JP2008293680A - 有機エレクトロルミネッセンス素子及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】画像欠陥がなく、ダークスポットの発生が少なく、発光層の寿命が長く、多品種生産での生産性が高く、コストアップ対策、生産能力対策を必要とせず、薄型・軽量な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】第１基材の上に少なくとも陽極及び少なくとも１層の有機層１を有する第１部材と、第２基材の上に少なくとも陰極及び少なくとも１層の有機層２を有する第２部材とを、前記第１基材と前記第２基材との間に前記陽極と前記陰極とが挟まれた構成となるように層面を合わせ、この外面を少なくとも１面が透明な第３部材で覆い、真空下で前記第１部材と前記第２部材を貼合して脱気後、前記第３部材の開口部を熱、圧力及び超音波から選ばれる少なくとも一つの手段でシール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。
【選択図】図１

Description

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。

近年、有機物質を使用した有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、有機ＥＬ素子とも言う）は、固体発光型の安価な大面積フルカラー表示素子や書き込み光源アレイとしての用途が有望視されており、活発な研究開発が進められている。有機ＥＬ素子は、基材上に形成された電極（陽極または陰極）と、その上に積層された有機発光物質を含有する有機層（単層部または多層部）すなわち発光層と、この発光層上に積層された電極（陰極または陽極）とを有する薄膜型の素子である。このような有機ＥＬ素子に電圧を印加すると、有機層に陰極から電子が注入され陽極から正孔が注入される。この電子と正孔が発光層において再結合し、エネルギー準位が伝導帯から価電子帯に戻る際にエネルギーを光として放出することにより発光が得られることが知られている。

このように、有機ＥＬ素子は薄膜型の素子であるため、１個または複数個の有機ＥＬ素子を基材上に形成した有機ＥＬパネルをバックライト等の面光源として利用した場合には、面光源を備えた装置を容易に薄型にすることができる。また、画素としての有機ＥＬ素子を基材上に所定個数形成した有機ＥＬパネルをディスプレイパネルとして用いて表示装置を構成した場合には視認性が高い、視野角依存性がない等、液晶表示装置では得られない利点がある。

有機ＥＬ素子の製造方法としては、基材の上に順次陽極、有機層、陰極を逐次形成して行く方法（逐次成膜法）と、陽極と有機層とを積層した第１部材と、陰極と有機層とを積層した第２部材とを準備し、第１部材と第２部材との間に陽極と陰極とが対向するように貼合する方法（貼合法）とが知られている。

逐次成膜法の欠点としては、陰極を高温が掛かる蒸着法により形成するため、ガスバリア層を付与した基材を用いた場合、蒸着領域と非蒸着領域で生じる大きな温度差で偏った応力が発生し、熱負荷によりガスバリア層にクラックが生じ易く、バリア性が不安定となるという問題が挙げられる。また、大面積フルカラー表示素子を作製しやすい、生産効率がよいとされているロールトゥーロール方式では、陰極は、蒸着またはスパッタリング等の真空プロセスでの生産になるため、結局その工程がボトルネックとなり、生産効率が挙げられないのが現状である。

一方、貼合法は、基材上に陽極と有機層を形成した第１部材と、基材上に陰極と有機層を形成した第２部材とを別々に逐次成膜法により予め準備しておける、高温が掛かる蒸着法で形成する陰極を別に作製するため、第１部材側に設けたガスバリア層が高温による損傷を受けなくなるため、有機ＥＬ素子の保存性の向上と安定化が可能となる等の利点を有するため、検討が行われている。

例えば、長尺状基材上に形成された第一電極層を介して、発光層を含む有機層が積層され、第一電極層の周囲に接着剤を配置した第一積層体と、長尺状基材上に形成された第二電極層を介して、有機層の他方の側の層が形成されている第二積層体とを重ね合わせ、その少なくとも一方の層を加熱して軟化させることにより互いに接合（貼合）した後、第一積層体と第二積層体とを基板幅方向に沿って切断することで、発光領域の周囲を接着剤（封止剤）で封止することで有機ＥＬ表示パネルを作製する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。

この方法は、ロールトゥーロール製法において高生産性を実現するためには有効な生産方法である。しかしながら、この方法で作製された有機ＥＬ表示パネル（本発明の有機ＥＬ素子に該当する）は、逐次成膜法により作製した有機ＥＬ表示パネルに対して、リーク、ショートといった画像欠陥により歩留まりが劣る場合が多い。

また、有機ＥＬパネルを表示装置に応用を行う上で、安定した発光は必要不可欠な条件である。しかしながら、有機ＥＬパネルにおいては、長時間駆動によりダークスポットと呼ばれる非発光点が発生し、このダークスポットの成長が有機ＥＬパネルの寿命を短くしている原因の１つとなっている。ダークスポットは一般的に駆動直後は肉眼では見えない程度の大きさで発生し、これを核として連続駆動により成長していくことが知られている。また、ダークスポットは駆動を行わない保存状態でも発生し、経時的に成長することが知られている。

ダークスポットの原因はいろいろ考えられるが、外的要因としては、水分や酸素の有機ＥＬ素子内への浸入による有機層の結晶化、電極の剥離等が考えられる。内的要因としては、電極を構成している金属の結晶成長によるショート、発光に伴う発熱による有機層の結晶化、劣化等がダークスポットの要因として考えられている。

これら、ダークスポットの発生を防止するために対策として、例えば特開平５−１８２７５９号、同５−３６４７５号には金属製やガラス製の封止缶により乾燥窒素雰囲気下で有機ＥＬ素子を被覆封止する方法が記載されている。しかし、ガラスや金属製の封止缶を用いるため、有機ＥＬパネルを薄型・軽量化するのに限界があった。また、製造工程においては、気密ケース内部に乾燥剤を封入する工程、気密ケースに光硬化性樹脂を塗布する工程、透光性基材と気密ケースを貼り合せる工程、光硬化性樹脂を硬化させる工程があるため、多品種生産での生産性・製造コストの面で問題があった。

さらに、ダークスポットの発生を防止し、かつ薄型・軽量化対策として、金属箔等のバリア性の高いフィルムを用いて封止することにより、耐湿性に優れた薄型・軽量な有機ＥＬパネルを得る方法が検討されてきた。例えば、透光性基材上に、少なくとも透明陽極層、発光媒体層、陰極層を順次積層し、陰極層をバリア層と熱可塑性接着性樹脂からなるシーラント層で構成された耐湿性フィルムで被覆した有機ＥＬ素子が知られている（例えば、特許文献２を参照）。

しかしながら、この方法の場合、次の欠点を有している。１）有機ＥＬ素子毎に耐湿性フィルムを貼合するため、耐湿性フィルムの位置合わせが難しい。２）耐湿性フィルムが有機ＥＬ素子の大きさに合わせてあるため小さくなり、耐湿性フィルムを貼合する時に、耐湿性フィルムに安定に張力を掛けて貼合することが難しくなることでシワの発生を防止することが難しい。３）有機ＥＬ素子毎に耐湿性フィルムを貼合するため、生産性が低い。

また、基材上に剥離樹脂層も所定の形状にパターニングされた接着層を有する転写可能な金属箔を有する転写材（封止部材）を使用し、透光性基材上に多数個作製された有機ＥＬ素子を金属箔で被覆する方法が知られている（例えば、特許文献３を参照）。

しかしながら、この方法の場合、生産性及び貼合時のシワの発生に対しては対策がとれるが、次のような新たな欠点を有している。１）金属箔を転写した後に残るロスとなる転写材の処置に伴うコスト的負荷、環境負荷が増加する。２）転写材（封止部材）と有機ＥＬ素子基材とにアライメントマークを設定するために工程負荷が増加する。３）転写材（封止部材）の貼合時に、転写材（封止部材）と有機ＥＬ素子基材とのアライメントマークの位置合わせに精度が要求されるため貼合装置が複雑となるのに合わせ煩雑な管理が必要となる。

このような状況から、貼合法にて、画像欠陥がなく、ダークスポットの発生を防止し、多品種生産での生産性が高く、コストアップ対策、生産能力対策を必要とせず、発光層の長寿命化がとれ、薄型・軽量な有機ＥＬ素子を得る有機ＥＬ素子及びその製造方法の開発が望まれている。
特開２００４−２９６１４７号公報 特開２００１−３０７８７１号公報 特開２００４−３０３５２８号公報

本発明は、上記状況に鑑みなされたものであり、その目的は画像欠陥がなく、ダークスポットの発生が少なく、発光層の寿命が長く、多品種生産での生産性が高く、コストアップ対策、生産能力対策を必要とせず、薄型・軽量な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。

