JP6015451B2 - 有機エレクトロルミネッセンス素子、照明装置及び表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子、照明装置及び表示装置に関する。

有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、有機ＥＬ素子ともいう。）は、電極と電極の間を厚さわずか０．１μｍ程度の有機材料の膜で構成する全固体素子であり、かつ、その発光が２Ｖ〜２０Ｖ程度の比較的低い電圧で達成できることから、次世代の平面ディスプレイや照明として期待されている技術である。

リン光発光を利用した有機ＥＬ素子の発見により、以前の蛍光発光を利用するそれに比べ原理的に約４倍の発光効率が実現可能であることから、その材料開発を始めとし、発光素子の層構成及び材料に関する研究開発が活発に行われ（例えば、特許文献１、非特許文献１〜３参照）、中でも素子性能向上に対する新規材料創出の期待は大きい。例えば、正孔輸送材料においては、古くからトリアリールアミン系の材料が有用な正孔輸送材料であることが知られ、その改良に関する発明が数多くなされている。非トリアリールアミン系の材料としては、電子阻止機能の役割からイリジウム錯体を使用した例が報告されている（特許文献２）。しかしながら正孔注入性において、いまだ十分とはいえず、さらなる向上が待たれている。

米国特許第６，０９７，１４７号明細書 米国特許出願公開第２００４／００４８１０１号明細書

Ｍ．Ａ．Ｂａｌｄｏ ｅｔ ａｌ．，Ｎａｔｕｒｅ、３９５巻、１５１〜１５４頁（１９９８年） Ｍ．Ａ．Ｂａｌｄｏ ｅｔ ａｌ．，Ｎａｔｕｒｅ、４０３巻、１７号、７５０〜７５３頁（２０００年） 安達千波矢監修「有機ＥＬのデバイス物理・材料科学・デバイス応用」、シーエムシー出版（２００７年）

本発明の目的は、従来の有機ＥＬ素子に比べ、高い正孔注入性を保持した有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することにある。

本発明の上記目的は、以下の構成により達成することができる。

１．陽極と陰極の間に、有機化合物層が挟持されてなる有機エレクトロルミネッセンス素子であって、前記有機化合物層は、少なくとも発光層と電荷発生層とを含むものであり、
（１）前記陽極と前記発光層の間に、少なくとも１層から成る電荷発生層を有し、
（２）前記電荷発生層が、少なくとも電子引抜材料を含有する層と下記一般式（１）で表される有機金属錯体を含有する層とを有し、
（３）前記一般式（１）で表される有機金属錯体を含有する層が、前記発光層に隣接してい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。

（式中、Ｐ及びＱは、各々独立に炭素原子又は窒素原子を表し、Ａ１はＰ−Ｃと共に芳香族炭化水素環又は芳香族複素環を形成する原子群を表す。Ａ２はＱ−Ｎと共に芳香族炭化水素環又は芳香族複素環を形成する原子群を表す。Ｐ１−Ｌ１−Ｐ２は２座の配位子を表し、Ｐ１、Ｐ２は各々独立に炭素原子、窒素原子又は酸素原子を表す。Ｌ１はＰ１、Ｐ２と共に２座の配位子を形成する原子群を表す。ｒは１〜３の整数を表し、ｓは０〜２の整数を表すが、ｒ＋ｓは２又は３である。Ｍ１は元素周期表における８〜１０族の金属元素を表す。）
２．前記電子引抜材料のＬＵＭＯ値が、−６．０〜−３．０ｅＶ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．前記電子引抜材料のＬＵＭＯ値と前記電子引抜材料を含有する層に隣接する層に含有される有機金属錯体のＨＯＭＯ値の差の絶対値が、０．０ｅＶ以上１．０ｅＶ以下であることを特徴とする前記１又は２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。

４．前記発光層に下記一般式（２）で表されるリン光発光性材料を含有す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。

（式中、Ｒ及びＳは、各々独立に炭素原子又は窒素原子を表し、Ａ３はＲ−Ｃと共に芳香
族炭化水素環又は芳香族複素環を形成する原子群を表す。Ａ４はＳ−Ｎと共に芳香族炭化
水素環又は芳香族複素環を形成する原子群を表す。Ｐ３−Ｌ２−Ｐ４は２座の配位子を表
し、Ｐ３、Ｐ４は各々独立に炭素原子、窒素原子又は酸素原子を表す。Ｌ２はＰ３、Ｐ４
と共に２座の配位子を形成する原子群を表す。ｒは１〜３の整数を表し、ｓは０〜２の整
数を表すが、ｒ＋ｓは２又は３である。Ｍ２は元素周期表における８〜１０族の金属元素
を表す。）

５．前記発光層は有機金属錯体を含有し、前記電荷発生層を構成する有機金属錯体と前記発光層が含有する有機金属錯体が、同一であることを特徴とする前記１〜４のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。

６．前記電子引抜材料のＬＵＭＯ値の絶対値が、４．６ｅＶ未満であることを特徴とする前記１〜５のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
７．前記発光層がリン光発光性材料を含有し、かつ前記リン光発光性材料のＨＯＭＯ値と前記一般式（１）で表される有機金属錯体のＨＯＭＯ値の差の絶対値が、１．０ｅＶ以下であることを特徴とする前記１〜６項のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。

８．白色に発光することを特徴とする前記１〜７のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。

９．前記１〜８のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えたことを特徴とする照明装置。

１０．前記１〜８のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えたことを特徴とする表示装置。

本発明の有機ＥＬ素子材料は、従来の有機ＥＬ素子に比べ、駆動時の電圧上昇が抑制された有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することができた。

有機ＥＬ素子から構成される表示装置の一例を示した模式図である。 表示部Ａの模式図である。 画素の模式図である。 パッシブマトリクス方式フルカラー表示装置の模式図である。 照明装置の概略図である。 照明装置の断面図である。 有機ＥＬフルカラー表示装置の概略構成図を示す。

以下、本発明に係る各構成要素の詳細について、順次説明する。

《最高被占軌道（ＨＯＭＯ）値、最低空軌道（ＬＵＭＯ）値の定義》
本発明において、ＨＯＭＯ、ＬＵＭＯの値とは、分子の最高被占軌道（ＨＯＭＯ）のエネルギーレベルと最低空軌道（ＬＵＭＯ）のエネルギーレベルの値を意味し、これらは米国ＧａＵ８８ｉａｎ社製の分子軌道計算用ソフトウェアである、Ｇａｕｓｓｉａｎ ９８（Ｇａｕｓｓｉａｎ ９８、Ｒｅｖｉｓｉｏｎ Ａ．１１．４，Ｍ．Ｊ．Ｆｒｉｓｃｈ，ｅｔ ａｌ，Ｇａｕｓｓｉａｎ，Ｉｎｃ．，Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇｈ ＰＡ，２００２．）を用いて計算した時の値であり、キイワードとしてＢ３ＬＹＰ／６−３１Ｇ＊を用いて構造最適化を行うことにより算出した値（ｅＶ単位換算値）の小数点第２位を四捨五入した値と定義する。この計算値が有効な背景には、この手法で求めた計算値と実験値の相関が高いためである。

《有機ＥＬ素子の構成層、有機化合物層》
本発明の有機ＥＬ素子の構成層、有機化合物層等について説明する。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。

（ｉ）陽極／電荷発生層／発光層／電子輸送層／陰極
（ii）陽極／電荷発生層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／陰極
（iii）陽極／電荷発生層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／陰極バッファー層／陰極
（iv）陽極／陽極バッファー層／電荷発生層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／陰極バッファー層／陰極
（ｖ）陽極／電荷発生層１／発光層１／電子輸送層／電荷発生層２／発光層２／電子輸送層／陰極バッファー層／陰極
《有機化合物層（有機層ともいう）》
本発明に係る有機化合物層について説明する。本発明の有機ＥＬ素子は、構成層として複数の有機化合物層を有することが好ましく、該有機化合物層としては、例えば、上記の層構成の中で、正孔輸送層、発光層、正孔阻止層、電子輸送層等が挙げられるが、その他、正孔注入層、電子注入層等、有機ＥＬ素子の構成層に含有される有機化合物が含有されていれば、本発明に係る有機化合物層として定義される。

更に、陽極バッファー層、陰極バッファー層等に有機化合物が用いられる場合には、陽極バッファー層、陰極バッファー層等も、各々有機化合物層を形成していることになる。

なお、前記有機化合物層には、『有機ＥＬ素子の構成層に使用可能な有機ＥＬ素子材料』等を含有する層も含まれる。

本発明の有機ＥＬ素子においては、青色発光層の発光極大波長は４３０〜４８０ｎｍにあるものが好ましく、緑色発光層は発光極大波長が５１０〜５５０ｎｍ、赤色発光層は発光極大波長が６００〜６４０ｎｍの範囲にある単色発光層であることが好ましく、これらを用いた表示装置であることが好ましい。

また、これらの少なくとも３層の発光層を積層して白色発光層としたものであってもよい。更に、発光層間には非発光性の中間層を有していてもよい。

本発明の有機ＥＬ素子としては白色発光層であることが好ましく、これらを用いた照明装置であることが好ましい。

本発明の有機ＥＬ素子を構成する各層について説明する。

《電子引抜層》
電子引抜材料を含有する層である本発明に係る電子引抜層は、隣接層から電子を引き抜く機能を有する層であり、この層を構成する電子引抜材料は、電子親和力の大きな化合物、言い換えると深いＬＵＭＯ値を有する化合物を指す。例えば、一般的によく知られた電子受容体（アクセプタ分子）が好適に用いられ、そのＬＵＭＯ値は、−６．０〜−３．０ｅＶ、より好ましくは、−５．０〜−４．０ｅＶである。

