(57)【要約】【課題】本発明の課題は、簡易な構成で発光部の間隔を狭くすることができる有機エレクトロルミネッセンス素子及びその製造方法を提供することである。【解決手段】本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子１０は、基板２０上に複数の発光部３０が配列して設けられた有機エレクトロルミネッセンス素子１０であって、複数の発光部３０の各々が、少なくとも発光層を有する有機機能層（第２有機機能層３３）を介して対向する第１電極（陽極３１）と第２電極（陰極３４）とを有し、複数の発光部３０のうち一の発光部３０の第１電極（陽極３１а）と、当該一の発光部３０に隣接する他の発光部３０の第１電極（陽極３１ｂ）とが、それぞれ基板２０からの距離が異なる平面上で、かつ平面視した際に重ならない位置にあることを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に複数の発光部が配列して設けられた有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
前記複数の発光部の各々が、少なくとも発光層を有する有機機能層を介して対向する第１電極と第２電極とを有し、
前記複数の発光部のうち一の発光部の第１電極と、当該一の発光部に隣接する他の発光部の第１電極とが、それぞれ前記基板からの距離が異なる平面上で、かつ平面視した際に重ならない位置にあ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】
前記複数の発光部のうち一の発光部の第２電極と、当該一の発光部に隣接する他の発光部の第２電極とが、それぞれ前記基板からの距離が同一の平面上に配置されてい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】
前記複数の発光部の各々が、キャリア注入層及びキャリア輸送層のうち少なくとも１層を有し、
前記複数の発光部のうち一の発光部の第１電極が形成される面と、当該一の発光部に隣接する他の発光部の第１電極が形成される面との間に形成される層が、前記キャリア注入層及び前記キャリア輸送層のうち少なくとも１層によって形成されていることを特徴とする請求項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】
前記異なる平面の数が二つであることを特徴とする請求項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】
基板上に複数の発光部が配列して設けられた有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法であって、
前記複数の発光部の各々が、少なくとも発光層を有する有機機能層を介して対向する第１電極と第２電極とを有し、
前記複数の発光部のうち一の発光部の第１電極と、当該一の発光部に隣接する他の発光部の第１電極とを、それぞれ前記基板からの距離が異なる平面上で、かつ平面視した際に重ならない位置に形成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製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子及びその製造方法に関する。より詳しくは、本発明は、簡易な構成で発光部の間隔を狭くすることができる有機エレクトロルミネッセンス素子及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機エレクトロルミネッセンス（ＥｌｅｃｔｒｏＬｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ：ＥＬ）素子は、数Ｖ〜数十Ｖ程度の低電圧で駆動可能であり、自己発光型であるために視野角に富み、視認性が高い。さらには、薄膜型の完全素子固体であるため、ディスプレイや照明用途として、省スペース、省エネルギー及び携帯性の観点から、携帯電話のメインディスプレイに採用されるなど、市場に普及し始めている。また、近年では、発光部の間隔が狭く、かつ様々な形状・サイズである有機ＥＬ素子が求められている。
【０００３】
発光部の間隔を区切る方法としては、例えば、複数の発光パターンに応じた隔壁を設ける方法や（特許文献１）、絶縁膜を設けて発光パターンを区切る方法（特許文献２）が知られている。
【０００４】
しかし、これらの方法を用いて、絶縁不良を起こさないマスク強度を確保するためには、発光部の間隔を狭くすることには限界があり、最低でも１ｍｍ程度は間隔をあける必要があった。また、直接発光に寄与しない材料を、狭い領域に精度よく設けなければならないため、製造コストを要するとともに、有機ＥＬ素子の構成が複雑になるという問題があった。
そこで、簡易な構成で発光部の間隔を狭くすることができる有機エレクトロルミネッセンス素子が求められていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−９０９０９号公報
【特許文献２】特開２００９−３８２４３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、簡易な構成で発光部の間隔を狭くすることができる有機エレクトロルミネッセンス素子及びその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、有機ＥＬ素子の発光部内の第１電極と、当該発光部と隣接する他の発光部内の第１電極とを、それぞれ基板からの距離が異なる平面上で、かつ平面視した際に重ならないように配置することによって、簡易な構成で、発光部の間隔を狭くできることを見いだし、本発明に至った。
すなわち、本発明に係る上記課題は、以下の手段により解決される。
【０００８】
１．基板上に複数の発光部が配列して設けられた有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
前記複数の発光部の各々が、少なくとも発光層を有する有機機能層を介して対向する第１電極と第２電極とを有し、
前記複数の発光部のうち一の発光部の第１電極と、当該一の発光部に隣接する他の発光部の第１電極とが、それぞれ前記基板からの距離が異なる平面上で、かつ平面視した際に重ならない位置にあ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．前記複数の発光部のうち一の発光部の第２電極と、当該一の発光部に隣接する他の発光部の第２電極とが、それぞれ前記基板からの距離が同一の平面上に配置されてい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．前記複数の発光部の各々が、キャリア注入層及びキャリア輸送層のうち少なくとも１層を有し、
前記複数の発光部のうち一の発光部の第１電極が形成される面と、当該一の発光部に隣接する他の発光部の第１電極が形成される面との間に形成される層が、前記キャリア注入層及び前記キャリア輸送層のうち少なくとも１層によって形成されていることを特徴とする第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．前記異なる平面の数が二つであることを特徴とする第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．基板上に複数の発光部が配列して設けられた有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法であって、
前記複数の発光部の各々が、少なくとも発光層を有する有機機能層を介して対向する第１電極と第２電極とを有し、
