(57)【要約】【課題】本発明の課題は、水分および酸素に対する耐久性の強い有機電界発光素子およびその製造方法を提供するものである。【解決手段】基板上に、順に、第１電極、少なくとも１層の発光層を含む有機化合物層、第２電極、及び保護層を有する有機電界発光素子およびその製造方法であって、該保護層が少なくとも２層有し、前記第２電極に近い第１保護層が絶縁性有機物を含有する層であり、前記第２電極から遠い第２保護層が金属ハロゲン化物を含有する層であることを特徴とする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、順に、第１電極、少なくとも１層の発光層を含む有機化合物層、第２電極、及び保護層を有する有機電界発光素子であって、該保護層が少なくとも２層有し、前記第２電極に近い第１保護層が絶縁性有機物を含有する層であり、前記第２電極から遠い第２保護層が金属ハロゲン化物を含有する層であることを特徴とする有機電界発光素子。
【請求項２】
前記金属ハロゲン化物層が、フッ化リチウム、フッ化カルシウム、フッ化カリウム、フッ化ナトリウム、フッ化セシウム、フッ化マグネシウム、塩化カリウム、塩化ナトリウム、塩化リチウム、臭化カリウムより選ばれる少なくとも１種の金属ハロゲン化物を含有することを特徴とする請求項１記載の有機電界発光素子。
【請求項３】
前記絶縁性有機物層が分子量が１５００以下の有機物を含有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の有機電界発光素子。
【請求項４】
前記絶縁性有機物層が可視域全域にわたって透過率が６０％以上であることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の有機電界発光素子。
【請求項５】
前記金属ハロゲン化物層の厚みが、１０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか1項に記載の有機電界発光素子。
【請求項６】
前記絶縁性有機物層の厚みが、１０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか1項に記載の有機電界発光素子。
【請求項７】
前記発光層で発光した光が前記基板とは反対方向へ放射するトップエミッション型であることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか1項に記載の有機電界発光素子。
【請求項８】
前記第１電極と前記第２電極の一方が反射電極であり他方が半透明電極であり、発光層で生じた光を電極間で共振させる共振構造を有することを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか1項に記載の有機電界発光素子。
【請求項９】
前記第１電極が反射電極であり、前記第２電極が半透明電極であることを特徴とする請求項８に記載の有機電界発光素子。
【請求項１０】
基板上に、順に、第１電極、少なくとも１層の発光層を含む有機化合物層、第２電極、及び保護層を有し、該保護層が少なくとも２層有し、前記第２電極に近い第１保護層が絶縁性有機物層であり、前記第２電極から遠い第２保護層が金属ハロゲン化物層である有機電界発光素子の製造方法であって、前記電極および各層を順次抵抗加熱式真空蒸着法により形成することを特徴とする有機電界発光素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機電界発光素子およびその製造方法に関する。特に保存安定性が改良された有機電界発光素子およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電流を通じることによって励起され発光する薄膜材料を用いた有機電界発光素子が知られている。有機電界発光素子は、低電圧で高輝度の発光が得られるために、携帯電話ディスプレイ、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、コンピュータディスプレイ、自動車の情報ディスプレイ、ＴＶモニター、あるいは一般照明を含む広い分野で幅広い潜在用途を有し、それらの分野でデバイスの薄型化、軽量化、小型化、および省電力のなどの利点を有する。このため、将来の電子ディスプレイ市場の主役としての期待が大きい。しかしながら、実用的にこれらの分野で従来ディスプレイに代わって用いられるためには、発光輝度と色調、広い使用環境条件下での耐久性、安価で大量生産性など多くの技術改良が課題となっている。
【０００３】
有機電界発光素子の重要な問題点の一つは、水分や酸素に極めて弱く、具体的には、金属電極と有機層との界面が水分の影響で変質したり、電極が剥離したり、金属電極が酸化して高抵抗化したり、有機材料自体が水分により変質したりというような現象が起こる。
これにより、駆動電圧の上昇、ダークスポット（非発光欠陥）の発生及び成長または発光輝度の減少等が発生し、十分な信頼性を保てない問題がある。
【０００４】
基板上に有機電界発光素子を担時して後、さらにその表面を保護層として無機材料層を蒸着して水分に対する封止層を形成する試みも提案されている（例えば、特許文献１参照。）。無機材料として、窒化珪素、酸化窒化珪素、炭化珪素、およびアモルファスシリコンが開示されている。しかしながら、有機化合物層の上に形成される蒸着膜はピンホールやクラックなどの欠陥が多く発生する問題があった。これらの欠陥を除くには無機材料の蒸着厚みをかなり厚くするか、あるいは複数回蒸着を繰り返した重層膜にするなどの手段があるがコストと生産性の点で好ましくない。
また、水分の侵入を封止するために保護層として金属ハロゲン化物層をイオンプレーテイング法により設けること（例えば、特許文献２参照。）、あるいは金属ハロゲン化物を含有するエポキシ樹脂を有機溶媒を用いて塗布すること（例えば、特許文献３参照。）が開示されている。金属ハロゲン化物としてフッ化リチウムなどが開示されているが、これらの金属ハロゲン化物は吸湿性であって外部からの水分の進入を金属ハロゲン化物が吸湿することによって防止するが、反面、吸湿した水分が飽和量に近づくと徐々に水分を放出して発光層に拡散させるため、発光層が水分のダメージを受ける問題を有する。このように保護層として金属ハロゲン化物層を設けることは十分な解決策ではなかった。また、イオンプレーテイング法では、素子が高温度に曝されるため、発光層がダメージを受け、有機溶媒を用いて塗布する場合、有機溶媒が残留し、いずれも有機電界発光素子の発光性能に悪影響を与える問題を有する。
【０００５】
保護層に吸湿剤を添加することにより水分の進入を防止する手段も開示されている（例えば、特許文献４参照。）。しかしながら、保護層として金属ハロゲン化物層を設けた場合と同様に吸湿剤が吸着もしくは吸収した水分が徐々に放出され発光層にダメージを与える問題を有していた。
【０００６】
このように、水分の遮断性に優れ、かつ製造方法として生産性も満足した封止方法が望まれていた。
【特許文献１】特許３１７０５４２号公報