ＬＵＭＯの値が−６．０以上であれば安定な化合物となるので常用が困難な状態にならず本発明の効果を発現することができる。また一方で−３．０より大きくなった場合、電荷発生層を構成する材料としては問題なく機能するが、本発明が意図する有機ＥＬ素子の機能を好適に発現するためには、電荷の授受が生じる隣接層間のエネルギー準位の関係、特に発光層との関係が重要であるため、−３．０以下であることが望ましい。さらには、隣接材料のＨＯＭＯ値と近いことが望ましく、両者の差の絶対値が０．０ｅＶ以上２．０ｅＶ以下、より好ましくは０．０ｅＶ以上１．０ｅＶ以下である。本発明で好適に使用可能な電子引抜材料の具体的な化合物例としては、多フッ素化化合物や多シアノ置換体、多電子吸引性基置換の縮合芳香環あるいは縮合ヘテロ芳香環等や、又は特許第４３１５８７４号、特開２００６−１３５１４４号、特開２００６−１３５１４５号に記載の化合物等が挙げられるが、これに限定されるものではない。

《電荷発生層（ＣＧＬ）》
〈電荷発生層の構成層〉
本発明において電荷発生層とは、少なくとも１層以上の層から形成され、電圧印加時、素子の陰極方向に正孔を、陽極方向に電子を注入する機能を有する層を指す。

また、正孔と電子が発生し、複数の発光ユニットを、直列に電気的に連結する有機ＥＬ層との界面を持つ層についてもいう。

本発明の効果を最大限得るためには、電荷発生層は少なくとも２層以上から構成される。

本発明の電荷発生層の層構成について説明する。下記（１）〜（１１）に示したｐ型、あるいはｎ型層を単独、若しくは任意に複数層組み合わせることで、本発明の電荷発生層として使用できる。前記ｎ型層とは、多数キャリアが電子である輸送層であり、半導体以上の導電性を有していることが好ましい。ｐ型層とは、多数キャリアが正孔である輸送層であり、半導体以上の導電性を有していることが好ましい。ｐ型層、ｎ型層の例を以下に示すが、これに限定されるものではない。
（１）電子輸送性材料層
（２）電子引抜層（有機アクセプター材料・無機アクセプター材料）
（３）電子輸送性材料とアルカリ（土類）金属塩（若しくはアルカリ（土類）金属前駆体）の混合層
（４）ｎ型半導体層（有機材料、無機材料）
（５）ｎ型導電性ポリマー層
（６）単一の正孔注入・輸送性材料層
（７）複数種の正孔注入・輸送性材料混合層
（８）有機金属錯体層
（９）正孔輸送性材料と金属酸化物の混合層
（１０）ｐ型半導体層（有機材料、無機材料）
（１１）ｐ型導電性ポリマー層
本発明の効果を最大限得るためには、電荷発生層は少なくとも２層以上から構成され、かつ１層は、（８）である。更に、２層の組み合わせとしては（８）と（９）あるいは（８）と（２）から構成されることが好ましく、より好ましくは、（８）と（２）から構成されることが好ましい。

電荷発生の位置は、電荷発生層内でもよく、また電荷発生層と隣接する他層との界面若しくはその近傍でも良い。例えば、電荷発生層が１層である場合、電子とホール（正孔）の電荷発生は電荷発生層内でもよく、若しくは隣接する層と電荷発生層の界面でもよい。

本発明において、更に好ましくは、電荷発生層は２層以上からなり、ｐ型半導体層、ｎ型半導体層の一方若しくは両方を含むことが更に好ましい。

そのとき、２層以上の層から成る電荷発生層の層界面は、界面（ヘテロ界面、ホモ界面）を有していても良く、またバルクヘテロ構造、島状、相分離等の多次元的な界面を形成していても良い。

二つの層それぞれの厚さは、１ｎｍ以上１００ｎｍ以下が望ましく、さらに望ましくは１０ｎｍ以上５０ｎｍ以下である。

本発明の電荷発生層の光透過率は、発光層から放出される光に対して高い透過率を有することが望ましい。十分に光を取り出し、十分な輝度を得るためには、波長５５０ｎｍでの透過率が５０％以上であることが望ましく、さらに好ましくは８０％以上である。

本発明の電荷発生層を構成する各層で使用される材料としては、前述の有機化合物（有機アクセプター、有機ドナー）、有機金属錯体化合物、芳香族炭化水素化合物、及びその誘導体、複素芳香族炭化水素化合物、及びその誘導体等、金属、若しくは無機酸化物、無機塩等の無機化合物を単独若しくは複数種混合して使用することができる。

《発光層》
本発明に係る発光層は、電極又は電子輸送層、正孔輸送層から注入されてくる電子及び正孔が再結合して発光する層であり、発光する部分は発光層の層内であっても発光層と隣接層との界面であってもよい。

発光層の膜厚の総和は特に制限はないが、膜の均質性や、発光時に不必要な高電圧を印加するのを防止し、かつ、駆動電流に対する発光色の安定性向上の観点から、２ｎｍ〜５μｍの範囲に調整することが好ましく、さらに好ましくは２〜２００ｎｍの範囲に調整され、特に好ましくは、１０〜２０ｎｍの範囲である。

発光層の作製には、後述する発光ドーパントやホスト化合物を、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成膜して形成することができる。

本発明の有機ＥＬ素子の発光層には、発光ホスト化合物と、発光ドーパント（リン光発光性ドーパント（リン光発光性ドーパントともいう。）や蛍光ドーパント等）の少なくとも１種類とを含有することが好ましい。また、後述する正孔輸送材料や電子輸送材料を混合して用いても良い。

（ホスト化合物（発光ホスト等ともいう。））
本発明に用いられるホスト化合物について説明する。ここで、本発明においてホスト化合物とは、発光層に含有される化合物の内でその層中での質量比が２０％以上であり、かつ室温（２５℃）においてリン光発光のリン光量子収率が、０．１未満の化合物と定義される。好ましくはリン光量子収率が０．０１未満である。また、発光層に含有される化合物の中で、その層中での質量比が２０％以上であることが好ましい。

また、発光ドーパントのリン光０−０バンドよりも短波長な０−０バンドをもつ化合物が好ましく、リン光の０−０バンドが４６０ｎｍ以下であることが特徴である。リン光の０−０バンドは、４５０ｎｍ以下が好ましく、４４０ｎｍ以下がより好ましく、４３０ｎｍ以下がさらに好ましい。

本発明におけるリン光の０−０バンドの測定方法について説明する。まず、リン光スペクトルの測定方法について説明する。測定する発光ホスト化合物を、よく脱酸素されたエタノール／メタノール＝４／１（ｖｏｌ／ｖｏｌ）の混合溶媒に溶かし、リン光測定用セルに入れた後、液体窒素温度７７Ｋで励起光を照射し、励起光照射後１００ｍｓでの発光スペクトルを測定する。リン光は蛍光に比べ発光寿命が長いため、１００ｍｓ後に残存する光はほぼリン光であると考えることができる。なお、リン光寿命が１００ｍｓより短い化合物に対しては遅延時間を短くして測定しても構わないが、蛍光と区別できなくなるほど遅延時間を短くしてしまうと、リン光と蛍光が分離できないので問題となるため、その分離が可能な遅延時間を選択する必要がある。

また、上記溶剤系で溶解できない化合物については、その化合物を溶解しうる任意の溶剤を使用してもよい（実質上、上記測定法ではリン光波長の溶媒効果はごくわずかなので問題ない）。次に０−０バンドの求め方であるが、本発明においては、上記測定法で得られたリン光スペクトルチャートの中で最も短波長側に現れる発光極大波長をもって０−０バンドと定義する。リン光スペクトルは通常強度が弱いことが多いため、拡大するとノイズとピークの判別が難しくなるケースがある。このような場合には励起光照射直後の発光スペクトル（便宜上これを定常光スペクトルという。）を拡大し、励起光照射後１００ｍｓ後の発光スペクトル（便宜上これをリン光スペクトルという。）と重ね合わせ、リン光スペクトルに由来するピーク波長を定常光スペクトル部分から読みとることで決定することができる。また、リン光スペクトルをスムージング処理することでノイズとピークを分離し、ピーク波長を読みとることもできる。なお、スムージング処理としては、Ｓａｖｉｔｚｋｙ＆Ｇｏｌａｙの平滑化法等を適用することができる。

なお、ホスト化合物としては、公知のホスト化合物を併用で用いてもよく、又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、後述する発光ドーパント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。

併用してもよい従来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。

従来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等が挙げられる。

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。

好ましいホスト化合物について以下に具体例を挙げる。

（発光ドーパント）
本発明に係る発光ドーパントについて説明する。

本発明に係る発光ドーパントとしては、蛍光ドーパント（蛍光性化合物ともいう。）、リン光発光性ドーパント（リン光発光体、リン光性化合物、リン光発光性化合物等ともいう。）を用いることができるが、より発光効率の高い有機ＥＬ素子を得る観点からは、本発明の有機ＥＬ素子の発光層や発光ユニットに使用される発光ドーパント（単に、発光材料ということもある。）としては、上記のホスト化合物を含有すると同時に、リン光発光性ドーパントを含有することが好ましい。

