JP2006302637A - 有機エレクトロルミネッセンス素子、表示装置及び照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 多層構成で良好な発光輝度を示し、ダークスポットが少なく、且つ寿命が長い有機ＥＬ素子、及びそれを用いた表示装置、照明装置を提供すること。
【解決手段】 基板上に陰極と陽極を有し、その間に複数の有機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、少なくとも１層の中間層を有し、該中間層が有機溶媒に不溶の化合物からな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。
【選択図】 なし

Description

本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子、及び該有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた表示装置、照明装置に関する。

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。

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。

例えば、有機化合物の蒸着により有機薄膜を形成するＥＬ素子が知られている（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ，５１，ｐ．９１３〜（１９８７））。該文献記載の有機ＥＬ素子は電子輸送材料と正孔輸送材料の積層構造を有し、従来の単層型素子に比べてその発光特性が大幅に向上している。この積層型素子では素子材料として低分子有機材料を蒸着することにより素子を形成している。

また、重合性基を有する化合物を重合することにより生成した繰り返し単位１０個以下である有機分子を蒸着することにより、素子を形成する技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。また重合性基を有する化合物を重合して第１の層を設け、その上に重合性基を有する化合物を重合して第２の層を設けた技術が知られている（例えば、特許文献２参照。）。

しかしながら、このような蒸着を用いる手法は素子の生産工程において、材料の利用効率、大面積化、高精細化等の点で大きな課題を抱えている。

Ｎａｔｕｒｅ，３９７（１９９９）１２１には、ポリパラフェニレンビニレン（ＰＰＶ）やこの誘導体（ＭＥＨ−ＰＰＶ）のようなπ電子共役系高分子が発光材料となることが記載されており、時計のバックライト等に一部用いられ始めている。これら高分子系材料は、キャスティング法での成膜ができるため生産工程上のメリットとなるだけでなく、低分子系発光材料に比べて耐久性が良好であるというメリットを有する。しかしながら有機高分子材料を塗布する場合、溶媒に対する溶解性が低く、発光効率が低いというデメリットを有する。この問題を回避するためには、ポリマープレカーサーを用いて塗布後、ポリマー化することにより不溶化し、溶出を防ぐ方法がある。この例としては、Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ社が提案している、ＰＰＶ（ｐ−フェニレンビニレン）前駆体を用いる方法を挙げることができる。この方法については、ＯＲＧＡＮＩＣ ＥＬＥＣＴＲＯ−ＬＵＭＩＮＥＳＣＥＮＴ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ ＡＮＤ ＤＥＶＩＣＥＳ、１９９７のｐ．７３〜に詳述されている。しかしながら、この方法ではポリマーの構造が限定され、発光素子を形成するための種々の化合物に適用することができない。

また別の方法としてモノマーを用いて成膜後、ポリマー化することにより不溶化し、溶出を防ぐ方法がある（例えば、特許文献３、４参照。）。この方法で積層構造をとることが可能となり発光効率が向上したが、いまだ十分でなくダークスポットを発生しやすく、また界面が乱れることにより寿命が短いという問題を有していた。

また、別の方法としてゾルゲル形成法によって成膜することが知られているが、これらは電極の形成もしくはガスバリアー性を有する膜の形成を目的としたものであり、積層構造を意図したものではない（例えば、特許文献５、６、７参照。）。
特開平５−２４７５４７号公報 特開２００４−１０３４０１号公報 特開２００３−７３６６６号公報 特開２００３−８６３７７号公報 特開２００４−３００３０１号公報 特開２００３−１７４２１１号公報 特開２００４−６３３０３号公報

本発明は係る課題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、多層構成で良好な発光輝度を示し、ダークスポットが少なく、且つ寿命が長い有機ＥＬ素子、及びそれを用いた表示装置、照明装置を提供することである。

本発明の上記課題は、下記構成により達成された。

（請求項１）
基板上に陰極と陽極を有し、その間に複数の有機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、少なくとも１層の中間層を有し、該中間層が有機溶媒に不溶の化合物からな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）
前記有機層または中間層が塗布により成膜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）
前記塗布の溶剤が水もしくはアルコールであることを特徴とする請求項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）
前記有機層または中間層の形成がインクジェット法により行わ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５）
前記中間層が金属、金属酸化物もしくは金属塩からなることを特徴とする請求項１〜４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６）
前記中間層がゾルゲル形成法によって成膜されることを特徴とする請求項１〜４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）
前記中間層が有機−無機ハイブリッド材料によって成膜されることを特徴とする請求項１〜４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）
前記有機層の少なくとも一層が燐光性化合物を含有することを特徴とする請求項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。

（請求項９）
前記有機層が電子輸送層であって、且つ別の層が正孔輸送層であることを特徴とする請求項１〜８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１０）
前記基板が透明性ガスバリアフィルムであることを特徴とする請求項１〜９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１１）
発光が白色であることを特徴とする請求項１〜１０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１２）
請求項１１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を有することを特徴とする表示装置。

（請求項１３）
請求項１１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を有することを特徴とする照明装置。

（請求項１４）
請求項１３に記載の照明装置と表示手段としての液晶素子を有することを特徴とする表示装置。

本発明によって、多層構成で良好な発光輝度を示し、ダークスポットが少なく、且つ寿命が長い有機ＥＬ素子、及びそれを用いた表示装置、照明装置を提供することができた。

本発明の有機ＥＬ素子は、複数の有機層を有し、該有機層の間に有機溶媒に不溶の化合物からなる中間層を有することを特徴とする。かかる中間層を設けることによって、各有機層が完全に分離されてその機能を十分に発揮し、結果的に発光輝度、ダークスポット及び寿命という点で改良効果を示した。

以下、本発明の各構成要件について詳細に説明する。

本発明に係る中間層で用いられる金属として、例えば、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ａｕ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｎｉ等が挙げられる。

本発明に係る中間層で用いられる金属酸化物として、例えば、ＭｇＯ、ＳｉＯ、ＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、ＧｅＯ、ＮｉＯ、ＣａＯ、ＢａＯ、Ｆｅ₂Ｏ₃、Ｙ₂Ｏ₃、ＴｉＯ₂等が挙げられる。

本発明に係る中間層で用いられる金属塩として、アルカリ金属及びアルカリ土類金属の塩が挙げられ、例えば、カルボン酸塩（酢酸塩等）、スルホン酸塩（メタンスルホン酸塩、トシル酸塩等）、ハロゲン化物（フッ化物、塩化物、臭化物及びヨウ化物）、水酸化物、炭酸塩、硝酸塩及び硫酸塩等が挙げられる。

本発明に係る中間層は水もしくはアルコールで塗布される。アルコールとしては、例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール等が挙げられる。これらのうちで好ましいものは水とアルコールの混合液または水であり、更に好ましくは水である。

本発明に係る中間層の形成方法について特に限定はなく、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、ＭＢＥ（分子線エピタキシ）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（高周波励起イオンプレーティング法）、プラズマＣＶＤ法、レーザーＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、ガスソースＣＶＤ法、ＬＢ法、コーティング法（スピンコート法、キャスト法、ディップコート法など）、インクジェット法、印刷法を適用できる。これらのうち好ましい形成方法としては、ＬＢ法、コーティング法、インクジェット法であり、更に好ましくはインクジェット法である。

本発明に係る中間層で用いられるゾルゲル法は、金属の水酸化物の水和錯体（ゾル）を、酸触媒により加水分解及び／または加水分解及び重縮合させることにより得られるものである。まずチタン、ジルコニウム、鉛、亜鉛などの金属のメトキシド、エトキシド、プロポキシド、もしくはブトキシドなどのアルコキシドまたはアセテート化合物を酸などで加水分解して、ゾルを調製する。次いで調製したゾルを塗布する。ゾルを塗布した後、これを一定温度下にて一定時間乾燥させ、ゾルの溶媒を蒸発させる。乾燥温度は１００℃以上、２００℃以下であることが好ましく、乾燥時間は５分以上、１２０分以下であることが好ましい。