本発明の上記課題は、以下の構成により達成される。

１．第１基材の上に少なくとも陽極及び少なくとも１層の有機層１を有する第１部材と、第２基材の上に少なくとも陰極及び少なくとも１層の有機層２を有する第２部材とを、前記第１基材と前記第２基材との間に前記陽極と前記陰極とが挟まれた構成となるように層面を合わせ、この外面を少なくとも１面が透明な第３部材で覆い、真空下で前記第１部材と前記第２部材を貼合して脱気後、前記第３部材の開口部を熱、圧力及び超音波から選ばれる少なくとも一つの手段でシール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。

２．前記第３部材が、少なくとも１枚が透明な２枚のシートから成り、真空下で前記第１部材と前記第２部材を貼合して脱気後、４方シール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の製造方法。

３．前記第３部材が、二つ折りの透明な１枚のシート、または少なくとも１枚が透明な２枚のシートの１方端をシールした１枚のシートから成り、真空下で前記第１部材と前記第２部材を貼合して脱気後、３方シール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の製造方法。

４．前記第３部材が、透明な円筒状（開口部が２カ所）のシートから成り、真空下で前記第１部材と前記第２部材を貼合して脱気後、２方シール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の製造方法。

５．前記第３部材が、透明な袋状（開口部が１カ所）のシートから成り、真空下で前記第１部材と前記第２部材を貼合して脱気後、１方シール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の製造方法。

６．前記第３部材は、ＪＩＳ Ｋ ７１２６−１９８７に準拠した方法で測定した酸素透過度が１０^-3ｍｌ／（ｍ²・２４ｈ・ＭＰａ）以下、かつ水蒸気透過度が１０^-5ｇ／（ｍ²・２４ｈ）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の製造方法。

７．前記第３部材が、ビニール、ナイロン、ポリプロピレン及びポリエチレンテレフタレートから選ばれる少なくとも一つのガスバリア性フィルム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の製造方法。

８．前記陽極及び陰極に取り出し配線を組み付けた後、前記第３部材でシールすることを特徴とする前記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の製造方法。

９．前記陰極の周囲の端辺が面取り加工処理されていることを特徴とする前記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の製造方法。

１０．前記第１基材と前記第２基材の少なくとも一つがガラスであることを特徴とする前記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の製造方法。

１１．前記第１基材と前記第２基材の少なくとも一つがプラスチックであることを特徴とする前記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の製造方法。

１２．前記第１基材と前記第２基材の一方がガラスで他方がプラスチックであることを特徴とする前記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の製造方法。

１３．前記有機層１及び有機層２がウエットプロセスにより形成されることを特徴とする前記１〜１２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の製造方法。

１４．前記ウエットプロセスに用いた溶媒が残留している状態で貼合することを特徴とする前記１３に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。

１５．前記第１部材の貼合面が有機層１、前記第２部材の貼合面が有機層２であることを特徴とする前記１〜１４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の製造方法。

１６．前記貼合面の有機層１及び有機層２が発光層であることを特徴とする前記１５に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。

１７．前記１〜１６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の製造方法により得られ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。

本発明により、画像欠陥がなく、ダークスポットの発生が少なく、発光層の寿命が長く、多品種生産での生産性が高く、コストアップ対策、生産能力対策を必要とせず、薄型・軽量な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。

本発明者らは、上記課題に鑑み鋭意検討を行った結果、第１基材の上に少なくとも陽極及び少なくとも１層の有機層１を有する第１部材と、第２基材の上に少なくとも陰極及び少なくとも１層の有機層２を有する第２部材とを、前記第１基材と前記第２基材との間に前記陽極と前記陰極とが挟まれた構成となるように層面を合わせ、この外面を少なくとも１面が透明な第３部材で覆い、真空下で前記第１部材と前記第２部材を貼合して脱気後、前記第３部材の開口部を熱、圧力及び超音波から選ばれる少なくとも一つの手段でシールする有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法により、画像欠陥がなく、ダークスポットの発生を防止し、多品種生産での生産性が高く、コストアップ対策、生産能力対策を必要とせず、発光層の長寿命化がとれ、薄型・軽量な有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法が得られることを見出し、本発明に至った。

従来の有機ＥＬ素子の製造方法では、基材上に陽極、正孔輸送層、発光層、正孔阻止層、電子輸送層、陰極等の各層を順次積層して有機ＥＬ素子を作製（逐次成膜法）した後、封止層を設けている。

この逐次成膜法の欠点としては、上述のように、陰極を高温が掛かる蒸着法により形成するため、ガスバリア層を付与した基板を用いた場合、蒸着領域と非蒸着領域で生じる大きな温度差で偏った応力が発生し、熱負荷によりガスバリア層にクラックが生じ易く、バリア性が不安定となるという問題が挙げられる。また、大面積フルカラー表示素子を作製しやすい、生産効率がよいとされているロールトゥーロール方式では、陰極は、蒸着またはスパッタリング等の真空プロセスでの生産になるため、その工程がボトルネックとなり、生産効率が挙げられない。

本発明では、有機ＥＬ素子の電極、有機層を第１部材と第２部材の二つの部材に分割して生産した後、二つの部材を貼合（貼合法）し、包材となる第３部材で覆い、脱気後、第３部材の開口部をシールし、包装と同時に有機ＥＬ素子を完成するものである。

本発明の製造方法では、以下に示す利点を有する。
（１）基材の上に陽極と有機層を順次形成した第１部材と、基材の上に陰極を形成した第２部材とを別々に予め準備しておける。
（２）多種の第１部材と第２部材を自由に組み合わせて貼合できるため、多品種の有機ＥＬ素子生産での生産性が高い。
（３）高温が掛かる蒸着法で形成する陰極を別に作製するため、第１部材側に設けたガスバリア層が高温による損傷を受けなくなるため、製造した有機ＥＬ素子の保存性の向上と安定化が可能となる。
（４）基材に可撓性部材を用いることでロールトゥーロール方式での連続生産が可能になる。
（５）逐次成膜法でのロールトゥーロール方式ではできなかった生産効率の向上、コストダウンの可能性がある。
（６）互いの貼合面を有機層にすることで有機層の積層が容易にできる。
（７）脱気後、貼合した第１部材と第２部を第３部材で覆いシールする方法は、食品包装等の広い分野で用いられている方法であり、比較的製造コストが安く、生産能力が高い。

なお、一般には、基材上に少なくとも陽極、発光層を含む有機層、陰極までが順次積層された状態を有機ＥＬ素子と言い、封止部材で被覆された状態を有機ＥＬパネルと言うが、本発明では、シールした後に有機ＥＬ素子が完成することから、陽極及び有機層を有する第１部材と、陰極及び有機層を有する第２部材との層面を合わせ、この外面を第３部材で覆いシールした状態を有機ＥＬ素子と言う。

以下、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

《有機ＥＬ素子の構成》
本発明の有機ＥＬ素子は、基材（支持基盤）、電極（陽極、陰極）、種々の機能を有する有機層等によって構成される。好ましい構成の具体例を以下に示すが、本発明はこれらに限定されない。

（１）陽極／正孔輸送層／電子阻止層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／陰極
（２）陽極／正孔輸送層／電子阻止層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／陰極バッファー層／陰極
（３）陽極／陽極バッファー層／正孔輸送層／電子阻止層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／陰極
（４）陽極／陽極バッファー層／正孔輸送層／電子阻止層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／陰極バッファー層／陰極
《発光層》
本発明に係る発光層は、単層であってもよいが、例えば下記のように複数の発光層を有する構成単位であってもよく、この場合は、最も陽極側の発光層から最も陰極側の発光層まで積層された有機層を発光層ユニットという。

発光層ユニットの代表例を以下に例示するが、これらに限定されない。

（１）発光層Ａ／発光層Ｂ
（２）発光層Ａ／中間層／発光層Ｂ
（３）発光層Ａ／正孔阻止層／発光層Ｂ
（４）発光層Ａ／電子阻止層／発光層Ｂ
（５）発光層Ａ／発光層Ｂ／発光層Ｃ
（６）発光層Ａ／中間層／発光層Ｂ／中間層／発光層Ｃ
（７）発光層Ａ／中間層／発光層Ｂ／正孔阻止層／発光層Ｃ
（８）発光層Ａ／電子阻止層／発光層Ｂ／中間層／発光層Ｃ
本発明の有機ＥＬ素子の発光色を照明用にする場合には、２色以上の発光性ドーパントを含有することが必要である。さらに、演色性、色再現域等の点から３色以上の発光性ドーパントを含有することが好ましい。発光極大波長の異なる２種以上の発光性ドーパントを含有する複数の発光層で構成することもできる。当該ユニットは、各発光層間に非発光性の中間層を設け、複数の発光層で構成しても、単層の中に発光極大波長の異なる２種以上の発光性ドーパントを含有することで、発光極大波長が異なる少なくとも２種以上の異なる発光をさせてもよい。有機ＥＬ素子の発光色を白色にする場合には、製造安定性等の観点から、複数の発光層を設け、各発光層の発光性ドーパントを２種類以下とすることが好ましい。

