JP5594291B2

JP5594291B2 - 有機エレクトロルミネッセンス素子及びその製造方法

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Inventors: 和敏室田; 利彦岩崎
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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。

有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ（有機ＥＬディスプレイ）等に用いられる有機エレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ素子）は、例えば、蛍光性有機化合物や燐光性有機化合物等の発光性有機化合物を含む発光層を、陰極と陽極で挟んだ構成を有するものであり、この発光性有機化合物に電界を印加することにより、励起・発光する素子である。

この有機ＥＬ素子の発光原理は、概ね以下の通りと考えられている。まず、陽極から発光層に注入された正孔と、陰極から発光層に注入された電子が、その発光層において再結合することにより、蛍光性有機化合物等の励起子が生成する。次いで、その励起子が失活する際に、エネルギーが光（蛍光、燐光）成分として放出されることにより発光すると考えられている。

ところで、有機ＥＬ素子の実用化に当たっては種々の耐久性が要求される。特に、屋外や車載等での使用形態を考慮して、有機ＥＬ素子には、高温環境下での駆動安定性及び保存安定性、例えば８５℃以上での保存安定性が要求される。

ところが、従来の有機ＥＬ素子をこうした高温下で保存すると、駆動電圧が増加する問題があった。また、高温保存中にＩＴＯから正孔注入層の一部が剥がれ、正孔が注入されずに発光しない部分、ダークスポットが生成するという問題点があった。これらの問題点については、従来より耐久性の高い材料を用いることにより改善が図られてきた。ホール輸送性材料に、特定の３級アミン化合物を用いることによる耐熱性の向上が報告されている（例えば、特許文献１参照）が、昨今のより一層の高温環境下での駆動安定性及び保存安定性の要求に対して、高温耐久性と発光効率や寿命を両立する材料を得ることは困難であった。

また、陽極と発光層との間に、特定の異方導電性を有する無機化合物含有層を設けた構造による高温保存安定性の向上が報告されている（例えば、特許文献２参照）が、特定の異方導電性を得るために、素子の作製方法が限定されてしまい、汎用性の低いものであった。

一方で、有機ＥＬ素子において、各種の有機化合物のアルカリ金属塩を使用する技術が知られている（例えば、特許文献３〜５参照）。しかしいずれも陰極界面近傍における電子注入性向上が目的であり、高温保存安定性や圧力耐性、素子作製環境における水分量に対するロバストネス、ダークスポットの増加抑制等に対する効果について、何ら示唆する記載はなかった。

特にウェットプロセスにより形成された正孔注入層を用いた有機ＥＬ素子において、高温保存中に層中の残留溶媒の膨張、気化等に起因すると考えられる、上記ＩＴＯからの正孔注入層の剥離やダークスポット発生の問題は一層顕著で、改良手段が求められていた。

特開２００４−１８６０２７号公報特開２０００−２４３５７２号公報特開２００４−１４５１２号公報特開２００９−７６４６１号公報特開２００３−３０３６９１号公報

本発明は、上記の問題を解決すべくなされたものであり、汎用性が高く、かつ高温安定性に優れ、高温保存後におけるダークスポットの生成を抑制でき、高温保存後における駆動電圧の変化を抑制した有機ＥＬ素子の提供を目的とする。また本発明は、有機ＥＬ素子作製中の環境水分量変化に対してロバストのある有機ＥＬ素子の提供を目的とする。また本発明は、外部から加圧を受けた場合の圧力耐性に優れ、加圧によるダークスポットの生成を抑制した有機ＥＬ素子の提供を目的とする。

本発明の上記課題は、以下の構成により達成された。

１．基板上に、少なくとも陽極及び陰極と、該陽極及び該陰極との間に、少なくとも発光層、正孔注入層及び電子注入層を含む複数の機能層を有する有機ＥＬ素子において、発光層と電子注入層との間の該発光層に隣接する機能層がマトリックス材料に膜強化剤を添加した膜強化機能層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。

２．前記膜強化機能層が、電子輸送層であ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。

３．前記膜強化機能層の膜厚が１０〜２００ｎｍであることを特徴とする前記１または２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。

４．前記膜強化機能層に用いられる膜強化剤が、有機化合物のアルカリ金属塩であることを特徴とする前記１〜３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。

５．前記膜強化剤が、脂肪族カルボン酸のアルカリ金属塩であることを特徴とする前記４に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。

６．前記脂肪族カルボン酸の炭素数が４以下であることを特徴とする前記５に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。

７．前記脂肪族カルボン酸が酢酸であることを特徴とする前記６に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。

８．前記アルカリ金属塩のアルカリ金属がカリウムまたはセシウムであることを特徴とする前記４〜７のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。

９．前記アルカリ金属がセシウムであることを特徴とする前記８に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。

１０．前記膜強化剤の添加量が、膜強化機能層に対し１．５〜３５質量％であることを特徴とする前記４〜９のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。

１１．前記膜強化剤の添加量が、膜強化機能層に対し３〜２５質量％であることを特徴とする前記１０に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。

１２．前記正孔注入層がウェットプロセスにより形成されることを特徴とする前記１〜１１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。

１３．前記膜強化機能層が、該膜強化機能層を構成するマトリックス材料のガラス転移温度より低い温度まで加熱する安定化処理を施されてい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。

１４．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であって、発光層と電子注入層との間の該発光層に隣接する機能層を、前記膜強化剤を添加したマトリックス材料を用いて膜強化機能層として形成した後、該マトリックス材料のガラス転移温度より低い温度まで加熱する安定化処理に供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。

本発明により、汎用性が高く、かつ高温保存安定性に優れ、高温保存後におけるダークスポットの生成を抑制でき、高温保存後における駆動電圧の変化を抑制した有機ＥＬ素子、及び有機ＥＬ素子作製中の環境水分量変化に対してロバストのある有機ＥＬ素子、及び外部から加圧を受けた場合の圧力耐性に優れ、加圧によるダークスポットの生成を抑制した有機ＥＬ素子を提供することができた。

本発明者らは、上記課題に鑑み鋭意検討を行った結果、有機ＥＬ素子を構成する機能層の少なくとも１層をマトリックス材料と膜強化剤とを含有する膜強化機能層とすることで、高温保存におけるダークスポットの発生及び駆動電圧の変化を抑制でき、かつ素子作製中の環境水分量変化に対してロバストのある、かつ外部より圧力をかけても素子へのダメージが少なく性能への影響が少なくできることを見出し、本発明をなすに至った。