以下、ゾルゲル反応によって得られる金属酸化物について説明する。

ゾルゲル反応では、アルコキシシラン及び／またはアルコキシシラン以外の金属アルコキシドを使用する。アルコキシシラン以外の金属アルコキシドは、ジルコニウムアルコキシド、チタンアルコキシド、アルミニウムアルコキシドなどを使用することが好ましい。これらは組み合わせて使用することもでき、好ましい組合せとしては、例えば、アルコキシシラン単独の場合、アルコキシシランとアルコキシジルコニウムの場合、及びそれらにアルミニウムアルコキシド及び／またはチタンアルコキシドを配合した場合等が挙げられる。

ゾルゲル反応で用いられる酸触媒としては、硫酸、塩酸、硝酸等の鉱酸、及び酢酸、酒石酸等の有機酸であることが好ましい。酸触媒の使用量は、金属アルコキシド（アルコキシシラン及び他の金属アルコキシドを含有する場合には、アルコキシシラン＋他の金属アルコキシド）１モル当たり、０．００１〜０．００５モルであり、好ましくは約０．０１モルである。

本発明で用いられる有機−無機ハイブリッド材料とは、有機成分と金属化合物、特に金属酸化物とが少なくとも分子分散された状態にあるものを意味する。

金属化合物の金属アルコキシドとしては、アルコキシシラン及び／またはアルコキシシラン以外の金属アルコキシドを好ましく使用することができる。アルコキシシラン以外の金属アルコキシドとしては、ジルコニウムアルコキシド、チタニウムアルコキシド、アルミニウムアルコキシド等が好ましい。ゾルゲル反応時に併用するポリマーとしては、水素結合形成基を有していることが好ましい。

水素結合形成基を有する樹脂の例としては、ヒドロキシル基を有するポリマーとその誘導体（ポリビニルアルコール、ポリビニルアセタール、エチレン−ビニルアルコール共重合体、フェノール樹脂、メチロールメラミン等とその誘導体）；カルボキシル基を有するポリマーとその誘導体（ポリ（メタ）アクリル酸、無水マレイン酸、イタコン酸等の重合性不飽和酸の単位を含む単独または共重合体と、これらのポリマーのエステル化物（酢酸ビニル等のビニルエステル、メタクリル酸メチル等の（メタ）アクリル酸エステル等の単位を含む単独または共重合体）等）；エーテル結合を有するポリマー（ポリアルキレンオキサイド、ポリオキシアルキレングリコール、ポリビニルエーテル、硅素樹脂等）；アミド結合を有するポリマー（＞Ｎ（ＣＯＲ）−結合（式中、Ｒは水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアリール基を示す）を有するポリオキサゾリンやポリアルキレンイミンのＮ−アシル化物）；＞ＮＣ（Ｏ）−結合を有するポリビニルピロリドンとその誘導体；ウレタン結合を有するポリウレタン；尿素結合を有するポリマー等を挙げることができる。また、シリル基含有ポリマーを用いてもよい。シリル基含有ポリマーは、主鎖重合体からなり、末端あるいは側鎖に加水分解性基及び／または水酸基と結合した硅素原子を有するシリル基を重合体１分子中に少なくとも１個、好ましくは２個以上含有するものである。シリル基含有ポリマーとして特に好ましいのは主鎖がビニルポリマーからなるシリル基含有ビニルポリマーである。

塗布に際しては、スピンコート、ディップコート、ロールコート、バーコート、フレキソ印刷、スクリーン印刷、オフセット印刷、インクジェット法であり、好ましくはインクジェット法である。本発明に係る有機層の化合物として、低分子化合物、重合性化合物いずれも使用することが可能であるが特に重合性化合物が好ましい。

本発明に係る有機層の重合性化合物について説明する。重合性化合物とは重合性基を少なくとも一つ有する化合物であり、重合性基としては、例えば、ビニル基、エポキシ基、オキセタン基、イソシアネート基、チオイソシアネート基等が挙げられる。これらのうちで好ましいものはビニル基である。

重合性化合物が発光素子中で重合する際の機構について説明する。重合が形成される時期は素子作製前の溶液中でも、素子作製時でもよい。また素子作製後に結合を形成してもよい。素子形成時や素子形成後に重合反応を起こす場合、外部からのエネルギー（熱・光・超音波など）供給を行ってもよいし、重合開始剤、酸触媒もしくは塩基触媒を添加し反応を起こしてもよい。あるいは本発明に係る化合物を発光素子に含有したときに、発光素子の駆動時に供給される電流や発生する光や熱によって反応が起こってもよい。

本発明で用いられるラジカル重合開始剤としては、例えば、２，２′−アゾビスブチロニトリル、２，２′−アゾビスシクロヘキサンカルボニトリル、１，１′−アゾビス（シクロヘキサン−１−カルボニトリル）、２，２′−アゾビス（２−メチルブチロニトリル）、２，２′−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）、２，２′−アゾビス（４−メトキシ−２，４−ジメチルバレロニトリル）、４，４′−アゾビス（４−シアノ吉草酸）、２，２′−アゾビスイソ酪酸ジメチル、２，２′−アゾビス（２−メチルプロピオンアミドキシム）、２，２′−アゾビス（２−（２−イミダゾリン−２−イル）プロパン）、２，２′−アゾビス（２，４，４−トリメチルペンタン）などのアゾ系開始剤、過酸化ベンゾイル、過酸化ジ−ｔ−ブチル、ｔ−ブチルヒドロペルオキシド、クメンヒドロペルオキシドなどの過酸化物系開始剤、ジエトキシアセトフェノン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、ベンジルジメチルケタール、ベンジル−β−メトキシエチルアセタール、１−（４−イソプロピルフェニル）−２−ヒドロキシ−２−メチルプロパン−１−オン、４−（２−ヒドロキシエトキシ）フェニル−（２−ヒドロキシ−２−プロピル）ケトン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、４−フェノキシジクロロアセトフェノン、４−ｔ−ブチルジクロロアセトフェノン、４−ｔ−ブチルトリクロロアセトフェノン、１−（４−ドデシルフェニル）−２−ヒドロキシ−２−メチルプロパン−１−オンなどの芳香族カルボニル系開始剤などが挙げられる。また、テトラエチルチイラムジスルフィドなどのジスルフィド系開始剤、２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシルなどのニトロキシル開始剤、４，４′−ジ−ｔ−ブチル−２，２′−ビピリジン銅錯体−トリクロロ酢酸メチル複合体などのリビングラジカル重合開始剤を用いることもできる。

本発明で用いられる酸触媒としては、活性白土、酸性白土などの白土類、硫酸、塩酸などの鉱酸類、ｐ−トルエンスルホン酸、トリフルオロ酢酸などの有機酸、塩化アルミニウム、塩化第二鉄、塩化第二スズ、三塩化チタン、四塩化チタン、三フッ化硼素、フッ化水素、三臭化硼素、臭化アルミニウム、塩化ガリウム、臭化ガリウムなどのルイス酸、更に固体酸、例えば、ゼオライト、シリカ、アルミナ、シリカ・アルミナ、カチオン交換樹脂、ヘテロポリ酸（例えば、リンタングステン酸、リンモリブデン酸、ケイタングステン酸、ケイモリブデン酸）など各種のものが使用できる。

本発明で用いられる塩基性触媒としては、Ｌｉ₂ＣＯ₃、Ｎａ₂ＣＯ₃、Ｋ₂ＣＯ₃などのアルカリ金属炭酸塩、ＢａＣＯ₃、ＣａＣＯ₃などのアルカリ土類金属炭酸塩、Ｌｉ₂Ｏ、Ｎａ₂Ｏ、Ｋ₂Ｏなどのアルカリ金属酸化物、ＢａＯ、ＣａＯなどのアルカリ土類金属酸化物、Ｎａ、Ｋなどのアルカリ金属、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属水酸化物、あるいはナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム等のアルコキシド等を挙げることができる。

以下に重合性基を少なくとも一つ有する化合物の具体的な例を挙げるが、本発明はこれらに限定されるものではない。

本発明に係る有機層は有機溶媒により塗布される。有機溶媒として特に制限はないが、例えば、アルコール類、カルボン酸エステル類、ニトリル類、エーテル類、芳香族炭化水素類、ハロゲン化アルキル類、飽和炭化水素類等が挙げられる。