【特許文献２】特開平６−９６８５８号公報
【特許文献３】特開２０００−３３８７５５号公報
【特許文献４】特開平７−１６９５６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、保存安定性および駆動安定性が改良された有機電界発光素子およびその製造方法を提供するものであり、特に水分および酸素に対する耐久性の強い有機電界発光素子およびその製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の上記課題は、下記の手段によって解決された。
＜１＞  基板上に、順に、第１電極、少なくとも１層の発光層を含む有機化合物層、第２電極、及び保護層を有する有機電界発光素子であって、該保護層が少なくとも２層有し、前記第２電極に近い第１保護層が絶縁性有機物を含有する層であり、前記第２電極から遠い第２保護層が金属ハロゲン化物を含有する層であることを特徴とする有機電界発光素子。
＜２＞  前記金属ハロゲン化物層が、フッ化リチウム、フッ化カルシウム、フッ化カリウム、フッ化ナトリウム、フッ化セシウム、フッ化マグネシウム、塩化カリウム、塩化ナトリウム、塩化リチウム、臭化カリウムより選ばれる少なくとも１種の金属ハロゲン化物を含有することを特徴とする＜１＞記載の有機電界発光素子。
＜３＞  前記絶縁性有機物層が分子量が１５００以下の有機物を含有することを特徴とする＜１＞または＜２＞に記載の有機電界発光素子。
＜４＞  前記絶縁性有機物層が可視域全域にわたって透過率が６０％以上であることを特徴とする＜１＞〜＜３＞のいずれか１項に記載の有機電界発光素子。
＜５＞  前記金属ハロゲン化物層の厚みが、１０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下であることを特徴とする＜１＞〜＜４＞のいずれか1項に記載の有機電界発光素子。
＜６＞  前記絶縁性有機物層の厚みが、１０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下であることを特徴とする＜１＞〜＜５＞のいずれか1項に記載の有機電界発光素子。
＜７＞  前記発光層で発光した光が前記基板とは反対方向へ放射するトップエミッション型であることを特徴とする＜１＞〜＜６＞のいずれか1項に記載の有機電界発光素子。
＜８＞  前記第１電極と前記第２電極の一方が反射電極であり他方が半透明電極であり、発光層で生じた光を電極間で共振させる共振構造を有することを特徴とする＜１＞〜＜７＞のいずれか1項に記載の有機電界発光素子。
＜９＞  前記第１電極が反射電極であり、前記第２電極が半透明電極であることを特徴とする＜８＞に記載の有機電界発光素子。
＜１０＞  基板上に、順に、第１電極、少なくとも１層の発光層を含む有機化合物層、第２電極、及び保護層を有し、該保護層が少なくとも２層有し、前記第２電極に近い第１保護層が絶縁性有機物層であり、前記第２電極から遠い第２保護層が金属ハロゲン化物層である有機電界発光素子の製造方法であって、前記電極および各層を順次抵抗加熱式真空蒸着法により形成することを特徴とする有機電界発光素子の製造方法。
【発明の効果】
【０００９】
本発明により、水分および酸素に対する耐久性の強い有機電界発光素子およびその製造方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
１．有機電界発光素子
本発明における有機電界発光素子は、発光層の他に、正孔輸送層、電子輸送層、ブロック層、電子注入層、および正孔注入層などの従来知られている有機化合物層を有しても良い。
【００１１】
以下、詳細に説明する。
１）層構成
＜電極＞
本発明の有機電界発光素子の一対の電極は、少なくとも一方は透明電極であり、もう一方は背面電極となる。背面電極は透明であっても、非透明であっても良い。
＜有機化合物層の構成＞
前記有機化合物層の層構成としては、特に制限はなく、有機電界発光素子の用途、目的に応じて適宜選択することができるが、前記透明電極上に又は前記背面電極上に形成されるのが好ましい。この場合、有機化合物層は、前記透明電極又は前記背面電極上の前面又は一面に形成される。
有機化合物層の形状、大きさ、および厚み等については、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
【００１２】
具体的な層構成として、下記が挙げられるが本発明はこれらの構成に限定されるものではない。
・陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極、
・陽極／正孔輸送層／発光層／ブロック層／電子輸送層／陰極、
・陽極／正孔輸送層／発光層／ブロック層／電子輸送層／電子注入層／陰極、
・陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／ブロック層／電子輸送層／陰極、
・陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／ブロック層／電子輸送層／電子注入層／陰極。
【００１３】
以下に各層について詳細に説明する。
２）正孔輸送層
本発明に用いられる正孔輸送層は正孔輸送材を含む。前記正孔輸送材としては正孔を輸送する機能、もしくは陰極から注入された電子を障壁する機能のいずれかを有しているもので有れば特に制限されることはなく用いることが出来る。本発明に用いられる正孔輸送材としては、低分子正孔輸送材、および高分子正孔輸送材のいずれも用いることができる。
本発明に用いられる正孔輸送材の具体例として、例えば以下の材料を挙げることができる。
【００１４】
カルバゾ−ル誘導体、トリアゾ−ル誘導体、オキサゾ−ル誘導体、オキサジアゾ−ル誘導体、イミダゾ−ル誘導体、ポリアリ−ルアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリ−ルアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、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、芳香族第三アミン化合物、スチリルアミン化合物、芳香族ジメチリデン系化合物、ポルフィリン系化合物、ポリシラン系化合物、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾ−ル）誘導体、アニリン系共重合体、チオフェンオリゴマ−、ポリチオフェン等の導電性高分子オリゴマ−、ポリチオフェン誘導体、ポリフェニレン誘導体、ポリフェニレンビニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体等の高分子化合物等が挙げられる。
これらは、単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００１５】
正孔輸送層の厚みとしては、１０ｎｍ〜４００ｎｍが好ましく、５０ｎｍ〜２００ｎｍがより好ましい。
【００１６】
３）正孔注入層
