JP2010192366A - 有機電界発光素子および有機電界発光素子の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】長寿命で高輝度な有機電界発光素子を提供すること。
【解決手段】一対の電極間に有機層が狭持された有機電界発光素子基板上に特定の波長を有する光源から発せられた光をそれよりも長波長の光へと波長変換する色変換層が形成されてなり、前記有機層は、少なくとも発光層を含む発光ユニットが複数個積層され、当該各発光ユニット間に電荷発生能を備える中間層が狭持されてなり、前記色変換層は、ホスト材料と、緑色発光性または赤色発光性である燐光発光性のオルトメタル化錯体とを含有する。
【選択図】図１
【解決手段】一対の電極間に有機層が狭持された有機電界発光素子基板上に特定の波長を有する光源から発せられた光をそれよりも長波長の光へと波長変換する色変換層が形成されてなり、前記有機層は、少なくとも発光層を含む発光ユニットが複数個積層され、当該各発光ユニット間に電荷発生能を備える中間層が狭持されてなり、前記色変換層は、ホスト材料と、緑色発光性または赤色発光性である燐光発光性のオルトメタル化錯体とを含有する。
【選択図】図１
Description
本発明は、高輝度かつ長寿命の有機電界発光素子に関するものである。
また本発明は、高輝度かつ長寿命の有機電界発光素子を簡便に製造可能な有機電界発光素子の製造方法に関するものである。
また本発明は、高輝度かつ長寿命の有機電界発光素子を簡便に製造可能な有機電界発光素子の製造方法に関するものである。
従来、軽量で高効率のフラットパネルディスプレイが、例えばコンピュータやテレビジョンの画面表示用として盛んに研究開発されている。また、軽量で高効率のフラットパネルディスプレイとして、アクティブマトリックス駆動等の液晶ディスプレイが商品化されている。
しかしながら、液晶ディスプレイは視野角が狭く、また、自発光ではないため周囲が暗い環境下ではバックライトの消費電力が大きいことや、今後実用化が検討されている高精細度の高速ビデオ信号に対して充分な応答性能を有しないことなどの問題がある。特に、大画面サイズのディスプレイを製造することは困難であり、そのコストが高くなることなどの問題もある。
しかしながら、液晶ディスプレイは視野角が狭く、また、自発光ではないため周囲が暗い環境下ではバックライトの消費電力が大きいことや、今後実用化が検討されている高精細度の高速ビデオ信号に対して充分な応答性能を有しないことなどの問題がある。特に、大画面サイズのディスプレイを製造することは困難であり、そのコストが高くなることなどの問題もある。
そこで近年、これらの問題を解決する可能性のあるフラットパネルディスプレイとして、有機発光材料を用いた有機電界発光素子（所謂、有機ＥＬ素子）が注目されている。即ち、発光材料として有機化合物を用いることにより、自発光で、応答速度が高速であり、視野角依存性の無いフラットパネルディスプレイの実現が期待されている。
有機ＥＬ素子を用いた有機ＥＬディスプレイを、マルチカラー化またはフルカラー化する方法としては、色変換方式がある。例えば特許文献１及び２には、発光源として有機ＥＬ素子を用いて、その有機ＥＬ素子の発光域の光を吸収し、可視光領域の蛍光を発光する蛍光材料をフィルタ（色変換層）として用いる色変換方式が開示されている。色変換方式では、有機ＥＬ素子が白色の光を発光する有機ＥＬ素子に限定されないため、より輝度が高い有機ＥＬ素子を光源に適用できる。
ここで色変換層のパターニングの方法としては、例えば下記（ｉ）及び（ii）に記載の方法が挙げられる。
（ｉ）無機蛍光体の場合と同様に、蛍光色素を液状のレジスト（光反応性ポリマー）中に分散させ、これをスピンコート法等で成膜した後、フォトリソグラフィ法でパターニングする方法。（例えば、特許文献２及び３参照。）
（ii）塩基性のバインダーに蛍光色素または蛍光顔料を分散させ、これを酸性水溶液でエッチングする方法。（例えば、特許文献４参照。）
（ｉ）無機蛍光体の場合と同様に、蛍光色素を液状のレジスト（光反応性ポリマー）中に分散させ、これをスピンコート法等で成膜した後、フォトリソグラフィ法でパターニングする方法。（例えば、特許文献２及び３参照。）
（ii）塩基性のバインダーに蛍光色素または蛍光顔料を分散させ、これを酸性水溶液でエッチングする方法。（例えば、特許文献４参照。）
しかしながら、上記（ｉ）及び（ii）に記載のようなウエット法によるパターニングは溶剤等を用いるため、有機ＥＬ素子のような溶剤に弱い有機層を含む素子の製造には保護層を設けるなどの多くの複雑な工程が必要であり、他の方法の開発が望まれていた。
また、色変換層のホスト（マトリクス）として用いられるレジスト（光反応性ポリマー）には、光硬化性または光熱併用型硬化性樹脂（レジスト）がある。具体的には、下記（１）〜（４）に記載の組成物などが挙げられる。
（１）アクロイル基やメタクロイル基を複数有するアクリル系多官能モノマーおよびオリゴマーと、光または熱重合開始剤とからなる組成物。
（２）ポリビニル桂皮酸エステルと増感剤とからなる組成物。
（３）鎖状または環状オレフィンとビスアジドとからなる組成物（ナイトレンが発生して、オレフィンを架橋させる。）。
（４）エポキシ基を有するモノマーと酸発生剤とからなる組成物。
（１）アクロイル基やメタクロイル基を複数有するアクリル系多官能モノマーおよびオリゴマーと、光または熱重合開始剤とからなる組成物。
（２）ポリビニル桂皮酸エステルと増感剤とからなる組成物。
（３）鎖状または環状オレフィンとビスアジドとからなる組成物（ナイトレンが発生して、オレフィンを架橋させる。）。
（４）エポキシ基を有するモノマーと酸発生剤とからなる組成物。
しかしながら、上記（１）〜（４）に記載の組成物では、マトリクス中に分散される色変換色素が、残存する光または熱重合開始剤等と反応して分解や劣化が発生してしまうという問題があった。このほかにも、上記（１）〜（４）に記載の組成物では、光源からの光によってさらに重合開始剤等が活性化し、レジスト（光反応性ポリマー）自身が経時的に変質してしまうという問題があった。
従って、色変換層を（特に有機ＥＬ素子に）用いるにはウエット法を避け、且つ、分散させる色素に対してレジスト（光反応性ポリマー）を用いない工夫が必要とされる。
ところで、前述したように色変換方式においてはより輝度が高い有機ＥＬ素子を光源として用いることにより、色変換膜により変換された変換光の輝度を向上させることができる。光源として用いる有機ＥＬ素子の輝度を上昇させる方法としては、その間に中間層を有する複数の発光層を備えてなる、所謂タンデム構造の有機ＥＬ素子が提案されている（例えば、特許文献５参照。）。しかしながら、このタンデム構造の有機ＥＬ素子で光源としての輝度は改善されるものの、依然として変換光の輝度については充分な検討が為されているとは言えず、さらなる改善が望まれている。
また、色変換方式においてより高輝度な有機電界発光素子を得るには、輝度が高い有機ＥＬ素子を光源に用いる以外にも、より高い色変換効率で色変換を行うことで、より高輝度の変換光が得られる。高い色変換効率の色変換を行うためには、色変換層としてレジスト中に燐光発光性のオルトメタル化錯体を分散させて、簡便に高輝度の白色光を得る方法が提案されている（例えば、特許文献６参照。）。一重項励起子よりも発生割合が高い、三重項励起子から基底状態になる際に発生する燐光を利用した有機電界発光層の場合、原理的には蛍光を利用した有機電界発光素子の場合と比べて４倍の１００％の効率が期待できる。しかしながら、かかる方法を用いてもレジストに燐光発光性物質を分散させる以上、上記のような劣化・分解の問題は避けられなかった。
本発明は上記の従来技術における諸問題を解決するために為された発明であって、長寿命で高輝度な有機電界発光素子を提供すること、及び長寿命で高輝度な有機電界発光素子をドライプロセスで簡便に製造可能な有機電界発光素子の製造方法を提供することを目的とする。
即ち、本発明に係る有機電界発光素子は、一対の電極間に有機層が狭持された有機電界発光素子基板上に特定の波長を有する光源から発せられた光をそれよりも長波長の光へと波長変換する色変換層が形成されてなり、前記有機層は、少なくとも発光層を含む発光ユニットが複数個積層され、当該各発光ユニット間に電荷発生能を備える中間層が狭持されてなり、前記色変換層は、ホスト材料と、緑色発光性または赤色発光性である燐光発光性のオルトメタル化錯体とを含有するものである。
また、本発明に係る有機電界発光素子の製造方法は、所定の波長のレーザー光を透過する支持基板上に光熱変換層を形成する工程（１）と、該光熱変換層が形成された支持基板上に、特定の波長を有する光源から発せられた光をそれよりも長波長の光へと波長変換する色変換層を形成して、転写ドナー基板を作製する工程（２）と、前記色変換層が形成された転写ドナー基板と、透明基板上にカラーフィルタ層を形成したカラーフィルタ基板とを、前記カラーフィルタ層と前記色変換層とが対向するように平行に、かつ離間させて配置する工程（３）と、前記転写ドナー基板の前記支持基板側からレーザー光を照射し、前記色変換層を前記カラーフィルタ基板の所定位置に転写させて色変換層のパターンを形成し、色変換フィルタ基板を作製する工程（４）と、一対の電極間に有機層が狭持された有機電界発光素子基板上に、前記色変換フィルタ基板を前記色変換層側から貼り合わせて有機電界発光素子を作製する工程（５）とを備え、前記有機層は、少なくとも発光層を含む発光ユニットが複数個積層され、当該各発光ユニット間に電荷発生能を備える中間層が狭持されてなり、前記色変換層は、ホスト材料と、緑色発光性または赤色発光性である燐光発光性のオルトメタル化錯体とを含有するものである。
本発明によれば、長寿命で高輝度な有機電界発光素子を提供することができる。
また本発明によれば、長寿命で高輝度な有機電界発光素子をドライプロセスで簡便に製造可能な有機電界発光素子の製造方法を提供することができる。
また本発明によれば、長寿命で高輝度な有機電界発光素子をドライプロセスで簡便に製造可能な有機電界発光素子の製造方法を提供することができる。
《有機電界発光素子１０；第１の実施の形態》
本発明に係る有機電界発光素子１０は、一対の電極１３，１５間に有機層１４が狭持された有機電界発光素子基板１１上に特定の波長を有する光源から発せられた光をそれよりも長波長の光へと波長変換する色変換層１６が形成されてなり、前記有機層１４は、少なくとも発光層１４ｃを含む発光ユニット１４ａ〜ｄが複数個積層され、当該各発光ユニット１４ａ〜ｄ間に電荷発生能を備える中間層１４ｅが狭持されてなり、前記色変換層１６は、ホスト材料と、緑色発光性または赤色発光性である燐光発光性のオルトメタル化錯体とを含有するものである。
本発明に係る有機電界発光素子１０は、一対の電極１３，１５間に有機層１４が狭持された有機電界発光素子基板１１上に特定の波長を有する光源から発せられた光をそれよりも長波長の光へと波長変換する色変換層１６が形成されてなり、前記有機層１４は、少なくとも発光層１４ｃを含む発光ユニット１４ａ〜ｄが複数個積層され、当該各発光ユニット１４ａ〜ｄ間に電荷発生能を備える中間層１４ｅが狭持されてなり、前記色変換層１６は、ホスト材料と、緑色発光性または赤色発光性である燐光発光性のオルトメタル化錯体とを含有するものである。
次に、本発明に係る有機電界発光素子についてさらに詳細に説明する。
尚、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な実施の形態であるから技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は以下の説明において本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
尚、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な実施の形態であるから技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は以下の説明において本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
<有機電界発光素子の構成>
図１は、本発明に係る有機電界発光素子の第１の実施の形態である上面発光方式の有機電界発光素子の構成例を示す概略断面図である。
本発明において有機電界発光素子１０は、有機電界発光素子基板１１上に色変換層１６が形成されてなる。
有機電界発光素子基板１１は、一対の電極１３，１５間に有機層１４を狭持してなり、本実施の形態では基板１２上にこれらが積層されてなる。この一対の電極１３，１５は、基板１２側が陽極１３、有機層１４を挟んで反対側が陰極１５である。
図１は、本発明に係る有機電界発光素子の第１の実施の形態である上面発光方式の有機電界発光素子の構成例を示す概略断面図である。
本発明において有機電界発光素子１０は、有機電界発光素子基板１１上に色変換層１６が形成されてなる。