有機層に用いられる化合物は、素子の性能を向上させる目的で機能を分離することが好ましく、後述する正孔輸送材料及び電子輸送材料及び発光層の例として挙げている構造をそれぞれ別々に有することが好ましい。

本発明に係る化合物は、本発明の有機ＥＬ素子を構成する少なくとも２層において主成分として含まれるが、更に別の化合物を含有してもよい。

次に本発明の有機ＥＬ素子について述べる。

含有される化合物の例としては、蛍光性化合物及び燐光性化合物が挙げられ、有機ＥＬ素子の発光としては、含有する蛍光性化合物または燐光性化合物に由来する発光が得られる。蛍光性化合物としては、レーザー色素に用いられる量子収率の高い化合物が好ましい。また、近年プリンストン大から励起三重項からの燐光発光を用いる有機ＥＬ素子の報告がなされ（Ｍ．Ａ．Ｂａｌｄｏ ｅｔ ａｌ．，Ｎａｔｕｒｅ、３９５巻、１５１〜１５４頁（１９９８年））、励起一重項からの蛍光発光を用いる有機ＥＬ素子に比べて、原理的に発光効率が最大４倍となり注目されている。本発明においても、燐光性化合物を含有することが発光効率の点で好ましい。

蛍光性化合物として好ましいのは、溶液状態で蛍光量子収率が高いものである。ここで蛍光量子収率は１０％以上、特に３０％以上が好ましい。具体的な蛍光性化合物はクマリン系色素、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。ここでの蛍光量子収率は、第４版実験化学講座７の分光IIの３６２頁（１９９２年版、丸善）に記載の方法により測定することができる。

本発明における燐光性化合物とは、励起三重項からの発光が観測される化合物であり、燐光量子収率が２５℃において０．００１以上の化合物である。燐光量子収率は好ましくは０．０１以上、更に好ましくは０．１以上である。上記燐光量子収率は、第４版実験化学講座７の分光IIの３９８頁（１９９２年版、丸善）に記載の方法により測定できる。溶液中での燐光量子収率は種々の溶媒を用いて測定できるが、本発明に用いられる燐光性化合物は、任意の溶媒の何れかにおいて上記燐光量子収率が達成されればよい。

本発明で用いられる燐光性化合物としては、好ましくは元素の周期律表でVIII属の金属を含有する錯体系化合物であり、更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）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。

以下に、本発明で用いられる燐光性化合物の具体例を示すが、これらに限定されるものではない。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。なお含有する蛍光性化合物及び燐光性化合物は、重合性基または反応性基を有していてもいなくてもよい。

《有機エレクトロルミネッセンス素子の層構成》
本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ素子）の層構成について説明する。

本発明に係る発光層は、広義の意味では陰極と陽極からなる電極に電流を流した際に発光する層のことであり、具体的には陰極と陽極からなる電極に電流を流した際に発光する化合物を含有する層のことをさす。

本発明の有機ＥＬ素子は、必要に応じ発光層の他に正孔輸送層、電子輸送層、陽極バッファー層及び陰極バッファー層等を有し、陰極と陽極で挟持された構造をとる。具体的には以下に示される構造が挙げられる。

（ｉ）陽極／正孔輸送層／中間層／発光層／陰極
（ii）陽極／発光層／中間層／電子輸送層／陰極
（iii）陽極／正孔輸送層／中間層／発光層／中間層／電子輸送層／陰極
（iv）陽極／陽極バッファー層／正孔輸送層／中間層／発光層／中間層／電子輸送層／陰極バッファー層／陰極
上記有機ＥＬ素子を構成する、電極（陽極及び陰極）間に挟持された複数層のうち、隣接する２層が有機層である場合その間に中間層を挟むことが好ましい。有機層は３層以上であることが好ましく、従って中間層を陰極と陽極との間に２層以上有することが好ましい。

《発光層》
本発明の有機ＥＬ素子に係る発光層について説明する。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。

発光層に使用される材料（以下、発光材料という）は、蛍光または燐光を発する有機化合物または錯体であることが好ましく、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。このような発光材料は主に有機化合物であり、所望の色調により、例えば、Ｍａｃｒｏｍｏｌ．Ｓｙｎｔｈ．，１２５巻、１７〜２５頁に記載の化合物等を用いることができる。

発光材料は発光性能の他に、正孔輸送機能や電子輸送機能を併せもっていてもよく、正孔輸送材料や電子輸送材料の殆どが発光材料としても使用できる。発光材料はｐ−ポリフェニレンビニレンやポリフルオレンのような高分子材料でもよく、更に前記発光材料を高分子鎖に導入した、または前記発光材料を高分子の主鎖とした高分子材料を使用してもよい。

一般的に発光層は正孔輸送層よりも陰極側に配置する方が素子の性能上好ましく、従って正孔輸送材料に比べれば、発光層に用いられる材料は全て相対的には（本発明の定義では）電子輸送材料になる。

（発光層の膜厚）
このようにして形成された発光層の膜厚については特に制限はなく、状況に応じて適宜選択することができるが、５ｎｍ〜５μｍの範囲に膜厚調整することが好ましい。

次に正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層、電子輸送層等、発光層と組み合わせて有機ＥＬ素子を構成するその他の層について説明する。

《正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層、電子輸送層》
本発明に用いられる正孔注入層、正孔輸送層は、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、この正孔注入層、正孔輸送層を陽極と発光層の間に介在させることにより、より低い電界で多くの正孔が発光層に注入され、その上発光層に陰極、電子注入層、または電子輸送層より注入された電子は、発光層と正孔注入層もしくは正孔輸送層の界面に存在する電子の障壁により、発光層内の界面に累積され発光効率が向上するなど発光性能の優れた素子となる。

《正孔注入材料、正孔輸送材料》
この正孔注入層、正孔輸送層の材料（以下、正孔注入材料、正孔輸送材料という）については、前記の陽極より注入された正孔を発光層に伝達する機能を有する性質を有するものであれば特に制限はなく、従来、光導伝性材料において、正孔の電荷注入輸送材料として慣用されているものや、ＥＬ素子の正孔注入層、正孔輸送層に使用される公知のものの中から任意のものを選択して用いることができる。

上記正孔注入材料、正孔輸送材料は正孔の注入もしくは輸送、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。この正孔注入材料、正孔輸送材料としては、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、または導電性高分子オリゴマー、特にチオフェンオリゴマーなどが挙げられる。

正孔注入材料、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、芳香族第三級アミン化合物及びスチリルアミン化合物、特に芳香族第三級アミン化合物を用いることが好ましい。

上記芳香族第三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（α−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）などが挙げられる。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。

またはｐ型−Ｓｉ、ｐ型−ＳｉＣなど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。この正孔注入層、正孔輸送層は上記正孔注入材料、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、ＬＢ法など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。

（正孔注入層の膜厚、正孔輸送層の膜厚）
正孔注入層、正孔輸送層の膜厚については特に制限はないが、５ｎｍ〜５μｍ程度での範囲に調整することが好ましい。この正孔注入層、正孔輸送層は上記材料の一種または二種以上からなる一層構造であってもよく、同一組成または異種組成の複数層からなる積層構造であってもよい。

《電子輸送層、電子輸送材料》
本発明に係る電子輸送層は、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る。

この電子輸送層に用いられる材料（以下、電子輸送材料という）の例としては、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、ナフタレンペリレンなどの複素環テトラカルボン酸無水物、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、有機金属錯体などが挙げられる。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。

または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）など、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、メタルフリーまたはメタルフタロシアニン、更にはそれらの末端がアルキル基やスルホン酸基など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。または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など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。

（電子輸送層の膜厚）
電子輸送層の膜厚は特に制限はないが、５ｎｍ〜５μｍの範囲に調整することが好ましい。この電子輸送層は、これらの電子輸送材料一種または二種以上からなる一層構造であってもよいし、あるいは同一組成または異種組成の複数層からなる積層構造であってもよい。