本発明においては、少なくとも１層以上の機能層をマトリックス材料に膜強化剤を添加し、機能層の硬度を増加させた膜強化機能層とし、高温保存や外部からの圧力に対する保護膜として利用することを特徴とする。これまでの素子構成では、高温保存下において、層中の残留溶媒、または素子作製環境から層中に取り込まれた水分の膨張、気化等に起因すると考えられる応力により、ＩＴＯから正孔注入層の一部が剥がれてしまうという問題があったが、膜強化剤を加え機能層の硬度が増加することにより、剥がれる際に発生する膜の歪みを押さえ込み、剥がれを抑制する。さらに、剥がれることで発生した膜の歪みに由来する、駆動電圧の変化も抑制することができる。また膜硬度が増加したことにより、封止工程や素子形成後における素子への折り曲げ等の圧力に対しても耐性ができ、性能の劣化を抑制することができる。

以下、本発明を詳細に説明する。

本発明において、機能層とは、陽極と陰極との間に設けられ有機ＥＬを構成する各層をいう。機能層には、例えば、正孔注入層、正孔輸送層、電子ブロック層、発光層、電子輸送層、電子注入層、正孔ブロック層等が含まれる。

本発明において、膜強化剤を含有する膜強化機能層は、発光層以外の機能層であることが好ましく、発光層に隣接する機能層であることがより好ましく、発光層と電子注入層との間の機能層であることが最も好ましい。本発明において、膜強化機能層は２層以上あってもよい。

本発明において、膜強化剤とは、機能層の硬度を増加させる材料であり、下記方法で測定した機能層の水平方向及び垂直方向のせん断力の平均増加率が１．１倍以上の材料をいう。ただし、機能層の散乱性に変化を与えるフィラー（例えば、ＺｎＯ、ＳｎＯ_２、ＴｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｉｎ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２、ＧｅＯ_２、ＭｇＯ、ＢａＯ、ＭｏＯ_３、ＺｉＯ_２、Ｖ_２Ｏ_５、ＣａＯ、ＳｒＯ等を含む微粒子）や、各種の有機、無機微粒子は、機能層の硬度を増加させないので含まれない。また、架橋を利用する架橋性有機化合物や、熱、紫外線等のエネルギーにより硬化する樹脂や硬化型接着材は含まれない。

機能層の膜硬度は、下記の方法でせん断力を評価する。

膜強化剤を添加した膜強化機能層までを積層した有機ＥＬ素子サンプルと、膜強化剤を含有させずに同様に積層した有機ＥＬ素子サンプルとを用意し、各々、ダイプラウインテス性サイカスＮＮ−０４型の硬度測定器（ＳＡＩＣＡＳ）を用い、膜のせん断力を測定する。測定条件としては、サンプリングステップは０．２ｓｅｃ／ｐｏｉｎｔで、ダイヤモンド製１ｍｍ幅の刃を使用し、剪断角度は４５°、押圧荷重を２μＮ、バランス加重１μＮとし、垂直速度１ｎｍ／ｓｅｃ、水平速度１００ｎｍ／ｓｅｃにて切削を行い、水平方向及び垂直方向での力を記録し、水平方向及び垂直方向のせん断力とする。

本発明における膜強化機能層は、膜強化剤を添加したことで、機能層の水平方向及び垂直方向のせん断力の平均が１．２倍以上増加することが好ましく、１．３倍以上増加することがより好ましく、１．５倍以上増加することが最も好ましい。

本発明における膜強化剤は、膜の中でマトリックス材料に静電的または配位的な作用を及ぼすことにより、マトリックス材料間に相互作用を与え、膜を強化する材料であり、マトリックス材料と共有結合せずに膜を強化する材料である。

本発明において用いられる膜強化剤は、有機物のアルカリ金属塩、有機物のアルカリ土類金属塩が好ましく、有機物のアルカリ金属塩がより好ましい。有機物の種類としては特に制限はないが、ギ酸塩、酢酸塩、プロピオン酸、酪酸塩、吉草酸塩、カプロン酸塩、エナント酸塩、カプリル酸塩、シュウ酸塩、マロン酸塩、コハク酸塩、安息香酸塩、フタル酸塩、イソフタル酸塩、テレフタル酸塩、サリチル酸塩、ピルビン酸塩、乳酸塩、リンゴ酸塩、アジピン酸塩、メシル酸塩、トシル酸塩、ベンゼンスルホン酸塩が挙げられ、好ましくはギ酸塩、酢酸塩、プロピオン酸塩、酪酸塩、吉草酸塩、カプロン酸塩、エナント酸塩、カプリル酸塩、シュウ酸塩、マロン酸塩、コハク酸塩、安息香酸塩、より好ましくはギ酸塩、酢酸塩、プロピオン酸塩、酪酸塩等の脂肪族カルボン酸のアルカリ金属塩が好ましく、脂肪族カルボン酸の炭素数が４以下であることが好ましい。最も好ましくは酢酸塩である。

有機物のアルカリ金属塩のアルカリ金属の種類としては特に制限はないが、Ｎａ、Ｋ、Ｃｓが挙げられ、好ましくはＫ、Ｃｓ、さらに好ましくはＣｓである。有機物のアルカリ金属塩としては、前記有機物とアルカリ金属の組み合わせが挙げられ、好ましくは、ギ酸Ｌｉ、ギ酸Ｋ、ギ酸Ｎａ、ギ酸Ｃｓ、酢酸Ｌｉ、酢酸Ｋ、酢酸Ｎａ、酢酸Ｃｓ、プロピオン酸Ｌｉ、プロピオン酸Ｎａ、プロピオン酸Ｋ、プロピオン酸Ｃｓ、シュウ酸Ｌｉ、シュウ酸Ｎａ、シュウ酸Ｋ、シュウ酸Ｃｓ、マロン酸Ｌｉ、マロン酸Ｎａ、マロン酸Ｋ、マロン酸Ｃｓ、コハク酸Ｌｉ、コハク酸Ｎａ、コハク酸Ｋ、コハク酸Ｃｓ、安息香酸Ｌｉ、安息香酸Ｎａ、安息香酸Ｋ、安息香酸Ｃｓ、より好ましくは酢酸Ｌｉ、酢酸Ｋ、酢酸Ｎａ、酢酸Ｃｓ、最も好ましくは酢酸Ｃｓである。

膜強化剤の濃度により、素子の寿命等への影響が出てくるため、膜強化剤の含有量は添加する機能層に対し好ましくは１．５〜３５質量％であり、より好ましくは３〜２５質量％であり、最も好ましくは５〜１５質量％である。

本発明において、マトリックス材料とは、膜強化剤等の機能材料を含有し保持する媒体として機能する基材をいう。

本発明において、マトリックス材料に膜強化剤を添加した膜強化機能層とは、該機能層を形成する主となるマトリックス材料と膜強化剤が両存していることを特徴とする。両存という点で、前記特開２００４−１４５１２号及び前記特開２００９−７６４６１号の構成とは異なる。また該マトリックス材料は前記特開２００３−３０３６９１号に記載の金属ではない。

