＩＴＯ上にＰＥＤＯＴ／ＰＳＳをスピンコーターで４０ｎｍの膜厚になるように塗設し、大気下２００℃で１時間乾燥後、図６の第２層の成分比になるように調整したＨ−２（第２層の８４．７質量％を占める）を主成分とし、３種のドーパント（Ｐ−９、Ｐ−１０、Ｐ−１１）が含有された、全固形分濃度０．２質量％のジクロロエタン溶液をスピンコーターで５０ｎｍの膜厚になるように塗設した。得られた第２層は、発光層兼発光色補償の機能を有する。【０２２４】
これを真空蒸着機に入れ、真空下、基板を約８０℃で１時間乾燥した後に、第３層のＢＡｌｑ（３０ｎｍ）と第４層のＬｉＦ（０．５ｎｍ）、最後にＡｌ（１００ｎｍ）を蒸着成膜し、実施例１の有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ−１と同様な封止処理を行い、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ−６を作製した。【０２２５】
得られた有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ−６の発光色は黄色みがかった白色で、初期輝度２０００ｃｄ／ｍ2の定電流駆動で３００時間発光させたが発光色に変化はなかった。【０２２６】
（ＣＩＥ色度座標では発光直後が（ｘ＝０．３７、ｙ＝０．４５）、３００時間経過後（ｘ＝０．３８、ｙ＝０．４６）と大きな変化はなかった）
発光色度補償層を塗布方式で成膜しても蒸着方式で成膜した、実施例４で得られた有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ−４や、実施例５で得られた有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ−５と同様に、通電に伴い反応が進行し、発光色補償効果が得られることを確認した。【０２２７】
また、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ−６の発光層兼発光色補償層の発光ホストをＨ−２からＨ−６に、発光ドーパント（発光色が変化するドーパント）をＰ−９からＰ−７に変更した素子（ＯＬＥＤ−６−２）でも同様の発光色補償効果が確認された。【０２２８】
さらに、発光ホスト：Ｈ−７と発光ドーパント：Ｐ−６の組合せでも発光ホスト：Ｈ−４と発光ドーパント：Ｐ−３との組合せでも効果（発光色補償効果）が確認された。
【図６】
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【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７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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