前記複数の発光部のうち一の発光部の第１電極と、当該一の発光部に隣接する他の発光部の第１電極とを、それぞれ前記基板からの距離が異なる平面上で、かつ平面視した際に重ならない位置に形成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製造方法。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の上記手段により、簡易な構成で発光部の間隔を狭くすることができる有機エレクトロルミネッセンス素子及びその製造方法を提供することができる。
上記効果の作用機構は、以下のとおりである。
【００１４】
本発明の有機ＥＬ素子は、複数の発光部を有し、ある発光部内の第１電極と、当該発光部と隣接する他の発光部内の第１電極とが、基板からの距離が異なる平面上で、かつ平面視した際に重ならないように配置されている。したがって、絶縁不良を起こさないマスク強度を確保しつつ、隣接する第１電極同士を、重ならないぎりぎりの間隔（例えば０．５ｍｍ）まで近づけることできた。
また、本発明の有機ＥＬは、発光部の一部を構成する層を積層することで、隣接する第１電極同士を絶縁することができるため、製造コストを抑えることとともに、簡易な構成の有機ＥＬ素子とすることができた。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】有機ＥＬ素子の一例を模式的に示した平面図
【図２】図１におけるII−II線に沿った断面図
【図３】第１電極を基板からの距離が異なる二つの平面に配置した場合の、基板上の第１電極の位置を示す平面図
【図４】第１電極を基板からの距離が異なる三つの平面に配置した場合の、基板上の第１電極の位置を示す平面図
【図５】第１電極を基板からの距離が異なる四つの平面に配置した場合の、基板上の第１電極の位置を示す平面図
【図６】第１電極を陰極とした場合の、変形例に係る有機ＥＬ素子の断面図
【図７】両電極を二つの異なる平面に配置した場合の、変形例に係る有機ＥＬ素子の断面図
【図８】第１電極を中間電極とした場合の、変形例に係る有機ＥＬ素子の断面図
【図９Ａ】有機ＥＬ素子の製造工程において、下側の第１電極の形成後を示す平面図
【図９Ｂ】有機ＥＬ素子の製造工程において、第１有機機能層の形成後を示す平面図
【図９Ｃ】有機ＥＬ素子の製造工程において、上側の第１電極の形成後を示す平面図
【図９Ｄ】有機ＥＬ素子の製造工程において、第２有機機能層の形成後を示す平面図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の有機ＥＬ素子は、基板上に複数の発光部が配列して設けられた有機エレクトロルミネッセンス素子であって、前記複数の発光部の各々が、少なくとも発光層を有する有機機能層を介して対向する第１電極と第２電極とを有し、前記複数の発光部のうち一の発光部の第１電極と、当該一の発光部に隣接する他の発光部の第１電極とが、それぞれ前記基板からの距離が異なる平面上で、かつ平面視した際に重ならない位置にあることを特徴とする。この特徴は、各請求項に係る発明に共通する又は対応する技術的特徴である。
【００１７】
本発明の実施態様としては、製造効率の観点から、前記複数の発光部のうち一の発光部の第２電極と、当該一の発光部に隣接する他の発光部の第２電極とが、それぞれ前記基板からの距離が同一の平面上に配置されていることが好ましい。
【００１８】
本発明の実施態様としては、前記複数の発光部の各々が、キャリア注入層及びキャリア輸送層のうち少なくとも１層を有し、前記複数の発光部のうち一の発光部の第１電極が形成される面と、当該一の発光部に隣接する他の発光部の第１電極が形成される面との間に形成される層が、前記キャリア注入層及び前記キャリア輸送層のうち少なくとも１層によって形成されていることが好ましい。これにより、発光部を有機ＥＬにおける有機機能層のみで形成することができ、製造効率を向上させるとともに、より簡易な構成とすることができる。
【００１９】
本発明の実施態様としては、製造効率の観点から、前記異なる平面の数が二つであることが好ましい。
【００２０】
以下、本発明とその構成要素、及び本発明を実施するための形態・態様について詳細な説明をする。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。
【００２１】
《有機ＥＬ素子の構成》
本発明の有機ＥＬ素子１０は、基板２０上に複数の発光部３０が配列して設けられた有機ＥＬ素子１０であって、複数の発光部３０の各々が、少なくとも発光層を有する有機機能層（第２有機機能層３３）を介して対向する第１電極（例えば、陽極３１）と第２電極（例えば、陰極３４）とを有し、複数の発光部３０のうち一の発光部３０の第１電極（例えば、陽極３１ａ）と、当該一の発光部３０に隣接する他の発光部３０の第１電極（例えば、陽極３１ｂ）とが、それぞれ基板２０からの距離が異なる平面上で、かつ平面視した際に重ならない位置にあることを特徴とする。
また、本明細書において、「一の発光部３０に隣接する他の発光部３０」とは、一の発光部３０の配列方向（図１の上下方向又は左右方向）に対して、隣に位置する他の発光部３０のことを指す。
また、以下で説明する有機ＥＬ素子１０の一例では、第１電極を陽極３１、第２電極を陰極３４として、陽極３１が基板２０から距離の異なる平面上に設けられている例について説明するが、第１電極を陰極３４、第２電極を陽極３１として、陰極３４が基板２０からの距離が異なる平面上に設けられていることとしてもよい（図６参照）。
【００２２】
本発明の有機ＥＬ素子１０は、基板２０上に、複数の発光部３０と、発光部３０を封止する封止部材４０等によって構成されている（図１及び図２）。図１には、本発明に係る有機ＥＬ素子１０の一例を示しており、有機ＥＬ素子１０は、左右方向及び上下方向に四つずつ並んだ１６個の発光部３０を有している。
【００２３】
また、有機ＥＬ素子１０は、基板２０上に、下側の陽極３１ａ、第１有機機能層３２、上側の陽極３１ｂ、第２有機機能層３３及び陰極３４を有している（図２）。また、本発明では、下側の陽極３１ａと上側の陽極３１ｂをあわせて陽極３１ともいう。陰極３４は、基板２０上の陽極３１の全てを覆うように、基板２０からの距離が同一の平面上に、１層で形成されている。
また、本発明でいう発光部３０とは、有機ＥＬ素子１０内部の発光領域を意味している。図２に示す例では、陽極３１と陰極３４とが平面視した際に重なる部分が発光領域となる。なお、図１には、発光部３０の位置（陽極３１の位置）を破線で表している。
陰極３４は、各陽極３１の上部に、各陽極３１と同じ形状で設けてもよいが、製造効率の観点から、上記で説明したように、基板２０上の陽極３１の全てを覆うように、基板２０からの距離が同一の平面上に、１層で形成されたものであることが好ましい。
【００２４】
また、陽極３１ａ，３１ｂ及び陰極３４は、それぞれ取り出し電極（図示省略）が設けられている。取り出し電極は、発光部３０の間や、有機ＥＬ素子１０の側面に向かって適宜の方法で設けられている。また、有機ＥＬ１０内の１６個の発光部３０は、並列に電気的に接続されていてもよく、直列に電気的に接続されていてもよい。
【００２５】
また、本発明に係る有機ＥＬ素子１０において、ある発光部３０の陽極３１ａと、その発光部３０に隣接する他の発光部３０の陽極３１ｂとが、それぞれ基板２０からの距離が異なる平面上に配置されている（図２）。ここで、陽極３１ａと、陽極３１ｂとの間には、第１有機機能層３２が設けられている。
また、基板２０上の陽極３１（陽極３１ａ及び陽極３１ｂ）は、それらの全てが平面視した際に重ならない位置に配置されている（図１及び図３）。図３は、基板上の陽極３１の位置を示した模式図であり、下側に位置する陽極３１ａには「１」、上側に位置する陽極３１ｂには「２」を記載している。
【００２６】
以下、本発明の有機ＥＬ素子を構成する各部材について説明する。
まず、基板２０、陽極３１及び陰極３４について説明する。次に、陽極３１と陰極３４以外の発光部３０、及び封止部材４０について説明する。
【００２７】
〈基板〉
基板２０としては、例えば、ガラス、プラスチック等の透明材料を挙げることができる。好ましく用いられる透明な基板２０としては、ガラス、石英、樹脂フィルムを挙げることができる。