本発明に関わる機能層において、膜強化剤を添加するマトリックス材料には、例えば、有機ＥＬの正孔注入層、正孔輸送層、電子ブロック層、発光層、電子輸送層、電子注入層、正孔ブロック層等に用いられる各種の有機材料を用いることができるが、好ましくは、アリールアミン誘導体、イミダゾール誘導体、ニトロ置換フルオレン誘導体、ジベンゾフラン誘導体、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、チアジアゾール誘導体、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、アニリン系共重合体、導電性高分子オリゴマーであり、より好ましくは、ジベンゾフラン誘導体、モノニトロ置換フルオレン誘導体、ジニトロ置換フルオレン誘導体である。

機能層中における膜強化剤の分布は均一分布で構わないが、好ましくは発光層に近いほど薄くなる傾斜分布である。

膜強化剤を添加した機能層の製膜方法に特に制限はないが、好ましくはスピンコート法、キャスト法、インクジェット法を含む印刷法、ＬＢ法、ダイコート法、スプレー法等のウェットプロセスの塗布方法、さらに好ましくは、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、スピンコート法、ダイコート法、インクジェット法、スプレー法、印刷法等の塗布法による成膜が好ましい。本発明において、膜強化剤を添加した機能層の膜厚は、好ましくは１０〜２００ｎｍであり、より好ましくは２０〜１５０ｎｍであり、最も好ましくは２５〜１００ｎｍである。

本発明における膜強化機能層は、マトリックス材料に膜強化剤を添加し、上記の方法を用いて層形成した後、膜強化機能層を構成するマトリックス材料のガラス転移温度より低い温度まで加熱する安定化処理を施すことが好ましい。安定化処理を行う安定化処理温度をＴ_１（℃）、膜強化機能層を構成するマトリックス材料のガラス転移温度をＴｇ_Ｍ（℃）としたとき、５０＜Ｔ_１＜Ｔｇ_Ｍ−２０であることが好ましく、７０＜Ｔ_１＜Ｔｇ_Ｍ−４０であることがより好ましい。また、膜強化機能層の安定化処理温度は、膜強化機能層の隣接層を構成するマトリックス材料のガラス転移温度より低いことが好ましい。安定化処理時間は、好ましくは１０分〜６時間、より好ましくは２０分〜４時間、最も好ましくは、３０分〜３時間である。安定化処理は、膜強化機能層の形成後であって、封止工程より前に行うが、膜強化機能層の形成後であって、かつ次の層を形成する前であることが好ましい。また、安定化処理は、不活性ガス雰囲気下で行うことが好ましく、窒素雰囲気下、またはアルゴン雰囲気下で行うことがより好ましい。不活性ガス以外のガス含有量は５０ｐｐｍ未満が好ましく、２０ｐｐｍ未満がより好ましく、１０ｐｐｍ未満が最も好ましい。

本発明における膜強化機能層は、機能層が膜強化剤を添加することで、膜硬度が増加していることを特徴とする。

以下に本発明の有機ＥＬ素子の層構成の好ましい具体例を以下に示すが、本発明はこれらに限定されない。

《有機ＥＬ素子の構成層》
（ｉ）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極
前記膜強化機能層は、発光層以外の機能層であることが好ましく、発光層に隣接する機能層であることが好ましい。膜強化機能層は、発光層と電子注入層との間の機能層であることがより好ましい。膜強化機能層は、発光層に隣接し、比較的膜厚が厚い電子輸送層であることが好ましい。

《注入層：正孔注入層、電子注入層》
注入層は必要に応じて設け、電子注入層と正孔注入層があり、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。

注入層とは、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、正孔注入層と電子注入層とがある。

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、本発明の正孔注入材料としては、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、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、シラザン誘導体等を含むポリマーやアニリン系共重合体、ポリアリールアルカン誘導体、または導電性ポリマーがあり、好ましくはポリチオフェン誘導体、ポリアニリン誘導体、ポリピロール誘導体、さらに好ましくはポリチオフェン誘導体である。

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０．１ｎｍ〜５μｍ程度、好ましくは０．１〜１００ｎｍ、さらに好ましくは０．５〜１０ｎｍ、最も好ましくは０．５〜４ｎｍである。

《正孔輸送層》
正孔輸送材料としては上記正孔注入層のものを使用することができるが、さらには、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４−２９７０７６号公報、特開２０００−１９６１４０号公報、特開２００１−１０２１７５号公報、Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，９５，５７７３（２００４）、特開平１１−２５１０６７号公報、Ｊ．Ｈｕａｎｇｅｔ．ａｌ．著文献（ＡｐｐｌｉｅｄＰｈｙｓｉｃｓＬｅｔｔｅｒｓ８０（２００２），ｐ．１３９）、特表２００３−５１９４３２号公報に記載されているような、いわゆるｐ型半導体的性質を有するとされる正孔輸送材料を用いることもできる。

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。

《電子輸送層》
電子輸送層とは電子を輸送する機能を有する材料からなり、広い意味で電子注入層、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）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、その材料としては従来公知の化合物の中から任意のものを選択して用いることができ、例えば、ニトロ置換フルオレン誘導体、ジベンゾフラン誘導体、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）_３、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るし、正孔注入層、正孔輸送層と同様にｎ型−Ｓｉ、ｎ型−ＳｉＣ等の無機半導体も電子輸送材料として用いることができる。

電子輸送層は上記電子輸送材料を、例えば、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。

《発光層》
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。

本発明に係る発光層は、含まれる発光材料が前記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。各発光層間には非発光性の中間層を有していることが好ましい。

本発明における発光層の膜厚の総和は１〜１００ｎｍの範囲にあることが好ましく、さらに好ましくは、より低い駆動電圧を得ることができることから５０ｎｍ以下である。なお、本発明でいう発光層の膜厚の総和とは、発光層間に非発光性の中間層が存在する場合には、当該中間層も含む膜厚である。

個々の発光層の膜厚としては１〜５０ｎｍの範囲に調整することが好ましい。青、緑、赤の各発光層の膜厚の関係については、特に制限はない。

発光層の作製には、後述する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化法により製膜して形成することができる。

本発明においては、各発光層には複数の発光材料を混合してもよく、また燐光発光材料と蛍光発光材料を同一発光層中に混合して用いてもよい。

本発明においては、発光層の構成として、ホスト化合物、発光材料（発光ドーパント化合物ともいう）を含有し、発光材料より発光させることが好ましい。

本発明に係る有機ＥＬ素子の発光層に含有されるホスト化合物としては、室温（２５℃）における燐光発光の燐光量子収率が０．１未満の化合物が好ましい。さらに好ましくは燐光量子収率が０．０１未満である。また、発光層に含有される化合物の中で、その層中での体積比が５０％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よく、または複数種併用して用いてもよい。ホスト化合物を複数種用いることで、電荷の移動を調整することが可能であり、有機ＥＬ素子を高効率化することができる。また、後述する発光材料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。

本発明に用いられるホスト化合物としては、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。

公知の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、なおかつ高Ｔｇ（ガラス転移温度）である化合物が好ましい。ここで、ガラス転移点（Ｔｇ）とは、ＤＳＣ（ＤｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌＳｃａｎｎｉｎｇＣｏｌｏｒｉｍｅｔｒｙ：示差走査熱量法）を用いて、ＪＩＳ−Ｋ−７１２１に準拠した方法により求められる値である。

