JP2014225556A - 有機エレクトロルミネッセンス素子、有機エレクトロルミネッセンスユニット、有機エレクトロルミネッセンス装置及び表示方法 - Google Patents
有機エレクトロルミネッセンス素子、有機エレクトロルミネッセンスユニット、有機エレクトロルミネッセンス装置及び表示方法 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】本発明の課題は、発光領域及び非発光領域を有し、発光領域の発光色が可変な有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することである。【解決手段】本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子（１０）は、陽極（４）と陰極（８）との間に有機機能層（６）を有し、かつ光照射により発光領域と非発光領域とにパターニングされ、最低色温度Ｋｌ（Ｋ）に対応する駆動電圧をＶｌ（Ｖ）、最高色温度Ｋｈ（Ｋ）に対応する駆動電圧をＶｈ（Ｖ）としたとき、下記式（１）で示される発光色の可変容易性Ｘが、−３０００〜−３００又は３００〜３０００の範囲内であり、かつ、パルス給電駆動により、発光色が可変であることを特徴とする。Ｘ＝（Ｋｈ−Ｋｌ）／（Ｖｈ−Ｖｌ） （１）【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、有機エレクトロルミネッセンスユニット、有機エレクトロルミネッセンス装置及び表示方法に関する。より詳しくは、発光領域及び非発光領域を有し、発光領域の発光色が可変な有機エレクトロルミネッセンス素子、有機エレクトロルミネッセンスユニット、有機エレクトロルミネッセンス装置及び表示方法に関する。
有機材料のエレクトロルミネッセンス（ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ：ＥＬ）を利用した有機ＥＬ素子は、数Ｖ〜数十Ｖ程度の低電圧で発光が可能な薄膜型の完全固体素子であり、高輝度、高発光効率、薄型、軽量といった多くの優れた特徴を有する。
このため、各種ディスプレイのバックライト、看板や非常灯等の表示板、照明光源等の面発光体として近年注目されている。
このため、各種ディスプレイのバックライト、看板や非常灯等の表示板、照明光源等の面発光体として近年注目されている。
有機ＥＬ素子は、２枚の電極間に少なくとも有機材料からなる発光層が配置された構成であり、発光層で生じた発光光は電極を透過して外部に取り出される。このため、２枚の電極のうちの少なくとも一方は透明電極として構成され、透明電極側から発光光が取り出される。また、有機ＥＬ素子は、低電力で高い輝度を得ることができ、視認性、応答速度、寿命、消費電力の点で優れている。
このような有機ＥＬ素子において、特許文献１には、有機機能層又は電極のうちの１層以上の層について、その所定パターン領域の全部又は一部の機能を変化させる技術が開示されている。しかし、特許文献１に記載されている有機ＥＬ素子の発光色は単色であり、その表現には制限がある。
このように、従来の有機ＥＬ素子では、単色の発光を得るため、色温度の変動幅を抑制するように素子設計がなされているのが通常である。
このように、従来の有機ＥＬ素子では、単色の発光を得るため、色温度の変動幅を抑制するように素子設計がなされているのが通常である。
一方で、特許文献２には、パルス給電駆動することにより色温度が制御された有機ＥＬ素子について開示されているが、パターニングされた有機ＥＬ素子をパルス駆動することについては想定されていない。
本発明は上記問題・状況に鑑みてなされたものであり、その解決課題は、輝度を変化させることなく、発光色が可変な有機エレクトロルミネッセンス素子、有機エレクトロルミネッセンスユニット、有機エレクトロルミネッセンス装置及び表示方法を提供することである。
本発明者は、上記課題を解決すべく、上記問題の原因等について検討した結果、陽極と陰極との間に有機機能層を有し、かつ光照射により発光領域と非発光領域とにパターニングされた有機ＥＬ素子が、最低色温度Ｋｌ（Ｋ）に対応する駆動電圧をＶｌ（Ｖ）、最高色温度Ｋｈ（Ｋ）に対応する駆動電圧をＶｈ（Ｖ）としたとき、これらが特定の関係を満たす場合、パルス給電駆動により、発光色が可変であることを見出し、本発明に至った。
すなわち、本発明に係る上記課題は、以下の手段により解決される。
１．陽極と陰極との間に有機機能層を有し、かつ光照射により発光領域と非発光領域とにパターニングされた有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
最低色温度Ｋｌ（Ｋ）に対応する駆動電圧をＶｌ（Ｖ）、最高色温度Ｋｈ（Ｋ）に対応する駆動電圧をＶｈ（Ｖ）としたとき、下記式（１）で示される発光色の可変容易性Ｘが、−３０００〜−３００又は３００〜３０００の範囲内であり、かつ、パルス給電駆動により、発光色が可変であることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
Ｘ＝（Ｋｈ−Ｋｌ）／（Ｖｈ−Ｖｌ） （１）
最低色温度Ｋｌ（Ｋ）に対応する駆動電圧をＶｌ（Ｖ）、最高色温度Ｋｈ（Ｋ）に対応する駆動電圧をＶｈ（Ｖ）としたとき、下記式（１）で示される発光色の可変容易性Ｘが、−３０００〜−３００又は３００〜３０００の範囲内であり、かつ、パルス給電駆動により、発光色が可変であることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
Ｘ＝（Ｋｈ−Ｋｌ）／（Ｖｈ−Ｖｌ） （１）
２．陽極と陰極との間に有機機能層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子を、複数有する有機エレクトロルミネッセンスユニットであって、
前記有機エレクトロルミネッセンス素子の少なくとも一つが、第１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子であることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンスユニット。
前記有機エレクトロルミネッセンス素子の少なくとも一つが、第１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子であることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンスユニット。
３．発光領域と非発光領域とにパターニングされていない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第２項に記載の有機エレクトロルミネッセンスユニット。
４．第１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子、又は第２項若しくは第３項に記載の有機エレクトロルミネッセンスユニットと、パルス給電装置と、を備えたことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス装置。
５．第１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子、又は第２項若しくは第３項に記載の有機エレクトロルミネッセンスユニットを用いた表示方法であって、
前記有機エレクトロルミネッセンス素子又は有機エレクトロルミネッセンスユニットの発光色をあらかじめ定められたプログラムに従って変化させることを特徴とする表示方法。
前記有機エレクトロルミネッセンス素子又は有機エレクトロルミネッセンスユニットの発光色をあらかじめ定められたプログラムに従って変化させることを特徴とする表示方法。
本発明の上記手段により、輝度を変化させることなく、発光色が可変な有機エレクトロルミネッセンス素子、有機エレクトロルミネッセンスユニット、有機エレクトロルミネッセンス装置及び表示方法を提供することができる。
本発明の効果の発現機構、作用機構については明確にはなっていないが、以下のように推察している。
本発明の有機ＥＬ素子は、光照射により発光領域と非発光領域とにパターニングされ、パルス給電駆動により、所定のパルス給電パターンで発光させられる。これにより、輝度を変化させることなく、発光色（色温度）が可変となるものである。
有機ＥＬ素子が、輝度と色温度との間に正又は負の相関を有する場合、色温度を変化させると、それに対応して輝度も変化し、一定の輝度で発光させることができなかった。そのため、従来の有機ＥＬ素子では、一定の輝度で発光させることを目的として（すなわち、単色発光）、色温度の変動幅を抑制するように素子設計がなされていた。