本発明おいては、正孔輸送層と陽極の間に正孔注入層を設けることができる。
正孔注入層とは、陽極から正孔輸送層に正孔を注入しやすくする層であり、具体的には前記正孔輸送材の中でイオン化ポテンシャルの小さな材料が好適用いられる。例えばフタロシアニン化合物、ポルフィリン化合物、スターバースト型トリアリールアミン化合物等を挙げることができ、好適に用いることができる。
正孔注入層の膜厚は、１ｎｍ〜３００ｎｍが好ましい。
【００１７】
４）発光層
本発明に用いられる発光層は、少なくとも一種の発光材料を含み、必要に応じて正孔輸送材、電子輸送材、ホスト材を含んでもよい。
本発明に用いられる発光材料としては特に限定されることはなく、蛍光発光材料または燐光発光材料のいずれも用いることができる。発光効率の点から燐光発光材料が好ましい。
【００１８】
蛍光発光材料としては、例えばベンゾオキサゾール誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、ベンゾチアゾール誘導体、スチリルベンゼン誘導体、ポリフェニル誘導体、ジフェニルブタジエン誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、ナフタルイミド誘導体、クマリン誘導体、ペリレン誘導体、ペリノン誘導体、オキサジアゾール誘導体、アルダジン誘導体、ピラリジン誘導体、シクロペンタジエン誘導体、ビススチリルアントラセン誘導体、キナクリドン誘導体、ピロロピリジン誘導体、チアジアゾロピリジン誘導体、スチリルアミン誘導体、芳香族ジメチリデン化合物、８−キノリノール誘導体の金属錯体や希土類錯体に代表される各種金属錯体、ポリチオフェン誘導体、ポリフェニレン誘導体、ポリフェニレンビニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体等の高分子化合物等が挙げられる。これらは１種または２種以上を混合して用いることができる。
【００１９】
燐光発光材料としては特に限定されることはないが、オルトメタル化金属錯体、又はポルフィリン金属錯体が好ましい。
【００２０】
上記オルトメタル化金属錯体とは、例えば山本明夫著「有機金属化学−基礎と応用−」１５０頁〜２３２頁、裳華房社（１９８２年発行）やＨ．Ｙｅｒｓｉｎ著「Ｐｈｏｔｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ａｎｄ  Ｐｈｏｔｏｐｈｉｓｉｃｓ  ｏｆ  Ｃｏｏｄｉｎａｔｉｏｎ  Ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ」、７１〜７７頁、１３５〜１４６頁、Ｓｐｒｉｎｇｅｒ−Ｖｅｒｌａｇ社（１９８７年発行）等に記載されている化合物群の総称である。該オルトメタル化金属錯体を発光材料として発光層に用いることは、高輝度で発光効率に優れる点で有利である。
【００２１】
上記オルトメタル化金属錯体を形成する配位子としては、種々のものがあり、上記文献にも記載されているが、その中でも好ましい配位子としては、２−フェニルピリジン誘導体、７，８−ベンゾキノリン誘導体、２−（２−チエニル）ピリジン誘導体、２−（１−ナフチル）ピリジン誘導体、２−フェニルキノリン誘導体等が挙げられる。これらの誘導体は必要に応じて置換基を有してもよい。また、上記オルトメタル化金属錯体は、上記配位子のほかに、他の配位子を有していてもよい。
【００２２】
本発明で用いるオルトメタル化金属錯体は、Ｉｎｏｒｇ  Ｃｈｅｍ．，１９９１年，３０号，１６８５頁、同１９８８年，２７号，３４６４頁、同１９９４年，３３号，５４５頁、Ｉｎｏｒｇ．Ｃｈｉｍ．Ａｃｔａ，１９９１年，１８１号，２４５頁、Ｊ．Ｏｒｇａｎｏｍｅｔ．Ｃｈｅｍ．，１９８７年，３３５号，２９３頁、Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．１９８５年，１０７号，１４３１頁等、種々の公知の手法で合成することができる。
上記オルトメタル化錯体の中でも、三重項励起子から発光する化合物が本発明においては発光効率向上の観点から好適に使用することができる。
【００２３】
また、ポルフィリン金属錯体の中ではポルフィリン白金錯体が好ましい。
燐光発光材料は１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。また、蛍光発光材料と燐光発光材料を同時に用いてもよい。
【００２４】
ホスト材とは、その励起状態から、蛍光発光材料または燐光発光材料へエネルギー移動を起こし、その結果、蛍光発光材料または燐光発光材料を発光させる機能を有する材料のことである。
【００２５】
ホスト材としては、励起子エネルギーを発光材料にエネルギー移動させることのできる化合物ならば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、具体的にはカルバゾール誘導体、トリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、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、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、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、芳香族第三アミン化合物、スチリルアミン化合物、芳香族ジメチリデン系化合物、ポルフィリン系化合物、アントラキノジメタン誘導体、アントロン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、カルボジイミド誘導体、フルオレニリデンメタン誘導体、ジスチリルピラジン誘導体、ナフタレンペリレン等の複素環テトラカルボン酸無水物、フタロシアニン誘導体、８−キノリノール誘導体の金属錯体やメタルフタロシアニン、ベンゾオキサゾールやベンゾチアゾールを配位子とする金属錯体に代表される各種金属錯体ポリシラン系化合物、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾ−ル）誘導体、アニリン系共重合体、チオフェンオリゴマー、ポリチオフェン等の導電性高分子オリゴマー、ポリチオフェン誘導体、ポリフェニレン誘導体、ポリフェニレンビニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体等の高分子化合物等が挙げられる。これらの化合物は、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
ホスト材の発光層における含有量としては０質量％〜９９．９質量％が好ましく、さらに好ましくは０質量％〜９９．０質量％である。
【００２６】
５）ブロック層
本発明においては、発光層と電子輸送層との間にブロック層を設けることができる。ブロック層とは発光層で生成した励起子の拡散抑制する層であり、また正孔が陰極側に突き抜けることを抑制する層である。
【００２７】