公知の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挙げられる。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号公報等が挙げられる。

次に、発光材料について説明する。

本発明に係る発光材料としては、蛍光性化合物、燐光発光材料（燐光性化合物、燐光発光性化合物等ともいう）を用いることができるが、燐光発光材料であることが好ましい。

本発明において、燐光発光材料と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℃）にて燐光発光する化合物であり、燐光量子収率が２５℃において０．０１以上の化合物であると定義されるが、好ましい燐光量子収率は０．１以上である。

上記燐光量子収率は第４版実験化学講座７の分光IIの３９８頁（１９９２年版、丸善）に記載の方法により測定できる。溶液中での燐光量子収率は種々の溶媒を用いて測定できるが、本発明において燐光発光材料を用いる場合、任意の溶媒のいずれかにおいて上記燐光量子収率（０．０１以上）が達成されればよい。

燐光発光材料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、このエネルギーを燐光発光材料に移動させることで燐光発光材料からの発光を得るというエネルギー移動型、もう一つは燐光発光材料がキャリアトラップとなり、燐光発光材料上でキャリアの再結合が起こり燐光発光材料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が、いずれの場合においても、燐光発光材料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。

燐光発光材料は、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が、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、リン光ドーパント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。

本発明に係る有機ＥＬ素子には、蛍光発光体を用いることもできる。蛍光発光体（蛍光性ドーパント）の代表例としては、クマリン系色素、ピラン系色素、シアニン系色素、クロコニウム系色素、スクアリウム系色素、オキソベンツアントラセン系色素、フルオレセイン系色素、ローダミン系色素、ピリリウム系色素、ペリレン系色素、スチルベン系色素、ポリチオフェン系色素、または希土類錯体系蛍光体等が挙げられる。

また、従来公知のドーパントも本発明に用いることができ、例えば、国際公開第００／７０６５５号パンフレット、特開２００２−２８０１７８号公報、同２００１−１８１６１６号公報、同２００２−２８０１７９号公報、同２００１−１８１６１７号公報、同２００２−２８０１８０号公報、同２００１−２４７８５９号公報、同２００２−２９９０６０号公報、同２００１−３１３１７８号公報、同２００２−３０２６７１号公報、同２００１−３４５１８３号公報、同２００２−３２４６７９号公報、国際公開第０２／１５６４５号パンフレット、特開２００２−３３２２９１号公報、同２００２−５０４８４号公報、同２００２−３３２２９２号公報、同２００２−８３６８４号公報、特表２００２−５４０５７２号公報、特開２００２−１１７９７８号公報、同２００２−３３８５８８号公報、同２００２−１７０６８４号公報、同２００２−３５２９６０号公報、国際公開第０１／９３６４２号パンフレット、特開２００２−５０４８３号公報、同２００２−１００４７６号公報、同２００２−１７３６７４号公報、同２００２−３５９０８２号公報、同２００２−１７５８８４号公報、同２００２−３６３５５２号公報、同２００２−１８４５８２号公報、同２００３−７４６９号公報、特表２００２−５２５８０８号公報、特開２００３−７４７１号公報、特表２００２−５２５８３３号公報、特開２００３−３１３６６号公報、同２００２−２２６４９５号公報、同２００２−２３４８９４号公報、同２００２−２３５０７６号公報、同２００２−２４１７５１号公報、同２００１−３１９７７９号公報、同２００１−３１９７８０号公報、同２００２−６２８２４号公報、同２００２−１００４７４号公報、同２００２−２０３６７９号公報、同２００２−３４３５７２号公報、同２００２−２０３６７８号公報等が挙げられる。

本発明においては、少なくとも一つの発光層に２種以上の発光材料を含有していてもよく、発光層における発光材料の濃度比が発光層の厚さ方向で変化していてもよい。

《中間層》
本発明において、各発光層間に非発光性の中間層（非ドープ領域等ともいう）を設ける場合について説明する。

非発光性の中間層とは、複数の発光層を有する場合、その発光層間に設けられる層である。

非発光性の中間層の膜厚としては１〜２０ｎｍの範囲にあるのが好ましく、さらには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ことから好ましい。

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材料と同一であることが好ましい。

非発光性の中間層は非発光層、各発光層と共通の化合物（例えば、ホスト化合物等）を含有していてもよく、各々共通ホスト材料（ここで、共通ホスト材料が用いられるとは、燐光発光エネルギー、ガラス転移点等の物理化学的特性が同一である場合やホスト化合物の分子構造が同一である場合等を示す。）を含有することにより、発光層−非発光層間の層間の注入障壁が低減され、電圧（電流）を変化させても正孔と電子の注入バランスが保ちやすいという効果を得ることができる。さらに、非ドープ発光層に各発光層に含まれるホスト化合物と同一の物理的特性または同一の分子構造を有するホスト材料を用いることにより、従来の有機ＥＬ素子作製の大きな問題点である素子作製の煩雑さをも併せて解消することができる。

本発明で有機ＥＬ素子を用いる場合、ホスト材料はキャリアの輸送を担うため、キャリア輸送能を有する材料が好ましい。キャリア輸送能を表す物性としてキャリア移動度が用いられるが、有機材料のキャリア移動度は一般的に電界強度に依存性が見られる。電界強度依存性の高い材料は正孔と電子注入・輸送バランスを崩しやすいため、中間層材料、ホスト材料は移動度の電界強度依存性の少ない材料を用いることが好ましい。

また、一方では正孔や電子の注入バランスを最適に調整するためには、非発光性の中間層は後述する阻止層、即ち正孔阻止層、電子阻止層として機能することも好ましい態様として挙げられる。

以下、本発明の有機ＥＬ素子の正孔輸送材料、発光ホスト、電子輸送材料等に用いられる化合物の好ましい具体例を挙げるが、本発明はこれらに限定されない。

（正孔輸送材料）

なお、上記ｎは重合度を表し、重量平均分子量が５０，０００〜２００，０００の範囲となる整数を表す。重量平均分子量がこの範囲未満では、溶媒への溶解性の高さから製膜時に他の層と混合する懸念がある。また製膜できたとしても、低い分子量では発光効率が上がらない。重量平均分子量がこの範囲より大きい場合は、合成、精製の難しさにより問題が生じる。分子量分布が大きくなると共に、不純物の残存量も増加するため、有機ＥＬ素子の発光効率、電圧、寿命は悪化する。

これらの高分子化合物は、Ｍａｋｒｏｍｏｌ．Ｃｈｅｍ．，１９３，９０９頁（１９９２）等に記載の公知の方法で合成することができる。

（発光ホスト）

（電子輸送材料）

これらの化合物は、特開２００７−２８８０３５号公報、Ｃｈｅｍ．Ｍａｔｅｒ．，２００８，２０，５９５１、実験化学講座第５版（日本化学会編）等に記載の公知の方法を参照して合成することができる。