本発明では、有機ＥＬ素子をパルス給電駆動し、一定時間内の通電量を制御することにより、輝度を変化させることなく、色温度の制御を可能としたものである。すなわち、視覚上の輝度（見かけの輝度）は、通電量と通電時間との積で表されるため、異なる色温度間での通電量を等しくすることにより、同輝度で、色温度を変化させることができると考えている。
また、本発明の有機ＥＬ素子は、最低色温度Ｋｌ（Ｋ）に対応する駆動電圧をＶｌ（Ｖ）、最高色温度Ｋｈ（Ｋ）に対応する駆動電圧をＶｈ（Ｖ）としたとき、式（１）で示される発光色の可変容易性Ｘを、−３０００〜−３００又は３００〜３０００の範囲内と調整することにより、色温度制御を容易とすることができたものと考えている。
有機ＥＬ素子が、輝度と色温度との間に正又は負の相関を有する場合、色温度を変化させると、それに対応して輝度も変化し、一定の輝度で発光させることができなかった。そのため、従来の有機ＥＬ素子では、一定の輝度で発光させることを目的として（すなわち、単色発光）、色温度の変動幅を抑制するように素子設計がなされていた。
本発明では、有機ＥＬ素子をパルス給電駆動し、一定時間内の通電量を制御することにより、輝度を変化させることなく、色温度の制御を可能としたものである。すなわち、視覚上の輝度（見かけの輝度）は、通電量と通電時間との積で表されるため、異なる色温度間での通電量を等しくすることにより、同輝度で、色温度を変化させることができると考えている。
また、本発明の有機ＥＬ素子は、最低色温度Ｋｌ（Ｋ）に対応する駆動電圧をＶｌ（Ｖ）、最高色温度Ｋｈ（Ｋ）に対応する駆動電圧をＶｈ（Ｖ）としたとき、式（１）で示される発光色の可変容易性Ｘを、−３０００〜−３００又は３００〜３０００の範囲内と調整することにより、色温度制御を容易とすることができたものと考えている。
本発明の有機ＥＬ素子は、陽極と陰極との間に、有機機能層を有し、かつ光照射により発光領域と非発光領域とにパターニングされ、最低色温度Ｋｌ（Ｋ）に対応する駆動電圧をＶｌ（Ｖ）、最高色温度Ｋｈ（Ｋ）に対応する駆動電圧をＶｈ（Ｖ）としたとき、式（１）で示される発光色の可変容易性Ｘが、−３０００〜−３００又は３００〜３０００の範囲内であり、かつ、パルス給電駆動により、発光色が可変であることを特徴とする。この特徴は、請求項１〜５までの請求項に係る発明に共通する技術的特徴である。
本発明の有機ＥＬユニットは、陽極と陰極との間に有機機能層を有する有機ＥＬ素子を、複数有し、有機ＥＬ素子の少なくとも一つが、光照射により発光領域と非発光領域とにパターニングされ、パルス給電駆動により、発光色が可変である有機ＥＬ素子であることが好ましい態様である。
また、本発明の有機ＥＬユニットは、発光領域と非発光領域とにパターニングされていない有機ＥＬ素子を併用することも可能である。
本発明の有機ＥＬ装置は、有機ＥＬ素子又は有機ＥＬユニットと、パルス給電装置と、を備えることが、輝度を変化させることなく、発光色を変化させることができることから好ましい。
本発明の有機ＥＬ素子又は有機ＥＬユニットを用いた表示方法は、発光色をあらかじめ定められたプログラムに従って変化させることが、状況（環境）に応じた発光パターンを表示できることから好ましい。
以下、本発明とその構成要素、及び本発明を実施するための形態・態様について詳細な説明をする。なお、本願において、数値範囲を表す「〜」は、その前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用している。
≪有機ＥＬ素子の構成≫
本発明の有機ＥＬ素子は、陽極と陰極との間に有機機能層を有し、かつ光照射により発光領域と非発光領域とにパターニングされ、パルス給電駆動により、発光色が可変となっている。
有機ＥＬ素子の構成としては、種々の構成を採用することができるが、その一例を図１に示す。図１に示すとおり、有機ＥＬ素子１０は、支持基板２上に設けられており、支持基板２側から順に、陽極４、有機材料等を用いて構成された有機機能層６、陰極８をこの順に積層して構成されている。
本発明の有機ＥＬ素子は、陽極と陰極との間に有機機能層を有し、かつ光照射により発光領域と非発光領域とにパターニングされ、パルス給電駆動により、発光色が可変となっている。
有機ＥＬ素子の構成としては、種々の構成を採用することができるが、その一例を図１に示す。図１に示すとおり、有機ＥＬ素子１０は、支持基板２上に設けられており、支持基板２側から順に、陽極４、有機材料等を用いて構成された有機機能層６、陰極８をこの順に積層して構成されている。
有機ＥＬ素子１０の層構造が限定されることはなく、一般的な層構造であってもよい。
例えば、有機機能層６は、陽極４側から順に正孔注入層６ａ／正孔輸送層６ｂ／発光層６ｃ／電子輸送層６ｄ／電子注入層６ｅを積層した構成が例示されるが、このうち、少なくとも有機材料を用いて構成された発光層６ｃを有することが必須である。正孔注入層６ａ及び正孔輸送層６ｂは、正孔輸送注入層として設けられてもよい。電子輸送層６ｄ及び電子注入層６ｅは、電子輸送注入層として設けられてもよい。また、これらの有機機能層６のうち、例えば、電子注入層６ｅは無機材料で構成されている場合もある。
例えば、有機機能層６は、陽極４側から順に正孔注入層６ａ／正孔輸送層６ｂ／発光層６ｃ／電子輸送層６ｄ／電子注入層６ｅを積層した構成が例示されるが、このうち、少なくとも有機材料を用いて構成された発光層６ｃを有することが必須である。正孔注入層６ａ及び正孔輸送層６ｂは、正孔輸送注入層として設けられてもよい。電子輸送層６ｄ及び電子注入層６ｅは、電子輸送注入層として設けられてもよい。また、これらの有機機能層６のうち、例えば、電子注入層６ｅは無機材料で構成されている場合もある。
また、有機機能層６は、これらの層の他にも正孔阻止層や電子阻止層等が必要に応じて必要箇所に積層されていてもよい。さらに、発光層６ｃは、各波長領域の発光光を発生させる各色発光層を有し、これらの各色発光層を、非発光性の中間層を介して積層させた構成としてもよい。中間層は、正孔阻止層、電子阻止層として機能してもよい。さらに、陰極も、必要に応じた積層構造であってもよい。
また、本発明の有機ＥＬ素子１０は、有機機能層６の所定領域に光照射され、当該照射部分が非発光領域とされているものである。
すなわち、陽極４と陰極８とで有機機能層６が挟持された部分であって、光照射されていない部分が、有機ＥＬ素子１０における発光領域となる。
例えば、図２に示すように、光照射されていない領域１２が発光領域であり、光照射された領域１４が非発光領域となっている。
すなわち、陽極４と陰極８とで有機機能層６が挟持された部分であって、光照射されていない部分が、有機ＥＬ素子１０における発光領域となる。
例えば、図２に示すように、光照射されていない領域１２が発光領域であり、光照射された領域１４が非発光領域となっている。
≪発光特性≫
本発明の有機ＥＬ素子は、輝度が高いほど色温度が高く（正の相関）、若しくは輝度が高いほど色温度が低い（負の相関）といった発光特性を備えている。
色温度は、２０００〜１３０００Ｋの範囲内であることが好ましい。
本発明の有機ＥＬ素子は、輝度が高いほど色温度が高く（正の相関）、若しくは輝度が高いほど色温度が低い（負の相関）といった発光特性を備えている。
色温度は、２０００〜１３０００Ｋの範囲内であることが好ましい。
また、本発明の有機ＥＬ素子は、駆動電圧を変化させるだけで、各人の好みに合った輝度と色温度とに調整することが可能である。
本発明の有機ＥＬ素子においては、Δ色温度／Δ駆動電圧が−３０００〜−３００又は３００〜３０００の範囲内である。
すなわち、最低色温度をＫｌ（Ｋ）、最高色温度をＫｈ（Ｋ）、及びそれぞれの色温度で発光させるために必要な駆動電圧をそれぞれＶｌ（Ｖ）、Ｖｈ（Ｖ）としたとき、下記式（１）で示される発光色の可変容易性Ｘが、−３０００〜−３００又は３００〜３０００の範囲内に調整される。
本発明の有機ＥＬ素子においては、Δ色温度／Δ駆動電圧が−３０００〜−３００又は３００〜３０００の範囲内である。
すなわち、最低色温度をＫｌ（Ｋ）、最高色温度をＫｈ（Ｋ）、及びそれぞれの色温度で発光させるために必要な駆動電圧をそれぞれＶｌ（Ｖ）、Ｖｈ（Ｖ）としたとき、下記式（１）で示される発光色の可変容易性Ｘが、−３０００〜−３００又は３００〜３０００の範囲内に調整される。
Ｘ＝（Ｋｈ−Ｋｌ）／（Ｖｈ−Ｖｌ） （１）
例えば、特開２０００−２４３５６３号公報に記載の実施例について、式（１）に従って計算すると、可変容易性Ｘは約２５０になる。これでは色温度を変化できる幅が小さく、輝度と色温度との関係を幅広く制御することは困難である。本発明の有機ＥＬ素子では、本発明に係る有機機能層の設計、及び本発明に係るパルス駆動の条件を最適化することにより、上記式（１）に従って計算した発光色の可変容易性Ｘを−３０００〜−３００又は３００〜３０００の範囲内に制御することができる。可変容易性Ｘが上記範囲外であれば、色温度制御が困難となる。