ブロック層に用いられる材料は、電子輸送層より電子を受け取り、発光層にわたす事のできる材料で有れば特に限定されることはなく、一般的な電子輸送材を用いることができる。例えば以下の材料を挙げることができる。トリアゾ−ル誘導体、オキサゾ−ル誘導体、オキサジアゾ−ル誘導体、フルオレノン誘導体、アントラキノジメタン誘導体、アントロン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、カルボジイミド誘導体、フルオレニリデンメタン誘導体、ジスチリルピラジン誘導体、ナフタレンペリレン等の複素環テトラカルボン酸無水物、フタロシアニン誘導体、８−キノリノ−ル誘導体の金属錯体やメタルフタロシアニン、ベンゾオキサゾ−ルやベンゾチアゾ−ルを配位子とする金属錯体に代表される各種金属錯体、アニリン系共重合体、チオフェンオリゴマ−、ポリチオフェン等の導電性高分子オリゴマ−、ポリチオフェン誘導体、ポリフェニレン誘導体、ポリフェニレンビニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体等の高分子化合物を挙げることができる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００２８】
６）電子輸送層
本発明においては電子輸送材を含む電子輸送層を設けることができる。
電子輸送材としては電子を輸送する機能、もしくは陽極から注入された正孔を障壁する機能のいずれかを有しているもので有れば制限されることはなく、前記ブロック層の説明時に挙げた電子輸送材を好適に用いることができる。
前記電子輸送層の厚みとしては、１０ｎｍ〜２００ｎｍが好ましく、２０ｎｍ〜８０ｎｍがより好ましい。
【００２９】
前記厚みが、１０００ｎｍを越えると駆動電圧が上昇することがあり、１０ｎｍ未満であると該発光素子の発光効率が非常に低下する可能性があり好ましくない。
【００３０】
７）電子注入層
本発明おいては、電子輸送層と陰極の間に電子注入層を設けることができる。
電子注入層とは、陰極から電子輸送層に電子を注入しやすくする層であり、具体的にはフッ化リチウム、塩化リチウム、臭化リチウム等のリチウム塩、フッ化ナトリウム、塩化ナトリウム、フッ化セシウム等のアルカリ金属塩、酸化リチウム、酸化アルミニウム、酸化インジウム、酸化マグネシウム等の絶縁性金属酸化物等を好適に用いることができる。
電子注入層の膜厚は０．１〜５ｎｍが好ましい。
【００３１】
８）基板
本発明に用いられる基板の材料としては、水分を透過させない材料又は水分透過率の極めて低い材料が好ましく、また、前記有機化合物層から発せられる光を散乱乃至減衰等のさせることのない材料が好ましい。具体的例として、例えばＹＳＺ（ジルコニア安定化イットリウム）、ガラス等の無機材料、ポリエチレンテレフタレ−ト、ポリブチレンテレフタレ−ト、ポリエチレンナフタレ−ト等のポリエステル、ポリスチレン、ポリカ−ボネ−ト、ポリエ−テルスルホン、ポリアリレ−ト、アリルジグリコ−ルカ−ボネ−ト、ポリイミド、ポリシクロオレフィン、ノルボルネン樹脂、およびポリ（クロロトリフルオロエチレン）等の合成樹脂等の有機材料、などが挙げられる。
前記有機材料の場合、耐熱性、寸法安定性、耐溶剤性、電気絶縁性、加工性、低通気性、低吸湿性等に優れていることが好ましい。これらの材料は、単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００３２】
基板の形状、構造、大きさ等については、特に制限はなく、発光素子の用途、目的等に応じて適宜選択することができる。一般的には、前記形状としては、板状である。前記構造としては、単層構造であってもよいし、積層構造であってもよく、また、単一部材で形成されていてもよいし、２以上の部材で形成されていてもよい。
【００３３】
基板は、無色透明であってもよいし、有色透明であってもよいが、前記発光層から発せられる光を散乱あるいは減衰等させることがない点で、無色透明であるのが好ましい。
【００３４】
基板には、その表面又は裏面（前記透明電極側）に透湿防止層（ガスバリア層）を設けるのが好ましい。前記透湿防止層（ガスバリア層）の材料としては、窒化珪素、酸化珪素などの無機物が好適に用いられる。該透湿防止層（ガスバリア層）は、例えば、高周波スパッタリング法などにより形成することができる。
基板には、さらに必要に応じて、ハ−ドコ−ト層、およびアンダ−コ−ト層などを設けてもよい。
【００３５】
９）電極
本発明における電極は、第１電極よび第２電極のいずれが陽極であっても陰極であっても構わないが、好ましくは第１電極が陽極であり、第２電極が陰極である。
【００３６】
＜陽極＞
本発明に用いられる陽極としては、通常、前記有機化合物層に正孔を供給する陽極としての機能を有していればよく、その形状、構造、大きさ等については特に制限はなく、発光素子の用途、目的に応じて、公知の電極の中から適宜選択することができる。
【００３７】
陽極の材料としては、例えば、金属、合金、金属酸化物、有機導電性化合物、またはこれらの混合物を好適に挙げられ、仕事関数が４．０ｅＶ以上の材料が好ましい。具体例としては、アンチモンやフッ素等をド−プした酸化錫（ＡＴＯ、ＦＴＯ）、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化亜鉛インジウム（ＩＺＯ）等の半導性金属酸化物、金、銀、クロム、ニッケル等の金属、さらにこれらの金属と導電性金属酸化物との混合物または積層物、ヨウ化銅、硫化銅などの無機導電性物質、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロ−ルなどの有機導電性材料、およびこれらとＩＴＯとの積層物などが挙げられる。  
【００３８】
陽極は例えば、印刷方式、コ−ティング方式等の湿式方式、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレ−ティング法等の物理的方式、ＣＶＤ、プラズマＣＶＤ法等の化学的方式、などの中から前記材料との適性を考慮して適宜選択した方法に従って前記基板上に形成することができる。例えば、陽極の材料として、ＩＴＯを選択する場合には、該陽極の形成は、直流あるいは高周波スパッタ法、真空蒸着法、イオンプレ−ティング法等に従って行うことができる。また陽極の材料として有機導電性化合物を選択する場合には湿式製膜法に従って行うことができる。
【００３９】
陽極の前記発光素子における形成位置としては、特に制限はなく、該発光素子の用途、目的に応じて適宜選択することができるが、前記基板上に形成されるのが好ましい。この場合、該陽極は、前記基板における一方の表面の全部に形成されていてもよく、その一部に形成されていてもよい。
【００４０】
なお、前記陽極のパタ−ニングは、フォトリソグラフィ−などによる化学的エッチングにより行ってもよいし、レ−ザ−などによる物理的エッチングにより行ってもよく、また、マスクを重ねて真空蒸着やスパッタ等をして行ってもよいし、リフトオフ法や印刷法により行ってもよい。
【００４１】