透明な基板２０の表面は、表面活性処理により清浄化されていることが好ましい。このような表面活性処理としては、例えば、コロナ処理、プラズマ処理、フレーム処理が挙げられる。
ガラス材料及び樹脂フィルムとしては、例えば、特開２０１４−１２０３３４の「００５０」、「００５１」段落に記載の材料を用いることができる。
【００２８】
〈陽極〉
有機ＥＬ素子１０における陽極３１としては、仕事関数の大きい（４ｅＶ以上、好ましくは４．３ｅＶ以上）金属、合金、電気伝導性化合物、及び、これらの混合物からなる電極物質が用いられる。このような電極物質の具体例としては、ＡｕやＡｇ等の金属及びこれらの合金、ＣｕＩ、インジウム・スズ酸化物（ＩＴＯ）、ＳｎＯ２、ＺｎＯ等の導電性透明材料が挙げられる。また、ＩＤＩＸＯ（Ｉｎ２Ｏ３−ＺｎＯ）等の非晶質で透明導電膜を作製可能な材料を用いてもよい。
【００２９】
陽極３１は、蒸着やスパッタリング等の方法を用いて、薄電極物質の膜を形成し、フォトリソグラフィー法で所望の形状のパターンを形成してもよい。また、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。
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、コーティング方式など湿式成膜法を用いることもできる。
【００３０】
陽極３１側から発光光を取り出す場合には、光透過率を１０％より大きくすることが望ましい。また、陽極３１としてのシート抵抗は数百Ω／ｓｑ．以下が好ましい。また、陽極３１の厚さは、材料にもよるが、通常１０ｎｍ〜１μｍの範囲内、好ましくは１０〜２００ｎｍの範囲内で選ばれる。
【００３１】
〈陰極〉
陰極３４としては、仕事関数の小さい（４ｅＶ以下）金属（電子注入性金属と称する。）、合金、電気伝導性化合物、及び、これらの混合物からなる電極物質が用いられる。このような電極物質の具体例としては、ナトリウム、ナトリウム−カリウム合金、マグネシウム、リチウム、マグネシウム／銅混合物、マグネシウム／銀混合物、マグネシウム／アルミニウム混合物、マグネシウム／インジウム混合物、アルミニウム／酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）混合物、インジウム、リチウム／アルミニウム混合物、アルミニウム、銀、銀を主成分とする合金、アルミニウム／銀混合物、希土類金属等が挙げられる。
【００３２】
陰極３４は、上記電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法を用いて、作製することができる。また、陰極３４のシート抵抗は、数百Ω／ｓｑ．以下が好ましい。また、陰極３４の厚さは、通常１０ｎｍ〜５μｍの範囲内、好ましくは５０〜２００ｎｍの範囲内で選ばれる。
【００３３】
〈発光部の構成〉
発光部３０の構成としては、具体的には、以下の例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。
（ｉ）陽極／発光層／陰極
（ii）陽極／発光層／電子輸送層／陰極
（iii）陽極／正孔輸送層／発光層／陰極
（iv）陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
（ｖ）陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極
（vi）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
（vii）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
【００３４】
発光部３０の各々は、キャリア注入層及びキャリア輸送層のうち少なくとも１層を有することが好ましく、上記の中では、特に（vii）の構成が好ましい。
なお、「キャリア」とは、電子及び正孔の総称であり、キャリア注入層は、下記で示す電子注入層及び正孔注入層を指し、キャリア輸送層は、下記で示す電子輸送層及び正孔輸送層を指す。
【００３５】
発光部３０において、陽極３１と陰極３４を除いた層が、第１有機機能層３２と、第２有機機能層３３とからなることが好ましい。また、第２有機機能層３３は、少なくとも発光層を有する。
第１有機機能層３２は、一の発光部３０の陽極３１ａが形成される面と、当該一の発光部３０に隣接する他の発光部３０の陽極３１ｂが形成される面との間に形成される層である。また、第１有機機能層３２は、正孔注入層（キャリア注入層）及び正孔輸送層（キャリア輸送層）のうち少なくとも１層によって形成されていることが好ましい。例えば、発光部３０の構成に上記（iii）〜（v）を採用する場合には、第１有機機能層３２は、正孔輸送層によって形成されることが好ましい。また、発光部３０の構成に上記（vi）又は（vii）を採用する場合には、第１有機機能層３２は、正孔注入層によって形成されることが好ましい。
【００３６】
また、本発明に係る発光部３０では、上述したように、陽極３１ではなく、陰極３４ａ，３４ｂを、基板２０からの距離が異なる複数の平面上に配置することもできる（図６参照）。この場合には、下側の陰極３４ａと上側の陰極３４ｂとの間に形成される第１有機機能層３２は、電子注入層（キャリア注入層）及び電子輸送層（キャリア輸送層）のうち少なくとも１層によって形成されていることが好ましい。例えば、発光部３０の構成に上記（ii）、(iv）又は（vi）を採用する場合には、第１有機機能層３２は、電子輸送層によって形成されることが好ましい。また、発光部３０の構成に、上記（ｖ）又は（vii）を採用する場合には、電子注入層によって形成されることが好ましい。
【００３７】
第２有機機能層３３は、少なくとも発光層を有し、陽極３１と陰極３４との間に形成される層である。ここで、発光部３０の構成に上記（vii）を採用する場合には、第２有機機能層３３は、「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」の層構成で形成されることが好ましい。
【００３８】
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補助層を設けてもよい。
【００３９】
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。）を設けてもよく、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。）を設けてもよい。
【００４０】
（発光層）
発光層は、電極又は隣接層から注入される電子と正孔とが再結合し、励起子を経由して発光する場を提供する、発光性の有機半導体薄膜を含む層である。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。
発光層は、発光層と、陽極又は陰極との間に、他の層を備えていてもよい。
【００４１】
発光層は、発光性を有する有機材料を含む発光材料を少なくとも１種以上含むことが好ましい。発光層には、リン光発光材料と蛍光発光材料とを混在させてもよいが、好ましくは発光層をリン光発光材料又は蛍光発光材料のみで構成することが好ましい。
蛍光発光層及びリン光発光層は、ホスト−ドーパント型の発光層であることが好ましい。
【００４２】
また、異なる発光色を呈する発光層を積層して白色発光を得ようとする場合には、これら発光層が相互に補色の関係にあることが好ましい。例えば、青色発光層と、補色となる黄緑、黄色又はオレンジ色（橙色）の発光色を呈する発光層を設けることで、白色発光を呈する有機ＥＬ素子とすることができる。なお、「補色」の関係とは、混合すると無彩色になる色同士の関係をいう。つまり、補色の関係にある色を発光する物質の発光を混合すると、白色発光を得ることができる。
【００４３】
発光層を構成する層は、何層でもよく、同一の発光スペクトルや発光極大波長を有する層が複数層あってもよい。