（リン光発光性化合物（リン光発光性ドーパント））
本発明に係るリン光発光性化合物（リン光発光性ドーパント）について説明する。

本発明に係るリン光発光性化合物は、励起三重項からの発光が観測される化合物であり、具体的には、室温（２５℃）にてリン光発光する化合物であり、リン光量子収率が、２５℃において０．０１以上の化合物であると定義されるが、好ましいリン光量子収率は０．１以上である。一方で、リン光量子収率が、２５℃において０．０１未満の化合物は、非リン光発光性化合物と定義される。

上記リン光量子収率は、第４版実験化学講座７の分光IIの３９８頁（１９９２年版、丸善）に記載の方法により測定できる。溶液中でのリン光量子収率は種々の溶媒を用いて測定できるが、本発明に係るリン光発光性化合物は、任意の溶媒のいずれかにおいて上記リン光量子収率（０．０１以上）が達成されればよい。

リン光発光性化合物の発光は原理としては二種挙げられ、一つはキャリアが輸送されるホスト化合物上でキャリアの再結合が起こってホスト化合物の励起状態が生成し、このエネルギーをリン光発光性化合物に移動させることでリン光発光性化合物からの発光を得るというエネルギー移動型、もう一つはリン光発光性化合物がキャリアトラップとなり、リン光発光性化合物上でキャリアの再結合が起こり、リン光発光性化合物からの発光が得られるというキャリアトラップ型が挙げられる。

上記のいずれの場合においても、リン光発光性化合物の励起状態のエネルギーはホスト化合物の励起状態のエネルギーよりも低いことが条件である。

リン光発光性化合物は、有機ＥＬ素子の発光層に使用される公知のものの中から適宜選択して用いることができる。

本発明に係るリン光発光性化合物としては、好ましくは元素周期表で８族〜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（Ｉｒ錯体）、オスミウム化合物、又は白金化合物（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（Ｉｒ錯体）である。

本発明においては、発光層に含有されるリン光発光性ドーパントは、好ましくは前記一般式（２）で表されるが、これは、電荷発生層の少なくとも１層に好ましく含有される前記一般式（１）で表される有機金属錯体と同様の有機金属錯体である。

以下これらの有機金属錯体について説明する。

《一般式（１）で表される有機金属錯体》
本発明に係る有機金属錯体としては、前記一般式（１）で表される化合物が好ましく用いられる。

一般式（１）において、Ａ１で形成される芳香族炭化水素環としては、ベンゼン環、ビフェニル環、ナフタレン環、アズレン環、アントラセン環、フェナントレン環、ピレン環、クリセン環、ナフタセン環、トリフェニレン環、ｏ−テルフェニル環、ｍ−テルフェニル環、ｐ−テルフェニル環、アセナフテン環、コロネン環、フルオレン環、フルオラントレン環、ナフタセン環、ペンタセン環、ペリレン環、ペンタフェン環、ピセン環、ピレン環、ピラントレン環、アンスラアントレン環等が挙げられる。これらの環は更に、後述する置換基を有してもよい。

一般式（１）において、Ａ１で形成される芳香族複素環としては、例えば、フラン環、チオフェン環、オキサゾール環、ピロール環、ピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環、トリアジン環、ベンゾイミダゾール環、オキサジアゾール環、トリアゾール環、イミダゾール環、ピラゾール環、チアゾール環、インドール環、インダゾール環、ベンゾイミダゾール環、ベンゾチアゾール環、ベンゾオキサゾール環、キノキサリン環、キナゾリン環、シンノリン環、キノリン環、イソキノリン環、フタラジン環、ナフチリジン環、カルバゾール環、カルボリン環、ジアザカルバゾール環（カルボリン環を構成する炭素原子の一つが更に窒素原子で置換されている環を示す。）等が挙げられる。これらの環は更に後述する置換基を有していても良い。

《置換基》
上記のＡ１で形成される芳香族炭化水素環又は芳香族複素環が有していても良い置換基としては、置換基の例としてはアルキル基（例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基等）、シクロアルキル基（例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等）、アルケニル基（例えば、ビニル基、アリル基等）、アルキニル基（例えば、エチニル基、プロパルギル基等）、芳香族炭化水素基（芳香族炭化水素環基、芳香族炭素環基、アリール基等ともいい、例えば、フェニル基、ｐ−クロロフェニル基、メシチル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、アントリル基、アズレニル基、アセナフテニル基、フルオレニル基、フェナントリル基、インデニル基、ピレニル基、ビフェニリル基等）、芳香族複素環基（例えば、ピリジル基、ピリミジニル基、フリル基、ピロリル基、イミダゾリル基、ベンゾイミダゾリル基、ピラゾリル基、ピラジニル基、トリアゾリル基（例えば、１，２，４−トリアゾール−１−イル基、１，２，３−トリアゾール−１−イル基等）、オキサゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、チアゾリル基、イソオキサゾリル基、イソチアゾリル基、フラザニル基、チエニル基、キノリル基、ベンゾフリル基、ジベンゾフリル基、ベンゾチエニル基、ジベンゾチエニル基、インドリル基、カルバゾリル基、カルボリニル基、ジアザカルバゾリル基（前記カルボリニル基のカルボリン環を構成する炭素原子の一つが窒素原子で置き換わったものを示す。）、キノキサリニル基、ピリダジニル基、トリアジニル基、キナゾリニル基、フタラジニル基等）、複素環基（例えば、ピロリジル基、イミダゾリジル基、モルホリル基、オキサゾリジル基等）、アルコキシ基（例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、ドデシルオキシ基等）、シクロアルコキシ基（例えば、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基等）、アリールオキシ基（例えば、フェノキシ基、ナフチルオキシ基等）、アルキルチオ基（例えば、メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基、ペンチルチオ基、ヘキシルチオ基、オクチルチオ基、ドデシルチオ基等）、シクロアルキルチオ基（例えば、シクロペンチルチオ基、シクロヘキシルチオ基等）、アリールチオ基（例えば、フェニルチオ基、ナフチルチオ基等）、アルコキシカルボニル基（例えば、メチルオキシカルボニル基、エチルオキシカルボニル基、ブチルオキシカルボニル基、オクチルオキシカルボニル基、ドデシルオキシカルボニル基等）、アリールオキシカルボニル基（例えば、フェニルオキシカルボニル基、ナフチルオキシカルボニル基等）、スルファモイル基（例えば、アミノスルホニル基、メチルアミノスルホニル基、ジメチルアミノスルホニル基、ブチルアミノスルホニル基、ヘキシルアミノスルホニル基、シクロヘキシルアミノスルホニル基、オクチルアミノスルホニル基、ドデシルアミノスルホニル基、フェニルアミノスルホニル基、ナフチルアミノスルホニル基、２−ピリジルアミノスルホニル基等）、アシル基（例えば、アセチル基、エチルカルボニル基、プロピルカルボニル基、ペンチルカルボニル基、シクロヘキシルカルボニル基、オクチルカルボニル基、２−エチルヘキシルカルボニル基、ドデシルカルボニル基、フェニルカルボニル基、ナフチルカルボニル基、ピリジルカルボニル基等）、アシルオキシ基（例えば、アセチルオキシ基、エチルカルボニルオキシ基、ブチルカルボニルオキシ基、オクチルカルボニルオキシ基、ドデシルカルボニルオキシ基、フェニルカルボニルオキシ基等）、アミド基（例えば、メチルカルボニルアミノ基、エチルカルボニルアミノ基、ジメチルカルボニルアミノ基、プロピルカルボニルアミノ基、ペンチルカルボニルアミノ基、シクロヘキシルカルボニルアミノ基、２−エチルヘキシルカルボニルアミノ基、オクチルカルボニルアミノ基、ドデシルカルボニルアミノ基、フェニルカルボニルアミノ基、ナフチルカルボニルアミノ基等）、カルバモイル基（例えば、アミノカルボニル基、メチルアミノカルボニル基、ジメチルアミノカルボニル基、プロピルアミノカルボニル基、ペンチルアミノカルボニル基、シクロヘキシルアミノカルボニル基、オクチルアミノカルボニル基、２−エチルヘキシルアミノカルボニル基、ドデシルアミノカルボニル基、フェニルアミノカルボニル基、ナフチルアミノカルボニル基、２−ピリジルアミノカルボニル基等）、ウレイド基（例えば、メチルウレイド基、エチルウレイド基、ペンチルウレイド基、シクロヘキシルウレイド基、オクチルウレイド基、ドデシルウレイド基、フェニルウレイド基ナフチルウレイド基、２−ピリジルアミノウレイド基等）、スルフィニル基（例えば、メチルスルフィニル基、エチルスルフィニル基、ブチルスルフィニル基、シクロヘキシルスルフィニル基、２−エチルヘキシルスルフィニル基、ドデシルスルフィニル基、フェニルスルフィニル基、ナフチルスルフィニル基、２−ピリジルスルフィニル基等）、アルキルスルホニル基（例えば、メチルスルホニル基、エチルスルホニル基、ブチルスルホニル基、シクロヘキシルスルホニル基、２−エチルヘキシルスルホニル基、ドデシルスルホニル基等）、アリールスルホニル基又はヘテロアリールスルホニル基（例えば、フェニルスルホニル基、ナフチルスルホニル基、２−ピリジルスルホニル基等）、アミノ基（例えば、アミノ基、エチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ブチルアミノ基、シクロペンチルアミノ基、２−エチルヘキシルアミノ基、ドデシルアミノ基、アニリノ基、ナフチルアミノ基、２−ピリジルアミノ基等）、ハロゲン原子（例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子等）、フッ化炭化水素基（例えば、フルオロメチル基、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、ペンタフルオロフェニル基等）、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、メルカプト基、シリル基（例えば、トリメチルシリル基、トリイソプロピルシリル基、トリフェニルシリル基、フェニルジエチルシリル基等）、ホスホノ基等が挙げられる。