また本発明においては、蛍光性化合物は発光層のみに限定することはなく、発光層に隣接した正孔輸送層、または電子輸送層に前記燐光性化合物のホスト化合物となる蛍光性化合物と同じ領域に蛍光極大波長を有する蛍光性化合物を少なくとも１種含有させてもよく、それにより更にＥＬ素子の発光効率を高めることができる。これらの正孔輸送層や電子輸送層に含有される蛍光性化合物としては、発光層に含有されるものと同様に蛍光極大波長が３５０〜４４０ｎｍ、更に好ましくは３９０〜４１０ｎｍの範囲にある蛍光性化合物が用いられる。

更に本発明においては、陽極と発光層または正孔注入層の間、及び陰極と発光層または電子注入層との間にはバッファー層（電極界面層）を存在させてもよい。

バッファー層とは、駆動電圧低下や発光効率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、陽極バッファー層と陰極バッファー層とがある。

陽極バッファー層は特開平９−４５４７９号、同９−２６００６２号、同８−２８８０６９号の各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。

陰極バッファー層は特開平６−３２５８７１号、同９−１７５７４号、同１０−７４５８６号の各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、酸化リチ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０．１〜１００ｎｍの範囲が好ましい。

更に上記基本構成層の他に必要に応じてその他の機能を有する層を積層してもよく、例えば、特開平１１−２０４２５８号、同１１−２０４３５９号の各公報、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）層などのような機能層を有していてもよい。

《電極》
次に有機ＥＬ素子の電極について説明する。有機ＥＬ素子の電極は陰極と陽極からなる。この有機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などの金属、ＣｕＩ、インジウムチンオキシド（ＩＴＯ）、ＳｎＯ₂、ＺｎＯなどの導電性透明材料が挙げられる。

上記陽極は蒸着やスパッタリングなどの方法により、これらの電極物質の薄膜を形成させ、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（１００μｍ以上程度）は、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。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、または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〜１μｍ、好ましくは１０〜２００ｎｍの範囲で選ばれる。

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、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、希土類金属などが挙げられる。これらの中で電子注入性及び酸化など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などが好適である。

上記陰極は、これらの電極物質を蒸着やスパッタリングなどの方法で薄膜を形成させることにより作製することができる。または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〜１μｍ、好ましくは５０〜２００ｎｍの範囲で選ばれる。なお発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、発光効率が向上するので好都合である。

《表示装置》
本発明の有機ＥＬ素子は、照明用や露光光源のような一種のランプとして使用してもよいし、画像を投影するタイプのプロジェクション装置や、静止画像や動画像を直接視認するタイプの表示装置（ディスプレイ）として使用してもよい。動画再生用の表示装置として使用する場合の駆動方式は、単純マトリクス（パッシブマトリクス）方式でもアクティブマトリクス方式でもどちらでもよい。または異なる発光色を有する本発明の有機ＥＬ素子を２種以上使用することにより、フルカラー表示装置を作製することが可能である。
《光取り出し技術》
本発明の有機ＥＬ素子は、発光層から放射された光の取り出し効率を向上させるため、基板の表面にプリズムやレンズ状の加工を施す、もしくは基板の表面にプリズムシートやレンズシートを貼りつけてもよい。

本発明の有機ＥＬ素子は、透明電極と透明基板の間に低屈折率層を有してもよい。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、フッ素系ポリマーなどが挙げられる。

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。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。

本発明の有機ＥＬ素子はいずれかの層間、もしくは媒質中（透明基板内や透明電極内）に回折格子を有してもよい。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。回折格子を導入する位置としては前述のとおり、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。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。回折格子の配列は、正方形のラチス状、三角形のラチス状、ハニカムラチス状など、２次元的に配列が繰り返されることが好ましい。

《ガスバリア層》
本発明に係るガスバリア層とは、酸素及び水蒸気の透過を阻止する層であれば、その組成等は特に限定されるものではない。本発明に係るガスバリア層を構成する材料として、具体的には無機酸化物が好ましく、酸化硅素、酸化アルミニウム、酸化窒化硅素、酸化窒化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化スズ等を挙げることができる。

また、本発明におけるガスバリア層の厚さは用いられる材料の種類、構成により最適条件が異なり、適宜選択されるが、５〜２０００ｎｍの範囲内であることが好ましい。ガスバリア層の厚さが上記の範囲より薄い場合には、均一な膜が得られず、ガスに対するバリア性を得ることが困難であるからである。またガスバリア層の厚さが上記の範囲より厚い場合には、ガスバリア性フィルムにフレキシビリティを保持させることが困難であり、成膜後に折り曲げ、引っ張り等の外的要因により、ガスバリア性フィルムに亀裂が生じる等のおそれがあるからである。

本発明に係るガスバリア層は後述する原材料をスプレー法、スピンコート法、スパッタリング法、イオンアシスト法、後述するプラズマＣＶＤ法、後述する大気圧または大気圧近傍の圧力下でのプラズマＣＶＤ法等を適用して形成することができる。

しかしながら、スプレー法やスピンコート法等の湿式法では、分子レベル（ｎｍレベル）の平滑性を得ることが難しく、また溶剤を使用するため、後述する基材が有機材料であることから、使用可能な基材または溶剤が限定されるという欠点がある。そこで、本発明においては、プラズマＣＶＤ法等で形成されたものであることが好ましく、特に大気圧プラズマＣＶＤ法は減圧チャンバー等が不要で、高速製膜ができ生産性の高い製膜方法である点から好ましい。上記ガスバリア層を大気圧プラズマＣＶＤ法で形成することにより、均一且つ表面の平滑性を有する膜を比較的容易に形成することが可能となるからである。

プラズマＣＶＤ法、大気圧または大気圧近傍の圧力下でのプラズマＣＶＤ法であるが、特に好ましくは、大気圧または大気圧近傍の圧力下でのプラズマＣＶＤ法を用いて形成される。なお、プラズマＣＶＤ法の層形成条件の詳細については後述する。

プラズマＣＶＤ法、大気圧または大気圧近傍の圧力下でのプラズマＣＶＤ法により得られるガスバリア層は、原材料（原料ともいう）である有機金属化合物、分解ガス、分解温度、投入電力などの条件を選ぶことで、金属炭化物、金属窒化物、金属酸化物、金属硫化物、金属ハロゲン化物、またこれらの混合物（金属酸窒化物、金属酸化ハロゲン化物、金属窒化炭化物など）も作り分けることができるため好ましい。

例えば、硅素化合物を原料化合物として用い、分解ガスに酸素を用いれば、硅素酸化物が生成する。また亜鉛化合物を原料化合物として用い、分解ガスにニ硫化炭素を用いれば、硫化亜鉛が生成する。これはプラズマ空間内では非常に活性な荷電粒子・活性ラジカルが高密度で存在するため、プラズマ空間内では多段階の化学反応が非常に高速に促進され、プラズマ空間内に存在する元素は熱力学的に安定な化合物へと非常な短時間で変換されるためである。

このような無機物の原料としては、典型または遷移金属元素を有していれば、常温常圧下で気体、液体、固体いずれの状態であっても構わない。気体の場合にはそのまま放電空間に導入できるが、液体、固体の場合は加熱、バブリング、減圧、超音波照射等の手段により気化させて使用する。また溶媒によって希釈して使用してもよく、溶媒はメタノール、エタノール、ｎ−ヘキサンなどの有機溶媒及びこれらの混合溶媒が使用できる。なおこれらの希釈溶媒は、プラズマ放電処理中において分子状、原子状に分解されるため、影響は殆ど無視することができる。