発光層の層厚の総和は、特に制限はないが、形成する膜の均質性や、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、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１０〜１５０ｎｍの範囲内に調整される。また、個々の発光層の層厚としては、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１０〜４０ｎｍの範囲内に調整することである。
【００４４】
（１）発光ドーパント
発光ドーパントとしては、蛍光発光性ドーパント（蛍光ドーパント、蛍光性化合物ともいう。）、及び、リン光発光性ドーパント（リン光ドーパント、リン光性化合物ともいう。）が好ましく用いられる。発光層中の発光ドーパントの濃度については、使用される特定のドーパント及びデバイスの必要条件に基づいて任意に決定することができる。発光ドーパントの濃度は、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よく、また任意の濃度分布を有していてもよい。
【００４５】
また、発光層には、複数種の発光ドーパントが含まれていてもよい。例えば、構造の異なるドーパント同士の組み合わせや、蛍光発光性ドーパントとリン光発光性ドーパントとを組み合わせて用いてもよい。これにより、任意の発光色を得ることができる。
【００４６】
（１．１）リン光発光性ドーパント
リン光発光性ドーパントは、励起三重項からの発光が観測される化合物であり、具体的には、室温（２５℃）にてリン光発光する化合物であり、２５℃においてリン光量子収率が０．０１以上の化合物である。発光層に用いるリン光発光性ドーパントにおいて、好ましいリン光量子収率は０．１以上である。
リン光量子収率は、第４版実験化学講座７の分光IIの３９８頁（１９９２年版、丸善）に記載の方法により測定できる。溶液中でのリン光量子収率は、種々の溶媒を用いて測定できる。発光層に用いるリン光発光性ドーパントは、任意の溶媒のいずれかにおいて上記リン光量子収率（０．０１以上）が達成されればよい。
【００４７】
リン光発光性ドーパントの発光は、原理として２種挙げられる。
一つは、キャリアが輸送されるホスト化合物上で、キャリアの再結合によるホスト化合物の励起状態が生成される。このエネルギーをリン光発光性ドーパントに移動させることでリン光発光性ドーパントからの発光を得るというエネルギー移動型である。もう一つは、リン光発光性ドーパントがキャリアトラップとなり、リン光発光性ドーパント上でキャリアの再結合が起こり、リン光発光性ドーパントからの発光が得られるというキャリアトラップ型である。いずれの場合においても、リン光発光性ドーパントの励起状態のエネルギーは、ホスト化合物の励起状態のエネルギーよりも低いことが条件となる。
【００４８】
リン光発光性ドーパントとしては、有機ＥＬ素子の発光層に使用される公知の材料から適宜選択して用いることができる。
公知のリン光発光性ドーパントの具体例としては、Ｎａｔｕｒｅ  ３９５，１５１（１９９８）、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．７８，１６２２（２００１）、Ａｄｖ．Ｍａｔｅｒ．１９，７３９（２００７）、Ｃｈｅｍ．Ｍａｔｅｒ．１７，３５３２（２００５）、Ａｄｖ．Ｍａｔｅｒ．１７，１０５９（２００５）、国際公開第２００９／１００９９１号、国際公開第２００８／１０１８４２号、国際公開第２００３／０４０２５７号、米国特許出願公開第２００６／８３５４６９号明細書、米国特許出願公開第２００６／０２０２１９４号明細書、米国特許出願公開第２００７／００８７３２１号明細書、米国特許出願公開第２００５／０２４４６７３号明細書、Ｉｎｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．４０，１７０４（２００１）、Ｃｈｅｍ．Ｍａｔｅｒ．１６，２４８０（２００４）、Ａｄｖ．Ｍａｔｅｒ．１６，２００３（２００４）、Ａｎｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．ｌｎｔ．Ｅｄ．２００６，４５，７８００、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．８６，１５３５０５（２００５）、Ｃｈｅｍ．Ｌｅｔｔ．３４，５９２（２００５）、Ｃｈｅｍ．Ｃｏｍｍｕｎ．２９０６（２００５）、Ｉｎｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．４２，１２４８（２００３）、国際公開第２００９／０５０２９０号、国際公開第２００２／０１５６４５号、国際公開第２００９／０００６７３号、米国特許出願公開第２００２／００３４６５６号明細書、米国特許第７３３２２３２号明細書、米国特許出願公開第２００９／０１０８７３７号明細書、米国特許出願公開第２００９／００３９７７６号明細書、米国特許第６９２１９１５号明細書、米国特許第６６８７２６６号明細書、米国特許出願公開第２００７／０１９０３５９号明細書、米国特許出願公開第２００６／０００８６７０号明細書、米国特許出願公開第２００９／０１６５８４６号明細書、米国特許出願公開第２００８／００１５３５５号明細書、米国特許第７２５０２２６号明細書、米国特許第７３９６５９８号明細書、米国特許出願公開第２００６／０２６３６３５号明細書、米国特許出願公開第２００３／０１３８６５７号明細書、米国特許出願公開第２００３／０１５２８０２号明細書、米国特許第７０９０９２８号明細書、Ａｎｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．ｌｎｔ．Ｅｄ．４７，１（２００８）、Ｃｈｅｍ．Ｍａｔｅｒ．１８，５１１９（２００６）、Ｉｎｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．４６，４３０８（２００７）、Ｏｒｇａｎｏｍｅｔａｌｌｉｃｓ  ２３，３７４５（２００４）、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．７４，１３６１（１９９９）、国際公開第２００２／００２７１４号、国際公開第２００６／００９０２４号、国際公開第２００６／０５６４１８号、国際公開第２００５／０１９３７３号、国際公開第２００５／１２３８７３号、国際公開第２００７／００４３８０号、国際公開第２００６／０８２７４２号、米国特許出願公開第２００６／０２５１９２３号明細書、米国特許出願公開第２００５／０２６０４４１号明細書、米国特許第７３９３５９９号明細書、米国特許第７５３４５０５号明細書、米国特許第７４４５８５５号明細書、米国特許出願公開第２００７／０１９０３５９号明細書、米国特許出願公開第２００８／０２９７０３３号明細書、米国特許第７３３８７２２号明細書、米国特許��願公開第２００２／０１３４９８４号明細書、米国特許第７２７９７０４号明細書、米国特許出願公開第２００６／０９８１２０号明細書、米国特許出願公開第２００６／１０３８７４号明細書、国際公開第２００５／０７６３８０号、国際公開第２０１０／０３２６６３号、国際公開第２００８／１４０１１５号、国際公開第２００７／０５２４３１号、国際公開第２０１１／１３４０１３号、国際公開第２０１１／１５７３３９号、国際公開第２０１０／０８６０８９号、国際公開第２００９／１１３６４６号、国際公開第２０１２／０２０３２７号、国際公開第２０１１／０５１４０４号、国際公開第２０１１／００４６３９号、国際公開第２０１１／０７３１４９号、米国特許出願公開第２０１２／２２８５８３号明細書、米国特許出願公開第２０１２／２１２１２６号明細書、特開２０１２−０６９７３７号公報、特開２０１２−１９５５５４号公報、特開２００９−１１４０８６号公報、特開２００３−８１９８８号公報、特開２００２−３０２６７１号公報、特開２００２−３６３５５２号公報等に記載の化合物が挙げられる。
特に、リン光発光性ドーパントとして、特開２０１３−４２４５号公報の段落［０１８５］〜［０２３５］に記載の一般式（４）、一般式（５）、一般式（６）で表される構造を有する化合物、及び、例示化合物（Ｐｔ−１〜Ｐｔ−３、Ｏｓ−１及びＩｒ−１〜Ｉｒ−４５）を好ましく挙げることができる。