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

一般式（１）において、Ａ２で形成される芳香族炭化水素環、芳香族複素環は、一般式（１）において、Ａ１で形成される芳香族炭化水素環、芳香族複素環と各々同義である。

一般式（１）において、Ｐ１−Ｌ１−Ｐ２で表される２座の配位子としては、例えば、置換又は無置換のフェニルピリジン、フェニルピラゾール、フェニルイミダゾール、フェニルトリアゾール、フェニルテトラゾール、ピラザボール、アセチルアセトン、ピコリン酸等が挙げられる。

一般式（１）において、Ｍ１は、元素周期表における８〜１０族の遷移金属元素（単に遷移金属ともいう）が用いられるが、中でもイリジウム、白金が好ましく、特にイリジウムが好ましい。

発光層には前記一般式（２）で表されるリン光発光性材料を含有するのが好ましい。

前記一般式（２）において、Ｒ及びＳは炭素原子又は窒素原子を表し、Ａ３はＲ−Ｃと共に芳香族炭化水素環又は芳香族複素環を形成する原子群を表す。Ａ４はＳ−Ｎと共に芳香族炭化水素環又は芳香族複素環を形成する原子群を表す。Ｐ３−Ｌ２−Ｐ４は２座の配位子を表し、Ｐ３、Ｐ４は各々独立に炭素原子、窒素原子又は酸素原子を表す。Ｌ２はＰ３、Ｐ４と共に２座の配位子を形成する原子群を表す。ｒは１〜３の整数を表し、ｓは０〜２の整数を表すが、ｒ＋ｓは２又は３である。Ｍ２は元素周期表における８〜１０族の金属元素を表す。

一般式（２）において、Ａ３で形成される芳香族炭化水素環としては、一般式（１）において、Ａ１で形成される芳香族炭化水素環と同義である。

一般式（２）において、Ａ３で形成される芳香族複素環としては、一般式（１）において、Ａ１で形成される芳香族複素環と同義である。

上記のＡ３で形成される芳香族炭化水素環又は芳香族複素環が有していても良い置換基としては、一般式（１）において、上記のＡ１で形成される芳香族炭化水素環又は芳香族複素環が有していても良い置換基と同義である。

一般式（２）において、Ａ４で形成される芳香族炭化水素環、芳香族複素環は、一般式（１）において、Ａ１で形成される芳香族炭化水素環、芳香族複素環と各々同義である。

一般式（２）において、Ｐ３−Ｌ２−Ｐ４で表される２座の配位子としては、一般式（１）において、Ｐ１−Ｌ１−Ｐ２で表される２座の配位子と同義である。

また、一般式（２）において、Ｍ２は、元素周期表における８〜１０族の遷移金属元素（単に遷移金属ともいう）が用いられるが、中でもイリジウム、白金が好ましく、特にイリジウムが好ましい。

以下に、一般式（１）、また一般式（２）で表される有機金属錯体（リン光発光性化合物）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。

また、電荷発生層に含有される一般式（１）で表される有機金属錯体としては、リン光発光性ではない非リン光発光性の有機金属錯体も含まれるが、この例としては以下のものが挙げられる。

（蛍光ドーパント（蛍光性化合物ともいう。））
蛍光ドーパント（蛍光性化合物）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、又は希土類錯体系蛍光体等が挙げられる。

次に、本発明の有機ＥＬ素子の構成層として用いられる、注入層、阻止層、電子輸送層等について説明する。

《注入層：電子注入層、正孔注入層》
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又は正孔輸送層の間、及び陰極と発光層又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。

陽極バッファー層（正孔注入層）は、特開平９−４５４７９号公報、同９−２６００６２号公報、同８−２８８０６９号公報等にもその詳細が記載されており、具体例として、銅フタロシアニンに代表されるフタロシアニンバッファー層、酸化バナジウムに代表される酸化物バッファー層、アモルファスカーボンバッファー層、ポリアニリン（エメラルディン）やポリチオフェン等の導電性高分子を用いた高分子バッファー層等が挙げられる。

陰極バッファー層（電子注入層）は、特開平６−３２５８７１号公報、同９−１７５７４号公報、同１０−７４５８６号公報等にもその詳細が記載されており、具体的にはストロンチウムやアルミニウム等に代表される金属バッファー層、フッ化リチウムに代表されるアルカリ金属化合物バッファー層、フッ化マグネシウムに代表されるアルカリ土類金属化合物バッファー層、酸化アルミニウムに代表される酸化物バッファー層等が挙げられる。上記バッファー層（注入層）はごく薄い膜であることが望ましく、素材にもよるがその膜厚は０．１ｎｍ〜１０ｎｍの範囲が好ましい。

《阻止層：正孔阻止層、電子阻止層》
阻止層は、上記の如く有機化合物薄膜の基本構成層の他に必要に応じて設けられるものである。例えば、特開平１１−２０４２５８号公報、同１１−２０４３５９号公報、及び「有機ＥＬ素子とその工業化最前線（１９９８年１１月３０日エヌ・ティー・エス社発行）」の２３７頁等に記載されている正孔阻止（ホールブロック）層がある。

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、後述する電子輸送層の構成を必要に応じて、本発明に係わる正孔阻止層として用いることができる。

本発明の有機ＥＬ素子の正孔阻止層は、発光層に隣接して設けられていることが好ましい。

また、本発明においては、複数の発光色の異なる複数の発光層を有する場合、その発光極大波長が最も短波にある発光層が、全発光層中、最も陽極に近いことが好ましいが、このような場合、該最短波層と該層の次に陽極に近い発光層との間に正孔阻止層を追加して設けることが好ましい。

更には、該位置に設けられる正孔阻止層に含有される化合物の５０質量％以上が、前記最短波発光層のホスト化合物に対しそのイオン化ポテンシャルが０．３ｅＶ以上大きいことが好ましい。

イオン化ポテンシャルは化合物のＨＯＭＯ（最高被占分子軌道）レベルにある電子を真空準位に放出するのに必要なエネルギーで定義され、
（１）前述のとおり、分子軌道計算から算出する方法
（２）イオン化ポテンシャルは光電子分光法で直接測定する方法により求めることもできる。例えば、理研計器社製の低エネルギー電子分光装置「Ｍｏｄｅｌ ＡＣ−１」を用いて、あるいは紫外光電子分光として知られている方法を好適に用いることができる。

一方、電子阻止層とは広い意味では正孔輸送層の機能を有し、正孔を輸送する機能を有しつつ電子を輸送する能力が著しく小さい材料からなり、正孔を輸送しつつ電子を阻止することで電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。

また、後述する正孔輸送層の構成を必要に応じて電子阻止層として用いることができる。本発明に係る正孔阻止層、電子輸送層の膜厚としては、好ましくは３〜１００ｎｍであり、更に好ましくは５〜３０ｎｍである。

《正孔輸送層》
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り、広い意味で正孔注入層、電子阻止層も正孔輸送層に含まれる。正孔輸送層は単層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。

更に、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等の無機化合物も正孔注入材料、正孔輸送材料として使用することができる。

また、特開平１１−２５１０６７号公報、Ｊ．Ｈｕａｎｇ ｅｔ．ａｌ．著文献（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ ８０（２００２），ｐ．１３９）に記載されているような、いわゆるｐ型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が、本発明においては塗布法（ウェットプロセス）により作製されることが好ましい。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５ｎｍ〜２００ｎｍである。この正孔輸送層は上記材料の１種又は２種以上からなる１層構造であってもよい。

また、不純物をドープしたｐ性の高い正孔輸送層を用いることもできる。その例としては、特開平４−２９７０７６号公報、特開２０００−１９６１４０号公報、同２００１−１０２１７５号公報の各公報、Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，９５，５７７３（２００４）等に記載されたものが挙げられる。

本発明においては、このようなｐ性の高い正孔輸送層を用いることが、より低消費電力の素子を作製することができるため好ましい。

《電子輸送層》
電子輸送層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。電子輸送層は単層又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。

更に上記オキサジアゾール誘導体において、オキサジアゾール環の酸素原子を硫黄原子に置換したチアジアゾール誘導体、電子吸引基として知られているキノキサリン環を有するキノキサリン誘導体も、電子輸送材料として用いることができる。更にこれらの材料を高分子鎖に導入した、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、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法を含む印刷法、ＬＢ法等の公知の方法により、薄膜化することにより形成することができる。

電子輸送層の膜厚については特に制限はないが、通常は５ｎｍ〜５μｍ程度、好ましくは５ｎｍ〜２００ｎｍである。電子輸送層は上記材料の１種又は２種以上からなる１層構造であってもよい。

また、不純物をドープしたｎ性の高い電子輸送層を用いることもできる。その例としては、特開平４−２９７０７６号公報、同１０−２７０１７２号公報、特開２０００−１９６１４０号公報、同２００１−１０２１７５号公報、Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，９５，５７７３（２００４）等に記載されたものが挙げられる。

本発明においては、このようなｎ性の高い電子輸送層を用いることがより低消費電力の素子を作製することができるため好ましい。

《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余り必要としない場合は（１００μｍ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。更に膜厚は材料にもよるが、通常１０ｎｍ〜１０００ｎｍ、好ましくは１０ｎｍ〜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５０ｎｍ〜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素子の陽極又は陰極のいずれか一方が透明又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１ｎｍ〜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、支持体等ともいう）としては、ガラス、プラスチック等の種類には特に限定はなく、また透明であっても不透明であってもよい。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、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、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、１０^−３ｃｍ^３／（ｍ^２・２４ｈ・ＭＰａ）以下、水蒸気透過度が、１０^−５ｇ／（ｍ^２・２４ｈ）以下の高バリア性フィルムであることが好ましい。