したがって、本発明の有機ＥＬ素子においては、可変容易性Ｘを上記範囲とすることにより、任意の輝度において所望の色温度を安定して制御することができる。
したがって、本発明の有機ＥＬ素子においては、可変容易性Ｘを上記範囲とすることにより、任意の輝度において所望の色温度を安定して制御することができる。
以下、上述した有機ＥＬ素子１０を構成するための主要各層の詳細とその製造方法について説明する。
≪有機機能層６≫
（１）発光層（６ｃ）
有機機能層には、少なくとも発光層が含まれる。
本発明に用いられる発光層には、発光材料としてリン光発光化合物が含有されている。なお、発光材料として、蛍光材料が使用されてもよいし、リン光発光化合物と蛍光材料とを併用してもよい。
（１）発光層（６ｃ）
有機機能層には、少なくとも発光層が含まれる。
本発明に用いられる発光層には、発光材料としてリン光発光化合物が含有されている。なお、発光材料として、蛍光材料が使用されてもよいし、リン光発光化合物と蛍光材料とを併用してもよい。
この発光層は、電極又は電子輸送層から注入された電子と、正孔輸送層から注入された正孔と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する層との界面であってもよい。
このような発光層としては、含まれる発光材料が発光要件を満たしていれば、その構成には特に制限はない。また、同一の発光スペクトルや発光極大波長を有する層が複数層あってもよい。この場合、各発光層間には、非発光性の中間層（図示略）を有していることが好ましい。
発光層の層厚の総和は、１〜１００ｎｍの範囲内にあることが好ましく、より低い駆動電圧を得ることができることから、１〜３０ｎｍの範囲内であることがより好ましい。
なお、発光層の層厚の総和とは、発光層間に非発光性の中間層が存在する場合には、当該中間層も含む層厚である。
なお、発光層の層厚の総和とは、発光層間に非発光性の中間層が存在する場合には、当該中間層も含む層厚である。
複数層を積層した構成の発光層の場合、個々の発光層の層厚としては、１〜５０ｎｍの範囲内に調整することが好ましく、更に、１〜２０ｎｍの範囲内に調整することがより好ましい。積層された複数の発光層が、青、緑、赤のそれぞれの発光色に対応する場合、青、緑、赤の各発光層の層厚の関係については、特に制限はない。
以上のような発光層は、公知の発光材料やホスト化合物を、例えば、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、ＬＢ法、インクジェット法等の公知の薄膜形成方法により成膜して形成することができる。
また、発光層は、複数の発光材料を混合してもよい。
発光層の構成として、ホスト化合物（発光ホスト等ともいう。）、発光材料（発光ドーパントともいう）を含有し、発光材料より発光させることが好ましい。
（２）正孔輸送層（６ｂ）
正孔輸送層とは、正孔を輸送する機能を有する正孔輸送材料からなる層であり、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、単層又は複数層設けることができる。
正孔輸送層とは、正孔を輸送する機能を有する正孔輸送材料からなる層であり、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、単層又は複数層設けることができる。
正孔輸送材料としては、正孔の注入又は輸送、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。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、更には、米国特許第５０６１５６９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個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、又はこれらの材料を高分子の主鎖とした高分子材料を用いることもできる。また、ｐ型−Ｓｉ、ｐ型−ＳｉＣ等の無機化合物も使用することができる。
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、更には、米国特許第５０６１５６９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個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、又はこれらの材料を高分子の主鎖とした高分子材料を用いることもできる。また、ｐ型−Ｓｉ、ｐ型−ＳｉＣ等の無機化合物も使用することができる。
上記正孔輸送材料は、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。
正孔輸送層の層厚としては、通常は１ｎｍ〜１μｍ程度、好ましくは５〜２００ｎｍの範囲内である。
（３）電子輸送層（６ｄ）
電子輸送層とは、電子を輸送する機能を有する材料からなる層であり、電子注入層、正孔阻止層も電子輸送層に含まれる。
電子輸送層は、単層又は複数層設けることができる。
電子輸送層とは、電子を輸送する機能を有する材料からなる層であり、電子注入層、正孔阻止層も電子輸送層に含まれる。
電子輸送層は、単層又は複数層設けることができる。
電子輸送材料としては、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、既知のものを使用できる。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、又はこれらの材料を高分子の主鎖とした高分子材料を用いることもできる。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又はＰｂに置き替わった金属錯体も、電子輸送材料として用いることができる。その他、メタルフリー若しくはメタルフタロシアニン、又はそれらの末端がアルキル基やスルホン酸基等で置換されているものも、電子輸送材料として好ましく用いることができる。また、発光層の材料としても用いられるジスチリルピラジン誘導体も、電子輸送材料として用いることができる。
（４）注入層：正孔注入層（６ａ）、電子注入層（６ｅ）
注入層とは、駆動電圧低下や発光輝度向上のために、陽極と発光層又は正孔輸送層との間、及び陰極と発光層又は電子輸送層との間に設けられる層のことで、「有機ＥＬ素子とその工業化最前線（１９９８年１１月３０日エヌ・ティー・エス社発行）」の第２編第２章「電極材料」（１２３〜１６６頁）に詳細に記載されており、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。
注入層とは、駆動電圧低下や発光輝度向上のために、陽極と発光層又は正孔輸送層との間、及び陰極と発光層又は電子輸送層との間に設けられる層のことで、「有機ＥＬ素子とその工業化最前線（１９９８年１１月３０日エヌ・ティー・エス社発行）」の第２編第２章「電極材料」（１２３〜１６６頁）に詳細に記載されており、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。
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。
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層厚は０．１〜５μｍの範囲内であることが好ましい。
（５）阻止層：正孔阻止層、電子阻止層
阻止層は、上記のように、有機機能層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。
阻止層は、上記のように、有機機能層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。
正孔阻止層とは、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。
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、上記正孔輸送層の材料である。
本発明に係る正孔阻止層及び電子阻止層の層厚としては、好ましくは３〜１００ｎｍの範囲内であり、更に好ましくは５〜３０ｎｍの範囲内である。
≪支持基板（２）≫
本発明の有機ＥＬ素子に適用する支持基板（以下、基体、基板、基材、支持体等ともいう。）としては、ガラス、プラスチック等、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。支持基板側から光を取り出す場合には、支持基板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支持基板としては、ガラス、石英、透明樹脂フィルムを挙げることができる。特に好ましい支持基板は、有機ＥＬ素子にフレキシブル性を与えることが可能な樹脂フィルムである。