このような有機金属化合物としては、硅素化合物としてシラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラｎ−プロポキシシラン、テトライソプロポキシシラン、テトラｎ−ブトキシシラン、テトラｔ−ブトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジエチルジメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、（３，３，３−トリフルオロプロピル）トリメトキシシラン、ヘキサメチルジシロキサン、ビス（ジメチルアミノ）ジメチルシラン、ビス（ジメチルアミノ）メチルビニルシラン、ビス（エチルアミノ）ジメチルシラン、Ｎ，Ｏ−ビス（トリメチルシリル）アセトアミド、ビス（トリメチルシリル）カルボジイミド、ジエチルアミノトリメチルシラン、ジメチルアミノジメチルシラン、ヘキサメチルジシラザン、ヘキサメチルシクロトリシラザン、ヘプタメチルジシラザン、ノナメチルトリシラザン、オクタメチルシクロテトラシラザン、テトラキスジメチルアミノシラン、テトライソシアナートシラン、テトラメチルジシラザン、トリス（ジメチルアミノ）シラン、トリエトキシフルオロシラン、アリルジメチルシラン、アリルトリメチルシラン、ベンジルトリメチルシラン、ビス（トリメチルシリル）アセチレン、１，４−ビストリメチルシリル−１，３−ブタジイン、ジ−ｔ−ブチルシラン、１，３−ジシラブタン、ビス（トリメチルシリル）メタン、シクロペンタジエニルトリメチルシラン、フェニルジメチルシラン、フェニルトリメチルシラン、プロパルギルトリメチルシラン、テトラメチルシラン、トリメチルシリルアセチレン、１−（トリメチルシリル）−１−プロピン、トリス（トリメチルシリル）メタン、トリス（トリメチルシリル）シラン、ビニルトリメチルシラン、ヘキサメチルジシラン、オクタメチルシクロテトラシロキサン、テトラメチルシクロテトラシロキサン、ヘキサメチルシクロテトラシロキサン、Ｍシリケート５１等が挙げられる。

チタン化合物としては、例えば、チタンメトキシド、チタンエトキシド、チタンイソプロポキシド、チタンテトライソポロポキシド、チタンｎ−ブトキシド、チタンジイソプロポキシド（ビス−２，４−ペンタンジオネート）、チタンジイソプロポキシド（ビス−２，４−エチルアセトアセテート）、チタンジ−ｎ−ブトキシド（ビス−２，４−ペンタンジオネート）、チタンアセチルアセトネート、ブチルチタネートダイマー等が挙げられる。

ジルコニウム化合物としては、ジルコニウムｎ−プロポキシド、ジルコニウムｎ−ブトキシド、ジルコニウムｔ−ブトキシド、ジルコニウムトリ−ｎ−ブトキシドアセチルアセトネート、ジルコニウムジ−ｎ−ブトキシドビスアセチルアセトネート、ジルコニウムアセチルアセトネート、ジルコニウムアセテート、ジルコニウムヘキサフルオロペンタンジオネート等が挙げられる。

アルミニウム化合物としては、アルミニウムエトキシド、アルミニウムトリイソプロポキシド、アルミニウムイソプロポキシド、アルミニウムｎ−ブトキシド、アルミニウムｓ−ブトキシド、アルミニウムｔ−ブトキシド、アルミニウムアセチルアセトナート、トリエチルジアルミニウムトリ−ｓ−ブトキシド等が挙げられる。

硼素化合物としては、ジボラン、テトラボラン、フッ化硼素、塩化硼素、臭化硼素、ボラン−ジエチルエーテル錯体、ボラン−ＴＨＦ錯体、ボラン−ジメチルスルフィド錯体、三フッ化硼素ジエチルエーテル錯体、トリエチルボラン、トリメトキシボラン、トリエトキシボラン、トリ（イソプロポキシ）ボラン、ボラゾール、トリメチルボラゾール、トリエチルボラゾール、トリイソプロピルボラゾール、等が挙げられる。

錫化合物としては、テトラエチル錫、テトラメチル錫、二酢酸ジ−ｎ−ブチル錫、テトラブチル錫、テトラオクチル錫、テトラエトキシ錫、メチルトリエトキシ錫、ジエチルジエトキシ錫、トリイソプロピルエトキシ錫、ジエチル錫、ジメチル錫、ジイソプロピル錫、ジブチル錫、ジエトキシ錫、ジメトキシ錫、ジイソプロポキシ錫、ジブトキシ錫、錫ジブチラート、錫ジアセトアセトナート、エチル錫アセトアセトナート、エトキシ錫アセトアセトナート、ジメチル錫ジアセトアセトナート等、錫水素化合物等、ハロゲン化錫としては、二塩化錫、四塩化錫等が挙げられる。

またその他の有機金属化合物としては、例えば、アンチモンエトキシド、ヒ素トリエトキシド、バリウム２，２，６，６−テトラメチルヘプタンジオネート、ベリリウムアセチルアセトナート、ビスマスヘキサフルオロペンタンジオネート、ジメチルカドミウム、カルシウム２，２，６，６−テトラメチルヘプタンジオネート、クロムトリフルオロペンタンジオネート、コバルトアセチルアセトナート、銅ヘキサフルオロペンタンジオネート、マグネシウムヘキサフルオロペンタンジオネート−ジメチルエーテル錯体、ガリウムエトキシド、テトラエトキシゲルマン、テトラメトキシゲルマン、ハフニウムｔ−ブドキシド、ハフニウムエトキシド、インジウムアセチルアセトナート、インジウム２，６−ジメチルアミノヘプタンジオネート、フェロセン、ランタンイソプロポキシド、酢酸鉛、テトラエチル鉛、ネオジウムアセチルアセトナート、白金ヘキサフルオロペンタンジオネート、トリメチルシクロペンタジエニル白金、ロジウムジカルボニルアセチルアセトナート、ストロンチウム２，２，６，６−テトラメチルヘプタンジオネート、タンタルメトキシド、タンタルトリフルオロエトキシド、テルルエトキシド、タングステンエトキシド、バナジウムトリイソプロポキシドオキシド、マグネシウムヘキサフルオロアセチルアセトナート、亜鉛アセチルアセトナート、ジエチル亜鉛、などが挙げられる。

また、これらの金属を含む原料ガスを分解して無機化合物を得るための分解ガスとしては、水素ガス、メタンガス、アセチレンガス、一酸化炭素ガス、二酸化炭素ガス、窒素ガス、アンモニアガス、亜酸化窒素ガス、酸化窒素ガス、二酸化窒素ガス、酸素ガス、水蒸気、フッ素ガス、フッ化水素、トリフルオロアルコール、トリフルオロトルエン、硫化水素、二酸化硫黄、二硫化炭素、塩素ガスなどが挙げられる。

金属元素を含む原料ガスと分解ガスを適宜選択することで、各種の金属炭化物、金属窒化物、金属酸化物、金属ハロゲン化物、金属硫化物を得ることができる。

これらの反応性ガスに対して、主にプラズマ状態になりやすい放電ガスを混合し、プラズマ放電発生装置にガスを送りこむ。このような放電ガスとしては、窒素ガス及び／または周期表の第１８属原子、具体的にはヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン、ラドン等が用いられる。これらの中でも特に、窒素、ヘリウム、アルゴンが好ましく用いられる。

上記放電ガスと反応性ガスを混合し、混合ガスとしてプラズマ放電発生装置（プラズマ発生装置）に供給することで膜形成を行う。放電ガスと反応性ガスの割合は、得ようとする膜の性質によって異なるが、混合ガス全体に対し放電ガスの割合を５０％以上として反応性ガスを供給する。

図２は、本発明に有用な対向電極間で基材を処理する方式の大気圧プラズマ放電処理装置の一例を示す概略図である。

本発明に係る大気圧プラズマ放電処理装置は、少なくともプラズマ放電処理装置３０、二つの電源を有する電界印加手段４０、ガス供給手段５０、電極温度調節手段６０を有している装置である。

図２はロール回転電極（第１電極）３５と角筒型固定電極群（第２電極）３６との対向電極間（放電空間）３２で、基材Ｆをプラズマ放電処理して薄膜を形成するものである。図２においては、１対の角筒型固定電極群（第２電極）３６とロール回転電極（第１電極）３５とで１つの電界を形成し、この１ユニットで、例えば、低密度層の形成を行う。図２においては、この様な構成からなるユニットを計５カ所備えた構成例を示しあり、それぞれのユニットで供給する原材料の種類、出力電圧等を任意に独立して制御することにより、本発明で規定する構成からなる積層型の透明ガスバリア層を連続して形成することができる。

ロール回転電極（第１電極）３５と角筒型固定電極群（第２電極）３６との間の放電空間（対向電極間）３２に、ロール回転電極（第１電極）３５には第１電源４１から周波数ω₁、電界強度Ｖ₁、電流Ｉ₁の第１の高周波電界を、また角筒型固定電極群（第２電極）３６にはそれぞれに対応する各第２電源４２から周波数ω₂、電界強度Ｖ₂、電流Ｉ₂の第２の高周波電界をかけるようになっている。