有機電界発光素子基板１１は、一対の電極１３，１５間に有機層１４を狭持してなり、本実施の形態では基板１２上にこれらが積層されてなる。この一対の電極１３，１５は、基板１２側が陽極１３、有機層１４を挟んで反対側が陰極１５である。
また、有機層１４は、少なくとも発光層１４ｃを含む発光ユニット１４ａ〜ｄが複数個積層され、当該各発光ユニット１４ａ〜ｄ間に電荷発生能を備える中間層１４ｅが狭持されてなる。本実施の形態では、有機層１４は２個の発光ユニット１４ａ１〜ｄ１，１４ａ２〜ｄ２を有し、この２個の発光ユニット間に中間層１４ｅが介在し、発光ユニット１４ａ１〜ｄ１と発光ユニット１４ａ２〜ｄ２とは隣接せずに積層されている。
本発明における発光ユニット１４ａ〜ｄとは、少なくとも発光層１４ｃを含むものであればよく、発光層１４ｃ以外の層が含まれていても良い。本実施の形態では、陽極１３側から順に、ホール注入層１４ａ／ホール輸送層１４ｂ／発光層１４ｃ／電子輸送層１４ｄが積層された構成であり、以下においてかかる構成を発光ユニット１４ａ〜ｄと称する。
そして本発明において、各発光ユニット１４ａ〜ｄの間の夫々に中間層１４ｅが設けられている。本実施の形態における中間層１４ｅは陽極１３側から順に、酸化物含有層１４ｅｉ、電荷輸送性有機材料層１４ｅii、トリフェニレン層１４ｅiiiが積層された構成を採る。
そして本発明において、各発光ユニット１４ａ〜ｄの間の夫々に中間層１４ｅが設けられている。本実施の形態における中間層１４ｅは陽極１３側から順に、酸化物含有層１４ｅｉ、電荷輸送性有機材料層１４ｅii、トリフェニレン層１４ｅiiiが積層された構成を採る。
本実施の形態は、第１の発光層１４ｃ１生じた発光光と、これと同時に第２の発光層１４ｃ２で生じた発光光とを、基板１２と反対側の陰極１５側から取り出し、色変換層１６を透過させ変換光を得る、所謂、上面発光方式の構成例である。ここで、第１の発光層１４ｃ１生じた発光光とは、陽極１３から注入されたホールと後述する中間層１４ｅにおいて発生した電子が第１の発光層１４ｃ１で結合する際に生じたものである。また、第２の発光層１４ｃ２生じた発光光とは、陰極１５から注入された電子と中間層１４ｅにおいて発生したホールが第２の発光層１４ｃ２で結合する際に生じたものである。尚、言うまでもなく本発明は上面発光方式に限定されるものではなく、下面発光方式のものであっても良く、その他の公知の発光方式を採用しても良い。
次いで、本発明に係る有機電界発光素子を構成する各層について図１における基板１２側から順に説明する。
<有機電界発光素子基板１１−基板１２>
有機電界発光素子基板１１の一部を構成する基板１２は、その一主面側に有機電界発光素子１０（基板１２を除く）が配列形成される支持体であって、公知のものであって良く、例えば、石英、ガラス、金属箔、樹脂製のフィルムやシートなどが用いられる。この中でも石英やガラスが好ましく、樹脂製の場合には、その材質としてポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）に代表されるメタクリル樹脂類、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）、ポリブチレンナフタレート（ＰＢＮ)などのポリエステル類、ポリカーボネート樹脂、シリコン樹脂などが挙げられるが、透水性や透ガス性を抑える積層構造としたものや、表面処理を行ったものであっても良い。
また、この有機電界発光素子１０を用いて構成される表示装置の駆動方式がアクティブマトリックス方式である場合、基板１２には、画素毎にＴＦＴを設けてなるＴＦＴ基板が用いられる。
<有機電界発光素子基板１１−基板１２>
有機電界発光素子基板１１の一部を構成する基板１２は、その一主面側に有機電界発光素子１０（基板１２を除く）が配列形成される支持体であって、公知のものであって良く、例えば、石英、ガラス、金属箔、樹脂製のフィルムやシートなどが用いられる。この中でも石英やガラスが好ましく、樹脂製の場合には、その材質としてポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）に代表されるメタクリル樹脂類、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）、ポリブチレンナフタレート（ＰＢＮ)などのポリエステル類、ポリカーボネート樹脂、シリコン樹脂などが挙げられるが、透水性や透ガス性を抑える積層構造としたものや、表面処理を行ったものであっても良い。
また、この有機電界発光素子１０を用いて構成される表示装置の駆動方式がアクティブマトリックス方式である場合、基板１２には、画素毎にＴＦＴを設けてなるＴＦＴ基板が用いられる。
<有機電界発光素子基板１１−陽極１３>
陽極１３には、効率良くホールを注入するために電極材料の真空準位からの仕事関数が大きいものが用いられる。例えば、アルミニウム（Ａｌ）、クロム（Ｃｒ）、モリブテン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）の金属又はその合金、若しくはこれらの金属又は合金の酸化物等、酸化スズ（ＳｎＯ2）とアンチモン（Ｓｂ）との合金、ＩＴＯ（インジウムチンオキシド）、ＩｎＺｎＯ（インジウ亜鉛オキシド）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）とアルミニウム（Ａｌ）との合金、さらにはこれらの金属又は合金の酸化物等から選ばれる１種が、または２種以上を混在させた状態のものが用いられる。
陽極１３には、効率良くホールを注入するために電極材料の真空準位からの仕事関数が大きいものが用いられる。例えば、アルミニウム（Ａｌ）、クロム（Ｃｒ）、モリブテン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）の金属又はその合金、若しくはこれらの金属又は合金の酸化物等、酸化スズ（ＳｎＯ2）とアンチモン（Ｓｂ）との合金、ＩＴＯ（インジウムチンオキシド）、ＩｎＺｎＯ（インジウ亜鉛オキシド）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）とアルミニウム（Ａｌ）との合金、さらにはこれらの金属又は合金の酸化物等から選ばれる１種が、または２種以上を混在させた状態のものが用いられる。
また、陽極１３は、光反射性に優れた第１層と、この上部に設けられた光透過性を有すると共に仕事関数の大きい第２層との積層構造であっても良い。
第１層は、アルミニウムを主成分とする合金からなる。その副成分は、主成分であるアルミニウムよりも相対的に仕事関数が小さい元素を少なくとも一つ含むものでも良い。このような副成分としては、ランタノイド系列元素が好ましい。ランタノイド系列元素の仕事関数は、大きくないが、これらの元素を含むことで陽極の安定性が向上し、かつ陽極のホール注入性も満足する。また副成分として、ランタノイド系列元素の他に、シリコン（Ｓｉ）、銅（Ｃｕ）などの元素を含んでも良い。
第１層は、アルミニウムを主成分とする合金からなる。その副成分は、主成分であるアルミニウムよりも相対的に仕事関数が小さい元素を少なくとも一つ含むものでも良い。このような副成分としては、ランタノイド系列元素が好ましい。ランタノイド系列元素の仕事関数は、大きくないが、これらの元素を含むことで陽極の安定性が向上し、かつ陽極のホール注入性も満足する。また副成分として、ランタノイド系列元素の他に、シリコン（Ｓｉ）、銅（Ｃｕ）などの元素を含んでも良い。
第１層を構成するアルミニウム合金層における副成分の含有量は、例えば、アルミニウムを安定化させるＮｄやＮｉ、Ｔｉ等であれば、合計で約１０重量％以下であることが好ましい。これにより、アルミニウム合金層においての反射率を維持しつつ、有機電界発光素子１０の製造プロセスにおいてアルミニウム合金層を安定的に保ち、さらに加工精度および化学的安定性も得ることができる。また、陽極１３の導電性および基板１２との密着性も改善することが出来る。
また第２層は、アルミニウム合金の酸化物、モリブデンの酸化物、ジルコニウムの酸化物、クロムの酸化物、およびタンタルの酸化物の中の少なくとも一つからなる層を例示できる。ここで、例えば、第２層が副成分としてランタノイド系元素を含むアルミニウム合金の酸化物層（自然酸化膜を含む）である場合、ランタノイド系元素の酸化物の透過率が高いため、これを含む第２層の透過率が良好となる。このため、第１層の表面において、高反射率を維持することが可能である。さらに、第２層は、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）やＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）などの透明導電層であっても良い。これらの導電層は、陽極１３の電子注入特性を改善することができる。
また陽極１３は、基板１２と接する側に、陽極１３と基板１２との間の密着性を向上させるための導電層を設けて良い。このような導電層としては、ＩＴＯやＩＺＯなどの透明導電層が挙げられる。
そして、この有機電界発光素子１０を用いて構成される表示装置の駆動方式がアクティブマトリックス方式である場合には、陽極１３は画素毎にパターニングされ、基板１２に設けられた駆動用の薄膜トランジスタに接続された状態で設けられている。またこの場合、陽極１３の上には、ここでの図示を省略したが絶縁膜が設けられ、この絶縁膜の開口部から各画素の陽極１３の表面が露出されるように構成されていることとする。
<有機電界発光素子基板１１−有機層１４>
有機層１４は、一対の電極である陽極１３と陰極１５とに狭持されてなり、層が複数積層された複数層構成である。特に本発明では、上述のとおり少なくとも発光層１４ｃを含む発光ユニット１４ａ〜ｄが複数個積層され、当該各発光ユニット１４ａ〜ｄ間に電荷発生能を備える中間層１４ｅが狭持されてなる。２個の発光ユニット１４ａ〜ｄは、中間層１４ｅを狭持することで、当該中間層１４ｅによって互いに隣接せずに配置され、これらはあたかも直列的に配設された２つの有機電界発光素子のように振舞うようになり、高輝度の発光が可能となる。
有機層１４は、一対の電極である陽極１３と陰極１５とに狭持されてなり、層が複数積層された複数層構成である。特に本発明では、上述のとおり少なくとも発光層１４ｃを含む発光ユニット１４ａ〜ｄが複数個積層され、当該各発光ユニット１４ａ〜ｄ間に電荷発生能を備える中間層１４ｅが狭持されてなる。２個の発光ユニット１４ａ〜ｄは、中間層１４ｅを狭持することで、当該中間層１４ｅによって互いに隣接せずに配置され、これらはあたかも直列的に配設された２つの有機電界発光素子のように振舞うようになり、高輝度の発光が可能となる。
以下、本実施の形態に基づき本発明に係る有機電界発光素子１０における有機層１４を構成する各層を説明する。
尚、本実施の形態では、陽極１３側から「ホール注入層１４ａ／ホール輸送層１４ｂ／発光層１４ｃ／電子輸送層１４ｄ」の積層構成からなる複数の発光ユニットが直列的に配置された所謂タンデム構造を採る。しかし、本発明に係る有機電界発光素子はこの構成に何ら限定されるものではなく、本発明の効果を損なわない範囲であれば、上記した層１４ａ〜ｅの中の複数の層の代わりに、これらの機能を併せ持つ１層を有する構成であっても良い。例えば発光層１４ｃがホール輸送層１４ｂ及び／または電子輸送層１４ｄの機能を併せ持つような構成が挙げられる。また、その他の任意の層をさらに設けた構成であっても良く、上記した層１４ａ〜ｄの夫々が複数層からなる構成であっても良い。
以下、発光ユニット１４ａ〜ｄを構成する各層について詳細に説明する。
尚、本実施の形態では、陽極１３側から「ホール注入層１４ａ／ホール輸送層１４ｂ／発光層１４ｃ／電子輸送層１４ｄ」の積層構成からなる複数の発光ユニットが直列的に配置された所謂タンデム構造を採る。しかし、本発明に係る有機電界発光素子はこの構成に何ら限定されるものではなく、本発明の効果を損なわない範囲であれば、上記した層１４ａ〜ｅの中の複数の層の代わりに、これらの機能を併せ持つ１層を有する構成であっても良い。例えば発光層１４ｃがホール輸送層１４ｂ及び／または電子輸送層１４ｄの機能を併せ持つような構成が挙げられる。また、その他の任意の層をさらに設けた構成であっても良く、上記した層１４ａ〜ｄの夫々が複数層からなる構成であっても良い。
以下、発光ユニット１４ａ〜ｄを構成する各層について詳細に説明する。
（ホール注入層１４ａ／ホール輸送層１４ｂ）
ホール注入層１４ａおよびホール輸送層１４ｂは、それぞれ発光層１４ｃへのホール注入効率を高めるためのものである。このようなホール注入層１４ａもしくはホール輸送層１４ｂの材料としては特に限定はなく公知のものを適用することができ、例えば、ベンジン、スチリルアミン、トリフェニルアミン、ポルフィリン、トリフェニレン、アザトリフェニレン、テトラシアノキノジメタン、トリアゾール、イミダゾール、オキサジアゾール、ポリアリールアルカン、フェニレンジアミン、アリールアミン、オキザゾール、アントラセン、フルオレノン、ヒドラゾン、スチルベンあるいはこれらの誘導体、または、ポリシラン系化合物、ビニルカルバゾール系化合物、チオフェン系化合物あるいはアニリン系化合物等の複素環式共役系のモノマー、オリゴマーあるいはポリマーを用いることができる。