また、後述するホスト材料は有機ＥＬ素子の駆動寿命がよいという点から、全ての発光層で同一であることが好ましい。

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。

（ホスト化合物）
本発明の有機ＥＬ素子の発光層に含まれるホスト化合物とは、その化合物上のキャリアの再結合によって生成した励起子のエネルギーを発光性ドーパント（ゲスト化合物）に移動し、発光性ドーパントを発光させる化合物、及びホスト化合物上のキャリアを発光性ドーパントにトラップさせ、発光性ドーパント上で励起子を生成させ、その結果、発光性ドーパントを発光させる化合物をいう。

本発明においては、発光層に含有される化合物の中で、そのホスト化合物の比率は２０質量％以上であることが好ましい。

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、複数種併用して用いてもよい。また、後述する発光性ドーパントとして用いられるリン光性化合物等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。

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）でもよい。

本発明に用いられる発光ホスト化合物としては、構造的には特に制限はないが、代表的にはカルバゾール誘導体、トリアリールアミン誘導体、芳香族ボラン誘導体、含窒素複素環化合物、チオフェン誘導体、フラン誘導体、オリゴアリーレン化合物等の基本骨格を有するもの、または、カルボリン誘導体やジアザカルバゾール誘導体（ここで、ジアザカルバゾール誘導体とは、カルボリン誘導体のカルボリン環を構成する炭化水素環の少なくとも一つの炭素原子が窒素原子で置換されているものを表す。）等が挙げられる。

ホスト化合物としては、正孔輸送能、電子輸送能を有しつつ、かつ、発光の長波長化を防ぎ、高Ｔｇ（ガラス転移温度）である化合物が好ましい。

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好適である。例えば、特開２００１−２５７０７６号公報、同２００２−３０８８５５号公報、同２００１−３１３１７９号公報、同２００２−３１９４９１号公報、同２００１−３５７９７７号公報、同２００２−３３４７８６号公報、同２００２−８８６０号公報、同２００２−３３４７８７号公報、同２００２−１５８７１号公報、同２００２−３３４７８８号公報、同２００２−４３０５６号公報、同２００２−３３４７８９号公報、同２００２−７５６４５号公報、同２００２−３３８５７９号公報、同２００２−１０５４４５号公報、同２００２−３４３５６８号公報、同２００２−１４１１７３号公報、同２００２−３５２９５７号公報、同２００２−２０３６８３号公報、同２００２−３６３２２７号公報、同２００２−２３１４５３号公報、同２００３−３１６５号公報、同２００２−２３４８８８号公報、同２００３−２７０４８号公報、同２００２−２５５９３４号公報、同２００２−２６０８６１号公報、同２００２−２８０１８３号公報、同２００２−２９９０６０号公報、同２００２−３０２５１６号公報、同２００２−３０５０８３号公報、同２００２−３０５０８４号公報、同２００２−３０８８３７号公報等に記載されている化合物が挙げられる。

本発明に用いられるホスト化合物としては下記一般式（ａ）で表されるホスト化合物が好ましい。

式中、Ｘは、ＮＲ′、Ｏ、Ｓ、ＣＲ′Ｒ″またはＳｉＲ′Ｒ″を表す。Ｒ′、Ｒ″は、それぞれ水素原子または置換基を表す。Ａｒは芳香環を表す。ｎは０〜８の整数を表す。

一般式（ａ）のＸにおいて、Ｒ′、Ｒで表される置換基としては、アルキル基（例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基等）、シクロアルキル基（例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等）、アルケニル基（例えば、ビニル基、アリル基、１−プロペニル基、２−ブテニル基、１，３−ブタジエニル基、２−ペンテニル基、イソプロペニル基等）、アルキニル基（例えば、エチニル基、プロパルギル基等）、芳香族炭化水素基（芳香族炭素環基、アリール基等ともいい、例えば、フェニル基、ｐ−クロロフェニル基、メシチル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、アントリル基、アズレニル基、アセナフテニル基、フルオレニル基、フェナントリル基、インデニル基、ピレニル基、ビフェニリル基等）、芳香族複素環基（例えば、フリル基、チエニル基、ピリジル基、ピリダジニル基、ピリミジニル基、ピラジニル基、トリアジニル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、チアゾリル基、キナゾリニル基、カルバゾリル基、カルボリニル基、ジアザカルバゾリル基（前記カルボリニル基のカルボリン環を構成する任意の炭素原子の一つが窒素原子で置き換わったものを示す）、フタラジニル基等）、複素環基（例えば、ピロリジル基、イミダゾリジル基、モルホリル基、オキサゾリジル基等）、アルコキシ基（例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、ドデシルオキシ基等）、シクロアルコキシ基（例えば、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基等）、アリールオキシ基（例えば、フェノキシ基、ナフチルオキシ基等）、アルキルチオ基（例えば、メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基、ペンチルチオ基、ヘキシルチオ基、オクチルチオ基、ドデシルチオ基等）、シクロアルキルチオ基（例えば、シクロペンチルチオ基、シクロヘキシルチオ基等）、アリールチオ基（例えば、フェニルチオ基、ナフチルチオ基等）、アルコキシカルボニル基（例えば、メチルオキシカルボニル基、エチルオキシカルボニル基、ブチルオキシカルボニル基、オクチルオキシカルボニル基、ドデシルオキシカルボニル基等）、アリールオキシカルボニル基（例えば、フェニルオキシカルボニル基、ナフチルオキシカルボニル基等）、スルファモイル基（例えば、アミノスルホニル基、メチルアミノスルホニル基、ジメチルアミノスルホニル基、ブチルアミノスルホニル基、ヘキシルアミノスルホニル基、シクロヘキシルアミノスルホニル基、オクチルアミノスルホニル基、ドデシルアミノスルホニル基、フェニルアミノスルホニル基、ナフチルアミノスルホニル基、２−ピリジルアミノスルホニル基等）、アシル基（例えば、アセチル基、エチルカルボニル基、プロピルカルボニル基、ペンチルカルボニル基、シクロヘキシルカルボニル基、オクチルカルボニル基、２−エチルヘキシルカルボニル基、ドデシルカルボニル基、フェニルカルボニル基、ナフチルカルボニル基、ピリジルカルボニル基等）、アシルオキシ基（例えば、アセチルオキシ基、エチルカルボニルオキシ基、ブチルカルボニルオキシ基、オクチルカルボニルオキシ基、ドデシルカルボニルオキシ基、フェニルカルボニルオキシ基等）、アミド基（例えば、メチルカルボニルアミノ基、エチルカルボニルアミノ基、ジメチルカルボニルアミノ基、プロピルカルボニルアミノ基、ペンチルカルボニルアミノ基、シクロヘキシルカルボニルアミノ基、２−エチルヘキシルカルボニルアミノ基、オクチルカルボニルアミノ基、ドデシルカルボニルアミノ基、フェニルカルボニルアミノ基、ナフチルカルボニルアミノ基等）、カルバモイル基（例えば、アミノカルボニル基、メチルアミノカルボニル基、ジメチルアミノカルボニル基、プロピルアミノカルボニル基、ペンチルアミノカルボニル基、シクロヘキシルアミノカルボニル基、オクチルアミノカルボニル基、２−エチルヘキシルアミノカルボニル基、ドデシルアミノカルボニル基、フェニルアミノカルボニル基、ナフチルアミノカルボニル基、２−ピリジルアミノカルボニル基等）、ウレイド基（例えば、メチルウレイド基、エチルウレイド基、ペンチルウレイド基、シクロヘキシルウレイド基、オクチルウレイド基、ドデシルウレイド基、フェニルウレイド基ナフチルウレイド基、２−ピリジルアミノウレイド基等）、スルフィニル基（例えば、メチルスルフィニル基、エチルスルフィニル基、ブチルスルフィニル基、シクロヘキシルスルフィニル基、２−エチルヘキシルスルフィニル基、ドデシルスルフィニル基、フェニルスルフィニル基、ナフチルスルフィニル基、２−ピリジルスルフィニル基等）、アルキルスルホニル基（例えば、メチルスルホニル基、エチルスルホニル基、ブチルスルホニル基、シクロヘキシルスルホニル基、２−エチルヘキシルスルホニル基、ドデシルスルホニル基等）、アリールスルホニル基またはヘテロアリールスルホニル基（例えば、フェニルスルホニル基、ナフチルスルホニル基、２−ピリジルスルホニル基等）、アミノ基（例えば、アミノ基、エチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ブチルアミノ基、シクロペンチルアミノ基、２−エチルヘキシルアミノ基、ドデシルアミノ基、アニリノ基、ナフチルアミノ基、２−ピリジルアミノ基等）、ハロゲン原子（例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子等）、フッ化炭化水素基（例えば、フルオロメチル基、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、ペンタフルオロフェニル基等）、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、メルカプト基、シリル基（例えば、トリメチルシリル基、トリイソプロピルシリル基、トリフェニルシリル基、フェニルジエチルシリル基等）、ホスホノ基等が挙げられる。