《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）、ＳｎＯ_２、ＺｎＯ等の導電性透明材料が挙げられる。また、ＩＤＩＸＯ（Ｉｎ_２Ｏ_３−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成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、通常は、１０〜１０００ｎｍの範囲であり、好ましくは１０〜２００ｎｍの範囲で選ばれる。

《陰極》
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（Ａｌ_２Ｏ_３）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（Ａｌ_２Ｏ_３）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１０ｎｍ〜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。

《支持基板》
本発明の有機ＥＬ素子に用いることのできる支持基板（以下、基体、基板、基材、支持体等とも言う）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。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。リジットな基板よりもフレキシブルな基板で、膜強化機能層の効果が大きく現れるため、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、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、ＪＩＳＫ７１２９−１９９２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０．０１ｇ／（ｍ^２・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、ＪＩＳＫ７１２６−１９８７に準拠した方法で測定した酸素透過度が、１０^−３ｃｍ^３／（ｍ^２・２４ｈ・ａｔｍ）以下、水蒸気透過度が１０^−３ｇ／（ｍ^２・２４ｈ）以下の高バリア性フィルムであることが好ましく、前記の水蒸気透過度が１０^−５ｇ／（ｍ^２・２４ｈ）以下であることがさらに好ましい。

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。

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。色変換フィルターを用いる場合においては、有機ＥＬ素子の発光のλｍａｘは４８０ｎｍ以下が好ましい。

《封止》
本発明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おればよく、凹板状でも平板状でもよい。また透明性、電気絶縁性は特に問わない。

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一種以上の金属また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、ＪＩＳＫ７１２６−１９８７に準拠した方法で測定された酸素透過度が、１×１０^−３ｃｍ^３／（ｍ^２・２４ｈ・ａｔｍ）以下、ＪＩＳＫ７１２９−１９９２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／（ｍ^２・２４ｈ）以下のもの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、室温から８０℃までに接着硬化できるものが好ましい。また、前記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。

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、沃化バリウム、沃化マグネシウム等）、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》
有機層を挟み支持基板と対向する側の前記封止膜、あるいは前記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。特に封止が前記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、前記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。

《光取り出し》
有機ＥＬ素子は空気よりも屈折率の高い（屈折率が１．７〜２．１程度）層の内部で発光し、発光層で発生した光のうち１５％から２０％程度の光しか取り出せないことが一般的にいわれている。これは、臨界角以上の角度θで界面（透明基板と空気との界面）に入射する光は、全反射を起こし素子外部に取り出すことができないことや、透明電極ないし発光層と透明基板との間で光が全反射を起こし、光が透明電極ないし発光層を導波し、結果として光が素子側面方向に逃げるためである。

この光の取り出しの効率を向上させる手法としては、例えば、透明基板表面に凹凸を形成し、透明基板と空気界面での全反射を防ぐ方法（米国特許第４，７７４，４３５号明細書）、基板に集光性を持たせることにより効率を向上させる方法（特開昭６３−３１４７９５号公報）、素子の側面等に反射面を形成する方法（特開平１−２２０３９４号公報）、基板と発光体の間に中間の屈折率を持つ平坦層を導入し、反射防止膜を形成する方法（特開昭６２−１７２６９１号公報）、基板と発光体の間に基板よりも低屈折率を持つ平坦層を導入する方法（特開２００１−２０２８２７号公報）、基板、透明電極層や発光層のいずれかの層間（含む、基板と外界間）に回折格子を形成する方法（特開平１１−２８３７５１号公報）等がある。

本発明においては、これらの方法を本発明の有機ＥＬ素子と組み合わせて用いることができるが、基板と発光体の間に基板よりも低屈折率を持つ平坦層を導入する方法、あるいは基板、透明電極層や発光層のいずれかの層間（含む、基板と外界間）に回折格子を形成する方法を好適に用いることができる。

本発明はこれらの手段を組み合わせることにより、さらに高輝度あるいは耐久性に優れた素子を得ることができる。

透明電極と透明基板の間に低屈折率の媒質を光の波長よりも長い厚みで形成すると、透明電極から出てきた光は、媒質の屈折率が低いほど外部への取り出し効率が高くなる。

低屈折率層としては、例えば、エアロゲル、多孔質シリカ、フッ化マグネシウム、フッ素系ポリマー等が挙げられる。透明基板の屈折率は一般に１．５〜１．７程度であるので、低屈折率層は屈折率がおよそ１．５以下であることが好ましい。また、さらに１．３５以下であることが好ましい。

また、低屈折率媒質の厚みは媒質中の波長の２倍以上となるのが望ましい。これは低屈折率媒質の厚みが、光の波長程度になってエバネッセントで染み出した電磁波が基板内に入り込む膜厚になると、低屈折率層の効果が薄れるからである。

全反射を起こす界面もしくはいずれかの媒質中に回折格子を導入する方法は、光取り出し効率の向上効果が高いという特徴がある。この方法は回折格子が１次の回折や２次の回折といった所謂ブラッグ回折により、光の向きを屈折とは異なる特定の向きに変えることができる性質を利用して、発光層から発生した光のうち層間での全反射等により外に出ることができない光を、いずれかの層間もしくは、媒質中（透明基板内や透明電極内）に回折格子を導入することで光を回折させ、光を外に取り出そうとするものである。

導入する回折格子は、二次元的な周期屈折率を持っていることが望ましい。これは発光層で発光する光はあらゆる方向にランダムに発生するので、ある方向にのみ周期的な屈折率分布を持っている一般的な１次元回折格子では、特定の方向に進む光しか回折されず、光の取り出し効率がさほど上がらない。しかしながら、屈折率分布を二次元的な分布にすることにより、あらゆる方向に進む光が回折され、光の取り出し効率が上がる。

回折格子を導入する位置としては前述の通り、いずれかの層間もしくは媒質中（透明基板内や透明電極内）でもよいが、光が発生する場所である有機発光層の近傍が望ましい。

このとき、回折格子の周期は媒質中の光の波長の約１／２〜３倍程度が好ましい。

回折格子の配列は正方形のラチス状、三角形のラチス状、ハニカムラチス状等、二次元的に配列が繰り返されることが好ましい。

《集光シート》
本発明の有機ＥＬ素子は基板の光取り出し側に、例えば、マイクロレンズアレイ状の構造を設けるように加工したり、あるいは所謂集光シートと組み合わせることにより、特定方向、例えば、素子発光面に対し正面方向に集光したりすることにより、特定方向上の輝度を高めることができる。

マイクロレンズアレイの例としては、基板の光取り出し側に一辺が３０μｍでその頂角が９０度となるような四角錐を２次元に配列する。一辺は１０μｍ〜１００μｍが好ましい。これより小さくなると回折の効果が発生して色付く、大きすぎると厚みが厚くなり好ましくない。