ホール注入層１４ａおよびホール輸送層１４ｂは、それぞれ発光層１４ｃへのホール注入効率を高めるためのものである。このようなホール注入層１４ａもしくはホール輸送層１４ｂの材料としては特に限定はなく公知のものを適用することができ、例えば、ベンジン、スチリルアミン、トリフェニルアミン、ポルフィリン、トリフェニレン、アザトリフェニレン、テトラシアノキノジメタン、トリアゾール、イミダゾール、オキサジアゾール、ポリアリールアルカン、フェニレンジアミン、アリールアミン、オキザゾール、アントラセン、フルオレノン、ヒドラゾン、スチルベンあるいはこれらの誘導体、または、ポリシラン系化合物、ビニルカルバゾール系化合物、チオフェン系化合物あるいはアニリン系化合物等の複素環式共役系のモノマー、オリゴマーあるいはポリマーを用いることができる。
また、上記ホール注入層１４ａもしくはホール輸送層１４ｂのさらに具体的な材料としては、α−ナフチルフェニルフェニレンジアミン、ポルフィリン、金属テトラフェニルポルフィリン、金属ナフタロシアニン、ヘキサシアノアザトリフェニレン、７，７，８，８−テトラシアノキノジメタン（ＴＣＮＱ）、７，７，８，８−テトラシアノ−２，３，５，６-テトラフルオロキノジメタン（Ｆ４−ＴＣＮＱ）、テトラシアノ４、４、４−トリス（３−メチルフェニルフェニルアミノ）トリフェニルアミン、Ｎ、Ｎ、Ｎ’、Ｎ’−テトラキス（ｐ−トリル）ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ、Ｎ、Ｎ’、Ｎ’−テトラフェニル−４、４’−ジアミノビフェニル、Ｎ−フェニルカルバゾール、４−ジ−ｐ−トリルアミノスチルベン、ポリ（パラフェニレンビニレン）、ポリ（チオフェンビニレン）、ポリ（２、２’−チエニルピロール）等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
（発光層１４ｃ）
発光層１４ｃは、陽極１３と陰極１５による電圧印加時に、陽極１３と中間層１４ｅ、又は、中間層１４ｅと陰極１５のそれぞれからホールまたは電子が注入され、さらにこれらが再結合する領域である。このため発光層１４ｃは、発光効率が高い材料、例えば、低分子蛍光色素、蛍光性の高分子、金属錯体等の有機発光材料を用いて構成される。
発光層１４ｃは、陽極１３と陰極１５による電圧印加時に、陽極１３と中間層１４ｅ、又は、中間層１４ｅと陰極１５のそれぞれからホールまたは電子が注入され、さらにこれらが再結合する領域である。このため発光層１４ｃは、発光効率が高い材料、例えば、低分子蛍光色素、蛍光性の高分子、金属錯体等の有機発光材料を用いて構成される。
発光層１４ｃに用いられる材料としては、フェニレン核、ナフタレン核、アントラセン核、ピレン核、ナフタセン核、クリセン核もしくはペリレン核から構成される芳香族炭化水素化合物であり、具体的には９，１０−ジフェニルアントラセン、９，１０−ジ（１−ナフチル）アントラセン、９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン、１，６−ジフェニルピレン、１，６−ジ（１−ナフチル）ピレン、１，６−ジ（２−ナフチル）、１，８−ジフェニルピレン、１，８−ジ（１−ナフチル）ピレン、１，８−ジ（２−ナフチル）ピレン、ルブレン、６，１２−ジフェニルクリセン、６，１２−ジ（１−ナフチル）クリセン、６，１２−ジ（２−ナフチル）クリセン等を好適に用いることができる。
また、この発光層１４ｃには、発光層１４ｃでの発光スペクトルの制御を目的として、他のゲスト材料を微量添加しても良い。このような他のゲスト材料としては、ナフタレン誘導体、アミン化合物、ピレン誘導体、ナフタセン誘導体、ベリレン誘導体、クマリン誘導体、ピラン系色素等の有機物質が用いられ、なかでもこれらの芳香族第三級アミン化合物が好適に用いられる。
（電子輸送層１４ｄ）
電子輸送層１４ｄは、陰極１５または後述する中間層１４ｅから注入される電子を発光層１４ｃに輸送するためのものである。電子輸送層１４ｄの材料としては、例えば、キノリン、ペリレン、ビススチリル、ピラジン、トリアゾール、オキサゾール、オキサジアゾール、フルオレノン、及びこれらの誘導体が挙げられる。具体的には、トリス（８−ヒドロキシキノリン）アルミニウム（略称Ａｌｑ３）、アントラセン、ナフタレン、フェナントレン、ピレン、ペリレン、ブタジエン、クマリン、アクリジン、スチルベン、及びこれらの誘導体が挙げられる。
電子輸送層１４ｄは、陰極１５または後述する中間層１４ｅから注入される電子を発光層１４ｃに輸送するためのものである。電子輸送層１４ｄの材料としては、例えば、キノリン、ペリレン、ビススチリル、ピラジン、トリアゾール、オキサゾール、オキサジアゾール、フルオレノン、及びこれらの誘導体が挙げられる。具体的には、トリス（８−ヒドロキシキノリン）アルミニウム（略称Ａｌｑ３）、アントラセン、ナフタレン、フェナントレン、ピレン、ペリレン、ブタジエン、クマリン、アクリジン、スチルベン、及びこれらの誘導体が挙げられる。
以上説明した発光ユニット１４ａ〜ｄを構成する各層は、例えば真空蒸着法や、スピンコート法などの方法によって形成することができる。
（中間層１４ｅ）
中間層１４ｅは、上記した層１４ａ〜ｄからなる発光ユニット１４ａ〜ｄ間に狭持されてなり、電荷発生能を備えるものである。中間層１４ｅの構成は、例えば本実施の形態においては、３層構造を採る。この３層構造の場合、陽極１３側から順に、酸化物含有層１４ｅｉ、電荷輸送性有機材料層１４ｅii、及びトリフェニレン層１４ｅiiiが積層された積層部を備えることが好ましい。尚、本発明における電荷発生能を備えるとは、電圧印加時において、中間層１４ｅの陰極１５側に配置された発光ユニット１４−１に対してホールを注入する一方、中間層１４ｅの陽極１３側に配置された発光ユニット１４−２に対して電子を注入する役割を果たすものである。
以下、酸化物含有層１４ｅｉ、電荷輸送性有機材料層１４ｅii、及びトリフェニレン層１４ｅiiiについて夫々詳細に説明する。
中間層１４ｅは、上記した層１４ａ〜ｄからなる発光ユニット１４ａ〜ｄ間に狭持されてなり、電荷発生能を備えるものである。中間層１４ｅの構成は、例えば本実施の形態においては、３層構造を採る。この３層構造の場合、陽極１３側から順に、酸化物含有層１４ｅｉ、電荷輸送性有機材料層１４ｅii、及びトリフェニレン層１４ｅiiiが積層された積層部を備えることが好ましい。尚、本発明における電荷発生能を備えるとは、電圧印加時において、中間層１４ｅの陰極１５側に配置された発光ユニット１４−１に対してホールを注入する一方、中間層１４ｅの陽極１３側に配置された発光ユニット１４−２に対して電子を注入する役割を果たすものである。
以下、酸化物含有層１４ｅｉ、電荷輸送性有機材料層１４ｅii、及びトリフェニレン層１４ｅiiiについて夫々詳細に説明する。
・酸化物含有層１４ｅｉ
酸化物含有層１４ｅｉは、アルカリ金属並びにアルカリ土類金属（ベリリウム及びマグネシウムを含む）の少なくとも一方を含む酸化物を用いて構成されている。ここで、アルカリ金属は、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｆｒであり、またアルカリ土類金属は、ベリリウム（Ｂｅ）、及びマグネシウム（Ｍｇ）を含む、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｒａを指す。
酸化物含有層１４ｅｉは、アルカリ金属並びにアルカリ土類金属（ベリリウム及びマグネシウムを含む）の少なくとも一方を含む酸化物を用いて構成されている。ここで、アルカリ金属は、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｆｒであり、またアルカリ土類金属は、ベリリウム（Ｂｅ）、及びマグネシウム（Ｍｇ）を含む、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｒａを指す。
そして、この酸化物含有層１４ｅｉを構成する酸化物としては、一般的なアルカリ金属酸化物およびアルカリ土類金属酸化物の他、アルカリ金属およびアルカリ土類金属の少なくとも一方と共に他の元素を含む複合酸化物が用いられる。そして、アルカリ金属やアルカリ土類金属と共に複合酸化物を構成する酸化物の具体例としては、メタ硼酸化物、テトラ硼酸化物、ゲルマン酸化物、モリブデン酸化物、ニオブ酸化物、珪酸化物、タンタル酸化物、チタン酸化物、バナジン酸化物、タングステン酸化物、ジルコン酸化物、炭酸化物、蓚酸化物、亜クロム酸化物、クロム酸化物、重クロム酸化物、フェライト、亜セレン酸化物、セレン酸化物、スズ酸化物、亜テルル酸化物、テルル酸化物、ビスマス酸化物、テトラホウ酸化物、メタホウ酸化物の中から少なくとも１種類以上選ばれる。このうち、特に、主成分としてＬｉ2ＣＯ3、Ｃｓ2ＣＯ3またはＬｉ2ＳｉＯ3を用いることが好ましい。
このような酸化物を用いた酸化物含有層１４ｅｉとして、次の図２（１）〜図２（４）に示される層構造が例示される。
即ち、図２（１）に示すように、酸化物含有層１４ｅｉは、上述した酸化物と電荷輸送材料とを混合した「混合層１４ｅｉ−１」の単層構造であっても良い。この場合に、上述した酸化物と共に混合層１４ｅｉ−１を構成する電荷輸送材料としては、ホール輸送材料や電子輸送材料が用いられる。このような酸化物含有層１４ｅｉとしては、例えば、上述した酸化物のうちＬｉ2ＣＯ3を主成分とし、ホールや電子（電荷）のホッピングサイトとして、例えばホール輸送材料や電子輸送材料等の電荷輸送性有機材料を、上述した酸化物（例えばＬｉ2ＣＯ3）と共に共蒸着してなる混合層であっても良い。
また、図２（２）に示すように、酸化物含有層１４ｅｉは、陽極１３側から順に、上述した酸化物と電子輸送材料との混合層１４ｅｉ−２と、上述した酸化物からなる層１４ｅｉ−３とを積層した「混合層１４ｅｉ−２／酸化物層１４ｅｉ−３」の積層構造であっても良い。
さらに、図２（３）に示すように、酸化物含有層１４ｅｉは、陽極１３側から順に、上述した酸化物からなる層１４ｅｉ−３と、上述した酸化物とホール輸送材料との混合層１４ｅｉ−４とを積層した「酸化物層１４ｅｉ−３／混合層１４ｅｉ−４」構造であっても良い。この場合ホール輸送性材料としては、アザトリフェニレン系材料のようなアリールアミン系でない有機材料によって構成されることが好ましい。この理由は、電荷輸送性がアリールアミン系材料よりも大きくなることが期待できるからである。
尚、この構成と、図２（２）の構成とを組み合わせ、陽極１３側から順に「電子輸送性有機材料を含む混合層／酸化物層／ホール輸送性有機材料を含む混合層」として酸化物含有層１４ｅｉを構成しても良い。即ち、「混合層１４ｅｉ−２／酸化物層１４ｅｉ−３／混合層１４ｅｉ−４」構造であっても良い。
尚、この構成と、図２（２）の構成とを組み合わせ、陽極１３側から順に「電子輸送性有機材料を含む混合層／酸化物層／ホール輸送性有機材料を含む混合層」として酸化物含有層１４ｅｉを構成しても良い。即ち、「混合層１４ｅｉ−２／酸化物層１４ｅｉ−３／混合層１４ｅｉ−４」構造であっても良い。
またさらに、図２（４）に示すように、酸化物含有層１４ｅｉは、陽極１３側から順に、上述した酸化物からなる層１４ｅｉ−３と、他の酸化物または複合酸化物からなる層１４ｅｉ−５とを積層した「酸化物層１４ｅｉ−３／他の酸化物層１４ｅｉ−５」の積層構造であっても良い。この場合、他の酸化物層１４ｅｉ−５としては、酸化物または複合酸化物が用いられ、メタ硼酸化物、テトラ硼酸化物、ゲルマン酸化物、モリブデン酸化物、ニオブ酸化物、珪酸化物、タンタル酸化物、チタン酸化物、バナジン酸化物、タングステン酸化物、ジルコン酸化物、炭酸化物、蓚酸化物、亜クロム酸化物、クロム酸化物、重クロム酸化物、フェライト、亜セレン酸化物、セレン酸化物、スズ酸化物、亜テルル酸化物、テルル酸化物、ビスマス酸化物、テトラホウ酸化物、メタホウ酸化物等の他の一般的な酸化物または複合酸化物が例示される。
・電荷輸送性有機材料層１４ｅii
次に、上述した酸化物含有層１４ｅｉの上部（陰極１５側）に設けられた電荷輸送性有機材料層１４ｅiiは、電荷輸送性有機材料を用いた層であって、電子輸送性有機材料、ホール輸送性有機材料、または両電荷輸送性有機材料を含む。そして特に、この電荷輸送性有機材料層１４ｅiiは、金属材料や電子吸引性が強い材料などの添加成分を含まず、電子輸送性有機材料及び／またはホール輸送性有機材料のみからなる層であることが好ましい。しかし、場合によってはアルカリ金属およびアルカリ土類金属の少なくとも一方との混合層として用いた場合が好ましいこともある。
次に、上述した酸化物含有層１４ｅｉの上部（陰極１５側）に設けられた電荷輸送性有機材料層１４ｅiiは、電荷輸送性有機材料を用いた層であって、電子輸送性有機材料、ホール輸送性有機材料、または両電荷輸送性有機材料を含む。そして特に、この電荷輸送性有機材料層１４ｅiiは、金属材料や電子吸引性が強い材料などの添加成分を含まず、電子輸送性有機材料及び／またはホール輸送性有機材料のみからなる層であることが好ましい。しかし、場合によってはアルカリ金属およびアルカリ土類金属の少なくとも一方との混合層として用いた場合が好ましいこともある。