【００４９】
中でも、好ましいリン光発光性ドーパントとしては、Ｉｒを中心金属に有する有機金属錯体が挙げられる。さらに好ましくは、金属−炭素結合、金属−窒素結合、金属−酸素結合、金属−硫黄結合の少なくとも一つの配位様式を含む錯体が好ましい。
【００５０】
（１．２）蛍光発光性ドーパント
蛍光発光性ドーパントは、励起一重項からの発光が可能な化合物であり、励起一重項からの発光が観測される限り特に限定されない。
【００５１】
蛍光発光性ドーパントしては、例えば、アントラセン誘導体、ピレン誘導体、クリセン誘導体、フルオランテン誘導体、ペリレン誘導体、フルオレン誘導体、アリールアセチレン誘導体、スチリルアリーレン誘導体、スチリルアミン誘導体、アリールアミン誘導体、ホウ素錯体、クマリン誘導体、ピラン誘導体、シアニン誘導体、クロコニウム誘導体、スクアリウム誘導体、オキソベンツアントラセン誘導体、フルオレセイン誘導体、ローダミン誘導体、ピリリウム誘導体、ペリレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、希土類錯体系化合物等が挙げられる。
【００５２】
また、蛍光発光性ドーパントして、遅延蛍光を利用した発光ドーパント等を用いてもよい。遅延蛍光を利用した発光ドーパントの具体例としては、例えば、国際公開第２０１１／１５６７９３号、特開２０１１−２１３６４３号公報、特開２０１０−９３１８１号公報等に記載の化合物が挙げられる。
【００５３】
（２）ホスト化合物
ホスト化合物は、発光層において主に電荷の注入及び輸送を担う化合物であり、有機ＥＬ素子においてそれ自体の発光は実質的に観測されない。
好ましくは室温（２５℃）においてリン光発光のリン光量子収率が、０．１未満の化合物であり、更に好ましくは、リン光量子収率が０．０１未満の化合物である。また、発光層に含有される化合物のうちで、その層中での質量比が２０％以上であることが好ましい。
【００５４】
また、ホスト化合物の励起状態エネルギーは、同一層内に含有される発光ドーパントの励起状態エネルギーよりも高いことが好ましい。
【００５５】
ホスト化合物は、単独で用いてもよく、また、複数種併用して用いてもよい。ホスト化合物を複数種用いることで、電荷の移動を調整することが可能であり、有機ＥＬ素子の高効率化が可能となる。
【００５６】
発光層に用いるホスト化合物としては、特に制限はなく、従来有機ＥＬ素子で用いられている化合物を用いることができる。例えば、低分子化合物や、繰り返し単位を有する高分子化合物でもよく、あるいは、ビニル基やエポキシ基のような反応性基を有する化合物でもよい。
【００５７】
公知のホスト化合物としては、正孔輸送能又は電子輸送能を有しつつ、発光の長波長化を防ぎ、更に、有機ＥＬ素子を高温駆動時や素子駆動中の発熱に対する安定性の観点から、高いガラス転移温度（Ｔｇ）を有することが好ましい。ホスト化合物としては、Ｔｇが９０℃以上であることが好ましく、より好ましくは１２０℃以上である。
ここで、ガラス転移点（Ｔｇ）とは、ＤＳＣ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｓｃａｎｎｉｎｇ  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。
【００５８】
また、リン光発光性ドーパントが含まれる発光層のホスト化合物は、その最低励起三重項エネルギー（Ｔ１）が、２．１ｅＶより大きいことが好ましい。Ｔ１が、２．１ｅＶより大きいことにより、高い発光効率を得られる。最低励起三重項エネルギー（Ｔ１）とは、ホスト化合物を溶媒に溶解し、液体窒素温度、あるいは液体ヘリウム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をいう。
【００５９】
有機ＥＬ素子に用いられる、公知のホスト化合物の具体例としては、特開２００１−２５７０７６号公報、同２００２−３０８８５５号公報、同２００１−３１３１７９号公報、同２００２−３１９４９１号公報、同２００１−３５７９７７号公報、同２００２−３３４７８６号公報、同２００２−８８６０号公報、同２００２−３３４７８７号公報、同２００２−１５８７１号公報、同２００２−３３４７８８号公報、同２００２−４３０５６号公報、同２００２−３３４７８９号公報、同２００２−７５６４５号公報、同２００２−３３８５７９号公報、同２００２−１０５４４５号公報、同２００２−３４３５６８号公報、同２００２−１４１１７３号公報、同２００２−３５２９５７号公報、同２００２−２０３６８３号公報、同２００２−３６３２２７号公報、同２００２−２３１４５３号公報、同２００３−３１６５号公報、同２００２−２３４８８８号公報、同２００３−２７０４８号公報、同２００２−２５５９３４号公報、同２００２−２６０８６１号公報、同２００２−２８０１８３号公報、同２００２−２９９０６０号公報、同２００２−３０２５１６号公報、同２００２−３０５０８３号公報、同２００２−３０５０８４号公報、同２００２−３０８８３７号公報、米国特許出願公開第２００３／０１７５５５３号明細書、米国特許出願公開第２００６／０２８０９６５号明細書、米国特許出願公開第２００５／０１１２４０７号明細書、米国特許出願公開第２００９／００１７３３０号明細書、米国特許出願公開第２００９／００３０２０２号明細書、米国特許出願公開第２００５／０２３８９１９号明細書、国際公開第２００１／０３９２３４号、国際公開第２００９／０２１１２６号、国際公開第２００８／０５６７４６号、国際公開第２００４／０９３２０７号、国際公開第２００５／０８９０２５号、国際公開第２００７／０６３７９６号、国際公開第２００７／０６３７５４号、国際公開第２００４／１０７８２２号、国際公開第２００５／０３０９００号、国際公開第２００６／１１４９６６号、国際公開第２００９／０８６０２８号、国際公開第２００９／００３８９８号、国際公開第２０１２／０２３９４７号、特開２００８−０７４９３９号公報、特開２００７−２５４２９７号公報、欧州特許第２０３４５３８号明細書等に記載の化合物等が挙げられるが、これらに限定されない。
【００６０】
（正孔注入層）
正孔注入層（「陽極バッファー層」ともいう。）とは、駆動電圧低下や発光輝度向上のために、陽極と発光層との間に設けられる層のことで、「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いる。
本発明において、正孔注入層は必要に応じて設け、上記のように陽極と発光層又は陽極と正孔輸送層との間に存在させてもよい。
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、正孔注入層に用いられる材料としては、例えば、後述の正孔輸送層に用いられる材料等が挙げられる。
中でも、銅フタロシアニンに代表されるフタロシアニン誘導体、特表２００３−５１９４３２号公報や特開２００６−１３５１４５号公報等に記載されているようなヘキサアザトリフェニレン誘導体、酸化バナジウムに代表される金属酸化物、アモルファスカーボン、ポリアニリン（エメラルディン）やポリチオフェン等の導電性高分子、トリス（２−フェニルピリジン）イリジウム錯体等に代表されるオルトメタル化錯体、トリアリールアミン誘導体等が好ましい。
正孔注入層に用いられる材料は単独で用いてもよく、また複数種を併用して用いてもよい。
【００６１】
（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材料からなり、陽極より注入された正孔を発光層に伝達する機能を有していればよい。
正孔輸送層の総層厚については特に制限はないが、通常は５ｎｍ〜５μｍの範囲内であり、より好ましくは２〜５００ｎｍの範囲内であり、更に好ましくは５〜２００ｎｍの範囲内である。
【００６２】
正孔輸送層に用いられる材料（以下、正孔輸送材料ともいう。）としては、正孔の注入性又は輸送性、電子の障壁性のいずれかを有していればよく、従来公知の化合物の中から任意のものを選択して用いることができる。