集光シートとしては、例えば、液晶表示装置のＬＥＤバックライトで実用化されているものを用いることが可能である。このようなシートとして、例えば、住友スリーエム社製輝度上昇フィルム（ＢＥＦ）等を用いることができる。プリズムシートの形状としては、例えば、基材に頂角９０度、ピッチ５０μｍの△状のストライプが形成されたものであってもよいし、頂角が丸みを帯びた形状、ピッチをランダムに変化させた形状、その他の形状であってもよい。

また、発光素子からの光放射角を制御するために、光拡散板・フィルムを集光シートと併用してもよい。例えば、（株）きもと製拡散フィルム（ライトアップ）等を用いることができる。

《有機ＥＬ素子の作製方法》
本発明の有機ＥＬ素子の作製方法の一例として、陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極からなる有機ＥＬ素子の作製法を説明する。

まず適当な基体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、電子輸送層、電子注入層、正孔阻止層の有機化合物薄膜を形成させる。

これら各層の形成方法としては、前記の如く蒸着法、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、本発明における正孔注入層はウェットプロセスを用いて形成することが好ましい。正孔注入層以外の機能層の形成においても、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、本発明においてはウェットプロセスが好ましく、中でも、スピンコート法、インクジェット法、印刷法等の塗布法による成膜が好ましい。

本発明に係る有機ＥＬ材料を溶解または分散する液媒体としては、例えば、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、酢酸エチル等の脂肪酸エステル類、ジクロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素類、トルエン、キシレン、メシチレン、シクロヘキシルベンゼン等の芳香族炭化水素類、シクロヘキサン、デカリン、ドデカン等の脂肪族炭化水素類、ＤＭＦ、ＤＭＳＯ等の有機溶媒を用いることができる。また分散方法としては、超音波、高剪断力分散やメディア分散等の分散方法により分散することができる。

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、５０ｎｍ〜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、陰極を設けることにより所望の有機ＥＬ素子が得られる。

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。このようにして得られた多色の表示装置に、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。また交流電圧を印加してもよい。なお、印加する交流の波形は任意でよい。

《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、さらには表示装置を必要とする一般の家庭用電気器具等広い範囲の用途が挙げられるが、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、必要に応じ成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よいし、電極と発光層をパターニングしてもよいし、素子全層をパターニングしてもよく、素子の作製においては、従来公知の方法を用いることができる。

以下、実施例により本発明を説明するが、本発明はこれらに限定されない。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１−１の作製》
陽極としてガラス上にＩＴＯを１００ｎｍ成膜した基板（ＮＨテクノグラス社製：ＮＡ−４５）にパターニングを行った後、このＩＴＯ透明電極を設けた透明支持基板を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。

この透明支持基板上に、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）−ポリスチレンスルホネート（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ、Ｂａｙｅｒ社製、ＢａｙｔｒｏｎＰＡＩ４０８３）を純水で５０％に希釈した溶液を３０００ｒｐｍ、３０秒でスピンコート法により製膜した後、１５０℃にて３０分保持し、膜厚６０ｎｍの正孔注入層を設けた。

この基板を、窒素ガス（グレードＧ１）を用いた窒素雰囲気下に移し、例示正孔輸送材料（８）（Ｍｗ＝８０，０００）をクロロベンゼンに０．５質量％溶解した溶液を１５００ｒｐｍ、３０秒でスピンコート法により製膜した後、１６０℃で３０分間保持し、膜厚３０ｎｍの正孔輸送層とした。

さらに、下記組成の発光層組成物を１５００ｒｐｍ、３０秒でスピンコート法により製膜した後、１２０℃で３０分間保持し膜厚５０ｎｍの発光層を形成した。

（発光層組成物）
Ｈ−Ａ２２．４質量部
Ｉｒ−Ａ２．５質量部
Ｉｒ−１０．０５質量部
Ｉｒ−１４０．０５質量部
酢酸イソプロピル２，０００質量部
続いて、３０ｍｇのＥＴ−Ａを４ｍｌのテトラフルオロプロパノール（ＴＦＰＯ）に溶解した溶液を１５００ｒｐｍ、３０秒でスピンコート法により製膜した後、１２０℃で３０分間保持し、膜厚３０ｎｍの電子輸送層とした。

続いて、基板を大気に曝露することなく真空蒸着装置へ取り付けた。また、モリブデン製抵抗加熱ボートにＫＦを入れたものを真空蒸着装置に取り付け、真空槽を４×１０^−５Ｐａまで減圧した後、前記ボートに通電して加熱してＫＦを０．０２ｎｍ／秒で前記電子輸送層上に蒸着して、膜厚２ｎｍの電子注入層を形成した。引き続き、アルミニウム１００ｎｍを蒸着して陰極を形成し、有機ＥＬ素子１−１（比較例）を作製した。

《有機ＥＬ素子１−２の作製》
有機ＥＬ素子１−１の作製において、電子注入層をＣＨ_３ＣＯＯＣｓに変更した以外は同様にして、有機ＥＬ素子１−２（比較例）を作製した。

《有機ＥＬ素子１−３の作製》
有機ＥＬ素子１−１の作製において、正孔輸送層への膜強化剤の添加以外は同様にして、有機ＥＬ素子１−３を作製した。膜強化剤添加を添加した正孔輸送層は３０ｍｇの例示正孔輸送材料（８）に６質量％となるようＣＨ_３ＣＯＯＣｓを加え、４ｍｌのテトラフルオロプロパノール（ＴＦＰＯ）に溶解した溶液を１５００ｒｐｍ、３０秒でスピンコート法により製膜した後、１２０℃で３０分間保持し、膜厚３０ｎｍの膜強化機能層とした。

《有機ＥＬ素子１−４及び１−５の作製》
有機ＥＬ素子１−３の作製において、アルカリ金属塩を添加する層を表１のように変更した以外は同様にして、有機ＥＬ素子１−４及び１−５を作製した。

《有機ＥＬ素子１−６の作製》
有機ＥＬ素子１−３の作製において、正孔輸送層の例示正孔輸送材料（８）を正孔輸送材料ＨＴ−Ｄに変更し、アルカリ金属塩ＣＨ_３ＣＯＯＣｓを添加せずに正孔輸送層を塗布乾燥後、加熱したまま、高圧水銀ランプ（株式会社オーク製作所製ＯＨＤ−１１０Ｍ−ＳＴ）を用い３０ｍＷ／ｃｍ^２の紫外光を２０秒間照射し、さらに１２０℃で３０分間加熱したこと以外は同様にして、有機ＥＬ素子１−６を作製した。

《有機ＥＬ素子の評価》
（駆動電圧）
有機ＥＬ素子を室温（約２３〜２５℃）、１，０００ｃｄ／ｍ^２の定輝度条件下による点灯を行い、点灯開始直後の駆動電圧を測定した。ここで、発光輝度の測定はＣＳ−１０００（コニカミノルタセンシング社製）を用いた。駆動電圧は、有機ＥＬ素子１−１の駆動電圧を１．０とする相対値で表す。