電荷輸送性有機材料として用いられる電子輸送性有機材料またはホール輸送性有機材料として好ましいものは、例えば特開２００６−３５１３９８号公報において例示されている「電子輸送性有機材料」や「ホール輸送性有機材料」が挙げられる。
尚、電荷輸送性有機材料層１４ｅiiを構成する電子輸送性有機材料及びホール輸送性有機材料としては、上述した内容に特に限定されることはなく、電子輸送性を有する材料またはホール輸送性を有する材料であれば、その効果が広く認められる。
尚、電荷輸送性有機材料層１４ｅiiを構成する電子輸送性有機材料及びホール輸送性有機材料としては、上述した内容に特に限定されることはなく、電子輸送性を有する材料またはホール輸送性を有する材料であれば、その効果が広く認められる。
・トリフェニレン層１４ｅiii
次に、上述した電荷輸送性有機材料層ｅiiの上部に設けられたトリフェニレン層１４ｅiiiは、下記一般式（Ｉ）に示すトリフェニレン誘導体及びアザトリフェニレン誘導体の少なくとも一方を用いて構成されていることが好ましい。尚、トリフェニレン誘導体とは母骨格が炭素のみからなるトリフェニレン骨格からなり、アザトリフェニレン誘導体とは母骨格が、トリフェニレン骨格に窒素を含むアザトリフェニレン骨格からなる化合物である。
次に、上述した電荷輸送性有機材料層ｅiiの上部に設けられたトリフェニレン層１４ｅiiiは、下記一般式（Ｉ）に示すトリフェニレン誘導体及びアザトリフェニレン誘導体の少なくとも一方を用いて構成されていることが好ましい。尚、トリフェニレン誘導体とは母骨格が炭素のみからなるトリフェニレン骨格からなり、アザトリフェニレン誘導体とは母骨格が、トリフェニレン骨格に窒素を含むアザトリフェニレン骨格からなる化合物である。
ここで一般式（Ｉ）中、Ｒ1〜Ｒ6は、それぞれ独立に、水素、ハロゲン、ヒドロキシル基、アミノ基、アリールアミノ基、炭素数２０以下の置換あるいは無置換のカルボニル基、炭素数２０以下の置換あるいは無置換のカルボニルエステル基、炭素数２０以下の置換あるいは無置換のアルキル基、炭素数２０以下の置換あるいは無置換のアルケニル基、炭素数２０以下の置換あるいは無置換のアルコキシル基、炭素数３０以下の置換あるいは無置換のアリール基、炭素数３０以下の置換あるいは無置換の複素環基、ニトリル基、ニトロ基、シアノ基またはシリル基である。また、Ｒ1〜Ｒ6のうち、隣接するＲm（ｍ＝１〜６）は環状構造を通じて互いに結合していてもよい。そして、一般式（Ｉ）中、Ｘ1〜Ｘ6は、それぞれ独立に、炭素もしくは窒素原子である。
ここで、トリフェニレン層ｅiiiは、上記で例示したトリフェニレン誘導体およびアザトリフェニレン誘導体のうちの少なくとも１つまたは複数を組み合わせて構成されていることとする。また、このトリフェニレン層ｅiiiには、トリフェニレン誘導体やアザトリフェニレン誘導体の他に、例えばホール輸送性を有する芳香族アミン類を含有しても良い。
尚、以上説明した中間層１４ｅやその界面に積層される各層は、必ずしも明確に分離されている構成に限定されることはなく、各層の界面においてそれぞれの構成材料が混ざり合っていても良い。
例えば、中間層１４ｅであれば、中間層各層（１４ｅｉ、１４ｅii、１４ｅiii）が、必ずしも明確に分離されている構成に限定されることはない。例えば、酸化物含有層１４ｅｉに、電荷輸送性材料層１４ｅiiを構成する材料が含有されていても、またこの逆であっても良い。さらに、電荷輸送性有機材料層１４ｅiiの界面側においては、電荷輸送性有機材料層１４ｅiiの上下層を構成する材料との混合層が設けられても良い。
また、中間層１４ｅの中のトリフェニレン層１４ｅiiiが、上記一般式（Ｉ）で示される有機化合物を用いて構成されている場合、このトリフェニレン層１４ｅiiiがホール注入層１４ａを兼ねても良い。この場合、中間層１４よりも陰極１５側に隣接する発光ユニット１４ａ〜ｄ（本実施の形態における１４ｂ２〜ｄ２）との間には、ホール注入層１４ａを必ずしも設ける必要はない。
以上のような構成の有機電界発光素子１０によれば、各発光ユニット１４ａ〜ｄ間に、酸化物含有層１４ｅｉと電荷輸送性有機材料１４ｅiiとを積層した中間層１４ｅを狭持したことにより、中間層１４ｅから陽極１３側の発光層１４ｃへの電子注入効率が向上する。また、酸化物含有層１４ｅｉとトリフェニレン層１４ｅiiiとの相互作用による劣化を抑制することで駆動に対しての安定性が改善される。従って、中間層１４ｅを介して発光ユニット１４ａ〜ｄを複数個積層してなるタンデム型の有機電界発光素子１０の安定化が図られる。
特に、上述した酸化物含有層１４ｅｉと、例えばトリフェニレン層１４ｅiii等の有機材料の間に、電子輸送性の電荷輸送性有機材料層１４ｅiiを狭持させた構成が好ましい。かかる構成とすることで中間層１４ｅの駆動安定性の改善効果が大きく、タンデム型の有機電界発光素子１０の安定化を図る効果も大きいことが分かった。さらにかかる構成とすることで、タンデム型有機電界発光素子でＮ段Ｎ倍の効率を得ることができ、かつ寿命の面においても、初期劣化を抑制することができ、長寿命な素子を得ることが可能である。
この結果、タンデム型の有機電界発光素子１０において、輝度の向上だけではなく、耐環境性の向上による寿命特性の向上、即ち長期信頼性の向上を図ることが可能になる。また、安定的な材料を用いて、このような電荷の注入特性に優れた中間層１４ｅが構成されるため、その作製においても化学量論比を考慮した成膜などを行う必要はなく、容易に作製可能となる。しかも、一般的なＶ2Ｏ5からなる中間層を用いた場合と比較して、駆動電圧が抑えられる効果もあり、これによる長期信頼性の向上を得ることも可能である。
また本実施の形態の有機電界発光素子１０においては、中間層１４ｅを構成する電荷輸送性有機材料層１４ｅiiが、添加物を含まず、電子輸送性材料またはホール輸送性材料のみで構成されている。このことから、Ｎ型及びＰ型ドープト層を用いた場合と比較して、中間層１４ｅの安定化を図ることが可能になり、これによる素子の長寿命化を図ることも可能である。
尚、以上説明した実施の形態においては、中間層１４ｅが、酸化物含有層酸化物含有層１４ｅｉ，電荷輸送性有機材料層１４ｅii、およびトリフェニレン層１４ｅiiiを積層させた３層構造の場合を説明した。しかしながら、中間層１４ｅは、さらに陰極１５側の界面に、銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）のようなフタロシアニン骨格を持つホール注入性材料からなる層を中間的な陽極層（中間陽極層）として設けても良い。これにより、中間層１４ｅの陰極１５側に設けられた発光層１４ｃへの、中間層１４ｅからのホールの注入効率を高めることができる。
また、トリフェニレン層１４ｅiiiの代わりに特開２００３−４５６７６号公報及び特開２００３−２７２８６０号公報に記載されている接続層であるＶ2Ｏ5を用いて構成しても良い。
<有機電界発光素子基板１１−陰極１５>
陰極１５は、例えば、有機層１４側から順に第１層１５ａ、第２層１５ｂを積層させた２層構造で構成されている。
第１層１５ａは、仕事関数が小さく、かつ光透過性の良好な材料を用いて構成される。このような材料としては、例えばリチウム（Ｌｉ）の酸化物である酸化リチウム（Ｌｉ２Ｏ）や、セシウム（Ｃｓ）の酸化物である酸化セシウム（Ｃｓ２Ｏ）、さらにはこれらの酸化物の混合物を用いることができる。また、第１層１５ａは、このような材料に限定されることはなく、例えば、カルシウム（Ｃａ）、バリウム（Ｂａ）等のアルカリ土類金属、リチウム、セシウム等のアルカリ金属、さらにはインジウム（Ｉｎ）、マグネシウム（Ｍｇ）等の仕事関数の小さい金属、さらにはこれらの金属の酸化物等を、単体でまたはこれらの金属および酸化物の混合物や合金として安定性を高めて使用しても良い。
陰極１５は、例えば、有機層１４側から順に第１層１５ａ、第２層１５ｂを積層させた２層構造で構成されている。
第１層１５ａは、仕事関数が小さく、かつ光透過性の良好な材料を用いて構成される。このような材料としては、例えばリチウム（Ｌｉ）の酸化物である酸化リチウム（Ｌｉ２Ｏ）や、セシウム（Ｃｓ）の酸化物である酸化セシウム（Ｃｓ２Ｏ）、さらにはこれらの酸化物の混合物を用いることができる。また、第１層１５ａは、このような材料に限定されることはなく、例えば、カルシウム（Ｃａ）、バリウム（Ｂａ）等のアルカリ土類金属、リチウム、セシウム等のアルカリ金属、さらにはインジウム（Ｉｎ）、マグネシウム（Ｍｇ）等の仕事関数の小さい金属、さらにはこれらの金属の酸化物等を、単体でまたはこれらの金属および酸化物の混合物や合金として安定性を高めて使用しても良い。
第２層１５ｂは、例えば、ＭｇＡｇなどの光透過性を有する層を用いた薄膜により構成されている。この第２層１５ｂは、さらに、アルミキノリン錯体、スチリルアミン誘導体、フタロシアニン誘導体等の有機発光材料を含有した混合層であっても良い。この場合には、さらに第３層としてＭｇＡｇのような光透過性を有する層を別途有していてもよい。
以上の陰極１５を構成する各層は、真空蒸着法、スパッタリング法、更にはプラズマＣＶＤ法などの手法によって形成することができる。また、この有機電界発光素子を用いて構成される表示装置の駆動方式がアクティブマトリックス方式である場合、陰極１５は、有機層１４と上述の絶縁膜（不図示）とによって、陽極１３と絶縁された状態で基板１２上にベタ膜状に形成され、各画素の共通電極として用いられる。
尚、陰極１５は上記のような積層構造に限定されることはなく、作製されるデバイスの構造に応じて最適な組み合わせ、積層構造を取れば良いことは言うまでもない。例えば、上記実施の形態の陰極１５の構成は、電極各層の機能分離、すなわち有機層１４への電子注入を促進させる無機層（第１層１５ａ）と、電極を司る無機層（第２層１５ｂ）とを分離した積層構造である。しかしながら、有機層１４への電子注入を促進させる無機層が、電極を司る無機層を兼ねても良く、これらの層を単層構造として構成しても良い。また、この単層構造上にＩＴＯなどの透明電極を形成した積層構造としても良い。
<色変換層１６>
色変換層１６は、有機電界発光素子基板１１から発せられた光をそれよりも長波長の光へと波長変換する機能を有し、ホスト材料と、緑色発光性または赤色発光性である燐光発光性のオルトメタル化錯体とを含有するものである。
また、本実施の形態では、色変換層１６は陰極１５上に積層されてなる。このとき、陰極１５上には色変換層１６のみが積層されるものでも良く、後述する透明基板１７ｂ上に色変換層１６を積層して色変換基板を作製し、該色変換基板を、積層された色変換層１６側から有機電界発光素子基板１１の陰極１５側に貼り合わせたものでも良い。
色変換層１６は、有機電界発光素子基板１１から発せられた光をそれよりも長波長の光へと波長変換する機能を有し、ホスト材料と、緑色発光性または赤色発光性である燐光発光性のオルトメタル化錯体とを含有するものである。
また、本実施の形態では、色変換層１６は陰極１５上に積層されてなる。このとき、陰極１５上には色変換層１６のみが積層されるものでも良く、後述する透明基板１７ｂ上に色変換層１６を積層して色変換基板を作製し、該色変換基板を、積層された色変換層１６側から有機電界発光素子基板１１の陰極１５側に貼り合わせたものでも良い。
色変換層１６を構成するホスト材料としては、好ましいものとしてBis-(2-methyl-8-quinolinolate)-4-(phenylphenolato)-aluminium（ＢＡｌｑ）等が例示される。
またこの他にも、例えばカルバゾール誘導体、アントラセン誘導体、ピレン誘導体が挙げられる。具体的には4，4’-N,N'-dicarbazole-biphenyl（ＣＢＰ）が例示される。尚、ホスト材料は所望の波長変換となるように、適宜選択された材料が用いられる。
またこの他にも、例えばカルバゾール誘導体、アントラセン誘導体、ピレン誘導体が挙げられる。具体的には4，4’-N,N'-dicarbazole-biphenyl（ＣＢＰ）が例示される。尚、ホスト材料は所望の波長変換となるように、適宜選択された材料が用いられる。
燐光発光性のオルトメタル化錯体としては、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｐｄから選ばれる少なくとも一つを中心金属とした金属錯体が好ましい。これらの中でも中心金属がＩｒのものが特に好ましい。
オルトメタル化錯体を形成する配位子としては特に限定されず種々のものが使用可能である。例えば、２−フェニルピリジン誘導体、７，８−ベンゾキノリン誘導体、２−（２−チエニル）ピリジン誘導体、２−（１−ナフチル）ピリジン誘導体、２−フェニルキノリン誘導体、１−フェニルイソキノリン誘導体、及び、２−（２−ベンゾチエニル）ピリジン誘導体等が挙げられる。