本発明の有機ＥＬ素子に適用する支持基板（以下、基体、基板、基材、支持体等ともいう。）としては、ガラス、プラスチック等、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。支持基板側から光を取り出す場合には、支持基板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支持基板としては、ガラス、石英、透明樹脂フィルムを挙げることができる。特に好ましい支持基板は、有機ＥＬ素子にフレキシブル性を与えることが可能な樹脂フィルムである。
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（ＴＡＣ）、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、セルロースナイトレート等のセルロースエステル類又はそれらの誘導体、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、有機物の被膜又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された水蒸気透過度（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、更には、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、及び水蒸気透過度（２５±０．５℃、相対湿度（９０±２）％ＲＨ）が１×１０−３ｇ／（ｍ２・２４ｈ）以下の高バリア性フィルムであることが好ましい。
樹脂フィルムの表面には、無機物、有機物の被膜又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された水蒸気透過度（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、更には、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、及び水蒸気透過度（２５±０．５℃、相対湿度（９０±２）％ＲＨ）が１×１０−３ｇ／（ｍ２・２４ｈ）以下の高バリア性フィルムであることが好ましい。
高バリア性フィルムとするため、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、水分や酸素等の有機ＥＬ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、酸化ケイ素、二酸化ケイ素、窒化ケイ素等を用いることができる。さらに、バリア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、大気圧プラズマ処理法、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処理法によるものが、特に好ましい。
不透明な支持基板としては、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板、セラミック製の基板等が挙げられる。
≪陽極（４）≫
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余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の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の範囲内で選ばれる。
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余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の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の範囲内で選ばれる。
≪陰極（８）≫
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２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の範囲内で選ばれる。
なお、発光した光を透過させるため、有機ＥＬ素子の陽極又は陰極のいずれか一方が、透明又は半透明であることが必須の要件である。
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２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の範囲内で選ばれる。
なお、発光した光を透過させるため、有機ＥＬ素子の陽極又は陰極のいずれか一方が、透明又は半透明であることが必須の要件である。
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、透明又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及び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。
≪封止≫
本発明の有機ＥＬ素子は、有機材料等を用いて構成された有機機能層の劣化を防止することを目的として、支持基板上において封止されていることが好ましい。
有機ＥＬ素子の封止に用いられる封止手段としては、例えば、封止部材と、電極、支持基板とを接着剤で接着する方法を挙げることができる。封止部材としては、有機ＥＬ素子の表示領域を覆うように配置されていればよく、凹板状でも、平板状でもよい。また、透明性、電気絶縁性は特に限定されない。具体的には、ガラス板、ポリマー板・フィルム、金属板・フィルム等が挙げられる。ガラス板としては、特にソーダ石灰ガラス、バリウム・ストロンチウム含有ガラス、鉛ガラス、アルミノケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス、バリウムホウケイ酸ガラス、石英等を挙げることができる。
本発明の有機ＥＬ素子は、有機材料等を用いて構成された有機機能層の劣化を防止することを目的として、支持基板上において封止されていることが好ましい。
有機ＥＬ素子の封止に用いられる封止手段としては、例えば、封止部材と、電極、支持基板とを接着剤で接着する方法を挙げることができる。封止部材としては、有機ＥＬ素子の表示領域を覆うように配置されていればよく、凹板状でも、平板状でもよい。また、透明性、電気絶縁性は特に限定されない。具体的には、ガラス板、ポリマー板・フィルム、金属板・フィルム等が挙げられる。ガラス板としては、特にソーダ石灰ガラス、バリウム・ストロンチウム含有ガラス、鉛ガラス、アルミノケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス、バリウムホウケイ酸ガラス、石英等を挙げることができる。
また、ポリマー板としては、ポリカーボネート、アクリル、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルサルファイド、ポリサルフォン等を挙げることができる。金属板としては、ステンレス、鉄、銅、アルミニウム、マグネシウム、ニッケル、亜鉛、クロム、チタン、モリブテン、シリコン、ゲルマニウム及びタンタルからなる群から選ばれる１種以上の金属又は合金からなるものが挙げられる。
本発明においては、素子を薄膜化できるということからポリマーフィルム、金属フィルムを好ましく使用することができる。さらには、ポリマーフィルムは、ＪＩＳ Ｋ ７１２９−１９９２に準拠した方法で測定された水蒸気透過度（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、更には、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、及び水蒸気透過度（２５±０．５℃、相対湿度（９０±２）％ＲＨ）が１×１０−３ｇ／（ｍ２・２４ｈ）以下の高バリア性フィルムであることが好ましい。
封止部材を凹状に加工するのは、サンドブラスト加工、化学エッチング加工等が使われる。
接着剤としては、具体的には、アクリル酸系オリゴマー、メタクリル酸系オリゴマーの反応性ビニル基を有する光硬化及び熱硬化型接着剤、２−シアノアクリル酸エステル等の湿気硬化型等の接着剤を挙げることができる。また、エポキシ系等の熱及び化学硬化型（二液混合）を挙げることができる。また、ホットメルト型のポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィンを挙げることができる。また、カチオン硬化タイプの紫外線硬化型エポキシ樹脂接着剤を挙げることができる。なお、有機ＥＬ素子が熱処理により劣化する場合があるので、室温（２５℃）から８０℃までに接着硬化できるものが好ましい。また、接着剤中に乾燥剤を分散させておいてもよい。封止部分への接着剤の塗布は、市販のディスペンサーを使ってもよいし、スクリーン印刷のように印刷してもよい。