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。更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−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。更には、ポリマーフィルムは、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^−３ｃｍ^３／（ｍ^２・２４ｈ・ＭＰａ）以下、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／（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。更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−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言われている。

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、更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、更に１．３５以下であることが好ましい。

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

全反射を起こす界面若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次の回折といったいわゆる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、いずれかの層間若しくは、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とおり、いずれかの層間若しくは媒質中（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、２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、あるいはいわゆる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／正孔阻止層／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１０ｎｍ〜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、正孔阻止層、電子輸送層、電子注入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、ウェットプロセスでは、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、本発明においてはスピンコート法、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。

本発明の有機ＥＬ素子の構成層を塗布により形成する場合、塗布に用いる各種の有機ＥＬ材料を溶解又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、正孔阻止層、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有機ＥＬ素子に、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、照明装置（家庭用照明、車内照明）、時計や液晶用バックライト、看板広告、信号機、光記憶媒体の光源、電子写真複写機の光源、光通信処理機の光源、光センサーの光源等が挙げられるがこれに限定するものではないが、特に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。

本発明の有機ＥＬ素子や本発明に係る化合物の発光する色は、「新編色彩科学ハンドブック」（日本色彩学会編、東京大学出版会、１９８５）の１０８頁の図４．１６において、分光放射輝度計ＣＳ−１０００（コニカミノルタセンシング社製）で測定した結果をＣＩＥ色度座標に当てはめたときの色で決定される。

また、本発明の有機ＥＬ素子が白色素子の場合には、白色とは、２度視野角正面輝度を上記方法により測定した際に、１０００ｃｄ／ｍ^２でのＣＩＥ１９３１表色系における色度がＸ＝０．３３±０．０７、Ｙ＝０．３３±０．１の領域内にあることをいう。

《表示装置》
本発明の表示装置について説明する。本発明の表示装置は、本発明の有機ＥＬ素子を具備したものである。

本発明の表示装置は単色でも多色でもよいが、ここでは多色表示装置について説明する。多色表示装置の場合は発光層形成時のみシャドーマスクを設け、一面に蒸着法、キャスト法、スピンコート法、インクジェット法、印刷法等で膜を形成できる。

発光層のみパターニングを行う場合、その方法に限定はないが、好ましくは蒸着法、インクジェット法、スピンコート法、印刷法である。

表示装置に具備される有機ＥＬ素子の構成は、必要に応じて上記の有機ＥＬ素子の構成例の中から選択される。

また、有機ＥＬ素子の製造方法は、上記の本発明の有機ＥＬ素子の製造の一態様に示したとおりである。

得られた多色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２Ｖ〜４０Ｖ程度を印加すると発光が観測できる。また、逆の極性で電圧を印加しても電流は流れずに発光は全く生じない。更に交流電圧を印加する場合には、陽極が＋、陰極が−の状態になったときのみ発光する。なお、印加する交流の波形は任意でよい。

多色表示装置は、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。表示デバイス、ディスプレイにおいて、青、赤、緑発光の３種の有機ＥＬ素子を用いることによりフルカラーの表示が可能となる。

表示デバイス、ディスプレイとしては、テレビ、パソコン、モバイル機器、ＡＶ機器、文字放送表示、自動車内の情報表示等が挙げられる。特に静止画像や動画像を再生する表示装置として使用してもよく、動画再生用の表示装置として使用する場合の駆動方式は単純マトリクス（パッシブマトリクス）方式でもアクティブマトリクス方式でもどちらでもよい。

発光光源としては家庭用照明、車内照明、時計や液晶用のバックライト、看板広告、信号機、光記憶媒体の光源、電子写真複写機の光源、光通信処理機の光源、光センサーの光源等が挙げられるが、本発明はこれらに限定されない。

以下、本発明の有機ＥＬ素子を有する表示装置の一例を図面に基づいて説明する。

図１は有機ＥＬ素子から構成される表示装置の一例を示した模式図である。有機ＥＬ素子の発光により画像情報の表示を行う、例えば、携帯電話等のディスプレイの模式図である。

ディスプレイ１は複数の画素を有する表示部Ａ、画像情報に基づいて表示部Ａの画像走査を行う制御部Ｂ等からなる。

制御部Ｂは表示部Ａと電気的に接続され、複数の画素それぞれに外部からの画像情報に基づいて走査信号と画像データ信号を送り、走査信号により走査線毎の画素が画像データ信号に応じて順次発光して画像走査を行って画像情報を表示部Ａに表示する。

図２は表示部Ａの模式図である。

表示部Ａは基板上に、複数の走査線５及びデータ線６を含む配線部と複数の画素３等とを有する。表示部Ａの主要な部材の説明を以下に行う。

図においては、画素３の発光した光Ｌが白矢印方向（下方向）へ取り出される場合を示している。

配線部の走査線５及び複数のデータ線６はそれぞれ導電材料からなり、走査線５とデータ線６は格子状に直交して、直交する位置で画素３に接続している（詳細は図示していない）。画素３は走査線５から走査信号が印加されると、データ線６から画像データ信号を受け取り、受け取った画像データに応じて発光する。

発光の色が赤領域の画素、緑領域の画素、青領域の画素を適宜同一基板上に並置することによって、フルカラー表示が可能となる。

図７に有機ＥＬフルカラー表示装置の概略構成図を示した。

次に、画素の発光プロセスを説明する。

図３は画素の模式図である。

画素は有機ＥＬ素子１０、スイッチングトランジスタ１１、駆動トランジスタ１２、コンデンサ１３等を備えている。複数の画素に有機ＥＬ素子１０として、赤色、緑色、青色発光の有機ＥＬ素子を用い、これらを同一基板上に並置することでフルカラー表示を行うことができる。

図３において、制御部Ｂからデータ線６を介してスイッチングトランジスタ１１のドレインに画像データ信号が印加される。そして、制御部Ｂから走査線５を介してスイッチングトランジスタ１１のゲートに走査信号が印加されると、スイッチングトランジスタ１１の駆動がオンし、ドレインに印加された画像データ信号がコンデンサ１３と駆動トランジスタ１２のゲートに伝達される。

画像データ信号の伝達により、コンデンサ１３が画像データ信号の電位に応じて充電されるとともに、駆動トランジスタ１２の駆動がオンする。駆動トランジスタ１２は、ドレインが電源ライン７に接続され、ソースが有機ＥＬ素子１０の電極に接続されており、ゲートに印加された画像データ信号の電位に応じて電源ライン７から有機ＥＬ素子１０に電流が供給される。

制御部Ｂの順次走査により走査信号が次の走査線５に移ると、スイッチングトランジスタ１１の駆動がオフする。しかし、スイッチングトランジスタ１１の駆動がオフしてもコンデンサ１３は充電された画像データ信号の電位を保持するので、駆動トランジスタ１２の駆動はオン状態が保たれて、次の走査信号の印加が行われるまで有機ＥＬ素子１０の発光が継続する。順次走査により次に走査信号が印加されたとき、走査信号に同期した次の画像データ信号の電位に応じて駆動トランジスタ１２が駆動して有機ＥＬ素子１０が発光する。

即ち、有機ＥＬ素子１０の発光は、複数の画素それぞれの有機ＥＬ素子１０に対して、アクティブ素子であるスイッチングトランジスタ１１と駆動トランジスタ１２を設けて、複数の画素３それぞれの有機ＥＬ素子１０の発光を行っている。このような発光方法をアクティブマトリクス方式と呼んでいる。

ここで、有機ＥＬ素子１０の発光は複数の階調電位を持つ多値の画像データ信号による複数の階調の発光でもよいし、２値の画像データ信号による所定の発光量のオン、オフでもよい。また、コンデンサ１３の電位の保持は次の走査信号の印加まで継続して保持してもよいし、次の走査信号が印加される直前に放電させてもよい。

本発明においては、上述したアクティブマトリクス方式に限らず、走査信号が走査されたときのみデータ信号に応じて有機ＥＬ素子を発光させるパッシブマトリクス方式の発光駆動でもよい。

図４はパッシブマトリクス方式による表示装置の模式図である。図４において、複数の走査線５と複数の画像データ線６が画素３を挟んで対向して格子状に設けられている。

順次走査により走査線５の走査信号が印加されたとき、印加された走査線５に接続している画素３が画像データ信号に応じて発光する。

パッシブマトリクス方式では画素３にアクティブ素子が無く、製造コストの低減が計れる。

《照明装置》
本発明の照明装置について説明する。本発明の照明装置は上記有機ＥＬ素子を有する。

本発明の有機ＥＬ素子に共振器構造を持たせた有機ＥＬ素子として用いてもよく、このような共振器構造を有した有機ＥＬ素子の使用目的としては、光記憶媒体の光源、電子写真複写機の光源、光通信処理機の光源、光センサーの光源等が挙げられるが、これらに限定されない。また、レーザ発振をさせることにより上記用途に使用してもよい。

また、本発明の有機ＥＬ素子は照明用や露光光源のような一種のランプとして使用してもよいし、画像を投影するタイプのプロジェクション装置や、静止画像や動画像を直接視認するタイプの表示装置（ディスプレイ）として使用してもよい。