例えば、ポルフィリン誘導体、フタロシアニン誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、トリアリールアミン誘導体、カルバゾール誘導体、インドロカルバゾール誘導体、イソインドール誘導体、アントラセンやナフタレン等のアセン系誘導体、フルオレン誘導体、フルオレノン誘導体、及びポリビニルカルバゾール、芳香族アミンを主鎖又は側鎖に導入した高分子材料又はオリゴマー、ポリシラン、導電性ポリマー又はオリゴマー（例えばＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ、アニリン系共重合体、ポリアニリン、ポリチオフェン等）等が挙げられる。
【００６３】
トリアリールアミン誘導体としては、α−ＮＰＤ（４，４′−ビス〔Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ〕ビフェニル）に代表されるベンジジン型や、ＭＴＤＡＴＡに代表されるスターバースト型、トリアリールアミン連結コア部にフルオレンやアントラセンを有する化合物等が挙げられる。
また、特表２００３−５１９４３２号公報や特開２００６−１３５１４５号公報等に記載されているようなヘキサアザトリフェニレン誘導体も同様に正孔輸送材料として用いることができる。
さらに、不純物をドープしたｐ性の高い正孔輸送層を用いることもできる。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。
【００６４】
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、いわゆるｐ型正孔輸送材料やｐ型−Ｓｉ、ｐ型−ＳｉＣ等の無機化合物を用いることもできる。さらに、Ｉｒ（ｐｐｙ）３に代表されるような中心金属にＩｒやＰｔを有するオルトメタル化有機金属錯体も好ましく用いられる。
正孔輸送材料としては、上記のものを使用することができるが、トリアリールアミン誘導体、カルバゾール誘導体、インドロカルバゾール誘導体、アザトリフェニレン誘導体、有機金属錯体、芳香族アミンを主鎖又は側鎖に導入した高分子材料又はオリゴマー等が好ましく用いられる。
【００６５】
本発明の有機ＥＬ素子に用いられる、公知の好ましい正孔輸送材料の具体例としては、上記で挙げた文献の他、以下の文献に記載の化合物等が挙げられるが、本発明はこれらに限定されない。
例えば、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．６９，２１６０（１９９６）、Ｊ．Ｌｕｍｉｎ．７２−７４，９８５（１９９７）、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．７８，６７３（２００１）、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．９０，１８３５０３（２００７）、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．５１，９１３（１９８７）、Ｓｙｎｔｈ．Ｍｅｔ．８７，１７１（１９９７）、Ｓｙｎｔｈ．Ｍｅｔ．９１，２０９（１９９７）、Ｓｙｎｔｈ．Ｍｅｔ．１１１，４２１（２０００）、ＳＩＤ  Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ  Ｄｉｇｅｓｔ，３７，９２３（２００６）、Ｊ．Ｍａｔｅｒ．Ｃｈｅｍ．３，３１９（１９９３）、Ａｄｖ．Ｍａｔｅｒ．６，６７７（１９９４）、Ｃｈｅｍ．Ｍａｔｅｒ．１５，３１４８（２００３）、米国特許出願公開第２００３／０１６２０５３号明細書、米国特許出願公開第２００２／０１５８２４２号明細書、米国特許出願公開第２００６／０２４０２７９号明細書、米国特許出願公開第２００８／０２２０２６５号明細書、米国特許第５０６１５６９号明細書、国際公開第２００７／００２６８３号、国際公開第２００９／０１８００９号、欧州特許第６５０９５５号明細書、米国特許出願公開第２００８／０１２４５７２号明細書、米国特許出願公開第２００７／０２７８９３８号明細書、米国特許出願公開第２００８／０１０６１９０号明細書、米国特許出願公開第２００８／００１８２２１号明細書、国際公開第２０１２／１１５０３４号、特表２００３−５１９４３２号公報、特開２００６−１３５１４５号公報、米国特許出願番号２０１３／５８５９８１号等である。
正孔輸送材料は単独で用いてもよく、また複数種を併用して用いてもよい。
【００６６】
（電子阻止層）
電子阻止層とは、広い意味では正孔輸送層の機能を有する層であり、好ましくは正孔を輸送する機能を有しつつ電子を輸送する能力が小さい材料からなり、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、前述した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。
本発明の有機ＥＬ素子に設ける電子阻止層は、発光層の陽極側に隣接して設けられることが好ましい。
電子阻止層の層厚としては、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。
電子阻止層に用いられる材料としては、前述の正孔輸送層に用いられる材料が好ましく用いられ、また、前述のホスト化合物も電子阻止層に好ましく用いられる。
【００６７】
（正孔阻止層）
正孔阻止層とは、広い意味では電子輸送層の機能を有する層であり、好ましくは電子を輸送する機能を有しつつ正孔を輸送する能力が小さい材料からなり、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、後述の電子輸送層の構成を必要に応じて、正孔阻止層として用いることができる。
本発明の有機ＥＬ素子に設ける正孔阻止層は、発光層の陰極側に隣接して設けられることが好ましい。
正孔阻止層の層厚としては、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。
正孔阻止層に用いられる材料としては、後述の電子輸送層に用いられる材料が好ましく用いられ、また、前述のホスト化合物として用いられる材料も正孔阻止層に好ましく用いられる。
【００６８】
（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、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い。
電子輸送層の総層厚については特に制限はないが、通常は２ｎｍ〜５μｍの範囲内であり、より好ましくは２〜５００ｎｍの範囲内であり、更に好ましくは５〜２００ｎｍの範囲内である。
また、有機ＥＬ素子においては、発光層で生じた光を電極から取り出す際、発光層から直接取り出される光と、光を取り出す電極と対極に位置する電極によって反射されてから取り出される光とが干渉を起こすことが知られている。光が陰極で反射される場合は、電子輸送層の総層厚を数ｎｍ〜数μｍの間で適宜調整することにより、この干渉効果を効率的に利用することが可能である。
一方で、電子輸送層の層厚を厚くすると電圧が上昇しやすくなるため、特に層厚が厚い場合においては、電子輸送層の電子移動度は１×１０−５ｃｍ２／Ｖ・ｓ以上であることが好ましい。
【００６９】
電子輸送層に用いられる材料（以下、電子輸送材料ともいう。）としては、電子の注入性又は輸送性、正孔の障壁性のいずれかを有していればよく、従来公知の化合物の中から任意のものを選択して用いることができる。