これらの置換基は、上記の置換基によってさらに置換されていてもよい。また、これらの置換基は複数が互いに結合して環を形成していてもよい。

一般式（ａ）において好ましいＸは、ＮＲ′またはＯであり、Ｒ′としては芳香族炭化水素基、芳香族複素環基が特に好ましい。

一般式（ａ）において、Ａｒで表される芳香環としては、芳香族炭化水素環または芳香族複素環が挙げられる。また、芳香環は単環でもよく、縮合環でもよく、さらに未置換でも、後述するような置換基を有していてもよい。

一般式（ａ）において、Ａｒで表される芳香族炭化水素環としては、ベンゼン環、ビフェニル環、ナフタレン環、アズレン環、アントラセン環、フェナントレン環、ピレン環、クリセン環、ナフタセン環、トリフェニレン環、ｏ−テルフェニル環、ｍ−テルフェニル環、ｐ−テルフェニル環、アセナフテン環、コロネン環、フルオレン環、フルオラントレン環、ナフタセン環、ペンタセン環、ペリレン環、ペンタフェン環、ピセン環、ピレン環、ピラントレン環、アンスラアントレン環等が挙げられる。これらの環はさらに置換基を有していてもよい。

一般式（ａ）において、Ａｒで表される芳香族複素環としては、例えば、フラン環、ジベンゾフラン環、チオフェン環、オキサゾール環、ピロール環、ピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環、トリアジン環、ベンゾイミダゾール環、オキサジアゾール環、トリアゾール環、イミダゾール環、ピラゾール環、チアゾール環、インドール環、インダゾール環、ベンゾイミダゾール環、ベンゾチアゾール環、ベンゾオキサゾール環、キノキサリン環、キナゾリン環、シンノリン環、キノリン環、イソキノリン環、フタラジン環、ナフチリジン環、カルバゾール環、カルボリン環、ジアザカルバゾール環（カルボリン環を構成する炭化水素環の炭素原子の一つがさらに窒素原子で置換されている環を示す）等が挙げられる。これらの環はさらに置換基を有していてもよい。

上記の中でも、一般式（ａ）において、Ａｒで表される芳香環として、好ましく用いられるのは、カルバゾール環、カルボリン環、ジベンゾフラン環、ベンゼン環であり、特に好ましく用いられるのは、カルバゾール環、カルボリン環、ベンゼン環である。

上記の中でも、置換基を有するベンゼン環が好ましく、特に好ましくは、カルバゾリル基を有するベンゼン環が好ましい。

また、一般式（ａ）において、Ａｒで表される芳香環としては、下記に示すような、それぞれ３環以上の縮合環が好ましい一態様であり、３環以上が縮合した芳香族炭化水素縮合環としては、具体的には、ナフタセン環、アントラセン環、テトラセン環、ペンタセン環、ヘキサセン環、フェナントレン環、ピレン環、ベンゾピレン環、ベンゾアズレン環、クリセン環、ベンゾクリセン環、アセナフテン環、アセナフチレン環、トリフェニレン環、コロネン環、ベンゾコロネン環、ヘキサベンゾコロネン環、フルオレン環、ベンゾフルオレン環、フルオランテン環、ペリレン環、ナフトペリレン環、ペンタベンゾペリレン環、ベンゾペリレン環、ペンタフェン環、ピセン環、ピラントレン環、コロネン環、ナフトコロネン環、オバレン環、アンスラアントレン環等が挙げられる。なお、これらの環はさらに、置換基を有していてもよい。

また、３環以上が縮合した芳香族複素環としては、具体的には、アクリジン環、ベンゾキノリン環、カルバゾール環、カルボリン環、フェナジン環、フェナントリジン環、フェナントロリン環、カルボリン環、サイクラジン環、キンドリン環、テペニジン環、キニンドリン環、トリフェノジチアジン環、トリフェノジオキサジン環、フェナントラジン環、アントラジン環、ペリミジン環、ジアザカルバゾール環（カルボリン環を構成する炭素原子の任意の一つが窒素原子で置き換わったものを表す）、フェナントロリン環、ジベンゾフラン環、ジベンゾチオフェン環、ナフトフラン環、ナフトチオフェン環、ベンゾジフラン環、ベンゾジチオフェン環、ナフトジフラン環、ナフトジチオフェン環、アントラフラン環、アントラジフラン環、アントラチオフェン環、アントラジチオフェン環、チアントレン環、フェノキサチイン環、チオファントレン環（ナフトチオフェン環）等が挙げられる。なお、これらの環はさらに置換基を有していてもよい。

ここで、一般式（ａ）において、Ａｒで表される芳香環が有してもよい置換基は、Ｒ′、Ｒ″で表される置換基と同義である。

また、一般式（ａ）において、ｎは０〜８の整数を表すが、０〜２であることが好ましく、特にＸがＯ、Ｓである場合には１〜２であることが好ましい。

一般式（ａ）において、Ａｒで表される芳香環が有してもよい置換基は、Ｒ′、Ｒ″で表される置換基と同義である。

以下に一般式（ａ）で表される発光ホスト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。

（発光性ドーパント）
発光性ドーパントとしては、リン光性化合物（「リン光発光性ドーパント」、「リン光発光体」等ともいう。）及び蛍光性化合物が知られているが、本発明では発光効率の高い有機ＥＬ素子を得る観点から、リン光性発光化合物を用いることが好ましい。

（リン光性化合物：リン光発光体）
本発明に係るリン光性化合物（「リン光発光体」、「リン光性ドーパント」ともいう。）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。

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発光体は、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。リン光発光体の発光は、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発光体に移動させることでリン光発光体からの発光を得るというエネルギー移動型、もう一つはリン光発光体がキャリアトラップとなり、リン光発光体上でキャリアの再結合が起こりリン光発光体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、リン光発光体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。

リン発光体は、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。本発明に係るリン光発光体としては、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。

以下に、リン光発光体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。

《非発光性の中間層》
本発明においては、キャリア制御層として、非発光性の中間層を設けてもよい。非発光性の中間層の層厚としては、１〜１５ｎｍの範囲にあるのが好ましく、さらに３〜１０ｎｍの範囲にあることが、隣接発光層間のエネルギー移動等相互作用を抑制し、かつ、素子の電流電圧特性に大きな負荷を与えないという観点から好ましい。

この非発光性の中間層に用いられる材料としては、発光層のホスト化合物と同一でも異なっていてもよいが、隣接する２つの発光層の少なくとも一方の発光層のホスト化合物と同一であることが好ましい。

非発光性の中間層としては、ホストに用いることのできる化合物や、正孔輸送層あるいは電子輸送層に用いる材料を用いることができる。

《正孔輸送層》
正孔輸送層は、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。

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有機物、無機物のいずれでもよい。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。

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。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、さらには、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。さらに、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。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。本発明で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。

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５〜２００ｎｍ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。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、Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，９５，５７７３（２００４）等に記載されたものが挙げられる。本発明ではこのような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。

《電子輸送層》
電子輸送層は、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む。電子輸送層は単層または複数層設けることができる。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）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。

さらに、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。さら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ができる。

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、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。

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５〜２００ｎｍ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。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。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。

《注入層：電子注入層、正孔注入層》
注入層は、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。

注入層は必要に応じて設け、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。

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。

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０．１〜５μｍの範囲が好ましい。

《阻止層：正孔阻止層、電子阻止層》
正孔阻止層は、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、前述した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。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。

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。

本発明においては、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０．２ｅＶ以上大きいことが好ましい。本発明に係る正孔阻止層は、前記エレクトロンドナーを含有すると電子密度が増加するので、さらなる低電圧化のために好ましい。

なお、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。

（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。

（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。

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。本発明に好ましく用いられる電子阻止層は、前記正孔輸送層の材料である。さらに前記エレクトロンアクセプターを含有すると更なる低電圧化の効果が得られる。

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３〜１００ｎｍであり、さらに好ましくは５〜３０ｎｍである。

《反応性有機化合物》
本発明では、反応性基をもつ有機化合物（反応性有機化合物）を用いてもよい。反応性有機化合物を用いる層としては特に制限はなく、各層に用いることができる。