ロール回転電極（第１電極）３５と第１電源４１との間には、第１フィルター４３が設置されており、第１フィルター４３は第１電源４１から第１電極への電流を通過しやすくし、第２電源４２からの電流をアースして、第２電源４２から第１電源への電流を通過しにくくするように設計されている。また角筒型固定電極群（第２電極）３６と第２電源４２との間には、それぞれ第２フィルター４４が設置されており、第２フィルター４４は第２電源４２から第２電極への電流を通過しやすくし、第１電源４１からの電流をアースして、第１電源４１から第２電源への電流を通過しにくくするように設計されている。

なお本発明においては、ロール回転電極３５を第２電極、また角筒型固定電極群３６を第１電極としてもよい。いずれにしろ第１電極には第１電源が、また第２電極には第２電源が接続される。第１電源は第２電源より高い高周波電界強度（Ｖ₁＞Ｖ₂）を印加することが好ましい。また周波数はω₁＜ω₂となる能力を有している。

また電流はＩ₁＜Ｉ₂となることが好ましい。第１の高周波電界の電流Ｉ₁は、好ましくは０．３〜２０ｍＡ／ｃｍ²、更に好ましくは１．０〜２０ｍＡ／ｃｍ²である。また第２の高周波電界の電流Ｉ₂は好ましくは１０〜１００ｍＡ／ｃｍ²、更に好ましくは２０〜１００ｍＡ／ｃｍ²である。

ガス供給手段５０のガス発生装置５１で発生させたガスＧは、流量を制御して給気口よりプラズマ放電処理容器３１内に導入する。

基材Ｆを図示されていない元巻きから巻きほぐして搬送されて来るか、または前工程から搬送されて来て、ガイドロール６４を経てニップロール６５で基材に同伴されて来る空気等を遮断し、ロール回転電極３５に接触したまま巻き回しながら角筒型固定電極群３６との間に移送し、ロール回転電極（第１電極）３５と角筒型固定電極群（第２電極）３６との両方から電界をかけ、対向電極間（放電空間）３２で放電プラズマを発生させる。基材Ｆはロール回転電極３５に接触したまま巻き回されながらプラズマ状態のガスにより薄膜を形成する。基材Ｆは、ニップロール６６、ガイドロール６７を経て、図示してない巻き取り機で巻き取るか、次工程に移送する。

放電処理済みの処理排ガスＧ′は排気口５３より排出する。

薄膜形成中、ロール回転電極（第１電極）３５及び角筒型固定電極群（第２電極）３６を加熱または冷却するために、電極温度調節手段６０で温度を調節した媒体を、送液ポンプＰで配管６１を経て両電極に送り、電極内側から温度を調節する。なお、６８及び６９はプラズマ放電処理容器３１と外界とを仕切る仕切板である。

本発明に係るガスバリア層においては、ガスバリア層が含有する無機化合物が、ＳｉＯ_x、ＳｉＮ_yまたはＳｉＯ_xＮ_y（ｘ＝１〜２、ｙ＝０．１〜１）であることが好ましく、特に水分の透過性、光線透過性及び後述する大気圧プラズマＣＶＤ適性の観点から、ＳｉＯ_xであることが好ましい。

本発明に係る無機化合物は、例えば、上記有機硅素化合物に更に酸素ガスや窒素ガスを所定割合で組み合わせて、Ｏ原子とＮ原子の少なくともいずれかと、Ｓｉ原子とを含む膜を得ることができる。なお、ＳｉＯ₂は透明性が高いもののガスバリア性が少し低めで水分をやや通すことから、Ｎ原子を含んだ方がより好ましい。即ち、酸素原子と窒素原子の数の比をｘ：ｙとした場合に、ｘ／（ｘ＋ｙ）は０．９５以下、更に０．８０以下であればより一層好ましい。よって本発明に係るガスバリア層においては、光線透過率Ｔが、８０％以上であることが好ましい。

なお、Ｎ原子の割合が多いと光透過性が低下し、ｘ＝０であるＳｉＮではやや黄色みを呈する。そこで、具体的な酸素原子と窒素原子の割合は用途に応じて決めればよい。例えば、表示装置において発光素子に対して発光面側に膜を形成する場合のような、光透過性を要する用途であれば、ｘ／（ｘ＋ｙ）が０．４以上、０．９５であれば、光透過性と防水性のバランスをとることができるので好ましい。また、表示装置の発光素子の後面に設けられる映り込み防止膜のように光を吸収あるいは遮光した方が好ましい用途であれば、ｘ／（ｘ＋ｙ）は０以上０．４未満であることが好ましい。

よって、本発明に係るガスバリア層は透明であることが好ましい。上記ガスバリア層が透明であることにより、ガスバリア性フィルムを透明なものとすることが可能となり、有機ＥＬ素子の透明基板等の用途にも使用することが可能となるからである。

図１は、本発明に係る透明ガスバリアフィルムの層構成とその密度プロファイルの一例を示す模式図である。

本発明に係る透明ガスバリアフィルム１は、基材２上に密度の異なる層を積層した構成をとる。本発明においては、低密度層３と高密度層５との間に本発明に係る中密度層４を設けたことを特徴とし、更に高密度層上にも中密度層４を設け、これらの低密度層、中密度層、高密度層及び中密度層からなる構成を１ユニットとし、図１においては２ユニット分を積層した例を示してある。この時、各密度層内における密度分布は均一とし、隣接する層間での密度変化が階段状となるような構成をとる。なお図１においては、中密度層４を１層として示したが、必要に応じて２層以上の構成をとってもよい。

《基材》
本発明に係る透明ガスバリア性フィルムで用いられる基材は、上述したバリア性を有するガスバリア層を保持することができる有機材料で形成された膜であれば特に限定されるものではない。

具体的にはエチレン、ポリプロピレン、ブテン等の単独重合体または共重合体、または共重合体等のポリオレフィン（ＰＯ）樹脂、環状ポリオレフィン等の非晶質ポリオレフィン樹脂（ＡＰＯ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレン２，６−ナフタレート（ＰＥＮ）等のポリエステル系樹脂、ナイロン６、ナイロン１２、共重合ナイロン等のポリアミド系（ＰＡ）樹脂、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）樹脂、エチレン−ビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）等のポリビニルアルコール系樹脂、ポリイミド（ＰＩ）樹脂、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）樹脂、ポリサルホン（ＰＳ）樹脂、ポリエーテルサルホン（ＰＥＳ）樹脂、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂、ポリビニルブチラート（ＰＶＢ）樹脂、ポリアリレート（ＰＡＲ）樹脂、エチレン−四フッ化エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、三フッ化塩化エチレン（ＰＦＡ）、四フッ化エチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＦＥＰ）、フッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、フッ化ビニル（ＰＶＦ）、パーフルオロエチレン−パーフロロプロピレン−パーフロロビニルエーテル−共重合体（ＥＰＡ）等のフッ素系樹脂等を用いることができる。

また、上記に挙げた樹脂以外にも、ラジカル反応性不飽和化合物を有するアクリレート化合物によりなる樹脂組成物や、上記アクリルレート化合物とチオール基を有するメルカプト化合物よりなる樹脂組成物、エポキシアクリレート、ウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレート、ポリエーテルアクリレート等のオリゴマーを多官能アクリレートモノマーに溶解せしめた樹脂組成物等の光硬化性樹脂及びこれらの混合物等を用いることも可能である。更に、これらの樹脂の１または２種以上をラミネート、コーティング等の手段によって積層させたものを基材フィルムとして用いることも可能である。

これらの素材は単独であるいは適宜混合されて使用することもできる。中でもゼオネックスやゼオノア（日本ゼオン（株）製）、非晶質シクロポリオレフィン樹脂フィルムのＡＲＴＯＮ（ジェイエスアール（株）製）、ポリカーボネートフィルムのピュアエース（帝人（株）製）、セルローストリアセテートフィルムのコニカタックＫＣ４ＵＸ、ＫＣ８ＵＸ（コニカミノルタオプト（株）製）などの市販品を好ましく使用することができる。