動画再生用の表示装置として使用する場合の駆動方式は、単純マトリクス（パッシブマトリクス）方式でもアクティブマトリクス方式でもどちらでもよい。又は、異なる発光色を有する本発明の有機ＥＬ素子を２種以上使用することにより、フルカラー表示装置を作製することが可能である。また本発明の有機ＥＬ材料は照明装置として、実質白色の発光を生じる有機ＥＬ素子に適用できる。複数の発光材料により複数の発光色を同時に発光させて混色により白色発光を得る。複数の発光色の組み合わせとしては、青色、緑色、赤色の３原色の３つの発光極大波長を含有させたものでもよいし、青色と黄色、青緑と橙色等の補色の関係を利用した２つの発光極大波長を含有したものでもよい。

また複数の発光色を得るための発光材料の組み合わせは、複数のリン光又は蛍光で発光する材料を複数組み合わせたもの、蛍光又はリン光で発光する発光材料と、発光材料からの光を励起光として発光する色素材料との組み合わせたもののいずれでもよいが、本発明に係る白色有機ＥＬ素子においては、発光ドーパントを複数組み合わせ混合するだけでよい。

発光層、正孔輸送層あるいは電子輸送層等の形成時のみマスクを設け、マスクにより塗り分ける等単純に配置するだけでよく、他層は共通であるのでマスク等のパターニングは不要であり、一面に蒸着法、キャスト法、スピンコート法、インクジェット法、印刷法等で例えば電極膜を形成でき、生産性も向上する。

この方法によれば、複数色の発光素子をアレー状に並列配置した白色有機ＥＬ装置と異なり、素子自体が発光白色である。

発光層に用いる発光材料としては特に制限はなく、例えば、液晶表示素子におけるバックライトであれば、ＣＦ（カラーフィルター）特性に対応した波長範囲に適合するように、本発明に係る金属錯体、また公知の発光材料の中から任意のものを選択して組み合わせて白色化すればよい。

《本発明の照明装置の一態様》
本発明の有機ＥＬ素子を具備した、本発明の照明装置の一態様について説明する。

本発明の有機ＥＬ素子の非発光面をガラスケースで覆い、厚み３００μｍのガラス基板を封止用基板として用いて、周囲にシール材として、エポキシ系光硬化型接着剤（東亞合成社製ラックストラックＬＣ０６２９Ｂ）を適用し、これを陰極上に重ねて透明支持基板と密着させ、ガラス基板側からＵＶ光を照射して、硬化させて、封止し、図５、図６に示すような照明装置を形成することができる。

図５は、照明装置２１０の概略図を示し、本発明の有機ＥＬ素子２０１はガラスカバー２０２で覆われている（なお、ガラスカバーでの封止作業は、有機ＥＬ素子２０１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）で行った。）。

図６は、照明装置２１０の断面図を示し、図６において、２０５は陰極、２０６は有機ＥＬ層、２０７は透明電極付きガラス基板を示す。なお、ガラスカバー２０２内には窒素ガス２０８が充填され、捕水剤２０９が設けられている。

図７は、インクジェット法によるフルカラー表示装置の作製工程の一例を示す模式図である。図７において、ＩＴＯ電極１０２を形成したガラス基板１０１上に、非感光性ポリイミドの隔壁１０３をフォトリソグラフィーで形成させた。この隔壁内にインクジェットヘッド（エプソン社製；ＭＪ８００Ｃ）を用いて吐出注入した。ＩＴＯ電極１０２上に膜厚２０ｎｍの第１正孔輸送層１０４を作製した。次いで、膜厚２０ｎｍの第２正孔輸送層、膜厚４０ｎｍの発光層、膜厚３０ｎｍの電子輸送層からなる発光ユニット１０５を順次積層した。発光ユニット形成後、真空蒸着法により陰極バッファー層／陰極１０６を成膜し、有機ＥＬ素子を作製した。

上記のようにして、インクジェット方式を用いて各発光層を形成して作製した有機ＥＬ素子は、それぞれの電極に電圧を印加することにより各々青色、緑色、赤色の発光を示し、フルカラー表示装置として利用できることがわかった。なお、図中の発光ユニット１０５は、前記発光ユニットを構成する発光層中に赤色発光材料を含有させた発光ユニット１０５Ｒ、緑色発光材料を含有させた発光ユニット１０５Ｇ、青色発光材料を含有させた発光ユニット１０５Ｂと区別表記した。

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の製造方法〉
陽極として１００ｍｍ×１００ｍｍ×１．１ｍｍのガラス基板上にＩＴＯ（インジウムチンオキシド）を１００ｎｍ成膜した基板（ＮＨテクノグラス製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。次に、後述の各材料をモリブデン製又はタングステン製の蒸着用ボートに詰め、真空蒸着装置内に前述の透明電極を形成したガラス基板と共にセットし、真空度が１×１０^−４Ｐａ以下となったところで、以下のように順次成膜を行った。

最初に２層から成る電荷発生層を形成した。先ず第１層目として、ジピラジノ［２，３−ｆ：２′，３′−ｈ］キノキサリン−２，３，６，７，１０，１１−ヘキサカルボニトリル（ＨＡＴ）を蒸着速度０．１ｎｍ／秒の速度で、２０ｎｍ蒸着し、さらに電荷発生層の第２層目として、有機金属錯体Ｄ−４を蒸着速度０．０１ｎｍ／秒の速度で、５ｎｍ蒸着した。次に、ＯＣ−９を蒸着速度０．１ｎｍ／秒の速度でとＤ−１を蒸着速度０．０１ｎｍ／秒の速度で蒸着し、４０ｎｍの発光層、ＯＣ−１０を蒸着速度０．１ｎｍ／秒の速度で蒸着し、３０ｎｍ電子輸送層を設けた。次いで、電子注入層としてフッ化ナトリウム１．０ｎｍ、陰極としてアルミニウム１１０ｎｍを蒸着し、有機ＥＬ素子１−１を製造した。

〈有機ＥＬ素子１−２の製造方法〉
陽極として１００ｍｍ×１００ｍｍ×１．１ｍｍのガラス基板上にＩＴＯ（インジウムチンオキシド）を１００ｎｍ成膜した基板（ＮＨテクノグラス製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。次に、後述の各材料をモリブデン製又はタングステン製の蒸着用ボートに詰め、真空蒸着装置内に前述の透明電極を形成したガラス基板と共にセットし、真空度が１×１０^−４Ｐａ以下となったところで、以下のように順次成膜を行った。

最初に２層から成る電荷発生層を形成した。先ず第１層目として、ＨＡＴを蒸着速度０．１ｎｍ／秒の速度で、２０ｎｍ蒸着し、さらに電荷発生層の第２層目として、Ｎ，Ｎ′−ジ（１−ナフチル）−Ｎ，Ｎ′−ジフェニルベンジジン（α−ＮＰＤ）を蒸着速度０．１ｎｍ／秒の速度で、２０ｎｍ蒸着した。次に、ＯＣ−９を蒸着速度０．１ｎｍ／秒の速度でとＤ−１を蒸着速度０．０１ｎｍ／秒の速度で蒸着し、４０ｎｍの発光層、ＯＣ−１０を蒸着速度０．１ｎｍ／秒の速度で蒸着し、３０ｎｍ電子輸送層を設けた。次いで、電子注入層としてフッ化ナトリウム１．０ｎｍ、陰極としてアルミニウム１１０ｎｍを蒸着し、有機ＥＬ素子１−２を製造した。

〈有機ＥＬ素子１−３の製造方法〉
陽極として１００ｍｍ×１００ｍｍ×１．１ｍｍのガラス基板上にＩＴＯ（インジウムチンオキシド）を１００ｎｍ成膜した基板（ＮＨテクノグラス製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。次に、後述の各材料をモリブデン製又はタングステン製の蒸着用ボートに詰め、真空蒸着装置内に前述の透明電極を形成したガラス基板と共にセットし、真空度が１×１０^−４Ｐａ以下となったところで、以下のように順次成膜を行った。

先ず、銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）を蒸着速度０．１ｎｍ／秒の速度で、１０ｎｍ蒸着し、第１の正孔輸送層を形成した。次にこの第１正孔輸送層上に、有機金属錯体Ｄ−４を蒸着速度０．０１ｎｍ／秒の速度で、１０ｎｍ蒸着し、第２の正孔輸送層を形成した。

次に、この第２正孔輸送層上にＯＣ−９を蒸着速度０．１ｎｍ／秒の速度でとＤ−１を蒸着速度０．０１ｎｍ／秒の速度で蒸着し、４０ｎｍの発光層、ＯＣ−１０を蒸着速度０．１ｎｍ／秒の速度で蒸着し、３０ｎｍ電子輸送層を設けた。次いで、電子注入層としてフッ化ナトリウム１．０ｎｍ、陰極としてアルミニウム１１０ｎｍを蒸着し、有機ＥＬ素子１−３を製造した。

〈有機ＥＬ素子１−４の製造方法〉
陽極として１００ｍｍ×１００ｍｍ×１．１ｍｍのガラス基板上にＩＴＯ（インジウムチンオキシド）を１００ｎｍ成膜した基板（ＮＨテクノグラス製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。次に、後述の各材料をモリブデン製又はタングステン製の蒸着用ボートに詰め、真空蒸着装置内に前述の透明電極を形成したガラス基板と共にセットし、真空度が１×１０^−４Ｐａ以下となったところで、以下のように順次成膜を行った。

先ず、銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）を蒸着速度０．１ｎｍ／秒の速度で、１０ｎｍ蒸着し、第１の正孔輸送層を形成した。次にこの第１正孔輸送層上にα−ＮＰＤを蒸着速度０．１ｎｍ／秒の速度で、２０ｎｍ蒸着し、第２の正孔輸送層を形成した。