例えば、含窒素芳香族複素環誘導体（カルバゾール誘導体、アザカルバゾール誘導体（カルバゾール環を構成する炭素原子の一つ以上が窒素原子に置換されたもの）、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、ピラジン誘導体、ピリダジン誘導体、トリアジン誘導体、キノリン誘導体、キノキサリン誘導体、フェナントロリン誘導体、アザトリフェニレン誘導体、オキサゾール誘導体、チアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、チアジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、ベンズイミダゾール誘導体、ベンズオキサゾール誘導体、ベンズチアゾール誘導体等）、ジベンゾフラン誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、シロール誘導体、芳香族炭化水素環誘導体（ナフタレン誘導体、アントラセン誘導体、トリフェニレン誘導体等）等が挙げられる。
【００７０】
また、配位子にキノリノール骨格やジベンゾキノリノール骨格を有する金属錯体、例えば、トリス（８−キノリノール）アルミニウム（Ａｌｑ３）、トリス（５，７−ジクロロ−８−キノリノール）アルミニウム、トリス（５，７−ジブロモ−８−キノリノール）アルミニウム、トリス（２−メチル−８−キノリノール）アルミニウム、トリス（５−メチル−８−キノリノール）アルミニウム、ビス（８−キノリノール）亜鉛（Ｚｎｑ）等、及びこれらの金属錯体の中心金属がＩｎ、Ｍｇ、Ｃｕ、Ｃａ、Ｓｎ、Ｇａ又はＰｂに置き替わった金属錯体も、電子輸送材料として用いることができる。
その他、メタルフリー若しくはメタルフタロシアニン、又はそれらの末端がアルキル基やスルホン酸基等で置換されているものも、電子輸送材料として好ましく用いることができる。また、発光層の材料として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。
また、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。
【００７１】
本発明に係る電子輸送層においては、電子輸送層にドープ材をゲスト材料としてドープして、ｎ性の高い（電子リッチ）電子輸送層を形成してもよい。ドープ材としては、金属錯体やハロゲン化金属など金属化合物等のｎ型ドーパントが挙げられる。このような構成の電子輸送層の具体例としては、例えば、特開平４−２９７０７６号公報、同１０−２７０１７２号公報、特開２０００−１９６１４０号公報、同２００１−１０２１７５号公報、Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，９５，５７７３（２００４）等の文献に記載されたものが挙げられる。
【００７２】
本発明の有機ＥＬ素子に用いられる、公知の好ましい電子輸送材料の具体例としては、以下の文献に記載の化合物等が挙げられるが、本発明はこれらに限定されない。
米国特許第６５２８１８７号明細書、米国特許第７２３０１０７号明細書、米国特許出願公開第２００５／００２５９９３号明細書、米国特許出願公開第２００４／００３６０７７号明細書、米国特許出願公開第２００９／０１１５３１６号明細書、米国特許出願公開第２００９／０１０１８７０号明細書、米国特許出願公開第２００９／０１７９５５４号明細書、国際公開第２００３／０６０９５６号、国際公開第２００８／１３２０８５号、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．７５，４（１９９９）、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．７９，４４９（２００１）、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．８１，１６２（２００２）、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．７９，１５６（２００１）、米国特許第７９６４２９３号明細書、米国特許出願公開第２００９／０３０２０２号明細書、国際公開第２００４／０８０９７５号、国際公開第２００４／０６３１５９号、国際公開第２００５／０８５３８７号、国際公開第２００６／０６７９３１号、国際公開第２００７／０８６５５２号、国際公開第２００８／１１４６９０号、国際公開第２００９／０６９４４２号、国際公開第２００９／０６６７７９号、国際公開第２００９／０５４２５３号、国際公開第２０１１／０８６９３５号、国際公開第２０１０／１５０５９３号、国際公開第２０１０／０４７７０７号、欧州特許第２３１１８２６号明細書、特開２０１０−２５１６７５号公報、特開２００９−２０９１３３号公報、特開２００９−１２４１１４号公報、特開２００８−２７７８１０号公報、特開２００６−１５６４４５号公報、特開２００５−３４０１２２号公報、特開２００３−４５６６２号公報、特開２００３−３１３６７号公報、特開２００３−２８２２７０号公報、国際公開第２０１２／１１５０３４号等である。
【００７３】
本発明におけるより好ましい電子輸送材料としては、少なくとも一つの窒素原子を含む芳香族複素環化合物が挙げられ、例えば、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、ピラジン誘導体、トリアジン誘導体、ジベンゾフラン誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、アザジベンゾフラン誘導体、アザジベンゾチオフェン誘導体、カルバゾール誘導体、アザカルバゾール誘導体、ベンズイミダゾール誘導体などが挙げられる。
電子輸送材料は単独で用いてもよく、また複数種を併用して用いてもよい。
【００７４】
（電子注入層）
電子注入層（「陰極バッファー層」ともいう。）とは、駆動電圧低下や発光輝度向上のために、陰極と発光層との間に設けられる層のことで、「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いる。
本発明において、電子注入層は必要に応じて設け、上記のように陰極と発光層との間、又は陰極と電子輸送層との間に存在させてもよい。
電子注入層は、ごく薄い膜であることが好ましく、素材にもよるがその層厚は０．１〜５ｎｍの範囲内が好ましい。また、構成材料が断続的に存在する不均一な層（膜）であってもよい。
【００７５】
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、電子注入層に好ましく用いられる材料の具体例としては、ストロンチウムやアルミニウム等に代表される金属、フッ化リチウム、フッ化ナトリウム、フッ化カリウム等に代表されるアルカリ金属化合物、フッ化マグネシウム、フッ化カルシウム等に代表されるアルカリ土類金属化合物、酸化アルミニウムに代表される金属酸化物、８−ヒドロキシキノリネートリチウム（Ｌｉｑ）等に代表される金属錯体等が挙げられる。また、前述の電子輸送材料を用いることも可能である。
また、上記の電子注入層に用いられる材料は単独で用いてもよく、複数種を併用して用いてもよい。
【００７６】
（添加物）
前述した正孔輸送層等の各有機層には、更に他の添加物が含まれていてもよい。
添加物としては、例えば、臭素、ヨウ素、塩素等のハロゲン元素やハロゲン化化合物、Ｐｄ、Ｃａ、Ｎａ等のアルカリ金属やアルカリ土類金属、遷移金属の化合物や錯体、塩等が挙げられる。
添加物の含有量は、任意に決定することができるが、含有される層の全質量％に対して１０００ｐｐｍ以下であることが好ましく、より好ましくは５００ｐｐｍ以下であり、更に好ましくは５０ｐｐｍ以下である。
ただし、電子や正孔の輸送性を向上させる目的や、励起子のエネルギー移動を有利にするための目的などによってはこの範囲内ではない。
【００７７】
〈封止部材〉
有機ＥＬ素子の封止する封止部材４０は、例えば、封止部材４０と、電極、支持基板とを接着剤で接着する方法により封止する。
封止部材４０としては、有機ＥＬ素子の表示領域を覆うように配置されていればよく、凹板状でも、平板状でもよい。また、透明性、電気絶縁性は特に限定されない。
【００７８】
具体的には、ガラス板、ポリマー板、ポリマーフィルム、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、ポリマー板及びポリマーフィルムとしては、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種以上を含む金属、及び、合金が挙げられる。