また、有機機能層を挟み支持基板と対向する側の電極の外側に、該電極と有機機能層を被覆し、支持基板と接する形で無機物、有機物の層を形成し、封止膜とすることも好適にできる。この場合、該膜を形成する材料としては、水分や酸素等の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、酸化ケイ素、二酸化ケイ素、窒化ケイ素等を用いることができる。さらに、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好ましい。
これらの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、大気圧プラズマ処理法、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。
封止部材と有機ＥＬ素子の表示領域との間隙には、気相及び液相では、窒素、アルゴン等の不活性気体や、フッ化炭化水素、シリコンオイルのような不活性液体を注入することが好ましい。また、真空とすることも可能である。また、内部に吸湿性化合物を封入することもできる。吸湿性化合物としては、例えば、金属酸化物（例えば、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化カルシウム、酸化バリウム、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム等）、硫酸塩（例えば、硫酸ナトリウム、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム、硫酸コバルト等）、金属ハロゲン化物（例えば、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、フッ化セシウム、フッ化タンタル、臭化セリウム、臭化マグネシウム、ヨウ化バリウム、ヨウ化マグネシウム等）、過塩素酸類（例えば、過塩素酸バリウム、過塩素酸マグネシウム等）等が挙げられ、硫酸塩、金属ハロゲン化物及び過塩素酸類においては無水塩が好適に用いられる。
≪保護膜、保護板≫
有機機能層を挟み支持基板と対向する側の封止膜あるいは封止用フィルムの外側に、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。特に、封止が封止膜により行われている場合には、その機械的強度は必ずしも高くないため、このような保護膜、保護板を設けることが好ましい。これに使用することができる材料としては、封止に用いたのと同様なガラス板、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。
有機機能層を挟み支持基板と対向する側の封止膜あるいは封止用フィルムの外側に、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。特に、封止が封止膜により行われている場合には、その機械的強度は必ずしも高くないため、このような保護膜、保護板を設けることが好ましい。これに使用することができる材料としては、封止に用いたのと同様なガラス板、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。
≪光取出し及び／又は集光シート≫
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。
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。
通常、基板（ガラス基板、樹脂基板等）から光を放射するような有機ＥＬ素子においては、発光層から放射された光の一部が基板と空気との界面において全反射を起こし、光を損失するという問題が発生する。この問題を解決するために、基板の表面にプリズムやレンズ状の加工を施す、若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付けることにより、全反射を抑制して光の取り出し効率を向上させる。
上記のような光取出し及び／又は集光シートを用いた有機ＥＬ素子においては、正面輝度増幅率が高められているが、光取出し及び／又は集光シートの種類を好ましく選択すれば、基板より外側に取り出される光は、全方位において輝度を高められ、かつ全方位いずれも均等の輝度にできる。
連続駆動等における寿命においては、一般的に青色が律速になるので、この様な光取出し及び／又は集光シートを用いた場合、有機ＥＬ素子においてより高寿命が可能となる。また、駆動電圧の制約となるのは、ＨＯＭＯとＬＵＭＯのエネルギーギャップが最も大きい青色であるため、光取出しを向上させた有機ＥＬ素子は、青色の正面輝度が少なくて済む設計となり、駆動電圧を下げることが可能となる。
すなわち、青色発光層の層厚が薄くでき、かつ駆動電圧が下げられるため、光取出し及び／又は集光シートがない場合に比べ、高寿命が可能となり、この組み合わせにより、トータルで白色光を得るようにすることができる。
ここにおいて、光取出し及び／又は集光シートによる正面輝度の増幅率は、分光放射輝度計（例えば、ＣＳ−１０００（コニカミノルタ社製））等を用い、正面からの発光輝度（２°視野角正面輝度）を、光取出し及び／又は集光シートがある状態とない状態で、発光面からの法線に分光放射輝度計の光軸が一致するようにして、必要な可視光波長範囲で測定、積算し、その比をとればよい。
≪有機ＥＬ素子（１０）の製造方法≫
本発明の有機ＥＬ素子の製造方法は、支持基板上に、陽極、有機機能層、陰極を積層する積層工程と、有機機能層の所定領域に紫外線等の光を照射する光照射工程と、を有することを特徴とする。
ここでは、一例として、図１に示す有機ＥＬ素子１０の製造方法を説明する。
本発明の有機ＥＬ素子の製造方法は、支持基板上に、陽極、有機機能層、陰極を積層する積層工程と、有機機能層の所定領域に紫外線等の光を照射する光照射工程と、を有することを特徴とする。
ここでは、一例として、図１に示す有機ＥＬ素子１０の製造方法を説明する。
（１）積層工程
本発明の有機ＥＬ素子の製造方法は、支持基板上に、陽極、有機機能層、陰極を積層して形成する工程を有している。
以下、その一例として、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。
本発明の有機ＥＬ素子の製造方法は、支持基板上に、陽極、有機機能層、陰極を積層して形成する工程を有している。
以下、その一例として、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、適当な支持基板上に、所望の電極物質、例えば、陽極用物質からなる薄膜を１μｍ以下、好ましくは１０〜２００ｎｍの範囲内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。
次いで、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、正孔阻止層、電子輸送層の有機化合物薄膜を形成させる。
この有機化合物薄膜の薄膜化の方法としては、蒸着法、ウェットプロセス（スピンコート法、キャスト法、インクジェット法、印刷法）等があるが、均質な膜が得られやすく、かつピンホールが生成しにくい等の点から、真空蒸着法、スピンコート法、インクジェット法、印刷法が特に好ましい。さらに、層ごと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、基板温度−５０〜３００℃、層厚０．１ｎｍ〜５μｍ、好ましくは５〜２００ｎｍの範囲内で適宜選ぶことが望ましい。
この有機化合物薄膜の薄膜化の方法としては、蒸着法、ウェットプロセス（スピンコート法、キャスト法、インクジェット法、印刷法）等があるが、均質な膜が得られやすく、かつピンホールが生成しにくい等の点から、真空蒸着法、スピンコート法、インクジェット法、印刷法が特に好ましい。さらに、層ごと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、基板温度−５０〜３００℃、層厚０．１ｎｍ〜５μｍ、好ましくは５〜２００ｎｍの範囲内で適宜選ぶことが望ましい。
これらの層を形成後、その上に陰極用物質からなる薄膜を、１μｍ以下、好ましくは５０〜２００ｎｍの範囲内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、陰極を設けることにより所望の有機ＥＬ素子が得られる。