また基材は透明であることが好ましい。基材が透明であり、基材上に形成する層も透明であることにより、透明なガスバリア性フィルムとすることが可能となるため、有機ＥＬ素子等の透明基板とすることも可能となるからである。

また、上記に挙げた樹脂等を用いた本発明に係る基材は、未延伸フィルムでもよく、延伸フィルムでもよい。

本発明に係る基材は、従来公知の一般的な方法により製造することが可能である。例えば、材料となる樹脂を押し出し機により溶融し、環状ダイやＴダイにより押し出して急冷することにより、実質的に無定形で配向していない未延伸の基材を製造することができる。また、未延伸の基材を一軸延伸、テンター式逐次二軸延伸、テンター式同時二軸延伸、チューブラー式同時二軸延伸などの公知の方法により、基材の流れ（縦軸）方向、または基材の流れ方向と直角（横軸）方向に延伸することにより延伸基材を製造することができる。この場合の延伸倍率は、基材の原料となる樹脂に合わせて適宜選択することできるが、縦軸方向及び横軸方向にそれぞれ２〜１０倍が好ましい。

また、本発明に係る基材においては、蒸着膜を形成する前にコロナ処理、火炎処理、プラズマ処理、グロー放電処理、粗面化処理、薬品処理などの表面処理を行ってもよい。

更に本発明に係る基材表面には、蒸着膜との密着性の向上を目的としてアンカーコート剤層を形成してもよい。このアンカーコート剤層に用いられるアンカーコート剤としては、ポリエステル樹脂、イソシアネート樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、エチレンビニルアルコール樹脂、ビニル変性樹脂、エポキシ樹脂、変性スチレン樹脂、変性シリコン樹脂、及びアルキルチタネート等を、１または２種以上併せて使用することができる。これらのアンカーコート剤には、従来公知の添加剤を加えることもできる。そして、上記のアンカーコート剤はロールコート、グラビアコート、ナイフコート、ディップコート、スプレーコート等の公知の方法により基材上にコーティングし、溶剤、希釈剤等を乾燥除去することによりアンカーコーティングすることができる。上記のアンカーコート剤の塗布量としては、０．１〜５ｇ／ｍ²（乾燥状態）程度が好ましい。

基材はロール状に巻き上げられた長尺品が便利である。基材の厚さは得られるガスバリア性フィルムの用途によって異なるので一概には規定できないが、ガスバリア性フィルムを包装用途とする場合には、特に制限を受けるものではなく、包装材料としての適性から、３〜４００μｍ、中でも６〜３０μｍの範囲内とすることが好ましい。

また、本発明に用いられる基材は、フィルム形状のものの膜厚としては１０〜２００μｍが好ましく、より好ましくは５０〜１００μｍである。

本発明に係るガスバリア性フィルムの水蒸気透過度としては、有機ＥＬディスプレイや高精彩カラー液晶ディスプレイ等の高度の水蒸気バリア性を必要とする用途に用いる場合、ＪＩＳ Ｋ７１２９ Ｂ法に従って測定した水蒸気透過度が、１．０ｇ／ｍ²／ｄａｙ以下であることが好ましく、更に有機ＥＬディスプレイ用途の場合、ごくわずかであっても成長するダークスポットが発生し、ディスプレイの表示寿命が極端に短くなる場合があるため、水蒸気透過度が、０．１ｇ／ｍ²／ｄａｙ未満であることが好ましい。

以下、本発明について実施例をもって説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

実施例１
〈有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１−１の作製〉
基材として、厚さ１００μｍのポリエチレンナフタレートフィルム（帝人・デユポン社製フィルム、以下ＰＥＮと略記する）上に、下記の大気圧プラズマ放電処理装置及び放電条件で、図１記載プロファイル構成で低密度層、中密度層、高密度層、中密度層のユニットを３層積層した透明ガスバリア性フィルムを作製した。

（大気圧プラズマ放電処理装置）
図２の大気圧プラズマ放電処理装置を用い、誘電体で被覆したロール電極及び複数の角筒型電極のセットを以下のように作製した。

第１電極となるロール電極は、冷却水による冷却手段を有するチタン合金Ｔ６４製ジャケットロール金属質母材に対して、大気プラズマ法により高密度、高密着性のアルミナ溶射膜を被覆し、ロール径１０００ｍｍφとなるようにした。一方、第２電極の角筒型電極は、中空の角筒型のチタン合金Ｔ６４に対し、上記同様の誘電体を同条件にて方肉で１ｍｍ被覆し、対向する角筒型固定電極群とした。

この角筒型電極をロール回転電極のまわりに、対向電極間隙を１ｍｍとして２４本配置した。角筒型固定電極群の放電総面積は、１５０ｃｍ（幅手方向の長さ）×４ｃｍ（搬送方向の長さ）×２４本（電極の数）＝１４４００ｃｍ²であった。なお、いずれもフィルターは適切なものを設置した。

プラズマ放電中、第１電極（ロール回転電極）及び第２電極（角筒型固定電極群）が８０℃になるように調節保温し、ロール回転電極はドライブで回転させて薄膜形成を行った。上記２４本の角筒型固定電極中、上流側より４本を下記第１層（低密度層１）の製膜用に、次の６本を下記第２層（中密度層１）の製膜用に、次の８本を第３層（高密度層１）の製膜用に使用し、残りの６本を第４層（中密度層２）の製膜用にして、各条件を設定して１パスで４層を積層した。この条件を更に２回繰り返して、透明ガスバリア性フィルム１を作製した。

（第１層：低密度層１）
下記の条件で、プラズマ放電を行って、厚さ約９０ｎｍの低密度層１を形成した。

〈ガス条件〉
放電ガス：窒素ガス ９４．８体積％
薄膜形成性ガス：ヘキサメチルジシロキサン
（リンテック社製気化器にて窒素ガスに混合して気化） ０．２体積％
添加ガス：酸素ガス ５．０体積％
〈電源条件：第１電極側の電源のみを使用した〉
第１電極側 電源種類 応用電機社製高周波電源
周波数 ８０ｋＨｚ
出力密度 １０Ｗ／ｃｍ²
上記形成した第１層（低密度層）の密度は、前述のマックサイエンス社製ＭＸＰ２１を用いたＸ線反射率法で測定した結果、１．９０であった。

（第２層：中密度層１）
下記の条件でプラズマ放電を行って、厚さ約９０ｎｍの中密度層１を形成した。

〈ガス条件〉
放電ガス：窒素ガス ９４．９体積％
薄膜形成性ガス：ヘキサメチルジシロキサン
（リンテック社製気化器にて窒素ガスに混合して気化） ０．１体積％
添加ガス：酸素ガス ５．０体積％
〈電源条件：第１電極側の電源のみを使用した〉
第１電極側 電源種類 応用電機社製高周波電源
周波数 ８０ｋＨｚ
出力密度 １０Ｗ／ｃｍ²
上記形成した第２層（中密度層）の密度は、前述のマックサイエンス社製ＭＸＰ２１を用いたＸ線反射率法で測定した結果、２．０５であった。

（第３層：高密度層１）
下記の条件でプラズマ放電を行って、厚さ約９０ｎｍの高密度層１を形成した。

〈ガス条件〉
放電ガス：窒素ガス ９４．９体積％
薄膜形成性ガス：ヘキサメチルジシロキサン
（リンテック社製気化器にて窒素ガスに混合して気化） ０．１体積％
添加ガス：酸素ガス ５．０体積％
〈電源条件〉
第１電極側 電源種類 応用電機社製高周波電源
周波数 ８０ｋＨｚ
出力密度 １０Ｗ／ｃｍ²
第２電極側 電源種類 パール工業社製高周波電源
周波数 １３．５６ＭＨｚ
出力密度 １０Ｗ／ｃｍ²
上記形成した第３層（高密度層）の密度は、前述のマックサイエンス社製ＭＸＰ２１を用いたＸ線反射率法で測定した結果、２．２０であった。