オルトメタル化錯体を形成する配位子としては特に限定されず種々のものが使用可能である。例えば、２−フェニルピリジン誘導体、７，８−ベンゾキノリン誘導体、２−（２−チエニル）ピリジン誘導体、２−（１−ナフチル）ピリジン誘導体、２−フェニルキノリン誘導体、１−フェニルイソキノリン誘導体、及び、２−（２−ベンゾチエニル）ピリジン誘導体等が挙げられる。
具体的には下記化学式（１）で示されるビス(2-(2-ベンゾ[4,5-a]チエニル)ピリジナート-N,C3)イリジウム（アセチルアセトナート)、下記化学式（２）で示されるビス(1-フェニルイソキノリラート-N,C2’)イリジウム(アセチルアセトナート)、Ｉｒ（ｐｐｙ）3：イリジウム−フェニルピリジン錯体、より具体的には下記化学式（３）で示されるトリス(２−フェニルピリジン)イリジウム等が例示される。尚、燐光発光性のオルトメタル化錯体は所望の波長変換となるように、緑色発光性または赤色発光性であるものから適宜選択された材料が用いられる。このようなオルトメタル化錯体を用いることで、所望の波長変換が為された高輝度の変換光が得られる。
特に発光源としての発光層１４ｃが青色発光源の場合、緑色発光性の燐光発光性のオルトメタル化錯体を含有する緑色変換層１６ｇと、赤色発光性の燐光発光性のオルトメタル化錯体を含有する赤色変換層１６ｒとを用いることで、高輝度なフルカラー表示が可能となる。
燐光発光性のオルトメタル化錯体の含有量は、ホスト材料に対して０．１〜５０％膜厚比であることが好ましく、０．１〜２０％膜厚比であることがより好ましい。燐光発光性のオルトメタル化錯体の含有量が上記した膜厚比の範囲内であることで、オルトメタル化錯体とホスト材料との割合が好適なものとなり、良好な波長変換を行うことができる。
色変換層の膜厚は、色変換がなされるほどの厚みが確保されていれば良く、具体的には１００ｎｍ以上３μｍ以下、である。膜厚が１００ｎｍ未満では光源からの光を吸収するより透過する率が高くなり、充分な色変換がなされない。また、膜厚が３μｍより厚いと色変換がなされた光が取り出せずに効率が低下する。
そして、以上説明した構成の有機電界発光素子１０に印加する電流は、通常は直流であるが、パルス電流や交流を用いても良い。電流値、電圧値は、素子が破壊されない範囲内であれば特に制限はないが、有機電界発光素子の消費電力や寿命を考慮すると、なるべく小さい電気エネルギーで効率良く発光させることが望ましい。
また、この有機電界発光素子１０がキャビティ構造となっている場合、有機層１４と、透明材料あるいは半透明材料からなる電極層（本実施の形態では陰極１５）との合計膜厚は、発光波長によって規定され、多重干渉の計算から導かれた値に設定されることになる。そして、この有機電界発光素子１０を用いた表示装置が、所謂ＴＡＣ（Top Emitting Adoptive Current drive）構造である場合、このキャビティ構造を積極的に用いることにより、外部への光取り出し効率の改善や発光スペクトルの制御を行うことが可能である。ＴＡＣ構造とは、ＴＦＴが形成された基板上に上面発光型の有機電界発光素子を設けた構造を言う。
また、本発明の有機電界発光素子１０は、上面発光型、これを用いたＴＡＣ構造への適用に限定されるものではない。即ち、陽極１３と陰極１５との間に少なくとも複数の発光ユニット１４ａ〜ｄが積層された有機層１４（中間層１４ｅを含む）を狭持してなる構成に広く適用可能である。従って、基板側から順に、陰極、有機層、陽極を順次積層した構成のものや、下部電極側からのみ光を取り出すようにした、所謂下面発光型の有機電界発光素子にも適用可能である。下面発光型の有機電界発光素子とは、基板側に位置する電極（陰極または陽極としての下部電極）を透明材料で構成し、基板と反対側に位置する電極（陰極または陽極としての上部電極）を反射材料で構成することによって、下部電極側からのみ光を取り出す構成である。
さらに、本発明の有機電界発光素子１０とは、一対の電極（陽極１３と陰極１５）、及びその電極間に複数の発光ユニット１４ａ〜ｄと電荷発生能を備える中間層１４ｅとを有する有機層１４が挟持されることによって形成される素子であれば良い。このため、本発明は一対の電極（陽極１３と陰極１５）及び複数の発光ユニット１４ａ〜ｄと中間層１４ｅとを有する有機層１４のみで構成されたものに限定されることはない。即ち、これらに加えて本発明の効果を損なわない範囲で他の構成要素（例えば、無機化合物層や無機成分）が共存することを排除するものではない。
以上説明した構成により、長寿命で高輝度な有機電界発光素子とすることができる。
また以上説明した本発明に係る有機電界発光素子は、様々な電子機器に適用可能である。例えば、デジタルカメラ、ノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話等の携帯端末装置、ビデオカメラなど、電子機器に入力された映像信号、電子機器内で生成した映像信号を画像及び／または映像として表示するあらゆる分野の電子機器の表示装置等に適用可能である。
また以上説明した本発明に係る有機電界発光素子は、様々な電子機器に適用可能である。例えば、デジタルカメラ、ノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話等の携帯端末装置、ビデオカメラなど、電子機器に入力された映像信号、電子機器内で生成した映像信号を画像及び／または映像として表示するあらゆる分野の電子機器の表示装置等に適用可能である。
《有機電界発光素子１０；第２の実施の形態》
次に、本発明に係る有機電界発光素子の第２の実施の形態について説明する。
図３は、本発明に係る有機電界発光素子の第２の実施の形態である上面発光方式の有機電界発光素子の構成例を示す概略断面図である。
第２の実施の形態における有機電界発光素子１０は、一対の電極１３，１５間に有機層１４が狭持された有機電界発光素子基板１１上に色変換フィルタ基板１７が貼り合わされてなる。
ここで、有機電界発光素子基板１１の構成は上記第１の実施の形態におけるものと同一であるため、説明は省略する。
次に、本発明に係る有機電界発光素子の第２の実施の形態について説明する。
図３は、本発明に係る有機電界発光素子の第２の実施の形態である上面発光方式の有機電界発光素子の構成例を示す概略断面図である。
第２の実施の形態における有機電界発光素子１０は、一対の電極１３，１５間に有機層１４が狭持された有機電界発光素子基板１１上に色変換フィルタ基板１７が貼り合わされてなる。
ここで、有機電界発光素子基板１１の構成は上記第１の実施の形態におけるものと同一であるため、説明は省略する。
<色変換フィルタ基板１７>
色変換フィルタ基板１７は、有機電界発光素子基板１１に貼り合わされる側から順に、色変換層１６、カラーフィルタ層１７ａ、透明基板１７ｂが積層された構成であり、カラーフィルタ層１７ａと透明基板１７ｂとを併せてカラーフィルタ基板１７ｃと称する。ここで、色変換層１６については上記第１の実施の形態におけるものと同一であるため、説明は省略する。
色変換フィルタ基板１７は、有機電界発光素子基板１１に貼り合わされる側から順に、色変換層１６、カラーフィルタ層１７ａ、透明基板１７ｂが積層された構成であり、カラーフィルタ層１７ａと透明基板１７ｂとを併せてカラーフィルタ基板１７ｃと称する。ここで、色変換層１６については上記第１の実施の形態におけるものと同一であるため、説明は省略する。
（カラーフィルタ基板１７ｃ−透明基板１７ｂ）
本発明に用いられる透明基板１７ｂは、色変換層１６及びカラーフィルタ層１７ａを支持するものであって、入射する光を充分透過すると共に、当該透明基板１７ｂ上に積層される層を支持可能なものであれば良い。通常透明基板１７ｂとしては、４００ｎｍ〜７００ｎｍの可視領域の光の透過率が５０％以上で、平滑な基板が好ましい。具体的には、ガラス板、ポリマー板等が挙げられる。ガラス板としては、特にソーダ石灰ガラス、バリウム・ストロンチウム含有ガラス、鉛ガラス、アルミノケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス、バリウムホウケイ酸ガラス、石英等を挙げることができる。また、ポリマー板としては、ポリカーボネート、アクリル、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルサルファイド、ポリサルフォン等を挙げることができる。また、その厚さは０．１〜１０ｍｍであることが好ましい。さらに必要に応じて、ブラックマトリクスを設けても良い。この透明基板１７ｂは前述の色変換基板の透明基板１７ｂとしてもそのまま用いることができる。
本発明に用いられる透明基板１７ｂは、色変換層１６及びカラーフィルタ層１７ａを支持するものであって、入射する光を充分透過すると共に、当該透明基板１７ｂ上に積層される層を支持可能なものであれば良い。通常透明基板１７ｂとしては、４００ｎｍ〜７００ｎｍの可視領域の光の透過率が５０％以上で、平滑な基板が好ましい。具体的には、ガラス板、ポリマー板等が挙げられる。ガラス板としては、特にソーダ石灰ガラス、バリウム・ストロンチウム含有ガラス、鉛ガラス、アルミノケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス、バリウムホウケイ酸ガラス、石英等を挙げることができる。また、ポリマー板としては、ポリカーボネート、アクリル、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルサルファイド、ポリサルフォン等を挙げることができる。また、その厚さは０．１〜１０ｍｍであることが好ましい。さらに必要に応じて、ブラックマトリクスを設けても良い。この透明基板１７ｂは前述の色変換基板の透明基板１７ｂとしてもそのまま用いることができる。
（カラーフィルタ基板１７ｃ−カラーフィルタ層１７ａ）
カラーフィルタ層１７ａについては、その材料は特に制限されるものではないが、例えば、染料、顔料及び樹脂からなるもの、並びに、染料及び顔料のみからなるものが挙げられる。染料、顔料及び樹脂からなるカラーフィルタ層には、染料及び顔料をバインダー樹脂中に溶解または分散させた固形状のものが挙げられる。カラーフィルタ層１７ａに用いられる染料及び顔料の好ましいものとしては、ペリレン、イソインドリン、シアニン、アゾ、オキサジン、フタロシアニン、キナクリドン、アントラキノン、及びジケトピロロ−ピロール等が挙げられる。
カラーフィルタ層１７ａの層厚は、０．１〜５μｍであることが好ましい。
カラーフィルタ層１７ａについては、その材料は特に制限されるものではないが、例えば、染料、顔料及び樹脂からなるもの、並びに、染料及び顔料のみからなるものが挙げられる。染料、顔料及び樹脂からなるカラーフィルタ層には、染料及び顔料をバインダー樹脂中に溶解または分散させた固形状のものが挙げられる。カラーフィルタ層１７ａに用いられる染料及び顔料の好ましいものとしては、ペリレン、イソインドリン、シアニン、アゾ、オキサジン、フタロシアニン、キナクリドン、アントラキノン、及びジケトピロロ−ピロール等が挙げられる。
カラーフィルタ層１７ａの層厚は、０．１〜５μｍであることが好ましい。
ここで、カラーフィルタ層１７ａは、色の異なる複数のカラーフィルタ部を有するカラーフィルタ層１７ａが形成されていることが好ましい。特に、透明基板１７ｂ上に緑色カラーフィルタ部１７ａｇ、赤色カラーフィルタ部１７ａｒ、及び青色カラーフィルタ部１７ａｂの三色からなるカラーフィルタ層１７ａが形成されていることが好ましい。緑色、赤色、および青色のカラーフィルタ部１７ａｇ，ｒ，ｂが形成されたカラーフィルタ層１７ａを有するカラーフィルタ基板１７ｃとすることで、高画質なフルカラー表示が可能な構成となる。
また、緑色カラーフィルタ部１７ａｇ上には緑色変換層１６ｇが形成され、赤色カラーフィルタ部１７ａｒ上には赤色変換層１６ｒが形成され、青色カラーフィルタ部１７ａｂ上には色変換層が形成されていない構成が好ましい。青色発光源を用いることで、青色カラーフィルタ部１７ａｂを透過して出射された光が青色光となるため、色変換機能は不要となり、青色カラーフィルタ部１７ａｂ上に色変換層を形成しなくても青色光を得ることができる。即ち、かかる構成とすることで、青色変換層を有しない安価で簡易な構成であっても青色カラーフィルタ部１７ａｂから青色光を出射することができる。
尚、本発明に用いられる光源は青色発光源であることが好ましいがこれに限られるものではなく、いかなる色の光源であっても良い。
尚、本発明に用いられる光源は青色発光源であることが好ましいがこれに限られるものではなく、いかなる色の光源であっても良い。
本実施の形態における有機電界発光素子１０によれば、各色カラーフィルタ部１７ａｇ，ｒ，ｂを設けることで、長寿命で高輝度であり、且つ、高画質なフルカラー表示が可能となる。
《有機電界発光素子の製造方法》
さらに、本発明に係る有機電界発光素子の製造方法について説明する。かかる製造方法は、上記第２の実施の形態の有機電界発光素子を製造する方法である。