この有機ＥＬ素子の作製は、一回の真空引きで一貫して正孔注入層から陰極まで作製することが好ましいが、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。
また作製順序を逆にして、陰極、電子注入層、電子輸送層、発光層、正孔輸送層、正孔注入層、陽極の順に作製することも可能である。
また作製順序を逆にして、陰極、電子注入層、電子輸送層、発光層、正孔輸送層、正孔注入層、陽極の順に作製することも可能である。
（２）パターニング工程
本発明の有機ＥＬ素子の製造方法は、有機ＥＬ素子が所定のパターンで発光できるように、素子内部の有機機能層又は電極のうちの１以上の層の所定の領域をパターニングする工程を有している。
具体的には、有機機能層又は電極のうちの１層以上の層の所定の領域をパターニングする工程は、有機ＥＬ素子の陽極と陰極とに挟持された発光領域のうち、所定の領域の発光機能を変化させ、非発光領域とする。
当該パターニング工程により、有機ＥＬ素子を構成する層のうちの１層以上の層において、所定の領域とその他の残りの領域の発光機能を相異なるようにし、有機ＥＬ素子が所定パターンで発光できるようになる。
本発明の有機ＥＬ素子の製造方法は、有機ＥＬ素子が所定のパターンで発光できるように、素子内部の有機機能層又は電極のうちの１以上の層の所定の領域をパターニングする工程を有している。
具体的には、有機機能層又は電極のうちの１層以上の層の所定の領域をパターニングする工程は、有機ＥＬ素子の陽極と陰極とに挟持された発光領域のうち、所定の領域の発光機能を変化させ、非発光領域とする。
当該パターニング工程により、有機ＥＬ素子を構成する層のうちの１層以上の層において、所定の領域とその他の残りの領域の発光機能を相異なるようにし、有機ＥＬ素子が所定パターンで発光できるようになる。
具体的に説明すれば、本発明では所定パターン領域の機能を変化（又は喪失）させる層を有機機能層又は電極のうちから選択することができる。本発明において、所定パターン領域の機能を変化させる層が電荷輸送層、例えば、正孔を注入及び／又は輸送する層、又は電子を注入及び／又は輸送する層である場合、これらの層はパターニング工程によって、所定パターン領域の機能が変化することにより、所定パターン領域と残りの領域との間の電荷輸送効率が相異なるようになる。すなわち、電荷輸送が行われる領域と、電荷輸送が行われない領域とが形成される。このような発光層への電荷輸送効率の差により、発光層から発生する光は、電荷輸送層の所定パターン領域に対応する発光パターンを表すようになる。
また、所定パターン領域の機能が変化する層が有機機能層のうちの発光層である場合、発光層のうちの機能が変化した領域と機能が変化しない領域が相異なる発光効率を有するようになる。すなわち、発光する領域と、発光しない領域とが形成され、これに応じた発光パターンを表す。所定パターン領域の機能が変化する層が電極である場合にも、類似原理が適用される。
有機機能層又は電極のうちの１層以上の層の所定の領域をパターニングする方法としては、特に限定されるものではなく、例えば、光学的方法によって行うことができる。具体的には、紫外線（ＵＶ）、レーザー、ｅ−ビーム等を用いることができる。
特に、有機機能層又は電極のうちの１層以上の層の所定パターン領域の機能を変化させる手段として、ＤＬＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｌｉｇｈｔ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）方式を用いることが、より微細に所定パターン領域の機能を変化させることができることから好ましい。
ＤＬＰ方式は、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）を介して映像を処理する方法である。ＤＭＤは、一般的に７５万個以上の微細な反射鏡の集合体で構成され、反射鏡の原理を用いて映像を表すため、光効率がよく、微細な画質の映像を表現できるという長所がある。
デジタル方式は、アナログ方式に比べ、正確に所望の映像を高い信頼度の画質で表現することができ、製品の小型化、軽量化が可能であるという長所を有する。デジタル映像の基本構成は、数多い０と１の信号組み合わせである。ＤＬＰ技術の核心となるＤＭＤモジュールは、デジタル信号の組み合わせに応じて作動する方式であると言えるが、簡単に言えば、ビデオメモリやビデオプロセッサから伝えられるデジタル映像信号の組み合わせをＤＭＤの構成要素である微細反射鏡の作動で表現するものである。
例えば、ＤＭＤモジュールのマイクロミラーは、縦１６μｍ×横１６μｍの正方形状を呈し、各反射鏡の間の間隔は１μｍ未満である。ＤＬＰ方式を行うためのＤＭＤモジュールに含まれたそれぞれのマイクロミラーは、０と１のデジタル信号を用いて鏡の両側端を動かす方式でデジタル映像信号を表現する。それぞれのマイクロミラーは、左右方向に、例えば、約０°〜１０°の範囲内で動くことができ、ビデオメモリに格納されたデジタル映像信号が各マイクロミラーの駆動装置に伝えられて作動する。このような鏡の動きは微細な画素で表され、画素の明暗はこのような原理で表される。
ＤＭＤにおけるそれぞれの板は鏡からなっており、定められた位置で光源が一定方向に光を照らすと、各鏡の一律的な動きによって光が反射し、レンズに透過する部分と透過しない各部分が集められて一つの映像をなす。
このような原理により、ＤＬＰ方式は、エネルギー源を有機機能層又は電極に選択的に加えることができる。すなわち、ＤＬＰ方式を用いれば、有機機能層又は電極の所定パターン領域の機能を選択的に変化させることができる。
本発明において、パターニング工程は、パターニングしようとする層を形成した後であれば、他の有機機能層を形成した後、又は陰極まで全て形成した後に行われてもよい。
≪有機ＥＬ装置≫
本発明の有機ＥＬ装置は、少なくとも、上述のパターニングされた有機ＥＬ素子とパルス給電装置とから構成されている。
本発明の有機ＥＬ装置は、少なくとも、上述のパターニングされた有機ＥＬ素子とパルス給電装置とから構成されている。
＜パルス給電装置＞
本発明に係るパルス給電装置は、直流電源供給機能とパルス給電パターンの制御機能とを有する。電源供給は、外部電源の交流、直流により交流直流変換機能を有しており、そのようなパルス給電装置としては、従来公知のパルス給電装置を制限なく用いることができる。
本発明に係るパルス給電装置は、直流電源供給機能とパルス給電パターンの制御機能とを有する。電源供給は、外部電源の交流、直流により交流直流変換機能を有しており、そのようなパルス給電装置としては、従来公知のパルス給電装置を制限なく用いることができる。
＜パルス給電パターン＞
本発明の有機ＥＬ素子の駆動方法としては、有機ＥＬ素子を間欠的にＯＮ／ＯＦＦするパルスにより駆動し、該パルスの振幅と幅の双方を可変、制御する機能を有することにより、任意の輝度条件において、所望の色温度を得ることができるものである。すなわち、駆動パルスの振幅（駆動電圧）とパルス幅（通電時間）を制御することによって、各輝度において、色温度を任意に制御することができる。
本発明の駆動方法は、一定の駆動電圧を印加するのではなく、駆動電圧と通電時間とを変化させる。すなわち、例えば、駆動電圧を大きくすると色温度が高くなるが、輝度も高くなる。そこで、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）を導入することにより、１パルス中の通電時間を短くし、異なる色温度で発光させた場合であっても視覚上の輝度（見かけの輝度）を同等の強さの輝度に感じるようにするものである。
以下、図を用いて、本発明の有機ＥＬ素子の駆動方法について説明する。
図３は、本発明の有機ＥＬ素子の駆動方法における駆動パルスの振幅（駆動電圧）とパルス幅（通電時間）とのパターンの一例を示す図であり、図４は、輝度と色温度との正の相関を示す図である。
図３に示すとおり、有機ＥＬ素子を駆動するパルスは、有機ＥＬ素子を発光させるために順方向の電界を印加する振幅ＰＨとその幅ＰＷの双方を変化できるようにする。パルスの振幅ＰＨを変えることで、図４に示すように、輝度と色温度との関係は実線上を移動する。
この状態から、任意の輝度からパルス幅ＰＷを変えることで、色温度を変えることなく、輝度の調整を自由に制御することができる。
図３に示すとおり、有機ＥＬ素子を駆動するパルスは、有機ＥＬ素子を発光させるために順方向の電界を印加する振幅ＰＨとその幅ＰＷの双方を変化できるようにする。パルスの振幅ＰＨを変えることで、図４に示すように、輝度と色温度との関係は実線上を移動する。
この状態から、任意の輝度からパルス幅ＰＷを変えることで、色温度を変えることなく、輝度の調整を自由に制御することができる。