陽極の厚みとしては、前記材料により適宜選択することができ、一概に規定することはできないが、通常１０ｎｍ〜５０μｍであり、５０ｎｍ〜２０μｍが好ましい。
陽極の抵抗値としては、１０３Ω／□以下が好ましく、１０２Ω／□以下がより好ましい。
陽極は、無色透明であっても、有色透明であってもよく、該陽極側から発光を取り出すためには、その透過率としては、６０％以上が好ましく、７０％以上がより好ましい。この透過率は、分光光度計を用いた公知の方法に従って測定することができる。
【００４２】
陽極については、沢田豊監修「透明電極膜の新展開」シ−エムシ−刊（１９９９）に詳述があり、これらを本発明に適用することができる。耐熱性の低いプラスティック基材を用いる場合は、ＩＴＯまたはＩＺＯを使用し、１５０℃以下の低温で製膜した陽極が好ましい。
【００４３】
＜陰極＞
本発明に用いることの出来る陰極としては、通常、前記有機化合物層に電子を注入する陰極としての機能を有していればよく、その形状、構造、大きさ等については特に制限はなく、発光素子の用途、目的に応じて、公知の電極の中から適宜選択することができる。
【００４４】
陰極の材料としては、例えば、金属、合金、金属酸化物、電気伝導性化合物、これらの混合物などが挙げられ、仕事関数が４．５ｅＶ以下のものが好ましい。具体例としてはアルカリ金属（たとえば、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｃｓ等）、アルカリ土類金属（たとえばＭｇ、Ｃａ等）、金、銀、鉛、アルミニウム、ナトリウム−カリウム合金、リチウム−アルミニウム合金、マグネシウム−銀合金、インジウム、イッテルビウム等の希土類金属、などが挙げられる。これらは、単独で使用してもよいが、安定性と電子注入性とを両立させる観点からは、２種以上を好適に併用することができる。
【００４５】
これらの中でも、電子注入性の点で、アルカリ金属やアルカリ度類金属が好ましく、保存安定性に優れる点で、アルミニウムを主体とする材料が好ましい。アルミニウムを主体とする材料とは、アルミニウム単独、又はアルミニウムと０．０１質量％〜１０質量％のアルカリ金属若しくはアルカリ土類金属との合金若しくは混合物（例えば、リチウム−アルミニウム合金、マグネシウム−アルミニウム合金など）をいう。
【００４６】
陰極の材料については、特開平２−１５５９５号公報、特開平５−１２１１７２号公報に詳述されていて、これらを本発明に適用することができる。
【００４７】
陰極の形成法は、特に制限はなく、公知の方法に従って行うことができる。例えば、印刷方式、コ−ティング方式等の湿式方式、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレ−ティング法等の物理的方式、ＣＶＤ、プラズマＣＶＤ法等の化学的方式、などの中から前記材料との適性を考慮して適宜選択した方法に従って前記基板上に形成することができる。例えば、前記陰極の材料として、金属等を選択する場合には、その１種又は２種以上を同時又は順次にスパッタ法等に従って行うことができる。
【００４８】
陰極のパタ−ニングは、フォトリソグラフィ−などによる化学的エッチングにより行ってもよいし、レ−ザ−などによる物理的エッチングにより行ってもよく、また、マスクを重ねて真空蒸着やスパッタ等をして行ってもよいし、リフトオフ法や印刷法により行ってもよい。
【００４９】
陰極の有機電界発光素子における形成位置としては、特に制限はなく、該発光素子の用途、目的に応じて適宜選択することができるが、有機化合物層上に形成されるのが好ましい。この場合、該陰極は、前記有機化合物層上の全部に形成されていてもよく、その一部に形成されていてもよい。
また、陰極と有機化合物層との間に前記アルカリ金属又は前記アルカリ土類金属のフッ化物等による誘電体層を０．１ｎｍ〜５ｎｍの厚みで挿入してもよい。
【００５０】
陰極の厚みとしては、前記材料により適宜選択することができ、一概に規定することはできないが、通常１０ｎｍ〜５μｍであり、５０ｎｍ〜１μｍが好ましい。
陰極は、透明であってもよいし、不透明であってもよい。なお、透明な陰極は、前記陰極の材料を１ｎｍ〜１０ｎｍの厚みに薄く製膜し、更に前記ＩＴＯやＩＺＯ等の透明な導電性材料を積層することにより形成することができる。
【００５１】
１０）保護層
本発明に用いられる保護層は、少なくとも２層有し、第２電極に近い第１保護層が電気絶縁性層であり、より遠い側の第２保護層が金属ハロゲン化物層である。
本発明における第２保護層は外部からの水分の侵入を防止する。第１保護層は拡散防止層であって、第２保護層が吸収した水分が再放出されても発光層への拡散を防止し、素子外部に蒸散させる機能を有する。このような２層の相乗効果によって発光素子が水分や酸素等のガスの侵入によって劣化するのが有効に防止される。
【００５２】
＜第１保護層（電気絶縁性層）＞
本発明において、有機ＥＬ素子部分と金属ハロゲン化物層の間に形成される有機層は、吸湿性を有する金属ハロゲン化物層の吸着した水分が吸着後に有機ＥＬ素子へダメージを与えるのを防止するために形成される。有機層は複数の有機物からなる混合層であっても良く、金属ハロゲン化物層で吸着された水分、あるいはわずかに透過してくる空気中の水分が浸入してきた場合に結晶化が起こりにくいほど好ましい。有機層は、結晶化することによって下層の有機ＥＬ素子へ影響を及ぼす可能性があるためである。有機層に用いられる有機物は抵抗加熱式の真空蒸着で成膜可能であり、結晶化を生じにくい物質であれば特に制限は無いが、トップエミッション型の有機ＥＬ素子においては透過率が高い方が好ましく、所望の波長領域で６０％以上の透過率を示すのが好ましい。
【００５３】
有機層は接触している有機ＥＬ素子の上部電極よりも３桁以上低い電気伝導度を、薄膜状態で示す絶縁性材料である。この有機層が導電性の場合、有機ＥＬ素子の上部電極間で短絡を生じ、ディスプレイ用途ではクロストークの原因となるため、上部電極よりも大きな電気抵抗を持つ材料を用いる必要がある。有機層の厚さは封止性が十分に発揮できれば特に制限は無いが、１０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下が好ましく、トップエミッション型の有機ＥＬ素子では透過率が所望の波長において６０％以上になるように選択されるのが好ましい。
【００５４】
また、抵抗加熱式の真空蒸着で成膜するため、有機層を形成する有機物の分子量は１５００以下が好ましくより好ましくは３００以上８００以下である。上記のような有機物としては、有機ＥＬ素子で広く用いられる嵩高い置換基を持つアリールアミン系化合物や縮合環化合物がアモルファスの安定性に優れているため好ましく、たとえばｍＣＰ，２−ＴＮＡＴＡなどが好適である。
【００５５】
電気絶縁性有機層は上記有機物の他に必要に応じて添加剤を含有しても良い。
電気絶縁性有機層に添加剤として含有される物質としては、この層に導電性を持たせたり、透過率を６０％以下に悪化させたり、アモルファス性を悪化させたりしない材料であればどんな材料が添加されていても良い。特に有機材料同士の混合膜はアモルファス性を高める場合が多いため、複数の有機材料を混合するのが好適である。