（ダークスポット）
ダークスポットは、８５℃で５００時間放置した後の素子を発光させた状態で顕微鏡観察し、数を計測し、下記評価ランクに従って評価した。

ダークスポット（スポット状の非発光部）の発生割合
◎：発生数０個／ｍｍ^２（ダークスポットの発生が全くない。）
○：発生数１個／ｍｍ^２
△：発生数２〜４個／ｍｍ^２
×：発生数５個以上／ｍｍ^２
評価の結果を表１に示す。

表１から、有機ＥＬ素子１−１、１−２、１−６に比べ、有機ＥＬ素子１−３〜１−５は、ダークスポットが少ないことが確認された。また、有機ＥＬ素子１−５はダークスポットが見られず、駆動電圧の変化もなく、最も優れた性能を示した。

実施例２
《有機ＥＬ素子２−１の作製》
実施例１の有機ＥＬ素子１−１と同様にして陰極まで作製した有機ＥＬ素子に対して、下記方法による封止を施し、有機ＥＬ素子２−１（比較例）を作製した。

（封止）
バリア層として厚さ１００μｍのアルミ箔を準備し、アルミ箔の片面に熱硬化型の液状接着剤（エポキシ系樹脂）を厚さ３０μｍで塗設し、封止部材とした。有機ＥＬ素子の第１電極、第２電極の引き出し電極の端部は外に出るように、封止部材の接着剤面と素子の有機層面を重ね合わせ、ドライラミネート法により接着を行った。

《有機ＥＬ素子２−２〜２−９の作製》
アルカリ金属塩を表２のように変更した以外は実施例１の有機ＥＬ素子１−５と同様にして、有機ＥＬ素子を作製し、有機ＥＬ素子２−１と同様の方法で封止を施し、有機ＥＬ素子２−２〜２−９を作製した。

《有機ＥＬ素子２−１０の作製》
有機ＥＬ素子２−９の作製において、電子輸送層の電子輸送材料ＥＴ−Ａを電子輸送材料ＨＳ−１１０に変更した以外は同様にして、有機ＥＬ素子２−１０を作製した。

《有機ＥＬ素子の評価》
（外部圧力耐性）
封止のドライラミネートの際の圧力により、有機ＥＬ素子がダメージを受けダークスポットが発生する。そこで外部圧力耐性の評価は、封止直後のダークスポット数により評価した。ダークスポットは、有機ＥＬ素子を発光させた状態で顕微鏡観察し、数を計測し、下記評価ランクに従って評価した。

ダークスポット（スポット状の非発光部）の発生割合
◎：発生数０個／ｍｍ^２（ダークスポットの発生が全くない。）
○：発生数０個より多く２個未満／ｍｍ^２
△：発生数２個以上〜５個未満／ｍｍ^２
×：発生数５個以上／ｍｍ^２
（ダークスポット）
実施例１と同様の方法により評価した。

（発光寿命）
有機ＥＬ素子を室温下、初期輝度１，０００ｃｄ／ｍ^２となる電流による定電流条件下で連続点灯を行い、初期輝度の半分の輝度になるのに要する時間（τ_１／２）を測定した。発光寿命は有機ＥＬ素子２−１の発光寿命を１．０とする相対値で表す。

評価の結果を表２に記す。

表２から、比較例の有機ＥＬ素子２−１、２−２に比べ、脂肪族カルボン酸のアルカリ金属塩を含有させた本発明の有機ＥＬ素子２−３〜２−１０は、外部圧力耐性が上がり、ダークスポットの発生抑制に効果が確認された。また有機ＥＬ素子２−９、２−１０は、寿命低下もなく、外部圧力耐性の上昇、ダークスポットの抑制においても最も優れた性能を示した。

また、ガラス／ＩＴＯ基板の代わりに、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）フィルム上（帝人デュポンフィルム社製：Ｑ６５ＦＷＡ１２５μｍ）にＩＴＯを１３０ｎｍ製膜した基板を用い、有機ＥＬ素子２−１及び有機ＥＬ素子２−９、２−１０と同等の製膜、封止を行った素子を、有機ＥＬ素子２−１ａ及び有機ＥＬ素子２−９ａ、２−１０ａとして各々作製し、外部圧力耐性、ダークスポット、素子寿命を同様に評価したところ、ガラス／ＩＴＯ基板を用いた場合の、有機ＥＬ素子２−１に対する有機ＥＬ素子２−９、２−１０の性能向上よりも、ＰＥＮ／ＩＴＯ基板を用いた場合の、有機ＥＬ素子２−１ａに対する有機ＥＬ素子２−９ａ、２−１０ａの性能向上の方が大きく発現された。さらに、これらの素子を１００回折り曲げる前後でのダークスポット数の計量を行い、折り曲げにより生じる圧力に対する外部圧力耐性を測定したところ、アルカリ金属塩無しの有機ＥＬ素子２−１、及び有機ＥＬ素子２−１ａでは折り曲げ後に大幅にダークスポットが増加したのに対し、酢酸セシウムを添加した有機ＥＬ素子２−９、２−１０、及び有機ＥＬ素子２−９ａ、２−１０ａではダークスポット数はほぼ変化せず、折り曲げに対する圧力に対しても本発明が効果的であることを確認した。

（機能層の膜硬度の評価）
有機ＥＬ素子の機能層の膜硬度は、ダイプラウインテス性サイカスＮＮ−０４型の硬度測定器（ＳＡＩＣＡＳ）を用い、膜のせん断力を測定することで評価した。測定条件としては、サンプリングステップは０．２ｓｅｃ／ｐｏｉｎｔで、ダイヤモンド製１ｍｍ幅の刃を使用し、剪断角度は４５°、押圧荷重を２μＮ、バランス加重１μＮとし、垂直速度１ｎｍ／ｓｅｃ、水平速度１００ｎｍ／ｓｅｃにて切削を行い、水平方向及び垂直方向の力を記録し、水平方向及び垂直方向のせん断力とした。

膜のせん断力の測定は、有機ＥＬ素子２−１、及び２−９、２−１０と同様の方法で電子輸送層まで積層したサンプル２−１（Ａ）、及び２−９（Ａ）、２−１０（Ａ）を各々作製し、ＳＡＩＣＡＳにより評価を行った。その結果、サンプル２−１（Ａ）では、膜のせん断力は３９４ＭＰａ、サンプル２−９（Ａ）では６６３ＭＰａ、サンプル２−１０（Ａ）では６７０ＭＰａと、膜硬度が１．７倍に増加していることを確認した。膜強化剤の添加により膜硬度が増加し、有機膜全体が歪みにくくなり、高温保存により正孔注入層の一部だけがＩＴＯから剥がれるという現象を抑制していると推察される。また硬くなったことによりダメージを受け難くなり、外部圧力耐性が上がったものと考えられる。