例えば、異なる色温度での有機ＥＬ素子の駆動を考えた場合、図４に示されるとおり、点Ａと点Ｂとでは輝度が異なっている。そこで、点Ａで示される色温度の場合には、図５（ａ）に示すように、パルス幅ＰＷを長くし、通電量を多くすることで輝度を高くする。一方で、点Ｂで示される色温度の場合には、図５（ｂ）に示すように、パルス幅ＰＷを短くし、通電量を少なくすることで輝度を低くする。これにより、異なる色温度間での輝度を等しくすることができる。
これは、図６に示されるような輝度と色温度とが負の相関である場合にも、同様である。
これは、図６に示されるような輝度と色温度とが負の相関である場合にも、同様である。
なお、有機ＥＬ素子は、キャリア注入型デバイスなので、順方向は電流源で駆動するのが好ましく、更にＯＦＦ期間に有機機能層内に蓄積した電荷を引き抜き、確実に消灯させるために、電圧源による０Ｖ以上の逆バイアスＰＬを印加することが好ましい。
また、パルスの周波数は、低すぎるとちらつきとして感じてしまうため、６０Ｈｚ以上、好ましくは１００Ｈｚ以上である。
≪有機ＥＬ素子の表示方法≫
本発明の有機ＥＬ素子を用いた表示方法は、あらかじめ定められたプログラムに従って、発光領域を発光させるものである。なお、当該プログラムは、有機ＥＬ装置内に設けられた制御装置（図示略）からの指示により、実行される。
当該プログラムは、例えば、湿度や温度等の外環境の変化をセンサーで感知し、当該センサーからの情報に基づいて有機ＥＬ素子の発光領域の発光色を変化させるものであってもよいし、また、あらかじめ設定された単位時間ごと（例えば、四季）に規則的に発光色を変化させるものであってもよい。
本発明の有機ＥＬ素子を用いた表示方法は、あらかじめ定められたプログラムに従って、発光領域を発光させるものである。なお、当該プログラムは、有機ＥＬ装置内に設けられた制御装置（図示略）からの指示により、実行される。
当該プログラムは、例えば、湿度や温度等の外環境の変化をセンサーで感知し、当該センサーからの情報に基づいて有機ＥＬ素子の発光領域の発光色を変化させるものであってもよいし、また、あらかじめ設定された単位時間ごと（例えば、四季）に規則的に発光色を変化させるものであってもよい。
［第２の実施形態］
第２の実施形態は、主に、下記の点で第１の実施形態と異なっている。
第２の実施形態は、主に、下記の点で第１の実施形態と異なっている。
第１の実施形態における有機ＥＬ素子は、有機ＥＬユニットとして構成されていてもよい。
図７に示すとおり、有機ＥＬユニット２０は、複数の有機ＥＬ素子１０が配設されて、構成されている。図７では、その一例として、複数の有機ＥＬ素子１０が正方形状に配設された場合を示しているが、特にこれに限定されるものではない。
有機ＥＬユニット２０に用いられる有機ＥＬ素子としては、その全てがパターニングされた有機ＥＬ素子１０であってもよいし、パターニングされた有機ＥＬ素子１０とパターニングされていない有機ＥＬ素子とを組み合わせたものであってもよい。
また、パターニングされた各有機ＥＬ素子１０のパターン形状（発光領域の形状）は、同一であってもよいし、異なっていてもよい。例えば、有機ＥＬユニット２０全体として、一つの形状を呈するように、各有機ＥＬ素子１０が異なる形状でパターニングされていてもよい。
複数の有機ＥＬ素子１０は、配線を介して、互いに電気的に接続されている。このような複数の有機ＥＬ素子同士の電気的接続は、例えば、特開２００８−２６９９６２号公報等を参照にすることができる。
また、有機ＥＬユニット２０がパルス給電装置に接続される場合には、例えば、図７中、左右両端に配設された一列の有機ＥＬ素子１０がパルス給電装置に接続される（図示略）。各有機ＥＬ素子１０の電気的接続は、直列、並列を任意に選択可能である。
図７に示すとおり、有機ＥＬユニット２０は、複数の有機ＥＬ素子１０が配設されて、構成されている。図７では、その一例として、複数の有機ＥＬ素子１０が正方形状に配設された場合を示しているが、特にこれに限定されるものではない。
有機ＥＬユニット２０に用いられる有機ＥＬ素子としては、その全てがパターニングされた有機ＥＬ素子１０であってもよいし、パターニングされた有機ＥＬ素子１０とパターニングされていない有機ＥＬ素子とを組み合わせたものであってもよい。
また、パターニングされた各有機ＥＬ素子１０のパターン形状（発光領域の形状）は、同一であってもよいし、異なっていてもよい。例えば、有機ＥＬユニット２０全体として、一つの形状を呈するように、各有機ＥＬ素子１０が異なる形状でパターニングされていてもよい。
複数の有機ＥＬ素子１０は、配線を介して、互いに電気的に接続されている。このような複数の有機ＥＬ素子同士の電気的接続は、例えば、特開２００８−２６９９６２号公報等を参照にすることができる。
また、有機ＥＬユニット２０がパルス給電装置に接続される場合には、例えば、図７中、左右両端に配設された一列の有機ＥＬ素子１０がパルス給電装置に接続される（図示略）。各有機ＥＬ素子１０の電気的接続は、直列、並列を任意に選択可能である。
有機ＥＬユニットの駆動方法は、第１の実施形態における有機ＥＬ素子の駆動方法（パルス給電駆動）と同様である。
有機ＥＬユニットを用いた表示方法は、第１の実施形態における有機ＥＬ素子同様に、あらかじめ定められたプログラムに従って発光させるものである。
また、その他の表示方法として、有機ＥＬユニットを構成する全ての有機ＥＬ素子を同時に発光させてもよいし、ランダムに発光させてもよい。また、時間の経過に伴って発光させる有機ＥＬ素子を適宜選択して、時間的・空間的に任意の形状で発光するように、パターン発光させてもよい。
また、その他の表示方法として、有機ＥＬユニットを構成する全ての有機ＥＬ素子を同時に発光させてもよいし、ランダムに発光させてもよい。また、時間の経過に伴って発光させる有機ＥＬ素子を適宜選択して、時間的・空間的に任意の形状で発光するように、パターン発光させてもよい。
以下、実施例により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≫
（１）有機ＥＬ素子１０１の作製
３０ｍｍ×３０ｍｍ、厚さ０．４ｍｍのガラス基板上に、陽極としてＩＴＯ（インジウムチンオキシド）を厚さ１２０ｎｍで成膜してパターニングを行った後、このＩＴＯ透明電極を有するガラス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。
≪有機ＥＬ素子の作製≫
（１）有機ＥＬ素子１０１の作製
３０ｍｍ×３０ｍｍ、厚さ０．４ｍｍのガラス基板上に、陽極としてＩＴＯ（インジウムチンオキシド）を厚さ１２０ｎｍで成膜してパターニングを行った後、このＩＴＯ透明電極を有するガラス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。
このＩＴＯ透明電極を有するガラス基板を、市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに固定した。真空蒸着装置内の蒸着用るつぼの各々に、下記に示すｍ−ＭＴＤＡＴＡ、α−ＮＰＤ、ＴＰＢ、ＤＣＭ、Ａｌｑ３、アルミニウムのそれぞれを、有機ＥＬ素子１０１の作製に最適の量を充填した。蒸着用るつぼは、モリブデン製又はタングステン製抵抗加熱用材料で作製されたものを用いた。
次いで、真空度４×１０−４Ｐａまで減圧した後、ｍ−ＭＴＤＡＴＡの入った蒸着用るつぼに通電して加熱し、ｍ−ＭＴＤＡＴＡを蒸着速度０．２ｎｍ／秒で、ＩＴＯ透明電極を有するガラス基板のＩＴＯ電極側に蒸着し、層厚１００ｎｍの正孔注入層を形成した。
次いで、α−ＮＰＤを正孔注入層上に蒸着速度０．２ｎｍ／秒で蒸着し、層厚１００ｎｍの正孔輸送層を設けた。
次いで、ＴＰＢを正孔輸送層上に蒸着速度０．２ｎｍ／秒で蒸着し、層厚８０ｎｍの青色発光層を設けた。
次いで、青色発光層上に２０ｎｍの橙色発光層を設けた。すなわち、ＤＣＭを０．０１ｎｍ／秒で蒸着し、同時にＡｌｑ３を蒸着速度０．２ｎｍ／秒で蒸着し、Ａｌｑ３に対して蛍光性発光ドーパントＤＣＭを５質量％ドープした。
次いで、青色発光層上に２０ｎｍの橙色発光層を設けた。すなわち、ＤＣＭを０．０１ｎｍ／秒で蒸着し、同時にＡｌｑ３を蒸着速度０．２ｎｍ／秒で蒸着し、Ａｌｑ３に対して蛍光性発光ドーパントＤＣＭを５質量％ドープした。
次いで、橙色発光層上にＡｌｑ３を蒸着速度０．２ｎｍ／秒で蒸着し、層厚１００ｎｍの電子輸送層を設けた。
次いで、アルミニウムを厚さ１１０ｎｍとなるように蒸着して陰極を形成した。
次いで、上記のようにして作製した有機ＥＬ素子の蒸着面側をガラスケースで覆い、有機ＥＬ素子を大気に接触させることなく、窒素雰囲気下のグローブボックス（純度９９．９９９％以上の高純度窒素ガスの雰囲気下）で封止を行った。
図８に、照明装置である有機ＥＬ素子の断面図を示す。図８において、３２はガラス基板、３４はＩＴＯ透明電極、３６は有機機能層、３８は陰極を示す。なお、ガラスカバー４０内には、窒素ガス４２が充填され、捕水剤４６が設けられている。