（第４層：中密度層２）
上記第２層（中密度層１）の同様の条件で、中密度層２を形成した。

ＪＩＳ−Ｋ−７１２９Ｂに準拠した方法により水蒸気透過率を測定した結果、１０^-3ｇ／ｍ²／ｄａｙ以下であった。ＪＩＳ−Ｋ−７１２６Ｂに準拠した方法により酸素透過率を測定した結果、１０^-3ｇ／ｍ²／ｄａｙ以下であった。

次いで、該ガスバリア性フィルム基板上にＩＴＯ（インジウムチンオキシド）を１２０ｎｍ成膜した基板にパターニングを行った後、このＩＴＯ透明電極を付けた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。市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに固定し、真空度４×１０^-4Ｐａまで減圧し、ＩＴＯ基板１００を作製した。

次にインクジェット式ヘッド１０が高速にＩＴＯ基板１００に対して相対移動しながら、正孔輸送材料として化合物Ａ４とＡＩＢＮ（モル比１００：１）及び塩化メチレンを含む流動体Ｄを、基板１００の上面に向けて吐出させることにより、化合物Ａ４とＡＩＢＮを含む液滴Ｄが着弾する。着弾した液滴（流動体Ｄ）は数十μｍ程度の径を有する。そして、所定量の流動体Ｄを吐出して正孔輸送層１１１が形成された。次に７０℃、３０分の条件にて、高分子薄膜を形成した。形成した高分子の膜厚は５０ｎｍであった。

同様に電子輸送材料として化合物Ａ１１とＡＩＢＮ（モル比１００：１）及び塩化メチレンを含む流動体Ｄを、基板１００の上面に向けて吐出させることにより、化合物Ａ１１とＡＩＢＮを含む液滴が着弾する。着弾した液滴は数十μｍ程度の径を有する。そして、所定量の流動体を吐出して電子輸送層１１２が形成された。更に７０℃、３０分の条件にて、高分子薄膜を形成した。形成した高分子の膜厚は５０ｎｍであった。次にその上に厚さ２００ｎｍのアルミニウム１１３（陰極）を蒸着した。

封止にあたっては、上記透明ガスバリア性フィルムを用い、ガスバリア膜を形成した側を陰極と相対する側にして封止して、比較の有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１−１を形成した。この素子にＩＴＯ側を正、アルミニウム側を負として２０Ｖの電圧を印加すると、ピーク波長５００ｎｍの緑色の発光が観察された。

図３に比較の有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１−１の吐出及び成膜工程を示す。

〈有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１−２の作製〉
正孔輸送層と電子輸送層の間に下記の通り中間層を設けた以外は、正孔輸送層及び電子輸送層を実施例１と同様に成膜して有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１−２を作製した。

ＩＴＯ基板上に正孔輸送層として、化合物Ａ４とＡＩＢＮを５０ｎｍの膜厚で上記と同様に塗布成膜し、７０℃、３０分の条件で高分子薄膜を形成した。次に中間層としてＬｉＦ水溶液の流動体Ｄを、正孔輸送層の上面に向けて吐出させることにより、ＬｉＦ層を塗布成膜した後、１００℃、３０分間乾燥し、１ｎｍ膜厚のＬｉＦ層を形成した。更に電子輸送材料として、化合物Ａ１１とＡＩＢＮを５０ｎｍ膜厚で高分子薄膜を形成した。次いで、その上に厚さ２００ｎｍのアルミニウムを蒸着した後、上記と同様に封止を行い有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１−２を作製した。

〈有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１−３の作製〉
正孔輸送層と電子輸送層の間に下記の通り中間層を設けた以外は、正孔輸送層及び電子輸送層を実施例１と同様に成膜して有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１−３を作製した。

ＩＴＯ基板上に正孔輸送層として、化合物Ａ４とＡＩＢＮを５０ｎｍの膜厚で上記と同様に塗布成膜し、７０℃、３０分の条件で高分子薄膜を形成した。次に中間層としてテトラエトキシシランと塩酸（モル比１００：１）水溶液の流動体Ｄを、正孔輸送層の上面に向けて吐出し、塗布成膜した後、２００℃、１時間加熱し、１ｎｍ膜厚の硅素酸化物層を形成した。更に電子輸送材料として、化合物Ａ１１とＡＩＢＮを５０ｎｍ膜厚で高分子薄膜を形成した。次いで、その上に厚さ２００ｎｍのアルミニウムを蒸着した後、上記と同様に封止を行い、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１−３を作製した。

〈有機ＥＬ素子の評価〉
以下のようにして得られた有機ＥＬ素子の評価を行い、結果を表１に示す。

（発光輝度）
有機ＥＬ素子の温度２３℃、１０Ｖ直流電圧を印加した時の発光輝度（ｃｄ／ｍ²）を測定した。発光輝度は有機エレクトロルミネッセンス素子ＯＬＥＤ１−３を１００とした時の相対値で表した。発光輝度については、ＣＳ−１０００（コニカミノルタセンシング社製）を用いて測定した。

（耐久性）
１０ｍＡ／ｃｍ²の一定電流で駆動したときに、初期輝度が元の半分に低下するのに要した時間である半減寿命時間を指標として表した。半減寿命時間は有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１−１を１００とした時の相対値で表した。

（ダークスポット）
また１０ｍＡ／ｃｍ²の一定電流で３０時間駆動させた後に、２ｍｍ×２ｍｍ四方の範囲での目視で確認できる非発光点（ダークスポット）の数を測定した。

表１から明らかなように、本発明に係る方法を用いた有機ＥＬ素子ではダークスポットが大幅に減少し、寿命も向上することが明らかになった。更に発光輝度の向上も認められた。

実施例２
実施例１の有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１−１を作製した条件と同じ条件で、下記表２の有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２−１〜２−５に示す材料及び膜厚構成の素子を作製した。有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２−１〜２−５の中間層は、正孔輸送層と発光層の間及び発光層と電子輸送層の間に表記載の加熱条件で０．５ｎｍの膜厚でそれぞれ成膜した。

有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２−１〜２−５についても、実施例１と同じ評価方法で評価を行った。表３に有機ＥＬ素子の評価結果を示す。

表３の結果から明らかなように、燐光発光有機ＥＬ素子においても、本発明の有機ＥＬ素子は発光輝度、寿命に優れ、ダークスポットの発生が抑えられた耐久性の高い素子であることがわかった。

本発明に係る透明ガスバリアフィルムの層構成とその密度プロファイルの一例を示す模式図である。 本発明に有用な対向電極間で基材を処理する方式の大気圧プラズマ放電処理装置の一例を示す概略図である。 有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１−１の吐出及び成膜工程を示す図である。

符号の説明

３０ プラズマ放電処理室
２５、３５ ロール電極
３６ 電極
４１、４２ 電源
５１ ガス供給装置
５５ 電極冷却ユニット
１００ ＩＴＯ基板
１１１ 正孔輸送層
１１２ 電子輸送層
１１３ 陰極
１１４ ガスバリア膜
１０ インクジェット式ヘッド
Ｄ 液滴

Claims (14)

1. 基板上に陰極と陽極を有し、その間に複数の有機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、少なくとも１層の中間層を有し、該中間層が有機溶媒に不溶の化合物からな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。
2. 前記有機層または中間層が塗布により成膜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。
3. 前記塗布の溶剤が水もしくはアルコールであることを特徴とする請求項２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
4. 前記有機層または中間層の形成がインクジェット法により行わ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。
5. 前記中間層が金属、金属酸化物もしくは金属塩からなることを特徴とする請求項１〜４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。
6. 前記中間層がゾルゲル形成法によって成膜されることを特徴とする請求項１〜４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。
7. 前記中間層が有機−無機ハイブリッド材料によって成膜されることを特徴とする請求項１〜４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。
8. 前記有機層の少なくとも一層が燐光性化合物を含有することを特徴とする請求項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。
9. 前記有機層が電子輸送層であって、且つ別の層が正孔輸送層であることを特徴とする請求項１〜８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。
10. 前記基板が透明性ガスバリアフィルムであることを特徴とする請求項１〜９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。
11. 発光が白色であることを特徴とする請求項１〜１０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。
12. 請求項１１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を有することを特徴とする表示装置。
13. 請求項１１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を有することを特徴とする照明装置。
14. 請求項１３に記載の照明装置と表示手段としての液晶素子を有することを特徴とする表示装置。

Images