同様の方法で有機ＥＬ素子２−２〜２−８についても、サンプル２−２（Ａ）〜２−８（Ａ）を各々作製し、膜硬度を評価した。サンプル２−１（Ａ）に対して、サンプル２−２（Ａ）の膜硬度にはほとんど差が確認されなかったが、サンプル２−３（Ａ）では１．１倍、サンプル２−４（Ａ）では１．２倍、サンプル２−５（Ａ）では１．３倍、サンプル２−６（Ａ）〜サンプル２−８（Ａ）では１．５〜１．６倍の膜硬度が増加した。

実施例３
《有機ＥＬ素子３−１〜３−９の作製》
膜強化剤の添加量を表３のように変更した以外は、実施例１の有機ＥＬ素子１−５と同様の方法で、有機ＥＬ素子３−１〜３−９を作製した。

《有機ＥＬ素子３−１０の作製》
電子輸送層以外は、実施例１の有機ＥＬ素子１−５と同様の方法で、本発明の有機ＥＬ素子３−１０を作製した。電子輸送層は５ｍｇのＥＴ−Ａに６質量％となるようＣＨ_３ＣＯＯＣｓを加え、４ｍｌのテトラフルオロプロパノール（ＴＦＰＯ）に溶解した溶液を１５００ｒｐｍ、３０秒でスピンコート法により製膜した後、１２０℃で３０分間保持し、膜厚５ｎｍの膜強化機能層とした。

《有機ＥＬ素子３−１１の作製》
電子輸送層以外は、実施例１の有機ＥＬ素子１−５と同様の方法で、本発明の有機ＥＬ素子３−１１を作製した。電子輸送層は１００ｍｇのＥＴ−Ａに６質量％となるようＣＨ_３ＣＯＯＣｓを加え、４ｍｌのテトラフルオロプロパノール（ＴＦＰＯ）に溶解した溶液を１５００ｒｐｍ、３０秒でスピンコート法により製膜した後、１２０℃で３０分間保持し、膜厚１００ｎｍの膜強化機能層とした。

《有機ＥＬ素子３−１２の作製》
電子輸送層以外は、実施例１の有機ＥＬ素子１−５と同様の方法で、本発明の有機ＥＬ素子３−１２を作製した。電子輸送層は１００ｍｇのＥＴ−Ａに６質量％となるようＣＨ_３ＣＯＯＣｓを加え、４ｍｌのテトラフルオロプロパノール（ＴＦＰＯ）に溶解した溶液を６００ｒｐｍ、３０秒でスピンコート法により製膜した後、１２０℃で３０分間保持し、膜厚３００ｎｍの膜強化機能層とした。

《有機ＥＬ素子の評価》
（ダークスポット）
実施例１と同様の方法により評価した。

（駆動電圧変化量）
有機ＥＬ素子を室温（約２３〜２５℃）、１，０００ｃｄ／ｍ^２の定輝度条件下による点灯を行い、点灯開始直後の駆動電圧を測定した。次に素子を８５℃環境下で５００時間保存後、同様の方法で駆動電圧を測定し、保存前後の駆動電圧差を算出した。

（発光寿命）
有機ＥＬ素子を室温下、初期輝度１，０００ｃｄ／ｍ^２となる電流による定電流条件下で連続点灯を行い、初期輝度の半分の輝度になるのに要する時間（τ_１／２）を測定した。発光寿命は、有機ＥＬ素子３−１の発光寿命を１．０とする相対値で表した。

評価の結果を表３に示す。

表３から、膜強化剤の添加量増加によりダークスポットや駆動電圧変化の抑制効果が増加するが、過剰になると寿命の低下が発生することが分かる。また電子輸送層の膜厚が薄すぎる場合にはダークスポット抑制効果が小さく、さらに電子輸送層の膜厚が厚すぎる場合は、寿命の低下が発生することが分かる。

実施例４
《有機ＥＬ素子４−１、４−２の作製》
素子作製時の窒素雰囲気下中の水分量を表４のように変更した以外は、実施例３の有機ＥＬ素子３−１と同様の方法で、比較例の有機ＥＬ素子４−１、４−２を作製した。

《有機ＥＬ素子４−３、４−４の作製》
素子作製時の窒素雰囲気下中の水分量を表４のように変更した以外は、実施例３の有機ＥＬ素子３−５と同様の方法で、本発明の有機ＥＬ素子４−３、４−４を作製した。

《有機ＥＬ素子４−５、４−６の作製》
素子作製時の窒素雰囲気下中の水分量を表４のように変更した以外は、実施例２の有機ＥＬ素子２−１０と同様の方法で、本発明の有機ＥＬ素子４−５、４−６を作製した。

《有機ＥＬ素子の評価》
（駆動電圧変化量）
実施例３と同様の方法で測定した。

評価の結果を表４に示す。

表４から、比較例の有機ＥＬ素子４−１、４−２では環境水分量により駆動電圧変化量が大きく変化するのに対し、本発明の有機ＥＬ素子４−３、４−４、４−５、４−６では環境水分量に影響されにくいことが分かる。

Claims

基板上に、少なくとも陽極及び陰極と、該陽極及び該陰極との間に、少なくとも発光層、正孔注入層及び電子注入層を含む複数の機能層を有する有機ＥＬ素子において、発光層と電子注入層との間の該発光層に隣接する機能層がマトリックス材料に膜強化剤を添加した膜強化機能層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。
前記膜強化機能層が、電子輸送層であ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。
前記膜強化機能層の膜厚が１０〜２００ｎｍであることを特徴とする請求項１または２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
前記膜強化機能層に用いられる膜強化剤が、有機化合物のアルカリ金属塩であることを特徴とする請求項１〜３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。
前記膜強化剤が、脂肪族カルボン酸のアルカリ金属塩であることを特徴とする請求項４に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
前記脂肪族カルボン酸の炭素数が４以下であることを特徴とする請求項５に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
前記脂肪族カルボン酸が酢酸であることを特徴とする請求項６に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
前記アルカリ金属塩のアルカリ金属がカリウムまたはセシウムであることを特徴とする請求項４〜７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。
前記アルカリ金属がセシウムであることを特徴とする請求項８に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
前記膜強化剤の添加量が、膜強化機能層に対し１．５〜３５質量％であることを特徴とする請求項４〜９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。
前記膜強化剤の添加量が、膜強化機能層に対し３〜２５質量％であることを特徴とする請求項１０に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
前記正孔注入層がウェ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１〜１１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。
前記膜強化機能層が、前記マトリックス材料のガラス転移温度より低い温度まで加熱する安定化処理を施されてい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。
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であって、発光層と電子注入層との間の該発光層に隣接する機能層を、前記膜強化剤を添加したマトリックス材料を用いて膜強化機能層として形成した後、該マトリックス材料のガラス転移温度より低い温度まで加熱する安定化処理に供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。