反応性有機化合物を基材上で反応させ、有機分子によるネットワークポリマーを形成させることができる。ネットワークポリマーが生成することで、構成層のＴｇ（ガラス転移点）調整による素子劣化の抑制させることができる。

また、素子使用中の活性ラジカルを用いて分子の共役系の切断または生成を伴う反応を調整することにより、有機ＥＬ素子の発光波長を変えたり、特定波長の劣化を抑制すること等も可能である。

一方、製造面では、例えば、ウエットプロセスで積層する工程の場合では、下層が上層の塗布液に溶解しないことが好ましく、下層を樹脂化し溶剤溶解性を劣化させることで、上層塗布を可能とすることができる。

本発明に用いることのできる反応性基の一例を示す。

また、反応性有機化合物の一例を示す。

《基材》
本発明の有機ＥＬ素子の第１基材、第２基材（以下、基体、支持基盤、基材、支持体等ともいう。）としては、ガラス、プラスチック等の種類には特に限定はなく、また、透明であっても不透明であってもよい。基材側から光を取り出す場合には、基材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基材としては、ガラス、石英、プラスチック（透明樹脂フィルム）を挙げることができる。特に好ましい基材は、有機ＥＬ素子にフレキシブル性を与えることが可能なプラスチックである。

第１基材と第２基材の少なくとも一つがガラス、またはプラスチックであることが好ましく、第１基材と第２基材の一方がガラスで他方がプラスチックであることも好ましい。

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。

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した水蒸気透過度（２５±０．５℃、相対湿度（９０±２）％ＲＨ）が、１×１０^-3ｇ／（ｍ²・２４ｈ）以下のバリア性フィルムであることが好ましく、さらには、ＪＩＳ Ｋ ７１２６−１９８７に準拠した方法で測定された酸素透過度が、１×１０^-3ｍｌ／ｍ²・２４ｈ・ａｔｍ以下、水蒸気透過度（２５±０．５℃、相対湿度（９０±２）％ＲＨ）が、１×１０^-3ｇ／（ｍ²・２４ｈ）以下の高ガスバリア性フィルムであることが好ましい。

高ガスバリア性フィルムとするために樹脂フィルム表面に形成される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。さら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。

《バリア膜の形成方法》
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。不透明な支持基盤としては、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材、セラミック製の基材等が挙げられる。

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。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。

《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製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。さらに膜厚は材料にもよるが、通常１０〜１０００ｎｍ、好ましくは１０〜２００ｎｍの範囲で選ばれる。

《陰極》
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１０〜５μｍ、好ましくは５０〜２００ｎｍの範囲で選ばれる。なお、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。

また、陰極に上記金属を１〜２０ｎｍ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。

陰極の周囲の端辺は面取り加工処理しておくことが好ましい。

《第３部材》
本発明は、真空下で前記第１部材と前記第２部材を貼合して脱気後、少なくとも１面が透明な第３部材で覆い、第３部材の開口部を熱、圧力または超音波でシールすることを特徴とする。有機ＥＬ素子全体を被覆することで、長期に亘り、酸素及び水分の侵入を防ぎ、画像欠陥やダークスポットを防止することができる。

シール方法は、包装材料である第３部材の形状により、
（１）第３部材が２枚のシートから成る場合は、真空下で第１部材と第２部材を貼合して脱気後、４方シールする方法、
（２）第３部材が二つ折りの１枚のシート、または２枚のシートの１方端をシールした１枚のシートから成る場合は、真空下で第１部材と第２部材を貼合して脱気後、３方シールする方法、
（３）第３部材が円筒状（開口部が２カ所）のシートから成る場合は、真空下で第１部材と第２部材を貼合して脱気後、２方シールする方法、
（４）第３部材が袋状（開口部が１カ所）のシートから成る場合は、真空下で第１部材と第２部材を貼合して脱気後、１方シールする方法、等が挙げられる。

（１）〜（３）の方法は、ロールトゥーロール方式の連続生産が可能で生産効率が高い。また（４）の方法は、シール部分が少ないため、シール部分からの酸素及び水分の侵入の危険が小さい。

有機ＥＬ素子の寿命の面から第３部材に要求されるガスバリア性（酸素透過度、水蒸気透過度）は、例えば、寿命１０年を保証するために必要な水蒸気透過度は１０^-4ｇ／ｍ²／ｄａｙ以下であると推算されている。この値は、例えば、水蒸気透過度の測定方法として規格化されたカップ法（ＪＩＳ Ｚ ０２０８、測定限界約１ｇ／ｍ²／ｄａｙ）や、モコン法（ＪＩＳ Ｋ ７１２９Ｂ、測定限界約１０^-2ｇ／ｍ²／ｄａｙ）では評価できないほど高いガスバリア性を要求していることになる。このような実質的に酸素透過度及び水蒸気透過度が零に近いガスバリア性部材としては、金属板またはガラスが挙げられるが、これらの材料はフレキシブル性がないため、ロールトゥーロール方式の連続生産には適さず、また熱、圧力または超音波で第３部材の開口部をシールするのが困難である。

一般の食品包装用として使用される汎用的な有機ポリマーの酸素透過度は数十〜数百ｍｌ／ｍ²／ｄａｙ、水蒸気透過度は数十〜数百ｇ／ｍ²／ｄａｙであり、汎用的な有機ポリマーフィルムを用いて有機ＥＬ素子に十分なガスバリア性を実現するには、単純計算で１０ｃｍ程度もの厚みにしなければならず、現実性が全くないものである。

本発明では、第３部材のガスバリア性（酸素透過度、水蒸気透過度）は、ＪＩＳ Ｋ ７１２６−１９８７に準拠した方法で測定した酸素透過度が１０^-3ｍｌ／（ｍ²・２４ｈ・ＭＰａ）以下、かつ水蒸気透過度が１０^-5ｇ／（ｍ²・２４ｈ）以下であることが好ましい。

具体的な第３部材としては、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＴＣＦＥ）等の高分子フィルムの他、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の物理気相成長法（ＰＶＤ法）や、プラズマ化学気相成長法、熱化学気相成長法、光化学気相成長法等の化学気相成長法（ＣＶＤ法）を利用して、プラスチックフィルムの表面上に、ＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、ＭｇＯ、ＳｉＮ、ＳｉＯｘ、ＤＬＣ（Ｄｉａｍｏｎｄ Ｌｉｋｅ Ｃａｒｂｏｎ）等の無機酸化物膜を形成したガスバリア性フィルムが挙げられる。

ＰＴＣＦＥ等、特にガスバリア性を強化した分子構造を有する有機ポリマーの酸素透過度は数ｍｌ／ｍ²／ｄａｙ、水蒸気透過度は数ｇ／ｍ²／ｄａｙである。

一方、前述したＰＶＤ法やＣＶＤ法を利用して、ビニール、ナイロン、ポリプロピレン及びポリエチレンテレフタレート等のプラスチックフィルムの表面上に無機酸化物膜を形成したガスバリア性フィルムは、有機物に比べて極めて緻密な無機薄膜が形成されているため、一般的に良好なガスバリア性を示し、本発明で好ましく用いられる。例えば、厚み３０μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム上に厚み１００ｎｍのＳｉＯｘ膜が蒸着されたガスバリア性フィルムは、蒸着膜が良好な場合、酸素透過度は１ｍｌ／ｍ²／ｄａｙ、水蒸気透過度は１ｇ／ｍ²／ｄａｙ程度である。また、特開平１１−８０９３４号公報には、プラスチック基材の表面に蒸着した酸化アルミニウム膜表面に、酸素ガスとアルゴンガスとの混合ガスによるプラズマ処理を施し、水酸基を導入して、酸化アルミニウムと水酸化アルミニウムとからなる複合薄膜を設けた酸化アルミニウム蒸着複合フィルムについて、１．２ｍｌ／ｍ²／ｄａｙの酸素透過度、２．０ｇ／ｍ²／ｄａｙの水蒸気透過度がそれぞれ得られることが開示されている。さらに、特開平１１−３２２９７９号公報には、ポリエチレンテレフタレートフィルム表面を酸素ガスでプラズマ処理した後に、無機酸化物の蒸着膜を形成したフィルムについて、０．９ｍｌ／ｍ²／ｄａｙの酸素透過度、０．８ｇ／ｍ²／ｄａｙの水蒸気透過度がそれぞれ得られることが開示されている。さらに、無機酸化物膜を蒸着膜とした場合、膜厚の増加に伴ってガスバリア性は向上するものの、１００ｎｍ以上になるとガスバリア性は飽和し、それ以上向上しなくなるばかりか、厚膜になると膜の内部応力が大きくなるため、微小クラックが発生して却ってガスバリア性が低下してしまうことさえある。