【００５６】
本発明に用いられる第１保護層の厚みは、１０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下が好ましい。
より好ましくは、２０ｎｍ以上１００ｎｍ以下である。
１０ｎｍより薄いと水分防止能が低下するため好ましくない。また、１０００ｎｍより厚いと製膜に時間がかかり、工程上好ましくない。また膜応力が大きくなる場合があり、膜剥がれ等が生じ好ましくない。
【００５７】
＜第２保護層（金属ハロゲン化物層）＞
本発明における金属ハロゲン化物層は、有機ＥＬ素子の寿命を短くする原因となる水分を除去するために形成される。この層は吸湿性を有する金属ハロゲン化物を５０％以上含有する層であり、抵抗加熱式の真空蒸着により成膜される。金属ハロゲン化物層を有機ＥＬ素子に直接接触させると、吸湿した水分が有機ＥＬ素子のダークスポットの発生原因となることがあるため、有機層を素子と金属ハロゲン化物層の間に挿入することで、吸湿された水分の悪影響を防止することができる。これらの有機層／金属ハロゲン化物層の積層構造はこの順に有機ＥＬ素子上に成膜される。積層構造は繰り返し構造としても良く、たとえば有機層／金属ハロゲン化物層／有機層／金属ハロゲン化物層の２段とした場合、上段と下段で異なる材料構成としても良い。また、有機ＥＬ素子／有機層／金属ハロゲン化物層の積層構造をこの順に有していれば、この上に他の封止膜や封止板などを有していても本発明の範疇である。
【００５８】
金属ハロゲン化物層に用いられる材料としては、吸湿性を持ち、抵抗加熱式の真空蒸着で成膜が可能であればどんなものでも良いが、フッ化リチウム、フッ化カルシウム、フッ化カリウム、フッ化ナトリウム、フッ化マグネシウム、塩化ナトリウム、塩化カリウム、臭化カリウム、塩化リチウムなどが好ましい。金属ハロゲン化物層の膜厚としては、良好な封止性を示せばどんな厚みで用いても良いが、１０以上１０００ｎｍ以下が好ましい。
トップエミッションタイプの有機ＥＬ素子に用いる場合でも、これらの金属ハロゲン化物は薄膜状態で可視光の透過率が高く、有機ＥＬ素子の発光を減衰させることなく封止性を発揮することができる。透過率は所望の波長において６０％以上となるように膜厚や材料を選択するのが好ましい。
【００５９】
本発明に用いられる金属ハロゲン化物層の厚みは、１０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下が好ましい。より好ましくは、２０ｎｍ以上１００ｎｍ以下である。
１０ｎｍより薄いと水分の侵入防止機能が不十分となるため好ましくない。また、１０００ｎｍより厚いと製膜に時間がかかり、工程上好ましくない。また膜応力が大きくなる場合があり、膜剥がれ等が生じ好ましくない。
【００６０】
１１）共振構造
本発明の有機ＥＬ素子は、発光層で発生した光が素子内部で多重反射させ共振させることによって、特定波長の光を増幅して高輝度光を取り出すことが好ましい。このような共振構造として多層膜ミラーを用いた共振器構造および２つの対向する電極をミラーとする共振器構造を利用することが出来る。
【００６１】
（１）多層膜ミラーを用いた共振器構造
本発明における多層膜ミラーによる共振器構造を内蔵した有機電界発光素子は、屈折率の異なる２種類の層が交互に積層された多層膜ミラーと、多層膜ミラーの上に形成された陽極としての透明導電層と、透明導電層の上に形成された一層または複数層の有機化合物層と、有機化合物層の上に形成され、光を反射できる陰極としての金属ミラーと、を有する微小光共振器型有機電界発光素子であって、多層膜ミラーと金属ミラーとによって有機化合物層から出力された光の微小光共振器が構成され、微小光共振器からの発光が、そのスペクトルに低次モードが混在していない単一モードとなり、かつ素子前方に強い指向性を有する光となるように微小光共振器の光学長が設定されていることを特徴とする。 
【００６２】
上記構成によれば、多層膜ミラーと金属ミラーとによって構成される微小光共振器により有機化合物層から出力された光のうち特定波長のものが共振し強められる。従って、有機化合物層から放出された光の中から所望の波長の光を取り出すことができる。 
【００６３】
また、本願の他の実施形態によれば、上記本発明の微小光共振器型有機電界発光素子において、微小光共振器の光学長Ｌが、多層膜ミラー内部への光の浸み込み分を考慮した式、 
【００６４】
【数１】
2007179828.tif 000002
【００６５】
ここで、ｎｅｆｆは多層膜ミラーの有効屈折率、△ｎは多層膜ミラーの２つの層の屈折率の差、ｎｉとｄｉは有機化合物層と透明導電層の屈折率と層厚、θは有機化合物層同士または有機化合物層と透明導電層との各界面に入射する光と界面に立てた法線とのなす角度、で与えられ、その光学長Ｌが目的の発光波長の１．５倍であることを特徴とする。 
【００６６】
上記構成において、式の第１項のλ／２（ｎｅｆｆ／△ｎ）は、共振している光が多層膜ミラーへ浸み込む深さを表している。第１項からわかるように、ｎｅｆｆと△ｎとは、多層膜ミラーを構成する材料によってきまる定数であるので、光の波長λが決まれば浸み込む深さも決まることになる。また、第２項における各層の屈折率ｎｉも材料によってきまる定数であり、また多層膜ミラーの各層の厚さはλ／４に設定されている。従って、光学長Ｌは、透明導電層及び有機化合物層の厚さｄｉを変更することにより制御することができる。 
【００６７】
微小光共振器に共振する光の波長は、上述の光学長Ｌによって決定される。すなわち、光学長Ｌが１／２波長の整数倍に相当する光が微小光共振器に共振できる。従って、透明導電層と有機化合物層の合計の厚みを薄くし、光学長Ｌを小さくして行くと、微小光共振器に共振して素子から放出される光の波長も短波長側に変化して行く。この場合、１／２波長の１．５倍が光学長Ｌと等しい光が共振する光として最も長波長である。従って、素子から放出される光はこれより短波長となる。素子から放出される光が短波長になると、素子前方への指向性が高い光を得ることができる。また、光学長Ｌを小さくすると素子の発光モードを単一モードにすることができる。 
【００６８】
また、他の態様として、多層膜ミラーの最上層が透明導電層で構成され、その最上層が多層膜ミラーと透明導電層とを兼用することができる。この構成によれば、最上層が多層膜ミラーと透明導電層とを兼用しているので、その分だけ素子の厚さに余裕ができ、透明導電層を厚くすることができる。 
【００６９】
また、更に他の態様によれば、目的の発光波長が、用いる発光材料の発光スペクトルにおいて、ピーク波長λｍより短波長側の立上がり部に設定される。 
【００７０】
また、更に他の態様によれば、有機化合物層が、発光層のみの単層構造、正孔輸送層と発光層または発光層と電子輸送層の２層構造、正孔輸送層と発光層と電子輸送層の３層構造のいずれかの構造からなることができる。 
【００７１】
また、更に他の態様によれば、多層膜ミラーの各層の光学長が目的の発光波長の１／４であることを特徴とする。
【００７２】