【００７９】
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、金属フィルムを好ましく使用することができる。さらには、ポリマーフィルムは、酸素透過度１×１０−３ｍＬ／（ｍ２・２４ｈ・ａｔｍ）以下、水蒸気透過度１×１０−３ｇ／（ｍ２・２４ｈ）以下であることが好ましい。また、水蒸気透過度が１×１０−５ｇ／（ｍ２・２４ｈ）以下、かつ酸素透過度が１×１０−５ｍＬ／（ｍ２・２４ｈ・ａｔｍ）以下であることがより好ましい。
【００８０】
〈その他〉
以上で説明した本発明の有機ＥＬ素子１０は、全ての点で例示であって制限的なものではない。
図１〜図３には、陽極３１ａ、３１ｂが、基板２０からの距離が異なる二つの平面上に配置されている例を示したが、これに限られることはなく、基板２０からの距離が異なる三つ以上の平面上に配置されることとしてもよい。
例えば、図４に示すように、陽極３１を、基板２０からの距離が異なる三つの平面上に配置されることとしてもよい。図４は、図３と同じように、基板２０上の陽極３１の位置を示した模式図であり、基板２０側を下側として、三つの平面のうち、一番下の平面上の陽極３１を「１」、下から２番目の平面上の陽極３１を「２」、下から３番目の平面上の陽極３１を「３」と記載している。また、図４に示すように、陽極３１を列ごとに半分ずつ配置をずらしてもよい。このように配置すれば、例えば、一番下の「１」に隣接する番号は「２」又は「３」のみとなる。また、図３の場合と比較して、同じ平面上に位置する陽極３１間の距離（例えば、図４中の「１」と「１」との間の距離）を離すことができる。
【００８１】
また、図５に示すように、陽極３１を、基板２０からの距離が異なる四つの平面上に配置してもよい。図５は、図３及び図４と同じように、基板２０上の陽極３１の位置を示した模式図であり、基板２０側を下側として、四つの平面のうち、一番下の平面上の陽極３１を「１」、下から２番目の平面上の陽極３１を「２」、下から３番目の平面上の陽極３１を「３」、下から４番目の平面上の陽極３１を「４」と記載している。このような配置にすれば、図３及び図４の場合と比較して、同じ平面上に位置する陽極３１間の距離（例えば、図５中の「１」と「１」との間の距離）をさらに離すことができる。
【００８２】
また、図１及び図２等に示した有機ＥＬ素子１０の一例では、第１電極を陽極３１、第２電極を陰極３４として、陽極３１（３１ａ，３１ｂ）の方が、基板２０からの距離が異なる平面上に設けられている例を示した。これに限られず、第１電極を陰極３４、第２電極を陽極３１として、陰極３４（３４ａ，３４ｂ）の方が、基板２０からの距離が異なる平面上に設けられていることとしてもよい（図６）
また、陽極３１及び陰極３４の両方について、基板２０から距離の異なる平面上にそれぞれ配置することとしてもよい（図７）。
さらに、陽極３１と陰極３４の間に中間電極３５を設け、この中間電極３５を第１電極とし、基板２０からの距離が異なる中間電極３５ａ，３５ｂを有する構成としてもよい（図８）。
なお、有機ＥＬ素子１０を図６〜図８に示す構成とする場合、各電極間は、発光部の構成で説明した各種有機層を適宜形成することによって構成すればよい。
【００８３】
また、図１及び図２等に示した有機ＥＬ素子１０の一例では、発光部３０の形状は、平面視した際に四角形状となるような例を示したが、形状は適宜変更可能であり、５角形状以上としてもよいし、円形状や楕円形状としてもよい。
【００８４】
《有機ＥＬ素子の製造方法》
次に本発明の有機ＥＬ素子１０について、図１及び図２等に示した、陽極３１ａ、３１ｂ（第１電極）、第１有機機能層３２、第２有機機能層３３、陰極３４を有する有機ＥＬ素子１０の製造方法の一例を、その主要な製造工程のみ説明する。
また、以下の製造方法の説明では、第１有機機能層３２として正孔輸送層を形成し、第２有機機能層３３として正孔輸送層、発光層及び電子輸送層からなる三層を形成する場合について具体例を挙げて説明する。
【００８５】
また、基板２０を搬送しながら各層を形成するが、基板２０の搬送装置としては、ロールｔｏロール（ｒｏｌｌ  ｔｏ  ｒｏｌｌ）方式でもよいし、基板２０を個別搬送する枚葉搬送方式でもよい。ロールｔｏロール方式の場合には、有機ＥＬ素子１０を作製後、適当なサイズで裁断すればよい。
【００８６】
まず、基板２０上に陽極３１ａを形成する（図９Ａ）。陽極３１ａは、配列方向（図９Ａの左右方向及び上下方向）に１つおきで配置されるように、蒸着やスパッタリング等の方法により形成する。また、陽極３１ａは、所望の電極物質、例えば、陽極用物質からなる薄膜を、層厚１μｍ以下、好ましくは層厚１０〜２００ｎｍの範囲内となるように形成することが好ましい。
【００８７】
次に、陽極３１ａを設けた基板２０上に対し、有機ＥＬ素子１０の材料である正孔輸送層（第１有機機能層３２）を形成する（図９Ｂ）。なお図９Ｂでは、第１有機機能層３２の下に設けられている陽極３１ａの位置を破線で示している。
第１有機機能層３２における有機化合物薄膜の形成方法としては、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、ＬＢ法（ラングミュア−ブロジェット法）、スプレー法、印刷法、スロット型コータ法）等があるが、均質な膜が得られやすく、かつピンホールが生成しにくい等の点から、真空蒸着法、スピンコート法、インクジェット法、印刷法、スロット型コータ法が特に好ましい。
成膜に蒸着法を採用する場合、その蒸着条件は使用する化合物の種類等により異なるが、一般にボート加熱温度５０〜４５０℃、真空度１×１０−６〜１×１０−２Ｐａ、蒸着速度０．０１〜５０ｎｍ／秒、基板温度−５０〜３００℃、層厚０．１ｎｍ〜５μｍ、好ましくは５〜２００ｎｍの範囲内で適宜選ぶことが望ましい。
【００８８】
次に、第１有機機能層３２の上に、陽極３１ａを作製した際にあけておいた箇所の上部であって陽極３１ａと平面視した際に重ならない位置に、蒸着やスパッタリング等の方法により、陽極３１ｂを作製する（図９Ｃ）。陽極３１ｂについても、陽極用物質からなる薄膜を、層厚１μｍ以下、好ましくは層厚１０〜２００ｎｍの範囲内となるように形成することが好ましい。なお、図９Ｃ及び図９Ｄにおいて、陽極３１ｂには網点を付している。
【００８９】
次に、正孔輸送層、発光層及び電子輸送層からなる第２有機機能層３３を形成する（図９Ｄ）。
第２有機機能層３３における各有機化合物薄膜の形成方法としては、蒸着法等の上記第１有機機能層３２の場合と同様の方法によって形成することができ、層ごとに異なる成膜法を適用してもよい。
【００９０】
次に、第２有機機能層３３上に、蒸着やスパッタリング等の方法により、基板２０からの距離が同一の平面上に、１層の陰極３４を形成する。陰極３４は、所望の電極物質、例えば、陰極用物質からなる薄膜を、層厚１μｍ以下、好ましくは層厚１０〜２００ｎｍの範囲内となるように形成することが好ましい。
【００９１】
次に、有機ＥＬ素子１０を封止部材４０によって封止・保護する。例えば、有機ＥＬ素子１０を熱硬化性樹脂で被覆してこれを加熱硬化させ封止部材４０を形成し、有機ＥＬ素子１０を封止する。
以上の製造方法によって、図１及び図２に示すような有機ＥＬ素子１０を製造することができる。
【符号の説明】
【００９２】
１０  有機ＥＬ素子
２０  基板
３０  発光部
３１  陽極（第１電極）
３２  第１有機機能層
３３  第２有機機能層
３４  陰極（第２電極）
３５  中間電極
４０  封止部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2017212152.tif 000009
【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
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