その他の第３部材として、厚み１０〜７０μｍの極薄板ガラスの少なくとも一方の面上に透明樹脂層を貼着した材料がある。これは、ガラス板や金属板と同等のガスバリア性を有し、しかもフレキシブル性及び透明性を兼ね備えたガスバリア性フィルムである。通常の薄板ガラス、例えば、顕微鏡観察用のカバーガラス等であり、その厚みは薄いものであっても１００μｍ程度である。このような厚みの場合、フレキシブル性をほとんど有さず、僅かな曲げに対しても容易に破損してしまう。しかし、厚み１０〜７０μｍの範囲までガラスの厚みが薄くなると、フレキシブル性を有するようになる。また、この厚みを有する極薄板ガラスのガスバリア性は通常の厚板ガラスと同等である。なお、厚みが１０μｍより薄いガラスは、基本的に製造が困難である上、あまりに薄くしすぎると、ガスバリア性が低下してしまう。逆に、厚みが７０μｍより厚いガラスは、十分なフレキシブル性を有さない。極薄板ガラス単独では、機械的強度が低いという点やこれに起因したハンドリング性に問題があるが、極薄板ガラスの少なくとも一方の面上に透明樹脂層を貼着することにより、極薄板ガラス単独の場合に生じていた機械的強度やハンドリング性の問題が解消され、有機ＥＬ素子の包装材として要求されるガスバリア性を十分に有し、フレキシブル性や透明性を具備するガスバリア性フィルムである。

《保護膜、保護板》
有機ＥＬ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。これに使用することができる材料としては、ガラス板、ポリマー板・フィルム、金属板・フィルム等を用いることができるが、軽量かつ薄膜化ということからポリマーフィルムを用いることが好ましい。

《光取り出し及び／または集光シート》
特にバックライト用の有機ＥＬ素子においては、通常、全方位に光が放射され視野角が変わっても明るさが変わらないような特性が望ましいが、使用形態によっては、正面輝度をより高くし、大きな視野角（斜め方向から観察する角度）においては輝度を低下させることが望ましい。そのために、有機ＥＬ素子の上に、放射角を制御する拡散板、プリズムシート等が組み合わされることが好ましい。

《有機ＥＬ素子の製造方法》
本発明の有機ＥＬ素子の製造方法の一例として、陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／陰極からなる有機ＥＬ素子の製造方法について説明する。

まず、基材上に所望の陽極用物質からなる薄膜を１μｍ以下、好ましくは１０〜２００ｎｍ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。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、発光層の有機層（有機化合物薄膜）を形成し、第１部材を作製する。

一方、基材上に所望の陰極用物質からなる薄膜を、１μｍ以下好ましくは５０〜２００ｎｍ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、陰極を作製する。次に、この上に有機ＥＬ素子材料である電子輸送層、正孔阻止層、発光層の有機層（有機化合物薄膜）を形成し、第２部材を作製する。

これらの有機層の形成方法としては、前記の如く蒸着法、ウエットプロセス（スピンコート法、キャスト法、インクジェット法、スプレー塗布法、ブレード塗布法、エアーナイフ塗布法、ワイヤーバー塗布法、グラビア塗布法、フレキソ塗布法、リバース塗布法、リバースロール塗布法、エクストルージョン塗布法等）が挙げられる。また層毎に異なる製膜法を適用してもよい。

製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１０^-6〜１０^-2Ｐａ、蒸着速度０．０１〜５０ｎｍ／秒、基材温度−５０〜３００℃、膜厚０．１ｎｍ〜５μｍ、好ましくは５〜２００ｎｍの範囲で適宜選ぶことが望ましい。蒸着法の場合は、一回の真空引きで一貫して各有機層を作製し、第１部材、第２部材を作製するのが好ましいが、途中で取り出して異なる製膜法を施しても構わない。その際、作業を乾燥不活性ガス雰囲気下で行う等の配慮が必要となる。

また、ウエットプロセスを用いる場合は、不活性ガス雰囲気下、かつ、クリーン環境で塗布することが好ましい。具体的には、ＪＩＳ Ｂ９９２０に準拠し測定した清浄度がクラス１００以下で、露点温度が−７０℃以下、酸素濃度１ｐｐｍ以下、かつ、１０℃〜４５℃の大気圧条件下の環境で行うことが好ましい。

有機層はウエットプロセスにより形成することが好ましい。

また、電極を塗布する場合は、融点の低い金属、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を融解し塗布してもよいし、金属の分散物等を塗布してもよい。

次に、グローブボックス中にて、前記第１部材の発光層（有機層の最表面層）と前記第２部材の発光層（有機層の最表面層）の層面を合わせ、この外面を少なくとも１面が透明な第３部材で覆い、真空下で前記第１部材と前記第２部材を貼合して脱気後、前記第３部材の開口部を熱、圧力及び超音波から選ばれる少なくとも一つの手段でシールし、有機ＥＬ素子を得る。

貼合においては、前記第１部材及び第２部材の貼合面が有機層であることが好ましい。さらに、この貼合面となる有機層は発光層であることが好ましい。また、ウエットプロセスに用いた溶媒が残留している状態で貼合することが好ましい。これらの製造方法により、発光効率が向上する理由は定かではないが、有機層と例えば陰極との貼合に比べ、有機層同士の界面で貼合することで、貼合面が強く結合し、発光層同士の界面で貼合することで、その表面状態が変化し、発光層に電荷がより注入しやすい構造が形成されるものと推定される。特にウエットプロセスで製造することで発光効果が向上することも、表面状態と関係することを示唆している。さらに、溶媒を含んだ状態で貼合することで、その表面状態が一層変化するものと推定している。

第３部材の開口部をシールする熱、圧力、超音波手段としては、包装分野で用いられる公知の真空包装機が挙げられる。

第１部材及び第２部材に、それぞれ陽極及び陰極取り出し配線を組み付けた後、第３部材でシールすることが好ましい。

本発明の製造方法は、ゴミ等によるリーク電流の発生が少なく、製造歩留まりが高い。

《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、家庭用照明、車内照明、時計や液晶用のバックライト、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、カラーフィルターと組み合わせた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。本発明の有機ＥＬ素子においては、必要に応じ製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いいし、電極と発光層をパターニングしてもいいし、有機ＥＬ素子全層をパターニングしてもいい。

《表示装置》
本発明に係る表示装置は多色または白色の表示装置に用いられる。多色または白色の表示装置の場合は、発光層形成時のみシャドーマスクを設け、一面に蒸着法、キャスト法、スピンコート法、インクジェット法、印刷法等で膜を形成できる。発光層のみパターニングを行う場合、その方法に限定はないが、好ましくは蒸着法、インクジェット法、印刷法である。蒸着法を用いる場合においてはシャドーマスクを用いたパターニングが好ましい。また、作製順序を逆にして、陰極、電子輸送層、正孔阻止層、発光層ユニット正孔輸送層、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または白色の表示装置に、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、逆の極性で電圧を印加しても電流は流れずに発光は全く生じない。さらに、交流電圧を印加する場合には、陽極が＋、陰極が−の状態になったときのみ発光する。なお、印加する交流の波形は任意でよい。発光光源としては家庭用照明、車内照明、時計や液晶用のバックライト、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らに限定されない。

《照明装置》
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。

なお、青色光（Ｂ）を発光する発光層の他に、緑色光（Ｇ）、赤色（Ｒ）光の発光層を具備することで、色度が改善された白色光を取出すことが可能な有機ＥＬ素子を得ることができる。

本発明に係る白色有機ＥＬ素子においては、必要に応じ製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いいし、電極と発光層をパターニングしてもいいし、素子全層をパターニングしてもいい。発光層に用いる発光材料としては特に制限はなく、例えば液晶表示素子におけるバックライトであれば、ＣＦ（カラーフィルター）特性に対応した波長範囲に適合するように、白金錯体、また公知の発光材料の中から任意のものを選択して組み合わせて、また、光取りだし及び／または集光シートと組み合わせて、白色化すればよい。

このように、本発明に用いられる白色の有機ＥＬ素子は、ＣＦ（カラーフィルター）と組み合わせて、また、ＣＦ（カラーフィルター）パターンに合わせ素子及び駆動トランジスタ回路を配置することで、有機ＥＬ素子から取り出される白色光をバックライトとして、青色フィルタ、緑色フィルタ、赤色フィルタを介して、青色光、緑色光、赤色光を得ることで、低駆動電圧で、長寿命のフルカラーの有機ＥＬディスプレイができ好ましい。

以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、実施例において「％」の表示を用いるが、特に断りがない限り「質量％」を表す。