以上の各構成によれば、微小光共振器の光学長を制御し、目的の発光波長を最適化することにより、単色性及び前方への指向性の高い微小光共振器型有機電界発光素子を得ることができる。 
【００７３】
＜ミラーの具体的構成＞
多層膜ミラーは、屈折率の異なる２種類の酸化物、窒化物あるいは半導体の層を交互に積層した多層膜である。その組合わせの代表例としては、ＴｉＯ２とＳｉＯ２、ＳｉＮｘとＳｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５とＳｉＯ２などの誘電体やＧａＡｓとＧａＩｎＡｓなどの半導体多層膜がある。
【００７４】
多層膜ミラーは、各層の界面で光を反射するが、各界面から反射してくる光が互いに強め合うように、使用する光の波長（目的とする発光波長）λに対してλ／４の厚さに設定される。
【００７５】
（２）２つの対向する電極をミラーとする共振器構造
２つの対向する電極をミラーとする共振器構造を有する有機電界発光素子は、第１電極と第２電極が第１のミラーと第２ミラーを兼ねていて、発光層で発生した光を第１電極と第２電極との間で共振させる共振器構造を有するものであって、第１電極と発光層の最大発光位置との間の光学的距離Ｌ１は数式９を満たし、第２電極と発光層の最大発光位置との間の光学的距離Ｌ２は数式１０を満たすものである。
【００７６】
【数２】
2007179828.tif 000003
【００７７】
式中、ｔＬ１は第１電極と最大発光位置との間の光学的理論距離、ａ１は発光層における発光分布に基づく補正量、λは取り出したい光のスペクトルのピーク波長、Φ１は第１電極で生じる反射光の位相シフト、ｍ１は０または整数をそれぞれ表す。
【００７８】
【数３】
2007179828.tif 000004
【００７９】
式中、ｔＬ２は第２電極と最大発光位置との間の光学的理論距離、ａ２は発光層における発光分布に基づく補正量、λは取り出したい光のスペクトルのピーク波長、Φ２は第２電極で生じる反射光の位相シフト、ｍ２は０または整数をそれぞれ表す。
【００８０】
発光層で発生した光が第１電極または第２電極で反射して発光位置に戻ってきたときに、その戻り光の位相が発光時の位相と同一になる。よって、発生する光と、第１電極と第２電極との間で反射する光とは互いに強め合う関係になり、発光層で発生した光が効率良く取り出される。
【００８１】
１２）封止
さらに、本発明の有機電界発光素子は、封止容器を用いて素子全体を封止してもよい。
また、封止容器と発光素子の間の空間に水分吸収剤又は不活性液体を封入してもよい。水分吸収剤としては、特に限定されることはないが、例えば、酸化バリウム、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化カルシウム、硫酸ナトリウム、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム、五酸化燐、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、塩化銅、フッ化セシウム、フッ化ニオブ、臭化カルシウム、臭化バナジウム、モレキュラーシーブ、ゼオライト、および酸化マグネシウム等を挙げることができる。不活性液体としては、特に限定されることはないが、例えば、パラフィン類、流動パラフィン類、パーフルオロアルカンやパーフルオロアミン、パーフルオロエーテル等のフッ素系溶剤、塩素系溶剤、シリコーンオイル類が挙げられる。
【００８２】
２．素子の製造方法
本発明における素子を構成する各層は、蒸着法やスパッタ法等の乾式製膜法、ディッピング、スピンコ−ト法、ディップコ−ト法、キャスト法、ダイコ−ト法、ロ−ルコ−ト法、バ−コ−ト法、グラビアコ−ト法等の湿式製膜法いずれによっても好適に製膜することができる。
中でも発光効率、耐久性の点から乾式法が好ましい。湿式製膜法の場合、残存する塗布溶媒が発光層を損傷させるので好ましくない。
特に好ましくは、抵抗加熱式真空蒸着法である。抵抗加熱式真空蒸着法は、真空下で加熱により蒸散させる物質のみを効率的に加熱できるので、素子が高温に曝されないのでダメージが少なく有利である。
【００８３】
真空蒸着とは真空にした容器の中で、蒸着材料を加熱させ気化もしくは昇華して、少し離れた位置に置かれた被蒸着物の表面に付着させ、薄膜を形成するというものである。蒸着材料、被蒸着物の種類により、抵抗加熱、電子ビーム、高周波誘導、レーザーなどの方法で加熱される。この中で最も低温で成膜を行うのが抵抗加熱式の真空蒸着法であり、昇華点の高い材料は成膜できないが、低い昇華点の材料であれば、被蒸着材料への熱ダメージがほとんど無い状態で成膜を行うことができる。
【００８４】
本発明における封止膜材料は、抵抗加熱式の真空蒸着で成膜し得ることを特徴とする。
従来用いられてきた酸化シリコン等の封止剤は昇華点が高く、抵抗加熱で蒸着することは不可能であった。また、公知例に一般的に記載されているイオンプレーティング式などの真空蒸着法は、蒸着元部が数千℃と超高温となるため、被蒸着材料に熱的な影響を与えて変質させるため、特に熱や紫外線の影響を受けやすい有機EL素子の封止膜の製造方法としては適していない。
【００８５】
３．駆動方法
本発明の有機電界発光素子は、陽極と陰極との間に直流（必要に応じて交流成分を含んでもよい）電圧（通常２ボルト〜１５ボルト）、又は直流電流を印加することにより、発光を得ることができる。
本発明における有機電界発光素子の駆動耐久性は、特定の輝度における輝度半減時間により測定することができる。例えば、ＫＥＩＴＨＬＥＹ製ソ−スメジャ−ユニット２４００型を用いて、直流電圧を有機ＥＬ素子に印加し発光させ、初期輝度２０００ｃｄ／ｍ２の条件で連続駆動試験をおこない、輝度が１０００ｃｄ／ｍ２になった時間を輝度半減時間Ｔ（１／２）として、該輝度半減時間を従来発光素子と比較することにより求めることができる。本発明においてはこの数値を用いた。
この有機電界発光素子の重要な特性値として、外部量子効率がある。外部量子効率は、「外部量子効率φ＝素子から放出されたフォトン数／素子に注入された電子数」で算出され、この値が大きいほど消費電力の点で有利な素子と言える。
【００８６】
また、有機電界発光素子の外部量子効率は、「外部量子効率φ＝内部量子効率×光取り出し効率」で決まる。有機化合物からの蛍光発光を利用する有機ＥＬ素子においては、内部量子効率の限界値が２５％であり、光取り出し効率が約２０％であることから、外部量子効率の限界値は約５％とされている。燐光発光材料からの燐光を利用する有機ＥＬ素子においては、内部量子効率の限界値が１００％であり、光取り出し効率が約２０％であることから、外部量子効率の限界値は約２０％となりより好ましい。
【００８７】
素子の外部量子効率としては、消費電力を下げられる点、駆動耐久性を上げられる点で、６％以上が好ましく、１２％以上が特に好ましい。
本発明においては、東陽テクニカ製ソースメジャーユニット２４００型を用いて、直流定電圧をＥＬ素子に印加し発光させ、その輝度をトプコン社製輝度計ＢＭ−８を用いて測定し、２００ｃｄ／ｍ２における外部量子効率を算出した値を用いる。