次に、この第２正孔輸送層上にＯＣ−９を蒸着速度０．１ｎｍ／秒の速度でとＤ−１を蒸着速度０．０１ｎｍ／秒の速度で蒸着し、４０ｎｍの発光層、ＯＣ−１０を蒸着速度０．１ｎｍ／秒の速度で蒸着し、３０ｎｍ電子輸送層を設けた。次いで、電子注入層としてフッ化ナトリウム１．０ｎｍ、陰極としてアルミニウム１１０ｎｍを蒸着し、有機ＥＬ素子１−４を製造した。

《有機ＥＬ素子１−１〜１−４の評価》
得られた有機ＥＬ素子１−１〜１−４を評価するに際しては、作製後の各有機ＥＬ素子の非発光面をガラスケースで覆い、厚み３００μｍのガラス基板を封止用基板として用いて、周囲にシール材として、エポキシ系光硬化型接着剤（東亞合成製ラックストラックＬＣ０６２９Ｂ）を適用し、これを上記陰極上に重ねて前記透明支持基板と密着させ、ガラス基板側からＵＶ光を照射して、硬化させて、封止して、図５、図６に示すような照明装置を作製して評価した。

《駆動電圧》
２３℃、乾燥窒素ガス雰囲気下で発光開始の電圧を測定した。なお、発光開始の電圧は、輝度５０ｃｄ／ｍ^２以上となったときの電圧値を測定した。輝度の測定には分光放射輝度計ＣＳ−１０００（コニカミノルタセンシング製）を用いた。

《駆動電圧の上昇度》
２３℃、乾燥窒素ガス雰囲気下で２５ｍＡ／ｃｍ^２定電流を印加した時、初期の駆動電圧Ｖ_０、１００時間駆動後の駆動電圧をＶ_１００とし、Ｖ_１００−Ｖ_０を駆動電圧の上昇度として評価した。

《発光寿命》
２３℃、乾燥窒素ガス雰囲気下で２．５ｍＡ／ｃｍ^２の一定電流で駆動したときに、輝度が発光開始直後の輝度（初期輝度）の半分に低下するのに要した時間を測定し、これを半減寿命時間（τ０．５）として寿命の指標とした。なお、測定には同様に分光放射輝度計ＣＳ−１０００（コニカミノルタセンシング製）を用いた。

有機ＥＬ素子１−１〜１−４の結果は、有機ＥＬ素子１−４を１００とした時の相対評価を行った結果を表１に示す。

上記結果から明らかな様に、本発明の素子（有機ＥＬ素子１−１）では、駆動電圧変化を抑制でき、その効果は明らかである。

よく知られたトリアリールアミン系の正孔輸送材料を用いた場合（有機ＥＬ素子１−２、１−４）では、発光層での再結合から漏れた電子の正孔輸送層への注入により、トリアリールアミン系の正孔輸送材料の劣化が課題となり、本発明の素子に比べ駆動電圧変化が大きくなったと予想される。

また、発光層に隣接する形で電荷発生層を設置することで、本発明の素子（有機ＥＬ素子１−１）では従来の正孔注入材料に比べ、駆動電圧の低下を達成することができた。これは、発光層に隣接する位置で、電荷を発生させることにより、陽極と発光層間の注入障壁が、有機金属錯体層と発光層間の注入障壁の一点だけに集約されることによる。結果として、障壁による素子の劣化を抑制可能となり、長寿命化を併せて達成できた。しかしながら、従来のように電荷発生層にトリアリールアミン系材料を用いた場合（有機ＥＬ素子１−２）は、界面で必ず発生する電子の影響で、前述と同様に界面劣化が課題となり、長寿命化への効果は相対的に乏しく、本発明の有用性が明らかである。

一方、有機金属錯体を正孔輸送材料に用いた場合（有機ＥＬ素子１−３）では、発光層に隣接する位置でトリアリールアミン系材料を使用しないことにより、耐電子性が増加するものの、銅フタロシアニンとの間で電荷発生能を持たないため、陽極と発光層間の注入障壁は、相対的に本発明より増大する。従って、駆動電圧変化における効果は相対的に乏しく、本発明の有用性が明らかである。

実施例２（電子引抜材料比較）
〈有機ＥＬ素子２−５の製造方法〉
陽極として１００ｍｍ×１００ｍｍ×１．１ｍｍのガラス基板上にＩＴＯ（インジウムチンオキシド）を１００ｎｍ成膜した基板（ＮＨテクノグラス製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。

次に、後述の各材料をモリブデン製又はタングステン製の蒸着用ボートに詰め、真空蒸着装置内に前述の透明電極を形成したガラス基板と共にセットし、真空度が１×１０^−４Ｐａ以下となったところで、以下のように順次成膜を行った。

最初に２層から成る電荷発生層を形成した。先ず第１層目として、ＨＡＴを蒸着速度０．１ｎｍ／秒の速度で、２０ｎｍ蒸着し、さらに電荷発生層の第２層目として、有機金属錯体Ｄ−１を蒸着速度０．０１ｎｍ／秒の速度で、５ｎｍ蒸着した。次に、ＯＣ−１３を蒸着速度０．１ｎｍ／秒の速度でとＤ−１を蒸着速度０．０２ｎｍ／秒の速度で蒸着し、８０ｎｍの発光層、ＯＣ−１０３を蒸着速度０．１ｎｍ／秒の速度で蒸着し、３０ｎｍ電子輸送層を設けた。次いで、電子注入層としてフッ化ナトリウム１．０ｎｍ、陰極としてアルミニウム１１０ｎｍを蒸着し、有機ＥＬ素子２−５を製造した。

有機ＥＬ素子２−５で用いたＨＡＴを表２の電子引抜層材料に変更した以外は全く同様にして有機ＥＬ素子２−１〜２−４を製造した。また、電荷発生層を構成する材料として、有機ＥＬ素子２−５で用いた電子引抜層材料を非電子引抜層材料である酸化モリブデンに置き換えた有機ＥＬ素子２−６、及び電荷発生層を有さない有機ＥＬ素子２−７を製造した。有機ＥＬ素子２−１〜２−７の評価は、有機ＥＬ素子２−７を１００とした時の相対評価で行った。結果を表２に示す。

上記有機ＥＬ素子２−１〜２−４の作製で用いた電子引抜材の構造式を以下に示す。

表２の結果より、電荷発生層を構成する１層に電子引抜層を設けることで、駆動電圧の上昇を抑制できていることが明らかである（有機ＥＬ素子２−１〜２−５）特に、電子引抜材料のＬＵＭＯが−３．０以下の場合でその効果が顕著になることがわかった。

実施例３（錯体のＨＯＭＯ準位との関係比較）
〈有機ＥＬ素子３−１の製造方法〉
陽極として１００ｍｍ×１００ｍｍ×１．１ｍｍのガラス基板上にＩＴＯ（インジウムチンオキシド）を１００ｎｍ成膜した基板（ＮＨテクノグラス製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。次に、後述の各材料をモリブデン製又はタングステン製の蒸着用ボートに詰め、真空蒸着装置内に前述の透明電極を形成したガラス基板と共にセットし、真空度が１×１０^−４Ｐａ以下となったところで、以下のように順次成膜を行った。

最初に２層から成る電荷発生層を形成した。先ず第１層目として、ＨＡＴを蒸着速度０．１ｎｍ／秒の速度で、２０ｎｍ蒸着し、さらに電荷発生層の第２層目として、有機金属錯体Ｄ−１５を蒸着速度０．０１ｎｍ／秒の速度で、５ｎｍ蒸着した。次に、ＯＣ−９を蒸着速度０．１ｎｍ／秒の速度でとＤ−２を蒸着速度０．０１ｎｍ／秒の速度で蒸着し、８０ｎｍの発光層、ＯＣ−１０３を蒸着速度０．１ｎｍ／秒の速度で蒸着し、３０ｎｍ電子輸送層を設けた。次いで、電子注入層としてフッ化ナトリウム１．０ｎｍ、陰極としてアルミニウム１１０ｎｍを蒸着し、有機ＥＬ素子３−１を製造した。

有機ＥＬ素子３−１で用いた有機金属錯体Ｄ−１５を表３の有機金属錯体に変更した以外は全く同様にして有機ＥＬ素子３−２〜３−８を製造した。有機ＥＬ素子３−１〜３−８の評価は、有機ＥＬ素子３−８を１００とした時の相対評価で行った。結果を表３に示す。

表３から明らかなように、電荷発生層を形成する隣り合う電子引抜層のＬＵＭＯ準位と有機金属錯体層のＨＯＭＯ準位の差が、駆動電圧の上昇度に対して顕著な効果をもたらすことがわかった。特に本発明の効果最大限に活かすには、前述の差の絶対値が１．０ｅＶ以下の場合これが顕著になり、更には０．５ｅＶ以下になることが好ましいことが明らかである。一方で、有機ＥＬ素子３−１で用いた有機金属錯体材料を非リン光発光性有機金属錯体ＮＤ−１に変更した有機ＥＬ素子３−７を作製したところ、他の有機金属錯体と同様の傾向が認められた。

有機ＥＬ素子３−１で用いた電子引抜層及び有機金属錯体材料を表４の材料に置き換えた以外は全く同様にして有機ＥＬ素子３−９〜３−１１を作製したところ、電子引抜材料のＬＵＭＯ準位を変更しても先ほどと同じ傾向が認められた。このことからも、電荷発生層を形成する隣り合う電子引抜層のＬＵＭＯ準位と有機金属錯体層のＨＯＭＯ準位の差が、本発明の重要なファクターとなっていることが伺える結果である。