本発明に係る有機電界発光素子１０の製造方法は、所定の波長のレーザー光を透過する支持基板１上に光熱変換層２を形成する工程（１）と、該光熱変換層２が形成された支持基板１上に、特定の波長を有する光源から発せられた光をそれよりも長波長の光へと波長変換する色変換層１６を形成して、転写ドナー基板３を作製する工程（２）と、前記色変換層１６が形成された転写ドナー基板３と、透明基板１７ｂ上にカラーフィルタ層１７ａを形成したカラーフィルタ基板１７ｃとを、前記カラーフィルタ層１７ａと前記色変換層１６とが対向するように平行に、かつ離間させて配置する工程（３）と、前記転写ドナー基板３の前記支持基板１側からレーザー光を照射し、前記色変換層１６を前記カラーフィルタ基板１７ｃの所定位置に転写させて色変換層のパターン１６Ａを形成し、色変換フィルタ基板１７を作製する工程（４）と、一対の電極１３，１５間に有機層１４が狭持された有機電界発光素子基板１１上に、前記色変換フィルタ基板１７を前記色変換層１６側から貼り合わせて有機電界発光素子１０を作製する工程（５）とを備え、前記有機層１４は、少なくとも発光層１４ｃを含む発光ユニット１４ａ〜ｄが複数個積層され、当該各発光ユニット１４ａ〜ｄ間に電荷発生能を備える中間層１４ｅが狭持されてなり、前記色変換層１４ｃは、ホスト材料と、緑色発光性または赤色発光性である燐光発光性のオルトメタル化錯体とを含有するものである。
さらに、本発明に係る有機電界発光素子の製造方法について説明する。かかる製造方法は、上記第２の実施の形態の有機電界発光素子を製造する方法である。
本発明に係る有機電界発光素子１０の製造方法は、所定の波長のレーザー光を透過する支持基板１上に光熱変換層２を形成する工程（１）と、該光熱変換層２が形成された支持基板１上に、特定の波長を有する光源から発せられた光をそれよりも長波長の光へと波長変換する色変換層１６を形成して、転写ドナー基板３を作製する工程（２）と、前記色変換層１６が形成された転写ドナー基板３と、透明基板１７ｂ上にカラーフィルタ層１７ａを形成したカラーフィルタ基板１７ｃとを、前記カラーフィルタ層１７ａと前記色変換層１６とが対向するように平行に、かつ離間させて配置する工程（３）と、前記転写ドナー基板３の前記支持基板１側からレーザー光を照射し、前記色変換層１６を前記カラーフィルタ基板１７ｃの所定位置に転写させて色変換層のパターン１６Ａを形成し、色変換フィルタ基板１７を作製する工程（４）と、一対の電極１３，１５間に有機層１４が狭持された有機電界発光素子基板１１上に、前記色変換フィルタ基板１７を前記色変換層１６側から貼り合わせて有機電界発光素子１０を作製する工程（５）とを備え、前記有機層１４は、少なくとも発光層１４ｃを含む発光ユニット１４ａ〜ｄが複数個積層され、当該各発光ユニット１４ａ〜ｄ間に電荷発生能を備える中間層１４ｅが狭持されてなり、前記色変換層１４ｃは、ホスト材料と、緑色発光性または赤色発光性である燐光発光性のオルトメタル化錯体とを含有するものである。
図４は、本発明に係る有機電界発光素子の製造方法の概略工程図である。本発明に係る有機電界発光素子の製造方法は、下記において詳述する工程（１）乃至（５）を備えるものである。以下、各工程について説明する。
<工程（１）>
まず、工程（１）では、図４（１）に示すように、所定波長のレーザー光を透過する支持基板１上に、光熱変換層２を形成する。
まず、工程（１）では、図４（１）に示すように、所定波長のレーザー光を透過する支持基板１上に、光熱変換層２を形成する。
（支持基板１）
支持基板１は、後述する転写ドナー基板３を用いて行う転写において照射される所定波長のレーザー光ｈｒを透過する材料からなる。例えば、このレーザー光ｈｒとして、固体レーザー光源からの波長８００ｎｍ程度のレーザー光を用いる場合には、ガラス基板を支持基板１として用いて良い。このとき、支持基板１の構成は、レーザー光ｈｒを充分に透過し、また、当該支持基板１上に積層される層を支持可能な構成であれば良い。支持基板１としては、ガラス基板の他に、石英板、アクリル板等が挙げられる。
支持基板１は、後述する転写ドナー基板３を用いて行う転写において照射される所定波長のレーザー光ｈｒを透過する材料からなる。例えば、このレーザー光ｈｒとして、固体レーザー光源からの波長８００ｎｍ程度のレーザー光を用いる場合には、ガラス基板を支持基板１として用いて良い。このとき、支持基板１の構成は、レーザー光ｈｒを充分に透過し、また、当該支持基板１上に積層される層を支持可能な構成であれば良い。支持基板１としては、ガラス基板の他に、石英板、アクリル板等が挙げられる。
（光熱変換層２）
光熱変換層２は、上記レーザー光ｈｒを熱に変換する光熱変換効率が高く、かつ融点が高い材料を用いて構成される。例えば、レーザー光ｈｒとして、先に示した波長８００ｎｍ程度のレーザー光を用いる場合には、クロム（Ｃｒ）やモリブデン（Ｍｏ）等の低反射率で高融点の金属からなる光熱変換層２が好ましく用いられる。またこの光熱変換層２は、必要充分な光熱変換効率が得られるような膜厚に調整されていることが好ましく、通常５０〜１０００ｎｍとする。ここで、例えばモリブデン（Ｍｏ）膜を光熱変換層２とする場合、膜厚２００ｎｍ程度の均一な構成であることが好ましい。このような光熱変換層２は、例えばスパッタ成膜法によって形成されるが、本発明はこれに限定されるものではなく、公知の膜形成方法を適用できる。尚、光熱変換層２としては、上述した金属材料に限定されることはなく、光吸収材料として、金属フタロシアニン等の顔料を含有する膜や、フラーレン、カーボンナノチューブ等のカーボンからなる膜であっても良い。また、金属としてはクロムやモリブデンの他に、タングステン、タンタル等が挙げられる。光熱変換層２を設けることにより、後述する工程（４）における色変換層１６の転写を、転写残りを生じさせることなく、また色変換機能を損なうことなく、良好に行うことが可能となる。
光熱変換層２は、上記レーザー光ｈｒを熱に変換する光熱変換効率が高く、かつ融点が高い材料を用いて構成される。例えば、レーザー光ｈｒとして、先に示した波長８００ｎｍ程度のレーザー光を用いる場合には、クロム（Ｃｒ）やモリブデン（Ｍｏ）等の低反射率で高融点の金属からなる光熱変換層２が好ましく用いられる。またこの光熱変換層２は、必要充分な光熱変換効率が得られるような膜厚に調整されていることが好ましく、通常５０〜１０００ｎｍとする。ここで、例えばモリブデン（Ｍｏ）膜を光熱変換層２とする場合、膜厚２００ｎｍ程度の均一な構成であることが好ましい。このような光熱変換層２は、例えばスパッタ成膜法によって形成されるが、本発明はこれに限定されるものではなく、公知の膜形成方法を適用できる。尚、光熱変換層２としては、上述した金属材料に限定されることはなく、光吸収材料として、金属フタロシアニン等の顔料を含有する膜や、フラーレン、カーボンナノチューブ等のカーボンからなる膜であっても良い。また、金属としてはクロムやモリブデンの他に、タングステン、タンタル等が挙げられる。光熱変換層２を設けることにより、後述する工程（４）における色変換層１６の転写を、転写残りを生じさせることなく、また色変換機能を損なうことなく、良好に行うことが可能となる。
<工程（２）>
次に、図４（２）に示すように、工程（１）で作製された、光熱変換層２が設けられた支持基板１上に、さらに色変換層１６を光熱変換層２側に形成して転写ドナー基板３とする。
次に、図４（２）に示すように、工程（１）で作製された、光熱変換層２が設けられた支持基板１上に、さらに色変換層１６を光熱変換層２側に形成して転写ドナー基板３とする。
色変換層１６は、転写ドナー基板３を用いた熱転写の際に、パターン化されて転写されるものであり、ホスト材料と、緑色発光性または赤色発光性である燐光発光性のオルトメタル化錯体を含有する有機材料層である。この色変換層１６は、公知のドライプロセスで形成することができ、例えば、光熱変換層２上にオルトメタル化錯体を蒸着する方法が挙げられる。
色変換層１６の膜厚は、好ましくは５０ｎｍ〜５μｍ、より好ましくは１００ｎｍ〜２μｍである。膜厚が５０ｎｍ未満であると光を吸収できないため好ましくない。また膜厚が５μｍより大きいとレーザー転写が困難となるため好ましくない。
色変換層１６の膜厚は、好ましくは５０ｎｍ〜５μｍ、より好ましくは１００ｎｍ〜２μｍである。膜厚が５０ｎｍ未満であると光を吸収できないため好ましくない。また膜厚が５μｍより大きいとレーザー転写が困難となるため好ましくない。
ここで、例えば緑色の変換光を得るためには、転写ドナー基板３には緑色発光性である燐光発光性のオルトメタル化錯体を含む緑色変換層１６ｇが設けられる。また例えば、赤色の変換光を得るためには、転写ドナー基板３には赤色発光性である燐光発光性のオルトメタル化錯体を含む赤色変換層１６ｒが設けられる。これらと同様に例えば、青色の変換光を得るためには、転写ドナー基板３には青色発光性である燐光発光性のオルトメタル化錯体を含む青色変換層１６ｂを設ければ良い。
（拡散防止層４）
工程（２）においては、色変換層１６を形成する前に、図５に示すような拡散防止層４を光熱変換層２上に積層形成し、しかる後に色変換層１６を形成しても良い。拡散防止層４を形成することで、光熱変換層２を構成する材料の拡散を防ぐことができると言う利点がある。
工程（２）においては、色変換層１６を形成する前に、図５に示すような拡散防止層４を光熱変換層２上に積層形成し、しかる後に色変換層１６を形成しても良い。拡散防止層４を形成することで、光熱変換層２を構成する材料の拡散を防ぐことができると言う利点がある。
図５は、本発明に係る有機電界発光素子の製造方法に用いられる転写ドナー基板の構成の変形例であって、拡散防止層４を備えた転写ドナー基板３の構成を説明するための断面概略図である。
拡散防止層４は、公知の形成方法で形成することができ、例えばプラズマＣＶＤ法やスパッタ法によって形成される。膜厚は５０ｎｍ〜５μｍであることが好ましい。
拡散防止層４は、公知の形成方法で形成することができ、例えばプラズマＣＶＤ法やスパッタ法によって形成される。膜厚は５０ｎｍ〜５μｍであることが好ましい。
拡散防止層４は、光熱変換層２を構成する材料の拡散を防止するための層として設けられている。このような拡散防止層４は、熱伝導性に優れ、光や熱に対して安定な材料で構成することが好ましい。例えばシリコンの窒化物、またはシリコンの酸化物で構成される。具体的には、酸化シリコン膜（ＳｉＯ２）、窒化シリコン膜（ＳｉＮｘ）、酸窒化シリコン膜（ＳｉＯＮｘ）などが挙げられる。特に、窒化シリコン膜（ＳｉＮｘ）は、緻密な膜構成での成膜が可能であると共に、この拡散防止層４の影響による色変換層１６や光熱変換層２の酸化も防止できるため好ましい。また拡散防止層４は、窒化チタン（ＴｉＮ）や酸窒化チタン（ＴｉＯＮ）などの金属の酸化膜または窒化膜で構成されていても良く、さらには有機材料で構成されていても良い。有機材料を用いる場合には、例えば充分に架橋が進んだポリイミドなど、耐熱性の良好な材料が用いられることが好ましい。また拡散防止層４は、上記した材料膜の積層体であっても良い。
<工程（３）>
図４（３）に示すように、工程（３）では工程（２）で作製された転写ドナー基板３の色変換層１６側に、転写ドナー基板３と平行に、かつ離間させて、透明基板１７ｂ上にカラーフィルタ層１７ａを形成したカラーフィルタ基板１７ｃを、前記カラーフィルタ層１７ａと前記色変換層１６とが対向するように配置する。
転写ドナー基板３は、カラーフィルタ層１７ａに対して１００ｎｍ〜５μｍ離間して配置されることが好ましい。
図４（３）に示すように、工程（３）では工程（２）で作製された転写ドナー基板３の色変換層１６側に、転写ドナー基板３と平行に、かつ離間させて、透明基板１７ｂ上にカラーフィルタ層１７ａを形成したカラーフィルタ基板１７ｃを、前記カラーフィルタ層１７ａと前記色変換層１６とが対向するように配置する。
転写ドナー基板３は、カラーフィルタ層１７ａに対して１００ｎｍ〜５μｍ離間して配置されることが好ましい。
尚、ここではカラーフィルタ基板１７ｃ上には緑色カラーフィルタ部１７ａｇ、赤色カラーフィルタ部１７ａｒ、及び青色カラーフィルタ部１７ａｂの三色からなるカラーフィルタ層１７ａが形成されている例について説明する。
また本発明においてカラーフィルタ層１７ａは、上述した材料に対応した既知の方法によって塗布及びパターン化を行うことによって形成することができる。
また本発明においてカラーフィルタ層１７ａは、上述した材料に対応した既知の方法によって塗布及びパターン化を行うことによって形成することができる。
<工程（４）>
前記工程（３）の後、図４（４）に示すように、転写ドナー基板３の支持基板１側からレーザー光ｈｒを照射し、色変換層１６をカラーフィルタ基板１７ｃの所定位置に転写させてパターン化された色変換層１６Ａを形成することで色変換フィルタ基板１７を作製する。
ここで、所定の位置とはカラーフィルタ基板１７ｃ上に所望のパターン化された色変換層１６Ａを形成するに際し、パターン化された色変換層１６Ａを形成すべきカラーフィルタ基板１７ｃ上の位置を指す。