【００８８】
また、発光素子の外部量子効率は、発光輝度、発光スペクトル、電流密度を測定し他結果から算出することができる。すなわち、電流密度値を用い、入力した電子数を算出することができる。そして、発光スペクトルを用いた積分計算により、発光輝度を発光したフォトン数に換算することができる。これらから外部量子効率（％）は、「（発光したフォトン数／素子に入力した電子数）×１００」で計算することができる。
【００８９】
本発明の有機電界発光素子の駆動方法については、特開平２−１４８６８７号、同６−３０１３５５号、同５−２９０８０号、同７−１３４５５８号、同８−２３４６８５号、同８−２４１０４７号の各公報、特許第２７８４６１５号、米国特許５８２８４２９号、同６０２３３０８号の各明細書、等に記載の駆動方法を適用することができる。
【００９０】
（用途）
本発明の有機電界発光素子は、表示素子、ディスプレイ、バックライト、電子写真、照明光源、記録光源、露光光源、読み取り光源、標識、看板、インテリア、または光通信等に好適に利用できる。
【実施例】
【００９１】
以下に実施例によって、本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下に記載する実施例によって制限されるものではない。
【００９２】
始めに本発明の実施例に用いた３種類の発光積層体を説明する。
（発光積層体Ａの調製）
発光積層体Ａは、ボトムエミッション型有機電界発光素子である。
基板として厚み０．７ｍｍで２．５ｃｍ角のＩＴＯ膜付ガラス板（ＩＴＯ厚み：１５０ｎｍ）を用いた。ＩＴＯ電極幅は２ｍｍとした。
この上に以下の機能層をいずれも抵抗加熱式真空蒸着法により順次設けた。
機能層：１７０ｎｍの２−ＴＮＡＴＡ層／１０ｎｍのＮＰＤ層／５０ｎｍのＡｌｑ３層／０．５ｎｍのＬｉＦ層
この上に、第２電極（陰極）として１００ｎｍのＡｌを抵抗加熱式真空蒸着法により蒸着した。Ａｌ電極幅は２ｍｍとした。
【００９３】
（発光積層体Ｂの調製）
発光積層体Ｂは、トップエミッション型有機電界発光素子である。
基板として厚み０．７ｍｍで２．５ｃｍ角のガラス板を用いて、反射層としてアルミニウムを抵抗加熱式真空蒸着法により１００ｎｍ蒸着した後、樹脂層（アクリル系樹脂）をスピンコート法によって２０００ｎｍ設けた。
さらに陽極として厚み１５０ｎｍのＩＴＯをアルゴンスパッタにて成膜し、エッチングにより２ｍｍの幅に成型した。
この上に以下の機能層をいずれも抵抗加熱式真空蒸着法により順次設けた。
機能層：１７０ｎｍの２−ＴＮＡＴＡ層／１０ｎｍのＮＰＤ層／５０ｎｍのＡｌｑ３層／０．５ｎｍのＬｉＦ層
この上に、第２電極（陰極）として１．５ｎｍのＡｌと１５ｎｍのＡｇ層を抵抗加熱式真空蒸着法により蒸着した。
【００９４】
（発光積層体Ｃの調製）
発光積層体Ｃは、多重干渉型トップエミッション有機電界発光素子である。
基板として厚み０．７ｍｍで２．５ｃｍ角のガラス板を用いて、第１電極（陽極）としてアルミニウムを抵抗加熱式真空蒸着法により６０ｎｍ蒸着した。
この上に以下の機能層をいずれも抵抗加熱式真空蒸着法により順次設けた。
機能層：２ｎｍのＭｏＯ３層／共蒸着法により２−ＴＮＡＴＡに対して１０質量％のＭｏＯ３を含有する層（２０ｎｍ）／１７０ｎｍの２−ＴＮＡＴＡ層／１０ｎｍのＮＰＤ層／５０ｎｍのＡｌｑ３層／０．５ｎｍのＬｉＦ層
この上に、第２電極（陰極）として１．５ｎｍのＡｌと１５ｎｍのＡｇ層を抵抗加熱式真空蒸着法により蒸着した。
【００９５】
実施例１〜４
発光積層体Ａの第２電極（陰極）の上に、順に表１に示した第１保護層と第２保護層をいづれも抵抗加熱式真空蒸着法により設けた。
【００９６】
実施例５〜８
発光積層体Ｂの第２電極（陰極）の上に、順に表１に示した第１保護層と第２保護層をいづれも抵抗加熱式真空蒸着法により設けた。
【００９７】
実施例９〜１２
発光積層体Ｃの第２電極（陰極）の上に、順に表１に示した第１保護層と第２保護層をいづれも抵抗加熱式真空蒸着法により設けた。
【００９８】
比較例１〜３
発光積層体Ｃの第２電極（陰極）の上に、順に表１に示した第１保護層と第２保護層を設けた。
比較例１の１００ｎｍのＬｉＦ層は、特開平６−９６８５８に記載のイオンプレーテイング法により設けた。
比較例２の１００ｎｍのＬｉＦ層は、特開平６−９６８５８に記載のイオンプレーテイング法により設け、２０００ｎｍの熱硬化性エポキシ樹脂層は特開２００１−３３８７５５に記載の溶剤塗布法により設けた。
比較例３は、特開２００５−２３５５８５に記載の方法に従って第１保護層としては吸湿剤としてＣａＯを１０質量％含有するＰＥＤＯＴ層を抵抗加熱式真空蒸着法により設け、第２保護層として、８０ｎｍのＳｉＯ２層であり、アルゴンスパッタにより設けた。
【００９９】
３．性能評価
作製した有機電界発光素子について、以下の方法で評価した。
（発光効率、ダークスポット）
各素子は作製直後に東洋テクニカ製ソ−スメジャ−ユニット２４００型を用いて、直流電圧を電界発光素子に印加し発光させて、初期の発光性能を測定した。２０００Ｃｄ／ｍ２時の発光効率を測定した。
実施例１の発光効率を１．０として、相対値で発光効率を表した。
ダークスポットはニコン（株）製光学顕微鏡ＭＥ６００を用いて観察した。
ここで、本来発光するはずの陰極と陽極で挟持された発光素子領域内で、発光しない領域をダークスポットと定義し、発光面状写真を画像処理することで非発光領域の面積比率を求めている。２ｍｍ×２ｍｍ全域が発光している場合を１．０として、各素子の初期ダークスポット率を表２に示した。
【０１００】
（駆動耐久性試験）
ＫＥＩＴＨＬＥＹ製ソ−スメジャ−ユニット２４００型を用いて、直流電圧を発光素子に印加し発光させる。その輝度をトプコン社製輝度計ＢＭ−８を用いて測定した。
続いて、この発光素子を駆動電流一定の条件で連続駆動試験をおこない、輝度が半分になった時間を輝度半減時間Ｔ（１／２）とした。各素子の初期輝度がすべて同輝度になるように電流値を調節している。
実施例１の輝度半減時間を１．０として、相対値で表した。
【０１０１】
（第１保護層の光透過性）
比較の封止素子Ａ３の作成に用いたＰＥＤＯＴ、および本発明の封止素子に用いた第１保護層材料のそれぞれ封止素子に蒸着したと同じ厚みの蒸着膜をガラス基板の上に行った測定用試料を作成した。得られた試料の可視光透過率を分光光度計で測定した。５５０ｎｍにおける透過率を代表値として可視光透過率を表した。
【０１０２】
【表１】
2007179828.tif 000005
【０１０３】
得られた結果を表２に示した。この結果から、本発明の電界発光素子は、ダークスポットの発生が改良され、高い発光効率を有し、さらに駆動耐久性に優れていた。また、可視光透過率は全て９０％以上を示し、トップエミッションへの適用も十分に可能であった。
一方、比較例１〜３の素子は、ダークスポットが多発した。さらに、比較例１〜３の素子は、発光効率が低下し、駆動耐久性も劣化した。
【０１０４】
【表２】
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