実施例１
《有機ＥＬ素子の作製》
（基材１の作製）
市販の無アルカリ硝子基板上に、スパッタ装置により透明電極としてＩＴＯを１１０ｎｍ設けた。フォトリソグラフィー法により、４ｍｍ×４ｍｍの発光部位が得られるようにＩＴＯのパターニングを実施し、基材１を作製した。

（基材２の作製）
ポリエチレンテレフタレートフィルム（帝人・デュポン社製フィルム、以下、ＰＥＴと略記する）の全面に、大気圧プラズマ放電処理装置を用いて特開２００４−６８１４３号公報に記載方法で、連続してＳｉＯｘからなる無機物のガスバリア膜を形成し、酸素透過度０．０１ｍｌ／ｍ²／ｄａｙ以下、水蒸気透過度０．０１ｇ／ｍ²／ｄａｙ以下のガスバリア性フィルムの基材２を作製した。

（有機ＥＬ素子１１の作製）
上記基材１を、ｉｓｏ−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。

この基材１を、市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに固定し、一方、６つのタンタル製抵抗加熱ボートに、ＣｕＰＣ、α−ＮＰＤ、Ｈ−Ａ、Ｉｒ（ｂｚｑ）₃、Ｉｒ−Ａ、Ａｌｑ₃をそれぞれ入れ、真空蒸着装置（第１真空槽）に取付けた。ここで、Ｉｒ（ｂｚｑ）₃、Ｉｒ−Ａはリン光性発光ドーパントである。

さらに、タンタル製抵抗加熱ボートにフッ化リチウムを、タングステン製抵抗加熱ボートにアルミニウムをそれぞれ入れ、真空蒸着装置の第２真空槽に取り付けた。

まず、第１の真空槽を４×１０^-4Ｐａまで減圧した後、下記表１に従い、ＣｕＰＣの入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度０．１〜０．２ｎｍ／秒で透明支持基板に膜厚１０ｎｍの厚さになるように蒸着し、正孔注入層を設けた。

つづいて、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０．１〜０．２ｎｍ／秒で膜厚３０ｎｍの厚さになるように蒸着し、正孔輸送層を設けた。

さらに、Ｈ−Ａの入った前記加熱ボートとＩｒ（ｂｚｑ）₃の入ったボートをそれぞれ独立に通電して、発光ホストであるＨ−Ａと発光ドーパントであるＩｒ（ｂｚｑ）₃の蒸着速度が１００：８になるように調節し膜厚３０ｎｍの厚さになるように蒸着し、黄色発光層を設けた。

さらに、Ｈ−Ａの入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度０．１〜０．２ｎｍ／秒で膜厚５ｎｍの厚さになるように蒸着し、中間層を設けた。

さらに、Ｈ−Ａの入った前記加熱ボートとＩｒ−Ａの入ったボートをそれぞれ独立に通電して発光ホストであるＨ−Ａと発光ドーパントであるＩｒ−Ａの蒸着速度が１００：９になるように調節し膜厚３０ｎｍの厚さになるように蒸着し、青色発光層を設けた。

さらに、Ａｌｑ₃の入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度０．１〜０．２ｎｍ／秒で膜厚４５ｎｍの厚さになるように蒸着し、電子輸送層を設けた。

次に、前記の如く電子輸送層まで製膜した素子を真空のまま、２×１０^-4Ｐａまで減圧された第２真空槽に移した後、電子輸送層の上にステンレス鋼製の長方形穴あきマスクが配置されるように装置外部からリモートコントロールして設置した。

フッ化リチウム入りのボートに通電して蒸着速度０．０１〜０．０２ｎｍ／秒で膜厚０．５ｎｍの陰極バッファー層を設け、次いでアルミニウムの入ったボートに通電して蒸着速度１〜２ｎｍ／秒で膜厚１００ｎｍの陰極を付けた。

さらに、この素子を大気に接触させることなく窒素雰囲気下、ＪＩＳ Ｂ９９２０に準拠し、測定した清浄度がクラス１０で、露点温度が−８０℃以下、酸素濃度０．８ｐｐｍのグローブボックス（以下グローブボックス）へ移し、あらかじめ熱硬化性樹脂を塗布しておいた基材２を密着して、この外面を二つ折りの１枚のシート（基材２、ガスバリア性フィルム）で覆い、脱気後、その開口部を市販のインパルスヒーターで３方シールして、逐次成膜法による有機ＥＬ素子１１を作製した。

（有機ＥＬ素子１２の作製）
有機ＥＬ素子１１の作製において、下記表１に従い、基材１上に黄色発光層まで作製した後、Ｈ−Ａの中間層を５ｎｍ設け、グローブボックスに移動させた。

一方、有機ＥＬ素子１１の作製と同様に、第２真空槽にて、基材２上に陰極としてアルミニウムを１００ｎｍ蒸着し、さらに、陰極バッファー層として０．５ｎｍのＬｉＦを蒸着した。このフィルムを第１真空槽に移動した。さらに、電子輸送層としてＡｌｑ₃を４５ｎｍ設けた。つづいて、青色発光層として、Ｈ−ＡとＩｒ−Ａを１００：９の比で３０ｎｍ蒸着した。このフィルムをグローボックスに移動させた。

グローブボックス中にて、基材１上に中間層まで蒸着された第１部材と基材２に青色発光層まで蒸着された第２部材を貼合し、この外面を二つ折りの１枚の第３部材（ガスバリア性フィルムの基材２を使用）で覆い、脱気後、その開口部を市販のインパルスヒーターで３方シールして、貼合法による有機ＥＬ素子１２を作製した。（図１参照）
（有機ＥＬ素子１３、１４の作製）
同様にして、下記表１に従い有機ＥＬ素子１３、１４を作製した。

《有機ＥＬ素子の評価》
作製した有機ＥＬ素子について、下記の評価を行った。

（リーク特性）
有機ＥＬ素子を株式会社エーディーシー製、直流電圧・電流源／モニタＲ６２４３を用いてリーク特性を評価した。有機ＥＬ素子に順方向に１．０ｍＡ／ｃｍ²に流れる電圧にて、逆方向に流れる電流も測定し、そのときの順電流と逆電流の比、順電流÷逆電流をリーク特性とした。リーク特性が１０²以上であれば実用上使用可能と判断した。

Ｄ：リーク特性が１０²未満 使用にたえない
Ｃ：リーク特性が１０²以上、１０³未満 使用可能
Ｂ：リーク特性が１０³以上、１０⁴未満 より好ましい
Ａ：リーク特性が１０⁴以上 最も好ましい
（発光効率）
前記Ｒ６２４３を用いて有機ＥＬ素子を駆動させ、コニカミノルタセンシング株式会社製分光放射輝度計ＣＳ１０００を用いて輝度を測定し、電流あたりの発光輝度である電流効率（ｃｄ／Ａ）を求めた。発光効率は、有機ＥＬ素子１１の電流効率を１００としたときの相対値で表す。

（ダークスポット）
温度６０℃、湿度９０％ＲＨの条件で３００時間保存した後、ＫＥＩＴＨＬＥＹ製ソースメジャーユニット２４００型を用いて、直流電圧を有機ＥＬ素子に印加し２００ｃｄで発光させ、有機ＥＬ素子の劣化により生ずるダークスポット（発光ムラ）の有無を５０倍の顕微鏡で観察し、下記基準で評価した。

◎：９割以上が均一に発光している
○：８割以上が均一に発光している
△：７割以上が均一に発光している
×：７割未満しか均一に発光していない
（寿命）
有機ＥＬ素子の寿命の指標として、有機ＥＬ素子を室温にて６Ｖの印加電圧で発光させ、初期及び１５００時間経過後の輝度をそれぞれ輝度計（トプコン社製、ＢＭ９）を用いて測定した。そして、初期の輝度に対する１５００時間経過後の輝度低下の割合を輝度低下率として算出した。

（可視光透過率）
大塚電子社製の瞬間マルチ測光システム（ＭＣＰＤ−３０００）を用い、シールに用いた基材２（ガスバリア性フィルム）の波長５５０ｎｍにおける透過率を可視光透過率として評価した。

評価の結果を表２に示す。

表２から、有機層を有する二つの素子を貼合して脱気後、ガスバリア性フィルムでシールすることにより得られた、貼合法による本発明の有機ＥＬ素子１１、１３は、逐次成膜法による比較例の有機ＥＬ素子１２、１４に比べ、リーク特性、発光効率、ダークスポット及び寿命が向上していることが分かる。リン光性発光ドーパントを用いた素子は、蛍光発光性のドーパントを用いた素子よりもリーク特性及び発光効率の向上が大きい。可視光透過率は９０％で実用上の問題はなかった。