前記工程（３）の後、図４（４）に示すように、転写ドナー基板３の支持基板１側からレーザー光ｈｒを照射し、色変換層１６をカラーフィルタ基板１７ｃの所定位置に転写させてパターン化された色変換層１６Ａを形成することで色変換フィルタ基板１７を作製する。
ここで、所定の位置とはカラーフィルタ基板１７ｃ上に所望のパターン化された色変換層１６Ａを形成するに際し、パターン化された色変換層１６Ａを形成すべきカラーフィルタ基板１７ｃ上の位置を指す。
ここで、本発明におけるレーザー光ｈｒの波長は、好ましくは８００〜１０００ｎｍである。また、レーザー光ｈｒの強度は、例えばエネルギー密度は、０．１Ｅ-3ｍＪ／μｍ２〜１０Ｅ-3ｍＪ／μｍ２であり、照射時間は例えば１μｓ〜１０ｓである。レーザー光ｈｒの強度および照射時間は、良好な転写形成をするものであれば良く、色変換層１６に用いられる燐光発光性のオルトメタル化錯体、支持基板１の材質等に応じて決定される。
工程（４）において形成されるパターン化された色変換層１６Ａの膜厚は、１００ｎｍ〜１０μｍであることが好ましい。
本発明では、１回の転写でパターン化された色変換層１６Ａを形成しても良く、複数回の転写でパターン化された色変換層１６Ａを形成しても良い。
１回の転写を行うだけでは所望の膜厚のパターン化された色変換層１６Ａが得られない場合は、前記工程（４）の転写を複数回行いパターン化された色変換層１６Ａを形成することが好ましい。
本発明では、１回の転写でパターン化された色変換層１６Ａを形成しても良く、複数回の転写でパターン化された色変換層１６Ａを形成しても良い。
１回の転写を行うだけでは所望の膜厚のパターン化された色変換層１６Ａが得られない場合は、前記工程（４）の転写を複数回行いパターン化された色変換層１６Ａを形成することが好ましい。
工程（４）を繰り返して転写を複数回の行う際には、カラーフィルタ基板１７ｃの所定位置を変更せずに、転写ドナー基板３を移動させて転写を複数回行い、パターン化された色変換層１６Ａを形成する。このとき、初回（各色における初回）の転写時においてアライメントを行うことが好ましい。このアライメントは、転写ドナー基板３及びカラーフィルタ基板１７ｃに位置調整のために形成されているアライメントマーク（不図示）を用いて行うことが好ましい。
本発明の有機電界発光素子の製造方法では、異なる種類のオルトメタル化錯体を用いて前記工程（１）乃至（４）（工程（４）が複数回行われる場合も含む）を繰り返し行うことで、色の異なる複数のパターン化された色変換層１６Ａを転写形成できる。特に、緑色転写ドナー基板３ｇ、及び赤色転写ドナー基板３ｒの夫々について前記工程（１）乃至（４）を繰り返し行い、１のカラーフィルタ基板１７ｃ上に２色のパターン化された色変換層１６Ａを転写形成することが好ましい。または、これに加えてさらに青色転写ドナー基板３ｂについて前記工程（１）乃至（４）を行い、１のカラーフィルタ基板１７ｃ上に３色のパターン化された色変換層１６Ａを転写形成することが好ましい。
即ち、緑色転写ドナー基板３ｇを用いることでパターン化された緑色変換層１６Ａｇが、及び赤色転写ドナー基板３ｒを用いることでパターン化された赤色変換層１６Ａｒが、カラーフィルタ層１７ａ上に夫々転写形成される。または、これに加えてさらに青色転写ドナー基板３ｂを用いることでパターン化された青色変換層１６Ａｂが、カラーフィルタ層１７ａ上に転写形成される。尚、各色の何れにおいても、パターン化された色変換層１６Ａは、当該パターン化された色変換層１６Ａと同色のカラーフィルタ部（所定のカラーフィルタ部）上に形成される。
即ち、緑色転写ドナー基板３ｇを用いることでパターン化された緑色変換層１６Ａｇが、及び赤色転写ドナー基板３ｒを用いることでパターン化された赤色変換層１６Ａｒが、カラーフィルタ層１７ａ上に夫々転写形成される。または、これに加えてさらに青色転写ドナー基板３ｂを用いることでパターン化された青色変換層１６Ａｂが、カラーフィルタ層１７ａ上に転写形成される。尚、各色の何れにおいても、パターン化された色変換層１６Ａは、当該パターン化された色変換層１６Ａと同色のカラーフィルタ部（所定のカラーフィルタ部）上に形成される。
<工程（５）>
さらに工程（４）の後、図４（５）に示すように、一対の電極１３，１５間に有機層１４が狭持された有機電界発光素子基板１１上に、工程（４）で得られた色変換フィルタ基板１７を前記色変換層１６側から貼り合わせて有機電界発光素子１０を作製する。このとき有機電界発光素子１０は、有機電界発光素子基板１１上に工程（４）で得られた色変換フィルタ基板１７を、陰極１５と色変換層１６とが接するように貼り合わされて形成される。
さらに工程（４）の後、図４（５）に示すように、一対の電極１３，１５間に有機層１４が狭持された有機電界発光素子基板１１上に、工程（４）で得られた色変換フィルタ基板１７を前記色変換層１６側から貼り合わせて有機電界発光素子１０を作製する。このとき有機電界発光素子１０は、有機電界発光素子基板１１上に工程（４）で得られた色変換フィルタ基板１７を、陰極１５と色変換層１６とが接するように貼り合わされて形成される。
尚、本発明では有機電界発光素子基板１１の作製は従来公知の方法を用いることができ、例えば、有機電界発光素子基板１１の各層の構成の説明の際において既に述べたような方法を用いることができる。また、有機電界発光素子基板１１と色変換フィルタ基板１７との貼り合わせの方法についても特に制限はなく、従来公知の方法を用いることができる。
（その他の構成）
さらに色変換フィルタ基板１７は色変換層１６Ａ側全面に、可視域における透明性と、電気絶縁性と、水分、酸素及び低分子成分に対するバリア性とを有するポリマー材料からなる保護層１８（図６参照）をさらに積層してプロテクトする構成としても良い。この保護層１８は、色変換フィルタ基板１７における上面（カラーフィルタ基板１７ｃの反対面）を平坦化する作用もある。
保護層１８を形成するポリマー材料としては熱硬化型エポキシ樹脂、ウレタン樹脂等が挙げられる。
保護層１８は、膜厚１〜１００μｍであることが好ましい。
さらに色変換フィルタ基板１７は色変換層１６Ａ側全面に、可視域における透明性と、電気絶縁性と、水分、酸素及び低分子成分に対するバリア性とを有するポリマー材料からなる保護層１８（図６参照）をさらに積層してプロテクトする構成としても良い。この保護層１８は、色変換フィルタ基板１７における上面（カラーフィルタ基板１７ｃの反対面）を平坦化する作用もある。
保護層１８を形成するポリマー材料としては熱硬化型エポキシ樹脂、ウレタン樹脂等が挙げられる。
保護層１８は、膜厚１〜１００μｍであることが好ましい。
以上説明した本発明に係る有機電界発光素子の製造方法によれば、長寿命で高輝度な有機電界発光素子をドライプロセスで簡便に製造可能となる。また、光熱変換層２を設けることにより、色変換層１６の転写を、転写残りを生じさせることなく、また色変換機能を損なうことなく、良好に行うことが可能となり、高品質な色変換膜を備えた有機電界発光素子を製造することができる。
以下に実施例を示し、本発明をさらに詳細に説明する。
＜実施例１＞
透明基板として３０ｍｍ×３０ｍｍのガラス板からなる基板上に、陽極１３として銀合金（膜厚１００ｎｍ）を形成し、保護層兼ホール注入電極としてＩＴＯ（膜厚約１０ｎｍ）を形成した。さらにＳｉＯ2蒸着により２ｍｍ×２ｍｍの発光領域以外を絶縁膜（図示省略）でマスクした有機電界発光素子用のトップエミッション用評価基板を作製した。
＜実施例１＞
透明基板として３０ｍｍ×３０ｍｍのガラス板からなる基板上に、陽極１３として銀合金（膜厚１００ｎｍ）を形成し、保護層兼ホール注入電極としてＩＴＯ（膜厚約１０ｎｍ）を形成した。さらにＳｉＯ2蒸着により２ｍｍ×２ｍｍの発光領域以外を絶縁膜（図示省略）でマスクした有機電界発光素子用のトップエミッション用評価基板を作製した。
次に、第１層目の発光ユニット（１４ａ１〜１４ｄ１）を構成するホール注入層１４ａ１として、下記化学式（４）で示されるトリフェニレン誘導体からなるホール注入材料を、真空蒸着法により１１ｎｍ（蒸着速度０．２〜０．４ｎｍ／ｓｅｃ）の膜厚で形成した。
次いで、ホール輸送層１４ｂ１として、下記化学式（５）で示されるα−ＮＰＤ（Bis[N-(1-naphthyl)-N-phenyl]bendizine）を、真空蒸着法により１１ｎｍ（蒸着速度０．２〜０．４ｎｍ／ｓｅｃ）の膜厚で形成した。
さらに、発光層１４ｃ１として、下記化学式（６）で示されるＡＤＮをホストにして、ドーパントとしてＢＤ−０５２ｘ（出光興産株式会社：商品名）を用い、真空蒸着法によりＢＤ−０２ｘが膜厚比で５％になるように、これらの材料を２８ｎｍの合計膜厚で成膜した。
次いで、電子輸送層１４ｄ１として、下記化学式（７）で示されるＡｌｑ3［Tris（8-hydroxyquinolinato）aluminum(III)］を、真空蒸着法により１０ｎｍの膜厚で蒸着成膜した。
以上のようにして第１層目の発光ユニット１４ａ１〜１４ｄ１を形成した後、酸化物含有層１４ｅｉとして、Ｌｉ2ＣＯ3を０．３ｎｍの膜厚で真空蒸着法により成膜した。さらにその後電子輸送性の電荷輸送性有機材料層１４ｅiiとしてＡｌｑ3を５ｎｍの膜厚で真空蒸着法により成膜した。そして最後に前記化学式（４）で示されるトリフェニレン誘導体を６０ｎｍの膜厚で真空蒸着法により成膜し、これにより三層構成の中間層１４ｅを形成した。
以上の後、第２層目の発光ユニット１４ｂ２〜１４ｄ２を、第１層目の発光ユニットにおけるホール輸送層１４ｂ１から電子輸送層１４ｄ１と同様に形成した（α−ＮＰＤ以降を繰り返し形成した）。
次いで、第１層目の陰極１５ａとして、ＬｉＦを真空蒸着法により約０．３ｎｍの膜厚で形成した（蒸着速度０．０１ｎｍ／ｓｅｃ以下）。さらに、第２層目の陰極１５ｂとしてＭｇＡｇを真空蒸着法により１０ｎｍの膜厚で形成して２層構造の陰極１５を形成し有機電界発光素子基板１１を作製した。
しかる後に、有機電界発光素子基板１１の陰極１５上において、ホスト材料として下記化学式（８）で示されるビス(２-メチル-8-キノリノラート-N1,O8)-(1,1'-ビフェニル-4-オラート)アルミニウム（BAlq）を蒸着し、膜厚５００nｍの膜を形成した。その際、BAlqには前記化学式（１）で示されるビス(2-(2-ベンゾ[4,5-a]チエニル)ピリジナート-N,C3)イリジウム（アセチルアセトナート)をドーパント材料として相対膜厚比で１０％ドーピングして色変換層を形成した。
以上のようにして、タンデム構造の発光ユニット１４ａ１〜ｄ１，１４ｂ２〜ｄ２を有する燐光発光性色変換型の有機電界発光素子を作製した。
実施例１で作製された有機電界発光素子に１０ｍＡ/ｃｍ2の電流を印加したところ、白色として観測された。また、色変換層由来の６１６ｎｍの赤色の発光成分が観測されると共に、光源となる発光層由来の４６０ｎｍの青色の発光成分が観測された。
さらに、この有機電界発光素子を５０℃環境において１００ｍＡ/ｃｍ2の電流密度で１００時間通電したところ、６１６ｎｍの発光成分のピーク波長は２００Ｈｒで２％の輝度劣化が観測された。また、通電後も実施例１で作製された有機電界発光素子からは白色発光が観測された。
さらに、この有機電界発光素子を５０℃環境において１００ｍＡ/ｃｍ2の電流密度で１００時間通電したところ、６１６ｎｍの発光成分のピーク波長は２００Ｈｒで２％の輝度劣化が観測された。また、通電後も実施例１で作製された有機電界発光素子からは白色発光が観測された。
＜実施例２＞
実施例１のドーパントとして前記化学式（１）で示される化合物の代わりに、前記化学式（２）で示されるビス(1-フェニルイソキノリラート-N,C2’)イリジウム(アセチルアセトナート)を１０％ドーピングして用いた他は、実施例１と同様にして有機電界発光素子を作製した。
実施例１のドーパントとして前記化学式（１）で示される化合物の代わりに、前記化学式（２）で示されるビス(1-フェニルイソキノリラート-N,C2’)イリジウム(アセチルアセトナート)を１０％ドーピングして用いた他は、実施例１と同様にして有機電界発光素子を作製した。
実施例２で作製された有機電界発光素子に１０ｍＡ/ｃｍ2の電流を印加したところ、白色として観測された。また、色変換層由来の６２３ｎｍの赤色の発光成分が観測されると共に、光源となる発光層由来の４６０ｎｍの青色の発光成分が観測された。
＜実施例３＞
実施例１のドーパントとして前記化学式（１）で示される化合物を５％ドーピングすると共に、前記化学式（３）で示されるトリス(２−フェニルピリジン)イリジウムを同時に１０％ドーピングして用いた他は、実施例１と同様にして有機電界発光素子を作製した。
実施例１のドーパントとして前記化学式（１）で示される化合物を５％ドーピングすると共に、前記化学式（３）で示されるトリス(２−フェニルピリジン)イリジウムを同時に１０％ドーピングして用いた他は、実施例１と同様にして有機電界発光素子を作製した。
実施例３で作製された有機電界発光素子に１０ｍＡ/ｃｍ2の電流を印加したところ、色純度の良い白色として観測された。また、色変換層由来の５１３ｎｍの緑色の発光成分と６１６ｎｍの赤色の発光成分が観測されると共に、光源となる発光層由来の４６０ｎｍの青色の発光成分が観測された。
＜実施例４＞