実施例４
〈有機ＥＬ素子４−１の製造方法〉
陽極として１００ｍｍ×１００ｍｍ×１．１ｍｍのガラス基板上にＩＴＯ（インジウムチンオキシド）を１００ｎｍ成膜した基板（ＮＨテクノグラス製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。次に、後述の各材料をモリブデン製又はタングステン製の蒸着用ボートに詰め、真空蒸着装置内に前述の透明電極を形成したガラス基板と共にセットし、真空度が１×１０^−４Ｐａ以下となったところで、以下のように順次成膜を行った。

最初に２層から成る電荷発生層を形成した。先ず第１層目として、ＨＡＴを蒸着速度０．１ｎｍ／秒の速度で、２０ｎｍ蒸着し、さらに電荷発生層の第２層目として、有機金属錯体Ｄ−４を蒸着速度０．０１ｎｍ／秒の速度で、１０ｎｍ蒸着した。次に、ＯＣ−１６を蒸着速度０．１ｎｍ／秒の速度でとＤ−１６を蒸着速度０．０１ｎｍ／秒の速度で蒸着し、８０ｎｍの発光層、ＯＣ−１０を蒸着速度０．１ｎｍ／秒の速度で蒸着し、３０ｎｍ電子輸送層を設けた。次いで、電子注入層としてフッ化ナトリウム１．０ｎｍ、陰極としてアルミニウム１１０ｎｍを蒸着し、有機ＥＬ素子４−１を製造した。

有機ＥＬ素子４−１で用いた有機金属錯体Ｄ−４を表５の有機金属錯体に変更した以外は全く同様にして有機ＥＬ素子４−２〜４−４を製造した。有機ＥＬ素子４−１〜４−４の評価は、有機ＥＬ素子４−４を１００とした時の相対評価で行った。結果を表５に示す。

表５の結果から明らかなように、発光ドーパントのＨＯＭＯ準位と有機金属錯体のＨＯＭＯ準位の差の絶対値が小さい程、特に１．０ｅＶ以下の場合、特に顕著な結果が認められた。

また、有機ＥＬ素子４−１で用いた有機金属錯体Ｄ−４を表６の電子引抜層材料及び発光ドーパント材料に変更した以外は全く同様にして有機ＥＬ素子４−５〜４−１２を製造した。有機ＥＬ素子４−５〜４−１２の評価は、有機ＥＬ素子４−１２を１００とした時の相対評価で行った。結果を表６に示す。

表６の結果も、前述の有機ＥＬ素子４−１〜４−４の結果と同傾向で、発光ドーパントのＨＯＭＯ準位と有機金属錯体のＨＯＭＯ準位の差の絶対値が小さい程効果が大きいことが明らかである。また、絶対値の差が０場合でも、電荷発生層を構成する有機金属錯体層と発光層中の発光ドーパント材料が同一のほうが、本発明の効果を最大限活かすことができることが明らかである。

実施例５
《フルカラー表示装置の作製》
（青色発光有機ＥＬ素子）
実施例４で作製した有機ＥＬ素子４−１１を用いた。

（緑色発光有機ＥＬ素子）
緑色発光有機ＥＬ素子として、実施例４で作製した有機ＥＬ素子４−５の作製において、発光ドーパントに用いたＤ−１をＤ−１５に変更した以外は同様にして、緑色発光有機ＥＬ素子４−５Ｇを作製した。

（赤色発光有機ＥＬ素子）
実施例４で作製した有機ＥＬ素子４−５の作製において、Ｄ−１をＤ−２１に変更した以外は同様にして、赤色発光有機ＥＬ素子４−５Ｒを作製した。

上記の赤色、緑色及び青色の各発光有機ＥＬ素子を、同一基板上に並置し、図１に記載の形態を有するアクティブマトリクス方式フルカラー表示装置を作製し、図２には、作製した前記表示装置の表示部Ａの模式図のみを示した。すなわち、同一基板上に、複数の走査線５及びデータ線６を含む配線部と、並置した複数の画素３（発光の色が赤領域の画素、緑領域の画素、青領域の画素等）とを有し、配線部の走査線５及び複数のデータ線６はそれぞれ導電材料からなり、走査線５とデータ線６は格子状に直交して、直交する位置で画素３に接続している（詳細は図示せず）。前記複数の画素３は、それぞれの発光色に対応した有機ＥＬ素子、アクティブ素子であるスイッチングトランジスタと駆動トランジスタそれぞれが設けられたアクティブマトリクス方式で駆動されており、走査線５から走査信号が印加されると、データ線６から画像データ信号を受け取り、受け取った画像データに応じて発光する。このように各赤、緑、青の画素を適宜、並置することによって、フルカラー表示装置を作製した。

該フルカラー表示装置を駆動することにより、発光効率が高い発光寿命の長いフルカラー動画表示が得られることを確認することができた。

実施例６
《白色発光照明装置の作製》
実施例４で作製した有機ＥＬ素子４−１１の作製において、Ｄ−１をＤ−１、Ｄ−１５、Ｄ−２１に変更した以外は同様して、白色発光有機ＥＬ素子４−１１Ｗを作製した。得られた有機ＥＬ素子４−１１Ｗを、非発光面をガラスケースで覆い、照明装置とした。照明装置は、発光効率が高く発光寿命の長い白色光を発する薄型の照明装置として使用することができた。

１ ディスプレイ
３ 画素
５ 走査線
６ データ線
７ 電源ライン
１０ 有機ＥＬ素子
１１ スイッチングトランジスタ
１２ 駆動トランジスタ
１３ コンデンサ
Ａ 表示部
Ｂ 制御部
２０１ 有機ＥＬ素子
２０２ ガラスカバー
２０５ 陰極
２０６ 有機ＥＬ層
２０７ 透明電極付きガラス基板
２０８ 窒素ガス
２０９ 捕水剤
２１０ 照明装置
１０１ ガラス基板
１０２ ＩＴＯ透明電極
１０３ 隔壁
１０４ 正孔注入層
１０５Ｂ、１０５Ｇ、１０５Ｒ 発光層

Claims (10)

1. 陽極と陰極の間に、有機化合物層が挟持されてなる有機エレクトロルミネッセンス素子であって、前記有機化合物層は、少なくとも発光層と電荷発生層とを含むものであり、
   （１）前記陽極と前記発光層の間に、少なくとも１層から成る電荷発生層を有し、
   （２）前記電荷発生層が、少なくとも電子引抜材料を含有する層と下記一般式（１）で表される有機金属錯体を含有する層とを有し、
   （３）前記一般式（１）で表される有機金属錯体を含有する層が、前記発光層に隣接してい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。
   

   

   （式中、Ｐ及びＱは、各々独立に炭素原子又は窒素原子を表し、Ａ１はＰ−Ｃと共に芳香族炭化水素環又は芳香族複素環を形成する原子群を表す。Ａ２はＱ−Ｎと共に芳香族炭化水素環又は芳香族複素環を形成する原子群を表す。Ｐ１−Ｌ１−Ｐ２は２座の配位子を表し、Ｐ１、Ｐ２は各々独立に炭素原子、窒素原子又は酸素原子を表す。Ｌ１はＰ１、Ｐ２と共に２座の配位子を形成する原子群を表す。ｒは１〜３の整数を表し、ｓは０〜２の整数を表すが、ｒ＋ｓは２又は３である。Ｍ１は元素周期表における８〜１０族の金属元素を表す。）
2. 前記電子引抜材料のＬＵＭＯ値が、−６．０〜−３．０ｅＶ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。
3. 前記電子引抜材料のＬＵＭＯ値と前記電子引抜材料を含有する層に隣接する層に含有される有機金属錯体のＨＯＭＯ値の差の絶対値が、０．０ｅＶ以上１．０ｅＶ以下であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
4. 前記発光層に、下記一般式（２）で表されるリン光発光性材料を含有す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。
   

   

   （式中、Ｒ及びＳは、各々独立に炭素原子又は窒素原子を表し、Ａ３はＲ−Ｃと共に芳香族炭化水素環又は芳香族複素環を形成する原子群を表す。Ａ４はＳ−Ｎと共に芳香族炭化水素環又は芳香族複素環を形成する原子群を表す。Ｐ３−Ｌ２−Ｐ４は２座の配位子を表し、Ｐ３、Ｐ４は各々独立に炭素原子、窒素原子又は酸素原子を表す。Ｌ２はＰ３、Ｐ４と共に２座の配位子を形成する原子群を表す。ｒは１〜３の整数を表し、ｓは０〜２の整数を表すが、ｒ＋ｓは２又は３である。Ｍ２は元素周期表における８〜１０族の金属元素を表す。）
5. 前記発光層は有機金属錯体を含有し、前記電荷発生層を構成する有機金属錯体と前記発光層が含有する有機金属錯体が、同一であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
6. 前記電子引抜材料のＬＵＭＯ値の絶対値が、４．６ｅＶ未満であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
7. 前記発光層がリン光発光性材料を含有し、かつ前記リン光発光性材料のＨＯＭＯ値と前記一般式（１）で表される有機金属錯体のＨＯＭＯ値の差の絶対値が、１．０ｅＶ以下であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
8. 白色に発光することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
9. 請求項１〜８のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えたことを特徴とする照明装置。
10. 請求項１〜８のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えたことを特徴とする表示装置。

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