次いで、基板の上記各層が設けられている側と反対側の面上に、パターンマスク及び紫外線吸収フィルター（五鈴精工硝子株式会社製）を配置した状態で減圧密着させ、ＵＶテスター（岩崎電気株式会社製、ＳＵＶ−Ｗ１５１：１００ｍＷ／ｃｍ２）を用いて、基板側から紫外線を３時間照射し、パターニングして、有機ＥＬ素子のサンプル１０１を作製した。
なお、パターンマスクは、紫外線照射領域と紫外線非照射領域との面積比がおおよそ１：１となるように配置し、かつ、紫外線照射領域に幅０．２５ｍｍのマスクを十字パターンとなるように配置した。紫外線吸収フィルターは、３２０ｎｍ以下の波長成分の光透過率が５０％以下のもの（カット波長：３２０ｎｍ）を用いた。
なお、パターンマスクは、紫外線照射領域と紫外線非照射領域との面積比がおおよそ１：１となるように配置し、かつ、紫外線照射領域に幅０．２５ｍｍのマスクを十字パターンとなるように配置した。紫外線吸収フィルターは、３２０ｎｍ以下の波長成分の光透過率が５０％以下のもの（カット波長：３２０ｎｍ）を用いた。
また、有機ＥＬ素子１０１の可変容易性Ｘは、１１２４であった。
次いで、有機ＥＬ素子１０１をパルス給電装置に接続し、図９（ａ）及び（ｂ）で示されるパルス給電パターンとなるように、パルス給電駆動した。なお、図９（ａ）及び（ｂ）中、駆動電圧は、駆動電圧５．７８Ｖを１００とする相対値で示している。
図９（ａ）で示されるパルス給電駆動においては、駆動電圧１００、パルス給電時間１０ｍｓ（休止時間３０ｍｓ）とした。その結果、色温度３０１１Ｋの発光が観測された。
図９（ｂ）で示されるパルス給電駆動においては、駆動電圧５０、パルス給電時間２０ｍｓ（休止時間２０ｍｓ）とした。その結果、色温度１９９３Ｋの発光が観測された。
図９（ａ）で示されるパルス給電駆動においては、駆動電圧１００、パルス給電時間１０ｍｓ（休止時間３０ｍｓ）とした。その結果、色温度３０１１Ｋの発光が観測された。
図９（ｂ）で示されるパルス給電駆動においては、駆動電圧５０、パルス給電時間２０ｍｓ（休止時間２０ｍｓ）とした。その結果、色温度１９９３Ｋの発光が観測された。
以上から、有機ＥＬ素子１０１は、パルス給電駆動することにより、輝度を変化させることなく、所望の発光色で発光させることが可能であることが確認できた。
［実施例２］
実施例１で作製した有機ＥＬ素子１０１（以下、有機ＥＬ素子１０１ａ〜１０１ｄとする。）を、図１０に示すように、４行４列にタイリングし、有機ＥＬユニットのサンプル２０１を作製した。各有機ＥＬ素子１０１ａ〜１０１ｄは、図１１（ａ）〜（ｄ）で示されるように、それぞれ異なるパルスパターンでパルス給電駆動した。なお、図１１（ａ）〜（ｄ）中、駆動電圧は、駆動電圧５．７８Ｖを１００とする相対値で示している。
有機ＥＬ素子１０１ａは、図１１（ａ）に示すように、駆動電圧１００、パルス給電時間１０ｍｓ（休止時間３０ｍｓ）で、パルス給電駆動した。その結果、色温度３０１１Ｋの発光が観測された。有機ＥＬ素子１０１ａは、見かけ上、連続点灯していた。
有機ＥＬ素子１０１ｂは、図１１（ｂ）に示すように、駆動電圧５０、パルス給電時間２０ｍｓ（休止時間２０ｍｓ）で、パルス給電駆動した。その結果、色温度１９９３Ｋの発光が観測された。有機ＥＬ素子１０１ｂは、見かけ上、連続点灯していた。
有機ＥＬ素子１０１ｃは、図１１（ｃ）に示すように、駆動電圧２５でパルス給電駆動させずに、連続点灯させた。その結果、色温度１４８９Ｋの発光が観測された。
有機ＥＬ素子１０１ｄは、図１１（ｄ）に示すように、駆動電圧２００、パルス給電時間１０ｍｓ（休止時間７０ｍｓ）で、パルス給電駆動した。その結果、色温度４９３２Ｋの発光が観測された。有機ＥＬ素子１０１ｄは、点滅していた。
実施例１で作製した有機ＥＬ素子１０１（以下、有機ＥＬ素子１０１ａ〜１０１ｄとする。）を、図１０に示すように、４行４列にタイリングし、有機ＥＬユニットのサンプル２０１を作製した。各有機ＥＬ素子１０１ａ〜１０１ｄは、図１１（ａ）〜（ｄ）で示されるように、それぞれ異なるパルスパターンでパルス給電駆動した。なお、図１１（ａ）〜（ｄ）中、駆動電圧は、駆動電圧５．７８Ｖを１００とする相対値で示している。
有機ＥＬ素子１０１ａは、図１１（ａ）に示すように、駆動電圧１００、パルス給電時間１０ｍｓ（休止時間３０ｍｓ）で、パルス給電駆動した。その結果、色温度３０１１Ｋの発光が観測された。有機ＥＬ素子１０１ａは、見かけ上、連続点灯していた。
有機ＥＬ素子１０１ｂは、図１１（ｂ）に示すように、駆動電圧５０、パルス給電時間２０ｍｓ（休止時間２０ｍｓ）で、パルス給電駆動した。その結果、色温度１９９３Ｋの発光が観測された。有機ＥＬ素子１０１ｂは、見かけ上、連続点灯していた。
有機ＥＬ素子１０１ｃは、図１１（ｃ）に示すように、駆動電圧２５でパルス給電駆動させずに、連続点灯させた。その結果、色温度１４８９Ｋの発光が観測された。
有機ＥＬ素子１０１ｄは、図１１（ｄ）に示すように、駆動電圧２００、パルス給電時間１０ｍｓ（休止時間７０ｍｓ）で、パルス給電駆動した。その結果、色温度４９３２Ｋの発光が観測された。有機ＥＬ素子１０１ｄは、点滅していた。
以上から、複数の有機ＥＬ素子１０１（１０１ａ〜１０１ｄ）をタイリングした有機ＥＬユニット２０１は、パルス給電駆動することにより、発光輝度を変化させることなく、所望の発光色で発光させることが可能であることが確認できた。また、通電時間（休止時間）を調整することにより、各有機ＥＬ素子の発光の態様を制御できることが確認できた。
２ 支持基板
４ 陽極
６ 有機機能層
６ａ 正孔注入層
６ｂ 正孔輸送層
６ｃ 発光層
６ｄ 電子輸送層
６ｅ 電子注入層
８ 陰極
１０ 有機ＥＬ素子
１２ 領域（発光領域）
１４ 領域（非発光領域）
２０ 有機ＥＬユニット
３２ ガラス基板
３４ ＩＴＯ透明電極
３６ 有機機能層
３８ 陰極
４０ ガラスカバー
４２ 窒素ガス
４６ 捕水剤
１０１ａ〜１０１ｄ 有機ＥＬ素子
４ 陽極
６ 有機機能層
６ａ 正孔注入層
６ｂ 正孔輸送層
６ｃ 発光層
６ｄ 電子輸送層
６ｅ 電子注入層
８ 陰極
１０ 有機ＥＬ素子
１２ 領域（発光領域）
１４ 領域（非発光領域）
２０ 有機ＥＬユニット
３２ ガラス基板
３４ ＩＴＯ透明電極
３６ 有機機能層
３８ 陰極
４０ ガラスカバー
４２ 窒素ガス
４６ 捕水剤
１０１ａ〜１０１ｄ 有機ＥＬ素子
Claims (5)
- 陽極と陰極との間に有機機能層を有し、かつ光照射により発光領域と非発光領域とにパターニングされた有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
最低色温度Ｋｌ（Ｋ）に対応する駆動電圧をＶｌ（Ｖ）、最高色温度Ｋｈ（Ｋ）に対応する駆動電圧をＶｈ（Ｖ）としたとき、下記式（１）で示される発光色の可変容易性Ｘが、−３０００〜−３００又は３００〜３０００の範囲内であり、かつ、パルス給電駆動により、発光色が可変であることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
Ｘ＝（Ｋｈ−Ｋｌ）／（Ｖｈ−Ｖｌ） （１） - 陽極と陰極との間に有機機能層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子を、複数有する有機エレクトロルミネッセンスユニットであって、
前記有機エレクトロルミネッセンス素子の少なくとも一つが、請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子であることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンスユニット。 - 発光領域と非発光領域とにパターニングされていない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請求項２に記載の有機エレクトロルミネッセンスユニット。
- 請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子、又は請求項２若しくは請求項３に記載の有機エレクトロルミネッセンスユニットと、パルス給電装置と、を備えたことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス装置。
- 請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子、又は請求項２若しくは請求項３に記載の有機エレクトロルミネッセンスユニットを用いた表示方法であって、
前記有機エレクトロルミネッセンス素子又は有機エレクトロルミネッセンスユニットの発光色をあらかじめ定められたプログラムに従って変化させることを特徴とする表示方法。
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