実施例１のホストとして前記化学式（８）で示されるBAlqの代わりに、下記化学式（９）で示されるCBP、ドーパントとして前記化学式（１）で示される化合物の代わりに、下記化学式（１０）で示されるをPtTPPを１０％ドーピングして用いた他は、実施例１と同様にして有機電界発光素子を作製した。
実施例４で作製された有機電界発光素子に１０ｍＡ/ｃｍ2の電流を印加したところ、白色として観測された。また、色変換層由来の６７０ｎｍの赤色の発光成分が観測されると共に、光源となる発光層由来の４６０ｎｍの青色の発光成分が観測された。
実施例１のホストとして前記化学式（８）で示されるBAlqの代わりに、下記化学式（９）で示されるCBP、ドーパントとして前記化学式（１）で示される化合物の代わりに、下記化学式（１０）で示されるをPtTPPを１０％ドーピングして用いた他は、実施例１と同様にして有機電界発光素子を作製した。
実施例４で作製された有機電界発光素子に１０ｍＡ/ｃｍ2の電流を印加したところ、白色として観測された。また、色変換層由来の６７０ｎｍの赤色の発光成分が観測されると共に、光源となる発光層由来の４６０ｎｍの青色の発光成分が観測された。
＜比較例１＞
実施例１の色変換層の代わりに、以下の方法で作製された色変換基板を接着し、比較用有機電界発光素子を作製した。
前記化学式（１）で示されるビス(2-(2-ベンゾ[4,5-a]チエニル)ピリジナート-N,C3)イリジウム（アセチルアセトナート)５０ｍｇとポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）（和光純薬工業株式会社製）１ｇとを、トルエン５ｍｌに分散してトルエン分散液を得た。一方で、スピンコーター上に設置したスライドガラス基板を１０００ｒｐｍで回転させ、その基板上に得られトルエン分散液を滴下し、６０秒間、回転させて塗布した。得られた膜を１２０℃で１０分乾燥させて、樹脂バインダーに分散させた色変換基板を得た。
実施例１の色変換層の代わりに、以下の方法で作製された色変換基板を接着し、比較用有機電界発光素子を作製した。
前記化学式（１）で示されるビス(2-(2-ベンゾ[4,5-a]チエニル)ピリジナート-N,C3)イリジウム（アセチルアセトナート)５０ｍｇとポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）（和光純薬工業株式会社製）１ｇとを、トルエン５ｍｌに分散してトルエン分散液を得た。一方で、スピンコーター上に設置したスライドガラス基板を１０００ｒｐｍで回転させ、その基板上に得られトルエン分散液を滴下し、６０秒間、回転させて塗布した。得られた膜を１２０℃で１０分乾燥させて、樹脂バインダーに分散させた色変換基板を得た。
比較例１で作製された有機電界発光素子を５０℃環境において１０ｍＡ/ｃｍ2の電流密度で１００時間通電したところ、２００Ｈｒで６１６ｎｍ成分のピーク波長の４０％の輝度劣化が観測された。また、この有機電界発光素子は作製直後には白色として観測されたが、通電後は青色の発光が主成分として観測されることとなった。
＜比較例２＞
実施例１の有機電界発光素子において、電子輸送層１４ｄ１として、Ａｌｑ3を、真空蒸着法により１０ｎｍの膜厚で蒸着成膜した後に、中間層１４ｅ並びに第２層目の発光ユニット１４ｂ２〜１４ｄ２を形成せず、有機層１４を作製した。次いで、第１層目の陰極１５ａとして、ＬｉＦを真空蒸着法により約０．３ｎｍの膜厚で形成した（蒸着速度０．０１ｎｍ／ｓｅｃ以下）。さらに、第２層目の陰極１５ｂとしてＭｇＡｇを真空蒸着法により１０ｎｍの膜厚で形成して２層構造の陰極１５を形成し形成し有機電界発光素子基板を作製した。
実施例１の有機電界発光素子において、電子輸送層１４ｄ１として、Ａｌｑ3を、真空蒸着法により１０ｎｍの膜厚で蒸着成膜した後に、中間層１４ｅ並びに第２層目の発光ユニット１４ｂ２〜１４ｄ２を形成せず、有機層１４を作製した。次いで、第１層目の陰極１５ａとして、ＬｉＦを真空蒸着法により約０．３ｎｍの膜厚で形成した（蒸着速度０．０１ｎｍ／ｓｅｃ以下）。さらに、第２層目の陰極１５ｂとしてＭｇＡｇを真空蒸着法により１０ｎｍの膜厚で形成して２層構造の陰極１５を形成し形成し有機電界発光素子基板を作製した。
しかる後に、有機電界発光素子基板の陰極１５上において、ホスト材料として前記化学式（８）で示されるビス(２-メチル-8-キノリノラート-N1,O8)-(1,1'-ビフェニル-4-オラート)アルミニウム（BAlq）を蒸着し、膜厚５００nｍの膜を形成した。その際、BAlqには前記化学式（１）で示されるビス(2-(2-ベンゾ[4,5-a]チエニル)ピリジナート-N,C3)イリジウム（アセチルアセトナート)をドーパント材料として相対膜厚比で１０％ドーピングして色変換層を形成した。
比較例２で作製された有機電界発光素子に１０ｍＡ/ｃｍ2の電流を印加したところ、実施例１で作製された有機電界発光素子と同様に白色として観測されたが、発光効率は実施例１の半分程度であった。
以上の各実施例、比較例で得られた有機電界発光素子の初期特性と通電後の特性を下記表１に示す。
実施例１〜４と比較例１との比較から、本発明のようにホスト材料中に燐光発光性の物質を分散させることで、樹脂中に分散する添加剤（重合開始剤の残渣）などの影響を排除し、良好な輝度寿命が得られる。また、図７に例示する実施例１のように、測定初期のスペクトル形状と、１００ｍＡ/ｃｍ2の電流密度で１００時間通電した後のスペクトル形状とを比較すると、スペクトル形状の変化も軽微であることが確かめられた。
さらに実施例１〜４と比較例２との比較から、所謂タンデム構造の有機電界発光素子とした本発明に係る実施例では、より高輝度の白色変換光が得られることが確かめられた。
さらに実施例１〜４と比較例２との比較から、所謂タンデム構造の有機電界発光素子とした本発明に係る実施例では、より高輝度の白色変換光が得られることが確かめられた。
従って本発明によれば、劣化が抑制されて長寿命で、且つ、高輝度な有機電界発光素子が得られる。
即ち、本発明のように高効率の燐光発光性のオルトメタル化錯体を用いることで、青色から白色への色変換が高効率で可能となる。また、本発明のようにホスト材料を用いることで、色変換膜の耐久性を向上することが可能となり、劣化による色の変化の少ない白色変換光が得られる有機電界発光素子となる。さらにカラーフィルタを併用することによって、青色発光体から緑色、及び赤色への色変換が可能となり、青色発光源のみからでＲＧＢ表示が可能な表示装置を製造することが可能となる。
即ち、本発明のように高効率の燐光発光性のオルトメタル化錯体を用いることで、青色から白色への色変換が高効率で可能となる。また、本発明のようにホスト材料を用いることで、色変換膜の耐久性を向上することが可能となり、劣化による色の変化の少ない白色変換光が得られる有機電界発光素子となる。さらにカラーフィルタを併用することによって、青色発光体から緑色、及び赤色への色変換が可能となり、青色発光源のみからでＲＧＢ表示が可能な表示装置を製造することが可能となる。
１ 支持基板、２ 光熱変換層、３ 転写ドナー基板、４ 拡散防止層、１０ 有機電界発光素子、１１ 有機電界発光素子基板、１２ 基板、１３ 陽極、１４ 有機層、１４ａ ホール注入層、１４ｂ ホール輸送層、１４ｃ 発光層、１４ｄ 電子輸送層、１４ｅ 中間層、１４ｅｉ 酸化物含有層、１４ｅii 電荷輸送性有機材料層、１４ｅiii トリフェニレン層、１５ 陰極、１５ａ 第１層（陰極）、１５ｂ 第２層（陰極）、１６ 色変換膜、１６Ａ パターン化された色変換膜、１７ 色変換フィルタ基板、１７ａ カラーフィルタ層、１７ｂ 透明基板、１７ｃ カラーフィルタ基板、１８ 保護層
Claims (10)
- 一対の電極間に有機層が狭持された有機電界発光素子基板上に特定の波長を有する光源から発せられた光をそれよりも長波長の光へと波長変換する色変換層が形成されてなり、
前記有機層は、少なくとも発光層を含む発光ユニットが複数個積層され、当該各発光ユニット間に電荷発生能を備える中間層が狭持されてなり、
前記色変換層は、ホスト材料と、緑色発光性または赤色発光性である燐光発光性のオルトメタル化錯体とを含有する、有機電界発光素子。 - 前記オルトメタル化錯体の中心金属は、イリジウム、白金、パラジウムから選ばれる少なくとも一つである請求項１に記載の有機電界発光素子。
- 前記オルトメタル化錯体は、前記ホスト材料に分散させられてなり、当該ホスト材料に対して０．１〜５０％膜厚比で含まれる請求項１に記載の有機電界発光素子。
- 前記色変換層の層厚は１００ｎｍ以上、３μｍ以下である請求項１に記載の有機電界発光素子。
- 前記中間層は、下記一般式（Ｉ）で示される有機化合物を含む請求項１に記載の有機電界発光素子。
（一般式（Ｉ）中、Ｒ1〜Ｒ6は、それぞれ独立に、水素、ハロゲン、ヒドロキシル基、アミノ基、アリールアミノ基、炭素数２０以下の置換あるいは無置換のカルボニル基、炭素数２０以下の置換あるいは無置換のカルボニルエステル基、炭素数２０以下の置換あるいは無置換のアルキル基、炭素数２０以下の置換あるいは無置換のアルケニル基、炭素数２０以下の置換あるいは無置換のアルコキシル基、炭素数３０以下の置換あるいは無置換のアリール基、炭素数３０以下の置換あるいは無置換の複素環基、ニトリル基、ニトロ基、シアノ基またはシリル基である。また、Ｒ1〜Ｒ6のうち、隣接するＲm（ｍ＝１〜６）は環状構造を通じて互いに結合していてもよい。そして、一般式（Ｉ）中、Ｘ1〜Ｘ6は、それぞれ独立に、炭素もしくは窒素原子である。） - 前記一対の電極は、陽極と、陰極とからなり、
前記中間層は、アルカリ金属並びにアルカリ土類金属（ベリリウム及びマグネシウムを含む）の少なくとも一方を含む酸化物を用いた層と、電荷輸送性有機材料を用いた層と、前記一般式（Ｉ）で示されるトリフェニレン誘導体及びアザトリフェニレン誘導体の少なくとも一方を用いた層とを、この順に前記陽極側から積層させた積層部を備える請求項５に記載の有機電界発光素子。 - 一対の電極間に有機層が狭持された有機電界発光素子基板上に色変換基板が貼り合わされてなり、
該色変換基板は、透明基板と、該透明基板上の前記有機電界発光素子基板側に設けられ特定の波長を有する光源から発せられた光をそれよりも長波長の光へと波長変換する色変換層とを有し、
前記有機層は、少なくとも発光層を含む発光ユニットが複数個積層され、当該各発光ユニット間に電荷発生能を備える中間層が狭持されてなり、
前記色変換層は、ホスト材料と、緑色発光性または赤色発光性である燐光発光性のオルトメタル化錯体とを含有する、有機電界発光素子。 - 一対の電極間に有機層が狭持された有機電界発光素子基板上に色変換フィルタ基板が貼り合わされてなり、
該色変換フィルタ基板は、カラーフィルタ基板と、該カラーフィルタ基板上の前記有機電界発光素子基板側に設けられ特定の波長を有する光源から発せられた光をそれよりも長波長の光へと波長変換する色変換層とを有し、
前記カラーフィルタ基板は、透明基板と、該透明基板上の前記色変換層側に設けられたカラーフィルタ層とを備え、
前記有機層は、少なくとも発光層を含む発光ユニットが複数個積層され、当該各発光ユニット間に電荷発生能を備える中間層が狭持されてなり、
前記色変換層は、ホスト材料と、緑色発光性または赤色発光性である燐光発光性のオルトメタル化錯体とを含有する、有機電界発光素子。 - 所定の波長のレーザー光を透過する支持基板上に光熱変換層を形成する工程（１）と、
該光熱変換層が形成された支持基板上に、特定の波長を有する光源から発せられた光をそれよりも長波長の光へと波長変換する色変換層を形成して、転写ドナー基板を作製する工程（２）と、
前記色変換層が形成された転写ドナー基板と、透明基板上にカラーフィルタ層を形成したカラーフィルタ基板とを、前記カラーフィルタ層と前記色変換層とが対向するように平行に、かつ離間させて配置する工程（３）と、
前記転写ドナー基板の前記支持基板側からレーザー光を照射し、前記色変換層を前記カラーフィルタ基板の所定位置に転写させて色変換層のパターンを形成し、色変換フィルタ基板を作製する工程（４）と、
一対の電極間に有機層が狭持された有機電界発光素子基板上に、前記色変換フィルタ基板を前記色変換層側から貼り合わせて有機電界発光素子を作製する工程（５）とを備え、
前記有機層は、少なくとも発光層を含む発光ユニットが複数個積層され、当該各発光ユニット間に電荷発生能を備える中間層が狭持されてなり、
前記色変換層は、ホスト材料と、緑色発光性または赤色発光性である燐光発光性のオルトメタル化錯体とを含有する、有機電界発光素子の製造方法。 - 前記カラーフィルタ基板のカラーフィルタ層が、赤色カラーフィルタ部、緑色カラーフィルタ部、および青色カラーフィルタ部の三色から構成され、赤色カラーフィルタ部には赤色に変換される色変換層を形成し、緑色カラーフィルタ部には緑色に変換される色変換層を形成し、青色カラーフィルタ部には色変換層を形成しない、請求項９に記載の有機電界発光素子の製造方法。
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