実施例２
下記表３に従い、実施例１の有機ＥＬ素子１２と同様にして有機ＥＬ素子２１〜２３を作製した。

作製した有機ＥＬ素子及び実施例１で作製した有機ＥＬ素子１２について、実施例１と同様にリーク特性、発光効率、ダークスポット及び寿命を評価した。評価の結果を表４に示す。

表４から、発光層同士を貼合した方が、中間層と発光層を貼合した場合より発光効率が高く、寿命が長いことが分かる。さらに、緑色ドーパントと赤色ドーパントを混合し陽極側に、青色ドーパントを陰極側に配置して貼合することで発光効率が向上していることが分かる。

実施例３
下記表５、表６に従い、実施例１と同様にして有機ＥＬ素子３１〜３６を作製した。ただし、シール用のガスバリア性フィルムとして、２枚のシート状の下記ガスバリア性フィルムＧを用い、４方シールした。

（ガスバリア性フィルムＧの作製）
両面セパレータで挟持された厚み２０μｍのアクリル系透明粘着剤の一方のセパレータを剥離し、露出した粘着剤面を、厚さ４０μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムの片面にゴムローラを用いて貼着した。次に、前記ポリエチレンテレフタレートフィルム／透明粘着剤からなる複合フィルムの他方のセパレータを剥離し、露出した粘着剤面と、厚さ３０μｍの極薄板ガラス（松浪ガラス社製、０１００ガラス）とを、ゴムローラを用いて貼着し、透明なガスバリア性フィルムＧを作製した。ガスバリア性フィルムＧの酸素透過度は０．０１ｍｌ／ｍ²／ｄａｙ以下、水蒸気透過度は０．０１ｇ／ｍ²／ｄａｙ以下であった。

作製した有機ＥＬ素子及び実施例２で作製した有機ＥＬ素子２３について、実施例１と同様にして、リーク特性、発光効率、ダークスポット及び寿命を評価した。また、ガスバリア性フィルムＧの可視光透過率を測定した。

評価の結果を表７に示す。

表７から、本発明の貼合法で作製した有機ＥＬ素子２３、３１〜３３は、逐次成膜法で作製した有機ＥＬ素子３４〜３６に比べ、リーク特性、発光効率、ダークスポット及び寿命で優れている。また、シール用ガスバリア性フィルムとしては、ガスバリア性フィルムＧが基材２より優れていることが分かる。

実施例４
（有機ＥＬ素子４１の作製）
下記表８に従い、実施例１の有機ＥＬ素子１２と同様にして有機ＥＬ素子４１を作製した。

（有機ＥＬ素子４２の作製）
基材１を洗浄し、グローブボックス中に移動し、この基材上に下記表８に従い、ウエットプロセスで有機層を作製した。この基材を市販のスピンコーターに取り付け、化合物ＨＴ−Ａ（４５ｍｇ）をトルエン１０ｍｌに溶解した溶液を用い、１０００ｒｐｍ、３０秒の条件下、スピンコート（膜厚約３０ｎｍ）した。紫外光を３０秒照射した後、６０℃で１時間真空乾燥し、正孔輸送層とした。

次いで、Ｈ−Ｂ（３０ｍｇ）、Ｉｒ（ｐｐｙ）₃（１．８ｍｇ）、Ｉｒ（ｐｉｑ）₃（１ｍｇ）をトルエン１１ｍｌに溶解した溶液を用い、１０００ｒｐｍ、３０秒の条件下、スピンコートし（膜厚約３０ｎｍ）、紫外光を３０秒照射した後、６０℃で１時間真空乾燥し黄色発光層とした。

ついで、基材２を洗浄し第２真空槽にセットした。陰極としてアルミニウム、陰極バッファー層としてフッ化リチウムを順に蒸着し、グローブボックスへ移動した。

陰極と陰極バッファー層の付いた基材２フィルムを市販のスピンコーターに取り付け、化合物ＥＴ−Ｂ（６８ｍｇ）をトルエン１０ｍｌに溶解した溶液を用い、１０００ｒｐｍ、３０秒の条件下、スピンコート（膜厚約４５ｎｍ）した。紫外光を３０秒照射した後、６０℃で１時間乾燥し電子輸送層とした。

次いで、Ｈ−Ｂ（３０ｍｇ）とＩｒ−Ａ（２．７ｍｇ）をトルエン１１ｍｌに溶解した溶液を用い、１０００ｒｐｍ、３０秒の条件下、スピンコート（膜厚約３０ｎｍ）した。紫外光を３０秒照射した後、６０℃で１時間乾燥し青色発光層とした。

実施例１の有機ＥＬ素子１２の作製と同様に、黄色発光層を有する基材１と青色発光層を有する基材２を貼合して、シールし有機ＥＬ素子４２を得た。

（有機ＥＬ素子４３の作製）
有機ＥＬ素子４２の作製と同様にして有機ＥＬ素子４３を作製した。ただし、基材１上に黄色発光層を設けた後の乾燥、及び、基材２上に青色発光層を設けた後の乾燥はせずに、両方の塗布、紫外線照射が終わった直後に、貼合した。なお、乾燥しない場合、基材上に０．１％程度、溶媒であるトルエンが残留することを別途確認した。

作製した有機ＥＬ素子について、実施例３と同様にリーク特性、発光効率、ダークスポット及び寿命を評価した。

評価の結果を表９に示す。

表９から分かるように、蒸着法で作製した有機ＥＬ素子よりも、ウエットプロセスで作製した有機ＥＬ素子の方が発光効率が高く、寿命が長いことが分かる。

本発明の有機ＥＬ素子の製造方法を示す概略図である。

符号の説明

１ 第１部材
１１ 陽極引き出し線
２ 第２部材
２１ 陰極引き出し線
３ 第３部材

Claims (17)

1. 第１基材の上に少なくとも陽極及び少なくとも１層の有機層１を有する第１部材と、第２基材の上に少なくとも陰極及び少なくとも１層の有機層２を有する第２部材とを、前記第１基材と前記第２基材との間に前記陽極と前記陰極とが挟まれた構成となるように層面を合わせ、この外面を少なくとも１面が透明な第３部材で覆い、真空下で前記第１部材と前記第２部材を貼合して脱気後、前記第３部材の開口部を熱、圧力及び超音波から選ばれる少なくとも一つの手段でシール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。
2. 前記第３部材が、少なくとも１枚が透明な２枚のシートから成り、真空下で前記第１部材と前記第２部材を貼合して脱気後、４方シールす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の製造方法。
3. 前記第３部材が、二つ折りの透明な１枚のシート、または少なくとも１枚が透明な２枚のシートの１方端をシールした１枚のシートから成り、真空下で前記第１部材と前記第２部材を貼合して脱気後、３方シールす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の製造方法。
4. 前記第３部材が、透明な円筒状（開口部が２カ所）のシートから成り、真空下で前記第１部材と前記第２部材を貼合して脱気後、２方シールす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の製造方法。
5. 前記第３部材が、透明な袋状（開口部が１カ所）のシートから成り、真空下で前記第１部材と前記第２部材を貼合して脱気後、１方シールす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の製造方法。
6. 前記第３部材は、ＪＩＳ Ｋ ７１２６−１９８７に準拠した方法で測定した酸素透過度が１０^-3ｍｌ／（ｍ²・２４ｈ・ＭＰａ）以下、かつ水蒸気透過度が１０^-5ｇ／（ｍ²・２４ｈ）以下であることを特徴とする請求項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の製造方法。
7. 前記第３部材が、ビニール、ナイロン、ポリプロピレン及びポリエチレンテレフタレートから選ばれる少なくとも一つのガスバリア性フィルムであることを特徴とする請求項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の製造方法。
8. 前記陽極及び陰極に取り出し配線を組み付けた後、前記第３部材でシール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の製造方法。
9. 前記陰極の周囲の端辺が面取り加工処理されてい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の製造方法。
10. 前記第１基材と前記第２基材の少なくとも一つがガラス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の製造方法。
11. 前記第１基材と前記第２基材の少なくとも一つがプラスチック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の製造方法。
12. 前記第１基材と前記第２基材の一方がガラスで他方がプラスチック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の製造方法。
13. 前記有機層１及び有機層２がウエットプロセスにより形成されることを特徴とする請求項１〜１２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の製造方法。
14. 前記ウエットプロセスに用いた溶媒が残留している状態で貼合することを特徴とする請求項１３に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
15. 前記第１部材の貼合面が有機層１、前記第２部材の貼合面が有機層２であることを特徴とする請求項１〜１４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の製造方法。
16. 前記貼合面の有機層１及び有機層２が発光層であることを特徴とする請求項１５に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
17. 請求項１〜１６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の製造方法により得られ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。

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